特許 6353853 レベリングバルブ

(19)【発行国】日本国特許庁(JP)

(12)【公報種別】特許公報(B2)

(11)【特許番号】6353853

(24)【登録日】2018年6月15日

(45)【発行日】2018年7月4日

(54)【発明の名称】レベリングバルブ

(51)【国際特許分類】

   B61F 5/10 20060101AFI20180625BHJP

   F16F 9/04 20060101ALI20180625BHJP

   F16F 9/26 20060101ALI20180625BHJP

   F16F 9/32 20060101ALI20180625BHJP

   F16F 9/34 20060101ALI20180625BHJP

   F16F 9/49 20060101ALI20180625BHJP

【ＦＩ】

   B61F5/10 D

   F16F9/04

   F16F9/26

   F16F9/32 V

   F16F9/34

   F16F9/49

【請求項の数】4

【全頁数】12

(21)【出願番号】特願2015-550239(P2015-550239)

(86)(22)【出願日】2013年11月26日

(86)【国際出願番号】JP2013081804

(87)【国際公開番号】WO2015079501

(87)【国際公開日】20150604

【審査請求日】2016年10月20日

(73)【特許権者】

【識別番号】000000929

【氏名又は名称】ＫＹＢ株式会社

(74)【代理人】

【識別番号】110002468

【氏名又は名称】特許業務法人後藤特許事務所

(74)【代理人】

【識別番号】100075513

【弁理士】

【氏名又は名称】後藤 政喜

(74)【代理人】

【識別番号】100120260

【弁理士】

【氏名又は名称】飯田 雅昭

(74)【代理人】

【識別番号】100137604

【弁理士】

【氏名又は名称】須藤 淳

(72)【発明者】

【氏名】鈴木 努

(72)【発明者】

【氏名】遠藤 祐介

【審査官】 諸星 圭祐

(56)【参考文献】

【文献】 特開２０１３−１７３４３９（ＪＰ，Ａ）

【文献】 特開平１１−１５９６３２（ＪＰ，Ａ）

【文献】 特開昭６１−１０５３７４（ＪＰ，Ａ）

【文献】 特開２０１３−１７３４３８（ＪＰ，Ａ）

【文献】 特開２００８−０５６１９５（ＪＰ，Ａ）

【文献】 特開平０７−１３９６４３（ＪＰ，Ａ）

【文献】 特開昭４９−０６２８６６（ＪＰ，Ａ）

【文献】 特開昭４９−０６２８６５（ＪＰ，Ａ）

【文献】 米国特許出願公開第２０１１／０１２１５２６（ＵＳ，Ａ１）

【文献】 米国特許出願公開第２０１０／０２１３３９７（ＵＳ，Ａ１）

(58)【調査した分野】（Int.Cl.，ＤＢ名）

Ｂ６１Ｆ ５／０２− ５／４８

Ｆ１６Ｆ ９／００− ９／５８

(57)【特許請求の範囲】

【請求項1】

鉄道車両の車体と台車との間に設けられる空気ばねの高さを調整するレベリングバルブであって、
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レバーと、
前記レバーの回動に伴って変形する緩衝ばねの復元力によって回動する作動アームと、
前記作動アームの回動によってエア圧に抗して開弁し、前記空気ばねに連通する空気ばね通路に圧縮空気源又は排気通路を接続する接続弁と、
を備え、
前記接続弁は、
前記作動アームの回動に伴って前記作動アームに押圧されて開弁方向に移動する第１弁体と、
前記第１弁体が離着座する第１弁座を有する第２弁体と、
前記第１弁体及び前記第２弁体が内部に配置され、前記第２弁体が離着座する環状の第２弁座を有するスリーブと、
前記スリーブ内に配置され、前記第１弁体を前記第１弁座に向けて付勢する付勢部材と、
前記第１弁体に設けられ、前記付勢部材の付勢力を受ける付勢受け部と、
前記第２弁体に設けられ、前記第１弁体が開弁してから所定距離移動すると前記第１弁体に係合して前記第２弁体を前記第１弁体とともに開弁方向に移動させる係合部と、
を有し、
前記第１弁体は、前記第２弁体により摺動自在に保持され、
前記付勢受け部は、前記スリーブにより摺動自在に保持され、
前記第２弁体の受圧面積は前記第１弁体の受圧面積より大きい、
レベリングバルブ。

【請求項2】

請求項１に記載のレベリングバルブであって、
前記第２弁座は、開弁方向に前記スリーブから隆起して形成され、前記スリーブの内周と前記第２弁体の外周に流路を有する、
レベリングバルブ。

【請求項3】

請求項１に記載のレベリングバルブであって、
前記第２弁体は、前記第１弁座と前記係合部との間に形成され前記第２弁体を径方向に貫通する貫通孔をさらに有する、
レベリングバルブ。

【請求項4】

請求項１に記載のレベリングバルブであって、
前記接続弁は、前記作動アームが中立位置から一方向へ所定角度以上回動することによって開弁して前記空気ばね通路に前記圧縮空気源を接続する給気弁と、前記作動アームが中立位置から他方向へ所定角度以上回動することによって開弁して前記空気ばね通路に前記排気通路を接続する排気弁と、から構成される、
レベリングバルブ。

【発明の詳細な説明】

【技術分野】

【0001】

本発明は、レベリングバルブに関する。

【背景技術】

【0002】

ＪＰ２０１３−１７３４３８Ａには、鉄道車両に用いられる空気ばねの高さを調整するレベリングバルブが開示されている。レベリングバルブは、台車に対する車体の相対変位に応じて回動するレバーの回動方向に応じて、空気ばねをコンプレッサ又は排気通路に選択的に接続して車体を一定の高さに維持する。

【0003】

レベリングバルブは、空気ばねとコンプレッサとの連通を切り換える給気弁と、空気ばねと排気通路との連通を切り換える排気弁と、レバーの回動が緩衝ばねを介して伝達される作動アームと、を備える。

【0004】

給気弁及び排気弁はそれぞれ、円筒状のスリーブと、スリーブ内に摺動可能に配置される弁体と、を有する。給気弁の弁体はコンプレッサのエア圧によって閉弁方向に付勢され、排気弁の弁体は空気ばねのエア圧によって閉弁方向に付勢される。作動アームは、レバーの回動に伴って変形する緩衝ばねの復元力によって回動し、給気弁又は排気弁の弁体を押圧することで給気弁又は排気弁を開放させる。

【発明の概要】

【0005】

上記従来のレベリングバルブでは、給気弁及び排気弁の流量を増加させるため流路面積を拡大させると弁体の受圧面積が大きくなるので、弁体をエア圧に抗して開弁方向に付勢する作動アームの押圧力も大きくする必要がある。作動アームは、レバーの回動に伴って変形する緩衝ばねの復元力によって回動するので、緩衝ばねも大型化する必要がある。よって、緩衝ばねを収容するバルブケースが大型化してレベリングバルブの寸法が大きくなる。

【0006】

この発明の目的は、緩衝ばねを大型化することなく流路面積を拡大させることが可能なレベリングバルブを提供することである。

【0007】

本発明のある態様によれば、鉄道車両の車体と台車との間に設けられる空気ばねの高さを調整するレベリングバルブであって、台車に対する車体の相対変位に応じて回動するレバーと、レバーの回動に伴って変形する緩衝ばねの復元力によって回動する作動アームと、作動アームの回動によってエア圧に抗して開弁し、空気ばねに連通する空気ばね通路に圧縮空気源又は排気通路を接続する接続弁と、を備え、接続弁は、作動アームの回動に伴って作動アームに押圧されて開弁方向に移動する第１弁体と、第１弁体が離着座する第１弁座を有する第２弁体と、第１弁体及び第２弁体が内部に配置され、第２弁体が離着座する環状の第２弁座を有するスリーブと、スリーブ内に配置され、第１弁体を第１弁座に向けて付勢する付勢部材と、第１弁体に設けられ、付勢部材の付勢力を受ける付勢受け部と、第２弁体に設けられ、第１弁体が開弁してから所定距離移動すると第１弁体に係合して第２弁体を第１弁体とともに開弁方向に移動させる係合部と、を有し、第１弁体は、第２弁体により摺動自在に保持され、付勢受け部は、スリーブにより摺動自在に保持され、第２弁体の受圧面積は第１弁体の受圧面積より大きいレベリングバルブが提供される。

【図面の簡単な説明】

【0008】

【図1】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】図２は、本発明の実施形態に係るレベリングバルブの断面図である。

【図3】図３は、排気弁の拡大図である。

【図4A】図４Ａは、図３の４Ａ−４Ａ断面を示す断面図である。

【図4B】図４Ｂは、図３の４Ｂ−４Ｂ断面を示す断面図である。

【図5】図５は、排気弁の第１弁体が開弁した状態を示す断面図である。

【図6】図６は、排気弁の第２弁体が開弁した状態を示す断面図である。

【図7】図７は、第２弁体の変形例を示す断面図である。

【発明を実施するための形態】

【0009】

以下、添付図面を参照しながら本発明の実施形態について説明する。

【0010】

図１は、本実施形態におけるレベリングバルブ１００の取付図である。

【0011】

レベリングバルブ１００は、鉄道車両の車体１と台車２との間に設けられる空気ばね３の高さを調整して、車体１を一定の高さに維持する機能を有する。

【0012】

レベリングバルブ１００は車体１と台車２と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とを介して台車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。

【0013】

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方向への回動）、それに伴ってレベリングバルブ１００の給気弁３１（図２参照）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３１が閉弁し、圧縮空気の供給が遮断される。

【0014】

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方向への回動）、それに伴ってレベリングバルブ１００の排気弁３２（図２参照）が開弁し、空気ばね通路６と排気通路８とが連通する。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３２が閉弁し、圧縮空気の排出が遮断される。

【0015】

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動するレバー４の回動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と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。

【0016】

図２は、本実施形態におけるレベリングバルブ１００の断面図である。図３は、排気弁３２の拡大図である。図４Ａは、図３の４Ａ−４Ａ断面を示す断面図である。図４Ｂは、図３の４Ｂ−４Ｂ断面を示す断面図である。

【0017】

レベリングバルブ１００は、中央部に配置される緩衝ばね部２０と、上部に配置される接続弁としての給気弁３１及び排気弁３２と、下部に配置されるオイルダンパ２５と、を備える。

【0018】

緩衝ばね部２０は、レバー４が連結された軸２１に固定されるスイングアーム（図示せず）と、軸２１に対して回動自由な作動アーム２２と、軸２１に同心に初期荷重が与えられた状態で組み込まれスイングアームと作動アーム２２とに同時に接触して配置された緩衝ばね２３と、を備える。レバー４の回動は、スイングアーム及び緩衝ばね２３を介して作動アーム２２に伝達される。つまり、作動アーム２２はレバー４の回動に伴って変形する緩衝ばね２３の復元力によって回動する。

【0019】

オイルダンパ２５は、作動アーム２２の基端側に連結され作動アーム２２の回動に伴って移動するピストン（図示省略）を備える。ピストンは、バルブケース１１内に形成された油室１２中に浸漬して配置され、作動アーム２２が中立位置から回動する際には作動アーム２２の回動動作に抵抗を付与する一方、作動アーム２２が中立位置に戻る際には作動アーム２２に抵抗をほとんど付与しない。

【0020】

以下では、給気弁３１及び排気弁３２について説明する。給気弁３１及び排気弁３２の構成は同じであるため、以下では主に排気弁３２について説明する。なお、給気弁３１及び排気弁３２における同一の構成には同一の符号を付す。

【0021】

給気弁３１及び排気弁３２は、作動アーム２２の先端側を中心として対称に配置され、バルブケース１１内に納められる。バルブケース１１には、一端がバルブケース１１の外面に開口すると共に他端が油室１２に開口する一対のバルブ収納孔１１ａが形成される。給気弁３１及び排気弁３２のそれぞれはバルブ収納孔１１ａに収納される。

【0022】

排気弁３２は、バルブ収納孔１１ａ内に締結される略円筒状のスリーブ３３と、スリーブ３３内に摺動自在に配置され作動アーム２２の回動に伴って移動する第１弁体３４と、スリーブ３３内に摺動自在に配置されるとともに第１弁体３４の外周に環状に設けられ第１弁体３４が離着座する第１弁座３５ａを有する第２弁体３５と、を備える。

【0023】

スリーブ３３の外周面の一部には雄ねじ部３３ａが形成され、この雄ねじ部３３ａをバルブ収納孔１１ａの内周に形成された雌ねじ部１１ｂに螺合させることによって、スリーブ３３はバルブ収納孔１１ａ内に締結される。また、スリーブ３３の外周には、径方向に延びる鍔部３３ｂが形成され、この鍔部３３ｂがバルブケース１１の外周面にワッシャ１３を介して当接することによって、スリーブ３３はバルブ収納孔１１ａ内に位置決めされる。

【0024】

スリーブ３３の軸心には、油室１２側から順に、第１穴３３ｃ、第１穴３３ｃと比較して大径の第２穴３３ｄ、第２穴３３ｄと比較して大径の第３穴３３ｅと、第３穴３３ｅと比較して大径の第４穴３３ｆと、が直列に連通して形成される。

【0025】

第２穴３３ｄと第３穴３３ｅとの境界段部には第２弁体３５が着座又は離間する第２弁座３３ｇが形成される。第２弁座３３ｇは、開弁方向（図３中右方向）にスリーブ３３から隆起して形成され、スリーブ３３の第２弁座３３ｇ以外の部分と第２弁体３５との間に隙間が形成される。

【0026】

第１弁体３４は、スリーブ３３の第１穴３３ｃに沿って摺動する摺動部３４ａと、摺動部３４ａと比較して大径に形成され第１弁座３５ａを開閉する弁体部３４ｂと、を有する。摺動部３４ａと弁体部３４ｂとの境界段部には、第１弁座３５ａに着座して圧縮空気の流れを遮断する一方、第１弁座３５ａから離間して圧縮空気の流れを許容するシート部３４ｃが第１弁体３４の径方向に平らに形成される。弁体部３４ｂには、摺動部３４ａとは反対側に弁体部３４ｂより外径が小さい第１縮径部３４ｄと、第１縮径部３４ｄより外径が小さい第２縮径部３４ｅと、がこの順に形成される。

【0027】

第２弁体３５は、第１弁体３４の摺動部３４ａの外周に環状に設けられる弁体部３５ｂと、弁体部３５ｂに連結されるとともに開弁方向に延設され第１弁体３４の弁体部３５ｂの外周に設けられる環状の延設部３５ｃと、を有する。

【0028】

弁体部３５ｂは、図４Ａに示すように、内周が第１弁体３４の摺動部３４ａの外周に摺接し、外周が延設部３５ｃの内周に螺合する（図３）。弁体部３５ｂの内周には、第１弁体３４の摺動部３４ａに沿って切欠き状の接続通路３５ｄが形成される。接続通路３５ｄは、弁体部３５ｂの周方向の３箇所に設けられ、弁体部３５ｂの開弁方向端部から閉弁方向端部までに亘って形成される（図３）。

【0029】

弁体部３５ｂの開弁方向端部には、第１弁体３４の弁体部３４ｂが離着座する第１弁座３５ａが形成される。弁体部３５ｂの閉弁方向端部には、スリーブ３３から隆起して形成される第２弁座３３ｇに着座して圧縮空気の流れを遮断する一方、第２弁座３３ｇから離間して圧縮空気の流れを許容するシート部３５ｅが第２弁体３５の径方向に平らに形成される。

【0030】

延設部３５ｃは、内周が第１弁体３４の弁体部３４ｂと所定の間隙を有し、外周が第３穴３３ｅと所定の間隙を有するように形成される。延設部３５ｃの先端には、内径が縮径して形成される係合部３５ｆが設けられる。延設部３５ｃ及び係合部３５ｆは、第２弁体の一部を構成する。

【0031】

係合部３５ｆは、内径が第１弁体３４の弁体部３４ｂの外径より小さく第１縮径部３４ｄの外径より大きい。さらに、係合部３５ｆと第１弁体３４の弁体部３４ｂとは、第１弁体３４が第１弁座３５ａに着座している場合に軸方向（図３中左右方向）に所定距離だけ離間している。これにより、第１弁体３４が開弁してから所定距離だけ開弁方向に移動すると、第１弁体３４と第２弁体３５とが係合し、一体的に開弁方向に移動する。

【0032】

延設部３５ｃにはさらに、延設部３５ｃを径方向に貫通する貫通孔３５ｇが形成される。接続通路としての貫通孔３５ｇは、第１弁体３４が開弁後に延設部３５ｃの内周側と外周側とを連通して空気の流れる通路を画成する。

【0033】

スリーブ３３の第４穴３３ｆには、軸心に貫通路（図示せず）を有する閉塞部材４１が圧入される。閉塞部材４１は、第３穴３３ｅと第４穴３３ｆとの境界段部に密接してスリーブ３３内の気室を閉塞する。給気弁３１の閉塞部材４１の貫通路にはコンプレッサ７に連通する連通路９が接続され、排気弁３２の閉塞部材４１の貫通路には空気ばね通路６が接続される。なお、閉塞部材４１に貫通路が設けられない場合は、コンプレッサ７に接続される連通路９が給気弁３１の高圧ポート４７に接続され、空気ばね通路６が排気弁３２の高圧ポート４７に接続されてもよい。

【0034】

閉塞部材４１と第１弁体３４の弁体部３４ｂとの間には、第１弁体３４を閉弁方向に付勢するコイルばね４２が圧縮状態で設けられる。コイルばね４２は、第１弁体３４の弁体部３４ｂに形成される第２縮径部３４ｅの外周に嵌合して固定されるバネ受け部材４３を介して第１弁体３４を付勢する。

【0035】

バネ受け部材４３は、図４Ｂに示すように、内周が第１弁体３４の第２縮径部３４ｅに密着し、外周が周方向の３箇所において第３穴３３ｅの内壁に摺接する。バネ受け部材４３の外周であって第３穴３３ｅとの摺接部以外の部分は、第３穴３３ｅの内壁との間に隙間を有し、第１弁体３４の摺動に応じて空気が通過する。

【0036】

このように、バネ受け部材４３は第１弁体３４に圧入して固定され第３穴３３ｅの内壁に摺接し、第２弁体３５は第１弁体３４の摺動部３４ａの外周に摺接するので、第１弁体３４及び第２弁体３５は軸方向に摺動可能であるとともに、径方向への移動は規制される。

【0037】

第１弁体３４の摺動部３４ａは、一部が油室１２中に突出し、シート部３４ｃが第１弁座３５ａに着座した状態では、先端部が作動アーム２２と所定の隙間を有して対峙する。作動アーム２２が中立位置から所定角度以上回動した場合には、作動アーム２２が摺動部３４ａの先端部に当接する。第１弁体３４は、作動アーム２２の回動に伴ってコイルばね４２の付勢力に抗して移動してシート部３４ｃが第１弁座３５ａから離間することによって開弁する。第２弁体３５は、第１弁体３４が開弁してから開弁方向に所定距離移動することで係合部３５ｆを介して第１弁体３４と係合し、第１弁体３４とともに移動してシート部３５ｅが第２弁座３３ｇから離間することによって開弁する。

【0038】

このように、レベリングバルブ１００は、空気ばね３に対する圧縮空気の給排が禁止される不感帯を設けるために、作動アーム２２が中立位置から回動しても給気弁３１及び排気弁３２が直ぐには開弁されないように、作動アーム２２と給気弁３１及び排気弁３２との間に所定の隙間を有している。これにより、作動アーム２２の所定角度未満の回動に対して、空気ばね３に対する圧縮空気の給排を禁止することができるため、給気弁３１及び排気弁３２のハンチングを防止することができる。給気弁３１及び排気弁３２の不感帯は、ワッシャ１３の厚さ又は個数を調整することによって設定される。

【0039】

スリーブ３３内には、排気通路８と常時連通している第１気室４４と、第１弁体３４及び第２弁体３５によって第１気室４４と仕切られ、空気ばね通路６を通じて空気ばね３と常時連通している第２気室４５と、が設けられる。なお、給気弁３１の第２気室４５は、連通路９を通じてコンプレッサ７に常時連通している。

【0040】

第２弁体３５は、第１弁体３４の摺動部３４ａの外周に設けられるので、第２弁体３５の受圧面積は、第１弁体３４の受圧面積より大きい。したがって、第１弁体３４及び第２弁体３５がともに閉弁している場合には、第２弁体３５が第１気室４４と第２気室４５との差圧によって閉弁方向に受ける力は、第１弁体３４が第１気室４４と第２気室４５との差圧によって閉弁方向に受ける力より大きい。

【0041】

スリーブ３３には、第１気室４４に連通する低圧ポート４６と、第２気室４５に連通する高圧ポート４７とが、スリーブ３３の内外周面を貫通して形成される。低圧ポート４６は、バルブケース１１に形成された第１環状通路４８に常時連通している。高圧ポート４７は、バルブケース１１に形成された第２環状通路４９に常時連通している。

【0042】

給気弁３１の第１環状通路４８と排気弁３２の第２環状通路４９とは、バルブケース１１に形成された連絡通路１０を通じて連通している。つまり、給気弁３１の低圧ポート４６と排気弁３２の高圧ポート４７とは、連絡通路１０を通じて連通している。その連絡通路１０の途中には、給気弁３１の低圧ポート４６から排気弁３２の高圧ポート４７への圧縮空気の流れのみを許容する逆止弁（図示せず）が設けられる。また、排気弁３２の低圧ポート４６は、第１環状通路４８を通じて排気通路８に連通している。

【0043】

次に、レベリングバルブ１００の動作について説明する。

【0044】

車体荷重が減少して空気ばね３が伸びた場合には、台車２に対する車体１の相対変位に応じてレバー４が中立位置から下方に押し下げられ（図１）、それに伴って緩衝ばね２３が変形する。この緩衝ばね２３の復元力が作動アーム２２に伝達され、作動アーム２２は中立位置から図３中矢印Ｂ方向に回動する。

【0045】

作動アーム２２が所定角度以上回動した場合には、作動アーム２２が排気弁３２の第１弁体３４を押圧する。このとき、第１弁体３４は、第１気室４４と第２気室４５との差圧にこの差圧を受ける受圧面積を乗じて演算される力とコイルばね４２の付勢力とに抗して移動して開弁する。なお、この場合に開弁するのは第１弁体３４のみであるので、上記受圧面積は、第１弁体３４のみの受圧面積であり第２弁体３５の受圧面積は含まない。

【0046】

図５に示すように、第１弁体３４が開弁すると、排気弁３２の第１気室４４と第２気室４５とが第２弁体３５の接続通路３５ｄ及び延設部３５ｃの貫通孔３５ｇを介して連通する。さらに、第１弁体３４が開弁してから所定距離だけ開弁方向に移動すると、係合部３５ｆが第１弁体３４に係合する。

【0047】

このとき、第１気室４４と第２気室４５とは連通しているので、第１気室４４と第２気室４５との差圧は低下する。さらに、第２弁体３５の閉弁方向端部側にはスリーブ３３との間に隙間が形成されているので、第２弁体３５には第１気室４４と第２気室４５との差圧による力がほとんど作用しない。

【0048】

図６に示すように、第１弁体３４がさらに開弁方向に移動すると、第２弁体３５が第１弁体３４とともに開弁方向に移動する。これにより、第１気室４４と第２気室４５とは、第２弁体３５とスリーブ３３との間を介して連通する。

【0049】

このとき、第１弁体３４は係合部３５ｆを介して第２弁体３５を移動させるが、上述のように第２弁体３５には第１気室４４と第２気室４５との差圧による力がほとんど作用していないので、第２弁体３５を開弁させるために作動アーム２２に必要な押圧力が増大することはほとんどない。すなわち、第１弁体３４及び第２弁体３５がともに閉弁している場合に第２弁体３５が第１気室４４と第２気室４５との差圧によって閉弁方向に受けていた力は、第１弁体３４の開弁に伴ってキャンセルされる。

【0050】

これにより、空気ばね３の圧縮空気は、排気弁３２の第２気室４５、第１気室４４、低圧ポート４６及び排気通路８を通じて大気へ排出される。なお、排気弁３２の高圧ポート４７は給気弁３１の低圧ポート４６と連絡通路１０を通じて連通しているが、連絡通路１０に設けられる逆止弁によって、空気ばね３の圧縮空気が給気弁３１側へと流入することはない。

【0051】

一方、車体荷重が増加して空気ばね３が撓んだ場合には、台車２に対する車体１の相対変位に応じてレバー４が中立位置から上方に押し上げられ（図１）、それに伴って緩衝ばね２３が変形する。この緩衝ばね２３の復元力が作動アーム２２に伝達され、作動アーム２２は中立位置から図３中矢印Ａ方向に回動する。

【0052】

作動アーム２２が所定角度以上回動した場合には、作動アーム２２が給気弁３１の第１弁体３４を押圧する。このとき、第１弁体３４は、第１気室４４と第２気室４５との差圧にこの差圧を受ける受圧面積を乗じて演算される力とコイルばね４２の付勢力とに抗して移動して開弁する。なお、この場合に開弁するのは第１弁体３４のみであるので、上記受圧面積は、第１弁体３４のみの受圧面積であり第２弁体３５の受圧面積は含まない。

【0053】

第１弁体３４が開弁すると、給気弁３１の第１気室４４と第２気室４５とが第２弁体３５の接続通路３５ｄ及び延設部３５ｃの貫通孔３５ｇを介して連通する。さらに、第１弁体３４が開弁してから所定距離だけ開弁方向に移動すると、係合部３５ｆが第１弁体３４に係合する。

【0054】

このとき、第１気室４４と第２気室４５とは連通しているので、第１気室４４と第２気室４５との差圧は低下する。さらに、第２弁体３５の閉弁方向端部側にはスリーブ３３との間に隙間が形成されているので、第２弁体３５には第１気室４４と第２気室４５との差圧による力がほとんど作用しない。

【0055】

第１弁体３４がさらに開弁方向に移動すると、第２弁体３５が第１弁体３４とともに開弁方向に移動する。これにより、第１気室４４と第２気室４５とは、第２弁体３５とスリーブ３３との間を介して連通する。

【0056】

このとき、第１弁体３４は係合部３５ｆを介して第２弁体３５を移動させるが、上述のように第２弁体３５には第１気室４４と第２気室４５との差圧による力がほとんど作用していないので、第２弁体３５を開弁させるために作動アーム２２に必要な押圧力が増大することはほとんどない。すなわち、第１弁体３４及び第２弁体３５がともに閉弁している場合に第２弁体３５が第１気室４４と第２気室４５との差圧によって閉弁方向に受けていた力は、第１弁体３４の開弁に伴ってキャンセルされる。

【0057】

これにより、空気ばね３の圧縮空気は、給気弁３１の第２気室４５、第１気室４４、低圧ポート４６から連絡通路１０の逆止弁を押し開いて、排気弁３２の高圧ポート４７、第２気室４５を通じて空気ばね３へ供給される。

【0058】

給気弁３１を通じてコンプレッサ７の圧縮空気が空気ばね３へ供給されて空気ばね３が一定の高さに復元すると、レバー４が中立位置に戻り作動アーム２２も中立位置に戻る。これにより、コイルばね４２の付勢力によって給気弁３１の第１弁体３４が第１弁座３５ａに着座するとともに第２弁体３５が第２弁座３３ｇに着座して給気弁３１が閉弁し、圧縮空気の供給が遮断される。

【0059】

以上の実施形態によれば、以下に示す効果を奏する。

【0060】

作動アーム２２の回動に伴って第１弁体３４が開弁すると、貫通孔３５ｇ及び接続通路３５ｄを介して空気が流れるので、第１気室４４と第２気室４５との差圧が低下し、第２弁体３５は係合部３５ｆを介して第１弁体３４とともに開弁する。これにより、作動アーム２２は第１弁体３４を開弁方向に押圧する力を作用させるだけで第１弁体３４より受圧面積の大きい第２弁体３５も開弁させることができる。よって、作動アーム２２に回動力を付与する緩衝ばね２３を大型化することなく大きな流路面積を確保することができる。

【0061】

さらに、第２弁座３３ｇは開弁方向にスリーブ３３から隆起して形成され、スリーブ内周と第２弁体３５の外周との間に流路を有する。これにより、エア圧を当該流路により第２弁体３５の閉弁方向端部側とスリーブ３３に形成される第２弁座３３ｇとの隙間に導くことができる。このエア圧によって、第２弁体３５は常に開弁方向に付勢されるので、作動アーム２２の回動に伴って第１弁体３４が開弁した後、第１弁体３４が係合部３５ｆを介して第２弁体３５とともに開弁方向に移動する際に、作動アーム２２に必要な押圧力が増大することを抑制することができる。よって、より確実に第２弁体３５を開弁させることができるので、緩衝ばね２３を大型化することなく大きな流路面積を確保することができる。

【0062】

さらに、延設部３５ｃには貫通孔３５ｇが形成されるので、第１弁体３４が開弁した際に第１気室４４と第２気室４５とを連通する通路の流路面積を大きくすることができ、第１気室４４と第２気室４５との差圧を迅速に低下させることができる。また、第１弁体３４が開弁後に所定距離移動して係合部３５ｆに係合しても、第１気室４４と第２気室４５との連通状態を保持することができるので、より確実に第２弁体３５を開弁させることができる。

【0063】

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つを示したに過ぎず、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。

【0064】

例えば、上記実施形態では、図４Ａに示すように接続通路３５ｄの断面を半円形状に形成したが、図７に示すように接続通路５５ｄを楕円形状に形成してもよい。接続通路５５ｄの断面積を大きくすることで、第１弁体３４が開弁した際に第１気室４４と第２気室４５との差圧をより迅速に低下させることができる。

【0065】

さらに、上記実施形態では、給気弁３１及び排気弁３２がそれぞれ第１弁体３４及び第２弁体３５を有する場合を例示したが、給気弁３１及び排気弁３２のいずれか一方のみが第１弁体３４及び第２弁体３５を有し、他方は単一の弁体のみを有する構成としてもよい。

【図1】

【図2】

【図3】

【図4A】

【図4B】

【図5】

【図6】

【図7】