JP3689725B2 - 自動車のエアサスペンション - Google Patents
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Description
【0001】
【発明の属する技術分野】
本発明は、自動車のエアサスペンションに係り、より詳しくは、レベリングバルブと空気ばねとを一体化して設置空間を縮小し、製造コ−ストダウンが図れる自動車のエアサスペンションに関するものである。
【0002】
【従来の技術】
大型バスやトラックのような商用車に設置されるエアサスペンションは、通常、空気タンクとレベリングバルブ及び空気ばねなどから構成され、空気の弾性を利用するため、微細な振動を吸収して乗心地が良いことと、圧力コントロールで車高を調整できるという特徴がある。
【0003】
エアサスペンションに使用されるレベリングバルブ10は、図1に示すように車体フレーム1に固定され、空気ばね30は車体のフレーム1の底部分に設けられており、レベリングバルブ10と空気ばね30は関節運動をするレバー11によって相互に連結されている。
【0004】
レベリングバルブ10には、空気タンクから圧縮空気が供給される第1ポート12と、空気ばね30の排出空気が供給される第2ポート13と、第2ポート13に連結され、空気ばね30から供給された空気を大気中に放出する第3ポート14とを備えている。
【0005】
エアサスペンションの作動原理について、図1〜6を参照して説明する。
まず、車体の荷重が平衡状態の場合、レベリングバルブ10と空気ばね30とを連結するレバー11は、図1に示すように、水平位置を保持するようになる。レベリングバルブ10のロッカ15及びアーム16は中立状態を保持するようになり、これによって、レベリングバルブ10の供給バルブ17と排出バルブ18がすべて閉鎖されて、空気タンク及び空気ばね30からの空気供給と大気への空気排出は停止する。
【0006】
車体重量が重いため、空気ばね30が図3、図4に示すように圧縮された場合、レベリングバルブ10のレバー11は上方へ押上げられ、シャフト19が回転して、シャフト19に固定されているロッカ15の端部分が右側ばね22を圧縮するようになる。
左右側ばね21、22に挟持されて平衡を保持していたアーム16は、シャフト19をヒンジ軸にして左側ばね21によって右方へ押出され、アーム16の端部はピストン23を右方へ押すようになる。
【0007】
ダンパ室24にはオイルが充満しているため、ピストン23の右方のオイルは連絡通路25及び可変絞り弁26を通してピストン23の左方へ押出され、同時に、ピストン23は右方へ移動して供給バルブ17を開放する。
供給バルブ17が開放されると、空気タンクから供給される圧縮空気は第2ポート13を通して空気ばね30に供給され、その作用によって空気ばね30は徐に拡張されて、レバー11が水平位置に戻るとともに、ロッカ15及びアーム16も中立位置に戻るようになって、供給バルブ17はばねの付勢によって閉鎖されて平衡位置に戻る。
【0008】
車体重量が軽くなると、図5、図6に示すように、空気ばね(30)が拡張し、レベリングバルブ10のレバー11が下がる。ロッカ15は時計方向へ回転して左側ばね21を圧縮するようになり、アーム16によってピストン23は左方へ押されて排出バルブ18を開放する。空気ばね30内の空気は排出バルブ18及び第3のポート14を通して大気へ排出される。
空気ばね30内の圧力が下がり、レバー11が水平位置に戻ると、排出バルブ18は閉鎖されて空気の排出が終了し、車体重量は平衡状態を保持するようになる。
【0009】
【発明が解決しようとする課題】
上記のような従来のエアサスペンションは、レベリングバルブと空気ばねがそれぞれ別に構成されて車体フレームに設置されるため、広い設置空間を占めるとともに、車両の製作上も煩雑さが伴い、作業者の利便性も減少するなどの問題点があった。
従来のエアサスペンションは、レベリングバルブと空気ばねとを連結する所定長さのレバーが必須であったため、エアサスペンションを構成する部品点数も増加し製造コストアップになるという問題点もあった。
【0010】
【発明の目的】
本発明の目的は、車高の変化に応じて空気ばねの弾性力を変化させるバルブ手段を空気ばねと一体化して車体フレームに設けることで、エアサスペンションの設置空間を最少にして、車両製作時の煩雑さを解消し作業性を向上させるとともに、従来レベリングバルブと空気ばねとの連結に使用されていたレバーを使用しないことによって、エアサスペンションを構成する部品点数も減少させて製造コストが低減できる自動車のエアサスペンションを提供することにある。
【0011】
【課題を解決するための手段】
本発明による第1の自動車のエアサスペンションは、車体のフレームの下部に上端を連結された空気ばねと、前記空気ばね内を上下に貫通する状態で上側直線形部材は車体のフレームに結合され、下側直線形部材は前記空気ばねの下端及び車軸に結合され、相互間の直線スライディング運動で全長が変化するように構成されるとともに、前記空気ばねの内部にその長手方向に沿って所定の断面形状のシリンダ穴を備えたシリンダ形部材と、断面の形状が前記シリンダ形部材のシリンダ穴の断面形状に相応する形状で長手方向に形成されたピストン部を備えたピストン形部材とからなる二つの直線形部材と、前記二つの直線形部材の直線スライディング運動に従って圧縮空気を前記空気ばね内に供給し、あるいは、空気ばね内の空気を大気中に放出するとともに、一端に圧縮空気が供給され、他端は前記ピストン部とシリンダ穴のスライディング部位に連通するよう、前記シリンダ形部材に形成された第1の空気通路と、一端が前記空気ばねの内部に連結され、他端は前記シリンダ形部材とピストン形部材との合計長さが所定の長さに縮小する際、前記第1の空気通路に連通されるよう前記ピストン形部材に形成された第2の空気通路と、一端は大気に接し、他端は前記ピストン部とシリンダ穴のスライディング部位に連通されるよう、前記シリンダ形部材に形成された第3の空気通路と、一端が前記空気ばね内に連結され、他端は前記シリンダ形部材とピストン形部材との合計長さが所定の長さに延伸する際、前記第3の空気通路に連通するよう、前記ピストン形部材に形成された第4の空気通路と、前記ピストン部の端部とシリンダ穴とのなす空間を大気に連通するように形成された第5の空気通路とから構成されたバルブ手段と、を含んで構成されることを特徴とする。
本発明による第2の自動車のエアサスペンションは、車体のフレームの下部に上端を連結された空気ばねと、前記空気ばね内を上下に貫通する状態で上側直線形部材は車体のフレームに結合され、下側直線形部材は前記空気ばねの下端及び車軸に結合され、相互間の直線スライディング運動で全長が変化するように構成されるとともに、前記空気ばねの内部にその長手方向に沿って所定の断面形状のシリンダ穴を備えたシリンダ形部材と、断面の形状が前記シリンダ形部材のシリンダ穴の断面形状に相応する形状で長手方向に形成されたピストン部を備えたピストン形部材とからなる二つの直線形部材と、前記二つの直線形部材の直線スライディング運動に従って圧縮空気を前記空気ばね内に供給し、あるいは、空気ばね内の空気を大気中に放出するとともに、一端に圧縮空気が供給され、他端は前記ピストン部とシリンダ穴のスライディング部位に連通するよう、前記ピストン形部材に形成された第6の空気通路と、一端は前記空気ばね内に連結され、他端は前記シリンダ形部材とピストン形部材との合計長さが所定の長さに縮小する際、前記第6の空気通路に連通するよう前記シリンダ形部材に形成された第7の空気通路と、一端が大気に連接され、他端は前記ピストン部とシリンダ穴のスライディング部位に連通するよう、前記ピストン形部材に形成された第8の空気通路と、一端は前記空気ばね内に連結され、他端は前記シリンダ形部材とピストン形部材との合計長さが所定の長さに延伸される際、前記第8の空気通路に連通するよう、前記シリンダ形部材に形成された第9の空気通路と、前記ピストン部の端部とシリンダ穴とのなす空間を大気に連接するように形成された第10の空気通路とから構成されたバルブ手段と、を含んで構成されることを特徴とする。
本発明による第3の自動車のエアサスペンションは、車体のフレームの下部に上端を連結された空気ばねと、前記空気ばね内を上下に貫通する状態で上側直線形部材は車体のフレームに結合され、下側直線形部材は前記空気ばねの下端及び車軸に結合され、相互間の直線スライディング運動で全長が変化するように構成されるとともに、前記空気ばねの内部にその長手方向に沿って所定の断面形状のシリンダ穴を備えたシリンダ形部材と、断面の形状が前記シリンダ形部材のシリンダ穴の断面形状に相応する形状で長手方向に形成されたピストン部を備えたピストン形部材とからなる二つの直線形部材と、前記二つの直線形部材の直線スライディング運動に従って圧縮空気を前記空気ばね内に供給し、あるいは、空気ばね内の空気を大気中に放出するとともに、一端に圧縮空気が供給され、他端は前記ピストン部とシリンダ穴のスライディング部位に連通するよう、前記ピストン形部材に 形成された第6の空気通路と、一端は前記空気ばね内に連結され、他端は前記シリンダ形部材とピストン形部材との合計長さが所定の長さに縮小される際、前記第6の空気通路に連通されるよう、前記シリンダ形部材に形成された第7の空気通路と、一端が大気に連接され、他端は前記ピストン部とシリンダ穴のスライディング部位に連通されるよう、前記ピストン形部材に形成された第8の空気通路と、一端は前記空気ばね内に連結され、他端は前記シリンダ形部材とピストン形部材との合計長さが所定の長さに延伸される際、前記第8の空気通路に連通するよう、前記シリンダ形部材に形成された第9の空気通路と、前記ピストン部の端部とシリンダ穴とのなす空間を空気ばね内に連通するように形成された第11の空気通路とから構成されたバルブ手段と、を含んで構成されることを特徴とする。
【0012】
【発明の実施の形態】
以下、本発明の実施例を添付図によって詳述する。
図7〜9は、本発明によるエアサスペンション及びその作動原理について述べるための縦断面図であり、図に示すように、空気ばね60の占める空間内部に空気ばねの内圧を調整できるバルブ手段が一体に構成されたコンパクトな構造となっている。
【0013】
本発明のエアサスペンションは、車体のフレーム1の下部にその上端が連結されて車体を直接支持するようになっている空気ばね60と、空気ばね内を上下に貫通する状態で上側直線形部材は車体のフレームに結合され、下側直線形部材は空気ばね60の下端及び車軸に結合され、それら相互間の直線スライディング運動で全長が変化するようになっている二つの直線形部材と、該二つの直線形部材の直線スライディング運動に従って空気タンク(図示なし)からの圧縮空気を空気ばね内に供給したり、空気ばねの空気を大気中に放出したりするバルブ手段とを含んで構成されている。
【0014】
実施例で、二つの直線形部材は、内部にその長手方向に沿って所定の断面形状のシリンダ穴50を備えたシリンダ形部材51と、断面形状がシリンダ形部材のシリンダ穴50の断面形状に相応する形状で長手方向に沿って形成されたピストン部40を備えたピストン形部材53から構成され、ピストン形部材53のピストン部40はシリンダ形部材51のシリンダ穴50に挿入された状態で所定の距離を上下に直線スライディングできる。
【0015】
図7〜9の実施例では上側直線形部材をピストン形部材53、下側直線形部材はシリンダ形部材51として、ピストン形部材53の上端は車体のフレーム1に固定され、シリンダ形部材51の下端は車軸(A)に連結されるとともに、空気ばね60の下端と一体に連結される。
【0016】
バルブ手段は、第1の空気通路41、第2の空気通路42、第3の空気通路43、第4の空気通路44、第5の空気通路55とからなる。
第1の空気通路41は、一端が空気タンクに連結されて圧縮空気を供給するようになっており、他端はピストン部40とシリンダ穴50が相互に直線スライディング運動をしつつ滑るスライディング部位に連通するよう、シリンダ形部材51に形成される。
第2の空気通路42は、一端が前記空気ばね60内に連結され、他端はシリンダ形部材51とピストン形部材53との合計長さが所定長さ(L1)に縮小する際、第1の空気通路41に連通するよう、ピストン形部材53に形成される。
第3の空気通路43は、一端が大気に連接され、他端は前記ピストン部40とシリンダ穴50のスライディング部位に連通するよう、シリンダ形部材51に形成される。
第4の空気通路は、一端が空気ばね60内に連結され、他端はシリンダ形部材51とピストン形部材53との合計長さが所定長さ(L2)に延伸される際、第3の空気通路43に連通されるよう、ピストン形部材53に形成される。
第5の空気通路55は、ピストン部40の端部とシリンダ穴50とのなす空間を大気に連接するように形成される。
【0017】
第1の空気通路41と第2の空気通路42とが連通する場合の、シリンダ形部材51とピストン形部材53の合計した長さ(L1)と、第3の空気通路43と第4の空気通路44とが連通する場合の、シリンダ形部材51とピストン形部材53の合計長さ(L2)は、車両の運行条件と積載荷重及びこのエアサスペンションの応答性を考量して適切に選定する。
ピストン形部材53とシリンダ形部材51の合計長さが、縮小時の(L1)及び延伸時の(L2)との中間の長さ(LS:L1<LS<L2)になっている状態は、車両の標準積載及び運行状態で車体のフレーム1を車軸(A)が支持する基準状態であり、空気ばね60内には、この状態を保持する空気圧が形成されている。
【0018】
次に、本発明の作用について述べる。
図7の基準状態は車両が走行中にバンプとかリバウンドせず理想的な状態で走行する状態であり、第1の空気通路41と第2の空気通路42とが連通せず、同時に第3の空気通路43と第4の空気通路44も連通しない状態である。
この状態では、空気タンクからの圧縮空気が空気ばね60内に供給されず、空気ばね60の内部圧縮空気も大気中に放出されないため、空気ばね60内の圧縮空気量は一定に保たれ、車体フレーム1を車軸(A)に対して安定的に支持している状態である。
【0019】
この状態で走行中、路面条件や走行速度変化などによって車体フレーム1と車軸(A)の間隔が狭まる場合、即ちバンプが発生する場合は、空気ばね60が収縮するとともに、シリンダ形部材51とピストン形部材53が相互に直線スライディング運動をして、その全長が短くなる方向へ移動し、図8の状態にまで変化する。この時は、第1の空気通路41と第2の空気通路42が相互に連通し、第3の空気通路43と第4の空気通路44は相互に遮断された状態となる。
【0020】
したがって、空気タンクから第1の空気通路41及び第2の空気通路42を経由して空気ばね60内へ圧縮空気が供給され、圧縮空気は収縮した空気ばね60を拡張して、元の基準状態にする。
車両がリバウンドした場合、空気ばね60が拡張してシリンダ形部材51とピストン形部材53が相互に直線スライディング運動をすることによって、その合計長さが所定長さ(L2)に延伸し図9の状態になる。
【0021】
この場合、第1の空気通路41に供給されていた圧縮空気は第2の空気通路42通じないため、空気ばね60内には圧縮空気が供給されず、第3の空気通路43及び第4の空気通路44を通して空気ばね60内にあった圧縮空気が大気中に放出される。
したがって、空気ばね60内の圧力が下がって、空気ばね60が縮小し、シリンダ形部材51とピストン形部材53の合計長も縮小して、図7に示すような基準状態に復帰する。
このように、車両運行中に発生するバンプとリバウンドにより図7〜9の状態が繰返されて自動的に車体の安定状態が保持される。
また、図10に示す通り、上記実施例以外に、シリンダ形部材71が車体のフレーム1に結合され、ピストン形部材73が車軸(A)に結合される実施例が可能となる。
【0022】
この場合、バルブ手段は、第6の空気通路76、第7の空気通路77、第8の空気通路78、第9の空気通路79、第10の空気通路80とから構成される。第6の空気通路76は、一端から圧縮空気を供給され、他端はピストン部とシリンダ穴のスライディング部位に連通するよう、ピストン形部材73に形成される。
第7の空気通路77は、一端が空気ばね60内に連結され、他端はシリンダ形部材とピストン形部材とのなす合計長さが所定長さ(L1)に縮小される場合、第6の空気通路76に連通するよう、シリンダ形部材71に形成される。
第8の空気通路78は、一端は大気に接され、他端は前記ピストン部とシリンダ穴のスライディング部位に連通されるよう、ピストン形部材73に形成される。
第9の空気通路79は、一端が空気ばね60内に連結され、他端はシリンダ形部材とピストン形部材との合計長さが所定長さ(L2)に延伸される場合、第8の空気通路78に連通するよう、シリンダ形部材71に形成される。
第10の空気通路80は、ピストン部の端部とシリンダ穴とのなす空間を大気に連接するように形成される。
【0023】
また、図10に類似の図11に示すような実施例も可能であるが、図10とはピストン部の端部と空気ばねを連結する第11の空気通路81が相違する。
即ち、第11の空気通路81によってピストン部とシリンダ穴のなす空間が密閉されると、発生圧力を大気中に逃す代りに、空気ばね内に逃す点だけが相違し、作動原理は上記実施例と同一である。
【0024】
【発明の効果】
本発明により、エアサスペンションの設置空間が減少し、車両製作時の煩雑さが解消して作業性が向上するとともに、従来レベリングバルブと空気ばねとの連結に使用されたレバーがなくなることにより、エアサスペンションの部品点数が減少して製造コストが低減できる。
【図面の簡単な説明】
【図1】一般的に使用されるエアサスペンションの作動原理を説明するための側面図である。
【図2】一般的に使用されるレベリングバルブの作動原理を説明するための縦断面図である。
【図3】一般的に使用されるエアサスペンションの作動原理を説明するための側面図である。
【図4】一般的に使用されるレベリングバルブの作動原理を説明するための縦断面図である。
【図5】一般的に使用されるエアサスペンションの作動原理を説明するための側面図である。
【図6】一般的に使用されるレベリングバルブの作動原理を説明するための縦断面図である。
【図7】本発明のエアサスペンションの作動原理を説明するための縦断面図である。
【図8】本発明のエアサスペンションの作動原理を説明するための縦断面図である。
【図9】本発明のエアサスペンションの作動原理を説明するための縦断面図である。
【図10】本発明のその他の実施例を示す図である。
【図11】本発明のその他の実施例を示す図である。
【符号の説明】
1 車体のフレーム
40 ピストン部
41 第1の空気通路
42 第2の空気通路
43 第3の空気通路
44 第4の空気通路
50 シリンダ穴
51、71 シリンダ形部材
53、73 ピストン部材
55 第5の空気通路
60 空気ばね
A 車軸
【発明の属する技術分野】
本発明は、自動車のエアサスペンションに係り、より詳しくは、レベリングバルブと空気ばねとを一体化して設置空間を縮小し、製造コ−ストダウンが図れる自動車のエアサスペンションに関するものである。
【0002】
【従来の技術】
大型バスやトラックのような商用車に設置されるエアサスペンションは、通常、空気タンクとレベリングバルブ及び空気ばねなどから構成され、空気の弾性を利用するため、微細な振動を吸収して乗心地が良いことと、圧力コントロールで車高を調整できるという特徴がある。
【0003】
エアサスペンションに使用されるレベリングバルブ10は、図1に示すように車体フレーム1に固定され、空気ばね30は車体のフレーム1の底部分に設けられており、レベリングバルブ10と空気ばね30は関節運動をするレバー11によって相互に連結されている。
【0004】
レベリングバルブ10には、空気タンクから圧縮空気が供給される第1ポート12と、空気ばね30の排出空気が供給される第2ポート13と、第2ポート13に連結され、空気ばね30から供給された空気を大気中に放出する第3ポート14とを備えている。
【0005】
エアサスペンションの作動原理について、図1〜6を参照して説明する。
まず、車体の荷重が平衡状態の場合、レベリングバルブ10と空気ばね30とを連結するレバー11は、図1に示すように、水平位置を保持するようになる。レベリングバルブ10のロッカ15及びアーム16は中立状態を保持するようになり、これによって、レベリングバルブ10の供給バルブ17と排出バルブ18がすべて閉鎖されて、空気タンク及び空気ばね30からの空気供給と大気への空気排出は停止する。
【0006】
車体重量が重いため、空気ばね30が図3、図4に示すように圧縮された場合、レベリングバルブ10のレバー11は上方へ押上げられ、シャフト19が回転して、シャフト19に固定されているロッカ15の端部分が右側ばね22を圧縮するようになる。
左右側ばね21、22に挟持されて平衡を保持していたアーム16は、シャフト19をヒンジ軸にして左側ばね21によって右方へ押出され、アーム16の端部はピストン23を右方へ押すようになる。
【0007】
ダンパ室24にはオイルが充満しているため、ピストン23の右方のオイルは連絡通路25及び可変絞り弁26を通してピストン23の左方へ押出され、同時に、ピストン23は右方へ移動して供給バルブ17を開放する。
供給バルブ17が開放されると、空気タンクから供給される圧縮空気は第2ポート13を通して空気ばね30に供給され、その作用によって空気ばね30は徐に拡張されて、レバー11が水平位置に戻るとともに、ロッカ15及びアーム16も中立位置に戻るようになって、供給バルブ17はばねの付勢によって閉鎖されて平衡位置に戻る。
【0008】
車体重量が軽くなると、図5、図6に示すように、空気ばね(30)が拡張し、レベリングバルブ10のレバー11が下がる。ロッカ15は時計方向へ回転して左側ばね21を圧縮するようになり、アーム16によってピストン23は左方へ押されて排出バルブ18を開放する。空気ばね30内の空気は排出バルブ18及び第3のポート14を通して大気へ排出される。
空気ばね30内の圧力が下がり、レバー11が水平位置に戻ると、排出バルブ18は閉鎖されて空気の排出が終了し、車体重量は平衡状態を保持するようになる。
【0009】
【発明が解決しようとする課題】
上記のような従来のエアサスペンションは、レベリングバルブと空気ばねがそれぞれ別に構成されて車体フレームに設置されるため、広い設置空間を占めるとともに、車両の製作上も煩雑さが伴い、作業者の利便性も減少するなどの問題点があった。
従来のエアサスペンションは、レベリングバルブと空気ばねとを連結する所定長さのレバーが必須であったため、エアサスペンションを構成する部品点数も増加し製造コストアップになるという問題点もあった。
【0010】
【発明の目的】
本発明の目的は、車高の変化に応じて空気ばねの弾性力を変化させるバルブ手段を空気ばねと一体化して車体フレームに設けることで、エアサスペンションの設置空間を最少にして、車両製作時の煩雑さを解消し作業性を向上させるとともに、従来レベリングバルブと空気ばねとの連結に使用されていたレバーを使用しないことによって、エアサスペンションを構成する部品点数も減少させて製造コストが低減できる自動車のエアサスペンションを提供することにある。
【0011】
【課題を解決するための手段】
本発明による第1の自動車のエアサスペンションは、車体のフレームの下部に上端を連結された空気ばねと、前記空気ばね内を上下に貫通する状態で上側直線形部材は車体のフレームに結合され、下側直線形部材は前記空気ばねの下端及び車軸に結合され、相互間の直線スライディング運動で全長が変化するように構成されるとともに、前記空気ばねの内部にその長手方向に沿って所定の断面形状のシリンダ穴を備えたシリンダ形部材と、断面の形状が前記シリンダ形部材のシリンダ穴の断面形状に相応する形状で長手方向に形成されたピストン部を備えたピストン形部材とからなる二つの直線形部材と、前記二つの直線形部材の直線スライディング運動に従って圧縮空気を前記空気ばね内に供給し、あるいは、空気ばね内の空気を大気中に放出するとともに、一端に圧縮空気が供給され、他端は前記ピストン部とシリンダ穴のスライディング部位に連通するよう、前記シリンダ形部材に形成された第1の空気通路と、一端が前記空気ばねの内部に連結され、他端は前記シリンダ形部材とピストン形部材との合計長さが所定の長さに縮小する際、前記第1の空気通路に連通されるよう前記ピストン形部材に形成された第2の空気通路と、一端は大気に接し、他端は前記ピストン部とシリンダ穴のスライディング部位に連通されるよう、前記シリンダ形部材に形成された第3の空気通路と、一端が前記空気ばね内に連結され、他端は前記シリンダ形部材とピストン形部材との合計長さが所定の長さに延伸する際、前記第3の空気通路に連通するよう、前記ピストン形部材に形成された第4の空気通路と、前記ピストン部の端部とシリンダ穴とのなす空間を大気に連通するように形成された第5の空気通路とから構成されたバルブ手段と、を含んで構成されることを特徴とする。
本発明による第2の自動車のエアサスペンションは、車体のフレームの下部に上端を連結された空気ばねと、前記空気ばね内を上下に貫通する状態で上側直線形部材は車体のフレームに結合され、下側直線形部材は前記空気ばねの下端及び車軸に結合され、相互間の直線スライディング運動で全長が変化するように構成されるとともに、前記空気ばねの内部にその長手方向に沿って所定の断面形状のシリンダ穴を備えたシリンダ形部材と、断面の形状が前記シリンダ形部材のシリンダ穴の断面形状に相応する形状で長手方向に形成されたピストン部を備えたピストン形部材とからなる二つの直線形部材と、前記二つの直線形部材の直線スライディング運動に従って圧縮空気を前記空気ばね内に供給し、あるいは、空気ばね内の空気を大気中に放出するとともに、一端に圧縮空気が供給され、他端は前記ピストン部とシリンダ穴のスライディング部位に連通するよう、前記ピストン形部材に形成された第6の空気通路と、一端は前記空気ばね内に連結され、他端は前記シリンダ形部材とピストン形部材との合計長さが所定の長さに縮小する際、前記第6の空気通路に連通するよう前記シリンダ形部材に形成された第7の空気通路と、一端が大気に連接され、他端は前記ピストン部とシリンダ穴のスライディング部位に連通するよう、前記ピストン形部材に形成された第8の空気通路と、一端は前記空気ばね内に連結され、他端は前記シリンダ形部材とピストン形部材との合計長さが所定の長さに延伸される際、前記第8の空気通路に連通するよう、前記シリンダ形部材に形成された第9の空気通路と、前記ピストン部の端部とシリンダ穴とのなす空間を大気に連接するように形成された第10の空気通路とから構成されたバルブ手段と、を含んで構成されることを特徴とする。
本発明による第3の自動車のエアサスペンションは、車体のフレームの下部に上端を連結された空気ばねと、前記空気ばね内を上下に貫通する状態で上側直線形部材は車体のフレームに結合され、下側直線形部材は前記空気ばねの下端及び車軸に結合され、相互間の直線スライディング運動で全長が変化するように構成されるとともに、前記空気ばねの内部にその長手方向に沿って所定の断面形状のシリンダ穴を備えたシリンダ形部材と、断面の形状が前記シリンダ形部材のシリンダ穴の断面形状に相応する形状で長手方向に形成されたピストン部を備えたピストン形部材とからなる二つの直線形部材と、前記二つの直線形部材の直線スライディング運動に従って圧縮空気を前記空気ばね内に供給し、あるいは、空気ばね内の空気を大気中に放出するとともに、一端に圧縮空気が供給され、他端は前記ピストン部とシリンダ穴のスライディング部位に連通するよう、前記ピストン形部材に 形成された第6の空気通路と、一端は前記空気ばね内に連結され、他端は前記シリンダ形部材とピストン形部材との合計長さが所定の長さに縮小される際、前記第6の空気通路に連通されるよう、前記シリンダ形部材に形成された第7の空気通路と、一端が大気に連接され、他端は前記ピストン部とシリンダ穴のスライディング部位に連通されるよう、前記ピストン形部材に形成された第8の空気通路と、一端は前記空気ばね内に連結され、他端は前記シリンダ形部材とピストン形部材との合計長さが所定の長さに延伸される際、前記第8の空気通路に連通するよう、前記シリンダ形部材に形成された第9の空気通路と、前記ピストン部の端部とシリンダ穴とのなす空間を空気ばね内に連通するように形成された第11の空気通路とから構成されたバルブ手段と、を含んで構成されることを特徴とする。
【0012】
【発明の実施の形態】
以下、本発明の実施例を添付図によって詳述する。
図7〜9は、本発明によるエアサスペンション及びその作動原理について述べるための縦断面図であり、図に示すように、空気ばね60の占める空間内部に空気ばねの内圧を調整できるバルブ手段が一体に構成されたコンパクトな構造となっている。
【0013】
本発明のエアサスペンションは、車体のフレーム1の下部にその上端が連結されて車体を直接支持するようになっている空気ばね60と、空気ばね内を上下に貫通する状態で上側直線形部材は車体のフレームに結合され、下側直線形部材は空気ばね60の下端及び車軸に結合され、それら相互間の直線スライディング運動で全長が変化するようになっている二つの直線形部材と、該二つの直線形部材の直線スライディング運動に従って空気タンク(図示なし)からの圧縮空気を空気ばね内に供給したり、空気ばねの空気を大気中に放出したりするバルブ手段とを含んで構成されている。
【0014】
実施例で、二つの直線形部材は、内部にその長手方向に沿って所定の断面形状のシリンダ穴50を備えたシリンダ形部材51と、断面形状がシリンダ形部材のシリンダ穴50の断面形状に相応する形状で長手方向に沿って形成されたピストン部40を備えたピストン形部材53から構成され、ピストン形部材53のピストン部40はシリンダ形部材51のシリンダ穴50に挿入された状態で所定の距離を上下に直線スライディングできる。
【0015】
図7〜9の実施例では上側直線形部材をピストン形部材53、下側直線形部材はシリンダ形部材51として、ピストン形部材53の上端は車体のフレーム1に固定され、シリンダ形部材51の下端は車軸(A)に連結されるとともに、空気ばね60の下端と一体に連結される。
【0016】
バルブ手段は、第1の空気通路41、第2の空気通路42、第3の空気通路43、第4の空気通路44、第5の空気通路55とからなる。
第1の空気通路41は、一端が空気タンクに連結されて圧縮空気を供給するようになっており、他端はピストン部40とシリンダ穴50が相互に直線スライディング運動をしつつ滑るスライディング部位に連通するよう、シリンダ形部材51に形成される。
第2の空気通路42は、一端が前記空気ばね60内に連結され、他端はシリンダ形部材51とピストン形部材53との合計長さが所定長さ(L1)に縮小する際、第1の空気通路41に連通するよう、ピストン形部材53に形成される。
第3の空気通路43は、一端が大気に連接され、他端は前記ピストン部40とシリンダ穴50のスライディング部位に連通するよう、シリンダ形部材51に形成される。
第4の空気通路は、一端が空気ばね60内に連結され、他端はシリンダ形部材51とピストン形部材53との合計長さが所定長さ(L2)に延伸される際、第3の空気通路43に連通されるよう、ピストン形部材53に形成される。
第5の空気通路55は、ピストン部40の端部とシリンダ穴50とのなす空間を大気に連接するように形成される。
【0017】
第1の空気通路41と第2の空気通路42とが連通する場合の、シリンダ形部材51とピストン形部材53の合計した長さ(L1)と、第3の空気通路43と第4の空気通路44とが連通する場合の、シリンダ形部材51とピストン形部材53の合計長さ(L2)は、車両の運行条件と積載荷重及びこのエアサスペンションの応答性を考量して適切に選定する。
ピストン形部材53とシリンダ形部材51の合計長さが、縮小時の(L1)及び延伸時の(L2)との中間の長さ(LS:L1<LS<L2)になっている状態は、車両の標準積載及び運行状態で車体のフレーム1を車軸(A)が支持する基準状態であり、空気ばね60内には、この状態を保持する空気圧が形成されている。
【0018】
次に、本発明の作用について述べる。
図7の基準状態は車両が走行中にバンプとかリバウンドせず理想的な状態で走行する状態であり、第1の空気通路41と第2の空気通路42とが連通せず、同時に第3の空気通路43と第4の空気通路44も連通しない状態である。
この状態では、空気タンクからの圧縮空気が空気ばね60内に供給されず、空気ばね60の内部圧縮空気も大気中に放出されないため、空気ばね60内の圧縮空気量は一定に保たれ、車体フレーム1を車軸(A)に対して安定的に支持している状態である。
【0019】
この状態で走行中、路面条件や走行速度変化などによって車体フレーム1と車軸(A)の間隔が狭まる場合、即ちバンプが発生する場合は、空気ばね60が収縮するとともに、シリンダ形部材51とピストン形部材53が相互に直線スライディング運動をして、その全長が短くなる方向へ移動し、図8の状態にまで変化する。この時は、第1の空気通路41と第2の空気通路42が相互に連通し、第3の空気通路43と第4の空気通路44は相互に遮断された状態となる。
【0020】
したがって、空気タンクから第1の空気通路41及び第2の空気通路42を経由して空気ばね60内へ圧縮空気が供給され、圧縮空気は収縮した空気ばね60を拡張して、元の基準状態にする。
車両がリバウンドした場合、空気ばね60が拡張してシリンダ形部材51とピストン形部材53が相互に直線スライディング運動をすることによって、その合計長さが所定長さ(L2)に延伸し図9の状態になる。
【0021】
この場合、第1の空気通路41に供給されていた圧縮空気は第2の空気通路42通じないため、空気ばね60内には圧縮空気が供給されず、第3の空気通路43及び第4の空気通路44を通して空気ばね60内にあった圧縮空気が大気中に放出される。
したがって、空気ばね60内の圧力が下がって、空気ばね60が縮小し、シリンダ形部材51とピストン形部材53の合計長も縮小して、図7に示すような基準状態に復帰する。
このように、車両運行中に発生するバンプとリバウンドにより図7〜9の状態が繰返されて自動的に車体の安定状態が保持される。
また、図10に示す通り、上記実施例以外に、シリンダ形部材71が車体のフレーム1に結合され、ピストン形部材73が車軸(A)に結合される実施例が可能となる。
【0022】
この場合、バルブ手段は、第6の空気通路76、第7の空気通路77、第8の空気通路78、第9の空気通路79、第10の空気通路80とから構成される。第6の空気通路76は、一端から圧縮空気を供給され、他端はピストン部とシリンダ穴のスライディング部位に連通するよう、ピストン形部材73に形成される。
第7の空気通路77は、一端が空気ばね60内に連結され、他端はシリンダ形部材とピストン形部材とのなす合計長さが所定長さ(L1)に縮小される場合、第6の空気通路76に連通するよう、シリンダ形部材71に形成される。
第8の空気通路78は、一端は大気に接され、他端は前記ピストン部とシリンダ穴のスライディング部位に連通されるよう、ピストン形部材73に形成される。
第9の空気通路79は、一端が空気ばね60内に連結され、他端はシリンダ形部材とピストン形部材との合計長さが所定長さ(L2)に延伸される場合、第8の空気通路78に連通するよう、シリンダ形部材71に形成される。
第10の空気通路80は、ピストン部の端部とシリンダ穴とのなす空間を大気に連接するように形成される。
【0023】
また、図10に類似の図11に示すような実施例も可能であるが、図10とはピストン部の端部と空気ばねを連結する第11の空気通路81が相違する。
即ち、第11の空気通路81によってピストン部とシリンダ穴のなす空間が密閉されると、発生圧力を大気中に逃す代りに、空気ばね内に逃す点だけが相違し、作動原理は上記実施例と同一である。
【0024】
【発明の効果】
本発明により、エアサスペンションの設置空間が減少し、車両製作時の煩雑さが解消して作業性が向上するとともに、従来レベリングバルブと空気ばねとの連結に使用されたレバーがなくなることにより、エアサスペンションの部品点数が減少して製造コストが低減できる。
【図面の簡単な説明】
【図1】一般的に使用されるエアサスペンションの作動原理を説明するための側面図である。
【図2】一般的に使用されるレベリングバルブの作動原理を説明するための縦断面図である。
【図3】一般的に使用されるエアサスペンションの作動原理を説明するための側面図である。
【図4】一般的に使用されるレベリングバルブの作動原理を説明するための縦断面図である。
【図5】一般的に使用されるエアサスペンションの作動原理を説明するための側面図である。
【図6】一般的に使用されるレベリングバルブの作動原理を説明するための縦断面図である。
【図7】本発明のエアサスペンションの作動原理を説明するための縦断面図である。
【図8】本発明のエアサスペンションの作動原理を説明するための縦断面図である。
【図9】本発明のエアサスペンションの作動原理を説明するための縦断面図である。
【図10】本発明のその他の実施例を示す図である。
【図11】本発明のその他の実施例を示す図である。
【符号の説明】
1 車体のフレーム
40 ピストン部
41 第1の空気通路
42 第2の空気通路
43 第3の空気通路
44 第4の空気通路
50 シリンダ穴
51、71 シリンダ形部材
53、73 ピストン部材
55 第5の空気通路
60 空気ばね
A 車軸
Claims (3)
- 車体のフレームの下部に上端を連結された空気ばねと、
前記空気ばね内を上下に貫通する状態で上側直線形部材は車体のフレームに結合され、下側直線形部材は前記空気ばねの下端及び車軸に結合され、相互間の直線スライディング運動で全長が変化するように構成されるとともに、前記空気ばねの内部にその長手方向に沿って所定の断面形状のシリンダ穴を備えたシリンダ形部材と、断面の形状が前記シリンダ形部材のシリンダ穴の断面形状に相応する形状で長手方向に形成されたピストン部を備えたピストン形部材とからなる二つの直線形部材と、
前記二つの直線形部材の直線スライディング運動に従って圧縮空気を前記空気ばね内に供給し、あるいは、空気ばね内の空気を大気中に放出するとともに、一端に圧縮空気が供給され、他端は前記ピストン部とシリンダ穴のスライディング部位に連通するよう、前記シリンダ形部材に形成された第1の空気通路と、一端が前記空気ばねの内部に連結され、他端は前記シリンダ形部材とピストン形部材との合計長さが所定の長さに縮小する際、前記第1の空気通路に連通されるよう前記ピストン形部材に形成された第2の空気通路と、一端は大気に接し、他端は前記ピストン部とシリンダ穴のスライディング部位に連通されるよう、前記シリンダ形部材に形成された第3の空気通路と、一端が前記空気ばね内に連結され、他端は前記シリンダ形部材とピストン形部材との合計長さが所定の長さに延伸する際、前記第3の空気通路に連通するよう、前記ピストン形部材に形成された第4の空気通路と、前記ピストン部の端部とシリンダ穴とのなす空間を大気に連通するように形成された第5の空気通路とから構成されたバルブ手段と、
を含んで構成されることを特徴とする自動車のエアサスペンション。 - 車体のフレームの下部に上端を連結された空気ばねと、
前記空気ばね内を上下に貫通する状態で上側直線形部材は車体のフレームに結合され、下側直線形部材は前記空気ばねの下端及び車軸に結合され、相互間の直線スライディング運動で全長が変化するように構成されるとともに、前記空気ばねの内部にその長手方向に沿って所定の断面形状のシリンダ穴を備えたシリンダ形部材と、断面の形状が前記シリンダ形部材のシリンダ穴の断面形状に相応する形状で長手方向に形成されたピストン部を備えたピストン形部材とからなる二つの直線形部材と、
前記二つの直線形部材の直線スライディング運動に従って圧縮空気を前記空気ばね内に供給し、あるいは、空気ばね内の空気を大気中に放出するとともに、一端に圧縮空気が供給され、他端は前記ピストン部とシリンダ穴のスライディング部位に連通するよう、前記ピストン形部材に形成された第6の空気通路と、一端は前記空気ばね内に連結され、他端は前記シリンダ形部材とピストン形部材との合計長さが所定の長さに縮小する際、前記第6の空気通路に連通するよう前記シリンダ形部材に形成された第7の空気通路と、一端が大気に連接され、他端は前記ピストン部とシリンダ穴のスライディング部位に連通するよう、前記ピストン形部材に形成された第8の空気通路と、一端は前記空気ばね内に連結され、他端は前記シリンダ形部材とピストン形部材との合計長さが所定の長さに延伸される際、前記第8の空気通路に連通するよう、前記シリンダ形部材に形成された第9の空気通路と、前記ピストン部の端部とシリンダ穴とのなす空間を大気に連接するように形成された第10の空気通路とから構成されたバルブ手段と、
を含んで構成されることを特徴とする自動車のエアサスペンション。 - 車体のフレームの下部に上端を連結された空気ばねと、
前記空気ばね内を上下に貫通する状態で上側直線形部材は車体のフレームに結合され、下側直線形部材は前記空気ばねの下端及び車軸に結合され、相互間の直線スライディング運動で全長が変化するように構成されるとともに、前記空気ばねの内部にその長手方向に沿って所定の断面形状のシリンダ穴を備えたシリンダ形部材と、断面の形状が前記シリンダ形部材のシリンダ穴の断面形状に相応する形状で長手方向に形成されたピストン部を備 えたピストン形部材とからなる二つの直線形部材と、
前記二つの直線形部材の直線スライディング運動に従って圧縮空気を前記空気ばね内に供給し、あるいは、空気ばね内の空気を大気中に放出するとともに、一端に圧縮空気が供給され、他端は前記ピストン部とシリンダ穴のスライディング部位に連通するよう、前記ピストン形部材に形成された第6の空気通路と、一端は前記空気ばね内に連結され、他端は前記シリンダ形部材とピストン形部材との合計長さが所定の長さに縮小される際、前記第6の空気通路に連通されるよう、前記シリンダ形部材に形成された第7の空気通路と、一端が大気に連接され、他端は前記ピストン部とシリンダ穴のスライディング部位に連通されるよう、前記ピストン形部材に形成された第8の空気通路と、一端は前記空気ばね内に連結され、他端は前記シリンダ形部材とピストン形部材との合計長さが所定の長さに延伸される際、前記第8の空気通路に連通するよう、前記シリンダ形部材に形成された第9の空気通路と、前記ピストン部の端部とシリンダ穴とのなす空間を空気ばね内に連通するように形成された第11の空気通路とから構成されたバルブ手段と、
を含んで構成されることを特徴とする自動車のエアサスペンション。
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