アクチュエータ
【課題】液圧式であっても車両における乗り心地を向上することが可能なアクチュエータを提供することである。
【解決手段】上記した目的を達成するため、本発明の課題解決手段における鉄道車両の車体Ｂと台車Ｗとの間に介装されるシリンダＣとシリンダＣに液圧を供給する液圧ポンプとを備え、車体Ｂを台車Ｗに対して傾斜させるアクチュエータＡにおいて、液圧ポンプをアキシャルピストンポンプ１としたことを特徴とする。
【解決手段】上記した目的を達成するため、本発明の課題解決手段における鉄道車両の車体Ｂと台車Ｗとの間に介装されるシリンダＣとシリンダＣに液圧を供給する液圧ポンプとを備え、車体Ｂを台車Ｗに対して傾斜させるアクチュエータＡにおいて、液圧ポンプをアキシャルピストンポンプ１としたことを特徴とする。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、鉄道車両の車体と台車との間に介装されて車体を台車に対して傾斜させるアクチュエータの改良に関する。
【背景技術】
【０００２】
鉄道車両が曲線区間を走行する場合、車体には曲線区間の曲率中心とは反対側に向く遠心力が作用する。この遠心力は、車両の走行速度が高くなればなるほど大きくなる。そこで、鉄道車両の軌道では、曲率中心側の内側レールと反対側の外側レールにカントと呼ばれる高低差を設けて、上記遠心力を緩和し、曲線走行時の鉄道車両の速度向上を図っている。
【０００３】
しかしながら、カント量（各レールの高低差量）は一端設定されると変更することができず、走行速度が異なる鉄道車両が走行する線区では、高速走行する鉄道車両になればなるほど、カント量が不足して超過遠心力が鉄道車両に作用して、乗心地が悪化してしまうといった問題がある。
【０００４】
そこで、近年では、振子式の車体傾斜装置や台車と車体との間に設けた気体バネを用いて車体を台車に対して傾斜させる車体傾斜装置を搭載するようにし、上記カント量不足による超過遠心力を緩和するため、鉄道車両が曲線区間を走行する際に、台車に対して車体を曲率中心側に傾けるようにして乗り心地の悪化を抑制することで、曲線区間での高速走行を実現している。
【０００５】
このような車体傾斜装置にあっては、具体的にはたとえば、車体と台車との間に油圧で駆動される直動型のアクチュエータを介装し、このアクチュエータを伸縮させることで車体を台車に対して傾斜させるようになっている（たとえば、特許文献１参照）。
【特許文献１】特開２００４−２９１８９７号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
上記アクチュエータでは、鉄道車両が所持しているコンプレッサから供給される大きな圧縮性を持つ圧縮空気を利用すると推力と応答性が不十分となって狙った車体傾斜角の確保が難しいことから、作動流体を作動油として、鉄道車両で所持しない液圧ポンプを搭載するようにしている。
【０００７】
また、車体傾斜用のアクチュエータは、重量物である車体を傾斜させるのに必要な推力を発揮し、高い制御応答性を発揮する必要があるため、アクチュエータに搭載される液圧ポンプは、高い容積効率が求められるとともに、経済的に安価であって高い信頼性が求められる。
【０００８】
そこで、このような車体傾斜用のアクチュエータに搭載される液圧ポンプとしては、上記要求を満足するギヤポンプが採用されるのが一般的であり、特に高い容積効率を満足させるため、ギヤポンプの歯車の端面に摺接するとともに歯車の軸を回転自在に軸支するブッシュの背面にポンプ吐出側の高圧を作用させて油圧漏れを防止するプレッシャローディング方式を採用するものが使用される。
【０００９】
このプレッシャローディング方式を採用したギヤポンプは、上述のように、ブッシュに高圧を作用させることによって、ブッシュを歯車側へ附勢するプレッシャローディング力を得ており、当該プレッシャローディング力で附勢されたブッシュで歯車を挟み込むことで加工誤差を吸収しつつ、高い容積効率を発揮させることができるため、高圧に向くとともに安価に製造できるという利点を備えている。
【００１０】
しかし、プレッシャローディング方式のギヤポンプは、上記のように高容積効率および経済性を備える反面、ブッシュが高圧によって附勢されて歯車の端面に密着しており、歯車とブッシュとの間に摩擦力が生じるため高圧時の起動に大きなトルクを必要とし、作動油の圧縮性の小ささも手伝って高圧時の外力の入力に対し、アクチュエータが伸縮しづらい状態となり、アクチュエータの見掛け上の剛性は非常に高くなる。
【００１１】
ここで、プレッシャローディング方式のギヤポンプにおける摩擦力を低減するためには、ブッシュを附勢するプレッシャローディング力を小さくすればよいのであるが、そうすると、今度は、ステップ的にギヤポンプを起動した際に歯車とブッシュとの間に圧力が回って歯車からブッシュが浮いて著しい容積効率の低下を招くとともに、当該容積効率の低下を回復するには一端ギヤポンプの停止が必要となる。したがって、プレッシャローディング方式のギヤポンプをアクチュエータの駆動に使用する場合には、プレッシャローディング力を小さくすることができず、ギヤポンプの駆動の際に生じる摩擦力を小さくするには限界があり、外力によりシリンダの作動油をギヤポンプに送ってギヤポンプを回転させようとしても上記摩擦力によってギヤポンプは回転することができない状態となるため、結果的に、外力入力時のアクチュエータの見掛け上の剛性を低くすることができないのである。
【００１２】
そして、アクチュエータの見掛け上の剛性は一般にはある程度高い方が車体傾斜における制御応答性の向上が見込めてよいのであるが、ギヤポンプを搭載したアクチュエータにおける外力入力時の見掛け上の剛性は高くなりすぎて、アクチュエータが棒状となって台車と車体との間に介装されるバネによる振動吸収が損なわれ、アクチュエータを介して台車における振動が車体に伝達されてしまうことになり、却って車両における乗り心地を悪化させてしまう虞がある。
【００１３】
なお、アクチュエータの外力入力時の見掛け上の剛性とは、作動流体を含めたアクチュエータ全体の伸縮方向の剛性であり、ギヤポンプにおける摩擦力が大きければ大きいほど、また、作動流体の圧縮性が小さくなればなるほど、当該見掛け上の剛性は高くなる傾向を示すことになる。
【００１４】
そこで、本発明は上記不具合を改善するために創案されたものであって、その目的とするところは、液圧式であっても車両における乗り心地を向上することが可能なアクチュエータを提供することである。
【課題を解決するための手段】
【００１５】
上記した目的を達成するため、本発明の課題解決手段におけるアクチュエータは、鉄道車両の車体と台車との間に介装されるシリンダとシリンダに液圧を供給する液圧ポンプとを備え、車体を台車に対して傾斜させるアクチュエータであって、液圧ポンプをアキシャルピストンポンプとした。
【発明の効果】
【００１６】
本発明のアクチュエータによれば、シリンダを駆動する液圧ポンプがアキシャルピストンポンプとされているので、アクチュエータの見掛け上の剛性を低めて、台車Ｗ側へ入力された振動が車体側へ伝播することを抑制することができ、液圧式のアクチュエータＡを車体傾斜に用いても車両における乗り心地を向上することができるのである。
【００１７】
また、換言すれば、車両における乗り心地を向上することができるので、アクチュエータの作動流体を作動油等の液体とすることができ、推進力不足を解消し、車体傾斜の応答性を向上させることができるのである。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１８】
以下、図に示した実施の形態に基づき、本発明を説明する。図１は、一実施の形態におけるアクチュエータの液圧回路を示す図である。図２は、一実施の形態におけるアクチュエータを鉄道車両の車体と台車との間に介装した状態を示す図である。
【００１９】
一実施の形態におけるアクチュエータＡは、図１および図２に示すように、鉄道車両の車体Ｂと台車Ｗとの間に介装されるシリンダＣと、シリンダＣに液圧を供給するモータＭで駆動されるアキシャルピストンポンプ１とを備えて構成されている。
【００２０】
シリンダＣをアキシャルピストンポンプ１から供給する液圧で駆動することができるようになっており、本実施の形態では、具体的には、液圧でシリンダＣを駆動するためアクチュエータ回路５を備えている。
【００２１】
以下、各部について詳細に説明すると、シリンダＣは、容器２と、容器２内に摺動自在に挿入されて容器２内に一方室Ｒ１および他方室Ｒ２の二つの圧力室を区画するピストン３と、ピストン３に連結されて容器２内に移動自在に挿入されるロッド４とを備えて構成され、一方室Ｒ１および他方室Ｒ２内には液体としての作動油が充填され、この実施の形態の場合、いわゆる両ロッド型の油圧シリンダとされている。なお、本実施の形態にあっては、シリンダＣの作動には使用される液体は作動油とされているが、液体はアクチュエータＡの作動に適するものであればよい。
【００２２】
そして、アキシャルピストンポンプ１は、シリンダＣをアクチュエータとして動作させるアクチュエータ回路５中に組み込まれ、アクチュエータ回路５は、ループ通路６と、ループ通路６中に設けた二つのソレノイド切換弁７，８と、ループ通路６から分岐する二つの分岐通路９，１０と、分岐通路９，１０のうち低圧側をアキュムレータ１１に連通する低圧選択弁１２とを備えて構成されている。
【００２３】
詳細には、アキシャルピストンポンプ１は、シリンダＣの一方室Ｒ１と他方室Ｒ２とを連通するループ通路６の途中に設けられ、この場合、モータＭによって駆動される双方向吐出型のアキシャルピストンポンプとして構成されている。なお、アキシャルピストンポンプ１で生じる漏れ油圧はアキュムレータ１１で回収されるようになっている。
【００２４】
アキシャルピストンポンプ１は、周知であるので詳しくは図示しないが、具体的にはたとえば、中空なハウジングと、ハウジング内に回転自在に収容されるとともにモータＭによって回転駆動されるシリンダブロックと、シリンダブロックの同一円周上に等間隔を持って奇数個形成されるシリンダ孔内に摺動自在に挿入されるピストンと、ボールジョイントを介して各ピストンの一端を保持するピストンシューと、ピストンシューに摺接して当該ピストンシューをシリンダブロックの軸線に対して傾斜させる斜板と、シリンダブロックの端面に摺接して円弧状の一対の吸排ポートを備えたバルブプレートとを備えて構成されており、モータＭを正転および逆転することによって双方向吐出が可能とされ、モータＭの回転速度によって単位時間当たりの吐出流量を変更することが可能である。なお、アキシャルピストンポンプ１は、斜板の角度を変更できるものであってもよい。
【００２５】
そして、このアキシャルピストンポンプ１は、駆動時に自己発生する圧力でハウジング内に収容されるピストンシューを斜板へ附勢するとともに、シリンダブロックをバルブプレートへ附勢するので、ピストンシュー−斜板間、およびシリンダブロック−バルブプレート間で、シリンダブロックの回転に抗する摩擦力が生じるが、当該摩擦力はプレッシャローディング方式のギヤポンプのように過大となることが無いので、アキシャルピストンポンプ１を外部入力で回転させる際には、ギヤポンプ程大きなトルクを必要としないという特徴を備えている。すなわち、アキシャルピストンポンプ１は、ギヤポンプより小さい外部入力で回転駆動することができるという特徴を備えている。
【００２６】
つづいて、ループ通路６の途中であって、アキシャルピストンポンプ１と一方室Ｒ１との間には、ノーマルクローズのソレノイド切換弁７が介装され、さらに、アキシャルピストンポンプ１と他方室Ｒ２との間にも、ノーマルクローズのソレノイド切換弁８が介装されている。
【００２７】
ソレノイド切換弁７は、アキシャルピストンポンプ１と一方室Ｒ１とを連通する連通ポジションと、アキシャルピストンポンプ１から一方室Ｒ１への流れのみを許容する遮断ポジションとを備えたバルブ７ａと、遮断ポジションを採るようにバルブ７ａを附勢するバネ７ｂと、通電時にバルブ７ａをバネ７ｂに対向して連通ポジションに切換えるソレノイド７ｃとを備えて構成され、他方のソレノイド切換弁８は、アキシャルピストンポンプ１と他方室Ｒ２とを連通する連通ポジションと、アキシャルピストンポンプ１から他方室Ｒ２への流れのみを許容する遮断ポジションとを備えたバルブ８ａと、遮断ポジションを採るようにバルブ８ａを附勢するバネ８ｂと、通電時にバルブ８ａをバネ８ｂに対向して連通ポジションに切換えるソレノイド８ｃとを備えて構成されている。
【００２８】
さらに、分岐通路９は、ループ通路６の途中であってソレノイド切換弁７とアキシャルピストンポンプ１との間から分岐し、他方の分岐通路１０は、ループ通路６の途中であってソレノイド切換弁８とアキシャルピストンポンプ１との間から分岐しており、これら分岐通路９，１０のうち、低圧側が低圧選択弁１２によってアキュムレータ１１へ連通される。
【００２９】
低圧選択弁１２は、分岐流路９をアキュムレータ１１に連通する一方側連通ポジションと、分岐流路１０をアキュムレータ１１に連通する他方側連通ポジションと、分岐流路９，１０の双方をアキュムレータ１１に連通する双方連通ポジションとを備えたバルブ１２ａと、バルブ１２ａを他方側連通ポジションに切換えるように分岐流路９の圧力を作用させるパイロット通路１２ｂと、バルブ１２ａを一方側連通ポジションに切換えるように分岐流路１０の圧力を作用させるパイロット通路１２ｃとを備え、中立位置では双方連通ポジションを採るように構成されている。
【００３０】
したがって、分岐流路９側の圧力が分岐流路１０側の圧力を上回ると、低圧選択弁１２は、他方側連通ポジションを採って分岐流路１０をアキュムレータ１１に連通し、反対に、分岐流路１０側の圧力が分岐流路９側の圧力を上回ると、低圧選択弁１２は、一方側連通ポジションを採って分岐流路９をアキュムレータ１１に連通する。
【００３１】
すなわち、ソレノイド切換弁７，８をそれぞれ連通ポジションとして、アキシャルピストンポンプ１を一方室Ｒ１へ油圧を供給するように駆動すると、一方室Ｒ１内に油圧が供給されてシリンダＣにおけるロッド４が、図１および図２中、右方へ推進され、車体Ｂを反時計周りに傾斜させることができ、反対に、ソレノイド切換弁７，８をそれぞれ連通ポジションとして、アキシャルピストンポンプ１を他方室Ｒ２へ油圧を供給するように駆動すると、他方室Ｒ２内に油圧が供給されてシリンダＣにおけるロッド４が、図１および図２中、左方へ推進され、車体Ｂを時計周りに傾斜させることができる。つまり、当該アクチュエータＡを、車体を傾斜させるアクチュエータとして機能させることができる。
【００３２】
そして、アキシャルピストンポンプ１を一方室Ｒ１へ油圧を供給するように駆動する場合、アキシャルピストンポンプ１は、低圧側となる他方室Ｒ２から、あるいは、低圧選択弁１２によって選択される分岐流路１０を介してアキュムレータ１１から、あるいは、その両方から作動油を吸い込んで、一方室Ｒ１側へ作動油を吐出する。反対に、アキシャルピストンポンプ１を他方室Ｒ２へ油圧を供給するように駆動する場合、アキシャルピストンポンプ１は、低圧側となる一方室Ｒ１から、あるいは、低圧選択弁１２によって選択される分岐流路９を介してアキュムレータ１１から、あるいは、その両方から作動油を吸い込んで、他方室Ｒ２側へ作動油を吐出する。
【００３３】
したがって、アキシャルピストンポンプ１は、作動油の圧縮等による体積減少が生じても、アキュムレータ１１から作動油の供給を受け、問題なく一方室Ｒ１および他方室Ｒ２のうち希望する圧力室へ油圧を供給することができる。
【００３４】
また、シリンダＣの推力発生方向が逆転する折には、一方室Ｒ１の圧力と他方室Ｒ２の圧力の高低が逆転するので、低圧選択弁１２は、一端中立位置の双方連通ポジションを経由して切換わり、分岐流路９，１０を一度アキュムレータ１１に連通する。
【００３５】
なお、低圧選択弁１２は、作動油の温度上昇による内圧増大の防止、作動油の温度低下による負圧の防止、およびシリンダＣの製作加工誤差による一方室Ｒ１と他方室Ｒ２の容積差によるアキュムレータからの作動油の供給等のために設けられている。
【００３６】
また、この実施の形態の場合、アクチュエータＡの変位（シリンダＣにおける容器２に対するロッド４の変位）をセンシングするストロークセンサ３０を備えており、ストロークセンサ３０で検知するアクチュエータＡの変位に基づいて、図示しない制御装置によって、アキシャルピストンポンプ１が駆動制御されるようになっている。
【００３７】
なお、このアクチュエータＡにあっては、アクチュエータ回路５の他に、失陥時その他においてシリンダＣをダンパとして機能させるダンパ回路１３をも備えている。
【００３８】
このダンパ回路１３について説明すると、ダンパ回路１３は、シリンダＣ内の二つの圧力室Ｒ１，Ｒ２を連通する流路１４を備えており、この流路１４は、減衰力発生要素１５とソレノイド切換弁１６とが設けられるメイン流路１４ａと、一方室Ｒ１からメイン流路１４ａに向かう流れのみを許容する一方側上流路１４ｂと、他方室Ｒ２からメイン流路１４ａに向かう流れのみを許容する他方側上流路１４ｃと、メイン流路１４ａから一方室Ｒ１へ向かう流れのみを許容する一方側下流路１４ｄと、メイン流路１４ａから他方室Ｒ２へ向かう流れのみを許容する他方側下流路１４ｅとを備えて構成されている。
【００３９】
一方側上流路１４ｂは、途中に一方室Ｒ１からメイン流路１４ａへ向かう作動油の流れのみを許容する逆止弁１７ａを備え、この逆止弁１７ａによって一方側上流路１４ｂを一方室Ｒ１からメイン流路１４ａへ向かう一方通行の通路としている。他の他方側上流路１４ｃ、一方側下流路１４ｄ、他方側下流路１４ｅの途中にも同様に、それぞれ逆止弁１７ｂ，１７ｃ，１７ｄが設けられ、それぞれ上記した通りの一方通行の通路となるように設定されている。
【００４０】
本実施の形態にあっては、このように流路１４が構成されることで、作動油は、メイン流路１４ａを一方側上流路１４ｂおよび他方側上流路１４ｃに接続されている方を上流として、一方側下流路１４ｄおよび他方側下流路１４ｅに接続されている下流側へ流れることになり、メイン流路１４ａも一方通行とされている。
【００４１】
また、メイン流路１４ａの下流は、接続通路１４ｆを介して上述のアキュムレータ１１に接続され、メイン流路１４ａの下流の圧力はアキュムレータ１１と同圧となるように設定されている。
【００４２】
そして、メイン流路１４ａの途中に設けられる減衰力発生要素１５は、自身の上流側の圧力に応じて流路面積を調節する減衰バルブ１５ａと、当該減衰バルブ１５ａに並列配置される固定絞り１５ｂとで構成され、メイン流路１４ａの上流側の圧力が低いときには、減衰バルブ１５ａが開かず、作動油に固定絞り１５ｂを通過させ、流量が増加して固定絞り１５ｂによる圧力損失が大きくなり上流側の圧力が減衰バルブ１５ａのクラッキング圧を上回るようになると、減衰バルブ１５ａが開いて作動油は減衰バルブ１５ａをも介してメイン流路１４ａの下流側へ流れるようになる。
【００４３】
このように、減衰力発生要素１５は、作動油がメイン流路１４ａを流れる際に、この流れに減衰バルブ１５ａと固定絞り１５ｂとで抵抗を与えて、シリンダＣの伸縮を抑制する減衰力を発揮させる発生源として機能する。
【００４４】
さらに、ソレノイド切換弁１６は、ノーマルオープンの切換弁とされ、メイン流路１４ａを開放する連通ポジションと、メイン流路１４ａを遮断する遮断ポジションとを備えたバルブ１６ａと、連通ポジションを採るようにバルブ１６ａを附勢するバネ１６ｂと、通電時にバルブ１６ａをバネ１６ｂに対向して遮断ポジションに切換えるソレノイド１６ｃとを備えて構成されている。
【００４５】
ここで、ソレノイド切換弁７，８が遮断ポジションであってアクチュエータ回路５側でシリンダＣを駆動しない状態を考えると、ソレノイド切換弁１６が遮断ポジションを採ると、メイン流路１４ａが遮断状態に維持され、シリンダＣの一方室Ｒ１と他方室Ｒ２との連通が断たれた状態となるので、シリンダＣは伸縮不能なロック状態とされる。他方、いわゆる失陥時にあって、ソレノイド切換弁７，８が遮断ポジションが採るとともにソレノイド切換弁１６が連通ポジションを採る場合には、メイン流路１４ａが開放状態に維持され、シリンダＣが外力によって強制的に伸縮させられると、作動油は流路１４を介して、一方室Ｒ１から他方室Ｒ２へ、あるいは、他方室Ｒ２から一方室Ｒ１へと移動可能となり、また、上記移動に際して必ずメイン流路１４ａの減衰力発生要素１５を通過するので、シリンダＣは外力による強制伸縮に対して伸縮を抑制する減衰力を発揮し、シリンダＣをダンパとして機能させることができるようになる。
【００４６】
また、このダンパ回路１３では、一方室Ｒ１と他方室Ｒ２とを連通するリリーフ流路１８と、リリーフ流路１８の途中に設けたリリーフ弁１９とを備えている。
【００４７】
リリーフ流路１８は、具体的には、減衰力発生要素１５およびソレノイド切換弁１６を迂回してメイン流路１４ａの上流と下流を連通することによって、一方室Ｒ１と他方室Ｒ２とを連通している。
【００４８】
そして、ソレノイド切換弁１６の開閉に関わらず、シリンダＣに伸縮方向の過大な入力があって、一方室Ｒ１あるいは他方室Ｒ２内の圧力が所定圧を超える異常高圧となると、リリーフ弁１９が開放動作して、異常高圧となった一方室Ｒ１あるいは他方室Ｒ２の一方の圧力を低圧側の他方へ逃がして、アクチュエータＡのシステム全体を保護するようになっている。また、作動油の体積が減少する場合には、ソレノイド切換弁７，８が連通ポジション、遮断ポジションを問わずに一方室Ｒ１および他方室Ｒ２とアキュムレータ１１との連通を許容するのでアキュムレータ１１から一方室Ｒ１および他方室Ｒ２に作動油が供給されることになる。このように、この実施の形態のアクチュエータＡでは、上記回路構成を採用することで、温度変化による作動油の体積補償される。このように、ソレノイド切換弁７，８における遮断ポジションにおいて、ループ通路６を遮断していても温度低下に伴う体積補償を行うことを可能とするためアキュムレータ１１から一方室Ｒ１および他方室Ｒ２へ向かう流れを許容するようにしているが、当該体積補償をアクチュエータ回路５において行わない場合には、遮断ポジションにおいてループ通路６における双方向の流れを遮断するようにしてもよい。
【００４９】
さて、このように構成されたアクチュエータＡでは、上述のように、シリンダＣを駆動する液圧ポンプがアキシャルピストンポンプ１とされており、このアキシャルピストンポンプ１は、ギヤポンプに比較して回転駆動に対して抵抗となる摩擦力が小さく、小さいトルクで回転させることができるので、モータＭの出力以上の外部入力によってシリンダＣを伸縮させやすくなり、アクチュエータＡの見掛け上の剛性は従来のアクチュエータに比較して低くなる。
【００５０】
ここで、鉄道車両が走行中に、外乱によって車体Ｂに伝達されると乗り心地を悪化させる周波数帯の振動が台車Ｗに作用する場合、アクチュエータの見掛け上の剛性が高いと台車Ｗに作用した振動を車体Ｂへ伝達してしまうことになるが、アキシャルピストンポンプ１の駆動トルクが小さく、本発明のアクチュエータＡの見掛け上の剛性は低いので、台車Ｗに入力された振動により一方室Ｒ１または他方室Ｒ２に発生した圧力でアキシャルピストンポンプ１が回転させられ、アクチュエータＡにおけるシリンダＣが伸縮して、台車Ｗから車体Ｂ側への振動伝播を絶縁することができるようになる。
【００５１】
したがって、本発明のアクチュエータＡでは、シリンダＣを駆動する液圧ポンプがアキシャルピストンポンプ１とされているので、アクチュエータの見掛け上の剛性を低めて、台車Ｗ側へ入力された振動が車体Ｂ側へ伝播することを抑制することができ、液圧式のアクチュエータＡを車体傾斜に用いても車両における乗り心地を向上することができるのである。
【００５２】
また、換言すれば、車両における乗り心地を向上することができるので、アクチュエータＡの作動流体を作動油等の液体とすることができ、推進力不足を解消し、車体傾斜の応答性を向上させることができるのである。
【００５３】
さらに、起動トルクが小さくてすむので、シリンダＣの動き出しを滑らかにすることができ、アクチュエータＡによる車体傾斜を実施した際に、車両搭乗者に起動時の衝撃を知覚させず、この点においても車両における乗り心地を向上することができる。
【００５４】
なお、上記したところでは、車体傾斜の手法として、いわゆる振子式といわれる手法を採用する鉄道車両に、本実施の形態のアクチュエータＡを適用しているが、車体Ａと台車Ｗの間の左右のそれぞれに、二つのアクチュエータを縦置きに設置して、各アクチュエータを駆動して車体Ｂを傾斜させるような場合にも、本発明のアクチュエータＡを適用することが可能であるのは当然である。
【００５５】
以上で、本発明の実施の形態についての説明を終えるが、本発明の範囲は図示されまたは説明された詳細そのものには限定されないことは勿論である。
【図面の簡単な説明】
【００５６】
【図１】一実施の形態におけるアクチュエータの液圧回路を示す図である。
【図２】一実施の形態におけるアクチュエータを鉄道車両の車体と台車との間に介装した状態を示す図である。
【符号の説明】
【００５７】
１ 液圧源たるアキシャルピストンポンプ
２ 容器
３ ピストン
４ ロッド
５ アクチュエータ回路
６ ループ通路
７，８，１６ ソレノイド切換弁
７ａ，８ａ，１６ａ バルブ
７ｂ，８ｂ，１６ｂ バネ
７ｃ，８ｃ，１６ｃ ソレノイド
９，１０ 分岐通路
１１ アキュムレータ
１２ 低圧選択弁
１３ ダンパ回路
１４ 流路
１４ａ メイン流路
１４ｂ 一方側上流路
１４ｃ 他方側上流路
１４ｄ 一方側下流路
１４ｅ 他方側下流路
１４ｆ 接続通路
１５ 減衰力発生要素
１５ａ 減衰バルブ
１５ｂ 固定絞り
１７ａ，１７ｂ，１７ｃ，１７ｄ 逆止弁
１８ リリーフ流路
１９ リリーフ弁
３０ ストロークセンサ
Ａ アクチュエータ
Ｂ 車体
Ｃ シリンダ
Ｒ１ 圧力室たる一方室
Ｒ２ 圧力室たる他方室
Ｗ 台車
【技術分野】
【０００１】
本発明は、鉄道車両の車体と台車との間に介装されて車体を台車に対して傾斜させるアクチュエータの改良に関する。
【背景技術】
【０００２】
鉄道車両が曲線区間を走行する場合、車体には曲線区間の曲率中心とは反対側に向く遠心力が作用する。この遠心力は、車両の走行速度が高くなればなるほど大きくなる。そこで、鉄道車両の軌道では、曲率中心側の内側レールと反対側の外側レールにカントと呼ばれる高低差を設けて、上記遠心力を緩和し、曲線走行時の鉄道車両の速度向上を図っている。
【０００３】
しかしながら、カント量（各レールの高低差量）は一端設定されると変更することができず、走行速度が異なる鉄道車両が走行する線区では、高速走行する鉄道車両になればなるほど、カント量が不足して超過遠心力が鉄道車両に作用して、乗心地が悪化してしまうといった問題がある。
【０００４】
そこで、近年では、振子式の車体傾斜装置や台車と車体との間に設けた気体バネを用いて車体を台車に対して傾斜させる車体傾斜装置を搭載するようにし、上記カント量不足による超過遠心力を緩和するため、鉄道車両が曲線区間を走行する際に、台車に対して車体を曲率中心側に傾けるようにして乗り心地の悪化を抑制することで、曲線区間での高速走行を実現している。
【０００５】
このような車体傾斜装置にあっては、具体的にはたとえば、車体と台車との間に油圧で駆動される直動型のアクチュエータを介装し、このアクチュエータを伸縮させることで車体を台車に対して傾斜させるようになっている（たとえば、特許文献１参照）。
【特許文献１】特開２００４−２９１８９７号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
上記アクチュエータでは、鉄道車両が所持しているコンプレッサから供給される大きな圧縮性を持つ圧縮空気を利用すると推力と応答性が不十分となって狙った車体傾斜角の確保が難しいことから、作動流体を作動油として、鉄道車両で所持しない液圧ポンプを搭載するようにしている。
【０００７】
また、車体傾斜用のアクチュエータは、重量物である車体を傾斜させるのに必要な推力を発揮し、高い制御応答性を発揮する必要があるため、アクチュエータに搭載される液圧ポンプは、高い容積効率が求められるとともに、経済的に安価であって高い信頼性が求められる。
【０００８】
そこで、このような車体傾斜用のアクチュエータに搭載される液圧ポンプとしては、上記要求を満足するギヤポンプが採用されるのが一般的であり、特に高い容積効率を満足させるため、ギヤポンプの歯車の端面に摺接するとともに歯車の軸を回転自在に軸支するブッシュの背面にポンプ吐出側の高圧を作用させて油圧漏れを防止するプレッシャローディング方式を採用するものが使用される。
【０００９】
このプレッシャローディング方式を採用したギヤポンプは、上述のように、ブッシュに高圧を作用させることによって、ブッシュを歯車側へ附勢するプレッシャローディング力を得ており、当該プレッシャローディング力で附勢されたブッシュで歯車を挟み込むことで加工誤差を吸収しつつ、高い容積効率を発揮させることができるため、高圧に向くとともに安価に製造できるという利点を備えている。
【００１０】
しかし、プレッシャローディング方式のギヤポンプは、上記のように高容積効率および経済性を備える反面、ブッシュが高圧によって附勢されて歯車の端面に密着しており、歯車とブッシュとの間に摩擦力が生じるため高圧時の起動に大きなトルクを必要とし、作動油の圧縮性の小ささも手伝って高圧時の外力の入力に対し、アクチュエータが伸縮しづらい状態となり、アクチュエータの見掛け上の剛性は非常に高くなる。
【００１１】
ここで、プレッシャローディング方式のギヤポンプにおける摩擦力を低減するためには、ブッシュを附勢するプレッシャローディング力を小さくすればよいのであるが、そうすると、今度は、ステップ的にギヤポンプを起動した際に歯車とブッシュとの間に圧力が回って歯車からブッシュが浮いて著しい容積効率の低下を招くとともに、当該容積効率の低下を回復するには一端ギヤポンプの停止が必要となる。したがって、プレッシャローディング方式のギヤポンプをアクチュエータの駆動に使用する場合には、プレッシャローディング力を小さくすることができず、ギヤポンプの駆動の際に生じる摩擦力を小さくするには限界があり、外力によりシリンダの作動油をギヤポンプに送ってギヤポンプを回転させようとしても上記摩擦力によってギヤポンプは回転することができない状態となるため、結果的に、外力入力時のアクチュエータの見掛け上の剛性を低くすることができないのである。
【００１２】
そして、アクチュエータの見掛け上の剛性は一般にはある程度高い方が車体傾斜における制御応答性の向上が見込めてよいのであるが、ギヤポンプを搭載したアクチュエータにおける外力入力時の見掛け上の剛性は高くなりすぎて、アクチュエータが棒状となって台車と車体との間に介装されるバネによる振動吸収が損なわれ、アクチュエータを介して台車における振動が車体に伝達されてしまうことになり、却って車両における乗り心地を悪化させてしまう虞がある。
【００１３】
なお、アクチュエータの外力入力時の見掛け上の剛性とは、作動流体を含めたアクチュエータ全体の伸縮方向の剛性であり、ギヤポンプにおける摩擦力が大きければ大きいほど、また、作動流体の圧縮性が小さくなればなるほど、当該見掛け上の剛性は高くなる傾向を示すことになる。
【００１４】
そこで、本発明は上記不具合を改善するために創案されたものであって、その目的とするところは、液圧式であっても車両における乗り心地を向上することが可能なアクチュエータを提供することである。
【課題を解決するための手段】
【００１５】
上記した目的を達成するため、本発明の課題解決手段におけるアクチュエータは、鉄道車両の車体と台車との間に介装されるシリンダとシリンダに液圧を供給する液圧ポンプとを備え、車体を台車に対して傾斜させるアクチュエータであって、液圧ポンプをアキシャルピストンポンプとした。
【発明の効果】
【００１６】
本発明のアクチュエータによれば、シリンダを駆動する液圧ポンプがアキシャルピストンポンプとされているので、アクチュエータの見掛け上の剛性を低めて、台車Ｗ側へ入力された振動が車体側へ伝播することを抑制することができ、液圧式のアクチュエータＡを車体傾斜に用いても車両における乗り心地を向上することができるのである。
【００１７】
また、換言すれば、車両における乗り心地を向上することができるので、アクチュエータの作動流体を作動油等の液体とすることができ、推進力不足を解消し、車体傾斜の応答性を向上させることができるのである。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１８】
以下、図に示した実施の形態に基づき、本発明を説明する。図１は、一実施の形態におけるアクチュエータの液圧回路を示す図である。図２は、一実施の形態におけるアクチュエータを鉄道車両の車体と台車との間に介装した状態を示す図である。
【００１９】
一実施の形態におけるアクチュエータＡは、図１および図２に示すように、鉄道車両の車体Ｂと台車Ｗとの間に介装されるシリンダＣと、シリンダＣに液圧を供給するモータＭで駆動されるアキシャルピストンポンプ１とを備えて構成されている。
【００２０】
シリンダＣをアキシャルピストンポンプ１から供給する液圧で駆動することができるようになっており、本実施の形態では、具体的には、液圧でシリンダＣを駆動するためアクチュエータ回路５を備えている。
【００２１】
以下、各部について詳細に説明すると、シリンダＣは、容器２と、容器２内に摺動自在に挿入されて容器２内に一方室Ｒ１および他方室Ｒ２の二つの圧力室を区画するピストン３と、ピストン３に連結されて容器２内に移動自在に挿入されるロッド４とを備えて構成され、一方室Ｒ１および他方室Ｒ２内には液体としての作動油が充填され、この実施の形態の場合、いわゆる両ロッド型の油圧シリンダとされている。なお、本実施の形態にあっては、シリンダＣの作動には使用される液体は作動油とされているが、液体はアクチュエータＡの作動に適するものであればよい。
【００２２】
そして、アキシャルピストンポンプ１は、シリンダＣをアクチュエータとして動作させるアクチュエータ回路５中に組み込まれ、アクチュエータ回路５は、ループ通路６と、ループ通路６中に設けた二つのソレノイド切換弁７，８と、ループ通路６から分岐する二つの分岐通路９，１０と、分岐通路９，１０のうち低圧側をアキュムレータ１１に連通する低圧選択弁１２とを備えて構成されている。
【００２３】
詳細には、アキシャルピストンポンプ１は、シリンダＣの一方室Ｒ１と他方室Ｒ２とを連通するループ通路６の途中に設けられ、この場合、モータＭによって駆動される双方向吐出型のアキシャルピストンポンプとして構成されている。なお、アキシャルピストンポンプ１で生じる漏れ油圧はアキュムレータ１１で回収されるようになっている。
【００２４】
アキシャルピストンポンプ１は、周知であるので詳しくは図示しないが、具体的にはたとえば、中空なハウジングと、ハウジング内に回転自在に収容されるとともにモータＭによって回転駆動されるシリンダブロックと、シリンダブロックの同一円周上に等間隔を持って奇数個形成されるシリンダ孔内に摺動自在に挿入されるピストンと、ボールジョイントを介して各ピストンの一端を保持するピストンシューと、ピストンシューに摺接して当該ピストンシューをシリンダブロックの軸線に対して傾斜させる斜板と、シリンダブロックの端面に摺接して円弧状の一対の吸排ポートを備えたバルブプレートとを備えて構成されており、モータＭを正転および逆転することによって双方向吐出が可能とされ、モータＭの回転速度によって単位時間当たりの吐出流量を変更することが可能である。なお、アキシャルピストンポンプ１は、斜板の角度を変更できるものであってもよい。
【００２５】
そして、このアキシャルピストンポンプ１は、駆動時に自己発生する圧力でハウジング内に収容されるピストンシューを斜板へ附勢するとともに、シリンダブロックをバルブプレートへ附勢するので、ピストンシュー−斜板間、およびシリンダブロック−バルブプレート間で、シリンダブロックの回転に抗する摩擦力が生じるが、当該摩擦力はプレッシャローディング方式のギヤポンプのように過大となることが無いので、アキシャルピストンポンプ１を外部入力で回転させる際には、ギヤポンプ程大きなトルクを必要としないという特徴を備えている。すなわち、アキシャルピストンポンプ１は、ギヤポンプより小さい外部入力で回転駆動することができるという特徴を備えている。
【００２６】
つづいて、ループ通路６の途中であって、アキシャルピストンポンプ１と一方室Ｒ１との間には、ノーマルクローズのソレノイド切換弁７が介装され、さらに、アキシャルピストンポンプ１と他方室Ｒ２との間にも、ノーマルクローズのソレノイド切換弁８が介装されている。
【００２７】
ソレノイド切換弁７は、アキシャルピストンポンプ１と一方室Ｒ１とを連通する連通ポジションと、アキシャルピストンポンプ１から一方室Ｒ１への流れのみを許容する遮断ポジションとを備えたバルブ７ａと、遮断ポジションを採るようにバルブ７ａを附勢するバネ７ｂと、通電時にバルブ７ａをバネ７ｂに対向して連通ポジションに切換えるソレノイド７ｃとを備えて構成され、他方のソレノイド切換弁８は、アキシャルピストンポンプ１と他方室Ｒ２とを連通する連通ポジションと、アキシャルピストンポンプ１から他方室Ｒ２への流れのみを許容する遮断ポジションとを備えたバルブ８ａと、遮断ポジションを採るようにバルブ８ａを附勢するバネ８ｂと、通電時にバルブ８ａをバネ８ｂに対向して連通ポジションに切換えるソレノイド８ｃとを備えて構成されている。
【００２８】
さらに、分岐通路９は、ループ通路６の途中であってソレノイド切換弁７とアキシャルピストンポンプ１との間から分岐し、他方の分岐通路１０は、ループ通路６の途中であってソレノイド切換弁８とアキシャルピストンポンプ１との間から分岐しており、これら分岐通路９，１０のうち、低圧側が低圧選択弁１２によってアキュムレータ１１へ連通される。
【００２９】
低圧選択弁１２は、分岐流路９をアキュムレータ１１に連通する一方側連通ポジションと、分岐流路１０をアキュムレータ１１に連通する他方側連通ポジションと、分岐流路９，１０の双方をアキュムレータ１１に連通する双方連通ポジションとを備えたバルブ１２ａと、バルブ１２ａを他方側連通ポジションに切換えるように分岐流路９の圧力を作用させるパイロット通路１２ｂと、バルブ１２ａを一方側連通ポジションに切換えるように分岐流路１０の圧力を作用させるパイロット通路１２ｃとを備え、中立位置では双方連通ポジションを採るように構成されている。
【００３０】
したがって、分岐流路９側の圧力が分岐流路１０側の圧力を上回ると、低圧選択弁１２は、他方側連通ポジションを採って分岐流路１０をアキュムレータ１１に連通し、反対に、分岐流路１０側の圧力が分岐流路９側の圧力を上回ると、低圧選択弁１２は、一方側連通ポジションを採って分岐流路９をアキュムレータ１１に連通する。
【００３１】
すなわち、ソレノイド切換弁７，８をそれぞれ連通ポジションとして、アキシャルピストンポンプ１を一方室Ｒ１へ油圧を供給するように駆動すると、一方室Ｒ１内に油圧が供給されてシリンダＣにおけるロッド４が、図１および図２中、右方へ推進され、車体Ｂを反時計周りに傾斜させることができ、反対に、ソレノイド切換弁７，８をそれぞれ連通ポジションとして、アキシャルピストンポンプ１を他方室Ｒ２へ油圧を供給するように駆動すると、他方室Ｒ２内に油圧が供給されてシリンダＣにおけるロッド４が、図１および図２中、左方へ推進され、車体Ｂを時計周りに傾斜させることができる。つまり、当該アクチュエータＡを、車体を傾斜させるアクチュエータとして機能させることができる。
【００３２】
そして、アキシャルピストンポンプ１を一方室Ｒ１へ油圧を供給するように駆動する場合、アキシャルピストンポンプ１は、低圧側となる他方室Ｒ２から、あるいは、低圧選択弁１２によって選択される分岐流路１０を介してアキュムレータ１１から、あるいは、その両方から作動油を吸い込んで、一方室Ｒ１側へ作動油を吐出する。反対に、アキシャルピストンポンプ１を他方室Ｒ２へ油圧を供給するように駆動する場合、アキシャルピストンポンプ１は、低圧側となる一方室Ｒ１から、あるいは、低圧選択弁１２によって選択される分岐流路９を介してアキュムレータ１１から、あるいは、その両方から作動油を吸い込んで、他方室Ｒ２側へ作動油を吐出する。
【００３３】
したがって、アキシャルピストンポンプ１は、作動油の圧縮等による体積減少が生じても、アキュムレータ１１から作動油の供給を受け、問題なく一方室Ｒ１および他方室Ｒ２のうち希望する圧力室へ油圧を供給することができる。
【００３４】
また、シリンダＣの推力発生方向が逆転する折には、一方室Ｒ１の圧力と他方室Ｒ２の圧力の高低が逆転するので、低圧選択弁１２は、一端中立位置の双方連通ポジションを経由して切換わり、分岐流路９，１０を一度アキュムレータ１１に連通する。
【００３５】
なお、低圧選択弁１２は、作動油の温度上昇による内圧増大の防止、作動油の温度低下による負圧の防止、およびシリンダＣの製作加工誤差による一方室Ｒ１と他方室Ｒ２の容積差によるアキュムレータからの作動油の供給等のために設けられている。
【００３６】
また、この実施の形態の場合、アクチュエータＡの変位（シリンダＣにおける容器２に対するロッド４の変位）をセンシングするストロークセンサ３０を備えており、ストロークセンサ３０で検知するアクチュエータＡの変位に基づいて、図示しない制御装置によって、アキシャルピストンポンプ１が駆動制御されるようになっている。
【００３７】
なお、このアクチュエータＡにあっては、アクチュエータ回路５の他に、失陥時その他においてシリンダＣをダンパとして機能させるダンパ回路１３をも備えている。
【００３８】
このダンパ回路１３について説明すると、ダンパ回路１３は、シリンダＣ内の二つの圧力室Ｒ１，Ｒ２を連通する流路１４を備えており、この流路１４は、減衰力発生要素１５とソレノイド切換弁１６とが設けられるメイン流路１４ａと、一方室Ｒ１からメイン流路１４ａに向かう流れのみを許容する一方側上流路１４ｂと、他方室Ｒ２からメイン流路１４ａに向かう流れのみを許容する他方側上流路１４ｃと、メイン流路１４ａから一方室Ｒ１へ向かう流れのみを許容する一方側下流路１４ｄと、メイン流路１４ａから他方室Ｒ２へ向かう流れのみを許容する他方側下流路１４ｅとを備えて構成されている。
【００３９】
一方側上流路１４ｂは、途中に一方室Ｒ１からメイン流路１４ａへ向かう作動油の流れのみを許容する逆止弁１７ａを備え、この逆止弁１７ａによって一方側上流路１４ｂを一方室Ｒ１からメイン流路１４ａへ向かう一方通行の通路としている。他の他方側上流路１４ｃ、一方側下流路１４ｄ、他方側下流路１４ｅの途中にも同様に、それぞれ逆止弁１７ｂ，１７ｃ，１７ｄが設けられ、それぞれ上記した通りの一方通行の通路となるように設定されている。
【００４０】
本実施の形態にあっては、このように流路１４が構成されることで、作動油は、メイン流路１４ａを一方側上流路１４ｂおよび他方側上流路１４ｃに接続されている方を上流として、一方側下流路１４ｄおよび他方側下流路１４ｅに接続されている下流側へ流れることになり、メイン流路１４ａも一方通行とされている。
【００４１】
また、メイン流路１４ａの下流は、接続通路１４ｆを介して上述のアキュムレータ１１に接続され、メイン流路１４ａの下流の圧力はアキュムレータ１１と同圧となるように設定されている。
【００４２】
そして、メイン流路１４ａの途中に設けられる減衰力発生要素１５は、自身の上流側の圧力に応じて流路面積を調節する減衰バルブ１５ａと、当該減衰バルブ１５ａに並列配置される固定絞り１５ｂとで構成され、メイン流路１４ａの上流側の圧力が低いときには、減衰バルブ１５ａが開かず、作動油に固定絞り１５ｂを通過させ、流量が増加して固定絞り１５ｂによる圧力損失が大きくなり上流側の圧力が減衰バルブ１５ａのクラッキング圧を上回るようになると、減衰バルブ１５ａが開いて作動油は減衰バルブ１５ａをも介してメイン流路１４ａの下流側へ流れるようになる。
【００４３】
このように、減衰力発生要素１５は、作動油がメイン流路１４ａを流れる際に、この流れに減衰バルブ１５ａと固定絞り１５ｂとで抵抗を与えて、シリンダＣの伸縮を抑制する減衰力を発揮させる発生源として機能する。
【００４４】
さらに、ソレノイド切換弁１６は、ノーマルオープンの切換弁とされ、メイン流路１４ａを開放する連通ポジションと、メイン流路１４ａを遮断する遮断ポジションとを備えたバルブ１６ａと、連通ポジションを採るようにバルブ１６ａを附勢するバネ１６ｂと、通電時にバルブ１６ａをバネ１６ｂに対向して遮断ポジションに切換えるソレノイド１６ｃとを備えて構成されている。
【００４５】
ここで、ソレノイド切換弁７，８が遮断ポジションであってアクチュエータ回路５側でシリンダＣを駆動しない状態を考えると、ソレノイド切換弁１６が遮断ポジションを採ると、メイン流路１４ａが遮断状態に維持され、シリンダＣの一方室Ｒ１と他方室Ｒ２との連通が断たれた状態となるので、シリンダＣは伸縮不能なロック状態とされる。他方、いわゆる失陥時にあって、ソレノイド切換弁７，８が遮断ポジションが採るとともにソレノイド切換弁１６が連通ポジションを採る場合には、メイン流路１４ａが開放状態に維持され、シリンダＣが外力によって強制的に伸縮させられると、作動油は流路１４を介して、一方室Ｒ１から他方室Ｒ２へ、あるいは、他方室Ｒ２から一方室Ｒ１へと移動可能となり、また、上記移動に際して必ずメイン流路１４ａの減衰力発生要素１５を通過するので、シリンダＣは外力による強制伸縮に対して伸縮を抑制する減衰力を発揮し、シリンダＣをダンパとして機能させることができるようになる。
【００４６】
また、このダンパ回路１３では、一方室Ｒ１と他方室Ｒ２とを連通するリリーフ流路１８と、リリーフ流路１８の途中に設けたリリーフ弁１９とを備えている。
【００４７】
リリーフ流路１８は、具体的には、減衰力発生要素１５およびソレノイド切換弁１６を迂回してメイン流路１４ａの上流と下流を連通することによって、一方室Ｒ１と他方室Ｒ２とを連通している。
【００４８】
そして、ソレノイド切換弁１６の開閉に関わらず、シリンダＣに伸縮方向の過大な入力があって、一方室Ｒ１あるいは他方室Ｒ２内の圧力が所定圧を超える異常高圧となると、リリーフ弁１９が開放動作して、異常高圧となった一方室Ｒ１あるいは他方室Ｒ２の一方の圧力を低圧側の他方へ逃がして、アクチュエータＡのシステム全体を保護するようになっている。また、作動油の体積が減少する場合には、ソレノイド切換弁７，８が連通ポジション、遮断ポジションを問わずに一方室Ｒ１および他方室Ｒ２とアキュムレータ１１との連通を許容するのでアキュムレータ１１から一方室Ｒ１および他方室Ｒ２に作動油が供給されることになる。このように、この実施の形態のアクチュエータＡでは、上記回路構成を採用することで、温度変化による作動油の体積補償される。このように、ソレノイド切換弁７，８における遮断ポジションにおいて、ループ通路６を遮断していても温度低下に伴う体積補償を行うことを可能とするためアキュムレータ１１から一方室Ｒ１および他方室Ｒ２へ向かう流れを許容するようにしているが、当該体積補償をアクチュエータ回路５において行わない場合には、遮断ポジションにおいてループ通路６における双方向の流れを遮断するようにしてもよい。
【００４９】
さて、このように構成されたアクチュエータＡでは、上述のように、シリンダＣを駆動する液圧ポンプがアキシャルピストンポンプ１とされており、このアキシャルピストンポンプ１は、ギヤポンプに比較して回転駆動に対して抵抗となる摩擦力が小さく、小さいトルクで回転させることができるので、モータＭの出力以上の外部入力によってシリンダＣを伸縮させやすくなり、アクチュエータＡの見掛け上の剛性は従来のアクチュエータに比較して低くなる。
【００５０】
ここで、鉄道車両が走行中に、外乱によって車体Ｂに伝達されると乗り心地を悪化させる周波数帯の振動が台車Ｗに作用する場合、アクチュエータの見掛け上の剛性が高いと台車Ｗに作用した振動を車体Ｂへ伝達してしまうことになるが、アキシャルピストンポンプ１の駆動トルクが小さく、本発明のアクチュエータＡの見掛け上の剛性は低いので、台車Ｗに入力された振動により一方室Ｒ１または他方室Ｒ２に発生した圧力でアキシャルピストンポンプ１が回転させられ、アクチュエータＡにおけるシリンダＣが伸縮して、台車Ｗから車体Ｂ側への振動伝播を絶縁することができるようになる。
【００５１】
したがって、本発明のアクチュエータＡでは、シリンダＣを駆動する液圧ポンプがアキシャルピストンポンプ１とされているので、アクチュエータの見掛け上の剛性を低めて、台車Ｗ側へ入力された振動が車体Ｂ側へ伝播することを抑制することができ、液圧式のアクチュエータＡを車体傾斜に用いても車両における乗り心地を向上することができるのである。
【００５２】
また、換言すれば、車両における乗り心地を向上することができるので、アクチュエータＡの作動流体を作動油等の液体とすることができ、推進力不足を解消し、車体傾斜の応答性を向上させることができるのである。
【００５３】
さらに、起動トルクが小さくてすむので、シリンダＣの動き出しを滑らかにすることができ、アクチュエータＡによる車体傾斜を実施した際に、車両搭乗者に起動時の衝撃を知覚させず、この点においても車両における乗り心地を向上することができる。
【００５４】
なお、上記したところでは、車体傾斜の手法として、いわゆる振子式といわれる手法を採用する鉄道車両に、本実施の形態のアクチュエータＡを適用しているが、車体Ａと台車Ｗの間の左右のそれぞれに、二つのアクチュエータを縦置きに設置して、各アクチュエータを駆動して車体Ｂを傾斜させるような場合にも、本発明のアクチュエータＡを適用することが可能であるのは当然である。
【００５５】
以上で、本発明の実施の形態についての説明を終えるが、本発明の範囲は図示されまたは説明された詳細そのものには限定されないことは勿論である。
【図面の簡単な説明】
【００５６】
【図１】一実施の形態におけるアクチュエータの液圧回路を示す図である。
【図２】一実施の形態におけるアクチュエータを鉄道車両の車体と台車との間に介装した状態を示す図である。
【符号の説明】
【００５７】
１ 液圧源たるアキシャルピストンポンプ
２ 容器
３ ピストン
４ ロッド
５ アクチュエータ回路
６ ループ通路
７，８，１６ ソレノイド切換弁
７ａ，８ａ，１６ａ バルブ
７ｂ，８ｂ，１６ｂ バネ
７ｃ，８ｃ，１６ｃ ソレノイド
９，１０ 分岐通路
１１ アキュムレータ
１２ 低圧選択弁
１３ ダンパ回路
１４ 流路
１４ａ メイン流路
１４ｂ 一方側上流路
１４ｃ 他方側上流路
１４ｄ 一方側下流路
１４ｅ 他方側下流路
１４ｆ 接続通路
１５ 減衰力発生要素
１５ａ 減衰バルブ
１５ｂ 固定絞り
１７ａ，１７ｂ，１７ｃ，１７ｄ 逆止弁
１８ リリーフ流路
１９ リリーフ弁
３０ ストロークセンサ
Ａ アクチュエータ
Ｂ 車体
Ｃ シリンダ
Ｒ１ 圧力室たる一方室
Ｒ２ 圧力室たる他方室
Ｗ 台車
【特許請求の範囲】
【請求項１】
鉄道車両の車体と台車との間に介装されるシリンダとシリンダに液圧を供給する液圧ポンプとを備え、車体を台車に対して傾斜させるアクチュエータにおいて、液圧ポンプをアキシャルピストンポンプとしたことを特徴とするアクチュエータ。
【請求項１】
鉄道車両の車体と台車との間に介装されるシリンダとシリンダに液圧を供給する液圧ポンプとを備え、車体を台車に対して傾斜させるアクチュエータにおいて、液圧ポンプをアキシャルピストンポンプとしたことを特徴とするアクチュエータ。
【図１】
【図２】
【図２】
【公開番号】特開２００９−１３７４２５（Ｐ２００９−１３７４２５Ａ）
【公開日】平成２１年６月２５日（２００９．６．２５）
【国際特許分類】
【出願番号】特願２００７−３１５５７０（Ｐ２００７−３１５５７０）
【出願日】平成１９年１２月６日（２００７．１２．６）
【出願人】（００００００９２９）カヤバ工業株式会社 (2,151)
【出願人】（０００１７３７８４）財団法人鉄道総合技術研究所 (1,666)
【Ｆターム（参考）】
【公開日】平成２１年６月２５日（２００９．６．２５）
【国際特許分類】
【出願日】平成１９年１２月６日（２００７．１２．６）
【出願人】（００００００９２９）カヤバ工業株式会社 (2,151)
【出願人】（０００１７３７８４）財団法人鉄道総合技術研究所 (1,666)
【Ｆターム（参考）】
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