JP4283141B2 - 鉄道車両用アシスト操舵台車 - Google Patents
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Description
本発明は、鉄道車両用アシスト操舵台車に関するものである。
現在実用化されている操舵機能付き台車は、車体（操舵はり）−台車枠間のボギー角を操舵リンクで検出し、前後輪軸のアタック角を機械的に操舵制御している（下記特許文献１参照）。このような機構を用いることにより、円曲線中での横圧低減に効果が確認されている。
特開平１０−２０３３６４号公報
しかしながら、従来の操舵機能付き台車では、機械的操舵制御を行っても、緩和曲線出入口のような曲率の変化点においては機構的に台車ボギー角が発生しないため、その効果が低くなっている。
本発明は、上記状況に鑑みて、パッシブ操舵台車に制御による操舵機能を付加し、曲率変化点での横圧低減効果をもたらす鉄道車両用アシスト操舵台車を提供することを目的とする。
本発明は、上記目的を達成するために、
〔１〕鉄道車両用アシスト操舵台車において、台車台枠に枢支される操舵回動体と軸箱との間に配置されるパッシブ操舵リンクと、車輪軸の前後動を許容し得る軸箱前後支持バネと、一端が前記パッシブ操舵リンクに固定され、他端が前記車輪軸に固定され、前記パッシブ操舵リンクと並列に設置されるアクティブ操舵を行うアクチュエータとを具備することを特徴とする。
〔１〕鉄道車両用アシスト操舵台車において、台車台枠に枢支される操舵回動体と軸箱との間に配置されるパッシブ操舵リンクと、車輪軸の前後動を許容し得る軸箱前後支持バネと、一端が前記パッシブ操舵リンクに固定され、他端が前記車輪軸に固定され、前記パッシブ操舵リンクと並列に設置されるアクティブ操舵を行うアクチュエータとを具備することを特徴とする。
〔２〕上記〔１〕記載の鉄道車両用アシスト操舵台車において、前記アクチュエータは制御装置によって制御され、発生力を前記制御装置からの目標値に近づけるように制御されることを特徴とする。
〔３〕上記〔２〕記載の鉄道車両用アシスト操舵台車において、前記制御装置は、事前に調査された曲率変化点の位置情報に基づいて、自車の走行位置情報を参照しつつ緩和曲線の入口で曲率の変化率に合わせてアクティブ操舵することを特徴とする。
本発明によれば、パッシブ操舵台車に制御による操舵機能を付加し、曲率変化点での横圧低減効果をもたらすことができる。
本発明の鉄道車両用アシスト操舵台車は、台車台枠に枢支される操舵回動体と軸箱との間に配置されるパッシブ操舵リンクと、車輪軸の前後動を許容し得る軸箱前後支持バネと、一端が前記パッシブ操舵リンクに固定され、他端が前記車輪軸に固定され、前記パッシブ操舵リンクと並列に設置されるアクティブ操舵を行うアクチュエータとを備えており、曲率変化点での横圧低減効果をもたらす。
以下、本発明の実施の形態について詳細に説明する。
図１は本発明の実施例を示す鉄道車両用アシスト操舵台車の模式図、図２はそのアシスト操舵台車の側面図である。
この図において、１は台車枠、２はその台車枠１に枢支される操舵回動体、３は操舵回動体２の回動軸、４は前側車輪、５は車輪軸、６は軸箱、７は車輪軸５と前側車輪用操舵リンク（パッシブ操舵リンク）８間に配置される軸箱前後支持バネ、９は車輪軸５と前側車輪用操舵リンク８間に配置される操舵制御用力制御アクチュエータ（アクティブ操舵制御用アクチュエータ）、１０は前側車輪用操舵リンク８の操舵回動体２への取付け部、１１は後側車輪、１２は軸箱、１３は車輪軸、１４は車輪軸１３と後側車輪用操舵リンク（パッシブ操舵リンク）１５間に配置される軸箱前後支持バネ、１６は車輪軸１３と後側車輪用操舵リンク１５間に配置される操舵制御用力制御アクチュエータ（アクティブ操舵制御用アクチュエータ）、１７は後側車輪用操舵リンク１５の操舵回動体２への取付け部である。
ここでは、アクティブ操舵を行う操舵制御用力制御アクチュエータ９，１６とパッシブ操舵リンク８，１５は並列に設置する。
車輪軸５と前側車輪用操舵リンク（パッシブ操舵リンク）８間に配置される軸箱前後支持バネ７及び車輪軸１３と後側車輪用操舵リンク（パッシブ操舵リンク）１５間に配置される軸箱前後支持バネ１４の存在により、パッシブ操舵リンク８，１５と並列に設置されるアクティブ操舵を行う操舵制御用力制御アクチュエータ９，１６が、車輪軸５，１３とパッシブ操舵リンク８，１５との距離を変化させることができ、台車の操舵をアシストすることができる。
そして、万一アクティブ操舵を行う操舵制御用力制御アクチュエータ９，１６がフェイルした場合にも最低限の軸箱支持剛性を軸箱前後支持バネ７，１４が負担できるような構成となっている。
図３はその操舵制御用力制御アクチュエータの制御システムの概略構成図である。
この図において、２１は制御装置であり、この制御装置２１は、車両の曲率変化点の位置情報２２と、現在走行位置情報２３とを取り込むようにしている。
そこで、操舵制御用力制御アクチュエータ９，１６は発生力を制御装置２１からの目標値に近づけるように制御を行う。アクチュエータ動作を力制御とし、最大発生力を制限することで、何らかの要因で逆操舵をした場合のフェイルセーフ性を向上させるようにしている。操舵制御の動作として、現在の制御付き振子車両と同様の地上データベースを利用したシステムが考えられる。曲率変化点の位置情報２２を事前に調査し、自車の走行位置情報２３を参照しつつ緩和曲線の入口で曲率の変化率に合わせてアクティブ操舵する。緩和曲線中の自車走行位置が進行し、台車ボギー角が次第に大きくなると、操舵制御用力制御アクチュエータ９，１６によるアシスト操舵量を一定としても輪軸操舵角はボギー角の増加に応じて大きくなる。円曲線中においては、アシスト操舵量をほぼ０に戻しても台車ボギー角による機械的輪軸操舵を行うため適切な輪軸操舵を行うことができる。
このような動作を行うことにより、完全なフルアクティブ操舵で輪軸のラジアル位置を実現することに比べ、アシスト操舵はアクチュエータの駆動ストロークが大幅に小さく、フェイルセーフ性の向上を図ることができる。
なお、本発明は上記実施例に限定されるものではなく、本発明の趣旨に基づき種々の変形が可能であり、これらを本発明の範囲から排除するものではない。
本発明の鉄道車両用アシスト操舵台車は、適切な輪軸操舵を行うことができる操舵台車として利用可能である。
１ 台車台枠
２ 操舵回動体
３ 操舵回動体の回動軸
４ 前側車輪
５，１３ 車輪軸
６，１２ 軸箱
７，１４ 軸箱前後支持バネ
８ 前側車輪用操舵リンク（パッシブ操舵リンク）
９，１６ 操舵制御用力制御アクチュエータ
１０ 前側車輪用操舵リンクの操舵回動体への取付け部
１１ 後側車輪
１５ 後側車輪用操舵リンク（パッシブ操舵リンク）
１７ 後側車輪用操舵リンクの操舵回動体への取付け部
２１ 制御装置
２２ 曲率変化点の位置情報
２３ 走行位置情報
２ 操舵回動体
３ 操舵回動体の回動軸
４ 前側車輪
５，１３ 車輪軸
６，１２ 軸箱
７，１４ 軸箱前後支持バネ
８ 前側車輪用操舵リンク（パッシブ操舵リンク）
９，１６ 操舵制御用力制御アクチュエータ
１０ 前側車輪用操舵リンクの操舵回動体への取付け部
１１ 後側車輪
１５ 後側車輪用操舵リンク（パッシブ操舵リンク）
１７ 後側車輪用操舵リンクの操舵回動体への取付け部
２１ 制御装置
２２ 曲率変化点の位置情報
２３ 走行位置情報
Claims (3)
- （ａ）台車台枠に枢支される操舵回動体と軸箱との間に配置されるパッシブ操舵リンクと、
（ｂ）車輪軸の前後動を許容し得る軸箱前後支持バネと、
（ｃ）一端が前記パッシブ操舵リンクに固定され、他端が前記車輪軸に固定され、前記パッシブ操舵リンクと並列に設置されるアクティブ操舵を行うアクチュエータとを具備することを特徴とする鉄道車両用アシスト操舵台車。 - 請求項１記載の鉄道車両用アシスト操舵台車において、前記アクチュエータは制御装置によって制御され、発生力を前記制御装置からの目標値に近づけるように制御されることを特徴とする鉄道車両用アシスト操舵台車。
- 請求項２記載の鉄道車両用アシスト操舵台車において、前記制御装置は、事前に調査された曲率変化点の位置情報に基づいて、自車の走行位置情報を参照しつつ緩和曲線の入口で曲率の変化率に合わせてアクティブ操舵することを特徴とする鉄道車両用アシスト操舵台車。
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| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
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| JP2004076390A JP4283141B2 (ja) | 2004-03-17 | 2004-03-17 | 鉄道車両用アシスト操舵台車 |
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