JP7241208B2 - 高さ調整装置 - Google Patents

Description

本発明は、鉄道車両用自動高さ調整装置に関する。

流体源（コンプレッサ）と流体作動機器（空気ばね）との間の流体の通路に設けられ、台車に対する車体の高さを調整する鉄道車両用自動高さ調整弁（以下「高さ調整弁」）が知られている。特許文献１に開示された高さ調整弁（バルブ装置）は、台車に対する車体の相対変位に応じて給気用弁棒または排気用弁棒が進退すると、流体作動機器に対して空気が給排される。当該高さ調整弁は、ＪＲＩＳ規格（日本鉄道車輌工業会規格）において、不感帯・時間遅れを持つＬＶ４形式に分類される。他方、ＬＶ７形式の高さ調整弁は、作動アームの中立位置付近に微少流量帯を持っている。

特開２０１２－３１９３２号公報

ＬＶ４およびＬＶ７形式の高さ調整弁は、回動する作動アームと水平移動する弁棒とが接触することから、弁棒に抉り方向の力が作用する。特に、ＬＶ７形式の高さ調整弁では、流量制御部が偏摩耗すると、微少流量特性（オリフィス特性）が変化する。

本発明の課題は、微少流量特性の変化を長期にわたって防止することが可能な高さ調整装置を提供することにある。

本発明の一実施形態に係る高さ調整装置は、流体源と流体作動機器との間の流体の通路に設けられ、台車に対する車体の高さを調整する高さ調整装置であって、前記台車に対する前記車体の相対変位に応じて回動する作動アームと、前記流体源または大気と前記流体作動機器とを連通する流路を有するケースと、前記ケース内に設けられた第１孔部と摺動可能に嵌合されると共に前記ケースの一端側から先端が突出して前記作動アームに当接し、前記作動アームの回動に応じて前記ケースに対して移動する弁棒と、前記ケース内に設けられた第３孔部に内包され、前記弁棒の移動により前記流路を開弁する弁体と、前記弁体と前記ケースまたは前記弁棒との間に形成され、前記弁棒の移動位置に応じて前記流路の流量を制御する微小流路と、前記弁棒に設けられたガイド部であって、前記弁棒の移動方向における前記微小流路と前記第１孔部との間に配置されて前記ケース内に設けられた第２孔部の内部に摺接すると共に前記弁棒の移動方向を連通する連通路とを有する前記ガイド部と、を備え、前記弁体と前記弁棒とは、一部または全部が切り離されていることを特徴とする。

本発明の一実施形態によれば、第１流体制御部と異なる位置にガイド部を配置したので、高さ調整装置における微少流量特性の変化を長期にわたって防止することができる。

第１実施形態の説明図であって、高さ調整弁を含む系の概念図である。 第１実施形態の説明図であって、一部が断面で示された高さ調整弁の正面図である。 第１実施形態の説明図であって、閉弁時における給気弁の断面図である。 第１実施形態の説明図であって、微少流量特性時における給気弁の断面図である。 第１実施形態の説明図であって、開弁時における給気弁の断面図である。 第１実施形態に用いられるガイド部の正面図である。 第１実施形態の説明図であって、閉弁時における排気弁の断面図である。 ガイド部の他の形態を示す図である。 ガイド部の他の形態を示す図である。 ガイド部の他の形態を示す図である。 第２実施形態の説明図であって、閉弁時における給気弁の断面図である。 第２実施形態の説明図であって、微少流量特性時における給気弁の断面図である。 第２実施形態の説明図であって、開弁時における給気弁の断面図である。

（第１実施形態） 本発明の第１実施形態を添付した図を参照して説明する。
便宜上、図１、図２における上下方向を、当該高さ調整弁１（高さ調整装置）における上下方向と称する。

図１に示されるように、高さ調整弁１は、コンプレッサ２（流体源）と空気ばね３（流体作動機器）との間の空気（流体）の通路４に設けられ、台車５に対する車体６の高さを自動調整する、所謂、鉄道車両用自動高さ調整弁である。高さ調整弁１は、ハウジング１３の中央に位置し、水平レバー７および連結棒８を介して台車５に連結される従動軸１１を有する。

図１、図２を参照すると、高さ調整弁１は、車高が変化する、すなわち、空気ばね３が縮長あるいは伸長して台車５に対して車体６が相対変位すると、当該変位が、従動軸１１の回転運動に変換される。ここで、車高が下降する、すなわち、空気ばね３が縮長すると、水平レバー７は、従動軸１１を中心に中立位置（図１参照）から図１における反時計回り方向へ回動する。これにより、従動軸１１は、水平レバー７に連動して図１における反時計回り方向へ回転する。その結果、給気弁２１が開弁してコンプレッサ２と空気ばね３との間の通路４が連通される。

給気弁２１が開弁して通路４が連通されると、圧縮空気がコンプレッサ２から空気ばね３へ供給され、その結果、空気ばね３が伸長する。空気ばね３が伸長すると、水平レバー７が従動軸１１を中心に図１における時計回り方向へ回動し、水平レバー７に連動して従動軸１１が図１における時計回り方向へ回転する。車高が基準高さになる、すなわち、水平レバー７が中立位置（図１参照）に復帰すると、給気弁２１が閉弁して通路４が遮断される。

一方、車高が上昇する、すなわち、空気ばね３が伸長すると、水平レバー７は、従動軸１１を中心に中立位置（図１参照）から図１における時計回り方向へ回動する。これにより、従動軸１１は、水平レバー７に連動して図１における時計回り方向へ回転する。その結果、排気弁８１が開弁して空気ばね３と排気口１２（図１参照）とが連通される。

排気弁８１が開弁して空気ばね３と排気口１２とが連通されると、空気ばね３に蓄えられた空気が大気中へ排出されて空気ばね３が縮長する。空気ばね３が縮長すると、水平レバー７が従動軸１１を中心に図１における反時計回り方向へ回動し、水平レバー７に連動して従動軸１１が図１における反時計回り方向へ回転する。車高が基準高さになる、すなわち、水平レバー７が中立位置（図１参照）に復帰すると、排気弁８１が閉弁して空気ばね３と排気口１２（大気）との連通が遮断される。

このように、台車５に対する車体６の相対変位に応じて水平レバー７が従動軸１１を中心に回動すると、水平レバー７に連動して従動軸１１が時計回り方向あるいは反時計回り方向へ回転する。高さ調整弁１は、従動軸１１の回転方向（水平レバー７の回動方向）に応じて、空気ばね３をコンプレッサ２（流体源）あるいは排気口１２（大気）に選択的に連通させる。その結果、台車５に対する車体６の相対変位が自動的に調節され、車高が基準高さに保持される。

図２に示されるように、車体６に固定されたハウジング１３には、車体６の幅方向（水平レバー７に対して垂直）に沿って配置された従動軸１１が軸線を中心に回転可能に設けられる。従動軸１１の一端部（車体６外側の端部）には、作動アーム１４およびねじりばね１５が設けられる。作動アーム１４を従動軸１１の軸線を中心に給気側（図２における「反時計回り方向」）あるいは排気側（図２における「時計回り方向」）へ回動させると、ねじりばね１５は、作動アーム４を中立位置（図２参照）に復帰させる付勢力（ばね力）を発生する。なお、ハウジング１３の上部中央には、不還弁１７が設けられる。

ハウジング１３の上部には、一側（図２における「左側」）に給気弁２１が設けられ、他側（図２における「右側」）に排気弁８１が設けられる。給気弁２１は、ハウジング１３の一側面２２に設けられたケース孔２３に取り付けられるケース２４を有する。ケース孔２３は、ハウジング１３の一側面２２に開口する大径孔部２５と、ハウジング１３の中央の油室１６に開口する小径孔部２６と、を有する。ケース孔２３の小径孔部２６には、ケース２４の小径軸部２８が嵌合される。他方、ケース孔２３の大径孔部２５には、ケース２４の大径軸部２７が固定される。

ケース２４の小径軸部２８の基部（左端部）とケース孔２３の大径孔部２５との間には、環状流路２９が設けられる。また、ケース２４の小径軸部２８とケース孔２３の小径孔部２６との間には、小径孔部２６に形成された環状溝からなる環状流路３０が設けられる。環状流路３０は、ケース２４の小径軸部２８に設けられたシールリング３１およびシールリング３２によってシールされる。他方、環状流路２９は、シールリング３２とシールリング３３とによってシールされる。シールリング３３は、ケース孔２３とケース２４との間で圧縮される。なお、ケース２４は、ナット３６によってハウジング１３に固定される。

ケース２４の中空部には、ケース孔２３およびケース２４に対して同軸の弁棒３７が設けられる。弁棒３７の軸線方向（水平方向）の中間部は、ケース２４の第１孔部３８に摺動可能に嵌合される。ケース２４の内側（図２における「右側」）の端面には、底部に第１孔部３８の内側の端が開口する凹部４０が設けられる。凹部４０には、ワッシャ４１およびナット４２が設けられる。ケース２４の第１孔部３８は、凹部４０の底面の環状溝に設けられたシールリング４３によって油室１６に対してシールされる。

弁棒３７は、ワッシャ４１およびナット４２に挿通され、内側（図２における「右側」）の端部３９（先端）がケース２４の内側の端面（一端側）から油室１６へ突出する。弁棒３７は、内側の端部３９の球面が作動アーム１４に当接し、作動アーム１４の回動に連動して軸線方向へ移動する。ケース２４の中空部には、底部に第１孔部３８の外側（図２における「左側」）の端が開口する第２孔部４４が設けられる。第２孔部４４は、ケース２４の小径軸部２８に設けられた複数本（図２に「２本」表示）の通路４５によって環状流路３０に連通される。

ケース２４の中空部には、第２孔部４４の外側（図２における「左側」）の端が開口する第３孔部４６が設けられる。第３孔部４６は、ケース２４の小径軸部２８に設けられた複数本（図２に「２本」表示）の通路４７によって環状流路２９に連通される。なお、ケース２４の中空部は、第１孔部３８、第２孔部４４、第３孔部４６の順に、孔径が大きくなる。

ケース２４の外側（図２における「左側」）の端面には、段付凹部４８が設けられる。段付凹部４８の底部には、第３孔部４６の外側の端が開口する。段付凹部４８には、給気側ポート部４９が装着される。第３孔部４６は、給気側ポート部４９に設けられたシールリング５０によって大気に対してシールされる。給気側ポート部４９は、段付凹部４８の段部に取り付けられた止め輪５１によってケース２４に対する抜けが防止される。なお、給気側ポート部４９には、一端側がコンプレッサ２（流体源）に接続された通路４Ａ（図１参照）の他端側が接続される。また、給気側ポート部４９は、ハウジング１３に設けられた通路（図示省略）を介して環状流路２９に連通される。

給気弁２１には、コンプレッサ２（流体源）と空気ばね３（流体作動機器）との間を弁棒３７の移動に応じて連通あるいは遮断する弁部５３が設けられる。弁部５３は、第２孔部４４の外側（図２における「左側」）の開口周縁に設けられた環状のシート部５４と、シート部５４に対して離着座可能に当接する弁体５５（第１流量制御部）と、を有する。シート部５４は、第３孔部４６の底面に対して外側へ突出する凸形をなす。

弁体５５は、弁棒３７と切り離された部品であり、大径部５６と小径部５７とからなる段付円柱形に形成される。弁体５５は、大径部５６がケース２４の第３孔部４６に挿入され、小径部５７がケース２４の第２孔部４４に挿入される。大径部５６と小径部５７との間には、シート部５４に対向する環状の着座部５８が埋設される。弁体５５は、弁体５５と給気側ポート部４９との間に設けられた弁ばね５９によって閉弁方向（図２における「右方向」）へ付勢される。なお、着座部５８には、例えば、弾性体が用いられる。また、弁体５５の小径部５７が第２孔部４４に挿入された状態で、小径部５７と第２孔部４４との間には、環状の微少流路７１（図４参照）が形成される。

図３、図６を参照すると、給気弁２１は、弁棒３７の外側（図３における「左側」）の端部（基端）に設けられるガイド部６１を有する。ガイド部６１は、スリーブ状に形成され、外周面６２（図６参照）がケース２４の第２孔部４４によって軸線方向（図３における「左右方向」）へ案内される。すなわち、ガイド部６１は、ケース２４の第２孔部４４に挿入される。ガイド部６１には、弁棒３７の外側の端部に形成された小径軸部６３が圧入される軸孔６４が形成される。ガイド部６１は、内側（図３における「右側」）の端面が弁棒３７の段部６５に突き当てられることにより、弁棒３７に対して軸線方向へ位置決めされる。

ガイド部６１の外周面６２には、周方向に等間隔で配置された複数本（第１実施形態では「３本」）の溝６６（図６参照）が設けられる。溝６６は、ガイド部６１を軸線方向（図３における「左右方向」）へに延びる。これにより、ケース２４とガイド部６１との間には、環状流路２９と環状流路３０との間を連通可能な複数本の流路６７が形成される。ガイド部６１の外側（図３における「左側」）の端面には、ガイド部６１と同軸のボス部６８が形成される。ボス部６８は、端面が弁体５５の小径部５７の端面に当接する。これにより、ボス部６８の外周には、流路６７に連通する環状流路６９が形成される。

一方、排気弁８１は、ハウジング１３の他側面８２に設けられたケース孔８３に取り付けられるケース８４を有する。ケース孔８３は、ハウジング１３の他側面８２に開口する大径孔部８５と、ハウジング１３の中央の油室１６に開口する小径孔部８６と、を有する。ケース孔８３の小径孔部８６には、ケース８４の小径軸部８８が嵌合される。他方、ケース孔８３の大径孔部８５には、ケース８４の大径軸部８７が固定される。

ケース８４の小径軸部８８の基部（右端部）とケース孔８３の大径孔部８５との間には、環状流路８９が設けられる。また、ケース８４の小径軸部８８とケース孔８３の小径孔部８６との間には、小径孔部８６に形成された環状溝からなる環状流路９０が設けられる。環状流路９０は、ケース８４の小径軸部８８に設けられたシールリング９１およびシールリング９２によってシールされる。他方、環状流路８９は、シールリング９２とシールリング９３とによってシールされる。シールリング９３は、ケース孔８３とケース８４との間で圧縮される。なお、ケース８４は、ナット９６によってハウジング１３に固定される。

ケース８４の中空部には、ケース孔８３およびケース８４に対して同軸の弁棒９７が設けられる。弁棒９７の軸線方向（水平方向）の中間部は、ケース８４の第１孔部９８に摺動可能に嵌合される。ケース８４の内側（図２における「左側」）の端面には、底部に第１孔部９８の内側の端が開口する凹部１００が設けられる。凹部１００には、ワッシャ１０１およびナット１０２が設けられる。ケース８４の第１孔部９８は、凹部１００の底面の環状溝に設けられたシールリング１０３によって油室１６に対してシールされる。

弁棒９７は、ワッシャ１０１およびナット１０２に挿通され、内側（図２における「左側」）の端部９９（先端）がケース８４の内側の端面（一端側）から油室１６へ突出する。弁棒９７は、内側の端部９９の球面が作動アーム１４に当接し、作動アーム１４の回動に連動して軸線方向へ移動する。ケース８４の中空部には、底部に第１孔部９８の外側（図２における「右側」）の端が開口する第２孔部１０４が設けられる。第２孔部１０４は、ケース８４の小径軸部８８に設けられた複数本（図２に「２本」表示）の通路１０５によって環状流路９０に連通される。

ケース８４の中空部には、第２孔部１０４の外側（図２における「右側」）の端が開口する第３孔部１０６が設けられる。第３孔部１０６は、ケース８４の小径軸部８８に設けられた複数本（図２に「２本」表示）の通路１０７によって環状流路８９に連通される。なお、ケース８４の中空部は、第１孔部９８、第２孔部１０４、第３孔部１０６の順に、孔径が大きくなる。

ケース８４の外側（図２における「右側」）の端面には、段付凹部１０８が設けられる。段付凹部１０８の底部には、第３孔部１０６の外側の端が開口する。段付凹部１０８には、排気側ポート部１０９が装着される。第３孔部１０６は、排気側ポート部１０９に設けられたシールリング１１０によって大気に対してシールされる。排気側ポート部１０９は、段付凹部１０８の段部に取り付けられた止め輪１１１によってケース８４に対する抜けが防止される。なお、排気側ポート部１０９には、一端側が空気ばね３（流体作動機器）に接続された通路４Ｂ（図１参照）の他端側が接続される。また、排気側ポート部１０９は、ハウジング１３に設けられた通路（図示省略）を介して大気に連通される。

図２、図７を参照すると、排気弁８１には、空気ばね３（流体作動機器）と大気の間を弁棒９７の移動に応じて連通あるいは遮断する弁部１１３が設けられる。弁部１１３は、第２孔部１０４の外側（図２における「右側」）の開口周縁に設けられた環状のシート部１１４と、シート部１１４に対して離着座可能に当接する弁体１１５と、を有する。シート部１１４は、第３孔部１０６の底面に対して外側へ突出する凸形をなす。

弁体１１５は、弁棒９７と切り離された部品であり、大径部１１６と小径部１１７とからなる段付円柱形に形成される。弁体１１５は、大径部１１６がケース８４の第３孔部１０６に挿入され、小径部１１７がケース８４の第２孔部１０４に挿入される。大径部１１６と小径部１１７との間には、シート部１１４に対向する環状の着座部１１８が埋設される。弁体１１５は、弁体１１５と排気側ポート部１０９との間に設けられた弁ばね１１９によって閉弁方向（図２における「左方向」）へ付勢される。なお、着座部１１８には、例えば、弾性体が用いられる。また、弁体１１５の小径部１１７が第２孔部１０４に挿入された状態で、小径部１１７と第２孔部１０４との間には、環状の微少流路１３１が形成される。

排気弁８１は、弁棒９７の外側（図２における「右側」）の端部（基端）に設けられるガイド部１２１を有する。ガイド部１２１は、スリーブ状に形成され、外周面１２２がケース８４の第２孔部１０４によって軸線方向（図７における「左右方向」）へ案内される。すなわち、ガイド部１２１は、ケース８４の第２孔部１０４に挿入される。ガイド部１２１には、弁棒９７の外側の端部に形成された小径軸部１２３が圧入される軸孔１２４が形成される。ガイド部１２１は、内側（図７における「左側」）の端面が弁棒９７の段部１２５に突き当てられることにより、弁棒９７に対して軸線方向へ位置決めされる。

ガイド部１２１の外周面１２２には、周方向に等間隔で配置された複数本（第１実施形態では「３本」）の溝１２６（図７参照）が設けられる。溝１２６は、ガイド部１２１を軸線方向（図３における「左右方向」）へに延びる。これにより、ケース８４とガイド部１２１との間には、環状流路８９と環状流路９０との間を連通可能な複数本の流路１２７が形成される。ガイド部１２１の外側（図７における「右側」）の端面には、ガイド部１２１と同軸のボス部１２８が形成される。ボス部１２８は、端面が弁体１１５の小径部１１７の端面に当接する。これにより、ボス部１２８の外周には、流路１２７に連通する環状流路１２９が形成される。

次に、前述した高さ調整弁１の給気弁２１の作用を説明する。なお、排気弁８１の作用については、給気弁２１の作用と同一であるため、明細書の記載を簡潔にすることを目的に、詳細な説明を省略する。

作動アーム１４が中立位置（図２参照）に位置しているとき、給気弁２１は、図３に示される閉弁状態にある。このとき、弁体５５（着座部５８）がシート部５４に着座して弁部５３が閉弁する。これにより、環状流路２９と環状流路３０との間の空気（流体）の流通が遮断され、車高が基準高さに保持される。なお、作動アーム１４が中立位置に位置しているとき、作動アーム１４と弁棒３７との間には、１ｍｍ程度の隙間が設けられており、当該隙間を調節することにより、給気側の不感帯を調整することができる。

作動アーム１４が中立位置から反時計回り方向へ回動すると、弁棒３７が作動アーム１４によって開弁方向（図２における「左方向」）へ押し込まれる。図４は、高さ調整弁１が微少流量帯の流量特性を示すときの給気弁２１の状態（以下「微開状態」）を表す。給気弁２１が微開状態であるとき、弁体５５が弁棒３７（ガイド部６１のボス部６８）によって開弁方向へ押し込まれ、着座部５８がシート部５４から離座することで弁部５３が開弁される。

これにより、給気側ポート部４９（図２参照）から導入された圧縮空気は、環状流路２９、複数本の通路４７、弁体５５の大径部５６の外周の環状流路７２、弁体５５の大径部５６と第３孔部４６の底面との軸線方向（図４における「左右方向」）間の環状流路７３、微少流路７１、弁体５５の小径部５７とガイド部６１との軸線方向間の環状流路６９、ガイド部６１を抜ける流路６７、および複数本の通路４５を通って環状流路３０へ流れる。このとき、空気が、弁体５５の小径部５７とケース２４の第２孔部４４との間の環状の微少流路７１（オリフィス）を流れることにより、高さ調整弁１は微少流量帯の流量特性（以下「微少流量特性」）を示す。

作動アーム１４が反時計回り方向へさらに回動すると、弁棒３７が作動アーム１４（図２参照）によって開弁方向へさらに押し込まれる。図５は、高さ調整弁１が通常流量帯の流量特性を示すときの給気弁２１の状態（以下「全開状態」）を表す。給気弁２１が全開状態であるとき、弁体５５の小径部５７が第２孔部４４から退出されることにより、微開状態における微少流路７１（図４参照）が消滅し、弁体５５の小径部５７と第２孔部４４の開口との間に流路面積に制限のない（絞られていない）環状流路７４が現出する。これにより、給気側ポート部４９（図２参照）から導入された圧縮空気は、環状流路２９、複数本の通路４７、環状流路７３、環状流路７４、流路６７、および複数本の通路４５を通って環状流路３０へ流れる。

ここで、従来のＬＶ７形式の高さ調整弁では、弁棒と流量制御部とが一体に構成されていたので、弁棒に作用する抉り方向の力によって流量制御部が偏摩耗すると、流路面積が増大して微少流量特性が変化するおそれがある。

これに対し、第１実施形態では、弁体５５（第１流量制御部）を弁棒３７から切り離して構成し、弁体５５の小径部５７をケース２４の第２孔部４４に挿入することにより、コンプレッサ２（流体源）と空気ばね３（流体作動機器）とを連通する流路の流量を制御する微少流路７１を構成した。さらに、第１実施形態では、弁棒３７の弁部５３側（基端側）に設けられたガイド部６１をケース２４に摺接させることにより、弁棒３７を軸線方向（移動方向）へ案内するように構成した。

第１実施形態によれば、弁体５５（第１流量制御部）が、弁棒３７に作用する抉り方向の力を受けることがないので、弁棒３７の抉り方向の力を受けてガイド部６１が偏摩耗したとしても、高さ調整弁１（高さ調整装置）の微少流量特性が変化することがない。これにより、高さ調整弁１における微少流量特性の変化を長期にわたって防止することができる。

第１実施形態は以下のように構成することができる。
第１実施形態では、作動アーム１４の中立位置付近に微少流量特性（オリフィス特性）の微少流量帯を持たせるため、微少流路７１の流路面積に対して環状流路７２の流路面積を大きくする必要がある。このため、第１実施形態では、小径部５７と第２孔部４４との隙間（微少流路７１）に対して、大径部５６と第３孔部４６との隙間（環状流路７２）が大きくなっており、その結果、弁体５５がケース２４の軸線に対して傾くおそれがある。そこで、大径部５６と第３孔部４６との隙間を狭めて小径部５７と第２孔部４４との隙間よりも小さくして、さらに、大径部５６の周囲に複数本の溝（例えば図６の「溝６６」参照）を設けることで複数本の通路４７と環状流路７３とを連通する流路を設けるように構成することができる。
また、図８に示されるように、ガイド部６１の軸孔６４の周囲に、ガイド部６１を軸線方向へ貫通する複数個の孔７６を設けることにより、ガイド部６１を軸線方向へ抜ける流路６７を形成することができる。
また、図９に示されるように、ガイド部６１の軸孔６４から径方向へ延びる複数個の切り欠き７７を設けることにより、ガイド部６１を軸線方向へ抜ける流路６７を形成することができる。
また、図１０に示されるように、ケース２４の第２孔部４４の内周面に軸線方向へ延びる溝７８を設けることにより、ガイド部６１を軸線方向へ抜ける流路６７を形成することができる。

（第２実施形態） 本発明の第２実施形態を添付した図を参照して説明する。
なお、第１実施形態と同一または相当の構成要素については、同一の名称および符号を付与し、詳細な説明を省略する。

前述した第１実施形態では、図４に示されるように、弁体５５（第１流量制御部）を弁棒３７から切り離して構成し、弁体５５の小径部５７をケース２４の第２孔部４４に挿入することにより、弁体５５とケース２４との間に、コンプレッサ２（流体源）と空気ばね３（流体作動機器）とを連通する流路の流量を制御する微少流路７１を構成した。

これに対し、第２実施形態では、図１１に示されるように、弁棒３７と第１弁部１４２の弁体１４５（第１流量制御部）とを一体に構成し、第２弁部１４３の弁体１５５（第２流量制御部）の軸孔１５６（内径部）に弁棒３７を挿入することにより、弁体１５５と弁棒３７との間に、コンプレッサ２と空気ばね３とを連通する流路の流量を制御する微少流路１５１を構成した。

第１弁部１４２は、第２弁部１４３の弁体１５５の、軸孔１５６の外側（図１１における「左側」）の開口周縁に設けられた環状のシート部１４６と、シート部１４６に対して離着座可能に当接する弁体１４５（第１流量制御部）と、を有する。弁体１４５は、弁棒３７の基端部（図１１における「左側端部」）に設けられ、ケース２４の第３孔部４６に挿入される。弁体１４５の内側（図１１における「右側」）の端面には、シート部１４６に対向する環状の着座部１４７が埋設される。弁体１４５、延いては弁棒３７は、給気側ポート部４９（図２参照）と弁体１４５との間に設けられた弁ばね５９によって閉弁方向（図１１における「右方向」）へ付勢される。

一方、第２弁部１４３は、ケース２４の第２孔部４４の開口周縁に設けられた環状のシート部１５７と、シート部１５７に対して離着座可能に当接する弁体１５５（第２流量制御部）と、を有する。弁体１５５は、円筒形に形成され、ケース２４の第３孔部４６に挿入される。弁体１５５は、第１弁部１４２の弁体１４５と第３孔部４６の底面との軸線方向間に配置され、シート部１５７に対向する内側（図１１における「右側」）の端面には、環状の着座部１５８が埋設される。第２弁部１４３の弁体１５５は、第１弁部１４２の弁体１４５よりも外径が小さく、弁体１５５の外周には環状流路１５９が設けられる。

ケース２４の第２孔部４４には、円筒形のガイド部１６１が挿入される。ガイド部１６１の軸孔１６２には、弁棒３７が圧入等により固定される。第２実施形態では、ケース２４の第２孔部４４の内周面に軸線方向へ延びる溝７８（図１０参照）を設けることにより、ガイド部１６１を軸線方向へ抜ける流路６７（図１０参照）が形成される。
なお、第２実施形態の排気弁は、給気弁１４１と基本構造が同一である。よって、明細書の記載を簡潔にすることを目的に、排気弁の詳細な説明を省略する。

第２実施形態では、作動アーム１４が中立位置（図２参照）に位置しているとき、給気弁１４１は、図１１に示される閉弁状態にある。このとき、第１弁部１４２は、弁体１４５（着座部１４７）がシート部１４６に着座して閉弁する。他方、第２弁部１４３は、弁体１５５（着座部１５８）がシート部１５７に着座して閉弁する。これにより、環状流路２９と環状流路３０との間の空気（流体）の流通が遮断され、車高が基準高さに保持される。なお、作動アーム１４が中立位置に位置しているとき、作動アーム１４と弁棒３７との間には、１ｍｍ程度の隙間が設けられており、当該隙間を調節することにより、給気側の不感帯を調整することができる。

作動アーム１４が中立位置から反時計回り方向へ回動すると、弁棒３７が作動アーム１４によって開弁方向（図１１における「左方向」）へ押し込まれる。図１２は、高さ調整弁１が微少流量特性を示すときの給気弁１４１の微開状態を表す。給気弁１４１が微開状態であるとき、弁棒３７と一体の弁体１４５（第１流量制御部）が開弁方向へ移動し、着座部１４７がシート部１４６から離座することで第１弁部１４２が開弁される。

これにより、給気側ポート部４９（図２参照）から導入された圧縮空気は、環状流路２９、複数本の通路４７、微少流路１５１、ガイド部１６１を抜ける流路６７（図１０参照）、および複数本の通路４５を通って環状流路３０へ流れる。このとき、空気が、弁体１５５の軸孔１５６と弁棒３７との間の環状の微少流路１５１（オリフィス）を流れることにより、高さ調整弁１は微少流量特性を示す。なお、弁体１５５には、圧縮空気による閉弁方向（図１２における「右方向」）への力が作用し、第２弁部１４３は閉弁したままである。

作動アーム１４が反時計回り方向へさらに回動すると、弁棒３７が作動アーム１４によって開弁方向へさらに押し込まれる。図１３は、給気弁１４１の全開状態を表す。給気弁１４１が全開状態であるとき、第２弁部１４３の弁体１５５は、ガイド部１６１によって開弁方向へ押し込まれて開弁位置に位置する。弁体１５５の開弁位置では、給気側ポート部４９（図２参照）から導入された圧縮空気は、環状流路２９、複数本の通路４７、弁体１５５の外周の環状流路１５９、流路６７（図１０参照）、および複数本の通路４５を通って環状流路３０へ流れる。なお、微少流路１５１は給気弁１４１の全開状態においても消滅しないので、厳密には、高さ調整弁１は微少流量特性を組み合わせた流量特性となる。

第２実施形態では、前述した第１実施形態と同等の作用効果を得ることができる。

第２実施形態は以下のように構成することができる。
第２実施形態では、給気弁１４１の全開状態（図１３参照）において環状流路１５９の流路面積を確保するため、弁体１５５と第３孔部４６との隙間を弁体１５５と弁棒３７との隙間（微少流路１５１）よりも大きくする必要があり、その結果、弁体１５５がケース２４の軸線に対して傾くおそれがある。そこで、弁体１５５と第３孔部４６との隙間を狭めて弁体１５５と弁棒３７との隙間よりも小さくして、さらに、弁体１５５の周囲に複数本の溝（例えば図６の「溝６６」参照）を設けることで複数本の通路４７と通路４５とを連通する流路を設けるように構成することができる。

尚、本発明は上記した実施形態に限定されるものではなく、様々な変形例が含まれる。例えば、上記した実施形態は本発明を分かりやすく説明するために詳細に説明したものであり、必ずしも説明した全ての構成を備えるものに限定されるものではない。また、ある実施形態の構成の一部を他の実施形態の構成に置き換えることが可能であり、また、ある実施形態の構成に他の実施形態の構成を加えることも可能である。また、各実施形態の構成の一部について、他の構成の追加・削除・置換をすることが可能である。

本願は、２０２０年１月１５日付出願の日本国特許出願第２０２０－００４４２７号に基づく優先権を主張する。２０２０年１月１５日付出願の日本国特許出願第２０２０－００４４２７号の明細書、特許請求の範囲、図面、及び要約書を含む全開示内容は、参照により本願に全体として組み込まれる。

１ 高さ調整弁（高さ調整装置）、２ コンプレッサ（流体源）、３ 空気ばね（流体作動機器）、４ 通路、５ 台車、６ 車体、１４ 作動アーム、２４ ケース、３７ 弁棒、５３ 弁部、５５ 弁体（第１流量制御部）、６１ ガイド部

Claims (2)

1. 流体源と流体作動機器との間の流体の通路に設けられ、台車に対する車体の高さを調整する高さ調整装置であって、
   前記台車に対する前記車体の相対変位に応じて回動する作動アームと、
   前記流体源または大気と前記流体作動機器とを連通する流路を有するケースと、
   前記ケース内に設けられた第１孔部と摺動可能に嵌合されると共に前記ケースの一端側から先端が突出して前記作動アームに当接し、前記作動アームの回動に応じて前記ケースに対して移動する弁棒と、
   前記ケース内に設けられた第３孔部に内包され、前記弁棒の移動により前記流路を開弁する弁体と、
   前記弁体と前記ケースまたは前記弁棒との間に形成され、前記弁棒の移動位置に応じて前記流路の流量を制御する微小流路と、
   前記弁棒に設けられたガイド部であって、前記弁棒の移動方向における前記微小流路と前記第１孔部との間に配置されて前記ケース内に設けられた第２孔部の内部に摺接すると共に前記弁棒の移動方向を連通する連通路とを有する前記ガイド部と、を備え、
   前記弁体と前記弁棒とは、一部または全部が切り離されていることを特徴とする高さ調整装置。
2. 請求項１に記載の高さ調整装置において、
   前記弁体は、第１弁体と第２弁体とによって構成され、
   前記第２弁体は、前記弁棒が挿入されると共に前記第１弁体と前記ケースとの間に設けられ、
   前記第２弁体と前記弁棒との間に前記微小流路が形成されることを特徴とする高さ調整装置。

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