JP2015081612A - 空気ばね装置 - Google Patents

Abstract

【課題】空気室内の容積変化に応じたばね定数の変化が大きくなるように構成し、ばね定数の切り換え効果を増大し得る空気ばね装置を提供する。
【解決手段】空気室が第１の容積不変部ＮＣ１、第２の容積不変部ＮＣ２及び容積変動部ＶＣを有し、第１の容積不変部と第２の容積不変部とを連通接続する連通路（スパイラルチューブ５６）を容積変動部内に配置する。切換弁１０によって第１の容積不変部と容積変動部との間を開閉してばね定数を切り換える。
【選択図】図１

Description

本発明は、空気ばね装置に関し、特に、車両の各車輪に装着し空気室を有する空気ばね装置に係る。

上記の空気ばね装置に関連し、例えば下記の特許文献１には「大きい空気貯蔵容器や長い導管の配管を必要とせず、従って搭載スペース上の制約を受けることなく容易に且能率よく車輌に組付けることができると共に、車輌の重量や空気給排時の圧損を低減し、各エアスプリング装置に対する空気の給排効率を実質的に同一にすることができるようにすること」を目的とし（特許文献１の段落〔０００６〕に記載）、「空気貯蔵室を郭定すると共にローリングダイヤフラムと共働してエアスプリング室を郭定する支持部材を含むエアスプリング装置と、少くとも前記空気貯蔵室内の空気を前記エアスプリング室に対し送給するコンプレッサとを有し、各輪に対応して設けられたエアサスペンション装置」が提案されている（同段落〔０００７〕に記載）。そして、「前記コンプレッサと前記空気貯蔵室及び前記エアスプリング室との間には前記コンプレッサによる空気の送給方向を切換える切換弁が設けられる」旨記載されている（同段落〔０００９〕に記載）。更に、上記のエアスプリング装置、即ち空気ばね装置に関し、上記のエアスプリング室は隔壁の下方に郭定される容積可変の室とされ、上記の空気貯蔵室は隔壁の上方に郭定される容積一定の室とされている（特許文献１の図１に開示され、同段落〔００１８〕に記載）。

また、下記の特許文献２には「容積可変の主空気室を有するエアスプリング、容積不変の副空気室を有する補助タンク、主空気室と副空気室とを連通する管路、およびこの管路に交換可能に設けられて管路を開閉する回転弁を備え」たエアサスペンションが提案され（特許文献２の第３頁１６行目乃至２０行目に記載）、エアスプリング、即ち空気ばね装置が開示されている。

特開平７−１６７１８９号公報 実開昭６０−１３０１１１号公報

上記特許文献１に記載のエアサスペンション装置に供される空気ばね装置においては、容積一定の空気貯蔵室は、ばね下部材が干渉しない空間として、隔壁の上方の室に設定されているので、エアスプリング室の容積に比し空気貯蔵室の容積が小さい。即ち、空気貯蔵室及びエアスプリング室の合計容積に対する空気貯蔵室の容積の占める割合が小さいので、切換弁によるばね定数の変化を大きくすることができない。このような場合には、特許文献２に記載のように別途補助タンクが設けられるものもあるが、装置全体が大きくなり、コストアップ要因ともなる。

そこで、本発明は、車両の各車輪に装着し空気室を有する空気ばね装置において、空気室内の容積変化に応じたばね定数の変化が大きくなるように構成し、ばね定数の切り換え効果を増大し得る空気ばね装置を提供することを課題とする。

上記の課題を達成するため、本発明は、車両の各車輪に装着し空気室を有する空気ばね装置において、前記空気室が第１の容積不変部、第２の容積不変部及び容積変動部を有し、該容積変動部内に配置し前記第１の容積不変部と前記第２の容積不変部とを連通接続する連通路と、前記第１の容積不変部及び前記第２の容積不変部の一方と前記容積変動部との間を開閉してばね定数を切り換える切換弁とを備えることとしたものである。

上記の空気ばね装置において、前記連通路は、前記容積変動部の変化に応じて伸縮するスパイラルチューブで構成するとよい。

また、上記の空気ばね装置は、前記車両の各車輪に装着されるショックアブソーバの外筒に底部が接合されるカップ状の内筒と、車体に固定されるカップ状の外筒と、該外筒の開口部と前記内筒の開口部に両開口端が固定されるダイアフラムと、前記外筒内を分割する第１の隔壁と、前記内筒内を分割する第２の隔壁とを備えたものとし、前記外筒と前記第１の隔壁との間に前記第１の容積不変部が形成され、前記内筒と前記第２の隔壁との間に前記第２の容積不変部が形成されると共に、前記第１の隔壁と前記第２の隔壁との間に前記容積変動部が形成され、前記切換弁が前記第１の隔壁及び前記第２の隔壁の一方に配設される構成とするとよい。

前記切換弁は、空気圧駆動の切換弁であって、該切換弁に供給する空気を圧縮して吐出する空気圧供給源と、該空気圧供給源の吐出側を前記切換弁に連通接続する空気圧流路と、該空気圧流路を開閉する駆動電磁開閉弁とを備えたものとし、該駆動電磁開閉弁の開閉制御に応じて前記切換弁を切り換え、前記ばね定数を切り換えるように構成するとよい。

例えば、前記切換弁は、開口座部を有する第１のケースと、前記開口座部に着座する底部を有するカップ状のピストンと、該ピストンのスカート部を囲繞し当該ピストンを気密的摺動自在に支持する環状凹部を有すると共に、当該ピストン内と連通する開口部を有し、前記ピストンの底部を介して反対側で前記開口座部に連通する連通路を形成するように前記第１のケースに接合する第２のケースと、前記ピストンの底部を前記開口座部から離座する方向に付勢する付勢部材とを備えたものとし、前記連通路及び前記開口座部の一方を前記第１及び第２の容積不変部の一方に連通すると共に、前記連通路及び前記開口座部の他方を前記容積変動部に連通し、前記開口座部に対する前記ピストンの離座及び着座に応じて前記第１及び第２の容積不変部の一方と前記容積変動部との間を開閉するように構成することができる。尚、前記付勢部材としては、前記ピストンと前記第１のケースとの間に介装する圧縮コイルばねで構成することができる。

あるいは、車両の各車輪に装着し空気室を有する空気ばね装置において、前記空気室が第１の容積不変部、第２の容積不変部及び容積変動部を有し、前記第１の容積不変部と前記容積変動部間を開閉する空気圧駆動の第１の切換弁と、前記第２の容積不変部と前記容積変動部間を開閉する空気圧駆動の第２の切換弁と、前記第１の切換弁及び第２の切換弁に供給する空気を圧縮して吐出する空気圧供給源と、前記容積変動部内に配置し前記第１の切換弁と前記第２の切換弁とを連通接続すると共に、前記空気圧供給源の吐出側に連通接続する空気圧流路と、該空気圧流路を開閉する駆動電磁開閉弁とを備えたものとし、該駆動電磁開閉弁の開閉制御に応じて前記第１の切換弁及び第２の切換弁を切り換え、前記ばね定数を切り換えるように構成するとよい。

前記空気圧流路のうち、前記容積変動部内に配置し前記第１の切換弁と前記第２の切換弁とを連通接続する部分を前記容積変動部の変化に応じて伸縮するスパイラルチューブで構成するとよい。

例えば、前記空気ばね装置は、前記車両の各車輪に装着されるショックアブソーバの外筒に底部が接合されるカップ状の内筒と、車体に固定されるカップ状の外筒と、該外筒の開口部と前記内筒の開口部に両開口端が固定されるダイアフラムと、前記外筒内を分割する第１の隔壁と、前記内筒内を分割する第２の隔壁とを備えたものとし、前記外筒と前記第１の隔壁との間に前記第１の容積不変部が形成され、前記内筒と前記第２の隔壁との間に前記第２の容積不変部が形成されると共に、前記第１の隔壁と前記第２の隔壁との間に前記容積変動部が形成され、前記第１の切換弁が前記第１の隔壁に配設されると共に、前記第２の切換弁が前記第２の隔壁に配設される構成とすることができる。

本発明は上述のように構成されているので以下の効果を奏する。即ち、本発明の空気ばね装置は、空気室が第１の容積不変部、第２の容積不変部及び容積変動部を有し、この容積変動部内に配置し第１の容積不変部と第２の容積不変部とを連通接続する連通路と、第１及び第２の容積不変部の一方と容積変動部との間を開閉してばね定数を切り換える切換弁とを備えたものであるので、簡単な構成でばね定数の切り換え効果を増大することができる。即ち、容積不変部の容積が第１及び第２の容積不変部の合計容積となり、切換弁によるばね定数の変化が大きくなるので、別途補助タンクを必要とすることなく、ばね定数の切り換え効果を増大することができる。

上記の空気ばね装置において、連通路を、容積変動部の変化に応じて伸縮するスパイラルチューブで構成すれば、切換弁の開閉作動に伴う空気室の容積変化によって、連通路の流路面積が損なわれることはなく、一定の流路面積を確保することができる。

また、上記の空気ばね装置は、車両の各車輪に装着されるショックアブソーバの外筒に底部が接合されるカップ状の内筒と、車体に固定されるカップ状の外筒と、該外筒の開口部と内筒の開口部に両開口端が固定されるダイアフラムと、外筒内を分割する第１の隔壁と、内筒内を分割する第２の隔壁とを備えたものとし、外筒と第１の隔壁との間に第１の容積不変部が形成され、内筒と第２の隔壁との間に第２の容積不変部が形成されると共に、第１の隔壁と第２の隔壁との間に容積変動部が形成され、切換弁が第１の隔壁及び第２の隔壁の一方に配設される構成とすることができ、簡単且つ安価な装置とすることができる。

上記の切換弁は、空気圧駆動の切換弁とし、この切換弁に供給する空気を圧縮して吐出する空気圧供給源と、該空気圧供給源の吐出側を切換弁に連通接続する空気圧流路と、この空気圧流路を開閉する駆動電磁開閉弁とを備えたものとし、駆動電磁開閉弁の開閉制御に応じて切換弁を切り換え、ばね定数を切り換えるように構成すれば、空気圧駆動の切換弁は電磁駆動部がなく小型に形成することができ、上記の駆動電磁開閉弁は、空気圧駆動の切換弁とは別に、空気ばね装置から離隔した位置に配置することができるので、従前の空気ばね装置の各々に装着される大型の電磁弁を必要とせず、空気ばね装置全体としての小型軽量化が可能であり、車両への搭載スペースも低減される。また、駆動電磁開閉弁は空気圧流路に一個設けるだけでよく、各空気ばね装置に駆動電磁開閉弁を設ける必要はないので安価な装置とすることができる。

例えば、上記の切換弁は、開口座部を有する第１のケースと、開口座部に着座する底部を有するカップ状のピストンと、ピストンのスカート部を囲繞しピストンを気密的摺動自在に支持する環状凹部を有すると共に、ピストン内と連通する開口部を有し、ピストンの底部を介して反対側で開口座部に連通する連通路を形成するように第１のケースに接合する第２のケースと、ピストンの底部を開口座部から離座する方向に付勢する付勢部材とを備えたものとし、連通路及び開口座部の一方を第１及び第２の容積不変部の一方に連通すると共に、連通路及び開口座部の他方を容積変動部に連通し、開口座部に対するピストンの離座及び着座に応じて第１及び第２の容積不変部の一方と容積変動部との間を開閉するように構成することができるので、簡単且つ安価な装置とすることができる。

あるいは、車両の各車輪に装着し空気室を有する空気ばね装置において、空気室が第１の容積不変部、第２の容積不変部及び容積変動部を有し、第１の容積不変部と容積変動部間を開閉する空気圧駆動の第１の切換弁と、第２の容積不変部と容積変動部間を開閉する空気圧駆動の第２の切換弁と、第１の切換弁及び第２の切換弁に供給する空気を圧縮して吐出する空気圧供給源と、容積変動部内に配置し第１の切換弁と第２の切換弁とを連通接続すると共に、空気圧供給源の吐出側に連通接続する空気圧流路と、該空気圧流路を開閉する駆動電磁開閉弁とを備え、該駆動電磁開閉弁の開閉制御に応じて第１の切換弁及び第２の切換弁を切り換え、ばね定数を切り換えるように構成すれば、前述の連通路が比較的大きな流路面積を確保する必要があるのに対し、小径の空気圧流路を用いることができるので、配管が容易で、小型化が可能となる。

上記の空気圧流路のうち、容積変動部内に配置し第１の切換弁と第２の切換弁とを連通接続する部分を容積変動部の変化に応じて伸縮するスパイラルチューブで構成すれば、切換弁の開閉作動に伴う空気室の容積変化によって、空気圧流路の流路面積が損なわれることはなく、一定の流路面積を確保することができる。

例えば、上記の空気ばね装置は、車両の各車輪に装着されるショックアブソーバの外筒に底部が接合されるカップ状の内筒と、車体に固定されるカップ状の外筒と、該外筒の開口部と内筒の開口部に両開口端が固定されるダイアフラムと、外筒内を分割する第１の隔壁と、内筒内を分割する第２の隔壁とを備え、外筒と第１の隔壁との間に第１の容積不変部が形成され、内筒と第２の隔壁との間に第２の容積不変部が形成されると共に、第１の隔壁と第２の隔壁との間に容積変動部が形成され、第１の切換弁が第１の隔壁に配設されると共に、第２の切換弁が第２の隔壁に配設される構成とすることができ、簡単且つ安価な装置とすることができる。

本発明の一実施形態に係る空気ばね装置の断面図である。 本発明の一実施形態に係る空気ばね装置のフルバウンド状態を示す断面図である。 本発明の他の実施形態に係る空気ばね装置の断面図である。 本発明の他の実施形態に供する切換弁の正面図である。 本発明の他の実施形態に供する切換弁の平面図である。 図５のＡ−Ａ線断面を示し、開位置の切換弁の状態を示す断面図である。 図５のＡ−Ａ線断面を示し、閉位置の切換弁の状態を示す断面図である。 本発明の他の実施形態に係る空気ばね装置を備えたエアサスペンション装置の全体構成を示すブロック図である。 本発明の更に他の実施形態に係る空気ばね装置の断面図である。

以下、本発明の望ましい実施形態について図面を参照して説明する。図１及び図２は本発明の一実施形態に係る空気ばね装置を示すもので、図１に標準車高状態を示し、図２にフルバウンド状態を示す。図１において、車両の各車輪（図示せず）に装着されるショックアブソーバ５０の外筒にカップ状の内筒５１の底部が接合されると共に、車体（図示せず）にカップ状の外筒５２が固定され、両者の開口部に、ダイアフラム５３の両開口端が緊締部材（代表してＴＢで表す）によって固定されている。外筒５２内は第１の隔壁５４によって分割され、内筒５１内は第２の隔壁５５によって分割されている。而して、外筒５２と第１の隔壁５４との間に第１の容積不変部ＮＣ１が形成され、内筒５１と第２の隔壁５５との間に第２の容積不変部ＮＣ２が形成されると共に、第１の隔壁５４と第２の隔壁５５との間で外筒５２及びダイアフラム５３に囲繞された容積変動部ＶＣが形成されている。尚、ショックアブソーバ５０のロッド５０ａの上端部は弾性支持部材５７を介して外筒５２の底部に支持されている。また、内筒５１にはバンプストッパ５８が設けられており、フルバウンド時にはショックアブソーバ５０の外筒の上端がバンプストッパ５８に当接し、図２に示す状態となる。

更に、第１の容積不変部ＮＣ１と第２の容積不変部ＮＣ２とを連通接続する連通路として、スパイラルチューブ５６が容積変動部ＶＣ内に配置されている。このスパイラルチューブ５６は螺旋状の樹脂チューブで、ロッド５０ａ周りに巻装されている。従って、スパイラルチューブ５６は、図１の標準車高状態と図２のフルバウンド状態との間の容積変動部ＶＣの変化に応じて伸縮するので、当該変化に影響されることなく、一定の流路面積が確保される。この結果、第１の容積不変部ＮＣ１と第２の容積不変部ＮＣ２はスパイラルチューブ５６を介して常時連通し、同圧となっている。

そして、第１の隔壁５４の開口支持部５４ａに切換弁１０が配設されており、第１の容積不変部ＮＣ１と容積変動部ＶＣとの間を開閉してばね定数を切り換えるように構成されている。尚、切換弁１０は、第１の隔壁５４に代えて第２の隔壁５５に配設することとしてもよい。また、本実施形態では、図１に記号で示すように、切換弁１０は常閉の電磁開閉弁で構成されているが、図４乃至図７に示す空気圧駆動の切換弁７を用いることとしてもよい。この切換弁７を用いた空気ばね装置は図３に示し、その空気ばね装置を備えたエアサスペンション装置の全体構成について図８を参照して後述する。

上記の構成になる空気ばね装置におけるばね定数の切換作動を説明すると、ばね定数を大とする（硬くする）場合には、切換弁１０が閉位置とされて第１の容積不変部ＮＣ１と容積変動部ＶＣとの間の連通が遮断される。このときのばね定数は、有効受圧面積の二乗、空気圧及びポリトロープ指数の積が容積変動部ＶＣのみの容積によって除算される値となるので、第１及び第２の容積不変部ＮＣ１、ＮＣ２並びに容積変動部ＶＣの合計容積によって除算される値に比し、相対的に大となる（硬くなる）。一方、ばね定数を小とする（柔らかくする）場合には、切換弁１０が開位置とされて第１の容積不変部ＮＣ１と容積変動部ＶＣとの間が連通し、ばね定数は上記の積が第１及び第２の容積不変部ＮＣ１、ＮＣ２並びに容積変動部ＶＣの合計容積によって除算される値となるので、容積変動部ＶＣのみによって除算される値に比し、相対的に小となる（柔らかくなる）。このように、ばね定数の演算に供される容積不変部の容積が、上記の実施形態では第１及び第２の容積不変部ＮＣ１、ＮＣ２の合計容積となり、従前の（第２の容積不変部を有さない）容積不変部の容積より大となるので、切換弁１０によるばね定数の変化が大きくなる（即ち、ばね定数の切り換え効果が増大する）。

次に、図３は本発明の他の実施形態に係る空気ばね装置を示すもので、上記の切換弁１０に代えて空気圧駆動の切換弁７を用いたものである。その他の構成は図１の構成と実質的に同一であるので、図１の部材と実質的に同一の部材には同一の符合を付して説明を省略する。切換弁７は、図４乃至図７に示すように、第１のケース７１と第２のケース７２が接合されて成るハウジング内に、ピストン７３が内蔵されている。第１のケース７１は開口座部７１ａと開口部７１ｂを有する筒体で、外側にフランジ部７１ｃが設けられている。第２のケース７２は、カップ状のピストン７３のスカート部７３ａを囲繞しピストン７３を気密的摺動自在に支持する環状凹部７２ａを有すると共に、ピストン７３内と連通する開口部７２ｂを有する筒体で、その外側に設けられたフランジ部７２ｃが第１のケース７１のフランジ部７１ｃに接合されると、開口座部７１ａに連通する連通路７４が形成される。そして、ピストン７３は、その底部７３ｂが開口座部７１ａに着座し得るように配置されている。更に、ピストン７３と第１のケース７１との間には付勢部材として圧縮コイルばね７５が介装されており、この圧縮コイルばね７５によってピストン７３の底部７３ｂが開口座部７１ａから離座する方向に付勢されている。尚、ＯＲはシール部材のＯリングを示す。

上記切換弁７の第１のケース７１が、図３に示す第１の隔壁５４の開口支持部５４ａに固定されると、連通路７４が第１の容積不変部ＮＣ１に連通すると共に、スパイラルチューブ５６を介して第２の容積不変部ＮＣ２に連通し、開口部７１ｂが容積変動部ＶＣに連通する状態で、切換弁７が第１の隔壁５４に保持される。あるいは、連通路７４が容積変動部ＶＣに連通すると共に、開口部７１ｂが第１の容積不変部ＮＣ１に連通する状態で切換弁７が第１の隔壁５４に保持される構成としてもよい。また、切換弁７が第２の隔壁５５に保持される構成としてもよい。而して、開口座部７１ａに対するピストン７３の底部７３ｂの離座及び着座に応じて第１及び第２の容積不変部ＮＣ１、ＮＣ２と容積変動部ＶＣとの間が開閉（連通又は遮断）される。尚、図６は連通状態の切換弁７を示し、白抜矢印は第１の容積不変部ＮＣ１と容積変動部ＶＣとの間の空気の流れを示す。

上記の実施形態に係る空気ばね装置を備えたエアサスペンション装置の全体構成を図８に示す。このエアサスペンション装置は、車両の四つの車輪（右側前輪をＦＲ、左側前輪をＦＬ、右側後輪をＲＲ、左側後輪をＲＬで示し、図８では各車輪の支持部のみを表す）に夫々、図３に示す空気ばね装置（代表して５で表す）が配設され、各空気ばね装置５はスパイラルチューブ５６によって連通接続された第１及び第２の容積不変部ＮＣ１、ＮＣ２と容積変動部ＶＣを有し、第１の容積不変部ＮＣ１と容積変動部ＶＣとの間には切換弁７が配設されており、この切換弁７によって前述のようにばね定数を切り換えるように構成されている。

そして、各空気ばね装置５の第１の容積不変部ＮＣ１は給排流路２によって空気圧供給源３に連通接続されており、給排流路２には、夫々第１の容積不変部ＮＣ１への空気の給排を制御する各輪電磁開閉弁（代表して６で表す）が介装されている。また、各切換弁７が空気圧供給源３の吐出側に連通接続される空気圧流路４には、駆動電磁開閉弁８が介装されている。本実施形態においては、図８に示すように、駆動電磁開閉弁８並びに各輪電磁開閉弁６は常閉の電磁開閉弁であり、排気電磁弁３４も常閉の電磁開閉弁であるが、排気電磁弁３４の閉位置ではリリーフ弁が構成されている。尚、空気圧供給源３は、モータ３１によってコンプレッサ３２が駆動されると、加圧（圧縮）空気が吐出され、ドライヤ３３を介して空気ばね装置５に供給されるように構成されている。また、ドライヤ３３の構成は一般的なドライヤと同様、容器内に可逆性乾燥剤（図示せず）が収容されており、コンプレッサ３２によって吸い込まれた空気内に含有する水分が乾燥剤に吸着され、乾燥した空気がドライヤ３３を介して排気電磁弁３４から外部に放出されるときに乾燥剤が再生されるように構成されている。

上記の駆動電磁開閉弁８、各輪電磁開閉弁６並びに排気電磁弁３４は、後述するように制御装置９によって切換制御されると共に、制御装置９によって空気圧供給源３（モータ３１）が駆動制御され、各車輪の空気ばね装置５が制御される。本実施形態の制御装置９は、マイクロコンピュータ（図示せず）によって構成され、ＲＯＭ（図示せず）が各種制御に対応したプログラムを記憶し、ＣＰＵ（図示せず）にて当該プログラムを実行し、ＲＡＭ（図示せず）が当該プログラムの実行に必要な変数データを一時的に記憶する電子制御ユニットＥＣＵを有し、空気ばね装置５のばね定数を切り換えるマニュアルスイッチＳＷ等の検出信号及び圧力センサＰの検出信号に応じて、駆動電磁開閉弁８が切換制御されると共に、空気圧供給源３及び排気電磁弁３４の駆動制御が行なわれる。また、例えば車両の乗員（運転者を含む。以下同様）による車高減少（降下）指令及び車高増加（上昇）指令を行うための車高センサＨＳの検出信号に応じて、各輪電磁開閉弁６が切換制御されると共に、空気圧供給源３及び排気電磁弁３４の駆動制御が行なわれる。

上記の構成になるエアサスペンション装置における空気ばね装置５のばね定数の切換作動を説明すると、常態では駆動電磁開閉弁８並びに各輪電磁開閉弁６は閉位置にあり、コンプレッサ３２は非作動状態（停止状態）に維持されている。このとき、空気圧流路４内に残存圧力がなければ切換弁７は図６に示す開位置にあり、第１及び第２の容積不変部ＮＣ１、ＮＣ２と容積変動部ＶＣとの間が連通している。この状態で、例えばマニュアルスイッチＳＷの操作に応じて電子制御ユニットＥＣＵにてばね定数を大とする（硬くする）指令が検出されると、コンプレッサ３２が駆動されると共に、駆動電磁開閉弁８が開位置とされ、コンプレッサ３２から吐出される圧縮空気が切換弁７に供給される。即ち、第２のケース７２の開口部７２ｂを介してピストン７３内に圧縮空気が供給され、ピストン７３はコイルばね７５の付勢力に抗して図６の下方に移動し、図７に示すようにピストン７３の底部７３ｂが開口座部７１ａに着座する。これにより、連通路７４が閉塞され、第１の容積不変部ＮＣ１（及び第２の容積不変部ＮＣ２）と容積変動部ＶＣとの間の連通が遮断され、ばね定数は、有効受圧面積の二乗、空気圧及びポリトロープ指数の積が容積変動部ＶＣのみの容積によって除算される値となるので、第１及び第２の容積不変部ＮＣ１、ＮＣ２並びに容積変動部ＶＣの合計容積によって除算される値に比し、相対的に大となる（硬くなる）。

一方、空気ばね装置５のばね定数を小とする（柔らかくする）指令が検出されると、コンプレッサ３２が停止され、排気電磁弁３４が開位置とされると共に駆動電磁開閉弁８が開位置とされ、切換弁７のピストン７３内の圧縮空気が排気電磁弁３４を介して外部（大気）に排出される。そして、圧力センサＰの検出値が大気圧近傍になると駆動電磁開閉弁８及び排気電磁弁３４は閉位置に戻される。この結果、ピストン７３はコイルばね７５の付勢力によって図６の状態に戻され、ピストン７３の底部７３ｂが開口座部７１ａから離座する。これにより、第１の容積不変部ＮＣ１（及び第２の容積不変部ＮＣ２）と容積変動部ＶＣとの間が連通し、ばね定数は上記の積が第１及び第２の容積不変部ＮＣ１、ＮＣ２並びに容積変動部ＶＣの合計容積によって除算される値となるので、容積変動部ＶＣのみによって除算される値に比し、相対的に小となる（柔らかくなる）。

而して、本実施形態においては、空気ばね装置５内には小型の切換弁７が収容されており、これによってばね定数を迅速に切り換えることができる。特に、上記の駆動電磁開閉弁８は、空気圧駆動の切換弁７とは別に、空気ばね装置５から離隔した位置に配置することができ、従前の空気ばね装置の各々に装着される大型の電磁弁を必要としないので、空気ばね装置全体としての小型軽量化が可能であり、車両への搭載スペースも低減される。

尚、上記のエアサスペンション装置による車高調整作動を説明すると、常態では各輪電磁開閉弁６は閉位置にあり、コンプレッサ３２は非作動状態（停止状態）に維持されている。この状態（車両も停止状態）で、乗降性向上や荷役作業性向上のための車高調整時に、車高センサＨＳの検出信号等に応じて、電子制御ユニットＥＣＵにて車高増加（上昇）指令が検出されると、コンプレッサ３２が駆動されると共に、各輪電磁開閉弁６が開位置とされ、コンプレッサ３２から吐出される圧縮空気がドライヤ３３を介して各空気ばね装置５に供給され、各容積変動部ＶＣの容量が拡張して車高が増加（上昇）する。そして、目標の車高値に到達すると、各輪電磁開閉弁６が閉位置とされると共に、コンプレッサ３２が停止される。

一方、車高減少（降下）指令が検出されると、コンプレッサ３２が停止され、排気電磁弁３４が開位置とされると共に各輪電磁開閉弁６が開位置とされ、空気ばね装置５の空気室内の乾燥した圧縮空気がドライヤ３３を通過することになり、ドライヤ３３内の乾燥剤に含有する水分が排出空気と共に、排気電磁弁３４を介して外部（大気）に排出される。この結果、ドライヤ４内の乾燥剤が再生されると共に、各容積変動部ＶＣの容量が縮小して車高が減少（降下）する。そして、目標の車高値に到達すると、各輪電磁開閉弁６が閉位置とされると共に、コンプレッサ３２が停止される。

図９は本発明の更に他の実施形態に係る空気ばね装置を示すもので、図３に記載の空気ばね装置の構成に加え、第１の隔壁５４に第１の切換弁７１を設けると共に第２の隔壁５５にも第２の切換弁７２を設け、スパイラルチューブ５６に代えて、空気圧流路４のうち、容積変動部ＶＣ内に配置し第１の切換弁７１と第２の切換弁７２とを連通接続する部分を、両者に連通接続するスパイラルチューブ５９としたものである。尚、その他の構成は図３の構成と実質的に同一であるので、図３の部材と実質的に同一の部材には同一の符合を付して説明を省略する。而して、この実施形態によれば、各空気ばね装置に切換弁が二個必要になるが、前述の実施形態では、スパイラルチューブ５６の必要流路面積を確保するため比較的大きな内径のチューブとする必要があるのに対し、小径のスパイラルチューブ５９を用いることができる。

２ 給排流路
３ 空気圧供給源
４ 空気圧流路
５ 空気ばね装置
６ 各輪電磁開閉弁
７ 切換弁
８ 駆動電磁開閉弁
９ 制御装置
１０ 切換弁
５０ ショックアブソーバ
５１ 内筒
５２ 外筒
５３ ダイアフラム
５４ 第１の隔壁
５５ 第２の隔壁
５６ スパイラルチューブ
ＮＣ１ 第１の容積不変部
ＮＣ２ 第２の容積不変部
ＶＣ 容積変動部

Claims (8)

1. 車両の各車輪に装着し空気室を有する空気ばね装置において、前記空気室が第１の容積不変部、第２の容積不変部及び容積変動部を有し、該容積変動部内に配置し前記第１の容積不変部と前記第２の容積不変部とを連通接続する連通路と、前記第１の容積不変部及び前記第２の容積不変部の一方と前記容積変動部との間を開閉してばね定数を切り換える切換弁とを備えたことを特徴とする空気ばね装置。
2. 前記連通路が、前記容積変動部の変化に応じて伸縮するスパイラルチューブであることを特徴とする請求項１記載の空気ばね装置。
3. 前記車両の各車輪に装着されるショックアブソーバの外筒に底部が接合されるカップ状の内筒と、車体に固定されるカップ状の外筒と、該外筒の開口部と前記内筒の開口部に両開口端が固定されるダイアフラムと、前記外筒内を分割する第１の隔壁と、前記内筒内を分割する第２の隔壁とを備え、前記外筒と前記第１の隔壁との間に前記第１の容積不変部が形成され、前記内筒と前記第２の隔壁との間に前記第２の容積不変部が形成されると共に、前記第１の隔壁と前記第２の隔壁との間に前記容積変動部が形成され、前記切換弁が前記第１の隔壁及び前記第２の隔壁の一方に配設されていることを特徴とする請求項１又は２記載の空気ばね装置。
4. 前記切換弁が、空気圧駆動の切換弁であって、該切換弁に供給する空気を圧縮して吐出する空気圧供給源と、該空気圧供給源の吐出側を前記切換弁に連通接続する空気圧流路と、該空気圧流路を開閉する駆動電磁開閉弁とを備え、該駆動電磁開閉弁の開閉制御に応じて前記切換弁を切り換え、前記ばね定数を切り換えることを特徴とする請求項１乃至３の何れか一項に記載の空気ばね装置。
5. 前記切換弁は、開口座部を有する第１のケースと、前記開口座部に着座する底部を有するカップ状のピストンと、該ピストンのスカート部を囲繞し当該ピストンを気密的摺動自在に支持する環状凹部を有すると共に、当該ピストン内と連通する開口部を有し、前記ピストンの底部を介して反対側で前記開口座部に連通する連通路を形成するように前記第１のケースに接合する第２のケースと、前記ピストンの底部を前記開口座部から離座する方向に付勢する付勢部材とを備え、前記連通路及び前記開口座部の一方を前記第１の容積不変部及び前記第２の容積不変部の一方に連通すると共に、前記連通路及び前記開口座部の他方を前記容積変動部に連通し、前記開口座部に対する前記ピストンの離座及び着座に応じて前記第１の容積不変部及び前記第２の容積不変部の一方と前記容積変動部との間を開閉することを特徴とする請求項４記載の空気ばね装置。
6. 車両の各車輪に装着し空気室を有する空気ばね装置において、前記空気室が第１の容積不変部、第２の容積不変部及び容積変動部を有し、前記第１の容積不変部と前記容積変動部間を開閉する空気圧駆動の第１の切換弁と、前記第２の容積不変部と前記容積変動部間を開閉する空気圧駆動の第２の切換弁と、前記第１の切換弁及び第２の切換弁に供給する空気を圧縮して吐出する空気圧供給源と、前記容積変動部内に配置し前記第１の切換弁と前記第２の切換弁とを連通接続すると共に、前記空気圧供給源の吐出側に連通接続する空気圧流路と、該空気圧流路を開閉する駆動電磁開閉弁とを備え、該駆動電磁開閉弁の開閉制御に応じて前記第１の切換弁及び第２の切換弁を切り換え、前記ばね定数を切り換えることを特徴とする空気ばね装置。
7. 前記空気圧流路のうち、前記容積変動部内に配置し前記第１の切換弁と前記第２の切換弁とを連通接続する部分を前記容積変動部の変化に応じて伸縮するスパイラルチューブで構成することを特徴とする請求項７記載の空気ばね装置。
8. 前記車両の各車輪に装着されるショックアブソーバの外筒に底部が接合されるカップ状の内筒と、車体に固定されるカップ状の外筒と、該外筒の開口部と前記内筒の開口部に両開口端が固定されるダイアフラムと、前記外筒内を分割する第１の隔壁と、前記内筒内を分割する第２の隔壁とを備え、前記外筒と前記第１の隔壁との間に前記第１の容積不変部が形成され、前記内筒と前記第２の隔壁との間に前記第２の容積不変部が形成されると共に、前記第１の隔壁と前記第２の隔壁との間に前記容積変動部が形成され、前記第１の切換弁が前記第１の隔壁に配設されると共に、前記第２の切換弁が前記第２の隔壁に配設されていることを特徴とする請求項６又は７記載の空気ばね装置。

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