WO2023176142A1 - バルブ装置 - Google Patents

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WO2023176142A1
WO2023176142A1 PCT/JP2023/001760 JP2023001760W WO2023176142A1 WO 2023176142 A1 WO2023176142 A1 WO 2023176142A1 JP 2023001760 W JP2023001760 W JP 2023001760W WO 2023176142 A1 WO2023176142 A1 WO 2023176142A1
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WO
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passage
valve
valve device
valve member
orifice
Prior art date
Application number
PCT/JP2023/001760
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English (en)
French (fr)
Inventor
進 藤谷
靖弘 五十嵐
和晶 柴原
一樹 高橋
Original Assignee
日立Astemo株式会社
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Filing date
Publication date
Application filed by 日立Astemo株式会社 filed Critical 日立Astemo株式会社
Publication of WO2023176142A1 publication Critical patent/WO2023176142A1/ja

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    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B60—VEHICLES IN GENERAL
    • B60G—VEHICLE SUSPENSION ARRANGEMENTS
    • B60G99/00—Subject matter not provided for in other groups of this subclass
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B61—RAILWAYS
    • B61F—RAIL VEHICLE SUSPENSIONS, e.g. UNDERFRAMES, BOGIES OR ARRANGEMENTS OF WHEEL AXLES; RAIL VEHICLES FOR USE ON TRACKS OF DIFFERENT WIDTH; PREVENTING DERAILING OF RAIL VEHICLES; WHEEL GUARDS, OBSTRUCTION REMOVERS OR THE LIKE FOR RAIL VEHICLES
    • B61F5/00—Constructional details of bogies; Connections between bogies and vehicle underframes; Arrangements or devices for adjusting or allowing self-adjustment of wheel axles or bogies when rounding curves
    • B61F5/02—Arrangements permitting limited transverse relative movements between vehicle underframe or bolster and bogie; Connections between underframes and bogies
    • B61F5/04—Bolster supports or mountings
    • B61F5/10—Bolster supports or mountings incorporating fluid springs
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F16—ENGINEERING ELEMENTS AND UNITS; GENERAL MEASURES FOR PRODUCING AND MAINTAINING EFFECTIVE FUNCTIONING OF MACHINES OR INSTALLATIONS; THERMAL INSULATION IN GENERAL
    • F16K—VALVES; TAPS; COCKS; ACTUATING-FLOATS; DEVICES FOR VENTING OR AERATING
    • F16K17/00—Safety valves; Equalising valves, e.g. pressure relief valves
    • F16K17/02—Safety valves; Equalising valves, e.g. pressure relief valves opening on surplus pressure on one side; closing on insufficient pressure on one side
    • F16K17/04—Safety valves; Equalising valves, e.g. pressure relief valves opening on surplus pressure on one side; closing on insufficient pressure on one side spring-loaded
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F16—ENGINEERING ELEMENTS AND UNITS; GENERAL MEASURES FOR PRODUCING AND MAINTAINING EFFECTIVE FUNCTIONING OF MACHINES OR INSTALLATIONS; THERMAL INSULATION IN GENERAL
    • F16F—SPRINGS; SHOCK-ABSORBERS; MEANS FOR DAMPING VIBRATION
    • F16F9/00—Springs, vibration-dampers, shock-absorbers, or similarly-constructed movement-dampers using a fluid or the equivalent as damping medium
    • F16F9/10—Springs, vibration-dampers, shock-absorbers, or similarly-constructed movement-dampers using a fluid or the equivalent as damping medium using liquid only; using a fluid of which the nature is immaterial
    • F16F9/14—Devices with one or more members, e.g. pistons, vanes, moving to and fro in chambers and using throttling effect
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F16—ENGINEERING ELEMENTS AND UNITS; GENERAL MEASURES FOR PRODUCING AND MAINTAINING EFFECTIVE FUNCTIONING OF MACHINES OR INSTALLATIONS; THERMAL INSULATION IN GENERAL
    • F16F—SPRINGS; SHOCK-ABSORBERS; MEANS FOR DAMPING VIBRATION
    • F16F9/00—Springs, vibration-dampers, shock-absorbers, or similarly-constructed movement-dampers using a fluid or the equivalent as damping medium
    • F16F9/32—Details
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F16—ENGINEERING ELEMENTS AND UNITS; GENERAL MEASURES FOR PRODUCING AND MAINTAINING EFFECTIVE FUNCTIONING OF MACHINES OR INSTALLATIONS; THERMAL INSULATION IN GENERAL
    • F16F—SPRINGS; SHOCK-ABSORBERS; MEANS FOR DAMPING VIBRATION
    • F16F9/00—Springs, vibration-dampers, shock-absorbers, or similarly-constructed movement-dampers using a fluid or the equivalent as damping medium
    • F16F9/32—Details
    • F16F9/34—Special valve constructions; Shape or construction of throttling passages
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F16—ENGINEERING ELEMENTS AND UNITS; GENERAL MEASURES FOR PRODUCING AND MAINTAINING EFFECTIVE FUNCTIONING OF MACHINES OR INSTALLATIONS; THERMAL INSULATION IN GENERAL
    • F16F—SPRINGS; SHOCK-ABSORBERS; MEANS FOR DAMPING VIBRATION
    • F16F9/00—Springs, vibration-dampers, shock-absorbers, or similarly-constructed movement-dampers using a fluid or the equivalent as damping medium
    • F16F9/32—Details
    • F16F9/48—Arrangements for providing different damping effects at different parts of the stroke
    • F16F9/49—Stops limiting fluid passage, e.g. hydraulic stops or elastomeric elements inside the cylinder which contribute to changes in fluid damping

Definitions

  • the present invention relates to a valve device applied to an automatic height adjustment valve for a railway vehicle.
  • Patent Document 1 discloses a leveling valve 100 (valve device) for a railway vehicle equipped with an oil damper 60 that generates a predetermined operation delay time from a displacement input to a lever 4 until an intake valve 31 and an exhaust valve 32 open. ) are disclosed.
  • the oil damper 60 of this leveling valve 100 when the first damper chamber 64a and the second damper chamber 64b are compressed due to the movement of the piston 61, the oil damper 60 moves from the first damper chamber 64a and the second damper chamber 64b to the oil chamber 12.
  • Orifices 69a and 69b are provided to provide resistance to the flow of discharged hydraulic oil.
  • An object of the present invention is to increase the reliability of a valve device.
  • a valve device of the present invention is a valve device that is provided between a fluid source or the outside and a fluid operating device, and controls the supply and discharge of fluid to the fluid operating device.
  • a valve member that contacts the seat portion so as to be separable from the seat portion, a biasing member that biases the valve member in the valve closing direction, and the damper chamber and the communication path.
  • a plurality of orifice passages that throttle the flow passage of the working fluid, and the orifice passage is characterized in that a passage area inside the seat part is smaller than a passage area outside the seat part.
  • blockage of the orifice passage is suppressed, and reliability of the valve device can be increased.
  • FIG. 2 is an explanatory diagram of the first embodiment, and is a conceptual diagram of a system including a valve device.
  • FIG. 1 is a sectional view of a valve device according to a first embodiment. It is an explanatory view of an oil damper concerning a 1st embodiment. It is an explanatory view of an oil damper concerning a 2nd embodiment. It is an explanatory view of an oil damper concerning a 3rd embodiment. It is an explanatory view of a valve member concerning a 1st embodiment. It is an explanatory view of a valve member concerning a 2nd embodiment. It is an explanatory view of a valve member concerning a 3rd embodiment.
  • FIG. 1 is a conceptual diagram of a system 11 including a valve device 1 (an automatic height adjustment valve for railway vehicles).
  • a valve device 1 an automatic height adjustment valve for railway vehicles.
  • the vertical direction in FIG. 1 is referred to as the vertical direction.
  • the left-right direction in FIG. 1 is referred to as the left-right direction.
  • the system 11 includes a compressor 12 (fluid source), an air spring 13 (fluid-operated device), and a flow path for air (fluid) flowing between the compressor 12 and the air spring 13. It has a passage 14.
  • the passage 14 is provided with a valve device 1 that automatically adjusts the height of the vehicle body 16 relative to the truck 15.
  • the valve device 1 includes a housing 2 attached to a vehicle body 16 and a driven shaft 3 provided at the center of the housing 2.
  • the driven shaft 3 is connected to the truck 15 via a horizontal lever 17 and a connecting bar 18 .
  • valve device 1 when the vehicle height changes, that is, when the air spring 13 contracts or expands and the vehicle body 16 is vertically displaced relative to the bogie 15, the valve device 1 is configured such that when the vehicle body 16 is vertically displaced relative to the bogie 15, the displacement is This is converted into a rotational motion of the shaft 3.
  • the vehicle height decreases that is, when the air spring 13 contracts
  • the horizontal lever 17 rotates from the neutral position (see FIG. 1) about the driven shaft 3 in the counterclockwise direction in FIG.
  • the driven shaft 3 rotates in the counterclockwise direction in FIG. is communicated.
  • the driven shaft 3 rotates clockwise or counterclockwise in conjunction with the horizontal lever 17. Rotate in the circular direction.
  • the valve device 1 communicates the air spring 13 with the compressor 12 (fluid source) or the exhaust port 19 (atmosphere) depending on the rotation direction of the driven shaft 3 (the rotation direction of the horizontal lever 17).
  • FIG. 2 is a sectional view of the valve device 1.
  • the housing 2 is provided with a driven shaft 3 that is a rotation shaft of the horizontal lever 17.
  • the driven shaft 3 is provided with an actuating arm 4 and a torsion spring 5.
  • the actuating arm 4 is rotated around the driven shaft 3 toward the air supply side (“counterclockwise direction” in FIG. 2) or the exhaust side (“clockwise direction” in FIG. 2), the torsion spring 5 A biasing force (spring force) is generated to return the motor to the neutral position (see FIG. 2).
  • a non-return valve 6 is provided in the upper center of the housing 2.
  • An air supply valve 21 is provided on the upper left side of the housing 2.
  • the air supply valve 21 has a case 24 that is attached to a case hole 23 provided in the housing 2.
  • the case hole 23 has a large diameter hole 25 whose left end opens into the left side surface 22 of the housing 2 and a small diameter hole 26 whose right end opens into the oil chamber 7 at the center of the housing 2 .
  • the small diameter shaft portion 28 of the case 24 is fitted into the small diameter hole portion 26 of the case hole 23 .
  • a large diameter shaft portion 27 of the case 24 is fixed to the large diameter hole portion 25 of the case hole 23 .
  • An annular flow path 29 is provided between the small diameter shaft portion 28 of the case 24 and the large diameter hole portion 25 of the case hole 23. Further, an annular flow path 30 is provided between the small diameter shaft portion 28 of the case 24 and the small diameter hole portion 26 of the case hole 23. The annular flow path 30 is sealed by seal rings 31 and 32 provided on the small diameter shaft portion 28 of the case 24. Further, the annular flow path 29 is sealed by seal rings 32 and 33.
  • a valve rod 44 coaxial with the case hole 23 and the case 24 is provided in the hollow part of the case 24 .
  • the valve stem 44 is slidably fitted into the first hole 35 of the case 24 .
  • the first hole 35 of the case 24 is sealed from the oil chamber 7 by a seal ring 46 provided on the small diameter shaft portion 28 of the case 24 .
  • a tip portion 45 of the valve rod 44 protrudes into the oil chamber 7 from an end surface inside the case 24 (“right side” in FIG. 2).
  • the valve rod 44 moves in the axial direction (horizontal direction) in conjunction with the rotation of the actuation arm 4 due to the spherical surface of the tip 45 coming into contact with the actuation arm 4 .
  • the hollow part of the case 24 is provided with a second hole part 36 at the bottom of which the left end of the first hole part 35 opens.
  • the second hole portion 36 is communicated with the annular flow path 30 through a plurality of passages 37 (shown as “two” in FIG. 2) provided in the small diameter shaft portion 28 of the case 24.
  • a third hole 38 is provided in the hollow portion of the case 24, and the left end of the second hole 36 is open.
  • the third hole portion 38 is communicated with the annular flow path 29 through a plurality of passages 39 (indicated as “two” in FIG. 2) provided in the small diameter shaft portion 28 of the case 24. Note that the hole diameter of the hollow portion of the case 24 increases in the order of the first hole 35, the second hole 36, and the third hole 38.
  • An air supply side port section 51 is attached to the left end of the case 24.
  • the third hole portion 38 is sealed from the atmosphere by a seal ring 46 provided on the air supply side port portion 51.
  • the air supply side port portion 51 is prevented from coming off from the case 24 by a retaining ring 53 attached to the case 24.
  • the air supply side port portion 51 is connected to the other end of a passage 14A (see FIG. 1), one end of which is connected to the compressor 12 (fluid source). Further, the air supply side port section 51 is communicated with the annular flow path 29 via a passage (not shown) provided in the housing 2.
  • the air supply valve 21 is provided with a valve 41 that communicates or shuts off communication between the compressor 12 (fluid source) and the air spring 13 (fluid operating device) according to the movement of the valve rod 44.
  • the valve 41 has an annular seat part 42 in which the left end of the second hole part 36 opens, and a valve body 43 that abuts against the seat part 42 so as to be able to be moved into and out of the seat part 42 .
  • the valve body 43 is integrated with the valve stem 44, it may be configured separately.
  • the valve body 43 is biased in the valve closing direction (“rightward” in FIG. 2) by a valve spring 47 provided between the valve body 43 and the air supply side port portion 51.
  • An exhaust valve 61 is provided on the upper right side of the housing 2.
  • the exhaust valve 61 has a case 64 that is attached to a case hole 63 provided in the housing 2.
  • the case hole 63 has a large diameter hole 65 whose right end opens into the right side surface 62 of the housing 2 and a small diameter hole 66 whose left end opens into the oil chamber 7 at the center of the housing 2 .
  • the small diameter shaft portion 68 of the case 64 is fitted into the small diameter hole portion 66 of the case hole 63 .
  • a large diameter shaft portion 67 of the case 64 is fixed to the large diameter hole portion 65 of the case hole 63 .
  • An annular flow path 69 is provided between the small diameter shaft portion 68 of the case 64 and the large diameter hole portion 65 of the case hole 63. Further, an annular flow path 70 is provided between the small diameter shaft portion 68 of the case 64 and the small diameter hole portion 66 of the case hole 63. The annular flow path 70 is sealed by seal rings 71 and 72 provided on the small diameter shaft portion 68 of the case 64. Further, the annular flow path 69 is sealed by seal rings 72 and 73.
  • a valve rod 84 coaxial with the case hole 63 and the case 64 is provided in the hollow part of the case 64.
  • the valve stem 84 is slidably fitted into the first hole 75 of the case 64 .
  • the first hole portion 75 of the case 64 is sealed from the oil chamber 7 by a seal ring 86 provided on the small diameter shaft portion 68 of the case 64 .
  • a tip 85 of the valve rod 84 protrudes into the oil chamber 7 from an end surface inside the case 64 (the "left side” in FIG. 2).
  • the valve rod 84 moves in the axial direction (horizontal direction) in conjunction with the rotation of the actuation arm 4 due to the spherical surface of the tip portion 85 coming into contact with the actuation arm 4 .
  • the hollow part of the case 64 is provided with a second hole part 76 at the bottom of which the right end of the first hole part 75 opens.
  • the second hole portion 76 is communicated with the annular flow path 70 through a plurality of passages 77 (indicated by “two” in FIG. 2) provided in the small diameter shaft portion 68 of the case 64.
  • a third hole 78 is provided in the hollow portion of the case 64, and the right end of the second hole 76 is open.
  • the third hole portion 78 is communicated with the annular flow path 69 through a plurality of passages 79 (shown as “two” in FIG. 2) provided in the small diameter shaft portion 68 of the case 64. Note that the hole diameter of the hollow portion of the case 64 increases in the order of the first hole 75, the second hole 76, and the third hole 78.
  • An exhaust side port section 91 is attached to the right end of the case 64.
  • the third hole portion 78 is sealed from the atmosphere by a seal ring 92 provided on the exhaust side port portion 91.
  • the exhaust side port portion 91 is prevented from coming off from the case 64 by a retaining ring 93 attached to the case 64.
  • the exhaust side port portion 91 is connected to the other end of a passage 14B (see FIG. 1), one end of which is connected to the air spring 13 (fluid operated device). Further, the exhaust side port portion 91 is communicated with the exhaust port 19 via a passage (not shown) provided in the housing 2 .
  • the exhaust valve 61 is provided with a valve 81 that communicates or shuts off communication between the compressor 12 (fluid source) and the air spring 13 (fluid operated device) according to the movement of the valve rod 84.
  • the valve 81 has an annular seat part 82 in which the right end of the second hole part 76 opens, and a valve body 83 that abuts against the seat part 82 so as to be able to be moved into and out of the seat part 82 .
  • the valve body 83 is integrated with the valve stem 84, but may be configured separately.
  • the valve body 83 is biased in the valve closing direction (“to the left” in FIG. 2) by a valve spring 87 provided between the valve body 83 and the exhaust side port portion 91.
  • An oil damper 100 is provided at the lower part of the housing 2, which generates a predetermined delay in operation from when a displacement input is applied to the horizontal lever 17 until the intake valve 21 and the exhaust valve 61 open.
  • the oil damper 100 is configured symmetrically, so only the configuration on the side that causes a delay in opening of the air supply valve 21 (the "right side” in FIG. 2) will be described. A description of the configuration on the side (the "left side” in FIG. 2) that causes a delay in opening of the exhaust valve 61 will be omitted.
  • the number of numerals obtained by adding "30" to the number of numerals of each element corresponding to the configuration on the right side of the oil damper 100 is appropriately written in the drawings.
  • the oil damper 100 has a cylinder 101 provided in the oil chamber 7.
  • the axis of the cylinder 101 is arranged parallel to the axes of the case holes 23 and 63.
  • a piston 102 is slidably fitted into the cylinder 101 .
  • the piston 102 is connected to the left piston 132 by a connecting rod 103.
  • the connecting rod 103 is connected to the lower end of the actuating arm 4 via a roller (not shown).
  • the right end opening of the cylinder 101 is closed by a plug 104.
  • a damper chamber 105 filled with hydraulic oil is provided between the piston 102 and the plug 104.
  • the damper chamber 105 is sealed from the atmosphere by a seal ring 106 provided on the plug 104.
  • the plug 104 is prevented from coming off from the housing 2 by a retaining ring 107 attached to the housing 2.
  • the housing 2 is provided with a through hole 124 that communicates between the outside of the housing 2 and the inside of the cylinder 101, and a communication passage 125 that communicates between the inside of the cylinder 101 and the oil chamber 7.
  • the through hole 124 and the communication path 125 are provided coaxially.
  • the through hole 124 is always closed by a closing member 126 made of a spherical body.
  • the piston 102 is provided with a recess 109 that opens on the end surface 108 of the piston 102.
  • the recess 109 has a circular cross section (see FIG. 6) taken on a plane perpendicular to the axis of the piston 102. That is, the recess 109 has an inner cylindrical surface 110.
  • a communication passage 112 that connects the damper chamber 105 and the oil chamber 7 opens in the center of the circular bottom surface 111 of the recess 109 .
  • the communication path 112 has a circular cross section (see FIG. 6) taken along a plane perpendicular to the axis of the piston 102. That is, the communication path 112 has a circular flow path.
  • a valve 113 that controls the flow of hydraulic oil between the damper chamber 105 and the oil chamber 7 is provided in the recess 109 of the piston 102.
  • the valve 113 has an annular seat portion 114 that projects from the bottom surface 111 of the recess 109 of the piston 102 .
  • the seat portion 114 has a rectangular cross section taken along a plane including the axis of the piston 102 (axial plane).
  • a communication path 112 is opened inside (center) of the seat portion 114 . Note that the cylinder 102, the communication path 112, and the seat portion 114 are arranged coaxially.
  • the valve 113 has a valve member 115 that comes into contact with the seat portion 114 so that it can be moved into and out of the seat.
  • the valve member 115 is formed into a plate shape with a constant thickness.
  • the valve member 115 has four end surfaces 116 provided on each side of a square whose diagonal intersections are on the axis of the cylinder 101 in a plan view (see FIG. 6).
  • sliding surfaces 118 that slidably abut on the inner peripheral surface 117 of the cylinder 102 are provided at the four corners of the valve member 115.
  • the four sliding surfaces 118 are provided on the same circle (the inner circumferential surface 117 of the cylinder 101) that has a larger diameter than the inscribed circle of the square including the end surface 116 and smaller diameter than the circumscribed circle in plan view.
  • the intersection of the diagonals of the square including the end face 116 will be referred to as the center of the valve member 115.
  • the valve 113 has a valve spring 119 (biasing member) that biases the valve member 115 in the valve closing direction (“leftward” in FIG. 3), that is, biases the valve member 115 in the direction of pressing the valve member 115 against the seat portion 114.
  • the valve spring 119 is a coil spring (conical spring) provided in a compressed state between the valve member 115 and a retaining ring 120 attached to the recess 109 of the piston 102.
  • the valve 113 has a plurality of (“four" in the first embodiment) orifice passages 121 that constantly communicate the damper chamber 105 and the communication passage 112.
  • the orifice passage 121 functions as a throttle valve that provides resistance to the flow of hydraulic oil from the damper chamber 105 to the communication passage 112 when the piston 102 moves to the right in FIG. 3 and the hydraulic oil in the damper chamber 105 is compressed. act.
  • the orifice passage 121 is formed by a groove provided in the inner surface 122 of the valve member 115.
  • the orifice passage 121 extends in the radial direction of the cylinder 101 from each end surface 116 of the valve member 115 beyond the seat portion 114 toward the center of the valve member 115.
  • the groove constituting the orifice passage 121 has a constant depth (length in the axial direction of the piston 102, hereinafter referred to as "axial length") from the inner surface 122 of the valve member 115, but has an inclined bottom. may be provided.
  • the orifice passage 121 is formed into an isosceles triangle whose base is provided on the end surface 116 in a plan view (see FIG. 6).
  • the orifice passage 121 has a flow passage area (orifice area) in a portion that opens inside the seat portion 114 that is smaller than a flow path area in a portion that opens outside the seat portion 114. Further, the flow area of the orifice passage 121 is expanded from the radially inner side of the cylinder 102 (the center side of the valve member 115) toward the radially outer side. In other words, the flow area of the orifice passage 121 is larger in the direction in which the hydraulic oil flows into the damper chamber 105 (the first direction) than in the direction in which the hydraulic oil moves in the direction in which the hydraulic oil is discharged from the damper chamber 105 (the first direction). It is larger when moving in direction 2).
  • the orifice area of the orifice passage 121 in the first embodiment that is, the flow passage area of the portion of the orifice passage 121 that opens inside the seat portion 114 is the inside of the orifice passage 121 (the area of the valve member 115) in a plan view (see FIG. 6). In other words, it is the area of the portion of the apex portion of the isosceles triangle formed by the orifice passage 121 that is inside the seat portion 114.
  • the orifice passage is a minute-diameter hole that penetrates the flat valve member in the plate thickness direction, so if the orifice passage becomes clogged with foreign matter, the flow passage area increases. This could lead to an increase in the hydraulic resistance generated by the oil damper. In this case, a delay occurs in the air supply and exhaust of the valve device, which increases the time it takes for the horizontal lever of the valve device to return to the neutral position and, by extension, the time it takes for the vehicle height to return to its normal position, which reduces the running stability of the railway vehicle. There is a risk that this may decrease.
  • a groove extending in the radial direction (hereinafter referred to as "radial direction") of the cylinder 101 across the seat portion 114 is provided in the inner surface 122 of the valve member 115 to provide multiple channels (in the first embodiment
  • the orifice passage 121 of "4 passages” was formed.
  • the orifice passage 121 has a flow passage area inside the seat part 114 that is smaller than a flow passage area outside the seat part 114, so that foreign matter does not enter the opening on the outside in the radial direction of the orifice passage 121. Even if the orifice passage 121 is clogged, the foreign matter can be easily removed when the hydraulic oil flows from the communication passage 112 to the damper chamber 105 via the valve 113. In other words, the orifice passage 121 can be automatically cleaned. .
  • a groove extending radially across the seat portion 114 is provided on the inner surface 122 of the valve member 115 to form a plurality of orifice passages 121.
  • the valve member 161 is provided between the first valve member 162 that contacts the seat portion 114 and the first valve member 162 and the valve spring 119 (biasing member).
  • the gap in the axial direction (the left-right direction in FIG. 4, hereinafter referred to as the "axial direction") of the cylinder 101 formed between the first valve member 162 and the second valve member is This is an orifice passage (first passage 168).
  • a plurality of hemispherical projections 167 are provided on the inner surface 166 of the second valve member 165 (the surface facing the first valve member 162).
  • the protrusions 167 are arranged on a circle centered on the center of the second valve member 165 at equal intervals in the circumferential direction.
  • a second passage 164 is provided at the center of the first valve member 162, passing through the first valve member 162 in the axial direction (the "left-right direction" in FIG. 4).
  • the second passage 164 is a passage having a circular cross section and a constant passage area.
  • the second passage 164 communicates the first passage 168 and the communication passage 112.
  • the axial length of the first passage 168 that is, the height of the protrusion 167 from the inner surface 166 of the second valve member 165 is set smaller than the inner diameter (width) of the second passage 164 .
  • the length in the circumferential direction of the first passage 168 (in the second embodiment, the interval between adjacent protrusions 167, 167) is set to be larger than the inner diameter (width) of the second passage 164.
  • the second embodiment includes a first valve member 162 that contacts the seat portion 114, and a second valve member 165 that is provided between the first valve member 162 and the valve spring 119 (biasing member). Since the orifice passage is formed by the first passage 168 (micro gap) provided between the valve member 162 and the second valve member 165 and the second passage 164 provided in the first valve 162, the first passage Even if a part of the periphery of 168 is clogged with foreign matter, the flow path area can be secured by other openings. This improves the reliability of the valve device 1 and ensures running stability of the railway vehicle.
  • the second embodiment can be configured as follows.
  • the number of protrusions 167 provided on the second valve member 165 is not intended to be limited to four, but may be three or more.
  • the projections 167 are arranged on one circle centered on the center of the second valve member 165, they may be arranged on concentric circles centered on the center of the second valve member 165.
  • the protrusion 167 can have an arcuate shape extending along a circle centered on the center of the second valve member 165.
  • a first passage 168 (orifice passage) is formed between the first valve member 162 and the second valve member 165 by providing a plurality of protrusions 167 on the inner surface 166 of the second valve member 165.
  • the inner surface 166 of the second valve member 165 has a plurality of (eight in the third embodiment) extending from the center of the second valve member 165 in the radial direction of the cylinder 101.
  • a plurality of first passages 171 were formed between the first valve member 162 and the second valve member 165.
  • the first passage 171 has a rectangular cross section and extends radially from the center of the second valve member 165.
  • the first passage 171 has an inner end that converges (communicates) at the center of the second valve member 165, and an outer end that opens to each end surface 169 and each sliding surface 170 of the second valve member 165.
  • the axial length of the first passage 171, that is, the depth of the groove having a rectangular cross section, is set to be larger than the inner diameter (width) of the second passage 164. Further, the length in the circumferential direction of the first passage 171 (in the third embodiment, the width of the groove having a rectangular cross section) is set smaller than the channel inner diameter (width) of the second passage 164.
  • the third embodiment provides the same effects as the first and second embodiments described above. That is, even if part of the first passage 171 is clogged with foreign matter, the flow area can be secured by the other first passage 171.
  • the axial length of the first passage 171 is smaller than the inner diameter (width) of the second passage 164, and the circumferential length of the first passage 171 is made smaller than the passage inner diameter (width) of the second passage 164. It may be set smaller than the flow path inner diameter (width).
  • the present invention is not limited to the embodiments described above, and includes various modifications.
  • the above-described embodiments have been described in detail to explain the present invention in an easy-to-understand manner, and the present invention is not necessarily limited to having all the configurations described.
  • Valve device 1 Valve device, 2 Housing, 7 Oil chamber, 12 Compressor (fluid source), 13 Air spring (fluid operating equipment), 101 Cylinder, 102 Piston, 105 Damper chamber, 112 Communication passage, 113 Valve, 114 Seat part, 115 Valve Members, 119 Valve spring (biasing member), 121 Orifice passage

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Abstract

信頼度を向上させたバルブ装置を提供する。バルブ部材の内側面にシリンダの径方向へ延びる溝を設けて複数路のオリフィス通路を形成した。これにより、一部のオリフィス通路に異物が詰まっても、残りのオリフィス通路により流路面積を確保することが可能であり、バルブ装置の信頼度を高めることができる。

Description

バルブ装置
　本発明は、鉄道車両の自動高さ調整弁に適用されるバルブ装置に関する。
　特許文献１には、レバー４への変位入力から給気弁３１及び排気弁３２が開弁するまでに所定の作動遅れ時間を発生させるオイルダンパ６０を備えた鉄道車両のレベリングバルブ１００（バルブ装置）が開示されている。このレベリングバルブ１００のオイルダンパ６０には、ピストン６１の移動に伴い第１ダンパ室６４ａ、第２ダンパ室６４ｂが圧縮されたとき、第１ダンパ室６４ａ、第２ダンパ室６４ｂから油室１２へ排出される作動油の流れに抵抗を付与するオリフィス６９ａ，６９ｂが設けられている。
特開２０１３－１７３４３８号公報
　特許文献１に記載されたバルブ装置では、バルブの中央に設けられたオリフィスの通路面積が小さいため、オリフィスに異物が詰まった場合、オリフィスの通路面積が縮小してピストンの抵抗が増大する。これにより、バルブ装置の給気又は排気に遅れが発生し、バルブ装置の水平レバーが中立位置に戻るまでの時間、延いては車高が定位置に戻るまでの時間が延び、鉄道車両の走行安定性が低下する虞がある。
　本発明の課題は、バルブ装置の信頼度を高めることにある。
　上記課題を解決するために、本発明のバルブ装置は、流体源又は外部と流体作動機器との間に設けられ、前記流体作動機器への流体の給排を制御するバルブ装置であって、油室が形成されるハウジングと、前記油室に設けられるシリンダと、前記シリンダに設けられ、ダンパ室を画定するピストンと、前記ピストンに設けられ、前記ダンパ室と前記油室とを連通する連通路と、前記ピストンに設けられ、前記連通路を流れる作動液の流れを制御するバルブと、を備え、前記バルブは、前記ピストンから突出して設けられ、環状のシート部の内側に前記連通路が開口する該環状のシート部と、前記シート部に離着座可能に当接するバルブ部材と、前記バルブ部材を閉弁方向へ付勢する付勢部材と、前記ダンパ室と前記連通路との間を流れる作動液の流路を絞る複数本のオリフィス通路と、を有し、前記オリフィス通路は、前記シート部の内側の流路面積が前記シート部の外側の流路面積よりも小さいことを特徴とする。
　本発明の一実施形態によれば、オリフィス通路の閉塞が抑止され、バルブ装置の信頼度を高めることができる。
第１実施形態の説明図であって、バルブ装置を含む系の概念図である。 第１実施形態に係るバルブ装置の断面図である。 第１実施形態に係るオイルダンパの説明図である。 第２実施形態に係るオイルダンパの説明図である。 第３実施形態に係るオイルダンパの説明図である。 第１実施形態に係るバルブ部材の説明図である。 第２実施形態に係るバルブ部材の説明図である。 第３実施形態に係るバルブ部材の説明図である。
（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。
　図１は、バルブ装置１（鉄道車両用自動高さ調整弁）を含むシステム１１の概念図である。便宜上、図１における上下方向を上下方向と称する。また、図１における左右方向を左右方向と称する。
　図１に示されるように、システム１１は、コンプレッサ１２（流体源）、空気ばね１３（流体作動機器）、及びコンプレッサ１２と空気ばね１３との間を流れる空気（流体）の流路を構成する通路１４を有する。通路１４には、台車１５に対する車体１６の高さを自動調整するバルブ装置１が設けられる。バルブ装置１は、車体１６に取り付けられるハウジング２と、ハウジング２の中央に設けられる従動軸３とを有する。従動軸３は、水平レバー１７及び連結バー１８を介して台車１５に連結される。
　図１、図２を参照すると、バルブ装置１は、車高が変化する、即ち空気ばね１３が縮長又は伸長して台車１５に対して車体１６が上下方向に相対変位すると、当該変位が従動軸３の回転運動に変換される。ここで、車高が下降する、即ち空気ばね１３が縮長すると、水平レバー１７は、従動軸３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３は、水平レバー１７に連動して図１における反時計回り方向へ回転し、その結果、給気弁２１が開弁してコンプレッサ１２と空気ばね１３との間の通路１４が連通される。
　給気弁２１が開弁して通路１４が連通されると、コンプレッサ１２の圧縮空気が空気ばね１３へ供給され、空気ばね１３が伸長する。空気ばね１３が伸長すると、水平レバー１７が従動軸３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１７に連動して従動軸３が図１における時計回り方向へ回転する。そして、車高が基準高さになる、即ち水平レバー１７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１４が遮断される。
　一方、車高が上昇する、即ち空気ばね１３が伸長すると、水平レバー１７は、従動軸３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３は、水平レバー１７に連動して図１における時計回り方向へ回転し、排気弁８１が開弁して空気ばね１３と排気口１９（図１参照）とが連通される。
　排気弁８１が開弁して空気ばね１３と排気口１９とが連通されると、空気ばね１３に蓄えられた空気が大気中へ排出され、空気ばね１３が縮長する。空気ばね１３が縮長すると、水平レバー１７が従動軸３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１７に連動して従動軸３が図１における反時計回り方向へ回転する。そして、車高が基準高さになる、即ち水平レバー１７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１３と排気口１９（大気）との連通が遮断される。
　このように、システム１１では、台車１５に対する車体１６の相対変位に応じて水平レバー１７が従動軸３を中心に回動すると、水平レバー１７に連動して従動軸３が時計回り方向又は反時計回り方向へ回転する。バルブ装置１は、従動軸３の回転方向（水平レバー１７の回動方向）に応じて、空気ばね１３をコンプレッサ１２（流体源）又は排気口１９（大気）に連通させる。その結果、台車１５に対する車体１６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は、バルブ装置１の断面図である。図２に示されるように、ハウジング２には、水平レバー１７の回動軸である従動軸３が設けられる。従動軸３には、作動アーム４及び捩りばね５が設けられる。作動アーム４を従動軸３を中心に給気側（図２における「反時計回り方向」）又は排気側（図２における「時計回り方向」）へ回動すると、捩りばね５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２の上部中央には不還弁６が設けられる。
　ハウジング２の上部左側には、給気弁２１が設けられる。給気弁２１は、ハウジング２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、左端がハウジング２の左側面２２に開口する大径孔部２５と、右端がハウジング２の中央の油室７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。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、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及び３２によりシールされる。また、環状流路２９は、シールリング３２及び３３によりシールされる。
　ケース２４の中空部には、ケース孔２３及びケース２４に対して同軸の弁棒４４が設けられる。弁棒４４は、ケース２４の第１孔部３５に摺動可能に嵌合される。ケース２４の第１孔部３５は、ケース２４の小径軸部２８に設けられたシールリング４６により油室７に対してシールされる。弁棒４４の先端部４５は、ケース２４の内側（図２における「右側」）の端面から油室７へ突出する。弁棒４４は、先端部４５の球面が作動アーム４に当接することにより作動アーム４の回動に連動して軸線方向（水平方向）へ移動する。
　ケース２４の中空部には、底部に第１孔部３５の左端が開口する第２孔部３６が設けられる。第２孔部３６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３７により環状流路３０に連通される。また、ケース２４の中空部には、第２孔部３６の左端が開口する第３孔部３８が設けられる。第３孔部３８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３９により環状流路２９に連通される。なお、ケース２４の中空部は、第１孔部３５、第２孔部３６、第３孔部３８の順に孔径が大きくなる。
　ケース２４の左端部には、給気側ポート部５１が装着される。第３孔部３８は、給気側ポート部５１に設けられたシールリング４６により大気に対してシールされる。給気側ポート部５１は、ケース２４に取り付けられた止め輪５３によりケース２４に対する抜けが抑止される。なお、給気側ポート部５１には、一端がコンプレッサ１２（流体源）に接続された通路１４Ａ（図１参照）の他端が接続される。また、給気側ポート部５１は、ハウジング２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１２（流体源）と空気ばね１３（流体作動機器）との間を弁棒４４の移動に応じて連通又は遮断するバルブ４１が設けられる。バルブ４１は、内側に第２孔部３６の左端が開口する環状のシート部４２と、シート部４２に対して離着座可能に当接する弁体４３とを有する。弁体４３は、弁棒４４と一体であるが別体に構成してもよい。弁体４３は、弁体４３と給気側ポート部５１との間に設けられた弁ばね４７により閉弁方向（図２における「右方向」）へ付勢される。
　ハウジング２の上部右側には、排気弁６１が設けられる。排気弁６１は、ハウジング２に設けられたケース孔６３に取り付けられるケース６４を有する。ケース孔６３は、右端がハウジング２の右側面６２に開口する大径孔部６５と、左端がハウジング２の中央の油室７に開口する小径孔部６６とを有する。ケース孔６３の小径孔部６６には、ケース６４の小径軸部６８が嵌合される。ケース孔６３の大径孔部６５には、ケース６４の大径軸部６７が固定される。
　ケース６４の小径軸部６８とケース孔６３の大径孔部６５との間には、環状流路６９が設けられる。また、ケース６４の小径軸部６８とケース孔６３の小径孔部６６との間には、環状流路７０が設けられる。環状流路７０は、ケース６４の小径軸部６８に設けられたシールリング７１及び７２によりシールされる。また、環状流路６９は、シールリング７２及び７３によりシールされる。
　ケース６４の中空部には、ケース孔６３及びケース６４に対して同軸の弁棒８４が設けられる。弁棒８４は、ケース６４の第１孔部７５に摺動可能に嵌合される。ケース６４の第１孔部７５は、ケース６４の小径軸部６８に設けられたシールリング８６により油室７に対してシールされる。弁棒８４の先端部８５は、ケース６４の内側（図２における「左側」）の端面から油室７へ突出する。弁棒８４は、先端部８５の球面が作動アーム４に当接することでにより作動アーム４の回動に連動して軸線方向（水平方向）へ移動する。
　ケース６４の中空部には、底部に第１孔部７５の右端が開口する第２孔部７６が設けられる。第２孔部７６は、ケース６４の小径軸部６８に設けられた複数本（図２に「２本」表示）の通路７７により環状流路７０に連通される。また、ケース６４の中空部には、第２孔部７６の右端が開口する第３孔部７８が設けられる。第３孔部７８は、ケース６４の小径軸部６８に設けられた複数本（図２に「２本」表示）の通路７９により環状流路６９に連通される。なお、ケース６４の中空部は、第１孔部７５、第２孔部７６、第３孔部７８の順に孔径が大きくなる。
　ケース６４の右端部には、排気側ポート部９１が装着される。第３孔部７８は、排気側ポート部９１に設けられたシールリング９２により大気に対してシールされる。排気側ポート部９１は、ケース６４に取り付けられた止め輪９３によりケース６４に対する抜けが抑止される。なお、排気側ポート部９１には、一端が空気ばね１３（流体作動機器）に接続された通路１４Ｂ（図１参照）の他端が接続される。また、排気側ポート部９１は、ハウジング２に設けられた通路（図示省略）を介して排気口１９に連通される。
　排気弁６１には、コンプレッサ１２（流体源）と空気ばね１３（流体作動機器）との間を弁棒８４の移動に応じて連通又は遮断するバルブ８１が設けられる。バルブ８１は、内側に第２孔部７６の右端が開口する環状のシート部８２と、シート部８２に対して離着座可能に当接する弁体８３とを有する。弁体８３は、弁棒８４と一体であるが別体に構成してもよい。弁体８３は、弁体８３と排気側ポート部９１との間に設けられた弁ばね８７により閉弁方向（図２における「左方向」）へ付勢される。
　ハウジング２の下部には、水平レバー１７への変位入力から給気弁２１及び排気弁６１が開弁するまでに所定の作動遅れを発生させるオイルダンパ１００が設けられる。図２に示されるように、オイルダンパ１００は、左右対称に構成されるので、給気弁２１の開弁に作動遅れを発生させる側（図２における「右側」）の構成のみを説明し、排気弁６１の開弁に作動遅れを発生させる側（図２における「左側」）の構成の説明を省略する。なお、オイルダンパ１００の左側の構成においては、オイルダンパ１００の右側の構成に対応する各要素の符号の数に「３０」を加えた数の符号を、適宜図面に記すこととする。
　図２、図３に示されるように、オイルダンパ１００は、油室７に設けられたシリンダ１０１を有する。シリンダ１０１の軸線は、ケース孔２３，６３の軸線に対して平行に配置される。シリンダ１０１には、ピストン１０２が摺動可能に嵌装される。ピストン１０２は、連結棒１０３により左側のピストン１３２に連結される。連結棒１０３は、ローラ（図示省略）を介して作動アーム４の下端部に連結される。
　シリンダ１０１の右端側開口は、プラグ１０４により閉塞される。ピストン１０２とプラグ１０４との間には、作動油（作動液）が充填されたダンパ室１０５が設けられる。ダンパ室１０５は、プラグ１０４に設けられたシールリング１０６により大気に対してシールされる。プラグ１０４は、ハウジング２に取り付けられた止め輪１０７によりハウジング２に対する抜けが抑止される。
　ハウジング２には、ハウジング２の外部とシリンダ１０１の内部とを連通する貫通孔１２４と、シリンダ１０１の内部と油室７とを連通する連通路１２５とが設けられる。貫通孔１２４と連通路１２５とは同軸に設けられる。貫通孔１２４は、球体からなる閉塞部材１２６により常時閉塞されている。作動アーム４が中立位置にあるとき（図２参照）、連通路１２５の下端開口は、ピストン１０２により閉塞される。
　ピストン１０２には、ピストン１０２の端面１０８に開口する凹部１０９が設けられる。凹部１０９は、ピストン１０２の軸線に対して垂直な平面による断面が円形（図６参照）に形成される。即ち凹部１０９は、内円筒面１１０を有する。凹部１０９の円形の底面１１１の中央には、ダンパ室１０５と油室７とを連通させる連通路１１２が開口する。連通路１１２は、ピストン１０２の軸線に垂直な平面による断面が円形（図６参照）に形成される。即ち、連通路１１２は円形の流路を有する。
　ピストン１０２の凹部１０９には、ダンパ室１０５と油室７との間の作動油の流れを制御するバルブ１１３が設けられる。バルブ１１３は、ピストン１０２の凹部１０９の底面１１１に突設された環状のシート部１１４を有する。シート部１１４は、ピストン１０２の軸線を含む平面（軸平面）による断面が矩形に形成される。シート部１１４の内側（中央）には、連通路１１２が開口される。なお、シリンダ１０２、連通路１１２、及びシート部１１４は同軸に配置される。
　バルブ１１３は、シート部１１４に離着座可能に当接されるバルブ部材１１５を有する。バルブ部材１１５は、一定の厚さの板状に形成される。バルブ部材１１５は、平面視（図６参照）において対角線の交点がシリンダ１０１の軸線上にある正方形の各辺上に設けられた４つの端面１１６を有する。また、バルブ部材１１５の四隅には、シリンダ１０２の内周面１１７に摺動可能に当接される摺動面１１８が設けられる。４つの摺動面１１８は、平面視において端面１１６を含む正方形の内接円よりも大径で外接円よりも小径の同一の円（シリンダ１０１の内周面１１７）上に設けられる。便宜上、端面１１６を含む正方形の対角線の交点をバルブ部材１１５の中心と称する。
　バルブ１１３は、バルブ部材１１５を閉弁方向（図３における「左方向」）へ付勢する、即ちバルブ部材１１５をシート部１１４に押し付ける方向へ付勢する弁ばね１１９（付勢部材）を有する。弁ばね１１９は、バルブ部材１１５とピストン１０２の凹部１０９に取り付けられた止め輪１２０との間に圧縮された状態で設けられるコイルばね（円錐ばね）である。バルブ１１３は、ダンパ室１０５と連通路１１２とを常時連通する複数路（第１実施形態では「４路」）のオリフィス通路１２１を有する。オリフィス通路１２１は、ピストン１０２が図３における右方向へ移動してダンパ室１０５の作動油が圧縮されたとき、ダンパ室１０５から連通路１１２へ流れる作動油の流れに抵抗を付与する絞り弁として作用する。
　オリフィス通路１２１は、バルブ部材１１５の内側面１２２に設けられた溝により形成される。オリフィス通路１２１は、バルブ部材１１５の各端面１１６からシート部１１４を越えてバルブ部材１１５の中心に向かってシリンダ１０１の径方向へ延びる。オリフィス通路１２１を構成する溝は、バルブ部材１１５の内側面１２２からの深さ（ピストン１０２の軸方向の長さ、以下「軸方向長さ」と称する）が一定であるが、溝底に傾斜を設けてもよい。また、オリフィス通路１２１は、平面視（図６参照）において底辺が端面１１６上に設けられた二等辺三角形に形成される。
　オリフィス通路１２１は、シート部１１４の外側に開口する部分の流路面積よりも、シート部１１４の内側に開口する部分の流路面積（オリフィス面積）が小さい。また、オリフィス通路１２１の流路面積は、シリンダ１０２の径方向内側（バルブ部材１１５の中心側）から径方向外側へ向かって拡張されている。換言すれば、オリフィス通路１２１の流路面積は、作動油がダンパ室１０５から排出される方向（第１の方向）へ移動するときよりも、作動油がダンパ室１０５内へ流入する方向（第２の方向）へ移動するときの方が大きい。
　第１実施形態におけるオリフィス通路１２１のオリフィス面積、即ちオリフィス通路１２１におけるシート部１１４の内側に開口する部分の流路面積は、平面視（図６参照）においてオリフィス通路１２１の内側（バルブ部材１１５の中心側）がシート部１１４の内側に入った部分の面積、換言すればオリフィス通路１２１が形成する前記二等辺三角形の頂角部分の、シート部１１４の内側に入った部分の面積である。
　作動アーム４が中立位置（図２参照）から図２における反時計回り方向へ回動すると、ピストン１０２が右方向へ移動してダンパ室１０５が圧縮され、ダンパ室１０５の作動油が複数路のオリフィス通路１２１及び連通路１１２を経由して油室７へ流れる。ここで、ダンパ室１０５の作動油が各オリフィス通路１２１を通過するとき、ピストン１０２に油圧抵抗が作用する。
　なお、作動アーム４が時計回り方向へ回動して中立位置（図２参照）に戻るとき、作動アーム４に連動してピストン１０２が左方向へ移動し、ダンパ室１０５が膨張する。このとき、バルブ部材１１５がシート部１１４から離座することにより、バルブ１１３が開弁してダンパ室１０５が連通路１１２を介して油室７に連通されるので、ピストン１０２側で発生する油圧抵抗は無視できる程度である。
　ここで、特許文献１に記載されたバルブ装置では、平板状のバルブ部材を板厚方向へ貫通する微小径の孔をオリフィス通路としていたので、当該オリフィス通路に異物が詰まることで流路面積が確保できなくなり、オイルダンパが発生する油圧抵抗が増大することがあった。この場合、バルブ装置の給排気に遅れが発生し、バルブ装置の水平レバーが中立位置に戻るまでの時間、延いては車高が定位置に戻るまでの時間が延び、鉄道車両の走行安定性が低下する虞がある。
　そこで、第１実施形態では、バルブ部材１１５の内側面１２２に、シート部１１４を跨いでシリンダ１０１の径方向（以下「径方向」と称する）へ延びる溝を設けて複数路（第１実施形態では「４路」）のオリフィス通路１２１を形成した。これにより、一部（例えば「１路」）のオリフィス通路１２１に異物が詰まったとしても、残りのオリフィス通路１２１により流路面積（オリフィス面積）を確保することができる。
　第１実施形態によれば、バルブ装置１の信頼度が向上し、延いては鉄道車両の走行安定性を確保することができる。
　また、第１実施形態では、オリフィス通路１２１は、シート部１１４の内側の流路面積をシート部１１４の外側の流路面積よりも小さくしたので、オリフィス通路１２１の径方向外側の開口に異物が詰まったとしても、作動油が連通路１１２からバルブ１１３を介してダンパ室１０５へ流れるとき、当該異物を容易に除去することが可能であり、言い換えれば、オリフィス通路１２１を自動洗浄することができる。
（第２実施形態）
　次に、図４、図７を参照して第２実施形態を説明する。
　なお、第１実施形態との共通部分については、同一の称呼及び符号を用い、重複する説明を省略する。
　第１実施形態では、バルブ部材１１５の内側面１２２にシート部１１４を跨いで径方向へ延びる溝を設けて複数路のオリフィス通路１２１を形成した。これに対し、第２実施形態では、バルブ部材１６１を、シート部１１４に当接される第１バルブ部材１６２と、第１バルブ部材１６２と弁ばね１１９（付勢部材）との間に設けられる第２バルブ部材１６５とに分割し、第１バルブ部材１６２と第２バルブ部材との間に形成されたシリンダ１０１の軸方向（図４における左右方向、以下「軸方向」と称する）の隙間をオリフィス通路（第１通路１６８）とした。
　第２バルブ部材１６５の内側面１６６（第１バルブ部材１６２との対向面）には、半球形の複数個（第２実施形態では「４個」）の突起１６７が設けられる。突起１６７は、第２バルブ部材１６５の中心を中心とする１つの円の上に周方向に等間隔で配置される。突起１６７を第１バルブ部材１６２の外側面１６３に当接させることにより、第１バルブ部材１６１と第２バルブ部材１６５との間には、一定の軸方向長さを有する第１通路１６８が形成される。
　第１バルブ部材１６２の中央には、第１バルブ部材１６２を軸方向（図４における「左右方向」）へ貫通する第２通路１６４が設けられる。第２通路１６４は、円形の断面を有する流路面積が一定の流路である。第２通路１６４は、第１通路１６８と連通路１１２とを連通する。第１通路１６８の軸方向長さ、即ち、突起１６７の第２バルブ部材１６５の内側面１６６からの突出高さは、第２通路１６４の流路内径（幅）よりも小さく設定される。また、第１通路１６８の周方向の長さ（第２実施形態では隣接する突起１６７，１６７間の間隔）は、第２通路１６４の流路内径（幅）よりも大きく設定される。
　作動アーム４が中立位置（図２参照）から図２における反時計回り方向へ回動すると、ピストン１０２が右方向へ移動してダンパ室１０５が圧縮され、ダンパ室１０５の作動油がオリフィス通路、即ち第１通路１６８及び第２通路１６４を通過し、さらに連通路１１２を経由して油室７へ流れる。ここで、ダンパ室１０５の作動油が第１通路１６８、即ち第１バルブ部材１６２と第２バルブ部材１６５との間の微小隙間（オリフィス）を通過することにより、ピストン１０２に油圧抵抗が作用する。
　なお、作動アーム４が時計回り方向へ回動して中立位置（図２参照）に戻るとき、作動アーム４に連動してピストン１０２が左方向へ移動し、ダンパ室１０５が膨張する。このとき、第２バルブ部材１６５がシート部１１４から離座してバルブ１１３が開弁し、ダンパ室１０５が連通路１１２を介して油室７に連通されるので、ピストン１０２側で発生する油圧抵抗は無視できる程度である。
　第２実施形態では、シート部１１４に当接する第１バルブ部材１６２と、第１バルブ部材１６２と弁ばね１１９（付勢部材）との間に設けられる第２バルブ部材１６５とを備え、第１バルブ部材１６２と第２バルブ部材１６５との間に設けられた第１通路１６８（微小隙間）と、第１バルブ１６２に設けられた第２通路１６４とによりオリフィス通路を形成したので、第１通路１６８の周縁部の一部に異物が詰まっても、他の開口部により流路面積を確保することができる。これにより、バルブ装置１の信頼度が向上し、鉄道車両の走行安定性を確保することができる。
　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バルブ部材１６５に設ける突起１６７の数量は、４個に限定することを意図しておらず、３個以上であればよい。
　また、突起１６７は、第２バルブ部材１６５の中心を中心とする１つの円の上に配置したが、第２バルブ部材１６５の中心を中心とする同心円の上に配置してもよい。
　さらに、突起１６７は、第２バルブ部材１６５の中心を中心とする円に沿って延びる円弧状とすることができる。
（第３実施形態）
　次に、図５、図８を参照して第３実施形態を説明する。
　なお、第２実施形態との共通部分については、同一の称呼及び符号を用い、重複する説明を省略する。
　第２実施形態では、第２バルブ部材１６５の内側面１６６に複数個の突起１６７を設けることにより、第１バルブ部材１６２と第２バルブ部材１６５との間に第１通路１６８（オリフィス通路）を形成した。これに対し、第３実施形態では、第２バルブ部材１６５の内側面１６６に、第２バルブ部材１６５の中心からシリンダ１０１の径方向へ延びる複数本（第３実施形態では「８本」）の溝を形成することにより、第１バルブ部材１６２と第２バルブ部材１６５との間に複数本の第１通路１７１（オリフィス通路）を形成した。
　第１通路１７１は、矩形の断面を有し、第２バルブ部材１６５の中心から放射状に延びる。第１通路１７１は、内側の端が第２バルブ部材１６５の中心で集合（連通）し、外側の端が第２バルブ部材１６５の各端面１６９及び各摺動面１７０に開口する。第１通路１７１の軸方向長さ、即ち、矩形の断面を有する溝の深さは、第２通路１６４の流路内径（幅）よりも大きく設定される。また、第１通路１７１の周方向の長さ（第３実施形態では矩形の断面を有する溝の幅）は、第２通路１６４の流路内径（幅）よりも小さく設定される。
　第３実施形態では、前述した第１及び第２実施形態と同等の作用効果を奏する。即ち、第１通路１７１の一部に異物が詰まっても、他の第１通路１７１により流路面積を確保することができる。
　なお、第３実施形態では、第１通路１７１の軸方向長さを第２通路１６４の流路内径（幅）よりも小さく、且つ第１通路１７１の周方向の長さを第２通路１６４の流路内径（幅）よりも小さく設定してもよい。
　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、２０２２年３月１７日付出願の日本国特許出願第２０２２－０４２６３４号に基づく優先権を主張する。２０２２年３月１７日付出願の日本国特許出願第２０２２－０４２６３４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　バルブ装置、２　ハウジング、７　油室、１２　コンプレッサ（流体源）、１３　空気ばね（流体作動機器）、１０１　シリンダ、１０２　ピストン、１０５　ダンパ室、１１２　連通路、１１３　バルブ、１１４　シート部、１１５　バルブ部材、１１９　弁ばね（付勢部材）、１２１　オリフィス通路

Claims (7)

  1. 　流体源又は外部と流体作動機器との間に設けられ、前記流体作動機器への流体の給排を制御するバルブ装置であって、
    　油室が形成されるハウジングと、
    　前記油室に設けられるシリンダと、
    　前記シリンダに設けられ、ダンパ室を画定するピストンと、
    　前記ピストンに設けられ、前記ダンパ室と前記油室とを連通する連通路と、
    　前記ピストンに設けられ、前記連通路を流れる作動液の流れを制御するバルブと、を備え、
    　前記バルブは、
    　前記ピストンから突出して設けられ、環状のシート部の内側に前記連通路が開口する該環状のシート部と、
    　前記シート部に離着座可能に当接するバルブ部材と、
    　前記バルブ部材を閉弁方向へ付勢する付勢部材と、
    　前記ダンパ室と前記連通路との間を流れる作動液の流路を絞る複数本のオリフィス通路と、を有し、
    　前記オリフィス通路は、前記シート部の内側の流路面積が前記シート部の外側の流路面積よりも小さいことを特徴とするバルブ装置。
  2. 　請求項１に記載のバルブ装置であって、
    　前記オリフィス通路は、前記シリンダの径方向に延び、前記シリンダの径方向内側から径方向外側へ向かって該オリフィス通路の流路面積が拡張されることを特徴とするバルブ装置。
  3. 　請求項１又は２に記載のバルブ装置であって、
    　前記オリフィス通路の流路面積は、作動液が第１の方向へ移動するよりも第２の方向へ移動する方が大きくなるように形成されていることを特徴とするバルブ装置。
  4. 　請求項１に記載のバルブ装置であって、
    　前記バルブ部材は、前記シート部に当接される第１バルブ部材と、該第１バルブ部材と前記付勢部材との間に配置される第２バルブ部材と、により構成され、
    　前記オリフィス通路は、前記第１バルブ部材と前記第２バルブ部材との間に形成される第１通路と、前記第１バルブ部材に設けられ、前記第１通路と連通する第２通路と、を有することを特徴とするバルブ装置。
  5. 　請求項４に記載のバルブ装置であって、
    　前記第１通路の軸方向の長さは、前記第２通路の幅よりも小さく、
    　前記第１通路の周方向の長さは、前記第２通路の幅よりも大きいことを特徴とするバルブ装置。
  6. 　請求項４に記載のバルブ装置であって、
    　前記第１通路の軸方向の長さは、前記第２通路の幅よりも大きく、
    　前記第１通路の周方向の長さは、前記第２通路の幅よりも小さいことを特徴とするバルブ装置。
  7. 　請求項４に記載のバルブ装置であって、
    　前記第１通路の軸方向の長さは、前記第２通路の幅よりも小さく、
    　前記第１通路の周方向の長さは、前記第２通路の幅よりも小さいことを特徴とするバルブ装置。
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