(57)【要約】【課題】車輪の軌条への乗り上がりを防止ないしは抑制することのできる手段を備えた鉄道車両を提供すること。【解決手段】本発明は、車体１２と、車輪４８を有する輪軸４０が配設され、車体１２の下方に配置される台車１４とを備える鉄道車両１０において、車輪４８のうち所望の車輪４８についての輪重を増加させる油圧シリンダ６２等の輪重増加手段を備えることを特徴としている。この構成においては、輪重が減じて乗り上がりが生じると予想される時点、或いは、乗り上がりが生じ得る状態になったことを検出した時点等、必要時に輪重増加手段を作動させて輪重を増加させることができるので、車輪の乗り上がりを防止ないしは抑制することが可能となる。【選択図】  図２
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
車体と、車輪を有する輪軸が配設され、前記車体の下方に配置される台車とを備える鉄道車両において、前記車輪のうち所望の車輪についての輪重を増加させる輪重増加手段を備えることを特徴とする鉄道車両。
【請求項２】
前記車輪のそれぞれについての輪重を取得する輪重取得手段を更に備え、前記輪重取得手段により取得された輪重が所定のしきい値を超えた場合に、前記輪重増加手段を作動させるようになっていることを特徴とする請求項１に記載の鉄道車両。
【請求項３】
車速を検出する車速検出手段を更に備え、
前記所定のしきい値が車速に応じて定められたものであり、
前記車速検出手段により検出された車速に対応する輪重のしきい値を、前記輪重取得手段により取得された輪重が越えた場合に、前記輪重増加手段を作動させるようになっていることを特徴とする請求項２に記載の鉄道車両。
【請求項４】
車速を検出する車速検出手段を更に備え、
前記車速検出手段により停車中であることを検出した場合に、前記輪重取得手段により前記車輪のそれぞれについての輪重を取得し、取得された輪重に基づいて前記輪重増加手段を作動させて、停車時の輪重バランスを調整するようになっていることを特徴とする請求項２に記載の鉄道車両。
【請求項５】
前記台車は、台車枠と、前記輪軸を前記台車枠に弾性的に支持する軸ばねとを備えており、
前記輪重取得手段は、前記軸ばねと前記台車枠との間に配置され前記軸ばねからの負荷を検出するロードセルを備えることを特徴とする請求項２〜４のいずれか１項に記載の鉄道車両。
【請求項６】
前記台車は、台車枠と、前記輪軸を前記台車枠に弾性的に支持する軸ばねとを備えており、
前記輪重取得手段は、前記軸ばねのひずみ量を検出するひずみ量検出器を備えることを特徴とする請求項２〜４のいずれか１項に記載の鉄道車両。
【請求項７】
前記車体と前記台車との間に配置され、前記車体の幅方向に互いに離間して配置された１対の空気ばねを更に備えており、
前記輪重取得手段は、前記空気ばねの内圧を検出する圧力検出手段を備えることを特徴とする請求項２〜４のいずれか１項に記載の鉄道車両。
【請求項８】
前記輪重取得手段は、前記台車の台車枠のねじれを検出するねじれ検出手段を更に備えることを特徴とする請求項７に記載の鉄道車両。
【請求項９】
前記台車は、台車枠と、前記輪軸を前記台車枠に弾性的に支持する軸ばねとを備えており、
前記輪重増加手段は、前記台車枠と前記輪軸との間にて軸ばねと並列に配設された直動型のアクチュエータであることを特徴とする請求項１〜８のいずれか１項に記載の鉄道車両。
【請求項１０】
前記台車は、台車枠と、前記輪軸を前記台車枠に弾性的に支持する軸ばねとを備えており、
前記輪重増加手段は、前記台車枠と前記輪軸との間にて軸ばねと直列に配設された直動型のアクチュエータであることを特徴とする請求項１〜８のいずれか１項に記載の記載の鉄道車両。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、鉄道車両に関し、特に、車輪の軌条への乗り上がりを防止ないしは抑制するための技術に関する。
【０００２】
【従来の技術】
走行中の鉄道車両は、カントや曲線走行中の遠心力、横風、軌道狂い等の様々な影響により、車輪が軌条に乗り上がり、万が一の場合には脱線に繋がることもある。このような車輪の乗り上がりに対しては、従来、車両及び軌道の保守に頼っており、また、急曲線においては、例えば下記の特許文献１に開示されているように、軌条の内側に脱線防止ガードを設置する手法が用いられていた。
【０００３】
【特許文献１】
特開平１１−３６２０１号公報
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、所定の基準を満たすよう保守や脱線防止ガードの設置を行ったとしても、部品の精度のばらつきや保守の誤差等の複合的な原因から、所期の効果が得られない場合がある。
【０００５】
そこで、本発明の目的は、上述したような原因を特定しにくい場合でも、車輪の軌条への乗り上がりを防止ないしは抑制することのできる手段を備えた鉄道車両を提供することにある。
【０００６】
【課題を解決するための手段】
上記目的を達成するために、本発明者らは種々検討した結果、車輪の乗り上がりが生じるか否かの判断には脱線係数や輪重抜け係数等が用いられることから、軌条に及ぼす車輪の垂直方向荷重、いわゆる輪重が車輪の乗り上がりに大いに関係していることに着目した。
【０００７】
脱線係数は、対象となる車輪の輪重（Ｐ）に対する当該車輪に作用する横圧（Ｑ）の比（Ｑ／Ｐ）であり、これが小さくなればなるほど、乗り上がりの可能性が高くなることが分かっている。また、輪重抜け係数とは、対象となる車輪の基準輪重Ｐ０に対する当該車輪の実際の輪重Ｐと基準輪重Ｐ０との差の比（（Ｐ０−Ｐ）／Ｐ０）をいい、この輪重抜け係数が大きいほど、乗り上がりの可能性が高くなる。このような関係において、輪重を増加させた場合、脱線係数は大きくなり、輪重抜け係数は小さくなるので、車輪の乗り上がりが生じにくくなることが分かる。
【０００８】
本発明は、かかる知見に基づいてなされたものであり、車体と、車輪を有する輪軸が配設され、車体の下方に配置される台車とを備える鉄道車両において、車輪のうち所望の車輪についての輪重を増加させる輪重増加手段を備えることを特徴としている。
【０００９】
この構成においては、輪重が減じて乗り上がりが生じると予想される時点、或いは、乗り上がりが生じ得る状態になったことを検出した時点等、必要時に輪重増加手段を作動させて輪重を増加させることができるので、車輪の乗り上がりを防止ないしは抑制することが可能となる。
【００１０】
車輪の乗り上がりが生じ得る状態を検出する手段としては、車輪のそれぞれについての輪重を取得する輪重取得手段が考えられる。そして、輪重取得手段により取得された輪重が所定のしきい値を超えた場合に、乗り上がりのおそれがあるものし、輪重増加手段を作動させればよいのである。
【００１１】
輪重のしきい値は、車速に応じて定めることができる。例えば、しきい値は、車速に比例した値としても、車速の応じて段階的に定めた値としてもよい。このようにしきい値を定めておけば、車速を検出する車速検出手段を設け、この車速検出手段により検出された車速に対応する輪重のしきい値を、輪重取得手段により取得された輪重が越えた場合に、輪重増加手段を作動させることができる。これは、低速度域では輪重抜け（輪重減少）が車輪の乗り上がりの主たる原因であるが、高速度域では、輪重抜けが小さくても、横圧によって乗り上がりが生じ得ることを考慮したものである。
【００１２】
また、車速検出手段により停車中であることを検出した場合に、輪重取得手段により車輪のそれぞれについての輪重を取得し、取得された輪重に基づいて輪重増加手段を作動させて、停車時の輪重バランスを調整してもよい。このように停車時に静的輪重バランスを調整しておけば、輪重がアンバランスとなっている状態での車両走行を防止し、ひいては車輪の乗り上がりを防止することができる。
【００１３】
台車は、一般に、台車枠と、輪軸を台車枠に弾性的に支持する軸ばねとを備えているが、そのような構成において、輪重取得手段は、軸ばねと台車枠との間に配置され軸ばねからの負荷を検出するロードセルを備えたものが好適である。或いは、輪重取得手段は、軸ばねのひずみ量を検出するひずみゲージのようなひずみ量検出器であってもよい。
【００１４】
また、鉄道車両が、車体と台車との間に配置され、車体の幅方向に互いに離間して配置された１対の空気ばねを備えている場合、輪重取得手段は、空気ばねの内圧を検出する圧力検出手段と、台車の台車枠のねじれを検出するねじれ検出手段とを備えるものも考えられる。各空気ばねの内圧は左右各側の車輪の輪重合計値に対応し、また、ねじれ検出手段により台車枠のねじれ状態を検出することで、前後の車輪についての輪重の配分量が分かる。従って、圧力検出手段とねじれ検出手段の検出結果から輪重を求めることが可能となる。
【００１５】
なお、圧力検出手段のみから、輪重偏在度を求め、これを輪重として扱うことも可能である。
【００１６】
輪重増加手段としては、台車枠と輪軸との間にて軸ばねと並列に配設された直動型のアクチュエータ、例えば油圧シリンダ、空気圧シリンダ、電動シリンダ、回転運動を直線運動に変換するボールネジ付きの電動モータ等が考えられる。また、アクチュエータは軸ばねに並列に配設する必要はなく、直列に配設してもよい。
【００１７】
【発明の実施の形態】
以下、図面を参照して本発明による鉄道車両の好適な実施形態について詳細に説明する。なお、図中、同一又は相当部分には同一符号を付し、その重複した説明は省略する。また、以下の説明において、鉄道車両の前進方向を前側とし、「左」「右」は前向きの状態を基準とする。
【００１８】
図１は本発明の一実施形態に係る鉄道車両を概略的に示す正面図、図２は図１の鉄道車両を概略的に示す部分側面図である。図１及び図２に示す鉄道車両１０は旅客車であり、車体１２と、その下部に配設した２台の２軸台車１４と、車体１２と台車１４との間に配設された空気ばね（枕ばね）１６とを備えている。
【００１９】
車体１２は、長方形状の外郭をなして旅客を収容することができ、特に図示の車体１２の前部は乗務員室１８とされている。乗務員室１８内には、鉄道車両１０の走行、ドア２０の開閉等を制御する制御装置２２が設置されている。制御装置２２は、図３に示すように、入力部２４、中央演算処理部２６、記憶部２８及び出力部３０からなるマイクロコンピュータ等から構成されるものである。
【００２０】
各台車１４は、図４にも示すように、上方から見て略Ｈ字形状をなす台車枠３２を備えている。この台車枠３２は、鉄道車両１０の進行方向（長手方向）に延びると共に鉄道車両１０の幅方向に互いに離間された１対の側梁３４を備えている。これらの側梁３４同士は、その略中央部にて、鉄道車両１０の幅方向に延びると共に鉄道車両１０の長手方向において互いにやや離間された１対の横梁３６によって連結されている。各側梁３４の中央部には、空気ばね１６が載置される載置台３８が設けられている。
【００２１】
台車枠３２における各側梁３４の前端部下方及び後端部下方にはそれぞれ、輪軸４０を回転自在に支持するための軸箱４２が配設されており、各軸箱４２は側梁３４の対応の端部に、略垂直方向に向けられた軸ばね４４によって弾性的に支持されている。前側の左右１対の軸箱４２間及び後側の左右１対の軸箱４２間にはそれぞれ、輪軸４０を構成する車軸４６が回転自在に支持されている。また、各車軸４６の両端には、これも輪軸４０を構成する車輪４８が取り付けられており、軌道５０を構成する軌条５２上で転動可能となっている。
【００２２】
なお、少なくとも１つの軸箱４２には、車速を検出するための車速検出手段としての速度発電機５４が設けられ車軸４６に接続されている。この速度発電機５４からの出力信号は、制御装置２２に入力されるようになっている。
【００２３】
空気ばね１６は、前述した台車枠３２の各載置台３８上に設置され、車体１２を支持するようになっている。各空気ばね１６には、空気ばね１６の内部と連通する補助空気室５６が空圧配管５８を介して接続されている。
【００２４】
更に、本実施形態に係る鉄道車両１０は、各軸ばね４４と直列に配設されたロードセル（輪重取得手段）６０を備えている。より詳細には、各軸ばね４４の上端と対応する側梁３４の端部の下面との間にロードセル６０が設置されている。このロードセル６０は、軸ばね４４から受ける力を測定し、その測定値に相当する信号を制御装置２２に入力する。各軸ばね４４からロードセル６０に及ぼす力と、当該軸ばね４４に対応する車輪４８について輪重とは一対一の関係となっているため、制御装置２２は、ロードセル６０からの測定値信号を受けることで、各車輪４８の輪重の値を求めることができる。
【００２５】
また、各軸ばね４４の軸線と平行に直動型のアクチュエータ（輪重増加手段）、好ましくは油圧シリンダ６２が配置されている。油圧シリンダ６２は、軸箱４４と側梁３４の端部とのそれぞれから延設されたブラケット６４，６６間に設置されている。
【００２６】
油圧シリンダ６２に係る油圧回路は図３に示す通りである。油圧回路は、作動油を貯留するオイルタンク６８と、オイルタンク６８内の作動油を油圧シリンダ６２に圧送するための油圧ポンプ７０と、油圧シリンダ６２に対する作動油の供給流路を切り換え且つ流量を調整するための制御弁７２とから主として構成されている。
【００２７】
制御弁７２としては、３ポジション４ポート型のソレノイド式スプール弁が好ましく、そのＰポートは油圧ポンプ７０の吐出口に配管７４を介して接続され、Ｒポートは配管７６を介してオイルタンク６８に接続されている。また、制御弁７２のＡポートは配管７８を介して油圧シリンダ６２のピストンロッド８０とは反対側のシリンダチャンバ８２に接続され、Ｂポートは配管８４を介して他側のシリンダチャンバ８６に接続されている。
【００２８】
制御弁７２は、制御装置２２によってそのポジションの切換えが行われ、通常時はセンタポジションａ１に置かれる。センタポジションａ１では、ＰポートとＲポートとは連通し、ＡポートとＢポートはそれぞれ遮断される。また、制御弁７２のポジションがポジションａ２に切り換えられると、ＰポートとＡポートとが連通し、ＲポートとＢポートとが連通する。従って、油圧ポンプ７０からの作動油は、油圧シリンダ６２の上側のシリンダチャンバ８２内に供給され、ピストンロッド８０が下方に押動され、油圧シリンダ６２の全長が伸びる。油圧シリンダ６２の全長が伸びた場合には、油圧シリンダ６２の推力が、当該シリンダ６２に隣接する車輪４８に加えられることから、その車輪４８についての輪重が増加する。一方、制御弁７２のポジションがポジションａ３に切り換えられると、ＰポートとＢポートとが連通し、ＲポートとＡポートとが連通する。これによって、油圧ポンプ７０からの作動油は、油圧シリンダ６２の下側のシリンダチャンバ８６内に供給され、ピストンロッド８０が上方に移動し、油圧シリンダ６２の全長は短くなる。
【００２９】
なお、配管７８と配管８４との間にはバイパス配管８８が接続されている。このバイパス配管８８には、絞り９０と、ソレノイド式の開閉弁９２が介設されていいる。この開閉弁９２の開閉制御も制御装置２２によって行われる。
【００３０】
次に、以上のような構成において、本実施形態に係る鉄道車両１０の作用について、制御装置２２の動作を示すフローチャートである図５も参照して説明する。
【００３１】
まず、制御装置２２の記憶部２８に、予め各車輪４８についての基準輪重Ｐ０を記憶させておく。基準輪重Ｐ０は適宜定められるものであるが、例えば通常の２軸ボギー車の車両重量をＷとした場合、理想的な軸重はＷ／４となり、各車輪４８の基準輪重Ｐ０は更にその１／２（すなわちＷ／８）とすることができる。また、鉄道車両１０の運転開始時、制御弁７２はセンタポジションａ１にあり、開閉弁９２は開状態にあるものとする。
【００３２】
この状態から鉄道車両１０を発車すると、制御装置２２は鉄道車両１０が走行を開始したことを速度発電機５４からの信号によって認識する（ステップ１００）。そして、制御装置２２は、各車輪４８についての輪重Ｐをロードセル６０からの信号によりリアルタイムに取得し（ステップ１０２）、この測定値に基づいて各車輪４８についての輪重抜け係数（（Ｐ０−Ｐ）／Ｐ０）を演算する（ステップ１０４）。
【００３３】
輪重抜け係数が、全ての車輪４８について所定のしきい値未満、例えば０．６未満である場合には、車輪４８の乗り上がりは生じない、或いは生じても微少であると判断し、制御装置２２は制御弁７２のポジションをセンタポジションａ１に維持すると共に、開閉弁９２の開状態も維持する（ステップ１０６〜１１０）。この際、開閉弁９２は開放されたままにあるので、油圧シリンダ６２のシリンダチャンバ８２，８６間は互いに連通し、且つ、両者間を繋ぐバイパス配管８８には絞り９０があるため、油圧シリンダ６２がダンパとして機能する。
【００３４】
この後、例えば軌道５０の急曲線に鉄道車両１０が進入する等の理由から、ある車輪４８（例えば、図４において添え字ｘを付した車輪）についての輪重が減少し、輪重抜け係数が０．６以上となったならば、制御装置２２はその状態をロードセル６０からの信号に基づく演算処理によって認識し、当該車輪４８ｘについての輪重を増加させるために必要な油圧シリンダ６２ｘの推力を決定する（ステップ１０６，１１２）。そして、開閉弁９２を閉じ、制御弁７２のポジションをポジションａ２に切り換えると共に、制御弁７２のスプールの位置を調整し、油圧シリンダ６２ｘのシリンダチャンバ８２に必要量の作動油を供給する（ステップ１１４，１１６）。これによって、油圧シリンダ６２ｘの全長が伸び、車輪４８ｘに力が加えられ、輪重が増加、調整される。その結果として、輪重抜け係数が小さくなり、しきい値を下回ることはもとより、脱線係数（Ｑ／Ｐ）も大きくなることからも明らかな通り、車輪４８ｘの軌条５２への乗り上がりが抑制ないしは防止される。
【００３５】
その後、直線状の軌道５０に鉄道車両１０が戻る等して、輪重のアンバランスが解消されたならば、車輪４８ｘについての輪重は輪重調整後よりも更に増加する。従って、制御装置２２は、輪重調整直後の測定値を基準にし、それ以上に輪重の測定値が上昇した場合には、制御弁７２のポジションをポジションａ３に切り換えて、作動油を油圧シリンダ６２ｘのシリンダチャンバ８６内に供給し、油圧シリンダ６２の全長を処理状態に戻す（ステップ１１８，１２０）。そして、制御弁７２をセンタポジションａ１に戻し、開閉弁９２を開き、元の状態に復帰させる（ステップ１０８，１１０）。
【００３６】
以上、車輪４８の乗り上がりの防止・抑制のための方法について簡単に説明したが、他にも種々の方法が考えられる。
【００３７】
例えば、鉄道車両１０は低速度域では、輪重抜けが乗り上がり、ひいては脱線の主たる原因であるが、高速度域では輪重抜けが小さくとも、横圧が大きく影響する。制御装置２２の記憶部２８に、鉄道車両１０の速度が増すにつれて比例的に小さくなる輪重抜け係数のしきい値を設けて、車速に応じて輪重を増加させるタイミングを変えることとしてもよい。或いはまた、車速に対して段階的に輪重を増加させるしきい値を変えることも考えられる。例えば、車速が時速０〜３０ｋｍにおいては、輪重抜け係数が０．８以上でアクチュエータ６２を動作させ、時速３０〜６０ｋｍにおいては、輪重抜け係数が０．７以上、そして時速６０ｋｍ以上においては、輪重抜け係数が０．６以上でアクチュエータ６２を動作させることとしてもよい。
【００３８】
また、旅客車にあっては、旅客の乗車位置によって輪重のバランスが崩れる場合があるので、旅客が乗り降りするたびに、輪重の増減を行ってアンバランスの是正を図ることも考えられる。これを図６のフローチャートに沿って説明する。
【００３９】
まず、制御装置２２は、鉄道車両１０が停車していることを速度発電機５４からの信号により認識し、且つ、ドア２０を開けた後に閉じる命令を発したことで乗客の入れ替えが完了したことを認識したならば、その際の各車輪４８についての輪重をロードセル６０からの信号により取得し輪重抜け係数を算出する（ステップ２００〜２０８）。そして、全ての車輪４８についての輪重抜け係数が所定の範囲内に収まるように、油圧シリンダ６２の全長を決定し、制御弁７２を制御して油圧シリンダ６２の全長を調整し輪重のアンバランスを解消する（ステップ２１０，２１２）。なお、前回に停車した際、調整直後の油圧シリンダ６２の全長を測定し、その測定値を制御装置２２の記憶部２８に記憶させ、それを基準データとして次の油圧シリンダ６２の全長を調整する際に利用すると、調整量が少なくて済むという利点がある。
【００４０】
このようにして静的な輪重のアンバランスを解消した後は、鉄道車両１０を安定した状態で走行させることができ、車輪４８の乗り上がり防止効果はより向上される。
【００４１】
更に、上記実施形態の例では、制御装置２２は、ロードセル６０からの信号をリアルタイムに入力し、輪重を取得しているが、輪重を取得しなくても車輪４８の乗り上がりを防止するために輪重を増加させることも可能である。例えば、上述したような速度発電機５４とロードセル６０とを備える鉄道車両１０を特定の軌道５０で走行させ、その走行時の速度発電機５４及びロードセル６０からのデータを記憶しておけば、どの箇所でいずれの車輪４８について輪重抜けが生じるかを概ね特定することができる。そこで、そのデータに基づいて、必要時に所望の油圧シリンダ６２等のアクチュエータを作動させて輪重を増加させても、輪重抜けによる車輪４８の乗り上がりを防止ないしは抑制することが可能となる。
【００４２】
本発明の構成についても種々変更が可能である。例えば、上記実施形態では、輪重を増加させるための手段として油圧シリンダ６２を用いているが、空気圧シリンダや電動シリンダ、或いは、ボールネジを用いた電動モータ等の他の直動型のアクチュエータを用いることができる。
【００４３】
また、上記実施形態では、油圧シリンダ６２等のアクチュエータを軸ばね４４と並列にら配置しているが、図７に示すように、油圧シリンダ６２等のアクチュエータと軸ばね４４とを直列に配置してもよい。油圧シリンダ６２を軸ばね４４と並列に配置した場合、油圧シリンダ６２に対する作動油の給排を遮断すると、軸ばね４４の伸縮（振動抑制効果）を妨げるため、図３の油圧回路で示すようはバイパス配管８８を設けることとしているが、図７の如く直列配列にした場合、油圧シリンダ６２が軸ばね４４の伸縮を阻害することはないので、図３の油圧回路におけるバイパス配管８８は不要となる。
【００４４】
更に、台車枠３２を剛体と考えた場合、油圧シリンダ６２等のアクチュエータを各車輪４８について設ける必要はなく、対角の２カ所、例えば図４において添え字ｘとｙを付した２つのアクチュエータ６２のみとしても、必要な車輪４８についての輪重を増加させることが可能である。
【００４５】
より詳細に説明する。アクチュエータを油圧シリンダ６２ｘ，６２ｙの２本のみとした場合、種々の制御方法が考えられるが、例えば、右側の前輪４８（油圧シリンダ６２ｘに隣接の車輪）に輪重抜けの徴候が認められ、その輪重抜けを防止するためには、前述したように、油圧シリンダ６２ｘを伸ばすよう油圧制御を行えばよい。かかる場合、油圧シリンダ６２ｘを伸ばすと、台車枠３２にねじれが生じ、その反力の大部分は左側の後輪４８（油圧シリンダ６２ｙに隣接する車輪）に加わることになる。そこで、油圧シリンダ６２ｘを伸ばす場合には、油圧シリンダ６２ｙを縮め、台車枠３２のねじれ力を逃がす。
【００４６】
また、左側の前輪４８が輪重抜けを起こしそうになった場合には、油圧シリンダ６２ｘを縮めると、左側の前輪４８に荷重がかかる。この場合にも、台車枠３２のねじれ力を逃がすため、油圧シリンダ６２ｙを制御し、その長さを伸長させるのである。
【００４７】
後輪について輪重抜け防止の方法は上記から容易に理解されよう。
【００４８】
一方、輪重を取得する手段もロードセル６０に限られない。例えば、軸ばね４４のひずみ量から輪重を求めることができるので、軸ばね４４の適所にひずみゲージ等のひずみ量検出器９４を取り付け、その信号を制御装置２２に入力して輪重を求めてもよい。
【００４９】
また、例えば特開２００２−１２２４６８号公報にも開示されているように、空気ばね１６の内圧を用いて輪重を求めることが可能である。特開２００２−１２２４６８号公報に示される輪重取得手段は、１対の空気ばね１６の内圧をそれぞれ測定すべく空気圧配管５８に設けられた圧力センサ（圧力検出手段）９６と、台車１４の幅方向周りのねじれによる台車枠３２のひずみを測定すべく横梁３６に設けられたひずみゲージ（ねじれ検出手段）９８とを備えている。圧力センサ９６とひずみゲージ９８からの信号は制御装置２２に送られ、制御装置２２はその信号に基づいて各車輪４８についての輪重を演算により取得することができる。図８は、輪重を求めるためのフローチャートであり、以下に輪重を取得するための手順について簡単に説明する。
【００５０】
まず、制御装置２２は、圧力センサ９６から発信される各空気ばね１６の内圧を取得する（ステップ３００）。各空気ばね１６の内圧は、それぞれの空気ばね１６と同側の車輪４８についての輪重の合計値と一対一の対応関係があるので、制御装置２２は、入力された内圧と、記憶部２８に予め記憶された緒元データとに基づいて、各台車１４の左側の車輪４８の輪重の合計値と、右側の車輪４８の輪重の合計値とを求めることができる（ステップ３０２）。
【００５１】
次に、ステップ３０４において、ひずみゲージ９８から台車枠３２のねじれ量を取得する。そして、ステップ３０６において、このねじれ量と諸元データとに基づいて、台車１４の幅方向周りのねじれモーメントを求め、このねじれモーメントに基づいて、台車１４の左右各側の輪重の合計値を、それぞれ、前側の車輪４８についての輪重と、後側の車輪４８についての輪重とに分配する。これによって、台車１４の各車輪４８についての輪重が求められるのである。
【００５２】
更に、ひずみゲージ９８がなく、圧力センサ９６のみしかない場合であっても、いわゆる輪重偏在度を求めることができる（特開２００２−１２２４６８号公報を参照）。この輪重偏在度は、１台車あたりの右側２輪の合計加重と、左側２輪の合計加重をもとめ、その値に対して、各輪の前後方向の加重の比を採用するものである。そして、台車枠３２、ひいては前後左右の車輪に生ずるアンバランスの状態等から予め輪重の偏在を得ることができるため、そのアンバランス等を取る際の輪重の偏在を、予め記憶した諸元データに基づいて求めることができ、それを輪重として用いることも可能となる。
【００５３】
【発明の効果】
以上述べたように、たとえ特定が困難な要因によって車輪の軌条への乗り上がりが発生する可能性があったとしても、本発明によれば、輪重を適時増加させてそのような乗り上がりを防止ないしは抑制することができ、従って乗り上がり脱線も防止することが可能となる。
【００５４】
また、本発明により乗り上がり防止効果が高められることで、車両速度を過度に落とさずに運転することが可能となり、高速輸送という要請にも応えられ得るものである。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明による鉄道車両を概略的に示す正面図である。
【図２】図１の鉄道車両を概略的に示す部分側面図である。
【図３】本発明による鉄道車両における油圧回路及び制御系を示す説明図である。
【図４】図２のＩＶ−ＩＶ線に沿っての断面図である。
【図５】制御装置の処理動作を示すフローチャートである。
【図６】制御装置の他の処理動作を示すフローチャートである。
【図７】本発明の変形態様に係る鉄道車両を概略的に示す部分側面図である。
【図８】輪重を取得するための制御装置の処動作を示すフローチャートである。
【符号の説明】
１０…鉄道車両、１２…車体、１４…台車、２２…制御装置、３２…台車枠、４０…輪軸、４８…車輪、５２…軌条、５４…速度発電機（車速検出手段）、６０…ロードセル（輪重取得手段）、６２…油圧シリンダ（アクチュエータ、輪重増加手段）、７２…制御弁、９４…ひずみ量検出器、９６…圧力センサ（圧力検出手段）、９８…ひずみゲージ（ねじれ検出手段）。
【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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【図７】
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【図８】
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