JP2006508852A - 車両の空気サスペンション用システム - Google Patents

Abstract

左及び右側の枠部材を有し間隔を置いた前方車軸及び後方車軸を有する車両用の４点の車のサスペンション用システムであって、近位端及び遠位端を有し、その１対が左及び右枠部材の各々に間隔を置いた関係で、その近位端が枢動可能に取り付けられており、その遠位端が前方車軸及び後方車軸に取り付けられている複数のレバー状梁部材と、レバー状梁部材と当該レバー状梁部材が枢動可能に取り付けられる枠部材との間に配置され、各レバー状梁部材の各々の近位端及び遠位端との間に配置されている膨張可能な力を生成する空気式バッグと、空気圧源と、車両の枠体の水平未調整に応答して空気式バッグを選択的に膨張収縮して車の枠部材の水平化を行う弁システムとを有する車のサスペンション用システムである。

Description

本発明は、貨物用トラックなどの、車輪付き車両、特に貨物輸送用車両のためのサスペンション兼水平化システムに関する。

車両サスペンション用システムの従来の板、コイル又は捩り棒状のバネに代わる空気装置は、種々の異なる形状で使用されてきており、大きな従来技術の主題である。これらの従来のシステムのいくつかは、貨物用トラックのような小型の車両のために構成されているが、従来技術の大部分は、大型の貨物搬送車両、バス及び娯楽用車両のために設計されている複雑なシステムに関する。Ｈｅｉｄｅｒらに付与された米国特許第４９２３２１０号は、既設の設備又は販売後の改造のような小型の車両に使用される不必要に複雑で電気的に制御される複雑な空気サスペンション用システムの例である。
米国特許第４９２３２１０号明細書

本発明の主要な目的は、大部分の小型の貨物輸送用車両のサスペンション用システムの標準的な板バネ、コイルバネ、又は捩りバネを用いた型式の衝撃吸収具に改装して組み込むことができる車両用の簡単な空気サスペンション用システムを提供することである。

本発明の第２の目的は、サスペンション用システムの必要な調整を行い、車両の負荷の分布、加速、減速及び旋回（回転）の関数としての車両の水平調整、及び傾斜（チルト）又は縦揺れを防止するように、車両に作用する力の変化にすぐに応答するであろう車両用のサスペンション用システムを提供することである。

本発明の他の目的及び特徴及び利点は、本発明の説明によって明らかになる。

本発明の車両のサスペンション用システムは、車両の既存の設備又は構造の改造のいずれかのような従来の板バネ、コイルバネ、又は捩り棒状バネのサスペンション用システムと交換することが意図されている。本発明の用途を意図している車両は、長手方向に延び、側方で相互接続される１対の間隔を離した車両枠部材と、この枠部材から可変の間隔を離し、それとほぼ直角の前方及び後方の車軸を有する車両である。

本発明の組合せにおいて、左右の車両枠部材及び前後の車軸は、各々が第３クラスのレバー状梁部材と枢動可能に相互接続されている。各レバー状梁部材の支点と車軸が取り付けられている前記レバー状梁部材の遠位位置との中間の点に接触して、レバーに力成分を提供する膨張可能な空気式バッグの一方の側に取り付けられている。各膨張可能な空気式バッグの他方の側は、車両の枠体に接触している。空気圧源は、下記の増大が車体の水平調整を必要とするときに、空気式バッグを膨張させ、車軸及び車両の枠体との間の距離を増大するために吸気弁を介して作用する。車体位置センサは、吸気弁を制御する。また、車両姿勢センサは、車体の高さを調整するために車両の枠体とレバー状梁部材との間の力を低減するときに、排気弁を作動させ空気式バッグの各々の収縮を可能にする。

まず、図１を参照すると、左右の側部材２及び３を含む典型的な貨物用トラックの枠体が概略的に示されている。左右の枠部材に対して直角に、間隔を離して後方及び前方の車輪取付用の車軸８及び１０が配置されている。これらの車軸は、図１に示す側面図で分かるように、枠部材の下に配設され、さらに当該枠部材から間隔を置かれている。枠体が図１及び図２に示されている車両は、車の枠体と車軸とをこれまでのように相互に接続し、サスペンション用システムを形成する従来の板バネを含まない。衝撃吸収具（ショックアブソーバ）は、本発明のサスペンション用システム内に含まれるように意図されているが、図面には示されていない。

本発明のサスペンション用システムにおいて、車両の左右の側枠部材２及び３は、剛性のレバー状梁部材（レバービーム）の対４Ｌ及び４Ｒによって車両の後方車軸８に接続されている。剛性のレバー状梁部材の他の対６Ｌ及び６Ｒは、各左右の車両の側枠部材を車両の前方車軸１０に接続している。車両の枠体に関するレバー状梁部材の正確な形は、特定の車両の枠体構造に依存するが、図１に示すものと同様の枠体構成の場合、図１に示すレバー状梁部材構成が好ましい。後方のレバー状梁部材４Ｌ及び４Ｒは、支点形成端部５で回動接続部１５によって交差枠部材１１の中央部分に接続されている。後方レバー状梁部材４Ｌ及び４Ｒの最後方の遠位端７は、それらの接続点から枠部材１１へ延びて「Ｖ」形状を形成し、それらの遠位端７は、それぞれ後方車軸８の左及び右端部分上に延びている。各レバー状梁部材４の遠位端７は、「Ｕ」形状の締結具９で車軸８に連結されている。

膨張可能な空気式バッグ１２の下側は、梁状部材の回動接続部１５と、その支点端部及びレバー状梁部材が締結具９で車軸に取り付けられている点との中間点で、レバー状梁部材４Ｒに接触している。膨張可能な空気式バッグ１２の対向する上側は、バッグが間に配置されている枠部材とレバー状梁部材とを分離するための膨張力を提供するために、図１に示すように側枠部材３の下側に対して配置されている。力要素、空気式バッグが支点１５と負荷（車軸）との中間にあるという事実は、各レバー状梁部材が第３クラスのレバーになるということを示している。

左の側枠部材２の後方部分は、膨張可能な空気式バッグ１７、説明した右の後方レバー状梁部材４Ｒ及び枠部材３の右後方部分と同様の左のレバー状梁部材とともに組み立てられる。

空気式バッグは衝撃吸収具としていくつかの態様で作用するが、主に、各レバー状梁部材４Ｌ及び４Ｒから側枠部材２及び３を広げ、車両の水平化を行う力を提供するようになっている。空気式バッグは、膨張力を除去し、次に説明するように枠部材とレバー状梁部材との間の間隔が縮小可能なように収縮することができる。

前方車軸は、機能的には後方の車軸枠体の相互接続部分と同様であるが、図２で最もよく分かるように、相互に平行な回転レバー状梁部材６Ｒ及び６Ｌによって右と左の側枠部材３及び２の前方部分から垂下している。前方レバー状梁部材の各々は、接続部分１６によって各枠部材２及び３に枢動可能に相互接続されている。前方レバー状梁部材６Ｒ及び６Ｌは、Ｕ字状の締結具１３によって前方車軸１０の右端部及び左端部にそれぞれ取り付けられている。膨張可能な空気式バッグ１４及び１８は、後方の空気式バッグ１２及び１７と同様の態様で右のレバー状梁部材６Ｒ及び左のレバー状梁部材６Ｌならびに右の側枠部材３及び左の側枠部材２との間に配置されている。

空気式バッグ１２、１７、１４及び１８は、圧縮空気タンク（圧縮空気供給源）２５と、車両のエンジン２８によって駆動される、関連する空気圧縮機２７とに接続された空気ライン２３を通って圧縮空気が供給される。空気圧は、圧力検出及び関連するスイッチの従来の手段（図面には示さない）によって空気圧縮機をオンオフするために、タンク２５内の適当な水準に維持される。

空気式バッグ内の空気圧を調整する弁システムが膨張する前に、車両に作用する負荷、車両の加速、減速、又は回転力の如何にかかわらず、水平な車両姿勢を維持するために発明者の意図するところの空気式バッグの機能を理解する助けとなる。貨物用トラックの荷台の重い負荷は、車両の後端を下げ、前端を上昇させる傾向がある。旋回力（回転力）は、車体と枠体とを傾斜させる傾向がある。加速は前端を上昇させる傾向があるが、減速は、前端を降下させる傾向がある。トラックは、水平本体によってよく取り扱い、応答するので、それをその位置に維持することが望ましい。しかし、空気式バッグを膨張させ、特定の枠体及びレバー状梁部材を拡張し、特定の空気式バッグから空気を排出させ、収縮可能とすることによって、車両の枠体は、所望の水平位置に維持することができる。本発明の弁システムは、膨張を実行し、空気式バッグの収縮に対応し、水平化の動作を実行するようになっている。負荷がトラックの他方の側よりも一方の側で大きな重量を示している場合、又は、旋回時、トラック本体は、傾斜し、その長手方向軸線の周りで回転する傾向があり、弁システム用のセンサは、特定の弁が、バッグを膨張させるか、収縮させることができるように作動し、例えば車両の下側は上昇し、上側は降下することができる。

車両の前方は、後方のように誘導された姿勢の変化を負荷する傾向がないが、車両の前方は、減速時に一時下げて上がり、加速時に上昇する。車両の後端については、逆のことが言える。したがって、組み合わされた弁構成は、前方の２つの空気式バッグ１４及び１８の場合に提供される。しかしながら、前方のバッグの各々は、後方の空気式バッグがそうであるようにそれら自身の個々の弁に容易に連結することができる。

空気弁の各々は、バッグを膨張させ、又は圧縮機で圧送するために空気圧を受けなければならないので、吸気弁は圧縮空気タンク２５から空気ライン２３を通して圧縮空気を受ける必要がある。同様に、車両の水平化は、１つ又は複数の空気式バッグの圧縮を必要とするときに、圧縮された空気を空気式バッグから逃がすことができる必要がある。

本発明の好ましい実施形態において、図面に図示したように、後方のバッグ１２及び１７の各々は、それら自身の個々の吸気及び排気弁を有する。吸気及び排気弁は、１つの弁体内に収容されるが、図示を目的として、２つの分離した弁３１及び３２として図１に示されている。好ましい形態において、前方の空気式バッグ１４及び１８において、空気を制御するために１組のみの吸気及び排気弁３４及び３６が示されている。左後方の吸気弁及び排気弁３１及び３２において機械的な作動レバー３８は、右後方弁の組３１及び３２及び前方弁の組３４及び３６のレバーと同様である。１組の弁の説明は、図１に示す３組の全ての説明として供される。

全ての弁の組の例としては、左の後方の空気式バッグ１７の膨張を制御する弁の組である。好ましい実施形態において、レバー３８の中央部分は、吸気弁３１及び排気弁３２に機械的な取付部３９によって連結される。枠部材２がトラックの荷台に貨物の負荷によって押され、レバー３８の中央部分が回転されるときに、取付部３９を移動させ、吸気弁３１を開放させ、圧縮空気をさらに追加してバッグ１７を膨張させ、左枠部材２の後方部分を上昇させる。同時に、最初に左側が押されるときに、枠体３の右後方側が上昇する傾向がある。車両の枠体の右側３を上昇させることによって、左後方検出レバー３８の中央部分について説明した回転方向と反対方向に右後方レバー３８の中央部分を回転させ、排気弁を開放し、空気式バッグ１２内の圧縮空気を逃がすことができるようにし、車両の右後方枠体を降下させる。水平トラックの本体の位置は、機械的センサ３８の中立位置を表す。

車両の前方の空気式バッグ１４及び１８は、同時に圧縮機で作動させられ、排気され、単一のセンサ用レバー４１を用いて車の前端において、吸気及び排気弁３１及び３２を起動させる連結部分４０を制御する。センサ用レバー４１は、車両の後方においてセンサ用レバー３８に同様に作動し、前端の上昇又は一時的な下降と上昇を検出し左及び右前方の空気式バッグに空気圧を追加し、圧縮機で作動し、空気式バッグを収縮させると同時に車両の前端を降下させることができる。

前方車軸及び後方車軸に関して車体の側方の安定性を維持するために、剛性の追従式腕部材４２及び５２の形態の安定器が設けられている。後方の追従式腕部材４２は、その一端４４がブラケット４３によって後方車軸１０に枢動可能に取り付けられている。腕部材４２の他端４５は、枠部材２に枢動可能に取り付けられている。前方の追従式腕部材５２は、その一端５４が前方車軸８に枢動可能に取り付けられている。腕部材５２の他端５５は、枠部材３に枢動可能に取り付けられている。回動接続部は、前方車軸及び後方車軸を枠部材２及び３に関して垂直方向に移動させるが、追従棒（トラッキングバー）４２及び５２は、車両の枠体と前方車軸と後方車軸との間の側方の安定性を維持する。

車両の枠体の左側及び右側を示す本発明のサスペンション用システムの概略側面図である。 本発明のサスペンション用システムを組み込んだ前方及び後方の車軸を有する典型的な車両用の枠体の概略底面図である。 左枠部材及び右枠部材を断面図で示す、本発明のサスペンション用システムを組み込んだ車両の前方車軸の概略正面図である。 左枠部材及び右枠部材を断面図で示す、本発明のサスペンション用システムを組み込んだ車両の後方車軸の概略背面図である。

Claims (6)

1. 第１及び第２の長手方向に延び、側方で相互接続される車両の枠部材と、前記枠部材から可変の間隔を置いて、前記枠部材にほぼ直角に配置される前方及び後方車軸を有する車輪付き車両用の空気クッション式サスペンション兼水平化システムにおいて、その改良が、
   前方及び後方の剛性な第３クラスのレバー状梁部材であって、前記レバー状梁部材の各々が第１の前記枠部材に枢動可能に取り付けられる支点を有し、前記レバー状梁部材の各々が各前方及び後方車軸に取り付けられる、レバー状梁部材と、
   前方及び後方の第３クラスのレバー状梁部材であって、前記レバー状梁部材の各々が第２の前記枠部材に枢動可能に取り付けられる支点を有し、前記レバー状梁部材の各々がそれぞれの前方及び後方車軸に取り付けられる、レバー状梁部材と、
   各レバー状梁部材とそれぞれの前記枠部材との間に設置され、それぞれの前記枠部材には各レバー状梁部材が取り付けられる、空気式バッグであって、前記レバー状梁部材の支点と前記レバー状梁部材の前記それぞれの車軸への取付点との間の点で、前記空気式バッグが前記レバー状梁部材に接触する、空気式バッグと、
   空気圧源と、
   前記空気圧源と前記空気式バッグの各々とを流体的に相互接続する複数の吸気弁手段と、
   前記空気式バッグの各々に相互接続される複数の排気弁手段と、
   同様な複数の機械的なレバーであって、前記レバーの各々が、前記吸気及び排気弁手段のそれぞれに動作可能に接続され、前記車両の枠体と前記車軸との間で、可変の間隔に応答して、それぞれの前記弁を作動させる、レバーとを備える、空気クッション式サスペンション兼水平化システム。
2. 前記前方車軸と前記車両の枠部材の１つとを枢動可能に相互接続する前方追従式腕部材を含む、請求項１との組合せ。
3. 前記後方車軸と前記車両の枠部材の１つとを枢動可能に相互接続する後方追従式腕部材を含む、請求項２との組合せ。
4. 側方の左右の枠部材を有し間隔を離した前方車軸及び後方車軸を有する車両用の４点の車のサスペンション用システムであって、
   近位端及び遠位端を有する複数のレバー状梁部材であって、前記複数のレバー状梁部材の１対が、前記左右の枠部材の各々に対して間隔を離した関係で、それらの近位端が枢動可能に取り付けられ、それらの遠位端が前記前後の車軸に取り付けられている、レバー状梁部材と、
   前記レバー状梁部材の各々と当該レバー状梁部材が枢動可能に取り付けられる前記枠部材との間に配置され、膨張可能な力を生成する空気式バッグであって、当該空気式バッグは、各レバー状梁部材の前記近位端及び前記遠位端の間に配置されている、空気式バッグとを有する、サスペンション用システム。
5. 空気圧源と、
   前記空気圧源と前記空気式バッグの各々とを相互接続する複数の吸気弁と、
   枠部材と当該枠部材に枢動可能に接続されるレバー状梁部材との間の相対運動を検出するために、前記枠部材と前記レバー状梁部材とを相互接続する第１の連結手段と、
   前記レバー状梁部材が取り付けられる前記車軸に向かって、前記枠部材が押されるときに、前記吸気弁の少なくとも１つを開放するために、前記第１の連結手段に応答する第２の連結手段とをさらに含む、請求項４に記載のサスペンション用システム。
6. 前記空気式バッグの各々に接続される複数の排気弁と、
   前記レバー状梁部材が取り付けられる前記車軸から離れるように、前記枠部材が上昇するときに、前記排気弁の少なくとも１つを開放するために、前記第１の連結手段に応答する第３の連結手段とをさらに含む、請求項５に記載のサスペンション用システム。

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