(57)【要約】【課題】空気消費量を低減可能な鉄道車両の高さ調整装置を提供すること。【解決手段】台車２に対する車体１の高さを調整する鉄道車両の高さ調整装置１００であって、台車２に対する車体１の相対変位に応じて変位する作動ピストン２０（作動体）と、作動体の変位によって軸方向に移動して空気ばね３に対する圧縮空気の供給と排出を切換えるバルブロッド３０と、バルブロッド３０の軸方向への移動に抵抗を与えるダンパ６０と、を備える。【選択図】図２
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
台車に対する車体の高さを調整する鉄道車両の高さ調整装置であって、
前記台車に対する前記車体の相対変位に応じて変位する作動体と、
前記作動体の変位によって軸方向に移動して空気ばねに対する圧縮空気の供給と排出を切換えるバルブロッドと、
前記バルブロッドの軸方向への移動に抵抗を与えるダンパと、を備えることを特徴とする鉄道車両の高さ調整装置。
【請求項２】
前記作動体の変位によって前記バルブロッドに付勢力を与える付勢部材を備え、
前記付勢部材は、前記作動体と前記バルブロッドとの間に介装され、
前記作動体と前記バルブロッドとは付勢部材を介して移動可能に連結されることを特徴とする請求項１に記載の鉄道車両の高さ調整装置。
【請求項３】
前記作動体の変位によって前記バルブロッドに付勢力を与える付勢部材を備え、
前記付勢部材は、前記作動体の間に介装され、
前記作動体は、一端が前記車体に連結され、他端が前記バルブロッドに連結されることを特徴とする請求項１に記載の鉄道車両の高さ調整装置。
【請求項４】
前記作動体は、前記バルブロッドに連結される作動ピストンを含み、
前記付勢部材は、前記バルブロッドに支持され、前記作動ピストンを挟持することを特徴とする請求項２に記載の鉄道車両の高さ調整装置。
【請求項５】
前記ダンパは、前記バルブロッドに追従して軸方向に移動するダンパピストンを備え、
前記作動体は、前記台車に対する前記車体の相対変位に応じて前記ダンパピストンの軸方向に移動する作動ピストンを含み、
前記付勢部材は、前記ダンパピストンに支持され、前記作動ピストンを挟持することを特徴とする請求項２に記載の鉄道車両の高さ調整装置。
【請求項６】
前記付勢部材は、前記作動ピストンの両側に設けられることを特徴とする請求項４または５に記載の鉄道車両の高さ調整装置。
【請求項７】
前記作動体は、
前記台車に対する前記車体の相対変位に応じて軸まわりに回動する作動シャフトと、
前記作動シャフトに回転自在に支持される作動アームと、を含み、
前記付勢部材は、前記作動シャフトと前記作動アームとの間に介装されることを特徴とする請求項３に記載の鉄道車両の高さ調整装置。
【請求項８】
前記作動体は、前記台車と前記車体との間に介装され、一端が前記車体に連結される連結棒を含み、
前記連結棒の少なくとも一部が弾性変形して前記バルブロッドに付勢力を与えることを特徴とする請求項１〜７のいずれかに記載の鉄道車両の高さ調整装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、鉄道車両の台車に対する車体の高さを調整する高さ調整装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
鉄道車両では、台車に対して車体を支持する空気ばねを備え、空気ばねに圧縮空気を給排することで、車体の高さを調整するようになっている。
【０００３】
特許文献１の図９には、空気ばねに連通するバルブ孔と、バルブ孔内を台車に対する車体の高さに応じて軸方向に移動するバルブロッドと、を備えるレベリングバルブが開示されている。
【０００４】
上記レベリングバルブのバルブロッドは、バルブ孔との間に環状隙間を画成する大径部を有し、環状隙間の絞り流路長さによって空気ばねに給排される圧縮空気量を調節する。
【０００５】
上記レベリングバルブにおいてバルブロッドが中立位置にある場合には、空気ばねに連通する通路はコンプレッサ及び大気から遮断される。車体の荷重が増減して車体が台車に対して一定範囲内で昇降する場合には、バルブ孔とバルブロッドの大径部とがなす環状隙間を通じて微少流量の圧縮空気が空気ばねに給排され、車体が元の位置へと復帰する。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００６】
【特許文献１】特開２００１−３１５５１６号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００７】
鉄道車両にあっては、例えば車両に乗客が乗り降りするような状況で、車体の高さが短い周期で変動することがある。
【０００８】
しかしながら、上記レベリングバルブにあっては、バルブロッドの中立位置付近で開弁作動が行われない不感帯を持たないため、車体の高さが短い周期で変動する場合において、空気ばねに対する微少流量の圧縮空気の供給と排出が繰り返し行われる。このため、上記レベリングバルブを備える鉄道車両の高さ調整装置にあっては、コンプレッサから供給される空気消費量が増えるという問題がある。
【０００９】
本発明は上記の問題点に鑑みてなされたものであり、空気消費量を低減可能な鉄道車両の高さ調整装置を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【００１０】
本発明は、台車に対する車体の高さを調整する鉄道車両の高さ調整装置であって、台車に対する車体の相対変位に応じて変位する作動体と、作動体の変位によって軸方向に移動して空気ばねに対する圧縮空気の供給と排出を切換えるバルブロッドと、バルブロッドの軸方向への移動に抵抗を与えるダンパと、を備えることを特徴とする。
【発明の効果】
【００１１】
本発明では、台車に対して車体の高さが変化するのに連動して作動体が変位し、作動体の変位によってバルブロッドが軸方向に移動することで開弁作動し、空気ばねに対する圧縮空気の供給または排出が行われる。
【００１２】
ダンパはバルブロッドの軸方向への移動に対して抵抗を与えるため、バルブロッドの移動速度が低く抑えられ、作動体の変位に対するバルブロッドの移動に時間遅れが生じる。そのため、車体の高さが変化してから空気ばねに対して圧縮空気が給排されるまでにある程度の時間がかかる。これにより、例えば車両に乗客が乗り降りして車体の高さが短い周期で変動する場合には、空気ばねに対する圧縮空気の供給と排出とが繰り返し行われる現象が抑えられる。その結果、高さ調整装置における空気消費量が低減される。
【図面の簡単な説明】
【００１３】
【図１】本発明の第１実施形態に係る高さ調整装置の構成図である。
【図２】本発明の第１実施形態に係る高さ調整装置におけるレベリングバルブの断面図である。
【図３Ａ】本発明の第１実施形態に係る高さ調整装置におけるレベリングバルブの作動状態を示す断面図である。
【図３Ｂ】本発明の第１実施形態に係る高さ調整装置におけるレベリングバルブの作動状態を示す断面図である。
【図３Ｃ】本発明の第１実施形態に係る高さ調整装置におけるレベリングバルブの作動状態を示す断面図である。
【図３Ｄ】本発明の第１実施形態に係る高さ調整装置におけるレベリングバルブの作動状態を示す断面図である。
【図３Ｅ】本発明の第１実施形態に係る高さ調整装置におけるレベリングバルブの作動状態を示す断面図である。
【図４】本発明の第１実施形態に係る高さ調整装置におけるレベリングバルブの流量特性を示す線図である。
【図５】本発明の第２実施形態に係る高さ調整装置におけるレベリングバルブの断面図である。
【図６】本発明の第３実施形態に係る高さ調整装置におけるレベリングバルブの断面図である。
【図７】本発明の第４実施形態に係る高さ調整装置における高さ調整装置の構成図である。
【発明を実施するための形態】
【００１４】
以下、図面を参照しながら本発明の実施形態について説明する。
【００１５】
（第１実施形態）
まず、図１を参照して、高さ調整装置１００の概要について説明する。
【００１６】
鉄道車両の車体１と台車２の間には、空気ばね３が設けられる。高さ調整装置１００は、空気ばね３に圧縮空気を給排するレベリングバルブ１０を備え、車体１を一定の高さに維持する機能を有する。
【００１７】
レベリングバルブ１０は、車体１に取り付けられる。レベリングバルブ１０のレバー（作動体）４は、連結棒（作動体）５を介して台車２に連結される。車体１の荷重変化により空気ばね３が伸縮して車体１の高さが変化すると、連結棒５を介してレバー４が回動し、レベリングバルブ１０が以下のように作動する。
【００１８】
車体１が台車２に対して所定の高さ（中立位置）にある場合には、レバー４が中立位置にあり、レベリングバルブ１０が閉弁する。これにより、空気ばね３に連通する空気ばね通路６は、コンプレッサ（供給源）７に連通する供給源通路９及び排気通路８に対して閉鎖され、空気ばね３が一定の高さに保たれる。
【００１９】
車体１の荷重が増加して空気ばね３が縮んだ場合には、レバー４が中立位置から上方に押し上げられて図１の矢印Ａ方向へ回動し、それに伴って供給源通路９が開通する。これにより、コンプレッサ７からの圧縮空気が供給源通路９及び空気ばね通路６を通じて空気ばね３へ供給される。空気ばね３が一定の高さに復元すると、レバー４が中立位置に戻ってレベリングバルブ１０が閉弁し、圧縮空気の供給が遮断される。
【００２０】
一方、車体１の荷重が減少して空気ばね３が伸びた場合には、レバー４が中立位置から下方に引き下げられて図１の矢印Ｂ方向へ回動し、それに伴って排気通路８が開通する。これにより、空気ばね３の圧縮空気は空気ばね通路６及び排気通路８から大気へ排出される。空気ばね３が一定の高さに復元すると、レバー４が中立位置に戻ってレベリングバルブ１０が閉弁し、空気の排出が遮断される。
【００２１】
このように、レベリングバルブ１０が車体１と台車２の間に生じた相対変位を自動的に調整することにより、車体１の高さが一定に維持される。
【００２２】
次に、主に図２を参照して、レベリングバルブ１０について説明する。
【００２３】
レベリングバルブ１０は、台車２に対する車体１の相対変位に応じて変位する作動アーム（作動体）５５及び作動ピストン（作動体）２０と、作動ピストン２０の移動に追従して空気ばね３に給排される圧縮空気量を調節するバルブロッド３０と、バルブロッド３０の移動に抵抗を与えるダンパ６０と、これらを収装するケーシング１８と、を備える。
【００２４】
ケーシング１８は、車体１に固定される。ケーシング１８には、バルブハウジング４０がケーシング１９を介して取り付けられる。ケーシング１８には、作動ピストン２０及びバルブロッド３０がそれぞれの中心線Ｏが延びる軸方向に移動するように収装される。バルブハウジング４０には、バルブロッド３０を収装するバルブ収容孔４０Ａが形成される。
【００２５】
作動アーム５５は、ケーシング１８に回動自在に支持される作動シャフト（作動体）５０を有し、バルブロッド３０の中心線Ｏに直交する中心軸Ｓを中心として揺動する。作動シャフト５０のケーシング１８から外側に突出する先端部には、レバー４が連結される（図１参照）。作動アーム５５のケーシング１８内に収装される揺動部にはピン（作動体）５６が設けられる。ピン５６は、作動ピストン２０に形成された溝２０Ｃに係合し、作動アーム５５の回動を作動ピストン２０の軸方向への移動に変換する。
【００２６】
台車２に対して車体１が下降すると、図２において作動アーム５５が時計回り方向に回動し、作動ピストン２０が右側に移動する。一方、台車２に対して車体１が上昇すると、図２において作動アーム５５が反時計回り方向に回動し、作動ピストン２０が左側に移動する。
【００２７】
作動スプリング２５、２６は、金属材によってコイル状に形成され、作動ピストン２０とリテーナ２７、２８の間に圧縮して介装される。作動スプリング２５、２６は、作動ピストン２０を挟持するように設けられ、作動ピストン２０の移動を作動スプリング２５、２６を介してバルブロッド３０に伝達する。
【００２８】
作動ピストン２０は、バルブロッド３０が挿通する孔２０Ａと、作動スプリング２５、２６に係合する一対の環状凹部２０Ｂと、を有する。作動ピストン２０の外周は、ケーシング１８の収容孔１８Ａに摺動自在に支持される。作動ピストン２０にはその両側を連通する流路（図示省略）が形成される。これにより、作動ピストン２０が軸方向に移動する際に、バルブ収容孔４０Ａ内の空気が流路を通じて移動するようになっている。
【００２９】
なお、上述した構成に限らず、作動ピストン２０がバルブロッド３０に摺動自在に支持され、作動ピストン２０の外周とケーシング１８の収容孔１８Ａの間に間隙が設けられる構成としてもよい。
【００３０】
リテーナ２７は、バルブロッド３０が挿入される孔２７Ａ、孔２７Ａが開口する円盤状のフランジ部２７Ｂと、作動スプリング２５に係合する環状凹部２７Ｃと、環状凹部２７Ｃが形成される円筒状のスプリング収容筒部２７Ｄと、を有する。リテーナ２８は、リテーナ２７と同一形状をしており、リテーナ２７と共通の部品として設けられる。リテーナ２７、２８の外周は、ケーシング１８の収容孔１８Ａに摺動自在に支持される。
【００３１】
バルブハウジング４０のリテーナ２８に向いた端部には縮径部４０Ｅが形成され、縮径部４０Ｅとケーシング１８の内周との間に環状間隙が画成される。リテーナ２８が図２中右側に移動する際には、リテーナ２８のスプリング収容筒部２８Ｄが環状間隙に入り込むようになっている。こうしてリテーナ２８が移動するスペースがケーシング１８とバルブハウジング４０の間に環状間隙として設けられることにより、レベリングバルブ１０の大型化が避けられる。
【００３２】
円柱状のバルブロッド３０の中程には、段部３０Ａが形成される。リテーナ２８は、段部３０Ａに当接してバルブロッド３０に取り付けられる。バルブロッド３０の一端には、連結ロッド２２が結合される。リテーナ２７は、連結ロッド２２の端面に当接してバルブロッド３０に取り付けられる。レベリングバルブ１０の組み立て時に、バルブロッド３０にリテーナ２８、作動スプリング２６、作動ピストン２０、作動スプリング２５、及びリテーナ２７が組み付けられた後に、バルブロッド３０に連結ロッド２２が結合される。これにより、リテーナ２７、２８を介して一対の作動スプリング２５、２６が作動ピストン２０を挟持するように組み付けられる。
【００３３】
作動スプリング２５は、作動ピストン２０とリテーナ２７との間に圧縮して介装され、バルブロッド３０を軸方向において図２中右側に付勢する。作動スプリング２６は、作動ピストン２０とリテーナ２８との間に圧縮して介装され、バルブロッド３０を軸方向において図２中左側に付勢する。作動ピストン２０が軸方向に移動すると、作動スプリング２５、２６の付勢力がリテーナ２７、２８を介してバルブロッド３０に与えられることで、バルブロッド３０が軸方向に移動する。つまり、作動スプリング２５、２６は、作動ピストン２０の移動をバルブロッド３０に伝達する付勢部材として設けられる。
【００３４】
なお、上記付勢部材は、金属製の作動スプリング２５、２６に限らず、ゴム材等からなる弾性体であってもよい。
【００３５】
次に、ダンパ６０の構成について説明する。
【００３６】
ダンパ６０は、連結ロッド２２を介してバルブロッド３０に連結されるダンパピストン６１を備える。ダンパピストン６１は、バルブロッド３０と共に中心線Ｏが延びる軸方向に移動する。連結ロッド２２の一端はバルブロッド３０の基端部に結合され、連結ロッド２２の他端はフランジ部２２Ａを介してダンパピストン６１の一端に結合される。フランジ部２２Ａには複数の孔２２Ｂが形成され、ダンパピストン６１の移動に伴って油室１７の作動油が孔２２Ｂを通じて流れるようになっている。
【００３７】
ケーシング１８には油室１７と排気室１２を仕切る隔壁１８Ｆが形成される。隔壁１８Ｆには連結ロッド２２が摺動自在に挿入される孔１８Ｅが形成される。孔１８Ｅにはシールリング１６が介装される。シールリング１６によって連結ロッド２２に対する摺接部が密封されることにより、油室１７内の作動油が収容孔１８Ａ内に洩れないようになっている。
【００３８】
ダンパピストン６１は、ケーシング１８内に形成された油室１７の作動油中に浸漬して配置される。ケーシング１８にはシリンダ部１８Ｂが形成され、ダンパピストン６１はシリンダ部１８Ｂに摺動自在に挿入される。ケーシング１８にはシリンダ部１８Ｂの一端に連通する開口部１８Ｃが形成され、開口部１８Ｃはキャップ７１にて閉塞される。
【００３９】
ダンパピストン６１の両端部には、円筒状のダンパピストン部６３Ａ、６３Ｂが形成される。シリンダ部１８Ｂ内には、ダンパピストン部６３Ａ、６３Ｂによって第１ダンパ室６４Ａ、第２ダンパ室６４Ｂが画成される。
【００４０】
ダンパピストン６１には、第１ダンパ室６４Ａ及び第２ダンパ室６４Ｂの内部と油室１７とを連通する連通路６５Ａ、６５Ｂが形成される。第１ダンパ室６４Ａ及び第２ダンパ室６４Ｂのそれぞれの内部には、通過する作動油の流れに抵抗を付与するオリフィス６９Ａ、６９Ｂが形成されたノンリターンバルブ６６Ａ、６６Ｂと、ダンパピストン部６３Ａ、６３Ｂの内周面に支持されたリング状のばね受け部材６７Ａ、６７Ｂと、ノンリターンバルブ６６Ａ、６６Ｂとばね受け部材６７Ａ、６７Ｂとの間に圧縮して配置され連通路６５Ａ、６５Ｂを閉じる方向にノンリターンバルブ６６Ａ、６６Ｂを付勢するスプリング６８Ａ、６８Ｂとが設けられる。
【００４１】
ケーシング１８には、ダンパピストン６１の移動に応じて油室１７と第１ダンパ室６４Ａ、第２ダンパ室６４Ｂとを連通する逃がし通路７０が形成される。逃がし通路７０は、バルブロッド３０が後述する中立位置付近にある場合には、ダンパピストン６１のダンパピストン部６３Ａ、６３Ｂによって閉じられる。
【００４２】
バルブロッド３０が中立位置から図２中右側に移動するのに伴って、連結ロッド２２を介してダンパピストン６１も同方向に移動する。このときに、収縮する第２ダンパ室６４Ｂの作動油がノンリターンバルブ６６Ｂのオリフィス６９Ｂを通じて油室１７へ流入し、オリフィス６９Ｂを流れる作動油に流路抵抗が発生する。一方、第１ダンパ室６４Ａは拡張して内部が負圧となるため、ノンリターンバルブ６６Ａがスプリング６８Ａの付勢力に抗して開き、油室１７の作動油が連通路６５Ａを通じて第１ダンパ室６４Ａ内に補給される。このようにしてダンパピストン６１は図２中右側に移動する際には抵抗が生じる。
【００４３】
続いて、バルブロッド３０が図２中左側に向かって中立位置に戻るのに伴って、連結ロッド２２を介してダンパピストン６１も図２中左側に移動する。このとき、収縮する第１ダンパ室６４Ａ内の作動油は逃がし通路７０を通じて油室１７へ排出されるため、ダンパピストン６１は抵抗なく移動する。
【００４４】
また、ダンパ６０は、バルブロッド３０が中立位置から図２中左側に向かって移動した後に中立位置に戻るときにも、同様に作動する。このように、ダンパ６０は、バルブロッド３０が中立位置から軸方向に移動する際にはバルブロッド３０の移動にオリフィス６９Ａ、６９Ｂによる抵抗を付与する一方、バルブロッド３０が中立位置に戻る際にはバルブロッド３０の移動にオリフィス６９Ａ、オリフィス６９Ｂによる抵抗を付与しない。
【００４５】
次に、レベリングバルブ１０の弁構造について説明する。
【００４６】
バルブハウジング４０には、バルブ収容孔４０Ａの一端が開口する排気室１２が画成される。排気室１２は、排気通路８を通じて大気に開放された排気側に連通される。排気室１２には、作動ピストン２０及び作動スプリング２５、２６等が収装される。
【００４７】
バルブハウジング４０には、バルブ収容孔４０Ａの他端が開口する供給室１１がプラグ４９によって画成される。供給室１１は、供給源通路９を通じてコンプレッサ７に連通される。
【００４８】
供給室１１には、弁体４４を支持するガイド体４６と、弁体４５を支持するガイド体４７と、ガイド体４６、４７の間に圧縮して介装される戻しスプリング４８と、が収装される。ガイド体４６、４７にはそれぞれの両側を連通する流路（図示省略）が形成される。これにより、ガイド体４６、４７が軸方向に移動する際に、バルブ収容孔４０Ａ内の空気が流路を通じて移動するようになっている。
【００４９】
バルブハウジング４０には、供給室１１に対するバルブ収容孔４０Ａの開口部に弁座４０Ｄが形成される。弁体４４は、ガイド体４６を介して戻しスプリング４８の付勢力を受けて弁座４０Ｄに当接し、バルブ収容孔４０Ａの開口部を供給室１１に対して閉鎖する。
【００５０】
プラグ４９には、供給室１１に対する開口部に弁座４９Ａが形成される。弁体４５は、ガイド体４７を介して戻しスプリング４８の付勢力を受けて弁座４９Ａに当接し、供給源通路９に連通したプラグ４９の開口部を供給室１１に対して閉鎖する。
【００５１】
弁体４４、４５は、ゴム等の弾性材によって円盤状に形成される。弁体４４、４５は、戻しスプリング４８の付勢力により弁座４０Ｄ、弁座４９Ａに押し付けられる部位が弾性変形し、弁座４０Ｄ、弁座４９Ａに対する当接部を密封する。
【００５２】
ケーシング１８には空気ばね通路６が接続される通孔１３が形成され、通孔１３はバルブロッド３０の外周に臨んでバルブ収容孔４０Ａの内側に開口する。バルブ収容孔４０Ａは、通孔１３及び空気ばね通路６を通じて空気ばね３に連通される。
【００５３】
バルブロッド３０には、軸方向に延びる中空部３０Ｂが形成される。中空部３０Ｂの一端は、バルブロッド３０の弁体４５に向いた先端３０Ｅに開口する。中空部３０Ｂの他端は、バルブロッド３０の径方向に形成した排気孔３０Ｃを通じて排気室１２に常時連通する。
【００５４】
バルブロッド３０には、弁体４５に向いた先端部の外周に大径部３０Ｄが形成される。バルブ収容孔４０Ａには、大径部３０Ｄとの間に環状隙間１４を画成する縮径部４０Ｂが形成される（図３Ａ参照）。環状隙間１４の流路長は、バルブロッド３０が中立位置から軸方向に移動する移動量に応じて変わる。環状隙間１４は、空気ばね３に給排される圧縮空気に流路抵抗を与える絞り部を構成し、これを流れる空気流に対してその流路長に応じた流路抵抗を与える。
【００５５】
なお、絞り部は、上述した構成に限らず、バルブロッド３０の外周に形成された溝と、バルブ収容孔４０Ａの縮径部４０Ｂと、の間に画成される絞り流路であってもよい。
【００５６】
バルブ収容孔４０Ａには、縮径部４０Ｂから空気ばね通路６の開口部に至る区間において拡径部４０Ｃが形成される。拡径部４０Ｃは、バルブロッド３０の外周に対して環状の間隙を画成し、これを流通する空気流に対して格別の抵抗を与えない程度に十分な断面積を有する。
【００５７】
バルブ収容孔４０Ａには、拡径部４０Ｃより排気室１２側にシールリング１５が介装される。シールリング１５は、バルブロッド３０に対する摺接部を密封し、空気ばね通路６からの圧縮空気が排気室１２へと洩れないようになっている。
【００５８】
レベリングバルブ１０では、作動アーム５５の中心線Ｎとバルブロッド３０の中心軸Ｏとが直角をなす位置が、バルブロッド３０の中立位置に設定される。バルブロッド３０は、中立位置においてその先端３０Ｅが閉鎖位置の弁体４４に当接する。なお、バルブロッド３０の中立位置は、中心線Ｎと中心軸Ｏとが直角をなす位置に限らず、任意に設定される。
【００５９】
弁座４０Ｄ、弁体４４、戻しスプリング４８、バルブロッド３０は、空気ばね通路６を供給室１１（圧縮空気の供給側）と排気室１２（圧縮空気の排出側）に対して選択的に連通させる三方弁を構成する。
【００６０】
次に、主に図３Ａ〜３Ｅを参照して、レベリングバルブ１０が開閉する動作について説明する。
【００６１】
図２、３Ａに示すように、バルブロッド３０が中立位置にある場合には、弁体４４が弁座４０Ｄに着座してバルブ収容孔４０Ａの開口部を閉鎖するとともに、バルブロッド３０の先端３０Ｅが弁体４４に当接している。この状態では、空気ばね通路６は供給室１１及び排気室１２に対して閉鎖され、空気ばね３に対する圧縮空気の給排は行われない。これにより、空気ばね３は、一定の高さに保たれ、車体１をあらかじめ設定された支持位置に保持する。なお、この車体１の支持位置が車体１の中立位置に相当する。
【００６２】
車体１が中立位置からわずかに上昇した場合には、作動ピストン２０が図２の左側へ移動し、作動スプリング２５、２６の付勢力によってバルブロッド３０が中立位置から図２の左側へ移動する。このバルブロッド３０の移動に対してダンパ６０が抵抗を与えることにより、バルブロッド３０の移動速度が低く抑えられ、作動ピストン２０の移動に対するバルブロッド３０の移動に時間遅れが生じる。このときに、作動スプリング２５、２６が伸縮することで作動ピストン２０とバルブロッド３０の相対変位が吸収される。
【００６３】
図３Ｂに示すように、バルブロッド３０がダンパ６０の抵抗を受けつつ作動スプリング２５、２６の付勢力が釣り合う位置に移動した状態では、バルブロッド３０の先端３０Ｅが弁体４４から離れ、空気ばね通路６と排気室１２とが環状隙間１４を介して連通する。このときに、弁体４４が弁座４０Ｄに当接しているため、空気ばね通路６は供給室１１に対して閉鎖される。この状態では、空気ばね３の圧縮空気が、図３Ｂ中矢印で示すように、空気ばね通路６、環状隙間１４、バルブロッド３０と弁体４４の隙間、バルブロッド３０の中空部３０Ｂ、排気孔３０Ｃ、及び排気通路８を通じて大気に排出される。このときに、環状隙間１４がこれを通過する空気流に対して流路抵抗を与えることにより、微少流量の圧縮空気が空気ばね３から排出され、車体１はゆっくりと下降して中立位置に戻る。
【００６４】
これに対して、車体１が中立位置から大幅に上昇した場合には、図３Ｃに示すように、バルブロッド３０は図の左側へ大きく移動する。これに伴って、バルブロッド３０の大径部３０Ｄは縮径部４０Ｂから図３Ｃの左側へと抜け出し、環状隙間１４は存在しなくなる。この状態では、空気ばね３から排出される圧縮空気が、図３Ｃ中矢印で示すように、環状隙間１４の流路抵抗を受けずに、拡径部４０Ｃとバルブロッド３０の間を通って流出するので、大量の圧縮空気が空気ばね３から排出され、車体１は速やかに下降する。このときに、バルブロッド３０は、ダンパ６０の抵抗をほとんど受けずに中立位置に向かって移動する。
【００６５】
上記バルブロッド３０が中立位置に向かって移動するのに伴い、大径部３０Ｄが縮径部４０Ｂに入って環状隙間１４を形成すると、車体１は環状隙間１４の流路抵抗によりゆっくりと下降して中立位置に戻る。車体１が中立位置に戻ると同時に、バルブロッド３０は先端３０Ｅを弁体４４に当接する。以後、空気ばね通路６は排気通路８に対して閉鎖され、空気ばね３からの圧縮空気の排出が終了される。
【００６６】
一方、車体１が中立位置からわずかに下降した場合には、作動ピストン２０が図２の右側へ移動し、作動スプリング２５、２６の付勢力によってバルブロッド３０が中立位置から図２の右側へ移動する。このバルブロッド３０の移動に対してダンパ６０が抵抗を与えることにより、バルブロッド３０の移動速度が低く抑えられ、作動ピストン２０の移動に対するバルブロッド３０の移動に時間遅れが生じる。このときに、作動スプリング２５、２６が伸縮することで作動ピストン２０とバルブロッド３０の相対変位が吸収される。
【００６７】
図３Ｄに示すように、バルブロッド３０がダンパ６０の抵抗を受けつつ作動スプリング２５、２６の付勢力が釣り合う位置に移動した状態では、バルブロッド３０に押される弁体４４がバルブ収容孔４０Ａの弁座４０Ｄからリフトするとともに、弁体４５がその前後差圧により弁座４９Ａからリフトし、供給室１１と空気ばね通路６が環状隙間１４を介して連通する。このときに、バルブロッド３０の先端３０Ｅが弁体４４に当接しているため、空気ばね通路６は排気室１２に対して閉鎖される。この状態では、コンプレッサ７からの圧縮空気が、図３Ｄ中矢印で示すように、供給源通路９、供給室１１、環状隙間１４、及び空気ばね通路６を通じて空気ばね３に流入し、空気ばね３は伸長する。このときに、環状隙間１４がこれを通過する圧縮空気に対して流路抵抗を与えることにより、微少流量の圧縮空気が空気ばね３に供給され、車体１はゆっくりと上昇して中立位置に戻る。
【００６８】
これに対して、車体１が中立位置から大幅に下降した場合には、図３Ｅに示すように、バルブロッド３０は図の右側へ大きく移動する。これに伴って、バルブロッド３０の大径部３０Ｄは弁体４４を押しつつバルブ収容孔４０Ａの外側へ抜け出し、環状隙間１４は存在しなくなる。この状態で供給室１１から空気ばね３へと流入する圧縮空気は、図３Ｅ中矢印で示すように、環状隙間１４の流路抵抗を受けずに流入する。これにより、大量の圧縮空気が空気ばね３に供給され、車体１は速やかに上昇する。このときに、バルブロッド３０はダンパ６０の抵抗をほとんど受けずに中立位置に向かって移動する。
【００６９】
上記バルブロッド３０が中立位置に向かって移動するのに伴い、大径部３０Ｄが縮径部４０Ｂに入って環状隙間１４を形成すると、車体１は環状隙間１４の流路抵抗によりゆっくりと上昇して中立位置に戻る。車体１が中立位置に戻ると同時に、弁体４４は弁座４０Ｄに当接し、弁体４５は弁座４９Ａに当接する。以後、空気ばね通路６は供給源通路９に対して閉鎖され、空気ばね３に対する圧縮空気の供給が終了される。車体１は荷重条件に新たな変動が生じるまで、中立位置に保持される。
【００７０】
図４は、レベリングバルブ１０の流量特性を示し、横軸にバルブロッド３０の移動距離がとられ、縦軸に空気ばね通路６を通じて空気ばね３に給排される圧縮空気の流量がとられている。この流量は、バルブロッド３０の移動距離が中立位置から一定範囲にある領域では環状隙間１４の絞り流路長さが短くなるのに応じて緩やかに増加し、バルブロッド３０の移動距離が中立位置から一定範囲を超えて環状隙間１４が存在しなくなるのに伴って急増する。
【００７１】
以上の第１実施形態によれば、以下に示す作用効果を奏する。
【００７２】
〔１〕レベリングバルブ１０は、台車２に対する車体１の相対変位に応じて変位する作動ピストン２０（作動体）と、作動ピストン２０の変位によって軸方向に移動して空気ばね３に対する圧縮空気の供給と排出を切換えるバルブロッド３０と、バルブロッド３０の軸方向への移動に抵抗を与えるダンパ６０と、を備える構成とした。
【００７３】
上記構成に基づき、台車２に対して車体１の高さが変化するのに連動して作動ピストン２０が変位し、作動ピストン２０の変位によってバルブロッド３０が軸方向に移動することで開弁作動し、空気ばね３に対する圧縮空気の供給または排出が行われる。
【００７４】
ダンパ６０はバルブロッド３０の軸方向への移動に対して抵抗を与えるため、バルブロッド３０の移動速度が低く抑えられ、作動ピストン２０の変位に対するバルブロッド３０の移動に時間遅れが生じる。そのため、車体１の高さが変化してから空気ばね３に対して圧縮空気が給排されるまでにある程度の時間がかかる。これにより、例えば車両に乗客が乗り降りして車体１の高さが短い周期で変動する荷重条件では、空気ばね３に対する圧縮空気の供給と排出とが繰り返し行われる現象が抑えられる。その結果、高さ調整装置１００における空気消費量が低減され、高さ調整装置１００によって消費されるエネルギを減らすことができる。
【００７５】
これに対して、車体１の高さが長い周期で変動する荷重条件では、バルブロッド３０がダンパ６０の抵抗を受けつつ移動し、空気ばね３に対する圧縮空気の供給または排出が行われ、車体１が中立位置へと円滑に戻される。
【００７６】
〔２〕レベリングバルブ１０は、作動ピストン２０（作動体）の変位によってバルブロッド３０に付勢力を与える作動スプリング２５、２６（付勢部材）を備え、作動スプリング２５、２６は、作動ピストン２０とバルブロッド３０との間に介装され、作動ピストン２０とバルブロッド３０とは作動スプリング２５、２６を介して移動可能に連結される構成とした。
【００７７】
上記構成に基づき、ダンパ６０がバルブロッド３０の軸方向への移動に対して抵抗を与えるのに伴って、作動スプリング２５、２６が伸縮することで作動ピストン２０とバルブロッド３０の相対変位が吸収される。これにより、バルブロッド３０は作動ピストン２０の移動に追従して円滑に移動し、空気ばね３に対する圧縮空気の供給または排出が的確に行われる。
【００７８】
〔３〕台車２に対する車体１の相対変位に応じて変位する作動体として、バルブロッド３０に連結される作動ピストン２０が設けられる。作動ピストン２０の変位によってバルブロッド３０に付勢力を与える付勢部材として、バルブロッド３０に支持されて作動ピストン２０を挟持する作動スプリング２５、２６が設けられる。
【００７９】
上記構成に基づき、作動ピストン２０が移動し、作動スプリング２５、２６が弾性変形することにより作動スプリング２５、２６の付勢力がバルブロッド３０に働き、バルブロッド３０が軸方向に移動する。これにより、空気ばね３に給排される圧縮空気量が的確に調節される。
【００８０】
作動スプリング２５、２６がバルブロッド３０に支持されて作動ピストン２０を挟持することにより、バルブロッド３０のまわりに作動ピストン２０及び作動スプリング２５、２６の収容スペースが設けられるため、高さ調整装置１００の大型化が避けられる。
【００８１】
〔４〕付勢部材として設けられる作動スプリング２５、２６は、作動ピストン２０の両側に配置される。
【００８２】
上記構成に基づき、作動スプリング２５、２６が作動ピストン２０の両側に並んで設けられることにより、高さ調整装置１００の小型化が図れる。
【００８３】
作動スプリング２５、２６はバルブロッド３０に取り付けられるリテーナ２７、２８に支持されるため、リテーナ２７、２８を介して作動スプリング２５、２６の組み付けが容易に行われる。
【００８４】
（第２実施形態）
次に、図５を参照して、本発明の第２実施形態について説明する。以下では、上記第１実施形態と異なる点を中心に説明し、上記第１実施形態の鉄道車両の高さ調整装置と同一の構成には同一の符号を付して説明を省略する。
【００８５】
上記第１実施形態に係る鉄道車両の高さ調整装置１００は、作動ピストン２０及び作動スプリング２５、２６がバルブロッド３０に取り付けられる。これに対して、第２実施形態に係る鉄道車両の高さ調整装置２００は、作動ピストン（作動体）１２０及び作動スプリング１２５、１２６がダンパ１６０のダンパピストン１６１に取り付けられる。
【００８６】
作動ピストン１２０及び作動スプリング１２５、１２６は、ダンパピストン１６１と共にケーシング１１８内に形成された油室１１７の作動油中に浸漬して配置される。
【００８７】
ダンパピストン１６１は、シリンダ部１１８Ｂ内に第１ダンパ室１６４Ａ、第２ダンパ室１６４Ｂを画成するダンパピストン部１６３Ａ、１６３Ｂと、ダンパピストン部１６３Ａ、１６３Ｂを連結するダンパロッド部１６１Ａと、を有する。
【００８８】
作動ピストン１２０は、ダンパロッド部１６１Ａが挿通する孔１２０Ａと、作動スプリング１２５、１２６に係合する一対の環状凹部１２０Ｂと、を有する。
【００８９】
金属製のコイル状をした作動スプリング１２５、１２６は、作動ピストン１２０とダンパピストン部１６３Ａ、１６３Ｂの間に圧縮して介装される。こうして作動スプリング１２５、１２６は作動ピストン１２０を挟持するように設けられ、作動ピストン１２０の移動が作動スプリング１２５、１２６を介してダンパピストン１６１に伝達される。
【００９０】
ダンパピストン１６１の一端にはバルブロッド１３０が連結される。ダンパピストン１６１は、バルブロッド１３０と共に中心線Ｏが延びる軸方向に移動する。
【００９１】
作動アーム５５に設けられるピン５６は、作動ピストン１２０に形成された溝１２０Ｃに係合し、作動アーム５５の回動がピン５６を介して作動ピストン１２０の軸方向への移動に変換される。作動ピストン１２０が軸方向に移動すると、作動スプリング１２５、１２６の付勢力がダンパピストン１６１に与えられることで、ダンパピストン１６１がバルブロッド１３０と共に軸方向に移動する。
【００９２】
ダンパ１６０はノンリターンバルブ１６６Ａ、１６６Ｂを備え、ノンリターンバルブ１６６Ａ、１６６Ｂには作動油の流れに抵抗を付与するオリフィス１６９Ａ、１６９Ｂが形成される。ダンパ１６０は、バルブロッド１３０が中立位置から軸方向に移動する際にはバルブロッド１３０の移動にオリフィス１６９Ａ、１６９Ｂによる抵抗を付与する。
【００９３】
高さ調整装置２００では、台車２に対して車体１の高さが変化するのに連動して作動ピストン１２０が移動し、作動ピストン１２０の移動によって作動スプリング１２５、１２６が弾性変形する。作動スプリング１２５、１２６の付勢力によってダンパピストン１６１が軸方向に移動し、ダンパピストン１６１を介してバルブロッド１３０がバルブ収容孔４０Ａ内を軸方向に移動することで開弁作動し、空気ばね３に対する圧縮空気の供給または排出が行われる。
【００９４】
以上の第２実施形態によれば、第１実施形態と同様に前記〔１〕、〔２〕、〔４〕の作用効果を奏するとともに、以下に示す作用効果を奏する。
【００９５】
〔５〕ダンパ１６０は、バルブロッド１３０に追従して軸方向に移動するダンパピストン１６１を備える。作動体は、台車２に対する車体１の相対変位に応じてダンパピストン１６１の軸方向に移動する作動ピストン１２０であり、対の作動スプリング１２５、１２６（付勢部材）は、ダンパピストン１６１に支持され、作動ピストン１２０を挟持する構成とした。
【００９６】
上記構成に基づき、作動ピストン１２０の移動に伴って生じる作動スプリング１２５、１２６の付勢力がダンパピストン１６１を介してバルブロッド１３０に与えられる。作動スプリング１２５、１２６がダンパピストン１６１に介装されるため、高さ調整装置２００の大型化が避けられる。
【００９７】
（第３実施形態）
次に、図６を参照して、本発明の第３実施形態について説明する。以下では、上記第１実施形態と異なる点を中心に説明し、上記第１実施形態の鉄道車両の高さ調整装置と同一の構成には同一の符号を付して説明を省略する。
【００９８】
上記第１実施形態に係る鉄道車両の高さ調整装置１００は、付勢部材として設けられる作動スプリング２５、２６が作動ピストン２０の移動をバルブロッド３０に伝達するようになっている。これに対して、第３実施形態に係る鉄道車両の高さ調整装置３００は、付勢部材として設けられる作動スプリング２２５が作動シャフト２５０（作動体）の回動を作動アーム（作動体）２５５に伝達する構成とする。
【００９９】
作動シャフト２５０は、ケーシング１８に中心軸Ｓを中心として回動自在に支持される。作動シャフト２５０のケーシング１８から外側に突出する先端部には、レバー４が連結される（図１参照）。
【０１００】
作動アーム２５５は作動シャフト２５０と別体として形成され、作動シャフト２５０に中心軸Ｓを中心として回動自在に支持される。作動アーム２５５のケーシング１８内に収装される揺動部には、ピン５６が設けられる。ピン５６は作動ピストン（作動体）２２０に形成された溝２２０Ｃに係合し、作動アーム２５５の回動がピン５６を介して作動ピストン２２０の軸方向への移動に変換される。
【０１０１】
作動シャフト２５０と作動アーム２５５の間には、作動スプリング（付勢部材）２２５が介装される。金属製のコイル状をした作動スプリング２２５は、その一端２２５Ａが作動シャフト２５０の外周部に結合され、その他端２２５Ｂが作動アーム２５５の内周部に結合される。作動スプリング２２５が作動シャフト２５０と作動アーム２５５の間に配置されるため、作動スプリング２２５の介装スペースを小さくすることができる。
【０１０２】
高さ調整装置３００では、台車２に対して車体１が下降すると、図６において作動シャフト２５０が時計回り方向に回動し、作動スプリング２２５がねじれる弾性変形する。これにより、作動スプリング２２５の付勢力が作動アーム２５５に与えられ、作動アーム２５５が時計回り方向に回動し、作動ピストン２２０が右側に移動する。一方、台車２に対して車体１が上昇すると、図６において作動シャフト２５０及び作動アーム２５５が反時計回り方向に回動し、作動ピストン２２０が左側に移動する。作動ピストン２２０を介してバルブロッド２３０がバルブ収容孔４０Ａ内を軸方向に移動することで開弁作動し、空気ばね３に対する圧縮空気の供給または排出が行われる。
【０１０３】
以上の第３実施形態によれば、第１実施形態と同様に前記〔１〕の作用効果を奏するとともに、以下に示す作用効果を奏する。
【０１０４】
〔６〕台車２に対する車体１の相対変位に応じて変位する作動体として、一端が車体１に連結される作動シャフト２５０と、他端がバルブロッド２３０に連結される作動アーム２５５と、が設けられる。作動シャフト２５０の変位によってバルブロッド２３０に付勢力を与える付勢部材として、作動シャフト２５０と作動アーム２５５との間に介装される作動スプリング２２５が設けられる。
【０１０５】
上記構成に基づき、作動シャフト２５０の変位に応じて生じる作動スプリング２２５の付勢力が作動アーム２５５を介してバルブロッド２３０に与えられる。作動スプリング２２５が作動シャフト２５０と作動アーム２５５の間に介装されるため、高さ調整装置３００の大型化が避けられる。
【０１０６】
〔７〕作動体として、台車２に対する車体１の相対変位に応じて軸まわりに回動する作動シャフト２５０と、作動シャフト２５０に回転自在に支持される作動アーム２５５と、が設けられる。付勢部材として、作動シャフト２５０と作動アーム２５５との間に介装される作動スプリング２２５が設けられる。
【０１０７】
上記構成に基づき、作動シャフト２５０の回動に伴って生じる作動スプリング２２５の付勢力が作動アーム２５５を介してバルブロッド２３０に与えられる。作動スプリング２２５が作動シャフト２５０と作動アーム２５５の間に介装されるため、高さ調整装置３００の大型化が避けられる。
【０１０８】
（第４実施形態）
次に、図７を参照して本発明の第４実施形態について説明する。以下では、上記第１実施形態と異なる点を中心に説明し、上記第１実施形態の鉄道車両の高さ調整装置と同一の構成には同一の符号を付して説明を省略する。
【０１０９】
第４実施形態に係る鉄道車両の高さ調整装置４００は、台車２に連結される連結棒（作動体）３０５の一端に作動スプリング（付勢部材）３０６が設けられる。こうして、作動スプリング３０６が連結棒３０５に介装されるため、連結棒３０５が配置されるスペースに作動スプリング３０６が設けられる。レベリングバルブ１０のレバー４は、連結棒３０５を介して台車２に連結される。車体１の荷重変化により空気ばね３が伸縮して車体１の高さが変化すると、連結棒３０５を介してレバー４が回動し、レベリングバルブ１０が以下のように作動する。
【０１１０】
高さ調整装置４００では、台車２に対して車体１が中立位置から下降すると、連結棒３０５を介して作動スプリング３０６が収縮する。それに伴って作動スプリング３０６の付勢力によりレバー４が図１の矢印Ａ方向へ回動し、レベリングバルブ１０のバルブロッド３０、１３０、２３０（図２、５、６参照）がダンパ６０、１６０（図２、５参照）に抗して移動し、コンプレッサ７からの圧縮空気が供給源通路９及び空気ばね通路６を通じて空気ばね３へ供給される。
【０１１１】
一方、台車２に対して車体１が中立位置から上昇すると、連結棒３０５を介して作動スプリング３０６が伸長する。それに伴って作動スプリング３０６の付勢力によりレバー４が図１の矢印Ｂ方向へ回動し、レベリングバルブ１０のバルブロッド３０がダンパ６０に抗して移動し、空気ばね３の圧縮空気が空気ばね通路６及び排気通路８を通じて大気へ排出される。
【０１１２】
以上の第４実施形態によれば、第１実施形態と同様に前記〔１〕の作用効果を奏するとともに、以下に示す作用効果を奏する。
【０１１３】
〔８〕台車２に対する車体１の相対変位に応じて変位する作動体として、台車２と車体１との間に介装され、一端が車体１に連結される連結棒３０５が設けられる。連結棒３０５の変位によってバルブロッド３０、１３０、２３０に付勢力を与える付勢部材として、連結棒３０５の一端に介装される作動スプリング３０６が設けられる。
【０１１４】
上記構成に基づき、連結棒３０５の変位に応じて生じる作動スプリング３０６の付勢力がバルブロッド３０、１３０、２３０に与えられる。作動スプリング３０６が連結棒３０５に介装されるため、高さ調整装置４００の大型化が避けられる。
【０１１５】
また、作動スプリング２２５が連結棒３０５に介装されるため、レベリングバルブ１０内に介装される作動スプリング２５、２６（図２参照）を廃止して、レベリングバルブ１０の構造を簡素化することが可能になる。なお、これに限らず、作動スプリング２５、２６を廃止せずに、作動スプリング２５、２６が作動スプリング２２５と共に付勢部材として設けられる構成としてもよい。
【０１１６】
以上、本発明の実施形態について説明したが、上記実施形態は本発明の適用例の一部を示したに過ぎず、本発明の技術的範囲を上記実施形態の具体的構成に限定する趣旨ではない。
【０１１７】
例えば、第１の実施形態では、バルブハウジング４０内に画成されるスペース（供給室１１）に供給源通路９が連通され、ケーシング１８内に画成されるスペース（排気室１２）に排気通路８が連通される。これに限らず、バルブハウジング４０内に画成されるスペースに排気通路８が連通され、ケーシング１８内に画成されるスペースに供給源通路９が連通される構成としてもよい。
【０１１８】
また、第１の実施形態において、ダンパピストン６１は連結ロッド２２を介してバルブロッド３０と同軸上で連結される。これに限らず、ダンパピストン６１はリンク機構等を介してバルブロッド３０に連結される構成としてもよい。
【０１１９】
また、第４実施形態において、連結棒３０５は、その一端に作動スプリング３０６が介装される。この構成に限らず、連結棒自体がバネ材によって形成されて弾性変形する構成としてもよい。連結棒は、その少なくとも一部が弾性変形してバルブロッドに付勢力を与える構成により、台車２に対する車体１の相対変位に応じて変位する作動体としての機能と、作動体の変位によってバルブロッドに付勢力を与える付勢部材の機能と、の両方を果たし、高さ調整装置の構造を簡素化することが可能になる。
【０１２０】
また、台車２に対する車体１の相対変位に応じて変位する作動体として、レベリンクバルブの外部に設けられるレバー、連接棒、レベリンクバルブの内部に設けられる作動シャフト、作動アーム、ピン、作動ピストンが含まれる。作動体の変位によって弾性変形する付勢部材は、各作動体の間に設けられる構成としてもよい。また、作動体自体が弾性変形して付勢部材の機能を果たすようにしてもよい。
【符号の説明】
【０１２１】
１    車体
２    台車
３    空気ばね
１４    環状隙間（絞り部）
２０、１２０    作動ピストン（作動体）
２５、２６、１２５、１２６、２２５    作動スプリング（付勢部材）
３０、１３０、２３０    バルブロッド
４０Ａ    バルブ収容孔
６０、１６０    ダンパ
１００、２００、３００、４００    高さ調整装置
６１、１６１    ダンパピストン
５０、２５０    作動シャフト（作動体）
５５、２５５    作動アーム（作動体）
３０５    連結棒（作動体）
３０６    作動スプリング（付勢部材）
【図１】
2015214256.tif 000003
【図２】
2015214256.tif 000004
【図３Ａ】
2015214256.tif 000005
【図３Ｂ】
2015214256.tif 000006
【図３Ｃ】
2015214256.tif 000007
【図３Ｄ】
2015214256.tif 000008
【図３Ｅ】
2015214256.tif 000009
【図４】
2015214256.tif 000010
【図５】
2015214256.tif 000011
【図６】
2015214256.tif 000012
【図７】
2015214256.tif 000013