(57)【要約】【課題】  進行方向片側台車の左右空気ばねを連通させることにより、外軌側車輪の輪重抜けを防止することができる鉄道車両用空気ばね車体傾斜の制御方法を提供する。【解決手段】  鉄道車両用空気ばね車体傾斜の制御方法において、鉄道車両の進行方向片側台車Ｂ１の左右空気ばね４Ａ，４Ｂを連通させ、この連通させた空気ばね４Ａ，４Ｂを外力で受けるモーメントによって傾斜動作させるとともに、進行方向反対側の外軌側空気ばね４Ｃの高さを上昇させる制御を行うことにより、この制御によって生じたロール方向のモーメントを車体Ａのねじりモーメントとして前記片側台車Ｂ１に伝達させ、前記車体Ａ全体の傾斜動作を行う。【選択図】  図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
鉄道車両の進行方向片側台車の左右空気ばねを連通させ、該連通させた空気ばねを外力で受けるモーメントによって傾斜動作させるとともに、前記鉄道車両の進行方向反対側台車の外軌側空気ばねの高さを上昇させる制御を行うことにより、該制御によって生じたロール方向のモーメントを車体のねじりモーメントとして前記片側台車に伝達させ、前記車体全体の傾斜動作を行うことを特徴とする鉄道車両用空気ばね車体傾斜の制御方法。
【請求項２】
請求項１記載の鉄道車両用空気ばね車体傾斜の制御方法において、前記進行方向片側台車の左右空気ばねの連通により、等価的に単一のばねが前記片側台車中央に取り付けられている状態とし、該ばねと前記進行方向反対側台車の左右の空気ばねで車体荷重を支持することを特徴とする鉄道車両用空気ばね車体傾斜の制御方法。
【請求項３】
請求項１又は２記載の鉄道車両用空気ばね車体傾斜の制御方法において、前記連通される左右空気ばねの左右連通バルブが配置される配管にオリフィスを配置し、前記車体ロール方向のダンパとして機能させ、ロール動揺の発生を抑制することを特徴とする鉄道車両用空気ばね車体傾斜の制御方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、鉄道車両用空気ばね車体傾斜の制御方法に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
従来、鉄道線路の曲線走行時に、車体を曲線側に傾斜させて乗り心地を確保する鉄道における振子車両のうち、空気ばねの左右の高さを制御して車体傾斜させる車両（下記特許文献１，２参照）が開発され、営業運転されている。
【０００３】
図４はかかる従来の空気ばね車体傾斜車両の断面構造を示す図、図５はその定常円曲線走行中の空気ばね車体傾斜の状態を示す図、図６は従来技術の問題点の説明図である。
【０００４】
これらの図において、１０１は軌道、１０２，１０２′は軌道１０１のカント、１０３はレール、１０４は輪軸、１０５は車輪、１０６はバネ体、１０７は台車枠、１０８Ａは外軌側空気ばね、１０８Ｂは内軌側空気ばね、１０９は車体、１１０Ａは前側台車、１１０Ｂは後側台車、Ｄは鉄道車両の進行方向である。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００５】
【特許文献１】特開平５−２３８３８７号公報
【特許文献２】特開平１１−２６８６４５号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
空気ばね車体傾斜車両の車体傾斜動作は、図４及び図５に示すように、曲線走行時に外軌側空気ばね１０８Ａに圧縮空気を送り込み、外軌側空気ばね１０８Ａ高さを上昇させることで行っている。そのため、空気ばね車体傾斜機能を持つ鉄道車両では、円曲線走行中の左右定常加速度低減に効果があり、その乗り心地確保に有効である。
【０００７】
一方、出口緩和曲線では上昇させた外軌側空気ばね１０８Ａ内の空気を排気して車体１０９を水平に戻す動作を行う。ここで、前後台車１１０Ａ，１１０Ｂは走行位置によってカントが異なっており、図６に示すように、後側台車１１０Ｂはカント１０２′が大きく、前側台車１１０Ａはカント１０２が小さい状態となっている。この状態で前後台車の外軌側空気ばね１０８Ａから均等に空気を抜くと、車体の荷重支持はカントの大きい後側台車１１０Ｂだけで負担することとなり、結果的に前側台車１１０Ａの外軌側車輪の輪重抜けを引き起こす。つまり、出口緩和曲線で前後台車１１０Ａ，後側台車１１０Ｂの外軌側空気ばね１０８Ａを同一の高さに保とうとする動作は、前側台車１１０Ａの外軌側輪重を積極的に低減させる動作となる。外軌側輪重の低減は、脱線係数の観点から走行安全性に影響を与える問題である。そして、輪重抜けの発生する程度は、線路形状が厳しく、走行速度が速いほど大きくなる。特に、前側台車１１０Ａの先頭車輪は、一般に発生横圧が最も大きいため、脱線係数上危険な状態となりやすい。
【０００８】
また、空気ばね車体傾斜では、大量の圧縮空気を空気ばね内から短時間に給排するため、大流量の空気バルブを使用する。このような大流量のバルブを使用して空気ばね高さを制御する際に、車体傾斜角度が安定せず、ロール動揺を引き起こす場合がある。
【０００９】
本発明は、上記状況に鑑みて、進行方向片側の台車の左右空気ばねを連通させることにより、外軌側車輪の輪重抜けを防止することができる鉄道車両用空気ばね車体傾斜の制御方法を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【００１０】
本発明は、上記目的を達成するために、
〔１〕鉄道車両用空気ばね車体傾斜の制御方法において、鉄道車両の進行方向片側台車の左右空気ばねを連通させ、この連通させた空気ばねを外力で受けるモーメントによって傾斜動作させるとともに、前記鉄道車両の進行方向反対側台車の外軌側空気ばねの高さを上昇させる制御を行うことにより、この制御によって生じたロール方向のモーメントを車体のねじりモーメントとして前記片側台車に伝達させ、前記車体全体の傾斜動作を行うことを特徴とする。
【００１１】
〔２〕上記〔１〕記載の鉄道車両用空気ばね車体傾斜の制御方法において、前記進行方向片側台車の左右空気ばねの連通により、等価的に単一のばねが前記片側台車中央に取り付けられている状態とし、このばねと前記進行方向反対側台車の左右の空気ばねで車体荷重を支持することを特徴とする。
【００１２】
〔３〕上記〔１〕又は〔２〕記載の鉄道車両用空気ばね車体傾斜の制御方法において、前記連通される左右空気ばねの左右連通バルブが配置される配管にオリフィスを配置し、前記車体ロール方向のダンパとして機能させ、ロール動揺の発生を抑制することを特徴とする。
【発明の効果】
【００１３】
本発明によれば、線形の厳しい線区を走行する空気ばね車体傾斜車両において、特に、曲線部から抜けて直線部へと移行する出口緩和曲線での外軌側車輪の輪重抜けを防止することができる。
【００１４】
また、片側台車のみ傾斜動作させることで、車体傾斜時の空気消費量低減にも寄与できる。
【図面の簡単な説明】
【００１５】
【図１】本発明の実施例を示す鉄道車両用空気ばね車体傾斜の制御装置の模式図である。
【図２】本発明の実施例を示す鉄道車両用空気ばね車体傾斜の制御装置による車体傾斜の状態を示す図である。
【図３】本発明の他の実施例を示す鉄道車両用空気ばね車体傾斜の制御装置の模式図である。
【図４】従来の空気ばね車体傾斜車両の断面構造を示す図である。
【図５】従来の定常円曲線走行中の空気ばね車体傾斜の状態を示す図である。
【図６】従来技術の問題点の説明図である。
【発明を実施するための形態】
【００１６】
本発明の鉄道車両用空気ばね車体傾斜の制御方法は、鉄道車両の進行方向片側台車の左右空気ばねを連通させ、この連通させた空気ばねを外力で受けるモーメントによって傾斜動作させるとともに、前記鉄道車両の進行方向反対側台車の外軌側空気ばねの高さを上昇させる制御を行うことにより、この制御によって生じたロール方向のモーメントを車体のねじりモーメントとして前記片側台車に伝達させ、前記車体全体の傾斜動作を行う。
【実施例】
【００１７】
以下、本発明の実施の形態について詳細に説明する。
【００１８】
図１は本発明の実施例を示す鉄道車両用空気ばね車体傾斜の制御装置の模式図、図２はその鉄道車両用空気ばね車体傾斜の制御装置による左右空気ばね連通時の状態を示す図である。
【００１９】
この図において、１は軌道、２は軌道１の前側台車のカント、３は軌道１の後側台車のカント、４Ａは前側台車外軌側空気ばね、４Ｂは前側台車内軌側空気ばね、４Ｃは後側台車外軌側空気ばね、４Ｄは後側台車内軌側空気ばね、５は前側台車外軌側空気ばね４Ａと前側台車内軌側空気ばね４Ｂとに接続される空気ばね制御装置、６は後側台車外軌側空気ばね４Ｃと後側台車内軌側空気ばね４Ｄとに接続される空気ばね制御装置、７は前側台車外軌側空気ばね４Ａと空気ばね制御装置５を接続する第１の配管、８は前側台車内軌側空気ばね４Ｂと空気ばね制御装置５を接続する第２の配管、９は後側台車外軌側空気ばね４Ｃと空気ばね制御装置６を接続する第３の配管、１０は後側台車内軌側空気ばね４Ｄと空気ばね制御装置６を接続する第４の配管、１１は第１の配管７と第２の配管８との間に配置される左右連通バルブ、１２は第３の配管９と第４の配管１０との間に配置される左右連通バルブ、１３は左右連通バルブ１１を第１の配管７と第２の配管８との間に接続する第５の配管、１４は左右連通バルブ１２を第３の配管９と第４の配管１０との間に接続する第６の配管、Ａは車体、Ｂ１は前側台車、Ｂ２は後側台車、Ｃはレール、Ｄは鉄道車両の進行方向である。
【００２０】
鉄道車両がＤ方向に進行している場合、その進行方向前側となる台車である前側台車Ｂ１の空気ばね４Ａと４Ｂを左右連通バルブ１１を開いて連通させる。この連通させた空気ばね４Ａと４Ｂは、圧縮空気を送り込むと左右内圧が釣り合う位置でバランスするため、外力で受けるモーメントによって傾斜動作をすることとなる。進行方向Ｄに対して後側の台車Ｂ２では、通常通り外軌側空気ばね４Ｃの高さを上昇させる制御を行なう。この動作によって生じたロール方向のモーメントが車体のねじりモーメントとなって前側台車Ｂ１に伝達され、車体Ａ全体の傾斜動作を行う。このように外軌側及び内軌側の空気ばねを連通させると、連通させた前側台車Ｂ１では等価的に単一のばね４′が台車中央に取り付けられている状態となり、図２に示すようにこのばね４′と後側台車Ｂ２の２つの空気ばね４Ｃ，４Ｄ、合計３つの空気ばねで車体荷重を支持することとなる。したがって、３点で平面（車体Ａ床面）を支持することになり安定して車体Ａを支持することができる。
【００２１】
なお、上記した実施例では、それぞれの空気ばねに接続される空気ばね制御装置５，６を備えるようにしているが、片側の空気ばね制御装置５または６を省略して左右連通バルブ１１，１２のみで制御するようにしてもよい。なお、図示しないが通常のレベリングシステムは備えるものとする。
【００２２】
本発明では、片側台車（進行方向後側台車）の空気ばねのみで車体傾斜動作を行うこととなるため、その動作遅れが生じる可能性があるが、左右連通バルブ５，６の仕様変更で対応可能である。
【００２３】
また、傾斜動作にあたって車体構体にねじりモーメントが発生するため、構体設計時の配慮が必要である。
【００２４】
図３は本発明の他の実施例を示す鉄道車両用空気ばね車体傾斜の制御装置の模式図である。
【００２５】
この実施例では、ロール動揺の対策として、左右連通バルブ１１が配置される第５の配管１３の途中と、左右連通バルブ１２が配置される第６の配管１４の途中に、それぞれオリフィス１５と１６を設けるようにした。圧縮空気がオリフィス１５，１６を通過する際に適切な減衰力を発生させることで、車体ロール方向のダンパとして機能させ、ロール動揺発生の抑制をすることができる。
【００２６】
なお、本発明は上記実施例に限定されるものではなく、本発明の趣旨に基づき種々の変形が可能であり、これらを本発明の範囲から排除するものではない。
【産業上の利用可能性】
【００２７】
本発明の鉄道車両用空気ばね車体傾斜の制御方法は、その線形の厳しい線区を走行する鉄道車両を安定して走行させると共に、その乗り心地を確保することができる鉄道車両の空気ばね車体傾斜の制御方法として利用することができる。
【符号の説明】
【００２８】
１    軌道
２    前側台車のカント
３    後側台車のカント
４Ａ    前側台車外軌側空気ばね
４Ｂ    前側台車内軌側空気ばね
４Ｃ    後側台車外軌側空気ばね
４Ｄ    後側台車内軌側空気ばね
４′    ばね
５，６    空気ばね制御装置
７    第１の配管
８    第２の配管
９    第３の配管
１０    第４の配管
１１，１２    左右連通バルブ
１３    第５の配管
１４    第６の配管
１５，１６    オリフィス
Ａ    車体
Ｂ１    前側台車（片側台車）
Ｂ２    後側台車（反対側台車）
Ｃ    レール
Ｄ    鉄道車両の進行方向
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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