(57)【要約】  アクチュエータの作動により空気バネに対する圧縮空気の給排気を行う高さ制御弁（７１）と、空気バネに対して圧縮空気を給気することにより車体を傾斜させるための補助制御弁（７２）と、高さ制御弁（７１）及び補助制御弁（７２）の一方と空気バネ（５３）との接続を切り替えるバックアップ弁（７３）と、複数の車両（１，２）が連結された列車の各車両毎に搭載され制御装置（１１，２１）とを有し、各車両毎に設けられた制御装置（１１，２１）は、正常時には、搭載された車両の高さ制御弁（７１）を制御し、関係づけられた他の制御装置（２１，１１）の異常を監視しており、関係づけられた複数の制御装置の一に異常が生じた時には、故障した制御装置の制御を停止し、他の正常な制御装置が故障した制御装置のある車両のバックアップ弁を制御するようにした鉄道車両の車体傾斜システム。
2012147195.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
アクチュエータの作動により空気バネに対する圧縮空気の給排気を行う高さ制御弁と、前記空気バネに対して圧縮空気を給気することにより車体を傾斜させるための補助制御弁と、前記高さ制御弁及び補助制御弁の一方と前記空気バネとの接続を切り替えるバックアップ弁と、複数の車両が連結された列車の各車両毎に搭載され制御装置とを有し、
各車両毎に設けられた前記制御装置は、正常時には、搭載された車両の前記高さ制御弁を制御し、関係づけられた他の制御装置の異常を監視しており、関係づけられた複数の前記制御装置の一に異常が生じた時には、故障した制御装置の制御を停止し、他の正常な制御装置が故障した制御装置のある車両の前記バックアップ弁を制御するようにしたものであることを特徴とする鉄道車両の車体傾斜システム。
【請求項２】
請求項１に記載する鉄道車両の車体傾斜システムにおいて、
列車に設けられた複数の前記制御装置は、前後の車両に設けられた前記制御装置同士の異常を監視し合うものであることを特徴とする鉄道車両の車体傾斜システム。
【請求項３】
請求項１に記載する鉄道車両の車体傾斜システムにおいて、
低圧側の吸込タンクと高圧側の吐出タンクがモータポンプを介して接続され、左右の前記空気バネと前記吸込タンク及び吐出タンクが傾斜用制御弁を介して接続され、前記モータポンプの駆動により前記吸込タンクと吐出タンクに圧力差を生じさせ、前記傾斜用制御弁の切り替えにより、前記吐出タンクから左右の前記空気バネの一方へ圧縮空気を送り込み、他方の前記空気バネから前記吸込タンクへ圧縮空気を引き込むようにしたものであり、
前記制御装置は、正常時には前記傾斜用制御弁を制御し、異常が生じた場合には前記傾斜用制御弁の制御を停止するようにしたものであること特徴とする鉄道車両の車体傾斜システム。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、給排気制御により空気バネの高さを調整して車体を傾斜させる鉄道車両の車体傾斜システムに関し、車体毎に設けられた一の制御装置に異常が生じた場合にでも、他の車両の制御装置がバックアップすることにより走行中の車体傾斜を可能にする鉄道車両の車体傾斜システムに関する。
【背景技術】
【０００２】
鉄道車両が軌道上の曲線区間を走行する場合、いわゆるカントによって左右方向の加速度が低減する他、鉄道車両には、カント不足を補うため車体を積極的に傾斜させる車体傾斜システムが構成されている。車体傾斜システムには、例えば車体を左右で支える空気バネに対し圧縮空気を給排気する高さ制御弁を有し、その高さ制御弁を制御装置によって制御するようにしたものがある。この車体傾斜システムでは、制御装置が走行中の地点情報や速度情報、予め用意された軌道データに基づいて高さ制御弁を制御し、左右の空気バネに対する圧縮空気の給排気を制御する。これにより、カーブに進入するのに合わせて車体を傾斜させ、カーブから出る際には傾斜を戻して車体を水平にする。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】特開２００５−３５３２１号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
前述した鉄道車両の車体傾斜システムは、複数の車両が編成された列車の各車体毎に制御装置が設けられている。そして、一の車両でも制御装置が故障してしまうと、その故障した制御装置の車両では車体の傾斜制御ができなくなってしまう。そのため、列車全体を故障車に合わせて走行させなければならなくなる。すなわち、乗り心地の悪化を防ぐため曲線走行時の走行速度を大幅に低下させなければならない。すると、列車の到着が遅れてしまい運行上の問題が生じてしまう。また、曲線走行時に故障が発生した場合には、減速するまでの間は傾斜しないまま走行させなければならないため乗り心地は悪化する。【０００５】
本発明は、かかる課題を解決すべく、傾斜制御装置に故障が発生しても車体を傾斜させた走行を可能とする鉄道車両の車体傾斜システムを提供することを目的としている。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
本発明の一態様における鉄道車両の車体傾斜システムは、アクチュエータの作動により空気バネに対する圧縮空気の給排気を行う高さ制御弁と、前記空気バネに対して圧縮空気を給気することにより車体を傾斜させるための補助制御弁と、前記高さ制御弁及び補助制御弁の一方と前記空気バネとの接続を切り替えるバックアップ弁と、複数の車両が連結された列車の各車両毎に搭載され制御装置とを有し、各車両毎に設けられた前記制御装置は、正常時には、搭載された車両の前記高さ制御弁を制御し、関係づけられた他の制御装置の異常を監視しており、関係づけられた複数の前記制御装置の一に異常が生じた時には、故障した制御装置の制御を停止し、他の正常な制御装置が故障した制御装置のある車両の前記バックアップ弁を制御するようにしたものであることを特徴とする。【０００７】
上記鉄道車両の車体傾斜システムは、列車に設けられた複数の前記制御装置が前後の車両に設けられた前記制御装置同士の異常を監視し合うものであることが好ましい。【０００８】
上記鉄道車両の車体傾斜システムは、低圧側の吸込タンクと高圧側の吐出タンクがモータポンプを介して接続され、左右の前記空気バネと前記吸込タンク及び吐出タンクが傾斜用制御弁を介して接続され、前記モータポンプの駆動により前記吸込タンクと吐出タンクに圧力差を生じさせ、前記傾斜用制御弁の切り替えにより、前記吐出タンクから左右の前記空気バネの一方へ圧縮空気を送り込み、他方の前記空気バネから前記吸込タンクへ圧縮空気を引き込むようにしたものであり、前記制御装置は、正常時には前記傾斜用制御弁を制御し、異常が生じた場合には前記傾斜用制御弁の制御を停止するようにしたものであることが好ましい。
【発明の効果】
【０００９】
本発明によれば、例えば、前後に隣り合う車両の制御装置同士が異常を監視し合い、一方の制御装置が故障したような場合に他方の制御装置が傾斜制御する。そのため、制御装置に故障が生じたとしても車体を傾斜させた走行を行い、走行速度を大幅に低下させずに曲線区間を走行することが可能になる。また、補助制御弁とバックアップ弁とを設けることにより、故障した制御装置とそれをバックアップする制御装置とが制御対象を別にしたため、回路を複雑にすることなく構成することができる。
【図面の簡単な説明】
【００１０】
【図１】複数の車両を連結した列車を概念的に示した図である。
【図２】車体傾斜機構を示した概略図である。
【図３】車両に設けられた車体傾斜機構を示した回路図である。
【図４】車体傾斜システムの本実施形態を示した回路図である。
【符号の説明】
【００１１】
１，２，３，４  鉄道車両
１１，２１，３１，４１  制御装置
５３  空気バネ
７０  車体傾斜機構
７１  高さ制御弁
７２  補助制御弁
７３  バックアップ弁
【発明を実施するための形態】
【００１２】
次に、本発明に係る鉄道車両の車体傾斜システムについて、その実施形態を図面を参照しながら以下に説明する。図１は、複数の車両を連結した列車を概念的に示した図である。この列車１０は４両の編成列車であり、先頭から１号車、２号車、３号車及び４号車の鉄道車両（以下、単に「車両」という）１，２，３，４によって構成されている。各車両１〜４には後述する車体傾斜機構が設けられ、車両１〜４のそれぞれに制御装置１１，２１，３１，４１が搭載されている。
【００１３】
制御装置１１，２１，３１，４１は、モニタ１２，２２，３２，４２を介してモニタ専用ライン１６によって接続されている。また、１号車には地点情報検知センサ１５が設けられている。地点情報検知センサ１５は、軌道に沿って一定の間隔に設置された地上子１７からの地点情報を受信するものである。地点情報検知センサ１５で検出した地点情報や後述する速度センサで検出された速度情報は、モニタ１２，２２，３２，４２を介して各制御装置１１，２１，３１，４１へと送信される。更に本実施形態では、モニタ１２，２２，３２，４２による通信異常を考慮して制御装置１１，２１，３１，４１がリピータ１３，２３，３３，４３を介して制御通信ライン２６によって接続されている。
【００１４】
次に、図２は、車体傾斜機構を示した概略図である。各車両１，２，３，４には同じように車体傾斜機構７０が構成されているが、ここでは車両１について説明する。車両１の車体５１は、前後の台車５２上に空気バネ５３を介して搭載されている。車体傾斜機構７０は、高さ調節棒５４や高さ制御弁５５などによって構成され、カント不足を補うために車体を傾斜させる他、荷重変動に対して車高を一定に保つためのものである。即ち、空気バネ５３に対して圧縮空気を給排気することにより、左右の空気バネ５３について高さ調節を行うものである。
【００１５】
左右の空気バネ５３はそれぞれに高さ制御弁５５が設けられ、その高さ制御弁５５を介して列車１０の空気元溜であるメインタンク５６に接続されている。また、左右の空気バネ５３はポンプ傾斜機構５７を介して接続されている。本実施形態では、左右の空気バネ５３の伸縮を制御して左右一方に車体５１を傾斜させるものである。ポンプ傾斜機構５７は、車体５１が傾斜する場合に、収縮側の空気バネから反対の伸長側の空気バネへと圧縮空気を送り込むようにしたものである。
【００１６】
ところで、高さ制御弁５５は、空気バネ５３、メインタンク５６、大気に対する３ポートの連通と遮断を切り替える切替弁である。各ポートの切り替えを操作する不図示の弁棒には梃子５８が連結され、更にその梃子５８に高さ調節棒５４が連結され、リンク機構が構成されている。車体５１側に設けられた高さ制御弁５５と台車５２とは、こうしたリンク機構によって連結され、空気バネ５３の伸縮によって車体５１と台車５２の距離が変位することで高さ制御弁５５の切り替えが行われるようになっている。すなわち、高さ調節棒５４が上下方向に変位することにより弁が切り替わり、メインタンク５６から空気バネ５３側への圧縮空気の給気が行われ、或いは空気バネ５３から大気への圧縮空気の放出が行われる。そして、リンク機構が所定の状態に戻る位置で各ポートが遮断され、圧縮空気の給排気が止められる。
【００１７】
次に、制御装置１１は、車体５１の傾斜を制御するものであり、情報検知部６１、軌道データ記憶部６２及び傾斜指令演算部６３を有している。情報検知部６１は、輪軸に設けられた速度センサ６５からの速度情報信号と、地上子１７からの地点情報信号を受信するものである。地点情報信号は、図１に示す車両１の地点情報検知センサ１５で検出される。更に、この速度情報信号や地点情報信号は、モニタ１２を介して後続車両の制御装置２１，３１，４１へ送信される。一方、軌道データ記憶部６２には列車１０が走行する軌道上の曲線区間および、その曲率やカントなどの軌道データが記憶されている。傾斜指令演算部６３は、速度情報や地点情報および軌道情報を基に、高さ制御弁５５などを制御するための傾斜指令値を演算するものである。なお、制御装置２１，３１，４１は、情報検知部６１を除いて同じように構成されている。
【００１８】
続いて、図３は、各車両１〜４に設けられた車体傾斜機構７０を示した回路図である。図２に示した高さ制御弁５５は、実際には図３に示すように高さ制御弁７１と補助制御弁７２の２つの３ポート切替弁によって構成されている。高さ制御弁７１と補助制御弁７２は、前述したように車体５１側に設けられ、台車５２に対してリンク機構によって連結され、空気バネ５３の伸縮によって車体５１と台車５２の距離が変位することで高さ制御弁５５の切り替えが行われるものである。更に、高さ制御弁７１は、制御装置１１によって制御可能なアクチュエータを備え、これにより弁の切り替えが可能な構成になっている。すなわち、この高さ制御弁７１を制御することにより、曲線区間で車体５１を傾斜させることができる。
【００１９】
高さ制御弁７１は、制御装置１１が故障してしまった場合には曲線走行での車体傾斜ができなくなってしまう。そのため本実施形態では、制御装置１１が故障した場合に備えて補助制御弁７２が設けられている。補助制御弁７２は、車体５１が水平な状態で空気バネ５３へ圧縮空気を給気するようにリンク機構が設定されたものである。補助制御弁７２によって片側の空気バネ５３だけを伸長させた場合には、反対側に車体５１を例えば２°傾けることができる。そして、高さ制御弁７１と補助制御弁７２は、正常時と制御装置１１が故障時とでバックアップ弁７３によって切り替えられるようになっている。すなわち高さ制御弁７１は正常時に使用されるものであり、補助制御弁７２は制御装置１１が故障した場合に使用されるものである。
【００２０】
左右の空気バネ５３は、台車５２の台車枠内に構成された各々の補助空気室５２１に接続され、その補助空気室５２１同士が差圧弁５２２を介して連結されている。また、左右の空気バネ５３は、両者の間で圧縮空気をやり取りすることにより車体の傾きを制御するようにしたポンプ傾斜機構５７が構成されている。ポンプ傾斜機構５７は、空気バネ５３の圧縮空気を引き込むための吸込タンク７５と、空気バネ５３に対して圧縮空気を送り込むための吐出タンク７６とが設けられている。
【００２１】
吸込タンク７５と吐出タンク７６は、傾斜用制御弁７４を介して左右の空気バネ５３に接続されている。通常時の傾斜用制御弁７４は、吸込タンク７５及び吐出タンク７６と左右の空気バネ５４とが遮断された状態になっている。吐出タンク７６と吸込タンク７５の間には、モータ７８によって駆動する傾斜用ポンプ７７が接続され、両タンク間に圧力差を生じさせる構成となっている。
【００２２】
傾斜用ポンプ７７と吐出タンク７６との間には、圧縮空気の逆流を防止して吐出タンク７６内の圧力を保つための逆止弁７９が設けられている。その外、傾斜用ポンプ７７と吸込タンク７５との間にはフィルタが設けられ、高圧になる吐出タンク７６には安全弁が設けられ、傾斜用ポンプ７７の下流側には異常検知用の圧力センサや圧力開閉器が設けられている。こうしたポンプ傾斜機構５７は、吸込タンク７５及び吐出タンク７６の設置スペースが必要になるが、メインタンク５６の容積が１００リットルの大きさであるのに対し、１５リットル程度の小型のものである。
【００２３】
次に、図４は、本実施形態の車体傾斜システムを示した回路図である。ここでは、隣り合う車両１，２によって構成されたものを示している。車両１，２には、各々２組の車体傾斜機構７０が設けられているが、それぞれを車体傾斜機構７０Ａ，７０Ｂ，７０Ｃ，７０Ｄの符号を付して説明する。また、空気バネ５３など各構成部材の符号は、いずれも同じであるため車体傾斜機構７０Ａ，７０Ｄのみに付し、車体傾斜機構７０Ｂ，７０Ｃの符号は省略する。
【００２４】
車両１では、車体傾斜機構７０Ａ，７０Ｂに対して制御装置１１が設けられ、車両２には、車体傾斜機構７０Ｃ，７０Ｄに対して制御装置２１が設けられている。制御装置１１，２１は、制御対象である高さ制御弁７１や傾斜用制御弁７４に接続され、高さ制御弁７１との間には駆動アンプ１８，２８が設けられている。
【００２５】
車両１の制御装置１１は、図４には図示していないが、図１及び図２に示す地点情報検知センサ１５や速度センサ６５から走行位置情報や走行速度情報を取得する。そうした情報は後続の車両２，３，４へ送信するため、制御装置１１がモニタ専用ライン１６を介して制御装置２１、更に制御装置３１，４１へと接続されている。また、車両間に異常検知ライン９１などが接続されている。これは、図１に記載する制御通信ライン２６に相当する。異常検知ライン９１などは、一の車両の制御装置が故障した場合に、他の車両の制御装置が代わって制御を行うようにするためである。本実施形態では、前後に隣り合う２両の車両１，２（車両３，４も同じ）が互いに制御装置１１，２１の異常を監視し合い、バックアップし合うよう構成されている。
【００２６】
制御装置１１，２１は、異常を検知するため異常検知ライン９１によって接続されている。また、車両１の制御装置１１は、車両２の車体傾斜機構７０Ｃ，７０Ｄを構成するバックアップ弁７３に制御指令ライン９２を介して接続され、車両２の制御装置２１は、車両１の車体傾斜機構７０Ａ，７０Ｂを構成するバックアップ弁７３に制御指令ライン９３を介して接続されている。従って、制御装置１１，２１の一方に故障が生じた場合には、異常検知ライン９１を介して異常信号を他方の制御装置２１又は１１が受け取り、制御指令ライン９２又は９３を介して、他方の制御装置２１又は１１が一方の制御装置１１又は２１の受け持っている車体傾斜機構７０を制御するようにしたものである。
【００２７】
正常時、制御装置１１は、車体傾斜機構７０Ａ，７０Ｂの高さ制御弁７１と傾斜用制御弁７４を制御し、制御装置２１は、車体傾斜機構７０Ｃ，７０Ｄの高さ制御弁７１と傾斜用制御弁７４を制御し、それぞれの車両１，２毎に車体５１を傾斜させている。そのため、例えば制御装置２１が故障して制御不能になった場合には、その制御装置２１の機能を停止させ、制御装置１１が車体傾斜機構７０Ｃ，７０Ｄを制御し、車両２に関する車体２の傾斜制御を行う。その際、制御装置１１は、制御装置２１が行っていた高さ制御弁７１及び傾斜用制御弁７４ではなく、バックアップ弁７３に対する制御を行う。制御装置１１が故障した場合も同じように制御装置２１がバックアップ制御を行う。
【００２８】
このように、例えば車体傾斜機構７０Ｃ，７０Ｄについて見た場合、正常時に制御装置２１が制御するものと、フェール時に制御装置１１がバックアップで制御する対象とが異なる構成になっている。一方、バックアップ回路では、制御装置１１，２１が互いの高さ制御弁７１や傾斜用制御弁７４を制御する２重化した回路を構成することも考えられる。しかし、２重化回路は、両者の電圧が異なるような場合にショートしたり、電流の逆流を防止するために回路が複雑になるなどの問題がある。また、制御装置１１，２１と高さ制御弁７１との間に駆動アンプ１８，２８などがあるため、制御信号のやりとりを両方向にすると、この点でも回路が複雑になってしまう。そこで、本実施形態では、補助制御弁７２とバックアップ弁７３とを設け、制御装置１１，２１が、同一車両のバックアップ弁７３は制御せず、他の車両のバックアップ弁７３を制御するようにした。
【００２９】
続いて、車体傾斜システムの作用について説明する。先ず、乗客の乗り降りが行われると、その荷重変動に伴って車体５１が浮き沈みし、台車５２との距離に変化が生じる。そのため、高さ調節棒５４が車体５１との間で上下方向に相対変位して高さ制御弁５５（図３に示す高さ制御弁７１）が切り替えられる。乗客が少なくなって車体５１が浮いた場合には空気バネ５３から圧縮空気が排気され、逆に乗客が多くなって車体５１が沈んだ場合には空気バネ５３に圧縮空気が給気され、車体高さが一定に保たれる。車体５１が所定の高さに戻れば、高さ調節棒５４の位置も戻り、それにより高さ制御弁７１による給排気が止められる。なお、制御装置１１などが正常な状態では、図３に示すように、バックアップ弁７３は高さ制御弁７１を空気バネ５３に接続させている。
【００３０】
次に、走行中の列車１０は、先頭の車両１に設けられた地点情報検知センサ１５や速度センサ６５から走行位置情報や走行速度情報が得られる。その地点情報や速度情報は、モニタ１２，２２，３２，４２を介して制御装置１１，２１，３１，４１へと送信される。制御装置１１，２１，３１，４１では、この地点情報や速度情報の他、自らが持っている軌道データ記憶部６２の軌道情報のうち曲線区間の曲率やカント量等の曲線部情報を基に車体傾斜制御が実行される。車体傾斜制御では、ポンプ傾斜機構５７による車体５１の傾斜と、アクチュエータを用いた高さ制御弁７１の微調整が行われる。
【００３１】
ポンプ傾斜機構５７は、傾斜が行われる前に、予め傾斜用ポンプ７７によって吸込タンク７５から吐出タンク７６へ圧縮空気が送り込まれ、吐出タンク７６はメインタンク５６と同じ約０．９ＭＰａ程度にまで加圧され、吸込タンク７５は大気圧程度にまで減圧される。そこで、例えば図２に示すように車体５１が左側へ傾斜する場合は、左側の空気バネ５３と吸込タンク７５が接続し、右側の空気バネ５３と吐出タンク７６とが接続するように傾斜用制御弁７４が切り替えられる。
【００３２】
空気バネ５３の内圧は０．３〜０．５ＭＰａ程度であるため、左側の空気バネ５３内の圧縮空気は大気圧の吸込タンク７５へと引き込まれ、逆に右側の空気バネ５３内へは高圧の吐出タンク７６から圧縮空気が流れ込む。そのため、左側の空気バネ５３は圧縮空気の排気によって低くなり、右側の空気バネ５３は圧縮空気が給気されて高くなることで車体１が左側へ傾く。車体５１が目標角度にまで傾く手前で傾斜用制御弁７４が切り替えられ、吸込タンク７５及び吐出タンク７６と左右の空気バネ５３と間では、圧縮空気の流れが遮断される。そして、車体５１の傾斜制御が高さ制御弁７１に引き継がれる。
【００３３】
左右の高さ制御弁７１では、アクチュエータによる弁の切り替えにより車体５１の傾き調整が行われる。すなわち、左側の高さ制御弁７１では空気バネ５３の圧縮空気が大気に放出され、右側の高さ制御弁７１ではメインタンク５６から空気バネ５３に圧縮空気が給気される。こうして空気バネ５３に対する圧縮空気の給排気により車体１について傾斜の微調整が行われ、所定の傾きになったところで高さ制御弁７１が切り替えられ、圧縮空気の流れが遮断される。
【００３４】
その後、鉄道車両は、走行軌道の曲線部の終了に伴って車体５１が水平状態に戻される。その場合には、傾斜用制御弁７４の切り替えにより、左側の空気バネ５３が吐出タンク７６に接続され、右側の空気バネ５３が吸込タンク７５に接続される。従って、前述した傾斜時とは逆に、吐出タンク７６から左側の空気バネ５３へ圧縮空気が給気され、右側の空気バネ５３内の圧縮空気は吸込タンク７５へと排気される。更にこの場合も、車体５１の傾斜制御が高さ制御弁７１に引き継がれ微調整が行われる。そして、以上のような傾斜及び傾斜戻しは右側の傾斜の場合も同様にして行われる。
【００３５】
こうした車体５１の傾斜制御は、制御装置１１，２１，３１，４１が各車両１，２，３，４においてそれぞれ行っている。しかし、例えば制御装置２１が故障した場合には、車両２の車体傾斜は、互いに監視し合っている車両１の制御装置１１の制御に切り替えられる。走行中、制御装置２１の電源が落ちたり、何らかの故障によりフラグが立っていることを制御装置１１が確認する。制御装置１１は、制御装置２１にその後の制御を停止させ、車両２の車体傾斜制御を引き受ける。制御装置１１は、自らの車両１に関して傾斜用制御弁７４や高さ制御弁７１を制御するとともに、車両２に関しては次のような制御を行う。
【００３６】
例えば左側に傾斜する場合には、右側のバックアップ弁７３が制御装置１１によって制御される。バックアップ弁７３の切り替えにより右側の空気バネ５３が補助制御弁７２と接続される。補助制御弁７２は、車体５１が水平な状態から２°の傾きが生じるように構成されている。すなわち、メインタンク５６からの圧縮空気が補助制御弁７２を介して右側の空気バネ５３に供給される。そして、右側の空気バネ５３が膨らむことにより、車体５１は右側が持ち上げられて左側へと傾斜する。補助制御弁７２は、車体５１が例えば２°傾斜した位置、つまり車体５１の右側が傾斜を２°にする分だけ上昇した位置でポートが切り替えられ、空気バネ５３との接続が遮断される。
【００３７】
一方、車体５１を水平状態に戻す場合には、制御装置１１によってバックアップ弁７３が図３に示す状態に切り替えられる。すると、膨らんだ右側の空気バネ５３が高さ制御弁７１に接続される。高さ制御弁７１は、アクチュエータを機能させない場合には車体５１を水平状態に戻すよう空気バネ５３を大気側に接続させるようになっている。そのため、右側の空気バネ５３の圧縮空気が大気に放出される。そして、車体５１が水平状態に戻ったところで高さ制御弁７１が切り替えられ、大気側の接続が遮断される。以上のような傾斜及び傾斜戻しは右側の傾斜の場合も同様にして行われる。右側傾斜の場合には、左側の空気バネ５３に対する圧縮空気の給気が行われる。
【００３８】
このように制御装置２１が故障した場合にでも制御装置１１が代わって制御を行い、車両２の車体傾斜を実行する。その際、車両２はポンプ傾斜機構５７を使用しない傾斜動作であるため、傾斜速度は正常時の傾斜制御に比べて遅くなる。従って、制御装置１１は、車両２の走行位置の他に車体傾斜速度を考慮した演算処理を行い、車両２のバックアップ弁７３に制御指令を送信する。車両１が傾斜を開始する軌道上の位置よりも手前で傾斜を開始したり水平状態への戻しを開始したりする。
【００３９】
よって、本実施形態の車体傾斜システムでは、前後に隣り合う車両１，２が互いの制御装置１１，２１（車両３，４では制御装置３１，４１）の異常を監視し合い、一方が故障によって異常が生じた場合には他方の車体５１を傾斜制御する。そのため、制御装置に故障が生じたとしても走行速度を大幅に低下させずに曲線区間を走行することが可能である。また、補助制御弁７２とバックアップ弁７３を設けることにより、例えば故障した制御装置２１とそれをバックアップする制御装置１１が制御対象を別にしたため、回路を複雑にすることなく構成することができる。
【００４０】
また、本実施形態では、ポンプ傾斜機構５７によって左右の空気バネ５３の間で圧縮空気のやり取りを行う。そのため、空気バネ５３を収縮させる場合に大量の圧縮空気を大気に放出することがなくなり、圧縮空気の消費を減らすことが可能になる。また、カーブが連続するような区間で車体５１の傾斜制御が繰り返されたとしても、圧縮空気の消費を大幅に抑えることができる。このことは、不図示のコンプレッサやメインタンク５６の大型化や複数の設置を回避できる。そして、イニシャルコストやメンテナンスコストを抑えることができ、更にコンプレッサによる圧縮空気の作製を減らすことができエネルギ効率が良くなる。
【００４１】
なお、本発明は前記実施形態に限定されるものではなく、本発明の趣旨を逸脱しない範囲内で種々の改良、変形が可能であることは言うまでもない。例えば、監視しあう制御装置は３両の制御装置同士であってもよい。また、必ずしも隣り合うものである必要はなく、他の車両の制御装置が監視するものであればよい。また、前記実施形態では、ポンプ傾斜機構５７を有するものを例に挙げて説明したが、ポンプ傾斜機構５７が無いものであっても、高さ制御弁７１だけで左右の空気バネ５３に対する圧縮空気の給排気を行い、車体５１を傾斜させることができる。そのため、ポンプ傾斜機構５７は必須の構成ではない。
【図１】
2012147195.tif 000003
【図２】
2012147195.tif 000004
【図３】
2012147195.tif 000005
【図４】
2012147195.tif 000006
【手続補正書】
【提出日】平成25年7月23日(2013.7.23)
【手続補正１】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００２１
【補正方法】変更
【補正の内容】
【００２１】
吸込タンク７５と吐出タンク７６は、傾斜用制御弁７４を介して左右の空気バネ５３に接続されている。通常時の傾斜用制御弁７４は、吸込タンク７５及び吐出タンク７６と左右の空気バネ５３とが遮断された状態になっている。吐出タンク７６と吸込タンク７５の間には、モータ７８によって駆動する傾斜用ポンプ７７が接続され、両タンク間に圧力差を生じさせる構成となっている。
【手続補正２】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００２７
【補正方法】変更
【補正の内容】
【００２７】
正常時、制御装置１１は、車体傾斜機構７０Ａ，７０Ｂの高さ制御弁７１と傾斜用制御弁７４を制御し、制御装置２１は、車体傾斜機構７０Ｃ，７０Ｄの高さ制御弁７１と傾斜用制御弁７４を制御し、それぞれの車両１，２毎に車体５１を傾斜させている。そのため、例えば制御装置２１が故障して制御不能になった場合には、その制御装置２１の機能を停止させ、制御装置１１が車体傾斜機構７０Ｃ，７０Ｄを制御し、車両２に関する車体５１の傾斜制御を行う。その際、制御装置１１は、制御装置２１が行っていた高さ制御弁７１及び傾斜用制御弁７４ではなく、バックアップ弁７３に対する制御を行う。制御装置１１が故障した場合も同じように制御装置２１がバックアップ制御を行う。
【手続補正３】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００３２
【補正方法】変更
【補正の内容】
【００３２】
空気バネ５３の内圧は０．３〜０．５ＭＰａ程度であるため、左側の空気バネ５３内の圧縮空気は大気圧の吸込タンク７５へと引き込まれ、逆に右側の空気バネ５３内へは高圧の吐出タンク７６から圧縮空気が流れ込む。そのため、左側の空気バネ５３は圧縮空気の排気によって低くなり、右側の空気バネ５３は圧縮空気が給気されて高くなることで車体５１が左側へ傾く。車体５１が目標角度にまで傾く手前で傾斜用制御弁７４が切り替えられ、吸込タンク７５及び吐出タンク７６と左右の空気バネ５３と間では、圧縮空気の流れが遮断される。そして、車体５１の傾斜制御が高さ制御弁７１に引き継がれる。
【手続補正４】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００３３
【補正方法】変更
【補正の内容】
【００３３】
左右の高さ制御弁７１では、アクチュエータによる弁の切り替えにより車体５１の傾き調整が行われる。すなわち、左側の高さ制御弁７１では空気バネ５３の圧縮空気が大気に放出され、右側の高さ制御弁７１ではメインタンク５６から空気バネ５３に圧縮空気が給気される。こうして空気バネ５３に対する圧縮空気の給排気により車体５１について傾斜の微調整が行われ、所定の傾きになったところで高さ制御弁７１が切り替えられ、圧縮空気の流れが遮断される。
【国際調査報告】
2012147195.tif 000007
2012147195.tif 000008
2012147195.tif 000009
2012147195.tif 000010