JP2695478B2 - 空気バネ用差圧弁 - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 〔産業上の利用分野〕 本発明は、鉄道車両等に設けられた一対の空気バネ間
に接続されて、この一対の空気バネの圧力が一定差圧以
内にあるように調整する空気バネ用差圧弁に関する。

〔従来の技術〕

従来、この種空気バネ用差圧弁としては、第４図に示
すものがある。第４図において、左右一対の空気バネ1,
1′に空気バネ自動高さ調整弁2,2′を介して空気が供給
されている。この左右一対の空気バネ1,1′の連通配管
3,3′間に空気バネ用差圧弁の弁本体４が設けられてい
る。この弁本体４には、左右一対の空気バネ1,1′の連
通配管3,3′各々に接続される一対の給排口5,5′が設け
られている。また、この給排口5,5′を並列して連通さ
せる一対の通気孔6,6′も設けられている。そして、空
気バネ1,1′の空気圧力差に基づいていずれか一方の通
気孔6,6′を開閉するポペット弁7,7′が相対向して内蔵
されている。このポペット弁７は、弁座８、弁体９、ば
ね受部10及びばね受部10を介して弁座８に弁体９を付勢
するばね部材11から成っている。

上述した構造の空気バネ用差圧弁は、以下のように作
動する。左右の空気バネ1,1′内圧の差が規定差圧値以
下の通常状態であれば、第４図に示すにように、ポペッ
ト弁7,7′は着座している。仮に、破損等によって右側
空気バネ１′内圧が降下した場合、左側空気バネ１内圧
との差が規定差圧値以上となり、ポペット弁７はこの差
圧によりばね部材11の付勢力に抗して通気孔６に対して
開口する。そして、左側空気バネ１の空気が、通気孔６
及び給排口５′を経て右側空気バネ１′に流入して、車
体等の異常傾斜を防いで、安全走行を確保する。なお、
その後左右空気バネ1,1′内圧の差が規定差圧値に戻る
と、ポペット弁７は着座して（閉となって）第４図の状
態に戻る。また、左側空気バネ１の内圧が降下した場合
は、ポペット弁７′が通気孔６′に対して開口し同様の
動作をする。

〔発明が解決しようとする課題〕

上述した空気バネ用差圧弁においては、右側空気バネ
１′内圧が降下すると、ポペット弁７が通気孔６に対し
て開口する。このとき、ａ部の圧縮空気がｂ部やｃ部に
急激に流れるため、ａ部の圧力が少し下がる。そして、
ばね部材11の付勢力でポペット弁７が閉じる。しかし、
すぐに空気バネ１より圧縮空気が供給されるので、再び
ポペット弁７が開口する。これらの動作の繰り返しによ
って逆止弁７が振動するため（開閉を繰り返すため）、
弁体９、弁座８やばね部材11の劣化を早めるとともに、
弁体９が弁座８に当たる音や空気の脈動音が発生すると
いう問題点があった。特にこの脈動音等が配管や空気バ
ネ等に共鳴して、鳴動し（ブーという大きな音を出し）
例えば乗客に不快感を与えるものであった。

本発明は上記の問題点を解決するものである。

〔課題を解決するための手段〕

一方の空気バネと他方の空気バネとの間に弁座を設け
るとともに、この弁座にばね部材で付勢されて着座する
ポペット弁を設けた空気バネ用差圧弁において、前記ポ
ペット弁に弁棒を設け、この弁棒と弁本体とに結合され
る膜板ピストンを設け、この膜板ピストンによって前記
一方の空気バネに絞りを介して接続される第１制御室と
前記他方の空気バネに絞りを介して接続される第２制御
室とを形成し、前記弁棒に前記ばね部材を設けたもので
ある。

〔作用〕

ポペット弁に弁棒を設け、この弁棒と弁本体とに結合
される膜板ピストンを設け、この膜板ピストンによって
前記一方の空気バネに絞りを介して接続される第１制御
室と前記他方の空気バネに絞りを介して接続される第２
制御室とを形成し、前記弁棒に前記ばね部材を設けたも
のであるから、ポペット弁開時の圧縮空気の変動が絞り
を介することによって第１又は第２制御室に影響を与え
ず、膜板ピストンは静的変化による差圧に応じて弁棒即
ちポペット弁を作動させ、差圧値が規定値に近づくにつ
れて、ポペット弁は徐々に静に閉じる。

〔実施例〕

以下、本発明の実施例を図面を参照しつつ説明する。

第１図は第３図のＡ−Ａ線断面である空気バネ用差圧
弁の断面図、第２図は空気バネ用差圧弁の上面図、第３
図は第２図のＢ−Ｂ線断面図を示す。そして、何れもポ
ペット弁が着座した状態を示している。

第１図において、空気バネ用差圧弁の弁本体12は本体
12aの左右でネジ止めされた中間体12b,蓋12c及び中間体
12bにネジ込まれたキャップ12dの一体物であり、弁本体
12の中心部には弁棒13が左右方向摺動自在に嵌入されて
いる。そして、弁棒13の左端にばね部材14が、弁棒13の
右端にポペット弁15が、ばね部材14とポペット弁15の間
の弁棒13に膜板ピストン16が設けられている。

弁本体12の右方内部は、ポペット弁15を挟んで、第１
空気バネ室17と第２空気バネ室18に区画される。そし
て、それぞれ第１給排孔19と第２給排孔20を有してい
る。そして、左右一対の空気バネ1,1′に空気バネ自動
高さ調整弁２、２′を介して圧縮空気が供給されてお
り、この左右一対の空気バネ1,1′の連通配管3,3′が第
１及び第２給排孔19,20に接続されている。

弁本体12の左方内部は、膜板ピストン16を挟んで、第
１制御室21と第２制御室22に区画される。そして、第２
図及び第３図に示されるように、前記第１空気バネ室17
は、絞り23を介して第１中間室24に、更に第１制御室21
に、連通している。また、前記第２空気バネ室18は、絞
り25を介して第２中間室26に、更に孔27を介して第２制
御室22に、連通している。

ポペット弁15は、本体12aと蓋12cに圧入された弁座2
8,29と、ばね30で付勢された一対の弁体31,32と、弁体3
1,32間の距離を規制する弁棒13の突起13a及び止め輪33
とから成っている。即ち、弁棒13が中立位置にあるとき
（図示の場合）、ばね30でポペット弁15は閉状態を維持
し、弁棒13が左右何れの方向に移動するとポペット弁15
が開状態となる構造である。したがって、ばね30の付勢
力は第１空気バネ室17と第２空気バネ室18間のポペット
弁15を閉状態に維持するためのものであり、以下に述べ
るばね部材14よりかなり小さくなっている。

ばね部材14は、弁棒13に摺動自在に挿入され止め輪3
4,34で位置規制されたばね受け35,35と、ばね受け35,35
間のばね36と、一端に止め輪37と他端に突起38aを有し
中間体12bとキャップ12d間で固定され前記ばね受け35,3
5間を規制するストッパ38とから成っている。したがっ
て、弁棒13が左右方向何れに移動してもばね36の付勢力
が作用する構造となっている。

膜板ピストン16は、弁棒13に固定された膜板受け39
と、外周が本体12aと中間体12bで挾持され内周が膜板受
け39で支持された膜板40とから成っている。この膜板40
は、第１制御室21と第２制御室22間の差圧力を受けばね
部材14の付勢力に打ち勝って、弁棒13を左右何れかの方
向に移動させるものである。そして、この膜板ピストン
16は、設置部分が比較的小さいのに対し、小さな差圧で
大きな軸力を発生するものである。

以上説明した構造の空気バネ用差圧弁は以下のように
作動する。

第１図において、左右の空気バネ1,1′間に差圧が発
生したとする。空気バネ１は連通配管３により第１空気
バネ室17に通じており、空気バネ１′は連通配管３′に
より第２空気バネ室18に通じている。したがって、ポペ
ット弁15には差圧が作用するが、この差圧ではポペット
弁15は作動しない。第１空気バネ室17は、絞り23を介し
て第１中間室24に、更に第１制御室21に、連通する。ま
た、前記第２空気バネ室18は、絞り25を介して第２中間
室24に、更に孔27を介して第２制御室22に、連通する。
そこで、膜板ピストン16に差圧が作用することになる。
この差圧がばね部材14のセット力（規定差圧力）以上に
なると、弁棒13が移動する（空気バネ１の内圧が高くな
ると右に移動し、空気バネ１′の内圧が高くなると左に
移動する）。弁棒13が移動すると、ポペット弁15が開き
（弁棒13が右に移動すると弁体31が開き、弁棒13が左に
移動すると弁体32が開く）、第１空気バネ室17と第２空
気バネ室18は連通する。そして、急激に一方から他方の
空気バネ室へ圧縮空気が流れ、空気バネ1,1′から圧縮
空気が供給されるまで一方の空気バネ室の空気圧力が下
がる。いま、第１空気バネ室17の空気圧力が下がったと
すると、絞り23を介しているため、第１制御室21の空気
圧力は直ちに変化しない（空気バネ室17の空気圧力の脈
動が直接第１制御室17に伝達されない）。その間に、第
１空気バネ室17には空気バネ１′から圧縮空気がすぐに
補給される。したがって、ポペット弁15は開いたままと
なり、脈動が鳴動の原因となるポペット弁15の開閉が無
くなる。そして、空気バネ1,1′間が規定差圧値に近づ
くと、ばね部材14によってポペット弁15が徐々に静に閉
じ、空気バネ1,1′間を規定差圧力値内に保つ。なお、
第２空気バネ室18の空気圧力の脈動についても、同様に
作動する。また、絞り23,25の開度を調整すると適正な
感度とすることができるので、第2,3図示のプラグ41で
絞り23,25が交換可能となっている。

なお、上述した実施例では、対向配置された一対の弁
座と弁体を有するポペット弁に対して、ばね部材14と膜
板ピストン16をそれぞれ一組としたので、空気バネ用差
圧弁全体を小型にすることができる。しかしながら、ポ
ペット弁、膜板ピストン及びばね部材の配置と個数は上
記実施例に限定されない。例えば、左右のポペット弁の
間に膜板ピストン及びばね部材を配置する構造とするこ
ともできる。

〔発明の効果〕

ポペット弁に弁棒を設け、この弁棒と弁本体とに結合
される膜板ピストンを設け、この膜板ピストンによって
前記一方の空気バネに絞りを介して接続される第１制御
室と前記他方の空気バネに絞りを介して接続される第２
制御室とを形成し、前記弁棒に前記ばね部材を設けたも
のであるから、ポペット弁開時の圧縮空気の変動が絞り
を介することによって第１又は第２制御室に影響を与え
ず、膜板ピストンは静的変化による差圧に応じて弁棒即
ちポペット弁を作動させ、差圧値が規定値に近づくにつ
れて、ポペット弁は徐々に静に閉じるので、ポペット弁
が振動して（開閉を繰り返して）、鳴動する（ブーとい
う大きな音を出す）ことがなくなり、例えば乗客に対す
る不快感を取り除くことができる。また、ポペット弁の
振動が無くなるので、振動に起因する弁体、弁座やばね
部材の劣化を防止することができる。

【図面の簡単な説明】

第１図は第３図のＡ−Ａ線断面である空気バネ用差圧弁
の断面図、第２図は空気バネ用差圧弁の上面図、第３図
は第２図のＢ−Ｂ線断面図、第４図は従来の空気バネ用
差圧弁の断面図である。 1,1′……空気バネ、 12……弁本体、 13……弁棒、 14……ばね部材、 15……ポペット弁、 16……膜板ピストン、 21……第１制御室、 22……第２制御室、 23,25……絞り、 28,29……弁座。

Claims (1)

(57)【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】一方の空気バネと他方の空気バネとの間に
   弁座を設けるとともに、この弁座にばね部材で付勢され
   て着座するポペット弁を設けた空気バネ用差圧弁におい
   て、 前記ポペット弁に弁棒を設け、この弁棒と弁本体とに結
   合される膜板ピストンを設け、この膜板ピストンによっ
   て前記一方の空気バネに絞りを介して接続される第１制
   御室と前記他方の空気バネに絞りを介して接続される第
   ２制御室とを形成し、前記弁棒に前記ばね部材を設けた
   ことを特徴とする空気バネ用差圧弁。