JP4569855B2 - 高圧力エアサスペンション装置 - Google Patents

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、車両に用いられる高圧力エアサスペンション装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】
フロントエアサスペンション及びリヤサスペンションの双方を備えた大型車両には、軸荷重の大きいリヤ側では４つのエアベローズによって１本のリヤ軸を支持し、軸荷重の小さいフロント側では２つのエアベローズによって１本のフロント軸を支持するものがある。
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】
上記構造を有する車両のフロント側では、軸荷重そのものは小さいが１つのエアベローズが負担する荷重はリヤ側よりも大きくなる場合がある。これに対し、フロントエアサスペンションの近傍にはステアリング系の部品が多く配置されるため、レイアウト上大きな径のエアベローズを使用することは難しい。
【０００４】
エアベローズの径を増大することなくより大きな荷重を支持する方法としては、フロントエアサスペンションの空気圧を高圧に設定する方法がある。しかし、単にフロントエアサスペンションの空気圧のみを高圧に設定しただけでは、フロントエアサスペンション用のエアタンクとエアベローズとの間で十分な差圧が確保されず、車高調整時に空気がエアベローズ側に十分流れず、標準車高復帰まで時間がかかる等、使い勝手に悪影響が生じる。
【０００５】
従って、エアタンクとエアベローズとの間で十分な差圧が確保されるように、フロントエアサスペンションのエアシステム系統全体を高圧化する必要が生じる。
【０００６】
また、近年のエアサスペンション化により、車両には既に大変大きな容量のエアタンクが組み付けられている場合があり、フロントエアサスペンション専用の大型のエアタンクを置くためのスペースを確保することが困難な場合がある。
【０００７】
そこで、エアタンクの大きさを制限しつつ空気容量を確保する意味においても、フロントエアサスペンションのエアシステム系統全体を高圧化する必要が生じる。
【０００８】
ここで、車両には、フロントエアサスペンション系統の他、リヤエアサスペンション系統やブレーキ系統等の他のエアシステム系統が設けられており、全てのエアシステム系統を高圧化するためには、エア供給源となるコンプレッサの吐出量を大幅に増大させる必要が生じ、コンプレッサの大型化を招く。
【０００９】
これに対し、コンプレッサの吐出量を増大させることなく、且つフロントエアサスペンションへの空気充填時間を実用上許容される範囲内に収める方法として、性能上必要な系統のみを高圧化する方法がある。
【００１０】
具体的には、フロントエアサスペンションへの空気供給経路を高圧化し、その他の系統へはウエットタンクから減圧弁を介して低圧力の空気を供給する。すなわち、コンプレッサからウェットタンクまでの間と、ウエットタンクから分岐されるフロントエアサス系統と、ウエットタンクから減圧弁までの間とを、高圧化すると共に、減圧弁よりも下流にマルチプロテクションバルブを介して他のエアシステム系統を接続する。
【００１１】
ブレーキなどフロントエアサスペンション以外の他のエアシステム系統で空気が消費されたときは、マルチプロテクションバルブよりも下流の圧力が低下し、これに応じてウエットタンクから空気が供給される。このとき全てのエア系統が同圧力となる通常のシステムでは、系統全体のタンク圧力が低下する為、それほど急激に圧力低下することは無い。しかし減圧弁を持つ本システムでは、減圧弁より下流の空気が消費されると上流にある高圧のウエットタンクのみが圧力低下することとなり、頻繁に圧力の上下を繰り返す。結果、ガバナーの信号は頻繁にＯＮ／ＯＦＦを繰り返し、それと連動するエアドライヤのパージ回数が増大し、その度に大きなパージ音が発生し異音発生の不具合となる。
【００１２】
係る不都合は、ウエットタンクの容量を増大させることによって回避することができる。しかし、スペース上の問題からウエットタンクの大型化は難しい場合があり、また、ウエットタンクの容量の増大はコンプレッサからの空気充填時間の増大を招くため、コンプレッサの大型化をも招く。
【００１３】
本発明は上記の実情に鑑みてなされたものであって、エアシステム系統の一部を高圧化したことに起因する異音の発生を、ウエットタンクの容量を増大させることなく抑制することが可能な高圧力エアサスペンション装置の提供を目的とするものである。
【００１４】
【課題を解決するための手段】
上記目的を達成すべく、本発明に係る高圧力エアサスペンション装置は、高圧状態に設定されたウエットタンクから高圧空気の供給を受けて作動する高圧力エアシステム系統と、ウエットタンクから減圧機構を介して低圧空気の供給を受けて作動する低圧力エアシステム系統と、を備えた車両に適用される。高圧力エアサスペンション装置は、高圧力エアシステム系統に設けられ、エアスプリングと、エアスプリングとウエットタンクとを第１エアタンク及び第２エアタンクを介して接続するエア管路と、第１エアタンクと第２エアタンクとの間のエア管路に設けられたチェックバルブと、を備えている。チェックバルブは、第２エアタンクから第１エアタンクへの空気の流通を許容すると共に、第１エアタンクから第２エアタンクへの空気の流通を阻止する。第２エアタンクは、第１エアタンクとウエットタンクとの間でエア管路に介在し、ウエットタンクから低圧力エアシステム系統へ空気が供給されるときにウエットタンクと共に低圧力エアシステム系統への空気備蓄用として機能する。
【００１５】
上記構成では、第１及び第２エアタンクは、エアスプリングへ供給される空気を備蓄する機能を果たす。すなわち、２つのエアタンクの空気がエアスプリングのために高圧状態で備蓄されているため、車高調整時には迅速に高圧状態の空気がエアスプリングに供給され得る。
【００１６】
低圧力エアシステム系統で空気が消費されると、ウエットタンクから低圧力エアシステム系統へ空気が供給される。このとき、第２エアタンクはウエットタンクと同様に低圧力エアシステム系統へ供給される空気の備蓄用のタンクとしても機能し、ウエットタンク及び第２エアタンクに備蓄された空気が低圧力エアシステム系統へ供給される。すなわち、低圧力エアシステムのために２つの備蓄用のタンクが設けられ十分な量の空気が備蓄された状態となるため、ウエットタンク内の急激な圧力変動が抑えられる。従って、ガバナーからの作動信号のＯＮ／ＯＦＦが頻繁に繰り返されることもなく、エアドライヤのパージ回数も低減され、異音の発生が防止される。また、第１エアタンクと第２エアタンクとの間にチェックバルブが設けられているため、第１エアタンクから第２エアタンクへは空気が流通せず、エアスプリングへ供給される高圧空気の備蓄は、第１エアタンクによって確保される。
【００１７】
また、エアスプリングへ供給される空気を備蓄するための第２エアタンクを、ウエットタンクから低圧力エアシステム系統へ空気が供給されるときにウエットタンクと同様に機能させているため、ウエットタンクの容量を増大させることなく異音の発生を防止することができる。
【００１８】
【発明の実施の形態】
以下、本発明の一実施形態を、図面に基づいて説明する。
【００１９】
図１は、本実施形態に係る車両のエアシステムを模式的に示す全体図である。
【００２０】
図１に示すように、本実施形態に係る車両は、フロント側に前前軸１と前後軸３を、リヤ側に後前軸５と後後軸７を備えている。軸荷重の小さいフロント側の前前軸１及び前後軸３は、それぞれエアスプリングを構成する２つのエアベローズ９，１１を介して図示外のサイドメンバに支持されている。これに対し、軸荷重の大きいリヤ側の後前軸５及び後後軸７は、それぞれエアスプリングを構成する４つのエアベローズ１３，１５を介してサイドメンバに支持されている。
【００２１】
車両に搭載されたエアシステムのエア供給側には、コンプレッサ１７、ウエットタンク１９、コンプレッサ１７とウエットタンク１９とを連通状態で接続するエア管路２１、エア管路２１に設けられたエアドライヤ２３、及びウエットタンク１９内の圧力に基づいてコンプレッサ１７及びエアドライヤ２３へ作動信号を出力するガバナー２７が設けられている。コンプレッサ１７は、図示外のエンジンによって駆動され、高圧力の空気をエア管路２１及びエアドライヤ２３を介してウエットタンク１９へ供給する。エアドライヤ２３は、コンプレッサ１７により圧縮された空気を乾燥させる。ウエットタンク１９は、後述するエア消費側へ供給される空気を高圧状態で備蓄する。
【００２２】
ガバナー２７とウエットタンク１９内とは、エア管路２５によって連通状態で接続され、ガバナー２７は、ウエットタンク１９内の圧力に応じて、コンプレッサ１７及びエアドライヤ２３へ作動信号を出力する。例えば、ウエットタンク１９内の圧力が所定圧以下の状態では、作動信号がＯＮ状態とされ、コンプレッサ１７が作動し、ウエットタンク１９内の圧力が所定圧を超えた状態では、作動信号がＯＦＦ状態とされ、コンプレッサ１７が停止し、エアドライヤ２３がパージされる。
【００２３】
エアシステムのエア消費側には、高圧状態に設定されたウエットタンク１９から高圧空気の供給を受けて作動する高圧力エアシステム系統としてのフロントエアサスペンション装置２９と、ウエットタンク１９から減圧機構としてのレデューシングバルブ（減圧弁）３１を介して低圧空気の供給を受けて作動する低圧力エアシステム系統３３とが設けられている。
【００２４】
高圧力エアサスペンション装置としてのフロントエアサスペンション装置２９は、前記エアベローズ９，１１と、制御バルブ７１と、ハイトセンサ７３と、エア管路３５と、第１エアタンク３７と、第２エアタンク３９と、チェックバルブ（逆止弁）４１と、シングルプロテクションバルブ４３と、を備えている。エア管路３５は、エアベローズ９，１１とウエットタンク１９とを、制御バルブ７１と第１エアタンク３７と第２エアタンク３９とチェックバルブ４１とシングルプロテクションバルブ４３とを介して接続する。第２エアタンク３９は、第１エアタンク３７とウエットタンク１９との間でエア管路３５に介在する。
【００２５】
ハイトセンサ７３は、サイドメンバに対する前前軸１の高さ位置、すなわちフロント側の車高を検出する。制御バルブ７１は、第１エアタンク３７とエアベローズ９，１１との間に配置され、ハイトセンサ７３によって検出された車高や他の車両情報に基づいて、エアベローズ９，１１に対する空気の入出を制御する。
【００２６】
第２エアタンク３９は、第１エアタンク３７とウエットタンク１９との間に配置され、チェックバルブ４１は、第１エアタンク３７と第２エアタンク３９との間に配置され、シングルプロテクションバルブ４３は、第２エアタンク３９とウエットタンク１９との間に配置されている。チェックバルブ４１は、第２エアタンク３９から第１エアタンク３７への空気の流通を許容すると共に、第１エアタンク３７から第２エアタンク３９への空気の流通を阻止する。シングルプロテクションバルブ４３は、車両走行中に何らかの原因によってエアベローズ９，１１等に異常が発生して第２エアタンク３９内の圧力が所定値以下となったときに、ウエットタンク１９から第２エアタンク３９への空気の供給を停止する。これにより、後述するブレーキ系統を含む低圧力エアシステム系統３３への影響が抑えられ、車両の安全性が確保される。
【００２７】
低圧力エアシステム系統３３は、マルチプロテクションバルブ４７と、前記エア管路２５から分岐されてウエットタンク１９とマルチプロテクションバルブ４７とを連通状態で接続するエア管路４９と、リヤエアサスペンション装置４５と、フロントブレーキ系統（図示外）と、リヤブレーキ系統（図示外）と、ホイルパーク系統（図示外）とを備えている。
【００２８】
リヤエアサスペンション装置４５は、前記エアベローズ１３，１５と、制御バルブ７５，７７と、ハイトセンサ７９と、エア管路５０，５１，５２と、連通状態で接続された４つのリヤエアサス用エアタンク５３と、を備えている。マルチプロテクションバルブ４７は、１箇所の空気流入口４７ａと４箇所の空気流出口４７ｂ，４７ｃ，４７ｄ，４７ｅとを有する。エア管路４９は、マルチプロテクションバルブ４７の空気流入口４７ａに接続されている。エア管路５０は、マルチプロテクションバルブ４７の空気流出口４７ｂとエアタンク５３とを連通状態で接続する。エア管路５１は、エアタンク５３とエアベローズ１３とを連通状態で接続し、エア管路５２は、エアタンク５３とエアベローズ１５とを連通状態で接続する。制御バルブ７５，７７は、エア管路５１，５２にそれぞれ設けられている。
【００２９】
ハイトセンサ７９は、サイドメンバに対する後前軸５の高さ位置、すなわちリヤ側の車高を検出する。制御バルブ７５，７７は、ハイトセンサ７９によって検出された車高や他の車両情報に基づいて、エアベローズ１３，１５に対する空気の入出を制御する。
【００３０】
マルチプロテクションバルブ４７の他の空気流出口４７ｃ，４７ｄ，４７ｅには、それぞれフロントブレーキ系統のためのエアタンク５５に連通するエア管路５７と、リヤブレーキ系統のためのエアタンク５９に連通するエア管路６１と、ホイルパーク系統のためのエアタンク６３に連通するエア管路６５とが接続されている。
【００３１】
マルチプロテクションバルブ４７は、低圧力エアシステム系統３３の中のあるエアシステム系統において車両走行中何らかの異常によって空気圧が所定値以下に低下したときに、そのエアシステム系統への空気の供給を停止する。これにより、前記シングルプロテクションバルブ４３と同様に、フロントブレーキ系統やリヤブレーキ系統への影響が抑えられ、車両の安全性が確保される。
【００３２】
上記構成では、コンプレッサ１７により高圧状態に圧縮された空気は、エア管路２１及びエアドライヤ２３を流通してウェットタンク１９へ流入し備蓄される。フロントエアサスペンション装置２９では、ウエットタンク１９内の高圧空気が、エア管路３５及びシングルプロテクションバルブ４３を流通して、第２エアタンク３９及び第１エアタンク３７に備蓄される。制御バルブ７１がエアベローズ９，１１へのエア管路３５を開放すると、第１及び第２エアタンク３７，３９からエアベローズ９，１１へ高圧空気が供給される。
【００３３】
低圧力エアシステム系統３３では、ウエットタンク１９内の高圧空気が、エア管路４９及びレデューシングバルブ３１を流通して、低圧状態でマルチプロテクションバルブ４７の空気流入口４７ａへ供給される。レデューシングバルブ３１により低圧状態とされた空気は、マルチプロテクションバルブ４７の空気流出口４７ｂ，４７ｃ，４７ｄ，４７ｅから各エアタンク５３，５５，５９，６３へ供給され備蓄される。
【００３４】
このようにフロントエアサスペンション装置２９の第１及び第２エアタンク３７，３９は、エアベローズ９，１１へ供給される高圧空気を備蓄する機能を果たす。すなわち、２つのエアタンク３７，３９内の空気がエアベローズ９，１１のために高圧状態で備蓄されているため、車高調整時には迅速に高圧状態の空気がエアベローズ９，１１に供給され得る。
【００３５】
低圧力エアシステム系統３３で空気が消費されると、ウエットタンク１９から低圧力エアシステム系統３３へ空気が供給される。このとき、第２エアタンク３９はウエットタンク１９と同様に低圧力エアシステム系統３３へ供給される空気の備蓄用のタンクとしても機能し、ウエットタンク１９及び第２エアタンク３９に備蓄された空気が低圧力エアシステム系統３３へ供給される。すなわち、低圧力エアシステム３３のために２つの備蓄用のタンクが設けられ十分な量の空気が備蓄された状態となるため、ウエットタンク１９内の急激な圧力変動が抑えられる。従って、ガバナー２７からの作動信号のＯＮ／ＯＦＦが頻繁に繰り返されることもなく、エアドライヤ２３のパージ回数（作動回数）も低減され、ウエットタンク１９の容量を増大させることなく、バージ回数の増大に起因するエアドライヤ２３からの異音の発生が確実に防止される。
【００３６】
また、第１エアタンク３７と第２エアタンク３９との間にチェックバルブ４１が設けられているため、第１エアタンク３７から第２エアタンク３９へは空気が流通せず、エアベローズ９，１１へ供給される高圧空気の備蓄は、第１エアタンク３７によって確保される。
【００３７】
なお、本実施形態では、リアエアサスペンション装置４５を低圧力エアシステム系統３３に含めたが、リアエアサスペンション装置を高圧化して本発明を適用することもできる。
【００３８】
【発明の効果】
以上説明したように、本発明によれば、エアシステム系統の一部を高圧化したことに起因する異音の発生を、ウエットタンクの容量を増大させることなく抑制することができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本実施形態に係る車両のエアシステムを模式的に示す全体図である。
【符号の説明】
９ エアベローズ
１１ エアベローズ
１７ コンプレッサ
１９ ウエットタンク
２１ エア管路
２３ エアドライヤ
２７ ガバナー
２９ フロントエアサスペンション装置（高圧力エアシステム系統、高圧力エアサスペンション装置）
３１ レデューシングバルブ（減圧弁）
３３ 低圧力エアシステム系統
３５ エア管路
３７ 第１エアタンク
３９ 第２エアタンク
４１ チェックバルブ
４３ シングルプロテクションバルブ

Claims (1)

1. 高圧状態に設定されたウエットタンクから高圧空気の供給を受けて作動する高圧力エアシステム系統と、前記ウエットタンクから減圧機構を介して低圧空気の供給を受けて作動する低圧力エアシステム系統と、を備えた車両の前記高圧力エアシステム系統に設けられた高圧力エアサスペンション装置であって、
   エアスプリングと、
   前記エアスプリングと前記ウエットタンクとを、第１エアタンクと第２エアタンクとを介して接続するエア管路と、
   前記第１エアタンクと前記第２エアタンクとの間の前記エア管路に設けられ、前記第２エアタンクから前記第１エアタンクへの空気の流通を許容すると共に、前記第１エアタンクから前記第２エアタンクへの空気の流通を阻止するチェックバルブと、を備え、
   前記第２エアタンクは、前記第１エアタンクと前記ウエットタンクとの間で前記エア管路に介在し、前記ウエットタンクから前記低圧力エアシステム系統へ空気が供給されるときに該ウエットタンクを介して前記低圧力エアシステム系統へ空気を供給する空気備蓄用のタンクとして機能する
   ことを特徴とする高圧力エアサスペンション装置。

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