(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
エア源とエアばねとの間に設けられ、エアばねをエア源又は大気に選択的に連通されるレベリングバルブにおいて、バルブボディ内に給気側弁孔と、排気側弁孔と、給気側弁孔をエア源に連通する給気ポートと、排気側弁孔をそれぞれエアばね側に接続する給気通路と大気側に連通させる排気ポートとを設け、排気側弁孔内には外部から駆動されるピストンを移動自在に挿入し、当該ピストンは排気側弁孔を給気通路に連通する高圧室と排気ポートに連通する低圧室とに区画すると共に当該二つの室を接続する連通ポートを備え、給気側弁孔内には上記高圧室を給気側弁孔とピストンの連通ポートとに選択的に開閉させる第１のバルブと、上記給気ポートを給気側弁孔に開閉する第２のバルブと、第１，第２のバルブを互いに反対方向に付勢するスプリングとを挿入させたことを特徴とするレベリングバルブ。
【請求項２】
第１のバルブがフランジ部とフランジ部の中央から突出するロッド部とで断面Ｔ字状の弁体からなり、フランジ部を給気側弁孔内に挿入し、ロッド部をピストンの連通ポート内に挿入し、フランジ部外周隙間とロッド部外周隙間とでエアの流量を調整させていることを特徴とする請求項１のレベリングバルブ。
【請求項３】
給気側弁孔内に中空なブッシュを挿入し、このブッシュ内に第１，第２のバルブとスプリングとを挿入し、ピストンをランド部とランド部から突出するロッド部とで構成し、第１のバルブをフランジ部とフランジ部の中央から突出する中空ロッドとフランジ部の端面に設けた第１のシールと中空ロッドの端面に設けた第２のシールとからなる弁体で構成し、中空ロッド内にピストン側のロッド部を移動自在に挿入し、第１のシールをブッシュに着脱自在に当接し、第２のシールをピストン側ランド部に着脱自在に当接させたことを特徴とする請求項１のレベリングバルブ。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
この発明は、鉄道車両および自動車の懸架装置として車体と台車枠との間に装着した空気ばねが車体荷重の増減によってその高さが変わると、車体と台車枠との間隔の増減を自動的に調節して、車体を常に一定の高さに維持する空気ばねの高さ制御用レベリングバルブに関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
従来、この種の空気ばねの高さを制御する懸架装置Ｄは、図８に示すように、車体１１と台車枠１２との間に装着され、車体１１の荷重の増減による車体１１の高さの変化を連結棒１３、レバー１４を介してレベリングバルブＶに伝え、このレベリングバルブＶより圧縮空気を空気ばね１５に供給して、車体１１と台車枠１２との間に生じた高さの変化を自動的に調節し、常に車体１１を一定の高さに維持させるようにしている。
【０００３】
レベリングバルブＶは図７に示すように、主に中央部の緩衝ばね部ａ、上部のエアバルブ部ｂ、下部のオイルダンパ部ｃとからなり、緩衝ばね部ａは、軸２に図示しないスイングアームが固定され、作動アーム３は、軸２に対して自由に回転し得るようになっており、軸２と同心に緩衝ばね６に初期荷重が与えられた状態で組み込まれ、スイングアームと作動アーム３に同時に接触している。
【０００４】
エアバルブ部ｂは、バルブケース１内に納められたエアバルブ４ａ，４ｂが作動アーム１８に対して設けられ、給気弁たるエアバルブ４ａの低圧側と排気弁たるエアバルブ４ｂの高圧側（空気ばね側）とはバルブケース１内を貫通する図示しない通路により連絡され、その通路の中間に不還弁ｃｈが設けられている。
【０００５】
オイルダンパ部ｃは、片利きダンパ形式を採用しているため、ミストン５内部にノンリタンバルブ７が設けられてあり、車体１１の変位は、作動アーム３の図示しないローラを介して伝えられ、ノンリタンバルブ７に設けられるオリフィス８の減衰抵抗により時間遅れを与えるようになっている。
【０００６】
そして、車両が走行中に発生する上下動や振動により車体１１と台車枠１２に装着された空気ばね１５が伸縮し、連結棒１３、レバー１４を介して自動高さ制御弁たるレベリングバルブＶに変位が伝えられると、ノンリタンバルブ７に設けられたオリフィス８により発生する油圧抵抗による時間遅れのため、車体１１の上下動、振動変位を直接エアバルブ４ａ，４ｂに伝えられることなく緩衝ばね６のみが圧縮され、エアバルブ４ａ，４ｂは作動することなく、圧縮空気の出入りは行なわれない。
【０００７】
そして、車体１１の荷重が時間に増加した場合、空気ばね１５が撓み、荷重と釣り合うまで車体１１が沈下するため、レバー１４が上方に押し上げられ、スイングアームが回転し、このため緩衝ばね６が捩れ、ばね６の復元力によりオイルダンパ部ｃに発生する油圧抵抗と釣り合いながら、作動アーム３が回転し、一定時間後にエアバルブ４ａが開き、図示しない空気溜めからの圧縮空気が不還弁ｃｈを開いて、バルブケース１に貫通している図示しない通路を通り、空気ばね１５に供給される。空気ばね１５が一定の高さに復元すると、レバー１４がバルブケース１に対して中立位置に戻り、エアバルブ４ａが閉じられ、圧縮空気の供給は停止するようになっている。
【０００８】
さらに、車体１１の荷重が静的に減少した場合、空気ばね１５が伸び、車体１１が上昇し、このため、レバー１４が引き下げられ、荷重が増加した場合とは逆に一定時間後にエアバルブ４ｂが開かれ、空気ばね１５内の圧縮空気が排気されて、空気ばね１５が一定の高さに復元すると、レバー１４がバルブケース１に対して中立位置に戻り、空気ばね１５内からの圧縮空気の排気は停止するようになっている。
【０００９】
上記のレベリングバルブＶＫ持つ機能として上記のように、不感帯と時間遅れがある。不感帯とは車両の微振動に対しレベリングバルブＶの反応を防ぐもので作動アーム３とエアバルブ４ａ，４ｂ  ｉ設けられている隙間がその機能を果たす。時間遅れとは車両の大きな上下の動きに対し一定時間（２〜３ＳＥＣ）レベリングバルブＶの動作を送らせるもので本体下部に構成されている部屋にシリコンオイルを充満させ軸と連動して動くピストン５を動作させ、シリコンオイルの圧縮性を用いてその機能を果たす。
【００１０】
他方、従来の他のレベリングバルブとして、例えば、図９に示すものが開発されている。
【００１１】
このものは本体２１に構成されているバルブロッド２２の環状隙間により吸気或いは排気を行う。また、上記に対し不感帯と言う機能は無い。時間遅れに関して言えばレバーの動きに対し軸２３が回転しピストン２４を左右に動作する。その時本体２１とバルブロッド２２に設けられた平行（隙間）部Ａ区画で空気の流れを絞りその機能を果たしている。また、完全な不感帯とは言えないがこの区間が不感帯と時間遅れ両者の機能を兼ねていると言える。
【００１２】
空気、排気時の空気の通路はバルブロット２２のＡ部通過後外周の溝部Ｂ或いは内径部Ｃを利用している。その際、シール２５によりどちらか一方の通路がふさがれ空気が流れない構造になっている。
【００１３】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、上記従来のレベリングバルブには次のような不具合がある。
【００１４】
図７のレベリングバルブでは、エアバルブ４ａ，４ｂの直径を変えることで給気或いは排気の空気流量を調整可能であるが全体の部品点数が多く、構造が複雑で組立性，経済性に劣る。
【００１５】
更に時間遅れにシリコンオイルを使用しているため高価である上、シリコンオイルの漏れの心配もある。又シリコンオイルの温度により時間遅れにバラツキが生じるので保温箱等の付属設備が必要となる。
【００１６】
他方、図９に示すレベリングバルブは部品点数が少なく組立性，経済性．メンテナンス性にすぐれているが、給気あるいは排気時の空気の絞り通路が同一であることから、給気時と排気時の流量特性を個々に調整できない不具合がある。
【００１７】
そこで、本発明の目的は、構造が簡単で組立性，経済性，メンテナンス性にすぐれ、しかも給気時と排気時の流量特性を個々に調整できるレベリングバルブを提供することである。
【００１８】
【課題を解決するための手段】
上記の目的を達成するため、本発明の手段は、エア源とエアばねとの間に設けられ、エアばねをエア源又は大気に選択的に連通されるレベリングバルブにおいて、バルブボディ内に給気側弁孔と、排気側弁孔と、給気側弁孔をエア源に連通する給気ポートと、排気側弁孔をそれぞれエアばね側に接続する給気通路と大気側に連通させる排気ポートとを設け、排気側弁孔内には外部から駆動されるピストンを移動自在に挿入し、当該ピストンは排気側弁孔を給気通路に連通する高圧室と排気ポートに連通する低圧室とに区画すると共に当該二つの室を接続する連通ポートを備え、給気側弁孔内には上記高圧室を給気側弁孔とピストンの連通ポートとに選択的に開閉させる第１のバルブと、上記給気ポートを給気側弁孔に開閉する第２のバルブと、第１，第２のバルブを互いに反対方向に付勢するスプリングとを挿入させたことを特徴とするものである。
【００１９】
この場合、第１のバルブがフランジ部とフランジ部の中央から突出するロッド部とで断面Ｔ字状の弁体からなり、フランジ部を給気側弁孔内に挿入し、ロッド部をピストンの連通ポート内に挿入し、フランジ部外周隙間とロッド部外周隙間とでエアの流量を調整させるようにするのが好ましい。
【００２０】
同じく、給気側弁孔内に中空なブッシュを挿入し、このブッシュ内に第１，第２のバルブとスプリングとを挿入し、ピストンをランド部とランド部から突出するロッド部とで構成し、第１のバルブをフランジ部とフランジ部の中央から突出する中空ロッドとフランジ部の端面に設けた第１のシールと中空ロッドの端面に設けた第２のシールとからなる弁体で構成し、中空ロッド内にピストン側のロッド部を移動自在に挿入し、第１のシールをブッシュに着脱自在に当接し、第２のシールをピストン側ランド部に着脱自在に当接させるようにしてもよい
【００２１】
【発明の実施の形態】
以下本発明の実施の形態を図にもとづいて説明する。
【００２２】
図１乃至図５は、本発明の一実施の形態に係るレベリングバルブを示す。
【００２３】
このレベリングバルブは図８の従来技術と同じように、エア源とエアばねとの間に設けられ、エアばねをエア源又は大気に選択的に連通されることにより車体を常に一定の高さに維持させようとするものである。このレベリングバルブはバルブボディ３１内に給気側弁孔３３と、排気側弁孔３２と、給気側弁孔３３をエア源に連通する給気ポート３４と、排気側弁孔３２をそれぞれエアばね側に接続する給気通路３５と大気側に連通させる排気ポート３６とを設けている。
【００２４】
排気側弁孔３２内には外部から駆動されるピストン３７を移動自在に挿入し、当該ピストン３７は排気側弁孔３２を給気通路３５に連通する高圧室３８と排気ポート３６に連通する低圧室３９とに区画すると共に当該二つの室３８，３９を接続する連通ポート４０を備えている。
【００２５】
更に、給気側弁孔３３内には上記高圧室３８を給気側弁孔３３とピストンの連通ポート４０とに選択的に開閉させる第１のバルブ４１と、上記給気ポート３４を給気側弁孔３３に開閉する第２のバルブ４２と、第１，第２のバルブ４１，４２を互いに反対方向に付勢するスプリング４１とを挿入させている。ピストン３７はランド部３７ａとスリットを複数形成した筒部３７とでピストン本体を形成し、ピストン本体に小径部と大径部とからなる連通ポート４０が形成され、又ピストン本体に半径方向の切欠き４３が形成されている。
【００２６】
ピストン３７の切欠き４３内には図２に示すように、ピン４４を挿入し、このピン４４はクランクアーム４５を介してキャップ４６に回転自在に取付けた軸４７と連通している。キャップ４６はボルト４８を介してパルブボディ３１に結合されている。
【００２７】
給気ポート３４はコネクタＣ１を介してユア源に接触され、給気通路３５はコネクタＣ２を介してエアばね側に接続され、排気ポート３６はフイルタＦを介して大気に開口している。
【００２８】
第１のバルブ４１がフランジ部４１ａとフランジ部４１ａの中央から突出するロッド部４１ｂとで断面Ｔ字状の弁体からなり、フランジ部４１ａを給気側弁孔３３内に隙間Ｓ１を設けながら挿入し、ロッド部４１ｂをピストン３７の連通ポート４０内に隙間Ｓ２を設けながら挿入し、フランジ部４１ａの外周隙間Ｓ１とロッド部４１ｂの外周隙間Ｓ２とでエアの流量を調整させている。第１のバルブ４１は中立時にはシヘル４９を介してピストン３７の端面と給気側弁孔３３の段部５０に当接している。
【００２９】
次にレベリングバルブま作動について説明する。
【００３０】
例えば、車体の荷重が静的に増加するとエアばねが圧縮し荷重と釣り合うまで車体が沈下するため、これに連動してレバーが変位し軸４７を回転させる。この為クランクアームを介してピン４４が移動し、図４に示すようにピストン３７を右方向に移動させる。この時シール４９がピストン３７の端面と段部５０から若干離れ、エアの流れを隙間Ｓ１で絞る。ピストン３７が更に右行すると第１のバルブ４１がスプリング４３に抗して隙間Ｓ１を大きく開き、次いで、エア源からの圧縮エアが給気ポート３４より第２のバルブ４２を開き、給気側弁孔３３−隙間−Ｓ１ピストンの筒体部３７ｂの外周のスリット−給気通路３５を介してエアばねに供給され、エアばねが一定の高さに復元すると、車高の高さを所望の高さに戻す。エアばねが復元するとレバーが中立位置に移行し、ピストン３７が中立位置に戻り、第１ののバルブ４１もスプリング４３で中立の遮断位置に戻される。
【００３１】
同様に車体の荷重が静的に減少すると、ねエアばねが膨張し、車高が上昇する。この場合には上記の場合と逆に軸４７が逆方向に回転し、図５に示すようにピストン３７を左行させる。この為、第１のバルブ４１が段部５０にシートしたまま残され、ピストン３７の端面がシール４９から離れ、隙間Ｓ２を介して給気通路３５を連通ポート４０に連通させる。この時エアばね内のエアが給気通路３５−高圧室３８−隙間Ｓ２−連通ポート３９−排気ポート３６−フイルタＦを介して大気側に排出され、エアばねが一定の高さに復元し、車高も一定の高さに復帰する。車高が復元するとレバーと軸４７を介してピストン３７が再び図３の中立に戻される。
【００３２】
図６は、本発明の他の実施の形態に係る、レベリングバルブを示す。
【００３３】
このレベリングバルブは給気側弁孔３３内に中空なブッシュ５１を挿入し、このブッシュ５１内に第１，第２のバルブ４１，４２とスプリング４３とを挿入し、ピストン３７をランド部３７ａとランド部３７ａから突出するロッド部３７ｃとで構成し、第１のバルブ４１をフランジ部４１ａとフランジ部４１の中央から突出する中空ロッド４１ｃとフランジ部４１ａの端面に設けた第１のシール４９と中空ロッド４１ｃの端面に設けた第２のシール４９ａとからなる弁体で構成し、中空ロッド４１ｃ内にピストン側のロッド部３７ｃを移動自在に挿入し、第１のシール４９をブッシュ５１に着脱自在に当接し、第２のシール４９ａをピストン側ランド部３７ａに着脱自在に当接させたものである。
【００３４】
その他の構造は図１のレベリングバルブと同じであり、同一の部材は同一の符号を付すことで詳細は省略する。
【００３５】
この実施の形態では、エアばねに圧縮エアを供給する時は第１のシール４９がブッシュ５１の段部から離れ、逆にエアばねのエアを排気するときは第２のシール４９をピストン３７のランド３７ａ端面から放し、中空ロッド４１ｃの内周とロッド部３７ｃの外周との隙間Ｓ３を介して連通ポート４０にエアを導くものである。その他の作用，高価は図１の実施の形態と同じである。
【００３６】
【発明の効果】
本発明によれば、次の効果がある。
【００３７】
(1) 各請求項の発明によれば、シリコンオイルを使用していないので小型化，軽量化が図れ、シリコンオイルの漏れの心配もなくコストダウンを図れる。
【００３８】
(2) 同じく、バルブボディ内にピストンと第１，第２のバルブとスプリングを組付けただけであるから従来のレベリングバルブに比べて部品点数を大幅に減少でき、組立性が向上し、分解して部品の交換も容易であるからメンテナンス性も向上し、経済性にもすぐれている。
【００３９】
(3) 同じく、一つの第１バルブでエアの給気，排気が可能となり、給気用のバルブと排気用のバルブを二組設ける必要もなく、構造がコンパクトとなり、しかも第１のバルブで給気あるいは排気の特性が個々に調整できることから搭載される車両毎に最適な設定ができる。また給気あるいは排気の流量特性は一緒であっても微少漏れ区間長さの設定でピストンに連動する車体側レバーの入力角度に対する最大流量に達するまでの特性も可能である。
【００４０】
(4) 同じく、第１のバルブ１個の寸法設定で給気と排気の流量特性を決定できるので第１のバルブの交換だけで他機種の車両にも使用可能であるから、シリーズ化，大量生産に向くものである。
【００４１】
(5) 請求項２の発明によれば、フランジ部外周隙間とロッド部外周隙間を変更することで流量特性をいろいろ調整できる。
【００４２】
(6) 請求項３の発明によれば、ブッシュを設けたことによりバルブボディの損傷を防止でき、損傷したブッシュの交換も容易である。更に第１のバルブ側中空ロッド内にピストン側ロッド部を挿入させることでピストン外径と第１のバルブの外径を小径化でき、うけあつ面積により生じる力でピストンに作用する車体側レバーの動作力を軽減することができ、併せてレベリングバルブ自体の小型化，軽量化が図れる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の一実施の形態に係るレベリングバルブの一部切欠き縦断正面図である。
【図２】図１の縦断側面図である。
【図３】図１のレベリングバルブの中立状態を示す縦断正面図である。
【図４】同じく給気時のバルブ一を示す縦断正面図である。
【図５】同じく排気時のバルブ位置を示す縦断正面図である。
【図６】他の実施の形態に係るレベリングバルブの縦断正面図である。
【図７】従来のレベリングバルブの縦断正面図である。
【図８】図７のレベリングバルブを取付けた従来の車両懸架装置の一部縦断正面図である。
【図９】他の従来のレベリングバルブの縦断正面図である。
【符号の説明】
３１  バルブボディ
３２  排気側弁孔
３３  給気側弁孔
３４  給気ポート
３５  給気通路
３６  排気ポート
３７  ピストン
３７ａ  ランド部
３７ｃ  ロッド部
３８  高圧室
３９  低圧室
４０  連通ポート
４１  第１のバルブ
４１ａ  フランジ部
４１ｂ  ロッド部
４１ｃ  中空ロッド
４２  第２のバルブ
４３  スプリング
４９  第１のシール
４９ａ  第２のシール
５１  ブッシュ
Ｓ１  フランジ部外周隙間
Ｓ２  ロッド部外周隙間
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
0004130291.tif 000008
【図８】
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【図９】
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