説明

鉄道車両用制振装置

【課題】油温が低くとも推力のハンチングを阻止でき、車体振動を効果的に抑制する。
【解決手段】シリンダ2内に摺動自在に挿入されるピストン3と、ピストン3に連結されるロッド4と、シリンダ2内にピストン3で区画したロッド側室5とピストン側室6と、タンク7と、ロッド側室5とピストン側室6とを連通する第一通路8の途中に設けた第一開閉弁9と、ピストン側室6とタンク7とを連通する第二通路10の途中に設けた第二開閉弁11と、ロッド側室5へ作動油を供給可能なポンプ12とを有するアクチュエータAと、第一開閉弁10および第二開閉弁11が閉じた状態でアクチュエータAをダンパとして機能させるダンパ回路Dとを備えた鉄道車両用制振装置において、温度が20度以上温度60度以下の範囲で、動粘度が7mm/s以上50mm/s以下の範囲に収まる動粘度温度特性を持つ作動油を使用することでハンチングを阻止することができる。

【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【0001】
本発明は、鉄道車両用制振装置の改良に関する。
【背景技術】
【0002】
従来、この種の鉄道車両用制振装置にあっては、たとえば、鉄道車両に車体の進行方向に対して左右方向の振動を抑制すべく、車体と台車との間に介装されて使用されるものが知られている。
【0003】
より詳しくは、この鉄道車両用制振装置は、鉄道車両の台車と車体の一方に連結されるシリンダと、当該シリンダ内に摺動自在に挿入されるピストンと、シリンダ内に挿入されてピストンと台車と車体の他方に連結されるロッドと、シリンダ内にピストンで区画したロッド側室とピストン側室と、タンクと、ロッド側室とピストン側室とを連通する第一通路の途中に設けた第一開閉弁と、ピストン側室とタンクとを連通する第二通路の途中に設けた第二開閉弁と、ロッド側室へ作動油を供給するポンプと、ロッド側室を上記タンクへ接続する排出通路と、当該排出通路の途中に設けられ開弁圧を変更可能な可変リリーフ弁とを備えており、上記したポンプ、第一開閉弁、第二開閉弁および可変リリーフ弁を駆動することで、伸縮双方へ推力を発揮することができ、この推力で車体の振動を抑制するようになっている(たとえば、特許文献1参照)。
【0004】
また、この鉄道車両用制振装置は、第一開閉弁と第二開閉弁とを閉じた状態でパッシブなダンパとして機能することができるよう、ダンパ回路を備えている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【0005】
【特許文献1】特開2010−65797号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【0006】
ところで、鉄道車両用制振装置は、アクチュエータとして機能する場合、ポンプを一定の回転速度(単位時間当たりの回転数)で駆動し、車体の振動状況に応じて第一開閉弁、第二開閉弁をおよび可変リリーフ弁を適宜駆動し、油圧を利用して車体の振動を抑制する推力を得て鉄道車両の振動を抑制する。が、回路内の作動油の温度が低いと、作動油の動粘度が高くなり、特に、アクチュエータに比較的小さな推力を発揮させる場合、可変リリーフ弁や管路抵抗等で圧力損失が大きくなってシリンダ内の圧力が高くなりすぎて、推力過剰となってしまう。
【0007】
また、アクチュエータの推力をフィードバック制御しようとする場合、推力過剰となると、制御指令と推力との偏差が大きくなり、アクチュエータの推力が振動的となるハンチングが生じて、車体振動を悪化させてしまう可能性もある。
【0008】
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、油温が低くとも推力のハンチングを阻止でき、安定した推力を発揮して車体振動を効果的に抑制することが可能な鉄道車両用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】
【0009】
上記した目的を達成するため、本発明の課題解決手段は、鉄道車両の台車と車体の一方に連結されるシリンダと、当該シリンダ内に摺動自在に挿入されるピストンと、上記シリンダ内に挿入されて上記ピストンと上記台車と車体の他方に連結されるロッドと、上記シリンダ内に上記ピストンで区画したロッド側室とピストン側室と、タンクと、上記ロッド側室と上記ピストン側室とを連通する第一通路の途中に設けた第一開閉弁と、上記ピストン側室と上記タンクとを連通する第二通路の途中に設けた第二開閉弁と、上記ロッド側室へ作動油を供給可能なポンプとを有するアクチュエータと、上記第一開閉弁および上記第二開閉弁が閉じた状態で当該アクチュエータをダンパとして機能させるダンパ回路とを備え、車体の振動を抑制する鉄道車両用制振装置において、上記作動油は、温度が20度以上60度以下の範囲で、動粘度が7mm/s以上50mm/s以下の範囲に収まる動粘度温度特性を持つことを特徴とする。
【発明の効果】
【0010】
本発明の鉄道車両用制振装置によれば、油温が低くとも推力のハンチングを阻止でき、安定した推力を発揮して車体振動を効果的に抑制することができる。
【図面の簡単な説明】
【0011】
【図1】一実施の形態における鉄道車両用制振装置を搭載した鉄道車両の概略平面図である。
【図2】一実施の形態の鉄道車両用制振装置におけるアクチュエータの回路図である。
【図3】鉱物油の動粘度温度特性を説明する図である。
【図4】一実施の形態の鉄道車両用制振装置におけるコントローラの制御ブロック図である。
【図5】一実施の形態の鉄道車両用制振装置におけるコントローラの指令演算部の制御ブロック図である。
【発明を実施するための形態】
【0012】
以下、図に示した実施の形態に基づき、本発明を説明する。一実施の形態における鉄道車両用制振装置1は、鉄道車両の車体Bの制振装置として使用され、図1に示すように、前後の台車Tf,Trと車体Bとの間に対として介装されるアクチュエータAと、当該アクチュエータAをダンパとして機能させるダンパ回路Dとを備えており、このアクチュエータAをコントローラCで制御して車体Bの振動を抑制するようになっている。
【0013】
アクチュエータAは、詳細には、鉄道車両の場合、車体Bの下方に垂下されるピンPに連結され、車体Bと前側の台車Tfとの間と、車体Bと後側の台車Trとの間に対を成して並列に介装されている。
【0014】
そして、これら四つのアクチュエータAは、基本的には、アクティブ制御で車体Bの車両進行方向に対して水平横方向の振動を抑制するようになっており、この実施の形態の場合、コントローラCは、四つ全てのアクチュエータAを制御して上記車体Bの横方向の振動を抑制するようになっている。
【0015】
コントローラCは、本実施の形態にあっては、車体Bの振動を抑制する制御を行う際に、車体Bの前部Bfの車両進行方向に対して水平横方向の横方向加速度αfと、車体Bの後部Brの車両進行方向に対して水平横方向の横方向加速度αrとを検知し、これらの横方向加速度αfと横方向加速度αrに基づいて車体中心G周りの角加速度であるヨー加速度ωを求めるとともに、横方向加速度αfと横方向加速度αrに基づいて車体Bの中心Gの水平横方向の加速度であるスエー加速度βを求め、ヨー加速度ωとスエー加速度βに基づいて、各アクチュエータAで個々に発生すべき推力を指示する制御力指令値Ff,Frを求め、当該制御力指令値Ff,Fr通りの推力をアクチュエータAに発生させるべくフィードバック制御することで車体Bの上記横方向の振動を抑制するようになっている。なお、制御力指令値Ffは、車両前側に配置されたアクチュエータAが発生すべき推力に対応しており、制御力指令値Frは、車両後側に配置されたアクチュエータAが発生すべき推力に対応している。
【0016】
つづいて、アクチュエータAの具体的な構成について説明する。なお、この例では、一つのコントローラCで四つのアクチュエータAを制御しているが、各アクチュエータAにそれぞれコントローラCを設けることも可能である。
【0017】
アクチュエータAは、図2に示すように、鉄道車両の前後の台車Tf,Trと車体Bの一方に連結されるシリンダ2と、シリンダ2内に摺動自在に挿入されるピストン3と、シリンダ2内に挿入されてピストン3と台車Tf,Trと車体Bの他方に連結されるロッド4と、シリンダ2内にピストン3で区画したロッド側室5とピストン側室6と、タンク7と、ロッド側室5とピストン側室6とを連通する第一通路8の途中に設けた第一開閉弁9と、ピストン側室6とタンク7とを連通する第二通路10の途中に設けた第二開閉弁11と、ロッド側室5へ作動油を供給するポンプ12とを備えており、片ロッド型のアクチュエータとして構成されている。また、上記ロッド側室5とピストン側室6には作動油が充填されるとともに、タンク7には、作動油のほかに気体が充填されている。なお、タンク7内は、特に、気体を圧縮して充填することによって加圧状態とする必要は無い。
【0018】
そして、基本的には、第一開閉弁9で第一通路8を連通状態とするとともに第二開閉弁11を閉じた状態でポンプ12を駆動することで、このアクチュエータAを伸長作動させることができ、第二開閉弁11で第二通路10を連通状態とするとともに第一開閉弁9を閉じた状態でポンプ12を駆動することで、アクチュエータAを収縮作動させることができるようになっている。
【0019】
以下、アクチュエータAの各部について詳細に説明する。シリンダ2は筒状であって、その図2中右端は蓋13によって閉塞され、図2中左端には環状のロッドガイド14が取り付けられている。また、上記ロッドガイド14内には、シリンダ2内に移動自在に挿入されるロッド4が摺動自在に挿入されている。このロッド4は、一端をシリンダ2外へ突出させており、シリンダ2内の他端を同じくシリンダ2内に摺動自在に挿入されているピストン3に連結してある。
【0020】
なお、ロッド4の外周とシリンダ2との間は図示を省略したシール部材によってシールされており、これによりシリンダ2内は密閉状体に維持されている。そして、シリンダ2内にピストン3によって区画されるロッド側室5とピストン側室6には、上述のように作動油が充填されている。
【0021】
また、このアクチュエータAの場合、ロッド4の断面積をピストン3の断面積の二分の一にして、ピストン3のロッド側室5側の受圧面積がピストン側室6側の受圧面積の二分の一となるようになっており、伸長作動時と収縮作動時とでロッド側室5の圧力を同じくすると、伸縮の双方で発生される推力が等しくなるようになっており、アクチュエータAの変位量に対する作動油量も伸縮両側で同じとなる。
【0022】
詳しくは、アクチュエータAを伸長作動させる場合、ロッド側室5とピストン側室6を連通させた状態となってロッド側室5内とピストン側室6内の圧力が等しくなって、ピストン3におけるロッド側室5側とピストン側室6側の受圧面積差に上記圧力を乗じた推力を発生し、反対に、アクチュエータAを収縮作動させる場合、ロッド側室5とピストン側室6との連通が断たれてピストン側室6をタンク7に連通させた状態となるので、ロッド側室5内の圧力とピストン3におけるロッド側室5側の受圧面積を乗じた推力を発生することになり、アクチュエータAの発生推力は伸縮の双方でピストン3の断面積の二分の一にロッド側室5の圧力を乗じた値となるのである。したがって、このアクチュエータAの推力を制御する場合、伸長作動、収縮作動共に、ロッド側室5の圧力を制御すればよいが、ピストン3のロッド側室5側の受圧面積をピストン側室6側の受圧面積の二分の一に設定しているので、伸縮両側で同じ推力を発生する場合に伸長側と収縮側でロッド側室5の圧力が同じとなるので制御が簡素となり、加えて変位量に対する作動油量も同じとなるので伸縮両側で応答性が同じとなる利点がある。なお、ピストン3のロッド側室5側の受圧面積をピストン側室6側の受圧面積の二分の一に設定しない場合にあっても、ロッド側室5の圧力でアクチュエータAの伸縮両側の推力の制御をすることができる点は変わらない。
【0023】
戻って、ロッド4の図2中左端とシリンダ2の右端を閉塞する蓋13には、図示しない取付部を備えており、このアクチュエータAを鉄道車両における車体Bと台車Tf,Trとの間に介装することができるようになっている。
【0024】
そして、ロッド側室5とピストン側室6とは、第一通路8によって連通されており、この第一通路8の途中には、第一開閉弁9が設けられている。この第一通路8は、シリンダ2外でロッド側室5とピストン側室6とを連通しているが、ピストン3に設けられてもよい。
【0025】
第一開閉弁9は、この実施の形態の場合、電磁開閉弁とされており、第一通路8を開放してロッド側室5とピストン側室6とを連通する連通ポジション9bと、ロッド側室5とピストン側室6との連通を遮断する遮断ポジション9cとを備えたバルブ9aと、遮断ポジション9cを採るようにバルブ9aを附勢するバネ9dと、通電時にバルブ9aをバネ9dに対向して連通ポジション9bに切換えるソレノイド9eとを備えて構成されている。
【0026】
つづいて、ピストン側室6とタンク7とは、第二通路10によって連通されており、この第二通路10の途中には、第二開閉弁11が設けられている。第二開閉弁11は、この実施の形態の場合、電磁開閉弁とされており、第二通路10を開放してピストン側室6とタンク7とを連通する連通ポジション11bと、ピストン側室6とタンク7との連通を遮断する遮断ポジション11cとを備えたバルブ11aと、遮断ポジション11cを採るようにバルブ11aを附勢するバネ11dと、通電時にバルブ11aをバネ11dに対向して連通ポジション11bに切換えるソレノイド11eとを備えて構成されている。
【0027】
ポンプ12は、モータ15によって駆動されるようになっており、ポンプ12は、一方向のみに作動油を吐出するポンプとされており、その吐出口は供給通路16によってロッド側室5へ連通され、吸込口はタンク7に通じ、モータ15によって駆動されると、タンク7に貯留された作動油を吸込んでロッド側室5へ作動油を供給する。モータ15は、基本的には、予め決められた通常回転速度にてポンプ12を一定の回転速度で回転駆動する。通常回転速度は、アクチュエータAに要求される最大推力を発揮する上で必要となる圧力と、第一開閉弁9、第二開閉弁11および後述の可変リリーフ弁22の駆動に対して推力を発揮するために要求される応答速度の双方を満足させるように決定される。
【0028】
上述のようにポンプ12は、一方向のみに作動油を吐出するのみで回転方向の切換動作がないので、回転切換時に吐出量が変化するといった問題は皆無であり、安価なギアポンプ等を使用することができる。さらに、ポンプ12の回転方向が常に同一方向であるので、ポンプ12を駆動する駆動源であるモータ15にあっても回転切換に対する高い応答性が要求されず、その分、モータ15も安価なものを使用することができる。なお、供給通路16の途中には、ロッド側室5からポンプ12への作動油の逆流を阻止する逆止弁17を設けてある。
【0029】
このアクチュエータAにあっては、ポンプ12から所定の吐出流量をロッド側室5へ供給するようにして、伸長作動させる際には、第一開閉弁9を開きつつ第二開閉弁11を開閉させることによってロッド側室5内の圧力を調節し、逆に収縮作動させる際には第二開閉弁11を開きつつ第一開閉弁9を開閉させることによってロッド側室5内の圧力を調節することで、上記した制御力指令値Ff(Fr)が指示する通りの推力を得ることが可能である。伸長作動時には、ロッド側室5とピストン側室6とが連通状態におかれ、ピストン側室6内の圧力はロッド側室5の圧力と同じとなるため、このアクチュエータAにあっては、伸長作動時も収縮作動時もロッド側室5の圧力をコントロールすることで推力をコントロールすることができる。なお、第一開閉弁9および第二開閉弁11は、開弁圧を調節可能であって開閉機能を備えた可変リリーフ弁とされてもよい。この場合には、第一開閉弁9或いは第二開閉弁11を伸縮作動時に開閉作動させるのではなく、開弁圧を調節することでアクチュエータAの推力を調節することも可能である。
【0030】
また、ポンプ12の吐出流量を調節することによっても同様に、制御力指令値Ff(Fr)が指示する通りの推力を得ることができる。この場合、ロッド側室5の圧力を検出するための圧力センサを設けるか、モータ15或いはポンプ12の回転軸に作用するトルクを検出するセンサを設けるか、或いは、ロッド4に作用する荷重を得るロードセンサや歪を検出する歪センサを設けておけば、アクチュエータAが出力する推力を計測することができる。
【0031】
上記のように、アクチュエータAの推力調節が可能ではあるが、より簡単に推力調節が可能なように、本実施の形態の鉄道車両用制振装置1にあっては、ロッド側室5とタンク7とを接続する排出通路21と、この排出通路21の途中に設けた開弁圧を変更可能な可変リリーフ弁22とを設けている。
【0032】
可変リリーフ弁22は、この実施の形態では、比例電磁リリーフ弁とされており、排出通路21の途中に設けた弁体22aと、排出通路21を遮断するように弁体22aを附勢するバネ22bと、通電時にバネ22bに対向する推力を発生する比例ソレノイド22cとを備えて構成され、比例ソレノイド22cに流れる電流量を調節することで開弁圧を調節することができるようになっている。
【0033】
この可変リリーフ弁22は、弁体22aに作用させる排出通路21の上流となるロッド側室5の圧力がリリーフ圧(開弁圧)を超えると、当該排出通路21を開放させる方向に弁体22aを推す上記圧力に起因する推力と比例ソレノイド22cによる推力との合力が、排出通路21を遮断させる方向へ弁体22aを附勢するバネ22bの附勢力に打ち勝つようになって、弁体22aを後退させて排出通路21を開放するようになっている。
【0034】
また、この可変リリーフ弁22にあっては、比例ソレノイド22cに供給する電流量を増大させると、比例ソレノイド22cが発生する推力を増大させることができるようになっており、比例ソレノイド22cに供給する電流量を最大とすると開弁圧が最小となり、反対に、比例ソレノイド22cに全く電流を供給しないと開弁圧が最大となる。
【0035】
したがって、排出通路21と可変リリーフ弁22とを設けることで、アクチュエータAを伸縮作動させる際に、ロッド側室5内の圧力は可変リリーフ弁22の開弁圧に調節され、ロッド側室5の圧力は可変リリーフ弁22の開弁圧を調節することで容易に調節することができる。このように排出通路21と可変リリーフ弁22とを設けることで、アクチュエータAの推力を調節するために必要なセンサ類が不要となり、第一開閉弁9と第二開閉弁11の高速で開閉させたり、第一開閉弁9および第二開閉弁11を開閉機能付きの可変リリーフ弁としたり、ポンプ12の吐出流量の調節のために高度にモータ15を制御したりする必要もなくなるので、鉄道車両用制振装置1が安価となり、ハードウェア的にもソフトウェア的にも堅牢なシステムを構築することができる。
【0036】
なお、可変リリーフ弁22は、与える電流量で開弁圧を比例的に変化させることができる比例電磁リリーフ弁を用いることで開弁圧の制御が簡単となるが、開弁圧を調節できるリリーフ弁であれば比例電磁リリーフ弁に限定されるものではない。
【0037】
そして、可変リリーフ弁22は、第一開閉弁9および第二開閉弁11の開閉状態に関わらず、アクチュエータAに伸縮方向の過大な入力があって、ロッド側室5の圧力が開弁圧を超える状態となると、排出通路21を開放してロッド側室5をタンク7へ連通し、ロッド側室5内の圧力をタンク7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。このように、排出通路21と可変リリーフ弁22を設けることでシステムの保護も可能となる。
【0038】
さらに、この実施の形態のアクチュエータAには、ダンパ回路Dが設けられており、このダンパ回路Dは、第一開閉弁9および第二開閉弁11が閉弁している場合に、アクチュエータAをダンパとして機能させる。ダンパ回路Dは、ピストン側室6からロッド側室5へ向かう作動油の流れのみを許容する整流通路18と、タンク7からピストン側室6へ向かう作動油の流れのみを許容する吸込通路19を備えている。また、この実施の形態の場合には、アクチュエータAが、排出通路21と可変リリーフ弁22とを備えているので、可変リリーフ弁22が減衰弁として機能するようになっている。
【0039】
より詳細には、整流通路18は、ピストン側室6とロッド側室5とを連通しており、途中に逆止弁18aが設けられ、この整流通路18は、ピストン側室6からロッド側室5へ向かう作動油の流れのみを許容する一方通行の通路に設定されている。さらに、吸込通路19は、タンク7とピストン側室6とを連通しており、途中に逆止弁19aが設けられ、この吸込通路19は、タンク7からピストン側室6へ向かう作動油の流れのみを許容する一方通行の通路に設定されている。なお、整流通路18は、第一開閉弁9の遮断ポジション9cを逆止弁とすることで第一通路8に集約することができ、吸込通路19についても、第二開閉弁11の遮断ポジション11cを逆止弁とすることで第二通路10に集約することができる。
【0040】
このように構成されたダンパ回路Dは、アクチュエータAにおける第一開閉弁9と第二開閉弁11がともに遮断ポジション9c,11cを採ると、整流通路18および吸込通路19と排出通路21で、ロッド側室5、ピストン側室6およびタンク7が数珠繋ぎに連通させる。そして、整流通路18、吸込通路19および排出通路21は、一方通行の通路に設定されているので、アクチュエータAが外力によって伸縮させられると、必ずシリンダ2から作動油が排出されて排出通路21を介してタンク7へ戻され、シリンダ2で足りなくなる作動油は吸込通路19を介してタンク7からシリンダ2内へ供給される。この作動油の流れに対して上記可変リリーフ弁22が抵抗となってシリンダ2内の圧力を開弁圧に調節する圧力制御弁として機能するので、アクチュエータAは、パッシブなユニフロー型のダンパとして機能することになる。なお、可変リリーフ弁22と排出通路21とを設けない場合には、別途、ロッド側室5とタンク7とを接続する通路と、この通路の途中に減衰弁とを設けてダンパ回路Dを構成するようにしてもよい。また、アクチュエータAの各機器への通電が不能となるようなフェール時には、第一開閉弁9と第二開閉弁11のバルブ9a,11aがバネ9d,11dに押圧されて、それぞれ遮断ポジション9c,11cを採り、可変リリーフ弁22は、開弁圧が最大に固定された圧力制御弁として機能するので、アクチュエータAは、自動的に、パッシブダンパとして機能することができる。
【0041】
つづいて、上記のように構成されたアクチュエータAに所望の伸長方向の推力を発揮させる場合、たとえば、コントローラCは、モータ15を回転させてポンプ12からシリンダ2内へ作動油を供給しつつ、アクチュエータAの第一開閉弁9を連通ポジション9bとし第二開閉弁11を遮断ポジション11cとする。このようにすることで、ロッド側室5とピストン側室6とが連通状態におかれて両者にポンプ12から作動油が供給され、ピストン3が図2中左方へ押されアクチュエータAは伸長方向の推力を発揮する。ロッド側室5内およびピストン側室6内の圧力が可変リリーフ弁22の開弁圧を上回ると、可変リリーフ弁22が開弁して作動油が排出通路21を介してタンク7へ逃げるので、ロッド側室5内およびピストン側室6内の圧力は、可変リリーフ弁22に与える電流量で決まる可変リリーフ弁22の開弁圧にコントロールされる。そして、アクチュエータAは、ピストン3におけるピストン側室6側とロッド側室5側の受圧面積差に上記した可変リリーフ弁22によってコントロールされるロッド側室5内およびピストン側室6内の圧力を乗じた値の伸長方向の推力を発揮する。
【0042】
これに対して、アクチュエータAに所望の収縮方向の推力を発揮させる場合、コントローラCは、モータ15を回転させてポンプ12からロッド側室5内へ作動油を供給しつつ、アクチュエータAの第一開閉弁9を遮断ポジション9cとし第二開閉弁11を連通ポジション11bとする。このようにすることで、ピストン側室6とタンク7が連通状態におかれるとともにロッド側室5にポンプ12から作動油が供給されるので、ピストン3が図2中右方へ押されアクチュエータAは収縮の推力を発揮する。上記したところと同様に、可変リリーフ弁22の電流量を調節することで、アクチュエータAは、ピストン3におけるロッド側室5側の受圧面積と可変リリーフ弁22にコントロールされるロッド側室5内の圧力を乗じた収縮方向の推力を発揮する。
【0043】
また、このアクチュエータAにあっては、アクチュエータとして機能するのみならず、モータ15の駆動状況に関わらず、第一開閉弁9と第二開閉弁11の開閉のみでダンパとしても機能させることができるので、面倒かつ急峻な弁の切換動作を伴うことが無いので、応答性および信頼性が高いシステムを提供することができる。
【0044】
なお、このアクチュエータAにあっては、片ロッド型に設定されているので、両ロッド型のアクチュエータに比較してストローク長を確保しやすく、アクチュエータの全長が短くなって、鉄道車両への搭載性が向上する。
【0045】
また、このアクチュエータAにおけるポンプ12からの作動油供給および伸縮作動による作動油の流れは、ロッド側室5、ピストン側室6を順に通過して最終的にタンク7へ還流するようになっており、ロッド側室5あるいはピストン側室6内に気体が混入しても、アクチュエータAの伸縮作動によって自立的にタンク7へ排出されるので、推進力発生の応答性の悪化を阻止できる。
【0046】
したがって、アクチュエータAの製造にあたって、面倒な油中での組立や真空環境下での組立を強いられることが無く、作動油の高度な脱気も不要となるので、生産性が向上するとともに製造コストを低減することができる。
【0047】
さらに、ロッド側室5あるいはピストン側室6内に気体が混入しても、気体は、アクチュエータAの伸縮作動によって自立的にタンク7へ排出されるので、性能回復のためのメンテナンスを頻繁に行う必要もなくなり、保守面における労力とコスト負担を軽減することができる。
【0048】
そして、このアクチュエータAには、図3に示すように、温度が20度以上温度60度以下の範囲で、動粘度が7mm/s以上50mm/s以下の範囲に収まる動粘度温度特性を持つ作動油を使用する。具体的には、たとえば、作動油に鉱物油を使用する場合、ISO(国際標準化機構)により制定された工業用潤滑油の粘度区分でVG10(図3中線X)或いはVG15(図3中線Y)がこの条件に合致する。
【0049】
ここで、鉄道車両用制振装置1におけるアクチュエータAは、鉄道車両の車体Bと台車Tf,Trとの間に介装されて、風通しがよく外気に曝されている。また、アクチュエータAに能動的に推力を発生させる必要がないとき、たとえば、鉄道車両が高速未満の速度で走行する場合等では、ポンプ12を駆動せずにダンパ回路Dを機能させてアクチュエータAをパッシブダンパとさせるので、常にポンプ12を駆動してアクチュエータAに能動的に推力を発揮させる必要がなく、アクチュエータA内の作動油の温度は、ポンプ12の駆動によっては然程上昇せず、アクチュエータAを取り巻く外気の温度に左右される。そして、鉄道車両の使用温度環境は、概ねマイナス20度から60度の範囲である。それゆえ、アクチュエータA内の作動油の温度は、概ねマイナス20度から60度の範囲内に収まることになる。
【0050】
他方、ポンプ12の駆動に適する作動油の動粘度は、7mm/s以上50mm/s以下の範囲内(図3中斜線で示す範囲)となる。というのは、作動油の動粘度が7mm/s未満となると、ポンプ12の焼き付きが懸念される。そして、作動油の動粘度が50mm/sを超えると、ポンプ12を予め決められた通常回転速度にて回転させた場合、動粘度が高すぎてアクチュエータAの油圧回路における基礎圧力損失も大きくなって、シリンダ2内の圧力も高くなる。すると、アクチュエータAが発生する推力の下限も高くなり、アクチュエータAに作動油の動粘度による推力下限より小さな推力を発揮させようとしてもできずに推力過剰となって、特にフィードバック制御を用いて推力を制御する場合、高周波でアクチュエータAの推力がハンチングする事態が生じることになる。
【0051】
図3を参照すると、VG10の作動油を用いる場合、温度が5度前後で動粘度が50mm/sを超え、また、VG15の作動油を用いる場合、温度が12度前後で50mm/sを超える。しかしながら、発明者らは、温度が20度以上温度60度以下の範囲で、動粘度が7mm/s以上50mm/s以下の範囲に収まる動粘度温度特性を持つ作動油を用いる場合、作動油の動粘度が50mm/sを超えるような状況となっても、ポンプ12を予め決められた通常回転速度よりも低い回転速度にて駆動して基礎圧力損失を低減することで、推力過剰を抑制してハンチングを阻止できることを知見するに至った。具体的には、たとえば、作動油の動粘度が50mm/sを超える場合、ポンプ12の回転速度を通常回転速度の二分の一程度に低下させることで基礎圧力損失を低減でき、実用上、アクチュータAの発生可能な推力の下限値を充分低くすることができ、ハンチングを阻止することができる。つまり、個体差はあるが、アクチュエータAに使用するVG10の作動油の動粘度が50mm/sを超える温度が5度である場合、作動油温度が5度以下となる場合にポンプ12の回転速度を通常回転速度よりも低くすればよく、アクチュエータAに使用するVG15の作動油の動粘度が50mm/sを超える温度が12度である場合、作動油温度が5度以下となる場合にポンプ12の回転速度を通常回転速度よりも低くすればよい。
【0052】
また、発明者らは、温度が20度以上温度60度以下の範囲で、動粘度が7mm/s以上50mm/s以下の範囲に収まらない作動油ついて、温度20度で動粘度が50mm/sを超える作動油を使用する場合、ポンプ12の回転速度を低下させても推力下限が大きすぎ、ハンチングをうまく抑制することができないことを知見した。具体的には、たとえば、鉱物油を作動油として使用する場合、図3に示す通り、VG22(図3中破線V)やVG32(図3中破線W)では、50mm/sとなる温度が高すぎて、ポンプ12の回転速度を低下させても推力下限が大きすぎ、ハンチングをうまく抑制することができない。さらに、温度60度で動粘度が7mm/sを下回る作動油を使用する場合、ポンプ12の焼き付きが懸念されアクチュエータAへの使用に耐えない。
【0053】
以上より、実用上、アクチュエータAの推力のハンチングを阻止することができるのは、温度が20度以上温度60度以下の範囲で、動粘度が7mm/s以上50mm/s以下の範囲に収まる動粘度温度特性を持つ作動油を使用する場合であることが理解できよう。
【0054】
他方、アクチュエータAをダンパ回路Dによってパッシブなダンパとして機能させる場合、ダンパに最適な作動油の動粘度は、3mm/s以上50mm/s以下の範囲であるが、動粘度が50mm/sを超えてもダンパとしての機能は失われないが、あまり高くなりすぎると減衰力過多となって車両における乗り心地を損なう場合がある。そして、温度20度で動粘度が50mm/sを超える作動油を使用する場合、基礎圧力損失が大きくなり、ポンプ12の回転速度を低下させても推力下限が大きすぎ、このような観点からも、温度が20度以上温度60度以下の範囲で、動粘度が7mm/s以上50mm/s以下の範囲に収まる作動油をアクチュエータAに使用することで、鉄道車両の使用温度環境(概ねマイナス20度から60度の範囲)下でアクチュエータとしての機能とダンパとして機能とを両立させることができるのである。
【0055】
このように、本発明の鉄道車両用制振装置1によれば、温度が20度以上温度60度以下の範囲で、動粘度が7mm/s以上50mm/s以下の範囲に収まる動粘度温度特性を持つ作動油を使用することで、鉄道車両の使用温度環境(概ねマイナス20度から60度の範囲)でハンチングを防止する。また、鉄道車両用制振装置1をアクチュエータA内の作動油の動粘度が50mm/sを超える温度帯で使用する場合にあっても、ポンプ12の回転速度を通常回転速度よりも低下させることで基礎圧力損失を低減でき、実用上、アクチュータAの発生可能な推力の下限値を充分低くすることができ、ハンチングを阻止することができる。これにより、本発明の鉄道車両用制振装置1によれば、油温が低くとも推力のハンチングを阻止でき、安定した推力を発揮して車体振動を効果的に抑制することができる。
【0056】
上記したところから、アクチュエータA内の作動油の動粘度が50mm/sを超える場合に、ポンプ12の回転速度を通常回転速度よりも低くするようにすればよいが、作動油の動粘度が50mm/sを超えているか否かについては、油温が低くなればなるほど作動油の動粘度が高くなることから、作動油の油温によって判断できる。具体的にはたとえば、作動油の油温を計測して計測結果からコントローラCで動粘度が50mm/sを超えているか否かを判断でき、動粘度が50mm/sを超えていると判断される場合に、モータ15の回転速度を調節してポンプ12の回転速度を通常回転速度よりも低下させるようにすればよい。また、作動油の油温は、上記したように鉄道車両用制振装置1を取り巻く外気温度に近い温度となることから、外気温を計測して上記判断を行ってもよい。また、日付から冬季であるか否かが分かり、時刻から早朝や夜間であるか否かが分かり、走行区間から寒冷地を通過するか否かが分かるので、日付、時刻、地点情報から作動油の油温を推定して、ポンプ12の回転速度を通常回転速度よりも低下させるようにしてもよい。
【0057】
つづいて、コントローラCは、図1、図2および図4に示すように、車体前側としての車体前部Bfの車両進行方向に対して水平横方向の前側横方向加速度αfを検出する前側加速度センサ40と、車体後側としての車体後部Brの車両進行方向に対して水平横方向の横方向加速度αrを検出する後側加速度センサ41と、横方向加速度αfと横方向加速度αrに含まれる曲線走行時の定常加速度、ドリフト成分やノイズを除去するバンドパスフィルタ42,43と、バンドパスフィルタ42,43で濾過した横方向加速度αfと横方向加速度αrを処理して、各アクチュエータAのモータ15、第一開閉弁9のソレノイド9e、第二開閉弁11のソレノイド11e、可変リリーフ弁22の比例ソレノイド22cへ制御指令を出力する制御部44と、アクチュエータA内の作動油の温度を検出する温度センサ45とを備えて構成されていて、各アクチュエータAの推力を制御するようになっている。なお、バンドパスフィルタ42,43で横方向加速度αfと横方向加速度αrに含まれる曲線走行時の定常加速度が除去されるので、乗り心地を悪化させる振動のみを抑制することができる。
【0058】
制御部44は、前側加速度センサ40で検知した前側の横方向加速度αfと後側加速度センサ41で検知した後側の横方向加速度αrに基づいて台車Tf,Trの直上における車体中心G周りのヨー加速度ωを求めるヨー加速度演算部44aと、横方向加速度αfと横方向加速度αrに基づいて車体Bの中心Gのスエー加速度βを求めるスエー加速度演算部44bと、温度センサ45から得た油温に基づいてポンプ12の回転速度を決定する回転速度決定手段としての回転速度決定部44cと、ヨー加速度ωとスエー加速度βとに基づいて前後のアクチュエータAで個々に発生すべき推力である制御力指令値Ff,Frを求める指令演算部44dと、温度センサ45から得た油温に基づいてポンプ12の回転速度を決定する回転速度決定部44cの決定と制御力指令値Ff,Frに基づいてモータ15、第一開閉弁9のソレノイド9e、第二開閉弁11のソレノイド11e、可変リリーフ弁22の比例ソレノイド22cを駆動する駆動部44eとを備えて構成されている。
【0059】
駆動部44eは、モータ15の駆動に関しては、回転速度決定部44cの決定にしたがい、モータ15を駆動する。回転速度決定部44cは、アクチュエータAに使用される作動油の動粘度が50mm/sを超える温度を基準温度として予め与えられており、温度センサ45が検出した油温と基準温度とを比較し、油温が基準温度以上である場合、アクチュエータAのポンプ12を予め決められた通常回転速度にて回転させるよう駆動部44eへ指令し、反対に、油温が基準温度よりも低い場合、アクチュエータAのポンプ12を通常回転速度より低い回転速度にて回転させるよう駆動部44eへ指令する。この場合、回転速度を低くする場合、油温に応じて回転速度を低下させてもよいし、予め決めておいた通常回転速度よりも低い回転速度へ低下させるようにしてもよい。基準温度は、使用する作動油の特性に応じて決定される。温度センサ45は、アクチュエータAのシリンダ2、タンク7や各通路に設置して油温を検出するようにすればよい。なお、回転速度決定部44cにて油温が基準温度より低いと判断された場合であって、ポンプ12を予め決められた通常回転速度より低く一定の回転速度にて回転させるようモータ15を駆動する場合、この回転速度は、アクチュエータAに要求されている下限推力を出力できるような回転速度に設定される。なお、駆動部44eにおけるモータ15の回転速度の制御は、一般的な速度ループのフィードバック制御を使用することができるが、他の制御手法を用いてもよい。
【0060】
また、コントローラCは、ハードウェア資源としては、図示はしないが具体的にはたとえば、前側加速度センサ40と後側加速度センサ41が出力する信号を取り込むためのA/D変換器と、バンドパスフィルタ42,43と、バンドパスフィルタ42,43で濾過した横方向加速度αfと横方向加速度αrを取り込んでアクチュエータAを制御するのに必要な処理に使用されるプログラムが格納されるROM(Read Only Memory)等の記憶装置と、上記プログラムに基づいた処理を実行するCPU(Central Processing Unit)などの演算装置と、上記CPUに記憶領域を提供するRAM(Random Access Memory)等の記憶装置とを備えて構成されればよく、コントローラCの制御部44における各部は、CPUが上記処理を行うためのプログラムを実行することで実現することができる。また、バンドパスフィルタ42,43は、上記CPUがプログラムを実行することで実現されてもよい。
【0061】
つづいて、横方向加速度αf,αrは、たとえば、図1中車体Bの中央を左右に通る軸を基準として上方側へ向く方向となる場合に、正の符号を採り、反対に、図1中車体Bの中央を左右に通る軸を基準として下方側へ向く方向となる場合に、負の符号を採るように設定され、ヨー加速度演算部44aは、前側の横方向加速度αfと後側の横方向加速度αrの差を2で割ることで前側の台車Tfと後側の台車Trの直上における車体中心G周りのヨー加速度ωを求め、スエー加速度演算部44bは、横方向加速度αfと横方向加速度αrの和を2で割って車体Bの中心Gのスエー加速度βを求める。前側加速度センサ40と後側加速度センサ41の設置箇所は、ヨー角加速度ωを求める都合上、前側加速度センサ40にあっては車体Bの中心Gを含む前後方向または対角方向に沿う線上であって前側アクチュエータAの近傍に配置されるとよく、後側加速度センサ41にあっても車体Bの中心Gを含む前後方向または対角方向に沿う線上であって後側アクチュエータAの近傍に配置されるとよいが、中心Gと前側加速度センサ40と後側加速度センサ41の距離と位置関係と横方向加速度αf,αrとからヨー角加速度ωを求めることができるので前側加速度センサ40と後側加速度センサ41を任意に設定することも可能である。その場合、ヨー角加速度ωは、横方向加速度αfと横方向加速度αrの差を2で割って求めるのではなく、上記横方向加速度αfと横方向速度αrの差と、車体Bの中心Gと各加速度センサ40,41との距離、位置関係からヨー角加速度ωを得るようにすればよい。具体的には、前側加速度センサ40と車体Bの中心Gとの前後方向距離Lfと、前側加速度センサ41と車体Bの中心Gとの前後方向距離Lrとすると、ヨー角加速度ωは、ω=(αf−αr)/(Lf+Lr)で計算できる。本実施の形態では、ヨー角加速度ωを前側加速度センサ40と前側加速度センサ41で加速度を検知して求めているが、ヨー角加速度センサを用いて検知するようにしてもよい。
【0062】
なお、回転速度決定手段としての回転速度決定部44cは、上述のように、アクチュエータA内の作動油の油温と基準温度とを比較してポンプ12の回転速度を決定する以外にも、油温を温度センサ45で直接に得るのではなく、油温を温度以外の情報から推定し、推定した油温を基にしてポンプ12の回転速度を決定するようにしてもよい。たとえば、日付情報に基づいて油温を推定して、推定した油温が基準温度より低いか否かを判断し、ポンプ12の回転速度を決定することができる。具体的には、回転速度決定部44cは、得た日付が冬季期間に属している場合に、油温が基準温度より低いと判断し、ポンプ12の回転速度を決定してもよい。冬季期間には、油温が低くなるので、上記のように日付情報から油温を推定することができる。冬季期間は、たとえば、11月から2月というように日付の月だけでその期間を指定することもできるが、11月16日から2月20日までというように日にちでその期間を指定することもできる。日付情報は、制御部44のハードウェアであるCPUが備えるクロックカレンダから得ることができるが、コントローラC外に設けた外部機器から得てもよく、その場合、たとえば、鉄道車両の各種情報をモニタする車両モニタから日付情報を得るようにしてもよい。外部機器から日付情報を得る場合、外部機器から有線無線を問わず通信によって日付情報を得ればよい。
【0063】
また、油温の推定には、日付情報以外にも、鉄道車両の走行地域の気温情報を用いることができ、推定した油温が基準温度より低いか否かを判断することもできる。つまり、走行地域が寒冷地であれば、アクチュエータA内の作動油の推定油温が基準温度より低いと判断でき、当該判断に基づいてポンプ12の回転速度を決定することが可能である。具体的にはたとえば、気温情報は、油温が基準温度よりも低くなる可能性がある場合とない場合とが回転速度決定部44cで見分けができる情報であればよい。このように、回転速度決定手段で必要なのは、厳密に油温を推定することではなく、推定される油温が基準温度より低いか高いかであるため、回転速度決定手段では、推定油温が基準温度より低いか高いかを判断できる情報を得られればよい。よって、たとえば、気温情報であれば、走行地域における平均気温や最低気温によって決定することができる。この気温情報は、同じ地域でも日付によって異なるように設定されてもよい。つまり、気温情報と日付情報とを関連付けたマップやテーブルを用いて油温を推定し、油温が基準温度よりも低いか否かを判断するようにしてもよい。
【0064】
さらに、回転速度決定部44cの判断において、鉄道車両の走行位置に基づいて油温が基準温度より低いか否かを判断するようにしてもよい。具体的には、回転速度決定部44cは、車両モニタから、或いは、GPS(Global Positioning System)から、或いは、他の走行位置をモニタ可能な装置を用いて、走行位置をモニタし、当該走行位置における地域の気温情報を参照し、油温を推定し、油温が基準温度より低いか否かを判断する。このように判断することで、鉄道車両が温暖な地域から寒冷地域に跨るような路線を走行する場合に、油温を走行位置に応じて推定することができる。また、この場合の判断において、日付を加味し、走行位置が属する地域の気温情報が日付によって異なるようにしてもよく、この場合も、気温情報と日付情報とを関連付けたマップやテーブルを用意しておき、走行位置に属する地域におけるマップ或いはテーブルを参照して、油温の推定を行うことができる。
【0065】
上記したように、回転速度決定部44cは、日付情報、気温情報、走行位置のいずれか或いはこれらの任意の組み合わせに基づいて油温が基準温度より低いか否かを判断することができるが、さらに、時刻情報を加味して油温の推定を行うようにしてもよい。この場合は、たとえば、日付情報から得た日付において時刻によって回転速度決定部44cが異なる判断をすることが可能となり、同じ日付でも昼間では油温が基準温度より低くないと判断することや、早朝や夜間では油温が基準温度よりも低いと判断することが可能となって、より精緻に油温を推定でき、アクチュエータAに適したポンプ12の回転速度の決定が可能となる。また、気温情報についても時刻に関連付けすることで、気温情報や走行位置に基づいて油温を推定する場合にも、同様に、より精緻な回転速度の決定が可能となる。
【0066】
さらに、回転速度決定部44cの判断において、アクチュエータAの始動からの運転時間に基づいて油温を推定し、油温が基準温度より低いか否かを判断するようにしてもよい。アクチュエータAを始動してから間もない場合、アクチュエータA内の作動油の油温が低いため、油温上昇するまでは、油温が基準温度よりも低いと推定することができる。そのため、運転時間が短いと油温が基準温度よりも低いと推定するようにすればよく、運転時間は、アクチュエータA内の作動油の油温が充分に温められて作動油の粘度が充分に小さくなる程度に設定すればよい。なお、この運転時間に基づく油温の推定は、上記した日付情報、気温情報、走行位置、時刻情報に基づく油温推定と併用することもできる。このように、日付情報、時刻情報、気温情報を用いることで温度センサを用いずに油温を推定する場合には、鉄道車両用制振装置1のコストを低減することができる。
【0067】
次に、指令演算部44dは、この実施の形態では、図5に示すように、H∞制御器44d1,44d2を含んで構成されており、ヨー加速度演算部44aが演算したヨー加速度ωから車体Bのヨーを抑制する制御力Fωを演算するH∞制御器44d1と、スエー加速度演算部44bが演算したスエー加速度βから車体Bのスエーを抑制する制御力Fβを演算するH∞制御器44d2と、制御力Fωと制御力Fβとを加算して前側のアクチュエータAが出力すべき推力を指示する制御力指令値Ffを求める加算器44d3と、制御力Fβから制御力Fωを減算して後側のアクチュエータAが出力すべき推力を指示する制御力指令値Frを求める減算器44d4とを備えて構成されている。そして、駆動部44eでは、制御力指令値Ff,Fr通りに各アクチュエータAに推力を発揮させるべく、これらアクチュエータAへ制御指令を与える。具体的には、駆動部44eは、制御力指令値Ff,Frから各アクチュエータAの第一開閉弁9のソレノイド9e、第二開閉弁11のソレノイド11e、可変リリーフ弁22の比例ソレノイド22cへ与えるべき制御指令を求めて当該制御指令を出力することになる。また、制御力指令値Ff,Frから制御指令を求める際、現在アクチュエータAが出力している推力をフィードバックして制御指令を求めてもよい。
【0068】
上記した指令演算部44dでは、H∞制御を行うようになっているので、車体Bに入力される振動の周波数によらず高い制振効果を得ることができ、高いロバスト性を得ることができる。なお、このことは、H∞制御以外の制御を用いることを否定するものではない。したがって、たとえば、横方向加速度αf,αrから横方向速度を得て、横方向速度にスカイフック減衰係数を乗じて制御力指令値を求めるスカイフック制御を用いて前後のアクチュエータAを制御することもできる。また、制御にあたって、ヨー角加速度ωとスエー加速度βから、前側のアクチュエータAと後側のアクチュエータAとを関連させてその推力を制御するようにしているが、前側のアクチュエータAと後側のアクチュエータAの制御を独立させて制御することも可能である。
【0069】
そして、駆動部44eは、上記のように、制御力指令値Ff,Frから各アクチュエータAの第一開閉弁9のソレノイド9e、第二開閉弁11のソレノイド11e、可変リリーフ弁22の比例ソレノイド22cへ与えるべき制御指令を求めて当該制御指令を出力することに加えて、回転速度決定部44cの決定結果によって、ポンプ12の回転速度を制御する。
【0070】
具体的には、駆動部44eは、回転速度決定部44cの決定結果にしたがって、ポンプ12を回転させるようモータ15を駆動する。本実施の形態では、油温が基準温度以上である場合、ポンプ12を予め決められた通常回転速度にて回転させ、可変リリーフ弁22でアクチュエータAの推力調節を行うことができるので、ポンプ12の回転速度を変化させずに済み、ポンプ12の回転速度変動に伴う騒音の発生を防止でき、アクチュエータAの制御応答性をも良好なものとなる。なお、可変リリーフ弁22による圧力調節にモータ15の回転速度の変更を加味してアクチュエータAの発生推力を調節することも可能である。
【0071】
上述のように構成された鉄道車両用制振装置1によれば、鉄道車両の使用温度環境下で、アクチュエータAに比較的小さな推力を発揮させる場合にあっても、推力が過剰となることがない。
【0072】
よって、この鉄道車両用制振装置1によれば、アクチュエータAの推力をフィードバック制御しようとする場合でも、作動油の油温が低く粘度が高くとも推力過剰とならないから、制御力指令値Ff,Frと実際に出力される推力との偏差が大きくならないので、アクチュエータAの推力が振動的となるハンチングが生じることがなく、鉄道車両の車体Bを加振して振動状況を悪化させてしまうこともない。
【0073】
したがって、この鉄道車両用制振装置1によれば、油温が低くとも安定した推力を発揮して車体振動を効果的に抑制することが可能となる。
【0074】
さらに、上記の如く、ハンチングが生じることがないので、第一開閉弁9および第二開閉弁11の切換動作が頻繁することもなく、これらの寿命を短くして経済性が損なわれるといった問題も生じない。
【0075】
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。
【産業上の利用可能性】
【0076】
本発明は、鉄道車両等の制振に利用可能である。
【符号の説明】
【0077】
1 鉄道車両用制振装置
2 シリンダ
3 ピストン
4 ロッド
5 ロッド側室
6 ピストン側室
7 タンク
8 第一通路
9 第一開閉弁
10 第二通路
11 第二開閉弁
12 ポンプ
16 供給通路
18 整流通路
19 吸込通路
21 排出通路
22 可変リリーフ弁
A アクチュエータ
B 車体
D ダンパ回路
Tf,Tr 台車

【特許請求の範囲】
【請求項1】
鉄道車両の台車と車体の一方に連結されるシリンダと、当該シリンダ内に摺動自在に挿入されるピストンと、上記シリンダ内に挿入されて上記ピストンと上記台車と車体の他方に連結されるロッドと、上記シリンダ内に上記ピストンで区画したロッド側室とピストン側室と、タンクと、上記ロッド側室と上記ピストン側室とを連通する第一通路の途中に設けた第一開閉弁と、上記ピストン側室と上記タンクとを連通する第二通路の途中に設けた第二開閉弁と、上記ロッド側室へ作動油を供給可能なポンプとを有するアクチュエータと、上記第一開閉弁および上記第二開閉弁が閉じた状態で当該アクチュエータをダンパとして機能させるダンパ回路とを備え、車体の振動を抑制する鉄道車両用制振装置において、上記作動油は、温度が20度以上60度以下の範囲で、動粘度が7mm/s以上50mm/s以下の範囲に収まる動粘度温度特性を持つことを特徴とする鉄道車両用制振装置。
【請求項2】
ポンプは、予め決められた通常回転速度にて回転駆動され、アクチュエータにおける作動油の動粘度が50mm/sを超えると、上記ポンプの回転速度を上記通常回転速度よりも低下させることを特徴とする請求項1に記載の鉄道車両用制振装置。
【請求項3】
上記ポンプの回転速度を決定する回転速度決定手段を備え、当該回転速度決定手段は、上記アクチュエータの油温を推定し、作動油の動粘度が50mm/sとなる基準温度と推定油温とを比較し、上記ポンプの回転速度を決定することを特徴とする請求項2に記載の鉄道車両用制振装置。
【請求項4】
上記回転速度決定手段は、日付情報、鉄道車両の走行位置、鉄道車両の走行地域の気温情報、時刻情報、上記アクチュエータの運転時間のいずれか一つまたはこれらの任意の組み合わせに基づいて上記アクチュエータの油温を推定することを特徴とする請求項3に記載の鉄道車両用制振装置。
【請求項5】
上記作動油は、鉱物油であることを特徴とする請求項1から4のいずれか一項に記載の鉄道車両用制振装置。
【請求項6】
上記アクチュエータは、上記ロッド側室を上記タンクへ接続する排出通路と、当該排出通路の途中に設けられ開弁圧を変更可能な可変リリーフ弁とを有することを特徴とする請求項1から5のいずれか一項に記載の鉄道車両用制振装置。
【請求項7】
上記ダンパ回路は、上記タンクから上記ピストン側室へ向かう液体の流れのみを許容する吸込通路と、上記ピストン側室から上記ロッド側室へ向かう液体の流れのみを許容する整流通路とを有することを特徴とする請求項1から6のいずれか一項に記載のシリンダ装置。

【図1】
image rotate

【図2】
image rotate

【図3】
image rotate

【図4】
image rotate

【図5】
image rotate


【公開番号】特開2013−35527(P2013−35527A)
【公開日】平成25年2月21日(2013.2.21)
【国際特許分類】
【出願番号】特願2011−175562(P2011−175562)
【出願日】平成23年8月11日(2011.8.11)
【出願人】(000000929)カヤバ工業株式会社 (2,151)
【Fターム(参考)】