(57)【要約】【課題】駅の乗降用ホームに特別な目印等を設けることなく、迅速で確実に全てのプラットホームと車両床面との段差を小さくする。【解決手段】空気ばね付台車１２を有し、空気ばね１３の空気を給排して床面ＦＬの高さが調節可能な鉄道車両の床面高さを制御する。車両の速度を検出し、車両速度が第１の所定速度以下であり、車両の駅プラットホームへの進入が検出されたとき、車両の床面と駅プラットホームの上面との間が第１の段差となる迄、空気ばね１３の空気を第１及び第２の排気弁ＳＶ１およびＳＶ２を開いて第１の減圧速度で排気させ、車両速度が第１の所定速度より低い第２の所定速度以下となったとき、第１の段差より小さい第２の段差が検出される迄、空気ばね１３の空気を第１の排気弁ＳＶ１のみを開いて第１の減圧速度より遅い第２の減圧速度で排気させる。【選択図】        図３
2004299470.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
空気ばね付台車を有し、空気ばねの空気を給排して床面の高さが調節可能な鉄道車両であって、
車両の速度を検出する速度検出手段と、
車両の駅プラットホームへの進入を検出するプラットホーム進入検出手段と、
車両の床面と駅プラットホームの上面との間の第１の段差を検出する第１の段差検出手段と、
車両の床面と駅プラットホームの上面との間の、前記第１の段差より小さい第２の段差を検出する第２の段差検出手段と、
車両速度が第１の所定速度以下であり、車両の駅プラットホームへの進入が検出されたとき、前記第１の段差が検出される迄、前記空気ばねの空気を第１の減圧速度で排気させる第１の制御手段と、
車両速度が前記第１の所定速度より低い第２の所定速度以下となったとき、前記第２の段差が検出される迄、前記空気ばねの空気を前記第１の減圧速度より遅い第２の減圧速度で排気させる第２の制御手段と、
を備えることを特徴とする鉄道車両の床面高さ制御装置。
【請求項２】
前記プラットホーム進入検出手段、前記第１の段差検出手段および前記第２の段差検出手段は光電スイッチを含み、それぞれの光電スイッチが前記車両の車体側部に順に高さを異ならせて設けられていることを特徴とする請求項１に記載の鉄道車両の床面高さ制御装置。
【請求項３】
空気ばね付台車を有し、空気ばねの空気を給排して床面の高さが調節可能な鉄道車両の床面高さ制御方法であって、
車両の速度を検出し、
車両速度が第１の所定速度以下であり、車両の駅プラットホームへの進入が検出されたとき、車両の床面と駅プラットホームの上面との間が第１の段差となる迄、前記空気ばねの空気を第１の減圧速度で排気させ、
車両速度が前記第１の所定速度より低い第２の所定速度以下となったとき、前記第１の段差より小さい第２の段差が検出される迄、前記空気ばねの空気を前記第１の減圧速度より遅い第２の減圧速度で排気させることを特徴とする鉄道車両の床面高さ制御方法。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、鉄道車両の床面高さ制御装置及び方法に関し、特に、鉄道車両が駅に停車した際、乗客の乗降の安全のために、車両床面とプラットホームとの段差を緩和するようにした鉄道車両の床面高さ制御装置及び方法に関する。
【０００２】
【従来の技術】
一般に、空気ばね付台車を有する鉄道車両は、個々の空気ばねの高さをレバーと連結棒によるリンク機構を用いて機械的に検知し、その動きを高さ調整弁に伝えて弁の開閉を行い、空気ばねの高さ調整や内圧の調整を行っている。かかる高さ調整弁による空気ばね高さの制御目標は、走行中も駅停車中も変わりなく同じであり、車輪の摩耗や軸ばねの撓みを考慮して、常に車両床面がプラットホームから高い位置となるように設定されている。
【０００３】
ところで、異なる規格を有する線区や異なる規格を持つ他社線区に乗り入れする車両では、一般的に最も高いプラットホームの高さ位置に合わせて車両の床面高さが設定されるので、プラットホームの高さが低い線区では、車両床面とプラットホームとの高さ位置とに大きな段差が生じざるを得ない。このような段差は、一般の健常者の乗降には支障が少ないが、肢体不自由者や車椅子を使用した乗客には大きな障害となる。
【０００４】
そこで、このような列車が駅に停車した際の車両床面とプラットホームとの段差を小さくするために、例えば、特許文献１に開示の車体制御方法が知られている。この制御方法は、車体側に非接触型位置センサーを設けると共に、駅の乗降用ホームに感応目印を設置し、鉄道車両が所定低速以下で進入したとき、上記位置センサーが感応して発する検出信号を制御器に入力して車体床面高さとホーム高さとの高低差を設定許容高低差値と比較して、外れているときは制御信号を出力して給気弁および排気弁を操作して車体床面高さをホーム高さに適合させている。
【０００５】
また、特許文献２に開示の鉄道車両床面の高さ制御方法が知られており、この制御方法では、車両が駅に停車した際、空気ばねから排気する時間を測定し、所定時間経過したときに車体が所定高さに下降したとして排気を停止するようにしている。
【０００６】
【特許文献１】
特公平７−５７６０５号公報
【０００７】
【特許文献２】
特開平１１−３２１６４７号公報
【０００８】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、上記特許文献１に開示された車体制御方法では、駅の乗降用ホームに感応目印を設置する必要があるため、全ての駅の乗降用ホームの全長に亘ってその感応目印を設置するとなると、その工事に要する手間およびコストが無視し得ず、また、各駅毎のその高さ位置の設置誤差に対応させて、車体側に感応可能幅の大きな非接触型位置センサーを用いざるを得ず、制御を確実に行うには大幅なコストの上昇を免れ得ないものである。
【０００９】
また、上記特許文献２に開示された鉄道車両床面の高さ制御方法では、車両が駅に停車した際、空気ばねから排気する時間を測定し、所定時間経過したときに車体が所定高さに下降したとして排気を停止するようにしているので、車両が停車してから制御が開始される結果、車両の到着後直ぐに乗降口を開くことができず、時間のロスを伴わざるを得ない。さらに、単に、所定時間経過したときに車体が所定高さに下降したとしているので、全ての駅に対し適切に対応できるか否か確実でない。プラットホームの高さは各駅で異なるからである。
【００１０】
本発明の目的は、上述の諸問題を解消するためになされたものであり、駅の乗降用ホームに特別な感応目印等を設けることなく、迅速で確実に全てのプラットホームと車両床面との段差を小さくすることが可能な鉄道車両床面の高さ制御装置及び方法を提供することにある。
【００１１】
【課題を解決するための手段】
上記目的を達成するための、本発明の一形態になる鉄道車両の床面高さ制御装置は、空気ばね付台車を有し、空気ばねの空気を給排して床面の高さが調節可能な鉄道車両であって、車両の速度を検出する速度検出手段と、車両の駅プラットホームへの進入を検出するプラットホーム進入検出手段と、車両の床面と駅プラットホームの上面との間の第１の段差を検出する第１の段差検出手段と、車両の床面と駅プラットホームの上面との間の、前記第１の段差より小さい第２の段差を検出する第２の段差検出手段と、車両速度が第１の所定速度以下であり、車両の駅プラットホームへの進入が検出されたとき、前記第１の段差が検出される迄、前記空気ばねの空気を第１の減圧速度で排気させる第１の制御手段と、車両速度が前記第１の所定速度より低い第２の所定速度以下となったとき、前記第２の段差が検出される迄、前記空気ばねの空気を前記第１の減圧速度より遅い第２の減圧速度で排気させる第２の制御手段と、を備えることを特徴とする。
【００１２】
ここで、前記プラットホーム進入検出手段、前記第１の段差検出手段および前記第２の段差検出手段は光電スイッチを含み、それぞれの光電スイッチが前記車両の車体側部に順に高さを異ならせて設けられていることが好ましい。
【００１３】
また、上記目的を達成するための、本発明の他の形態になる鉄道車両の床面高さ制御方法は、空気ばね付台車を有し、空気ばねの空気を給排して床面の高さが調節可能な鉄道車両の床面高さ制御方法であって、車両の速度を検出し、車両速度が第１の所定速度以下であり、車両の駅プラットホームへの進入が検出されたとき、車両の床面と駅プラットホームの上面との間が第１の段差となる迄、前記空気ばねの空気を第１の減圧速度で排気させ、車両速度が前記第１の所定速度より低い第２の所定速度以下となったとき、前記第１の段差より小さい第２の段差が検出される迄、前記空気ばねの空気を前記第１の減圧速度より遅い第２の減圧速度で排気させることを特徴とする。
【００１４】
【発明の実施の形態】
以下、本発明の実施の形態を添付図面を参照して説明する。
【００１５】
図において、１０は、プラットホーム上面と車両床面との段差を緩和する本発明が適用される車両であり、この車両１０に搭載された床面高さ制御装置は、以下のように構成されている。すなわち、１１は車体、１２は空気ばね付台車であり、車体１１と空気ばね付台車１２との間に設けられた空気ばね１３を有している。なお、この空気ばね１３は台車当り複数個が設けられ、その内部には、車体１１の下向きの動きを制限する不図示のストッパが内蔵されている。
【００１６】
さらに、各空気ばね１３当りの空気の給排を制御するための空気回路１５が設けられており、該空気回路１５は、図３に示すように、元空気溜１６と空気ばね１３との間に介設されている。ＳＶは、空気ばね１３内部から空気を排出するための排気弁であり、本実施の形態では、並列に配置された第１の排気弁ＳＶ１と第２の排気弁ＳＶ２とから構成されている。Ｖａは空気ばね１３の給排気時に後述する自動高さ調整機構のレベリングバルブＬＶと元空気溜１６との間の流路を開閉制御する遮断弁であり、Ｖｂは空気ばね１３内部に給気する給気弁である。
【００１７】
これらの排気弁ＳＶ、給気弁ＶｂおよびレベリングバルブＬＶは、一方が空気ばね１３へ接続された配管Ｐに接続されており、また、レベリングバルブＬＶの他方は遮断弁Ｖａの一方に接続されている。さらに、排気弁ＳＶの他方は解放状態とされ、遮断弁Ｖａおよび給気弁Ｖｂは、他方が元空気溜１６へ接続されている。
【００１８】
なお、レベリングバルブＬＶを有する自動高さ調整機構は、車体１１の下降又は上昇移動に伴って不図示のレバーが傾動し、かかるレバーの傾動量に応じてレベリングバルブＬＶを開閉し、空気ばね１３における給排気を調整してレバーを水平に戻すことで、車体１１を所定高さに調整するものであり、その機構自体は周知であるから、ここでの詳細説明は省略する。
【００１９】
次に、Ｃは、車体１１を上昇又は下降させるために空気ばね１３の空気の給排を制御するコントローラであり、マイクロコンピュータ等により構成されている。コントローラＣには、車両の速度を検出する速度検出器からの出力信号としての速度信号Ｖが入力されると共に、後述する第１乃至第３のセンサ２１〜２３からの出力信号Ｓ１〜Ｓ３が入力される。なお、この速度検出器は、例えば、車両駆動用電動機からの出力信号に基いて検出するものでもよい。
【００２０】
ここで、第１乃至第３のセンサ２１〜２３の設置形態につき、図１および図２に戻って説明する。第１のセンサ２１は、車両１０が駅のプラットホームＰＨへ進入したことを検出するためのものであり、プラットホームＰＨの進入側の立縁部から始まる側面部を検出できるように、車両１０の車体１１の側部に設けられている。詳述すると、通常の走行中において、高さ調整機構により車両床面ＦＬがプラットホームＰＨより高い位置となるように設定されている空気ばね１３の高さ状態で、車両１０が駅のプラットホームＰＨへ進入した場合でも、その検出が可能となる車体１１の高さ位置に設けられている。
【００２１】
図５に図解するように、第２のセンサ２２は、車両の床面ＦＬと駅のプラットホームＰＨの上面との間の第１の段差ｈ１を検出するためのものであり、第１のセンサ２１と同じく、車両１０の車体１１の側部に設けられている。但し、第１のセンサ２１より高い位置に設けられている。
【００２２】
第３のセンサ２３は、車両の床面ＦＬと駅のプラットホームＰＨの上面との間の、前記第１の段差ｈ１より小さい第２の段差ｈ２を検出するためのものであり、第１および第２のセンサ２１および２２と同じく、車両１０の車体１１の側部に設けられている。但し、第１および第２のセンサ２１および２２より高い位置に設けられている。
【００２３】
ここで、上述の第１乃至第３のセンサ２１乃至２３は、非接触センサであればその形式が特に限定されるわけではないが、本実施の形態では、図６に図解するような、価格的に有利な光電スイッチを用いている。なお、これらの第１乃至第３の光電スイッチ（２１乃至２３）は、それぞれが車両の車体１１の側部に順に高さを異ならせて設けられており、図１に示す実施形態では、車体１１のほぼ中央部側面に設けたが、その取付位置は側面に限定されず、それらの検出部を側方に向けて設ける限り車体１１の前部または後部であってもよい。
【００２４】
なお、本実施の形態で用いられている光電スイッチは、図６に図解される拡散反射形光電スイッチＰＳであり、電源回路ＰＳ０、投光部ＰＳ１、受光部ＰＳ２および電気信号出力回路ＰＳ３を一つのケース内に備え、投光部ＰＳ１から赤外線の照射光を発し、検出体Ｐ０からの拡散反射光を受光部ＰＳ２で受光し、その受光強度を電気信号出力回路で処理し、その受光強度に応じて「ＯＮ」、「ＯＦＦ」の電気信号を出力するものである。駅のプラットホームＰＨの上面ないしは上縁部を精度よく検出するために、投光部ＰＳ１からの照射光はビームの細いものを使用するのが好ましい。
【００２５】
次に、上記構成になる床面高さ制御装置における制御手順の一例について、図４のフローチャートを参照して説明する。制御がスタートすると、ステップＳ１において、車両１０が駅のプラットホームＰＨに進入したか否かが検出される。詳述すると、第１のセンサである光電スイッチ２１がプラットホームＰＨの進入側の立縁部を通過することによりＯＮ（またはＯＦＦ）動作し、立縁部から始まる側面部を通過中にそのＯＮ（またはＯＦＦ）動作が維持されることで、プラットホームＰＨへの進入が検出される。ステップＳ１においては、このＯＮ（またはＯＦＦ）動作による進入信号Ｓ１がコントローラＣに送られたとき、「ＹＥＳ」であるとして、次のステップＳ２に進む。なお、ステップＳ１においては、プラットホームＰＨへの進入が検出される迄、「ＮＯ」として待機状態が維持されている。
【００２６】
そして、ステップＳ２において、車両１０の速度Ｖが第１の所定速度Ｖ１、例えば、２５ｋｍ／ｈ、以下であるか否かが判断される。ここで、速度Ｖが第１の所定速度Ｖ１より大きいときは、単なる通過駅を走行中である、「ＮＯ」としてステップＳ１に戻る。速度Ｖが第１の所定速度Ｖ１以下のときは、車両１０が停車準備段階にある「ＹＥＳ」としてステップＳ３乃至Ｓ５に進む。
【００２７】
すなわち、ステップＳ３乃至Ｓ５では、順に、元空気溜１６からの空気供給を遮断すべく遮断弁Ｖａが閉じられ、第１の排気弁ＳＶ１および第２の排気弁ＳＶ２が開かれる。このように、遮断弁Ｖａが閉じられ、第１の排気弁ＳＶ１および第２の排気弁ＳＶ２が開かれると、空気ばね１３の空気が第１の減圧速度で排気されることになり、車体１１は、図５（Ａ）に示す車両の床面ＦＬと駅のプラットホームＰＨの上面との間が段差ｈ０（例えば、３０ｍｍ）の状態から、比較的速やかに下降することになる。
【００２８】
そこで、ステップＳ６において、上記下降の結果、車両の床面ＦＬと駅のプラットホームＰＨの上面との間が、図５（Ｂ）に示すように、第１の段差ｈ１（例えば、２０ｍｍ）となったか否かが判断される。この判断は、第２のセンサである光電スイッチ２２がプラットホームＰＨの上縁部の側方を下向きに通過することによりＯＮ（またはＯＦＦ）動作したか否かにより行われる。この判断の結果、「ＹＥＳ」である場合、すなわち、第１の段差ｈ１となったときには、ステップＳ７およびＳ８に進み、第１の排気弁ＳＶ１および第２の排気弁ＳＶ２が共に閉じられ、車体１１の下降が一旦停止される。
【００２９】
なお、上述のステップＳ２乃至Ｓ８においては、本発明における、車両１０の速度が第１の所定速度Ｖ１以下であり、車両の駅のプラットホームＰＨへの進入が検出されたとき、車両の床面ＦＬと駅のプラットホームＰＨの上面との間が第１の段差ｈ１となる迄、空気ばね１３の空気を第１の減圧速度で排気させる制御が行われることを意味している。
【００３０】
次に、ステップＳ９に進み、車両１０の速度Ｖが第２の所定速度Ｖ２（例えば、第１の所定速度Ｖ１の１／１０である２．５ｋｍ／ｈ）以下に減速されたか否かが判断される。ステップＳ９において、車両１０の速度Ｖが前記第１の所定速度Ｖ１より十分に低い停車直前の第２の所定速度Ｖ２以下となったと判断されると、ステップＳ１０に進み、第１の排気弁ＳＶ１のみが開かれる。このように、第１の排気弁ＳＶ１のみが開かれると、空気ばね１３の空気が第１の減圧速度より遅い第２の減圧速度で排気されることになり、車体１１は、図５（Ｂ）に示す車両の床面ＦＬと駅のプラットホームＰＨの上面との間が段差ｈ１の状態から、比較的緩やかに下降することになる。
【００３１】
そこで、ステップＳ１１において、上記下降の結果、車両の床面ＦＬと駅のプラットホームＰＨの上面との間が、図５（Ｃ）に示すように、第２の段差ｈ２（例えば、０〜１０ｍｍ）となったか否かが判断される。この判断は、第３のセンサである光電スイッチ２３がプラットホームＰＨの上縁部の側方を下向きに通過することによりＯＮ（またはＯＦＦ）動作したか否かにより行われる。この判断の結果、「ＹＥＳ」である場合、すなわち、第２の段差ｈ２となったときには、ステップＳ１２に進み、第１の排気弁ＳＶ１が閉じられ、車体１１の下降が完全に停止される。
【００３２】
なお、上述のステップＳ９乃至Ｓ１２においては、本発明における、車両１０の速度が第１の所定速度Ｖ１より低い第２の所定速度Ｖ２以下となったとき、第１の段差ｈ１より小さい第２の段差ｈ２が検出される迄、空気ばね１３の空気を前記第１の減圧速度より遅い第２の減圧速度で排気させる制御が行われることを意味している。
【００３３】
このようにして、車体１１が第２の段差ｈ２が検出される迄降下することにより、プラットホームＰＨの上面部と車体１１の床面ＦＬとの段差が緩和されることとなる。この後、コントローラＣは、乗降ドアを開くように命令を発するようにしてもよい。なお、上述の如く車体１１が降下した状態では、自動高さ調整機構は、レバーの一端側が下方に傾斜した状態となっており、本発明による段差を緩和する制御が完了し、通常走行に移行する際は、遮断弁Ｖａおよび給気弁Ｖｂが開かれ、車体１１は所定の高さに上昇される。
【００３４】
なお、上述の実施の形態では、車体の下降速度を変えるのに、第１および第２の排気弁ＳＶ１およびＳＶ２を選択的に用いたが、これは、１個の排気弁の有効絞り面積を変えることにより段階的に行ってもよい。
【００３５】
上述の実施の形態によれば、第１のセンサで車両１０が駅のプラットホームＰＨに進入したことを検出した後、車両１０が第１の所定速度Ｖ１以下であれば、車体１１の床面ＦＬをプラットホームＰＨの上面部より所定の高さ（段差）に速やかに降下させ、続いて、車両１０の速度が第２の所定速度Ｖ２以下になったとき、車体１１の床面ＦＬを緩やかに降下させるので、時間的ロスを伴わず速く精度よく車体１１の床面ＦＬをプラットホームＰＨの上面部に近づけることができる。
【００３６】
また、鉄道車両１０が第２の所定速度Ｖ２よりも大きな速度で走行しているときは、線路の状態等にもよるが、車体１１の床面ＦＬの振動の程度は大きく、また、排気中の空気ばね１３の特性を考慮すると、車体１１の床面ＦＬは複雑に振動することが予想される。しかしながら、第２の所定速度Ｖ２以下ではその振動の程度は小さくなり、かかる状態で車体１１の床面ＦＬを緩やかに降下させることで、車体１１の床面ＦＬを停車位置におけるプラットホームＰＨの上面部高さに合わせて確実に近づけることができる。
【００３７】
さらに、このような制御を行うことで、車両１０に多くの乗客が乗車している場合や、乗降口付近に多くの乗客が集中した場合にも、車体１１の床面ＦＬがプラットホームＰＨの上面部高さより低くなるのを確実に防止でき、乗降客のより安全な乗降を可能とする。
【００３８】
また、第１乃至第３のセンサとして、拡散反射形の光電スイッチを用いることにより、駅プラットホームの状況の影響を受けにくい安定した検出が可能である。すなわち、車両と駅プラットホームとの間の距離が変動しても、多少の感度が変動するのみで、車両の駅プラットホームへの進入および駅プラットホームの上面の上縁部の信頼性の高い検出を迅速に行うことができる。さらに、第２および第３のセンサとしては、それぞれ１個のセンサに限らず、複数個のセンサを用いるようにしてもよい。このようにすると、さらに精度のよい検出が可能となる。
【００３９】
【発明の効果】
以上の説明から明かなように、本発明によれば、駅の乗降用ホームに特別な目印等を設けることなく、迅速で確実に全てのプラットホームと車両床面との段差を小さくすることが可能な鉄道車両床面の高さ制御装置及び方法を得ることができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明により制御される鉄道車両の実施の形態を示し、（Ａ）はその側面図および（Ｂ）はそのＥ部拡大図である。
【図２】図１の鉄道車両の駅プラットホームとの関係を示す一部断面図である。
【図３】本発明による制御回路の実施の形態を示すブロック図である。
【図４】本発明の実施の形態の制御手順の一例を示すフローチャートである。
【図５】本発明の実施の形態の制御に伴う鉄道車両の駅プラットホームとの位置関係を示す説明図であり、（Ａ）は段差ｈ０の状態、（Ｂ）は段差ｈ１の状態、（Ｃ）は段差ｈ２の状態を示している。
【図６】本発明の実施の形態に用いる光電スイッチの概要を説明する図解図である。
【符号の説明】
１０      鉄道車両
１１      車体
１２      空気ばね付台車
１３      空気ばね
１６      元空気溜
２１      第１センサ
２２      第２センサ
２３      第３センサ
Ｖａ      遮断弁
Ｖｂ      給気弁
ＳＶ１    第１排気弁
ＳＶ２    第２排気弁
ＬＶ      レベリングバルブ
Ｃ        コントローラ
ＰＨ      プラットホーム
ＰＳ      光電スイッチ
【図１】
2004299470.tif 000003
【図２】
2004299470.tif 000004
【図３】
2004299470.tif 000005
【図４】
2004299470.tif 000006
【図５】
2004299470.tif 000007
【図６】
2004299470.tif 000008