(57)【要約】【課題】  車体上下振動、弾性振動を低減し、かつ車体ロール剛性を確保しつつ、曲線高速走行時の車体傾斜に要するエネルギが小さく良好な車体傾斜性能を得ることのできるアンチローリング装置を提供する。【解決手段】  通常のアンチローリング装置の垂直方向リンク部に非線形性を付与する。例えば垂直方向リンクに減衰力切替えダンパ２１を使用して、曲線高速走行時の車体傾斜動作時にはアンチローリング装置として作用させず、それ以外の場合においては車体にロール剛性を付与する。空気ばね上下剛性、軸ばね上下剛性を小さくして良好な上下乗り心地を確保しつつ、車体ロール剛性を増大させてロール方向の乗り心地を改善し、かつ曲線高速通過時の車体傾斜動作に要するエネルギを小さくして良好な車体傾斜性能を得ることができる。【選択図】        図２
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
鉄道車両用台車のアンチローリング装置において、アンチローリング装置のねじりばね特性は非線形特性を備えることを特徴とするアンチローリング装置。
【請求項２】
請求項１に記載の鉄道車両用台車のアンチローリング装置において、曲線通過速度を向上させるための車体傾斜装置の動作範囲にあっては、アンチローリング装置を作用せず、車体傾斜装置の非動作範囲にあっては、アンチローリング装置のねじり剛性を発生させる手段を備えることを特徴とするアンチローリング装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は鉄道車両用台車に係り，特に上下乗り心地を改善するために空気ばねの上下剛性を小さく設定していることに起因して車体のロール剛性が小さくなるため、ロール剛性を確保するために車両に設置されているアンチローリング装置に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
軌道の高低狂いなどによって発生する車体の上下振動、特に最近の車両速度向上に伴い問題となっている車体１次曲げ振動に対しては、空気ばね上下剛性、軸ばね上下剛性を小さくすることで上下乗り心地を改善できることが知られている。
【０００３】
しかし上記を小さく設定すると車体のロール方向の剛性が低下し、曲線を高速で走行したり、大きな風荷重が作用した場合に、車体のロール変位が大きくなりこのために乗り心地が悪化するというトレードオフの関係があるため、従来の技術では上下乗り心地とロール方向の乗り心地の両方を勘案して空気ばねの上下剛性を決定するという方策が採られてきた。
【０００４】
上記を解決するために、車体の上下振動に対しては抵抗なく運動し、車体のロール方向の動きに対してのみ抵抗として作用するアンチローリング装置を取付けることがしばしば行われ、この場合、下記の特許文献１や特許文献２に示されているように，車体のロール剛性を向上させて上下方向の乗り心地およびロール方向の乗り心地の両方を適値に設計することが可能である。
【０００５】
しかし最近の走行速度の向上に伴い、曲線通過時に車体を曲線内軌側に傾斜させて左右の超過遠心加速度を低減させる車体傾斜方式を採用している車両においては、アンチローリング装置を取付けた場合、アンチローリング装置のロール剛性が車体傾斜の抵抗となり、車体傾斜のために消費するエネルギーを増大させてしまうという問題がある。
【特許文献１】特開平６−２４７３００号公報
【特許文献２】特開２００２−４６６０３
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
車両の高速化に伴い、軌道不整に起因する車体の上下振動および車体弾性振動の低減の要求が高まっており、これを実現するためには空気ばね上下剛性、軸ばね上下剛性の低減が必要である。
【０００７】
一方、上記上下剛性の低減は車体ロール剛性をも低下させてしまうためこれを補うためにアンチローリング装置によるロール剛性の付与が実施されている。
高速車両では曲線通過速度向上のために車体傾斜装置が必要となるが、上記アンチローリング装置を装備した車両では、アンチローリング装置のロール剛性に抵抗して車体を傾斜させる必要があるために、車体傾斜に必要なエネルギが増大し、例えばアクチュエータに大きな出力が要求されたり、多くの空気消費量が要求されたりしているのが実状である。
【０００８】
しかし台車内のアクチュエータ装架スペースや、車体床下へのコンプレッサ装架スペースには制約があり、上下乗り心地、ロール剛性の確保、車体傾斜性能確保の３つの性能を両立する上で大きな課題となっている。
【０００９】
本発明は、良好な上下乗り心地を確保つつ、車体のロール剛性を確保し、かつ車体傾斜性能を阻害しないアンチローリング装置を提供するものである。
【課題を解決するための手段】
【００１０】
上記目的は、アンチローリング装置のねじり剛性に非線形性をもたせ、車体傾斜装置の動作範囲内ではアンチローリング装置が動作せず、それ以外の場合、例えば車体傾斜非動作状態で曲線を通過した場合に発生する大きな超過遠心加速度や風荷重等の大きな左右荷重が発生した場合にのみ大きなねじり剛性を有するアンチローリング装置を使用することで実現できる。
【発明の効果】
【００１１】
本発明によれば、軌道不整等の要因による車体上下振動、車体弾性振動に対して良好な乗り心地を確保し、かつロール方向の剛性を確保してロール方向の乗り心地、走行安全性を維持しつつ、曲線通過速度向上のための車体傾斜時の消費エネルギが小さく良好な車体傾斜性能を得ることのできる鉄道車両用台車を提供することが可能となる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１２】
以下、本発明の実施例を図１〜図２により説明する。
図１は通常のアンチローリング装置の構成および作用を示す説明図である。
車体１１は、空気ばね１２、１３により台車枠１４に支持されている。車体１１または台車枠１２に、枕木方向にトーションバー１５が両端を回転方向自在に装備されている。
【００１３】
トーションバー１５の両端にはスプライン、圧入等の手段によりねじりばね腕１６がレール方向に取付けられており、その他端は垂直方向のリンク１７によりレール方向、枕木方向自在に回転可能な球面軸受を介して台車枠１２あるいは車体１１に締結される。
【００１４】
この場合、車体の純上下方向の変位に対してはトーションバー１５にはねじりが発生しないために、その運動を阻害することはなく、車体が台車に対してロール方向に変位した場合にのみ、トーションバー１５にねじりが発生して、その抵抗によって車体のロール剛性を生じさせる。
【００１５】
しかし上記アンチローリング装置は、曲線通過速度向上のために台車に対して車体を傾斜させるシステムにおいては、車体傾斜の抵抗となるため、必要な車体傾斜角を得るためには例えばアクチュエータの出力を大きくせざるを得なくなったり、空気消費量が増大してコンプレッサの搭載台数を多くせざるを得なくなったりする。
【００１６】
図２は上記課題を解決するために、曲線通過速度を向上させるための車体傾斜指令装置の動作時においてはアンチローリング装置が作用せず、それ以外の場合にはアンチローリング装置のねじり剛性が大きくなることを特徴とするアンチローリング装置の実施例である。
【００１７】
本実施例では従来のアンチローリング装置における垂直方向のリンクに減衰力切替えダンパ２１を使用している。減衰力切替えダンパ２１は、例えば、内部に上側油室と下側油室を有し、その間に開閉自在な流路弁を備えたものである。
【００１８】
本実施例においては、車体傾斜により曲線高速走行を実施する区間以外においては減衰力切替えダンパ２１の上側油室と下側油室間の流路弁を締め切っており、減衰力切替えダンパ２１は通常のアンチローリング装置における縦リンクとして機能している。
【００１９】
一方、車体傾斜により曲線高速走行を実施する場合には、車体傾斜指令装置３０からの制御開始信号を受信することで、減衰力切替えダンパ２１の内部に設けられた上側油室と下側油室間の流路弁が開放されるように構成されている。この作動により、減衰力切替えダンパ２１は自由に伸縮することができ、アンチローリング装置のねじり剛性は発生しない。
【００２０】
こうすることで車体傾斜の際には必要なエネルギを小さくし、それ以外の時には必要な車体ロール剛性を確保することが可能となる。
【００２１】
車両が曲線を抜け車体傾斜制御が終了した場合には、車体傾斜指令装置３０からの制御終了信号および減衰力切替えダンパ２１に備えられたストロークセンサ２２の中立位置信号を受信することで、減衰力切替えダンパ２１の上側油室と下側油室間の流路弁を締め切り、アンチローリング装置のねじり剛性が復帰する。
【００２２】
上記アンチローリング装置の減衰力切替えダンパ２１には、車体傾斜動作時以外において適当な減衰力を付与しても良い。車体のロール方向振動に対する減衰力は空気ばね内部の絞りにより発生させているが、この減衰力は主として上下方向の振動特性から決定されるのが通常である。
【００２３】
本発明においてはアンチローリング装置内に減衰力切替えダンパ２１を設置しているため、純粋なロール方向の振動に対する最適な減衰力設定が可能である。
【００２４】
この場合においても常時は減衰力を大きくし、地点検知信号、車速信号など基づく車体傾斜装置への傾斜指令信号を受信したときのみ、減衰力を小さくすることが好ましい。
【００２５】
こうすることで何らかの異常により車体傾斜装置が機能しなくなった場合には減衰力切替えダンパの減衰力は大きく、したがって車体のロール剛性も大きくなるため、曲線を車体傾斜なしで走行するような場合においては高いロール剛性が確保でき、十分な走行安全性を維持することができる。
【図面の簡単な説明】
【００２６】
【図１】通常のアンチローリング装置の説明図。
【図２】本発明の一実施例であるアンチローリング装置の説明図。
【符号の説明】
【００２７】
１１…車体、１２、１３…空気ばね、１４…台車枠、１５…トーションバー、１６…ねじりばね腕、１７…垂直方向リンク、２１…減衰力切替えダンパ、２２…ストロークセンサ、３０…車体傾斜指令装置。
【図１】
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【図２】
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