特開 2023-170205 レベリングバルブ

(19)【発行国】日本国特許庁(JP)

(12)【公報種別】公開特許公報(A)

(11)【公開番号】P2023170205

(43)【公開日】2023-12-01

(54)【発明の名称】レベリングバルブ

(51)【国際特許分類】

   B61F 5/10 20060101AFI20231124BHJP

   F16K 11/07 20060101ALI20231124BHJP

【ＦＩ】

B61F5/10 D

F16K11/07 J

【審査請求】未請求

【請求項の数】3

【出願形態】ＯＬ

(21)【出願番号】P 2022081770

(22)【出願日】2022-05-18

(71)【出願人】

【識別番号】000000929

【氏名又は名称】カヤバ株式会社

(74)【代理人】

【識別番号】110002468

【氏名又は名称】弁理士法人後藤特許事務所

(72)【発明者】

【氏名】高下 拓哉

【テーマコード（参考）】

3H067

【Ｆターム（参考）】

3H067AA16

3H067BB02

3H067BB12

3H067CC22

3H067CC33

3H067DD04

3H067DD12

3H067ED02

3H067FF11

3H067GG03

(57)【要約】

【課題】ピストンとハウジングとの接触面の摩耗を抑制できるレベリングバルブを提供する。
【解決手段】レベリングバルブ１００は、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、一端がピストン２０に形成された貫通孔２２に挿通され、ピストン２０とともに軸方向に移動するステム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、を備え、ピストン２０は、軸方向及び径方向に移動可能にステム５０に嵌合されている。
【選択図】図４

【特許請求の範囲】

【請求項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前記収容孔の軸方向に移動するピストンと、
一端が前記ピストンに形成された貫通孔に挿通され、前記ピストンとともに前記軸方向に移動するステムと、
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、前記ステムが前記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、を備え、
前記ピストンは、軸方向及び径方向に移動可能に前記ステムに嵌合されていることを特徴とするレベリングバルブ。

【請求項2】

請求項１のレベリングバルブであって、
前記ステムは、
先端に前記給排弁の一部を構成する弁部が設けられた本体部と、
前記本体部より小径で、かつ、前記ピストンの前記貫通孔よりも小径に形成され、前記ピストンの前記貫通孔を挿通する挿通部と、
前記本体部と前記挿通部との境界部分によって形成され、前記ピストンの前記貫通孔よりも大径の第１段部と、を有し、
前記ピストンは、前記第１段部と前記挿通部に固定された係止部材との間において移動可能であることを特徴とするレベリングバルブ。

【請求項3】

請求項２のレベリングバルブであって、
前記ステムは、
前記挿通部の前記本体部とは反対側の端部に形成され、前記挿通部より小径の小径部と、
前記小径部の外周面に形成され、ナットが締結されるおねじ部と、
前記挿通部と前記小径部との境界部分によって形成された第２段部と、をさらに有し、
前記係止部材は、前記小径部が挿通され、前記ピストンの前記貫通孔の内径より大径のワッシャであり、
前記ワッシャは、前記ナットを前記おねじ部に締結することにより、前記ナットと前記第２段部の間に固定され、
前記第１段部と前記第２段部との間の長さは、前記ピストンの前記貫通孔の軸方向における長さより長いことを特徴とす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ものである。

【背景技術】

【0002】

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。

【0003】

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テムが軸方向に移動する。そして、このステムの移動に応じて給排弁が開閉されることで、空気ばねに接続された空気ばね通路に、コンプレッサに接続された供給通路と大気に解放された排気通路のいずれかが選択的に接続される。

【先行技術文献】

【特許文献】

【0004】

【特許文献1】特開２０１８－１１９６４１号公報

【発明の概要】

【発明が解決しようとする課題】

【0005】

特許文献１に記載のレベリングバルブでは、ピストンがナットによってステムに固定されている。さらに、特許文献１に記載のレベリングバルブでは、ステムの一部が弁ケースに形成された挿入孔に挿入されており、ステムは、この挿入孔にガイドされながら軸方向に移動する。

【0006】

特許文献１に記載のレベリングバルブのように、ナットを締め付けることによってピストンをステムに固定する場合には、ステムの中心軸とピストンの中心軸とがずれた状態で固定されてしまうことがある。このようにステムの中心軸とピストンの中心軸とがずれた状態で、ステムとピストンが軸方向に移動すると、ステムが弁ケースの挿入孔にガイドされているため、ピストンがハウジングに接触した状態で往復動するおそれがある。ピストンがハウジングに接触した状態で往復動を繰り返していると、ピストンとハウジングとの接触面が摩耗してしまい、レベリングバルブの信頼性が低下するおそれがある。

【0007】

本発明は、上記の問題点に鑑みてなされたものであり、ピストンとハウジングとの接触面の摩耗を抑制できるレベリングバルブを提供することを目的とする。

【課題を解決するための手段】

【0008】

本発明は、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収容孔の軸方向に移動するピストンと、一端がピストンに形成された貫通孔に挿通され、ピストンとともに軸方向に移動するステムと、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、を備え、ピストンは、軸方向及び径方向に移動可能にステムに嵌合されていることを特徴とする。

【0009】

この発明では、ピストンは、軸方向及びの径方向に移動可能にステムに嵌合されている、言い換えると、ピストンがステムに固定されていないので、ピストンの外周面と収容孔の内周面が接触しても、ピストンが接触部分から離れる方向に移動することができるので、ピストンの外周面が収容孔の内周面に押し付けられた状態で往復動することを抑制できる。これにより、ピストンとハウジングとの接触面の摩耗を抑制できる。

【0010】

また、本発明は、ステムが、先端に給排弁の一部を構成する弁部が設けられた本体部と、本体部より小径で、かつ、ピストンの貫通孔よりも小径に形成され、ピストンの貫通孔を挿通する挿通部と、本体部と挿通部との境界部分によって形成され、ピストンの貫通孔よりも大径の第１段部と、を有し、ピストンは、第１段部と挿通部に固定された係止部材との間において移動可能であることを特徴とする。

【0011】

この発明では、新たに部品を追加せずに、ピストンを、軸方向及び径方向に移動可能にステムに嵌合させることができるので、コストの上昇を抑制できる。

【0012】

また、本発明は、ステムが、挿通部の本体部とは反対側の端部に形成され、挿通部より小径の小径部と、小径部の外周面に形成され、ナットが締結されるおねじ部と、挿通部と小径部との境界部分によって形成された第２段部と、をさらに有し、係止部材は、小径部が挿通され、ピストンの貫通孔より大径のワッシャであり、ワッシャは、ナットをおねじ部に締結することにより、ナットと第２段部の間に固定され、第１段部と第２段部との間の長さは、ピストンの貫通孔の軸方向における長さより長いことを特徴とする。

【0013】

この発明では、係止部材は、ナットと第２段部とによって軸方向に位置決めされる。これにより、ピストンの軸方向における移動許容量を精度良く設定することができる。

【発明の効果】

【0014】

本発明によれば、ピストンとハウジングとの接触面の摩耗を抑制できるレベリングバルブを提供することができる。

【図面の簡単な説明】

【0015】

【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軸方向の断面図である。

【図3】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】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ピストン近傍の拡大図である。

【図5】図５は、本発明の実施形態に係るレベリングバルブにおける給排弁近傍の拡大図である。

【発明を実施するための形態】

【0016】

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。

【0017】

本発明の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。

【0018】

レベリングバルブ１００は、鉄道車両の車体１と台車２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ものである。

【0019】

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。

【0020】

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。

【0021】

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。

【0022】

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。

【0023】

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。なお、本実施形態の「軸方向」とは、ピストン２０及びステム５０における中心軸の方向を意味し、「径方向」とは、ピストン２０及びステム５０における半径方向を意味する。

【0024】

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。

【0025】

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。

【0026】

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。

【0027】

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。

【0028】

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。

【0029】

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。

【0030】

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。

【0031】

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。

【0032】

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、一端がピストン２０に形成された貫通孔２２に挿通され、ピストン２０とともに軸方向に移動するステム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。

【0033】

ピストン２０は、ステム５０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若干の隙間が設けられる。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。

【0034】

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。

【0035】

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）に延びる棒状に形成される。図２及び図４に示すように、ステム５０は、先端に給排弁８０の一部を構成する弁部５３が設けられた本体部５０Ａと、本体部５０Ａより小径で、かつ、ピストン２０の貫通孔２２よりも小径に形成され、ピストン２０に形成された貫通孔２２を挿通する挿通部５０Ｂと、本体部５０Ａと挿通部５０Ｂとの境界部分によって形成され、ピストン２０の貫通孔２２よりも大径の第１段部としての段部５０Ｃと、挿通部５０Ｂの本体部５０Ａとは反対側の端部に形成され、挿通部５０Ｂより小径の小径部５０Ｄと、小径部５０Ｄの外周面に形成され、ナット６０が締結されるおねじ部５０Ｅと、挿通部５０Ｂと小径部５０Ｄとの境界部分によって形成された第２段部としての段部５０Ｆと、を有する。

【0036】

図２及び図４に示すように、ステム５０の本体部５０Ａには、軸方向に延びる軸方向孔５１が設けられる。本体部５０Ａの挿通部５０Ｂ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。

【0037】

図２に示すように、ステム５０の本体部５０Ａ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のピストン２０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。

【0038】

ステム５０は、挿通部５０Ｂをピストン２０に形成された貫通孔２２に挿通した状態で、ナット６０をおねじ部５０Ｅに締結することにより、ピストン２０と連結される。また、図２及び図４に示すように、挿通部５０Ｂとナット６０との間には、外径がピストン２０の貫通孔２２の内径より大径で、小径部５０Ｄに挿通されたワッシャ６１が設けられる。ワッシャ６１は、ナット６０をおねじ部５０Ｅに締結することにより、ナット６０と段部５０Ｆ（図４参照）の間に固定される。ワッシャ６１は、ピストン２０がステム５０から抜け落ちることを防止する係止部材として機能する。

【0039】

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。

【0040】

ここで、図２及び図５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。

【0041】

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部４３と、を備える。

【0042】

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。

【0043】

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。

【0044】

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。

【0045】

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。

【0046】

図５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５参照）。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。

【0047】

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。

【0048】

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。

【0049】

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。

【0050】

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。

【0051】

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。

【0052】

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。

【0053】

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。

【0054】

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。

【0055】

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。

【0056】

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。

【0057】

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。

【0058】

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。

【0059】

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。

【0060】

次に、環状隙間Ｓの機能について説明する。

【0061】

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。

【0062】

ところで、レベリングバルブ１００において、例えば、ピストン２０をナット６０を締め付けることによってステム５０に固定する場合には、ピストン２０とステム５０との中心軸がずれた状態で固定されてしまうことがある。このように、ピストン２０とステム５０との中心軸がずれて固定された状態で、ピストン２０とステム５０が軸方向に移動すると、ステム５０はバルブケース４０に形成された第１貫通孔４１にガイドされているため、ピストン２０がケース１０の収容孔１１に接触した状態で往復動してしまうおそれがある。このように、ピストン２０がケース１０の収容孔１１に接触した状態で往復動すると、ピストン２０とケース１０の収容孔１１との接触面が摩耗してしまう。

【0063】

そこで、本実施形態のレベリングバルブ１００では、ピストン２０を遊びをもってステム５０に連結している。言い換えると、ピストン２０は、軸方向及び径方向に移動可能にステム５０に嵌合されている。ここで、図４を参照しながら、ピストン２０とステム５０の連結構造について具体的に説明する。

【0064】

図４に示すように、ピストン２０の貫通孔２２が形成される壁部２３の軸方向の長さＬ１は、ステム５０の段部５０Ｃと段部５０Ｆ（ワッシャ６１）との間の軸方向の長さＬ２より短くなっている。これにより、ピストン２０の壁部２３とステム５０の段部５０Ｃ及び段部５０Ｆ（ワッシャ６１）との間には、軸方向にＬ２－Ｌ１分の隙間Ｓ１が存在することになるので、ピストン２０は、軸方向において、この隙間Ｓ１分だけ移動が許容される。

【0065】

また、図４に示すように、ピストン２０の貫通孔２２の内径Ｄ１は、ステム５０の挿通部５０Ｂの外径Ｄ２よりも大きくなっている。ピストン２０の貫通孔２２とステム５０の挿通部５０Ｂとの間には、軸方向にＤ１－Ｄ２分の隙間Ｓ２が存在することになるので、ピストン２０は、径方向において、この隙間Ｓ２分だけ移動が許容される。

【0066】

このように、本実施形態のレベリングバルブ１００では、ピストン２０は、ステム５０に対して軸方向及び径方向の移動が隙間Ｓ１，Ｓ２分許容される。つまり、レベリングバルブ１００では、ピストン２０とステム５０との中心軸がずれた状態で固定されない。このため、ピストン２０の外周面とケース１０の収容孔１１の内周面が接触しても、ピストン２０が接触部分から離れる方向、つまり、ピストン２０が接触部分から逃げる方向に移動することができる。これにより、ピストン２０の外周面が収容孔１１の内周面に押し付けられた状態で往復動することを抑制できるので、ピストン２０のケース１０との接触面の摩耗を抑制できる。

【0067】

なお、上記実施形態では、ナット６０とワッシャ６１とを用いてピストン２０をステム５０に連結する場合を例に説明したが、これに限らず、例えば、ナット６０とワッシャ６１とを一体とした構成（いわゆる、鍔付きナット）でピストン２０をステム５０に連結してもよい。また、ワッシャ６１を設けずに、ナット６０のみによって、ピストン２０をステム５０に連結してもよい。

【0068】

さらに、ナット６０とワッシャ６１とを用いた構成に換えて、ステム５０に割ピンや圧入ピンなどを取り付けることによって、ピストン２０をステム５０に連結してもよい。

【0069】

以上の実施形態によれば、以下の効果を奏する。

【0070】

レベリングバルブ１００では、ピストン２０は、軸方向及びの径方向に移動可能にステム５０に嵌合されている。このため、ピストン２０の外周面とケース１０の収容孔１１の内周面が接触しても、ピストン２０が接触部分から離れる方向、つまり、ピストン２０が接触部分から逃げる方向に移動することができる。これにより、ピストン２０の外周面が収容孔１１の内周面に押し付けられた状態で往復動することを抑制できる。よって、ピストン２０のケース１０との接触面の摩耗を抑制できるので、ピストン２０及びケース１０の耐久性及び信頼性を向上させることができる。

【0071】

また、レベリングバルブ１００では、段部５０Ｆの位置を調整することでピストン２０とステム５０の軸方向おける遊び量を簡単に調整することができる。同様に、ピストン２０の貫通孔２２の内径、あるいは、ステム５０の挿通部５０Ｂの外径を調整することで、ピストン２０とステム５０の径方向おける遊び量（隙間Ｓ１，Ｓ２）を簡単に調整することができる。

【0072】

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。

【0073】

レベリングバルブ１００は、鉄道車両の台車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、台車２と車体１の間に設けられる空気ばね３を圧縮空気源（コンプレッサ７）又は排気通路８とに選択的に連通させて空気ばね３の高さを調整する。また、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、一端がピストン２０に形成された貫通孔２２に挿通され、ピストン２０とともに軸方向に移動するステム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、を備え、ピストン２０は、軸方向及び径方向に移動可能にステム５０に嵌合されている。

【0074】

この構成では、ピストン２０は、軸方向及びの径方向に移動可能にステム５０に嵌合されている、言い換えると、ピストン２０がステム５０に固定されていないので、ピストン２０の外周面と収容孔１１の内周面が接触しても、ピストン２０が接触部分から離れる方向に移動することができるので、ピストン２０の外周面が収容孔１１の内周面に押し付けられた状態で往復動することを抑制できる。これにより、ピストン２０とハウジング（ケース１０）との接触面の摩耗を抑制できる。よって、ピストン２０及びケース１０の耐久性及び信頼性を向上させることができる。

【0075】

レベリングバルブ１００では、ステム５０は、先端に給排弁８０の一部を構成する弁部５３が設けられた本体部５０Ａと、本体部５０Ａより小径で、かつ、ピストン２０の貫通孔２２よりも小径に形成され、ピストン２０の貫通孔２２を挿通する挿通部５０Ｂと、本体部５０Ａと挿通部５０Ｂとの境界部分によって形成され、ピストン２０の貫通孔２２よりも大径の段部５０Ｃ（第１段部）と、を有し、ピストン２０は、段部５０Ｃ（第１段部）と挿通部５０Ｂに固定されたワッシャ６１（係止部材）との間において移動可能である。

【0076】

この構成では、従来の構成に対して新たに部品を追加せずに、ピストン２０を、軸方向及び径方向に移動可能にステム５０に嵌合させることができるので、コストの上昇を抑制できる。

【0077】

レベリングバルブ１００では、ステム５０は、挿通部５０Ｂの本体部５０Ａとは反対側の端部に、挿通部５０Ｂより小径に形成された小径部５０Ｄと、小径部５０Ｄの先端側の外周面に形成され、ナット６０が締結されるおねじ部５０Ｅと、挿通部５０Ｂと小径部５０Ｄとの境界部分によって形成された段部５０Ｆ（第２段部）と、をさらに有し、係止部材は、小径部５０Ｄが挿通され、ピストン２０の貫通孔２２の内径より大径のワッシャ６１であり、ワッシャ６１は、ナット６０をおねじ部５０Ｅに締結することにより、ナット６０と段部５０Ｆ（第２段部）の間に固定され、段部５０Ｃ（第１段部）と段部５０Ｆ（第２段部）との間の長さは、ピストン２０の貫通孔２２の軸方向の長さより長い。

【0078】

この構成では、ワッシャ６１（係止部材）は、ナット６０と段部５０Ｆ（第２段部）とによって軸方向に位置決めされる。これにより、ピストン２０の軸方向における遊び量（移動許容量）を精度良く設定することができる。

【0079】

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。

【符号の説明】

【0080】

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、５０Ａ・・・本体部、５０Ｂ・・・挿通部、５０Ｃ・・・段部（第１段部）、５０Ｄ・・・小径部、５０Ｅ・・・おねじ部、５０Ｆ・・・段部（第２段部）、５３・・・弁部、６０・・・ナット、６１・・・ワッシャ、８０・・・給排弁、８０Ａ・・・給気弁、８０Ｂ・・・排気弁

【図1】

【図2】

【図3】

【図4】

【図5】