TWI434782B - Railway vehicle body tilting device - Google Patents

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TWI434782B
TWI434782B TW100135460A TW100135460A TWI434782B TW I434782 B TWI434782 B TW I434782B TW 100135460 A TW100135460 A TW 100135460A TW 100135460 A TW100135460 A TW 100135460A TW I434782 B TWI434782 B TW I434782B
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Hiroshi Shinmura
Tetsuya Hayashi
Takeyoshi Mihara
Naohide Kamikawa
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Nippon Sharyo Ltd
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Description

鐵道車輛的車體傾斜裝置
本發明係有關於一種在左右一對空氣彈簧間，藉交換壓縮空氣，控制車體傾斜之鐵道車輛的車體傾斜裝置。
鐵道車輛係車體搭載於平板推車上以行走。此時，在車體與平板推車間配置有吸收震動之空氣彈簧，藉調節空氣彈簧內之空氣量，可調節車體之高度及傾斜。在下述專利文獻1中，藉切換控制閥，供排氣壓縮空氣到左右一對空氣彈簧，壓縮空氣自一邊之空氣彈簧被排出，而且被供給到另一邊之空氣彈簧。如此一來，藉強制性改變左右空氣彈簧之高度，車體會傾斜，彌補曲線行走時之軌道面高低差不足，能提高乘坐之舒適度。
又，在下述專利文獻2中，開示有彌補軌道面高低差不足之鐵道車輛的車體傾斜裝置。尤其，係在左右空氣彈簧間進行交換壓縮空氣之構造。第9圖係概念性表示具備先前車體傾斜裝置之鐵道車輛之圖面，表示曲線行走時之狀態。又，第10圖係表示先前車體傾斜控制裝置之概念圖。在左右空氣彈簧101,102間配置有空氣幫浦105，分別藉配管106連接。在空氣幫浦105使用流速與流量藉旋轉速度與轉速幾乎主要被決定，而且可逆轉可變速旋轉之魯式型。
鐵道車輛當行走軌道面高低差不足之曲線部時，驅動第10圖所示空氣幫浦105之可逆轉可變速馬達111藉控制裝置112控制。因此，曲線內側之空氣彈簧101藉空氣幫浦105，壓縮空氣被送入曲線外側之空氣彈簧102。如第9圖所示，曲線內側之空氣彈簧101變低，另外，曲線外側之空氣彈簧102變高，能防止行走曲線時由離心力所產生之車體110傾斜。
【先行技術文獻】 【專利文獻】
【專利文獻1】日本專利第3814237號公報
【專利文獻2】日本專利第2635603號公報
而且，在上述專利文獻1開示之車體傾斜裝置中，在調節空氣彈簧之高度時，膨脹伸長空氣彈簧之壓縮空氣，藉搭載於車體之空壓機儲存在主槽體，自主槽體供給壓縮空氣。另外，當收縮空氣彈簧時，如此供給之壓縮空氣被排出到大氣。因此，在山間等連續彎路區間，空氣彈簧高度調節次數很多，所以壓縮空氣消耗量變多。先前之車體傾斜裝置係使用大容量空壓機或空氣槽體，或者，設置複數小容量者，使得壓縮空氣之壓力不會降低。這種構造係組裝空壓機或空氣槽體之車體下方空間狹小，所以，安裝很困難，此外有初期成本或維修成本增加之問題。
為解決這種問題，有考慮減少壓縮空氣消耗量之方法。在此，如記載於上述專利文獻2者，當使用在左右空氣彈簧101,102間，交換壓縮空氣之構造時，能減少壓縮空氣無端排出到大氣之浪費。但是，在上述專利文獻2之車體傾斜裝置中，幫浦無法在無負載時怠速，所以，施加過度負載在幫浦，實際上之驅動很困難。又，車體傾斜如果不對應行走位置以嚴密進行，反而乘坐舒適感會降低，但是，在車體傾斜動作直結在幫浦驅動之構造中，即使欲驅動，但是幫浦之控制顯著很困難，而很難實現。
本發明係為解決上述課題而研發出者，其目的在於提供一種不使幫浦過度運轉，在左右一對空氣彈簧間，藉交換壓縮空氣，控制車體傾斜之鐵道車輛的車體傾斜裝置。
本發明一態樣之鐵道車輛的車體傾斜裝置，係在配置於車體與平板推車間之左右一對空氣彈簧間，藉交換壓縮空氣，伸縮前述左右一對空氣彈簧，以控制前述車體之傾斜，其特徵在於具有：一個或兩個傾斜用控制閥，連接在前述一對空氣彈簧間；傾斜用幫浦，透過前述傾斜用控制閥，連接在前述左右一對空氣彈簧間；以及控制裝置，用於控制前述傾斜用控制閥及前述傾斜用幫浦；前述一個或兩個傾斜用控制閥係構成回流前述傾斜用幫浦送出之壓縮空氣之環狀流路者，前述控制裝置在控制前述車體傾斜前，事先驅動前述傾斜用幫浦，藉在前述環狀流路內回流壓縮空氣，事先做出輸送準備狀態，以既定時序切換前述傾斜用控制閥，自前述左右一對空氣彈簧一者，輸送壓縮空氣至另一者。
在上述鐵道車輛的車體傾斜裝置中，最好前述控制裝置連續性或間歇性驅動前述傾斜用幫浦，以做出前述輸送準備狀態。
在上述鐵道車輛的車體傾斜裝置中，最好前述傾斜用控制閥係一個四口電磁閥，其具有自前述左右一對空氣彈簧左側輸送壓縮空氣至右側之連接模式、自前述左右一對空氣彈簧右側輸送壓縮空氣至左側之連接模式、及遮斷前述左右一對空氣彈簧間之同時，構成前述環狀流路之連接模式。
上述鐵道車輛的車體傾斜裝置中，最好前述傾斜用控制閥係兩個三口電磁閥，其具有自前述左右一對空氣彈簧左側輸送壓縮空氣至右側之連接模式、自前述左右一對空氣彈簧右側輸送壓縮空氣至左側之連接模式、以及遮斷前述左右一對空氣彈簧間之同時，構成前述環狀流路之連接模式。
本發明另一態樣之鐵道車輛的車體傾斜裝置，係在配置於車體與平板推車間之左右一對空氣彈簧間，藉交換壓縮空氣，伸縮前述左右一對空氣彈簧，以控制前述車體之傾斜，其特徵在於具有：一個或兩個傾斜用控制閥，連接在前述一對空氣彈簧間；傾斜用幫浦，透過前述傾斜用控制閥，連接在前述左右一對空氣彈簧間；以及控制裝置，用於控制前述傾斜用控制閥及前述傾斜用幫浦；在前述傾斜用控制閥與前述傾斜用幫浦之間，在連接兩者之下游管設有低壓側槽體，又，在連接兩者之上游管設有高壓側槽體，前述控制裝置在控制前述車體傾斜前，事先驅動前述傾斜用幫浦，做出在前述低壓側槽體與前述高壓側槽體間產生壓力差之輸送準備狀態，以既定時序切換前述傾斜用控制閥，自前述高壓側槽體送入壓縮空氣往左右一對空氣彈簧之一者，自另一空氣彈簧吸入壓縮空氣到前述低壓側槽體。
在上述鐵道車輛的車體傾斜裝置中，最好在前述高壓側槽體設有壓力偵知器，前述控制裝置依據前述壓力偵知器之檢出值，控制前述傾斜用幫浦。
在上述鐵道車輛的車體傾斜裝置中，最好前述傾斜用控制閥係一個四口電磁閥，其具有自前述左右一對空氣彈簧左側輸送壓縮空氣至右側之連接模式、自前述左右一對空氣彈簧右側輸送壓縮空氣至左側之連接模式、以及遮斷前述左右一對空氣彈簧間及前述傾斜用幫浦與前述左右一對空氣彈簧間之連接模式。
在上述鐵道車輛的車體傾斜裝置中，最好其具有：高度控制閥，對於前述左右一對空氣彈簧分別設置；鏈接機構，轉換連結在平板推車側之高度調節棒上下方向位移，成為固定在車體側之前述高度調節棒閥棒之旋轉；以及高度調節機構，具有位於前述鏈接機構內，施加旋轉在前述閥棒之致動器；前述控制裝置自前述左右一對空氣彈簧一者，輸送壓縮空氣至另一者，同時以既定時序驅動前述致動器，透過前述高度控制閥，供排氣壓縮空氣到前述左右一對空氣彈簧。
在上述鐵道車輛的車體傾斜裝置中，最好前述致動器係與前述高度調節棒同軸一體成形之氣壓缸。
在上述鐵道車輛的車體傾斜裝置中，最好前述致動器係旋轉前述閥棒之旋轉螺線管。
當使用本發明時，在控制車體傾斜前，事先驅動傾斜用幫浦，藉在環狀流路內回流壓縮空氣，事先做出輸送準備狀態，或者，事先驅動傾斜用幫浦，做出在前述低壓側槽體與前述高壓側槽體間產生壓力差之輸送準備狀態，所以，在左右一對空氣彈簧間，進行使用傾斜用幫浦之壓縮空氣交換，能傾斜車體。所以，能減少到目前為止排出到大氣部分之壓縮空氣消耗，無須大型化空壓機或主槽體，或者，設置複數個空壓機或主槽體，能抑制初期成本或維修成本。又，能減少由空壓機所做之壓縮空氣製作，能量效率也變好。
接著，針對本發明之鐵道車輛的車體傾斜裝置，一邊參照圖面一邊說明其實施形態如下。第1圖係表示車體傾斜裝置一實施形態之示意圖。鐵道車輛係車體1透過左右空氣彈簧3L,3R搭載於平板推車2上。本實施形態之車體傾斜裝置係左右空氣彈簧3L,3R成對稱構造。因此，在圖面及以下說明中，當在數字後添加「L」則表示配置於左側者，當在數字後添加「R」則表示配置於右側者。
在空氣彈簧3L,3R設有藉高度調節棒4L,4R或高度控制閥5L,5R等構成之高度調節機構。其係為彌補軌道面高低差不足而傾斜車體之外，對於負載變動，保持車體高度為一定者，對空氣彈簧3L,3R供排氣壓縮空氣，進行空氣彈簧3L,3R高度調節者。高度調節棒4L,4R在上方同軸設有作為致動器之高度調整用壓缸6L,6R。高度調整用壓缸6L,6R藉壓縮空氣伸展，藉彈簧彈力收縮，在尖端連結有槓桿9L,9R。
第2圖係表示自高度調整用壓缸6R往高度控制閥5R之連結部份俯視圖。在此，雖然僅表示第1圖右側構成，但是，左側也是同樣構成。高度控制閥5R係三口切換閥，操作各口切換之閥棒8R係成突出狀，槓桿9R係直交連結在閥棒8R上。因此，高度調整用壓缸6R藉一體成形之高度調節棒4R及槓桿9R或閥棒8R構成鏈結機構，藉高度調節棒4R之上下方向位移或高度調整用壓缸6R之伸縮，槓桿9R會擺動，閥棒8R會旋轉而高度控制閥5R之口會被切換。
高度控制閥5L,5R設於車體1側。因此，在第1圖所示之狀態中，當空氣彈簧3L,3R上下伸縮時，車體1與平板推車2之距離會改變，因此，高度調節棒4L,4R會在上下方向位移，槓桿9L,9R會擺動。藉槓桿9L,9R之擺動方向，閥棒8L,8R之旋轉方向，亦即，高度控制閥5L,5R的口之切換會被決定。而且，藉口之切換，壓縮空氣自作為空氣原儲存處之主槽體12，供給到空氣彈簧3L,3R側，或者，自空氣彈簧3L,3R排出到大氣中。
接著，第3圖係表示壓縮空氣透過高度控制閥5R流過之主槽體12與空氣彈簧3R間之配管構造概念圖。在此，雖然僅表示第1圖右側之構成，但是，左側之構成也相同。空氣彈簧3R藉配管13R連接在主槽體12，在與高度控制閥5R之間，並列連接設有常閉型開關閥14R之管路15R與設有節流器16R之管路17R。因為即使在電源降低時，壓縮空氣透過節流器16R流動，被抑低流量之壓縮空氣對空氣彈簧3R進行供排氣。
第4圖係表示空氣彈簧與高度調節機構之示意圖。在此，雖然僅表示第1圖右側之構成，但是，左側之構成也相同。又，第3圖所示開關閥14R及節流器16R等構成予以省略。高度調整用壓缸6R係主槽體12透過由一組電磁閥181,182所構成之行程調整閥18R，連接在壓缸室，藉控制行程調整閥18R，進行高度調整用壓缸6R之伸縮。亦即，高度調整用壓缸6R係藉上下一對氣壓缸161,162構成者，藉各電磁閥181,182之開閉以伸縮各氣壓缸161,162，藉此，調整高度調整用壓缸6R之行程。
控制裝置20係控制車體1升降與車體1傾斜者，如第1圖所示，其具有車高控制部21、異常診斷部22、軌道資訊記憶部23及地點資訊檢知部24。在車高控制部21連接有設於車體1之月台高度檢知偵知器25，在地點資訊檢知部24連接有車速‧中轉站訊號偵知器26，車速‧中轉站訊號偵知器26係接收檢出之車速及設於行走軌道正前方之數據中轉站等地上元件所發出之地點資訊訊號。
接著，第5圖係表示關於左右空氣彈簧3L,3R之幫浦傾斜機構之概念圖。幫浦傾斜機構30係在傾斜車體1時，使自收縮側空氣彈簧排出之壓縮空氣，送入膨脹伸長側空氣彈簧之物件。空氣彈簧3L,3R分別透過高度控制閥5L,5R連接在主槽體12。而且，雖然在第5圖省略，但是，在開關閥14L,14R及節流器16L,16R(參照第3圖)等與空氣彈簧3L,3R間的配管31L,31R，分歧有配管32L,32R。。
左右空氣彈簧3L,3R透過傾斜用控制閥33及傾斜用幫浦(增壓幫浦)34連接。傾斜用控制閥33係四口電磁閥，連接有空氣彈簧3L,3R側之配管32L,32R、傾斜用幫浦34側上游管35及下游管36。傾斜用控制閥33之構成係具有對於左右空氣彈簧3L,3R，可交互切換連接傾斜用幫浦34輸出側或輸入側之左塊體331與右塊體333，而且具有遮斷空氣彈簧3L,3R間之中央塊體332，可切換各流路之連接模式。而且，中央塊體332之構成係在遮斷配管32L,32R之外，連通傾斜用幫浦34側之上游管35及下游管36。
不傾斜車體1之直線行走時等之傾斜控制閥33，如圖面所示，係中央塊體332之連接模式，左右空氣彈簧3L,3R被遮斷，另外，上游管35與下游管36被連接，透過傾斜用幫浦34構成環狀流路。亦即，傾斜用幫浦34無法對應大負載且急速的驅動，所以在負載較小之狀態下，使其怠速。其係藉回流壓縮空氣到環狀流路內，預先驅動傾斜用幫浦34，之後，做出用於在空氣彈簧3L,3R間輸送壓縮空氣之輸送準備狀態。但是，在環狀流路內會引起溫度上升，所以，必須使上游管35及下游管36加長到某種程度，或者，不連續運轉傾斜用幫浦34，而間歇性驅動傾斜用幫浦34以使其怠速等。傾斜用控制閥33或傾斜用幫浦34之幫浦馬達37係連接在控制裝置20，藉來自車高控制部21(參照第1圖)指令訊號，進行用於車體傾斜之控制。
接著，說明車體1之傾斜控制。首先，當乘客上下車時，隨著負載之變動，車體1會浮沈，與平板推車2之距離會改變。因此，在第1圖等所示之高度調節機構中，高度調節棒4L,4R相對於車體1在上下方向位移，因此，槓桿9L,9R會擺動，閥棒8L,8R會旋轉以切換高度控制閥5L,5R。開關閥14L,14R(參照第3圖)成關閉，所以，壓縮空氣透過節流器16流動，進行空氣彈簧3L,3R之供排氣。而且，當槓桿9L,9R回到水平狀態時，高度控制閥5L,5R再度被切換，壓縮空氣之供排氣被停止。
亦即，當乘客變多而變重時，空氣彈簧3L,3R被下壓而車體1下降，所以，高度調節棒4L,4R相對上升，高度控制閥5L,5R被切換，壓縮空氣自主槽體12往空氣彈簧3L,3R送入。另外，當乘客下車而變輕時，車體1上升而高度調節棒4L,4R相對下降，所以，高度控制閥5L,5R被切換，空氣彈簧3L,3R內之壓縮空氣被排出到大氣。而且，無論如何，空氣彈簧3L,3R在一定量伸張或收縮後，槓桿9L,9R回到水平狀態，各口被遮斷，壓縮空氣之供排氣被停止，車體1穩定在既定高度。
又，在高度調節機構中，於這種車體1高度調節之外，亦控制壓縮空氣對空氣彈簧3L,3R之供排氣，以使控制車體1傾斜行走成為可能。亦即，在本實施形態中，在藉幫浦傾斜機構30於空氣彈簧3L,3R間進行壓縮空氣之供排氣之外，藉切換伸縮高度調整用壓缸6L,6R之高度控制閥5L,5R，進行車體1之傾斜控制。
當車體1往左側傾斜時，左側空氣彈簧3L收縮而變低，右側空氣彈簧3R伸長而變高。當車體1往右側傾斜時，空氣彈簧3L,3R進行與上述相反之伸縮。在本實施形態之車體傾斜裝置中，例如藉幫浦傾斜機構30，自收縮側空氣彈簧3L送入壓縮空氣到伸長側空氣彈簧3R以傾斜車體1。而且，伸縮高度調整用壓缸6L,6R以切換高度控制閥5L,5R，壓縮空氣對空氣彈簧3L,3R進行供排氣，藉此，進行車體1傾斜之微調。
行走中之鐵道車輛係車速‧中轉站訊號偵知器26接收來自資訊中轉站等地上元件之地點資訊訊號。在控制裝置20中，比較藉車高控制部21所檢出之車速與記憶於軌道數據記憶部23之軌道數據。而且，依據曲線部之曲率或軌道面高低差量等曲線部資訊，遵照儲存在車高控制部21之車體傾斜控制程式以實施車體傾斜控制。
第5圖所示之幫浦傾斜機構30在行走中，傾斜用幫浦34藉幫浦馬達37連續性或間歇性地驅動，成為所謂怠速狀態。此時，配管內之壓縮空氣藉傾斜用幫浦34自上游管35往下游管36輸送，透過傾斜用控制閥33回到上游管35而回流。藉此，做成用於往後在空氣彈簧3L,3R間輸送壓縮空氣之輸送準備狀態。
在此，指令訊號自車高控制部21送出，進行傾斜用控制閥33之切換。而且，當正在間歇性驅動傾斜用幫浦34時，在進行傾斜用控制閥33切換之前，事先加以驅動。另外，當連續性傾斜用幫浦34驅動時，在繼續運轉之狀態下，進行傾斜用控制閥33之驅動。
當車體1往左側傾斜時，依據曲線部資訊，傾斜用控制閥33以既定時序切換到左塊體331，配管32L與上游管35被連接，配管32R與下游管36被連接。因此，藉傾斜用幫浦34，空氣彈簧3L內之壓縮空氣被吸出，被往相對之空氣彈簧3R送入。左側空氣彈簧3L藉壓縮空氣之排出而變低，右側空氣彈簧3R藉壓縮空氣之供給而變高，而車體1往左側傾斜。車體1傾斜至快到目標角度時，傾斜用控制閥33被切換到連接中央塊體332，同時切換到由高度調整用壓缸6L,6R伸縮所做之傾斜控制。
由此高度控制機構所做之傾斜控制，在左側空氣彈簧3L中，高度調整用壓缸6L藉行程調整閥18L之控制會收縮。因此，高度控制閥5L被切換，空氣彈簧3L內之壓縮空氣排出一定量到大氣。另外，在右側空氣彈簧3R中，行程調整閥18R被控制，壓縮空氣自主槽體12被供給到高度調整用壓缸6R而高度調整用壓缸6R伸長。因此，高度控制閥5R被切換，主槽體12之壓縮空氣被往空氣彈簧3R輸送。如此一來，藉作動高度調整用壓缸6L,6R，對車體1進行傾斜之微調。
之後，鐵道車輛隨著行走軌道曲線部之結束，車體1回到水平狀態。在此情形下，傾斜用控制閥33被切換到右塊體333，配管32L與下游管36被連接，配管32R與上游管35被連接。因此，藉傾斜用幫浦34，空氣彈簧3R內之壓縮空氣被吸出，往相對之空氣彈簧3L內送入。原膨脹之右側空氣彈簧3R藉壓縮空氣之排出而變低，反之，原收縮之左側空氣彈簧3L因壓縮空氣之供給而變高，藉此，車體1回到水平狀態。在此情形下，高度調整用壓缸6L,6R之伸縮被控制，藉透過高度控制閥5L,5R之對空氣彈簧3L,3R供給及排出壓縮空氣，能進行微調。如上述之傾斜及傾斜回復也同樣進行在右側之傾斜。
藉此，在本實施形態之車體傾斜裝置中，藉幫浦傾斜機構30在左右空氣彈簧3L,3R間進行壓縮空氣交換，所以，能減少到目前為止之排出到大氣部分之壓縮空氣消耗。因此，在連續彎路之區間，即使反覆車體1之傾斜控制，也能大幅壓低壓縮空氣之消耗，無須使空壓機或主槽體12大型化，或者，設置複數個空壓機或主槽體12。因此，本實施形態之車體傾斜裝置能壓低初期成本或維修成本。又，能減少由空壓機所做之壓縮空氣製作，能量效率也變好。
在本實施形態中，藉怠速傾斜用幫浦34可達成以上效果，但是，這種幫浦傾斜機構30係簡易構成，可以廉價提供。又，傾斜用幫浦34只要產生左右空氣彈簧3L,3R內壓差(0～0.1MPa左右)即可，所以，能以較少電力消耗來驅動。當不連續性驅動傾斜用幫浦34，因應需要而間歇性驅動時，更能減少電力消耗。而且，傾斜用幫浦34積極移動壓縮空氣，所以，能加速左右空氣彈簧3L,3R之伸縮速度，能提高傾斜及傾斜回復之速度。
(第2實施形態)
接著，說明本發明鐵道車輛的車體傾斜裝置之第2實施形態。第2實施形態係改變構成第1實施形態且表示於第5圖之幫浦傾斜機構30者。第6圖係表示本實施形態幫浦傾斜機構之概念圖。而且，關於與第1實施形態相同構成，係賦予相同編號以作說明。此幫浦傾斜機構40在傾斜用幫浦34連接有上游管35及下游管36，在上游管35連接有低壓側槽體41，在下游管36連接有高壓側槽體42。本實施形態藉傾斜用幫浦34之驅動，在低壓側槽體41與高壓側槽體42產生壓力差，做出用於在空氣彈簧3L,3R間輸送壓縮空氣之輸送準備狀態，而且，相對於作為空氣原儲存器之主槽體12容積為100公升，低壓側槽體41及高壓側槽體42係15公升之小型槽體。
四口電磁閥之傾斜用控制閥43，由遮斷全部連接配管之中央塊體432、及相對於左右空氣彈簧3L,3R，可交互切換連接傾斜用幫浦34輸入側(低壓側槽體41側)或輸出側(高壓側槽體42側)之左塊體431與右塊體433所構成。而且，在高壓側槽體42設有壓力偵知器44，控制裝置20連接有壓力偵知器44、幫浦馬達37及傾斜用控制閥43。又，雖然未圖示，但是在低壓側槽體41設有低壓極限開關或負壓釋壓閥，能使在下述輸送準備狀態之動作更穩定。
本實施形態之幫浦傾斜機構40在控制車體1傾斜前，事先驅動傾斜用幫浦34，低壓側槽體41之內壓被減壓至設定值，高壓側槽體42之內壓被加壓至設定值。亦即，壓縮空氣藉傾斜用幫浦34自上游管35被送往下游管36側，高壓側槽體42被加壓至與主槽體12相同之0.9MPa左右，低壓側槽體41被減壓至大氣壓左右。高壓側槽體42內之壓力藉壓力偵知器44檢出，依據該檢出訊號，控制幫浦馬達37之驅動，如此一來，做出用於在空氣彈簧3L,3R間輸送壓縮空氣之輸送準備狀態。
例如當使車體1往左側傾斜時，傾斜用控制閥43以既定時序切換到左塊體431。因此，配管32L與上游管35連接，配管32R與下游管36連接。空氣彈簧3L,3R之內壓係0.3～0.5MPa左右，所以，空氣彈簧3L內之壓縮空氣被往大氣壓之低壓側槽體41吸入，反之，壓縮空氣藉其內壓自高壓之高壓側槽體42流入空氣彈簧3R內。左側之空氣彈簧3L藉壓縮空氣之排出而變低，右側空氣彈簧3R藉壓縮空氣之供給而變高，藉此，車體1往左側傾斜。
在車體1即將傾斜至目標角度時，切換傾斜用控制閥43到連接中央塊體432。而且，與第1實施形態相同地，藉第1圖所示高度調整用壓缸6L,6R之伸縮，進行車體1之傾斜控制。亦即，高度調整閥5L,5R藉高度調整用壓缸6L,6R之伸縮而被切換，壓縮空氣對空氣彈簧3L,3R進行供排氣，進行車體1傾斜之微調。
之後，鐵道車輛隨著行走軌道曲線部之結束，車體1回到水平狀態。在此情形下，傾斜用控制閥43被切換到右塊體433，空氣彈簧3L連接到高壓側槽體42，空氣彈簧3R連接到低壓側槽體41。因此，空氣彈簧3R內之壓縮空氣被排出，往相對之空氣彈簧3L內送入。原膨脹之右側空氣彈簧3R藉壓縮空氣之排出而變低，反之，原收縮之左側空氣彈簧3L因壓縮空氣之供給而變高，藉此，車體1回到水平狀態。在此情形下，高度調整用壓缸6L,6R之伸縮被控制，藉透過高度控制閥5L,5R之對空氣彈簧3L,3R供給及排出壓縮空氣，能進行微調。如上述之傾斜及傾斜回復也同樣進行在右側之傾斜。
藉此，在本實施形態之車體傾斜裝置中，藉幫浦傾斜機構40在左右空氣彈簧3L,3R間進行壓縮空氣交換，所以，能減少到目前為止之排出到大氣部分之壓縮空氣消耗。因此，在連續彎路之區間，即使反覆車體1之傾斜控制，也能大幅減少壓縮空氣之消耗，無須使空壓機或主槽體12大型化，或者，設置複數個空壓機或主槽體12。因此，本實施形態之車體傾斜裝置能壓低初期成本或維修成本。又，能減少由空壓機所做之壓縮空氣製作，能量效率也變好。
在本實施形態中，藉傾斜用幫浦34在低壓側槽體41及高壓側槽體42，做出與空氣彈簧3L,3R之壓力差，可達成以上效果，但是，這種幫浦傾斜機構40係簡易構成，可以廉價提供。又，傾斜用幫浦34只要對應需要而驅動即可，所以，更能減少電力消耗。
(第3實施形態)
接著，說明本發明鐵道車輛的車體傾斜裝置之第3實施形態。第3實施形態係改變構成第1實施形態且表示於第5圖之幫浦傾斜機構30者。第7圖係表示本實施形態幫浦傾斜機構之概念圖。關於與第1實施形態相同構成，係賦予相同編號以作說明。此幫浦傾斜機構50在傾斜用幫浦34連接有上游管35及下游管36，在傾斜用幫浦34連接有第1傾斜用控制閥51及第2傾斜用控制閥52。在本實施形態中，第1傾斜用控制閥51及第2傾斜用控制閥52使用較廉價之三口閥。配管32L,32R係分別分歧成配管531,532及配管541,542，如圖所示，分別連接在第1控制閥51及第2控制閥52。而且，第1及第2控制閥51,52或傾斜用幫浦34之幫浦馬達37連接在控制裝置20。
當保持車體1在水平狀態時，在第1傾斜用控制閥51之第1塊體511連接有配管531,541，在第2傾斜用控制閥52之第2塊體522連接有配管532,542。傾斜用幫浦34連續性或間歇性地驅動，進行所謂怠速。此時，管內之壓縮空氣藉傾斜用幫浦34自上游管35往下游管36輸送，自第2傾斜用控制閥52經過配管532往配管531流動，透過第1傾斜用控制閥51回到上游管35，亦即在環狀流路內回流。藉此，做出往後用於在空氣彈簧3L,3R間輸送壓縮空氣之輸送準備狀態。
在此，例如當使車體1往左側傾斜時，第2傾斜用控制閥52被切換到第1塊體521。左側空氣彈簧3L連接在下游管35，右側空氣彈簧3R透過配管542連接在上游管36。因此，空氣彈簧3L內之壓縮空氣藉傾斜用幫浦34被排出，往相對之空氣彈簧3R內送入。左側之空氣彈簧3L藉壓縮空氣之排出而變低，右側空氣彈簧3R藉壓縮空氣之供給而變高，藉此，車體1往左側傾斜。
在車體1即將傾斜至目標角度時，切換第2傾斜用控制閥52到第2塊體522。而且，與第1實施形態相同地，藉第1圖所示高度調整用壓缸6L,6R之伸縮，進行傾斜控制。亦即，高度調整閥5L,5R藉高度調整用壓缸6L,6R之伸縮而被切換，壓縮空氣對空氣彈簧3L,3R進行供排氣，進行車體1傾斜之微調。
之後，隨著行走軌道曲線部之結束，車體1回到水平狀態。在此情形下，第1傾斜用控制閥51被切換到第2塊體512。左側空氣彈簧3L連接在上游管36，右側空氣彈簧3R籍由配管541連接在下游管35。因此，藉傾斜用幫浦34，空氣彈簧3R內之壓縮空氣被排出，往相對之空氣彈簧3L內送入。原膨脹之右側空氣彈簧3R藉壓縮空氣之排出而變低，反之，原收縮之左側空氣彈簧3L因壓縮空氣之供給而變高藉此，車體1回到水平狀態。
而且，在此情形下，高度調整用壓缸6L,6R之伸縮被控制，藉透過高度控制閥5L,5R之對空氣彈簧3L,3R供給及排出壓縮空氣，能進行微調。如上述之傾斜及傾斜回復也同樣進行在右側之傾斜。亦即，當傾斜到右側時，進行與上述相反之作動即可。最初，第1傾斜用控制閥51被切換到第2塊體512，當回到水平狀態時，第2傾斜用控制閥52被切換到第1塊體521。
藉此，在本實施形態之車體傾斜裝置中，藉幫浦傾斜機構50在左右空氣彈簧3L,3R間進行壓縮空氣交換，所以，能減少到目前為止之排出到大氣部分之壓縮空氣消耗。因此，在連續彎路之區間，即使反覆車體1之傾斜控制，也能大幅減少壓縮空氣之消耗，無須使空壓機或主槽體12大型化，或者，設置複數個空壓機或主槽體12。第1及第2傾斜用控制閥51,52使用較廉價之三口閥，所以，本實施形態之車體傾斜裝置能壓低初期成本或維修成本。又，能減少由空壓機所做之壓縮空氣製作，能量效率也變好。
在本實施形態中，藉怠速傾斜用幫浦34可達成以上效果，但是，這種幫浦傾斜機構50係簡易構成，可以廉價提供。又，傾斜用幫浦34只要產生左右空氣彈簧3L,3R內壓差(0～0.1MPa左右)即可，所以，能以較少電力消耗來驅動。當不連續性驅動傾斜用幫浦34，因應需要而間歇性驅動時，更能減少電力消耗。而且，傾斜用幫浦34積極移動壓縮空氣，所以，能加速左右空氣彈簧3L,3R之伸縮速度，能提高傾斜速度。
而且，上述實施形態之車體傾斜裝置係並用幫浦傾斜機構與由高度控制閥5L,5R等所構成之高度調節機構。高度調節機構雖然係作為車體傾斜裝置主要構成之幫浦傾斜機構的輔助性構成，但是，在上述實施形態之外，也可以使用如下述之高度調節機構。第8圖係表示另一高度調節機構局部之剖面圖。雖然表示右側構成，但是，左側之構成也相同。又，在以下之說明中，與第1實施形態相同構成，則賦予相同編號加以說明。
此高度調節機構係省略第1圖所示高度調整用壓缸6R，直接連結高度調節棒4R與槓桿9R以構成鏈結機構。另外，在高度控制閥5R閥棒8R與槓桿9R之間，設有作為致動器之旋轉螺線管60。亦即，在第1實施形態中係藉高度調整用壓缸6R伸縮，進行高度控制閥5R之切換，但是，本實施形態係以旋轉螺線管60之旋轉來進行。而且，在藉高度調節棒4R上下方向位移，而閥棒8R旋轉以切換高度控制閥5R之點上為相同。
旋轉螺線管60設於固定在車體1上之本體61內，與旋轉螺線管60同軸配置之轉軸62,63自本體61突出。在轉軸62固定有連結構件64，連結構件64連結在藉滾柱軸承66被旋轉支撐於本體61內之圓筒狀旋轉體65上。在旋轉體65內一體設有線圈67，其內側可旋轉地插入有成一體的轉軸63與銜鐵68。而且，在轉軸63與旋轉體65之間，連結有回復彈簧69。
轉軸62之旋轉藉回復彈簧69傳遞到另一邊之轉軸63，又，當線圈34被激磁而轉軸63旋轉時，自轉軸62被切開之轉軸63可旋轉。轉軸63透過鏈結槓桿70連結在高度控制閥5R之閥棒8R。因此，當轉軸62之旋轉被傳遞，或者，轉軸63藉線圈67之激磁而旋轉時，閥棒8R透過鏈結槓桿70會旋轉，高度控制閥5R被切換。
在具有旋轉螺線管60之高度調節機構中，當乘客上下車時，車體1隨著其負載改變而浮沈，車體1與平板推車2之距離會改變。高度調節棒4L,4R(參照第1圖)會在上下方向相對性位移，因此槓桿9L,9R會擺動，閥棒8L,8R透過轉軸62,63會旋轉。高度控制閥5L,5R被切換，進行空氣彈簧3L,3R之供排氣。而且，當槓桿9L,9R回到水平狀態時，高度控制閥5L,5R再度被切換，停止壓縮空氣之供排氣。
又，在上述第1～第3實施形態說明過之由高度調節機構所做之傾斜微調中，轉軸63藉旋轉螺線管60被施加旋轉，高度控制閥5L,5R藉閥棒8L,8R之旋轉而被切換。因此，壓縮空氣對空氣彈簧3L,3R進行供排氣，車體1之傾斜被調節。
以上，雖然說明過本發明鐵道車輛的車體傾斜裝置之實施形態，但是，本發明並不侷限於此，在不脫逸其旨趣之範圍內，可作種種變更。
例如上述實施形態雖然說明過將組合高度調節機構到幫浦傾斜機構者當作車體傾斜裝置，但是，當不需由高度調節機構所做之微調時，也可以僅藉幫浦傾斜機構構成車體傾斜裝置。
又，例如也可以藉使第5圖所示傾斜用控制閥33換成比例式控制閥，進行調節流量之微妙傾斜控制。
又，在上述第2實施形態中，雖然傾斜用控制閥43使用四口電磁閥，但是，也可以如第3實施形態般地組合兩個三口電磁閥以構成回路。
又，在上述實施形態中，雖然說明過在控制幫浦調節機構30後，進行由高度調節機構所做之微調之情形，但是，也可以重疊進行兩控制。
又，雖然說明過使構成高度調節機構之致動器一例表示為旋轉螺線管，但是在此之外，也可以為如步進馬達、伺服馬達之電磁旋轉致動器，或者，由空壓所做之旋轉致動器。
1．．．車體
2．．．平板推車
3L,3R．．．空氣彈簧
4L,4R．．．高度調節棒
5L,5R．．．高度控制閥
6L,6R．．．高度調整用壓缸
8L,8R．．．閥棒
9L,9R．．．槓桿
12．．．主槽體
18L,18R．．．行程調整閥
20．．．控制裝置
30．．．幫浦傾斜機構
32L,32R．．．配管
33．．．傾斜用控制閥
34．．．傾斜用幫浦
35．．．上游管
36．．．下游管
第1圖係表示車體傾斜裝置一實施形態之示意圖。
第2圖係表示自高度調整用壓缸往高度控制閥之連結部份俯視圖。
第3圖係表示壓縮空氣透過高度控制閥流過之主槽體與空氣彈簧間之配管構造概念圖。
第4圖係表示空氣彈簧與高度調節機構之示意圖。
第5圖係表示關於構成第1實施形態車體傾斜裝置之幫浦傾斜機構之概念圖。
第6圖係表示關於構成第2實施形態車體傾斜裝置之幫浦傾斜機構之概念圖。
第7圖係表示關於構成第3實施形態車體傾斜裝置之幫浦傾斜機構之概念圖。
第8圖係表示構成高度調節機構之旋轉螺線管剖面圖。
第9圖係概念性表示具備先前車體傾斜裝置之鐵道車輛之圖面。
第10圖係表示先前車體傾斜控制裝置之概念圖。
1．．．車體
2．．．平板推車
3L,3R．．．空氣彈簧
4L,4R．．．高度調節棒
5L,5R．．．高度控制閥
6L,6R．．．高度調整用壓缸
8L,8R．．．閥棒
9L,9R．．．槓桿
18L,18R．．．行程調整閥
20．．．控制裝置
21．．．車高控制部
22．．．異常診斷部
23．．．軌道資訊記憶部
24．．．地點資訊檢知部
25．．．月台高度檢知偵知器
26．．．車速‧中轉站訊號偵知器
30．．．幫浦傾斜機構

Claims (10)

  1. 一種鐵道車輛的車體傾斜裝置，在配置於車體與平板推車間之左右一對空氣彈簧間，藉交換壓縮空氣，伸縮前述左右一對空氣彈簧，以控制前述車體之傾斜，其特徵在於具有：一個或兩個傾斜用控制閥，連接在前述一對空氣彈簧間；傾斜用幫浦，透過前述傾斜用控制閥，連接在前述左右一對空氣彈簧間；以及控制裝置，用於控制前述傾斜用控制閥及前述傾斜用幫浦；前述一個或兩個傾斜用控制閥係構成回流前述傾斜用幫浦送出之壓縮空氣之環狀流路者，前述控制裝置在控制前述車體傾斜前，事先驅動前述傾斜用幫浦，藉在前述環狀流路內回流壓縮空氣，事先做出輸送準備狀態，以既定時序切換前述傾斜用控制閥，自前述左右一對空氣彈簧一者，輸送壓縮空氣至另一者。
  2. 如申請專利範圍第1項所述之鐵道車輛的車體傾斜裝置，其中，前述控制裝置連續性或間歇性驅動前述傾斜用幫浦，以做出前述輸送準備狀態。
  3. 如申請專利範圍第1項所述之鐵道車輛的車體傾斜裝置，其中，前述傾斜用控制閥係一個四口電磁閥，其具有自前述左右一對空氣彈簧左側輸送壓縮空氣至右側之連接模式、自前述左右一對空氣彈簧右側輸送壓縮空氣至左 側之連接模式、及遮斷前述左右一對空氣彈簧間之同時，構成前述環狀流路之連接模式。
  4. 如申請專利範圍第1項所述之鐵道車輛的車體傾斜裝置，其中，前述傾斜用控制閥係兩個三口電磁閥，其具有自前述左右一對空氣彈簧左側輸送壓縮空氣至右側之連接模式、自前述左右一對空氣彈簧右側輸送壓縮空氣至左側之連接模式、以及遮斷前述左右一對空氣彈簧間之同時，構成前述環狀流路之連接模式。
  5. 一種鐵道車輛的車體傾斜裝置，在配置於車體與平板推車間之左右一對空氣彈簧間，藉交換壓縮空氣，伸縮前述左右一對空氣彈簧，以控制前述車體之傾斜，其特徵在於具有：一個或兩個傾斜用控制閥，連接在前述一對空氣彈簧間；傾斜用幫浦，透過前述傾斜用控制閥，連接在前述左右一對空氣彈簧間；以及控制裝置，用於控制前述傾斜用控制閥及前述傾斜用幫浦；在前述傾斜用控制閥與前述傾斜用幫浦之間，在連接兩者之下游管設有低壓側槽體，又，在連接兩者之上游管設有高壓側槽體，前述控制裝置在控制前述車體傾斜前，事先驅動前述傾斜用幫浦，做出在前述低壓側槽體與前述高壓側槽體間產生壓力差之輸送準備狀態，以既定時序切換前述傾斜用 控制閥，自前述高壓側槽體送入壓縮空氣往左右一對空氣彈簧之一者，自另一空氣彈簧吸入壓縮空氣往前述低壓側槽體。
  6. 如申請專利範圍第5項所述之鐵道車輛的車體傾斜裝置，其中，在前述高壓側槽體設有壓力偵知器，前述控制裝置依據前述壓力偵知器之檢出值，控制前述傾斜用幫浦。
  7. 如申請專利範圍第5項所述之鐵道車輛的車體傾斜裝置，其中，前述傾斜用控制閥係一個四口電磁閥，其具有自前述左右一對空氣彈簧左側輸送壓縮空氣至右側之連接模式、自前述左右一對空氣彈簧右側輸送壓縮空氣至左側之連接模式、以及遮斷前述左右一對空氣彈簧間及前述傾斜用幫浦與前述左右一對空氣彈簧間之連接模式。
  8. 如申請專利範圍第1至7項中任一項所述之鐵道車輛的車體傾斜裝置，其中，具有：高度控制閥，對於前述左右一對空氣彈簧分別設置；鏈結機構，將連結在平板推車側之高度調節棒之上下方向位移，轉換成為固定在車體側之前述高度調節棒閥棒之旋轉；以及高度調節機構，具有位於前述鏈接機構內，施加旋轉在前述閥棒之致動器，前述控制裝置自前述左右一對空氣彈簧一者，輸送壓縮空氣至另一者，同時以既定時序驅動前述致動器，透過前述高度控制閥，供排氣壓縮空氣到前述左右一對空氣彈 簧。
  9. 如申請專利範圍第8項所述之鐵道車輛的車體傾斜裝置，其中，前述致動器係與前述高度調節棒同軸一體成形之氣壓缸。
  10. 如申請專利範圍第8項所述之鐵道車輛的車體傾斜裝置，其中，前述致動器係旋轉前述閥棒之旋轉螺線管。
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