JP6268777B2

JP6268777B2 - エアサスペンション装置

Info

Publication number: JP6268777B2
Application number: JP2013145145A
Authority: JP
Inventors: 小林　秀行; 秀行小林
Original assignee: Aisin Seiki Co Ltd; Aisin Corp
Current assignee: Aisin Corp
Priority date: 2013-07-11
Filing date: 2013-07-11
Publication date: 2018-01-31
Anticipated expiration: 2033-07-11
Also published as: JP2015016776A

Description

本発明は、エアサスペンション装置に関し、特に、車両の各車輪に装着した空気ばね装置への空気の給排を制御して車高を調整するエアサスペンション装置に係る。

車両のエアサスペンションに関し、例えば下記の特許文献１には「自動車等の車輌のエアサスペンションは、従来より一般に、各輪に対応して設けられたエアスプリングと、圧縮空気供給源及び制御弁を含みエアスプリングに対し圧縮空気を給排する圧縮空気給排装置とを有している。かかるエアサスペンションの圧縮空気給排装置の一つとして、例えば特開平３−１６７６６０号公報に記載されている如く、圧縮空気を貯容する低圧タンク及び高圧タンクと、大気より補給される空気を圧縮して低圧タンクへ供給し或いは低圧タンク内の圧縮空気を更に圧縮して高圧タンクへ供給するコンプレッサと、高圧タンクとコンプレッサとの間に配置された乾燥装置とを有するエアサスペンションの圧縮空気給排装置が従来より知られている。」と記載されている（特許文献１の段落〔０００２〕）。

そして、特許文献１に記載の圧縮空気給排装置により「低圧タンク内の圧力は大気圧よりも高く且エアスプリング内の圧力よりも低い圧力に維持され、高圧タンク内の圧力は低圧タンク内の圧力よりも高くしかもエアスプリング内の圧力よりも高い設定下限値以上の圧力に維持され、車高を増大させるには第一の制御弁によって第二の供給導管が連通されることにより高圧タンク内の圧縮空気がエアスプリングに対し供給され、車高を低減する場合には第二の制御弁によって排出導管が連通されることによりエアスプリング内の圧縮空気が低圧タンクへ排出される（車高制御モード）」と記載されている（同段落〔０００７〕）。更に、「かくしてエアスプリングに対する圧縮空気の給排が繰返し行われることにより高圧タンク内の圧力がその設定下限値未満に低下すると、第一及び第二の切換弁が第二の位置に切換えられ、その状態にてコンプレッサが作動されることにより、低圧タンク内の比較的低い圧力の圧縮空気が高い圧力に加圧された状態で高圧タンクへ供給され、これにより高圧タンク内の圧力が設定下限値以上の圧力に昇圧される（高圧補給モード）」と記載されている（同段落〔０００８〕）。

特開平６−２９７９２８号公報

上記の圧縮空気給排装置を特許文献１の図面の符合を括弧内に付して要約すると、コンプレッサ（２０）とエアスプリング（１０）の間に低圧タンク（１６）と高圧タンク（１８）が介装され、車高を増加させるときは、高圧タンク（１８）からエアスプリング（１０）に圧縮空気を供給し、車高を減少させるときは、開閉弁（６０）を切換えて、エアスプリング（１０）の圧縮空気を低圧タンク（１６）に排出するように構成されている。そして、繰り返して車高を増減させて、高圧タンク（１８）内の圧力が所定値以下になると、コンプレッサ（２０）を作動させ、低圧タンク（１６）内の圧縮空気を高圧タンク（１８）に戻すように構成されている。

然しながら、上記特許文献１に記載の装置によれば、高圧タンク（１８）内の圧力が所定値付近にあるときや、コンプレッサ（２０）を作動させて低圧タンク（１６）内の圧縮空気を高圧タンク（１８）に戻す間は車高調整ができず、待ち時間が発生する場合がある。また、繰り返して車高を増減させると、高圧タンク（１８）及び低圧タンク（１６）内の圧力が変化するため、各タンク内圧とエアスプリング内圧との差圧が小さくなり、車高調整時間が変化することになる。

そこで、本発明は、車両の各車輪に装着した空気ばね装置への空気の給排を制御して車高を調整するエアサスペンション装置において、従前の高圧タンク及び低圧タンクを必要とすることなく、簡単な構成で迅速に車高を増減し得るエアサスペンション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を備え、該空気ばね装置への空気の給排を制御して車高を調整するエアサスペンション装置において、空気を圧縮して吐出するコンプレッサと、該コンプレッサを前記空気ばね装置の各空気室に連通接続する給排流路と、該給排流路に連通接続する第１の蓄圧室と、大気に連通する大気圧室と、該大気圧室に隣接し前記第１の蓄圧室に連通する第２の蓄圧室を有し当該給排流路内及び前記各空気室内の圧力を蓄圧する可変容量蓄圧容器と、該可変容量蓄圧容器内の前記第１の蓄圧室、大気圧室及び第２の蓄圧室の容量を変化させる駆動装置と、前記給排流路に介装して前記各空気室への空気の給排を制御する各輪開閉弁と、該各輪開閉弁と前記可変容量蓄圧容器との間の前記給排流路に介装して当該流路を開閉する給排開閉弁と、前記各輪開閉弁と前記コンプレッサとの間の前記給排流路に介装して当該流路を開閉する供給開閉弁と、該供給開閉弁、前記給排開閉弁及び前記各輪開閉弁の切換制御を行うと共に、前記コンプレッサ及び前記駆動装置の駆動制御を行い、前記各車輪に装着した空気ばね装置を制御する制御装置とを備えることとしたものである。

上記のエアサスペンション装置において、前記可変容量蓄圧容器は、前記第１の蓄圧室を形成する内筒と、該内筒に摺動可能に嵌合し当該内筒との間に前記第２の蓄圧室を形成する外筒と、該外筒に支持し前記内筒内を摺動するピストンとを備え、該ピストンと前記内筒との間に前記大気圧室を形成し、前記第１の蓄圧室を前記第２の蓄圧室に連通接続すると共に前記給排流路に連通接続する構成とするとよい。

前記駆動装置は、前記内筒に対して前記外筒を軸方向に駆動し、前記第１の蓄圧室、大気圧室及び第２の蓄圧室の容量を変化させる構成とし、具体的には、前記外筒に固着したナットと、該ナットに螺合し送り螺子機構を構成する螺子軸と、該螺子軸を回転駆動するモータとを備えたものとするとよい。あるいは、前記可変容量蓄圧容器は、前記第１の蓄圧室を形成する内筒と、該内筒に摺動可能に嵌合し当該内筒との間に前記第２の蓄圧室を形成する外筒と、該外筒に支持し前記内筒内を摺動するピストンとを備えたものとし、該ピストンと前記内筒との間に流体圧室を形成して成り、前記駆動装置は、前記ピストンを前記外筒に支持し前記流体圧室に連通する中空軸と、該中空軸を介して流体を給排することによって、前記内筒に対して前記外筒を軸方向に駆動し、前記第１の蓄圧室及び第２の蓄圧室の容量を変化させる流体圧装置を備えたものとし、前記第２の蓄圧室を前記第１の蓄圧室と共に前記給排流路に連通接続する構成としてもよい。

また、本発明は、車両前方及び車両後方の各車輪に装着し空気室を有する空気ばね装置を備え、該空気ばね装置への空気の給排を制御して車高を調整するエアサスペンション装置において、空気を圧縮して吐出するコンプレッサと、該コンプレッサを前記車両前方の各車輪に装着した空気ばね装置の各空気室に夫々連通接続する第１の給排流路、及び当該コンプレッサを前記車両後方の各車輪に装着した空気ばね装置の各空気室に夫々連通接続する第２の給排流路と、前記第１の給排流路に連通接続する第１の蓄圧室と、大気に連通する大気圧室と、該大気圧室に隣接し前記第２の給排流路に連通接続する第２の蓄圧室を有し、前記第１の給排流路及び第２の給排流路内、並びに夫々に連通接続する前記各空気室内の圧力を個別に蓄圧する可変容量蓄圧容器と、該可変容量蓄圧容器内の前記第１の蓄圧室、大気圧室及び第２の蓄圧室の容量を変化させる駆動装置と、前記第１の給排流路に介装し、前記車両前方の各車輪に装着した空気ばね装置への空気の給排を夫々制御する前輪側の各輪開閉弁と、前記第２の給排流路に介装し、前記車両後方の各車輪に装着した空気ばね装置への空気の給排を夫々制御する後輪側の各輪開閉弁と、前記前輪側の各輪開閉弁及び後輪側の各輪開閉弁と前記可変容量蓄圧容器との間の前記第１の給排流路及び前記第２の給排流路に介装して夫々当該流路を開閉する第１の給排開閉弁及び第２の給排開閉弁と、前記前輪側の各輪開閉弁及び後輪側の各輪開閉弁と前記コンプレッサとの間の前記第１の給排流路及び第２の給排流路に介装して夫々当該流路を開閉する第１の供給開閉弁及び第２の供給開閉弁と、該第１の供給開閉弁及び第２の供給開閉弁、前記第１の給排開閉弁及び第２の給排開閉弁、並びに前記前輪側の各輪開閉弁及び後輪側の各輪開閉弁の切換制御を行うと共に、前記コンプレッサ及び前記駆動装置の駆動制御を行い、前記車両前方の各車輪に装着した空気ばね装置を制御すると共に、前記車両後方の各車輪に装着した空気ばね装置を制御する制御装置とを備えたものとしてもよい。

上記のエアサスペンション装置において、前記可変容量蓄圧容器は、前記第１の蓄圧室を形成する内筒と、該内筒に摺動可能に嵌合し当該内筒との間に前記第２の蓄圧室を形成する外筒と、該外筒に支持し前記内筒内を摺動するピストンとを備え、該ピストンと前記内筒との間に前記大気圧室を形成する構成とするとよい。

前記駆動装置は、前記内筒に対して前記外筒を軸方向に駆動し、前記第１の蓄圧室、大気圧室及び第２の蓄圧室の容量を変化させる構成とし、具体的には、前記外筒に固着したナットと、該ナットに螺合し送り螺子機構を構成する螺子軸と、該螺子軸を回転駆動するモータとを備えたものとするとよい。あるいは、前記可変容量蓄圧容器は、前記第１の蓄圧室を形成する内筒と、該内筒に摺動可能に嵌合し当該内筒との間に前記第２の蓄圧室を形成する外筒と、該外筒に支持し前記内筒内を摺動するピストンとを備えたものとし、該ピストンと前記内筒との間に流体圧室を形成して成り、前記駆動装置は、前記ピストンを前記外筒に支持し前記流体圧室に連通する中空軸と、該中空軸を介して流体を給排することによって、前記内筒に対して前記外筒を軸方向に駆動し、前記第１の蓄圧室及び第２の蓄圧室の容量を変化させる流体圧装置を備えたものとし、前記第１の蓄圧室を前記第１の給排流路に連通接続すると共に、前記第２の蓄圧室を前記第２の給排流路に連通接続する構成としてもよい。

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、本発明のエアサスペンション装置においては、コンプレッサを各空気室に連通接続する給排流路に連通接続し給排流路内及び各空気室内の圧力を蓄圧する可変容量蓄圧容器と、その蓄圧容量を変化させる駆動装置を備え、制御装置によって、前述の供給開閉弁、給排開閉弁及び各輪開閉弁の切換制御を行うと共に、コンプレッサ及び駆動装置の駆動制御を行い、各車輪に装着した空気ばね装置を制御するように構成されているので、従前の高圧タンク及び低圧タンクを必要とすることなく、簡単な構成で迅速に車高を増減することができる。特に、空気ばね装置の各空気室に対し可変容量蓄圧容器内の圧縮空気が直接給排されるので、車高を迅速に増減することができ、車高調整時間のばらつきを低減することができる。しかも、可変容量蓄圧容器内の圧縮空気は定積載時の車高増加に必要な圧力とすればよく、従来装置に供される高圧タンク、即ち、加圧を繰り返すために高圧に維持すべき蓄圧容器は必要ないので、蓄圧容器の耐圧強度が緩和される。また、従来装置に供される低圧タンクも不要であるので、蓄圧容器全体としての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。更に、コンプレッサは可変容量蓄圧容器内の圧力が所定圧を下まわったときにのみ駆動すればよく、しかも、その吐出圧は定積載時の車高増加に必要な圧力で足り、これより高圧の吐出圧が要求される従来のコンプレッサに比し、作動頻度を低減し得るだけでなく、吐出圧能力の低減が可能であるので、コンプレッサの耐久性が向上する。上記の可変容量蓄圧容器は、前述の第１の蓄圧室、大気圧室及び第２の蓄圧室を有し、これらの容量を駆動装置によって変化させるように構成されているので、簡単な構成で安価な装置とすることができる。

上記のエアサスペンション装置において、可変容量蓄圧容器は、前述の内筒、外筒及びピストンを備えたものとし、ピストンと内筒との間に大気圧室を形成し、第１の蓄圧室を第２の蓄圧室に連通接続すると共に給排流路に連通接続する構成とすれば、製造及び組付が容易で安価な装置とすることができる。また、駆動装置としては、送り螺子機構とモータを備えたものすれば簡単な機構で確実な作動を確保することができ、流体圧装置を用いることとすれば、容器側を簡単な構成とすることができる。

また、コンプレッサを車両前方の各車輪に装着した空気ばね装置の各空気室に夫々連通接続する第１の給排流路及び車両後方の各車輪に装着した空気ばね装置の各空気室に夫々連通接続する第２の給排流路に夫々介装し、第１の給排流路及び第２の給排流路内、並びに夫々に連通接続する各空気室内の圧力を個別に蓄圧する第１の蓄圧室及び第２の蓄圧室を有する可変容量蓄圧容器と、その第１の蓄圧室及び第２の蓄圧室の容量を変化させる駆動装置を備え、制御装置によって、前述の第１及び第２の給供給開閉弁、第１及び第２の給排開閉弁並びに前輪側及び後輪側の各輪開閉弁の切換制御を行うと共に、コンプレッサ及び駆動装置の駆動制御を行い、車両前方の各車輪に装着した空気ばね装置を制御すると共に、車両後方の各車輪に装着した空気ばね装置を制御するように構成すれば、上記のエアサスペンション装置による効果に加え、以下の効果を奏することができる。即ち、第１の蓄圧室及び第２の蓄圧室内を夫々車両の前輪側と後輪側の荷重配分に応じた圧力で蓄圧し、第１の給排流路及び第２の給排流路を介して前輪側の空気ばね装置と後輪側の空気ばね装置に対し、前後輪の荷重配分に応じた圧縮空気を給排し、前後輪を略同時に昇降することができるので、車体のピッチ方向の動きが少なく、迅速且つ安定した昇降作動を確保することができる。上記の可変容量蓄圧容器は、前述の第１の蓄圧室、大気圧室及び第２の蓄圧室を有し、これらの容量を駆動装置によって変化させるように構成されているので、簡単な構成で安価な装置とすることができる。

上記の前後輪の荷重配分に応じた圧縮空気を給排するエアサスペンション装置において、可変容量蓄圧容器は、前述の内筒、外筒及びピストンを備えたものとし、ピストンと内筒との間に大気圧室を形成する構成とすれば、製造及び組付が容易で安価な装置とすることができる。また、駆動装置としては、送り螺子機構とモータを備えたものすれば簡単な機構で確実な作動を確保することができ、流体圧装置を用いることとすれば、容器側を簡単な構成とすることができる。

本発明の一実施形態に係るエアサスペンション装置の全体構成を示す断面図である。本発明の一実施形態に供し得る可変容量蓄圧容器の別の態様を示す断面図である。本発明の他の実施形態におけるエアサスペンション装置の全体構成を示す断面図である。本発明の他の実施形態に供し得る可変容量蓄圧容器の別の態様を示す断面図である。

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。本発明の一実施形態に係るエアサスペンション装置の全体構成を図１に示す。本実施形態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１では各車輪の支持部のみを表す）に夫々、空気室１１乃至１４を有する空気ばね装置Ａ１乃至Ａ４が配設され、各空気室１１乃至１４は給排流路２を介してコンプレッサ３に連通接続されると共に、可変容量蓄圧容器４に連通接続されている。この可変容量蓄圧容器４の蓄圧容量は駆動装置５によって変化するよう構成されているが、これらの構成については後に詳述する。各空気室１１乃至１４に連通接続される給排流路２には、夫々各空気室１１乃至１４への空気の給排を制御する各輪開閉弁６１乃至６４が介装されている。更に、各輪開閉弁６１乃至６４と可変容量蓄圧容器４との間の給排流路２には、当該流路２を開閉する給排開閉弁７が介装され、各輪開閉弁６１乃至６４とコンプレッサ３との間の給排流路２には、当該流路２を開閉する供給開閉弁８が介装されている。本実施形態においては、図１に示すように、各輪開閉弁６１乃至６４、給排開閉弁７及び供給開閉弁８は常閉の電磁開閉弁で構成されている。これらの各輪開閉弁６１乃至６４、給排開閉弁７及び供給開閉弁８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によってコンプレッサ３及び駆動装置５が駆動制御され、各車輪の空気ばね装置Ａ１乃至Ａ４が制御される。

上記のコンプレッサ３は、空気供給源に供される一般的なコンプレッサと同様、モータ３１によってポンプ３２が駆動されると、ドライヤ３３及び逆止弁３４を介して、乾燥した加圧（圧縮）空気が出力されるように構成されている。また、コンプレッサ３の非駆動時に、常閉の電磁開閉弁で構成された排気弁３５が開位置とされると、オリフィス３６及びドライヤ３３を介して空気が排出されるように構成されており、この空気の排出時にドライヤ３３が再生される。尚、給排流路２には圧力センサＰが連通接続されており、圧力センサＰの検出圧力が所定圧を下回ったときには、制御装置９によってモータ３１が起動されてポンプ３２が駆動されるように構成されている。

本実施形態の可変容量蓄圧容器４は、図１に断面を示すように、円筒体のハウジング４０内に、第１の蓄圧室Ｖ１を形成する内筒４１と、この内筒４１に摺動可能に嵌合され内筒４１との間に第２の蓄圧室Ｖ２を形成する外筒４２と、この外筒４２に支持され内筒４１内を摺動するピストン４３を備えており、ピストン４３と内筒４１との間に大気圧室Ｖ３が形成されている。ピストン４３を支持するロッド４４には、大気圧室Ｖ３をハウジング４０内の空間Ｖ４（大気圧）にフィルタ４７を介して連通接続する連通路４５と、第１の蓄圧室Ｖ１を第２の蓄圧室Ｖ２に連通接続する連通路４６（開口４６ａで第１の蓄圧室Ｖ１に連通し、開口４６ｂで第２の蓄圧室Ｖ２に連通）が形成されており、更に、第１の蓄圧室Ｖ１は連通孔４１ａを介して給排流路２に連通接続されている。

本実施形態の駆動装置５は、外筒４２に固着されたナット５１と、このナット５１に螺合し送り螺子機構５０を構成する螺子軸５２と、この螺子軸５２を回転駆動するモータ５３を備え、モータ５３の回転に応じてナット５１を螺子軸５２の軸方向に駆動し、内筒４１に対して外筒４２を軸方向に駆動することにより、後述するように第１の蓄圧室Ｖ１、大気圧室Ｖ３及び第２の蓄圧室Ｖ２の容量を変化させ得る構成とされている。螺子軸５２の一端側とモータ５３との間には、モータ５３の回転運動を螺子軸５２の軸を中心とする回転運動に変換する運動変換機構５４が介装されており、この運動変換機構５４及びモータ５３がハウジング４０の一端側に支持されると共に、螺子軸５２の他端側を回転可能に支持する環状支持部５５がハウジング４０の他端側に支持されている。尚、ハウジング４０の他端側にはカバー４０ａが固着されている。

而して、駆動装置５のモータ５３を回転駆動すると螺子軸５２が軸を中心に回転し、その回転に応じてナット５１が螺子軸５２の軸方向に移動し、ナット５１と共に外筒４２及びピストン４３が軸方向移動する。例えば、外筒４２及びピストン４３が、図１に実線で示す状態を中立位置として、図１の右方向に移動すると、大気圧室Ｖ３が縮小すると共に第１の蓄圧室Ｖ１及び第２の蓄圧室Ｖ２が拡張し、ピストン４３が図１右側の二点鎖線の位置となったときに両室の容量が最大となる。このとき、第１の蓄圧室Ｖ１と第２の蓄圧室Ｖ２は連通路４６（及び開口４６ａ、４６ｂ）を介して連通しているので、両室内は同圧に維持されている。逆に、外筒４２及びピストン４３が図１の左方向に移動すると、大気圧室Ｖ３が拡張すると共に第１の蓄圧室Ｖ１及び第２の蓄圧室Ｖ２が縮小し、ピストン４３が図１左側の二点鎖線の位置となったときに両室の容量が最小となる。

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、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）指令を行うためのマニュアルスイッチＳＷ、あるいは車高センサＨＳの検出信号に応じて、上記の各輪開閉弁６１乃至６４、給排開閉弁７及び供給開閉弁８が切換制御されると共に、コンプレッサ３及び駆動装置５の駆動制御が行なわれる。更に、車両の乗員による車高減少指令及び車高増加指令を検出する検出手段として、例えば、電子制御ユニットＥＣＵ内において乗員の意向に応じた検出信号（例えば、運転者がイグニッションキーを保持した状態で車両のドアに接触したことを検出する信号）を出力し得るように構成することができる。

上記の構成になるエアサスペンション装置の作動を説明すると、常態では図１に示すように各開閉弁は閉位置にあり、可変容量蓄圧容器４の外筒４２及びピストン４３が図１に実線で示す中立位置にあって、第１の蓄圧室Ｖ１及び第２の蓄圧室Ｖ２内が所定圧以上であるときには、コンプレッサ３は非作動状態（停止状態）に維持されている。この状態で、車高センサＨＳの検出信号やマニュアルスイッチＳＷの操作等に応じて、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、給排開閉弁７及び各輪開閉弁６１乃至６４が開位置とされると共に、外筒４２及びピストン４３が図１の左方向に移動するように駆動装置５が駆動され、大気圧室Ｖ３が拡張すると共に第１の蓄圧室Ｖ１及び第２の蓄圧室Ｖ２が縮小する。この結果、第１の蓄圧室Ｖ１及び第２の蓄圧室Ｖ２内の圧縮空気が給排流路２を介して空気室１１乃至１４内に供給され、空気室１１乃至１４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、駆動装置５が停止されると共に、給排開閉弁７及び各輪開閉弁６１乃至６４が閉位置とされる。

一方、車高減少（降下）指令が検出されると、給排開閉弁７及び各輪開閉弁６１乃至６４が開位置とされると共に、外筒４２及びピストン４３が図１の右方向に移動するように駆動装置５が駆動され、第１の蓄圧室Ｖ１及び第２の蓄圧室Ｖ２が拡張すると共に大気圧室Ｖ３が縮小する。この結果、空気室１１乃至１４内の圧縮空気が給排流路２を介して第１の蓄圧室Ｖ１及び第２の蓄圧室Ｖ２に排出され、空気室１１乃至１４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、駆動装置５が停止されると共に、給排開閉弁７及び各輪開閉弁６１乃至６４が閉位置とされる。

上記の作動とは関係なく、圧力センサＰの検出圧力が所定圧を下回ったときには、駆動装置５は停止状態のままで（駆動中のときは停止後）、各輪開閉弁６１乃至６４が閉位置の状態で（開位置のときは閉位置とされ）、給排開閉弁７及び供給開閉弁８が開位置とされて、コンプレッサ３が駆動される。これにより、給排流路２（ひいては可変容量蓄圧容器４）内に圧縮空気が供給されて圧力が上昇し、圧力センサＰの検出圧力が所定圧以上となると、コンプレッサ３が停止されると共に、供給開閉弁８が閉位置とされる。而して、給排流路２並びに第１の蓄圧室Ｖ１及び第２の蓄圧室Ｖ２内が所定圧に維持される。

図２は、上記図１の実施形態に供され得る可変容量蓄圧容器の別の態様（４ｘで表す）を示すもので、図１の態様と実質的に同一の構成部品については同一の符合を付している。即ち、本実施形態の可変容量蓄圧容器４ｘも図１の態様と同様、円筒体のハウジング４０内に、第１の蓄圧室Ｖ１を形成する内筒４１と、この内筒４１に摺動可能に嵌合され内筒４１との間に第２の蓄圧室Ｖ２を形成する外筒４２と、この外筒４２に支持され内筒４１内を摺動するピストン４３を備えている。本実施形態においては、ピストン４３と内筒４１との間に流体圧室Ｖ５が形成されており、ピストン４３を支持するロッド４４ｘは中空軸で、開口４６ｄ、４６ｅを介して流体圧室Ｖ５を流体圧装置５ｘに連通接続する流路が形成されている。そして、内筒４１に対して外筒４２を軸方向に駆動し、第１の蓄圧室Ｖ１及び第２の蓄圧室Ｖ２の容量を変化させる流体圧装置５ｘを備えており、第１の蓄圧室Ｖ１及び第２の蓄圧室Ｖ２が夫々開口４１ａ及び４２ａを介して両者共に給排流路２に連通接続されている。本実施形態の流体圧装置５ｘは、油圧ポンプ５ｘ１と油（流体）を給排する給排開閉弁５ｘ２を備えており、中空軸のロッド４４ｘを介して油を給排することによって、内筒４１に対して外筒４２及びピストン４３を軸方向に駆動し得るように構成されている。尚、本実施形態では、ハウジング４０内に位置センサＳが配設されており、内筒４１に対する外筒４２（ピストン４３）の相対位置が検出され、その検出結果に応じて油圧ポンプ５ｘ１が駆動制御される。

而して、本実施形態においては、乗降性向上や荷役作業性向上のための車高調整時に、空気ばね装置Ａ１乃至Ａ４の各空気室１１乃至１４に対し可変容量蓄圧容器４（又は４ｘ）内の圧縮空気が直接給排されるので、車高を迅速に増減することができ、車高調整時間のばらつきを低減することができる。特に、可変容量蓄圧容器４（又は４ｘ）内の圧縮空気は定積載時（最大積載量搭載時）の車高増加に必要な圧力とすればよく、従来装置に供される高圧タンク（即ち、加圧を繰り返すために所定圧以上の高圧に維持すべき蓄圧容器）は必要ないので、蓄圧容器の耐圧強度が緩和される。また、本実施形態においては、従来装置に供される低圧タンクも不要であるので、蓄圧容器全体としての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。

更に、コンプレッサ３は可変容量蓄圧容器４（又は４ｘ）内の圧力が所定圧を下まわったときにのみ駆動すればよく、しかも、その吐出圧は定積載時の車高増加に必要な圧力で足り、これより高圧の吐出圧が要求される従来のコンプレッサに比し、作動頻度を低減し得るだけでなく、吐出圧能力の低減が可能であるので、コンプレッサの耐久性が向上する。また、従来装置においては、低圧タンクから高圧タンクに空気を供給するためにコンプレッサの構造を変更し、調整弁等を配設する必要があったが、本実施形態によれば上記の可変容量蓄圧容器４（又は４ｘ）を配設するだけでよく、既存のエアサスペンション装置に対し容易に付設することができる。

図３は本発明の他の実施形態に係るエアサスペンション装置の全体構成を示すもので、図１の実施形態と実質的に同一の構成部品については同一の符合を付している。本実施形態においては、車両前方側の車輪ＦＲ、ＦＬに夫々、空気室１１、１２を有する空気ばね装置Ａ１、Ａ２が配設されると共に、車両後方側の車輪ＲＲ、ＲＬに夫々、空気室１３、１４を有する空気ばね装置Ａ３、Ａ４が配設され、空気室１１、１２に夫々連通接続する第１の給排流路２１と、空気室１３、１４に夫々連通接続する第２の給排流路２２が設けられ、第１の給排流路２１に前輪側の各輪開閉弁６１、６２が介装され、第２の給排流路２２に後輪側の各輪開閉弁６３、６４が介装されている。車両前方側の車輪ＦＲ、ＦＬに装着した空気ばね装置Ａ１、Ａ２の各空気室１１、１２は第１の給排流路２１を介してコンプレッサ３に連通接続されると共に、車両後方側の車輪ＲＲ、ＲＬに装着した空気ばね装置Ａ１、Ａ２の各空気室１３、１４は第２の給排流路２２を介してコンプレッサ３に連通接続されている。また、第１の給排流路２１及び第２の給排流路２２には、夫々第１の給排流路２１及び第２の給排流路２２内の圧力を個別に蓄圧する第１の蓄圧室Ｖ１及び第２の蓄圧室Ｖ２を有する可変容量蓄圧容器４ｙと、第１の蓄圧室Ｖ１及び第２の蓄圧室Ｖ２の容量を変化させる駆動装置５が配設されている。

そして、前輪側の各輪開閉弁６１、６２と可変容量蓄圧容器４ｙとの間の第１の給排流路２１には、流路２１を開閉する第１の給排開閉弁７１が介装され、後輪側の各輪開閉弁６３、６４と可変容量蓄圧容器４ｙとの間の第２の給排流路２２には、流路２２を開閉する第２の給排開閉弁７２が介装されている。更に、前輪側の各輪開閉弁６１、６２とコンプレッサ３との間の第１の給排流路２１には、流路２１を開閉する第１の供給開閉弁８１が介装され、後輪側の各輪開閉弁６３、６４とコンプレッサ３との間の第２の給排流路２２には、流路２２を開閉する第２の供給開閉弁８２が介装されている。本実施形態においては、各輪開閉弁６１乃至６４、第１の給排開閉弁７１及び第２の給排開閉弁７２、並びに第１の供給開閉弁８１及び第２の供給開閉弁８２は、制御装置９によって切換制御されると共に、制御装置９によってコンプレッサ３及び駆動装置５が駆動制御され、各車輪の空気ばね装置Ａ１乃至Ａ４が制御される。

本実施形態の可変容量蓄圧容器４ｙは、図１と同様、円筒体のハウジング４０内に、第１の蓄圧室Ｖ１を形成する内筒４１と、この内筒４１に摺動可能に嵌合され内筒４１との間に第２の蓄圧室Ｖ２を形成する外筒４２と、この外筒４２に支持され内筒４１内を摺動するピストン４３を備えており、ピストン４３と内筒４１との間に大気圧室Ｖ３が形成されている。ピストン４３を支持するロッド４４ｙは中空軸で、この中空軸内並びに開口４６ｃ及びフィルタ４７を介して大気圧室Ｖ３がハウジング４０内の空間Ｖ４（大気圧）に連通接続されている。本実施形態においては、第１の蓄圧室Ｖ１は開口４１ａを介して第１の給排流路２１に連通接続され、第２の蓄圧室Ｖ２は開口４２ａを介して第２の給排流路２２に連通接続されている。

而して、駆動装置５のモータ５３を回転駆動すると螺子軸５２が軸を中心に回転し、その回転に応じてナット５１が螺子軸５２の軸方向に移動し、ナット５１と共に外筒４２及びピストン４３が軸方向移動する。例えば、外筒４２及びピストン４３が図３の状態を中立位置として図３の右方向に移動すると、大気圧室Ｖ３が縮小すると共に第１の蓄圧室Ｖ１及び第２の蓄圧室Ｖ２が拡張し、両室の容量は図３右側の二点鎖線の位置で最大となる。逆に、外筒４２及びピストン４３が図３の左方向に移動すると、大気圧室Ｖ３が拡張すると共に第１の蓄圧室Ｖ１及び第２の蓄圧室Ｖ２が縮小し、両室の容量は図３左側の二点鎖線の位置で最小となる。特に本実施形態においては、第１の蓄圧室Ｖ１及び第２の蓄圧室Ｖ２の容量比は、第１の供給開閉弁８１と第２の供給開閉弁８２の開位置の時間比に応じて変化するので、前後輪の負荷状態に応じて所定の容量比に設定することができる。従って、第１の蓄圧室Ｖ１及び第２の蓄圧室Ｖ２内の圧縮空気を車両の前輪側と後輪側の荷重配分に応じた圧力に維持することができる。

図４は、上記図３の実施形態に供され得る可変容量蓄圧容器の別の態様を示すもので、図２及び図３の態様と実質的に同一の構成部品については同一の符合を付している。即ち、本態様の可変容量蓄圧容器４ｘも図２の態様と同様、円筒体のハウジング４０内に、第１の蓄圧室Ｖ１を形成する内筒４１と、この内筒４１に摺動可能に嵌合され内筒４１との間に第２の蓄圧室Ｖ２を形成する外筒４２と、この外筒４２に支持され内筒４１内を摺動するピストン４３を備えている。本態様においては、ピストン４３と内筒４１との間に流体圧室Ｖ５が形成されており、ピストン４３を支持するロッド４４ｘは中空軸で、開口４６ｄ、４６ｅを介して流体圧室Ｖ５を流体圧装置５ｘに連通接続する流路が形成されている。そして、内筒４１に対して外筒４２を軸方向に駆動し、第１の蓄圧室Ｖ１及び第２の蓄圧室Ｖ２の容量を変化させる流体圧装置５ｘを備えている。但し、図２の態様と異なり、本態様の可変容量蓄圧容器４ｘは、図４に示すように、第１の蓄圧室Ｖ１は開口４１ａを介して第１の給排流路２１に連通接続され、第２の蓄圧室Ｖ２は開口４２ａを介して第２の給排流路２２に連通接続されている。

而して、本実施形態においては、空気ばね装置Ａ１乃至Ａ４の各空気室１１乃至１４に対し可変容量蓄圧容器４ｙ（又は４ｘ）内の圧縮空気が直接給排されるので、車高を迅速に増減することができ、車高調整時間のばらつきを低減することができる等、前述の実施形態と同様の効果を奏する。特に、本実施形態においては、第１の蓄圧室Ｖ１及び第２の蓄圧室Ｖ２内を車両の前輪側と後輪側の荷重配分に応じた圧力で蓄圧し、第１の給排流路２１及び第２の給排流路２２を介して前輪側の空気ばね装置Ａ１及びＡ２と後輪側の空気ばね装置Ａ３及びＡ４に対し、前後輪の荷重配分に応じた圧縮空気を給排し、前後輪を略同時に昇降することができるので、車体のピッチ方向の動きが少なく、迅速且つ安定した昇降作動を確保することができる。

２給排流路
３コンプレッサ
４、４ｘ、４ｙ可変容量蓄圧容器
５駆動装置
５ｘ流体圧装置
７給排開閉弁
８供給開閉弁
９制御装置
Ａ１〜Ａ４空気ばね装置
１１〜１４空気室
４０ハウジング
４１内筒
４２外筒
４３ピストン
４４、４４ｘ、４４ｙロッド
５１ナット
５２螺子軸
５３モータ
６１〜６４各輪開閉弁
７１第１の給排開閉弁
７２第２の給排開閉弁
８１第１の供給開閉弁
８２第２の供給開閉弁
Ｖ１第１の蓄圧室
Ｖ２第２の蓄圧室
Ｖ３大気圧室
Ｖ５流体圧室

Claims

車両の各車輪に装着し空気室を有する空気ばね装置を備え、該空気ばね装置への空気の給排を制御して車高を調整するエアサスペンション装置において、空気を圧縮して吐出するコンプレッサと、該コンプレッサを前記空気ばね装置の各空気室に連通接続する給排流路と、該給排流路に連通接続する第１の蓄圧室と、大気に連通する大気圧室と、該大気圧室に隣接し前記第１の蓄圧室に連通する第２の蓄圧室を有し当該給排流路内及び前記各空気室内の圧力を蓄圧する可変容量蓄圧容器と、該可変容量蓄圧容器内の前記第１の蓄圧室、大気圧室及び第２の蓄圧室の容量を変化させる駆動装置と、前記給排流路に介装して前記各空気室への空気の給排を制御する各輪開閉弁と、該各輪開閉弁と前記可変容量蓄圧容器との間の前記給排流路に介装して当該流路を開閉する給排開閉弁と、前記各輪開閉弁と前記コンプレッサとの間の前記給排流路に介装して当該流路を開閉する供給開閉弁と、該供給開閉弁、前記給排開閉弁及び前記各輪開閉弁の切換制御を行うと共に、前記コンプレッサ及び前記駆動装置の駆動制御を行い、前記各車輪に装着した空気ばね装置を制御する制御装置とを備えたことを特徴とするエアサスペンション装置。
前記可変容量蓄圧容器は、前記第１の蓄圧室を形成する内筒と、該内筒に摺動可能に嵌合し当該内筒との間に前記第２の蓄圧室を形成する外筒と、該外筒に支持し前記内筒内を摺動するピストンとを備え、該ピストンと前記内筒との間に前記大気圧室を形成し、前記第１の蓄圧室を前記第２の蓄圧室に連通接続すると共に前記給排流路に連通接続することを特徴とする請求項１記載のエアサスペンション装置。
前記駆動装置が、前記内筒に対して前記外筒を軸方向に駆動し、前記第１の蓄圧室、大気圧室及び第２の蓄圧室の容量を変化させることを特徴とする請求項２記載のエアサスペンション装置。
前記駆動装置が、前記外筒に固着したナットと、該ナットに螺合し送り螺子機構を構成する螺子軸と、該螺子軸を回転駆動するモータとを備えたことを特徴とする請求項３記載のエアサスペンション装置。
前記可変容量蓄圧容器は、前記第１の蓄圧室を形成する内筒と、該内筒に摺動可能に嵌合し当該内筒との間に前記第２の蓄圧室を形成する外筒と、該外筒に支持し前記内筒内を摺動するピストンとを備え、該ピストンと前記内筒との間に流体圧室を形成して成り、前記駆動装置は、前記ピストンを前記外筒に支持し前記流体圧室に連通する中空軸と、該中空軸を介して流体を給排することによって、前記内筒に対して前記外筒を軸方向に駆動し、前記第１の蓄圧室及び第２の蓄圧室の容量を変化させる流体圧装置を備え、前記第２の蓄圧室を前記第１の蓄圧室と共に前記給排流路に連通接続することを特徴とする請求項１記載のエアサスペンション装置。
車両前方及び車両後方の各車輪に装着し空気室を有する空気ばね装置を備え、該空気ばね装置への空気の給排を制御して車高を調整するエアサスペンション装置において、空気を圧縮して吐出するコンプレッサと、該コンプレッサを前記車両前方の各車輪に装着した空気ばね装置の各空気室に夫々連通接続する第１の給排流路、及び当該コンプレッサを前記車両後方の各車輪に装着した空気ばね装置の各空気室に夫々連通接続する第２の給排流路と、前記第１の給排流路に連通接続する第１の蓄圧室と、大気に連通する大気圧室と、該大気圧室に隣接し前記第２の給排流路に連通接続する第２の蓄圧室を有し、前記第１の給排流路及び第２の給排流路内、並びに夫々に連通接続する前記各空気室内の圧力を個別に蓄圧する可変容量蓄圧容器と、該可変容量蓄圧容器内の前記第１の蓄圧室、大気圧室及び第２の蓄圧室の容量を変化させる駆動装置と、前記第１の給排流路に介装し、前記車両前方の各車輪に装着した空気ばね装置への空気の給排を夫々制御する前輪側の各輪開閉弁と、前記第２の給排流路に介装し、前記車両後方の各車輪に装着した空気ばね装置への空気の給排を夫々制御する後輪側の各輪開閉弁と、前記前輪側の各輪開閉弁及び後輪側の各輪開閉弁と前記可変容量蓄圧容器との間の前記第１の給排流路及び前記第２の給排流路に介装して夫々当該流路を開閉する第１の給排開閉弁及び第２の給排開閉弁と、前記前輪側の各輪開閉弁及び後輪側の各輪開閉弁と前記コンプレッサとの間の前記第１の給排流路及び第２の給排流路に介装して夫々当該流路を開閉する第１の供給開閉弁及び第２の供給開閉弁と、該第１の供給開閉弁及び第２の供給開閉弁、前記第１の給排開閉弁及び第２の給排開閉弁、並びに前記前輪側の各輪開閉弁及び後輪側の各輪開閉弁の切換制御を行うと共に、前記コンプレッサ及び前記駆動装置の駆動制御を行い、前記車両前方の各車輪に装着した空気ばね装置を制御すると共に、前記車両後方の各車輪に装着した空気ばね装置を制御する制御装置とを備えたことを特徴とするエアサスペンション装置。
前記可変容量蓄圧容器は、前記第１の蓄圧室を形成する内筒と、該内筒に摺動可能に嵌合し当該内筒との間に前記第２の蓄圧室を形成する外筒と、該外筒に支持し前記内筒内を摺動するピストンとを備え、該ピストンと前記内筒との間に前記大気圧室を形成することを特徴とする請求項６記載のエアサスペンション装置。
前記駆動装置が、前記内筒に対して前記外筒を軸方向に駆動し、前記第１の蓄圧室、大気圧室及び第２の蓄圧室の容量を変化させることを特徴とする請求項７記載のエアサスペンション装置。
前記駆動装置が、前記外筒に固着したナットと、該ナットに螺合し送り螺子機構を構成する螺子軸と、該螺子軸を回転駆動するモータとを備えたことを特徴とする請求項８記載のエアサスペンション装置。
前記可変容量蓄圧容器は、前記第１の蓄圧室を形成する内筒と、該内筒に摺動可能に嵌合し当該内筒との間に前記第２の蓄圧室を形成する外筒と、該外筒に支持し前記内筒内を摺動するピストンとを備え、該ピストンと前記内筒との間に流体圧室を形成して成り、前記駆動装置は、前記ピストンを前記外筒に支持し前記流体圧室に連通する中空軸と、該中空軸を介して流体を給排することによって、前記内筒に対して前記外筒を軸方向に駆動し、前記第１の蓄圧室及び第２の蓄圧室の容量を変化させる流体圧装置を備え、前記第１の蓄圧室を前記第１の給排流路に連通接続すると共に、前記第２の蓄圧室を前記第２の給排流路に連通接続することを特徴とする請求項６記載のエアサスペンション装置。