JP2004209995A

JP2004209995A - Railroad car

Info

Publication number: JP2004209995A
Application number: JP2002372531A
Authority: JP
Inventors: Shigeki Matsuoka; 茂樹松岡; Kenichi Hirabayashi; 健一平林; Naoki Kawada; 直樹河田
Original assignee: Tokyu Car Corp
Current assignee: Tokyu Car Corp
Priority date: 2002-11-15
Filing date: 2002-12-24
Publication date: 2004-07-29
Anticipated expiration: 2022-12-24
Also published as: JP4261898B2

Abstract

<P>PROBLEM TO BE SOLVED: To provide a railroad car equipped with a means to preclude or suppress getting-on of any car wheel onto a rail. <P>SOLUTION: The railroad car 10 is equipped with a body 12, axles 40 each having a wheel 48, and a bogie 14 installed under the body 12, wherein the arrangement includes a wheel weight increasing means such as a hydraulic cylinder 62 to increase the weight of the desired one 48 of the wheels 48. Accordingly the weight increasing means is actuated for increasing the wheel weight when the weight of any wheel is decreased to cause a prediction that getting-on will be generated, or when sensing is made that getting-on is likely, etc., and it is possible to preclude or suppress getting-on of the wheel. <P>COPYRIGHT: (C)2004,JPO&NCIPI

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、鉄道車両に関し、特に、車輪の軌条への乗り上がりを防止ないしは抑制するための技術に関する。
【０００２】
【従来の技術】
走行中の鉄道車両は、カントや曲線走行中の遠心力、横風、軌道狂い等の様々な影響により、車輪が軌条に乗り上がり、万が一の場合には脱線に繋がることもある。このような車輪の乗り上がりに対しては、従来、車両及び軌道の保守に頼っており、また、急曲線においては、例えば下記の特許文献１に開示されているように、軌条の内側に脱線防止ガードを設置する手法が用いられていた。
【０００３】
【特許文献１】
特開平１１−３６２０１号公報
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、所定の基準を満たすよう保守や脱線防止ガードの設置を行ったとしても、部品の精度のばらつきや保守の誤差等の複合的な原因から、所期の効果が得られない場合がある。
【０００５】
そこで、本発明の目的は、上述したような原因を特定しにくい場合でも、車輪の軌条への乗り上がりを防止ないしは抑制することのできる手段を備えた鉄道車両を提供することにある。
【０００６】
【課題を解決するための手段】
上記目的を達成するために、本発明者らは種々検討した結果、車輪の乗り上がりが生じるか否かの判断には脱線係数や輪重抜け係数等が用いられることから、軌条に及ぼす車輪の垂直方向荷重、いわゆる輪重が車輪の乗り上がりに大いに関係していることに着目した。
【０００７】
脱線係数は、対象となる車輪の輪重（Ｐ）に対する当該車輪に作用する横圧（Ｑ）の比（Ｑ／Ｐ）であり、これが小さくなればなるほど、乗り上がりの可能性が高くなることが分かっている。また、輪重抜け係数とは、対象となる車輪の基準輪重Ｐ_０に対する当該車輪の実際の輪重Ｐと基準輪重Ｐ_０との差の比（（Ｐ_０−Ｐ）／Ｐ_０）をいい、この輪重抜け係数が大きいほど、乗り上がりの可能性が高くなる。このような関係において、輪重を増加させた場合、脱線係数は大きくなり、輪重抜け係数は小さくなるので、車輪の乗り上がりが生じにくくなることが分かる。
【０００８】
本発明は、かかる知見に基づいてなされたものであり、車体と、車輪を有する輪軸が配設され、車体の下方に配置される台車とを備える鉄道車両において、車輪のうち所望の車輪についての輪重を増加させる輪重増加手段を備えることを特徴としている。
【０００９】
この構成においては、輪重が減じて乗り上がりが生じると予想される時点、或いは、乗り上がりが生じ得る状態になったことを検出した時点等、必要時に輪重増加手段を作動させて輪重を増加させることができるので、車輪の乗り上がりを防止ないしは抑制することが可能となる。
【００１０】
車輪の乗り上がりが生じ得る状態を検出する手段としては、車輪のそれぞれについての輪重を取得する輪重取得手段が考えられる。そして、輪重取得手段により取得された輪重が所定のしきい値を超えた場合に、乗り上がりのおそれがあるものし、輪重増加手段を作動させればよいのである。
【００１１】
輪重のしきい値は、車速に応じて定めることができる。例えば、しきい値は、車速に比例した値としても、車速の応じて段階的に定めた値としてもよい。このようにしきい値を定めておけば、車速を検出する車速検出手段を設け、この車速検出手段により検出された車速に対応する輪重のしきい値を、輪重取得手段により取得された輪重が越えた場合に、輪重増加手段を作動させることができる。これは、低速度域では輪重抜け（輪重減少）が車輪の乗り上がりの主たる原因であるが、高速度域では、輪重抜けが小さくても、横圧によって乗り上がりが生じ得ることを考慮したものである。
【００１２】
また、車速検出手段により停車中であることを検出した場合に、輪重取得手段により車輪のそれぞれについての輪重を取得し、取得された輪重に基づいて輪重増加手段を作動させて、停車時の輪重バランスを調整してもよい。このように停車時に静的輪重バランスを調整しておけば、輪重がアンバランスとなっている状態での車両走行を防止し、ひいては車輪の乗り上がりを防止することができる。
【００１３】
台車は、一般に、台車枠と、輪軸を台車枠に弾性的に支持する軸ばねとを備えているが、そのような構成において、輪重取得手段は、軸ばねと台車枠との間に配置され軸ばねからの負荷を検出するロードセルを備えたものが好適である。或いは、輪重取得手段は、軸ばねのひずみ量を検出するひずみゲージのようなひずみ量検出器であってもよい。
【００１４】
また、鉄道車両が、車体と台車との間に配置され、車体の幅方向に互いに離間して配置された１対の空気ばねを備えている場合、輪重取得手段は、空気ばねの内圧を検出する圧力検出手段と、台車の台車枠のねじれを検出するねじれ検出手段とを備えるものも考えられる。各空気ばねの内圧は左右各側の車輪の輪重合計値に対応し、また、ねじれ検出手段により台車枠のねじれ状態を検出することで、前後の車輪についての輪重の配分量が分かる。従って、圧力検出手段とねじれ検出手段の検出結果から輪重を求めることが可能となる。
【００１５】
なお、圧力検出手段のみから、輪重偏在度を求め、これを輪重として扱うことも可能である。
【００１６】
輪重増加手段としては、台車枠と輪軸との間にて軸ばねと並列に配設された直動型のアクチュエータ、例えば油圧シリンダ、空気圧シリンダ、電動シリンダ、回転運動を直線運動に変換するボールネジ付きの電動モータ等が考えられる。また、アクチュエータは軸ばねに並列に配設する必要はなく、直列に配設してもよい。
【００１７】
【発明の実施の形態】
以下、図面を参照して本発明による鉄道車両の好適な実施形態について詳細に説明する。なお、図中、同一又は相当部分には同一符号を付し、その重複した説明は省略する。また、以下の説明において、鉄道車両の前進方向を前側とし、「左」「右」は前向きの状態を基準とする。
【００１８】
図１は本発明の一実施形態に係る鉄道車両を概略的に示す正面図、図２は図１の鉄道車両を概略的に示す部分側面図である。図１及び図２に示す鉄道車両１０は旅客車であり、車体１２と、その下部に配設した２台の２軸台車１４と、車体１２と台車１４との間に配設された空気ばね（枕ばね）１６とを備えている。
【００１９】
車体１２は、長方形状の外郭をなして旅客を収容することができ、特に図示の車体１２の前部は乗務員室１８とされている。乗務員室１８内には、鉄道車両１０の走行、ドア２０の開閉等を制御する制御装置２２が設置されている。制御装置２２は、図３に示すように、入力部２４、中央演算処理部２６、記憶部２８及び出力部３０からなるマイクロコンピュータ等から構成されるものである。
【００２０】
各台車１４は、図４にも示すように、上方から見て略Ｈ字形状をなす台車枠３２を備えている。この台車枠３２は、鉄道車両１０の進行方向（長手方向）に延びると共に鉄道車両１０の幅方向に互いに離間された１対の側梁３４を備えている。これらの側梁３４同士は、その略中央部にて、鉄道車両１０の幅方向に延びると共に鉄道車両１０の長手方向において互いにやや離間された１対の横梁３６によって連結されている。各側梁３４の中央部には、空気ばね１６が載置される載置台３８が設けられている。
【００２１】
台車枠３２における各側梁３４の前端部下方及び後端部下方にはそれぞれ、輪軸４０を回転自在に支持するための軸箱４２が配設されており、各軸箱４２は側梁３４の対応の端部に、略垂直方向に向けられた軸ばね４４によって弾性的に支持されている。前側の左右１対の軸箱４２間及び後側の左右１対の軸箱４２間にはそれぞれ、輪軸４０を構成する車軸４６が回転自在に支持されている。また、各車軸４６の両端には、これも輪軸４０を構成する車輪４８が取り付けられており、軌道５０を構成する軌条５２上で転動可能となっている。
【００２２】
なお、少なくとも１つの軸箱４２には、車速を検出するための車速検出手段としての速度発電機５４が設けられ車軸４６に接続されている。この速度発電機５４からの出力信号は、制御装置２２に入力されるようになっている。
【００２３】
空気ばね１６は、前述した台車枠３２の各載置台３８上に設置され、車体１２を支持するようになっている。各空気ばね１６には、空気ばね１６の内部と連通する補助空気室５６が空圧配管５８を介して接続されている。
【００２４】
更に、本実施形態に係る鉄道車両１０は、各軸ばね４４と直列に配設されたロードセル（輪重取得手段）６０を備えている。より詳細には、各軸ばね４４の上端と対応する側梁３４の端部の下面との間にロードセル６０が設置されている。このロードセル６０は、軸ばね４４から受ける力を測定し、その測定値に相当する信号を制御装置２２に入力する。各軸ばね４４からロードセル６０に及ぼす力と、当該軸ばね４４に対応する車輪４８について輪重とは一対一の関係となっているため、制御装置２２は、ロードセル６０からの測定値信号を受けることで、各車輪４８の輪重の値を求めることができる。
【００２５】
また、各軸ばね４４の軸線と平行に直動型のアクチュエータ（輪重増加手段）、好ましくは油圧シリンダ６２が配置されている。油圧シリンダ６２は、軸箱４４と側梁３４の端部とのそれぞれから延設されたブラケット６４，６６間に設置されている。
【００２６】
油圧シリンダ６２に係る油圧回路は図３に示す通りである。油圧回路は、作動油を貯留するオイルタンク６８と、オイルタンク６８内の作動油を油圧シリンダ６２に圧送するための油圧ポンプ７０と、油圧シリンダ６２に対する作動油の供給流路を切り換え且つ流量を調整するための制御弁７２とから主として構成されている。
【００２７】
制御弁７２としては、３ポジション４ポート型のソレノイド式スプール弁が好ましく、そのＰポートは油圧ポンプ７０の吐出口に配管７４を介して接続され、Ｒポートは配管７６を介してオイルタンク６８に接続されている。また、制御弁７２のＡポートは配管７８を介して油圧シリンダ６２のピストンロッド８０とは反対側のシリンダチャンバ８２に接続され、Ｂポートは配管８４を介して他側のシリンダチャンバ８６に接続されている。
【００２８】
制御弁７２は、制御装置２２によってそのポジションの切換えが行われ、通常時はセンタポジションａ_１に置かれる。センタポジションａ_１では、ＰポートとＲポートとは連通し、ＡポートとＢポートはそれぞれ遮断される。また、制御弁７２のポジションがポジションａ_２に切り換えられると、ＰポートとＡポートとが連通し、ＲポートとＢポートとが連通する。従って、油圧ポンプ７０からの作動油は、油圧シリンダ６２の上側のシリンダチャンバ８２内に供給され、ピストンロッド８０が下方に押動され、油圧シリンダ６２の全長が伸びる。油圧シリンダ６２の全長が伸びた場合には、油圧シリンダ６２の推力が、当該シリンダ６２に隣接する車輪４８に加えられることから、その車輪４８についての輪重が増加する。一方、制御弁７２のポジションがポジションａ_３に切り換えられると、ＰポートとＢポートとが連通し、ＲポートとＡポートとが連通する。これによって、油圧ポンプ７０からの作動油は、油圧シリンダ６２の下側のシリンダチャンバ８６内に供給され、ピストンロッド８０が上方に移動し、油圧シリンダ６２の全長は短くなる。
【００２９】
なお、配管７８と配管８４との間にはバイパス配管８８が接続されている。このバイパス配管８８には、絞り９０と、ソレノイド式の開閉弁９２が介設されていいる。この開閉弁９２の開閉制御も制御装置２２によって行われる。
【００３０】
次に、以上のような構成において、本実施形態に係る鉄道車両１０の作用について、制御装置２２の動作を示すフローチャートである図５も参照して説明する。
【００３１】
まず、制御装置２２の記憶部２８に、予め各車輪４８についての基準輪重Ｐ_０を記憶させておく。基準輪重Ｐ_０は適宜定められるものであるが、例えば通常の２軸ボギー車の車両重量をＷとした場合、理想的な軸重はＷ／４となり、各車輪４８の基準輪重Ｐ_０は更にその１／２（すなわちＷ／８）とすることができる。また、鉄道車両１０の運転開始時、制御弁７２はセンタポジションａ１にあり、開閉弁９２は開状態にあるものとする。
【００３２】
この状態から鉄道車両１０を発車すると、制御装置２２は鉄道車両１０が走行を開始したことを速度発電機５４からの信号によって認識する（ステップ１００）。そして、制御装置２２は、各車輪４８についての輪重Ｐをロードセル６０からの信号によりリアルタイムに取得し（ステップ１０２）、この測定値に基づいて各車輪４８についての輪重抜け係数（（Ｐ_０−Ｐ）／Ｐ_０）を演算する（ステップ１０４）。
【００３３】
輪重抜け係数が、全ての車輪４８について所定のしきい値未満、例えば０．６未満である場合には、車輪４８の乗り上がりは生じない、或いは生じても微少であると判断し、制御装置２２は制御弁７２のポジションをセンタポジションａ_１に維持すると共に、開閉弁９２の開状態も維持する（ステップ１０６〜１１０）。この際、開閉弁９２は開放されたままにあるので、油圧シリンダ６２のシリンダチャンバ８２，８６間は互いに連通し、且つ、両者間を繋ぐバイパス配管８８には絞り９０があるため、油圧シリンダ６２がダンパとして機能する。
【００３４】
この後、例えば軌道５０の急曲線に鉄道車両１０が進入する等の理由から、ある車輪４８（例えば、図４において添え字ｘを付した車輪）についての輪重が減少し、輪重抜け係数が０．６以上となったならば、制御装置２２はその状態をロードセル６０からの信号に基づく演算処理によって認識し、当該車輪４８ｘについての輪重を増加させるために必要な油圧シリンダ６２ｘの推力を決定する（ステップ１０６，１１２）。そして、開閉弁９２を閉じ、制御弁７２のポジションをポジションａ_２に切り換えると共に、制御弁７２のスプールの位置を調整し、油圧シリンダ６２ｘのシリンダチャンバ８２に必要量の作動油を供給する（ステップ１１４，１１６）。これによって、油圧シリンダ６２ｘの全長が伸び、車輪４８ｘに力が加えられ、輪重が増加、調整される。その結果として、輪重抜け係数が小さくなり、しきい値を下回ることはもとより、脱線係数（Ｑ／Ｐ）も大きくなることからも明らかな通り、車輪４８ｘの軌条５２への乗り上がりが抑制ないしは防止される。
【００３５】
その後、直線状の軌道５０に鉄道車両１０が戻る等して、輪重のアンバランスが解消されたならば、車輪４８ｘについての輪重は輪重調整後よりも更に増加する。従って、制御装置２２は、輪重調整直後の測定値を基準にし、それ以上に輪重の測定値が上昇した場合には、制御弁７２のポジションをポジションａ_３に切り換えて、作動油を油圧シリンダ６２ｘのシリンダチャンバ８６内に供給し、油圧シリンダ６２の全長を処理状態に戻す（ステップ１１８，１２０）。そして、制御弁７２をセンタポジションａ_１に戻し、開閉弁９２を開き、元の状態に復帰させる（ステップ１０８，１１０）。
【００３６】
以上、車輪４８の乗り上がりの防止・抑制のための方法について簡単に説明したが、他にも種々の方法が考えられる。
【００３７】
例えば、鉄道車両１０は低速度域では、輪重抜けが乗り上がり、ひいては脱線の主たる原因であるが、高速度域では輪重抜けが小さくとも、横圧が大きく影響する。制御装置２２の記憶部２８に、鉄道車両１０の速度が増すにつれて比例的に小さくなる輪重抜け係数のしきい値を設けて、車速に応じて輪重を増加させるタイミングを変えることとしてもよい。或いはまた、車速に対して段階的に輪重を増加させるしきい値を変えることも考えられる。例えば、車速が時速０〜３０ｋｍにおいては、輪重抜け係数が０．８以上でアクチュエータ６２を動作させ、時速３０〜６０ｋｍにおいては、輪重抜け係数が０．７以上、そして時速６０ｋｍ以上においては、輪重抜け係数が０．６以上でアクチュエータ６２を動作させることとしてもよい。
【００３８】
また、旅客車にあっては、旅客の乗車位置によって輪重のバランスが崩れる場合があるので、旅客が乗り降りするたびに、輪重の増減を行ってアンバランスの是正を図ることも考えられる。これを図６のフローチャートに沿って説明する。
【００３９】
まず、制御装置２２は、鉄道車両１０が停車していることを速度発電機５４からの信号により認識し、且つ、ドア２０を開けた後に閉じる命令を発したことで乗客の入れ替えが完了したことを認識したならば、その際の各車輪４８についての輪重をロードセル６０からの信号により取得し輪重抜け係数を算出する（ステップ２００〜２０８）。そして、全ての車輪４８についての輪重抜け係数が所定の範囲内に収まるように、油圧シリンダ６２の全長を決定し、制御弁７２を制御して油圧シリンダ６２の全長を調整し輪重のアンバランスを解消する（ステップ２１０，２１２）。なお、前回に停車した際、調整直後の油圧シリンダ６２の全長を測定し、その測定値を制御装置２２の記憶部２８に記憶させ、それを基準データとして次の油圧シリンダ６２の全長を調整する際に利用すると、調整量が少なくて済むという利点がある。
【００４０】
このようにして静的な輪重のアンバランスを解消した後は、鉄道車両１０を安定した状態で走行させることができ、車輪４８の乗り上がり防止効果はより向上される。
【００４１】
更に、上記実施形態の例では、制御装置２２は、ロードセル６０からの信号をリアルタイムに入力し、輪重を取得しているが、輪重を取得しなくても車輪４８の乗り上がりを防止するために輪重を増加させることも可能である。例えば、上述したような速度発電機５４とロードセル６０とを備える鉄道車両１０を特定の軌道５０で走行させ、その走行時の速度発電機５４及びロードセル６０からのデータを記憶しておけば、どの箇所でいずれの車輪４８について輪重抜けが生じるかを概ね特定することができる。そこで、そのデータに基づいて、必要時に所望の油圧シリンダ６２等のアクチュエータを作動させて輪重を増加させても、輪重抜けによる車輪４８の乗り上がりを防止ないしは抑制することが可能となる。
【００４２】
本発明の構成についても種々変更が可能である。例えば、上記実施形態では、輪重を増加させるための手段として油圧シリンダ６２を用いているが、空気圧シリンダや電動シリンダ、或いは、ボールネジを用いた電動モータ等の他の直動型のアクチュエータを用いることができる。
【００４３】
また、上記実施形態では、油圧シリンダ６２等のアクチュエータを軸ばね４４と並列にら配置しているが、図７に示すように、油圧シリンダ６２等のアクチュエータと軸ばね４４とを直列に配置してもよい。油圧シリンダ６２を軸ばね４４と並列に配置した場合、油圧シリンダ６２に対する作動油の給排を遮断すると、軸ばね４４の伸縮（振動抑制効果）を妨げるため、図３の油圧回路で示すようはバイパス配管８８を設けることとしているが、図７の如く直列配列にした場合、油圧シリンダ６２が軸ばね４４の伸縮を阻害することはないので、図３の油圧回路におけるバイパス配管８８は不要となる。
【００４４】
更に、台車枠３２を剛体と考えた場合、油圧シリンダ６２等のアクチュエータを各車輪４８について設ける必要はなく、対角の２カ所、例えば図４において添え字ｘとｙを付した２つのアクチュエータ６２のみとしても、必要な車輪４８についての輪重を増加させることが可能である。
【００４５】
より詳細に説明する。アクチュエータを油圧シリンダ６２ｘ，６２ｙの２本のみとした場合、種々の制御方法が考えられるが、例えば、右側の前輪４８（油圧シリンダ６２ｘに隣接の車輪）に輪重抜けの徴候が認められ、その輪重抜けを防止するためには、前述したように、油圧シリンダ６２ｘを伸ばすよう油圧制御を行えばよい。かかる場合、油圧シリンダ６２ｘを伸ばすと、台車枠３２にねじれが生じ、その反力の大部分は左側の後輪４８（油圧シリンダ６２ｙに隣接する車輪）に加わることになる。そこで、油圧シリンダ６２ｘを伸ばす場合には、油圧シリンダ６２ｙを縮め、台車枠３２のねじれ力を逃がす。
【００４６】
また、左側の前輪４８が輪重抜けを起こしそうになった場合には、油圧シリンダ６２ｘを縮めると、左側の前輪４８に荷重がかかる。この場合にも、台車枠３２のねじれ力を逃がすため、油圧シリンダ６２ｙを制御し、その長さを伸長させるのである。
【００４７】
後輪について輪重抜け防止の方法は上記から容易に理解されよう。
【００４８】
一方、輪重を取得する手段もロードセル６０に限られない。例えば、軸ばね４４のひずみ量から輪重を求めることができるので、軸ばね４４の適所にひずみゲージ等のひずみ量検出器９４を取り付け、その信号を制御装置２２に入力して輪重を求めてもよい。
【００４９】
また、例えば特開２００２−１２２４６８号公報にも開示されているように、空気ばね１６の内圧を用いて輪重を求めることが可能である。特開２００２−１２２４６８号公報に示される輪重取得手段は、１対の空気ばね１６の内圧をそれぞれ測定すべく空気圧配管５８に設けられた圧力センサ（圧力検出手段）９６と、台車１４の幅方向周りのねじれによる台車枠３２のひずみを測定すべく横梁３６に設けられたひずみゲージ（ねじれ検出手段）９８とを備えている。圧力センサ９６とひずみゲージ９８からの信号は制御装置２２に送られ、制御装置２２はその信号に基づいて各車輪４８についての輪重を演算により取得することができる。図８は、輪重を求めるためのフローチャートであり、以下に輪重を取得するための手順について簡単に説明する。
【００５０】
まず、制御装置２２は、圧力センサ９６から発信される各空気ばね１６の内圧を取得する（ステップ３００）。各空気ばね１６の内圧は、それぞれの空気ばね１６と同側の車輪４８についての輪重の合計値と一対一の対応関係があるので、制御装置２２は、入力された内圧と、記憶部２８に予め記憶された緒元データとに基づいて、各台車１４の左側の車輪４８の輪重の合計値と、右側の車輪４８の輪重の合計値とを求めることができる（ステップ３０２）。
【００５１】
次に、ステップ３０４において、ひずみゲージ９８から台車枠３２のねじれ量を取得する。そして、ステップ３０６において、このねじれ量と諸元データとに基づいて、台車１４の幅方向周りのねじれモーメントを求め、このねじれモーメントに基づいて、台車１４の左右各側の輪重の合計値を、それぞれ、前側の車輪４８についての輪重と、後側の車輪４８についての輪重とに分配する。これによって、台車１４の各車輪４８についての輪重が求められるのである。
【００５２】
更に、ひずみゲージ９８がなく、圧力センサ９６のみしかない場合であっても、いわゆる輪重偏在度を求めることができる（特開２００２−１２２４６８号公報を参照）。この輪重偏在度は、１台車あたりの右側２輪の合計加重と、左側２輪の合計加重をもとめ、その値に対して、各輪の前後方向の加重の比を採用するものである。そして、台車枠３２、ひいては前後左右の車輪に生ずるアンバランスの状態等から予め輪重の偏在を得ることができるため、そのアンバランス等を取る際の輪重の偏在を、予め記憶した諸元データに基づいて求めることができ、それを輪重として用いることも可能となる。
【００５３】
【発明の効果】
以上述べたように、たとえ特定が困難な要因によって車輪の軌条への乗り上がりが発生する可能性があったとしても、本発明によれば、輪重を適時増加させてそのような乗り上がりを防止ないしは抑制することができ、従って乗り上がり脱線も防止することが可能となる。
【００５４】
また、本発明により乗り上がり防止効果が高められることで、車両速度を過度に落とさずに運転することが可能となり、高速輸送という要請にも応えられ得るものである。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明による鉄道車両を概略的に示す正面図である。
【図２】図１の鉄道車両を概略的に示す部分側面図である。
【図３】本発明による鉄道車両における油圧回路及び制御系を示す説明図である。
【図４】図２のＩＶ−ＩＶ線に沿っての断面図である。
【図５】制御装置の処理動作を示すフローチャートである。
【図６】制御装置の他の処理動作を示すフローチャートである。
【図７】本発明の変形態様に係る鉄道車両を概略的に示す部分側面図である。
【図８】輪重を取得するための制御装置の処動作を示すフローチャートである。
【符号の説明】
１０…鉄道車両、１２…車体、１４…台車、２２…制御装置、３２…台車枠、４０…輪軸、４８…車輪、５２…軌条、５４…速度発電機（車速検出手段）、６０…ロードセル（輪重取得手段）、６２…油圧シリンダ（アクチュエータ、輪重増加手段）、７２…制御弁、９４…ひずみ量検出器、９６…圧力センサ（圧力検出手段）、９８…ひずみゲージ（ねじれ検出手段）。[0001]
TECHNICAL FIELD OF THE INVENTION
The present invention relates to a railway vehicle, and more particularly to a technique for preventing or suppressing wheels from climbing on rails.
[0002]
[Prior art]
In a running railway vehicle, wheels may ride on rails due to various influences such as cant or centrifugal force during crossing, crosswind, track deviation, and the like, and in case of emergency, derailment may be caused. Conventionally, the maintenance of the vehicle and the track has been relied on for such a climbing of the wheel. In a sharp curve, for example, as shown in Patent Document 1 below, derailment occurs inside the rail. A method of installing a guard was used.
[0003]
[Patent Document 1]
JP-A No. 11-36201
[Problems to be solved by the invention]
However, even if the maintenance or installation of the derailment prevention guard is performed so as to satisfy a predetermined standard, the intended effect may not be obtained due to a complex cause such as a variation in accuracy of parts and a maintenance error.
[0005]
Therefore, an object of the present invention is to provide a railway vehicle provided with means capable of preventing or suppressing a wheel from climbing on a rail even when it is difficult to identify the cause as described above.
[0006]
[Means for Solving the Problems]
In order to achieve the above object, the present inventors have conducted various studies and as a result, a derailment coefficient or a wheel load loss coefficient is used to determine whether or not a wheel gets on the road. We paid attention to the fact that vertical load, the so-called wheel load, is greatly related to riding up of wheels.
[0007]
The derailment coefficient is the ratio (Q / P) of the lateral pressure (Q) acting on the subject wheel to the wheel load (P) of the subject wheel, and the smaller the derailment coefficient is, the higher the possibility of getting on is. I know. In addition, the wheel load loss coefficient, the ratio of the difference between the actual wheel load P and the reference wheel load _{P 0} of the wheel relative to the reference wheel load _{P 0} of the wheel in question _{_{((P 0 -P) / P}} 0) In other words, the greater the wheel load loss coefficient, the higher the possibility of getting on. In such a relationship, when the wheel weight is increased, the derailment coefficient becomes large and the wheel load loss coefficient becomes small, so that it can be seen that the wheel does not easily get on.
[0008]
The present invention has been made based on such knowledge, and in a railway vehicle including a vehicle body, a wheel set having wheels, and a bogie arranged below the vehicle body, a railroad vehicle including a bogie is provided. It is characterized by including a wheel load increasing means for increasing the wheel load.
[0009]
In this configuration, the wheel load increasing means is operated when necessary, such as when the wheel load is expected to decrease and the vehicle is expected to climb, or when it is detected that the vehicle is in a state in which the vehicle can possibly climb. Can be increased, so that it is possible to prevent or suppress the running of the wheel.
[0010]
As means for detecting a state in which the wheel may get on, a wheel load obtaining unit for obtaining a wheel load for each of the wheels can be considered. Then, when the wheel load obtained by the wheel load obtaining means exceeds a predetermined threshold value, there is a possibility that the vehicle may get on the road, and the wheel load increasing means may be operated.
[0011]
The threshold value of the wheel load can be determined according to the vehicle speed. For example, the threshold value may be a value proportional to the vehicle speed or a value determined stepwise according to the vehicle speed. By setting the threshold value in this way, a vehicle speed detecting means for detecting the vehicle speed is provided, and the threshold value of the wheel load corresponding to the vehicle speed detected by the vehicle speed detecting device is set to the wheel load obtained by the wheel load obtaining device. When the weight exceeds, the wheel weight increasing means can be operated. This is because wheel slippage (reduced wheel weight) is the main cause of wheel climbing in the low speed range, but in high speed range, riding up may occur due to lateral pressure even if wheel slippage is small. This is taken into account.
[0012]
Further, when it is detected that the vehicle is stopped by the vehicle speed detecting means, the wheel load for each of the wheels is obtained by the wheel load obtaining means, and the wheel load increasing means is operated based on the obtained wheel load, The wheel load balance at the time of stopping may be adjusted. If the static wheel load balance is adjusted when the vehicle is stopped in this way, it is possible to prevent the vehicle from running while the wheel load is unbalanced, and to prevent the wheels from getting on.
[0013]
The bogie generally includes a bogie frame and a shaft spring that elastically supports the wheel axle to the bogie frame. In such a configuration, the wheel load obtaining means is disposed between the shaft spring and the bogie frame. It is preferable to provide a load cell for detecting a load from the shaft spring. Alternatively, the wheel load obtaining means may be a strain detector such as a strain gauge for detecting the strain of the shaft spring.
[0014]
Further, when the railway vehicle includes a pair of air springs disposed between the vehicle body and the bogie and spaced apart from each other in the width direction of the vehicle body, the wheel load obtaining unit determines the internal pressure of the air spring. It is also conceivable to include a pressure detecting means for detecting and a torsion detecting means for detecting torsion of the bogie frame of the bogie. The internal pressure of each air spring corresponds to the wheel stacking value of each of the right and left wheels, and the amount of distribution of the wheel weights of the front and rear wheels can be determined by detecting the torsion state of the bogie frame by the torsion detecting means. Therefore, the wheel load can be obtained from the detection results of the pressure detecting means and the torsion detecting means.
[0015]
It is also possible to obtain the degree of uneven distribution of the wheel load only from the pressure detecting means and treat this as the wheel load.
[0016]
As the wheel weight increasing means, a direct-acting actuator disposed in parallel with the shaft spring between the bogie frame and the wheel shaft, for example, a hydraulic cylinder, a pneumatic cylinder, an electric cylinder, a ball screw for converting rotary motion into linear motion An attached electric motor can be considered. Also, the actuator need not be arranged in parallel with the shaft spring, but may be arranged in series.
[0017]
BEST MODE FOR CARRYING OUT THE INVENTION
Hereinafter, preferred embodiments of a railway vehicle according to the present invention will be described in detail with reference to the drawings. In the drawings, the same or corresponding parts have the same reference characters allotted, and their description will not be repeated. In the following description, the forward direction of the railway vehicle is defined as the front side, and “left” and “right” are based on the forward state.
[0018]
FIG. 1 is a front view schematically showing a railway vehicle according to an embodiment of the present invention, and FIG. 2 is a partial side view schematically showing the railway vehicle of FIG. A railway vehicle 10 shown in FIGS. 1 and 2 is a passenger vehicle, and includes a vehicle body 12, two two-axle vehicles 14 disposed below the vehicle body 12, and an air spring disposed between the vehicle body 12 and the vehicle 14. (Pillow spring) 16.
[0019]
The vehicle body 12 has a rectangular outer shape and can accommodate passengers. In particular, a front part of the vehicle body 12 shown in the drawing is a crew compartment 18. In the crew cabin 18, a control device 22 that controls running of the railway vehicle 10, opening and closing of the door 20, and the like is installed. As shown in FIG. 3, the control device 22 includes a microcomputer including an input unit 24, a central processing unit 26, a storage unit 28, and an output unit 30, and the like.
[0020]
As shown in FIG. 4, each truck 14 includes a truck frame 32 having a substantially H-shape when viewed from above. The bogie frame 32 includes a pair of side beams 34 extending in the traveling direction (longitudinal direction) of the railway vehicle 10 and separated from each other in the width direction of the railway vehicle 10. These side beams 34 are connected at a substantially central portion thereof by a pair of cross beams 36 extending in the width direction of the railway vehicle 10 and slightly separated from each other in the longitudinal direction of the railway vehicle 10. A mounting table 38 on which the air spring 16 is mounted is provided at the center of each side beam 34.
[0021]
Below the front end and the rear end of each side beam 34 of the bogie frame 32, axle boxes 42 for rotatably supporting the wheel axle 40 are provided. The corresponding end is elastically supported by a shaft spring 44 oriented substantially vertically. An axle 46 constituting the wheel shaft 40 is rotatably supported between a pair of left and right axle boxes 42 on the front side and between a pair of left and right axle boxes 42 on the rear side. Wheels 48, which also form the axle 40, are attached to both ends of each axle 46, and can roll on rails 52 that make up the track 50.
[0022]
Note that at least one axle box 42 is provided with a speed generator 54 as a vehicle speed detecting means for detecting a vehicle speed, and is connected to the axle 46. The output signal from the speed generator 54 is input to the control device 22.
[0023]
The air spring 16 is installed on each mounting table 38 of the bogie frame 32 described above, and supports the vehicle body 12. An auxiliary air chamber 56 communicating with the inside of the air spring 16 is connected to each air spring 16 via a pneumatic pipe 58.
[0024]
Further, the railway vehicle 10 according to the present embodiment includes a load cell (wheel load acquisition unit) 60 disposed in series with each of the shaft springs 44. More specifically, a load cell 60 is installed between the upper end of each shaft spring 44 and the lower surface of the end of the corresponding side beam 34. The load cell 60 measures a force received from the shaft spring 44 and inputs a signal corresponding to the measured value to the control device 22. Since the force exerted on the load cell 60 from each shaft spring 44 and the wheel load of the wheel 48 corresponding to the shaft spring 44 have a one-to-one relationship, the control device 22 receives the measurement value signal from the load cell 60. Thus, the value of the wheel weight of each wheel 48 can be obtained.
[0025]
A direct-acting actuator (wheel load increasing means), preferably a hydraulic cylinder 62, is arranged in parallel with the axis of each shaft spring 44. The hydraulic cylinder 62 is provided between brackets 64 and 66 extending from the shaft box 44 and the end of the side beam 34, respectively.
[0026]
The hydraulic circuit related to the hydraulic cylinder 62 is as shown in FIG. The hydraulic circuit includes an oil tank 68 for storing the hydraulic oil, a hydraulic pump 70 for pumping the hydraulic oil in the oil tank 68 to the hydraulic cylinder 62, and a hydraulic oil supply passage for the hydraulic cylinder 62. It mainly comprises a control valve 72 for adjustment.
[0027]
The control valve 72 is preferably a three-position four-port solenoid spool valve. The P port is connected to the discharge port of the hydraulic pump 70 via a pipe 74, and the R port is connected to an oil tank 68 via a pipe 76. It is connected. The A port of the control valve 72 is connected via a pipe 78 to a cylinder chamber 82 on the opposite side of the piston rod 80 of the hydraulic cylinder 62, and the B port is connected via a pipe 84 to a cylinder chamber 86 on the other side. ing.
[0028]
Control valve 72, switching of the position is performed by the controller 22, normal state is placed in the center position a _1. In the center position a _1, communicates the P port and the R port, A port and the B port is blocked, respectively. Also, the position of the control valve 72 is switched to the position a _2, it communicates the P port and the A port, and the R and B ports communicating. Accordingly, the hydraulic oil from the hydraulic pump 70 is supplied into the cylinder chamber 82 above the hydraulic cylinder 62, the piston rod 80 is pushed downward, and the entire length of the hydraulic cylinder 62 is extended. When the entire length of the hydraulic cylinder 62 is extended, the thrust of the hydraulic cylinder 62 is applied to the wheel 48 adjacent to the cylinder 62, so that the wheel weight of the wheel 48 increases. On the other hand, the position of the control valve 72 is switched to position a _3, communicates the P port and the B port, and the R port and A port communicating. Thereby, the hydraulic oil from the hydraulic pump 70 is supplied into the cylinder chamber 86 below the hydraulic cylinder 62, the piston rod 80 moves upward, and the total length of the hydraulic cylinder 62 is shortened.
[0029]
Note that a bypass pipe 88 is connected between the pipe 78 and the pipe 84. The bypass pipe 88 is provided with a throttle 90 and a solenoid-type on-off valve 92. The control of the opening / closing valve 92 is also performed by the control device 22.
[0030]
Next, the operation of the railway vehicle 10 according to the present embodiment in the above configuration will be described with reference to FIG. 5 which is a flowchart showing the operation of the control device 22.
[0031]
First, the storage unit 28 of the control device 22, allowed to store the reference wheel load P ₀ for advance each wheel 48. The reference wheel load P ₀ is appropriately determined. For example, when the vehicle weight of a normal two-axle bogie is W, the ideal axle load is W / 4, and the reference wheel load P ₀ of each wheel 48 is Further, it can be reduced to 1/2 (that is, W / 8). At the time of starting the operation of the railway vehicle 10, it is assumed that the control valve 72 is at the center position a1 and the on-off valve 92 is in the open state.
[0032]
When the railway vehicle 10 is departed from this state, the control device 22 recognizes from the signal from the speed generator 54 that the railway vehicle 10 has started running (step 100). Then, the control device 22 acquires the wheel weight P of each wheel 48 in real time from the signal from the load cell 60 (step 102), and based on the measured value, the wheel weight loss coefficient ((P ₀ ) of each wheel 48. -P) / _{P 0)} for calculating a (step 104).
[0033]
If the wheel load loss coefficient is less than a predetermined threshold value for all the wheels 48, for example, less than 0.6, it is determined that the wheels 48 do not climb up or, if they do, they are insignificant. device 22 while maintaining the position of the control valve 72 to the center position _{a 1,} also maintaining the open state of the on-off valve 92 (step 106-110). At this time, since the on-off valve 92 is kept open, the hydraulic chamber 62 and the hydraulic cylinder 62 are in communication with each other, and the bypass pipe 88 connecting the two has a throttle 90. Functions as a damper.
[0034]
Thereafter, for example, because the railway vehicle 10 enters a sharp curve of the track 50, the wheel load of a certain wheel 48 (for example, the wheel with the subscript x in FIG. 4) decreases, and the wheel load loss coefficient Is equal to or greater than 0.6, the control device 22 recognizes the state by an arithmetic process based on the signal from the load cell 60, and determines the thrust of the hydraulic cylinder 62x required to increase the wheel load for the wheel 48x. Is determined (steps 106 and 112). Then, closing the on-off valve 92, switches the position of the control valve 72 to the position a _2, to adjust the position of the spool of the control valve 72 supplies the hydraulic oil required amount in the cylinder chamber 82 of the hydraulic cylinder 62x (step 114, 116). As a result, the entire length of the hydraulic cylinder 62x is extended, a force is applied to the wheel 48x, and the wheel load is increased and adjusted. As a result, as is clear from the fact that the wheel load loss coefficient decreases and the derailment coefficient (Q / P) increases as well as being below the threshold value, it is possible to suppress or prevent the wheel 48x from climbing onto the rail 52. Is prevented.
[0035]
Thereafter, if the unbalance of the wheel loads is eliminated by returning the railway vehicle 10 to the linear track 50 or the like, the wheel loads of the wheels 48x further increase after the wheel load adjustment. Accordingly, the control unit 22, based on the measured value immediately after the wheel load adjustment, in a case where more than the measured value of the wheel load is increased, by switching the position of the control valve 72 in position a _3, a hydraulic operating oil The hydraulic cylinder 62 is supplied into the cylinder chamber 86 of the cylinder 62x to return the entire length of the hydraulic cylinder 62 to the processing state (Steps 118 and 120). Then, return control valve 72 to the center position _{a 1,} open the on-off valve 92, to return to the original state (step 108, 110).
[0036]
As described above, the method for preventing / suppressing the climbing of the wheel 48 has been briefly described, but various other methods are also conceivable.
[0037]
For example, in the railway vehicle 10, in a low speed range, wheel load loss occurs, which is a major cause of derailment, but in a high speed range, even if wheel load loss is small, lateral pressure has a large effect. The storage unit 28 of the control device 22 may be provided with a threshold value of the wheel load loss coefficient that decreases proportionally as the speed of the railway vehicle 10 increases, and the timing of increasing the wheel load may be changed according to the vehicle speed. . Alternatively, it is conceivable to change the threshold value for increasing the wheel load stepwise with respect to the vehicle speed. For example, when the vehicle speed is 0 to 30 km / h, the actuator 62 is operated at a wheel load loss coefficient of 0.8 or more, and when the vehicle speed is 30 to 60 km, the wheel load loss coefficient is 0.7 or more, and when the wheel speed is 60 km / h or more, Alternatively, the actuator 62 may be operated when the wheel load loss coefficient is 0.6 or more.
[0038]
Further, in the case of a passenger car, the balance of the wheel weight may be lost depending on the position of the passenger, and therefore, each time the passenger gets on and off, the wheel weight may be increased or decreased to correct the imbalance. This will be described with reference to the flowchart of FIG.
[0039]
First, the control device 22 recognizes that the railway vehicle 10 is stopped by a signal from the speed generator 54, and issues a command to open and close the door 20, thereby completing the passenger replacement. Is recognized, the wheel weight of each wheel 48 at that time is obtained from the signal from the load cell 60, and the wheel load loss coefficient is calculated (steps 200 to 208). Then, the total length of the hydraulic cylinder 62 is determined so that the wheel load loss coefficients of all the wheels 48 fall within a predetermined range, and the control valve 72 is controlled to adjust the total length of the hydraulic cylinder 62 to adjust the wheel load. The balance is eliminated (steps 210 and 212). When the vehicle was stopped last time, the total length of the hydraulic cylinder 62 immediately after the adjustment is measured, the measured value is stored in the storage unit 28 of the control device 22, and the total length of the next hydraulic cylinder 62 is adjusted using the reference value as the reference data. When used in this case, there is an advantage that the amount of adjustment is small.
[0040]
After eliminating the static wheel load imbalance in this way, the railway vehicle 10 can be driven in a stable state, and the effect of preventing the wheels 48 from climbing up is further improved.
[0041]
Further, in the example of the above-described embodiment, the control device 22 inputs the signal from the load cell 60 in real time and acquires the wheel load. However, even if the wheel load is not acquired, the control device 22 prevents the wheel 48 from climbing up. Therefore, it is also possible to increase the wheel load. For example, if the railway vehicle 10 including the speed generator 54 and the load cell 60 as described above is run on a specific track 50 and data from the speed generator 54 and the load cell 60 during the run is stored, It can be generally specified which of the wheels 48 the wheel dropout occurs at. Therefore, even if the desired actuator such as the hydraulic cylinder 62 is actuated to increase the wheel load based on the data, it is possible to prevent or suppress the running of the wheel 48 due to the loss of the wheel load.
[0042]
Various changes can be made to the configuration of the present invention. For example, in the above embodiment, the hydraulic cylinder 62 is used as a means for increasing the wheel load, but another direct-acting actuator such as a pneumatic cylinder, an electric cylinder, or an electric motor using a ball screw is used. be able to.
[0043]
In the above embodiment, the actuator such as the hydraulic cylinder 62 is arranged in parallel with the shaft spring 44. However, as shown in FIG. 7, the actuator such as the hydraulic cylinder 62 and the shaft spring 44 are arranged in series. You may. When the hydraulic cylinder 62 is arranged in parallel with the shaft spring 44, if the supply and discharge of the hydraulic oil to and from the hydraulic cylinder 62 are interrupted, the expansion and contraction (vibration suppression effect) of the shaft spring 44 is prevented. Although the bypass pipe 88 is provided, when the hydraulic cylinder 62 is arranged in series as shown in FIG. 7, the hydraulic cylinder 62 does not hinder the expansion and contraction of the shaft spring 44, so that the bypass pipe 88 in the hydraulic circuit of FIG. .
[0044]
Further, when the bogie frame 32 is considered to be a rigid body, it is not necessary to provide an actuator such as a hydraulic cylinder 62 for each wheel 48, and two actuators 62 at diagonal positions, for example, two actuators 62 with suffixes x and y in FIG. If only, it is possible to increase the wheel load for the necessary wheels 48.
[0045]
This will be described in more detail. When only two actuators are used, the hydraulic cylinders 62x and 62y, various control methods are conceivable. For example, the right front wheel 48 (a wheel adjacent to the hydraulic cylinder 62x) shows signs of wheel load loss. In order to prevent wheel load loss, the hydraulic control may be performed to extend the hydraulic cylinder 62x as described above. In such a case, when the hydraulic cylinder 62x is extended, the bogie frame 32 is twisted, and most of the reaction force is applied to the left rear wheel 48 (the wheel adjacent to the hydraulic cylinder 62y). Therefore, when extending the hydraulic cylinder 62x, the hydraulic cylinder 62y is contracted, and the torsion force of the bogie frame 32 is released.
[0046]
In addition, when the left front wheel 48 is likely to lose weight, when the hydraulic cylinder 62x is contracted, a load is applied to the left front wheel 48. Also in this case, the hydraulic cylinder 62y is controlled to extend its length in order to release the torsional force of the bogie frame 32.
[0047]
The method of preventing the rear wheel from slipping off from the rear wheel will be easily understood from the above description.
[0048]
On the other hand, the means for acquiring the wheel load is not limited to the load cell 60. For example, since the wheel load can be obtained from the strain amount of the shaft spring 44, a strain amount detector 94 such as a strain gauge is attached to an appropriate position of the shaft spring 44, and its signal is input to the control device 22 to obtain the wheel load. You may.
[0049]
Further, as disclosed in Japanese Patent Application Laid-Open No. 2002-122468, for example, the wheel load can be obtained by using the internal pressure of the air spring 16. The wheel load obtaining means disclosed in Japanese Patent Application Laid-Open No. 2002-122468 includes a pressure sensor (pressure detecting means) 96 provided in the pneumatic piping 58 for measuring the internal pressure of the pair of air springs 16, and a width of the carriage 14. A strain gauge (twist detecting means) 98 provided on the cross beam 36 for measuring the strain of the bogie frame 32 due to the twist around the direction is provided. The signals from the pressure sensor 96 and the strain gauge 98 are sent to the control device 22, and the control device 22 can obtain the wheel load of each wheel 48 by calculation based on the signals. FIG. 8 is a flowchart for obtaining the wheel load. A procedure for obtaining the wheel load will be briefly described below.
[0050]
First, the control device 22 acquires the internal pressure of each air spring 16 transmitted from the pressure sensor 96 (Step 300). Since the internal pressure of each air spring 16 has a one-to-one correspondence with the total value of the wheel loads of the wheels 48 on the same side as each air spring 16, the control device 22 stores the input internal pressure and the storage unit 28 The total value of the wheel weights of the wheels 48 on the left side and the total value of the wheel weights of the wheels 48 on the right side can be obtained based on the specification data stored in advance in Step 302.
[0051]
Next, in step 304, the torsion amount of the bogie frame 32 is obtained from the strain gauge 98. Then, in step 306, a torsional moment around the width direction of the bogie 14 is determined based on the torsion amount and the specification data, and based on the torsional moment, the total value of the wheel weights on the left and right sides of the bogie 14 is calculated. , Respectively, to a wheel load for the front wheel 48 and a wheel load for the rear wheel 48. Thus, the wheel weight of each wheel 48 of the truck 14 is obtained.
[0052]
Further, even when there is no strain gauge 98 but only the pressure sensor 96, a so-called wheel load uneven distribution degree can be obtained (see Japanese Patent Application Laid-Open No. 2002-122468). The wheel load uneven distribution degree is obtained by calculating the total weight of the two right wheels and the total weight of the two left wheels per vehicle, and adopts the ratio of the weight of each wheel in the front-rear direction to the value. Then, since the uneven distribution of the wheel load can be obtained in advance from the unbalance state or the like generated on the bogie frame 32 and, consequently, the front, rear, left and right wheels, the uneven distribution of the wheel load when the unbalance or the like is obtained is stored in advance in the specifications. It can be obtained based on the data, and it can be used as a wheel load.
[0053]
【The invention's effect】
As described above, according to the present invention, even if it is possible for the wheels to climb onto the rail due to difficult-to-identify factors, the wheel load is increased in a timely manner to prevent such climbing. This can be prevented or suppressed, so that derailment after getting on can be prevented.
[0054]
In addition, since the effect of preventing the vehicle from climbing is enhanced by the present invention, the vehicle can be driven without excessively decreasing the vehicle speed, and the demand for high-speed transportation can be satisfied.
[Brief description of the drawings]
FIG. 1 is a front view schematically showing a railway vehicle according to the present invention.
FIG. 2 is a partial side view schematically showing the railway vehicle of FIG. 1;
FIG. 3 is an explanatory diagram showing a hydraulic circuit and a control system in the railway vehicle according to the present invention.
FIG. 4 is a sectional view taken along the line IV-IV in FIG. 2;
FIG. 5 is a flowchart showing a processing operation of the control device.
FIG. 6 is a flowchart showing another processing operation of the control device.
FIG. 7 is a partial side view schematically showing a railway vehicle according to a modified embodiment of the present invention.
FIG. 8 is a flowchart showing a processing operation of a control device for acquiring a wheel load.
[Explanation of symbols]
DESCRIPTION OF SYMBOLS 10 ... railway vehicle, 12 ... body, 14 ... bogie, 22 ... control device, 32 ... bogie frame, 40 ... wheel axle, 48 ... wheel, 52 ... rail, 54 ... speed generator (vehicle speed detecting means), 60 ... load cell ( Wheel load obtaining means), 62 hydraulic cylinder (actuator, wheel load increasing means), 72 control valve, 94 strain detector, 96 pressure sensor (pressure detecting means), 98 strain gauge (twist detecting means) .

Claims

車体と、車輪を有する輪軸が配設され、前記車体の下方に配置される台車とを備える鉄道車両において、前記車輪のうち所望の車輪についての輪重を増加させる輪重増加手段を備えることを特徴とする鉄道車両。In a railway vehicle including a vehicle body and a wheel set having wheels, and a bogie disposed below the vehicle body, the railway vehicle may include a wheel load increasing unit configured to increase a wheel load of a desired wheel among the wheels. A featured railway vehicle.

前記車輪のそれぞれについての輪重を取得する輪重取得手段を更に備え、前記輪重取得手段により取得された輪重が所定のしきい値を超えた場合に、前記輪重増加手段を作動させるようになっていることを特徴とする請求項１に記載の鉄道車両。The vehicle further includes a wheel load obtaining unit that obtains a wheel load for each of the wheels, and activates the wheel load increasing unit when the wheel load obtained by the wheel load obtaining unit exceeds a predetermined threshold. The railway vehicle according to claim 1, wherein:

車速を検出する車速検出手段を更に備え、
前記所定のしきい値が車速に応じて定められたものであり、
前記車速検出手段により検出された車速に対応する輪重のしきい値を、前記輪重取得手段により取得された輪重が越えた場合に、前記輪重増加手段を作動させるようになっていることを特徴とする請求項２に記載の鉄道車両。Further provided is a vehicle speed detecting means for detecting a vehicle speed,
The predetermined threshold is determined according to the vehicle speed,
When the wheel load obtained by the wheel load obtaining means exceeds a wheel load threshold value corresponding to the vehicle speed detected by the vehicle speed detecting means, the wheel load increasing means is operated. The railway vehicle according to claim 2, wherein:

車速を検出する車速検出手段を更に備え、
前記車速検出手段により停車中であることを検出した場合に、前記輪重取得手段により前記車輪のそれぞれについての輪重を取得し、取得された輪重に基づいて前記輪重増加手段を作動させて、停車時の輪重バランスを調整するようになっていることを特徴とする請求項２に記載の鉄道車両。Further provided is a vehicle speed detecting means for detecting a vehicle speed,
When it is detected that the vehicle is stopped by the vehicle speed detecting means, the wheel weight obtaining means obtains the wheel weight of each of the wheels, and operates the wheel weight increasing means based on the obtained wheel weight. The railway vehicle according to claim 2, wherein the wheel load balance at the time of stopping is adjusted.

前記台車は、台車枠と、前記輪軸を前記台車枠に弾性的に支持する軸ばねとを備えており、
前記輪重取得手段は、前記軸ばねと前記台車枠との間に配置され前記軸ばねからの負荷を検出するロードセルを備えることを特徴とする請求項２〜４のいずれか１項に記載の鉄道車両。The bogie includes a bogie frame, and a shaft spring that elastically supports the wheel set on the bogie frame,
The said wheel load acquisition means is provided between the said shaft spring and the said bogie frame, Comprising: The load cell which detects the load from the said shaft spring is provided, The Claim 1 characterized by the above-mentioned. Railway vehicles.

前記台車は、台車枠と、前記輪軸を前記台車枠に弾性的に支持する軸ばねとを備えており、
前記輪重取得手段は、前記軸ばねのひずみ量を検出するひずみ量検出器を備えることを特徴とする請求項２〜４のいずれか１項に記載の鉄道車両。The bogie includes a bogie frame, and a shaft spring that elastically supports the wheel set on the bogie frame,
The railway vehicle according to any one of claims 2 to 4, wherein the wheel load acquisition unit includes a strain amount detector that detects a strain amount of the shaft spring.

前記車体と前記台車との間に配置され、前記車体の幅方向に互いに離間して配置された１対の空気ばねを更に備えており、
前記輪重取得手段は、前記空気ばねの内圧を検出する圧力検出手段を備えることを特徴とする請求項２〜４のいずれか１項に記載の鉄道車両。It further comprises a pair of air springs disposed between the vehicle body and the bogie, and spaced apart from each other in the width direction of the vehicle body,
The railway vehicle according to any one of claims 2 to 4, wherein the wheel load obtaining unit includes a pressure detecting unit configured to detect an internal pressure of the air spring.

前記輪重取得手段は、前記台車の台車枠のねじれを検出するねじれ検出手段を更に備えることを特徴とする請求項７に記載の鉄道車両。The railway vehicle according to claim 7, wherein the wheel load obtaining unit further includes a torsion detecting unit that detects a torsion of the bogie frame of the bogie.

前記台車は、台車枠と、前記輪軸を前記台車枠に弾性的に支持する軸ばねとを備えており、
前記輪重増加手段は、前記台車枠と前記輪軸との間にて軸ばねと並列に配設された直動型のアクチュエータであることを特徴とする請求項１〜８のいずれか１項に記載の鉄道車両。The bogie includes a bogie frame, and a shaft spring that elastically supports the wheel set on the bogie frame,
The said wheel weight increasing means is a direct-acting type actuator arrange | positioned in parallel with a shaft spring between the bogie frame and the said wheel axle, The Claim 1 characterized by the above-mentioned. The mentioned railway vehicle.

前記台車は、台車枠と、前記輪軸を前記台車枠に弾性的に支持する軸ばねとを備えており、
前記輪重増加手段は、前記台車枠と前記輪軸との間にて軸ばねと直列に配設された直動型のアクチュエータであることを特徴とする請求項１〜８のいずれか１項に記載の記載の鉄道車両。The bogie includes a bogie frame, and a shaft spring that elastically supports the wheel set on the bogie frame,
The said wheel weight increasing means is a direct-acting type actuator arranged in series with a shaft spring between the bogie frame and the wheel axle, according to any one of claims 1 to 8, wherein The railcar as described.