JP2002120723A - 車両の空気バネ式懸架装置および差圧弁 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 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を提供する。 【解決手段】 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３と、各空気バネの圧力差に応
じて連通路３を開閉する一対の差圧弁１，２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１，２
の弁体６は２つの受圧面８，５を有し、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より大きく設定し、かつ弁体６を閉じ側に付勢す
るスプリング４を設け、車重に応じて差圧弁１，２が開
く差圧ΔＰを高める構成とする。

Description

【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の改良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１
３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１
０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１
１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、差圧弁の弁体は２つの受圧面を有
し、弁体を閉じ側に付勢する一方の空気バネの圧力を受
ける閉じ側受圧面積を、弁体を開き側に付勢する他方の
空気バネの圧力を受ける開き側受圧面積と異なって設定
し、かつ弁体を閉じ側に付勢するスプリングを設けたこ
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、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他方の空気
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たことを特徴とするものとした。

【００１７】第３の発明は、第１または第２の発明にお
いて、弁体を閉じ側に付勢する一方の空気バネの圧力を
受けるピストン部を設け、ピストン部の受圧面積を弁体
を開弁方向に付勢する他方の空気バネの圧力を受ける受
圧面積と異ならせたことを特徴とするものとした。

【００１８】第４の発明は、弁体を閉じ側に付勢する圧
力を受ける閉じ側ダイヤフラムの受圧面積を、弁体を開
き側に付勢する圧力を受ける開き側ダイヤフラムの受圧
面積と異なって設定し、弁体を閉じ側に付勢するスプリ
ングを設け、圧力を閉じ側ダイヤフラムへと導くパイロ
ット圧導入孔を弁体を貫通して形成したことを特徴とす
る差圧弁。

【００１９】第５の発明は、弁体を閉じ側に付勢する圧
力を受ける閉じ側ダイヤフラムの受圧面積Ａ１を、弁体
を開き側に付勢する圧力を受ける開き側ダイヤフラムの
受圧面積Ａ２と異なって設定し、弁体を閉じ側に付勢す
るスプリングを設け、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を特徴とする差圧弁。

【００２０】

【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。

【００２１】第２の発明によると、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。

【００２２】第３の発明によると、ピストン部を介して
受圧面積差を持たせる構造により、弁体のフリクション
が増加するものの、構造を簡素化して製品のコストダウ
ンがはかれる。

【００２３】第４の発明によると、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。

【００２４】第５の発明によると、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。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。

【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Ｐ
１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×（Ａ
２−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２
６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３
１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Ｐ
２×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Ｐ
１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

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 佐藤 與志 大阪府大阪市此花区島屋５丁目１−109号 住友金属工業株式会社関西製造所製鋼品 事業所内 Ｆターム(参考） 3J069 AA02 EE05

Claims (5)

【特許請求の範囲】
1. 【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、 差圧弁の弁体は２つの受圧面を有し、 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
   閉じ側受圧面積を、弁体を開き側に付勢する他方の空気
   バネの圧力を受ける開き側受圧面積と異なって設定し、 かつ弁体を閉じ側に付勢するスプリングを設けたことを
   特徴とする車両の空気バネ式懸架装置。
2. 【請求項２】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他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たことを特徴とする請求項１
   に記載の車両の空気バネ式懸架装置。
3. 【請求項３】弁体を閉じ側に付勢する一方の空気バネの
   圧力を受けるピストン部を設け、 ピストン部の受圧面積を弁体を開弁方向に付勢する他方
   の空気バネの圧力を受ける受圧面積と異ならせたことを
   特徴とする請求項１に記載の車両の空気バネ式懸架装
   置。
4. 【請求項４】弁体を閉じ側に付勢する圧力を受ける閉じ
   側ダイヤフラムの受圧面積を、前記弁体を開き側に付勢
   する圧力を受ける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、 圧力を前記閉じ側ダイヤフラムへと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差
   圧弁。
5. 【請求項５】弁体を閉じ側に付勢する圧力を受ける閉じ
   側ダイヤフラムの受圧面積Ａ１を、前記弁体を開き側に
   付勢する圧力を受ける開き側ダイヤフラムの受圧面積Ａ
   ２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。