JP2872919B2 - 鉄道車両の横振れ制振用ダンパおよび制振システム - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】この発明は、鉄道車両の車体に発
生する横振れを制振するセミアクティブ制御の制振用ダ
ンパ、および当該ダンパを使用した制振システムに関す
る。

【０００２】

【従来の技術】一般に、自動車等にあっては、車体に生
じる上下振動を単に減衰して吸収するだけでは充分な乗
心地が得られないとの理由から、より一層の乗心地の向
上を図るために車体の挙動を検出して積極的に正しい姿
勢に補正する所謂アクティブ制御の減衰力可変ダンパが
用いられるようになってきた。

【０００３】しかし、このようなアクティブ制御の減衰
力可変ダンパは、パワー源であるポンプや特殊の制御バ
ルブ類を必要とし、しかも、それらを制御するコントロ
ーラ自体も複雑となるので高価につくばかりか、パワー
源をもっているがために誤動作を起こした場合に却って
乗心地を害することになる。

【０００４】そこで、昨今にあっては、パワー源を用い
ることなく車体振動の振幅や周波数に応動して減衰力制
御を行う所謂セミアクティブ制御の減衰力可変ダンパが
注目されるようになってきた。

【０００５】このセミアクティブ制御の減衰力可変ダン
パは、ハード面およびソフト面の両面でシンプルなかた
ちになるので、運行上およびメンテナンスの上で使い易
いという利点を有する。

【０００６】

【発明が解決しようとする課題】しかし、その反面、こ
のようなセミアクティブ制御の減衰力可変ダンパを、鉄
道車両の横振れ防止用としてそのまま適用しようとした
場合には、自動車と相違して制振側の車体マスが極めて
大きいために下記のような問題点を生じる。

【０００７】すなわち、台車が車体と同方向により速い
速度で横に振れたときにもダンパが動作して減衰力を発
生することから、台車が車体を押して当該車体の横振れ
を抑えることなく却って増長するように作用する。

【０００８】また、そればかりでなく、車体に発生した
横振れの振幅の大きさや周波数の高低に伴って小まめに
減衰力を可変制御してやらなければならないので、バル
ブ類のオン・オフ操作が頻繁になって耐久性の点で劣
る。

【０００９】しかも、何等かの理由で減衰力の可変制御
が不能になったときに台車と車体の慣性でダンパがスト
ローク端まで急激に作動し、当該ストローク端で大きな
衝撃力を発生することになる。

【００１０】したがって、この発明の目的は、鉄道車両
のように振動発生側の台車と制振側の車体マスが極めて
大きいものであっても、これを効果的に制振することの
できる横振れ制振用のセミアクティブ制御ダンパ、およ
び当該ダンパを使用した制御システムを提供することで
ある。

【００１１】

【課題を解決するための手段】上記した目的は、この発
明において、台車と車体との間に介装されるストローク
センシングシリンダと、このストロークセンシングシリ
ンダのヘッド側室からロッド側室に向う作動流体の流れ
のみを許容する流路と、サクションバルブを通してスト
ロークセンシングシリンダのヘッド側室に通じるリザー
バと、ヘッド側室をリザーバに連通する流路中に介装し
た圧側用のアンロードバルブと、同じくロッド側室をヘ
ッド側室に連通する流路中に介装した伸側用のアンロー
ドバルブと、ロッド側室とリザーバとの間に介装した減
衰力制御回路とを備え、上記減衰力制御回路に複数の減
衰力発生要素を直列に配置すると共に、それぞれの減衰
力発生要素をバイパス制御する開閉バルブを並設し、当
該開閉バルブのオン・オフ操作によって減衰力発生要素
を通る作動流体の流れを選択するようにしたダンパを用
い、ストロークセンシングシリンダで検出したダンパ信
号をダンパ変位信号とダンパ速度信号とに分け、これら
ダンパ変位信号とダンパ速度信号および車体に設けた検
知手段からの車体速度信号とに基づいて減衰力制御回路
で発生する最適値に最も近い減衰力値をコンンピュータ
で演算し、この演算結果に合うように減衰力発生要素に
並設したバイパス制御用の開閉バルブのオン・オフ制御
を行う一方、上記検知手段からの車体速度信号によりそ
のときの車体の振れ方向をコンピュータで判断して圧側
用および伸側用のアンロードバルブを選択的にオン・オ
フ制御することによって達成される。

【００１２】

【作 用】すなわち、上記した構成をとったことによ
り、制振用ダンパのダンパ本体を構成するストロークセ
ンシングシリンダは、サクションバルブと、ヘッド側室
からロッド側室に向う作動流体の流れのみを許容する流
路との働きによって、伸長および圧縮動作の何れにあっ
てもロッド側室の作動流体を減衰力制御回路とリザーバ
を通して循環させる一方向流れのダンパとして作用す
る。

【００１３】これにより、ストロークセンシングシリン
ダのピストンとピストンロッドの断面積比を２：１にと
ることにより、当該ストロークセンシングシリンダの伸
縮動作に伴って減衰力制御回路に押し出されてくる作動
流体の流量は、伸長側と圧縮側とで同じとなる一方、制
振用ダンパにおける圧側用のアンロードバルブと伸側用
のアンロードバルブは、車体に設けた検知手段からの車
体速度信号に基づいて当該車体の振れ方向をコンピュー
タで判断し、そのときの車体の振れ方向に応じて伸縮動
作するストロークセンシングシリンダの動作方向と反対
に選択的に切り換えられる。

【００１４】すなわち、車体の振れ方向によってストロ
ークセンシングシリンダが伸長動作するときには、コン
ピュータからの切換信号により圧側用のアンロードバル
ブがオンの位置に切り換えられてヘッド側室をリザーバ
に連通し、逆に、ストロークセンシングシリンダが圧縮
動作するときには、コンピュータからの切換信号により
伸側用のアンロードバルブがオンの位置に切り換えられ
てロッド側室をヘッド側室に連通する。

【００１５】かくして、車体側の振れ方向に対応してス
トロークセンシングシリンダが伸縮動作する通常の横振
れ発生時にあっては、当該ストロークセンシングシリン
ダからのダンパ信号と検知手段からの車体速度信号に基
づいてコンピュータが車体の横振れ状態を判定する。

【００１６】そして、この判定結果に基づいてコンピュ
ータが最適値に最も近い減衰力値を演算し、この演算結
果に合うように開閉バルブを切換制御することで減衰力
制御回路の発生減衰力を制御して車体の横振れを効果的
に制振する。

【００１７】しかも、上記において、ストロークセンシ
ングシリンダが作動端に達するような事態が生じると、
当該ストロークセンシングシリンダからのダンパ信号に
よってこれをコンピュータが判断し、開閉バルブをオン
・オフ制御して減衰力制御回路の発生減衰力を最大の状
態にすることにより、ストロークセンシングシリンダの
作動端での衝撃を緩和する。

【００１８】それに対して、上記の制振作用時に台車が
車体と同方向により速い速度で振れたとすると、ストロ
ークセンシングシリンダの動作方向が逆転して台車の振
れが車体の横振れを増長するように作用する。

【００１９】しかし、この場合には、車体の振れ方向が
変わらないにも拘わらずストロークセンシングシリンダ
の伸縮方向のみが反転するだけであるために、当該スト
ロークセンシングシリンダから押し出された作動流体
が、前記車体の振れ方向に対応してオンの位置に切り換
えられている圧側用或いは伸側用のアンロードバルブを
通して自動的にリザーバ或いはヘッド側室に逃げる。

【００２０】これにより、上記したような事態の発生に
よりストロークセンシングシリンダのヘッド側室或いは
ロッド側室に生じようとする作動流体圧力が排除され、
台車の振れによって車体の横振れがさらに増長されるの
を防止する。

【００２１】その結果、このような事態を、減衰力制御
用の開閉バルブのオン・オフ操作によって対処すること
なく、周波数の低い車体の横振れ方向に対応してオン・
オフ制御される圧側用と伸側用のアンロードバルブによ
り対処できるので、減衰力制御回路における開閉バルブ
のオン・オフ操作の頻度が少なくなって当該減衰力制御
回路の耐久性が著しく向上する。

【００２２】また、異常事態の発生や電源のオフによる
制御不能時にあっては、車体に横振れが生じているにも
拘わらず圧側用と伸側用のアンロードバルブがオフの位
置を保つために、ストロークセンシングシリンダは、そ
の伸縮動作に伴って作動流体を常に減衰力制御回路に向
かって押し出す。

【００２３】しかも、減衰力制御回路の全ての開閉バル
ブもまたオフの位置に自動的に復帰して当該減衰力制御
回路の減衰力発生要素を予め設定した状態の下に選択
し、そのような事態の発生にあっても予め設定した所定
の減衰力を確保して車体の横振れを制振することにな
る。

【００２４】

【実施例】以下、添付図面に基づいてこの発明の実施例
を説明する。

【００２５】図１において、振動発生側である台車１と
制振側である車体２の間には、この発明によるセミアク
ティブ制御用ダンパ３，４が互いに対向して水平に配置
してある。

【００２６】これらセミアクティブ制御用ダンパ３，４
はその何れか一方のみであってもよいが、この実施例の
ように二本用いることによって一方の故障時にフェイル
セーフ効果を果たすことができる。

【００２７】また、制振側の車体２には、当該車体２の
振動状態を検知する加速度計或いは速度計等からなる検
知器５が設けてある。

【００２８】上記セミアクティブ制御用ダンパ３，４
は、図２に示すように、ストロークセンシングシリンダ
６とリザーバ７および減衰力制御回路８とからなってい
る。

【００２９】ストロークセンシングシリンダ６は、シリ
ンダ９の内部を摺動自在のピストン１０でヘッド側室１
１とロッド側室１２とに区画し、かつ、ピストン１０か
らは外部に向ってピストンロッド１３が延びている。

【００３０】ピスドンロッド１３には、多数のスケール
メモリ１４が等間隔で一列に埋め込んであり、これらス
ケールメモリ１４と対向して変位センサ１５を固定して
取り付けてある。

【００３１】セミアクティブ制御用ダンパ３，４は、そ
れぞれオフの位置においてチェックバルブ１６，１７を
もつ位置を、また、オンの位置において導通位置を保つ
圧側用と伸側用の二つのアンロードバルブ１８，１９を
備えている。

【００３２】圧側用のアンロードバルブ１８は、ヘッド
側室１１とリザーバ７を互いに連通する流路２０の途中
に介装されており、かつ、オフの位置でヘッド側室１１
からロッド側室１２に向う作動流体の流れをチェックバ
ルブ１６で阻止すると共に、オンの位置でヘッド側室１
１を流路２０でリザーバ７に連通するように配置してあ
る。

【００３３】それに対して、伸側用のアンロードバルブ
１９は、圧側用のアンロードバルブ１８の入口側からロ
ッド側室１２に向って延びる流路２１も途中に介装さ
れ、かつ、オフの位置でストロークセンシングシリンダ
６のヘッド側室１１からロッド側室１２に向う作動流体
の流れのみを許容すると共に、オンの位置でロッド側室
１２をヘッド側室１１に連通するように配設されてい
る。

【００３４】また、ヘッド側室１１は、サクションバル
ブ２２をもつ吸込流路２３によってもザーバ７に通じて
おり、かつ、ロッド側室１２がフィルタ２４から減衰力
制御回路８を通してリザーバ７に通じている。

【００３５】減衰力制御回路８は、直列に接続した減衰
力発生要素である三つの絞り２５，２６，２７と、これ
ら三つの絞り２５，２６，２７の使用を選択する三個の
開閉バルブ２８，２９，３０と、ロッド側室１２をリザ
ーバ７に連通する流路３１の途中に介装した減衰力発生
要素である高圧リリーフバルブ３２と、さらに、絞り２
６，２７の間をリザーバ７に連通する流路３３の途中に
介装した同じく減衰力発生要素である低圧リリーフバル
ブ３４とを備えている。

【００３６】この実施例の場合、上記した開閉バルブ２
８は、絞り２５，２６のバイパス流路３５を断続制御
し、また、開閉バルブ２９，３０は、絞り２６，２７の
バイパス流路３６，３７をそれぞれ断続制御すると共
に、特に、開閉バルブ３０は、他の開閉バルブ２８，２
９と相違してオフの位置でバイパス流路３７を遮断状態
に保つように常閉のバルブで構成してある。

【００３７】これにより、開閉バルブ３０だけをオンの
位置に切り換えてバイパス流路３７を開いてやると、バ
イパス流路３５が当該バイパス流路３７を通してリザー
バ７に通じることから、減衰力制御回路８は、これらバ
イパス流路３５，３７の流路抵抗に基づく最低の減衰力
発生状態に保たれる。

【００３８】それに対して、開閉バルブ２８，２９をオ
ンの位置に切り換えてバイパス流路３５，３６を閉じて
やれば、バイパス通路３７と共にバイパス流路３５，３
６も閉じられた状態になって絞り２５，２６，２７が共
に働くことから、減衰力制御回路８は、それらの圧損が
重畳されて高圧リリーフバルブ３３と協同しつつ最高の
減衰力を発生する状態に切り換えられる。

【００３９】一方、開閉バルブ２８と併せて開閉バルブ
３０を共にオンの位置に切り換えてやると、絞り２６の
入口側と絞り２７の出口側がバイパス流路３６，３７を
通して同圧になることから絞り２５のみが働く。

【００４０】また、図示のように開閉バルブ２８，２
９，３０の全てをオフの位置に保っておけば、絞り２５
の入口側と絞り２６の出口側がバイパス流路３５を通し
て同圧になることから、低圧リリーフ３４の制限下で絞
り２７のみが働く。

【００４１】さらに、図示の状態から開閉バルブ２８，
２９，３０の全てをオンの位置に切り換えてやれば、絞
り２７の入口側と出口側がバイパス流路３７を通して同
圧となり、絞り２５，２６が働いて絞り２５の圧損に絞
り２６の圧損が加わることになる。

【００４２】さらに、開閉バルブ２８のみをオンの位置
に切り換えてやると、絞り２６の入口側と出口側のみが
バイパス流路３６を通して同圧の状態に保たれることか
ら、絞り２５，２７が働いて絞り２５の圧損に絞り２７
の圧損が加わる。

【００４３】かくして、減衰力制御回路８は、開閉バル
ブ２８，２９，３０を適宜に選択してオン・オフ操作す
ることにより減衰力を六段階に制御し得ることになる。

【００４４】なお、上記における減衰力制御回路８の発
生減衰力は、絞りと開閉バルブを増減するなり或いはバ
イパス流路の構成を変えることによっても、六段階以上
或いはそれ以下にもできることは言うまでもない。

【００４５】以上により、台車１の横振れによって車体
２に横方向への振れが生じてこれら台車１と車体２の間
に相対変位が生じたとすると、当該台車１と車体２の振
れ方向に対応してこれら台車１と車体２との間に介装し
たストロークセンシングシリンダ６が伸縮動作する。

【００４６】ストロークセンシングシリンダ６が伸長動
作すると、リザーバ７内の作動流体をサクションバルブ
２２から吸込流路２３を通してヘッド側室１１に吸い込
みつつ、ロッド側室１２内の作動流体を減衰力制御回路
８に向いフィルタ２４を通して押し出す。

【００４７】反対に、ストロークセンシングシリンダ６
が圧縮動作した場合には、サクションバルブ２２が閉じ
てヘッド側室１１内の作動流体を流路２０から伸側用の
アンロードバルブ１９のチェックバルブ１７を開いてロ
ッド側室１２に流し、ロッド側室１２からピストンロッ
ド１３の侵入体積分に相当する量の作動流体をフィルタ
２４を通して減衰力制御回路８に押し出す。

【００４８】それ故に、減衰力制御回路８に向って押し
出される作動流体の流量は、シリンダ９の断面積をＡ，
ピストンロッド１３の断面積をａ，ストロークセンシン
グシリンダ６のストロークをＬとすると、伸長動作時に
は「（Ａ−ａ）×Ｌ」また圧縮動作時には「ａ×Ｌ」と
なる。

【００４９】このことから、シリンダ９の断面積Ａとピ
ストンロッド１３の断面積ａとの比を「Ａ：ａ＝２：
１」に選ぶことによって、伸長動作時と圧縮動作時に減
衰力制御回路８に向って押し出される作動流体の流量を
同じにもできるし、また、上記の比を変えることによっ
て流量比を任意に選定することもできる。

【００５０】そして、これら減衰力制御回路８に向って
押し出されてきた作動流体は、前述した開閉バルブ２
８，２９，３０のオン・オフ操作に伴う絞り２５，２
６，２７の選択の下でリザーバ７に流れ、台車１と車体
２との間の相対変位に伴い所定の減衰力を発生して車体
２の横振れを効果的に抑える。

【００５１】一方、ストロークセンシングシリンダ６に
設けた変位センサ１５は、ピストンロッド１３のスケー
ルメモリ１４と協同してシリンダ９とピストンロッド１
３の相対変位を検出し、ダンパ信号Ｓとしてアンプ３８
から出力する。

【００５２】図１に戻って、上記のダンパ信号Ｓは、コ
ンピュータ信号変換用のセンサ信号処理回路３９でプラ
スのダンパ変位信号Ｗ１（伸長側）とマイナスのダンパ
変位信号Ｗ２（圧縮側）、およびこれらダンパ変位信号
Ｗ１，Ｗ２に基づいて算出したプラスのダンパ速度信号
Ｖ１（伸長側）とマイナスのダンパ速度信号Ｖ２（伸長
側）に処理されたのちコンピュータ４０に入力される。

【００５３】また、車体２に設けた検出器５は、当該車
体２の振れを車体信号Ｔとして検出し、この車体信号Ｔ
もまた、コンピュータ信号変換用の処理回路４１でプラ
スの車体速度信号Ｕ１とマイナスの車体速度信号Ｕ２に
処理されたのちにコンピュータ４０に入力される。

【００５４】なお、検知器５が速度計である場合には、
上記のようにして処理回路４１によりプラスの車体速度
信号Ｕ１とマイナスの車体速度信号Ｕ２に処理される
が、加速度計であった場合には、処理回路４１で加速度
を一旦速度に変換してからプラスの車体速度信号Ｕ１と
マイナスの車体速度信号Ｕ２に処理される。

【００５５】コンピュータ４０は、一方では、車体２側
の検知器５から送られてくる車体速度信号Ｕ１，Ｕ２に
よりそのときの車体２の振れ方向を判断し、バルブドラ
イバ回路４２を通して圧側用或いは伸側用のアンロード
バルブ１８，１９に切換信号ＰまたはＱを出力してそれ
らを選択的にオン・オフ制御する。

【００５６】また、他方では、上記車体速度信号Ｕ１，
Ｕ２と共に、ストロークセンシングシリンダ６の変位セ
ンサ１５から送られてくるダンパ速度信号Ｖ１，Ｖ２と
ダンパ変位信号Ｗ１，Ｗ２とに基づいて制御論理を演算
する。

【００５７】そして、バルブドライバ回路４２を通して
この演算結果を切換信号Ｘ，Ｙ，Ｚとして出力し、これ
ら切換信号Ｘ，Ｙ，Ｚによって前記セミアクティブ制御
用ダンパ３，４における減衰力制御回路８の開閉バルブ
２８，２９，３０をオン・オフ制御する。

【００５８】以上により、セミアクティブ制御用ダンパ
３，４は、台車１と車体２との間に生じた横方向の振れ
に対して以下に述べるような制御の下で動作しつつ制振
作用を行う。

【００５９】ただし、上記の制御を行う際にセミアクテ
ィブ制御用ダンパ３，４は、それぞれの動作方向が逆に
なるだけで作用としては同様の機能を果たす。

【００６０】したがって、一方の動作についてのみ説明
すれば他方の動作は容易に理解できることであるので、
ここでは説明の繁雑化を防ぐためにセミアクティブ制御
用ダンパ３を用いたダンパシステムについて以下に述べ
る。

【００６１】［車体２が左側に振れた時］走行中に車
体２が左側に振れたとすると、検知器５から処理回路４
１を通してプラスの車体速度信号Ｕ１がコンピュータ４
０に入力される。

【００６２】コンピュータ４０は、このプラスの車体速
度信号Ｕ１に基づいて車体２が左側に振れていることを
判定し、圧側用のアンロードバルブ１８に切換信号Ｐを
出力してそれをオンの位置に切り換える。

【００６３】ここで、台車１が車体２よりも遅い速度で
左方に振れているか、或いは、車体２とは逆に右方に振
れたとすると、ストロークセンシングシリンダ６は伸長
側に動作して内部の作動流体を減衰力制御回路８に押し
出す。

【００６４】一方、ストロークセンシングシリンダ６の
変位センサ１５からは、センサ信号処理回路３９を通し
てコンピュータ４０にプラスのダンパ変位信号Ｗ１とプ
ラスのダンパ速度信号Ｖ１が入力される。

【００６５】コンピュータ４０は、上記プラスのダンパ
速度信号Ｖ１と先に述べたプラスの車体速度信号Ｕ１に
基づいてそのときのストロークセンシングシリンダ６の
伸長速度を判定し、この伸長速度から最適値に最も近い
減衰力値を演算してこれに合うように切換信号Ｘ，Ｙ，
Ｚを選択的に出力して開閉バルブ２８，２９，３０をオ
ン・オフ制御し、減衰力制御回路８の発生減衰力を適切
に制御して車体２の左方への横振れを効果的に抑える。

【００６６】しかも、上記において、ストロークセンシ
ングシリンダ６が伸長端に達するような事態が生じた場
合には、変位センサ１５からのプラスのダンパ変位信号
Ｗ１に基づいてこれをコンピュータ４０が判断する。

【００６７】そして、伸長端近傍に達した時点でコンピ
ュータ４０が切換信号Ｘ，Ｙを出力し、開閉バルブ３０
をオフの位置に保ったまま開閉バルブ２８，２９をオン
の位置に切り換え、減衰力制御回路８の発生減衰力を最
大値に保って伸長端での衝撃を緩和する。

【００６８】このようにして、減衰力制御回路８は、ス
トロークセンシングシリンダ６の伸長速度の大小に応じ
た減衰力を発生しつつ車体２の振れを効果的に抑えるよ
うにして制振作用を行うのである。

【００６９】また、車体２が左方に振れているときに、
例えば台車１がレールの狂い等により車体２の左方への
横振れ速度よりも速い速度で左方に振れたとすると、ス
トロークセンシングシリンダ６が圧縮動作して当該スト
ロークセンシングシリンダ６のヘッド側室１１にも減衰
力制御回路８の発生減衰力に応じた流体圧力が発生する
ことになる。

【００７０】このヘッド側室１１に発生した流体圧力
は、ピストンロッド１３の存在によって生じるヘッド側
室１１とロッド側室１２の受圧面積差によりストローク
センシングシリンダ６を伸長方向に押す力として作用
し、車体２をさらに大きく左方に振ることになるので当
該流体圧力を生じないようにする必要がある。

【００７１】しかし、この場合にあっても車体２自体は
左方に振れ動いているために、検知器５からのプラスの
車体速度信号Ｕ１に基づいてコンピュータ４０は圧側用
のアンロードバルブ１８に切換信号Ｐを出力し続け、当
該圧側用のアンロードバルブ１８をオンの位置に保ち続
ける。

【００７２】これにより、ヘッド側室１１の作動流体
は、流路２０から圧側用のアンロードバルブ１８を通し
てリザーバ７に逃げる。

【００７３】その結果、ストロークセンシングシリンダ
６のヘッド側室１１には流体圧力が発生しないことにな
り、当該ストロークセンシングシリンダ６が車体２をさ
らに大きく左方に振るのを阻止する。

【００７４】［車体２が右側に振れた時］上記とは反
対に車体２が右方に振れたとすると、検知器５からマイ
ナスの車体速度信号Ｕ２がコンピュータ４０に入力され
る。

【００７５】このマイナスの車体速度信号Ｕ２に基づい
てコンピュータ４０は、今度は、伸側用のアンロードバ
ルブ１９に切換信号Ｑを出力してそれをオンの位置に切
り換える。

【００７６】ここで、台車１が車体２よりも遅い速度で
左方に振れているか、或いは、車体２とは逆に左方に振
れたとすると、ストロークセンシングシリンダ６は圧縮
側に動作して内部の作動流体を減衰力制御回路８に向け
て押し出す。

【００７７】そして、このストロークセンシングシリン
ダ６の圧縮側への動作により、変位センサ１５からは、
マイナスのダンパ速度信号Ｖ２とマイナスのダンパ変位
信号Ｗ２がコンピュータ４０に入力される。

【００７８】コンピュータ４０は、先の車体２が左側に
振れた場合と同様に、マイナスのダンパ速度信号Ｖ２と
プラスの車体速度信号Ｕ２に基づいてそのときのストロ
ークセンシングシリンダ６の圧縮速度を判定し、この圧
縮速度から最適値に最も近い減衰力値を演算してこれに
合うように切換信号Ｘ，Ｙ，Ｚを選択的に出力して開閉
バルブ２８，２９，３０オン・オフ制御し、減衰力制御
回路８の発生減衰力を適切に制御して車体２の左方への
横振れを効果的に抑える。

【００７９】しかも、上記にあっても、ストロークセン
シングシリンダ６が圧縮端に達するような事態が生じる
と、変位センサ１５からのマイナスのダンパ変位信号Ｗ
２によってこれをコンピュータ４０が判断し、圧縮端近
傍に達した時点でコンピュータ４０が切換信号Ｘ，Ｙを
出力して開閉バルブ３０をオフの位置に保ったまま開閉
バルブ２８，２９をオンの位置に切り換え、減衰力制御
回路８の発生減衰力を最大値に保って圧縮端での衝撃を
緩和する。

【００８０】このようにして、減衰力制御回路８は、ス
トロークセンシングシリンダ６の圧縮速度の大小に応じ
た減衰力を発生しつつ車体２の振れを効果的に抑えて少
なくするのである。

【００８１】また、上記においても、台車１がレールの
狂い等により車体２の横振れ速度よりも速い速度で右方
に振れたとすると、ストロークセンシングシリンダ６は
伸長動作して当該ストロークセンシングシリンダ６のロ
ッド側室１２に減衰力制御回路８の発生減衰力に応じた
流体圧力が発生する。

【００８２】このロッド側室１２に発生した流体圧力
は、ストロークセンシングシリンダ６を圧縮方向に押す
力として作用し、車体２の右方への振れを増長すること
になるので当該流体圧力を生じないようにする必要があ
る。

【００８３】しかし、この場合にあっても車体２は右方
に振れ続けているために、検知器５からのマイナスの車
体速度信号Ｕ２基づいてコンピュータ４０は、伸側用の
アンロードバルブ１９に対して切換信号Ｑを出力し続
け、当該伸側用のアンロードバルブ１９をオンの位置に
保ち続ける。

【００８４】これにより、ロッド側室１２の作動流体
は、流路２１から伸側用のアンロードバルブ１９および
流路２０を通してストロークセンシングシリンダ６のヘ
ッド側室１１に逃げることになり、その結果、ストロー
クセンシングシリンダ６のロッド側室１２には流体圧力
が発生しないことになるので、当該ストロークセンシン
グシリンダ６が車体２をさらに大きく右方に振ることは
ない。

【００８５】［電源のオフや異常事態の発生による制
御不能時］この場合にあっても、車体２の左右への振れ
に伴ってストロークセンシングシリンダ６が伸縮動作を
繰り返すことになるので、内部の作動流体は減衰力制御
回路８に向って押し出される。

【００８６】しかし、電源のオフ時やスタンバイ信号の
消滅時にあっては、それと同時にコンピュータ４０から
の切換信号Ｐ，Ｑ，Ｘ，Ｙ，Ｚも断たれることになるの
で、圧側および伸側用のアンロードバルブ１８，１９と
開閉バルブ２８，２９，３０とは図２のオフの位置を保
つ。

【００８７】これにより、ストロークセンシングシリン
ダ６から減衰力制御回路８に押し出されてきた作動流体
は、低圧リリーフバルブ３４の制御下で絞り２７を通し
てリザーバ７に流れ、当該絞り２７の圧損で所定の減衰
力を発生しつつ通常のダンパとして働き、車体２の左右
方向への振れを制振することになる。

【００８８】図３は、この発明の他の実施例を示すもの
であって、これまで述べてきた図２の実施例にあって
は、ストロークセンシングシリンダ６の圧縮動作時にお
いて、ヘッド側室１１からロッド側室１２に向って作動
流体を流すための流路を、外部に設けた流路２０，２１
と伸側用のアンロードバルブ１９のオフの位置に設けた
チェックバルブ１７とで構成している。

【００８９】それに対して、図３の実施例では、圧側お
よび伸側用のアンロードバルブ１８，１９のオフの位置
に設けたチェックバルブ１６，１７をそれぞれ廃して当
該オフの位置をブロックポジションとしている。

【００９０】そして、その代わりに、ストロークセンシ
ングシリンダ６のピストン１０に対してヘッド側室１１
とロッド側室１２を連通する流路２１ａを形成し、この
流路２１ａ中にヘッド側室１１からロッド側室１２に向
う作動流体の流れのみを許容するチェックバルブ１７ａ
を配設している。

【００９１】これによっても、ストロークセンシングシ
リンダ６は、圧縮動作時にサクションバルブ２２を閉じ
てヘッド側室１１内の作動流体を流路２１ａからチェッ
クバルブ１７ａを開いてロッド側室１２に流し、かつ、
ロッド側室１２からピストンロッド１３の侵入体積分に
相当する量の作動流体をフィルタ２４を通して減衰力制
御回路８に押し出すことになる。

【００９２】かくして、図３の実施例にあっても、先の
図２の実施例の場合と同様に、ストロークセンシングシ
リンダ６が一方向流れのダンパとして作用することにな
るのである。

【００９３】なお、上記した図２および図３の各実施例
にあっては、ストロークセンシングシリンダ６としてス
ケールメモリ１４をピストンロッド１３に直に埋め込ん
で設けた場合を例にとって説明してきたが、当該スケー
ルメモリ１４は、ストロークセンシングシリンダ６に外
装して設けても何等差し支えない。

【００９４】また、減衰力制御回路８に対して介装した
絞り２５，２６，２７と開閉バルブ２８，２９，３０、
およびバイパス流路３５，３６，３７とからなる減衰力
制御機構は、必ずしも図２，３の実施例のようにして六
段階に切換制御する必要はなく、それらを増減するなり
またはバイパス流路の結合手段を変えることによって六
段階以上にも或いはそれ以下にしてもよいことは言うま
でもない。

【００９５】

【発明の効果】以上述べたように、請求項１の発明によ
れば、ダンパ本体としてストロークセンシングシリンダ
を用いたことにより、当該ストロークセンシングシリン
ダからのダンパ信号を用いて減衰力制御回路の発生減衰
力を直接制御することができ、したがって、減衰力制御
回路の発生減衰力を常に適切に制御して効果的に車体の
横振れを抑えることができる。

【００９６】また、減衰力制御回路とは別個にストロー
クセンシングシリンダのアンロードとオンロードの切り
換えを行う圧側用と伸側用のアンロードバルブを設けた
ことにより、これらアンロードバルブを予め車体の振れ
方向に応じて伸縮動作するストロークセンシングシリン
ダの動作方向と反対に選択的にオンの位置に切り換えて
おくことで、台車が車体と同方向により速い速度で振れ
て車体側の振れを増長するような事態が生じたとして
も、減衰力制御回路をこれらアンロードバルブで自動的
にアンロード状態にして台車の振れにより車体側の振れ
が増長されるのを防止することができる。

【００９７】しかも、上記のような事態の発生時にあっ
ても減衰力制御回路の発生減衰力を切り換えてこれに対
処することなく、振動周波数の低い車体側の振れ方向に
よってこれらアンロードバルブをオン・オフ制御してや
ればよいので、減衰力制御用のバルブ類のオン・オフ切
り換えの頻度が少なくなって耐久性をも向上させること
ができる。

【００９８】請求項２の発明によれば、上記の効果に加
えて、電源オフや異常発生による制御不能時にあって
も、アンロードバルブと共に減衰力制御回路の複数の減
衰力発生要素をバイパス制御する開閉バルブも全て自動
的にオフの位置に復帰し、制御開始前の常開および常閉
の状態に戻る。

【００９９】これにより、少なくとも常閉の開閉バルブ
でバイパス制御される減衰力発生要素が作動状態となっ
て車体の振れを抑制し、このような事態の発生に際して
も通常のダンパとして作用してフェールセーフ効果を果
たすことができる。

【０１００】請求項３の発明によれば、上記の効果に加
えて、ストロークセンシングシリンダのヘッド側室をロ
ッド側室に連通する流路を伸側用のアンロード流路を利
用して構成することができるという利点を有する。

【０１０１】また、請求項４の発明によれば、上記スト
ロークセンシングシリンダのヘッド側室をロッド側室に
連通する流路長を短くして、当該流路を流れる作動流体
の流路抵抗を小さくできるという利点を発揮し得る。

【０１０２】さらに、請求項５の発明によれば、ストロ
ークセンシングシリンダからのダンパ速度信号とダンパ
変位信号、および車体側に設けた検知手段からの車体速
度信号を用い、コンピュータによって減衰力制御回路の
各開閉バルブと圧側用および伸側用のアンロードバルブ
を選択的にオン・オフ制御して上記した請求項１の効果
を適切にかつ自動的に発揮し得ることになる。

【０１０３】かくして、鉄道車両の横振れ制振用として
の使用に適したダンパシステムとすることができるので
ある。

【図面の簡単な説明】

【図１】この発明を用いた鉄道車両の横振れ制振用ダン
パシステムの一実施例を示すブロック図である。

【図２】同上の横振れ制振用ダンパシステムに使用する
ダンパの構成例を示す回路図である。

【図３】同上のダンパの他の構成例を示す回路図であ
る。

【符号の説明】

１ 台車 ２ 車体 ３ セミアクティブ制御用ダンパ ５ 車体側速度の検知手段である検知器 ６ ストロークセンシングシリンダ ７ リザーバ ８ 減衰力制御回路 １１ ヘッド側室 １２ ロッド側室 １４ スケールメモリ １５ 変位センサ １８ 圧側用のアンロードバルブ １９ 伸側用のアンロードバルブ ２２ サクションバルブ ２３ 吸込流路 ２５，２６，２７ 減衰力発生要素である絞り ２８，２９，３０ バイパス制御用の開閉バルブ ３２ 減衰力発生要素である高圧リリーフバルブ ３４ 減衰力発生要素である低圧リリーフバルブ ３９ センサ信号処理回路 ４０ コンピュータ ４１ 処理回路 ４２ バルブドライバ回路 Ｓ ダンパ信号 Ｔ 車体信号 Ｕ１，Ｕ２ 車体速度信号 Ｖ１，Ｖ２ ダンパ速度信号 Ｗ１，Ｗ２ ダンパ変位信号 Ｐ 圧側用のアンロードバルブに対する切換信号 Ｑ 伸側用のアンロードバルブに対する切換信号 Ｘ，Ｙ，Ｚ 開閉バルブに対する切換信号

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 鴨下 庄吾 東京都国分寺市光町二丁目８番地38 財 団法人鉄道総合技術研究所内 (72)発明者 葛西 健一 東京都国分寺市光町二丁目８番地38 財 団法人鉄道総合技術研究所内 (72)発明者 中里 雅一 東京都港区浜松町二丁目４番１号 世界 貿易センタービル カヤバ工業株式会社 内 (72)発明者 亀井 俊明 東京都港区浜松町二丁目４番１号 世界 貿易センタービル カヤバ工業株式会社 内 (72)発明者 川崎 治彦 東京都港区浜松町二丁目４番１号 世界 貿易センタービル カヤバ工業株式会社 内 (72)発明者 露木 保男 東京都港区浜松町二丁目４番１号 世界 貿易センタービル カヤバ工業株式会社 内 (56)参考文献 特開 平６−1238（ＪＰ，Ａ) (58)調査した分野(Int.Cl.⁶，ＤＢ名) B61F 5/10 - 5/12 B61F 5/22 - 5/24

Claims (5)

(57)【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 台車と車体との間に介装されるストロー
   クセンシングシリンダと、このストロークセンシングシ
   リンダのヘッド側室からロッド側室に向う作動流体の流
   れのみを許容する流路と、サクションバルブを通してス
   トロークセンシングシリンダのヘッド側室に通じるリザ
   ーバと、ヘッド側室をリザーバに連通する流路中に介装
   した圧側用のアンロードバルブと、同じくロッド側室を
   ヘッド側室に連通する流路中に介装した伸側用のアンロ
   ードバルブと、ロッド側室とリザーバとの間に介装した
   減衰力制御回路とを備え、上記減衰力制御回路に複数の
   減衰力発生要素を直列に配置すると共に、それぞれの減
   衰力発生要素をバイパス制御する開閉バルブを並設し、
   当該開閉バルブのオン・オフ操作によって減衰力発生要
   素を通る作動流体の流れを選択することを特徴とする鉄
   道車両の横振れ制振用ダンパ。
2. 【請求項２】 複数の減衰力発生要素をバイパス制御す
   る開閉バルブを、常開のバルブと常閉のバルブを組み合
   わせて構成した請求項１の鉄道車両の横振れ制振用ダン
   パ。
3. 【請求項３】 ストロークセンシングシリンダのヘッド
   側室からロッド側室に向う作動流体の流れのみを許容す
   る流路が、伸側用のアンロード流路と当該流路中に介装
   した伸側用のアンロードバルブのオフの位置に設けたチ
   ェックバルブとで構成してある請求項１または２の鉄道
   車両の横振れ制振用ダンパ。
4. 【請求項４】 ストロークセンシングシリンダのヘッド
   側室からロッド側室に向う作動流体の流れのみを許容す
   る流路が、ピストンに設けた流路と当該流路中に介装し
   たチェックバルブとで構成してある請求項１または２の
   鉄道車両の横振れ制振用ダンパ。
5. 【請求項５】 台車と車体との間に介装されるストロー
   クセンシングシリンダと、このストロークセンシングシ
   リンダのヘッド側室からロッド側室に向う作動流体の流
   れのみを許容する流路と、サクションバルブを通してス
   トロークセンシングシリンダのヘッド側室に通じるリザ
   ーバと、ヘッド側室をリザーバに連通する流路中に介装
   した圧側用のアンロードバルブと、同じくロッド側室を
   ヘッド側室に連通する流路中に介装した伸側用のアンロ
   ードバルブと、ロッド側室とリザーバとの間に介装した
   減衰力制御回路とを備え、上記減衰力制御回路に複数の
   減衰力発生要素を直列に配置すると共に、それぞれの減
   衰力発生要素をバイパス制御する開閉バルブを並設し、
   当該開閉バルブのオン・オフ操作によって減衰力発生要
   素を通る作動流体の流れを選択するようにしたダンパを
   用い、ストロークセンシングシリンダで検出したダンパ
   信号をダンパ変位信号とダンパ速度信号とに分け、これ
   らダンパ変位信号とダンパ速度信号および車体に設けた
   検知手段からの車体速度信号とに基づいて減衰力制御回
   路で発生する最適値に最も近い減衰力値をコンンピュー
   タで演算し、この演算結果に合うように減衰力発生要素
   に並設したバイパス制御用の開閉バルブの切換制御を行
   う一方、上記検知手段からの車体速度信号によりそのと
   きの車体の振れ方向をコンピュータで判断して圧側用お
   よび伸側用のアンロードバルブを選択的に切換制御する
   ことを特徴とする鉄道車両の横振れ制振用ダンパシステ
   ム。