JP3797452B2 - 車両の空気ばね式懸架機構 - Google Patents

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は車体荷重の増加に応じて基準車高を低くし、かつ前後軸の高さをほぼ等しくし、走行安定性を高めるようにした車両の空気ばね式懸架機構に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
空気ばね式懸架機構とは別の通常の、例えば板ばね式懸架機構を備えた車両では、積車時などは重量に応じて板ばね式懸架機構の板ばねが撓んで車高が低くなる。つまり、積載荷重ないし車体荷重が大きくなるにつれて重心が低下するので、車両の安定性は高くなる。しかし、空気ばね式懸架機構では車体と車軸との相対変位に関連して車高調整弁のレバーが水平な位置から上方または下方へ傾くと、給気弁と排気弁の一方が開き、空気ばねの空気量が加減され、空車と積車に拘らず、常に車高が一定になるように働く。一般に空気ばね式懸架機構は乗り心地を良くするために採用されるものであり、通常の板ばね式懸架機構に比べてばね定数が小さく、旋回走行時のロール量が大きくなる。特にＲＶのように車高が高い車両に、車高調整弁を有する空気ばね式懸架機構を採用すると、積車状態で旋回する時には、片側の車体荷重が増加するにも拘らず重心が変化しないのでロール量が大きくなり、車両の安定性が損われる恐れがある。
【０００３】
空気ばねのばね定数は空気ばねの容量に反比例する特性をもつので、車両の走行安定性と乗り心地とを両立させるためには、積車の場合には車高が低くなるのが望ましい。このような場合に、車高調整弁の動作をロツクして空気ばねを密閉し、空気ばねの空気量が変化しないようにすることが考えられるが、空気洩れ（内圧）や温度変化による車高変化を防止する手段が必要になる。
【０００４】
実開平４−９８６０４号公報に開示される車両の空気ばね式懸架機構では、荷の積卸しの際に手動操作レバーにより、車軸ケースと車高調整弁のレバーとを結ぶリンクの長さを変更することにより、荷台の高さをプラツトホームと同じ高さに調整することができる。しかし、上述の空気ばね式懸架機構では車両の走行中に車体荷重に応じて車高を調整することはできない。
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】
本発明の課題は上述の問題に鑑み、空気ばね式懸架機構として通常の作動を再現するだけでなく、車体荷重の増加に応じて自動的に車高を低くし、走行安定性を高めるようにした、車両の空気ばね式懸架機構を提供することにある。
【０００６】
本発明の他の課題は、副空気槽や複雑な制御を必要とせず、積車に対応して各車輪相互の車高を平衡させ、走行安定性を高めるようにした、車両の空気ばね式懸架機構を提供することにある。
【０００７】
【課題を解決するための手段】
上記課題を解決するために、本発明の構成は空気槽と空気ばねとを結ぶ管の途中に車高調整弁を接続し、車体に水平かつ傾動可能に軸支持した制御レバーに前記車高調整弁を固定支持し、前記車高調整弁のレバーの先端と懸架腕とをリンクにより連結し、車体の前記制御レバーよりも下位に支持した空気圧アクチユエータのロツドを前記制御レバーに連結し、前記アクチユエータの作動室を空気ばねの空気室に接続し、前記空気ばねの空気圧の増加に応じて前記アクチユエータのロツドにより前記制御レバーの端部がばね力に抗して押し上げられると、前記車高調整弁のレバーの先端が下方へ傾き、目標車高が低く設定されることを特徴とする。
【０００９】
【発明の実施の形態】
本発明では主に停車時、車体荷重の大きさに応じて空気ばねの空気を車高調整弁から排出し、車高を低くする。このため、アクチユエータにより空気ばねの空気圧（内圧）の増加に応じて車高調整弁を固持する制御レバーを押し上げれば、車高調整弁の機能を損わずに空気ばねの空気量を減じ、車高を低くすることができる。
【００１０】
しかし、各車輪ごとに車高調整を制御するだけでは、貨物車両の場合に荷物の積載位置に偏りがあると、車体が傾いてしまう恐れがある。本発明では１つの空気ばねの空気圧を利用して各車輪のアクチユエータを作動させ、前後左右の傾きを抑える。例えば後輪の空気ばね式懸架機構において、標準的な荷重で平衡を保つ後輪の空気ばねの空気圧と対向するばねを備えたアクチユエータにより、車輪荷重の変化に応じて車高調整弁の取付ベースを回転させて車高を調整する。空気ばねの空気圧が失陥しても車高が必要以上に高くならないように、空気ばねの内部にストツパを設ける。
通常の走行中は、車高調整弁を固持する制御レバーの揺動をロツクすれば、車高調整弁は路面変化による車体の上下動作に応じて揺動し、車高を調整するように空気ばねの空気量を加減する。
【００１１】
【実施例】
図１に示すように、本発明は従来の車体に固定されている車高調整弁１２ａを、空気ばね６の空気圧を利用して上下に移動させ、実際の車高によらず、空気ばね６の空気圧つまり車体荷重に応じて、空気ばね６の空気量を加減するものである。空気ばね６は上端を車体４に結合され、下方へ突出するロツド６ａをピン２１により懸架腕２２に連結される。懸架腕２２は基端を支軸２４により車体４に揺動可能に支持され、先端を車輪７を支持するナツクルに連結される。車体４に支軸２８により回動可能に支持した制御レバー２６に、車高調整弁１２ａが固定される。レバー８が軸８ａを中心として上方または下方へ傾動すると、車高調整弁１２ａの動作が中立位置から切り換わる。レバー８の先端はピン２３ａによりリンク２３の上端に連結され、リンク２３の下端はピン２３ｂにより懸架腕２２に連結される。
【００１７】
制御レバー２６の傾きを制御するために、制御レバー２６と車体４との間に平衡シリンダないしアクチユエータＡが連結される。アクチユエータＡはシリンダ３１にピストン３３を嵌挿し、上側に大気室を、下側に作動室３４をそれぞれ形成してなり、シリンダ３１がピン４０（図２を参照）により車体４に連結され、ピストン３３から上方へ突出するロツド２９がピン２７により制御レバー２６の端部に連結される。シリンダ３１の大気室にばね３０が収容され、またシリンダ３１の内部にピストン３３の上限位置を規制するストツパ３２と、下限位置をねじにより調整するストツパ３２ａとが備えられる。
【００１８】
空気ばね６の空気圧が上昇すると、空気ばね６の空気圧が管１５ａ、絞り３６を経てアクチユエータＡの作動室３４からピストン３３に作用する。ピストン３３がばね３０の力に抗して制御レバー２６を支軸２８を中心として時計方向へ回動する。車高調整弁１２ａの位置が高くなり、車高調整弁１２ａのレバー８が軸８ａを中心として反時計方向へ回動することになり、車高が高くなつた場合と同じ条件になるので、空気ばね６の空気が排出され、車高が低くなる。管１５ａに設けた絞り３６は、空気ばね６の空気圧の急激な変化が作動室３４に作用するのを抑える。逆に、レバー８が軸８ａを中心として時計方向へ回動されると、空気槽１４の加圧空気が可撓性の管１３、車高調整弁１２ａ、可撓性の管１３ａを経て空気ばね６へ供給され、車高が高くなる。荷の積卸しのために、手動により制御レバー２６の端部を押し上げても、車高を低くすることができる。
【００１９】
図２に示す部分変更実施例では、アクチユエータＡにばね力調整機構を設け、手動により左右の車輪７の車高調整弁１２ａの平衡性を調整できるようにしたものである。アクチユエータＡはシリンダ３１にピストン３３を嵌挿し、上側に大気室を、下側に作動室３４をそれぞれ形成してなり、シリンダ３１がピン４０により車体４に連結され、ピストン３３から上方へ突出するロツド２９がピン２７により制御レバー２６の端部に連結される。大気室にピストン３３の上限位置を規制するストツパ３２が配設される。シリンダ３１の上端壁にばね座４１と一体の中空のボルト３７が螺合され、ばね座４１とピストン３３との間にばね３０が介装される。ピストン３３と制御レバー２６とを連結するロツド２９はボルト３７を貫通して外部へ突出され、かつ２分割されたうえターンバツクル３９により伸縮可能に連結される。空気ばね６とアクチユエータＡの作動室３４を結ぶ管１５ａの途中には切換弁３６ａが接続され、車両の走行中は管１５ａが閉鎖され、停車中は絞りが介装されるようになつている。
【００２０】
左右の車輪７のアクチユエータＡのばね３０のセツト荷重はボルト３７により調整され、この時所定の車体荷重でレバー８が水平になるように、ロツド２９の長さが調整される。他の構成は図１に示す実施例と同様であり、同様の作用効果が得られる。上述の実施例では、車高の調整は停車時のみに制限されるので、安全性が向上する。
【００２１】
上述の実施例では、通常の走行では標準の車高を保つているが、荷物を積んだ時には、荷重に応じて車高調整弁が制御され、車高を下げて走行安定性を高める。しかし、荷物の積載位置によつては、後輪または片側車輪の車高のみが下がり、車体の姿勢が前・後傾または横傾になり、かえつて走行安定性を損うことになる恐れがある。
【００２２】
図３に示す実施例では、各車輪７，７Ａの空気ばね式懸架機構について、車高変化により各空気ばね６，６Ａの内部の空気を給排して車高を一定に保つように車高調整弁１２ａが組み込まれ、ある１つの空気ばね６，６Ａの空気圧が高くなつた時、車高調整弁１２ａの取付部材つまり制御レバー２６を動かして車高を補正する。つまり、ある１つ（例えば後輪）の空気ばねの空気圧を利用して、他（前輪）の空気ばねの車高をも制御するようにしたものである。
【００２３】
車体に支軸２８により回動可能に支持した制御レバー２６に、車高調整弁１２ａが固定され、レバー８が上方または下方へ傾動すると、車高調整弁１２ａの動作が中立位置から切り換わる。レバー８の先端は例えば後輪（左右両方の後輪）の空気ばね６のロツド６ａに連結され、ロツド６ａの下端は車軸ケースまたは懸架腕２２に連結される。制御レバー２６の傾きを制御するために、制御レバー２６と車体との間にアクチユエータＡが連結される。アクチユエータＡはシリンダ３１にピストン３３を嵌挿し、上側に大気室を、下側に作動室３４をそれぞれ形成してなり、シリンダ３１がピンにより車体４に連結され、ピストン３３から上方へ突出するロツド２９がピンにより制御レバー２６の端部に連結される。シリンダ３１の大気室にばね３０が収容され、またシリンダ３１の内部にピストン３３の上限位置を規制するストツパ３２と、下限位置を規制するストツパ３２ａとが備えられる。
【００２４】
同様に、例えば前輪７Ａ（左右両方の前輪）の空気ばね６Ａにも、制御レバー２６とアクチユエータＡ１と車高調整弁１２ａとが備えられる。空気ばね６の空気圧が管１５ａを経てアクチユエータＡとアクチユエータＡ１の作動室３４へ供給されるようになつている。各アクチユエータＡ，Ａ１の構成は、図１に示すものと同様である。
【００２５】
空気ばね６の空気圧が上昇すると、空気ばね６の空気圧が管１５ａ、絞り３６を経て各アクチユエータＡ，Ａ１の作動室からピストン３３に作用する。ピストン３３がばね３０の力に抗して制御レバー２６を支軸２８を中心として時計方向へ回動する。車高調整弁１２ａの位置が高くなり、車高調整弁１２ａのレバー８が反時計方向へ回動することになり、車高が高くなつた場合と同じ条件になるので、各空気ばね６，６Ａの空気が排出され、車高が低くなる。各アクチユエータＡ，Ａ１は空気ばね６の空気圧に対応して作動するので、荷物の積載状況により後輪７と前輪７Ａが受ける荷重変化に対応して、各アクチユエータＡ，Ａ１のばね３０のばね荷重を予め設定しておけば、前後輪相互の間の平衡が得られ、車体が極端な前後傾を起すことはない。管１５ａに設けた絞り３６は、空気ばね６，６Ａの空気圧の急激な変化がアクチユエータＡ，Ａ１の作動室に作用するのを抑える。
【００２６】
逆に、レバー８が時計方向へ回動されるのは空車か積み荷が少い場合であり、空気槽１４の加圧空気が可撓性の管１３、車高調整弁１２ａ、可撓性の管１３ａを経て各空気ばね６，６Ａへ供給され、車高が高くなるが、車体が極端な前後傾を起すことはない。
【００２７】
【発明の効果】
本発明は上述のように、空気槽と空気ばねとを結ぶ管の途中に車高調整弁を接続し、車体に水平かつ傾動可能に軸支持した制御レバーに前記車高調整弁を固定支持し、前記車高調整弁のレバーの先端と懸架腕とをリンクにより連結し、車体の前記制御レバーよりも下位に支持した空気圧アクチユエータのロツドを前記制御レバーに連結し、前記アクチユエータの作動室を空気ばねの空気室に接続し、前記空気ばねの空気圧の増加に応じて前記アクチユエータのロツドにより前記制御レバーの端部がばね力に抗して押し上げられると、前記車高調整弁のレバーの先端が下方へ傾き、目標車高が低く設定されるようにしたので、結局車体荷重が大きくなると車高調整弁の上方移動に伴つて、車高調整弁のレバーの先端が下方へ傾き、空気ばねの空気が車高調整弁から排出され、車高が自動的に低くなり、走行安定性が向上する。
【００２９】
１つの空気ばねの空気圧を利用して各車輪のアクチユエータにより車高調整弁を動かすようにすれば、積載位置が偏つていても、前後または左右の車輪の車高の偏りが解消される。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の実施例に係る車両の空気ばね式懸架機構の側面断面図である。
【図２】同空気ばね式懸架機構の部分的変更実施例に係るアクチユエータの側面断面図である。
【図３】本発明の変更実施例に係る車両の空気ばね式懸架機構の側面断面図である。
【符号の説明】
Ａ，Ａ１：アクチユエータ ２：電子制御装置 ３：車高センサ ４：車体 ５：空気圧センサ ６，６Ａ：空気ばね ６ａ：ロツド ７：車輪 ８：レバー ８ａ：軸 １０：管 １２：給排気弁 １２ａ：車高調整弁 １３：管 １４：空気槽 ２２：懸架腕 ２３：リンク ２４：支軸 ２６：制御レバー ２８：支軸 ２９：ロツド ３０：ばね ３１：シリンダ ３２，３２ａ：ストツパ ３３：ピストン ３４：作動室 ３６：絞り ３６ａ：切換弁 ３７：ボルト ３９：ターンバツクル ４１：ばね座

Claims (1)

1. 空気槽と空気ばねとを結ぶ管の途中に車高調整弁を接続し、車体に水平かつ傾動可能に軸支持した制御レバーに前記車高調整弁を固定支持し、前記車高調整弁のレバーの先端と懸架腕とをリンクによりに連結し、車体の前記制御レバーよりも下位に支持した空気圧アクチユエータのロツドを前記制御レバーに連結し、前記アクチユエータの作動室を空気ばねの空気室に接続し、前記空気ばねの空気圧の増加に応じて前記アクチユエータのロツドにより前記制御レバーの端部がばね力に抗して押し上げられると、前記車高調整弁のレバーの先端が下方へ傾き、実際の車高が低く設定されることを特徴とする、車両の空気ばね式懸架機構。

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