JP2663054B2 - レベリングバルブ - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明はレベリングバルブに係
り、とくにエア源とエアスプリングとの間に接続され、
エアスプリングへの空気の給排を制御することによって
車高をほぼ一定の高さに保持するようにしたレベリング
バルブに関する。

【０００２】

【従来の技術】自動車の車軸をフレームに懸架するため
の懸架ばねとして、リーフスプリングやコイルスプリン
グに代えて、バス等の車両においてはエアスプリングを
用いるようにしている。エアスプリングは通常レベリン
グバルブを介してエアタンクと接続されるようになって
おり、車体の荷重に応じてレベリングバルブがエアスプ
リングへの空気の給排を制御することにより、車高をほ
ぼ一定の高さに保つようにしている。

【０００３】バスは乗客の昇降の際にその車高を低くす
ることが好ましい。またトラック等でプラットフォーム
との間での荷物の積下ろしを行なう際には、荷台をプラ
ットフォームと同じレベルに調整できると都合がよい。
この他に屋根の低い車庫へ入れる場合には、車高を低く
する必要がある。すなわち通常は車高を一定の高さに保
つとともに、必要に応じて車高を任意の高さに外部から
調整できる機能が要求されている。

【０００４】このような要求に対応して、実開昭６３−
５０７０８号公報には、レベリングバルブと並列に電磁
弁を複数個設け、これらの電磁弁を選択的に駆動して空
気ばねの空気量を加減し、車高を外部から任意に調整で
きるようにした装置が提案されている。

【０００５】また実開昭６０−７２７１２号公報には、
レベリングバルブのレバーと車軸とを連結するリンクに
伸縮機構を設け、この伸縮機構を電動モータ等によって
伸縮させ、レベリングバルブの機能を利用して車高を意
識的に上下させるようにした装置が開示されている。

【０００６】

【発明が解決しようとする課題】レベリングバルブの他
に電磁弁を複数個設け、これらの電磁弁の切換えによっ
て車高を任意の高さに変更できるようにしたものは、レ
ベリングバルブの機能を中断させ、車高を調整しなけれ
ばならないために、使用する電磁弁の数が多くなり、コ
スト高になるばかりでなく、故障の確率も高くなる。ま
た保守点検等に手数がかかる欠点がある。

【０００７】レベリングバルブのレバーと車軸とを連結
するリンクに電動モータを有する伸縮機構を取付けた場
合には、この部分が大きなスペースを有するばかりでな
く、重量も増加し、しかもリンクは走行中絶えず振動す
るために、取付け部等にも負荷が増大し、耐久性が懸念
されることになる。

【０００８】本発明はこのような問題点に鑑みてなされ
たものであって、レベリングバルブの内部に若干の変更
あるいは追加を行なうことによって、外部から任意に車
高を変更し得るようにしたレベリングバルブを提供する
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】本発明は、エア源とエア
スプリングとの間に接続され、前記エアスプリングへの
空気の給排を制御するレベリングバルブにおいて、前記
エアスプリングへ空気を供給する給気弁と前記エアスプ
リングから空気を排出する排気弁とが軸線方向の変位に
よってそれぞれ開閉するように軸線方向に所定の距離を
隔てて設けられているケーシングと、前記ケーシング内
においてその軸線方向に摺動自在に配されている摺動ピ
ストンと、前記ケーシングの軸線に対して直交するよう
に側方に突出して連設されているスリーブ内において回
転自在に支持されている回転子と、前記回転子の外側端
部に取付けられており、車体と車軸との間の距離に応じ
て回動して前記回転子を回転させるレバーと、前記回転
子の内側端部においてその中心から偏倚した状態で植設
されており、前記摺動ピストンの凹溝と係合され、前記
回転子の回転運動を前記摺動ピストンの摺動運動に変換
する偏心ピンと、前記摺動ピストンの中心部を軸線方向
に貫通する雌ねじ孔に螺合されている送りねじと、前記
送りねじの先端部に設けられており、前記給気弁と前記
排気弁とを一緒に軸線方向に変位させる操作部材と、前
記ケーシングの軸線方向の端部に取付けられており、前
記送りねじを回転駆動する駆動手段と、前記駆動手段を
制御するコントローラと、をそれぞれ具備することを特
徴とするものである。

【００１０】

【作用】従って車体と車軸との間の距離が適正であって
レバーが中立の回動位置にある状態において、コントロ
ーラによって駆動手段を回転駆動すると、摺動ピストン
の雌ねじ孔に螺合されている送りねじが回転されるとと
もに、雌ねじ孔によって送りねじが摺動ピストンに対し
て軸線方向に移動し、操作部材を介して給気弁と排気弁
とをそれぞれ開閉することが可能になる。そして給気弁
を開くように送りねじを介して操作部材を移動させる
と、エアスプリングに空気が充填されて車高が高くな
る。これに対して排気弁を送りねじおよび操作部材を介
して開放すると、エアスプリングから空気が排出されて
車高が低くなる。

【００１１】

【実施例】図２は本発明の１実施例に係るレベリングバ
ルブを備えるバスを示すものであって、バスの車体１０
はその下部にフレーム１１を備えている。そしてこのフ
レーム１１がエアスプリング１２を介して車軸１３を懸
架するようになっている。車軸１３の両端には図３に示
すように車輪１４が取付けられている。

【００１２】このバスは空気源としてエアタンク１７を
備えており、このエアタンク１７からレベリングバルブ
１８を介してエアスプリング１２に空気の給排を行なう
ようにしている。すなわちエアタンク１７とレベリング
バルブ１８とは空気配管１９によって接続され、レベリ
ングバルブ１８とエアスプリグ１２とは空気配管２０に
よって接続されるようになっている。そしてレベリング
バルブ１８のレバー２１がリンク２２を介して車軸１３
側の連結棒２３の先端部に連結されるようになってい
る。

【００１３】レバー２１は図１に示すように、ボルト２
６によってレベリングバルブ１８の回転子２７の先端部
に固着されている。回転子２７はケーシング２８の側部
に突出されているスリーブ２９内に回転可能に支持され
ている。しかも回転子２７に形成されている周溝２５が
ストッパボルト３０と係合されており、このストッパボ
ルト３０によって回転子２７は回転が自由で軸線方向の
動きが規制されるようになっている。また回転子２７は
その先端側に偏心ピン３１を備えており、この偏心ピン
３１がケーシング２８内において上下方向に摺動可能に
支持されている摺動ピストン３２の凹溝３３内に収納さ
れている。

【００１４】またこのレベリングバルブ１８のケーシン
グ２８の上端には図１に示すように入口ポート３９が設
けられており、この入口ポート３９を閉じるように逆止
弁４０が配され、スプリング４１がこの逆止弁４０を上
方へ押圧している。またケーシング２８内の空間を横方
向に区画するように形成されている区画壁４２には開口
４３が形成され、この開口４３に給気弁４４が開閉可能
に取付けられている。給気弁４４は上記スプリング４１
によって下方へ押圧され、これによって開口４３を閉じ
ている。そして区画壁４２の下側の空間と連通するよう
に、横方向に突出した給気ポート４５が形成されてい
る。

【００１５】給気弁４４は下方へ突出した突部４６を一
体に備えており、この突部４６の下端が排気弁４７と当
接するようになっている。排気弁４７はさらにスプリン
グ４８によって下方へ押圧され、ケーシング２８に形成
されている受け座４９によって受けられるようになって
いる。なおこの受け座４９には半径方向に複数の切込み
５０が形成されている。また受け座４９の下方には貫通
孔５１が形成されるとともに、この貫通孔５１内に摺動
可能にスリーブ５２が配されており、その上端が上記排
気弁４７の下面に接触している。またスリーブ５２の中
心孔５３には横孔５４が形成されている。

【００１６】上記スリーブ５２は摺動ピストン３２の中
心部を貫通する送りねじ５５の上端に連設されている。
送りねじ５５は摺動ピストン３２の中心部に形成されて
いる雌ねじ孔５６に螺合されるようになっている。なお
摺動ピストン３２には雌ねじ孔５６の他に排気通路５７
が上下に貫通して形成されている。そしてケーシング２
８の下部には排気ポート５８が形成されており、排気通
路５７を通って下方へ流動した空気をこのポート５８か
ら排気するようにしている。

【００１７】送りねじ５５の下端側はピストン３２を貫
通してその下部に延出されており、しかも外周面にはス
プライン５９が形成されている。このスプライン５９は
サーボモータ６０の出力軸に固着されたカップリング６
１の内周面に形成されているスプライン溝に係合されて
いる。しかもサーボモータ６０はコントローラ６２と接
続されている。そしてこのコントローラ６２が運転席に
設けられている切換えスイッチ６３と接続されるように
なっている。

【００１８】上記ケーシング２８内における摺動ピスト
ン３２は図４に示すように、その外周部に突条６４を備
え、この突条６４が条溝６５に係合されている。これに
よってピストン３２はケーシング２８内で回転すること
ができず、摺動運動のみを行なうようになっている。そ
してその中心部には上述の如く送りねじ５５が螺合され
るとともに、その側部に排気通路５７が形成されるよう
になっている。また送りねじ５５を駆動するためのモー
タ６０の駆動回路は、例えば図５に示されるような構成
であってよい。

【００１９】つぎに以上のようなレベリングバルブ１８
の動作について説明する。エアスプリング１２内に充填
されている空気の量が車体重量との関係において適性で
あって、車高が正しい高さにある場合には、レベリング
バルブ１８のレバー２１は水平な状態になっている。こ
のときには図１に示すように、区画壁４２の開口４３が
給気弁４４によって閉じられるとともに、スリーブ５２
の上端を排気弁４７によって閉じるようにしており、エ
アタンク１７からエアスプリング１２への給気動作およ
びエアスプリング１２からの排気動作はともに行なわれ
ない。

【００２０】これに対して車両の重量が増加し、エアス
プリング１２が圧縮されて車高が低くなった場合には、
図２に示す車軸１３とフレーム１１との間の距離が短く
なるために、レベリングバルブ１８のレバー２１は図６
に示すように上方へ回動される。レバー２１が上方へ回
動されると回転子２７も同方向に回転し、その偏心ピン
３１が凹溝３３を介して摺動ピストン３２を上方へ押上
げる。従ってピストン３２の中心部に形成されている雌
ねじ孔５６に螺合している送りねじ５５の上端に取付け
られているスリーブ５２が排気弁４７を押すことにな
る。するとこの排気弁４７が上方に移動して給気弁４４
の突部４６を押圧し、給気弁４４を区画壁４２の開口４
３のエッジの部分から離間させる。従って逆止弁４０が
空気圧によって下方へ押されることになる。よってエア
タンク１７内の圧縮空気は入口ポート３９を通り、区画
壁４２の開口４３を通過し、給気ポート４５を通してエ
アスプリング１２に充填されることになる。なおこのと
きにスリーブ５２の上端が排気弁４７の下面によって閉
じられているために、排気動作は行なわれない。

【００２１】レベリングバルブ１８を通してエアタンク
１７内の圧縮空気がエアスプリング１２に充填される
と、エアスプリング１２は次第に膨脹し、車体１０を押
上げることになる。標準の高さまで車体１０の高さが上
昇されると、レバー２１は元の水平な状態に戻ることに
なり、これによって摺動ピストン３２は回転子２７の偏
心ピン３１によって元の位置へ復動される。これによっ
て給気弁４４が閉じられるとともに、逆止弁４０が入口
ポート３９を閉塞し、図１に示す状態に復帰する。

【００２２】つぎに車体の重量が減少すると、エアスプ
リング１２は内部の空気圧によって膨張し、車高が高く
なる。車高が標準高さよりも高くなると車軸１３とフレ
ーム１１との間の距離が大きくなるために、レベリング
バルブ１８のレバー２１は図７に示すように下方へ回動
される。するとこのレバー２１が取付けられている回転
子２７の偏心ピン３１が摺動ピストン３２の凹溝３３を
下方に押すことになり、摺動ピストン３２は下方へ摺動
される。するとこの摺動ピストン３２の雌ねじ孔５６と
螺合する送りねじ５５の上端に固着されているスリーブ
５２も同様に下方へ摺動することになる。ところが排気
弁４７はケーシング２８の受け座４９によって受けられ
ているために、下方へ移動することができず、このため
に排気弁４７の下面とスリーブ５２の上端とが互いに離
間する。

【００２３】従って図７において矢印で示すように、給
気ポート４５を通してエアスプリング１２内の圧縮空気
が排気弁４７の下部の受け座４９の切込み５０からスリ
ーブ５２の中心孔５３に流れ、横孔５４を通過し、さら
に摺動ピストン３２の排気通路５７を通過し、ケーシン
グ２８の下部に形成されている排気ポート５８を通して
外部に排出されるようになる。この動作によってエアス
プリング１２は次第に収縮し、車高は標準状態へと下降
する。

【００２４】そして車高が標準状態に達するとレバー２
１はほぼ水平な状態に戻ることになる。するとこのレバ
ー２１の回動が回転子２７の偏心ピン３１を介して摺動
ピストン３２に伝達され、これによって摺動ピストン３
２が標準位置へ戻ることになる。すると図１のような状
態になり、スリーブ５２の上端が排気弁４７の下面に接
触し、排気口を閉塞し、排気動作を停止させる。

【００２５】つぎに外部からの操作によって車高を高く
する動作を図８によって説明する。この操作は運転席に
設けられている切換えスイッチ６３を切換えることによ
って行なわれる。スイッチ６３を切換えるとコントロー
ラ６２を通してサーボモータ６０に電流が流れ、このモ
ータ６０が回転する。モータ６０の回転はカップリング
６１およびスプライン５９を通して送りねじ５５に伝達
されることになる。送りねじ５５は摺動ピストン３２の
雌ねじ孔５６に螺合されるとともに、ピストン３２は条
溝６５と係合する突条６４によってその回転が阻止され
ているために、送りねじ５５がモータ６０によって回転
駆動されると、図８に示すようにこの送りねじ５５は上
方へ移動されることになる。

【００２６】このように車高を高める場合にはモータ６
０によって送りねじ５５を上昇させる。するとこの送り
ねじ５５の上端に設けられているスリーブ５２が排気弁
４７を押上げる。するとこの排気弁４７が突部４６を介
して給気弁４４を押上げ、開口４３のエッジから給気弁
４４を離間させる。従って逆止弁４０が空気圧によって
開かれ、図８において矢印で示すように入口ポート３９
から区画壁４２の開口４３を通り、給気ポート４５に圧
縮空気が流れるようになる。これによってエアスプリン
グ１２内に空気が充填され、その車高が次第に高くな
る。

【００２７】車高が高くなるとフレーム１１と車軸１３
との距離が大きくなるために、レバー２１が下方へ回動
されることになる。レバー２１の下方への回動は、回転
子２７の偏心ピン３１を介して摺動ピストン３２に伝わ
り、摺動ピストン３２がケーシング２８内において下方
へ移動される。そしてピストン３２の雌ねじ孔５６に送
りねじ５５が螺合されているために、ピストン３２とと
もに送りねじ５５が下降する。そして送りねじ５５が排
気弁４７を受け座４９に当接する位置まで下方に移動さ
せると、給気弁４４が閉じられることになり、車高が高
い状態で保持されるようになる。図９はこのようにエア
スプリング１２へ所定量の空気が充填され、車高が高く
なった状態でレベリングバルブ１８が閉じた状態を示し
ており、このときにはレバー２１が下方に回動させたま
までレベリングバルブ１８が閉じることになる。

【００２８】つぎに外部から車高を下げる動作を説明す
る。この動作は運転席の切換えスイッチ６３を低レベル
側に切換えることによって達成される。この操作によっ
てコントローラ６２を介してサーボモータ６０が上記の
方向とは逆方向に回転される。このモータ６０の回転が
カップリング６１およびスプライン５９を介して送りね
じ５５に伝達される。そしてこの送りねじ５５が上述の
如くピストン３２の雌ねじ孔５６に係合されるととも
に、摺動ピストン３２が突条６４によってその回転を阻
止され、しかも回転子２７の偏心ピン３１によって上下
方向の移動が阻止されているために、図１０に示すよう
に送りねじ５５は下方へ移動されることになる。このよ
うな移動によって、送りねじ５５の上端に設けられてい
るスリーブ５２が下降し、スリーブ５２の上端と排気弁
４７との間に隙間が生ずる。すなわち排気弁４７が開か
れることになる。

【００２９】排気弁４７が開かれると、エアスプリング
１２内の圧縮空気は給気ポート４５を逆流し、排気弁４
７の下側の受け座４９の切込み５０を通過し、スリーブ
５２の中心孔５３を通って横孔５４からケーシング２８
内に入り、摺動ピストン３２の排気通路５７を通って下
方へ流動し、排気ポート５８から排出されることにな
る。このようにしてエアスプリング１２内の空気が排出
されると、車高が次第に低くなる。

【００３０】このような車高の下降動作によって、車軸
１３とフレーム１１との間の距離が次第に小さくなるた
めに、レバー２１は上方へ回動される。このレバー２１
の上方への回動が回転子２７の偏心ピン３１を介して摺
動ピストン３２に伝達され、摺動ピストン３２が上方へ
移動される。するとこの摺動ピストン３２の雌ねじ孔５
６に螺合されている送りねじ５５が上方へ移動し、この
送りねじ５５の上端のスリーブ５２が排気弁４７の底面
に圧着してこの排気弁４７を閉じるようになる。これに
よって排気動作が停止する。すなわち車両は車高を低く
した状態で保持されることになる。そしてこの場合には
図９とは逆に、レバー２１が上方へ回動した状態でレベ
リングバルブ１８が閉じることになる。

【００３１】このように本実施例においては、車軸１３
にリンク２２を介して連結されているレバー２１によっ
て回転子２７の偏心ピン３１で摺動ピストン３２を動か
し、給気弁４４と排気弁４７とを開閉するようにしたレ
ベリンクンバルブ１８において、ピストン３２の中心孔
を貫通する雌ねじ孔５６にねじ込まれている送りねじ５
５によってスリーブ５２を上下に移動させるようにし、
送りねじ５５をサーボモータ６０によって回転させるよ
うにしたものである。このような機構によって送りねじ
５５を上下に移動させることにより、給気弁４４および
排気弁４７の開閉のポイントをずらすことが可能にな
り、車高を変えることが可能になる。すなわちエアサス
ペンション車の車高を運転席で自由に高くしたり低くし
たりすることが可能になる。

【００３２】

【発明の効果】以上のように本発明は、エアスプリング
へ空気を供給する給気弁とエアスプリングから空気を排
出する排気弁とが軸線方向の変位によってそれぞれ開閉
するように軸線方向に所定の距離を隔てて設けられてい
るケーシングと、ケーシング内においてその軸線方向に
摺動自在に配されている摺動ピストンと、ケーシングの
軸線に対して直交するように側方に突出して連設されて
いるスリーブ内において回転自在に支持されている回転
子と、回転子の外側端部に取付けられており、車体と車
軸との間の距離に応じて回動して回転子を回転させるレ
バーと、回転子の内側端部においてその中心から偏倚し
た状態で植設されており、摺動ピストンの凹溝と係合さ
れ、回転子の回転運動を摺動ピストンの摺動運動に変換
する偏心ピンと、摺動ピストンの中心部を軸線方向に貫
通する雌ねじ孔に螺合されている送りねじと、送りねじ
の先端部に設けられており、給気弁と排気弁とを一緒に
軸線方向に変位させる操作部材と、ケーシングの軸線方
向の端部に取付けられており、送りねじを回転駆動する
駆動手段と、駆動手段を制御するコントローラと、をそ
れぞれ具備するようにしたことを特徴とするものであ
る。従ってコントローラを介して駆動手段を回転駆動す
ることにより、摺動ピストンの中心部を軸線方向に貫通
する雌ねじ孔に螺合されている送りねじを回転させて軸
線方向に変位させることにより、この送りねじに設けら
れている操作部材を介して給気弁と排気弁とを軸線方向
に変位させることが可能になる。従って摺動部材をレバ
ーによって移動させなくても、給気弁および排気弁の開
閉を行なうことが可能になり、給気弁と排気弁の開閉の
ポイントをずらして車高を任意に変化させることが可能
になる。しかもこのように任意に車高を変化させること
が可能なレベリングバルブが、給気弁と排気弁とを軸線
方向に所定の間隔を隔てて設けたケーシング内に組込ん
でユニットとすることが可能になり、レベリングバルブ
から成る車高調整装置のシステムとしての精度が向上す
るとともに、精度管理が容易になる。またコンパクトで
取扱いが容易になるとともに、部品管理が容易に行ない
得るようにした高性能のレベリングバルブを提供するこ
とが可能になる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の一実施例に係るレベリングバルブの縦
断面図である。

【図２】このレベリングバルブを備えるエアサスペンシ
ョン装置の側面図である。

【図３】同要部斜視図である。

【図４】レベリングバルブの要部横断面図である。

【図５】サーボモータの駆動回路を示す回路図である。

【図６】車高調整の動作を示すレベリングバルブの縦断
面図である。

【図７】車高調整の動作を示すレベリングバルブの縦断
面図である。

【図８】車高を高くする動作を示すレベリングバルブの
縦断面図である。

【図９】同エアサスペンション装置の側面図である。

【図１０】車高を低くする動作を示すレベリングバルブ
の縦断面図である。

【符号の説明】

１２ エアスプリング １３ 車軸 １７ エアタンク １８ レベリングバルブ ２１ レバー ２７ 回転子 ３１ 偏心ピン ３２ 摺動ピストン ３３ 凹溝 ３９ 入口ポート ４０ 逆止弁 ４４ 給気弁 ４５ 給気ポート ４７ 排気弁 ４９ 受け座 ５０ 切込み ５２ スリーブ ５４ 横孔 ５５ 送りねじ ５６ 雌ねじ孔 ５８ 排気ポート ５９ スプライン ６０ サーボモータ ６２ コントローラ ６３ 切換えスイッチ

Claims (1)

(57)【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】エア源とエアスプリングとの間に接続さ
   れ、前記エアスプリングへの空気の給排を制御するレベ
   リングバルブにおいて、 前記エアスプリングへ空気を供給する給気弁と前記エア
   スプリングから空気を排出する排気弁とが軸線方向の変
   位によってそれぞれ開閉するように軸線方向に所定の距
   離を隔てて設けられているケーシングと、 前記ケーシング内においてその軸線方向に摺動自在に配
   されている摺動ピストンと、 前記ケーシングの軸線に対して直交するように側方に突
   出して連設されているスリーブ内において回転自在に支
   持されている回転子と、 前記回転子の外側端部に取付けられており、車体と車軸
   との間の距離に応じて回動して前記回転子を回転させる
   レバーと、 前記回転子の内側端部においてその中心から偏倚した状
   態で植設されており、前記摺動ピストンの凹溝と係合さ
   れ、前記回転子の回転運動を前記摺動ピストンの摺動運
   動に変換する偏心ピンと、 前記摺動ピストンの中心部を軸線方向に貫通する雌ねじ
   孔に螺合されている送りねじと、 前記送りねじの先端部に設けられており、前記給気弁と
   前記排気弁とを一緒に軸線方向に変位させる操作部材
   と、 前記ケーシングの軸線方向の端部に取付けられており、
   前記送りねじを回転駆動する駆動手段と、 前記駆動手段を制御するコントローラと、 をそれぞれ具備するレベリングバルブ。