JPH1191558A - 油圧空気式ローリング防止あるいはハンチング防止懸架装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 ローリングまたはハンチング減衰用の懸架装
置を提供する。 【解決手段】 本装置は、例えば鉄道車両のボギー（１
４）および鉄道車両のボデー（１５）間に配設された一
方の末端が鉄道車両のボギー（１４）に固定され、他端
が車両の前記ボデー（１５）に固定されたアクチュエー
タ（１１４、１１４’）を含む第一および第二の緩衝器
Ａ１およびＡ１’を含む。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は油圧空気式懸架装置
に関する。より詳細に言えば、本発明は道路車両または
鉄道車両における減衰ローリング、減衰ヨーイング型の
ハンチングまたは長手方向の減衰（ダンピング）に関す
る。

【０００２】

【従来の技術】カーノップ（Ｋａｒｎｏｐ）の米国特許
第５ ０２４ ３０２号は減衰特性が電気的に制御可能
な制御式緩衝器（ショックアブソーバ）に関する。

【０００３】その緩衝器内の蓄圧器（アキュムレータ）
の機能は容積補正を実行し、いずれかのチェック弁から
解放されるチャンバ内で実質的に一定の圧力を保持する
ことである。

【０００４】米国特許第５ ０２４ ３０２号に記載さ
れる制御式緩衝器はローリング防止またはハンチング防
止剛性機能を持たない。

【０００５】二つの緩衝器の組み合わせは教示されてい
ない。

【０００６】ＡＵＴＯＭＯＴＩＶＥ ＰＲＯＤＵＣＴＳ
Ｌｔｄ．の実用新案証ＦＲ ２２５２ ２２８は車両
用懸架装置に関する改良に関する。

【０００７】

【発明が解決しようとする課題】上記文献に記載されて
いるように、この従来技術の文献で開示されている装置
の目的は、懸架装置が湾曲部を走行中にローリングする
傾向および加速時に前部から後部へ、または減速時に後
部から前部へ荷重が移動する際にピッチング（縦揺れ）
する傾向に起因する動的な負荷の変化の間に車両重量を
車輪に伝達して車両を水平に保つための液体を充填する
空隙に含まれる液体の量を変化させるような車両懸架装
置を実施することである。

【０００８】文献ＦＲ ２ ２５２ ２２８に記載され
た上記車両懸架装置の解析を以下の説明の冒頭に記載す
る。

【０００９】本解析で示されるように、文献ＦＲ ２
２５２ ２２８に記載された上記車両懸架装置は明らか
にローリング防止（アンチローリング）トルクを提供す
るが、以下の欠点もある。

【００１０】上記車両懸架装置の鉛直方向の剛性および
ローリング剛性はアクチュエータの断面積の差のために
組み合わされる。

【００１１】上記車両懸架装置の鉛直方向の剛性および
ローリング剛性は蓄圧器の予圧によって決定される。

【００１２】ハイチャンバ内の流体が圧縮および膨張さ
れる際に流量制限圧縮が減衰機能を提供する。

【００１３】急速膨張の際にハイチャンバがキャビテー
ションを起こすことがある。

【００１４】ＦＲ ２ ２５２ ２２８に記載された懸
架装置が必要な変更を加えてハンチング減衰に適用され
る場合、ローリング減衰に適用される場合と同様の欠点
を示す。

【００１５】以上のことから本発明の目的は、知られて
いる装置の欠点を示さず、油圧空気式懸架装置を分解せ
ずにローリング防止剛性またはハンチング防止剛性を調
整できるローリング防止またはハンチング防止（アンチ
ハンチング）復原トルクを提供する機能と、油圧空気式
懸架装置を分解せずにビスカンス（ｖｉｓｃａｎｃｅ）
を調整できる鉛直方向の減衰および長手方向の減衰機能
と、油圧空気式懸架装置を分解せずに調整が可能で、鉛
直方向の減衰および長手方向の減衰を増加することなく
この減衰を増加させることが可能なローリング減衰また
はハンチング減衰を提供する機能を備えたローリングま
たはハンチング減衰用の単一の二次懸架装置を設計する
ことである。

【００１６】

【課題を解決するための手段】この目的のため、本発明
は、車両ボデーを車輪に連結すると共に、車輪を車両ボ
デーに連結する第一および第二の緩衝器Ａ１およびＡ
１’を含む車両用油圧空気式懸架装置であって各緩衝器
は、膨張第一チャンバおよび圧縮第二チャンバを画定す
るロッドを備えた非穿孔ピストンがスライド可能なよう
に取り付けられた流体を充填したシリンダを備えたアク
チュエータと、圧縮第一チェック弁ＣＬ１、ＣＬ１’
と、膨張第二チェック弁ＣＬ２、ＣＬ２’と、圧縮第一
液圧制御弁Ｖ２、Ｖ２’と、膨張第二液圧制御弁Ｖ１、
Ｖ１’と、チャンバから構成される予圧をかけた油圧空
気式蓄圧器とを含み、前記圧縮チェック弁ＣＬ１、ＣＬ
１’および前記膨張液圧制御弁Ｖ１、Ｖ１’が並列に取
り付けられ、前記圧縮チェック弁ＣＬ１および前記膨張
液圧制御弁Ｖ１が膨張チェンバと中間ポイントＡの間に
配設され、前記圧縮チェック弁ＣＬ１’および前記膨張
液圧制御弁Ｖ１’が前記膨張チェンバと中間ポイント
Ａ’の間に配設され、前記膨張チェック弁ＣＬ２、ＣＬ
２’および前記圧縮液圧制御弁Ｖ２、Ｖ２’が並列に取
り付けられ、前記膨張チェック弁ＣＬ２および前記圧縮
液圧制御弁Ｖ２が圧縮チェンバと前記中間ポイントＡ’
の間に配設され、前記膨張チェック弁ＣＬ２’および前
記圧縮液圧制御弁Ｖ２’が圧縮チェンバと前記中間ポイ
ントＡの間に配設され、前記装置が、並列に取り付けら
れたチェック弁ＣＬ３、ＣＬ３’と液圧制御弁Ｖ３、Ｖ
３’を含み、前記中間ポイントＡおよび蓄圧器の前記チ
ャンバの間に前記チェック弁ＣＬ３と前記液圧制御弁Ｖ
３が配設され、前記中間ポイントＡ’および蓄圧器の前
記チャンバの間に前記チェック弁ＣＬ３’と前記液圧制
御弁Ｖ３’が配設されることを特徴とする。

【００１７】本発明の懸架装置の利点は本装置がローリ
ング防止またはハンチング防止剛性機能を提供すること
である。

【００１８】蓄圧器３、３’は同一に予圧をかけられて
いるため、油圧回路およびレバーアームを介して理想的
に直線的で以下の形式を備えたローリングまたはハンチ
ングトルクを発生する空気圧剛性を誘発する。

【００１９】Ｍｐｎｅｕｍ＝−Ｋ_θ（Ｐ０，Ｖ０，Ｓ，
ａ）θ_c（ローリング復原） Ｍｐｎｅｕｍ＝−Ｋ_α（Ｐ０，Ｖ０，Ｓ，ａ）α_c（ハ
ンチング復原） これらの変数の意味は説明の最後に解説する。

【００２０】アクチュエータの断面積（Ｓｔ＝０）の差
がないことで装置の鉛直方向または長手方向の剛性もし
くは予圧を誘発する。

【００２１】蓄圧器の予圧Ｐ０を変更することでＫ_θま
たはＫ_αの値を変更できる。

【００２２】本発明の懸架装置の別の利点は本機能が鉛
直方向または長手方向の減衰機能を提供することであ
る。

【００２３】チェック弁および液圧制御弁セットＣＬ１
／Ｖ１、ＣＬ２／Ｖ２、およびＣＬ１’／Ｖ１’、ＣＬ
２’／Ｖ２’によって本装置が発生する鉛直方向の減衰
特性Ｆｄａｍｚ、Ｆ’ｄａｍｚまたは長手方向の減衰特
性Ｆｄａｍｘ、Ｆ’ｄａｍｘを調整することが可能にな
る。

【００２４】液圧制御弁は圧力差の関数として漸進的に
開く受動的要素の場合もあり、また流体断面が外部シス
テムによって制御される要素の場合もある。

【００２５】チャンバ１の流体が圧縮されると、チェッ
ク弁ＣＬ１が閉じ、液圧制御弁Ｖ１によってポイントＡ
に対するチャンバ１からのヘッドロスを調整することが
可能になる。

【００２６】チャンバ２の流体が膨張すると、チェック
弁ＣＬ２が開き液圧制御弁Ｖ２をバイパスしてポイント
Ａ’およびチャンバ２の間のヘッドロスは最小限にな
る。

【００２７】この動作モードは本装置に特有であり、文
献ＦＲ２ ２５２ ２２８に記載された装置と本装置を
差別化する。

【００２８】本動作はチャンバ２の流体が圧縮された場
合に対称的となる。

【００２９】リリーフチェック弁の使用によって流体が
膨張するチャンバ内のキャビテーションは回避される。

【００３０】本発明の装置によって広範囲にわたって減
衰特性を制御することが可能になる。

【００３１】本発明の装置によって圧縮と膨張で独立し
て調整が可能で、流体が圧縮されるチャンバ内で常に圧
力調整が行われる。

【００３２】チェック弁は液圧制御弁の動力学に関する
すべての問題を回避する。

【００３３】従来の二本のチューブの減衰とは異なり、
液圧制御弁およびチェック弁はピストンを外さずに調整
される。

【００３４】本発明の懸架装置の別の利点は、本装置が
ローリング防止機能またはハンチング防止機能を提供す
るということである。

【００３５】本懸架装置のチェック弁および液圧制御弁
セットＣＬ３／Ｖ３およびＣＬ３’／Ｖ３’によってロ
ーリング減衰トルクＭｄａｍθを発生するローリングの
角速度またはハンチング減衰トルクＭｄａｍαを発生す
るハンチングの角速度に適宜関連する追加のヘッドロス
ＰＢ−Ｐ３’およびＰＡ−Ｐ３を与えることが可能にな
る。

【００３６】このようなローリング減衰またはハンチン
グ減衰は鉛直方向の減衰または長手方向の減衰をさらに
強めることはない。

【００３７】この特性はアクチュエータが対称的である
という事実に関連しており、これが本発明の装置を文献
ＦＲ ２ ２５２ ２２８に記載された装置とは異なる
ものにしている。

【００３８】本発明のローリング減衰装置の重要な利点
は、本装置によって鉛直方向の減衰を変更せずにローリ
ング減衰を増やすことが可能なことである。

【００３９】したがって、適宜鉛直方向の減衰を変更せ
ずにローリング減衰を増やすか長手方向の減衰を変更せ
ずにハンチング減衰を増やすことが可能である。

【００４０】本発明の懸架装置の別の利点は本装置が制
御可能であるということである。

【００４１】液圧制御弁Ｖ１、Ｖ２およびＶ１’、Ｖ
２’並びにＶ３、Ｖ３’は受動的コンポーネント、例え
ば、圧力作動装置の関数として漸進的に開く弁である。

【００４２】液圧制御弁はまたその流量断面を変更する
よう外部から制御できる。

【００４３】液圧制御弁Ｖ１、Ｖ２のオリフィスは例え
ば、二つの２／２弁または４／２弁の二つの流量断面に
対応する。同じことがＶ１’、Ｖ２’、およびＶ３、Ｖ
３’にも適用される。

【００４４】液圧制御弁Ｖ１、Ｖ２およびＶ１’、Ｖ
２’のオリフィスの流量断面を制御することで、鉛直方
向の減衰力Ｆｄａｍｚ、Ｆ’ｄａｍｚ、または長手方向
の減衰力Ｆｄａｍｘ、Ｆ’ｄａｍｘを適宜制御すること
が可能である。

【００４５】本発明の装置は以上のように鉛直方向モー
ドおよびローリングモードのセミアクティブ（半能動）
な制御を可能にする。鉛直方向の減衰およびローリング
減衰は完全に分離できる。

【００４６】鉛直方向の減衰およびローリング減衰は以
上のように制御され、ローリング時の角度剛性が保証さ
れる。

【００４７】本発明の装置はまた長手方向モードおよび
ハンチングモードのセミアクティブな制御を可能にす
る。長手方向減衰およハンチング減衰は完全に分離でき
る。

【００４８】長手方向減衰およびハンチング減衰は以上
のように制御され、ハンチング時の角度剛性が保証され
る。

【００４９】したがって、本発明の装置の構造および実
施は文献ＦＲ ２ ２５２ ２２８および米国特許第５
０２４ ３０２号に記載された装置とは異なる。

【００５０】本発明のその他の目的、特性、および利点
は単に例示で添付図面を参照する以下の説明を読めば次
第に理解できるようになろう。

【００５１】以下の説明は文献ＦＲ ２ ２５２ ２２
８に記載された車両の懸架装置の解析に関する。同記載
の末尾に挙げられた変数のリストを参照する。

【００５２】Ｐａが大気圧の場合、各アクチュエータに
関する力については、次式が成り立つ。

【００５３】 Ｆ＝（Ｐ２−Ｐａ）Ｓ２−（Ｐ１−Ｐａ）Ｓ１ ＝（Ｐ２−Ｐ３’）Ｓ２−（Ｐ１−Ｐ３）Ｓ１＋（Ｐ３’−Ｐａ）Ｓ２− （Ｐ３−Ｐａ）Ｓ１ 同様に、 Ｆ’＝（Ｐ２’−Ｐ３）Ｓ２−（Ｐ１’−Ｐ３’）Ｓ１
＋（Ｐ３−Ｐａ）Ｓ２−（Ｐ３’−Ｐａ）Ｓ１ Ｉ）ＦＲ ２ ２５２ ２２８の懸架装置がローリング
防止の動作で考慮される場合、次式が成り立つ。

【００５４】Ｆ＝Ｆｄａｍｚ＋Ｆｐｎｅｕｍ および
Ｆ’＝Ｆ’ｄａｍｚ＋Ｆ’ｐｎｅｕｍ 上式において Ｆｄａｍｚ＝（Ｐ２−Ｐ３’）Ｓ２−（Ｐ１−Ｐ３）Ｓ
１ Ｆｐｎｅｕｍ＝（Ｐ３’−Ｐａ）Ｓ２−（Ｐ３−Ｐａ）
Ｓ１ Ｆ’ｄａｍｚ＝（Ｐ２’−Ｐ３）Ｓ２−（Ｐ１’−Ｐ
３’）Ｓ１ Ｆ’ｐｎｅｕｍ＝（Ｐ３−Ｐａ）Ｓ２−（Ｐ３’−Ｐ
ａ）Ｓ１ 上式においてＦおよびＦ’はそれぞれ、回路内のヘッド
ロスに関連する減衰条件（Ｆｄａｍｚ、Ｆ’ｄａｍｚ）
を含む。ヘッドロスそれ自体はアクチュエータの変位量
の関数である圧縮の流量すなわち「減衰力（制動力）」
に関連する。

【００５５】さらに、蓄圧器の圧力変動（Ｐ３’−Ｐ
３）に関連する空気圧剛性条件（Ｆｐｎｅｕｍ、Ｆ’ｐ
ｎｅｕｍ）を含む。各蓄圧器の圧力はその内部に含まれ
るガスの容積の関数である。油がガスと比べて圧縮不可
能であるという前提で油圧回路内の流体容積が一定とす
ると、この容積の変動はピストンの変位量に関連するこ
とがわかる。力ＦｐｎｅｕｍおよびＦ’ｐｎｅｕｍはそ
れゆえピストン変位量の関数で用語「空気圧剛性（空気
剛さ）」である Ｓｔ＝Ｓ２−Ｓ１ Ｓ＝（Ｓ２＋Ｓ１）／２ の条件の場合、車両ボデーに関してＯ（Ｍ_o）での鉛直
方向の合力（Ｒ）およびローリングモーメントに関して
次式が成り立つ。

【００５６】Ｒ ＝Ｆ＋Ｆ’＝（Ｆｄａｍｚ＋Ｆ’ｄａ
ｍｚ）＋［（Ｐ３−Ｐａ）＋（Ｐ３’−Ｐａ）］Ｓｔ ＭＯ＝（Ｆ’−Ｆ）ａ＝（Ｆ’ｄａｍｚ−Ｆｄａｍｚ）
ａ＋２Ｓａ（Ｐ３−Ｐ３ ’）以下の減衰条件が得られる。

【００５７】 Ｒｄａｍ＝（Ｆｄａｍｚ＋Ｆ’ｄａｍｚ） Ｍ_oｄａｍ＝（Ｆ’ｄａｍｚ−Ｆｄａｍｚ）ａ 以下の予圧付きの鉛直方向の剛性条件が得られる。

【００５８】Ｒｐｎｅｕｍ＝［（Ｐ３−Ｐａ）＋（Ｐ
３’−Ｐａ）］Ｓｔ Ｒｐｎｅｕｍ≒２（Ｐ０−Ｐａ）Ｓｔ−Ｋｚ（Ｐ０，Ｖ
０，Ｓｔ）ｚｃ 剛性Ｋｚは各アクチュエータの予圧、容積、および断面
積の差の関数である。

【００５９】以下のローリング復原トルクが得られる。

【００６０】Ｍｐｎｅｕｍ＝２Ｓａ（Ｐ３−Ｐ３’） Ｍｐｎｅｕｍ≒−Ｋ_θ（Ｐ０，Ｖ０，Ｓ，ａ）θｃ 角剛性Ｋ_θは各蓄圧器（Ｐ０、Ｖ０）における予圧およ
び容積と、スラスト断面積の合計（Ｓ）と、レバーアー
ム（ａ）との関数である。アクチュエータが同時に変位
する場合、各蓄圧器のガス容量は同一のままで、蓄圧器
内の圧力は同一のままであるので復原トルクは存在しな
い。ピストンが反対方向に変位する（ローリング）場
合、一つの蓄圧器の内のガスの容積は減少するが残りの
蓄圧器内のガスの容積は増加するため蓄圧器間に圧力の
差が発生し、復原トルクを生む。

【００６１】本装置は明らかにローリング防止復原トル
クを提供する。ただし、以下の点に注意が必要である。

【００６２】蓄圧器は車両ボデーを支える弾力的な要素
として表されている（この機能はアクチュエータのスラ
スト断面積の非対称のために重要な役割を果たす）。

【００６３】ローリング時に角剛性を提供する蓄圧器の
使用が一般に推奨されるが要求はされない。

【００６４】重点はローリング減衰および鉛直方向の減
衰に置かれる。また、アクチュエータの各断面積の差は
ローリングにおける鉛直方向の剛性および角剛性を結合
する。これらの二つの剛性は蓄圧器の予圧によって決定
される。これが本装置の欠点である。

【００６５】ＩＩ）ＦＲ ２ ２５２ ２２８の懸架装
置がハンチング防止の動作で考慮される場合、次式が成
り立つ。

【００６６】Ｆ＝Ｆｄａｍｘ＋Ｆｐｎｅｕｍ および
Ｆ’＝Ｆ’ｄａｍｘ＋Ｆ’ｐｎｅｕｍ 上式において Ｆｄａｍｘ＝（Ｐ２−Ｐ３’）Ｓ２−（Ｐ１−Ｐ３）Ｓ
１ Ｆｐｎｅｕｍ＝（Ｐ３’−Ｐａ）Ｓ２−（Ｐ３−Ｐａ）
Ｓ１ Ｆ’ｄａｍｘ＝（Ｐ２’−Ｐ３）Ｓ２−（Ｐ１’−Ｐ
３’）Ｓ１ Ｆ’ｐｎｅｕｍ＝（Ｐ３−Ｐａ）Ｓ２−（Ｐ３’−Ｐ
ａ）Ｓ１ 上式においてＦおよびＦ’はそれぞれ、回路内のヘッド
ロスに関連する減衰条件（Ｆｄａｍｘ、Ｆ’ｄａｍｘ）
を含む。ヘッドロスそれ自体はアクチュエータの変位量
の関数である圧縮の流量すなわち「減衰力」に関連す
る。

【００６７】さらに、蓄圧器の圧力変動（Ｐ３’−Ｐ
３）に関連する空気圧剛性条件（Ｆｐｎｅｕｍ、Ｆ’ｐ
ｎｅｕｍ）を含む。各蓄圧器の圧力はその内部に含まれ
るガスの容積の関数である。油がガスと比べて圧縮不可
能であるという前提で油圧回路内の流体容積が一定とす
ると、この容積の変動はピストンの変位量に関連するこ
とがわかる。力ＦｐｎｅｕｍおよびＦ’ｐｎｅｕｍはそ
れゆえピストン変位量の関数で用語「空気圧剛性」であ
る Ｓｔ＝Ｓ２−Ｓ１ Ｓ＝（Ｓ２＋Ｓ１）／２ の条件の場合、車両ボデーに関してＯ（Ｍ_o）での鉛直
方向の合力（Ｒ）およびハンチングモーメントに関して
次式が成り立つ。

【００６８】Ｒ ＝Ｆ＋Ｆ’＝（Ｆｄａｍｘ＋Ｆ’ｄａ
ｍｘ）＋［（Ｐ３−Ｐａ）＋（Ｐ３’−Ｐａ）］Ｓｔ ＭＯ＝（Ｆ’−Ｆ）ａ＝（Ｆ’ｄａｍｘ−Ｆｄａｍｘ）
ａ＋２Ｓａ（Ｐ３−Ｐ３’） 以下の減衰条件が得られる。

【００６９】Ｒｄａｍ＝（Ｆｄａｍｘ＋Ｆ’ｄａｍｘ） Ｍ_Oｄａｍ＝（Ｆ’ｄａｍｘ−Ｆｄａｍｘ）ａ 以下の予圧付きの鉛直方向の剛性が得られる。

【００７０】Ｒｐｎｅｕｍ＝［（Ｐ３−Ｐａ）＋（Ｐ
３’−Ｐａ）］Ｓｔ Ｒｐｎｅｕｍ≒２（Ｐ０−Ｐａ）Ｓｔ−Ｋｘ（Ｐ０，Ｖ
０，Ｓｔ）ｘｃ 剛性Ｋｘは各アクチュエータの予圧、容積、および断面
積の差の関数である。

【００７１】以下のハンチング復原トルクが得られる。

【００７２】Ｍｐｎｅｕｍ＝２Ｓａ（Ｐ３−Ｐ３’） Ｍｐｎｅｕｍ≒−Ｋ_α（Ｐ０，Ｖ０，Ｓ，ａ）αｃ 角剛性Ｋ_αは各蓄圧器（Ｐ０、Ｖ０）の予圧および容積
と、スラスト断面（Ｓ）の合計と、レバーアーム（ａ）
との関数である。アクチュエータが同時に変位する場
合、各蓄圧器のガス容量は同一のままで、蓄圧器内の圧
力は同一のままであるので復原トルクは存在しない。ピ
ストンが反対方向に変位する（ハンチング）場合、一つ
の蓄圧器の内のガスの容積は減少するが残りの蓄圧器内
のガスの容積は増加するため蓄圧器間に圧力の差が発生
し、復原トルクを生む。

【００７３】本装置は明らかにハンチング防止復原トル
クを提供する。ただし、以下の点に注意が必要である。

【００７４】蓄圧器は車両ボデーを支える弾力的な要素
として表されている（この機能はアクチュエータのスラ
スト断面の非対称のために重要な役割を果たす）。

【００７５】ハンチング時に角剛性を提供する蓄圧器の
使用が一般に推奨されるが要求はされない。

【００７６】重点はハンチング減衰および長手方向の減
衰に置かれる。また、アクチュエータの各断面積の差は
ハンチングにおける長手方向の剛性および角剛性を統合
する。これらの二つの剛性は蓄圧器の予圧によって決定
される。これが本装置の欠点である。

【００７７】

【発明の実施の形態】図１は本発明のローリング減衰装
置の原理を示す図である。

【００７８】ローリング減衰装置は第一の緩衝器Ａ１お
よび第二の緩衝器Ａ１’を含む。

【００７９】各緩衝器はロッド１３、１３’を備えた非
穿孔ピストン１２、１２’がスライド可能なように設け
られ、その結果としてのアセンブリがアクチュエータ１
１４、１１４’を構成するシリンダ１１、１１’を含
む。

【００８０】ロッド１３、１３’はピストン１２、１
２’を貫通している。

【００８１】ピストン１２、１２’は「圧縮チャンバ」
と呼ばれる第一のチャンバ１、１’と、「膨張チャン
バ」と呼ばれる第二のチャンバ２、２’を区切る。

【００８２】シリンダ１１、１１’には流体１６、１
６’、例えば作動油が充填されている。

【００８３】緩衝器は「圧縮チェック弁」と呼ばれる第
一のチェック弁（逆止弁）ＣＬ１、ＣＬ１’および「膨
張チェック弁」と呼ばれる第二のチェック弁ＣＬ２、Ｃ
Ｌ２’をさらに備える。

【００８４】「圧縮液圧制御弁」と呼ばれる第一の液圧
制御弁Ｖ２、Ｖ２’および「膨張液圧制御弁」と呼ばれ
る第二の液圧制御弁Ｖ１、Ｖ１’は電気的に制御が可能
である。

【００８５】セミアクティブな緩衝器はチャンバから構
成される予圧をかけた油圧空気式蓄圧器３、３’をさら
に備える。

【００８６】このような油圧空気式蓄圧器３、３’は圧
力をかけた不活性ガスとガスがその圧力を伝達する作動
油を含む固定容積を形成する。

【００８７】二種類の流体は一般にダイヤフラムまたは
ブラダ（袋）で物理的に分離される。

【００８８】蓄圧器の機能は第一に緩衝器が完全に圧縮
された場合にロッドの容積に対応する油の量を吸収する
ことで、第二に油圧回路内の圧力を少なくとも最小にす
ることを保証することである。

【００８９】圧縮チェック弁ＣＬ１、ＣＬ１’および膨
張液圧制御弁Ｖ１、Ｖ１’は並列に取り付けられる。

【００９０】圧縮チェック弁ＣＬ１および膨張液圧制御
弁Ｖ１は膨張チャンバ１と中間ポイントＡの間に配設さ
れる。

【００９１】圧縮チェック弁ＣＬ１’および膨張液圧制
御弁Ｖ１’は膨張チャンバ１’と中間ポイントＡ’の間
に配設される。

【００９２】膨張チェック弁ＣＬ２、ＣＬ２’および圧
縮液圧制御弁Ｖ２、Ｖ２’は並列に取り付けられる。

【００９３】膨張チェック弁ＣＬ２および圧縮液圧制御
弁Ｖ２は圧縮チャンバ２と中間ポイントＡ’の間に配設
される。

【００９４】膨張チェック弁ＣＬ２’および圧縮液圧制
御弁Ｖ２’は圧縮チャンバ２’と中間ポイントＡの間に
配設される。

【００９５】チェック弁ＣＬ３、ＣＬ３’および液圧制
御弁Ｖ３、Ｖ３’は並列に取り付けられる。

【００９６】チェック弁ＣＬ３および液圧制御弁Ｖ３は
中間ポイントＡと蓄圧器３のチャンバの間に配設され
る。

【００９７】チェック弁ＣＬ３’および液圧制御弁Ｖ
３’は中間ポイントＡ’と蓄圧器３’のチャンバの間に
配設される。

【００９８】各チェック弁の方向を図１に示す。

【００９９】アクチュエータ１１４、１１４’は横方向
平面上に鉛直に配設され、鉄道で使用される場合は鉄道
車両のボギー１４と鉄道車両のボデー１５の間に配設さ
れる。

【０１００】各アクチュエータ１１４、１１４’の末端
の一方は鉄道車両のボギー１４に固定され、各アクチュ
エータ１１４、１１４’の他の一方は車両のボデー１５
に固定される。

【０１０１】以下の説明は本発明のローリング減衰装置
について文献ＦＲ ２ ２５２ ２２８の解析と同じ条
件、Ｓｔ＝０、Ｓ１＝Ｓ２＝Ｓで行った解析に関する。

【０１０２】中間ポイントＡおよびＡ’での圧力が含ま
れる。

【０１０３】計算後に次式が得られる。

【０１０４】Ｆ＝［（Ｐ２−ＰＢ）−（Ｐ１−ＰＡ）］
Ｓ＋［（ＰＢ−Ｐ３’）−（ＰＡ−Ｐ３）］Ｓ＋（Ｐ
３’−Ｐ３）Ｓ Ｆ’＝［（Ｐ２’−ＰＡ）−（Ｐ１’−ＰＢ）］Ｓ＋
［（ＰＡ−Ｐ３）＋（ＰＢ−Ｐ３’）］Ｓ＋（Ｐ３−Ｐ
３’）Ｓ 次の式が成り立つ場合、 Ｆｄａｍｚ＝［（Ｐ２−ＰＢ）−（Ｐ１−ＰＡ）］Ｓ Ｆ’ｄａｍｚ＝［（Ｐ２’−ＰＡ）−（Ｐ１’−Ｐ
Ｂ）］Ｓ Ｆｄａｍθ＝［（ＰＡ−Ｐ３）−（ＰＢ−Ｐ３’）］Ｓ 次式が成り立つ。

【０１０５】Ｒ＝Ｆ＋Ｆ’＝Ｆｄａｍｚ＋Ｆ’ｄａｍｚ ＭＯ＝（Ｆ’−Ｆ）ａ＝（Ｆ’ｄａｍｚ−Ｆｄａｍｚ）
ａ＋２Ｆｄａｍθａ＋２（Ｐ３−Ｐ３’）Ｓａ 以下のローリング復原トルクが得られる。

【０１０６】Ｍｐｎｅｕｍ＝２（Ｐ３−Ｐ３’）Ｓａ Ｍｐｎｅｕｍ≒−Ｋ_θ（Ｐ０，Ｖ０，Ｓ，ａ）θｃ 角剛性Ｋ_θは各蓄圧器（Ｐ０、Ｖ０）と、スラスト断面
（Ｓ）およびレバーアーム（ａ）の総計の予圧および容
積の関数である。アクチュエータが同時に変位する場
合、各蓄圧器のガス容量は同一のままで、蓄圧器内の圧
力は同一のままであるので復原トルクは存在しない。ピ
ストンが反対方向に変位する（ローリング）場合、一つ
の蓄圧器の内のガスの容積は減少するが残りの蓄圧器内
のガスの容積は増加するため蓄圧器間に圧力の差が発生
し、復原トルクを生む。

【０１０７】以下の鉛直方向の減衰力が得られる。

【０１０８】Ｒｄａｍ＝Ｆｄａｍｚ＋Ｆ’ｄａｍｚ ＦｄａｍｚおよびＦ’ｄａｍｚは減衰トルクも含む。

【０１０９】Ｍｄａｍ＝（Ｆ’ｄａｍｚ−Ｆｄａｍｚ）
ａ ヘッドロスの関数である式ＦｄａｍｚおよびＦ’ｄａｍ
ｚが示すように、これらの力はチェック弁／液圧制御弁
セット（ＣＬ１／Ｖ１、ＣＬ２／Ｖ２、ＣＬ１’／Ｖ
１’、ＣＬ２’／Ｖ２’）によって決定される。

【０１１０】以下のローリング減衰トルクが得られる。

【０１１１】Ｍｄａｍθ＝２Ｆｄａｍθａ＝２［（ＰＡ
−Ｐ３）−（ＰＢ−Ｐ３’）］Ｓａ このトルクは、鉛直方向の減衰には影響しない。この値
はヘッドロス（（ＰＡ−Ｐ３）および（ＰＢ−Ｐ
３’）、したがって、チェック弁／液圧制御弁セット
（ＣＬ３／Ｖ３、ＣＬ３’／Ｖ３’）によって決定され
る。

【０１１２】ＰＡ−Ｐ３は蓄圧器３のチャンバ方向への
Ａからの流体の流量Ｑ_A3に関連する。流量が一定だとす
ると、次式が成り立つ。

【０１１３】Ｑ_A3＝Ｓｚ−Ｓｚ’≒Ｓ（ｚｃ−ａθｃ）
−Ｓ（ｚｃ＋ａθｃ）＝−２Ｓａθｃ 以上からＰＡ−Ｐ３はθｃに関連し、同様にＰＢ−Ｐ
３’はＱ_B3'＝２Ｓ θｃに関連し、したがってθｃに関
連する。それゆえ条件「ローリング減衰」が正当化され
る。

【０１１４】図２は本発明のハンチング減衰および長手
方向減衰装置の原理を示す図である。

【０１１５】図２では、図１に示す要素に類似した要素
が同じ参照を用いて指定されている。

【０１１６】このハンチング防止装置では、アクチュエ
ータ１１４、１１４’は好ましくは同じ平面上に長手方
向に配設され、鉄道分野で使用される場合は鉄道車両の
ボギー１４と鉄道車両のボデー１５の間に配設される。

【０１１７】以下の説明は本発明の油圧空気式ハンチン
グ減衰および長手方向の減衰装置について文献ＦＲ ２
２５２ ２２８の解析と同じ条件、Ｓｔ＝０、Ｓ１＝
Ｓ２＝Ｓで行った解析に関する。

【０１１８】中間ポイントＡおよびＡ’での圧力が含ま
れる。

【０１１９】計算後に次式が得られる。

【０１２０】Ｆ＝［（Ｐ２−ＰＢ）−（Ｐ１−ＰＡ）］
Ｓ＋［（ＰＢ−Ｐ３’）−（ＰＡ−Ｐ３）］Ｓ＋（Ｐ
３’−Ｐ３）Ｓ Ｆ’＝［（Ｐ２’−ＰＡ）−（Ｐ１’−ＰＢ）］Ｓ＋
［（ＰＡ−Ｐ３）＋（ＰＢ−Ｐ３’）］Ｓ＋（Ｐ３−Ｐ
３’）Ｓ 次の式が成り立つ場合、 Ｆｄａｍｘ＝［（Ｐ２−ＰＢ）−（Ｐ１−ＰＡ）］Ｓ Ｆ’ｄａｍｘ＝［（Ｐ２’−ＰＡ）−（Ｐ１’−Ｐ
Ｂ）］Ｓ Ｆｄａｍα＝［（ＰＡ−Ｐ３）−（ＰＢ−Ｐ３’）］Ｓ 次式が成り立つ。

【０１２１】Ｒ＝Ｆ＋Ｆ’＝Ｆｄａｍｘ＋Ｆ’ｄａｍｘ ＭＯ＝（Ｆ’−Ｆ）ａ＝（Ｆ’ｄａｍｘ−Ｆｄａｍｘ）
ａ＋２Ｆｄａｍαａ＋２（Ｐ３−Ｐ３’）Ｓａ 以下のハンチング復原トルクが得られる。

【０１２２】Ｍｐｎｅｕｍ＝２（Ｐ３−Ｐ３’）Ｓａ Ｍｐｎｅｕｍ≒−Ｋ_α（Ｐ０，Ｖ０，Ｓ，ａ）αｃ 角剛性Ｋ_αは各蓄圧器（Ｐ０、Ｖ０）と、スラスト断面
（Ｓ）およびレバーアーム（ａ）の総計の予圧および容
積の関数である。アクチュエータが同時に変位する場
合、各蓄圧器のガス容量は同一のままで、蓄圧器内の圧
力は同一のままであるので復原トルクは存在しない。ピ
ストンが反対方向に変位する（ハンチング）場合、一つ
の蓄圧器の内のガスの容積は減少するが残りの蓄圧器内
のガスの容積は増加するため蓄圧器間に圧力の差が発生
し、復原トルクを生む。

【０１２３】以下の長手方向の減衰力が得られる。

【０１２４】Ｒｄａｍ＝Ｆｄａｍｘ＋Ｆ’ｄａｍｘ ＦｄａｍｘおよびＦ’ｄａｍｘは減衰トルクも含む。

【０１２５】 Ｍｄａｍ＝（Ｆ’ｄａｍｘ−Ｆｄａｍｘ）ａ ヘッドロスの関数である式ＦｄａｍｘおよびＦ’ｄａｍ
ｘが示すように、これらの力はチェック弁／液圧制御弁
セット（ＣＬ１／Ｖ１、ＣＬ２／Ｖ２、ＣＬ１’／Ｖ
１’、ＣＬ２’／Ｖ２’）によって決定される。

【０１２６】以下のハンチング減衰トルクが得られる。

【０１２７】Ｍｄａｍα＝２Ｆｄａｍαａ＝２［（ＰＡ
−Ｐ３）−（ＰＢ−Ｐ３’）］Ｓａ このトルクは、長手方向の減衰には影響しない。この値
はヘッドロス（（ＰＡ−Ｐ３）および（ＰＢ−Ｐ
３’）、したがって、チェック弁／液圧制御弁セット
（ＣＬ３／Ｖ３、ＣＬ３’／Ｖ３’）によって決定され
る。

【０１２８】ＰＡ−Ｐ３は蓄圧器３のチャンバ方向への
Ａからの流体の流量Ｑ_A3に関連する。流量が一定だとす
ると、次式が成り立つ。

【０１２９】Ｑ_A3＝Ｓｘ−Ｓｘ’≒Ｓ（ｘｃ−ａαｃ）
−Ｓ（ｘｃ＋ａαｃ）＝−２Ｓａαｃ 以上からＰＡ−Ｐ３はαｃに関連し、同様にＰＢ−Ｐ
３’はＱ_B3'＝２Ｓ αｃに関連し、したがってαｃに関
連する。それゆえ条件「ハンチング減衰」が正当化され
る。

【０１３０】変数のリスト Ｆ、Ｆ’ 車両ボデーにかかるアクチュエータの力
（Ｎ） ａ アクチュエータが車両ボデー（レバーアーム）に
固定される固定ポイント間の距離の１／２（ｍ） ｚ、ｚ’ アクチュエータ固定ポイントでの車両ボデ
ーとボギー間の鉛直方向の変位量（ｍ） ｚｃ 車両ボデー、固定ボギーのポイントＯでの鉛直
方向の車両ボデー変位量（ｍ） θｃ 車両ボデーとボギー間のローリング（ラジア
ン） ｙ 重心位置での車両ボデーの横方向変位（ｍ） α 車両ボデーのハンチング（ラジアン） ｘ、ｘ’ アクチュエータ固定ポイントでの車両ボデ
ーとボギー間の長手方向の変位量（ｍ） ｘｃ 車両ボデー、固定ボギーのポイントＯでの長手
方向の車両ボデー変位量（ｍ） αｃ 車両ボデーとボギー間のハンチング（ラジア
ン） Ｓ１ ロッド位置でのアクチュエータの断面積（非対
称アクチュエータ）（ｍ²） Ｓ２ エンド壁位置でのアクチュエータの断面積（非
対称アクチュエータ）（ｍ²） Ｓｔ アクチュエータのスラスト断面積の差（ｍ²） アクチュエータが非対称の場合、Ｓｔ＝Ｓ２−Ｓ１（ｍ
²） アクチュエータが対称の場合、Ｓｔ＝０ Ｓ アクチュエータ断面（対称アクチュエータ）（ｍ
²） アクチュエータが非対称の場合、Ｓ＝（Ｓ１＋Ｓ２）／
２ Ｖ１、Ｖ２、Ｖ３、Ｖ３’、Ｖ１’、Ｖ２’： 開口
が圧力の関数として漸進的に行われ（受動システム）、
開口が外部的に制御される（例：電気的に制御されるシ
ステム）ヘッドロス調整システム。（Ｖ１、Ｖ２）また
は（Ｖ３、Ｖ３’）または（Ｖ１’、Ｖ２’）は同じ弁
の二つのオリフィスに対応することがある。

【０１３１】 ＣＬ１、ＣＬ２、ＣＬ３、ＣＬ４： チェック弁 Ｖ０、Ｐ０ 蓄圧器３および３’の初期容積および圧力
（懸架は行わない） Ｖ 車両の前進速度（ｍ／ｓ）

【図面の簡単な説明】

【図１】ローリング減衰に適用される本発明の懸架装置
の図である。

【図２】ハンチングおよび長手方向減衰に適用される本
発明の懸架装置の図である。

【符号の説明】

ＣＬ１、ＣＬ１’ 圧縮チェック弁 ＣＬ２、ＣＬ２’ 膨張チェック弁 ＣＬ３、ＣＬ３’ チェック弁 Ｖ１、Ｖ１’ 膨張第二液圧制御弁 Ｖ２、Ｖ２’ 圧縮第一液圧制御弁 Ｖ３、Ｖ３’ 液圧制御弁 Ａ、Ａ’ 中間ポイント Ａ１、Ａ１’ 緩衝器 １、１’ 第一のチャンバ ２、２’ 第二のチャンバ ３、３’ 蓄圧器 １１、１１’ シリンダ １２、１２’ 非穿孔ピストン １３、１３’ ロッド １４ 鉄道車両のボギー １５ 鉄道車両のボデー １６、１６’ 流体 １１４、１１４’ アクチュエータ

Claims (10)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 車両ボデーを車輪に連結すると共に、車
   輪を車両ボデーに連結する第一および第二の緩衝器Ａ１
   およびＡ１’を含む車両用油圧空気式懸架装置であっ
   て、 各緩衝器は、 膨張第一チャンバ（１、１’）および圧縮第二チャンバ
   （２、２’）を画定するロッド（１３、１３’）を備え
   た非穿孔ピストン（１２、１２’）がスライド可能なよ
   うに取り付けられた流体（１６、１６’）を充填したシ
   リンダ（１１、１１’）を備えたアクチュエータ（１１
   ４、１１４’）と、 圧縮第一チェック弁ＣＬ１、ＣＬ１’と、膨張第二チェ
   ック弁ＣＬ２、ＣＬ２’と、圧縮第一液圧制御弁Ｖ２、
   Ｖ２’と、膨張第二液圧制御弁Ｖ１、Ｖ１’と、チャン
   バから構成される予圧をかけた油圧空気式蓄圧器（３、
   ３’）とを含み、 前記圧縮チェック弁ＣＬ１、ＣＬ１’および前記膨張液
   圧制御弁Ｖ１、Ｖ１’が並列に取り付けられ、前記圧縮
   チェック弁ＣＬ１および前記膨張液圧制御弁Ｖ１が膨張
   チェンバ（１）と中間ポイントＡの間に配設され、前記
   圧縮チェック弁ＣＬ１’および前記膨張液圧制御弁Ｖ
   １’が前記膨張チェンバ（１’）と中間ポイントＡ’の
   間に配設され、前記膨張チェック弁ＣＬ２、ＣＬ２’お
   よび前記圧縮液圧制御弁Ｖ２、Ｖ２’が並列に取り付け
   られ、前記膨張チェック弁ＣＬ２および前記圧縮液圧制
   御弁Ｖ２が圧縮チェンバ（２）と前記中間ポイントＡ’
   の間に配設され、前記膨張チェック弁ＣＬ２’および前
   記圧縮液圧制御弁Ｖ２’が圧縮チェンバ（２’）と前記
   中間ポイントＡの間に配設されており、 前記装置が、 並列に取り付けられたチェック弁ＣＬ３、ＣＬ３’と液
   圧制御弁Ｖ３、Ｖ３’を含み、前記中間ポイントＡおよ
   び蓄圧器（３）の前記チャンバの間に前記チェック弁Ｃ
   Ｌ３と前記液圧制御弁Ｖ３が配設され、前記中間ポイン
   トＡ’および蓄圧器（３’）の前記チャンバの間に前記
   チェック弁ＣＬ３’と前記液圧制御弁Ｖ３’が配設され
   ることを特徴とする油圧空気式懸架装置。
2. 【請求項２】 各アクチュエータ（１１４、１１４’）
   のロッド（１３、１３’）がピストン（１２、１２’）
   を貫通し、各アクチュエータが対称、すなわちピストン
   の各側面のスラスト断面積（Ｓｔ）の差がゼロであるこ
   とを特徴とする請求項１に記載の装置。
3. 【請求項３】 前記液圧制御弁Ｖ１、Ｖ１’、Ｖ２、Ｖ
   ２’、Ｖ３、Ｖ３’の少なくとも一つが電気的に制御可
   能であることを特徴とする請求項１または２に記載の装
   置。
4. 【請求項４】 アクチュエータ（１１４、１１４’）が
   車両ボデーと車輪の間に長手方向に配設され、車両に関
   してハンチング減衰および長手方向減衰を行うことがで
   きることを特徴とする請求項１から３のいずれか一項に
   記載の装置。
5. 【請求項５】 アクチュエータ（１１４、１１４’）が
   車両ボデーと車輪の間に車両に対して鉛直に延びる横方
   向平面上に鉛直に配設され、車両に関してローリング減
   衰を行うことができることを特徴とする請求項１から３
   のいずれか一項に記載の装置。
6. 【請求項６】 請求項１から５のいずれか一項に記載の
   懸架装置を含むことを特徴とする鉄道車両。
7. 【請求項７】 請求項６に記載の鉄道車両を少なくとも
   一つ含むことを特徴とする列車。
8. 【請求項８】 請求項１から５のいずれか一項に記載の
   懸架装置を含むことを特徴とする道路車両。
9. 【請求項９】 請求項４および６に記載の鉄道車両であ
   って、前記鉄道車両が前記アクチュエータ（１１４、１
   １４’）が鉄道車両のボギー（１４）と鉄道車両のボデ
   ー（１５）の間に長手方向に配設され、前記アクチュエ
   ータ（１１４、１１４’）の一端が鉄道車両の前記ボギ
   ー（１４）に接続され、前記アクチュエータ（１１４、
   １１４’）の他端が車両の前記ボデー（１５）に接続さ
   れることを特徴とする鉄道車両。
10. 【請求項１０】 請求項５および６に記載の鉄道車両で
    あって、前記鉄道車両が前記アクチュエータ（１１４、
    １１４’）が鉄道車両のボギー（１４）と鉄道車両のボ
    デー（１５）の間に横方向平面上に鉛直に配設され、前
    記アクチュエータ（１１４、１１４’）の一端が鉄道車
    両の前記ボギー（１４）に接続され、前記アクチュエー
    タ（１１４、１１４’）の他端が車両の前記ボデー（１
    ５）に接続されることを特徴とする鉄道車両。