特開 2021-133875 鉄道車両の制振装置

(19)【発行国】日本国特許庁(JP)

(12)【公報種別】公開特許公報(A)

(11)【公開番号】特開2021-133875(P2021-133875A)

(43)【公開日】2021年9月13日

(54)【発明の名称】鉄道車両の制振装置

(51)【国際特許分類】

   B61F 5/24 20060101AFI20210816BHJP

   F16F 15/02 20060101ALI20210816BHJP

   F16F 15/027 20060101ALI20210816BHJP

   F16F 9/46 20060101ALI20210816BHJP

   F16F 9/504 20060101ALI20210816BHJP

   F16F 9/508 20060101ALI20210816BHJP

【ＦＩ】

   B61F5/24 F

   F16F15/02 B

   F16F15/027

   F16F9/46

   F16F9/504

   F16F9/508

【審査請求】未請求

【請求項の数】4

【出願形態】ＯＬ

【全頁数】13

(21)【出願番号】特願2020-33468(P2020-33468)

(22)【出願日】2020年2月28日

(71)【出願人】

【識別番号】000004617

【氏名又は名称】日本車輌製造株式会社

(71)【出願人】

【識別番号】390021577

【氏名又は名称】東海旅客鉄道株式会社

(74)【代理人】

【識別番号】110000291

【氏名又は名称】特許業務法人コスモス国際特許商標事務所

(72)【発明者】

【氏名】岡田 信之

(72)【発明者】

【氏名】谷川 安彦

(72)【発明者】

【氏名】近藤 淳平

(72)【発明者】

【氏名】岡田 洋祐

(72)【発明者】

【氏名】青谷 智明

【テーマコード（参考）】

3J048

3J069

【Ｆターム（参考）】

3J048AA06

3J048AB11

3J048AC04

3J048BE03

3J048DA04

3J048EA15

3J069AA50

3J069EE35

3J069EE41

3J069EE64

(57)【要約】

【課題】制振性能の向上を図るとともに、ポンプやモータなどの構成部品の寿命の延伸を図ることができる鉄道車両の制振装置を提供する。
【解決手段】本発明の一態様は、車体２に生じる振動を抑えるために当該車体２と台車３との間に設けられた制振用ダンパ５を有し、制振用ダンパ５は、シリンダ１０を備えるセミアクティブダンパと、シリンダ１０へ作動油を供給するポンプ３１と、ポンプ３１を駆動させるモータ３２と、を備える鉄道車両１の制振装置８において、シリンダ１０に対して必要な作動油の供給量が所定量よりも少ない特定条件下であるときに、モータ３２の回転数を特定条件下でないときよりも低く制御する制振コントローラ６を有する。
【選択図】 図２

【特許請求の範囲】

【請求項1】

車体に生じる振動を抑えるために当該車体と台車との間に設けられた制振用ダンパを有し、前記制振用ダンパは、シリンダを備えるセミアクティブダンパと、前記シリンダへ流体を供給するポンプと、前記ポンプを駆動させるモータと、を備える鉄道車両の制振装置において、
前記シリンダに対して必要な前記流体の供給量が所定量よりも少ない特定条件下であるときに、前記モータの回転数を前記特定条件下でないときよりも低く制御する制御部を有すること、
を特徴とする鉄道車両の制振装置。

【請求項2】

請求項１の鉄道車両の制振装置において、
前記特定条件下には、前記鉄道車両が特定区間を走行する条件下と、前記制振用ダンパが設けられる鉄道車両が特定号車となる条件下と、前記車体の左右速度が規定値以下である条件下と、制御指令変化が規定値以下である条件下のうちの少なくとも１つが含まれること、
を特徴とする鉄道車両の制振装置。

【請求項3】

請求項１または２の鉄道車両の制振装置において、
前記制振用ダンパは１つの前記台車につき２つ搭載されており、
前記制御部は、前記特定条件下であるときに、２つの前記制振用ダンパの各々の前記モータの回転数を別回転数とすること、
を特徴とする鉄道車両の制振装置。

【請求項4】

請求項１乃至３のいずれか１つの鉄道車両の制振装置において、
前記制御部は、前記特定条件下でないときに前記モータの回転数を必要最大の回転数に制御し、前記特定条件下であるときに前記モータの回転数を前記必要最大の回転数よりも低い回転数に制御すること、
を特徴とする鉄道車両の制振装置。

【発明の詳細な説明】

【技術分野】

【0001】

本発明は、鉄道車両の車体に生じる振動を制振する鉄道車両の制振装置に関するものである。

【背景技術】

【0002】

鉄道車両の制振装置に関するものとして、特許文献１においては、セミアクティブダンパに対して、当該セミアクティブダンパのシリンダに作動油を供給するための油圧ポンプと、当該油圧ポンプを駆動させるためのモータとを取り付けることによりフルアクティブアクチュエータとした制振用ダンパを有する鉄道車両の制振装置が開示されている。

【先行技術文献】

【特許文献】

【0003】

【特許文献1】特許第５６２７０９６号公報

【発明の概要】

【発明が解決しようとする課題】

【0004】

特許文献１に開示されるような鉄道車両の制振装置においては、従来より、装置構成を簡略化するために、油圧ポンプを駆動させるためのモータの回転数を一定として、シリンダの伸縮速度を一定にすることにより、出来るだけ複雑な制御を行わないようにしている。そして、モータの回転数は、常に必要最大の回転数として一定とされている。

【0005】

しかしながら、このようにモータの回転数を常に必要最大の回転数として一定にすると、シリンダの伸縮速度が小さくてよい場合でも、シリンダに必要以上の作動油を供給してしまい、シリンダの伸縮速度が必要以上に大きくなってしまう。そうすると、必要なシリンダの伸縮速度に対応させた最適な量の作動油をシリンダに供給する場合に比べて、制振性能が低下して（制振機能を損なって）、乗心地が悪化するおそれがある。また、モータの回転数を必要最大の回転数に一定にしてモータを駆動させるため、油圧ポンプやモータにかかる負荷が大きくなり、油圧ポンプやモータの寿命が短くなるおそれもある。

【0006】

そこで、本発明は上記した問題点を解決するためになされたものであり、制振性能の向上を図るとともに、ポンプやモータなどの構成部品の寿命の延伸を図ることができる鉄道車両の制振装置を提供することを目的とする。

【課題を解決するための手段】

【0007】

上記課題を解決するためになされた本発明の一形態は、車体に生じる振動を抑えるために当該車体と台車との間に設けられた制振用ダンパを有し、前記制振用ダンパは、シリンダを備えるセミアクティブダンパと、前記シリンダへ流体を供給するポンプと、前記ポンプを駆動させるモータと、を備える鉄道車両の制振装置において、前記シリンダに対して必要な前記流体の供給量が所定量よりも少ない特定条件下であるときに、前記モータの回転数を前記特定条件下でないときよりも低く制御する制御部を有すること、を特徴とする。

【0008】

この態様によれば、特定条件下において、モータの回転数を低くして、シリンダの伸縮速度を小さくできる。そして、このようにして、必要なシリンダの伸縮速度に対応させて、最適な量の作動油をシリンダに供給することができる。そのため、シリンダに必要以上の作動油が供給されないので、シリンダの伸縮速度が必要以上に大きくなってしまうことを防ぐことができる。したがって、制振性能が向上して、乗り心地が向上する。また、モータの駆動時におけるポンプやモータにかかる負荷を抑制できるので、ポンプやモータの寿命が長くなる。ゆえに、制振性能の向上を図るとともに、ポンプやモータなどの構成部品の寿命の延伸を図ることができる。

【0009】

上記の態様においては、前記特定条件下には、前記鉄道車両が特定区間を走行する条件下と、前記制振用ダンパが設けられる鉄道車両が特定号車となる条件下と、前記車体の左右速度が規定値以下である条件下と、制御指令変化が規定値以下である条件下のうちの少なくとも１つが含まれること、が好ましい。

【0010】

この態様によれば、各条件下に対して乗り心地の良さを確保しながら、ポンプやモータなどの構成部品の寿命の延伸を図ることができる。

【0011】

上記の態様においては、前記制振用ダンパは１つの前記台車につき２つ搭載されており、前記制御部は、前記特定条件下であるときに、２つの前記制振用ダンパの各々の前記モータの回転数を別回転数とすること、が好ましい。

【0012】

この態様によれば、１つの台車に搭載される２つの制振用ダンパにおけるモータの回転数を、各々、必要なシリンダの伸縮速度に対応させた最適な回転数にすることができる。そのため、制振性能のさらなる向上を図ることができるとともに、ポンプやモータなどの構成部品の寿命のさらなる延伸を図ることができる。

【0013】

上記の態様においては、前記制御部は、前記特定条件下でないときに前記モータの回転数を必要最大の回転数に制御し、前記特定条件下であるときに前記モータの回転数を前記必要最大の回転数よりも低い回転数に制御すること、が好ましい。

【0014】

この態様によれば、制振性能の向上を図るとともに、ポンプやモータなどの構成部品の寿命の延伸を図ることができ、さらに、特定条件下でないときにおいてセミアクティブダンパのシリンダの伸縮速度を最大にする必要がある場合に対応できる。

【発明の効果】

【0015】

本発明に係る鉄道車両の制振装置によれば、制振性能の向上を図るとともに、ポンプやモータなどの構成部品の寿命の延伸を図ることができる。

【図面の簡単な説明】

【0016】

【図1】鉄道車両の制振装置を概念的に示した図であり、車体長手方向に見た図である。

【図2】本実施形態の制振用ダンパを示した回路図である。

【図3】本実施形態の制振用ダンパについて伸びオンロードの場合の作動油の流れを示した回路図である。

【図4】本実施形態の制振用ダンパについて縮みオンロードの場合の作動油の流れを示した回路図である。

【図5】特定条件下であるときと、特定条件下でないときにおけるシリンダの伸縮速度を模式的に示したイメージ図である。

【発明を実施するための形態】

【0017】

以下、本発明の実施形態を図面に基づき説明する。なお、まず、制振用ダンパの全体的な説明をした上で、制振用ダンパに備わるモータの回転数の制御に関して説明する。

【0018】

本実施形態において、図１に示すように、鉄道車両１は、前後２台の台車３に空気バネ４を介して車体２が載せられ、車体２の横揺れを防止するための制振装置８が設けられている。制振装置８には、車体２と台車３との間に制振用ダンパ５が連結され、車体２の横揺れに応じて制振用ダンパ５の制振荷重を変化させ、制振度合いの調節を可能にしている。

【0019】

制振用ダンパ５は、シリンダ１０（図２参照）の作動油を制御する比例リリーフ弁等を備えた油圧回路によって構成され、制振装置８には、その比例リリーフ弁等の作動を制御する制振コントローラ６（本発明の「制御部」の一例）が設けられている。また、鉄道車両１には、車体２の左右方向の振動を検出する加速度センサ７が設けられ、それに制振コントローラ６が接続されている。

【0020】

図２に示すように、シリンダ１０は、ピストン１５がヘッド側室１３とロッド側室１４とにシリンダチューブ１１内を仕切り、そのピストン１５には、ヘッド側室１３からロッド側室１４の方向にのみ作動油が流れるようにチェック弁１６を備えた連通路が形成されている。ヘッド側室１３の断面積はピストンロッド１２の断面積の２倍に設定され、伸縮のいずれの場合においても、シリンダチューブ１１から吐出される作動油の量が同じになるように構成されている。

【0021】

シリンダ１０には、ヘッド側室１３にチェック弁２５を介してオイルタンク１８が接続されている。一方、ロッド側室１４には流路４１が接続され、その流路４１から流路４２が分岐し、そこに第１比例リリーフ弁２１が設けられている。第１比例リリーフ弁２１の二次側には、流路４２から分岐した流路４３がオイルタンク１８へ接続されている。流路４３には、パッシブ用の低圧リリーフ弁２２と第２比例リリーフ弁２３が直列に設けられている。

【0022】

第１比例リリーフ弁２１及び第２比例リリーフ弁２３は、ノーマルオープンタイプの電磁比例リリーフ弁であり、図１に示す制振コントローラ６からの荷重制御信号に従い、リリーフ圧を調整したオンロード制御が行われ、通常の全開状態でアンロード制御を可能にしたものである。制振用ダンパ５には更に、各弁による作動油の流れが遮断したフェイル時においてもオイルを還流させることができるようにするため、ロッド側室１４とオイルタンク１８との間に、オリフィス２６とリリーフ弁２７とが設けられている。

【0023】

シリンダ１０のヘッド側室１３に接続された流路４４は、低圧リリーフ弁２２と第２比例リリーフ弁２３との間で流路４３に接続され、その流路４４には第１比例リリーフ弁２１を設けた流路４２が接続され、ロッド側室１４側に連通している。流路４２，４４には、それぞれ開閉弁２８，２９が設けられている。開閉弁２８，２９は、両方向への作動油の流れを可能とする開弁状態と、一方向の流れのみを遮断する閉弁状態とが切り替えられるものである。ただし、閉弁状態での作動油の遮断方向について、開閉弁２８はロッド側室１４からヘッド側室１３の流れを遮断する方向、開閉弁２９はヘッド側室１３からロッド側室１４の流れを遮断する方向になるように構成されている。

【0024】

制振用ダンパ５は、このように第１比例リリーフ弁２１や第２比例リリーフ弁２３などを備えた流路４１，４２，４３，４４によってセミアクティブ回路部が構成されている。そして、更に制振用ダンパ５には、モータ３２によって駆動するポンプ３１が接続され、シリンダ１０へ積極的に作動油を供給するフルアクティブ回路部が構成されている。フルアクティブ回路部は、ポンプ３１が接続された流路４５と、第３比例リリーフ弁３３が接続された戻り流路４６によって構成されている。

【0025】

ポンプ３１は、流路４５によってオイルタンク１８に接続され、そのオイルタンク１８の作動油をシリンダ１０側へ供給するようにしたものであり、チェック弁３４を介して流路４１，４２に接続されている。ポンプ３１の二次側では戻り流路４６が分岐し、オイルタンク１８に接続されている。第３比例リリーフ弁３３は、ノーマルオープンタイプの電磁比例リリーフ弁であり、フルアクティブ作動時の制振荷重を調整するためのものである。制振コントローラ６からの荷重制御信号に従いリリーフ圧が調整される。

【0026】

次に、図３及び図４は、制振用ダンパ５の制振時における作動油の流れを示した回路図である。図面上、セミアクティブ作動における作動油の流れを太線で示し、ポンプ３１から送られるフルアクティブ作動における作動油の流れを破線で示している。また、セミアクティブ作動の制振用ダンパ５は、シリンダ１０が伸び又は縮みの際に制振荷重を発生させるオンロード（以下、それぞれを「伸びオンロード」又は「縮みオンロード」とする）と、逆の縮み方向や伸び方向に抵抗を与えないようにするアンロード（以下、それぞれを「縮みアンロード」又は「伸びアンロード」とする）とが切り替えられる。例えば、伸びオンロードは、図１に示す車体２が右側に揺れるのを抑えるため、シリンダ１０が伸びに対して制振荷重を発生させる。

【0027】

制振用ダンパ５は、図１に示す加速度センサ７からの検出信号に基づき、制振コントローラ６が車体横方向の揺れを判断し、第１比例リリーフ弁２１及び第２比例リリーフ弁２３の制御が行われる。また、制振時には両方向に作動油が流れるように開閉弁２８，２９が切り替えられる。そこで、図３の伸びオンロードの場合には、制振コントローラ６により第１比例リリーフ弁２１及び第３比例リリーフ弁３３のリリーフ圧が設定され、第２比例リリーフ弁２３が全開状態に切り替えられる。

【0028】

図３（ａ）に示す伸びオンロード時には、シリンダ１０の伸長によりロッド側室１４内の作動油が流路４１へ押し出され、流路４２の第１比例リリーフ弁２１及び開閉弁２８を通り、流路４４を流れてヘッド側室１３へと戻る。このときは、第１比例リリーフ弁２１のリリーフ圧によって制振荷重が発生する。

【0029】

一方、この伸びオンロード時に、軌道狂いなどにより台車３が車体２と同方向に振れる場合がある。このとき、台車３の振れが速いと、シリンダ１０が収縮してヘッド側室１３内の圧力が高くなる。ヘッド側室１３内の作動油は、図３（ｂ）に示すように流路４４に押し出され、開閉弁２９を通って流路４３へと流れ、更に全開状態の第２比例リリーフ弁２３を通ってオイルタンク１８へと流れる。こうして制振用ダンパ５は縮みアンロードに切り替わり、台車３の振れによって車体２の揺れが大きくなることを防止している。

【0030】

次に、図４の縮みオンロードの場合、制振用ダンパ５は、図１に示す車体２が左側に揺れてシリンダ１０が収縮し、その収縮作動に対して制振荷重を発生させる。このとき、第２比例リリーフ弁２３のリリーフ圧が設定され、第１比例リリーフ弁２１は全開状態に切り替えられる。制振用ダンパ５は、シリンダ１０が収縮することにより、図４（ａ）に示すように、ヘッド側室１３内の作動油が流路４４へ押し出され、負圧になったロッド側室１４へチェック弁１６を介して一部が流れる。

【0031】

このとき第１比例リリーフ弁２１が全開状態であるため、流路４１，４２，４４が等圧になっている。流路４４へ押し出された作動油は開閉弁２９を通り、第２比例リリーフ弁２３を介してオイルタンク１８へと流れる。従って、第２比例リリーフ弁２３のリリーフ圧によって制振荷重が発生する。

【0032】

一方、こうした縮みオンロード時に、軌道狂いなどにより台車３が車体２と同方向に振れた場合、台車３の方が速いと、シリンダ１０が伸びてロッド側室１４内の圧力が高くなる。ロッド側室１４内の作動油は、図４（ｂ）に示すように流路４１に押し出され、全開状態の第１比例リリーフ弁２１を通り、開閉弁２８を通ってヘッド側室１３へ流れる。また、容積の大きいヘッド側室１３には、負圧によってオイルタンク１８からの作動油も流れ込む。従って、この時には制振用ダンパ５が伸びアンロードに切り替わり、台車３の振れによって車体２の揺れが大きくなることを防止している。

【0033】

ところで、制振用ダンパ５は、こうしたセミアクティブ作動によって制振を実行している場合に、ポンプ３１から作動油がシリンダ１０側へ送り出されている。従って、制振用ダンパ５では、前述したようにセミアクティブダンパとして機能するが、更にポンプ３１から送り出される作動油によって能動的な制振が行われる。すなわち、制振用ダンパ５は、フルアクティブアクチュエータであり、シリンダ１０とセミアクティブ回路部などを備えるセミアクティブダンパと、ポンプ３１と、モータ３２などを備える。なお、本実施形態ではポンプ３１を常時駆動して油圧回路に作動油を流すことが可能である。これは、制振に対する応答性を良くし、それによってポンプ３１やモータ３２の小型化を図るためである。そして、ポンプ３１の常時駆動を可能にするため、本実施形態では、第３比例リリーフ弁３３を有する戻り流路４６を設けた構成となっている。

【0034】

仮に、この戻り流路４６が存在しないとすると、ポンプ３１から供給され続ける作動油によってヘッド側室１３やロッド側室１４内の圧力が過剰に高くなり、却って制振機能を損なうことになる。例えば、図３（ａ）に示す伸びオンロードの場合、ヘッド側室１３側に過剰な圧力が作用することになり車体２の揺れを大きくしてしまうからである。こうした課題を解消するには、セミアクティブダンパとしてシリンダ１０が受ける荷重方向を検出し、ポンプ３１の回転数をその都度制御することが考えられる。しかし、それにはシリンダ１０の伸縮速度を測定する必要が生じ、そのための構成が複雑になって制振用ダンパ５のコストを上げてしまうことになる。

【0035】

また、モータ３２をその都度制御する構成では、ポンプ３１やモータ３２の応答性が良くない点にも問題がある。すなわち、制振応答が高ければ、車体２の揺れを初期段階で防止するため、制振荷重も小さくすることができ、それに応じてポンプ３１やモータ３２を小型化することができる。しかし、シリンダ１０の伸縮状態を検出しながら作動油の供給を制御したのでは、制振応答が遅れる分だけ必要な制振荷重が大きくなり、それに比例してポンプ３１やモータ３２を大型にしなければならない。それでも小型のものを使用すれば、ポンプ３１やモータ３２が最大トルクで使用される頻度が高くなり、次に制振用ダンパ５について耐久性が問題になる。

【0036】

そこで、本実施形態では、こうした様々な問題を考慮し、ポンプ３１の二次側に第３比例リリーフ弁３３を設けた戻り流路４６をオイルタンク１８に接続し、常にポンプ３１からシリンダ１０側へ作動油を供給できるようにした。そのため、制振用ダンパ５では、必要に応じて作動油がシリンダ１０へ送り込まれ、シリンダ１０に対し車体２の揺れに対応した応答性の良い制振が行われる。その一方で過剰な圧力を与えないように圧力調整が行われる。そして、応答性が良いことから、制振荷重が大きくなる前に車体２の揺れを抑えるため、ポンプ３１及びモータ３２を小型のもので構成することが可能となる。

【0037】

続いて、フルアクティブ回路部を含めた制振用ダンパ５の制振について、図３及び図４を参照して説明する。先ず、前述した図３（ａ）に示す伸びオンロードの場合、制振開始後の初期段階でシリンダ１０の伸縮速度が遅ければ、第１比例リリーフ弁２１の設定圧に達するのに時間を要する。そうした場合でも、ポンプ３１からの作動油が流路４１側へ送り出され、流路４１及びロッド側室１４内の圧力が設定圧に高められることにより、短時間で第１比例リリーフ弁２１による制振荷重を発生させ、車体２に対する制振状態とすることができる。なお、ポンプ３１から第１比例リリーフ弁２１を通った作動油は、流路４２の開閉弁２８を通り、流路４４からヘッド側室１３へ送られる。

【0038】

第３比例リリーフ弁３３は、フルアクティブ作動時の制振荷重に設定されており、流路４１の流体圧がその設定圧に達すると、ポンプ３１からの作動油は第３比例リリーフ弁３３側へ流れが切り替わり、戻り流路４６を流れてオイルタンク１８へ送り込まれる。その間、ロッド側室１４から送り出された作動油は、前述したように流路４１，４２，４４を通ってヘッド側室１３へ流れ、第１比例リリーフ弁２１によって制振荷重を発生させた伸びオンロードが実行される。

【0039】

図３（ａ）の伸びオンロード時に、図３（ｂ）の縮みアンロードに切り替わった場合には、ポンプ３１からの作動油は負圧になったシリンダ１０のロッド側室１４へ流れ込む。これにより、縮みアンロード時にでもロッド側室１４側の圧力を高め、シリンダ１０の伸び方向（図面左側）に対する制振荷重を発生させて車体２の制振が可能になる。そして、ロッド側室１４内の圧力が高くなれば、ポンプ３１からの作動油は流路４２から流路４４，４３を通ってオイルタンク１８へと送られる。更に圧力が高まった場合には、第３比例リリーフ弁３３が開き、ポンプ３１による作動油の流れは戻り流路４６に切り替わる。

【0040】

次に、図４（ａ）に示す縮みオンロードの場合、ポンプ３１からの作動油は負圧になったロッド側室１４へ流れる。その後、第１比例リリーフ弁２１の設定圧が低いため、作動油の流れが流路４２へ切り替わり、流路４４，４３を通ってオイルタンク１８へ流れる。更に太線で示す流れの圧力が高くなることで第３比例リリーフ弁３３が開き、ポンプ３１からの作動油は戻り流路４６に流れ、オイルタンク１８へと送られる。その間、ヘッド側室１３から送り出された作動油は、前述したように流路４４，４３を通ってオイルタンク１８へ流れ、第２比例リリーフ弁２３によって制振荷重を発生させた縮みオンロードが実行される。

【0041】

縮みオンロードに切り替わった際、制振開始後の初期段階でシリンダ１０の伸縮速度が遅ければ、流路４１，４２側の圧力が低くヘッド側室１３からの作動油が第２比例リリーフ弁２３の設定圧に達しないため、制振荷重を発生させるのに時間を要する。この点、ポンプ３１から作動油が供給され、流路４１，４２及び流路４４を第２比例リリーフ弁２３の設定圧にすることにより、短時間で制振荷重を発生させて車体２に対する制振が可能となる。

【0042】

図４（ａ）の縮みオンロード時に、図４（ｂ）の伸びアンロードに切り替わった場合には、ポンプ３１からの作動油は負圧になったヘッド側室１３へ流れ込む。これにより、伸びアンロード時にでもヘッド側室１３側の圧力を高め、シリンダ１０の縮み方向（図面右側）に対する制振荷重を発生させ、車体２の制振が可能になる。そして、ヘッド側室１３内の圧力が高くなれば、第３比例リリーフ弁３３が開き、ポンプ３１からの作動油は戻り流路４６からオイルタンク１８へ流れ、また、流路４４へ流れた作動油は、ヘッド側室１３の流れが制限された後は、流路４３の第２比例リリーフ弁２３を通ってオイルタンク１８へ流れる。

【0043】

このような制振用ダンパ５によれば、伸び又は縮みオンロードの際に生じるアンロードへの切り替えを、第１及び第２比例リリーフ弁２１，２３などによるセミアクティブ回路部の簡易な構成によって可能とすることができた。更に、フルアクティブ回路部では、第３比例リリーフ弁３３を設けることで、ポンプ３１やモータ３２に小型のものを使用することを可能にした。そのため、部品点数を少なくしたり構成部品を小型化することによって制振用ダンパ５をコンパクトにして設置スペースを小さくすることを可能にし、また、コストの低下やメンテナンス作業の軽減も可能になった。

【0044】

次に、ポンプ３１を駆動させるためのモータ３２の回転数の制御に関して説明する。本実施形態においては、モータ３２の回転数を一定にしてシリンダ１０（アクチュエータ）の伸縮速度を一定にするのではなく、特定条件下において、モータ３２の回転数を変化させてシリンダ１０の伸縮速度を変化させる。具体的には、制振コントローラ６は、特定条件下であるときに、モータ３２の回転数を特定条件下でないときよりも低く制御して、シリンダ１０の伸縮速度を特定条件下でないときよりも小さく制御する。なお、モータ３２は、例えば、サーボモータである。

【0045】

ここで、「特定条件下であるとき」とは、要求されるシリンダ１０の伸縮速度が小さく、シリンダ１０に対して単位時間当たりに必要な作動油の供給量が所定量未満である（所定量よりも少ない）ときである。一方、「特定条件下でないとき」とは、要求されるシリンダ１０の伸縮速度が大きく、シリンダ１０に対して単位時間当たりに必要な作動油の供給量が所定量以上であるときである。

【0046】

また、特定条件下としては、例えば、鉄道車両１が特定区間を走行する条件下や、制振用ダンパ５が設けられる鉄道車両１が特定号車となる条件下や、車体２の左右速度が規定値以下である条件下や、制御指令変化が規定値以下である条件下のうちの少なくとも１つが考えられる。なお、「特定区間」や「特定号車」とは、例えば、過去の試験結果において、要求されるシリンダ１０の伸縮速度が所定速度よりも小さいため、シリンダ１０に対して単位時間当たりに必要な作動油の供給量が所定量よりも少ないとの結果が得られた区間や号車である。また、「車体２の左右速度」とは、車体２が図１の左右方向に揺れる速度である。また、「制御指令変化」とは、シリンダ１０が発生すべき減衰力（例えば、シリンダ１０が伸縮すべき量）に応じた制御指令値の変化量である。

【0047】

そして、このようにして、特定条件下において、モータ３２の回転数を変化させることにより、シリンダ１０の伸縮速度を最適な速度に制御することができる。例えば、制振コントローラ６は、特定条件下でないときにモータ３２の回転数を必要最大の回転数に制御する一方で、特定条件下であるときにモータ３２の回転数を必要最大の回転数よりも低い回転数に制御する。なお、「必要最大の回転数」とは、例えば、ポンプ３１から吐出される作動油の流量を最大にしてシリンダ１０の伸縮速度（ダンパの伸縮速度）を最大にするときのモータ３２の単位時間当たりの回転数である。

【0048】

これにより、ポンプ３１から吐出されてシリンダ１０に供給される作動油の流量は、特定条件下でないときに最大値に制御される一方で、特定条件下であるときに最大値よりも低い値に制御される。そして、これにより、図５に示すように、シリンダ１０の伸縮速度は、特定条件下でないときに最大値ｍａｘに制御される一方で、特定条件下であるときに最大値ｍａｘよりも低い値に制御される。

【0049】

また、制振コントローラ６は、特定条件下であるときに、１つの台車３に搭載される２つの制振用ダンパ５について、各々の制振用ダンパ５のモータ３２の回転数を別の回転数に制御してもよい。これにより、各々の制振用ダンパ５について、要求されるシリンダ１０の伸縮速度の速度に応じて、モータ３２の回転数を適切な回転数に設定することができる。そのため、制振性能のさらなる向上を図ることができるとともに、ポンプ３１やモータ３２などの制振用ダンパ５の構成部品の寿命のさらなる延伸を図ることができる。

【0050】

また、モータ３２の制御をトルク制御とすることで、必要なトルク（シリンダ１０の荷重）が発生した時点でモータ３２の回転が停止するため、必要以上にシリンダ１０に作動油を供給しないようにできる。なお、モータ３２の制御をトルク制御とする際には、第１比例リリーフ弁２１や第２比例リリーフ弁２３なども制御する。

【0051】

以上のように本実施形態の鉄道車両１の制振装置８は、車体２に生じる振動を抑えるために当該車体２と台車３との間に設けられた制振用ダンパ５を有する。この制振用ダンパ５は、シリンダ１０を備えるセミアクティブダンパと、シリンダ１０へ作動油を供給するポンプ３１と、ポンプ３１を駆動させるモータ３２と、を備える。そして、制振コントローラ６は、シリンダ１０に対して必要な作動油の供給量が所定量よりも少ない特定条件下であるときに、モータ３２の回転数を特定条件下でないときよりも低く制御する。

【0052】

これにより、特定条件下において、モータ３２の回転数を低くして、ポンプ３１によりシリンダ１０に供給される単位時間当たりの作動油の流量を少なくすることにより、シリンダ１０の伸縮速度を小さく制御できる。そして、このようにして、必要なシリンダ１０の伸縮速度に対応させて、最適な量の作動油をシリンダ１０に供給することができる。そのため、シリンダ１０に必要以上の作動油が供給されないので、シリンダ１０の伸縮速度が必要以上に大きくなってしまうことを防ぐことができる。したがって、車体２に生じる振動を効果的に減衰できるので、制振性能が向上して、乗り心地が向上する。また、モータ３２の駆動時におけるポンプ３１やモータ３２にかかる負荷を抑制できるので、ポンプ３１やモータ３２の寿命が長くなる。ゆえに、制振性能の向上を図るとともに、ポンプ３１やモータ３２などの制振用ダンパ５の構成部品の寿命の延伸を図ることができる。また、消費電力を抑えることができる。

【0053】

また、特定条件下には、鉄道車両１が特定区間を走行する条件下と、制振用ダンパ５が設けられる鉄道車両１が特定号車となる条件下と、車体２の左右速度が規定値以下である条件下と、制御指令変化が規定値以下である条件下のうちの少なくとも１つが含まれる。これにより、各条件下に対して乗り心地の良さを確保しながら、ポンプ３１やモータ３２などの制振用ダンパ５の構成部品の寿命の延伸を図ることができる。

【0054】

また、制振用ダンパ５は１つの台車３につき２つ搭載されており、制振コントローラ６は、特定条件下であるときに、２つの制振用ダンパ５の各々のモータ３２の回転数を別回転数としてもよい。これにより、１つの台車３に搭載される２つの制振用ダンパ５におけるモータ３２の回転数を、各々、必要なシリンダ１０の伸縮速度に対応させた最適な回転数にすることができる。そのため、制振性能のさらなる向上を図ることができるとともに、ポンプ３１やモータ３２などの構成部品の寿命のさらなる延伸を図ることができる。

【0055】

また、制振コントローラ６は、特定条件下でないときにモータ３２の回転数を必要最大の回転数に制御し、特定条件下であるときにモータ３２の回転数を必要最大の回転数よりも低い回転数に制御する。これにより、制振性能の向上を図るとともに、ポンプ３１やモータ３２などの構成部品の寿命の延伸を図ることができ、さらに、特定条件下でないときにおいてポンプ３１によるシリンダ１０への作動油の供給量を最大にしてセミアクティブダンパのシリンダ１０の伸縮速度を最大にする必要がある場合に対して対応できる。

【0056】

なお、上記した実施の形態は単なる例示にすぎず、本発明を何ら限定するものではなく、その要旨を逸脱しない範囲内で種々の改良、変形が可能であることはもちろんである。

【符号の説明】

【0057】

１ 鉄道車両
２ 車体
３ 台車
５ 制振用ダンパ
６ 制振コントローラ
７ 加速度センサ
８ 制振装置
１０ シリンダ
１１ シリンダチューブ
１３ ヘッド側室
１４ ロッド側室
１５ ピストン
１６ チェック弁
１８ オイルタンク
３１ ポンプ
３２ モータ
４１ 流路
４２ 流路
４３ 流路
４４ 流路
４５ 流路
４６ 戻り流路

【図1】

【図2】

【図3】

【図4】

【図5】