(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
台車に高さ調整装置を介在させて車体剛体を載置してある鉄道車両の輪重差を低減する方法であって、前記台車の車輪軸に連結された左右の車輪の輪重、及び前記車体剛体と前記台車との間の高さの調整量に基づき算出される特性値を、車輪軸毎に前記調整量を変化させて算出するステップと、車輪軸毎に算出した特性値から、変化させた調整量に対応する特性値の最大値をそれぞれ抽出するステップと、抽出した特性値の最大値群から、最小の特性値に対応する調整量を抽出するステップと、抽出した最小の特性値に対応する調整量に基づいて、前記車体剛体と前記台車との間の高さを調整するステップとを備え、
前記特性値の算出は、一の車輪の輪重に調整量に関する値を加算した値から、他の車輪の輪重から調整量に関する値を減算した値を減じ、該減じた値を、一の車輪の輪重に他の車輪の輪重を加算した値で除算する
ことを特徴とする輪重差低減方法。
【請求項２】
台車に高さ調整装置を介在させて車体剛体を載置してある鉄道車両の輪重差を低減する方法であって、前記台車の車輪軸に連結された左右の車輪の輪重、及び前記車体剛体と前記台車との間の高さの調整量に基づき算出される特性値を、車輪軸毎に前記調整量を変化させて算出するステップと、車輪軸毎に算出した特性値から、変化させた調整量に対応する特性値の最大値をそれぞれ抽出するステップと、抽出した特性値の最大値群から、最小の特性値に対応する調整量を抽出するステップと、抽出した最小の特性値に対応する調整量に基づいて、前記車体剛体と前記台車との間の高さを調整するステップとを備え、
前記特性値の算出は、一の車輪の輪重から他の車輪の輪重を減じ、該減じた値を、一の車輪の輪重に調整量に関する値を加算した値と他の車輪の輪重から調整量に関する値を減算した値とを加算した値で除算する
ことを特徴とする輪重差低減方法。
【請求項３】
台車に高さ調整装置を介在させて車体剛体を載置してある鉄道車両の輪重差を低減するために、前記車体剛体と前記台車との間の高さを調整するための調整量を算出する調整量算出装置であって、前記台車の車輪軸に連結された左右の車輪の輪重を受け付ける手段と、受け付けた輪重及び調整量に基づき算出される特性値を、車輪軸毎に前記調整量を変化させて算出する手段と、車輪軸毎に算出した特性値から、変化させた調整量に対応する特性値の最大値をそれぞれ抽出する手段と、抽出した特性値の最大値群から、最小の特性値に対応する調整量を抽出する手段とを備え、
前記特性値の算出は、一の車輪の輪重に調整量に関する値を加算した値から、他の車輪の輪重から調整量に関する値を減算した値を減じ、該減じた値を、一の車輪の輪重に他の車輪の輪重を加算した値で除算する
ことを特徴とする調整量算出装置。
【請求項４】
台車に高さ調整装置を介在させて車体剛体を載置してある鉄道車両の輪重差を低減するために、前記車体剛体と前記台車との間の高さを調整するための調整量を算出する調整量算出装置であって、前記台車の車輪軸に連結された左右の車輪の輪重を受け付ける手段と、受け付けた輪重及び調整量に基づき算出される特性値を、車輪軸毎に前記調整量を変化させて算出する手段と、車輪軸毎に算出した特性値から、変化させた調整量に対応する特性値の最大値をそれぞれ抽出する手段と、抽出した特性値の最大値群から、最小の特性値に対応する調整量を抽出する手段とを備え、
前記特性値の算出は、一の車輪の輪重から他の車輪の輪重を減じ、該減じた値を、一の車輪の輪重に調整量に関する値を加算した値と他の車輪の輪重から調整量に関する値を減算した値とを加算した値で除算する
ことを特徴とする調整量算出装置。
【請求項５】
台車に高さ調整装置を介在させて車体剛体を載置してある鉄道車両の輪重差を低減するために、前記車体剛体と前記台車との間の高さを調整するための調整量を算出させるコンピュータプログラムであって、コンピュータに、前記台車の車輪軸に連結された左右の車輪の輪重を受け付けさせるステップと、コンピュータに、前記受け付けさせた輪重及び調整量に基づき算出される特性値を、車輪軸毎に前記調整量を変化させて算出させるステップと、コンピュータに、車輪軸毎に算出させた特性値から、変化させた調整量に対応する特性値の最大値をそれぞれ抽出させるステップと、コンピュータに、抽出させた特性値の最大値群から、最小の特性値に対応する調整量を抽出させるステップとを実行させ、前記特性値を算出するステップは、コンピュータに、一の車輪の輪重に調整量に関する値を加算させた値から、他の車輪の輪重から調整量に関する値を減算させた値を減じさせる減算ステップと、コンピュータに、一の車輪の輪重に他の車輪の輪重を加算させる加算ステップと、コンピュータに、前記減算ステップにより求めさせた値を前記加算ステップにより求めさせた値で除算させるステップとを含むことを特徴とするコンピュータプログラム。
【請求項６】
台車に高さ調整装置を介在させて車体剛体を載置してある鉄道車両の輪重差を低減するために、前記車体剛体と前記台車との間の高さを調整するための調整量を算出させるコンピュータプログラムであって、コンピュータに、前記台車の車輪軸に連結された左右の車輪の輪重を受け付けさせるステップと、コンピュータに、前記受け付けさせた輪重及び調整量に基づき算出される特性値を、車輪軸毎に前記調整量を変化させて算出させるステップと、コンピュータに、車輪軸毎に算出させた特性値から、変化させた調整量に対応する特性値の最大値をそれぞれ抽出させるステップと、コンピュータに、抽出させた特性値の最大値群から、最小の特性値に対応する調整量を抽出させるステップとを実行させ、前記特性値を算出するステップは、コンピュータに、一の車輪の輪重から他の車輪の輪重を減じさせる減算ステップと、コンピュータに、一の車輪の輪重に調整量に関する値を加算させた値と他の車輪の輪重から調整量に関する値を減算させた値とを加算させる加算ステップと、コンピュータに、前記減算ステップにより求めさせた値を前記加算ステップにより求めさせた値で除算させるステップとを含むことを特徴とするコンピュータプログラム。
【請求項７】
台車に高さ調整装置を介在させて車体剛体を載置してある鉄道車両の輪重差を低減するために、前記車体剛体と前記台車との間の高さを調整するための調整量を算出させるコンピュータプログラムが記録されており、コンピュータでの読み取りが可能な記録媒体であって、コンピュータに、前記台車の車輪軸に連結された左右の車輪の輪重を受け付けさせるステップと、コンピュータに、前記受け付けさせた輪重及び調整量に基づき算出される特性値を、車輪軸毎に前記調整量を変化させて算出させるステップと、コンピュータに、車輪軸毎に算出させた特性値から、変化させた調整量に対応する特性値の最大値をそれぞれ抽出させるステップと、コンピュータに、抽出させた特性値の最大値群から、最小の特性値に対応する調整量を抽出させるステップとを実行させるコンピュータプログラムが記録されており、前記特性値を算出するステップは、コンピュータに、一の車輪の輪重に調整量に関する値を加算させた値から、他の車輪の輪重から調整量に関する値を減算させた値を減じさせる減算ステップと、コンピュータに、一の車輪の輪重に他の車輪の輪重を加算させる加算ステップと、コンピュータに、前記減算ステップにより求めさせた値を前記加算ステップにより求めさせた値で除算させるステップとを含むことを特徴とするコンピュータでの読み取り可能な記録媒体。
【請求項８】
台車に高さ調整装置を介在させて車体剛体を載置してある鉄道車両の輪重差を低減するために、前記車体剛体と前記台車との間の高さを調整するための調整量を算出させるコンピュータプログラムが記録されており、コンピュータでの読み取りが可能な記録媒体であって、コンピュータに、前記台車の車輪軸に連結された左右の車輪の輪重を受け付けさせるステップと、コンピュータに、前記受け付けさせた輪重及び調整量に基づき算出される特性値を、車輪軸毎に前記調整量を変化させて算出させるステップと、コンピュータに、車輪軸毎に算出させた特性値から、変化させた調整量に対応する特性値の最大値をそれぞれ抽出させるステップと、コンピュータに、抽出させた特性値の最大値群から、最小の特性値に対応する調整量を抽出させるステップとを実行させるコンピュータプログラムが記録されており、前記特性値を算出するステップは、コンピュータに、一の車輪の輪重から他の車輪の輪重を減じさせる減算ステップと、コンピュータに、一の車輪の輪重に調整量に関する値を加算させた値と他の車輪の輪重から調整量に関する値を減算させた値とを加算させる加算ステップと、コンピュータに、前記減算ステップにより求めさせた値を前記加算ステップにより求めさせた値で除算させるステップとを含むことを特徴とするコンピュータでの読み取り可能な記録媒体。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、台車に高さ調整装置を介在させて車体剛体を載置してある鉄道車両の輪重差を低減する輪重差低減方法に関する。また輪重差を低減するための、車体剛体と台車との間の高さの最適な調整量を算出する調整量算出装置、コンピュータを調整量算出装置として機能させるためのコンピュータプログラム、及び記録媒体に関する。
【０００２】
【従来の技術】
近年、鉄道車両においては、より安定した走行が可能となるよう開発が進められている。空気ばね等の高さ調整装置を有する鉄道車両においては、静止状態における鉄道車両の左右の輪重差が大きくなるに従い、走行安定性が悪化する。走行安定性に悪影響を与える原因となる輪重差は、車体剛体の重心のずれ（偏心）及びねじれが大きな要因となっている。
【０００３】
また空気ばねに設けられる自動高さ調整機構には各機構固有に不感帯（遊び）が存在する。この不感帯の影響で、左右の輪重差が大きくなる。
【０００４】
車体剛体のねじれ及び偏心を除去するためには、車体剛体のねじれ及び偏心を完全になくすか、台車と車体剛体との間にライナー（シム）を挿入する、または空気ばねへ適量の圧縮空気を給排気することにより擬似的にねじれをなくす方法等が考えられる。しかし、鉄道車両の様な大型構造物をねじれ又は偏心なしに製作することは困難であることから、ライナーを挿入する方法等が採用されている。
【０００５】
本願出願人は、先に出願した特願２００１−４０８８１で提案しているように、適切な調整量（ライナー量、圧縮空気量、または自動高さ調整機構の支持柱長さ）を算出し、上述した車体剛体の偏心及びねじれに起因する左右の輪重差を低減して、走行安定性を大幅に向上させた。
【０００６】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、左右の輪重差は上述した、車体剛体のねじれ、偏心、及び自動高さ調整機構の不感帯以外の因子によっても発生する。その因子の一つとして、車輪軸と台車との間に設けられる軸ばねが挙げられる。軸ばねは、軸ばね毎にばね定数が異なり、軸ばね上に設けられる台車が僅かに傾斜する。そのため、輪重差が生じる。
【０００７】
また、他の因子として台車の重心位置のずれ（偏心）が挙げられる。台車の偏心も車体剛体の偏心と同じく輪重差の原因となる。さらに他の因子として、車輪の直径の不均一が挙げられる。車輪径は車輪毎に僅かに相違しており、その結果車体が傾き輪重差の原因となる。
【０００８】
すなわち特願２００１−４０８８１によりある程度は輪重差を低減することができたが、他の因子に起因する輪重差の影響を完全に排除することができていないという問題があった。
【０００９】
本発明は斯かる事情に鑑みてなされたものであり、その目的とするところは、車輪軸毎の特性値を算出し、最適な特性値に係る調整量を抽出することにより、様々な因子に起因する輪重差を低減し、走行安定性をさらに向上させることが可能な輪重差低減方法、調整量算出装置、コンピュータを調整量算出装置として機能させるためのコンピュータプログラム及び記録媒体を提供することにある。
【００１０】
【課題を解決するための手段】
本発明に係る輪重差低減方法は、台車に高さ調整装置を介在させて車体剛体を載置してある鉄道車両の輪重差を低減する方法であって、前記台車の車輪軸に連結された左右の車輪の輪重、及び前記車体剛体と前記台車との間の高さの調整量に基づき算出される特性値を、車輪軸毎に前記調整量を変化させて算出するステップと、車輪軸毎に算出した特性値から、変化させた調整量に対応する特性値の最大値をそれぞれ抽出するステップと、抽出した特性値の最大値群から、最小の特性値に対応する調整量を抽出するステップと、抽出した最小の特性値に対応する調整量に基づいて、前記車体剛体と前記台車との間の高さを調整するステップとを備え、前記特性値の算出は、一の車輪の輪重に調整量に関する値を加算した値から、他の車輪の輪重から調整量に関する値を減算した値を減じ、該減じた値を、一の車輪の輪重に他の車輪の輪重を加算した値で除算することを特徴とする。
【００１１】
本発明に係る輪重差低減方法は、台車に高さ調整装置を介在させて車体剛体を載置してある鉄道車両の輪重差を低減する方法であって、前記台車の車輪軸に連結された左右の車輪の輪重、及び前記車体剛体と前記台車との間の高さの調整量に基づき算出される特性値を、車輪軸毎に前記調整量を変化させて算出するステップと、車輪軸毎に算出した特性値から、変化させた調整量に対応する特性値の最大値をそれぞれ抽出するステップと、抽出した特性値の最大値群から、最小の特性値に対応する調整量を抽出するステップと、抽出した最小の特性値に対応する調整量に基づいて、前記車体剛体と前記台車との間の高さを調整するステップとを備え、前記特性値の算出は、一の車輪の輪重から他の車輪の輪重を減じ、該減じた値を、一の車輪の輪重に調整量に関する値を加算した値と他の車輪の輪重から調整量に関する値を減算した値とを加算した値で除算することを特徴とする。
【００１２】
本発明に係る調整量算出装置は、台車に高さ調整装置を介在させて車体剛体を載置してある鉄道車両の輪重差を低減するために、前記車体剛体と前記台車との間の高さを調整するための調整量を算出する調整量算出装置であって、前記台車の車輪軸に連結された左右の車輪の輪重を受け付ける手段と、受け付けた輪重及び調整量に基づき算出される特性値を、車輪軸毎に前記調整量を変化させて算出する手段と、車輪軸毎に算出した特性値から、変化させた調整量に対応する特性値の最大値をそれぞれ抽出する手段と、抽出した特性値の最大値群から、最小の特性値に対応する調整量を抽出する手段とを備え、前記特性値の算出は、一の車輪の輪重に調整量に関する値を加算した値から、他の車輪の輪重から調整量に関する値を減算した値を減じ、該減じた値を、一の車輪の輪重に他の車輪の輪重を加算した値で除算することを特徴とする。
本発明に係る調整量算出装置は、台車に高さ調整装置を介在させて車体剛体を載置してある鉄道車両の輪重差を低減するために、前記車体剛体と前記台車との間の高さを調整するための調整量を算出する調整量算出装置であって、前記台車の車輪軸に連結された左右の車輪の輪重を受け付ける手段と、受け付けた輪重及び調整量に基づき算出される特性値を、車輪軸毎に前記調整量を変化させて算出する手段と、車輪軸毎に算出した特性値から、変化させた調整量に対応する特性値の最大値をそれぞれ抽出する手段と、抽出した特性値の最大値群から、最小の特性値に対応する調整量を抽出する手段とを備え、前記特性値の算出は、一の車輪の輪重から他の車輪の輪重を減じ、該減じた値を、一の車輪の輪重に調整量に関する値を加算した値と他の車輪の輪重から調整量に関する値を減算した値とを加算した値で除算することを特徴とする調整量算出装置。
【００１３】
本発明に係るコンピュータプログラムは、台車に高さ調整装置を介在させて車体剛体を載置してある鉄道車両の輪重差を低減するために、前記車体剛体と前記台車との間の高さを調整するための調整量を算出させるコンピュータプログラムであって、コンピュータに、前記台車の車輪軸に連結された左右の車輪の輪重を受け付けさせるステップと、コンピュータに、前記受け付けさせた輪重及び調整量に基づき算出される特性値を、車輪軸毎に前記調整量を変化させて算出させるステップと、コンピュータに、車輪軸毎に算出させた特性値から、変化させた調整量に対応する特性値の最大値をそれぞれ抽出させるステップと、コンピュータに、抽出させた特性値の最大値群から、最小の特性値に対応する調整量を抽出させるステップとを実行させ、前記特性値を算出するステップは、コンピュータに、一の車輪の輪重に調整量に関する値を加算させた値から、他の車輪の輪重に調整量に関する値を減算させた値を減じさせる減算ステップと、コンピュータに、一の車輪の輪重に他の車輪の輪重を加算させる加算ステップと、コンピュータに、前記減算ステップにより求めさせた値を前記加算ステップにより求めさせた値で除算させるステップとを含むことを特徴とする。
【００１４】
本発明に係るコンピュータプログラムは、台車に高さ調整装置を介在させて車体剛体を載置してある鉄道車両の輪重差を低減するために、前記車体剛体と前記台車との間の高さを調整するための調整量を算出させるコンピュータプログラムであって、コンピュータに、前記台車の車輪軸に連結された左右の車輪の輪重を受け付けさせるステップと、コンピュータに、前記受け付けさせた輪重及び調整量に基づき算出される特性値を、車輪軸毎に前記調整量を変化させて算出させるステップと、コンピュータに、車輪軸毎に算出させた特性値から、変化させた調整量に対応する特性値の最大値をそれぞれ抽出させるステップと、コンピュータに、抽出させた特性値の最大値群から、最小の特性値に対応する調整量を抽出させるステップとを実行させ、前記特性値を算出するステップは、コンピュータに、一の車輪の輪重から他の車輪の輪重を減じさせる減算ステップと、コンピュータに、一の車輪の輪重に調整量に関する値を加算させた値と他の車輪の輪重から調整量に関する値を減算させた値とを加算させる加算ステップと、コンピュータに、前記減算ステップにより求めさせた値を前記加算ステップにより求めさせた値で除算させるステップとを含むことを特徴とする。
【００１５】
本発明に係るコンピュータでの読み取りが可能な記録媒体は、台車に高さ調整装置を介在させて車体剛体を載置してある鉄道車両の輪重差を低減するために、前記車体剛体と前記台車との間の高さを調整するための調整量を算出させるコンピュータプログラムが記録されており、コンピュータでの読み取りが可能な記録媒体であって、コンピュータに、前記台車の車輪軸に連結された左右の車輪の輪重を受け付けさせるステップと、コンピュータに、前記受け付けさせた輪重及び調整量に基づき算出される特性値を、車輪軸毎に前記調整量を変化させて算出させるステップと、コンピュータに、車輪軸毎に算出させた特性値から、変化させた調整量に対応する特性値の最大値をそれぞれ抽出させるステップと、コンピュータに、抽出させた特性値の最大値群から、最小の特性値に対応する調整量を抽出させるステップとを実行させるコンピュータプログラムが記録されており、前記特性値を算出するステップは、コンピュータに、一の車輪の輪重に調整量に関する値を加算させた値から、他の車輪の輪重に調整量に関する値を減算させた値を減じさせる減算ステップと、コンピュータに、一の車輪の輪重に他の車輪の輪重を加算させる加算ステップと、コンピュータに、前記減算ステップにより求めさせた値を前記加算ステップにより求めさせた値で除算させるステップとを含むことを特徴とする。
本発明に係るコンピュータでの読み取りが可能な記録媒体は、台車に高さ調整装置を介在させて車体剛体を載置してある鉄道車両の輪重差を低減するために、前記車体剛体と前記台車との間の高さを調整するための調整量を算出させるコンピュータプログラムが記録されており、コンピュータでの読み取りが可能な記録媒体であって、コンピュータに、前記台車の車輪軸に連結された左右の車輪の輪重を受け付けさせるステップと、コンピュータに、前記受け付けさせた輪重及び調整量に基づき算出される特性値を、車輪軸毎に前記調整量を変化させて算出させるステップと、コンピュータに、車輪軸毎に算出させた特性値から、変化させた調整量に対応する特性値の最大値をそれぞれ抽出させるステップと、コンピュータに、抽出させた特性値の最大値群から、最小の特性値に対応する調整量を抽出させるステップとを実行させるコンピュータプログラムが記録されており、前記特性値を算出するステップは、コンピュータに、一の車輪の輪重から他の車輪の輪重を減じさせる減算ステップと、コンピュータに、一の車輪の輪重に調整量に関する値を加算させた値と他の車輪の輪重から調整量に関する値を減算させた値とを加算させる加算ステップと、コンピュータに、前記減算ステップにより求めさせた値を前記加算ステップにより求めさせた値で除算させるステップとを含むことを特徴とする。
【００１６】
以下に本発明の原理を説明する。一般に、輪重差の是非を検証する場合、式１で示す特性値により判断される。特性値は、一の車輪の輪重Ｐ１から、他の車輪の輪重Ｐ２を減じ、そしてこの減じた値を一の車輪の輪重Ｐ１に他の車輪の輪重Ｐ２を加算した値で除算することにより算出される。つまり左右の輪重差が少ない場合（Ｐ１≒Ｐ２）、特性値は０に漸近する。保守設計においても、この特性値が極力０となるよう高さの調整が行われる。
【００１７】
特性値（％）＝|Ｐ１−Ｐ２|÷（Ｐ１＋Ｐ２）×１００      式１
【００１８】
このことから、この特性値ｆ（ｘ）は調整量ｘの関数として式２の如く定義できる。
【００１９】
0003843764.tif 000002
ただし、ｘは調整量、ｋは定数である。
【００２０】
調整量ｘは、台車の左右それぞれに配置される空気ばね等の高さ調整装置に、圧縮空気を給排気することにより変化させる。または、高さ調整装置と車体剛体との間に挿入又は除去するライナーの厚みを変更することにより変化させる。または、自動高さ調整機構の支持柱の長さを変更することにより変化させる。
【００２１】
また、ｋは軸ばね係数、車輪間の長さ、高さ調整装置の表面積、及び台車上に載置される左右の高さ調整装置の間隔等により鉄道車両それぞれに一意に決定される。
【００２２】
輪重差を低減するということは特性値ｆ（ｘ）を最小にすることに他ならない。そこで、調整量ｘを逐次変化させて車輪軸毎に特性値ｆ（ｘ）を求め、各車輪軸の特性値ｆ（ｘ）が全体として最小となるときの調整量ｘ’を求めればよいということになる。そして求めた調整量ｘ’に対応するライナーを挿入する等して高さ調整を行う。
【００２３】
そのため、本発明にあっては、まず、車重計測器等により各車輪の輪重を計測する。調整量算出装置は計測された各車輪の輪重Ｐ１〜ＰＮを受け付け、各車両軸毎に、調整量ｘを逐次変化させて特性値ｆ１（ｘ）〜ｆｎ（ｘ）を算出する。
【００２４】
そして特性値ｆ１（ｘ）〜ｆｎ（ｘ）から変化させた調整量ｘに対応する最大の特性値ｆｍａｘ（ｘ）群をそれぞれ抽出する。そして抽出した最大の特性値ｆｍａｘ（ｘ）群のなかから、最小の特性値に対応する調整量ｘ’を抽出する。そして抽出した調整量ｘ’に対応する圧縮空気を給排気する、調整量ｘ’に対応するライナーを挿入又は除去、または、調整量ｘ’に対応する長さへ自動高さ調整機構の支持柱を変更する。
【００２５】
以上のように、各車輪軸それぞれの特性値が全体として最小となるときの調整量、換言すれば輪重差が最小となるときの調整量を求めるようにしたので、様々な因子が原因で生じる輪重差を効果的に低減でき走行安定性を飛躍的に向上させることが可能となる。特に輪重差の原因となる因子は、数多く存在するが、本発明は因子の種類、場所、及び原因等を特定する必要が無く、様々な因子に対応することができる。また、鉄道車両に特別な機器（センサ等）を設けることなく、最適な調整量を容易に求めて輪重差を低減することができ、その効果は極めて大きい。
【００２６】
【発明の実施の形態】
以下本発明を実施の形態を示す図面に基づいて詳述する。
実施の形態１
図１は鉄道車両の構成を示す模式図である。図に示すように前台車Ｆは車輪軸１Ｓに連結される車輪１Ｗ、２Ｗ、及び車輪軸２Ｓに連結される車輪３Ｗ、４Ｗにより構成される。後台車Ｒも同様に車輪軸３Ｓ，４Ｓ及びこれらに連結される車輪５Ｗ〜８Ｗにより構成される。
【００２７】
また、前台車Ｆ及び後台車Ｒ（以下場合により台車ＦＲで代表する）上の左右それぞれには、空気ばね、コイルばね等の高さ調整装置１Ａ〜４Ａ（以下場合によりＡで代表する）が、台車ＦＲと車体剛体Ｂとの間に介在させて設けられている。なお、以下では高さ調整装置Ａを空気ばねであるものとして説明する。また、本実施の形態においては４つの車輪軸１Ｓ〜４Ｓ（以下場合によりＳで代表する）及び８つの車輪１Ｗ〜８Ｗ（以下場合によりＷで代表する）からなる台車ＦＲについて説明するが、車輪軸数及び車輪数はこれ以外の組み合わせであってもよい。
【００２８】
各高さ調整装置Ａには自動高さ調整機構１Ｍ〜４Ｍ（２Ｍおよび４Ｍは図示せず）がそれぞれ設けられており、台車ＦＲと車体剛体Ｂとの間の高さに応じて各高さ調整装置Ａに圧縮空気を給排気する。
【００２９】
自動高さ調整機構１Ｍは、前台車Ｆ上にその一端が立設される支持柱１ＭＶと、支持柱１ＭＶの他端と回転可能に連結される水平レバー１ＭＨとにより構成され、高さ調整装置１Ａが上昇した場合、すなわち水平レバー１ＭＨが支持柱１ＭＶとの接合部を中心に上昇した場合は、高さ調整装置１Ａの図示しない排気口から圧縮空気を排気して、高さを機械的に低下させるよう構成されている。一方、高さ調整装置１Ａが下降した場合、すなわち水平レバー１ＭＨが支持柱１ＭＶとの接合部を中心に下降した場合は、図示しない空気だめから圧縮空気を給気して高さ調整装置１Ａの高さを機械的に上昇させるよう構成されている。
【００３０】
図２は本発明に係る調整量算出装置１のハードウェア構成を示すブロック図である。調整量算出装置１は公知のパーソナルコンピュータ等と同様の構成からなる。図に示すようにＣＰＵ１１にはバス１７を介してＲＡＭ１２，ハードディスク等の記憶部１５、液晶ディスプレィ等の表示部１４、及びキーボード、マウス等の入力部１３が接続される。ＲＡＭ１２には記憶部１５、表示部１４，及び入力部１３等を制御するための制御プログラム１２Ｐが記憶されている。
【００３１】
以上の構成において、本発明に係る最適な調整量ｘ’を求める処理手順を、図３を用いて説明する。図３は最適な調整量ｘ’の導出処理手順を示すフローチャートである。まず、図示しない車重計測器等により各車輪１Ｗ〜８Ｗの輪重Ｐ１〜Ｐ８を計測し、計測により得られた値を入力部１３より入力する。調整量算出装置１は入力された輪重Ｐ１〜Ｐ８を受け付ける（ステップＳ３１）。
【００３２】
特性値ｆ（ｘ）は式２及び図３で示すように、一の車輪の輪重Ｐ１に調整量ｘに関する値ｋｘを加算させた値から、他の車輪の輪重Ｐ２に調整量ｘに関する値ｋｘを減算させた値を減じ、一の車輪の輪重Ｐ１に他の車輪の輪重Ｐ２を加算した値で除算することにより算出される。ＣＰＵ１１は、調整量ｘの値を逐次変化させ、各車輪軸１Ｓ〜４Ｓそれぞれについての特性値ｆ１（ｘ）〜ｆ４（ｘ）を算出し（ステップＳ３２）、算出結果をＲＡＭ１２に記憶する。なお、ｋは式３に示すように車体剛体Ｂの剛性計数ｋ’、に車輪Ｗ−Ｗ間の長さと台車上に載置される左右の高さ調整装置の間隔との比ｂ、高さ調整装置Ａの表面積ＡＳ、及び車輪数に応じた定数ｎを乗ずることにより求まる。この定数ｋは鉄道車両それぞれに一意に決定される。
ｋ＝ｎ×ｋ’×ｂ×ＡＳ                式３
【００３３】
図４は、輪重Ｐを計測しステップＳ３２の処理を実行した結果を示すグラフである。なお、計測した各輪重Ｐ１〜Ｐ８は表１のとおりである。
【００３４】
【表１】
0003843764.tif 000003
【００３５】
図４に示すように調整量ｘによって各車輪軸１Ｓ〜４Ｓの特性値ｆ１（ｘ）〜ｆ４（ｘ）が変化する。ＣＰＵ１１はＲＡＭ１２に格納した特性値ｆ１（ｘ）〜ｆ４（ｘ）から、調整量ｘに対応する最大の特性値ｆｍａｘ（ｘ）をそれぞれ抽出する（ステップＳ３３）。具体的には任意の調整量ｘiに対応する特性値ｆ１（ｘi）〜ｆ４（ｘi）の内最大の特性値ｆｍａｘ（ｘi）を抽出しＲＡＭ１２に格納する。最大特性値ｆｍａｘ（ｘ）群は図４の丸印付きの直線で示される。
【００３６】
そしてＣＰＵ１１はＲＡＭ１２に格納した最大特性値ｆｍａｘ（ｘ）群の最小の特性値ｆｍａｘ（ｘ’）に対応する調整量ｘを最適調整量ｘ’として抽出する（ステップＳ３４）。図４の例では最小値９．８％に対応する−１．６５ｍｍが求めるべき最適な調整量ｘ’となる。以上の処理により、各車輪軸の特性値ｆ１（ｘ）〜ｆ４（ｘ）が全体として最小となるときの調整量ｘ’を求めることが可能となる。図４に示すように特願２００１−４０８８１により車体剛体Ｂのねじれ及び偏心を除去する調整を行った場合（ｘ＝０）、特性値は１１．６３％であった。これは全く何も調整しない場合の特性値１２．６６％に比較すれば改善しているといえる。しかし、本発明により求めた最適な調整量（ｘ’＝−１．６５）によれば、特性値は１０．０５％と大幅に輪重差が低減できる。これは、車体剛体Ｂのねじれ及び偏心以外の因子の影響をも除去していることによるものである。その結果、走行安定性を高めることが可能となる。
【００３７】
なお、本実施の形態では式２に基づいて特性値を算出することとしたが、あくまで一例であり、特性値は輪重Ｐ、及び車体剛体Ｂと台車ＦＲとの間の高さの調整量ｘに基づき算出されるものであれば良く、例えば以下の式４等で求めても良い。
【００３８】
0003843764.tif 000004
【００３９】
最後に求めた最適調整量ｘ’に基づいて、車体剛体Ｂと台車ＦＲとの間の高さを調整する手順について説明する。高さの調整は以下の３とおりの方法がある。
【００４０】
第１の方法として、求めた最適調整量ｘ’に応じたライナー（図示せず）を台車ＦＲと高さ調整装置Ａとの間、または高さ調整装置Ａと車体剛体Ｂとの間に挿入または除去することにより行う。すなわち台車ＦＲと高さ調整装置Ａとの間等に、ライナー（シム）を介在させることにより、左右の輪重差を低減する。
【００４１】
第２の方法として、求めた最適調整量ｘ’に応じた、圧縮空気を高さ調整装置Ａに対して給排気することにより行う。すなわち適宜の量の圧縮空気を給排気して左右の輪重差を低減する。
【００４２】
第３の方法として、求めた最適調整量ｘ’に応じて自動高さ調整機構Ｍを構成する支持柱ＭＶの長さを調整することにより行う。すなわち、支持柱ＭＶの長さを適宜変更することで、左右の輪重差を低減する。
【００４３】
【表２】
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【００４４】
表２は求めた最適調整量ｘ’に対して、各高さ調整装置１Ａ〜４Ａの高さを変更すべき変更量を一覧表示したものである。表２に示す、（１）変更量に応じたライナーを挿入または除去し、（２）変更量に応じた圧縮空気を給排気し、または（３）変更量に応じた長さに支持柱ＭＶを調整することで輪重差を低減することが可能となる。
【００４５】
例えば、第１の方法であるライナーを挿入または除去する場合であって、高さ調整装置１Ａ〜４Ａの全部位にライナー調整を行う場合（表２の（ａ））、最適調整量ｘ'が正の場合は、高さ調整装置１Ａ及び高さ調整装置４Ａにｘ’／４のライナーを挿入し、高さ調整装置２Ａ及び高さ調整装置３Ａにはｘ'／４のライナーを除去することにより調整する。なお、最適調整量ｘ'が負の場合は、これとは逆に高さ調整装置１Ａ及び高さ調整装置４Ａからｘ'／４のライナーを除去し、高さ調整装置２Ａ及び高さ調整装置３Ａにはｘ'／４のライナーを挿入することにより調整する。
【００４６】
一部位の高さ調整装置Ａのみを調整する場合（表２の（ｃ）の場合）であって、最適調整量ｘ'が正の場合、高さ調整装置１Ａまたは高さ調整装置４Ａのみについて最適調整量ｘ'のライナーを挿入する、或いは高さ調整装置２Ａまたは高さ調整装置３Ａのみについて最適調整量ｘ'のライナーを除去するようにすればよい。
【００４７】
高さ調整装置Ａへの圧縮空気の給排気により高さ調整装置Ａの高さを調整する場合も同様に表２を参照して適量の圧縮空気を給排気し高さ調整装置Ａの高さを調整する。また、支持柱ＭＶの長さも同様に、表２に基づいて適宜の長さに調整するようにすればよい。
【００４８】
実施の形態２
図５は実施の形態２に係る本発明の調整量算出装置１のハードウェア構成を示すブロック図である。実施の形態１に係る調整量算出装置１を実行させるためのコンピュータプログラムは、本実施の形態２のように調整量算出装置１にプレインストールして提供することも、またＣＤ−ＲＯＭ、ＭＯ等の可搬型記録媒体で提供することも可能である。さらに、コンピュータプログラムを回線経由で搬送波として伝搬させて提供することも可能である。以下に、その内容を説明する。
【００４９】
図５に示す調整量算出装置１に、輪重を受け付けさせ、特性値を算出させ、最大値を抽出させ、調整量を抽出させるコンピュータプログラムが記憶された記録媒体１ａ（ＣＤ−ＲＯＭ、ＭＯ又はＤＶＤ−ＲＯＭ等）が記憶部１５にインストールされている。かかるコンピュータプログラムは調整量算出装置１のＲＡＭ１２にロードして実行される。これにより、上述のような本発明の調整量算出装置１として機能する。
【００５０】
本実施の形態２は以上の如き構成としてあり、その他の構成及び作用は実施の形態１と同様であるので、対応する部分には同一の参照番号を付してその詳細な説明を省略する。
【００５１】
【発明の効果】
以上詳述した如く、各車輪軸それぞれの特性値が全体として最小となるときの調整量、換言すれば輪重差が最小となるときの調整量を求めるようにしたので、様々な因子が原因で生じる輪重差を効果的に低減でき走行安定性を飛躍的に向上させることが可能となる。特に輪重差の原因となる因子は、数多く存在するが、本発明は因子の種類、場所、及び原因等を特定する必要が無く、様々な因子に対応することができる。また、鉄道車両に特別な機器（センサ等）を設けることなく、最適な調整量を容易に求めて輪重差を低減することができ、その効果は極めて大きい。
【図面の簡単な説明】
【図１】鉄道車両の構成を示す模式図である。
【図２】本発明に係る調整量算出装置のハードウェア構成を示すブロック図である。
【図３】最適な調整量ｘ'の導出処理手順を示すフローチャートである。
【図４】輪重Ｐを計測しステップＳ３２の処理を実行した結果を示すグラフである。
【図５】実施の形態２に係る本発明の調整量算出装置のハードウェア構成を示すブロック図である。
【符号の説明】
Ｓ（１Ｓ〜４Ｓ）  車輪軸
Ｗ（１Ｗ〜８Ｗ）  車輪
Ｆ    前台車
Ｒ    後台車
Ａ（１Ａ〜４Ａ）  高さ調整装置
Ｍ（１Ｍ〜４Ｍ）  自動高さ調整機構
ＭＨ（１ＭＨ〜４ＭＨ）  水平レバー
ＭＶ（１ＭＶ〜４ＭＶ）  支持柱
Ｂ    車体剛体
１    調整量算出装置
１３  入力部
１４  表示部
１５  記憶部
１ａ  記録媒体
【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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