WO2017188367A1 - 鉄道車両の輪重調整装置 - Google Patents

鉄道車両の輪重調整装置 Download PDF

Info

Publication number
WO2017188367A1
WO2017188367A1 PCT/JP2017/016693 JP2017016693W WO2017188367A1 WO 2017188367 A1 WO2017188367 A1 WO 2017188367A1 JP 2017016693 W JP2017016693 W JP 2017016693W WO 2017188367 A1 WO2017188367 A1 WO 2017188367A1
Authority
WO
WIPO (PCT)
Prior art keywords
air spring
wheel load
air
valve
wheel
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Ceased
Application number
PCT/JP2017/016693
Other languages
English (en)
French (fr)
Inventor
雄太 吉松
鷹文 岡本
武宏 西村
與志 佐藤
圭市郎 加村
紘一 村田
博英 松嶋
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Kawasaki Heavy Industries Ltd
Kawasaki Motors Ltd
Original Assignee
Kawasaki Heavy Industries Ltd
Kawasaki Jukogyo KK
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Kawasaki Heavy Industries Ltd, Kawasaki Jukogyo KK filed Critical Kawasaki Heavy Industries Ltd
Priority to US16/097,428 priority Critical patent/US10981584B2/en
Publication of WO2017188367A1 publication Critical patent/WO2017188367A1/ja
Anticipated expiration legal-status Critical
Ceased legal-status Critical Current

Links

Images

Classifications

    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B61—RAILWAYS
    • B61F—RAIL VEHICLE SUSPENSIONS, e.g. UNDERFRAMES, BOGIES OR ARRANGEMENTS OF WHEEL AXLES; RAIL VEHICLES FOR USE ON TRACKS OF DIFFERENT WIDTH; PREVENTING DERAILING OF RAIL VEHICLES; WHEEL GUARDS, OBSTRUCTION REMOVERS OR THE LIKE FOR RAIL VEHICLES
    • B61F5/00—Constructional details of bogies; Connections between bogies and vehicle underframes; Arrangements or devices for adjusting or allowing self-adjustment of wheel axles or bogies when rounding curves
    • B61F5/02—Arrangements permitting limited transverse relative movements between vehicle underframe or bolster and bogie; Connections between underframes and bogies
    • B61F5/04—Bolster supports or mountings
    • B61F5/10—Bolster supports or mountings incorporating fluid springs
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B61—RAILWAYS
    • B61F—RAIL VEHICLE SUSPENSIONS, e.g. UNDERFRAMES, BOGIES OR ARRANGEMENTS OF WHEEL AXLES; RAIL VEHICLES FOR USE ON TRACKS OF DIFFERENT WIDTH; PREVENTING DERAILING OF RAIL VEHICLES; WHEEL GUARDS, OBSTRUCTION REMOVERS OR THE LIKE FOR RAIL VEHICLES
    • B61F5/00—Constructional details of bogies; Connections between bogies and vehicle underframes; Arrangements or devices for adjusting or allowing self-adjustment of wheel axles or bogies when rounding curves
    • B61F5/02—Arrangements permitting limited transverse relative movements between vehicle underframe or bolster and bogie; Connections between underframes and bogies
    • B61F5/22—Guiding of the vehicle underframes with respect to the bogies
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B61—RAILWAYS
    • B61F—RAIL VEHICLE SUSPENSIONS, e.g. UNDERFRAMES, BOGIES OR ARRANGEMENTS OF WHEEL AXLES; RAIL VEHICLES FOR USE ON TRACKS OF DIFFERENT WIDTH; PREVENTING DERAILING OF RAIL VEHICLES; WHEEL GUARDS, OBSTRUCTION REMOVERS OR THE LIKE FOR RAIL VEHICLES
    • B61F5/00—Constructional details of bogies; Connections between bogies and vehicle underframes; Arrangements or devices for adjusting or allowing self-adjustment of wheel axles or bogies when rounding curves
    • B61F5/50—Other details
    • B61F5/52—Bogie frames
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B60—VEHICLES IN GENERAL
    • B60G—VEHICLE SUSPENSION ARRANGEMENTS
    • B60G17/00—Resilient suspensions having means for adjusting the spring or vibration-damper characteristics, for regulating the distance between a supporting surface and a sprung part of vehicle or for locking suspension during use to meet varying vehicular or surface conditions, e.g. due to speed or load
    • B60G17/015—Resilient suspensions having means for adjusting the spring or vibration-damper characteristics, for regulating the distance between a supporting surface and a sprung part of vehicle or for locking suspension during use to meet varying vehicular or surface conditions, e.g. due to speed or load the regulating means comprising electric or electronic elements
    • B60G17/0195—Resilient suspensions having means for adjusting the spring or vibration-damper characteristics, for regulating the distance between a supporting surface and a sprung part of vehicle or for locking suspension during use to meet varying vehicular or surface conditions, e.g. due to speed or load the regulating means comprising electric or electronic elements characterised by the regulation being combined with other vehicle control systems
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B60—VEHICLES IN GENERAL
    • B60G—VEHICLE SUSPENSION ARRANGEMENTS
    • B60G21/00—Interconnection systems for two or more resiliently-suspended wheels, e.g. for stabilising a vehicle body with respect to acceleration, deceleration or centrifugal forces
    • B60G21/02—Interconnection systems for two or more resiliently-suspended wheels, e.g. for stabilising a vehicle body with respect to acceleration, deceleration or centrifugal forces permanently interconnected
    • B60G21/06—Interconnection systems for two or more resiliently-suspended wheels, e.g. for stabilising a vehicle body with respect to acceleration, deceleration or centrifugal forces permanently interconnected fluid
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B60—VEHICLES IN GENERAL
    • B60G—VEHICLE SUSPENSION ARRANGEMENTS
    • B60G2202/00—Indexing codes relating to the type of spring, damper or actuator
    • B60G2202/10—Type of spring
    • B60G2202/15—Fluid spring
    • B60G2202/152—Pneumatic spring
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B60—VEHICLES IN GENERAL
    • B60G—VEHICLE SUSPENSION ARRANGEMENTS
    • B60G2400/00—Indexing codes relating to detected, measured or calculated conditions or factors
    • B60G2400/60—Load
    • B60G2400/61—Load distribution
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B60—VEHICLES IN GENERAL
    • B60G—VEHICLE SUSPENSION ARRANGEMENTS
    • B60G99/00—Subject matter not provided for in other groups of this subclass
    • B60G99/008—Other suspension arrangements with fluid springs

Definitions

  • the present invention relates to a wheel load adjusting device for a railway vehicle.
  • railway vehicles are equipped with an automatic height adjustment valve that supplies and exhausts an air spring that is interposed between the vehicle body and the carriage.
  • the automatic height adjustment valve exhausts air when the air spring extends in the vertical direction, and supplies compressed air when the air spring contracts in the vertical direction.
  • the height of the air spring on the rear side in the traveling direction is adjusted according to the inclination angle in the vehicle width direction of the carriage on the front side in the traveling direction and the vehicle body, thereby acting on the vehicle body when the vehicle is traveling in a curved line.
  • the torsional force is relaxed.
  • Patent Document 1 is for adjusting the height of the air spring and not for adjusting the pressure of the air spring, even if the twist of the vehicle body is alleviated, the pressure difference of the air spring Wheel load fluctuation occurs.
  • an object of the present invention is to reduce wheel load fluctuations when a railway vehicle is traveling along a curve.
  • a wheel load adjusting device for a railway vehicle includes a first air spring and a second air spring that are disposed apart from each other in a vehicle width direction between a vehicle body and a first carriage, and the vehicle body.
  • a third air spring and a fourth air spring that are spaced apart from each other in the vehicle width direction between the second carriage and the first to fourth air springs disposed upstream of the first to fourth air springs.
  • a wheel load adjustment device for use in a railway vehicle comprising first to fourth automatic height adjustment valves that respectively adjust the height of the air spring and keep the air spring height constant. At the time of passage, at least one automatic height of the first to fourth automatic height adjustment valves is controlled so as to suppress an increase in pressure difference between at least two of the first to fourth air springs. Limit the supply / exhaust operation of the regulating valve.
  • the first to fourth automatic height adjustment valves are configured to suppress an increase in pressure difference between at least two of the first to fourth air springs when the railway vehicle is traveling in a curved line. Since the supply / exhaust operation of at least one of the automatic height adjustment valves is limited, the load balance between the air springs is prevented from being lost, and the wheel load fluctuation can be suppressed.
  • FIG. 1 is a schematic front view of a railway vehicle according to a first embodiment. It is a top view of the wheel load adjusting device of the railway vehicle shown in FIG. It is a schematic cross section of the wheel load adjusting valve shown in FIG. It is a top view of the modification of the wheel load adjusting device shown in FIG. It is a top view of the wheel load adjusting device of a railway vehicle concerning a 2nd embodiment. It is a flowchart explaining operation
  • (A) is a graph showing the relationship between cant and time in the simulation
  • (b) is a graph showing the relationship between the air spring pressure and time in the simulation result
  • (c) is the relationship between the wheel load and time in the simulation result. It is a graph to show. It is a schematic diagram explaining the curve passage of a rail vehicle.
  • the direction in which the vehicle body of the railway vehicle extends (that is, the rail direction) is defined as the vehicle longitudinal direction, and the width direction that is orthogonal thereto (that is, the sleeper direction) is defined as the vehicle width direction.
  • the front side in the traveling direction in which the vehicle travels is defined as the front side, and the opposite side is defined as the rear side.
  • FIG. 1 is a schematic front view of a railway vehicle 1 according to the first embodiment.
  • FIG. 2 is a plan view of the wheel load adjusting device 10 of the railway vehicle 1 shown in FIG.
  • FIG. 3 is a schematic cross-sectional view of the wheel load adjusting valve 4A shown in FIG.
  • a cant C height difference
  • the railway vehicle 1 includes a vehicle body 2, first and second carriages 3A, 3B, first to fourth air springs 4A, 4B, 5A, 5B, an air reservoir 6, First to fourth automatic height adjusting valves 7A, 7B, 8A, 8B and a wheel load adjusting device 10 are provided.
  • the vehicle body 2 has a substantially rectangular parallelepiped shape extending in the rail direction.
  • the first carriage 3A is disposed on one side of the vehicle longitudinal direction and supports one end of the vehicle body 2 in the longitudinal direction of the vehicle body.
  • the second carriage 3B is disposed on the other side of the vehicle longitudinal direction and extends in the longitudinal direction of the vehicle body 2. Support the other end.
  • the first air spring 4A and the second air spring 4B are disposed apart from each other in the vehicle width direction between the vehicle body 2 and the first carriage 3A, and the first air spring 4A is disposed on one side in the vehicle width direction,
  • the second air spring 4B is disposed on the other side in the vehicle width direction.
  • the third air spring 5A and the fourth air spring 5B are arranged apart from each other in the vehicle width direction between the vehicle body 2 and the second carriage 3B, and the third air spring 5A is arranged on one side in the vehicle width direction,
  • the fourth air spring 5B is disposed on the other side in the vehicle width direction.
  • the air reservoir 6 is configured such that compressed air is accumulated and the compressed air is replenished from a compressor (not shown) mounted on the railway vehicle 1 when the pressure in the air reservoir 6 drops below a predetermined value. Yes.
  • the first to fourth automatic height adjustment valves 7A, 7B, 8A, 8B are known devices that are also called leveling valves.
  • the first to fourth automatic height adjustment valves 7A, 7B, 8A, 8B are arranged on the upstream side (air reservoir 6 side) of the first to fourth air springs 4A, 4B, 5A, 5B, respectively.
  • the height of each of the fourth air springs 4A, 4B, 5A, 5B is adjusted to keep the height of each air spring constant.
  • the first automatic height adjustment valve 7A supplies and exhausts the first air spring 4A mechanically in conjunction with the vertical displacement between the vehicle width direction portion of the carriage frame of the first carriage 3A and the vehicle body 2. To do.
  • the second automatic height adjustment valve 7B supplies and exhausts the second air spring 4B mechanically interlocking with the vertical displacement between the other side in the vehicle width direction of the carriage frame of the first carriage 3A and the vehicle body 2.
  • the third automatic height adjusting valve 8A supplies and exhausts the third air spring 5A mechanically in conjunction with the vertical displacement between the vehicle width direction one side portion of the carriage frame of the second carriage 3B and the vehicle body 2.
  • the fourth automatic height adjustment valve 8B supplies and exhausts the fourth air spring 5B mechanically interlocking with the vertical displacement between the vehicle body 2 and the other side in the vehicle width direction of the carriage frame of the second carriage 3B. To do.
  • the first to fourth automatic height adjustment valves 7A, 7B, 8A, 8B respectively correspond to the corresponding air springs 4A, 4B when the corresponding air springs 4A, 4B, 5A, 5B become higher than a predetermined height.
  • 5A, 5B are exhausted to the atmosphere, and when the height becomes lower than a predetermined value, air is supplied from the air reservoir 6 to the corresponding air springs 4A, 4B, 5A, 5B.
  • the wheel load adjustment device 10 includes first to fourth automatic height adjustment valves so as to suppress an increase in pressure difference between at least two of the first to fourth air springs 4A, 4B, 5A, and 5B.
  • the supply / exhaust operation of at least one automatic height adjustment valve among 7A, 7B, 8A, and 8B is limited.
  • the wheel load adjusting device 10 includes a first wheel load adjusting valve 11A provided in a first flow path 13A connecting the first automatic height adjusting valve 7A and the first air spring 4A, and a second automatic height adjusting.
  • the second wheel load adjustment valve 11B provided in the second flow path 13B that connects the valve 7B and the second air spring 4B, and the third flow path 14A that connects the third automatic height adjustment valve 8A and the third air spring 5A.
  • a fourth wheel weight adjusting valve 12B provided in a fourth flow path 14B connecting the fourth automatic height adjusting valve 8B and the fourth air spring 5B.
  • the wheel load adjusting device 10 further includes a first pilot pipe 15A that transmits the pressure of the first air spring 4A as a pilot pressure to the first wheel load adjusting valve 11A and the third wheel load adjusting valve 12A, and a second air spring 4B.
  • the pilot pressure is used as the pilot pressure to transmit the second pilot pipe 15B to the second wheel weight adjustment valve 11B and the fourth wheel weight adjustment valve 12B
  • the pressure of the third air spring 5A is used as the pilot pressure.
  • a third pilot pipe 16A that transmits to the third wheel weight adjustment valve 12A
  • a fourth pilot pipe that transmits the pressure of the fourth air spring 5B to the second wheel weight adjustment valve 11B and the fourth wheel weight adjustment valve 12B as the pilot pressure. 16B.
  • the first differential pressure ⁇ P A between the first air spring 4A and the third air spring 5A arranged on one side in the vehicle width direction is a threshold TH. the if it exceeds, by suppressing the increase in the first differential pressure [Delta] P a to squeeze or block the first flow path 13A and the third channel 14A, respectively, the first automatic height adjustment valve 7A, and third automatic The flow rate (supply / exhaust operation) of the height adjustment valve 8A is limited.
  • the second differential pressure ⁇ P B between the second air spring 4B and the fourth air spring 5B disposed on the other side in the vehicle width direction is the threshold value TH. Is exceeded, the second flow path 13B and the fourth flow path 14B are throttled or cut off to suppress the increase in the second differential pressure ⁇ P B , respectively.
  • the flow rate (supply / exhaust operation) of the height adjustment valve 8B is limited.
  • the first wheel load adjustment valve 11 ⁇ / b> A is a differential pressure valve including a casing 17 and a spool 18 housed in the casing 17 so as to be reciprocally displaceable.
  • the casing 17 is formed with connection ports 17a and 17b communicating with the first air spring 4A and the first automatic height adjustment valve 7A, respectively.
  • the spool 18 is formed with a passage 18a communicating with the connection ports 17a and 17b in the neutral position.
  • a first pressure chamber 19 is formed between one end surface of the spool 18 in the displacement direction and the casing 17, and a second pressure chamber 20 is formed between the other end surface of the spool 18 in the displacement direction and the casing 17. Yes.
  • a first coil spring 21 and a second coil spring 22 are accommodated in the first pressure chamber 19 and the second pressure chamber 20, respectively.
  • a first pilot port 17 c that introduces the pressure P 1 of the first air spring 4 A into the first pressure chamber 19
  • a second that introduces the pressure P 3 of the third air spring 5 A into the second pressure chamber 20.
  • a pilot port 17d is formed. Spool 18 when the pressure P 1 of the first air spring 4A and the pressure P 3 of the third air springs 5A are the same, is held in a neutral position by the urging force of the first coil spring 21 and the second coil spring 22.
  • the second to fourth wheel weight adjusting valves 11B, 12A, 12B have the same structure as the first wheel weight adjusting valve 11A, and thus detailed description thereof is omitted.
  • the first air spring 4A disposed on one side in the vehicle width direction and one side in the vehicle longitudinal direction when passing through the curve of the railway vehicle 1, the one side in the vehicle width direction and the other side in the vehicle longitudinal direction.
  • the first differential pressure ⁇ P A between the third air spring 5A and the third air spring 5A exceeds the threshold value TH
  • the first wheel load adjustment valve 11A and the third wheel load adjustment valve 12A have the first difference. because squeezing the first flow path 13A and the third channel 14A or blocked so as to suppress an increase in pressure [Delta] P a, prevented from load balance is disturbed between the first air spring 4A and the third air spring 5A Thus, wheel load fluctuation can be suppressed.
  • the second wheel weight adjusting valve 11B and the fourth wheel weight adjusting valve 12B also prevent the load balance between the second air spring 4B and the fourth air spring 5B from being lost. Heavy fluctuations can be suppressed.
  • the railcar 1 travels to the right in FIG. 2 and passes a curve that turns diagonally downward to the right, when passing through the entrance relaxation curve at a low speed
  • the third air spring 5A on the outer track side in the two-wheeled vehicle 3B is extended in the vertical direction by the twist of the vehicle body 2 to reduce the pressure, and the third automatic height adjustment valve 8A attempts to exhaust the third air spring 5A.
  • the flow of the exhaust is throttled or blocked by the third wheel load adjustment valve 12A, further pressure drop of the third air spring 5A is suppressed, and the promotion of wheel load loss can be prevented.
  • the vehicle body 2 of the railway vehicle 1 is long in the traveling direction, pitching is less likely to occur than rolling. Therefore, the difference between the first air spring 4A (second air spring 4B) disposed on one side in the vehicle longitudinal direction and the third air spring 5A (fourth air spring 5B) disposed on the other side in the vehicle longitudinal direction.
  • the threshold value TH can be determined without much consideration of events other than the curve passing, and the wheel load adjusting during the curve passing can be accurately performed. it can.
  • the first to fourth wheel load adjusting valves 11A, 11B, 12A, 12B operate mechanically according to the differential pressure ⁇ P A ( ⁇ P B ), a sensor and a controller can be dispensed with.
  • FIG. 4 is a plan view of a modified wheel load adjusting device.
  • the first to fourth wheel weight adjustment valves 11A, 11B, 12A, and 12B are respectively provided with the same casing 51A as the first to fourth automatic height adjustment valves 7A, 7B, 8A, and 8B. It may be accommodated in 51B, 52A, 52B and individually unitized. Then, the connection work between each of the first to fourth wheel weight adjustment valves 11A, 11B, 12A, 12B and each of the first to fourth automatic height adjustment valves 7A, 7B, 8A, 8B is performed on the vehicle. This eliminates the need for an assembly site and improves assembly workability.
  • the unitization in which the wheel load adjusting valve and the automatic height adjusting valve are accommodated in the same housing can be applied to other embodiments described later.
  • FIG. 5 is a plan view of the wheel load adjusting device 110 for a railway vehicle according to the second embodiment.
  • symbol is attached
  • the wheel load adjusting device 110 includes first to fourth wheel load adjusting valves 111A, 111B, 112A, 112B, first to fourth pressure sensors 125A, 125B, 126A, 126B, and a controller 130.
  • the first wheel load adjustment valve 111A includes a first fixed throttle 111Aa provided in one flow path in a region formed in parallel in the first flow path 13A and a first electromagnetic cutoff provided in the other flow path in the region. And a valve 111Ab.
  • the second wheel load regulating valve 111B includes a second fixed throttle 111Ba provided in one flow path of the region formed in parallel in the second flow channel 13B and a second electromagnetic cutoff provided in the other flow channel of the region. And a valve 111Bb.
  • the third wheel load adjusting valve 112A includes a third fixed throttle 112Aa provided in one flow path in a region formed in parallel among the third flow paths 14A, and a third electromagnetic cutoff provided in the other flow path in the region. And a valve 112Ab.
  • the fourth wheel load adjusting valve 112B includes a fourth fixed throttle 112Ba provided in one flow path of the region formed in parallel among the fourth flow channels 14B, and a fourth electromagnetic cutoff provided in the other flow channel of the region. And a valve 112Bb.
  • the first to fourth electromagnetic cutoff valves 111Ab, 111Bb, 112Ab, and 112Bb are normally open types, and open the flow path in a non-powered state.
  • the first to fourth pressure sensors 125A, 125B, 126A, and 126B detect the pressures of the first to fourth air springs 4A, 4B, 5A, and 5B, respectively.
  • the controller 130 controls the first to fourth electromagnetic cutoffs of the first to fourth wheel load regulating valves 111A, 111B, 112A, 112B according to the pressure detected by the first to fourth pressure sensors 125A, 125B, 126A, 126B.
  • the valves 111Ab, 111Bb, 112Ab, and 112Bb are controlled.
  • FIG. 6 is a flowchart for explaining the operation of the wheel load adjusting device 110 shown in FIG.
  • the controller 130 determines whether or not the pressure detected by at least one of the first pressure sensor 125A and the third pressure sensor 126A satisfies a predetermined high pressure condition.
  • the controller 130 calculates an average value of the pressure detected by the first pressure sensor 125A and the pressure detected by the third pressure sensor 126A (step S1), and the calculated pressure average value is a predetermined pressure. It is determined whether it is above (for example, more than the pressure at the time of a stop) (step S2).
  • the controller 130 may be configured to determine whether or not the pressure detected by either the first pressure sensor 125A or the third pressure sensor 126A is equal to or higher than a predetermined pressure. It is good also as a structure which determines whether both each pressure detected by 1A pressure sensor 125A and 3rd pressure sensor 126A is more than predetermined pressure.
  • step S2 If it is determined that the pressure average value is equal to or higher than the predetermined pressure (step S2), it is considered that none of the wheel loads will be extremely reduced even if the wheel load fluctuation occurs.
  • the first electromagnetic cutoff valve 111Ab and the third electromagnetic cutoff valve 112Ab are opened (step S3). That is, when each pressure of the first air spring 4A and the third air spring 5A satisfies a predetermined high pressure condition, the first differential pressure ⁇ P A by the first wheel weight adjustment valve 111A and the third wheel weight adjustment valve 112A is reduced. Since the operation to suppress the increase is prohibited, power consumption can be suppressed.
  • the controller 130 detects the pressure P 1 detected by the first pressure sensor 125A and the pressure detected by the third pressure sensor 126A.
  • the first differential pressure [Delta] P a determines whether or not exceeding the threshold value TH between the P 3 (step S4).
  • step S4 If the first differential pressure [Delta] P A is determined not to exceed the threshold value TH (step S4), and the controller 130 in the open state of the first solenoid shut-off valve 111Ab and third solenoid shutoff valve 112Ab (step S3). On the other hand, if the first differential pressure [Delta] P A is determined to have exceeded the threshold value TH (step S4), and the controller 130 in the closed state of the first solenoid shut-off valve 111Ab and third solenoid shutoff valve 112Ab (step S5). Thus, an increase of the first differential pressure [Delta] P A during curving is suppressed, thereby suppressing the wheel load variation.
  • the operation of the second and fourth wheel weight adjustment valves 111B and 112B is the same as the operation of the first and third wheel weight adjustment valves 111A and 112A, and detailed description thereof is omitted.
  • the controller 130 closes the first electromagnetic cutoff valve 111Ab and the third electromagnetic cutoff valve 112Ab.
  • the threshold TH may be increased so that the first differential pressure ⁇ P A does not easily exceed the threshold.
  • FIG. 7 is a plan view of the wheel load adjusting device 210 for a railway vehicle according to the third embodiment.
  • the wheel load adjusting device 210 includes a first wheel load adjusting valve 211A provided in the first flow path 13A, a second wheel load adjusting valve 211B provided in the second flow path 13B, and a third A third wheel weight adjusting valve 212A provided in the flow path 14A and a fourth wheel weight adjusting valve 212B provided in the fourth flow path 14B are provided.
  • the first to fourth wheel load adjustment valves 211A, 211B, 212A, 212B are electromagnetic switching valves.
  • the wheel weight adjusting device 210 further includes a first bypass pipe 226A that bypasses the first automatic height adjusting valve 7A and connects the first wheel weight adjusting valve 211A to the air reservoir 6, and a second automatic height adjusting valve 7B.
  • 2nd bypass pipe 226B that connects the second wheel weight adjustment valve 211B to the air reservoir 6 and bypasses the third automatic height adjustment valve 8A and connects the third wheel weight adjustment valve 212A to the air reservoir 6
  • a third bypass pipe 227A that bypasses the fourth automatic height adjustment valve 8B and a fourth bypass pipe 227B that connects the fourth wheel weight adjustment valve 212B to the air reservoir 6.
  • the wheel load adjusting device 210 further includes first to fourth pressure sensors 125A, 125B, 126A, 126B, and a controller 230.
  • the controller 230 controls the first to fourth wheel load adjustment valves 211A, 211B, 212A, and 212B according to the pressures detected by the first to fourth pressure sensors 125A, 125B, 126A, and 126B.
  • FIG. 8 is a schematic diagram of the first wheel load adjustment valve 211A shown in FIG.
  • the first wheel load adjustment valve 211A causes the first air spring 4A to communicate with the first automatic height adjustment valve 7A in the neutral position and the first air spring 4A to hold the air in the first switching position. 6 and the first air spring 4A is communicated with the exhaust port opened to the atmosphere at the second switching position.
  • the first wheel load adjustment valve 211A is urged by a spring so as to be held at the neutral position in the non-power supply state.
  • the second to fourth wheel load adjustment valves 211B, 212A, and 212B have the same structure as the first wheel load adjustment valve 211A, and detailed description thereof is omitted.
  • FIG. 9 is a flowchart for explaining the operation of the wheel load adjusting device 210 shown in FIG.
  • steps S1, S2, and S4 are the same as those in the second embodiment, and thus detailed description thereof is omitted.
  • the controller 230 determines Yes in step S2, it is considered that none of the wheel loads will become extremely small even if the wheel load fluctuations occur. Therefore, the first wheel load adjusting valve 211A and the third wheel load adjusting valve The wheel load adjustment valve 212A is set to the neutral position (step S13).
  • the controller 230 controls the first wheel weight adjustment valve 211A and the third wheel weight adjustment valve 212A, respectively, and the first air spring.
  • the compressed air from the air reservoir 6 is supplied to the low pressure side air spring of the 4A and the third air spring 5A (first switching position), and the high pressure side of the first air spring 4A and the third air spring 5A is supplied.
  • the air spring is exhausted (second switching position).
  • the controller 230 performs the second wheel load adjustment valve 211B and The fourth wheel load adjustment valve 212B is controlled, and the compressed air from the air reservoir 6 is supplied to the low-pressure side air spring of the second air spring 4B and the fourth air spring 5B, and the second air spring 4B and The fourth air spring 5B is exhausted to the high-pressure side air spring.
  • the controller 230 controls the first wheel weight adjustment valve 211A and the third wheel weight adjustment valve 212A.
  • the value of the threshold value TH may be increased so that the first differential pressure ⁇ P A does not easily exceed the threshold value.
  • FIG. 10 is a plan view for explaining definitions of names and directions of respective parts of the railway vehicle in the simulation.
  • FIG. 11A is a graph showing the relationship between cant and time in the simulation.
  • FIG. 11B is a graph showing the relationship between the air spring pressure and time of the simulation result.
  • FIG.11 (c) is a graph which shows the relationship between the wheel load of simulation result, and time.
  • the railway vehicle equipped with the wheel load adjusting device of the first embodiment was used as an example, and the rail vehicle not equipped with the wheel load adjusting device was used as a comparative example.
  • the conditions of this simulation were as shown in Table 1 below.
  • the thick line indicates the simulation result of the example
  • the thin line indicates the simulation result of the comparative example.
  • FIGS. 11 (a) to 11 (c) according to the simulation results, in the comparative example, when the front carriage passes the main curve and the rear carriage passes the entrance relaxation curve, The pressure of the third air spring on the side and on the outer gauge side decreased, and the wheel load on the outer gauge side wheel (left of the fourth axis) of the rear carriage decreased.
  • the pressure drop of the third air spring is suppressed (A position in FIG. 11 (b)), and the wheel weight of the wheel on the outer gauge side of the rear carriage (the fourth axis left) is reduced. It was suppressed (B location in FIG. 11 (c)). In other words, it was confirmed that the example was effective in preventing wheel load loss when passing a curve.

Landscapes

  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Mechanical Engineering (AREA)
  • Vehicle Body Suspensions (AREA)

Abstract

車体と第１台車との間に、車幅方向に離間して配置される第１空気バネ及び第２空気バネと、前記車体と第２台車との間に、車幅方向に離間して配置される第３空気バネ及び第４空気バネと、前記第１～第４空気バネの上流側に配置されて前記第１～第４空気バネの高さをそれぞれ調整し、空気バネ高さを一定に保つ第１～第４自動高さ調整弁と、を備えた鉄道車両に用いる輪重調整装置であって、前記鉄道車両の曲線通過時において、前記第１～第４空気バネのうち少なくとも２つの空気バネ間の圧力差の増加を抑制するように、前記第１～第４自動高さ調整弁のうち少なくとも１つの自動高さ調整弁の給排気動作を制限する。

Description

鉄道車両の輪重調整装置
　本発明は、鉄道車両の輪重調整装置に関する。
　鉄道車両には、車体と台車との間に介設された空気バネの給排気を行う自動高さ調整弁が搭載されている。自動高さ調整弁は、空気バネが鉛直方向に伸びた場合には排気を行い、空気バネが鉛直方向に縮んだ場合には圧縮空気を給気する。
　ところで、図１２に示すように、鉄道車両がカントのある軌道曲線を通過する際、緩和曲線（軌道曲線の出入口部分）の走行時には、前台車Ｔ１の位置と後台車Ｔ２の位置とでカントＣの大きさが異なる。そのため、既存の剛な車体Ｂを通常の空気バネを介して台車Ｔ１，Ｔ２で支持した鉄道車両が緩和曲線を走行した場合、車体Ｂに捩れ力が作用して各空気バネ間の荷重バランスが崩れ、輪重変動が生じる。しかも、車体の捩れにより鉛直方向に伸ばされた空気バネは、自動高さ調整弁により排気されて更に圧力が低下するため、輪重抜けが助長されることにもなる。
　特許文献１の装置では、進行方向前側の台車及び車体の車幅方向の傾斜角度に応じて、進行方向後側の空気バネの高さを調整することで、車両の曲線走行時に車体に作用する捩れ力を緩和している。
特開２０１４－７３７９７号公報
　しかし、特許文献１の装置は、空気バネの高さを調整するものであって、空気バネの圧力を調整するものではないため、車体の捩れが緩和されたとしても、空気バネの圧力差によって輪重変動が生じる。
　そこで本発明は、鉄道車両の曲線走行時における輪重変動を低減することを目的とする。
　本発明の一態様に係る鉄道車両の輪重調整装置は、車体と第１台車との間に、車幅方向に離間して配置される第１空気バネ及び第２空気バネと、前記車体と第２台車との間に、車幅方向に離間して配置される第３空気バネ及び第４空気バネと、前記第１～第４空気バネの上流側に配置されて前記第１～第４空気バネの高さをそれぞれ調整し、空気バネ高さを一定に保つ第１～第４自動高さ調整弁と、を備えた鉄道車両に用いる輪重調整装置であって、前記鉄道車両の曲線通過時において、前記第１～第４空気バネのうち少なくとも２つの空気バネ間の圧力差の増加を抑制するように、前記第１～第４自動高さ調整弁のうち少なくとも１つの自動高さ調整弁の給排気動作を制限する。
　前記構成によれば、鉄道車両の曲線走行時に、第１～第４空気バネのうち少なくとも２つの空気バネ間の圧力差の増加を抑制するように、第１～第４自動高さ調整弁のうち少なくとも１つの自動高さ調整弁の給排気動作を制限するので、空気バネ間の荷重バランスが崩れることが抑制され、輪重変動を抑制できる。
　本発明によれば、鉄道車両の曲線走行時における輪重変動を低減できる。
第１実施形態に係る鉄道車両の概略正面図である。 図１に示す鉄道車両の輪重調整装置の平面図である。 図２に示す輪重調整弁の模式断面図である。 図２に示す輪重調整装置の変形例の平面図である。 第２実施形態に係る鉄道車両の輪重調整装置の平面図である。 図５に示す輪重調整装置の動作を説明するフローチャートである。 第３実施形態に係る鉄道車両の輪重調整装置の平面図である。 図７に示す輪重調整弁の模式図である。 図７に示す輪重調整装置の動作を説明するフローチャートである。 シミュレーションにおける鉄道車両の各部の名称及び方向の定義を説明する平面図である。 （ａ）はシミュレーションにおけるカントと時間との関係を示すグラフ、（ｂ）はシミュレーション結果の空気バネ圧力と時間との関係を示すグラフ、（ｃ）はシミュレーション結果の輪重と時間との関係を示すグラフである。 鉄道車両の曲線通過を説明する模式図である。
　以下、図面を参照して実施形態を説明する。なお、以下の説明では、鉄道車両の車体が延びる方向（即ち、レール方向）を車両長手方向とし、それに直交する幅方向（即ち、枕木方向）を車幅方向として定義する。また、車両が走行する進行方向の先頭側を前側とし、その反対側を後側と定義する。
　（第１実施形態）
　図１は、第１実施形態に係る鉄道車両１の概略正面図である。図２は、図１に示す鉄道車両１の輪重調整装置１０の平面図である。図３は、図２に示す輪重調整弁４Ａの模式断面図である。図１に示すように、鉄道車両１が走行する軌道の曲線区間においては、曲線外側のレールが曲線内側のレールよりも高くなるように、レール載置面にカントＣ（高低差）が設けられている。図１及び２に示すように、鉄道車両１は、車体２と、第１及び第２台車３Ａ，３Ｂと、第１～第４空気バネ４Ａ，４Ｂ，５Ａ，５Ｂと、空気溜め６と、第１～第４自動高さ調整弁７Ａ，７Ｂ，８Ａ，８Ｂと、輪重調整装置１０とを備える。車体２は、レール方向に延びた略直方体形状を有する。第１台車３Ａは、車両長手方向一方側に配置されて車体２の車両長手方向の一端部を支持し、第２台車３Ｂは、車両長手方向他方側に配置されて車体２の車両長手方向の他端部を支持する。
　第１空気バネ４Ａ及び第２空気バネ４Ｂは、車体２と第１台車３Ａとの間において互いに車幅方向に離間して配置され、第１空気バネ４Ａは車幅方向一方側に配置され、第２空気バネ４Ｂは車幅方向他方側に配置されている。第３空気バネ５Ａ及び第４空気バネ５Ｂは、車体２と第２台車３Ｂとの間において互いに車幅方向に離間して配置され、第３空気バネ５Ａは車幅方向一方側に配置され、第４空気バネ５Ｂは車幅方向他方側に配置されている。空気溜め６は、圧縮空気が溜められ、空気溜め６内の圧力が所定値未満に低下すると、鉄道車両１に搭載されたコンプレッサー（図示せず）から圧縮空気が補充されるように構成されている。
　第１～第４自動高さ調整弁７Ａ，７Ｂ，８Ａ，８Ｂは、レベリングバルブとも呼ばれる公知の装置である。第１～第４自動高さ調整弁７Ａ，７Ｂ，８Ａ，８Ｂは、第１～第４空気バネ４Ａ，４Ｂ，５Ａ，５Ｂの上流側（空気溜め６側）にそれぞれ配置され、第１～第４空気バネ４Ａ，４Ｂ，５Ａ，５Ｂの高さをそれぞれ調整し、各空気バネ高さを一定に保つ。第１自動高さ調整弁７Ａは、第１台車３Ａの台車枠の車幅方向一方側の部分と車体２との間の鉛直方向変位に機械的に連動して第１空気バネ４Ａを給排気する。第２自動高さ調整弁７Ｂは、第１台車３Ａの台車枠の車幅方向他方側の部分と車体２との間の鉛直方向変位に機械的に連動して第２空気バネ４Ｂを給排気する。第３自動高さ調整弁８Ａは、第２台車３Ｂの台車枠の車幅方向一方側の部分と車体２との間の鉛直方向変位に機械的に連動して第３空気バネ５Ａを給排気する。第４自動高さ調整弁８Ｂは、第２台車３Ｂの台車枠の車幅方向他方側の部分と車体２との間の鉛直方向変位に機械的に連動して第４空気バネ５Ｂを給排気する。即ち、第１～第４自動高さ調整弁７Ａ，７Ｂ，８Ａ，８Ｂは、それぞれ対応する空気バネ４Ａ，４Ｂ，５Ａ，５Ｂの高さが所定以上に高くなると、対応する空気バネ４Ａ，４Ｂ，５Ａ，５Ｂから大気への排気を行い、当該高さが所定以上に低くなると、対応する空気バネ４Ａ，４Ｂ，５Ａ，５Ｂへ空気溜め６から給気を行う。
　輪重調整装置１０は、第１～第４空気バネ４Ａ，４Ｂ，５Ａ，５Ｂのうち少なくとも２つの空気バネ間の圧力差の増加を抑制するように、第１～第４自動高さ調整弁７Ａ，７Ｂ，８Ａ，８Ｂのうち少なくとも１つの自動高さ調整弁の給排気動作を制限する。一例として、輪重調整装置１０は、第１自動高さ調整弁７Ａと第１空気バネ４Ａとを繋ぐ第１流路１３Ａに設けた第１輪重調整弁１１Ａと、第２自動高さ調整弁７Ｂと第２空気バネ４Ｂとを繋ぐ第２流路１３Ｂに設けた第２輪重調整弁１１Ｂと、第３自動高さ調整弁８Ａと第３空気バネ５Ａとを繋ぐ第３流路１４Ａに設けた第３輪重調整弁１２Ａと、第４自動高さ調整弁８Ｂと第４空気バネ５Ｂとを繋ぐ第４流路１４Ｂに設けた第４輪重調整弁１２Ｂとを備える。
　輪重調整装置１０は、更に、第１空気バネ４Ａの圧力をパイロット圧として第１輪重調整弁１１Ａ及び第３輪重調整弁１２Ａに伝達する第１パイロット管１５Ａと、第２空気バネ４Ｂの圧力をパイロット圧として第２輪重調整弁１１Ｂ及び第４輪重調整弁１２Ｂに伝達する第２パイロット管１５Ｂと、第３空気バネ５Ａの圧力をパイロット圧として第１輪重調整弁１１Ａ及び第３輪重調整弁１２Ａに伝達する第３パイロット管１６Ａと、第４空気バネ５Ｂの圧力をパイロット圧として第２輪重調整弁１１Ｂ及び第４輪重調整弁１２Ｂに伝達する第４パイロット管１６Ｂとを備える。
　第１輪重調整弁１１Ａ及び第３輪重調整弁１２Ａは、車幅方向一方側に配置された第１空気バネ４Ａと第３空気バネ５Ａとの間の第１差圧ΔＰAが閾値ＴＨを超えた場合に、それぞれ第１流路１３Ａ及び第３流路１４Ａを絞る又は遮断して第１差圧ΔＰAの増加を抑制することで、第１自動高さ調整弁７Ａ及び第３自動高さ調整弁８Ａの流量（給排気動作）を制限する。第２輪重調整弁１１Ｂ及び第４輪重調整弁１２Ｂは、車幅方向他方側に配置された第２空気バネ４Ｂと第４空気バネ５Ｂとの間の第２差圧ΔＰBが閾値ＴＨを超えた場合に、それぞれ第２流路１３Ｂ及び第４流路１４Ｂを絞る又は遮断して第２差圧ΔＰBの増加を抑制することで、第２自動高さ調整弁７Ｂ及び第４自動高さ調整弁８Ｂの流量（給排気動作）を制限する。
　一例として、図３に示すように、第１輪重調整弁１１Ａは、ケーシング１７と、ケーシング１７内に往復変位可能に収納されたスプール１８とを備える差圧弁である。ケーシング１７には、第１空気バネ４Ａ及び第１自動高さ調整弁７Ａにそれぞれ連通する接続ポート１７ａ，１７ｂが形成されている。スプール１８には、中立位置において接続ポート１７ａ，１７ｂと連通する通路１８ａが形成されている。スプール１８の変位方向の一端面とケーシング１７との間には第１圧力室１９が形成され、スプール１８の変位方向の他端面とケーシング１７との間には第２圧力室２０が形成されている。
　第１圧力室１９及び第２圧力室２０には、それぞれ第１コイルバネ２１及び第２コイルバネ２２が収容されている。ケーシング１７には、第１空気バネ４Ａの圧力Ｐ1を第１圧力室１９に導入する第１パイロットポート１７ｃと、第３空気バネ５Ａの圧力Ｐ3を第２圧力室２０に導入する第２パイロットポート１７ｄとが形成されている。スプール１８は、第１空気バネ４Ａの圧力Ｐ1と第３空気バネ５Ａの圧力Ｐ3とが同じであるとき、第１コイルバネ２１及び第２コイルバネ２２の付勢力により中立位置に保持される。スプール１８は、第１差圧ΔＰAが閾値ＴＨを超えた場合に、第１流路１３Ａを絞るように変位し、その絞り開度（絞られた流路の開度）は第１差圧ΔＰAが増加するにつれて減少する。なお、第２～第４輪重調整弁１１Ｂ，１２Ａ，１２Ｂについては、第１輪重調整弁１１Ａと同様の構造であるため詳細な説明を省略する。
　以上に説明した構成によれば、鉄道車両１の曲線通過時に、車幅方向一方側かつ車両長手方向一方側に配置された第１空気バネ４Ａと、車幅方向一方側かつ車両長手方向他方側に配置された第３空気バネ５Ａとの間の第１差圧ΔＰAが増加して閾値ＴＨを超えた場合に、第１輪重調整弁１１Ａ及び第３輪重調整弁１２Ａが第１差圧ΔＰAの増加を抑制するように第１流路１３Ａ及び第３流路１４Ａを絞る又は遮断するので、第１空気バネ４Ａと第３空気バネ５Ａとの間の荷重バランスが崩れることが抑制され、輪重変動を抑制できる。また、第２輪重調整弁１１Ｂ及び第４輪重調整弁１２Ｂも、これと同様にして、第２空気バネ４Ｂと第４空気バネ５Ｂとの間の荷重バランスが崩れることを抑制し、輪重変動を抑制できる。
　また、例えば、鉄道車両１が図２中の右方に走行して右斜め下に旋回する曲線を通過すると仮定した場合、低速で入口緩和曲線を通過する際には、進行方向後側の第２台車３Ｂにおける外軌側の第３空気バネ５Ａが車体２の捩れにより鉛直方向に伸ばされて圧力が低下し、更に第３自動高さ調整弁８Ａが第３空気バネ５Ａを排気しようとするが、その排気の流れが第３輪重調整弁１２Ａにより絞られる又は遮断されるので、第３空気バネ５Ａの更なる圧力の低下が抑制され、輪重抜けの助長を防止できる。
　また、鉄道車両１の車体２は進行方向に長いため、ローリングよりもピッチングの方が発生し難い。よって、車両長手方向一方側に配置された第１空気バネ４Ａ（第２空気バネ４Ｂ）と車両長手方向他方側に配置された第３空気バネ５Ａ（第４空気バネ５Ｂ）との間の差圧ΔＰA（ΔＰB）に基づいて輪重調整を行うことで、曲線通過以外の事象をあまり考慮せずに閾値ＴＨを決めることができ、曲線通過時の輪重調整を精度良く行うことができる。また、第１～第４輪重調整弁１１Ａ，１１Ｂ，１２Ａ，１２Ｂは差圧ΔＰA（ΔＰB）に応じて機械的に動作するので、センサ及びコントローラを不要とすることができる。
　また、図４は、変形例の輪重調整装置の平面図である。図４に示すように、第１～第４輪重調整弁１１Ａ，１１Ｂ，１２Ａ，１２Ｂは、それぞれ第１～第４自動高さ調整弁７Ａ，７Ｂ，８Ａ，８Ｂと共通の筐体５１Ａ，５１Ｂ，５２Ａ，５２Ｂに収容されて個々にユニット化されてもよい。そうすれば、第１～第４輪重調整弁１１Ａ，１１Ｂ，１２Ａ，１２Ｂの各々と第１～第４自動高さ調整弁７Ａ，７Ｂ，８Ａ，８Ｂの各々との間の接続作業を車両組立現場で行わずに済み、組立作業性が向上する。なお、輪重調整弁と自動高さ調整弁とを同じ筐体に収容するユニット化は、後述する他の実施形態にも適用可能である。
　（第２実施形態）
　図５は、第２実施形態に係る鉄道車両の輪重調整装置１１０の平面図である。なお、第１実施形態と共通する構成については同一符号を付して説明を省略する。図５に示すように、輪重調整装置１１０は、第１～第４輪重調整弁１１１Ａ，１１１Ｂ，１１２Ａ，１１２Ｂと、第１～第４圧力センサ１２５Ａ，１２５Ｂ，１２６Ａ，１２６Ｂと、コントローラ１３０とを備える。
　第１輪重調整弁１１１Ａは、第１流路１３Ａのうち並列に形成した領域の一方の流路に設けた第１固定絞り１１１Ａａと、当該領域の他方の流路に設けた第１電磁遮断弁１１１Ａｂとを有する。第２輪重調整弁１１１Ｂは、第２流路１３Ｂのうち並列に形成した領域の一方の流路に設けた第２固定絞り１１１Ｂａと、当該領域の他方の流路に設けた第２電磁遮断弁１１１Ｂｂとを有する。第３輪重調整弁１１２Ａは、第３流路１４Ａのうち並列に形成した領域の一方の流路に設けた第３固定絞り１１２Ａａと、当該領域の他方の流路に設けた第３電磁遮断弁１１２Ａｂとを有する。第４輪重調整弁１１２Ｂは、第４流路１４Ｂのうち並列に形成した領域の一方の流路に設けた第４固定絞り１１２Ｂａと、当該領域の他方の流路に設けた第４電磁遮断弁１１２Ｂｂとを有する。なお、第１～第４電磁遮断弁１１１Ａｂ，１１１Ｂｂ，１１２Ａｂ，１１２Ｂｂは、ノーマルオープン型であり、非給電状態で流路を開いている。
　第１～第４圧力センサ１２５Ａ，１２５Ｂ，１２６Ａ，１２６Ｂは、それぞれ第１～第４空気バネ４Ａ，４Ｂ，５Ａ，５Ｂの圧力を検出する。コントローラ１３０は、第１～第４圧力センサ１２５Ａ，１２５Ｂ，１２６Ａ，１２６Ｂで検出される圧力に応じて第１～第４輪重調整弁１１１Ａ，１１１Ｂ，１１２Ａ，１１２Ｂの第１～第４電磁遮断弁１１１Ａｂ，１１１Ｂｂ，１１２Ａｂ，１１２Ｂｂを制御する。
　図６は、図５に示す輪重調整装置１１０の動作を説明するフローチャートである。図６に示すように、コントローラ１３０は、第１圧力センサ１２５Ａ及び第３圧力センサ１２６Ａの少なくとも一方で検出される圧力が所定の高圧条件を満たすか否かを判定する。一例として、コントローラ１３０は、第１圧力センサ１２５Ａで検出される圧力と第３圧力センサ１２６Ａで検出される圧力との平均値を算出し（ステップＳ１）、その算出された圧力平均値が所定圧以上（例えば、停車時の圧力以上）であるか否かを判定する（ステップＳ２）。なお、それに代えて、コントローラ１３０は、第１圧力センサ１２５Ａ又は第３圧力センサ１２６Ａのいずれ一方で検出される圧力が所定圧以上であるか否かを判定する構成としてもよいし、或いは、第１圧力センサ１２５Ａ及び第３圧力センサ１２６Ａで検出される各圧力の両方が所定圧以上であるか否かを判定する構成としてもよい。
　圧力平均値が所定圧以上であると判定された場合には（ステップＳ２）、輪重変動が生じても各輪重のいずれもが極度に小さくなることはないと考えられるため、コントローラ１３０は、第１電磁遮断弁１１１Ａｂ及び第３電磁遮断弁１１２Ａｂを開いた状態にする（ステップＳ３）。即ち、第１空気バネ４Ａ及び第３空気バネ５Ａの各圧力が所定の高圧条件を満たす場合には、第１輪重調整弁１１１Ａ及び第３輪重調整弁１１２Ａによる第１差圧ΔＰAの増加を抑制する動作が禁止されるので、電力消費を抑えることができる。他方、圧力平均値が所定圧以上ではないと判定された場合には（ステップＳ２）、コントローラ１３０は、第１圧力センサ１２５Ａで検出された圧力Ｐ1と第３圧力センサ１２６Ａで検出された圧力Ｐ3との間の第１差圧ΔＰAが閾値ＴＨを超えたか否かを判定する（ステップＳ４）。
　第１差圧ΔＰAが閾値ＴＨを超えていないと判定された場合には（ステップＳ４）、コントローラ１３０は、第１電磁遮断弁１１１Ａｂ及び第３電磁遮断弁１１２Ａｂを開いた状態にする（ステップＳ３）。他方、第１差圧ΔＰAが閾値ＴＨを超えたと判定された場合には（ステップＳ４）、コントローラ１３０は、第１電磁遮断弁１１１Ａｂ及び第３電磁遮断弁１１２Ａｂを閉じた状態にする（ステップＳ５）。これにより、曲線通過時における第１差圧ΔＰAの増加が抑制され、輪重変動を抑制できる。なお、第２及び第４輪重調整弁１１１Ｂ，１１２Ｂの動作は、前記した第１及び第３輪重調整弁１１１Ａ，１１２Ａの動作と同様であるため詳細な説明を省略する。
　なお、変形例として、第１空気バネ４Ａ及び第３空気バネ５Ａの圧力平均値が所定圧以上である場合において、コントローラ１３０は、第１電磁遮断弁１１１Ａｂ及び第３電磁遮断弁１１２Ａｂの閉動作を禁止する代わりに、閾値ＴＨの値を上げて第１差圧ΔＰAが閾値を超え難くなるようにしてもよい。
　（第３実施形態）
　図７は、第３実施形態に係る鉄道車両の輪重調整装置２１０の平面図である。なお、第１又は第２実施形態と共通する構成については同一符号を付して説明を省略する。図７に示すように、輪重調整装置２１０は、第１流路１３Ａに設けた第１輪重調整弁２１１Ａと、第２流路１３Ｂに設けた第２輪重調整弁２１１Ｂと、第３流路１４Ａに設けた第３輪重調整弁２１２Ａと、第４流路１４Ｂに設けた第４輪重調整弁２１２Ｂとを備える。第１～第４輪重調整弁２１１Ａ，２１１Ｂ，２１２Ａ，２１２Ｂは、電磁切換弁である。
　輪重調整装置２１０は、更に、第１自動高さ調整弁７Ａを迂回して第１輪重調整弁２１１Ａを空気溜め６に接続する第１バイパス管２２６Ａと、第２自動高さ調整弁７Ｂを迂回して第２輪重調整弁２１１Ｂを空気溜め６に接続する第２バイパス管２２６Ｂと、第３自動高さ調整弁８Ａを迂回して第３輪重調整弁２１２Ａを空気溜め６に接続する第３バイパス管２２７Ａと、第４自動高さ調整弁８Ｂを迂回して第４輪重調整弁２１２Ｂを空気溜め６に接続する第４バイパス管２２７Ｂとを備える。また、輪重調整装置２１０は、更に、第１～第４圧力センサ１２５Ａ，１２５Ｂ，１２６Ａ，１２６Ｂと、コントローラ２３０とを備える。コントローラ２３０は、第１～第４圧力センサ１２５Ａ，１２５Ｂ，１２６Ａ，１２６Ｂで検出される圧力に応じて第１～第４輪重調整弁２１１Ａ，２１１Ｂ，２１２Ａ，２１２Ｂを制御する。
　図８は、図７に示す第１輪重調整弁２１１Ａの模式図である。図８に示すように、第１輪重調整弁２１１Ａは、中立位置において第１空気バネ４Ａを第１自動高さ調整弁７Ａに連通させ、第１切換位置において第１空気バネ４Ａを空気溜め６に連通させ、第２切換位置において第１空気バネ４Ａを大気開放された排気ポートに連通させる。第１輪重調整弁２１１Ａは、非給電状態では中立位置に保持されるようにバネで付勢されている。なお、第２～第４輪重調整弁２１１Ｂ，２１２Ａ，２１２Ｂは、第１輪重調整弁２１１Ａと同構造であるため詳細な説明を省略する。
　図９は、図７に示す輪重調整装置２１０の動作を説明するフローチャートである。図９に示すように、ステップＳ１，Ｓ２及びＳ４は、第２実施形態と同様であるため詳細な説明を省略する。コントローラ２３０は、ステップＳ２でＹｅｓと判定された場合、輪重変動が生じても各輪重のいずれもが極度に小さくなることはないと考えられるため、第１輪重調整弁２１１Ａ及び第３輪重調整弁２１２Ａを中立位置にしておく（ステップＳ１３）。他方、ステップＳ２でＮｏと判定され、かつ、ステップＳ４でＹｅｓが判定された場合、コントローラ２３０は、第１輪重調整弁２１１Ａ及び第３輪重調整弁２１２Ａをそれぞれ制御し、第１空気バネ４Ａ及び第３空気バネ５Ａのうち低圧側の空気バネには空気溜め６からの圧縮空気を給気し（第１切換位置）、第１空気バネ４Ａ及び第３空気バネ５Ａのうち高圧側の空気バネには排気を行う（第２切換位置）。
　また、コントローラ２３０は、上記同様にして、第２空気バネ４Ｂと第４空気バネ５Ｂとの間の第２差圧ΔＰBが閾値ＴＨを超えた場合には、第２輪重調整弁２１１Ｂ及び第４輪重調整弁２１２Ｂをそれぞれ制御し、第２空気バネ４Ｂ及び第４空気バネ５Ｂのうち低圧側の空気バネには空気溜め６からの圧縮空気を給気し、第２空気バネ４Ｂ及び第４空気バネ５Ｂのうち高圧側の空気バネには排気を行う。このようすることで、曲線通過時における空気バネ間の差圧の増加が抑制され、輪重変動を抑制できる。
　なお、変形例として、第１空気バネ４Ａ及び第３空気バネ５Ａの圧力平均値が所定圧以上である場合において、コントローラ２３０は、第１輪重調整弁２１１Ａ及び第３輪重調整弁２１２Ａの第１又は第２切換位置への切り換えを禁止して中立位置に保つ代わりに、閾値ＴＨの値を上げて第１差圧ΔＰAが閾値を超え難くなるようにしてもよい。
　（実施例／比較例）
　図１０は、シミュレーションにおける鉄道車両の各部の名称及び方向の定義を説明する平面図である。図１１（ａ）は、シミュレーションにおけるカントと時間との関係を示すグラフである。図１１（ｂ）は、シミュレーション結果の空気バネ圧力と時間との関係を示すグラフである。図１１（ｃ）は、シミュレーション結果の輪重と時間との関係を示すグラフである。本シミュレーションでは、第１実施形態の輪重調整装置を搭載した鉄道車両を実施例とし、輪重調整装置を搭載しない鉄道車両を比較例とした。また、本シミュレーションの条件は、下記表１の通りとした。
Figure JPOXMLDOC01-appb-T000001
  
　図１１（ｂ）及び図１１（ｃ）では、太線が実施例のシミュレーション結果を示し、細線が比較例のシミュレーション結果を示す。図１１（ａ）～（ｃ）に示すように、シミュレーション結果によれば、比較例では、前台車が本曲線を通過し、かつ、後台車が入口緩和曲線を通過する時点において、進行方向後側かつ外軌側の第３空気バネの圧力が低下し、後台車の外軌側の車輪（第４軸左）の輪重が低下した。しかし、実施例では、同時点において、第３空気バネの圧力低下が抑制され（図１１（ｂ）のＡ箇所）、後台車の外軌側の車輪（第４軸左）の輪重低下が抑制された（図１１（ｃ）のＢ箇所）。即ち、実施例は、曲線通過時における輪重抜け防止に有効であることが確認された。
　なお、本発明は前述した実施形態に限定されるものではなく、その構成を変更、追加、又は削除することができる。前記各実施形態は互いに任意に組み合わせてもよく、例えば１つの実施形態中の一部の構成又は方法を他の実施形態に適用してもよく、実施形態中の一部の構成は、その実施形態中の他の構成から分離して任意に抽出可能である。
　１　鉄道車両
　２　車体
　３Ａ　第１台車
　３Ｂ　第２台車
　４Ａ　第１空気バネ
　４Ｂ　第２空気バネ
　５Ａ　第３空気バネ
　５Ｂ　第４空気バネ
　６　空気溜め
　７Ａ　第１自動高さ調整弁
　７Ｂ　第２自動高さ調整弁
　８Ａ　第３自動高さ調整弁
　８Ｂ　第４自動高さ調整弁
　１０，１１０，２１０　輪重調整装置
　１１Ａ，１１１Ａ，２１１Ａ　第１輪重調整弁
　１１Ｂ，１１１Ｂ，２１１Ｂ　第２輪重調整弁
　１２Ａ，１１２Ａ，２１２Ａ　第３輪重調整弁
　１２Ｂ，１１２Ｂ，２１２Ｂ　第４輪重調整弁
　１３Ａ　第１流路
　１３Ｂ　第２流路
　１４Ａ　第３流路
　１４Ｂ　第４流路
　５１Ａ，５１Ｂ，５２Ａ，５２Ｂ　筐体
　１２５Ａ　第１圧力センサ
　１２５Ｂ　第２圧力センサ
　１２６Ａ　第３圧力センサ
　１２６Ｂ　第４圧力センサ
　１３０，２３０　コントローラ

Claims (6)

  1. 　車体と第１台車との間に、車幅方向に離間して配置される第１空気バネ及び第２空気バネと、前記車体と第２台車との間に、車幅方向に離間して配置される第３空気バネ及び第４空気バネと、前記第１～第４空気バネの上流側に配置されて前記第１～第４空気バネの高さをそれぞれ調整し、空気バネ高さを一定に保つ第１～第４自動高さ調整弁と、を備えた鉄道車両に用いる輪重調整装置であって、
    　前記鉄道車両の曲線通過時において、前記第１～第４空気バネのうち少なくとも２つの空気バネ間の圧力差の増加を抑制するように、前記第１～第４自動高さ調整弁のうち少なくとも１つの自動高さ調整弁の給排気動作を制限する、鉄道車両の輪重調整装置。
  2. 　前記第１～第４自動高さ調整弁と前記第１～第４空気バネとを繋ぐ第１～第４流路にそれぞれ設けられた第１～第４輪重調整弁を備え、
    　前記第１輪重調整弁及び前記第３輪重調整弁は、車幅方向の一方側に配置された前記第１空気バネと前記第３空気バネとの間の第１差圧が第１閾値を超えた場合に、前記第１差圧の増加を抑制するように動作することで、前記第１自動高さ調整弁及び前記第３自動高さ調整弁による給排気動作を制限し、
    　前記第２輪重調整弁及び前記第４輪重調整弁は、車幅方向の他方側に配置された前記第２空気バネと前記第４空気バネとの間の第２差圧が第２閾値を超えた場合に、前記第２差圧の増加を抑制するように動作することで、前記第２自動高さ調整弁及び前記第４自動高さ調整弁による給排気動作を制限する、請求項１に記載の鉄道車両の輪重調整装置。
  3. 　前記第１輪重調整弁及び前記第３輪重調整弁は、前記第１差圧が前記第１閾値を超えた場合に、前記第１流路及び前記第３流路を絞り又は遮断することで、前記第１自動高さ調整弁及び前記第３自動高さ調整弁における流量を制限し、
    　前記第２輪重調整弁及び前記第４輪重調整弁は、前記第２差圧が前記第２閾値を超えた場合に、前記第２流路及び前記第４流路を絞る又は遮断することで、前記第２自動高さ調整弁及び前記第４自動高さ調整弁における流量を制限する、請求項２に記載の鉄道車両の輪重調整装置。
  4. 　前記第１輪重調整弁及び前記第３輪重調整弁は、前記第１差圧が前記第１閾値を超えた場合に、前記第１空気バネ及び前記第３空気バネのうち低圧側の空気バネに、空気溜めからの圧縮空気を給気するように動作し、
    　前記第２輪重調整弁及び前記第４輪重調整弁は、前記第２差圧が前記第２閾値を超えた場合に、前記第２空気バネ及び前記第４空気バネのうち低圧側の空気バネに、空気溜めからの圧縮空気を給気するように動作する、請求項２に記載の鉄道車両の輪重調整装置。
  5. 　前記第１～第４空気バネの圧力をそれぞれ検出する第１～第４圧力センサと、
    　前記第１～第４圧力センサで検出される圧力に応じて前記第１～第４輪重調整弁を制御するコントローラと、を更に備え、
    　前記コントローラは、
    　　前記第１空気バネ及び前記第３空気バネの少なくとも一方が所定の高圧条件を満たすとき、前記第１輪重調整弁及び前記第３輪重調整弁による前記第１差圧の増加を抑制する動作を禁止し、又は、前記第１閾値を上げ、
    　　前記第２空気バネ及び前記第４空気バネの少なくとも一方が所定の高圧条件を満たすとき、前記第２輪重調整弁及び前記第４輪重調整弁による前記第２差圧の増加を抑制する動作を禁止し、又は、前記第２閾値を上げる、請求項１乃至４のいずれか１項に記載の鉄道車両の輪重調整装置。
  6. 　前記第１～第４輪重調整弁は、それぞれ前記第１～第４自動高さ調整弁と共通の筐体に収容されてそれぞれユニット化されている、請求項１乃至５のいずれか１項に記載の鉄道車両の輪重調整装置。
PCT/JP2017/016693 2016-04-28 2017-04-27 鉄道車両の輪重調整装置 Ceased WO2017188367A1 (ja)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
US16/097,428 US10981584B2 (en) 2016-04-28 2017-04-27 Wheel load adjusting apparatus of railcar

Applications Claiming Priority (2)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP2016-090612 2016-04-28
JP2016090612A JP6650337B2 (ja) 2016-04-28 2016-04-28 鉄道車両の輪重調整装置

Publications (1)

Publication Number Publication Date
WO2017188367A1 true WO2017188367A1 (ja) 2017-11-02

Family

ID=60159679

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
PCT/JP2017/016693 Ceased WO2017188367A1 (ja) 2016-04-28 2017-04-27 鉄道車両の輪重調整装置

Country Status (3)

Country Link
US (1) US10981584B2 (ja)
JP (1) JP6650337B2 (ja)
WO (1) WO2017188367A1 (ja)

Families Citing this family (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP6650337B2 (ja) * 2016-04-28 2020-02-19 川崎重工業株式会社 鉄道車両の輪重調整装置

Citations (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPH03295758A (ja) * 1990-04-12 1991-12-26 Sumitomo Metal Ind Ltd 鉄道車両用空気ばねの応荷重型電子制御方法
JP2003165436A (ja) * 2001-11-30 2003-06-10 Sumitomo Metal Ind Ltd 鉄道車両用高さ調整弁装置及びその制御方法並びに鉄道車両
US20110121526A1 (en) * 2009-11-25 2011-05-26 LTK Consulting Services, Inc. Vertical position compensating device for a vehicle
JP2016002814A (ja) * 2014-06-13 2016-01-12 Ｋｙｂ株式会社 鉄道車両の圧力調整装置及び高さ調整装置

Family Cites Families (14)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US4693185A (en) * 1986-02-21 1987-09-15 Dofasco Inc. Control systems for vehicle fluid suspension systems
DE19512437A1 (de) * 1995-04-03 1996-10-10 Rexroth Mannesmann Gmbh Einrichtung zur Kompensation der auf ein Schienenfahrzeug wirkenden Querkraft
JP4197857B2 (ja) * 2000-08-11 2008-12-17 カヤバ工業株式会社 車両の空気バネ式懸架装置および差圧弁
JP3760797B2 (ja) * 2001-05-30 2006-03-29 住友金属工業株式会社 輪重差低減方法
BR112015000402A2 (pt) * 2012-07-12 2017-06-27 Firestone Ind Products Co Llc elemento de suporte lateral, conjunto de mola a gás e método
JP5981829B2 (ja) 2012-10-05 2016-08-31 公益財団法人鉄道総合技術研究所 鉄道車両の車体高さ調整装置、および、車体高さ調整方法
US9834231B2 (en) * 2012-10-17 2017-12-05 Firestone Industrial Products Company, Llc Flexible wall and compression core assemblies as well as gas spring assemblies and methods including same
US9387865B2 (en) * 2013-02-18 2016-07-12 Firestone Industrial Products Company, Llc End member assemblies as well as gas spring assemblies and methods of manufacture including same
JP5868930B2 (ja) * 2013-11-28 2016-02-24 三菱重工業株式会社 車両用サスペンション装置、走行台車、及び車両
US10508703B2 (en) * 2015-01-12 2019-12-17 Firestone Industrial Products Company, Llc Lateral support elements, gas spring assemblies, suspension systems and methods
JP6564292B2 (ja) * 2015-10-07 2019-08-21 川崎重工業株式会社 車体傾斜装置を備えた鉄道車両および列車編成
JP6650337B2 (ja) * 2016-04-28 2020-02-19 川崎重工業株式会社 鉄道車両の輪重調整装置
CN105923007A (zh) * 2016-06-21 2016-09-07 中车唐山机车车辆有限公司 转向架的摇枕
FR3080076B1 (fr) * 2018-04-17 2020-09-18 Alstom Transp Tech Vehicule ferroviaire et procede de circulation associe

Patent Citations (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPH03295758A (ja) * 1990-04-12 1991-12-26 Sumitomo Metal Ind Ltd 鉄道車両用空気ばねの応荷重型電子制御方法
JP2003165436A (ja) * 2001-11-30 2003-06-10 Sumitomo Metal Ind Ltd 鉄道車両用高さ調整弁装置及びその制御方法並びに鉄道車両
US20110121526A1 (en) * 2009-11-25 2011-05-26 LTK Consulting Services, Inc. Vertical position compensating device for a vehicle
JP2016002814A (ja) * 2014-06-13 2016-01-12 Ｋｙｂ株式会社 鉄道車両の圧力調整装置及び高さ調整装置

Also Published As

Publication number Publication date
US20190135310A1 (en) 2019-05-09
JP2017197061A (ja) 2017-11-02
US10981584B2 (en) 2021-04-20
JP6650337B2 (ja) 2020-02-19

Similar Documents

Publication Publication Date Title
CN107107699A (zh) 悬架装置和悬架控制装置
KR102514345B1 (ko) 차량용 에어 서스펜션 장치 및 그 제어방법
EP2722247A1 (en) Railcar damping device
WO2013137296A1 (ja) 鉄道車両用制振装置
JP2011016441A (ja) 鉄道車両の車体傾斜制御装置
JP5513175B2 (ja) 鉄道車両の車体傾斜装置
JP2019171890A (ja) 鉄道車両用制振装置
CN110203028B (zh) 一种具备防侧倾功能的油气悬架系统及其控制方法
WO2017188367A1 (ja) 鉄道車両の輪重調整装置
JP5497333B2 (ja) 鉄道車両の制振装置
JP5627096B2 (ja) 鉄道車両の制振用ダンパ
US20220032707A1 (en) Suspension system
JP2019055635A (ja) 鉄道車両の車体制御装置
JP6344484B2 (ja) 鉄道車両
JP4292973B2 (ja) 鉄道車両の車体傾斜制御方法及び装置
JPH02286416A (ja) 能動型サスペンション
JP4765721B2 (ja) 鉄道車両用空気ばねの高さ調整装置
KR102416935B1 (ko) 차량용 능동형 현가장치
JP2015217693A (ja) 鉄道車両の制振用ダンパ
JP3628053B2 (ja) 車体の傾斜制御装置
JP2003285615A (ja) サスペンション制御装置
JP4292792B2 (ja) 車体傾斜装置
JPH0636973Y2 (ja) 能動型サスペンシヨン装置
JPH0788134B2 (ja) 能動型サスペンシヨン装置
JP7032182B2 (ja) 鉄道車両の車体傾斜装置

Legal Events

Date Code Title Description
NENP Non-entry into the national phase

Ref country code: DE

121 Ep: the epo has been informed by wipo that ep was designated in this application

Ref document number: 17789649

Country of ref document: EP

Kind code of ref document: A1

122 Ep: pct application non-entry in european phase

Ref document number: 17789649

Country of ref document: EP

Kind code of ref document: A1