JP6645066B2 - Leaf spring suspension system - Google Patents
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Description
本発明は、リーフスプリング式懸架装置の改良に関する。 The present invention relates to an improvement of a leaf spring type suspension device.
車両用の懸架装置(サスペンション装置)として、従来から各種構造のものが知られている。この様な各種構造の懸架装置の中でも、所謂リーフスプリング式の車両用懸架装置は、構造が単純且つ堅牢であり、他の構造の懸架装置と比べて安価に造る事ができる為、例えば、トラック、バス等の大型輸送車や、小型商用車(小型トラック、バン等)に組み込まれている。 2. Description of the Related Art Various types of suspension devices for vehicles have been known. Among such suspension systems of various structures, the so-called leaf spring type vehicle suspension system has a simple and robust structure and can be manufactured at a lower cost than suspension systems of other structures. , Buses and other large transport vehicles, and light commercial vehicles (light trucks, vans, etc.).
図5は、特許文献1に記載されたリーフスプリング式懸架装置1の従来構造の1例を示している。該リーフスプリング式懸架装置1は、複数枚の板ばねを重ねて構成されたリーフスプリング2と、車軸支持部3とを備えている。
このうちのリーフスプリング2は、前後方向両端部(図5の左右方向であって、車体の前後方向を言う。)に、円環状の1対の支持環部4a、4bが設けられている。
前記車軸支持部3は、車軸5を支持する為のものであり、前記リーフスプリング2の前後方向中央部に支持固定されたU字ボルトにより構成されている。
FIG. 5 shows an example of a conventional structure of the leaf spring type suspension device 1 described in Patent Document 1. The leaf spring type suspension device 1 includes a
The
The axle support portion 3 is for supporting the
又、上述した様なリーフスプリング式懸架装置1が組み付けられる車体フレーム6のうちの前記車軸5よりも前側部分には、前側スプリングブラケット7が固定されている。一方、前記車体フレーム6のうちの前記車軸5よりも後側部分には、後側スプリングブラケット9が固定されている。又、該後側スプリングブラケット9には、シャックル10が、支持ピン17により揺動可能な状態で支持されている。
Further, a
上述の様な車体フレーム6に対して、前記リーフスプリング式懸架装置1の前端部(前記両支持環部4a、4bのうちの前側に設けられた支持環部4a)は、前記前側スプリングブラケット7に、揺動ピン8により揺動可能に支持されている。又、前記リーフスプリング式懸架装置1の後端部(前記両支持環部4a、4bのうちの後側に設けられた支持環部4b)は、前記シャックル10のうち、前記後側スプリングブラケット9に支持されたのと反対側の端部に、揺動ピン11により揺動可能に支持されている。又、前記車軸支持部3の内側には、前記車軸5が挿通されている。
With respect to the
この様に前記リーフスプリング2の後端部(前記支持環部4b)を、前記シャックル10を介して前記車体フレーム6に対する前後方向の変位(揺動変位)を可能に支持する事により、前記リーフスプリング2に荷重が作用した際の、前記リーフスプリング2の撓み(弾性変形)を許容して、走行中に前記車軸5が路面から受ける振動や衝撃が、前記車体フレーム6に直接伝わらない様にしている。
In this way, the rear end of the leaf spring 2 (the
ところで、車両には、積載重量が規定されており、この積載重量を超えた状態(過積載の状態)で運転すると、車両の運動性が低下して、事故の原因となる事がある。又、過積載の状態で運転を続けると、路面の損傷が激しくなり、道路メンテナンスのコストが嵩んでしまう可能性もある。この様な過積載の状態は、運転者が実際の積載量を把握できていない事が原因で生じている場合があり、運転者に過積載の状態を通知する手段が要求されている。 By the way, the load weight of a vehicle is specified. If the vehicle is operated in a state where the load is exceeded (overloaded state), the mobility of the vehicle may be reduced, which may cause an accident. Further, if the operation is continued in an overloaded state, the road surface is severely damaged, and the cost of road maintenance may increase. Such an overloaded state may be caused by the driver not being able to grasp the actual load amount, and a means for notifying the driver of the overloaded state is required.
本発明は、上述の様な事情に鑑みて、過積載の状況を運転者に通知する事が可能な構造を実現すべく発明したものである。 The present invention has been made in view of the above-described circumstances, and has been made to realize a structure capable of notifying a driver of a situation of overloading.
本発明のリーフスプリング式懸架装置は、リーフスプリングと、車軸支持部と、変換機構と、変位量測定手段とを備えている。
前記リーフスプリングは、撓み変形可能な板ばねにより構成されている。この様なリーフスプリングは、前後方向片端部が、車体に対して揺動可能な状態に支持されると共に、前後方向他端部が、前記車体に対する前後方向の変位可能且つ揺動可能な状態で支持される。
前記車軸支持部は、車軸を支持する為のものであり、前記リーフスプリングの前後方向中間部に設けられている。
前記変換機構は、直動部材であるボールナットと、回転部材であるボールねじ軸とを有するボールねじ機構であり、前記リーフスプリングの前後方向他端部に対して直接又はシャックルを介して連結されており、前記車体と前記車軸との上下方向の距離が変化する事により生じる、前記リーフスプリングの前後方向他端部の前後方向変位に伴う前記ボールナットの直線運動を、前記ボールねじ軸の回転運動に変換する為のものである。
前記変位測定手段は、前記変換機構を構成する部材の変位量(例えば、前記ボールねじ軸の回転角度、前記ボールナットの軸方向の変位量等)を測定する為のものである。尚、前記変位測定手段による測定は、前記変換機構を構成する部材の変位量を直接測定するだけでなく、該部材に固定された他の部材を介して間接的に測定する構成でも良い。
The leaf spring type suspension device of the present invention includes a leaf spring, an axle support, a conversion mechanism, and a displacement measuring unit.
The leaf spring is configured by a leaf spring that can be flexibly deformed. In such a leaf spring, one end in the front-rear direction is supported so as to be swingable with respect to the vehicle body, and the other end in the front-rear direction is displaceable and swingable in the front-rear direction with respect to the vehicle body. Supported.
The axle support portion is for supporting an axle, and is provided at an intermediate portion of the leaf spring in the front-rear direction.
The conversion mechanism includes a ball nut which is linearly moving member, a ball screw mechanism which have a ball screw shaft which is a rotating member, connected directly or via a shackle with respect to the longitudinal direction end portion of the leaf spring are caused by the vertical distance between the said vehicle body and said axle is changed, the linear motion of the ball nut with the longitudinal direction displacement of the longitudinal other end of the leaf spring, said ball screw shaft It is for converting into rotary motion .
The displacement measuring means is for measuring a displacement amount of a member constituting the conversion mechanism (for example, a rotation angle of the ball screw shaft , an axial displacement amount of the ball nut , and the like). Incidentally, the measurement by the displacement measuring means may be configured not only to directly measure the displacement amount of the member constituting the conversion mechanism, but also indirectly through another member fixed to the member.
更に、本発明のリーフスプリング式懸架装置においては、前記ボールねじ軸に、該ボールねじ軸の回転運動を電力に変換する為の電動発電機を連結している。
前記電動発電機は、前記車体の上下動によって生じる前記リーフスプリングの撓み量の変化に基づき、前記ボールナットが直線運動する事に伴う前記ボールねじ軸の回転運動を電力に変換する発電機としての機能と、通電に基づいて前記ボールねじ軸を回転駆動する事で前記ボールナットを直線運動させ、前記リーフスプリングの撓み量を変化させる事により、前記車体の高さを調整する電動機としての機能とを有する。
又、本発明を実施する場合には、前記ボールねじ軸を、中心軸を前後方向に向けて配置して、前記車体に対して回転のみを可能に支持し、前記ボールナットを、前記リーフスプリングの前後方向他端部に対して直接又はシャックルを介して連結し、前記ボールねじ軸の周囲を前後方向に変位可能とする事ができる。
Further, the leaf spring type suspension apparatus of the present invention, the ball screw shaft connects the motor generator for converting the rotational motion of the ball screw shaft to power.
The motor generator is a generator that converts the rotational movement of the ball screw shaft accompanying the linear movement of the ball nut into electric power based on a change in the amount of deflection of the leaf spring caused by the vertical movement of the vehicle body. A function as an electric motor that adjusts the height of the vehicle body by linearly moving the ball nut by rotating the ball screw shaft based on energization and changing the amount of deflection of the leaf spring. Having.
In practicing the present invention, the ball screw shaft is disposed with the center axis thereof oriented in the front-rear direction, supported so as to be able to rotate only with respect to the vehicle body, and the ball nut is mounted on the leaf spring. Can be connected directly or via a shackle to the other end in the front-rear direction so that the circumference of the ball screw shaft can be displaced in the front-rear direction.
上述の様に構成する本発明のリーフスプリング式懸架装置によれば、過積載の状況を運転者に通知する事が可能な構造を実現できる。
即ち、本発明のリーフスプリング式懸架装置は、リーフスプリングの前後方向他端部の車体に対する前後方向の変位に伴う直動部材であるボールナットの直線運動を、回転部材であるボールねじ軸の回転運動に変換する変換機構と、前記変換機構を構成する部材の変位量を測定する為の変位量測定手段とを備えている。この為、車両の積載量に応じた前記リーフスプリングの撓み量(前記リーフスプリングの前後方向他端部の前後方向変位量)を、前記変換機構を構成する部材の変位量として測定する事ができる。この様な測定結果に基づいて、前記積載量を測定すれば、運転者に対して、前記車両の積載量を通知する為のシステムを容易に構築できる。
According to the leaf spring type suspension device of the present invention configured as described above, it is possible to realize a structure capable of notifying a driver of an overloaded situation.
That is, the leaf spring type suspension device of the present invention uses the linear motion of the ball nut , which is a linear member , in accordance with the displacement of the other end of the leaf spring in the front-rear direction with respect to the vehicle body, by rotating the ball screw shaft , which is a rotating member. There is provided a conversion mechanism for converting into motion, and a displacement amount measuring means for measuring a displacement amount of a member constituting the conversion mechanism. For this reason, the amount of deflection of the leaf spring (the amount of displacement of the other end of the leaf spring in the front-rear direction) according to the load of the vehicle can be measured as the amount of displacement of the member constituting the conversion mechanism. . If the load amount is measured based on such a measurement result, a system for notifying the driver of the load amount of the vehicle can be easily constructed.
[実施の形態の第1例]
本発明の実施の形態の第1例に就いて、図1を参照しつつ説明する。本例のリーフスプリング式懸架装置1aは、例えば、トラック、バス等の大型輸送車や、小型商用車(例えば、小型トラック、バン)等の車両に組み込んで使用されるものである。図1は、本例のリーフスプリング式懸架装置1aを前記車両に組み込んだ状態を模式的に示している。
この様な本例のリーフスプリング式懸架装置1aは、シャックル10aと、リーフスプリング2aと、車軸支持部3aと、ボールねじ機構12と、例えば、エンコーダ等の回転角センサを備えた回転角測定手段(図示省略)と、電動発電機13とを備えている。
[First Example of Embodiment]
A first example of an embodiment of the present invention will be described with reference to FIG. The leaf spring
Such a leaf spring
このうちのシャックル10aは、略長円形状の板状部材であり、長手方向片端(図1の下端)寄り部分に、前記シャックル10aの厚さ方向(図1の表裏方向)に貫通した円形状の第一貫通孔14が形成されている。又、前記シャックル10aの長手方向中央部から長手方向片側にずれた位置に、該シャックル10aの厚さ方向に貫通した円形状の第二貫通孔15が形成されている。更に、該シャックル10aの長手方向他端(図1の上端)寄り部分に、該シャックル10aの厚さ方向に貫通すると共に該シャックル10aの長手方向に長い長円形状の第三貫通孔16が形成されている。
The
上述した様な構成を有するシャックル10aは、車体フレーム6のうち、車軸5(例えば、リアアクスル)よりも後側部分に固定された後側スプリングブラケット9aに対して、前記第二貫通孔15に挿通された支持ピン17により、揺動可能に支持されている。
The
前記リーフスプリング2aは、複数枚の撓み変形可能な板ばねを上下方向に重ね合わせて構成されている。又、前記リーフスプリング2aは、前後方向(図1の左右方向で、車体の前後方向を言う。)両端部に、それぞれが円環状の1対の支持環部4a、4bが設けられている。尚、図示のリーフスプリング2aの構造は、前記リーフスプリング2aを構成する複数枚の板ばねを省略して示している。又、該リーフスプリング2aの構造は、前述した従来構造の1例のリーフスプリング式懸架装置が備えるリーフスプリング2の構造とほぼ同様である。
The
上述した様な構成を有するリーフスプリング2aは、前端部(前記両支持環部4a、4bのうちの前側に配置された支持環部4a)が、前記車体フレーム6のうち、前記車軸5よりも前側部分に固定された前側スプリングブラケット7aに、揺動ピン8aにより揺動可能に支持されている。
一方、前記リーフスプリング2aの後端部(前記両支持環部4a、4bのうちの後側に配置された支持環部4b)は、前記シャックル10aの第一貫通孔14に、揺動ピン11aにより、揺動可能に支持されている。
In the
On the other hand, the rear end portion of the
前記車軸支持部3aは、前記車軸5を支持する為のものであり、前記リーフスプリング2aの前後方向中央部に支持されたU字ボルトにより構成されている。この様な車軸支持部3aの内側には、前記車軸5が支持されている。尚、この状態で、前記リーフスプリング2を構成する複数枚の板ばねのうち、少なくとも最も上側に配置された板ばねと、前記車軸5とは、前後方向の相対変位が可能である。又、前記車軸支持部3aを、前記リーフスプリング2aの前後方向中央部から前後方向にずれた位置に設ける構成を採用する事もできる。
The
前記ボールねじ機構12は、特許請求の範囲に記載した変換機構であって、ボールねじ軸18と、ボールナット19と、複数個のボール(図示省略)と、ボール循環装置とを備えている。
前記ボールねじ軸18は、特許請求の範囲に記載した回転部材に相当するものであり、外周面にボールねじ溝が形成されている。
又、前記ボールナット19は、内周面にボールねじ溝が形成されている。又、該ボールナット19の外周面の一部には、外径側に突出したナット側凸部20が形成されている。この様なナット側凸部20は、組み付け状態に於いて、前記シャックル10aの第三貫通孔16の内側に挿入されている。これにより、前記リーフスプリング2aの後端部と、前記ボールナット19とを、他の部材(前記シャックル10a)を介して連結している。又、前記ボールナット19は、前記ボールねじ軸18に、該ボールねじ軸18の軸方向(図1の左右方向)の変位のみを可能な状態に外嵌されている。
前記各ボールは、前記両ボールねじ溝の間に形成された螺旋状空間内に転動自在に設けられている。
前記ボール循環装置は、前記各ボールを、前記螺旋状空間内で循環させる為のものである。
The
The ball screw
The
Each of the balls is rotatably provided in a spiral space formed between the two ball screw grooves.
The ball circulation device is for circulating the balls in the spiral space.
又、前記ボールねじ軸18の軸方向両端部は、前記車体フレーム6の一部に1対の転がり軸受21、21により、該車体フレーム6に対する回転を可能な状態に支持されている。
Both ends of the
以上の様な構成を有する本例の場合、前記シャックル10aが前記支持ピン17を中心に揺動すると、該揺動運動が、前記ナット側凸部20を介して前記ボールナット19の、前記ボールねじ軸18の軸方向の直線運動に変換される。すると更に、該直線運動に伴って、該ボールねじ軸18が回転駆動される。尚、前記シャックル10aの揺動変位量と、該ボールねじ軸18の回転角(回転量)との関係は、該ボールねじ軸18のボールねじ溝(前記ボールナット19のボールねじ溝)の構成(リード)を適宜設定する事により設定する事ができる。即ち、前記ボールねじ軸18のボールねじ溝(前記ボールナット19のボールねじ溝)の構成を適宜設定する事により、前記シャックル10aの揺動角よりも、前記ボールねじ軸18の回転角を大きくする事もできる(前記シャックル10aの揺動角を増幅する事ができる)。又、図1に示す組付け状態(初期状態)での、前記第二貫通孔15の中心と前記ナット側凸部20の中心との距離を、前記第一貫通孔14の中心と前記第二貫通孔15の中心との距離よりも大きくした構成を採用すれば、前記ボールナット19(ナット側凸部20)の変位量を、前記第一貫通孔14部分の揺動変位量(前後方向変位量)を増幅したものとする事ができる。
In the case of the present example having the above-described configuration, when the
前記回転角測定手段は、特許請求の範囲に記載した変位量測定手段であって、前記シャックル10aの揺動に伴い、前記ボールねじ軸18が回転した際の、該ボールねじ軸18の回転角度を測定する為に設けられている。この様な回転角測定手段としては、例えば、光学式、磁気式のエンコーダ及びセンサを備えた構造のものを採用できる。又、前記回転角測定手段を、前記電動発電機13の組み込まれた回転検出センサを利用する事もできる。この構成を採用した場合には、前記ボールねじ軸18の回転角度を、該ボールねじ軸18に結合された前記電動発電機13の回転軸22の回転角度として間接的に測定する事もできる。
The rotation angle measurement means is a displacement amount measurement means described in the claims, and the rotation angle of the
前記電動発電機13は、電動機(電動モータ)としての機能と、発電機としての機能とを有するものであり、前記電動発電機13の回転軸22が、前記ボールねじ軸18の軸方向片端部(図1に左端部)に継手等を介して結合された状態で設けられている。尚、前記電動発電機13の配置は、図示の場合に限定されない。又、前記電動発電機13とボールねじ軸18との間に、他の部材(歯車、チェーン、ベルト)等を設ける事により、前記電動発電機13の回転軸22の中心軸と、前記ボールねじ軸18の中心軸とをオフセットさせる事もできる。
The
この様な電動発電機13は、前記発電機としての機能により、前記回転軸22に入力された機械エネルギ(回転運動)を電気エネルギに変換(発電)し、インバータ(図示省略)を介して二次電池(図示省略)に蓄電させる事ができる。本例の場合、前記ボールねじ軸18の回転運動を入力として、該回転運動を電気エネルギに変換する様に構成している。
一方、前記電動発電機13は、電動機(電動モータ)としての機能により、前記二次電池から供給された電気エネルギを機械エネルギ(回転運動)に変換し、前記回転軸22を回転駆動する事もできる。本例の場合、前記電動機としての機能により、前記回転軸22が回転駆動されると、前記ボールねじ軸18が回転駆動され、前記ボールナット19が、前記ボールねじ軸18の軸方向に変位する様に構成されている。
Such a
On the other hand, the
以上の様な構成を有する本例のリーフスプリング式懸架装置1aによれば、過積載の状況(積載量)を運転者に通知する事が可能な構造を実現できる。
以下、本例のリーフスプリング式懸架装置1aにより、車両の積載量を測定する方法に就いて説明する。
図1(a)は、前記リーフスプリング2aに対して、車体の重量のみが作用している状態を示している。この状態のリーフスプリング2aは、所定の曲率で下方に向かって凸円弧状に湾曲している。又、前記シャックル10aは、長手方向が上下方向(車体の上下方向を言う。)に位置した状態で配置されている。又、前記ボールねじ機構12を構成するボールナット19は、前記ボールねじ軸18の軸方向中央部よりも、該ボールねじ軸18の軸方向に関する他端側(図1の右側)に位置している。又、前記ボールナット19のナット側凸部20は、前記シャックル10aの第三貫通孔16のうち、該シャックル10aの長手方向片端(図1の下端)寄り部分に位置している。
According to the leaf
Hereinafter, a method of measuring the load capacity of the vehicle using the leaf
FIG. 1A shows a state where only the weight of the vehicle body acts on the
この様に図1(a)に示す状態から、前記車体に人や荷物(以下、「積載物」と言う。)が積載されると、前記リーフスプリング式懸架装置1aが、図1(b)に示す状態となる。図1(b)に示す状態では、前記車体フレーム6が、図1(a)に示す状態よりも下方(路面23に近い方向)に変位しているが、前記車軸5の、該路面23からの位置(高さ)は、変わらない為、前記車体フレーム6と、該車軸5との上下方向距離が縮まり、前記リーフスプリング2aが、前後方向両端部同士の前後方向に関する距離が大きくなる状態(前記リーフスプリング2aの曲率が小さくなる状態)に撓む(弾性変形する)。この際、該リーフスプリング2aの前端部の前後方向に関する位置は変わらず、前記前端部が前記前側スプリングブラケット7aに対して、前記揺動ピン8を中心として、図1(b)に矢印α1で示す方向に揺動する。
When a person or a load (hereinafter, referred to as a "load") is loaded on the vehicle body from the state shown in FIG. 1A, the leaf
一方、前記リーフスプリング2aの後端部の前後方向に関する位置は、図1(a)に示す状態よりも後方に変位する。具体的には、前記リーフスプリング2aの後端部は、前記シャックル10aが、前記後側スプリングブラケット9aに対し、前記支持ピン17を中心として図1(b)に矢印α2で示す方向に揺動する事に伴い、前記シャックル10aに対して前記揺動ピン11aを中心に図1(b)に矢印α3で示す方向に揺動しつつ、後方に変位する。
On the other hand, the position of the rear end of the
又、上述の様な前記シャックル10aの揺動に伴い、前記ボールナット19のナット側凸部20は、該シャックル10aの第三貫通孔16の中を、図1(a)に示す位置から、該シャックル10aの長手方向他端(図1の上端)に向けて変位する。この際、前記ボールナット19は、前記ボールねじ軸18に対して軸方向の変位のみを許容された状態で組み付けられている(上下方向の変位を阻止された状態で組み付けられている)為、前記ボールナット19が、前記ボールねじ軸18の軸方向片方(図1の左方向)に変位する。すると、該ボールナット19の該ボールねじ軸18の軸方向の変位(直線運動)に伴って、該ボールねじ軸18が回転駆動される。
又、本例の場合、前記ボールねじ軸18の回転角度を、前記回転角測定手段により測定する。そして、該測定の結果に基づいて、図示しない演算器により、前記車体に積まれた積載物の積載量を計算して、前記計算の結果を、運転者に通知する。尚、前記ボールねじ軸18の回転角度から前記積載量を算出する処理は、例えば、前記回転角度と前記積載量との関係を表す変換マップを利用して行う事ができる。
Further, with the swing of the
In the case of this example, the rotation angle of the
又、本例の場合、運転者の指示や路面状況に合わせて車両の車高を調整する機能を有している。この様な車高を調整する機能は、前記電動発電機13が有する電動機(電動モータ)としての機能を利用している。具体的には、本例の場合、図示しない制御器の指示により前記電動機(電動モータ)としての機能を作動させると、前記回転軸22及び前記ボールねじ軸18が回転駆動される。次いで、該ボールねじ軸18の回転に伴い、前記ボールナット19が、該ボールねじ軸18の軸方向に変位して、前記シャックル10aが揺動変位する。そして、該シャックル10aの揺動に伴い、前記リーフスプリング2aの後端部の、前後方向位置が変化する。この結果、該リーフスプリング2aの撓み量(弾性変形量)が変化して、前記車高を調整する事ができる。尚、前記制御器に指示する方法として、運転者自身が指示する方法、又は、路面状況を自動で判断して支持する方法を採用できる。
尚、上述した様な車両の車高を調整する機能を作動する際の前記電動発電機13のモータトルク、モータ電流等を測定して、該測定結果に基づいて、前記車体に積まれた積載物の積載量を計算する構成を採用する事もできる。
In the case of this example, the vehicle has a function of adjusting the height of the vehicle in accordance with the driver's instructions and road surface conditions. Such a function of adjusting the vehicle height utilizes a function of the
The motor torque, motor current, and the like of the
又、本例の場合、前記車体の上下動に伴い、前記電動発電機13が有する発電機としての機能により発電する事も可能である。具体的には、走行中に前記車体フレーム6が上下動すると、前記リーフスプリング2aの撓み量(弾性変形量)が変化して、前記シャックル10aが揺動変位する。又、この様なシャックル10aの変位に伴い、前記ボールナット19が、前記ボールねじ軸18の軸方向に変位すると、該ボールねじ軸18が回転駆動される。すると、該ボールねじ軸18の回転に伴い、前記電動発電機13の回転軸22が回転駆動される。この様にして該回転軸22に入力された回転運動を電気エネルギに変換(発電)し、前記電気エネルギを、前記インバータを介して前記二次電池に蓄電する。
In the case of this example, it is also possible to generate electric power by the function of the
[参考例の1例]
本発明の参考例の1例に就いて、図2を参照しつつ説明する。本参考例のリーフスプリング式懸架装置1bは、シャックル10b及びボールねじ機構12aの構造が、前述した実施の形態の第1例の場合と相違している。以下、前記シャックル10b及び前記ボールねじ機構12aの構造に就いて説明する。
[Example of Reference Example]
An example of a reference example of the present invention will be described with reference to FIG. The leaf
本参考例のリーフスプリング式懸架装置1aを構成するシャックル10bは、略長円形の板状部材であるスプリング側半部24と、該スプリング側半部24よりも長い略長円形状である車体側半部25との長手方向端部同士を、屈曲部26により連続した略ブーメラン形状(略く字形状)の板状部材である。
この様なシャックル10bは、前記スプリング側半部24の長手方向片端(前記屈曲部26から遠い側の端部)寄り部分に、前記シャックル10bの厚さ方向(図2の表裏方向)に貫通した円形状の第一貫通孔14aが形成されている。又、前記屈曲部26には、前記シャックル10bの厚さ方向に貫通した円形状の第二貫通孔15aが形成されている。更に、前記車体側半部25の長手方向他端(前記屈曲部26から遠い側の端部)寄り部分には、前記シャックル10bの厚さ方向に貫通した長円形状の第三貫通孔16aが形成されている。
The
Such a
上述した様な構成を有するシャックル10bは、後側スプリングブラケット9aに対して、前記第二貫通孔15aに挿通された支持ピン17により、該支持ピン17を中心とした揺動を可能に支持されている。
又、前記シャックル10bを構成するスプリング側半部24の長手方向片端と、リーフスプリング2aの後端部(支持環部4b)とは、前記シャックル10bの第一貫通孔14aに挿通された揺動ピン11aにより、揺動可能な状態に連結されている。
The
Further, one end in the longitudinal direction of the spring
前記ボールねじ機構12aは、ボールねじ軸18aと、ボールナット19aと、複数個のボール(図示省略)と、ボール循環装置とを備えている。
前記ボールねじ軸18aは、外周面にボールねじ溝が形成されている。又、該ボールねじ軸18aの軸方向片端部(図2の下端部)の外周面の一部には、外径側に突出したねじ軸側凸部27が形成されている。この様なねじ軸側凸部27は、例えば、前記ボールねじ軸18aの軸方向片端部から、該ボールねじ軸18aの中心軸の方向に対し直角方向に折り曲げた状態で形成されたものとする事ができる。
又、前記ボールナット19aは、回転部材に相当するものであり、内周面にボールねじ溝が形成されている。この様なボールナット19aは、前記ボールねじ軸18aに、該ボールねじ軸18aに対する相対回転のみを可能な状態に外嵌されている。この為に本参考例の場合、前記ボールナット19aは、車体フレーム6に対して、軸受(図示省略)により、相対回転を可能な状態に支持されている。
前記各ボールは、前記両ボールねじ溝の間に形成された螺旋状空間内に転動自在に設けられている。 前記ボール循環装置は、前記各ボールを、前記螺旋状空間内で循環させる為のものである。
The
The
The
Each of the balls is rotatably provided in a spiral space formed between the two ball screw grooves. The ball circulation device is for circulating the balls in the spiral space.
上述した様な構成を有するボールねじ機構12aは、前記ボールナット19aを、前記車体フレーム6に対して、相対回転を可能な状態に支持する事により、前記車体フレーム6に対して支持されている。又、この状態で、前記ボールねじ軸18aのねじ軸側凸部27が、前記シャックル10bの第三貫通孔16aの内側に挿入されている。この様な状態で、該シャックル10bが前記支持ピン17を中心に揺動すると、該揺動が、前記ねじ軸側凸部27を介して前記ボールねじ軸18aを、該ボールねじ軸18aの軸方向(図2の上下方向)に直線運動させる。そして、該直線運動に伴って、前記ボールナット19aが、回転駆動される。
The
又、本参考例の場合、前記ボールナット19aの回転角度を、回転角測定手段(図示省略)により測定する。そして、該測定の結果に基づいて、図示しない演算器により、前記車体に積まれた積載物の積載量を計算して、前記計算の結果を、運転者に通知する。尚、前記ボールナット19aの回転角度から前記積載量を算出する処理は、例えば、前記回転角度と前記積載量との関係を表す変換マップを利用して行う事ができる。その他の構造、及び作用・効果は前述した実施の形態の第1例の場合と同様である。
In the case of the present embodiment, the rotation angle of the
[実施の形態の第2例]
本発明の実施の形態の第2例に就いて、図3を参照しつつ説明する。本例のリーフスプリング式懸架装置1cは、前述した実施の形態の第1例の構造が備えるシャックル10aを省略した如き構造を有している。この為に、ボールねじ機構12bを構成するボールナット19bの構造を、前述した実施の形態の第1例の場合と異ならせている。以下、前記ボールねじ機構12bの構造に就いて説明する。
[Second Example of Embodiment]
A second example of the embodiment of the present invention will be described with reference to FIG. The leaf
本例のリーフスプリング式懸架装置1cを構成するボールねじ機構12bは、ボールねじ軸18bと、ボールナット19bと、複数個のボール(図示省略)と、ボール循環装置とを備えている。
前記ボールねじ軸18bは、特許請求の範囲に記載した回転部材に相当するものであり、外周面にボールねじ溝が形成されている。
又、前記ボールナット19bは、内周面にボールねじ溝が形成されている。又、前記ボールナット19bの外周面の一部には、軸方向に長い状態で外径側に突出した半円板状のナット側取付部29が形成されている。又、前記ナット側取付部29の中央部には、該ナット側取付部29を厚さ方向(図3の表裏方向)に貫通したナット側貫通孔28が形成されている。そして、該ナット側貫通孔28内に、リーフスプリング2aの後端部に設けられた揺動ピン11aが挿入されている。これにより、前記ボールナット19bは、回転が阻止された状態で、前記ボールねじ軸18に対し、前記ボールねじ軸18bの軸方向(図3の左右方向)の変位のみを可能な状態に外嵌されている。
前記各ボールは、前記両ボールねじ溝の間に形成された螺旋状空間内に転動自在に設けられている。
前記ボール循環装置は、前記各ボールを、前記螺旋状空間内で循環させる為のものである。
The
The
The
Each of the balls is rotatably provided in a spiral space formed between the two ball screw grooves.
The ball circulation device is for circulating the balls in the spiral space.
以上の様な構成を有するボールねじ機構12bは、前記ボールねじ軸18bの軸方向両端部を、車体フレーム6の一部に1対の転がり軸受21、21により、前記車体フレーム6に対する回転を可能な状態に支持されている。又、この状態で、前記ボールナット19bのナット側取付部29と、リーフスプリング2aの後端部(支持環部4b)とは、前記ナット側取付部29のナット側貫通孔28に挿通された揺動ピン11aにより、揺動可能な状態に連結されている。即ち、本例の場合、前記リーフスプリング2aの後端部と、前記ボールナット19bとが、直接(他の部材を介さないで)連結されている。尚、図示は省略するが、前記リーフスプリング2aの後端部(支持環部4b)と前記揺動ピン11aの外周面との間、及び、前記ナット側貫通孔28の内周面と、前記揺動ピン11aの外周面との間にラジアル軸受(ラジアル転がり軸受、ラジアル滑り軸受)を設ける事もできる。
The
この様な状態で、前記リーフスプリング2aが弾性変形すると、前記リーフスプリング2aの後端部が前記ボールナット19bのナット側取付部29に対して揺動しつつ前後方向に変位する。すると、前記リーフスプリング2aの後端部の前後方向の変位に伴い、前記ボールナット19bが、前記ボールねじ軸18bの軸方向に直線運動する。そして、該直線運動に伴って、前記ボールねじ軸18bが、回転駆動する。
以上の様な構成を有する本例の場合、前記リーフスプリング2aが撓んだ際、該撓みを前記ボールナット19bの前後方向の変位のみで吸収する事ができる。この為、前記リーフスプリング2aの撓みに伴う、該リーフスプリング2aの後端部の傾斜角度の変化を小さく抑える事ができる。又、該リーフスプリング2aの後端部を、前記車体フレーム6に近い位置で支持する事ができる為、前記リーフスプリング2aの後端部の傾斜角度の調整を容易に行う事ができる。
When the
In the case of this example having the above-described configuration, when the
本例を実施する場合には、図4に示す様に、前記車体フレーム6に支持固定されたガイド部材30に形成された前後方向に長い長孔31に、前記揺動ピン11aのうち、前記ナット側貫通孔28から幅方向(車体の幅方向であって、図4の表裏方向)に突出した部分を挿入した構造を採用する事もできる。尚、1対のガイド部材30を、前記ボールナット19bを幅方向両側から挟む状態で設けて、これら両ガイド部材30の長孔31に、前記揺動ピン11aの両端部を挿入する構成を採用する事もできる。
この様な構成によれば、前記ガイド部材30により、前記ボールナット19bの前後方向の変位をガイドしつつ、該ボールナット19bに加わるラジアル荷重を支承する事により、前記ボールねじ機構12bの耐久性の向上を図れる。
その他の構造、及び作用・効果は前述した実施の形態の第1例の場合と同様である。
When the present embodiment is carried out, as shown in FIG. 4, among the swing pins 11 a, the
According to such a configuration, the
Other structures, operations and effects are the same as those in the first example of the above-described embodiment.
本発明を実施する場合には、変位測定手段により測定する、変換機構を構成する部材の変位量として、回転部材の回転角度だけでなく、直動部材の軸方向の変位量を採用する事もできる。 In practicing the present invention, not only the rotation angle of the rotating member but also the axial displacement of the linear member may be adopted as the displacement of the member constituting the conversion mechanism, which is measured by the displacement measuring means. it can.
1、1a、1b、1c リーフスプリング式懸架装置
2、2a リーフスプリング
3、3a 車軸支持部
4a、4b 支持環部
5 車軸
6 車体フレーム
7、7a 前側スプリングブラケット
8、8a 揺動ピン
9、9a 後側スプリングブラケット
10、10a、10b シャックル
11、11a 揺動ピン
12、12a、12b ボールねじ機構
13 電動発電機
14、14a 第一貫通孔
15、15a 第二貫通孔
16、16a 第三貫通孔
17 支持ピン
18、18a、18b ボールねじ軸
19、19a、19b ボールナット
20 ナット側凸部
21 転がり軸受
22 回転軸
23 路面
24 スプリング側半部
25 車体側半部
26 屈曲部
27 ねじ軸側凸部
28 ナット側貫通孔
29 ナット側取付部
30 ガイド部材
31 長孔
1, 1a, 1b, 1c Leaf
Claims (2)
前記リーフスプリングは、撓み変形可能な板ばねにより構成され、前後方向片端部が、車体に対して揺動可能な状態に支持されると共に、前後方向他端部が、前記車体に対する前後方向の変位可能且つ揺動可能な状態で支持されるものであり、
前記車軸支持部は、車軸を支持する為のものであり、前記リーフスプリングの前後方向中間部に設けられており、
前記変換機構は、直動部材であるボールナットと、回転部材であるボールねじ軸とを有するボールねじ機構であり、前記リーフスプリングの前後方向他端部に対して直接又はシャックルを介して連結されており、前記車体と前記車軸との上下方向の距離が変化する事により生じる、前記リーフスプリングの前後方向他端部の前後方向変位に伴う前記ボールナットの直線運動を、前記ボールねじ軸の回転運動に変換するものであり、
前記変位量測定手段は、前記変換機構を構成する部材の変位量を測定する為のものであり、
前記電動発電機は、前記ボールねじ軸に連結されており、前記車体の上下動によって生じる前記リーフスプリングの撓み量の変化に基づいて、前記ボールナットが直線運動する事に伴う前記ボールねじ軸の回転運動を電力に変換する発電機としての機能と、通電に基づいて前記ボールねじ軸を回転駆動する事で前記ボールナットを直線運動させ、前記リーフスプリングの撓み量を変化させる事により、前記車体の高さを調整する電動機としての機能とを有している、
リーフスプリング式懸架装置。 A leaf spring, an axle support, a conversion mechanism, a displacement measuring unit, and a motor generator ,
The leaf spring is formed of a leaf spring that can be flexibly deformed, and one end in the front-rear direction is supported so as to be swingable with respect to the vehicle body, and the other end in the front-rear direction is displaced in the front-rear direction with respect to the vehicle body. It is supported in a possible and swingable state,
The axle support portion is for supporting an axle, and is provided at an intermediate portion in the front-rear direction of the leaf spring,
The conversion mechanism includes a ball nut which is linearly moving member, a ball screw mechanism which have a ball screw shaft which is a rotating member, connected directly or via a shackle relative to the longitudinal direction other end portion of the leaf spring are caused by the vertical distance between the said vehicle body and said axle is changed, the linear motion of the ball nut with the longitudinal direction displacement of the longitudinal other end of the leaf spring, said ball screw shaft Which translates into rotational motion,
The displacement amount measuring means is for measuring a displacement amount of a member constituting the conversion mechanism,
Said electric generator, said being connected to the ball screw shaft, on the basis of the deflection amount of change of the leaf spring caused by the vertical movement of the vehicle body, the ball nut of the ball screw shaft due to the fact that linear movement The function as a generator for converting the rotational motion into electric power, and the ball nut is driven in rotation based on energization to linearly move the ball nut and change the amount of deflection of the leaf spring, thereby obtaining the vehicle body. Having a function as a motor for adjusting the height of the
Leaf spring suspension system.
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