(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
車体の傾斜検知に基づき、台車上に設けた対をなす空気ばねに空気を給排することで、台車上に支持した車体の傾斜制御を行う鉄道車両に付加されるアンチローリング装置において、
前記アンチローリング装置のＯＮ／ＯＦＦ切換え機構を設けたことを特徴とする鉄道車両のアンチローリング装置。
【請求項２】
前記ＯＮ／ＯＦＦ切換え機構は、
前記台車或いは車体のいずれか一方に、回転が自在なように車幅方向に支持されるトーションバーの途中にクラッチを介在させ、アンチローリング作用のＯＮ／ＯＦＦ切換えが可能なように構成したものであることを特徴とする請求項１に記載の鉄道車両のアンチローリング装置。
【請求項３】
前記ＯＮ／ＯＦＦ切換え機構は、
前記台車或いは前記車体のいずれか一方に、回転が自在なように車幅方向に支持されるトーションバーを取り付け、当該トーションバーと一体化されたリンクと直列に組み込まれる、大減衰力発生時と減衰力がほぼ０になる２段階に切換えが可能なダンパにより構成したものであることを特徴とする請求項１に記載の鉄道車両の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、鉄道車両において、直線路を通過する際の乗り心地向上のみならず、曲線路での走行速度の更なる向上と、その向上した走行速度で曲線路を通過する際の乗り心地向上が可能な鉄道車両のアンチローリング装置に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
鉄道車両が曲線路を通過する際に、高速での通過とその際の乗客の乗り心地の悪化防止を図るため、軌道の曲線部分にはカントが施され、遠心力と重力との合力が車体床面に垂直に作用するようになされている。
【０００３】
この曲線路での走行速度を向上するには、カント量を大きくすれば良いが、カント量を大きくし過ぎると、低速で走行した場合や停車した場合に、車体の傾きが大きくなって乗客に不快感を与えると共に、車両が曲線路の内軌側に転倒する危険性がある。従って、安全上、カント量には上限が設定されている。
【０００４】
ところで、車両が、軌道に施されたカント量から算出される均衡速度を超えた速度で走行すると、車両（特に車体）にはカントで相殺できない超過遠心力が発生し、乗り心地を悪くすると共に脱線の危険性も生じる。
【０００５】
そこで、乗客に不快な遠心力を感じさせることなく、曲線路での更なる高速走行を可能とする為に、種々の車体傾斜制御装置が採用されている。この車体傾斜制御装置は、超過遠心力と重力との合力が車体床面に垂直に作用するように車体を強制的に傾斜させるもので、その一例を図４に示す。
【０００６】
図４に示したものは、台車２１上の幅方向左右側に対をなして設けられた空気ばね２３に給排するエアーを制御することで車体２２を傾斜させるものである（特許文献１）。このような車体傾斜制御において、車体２２のローリング振動を抑制するためのアンチローリング装置を両立した例はない。なお、図４中の２１ａは軸ばね、２１ｂは軸箱、２１ｃは輪軸、２１ｄは台車枠で、これらで台車２１が構成されている。
【０００７】
前記均衡速度を超えた速度で曲線路を走行すると、車両（特に車体）にはカントで相殺できない超過遠心力が発生し、図５（ａ）に示したように、車体２２が台車２１に対する中立位置（実線で示した状態）から外軌側に傾く（破線で示した状態）ことは前述の通りである。
【０００８】
この外軌側への車体傾斜に対して、車体傾斜制御装置が働き、遠心力と重力との合力が車体床面に垂直に作用するよう、外軌側に位置する空気ばね２３には給気する一方、内軌側に位置する空気ばね２３は排気することで、図５（ｂ）に実線で示したように、車体２２を内軌側に傾ける。
【０００９】
しかしながら、車体傾斜制御装置にアンチローリング装置を付加した場合、前記車体傾斜制御に際し、図５（ｃ）において破線で示した外軌側に車体２２が傾いた位置から、実線で示した中立位置までは、車体傾斜制御とアンチローリング装置は同じ方向（白抜き矢印で示した方向）に作用するが、車体傾斜制御が、想像線で示したように、前記中立位置を越えた場合、アンチローリング装置は車体２２を中立位置に戻そうとして車体傾斜制御と逆方向（黒塗り矢印で示した方向）に作用する。
【００１０】
このアンチローリング装置として、従来は、図６に示したような、単一のトーションバー２４が採用されていたので、その捩り剛性は当然に、図７に示したような線形剛性を有する。従って、車体のロール変位が小さい領域から車体傾斜制御に支障が生じていた。
【００１１】
前述の理由から、実際には、空気ばねを用いた車体傾斜制御においても、アンチローリング作用を併用することはなかった。
【先行技術文献】
【特許文献】
【００１２】
【特許文献１】特開平１１−３４８６８号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【００１３】
本発明が解決しようとする問題点は、曲線路走行時において、空気ばねを用いた車体傾斜制御と、アンチローリング作用を両立させることができないという点である。
【課題を解決するための手段】
【００１４】
本発明の鉄道車両のアンチローリング装置は、
曲線路走行時において、走行速度を向上し、その向上した走行速度での乗り心地を向上するために、空気ばねを用いた車体傾斜と、直線路及び曲線路を通過する際の乗り心地を向上するアンチローリング装置の両立を可能とするため、
アンチローリング装置のＯＮ／ＯＦＦ切換え機構を設けたことを最も主要な特徴としている。
【００１５】
このアンチローリング装置におけるＯＮ／ＯＦＦ切換え機構としては、
前記台車或いは車体のいずれか一方に、回転が自在なように車幅方向に支持されるトーションバーの途中にクラッチを介在させ、アンチローリング作用のＯＮ／ＯＦＦ切換えが可能なように構成したもの、
或いは、
前記台車或いは前記車体のいずれか一方に、回転が自在なように車幅方向に支持されるトーションバーを取り付け、当該トーションバーと一体化されたリンクと直列に組み込まれる、大減衰力発生時と減衰力がほぼ０になる２段階に切換えが可能なダンパにより構成したものが望ましい。
【００１６】
この本発明の鉄道車両のアンチローリング装置において、クラッチの構成は特に限定されるものではないが、例えばアンチローリング作用のＯＮ／ＯＦＦ切換えを電気的に行えるものが考えられる。
【００１７】
また、同様にダンパの構成も、大減衰力発生時と、減衰力がほぼ０になる２段階に切換え可能なものであれば特に限定されるものではないが、例えばダンパ内に設けるオリフィスの開度を全開状態と最小状態の２段階に切り替え可能に構成したもの等を採用すれば良い。
【発明の効果】
【００１８】
本発明は、例えばトーションバーの途中にクラッチを介在させ、アンチローリング作用のＯＮ／ＯＦＦ切換えを可能に構成するか、或いは、大減衰力発生時と、減衰力がほぼ０になる２段階に切換え可能なダンパを介してトーションバーを取り付けるので、曲線路走行時における車体傾斜制御時において、クラッチをＯＦＦに切り換えるか、或いは、ダンパの減衰率をほぼ０にすることで、アンチローリング装置が支障を及ぼすことを可及的に防止できるようになる。
【００１９】
すなわち、本発明のアンチローリング装置を備えた鉄道車両では、車体傾斜制御とアンチローリング作用の両者が車両に及ぶようになって、走行速度の更なる向上と、乗り心地の向上の両者を共に達成することができるようになる。
【図面の簡単な説明】
【００２０】
【図１】第１の本発明のアンチローリング装置を説明する図であり、（ａ）は平面方向から見た図、（ｂ）は側面方向から見た図である。
【図２】第２の本発明のアンチローリング装置を説明する図であり、（ａ）は正面方向から見た図、（ｂ）の平面方向から見た図である。
【図３】本発明のアンチローリング装置における車体のロール変位と車体傾斜復元力との関係を表した図で、（ａ）は通常走行時、（ｂ）は車体傾斜制御時を示した図である。
【図４】車体傾斜制御装置の一例を示す図である。
【図５】（ａ）〜（ｃ）は曲線路走行時における車体傾斜とアンチローリング作用について順を追って説明する図である。
【図６】従来のトーションバーを説明する図である。
【図７】従来のアンチローリング装置における車体のロール変位と車体傾斜復元力との関係を表した図である。
【発明を実施するための最良の形態】
【００２１】
本発明では、曲線路走行時における空気ばねを用いた車体傾斜と、直線路及び曲線路を通過する際の乗り心地を向上するアンチローリング装置の両立を可能とするという目的を、アンチローリング装置のＯＮ／ＯＦＦ切換え機構を設けることで実現した。
【実施例】
【００２２】
以下、本発明を実施するための最良の形態について、図１〜図３を用いて詳細に説明する。
図１〜図３は本発明のアンチローリング装置を説明する図である。
【００２３】
図１〜図３において、１１は、車体２２の傾斜検知に基づき、空気ばねに空気を給排して車体２２の傾斜制御を行う鉄道車両に付加される本発明のアンチローリング装置であり、車体２２のローリングを防止するためのものであって、アンチローリング装置のＯＮ／ＯＦＦ切換え機構を設けた構成である。
【００２４】
本発明のアンチローリング装置１１を構成するトーションバー１２は、ブラケット１３により車体２２（或いは台車）に回転が自在なように取り付けられ、セレーションによって一体化されたリンク１４と、このリンク１４に対して回転が自在なように取り付けられたロッド１５を介して台車２１（或いは車体）に連結される。
【００２５】
図１に示す第１の本発明のアンチローリング装置１１では、前記トーションバー１２の例えば中央部に、ＯＮ／ＯＦＦ切換え機構であるクラッチ１６を介在させ、電気的にＯＮとＯＦＦを切り換えることができるように構成している。
【００２６】
このような、構成を採用することで、通常走行時はクラッチ６をＯＮ状態となして図３（ａ）に示した特性を有するようにしておけば、車体２２が傾斜した場合にはアンチローリング装置１１によってその傾斜を復元させることができる。
【００２７】
一方、曲線路走行時には、空気ばね２３への給排気による車体傾斜制御時に、クラッチ１６をＯＦＦ状態に切り換えて図３（ｂ）に実線で示した特性を有するようにしておけば、アンチローリング装置１１が前記車体傾斜制御を邪魔するように干渉することがなくなる。
【００２８】
図２は第２の本発明のアンチローリング装置を説明する図であり、（ａ）は正面方向から見た図、（ｂ）の平面方向から見た図である。
この図２に示した例では、アンチローリング作用のＯＮ／ＯＦＦ切り換えを、リンクと直列に組み込まれる前記ロッド１５を、例えば大減衰力発生時と、減衰力がほぼ０になる２段階に切換え可能なダンパ１７に取り替えることにより行うものである。
【００２９】
このような、構成を採用することで、通常走行時は、例えばダンパ１７内に設けられたオリフィスを最小開度に切り換え、図３（ａ）に示したような減衰力が大きい特性を有するようにしておけば、車体２２が傾斜した場合にはアンチローリング装置１１によってその傾斜を復元させることができる。
【００３０】
一方、曲線路走行時は、空気ばね２３への給排気による車体傾斜制御時に、オリフィスの開度を全開に切り換え、図３（ｂ）に破線で示したような減衰力がほぼ０になるような特性を有するようにしておけば、アンチローリング装置１１が前記車体傾斜制御を邪魔するように干渉することを防止できる。
【００３１】
以上のような構成の本発明のアンチローリング装置１１では、曲線路を走行する際の車体傾斜制御においては、トーションバー１２によるアンチローリング作用が全く働かないか、或いは、可及的に小さくなるようにできるので、車体傾斜制御に対する支障を最小限に抑えることができる。
【００３２】
すなわち、本発明のアンチローリング装置を備えた鉄道車両では、直線走行などの通常走行時や曲線路走行時の内の車体傾斜制御を実施しない時は、アンチローリング装置を働かせるので、車体傾斜制御とアンチローリング作用が共に車両に及ぶことになって、走行速度の更なる向上と、乗り心地の向上の両者を共に達成することができるようになる。
【００３３】
本発明は上記の例に限らず、各請求項に記載された技術的思想の範囲内で、適宜実施の形態を変更しても良いことは言うまでもない。
【産業上の利用可能性】
【００３４】
本発明のアンチローリング装置は、空気ばねへの空気の給排によって車体傾斜制御を行う鉄道車両だけでなく、あらゆる形式の鉄道車両にも適用できる。
【符号の説明】
【００３５】
１１    アンチローリング装置
１２    トーションバー
１６    クラッチ
１７    ダンパ
２１    台車
２２    車体
２３    空気ばね
【図１】
0004968277.tif 000002
【図２】
0004968277.tif 000003
【図３】
0004968277.tif 000004
【図４】
0004968277.tif 000005
【図５】
0004968277.tif 000006
【図６】
0004968277.tif 000007
【図７】
0004968277.tif 000008