JPH09226342A

JPH09226342A - 駆動力付加装置

Info

Publication number: JPH09226342A
Application number: JP6946396A
Authority: JP
Inventors: Tomohito Maetani; 智史前谷
Original assignee: Hino Motors Ltd
Current assignee: Hino Motors Ltd
Priority date: 1996-02-29
Filing date: 1996-02-29
Publication date: 1997-09-02

Abstract

(57)【要約】【課題】コンピュータ等の電気的制御を利用せずに、空
気圧の差を用いて純機械的に作動させるようにしたパー
トタイム式駆動力付加装置を提供することを目的とす
る。【解決手段】従動軸１９のリーフスプリング３３の一端
と車体１０との間に介装されている制御用エアスプリン
グ３５への空気の給排を作動圧と解除圧とが異なってお
り、ヒステリシスを有する制御バルブ４１によって行な
うようにする。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は駆動力付加装置に係
り、とくに非駆動軸と車体との間に制御用エアスプリン
グを配し、このエアスプリングの内圧を下げることによ
って駆動輪の駆動力を高めるようにした駆動力付加装置
に関する。

【０００２】

【従来の技術】大型の車両、とくに大型トラックにおい
ては、後軸に加わる軸重を少なくするために、後２軸の
構造としている。すなわち車体フレームの後側の部分を
後前軸と後々軸とで支持するようにしている。このよう
な後２軸車において、通常は後前軸側の車輪を駆動輪と
し、この駆動輪に対してエンジンからの出力トルクを伝
達し、車両を走行させるようにしている。これに対して
後々軸は荷重を支えるものの、後々輪には駆動力が伝達
されない。すなわち後々軸側の車輪が非駆動輪から構成
されている。

【０００３】このような後２軸車においては、積載荷重
が少ない軽積載時に、駆動輪に加わる荷重が不足し、発
進時に駆動輪が空転し易く、これによって発進性が悪化
する。このような欠点を補うために、駆動軸荷重を増加
させるための駆動力付加装置を設けるようにしている。
とくに軽負荷時にのみこのような付加装置によって駆動
力を付加するようにしたパートタイム式駆動力付加装置
が提案されている。

【０００４】従来のパートタイム式駆動力付加装置は、
車両の停止状態においてエアスプリング内の圧力または
荷重センサによって積載荷重を検出するとともに、車速
センサによって車速を検出するようにしている。そして
低積載荷重時であってしかも低車速時、例えば積載量が
半積以下であってしかも車速が２０ｋｍ／ｈ以下の場合
に制御バルブを切換え、非駆動軸を懸架するエアスプリ
ングの空気を抜き、駆動軸に加わる荷重を増加させ、駆
動力を付加するようにしている。

【０００５】

【発明が解決しようとする課題】従来のこのようなパー
トタイム式駆動力付加装置は、積載荷重を検出するセン
サや車速センサを必要とし、しかもこれらのセンサの出
力を演算処理するためのコンピュータを備えなければな
らず、このためにパートタイム式駆動力付加装置のコス
トが増大する欠点があった。

【０００６】実開平２−７７１１４号公報には、切換え
弁を用いた駆動力付加装置が開示されている。このよう
な付加装置は、エアラインに働く空気圧に応じて切換え
弁を切換えるようにしている。しかるに切換えのための
制御バルブの数が多く、配管系の構造が複雑でコストが
高くなるという欠点が解消されていない。

【０００７】本発明はこのような問題点に鑑みてなされ
たものであって、センサやコンピュータを必要とせず、
しかも単一の制御バルブのみによって構成することを可
能にした駆動力付加装置を提供することを目的とする。

【０００８】

【課題を解決するための手段】本発明は、非駆動軸と車
体との間に制御用エアスプリングを配し、該エアスプリ
ングの内圧を下げることによって駆動輪に加わる荷重を
増加させて駆動輪の駆動力を高めるようにした駆動力付
加装置において、作動圧と解除圧とが異なっており、ヒ
ステリシスを有する制御バルブを前記制御用エアスプリ
ングと圧力源との間に接続したことを特徴とする駆動力
付加装置に関するものである。

【０００９】

【発明の実施の形態】図１は本発明の一実施の形態に係
る駆動力付加装置を備えるトラックを示すものであっ
て、このトラックはフレーム１０を備えている。フレー
ム１０の前端側にはキャブ１１が支持されている。これ
に対してキャブ１１の後側であってフレーム１０上には
荷台１２が取付けられている。

【００１０】このようなトラックのフレーム１０の前軸
１５には前輪１６が取付けられている。これに対してフ
レーム１０の後側の部分は後前軸１７に取付けられてい
る後前輪１８と後々軸１９に取付けられている後々輪２
０とによって支持されるようになっている。すなわちこ
のトラックは後２軸車を構成しており、しかも後前輪１
８が駆動輪から構成され、後々輪２０が非駆動輪から構
成されている。

【００１１】次に後前軸１７と後々軸１９とをフレーム
１０に懸架するサスペンションの構造について説明する
と、図２に示すように後前軸１７に対応してフレーム１
０にブラケット２４が取付けられており、このブラケッ
ト２４のピン２５によってリーフスプリング２６の前端
部が回動可能に支持されている。リーフスプリング２６
の後端部とフレーム１０との間にはエアスプリング２７
が取付けられている。

【００１２】後々軸１９についても、フレーム１０にブ
ラケット３１が取付けられるとともに、このブラケット
３１のピン３２によってリーフスプリング３３の前端部
が回動可能に支持されている。リーフスプリング３３の
後端部とフレーム１０との間にはエアスプリング３４が
介装されている。またエアスプリング３４の後側には制
御用エアスプリング３５が配されている。

【００１３】後前軸１７側のエアスプリング２７および
後々軸１９側のエアスプリング３４は何れもエアタンク
３９とレベリングバルブ４０を介して接続されている。
また後々軸１９側の制御用エアスプリング３５はエアタ
ンク３９とレベリングバルブ４０および制御バルブ４１
を介して接続されている。そして制御バルブ４１とエア
タンク３９との間には上記レベリングバルブ４０に対し
てバイパス管路を構成するように減圧弁４２が接続され
ている。また制御バルブ４１にはチェックバルブ４３が
分岐するように接続されている。

【００１４】次に上記制御用エアスプリング３５に対す
る空気の給排を制御する制御バルブ４１について説明す
ると、図３に示すように、この制御バルブ４１はハウジ
ング４７を備え、このハウジング４７内にシリンダ４８
が形成されている。そしてシリンダ４８に連通するよう
に直径が小さな補助シリンダ４９が形成されている。そ
してシリンダ４８内にはピストン５０が摺動可能に配さ
れるとともに、ピストン５０に連設されている直径の小
さな補助ピストン５１が補助シリンダ４９内に摺動可能
に配されている。

【００１５】ハウジング４７の一方の側面には入力ポー
ト５４と補助ポート５５とがそれぞれ設けられている。
入力ポート５４へはレベリングバルブ４０の出力圧Ｐ₁
が加えられている。これに対して補助ポート５５へは減
圧弁４２の出力圧が加えられている。またハウジング４
７の反対側の側面には出口ポート５６とパージポート５
７とがそれぞれ設けられている。出口ポート５６は制御
用エアスプリング３５に接続されている。また出口ポー
ト５６と制御用エアスプリング３５とを接続する管路に
上記パージポート５７が接続されるようになっている。
またハウジング４７の上部には制御ポート５８が設けら
れており、この制御ポート５８には上記レベリングバル
ブ４０の出力圧が印加されるようになっている。またハ
ウジング４７の下部には排気ポート５９が設けられてお
り、この排気ポート５９にはチェックバルブ４３が接続
され、排気が行なわれるようになっている。

【００１６】以上のような構成において、後前軸１７お
よび後々軸１９に加わる荷重が少ない場合には、エアス
プリング２７、３４の圧力も低くなっており、このよう
な圧力が図３Ａに示す補助シリンダ４９内の補助ピスト
ン５１の上面に加わっている。そして荷重が少ない場合
には、補助ピストン５１を下方に押圧する力よりもリタ
ーンスプリング６０の弾性復元力の方が大きいために、
ピストン５０は上方位置にある。このためにピストン５
０によって入力ポート５４が閉じられるとともに、パー
ジポート５７が開かれている。

【００１７】従ってこのような状態においては、エアス
プリング３５内の空気は制御バルブ４１のパージポート
５７から排気ポート５９およびチェックバルブ４３を通
して排出されており、制御用エアスプリング３５の内圧
は実質的にチェックバルブ４３の開弁圧または減圧弁４
２の出力圧である。よってこの場合には、非駆動軸１９
に加わる荷重が少なくなり、その分駆動軸１７に加わる
荷重が増加し、駆動力付加状態になる。

【００１８】後前軸１７あるいは後々軸１９に加わる荷
重が増加すると、エアスプリング２７、３４の内圧Ｐ₁
が増加し、このために制御バルブ４１の補助ピストン５
１の上面に加わる力が次第に増加する。そしてこの力が
リターンスプリング６０の弾性復元力を越えた段階にお
いて、ピストン５０が補助ピストン５１とともに下降
し、図３Ａに示す状態から図３Ｂに示す状態に変化す
る。

【００１９】図３Ｂに示すようにピストン５０が下降す
ると、入口ポート５４が開かれるとともに、パージポー
ト５７が閉じられる。そして作動圧Ｐ₁が入口ポート５
４およびシリンダ４８を通って出口ポート５６から制御
用エアスプリング３５に加わる。これによって後々軸１
９に加わる荷重が増加し、後前軸１７に加わる荷重が相
対的に少なくなる。すなわち駆動力付加状態が解除され
る。

【００２０】このような解除状態は、ピストン５０、５
１に作用する空気圧Ｐ₁による力Ｐ₁×（Ａ₁＋Ａ₂）
がリターンスプリング６０の弾性復元力に打勝っている
間継続される。Ｐ₁が小さくなってリターンスプリング
６０の弾性復元力の方が大きくなると、ピストン５０が
上昇し、図３Ｂに示す状態から図３Ａに示す状態に変化
する。すなわち駆動力付加状態に復帰する。

【００２１】駆動力の解除は、補助ピストン５１が摺動
可能に配されている補助シリンダ４９の有効面積Ａ₁に
よって決定されるのに対し、駆動力が作動するのは、シ
リンダ４８の面積、すなわちＡ₁＋Ａ₂によって決まる
ために、２つの作動圧に差を生じ、制御バルブ４１がヒ
ステリシスをもつようになる。このような特性は図４に
示される通りである。すなわち作動点付近でＯＮ・ＯＦ
Ｆが繰返されるハンチングが防止され、安定に作動する
制御バルブ４１による駆動力の付加と解除とが自動的に
行なわれることになる。

【００２２】このように本実施の形態に係る駆動力付加
装置は、図３に示す制御バルブ４１を用いるようにし、
エアサスペンション側空気圧Ｐ₁と制御用エアスプリン
グ３５側圧力Ｐ₂の圧力差によって駆動力付加状態を現
出するようにしている。これによってパートタイム式駆
動力付加装置としての機能を満足させ、しかも作動点付
近でのＯＮ・ＯＦＦの繰返しをなくすために、次のよう
な動作を行なうようにしている。

【００２３】駆動力付加状態においては、図３Ａに示す
ように制御用エアスプリング３５内はチェックバルブ４
３により僅かな残圧を残してパージされるようにしてい
る。そしてバルブ４１内に段付きシリンダ４８、４９を
設け、段付きピストン５０、５１を組込むことにより、
駆動力を付加するための作動圧Ｐ_ONが作動圧解除圧力Ｐ
_OFFより低くしている。これによって図４に示すように
軸荷重−エア圧力線図がヒステリシスをもつようにして
いる。

【００２４】空積時に制御バルブ４１は図３Ａの状態に
なってＰ₁とＰ₂とが互いに独立になっており、駆動力
付加装置が作動している。このときにＰ₁の圧力が制御
バルブ４１の制御ポート５８を通して補助ピストン５１
の上面に加わる。このとき補助シリンダ４９の有効面積
をＡ₁とすると、補助ピストン５１はＰ₁×Ａ₁で押さ
れることになる。これに対して制御用エアスプリング３
５に加わる圧力Ｐ₂は減圧弁４２によって減圧された圧
力になっており、チェックバルブ４３の開弁圧より若干
近い低圧に保持されている。

【００２５】積載荷重が増加し、Ｐ₁＝Ｐ_OFFになる
と、Ｐ₁×Ａ₁がピストン５０を上方に押しているリタ
ーンスプリング６０の弾性復元力に打勝って図３Ｂの状
態になる。このときに入口ポート５４が開き、同時にパ
ージポート５７がピストン５０の外周面によって閉じら
れる。するとメインラインから制御バルブ４１を通して
制御用エアスプリング３５側へ空気が流れ、Ｐ₁＝Ｐ₂
になって駆動力付加装置が解除状態になる。しかもこの
ときに補助ピストン５１の根元部分であってピストン５
０の上面にはＰ₁が印加される。従ってこのような圧力
によってピストン５０はＰ₁×（Ａ₁＋Ａ₂）の力を下
方に受け、これによってピストン５０が押し下げられて
下方位置に保持される。

【００２６】これに対して積載荷重が減少し、Ｐ₁＝Ｐ
_ONになると図３Ａの状態に復帰し、出口ポート５４が閉
じ、同時にパージポート５７が開く。しかもこのときに
制御用エアスプリング３５側圧力Ｐ₂がパージポート５
７からパージされ、駆動力付加装置が作動状態になる。
このときのＰ_ONは当然Ｐ_OFFよりも小さい値になる。

【表１】次に以上のような制御バルブ４１を用いた駆動力付加装
置の動作を表１、図５、および図６を参照しながら具体
的な数値を用いて説明する。なおこの数値は必ずしも実
車での数値と一致するとは限らず、理解し易い数値を用
いている。いま定積状態において１軸当り１０ｔｏｎ、
後２軸１７、１９に合計２０ｔｏｎの荷重がかかるもの
とする。またこのときのエアスプリング２７、３４内の
内圧が５ｋｇｆ／ｃｍ²とする。これに対して空車状態
においては後２軸１７、１９に合計４．５ｔｏｎの荷重
が加わるものとし、しかも駆動力付加状態における後前
軸１７と後々軸１９の軸荷重配分を２：１とする。

【００２７】また制御バルブ４１の入口ポート５４とパ
ージポート５７とは、ピストン５０に加わる力が５ｋｇ
ｆを越え、または以下になってピストン５０が移動した
ときに開閉するものとし、しかも補助ピストン５１およ
びピストン５０の受圧面積はＡ₁＝Ａ₂＝１ｃｍ²とす
る。また減圧弁４２の設定圧は０．５ｋｇｆ／ｃｍ²で
あって、パージ用のチェックバルブ４３の開弁圧は０．
６ｋｇｆ／ｃｍ²とする。以上のように状態において、
空車時、解除直前、解除直後、定積時、作動直前、およ
び作動直後の動作をそれぞれ項を分けて以下に説明す
る。

【００２８】１．空車時駆動軸１７に３ｔｏｎ、非駆動軸１９に１．５ｔｏｎの
荷重が加わっており、Ｐ₁＝１．５ｋｇｆ／ｃｍ²にな
っている。そして制御用エアベローズ３５側はパージさ
れているために、Ｐ₂＝０．５〜０．６ｋｇｆ／ｃｍ²
になっている。ピストン５０を押下げる力は、補助ピス
トン５１の上面であって有効面積Ａ₁に加わる１．５ｋ
ｇｆ／ｃｍ²×１ｃｍ²＝１．５ｋｇｆの力である。こ
のときは駆動力付加状態である。

【００２９】２．駆動力解除直前駆動軸１７に１０ｔｏｎ、非駆動軸１９に５ｔｏｎの荷
重が加わっており、このときのエアスプリング２７、３
４の内圧Ｐ₁＝５ｋｇｆ／ｃｍ²になっている。制御用
エアベローズ３５側はパージされているために、Ｐ₂＝
０．５〜０．６ｋｇｆ／ｃｍ₂である。このときに制御
バルブ４１のピストン５０を押下げる力は５ｋｇｆ／ｃ
ｍ²×１ｃｍ²＝５ｋｇｆである。

【００３０】３．駆動力解除直後Ｐ₁によってピストン５０が押下げられ、入力ポート５
４が開き、後前軸１７および後々軸１９にともに７．５
ｔｏｎの荷重が加わり、Ｐ₁＝Ｐ₂＝３．７５ｋｇｆ／
ｃｍ²になっている。このときの制御バルブ４１のピス
トン５０に加わる押下げ力は補助ピストン５１の根元側
の段部の有効面積Ａ₂の部分にも加わるために、３．７
５ｋｇｆ／ｃｍ²×（１ｃｍ²＋１ｃｍ²）＝７．５ｋ
ｇｆになる。このときは駆動力解除状態である。

【００３１】４．定積時駆動軸１７と非駆動軸１９とにそれぞれ１０ｔｏｎの荷
重が加わり、Ｐ₁＝Ｐ ₂＝５ｋｇｆ／ｃｍ²になってい
る。また制御バルブ４１のピストン５０を押下げる力は
５ｋｇｆ／ｃｍ²×（１ｃｍ²＋１ｃｍ²）＝１０ｋｇ
ｆである。

【００３２】５．駆動力作動直前後前軸１７と後々軸１９とにそれぞれ５ｔｏｎの荷重が
加わり、Ｐ₁＝Ｐ₂＝２．５ｋｇｆ／ｃｍ²になってい
る。制御バルブ４１のピストン５０を押下げる力は２．
５ｋｇｆ／ｃｍ²×（１ｃｍ²＋１ｃｍ²）＝５ｋｇｆ
である。

【００３３】６．駆動力作動直後リターンスプリング６０の弾性復元力が空気圧Ｐ₁によ
る力に打勝ってピストン５０が上昇し、入力ポート５４
が閉じ、パージポート５７が開くために、Ｐ₁＝３．３
ｋｇｆ／ｃｍ²、Ｐ₂＝０．５〜０．６ｋｇｆ／ｃｍ²
になる。制御バルブ４１のピストン５０を押下げる力
は、３．３ｋｇｆ／ｃｍ²×１ｃｍ²＝３．３ｋｇｆで
ある。このときに駆動軸１７の軸重が６．７５ｔｏｎで
あって非駆動軸１９の軸重が３．５ｔｏｎの荷重配分に
なる。

【００３４】このような制御バルブ４１の動作に伴う軸
荷重状態の変化を整理すると、表１と図６のような状態
になる。またこのときのそれぞれの作動位置をグラフに
示したのが図５である。

【００３５】

【発明の効果】以上のように本発明は、非駆動軸と車体
との間に制御用エアスプリングを配し、該エアスプリン
グの内圧を下げることによって駆動輪に加わる荷重を増
加させて駆動輪の駆動力を高めるようにした駆動力付加
装置において、作動圧と解除圧とが異なっており、ヒス
テリシスを有する制御バルブを制御用エアスプリングと
圧力源との間に接続するようにしたものである。

【００３６】従って本発明によれば、制御用エアスプリ
ングと圧力源との間に制御バルブを接続することによっ
て駆動力付加装置を成立させることが可能になり、単一
の制御弁のみによって駆動力付加装置が構成されること
になる。従って極めて簡潔な構成の駆動力付加装置を提
供できるようになる。しかも作動圧の変化に応じて駆動
力の付加と解除とが自動的に行なわれるようになる。ま
た制御バルブの作動圧と解除圧とが異なっているため
に、作動時と解除時とでヒステリシスを生じ、このため
に作動点付近においてＯＮ・ＯＦＦを繰返すハンチング
を防止することが可能になり、安定な作動を行なうよう
にした駆動力付加装置が提供される。

【図面の簡単な説明】

【図１】駆動力付加装置を有するトラックの側面図であ
る。

【図２】駆動力付加装置を示す管路の配管図である。

【図３】制御バルブの構成を示す縦断面図である。

【図４】駆動力付加装置の特性を示すグラフである。

【図５】駆動力付加装置の具体的な動作を示すグラフで
ある。

【図６】駆動力付加装置の作動原理を示すダイヤグラム
である。

【符号の説明】

１０フレーム１１キャブ１２荷台１５前軸１６前輪１７後前軸１８後前輪（駆動輪）１９後々軸２０後々輪（非駆動輪）２４ブラケット２５ピン２６リーフスプリング２７エアスプリング３１ブラケット３２ピン３３リーフスプリング３４エアスプリング３５制御用エアスプリング３９エアタンク４０レベリングバルブ４１制御バルブ４２減圧弁４３チェックバルブ４７ハウジング４８シリンダ４９補助シリンダ５０ピストン５１補助ピストン５４入口ポート５５補助ポート５６出口ポート５７パージポート５８制御ポート５９排気ポート６０リターンスプリング

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】非駆動軸と車体との間に制御用エアスプリ
ングを配し、該エアスプリングの内圧を下げることによ
って駆動輪に加わる荷重を増加させて駆動輪の駆動力を
高めるようにした駆動力付加装置において、作動圧と解除圧とが異なっており、ヒステリシスを有す
る制御バルブを前記制御用エアスプリングと圧力源との
間に接続したことを特徴とする駆動力付加装置。