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JP5662033B2 - Air pressure actuator system - Google Patents
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Description

本発明は、気体圧アクチュエータシステムに係り、特に、気体圧シリンダを用いる気体圧アクチュエータシステムに関する。   The present invention relates to a gas pressure actuator system, and more particularly to a gas pressure actuator system using a gas pressure cylinder.

最近の都市交通あるいは高速大量輸送手段としての軌道車両においては、車体の軽量化ならびに振動の少ない良好な乗心地を確保するために、車体を空気ばねまたはコイルバネによって台車上に支持する構造が広く用いられている。このような車体支持装置においては、車体を支持する空気ばねまたはコイルばねに対して常時車体重量が加わるので、縦方向には常に最適剛性の支持力を発揮できる。   In recent urban vehicles or track vehicles as high-speed mass transit means, a structure in which the vehicle body is supported on a carriage by air springs or coil springs is widely used in order to reduce the vehicle body weight and ensure good riding comfort with little vibration. It has been. In such a vehicle body support device, since the vehicle body weight is always applied to the air spring or the coil spring that supports the vehicle body, the optimal rigid support force can always be exhibited in the vertical direction.

一方で車両がカーブを通過する際等における横方向変位あるいは横方向動揺については、台車と車体との間に油圧アクチュエータまたは気体圧アクチュエータを横方向に配置し、横方向剛性を生じさせることが行われる。   On the other hand, with regard to lateral displacement or lateral sway when the vehicle passes a curve, a hydraulic actuator or gas pressure actuator is disposed laterally between the carriage and the vehicle body to generate lateral rigidity. Is called.

例えば、特許文献1には、車両がカーブを通過するときに車体を傾斜させる制御付き振子方式において、液圧シリンダにアクチュエータ機能とダンパ機能とを持たせることが開示されている。ここでは、液圧シリンダのボトム側とロッド側とを連通させる分流回路中に、この分流回路中を流れる作動液体の流量を絞りの開度によって可変可能な絞り弁を設けて、液圧シリンダへの作動液体の供給量と絞り弁への作動液体の供給量とを協調制御することが開示されている。   For example, Patent Document 1 discloses that a hydraulic cylinder has an actuator function and a damper function in a pendulum system with control that tilts the vehicle body when the vehicle passes a curve. Here, a throttle valve capable of changing the flow rate of the working fluid flowing through the shunt circuit in accordance with the opening degree of the throttle is provided in the shunt circuit for communicating the bottom side and the rod side of the hydraulic cylinder to the hydraulic cylinder. It is disclosed to coordinately control the amount of hydraulic fluid supplied and the amount of hydraulic fluid supplied to a throttle valve.

特開2008−247335号公報JP 2008-247335 A

特許文献1のように、液圧シリンダにアクチュエータ機能とダンパ機能とを持たせることで、通常時は液圧シリンダを振子制御のアクチュエータとして用い、振子制御ができない異常時には液圧シリンダをダンパとして用いることができるので、異常時においても適切な乗心地を確保することが期待できる。そのためには、液圧シリンダへの作動液体の供給量と絞り弁への作動液体の供給量とを協調制御することが必要で、新たな制御装置を要する。   As in Patent Document 1, by providing the hydraulic cylinder with an actuator function and a damper function, the hydraulic cylinder is normally used as an actuator for pendulum control, and the hydraulic cylinder is used as a damper at an abnormal time when the pendulum cannot be controlled. Therefore, it can be expected to ensure appropriate riding comfort even in an abnormal situation. For this purpose, it is necessary to coordinately control the supply amount of the working liquid to the hydraulic cylinder and the supply amount of the working liquid to the throttle valve, and a new control device is required.

そこで、複雑な協調制御に代えて、アクチュエータである液圧シリンダに並列にダンパを別途設け、通常時はダンパを作用させず、異常時には液圧シリンダを作用させないようにすることが行われる。この場合には、通常時と異常時との間で切替を行うのみで済むが、液圧シリンダと同様な構成のダンパを別途設ける必要がある。   Therefore, instead of complicated cooperative control, a damper is separately provided in parallel with the hydraulic cylinder, which is an actuator, so that the damper is not operated in a normal state and the hydraulic cylinder is not operated in an abnormal state. In this case, it is only necessary to switch between the normal time and the abnormal time, but it is necessary to separately provide a damper having a configuration similar to that of the hydraulic cylinder.

本発明の目的は、複雑な制御を要せずに、アクチュエータ機能とダンパ機能とを有する気体圧アクチュエータシステムを提供することである。   An object of the present invention is to provide a gas pressure actuator system having an actuator function and a damper function without requiring complicated control.

本発明に係る気体圧アクチュエータシステムは、ピストンの両側の2つの気体室のそれぞれに制御気体圧を供給する2つの供給ポートを有する気体圧シリンダと、気体供給源からの供給気体圧から気体圧シリンダに供給する2つの制御気体圧を生成して2つの出力ポートから出力するサーボ弁と、2つの入力ポートから入力される気体のそれぞれの気体圧の間の差圧に応じて流れを可変的に絞る可変絞り装置と、2つの供給ポートと2つの出力ポートとの間に設けられる2つの導入弁と、2つの供給ポートと2つの入力ポートとの間に設けられる2つの連通弁と、切替指令に基づき、2つの導入弁の開閉と2つの連通弁の開閉とを制御し、気体圧シリンダがサーボ弁と接続され可変絞り装置とは遮断されるアクチュエータ機能作動状態と、気体圧シリンダが可変絞り装置と接続されサーボ弁とは遮断されるダンパ機能作動状態との間で作動状態を切り替える切替制御部と、を備え、可変絞り装置は、ダンパ機能作動状態において、気体圧シリンダの2つの供給ポートにおける気体圧のいずれか一方を第1気体圧とし他方を第2気体圧として、ステム上に左ランドと中央ランドと右ランドとが配置される揺動スプールと、揺動スプールの各ランドの外周を支持して揺動スプールをステムの軸方向に揺動自在に案内するスリーブと、揺動スプールの左ランド及び右ランドに対し、それぞれステムの軸方向に沿った復元力を与える左側復元バネと右側復元バネと、スリーブに設けられ第1気体圧を有する気体が揺動スプール側に供給されまたは揺動スプール側から排出される第1開口部と、スリーブに設けられ第2気体圧を有する気体が揺動スプール側から排出されまたは揺動スプール側に供給される第2開口部と、第1気体圧を有する気体を左側復元バネが収容される左側バネ室に導いて、左ランドの左側面に第1気体圧を与えるための第1接続流路と、第2気体圧を有する気体を右側復元バネが収容される右側バネ室に導いて、右ランドの右側面に第2気体圧を与えるための第2接続流路と、を含み、第1開口部は、第2開口部の左側に設けられる左開口部と右側に設けられる右開口部とで構成され、左開口部と右開口部とは互いに連通し、揺動スプールは、左ランドの左側面に与えられる第1気体圧と右ランドの右側面に与えられる第2気体圧との差である軸方向差圧によって揺動駆動力を受け、揺動スプールがスリーブに対し中立状態にあるときには、中央ランドが第2開口部に対応する位置にあり、左ランドが左開口部を完全に開く位置にあり、右ランドが右開口部を完全に開く位置にあり、第1気体圧が第2気体圧に対し高圧であって第1気体圧から第2気体圧を減算した軸方向差圧ΔP 12 によって揺動スプールが軸方向に沿って右側に移動する揺動駆動力を受けるときは、ΔP 12 が大きいほど開口面積が大きくなるように中央ランドが自動的に右側に移動して第2開口部の左側を開いて第2開口部と左側開口部との間を連通させ、第2気体圧が第1気体圧に対し高圧であって第2気体圧から第1気体圧を減算した軸方向差圧ΔP 21 によって搖動スプールが軸方向に沿って左側に移動する揺動駆動力を受けるときは、ΔP 21 が大きいほど開口面積が大きくなるように中央ランドが自動的に左側に移動して第2開口部の右側を開き、第2開口部と右側開口部との間を連通させ、第1気体圧と第2気体圧との間に差圧があるときは、搖動スリーブの移動方向に関わらず第1開口部と第2開口部が連通し、軸方向差圧が大きいほど第1開口部と第2開口部の間の連通量を大きくすることを特徴とする。 A gas pressure actuator system according to the present invention includes a gas pressure cylinder having two supply ports for supplying a control gas pressure to two gas chambers on both sides of a piston, and a gas pressure cylinder from a gas pressure supplied from a gas supply source. A servo valve that generates two control gas pressures to be supplied to the two and outputs them from two output ports, and a flow variably according to a differential pressure between the respective gas pressures of the gases input from the two input ports A variable throttle device for restricting, two introduction valves provided between two supply ports and two output ports, two communication valves provided between two supply ports and two input ports, and a switching command On the basis of the actuator function operating state in which the opening and closing of the two introduction valves and the opening and closing of the two communication valves are controlled, the gas pressure cylinder is connected to the servo valve, and is disconnected from the variable throttle device; And a switching control unit that switches an operation state between a damper function operating state that is connected to the variable throttle device and is disconnected from the servo valve, and the variable throttle device is a gas pressure cylinder in the damper function operating state. A swing spool having a left land, a center land, and a right land disposed on the stem , wherein one of the gas pressures at the two supply ports is a first gas pressure and the other is a second gas pressure; The sleeve that supports the outer periphery of each of the lands and guides the swing spool in a swingable manner in the axial direction of the stem, and the restoring force along the axial direction of the stem with respect to the left land and the right land of the swing spool, respectively. A left restoring spring to be applied, a right restoring spring, and a first opening provided in the sleeve and having a first gas pressure supplied to or discharged from the swing spool side; A second opening provided in the sleeve and having a second gas pressure discharged from the swinging spool side or supplied to the swinging spool side, and a left side in which the left restoring spring accommodates the gas having the first gas pressure A first connection channel for applying a first gas pressure to the left side of the left land, and a gas having a second gas pressure is guided to the right spring chamber in which the right restoring spring is accommodated, A second connection flow path for applying a second gas pressure to the right side surface of the land, and the first opening includes a left opening provided on the left side of the second opening and a right opening provided on the right side. The left opening and the right opening communicate with each other, and the swinging spool has a difference between a first gas pressure applied to the left side surface of the left land and a second gas pressure applied to the right side surface of the right land. The swinging drive force is received by the axial differential pressure, and the swinging spool is When in the neutral state, the center land is in a position corresponding to the second opening, the left land is in a position to fully open the left opening, the right land is in a position to fully open the right opening, Oscillation driving force that causes the oscillating spool to move to the right along the axial direction by the axial differential pressure ΔP 12 obtained by subtracting the second gas pressure from the first gas pressure. When receiving , the center land automatically moves to the right side so that the larger the ΔP 12 is, the larger the opening area is, the left side of the second opening is opened and the second opening and the left opening are communicated. And the second gas pressure is higher than the first gas pressure, and the peristaltic spool moves to the left along the axial direction by the axial differential pressure ΔP 21 obtained by subtracting the first gas pressure from the second gas pressure. when receiving a driving force, the opening area is increased the larger the [Delta] P 21 Open the right second opening urchin center land moves automatically to the left, so communication between the second opening and the right side opening portion, a difference between the first gas pressure and a second gas pressure When there is pressure, the first opening and the second opening communicate with each other regardless of the movement direction of the peristaltic sleeve, and the greater the axial differential pressure, the greater the amount of communication between the first opening and the second opening. It is characterized by being enlarged.

また、本発明に係る気体圧アクチュエータシステムにおいて、揺動スプールがスリーブに対し中立状態にあるときの第1開口部と第2開口部に対する各ランドの相対位置関係は、第1開口部と第2開口部との間の連通量がゼロあるいは予め定めた所定量の連通状態となるように設定され、あるいは中立状態から予め定めたオーバラップ量を超える移動によって初めて第1開口部と第2開口部との間が連通するように設定されることが好ましい。 Further, the gas pressure actuator system according to the present invention, the relative positional relationship between each land rocking spool with respect to the first opening and the second opening when in the neutral state relative to the sleeve, a first opening second The first opening and the second opening are not set until the communication amount between the opening and the opening is zero or a predetermined predetermined amount of communication, or the movement exceeding the predetermined overlap amount from the neutral state. It is preferable to set so as to communicate with each other.

また、本発明に係る気体圧アクチュエータシステムにおいて、第1接続流路に設けられ、左ランド側に導かれる気体の流れを予め定めた絞り量で絞る第1固定絞り部と、第2接続流路に設けられ、右ランド側に導かれる気体の流れを予め定めた絞り量で絞る第2固定絞り部と、を含むことが好ましい。   Further, in the gas pressure actuator system according to the present invention, a first fixed throttle portion provided in the first connection flow path and throttles the gas flow guided to the left land side by a predetermined throttle amount; and a second connection flow path And a second fixed restricting portion that restricts the flow of gas guided to the right land side by a predetermined restricting amount.

上記構成により、気体圧アクチュエータシステムは、2つの供給ポートを有する気体圧シリンダと、2つの出力ポートから出力するサーボ弁と、2つの入力ポートから入力される気体のそれぞれの気体圧の間の差圧に応じて流れを可変的に絞る可変絞り装置と、2つの供給ポートと2つの出力ポートとの間に設けられる2つの導入弁と、2つの供給ポートと2つの入力ポートとの間に設けられる2つの連通弁とを備え、切替指令に基づき、2つの導入弁の開閉と2つの連通弁の開閉とを制御し、気体圧シリンダがサーボ弁と接続され可変絞り装置とは遮断されるアクチュエータ機能作動状態と、気体圧シリンダが可変絞り装置と接続されサーボ弁とは遮断されるダンパ機能作動状態との間で作動状態を切り替える。   With the above configuration, the gas pressure actuator system has a difference between a gas pressure cylinder having two supply ports, a servo valve that outputs from two output ports, and a gas pressure that is input from two input ports. A variable throttle device that variably throttles the flow according to pressure, two introduction valves provided between two supply ports and two output ports, and provided between two supply ports and two input ports Actuator that controls the opening and closing of the two introduction valves and the opening and closing of the two communication valves on the basis of the switching command, and is connected to the servo valve and shut off from the variable throttle device The operation state is switched between the function operation state and the damper function operation state in which the gas pressure cylinder is connected to the variable throttle device and is disconnected from the servo valve.

ここで、可変絞り装置は、ダンパ機能作動状態においては、気体圧シリンダに接続され、気体圧シリンダの2つの供給ポートと可変絞り装置の2つの入力ポートがそれぞれ接続されるので、気体圧シリンダのピストンの両側の気体室の気体圧の間の差圧に応じて流れを可変的に絞る。このように、単に、気体圧シリンダの両気体室における気体圧の差圧のみに応じて絞りが可変されるので、例えばサーボ弁との複雑な制御等を要せずに、ダンパ機能を発揮できる。   Here, in the damper function operating state, the variable throttle device is connected to the gas pressure cylinder, and the two supply ports of the gas pressure cylinder and the two input ports of the variable throttle device are respectively connected. The flow is variably throttled according to the differential pressure between the gas pressures in the gas chambers on both sides of the piston. In this way, the throttle can be varied only according to the differential pressure between the gas pressures in the two gas chambers of the gas pressure cylinder, so that the damper function can be exhibited without requiring complicated control with the servo valve, for example. .

また、気体圧アクチュエータシステムにおいて、可変絞り装置は、揺動スプールの両端にそれぞれ左側復元バネと右側復元バネとを有するスプール・スリーブ機構であって、揺動スプールは、左ランドの左側面に与えられる気体圧と右ランドの右側面に与えられる気体圧との差である軸方向差圧によって揺動駆動力を受け、それによって中央ランドと第1開口部との間の相対位置関係が可変的に変更されることで、第1開口部と第2開口部との間の気体の流れを可変的に絞る。このように、軸方向差圧によって揺動スプールが軸方向に移動するので、揺動スプールの駆動のための外部駆動装置を特別に要することなく、流れの方向あるいは流量等を可変とすることができる。   In the gas pressure actuator system, the variable throttle device is a spool / sleeve mechanism having a left restoring spring and a right restoring spring at both ends of the swing spool, respectively, and the swing spool is applied to the left side of the left land. Oscillating driving force is received by the differential pressure in the axial direction, which is the difference between the gas pressure applied and the gas pressure applied to the right side surface of the right land, whereby the relative positional relationship between the central land and the first opening is variable. By changing to, the gas flow between the first opening and the second opening is variably restricted. As described above, since the swing spool moves in the axial direction due to the axial differential pressure, the flow direction or flow rate can be made variable without requiring an external drive device for driving the swing spool. it can.

また、気体圧アクチュエータシステムにおいて、可変絞り装置は、第1接続流路に設けられ、左ランド側に導かれる気体の流れを予め定めた絞り量で絞る第1固定絞り部と、第2接続流路に設けられ、右ランド側に導かれる気体の流れを予め定めた絞り量で絞る第2固定絞り部とを備える。これによって、揺動駆動力の急変を抑制し、揺動駆動力の変化を滑らかなものとすることができる。   In the gas pressure actuator system, the variable throttle device is provided in the first connection flow path, and includes a first fixed throttle unit that throttles a gas flow guided to the left land side by a predetermined throttle amount, and a second connection flow. A second fixed restrictor provided on the road and restricting a gas flow guided to the right land side by a predetermined amount of restriction; As a result, a sudden change in the swing drive force can be suppressed, and the change in the swing drive force can be made smooth.

本発明に係る実施の形態の気体圧アクチュエータシステムが適用される車両の様子を説明する図である。It is a figure explaining the mode of the vehicle to which the gas pressure actuator system of an embodiment concerning the present invention is applied. 本発明に係る実施の形態の気体圧アクチュエータシステムの構成を説明する図である。It is a figure explaining the structure of the gas pressure actuator system of embodiment which concerns on this invention. 本発明に係る実施の形態において、可変絞り装置を示す図である。In embodiment which concerns on this invention, it is a figure which shows a variable aperture apparatus. 本発明に係る実施の形態の気体圧アクチュエータシステムにおいて、アクチュエータ機能作動状態のときの様子を説明する図である。In the gas pressure actuator system of an embodiment concerning the present invention, it is a figure explaining a situation at the time of an actuator function operation state. 本発明に係る実施の形態の気体圧アクチュエータシステムにおいて、ダンパ機能作動状態のときの様子を説明する図である。In the gas pressure actuator system of an embodiment concerning the present invention, it is a figure explaining a situation at the time of a damper function operation state. 本発明に係る実施の形態の気体圧アクチュエータシステムにおいて、ダンパ機能作動状態のときの可変絞り装置の作用を説明する図である。In the gas pressure actuator system of embodiment which concerns on this invention, it is a figure explaining the effect | action of a variable throttle apparatus at the time of a damper function operation state. 図6とともに、可変絞り装置の作用を説明する図である。It is a figure explaining the effect | action of a variable aperture apparatus with FIG. 本発明に係る実施の形態において、可変絞り装置の作用を説明する図である。In embodiment which concerns on this invention, it is a figure explaining the effect | action of a variable aperture apparatus. 本発明に係る実施の形態の気体圧アクチュエータシステムにおいて、ダンパ機能作動状態のときの特性図である。In the gas pressure actuator system of an embodiment concerning the present invention, it is a characteristic figure at the time of a damper function operation state. 本発明に係る実施の形態の気体圧アクチュエータシステムにおいて、ダンパ機能作動状態のときの特性図に対するチェック弁の作用を説明する図である。In the gas pressure actuator system of an embodiment concerning the present invention, it is a figure explaining an operation of a check valve to a characteristic figure at the time of a damper function operation state. 本発明に係る実施の形態の気体圧アクチュエータシステムにおいて、ダンパ機能作動状態のときの特性図に対する可変絞り装置の流路面積の効果を説明する図である。In the gas pressure actuator system of an embodiment concerning the present invention, it is a figure explaining the effect of the channel area of a variable restrictor with respect to the characteristic figure at the time of a damper function operation state. 本発明に係る実施の形態の気体圧アクチュエータシステムにおいて、可変絞り装置に固定絞り装置を付加した構成を示す図である。In the gas pressure actuator system of an embodiment concerning the present invention, it is a figure showing the composition which added the fixed restrictor to the variable restrictor. 本発明に係る実施の形態の気体圧アクチュエータシステムが適用される他の車両の様子を説明する図である。It is a figure explaining the mode of the other vehicle to which the gas pressure actuator system of embodiment which concerns on this invention is applied.

以下に図面を用いて本発明に係る実施の形態につき、詳細に説明する。以下では、気体圧アクチュエータシステムが適用される対象として、鉄道車両を説明するが、流体圧シリンダによって車両の姿勢を制御するものであればよく、鉄道車両以外の車両であってもよい。また、流体圧シリンダは、振子制御に用いられる場合と、動揺防止制御に用いられる場合を説明するが、車両の姿勢を制御するものであればよい。   Embodiments according to the present invention will be described below in detail with reference to the drawings. In the following, a railway vehicle will be described as an object to which the gas pressure actuator system is applied. However, any vehicle other than the railway vehicle may be used as long as the posture of the vehicle is controlled by a fluid pressure cylinder. Moreover, although the case where the fluid pressure cylinder is used for pendulum control and the case where it is used for anti-sway control is described, any fluid pressure cylinder may be used.

以下では、気体圧アクチュエータシステムに適用される流体として空気を説明するが、空気以外の乾燥窒素、不活性ガス等であってもよい。   Hereinafter, air will be described as a fluid applied to the gas pressure actuator system, but dry nitrogen other than air, inert gas, or the like may be used.

また、以下では、可変絞り装置において、例えば、第1気体圧PAが2つの開口部に供給され、第2気体圧PBが1つの開口部に供給される等の説明を行うが、開口部の数はそれぞれ1つでも複数でも構わない。また、開口部とランドとの位置関係も、第1気体圧PAに関する開口部と第2気体圧PBに関する開口部とが、相互に連通しない遮断状態と、相互に連通し、その際に揺動駆動力に応じて流れの方向あるいは流量等を可変するものであれば、どのような配置関係であってもよい。 In the following description, in the variable throttle device, for example, the first gas pressure P A is supplied to the two openings and the second gas pressure P B is supplied to the one opening. The number of parts may be one or more. Further, the positional relationship between the opening and the land is such that the opening related to the first gas pressure P A and the opening related to the second gas pressure P B are in communication with each other, and in a disconnected state. Any arrangement relationship may be used as long as the direction of flow or the flow rate can be changed according to the swing driving force.

また、以下で説明するバネ定数、固有振動数等は、説明のために一例であって、気体圧アクチュエータシステムが適用される車両システム等の性能仕様に応じて適宜変更することができる。   The spring constant, natural frequency, and the like described below are examples for explanation, and can be appropriately changed according to performance specifications of a vehicle system to which the gas pressure actuator system is applied.

以下では、全ての図面において同様の要素には同一の符号を付し、重複する説明を省略する。また、本文中の説明においては、必要に応じそれ以前に述べた符号を用いるものとする。   Below, the same code | symbol is attached | subjected to the same element in all the drawings, and the overlapping description is abbreviate | omitted. In the description in the text, the symbols described before are used as necessary.

図1は、振子制御を行う鉄道車両200における気体圧アクチュエータシステム220の構成を説明する図である。この気体圧アクチュエータシステム220は、通常時は気体圧シリンダを振子制御のアクチュエータ機能として用い、振子制御ができない異常時には気体圧シリンダをダンパ機能として用いることができるものである。   FIG. 1 is a diagram illustrating a configuration of a gas pressure actuator system 220 in a railway vehicle 200 that performs pendulum control. The gas pressure actuator system 220 can use the gas pressure cylinder as an actuator function for pendulum control in normal times, and can use the gas pressure cylinder as a damper function in abnormal situations where pendulum control cannot be performed.

図1に示される鉄道車両200は、車体202と、台車204と、台車204の上においてローラ210によって支持される振子梁206と、振子梁206と車体202との間に設けられた空気ばね208とを備える。また、鉄道車両200は、車輪214を支持する車軸と、車軸と台車204との間に設けられるコイルばね212を備え、車輪214はレール216の上を走行可能である。   1 includes a vehicle body 202, a carriage 204, a pendulum beam 206 supported by a roller 210 on the carriage 204, and an air spring 208 provided between the pendulum beam 206 and the vehicle body 202. With. Further, the railway vehicle 200 includes an axle that supports the wheels 214 and a coil spring 212 provided between the axle and the carriage 204, and the wheels 214 can travel on the rails 216.

鉄道車両200に搭載される気体圧アクチュエータシステム220は、台車204と振子梁206との間に設けられる気体圧シリンダ230と、後に詳述する可変絞り装置10と、サーボ弁250と、車体202の傾斜状態等を検出するセンサ装置300と、制御装置310とを含んで構成される。   The gas pressure actuator system 220 mounted on the railway vehicle 200 includes a gas pressure cylinder 230 provided between the carriage 204 and the pendulum beam 206, a variable throttle device 10, which will be described in detail later, a servo valve 250, and a vehicle body 202. A sensor device 300 that detects an inclination state and the like and a control device 310 are configured.

制御装置310は、車両搭載に適したコンピュータで構成できる。制御装置310は、気体圧シリンダ230を振子制御のアクチュエータ機能として用いるときの制御を行うアクチュエータ制御処理部312と、気体圧シリンダ230と可変絞り装置10とサーボ弁250との間の接続関係を切り替えて、気体圧シリンダ230を可変絞り装置10と組み合わせることでダンパ機能を有するように切り替える切替制御処理部314を含む。これらの機能は、ソフトウェアで実現でき、具体的には、気体圧アクチュエータシステム制御プログラムを実行することで実現できる。これらの機能の一部をハードウェアで実現するものとしてもよい。   The control device 310 can be configured by a computer suitable for mounting on a vehicle. The control device 310 switches the connection relationship among the actuator control processing unit 312 that performs control when the gas pressure cylinder 230 is used as an actuator function for pendulum control, and the gas pressure cylinder 230, the variable throttle device 10, and the servo valve 250. In addition, a switching control processing unit 314 that switches to have a damper function by combining the gas pressure cylinder 230 with the variable throttle device 10 is included. These functions can be realized by software, specifically, by executing a gas pressure actuator system control program. Some of these functions may be realized by hardware.

図2は、気体圧アクチュエータシステム220の詳細構成を示す図である。上記のように、気体圧アクチュエータシステム220は、気体圧シリンダ230と、可変絞り装置10と、サーボ弁250を含んで構成されるが、図2には、これらを接続する気体流路が気体供給源270と共に示されている。   FIG. 2 is a diagram showing a detailed configuration of the gas pressure actuator system 220. As described above, the gas pressure actuator system 220 includes the gas pressure cylinder 230, the variable throttle device 10, and the servo valve 250. In FIG. Shown with source 270.

この気体流路は、気体圧シリンダ230の2つの供給ポート242,244と、可変絞り装置10の2つの入力ポート28,30と、サーボ弁250の1つのサーボ弁供給ポート262と2つの出力ポート264,266の合計7つのポートを相互に接続して配管される流路である。   This gas flow path includes two supply ports 242 and 244 of the gas pressure cylinder 230, two input ports 28 and 30 of the variable throttle device 10, one servo valve supply port 262 and two output ports of the servo valve 250. It is a flow path that is piped by connecting a total of seven ports 264 and 266 to each other.

気体圧シリンダ230は、台車204に接続されるシリンダ筐体232と、振子梁206に接続されるシリンダロッド234と、シリンダロッド234の先端に設けられシリンダ筐体232の内壁を摺動するピストン236を含んで構成されるピストン・シリンダ機構である。   The gas pressure cylinder 230 includes a cylinder housing 232 connected to the carriage 204, a cylinder rod 234 connected to the pendulum beam 206, and a piston 236 provided at the tip of the cylinder rod 234 and sliding on the inner wall of the cylinder housing 232. Is a piston / cylinder mechanism including

気体圧シリンダ230は、シリンダ筐体232の内壁内に、ピストン236によって仕切られ、ピストン236の両側に形成される2つの気体室238,240を有する。気体室238は、供給ポート242に接続され、気体室240は、供給ポート244に接続される。   The gas pressure cylinder 230 has two gas chambers 238 and 240 that are partitioned by a piston 236 and formed on both sides of the piston 236 in the inner wall of the cylinder housing 232. The gas chamber 238 is connected to the supply port 242, and the gas chamber 240 is connected to the supply port 244.

気体圧シリンダ230は、このようにピストン・シリンダ機構であるので、外部から2つの気体室238,240にそれぞれ制御気体圧を有する気体を供給するときは、ピストン236をシリンダ筐体232に対して移動駆動し、これによって振子梁206を台車204に対して移動駆動するアクチュエータとして用いることができる。また、2つの気体室238,240に外部から気体を供給せず、2つの気体室238,240にある気体を利用して可変絞り装置10に接続することで、振子梁206と台車204との間の動揺等を吸収するダンパとして用いることができる。この2つの機能の切替の詳細については後述する。   Since the gas pressure cylinder 230 is a piston / cylinder mechanism as described above, when supplying a gas having a control gas pressure to the two gas chambers 238 and 240 from the outside, the piston 236 is attached to the cylinder housing 232. It can be used as an actuator that moves and drives the pendulum beam 206 relative to the carriage 204. In addition, by supplying the gas in the two gas chambers 238 and 240 to the variable throttle device 10 without supplying the gas to the two gas chambers 238 and 240 from the outside, the pendulum beam 206 and the carriage 204 can be connected to each other. It can be used as a damper that absorbs fluctuations and the like. Details of switching between these two functions will be described later.

サーボ弁250は、サーボ弁スリーブ252と、サーボ弁スリーブ252の内部に収納されるサーボ弁スプール254と、サーボ弁スプール254をサーボ弁スリーブ252に対し相対的に移動駆動するフォースモータ256と、サーボ弁スプール254をサーボ弁スリーブ252に対し中立位置に引き戻す復元ばね258を含むフォースモータ駆動スリーブ・スプール機構である。 The servo valve 250 includes a servo valve sleeve 252, and Rusa turbo valve spool 254 housed inside the servo valve sleeve 252, a force motor 256 relatively moving drive the servo valve spool 254 relative to the servo valve sleeve 252 A force motor drive sleeve / spool mechanism including a restoring spring 258 that pulls the servo valve spool 254 back to a neutral position relative to the servo valve sleeve 252.

サーボ弁250は、制御装置310からフォースモータ256に対する駆動指令信号を受け取る信号ポート260と、気体供給源270から供給気体圧PSが供給されるサーボ弁供給ポート262とを有し、駆動指令信号に応じてフォースモータ256が作動することでサーボ弁スプール254がサーボ弁スリーブ252に対し相対的に移動することで供給気体圧PSから2つの制御気体圧PA,PBを生成する機能を有する。サーボ弁250は、2つの出力ポート264,266を有し、これらには、それぞれ生成された制御気体圧PA,PBを有する気体が出力される。 Servo valve 250 has a signal port 260 which receives a drive command signal from the controller 310 for the force motor 256, and a servo valve supply port 262 supplies gas pressure P S is supplied from the gas supply source 270, the drive command signal Accordingly, the servomotor spool 256 is operated relative to the servovalve sleeve 252 when the force motor 256 is operated to generate two control gas pressures P A and P B from the supply gas pressure P S. Have. The servo valve 250 has two output ports 264 and 266, to which gases having generated control gas pressures P A and P B are output, respectively.

可変絞り装置10は、2つの入力ポート28,30を有し、この2つの入力ポート28,30から入力される気体のそれぞれの気体圧の間の差圧に応じて流れを可変的に絞る機能を有する装置である。   The variable throttle device 10 has two input ports 28 and 30, and has a function to variably throttle the flow in accordance with the differential pressure between the gas pressures of the gases input from the two input ports 28 and 30. It is an apparatus having.

可変絞り装置10は2つの入力ポート28,30を有するが、その詳細な内容の説明の前に、気体流路関係の説明を行う。   The variable throttle device 10 has two input ports 28 and 30. Before explaining the detailed contents of the variable throttle device 10, the gas flow path relation will be explained.

2つの導入弁280,282は、サーボ弁の2つの出力ポート264,266と、気体圧シリンダ230の2つの供給ポート242,244との間に設けられ、制御装置310の制御の下で開閉制御が行われる開閉弁である。具体的には、気体圧シリンダ230をアクチュエータ機能を有するものとして利用するときには開状態とされ、気体圧シリンダ230を可変絞り装置10と共にダンパ機能を有するものとして利用するときには閉状態とされる。   The two introduction valves 280 and 282 are provided between the two output ports 264 and 266 of the servo valve and the two supply ports 242 and 244 of the gas pressure cylinder 230, and are controlled to open and close under the control of the control device 310. Is an on-off valve. Specifically, when the gas pressure cylinder 230 is used as having an actuator function, it is opened, and when the gas pressure cylinder 230 is used together with the variable throttle device 10 as a damper function, it is closed.

2つの連通弁284,286は、気体圧シリンダ230の2つの供給ポート242,244と、可変絞り装置10の2つの入力ポート28,30との間に設けられ、制御装置310の制御の下で開閉制御が行われる開閉弁である。具体的には、気体圧シリンダ230をアクチュエータ機能を有するものとして利用するときには閉状態とされ、気体圧シリンダ230を可変絞り装置10と共にダンパ機能を有するものとして利用するときには開状態とされる。このように、2つの導入弁280,282と2つの連通弁284,286とは、導入弁が開くときは連通弁が閉じ、導入弁が閉じるときは連通弁が開くというように、互いに逆の開閉状態となるように制御される。2種類の弁の開閉動作に時間差を設けるものとしてもよい。   The two communication valves 284 and 286 are provided between the two supply ports 242 and 244 of the gas pressure cylinder 230 and the two input ports 28 and 30 of the variable throttle device 10, and are under the control of the control device 310. This is an on-off valve that is controlled to open and close. Specifically, when the gas pressure cylinder 230 is used as having an actuator function, it is closed, and when the gas pressure cylinder 230 is used together with the variable throttle device 10 as a damper function, it is opened. Thus, the two introduction valves 280 and 282 and the two communication valves 284 and 286 are opposite to each other, such that when the introduction valve is opened, the communication valve is closed, and when the introduction valve is closed, the communication valve is opened. It is controlled to be in an open / close state. A time difference may be provided between the opening and closing operations of the two types of valves.

2つのチェック弁290,292は、可変絞り装置10の2つの入力ポート28,30の間に可変絞り装置10と並列接続されるように配置される気体圧上限リミッタである。チェック弁290,292は、開弁するときの圧力の方向が相互に逆向きである。すなわち、2つの入力ポート28,30におけるそれぞれの気体圧の差である差圧が予め定めた上限差圧より高くなると、チェック弁290またはチェック弁292が開弁し、それ以上の差圧とならない。   The two check valves 290 and 292 are gas pressure upper limiters arranged so as to be connected in parallel with the variable throttle device 10 between the two input ports 28 and 30 of the variable throttle device 10. The check valves 290 and 292 have pressure directions opposite to each other when opened. That is, when the differential pressure, which is the difference between the gas pressures at the two input ports 28 and 30, becomes higher than a predetermined upper limit differential pressure, the check valve 290 or the check valve 292 is opened, and the differential pressure is not increased any more. .

2つの固定絞り294,296は、気体供給源270から気体圧シリンダ230および可変絞り装置10に向かって少量の気体を供給するときに、その供給量を制限するための流量リミッタである。すなわち、気体圧シリンダ230を可変絞り装置10と組み合わせてダンパ機能として用いるときは、気体が圧縮性流体であるので、適当に気体を補う必要があるが、その補給気体流量を調整するために用いられる。   The two fixed throttles 294 and 296 are flow rate limiters for limiting the supply amount when supplying a small amount of gas from the gas supply source 270 toward the gas pressure cylinder 230 and the variable throttle device 10. That is, when the gas pressure cylinder 230 is used as a damper function in combination with the variable throttle device 10, since the gas is a compressible fluid, it is necessary to supplement the gas appropriately, but it is used to adjust the replenishment gas flow rate. It is done.

ここで、図1の制御装置310の内容について説明する。制御装置310は、気体圧アクチュエータシステム220における他の構成要素の作動を統一的に制御する装置で、車両搭載に適したコンピュータで構成できる。制御装置310は、気体圧シリンダ230を振子制御のアクチュエータ機能として用いるときの制御を行うアクチュエータ制御処理部312と、気体圧シリンダ230と可変絞り装置10とサーボ弁250との間の接続関係を切り替えて、気体圧シリンダ230を可変絞り装置10と組み合わせることでダンパ機能を有するように切り替える切替制御処理部314を含む。   Here, the contents of the control device 310 of FIG. 1 will be described. The control device 310 is a device that controls the operation of other components in the gas pressure actuator system 220 in a unified manner, and can be configured by a computer suitable for mounting on a vehicle. The control device 310 switches the connection relationship among the actuator control processing unit 312 that performs control when the gas pressure cylinder 230 is used as an actuator function for pendulum control, and the gas pressure cylinder 230, the variable throttle device 10, and the servo valve 250. In addition, a switching control processing unit 314 that switches to have a damper function by combining the gas pressure cylinder 230 with the variable throttle device 10 is included.

切替制御処理部314は、切替指令に基づき、2つの導入弁280,282の開閉と2つの連通弁284,286の開閉とを制御し、気体圧シリンダ230がサーボ弁250と接続され可変絞り装置10とは遮断されるアクチュエータ機能作動状態と、気体圧シリンダ230が可変絞り装置10と接続されサーボ弁250とは遮断されるダンパ機能作動状態との間で作動状態を切り替える機能を有する。   The switching control processing unit 314 controls the opening and closing of the two introduction valves 280 and 282 and the opening and closing of the two communication valves 284 and 286 based on the switching command, and the gas pressure cylinder 230 is connected to the servo valve 250 and the variable throttle device. 10 has a function of switching the operating state between an actuator function operating state that is interrupted by 10 and a damper function operating state in which the gas pressure cylinder 230 is connected to the variable throttle device 10 and is disconnected from the servo valve 250.

具体的には、上記で述べたように、気体圧シリンダ230をアクチュエータ機能を有するものとして利用するときには、2つの導入弁280,282が開状態、2つの連通弁284,286が閉状態とされ、気体圧シリンダ230を可変絞り装置10と共にダンパ機能を有するものとして利用するときには、2つの導入弁280,282が閉状態、2つの連通弁284,286が開状態とされる。なお、切替指令は、気体圧シリンダ230の作動異常またはアクチュエータ制御処理部312における処理結果が異常となったことを制御装置310が判断したときに発行される。   Specifically, as described above, when the gas pressure cylinder 230 is used as having an actuator function, the two introduction valves 280 and 282 are opened, and the two communication valves 284 and 286 are closed. When the gas pressure cylinder 230 is used with the variable throttle device 10 as a damper function, the two introduction valves 280 and 282 are closed and the two communication valves 284 and 286 are opened. The switching command is issued when the control device 310 determines that the operation of the gas pressure cylinder 230 is abnormal or the processing result in the actuator control processing unit 312 is abnormal.

制御装置310のこれらの機能は、ソフトウェアで実現でき、具体的には、気体圧アクチュエータシステム制御プログラムを実行することで実現できる。これらの機能の一部をハードウェアで実現するものとしてもよい。   These functions of the control device 310 can be realized by software, specifically, by executing a gas pressure actuator system control program. Some of these functions may be realized by hardware.

次に、可変絞り装置10について説明する。図3は、可変絞り装置10の構成を説明する図である。この可変絞り装置10は、筐体20と、スリーブ40と、揺動スプール50とを備えるスプール・スリーブ機構の一種である。筐体20には、気体圧シリンダ230の気体室238に接続され第1気体圧PAを有する気体が供給または排出される第1接続口である入力ポート28と、気体圧シリンダ230の気体室240に接続され第2気体圧PBを有する気体が供給または排出される第2接続口である入力ポート30とが設けられる。 Next, the variable aperture device 10 will be described. FIG. 3 is a diagram illustrating the configuration of the variable aperture device 10. The variable throttle device 10 is a kind of a spool / sleeve mechanism including a housing 20, a sleeve 40, and a swing spool 50. The housing 20 includes a first connection port in which the input port 28 of a gas having a first gas pressure P A is connected to the gas chamber 238 of the pneumatic cylinder 230 is supplied or discharged, the gas chamber of the gas pressure cylinder 230 An input port 30 that is a second connection port connected to 240 and through which a gas having a second gas pressure P B is supplied or discharged is provided.

ここで、第1気体圧PAと第2気体圧PBは、可変絞り装置10が気体圧シリンダ230と共に用いられて全体としてダンパ機能を発揮するときは、気体圧シリンダ230の供給ポート242,244における気体圧となるので、その気体圧PA,PBと同じ記号を用いている。 Here, the first gas pressure P A and the second gas pressure P B are supplied to the supply port 242 of the gas pressure cylinder 230 when the variable throttle device 10 is used together with the gas pressure cylinder 230 and exhibits a damper function as a whole. Since the gas pressure is 244, the same symbols are used as the gas pressures P A and P B.

そして、この可変絞り装置10は、揺動スプール50の左右両端に第1気体圧PAと第2気体圧PBとが与えられて、その気体圧の差である軸方向差圧によって揺動スプール50が揺動駆動力を受けるのに適した構成を有するものである。なお、左右とは、揺動スプール50の軸方向に沿った位置についてのもので、図3に示すように、揺動スプール50の軸方向をX軸方向として、+X側を右側とすれば−X側が左側である。 The variable throttle device 10 is swung by an axial differential pressure, which is a difference between the first and second gas pressures P A and P B , applied to the left and right ends of the swing spool 50. The spool 50 has a configuration suitable for receiving a swing driving force. Note that the left and right are for the position along the axial direction of the swing spool 50. As shown in FIG. 3, if the axial direction of the swing spool 50 is the X-axis direction and the + X side is the right side, The X side is the left side.

図3において、筐体20は、中心部にスリーブ40と揺動スプール50とが配置される配置空間を有する筒状部材である。この配置空間において、揺動スプール50の左右両端側にそれぞれ設けられる左側バネ室22と右側バネ室24は、それぞれに左側復元バネ60と右側復元バネ62が軸方向に圧縮・伸長可能に収納される空間である。   In FIG. 3, the housing 20 is a cylindrical member having an arrangement space in which the sleeve 40 and the swing spool 50 are arranged at the center. In this arrangement space, the left spring chamber 22 and the right spring chamber 24 respectively provided on the left and right ends of the swing spool 50 are respectively accommodated so that the left restoring spring 60 and the right restoring spring 62 can be compressed and extended in the axial direction. Space.

また、筐体20において、入力ポート28からスリーブ40側に延びる第1導入流路29は、スリーブ40に設けられる左開口部44と右開口部46を介して、第1気体圧PAを有する気体を揺動スプール50側に供給し、または、揺動スプール50側から第1気体圧PAを有する気体を排出するための流路である。ここでは、左開口部44と右開口部46とが筐体20の内部を通る第1導入流路29に共に接続されることで、左開口部44と右開口部46とが連通して、気体を導く開口部としては同じ機能を有するものとなっている。その意味で、互いに連通するように構成された左開口部44と右開口部46とを合わせて、第1開口部と呼ぶことができる。このように、第1開口部とは、入力ポート28に関する流路の開口部のことである。 Further, the housing 20, the first introduction passage 29 extending from the input port 28 on the sleeve 40 side through the left opening 44 and the right opening 46 provided in the sleeve 40, having a first gas pressure P A gas was supplied to the swing spool 50 side, or a passage for discharging a gas having a first gas pressure P a from the pivot spool 50 side. Here, the left opening 44 and the right opening 46 are connected together to the first introduction flow path 29 passing through the inside of the housing 20, so that the left opening 44 and the right opening 46 communicate with each other, The opening for introducing gas has the same function. In that sense, the left opening 44 and the right opening 46 configured to communicate with each other can be collectively referred to as a first opening. Thus, the first opening is an opening of the flow path related to the input port 28.

第1導入流路29と左側バネ室22とを接続する第1接続流路32は、第1気体圧PAを左側バネ室に供給することで、後述するように、左ランド54の左側面に第1気体圧PAに対応する軸方向力を与える機能を有する流路である。 First connection channel 32 connecting the first introduction passage 29 and the left spring chamber 22, by supplying the first gas pressure P A on the left side spring chamber, as described below, the left side surface of the left land 54 to a channel having a function of providing an axial force corresponding to the first gas pressure P a.

同様に、筐体20において、入力ポート30からスリーブ40側に延びる第2導入流路31は、スリーブ40に設けられる中央開口部42を介して、第2気体圧PBを有する気体を揺動スプール50側に供給し、または、揺動スプール50側から第2気体圧PBを有する気体を排出するための流路である。中央開口部42は1つであるが、これを上記の第1開口部と対比するために、第2開口部と呼ぶことができる。すなわち、第2開口部とは、入力ポート30に関する流路の開口部のことである。 Similarly, in the housing 20, the second introduction flow path 31 extending from the input port 30 toward the sleeve 40 oscillates the gas having the second gas pressure P B via the central opening 42 provided in the sleeve 40. It is a flow path for supplying gas to the spool 50 side or discharging gas having the second gas pressure P B from the swing spool 50 side. Although there is one central opening 42, it can be referred to as a second opening for comparison with the first opening. That is, the second opening is an opening of the flow path related to the input port 30.

また、第2導入流路31と右側バネ室24とを接続する第2接続流路34は、第2気体圧PBを右側バネ室に供給することで、後述するように、右ランド56の右側面に第2気体圧PBに対応する力を与える機能を有する流路である。 In addition, the second connection flow path 34 that connects the second introduction flow path 31 and the right spring chamber 24 supplies the second gas pressure P B to the right spring chamber, so that, as will be described later, The flow path has a function of applying a force corresponding to the second gas pressure P B to the right side surface.

左側バネ室22に収納される左側復元バネ60と、右側バネ室24に収納される右側復元バネ62とは、揺動スプール50の軸方向移動に対し、中立位置に戻す機能を有する弾性体である。図3では、左側復元バネ60、右側復元バネ62はコイルバネとして示されているが、揺動スプール50の軸方向に圧縮・伸長して、揺動スプール50が軸方向に移動する場合に常に中立位置に引き戻す機能を有する弾性体であれば、プラスチックゴム、板バネ等であってもよい。   The left restoring spring 60 accommodated in the left spring chamber 22 and the right restoring spring 62 accommodated in the right spring chamber 24 are elastic bodies having a function of returning to the neutral position with respect to the axial movement of the swing spool 50. is there. In FIG. 3, the left restoring spring 60 and the right restoring spring 62 are shown as coil springs. However, the left restoring spring 60 and the right restoring spring 62 are always neutral when they are compressed and extended in the axial direction of the swing spool 50 and moved in the axial direction. As long as it is an elastic body having a function of pulling back to the position, plastic rubber, leaf spring, or the like may be used.

左側復元バネ60は、上記のように弾性体であるが、その軸方向の両端にはそれぞれ円板が設けられる。左側の円板は、左側復元バネ60の軸方向位置を定め、復元力を設定するためのものである。筐体20にねじ込まれる左側調整ネジ70は、その先端がこの左側の円板に接触し、ねじ込み量に応じてその軸方向位置を調整する機能を有する。このようにして、左側調整ネジ70のねじ込み量調整によって左側復元バネ60の復元力が設定される。なお左側調整ネジ70と後述する右側調整ネジ72は、いずれか一方あるいは双方とも省略することができる。   The left restoring spring 60 is an elastic body as described above, and disks are provided at both ends in the axial direction. The left disk is for determining the axial position of the left restoring spring 60 and setting the restoring force. The left adjustment screw 70 to be screwed into the housing 20 has a function of adjusting the axial position according to the screwing amount, with the tip thereof being in contact with the left disk. In this way, the restoring force of the left restoring spring 60 is set by adjusting the screwing amount of the left adjusting screw 70. Note that one or both of the left adjustment screw 70 and the right adjustment screw 72 described later can be omitted.

左側復元バネ60における右側の円板は、揺動スプール50の左端に復元力を伝達するものである。右側の円板と揺動スプール50の左端とは、摩擦が少なくなるように、ピボットと軸受の構成を取ることができる。すなわち、右側の円板の左端面にピボットを設け、揺動スプール50の左端にピボットを受ける軸受を配置して、線接触によって相互の支持を行うものとできる。ピボットを揺動スプール50に設け、軸受を右側円板に設けるものとしてもよい。なお、ピボット等は摩擦を少なくするためのものであるので、ピボット等がなくても、可変絞り装置10は絞りとして機能する。   The disc on the right side of the left restoring spring 60 transmits the restoring force to the left end of the swing spool 50. The right disc and the left end of the oscillating spool 50 can be configured as a pivot and a bearing so that friction is reduced. That is, a pivot is provided on the left end surface of the right disk, and a bearing that receives the pivot is disposed on the left end of the swing spool 50, thereby supporting each other by line contact. The pivot may be provided on the swing spool 50 and the bearing may be provided on the right disk. Since the pivot or the like is for reducing friction, the variable aperture device 10 functions as an aperture even without a pivot or the like.

また、左側バネ室22には第1気体圧PAの気体が導かれる。そして、左側バネ室22における右側の円板の外周と、左側バネ室22の内壁との間を通って、第1気体圧PAの気体が揺動スプール50の左ランド54の左側面に導かれる。これによって、第1気体圧PAに応じた軸方向力が揺動スプール50の左ランド54の左側面に与えられる。 Further, the gas in the first gas pressure P A is guided to the left the spring chamber 22. Then, the outer periphery of the right disc in the left spring chamber 22, passes between the inner wall of the left spring chamber 22, the gas of the first gas pressure P A is electrically on the left side of the left land 54 of the oscillating spool 50 It is burned. Thus, the axial force corresponding to the first gas pressure P A is applied to the left side of the left land 54 of the oscillating spool 50.

同様に、右側復元バネ62においても、その軸方向の両端にはそれぞれ円板が設けられる。そして、右側の円板は、右側復元バネ62の軸方向位置を定め、復元力を設定するためのものであり、左側の円板は、揺動スプール50に復元力を伝達するものである。また、右側バネ室24には第2気体圧PBの気体が導かれる。そして、右側バネ室24における左側の円板の外周と、右側バネ室24の内壁との間を通って、第2気体圧PBの気体が揺動スプール50の右ランド56の右側面に導かれる。これによって、第2気体圧PBに応じた軸方向力が揺動スプール50の右ランド56の右側面に与えられることも同様である。また、筐体20にねじ込まれる右側調整ネジ72は、そのねじ込み量に応じて右側復元バネ62の軸方向位置を調整する機能を有することも同様である。その他、詳細な構成は、左側復元バネ60に関して説明したものと同様の内容である。 Similarly, the right restoring spring 62 is also provided with discs at both ends in the axial direction. The right disk determines the axial position of the right restoring spring 62 and sets the restoring force. The left disk transmits the restoring force to the swing spool 50. The right spring chamber 24 is guided with a gas having the second gas pressure P B. Then, the gas having the second gas pressure P B is guided to the right side surface of the right land 56 of the swing spool 50 through the space between the outer circumference of the left disc in the right spring chamber 24 and the inner wall of the right spring chamber 24. It is burned. As a result, an axial force corresponding to the second gas pressure P B is similarly applied to the right side surface of the right land 56 of the swing spool 50. Similarly, the right adjustment screw 72 screwed into the housing 20 has a function of adjusting the axial position of the right restoring spring 62 in accordance with the screwing amount. In other respects, the detailed configuration is the same as that described for the left restoring spring 60.

このようにして、揺動スプール50の両端には、左側復元バネ60と右側復元バネ62とが設けられ、基本的には、揺動スプール50の軸方向位置が中立位置とされる。そして、上記のように、左側バネ室22の側から第1気体圧PAに応じた軸方向力が揺動スプール50の左端に与えられ、右側バネ室24の側から第2気体圧PBに応じた軸方向力が揺動スプール50の右端に与えられるので、その差圧である(PA−PB)に応じて、揺動スプール50は中立位置から移動する駆動力が与えられることになる。なお、第1気体圧PA=第2気体圧PBのときには、揺動スプール50は正しく中立位置に位置する。なお、図3は、揺動スプール50が正しく中立位置にある状態を示す図である。 In this way, the left restoring spring 60 and the right restoring spring 62 are provided at both ends of the swing spool 50, and basically the axial position of the swing spool 50 is set to the neutral position. As described above, the axial force from the side of the left side spring chamber 22 according to the first gas pressure P A is applied to the left end of the swing spool 50, a second gas pressure P B from the side of the right side spring chamber 24 Since the axial force according to the pressure is applied to the right end of the swing spool 50, the swing spool 50 is given a driving force to move from the neutral position according to the differential pressure (P A -P B ). become. When the first gas pressure P A = the second gas pressure P B , the swing spool 50 is correctly positioned at the neutral position. FIG. 3 is a view showing a state where the swing spool 50 is correctly in the neutral position.

図3におけるスリーブ40は、筐体20の中心部におけるスリーブ40と揺動スプール50とが配置される配置空間に取り付け固定される円筒状の部材で、外周部は筐体20に固定される固定面とされ、内周面は揺動スプール50を軸方向移動可能に支持する摺動面とされる。摺動面としては、スリーブ40と揺動スプール50との金属接触によるもののほか、揺動スプール50の外周に樹脂等を設け、金属と樹脂との接触によるものとしてもよい。   The sleeve 40 in FIG. 3 is a cylindrical member that is fixedly attached to the arrangement space in which the sleeve 40 and the swing spool 50 are arranged at the center of the housing 20, and the outer peripheral portion is fixed to the housing 20. The inner peripheral surface is a sliding surface that supports the swing spool 50 so as to be movable in the axial direction. As the sliding surface, in addition to the contact between the sleeve 40 and the swing spool 50, a resin or the like may be provided on the outer periphery of the swing spool 50, and the contact between the metal and the resin may be used.

筐体20の構成の説明で述べたように、スリーブ40には、軸方向に沿って相互に離間して3つの開口部が設けられる。配置順序は、図3に示すように、−X側である左側から+X側である右側に向かって、左開口部44、中央開口部42、右開口部46である。これらの開口部に対応して筐体20にも3つの開口部が設けられ、既に述べたように、左開口部44と右開口部46とは第1導入流路29に接続され、中央開口部42は第2導入流路31に接続される。   As described in the description of the configuration of the housing 20, the sleeve 40 is provided with three openings spaced apart from each other along the axial direction. As shown in FIG. 3, the arrangement order is the left opening 44, the central opening 42, and the right opening 46 from the left side that is −X side to the right side that is + X side. Corresponding to these openings, the housing 20 is also provided with three openings, and as described above, the left opening 44 and the right opening 46 are connected to the first introduction flow path 29 and the central opening. The part 42 is connected to the second introduction flow path 31.

揺動スプール50は、ステム上に左ランド54と中央ランド52と右ランド56とが配置される軸体である。各ランドの配置順序は、図3に示すように、−X側である左側から+X側である右側に向かって、左ランド54、中央ランド52、右ランド56である。ラ各ランドの外周寸法は、スリーブ40の内周面の摺動面の内径寸法よりやや小さめに設定される。やや小さめとは、各ランドとスリーブ40とによって気密を保持しながら、揺動スプール50がスリーブ40に支持されて軸方向に滑らかに移動可能な隙間を保持する程度である。また、この隙間によってダンピング効果を積極的に働かせる場合には、この隙間量をある程度広くすることがよい。   The swing spool 50 is a shaft body on which a left land 54, a center land 52, and a right land 56 are arranged on a stem. As shown in FIG. 3, the arrangement order of each land is a left land 54, a center land 52, and a right land 56 from the left side that is −X side to the right side that is + X side. The outer peripheral dimension of each land is set slightly smaller than the inner diameter dimension of the sliding surface of the inner peripheral surface of the sleeve 40. Slightly smaller means that the swing spool 50 is supported by the sleeve 40 and maintains a gap that can be smoothly moved in the axial direction while maintaining airtightness between the lands and the sleeve 40. In addition, when the damping effect is positively exerted by this gap, it is preferable to widen this gap amount to some extent.

ステムは、各ランドの間を接続する細い軸部材であって、その外径は各ランドの外径に比べて十分小さい。したがって、各ランド間のステムと、スリーブ40との間には空間が形成され、この空間は気体を保持あるいは気体が流れる気体室となる。図3の例では、左ランド54と中央ランドとの間に左気体室、中央ランド52と右ランドとの間に右気体室が形成されている。   The stem is a thin shaft member that connects the lands. The outer diameter of the stem is sufficiently smaller than the outer diameter of the lands. Therefore, a space is formed between the stem between each land and the sleeve 40, and this space becomes a gas chamber that holds gas or flows gas. In the example of FIG. 3, a left gas chamber is formed between the left land 54 and the center land, and a right gas chamber is formed between the center land 52 and the right land.

揺動スプール50の各ランドの配置位置と、スリーブ40の各開口部の配置位置とは次のように設定される。すなわち、揺動スプール50が中立位置にあるとき、中央ランド52は、中央開口部42をちょうど閉じる位置である。そして、左ランド54は、左開口部44を完全に開くように、左開口部44の位置よりも−X方向にずれた位置とされる。また、右ランド56は、右開口部46を完全に開くように、右開口部46の位置よりも+X方向にずれた位置とされる。   The arrangement positions of the lands of the swing spool 50 and the arrangement positions of the openings of the sleeve 40 are set as follows. That is, when the swing spool 50 is in the neutral position, the central land 52 is a position where the central opening 42 is just closed. The left land 54 is shifted to the −X direction from the position of the left opening 44 so that the left opening 44 is completely opened. Further, the right land 56 is set at a position shifted in the + X direction from the position of the right opening 46 so that the right opening 46 is completely opened.

したがって、中立状態では、第1気体圧PAは、左側バネ室22に供給される他に、左開口部44と右開口部46を介して、揺動スプール50の側に供給される。一方、第2気体圧PBは、右側バネ室24に供給されるが、中央開口部42が中央ランド52で閉じられているので、そこで遮断されて揺動スプール50の側には供給されない。 Therefore, in the neutral state, the first gas pressure P A, in addition to being supplied to the left the spring chamber 22, through the left opening 44 and the right opening 46, is supplied to the side of the swing spool 50. On the other hand, the second gas pressure P B is supplied to the right spring chamber 24, but the central opening 42 is closed by the central land 52, so that it is blocked and not supplied to the swing spool 50 side.

すなわち、図3に示されるように、揺動スプール50がスリーブ40に対し中立状態にあるときには、第1開口部と第2開口部に対する各ランドの相対位置関係について第1開口部と第2開口部との間の連通量がゼロとなるように設定される。具体的には、図3のようにスプールが3つのランドを有し、スリーブが3つの開口部を有する場合、上記のように、中立状態では、中央ランド52が第2開口部である中央開口部42を完全に塞ぐことができるように、中央ランド52と中央開口部42の位置関係が設定される。このとき、左ランド54と右ランド56は、いずれも第2開口部である左開口部44と右開口部46を塞がないような位置関係とされる。このような位置関係にあるときの揺動スプール50の位置が揺動スプール50の中立位置である。   That is, as shown in FIG. 3, when the swing spool 50 is in a neutral state with respect to the sleeve 40, the first opening and the second opening with respect to the relative positional relationship of each land with respect to the first opening and the second opening. It is set so that the amount of communication with the part becomes zero. Specifically, when the spool has three lands and the sleeve has three openings as shown in FIG. 3, the center land 52 is the second opening in the neutral state as described above. The positional relationship between the central land 52 and the central opening 42 is set so that the portion 42 can be completely closed. At this time, the left land 54 and the right land 56 are in such a positional relationship that the left opening 44 and the right opening 46, which are the second openings, are not blocked. The position of the swing spool 50 in such a positional relationship is the neutral position of the swing spool 50.

なお、場合によっては、中立状態であっても、第1開口部と第2開口部との間の連通量について予め定めた所定量の連通状態としてもよい。具体的には、中央ランド52が第2開口部である中央開口部42を完全に塞がずに、予め定めた余裕隙間でもって第開口部を部分的に開くものとしてもよい。このように中央ランド52が第開口部を部分的に開くようにすることで、第1開口部と第2開口部との間に、適当量の気体の連通を行わせることができる。これによって、可変絞り装置10の動作をより安定なものとできる。また、逆に、中央開口部42の両側に揺動スプール50のオーバラップを設け、中立状態およびオーバラップの範囲で揺動スプール50が移動しても第1開口部と第2開口部とが連通しないようにすることもできる。以下では、中立状態のときに第1開口部と第2開口部との間の連通量がゼロである場合について説明を続ける。 In some cases, even in the neutral state, the communication amount between the first opening and the second opening may be a predetermined amount of communication that is predetermined. Specifically, the central land 52 central opening 42 is a second opening without completely blocked, or as to open the second opening with a predetermined allowance gap in part batchwise. In this way, the central land 52 to open the second opening partially, between the first opening and the second opening, can perform a communication suitable amount of gas. Thereby, the operation of the variable aperture device 10 can be made more stable. Conversely, an overlap of the swing spool 50 is provided on both sides of the central opening 42, and even if the swing spool 50 moves in the neutral state and the overlap range, the first opening and the second opening are not It is possible to prevent communication. Below, description is continued about the case where the communication amount between a 1st opening part and a 2nd opening part is zero in a neutral state.

また、軸方向差圧(PA−PB)が発生すると、揺動スプール50はその中立状態から移動する。この移動によって、第1開口部と第2開口部に対する各ランドの相対位置関係が可変的に変更される。これによって、気体の流れを可変的に絞るようにして、第1開口部と第2開口部との間の連通量が移動の方向に関わらず位置関係の変更量に応じて変更されることになる。移動の方向に関わらずとは、移動の方向が右側方向であっても、左側方向であっても、揺動スプール50に対するスリーブ40の相対的移動量の絶対値が同じであれば、第1開口部と第2開口部との間の連通量が同じとなる、という意味である。その具体的内容については後述する。 Further, when the axial differential pressure (P A -P B ) is generated, the swing spool 50 moves from its neutral state. By this movement, the relative positional relationship of each land with respect to the first opening and the second opening is variably changed. As a result, the amount of communication between the first opening and the second opening is changed according to the amount of change in the positional relationship regardless of the direction of movement so as to variably restrict the gas flow. become. Regardless of the direction of movement, the first value is the same as long as the absolute value of the relative movement amount of the sleeve 40 with respect to the swing spool 50 is the same regardless of whether the movement direction is the right direction or the left direction. This means that the amount of communication between the opening and the second opening is the same. The specific contents will be described later.

上記構成の作用を図4から図11を用いて詳細に説明する。図4は、気体圧シリンダ230をアクチュエータとして利用するときの気体流路の状態を示す図で、図5は、気体圧シリンダ230を可変絞り装置10と共にダンパとして利用するときの気体流路の状態を示す図である。 The operation of the above configuration will be described in detail with reference to FIGS. Figure 4 is a diagram showing a state of the gas flow path when utilizing the gas pressure cylinder 230 as an actuator, FIG. 5, the gas stream when using a gas pressure cylinder 230 as a damper with a variable throttle device 10 It is a figure which shows the state of a road.

図4における状態は、振子制御を行う鉄道車両200が通常に走行等を行っている状態である。この状態では、気体圧シリンダ230がアクチュエータ機能を有するものとして利用される。したがって、制御装置310によって、2つの導入弁280,282が開状態、2つの連通弁284,286が閉状態とされる。これにより、可変絞り装置10は気体圧シリンダ230から切り離され、気体圧シリンダ230はサーボ弁250と接続状態とされる。   The state in FIG. 4 is a state in which the railway vehicle 200 that performs pendulum control normally travels. In this state, the gas pressure cylinder 230 is used as having an actuator function. Therefore, the control device 310 opens the two introduction valves 280 and 282 and closes the two communication valves 284 and 286. Thereby, the variable throttle device 10 is disconnected from the gas pressure cylinder 230, and the gas pressure cylinder 230 is connected to the servo valve 250.

すなわち、センサ装置300によって検出された車体202の傾斜状態等を判断して、制御装置310のアクチュエータ制御処理部312が適切な車体姿勢となるような駆動指令信号を発行し、これに基づいてサーボ弁250のフォースモータ256が作動し、サーボ弁スプール254をサーボ弁スリーブ252に対し相対的に移動させて、供給気体圧PSから2つの制御気体圧PA,PBが生成され、出力ポート264,266に出力される。 That is, the inclination state of the vehicle body 202 detected by the sensor device 300 is determined, and a drive command signal is issued so that the actuator control processing unit 312 of the control device 310 takes an appropriate vehicle body posture. The force motor 256 of the valve 250 is actuated to move the servo valve spool 254 relative to the servo valve sleeve 252 to generate two control gas pressures P A and P B from the supply gas pressure P S , and an output port 264 and 266.

出力ポート264からの制御気体圧PAを有する気体は、気体圧シリンダ230の供給ポート242を経由して気体室238に供給される。同様に、出力ポート266からの制御気体圧PBを有する気体は、気体圧シリンダ230の供給ポート244を経由して気体室240に供給される。このようにして気体圧シリンダ230の2つの気体室238,240にそれぞれ制御気体圧PA,PBを有する気体が供給されると、2つの制御気体圧PA,PBの差によって、ピストン236はシリンダ筐体232の内壁を摺動する。これによって、ピストンロッド234はシリンダ筐体232に対し相対的に移動し、したがって、台車204に対し振子梁206を相対的に移動することができる。これが気体圧シリンダ230のアクチュエータとしての機能である。 Gas having a controlled gas pressure P A from the output port 264 is supplied to the gas chamber 238 through the supply port 242 of the pneumatic cylinder 230. Similarly, the gas having the control gas pressure P B from the output port 266 is supplied to the gas chamber 240 via the supply port 244 of the gas pressure cylinder 230. When the gas having the control gas pressures P A and P B is supplied to the two gas chambers 238 and 240 of the gas pressure cylinder 230 in this way, the piston is caused by the difference between the two control gas pressures P A and P B. 236 slides on the inner wall of the cylinder housing 232. As a result, the piston rod 234 moves relative to the cylinder housing 232, and thus the pendulum beam 206 can move relative to the carriage 204. This is the function of the gas pressure cylinder 230 as an actuator.

図5における状態は、振子制御を行う鉄道車両200が異常状態となったときである。このときには、気体圧シリンダ230がダンパ機能を有するものとして利用される。すなわち、制御装置310によってこの異常状態が生じていると判断されると、制御装置310の切替制御処理部314の機能によって、2つの導入弁280,282が閉状態、2つの連通弁284,286が開状態とされる。これにより、サーボ弁250は気体圧シリンダ230から切り離され、気体圧シリンダ230は可変絞り装置10と接続状態とされる。 The state in FIG. 5 is when the railway vehicle 200 that performs pendulum control enters an abnormal state. At this time, the gas pressure cylinder 230 is used as having a damper function. That is, when the controller 310 determines that this abnormal state has occurred, the two introduction valves 280 and 282 are closed by the function of the switching control processing unit 314 of the controller 310, and the two communication valves 284 and 286 are closed. Is opened. As a result, the servo valve 250 is disconnected from the gas pressure cylinder 230, and the gas pressure cylinder 230 is connected to the variable throttle device 10.

すなわち、気体圧シリンダ230の気体室238は供給ポート242を介して可変絞り装置10の入力ポート28と接続され、気体圧シリンダ230の気体室240供給ポート244を介して可変絞り装置10の入力ポート30と接続される。これによって、気体室238と気体室240が可変絞り装置10を介して循環する1つの閉鎖された気体流路が形成される。そして、この閉鎖された気体流路の中に、台車204と振子梁206の間の相対運動によってピストン236が移動するので、この閉鎖された気体流路は、全体として、台車204と振子梁206の間の相対運動に対するダンパとして働く。これが気体圧シリンダ230と可変絞り装置10のダンパ機能である。   That is, the gas chamber 238 of the gas pressure cylinder 230 is connected to the input port 28 of the variable throttle device 10 via the supply port 242, and the input port of the variable throttle device 10 via the gas chamber 240 supply port 244 of the gas pressure cylinder 230. 30. As a result, one closed gas flow path in which the gas chamber 238 and the gas chamber 240 circulate through the variable throttle device 10 is formed. Then, the piston 236 is moved by the relative movement between the carriage 204 and the pendulum beam 206 in the closed gas flow path, so that the closed gas flow path is generally composed of the carriage 204 and the pendulum beam 206. Acts as a damper against relative motion between the two. This is the damper function of the gas pressure cylinder 230 and the variable throttle device 10.

図6から図8は、可変絞り装置10の作用を説明する図である。可変絞り装置10は、2つの入力ポート28,30から入力される気体のそれぞれの気体圧の間の差圧に応じて流れを可変的に絞る機能を有する装置であり、この流れを可変に絞ることについて、特別の駆動装置も特別の制御駆動信号も要しない。2つの入力ポート28,30におけるそれぞれの気体圧の差圧によって自動的に作動して流れを絞る作用を有する。   6 to 8 are diagrams for explaining the operation of the variable aperture device 10. The variable throttle device 10 is a device having a function of variably restricting the flow in accordance with the differential pressure between the gas pressures of the gases input from the two input ports 28 and 30, and variably restricts this flow. In this regard, no special drive device or special control drive signal is required. It has the effect of automatically operating by the differential pressure of the respective gas pressures at the two input ports 28 and 30 to restrict the flow.

この作用は、気体圧アクチュエータシステム220についてみると、ダンパ機能作動状態において、気体圧シリンダ230の2つの供給ポート242,244における気体圧PA,PBのいずれか一方を第1気体圧とし他方を第2気体圧として、第1気体圧と第2気体圧との差である差圧に応じ、2つの入力ポート28,30の間の連通量を差圧の符号に関わらず線形的にまたは非線形的に変更するものである。 In the operation of the gas pressure actuator system 220, in the damper function operating state, this action is achieved by setting one of the gas pressures P A and P B at the two supply ports 242 and 244 of the gas pressure cylinder 230 as the first gas pressure. Is the second gas pressure, and the communication amount between the two input ports 28 and 30 is linearly irrespective of the sign of the differential pressure according to the differential pressure that is the difference between the first gas pressure and the second gas pressure. Or it changes non-linearly.

図6、図7は、上記構成の可変絞り装置10の作用を説明する図である。図6は、第1気体圧PAが第2気体圧PBよりも低圧である場合、図7は、第1気体圧PAが第2気体圧PBよりも高圧である場合である。 6 and 7 are diagrams for explaining the operation of the variable aperture device 10 having the above-described configuration. 6 shows a case where the first gas pressure P A is lower than the second gas pressure P B , and FIG. 7 shows a case where the first gas pressure P A is higher than the second gas pressure P B.

図6においては、第1気体圧PAが第2気体圧PBよりも低圧である。すなわち、第2気体圧PBが第1気体圧PAよりも高圧であるので、右側バネ室24の側から揺動スプール50の右端に与えられる気体圧PBによる−X方向の駆動力が、左側バネ室22の側から揺動スプール50の左端に与えられる気体圧PAによる+X方向の駆動力よりも大きい。したがって、この軸方向差圧(PB−PA)による揺動駆動力によって、揺動スプール50は、中立位置よりも−X側に移動する。 In FIG. 6, the first gas pressure P A is lower than the second gas pressure P B. That is, since the second gas pressure P B is higher than the first gas pressure P A , the driving force in the −X direction due to the gas pressure P B applied from the right spring chamber 24 side to the right end of the swing spool 50 is increased. , greater than the driving force of the gas pressure P a in accordance + X direction given from the side of the left side spring chamber 22 at the left end of the swing spool 50. Therefore, the swinging spool 50 moves to the −X side from the neutral position by the swinging driving force by this axial direction differential pressure (P B −P A ).

この揺動スプール50の中立位置から−X側への移動によって、中央ランド52は中央開口部42の右側を開く。開く量は、軸方向差圧(PB−PA)によって異なる。つまり、開く量である流路面積は、軸方向差圧(PB−PA)が大きければ大きく、軸方向差圧(PB−PA)が小さければ小さい。このように、流路面積は、軸方向差圧(PB−PA)によって可変的に変更される。 By moving the swing spool 50 from the neutral position to the −X side, the central land 52 opens the right side of the central opening 42. The opening amount varies depending on the axial differential pressure (P B -P A ). That is, the flow channel area is the amount of opening is large when the axial pressure difference (P B -P A) is large, smaller the axial differential pressure (P B -P A) is. Thus, the flow path area is variably changed by the axial differential pressure (P B −P A ).

このようにして、気体圧シリンダ230の気体室240からの第2気体圧PBを有する気体は、入力ポート30−第2導入流路31−中央開口部42−揺動スプール50の右気体室−右開口部46−第1導入流路29−入力ポート28を通り、気体圧シリンダ230の気体室238に導かれる。 In this way, the gas having the second gas pressure P B from the gas chamber 240 of the gas pressure cylinder 230 is converted into the right gas chamber of the input port 30 -the second introduction flow path 31 -the central opening 42 -the swing spool 50. -The right opening 46-the first introduction flow path 29-through the input port 28 and led to the gas chamber 238 of the gas pressure cylinder 230.

一方、図7においては、第1気体圧PAが第2気体圧PBよりも高圧であるので、左側バネ室22の側から揺動スプール50の左端に与えられる気体圧PAによる+X方向の駆動力が、右側バネ室24の側から揺動スプール50の右端に与えられる気体圧PBによる−X方向の駆動力よりも大きい。したがって、この軸方向差圧(PA−PB)による揺動駆動力によって、揺動スプール50は、中立位置よりも+X側に移動する。 On the other hand, in FIG. 7, the first gas pressure P A because it is a higher pressure than the second gas pressure P B, due to the gas pressure P A applied from the side of the left side spring chamber 22 at the left end of the swing spool 50 + X direction Is larger than the driving force in the −X direction by the gas pressure P B applied to the right end of the swing spool 50 from the right spring chamber 24 side. Therefore, the swinging spool 50 moves to the + X side from the neutral position by the swinging driving force generated by the axial direction differential pressure (P A −P B ).

この揺動スプール50の中立位置から+X側への移動によって、中央ランド52は中央開口部42の左側を開く。開く量は、軸方向差圧(PA−PB)によって異なる。揺動スプール50の中立位置から−X側への移動の場合と同様に、開く量である流路面積は、軸方向差圧(PA−PB)によって可変的に変更される。 By moving the swing spool 50 from the neutral position to the + X side, the central land 52 opens the left side of the central opening 42. The opening amount varies depending on the axial differential pressure (P A −P B ). As in the case of the movement from the neutral position of the swing spool 50 to the −X side, the flow path area, which is the opening amount, is variably changed by the axial differential pressure (P A −P B ).

したがって、気体圧シリンダ230の気体室238からの第1気体圧PAを有する気体は、入力ポート28−第1導入流路29−左開口部44−揺動スプール50の左気体室−中央開口部42−第2導入流路31−入力ポート30を通り、気体圧シリンダ230の気体室240に導かれる。 Therefore, gas having a first gas pressure P A from the gas chamber 238 of the pneumatic cylinder 230, the input port 28-the first introduction passage 29 to the left gas chamber of the left opening 44- oscillating spool 50 - central opening The portion 42, the second introduction flow path 31, and the input port 30 are led to the gas chamber 240 of the gas pressure cylinder 230.

このように、可変絞り装置10は、気体圧シリンダ230の気体室238の気体圧PAが気体圧シリンダ230の気体室240の気体圧PBよりも低圧のときは、高圧側の気体圧シリンダ230の気体室240の側から高圧気体の供給を受け、逆に、気体圧シリンダ230の気体室240の気体圧PBが気体圧シリンダ230の気体室238の気体圧PAよりも低圧のときは、高圧側の気体圧シリンダ230の気体室238の側から気体圧シリンダ230の気体室240に対し高圧気体の供給を行うものとできる。このような作用によって、可変絞り装置10を用いることで、気体圧シリンダ230の気体室238と気体室240との間の気圧差を抑制することができる。 Thus, the variable throttle device 10, when the gas pressure P A of the gas chamber 238 of the pneumatic cylinder 230 is lower pressure than the gas pressure P B of the gas chamber 240 of the pneumatic cylinder 230, the high pressure side of the pneumatic cylinder supplied with high pressure gas from the side of the gas chamber 240 of the 230, on the contrary, when the lower pressure than the gas pressure P a of the gas chamber 238 of the gas pressure P B is the gas pressure cylinder 230 of the gas chamber 240 of the pneumatic cylinder 230 The high pressure gas can be supplied from the gas chamber 238 side of the high pressure side gas pressure cylinder 230 to the gas chamber 240 of the gas pressure cylinder 230. With such an action, by using the variable throttle device 10, it is possible to suppress a pressure difference between the gas chamber 238 and the gas chamber 240 of the gas pressure cylinder 230.

ここで、気体圧シリンダ230の気体室238と気体圧シリンダ230の気体室240との間の気圧差を抑制するための揺動スプール50の駆動は、第1気体圧PAと第2気体圧PBとの間の差である軸方向差圧を利用しており、特別な駆動装置を用いることなく、軸方向差圧が生じれば自動的に揺動駆動が行われる。また、軸方向差圧の大きさに応じて流路面積が可変され、軸方向差圧が大きいほど、流路面積が大きくなるので、気体圧シリンダ230の気体室238と気体圧シリンダ230の気体室240との間に気圧差が生じても、迅速にその気圧差を解消して平衡圧に戻すことができる。このように、揺動スプール50のX方向移動量と流路面積の変化量とが比例関係となるように開口部の形状を設定できる。そのほかに、X方向移動量と流路面積との関係を非線形とすることもでき、また2段階変化とすることもできる。 Here, the drive, the first gas pressure P A and the second gas pressure swing spool 50 for suppressing the pressure difference between the gas chamber 240 of the gas chamber 238 and a gas pressure cylinder 230 of the pneumatic cylinder 230 The axial differential pressure, which is a difference from P B , is used, and if an axial differential pressure is generated without using a special drive device, the swing drive is automatically performed. Further, the flow path area is varied according to the magnitude of the axial differential pressure, and the larger the axial differential pressure, the larger the flow path area. Therefore, the gas chamber 238 of the gas pressure cylinder 230 and the gas of the gas pressure cylinder 230 Even if a pressure difference occurs between the chamber 240 and the chamber 240, the pressure difference can be quickly eliminated and the equilibrium pressure can be restored. In this way, the shape of the opening can be set so that the amount of movement of the swing spool 50 in the X direction and the amount of change in the flow path area have a proportional relationship. In addition, the relationship between the amount of movement in the X direction and the flow path area can be made non-linear, or can be changed in two steps.

図8は、可変絞り装置10の作用として、揺動スプール50とスリーブ40との間の相対的位置関係が変更されたときの第1開口部Aと第2開口部Bとの間の連通量の変化を説明する図である。図には、横軸に時間をとり、揺動スプール50とスリーブ40との間の相対的位置の差である変位Xの変化と、これに対応する第1開口部Aと第2開口部Bとの間の連通量の変化が示されている。図に示されるように、Xが中立状態からみてプラス側あるいはマイナス側に変化しても、第1開口部Aと第2開口部Bとの間の連通量は、Xの変化の方向に関わらず、Xの絶対値が同じであれば、同じとなる。第1開口部Aと第2開口部Bとの間の連通量の大きさは、Xの絶対値の大きさの変更に応じて変更される。つまり、可変絞り装置10は、Xの変化関数に対する一種の整流作用を有している。 FIG. 8 shows the operation of the variable throttle device 10 as a communication between the first opening A and the second opening B when the relative positional relationship between the swing spool 50 and the sleeve 40 is changed. It is a figure explaining the change of quantity. In FIG. 8 , the horizontal axis takes time, the change of the displacement X, which is the relative position difference between the swing spool 50 and the sleeve 40, and the first opening A and the second opening corresponding thereto. The change in the communication amount with B is shown. As shown in FIG. 8 , even if X changes from the neutral state to the plus side or the minus side, the communication amount between the first opening A and the second opening B is the direction of change of X. Regardless, if the absolute values of X are the same, they are the same. The magnitude of the communication amount between the first opening A and the second opening B is changed according to the change in the magnitude of the absolute value of X. That is, the variable aperture device 10 has a kind of rectifying action with respect to the change function of X.

このように、可変絞り装置10は、入力ポート28,30のそれぞれにおける気体圧の差である差圧に応じて、揺動スプール50とスリーブ40との間の相対的位置関係が変化し、それによって第1開口部Aと第2開口部Bとの間の連通量が自動的に変化するので、絞り装置として用いることができる。   Thus, the variable throttle device 10 changes the relative positional relationship between the swing spool 50 and the sleeve 40 in accordance with the differential pressure that is the difference in gas pressure between the input ports 28 and 30. As a result, the communication amount between the first opening A and the second opening B automatically changes, so that it can be used as a diaphragm device.

そして、この可変絞り装置10入力ポート28,30をそれぞれ気体圧シリンダ230の供給ポート242,244に接続することで、全体としてダンパ機能として利用することができる。すなわち、図5で説明した構成において、振子制御が働かないとき、振子梁206と台車204との間に相対的運動が生じるとき、気体圧シリンダ230と可変絞り装置10は、全体としてダンパ機能を発揮し、振子梁206と台車204との間の相対的速度V=dX/dtに対応する反力Fを生じる。
By connecting the input ports 28 and 30 of the variable throttle device 10 to the supply ports 242 and 244 of the gas pressure cylinder 230, respectively, it can be used as a damper function as a whole. That is, in the configuration described with reference to FIG. 5, when the pendulum control does not work, and when relative movement occurs between the pendulum beam 206 and the carriage 204, the gas pressure cylinder 230 and the variable throttle device 10 have a damper function as a whole. This produces a reaction force F corresponding to the relative speed V = dX / dt between the pendulum beam 206 and the carriage 204.

図9は、気体圧シリンダ230と可変絞り装置10とを組み合わせたときのダンパ作用の特性線322の様子を示す図である。ここで横軸は振子梁206と台車204との間の相対的速度Vで、縦軸はピストンロッド234とシリンダ筐体232との間に生じる反力Fである。   FIG. 9 is a diagram illustrating a state of the characteristic line 322 of the damper action when the gas pressure cylinder 230 and the variable throttle device 10 are combined. Here, the horizontal axis is the relative speed V between the pendulum beam 206 and the carriage 204, and the vertical axis is the reaction force F generated between the piston rod 234 and the cylinder housing 232.

ここでは、参考のために、気体圧シリンダ230の特性に開口部の大きさを合わせこんだ固定絞りであるオリフィス絞りを用い場合の特性線320も示されている。図9に示されるように、オリフィス絞りを用いたときの特性線320はヒステリシス特性を有するのに対し、可変絞り装置10を用いる図5の場合は、線形性を有する特性線322となっている。   Here, for reference, a characteristic line 320 in the case of using an orifice restrictor which is a fixed restrictor in which the size of the opening is matched to the characteristics of the gas pressure cylinder 230 is also shown. As shown in FIG. 9, the characteristic line 320 when using the orifice restrictor has a hysteresis characteristic, whereas in the case of FIG. 5 using the variable restrictor 10, the characteristic line 322 has linearity. .

図10は、図5に関連して説明したチェック弁290,292の作用を説明する図である。この図に示されるように、チェック弁290,292によって入力ポート28,30における気体圧の上限を適切に制限することで、可変絞り装置10のダンパ特性の特性線322において、反力Fのばらつきを小さくし、全体の大きさを変更した特性線324とすることが可能となる。   FIG. 10 is a diagram illustrating the operation of the check valves 290 and 292 described with reference to FIG. As shown in this figure, by appropriately limiting the upper limit of the gas pressure at the input ports 28 and 30 by the check valves 290 and 292, the variation of the reaction force F in the characteristic line 322 of the damper characteristic of the variable throttle device 10 It is possible to make the characteristic line 324 in which the overall size is changed.

可変絞り装置10は、上記のように、揺動スプール50のX方向移動量と流路面積の変化量とを比例関係とするほかに、開口部の形状を工夫することで、X方向移動量と流路面積との関係を非線形とすることができる。したがって、開口部の形状を工夫することで、速度V=dX/dtに対する反力Fの関係を比例関係のほかに非線形とすることができる。図11は模式的にその様子を説明する図で、比例関係の特性線322のほかに、速度Vが大きくと反力Fが急増する特性線326、速度Vが大きくなると反力Fが飽和する特性線328が可能となる。   As described above, the variable throttle device 10 has a proportional relationship between the amount of movement of the swing spool 50 in the X direction and the amount of change in the flow path area, and by devising the shape of the opening, And the channel area can be made non-linear. Therefore, by devising the shape of the opening, the relationship of the reaction force F with respect to the velocity V = dX / dt can be made nonlinear in addition to the proportional relationship. FIG. 11 is a diagram schematically illustrating the state, in addition to the proportional characteristic line 322, a characteristic line 326 in which the reaction force F increases rapidly when the speed V increases, and the reaction force F saturates when the speed V increases. A characteristic line 328 is possible.

このように、可変絞り装置10を気体圧シリンダ230と組み合わせたダンパ機能は、可変絞り装置10の特性を利用して、ダンパ特性の特性線を柔軟に設計することができる。これによって、鉄道車両200における制御の設計自由度を向上させることができる。   As described above, the damper function in which the variable throttle device 10 is combined with the gas pressure cylinder 230 can flexibly design the characteristic line of the damper characteristic using the characteristics of the variable throttle device 10. Thereby, the design freedom of control in the railway vehicle 200 can be improved.

次に、可変絞り装置の変形例について説明する。図12は、図3の構成において、第1接続流路32と第2接続流路34とに、それぞれ固定絞り部80,81を設ける可変絞り装置12の構成を説明する図である。第1接続流路32、第2接続流路34、固定絞り部80,81以外の構成は図3と同じである。   Next, a modified example of the variable aperture device will be described. FIG. 12 is a diagram illustrating the configuration of the variable throttle device 12 in which the fixed throttle portions 80 and 81 are provided in the first connection flow path 32 and the second connection flow path 34 in the configuration of FIG. The configuration other than the first connection flow path 32, the second connection flow path 34, and the fixed throttle portions 80 and 81 is the same as that in FIG.

固定絞り部80は、第1接続流路32に設けられ、左側バネ室22に導かれる気体の流れを予め定めた絞り量で絞るためのものである。同様に固定絞り部81は、第2接続流路34に設けられ、右側バネ室24に導かれる気体の流れを予め定めた絞り量で絞るためのものである。これによって、揺動駆動力の急変を抑制し、揺動駆動力の変化を滑らかなものとすることができる。   The fixed restricting portion 80 is provided in the first connection flow path 32 and is used to restrict the flow of gas guided to the left spring chamber 22 by a predetermined restricting amount. Similarly, the fixed restricting portion 81 is provided in the second connection flow path 34 and is used for restricting the flow of gas guided to the right spring chamber 24 by a predetermined amount of restriction. As a result, a sudden change in the swing drive force can be suppressed, and the change in the swing drive force can be made smooth.

これら2つの固定絞り部80,81は同じものを用いることができるが、特にこれらを区別したいときは、第1固定絞り部80、第2固定絞り部81と呼ぶことができる。第1固定絞り部80、第2固定絞り部81としては、オリフィス絞り、ラジアルスリット方式絞り、多孔質物質の中に気体を流す多孔質絞り等を用いることができる。   These two fixed throttle portions 80 and 81 can be the same, but can be referred to as the first fixed throttle portion 80 and the second fixed throttle portion 81 particularly when it is desired to distinguish them. As the first fixed throttle unit 80 and the second fixed throttle unit 81, an orifice throttle, a radial slit type throttle, a porous throttle that allows a gas to flow into a porous material, or the like can be used.

固定絞り部80の絞りの流路抵抗は、左側バネ室22の気体容量に応じて、気体流れの脈動周波数を抑制するように設定することができる。すなわち、一般的に、絞りの流路抵抗をRとし、気体が流れ込む気体室の気体容量をCとすると、気体の流れの固有振動数fは、f=ω/(2π)=1/(2πRC)で示される。これ以上速い周波数は応答しないので、ハイパスカットフィルタ、すなわちローパスフィルタとして用いることができる。   The flow path resistance of the throttle of the fixed throttle unit 80 can be set so as to suppress the pulsation frequency of the gas flow according to the gas volume of the left spring chamber 22. That is, generally, if the flow path resistance of the throttle is R and the gas capacity of the gas chamber into which the gas flows is C, the natural frequency f of the gas flow is f = ω / (2π) = 1 / (2πRC ). Since a frequency faster than this does not respond, it can be used as a high-pass cut filter, that is, a low-pass filter.

上記では、スリーブ40に設けられる左開口部44と右開口部46において、第1気体圧PAを有する気体が揺動スプール50の側に供給されまたは揺動スプール50の側から排出され、そして、中央開口部42において、第2気体圧PBを有する気体が揺動スプール50の側に供給されまたは揺動スプール50の側から排出される。このような場合、上記のように、左開口部44と右開口部46とを第1開口部、中央開口部42を第2開口部と呼ぶことができる。このように、上記では、開口部は3つであったが、開口部を3つ以外とすることもできる。 In the above, in the left opening portion 44 and the right opening 46 provided in the sleeve 40, a gas having a first gas pressure P A is discharged from the side of the supply to the side or swinging spool 50 of the pivot spool 50, and In the central opening 42, the gas having the second gas pressure P B is supplied to the oscillating spool 50 side or discharged from the oscillating spool 50 side. In such a case, as described above, the left opening 44 and the right opening 46 can be referred to as a first opening, and the central opening 42 can be referred to as a second opening. Thus, in the above description, there are three openings, but the number of openings may be other than three.

上記では、気体圧アクチュエータシステム220が振子制御を行う鉄道車両200に適用される場合を説明したが、図13は、動揺防止制御を行う鉄道車両201に適用される気体圧アクチュエータシステム221の例を示す図である。ここでは、車体202の梁と台車204との間に気体圧シリンダ230が設けられ、さらに可変絞り装置10とサーボ弁250を備える。   Although the case where the gas pressure actuator system 220 is applied to the railway vehicle 200 that performs the pendulum control has been described above, FIG. 13 illustrates an example of the gas pressure actuator system 221 that is applied to the rail vehicle 201 that performs the shake prevention control. FIG. Here, a gas pressure cylinder 230 is provided between the beam of the vehicle body 202 and the carriage 204, and the variable throttle device 10 and the servo valve 250 are further provided.

気体圧アクチュエータシステム221における気体圧シリンダ230と可変絞り装置10とサーボ弁250の間の接続関係は、図2で説明した内容と同じである。この気体圧アクチュエータシステム221は、例えば、鉄道車両201が所定の速度以上となる通常走行条件のときには、車体202と台車204との間の相対的動揺を抑制するように、気体圧シリンダ230が動揺防止アクチュエータとして作用する。そして、動揺防止制御が働かない条件の下では、気体圧シリンダ230と可変絞り装置10とがダンパ機能として働く。   The connection relationship among the gas pressure cylinder 230, the variable throttle device 10, and the servo valve 250 in the gas pressure actuator system 221 is the same as that described in FIG. The gas pressure actuator system 221 is configured such that, for example, when the railcar 201 is in a normal traveling condition at a predetermined speed or more, the gas pressure cylinder 230 is oscillated so as to suppress relative oscillation between the vehicle body 202 and the carriage 204. Acts as a prevention actuator. Under the condition that the anti-swaying control does not work, the gas pressure cylinder 230 and the variable throttle device 10 work as a damper function.

前者のときの気体流れの様子は図4に関連して説明した内容と同様であり、後者のときの気体流れの様子は図5に関連して説明した内容と同様であるので、詳細な説明を省略する。   The state of the gas flow in the former case is the same as the content described in relation to FIG. 4, and the state of the gas flow in the latter case is the same as the content described in relation to FIG. Is omitted.

本発明に係る気体圧アクチュエータシステムは、振子制御を行う鉄道車両、動揺防止制御を行う鉄道車両等に利用できる。   The gas pressure actuator system according to the present invention can be used for a railway vehicle that performs pendulum control, a railway vehicle that performs anti-shake control, and the like.

10,12 可変絞り装置、20,100 筐体、22 左側バネ室、24 右側バネ室、28,30 入力ポート、29,31 導入流路、32,34 接続流路、40,102 スリーブ、42,44,46 開口部、50 揺動スプール、52 中央ランド、54 左ランド、56 右ランド、60 左側復元バネ、62 右側復元バネ、70 左側調整ネジ、72 右側調整ネジ、80,81 固定絞り部、200,201 鉄道車両、202 車体、204 台車、206 振子梁、210 ローラ、214 車輪、216 レール、220,221 気体圧アクチュエータシステム、230 気体圧シリンダ、232 シリンダ筐体、234 シリンダロッド、234 ピストンロッド、236 ピストン、238,240 気体室、242,244 供給ポート、250 サーボ弁、252 サーボ弁スリーブ、254 サーボ弁スプール、256 フォースモータ、260 信号ポート、262 サーボ弁供給ポート、264,266 出力ポート、270 気体供給源、280,282 導入弁、284,286 連通弁、290,292 チェック弁、300 センサ装置、310 制御装置、312 アクチュエータ制御処理部、314 切替制御処理部、320,322,324,326,328 特性線。   10, 12 Variable throttle device, 20, 100 Housing, 22 Left spring chamber, 24 Right spring chamber, 28, 30 Input port, 29, 31 Introduction flow path, 32, 34 Connection flow path, 40, 102 Sleeve, 42, 44, 46 opening, 50 swing spool, 52 center land, 54 left land, 56 right land, 60 left restoring spring, 62 right restoring spring, 70 left adjusting screw, 72 right adjusting screw, 80, 81 fixed throttle, 200, 201 Railcar, 202 Car body, 204 Bogie, 206 Pendulum beam, 210 Roller, 214 Wheel, 216 Rail, 220, 221 Gas pressure actuator system, 230 Gas pressure cylinder, 232 Cylinder housing, 234 Cylinder rod, 234 Piston rod 236 piston, 238, 240 gas chamber, 242, 244 Supply port, 250 Servo valve, 252 Servo valve sleeve, 254 Servo valve spool, 256 Force motor, 260 Signal port, 262 Servo valve supply port, 264, 266 Output port, 270 Gas supply source, 280, 282 Inlet valve, 284 286 communication valve, 290, 292 check valve, 300 sensor device, 310 control device, 312 actuator control processing unit, 314 switching control processing unit, 320, 322, 324, 326, 328 characteristic line.

Claims (3)

ピストンの両側の2つの気体室のそれぞれに制御気体圧を供給する2つの供給ポートを有する気体圧シリンダと、
気体供給源からの供給気体圧から気体圧シリンダに供給する2つの制御気体圧を生成して2つの出力ポートから出力するサーボ弁と、
2つの入力ポートから入力される気体のそれぞれの気体圧の間の差圧に応じて流れを可変的に絞る可変絞り装置と、
2つの供給ポートと2つの出力ポートとの間に設けられる2つの導入弁と、
2つの供給ポートと2つの入力ポートとの間に設けられる2つの連通弁と、
切替指令に基づき、2つの導入弁の開閉と2つの連通弁の開閉とを制御し、気体圧シリンダがサーボ弁と接続され可変絞り装置とは遮断されるアクチュエータ機能作動状態と、気体圧シリンダが可変絞り装置と接続されサーボ弁とは遮断されるダンパ機能作動状態との間で作動状態を切り替える切替制御部と、
を備え、
可変絞り装置は、
ダンパ機能作動状態において、気体圧シリンダの2つの供給ポートにおける気体圧のいずれか一方を第1気体圧とし他方を第2気体圧として、
ステム上に左ランドと中央ランドと右ランドとが配置される揺動スプールと、
揺動スプールの各ランドの外周を支持して揺動スプールをステムの軸方向に揺動自在に案内するスリーブと、
揺動スプールの左ランド及び右ランドに対し、それぞれステムの軸方向に沿った復元力を与える左側復元バネと右側復元バネと、
スリーブに設けられ第1気体圧を有する気体が揺動スプール側に供給されまたは揺動スプール側から排出される第1開口部と、
スリーブに設けられ第2気体圧を有する気体が揺動スプール側から排出されまたは揺動スプール側に供給される第2開口部と、
第1気体圧を有する気体を左側復元バネが収容される左側バネ室に導いて、左ランドの左側面に第1気体圧を与えるための第1接続流路と、
第2気体圧を有する気体を右側復元バネが収容される右側バネ室に導いて、右ランドの右側面に第2気体圧を与えるための第2接続流路と、
を含み、
第1開口部は、第2開口部の左側に設けられる左開口部と右側に設けられる右開口部とで構成され、左開口部と右開口部とは互いに連通し、
揺動スプールは、
左ランドの左側面に与えられる第1気体圧と右ランドの右側面に与えられる第2気体圧との差である軸方向差圧によって揺動駆動力を受け、
揺動スプールがスリーブに対し中立状態にあるときには、中央ランドが第2開口部に対応する位置にあり、左ランドが左開口部を完全に開く位置にあり、右ランドが右開口部を完全に開く位置にあり、
第1気体圧が第2気体圧に対し高圧であって第1気体圧から第2気体圧を減算した軸方向差圧ΔP 12 によって揺動スプールが軸方向に沿って右側に移動する揺動駆動力を受けるときは、ΔP 12 が大きいほど開口面積が大きくなるように中央ランドが自動的に右側に移動して第2開口部の左側を開いて第2開口部と左側開口部との間を連通させ、
第2気体圧が第1気体圧に対し高圧であって第2気体圧から第1気体圧を減算した軸方向差圧ΔP 21 によって搖動スプールが軸方向に沿って左側に移動する揺動駆動力を受けるときは、ΔP 21 が大きいほど開口面積が大きくなるように中央ランドが自動的に左側に移動して第2開口部の右側を開き、第2開口部と右側開口部との間を連通させ
第1気体圧と第2気体圧との間に差圧があるときは、搖動スリーブの移動方向に関わらず第1開口部と第2開口部が連通し、軸方向差圧が大きいほど第1開口部と第2開口部の間の連通量を大きくすることを特徴とする気体圧アクチュエータシステム。
A gas pressure cylinder having two supply ports for supplying a control gas pressure to each of the two gas chambers on both sides of the piston;
A servo valve that generates two control gas pressures to be supplied to a gas pressure cylinder from a supply gas pressure from a gas supply source and outputs them from two output ports;
A variable throttle device that variably throttles the flow according to the differential pressure between the gas pressures of the gases input from the two input ports;
Two introduction valves provided between two supply ports and two output ports;
Two communication valves provided between the two supply ports and the two input ports;
Based on the switching command, the actuator function operating state in which the opening and closing of the two introduction valves and the opening and closing of the two communication valves are controlled, the gas pressure cylinder is connected to the servo valve and is disconnected from the variable throttle device, and the gas pressure cylinder is A switching control unit that switches an operation state between a damper function operation state that is connected to the variable throttle device and is disconnected from the servo valve;
With
The variable aperture device
In the damper function operating state, one of the gas pressures in the two supply ports of the gas pressure cylinder is the first gas pressure and the other is the second gas pressure.
A swing spool in which a left land, a center land, and a right land are arranged on the stem;
A sleeve that supports the outer periphery of each land of the swing spool and guides the swing spool so as to swing freely in the axial direction of the stem;
A left restoring spring and a right restoring spring for applying a restoring force along the axial direction of the stem to the left land and the right land of the swing spool,
A first opening provided in the sleeve and having a first gas pressure supplied to the oscillating spool side or discharged from the oscillating spool side;
A second opening provided in the sleeve and having a second gas pressure discharged from the swing spool side or supplied to the swing spool side;
A first connection flow path for guiding a gas having a first gas pressure to a left spring chamber in which a left restoring spring is accommodated to apply a first gas pressure to the left side surface of the left land;
A second connecting flow path for guiding the gas having the second gas pressure to the right spring chamber in which the right restoring spring is accommodated to apply the second gas pressure to the right side surface of the right land;
Including
The first opening is composed of a left opening provided on the left side of the second opening and a right opening provided on the right side, and the left opening and the right opening communicate with each other,
The swing spool
Oscillating driving force is received by an axial differential pressure which is a difference between a first gas pressure applied to the left side of the left land and a second gas pressure applied to the right side of the right land;
When the swing spool is in a neutral state with respect to the sleeve, the center land is in a position corresponding to the second opening, the left land is in a position to fully open the left opening, and the right land is in the position completely opening the right opening. In the open position,
Oscillation drive in which the oscillation spool moves to the right along the axial direction by the axial differential pressure ΔP 12 obtained by subtracting the second gas pressure from the first gas pressure when the first gas pressure is higher than the second gas pressure When receiving a force , the central land automatically moves to the right side so that the larger the ΔP 12 is, the larger the opening area, the left side of the second opening is opened, and the gap between the second and left side openings is increased. Communicate
Oscillation driving force that causes the peristaltic spool to move to the left along the axial direction due to the axial differential pressure ΔP 21 obtained by subtracting the first gas pressure from the second gas pressure when the second gas pressure is higher than the first gas pressure. the when receiving, open the right side of the second opening to move automatically the central land to the left so that the opening area increases the larger the [Delta] P 21, communication between the second opening and the right opening Let
When there is a differential pressure between the first gas pressure and the second gas pressure, the first opening and the second opening communicate with each other regardless of the movement direction of the peristaltic sleeve, and the larger the axial differential pressure, the first A gas pressure actuator system characterized in that the amount of communication between the opening and the second opening is increased.
請求項に記載の気体圧アクチュエータシステムにおいて、
揺動スプールがスリーブに対し中立状態にあるときの第1開口部と第2開口部に対する各ランドの相対位置関係は、第1開口部と第2開口部との間の連通量がゼロあるいは予め定めた所定量の連通状態となるように設定され、あるいは中立状態から予め定めたオーバラップ量を超える移動によって初めて第1開口部と第2開口部との間が連通するように設定されることを特徴とする気体圧アクチュエータシステム。
The gas pressure actuator system according to claim 1 ,
When the swing spool is in a neutral state with respect to the sleeve, the relative positional relationship of each land with respect to the first opening and the second opening is such that the communication amount between the first opening and the second opening is zero or It is set so that a predetermined predetermined amount of communication is established, or is set so that the first opening and the second opening are in communication for the first time by a movement exceeding the predetermined overlap amount from the neutral state. A gas pressure actuator system.
請求項に記載の気体圧アクチュエータシステムにおいて、
第1接続流路に設けられ、左ランド側に導かれる気体の流れを予め定めた絞り量で絞る第1固定絞り部と、
第2接続流路に設けられ、右ランド側に導かれる気体の流れを予め定めた絞り量で絞る第2固定絞り部と、
を含むことを特徴とする気体圧アクチュエータシステム。
The gas pressure actuator system according to claim 1 ,
A first fixed restricting portion that is provided in the first connection flow path and restricts the flow of gas guided to the left land side by a predetermined restricting amount;
A second fixed restricting portion that is provided in the second connection flow path and restricts the flow of gas guided to the right land side by a predetermined restricting amount;
A gas pressure actuator system comprising:
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