アンチローリング装置を活用した車体傾斜機構の開発

毎月定期購読しております、ROLLINGSTOCK & MACHINERY誌の２０１６年７月号に、鉄道総合技術研究所車体構造技術研究部　風戸昭人氏がタイトルの記事を発表しています。

この傾斜機構の構成は次の通りです。


一般的なアンチローリング装置のトーションバー（ねじり棒バネ）に強制的なねじりトルクを附加して、車体に傾斜力を与える構造です。ねじり力の発生には、応答性と省スペースを考慮して、電動式のロータリーアクチュエーターを用います。傾斜トルクは、アームと上下リンクを介して車体に伝達されます。最大傾斜角度が５°と大きい為、空気バネを一般的な左右間隔1.6〜2.0ｍ程度に配置すると、大きな上下ストロークを許容しなければなりません。そこで、空気バネの左右間隔を一般的なものよりも狭めることにしました。
本機構は振子ばりを持たない、いわゆる「バネ上振子」であるため、カント不足量が大きな曲線では、台車に対する車体の横移動量が大きくなり、左右動ストッパ当たりによる左右振動乗り心地低下が懸念されます。そこで、車体の横移動を抑制するセンタリングシリンダを設けます。また、剛性の高い傾斜機構は、台車の振動を車体に伝達しやすい場合がありますが、本機構は台車〜車体間の上下相対変位を許容するリンク機構であるため、上下振動の絶縁性に優れています。


このシステムは左右の空気バネを繋げています。


実際この説明文はかなり専門的であり、地上で実験装置を使ってのシュミレーションでは良好な成績です。またこれは乗り心地の改善に貢献すると説明がありますが、私は車体傾斜機構を持つ車輌は圧縮空気の使用量が多いため、空気圧縮機の稼働率が高く、それが様々な弊害をもたらしていました。




まだ現車でのテストを行っていませんが、この方式はもしかするとＪＲ四国２０００系気動車の後継車に採用される可能性が有ると思います。
アンチローリング装置は最近の新幹線に採用されている機構で、列車の左右の揺れを抑制して乗り心地を向上させるものです。それが車体傾斜にまで発展させたのですから、これは本当にすごい技術です。
２０００系気動車は台車の振動を車体に伝達しやすく、乗り心地は決してよくありません。何とかこの技術が実用化されれば今以上の乗り心地を得ることが可能です。

動力伝達機構はハイブリッドで、車体傾斜機構はアンチローリング装置を活用した新型車両がいつの日にかＪＲ四国に登場するでしょう。
その日が待ち遠しいものです。