JP3166581B2 - トラニオン型サスペンション - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】この発明は、重トラック等の
大型車両に使われるトラニオン型サスペンションに係
り、特に後前軸が駆動輪用で後後軸が遊動輪用である後
輪２軸タイプの車両に適したトラニオン型サスペンショ
ンに関する。

【０００２】

【従来の技術】従来より、後輪２軸タイプの大型車両用
の後部懸架装置としてトラニオン型サスペンションが使
われている。例えば図６に示すトラニオン型サスペンシ
ョン１は、シャシ２に固定されたトラニオンベース３に
水平方向のトラニオン軸４を設け、トラニオン軸４を中
心に重ね板ばね５が上下方向に揺動できるように取付け
られている。そして駆動輪６ａ用の後前軸６を重ね板ば
ね５の前端側に支持させるとともに、遊動輪７ａ用の後
後軸７を重ね板ばね５の後端側に支持させるようになっ
ている。駆動輪６ａは、差動機８を介してプロペラシャ
フト９によって駆動される。また、シャシ２側には、重
ね板ばね５の上下方向の最大変位量を規制するためのス
トッパとして機能するラバーバンパ２ａが設けられてい
る。

【０００３】こうしたトラニオン型サスペンションにお
いて、車両後部の荷重は駆動輪６ａと遊動輪７ａとに分
散されて支持される。そして走行中に路面の凹凸や段差
などを通る際に、凸部の高さや凹部の深さに応じて、重
ね板ばね５がトラニオン軸４を中心として図６中に矢印
Ｒで示す方向に回動するようになっている。

【０００４】

【発明が解決しようとする課題】図７に示すように、走
行中に駆動輪６ａが路面の凹部Ｓなどに落ちた時に、重
ね板ばね５の前端側が下がるとともに重ね板ばね５の後
端側が上がるといった挙動が生じる。この場合、平坦地
を走行する時に比べて遊動輪７ａの軸重が大きくなり、
相対的に駆動輪６ａの軸重が減少することから、凹部Ｓ
が深かったり、ぬかるみや降雪等の悪条件が重なると、
駆動輪６ａが凹部Ｓから脱出しにくくなることがある。

【０００５】なお、実開昭５５−１０９００７号公報に
記載されているように、駆動輪を板ばねによって支持す
るとともに、遊動輪を空気ばねによって懸架し、必要に
応じて空気ばねの圧力を調整することにより駆動輪の分
担荷重を減らすようにしたサスペンションや、特公平１
−３４１６４号公報に記載されているトラニオン型サス
ペンションのように、重ね板ばねの後端を空気袋式のジ
ャッキによって持ち上げることにより、駆動輪と遊動輪
の軸重配分を変えることができるものも提案されてい
る。

【０００６】これらの先行技術は運転手等が必要に応じ
て軸重配分を変えるものであるが、駆動輪が凹部に落ち
てしまった時に脱出を補助できるように考慮されたもの
ではなかった。すなわち上記先行技術を備えた車両は、
駆動輪が凹部に落ちたことを運転手が気付いてその時に
機転をきかせて駆動輪の軸重配分を大きくするような操
作を行えば、駆動輪を凹部から脱出させやすくすること
ができるかもしれないが、このような運転技術は熟練し
た運転手であってもとっさに行うことはむずかしく、ま
た、駆動輪が凹部に落ちているか否かの状況判断を運転
席に座ったまま行うことは困難な場合が多い。特に、不
整地の工事現場のように地面の状況が悪い場所ではなお
さらである。

【０００７】従ってこの発明の目的は、走行中に駆動輪
が地面の凹部に落ちたり段差に落ちた時などに、駆動輪
が脱出不能になることを回避できるようなトラニオン型
サスペンションを提供することにある。

【０００８】

【課題を解決するための手段】上記目的を果たすために
開発された請求項１に対応する本発明のトラニオン型サ
スペンションは、シャシに固定されるトラニオンベース
と、上記トラニオンベースに設けられたトラニオン軸
と、上記トラニオン軸を中心に揺動自在に設けられかつ
前端側が後前軸を支持し後端側が後後軸を支持する重ね
板ばねと、上記重ね板ばねの長手方向中間部のクランプ
部に設けられていてこのクランプ部と一体に揺動可能な
リンクと、上記リンクに連結されかつ流体の圧力によっ
て上記重ね板ばねの前端側を下げる方向に加圧可能な作
動部を有するアクチュエータと、上記重ね板ばねの前端
側が下方に傾いた時の前傾角度に応じた信号を出力する
変位検出センサと、上記重ね板ばねの前端側が下方に傾
いた時に上記変位検出センサから出力される信号に基い
て加圧された流体を上記アクチュエータに供給しかつ重
ね板ばねの前傾角度が大きいほど上記アクチュエータの
圧力が高くなるように制御される圧力供給手段とを具備
している。

【０００９】上記サスペンションにおいて、駆動輪が路
面の凹部に落ちると、重ね板ばねの前端側が下がること
により、重ね板ばねの前傾角度に応じた信号が変位検出
センサから出力される。そして前傾角度が大きいほど高
い圧力をアクチュエータに作用させ、重ね板ばねの前端
側を下方に加圧することにより、後前軸が下方に付勢さ
れる。

【００１０】このため駆動輪の接地圧が増大してトラク
ションが確保され、凹部からの脱出が可能となる。駆動
輪が凹部から脱出することによって駆動輪が元の高さに
戻ると、重ね板ばねも元の中立の姿勢に戻る。このため
変位検出センサが元の状態に戻り、アクチュエータの圧
力が減少させられることにより、駆動輪の軸重が適正に
保たれる。

【００１１】請求項２に記載したように、圧縮空気によ
って作動するシリンダ機構を採用すれば、エアブレーキ
搭載車においてサービスブレーキ用の空気圧回路のエア
タンクを流体供給源として利用することができる。また
請求項２に記載した発明において、上記空気圧回路は、
上記重ね板ばねの前傾角度が増加する時に上記変位検出
センサから出力される信号に基いて上記シリンダ機構に
圧縮空気を供給し、重ね板ばねの前傾角度が減少する時
にシリンダ機構の空気を逃がす切替弁を備えてもよい。
このような切替弁を採用すれば、構成が更に簡単とな
る。

【００１２】請求項１に記載した発明において、アクチ
ュエータの作動部の伸び量に対応した信号を出力するス
トロークセンサを用いれば、このセンサをシリンダ機構
と一体化させることができる。また請求項１に記載した
発明において、上記アクチュエータが流体の圧力によっ
て作動するシリンダ機構であり、また上記変位検出セン
サが上記シリンダ機構のロッドの伸び量に対応した信号
を出力するストロークセンサであり、上記シリンダ機構
と上記センサをシャシのサイドメンバに沿って配置して
もよい。このようにシリンダ機構と変位検出センサをシ
ャシのサイドメンバに沿って前後方向に配置すれば、シ
ャシまわりの空間を有効に利用してシリンダ機構とセン
サをコンパクトに搭載することができる。

【００１３】

【発明の実施の形態】以下にこの発明の一実施形態につ
いて図１から図５を参照して説明する。図１に示した後
輪２軸車用のトラニオン型サスペンション１０の一例
は、車両の前後方向に延びるシャシ１１のサイドメンバ
１１ａ等に固定されたトラニオンベース１３を有してい
る。図２に示すように，トラニオンベース１３に設けら
れた水平方向の孔１４にトラニオン軸（スプリングシャ
フト）１５が挿通され、このトラニオン軸１５に嵌合さ
れるロワサドル１６がトラニオン軸１５を中心に回転自
在に支持されるようになっている。

【００１４】ロワサドル１６の上面側に重ね板ばね２０
が設置されている。重ね板ばね２０は複数枚のばね板２
１を上下方向に重ねたものであり、図１に示されるよう
に、長手方向中間部に位置するセンタクランプ部２２に
おいて、少なくとも２本のＵボルト２３と、このＵボル
ト２３に螺合されるナット２４により、各ばね板２１が
ロワサドル１６とアッパサドル２５との間に締結されて
いる。従ってこの重ね板ばね２０は、ロワサドル１６お
よびアッパサドル２５と一体に、トラニオン軸１５を中
心に上下方向に揺動することができる。

【００１５】駆動輪用の後前軸３０は重ね板ばね２０の
前端側部分に支持され、遊動輪用の後後軸３１は重ね板
ばね２０の後端側部分に支持される。また、シャシ１１
側には、重ね板ばね２０の上下方向の最大変位量を規制
するためのラバーバンパ等のバンプストッパ３５，３６
が設けられている。

【００１６】トラニオンベース１３の下部に、後前軸３
０の方向に延出するロワラジアスロッド４０と、後後軸
３１の方向に延出するロワラジアスロッド４１が設けら
れている。ロワラジアスロッド４０の前端４０ａは後前
軸３０の下側の部分に連結されている。ロワラジアスロ
ッド４１の後端４１ａは、後後軸３１の下側の部分に連
結されている。これらのラジアスロッド４０，４１は後
前軸３０と後後軸３１のトルクを受ける部材である。ま
た、後前軸３０の上方と後後軸３１の上方に、それぞれ
アッパラジアスロッド（図示せず）が設けられている。

【００１７】重ね板ばね２０のクランプ部２２に、リン
ク４５が設けられている。図示例のリンク４５は、ロワ
サドル１６に溶接あるいはボルトなどの適宜の固定手段
によって固定されている。このリンク４５はアッパサド
ル２５の側面から垂直方向に延出し、リンク４５の上端
部４６がアッパサドル２５の上方に突き出ている。

【００１８】上記リンク４５は、流体式アクチュエータ
の一例としてのシリンダ機構５０によって、前方に加圧
することができるようになっている。図示例のシリンダ
機構５０は、エア配管５１を通じて圧縮空気が供給され
るシリンダ本体５２と、このシリンダ本体５２に供給さ
れた圧縮空気によって駆動される作動部としてのロッド
５３を備えている。ロッド５３の先端部は、ピン５４に
よってリンク４５の上端部４６に連結されている。

【００１９】シリンダ本体５２の基部はピン５５によっ
てシャシ１１のサイドメンバ１１ａに枢着されている。
このため、ロッド５３が図１に示す初期位置から図３に
示す前進位置の方向に伸びると、トラニオン軸１５を中
心として、重ね板ばね２０が前傾する方向（図において
反時計回り方向）に回動するようになる。

【００２０】シリンダ本体５２に、変位検出センサとし
て機能するストロークセンサ６０が設けられている。こ
のセンサ６０は、重ね板ばね２０の前端側が下方に変位
した時に、ロワサドル１６の前傾角度に対応した電気的
な信号を、下記コントローラ６１に送出するものであ
る。

【００２１】図示例の変位検出センサ６０は、シリンダ
機構５０のロッド５３と一体的に移動するプランジャ６
５を有しており、プランジャ６５の伸び量を検出するこ
とにより、ロワサドル１６（重ね板ばね２０）の前傾角
度に対応した出力を得るようにしている。但しロワサド
ル１６やアッパサドル２５の回転角を検出するようなロ
ータリ式の変位検出センサが使われてもよく、要するに
重ね板ばね２０のセンタクランプ部２２の前傾角度に応
じた出力が得られるものであればよい。

【００２２】シリンダ機構５０に圧力センサ６７が設け
られており、シリンダ本体５２の内部の空気圧を検出で
きるようになっている。圧力センサ６７はコントローラ
６１に接続されており、シリンダ本体５２の圧力に関す
る電気的な信号をコントローラ６１に送出するようにな
っている。

【００２３】シリンダ機構５０は、圧力供給手段として
機能する空気圧回路７０によって駆動される。空気圧回
路７０の一例は、前記エア配管５１に接続される３ウェ
イマグネットバルブ等の切替弁７１と、流体供給源とし
て機能するエアタンク７２を備えている。エアタンク７
２は、例えばエアブレーキ用のエア（一例として８〜９
ｋｇｆ／ｃｍ² 前後の圧力）を蓄えるようにしている。

【００２４】切替弁７１は、電磁弁等のように電気信号
によって開閉を制御できるものが適しており、図示例の
場合には変位検出センサ６０からコントローラ６１に入
力される変位量（ストローク）に応じた信号に基いて、
下記のように切替弁７１の切替制御をなすように構成さ
れている。

【００２５】マイクロコンピュータ等を用いたコントロ
ーラ６１のメモリには、図５に示すような変位量Ｌと圧
力Ｐとの関係がマップあるいは計算式等の形で記憶され
ており、ＬとＰの関係が図中の領域Ａに入るように、変
位量Ｌに応じた大きさの圧力Ｐをシリンダ機構５０に供
給するようにしている。すなわち図５に示す制御例の場
合、ＬとＰの値が領域Ｂに含まれている時にはシリンダ
機構５０の圧力Ｐを上げる方向に空気圧回路７０が作動
し、ＬとＰの値が領域Ｃに含まれている時にはシリンダ
機構５０の圧力Ｐを下げる方向に空気圧回路７０が作動
するようにしている。

【００２６】シリンダ機構５０の圧力Ｐを上げる場合に
は、エアタンク７２内の圧縮空気が切替弁７１とエア配
管５１を介してシリンダ機構５０に供給され、圧力セン
サ６７によって検出される圧力が目標値に達するまで圧
縮空気をシリンダ本体５２に供給する。逆にシリンダ機
構５０の圧力を減少させる際には、切替弁７１が切替わ
ることにより、シリンダ本体５２内の空気を排出口７５
から放出するようにしている。

【００２７】次に、上記構成のトラニオン型サスペンシ
ョン１０の作用について図４および図５等を参照して説
明する。図４は、駆動輪が凹部や段差等に落ちた時に、
駆動輪が凹部から脱出する過程を示している。平坦地を
走行している時には、重ね板ばね２０はほぼ水平な姿勢
（中立状態）にあるため、センサ６０の変位量は図５の
原点にある。このとき空気圧回路７０は作動しないた
め、シリンダ機構５０の内部は実質的に大気圧である。

【００２８】走行中に駆動輪が地面の凹部に落ちると、
図３に示すように後前軸３０が下がるとともに、後後軸
３１が上がるため、凹部の深さに応じた角度だけ重ね板
ばね２０が前傾する。これに伴い、変位検出センサ６０
が作動し、その変位量に応じた信号がコントローラ６１
に送出される。コントローラ６１は、センサ６０の変位
量が大きいほどシリンダ機構５０に高い圧力が作用する
ように切替弁７１を作動させる。

【００２９】例えば図５に示すように、センサの変位量
が例えばＬ1 になった場合には、圧力がＰ1 となるよう
に加圧された空気がシリンダ機構５０に供給される。ま
た、変位量がＬ1 よりも大きいＬ2 の場合には、圧力が
Ｐ2 となるように加圧された空気がシリンダ機構５０に
供給される。

【００３０】上記の動作により、重ね板ばね２０の前傾
の度合いに応じてシリンダ機構５０がリンク４５を前方
に加圧し、重ね板ばね２０の前端側が下方に付勢され
る。このため駆動輪の接地圧が高まり、トラクションが
確保されることによって駆動輪の脱出が可能となる。

【００３１】駆動輪が凹部から脱出すると、駆動輪が元
の高さに戻るため、重ね板ばね２０が元の中立状態（ほ
ぼ水平に近い姿勢）に戻るようになる。このため変位検
出センサ６０も元に戻り、センサ６０の変位量が図５に
おいて左方向にシフトするためシリンダ機構５０の圧力
が原点に向って減少させられる。その結果、重ね板ばね
２０に対するシリンダ機構５０の加圧力が減少ないし解
消され、シリンダ機構５０のロッド５３がフリーな状態
となり、タンデム比に応じた荷重が後前軸３０と後後軸
３１に配分される。

【００３２】上記サスペンション１０は、シリンダ本体
５２とロッド５３および変位検出センサ６０をシャシ１
１のサイドメンバ１１ａに沿って前後方向に配置するこ
とができるため、シャシ１１まわりの空間を有効に利用
することができる。そしてシリンダ機構５０とリンク４
５との間に働く圧縮荷重がサイドメンバ１１ａの強度の
高い長手方向に加わるから、特別な補強対策を講じなく
てもシリンダ機構５０を据え付けることができる。

【００３３】なお上記実施形態ではリンク４５をロワサ
ドル１６に固定したが、この発明を実施するに当たっ
て、アッパサドル２５にリンク４５を固定してもよい。
また、アッパサドル２５にリンクとして機能するピンを
設け、このピンにシリンダ機構５０のロッド５３を連結
するようにしてもよい。また、圧縮空気を用いるシリン
ダ機構５０の代りに、液圧式のシリンダ機構によってリ
ンク４５を駆動するように構成してもよい。また、シリ
ンダ機構以外の流体式アクチュエータが使われてもよ
い。

【００３４】

【発明の効果】この発明によれば、駆動輪が路面の凹部
や段差などに落ちた時に、凹部の深さに応じて自動的に
駆動輪の接地圧を増加させることができる。このため駆
動輪のトラクションが確保され、凹部からの脱出が可能
となる。そして脱出後は自動的に元の軸重配分に戻すこ
とができるなど、凹部や段差のある路面を容易に走破す
ることができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】 本発明の一実施形態を示すサスペンションの
側面図。

【図２】 図１に示されたサスペンションの一部の分解
斜視図。

【図３】 図１に示されたサスペンションの作動態様を
示す側面図。

【図４】 駆動輪が凹部から脱出する過程を示すフロー
チャート。

【図５】 変位検出センサの変位量とシリンダの圧力と
の関係を示す図。

【図６】 従来のトラニオン型サスペンションの側面
図。

【図７】 図６に示された従来のサスペンションの作動
態様を示す側面図。

【符号の説明】

１０…トラニオン型サスペンション １１…シャシ １３…トラニオンベース １５…トラニオン軸 ２０…重ね板ばね ２２…クランプ部 ３０…後前軸 ３１…後後軸 ４５…リンク ５０…シリンダ機構（アクチュエータ） ６０…変位検出センサ ７１…切替弁

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (58)調査した分野(Int.Cl.⁷，ＤＢ名) B60G 5/00 - 5/04 B60G 11/04 B60G 17/015

Claims (3)

(57)【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】シャシに固定されるトラニオンベースと、 上記トラニオンベースに設けられたトラニオン軸と、 上記トラニオン軸を中心に揺動自在に設けられかつ前端
   側が後前軸を支持し後端側が後後軸を支持する重ね板ば
   ねと、 上記重ね板ばねの長手方向中間部のクランプ部に設けら
   れていてこのクランプ部と一体に揺動可能なリンクと、 上記リンクに連結されかつ流体の圧力によって上記重ね
   板ばねの前端側を下げる方向に加圧可能な作動部を有す
   るアクチュエータと、 上記重ね板ばねの前端側が下方に傾いた時の前傾角度に
   応じた信号を出力する変位検出センサと、 上記重ね板ばねの前端側が下方に傾いた時に上記変位検
   出センサから出力される信号に基いて加圧された流体を
   上記アクチュエータに供給しかつ重ね板ばねの前傾角度
   が大きいほど上記アクチュエータの圧力が高くなるよう
   に制御される圧力供給手段と、 を具備したことを特徴とするトラニオン型サスペンショ
   ン。
2. 【請求項２】上記アクチュエータが圧縮空気によって作
   動するシリンダ本体とロッドを有するエアシリンダ機構
   であり、上記重ね板ばねの前傾角度が大きいほど高い圧
   力の空気を上記シリンダ本体に供給する空気圧回路を備
   えていることを特徴とする請求項１記載のトラニオン型
   サスペンション。
3. 【請求項３】駆動輪用の後前軸を重ね板ばねの前端側に
   支持し、遊動輪用の後後軸を上記重ね板ばねの後端側に
   支持するトラニオン型サスペンションにおいて、 シャシに固定されるトラニオンベースと、 上記トラニオンベースに設けられたトラニオン軸と、 上記トラニオン軸を中心に揺動自在に設けられかつ前端
   側が後前軸を支持し後端側が後後軸を支持する重ね板ば
   ねと、 上記重ね板ばねの長手方向中間部のクランプ部に設けら
   れていてこのクランプ部と一体に揺動可能なリンクと、 上記リンクに連結されかつ流体の圧力によって上記重ね
   板ばねの前端側を下げる方向に加圧可能なロッドを有す
   るシリンダ機構と、 上記重ね板ばねの前端側が下方に傾いた時の前傾角度に
   応じた信号を出力する変位検出センサと、 上記重ね板ばねの前端側が下方に傾いた時に上記変位検
   出センサから出力される信号に基いて加圧された流体を
   上記シリンダ機構に供給しかつ重ね板ばねの前傾角度が
   大きいほどシリンダ機構の圧力が高くなるように制御さ
   れる圧力供給手段とを具備し、 駆動輪が路面の凹部に落ちた時に上記変位検出センサか
   ら出力される信号に基いて上記圧力供給手段によって上
   記重ね板ばねの前端側を下げる方向にシリンダ機構を加
   圧し、駆動輪が凹部から脱出した後は上記変位検出セン
   サが戻ることにより上記シリンダ機構の圧力を減少させ
   ることを特徴とするトラニオン型サスペンション。