(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
粘性流体が収容されたシリンダ（２）と、該シリンダ（２）内に軸方向に移動自在に設けられているピストン（７）とからなり、前記シリンダ（２）が連結器の構成部材（１４）に接続され、前記ピストン（７）の両サイドから前記シリンダ（２）の外側へ延びているピストンロッド（８、９）が伴板（１１、１２）に取り付けられている連結器装置であって、
前記シリンダ（２）内の、前記ピストン（７）で区画される両シリンダ室（５、６）は、粘性流体が流通する管路（２１）で接続されていると共に、該管路（２１）には粘性流体の流れ方向に見て側断面形状が略半月形状を呈する回転スプール（３０）が回転するときその弦（３１）によって前記管路（２１）の面積が連続的に制御されるようになっている流量制御手段（２５）が介装され、前記流量制御手段（２５）の回転スプール（３０）の回転角度（θ）は車両間の変位量に基づいて制御されることを特徴とする、車両間に設けられる鉄道車両用の連結器装置。
【請求項２】
請求項１に記載の連結装置において、前記ピストン（７）が、戻しバネ（１０）によりシリンダ（２）の所定位置に保持されるようになっている、車両間に設けられる鉄道車両用の連結器装置。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、連結器と緩衝装置とが組み合わされた鉄道車両用の連結器装置に関し、さらに詳しくは粘性流体が収容されたシリンダと、このシリンダ内に軸方向に移動自在に設けられているピストンとからなり、そしてシリンダが連結器の構成部材に接続され、ピストンの両サイドからシリンダの外側へ延びているピストンロッドが伴板に取り付けられている連結器装置に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
鉄道車両は、一般に複数台の車両が連結器で連結されて運行されているが、連結時には車両間に衝撃が生じる。また、複数台の車両が編成されて走行するときは、編成された複数台の車両は１個の剛体ではなく、多少の遊びのある連結器で接続された一種の伸縮体と見なすことができ、各車両間には加減速時に速度差が生じ衝撃あるいは衝突が発生する。これらの衝撃により挫屈荷重が生じて、車両に悪影響を与えるばかりでなく、乗り心地も悪くなる。そこで、これらの衝撃を吸収する緩衝装置が色々提案され、連結器に緩衝装置を組み込んだ、いわゆる連結器装置も例えば実公昭６０−１３７２０号公報等により提案されている。これらの連結装置の緩衝材としては、ゴム緩衝材、シリコン緩衝材等が適用され、またこれらの緩衝材が組み合わされたものも使用されている。
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】
上記のように従来の連結器装置にも緩衝材が設けられているので、乗り心地はある程度向上しているし、また車両間の挫屈を防止するのに一定の効果は認められる。しかしながら、鉄道車両の動きは、発進・停車、勾配軌道や曲線軌道の走行等により様々で、車両の動きは時々刻々変化するが、従来の連結器装置の緩衝材は、緩衝材の材料特性のみを利用したもので、格別に制御されていないので、上記のような変化に充分な対応はできず、満足のいく乗り心地は得られていない。特に、車両の編成数が多くなると、先頭の車両と後方の車両との間に衝撃、速度差等が累積され、その結果車両の位置により著しく乗り心地が異なるが、これらの車両間の乗り心地は、従来の緩衝材の材料特性のみを利用した連結器装置では改善することはできない。
【０００４】
本発明は、上記したような従来の欠点を解消した連結器装置を提供しようとするもので、具体的には加減速時、勾配軌道あるいは曲線軌道の走行時等において時々刻々車両間に異なる衝突が生じても乗り心地が良く、また挫屈の問題もない連結器装置を提供することを目的とし、換言すると車両の編成数が多くなっても車両間において高い水準で均一な乗り心地が得られる連結器装置を提供することを目的としている。
【０００５】
【課題を解決するための手段】
本発明の上記目的は、緩衝材にシリコンオイルのような粘性流体を適用し、そして粘性流体の流れ抵抗を車両間の変位量で制御することにより達成される。すなわち、請求項１に記載の発明は、上記目的を達成するために、粘性流体が収容されたシリンダと、該シリンダ内に軸方向に移動自在に設けられているピストンとからなり、前記シリンダが連結器の構成部材に接続され、前記ピストンの両サイドから前記シリンダの外側へ延びているピストンロッドが伴板に取り付けられている連結器装置であって、前記シリンダ内の、前記ピストンで区画される両シリンダ室は、粘性流体が流通する管路で接続されていると共に、該管路には粘性流体の流れ方向に見て側断面形状が略半月形状を呈する回転スプールが回転するときその弦によって前記管路の面積が連続的に制御されるようになっている流量制御手段が介装され、前記流量制御手段の回転スプールの回転角度は車両間の変位量に基づいて制御されるように構成される。請求項２に記載の発明は、請求項１に記載の連結装置において、前記ピストンが、戻しバネによりシリンダの所定位置に保持されるように構成される。
【０００６】
【発明の実施の形態】
以下、本発明の実施の形態を説明する。図１は、本実施の形態に係わる連結器装置の模式的側面図であるが、同図に示されているように、本実施の形態に係わる連結器装置は、概略的にはセミアクティブダンパー１、このセミアクティブダンパー１の第１、２のシリンダ室５、６内の粘性流体が流通する流路２０、この流路２０に介装されているで流量制御手段２５、この流量制御手段２５を制御するコントローラ４０等から構成されている。
【０００７】
セミアクティブダンパー１は、シリンダ２を備えている。シリンダ２は、第１、２の蓋体３、４で封鎖され、その内部に例えばシリコンオイルのような粘性流体が収納されている。そして、このシリンダ２の内部に従来周知の態様でピストン７が軸方向に移動自在に設けられている。ピストン７は、軸方向に移動自在であるが、本実施の形態では第２の蓋体４とピストン７の１側面との間に介装されている戻しバネ１０により所定位置例えば中間位置あるいは基準位置に戻されるようになっている。このように構成されているピストン７の両側面には、第１、２のピストンロッド８、９が一体的に固定されている。これらの第１、２のピストンロッド８、９は、シリンダ２の第１、２の蓋体３、４をそれぞれ貫通して外部に出て、そしてその先端部に伴板１１、１２が取り付けられている。伴板１１、１２は従来周知のように伴板守に係止され、またシリンダ２の端部には、連結器の構成部材１４が溶接等により固定されている。なお、符号１５は連結ピンを示している。
【０００８】
上記のように、シリンダ２の内部はピストン７により第１、２のシリンダ室５、６に区画されているが、この第１、２のシリンダ室５、６は、管路２１により接続されている。そして、この管路２１に流量制御手段２５が介装されている。したがって、第１、２のシリンダ室５、６内の粘性流体は、この管路２１を通って流量制御手段２５により制御された量が一方のシリンダ室５（６）から他方のシリンダ室６（５）へ流れることになる。
【０００９】
流量制御手段２５は、図２の（イ）、（ロ）に示されているように、管路２１に介装されているオリフィスケーシング２６と、このオリフィスケーシング２６内に設けられている回転スプール３０とから構成されている。オリフィスケーシング２６は、側面形状が円形を呈する端板２７、２８から筒状に形成され、管路２１はこれらの端板２７、２８に開口する形でオリフィスケーシング２６に液密的に接続されている。回転スプール３０は、本実施の形態では側面形状は半月形をしている。そして、その弦３１の中心部において回転軸３２に固定されている。回転軸３２は、端板２７、２８から外方へ出て、その一方にモータ３６が、そして他方に回転角検出器３７がそれぞれ設けられている。このモータ３６とコントローラ４０は、信号ラインａで接続され、回転角検出器３７とは信号ラインｂで接続されている。したがって、後述するように車両間の変位量に基づいてコントローラ４０が回転スプール３０の回転量あるいは回転角度θを演算すると、信号ラインａによりモータ３６に印加され、回転スプール３０が回転駆動される。そうすると、その弦３１が管路２１を閉鎖するようになり、その閉鎖量すなわち粘性流体の流量が制御されることになる。したがって、本実施の形態では、管路２１と回転スプール３０とにより可変オリフィスが構成されていることになる。このときの回転スプール３０の回転角度θは、回転角検出器３７で検出されてコントローラ４０に入力され、回転スプール３０の回転角度θが演算値に一致するように例えばフイードバック制御により制御される。
【００１０】
図１において連結構成部材１４は、例えば先行の車両に、そして伴板１１、１２は後続の車両に取り付けられているので、車両間の変位量は連結構成部材１４と伴板１１との間隔で計測することができるが、本実施の形態ではシリンダ２とピストン７との相対的な位置関係を検出あるいは計測するようになっている。そのために、シリンダ２に近接してピストン７の位置を計測する例えばリニアセンサ等からなる位置検出器４５が設けられている。そして、この位置検出器４５で検出される車両間の変位量は、信号ラインｃによりコントローラ４０に入力されるようになっている。
【００１１】
次に、作用について説明する。車両間に格別に加減速が作用せず、位置検出器４５で検出される車両間の変位量が小さいときは、減衰量も小さくて済むが、このときはコントローラ４０からは回転スプール３０が管路２１を例えば開放する信号が出力され、粘性流体は第１、２のシリンダ室５、６の間を管路２１を介して自由に流れる。このときは、単に管路２１の流れ抵抗だけで減衰されることになる。図１において例えば連結器の構成部材１４に、急加速時に大きな引っ張り力が作用したと仮定する。そうすると、シリンダ２が図１において左方へ引っ張られ、第１のシリンダ室５は狭くなる。すなわち、車両間の変位量は大きくなる。この変位量は位置検出器４５で検出され、そしてコントローラ４０に入力される。コントローラ４０において、検出された変位量に基づいて回転スプール３０の回転角度θが演算され、そしてモータ３６に入力される。回転スプール３０は、フイードバック制御により所定量だけ回転され、その弦３１が管路２１を所定量だけ閉鎖する。これにより粘性流体の流れ抵抗は大きくなり、減衰量は大きくなる。
【００１２】
管路２１は、オリフィスケーシング２６の端板２７、２８に対称的に取り付けられているので、すなわち流量制御手段２５は対称的に構成されているので、例えば減速時のように圧縮力が作用するときも同様にして減衰される。また、車両の動きが時々刻々変化するときも同様にして位置検出器４５が車両間の変位量を検出し、そして回転スプール３０の回転角度θが制御される。これにより、車両の発車・停車時、勾配軌道や曲線軌道の走行時等において車両間の衝突速度をコントロールすることができ、また急停車時に挫屈を防止することもできる。
【００１２】
なお、本実施の形態によると、回転スプール３０はその側面形状が半月形をしているので、管路２１の中心と、回転スプール３０の回転中心との距離Ｄを変えることにより、図２の（ハ）に示されているように、回転スプール３０の弦３１が管路２１を閉鎖するときの角度αを変えることができる。すなわち、距離Ｄを小さくすると、角度αは大きくなる。これにより、回転スプール３０の制御が容易になる。
【００１３】
【発明の効果】
以上のように、本発明に係わる連結器装置は、そのシリンダ内の、ピストンで区画される両シリンダ室は、粘性流体が流通する管路で接続されていると共に、該管路には粘性流体の流れ方向に見て側断面形状が略半月形状を呈する回転スプールが回転するときその弦によって前記管路の面積が連続的に制御されるようになっている流量制御手段が介装され、前記流量制御手段の回転スプールの回転角度は車両間の変位量に基づいて制御されるようになっているので、加減速時、勾配軌道あるいは曲線軌道の走行時等において時々刻々車両間に異なる衝突があっても、これをコントロールすることができる。したがって、本発明によると、乗り心地が良く、また挫屈の問題もないという本発明に特有の効果が得られる。また、緩衝材である粘性流体が車両間の変位量で制御されるので、車両の編成数が多くなっても車両間において乗り心地に差が生じるようなこともない。このとき、回転スプールは、その側面形状が略半月形状を呈し、回転スプールが回転するときその弦によって流路の面積が制御されるようになっているので、回転スプールの制御精度を変更できる効果がさらに得られる。請求項２に記載の発明によると、ピストンが戻しバネによりシリンダの所定位置に保持されるようになっているので、ピストンの位置で車両間の変位量を計測することもできる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の実施の形態を一部断面にして示す模式的側面図である。
【図２】本発明の実施の形態に係わる流量制御手段を拡大して示す図で、その（イ）はその正面断面図、その（ロ）はその側断面図、その（ハ）は作用を示す側断面図である。
【符号の説明】
２          シリンダ                  ７        ピストン
８、９      ピストンロッド            １０      戻しバネ
１１、１２  伴板                      １４      連結器の構成部材
２０        管路                      ２５      流量制御手段
３０        回転スプール              ３１      弦
θ          スプールの回転角度
【図１】
0004255558.tif 000002
【図２】
0004255558.tif 000003