制振装置
【課題】列車通過時の振動状況に応じて列車に発生する振動を抑制し沿線に対する振動および騒音を低減するとともに、軌道構造に伝達される荷重を低減し軌道保守量の抑制及び列車の乗り心地の改善に寄与することができる制振装置を提供する。
【解決手段】列車通過時に発生する振動を振動検出部１１Ａ，１１Ｂが検出し、この振動検出部１１Ａ，１１Ｂの検出結果に基づいてばね剛性演算部２１が弾性支持部１０のばね剛性値を演算する。例えば、レール５側の振動と路盤８側の振動がいずれも同程度に低減されるように、弾性支持部１０のばね剛性値をばね剛性演算部２１が演算し、このばね剛性演算部２１の演算結果に基づいてばね剛性可変部２２を制御部２４が動作制御して、弾性支持部１０のばね剛性を可変する。その結果、列車１が軌道４上を走行するときに発生する振動が低減する。
【解決手段】列車通過時に発生する振動を振動検出部１１Ａ，１１Ｂが検出し、この振動検出部１１Ａ，１１Ｂの検出結果に基づいてばね剛性演算部２１が弾性支持部１０のばね剛性値を演算する。例えば、レール５側の振動と路盤８側の振動がいずれも同程度に低減されるように、弾性支持部１０のばね剛性値をばね剛性演算部２１が演算し、このばね剛性演算部２１の演算結果に基づいてばね剛性可変部２２を制御部２４が動作制御して、弾性支持部１０のばね剛性を可変する。その結果、列車１が軌道４上を走行するときに発生する振動が低減する。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
この発明は、列車が軌道上を走行するときに発生する振動を低減するための制振装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
コンクリート高架橋又は鉄桁橋などの構造物上を列車が走行すると、これらの構造物の振動によって構造物騒音が放射される。列車の走行時にはレールと車輪とが振動することによって転動騒音が放射されるとともに、列車の高速走行時には車両まわりの流れにおいて発生する渦と車両表面との相互作用によって空力騒音が発生する。転動騒音や空力騒音のような構造物上で発生する騒音については、この構造物上に防音壁を設置するなどの対策によって、沿線の受音点に対して騒音レベル値を減じることができる。しかし、構造物騒音については、音源−受音点間の伝搬経路において有効な対策を講じることができず、受音点に対してダイレクトに騒音が伝搬される。音源パワーとしては転動騒音や空力騒音のほうが大きいにも関わらず、沿線受音点における騒音については、転動騒音や空力騒音の寄与が一概に卓越するとは限らず、構造物騒音が軽視できない寄与をしめる場合も多い。近年、防音壁の嵩上げなどによって転動騒音や空力騒音の対策が補強されているが、構造物騒音の対策については決め手を欠き、構造物騒音の問題がクローズアップされつつある。このように、近年、構造物騒音の対策の必要性が高まっており、構造物騒音の発生原因となる軌道の騒音低減対策が提案されている。
【０００３】
また、構造物や構造物以外の平地を含め全区間において、軌道の上を走行する車両の荷重は軌道スラブや道床バラストなどレール以下の軌道構造に伝達され、それが日々の繰り返しの中で蓄積され、軌道構造の劣化や破壊を招き、有道床区間におけるバラストのつき固めなど、軌道構造の保守のため、定期的に労働力が投入されている。近年の単純労働力に対する省力化のニーズは強く、軌道構造の劣化および破壊を抑制するために、軌道構造に伝達される荷重を低減する必要がある。
【０００４】
さらに、軌道構造の劣化はレールの長さ方向の形状が変化する軌道変位（軌道狂い）などをもたらし、列車の乗り心地の悪化の主要な原因となっている。近年、車内環境の快適性を求める志向性は高まっており、この観点からもレール支持構造に制振装置を導入し軌道構造に伝達される荷重を低減することの必要性は高まっている。
【０００５】
例えば、従来の制振装置（従来技術１）は、左右のレールをそれぞれ支持する一対の縦梁を長さ方向に所定の間隔をあけて継材によって連結したラダー型まくらぎと、コンクリート製の板状の軌道スラブと、ラダー型まくらぎを軌道スラブ上に支持する積層ゴム型又は中空状積層ゴム型の防振装置とを備えている（例えば、特許文献１参照）。この従来技術１では、一対の縦梁の長さ方向に所定の間隔をあけて防振装置を配置し、列車通過時にラダー型まくらぎ全体に防振機能を発揮させて、上下、左右及び前後方向の振動を防振装置によって短時間に吸収し収束させている。
【０００６】
従来の制振装置（従来技術２）は、レールを支持するまくらぎと、このまくらぎを支持するバラストと、このバラストと鉄道橋の鋼床版との間に挿入される遮音マットとを備えている（例えば、特許文献２参照）。この従来技術２では、遮音マット内に粘性状液体を封入し、列車通過時に鋼床版に伝搬されようとする音エネルギー及び振動エネルギーをこの遮音マットによって減衰させている。
【０００７】
従来の制振装置（従来技術３）は、レールを支持するまくらぎとこのまくらぎを支持するバラストとを収容する水槽と、水槽を路盤上に支持する硬質ゴム製の緩衝材とを備えている（例えば、特許文献３参照）。この従来技術３では、水槽内に水を満たし、列車通過時に発生する騒音を水槽内の水と緩衝材とによって低減している。
【０００８】
従来の制振装置（従来技術４）は、水又は油などの液体が封入された多数の空洞とこれらの空洞を互いに連結する細管とを有する帯状の緩衝体を備えている。この従来技術４では、レールとまくらぎとの間に緩衝体を配置し、列車通過時に空洞内の液体が細管を通過するときに発生する抵抗によって、列車通過時に発生する振動を低減している。
【０００９】
従来の制振装置（従来技術５）は、橋脚上に設置される台座と、レールを支持した状態でこの台座上で浮遊する浮座と、台座と浮座との間に封入される液体と、台座に対して浮座が上下動可能なようにこの台座とこの浮座との間の隙間を塞ぐＯリングと、浮座が下降したときの圧力上昇を押さえる重りとを備えている（例えば、特許文献５参照）。この従来技術５は、列車通過時に浮座が下降したときに発生する液体の圧力上昇を重りによって押さえることによって、列車通過時に発生する振動を減衰させている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【００１０】
【特許文献１】特開2001-254301号公報
【００１１】
【特許文献２】特開2008-208530号公報
【００１２】
【特許文献３】特開昭51-143204号公報
【００１３】
【特許文献４】特開昭52-037675号公報
【００１４】
【特許文献５】特開平11-036204号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【００１５】
一般に、レール上を列車が通過するときの振動を低減するときに、制振装置のばね定数を大きくしてレール側の振動を低下させようとすると路盤の振動が上昇し、制振装置のばね定数を小さくして路盤側の振動を低下させようとするとレール側の振動が上昇する傾向がある。このため、列車通過時に発生する振動が大きいときには、制振装置のばね定数を大きくしてレールの振動を低減させ、路盤を通じて沿線に伝搬する振動が大きいときには、制振装置のばね定数を小さくして沿線の振動を低減させる必要がある。
【００１６】
従来技術１〜５は、制振装置を構成する積層ゴム型などの弾性材や粘性液状体など流体のばね定数が予め所定値に設定されている。このため、従来技術１では、軌道上を走行する列車の種類や沿線の騒音状況に応じてばね定数を簡単に調整することが困難である。その結果、従来技術１〜５では、制振装置のばね定数を予め大きく設定すると、列車通過時に発生する振動が路盤を通じて沿線に伝搬し沿線の振動が大きくなってしまう問題点がある。一方、従来技術１〜５では、制振装置のばね定数を予め小さく設定すると列車通過時に発生する振動によってレールが振動し沿線に放射される騒音が大きくなってしまう問題点がある。また、従来技術１〜５では、ばね定数を調整可能な制振装置に交換するためには大規模な交換工事が必要になり、制振装置のコストが高くなってしまう問題点がある。さらに、従来技術１〜５では、軌道構造に伝達される荷重の低減の観点からも、コストや性能の面で十分な対策を与えるとはいいがたい。
【００１７】
従来技術２は、粘性液状体を遮音マット内に封入する液状体注入栓をこの遮音マットの上面に備えており、従来技術４は液状を空洞内に封入する液孔を緩衝体の上面及び下面に備えている。このため、従来技術２では、遮音マット上にバラストが敷設されると液状体注入栓がバラスト内に埋設されることになり、従来技術４では緩衝体をまくらぎ上に設置しこの緩衝体上にレールを設置すると液孔がまくらぎ及びレールによって覆われることになる。その結果、従来技術２，４では、経年によって粘性液状体などが遮音マットや緩衝体から漏出したようなときに、この遮音マット内や緩衝体内に液状体注入栓や液孔から粘性液状体などを簡単に注入することができない問題点がある。
【００１８】
従来技術３は、まくらぎ及びバラストを収容する大型の水槽をレールの長さ方向に沿って配置している。このため、従来技術３では、大型の水槽を広範囲に敷設する必要があり、装置が大規模になってコストが高くなってしまう問題点がある。また、従来技術５は、浮座と台座との間の間隙部をＯリングによって塞いでいる。このため、従来技術５では、浮座の上下動によってこの浮座と台座との間のＯリングが摩耗し、経年によって浮座と台座との間から液体が漏出してしまう問題点がある。
【００１９】
この発明の課題は、列車通過時の振動状況に応じて列車に発生する振動を抑制し沿線に対する振動および騒音を低減するとともに、軌道構造に伝達される荷重を低減し軌道保守量の抑制及び列車の乗り心地の改善に寄与することができる制振装置を提供することである。
【課題を解決するための手段】
【００２０】
この発明は、以下に記載するような解決手段により、前記課題を解決する。
なお、この発明の実施形態に対応する符号を付して説明するが、この実施形態に限定するものではない。
請求項１の発明は、図１、図３、図４及び図６に示すように、軌道（４）上を列車（１）が走行するときに発生する振動を低減する制振装置であって、レール（５）を支持する支持体（６）を路盤（８）上に弾性支持する弾性支持部（１０）と、前記軌道上を列車が走行するときに発生する振動を低減するように、前記弾性支持部のばね剛性を可変するばね剛性可変部（２２）とを備える制振装置（９）である。
【００２１】
請求項２の発明は、請求項１に記載の制振装置において、前記ばね剛性可変部は、前記レール側の振動と前記路盤側の振動とが低減するように、前記弾性支持部のばね剛性を可変することを特徴とする制振装置である。
【００２２】
請求項３の発明は、請求項１又は請求項２に記載の制振装置において、前記ばね剛性可変部は、前記レール側の振動が低減するように、前記弾性支持部のばね剛性を可変することを特徴とする制振装置である。
【００２３】
請求項４の発明は、請求項１から請求項３までのいずれか１項に記載の制振装置において、前記ばね剛性可変部は、前記路盤側の振動が低減するように、前記弾性支持部のばね剛性を可変することを特徴とする制振装置である。
【００２４】
請求項５の発明は、請求項４又は請求項５に記載の制振装置において、前記レール側又は前記路盤側の振動の低減率を設定する振動低減率設定部（１９）を備え、前記ばね剛性可変部は、前記振動低減率設定部によって設定される前記振動の低減率に基づいて、前記弾性支持部のばね剛性を可変することを特徴とする制振装置である。
【００２５】
請求項６の発明は、請求項１に記載の制振装置において、図６に示すように、前記ばね剛性可変部は、前記軌道上を通過する列車の重量に応じて、前記弾性支持部のばね剛性を可変することを特徴とする制振装置である。
【００２６】
請求項７の発明は、請求項６に記載の制振装置において、前記軌道上を通過する各列車の重量を記憶する列車重量情報記憶部（２６）を備え、前記ばね剛性可変部は、前記列車重量情報記憶部が記憶する各列車の重量に応じて、前記弾性支持部のばね剛性を可変することを特徴とする制振装置である。
【００２７】
請求項８の発明は、請求項１から請求項６のいずれか１項に記載の制振装置において、図４及び図６に示すように、前記弾性支持部は、内部に流体が封入される袋体（１０ａ）を備え、前記ばね剛性可変部は、前記袋体内の流体圧を調整することによって前記弾性支持部のばね剛性を可変することを特徴とする制振装置である。
【００２８】
請求項９の発明は、請求項８に記載の制振装置において、図３に示すように、前記弾性支持部は、前記軌道の左右方向における前記袋体の側面に、この袋体の内部と接続する接続口を備えることを特徴とする制振装置である。
【００２９】
請求項１０の発明は、請求項８又は請求項９に記載の制振装置において、図４及び図６に示すように、前記袋体内に前記流体を供給する流体供給部（１４）と、前記袋体内から前記流体を排出する流体排出部（１５）とを備え、前記ばね剛性可変部は、前記流体供給部から前記袋体内に前記流体を流入させる供給流路（１４ｄ）と、前記袋体内から前記流体排出部に前記流体を流出させる排出流路（１５ｂ）とを切り替えることを特徴とする制振装置である。
【００３０】
請求項１１の発明は、請求項１から請求項１０までのいずれか１項に記載の制振装置において、図１及び図３に示すように、前記弾性支持部は、前記軌道の長さ方向に複数配置されていることを特徴とする制振装置である。
【発明の効果】
【００３１】
この発明によると、列車通過時の振動状況に応じて列車に発生する振動を抑制し沿線に対する振動および騒音を低減するとともに、軌道構造に伝達される荷重を低減し軌道保守量の抑制及び列車の乗り心地の改善に寄与することができる。
【図面の簡単な説明】
【００３２】
【図１】この発明の第１実施形態に係る制振装置の斜視図である。
【図２】この発明の第１実施形態に係る制振装置の側面図である。
【図３】この発明の第１実施形態に係る制振装置の正面図である。
【図４】この発明の第１実施形態に係る制振装置の構成図である。
【図５】この発明の第１実施形態に係る制振装置の動作を説明するためのフローチャートである。
【図６】この発明の第２実施形態に係る制振装置の構成図である。
【図７】この発明の第２実施形態に係る制振装置の動作を説明するためのフローチャートである。
【発明を実施するための形態】
【００３３】
（第１実施形態）
図３及び図４に示す列車１は、軌道４上を運転させる目的で組成された移動体であり、旅客を輸送するための旅客列車、貨物を輸送するための貨物列車、又は旅客列車と貨物列車とを併結して運転する混合列車などである。列車１は、１両又は複数両の車両１Ａによって編成されている。車両１Ａは、軌道４上を走行する鉄道車両であり、電車、気動車、機関車、客車又は貨車などである。車両１Ａは、車体２と車輪３などを備えている。
【００３４】
図３及び図４に示す車体２は、乗客又は貨物を積載し輸送するための構造物である。車輪３は、図２及び図４に示すように、左右一対のレール５とそれぞれ回転接触する部材である。車輪３は、図２に示すように、レール頭部５ａの頭頂面と接触して摩擦抵抗を受ける踏面３ａと、脱輪を防止するために車輪３の外周部に連続して形成されたフランジ面３ｂなどを備えている。
【００３５】
図１〜図４に示す軌道４は、列車１が走行する通路（線路）である。軌道４は、図１〜図４に示すレール５と、軌道スラブ６と、図１及び図２に示すレール締結装置７などを備えている。図１〜図４に示すレール５は、列車１の車輪３を支持し案内してこの列車１を走行させる部材である。レール５は、図２に示すように、車両１Ａの車輪３と接触するレール頭部５ａと、軌道スラブ６に設置されるレール底部５ｂと、レール頭部５ａとレール底部５ｂとを繋ぐレール腹部５ｃとを備えている。レール底部５ｂは、締結ばね７ｃによって押さえ付けられる底部上面５ｄと、軌道スラブ６に設置される底部下面５ｅとが形成されている。
【００３６】
図１〜図４に示す軌道スラブ６は、レール５を支持する支持体（支承体）である。軌道スラブ６は、矩形平板状のプレキャストのコンクリート版からなるスラブ版であり、道床バラストとまくらぎとを用いた一般的な有道床軌道の保守作業を軽減するために、道床バラストとまくらぎとを一体化させた省力化軌道の一種であるスラブ軌道区間において、レール５と路盤８との間に設置されている。軌道スラブ６は、レール締結装置７のタイプレート７ａが取り付けられるスラブ面６ａなどを備えている。
【００３７】
図２に示すレール締結装置７は、レール５を軌道スラブ６に締結する装置である。レール締結装置７は、図１に示すように、レール５の長さ方向に沿って所定の間隔をあけてこのレール５を軌道スラブ６に締結する。レール締結装置７は、レール５を上下方向及び左右方向に調整可能な構造であり、列車１が通過する際に発生する振動を吸収する緩衝機能を有する。レール締結装置７は、図２に示すように、タイプレート７ａと、軌道パッド７ｂと、締結ばね７ｃと、締結ボルト７ｄと、ボルト７ｅなどを備えている。
【００３８】
図２に示すタイプレート７ａは、レール５と軌道スラブ６との間に挿入される板状の締結用部材であり、レール５の水平方向の移動を規制する。軌道パッド７ｂは、レール５とタイプレート７ａとの間に挿入される緩衝用の板状部材であり、列車１が通過する際に発生する衝撃荷重を緩和するとともに、レール５が長手方向に移動するふく進に対する抵抗力を確保するために、レール底部５ｂの底部下面５ｅとタイプレート７ａの上面との間に挟み込まれる加硫ゴム製又はウレタン製の板状部材である。軌道パッド７ｂは、軌道スラブ６の表面を保護する機能と電気的に絶縁する機能とを有する。締結ばね７ｃは、レール５を押さえ付けて締結するばねである。締結ばね７ｃは、例えば、板状のばね鋼を略Ｕ字状に折り曲げて形成した板ばね（主ばね）であり押さえ金（ばねクリップ）として機能する。締結ボルト７ｄは、締結ばね７ｃを締め付ける部材であり、タイプレート７ａの雌ねじ部と噛み合う六角ボルトなどである。締結ボルト７ｄは、レール底部５ｂの底部上面５ｄに締結ばね７ｃを押し付けている。ボルト７ｅは、タイプレート７ａを軌道スラブ６に固定する部材である。
【００３９】
図１〜図４に示す路盤８は、軌道４を支持する基盤であり、軌道４上を列車１が通過するときの荷重を支持する構造物である。路盤８は、例えば、スラブ軌道区間に設置される路盤コンクリートであり、図１に示すように軌道スラブ６の水平力を支えるために所定の間隔をあけて突起（突起コンクリート）８ａが形成されている。
【００４０】
図１〜図４に示す制振装置９は、軌道４上を列車１が走行するときに発生する振動を低減する装置である。制振装置９は、図１〜図４に示す弾性支持部１０と、図１、図３及び図４に示す振動検出部１１Ａ，１１Ｂと、信号処理部１２Ａ，１２Ｂと、図１〜図４に示す流路１３と、図１、図３及び図４に示す流体供給部１４と、流体排出部１５と、ばね剛性検出部１６と、制振条件設定部１７と、制振条件情報記憶部１８と、振動低減率設定部１９と、振動低減率情報記憶部２０と、ばね剛性演算部２１と、ばね剛性可変部２２と、プログラム記憶部２３と、制御部２４などを備えている。制振装置９は、軌道４上を列車１が走行するときに発生する振動を振動検出部１１Ａ，１１Ｂによって検出して、振動状況に応じて弾性支持部１０のばね剛性（ばね定数）をばね剛性可変部２２によって可変する。
【００４１】
図１〜図４に示す弾性支持部１０は、軌道スラブ６を路盤８上に弾性支持する手段である。弾性支持部１０は、外観が略円柱状又は略楕円柱状の弾性体であり、弾性率を変更可能な構造体である。弾性支持部１０は、図１及び図３に示すように、軌道４の長さ方向に複数配置（例えば４個配置）されており、この弾性支持部１０の長さ方向が軌道スラブ６の幅方向と一致し、この弾性支持部１０の幅方向が軌道スラブ６の長さ方向と一致するように、レール５と軌道スラブ６との間に挿入されている。弾性支持部１０は、図２に示すように、袋体１０ａと、流体１０ｂと、接続口１０ｃなどを備えている。弾性支持部１０は、ばね定数が１MN/mを下回ると路盤８側の振動を低減できず、ばね定数が20MN/mを超えるとレール５側の振動を低減できないため、ばね定数が１〜20MN/mの範囲内に調整されている。
【００４２】
図２に示す袋体１０ａは、内部に流体１０ｂが封入される部材である。袋体１０ａは、軌道スラブ６と路盤８との間で伸縮する部材であり、内部の流体圧に応じて伸縮するエアクッション状の風船構造を備えている。袋体１０ａは、外観が筒状（パイプ状）の中空の膜状体の両端部を蓋状の膜状体によって塞ぎ、中空の膜状体と蓋状の膜状体とを一体に隙間なく接合して形成されている。袋体１０ａは、例えば、シート状又はフィルム状のゴムなどによって形成されており、基材とこの基材の表面を被覆する被覆材とを備えている。
【００４３】
基材は、内部に封入された流体１０ｂの圧力に応じて伸縮可能であり、ゴム類、高分子材料類、合成樹脂類又はこれらの任意の複合層からなるラミネート材などによって形成されている。このようなゴム類としては、例えば、天然ゴム、スチレンブタジエンゴム、ブチルゴム、エチレンプロピレンゴム(EPDM)、クロロプレンゴム、フッ素ゴム、シリコンゴム、ウレタンゴム、ポリノルボルネンゴム又はアクリルゴムなどの加硫ゴムからなるゴム材料が好ましい。高分子材料類としては、例えば、高温では可塑化されてプラスチックのように樹脂用の加工機械によって加工が可能であり、常温ではゴム弾性体(エラストマ)としての性質を示すウレタン系、スチレン系、オレフィン系又は塩化ビニル系などの熱可塑性エラストマ(TPE)が好ましい。合成樹脂類としては、例えば、ポリスチレン、ポリエチレン、ポリプロピレン、塩化ビニル又はエチレン−酢酸ビニル共重合樹脂(EVA)などの熱可塑性樹脂である。基材は、ゴム材料である場合には、引張弾性率が室温で１〜100MPaであり、損失係数が室温で0.01〜2.00であることが好ましい。基材の膜厚は、２mmを下回ると強度に問題があり、50mmを超えると伸縮が困難であるため、２mm以上であることが好ましく、５〜50mmであることが特に好ましい。基材の長さは、軌道スラブ６の幅と略等しく、基材の外径は100〜2000mmが好ましい。基材は、列車１及び軌道４を支持する必要があるため、少なくとも２MPaの内圧に耐えられることが必要である。
【００４４】
被覆材は、基材の表面を被覆する繊維類などであり、基材の表面を保護する機能を有する。被覆材は、基材の全面に接着剤などによって貼り付けられている。被覆材は、例えば、綿などの天然素材、ポリエステル、ナイロン又はアクリル樹脂などの合成繊維からなる帆布などである。被覆材は、基材と一体となって伸縮する必要があるため、引張強さが50N/本以上であり、伸びが20%以下であることが好ましい。
【００４５】
図２及び図４に示す流体１０ｂは、袋体１０ａ内に封入される封入物である。流体１０ｂは、袋体１０ａの内部に流入及び流出可能なように収容される気体又は液体などの内封材であり、袋体１０ａ内に流入することによってこの袋体１０ａ内の圧力を上昇させてこの袋体１０ａを膨張させ、袋体１０ａ内から流出することによってこの袋体１０ａ内の圧力を下降させてこの袋体１０ａを収縮させる。このような気体としては、例えば、空気、酸素、窒素などが好ましく、入手が容易で安価な空気が特に好ましい。液体としては、水、油、シリコーンゲル、エチレングリコール、酢酸ビニル系、EVA系又はアクリル樹脂系のエマルジョン、ゴムラテックスなどが好ましく、入手が容易で安価な水又は油が特に好ましい。
【００４６】
図２及び図４に示す接続口１０ｃは、袋体１０ａの内部と接続する部分である。接続口１０ｃは、軌道スラブ６と路盤８との間に袋体１０ａを設置したときに流路１３との接続作業が容易なように、軌道４の左右方向におけるこの袋体１０ａの側面に配置されている。接続口１０ｃは、袋体１０ａを貫通してこの袋体１０ａと一体に形成されており、この接続口１０ｃの内周部に流路１３側の雄ねじ部と噛み合う雌ねじ部を備えている。接続口１０ｃには、この接続口１０ｃ側の雌ねじ部と流路１３側の雄ねじ部との間から流体１０ｂが外部に漏れ出すのを防止するために、これらの間にシリコーンなどの充填材が充填されている。
【００４７】
図１、図３及び図４に示す振動検出部１１Ａ，１１Ｂは、列車１が軌道４上を走行するときに発生する振動を検出する手段である。振動検出部１１Ａは、レール５の振動を検出し、振動検出部１１Ｂは路盤８の振動を検出する。振動検出部１１Ａ，１１Ｂは、例えば、上下方向の加速度を検出する加速度センサ又は上下方向の変位を検出する変位センサなどである。振動検出部１１Ａは、例えば、レール５の底部上面５ｄ上に設置されており、振動検出部１１Ｂは路盤８上に設置されている。振動検出部１１Ａ，１１Ｂは、振動の大きさに応じた振動検出信号（振動検出情報）を信号処理部１２Ａ，１２Ｂに出力する。
【００４８】
図１、図３及び図４に示す信号処理部１２Ａ，１２Ｂは、振動検出部１１Ａ，１１Ｂが出力する振動検出信号を所定の処理をする手段である。信号処理部１２Ａ，１２Ｂは、例えば、振動検出部１１Ａ，１１Ｂが出力するアナログ信号をディジタル信号に変換するA/D変換回路と、振動検出部１１Ａ，１１Ｂが出力する振動検出信号からノイズ成分を除去するフィルタ回路などを備えている。信号処理部１２Ａ，１２Ｂは、信号処理後の振動検出信号（振動検出情報）を制御部２４に出力する。
【００４９】
図１〜図４に示す流路１３は、弾性支持部１０の袋体１０ａとばね剛性可変部２２との間で流体１０ｂが流れる管路である。流路１３は、弾性支持部１０とばね剛性可変部２２とを接続する給排出用の配管であり、一方の端部が分岐して各弾性支持部１０の接続口１０ｃにそれぞれ着脱自在に接続されており、他方の端部がばね剛性可変部２２に着脱自在に接続されている。流路１３は、弾性支持部１０の袋体１０ａ内に流体１０ｂを供給するときには、流体供給部１４からばね剛性可変部２２を通じてこの袋体１０ａにこの流体１０ｂを流入させる。一方、流路１３は、弾性支持部１０の袋体１０ａ内から流体１０ｂを排出するときには、この袋体１０ａからばね剛性可変部２２を通じて流体排出部１５にこの流体１０ｂを流出させる。
【００５０】
図１、図３及び図４に示す流体供給部１４は、弾性支持部１０の袋体１０ａに流体１０ｂを供給する手段である。流体供給部１４は、袋体１０ａから流体１０ｂが漏れ出したようなときに、この袋体１０ａ内に流体１０ｂを充填する流体充填部としても機能する。流体供給部１４は、図４に示すように、蓄圧部１４ａと、流体圧検出部１４ｂと、圧力源１４ｃと、流路１４ｄなどを備えている。蓄圧部１４ａは、所定の圧力の流体１０ｂを蓄積する部分であり、流体圧を蓄えるアキュムレータ又はエアタンクなどである。流体圧検出部１４ｂは、蓄圧部１４ａ内の流体圧を検出する部分であり、流体圧を検出して圧力検出信号を出力する圧力センサなどであり、蓄圧部１４ａ内の圧力に応じた圧力検出信号（圧力検出情報）を制御部２４に出力する。圧力源１４ｃは、蓄圧部１４ａ内に流体１０ｂを供給する部分であり、蓄圧部１４ａ内に流体１０ｂを加圧して送出するポンプ又はコンプレッサなどである。圧力源１４ｃは、蓄圧部１４ａ内の流体圧が所定値を下回ったと流体圧検出部１４ｂが検出したときには、蓄圧部１４ａ内への流体１０ｂの供給を開始し、蓄圧部１４ａ内の流体圧が所定値に達したと流体圧検出部１４ｂが検出したときには、蓄圧部１４ａ内への流体１０ｂの供給を停止する。流路１４ｄは、流体供給部１４とばね剛性可変部２２との間で流体１０ｂが流れる管路である。流路１４ｄは、弾性支持部１０の袋体１０ａに流体供給部１４から流体１０ｂを流出させる供給用の配管であり、蓄圧部１４ａからばね剛性可変部２２に流体１０ｂを流入させる。流路１４ｄは、蓄圧部１４ａ、圧力源１４ｃ及びばね剛性可変部２２を接続しており、一方の端部がばね剛性可変部２２に着脱自在に接続されており他方の端部が蓄圧部１４ａを通過して圧力源１４ｃに着脱自在に接続されている。
【００５１】
図１、図３及び図４に示す流体排出部１５は、弾性支持部１０の袋体１０ａから流体１０ｂを排出する手段である。流体排出部１５は、図４に示すように、回収部１５ａと流路１５ｂ，１５ｃなどを備えている。回収部１５ａは、流体１０ｂを回収する部分であり、弾性支持部１０の袋体１０ａからばね剛性可変部２２を通じて排出される流体１０ｂを収容するタンクなどである。流路１５ｂは、流体排出部１５とばね剛性可変部２２との間で流体１０ｂが流れる管路である。流路１５ｂは、弾性支持部１０の袋体１０ａから流体排出部１５に流体１０ｂを流出させる排出用の配管であり、ばね剛性可変部２２から回収部１５ａにこの流体１０ｂを流出させる。流路１５ｂは、回収部１５ａとばね剛性可変部２２とを接続しており、一方の端部がばね剛性可変部２２に着脱自在に接続されており他方の端部が回収部１５ａに着脱自在に接続されている。流路１５ｃは、流体１０ｂが流れる管路であり、回収部１５ａから圧力源１４ｃに流体１０ｂを戻す戻り流路（戻り配管）として機能する。流路１５ｃは、圧力源１４ｃに回収部１５ａから流体１０ｂが戻るように、圧力源１４ｃ及び回収部１５ａを接続する配管であり、一方の端部が回収部１５ａに着脱自在に接続されており他方の端部が圧力源１４ｃに着脱自在に接続されている。
【００５２】
図１、図３及び図４に示すばね剛性検出部１６は、弾性支持部１０のばね剛性を検出する手段である。ばね剛性検出部１６は、図４に示すように、流体圧検出部１６ａと流体圧／ばね剛性変換部１６ｂなどを備えている。流体圧検出部１６ａは、弾性支持部１０の袋体１０ａ内の流体圧を検出する部分である。流体圧検出部１６ａは、例えば、流路１３内の流体圧を検出することによって袋体１０ａ内の圧力を検出する圧力センサなどである。流体圧検出部１６ａは、袋体１０ａ内の流体圧に応じた流体圧検出信号（流体圧検出情報）を流体圧／ばね剛性変換部１６ｂに出力する。流体圧／ばね剛性変換部１６ｂは、流体圧値をばね剛性値に変換する部分である。流体圧／ばね剛性変換部１６ｂは、例えば、流体圧値とばね剛性値との相関関係を示す相関関係情報を予めテーブル化して記憶しており、流体圧検出部１６ａが出力する流体圧検出信号をばね剛性検出信号（ばね剛性検出情報）に変換して、このばね剛性検出信号を制御部２４に出力する。
【００５３】
図１、図３及び図４に示す制振条件設定部１７は、弾性支持部１０によって振動を低減するときの制振条件を設定する手段である。制振条件設定部１７は、レール５側の振動と路盤８側の振動とを低減する最適制振モード（第１の制振条件）と、レール５側の振動を低減するレール優先制振モード（第２の制振条件）と、路盤８側の振動を低減する路盤優先制振モード（第３の制振条件）とを設定する。制振条件設定部１７は、例えば、最適制振モード、レール優先制振モード又は路盤優先制振モードのいずれか一つの制振条件を設定者などが設定するときに操作される選択スイッチなどである。制振条件設定部１７は、設定された制振条件に対応する制振条件設定信号（制振条件情報）を制御部２４に出力する。
【００５４】
制振条件情報記憶部１８は、制振条件設定部１７によって設定された制振条件を記憶する手段である。制振条件情報記憶部１８は、例えば、最適制振モード、レール優先制振モード又は路盤優先制振モードのいずれか一つの制振条件を制振条件情報として記憶するメモリなどである。
【００５５】
振動低減率設定部１９は、レール５側又は路盤８側の振動の低減率を設定する手段である。振動低減率設定部１９は、列車通過時に発生するレール５側の振動を所定の割合だけ低減する必要があるとき、又は列車通過時に発生する路盤８側の振動を所定の割合だけ低減する必要があるとき、振動低減効果を希望する振動の低減率を設定する。振動低減率設定部１９は、例えば、列車通過時の振動が100%である場合にこの振動を30%低減する必要があるときには、振動の低減率を30%として設定する。振動低減率設定部１９は、例えば、振動の低減率を設定者などが設定するときに数値を入力する入力装置などである。振動低減率設定部１９は、設定された振動の低減率に対応する振動低減率設定信号（振動低減率情報）を制御部２４に出力する。
【００５６】
振動低減率情報記憶部２０は、振動低減率設定部１９によって設定された振動の低減率を記憶する手段である。振動低減率情報記憶部２０は、例えば、レール５側の振動の低減率又は軌道４側の振動の低減率を振動低減率情報として記憶するメモリなどである。
【００５７】
ばね剛性演算部２１は、振動検出部１１Ａ，１１Ｂの検出結果に基づいて弾性支持部１０の最適なばね剛性を演算する手段である。ばね剛性演算部２１は、レール５側の振動と路盤８側の振動とを低減するような弾性支持部１０の最適なばね剛性を演算する。ばね剛性演算部２１は、振動検出部１１Ａが出力する振動検出信号と振動検出部１１Ｂが出力する振動検出信号とに基づいて、レール５側の振動の抑制と路盤８側の振動の抑制とを可能な限り実現可能な弾性支持部１０のばね剛性を演算する。ばね剛性演算部２１は、例えば、制振条件設定部１７によって最適制振モードが設定されているときには、レール５側の振動の大きさ（振幅）と路盤８側の振動の大きさ（振幅）とが略同一になるように弾性支持部１０のばね剛性を演算する。ばね剛性演算部２１は、例えば、制振条件設定部１７によってレール優先制振モードが設定されているときには、路盤８側の振動が大きくなってもレール５側の振動が低減するように弾性支持部１０のばね剛性を演算する。一方、ばね剛性演算部２１は、制振条件設定部１７によって路盤優先制振モードが設定されているときには、レール５側の振動が大きくなっても路盤８側の振動が低減するように弾性支持部１０のばね剛性を演算する。ばね剛性演算部２１は、例えば、振動低減率設定部１９によってレール５側の振動の低減率が所定の割合に設定されているときには、レール５側の振動が所定の割合だけ低減するように弾性支持部１０のばね剛性を演算する。ばね剛性演算部２１は、演算後の弾性支持部１０のばね剛性をばね剛性演算信号（ばね剛性演算情報）として制御部２４に出力する。
【００５８】
ばね剛性可変部２２は、軌道４上を列車１が走行するときに発生する振動を低減するように、弾性支持部１０のばね剛性を可変する手段である。ばね剛性可変部２２は、弾性支持部１０の袋体１０ａ内の流体圧を調整することによってこの弾性支持部１０のばね剛性を可変する。ばね剛性可変部２２は、制振条件設定部１７によって設定される制振条件に基づいて、弾性支持部１０のばね剛性を可変する。ばね剛性可変部２２は、制振条件設定部１７によって最適制振モードが設定されているときには、レール５側の振動と路盤８側の振動とが低減するように、弾性支持部１０のばね剛性を可変する。また、ばね剛性可変部２２は、制振条件設定部１７によってレール優先制振モードが設定されているときには、レール５側の振動が低減するように、弾性支持部１０のばね剛性を可変する。さらに、ばね剛性可変部２２は、制振条件設定部１７によって路盤優先制振モードが設定されているときには、路盤８側の振動が低減するように、弾性支持部１０のばね剛性を可変する。ばね剛性可変部２２は、振動低減率設定部１９によって設定される振動の低減率に基づいて、弾性支持部１０のばね剛性を可変する。ばね剛性可変部２２は、例えば、路盤８側の振動の低減率が所定の割合に設定されているときには、レール５側の振動が増加してもこの路盤８側の振動が所定の割合だけ低減するように、弾性支持部１０のばね剛性を可変する。
【００５９】
ばね剛性可変部２２は、流路１４ｄと流路１５ｂとを切り替えており、流路１４ｄ又は流路１５ｂのいずれか一方が流路１３と接続するように流体１０ｂな流れ方向を可変する。ばね剛性可変部２２は、弾性支持部１０のばね剛性を高くするときには、弾性支持部１０の袋体１０ａ内に流体供給部１４から流体１０ｂが供給されるように、流路１３と流路１４ｄとを接続し、流路１３と流路１５ｂとを遮断する。ばね剛性可変部２２は、弾性支持部１０のばね剛性を低くするときには、弾性支持部１０の袋体１０ａ内から流体排出部１５に流体１０ｂが排出されるように、流路１３と流路１５ｂとを接続し、流路１３と流路１４ｄとを遮断する。ばね剛性可変部２２は、弾性支持部１０のばね剛性を一定に維持するときには、弾性支持部１０の袋体１０ａ内に流体１０ｂが保持されるように、流路１３と流路１４ｄ，１５ｂとを遮断する。ばね剛性可変部２２は、流体供給部１４から弾性支持部１０への流体１０ｂの流れのみを許容する第１の切替位置と、弾性支持部１０から流体排出部１５への流体１０ｂの流れのみを許容する第２の切替位置と、弾性支持部１０と流体供給部１４及び流体排出部１５との間の流体１０ｂの流れを禁止する第３の切替位置とに切り替わる。ばね剛性可変部２２は、例えば、流体１０ｂの流れる方向を流路１３と流路１４ｄ，１５ｂとの間で切り替える方向切替弁などの電磁弁であり、制御部２４が出力する電気信号によって開閉動作して弾性支持部１０のばね剛性を可変する。
【００６０】
プログラム記憶部２３は、軌道４上を列車１が走行するときに発生する振動を低減するための制振プログラムを記憶する手段である。プログラム記憶部２３は、例えば、電気通信回線又は情報記録媒体から読み込んだ制振プログラムを記憶するメモリなどである。
【００６１】
制御部２４は、制振装置９に関する種々の動作を制御する手段である。制御部２４は、例えば、振動検出部１１Ａ，１１Ｂが出力する振動検出情報をばね剛性演算部２１に出力したり、ばね剛性検出部１６にばね剛性の検出動作を指令したり、ばね剛性検出部１６が出力するばね剛性検出情報をばね剛性演算部２１に出力したり、ばね剛性演算部２１にばね剛性の演算動作を指令したり、制振条件設定部１７が出力する制振条件情報の記憶を制振条件情報記憶部１８に指令したり、制振条件情報記憶部１８が記憶する制振条件情報を読み出してばね剛性演算部２１に出力したり、振動低減率設定部１９が出力する振動低減率情報の記憶を振動低減率情報記憶部２０に指令したり、振動低減率情報記憶部２０が記憶する制振条件情報を読み出してばね剛性演算部２１に出力したり、ばね剛性可変部２２に可変動作を指令したり、プログラム記憶部２３から制振プログラムを読み出して一連の制振処理を実行したりする。
【００６２】
制御部２４は、ばね剛性検出部１６の検出結果とばね剛性演算部２１の演算結果とに基づいて、ばね剛性可変部２２を動作制御し弾性支持部１０のばね剛性を可変制御する。制御部２４は、例えば、ばね剛性演算部２１が出力するばね剛性演算信号とばね剛性検出部１６が出力するばね剛性検出信号とに基づいてばね剛性可変部２２をフィードバック制御する。制御部２４は、ばね剛性演算部２１が出力するばね剛性演算信号（目標値）とばね剛性検出部１６が出力するばね剛性検出信号（測定値）との偏差を演算し、この偏差がゼロになるようにばね剛性可変部２２に可変動作を指令する。制御部２４は、流体圧検出部１４ｂが出力する流体圧検出信号に基づいて圧力源１４ｃを動作制御する。制御部２４は、例えば、蓄圧部１４ａ内の流体圧が設定値に達するまで圧力源１４ｃから蓄圧部１４ａに流体１０ｂを送出させ、蓄圧部１４ａ内の流体圧が設定値に達するまで圧力源１４ｃに送出動作を指令し、蓄圧部１４ａ内の流体圧が設定値に達したときには圧力源１４ｃに送出動作の停止を指令する。
【００６３】
制御部２４は、制振条件設定部１７によって設定される制振条件に基づいて、弾性支持部１０のばね剛性を可変制御する。制御部２４は、制振条件設定部１７によって最適制振モードが設定されているときには、レール５側の振動と路盤８側の振動とが低減するように、弾性支持部１０のばね剛性を可変制御する。また、制御部２４は、制振条件設定部１７によってレール優先制振モードが設定されているときには、レール５側の振動が低減するように、弾性支持部１０のばね剛性を可変制御する。さらに、制御部２４は、制振条件設定部１７によって路盤優先制振モードが設定されているときには、路盤８側の振動が低減するように、弾性支持部１０のばね剛性を可変制御する。制御部２４には、信号処理部１２Ａ，１２Ｂと、流体圧検出部１４ｂと、圧力源１４ｃと、制振条件設定部１７と、制振条件情報記憶部１８と、振動低減率設定部１９と、振動低減率情報記憶部２０と、ばね剛性演算部２１と、ばね剛性可変部２２などが接続されている。
【００６４】
次に、この発明の第１実施形態に係る制振装置の動作を説明する。
以下では、制御部２４の動作を中心として説明する。
図５に示すステップ（以下、Ｓという）１００において、プログラム記憶部２３から制振プログラムを制御部２４が読み込む。図１、図３及び図４に示す制御部２４に電力が供給されてこの制御部２４が起動を開始すると、プログラム記憶部２３から制振プログラムを制御部２４が読み込み、一連の制振処理を制御部２４が開始する。
【００６５】
Ｓ１１０において、制振条件情報を制振条件情報記憶部１８から制御部２４が読み込む。制振条件設定部１７によって制振条件情報が設定されるとこの制振条件情報が制振条件情報記憶部１８に記憶されるため、この制振条件情報記憶部１８から制振条件情報を制御部２４が読み出して、この制振条件情報をばね剛性演算部２１に制御部２４が出力する。
【００６６】
Ｓ１２０において、振動低減率情報を振動低減率情報記憶部２０から制御部２４が読み込む。振動低減率設定部１９によって振動低減率情報が設定されると、この振動低減率情報が振動低減率情報記憶部２０に記憶されるため、この振動低減率情報記憶部２０から振動低減率情報を制御部２４が読み出して、この振動低減率情報をばね剛性演算部２１に制御部２４が出力する。
【００６７】
Ｓ１３０において、振動が発生したか否かを制御部２４が判断する。軌道４上を列車１が走行するとレール５、軌道スラブ６及び路盤８が振動し、振動検出部１１Ａ，１１Ｂが振動検出信号を信号処理部１２Ａ，１２Ｂに出力し、処理後の振動検出信号を信号処理部１２Ａ，１２Ｂが制御部２４に出力する。振動検出信号が制御部２４に入力したときには、列車１が軌道４上を走行して振動が発生したと制御部２４が判断してＳ１４０に進む。一方、振動検出信号が制御部２４に入力しなかったときには、振動検出信号が制御部２４に入力するまで制御部２４がＳ１３０の判断を繰り返す。
【００６８】
Ｓ１４０において、ばね剛性検出部１６にばね剛性の検出を制御部２４が指令する。軌道４上を列車１が走行すると弾性支持部１０の袋体１０ａに荷重が加わる。このとき、図４に示す流路１３と流路１４ｄ，１５ｂとの間の流体１０ｂの流れをばね剛性可変部２２が遮断しているため、弾性支持部１０の袋体１０ａが伸縮するとこの袋体１０ａ内の流体圧と流路１３内の流体圧とが変化する。その結果、ばね剛性検出部１６の流体圧検出部１６ａが袋体１０ａ内及び流路１３内の流体圧を検出するとともに、この流体圧の圧力値に対応する弾性支持部１０のばね剛性を流体圧／ばね剛性変換部１６ｂが演算し、この演算結果をばね剛性検出信号として制御部２４に出力する。
【００６９】
Ｓ１５０において、ばね剛性演算部２１にばね剛性の演算を制御部２４が指令する。図１、図３及び図４に示す振動検出信号を信号処理部１２Ａ，１２Ｂが制御部２４に出力すると、この振動検出信号をばね剛性演算部２１に制御部２４が出力する。一般に、レール５側の振動を低下させようとすると路盤８側の振動が上昇し、路盤８側の振動を低下させようとするとレール５側の振動が上昇する。制振条件設定部１７によって最適制振モードが設定されているときには、レール５側の振動と路盤８側の振動がいずれも同程度に低減されるように、弾性支持部１０の最適なばね剛性をばね剛性演算部２１が演算し、この演算結果をばね剛性演算信号として制御部２４に出力する。制振条件設定部１７によってレール優先制振モードが設定されているときには、路盤８側の振動の低減よりもレール５側の振動の低減のほうがより重要度が高くなる。このため、路盤８側の振動が大きくなってもレール５側の振動が小さくなるように、弾性支持部１０のばね剛性をばね剛性演算部２１が演算し、この演算結果をばね剛性演算信号として制御部２４に出力する。一方、制振条件設定部１７によって路盤優先制振モードが設定されているときには、レール５側の振動の低減よりも路盤８側の振動の低減のほうがより重要度が高くなる。このため、レール５側の振動が大きくなっても路盤８側の振動が小さくなるように、弾性支持部１０のばね剛性をばね剛性演算部２１が演算し、この演算結果をばね剛性演算信号として制御部２４に出力する。振動低減率設定部１９によってレール５側又は路盤８側の振動の低減率が所定の割合に設定されているときには、レール５側又は路盤８側のいずれか一方の振動が大きくなっても他方の振動が所定の割合だけ低減するように、弾性支持部１０のばね剛性をばね剛性演算部２１が演算し、この演算結果をばね剛性演算信号として制御部２４に出力する。
【００７０】
Ｓ１６０において、ばね剛性可変部２２にばね剛性の可変を制御部２４が指令する。ばね剛性演算部２１が出力するばね剛性演算値（目標値）とばね剛性検出部１６が出力するばね剛性検出値（測定値）との偏差を制御部２４が演算し、ばね剛性演算値とばね剛性検出値との偏差がゼロになるように、ばね剛性可変部２２に可変動作指令信号を制御部２４が出力し、ばね剛性可変部２２を制御部２４が可変動作させる。このため、図４に示す弾性支持部１０のばね剛性を高く調整する必要があるときには、流体供給部１４の蓄圧部１４ａから弾性支持部１０の袋体１０ａに流体１０ｂが流入するように、ばね剛性可変部２２が流路１３と流路１４ｄとを接続し、袋体１０ａ内の流体圧が上昇して弾性支持部１０のばね剛性が高くなる。一方、弾性支持部１０のばね剛性を低く調整する必要があるときには、弾性支持部１０の袋体１０ａから流体排出部１５の回収部１５ａに流体１０ｂが流出するようにばね剛性可変部２２が流路１３と流路１５ｂとを接続し、袋体１０ａ内の流体圧が下降して弾性支持部１０のばね剛性が低くなる。弾性支持部１０のばね剛性を一定に維持する必要があるときには、弾性支持部１０の袋体１０ａと流体供給部１４の蓄圧部１４ａ及び流体排出部１５の回収部１５ａとの間を遮断するようにばね剛性可変部２２が流路１３と流路１４ｄ，１５ｂとを遮断し、袋体１０ａ内の流体圧が一定に維持されて弾性支持部１０のばね剛性も一定に維持される。その結果、弾性支持部１０のばね剛性が最適値に調整されて、列車１が軌道４上を走行するときに発生する振動が低減する。
【００７１】
Ｓ１７０において、振動が継続しているか否かを制御部２４が判断する。図１、図３及び図４に示すレール５、軌道スラブ６及び路盤８の振動が継続している間は、振動検出部１１Ａ，１１Ｂが振動検出信号を信号処理部１２Ａ，１２Ｂに出力し、処理後の振動検出信号を信号処理部１２Ａ，１２Ｂが制御部２４に出力する。このため、振動検出信号が制御部２４に入力したときには、振動が継続していると制御部２４が判断してＳ１４０に戻りＳ１４０以降の制振処理が継続さる。一方、振動検出信号が制御部２４に入力しないときには、一連の制振処理を制御部２４が終了する。
【００７２】
この第１実施形態に係る制振装置には、以下に記載するような効果がある。
(1) この第１実施形態では、軌道スラブ６を路盤８上に弾性支持部１０が弾性支持し、軌道４上を列車１が走行するときに発生する振動を低減するように、この弾性支持部１０のばね剛性をばね剛性可変部２２が可変する。このため、列車１の非通過時には弾性支持部１０のばね剛性を適当に調整しておき、列車１の通過時には振動状況に応じて弾性支持部１０のばね剛性を可変して、列車通過時に発生する振動を積極的に低減することができる。その結果、列車通過時に発生する振動の低減効果が増大して、この振動に起因する騒音を低減することができる。また、コンクリート高架橋や鋼橋などの下部構造に伝達される加振力が低減するため、下部構造の劣化や破壊を抑制することができるとともに軌道保守量を低減することができる。さらに、レール４の長さ方向の形状が変化する軌道変位（軌道狂い）などが抑制されて、列車の乗り心地を改善することができる。
【００７３】
(2) この第１実施形態では、レール５側の振動と路盤８側の振動とが低減するように、弾性支持部１０のばね剛性をばね剛性可変部２２が可変する。このため、振動低減効果を最もバランスよく実現可能なばね剛性値に弾性支持部１０のばね剛性が最適化されて、レール５側の振動のみならず路盤８側の振動も低減することができる。
【００７４】
(3) この第１実施形態では、レール５側の振動が低減するように、弾性支持部１０のばね剛性をばね剛性可変部２２が可変する。このため、列車走行時に発生する路盤８の振動が大きい場合には、弾性支持部１０のばね剛性が低くなるようにこの弾性支持部１０のばね剛性を低ばね化して、路盤８から沿線に伝わる振動を抑制することができる。例えば、コンクリート高架橋のようなコンクリート路盤に沿って防音壁が設置されている場合であって、このコンクリート路盤の下方に住居が存在することがある。このような場合には、レール５側の振動がある程度大きくなってもこの振動によって発生する騒音を防音壁によって低減することができるが、コンクリート路盤側の振動によってこのコンクリート路盤から下方に放射される騒音を低減することが困難である。この第１実施形態では、レール５側の制振対策よりも路盤８側の制振対策のほうが重要視されている場合に、路盤８側の振動を制振装置９によって効果的に低減することができる。
【００７５】
(4) この第１実施形態では、路盤８側の振動が低減するように、弾性支持部１０のばね剛性をばね剛性可変部２２が可変する。このため、列車走行時に発生する軌道スラブ６の振動が大きい場合には、弾性支持部１０のばね剛性が高くなるようにこの弾性支持部１０のばね剛性を高剛性化して、軌道スラブ６から路盤８に伝わる振動を抑制することができる。例えば、地盤面よりも高く盛り上げられた盛土のような土路盤の下方に住居が存在しない場合であって、この土路盤に沿って防音壁が設置されていない場合がある。この場合に、土路盤側の振動がある程度大きくなってもこの振動によって発生する騒音を低減する必要性が少ないが、レール５側の振動によって土路盤上の軌道４から放射される騒音を低減する必要性が高くなる。この第１実施形態では、路盤８側の制振対策よりもレール５側の制振対策のほうが重要視されている場合に、レール５側の振動を制振装置９によって効果的に低減することができる。
【００７６】
(5) この第１実施形態では、レール５側又は路盤８側の振動の低減率を振動低減率設定部１９が設定し、この振動低減率設定部１９によって設定される振動の低減率に基づいて、弾性支持部１０のばね剛性をばね剛性可変部２２が可変する。このため、路盤８側の振動の低減よりもレール５側の振動を優先的に任意の割合だけ低減させたり、レール５側の振動の低減よりも路盤８側の振動を優先的に任意の割合だけ低減させたりすることができる。例えば、路盤８上に制振材を設置した後には、路盤８側の振動が増加してもこの振動に起因する騒音を制振材によって低減することができるため、レール５側の振動を優先的に任意の割合だけ低減させることができる。また、軌道４の側方に防音壁を設置した後には、レール５側の振動の振動が増加してもこの振動に起因する騒音を防音壁によって低減することができるため、路盤８側の振動の大きさを優先的に任意の割合だけ低減させることができる。
【００７７】
(6) この第１実施形態では、内部に流体１０ｂが封入される袋体１０ａを弾性支持部１０が備えており、この袋体１０ａ内の流体圧を調整することによってこの弾性支持部１０のばね剛性をばね剛性可変部２２が可変する。このため、安価で簡単な構造の袋体１０ａに作動流体を封入し、この作動流体の流体圧を調整することによって袋体１０ａを容易に伸縮させることができ、弾性支持部１０のばね剛性を簡単に可変制御することができる。
【００７８】
(7) この第１実施形態では、軌道４の左右方向における袋体１０ａの側面に、この袋体１０ａの内部と接続する接続口１０ｃを弾性支持部１０が備えている。このため、従来の制振装置のような軌道４の上下方向に接続口を配置する場合に比べて、袋体１０ａの接続口１０ｃに配管などを簡単に接続することができ弾性支持部１０を容易に施工することができる。また、袋体１０ａ内から流体１０ｂが漏出したり、袋体１０ａが劣化して弾性率が低下したりしたときに、接続口１０ｃから流体１０ｂを簡単に充填して、袋体１０ａを補強したり袋体１０ａの高さを調整したりすることができる。
【００７９】
(8) この第１実施形態では、流体供給部１４から袋体１０ａ内に流体１０ｂを流入させる流路１４ｄと、袋体１０ａ内から流体排出部１５に流体１０ｂを流出させる流路１５ｂとをばね剛性可変部２２が切り替える。このため、制御部２４によってばね剛性可変部２２を確実に切替動作させて袋体１０ａを迅速に伸縮動作させ、弾性支持部１０のばね剛性を簡単に変更することができる。
【００８０】
(9) この第１実施形態では、軌道４の長さ方向に弾性支持部１０が複数配置されている。このため、複数の弾性支持部１０のうちある弾性支持部１０を交換する必要があるときに、他の弾性支持部１０によって軌道スラブ６と路盤８との間に間隙部が確保されるため、この間隙部に新品の弾性支持部１０を容易に挿入することができ短時間で交換作業を完了することができる。また、既存の軌道スラブ６と路盤８との間に弾性支持部１０を配置するような簡単な構造であるため、既存の軌道構造を大規模に変更せずに利用して、列車通過時に発生する振動を簡単に低減することができる。
【００８１】
（第２実施形態）
以下では、図１〜図４に示す部分と同一の部分については、同一の番号を付して詳細な説明を省略する。
図６に示す制振装置９は、軌道４上を列車１が走行するときに発生する振動が低減するように、列車１の重量に応じて弾性支持部１０のばね剛性をばね剛性可変部２２によって可変する。制振装置９は、例えば、軌道４上を複数の列車１が通過するときには、各列車１の重量に応じて弾性支持部１０のばね剛性をばね剛性可変部２２によって可変する。制振装置９は、弾性支持部１０と、流路１３と、流体供給部１４と、流体排出部１５と、ばね剛性検出部１６と、ばね剛性演算部２１と、ばね剛性可変部２２と、プログラム記憶部２３と、制御部２４と、列車重量設定部２５と、列車重量情報記憶部２６などを備えている。図５に示す制振装置９は、図１、図３及び図４に示す制振装置９とは異なり、振動検出部１１Ａ，１１Ｂと、信号処理部１２Ａ，１２Ｂと、制振条件設定部１７と、制振条件情報記憶部１８と、振動低減率設定部１９と、振動低減率情報記憶部２０などを備えていない。
【００８２】
ばね剛性演算部２１は、列車重量情報記憶部２６が記憶する列車１の重量に基づいて、レール５側の振動と路盤８側の振動とを低減するような弾性支持部１０の最適なばね剛性を演算する。ばね剛性演算部２１は、例えば、レール５側の振動の大きさ（振幅）と路盤８側の振動の大きさ（振幅）とが略同一になるように弾性支持部１０のばね剛性を演算する。ばね剛性可変部２２は、軌道４上を通過する列車１の重量に応じて、弾性支持部１０のばね剛性を可変する。ばね剛性可変部２２は、軌道４上を通過する各列車１の重量が異なるときには、列車重量情報記憶部２６が記憶する各列車１の重量に応じて、弾性支持部１０のばね剛性を可変する。制御部２４は、例えば、列車重量設定部２５が出力する列車重量情報の記憶を列車重量情報記憶部２６に指令したり、列車重量情報記憶部２６から列車重量情報を読み出してばね剛性演算部２１に出力したりする。
【００８３】
列車重量設定部２５は、軌道４上を通過する各列車１の重量を設定する手段である。列車重量設定部２５は、旅客列車又は貨物列車のような列車１の分類によって各列車１の重量が異なり、電車、気動車、機関車、客車又は貨車のような列車１を組成する車両１Ａによっても各列車１の重量が異なるため、軌道４上を通過する各列車１の重量を予め設定する。列車重量設定部２５は、例えば、各列車１の重量を設定者などが設定するときに数値を入力する入力装置などである。列車重量設定部２５は、設定された各列車１の重量に対応する列車重量設定信号（列車重量情報）を制御部２４に出力する。
【００８４】
列車重量情報記憶部２６は、軌道４上を通過する各列車１の重量を記憶する手段である。列車重量情報記憶部２６は、例えば、軌道４上を各列車１が通過する通過時刻順に各列車１の重量を列車重量情報として記憶するメモリなどである。列車重量情報記憶部２６は、例えば、軌道４上を通過する列車１の運行を集中して管理する列車運行管理装置などから電気通信回線などを通じて、各列車１の通過時刻などを読み込み、列車重量設定部２５によって設定された各列車１の重量と対応させて記憶する。
【００８５】
次に、この発明の第２実施形態に係る制振装置の動作を説明する。
以下では、図５に示す処理と対応する処理については詳細な説明を省略する。
図７に示すＳ２００において、プログラム記憶部２３から制振プログラムを制御部２４が読み込み、Ｓ２１０において列車重量情報を列車重量情報記憶部２６から制御部２４が読み込む。列車重量設定部２５によって列車重量情報が設定されると、この列車重量情報が列車重量情報記憶部２６に記憶されるため、この列車重量情報記憶部２６から列車重量情報を制御部２４が読み出して、この列車重量情報をばね剛性演算部２１に制御部２４が出力する。
【００８６】
Ｓ２２０において、軌道４上を列車１が通過するか否かを制御部２４が判断する。軌道４上を通過する各列車１の通過時刻を列車重量情報から参照し、各列車１の通過時刻よりも所定時間前に現在時刻が達したか否かを、制御部２４が有する時計機能によって制御部２４が判断する。各列車１の通過時刻よりも所定時間前に現在時刻が達したときには、この所定時間経過後に弾性支持部１０上を列車１が通過するため、軌道４上を列車１が通過すると制御部２４が判断してＳ２３０に進む。一方、各列車１の通過時刻よりも所定時間前に現在時刻が達していないときには、弾性支持部１０上を列車１が通過しないため、軌道４上を列車１が通過するまで制御部２４がＳ１２０の判断を繰り返す。
【００８７】
Ｓ２３０において、ばね剛性検出部１６にばね剛性の検出を制御部２４が指令し、Ｓ２４０においてばね剛性演算部２１にばね剛性の演算を制御部２４が指令する。列車１の通過時刻よりも所定時間前に現在時刻が達したときには、この列車１が弾性支持部１０上を通過する前に弾性支持部１０のばね剛性を可変する必要がある。列車重量情報記憶部２６から制御部２４が読み出した列車重量情報をばね剛性演算部２１に制御部２４が出力すると、レール５側の振動と路盤８側の振動がいずれも同程度に低減されるように、弾性支持部１０の最適なばね剛性を列車重量情報に基づいてばね剛性演算部２１が演算し、この演算結果をばね剛性演算信号として制御部２４に出力する。
【００８８】
Ｓ２５０において、ばね剛性可変部２２にばね剛性の可変を制御部２４が指令する。その結果、軌道４上を通過する列車１の重量に応じて、弾性支持部１０のばね剛性が最適値に調整され、列車１が軌道４上を走行するときに発生する振動が低減する。Ｓ２６０において、軌道４上を次の列車１が通過するか否かを制御部２４が判断する。軌道４上を通過する各列車１の通過時刻を列車重量情報から参照し、軌道４上を通過する次の列車１が存在するか否かを制御部２４が判断する。軌道４上を通過する次の列車１が存在すると制御部２４が判断したときには、Ｓ２２０に戻りＳ２２０以降の制振処理が継続される。一方、軌道４上を通過する次の列車１が存在しないと制御部２４が判断したときには、一連の制振処理を制御部２４が終了する。
【００８９】
この発明の第２実施形態に係る制振装置には、第１実施形態の効果に加えて、以下に記載するような効果がある。
(1) この第２実施形態では、軌道４上を通過する列車１の重量に応じて、弾性支持部１０のばね剛性をばね剛性可変部２２が可変する。このため、例えば、比較的重量の重い列車１が通過する場合と、比較的重量の軽い列車１が通過する場合とに応じて、弾性支持部１０のばね剛性を最適値に調整して、レール５側の振動や路盤８側の振動を低減することができる。例えば、機関車のような比較的重い車両１Ａによって総重量が比較的重い数両の貨車をけん引する貨物列車が軌道４上を通過するときには、弾性支持部１０のばね剛性を低く調整して、路盤８側の振動を優先的に低減することができる。一方、電車のような比較的軽い車両１Ａによって編成された旅客列車が軌道４上を通過するときには、弾性支持部１０のばね剛性を高く調整して、レール５側の振動を優先的に低減することができる。
【００９０】
(2) この第２実施形態では、軌道４上を通過する各列車１の重量を列車重量情報記憶部２６が記憶し、この列車重量情報記憶部２６が記憶する各列車１の重量に応じて、弾性支持部１０のばね剛性をばね剛性可変部２２が可変する。このため、旅客列車や貨物列車のように列車１の重量が異なる場合や、列車１を組成する電車や機関車のように車両１Ａの重量が異なる場合であっても、各列車１の重量に応じて弾性支持部１０のばね剛性を最適なばね剛性に迅速に調整することができる。
【００９１】
（他の実施形態）
この発明は、以上説明した実施形態に限定するものではなく、以下に記載するように種々の変形又は変更が可能でありこれらもこの発明の範囲内である。
(1) この実施形態では、路盤８がコンクリート路盤である場合を例に挙げて説明したが、コンクリート路盤に限定するものではない。例えば、コンクリート高架橋や鋼橋などの構造物又は土路盤だけではなく、平地や盛土などの全ての鉄道路線にこの発明を適用することができる。また、この実施形態では、支持体が軌道スラブ６である場合を例に挙げて説明したが、まくらぎ又は梯子状のラダーまくらぎなどの他の支持体についてもこの発明を適用することができる。さらに、この実施形態では、レール締結装置７がタイプレート式のレール締結装置７である場合を例に挙げて説明したが、タイプレート７ａを使用しない直結方式のレール締結装置についてもこの発明を適用することができる。
【００９２】
(2) この実施形態では、弾性支持部１０がクッション構造である場合を例に挙げて説明したが、弾性支持部１０が伸縮自在のシリンダ構造である場合についてもこの発明を提供することができる。また、この実施形態では、軌道４の長さ方向に弾性支持部１０を隣同士接触させて複数個配置する場合を例に挙げて説明したが、軌道スラブ６と平面形状が略同一の板状の弾性支持部を１枚配置したり、軌道４の長さ方向に間隔をあけて複数個配置したりすることもできる。さらに、この実施形態では、複数の弾性支持部１０をばね剛性可変部２２によって同時に伸縮動作させる場合を例に挙げて説明したが、複数の弾性支持部１０のばね剛性をそれぞればね剛性可変部２２によって個別に可変することもできる。
【００９３】
(3) この実施形態では、レール５側の振動の振幅と路盤８側の振動の振幅とが略一致するように弾性支持部１０のばね剛性を可変する場合を例に挙げて説明したが、両者の振動数特性が略一致するように弾性支持部１０のばね剛性を可変することもできる。また、この実施形態では、流体排出部１５の回収部１５ａから流体供給部１４の圧力源１４ｃに流体１０ｂを流路１５ｃによって戻す場合を例に挙げて説明したが、流体１０ｂが空気の場合には流体排出部１５を省略することもできる。さらに、この実施形態では、振動検出部１１Ａ，１１Ｂが加速度センサなどである場合を例に挙げて説明したが、カンチレバー又はレーザ変位計などの他の方式の振動検出部によってレール５及び路盤８の振動を検出することもできる。
【符号の説明】
【００９４】
１ 列車
１Ａ 車両
４ 軌道
５ レール
６ 軌道スラブ（支持体）
８ 路盤
９ 制振装置
１０ 弾性支持部
１０ａ 袋体
１０ｂ 流体
１０ｃ 接続口
１１Ａ，１１Ｂ 振動検出部
１２Ａ，１２Ｂ 信号処理部
１３ 流路（給排出流路）
１４ 流体供給部
１４ｄ 流路（供給流路）
１５ 流体排出部
１５ｂ 流路（排出流路）
１６ ばね剛性検出部
１７ 制振条件設定部
１８ 制振条件情報記憶部
１９ 振動低減率設定部
２０ 振動低減率情報記憶部
２１ ばね剛性演算部
２２ ばね剛性可変部
２４ 制御部
２５ 列車重量設定部
２６ 列車重量情報記憶部
【技術分野】
【０００１】
この発明は、列車が軌道上を走行するときに発生する振動を低減するための制振装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
コンクリート高架橋又は鉄桁橋などの構造物上を列車が走行すると、これらの構造物の振動によって構造物騒音が放射される。列車の走行時にはレールと車輪とが振動することによって転動騒音が放射されるとともに、列車の高速走行時には車両まわりの流れにおいて発生する渦と車両表面との相互作用によって空力騒音が発生する。転動騒音や空力騒音のような構造物上で発生する騒音については、この構造物上に防音壁を設置するなどの対策によって、沿線の受音点に対して騒音レベル値を減じることができる。しかし、構造物騒音については、音源−受音点間の伝搬経路において有効な対策を講じることができず、受音点に対してダイレクトに騒音が伝搬される。音源パワーとしては転動騒音や空力騒音のほうが大きいにも関わらず、沿線受音点における騒音については、転動騒音や空力騒音の寄与が一概に卓越するとは限らず、構造物騒音が軽視できない寄与をしめる場合も多い。近年、防音壁の嵩上げなどによって転動騒音や空力騒音の対策が補強されているが、構造物騒音の対策については決め手を欠き、構造物騒音の問題がクローズアップされつつある。このように、近年、構造物騒音の対策の必要性が高まっており、構造物騒音の発生原因となる軌道の騒音低減対策が提案されている。
【０００３】
また、構造物や構造物以外の平地を含め全区間において、軌道の上を走行する車両の荷重は軌道スラブや道床バラストなどレール以下の軌道構造に伝達され、それが日々の繰り返しの中で蓄積され、軌道構造の劣化や破壊を招き、有道床区間におけるバラストのつき固めなど、軌道構造の保守のため、定期的に労働力が投入されている。近年の単純労働力に対する省力化のニーズは強く、軌道構造の劣化および破壊を抑制するために、軌道構造に伝達される荷重を低減する必要がある。
【０００４】
さらに、軌道構造の劣化はレールの長さ方向の形状が変化する軌道変位（軌道狂い）などをもたらし、列車の乗り心地の悪化の主要な原因となっている。近年、車内環境の快適性を求める志向性は高まっており、この観点からもレール支持構造に制振装置を導入し軌道構造に伝達される荷重を低減することの必要性は高まっている。
【０００５】
例えば、従来の制振装置（従来技術１）は、左右のレールをそれぞれ支持する一対の縦梁を長さ方向に所定の間隔をあけて継材によって連結したラダー型まくらぎと、コンクリート製の板状の軌道スラブと、ラダー型まくらぎを軌道スラブ上に支持する積層ゴム型又は中空状積層ゴム型の防振装置とを備えている（例えば、特許文献１参照）。この従来技術１では、一対の縦梁の長さ方向に所定の間隔をあけて防振装置を配置し、列車通過時にラダー型まくらぎ全体に防振機能を発揮させて、上下、左右及び前後方向の振動を防振装置によって短時間に吸収し収束させている。
【０００６】
従来の制振装置（従来技術２）は、レールを支持するまくらぎと、このまくらぎを支持するバラストと、このバラストと鉄道橋の鋼床版との間に挿入される遮音マットとを備えている（例えば、特許文献２参照）。この従来技術２では、遮音マット内に粘性状液体を封入し、列車通過時に鋼床版に伝搬されようとする音エネルギー及び振動エネルギーをこの遮音マットによって減衰させている。
【０００７】
従来の制振装置（従来技術３）は、レールを支持するまくらぎとこのまくらぎを支持するバラストとを収容する水槽と、水槽を路盤上に支持する硬質ゴム製の緩衝材とを備えている（例えば、特許文献３参照）。この従来技術３では、水槽内に水を満たし、列車通過時に発生する騒音を水槽内の水と緩衝材とによって低減している。
【０００８】
従来の制振装置（従来技術４）は、水又は油などの液体が封入された多数の空洞とこれらの空洞を互いに連結する細管とを有する帯状の緩衝体を備えている。この従来技術４では、レールとまくらぎとの間に緩衝体を配置し、列車通過時に空洞内の液体が細管を通過するときに発生する抵抗によって、列車通過時に発生する振動を低減している。
【０００９】
従来の制振装置（従来技術５）は、橋脚上に設置される台座と、レールを支持した状態でこの台座上で浮遊する浮座と、台座と浮座との間に封入される液体と、台座に対して浮座が上下動可能なようにこの台座とこの浮座との間の隙間を塞ぐＯリングと、浮座が下降したときの圧力上昇を押さえる重りとを備えている（例えば、特許文献５参照）。この従来技術５は、列車通過時に浮座が下降したときに発生する液体の圧力上昇を重りによって押さえることによって、列車通過時に発生する振動を減衰させている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【００１０】
【特許文献１】特開2001-254301号公報
【００１１】
【特許文献２】特開2008-208530号公報
【００１２】
【特許文献３】特開昭51-143204号公報
【００１３】
【特許文献４】特開昭52-037675号公報
【００１４】
【特許文献５】特開平11-036204号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【００１５】
一般に、レール上を列車が通過するときの振動を低減するときに、制振装置のばね定数を大きくしてレール側の振動を低下させようとすると路盤の振動が上昇し、制振装置のばね定数を小さくして路盤側の振動を低下させようとするとレール側の振動が上昇する傾向がある。このため、列車通過時に発生する振動が大きいときには、制振装置のばね定数を大きくしてレールの振動を低減させ、路盤を通じて沿線に伝搬する振動が大きいときには、制振装置のばね定数を小さくして沿線の振動を低減させる必要がある。
【００１６】
従来技術１〜５は、制振装置を構成する積層ゴム型などの弾性材や粘性液状体など流体のばね定数が予め所定値に設定されている。このため、従来技術１では、軌道上を走行する列車の種類や沿線の騒音状況に応じてばね定数を簡単に調整することが困難である。その結果、従来技術１〜５では、制振装置のばね定数を予め大きく設定すると、列車通過時に発生する振動が路盤を通じて沿線に伝搬し沿線の振動が大きくなってしまう問題点がある。一方、従来技術１〜５では、制振装置のばね定数を予め小さく設定すると列車通過時に発生する振動によってレールが振動し沿線に放射される騒音が大きくなってしまう問題点がある。また、従来技術１〜５では、ばね定数を調整可能な制振装置に交換するためには大規模な交換工事が必要になり、制振装置のコストが高くなってしまう問題点がある。さらに、従来技術１〜５では、軌道構造に伝達される荷重の低減の観点からも、コストや性能の面で十分な対策を与えるとはいいがたい。
【００１７】
従来技術２は、粘性液状体を遮音マット内に封入する液状体注入栓をこの遮音マットの上面に備えており、従来技術４は液状を空洞内に封入する液孔を緩衝体の上面及び下面に備えている。このため、従来技術２では、遮音マット上にバラストが敷設されると液状体注入栓がバラスト内に埋設されることになり、従来技術４では緩衝体をまくらぎ上に設置しこの緩衝体上にレールを設置すると液孔がまくらぎ及びレールによって覆われることになる。その結果、従来技術２，４では、経年によって粘性液状体などが遮音マットや緩衝体から漏出したようなときに、この遮音マット内や緩衝体内に液状体注入栓や液孔から粘性液状体などを簡単に注入することができない問題点がある。
【００１８】
従来技術３は、まくらぎ及びバラストを収容する大型の水槽をレールの長さ方向に沿って配置している。このため、従来技術３では、大型の水槽を広範囲に敷設する必要があり、装置が大規模になってコストが高くなってしまう問題点がある。また、従来技術５は、浮座と台座との間の間隙部をＯリングによって塞いでいる。このため、従来技術５では、浮座の上下動によってこの浮座と台座との間のＯリングが摩耗し、経年によって浮座と台座との間から液体が漏出してしまう問題点がある。
【００１９】
この発明の課題は、列車通過時の振動状況に応じて列車に発生する振動を抑制し沿線に対する振動および騒音を低減するとともに、軌道構造に伝達される荷重を低減し軌道保守量の抑制及び列車の乗り心地の改善に寄与することができる制振装置を提供することである。
【課題を解決するための手段】
【００２０】
この発明は、以下に記載するような解決手段により、前記課題を解決する。
なお、この発明の実施形態に対応する符号を付して説明するが、この実施形態に限定するものではない。
請求項１の発明は、図１、図３、図４及び図６に示すように、軌道（４）上を列車（１）が走行するときに発生する振動を低減する制振装置であって、レール（５）を支持する支持体（６）を路盤（８）上に弾性支持する弾性支持部（１０）と、前記軌道上を列車が走行するときに発生する振動を低減するように、前記弾性支持部のばね剛性を可変するばね剛性可変部（２２）とを備える制振装置（９）である。
【００２１】
請求項２の発明は、請求項１に記載の制振装置において、前記ばね剛性可変部は、前記レール側の振動と前記路盤側の振動とが低減するように、前記弾性支持部のばね剛性を可変することを特徴とする制振装置である。
【００２２】
請求項３の発明は、請求項１又は請求項２に記載の制振装置において、前記ばね剛性可変部は、前記レール側の振動が低減するように、前記弾性支持部のばね剛性を可変することを特徴とする制振装置である。
【００２３】
請求項４の発明は、請求項１から請求項３までのいずれか１項に記載の制振装置において、前記ばね剛性可変部は、前記路盤側の振動が低減するように、前記弾性支持部のばね剛性を可変することを特徴とする制振装置である。
【００２４】
請求項５の発明は、請求項４又は請求項５に記載の制振装置において、前記レール側又は前記路盤側の振動の低減率を設定する振動低減率設定部（１９）を備え、前記ばね剛性可変部は、前記振動低減率設定部によって設定される前記振動の低減率に基づいて、前記弾性支持部のばね剛性を可変することを特徴とする制振装置である。
【００２５】
請求項６の発明は、請求項１に記載の制振装置において、図６に示すように、前記ばね剛性可変部は、前記軌道上を通過する列車の重量に応じて、前記弾性支持部のばね剛性を可変することを特徴とする制振装置である。
【００２６】
請求項７の発明は、請求項６に記載の制振装置において、前記軌道上を通過する各列車の重量を記憶する列車重量情報記憶部（２６）を備え、前記ばね剛性可変部は、前記列車重量情報記憶部が記憶する各列車の重量に応じて、前記弾性支持部のばね剛性を可変することを特徴とする制振装置である。
【００２７】
請求項８の発明は、請求項１から請求項６のいずれか１項に記載の制振装置において、図４及び図６に示すように、前記弾性支持部は、内部に流体が封入される袋体（１０ａ）を備え、前記ばね剛性可変部は、前記袋体内の流体圧を調整することによって前記弾性支持部のばね剛性を可変することを特徴とする制振装置である。
【００２８】
請求項９の発明は、請求項８に記載の制振装置において、図３に示すように、前記弾性支持部は、前記軌道の左右方向における前記袋体の側面に、この袋体の内部と接続する接続口を備えることを特徴とする制振装置である。
【００２９】
請求項１０の発明は、請求項８又は請求項９に記載の制振装置において、図４及び図６に示すように、前記袋体内に前記流体を供給する流体供給部（１４）と、前記袋体内から前記流体を排出する流体排出部（１５）とを備え、前記ばね剛性可変部は、前記流体供給部から前記袋体内に前記流体を流入させる供給流路（１４ｄ）と、前記袋体内から前記流体排出部に前記流体を流出させる排出流路（１５ｂ）とを切り替えることを特徴とする制振装置である。
【００３０】
請求項１１の発明は、請求項１から請求項１０までのいずれか１項に記載の制振装置において、図１及び図３に示すように、前記弾性支持部は、前記軌道の長さ方向に複数配置されていることを特徴とする制振装置である。
【発明の効果】
【００３１】
この発明によると、列車通過時の振動状況に応じて列車に発生する振動を抑制し沿線に対する振動および騒音を低減するとともに、軌道構造に伝達される荷重を低減し軌道保守量の抑制及び列車の乗り心地の改善に寄与することができる。
【図面の簡単な説明】
【００３２】
【図１】この発明の第１実施形態に係る制振装置の斜視図である。
【図２】この発明の第１実施形態に係る制振装置の側面図である。
【図３】この発明の第１実施形態に係る制振装置の正面図である。
【図４】この発明の第１実施形態に係る制振装置の構成図である。
【図５】この発明の第１実施形態に係る制振装置の動作を説明するためのフローチャートである。
【図６】この発明の第２実施形態に係る制振装置の構成図である。
【図７】この発明の第２実施形態に係る制振装置の動作を説明するためのフローチャートである。
【発明を実施するための形態】
【００３３】
（第１実施形態）
図３及び図４に示す列車１は、軌道４上を運転させる目的で組成された移動体であり、旅客を輸送するための旅客列車、貨物を輸送するための貨物列車、又は旅客列車と貨物列車とを併結して運転する混合列車などである。列車１は、１両又は複数両の車両１Ａによって編成されている。車両１Ａは、軌道４上を走行する鉄道車両であり、電車、気動車、機関車、客車又は貨車などである。車両１Ａは、車体２と車輪３などを備えている。
【００３４】
図３及び図４に示す車体２は、乗客又は貨物を積載し輸送するための構造物である。車輪３は、図２及び図４に示すように、左右一対のレール５とそれぞれ回転接触する部材である。車輪３は、図２に示すように、レール頭部５ａの頭頂面と接触して摩擦抵抗を受ける踏面３ａと、脱輪を防止するために車輪３の外周部に連続して形成されたフランジ面３ｂなどを備えている。
【００３５】
図１〜図４に示す軌道４は、列車１が走行する通路（線路）である。軌道４は、図１〜図４に示すレール５と、軌道スラブ６と、図１及び図２に示すレール締結装置７などを備えている。図１〜図４に示すレール５は、列車１の車輪３を支持し案内してこの列車１を走行させる部材である。レール５は、図２に示すように、車両１Ａの車輪３と接触するレール頭部５ａと、軌道スラブ６に設置されるレール底部５ｂと、レール頭部５ａとレール底部５ｂとを繋ぐレール腹部５ｃとを備えている。レール底部５ｂは、締結ばね７ｃによって押さえ付けられる底部上面５ｄと、軌道スラブ６に設置される底部下面５ｅとが形成されている。
【００３６】
図１〜図４に示す軌道スラブ６は、レール５を支持する支持体（支承体）である。軌道スラブ６は、矩形平板状のプレキャストのコンクリート版からなるスラブ版であり、道床バラストとまくらぎとを用いた一般的な有道床軌道の保守作業を軽減するために、道床バラストとまくらぎとを一体化させた省力化軌道の一種であるスラブ軌道区間において、レール５と路盤８との間に設置されている。軌道スラブ６は、レール締結装置７のタイプレート７ａが取り付けられるスラブ面６ａなどを備えている。
【００３７】
図２に示すレール締結装置７は、レール５を軌道スラブ６に締結する装置である。レール締結装置７は、図１に示すように、レール５の長さ方向に沿って所定の間隔をあけてこのレール５を軌道スラブ６に締結する。レール締結装置７は、レール５を上下方向及び左右方向に調整可能な構造であり、列車１が通過する際に発生する振動を吸収する緩衝機能を有する。レール締結装置７は、図２に示すように、タイプレート７ａと、軌道パッド７ｂと、締結ばね７ｃと、締結ボルト７ｄと、ボルト７ｅなどを備えている。
【００３８】
図２に示すタイプレート７ａは、レール５と軌道スラブ６との間に挿入される板状の締結用部材であり、レール５の水平方向の移動を規制する。軌道パッド７ｂは、レール５とタイプレート７ａとの間に挿入される緩衝用の板状部材であり、列車１が通過する際に発生する衝撃荷重を緩和するとともに、レール５が長手方向に移動するふく進に対する抵抗力を確保するために、レール底部５ｂの底部下面５ｅとタイプレート７ａの上面との間に挟み込まれる加硫ゴム製又はウレタン製の板状部材である。軌道パッド７ｂは、軌道スラブ６の表面を保護する機能と電気的に絶縁する機能とを有する。締結ばね７ｃは、レール５を押さえ付けて締結するばねである。締結ばね７ｃは、例えば、板状のばね鋼を略Ｕ字状に折り曲げて形成した板ばね（主ばね）であり押さえ金（ばねクリップ）として機能する。締結ボルト７ｄは、締結ばね７ｃを締め付ける部材であり、タイプレート７ａの雌ねじ部と噛み合う六角ボルトなどである。締結ボルト７ｄは、レール底部５ｂの底部上面５ｄに締結ばね７ｃを押し付けている。ボルト７ｅは、タイプレート７ａを軌道スラブ６に固定する部材である。
【００３９】
図１〜図４に示す路盤８は、軌道４を支持する基盤であり、軌道４上を列車１が通過するときの荷重を支持する構造物である。路盤８は、例えば、スラブ軌道区間に設置される路盤コンクリートであり、図１に示すように軌道スラブ６の水平力を支えるために所定の間隔をあけて突起（突起コンクリート）８ａが形成されている。
【００４０】
図１〜図４に示す制振装置９は、軌道４上を列車１が走行するときに発生する振動を低減する装置である。制振装置９は、図１〜図４に示す弾性支持部１０と、図１、図３及び図４に示す振動検出部１１Ａ，１１Ｂと、信号処理部１２Ａ，１２Ｂと、図１〜図４に示す流路１３と、図１、図３及び図４に示す流体供給部１４と、流体排出部１５と、ばね剛性検出部１６と、制振条件設定部１７と、制振条件情報記憶部１８と、振動低減率設定部１９と、振動低減率情報記憶部２０と、ばね剛性演算部２１と、ばね剛性可変部２２と、プログラム記憶部２３と、制御部２４などを備えている。制振装置９は、軌道４上を列車１が走行するときに発生する振動を振動検出部１１Ａ，１１Ｂによって検出して、振動状況に応じて弾性支持部１０のばね剛性（ばね定数）をばね剛性可変部２２によって可変する。
【００４１】
図１〜図４に示す弾性支持部１０は、軌道スラブ６を路盤８上に弾性支持する手段である。弾性支持部１０は、外観が略円柱状又は略楕円柱状の弾性体であり、弾性率を変更可能な構造体である。弾性支持部１０は、図１及び図３に示すように、軌道４の長さ方向に複数配置（例えば４個配置）されており、この弾性支持部１０の長さ方向が軌道スラブ６の幅方向と一致し、この弾性支持部１０の幅方向が軌道スラブ６の長さ方向と一致するように、レール５と軌道スラブ６との間に挿入されている。弾性支持部１０は、図２に示すように、袋体１０ａと、流体１０ｂと、接続口１０ｃなどを備えている。弾性支持部１０は、ばね定数が１MN/mを下回ると路盤８側の振動を低減できず、ばね定数が20MN/mを超えるとレール５側の振動を低減できないため、ばね定数が１〜20MN/mの範囲内に調整されている。
【００４２】
図２に示す袋体１０ａは、内部に流体１０ｂが封入される部材である。袋体１０ａは、軌道スラブ６と路盤８との間で伸縮する部材であり、内部の流体圧に応じて伸縮するエアクッション状の風船構造を備えている。袋体１０ａは、外観が筒状（パイプ状）の中空の膜状体の両端部を蓋状の膜状体によって塞ぎ、中空の膜状体と蓋状の膜状体とを一体に隙間なく接合して形成されている。袋体１０ａは、例えば、シート状又はフィルム状のゴムなどによって形成されており、基材とこの基材の表面を被覆する被覆材とを備えている。
【００４３】
基材は、内部に封入された流体１０ｂの圧力に応じて伸縮可能であり、ゴム類、高分子材料類、合成樹脂類又はこれらの任意の複合層からなるラミネート材などによって形成されている。このようなゴム類としては、例えば、天然ゴム、スチレンブタジエンゴム、ブチルゴム、エチレンプロピレンゴム(EPDM)、クロロプレンゴム、フッ素ゴム、シリコンゴム、ウレタンゴム、ポリノルボルネンゴム又はアクリルゴムなどの加硫ゴムからなるゴム材料が好ましい。高分子材料類としては、例えば、高温では可塑化されてプラスチックのように樹脂用の加工機械によって加工が可能であり、常温ではゴム弾性体(エラストマ)としての性質を示すウレタン系、スチレン系、オレフィン系又は塩化ビニル系などの熱可塑性エラストマ(TPE)が好ましい。合成樹脂類としては、例えば、ポリスチレン、ポリエチレン、ポリプロピレン、塩化ビニル又はエチレン−酢酸ビニル共重合樹脂(EVA)などの熱可塑性樹脂である。基材は、ゴム材料である場合には、引張弾性率が室温で１〜100MPaであり、損失係数が室温で0.01〜2.00であることが好ましい。基材の膜厚は、２mmを下回ると強度に問題があり、50mmを超えると伸縮が困難であるため、２mm以上であることが好ましく、５〜50mmであることが特に好ましい。基材の長さは、軌道スラブ６の幅と略等しく、基材の外径は100〜2000mmが好ましい。基材は、列車１及び軌道４を支持する必要があるため、少なくとも２MPaの内圧に耐えられることが必要である。
【００４４】
被覆材は、基材の表面を被覆する繊維類などであり、基材の表面を保護する機能を有する。被覆材は、基材の全面に接着剤などによって貼り付けられている。被覆材は、例えば、綿などの天然素材、ポリエステル、ナイロン又はアクリル樹脂などの合成繊維からなる帆布などである。被覆材は、基材と一体となって伸縮する必要があるため、引張強さが50N/本以上であり、伸びが20%以下であることが好ましい。
【００４５】
図２及び図４に示す流体１０ｂは、袋体１０ａ内に封入される封入物である。流体１０ｂは、袋体１０ａの内部に流入及び流出可能なように収容される気体又は液体などの内封材であり、袋体１０ａ内に流入することによってこの袋体１０ａ内の圧力を上昇させてこの袋体１０ａを膨張させ、袋体１０ａ内から流出することによってこの袋体１０ａ内の圧力を下降させてこの袋体１０ａを収縮させる。このような気体としては、例えば、空気、酸素、窒素などが好ましく、入手が容易で安価な空気が特に好ましい。液体としては、水、油、シリコーンゲル、エチレングリコール、酢酸ビニル系、EVA系又はアクリル樹脂系のエマルジョン、ゴムラテックスなどが好ましく、入手が容易で安価な水又は油が特に好ましい。
【００４６】
図２及び図４に示す接続口１０ｃは、袋体１０ａの内部と接続する部分である。接続口１０ｃは、軌道スラブ６と路盤８との間に袋体１０ａを設置したときに流路１３との接続作業が容易なように、軌道４の左右方向におけるこの袋体１０ａの側面に配置されている。接続口１０ｃは、袋体１０ａを貫通してこの袋体１０ａと一体に形成されており、この接続口１０ｃの内周部に流路１３側の雄ねじ部と噛み合う雌ねじ部を備えている。接続口１０ｃには、この接続口１０ｃ側の雌ねじ部と流路１３側の雄ねじ部との間から流体１０ｂが外部に漏れ出すのを防止するために、これらの間にシリコーンなどの充填材が充填されている。
【００４７】
図１、図３及び図４に示す振動検出部１１Ａ，１１Ｂは、列車１が軌道４上を走行するときに発生する振動を検出する手段である。振動検出部１１Ａは、レール５の振動を検出し、振動検出部１１Ｂは路盤８の振動を検出する。振動検出部１１Ａ，１１Ｂは、例えば、上下方向の加速度を検出する加速度センサ又は上下方向の変位を検出する変位センサなどである。振動検出部１１Ａは、例えば、レール５の底部上面５ｄ上に設置されており、振動検出部１１Ｂは路盤８上に設置されている。振動検出部１１Ａ，１１Ｂは、振動の大きさに応じた振動検出信号（振動検出情報）を信号処理部１２Ａ，１２Ｂに出力する。
【００４８】
図１、図３及び図４に示す信号処理部１２Ａ，１２Ｂは、振動検出部１１Ａ，１１Ｂが出力する振動検出信号を所定の処理をする手段である。信号処理部１２Ａ，１２Ｂは、例えば、振動検出部１１Ａ，１１Ｂが出力するアナログ信号をディジタル信号に変換するA/D変換回路と、振動検出部１１Ａ，１１Ｂが出力する振動検出信号からノイズ成分を除去するフィルタ回路などを備えている。信号処理部１２Ａ，１２Ｂは、信号処理後の振動検出信号（振動検出情報）を制御部２４に出力する。
【００４９】
図１〜図４に示す流路１３は、弾性支持部１０の袋体１０ａとばね剛性可変部２２との間で流体１０ｂが流れる管路である。流路１３は、弾性支持部１０とばね剛性可変部２２とを接続する給排出用の配管であり、一方の端部が分岐して各弾性支持部１０の接続口１０ｃにそれぞれ着脱自在に接続されており、他方の端部がばね剛性可変部２２に着脱自在に接続されている。流路１３は、弾性支持部１０の袋体１０ａ内に流体１０ｂを供給するときには、流体供給部１４からばね剛性可変部２２を通じてこの袋体１０ａにこの流体１０ｂを流入させる。一方、流路１３は、弾性支持部１０の袋体１０ａ内から流体１０ｂを排出するときには、この袋体１０ａからばね剛性可変部２２を通じて流体排出部１５にこの流体１０ｂを流出させる。
【００５０】
図１、図３及び図４に示す流体供給部１４は、弾性支持部１０の袋体１０ａに流体１０ｂを供給する手段である。流体供給部１４は、袋体１０ａから流体１０ｂが漏れ出したようなときに、この袋体１０ａ内に流体１０ｂを充填する流体充填部としても機能する。流体供給部１４は、図４に示すように、蓄圧部１４ａと、流体圧検出部１４ｂと、圧力源１４ｃと、流路１４ｄなどを備えている。蓄圧部１４ａは、所定の圧力の流体１０ｂを蓄積する部分であり、流体圧を蓄えるアキュムレータ又はエアタンクなどである。流体圧検出部１４ｂは、蓄圧部１４ａ内の流体圧を検出する部分であり、流体圧を検出して圧力検出信号を出力する圧力センサなどであり、蓄圧部１４ａ内の圧力に応じた圧力検出信号（圧力検出情報）を制御部２４に出力する。圧力源１４ｃは、蓄圧部１４ａ内に流体１０ｂを供給する部分であり、蓄圧部１４ａ内に流体１０ｂを加圧して送出するポンプ又はコンプレッサなどである。圧力源１４ｃは、蓄圧部１４ａ内の流体圧が所定値を下回ったと流体圧検出部１４ｂが検出したときには、蓄圧部１４ａ内への流体１０ｂの供給を開始し、蓄圧部１４ａ内の流体圧が所定値に達したと流体圧検出部１４ｂが検出したときには、蓄圧部１４ａ内への流体１０ｂの供給を停止する。流路１４ｄは、流体供給部１４とばね剛性可変部２２との間で流体１０ｂが流れる管路である。流路１４ｄは、弾性支持部１０の袋体１０ａに流体供給部１４から流体１０ｂを流出させる供給用の配管であり、蓄圧部１４ａからばね剛性可変部２２に流体１０ｂを流入させる。流路１４ｄは、蓄圧部１４ａ、圧力源１４ｃ及びばね剛性可変部２２を接続しており、一方の端部がばね剛性可変部２２に着脱自在に接続されており他方の端部が蓄圧部１４ａを通過して圧力源１４ｃに着脱自在に接続されている。
【００５１】
図１、図３及び図４に示す流体排出部１５は、弾性支持部１０の袋体１０ａから流体１０ｂを排出する手段である。流体排出部１５は、図４に示すように、回収部１５ａと流路１５ｂ，１５ｃなどを備えている。回収部１５ａは、流体１０ｂを回収する部分であり、弾性支持部１０の袋体１０ａからばね剛性可変部２２を通じて排出される流体１０ｂを収容するタンクなどである。流路１５ｂは、流体排出部１５とばね剛性可変部２２との間で流体１０ｂが流れる管路である。流路１５ｂは、弾性支持部１０の袋体１０ａから流体排出部１５に流体１０ｂを流出させる排出用の配管であり、ばね剛性可変部２２から回収部１５ａにこの流体１０ｂを流出させる。流路１５ｂは、回収部１５ａとばね剛性可変部２２とを接続しており、一方の端部がばね剛性可変部２２に着脱自在に接続されており他方の端部が回収部１５ａに着脱自在に接続されている。流路１５ｃは、流体１０ｂが流れる管路であり、回収部１５ａから圧力源１４ｃに流体１０ｂを戻す戻り流路（戻り配管）として機能する。流路１５ｃは、圧力源１４ｃに回収部１５ａから流体１０ｂが戻るように、圧力源１４ｃ及び回収部１５ａを接続する配管であり、一方の端部が回収部１５ａに着脱自在に接続されており他方の端部が圧力源１４ｃに着脱自在に接続されている。
【００５２】
図１、図３及び図４に示すばね剛性検出部１６は、弾性支持部１０のばね剛性を検出する手段である。ばね剛性検出部１６は、図４に示すように、流体圧検出部１６ａと流体圧／ばね剛性変換部１６ｂなどを備えている。流体圧検出部１６ａは、弾性支持部１０の袋体１０ａ内の流体圧を検出する部分である。流体圧検出部１６ａは、例えば、流路１３内の流体圧を検出することによって袋体１０ａ内の圧力を検出する圧力センサなどである。流体圧検出部１６ａは、袋体１０ａ内の流体圧に応じた流体圧検出信号（流体圧検出情報）を流体圧／ばね剛性変換部１６ｂに出力する。流体圧／ばね剛性変換部１６ｂは、流体圧値をばね剛性値に変換する部分である。流体圧／ばね剛性変換部１６ｂは、例えば、流体圧値とばね剛性値との相関関係を示す相関関係情報を予めテーブル化して記憶しており、流体圧検出部１６ａが出力する流体圧検出信号をばね剛性検出信号（ばね剛性検出情報）に変換して、このばね剛性検出信号を制御部２４に出力する。
【００５３】
図１、図３及び図４に示す制振条件設定部１７は、弾性支持部１０によって振動を低減するときの制振条件を設定する手段である。制振条件設定部１７は、レール５側の振動と路盤８側の振動とを低減する最適制振モード（第１の制振条件）と、レール５側の振動を低減するレール優先制振モード（第２の制振条件）と、路盤８側の振動を低減する路盤優先制振モード（第３の制振条件）とを設定する。制振条件設定部１７は、例えば、最適制振モード、レール優先制振モード又は路盤優先制振モードのいずれか一つの制振条件を設定者などが設定するときに操作される選択スイッチなどである。制振条件設定部１７は、設定された制振条件に対応する制振条件設定信号（制振条件情報）を制御部２４に出力する。
【００５４】
制振条件情報記憶部１８は、制振条件設定部１７によって設定された制振条件を記憶する手段である。制振条件情報記憶部１８は、例えば、最適制振モード、レール優先制振モード又は路盤優先制振モードのいずれか一つの制振条件を制振条件情報として記憶するメモリなどである。
【００５５】
振動低減率設定部１９は、レール５側又は路盤８側の振動の低減率を設定する手段である。振動低減率設定部１９は、列車通過時に発生するレール５側の振動を所定の割合だけ低減する必要があるとき、又は列車通過時に発生する路盤８側の振動を所定の割合だけ低減する必要があるとき、振動低減効果を希望する振動の低減率を設定する。振動低減率設定部１９は、例えば、列車通過時の振動が100%である場合にこの振動を30%低減する必要があるときには、振動の低減率を30%として設定する。振動低減率設定部１９は、例えば、振動の低減率を設定者などが設定するときに数値を入力する入力装置などである。振動低減率設定部１９は、設定された振動の低減率に対応する振動低減率設定信号（振動低減率情報）を制御部２４に出力する。
【００５６】
振動低減率情報記憶部２０は、振動低減率設定部１９によって設定された振動の低減率を記憶する手段である。振動低減率情報記憶部２０は、例えば、レール５側の振動の低減率又は軌道４側の振動の低減率を振動低減率情報として記憶するメモリなどである。
【００５７】
ばね剛性演算部２１は、振動検出部１１Ａ，１１Ｂの検出結果に基づいて弾性支持部１０の最適なばね剛性を演算する手段である。ばね剛性演算部２１は、レール５側の振動と路盤８側の振動とを低減するような弾性支持部１０の最適なばね剛性を演算する。ばね剛性演算部２１は、振動検出部１１Ａが出力する振動検出信号と振動検出部１１Ｂが出力する振動検出信号とに基づいて、レール５側の振動の抑制と路盤８側の振動の抑制とを可能な限り実現可能な弾性支持部１０のばね剛性を演算する。ばね剛性演算部２１は、例えば、制振条件設定部１７によって最適制振モードが設定されているときには、レール５側の振動の大きさ（振幅）と路盤８側の振動の大きさ（振幅）とが略同一になるように弾性支持部１０のばね剛性を演算する。ばね剛性演算部２１は、例えば、制振条件設定部１７によってレール優先制振モードが設定されているときには、路盤８側の振動が大きくなってもレール５側の振動が低減するように弾性支持部１０のばね剛性を演算する。一方、ばね剛性演算部２１は、制振条件設定部１７によって路盤優先制振モードが設定されているときには、レール５側の振動が大きくなっても路盤８側の振動が低減するように弾性支持部１０のばね剛性を演算する。ばね剛性演算部２１は、例えば、振動低減率設定部１９によってレール５側の振動の低減率が所定の割合に設定されているときには、レール５側の振動が所定の割合だけ低減するように弾性支持部１０のばね剛性を演算する。ばね剛性演算部２１は、演算後の弾性支持部１０のばね剛性をばね剛性演算信号（ばね剛性演算情報）として制御部２４に出力する。
【００５８】
ばね剛性可変部２２は、軌道４上を列車１が走行するときに発生する振動を低減するように、弾性支持部１０のばね剛性を可変する手段である。ばね剛性可変部２２は、弾性支持部１０の袋体１０ａ内の流体圧を調整することによってこの弾性支持部１０のばね剛性を可変する。ばね剛性可変部２２は、制振条件設定部１７によって設定される制振条件に基づいて、弾性支持部１０のばね剛性を可変する。ばね剛性可変部２２は、制振条件設定部１７によって最適制振モードが設定されているときには、レール５側の振動と路盤８側の振動とが低減するように、弾性支持部１０のばね剛性を可変する。また、ばね剛性可変部２２は、制振条件設定部１７によってレール優先制振モードが設定されているときには、レール５側の振動が低減するように、弾性支持部１０のばね剛性を可変する。さらに、ばね剛性可変部２２は、制振条件設定部１７によって路盤優先制振モードが設定されているときには、路盤８側の振動が低減するように、弾性支持部１０のばね剛性を可変する。ばね剛性可変部２２は、振動低減率設定部１９によって設定される振動の低減率に基づいて、弾性支持部１０のばね剛性を可変する。ばね剛性可変部２２は、例えば、路盤８側の振動の低減率が所定の割合に設定されているときには、レール５側の振動が増加してもこの路盤８側の振動が所定の割合だけ低減するように、弾性支持部１０のばね剛性を可変する。
【００５９】
ばね剛性可変部２２は、流路１４ｄと流路１５ｂとを切り替えており、流路１４ｄ又は流路１５ｂのいずれか一方が流路１３と接続するように流体１０ｂな流れ方向を可変する。ばね剛性可変部２２は、弾性支持部１０のばね剛性を高くするときには、弾性支持部１０の袋体１０ａ内に流体供給部１４から流体１０ｂが供給されるように、流路１３と流路１４ｄとを接続し、流路１３と流路１５ｂとを遮断する。ばね剛性可変部２２は、弾性支持部１０のばね剛性を低くするときには、弾性支持部１０の袋体１０ａ内から流体排出部１５に流体１０ｂが排出されるように、流路１３と流路１５ｂとを接続し、流路１３と流路１４ｄとを遮断する。ばね剛性可変部２２は、弾性支持部１０のばね剛性を一定に維持するときには、弾性支持部１０の袋体１０ａ内に流体１０ｂが保持されるように、流路１３と流路１４ｄ，１５ｂとを遮断する。ばね剛性可変部２２は、流体供給部１４から弾性支持部１０への流体１０ｂの流れのみを許容する第１の切替位置と、弾性支持部１０から流体排出部１５への流体１０ｂの流れのみを許容する第２の切替位置と、弾性支持部１０と流体供給部１４及び流体排出部１５との間の流体１０ｂの流れを禁止する第３の切替位置とに切り替わる。ばね剛性可変部２２は、例えば、流体１０ｂの流れる方向を流路１３と流路１４ｄ，１５ｂとの間で切り替える方向切替弁などの電磁弁であり、制御部２４が出力する電気信号によって開閉動作して弾性支持部１０のばね剛性を可変する。
【００６０】
プログラム記憶部２３は、軌道４上を列車１が走行するときに発生する振動を低減するための制振プログラムを記憶する手段である。プログラム記憶部２３は、例えば、電気通信回線又は情報記録媒体から読み込んだ制振プログラムを記憶するメモリなどである。
【００６１】
制御部２４は、制振装置９に関する種々の動作を制御する手段である。制御部２４は、例えば、振動検出部１１Ａ，１１Ｂが出力する振動検出情報をばね剛性演算部２１に出力したり、ばね剛性検出部１６にばね剛性の検出動作を指令したり、ばね剛性検出部１６が出力するばね剛性検出情報をばね剛性演算部２１に出力したり、ばね剛性演算部２１にばね剛性の演算動作を指令したり、制振条件設定部１７が出力する制振条件情報の記憶を制振条件情報記憶部１８に指令したり、制振条件情報記憶部１８が記憶する制振条件情報を読み出してばね剛性演算部２１に出力したり、振動低減率設定部１９が出力する振動低減率情報の記憶を振動低減率情報記憶部２０に指令したり、振動低減率情報記憶部２０が記憶する制振条件情報を読み出してばね剛性演算部２１に出力したり、ばね剛性可変部２２に可変動作を指令したり、プログラム記憶部２３から制振プログラムを読み出して一連の制振処理を実行したりする。
【００６２】
制御部２４は、ばね剛性検出部１６の検出結果とばね剛性演算部２１の演算結果とに基づいて、ばね剛性可変部２２を動作制御し弾性支持部１０のばね剛性を可変制御する。制御部２４は、例えば、ばね剛性演算部２１が出力するばね剛性演算信号とばね剛性検出部１６が出力するばね剛性検出信号とに基づいてばね剛性可変部２２をフィードバック制御する。制御部２４は、ばね剛性演算部２１が出力するばね剛性演算信号（目標値）とばね剛性検出部１６が出力するばね剛性検出信号（測定値）との偏差を演算し、この偏差がゼロになるようにばね剛性可変部２２に可変動作を指令する。制御部２４は、流体圧検出部１４ｂが出力する流体圧検出信号に基づいて圧力源１４ｃを動作制御する。制御部２４は、例えば、蓄圧部１４ａ内の流体圧が設定値に達するまで圧力源１４ｃから蓄圧部１４ａに流体１０ｂを送出させ、蓄圧部１４ａ内の流体圧が設定値に達するまで圧力源１４ｃに送出動作を指令し、蓄圧部１４ａ内の流体圧が設定値に達したときには圧力源１４ｃに送出動作の停止を指令する。
【００６３】
制御部２４は、制振条件設定部１７によって設定される制振条件に基づいて、弾性支持部１０のばね剛性を可変制御する。制御部２４は、制振条件設定部１７によって最適制振モードが設定されているときには、レール５側の振動と路盤８側の振動とが低減するように、弾性支持部１０のばね剛性を可変制御する。また、制御部２４は、制振条件設定部１７によってレール優先制振モードが設定されているときには、レール５側の振動が低減するように、弾性支持部１０のばね剛性を可変制御する。さらに、制御部２４は、制振条件設定部１７によって路盤優先制振モードが設定されているときには、路盤８側の振動が低減するように、弾性支持部１０のばね剛性を可変制御する。制御部２４には、信号処理部１２Ａ，１２Ｂと、流体圧検出部１４ｂと、圧力源１４ｃと、制振条件設定部１７と、制振条件情報記憶部１８と、振動低減率設定部１９と、振動低減率情報記憶部２０と、ばね剛性演算部２１と、ばね剛性可変部２２などが接続されている。
【００６４】
次に、この発明の第１実施形態に係る制振装置の動作を説明する。
以下では、制御部２４の動作を中心として説明する。
図５に示すステップ（以下、Ｓという）１００において、プログラム記憶部２３から制振プログラムを制御部２４が読み込む。図１、図３及び図４に示す制御部２４に電力が供給されてこの制御部２４が起動を開始すると、プログラム記憶部２３から制振プログラムを制御部２４が読み込み、一連の制振処理を制御部２４が開始する。
【００６５】
Ｓ１１０において、制振条件情報を制振条件情報記憶部１８から制御部２４が読み込む。制振条件設定部１７によって制振条件情報が設定されるとこの制振条件情報が制振条件情報記憶部１８に記憶されるため、この制振条件情報記憶部１８から制振条件情報を制御部２４が読み出して、この制振条件情報をばね剛性演算部２１に制御部２４が出力する。
【００６６】
Ｓ１２０において、振動低減率情報を振動低減率情報記憶部２０から制御部２４が読み込む。振動低減率設定部１９によって振動低減率情報が設定されると、この振動低減率情報が振動低減率情報記憶部２０に記憶されるため、この振動低減率情報記憶部２０から振動低減率情報を制御部２４が読み出して、この振動低減率情報をばね剛性演算部２１に制御部２４が出力する。
【００６７】
Ｓ１３０において、振動が発生したか否かを制御部２４が判断する。軌道４上を列車１が走行するとレール５、軌道スラブ６及び路盤８が振動し、振動検出部１１Ａ，１１Ｂが振動検出信号を信号処理部１２Ａ，１２Ｂに出力し、処理後の振動検出信号を信号処理部１２Ａ，１２Ｂが制御部２４に出力する。振動検出信号が制御部２４に入力したときには、列車１が軌道４上を走行して振動が発生したと制御部２４が判断してＳ１４０に進む。一方、振動検出信号が制御部２４に入力しなかったときには、振動検出信号が制御部２４に入力するまで制御部２４がＳ１３０の判断を繰り返す。
【００６８】
Ｓ１４０において、ばね剛性検出部１６にばね剛性の検出を制御部２４が指令する。軌道４上を列車１が走行すると弾性支持部１０の袋体１０ａに荷重が加わる。このとき、図４に示す流路１３と流路１４ｄ，１５ｂとの間の流体１０ｂの流れをばね剛性可変部２２が遮断しているため、弾性支持部１０の袋体１０ａが伸縮するとこの袋体１０ａ内の流体圧と流路１３内の流体圧とが変化する。その結果、ばね剛性検出部１６の流体圧検出部１６ａが袋体１０ａ内及び流路１３内の流体圧を検出するとともに、この流体圧の圧力値に対応する弾性支持部１０のばね剛性を流体圧／ばね剛性変換部１６ｂが演算し、この演算結果をばね剛性検出信号として制御部２４に出力する。
【００６９】
Ｓ１５０において、ばね剛性演算部２１にばね剛性の演算を制御部２４が指令する。図１、図３及び図４に示す振動検出信号を信号処理部１２Ａ，１２Ｂが制御部２４に出力すると、この振動検出信号をばね剛性演算部２１に制御部２４が出力する。一般に、レール５側の振動を低下させようとすると路盤８側の振動が上昇し、路盤８側の振動を低下させようとするとレール５側の振動が上昇する。制振条件設定部１７によって最適制振モードが設定されているときには、レール５側の振動と路盤８側の振動がいずれも同程度に低減されるように、弾性支持部１０の最適なばね剛性をばね剛性演算部２１が演算し、この演算結果をばね剛性演算信号として制御部２４に出力する。制振条件設定部１７によってレール優先制振モードが設定されているときには、路盤８側の振動の低減よりもレール５側の振動の低減のほうがより重要度が高くなる。このため、路盤８側の振動が大きくなってもレール５側の振動が小さくなるように、弾性支持部１０のばね剛性をばね剛性演算部２１が演算し、この演算結果をばね剛性演算信号として制御部２４に出力する。一方、制振条件設定部１７によって路盤優先制振モードが設定されているときには、レール５側の振動の低減よりも路盤８側の振動の低減のほうがより重要度が高くなる。このため、レール５側の振動が大きくなっても路盤８側の振動が小さくなるように、弾性支持部１０のばね剛性をばね剛性演算部２１が演算し、この演算結果をばね剛性演算信号として制御部２４に出力する。振動低減率設定部１９によってレール５側又は路盤８側の振動の低減率が所定の割合に設定されているときには、レール５側又は路盤８側のいずれか一方の振動が大きくなっても他方の振動が所定の割合だけ低減するように、弾性支持部１０のばね剛性をばね剛性演算部２１が演算し、この演算結果をばね剛性演算信号として制御部２４に出力する。
【００７０】
Ｓ１６０において、ばね剛性可変部２２にばね剛性の可変を制御部２４が指令する。ばね剛性演算部２１が出力するばね剛性演算値（目標値）とばね剛性検出部１６が出力するばね剛性検出値（測定値）との偏差を制御部２４が演算し、ばね剛性演算値とばね剛性検出値との偏差がゼロになるように、ばね剛性可変部２２に可変動作指令信号を制御部２４が出力し、ばね剛性可変部２２を制御部２４が可変動作させる。このため、図４に示す弾性支持部１０のばね剛性を高く調整する必要があるときには、流体供給部１４の蓄圧部１４ａから弾性支持部１０の袋体１０ａに流体１０ｂが流入するように、ばね剛性可変部２２が流路１３と流路１４ｄとを接続し、袋体１０ａ内の流体圧が上昇して弾性支持部１０のばね剛性が高くなる。一方、弾性支持部１０のばね剛性を低く調整する必要があるときには、弾性支持部１０の袋体１０ａから流体排出部１５の回収部１５ａに流体１０ｂが流出するようにばね剛性可変部２２が流路１３と流路１５ｂとを接続し、袋体１０ａ内の流体圧が下降して弾性支持部１０のばね剛性が低くなる。弾性支持部１０のばね剛性を一定に維持する必要があるときには、弾性支持部１０の袋体１０ａと流体供給部１４の蓄圧部１４ａ及び流体排出部１５の回収部１５ａとの間を遮断するようにばね剛性可変部２２が流路１３と流路１４ｄ，１５ｂとを遮断し、袋体１０ａ内の流体圧が一定に維持されて弾性支持部１０のばね剛性も一定に維持される。その結果、弾性支持部１０のばね剛性が最適値に調整されて、列車１が軌道４上を走行するときに発生する振動が低減する。
【００７１】
Ｓ１７０において、振動が継続しているか否かを制御部２４が判断する。図１、図３及び図４に示すレール５、軌道スラブ６及び路盤８の振動が継続している間は、振動検出部１１Ａ，１１Ｂが振動検出信号を信号処理部１２Ａ，１２Ｂに出力し、処理後の振動検出信号を信号処理部１２Ａ，１２Ｂが制御部２４に出力する。このため、振動検出信号が制御部２４に入力したときには、振動が継続していると制御部２４が判断してＳ１４０に戻りＳ１４０以降の制振処理が継続さる。一方、振動検出信号が制御部２４に入力しないときには、一連の制振処理を制御部２４が終了する。
【００７２】
この第１実施形態に係る制振装置には、以下に記載するような効果がある。
(1) この第１実施形態では、軌道スラブ６を路盤８上に弾性支持部１０が弾性支持し、軌道４上を列車１が走行するときに発生する振動を低減するように、この弾性支持部１０のばね剛性をばね剛性可変部２２が可変する。このため、列車１の非通過時には弾性支持部１０のばね剛性を適当に調整しておき、列車１の通過時には振動状況に応じて弾性支持部１０のばね剛性を可変して、列車通過時に発生する振動を積極的に低減することができる。その結果、列車通過時に発生する振動の低減効果が増大して、この振動に起因する騒音を低減することができる。また、コンクリート高架橋や鋼橋などの下部構造に伝達される加振力が低減するため、下部構造の劣化や破壊を抑制することができるとともに軌道保守量を低減することができる。さらに、レール４の長さ方向の形状が変化する軌道変位（軌道狂い）などが抑制されて、列車の乗り心地を改善することができる。
【００７３】
(2) この第１実施形態では、レール５側の振動と路盤８側の振動とが低減するように、弾性支持部１０のばね剛性をばね剛性可変部２２が可変する。このため、振動低減効果を最もバランスよく実現可能なばね剛性値に弾性支持部１０のばね剛性が最適化されて、レール５側の振動のみならず路盤８側の振動も低減することができる。
【００７４】
(3) この第１実施形態では、レール５側の振動が低減するように、弾性支持部１０のばね剛性をばね剛性可変部２２が可変する。このため、列車走行時に発生する路盤８の振動が大きい場合には、弾性支持部１０のばね剛性が低くなるようにこの弾性支持部１０のばね剛性を低ばね化して、路盤８から沿線に伝わる振動を抑制することができる。例えば、コンクリート高架橋のようなコンクリート路盤に沿って防音壁が設置されている場合であって、このコンクリート路盤の下方に住居が存在することがある。このような場合には、レール５側の振動がある程度大きくなってもこの振動によって発生する騒音を防音壁によって低減することができるが、コンクリート路盤側の振動によってこのコンクリート路盤から下方に放射される騒音を低減することが困難である。この第１実施形態では、レール５側の制振対策よりも路盤８側の制振対策のほうが重要視されている場合に、路盤８側の振動を制振装置９によって効果的に低減することができる。
【００７５】
(4) この第１実施形態では、路盤８側の振動が低減するように、弾性支持部１０のばね剛性をばね剛性可変部２２が可変する。このため、列車走行時に発生する軌道スラブ６の振動が大きい場合には、弾性支持部１０のばね剛性が高くなるようにこの弾性支持部１０のばね剛性を高剛性化して、軌道スラブ６から路盤８に伝わる振動を抑制することができる。例えば、地盤面よりも高く盛り上げられた盛土のような土路盤の下方に住居が存在しない場合であって、この土路盤に沿って防音壁が設置されていない場合がある。この場合に、土路盤側の振動がある程度大きくなってもこの振動によって発生する騒音を低減する必要性が少ないが、レール５側の振動によって土路盤上の軌道４から放射される騒音を低減する必要性が高くなる。この第１実施形態では、路盤８側の制振対策よりもレール５側の制振対策のほうが重要視されている場合に、レール５側の振動を制振装置９によって効果的に低減することができる。
【００７６】
(5) この第１実施形態では、レール５側又は路盤８側の振動の低減率を振動低減率設定部１９が設定し、この振動低減率設定部１９によって設定される振動の低減率に基づいて、弾性支持部１０のばね剛性をばね剛性可変部２２が可変する。このため、路盤８側の振動の低減よりもレール５側の振動を優先的に任意の割合だけ低減させたり、レール５側の振動の低減よりも路盤８側の振動を優先的に任意の割合だけ低減させたりすることができる。例えば、路盤８上に制振材を設置した後には、路盤８側の振動が増加してもこの振動に起因する騒音を制振材によって低減することができるため、レール５側の振動を優先的に任意の割合だけ低減させることができる。また、軌道４の側方に防音壁を設置した後には、レール５側の振動の振動が増加してもこの振動に起因する騒音を防音壁によって低減することができるため、路盤８側の振動の大きさを優先的に任意の割合だけ低減させることができる。
【００７７】
(6) この第１実施形態では、内部に流体１０ｂが封入される袋体１０ａを弾性支持部１０が備えており、この袋体１０ａ内の流体圧を調整することによってこの弾性支持部１０のばね剛性をばね剛性可変部２２が可変する。このため、安価で簡単な構造の袋体１０ａに作動流体を封入し、この作動流体の流体圧を調整することによって袋体１０ａを容易に伸縮させることができ、弾性支持部１０のばね剛性を簡単に可変制御することができる。
【００７８】
(7) この第１実施形態では、軌道４の左右方向における袋体１０ａの側面に、この袋体１０ａの内部と接続する接続口１０ｃを弾性支持部１０が備えている。このため、従来の制振装置のような軌道４の上下方向に接続口を配置する場合に比べて、袋体１０ａの接続口１０ｃに配管などを簡単に接続することができ弾性支持部１０を容易に施工することができる。また、袋体１０ａ内から流体１０ｂが漏出したり、袋体１０ａが劣化して弾性率が低下したりしたときに、接続口１０ｃから流体１０ｂを簡単に充填して、袋体１０ａを補強したり袋体１０ａの高さを調整したりすることができる。
【００７９】
(8) この第１実施形態では、流体供給部１４から袋体１０ａ内に流体１０ｂを流入させる流路１４ｄと、袋体１０ａ内から流体排出部１５に流体１０ｂを流出させる流路１５ｂとをばね剛性可変部２２が切り替える。このため、制御部２４によってばね剛性可変部２２を確実に切替動作させて袋体１０ａを迅速に伸縮動作させ、弾性支持部１０のばね剛性を簡単に変更することができる。
【００８０】
(9) この第１実施形態では、軌道４の長さ方向に弾性支持部１０が複数配置されている。このため、複数の弾性支持部１０のうちある弾性支持部１０を交換する必要があるときに、他の弾性支持部１０によって軌道スラブ６と路盤８との間に間隙部が確保されるため、この間隙部に新品の弾性支持部１０を容易に挿入することができ短時間で交換作業を完了することができる。また、既存の軌道スラブ６と路盤８との間に弾性支持部１０を配置するような簡単な構造であるため、既存の軌道構造を大規模に変更せずに利用して、列車通過時に発生する振動を簡単に低減することができる。
【００８１】
（第２実施形態）
以下では、図１〜図４に示す部分と同一の部分については、同一の番号を付して詳細な説明を省略する。
図６に示す制振装置９は、軌道４上を列車１が走行するときに発生する振動が低減するように、列車１の重量に応じて弾性支持部１０のばね剛性をばね剛性可変部２２によって可変する。制振装置９は、例えば、軌道４上を複数の列車１が通過するときには、各列車１の重量に応じて弾性支持部１０のばね剛性をばね剛性可変部２２によって可変する。制振装置９は、弾性支持部１０と、流路１３と、流体供給部１４と、流体排出部１５と、ばね剛性検出部１６と、ばね剛性演算部２１と、ばね剛性可変部２２と、プログラム記憶部２３と、制御部２４と、列車重量設定部２５と、列車重量情報記憶部２６などを備えている。図５に示す制振装置９は、図１、図３及び図４に示す制振装置９とは異なり、振動検出部１１Ａ，１１Ｂと、信号処理部１２Ａ，１２Ｂと、制振条件設定部１７と、制振条件情報記憶部１８と、振動低減率設定部１９と、振動低減率情報記憶部２０などを備えていない。
【００８２】
ばね剛性演算部２１は、列車重量情報記憶部２６が記憶する列車１の重量に基づいて、レール５側の振動と路盤８側の振動とを低減するような弾性支持部１０の最適なばね剛性を演算する。ばね剛性演算部２１は、例えば、レール５側の振動の大きさ（振幅）と路盤８側の振動の大きさ（振幅）とが略同一になるように弾性支持部１０のばね剛性を演算する。ばね剛性可変部２２は、軌道４上を通過する列車１の重量に応じて、弾性支持部１０のばね剛性を可変する。ばね剛性可変部２２は、軌道４上を通過する各列車１の重量が異なるときには、列車重量情報記憶部２６が記憶する各列車１の重量に応じて、弾性支持部１０のばね剛性を可変する。制御部２４は、例えば、列車重量設定部２５が出力する列車重量情報の記憶を列車重量情報記憶部２６に指令したり、列車重量情報記憶部２６から列車重量情報を読み出してばね剛性演算部２１に出力したりする。
【００８３】
列車重量設定部２５は、軌道４上を通過する各列車１の重量を設定する手段である。列車重量設定部２５は、旅客列車又は貨物列車のような列車１の分類によって各列車１の重量が異なり、電車、気動車、機関車、客車又は貨車のような列車１を組成する車両１Ａによっても各列車１の重量が異なるため、軌道４上を通過する各列車１の重量を予め設定する。列車重量設定部２５は、例えば、各列車１の重量を設定者などが設定するときに数値を入力する入力装置などである。列車重量設定部２５は、設定された各列車１の重量に対応する列車重量設定信号（列車重量情報）を制御部２４に出力する。
【００８４】
列車重量情報記憶部２６は、軌道４上を通過する各列車１の重量を記憶する手段である。列車重量情報記憶部２６は、例えば、軌道４上を各列車１が通過する通過時刻順に各列車１の重量を列車重量情報として記憶するメモリなどである。列車重量情報記憶部２６は、例えば、軌道４上を通過する列車１の運行を集中して管理する列車運行管理装置などから電気通信回線などを通じて、各列車１の通過時刻などを読み込み、列車重量設定部２５によって設定された各列車１の重量と対応させて記憶する。
【００８５】
次に、この発明の第２実施形態に係る制振装置の動作を説明する。
以下では、図５に示す処理と対応する処理については詳細な説明を省略する。
図７に示すＳ２００において、プログラム記憶部２３から制振プログラムを制御部２４が読み込み、Ｓ２１０において列車重量情報を列車重量情報記憶部２６から制御部２４が読み込む。列車重量設定部２５によって列車重量情報が設定されると、この列車重量情報が列車重量情報記憶部２６に記憶されるため、この列車重量情報記憶部２６から列車重量情報を制御部２４が読み出して、この列車重量情報をばね剛性演算部２１に制御部２４が出力する。
【００８６】
Ｓ２２０において、軌道４上を列車１が通過するか否かを制御部２４が判断する。軌道４上を通過する各列車１の通過時刻を列車重量情報から参照し、各列車１の通過時刻よりも所定時間前に現在時刻が達したか否かを、制御部２４が有する時計機能によって制御部２４が判断する。各列車１の通過時刻よりも所定時間前に現在時刻が達したときには、この所定時間経過後に弾性支持部１０上を列車１が通過するため、軌道４上を列車１が通過すると制御部２４が判断してＳ２３０に進む。一方、各列車１の通過時刻よりも所定時間前に現在時刻が達していないときには、弾性支持部１０上を列車１が通過しないため、軌道４上を列車１が通過するまで制御部２４がＳ１２０の判断を繰り返す。
【００８７】
Ｓ２３０において、ばね剛性検出部１６にばね剛性の検出を制御部２４が指令し、Ｓ２４０においてばね剛性演算部２１にばね剛性の演算を制御部２４が指令する。列車１の通過時刻よりも所定時間前に現在時刻が達したときには、この列車１が弾性支持部１０上を通過する前に弾性支持部１０のばね剛性を可変する必要がある。列車重量情報記憶部２６から制御部２４が読み出した列車重量情報をばね剛性演算部２１に制御部２４が出力すると、レール５側の振動と路盤８側の振動がいずれも同程度に低減されるように、弾性支持部１０の最適なばね剛性を列車重量情報に基づいてばね剛性演算部２１が演算し、この演算結果をばね剛性演算信号として制御部２４に出力する。
【００８８】
Ｓ２５０において、ばね剛性可変部２２にばね剛性の可変を制御部２４が指令する。その結果、軌道４上を通過する列車１の重量に応じて、弾性支持部１０のばね剛性が最適値に調整され、列車１が軌道４上を走行するときに発生する振動が低減する。Ｓ２６０において、軌道４上を次の列車１が通過するか否かを制御部２４が判断する。軌道４上を通過する各列車１の通過時刻を列車重量情報から参照し、軌道４上を通過する次の列車１が存在するか否かを制御部２４が判断する。軌道４上を通過する次の列車１が存在すると制御部２４が判断したときには、Ｓ２２０に戻りＳ２２０以降の制振処理が継続される。一方、軌道４上を通過する次の列車１が存在しないと制御部２４が判断したときには、一連の制振処理を制御部２４が終了する。
【００８９】
この発明の第２実施形態に係る制振装置には、第１実施形態の効果に加えて、以下に記載するような効果がある。
(1) この第２実施形態では、軌道４上を通過する列車１の重量に応じて、弾性支持部１０のばね剛性をばね剛性可変部２２が可変する。このため、例えば、比較的重量の重い列車１が通過する場合と、比較的重量の軽い列車１が通過する場合とに応じて、弾性支持部１０のばね剛性を最適値に調整して、レール５側の振動や路盤８側の振動を低減することができる。例えば、機関車のような比較的重い車両１Ａによって総重量が比較的重い数両の貨車をけん引する貨物列車が軌道４上を通過するときには、弾性支持部１０のばね剛性を低く調整して、路盤８側の振動を優先的に低減することができる。一方、電車のような比較的軽い車両１Ａによって編成された旅客列車が軌道４上を通過するときには、弾性支持部１０のばね剛性を高く調整して、レール５側の振動を優先的に低減することができる。
【００９０】
(2) この第２実施形態では、軌道４上を通過する各列車１の重量を列車重量情報記憶部２６が記憶し、この列車重量情報記憶部２６が記憶する各列車１の重量に応じて、弾性支持部１０のばね剛性をばね剛性可変部２２が可変する。このため、旅客列車や貨物列車のように列車１の重量が異なる場合や、列車１を組成する電車や機関車のように車両１Ａの重量が異なる場合であっても、各列車１の重量に応じて弾性支持部１０のばね剛性を最適なばね剛性に迅速に調整することができる。
【００９１】
（他の実施形態）
この発明は、以上説明した実施形態に限定するものではなく、以下に記載するように種々の変形又は変更が可能でありこれらもこの発明の範囲内である。
(1) この実施形態では、路盤８がコンクリート路盤である場合を例に挙げて説明したが、コンクリート路盤に限定するものではない。例えば、コンクリート高架橋や鋼橋などの構造物又は土路盤だけではなく、平地や盛土などの全ての鉄道路線にこの発明を適用することができる。また、この実施形態では、支持体が軌道スラブ６である場合を例に挙げて説明したが、まくらぎ又は梯子状のラダーまくらぎなどの他の支持体についてもこの発明を適用することができる。さらに、この実施形態では、レール締結装置７がタイプレート式のレール締結装置７である場合を例に挙げて説明したが、タイプレート７ａを使用しない直結方式のレール締結装置についてもこの発明を適用することができる。
【００９２】
(2) この実施形態では、弾性支持部１０がクッション構造である場合を例に挙げて説明したが、弾性支持部１０が伸縮自在のシリンダ構造である場合についてもこの発明を提供することができる。また、この実施形態では、軌道４の長さ方向に弾性支持部１０を隣同士接触させて複数個配置する場合を例に挙げて説明したが、軌道スラブ６と平面形状が略同一の板状の弾性支持部を１枚配置したり、軌道４の長さ方向に間隔をあけて複数個配置したりすることもできる。さらに、この実施形態では、複数の弾性支持部１０をばね剛性可変部２２によって同時に伸縮動作させる場合を例に挙げて説明したが、複数の弾性支持部１０のばね剛性をそれぞればね剛性可変部２２によって個別に可変することもできる。
【００９３】
(3) この実施形態では、レール５側の振動の振幅と路盤８側の振動の振幅とが略一致するように弾性支持部１０のばね剛性を可変する場合を例に挙げて説明したが、両者の振動数特性が略一致するように弾性支持部１０のばね剛性を可変することもできる。また、この実施形態では、流体排出部１５の回収部１５ａから流体供給部１４の圧力源１４ｃに流体１０ｂを流路１５ｃによって戻す場合を例に挙げて説明したが、流体１０ｂが空気の場合には流体排出部１５を省略することもできる。さらに、この実施形態では、振動検出部１１Ａ，１１Ｂが加速度センサなどである場合を例に挙げて説明したが、カンチレバー又はレーザ変位計などの他の方式の振動検出部によってレール５及び路盤８の振動を検出することもできる。
【符号の説明】
【００９４】
１ 列車
１Ａ 車両
４ 軌道
５ レール
６ 軌道スラブ（支持体）
８ 路盤
９ 制振装置
１０ 弾性支持部
１０ａ 袋体
１０ｂ 流体
１０ｃ 接続口
１１Ａ，１１Ｂ 振動検出部
１２Ａ，１２Ｂ 信号処理部
１３ 流路（給排出流路）
１４ 流体供給部
１４ｄ 流路（供給流路）
１５ 流体排出部
１５ｂ 流路（排出流路）
１６ ばね剛性検出部
１７ 制振条件設定部
１８ 制振条件情報記憶部
１９ 振動低減率設定部
２０ 振動低減率情報記憶部
２１ ばね剛性演算部
２２ ばね剛性可変部
２４ 制御部
２５ 列車重量設定部
２６ 列車重量情報記憶部
【特許請求の範囲】
【請求項１】
軌道上を列車が走行するときに発生する振動を低減する制振装置であって、
レールを支持する支持体を路盤上に弾性支持する弾性支持部と、
前記軌道上を列車が走行するときに発生する振動を低減するように、前記弾性支持部のばね剛性を可変するばね剛性可変部と、
を備える制振装置。
【請求項２】
請求項１に記載の制振装置において、
前記ばね剛性可変部は、前記レール側の振動と前記路盤側の振動とが低減するように、前記弾性支持部のばね剛性を可変すること、
を特徴とする制振装置。
【請求項３】
請求項１又は請求項２に記載の制振装置において、
前記ばね剛性可変部は、前記レール側の振動が低減するように、前記弾性支持部のばね剛性を可変すること、
を特徴とする制振装置。
【請求項４】
請求項１から請求項３までのいずれか１項に記載の制振装置において、
前記ばね剛性可変部は、前記路盤側の振動が低減するように、前記弾性支持部のばね剛性を可変すること、
を特徴とする制振装置。
【請求項５】
請求項４又は請求項５に記載の制振装置において、
前記レール側又は前記路盤側の振動の低減率を設定する振動低減率設定部を備え、
前記ばね剛性可変部は、前記振動低減率設定部によって設定される前記振動の低減率に基づいて、前記弾性支持部のばね剛性を可変すること、
を特徴とする制振装置。
【請求項６】
請求項１に記載の制振装置において、
前記ばね剛性可変部は、前記軌道上を通過する列車の重量に応じて、前記弾性支持部のばね剛性を可変すること、
を特徴とする制振装置。
【請求項７】
請求項６に記載の制振装置において、
前記軌道上を通過する各列車の重量を記憶する列車重量情報記憶部を備え、
前記ばね剛性可変部は、前記列車重量情報記憶部が記憶する各列車の重量に応じて、前記弾性支持部のばね剛性を可変すること、
を特徴とする制振装置。
【請求項８】
請求項１から請求項６のいずれか１項に記載の制振装置において、
前記弾性支持部は、内部に流体が封入される袋体を備え、
前記ばね剛性可変部は、前記袋体内の流体圧を調整することによって前記弾性支持部のばね剛性を可変すること、
を特徴とする制振装置。
【請求項９】
請求項８に記載の制振装置において、
前記弾性支持部は、前記軌道の左右方向における前記袋体の側面に、この袋体の内部と接続する接続口を備えること、
を特徴とする制振装置。
【請求項１０】
請求項８又は請求項９に記載の制振装置において、
前記袋体内に前記流体を供給する流体供給部と、
前記袋体内から前記流体を排出する流体排出部とを備え、
前記ばね剛性可変部は、前記流体供給部から前記袋体内に前記流体を流入させる供給流路と、前記袋体内から前記流体排出部に前記流体を流出させる排出流路とを切り替えること、
を特徴とする制振装置。
【請求項１１】
請求項１から請求項１０までのいずれか１項に記載の制振装置において、
前記弾性支持部は、前記軌道の長さ方向に複数配置されていること、
を特徴とする制振装置。
【請求項１】
軌道上を列車が走行するときに発生する振動を低減する制振装置であって、
レールを支持する支持体を路盤上に弾性支持する弾性支持部と、
前記軌道上を列車が走行するときに発生する振動を低減するように、前記弾性支持部のばね剛性を可変するばね剛性可変部と、
を備える制振装置。
【請求項２】
請求項１に記載の制振装置において、
前記ばね剛性可変部は、前記レール側の振動と前記路盤側の振動とが低減するように、前記弾性支持部のばね剛性を可変すること、
を特徴とする制振装置。
【請求項３】
請求項１又は請求項２に記載の制振装置において、
前記ばね剛性可変部は、前記レール側の振動が低減するように、前記弾性支持部のばね剛性を可変すること、
を特徴とする制振装置。
【請求項４】
請求項１から請求項３までのいずれか１項に記載の制振装置において、
前記ばね剛性可変部は、前記路盤側の振動が低減するように、前記弾性支持部のばね剛性を可変すること、
を特徴とする制振装置。
【請求項５】
請求項４又は請求項５に記載の制振装置において、
前記レール側又は前記路盤側の振動の低減率を設定する振動低減率設定部を備え、
前記ばね剛性可変部は、前記振動低減率設定部によって設定される前記振動の低減率に基づいて、前記弾性支持部のばね剛性を可変すること、
を特徴とする制振装置。
【請求項６】
請求項１に記載の制振装置において、
前記ばね剛性可変部は、前記軌道上を通過する列車の重量に応じて、前記弾性支持部のばね剛性を可変すること、
を特徴とする制振装置。
【請求項７】
請求項６に記載の制振装置において、
前記軌道上を通過する各列車の重量を記憶する列車重量情報記憶部を備え、
前記ばね剛性可変部は、前記列車重量情報記憶部が記憶する各列車の重量に応じて、前記弾性支持部のばね剛性を可変すること、
を特徴とする制振装置。
【請求項８】
請求項１から請求項６のいずれか１項に記載の制振装置において、
前記弾性支持部は、内部に流体が封入される袋体を備え、
前記ばね剛性可変部は、前記袋体内の流体圧を調整することによって前記弾性支持部のばね剛性を可変すること、
を特徴とする制振装置。
【請求項９】
請求項８に記載の制振装置において、
前記弾性支持部は、前記軌道の左右方向における前記袋体の側面に、この袋体の内部と接続する接続口を備えること、
を特徴とする制振装置。
【請求項１０】
請求項８又は請求項９に記載の制振装置において、
前記袋体内に前記流体を供給する流体供給部と、
前記袋体内から前記流体を排出する流体排出部とを備え、
前記ばね剛性可変部は、前記流体供給部から前記袋体内に前記流体を流入させる供給流路と、前記袋体内から前記流体排出部に前記流体を流出させる排出流路とを切り替えること、
を特徴とする制振装置。
【請求項１１】
請求項１から請求項１０までのいずれか１項に記載の制振装置において、
前記弾性支持部は、前記軌道の長さ方向に複数配置されていること、
を特徴とする制振装置。
【図１】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【公開番号】特開２０１２−１８８８３９（Ｐ２０１２−１８８８３９Ａ）
【公開日】平成２４年１０月４日（２０１２．１０．４）
【国際特許分類】
【出願番号】特願２０１１−５２３２３（Ｐ２０１１−５２３２３）
【出願日】平成２３年３月１０日（２０１１．３．１０）
【出願人】（０００１７３７８４）公益財団法人鉄道総合技術研究所 (1,666)
【出願人】（０００１４５４７１）株式会社十川ゴム (28)
【Ｆターム（参考）】
【公開日】平成２４年１０月４日（２０１２．１０．４）
【国際特許分類】
【出願日】平成２３年３月１０日（２０１１．３．１０）
【出願人】（０００１７３７８４）公益財団法人鉄道総合技術研究所 (1,666)
【出願人】（０００１４５４７１）株式会社十川ゴム (28)
【Ｆターム（参考）】
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