JP6709101B2 - レベリングバルブ - Google Patents

Description

本発明は、レベリングバルブに関するものである。

特許文献１には、鉄道車両の空気ばねに圧縮空気を供給し、あるいは空気ばねから空気を放出することで、空気ばねによる鉄道車両の支持位置を一定に保つレベリングバルブが記載されている。

特許文献１に記載のレベリングバルブでは、車体の荷重変化により空気ばねによる車体の支持高さが変化すると、この変化がリンクを介してレバーを揺動させ、レバーの先端に連結されたピストンを介してスプールが軸方向に駆動する。このようなスプールの駆動に応じて、空気ばねに接続された空気ばね通路に、空気圧供給源としてのコンプレッサに接続された第１の通路とドレーンに接続された第２の通路のいずれかが選択的に接続される。さらに、このレベリングバルブでは、スプールの先端に形成された大径部とスプール穴の縮径部の間に形成された環状隙間の流通抵抗を利用して流量特性が設定される。

特開２０１１−９４９号公報

しかしながら、特許文献１に記載のレベリングバルブでは、スプールがピストンに片持ち支持されている。このため、レバーが揺動してピストンにモーメントが作用するとピストンが傾いてしまう。ピストンが傾くと、ピストンに連結されたスプールがスプール穴の摺接部に設けられたリングシールを支点として傾き、スプールの先端がスプール穴に接触してしまう。このように接触した状態でスプールが動作すると、スプールが摩耗し、流量特性が変化してしまうおそれがあった。

本発明は、上記の問題点に鑑みてなされたものであり、ピストンの傾きを防止できるレベリングバルブを提供することを目的とする。

第１の発明は、鉄道車両の台車に対する車体の相対変位に応じて回転するレバーの回転方向に応じて、台車と車体の間に設けられる空気ばねを圧縮空気源又は排気通路とに選択的に連通させて空気ばねの高さを調整するレベリングバルブであって、ハウジングに形成された収容孔内に収容され、レバーの回転に伴って軸方向に移動するピストンと、ピストンの軸方向における一方の端部に連結されたステムと、ステムが中立位置から一方向へ移動することによって空気ばねと圧縮空気源とを連通させ、ステムが中立位置から他方向へ移動することによって空気ばねと排気通路とを連通させる給排弁と、ピストンの軸方向における他方の端部に軸方向に連結されたガイドロッドと、収容孔の開口を閉塞するキャップ部材に形成され、ガイドロッドを摺動自在に支持するガイド穴と、を備えることを特徴とする。

第１の発明では、レバーの回転よってピストンにモーメントが作用しても、ステムと同じ方向に設けられたガイドロッドがガイド穴に摺動自在に支持されるため、ピストンの傾きが防止される。

第２の発明は、鉄道車両の台車に対する車体の相対変位に応じて回転するレバーの回転方向に応じて、台車と車体の間に設けられる空気ばねを圧縮空気源又は排気通路とに選択的に連通させて空気ばねの高さを調整するレベリングバルブであって、ハウジングに形成された収容孔内に収容され、レバーの回転に伴って軸方向に移動するピストンと、ピストンの軸方向における一方の端部に連結されたステムと、ステムが中立位置から一方向へ移動することによって空気ばねと圧縮空気源とを連通させ、ステムが中立位置から他方向へ移動することによって空気ばねと排気通路とを連通させる給排弁と、ピストンの軸方向における他方の端部に軸方向に連結されたガイドロッドと、収容孔の開口を閉塞するキャップ部材に形成され、ガイドロッドを摺動自在に支持するガイド穴と、を備え、ステムの先端外周に対向して配置され径方向に移動可能な環状のリング部材をさらに備えることを特徴とする。

第２の発明では、仮にピストンが傾いて、ステムの先端外周がリング部材に接触しても、リング部材が径方向に移動可能であるので、ステムの先端が摩耗することを防止できる。

第３の発明は、ステムの先端外周には、給排弁の開閉に伴う圧縮空気の流れを絞る環状隙間が形成されることを特徴とする。

第３の発明では、環状隙間によって空気ばねに給排される圧縮空気の流れを制限することができる。

第４の発明は、ピストンは、ステムとガイドロッドとによってハウジング内を移動可能に支持され、ピストンの外周面とハウジングの収容孔の内周面との間には隙間が設けられることを特徴とする。

第４の発明では、ピストンがハウジングの収容孔に接触しないので、ピストンとハウジングの間の摺動抵抗を減らすことができる。これにより、レベリングバルブの応答性が向上する。また、ピストンがハウジングの収容孔に接触しないので、ピストン及びハウジングが摩耗することがない。これにより、ピストン及びハウジングの耐久性が向上する。

本発明によれば、ピストンの傾きを防止できるレベリングバルブを提供することができる。

図１は、本発明の実施形態に係るレベリングバルブの取付図である。 図２は、本発明の実施形態に係るレベリングバルブの軸方向の断面図である。 図３は、本発明の実施形態に係るレベリングバルブの径方向の断面図である。 図４は、本発明の実施形態に係るレベリングバルブにおけるリング部材の拡大図である。

以下、図面を参照して、本発明の実施形態について説明する。

本発明の第１実施形態に係るレベリングバルブ１００について説明する。まず、図１及び図２を参照して、レベリングバルブ１００の概要について説明する。

レベリングバルブ１００は、鉄道車両の車体と台車の間に設けられる空気ばねの高さを調整して、車体を一定の高さに維持する機能を有するものである。

図１に示すように、レベリングバルブ１００は、車体１と台車２の間に亘って装着される。具体的には、レベリングバルブ１００は、車体１に取り付けられ、レバー４と連結棒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、この変化が連結棒５及びレバー４を介してレベリングバルブ１００に伝えられる。

車体荷重が増加して空気ばね３が撓んだ場合には、レバー４が中立位置から上方に押し上げられ（図１中矢印Ａ方向への回転）、それに伴ってレベリングバルブ１００のピストン２０（図２参照）が移動することによって後述する給気弁８０Ａが開弁し、空気ばね３に連通する空気ばね通路６と圧縮空気源としてのコンプレッサ７に連通する供給通路９とが連通する。これにより、コンプレッサ７からの圧縮空気が空気ばね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１００の給気弁８０Ａが閉弁し、圧縮空気の供給が遮断される。

一方、車体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（図１中矢印Ｂ方向への回転）、それに伴ってレベリングバルブ１００の後述する排気弁８０Ｂが開弁し、空気ばね通路６と排気通路８が連通する。排気通路８は大気に連通しているため、空気ばね３の圧縮空気は大気へ排出される。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１００の排気弁８０Ｂが閉弁し、圧縮空気の排出が遮断される。

このように、レベリングバルブ１００は、台車２に対する車体１の相対変位に応じて回転するレバー４の回転方向に応じて空気ばね３をコンプレッサ７又は排気通路８に選択的に連通させることによって、車体１と台車２の間に生じた相対変位を自動的に調節して車体１を一定の高さに維持する。

次に、図２及び図３を参照して、レベリングバルブ１００の具体的な構成について説明する。図２は、レベリングバルブ１００の軸方向の断面図であり、図３は、レベリングバルブ１００の径方向の断面図である。

レベリングバルブ１００は、車体１に固定され内部を貫通するように形成された収容孔１１を有するケース１０と、ケース１０の一方の側面に取り付けられ収容孔１１の一方の開口を閉塞する第１キャップ部材１２と、ケース１０の他方の側面に取り付けられる第２キャップ部材１３と、収容孔１１の他方の開口を閉塞する円筒状のバルブケース４０と、を備える。

第１キャップ部材１２は、収容孔１１に挿入される円柱状の挿入部１２ａと、挿入部１２ａに連続して形成され挿入部１２ａより大径のフランジ部１２ｂと、を備える。第１キャップ部材１２は、図示しないボルトがフランジ部１２ｂに設けられた貫通孔（図示せず）を挿通してケース１０に形成されたボルト穴に締結されることで、ケース１０に取り付けられる。

バルブケース４０の外周面の一部にはおねじ部４０ｂが形成される。バルブケース４０は、おねじ部４０ｂを境にして、第１円筒部４０ａと第２円筒部４０ｃとを備える。第１円筒部４０ａ及びおねじ部４０ｂは、収容孔１１内に挿入される。おねじ部４０ｂは、収容孔１１の開口部近傍に形成されためねじ部１１ａに螺合される。これにより、バルブケース４０は、ケース１０に固定される。

第２キャップ部材１３は、バルブケース４０の第２円筒部４０ｃの外周面を覆うとともに、おねじ部４０ｂの第２円筒部４０ｃ側の側面を覆うようにしてケース１０に固定される。これにより、バルブケース４０がケース１０から外れることが防止される。第２キャップ部材１３には、ケース１０に形成された流路１０ｂとバルブケース４０の内部と外部とを接続する貫通孔４６とを接続する流路１３ａが形成される。

図３に示すように、ケース１０には、収容孔１１に対して径方向に開口する凹部１６が形成される。凹部１６は、収容孔１１と接続するように形成される。

レベリングバルブ１００は、凹部１６を覆ってケース１０に取り付けられるカバー部材７０をさらに備える。カバー部材７０がケース１０に取り付けられることにより、後述するロータ３０を収容する収容空間１７が形成される。

カバー部材７０には、収容空間１７と外部とを連通する連通孔７２が形成される。連通孔７２には、外部からの異物の侵入を防止するためのフィルタ７３が設けられる。

レベリングバルブ１００では、ケース１０、第１キャップ部材１２、第２キャップ部材１３、カバー部材７０及びバルブケース４０によってハウジングが構成される。

図２及び図３に示すように、レベリングバルブ１００は、ケース１０の収容孔１１内に収容されレバー４の回転に伴って軸方向に移動するピストン２０と、レバー４の回転をピストン２０に伝達するためのロータ３０と、ピストン２０の軸方向における一方の端部（端面）に連結されたステム５０と、ピストン２０の軸方向における他方の端部（端面）に軸方向に連結されたガイドロッド６０と、ステム５０が中立位置から一方向へ移動することによって空気ばね３とコンプレッサ７とを連通させ、ステム５０が中立位置から他方向へ移動することによって空気ばね３と排気通路８とを連通させる給排弁８０と、をさらに備える。

ピストン２０は、ステム５０とガイドロッド６０とによってケース１０の収容孔１１内に移動可能に支持される。ピストン２０の外周面と収容孔１１の内周面との間には隙間が設けられる。これにより、ピストン２０の外周面は収容孔１１の内周面を摺動しないので、摩擦抵抗が生じることがない。ピストン２０の外周面の一部には、図３に示すように、断面形状が半月状の溝２１が形成される。

図３に示すように、ロータ３０は、カバー部材７０に形成された支持孔７１に軸受１４、１５を介して回転可能に支持される。ロータ３０は、軸受１４、１５に支持される円筒状の本体部３１と、本体部３１の一方の端部から突出するように形成され、本体部３１の外径よりも小さな二面幅を有する四角柱状のボス部３２と、本体部３１の他方の端部に設けられたフランジ部３３と、フランジ部３３の外周面から径方向外側に向かって突出するように形成されたアーム部３４と、を有する。ボス部３２は、レバー４に形成された嵌合穴４ａに嵌合される（図１参照）。図２及び図３に示すように、アーム部３４には、ピン３５が圧入される。ピン３５はスリーブ３６内に挿入され、スリーブ３６とともにピストン２０の溝２１内に移動可能に挿入される。これにより、レバー４の回転に伴ってボス部３２が回転すると、アーム部３４に圧入されたピン３５が図２に示す矢印の方向に回転する。ピン３５はピストン２０の溝２１内に挿入されているので、ピン３５の回転に伴ってピストン２０は収容孔１１内を軸方向に移動する。

図２に示すように、ステム５０は、ピストン２０の移動方向（収容孔１１の軸方向）に延びる有底円筒状に形成される。ステム５０には、軸方向に軸方向孔５１が設けられる。ステム５０の基端側（底部側）には、軸方向孔５１と収容孔１１とを連通する貫通孔５２が径方向に複数設けられる。軸方向孔５１は、貫通孔５２、収容孔１１、収容空間１７、及び連通孔７２を通じて外部に連通する。軸方向孔５１、貫通孔５２、収容孔１１、収容空間１７、及び連通孔７２にて、排気通路８が構成される。ステム５０の外周面には環状溝５４が形成される。ステム５０の先端側には、ステム５０の基端側よりも小径で環状溝５４よりも大径の弁部５３が、環状溝５４に隣接するように形成される。弁部５３については、後で詳しく説明する。

ガイドロッド６０は、ピストン２０の移動方向（軸方向）に延びる円柱状に形成され、ステム５０と同軸にピストン２０に連結される。ガイドロッド６０は、第１キャップ部材１２の挿入部１２ａに形成されたガイド穴１２ｃに摺動自在に支持される。

レベリングバルブ１００は、ステム５０の先端外周に対向して配置され径方向に移動可能な環状のリング部材８１をさらに備える。リング部材８１は、一方の端面に弁座部８１ａが形成され、バルブケース４０内に配置される。

ここで、図２及び図４を参照して、バルブケース４０と、バルブケース４０の内部の構造について説明する。

バルブケース４０は、ステム５０の先端側が挿入される第１貫通孔４１と、第１貫通孔４１より大径に形成される第２貫通孔４２と、第１貫通孔４１と第２貫通孔４２との境界を形成する段差部４３と、を備える。

第１貫通孔４１のピストン２０側の先端部近傍には、第１貫通孔４１の内周面とステム５０の外周面との間をシールするＯリング４４が設けられる。

第２貫通孔４２内には、リング部材８１と、内部空間８６ａを有する円筒状のカラー部材８６と、第２貫通孔４２の開口部を閉塞するプラグ８４と、が設けられる。プラグ８４は、リング部材８１をカラー部材８６を介して段差部４３に押し当てるようにして、第２貫通孔４２内に係合された止め輪８７によって係止される。

カラー部材８６の内部空間８６ａには、リング部材８１の弁座部８１ａに離着座する弁体８２と、弁体８２を弁座部８１ａに向けて付勢するスプリング８３と、プラグ８４に形成された弁座部８４ａに離着座し、スプリング８３によって弁座部８４ａに付勢されるチェック弁体８５と、が設けられる。

リング部材８１の外周面と第２貫通孔４２の内周面との間には、隙間が設けられるとともに、隙間からの圧縮空気の漏れを防止するためにＯリング９０が設けられる。このＯリング９０は弾性を有するので、リング部材８１は第２貫通孔４２内において径方向に移動することができる。

図４に示すように、リング部材８１は、一方の端面に形成された弁座部８１ａと、一端側の内周面から径方向内側に突出するように形成された環状の突出部８１ｂと、を備える。ステム５０の先端部には、突出部８１ｂの内周面とステム５０の弁部５３の外周面との隙間によって、給排弁８０の開閉に伴う圧縮空気の流れを絞る微小な環状隙間Ｓが形成される（図４参照）。環状隙間Ｓは、環状溝５４、バルブケース４０に形成された貫通孔４５、及びケース１０に形成された通路１０ａ、ケース１０の内周面と第１キャップ部材１２の挿入部１２ａとの間に形成された環状流路１０ｃと、ケース１０に形成され環状流路１０ｃに接続する貫通流路１０ｄと、を通じて空気ばね３に連通する。環状隙間Ｓ、環状溝５４、貫通孔４５、通路１０ａ、環状流路１０ｃ及び貫通流路１０ｄにて、空気ばね通路６が構成される。

図２に示すように、プラグ８４の内部には、流路８４ｂが形成される。流路８４ｂは、バルブケース４０の貫通孔４６、第２キャップ部材１３の流路１３ａ及びケース１０の流路１０ｂを通じてコンプレッサ７に連通する。

チェック弁体８５は、プラグ８４の弁座部８４ａに離着座する。コンプレッサ７側（流路８４ｂ）の圧力がチェック弁体８５の下流側（内部空間８６ａ）の圧力よりも高いときには、チェック弁体８５は、スプリング８３の付勢力に抗して弁座部８４ａから離間する。逆に、コンプレッサ７側（流路８４ｂ）の圧力がチェック弁体８５の下流側（内部空間８６ａ）の圧力よりも低いときには、チェック弁体８５は、弁座部８４ａに着座する。レベリングバルブ１００では、内部空間８６ａ、流路８４ｂ、貫通孔４６、流路１３ａ及び流路１０ｂにて、供給通路９が構成される。

バルブケース４０は、内部に給排弁８０を備える。給排弁８０は、供給通路９と空気ばね通路６との連通または遮断を制御する給気弁８０Ａと、空気ばね通路６と排気通路８との連通または遮断を制御する排気弁８０Ｂと、を備える。以下に、具体的に説明する。

弁体８２は、弾性を有するシート部８２ａを有する。シート部８２ａはリング部材８１の弁座部８１ａに離着座する。弁体８２のシート部８２ａがリング部材８１の弁座部８１ａに着座することによって、供給通路９と空気ばね通路６との連通が遮断される。これに対して、弁体８２のシート部８２ａがリング部材８１の弁座部８１ａから離間することによって、供給通路９と空気ばね通路６とが連通する。このように、弁体８２のシート部８２ａとリング部材８１の弁座部８１ａとによって、空気ばね３への給気を制御する給気弁８０Ａが構成される。

ステム５０の弁部５３は、弁体８２のシート部８２ａに離着座する。ステム５０の弁部５３が弁体８２のシート部８２ａに着座することによって、空気ばね通路６と排気通路８との連通が遮断される。これに対して、ステム５０の弁部５３が弁体８２のシート部８２ａから離間することによって、空気ばね通路６と排気通路８とが連通する。このように、ステム５０の弁部５３と弁体８２のシート部８２ａとによって、空気ばね３からの排気を制御する排気弁８０Ｂが構成される。

以上のように構成されたレベリングバルブ１００の動作について説明する。

上述のように、車体荷重が増加して空気ばね３が撓んだ場合には、レバー４が中立位置から上方に押し上げられる（図１中矢印Ａ方向への回転）。それに伴ってレバー４に連結されたロータ３０が、図２における右方向に回転することで、ロータ３０のアーム部３４に設けられたピン３５が本体部３１を中心にして右方向に回転する。ピン３５は、ピストン２０の溝２１内を図２における下方向に向かって移動しながら、右方向に回転する。これにより、ピストン２０は図２における右方向に移動する。これに伴い、ピストン２０に連結されたステム５０が、弁体８２をスプリング８３の付勢力に抗して押してリング部材８１の弁座部８１ａから離間させる。これにより、供給通路９と空気ばね通路６とが連通する。具体的には、コンプレッサ７から吐出された圧縮空気は、流路１０ｂ、流路１３ａ、貫通孔４６、流路８４ｂ、内部空間８６ａ、環状隙間Ｓ、環状溝５４、貫通孔４５、通路１０ａ、環状流路１０ｃ及び貫通流路１０ｄの経路を通って空気ばね３に供給される。

このとき、ステム５０の弁部５３は、弁体８２のシート部８２ａに押圧されているので、軸方向孔５１と環状隙間Ｓとが遮断された状態に維持される。つまり、ピストン２０が中立位置から右方向に移動すると、給気弁８０Ａが開放状態になって供給通路９と空気ばね通路６とが連通し、排気弁８０Ｂが閉鎖状態になって排気通路８と空気ばね通路６とが遮断された状態になる。

供給通路９と空気ばね通路６とが連通すると、コンプレッサ７からの圧縮空気が供給通路９及び空気ばね通路６を通じて空気ばね３に供給され、空気ばね３の高さが高くなる。したがって、車体１の高さが高くなり、それに伴ってレバー４も中立位置に近づく。レバー４が中立位置に近づくにつれて、ピストン２０及びステム５０も図１における左方向に移動する。やがて、車体１の高さが規定位置に戻ると、レバー４が中立位置に戻り、弁体８２のシート部８２ａがリング部材８１の弁座部８１ａに着座する。つまり、レベリングバルブ１００の給気弁８０Ａは閉弁する。これにより、供給通路９と空気ばね通路６との連通が遮断され、空気ばね３への圧縮空気の供給が遮断される。

これに対して、車体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押し下げられる（図１中矢印Ｂ方向への回転）。それに伴ってレバー４に連結されたロータ３０が、図２における左方向に回転することで、ロータ３０のアーム部３４に設けられたピン３５が本体部３１を中心にして左方向に回転する。ピン３５は、ピストン２０の溝２１内を図２における下方向に向かって移動しながら、左方向に回転する。これにより、ピストン２０は図２における左方向に移動する。ステム５０がピストン２０とともに左方向に移動する。これに伴い、ステム５０の弁部５３は、弁体８２のシート部８２ａから離間する。これにより、空気ばね通路６と排気通路８とが連通する。具体的には、空気ばね３内の圧縮空気は、貫通流路１０ｄ、環状流路１０ｃ、通路１０ａ、貫通孔４５、環状溝５４、環状隙間Ｓ、軸方向孔５１、貫通孔５２、収容孔１１、収容空間１７、及び連通孔７２の経路を通って大気へ放出される。

このとき、弁体８２のシート部８２ａはスプリング８３の付勢力によってリング部材８１の弁座部８１ａに押圧されているので、カラー部材８６の内部空間８６ａと環状隙間Ｓとは遮断された状態になる。つまり、ピストン２０が中立位置から左方向に移動すると、排気弁８０Ｂが開放状態になって空気ばね通路６と排気通路８とが連通し、給気弁８０Ａが閉鎖状態になって供給通路９と空気ばね通路６とが遮断された状態になる。

空気ばね通路６と排気通路８とが連通すると、空気ばね３からの圧縮空気が空気ばね通路６及び排気通路８を通じて大気に放出され、空気ばね３の高さが低くなる。したがって、車体１の高さが低くなり、それに伴ってレバー４も中立位置に近づく。レバー４が中立位置に近づくにつれて、ピストン２０及びステム５０も図１における右方向に移動する。やがて、車体１の高さが規定位置に戻ると、レバー４が中立位置に戻り、ステム５０の弁部５３が弁体８２のシート部８２ａに着座する。つまり、レベリングバルブ１００の排気弁８０Ｂは閉弁する。これにより、空気ばね通路６と排気通路８との連通が遮断され、空気ばね３から圧縮空気の排気が遮断される。

このようにして、レベリングバルブ１００は、台車２に対する車体１の相対変位に応じて回転するレバー４の回転方向に応じて、空気ばね３をコンプレッサ７又は大気に選択的に連通させて空気ばね３の高さを調整する。

次に、ガイドロッド６０の機能について説明する。

レベリングバルブ１００では、レバー４に連結されたロータ３０のアーム部３４（ピン３５）の回転運動をピストン２０の直線運動に変換する。図２に示すように、アーム部３４に圧入されたピン３５は、ピストン２０及びステム５０の中心軸線からずれている。また、ピン３５がレバー４の中立時にピストン２０及びステム５０の中心軸線上に位置したとしても、ピン３５は、ロータ３０の本体部３１を中心にして回転運動をするため、ピン３５からピストン２０に作用する力はピストン２０及びステム５０の中心軸線上からずれてしまう。このため、レバー４の回転に伴って、ピン３５からピストン２０及びステム５０に対してモーメントが作用する。モーメントが作用すると、ステム５０はバルブケース４０に設けられたＯリング４４を支点として傾き、ステム５０の先端に位置する弁部５３の外周がリング部材８１の突出部８１ｂの内周面に接触してしまう。弁部５３が突出部８１ｂの内周面に接触したまま動作すると、弁部５３が摩耗して環状隙間Ｓの断面積が変化するおそれがある。

そこで、レベリングバルブ１００は、ピストン２０の軸方向における他方の端部に軸方向に延びるガイドロッド６０を有する。さらに、ガイドロッド６０は、第１キャップ部材１２に形成されたガイド穴１２ｃに摺動自在に支持されるので、レバー４の回転に伴ってピストン２０に対してモーメントが作用しても、ピストン２０及びステム５０の傾きを防止することができる。

次に、環状隙間Ｓの機能について説明する。

例えば、鉄道車両が走行しているときには、振動などによって車体１の高さが小刻みに変化する。それに応じて空気ばね３の高さが小刻みに変化すると、乗り心地が悪化してしまう。このため、レベリングバルブ１００では、環状隙間Ｓを設けている。これにより、車体１の高さの変化量が小さい場合、すなわち、ステム５０の変化量小さいときには、給気弁８０Ａまたは排気弁８０Ｂが開放されても、環状隙間Ｓが存在するため、空気ばね通路６に供給される流量または空気ばね通路６から排出される流量は制限される。これにより、空気ばね３の高さが車体１の高さの小刻みな変化に追従することが防止される。これにより、乗り心地が悪化することを防止できる。環状隙間Ｓを設けても、ステム５０が、軸方向において弁部５３と突出部８１ｂとがずれる位置まで移動すると環状隙間Ｓはなくなり、大きな流量の圧縮空気を流すことができる。

以上の実施形態によれば、以下の効果を奏する。

レベリングバルブ１００は、ピストン２０の軸方向における他方の端部に連結され第１キャップ部材１２に設けられたガイド穴１２ｃに摺動するガイドロッド６０を備える。これにより、レバー４の回転よってピストン２０にモーメントが作用しても、ステム５０と同軸的に設けられたガイドロッド６０がガイド穴１２ｃに摺動自在に支持されるため、ピストン２０及びステム５０の傾きが防止される。したがって、ステム５０の弁部５３の外周がリング部材８１の突出部８１ｂの内周面に接触して摩耗することを防止できる。

また、従来のガイドロッド６０を備えていないレベリングバルブでは、ピストン２０を収容孔１１に摺動させることで、ステム５０の傾きを抑制していた。これに対して、本実施形態のレベリングバルブ１００では、ピストン２０は、ガイドロッド６０とステム５０によって支持され、ピストン２０の外周面と収容孔１１の内周面との間には隙間が設けられる。したがって、ピストン２０を収容孔１１に摺動させなくても、ガイドロッド６０によってステム５０の傾きを抑制できる。また、ピストン２０が収容孔１１に接触しないので、ピストン２０による摺動抵抗を減らすことができ、レベリングバルブ１００の応答性が向上する。さらに、ピストン２０が収容孔１１に接触しないので、ピストン２０及び収容孔１１が摩耗することがない。これにより、ピストン２０及びケース１０の耐久性が向上する。

レベリングバルブ１００は、ステム５０の先端外周に対向して配置され、径方向に移動可能なリング部材８１を備える。リング部材８１はＯリング９０によってセンタリングされるとともに径方向に移動可能に支持されているので、仮にピストン２０がモーメントによって傾いて、ステム５０の弁部５３の外周がリング部材８１に接触しても、リング部材８１が径方向に移動することでステム５０の先端に作用する荷重を低減することができる。したがって、ステム５０の先端が摩耗することを防止できる。

なお、レベリングバルブ１００では、リング部材８１に弁座部８１ａを設けているが、リング部材８１を設けずに、バルブケース４０の段差部４３に弁座を設けてもよい。この場合には、環状隙間Ｓは、バルブケース４０とステム５０との間に設けられる。

以上のように構成された本発明の実施形態の構成、作用、及び効果をまとめて説明する。

レベリングバルブ１００は、ハウジング（ケース１０）内に形成された収容孔１１内に収容され、レバー４の回転に伴って軸方向に移動するピストン２０と、ピストン２０の軸方向における一方の端部に連結されたステム５０と、ステム５０が中立位置から一方向へ移動することによって空気ばね３と圧縮空気源（コンプレッサ７）とを連通させ、ステム５０が中立位置から他方向へ移動することによって空気ばね３と排気通路８とを連通させる給排弁８０と、ピストン２０の軸方向における他方の端部に軸方向に連結されたガイドロッド６０と、ハウジング（第１キャップ部材１２）に設けられ、ガイドロッド６０を摺動自在に支持するガイド穴１２ｃと、を備えることを特徴とする。

この構成によれば、レバー４の回転よってピストン２０にモーメントが作用しても、ステム５０と同じ方向に設けられたガイドロッド６０がガイド穴１２ｃに摺動自在に支持されるため、ピストン２０の傾きが防止される。

また、レベリングバルブ１００は、ステム５０の先端外周に対向して配置され径方向に移動可能な環状のリング部材８１をさらに備えることを特徴とする。

この構成によれば、仮にピストン２０が傾いて、ステム５０の先端外周がリング部材８１に接触しても、リング部材８１が径方向に移動可能であるので、ステム５０の先端が摩耗することを防止できる。

また、レベリングバルブ１００は、ステム５０の先端外周には、給排弁８０の開閉に伴う圧縮空気の流れを絞る環状隙間Ｓが形成されることを特徴とする。

この構成によれば、環状隙間Ｓによって空気ばね３に給排される圧縮空気の流れを制限することができる。

また、レベリングバルブ１００は、ピストン２０は、ステム５０とガイドロッド６０とによってハウジング（ケース１０）内を移動可能に支持され、ピストン２０の外周面とハウジング（ケース１０）の収容孔１１の内周面との間には隙間が設けられることを特徴とする。

この構成によれば、ピストン２０がハウジング（ケース１０）の収容孔１１に接触しないので、ピストン２０とハウジング（ケース１０）の間の摺動抵抗を減らすことができる。これにより、レベリングバルブ１００の応答性が向上する。また、ピストン２０がハウジング（ケース１０）の収容孔１１に接触しないので、ピストン２０及びハウジング（ケース１０）が摩耗することがない。これにより、ピストン２０及びハウジング（ケース１０）の耐久性が向上する。

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。

なお、ガイドロッド６０は、ピストン２０の移動方向であれば、ステム５０と同軸でなくてもよい。また、第２キャップ部材１３とバルブケース４０は、一体に形成されていてもよく、ケース１０とバルブケース４０は、一体に形成されていてもよい。

ピストン２０は、収容孔１１に摺動する構成であってもよい。この場合には、ピストン２０自体によってピストン２０の傾きを防止できる。

１００・・・レベリングバルブ、１・・・車体、２・・・台車、３・・・空気ばね、４・・・レバー、６・・・空気ばね通路、７・・・コンプレッサ（圧縮空気源）、８・・・排気通路、９・・・供給通路、１０・・・ケース（ハウジング）、１１・・・収容孔、１２・・・第１キャップ部材（ハウジング）、１２ｃ・・・ガイド穴、１３・・・第２キャップ部材（ハウジング）、２０・・・ピストン、２１・・・溝、３０・・・ロータ、３５・・・ピン、４０・・・バルブケース（ハウジング）、５０・・・ステム、５３・・・弁部、６０・・・ガイドロッド、８０・・・給排弁、８０Ａ・・・給気弁、８０Ｂ・・・排気弁、８１・・・リング部材、８１ａ・・・弁座部、８２・・・弁体、８２ａ・・・シート部、９０・・・Ｏリング

Claims (4)

1. 鉄道車両の台車に対する車体の相対変位に応じて回転するレバーの回転方向に応じて、前記台車と前記車体の間に設けられる空気ばねを圧縮空気源又は排気通路とに選択的に連通させて前記空気ばねの高さを調整するレベリングバルブであって、
   ハウジングに形成された収容孔内に収容され、前記レバーの回転に伴って軸方向に移動するピストンと、
   前記ピストンの軸方向における一方の端部に連結されたステムと、
   前記ステムが中立位置から一方向へ移動することによって前記空気ばねと前記圧縮空気源とを連通させ、前記ステムが中立位置から他方向へ移動することによって前記空気ばねと前記排気通路とを連通させる給排弁と、
   前記ピストンの軸方向における他方の端部に軸方向に連結されたガイドロッドと、
   前記収容孔の開口を閉塞するキャップ部材に形成され、前記ガイドロッドを摺動自在に支持するガイド穴と、
   を備えることを特徴とするレベリングバルブ。
2. 鉄道車両の台車に対する車体の相対変位に応じて回転するレバーの回転方向に応じて、前記台車と前記車体の間に設けられる空気ばねを圧縮空気源又は排気通路とに選択的に連通させて前記空気ばねの高さを調整するレベリングバルブであって、
   ハウジングに形成された収容孔内に収容され、前記レバーの回転に伴って軸方向に移動するピストンと、
   前記ピストンの軸方向における一方の端部に連結されたステムと、
   前記ステムが中立位置から一方向へ移動することによって前記空気ばねと前記圧縮空気源とを連通させ、前記ステムが中立位置から他方向へ移動することによって前記空気ばねと前記排気通路とを連通させる給排弁と、
   前記ピストンの軸方向における他方の端部に軸方向に連結されたガイドロッドと、
   前記ハウジングに設けられ、前記ガイドロッドを摺動自在に支持するガイド穴と、
   を備え、
   前記ステムの先端外周に対向して配置され径方向に移動可能な環状のリング部材をさらに備えることを特徴とするレベリングバルブ。
3. 前記ステムの先端外周には、前記給排弁の開閉に伴う圧縮空気の流れを絞る環状隙間が形成されることを特徴とする請求項１または２に記載のレベリングバルブ。
4. 前記ピストンは、前記ステムと前記ガイドロッドとによって前記ハウジング内を移動可能に支持され、前記ピストンの外周面と前記ハウジングの前記収容孔の内周面との間には隙間が設けられることを特徴とする請求項１から３のいずれか一項に記載のレベリングバルブ。

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