JP2005145285A - 車両の油気圧懸架装置 - Google Patents

Abstract

【課題】
対角線スタック現象を防止するとともに、ロール増大助長効果を抑制できるようにする。
【解決手段】
全車軸（４つの軸４１、４２、４３、４４）のうち少なくとも１軸（２つの軸４３、４４）を除いた車軸（第１軸４１、第２軸４２）であって、油気圧懸架装置（２１、２２、２３、２４）が備えられている車軸（第１軸４１、第２軸４２）の左右の各油気圧懸架装置（２１、２２と２３、２４）の油室（３１）または/およびガス室が連通される。この場合、全車軸（たとえば４つの車軸４１、４２、４３、４４）の数（４）の５０％に相当する数（２）よりも少ない数（１）の車軸（たとえば第１軸４１）であって、油気圧懸架装置（２１、２３）が備えられている車軸（第１軸４１）の左右の各油気圧懸架装置（２１、２３）の油室（３１）または/およびガス室が連通されることが望ましい。さらに、操舵輪（１１、１２、１３、１４）の左右の各油気圧懸架装置（２１、２２と２３、２４）の油室（３１）または/およびガス室が連通されることが望ましい。
【選択図】 図８

Description

本発明は、３軸以上の車軸を備えた多軸車両の油気圧懸架装置に関するものである。

乗用車、建設機械、重量物運搬用のトラック等の車両には車輪、リンクやアーム等のサスペンション部材、バネ要素、ダンパ要素からなる懸架脚が設けられている。一般的には、車輪が上下方向に揺動するように、車体と車輪とがリンクやアーム等のサスペンション部材を介して連結され、車体とサスペンション部材とがバネ要素およびダンパ要素を介して連結されて、懸架脚が構成される。

バネ要素の種類には、コイルスプリング等の弾性を利用した金属バネ、空気等の気体が圧縮されることによる反発力を利用した気体バネがある。

ダンパ要素に関しては、作動油をシリンダ内に封入し作動油がピストンのオリフィスを通過するときの抵抗を利用して減衰力を発生するオイルダンパが一般的に用いられる。

各種懸架装置のうち、気体バネ、オイルダンパで懸架脚が構成されるものを、本明細書では「油気圧懸架装置」と称する。油気圧懸架装置の油気圧懸架用シリンダで発生する主な力は、作動油による減衰力（シリンダストロークの速度の関数）と、気体バネのガスによるバネ力（シリンダストロークの変位量の関数）である。
乗用車等の民生用車両のサスペンション（懸架装置）では、主に整地された道路を走行する際の乗り心地や操縦安定性が重要な課題である。この観点からサスペンションに関する種々の技術が開発されている。
後掲する特許文献１（特開平２００１−１９１７７８号公報）、特許文献２（ＵＳＰ６０１７０２３）、特許文献３（ 特開平６−７２１２７号公報）、特許文献４（特表２００２−５４１０１４号公報）、特許文献５（特表２００２−５４１０１５号公報）には、制御弁によって四輪車の前側および後側の左右の車輪それぞれ設けられた各気体バネのガス室同士を連通させるか、オイルダンパの油室同士を連通させるという構成（左右連通）が記載されている。

このように左右の車輪にそれぞれ設けられた各懸架装置のガス室あるいは油室を連通させることで左右車輪の接地圧が均等になり、後述するように対角線スタック現象を防止できるとともに、瞬間的なロール方向への傾きを抑制することができる。

・対角線スタック現象
まず対角線スタック現象について説明する。

重量物運搬用トラックに代表される車両は、路面凹凸の大きな鉱山や工事現場あるいは災害地域を走行することが多い。このような重量物運搬用トラックが、路面の凹凸にはまったりタイヤのスリップなどによって立ち往生すると、輸送業務に支障を来すだけではなく、立ち往生した重車両を救出すること自体が困難な状況になる。

車両が凹凸路面にはまり走行不能になる原因は、図１に示すように、車両１００が突起物１２０に乗り上げた結果、一部の車輪が浮き上がってエンジンの駆動力を車輪を介して路面に有効に伝達できなくなる「対角線スタック」と呼ばれる現象になることが殆どである。

対角線スタックとは、図１に示すように、４つの車輪１１、１２、１３、１４のうち１つの車輪（たとえば右前輪１３）が突起物１２０に乗り上げた結果として、その乗り上げ車輪１３に対して、４つの車輪の接地すべき点（頂点Ａ、Ｂ、Ｃ、Ｄ）で構成される平面１０９の対角線上にある車輪１２の接地点（頂点Ｂ）と、乗り上げ車輪１３の接地点（頂点Ｃ）とに荷重が集中してかかってしまい、もう一つの対角線上にあたる車輪１１の接地すべき点（頂点Ａ）と車輪１４の接地すべき点（頂点Ｄ）のうち少なくとも一方が路面から浮き上がり、接地圧が極めて軽くなりスタックを招来するという現象のことである。

ここでサスペンションを備えていない４輪車両の場合には、図２に示すように、突起物１２０に車輪１３が乗り上げると、頂点Ｃと頂点Ｂに相当する車輪１３、１２に車体重量が集中して作用して接地圧が増大する一方で、頂点Ｄと頂点Ａに相当する車輪１４、１１には接地圧がかからないため駆動輪が空転し、駆動力を車輪を介して路面に有効に伝達されるなくなる。

実際の車両１００の車輪には、サスペンションが設けられているため、大きな荷重がかかっている車輪は上に押し上げられ、小さな荷重がかかっている車輪は
下に垂れ下がる。このためよほどの高い突起物１２０に乗り上げない限り、図２のように車輪が路面から完全に浮き上がってしまうことがない。

しかしサスペンションとともに上に大きく持ち上げられた車輪は、バネの圧縮量が大きいため、大きな荷重を支えることになり、逆にサスペンションとともに下へ垂れ下がった車輪は、バネの圧縮量が小さいため、小さな荷重しか支えることができない。つまりサスペンションを備えた車両においても、突起物１２０に乗り上げれば、車輪の接地圧にバラツキが生じる。

ここで、エンジン出力が車輪を介して伝達される際の駆動力Ｆと、車輪と路面との間の摩擦係数μと、車輪が支える荷重Ｗとの間には、
Ｆ＝μＷ
なる関係がある。上述したように各車輪間に荷重のバラツキが生じると、各車輪で発揮できる駆動力にもバラツキが生じる。このため駆動力が過大となった車輪はスリップを引き起こし無意味に路面を掘る結果を招き、ますます凹凸路面から脱出しにくくなる。

・瞬間的なロール方向への傾き抑制効果
図３は４つの油気圧懸架装置２１、２３、２２、２４が、前側の左右車輪１１、１３および後側の左右車輪１２、１４（図示は省略してる）にそれぞれ設けられた４輪車両を車体前側からみた図であり、左前輪１１が突起物１２１に乗り上げた状態を示している。

同図３に示すように、左右の前輪１１、１３の各油気圧懸架用シリンダ３０の各油室３１は、管路３２によって連通されているとともに、左右の後輪１２、１４の各油気圧懸架用シリンダ３０の各油室３１は、管路３２によって連通されている。

この構成で車両１００が低い段差１２１に乗り上げたものとすると、乗り上げた瞬間に作動油が右前の懸架装置２３のシリンダ３０から作動油が流出して、左前の懸架装置２１のシリンダ３０に圧入される。同時に左前の懸架装置２１のシリンダ３０に作動油が圧入されるので、車体の左前が上昇することになり、結果的に左右の前輪１１、１３が均等に持ち上がる。後輪の左右輪１２、１４についても同様である。

このように瞬間的に車輪が突起物等の段差に乗り上げた場合には、左右の車輪１１、１３（１２、１４）が均等に上方向へ動くため、車両１００がロール方向に傾くことを抑制することができ、乗り心地を向上させることができる。

特許文献１〜５として掲げた「左右連通」の従来技術によれば、制御弁によって四輪車の前後左右の車輪にそれぞれ設けられた各気体バネのガス室を連通させるか、オイルダンパの油室を連通させるという構成をとっているため、左右車輪で接地圧が均等になり上述した「対角線スタック現象」を防止することができるとともに、上述した「瞬間的なロール方向への傾き抑制効果」が得られる。

また後掲する特許文献６（特表２００３−５１１３００号公報）、特許文献７（特開平７−３２８５１号公報）には、制御弁によって四輪車の左側および右側の前後の各車輪にそれぞれ設けられた各気体バネのガス室同士を連通させるか、オイルダンパの油室同士を連通させるという構成（前後連通）が記載されている。

このような「前後連通」の構成は、ラフロードにおける特別な運転状況下での乗り心地の改善が得られる。しかし「左右連通」の構成をとっていないため、上述した「対角線スタック現象」の防止効果、上述した「瞬間的なロール方向への傾き抑制効果」は得られない。
特開平２００１−１９１７７８号公報 ＵＳＰ６０１７０２３ 特開平６−７２１２７号公報 特表２００２−５４１０１４号公報 特表２００２−５４１０１５号公報 特表２００３−５１１３００号公報 特開平７−３２８５１号公報

上述したように四輪車の前後の車輪について左右連通させる構成をとった場合には、急激なショックには有用であるものの、傾斜したまま車両が走行する場合にはロール増大を助長させる問題を引き起こす。

・ロール増大助長効果
図４に示すように、図３と同様の構成の車両１００が、車両１００の車幅方向である左右方向に傾斜している傾斜路１２２（一例として図中左側が低く右側が高い傾斜路を想定する）を走行している場合、車両１００が路面傾斜によって図中左（車体右側）に傾くと、車両１００の重心Ｇが同じ方向に傾き、右前輪１３の荷重が増加すると同時に、左前輪１１の荷重が減少する。このため右前輪１３のシリンダ３０の油室３１の圧力が大きくなり右前輪１３のシリンダ３０の油室３１から左前輪１１のシリンダ３０の油室３１に作動油が圧入される。このため右前輪１３のシリンダ３０は益々縮退し右前輪１３側の車高が低くなるとともに左前輪１１のシリンダ３０は益々伸張し左前輪１１側の車高が高くなる。このため車両１００は路面傾斜の影響に加えて益々傾斜路１２２の低い側に傾いていく（ロール増大助長効果）。

このロール増大助長効果は、車両１００が高速で旋回する際にも発生し、車１００が横転する原因になる。

しかしながら、舗装路外の凹凸路を走行する車両では、車体の重心Ｇが左右に振れるほど路面凹凸が大きいために、左右連通しても乗り心地は改善されず、却って欠点だけが目立ってしまうという問題があった。

そこで本発明は、対角線スタック現象を防止するとともに、ロール増大助長効果を抑制できるようにすることを、解決課題とするものである。

第１発明は、
車軸が３軸以上ある車両に適用され、
少なくとも１軸の左右車輪に対応してそれぞれ、油気圧懸架装置が備えられており、
全車軸のうち少なくとも１軸を除いた車軸であって、油気圧懸架装置が備えられている車軸の左右の各油気圧懸架装置の油室または/およびガス室が連通されていること
を特徴とする。

第２発明は、第１発明において、
全車軸の数の５０％に相当する数よりも少ない数の車軸であって、油気圧懸架装置が備えられている車軸の左右の各油気圧懸架装置の油室または/およびガス室が連通されていること
を特徴とする。

第３発明は、第１発明において、
左右の各油気圧懸架装置の油室または/およびガス室が連通される車軸は、操舵輪であること
を特徴とする。

第４発明は、
車軸が３軸以上ある車両に適用され、
少なくとも隣り合う前後の２軸の左右車輪にそれぞれ、油気圧懸架装置が備えられており、
全車軸のうち少なくとも１軸を除いた車軸であって、油気圧懸架装置が備えられている少なくとも隣り合う前後２軸の車軸の左右の各油気圧懸架装置の油室または/およびガス室が連通されているとともに、当該前後２軸の車軸の前後の各油気圧懸架装置の油室または/およびガス室が連通されていること
を特徴とする。

第５発明は、第４発明において、
車軸が４軸以上ある車両に適用され、
左右および前後の各油気圧懸架装置の油室または/およびガス室が連通されている車軸は、操舵輪であること
を特徴とする。

第１発明によれば、図８（ａ）、（ｂ）に示すように、全車軸（４つの軸４１、４２、４３、４４）のうち少なくとも１軸（２つの軸４３、４４）を除いた車軸（第１軸４１、第２軸４２）であって、油気圧懸架装置（２１、２２、２３、２４）が備えられている車軸（第１軸４１、第２軸４２）の左右の各油気圧懸架装置（２１、２２と２３、２４）の油室（３１）または/およびガス室が連通される。

第２発明によれば、全車軸（たとえば図５において４つの車軸４１、４２、４３、４４）の数（４）の５０％に相当する数（２）よりも少ない数（１）の車軸（たとえば第１軸４１）であって、油気圧懸架装置（２１、２３）が備えられている車軸（第１軸４１）の左右の各油気圧懸架装置（２１、２３）の油室（３１）または/およびガス室が連通される。

第３発明によれば、図６に示すように、操舵輪（１１、１２、１３、１４）の左右の各油気圧懸架装置（２１、２２と２３、２４）の油室（３１）または/およびガス室が連通される。

第４発明によれば、図８（ａ）、（ｂ）に示すように、全車軸（４つの軸４
１，４２、４３、４４）のうち少なくとも１軸（２つの軸４３、４４）を除いた車軸（第１軸４１、第２軸４２）であって、油気圧懸架装置（２１、２２、２３、２４）が備えられている少なくとも隣り合う前後２軸の車軸（４１、４２）の左右の各油気圧懸架装置（２１、２２と２３、２４）の油室（３１）または/およびガス室が連通されるとともに、当該前後２軸の車軸（４１、４２）の前後の各油気圧懸架装置（２１と２２、２３と２４）の油室（３１）または/およびガス室が連通される。

第５発明によれば、図６に示すように、車軸が４軸以上ある車両（４軸車両１００）の操舵輪（１１、１２、１３、１４）の左右および前後の各油気圧懸架装置（２１、２２と２３、２４；２１と２２、２３と２４）の油室（３１）または/およびガス室が連通される。

（第１発明）
第１発明によれば、車軸の左右の油気圧懸架装置同士を左右連通させるようにしたので、図１１に示すように、対角線スタック現象が防止される。また少なくとも１つの車軸を残して車軸の左右の油気圧懸架装置同士を左右連通させるようにしたので、図４に示すロール増大助長効果を抑制することができる。

（第２発明）
図８（ｂ）あるいは図１２（ｂ）の構成をとる場合には、全車軸の数（４）に対する、左右連通される車軸の数（２）の割合は、５０％となる。５０％の車軸（第１軸４１、第２軸４２）が左右連通されていることでロール増大を助長しようとするが（図４参照）、他の５０％の左右連通されていない車軸（第３軸４３、第４軸４４）がロール増大助長を抑制する。このロール増大助長を抑制する効果を高めるには、全車軸の数に対する、左右連通されている車軸の数の割合を５０％よりも更に小さくすればよい。そこで、たとえば図５（図１４（ａ））の４軸８軸の車両１００の第１軸４１の左右の油気圧懸架装置１１、１３同士を左右連通させるのみで、前後連通を省略する構成を取る。この構成を取った場合には、全車軸の数（４）に対する、左右連通される車軸の数（１）の割合は、２５％となり、同割合が５０％の構成の場合と比較して、ロール増大助長抑制効果は、同割合の減少率（５０％→２５％）に応じて増大することになる。

（第３発明）
第３発明によれば、図６に示すように、操舵輪の左右の油気圧懸架装置同士を左右連通させるようにしたので、第１発明の効果に加えて、積雪路、凍結路、わだち等におけるスリップ、スタックが防止されるという効果が得られる。

（第４発明）
第４発明によれば、隣り合う前後の油気圧懸架装置同士を前後連通させるようにしたので、第１発明の効果に加えて、図９に示すように、突起物乗り越え性能が向上するという効果が得られる。

（第５発明）
第５発明によれば、図６に示すように、操舵輪の左右の油気圧懸架装置同士を左右連通させるようにしたので、第４発明の効果に加えて、積雪路、凍結路、わだち等におけるスリップ、スタックが防止されるという効果が得られる。

以下図面を参照して本発明に係る車両のバネ制御装置の実施の形態について説明する。

図５は実施形態の車両１００の全体構成を示している。また図５（ａ）は正面図であり、図５（ｂ）は側面図であり、図５（ｃ）は上面図である。

実施形態では、戦闘車両であって、４軸の車軸、８つの車輪が備えられた多軸装輪車両を想定する。また実施形態では車両１００として、独立懸架方式の車両をベースとした車両１００を想定しており、独立懸架方式としてストラット式を想定している。

なお以下に述べる説明は、４軸以外の多軸車両あるいは装軌式車両に適用してもよく、戦闘車両以外の民生用の車両に適用してもよい。

またストラット式以外に、フル・トレーリングアーム式、セミ・トレーリングアーム式、ダブルウィッシュボーン式、マルチリンク式等の他の独立懸架方式を適用してもよく各種懸架方式を組み合わせて適用してもよい。

図５に示すように車体１０１には、車体１０１の前側より第１軸４１、第２軸４２、第３軸４３、第４軸４４が備えられている。

車体１０１の下部には、各車輪に対応して懸架脚としての油気圧懸架装置２１、２２、２３、２４、２５、２６、２７、２８が懸架されている。

すなわち第１軸４１の左側車輪１１に対応して油気圧懸架装置２１が、そして第１軸右側車輪１３に対応して油気圧懸架装置２３が設けられている。また第２軸４２の左側車輪１２に対応して油気圧懸架装置２２が、そして第２軸右側車輪１４に対応して油気圧懸架装置２４が設けられている。また第３軸４３の左側車輪１５に対応して油気圧懸架装置２５が、そして第３軸右側車輪１７に対応して油気圧懸架装置２７が設けられている。また第４軸４４の左側車輪１６に対応して油気圧懸架装置２６が、そして第４軸右側車輪１８に対応して油気圧懸架装置２８が設けられている。

油気圧懸架装置２１〜２８は、車輪１１〜１８、リンクやアーム等のサスペンション部材１０２、後述する気体バネ３５、ダンパ要素を内蔵した油気懸架用シリンダ３０とからなる。車輪１１〜１８が上下方向に揺動するように、車体１０１と車輪１１〜１８とがリンクやアーム等のサスペンション部材１０２を介して連結され、車体１０１とサスペンション部材１０２とが油気圧懸架用シリンダ３０を介して連結されて、懸架脚としての油気圧懸架装置２１〜２８が構成される。油気圧懸架用シリンダ３０はアウタチューブ３０ａと、このアウタチューブ３０ａに対して摺動自在のインナチューブ３０ｂとからなる。アウタチューブ３０ａ、インナチューブ３０ｂのうち一方が車体１０１に接続され他方がサスペンション部材１０２に接続されている。車輪１１〜１８が上下方向に揺動しこれに伴いサスペンション部材１０２が揺動するに伴い、油気圧懸架用シリンダ３０のインナチューブ３０ｂはアウタチューブ３０ａに対して摺動し、後述する気体バネ３５でバネ発生力が発生しダンパ要素で減衰力が発生する。

実施形態ではストラット式を想定しており油気圧懸架用シリンダ３０がサスペンションの支柱（ストラット）を兼ねている。

ここで気体バネ３５とは、空気、窒素ガス等の気体が圧縮されることによる反発力を利用したバネのことである。ダンパ要素に関しては、作動油をシリンダ３０内に封入し作動油がピストンのオリフィスを通過するときの抵抗を利用して減衰力を発生するオイルダンパを想定している。

図６は、各車輪と操舵輪との関係を示している。

実施形態の車両１００は、前側の車輪１１、１２、１３、１４が操舵輪となっており、ステアリング指令信号に応じて、車体１０１に対して車輪の向きが変化して、旋回走行等を行うことができる。

図７（ａ）は各油気圧懸架懸架装置２１〜２８の構成を、第１軸右車輪３３、第１軸左車輪３１に対応する油気圧懸架装置２３、２１を代表させて示している。

同図７（ａ）に示すように、第１軸右車輪３３、第１軸左車輪３１に対応する油気圧懸架用シリンダ３０は、高圧容器としてのアウタチューブ３０ａ（シリンダ本体）とこのアウタチューブ３０ａ内で摺動するインナチューブ３０ｂとからなる。アウタチューブ３０ａは、作動油が収容されている油室３１を備えている。インナチューブ３０ｂはピストン３４を接続したロッド３０ｅとして構成されており、ピストン３４は油室３１内で摺動する。ピストン３４には、オリフィスが形成されており、オリフィスの作動油出口側には、板バネからなるバルブがそれぞれ設けられている。作動油がピストン３４のオリフィスを通過するときの抵抗によって減衰力が生じる。

油室３１は管路３３を介してアキュムレータ３６の油室３７に連通している。アキュムレータ３６のガス室３８には、高圧のガス、たとえば空気あるいは窒素ガスなどが封入されている。シリンダ３０の油室３１内の圧力が変化し、アキュムレータ３６の油室３７内の圧力が変化すると、ガス室３８の高圧気体が圧縮され、高圧気体で反発力が生じバネ発生力が発生する。つまりアキュムレータ３６と油圧シリンダ３０と管路３３とによって気体バネ３５が構成されている。

本実施形態では、本来独立しているこれら左右の油気圧懸架装置２１、２３の油室３１、３１同士が管路３２によって接続されている。管路３２上には、遮断弁５０が設けられており、遮断弁５０が連通位置５０ａとなることで、左右の油気圧懸架装置２１、２３の油室３１、３１同士が連通状態になる。このように各油気圧懸架装置の油室同士が連通される構成のことを、本明細書では、「油室連通」と称するものとする。

図８（ａ）は、車両全体の各油気圧懸架装置２１〜２８と、これら各油気圧懸架装置２１〜２８を相互に接続する油圧機器との関係を示している。

すなわち上述したように第１軸４１の左右の油気圧懸架装置２１、２３の油室３１、３１同士が管路３２によって接続されている。管路３２上には遮断弁５０が設けられている。遮断弁５０は、図示しないコントローラから出力されるオンオフ指令信号に応じて弁位置が、連通位置５０ａ、遮断位置５０ｂに切り換えられる。

図７（ａ）と同様な構成によって、車体左前側の隣り合う前後の油気圧懸架装置２１、２２の油室３１、３１同士が管路３２によって油室連通可能に接続されている。同じく車体左後ろ側の隣り合う油気圧懸架装置２５、２６の油室３１、３１同士が管路３２によって油室連通可能に接続されている。

同様に車体右前側の油気圧懸架装置２３、２４の油室３１、３１同士が管路３２によって油室連通可能に接続されている。同じく車体右後ろ側の隣り合う油気圧懸架装置２７、２８の油室３１、３１同士が管路３２によって油室連通可能に接続されている。

図８（ｂ）は図８（ａ）に示される各遮断弁５０を連通位置５０ａにしたときの油室連通状態を概念的に示している。同図８（ｂ）に示すように各遮断弁５０が連通位置５０ａに位置されると、車両１００の第１軸４１、第２軸４２の左の油気圧懸架装置２１、２２と右の油気圧懸架装置２３、２４とが油室連通状態になる。また車体左前側の隣り合う前後の油気圧懸架装置２１、２２が油室連通状態になり、車体左後ろ側の隣り合う油気圧懸架装置２５、２６が油室連通状態になり、車体右前側の油気圧懸架装置２３、２４が油室連通状態になり、車体右後ろ側の隣り合う油気圧懸架装置２７、２８が油室連通状態になる。

つぎに上述した車両１００が各種路面を走行する場合の挙動およびそれによる効果について説明する。

（前後連通させることによる効果）
図９は、４軸８輪の車両１００の車体右側の各車輪１３、１４、１７、１８が突起物１２３を乗り越すときの挙動を示している。

本実施例では、車体１０１に傾斜センサが設けられ、傾斜センサの出力から判断して、突起物１２３を乗り越す状況である場合には、少なくとも隣り合う前後の油気圧懸架装置間の管路上の各遮断弁５０が連通位置５０ａに切り換えられる。これにより隣合う前後の油気圧懸架装置（２３と２４、２７と２８）が油室連通状態になる。最初に突起物１２３に乗り上げるのは右の第１輪１３であるが、その右第１輪１３に対応する油気圧懸架装置２３とつぎに乗り上げるべき右第２輪１４に対応する油気圧懸架装置２４とが前後連通状態となっているため、これら右前側車輪１３、１４の接地圧は均等になる。同様に右後ろ側車輪１７、１８の接地圧は均等になる。車体左側の車輪が突起物に乗り上げる場合も同様であり、左前側車輪１１、１２の接地圧が均等な状態で突起物に乗り上げられ、左後ろ側車輪１５、１６の接地圧が均等な状態で突起物に乗り上げられる。このため凹凸の路面における突起物乗り越え時の乗り越え性能が向上する。

（左右連通させることによる効果）
しかし凹凸路面において片側突起物を乗り越えるときには、前述したような対角線スタック現象が発生するおそれがある。

図１０（ａ）、（ｂ）は、車両１００の右前側の隣合う車輪１３、１４が突起物１２４に乗り上げた場合の状態を示しており、図１０（ａ）は水平な路面を走行している場合を示し、図１０（ｂ）は登坂路を走行している場合を示している。

ここで仮に各遮断弁５０が遮断位置５０ｂに位置されており各油気圧懸架装置が遮断（非連通）状態になっている場合を想定する。

図１０（ａ）に示すように、水平な路面であっても右前側の車輪１３、１４が突起物（突起地形）１２４に乗り上げると 図１で説明したのと同様に、 右前側の車輪１３、１４の接地点（頂点Ｃ）の対角線上の反対側の頂点Ｂつまり左後ろ側の車輪１５、１６の接地点で荷重が集中する一方で、他の対角線上の頂点Ａ、Ｄつまり左前側車輪１１、１２、右後ろ側車輪１７、１８の接地すべき点で荷重が減少してしまいエンジンの駆動力を車輪を介して有効に路面に伝えられなくなり車輪がスリップし易くなる。つまり対角線スタック現象が発生する。

特に図１０（ｂ）に示すように、登坂路を走行中に車輪がスリップすると、８輪合計で発揮できる駆動力が不足してしまい前進そのものが困難になることが予測される
そこで本実施例では、車体に傾斜センサが設けられ、傾斜センサの出力から判断して、対角線スタック現象が起こることが予測される場合あるいはスリップにより前進が困難になると予測される場合には、少なくとも左側車輪に対応する油気圧懸架装置と右側車輪に対応する油気圧懸架装置との間の各遮断弁５０が連通位置５０ａに切り換えられる。

遮断弁５０が連通位置５０ａに切り換えられると、図８（ｂ）で説明したように、左前側車輪１１、１２に対応する左の油気圧懸架装置２１、２２と、右前側車輪２３、２４に対応する右の油気圧懸架装置２３、２４とが油室連通状態になる。

図１１は、上記制御が行われて、対角線スタック現象が解消された状態を図１に対応させて模式的に示している。図８（ａ）と併せ参照して説明する。

すなわち図１１に示すように、右前側車輪１３、１４が突起物１２４に乗り上げると、図８（ａ）に示すように、右前側の油気圧懸架装置２３、２４の油室３１圧力が上昇するが、その後、右前側の油気圧懸架装置２３、２４の油室３１の作動油が管路３２を介して、突起物１２４の側方にあって突起物１２４に乗り上げてない左前側の油気圧懸架装置２１、２２の油室に圧入される。このため右前側の油気圧懸架装置２３、２４から作動油が抜けて、右前側車輪１３、１４（頂点Ｃ）が上がり（シリンダ縮退）、車体右前側の車高が下がることになる。逆に左前側の油気圧懸架装置１１、１２の作動油が増加して、左前側車輪１１、１２（頂点Ａ）が下がり（シリンダ伸張）、車体左前側の車高が上がる。これにより浮き上がっていた、あるいは浮き上がるおそれのあった左前側車輪１１、１２（頂点Ａ）が接地することになる。左右の油気圧懸架装置２１、２２と２３、２４とは作動油が連通しているため、左前側車輪１１、１２と右前側車輪１３、１４の接地圧が等しくなるまで、上述した右前側車輪１３、１４の上昇（右前側シリンダの縮退；右前側の車高の下がり）と、左前側車輪１１、１２の下降（左前側シリンダの伸張；左前側の車高の上がり）とが継続される。この結果、８つの車輪は、少なくとも頂点Ａ（左前側車輪１１、１２）、頂点Ｂ（左後ろ側車輪１５、１６）、頂点Ｃ（右前側車輪１３、１４）で負荷を分担して接地することになる。このように本実施形態によれば、車体前側の左の油気圧懸架装置２１、２２と右の油気圧懸架装置２３、２４とを連通させているため、左前側車輪１１、１２と右前側車輪１３、１４とが荷重を分担することができ、対角線スタック現象を防止することができる。

（少なくとも１つの車軸を残して左右連通させることによる効果）
本実施例では、車体１０１に傾斜センサが設けられ、傾斜センサの出力から判断して、車両１００が、図４で説明したような車幅方向である左右方向に傾斜している傾斜路１２２（一例として図中左側が低く右側が高い傾斜路を想定する）を走行すると予測される場合あるいは走行中であると判断された場合には、各油気圧懸架装置間の管路上の各遮断弁５０が連通位置５０ａに切り換えられる。

この結果、車両１００は、図８（ｂ）に示すように、少なくとも１つの車軸つまり後ろ側の第３軸４３、第４軸４４を残して、前側の第１軸４１、第２軸４２の左の油気圧懸架装置２１、２２と右の油気圧懸架装置２３、２４とが左右連通した状態になる。

４軸８輪の車両１００が図４で説明した傾斜路１２２（一例として図中左側が低く右側が高い傾斜路を想定する）を走行していると、車両１００が路面傾斜によって図中左に傾き、車両１００の重心Ｇが同図中左に傾き、右前側車輪１３、１４の荷重が増加すると同時に、左前側車輪１１、１２の荷重が減少する。このため右前側車輪１３、１４のシリンダ３０の油室３１の圧力が大きくなり右前側車輪１３、１４のシリンダ３０の油室３１から左前側車輪１１、１２のシリンダ３０の油室３１に作動油が圧入される。このため右前側車輪１３、１４のシリンダ３０を益々縮退させ右前側の車高を低くさせ、左前側車輪１１、１２のシリンダ３０は益々伸張し左前側の車高を高くしようとし車体１０１は傾斜路１２２の低い側に倒れ込もうとする（ロール増大助長効果）。

ところが車体１０１の後ろ側では左の油気圧懸架装置２５、２６と右の油気圧懸架装置２７、２８とは左右連通されていない。このため左の油気圧懸架装置２５、２６と右の油気圧懸架装置２７、２８とは独立して作動することになり、右後ろ側の車高を低くさせ、左後ろ側の車高を高くしようとするロール増大助長効果は抑制される。

結局、車体１０１の後ろ側でロール増大助長効果が抑制されるため、同じ剛体である車体１０１の前側でのロール増大助長効果が抑制されることになり、車体全体として傾斜路１２２の低い側に傾くことが抑制されることになる。

（操舵輪を左右連通させることによる効果）
図６を参照して、４軸８輪の車両１００がスリップしスタックしやすい路面、たとえば積雪路、凍結路、わだちを走行しているときの挙動を説明する。

本実施例では、車体１０１に左右車輪の回転数差からスリップを検出するなどのスリップセンサが設けられ、スリップセンサの出力から判断して、スリップしやすい路面状況である場合には、少なくとも操舵輪に対応する各油気圧懸架装置間の管路上の各遮断弁５０が連通位置５０ａに切り換えられる。

この結果、車両１００は、図６に示すように、左側の操舵輪１１、１２に対応する油気圧懸架装置２１、２２と、右側の操舵輪１３、１４に対応する油気圧懸架装置２３、２４とが左右連通した状態になる。

ここで、車体に対する車輪の向きを変化させることで操舵される車両にあっては、路面と車輪の間に働く横力によって操舵力が発生する。横力と車輪の接地荷重との間には、
横力＝係数×（摩擦係数）×（接地荷重）
なる関係がある。よって接地荷重を左右の車輪で均等にし横力を左右車輪で均等にすることで操舵力を左右車輪で均等にすることができ、スリップしやすい路面
での走破性を向上させることができる。

本実施例では、左側の操舵輪１１、１２に対応する油気圧懸架装置２１、２２と、右側の操舵輪１３、１４に対応する油気圧懸架装置２３、２４とが左右連通されるため、左側操舵輪１１、１２の接地荷重と右側操舵輪１３、１４の接地荷重とが均等になり、左側操舵輪１１、１２で発生する横力と右側操舵輪１３、１４で発生する横力が均等になり、左側操舵輪１１、１２で発生する操舵力と右側操舵輪１３、１４で発生する操舵力が均等になる。これによりスリップしやすい路面における発進時、走行中いずれの場合でも左右で均等な操舵力が得られ、スリップやスタックを引き起こす可能性が極めて少なくなる。またスリップしやすい路面で対角線スタック現象が引き起こされることが防止される。特に左右の操舵輪の一方で過大な操舵力が発生すると、路面が損傷されることがあるが、本実施例では左右の操舵輪で均等な接地荷重が得られ操舵力が均等となるため、路面の損傷を最小限に軽減でき、路面の損傷によって走行条件が益々悪化することが防止される。

上述した説明では、油室連通で構成された場合を想定したが、図７（ｂ）に示すようにガス室連通で構成してもよい。

すなわち、図７（ｂ）に示すように、本来独立しているこれら左右の油気圧懸架装置２１、２３のガス室３８、３８同士が管路３９によって接続されている。管路３９上には、遮断弁５０が設けられており、遮断弁５０が連通位置５０ａとなることで、左右の油気圧懸架装置２１、２３のガス室３８、３８同士が連通状態になる。このように各油気圧懸架装置のガス室同士が連通される構成のことを、本明細書では、「ガス室連通」と称するものとする。

図１２（ａ）は、車両全体の各油気圧懸架装置２１〜２８と、これら各油気圧懸架装置２１〜２８を相互に接続する油圧機器との関係を示している。

すなわち上述したように第１軸４１の左右の油気圧懸架装置２１、２３のガス室３８、３８同士が管路３９によって接続されている。管路３９上には遮断弁５０が設けられている。遮断弁５０は、図示しないコントローラから出力されるオンオフ指令信号に応じて弁位置が、連通位置５０ａ、遮断位置５０ｂに切り換えられる。

図７（ｂ）と同様な構成によって、車体左前側の隣り合う前後の油気圧懸架装置２１、２２のガス室３８、３８同士が管路３９によってガス室連通可能に接続されている。同じく車体左後ろ側の隣り合う油気圧懸架装置２５、２６のガス室３８、３８同士が管路３９によってガス室連通可能に接続されている。

同様に車体右前側の油気圧懸架装置２３、２４のガス室３８、３８同士が管路３９によってガス室連通可能に接続されている。同じく車体右後ろ側の隣り合う油気圧懸架装置２７、２８のガス室３８、３８同士が管路３９によってガス室連通可能に接続されている。

図１２（ｂ）は図１２（ａ）に示される各遮断弁５０を連通位置５０ａにしたときのガス室連通状態を概念的に示している。同図８（ｂ）に示すように各遮断弁５０が連通位置５０ａに位置されると、車両１００の第１軸４１、第２軸４２の左の油気圧懸架装置２１、２２と右の油気圧懸架装置２３、２４とがガス室連通状態になる。また車体左前側の隣り合う前後の油気圧懸架装置２１、２２がガス室連通状態になり、車体左後ろ側の隣り合う油気圧懸架装置２５、２６がガス室連通状態になり、車体右前側の油気圧懸架装置２３、２４がガス室連通状態になり、車体右後ろ側の隣り合う油気圧懸架装置２７、２８がガス室連通状態になる。

このように車両１００をガス室連通に構成した場合にも、上述した油室連通に構成した場合と同様な連通状態が得られ、上述した各実施例と同様に車両１００が動作し、上述した各種路面の走行時の走破性が向上する。

上述した各実施例では、遮断弁５０を自動制御しているが、遮断弁５０を手動スイッチ等で切り換える手動制御で行うようにしてもよい。

また上述した各実施例では、遮断弁５０を制御することによって路面状況等に応じて連通状態としているが、遮断弁５０の配設を省略し、各油室同士あるいは各ガス室同士を管路を介して常時、連通状態とする実施も可能である。かかる実施例によれば、制御弁、コントローラ等の機器の配設が不要となり、制御が簡易になるとともに、コストを低減させることができる。

上述した各実施例では、４軸８輪の多軸車両１００を想定し、前側の２軸（第１軸４１、第２軸４２）を左右連通および前後連通させるとともに、後ろ側の２軸（第３軸４３、第４軸４４）を前後連通させているが、これ以外の３軸、５軸以上の多軸車両に対しても同様に構成してもよい。

すなわち図１３、図１４、図１５に例示するように、３軸以上の多軸車両を、その重心Ｇに対して車体前側の車軸を等価前軸６１とみなし、車体後ろ側の車輪を等価後軸６２とみなして、２軸４輪の構造の「等価２軸車」として扱い、図８（ｂ）あるいは図１２（ｂ）と同様な連通状態とすることができる。

図１３は３軸６輪の車両１００を例示しており、図１３（ａ）は車両１００（車体１０１）の重心Ｇより前方の第１軸４１、第２軸４２が等価前軸６１とされ重心Ｇより後方の第３軸４３が等価後軸６２とされる構造の車両を示している。同様に図１３（ｂ）は重心Ｇより前方の第１軸４１が等価前軸６１とされ重心Ｇより後方の第２軸４２、第３軸４３が等価後軸６２とされる構造の車両を示している。

図１４は４軸８輪の車両１００を例示しており、図１４（ａ）は図５と同一構造の車両１００を示している。図１４（ｂ）は車両１００（車体１０１）の重心Ｇより前方の第１軸４１が等価前軸６１とされ重心Ｇより後方の第２軸４２、第３軸４３、第４軸４４が等価後軸６２とされる構造の車両を示している。同様に図１４（ｃ）は重心Ｇより前方の第１軸４１、第２軸４２、第３軸４３が等価前軸６１とされ重心Ｇより後方の第４軸４４が等価後軸６２とされる構造の車両を示している。

図１５は５軸１０輪の車両１００を例示しており、図１５（ａ）は車両１００（車体１０１）の重心Ｇより前方の第１軸４１、第２軸４２が等価前軸６１とされ重心Ｇより後方の第３軸４３、第４軸４４、第５軸４５が等価後軸６２とされる構造の車両を示している。同様に図１５（ｂ）は重心Ｇより前方の第１軸４１、第２軸４２、第３軸４３が等価前軸６１とされ重心Ｇより後方の第４軸４４、第５軸４５が等価後軸６２とされる構造の車両を示している。なお６軸以上の車両についても同様に扱われる。

図１３〜図１５に例示したいずれの構造の車両１００についても２軸４輪の等価２軸車として扱われ、図８（ｂ）あるいは図１２（ｂ）と同様に等価前軸６１に設けられた左右の油気圧懸架装置同士が左右連通され、その場合、等価前軸６１が２軸以上であれば、少なくとも隣り合う前後の油気圧懸架装置同士が前後連通される。さらに等価後軸６２が２軸以上であれば、少なくとも隣り合う前後の油気圧懸架装置同士が前後連通される。

たとえば図１４（ｂ）に示す車両であれば、等価前軸６１を構成する第１軸４１の左右の油気圧懸架装置同士が左右連通され、等価後軸６２を構成する第２軸４２、第３軸４３、第４軸４４のうち、第３軸４３、第４軸４４の前後の油気圧懸架装置同士が前後連通された構成とすることができる。

本実施形態は、得ようとする効果に応じて、適宜、種々の変形が可能である。

すなわち、等価前軸６１側を左右連通させるものとして説明したが、逆に等価後軸６２側を左右連通させてもよい。

たとえば図５（図１４（ａ））の４軸８輪の車両１００であれば、等価後軸６２を構成する第３軸４３、第４軸４４の左の油気圧懸架装置２５、２６と、右の油気圧懸架装置２７、２８を左右連通させることができる。

また上述した説明では、前後連通をさせているが、前後連通を適宜省略する実施も可能である。

たとえば図５（図１４（ａ））の４軸８軸の車両１００であれば、第１軸４１の左右の油気圧懸架装置１１、１３同士を左右連通させるのみとする構成であってもよい。かかる構成の場合には、上述した（前後連通させることによる効果）、つまり突起物乗り越え時の性能向上は、やや期待できないが、（左右連通させることによる効果）が得られ、対角線スタック現象が防止される。また（少なくとも１つの車軸を残して左右連通させることによる効果）が得られ、ロール増大助長効果を抑制することができる。また（操舵輪を左右連通させることによる効果）が得られ、積雪路、凍結路、わだち等におけるスリップ、スタックが防止される。

左右の油気圧懸架装置同士を左右連通させる場合、車両の最も前側あるいは最も後ろ側の軸であって、操舵輪に対応する油気圧懸架装置同士であることが、上記効果を有効に得る上で望ましい。

また図１３、図１４、図１５に示す各種車両に本発明を適用する場合において、図８（ａ）、図１２（ａ）と同様に管路上に遮断弁５０を設けて自動制御あるいは手動制御で遮断弁５０を切換え、選択的に連通状態にしてもよく、図８（ａ）、図１２（ａ）から遮断弁５０を省いた構成とし、管路を介して常時、油室連通状態あるいはガス室連通状態にしてもよい。

さらに上述した説明では、車両１００の各車輪に対応して油気圧懸架装置が設けられている独立懸架式の車両がベースとなっていることを想定して説明した。しかし本発明としては、連通すべき箇所のみに油気圧懸架装置が設けられていればよく、連通しない箇所に油気圧懸架装置が設けられているか否かは不問である。

たとえば図５（図１４（ａ））の４軸８軸の車両１００の第１軸４１の左右の油気圧懸架装置１１、１３同士を左右連通させるのみで、前後連通を省略する構成を取る場合には、第１軸４１の左右に、油気圧懸架装置１１、１３を設けるのみとし、他の第２軸４２、第３軸４３、第４軸４４に相当する懸架装置は、機械バネとオイルダンパで構成される独立懸架装置あるいはリジット式の懸架装置であってもよい。

また上述した各実施例では、油気圧懸架装置同士を連通させる場合、油室連通のみの構成（図８（ａ））またはガス室連通のみの構成（図１２（ａ））を前提として説明したが、１台の車両１００の中で油室連通とガス室連通とを適宜組み合わせてもよい。たとえば図８（ａ）の構成において、等価前軸６１側の油気圧懸架装置２１、２２、２３、２４の連通に関しては各油室３１同士を管路３２を介して連通させることにするが、等価後軸６２側の各油気圧懸架装置２５、２６同士の連通および各油気圧懸架装置２７、２８同士の連通に関しては、図１２（ａ）に示される各ガス室３８同士を管路３９を介して連通させる構成とすることができる。

つぎに全車軸の数に対する、左右連通される車軸の数の割合と、本発明の効果との関係について説明する。

前述したように、少なくとも１つの車軸（第３軸４３、第４軸４４）を残して、左右連通（第１軸４１、第２軸４２を左右連通）させることで、ロール増大助長効果を抑制するという効果が得られる。

ここで、図８（ｂ）あるいは図１２（ｂ）の構成をとる場合には、全車軸の数（４）に対する、左右連通される車軸の数（２）の割合は、５０％となる。５０％の車軸（第１軸４１、第２軸４２）が左右連通されていることでロール増大を助長しようとするが（図４参照）、他の５０％の左右連通されていない車軸（第３軸４３、第４軸４４）がロール増大助長を抑制する。このロール増大助長を抑制する効果を高めるには、全車軸の数に対する、左右連通されている車軸の数の割合を５０％よりも更に小さくすればよい。

そこで、たとえば図５（図１４（ａ））の４軸８軸の車両１００の第１軸４１の左右の油気圧懸架装置１１、１３同士を左右連通させるのみで、前後連通を省略する構成を取る。この構成を取った場合には、全車軸の数（４）に対する、左右連通される車軸の数（１）の割合は、２５％となり、同割合が５０％の構成の場合と比較して、ロール増大助長抑制効果は、同割合の減少率（５０％→２５％）に応じて増大することになる。

上述した各実施例では、車両１００が、突起物がある路面、傾斜路、積雪路、凍結路、わだちを走行する場合を想定して説明したが、これ以外の路面状況でも本発明を当然適用可能である。

たとえば路面の硬さが左右車輪で不均質となる路面を走行する場合、つまり左右車輪で土質の軟弱の程度が異なる路面を走行する場合、あるいは左右車輪の一方が通常の路面（コンクリート路やあぜ道）であって他方が脱輪している状況下などにも本発明を適用することができ、その場合、左右の車輪で接地圧が均等になることで、対角線スタック現象防止を抑制できるなど著しい走破性の向上が得られる。

本発明は、戦闘車両のみならず民生用の車両にも適用することができる。

図１は対角線スタック現象を説明する模式図である。 図２はサスペンションなしの構成で四輪車が対角線スタック現象を引き起こした場合の車輪の状態を例示した図である。 図３は前後の２軸を左右連結した四輪車が突起物に乗り上げたときの作動油の流れを示した図である。 図４は前後の２軸を左右連結した四輪車が左右傾斜路を走行するときの作動油の流れを示した図である。 図５（ａ）、（ｂ）、（ｃ）は実施形態の４軸８輪の車両の全体構成を示す図である。 図６は操舵輪に対応する左右の油気圧懸架装置を左右連通させた場合の挙動を説明する図である。 図７（ａ）は油室連通可能な各油気圧懸架装置を例示した図であり、図７（ｂ）はガス室連通可能な各油気圧懸架装置を例示した図である。 図８（ａ）は車両の各油気圧懸架装置と、これら各油気圧懸架装置間に設けられた油圧機器との関係を示した図であり、図８（ｂ）は図８（ａ）に示す各遮断弁が連通位置に位置されたときの状態を模式的に示した図である。 図９は、隣り合う前後の車輪に対応する前後の油気圧懸架装置同士が前後連通された車両が突起物の乗り上げたときの挙動を説明する図である。 図１０（ａ）は車両が水平な路面を走行中に突起物に右前の２つの車輪が乗り上げたときの挙動を説明する図で、図１０（ｂ）は車両が登坂路を走行中に突起物に右前の２つの車輪が乗り上げたときの挙動を説明する図である。 図１１は、図１に対応させて対角線スタック現象が解消された状態を模式的に示す図である。 図１２（ａ）は車両の各油気圧懸架装置と、これら各油気圧懸架装置間に設けられた油圧機器との関係を示した図であり、図１２（ｂ）は図１２ａ）に示す各遮断弁が連通位置に位置されたときの状態を模式的に示した図である。 図１２（ａ）、（ｂ）は３軸の多軸車両の構造を例示した図である。 図１４（ａ）、（ｂ）、（ｃ）は４軸の多軸車両の構造を例示した図である。 図１５（ａ）、（ｂ）は５軸の多軸車両の構造を例示した図である。

符号の説明

１１〜１８ 車輪
２１〜２８ 油気圧懸架装置
３０ 油気圧懸架用シリンダ
３１ 油室
３２、３３、３９ 管路
３５ 気体バネ
３６ アキュムレータ
３８ ガス室
１００ 車両

Claims (5)

1. 車軸が３軸以上ある車両に適用され、
   少なくとも１軸の左右車輪に対応してそれぞれ、油気圧懸架装置が備えられており、
   全車軸のうち少なくとも１軸を除いた車軸であって、油気圧懸架装置が備えられている車軸の左右の各油気圧懸架装置の油室または/およびガス室が連通されていること
   を特徴とする車両の油気圧懸架装置。
2. 全車軸の数の５０％に相当する数よりも少ない数の車軸であって、油気圧懸架装置が備えられている車軸の左右の各油気圧懸架装置の油室または/およびガス室が連通されていること
   を特徴とする請求項１記載の車両の油気圧懸架装置。
3. 左右の各油気圧懸架装置の油室または/およびガス室が連通される車軸は、操舵輪であること
   を特徴とする請求項１記載の車両の油気圧懸架装置。
4. 車軸が３軸以上ある車両に適用され、
   少なくとも隣り合う前後の２軸の左右車輪に対応してそれぞれ、油気圧懸架装置が備えられており、
   全車軸のうち少なくとも１軸を除いた車軸であって、油気圧懸架装置が備えられている少なくとも隣り合う前後２軸の車軸の左右の各油気圧懸架装置の油室または/およびガス室が連通されているとともに、当該前後２軸の車軸の前後の各油気圧懸架装置の油室または/およびガス室が連通されていること
   を特徴とする車両の油気圧懸架装置。
5. 車軸が４軸以上ある車両に適用され、
   左右および前後の各油気圧懸架装置の油室または/およびガス室が連通されている車軸は、操舵輪であること
   を特徴とする請求項４記載の車両の油気圧懸架装置。
   

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