JP2012031932A - バルブ装置 - Google Patents
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Abstract
【課題】給気用及び排気用弁棒が摺動する摺動部分の摩耗を抑制するバルブ装置を提供する。
【解決手段】レベリングバルブは、空気ばねの作動に応じて作動する作動アーム9と、該作動アーム9の作動によって軸方向に進退してアキュムレータ又は外部と空気ばねとの間を開閉する給気用及び排気用弁棒11、12と、該各弁棒11、12と該各弁棒11、12を支持する支持部材16との間に配置されるOリング27と、該Oリング27を挟んでその軸方向両側に弁棒11、12を摺動自在に支持する支持部として、ナット部材28の小径部30及び支持部材16の第1開口部17の範囲とを備えているので、各弁棒11、12が摺動する摺動部分の摩耗を抑制することができる。
【選択図】図2
【解決手段】レベリングバルブは、空気ばねの作動に応じて作動する作動アーム9と、該作動アーム9の作動によって軸方向に進退してアキュムレータ又は外部と空気ばねとの間を開閉する給気用及び排気用弁棒11、12と、該各弁棒11、12と該各弁棒11、12を支持する支持部材16との間に配置されるOリング27と、該Oリング27を挟んでその軸方向両側に弁棒11、12を摺動自在に支持する支持部として、ナット部材28の小径部30及び支持部材16の第1開口部17の範囲とを備えているので、各弁棒11、12が摺動する摺動部分の摩耗を抑制することができる。
【選択図】図2
Description
本発明は、車高調整用のバルブ装置に関するものである。
車高調整用のバルブ装置として、例えば、特許文献1には、車体と台車との相対移動(車高変化)に基づく水平レバーの振れ(回動動作)に対応して給気用または排気用弁棒が軸方向に進退して、アキュムレータに蓄圧された圧縮空気が空気ばねへ給排されるバルブ装置が開示されている。
しかしながら、特許文献1に係るバルブ装置では、水平レバーの振れにより作動アームが回動して給気用及び排気用弁棒に接触する際、給気用及び排気用弁棒が直線的に進退しないために、給気用及び排気用弁棒が摺動する摺動部分の摩耗が促進されて、油漏れやエア漏れ等の不都合が生じる可能性があった。
本発明は、かかる点に鑑みてなされたものであり、給気用及び排気用弁棒が摺動する摺動部分の摩耗を抑制するバルブ装置を提供することを目的とする。
上記課題を解決するための手段として、本発明は、流体源又は外部と流体作動機器との間の通路に設けられ、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、該バルブ装置は、前記流体作動機器の作動に応じて作動する作動アームと、該作動アームの作動によって軸方向に進退して流体源又は外部と流体作動機器との間を開閉する弁棒と、該弁棒と該弁棒を支持する支持部材との間に配置されるシール部材と、該シール部材を挟んでその軸方向両側に前記弁棒を摺動自在に支持する支持部と、を備えたことを特徴とするものである。
本発明のバルブ装置によれば、給気用及び排気用弁棒が摺動する摺動部分の摩耗を抑制することができる。
以下、本発明を実施するための形態を図1及び図2に基づいて詳細に説明する。
鉄道車両等の車両の車高調整装置には、流体源としてのアキュムレータ(図示せず)と、流体作動機器としての空気ばね(図示せず)との間の通路(図示せず)にバルブ装置としてのレベリングバルブ1が備えられており、図1に示すように、車体(図示せず)の高さの変化が、レベリングバルブ1に基部が支持された水平レバー2を介してレベリングバルブ1に伝達されると、アキュムレータから圧縮空気が空気ばねに供給され、または、空気ばねから圧縮空気が外部に排出されて、車体の姿勢を常に安定させるようにしている。そして、本実施形態に係るレベリングバルブ1は、図1に示すように、上部のエアバルブ部3と、中央部の捩りばね部4と、下部の油圧緩衝部5とから構成される。
鉄道車両等の車両の車高調整装置には、流体源としてのアキュムレータ(図示せず)と、流体作動機器としての空気ばね(図示せず)との間の通路(図示せず)にバルブ装置としてのレベリングバルブ1が備えられており、図1に示すように、車体(図示せず)の高さの変化が、レベリングバルブ1に基部が支持された水平レバー2を介してレベリングバルブ1に伝達されると、アキュムレータから圧縮空気が空気ばねに供給され、または、空気ばねから圧縮空気が外部に排出されて、車体の姿勢を常に安定させるようにしている。そして、本実施形態に係るレベリングバルブ1は、図1に示すように、上部のエアバルブ部3と、中央部の捩りばね部4と、下部の油圧緩衝部5とから構成される。
捩りばね部4は、図1に示すように、軸部8に固定され、車体の高さ変化に対応して回動する水平レバー2と、軸部8に対して回動自在に支持される作動アーム9と、軸部8周りに同心状に配設される捩りばね10とが備えられ、該捩りばね10に水平レバー2と作動アーム9とが初期荷重が付与された状態で同時に接触されて構成される。また、図2から解るように、作動アーム9の一端の給気用及び排気用弁棒11、12との接触部13は凸状の曲面に形成される。
エアバルブ部3は、図1に示すように、作動アーム9の一端の両側にそれぞれ対向するようにケーシング15に固定される円筒状の各支持部材16と、一方の支持部材16内に軸方向に摺動自在に支持され、アキュムレータと空気ばねとの間を開閉する給気用弁棒11(図1の紙面視左側)と、他方の支持部材16内に軸方向に摺動自在に支持され、外部と空気ばねとの間を開閉する排気用弁棒12(図1の紙面視右側)とを備えている。なお、ケーシング15内で給気用及び排気用弁棒11、12が突出する空間はオイルが充填されるオイル室21となる。各支持部材16は、ケーシング15との間を3箇所のOリング22a、22b、22cでシールされている。
各支持部材16は円筒状に形成される。各支持部材16の内径はケーシング15の外方に向かって段階的に大径に形成され、最も小径側から第1開口部17、第2開口部18、第3開口部19及び第4開口部20が形成される。図1及び図2に示すように、最も小径な第1開口部17の作動アーム9側の一端には径方向外方に向かう大径凹部25及び小径凹部26がそれぞれ形成される。各支持部材16の内部には、作動アーム9の一端に向かって延びる給気用及び排気用弁棒11、12がそれぞれ挿入されており、該給気用及び排気用弁棒11、12は各支持部材16の第1開口部17に摺動自在に支持される。第1開口部17の小径凹部26には、給気用及び排気用弁棒11、12と各支持部材16との間をシールするシール部材としてのOリング27が配設される。
また、図1及び図2に示すように、各支持部材16の第1開口部17に設けた大径凹部25及び小径凹部26にナット部材28が嵌合される。該ナット部材28は円筒状に形成され、外周面にネジ部を有する大径部29と、該大径部29より小径な小径部30とが一体的に接続されて構成される。そして、ナット部材28は、その小径部30が各支持部材16の第1開口部17の小径凹部26でOリング27を除く範囲に挿入されると共に、その大径部29が各支持部材16の第1開口部17の大径凹部25に螺合される。また、各ナット部材28の内部に給気用及び排気用弁棒11、12が摺動自在に支持される。
この結果、給気用及び排気用弁棒11、12は、Oリング27を挟んで軸方向両側の支持部としてのナット部材28の小径部30及び支持部材16の第1開口部17の範囲に摺動自在に支持されることになる。なお、ナット部材28の大径部29の軸方向中間位置から外方に至る範囲では、給気用及び排気用弁棒11、12とナット部材28の大径部29の内周面との間に隙間31が設けられる。
この結果、給気用及び排気用弁棒11、12は、Oリング27を挟んで軸方向両側の支持部としてのナット部材28の小径部30及び支持部材16の第1開口部17の範囲に摺動自在に支持されることになる。なお、ナット部材28の大径部29の軸方向中間位置から外方に至る範囲では、給気用及び排気用弁棒11、12とナット部材28の大径部29の内周面との間に隙間31が設けられる。
また、図1及び図2に示すように、給気用及び排気用弁棒11、12は、作動アーム9側の一端が半球状に形成され、他端にはフランジ状のバネ受け32が連設される。給気用及び排気用弁棒11、12は、そのバネ受け32が第2開口部18と第3開口部19との間の段部34に接触することで、それ以上の作動アーム9側への移動が規制される。各支持部材16の第4開口部20内には円筒状の摺動部材35が摺動自在に設けられる。給気用及び排気用弁棒11、12のバネ受け32と摺動部材35との間にコイルバネ36が介装される。各支持部材16の第4開口部20の一端開口はそれぞれカバー37により閉塞される。
なお、ケーシング15内には、給気用弁棒11の軸方向への移動によりアキュムレータと空気ばねとの間を開閉する給気用チェック弁(図示せず)と、排気用弁棒12の軸方向への移動により外部と空気ばねとの間を開閉する排気用チェック弁(図示せず)とが配置される。また、ケーシング15の上部には不還弁38が配置されている。該不還弁38は、ケーシング15内に設けた、アキュムレータと空気ばねとの間の通路(図示せず)の途中に設けられ、圧縮空気が通路内をアキュムレータから空気ばねに向かって流れるとき開弁し、一方、逆方向の圧縮空気の流れは遮断するものである。
そして、作動アーム9が軸部8を中心に反時計周り方向に回動すると、給気用弁棒11が紙面視左方へ移動することで給気用チェック弁が開き、アキュムレータと空気ばねとが連通して空気ばねにアキュムレータから圧縮空気が供給される。一方、作動アーム9が軸部8を中心に時計周り方向に回動すると、排気用弁棒12が紙面視右方へ移動することで排気チェック弁が開き、外部と空気ばねとが連通して空気ばねから圧縮空気が外部に排出される。
油圧緩衝部5は、図1に示すように、ケーシング15の下部で、ケーシング15内に同軸状に配置され、内部に作動油が充填される一対のシリンダ39と、作動アーム9の他端の回動により各シリンダ39内を移動するスライド部材40と、各シリンダ39内を摺動し、スライド部材40と対向するように配置されるピストン41と、該ピストン41の内部に備えたオリフィス42を有するバルブ板43とから構成される。各ピストン41はカップ状を呈し、底部44側が作動アーム9の他端側に位置するように各シリンダ39内に配置される。各ピストン41の底部44には貫通孔45が形成される。また、各ピストン41の内部には貫通孔45を塞ぐようにスプリング46により付勢されるバルブ板43が設けられる。各バルブ板43の略中央にオリフィス42が設けられる。なお、各シリンダ39の開口端部は蓋体47によりそれぞれ閉塞される。
次に、本実施形態に係るレベリングバルブ1の作用を説明する。
車両が走行中に発生する上下動や振動により車体と台車との間に装着された空気ばねが伸縮し、水平レバー2を介してレベリングバルブ1に変位が伝達されると、油圧緩衝部5にて、ピストン41内のバルブ板43に設けられたオリフィス42により発生する油圧抵抗により時間遅れが生じる。このため、車体の上下動や振動変位によって捩りばね10のみが圧縮されその変位が給気用及び排気用弁棒11、12に伝達されることはなく、圧縮空気の空気ばねからの出入りは行なわれない。
車両が走行中に発生する上下動や振動により車体と台車との間に装着された空気ばねが伸縮し、水平レバー2を介してレベリングバルブ1に変位が伝達されると、油圧緩衝部5にて、ピストン41内のバルブ板43に設けられたオリフィス42により発生する油圧抵抗により時間遅れが生じる。このため、車体の上下動や振動変位によって捩りばね10のみが圧縮されその変位が給気用及び排気用弁棒11、12に伝達されることはなく、圧縮空気の空気ばねからの出入りは行なわれない。
その後、車体の荷重が静的に増加した場合には、空気ばねが撓みその荷重と釣り合うまで車体が沈下するため、水平レバー2が上方に押し上げられ反時計周り方向に回動して捩りばね10が捩れる。
そして、該捩りばね10の復元力により油圧緩衝部5に発生する油圧抵抗と釣り合いながら、作動アーム9が軸部8を中心に反時計周り方向に回動して一定時間後に給気用弁棒11が紙面視左方へ移動することによりアキュムレータと空気ばねとの間の給気チェック弁が開き、さらにアキュムレータからの圧縮空気により不還弁38が開いて、該圧縮空気が空気ばねに供給されて車体が押し上げられる。
その後、空気ばねが一定の高さに復元すると、水平レバー2がケーシング15に対して中立位置に戻り、給気用弁棒11が復元してアキュムレータと空気ばねとの間の給気チェック弁が閉じられ、圧縮空気の空気ばねへの供給が停止される。
そして、該捩りばね10の復元力により油圧緩衝部5に発生する油圧抵抗と釣り合いながら、作動アーム9が軸部8を中心に反時計周り方向に回動して一定時間後に給気用弁棒11が紙面視左方へ移動することによりアキュムレータと空気ばねとの間の給気チェック弁が開き、さらにアキュムレータからの圧縮空気により不還弁38が開いて、該圧縮空気が空気ばねに供給されて車体が押し上げられる。
その後、空気ばねが一定の高さに復元すると、水平レバー2がケーシング15に対して中立位置に戻り、給気用弁棒11が復元してアキュムレータと空気ばねとの間の給気チェック弁が閉じられ、圧縮空気の空気ばねへの供給が停止される。
一方、車体の荷重が静的に減少した場合には、空気ばねが伸びて車体が上昇するため、水平レバー2が引き下げられて時計周り方向に回動して、荷重が増加した場合とは逆に一定時間後に排気用弁棒12が紙面視右方へ移動することにより外部と空気ばねとの間の排気用チェック弁が開き、空気ばね内の圧縮空気が外部に排気されて車体が下げられる。
その後、空気ばねが一定の高さに復元すると、水平レバー2がケーシング15に対して中立位置に戻り、排気用弁棒12が復元して外部と空気ばねとの間が閉じられて、圧縮空気の空気ばね内から外部への排気が停止される。
その後、空気ばねが一定の高さに復元すると、水平レバー2がケーシング15に対して中立位置に戻り、排気用弁棒12が復元して外部と空気ばねとの間が閉じられて、圧縮空気の空気ばね内から外部への排気が停止される。
以上説明した本実施形態に係るレベリングバルブ1においては、給気用及び排気用弁棒11、12をOリング27を挟んで軸方向両側に摺動自在に支持する支持部として、ナット部材28の小径部30及び支持部材16の第1開口部17の範囲を設けているので、直線的に進退させることができ、給気用及び排気用弁棒11、12が作動アーム9の回動により軸方向に進退運動しても、給気用及び排気用弁棒11、12の摺動部分である、ナット部材28の内周面及び支持部材16の第1開口部17の内周面の摩耗を軽減することができ、ひいてはOリング27からの油漏れやエア漏れを抑制することができる。また、摺動部分の摩耗を軽減できるので、摩耗粉によるOリング27へのキズも抑制でき、シール性を確保することができる。
また、本実施形態に係るレベリングバルブ1では、作動アーム9の一端の給気用及び排気用弁棒11、12との接触部13が曲面に形成されているので、作動アーム9が給気用及び排気用弁棒11、12と接触して給気用及び排気用弁棒11、12を進退させる際、給気用及び排気用弁棒11、12を略直線的に進退させることができるので、給気用及び排気用弁棒11、12の摺動部分である、ナット部材28の内周面及び各支持部材16の第1開口部17の内周面の摩耗をさらに軽減することができる。
1 レベリングバルブ(バルブ装置),2 水平レバー,3 エアバルブ部,4 捩りばね部,5 油圧緩衝部,9 作動アーム,10 捩りばね,11 給気用弁棒,12 排気用弁棒,13 接触部,15 ケーシング,16 支持部材,17 第1開口部(支持部),27 Oリング(シール部材),28 ナット部材,29 大径部,30 小径部(支持部)
Claims (2)
- 流体源又は外部と流体作動機器との間の通路に設けられ、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、
該バルブ装置は、前記流体作動機器の作動に応じて作動する作動アームと、
該作動アームの作動によって軸方向に進退して流体源又は外部と流体作動機器との間を開閉する弁棒と、
該弁棒と該弁棒を支持する支持部材との間に配置されるシール部材と、
該シール部材を挟んでその軸方向両側に前記弁棒を摺動自在に支持する支持部と、
を備えたことを特徴とするバルブ装置。 - 前記作動アームの前記弁棒との接触部を曲面に形成することを特徴とする請求項1に記載のバルブ装置。
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