(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
車軸を懸架する左右の空気バネと、
各空気バネを連通する連通路とを備え、
各空気バネの圧力差に応じて連通路を開閉する一対の差圧弁を並列に備える車両の空気バネ式懸架装置において、
差圧弁は、弁体を閉じ側に付勢する一方の空気バネの圧力を受ける閉じ側ダイヤフラムと、
弁体を開き側に付勢する一方の空気バネの圧力を受ける開き側ダイヤフラムとを設け、
閉じ側ダイヤフラムの受圧面積を開き側ダイヤフラムの受圧面積と異なって設定し、
前記弁体を閉じ側に付勢するスプリングを設け、
前記弁体を着座させるバルブシートの開口面積を前記開き側ダイヤフラムの受圧面積と略等しく形成したことを特徴とする車両の空気バネ式懸架装置。
【請求項２】
開き側ダイヤフラムに作用する圧力を閉じ側ダイヤフラムへ導くパイロット圧導入孔を、前記弁体を貫通して形成したことを特徴とする請求項１に係る車両の空気バネ式懸架装置。
【請求項３】
圧力Ｐ１側と圧力Ｐ２側との連通路を圧力Ｐ１と圧力Ｐ２との圧力差に応じて開閉する差圧弁において、
弁体を閉じ側に付勢する圧力Ｐ１を受ける閉じ側ダイヤフラムと、
弁体を開き側に付勢する圧力Ｐ１を受ける開き側ダイヤフラムとを設け、
閉じ側ダイヤフラムの受圧面積Ａ１を開き側ダイヤフラムの受圧面積Ａ２と異なって設定し、
前記弁体を閉じ側に付勢するスプリングを設け、
前記弁体を着座させるバルブシートの開口面積Ａ３を前記開き側ダイヤフラムの受圧面積Ａ２と略等しく形成したことを特徴とする差圧弁。
【請求項４】
開き側ダイヤフラムに作用する圧力Ｐ１を閉じ側ダイヤフラムへ導くパイロット圧導入孔を、前記弁体を貫通して形成したことを特徴とする請求項３に係る差圧弁。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、鉄道車両等に備えられる空気バネ式懸架装置およびこれに好適な差圧弁に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
従来の空気バネ式懸架装置として４点支持方式のものは、図６に示すように、車軸を懸架する左右の第一、第二空気バネ１１，１２を備え、第一、第二空気バネ１１，１２に導かれる空気圧力が高さ調整弁１３を介して調整され、車高が自動的に調整される。
【０００３】
第一、第二空気バネ１１，１２の一方がエア漏れしたときに対処して、第一、第二空気バネ１１，１２の圧力差に応じて両者を連通する差圧弁ユニット１０を備える。差圧弁ユニット１０は第一、第二空気バネ１１，１２のうち正常な空気バネの高い圧力をエア漏れした空気バネへと導き、車体が大きく傾かないようになっている。
【０００４】
図７は従来の差圧弁ユニット１０を示すもので、この差圧弁ユニット１０は同一構成の一対の差圧弁１，２を備える。差圧弁１，２は、左右に配置された第一、第二空気バネ１１，１２を連通する連通路３と、連通路３を開閉する弁体６と、弁体６が着座するバルブシート５と、弁体６をバルブシート５に押し付けるスプリング４とを備える。
【０００５】
右側の差圧弁１において、弁体６の背後に画成される背圧室１４は図示しない切り欠きを介してバルブシート５より第一空気バネ１１側に位置する連通路３に連通している。弁体６は、弁体６を閉じ側に付勢する第一空気バネ１１の圧力Ｐ１を受ける閉じ側受圧面８と、弁体６を開き側に付勢する第二空気バネ１２の圧力Ｐ２を受ける開き側受圧面９とを有する。なお、バルブシート５より外側に位置した部位に作用する開き側と閉じ側の圧力は互いに相殺される。このため、弁体６の下部において第二空気バネ１２の圧力Ｐ２を受ける開き側有効受圧面積は、弁体６の上部において第一空気バネ１１の圧力Ｐ１を受ける閉じ側有効受圧面積と等しく、バルブシート５の開口面積Ａ３となる。
【０００６】
差圧弁１は以上のように構成されて、弁体６を閉じ側に付勢する力はスプリング４の付勢力Ｆと第一空気バネ１１の圧力Ｐ１による付勢力Ｐ１×Ａ３の和となる。ところで、一方、弁体６を開き側に付勢する力は第二空気バネ１２の圧力Ｐ２による付勢力Ｐ２×Ａ３となるため、Ｐ２×Ａ３＞Ｆ＋Ｐ１×Ａ３になると差圧弁１が開く。したがって、弁体６が開く第一、第二空気バネ１１，１２の差圧ΔＰ（＝Ｐ２−Ｐ１）はＦ／Ａ３（定数）となり、当該差圧ΔＰが設定値Ｆ／Ａ３を超えると差圧弁１が開く。
【０００７】
このようにして、差圧弁１は第一空気バネ１１がエア漏れして、第一、第二空気バネ１１，１２の差圧ΔＰが設定値Ｆ／Ａ３を超えると開弁して連通路３を開通し、正常な第二空気バネ１２の高い圧力をエア漏れした第一空気バネ１１へと導き、車体が大きく傾かないようになっている。
【０００８】
差圧弁２も同様の構造を有しており、第二空気バネ１２がエア漏れした場合に開弁して連通路３を開通し、正常な第一空気バネ１１の高い圧力をエア漏れした第二空気バネ１２へと導き、車体が大きく傾かないようになっている。
【０００９】
【発明が解決しようとする課題】
ところで、鉄道車両の線路が曲がるカーブの所では、車両の遠心力が作用するため、カーブ外側のレールがカーブ内側のレールより高くなるようにレール高さを相違させるカント量が設定されている。これにより、内側と外側の荷重差を解消している。
【００１０】
カント量が設定されたカーブを車両が低速で走行したり停車するような場合、図８に示すように車両の遠心力が小さくなるのに伴って内側の荷重が大きくなる。このため、左右の第一、第二空気バネ１１，１２の差圧ΔＰが大きくなり、これが設定値Ｆ／Ａ３を超えると差圧弁１が開弁し、車体がさらに大きく傾いてしまうカント負け現象が起きることが知られている（例えば、特公昭５７−５９１０６号公報参照）。
【００１１】
しかしながら、上記従来の差圧弁１，２を備える空気バネ式懸架装置にあっては、第一、第二空気バネ１１，１２の差圧ΔＰが設定値Ｆ／Ａ３を超えると一義的に開く構造となっていたため、車重が大きいほど車体が静的に傾いたときの差圧ΔＰが早く上昇し、カント負け現象が起きやすいという問題点があった。
【００１２】
そこで、カント負け現象を防止する対策として、設定値Ｆ／Ａ３を大きく設定して、差圧弁１，２が開く第一、第二空気バネ１１，１２の差圧ΔＰを大きくすることが考えられるが、その場合に車重が小さい走行時に第一、第二空気バネ１１，１２の差圧が大きくなっても、第一、第二空気バネ１１，１２が連通せず、輪重アンバランスが大きくなるという問題点が生じる。
【００１３】
本発明は上記の問題点を鑑みてなされたものであり、車重に応じて差圧弁が開く差圧ΔＰを高められる車両の空気バネ式懸架装置およびこれに好適な差圧弁を提供することを目的とする。
【００１４】
【課題を解決するための手段】
第１の発明は、車軸を懸架する左右の空気バネと、各空気バネを連通する連通路とを備え、各空気バネの圧力差に応じて連通路を開閉する一対の差圧弁を並列に備える車両の空気バネ式懸架装置に適用する。
【００１５】
そして、差圧弁は、弁体を閉じ側に付勢する一方の空気バネの圧力を受ける閉じ側ダイヤフラムと、弁体を開き側に付勢する一方の空気バネの圧力を受ける開き側ダイヤフラムとを設け、閉じ側ダイヤフラムの受圧面積を開き側ダイヤフラムの受圧面積と異なって設定し、前記弁体を閉じ側に付勢するスプリングを設け、前記弁体を着座させるバルブシートの開口面積を前記開き側ダイヤフラムの受圧面積と略等しく形成したことを特徴とするものとした。
【００１６】
第２の発明は、第１の発明において、開き側ダイヤフラムに作用する圧力を閉じ側ダイヤフラムへ導くパイロット圧導入孔を、前記弁体を貫通して形成したことを特徴とするものとした。
【００１７】
第３の発明は、圧力Ｐ１側と圧力Ｐ２側との連通路を圧力Ｐ１と圧力Ｐ２との圧力差に応じて開閉する差圧弁において、弁体を閉じ側に付勢する圧力Ｐ１を受ける閉じ側ダイヤフラムと、弁体を開き側に付勢する圧力Ｐ１を受ける開き側ダイヤフラムとを設け、閉じ側ダイヤフラムの受圧面積Ａ１を開き側ダイヤフラムの受圧面積Ａ２と異なって設定し、前記弁体を閉じ側に付勢するスプリングを設け、前記弁体を着座させるバルブシートの開口面積Ａ３を前記開き側ダイヤフラムの受圧面積Ａ２と略等しく形成したことを特徴とするものとした。
【００１８】
第４の発明は、第３の発明において、開き側ダイヤフラムに作用する圧力Ｐ１を閉じ側ダイヤフラムへ導くパイロット圧導入孔を、前記弁体を貫通して形成したことを特徴とするものとした。
【００１９】
【発明の作用および効果】
第１の発明によると、差圧弁は空気バネの圧力が上昇するのに伴って差圧弁が開く差圧を高められ、車重増大時にカント負け現象を防止するとともに、車重減少時に輪重アンバランスを抑えられ、車体が大きく傾くことを防止できる。
【００２０】
また、各ダイヤフラムの受圧面積差に応じて差圧弁の開弁特性を任意に設定できる。また、ダイヤフラムを介して受圧面積差を持たせる構造により、弁体のフリクションが増加することを抑えられる。
【００２１】
また、弁体を着座させるバルブシートの開口面積を開き側ダイヤフラムの受圧面積と略等しく形成したことにより、差圧弁の開弁特性と閉弁特性を等しくすることができる。これにより、差圧弁の開弁特性と閉弁特性が車重に応じて等しく変化する空気バネ圧特性と相まって、カント負け現象を防止するとともに、輪重アンバランスを抑え、車体が大きく傾かないようにする効果を高められる。
【００２２】
第２の発明によると、弁体にパイロット圧導入孔を形成したことにより、構造の簡素化がはかれる。
【００２３】
第３の発明によると、差圧弁は空気バネの圧力Ｐ１が上昇するのに伴って差圧弁が開く差圧を高められる。また、各ダイヤフラムの受圧面積差に応じて差圧弁の開弁特性を任意に設定できる。また、弁体を着座させるバルブシートの開口面積Ａ３を開き側ダイヤフラムの受圧面積Ａ２と略等しく形成したことにより、差圧弁の開弁特性と閉弁特性を等しくすることができる。また、ダイヤフラムを介して受圧面積差を持たせる構造により、弁体のフリクションが増加することを抑えられる。
【００２４】
第４の発明によると、弁体にパイロット圧導入孔を形成したことにより、構造の簡素化がはかれる。
【００２５】
【発明の実施の形態】
以下、本発明の実施の形態を添付図面に基づいて説明する。
【００２６】
図１は４点支持方式の空気バネ式懸架装置に備えられる本発明の差圧弁ユニットを示している。
【００２７】
この差圧弁ユニット１０は一対の差圧弁１，２を備える。差圧弁１は、左右に配置された第一、第二空気バネを連通する連通路３と、連通路３を開閉する弁体６と、弁体６が着座するバルブシート５と、弁体６をバルブシート５に押し付けるスプリング４とを備える。
【００２８】
弁体６の背後に画成される上側背圧室１４は弁体６を貫通して設けたＴ字形のパイロット圧導入孔３６を介して連通路３のバルブシート５より第一空気バネ側に連通している。
【００２９】
弁体６と本体２０の間に受圧面積が大小異なる一対のダイヤフラム１７，１８が並んで介装される。各ダイヤフラム１７，１８の間に大気圧室１９が画成され、この大気圧室１９には通孔３５を介して大気圧が導かれる。閉じ側ダイヤフラム１８は上側背圧室１４に面して介装され、弁体６を閉じ側に付勢する第一空気バネの圧力Ｐ１を受ける閉じ側受圧面８を構成する。開き側ダイヤフラム１７は連通路３に連通した下側背圧室１５に面して介装され、弁体６を開き側に付勢する第一空気バネの圧力Ｐ１を受ける開き側受圧面９を構成する。
【００３０】
このように弁体６がバルブシート５に着座した閉弁時で、開き側受圧面９に第一空気バネの圧力Ｐ１と第二空気バネの圧力Ｐ２がそれぞれ作用し、弁体６を開き側に付勢する。そして、閉じ側受圧面８に第一空気バネの圧力Ｐ１が作用し、弁体６を閉じ方向に付勢する。
【００３１】
ここで、第二空気バネの圧力Ｐ２を受ける開き側受圧面９の有効受圧面積は、バルブシート５の開口面積Ａ３となる。そして、次に、第一空気バネの圧力Ｐ１を受ける閉じ側受圧面８の受圧面積をＡ１、開き側受圧面９の受圧面積をＡ２とする。
【００３２】
いま、開き側受圧面９のうち、第一空気バネの圧力Ｐ１が弁体６に作用する開き側有効受圧面積は、Ａ２−Ａ３となる。したがって、弁体６を閉じ側に付勢する第一空気バネの圧力Ｐ１を受ける閉じ側有効受圧面積は、Ａ１−（Ａ２−Ａ３）となる。
【００３３】
そして本発明の要旨とするところであるが、差圧弁１において弁体６を閉じ側に付勢する第一空気バネの圧力Ｐ１を受ける閉じ側有効受圧面積Ａ１−（Ａ２−Ａ３）を弁体６を開き側に付勢する第二空気バネの圧力Ｐ２を受ける開き側有効受圧面積Ａ３より大きく設定する。
【００３４】
次に、図２を参照されたい。前記した開き側ダイヤフラム１７の外周部は押さえリング２１とスペーサ２２の間に挟持される。閉じ側ダイヤフラム１８の外周部は押さえリング２３とスペーサ２２の間に挟持される。押さえリング２３の開口径は押さえリング２１の開口径より大きく形成されている。これにより、閉じ側ダイヤフラム１８を含む閉じ側受圧面８の受圧面積Ａ１が開き側ダイヤフラム１７を含む開き側受圧面９の受圧面積Ａ２より大きく形成される。
【００３５】
差圧弁１は以上のように構成されて、弁体６を開き側に付勢する力は以下の２つの力の和となる。すなわち、第二空気バネの圧力Ｐ２による付勢力Ｐ２×Ａ３と第一空気バネの圧力Ｐ１による付勢力Ｐ１×（Ａ２−Ａ３）である。一方、弁体６を閉じ側に付勢する力はスプリング４の付勢力Ｆと第一空気バネの圧力Ｐ１による付勢力Ｐ１×Ａ１の和である。したがって、差圧弁１に作用する力は大気圧を無視すると次式の関係となる。
Ｐ１×（Ａ２−Ａ３）＋Ｐ２×Ａ３＝Ｐ１×Ａ１＋Ｆ  …（１）
ここで、差圧弁１が開くときの差圧ΔＰとすると、そのときの第一、第二空気バネの差圧ΔＰ＝Ｐ２−Ｐ１として、Ｐ２＝Ｐ１＋ΔＰを（１）式に代入してまとめると次のようになる。
Ｐ１×（Ａ２−Ａ３）＋（Ｐ１＋ΔＰ）×Ａ３＝Ｐ１×Ａ１＋Ｆ
Ｐ１×Ａ２＋ΔＰ×Ａ３＝Ｐ１×Ａ１＋Ｆ
ΔＰ×Ａ３＝（Ａ１−Ａ２）×Ｐ１＋Ｆ
∴ΔＰ＝｛（Ａ１−Ａ２）／Ａ３｝×Ｐ１＋Ｆ／Ａ３  …（２）
いま、Ａ１、Ａ２、Ａ３、Ｆは定数とみなせるので、ａ＝（Ａ１−Ａ２）／Ａ３、ｂ＝Ｆ／Ａ３とおくと、（１）式は次式で表される。
ΔＰ＝ａ×Ｐ１＋ｂ  …（３）
つまり、従来例では、ΔＰ＝ｂ（＝Ｆ／Ａ３＝定数）とであるのに対し、本発明では、従来例と比較して、右辺における第１項（ａ×Ｐ１）が付加されたものである点に注意されたい。
【００３６】
したがって、（３）式より、差圧弁１が開く差圧ΔＰは、例えば図３に示すように、第一空気バネの圧力Ｐ１を変数とする一次関数である。したがって、車重が増大するのに応じて第一空気バネの圧力Ｐ１が上昇すると、差圧弁１が開く差圧ΔＰを高めることができる。
【００３７】
ところで、前述したとおり、鉄道車両の線路が曲がるカーブの所では、カープ外側と内側でレール高さを相違させるカント量が設定されているため、カーブを車両が低速で走行したり、停車するような場合、図７に示すように、車両の遠心力が小さくなるのに伴ってカーブ内側の荷重が大きくなり、差圧ΔＰが上昇する。そして、車重が大きいほど車体が静的に傾いたときの差圧ΔＰが大きくなる。
【００３８】
これ対処して本発明は上述したとおり車重が大きいほど差圧弁１が開く差圧ΔＰが増大する構成としたため、車体が静的に傾いたときに差圧弁１が開くカント負け現象を防止し、車体が大きく傾くことを回避できる。
【００３９】
また、車重が小さいと第一空気バネの圧力Ｐ１が小さく、走行時に差圧弁１が開く第一、第二空気バネの差圧ΔＰが小さくなる。このため、第一空気バネがエア漏れが生じても、直ちに差圧弁１が開弁して連通路３を開通し、正常な第二空気バネの高い圧力をエア漏れした第一空気バネへと導き、輪重アンバランスを抑えられ、車体が大きく傾くことを回避できる。
【００４０】
なお、差圧弁２も同様の構造を有しており、カント負け現象を防止するとともに、輪重アンバランスを抑え、車体が大きく傾かないようにする。
【００４１】
次に図４に示す他の実施の形態を説明する。なお、前記実施の形態と同一構成部には同一符号を付す。
【００４２】
差圧弁１において、弁体６は背圧室２５を画成するピストン部２６を有し、背圧室２５が連通路３を介して第一空気バネ側に連通している。ピストン部２６の外周部には本体２０に摺接するシール材２４が介装される。
【００４３】
弁体６には連通路３を画成するＴ字形のパイロット圧導入孔２７と切り欠き２８が形成される。パイロット圧導入孔２７の途中にはチェック弁２９が介装される。チェック弁２９は弁体６がバルブシート５に着座した状態で閉弁しており、弁体６がバルブシート５からリフトするのに伴って第二空気バネ側の圧力Ｐ２により開く。
【００４４】
弁体６の途中にはピストン部２６の背後に大気圧室３０が画成され、この大気圧室３０には通孔３１を介して大気圧が導かれる。
【００４５】
弁体６は、ピストン部２６に弁体６を閉じ側に付勢する第一空気バネの圧力Ｐ１を受ける閉じ側受圧面３２を有し、その有効受圧面積はピストン部２６の端部面積Ａ４となる。弁体６は、弁体６を開き側に付勢する第二空気バネの圧力Ｐ２を受ける開き側受圧面９とを有し、その有効受圧面積はバルブシート５の開口面積Ａ３となる。
【００４６】
そして本発明の要旨とするところであるが、差圧弁１において、弁体６を閉じ側に付勢する第一空気バネの圧力Ｐ１を受ける閉じ側有効受圧面積Ａ４を弁体６を開き側に付勢する第二空気バネの圧力Ｐ２を受ける開き側有効受圧面積Ａ３より大きく設定する。
【００４７】
差圧弁１は以上のように構成されて、弁体６を開き側に付勢する力は第二空気バネの圧力Ｐ２による付勢力Ｐ２×Ａ３となる。一方、弁体６を閉じ側に付勢する力はスプリング４の付勢力Ｆと第一空気バネの圧力Ｐ１による付勢力Ｐ１×Ａ４の和となる。したがって、差圧弁１に作用する力は、大気圧を無視すると次式の関係となる。
Ｐ２×Ａ３＝Ｐ１×Ａ４＋Ｆ  …（４）
ここで、差圧弁１が開くときの差圧ΔＰとすると、そのときの第一、第二空気バネの差圧ΔＰ＝Ｐ２−Ｐ１として、Ｐ２＝Ｐ１＋ΔＰを（４）式に代入してまとめると次のようになる。
（Ｐ１＋ΔＰ）×Ａ３＝Ｐ１×Ａ４＋Ｆ
Ｐ１×Ａ３＋ΔＰ×Ａ３＝Ｐ１×Ａ４＋Ｆ
ΔＰ×Ａ３＝Ｐ１×Ａ４−Ｐ１×Ａ３＋Ｆ
ΔＰ×Ａ３＝Ｐ１×（Ａ４−Ａ３）＋Ｆ
∴ΔＰ＝Ｐ１×｛（Ａ４−Ａ３）／Ａ３｝＋Ｆ／Ａ３
いま、Ａ３、Ａ４、Ｆは定数とみなせるので、ａ＝Ａ４−Ａ３）／Ａ３、ｂ＝Ｆ／Ａ３とおくと、（４）式は前記実施の形態と同様に次式で表される。
ΔＰ＝ａ×Ｐ１＋ｂ
これにより、差圧弁１は第一空気バネの圧力Ｐ１が上昇するのに伴って差圧弁１が開く差圧ΔＰを高められ、車重増大時にカント負け現象を防止するとともに、車重減少時に輪重アンバランスを抑えられ、車体が大きく傾くことを防止できる。
【００４８】
なお、差圧弁２も同様の構造を有しており、カント負け現象を防止しつつ、輪重アンバランスを抑えられ、車体が大きく傾かないようにする。
【００４９】
本実施の形態では、背圧室２５を弁体６と一体形成されたピストン部２６によって画成するため、構造を簡素化して、製品のコストダウンがはかれる。
【００５０】
ところで、前記実施の形態では、弁体６がバルブシート５に着座した閉弁時に差圧弁１が開く開弁特性と、弁体６がバルブシート５から離れた開弁時に差圧弁１が閉じる閉弁特性とが異なり、所期の効果が得られない可能性があった。
【００５１】
そこで、他の実施の形態として、図５に示す差圧弁１は弁体６がバルブシート５から離れる開弁特性と弁体６がバルブシート５に着座する閉弁特性が略等しくなるように構成したものである。
【００５２】
具体的には、弁体６がバルブシート５の開口面積Ａ３と、弁体６がバルブシート５から離れた開弁時に下側背圧室１５の圧力を受ける開き側受圧面９の有効受圧面積Ａ２とを略等しくなるように、バルブシート５および開き側ダイヤフラム１７の寸法を設定する。
【００５３】
この場合も、差圧弁１は前述したように、弁体６がバルブシート５に着座した閉弁時において、弁体６を開き側に付勢する力は以下の２つの力の和となる。すなわち、第二空気バネの圧力Ｐ２による付勢力Ｐ２×Ａ３と第一空気バネの圧力Ｐ１による付勢力Ｐ１×（Ａ２−Ａ３）である。一方、弁体６を閉じ側に付勢する力はスプリング４の付勢力Ｆと第一空気バネの圧力Ｐ１による付勢力Ｐ１×Ａ１の和である。したがって、差圧弁１に作用する力は大気圧を無視すると次式の関係となる。
Ｐ１×（Ａ２−Ａ３）＋Ｐ２×Ａ３＝Ｐ１×Ａ１＋Ｆ  …（１）
ここで、差圧弁１が開くときの差圧をΔＰとすると、そのときの第一、第二空気バネの差圧ΔＰ＝Ｐ２−Ｐ１として、Ｐ２＝Ｐ１＋ΔＰを（１）式に代入してまとめると次のようになる。
Ｐ１×（Ａ２−Ａ３）＋（Ｐ１＋ΔＰ）×Ａ３＝Ｐ１×Ａ１＋Ｆ
Ｐ１×Ａ２＋ΔＰ×Ａ３＝Ｐ１×Ａ１＋Ｆ
ΔＰ×Ａ３＝（Ａ１−Ａ２）×Ｐ１＋Ｆ
∴ΔＰ＝｛（Ａ１−Ａ２）／Ａ３｝×Ｐ１＋Ｆ／Ａ３  …（２）
この閉弁時に差圧弁１が開くときの差圧ΔＰを開弁特性ｆ（ｘ）とすると、ｆ（ｘ）は次式で表される。
ｆ（ｘ）＝ΔＰ＝｛（Ａ１−Ａ２）／Ａ３｝×Ｐ１＋Ｆ／Ａ３  …（５）
次に、弁体６がバルブシート５から離間したときに弁体６に働く力の平衡式を導く。弁体６がバルブシート５から離れた開弁時において、弁体６を開き側に付勢する力は第二空気バネの圧力Ｐ２による付勢力Ｐ２×Ａ２となる。一方、弁体６を閉じ側に付勢する力はスプリング４の付勢力Ｆと第一空気バネの圧力Ｐ１による付勢力Ｐ１×Ａ１の和である。したがって、差圧弁１に作用する力は大気圧を無視すると次式の関係となる。
Ｐ２×Ａ２＝Ｐ１×Ａ１＋Ｆ  …（６）
ここで、差圧弁１が閉じる差圧をΔＰとすると、そのときの第一、第二空気バネの差圧ΔＰ＝Ｐ２−Ｐ１として、Ｐ２＝Ｐ１＋ΔＰを（６）式に代入してまとめると次のようになる。
（Ｐ１＋ΔＰ）×Ａ２＝Ｐ１×Ａ１＋Ｆ
Ｐ１×Ａ２＋ΔＰ×Ａ２＝Ｐ１×Ａ１＋Ｆ
ΔＰ×Ａ２＝Ｐ１×Ａ１−Ｐ１×Ａ２＋Ｆ
∴ΔＰ＝｛（Ａ１−Ａ２）／Ａ２｝×Ｐ１＋Ｆ／Ａ２  …（７）
この開弁時に差圧弁１が閉じるときの差圧ΔＰを閉弁特性ｇ（ｘ）とすると、ｇ（ｘ）は次式で表される。
ｇ（ｘ）＝ΔＰ＝｛（Ａ１−Ａ２）／Ａ２｝×Ｐ１＋Ｆ／Ａ２  …（８）
（５）式と（８）式から、Ａ３＝Ａ２となるようにバルブシート５および開き側ダイヤフラム１７の寸法を設定することにより、開弁特性ｆ（ｘ）と閉弁特性ｇ（ｘ）を等しくすることができる。これにより、差圧弁１の開弁特性ｆ（ｘ）と閉弁特性ｇ（ｘ）が車重に応じて等しく変化する空気バネ圧特性と相まって、カント負け現象を防止するとともに、輪重アンバランスを抑え、車体が大きく傾かないようにする効果を高められる。
【００５４】
また、差圧弁１に要求される特性によっては、図５に破線で示すように、バルブシート５の開口面積Ａ３を、弁体６の開き側有効受圧面積Ａ２より大きくなるように、バルブシート５および開き側ダイヤフラム１７の寸法を設定することも考えられる。すなわち、差圧弁１の開弁特性ｆ（ｘ）と閉弁特性ｇ（ｘ）を任意に変更することが可能となる。
【００５５】
本発明は上記の実施の形態に限定されずに、その技術的な思想の範囲内において種々の変更がなしうることは明白である。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の実施の形態を示す差圧弁ユニットの断面図。
【図２】同じく差圧弁ユニットの一部を拡大した断面図。
【図３】同じく第二空気バネの圧力Ｐ２と差圧弁が開く差圧ΔＰの関係を示す特性図。
【図４】他の実施の形態を示す差圧弁ユニットの断面図。
【図５】さらに他の実施の形態を示す差圧弁の断面図。
【図６】従来例を示す空気バネ式懸架装置の構成図。
【図７】同じく差圧弁ユニットの断面図。
【図８】同じくカント負け現象の説明図。
【符号の説明】
１  差圧弁
２  差圧弁
３  連通路
４  スプリング
５  バルブシート
６  弁体
８  閉じ側受圧面
９  開き側受圧面
１０  差圧弁ユニット
１７  ダイヤフラム
１８  ダイヤフラム
２６  ピストン部
３６  パイロット圧導入孔
【図１】
0004197857.tif 000002
【図２】
0004197857.tif 000003
【図３】
0004197857.tif 000004
【図４】
0004197857.tif 000005
【図５】
0004197857.tif 000006
【図６】
0004197857.tif 000007
【図７】
0004197857.tif 000008
【図８】
0004197857.tif 000009