JP2002079940A - 鉄道車両用制振装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 従来のオイルダンパに代わる制御性能を高め
た鉄道車両用制御装置を提供すること。 【解決手段】 車体と台車との間の振動伝達部分に配置
される伸縮可能な一対の部材であって、その一方にコイ
ル２３を巻回して他方には永久磁石２４を保持した誘導
発電能力を持ったアクチュエータ２０と、コイル２３に
おける誘導起電力の発生を検出して負荷抵抗の接続を制
御する制御手段３３，３４とを有し、振動を受けて発生
した誘導起電力をコイル２３に接続した所定抵抗値の負
荷抵抗によって消費することでそのコイル２３に電流を
流し、永久磁石２４の磁界の中で発生する力をアクチュ
エータ２０の伸縮反力にして振動を減衰させる鉄道車両
用制御装置５。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、鉄道車両の走行に
おいて発生する車体の上下又は左右方向に生じる振動を
抑える鉄道車両用制振装置に関する。

【０００２】

【従来の技術】鉄道車両では、台車と車体の間に設けら
れた空気ばねは、一般に台車からの振動を緩和させるも
のであるが、それ自体ではねの振動を急速に減衰させる
能力がないため、空気室の絞りを電磁弁にて適当に絞っ
てダンパの役目をもたせるようにしている。しかし、こ
れでも空気ばねは、空気の圧縮性による極めて大きな応
答遅れのため、絞り面積の急激な縮小による振動抑制効
果は小さく、更には極端に絞り面積を小さくすると、空
気ばね本体の蓄圧の反動からキックバックが発生して逆
に振動が拡大する問題があった。

【０００３】そのため、最近では鉄道車両にはオイルダ
ンパが併用されるようになり、振動の程度によって制振
度合いを変動可能にしたいわゆるセミアクティブダンパ
等が用いられるようになっている。セミアクティブダン
パに関しては、例えば特開平９−３０１１６４号公報の
ものを挙げることができる。

【０００４】

【発明が解決しようとする課題】ところが、こうした従
来のオイルダンパは、作動流体であるオイルの圧縮性が
小さく実用化もされているが、作動流体の持つ圧縮性や
弁の応答遅れは完全に解消されず、減衰力を切り換える
際の切り換えの反応に遅れがあり、高周波振動の制御性
に限界があった。また、反力がゼロを理想とするアンロ
ード状態においても、作動油の管路抵抗及びオイルの漏
れを防止するために取り付けられたオイルシールの摺動
抵抗などにより不要な反力が発生してしまい、制振能力
に限界があった。鉄道車両では輪軸と台車枠を係合する
軸箱支持装置によっても緩衝作用が行われているため、
乗り心地がある程度確保されている場合、アクティブの
ように能動的に減衰力を発生させないオイルダンパでは
振動を更に小さくすることは非常に困難であった。ま
た、オイルダンパは、定期的に作動流体やシール摩耗部
の点検・交換などを行う必要があるが、作業への負荷が
大きく、機能以外での問題もあった。

【０００５】そこで、本発明は、こうした従来のオイル
ダンパに代わるものであり、制御性能を高めた鉄道車両
用制御装置を提供することを目的とする。

【０００６】

【課題を解決するための手段】そこで、本発明の鉄道車
両用制御装置は、車体と台車との間の振動伝達部分に配
置される伸縮可能な一対の部材であって、その一方にコ
イルを巻回して他方には永久磁石を保持した誘導発電能
力を持ったアクチュエータと、前記コイルにおける誘導
起電力の発生を検出して負荷抵抗の接続を制御する制御
手段とを有し、振動を受けて発生した誘導起電力を前記
コイルに接続した所定抵抗値の負荷抵抗によって消費す
ることでそのコイルに電流を流し、前記永久磁石の磁界
の中で発生する力を当該アクチュエータの伸縮反力にし
て振動を減衰させるものであることを特徴とする。

【０００７】また、本発明の鉄道車両用制御装置は、前
記制御手段が、車体の振動における絶対加速度を検出す
る加速度センサと、前記アクチュエータの伸縮状況を前
記誘導起電力の向きから判断する伸縮判断部と、前記負
荷抵抗の抵抗値を任意に切り換え可能な抵抗制御部と、
前記負荷抵抗とコイルとの接続及び切り離しを行うスイ
ッチ切換部と、前記加速度センサ及び伸縮判断部からの
信号に基づいて前記抵抗制御部及びスイッチ切換部を動
作させる制御コントローラとを有することを特徴とす
る。

【０００８】従って、こうした鉄道車両用制御装置によ
れば、前記コイルに接続された前記負荷抵抗の抵抗値を
任意に切り換え、前記アクチュエータにおける減衰力に
相当する適切な伸縮反力を得ることができ、しかも電気
的な制御によって行うため、振動に対する応答性が高
く、高周波振動に対する制御性に優れる。また、負荷抵
抗Ｒを無くした場合、コイルに電流が流れなくなって伸
縮反力が発生しないため、スカイフック制御におけるア
ンロード状態とさせることができる。更に、電気的制御
によるため、オイルダンパにおける作動流体のような取
り扱いの困難性はなく、メンテナンスのための作業負荷
が格段に低減される。

【０００９】また、本発明の鉄道車両用制振装置は、車
体と台車との間の振動伝達部分に配置される伸縮可能な
一対の部材であって、その一方にコイルを巻回して他方
には永久磁石を保持した誘導発電能力を持ったアクチュ
エータと、振動によって発生した誘導起電力を前記コイ
ルに接続した所定抵抗値の負荷抵抗によって消費するこ
とでそのコイルに電流を流し、前記永久磁石の磁界の中
で発生する力を当該アクチュエータの伸縮反力にして振
動を減衰させるセミアクティブ制御回路と、前記コイル
に電源を接続して所定電流値の電流を流し、振動を減衰
させる方向に能動的な伸縮反力を発生させるアクティブ
制御回路と、そのセミアクティブ制御回路とアクティブ
制御回路とを切り換えるスイッチ切換部とを備えた制御
手段とを有することを特徴とする。

【００１０】また、本発明の鉄道車両用制御装置は、前
記制御手段が、前記セミアクティブ制御回路には、前記
負荷抵抗の抵抗値を任意に切り換え可能な抵抗制御部
が、アクティブ制御回路には、前記電源に接続され、電
流の流れる向きを反転する符号反転部と、前記電源から
任意の電流値の電流を得るための電流制御部とが設けら
れ、車体の振動における絶対加速度を検出する加速度セ
ンサと、前記アクチュエータの伸縮状況をストロークか
ら検出する伸縮センサと、その加速度センサ及び伸縮セ
ンサからの信号に基づいて前記抵抗制御部、符号反転
部、電流制御部及びスイッチ切換部を任意に動作させる
制御コントローラとを有することを特徴とする。

【００１１】従って、こうした鉄道車両用制御装置によ
れば、コイルに接続された負荷抵抗の抵抗値を任意に切
り換えて伸縮反力を得ることが可能なセミアクティブダ
ンパとして、またコイルを電源に接続して能動的な伸縮
反力を得ることが可能なアクティブダンパとしてアクチ
ュエータを機能させることができ、振動に対する応答性
が高く、高周波振動に対する制御性に優れるとともに、
フルタイムでアクティブ制御することがない点で省エネ
ルギ化を実現することができる。また、電気的制御によ
るため、オイルダンパにおける作動流体のような取り扱
いの困難性はなく、メンテナンスのための作業負荷が格
段に低減される。

【００１２】

【発明の実施の形態】次に、本発明に係る鉄道車両用制
振装置の一実施形態について図面を参照して説明する。
本実施形態で説明する鉄道車両用制振装置（以下、単に
「制振装置」とする）は、上下方向の振動制御を目的と
したセミアクティブタイプの減衰機構を構成するもので
ある。なお、取付け方向を変えれば左右方向の制振制御
を行うことは勿論可能なものである。

【００１３】先ず、図１は、制振装置を鉄道車両に取付
けた状態を示した概念図である。鉄道車両は、台車枠に
軸ばね装置や軸受を介して輪軸が取付けられ、その台車
枠上の空気ばねに車体が支えられている。輪軸１，１
は、不図示の台車枠に対して図示するように前後に配置
され、その間に台車枠の側梁に張り渡された横梁２ａ，
２ｂが両端で固定されている。一方、車体１０には中心
ピン３が垂設され、図示するように後方（図面右側）の
横梁２ａと中心ピン３とが１本リンク４によって連結さ
れ、この台車に働く推進力が１本リンク４から中心ピン
３を介して車体１０に伝達されるように構成されてい
る。従って、この中心ピン３は、荷重の一部を負担する
と同時に台車枠の回転中心となり、前後方向の推進力を
伝達して車体を牽引するものである。

【００１４】１本リンク４は、段付きの棒部材であり、
台車枠の中心位置に配置され、その一つの直線部分が図
示するように横梁２ａと中心ピン３とに軸支されてい
る。そして、下側に折れた他の直線部分にはその先端に
制振装置５を構成するアクチュエータ２０が設けられて
いる。制振装置５は、電磁式のセミアクティブダンパで
あり、アクチュエータ２０を構成する上枠と下枠（詳細
は後述する）とがそれぞれ横梁２ｂと１本リンク４の先
端とに軸支されて上下に配置されている。即ち、アクチ
ュエータ２０の一方が車体１０側に、そして他方が台車
側に連結された構成となっている。

【００１５】次に、図２は、その制振装置５を示したブ
ロック図である。この制振装置５は、前述したように上
枠２１と下枠２２とがはめ合わされたアクチュエータ２
０を有している。具体的には、上枠２１と下枠２２と
は、それぞれ径の異なる円筒部を同心円状に３重にして
配置した有底円筒体からなるものであり、径の大きい上
枠２１が外側になるように上下にはめ合わされている。
そして、アクチュエータ２０の上枠２１には円筒状にコ
イル２３が巻かれ、下枠２２には永久磁石２４がはめ込
まれている。特に、上枠２１のコイル２３は、正巻きコ
イル２３ａと逆巻きコイル２３ｂと巻き方を交互にして
上下４段に分け、下枠２２の永久磁石２４は、コイルの
巻き方向に対応させてＮ極とＳ極とが内側と外側とで逆
になるようにＮＳ磁石２４ａとＳＮ磁石２４ｂとが交互
に配置されている。

【００１６】また、上枠２１の円筒部分は、下枠２２の
円筒部分の外側に位置するように大径で形成され、最外
周の円筒部分間には内部に鉄粉などが入り込まないよう
にダストシール２５が円周状に設けられている。上下に
はめ合わされた上枠２１と下枠２２とは、上枠２１の軸
心部にスライドロッド２６が垂設され、それが下枠２２
の内周円筒に挿入固定された直動ベアリングガイド２７
にはめ込まれ、上枠２１と下枠２２との各円筒部分が一
定の間隙を保った状態で上下動するように構成されてい
る。ところで、図１で表した例示の場合、アクチュエー
タ２０が１本リンク４を介して車体１０側に、そして横
梁２ｂを介して台車側に連結されるため、車体と台車の
上下関係と逆になるが、図２では分かりやすくするた
め、上方から車体側に連結され下方から台車に連結され
るように表現している。

【００１７】続いて、こうして上枠２１に巻かれたコイ
ル２４には制御部が接続されている。制御部は、車体の
上下方向の加速度を検出する加速度センサ３１と、コイ
ル２４に発生する誘導起電力の向きによって上枠２１と
下枠２２との相対的な伸縮を検出する伸縮判断部３２と
を有し、それぞれが制御コントローラ３３に接続されて
いる。また、コイル２３には伸縮判断部３２を介して抵
抗制御部３４及びスイッチ切換部３５が接続され、これ
らが制御コントローラ３３によって制御されるようにな
っている。抵抗制御部３４は、負荷抵抗Ｒの抵抗値を任
意に設定する可変可能なものである。そして、この負荷
抵抗ＲやスイッチＳの切り換えを行う制御コントローラ
３３には、加速度センサ３１から得られる振動方向信号
や伸縮判断部３２から得られる伸縮信号に応じて、切り
換え制御を行うための予め設定されたプログラムが格納
されている。

【００１８】そこで、本実施形態の制振装置５では、こ
うした構成により次のようにして車体の制振が実行され
る。制振装置５では、前述したようにコイル２３及び永
久磁石２４を備えた上枠２１及び下枠２２からなるアク
チュエータ２０が誘導発電能力のある誘導発電体を構成
し、外乱入力によって発生した誘導発電体のストローク
変動により発電した電力を負荷抵抗Ｒによって消費する
ことで減衰力である伸縮反力を得る。

【００１９】そのため、先ず下枠２２に設けられた永久
磁石２４の磁束の間をコイル２３（導体）が横切ること
によって、そのコイル２３に誘導起電力が発生する。発
生する誘導起電力ｅは、フレミングの右手の法則に従
い、 ｅ＝ｖ・Ｂ・Ｌ …（１） で表される。この場合、ｅは誘導電圧、ｖはコイル２３
が磁束と直交方向に移動する速度、Ｂは磁束密度、そし
てＬは磁束中のコイル２３の長さである。

【００２０】そして、こうして発生した誘導起電力によ
ってコイル２３には電流が流れる。電流ｉは、オームの
法則により、 ｉ＝ｅ／Ｒ＝ｖ・Ｂ・Ｌ／Ｒ …（２） となる。Ｒは負荷抵抗である。一方、この回路電流によ
りコイル２３に発生する伸縮反力Ｆは、フレミングの左
手の法則に従って求められ、 Ｆ＝ＢｉＬ＝ｖ・Ｂ²・Ｌ²／Ｒ …（３） となる。

【００２１】従って、こうしてコイル２３に発生する伸
縮反力Ｆは、コイル２３の移動速度、即ち上枠２１に連
結された車体の移動する速度に正比例し、その移動方向
とは逆向きに働く。そこで、伸縮反力Ｆの値は負荷抵抗
Ｒによって変化するため、この値を変化させれば上枠２
１と下枠２２との組合せによりあたかも減衰機構（ダン
パ）の様に機能させることができる。そして、コイル２
３のループを完全に切って負荷抵抗Ｒを無くした場合、
回路には電流が流れなくなって伸縮反力Ｆも発生せず
に、スカイフック制御におけるアンロード状態とさせる
ことができる。

【００２２】次に、こうした原理の下に構成された図２
の制振装置５では、具体的に以下のようにして減衰制御
が行われる。車体に上下方向の振動が生じると、上下動
する車体の加速度が加速度センサ３１で検出され、その
加速度信号が制御コントローラ３３へと送られる。伸縮
判断部３２では、その移動方向による誘導起電力の向き
によって振動方向が検出されて、移動方向を示す伸縮信
号が制御コントローラ３３へと送られる。即ち、永久磁
石２４に対して相対的にコイル２３が上下方向に移動す
ると、永久磁石２４による水平方向の磁束を横切ること
によって誘導起電力が発生する。そして、アクチュエー
タ２０の伸縮方向が、この誘導起電力の向きによって伸
縮判断部３２で確認され、アンロード・オンロードのタ
イミングが判断される。

【００２３】制御コントローラ３３では、加速度センサ
３１からの加速度信号を積分して得た速度を、不要な周
波数成分を除去したものに−Ｋなるゲインを乗じて指令
値とする。そして、この指令値の符号と、伸縮判断部３
２から出力される起電力の符号ビットとを、論理演算の
ＸＯＲ（排他的論理和）若しくはＸＮＯＲ（ＸＯＲ出力
の逆ビット）により負荷抵抗Ｒの有無を判定する。この
結果から負荷抵抗Ｒの接続の有無、即ちオンロードとア
ンロードの２段スカイフック制御の切り換えが行われ
る。

【００２４】２段スカイフック制御は、スイッチ切換部
３５でリレーやＭＯＳ−ＦＥＴなどの素子を用いたスイ
ッチＳの切り換えれによって行われ、負荷抵抗Ｒを接続
した回路に電流を流し、発生した誘導起電力を消費す
る。そして、車体が揺れる方向にあるとき、流れる電流
によってコイル２３と永久磁石２４との間で揺れを支え
る方向に伸縮反力Ｆが作用する。抵抗制御部３５では、
その伸縮反力Ｆを調整するために負荷抵抗Ｒが所定の抵
抗値になるように制御される。具体的には、抵抗値の異
なる複数の負荷抵抗の接続を切り換えたり、素子を用い
て抵抗値を変化させることが考えられる。

【００２５】このときの負荷抵抗Ｒは、前記（３）式に
従って、アクチュエータ２０の伸縮速度に対応した指令
値に基づき、その値に反比例する抵抗値が決定され、制
御コントローラ３３によって負荷抵抗Ｒが所定の抵抗値
となる抵抗制御部３４の制御が行われる。発生する誘導
起電力はその負荷抵抗Ｒで消費され、それによってコイ
ル２３へ電流が流れ、指令値に基づく負荷抵抗Ｒの抵抗
値により振動を減衰させるのに最適な伸縮反力Ｆが得ら
れる。

【００２６】よって、前記（２）式に従って負荷抵抗Ｒ
に基づく値の電流がコイル２３に流れ、例えば振動によ
る下向きの揺れが生じた場合に、上向きに伸縮反力Ｆで
振動を抑え、アクチュエータ２０が車体の振動を減衰さ
せるダンパとしての機能を発揮する。一方、パッシブダ
ンパでは車体の移動方向と同じ方向には伸縮反力Ｆを発
生することはできないので、車体が戻る方向に移動する
場合には、先にも説明したようにスイッチＳをＯＦＦに
してコイル２３のループを断ち、伸縮反力Ｆが発生しな
いアンロード状態にする。

【００２７】従って、こうした本実施形態の減衰装置５
によれば、前述したように誘導発電体であるコイル２３
に発生する伸縮反力Ｆが振動速度に比例し、負荷抵抗Ｒ
の切り換えによってコイル２３を持った上枠２１と永久
磁石を持った下枠２２とのアクチュエータ２０を、あた
かも減衰ダンパのように機能させることができ、振動状
態や外乱に対して適切な減衰係数に切り換えることで、
効率よく力学エネルギを散逸させることが可能である。
そして、制振装置５は、電気的に制御を行う減衰ダンパ
であることから応答性が良く、高速切り換えにより高周
波振動の制振性に優れる。

【００２８】また、アンロード状態では反力がゼロにな
る理想状態を実現することができるので、カルノップ理
論に基づくスカイフック制御の性能を高めることで制振
性能を向上させるこができる。更に、電気的制御による
ため、オイルダンパにおける作動流体のような取り扱い
の困難性はなく、メンテナンスのための作業負荷が格段
に低減される。

【００２９】一方、本実施形態の制振装置５は上下方向
の振動を抑えるべく設けたものであり、そのための構成
として図１に示すように、アクチュエータ２０が１本リ
ンク４を介して取り付けられている。こうして１本リン
ク４に取り付けることにより、車体の中心にバランス良
く配置させることができ、また１本リンク４自体の取り
外しが簡易なことから制振装置５のメンテナンスなどの
扱いも容易になった。また、本実施形態の１本リンク４
は、段付き形状にした特別形状ものであるが、中心ピン
３との連結部分を支点としてテコのように動作するた
め、制振装置５では振動が増幅される。そのため、テコ
比によって増幅された振動速度に対する制振を行うこと
により、本来車体に生じた振動をより高いレベルで抑え
ることができるようになった。

【００３０】次に、本発明に係る制振装置の第２実施形
態について説明する。この制振装置は、セミアクティブ
制御の構成をとった前記第１実施形態のものに加え、能
動的に制振を行うアクティブ制御との切換を可能にした
いわゆるハイブリッド制御タイプのものである。図３
は、本実施形態の制振装置を示したブロック図である。
制振装置６は、上枠２１と下枠２２とからなるアクチュ
エータ２０は前記実施形態と同様に構成され（同符号を
付して詳しい説明は省略する）、ハイブリッド型にした
本実施形態では前記第１実施形態とは制御部に違いがあ
る。

【００３１】制御部は、車体の上下方向の加速度を検出
する加速度センサ４１を有し、アクチュエータ２０の伸
縮を判断するため、上枠２１に設けられたスライドロッ
ド２６の先端にストロークセンサ４２が取り付けられ、
それぞれが制御コントローラ４３に接続されている。一
方、コイル２３は、アクティブとセミアクティブとを切
り換えるスイッチ切換部４４に接続されている。スイッ
チ切換部４４は、２つの回路の切り換えを行うものであ
り、一方は、セミアクティブ制御を行うべく負荷抵抗Ｒ
の抵抗値の切り換えが可能な抵抗制御部４５に接続さ
れ、他方は、アクティブ制御を行うべく電流制御部５６
及び符号反転部４７を介して電源４８に接続されてい
る。そして、制御コントローラ３４は、スイッチ切換部
４４、抵抗制御部４５、電流制御部５６及び符号反転部
４７に接続され、それらを制御するため予め設定された
プログラムが格納されている。

【００３２】そこで、この制振装置６では、前記実施形
態の制振装置５と同様に車体の上下振動を減衰させるた
め、車体が揺れる方向にある場合、先ずそれを支えるよ
うに反対向きに伸縮反力Ｆを発生させる。即ち、コイル
２３の移動により発生した誘導起電力を抵抗制御部４５
の負荷抵抗Ｒで消費し、コイル２３に電流を流してやる
ことで、そのコイル２３と永久磁石２４との間に振動に
対向する伸縮反力Ｆが発生されて制振が行われる。抵抗
制御部４５では負荷抵抗Ｒが制御コントローラ４３から
の指令値によって可変し、揺れを減衰させる最適な伸縮
反力Ｆが発生する。こうしたセミアクティブ制御は、前
記第１実施形態と同様である。

【００３３】一方、車体が戻る方向に移動する場合に
は、スイッチ切換部４４の切り換え動作によって抵抗制
御部４５が切り離され、セミアクティブ回路がアンロー
ド状態になり、コイル２３にはアクティブ回路が接続さ
れる。そのため、電源４８が接続され、コイル２３を流
れる電流の向きが伸縮信号に基づく符号反転部４７の制
御によって切り換えられる。そして、電流制御部４６で
は負荷抵抗Ｒが制御コントローラ４３からの指令値によ
って可変し、適切な電源電流がコイル２３に流される。
従って、アクチュエータ２０には揺れを減衰させるため
の適切な伸縮反力Ｆが能動的に発生し、これによってア
クティブ制御が行われる。

【００３４】よって、本実施形態の制振装置６では、セ
ミアクティブとアクティブとを切り換えて常に振動を減
衰させるようにしたので、より高い制振性能を得ること
ができるようになった。また、こうしたアクティブ制御
に加えセミアクティブの際のパッシブ制御とで制振を行
うようにしたので、常にアクティブ制御で行うものにう
比べて消費電力を約半分にすることができ、省エネルギ
化を図った制振システムとすることができた。また、第
１実施形態のものと同様に、振動状態や外乱に対して適
切な減衰係数に切り換えることにより、効率よく力学エ
ネルギを散逸させることができる。電気的に制御が可能
な減衰ダンパであることから、減衰力の切り換における
応答性が良く、高速切り換えにより高周波振動の制振性
に優れた制振装置６とすることができた。更に、電気的
制御によるため、オイルダンパにおける作動流体のよう
な取り扱いの困難性はなく、メンテナンスのための作業
負荷が格段に低減されることとなった。

【００３５】ところで、図２及び図３で示した各制振装
置５，６は、空気ばねや軸ばねの補助装置として用いら
れるものであるが、他の電磁式制振装置の一案として空
気ばねと一体にした形態のものを提案する。図４は、空
気ばね一体型の制振装置を示した断面図である。この制
振装置５０は、中心に絞り５１ａが穿設された円盤部と
円筒部とからなるフェライト系の磁性体によって形成さ
れた芯部材５１が配設され、その円筒部の周りにはコイ
ル５２が巻回され、更に上面板５３には芯部材５１に対
して永久磁石５４が固定されている。そこで、こうした
制振装置５０によれば、コイルに所定方向の電流を流せ
ば発生する磁界によって芯部材５１が磁化し、永久磁石
との間で吸引又は反発が行われ、空気圧調整による空気
ばね本来の減衰作用を補助する。従って、空気ばねが有
する空気の圧縮性による応答遅れなどの問題解消とな
る。

【００３６】以上、本発明に係る鉄道車両用制御装置に
ついて、第１、第２実施形態を例に挙げて説明したが、
本発明はこれに限定されるものではなく、その趣旨を逸
脱しない範囲で様々な変更が可能である。例えば、先に
も述べたように実施形態で説明した上下方向の制振だけ
でなく、左右方向の制振に用いることも可能である。ま
た、車体と台車との間に取り付けられるアクチュエータ
も、実施形態で示す構成に限定されるものではない。

【００３７】

【発明の効果】発明は、車体と台車との間の振動伝達部
分に配置される伸縮可能な一対の部材であって、その一
方にコイルを巻回して他方には永久磁石を保持した誘導
発電能力を持ったアクチュエータと、前記コイルにおけ
る誘導起電力の発生を検出して負荷抵抗の接続を制御す
る制御手段とを有し、振動を受けて発生した誘導起電力
を前記コイルに接続した所定抵抗値の負荷抵抗によって
消費することでそのコイルに電流を流し、前記永久磁石
の磁界の中で発生する力を当該アクチュエータの伸縮反
力にして振動を減衰させる構成としたので、従来のオイ
ルダンパに代わる制御性能を高めた鉄道車両用制御装置
を提供することが可能となった。

【００３８】また、本発明は、車体と台車との間の振動
伝達部分に配置される伸縮可能な一対の部材であって、
その一方にコイルを巻回して他方には永久磁石を保持し
た誘導発電能力を持ったアクチュエータと、振動によっ
て発生した誘導起電力を前記コイルに接続した所定抵抗
値の負荷抵抗によって消費することでそのコイルに電流
を流し、前記永久磁石の磁界の中で発生する力を当該ア
クチュエータの伸縮反力にして振動を減衰させるセミア
クティブ制御回路と、前記コイルに電源を接続して所定
電流値の電流を流し、振動を減衰させる方向に能動的な
伸縮反力を発生させるアクティブ制御回路と、そのセミ
アクティブ制御回路とアクティブ制御回路とを切り換え
るスイッチ切換部とを備えた制御手段とを有する構成と
したので、従来のオイルダンパに代わる制御性能を高め
た鉄道車両用制御装置を提供することが可能となった。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明に係る鉄道車両用制御装置を鉄道車両に
取付けた状態を示した概念図である。

【図２】本発明に係る鉄道車両用制御装置の第１実施形
態を示したブロック図である。

【図３】本発明に係る鉄道車両用制御装置の第２実施形
態を示したブロック図である。

【図４】空気ばね一体型の制振装置を示した断面図であ
る。

【符号の説明】

５，６ 鉄道車両用制御装置 ２０ アクチュエータ ２１ 上枠 ２２ 下枠 ２３ コイル ２４ 永久磁石 ３１ 加速度センサ ３２ 伸縮判断部 ３３ 制御コントローラ ３４ 抵抗制御部 ３５ スイッチ切換部

Claims (4)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 車体と台車との間の振動伝達部分に配置
   される伸縮可能な一対の部材であって、その一方にコイ
   ルを巻回して他方には永久磁石を保持した誘導発電能力
   を持ったアクチュエータと、 前記コイルにおける誘導起電力の発生を検出して負荷抵
   抗の接続を制御する制御手段とを有し、 振動を受けて発生した誘導起電力を前記コイルに接続し
   た所定抵抗値の負荷抵抗によって消費することでそのコ
   イルに電流を流し、前記永久磁石の磁界の中で発生する
   力を当該アクチュエータの伸縮反力にして振動を減衰さ
   せるものであることを特徴とする鉄道車両用制御装置。
2. 【請求項２】 請求項１に記載の鉄道車両用制御装置に
   おいて、 前記制御手段は、車体の振動における絶対加速度を検出
   する加速度センサと、前記アクチュエータの伸縮状況を
   前記誘導起電力の向きから判断する伸縮判断部と、前記
   負荷抵抗の抵抗値を任意に切り換え可能な抵抗制御部
   と、前記負荷抵抗とコイルとの接続及び切り離しを行う
   スイッチ切換部と、前記加速度センサ及び伸縮判断部か
   らの信号に基づいて前記抵抗制御部及びスイッチ切換部
   を動作させる制御コントローラとを有することを特徴と
   する鉄道車両用制御装置。
3. 【請求項３】 車体と台車との間の振動伝達部分に配置
   される伸縮可能な一対の部材であって、その一方にコイ
   ルを巻回して他方には永久磁石を保持した誘導発電能力
   を持ったアクチュエータと、 振動によって発生した誘導起電力を前記コイルに接続し
   た所定抵抗値の負荷抵抗によって消費することでそのコ
   イルに電流を流し、前記永久磁石の磁界の中で発生する
   力を当該アクチュエータの伸縮反力にして振動を減衰さ
   せるセミアクティブ制御回路と、前記コイルに電源を接
   続して所定電流値の電流を流し、振動を減衰させる方向
   に能動的な伸縮反力を発生させるアクティブ制御回路
   と、そのセミアクティブ制御回路とアクティブ制御回路
   とを切り換えるスイッチ切換部とを備えた制御手段とを
   有することを特徴とする鉄道車両用制振装置。
4. 【請求項４】 請求項３に記載の鉄道車両用制御装置に
   おいて、 前記制御手段は、前記セミアクティブ制御回路には、前
   記負荷抵抗の抵抗値を任意に切り換え可能な抵抗制御部
   が、アクティブ制御回路には、前記電源に接続され、電
   流の流れる向きを反転する符号反転部と、前記電源から
   任意の電流値の電流を得るための電流制御部とが設けら
   れ、 車体の振動における絶対加速度を検出する加速度センサ
   と、前記アクチュエータの伸縮状況をストロークから検
   出する伸縮センサと、その加速度センサ及び伸縮センサ
   からの信号に基づいて前記抵抗制御部、符号反転部、電
   流制御部及びスイッチ切換部を任意に動作させる制御コ
   ントローラとを有することを特徴とする鉄道車両用制振
   装置。