TW201102537A - Leveling valve - Google Patents

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201102537 六、發明說明： 【發明所屬之技術領域】 本發明係關於鐵道車輛之進行對空氣彈菁之 之供給與從空氣彈簧之空氣之放出之水平閥。 二 【先前技術】 日本特許廳於2004年發行之Jp2〇〇4 52889A、 JP2001-315516A已提案藉由對鐵道車柄之對空氣彈菁供仏 壓縮空氣或從空氣彈箸放出空氣來將利用空氣彈簧之二 車輛之支持位置保持為一定之水平閥。 此等水平閥係在車體之荷重增加而車體對台車下沈 時，從壓縮機對空氣彈黃供給壓縮空氣使車體之支持位置 :升:在車體之荷重減少而車體對台車浮上時，藉由將空 軋彈簧中之空氣往大氣中排出使車體之支持位置下降。 鐵道車輛具備對應於相對於台車之車體之支持位置旋 =之=桿。水平閥係將到達空氣彈簧之空氣彈簧通路對應 ;杯之旋動位置選擇性地連接於壓縮機與排出部。 心根據JP2004-52889A，水平閥具備將前端開口之中空之 轴於心軸前端形成之擴徑部、收裝心軸之心、軸孔、從 方向相對於心軸並閉鎖心軸孔之閥體。 、轴係連結於搖桿，對應於搖桿之旋動位置在心轴孔 :輛方向變位。閥體係受彈簧彈壓而位於心軸孔之開口 空立於閥體之周圍係來自慶縮機之空氣被導引。心轴之中 系、連通於排出部。排出部係被解放至大氣。空氣彈箸 201102537 側之心軸之外周於心 車由 通路之埠夹擴徑& β m l σ卩面對與閥體相反 孔開口。 ;“干位於中立位置之場合，閥體係位 係將前端抵接於闕@ ^ Lj “軸 '閥體。在此狀態下空氣彈簣通路被從壓縮 从及排出部遮斷。將 將搖桿位於中立位置時之車體之支持位 置稱為車體之中立位置。 右中立位置之車體對台車下沈，旋動之搖桿便會往使 閥體上升之方向驅動心軸。閥體上升後於闕體之周圍從麼 i M U縮空氣經心轴孔與心軸之擴徑部所成之環 狀間隙流入空氣彈簧通路。 右車體對台車更加下沈，心軸使閥體更大幅上升，且 擴徑部往心轴孔之外側突出，形成於心轴孔與心軸之擴徑 部之，之環狀間隙消滅。其結果，流入空氣彈箸通路之壓 縮空亂之流通剖面積急速増大，大量之壓縮空氣被供給至 空氣彈簣通路。 反之’若車體從中立位置之對台車浮上，搖桿便會往 從閥體後退之方向驅動心軸。其結果，閥體雖將心軸孔保 持為閉鎖狀態’但由於心轴之前端與閥體分離，故心軸之 中空部與面對心軸之外周之空氣彈酱通路透過形成於心軸 孔與心軸之擴經部之間之環狀間隙被連接。其結果，空氣 彈簧之空氣從空氣彈簧通路經環狀間隙與心轴之中空部被 放出至大氣中》 右車體對口車更加浮上，心轴大幅後退至空氣弹箸通 路之開口 附近’結果空氣彈簧之空氣不經形成於心軸孔 201102537 與心軸之擴徑部之間之璟妝 〈％狀間隙便從空氣彈酱 心軸之中空部流出。 汗貢遇峪直接在 加七 藉此，從空氣彈簧通路至心軸之中空 部之流路之流通剖面積急 人里之空氣經空氣弹箬 通路被放出至大氣中。 工礼评黃 如上述，於對台車之車 . 干狼 < 文得位置位於中立位置之 附近之場合，關於對空翁强笼 工礼彈簧之壓縮空氣之供給與從空氣 彈簧之空氣之放出，水芈鬥比总—s 工乳 炎鄉 水'f閥6係在環狀間隙之流通抵抗之 影響下使少量之空氣流通 a ^ -仉之 利用二氧彈簧之車體之支持 位置往中立位置修正。反 寻 ,, 之於對σ車之車體之支持位置 從中立位置大幅偏離之場合 ^ σ關於對空氣彈簧之壓縮空氣 之供給與從空氣彈簧之空氣 、 礼之放出，水平閥皆係在不受環 狀間隙限制之大流通咅,】面積 叫價之刖従下使空氣移動。利用 氣彈簧之車體之支持位置藉由 直錯由大里之空氣之移動被快速往 t立位置修正。 【發明内容】 水平閥之以上之流量特性係被顯示於圖4。即，於驅動 心轴之搖桿在中立位置附近旋動之場合，關於對空氣彈簧 之壓縮空氣之供給與從空氣彈簧之空氣之放出因環狀間 隙之流通抵抗而水平間之空氣流量小。搖桿旋動超過一定 角度後’環狀間隙消滅’水平閥使大流量之空氣流通。 如由圖4可知，水平閥在對空氣彈簧之壓縮空氣之供 給時與從空㈣簧之空氣之^時發揮㈣之特性。即，' 流量特性之曲線係以圖4之縱軸為中心成左右對稱形 '然 201102537 二t 了確保空氣彈簧之設計之自由⑨，或使關於中立位 之壓二氣之給排不產生擺動，可能需要在對空氣彈* 、、:軋之供給時與從空氣彈簧之空氣之放出時發揮相 異之流量特性之設定。 因此，本發明之目的係提供在對空氣彈箸之壓縮 之供給時與從办备很I ^ 水平閥。工、簧…之放出時可變更流量特性之 為了達成以上之目的’本發明之水平閥係一種水平 閥，將空氣壓供給源與排出部選擇性地連接於空氣彈簧， ΐ = Ϊ於具備：於開口部具有随部之心軸孔；對應於 工 '纟之負何在心軸孔内於軸方向變位之心車由；連通於 空氣彈簧且面對心軸之外周之空氣彈簧通路。心軸 面 對縮徑部形成於外周之擴徑部與巾空部。擴徑部被形成為 比心軸之其他部位大徑，於擴徑部與縮徑部之間形成環狀 間隙。擴徑部之軸方向長度與縮徑部之轴彳向長度相異。 水平閥另具備相對於心軸位於心軸孔之開口部之 體；將閥體彈性支持於所在位置之彈菁；對應於被按壓於 心軸之閥體之從心軸孔之開口部之升高1空氣壓供給源 與排出部之一方經環狀間隙連接於空氣彈簧通路之第1 路；對應於心軸之從閥體之後退方向之變位將空氣壓供給 源與排出部之另一方經環狀間隙與中空部連接於空氣彈= 通路之第2通路。 本發明之詳細及其他特徵或優點在說明書之以下之圮 載中說明並顯示於附圖。 201102537 【實施方式】 參照圖I’本發明之水平閥“系 與透過空氣彈簧被支持於台車之車 '鐵道車輛之台車 對台車之支持高度保持為一定之效果。曰’具有將車體之 :平間1係裝設於車體，透過搖桿 車。搖捍2之前端係連結於水平H與連桿連結於台 重變化使空氣彈箐接# 軸3。若車體之荷 透過連桿使搖搖動，將連結於搖；：^’此變化會 於軸方向驅動 k jn 、 干 之則端之心軸3 動。水平閥1係對應於心軸3 於空氣彈簧之六翁强葚、良位，於連接 ^ 彈簧通路4選擇性地連接做為懕徂 另外μ/ 與連接於排㈣之第2通路卜 另外，排出部係被解放至大氣。 通路 水平閥1具備固定於鱼 收梦心舳W '車體之閥外罩7。於閥外罩7形成 罝二 心軸孔8。心軸孔8之兩端係分別開口於間外 :空間9、1〇β於一方之空間9係收裝心軸3與搖桿 連、，.°部。於空間9係連接第2通路6。 :笼]1 〇係收裝閥體11。閥體11係被配置於空間10 ° ‘ 2從與'U車由3相反側往心軸孔8之開口部彈壓， 藉由位於形成於卩』π & ' σ卩之閥座將開口部對空間1 〇閉鎖。於 空間10係連接第1通路5。 工氣彈簧通路4面對心軸3之外周而於心軸孔8之内 側開口。於心鈾1在p L、^ ^ 係形成中空部3A。中空部3A係於心軸3 之朝向閥體11之端面開口。中空部3A另透過於心軸3之 相反側之端部形成於輻射方向之排出口 3B隨時連通於空間 201102537 9 〇 參照圖2,於心軸3之朝向閥體u之端部係形成擴徑 部3C。相對於此，於心轴孔8係形成縮徑部8a。於從縮徑 部8A至空氣彈簧通路4之開口部之區間心軸孔“系形成為 相對於心車由3充分之大徑。將心軸孔8之此部分稱為擴徑 部8B。 再參照圖1 ’心軸孔8係於擴徑部8B之空間9側形成 滑接於心軸3之徑。於此部位之心軸孔8係配置環封件13。 再參照圖2,擴徑部⑽與心軸3之間之空間具備不會 對空氣之流通產生特別抵抗之程度之足夠之剖面積。反 之，縮徑部8A與擴徑部3C所形成之環狀間隙則遠小於此， 對於空氣之通過會使明顯之抵抗產生。 設縮徑部8A之軸方向長度為a,擴徑部3(：之軸方向 長度為B。設定縮徑部8A之軸方向長度a與擴徑部冗之 轴方向長度B以使於此水平閥i中滿足㈣之關係。 再參照圖1，於此水平閥i中，搖桿2之中心線與心轴 中、轴呈直角之位置係被設定於心轴3之中立位置。心 軸3係於中立位置將前端抵接於閉鎖位置之閥冑】夏。但， 在中立位置心軸3不對閥體卩產生任何上升力。事先調整 “軸3之位置與搖桿2之搖動角以獲得上述狀態。 於中立位置之水平閥〗中，閥體丨丨閉鎖心軸孔8之開 口部’心軸3之前端抵接於閥體^。因此，透過環狀間二 之空間1G與空氣彈簧通路4之連通被遮斷。透過環狀間隙 之心軸3之中空部3入與空氣彈簧通路4之連通亦被遮斷’: 201102537 因此’空氣强装 ”汗黃通路4實質上被閉鎖，對空氣彈簧之处翁 之給不會被％ v ^ 做進行。在此狀態下，空氣彈簧係將車體保持 '先又定之支持位置。此支持位置相當於車體之中立位 置。 若因4列士Π击± ^ 如皁輪之乘客之乘降而導致車體對空氣彈簧產 生之負何良動’空氣彈簧便會對應於負荷之增減而伸縮， 於受空氣彈簧影響之車體之支持位置產生變化。水平闕i 係針對此種貞荷變動自動調整空氣彈簧之壓力以將車體保 持於中立位置。 ” 、在車體之支持位置從中立位置稍微上升之場合，心軸3 透k搖桿2被往圖之左側驅動。藉由心轴3之此變位，心 轴之刖端從閥體i i離開，心軸3之内側與外側透過產生 於〜軸3之前端與閥體11之間之間隙連通。更詳言之，心 :3之中空部3A與空氣彈簧通路4透過縮徑部8A與擴徑 :3C之間之環狀間隙連通。其結果，空氣彈簧之空氣經空 虱彈簧通路4、縮徑部8A與擴徑部3C之間之環狀間隙、 。軸3與閥體！ ！之間隙、心軸3之中空部3a、排出口 π 被放出至大氣。此時，縮徑部8A與擴徑部3c之間之環狀 間隙對通過之空氣使流通抵抗發生。因此，車體緩义 至中立位置。 在車體之支持位置大幅上升之場合，心軸3往圖之左 側大巾:變位。其結果，心軸3之擴徑部3c從縮徑部Μ脫 ^ ¥狀間隙不再存在。在此狀態下從空氣彈簧向大氣中 流出之空氣因未受環狀間隙之流通抵抗便流出，故大量之 201102537 空氣從空氣彈簧被放出，車體快速下降。 如上述，在車體之上升位置靠近中立位置之場合，水 =二在環狀間隙之抵抗之影響下，⑼空氣彈簣緩慢放出 …氣’使車體之支持位置緩慢下降。車體之上升位置 置大㈣開之場合’水平閥丨無環狀間隙之抵抗 從工乳弹簧放出空氣，使車體之支持位置快速下降。 另外，此場合亦在車體之支持位置靠近中立位置後， 連動於搖桿2之心轴3往接近閥體u之方向變位，擴徑部 3C侵入縮徑部8A，於擴徑部冗與縮徑部 狀間隙。以後，車體之支持位置便藉由環狀間隙之 L·而緩面下降，最後返回中立位置。 在車體之支持位置返回中立位置之同時，心軸3將前 端抵接於閥體丨卜以後’线彈簧通路4與排出部之連接 被遮斷，纟自空氣彈簧之空氣之放出亦被遮斷。到於荷重 條件產生新變動為止，車體被保持於中立位置。 反之，在車體之支持位置從中立位置稍微下降之場 合’搖桿2將心軸3往圖之右側驅動。藉由心轴3之此變 位’閥體11從心軸孔8之開口部上升，空間1〇與空氣彈 簧通路4透過由縮_ 8A與擴徑冑3〇產1之環狀間隙連 通。由於心軸3之前端抵接於閥體u，故空氣彈簧通路4 與排出部之連通被遮斷。 在此狀態下，來自壓縮機之壓縮空氣經過由縮徑部8A 與擴徑部3C產生之環狀間隙流入空氣彈簧通路4，空氣彈 簧因壓縮空氣之供給而膨脹。此時，對通過由縮徑部8A與 10 201102537 擴徑部3C產生之環狀間隙之空氣使流通抵抗產生。因此 車體缓慢上升至中立位置。 在車體之支持位置從中立位置大幅下降之場合，心軸3 往圖之左側大幅變位。其結果，心軸3之擴徑部3c按壓閥 體11並往心軸孔8之外側突出，環狀間隙不再存在。在此 狀態下從空間10往空氣彈簧流入之壓縮空氣通過心軸孔8 與心軸3之間之空間無抵抗地流入空氣彈簧通路4。因此， 大量之空氣被供給至空氣彈簧’空氣彈簧快速地使車體之 支持位置上升。 近中立位置之場合，水 ’從空間1 〇經空氣彈簧 如上述’在車體之下降位置靠 平閥1在環狀間隙之抵抗之影響下 通路4對空氣彈 丨〜丁胆，双.叹上幵。旱體之下 降位置從中立位置大幅離開之場合， 两口 水千閥1無環狀間隙 之抵抗地對空氣彈簧供給大量壓縮空氣 置快速上升。 使車體之支持位 另外，此場合亦在車體之Φ姓A4 <支持位置靠近中立位置後， 連動於搖桿2之心軸3往圖之左你丨戀 , 左側良位，擴徑部3C再度侵 入縮徑部8A，於擴徑部3C鱼 _ ,, ^ A 、細仅°卩8A之間形成環狀間 隙。以後’車體之支持位置俤 m ^ 且 3由銥狀間隙之流通抵抗而 緩面上升’最後返回中立位置。 於此水平閥1中係如前述， 方内具序δ λ ± 軸孔8之縮徑部8A之軸 方向長度A與心軸3之擴徑部 不同值。 之軸方向長度B被設定為 圖 手』不擴3C之軸方向長度B超過縮徑部8a 201102537 軸方向長度A之場合。在此場合，心軸3往圖之左方向 變4 立之^ i曰 穷心軸3之變位距離到達a後環狀間隙便會消 滅’但心車由3往圖之右方向變位之場合，至心車由3之變位 距離到達B為止環狀間隙不會消滅。 ^ 、、”°果，水平閥1之流量特性係如圖3所示，在對空 乳彈^之空氣供給時與從空氣彈簧之空氣放出時表現出相 異之机量特性。即’於心軸3往圆2之左方向作動之空氣 各、 “軸3之變位距離到達Α後流通抵抗驟減而流量 2增’但於心軸3往圖2之右方向作動之^氣供給時，同 針：ί少在心軸3之變位距離到達6為止不會發生。亦即， Π::從：立位置之下降，大量之空氣較早期被供給 ί =菁，早期實行車體之充分之上升操作，但針對車 體之從中立位置之上升々 ^ * r , 二軋彈簧在大氣放出之空氣之 赶過體大幅上升為止皆被抑制為較小。換言之，關於 超過—定範圍之車體之升降關於 上升後+ 下降後之車體之上升操作比 升後之車體之下降操作快速被進行。 圖4係顯示縮徑部8Α 之軸方向長度Β之場合。此：::广超過擴徑部3C 變位之場合，心軸3 轴3往圖之左方向 心軸3往圖之右方— 到達Α後環狀間隙消滅， 神·3彺圖之右方向變位之 ，、 後環狀門咕哺试姑 °〜轴3之變位距離到達Β 之=:而，由於與圖2之狀況相反地具有Α>Β 之關係，故水平閥，之流 县有α>β 彈箬夕介在w 係如圖5所示，在對空氣 之.、“：時與從空氣彈簧之空氣放出時表現出相里 之流置特性。即，針對車 子表見出相異 平遛之從中立位置之上升，大量之 12 201102537 二較早期從空氣彈簧被 充分之下降極从 τ 昧迷實仃車體之 間1。被供給往空：:::體之從中立位置之下降，從空 為止皆被抑制為較小Γ換氣之流量至車體大幅下降 之升降，上升後之I ’關於超過—定範圍之車體 升後之車體之下降操作比 操作快速被進行。 兮便之車體之上升 人士⑩於此水平間】十，在Α>Β之場合或β>α之場 二3=產生之微小流區域之範圍皆在空氣之供給 士 放出側彼此相異β於此水平閥1中，由於可藉 二Β之值之設定任意實現流量特性之差異，故可對應： 支持車體之空氣彈簀被要求之剛性，使實際之 特性最佳配合。另外，應選擇Α>Β^與Μ之設= 何者’考慮空氣彈簧提供之車體之支持條件後決定即可。 此外，關於實現車輛之理想安定度或理想乘坐感之空 氣彈赞之特性之設定’可使用此水平閥1以使設定之自由 度增加。 進而’如目3或圖5所示，由於此水平閥1具備非對 稱形之流量特性，故水平閥丨維持高反應性並具有在中立 位置附近不易引起擺動之理想特性。 關於以上說明，將以2009年6月18日為申請日之日 本之特願2009-145354號之内容藉由在此引用而結合。 以上，雖利用數個特定之實施例說明本發明，但本發 明並不限於上述之各實施例◊對當業者而言，可在申請專 利軌圍之技術耗圍對此等實施例施加各種修正或變更。 13 201102537 例如’在上述實施例係將第i通路 壓供給源之壓縮機，將第2通路6連接連接於做為空氣 亦可將第〗通路5連接於排出部，將第妾2於耕出部。然而， 為空氣壓供給源之壓縮機。 2通路6連接於做 本發明之水平間適於鐵道車輛 之支持位置之自動調整。 之使用空氣彈簧 本發明之實施例所包含之拼 下。 貝4特長被請求如 【圖式簡單說明】 圓1係本發明之水平閥之縱剖面圖。 圖2係說明關於水平關 十閥之―與縮徑部之尺寸設定 之例之水平閥要部之擴大側面圖。 之圖圖3係顯示根據圖2之尺寸設定之水平閥之流量特性 係'說月關於水平閥之擴徑部與縮徑部之尺寸設定 之另—例之水平閥要部之擴大側面圖。 圖5係顯示根據圖4夕^ ,^ 圆之尺寸設定之水平閥之流量特性 I圖0 閥之流量特性之圖 圖6係顯示習知技術之水平 【主要元件符號說明】 水平閥 1 搖桿 14 201102537 3 心轴 3A 中空部 3C 擴徑部 4 空氣彈簧通路 5 第1通路 6 第2通路 8 心轴孔 8A 縮徑部 11 閥體 12 彈簧 15

Claims (1)

1. 201102537 七、申清專利範圍： 1'種水平閥’係將空氣壓供給源與排出部選擇性 地連接於空氣彈簧，其特徵在於具備： 於開口部具有縮徑部（8a)之心軸孔（8); 具備面對縮徑部（8A)形成於外周之擴徑部（3C)與中空 部（3A)，擴徑部（3C)被形成為比心軸（3)之其他部位大徑， 於擴徑部（3C)與縮徑部（8A)之間形成環狀間隙且擴徑部（3c) 之軸方向長度（B)與縮徑部（8A)之軸方向長度（A)相異之對 應於空氣彈簧之負荷在心軸孔（8)内於軸方向變位之心軸 (3) ； 連通於空氣彈簧且面對心軸（3)之外周之空氣彈簧通路 (4) ； 相對於心軸（3)位於心軸孔（8)之開口部之閥體（〖丨）； 將閥體（1 1)彈性支持於所在位置之彈簧（丨2); 對應於被按壓於心軸（3)之閥體（丨丨）之從心軸孔之開 口邛之升尚，將空氣壓供給源與排出部之一方經環狀間隙 連接於空氣彈簧通路（4)之第1通路（5); 對應於心軸（3)之從閥體（π)之後退方向之變位將空氣 壓供給源與排出部之另一方經環狀間隙與中空部（3A)連接 於空氣彈簧通路（4)之第2通路（6)。 2 '如申請專利範圍第1項之水平閥，其中，擴徑部（3C) 之軸方向長度（B)係設定為比縮徑部（8A)之軸方向長度 長。 3、如申請專利範圍第】項之水平閥，其中，縮徑部“A) 201102537 之軸方向長度（A)係設定為比擴徑部（3C)之軸方向長声 县。 度（B) 4、如申請專利範圍第丨至3項中任一項之水平閥，1 中，空氣彈簧通路（4)係恆連通於環狀間隙，第丨通路（5)係 連接於空氣壓供給源，第2通路（6)係連接於排出部， (11)以位於心軸孔（8)之開口部來遮斷第丨通路（5)與環狀間 隙，以從心軸孔（8)之開口部升高來連通第丨通路（5)與環狀 間隙，心軸（3)以抵接於閥體（11)來遮斷中空部（3 a )與環狀間 隙，以從閥體（11)往後退方向變位來連通中空部（3A)與環狀 間隙。 5、如申請專利範圍第1至3項中任一項之水平閥，其 中’心軸（3)係對應空氣彈簧之負荷増大而使閥體（1丨）從心軸 孔（8)之開口部升高’對應空氣彈簧之負荷減少而往從閥體 (11)後退之方向於心軸孔（8)内於軸方向變位。 八、圖式： (如次頁） 17