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【発明の名称】 車両用エアサスペンション装置
【発明者】 【氏名】岩瀬 茂春

【氏名】西田 和隆

【要約】 【課題】車両のエアサスペンション装置において、停車荷役時に貨物の積卸しに基づく車高の変化の設定車高への調整を迅速に行なうことにより、走行安定性、操縦安定性を損なうことなく車両の稼働率を向上することができ、また通常走行時のエア消費を低減してエアコンプレッサの負荷を低減し、燃費を向上する。

【解決手段】エアスプリングに対しエアを供給するエアタンクと、車高の変化を検知してエアスプリングに対しエアを給排して車高を調整するレベリングバルブとを備え、同レベリングバルブとエアスプリングとを接続するエア通路内に、荷役時にはエア通路面積を拡大し、通常走行時にはエア通路面積を縮小するエア流量調整手段を設ける。又、エアタンクとレベリングバルブとを接続するエア通路にも、上記同様の第2のエア流量調整手段を設けることが好ましい。
【特許請求の範囲】
【請求項1】 エアを貯溜するエアタンクと、車体とアクスルとの間に配設され上記エアタンクからエアを供給されて上記車体を弾性的に支持するエアスプリングと、上記アクスルに対する車体の高さを検知して上記エアスプリングにエアを供給し又は同エアスプリング内のエアを排出して車体を所望の高さに保持する車高調整バルブと、同車高調整バルブと上記エアスプリングとの間のエア通路内に介装され同エア通路内のエア流量を複数段階に変化させることができるエア流量調整手段とを備え、同エア流量調整手段により荷役時と車両走行時とのエア流量を変化させることによって荷役時及び走行時の車高調整速度を変化させるように構成したことを特徴とする車両用エアサスペンション装置。
【請求項2】 上記車高調整バルブと上記エアタンクとの間のエア通路内に、エア流量を複数段階に変化させることができる第2のエア流量調整手段が設けられたことを特徴とする請求項1記載の車両用エアサスペンション装置。
【請求項3】 上記エア流量調整手段が、相対的に大きい通路断面積を有し中間に開閉弁を介装した大径エア通路と、その両端を上記開閉弁の両側における大径エア通路に接続され同大径エア通路の断面積より相対的に小さい通路断面積を有する小径エア通路とを含むことを特徴とする請求項1又は請求項2記載の車両用エアサスペンション装置。
【請求項4】 上記エア流量調整手段が、荷役時には開弁して相対的に大きい通路断面積を提供し、車両の走行時には閉弁して上記大きい通路断面積より十分小さい通路断面積を提供する弁装置を包含することを特徴とする請求項1又は請求項2記載の車両用エアサスペンション装置。
【発明の詳細な説明】【0001】
【発明の属する技術分野】本発明は、トラック等車両のアクスルと車体との間に介装されたエアスプリングに圧縮空気(以下、単にエアという)を給排することによってアクスルに対する車体の高さを所望値に制御するようにした車両用エアサスペンション装置に関するものである。
【0002】
【従来の技術】一例として、バン型トラックの後軸に適用されているエアサスペンション装置の概略構成を図7を参照して説明する。図中符号10,12は車幅方向の両端部に左右の後輪を支持したリヤアクスルのハウジングの左右端部近傍を車体、例えばシャシフレームに対し弾性的に支持する自体周知の構造を有するエアスプリングである。左右のエアスプリング10,12はサージタンク14及び第1のエア通路16を介して総括的に符号18で示した車高調整バルブ又はレベリングバルブの第1ポートaに接続されている。
【0003】上記レベリングバルブ18は、通常車体側の適宜部材例えばシャシフレームに支持され、車高の変化を検知する作動レバー20の廻動によって上記第1ポートaとの連通を制御される第2ポートb及び第3ポートcを備えている。第2ポートbは第2のエア通路22を介してエア源としてのメーンエアタンク24に接続され、第3ポートcは大気に連通している。上記作動レバー20は、その自由端部を連結ロッド26を介してリヤアクスル側の適宜部材、例えばリヤアクスルハウジングに連結されている。また、上記メーンエアタンク24には、電動コンプレッサ28から吐出されたエアが、エアドライア30を経て供給されている。電動コンプレッサ28は、車載電源によって駆動されるモータ32と、同モータにより駆動される往復ピストン式のコンプレッサ34とから構成されている。
【0004】車両のリヤアクスル近傍の車高が予め設定された所望値付近の場合、作動レバー20が中立位置にあって第1ポートaが第2及び第3ポートb及びcの何れにも連通せず、左右のエアスプリング10,12にはエアが供給されずまた排出されることもない。荷台に貨物を積込み或いは走行中、走行条件により車高が下ると、レベリングバルブ18の作動レバー20が一方向に廻動して第1ポートaと第2ポートbとが連通しメーンエアタンク24内のエアが第2エア通路22からレベリングバルブ18のポートb,aを通り第1エア通路16に供給され、更にサージタンク14からエアスプリング10,12に供給される。この結果、エアスプリング10,12が伸長して車高が所望値に保持される。
【0005】反対に荷台の貨物を卸す等により車高が上ると、作動レバー20が上記とは逆方向に廻動して第1ポートaと第3ポートcとが連通し、エアスプリング10,12内のエアがサージタンク14、第1エア通路16を経て第3ポートcから大気に排出され、エアスプリング10,12が縮むので車高が下り所望値に維持されることとなる。なお、図ではレベリングバルブ18が1個設けられ、リヤアクスルの略中央部分と車体の前後方向中心線付近に配置され、従ってリヤアクスルと車体との間の平均高さを検知するようになっているが、左右のエアスプリング10,12に夫々近接してレベリングバルブ18を配置し、左右のエアスプリング10,12に対する上記エアの給排を個別に制御し、リヤアクスルが水平に対し傾いた場合にも荷台を略水平に保つように車高調整を行なうことも、従来から広く実施されている。
【0006】上記従来のエアサスペンション装置を備えた車両において、車両を停止させ貨物の積卸しを行なうと、荷台荷重の変化により車高が変化し、車高の変化をレベリングバルブ18が検知してエアスプリング10,12に対するエアの給排が行なわれるので、車高の所望値への復旧又は調整には当然或る時間が必要である。車両の稼働率を向上するために、貨物積卸しの終了後、車高が所望の高さに調整されない間に走行すると、操縦安定性及び走行安定性に悪影響を及ぼすので、上記車高調整に要する時間(以下車高調整時間という)をできるだけ短縮することが要請されている。
【0007】上記車高調整時間を短縮するためには、エアスプリング10,12に対するエア給排通路、即ちレベリングバルブ18の第1ないし第3ポートa,b,c及びこれら各ポートに接続される第1及び第2エア通路16,22の通路断面積を増大すれば良いが、単純にエア通路断面積を増大すると、荷役時以外の通常走行時におけるエア消費量が増大し、電動コンプレッサ28の作動時間が増加するので、車両の電気負荷が増加して燃費が悪化する等の不具合がある。
【0008】
【発明が解決しようとする課題】本発明は、上記事情に鑑み創案されたもので、停車して荷役のために貨物の積卸しを行なうことによって生じる車高の変化を迅速に所望の車高に調整して車両の稼働率を向上することができ、また通常走行時におけるエア消費量を効果的に低減して電動コンプレッサの電気負荷を軽減し、車両の燃費を向上することができる車両用エアサスペンション装置を提供することを目的とするものである。
【0009】
【課題を解決するための手段】上記目的を達成するため、本発明は、エアを貯溜するエアタンクと、車体とアクスルとの間に配設され上記エアタンクからエアを供給されて上記車体を弾性的に支持するエアスプリングと、上記アクスルに対する車体の高さを検知して上記エアスプリングにエアを供給し又は同エアスプリング内のエアを排出して車体を所望の高さに保持する車高調整バルブと、同車高調整バルブと上記エアスプリングとの間のエア通路内に介装され同エア通路内のエア流量を複数段階に変化させることができるエア流量調整手段とを備え、同エア流量調整手段により荷役時と車両走行時とのエア流量を変化させることによって荷役時及び走行時の車高調整速度を変化させるように構成したことを特徴とする車両用エアサスペンション装置を提案するものである。
【0010】本発明において、上記車高調整バルブと上記エアタンクとの間に第2のエア流量調整手段が設けられることが好ましい。また、本発明においては、上記エア流量調整手段が、相対的に大きい通路断面積を有し中間に開閉弁を介装した大径エア通路と、その両端を上記開閉弁の両側における大径エア通路に接続され同大径エア通路の断面積より相対的に小さい通路断面積を有する小径エア通路とを含むことが好ましい。更に本発明において、上記エア流量調整手段が、荷役時には開弁して相対的に大きい通路断面積を提供し、車両の走行時には閉弁して上記大きい通路断面積より十分小さい通路断面積を提供する弁装置を包含することが好ましい。
【0011】
【発明の実施の形態】以下本発明の実施形態を図1ないし図6を参照して説明する。(なお、図7を参照して説明した従来の車両用エアサスペンション装置と実質的に同一又は対応する部材又は部分には同一の符号を用いる。)先ず、図1の概略構成図において、サージタンク14とレベリングバルブ18とを接続する第1のエア通路16に、電磁アクチュエータにより開閉される開閉弁36と、同開閉弁36の両側に配設された管継手又はコネクタ38及び40に両端を接続されたバイパス通路42とを含む第1のエア流量調整手段44が設けられている。上記コネクタ38,40の少くとも何れか一方、例えばサージタンク14側のコネクタ40には、図2及び図3に示されているように、レベリングバルブ18の第1ないし第3ポートa,b,cのエア通路断面積、及び開閉弁36を含む第1エア通路16のエア通路断面積に較べて著しく小さいエア通路断面積を限定するオリフィス46が設けられている。
【0012】また、メーンエアタンク24とレベリングバルブ18とを接続する第2のエア通路22にも、電磁作動の開閉弁48と、同開閉弁48の両側に配設された管継手又はコネクタ50及び52に両端を接続されたバイパス通路54とを含む第2のエア流量調整手段56とが設けられている。上記コネクタ50,52の何れか一方、例えばレベリングバルブ18の第2ポートb接続されるコネクタ52には、上記図2及び図3に示したコネクタ40と実質的に同一構造のオリフィス46が設けられている。第1及び第2のエア流量調整手段44及び56に含まれる開閉弁36及び48、コネクタ38と50、及びオリフィス付のコネクタ40と52は、部品共通化によるコスト低減の観点から、夫々同一構造のものであることが望ましい。なお、開閉弁36及び48は、車両の乗員により開閉されるスイッチ装置58を介して車載バッテリ60に接続されている。
【0013】上記オリフィス付コネクタ40を示した図2及び図3において、62はレベリングバルブ18の第1ポートaに一点鎖線で示した管部材を介して接続されるポートdと、サージタンク14に一点鎖線で示した管部材を介して接続されるポートeと、一点鎖線で示したバイパス通路42を構成する管部材に連結されるポートfとを有するコネクタ本体であって、同コネクタ本体62内には上記ポートd及eに連通する相対的に大径の通路64から設けられ、上記ポートfには上記大径の通路64に較べ著しく小径のオリフィス46を形成する小径孔が穿設されている。既に説明したように、コネクタ52も上記コネクタ40と実質的に同一の構造を有する。
【0014】図4及び図5は、図1の要部を抽出して、その作動態様を概念的に説明した図面である。先ず、図4は車両の走行時を含む通常運転時を示すものである。このときスイッチ装置58は開路されていて電磁作動の開閉弁36は閉止している。従って、走行中に車高が変化して、エアスプリング10,12にメーンエアタンク24内のエアがレベリングバルブ18及びサージタンク14を経て供給され、又はエアスプリング10,12内のエアがサージタンク14を通りレベリングバルブ18の第3ポートcから外気に排出される場合、第1エア通路16のバイパス通路42を経てエアの給排が行なわれる。バイパス通路42のコネクタ40には、小径のオリフィス46が設けられているので、同オリフィス46により制限された小流量のエアがエアスプリング10,12に給排され、特にレベリングバルブ18の第3ポートcから外部に排出されるエア量が少ないので、メーンエアタンク24にエアを供給する電動コンプレッサ28の作動時間が低減し、電気負荷が低減するので、車両の燃費が向上する。
【0015】次に、図5は車両を停止させ荷役、即ち積載貨物の積卸しを行なう場合を示す。このときスイッチ装置58が閉成されて電磁作動の開閉弁36が付勢され開放される。従って、大きな流通面積を有する第1エア通路16の開閉弁36を含む主通路と、オリフィス46を含むバイパス通路42が共に開くこととなる。貨物の積卸しにより車高が変化すると、メーンエアタンク24内のエアがレベリングバルブ18の第2ポートbから第1ポートaを通り上記主通路及びバイパス通路42からサージタンク14を経てエアスプリング10,12に供給され、又はエアスプリング10,12からサージタンク14を経て第1エア通路16の主通路及びバイパス通路42を通り、レベリングバルブ18の第1ポートaから第3ポートcを経て外気に排出される。エアスプリング10,12へのエア給排が、主として開放した開閉弁36を含む大きい断面積を有する主通路を経て行なわれるので、車高の変化に当り車高調整が迅速に行なわれ、この結果、荷役の終了後直ちに、走行安全性、操縦安定性を損なうことなく安全に走行することができ、車両の稼働率を効果的に向上することができる。
【0016】なお、図1に示されているように、メーンエアタンク24とレベリングバルブ18の第2ポートbとを連結する第2エア通路22に、第1エア流量調整手段44と実質的に同様の構成を有する第2エア流量調整手段56を設け、電磁作動の開閉弁36及び48をスイッチ装置58により作動させる構造とすることによって、未舗装路等の走行時における車高の変化に際して第1エア流量調整手段44のコネクタ40とレベリングバルブ18の第1ポートaとを連結する第1エア通路16内の大きい断面積の主通路に、第2エア通路22のバイパス通路54からオリフィス46を経て流量を制限されて供給される。車高変化が多く同供給されたエア圧がサージタンク14と同圧力になる前に、車高が設定以上高くなる場合が多く、供給されたエアはレベリングバルブ18の第3ポートcから外気に排出されるため、上記第1エア通路16内に供給されるエア流量を制限することにより、上記第1エア通路16内のエア圧がサージタンク14と同圧力になる時間を遅くして、外気に排出されるエア量を減少させ、第1エア流量調整手段44のみを設けた場合よりも、さらに走行中のエア消費量を低減し、電動コンプレッサ28の作動時間を減少し、一層燃費を改善し得る利点がある。
【0017】次に、図6は上記第1及び第2エア流量調整手段44及び56の変形例を示すものである。図中符号66は総括的に電磁開閉弁を示し、68はその内部に弁座70を設けた弁ケーシング、72は弁座70上方の弁室を囲む弁ケーシング68の壁に設けられ上記サージタンク14を経てエアスプリング10,12に接続され又はレベリングバルブ18のポートbに接続されるポート、74は弁座70下方の弁室を囲む弁ケーシング68の壁に設けられ上記レベリングバルブ18のポートa又はメーンエアタンク24に接続されるポート、76は上記弁座70と協働する弁部材であって、同弁部材には弁座70の上下の弁室を常時連通させる著しく小さい断面積を有するオリフィス46が穿設されている。上記弁部材76のステム78と弁ケーシング68のキャップ80との間には、弁部材76を弁座70に着座する方向に付勢する弁ばね82が縮設され、また弁ばね82の外側に電磁コイル84が配設されている。
【0018】上記電磁開閉弁66において、電磁コイル84の消勢時には、弁ばね82によって弁部材76が弁座70に着座し、オリフィス46によって限定される小断面積のエア通路がポート72と74との間に形成される。また、電磁コイル84が付勢されると、弁ばね82が圧縮されて弁部材76が上昇して弁座70との間に広い断面積のエア通路が形成される。従って、弁部材76の開閉により前記図1ないし図5に記載した第1及び第2エア流量調整手段44及び56と実質的に同様の機能及び効果を奏し得ることは明らかである。なお、この電磁開閉弁66によれば、バイパス通路42,54を省略することができ、3ポートのコネクタ38,40,50及び52を簡素化することができるので、構造簡単かつ安価で重量を軽減することができ、バイパス通路42,54を形成する管部材の配置スペースを要しない等の追加の利点がある。
【0019】本発明は、その特許請求の範囲内で上記実施例に種々の変更、修正を加え実施することができる。一例として、オリフィス46を備えた部材をコネクタ40,52とは別個に作り、通常の3ポートのコネクタの第3のポートに圧入したり、バイパス通路42,54を形成する管部材の端部に圧入し、或いは同管部材とコネクタとの間に介装するように変更することができる。またサージタンク14は省略することができ、さらに図示の実施形態ではレベリングバルブ18が1個しか示されていないが、左右のエアスプリング10,12に夫々協働する2個のレベリングバルブ18を設けることができる。
【0020】
【発明の効果】叙上のように、本発明に係る車両用エアスプリング装置は、エアを貯溜するエアタンクと、車体とアクスルとの間に配設され上記エアタンクからエアを供給されて上記車体を弾性的に支持するエアスプリングと、上記アクスルに対する車体の高さを検知して上記エアスプリングにエアを供給し又は同エアスプリング内のエアを排出して車体を所望の高さに保持する車高調整バルブと、同車高調整バルブと上記エアスプリングとの間のエア通路内に介装され同エア通路内のエア流量を複数段階に変化させることができるエア流量調整手段とを備え、同エア流量調整手段により荷役停車時と車両走行時とのエア流量を変化させることによって荷役停車及び走行時の車高調整速度を変化させるように構成したことを特徴とし、荷役時貨物を積卸しすることによって生じる車高の変化を迅速に修正して設定値に車高調整を行なうことができるので、車両の走行安定性、操縦安定性を損なうことなく、車両の稼働率を向上することができると共に、走行時におけるエアの消費を低減してエア源としてのコンプレッサの負荷を軽減し、車両の燃費を改善し得る利点がある。
【0021】また、本発明において、上記車高調整バルブと上記エアタンクとの間のエア通路内に、エア流量を複数段階に変化させることができる第2のエア流量調整手段が設けられることにより、上記本発明の諸利点に加え、通常走行時のエア消費量を一層低減してエア源としてのコンプレッサの負荷をさらに低減し得る利点がある。なお、本発明において、上記エア流量調整手段が、相対的に大きい通路断面積を有し中間に開閉弁を介装した大径エア通路と、その両端を上記開閉弁の両側における大径エア通路に接続され同大径エア通路の断面積より相対的に小さい通路断面積を有する小径エア通路とを含む構成とすることにより、構造簡単かつ安価で作動確実なエア流量調整手段を提供することができ、なおまた、本発明において、上記エア流量調整手段が、荷役時には開弁して相対的に大きい通路断面積を提供し、車両の走行時には閉弁して上記大きい通路断面積より十分小さい通路断面積を提供する弁装置を包含する構成とすることにより、エア流量調整手段の構造を一層簡素化し、かつ軽量でしかも省スペースを図り得る利点がある。
【出願人】 【識別番号】000006286
【氏名又は名称】三菱自動車工業株式会社
【出願日】 平成11年8月4日(1999.8.4)
【代理人】 【識別番号】100065282
【弁理士】
【氏名又は名称】広渡 禧彰
【公開番号】 特開2001−47837(P2001−47837A)
【公開日】 平成13年2月20日(2001.2.20)
【出願番号】 特願平11−253412