JPH10305719A - 車両の空気ばね式懸架機構 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 車体荷重の増加に応じて自動的に車高を低く
し、走行安定性を高めるようにする。 【解決手段】 空気槽１４と空気ばね６とを結ぶ管１０
の途中に給排気弁１２を接続する。車高センサ３と空気
ばね６の空気圧を検出する空気圧センサ５の各信号に基
づく電子制御装置２により給排気弁１２を切り換え、車
体荷重に応じて車高を低くする。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は車体荷重の増加に応
じて基準車高を低くし、かつ前後軸の高さをほぼ等しく
し、走行安定性を高めるようにした車両の空気ばね式懸
架機構に関するものである。

【０００２】

【従来の技術】空気ばね式懸架機構とは別の通常の、例
えば板ばね式懸架機構を備えた車両では、積車時などは
重量に応じて板ばね式懸架機構の板ばねが撓んで車高が
低くなる。つまり、積載荷重ないし車体荷重が大きくな
るにつれて重心が低下するので、車両の安定性は高くな
る。しかし、空気ばね式懸架機構では車体と車軸との相
対変位に関連して車高調整弁のレバーが水平な位置から
上方または下方へ傾くと、給気弁と排気弁の一方が開
き、空気ばねの空気量が加減され、空車と積車に拘ら
ず、常に車高が一定になるように働く。一般に空気ばね
式懸架機構は乗り心地を良くするために採用されるもの
であり、通常の板ばね式懸架機構に比べてばね定数が小
さく、旋回走行時のロール量が大きくなる。特にＲＶの
ように車高が高い車両に、車高調整弁を有する空気ばね
式懸架機構を採用すると、積車状態で旋回する時には、
片側の車体荷重が増加するにも拘らず重心が変化しない
のでロール量が大きくなり、車両の安定性が損われる恐
れがある。

【０００３】空気ばねのばね定数は空気ばねの容量に反
比例する特性をもつので、車両の走行安定性と乗り心地
とを両立させるためには、積車の場合には車高が低くな
るのが望ましい。このような場合に、車高調整弁の動作
をロツクして空気ばねを密閉し、空気ばねの空気量が変
化しないようにすることが考えられるが、空気洩れ（内
圧）や温度変化による車高変化を防止する手段が必要に
なる。

【０００４】実開平４−９８６０４号公報に開示される
車両の空気ばね式懸架機構では、荷の積卸しの際に手動
操作レバーにより、車軸ケースと車高調整弁のレバーと
を結ぶリンクの長さを変更することにより、荷台の高さ
をプラツトホームと同じ高さに調整することができる。
しかし、上述の空気ばね式懸架機構では車両の走行中に
車体荷重に応じて車高を調整することはできない。

【０００５】

【発明が解決しようとする課題】本発明の課題は上述の
問題に鑑み、空気ばね式懸架機構として通常の作動を再
現するだけでなく、車体荷重の増加に応じて自動的に車
高を低くし、走行安定性を高めるようにした、車両の空
気ばね式懸架機構を提供することにある。

【０００６】本発明の他の課題は、副空気槽や複雑な制
御を必要とせず、積車に対応して各車輪相互の車高を平
衡させ、走行安定性を高めるようにした、車両の空気ば
ね式懸架機構を提供することにある。

【０００７】

【課題を解決するための手段】上記課題を解決するため
に、本発明の構成は空気槽と空気ばねとを結ぶ管の途中
に給排気弁を接続し、車高センサと空気ばねの空気圧を
検出する空気圧センサの各信号に基づく電子制御装置に
より前記給排気弁を切り換え、車体荷重に応じて車高を
低くすることを特徴とする。

【０００８】また、本発明の構成は車体に回動可能に支
持した制御レバーに車高調整弁を支持し、前記制御レバ
ーの端部と車体との間に連結したアクチユエータの一方
の作動室を空気ばねに連通し、車体荷重の増加に応じて
前記アクチユエータにより前記制御レバーの端部がばね
力に抗して上方へ移動するようにすることを特徴とす
る。

【０００９】また、本発明の構成は各車輪の空気ばねに
ついて、車体に回動可能に支持した制御レバーに車高調
整弁を支持し、前記各制御レバーの端部と車体との間に
連結した各アクチユエータの一方の作動室を前記空気ば
ねの１つに連通し、車体荷重の増加に応じて前記各アク
チユエータにより前記各制御レバーの端部がばね力に抗
して上方へ移動するようにしたことを特徴とする。

【００１０】

【発明の実施の形態】本発明では車体荷重の大きさに応
じて空気ばねの空気を車高調整弁または給排気弁から排
出し、車高を低くする。このため、空気ばねの空気圧
（内圧）が車体荷重に比例して増加するのを利用して車
体荷重を検出する。電子制御装置により空気ばねの空気
圧（内圧）に応じて給排気弁の切換動作を制御すること
により、車体荷重に応じた車高調整を行うことができ
る。また、アクチユエータにより空気ばねの空気圧（内
圧）の増加に応じて車高調整弁の制御レバーを押し上げ
れば、車高調整弁の機能を損わずに空気ばねの空気量を
減じ、車高を低くすることができる。

【００１１】しかし、各車輪ごとに車高調整を制御する
だけでは、貨物車両の場合に荷物の積載位置に偏りがあ
ると、車体が傾いてしまう恐れがある。本発明では１つ
の空気ばねの空気圧を利用して各車輪のアクチユエータ
を作動させ、前後左右の傾きを抑える。例えば後輪の空
気ばね式懸架機構において、標準的な荷重で平衡を保つ
後輪の空気ばねの空気圧と対向するばねを備えたアクチ
ユエータにより、車輪荷重の変化に応じて車高調整弁の
取付ベースを回転させて車高を調整する。空気ばねの空
気圧が失陥しても車高が必要以上に高くならないよう
に、空気ばねの内部にストツパを設ける。

【００１２】

【実施例】図１は本発明による車両の空気ばね式懸架機
構の概略構成を示す側面図である。空気ばね６は上端を
車体４に支持され、下端のロツド６ａを、車輪７の車軸
を支持する車軸ケース１７または懸架腕に連結される。
本発明では車高を車体荷重に応じて低くするために、空
気槽１４と空気ばね６を結ぶ管１０の途中に、給排気弁
（中立位置ブロツク型の方向切換弁）１２が接続され
る。車高変化を検出するために、車体４と車軸ケース１
７との間の高さを検出する車高センサ３が配設され、ま
た車体荷重を検出するために、空気ばね６に空気圧セン
サ５が配設される。車高センサ３と空気圧センサ５の各
信号は電子制御装置２へ加えられ、予めマイクロコンピ
ユータのメモリに設定された制御マツプから、車体荷重
に応じた目標値（車高）を求め、この目標値に基づき給
排気弁１２を切り換える。つまり、目標値（車高）より
も実際の車高が低い時には給排気弁１２を給気位置にし
て車高を高くし、目標値（車高）よりも実際の車高が高
い時には給排気弁１２を排気位置にして車高を低くし、
車高センサ３により検出された車高が目標値と一致した
ところで給排気弁１２を閉じる（中立位置にする）。

【００１３】図２は上述の制御をマイクロコンピユータ
からなる電子制御装置により行うための制御プログラム
の流れ図である。図２において、ｐ11〜ｐ24は制御プロ
グラムの各ステツプを表す。ｐ11で機関の始動と同時に
制御プログラムを開始し、ｐ12で車両が停止中か否かを
判別する。走行中は空気ばね６の空気圧と車体荷重との
関係が安定しないことが多いので、停車中に本制御を行
う。つまり、ｐ12で車両が走行中の場合はｐ12へ戻り、
停車中の場合は、ｐ13で空気ばね６の空気圧Pを検出
し、ｐ14で空気ばね６の空気圧P が空車時の空気圧より
もやや低い空気圧P1よりも大きいか否かを判別する。空
気ばね６の空気圧P が空車時の空気圧よりもやや低い空
気圧P1よりも小さい場合は、ｐ15で空気抜けであること
を警報し、ｐ24へ進む。

【００１４】ｐ14で空気ばね６の空気圧P が空車時の空
気圧よりもやや低い空気圧P1よりも大きい場合は、ｐ16
で空気ばね６の空気圧P が最大積載時の空気圧P2よりも
小さいか否かを判別し、空気ばね６の空気圧P が最大積
載時の空気圧P2よりも大きい場合は、ｐ17で過積載であ
ることを警報し、ｐ24へ進む。ｐ16で空気ばね６の空気
圧P が最大積載時の空気圧P2よりも小さい場合は、ｐ18
で空気ばね６の空気圧（車体荷重）に適した目標値H0
を、予めコンピユータのメモリに記憶設定しておいた制
御マツプから求める。ｐ19で現在の車高H を検出する。
ｐ20で現在の車高H が目標値H0よりも小さいか否かを判
別する。現在の車高H が目標値H0よりも大きい場合は、
ｐ21で給排気弁１２を排気位置へ切り換え、空気ばね６
の空気量を減じて車高を低くし、ｐ18へ戻る。現在の車
高H が目標値H0よりも小さい場合は、ｐ22で現在の車高
H が目標値H0よりも大きいか否かを判別する。現在の車
高Hが目標値H0よりも小さい場合は、ｐ23で給排気弁１
２を給気位置へ切り換え、空気ばね６の空気量を増加さ
せて車高を高くし、ｐ18へ戻る。現在の車高H が目標値
H0よりも大きい場合は、ｐ24で終了する。

【００１５】図１，２に示す実施例では、目標車高値H0
に一致するまで給排気弁１２を制御するので、制御が安
定しない恐れがある。これを避けるために、目標車高値
H0に幅2Xをもたせてもよい。具体的には、ｐ20をH ≦H0
＋X に、ｐ21をH ≧H0−X とする。

【００１６】図２に示す制御では、空気ばね６の空気圧
に応じて無段階に車高を変更しているが、空気ばね６の
空気圧に応じて車高を段階的に変更するようにしてもよ
い。車高を段階的に変更する場合に、検出した車高をフ
イードバツクして給排気弁１２を切り換えているが、給
排気弁１２の排気時間と給気時間の割合（デユーテイ
比）を制御するようにしてもよい。

【００１７】図３に示す実施例は、従来は車体に固定さ
れている車高調整弁１２ａを、空気ばね６の空気圧を利
用して上下に移動させ、実際の車高によらず、空気ばね
６の空気圧つまり車体荷重に応じて、空気ばね６の空気
量を加減するものである。空気ばね６は上端を車体４に
結合され、下方へ突出するロツド６ａをピン２１により
懸架腕２２に連結される。懸架腕２２は基端を支軸２４
により車体４に揺動可能に支持され、先端を車輪７を支
持するナツクルに連結される。車体４に支軸２８により
回動可能に支持した制御レバー２６に、車高調整弁１２
ａが固定される。レバー８が軸８ａを中心として上方ま
たは下方へ傾動すると、車高調整弁１２ａの動作が中立
位置から切り換わる。レバー８の先端はピン２３ａによ
りリンク２３の上端に連結され、リンク２３の下端はピ
ン２３ｂにより懸架腕２２に連結される。

【００１８】制御レバー２６の傾きを制御するために、
制御レバー２６と車体４との間に平衡シリンダないしア
クチユエータＡが連結される。アクチユエータＡはシリ
ンダ３１にピストン３３を嵌挿し、上側に大気室を、下
側に作動室３４をそれぞれ形成してなり、シリンダ３１
がピン４０（図４を参照）により車体４に連結され、ピ
ストン３３から上方へ突出するロツド２９がピン２７に
より制御レバー２６の端部に連結される。シリンダ３１
の大気室にばね３０が収容され、またシリンダ３１の内
部にピストン３３の上限位置を規制するストツパ３２
と、下限位置をねじにより調整するストツパ３２ａとが
備えられる。

【００１９】空気ばね６の空気圧が上昇すると、空気ば
ね６の空気圧が管１５ａ、絞り３６を経てアクチユエー
タＡの作動室３４からピストン３３に作用する。ピスト
ン３３がばね３０の力に抗して制御レバー２６を支軸２
８を中心として時計方向へ回動する。車高調整弁１２ａ
の位置が高くなり、車高調整弁１２ａのレバー８が軸８
ａを中心として反時計方向へ回動することになり、車高
が高くなつた場合と同じ条件になるので、空気ばね６の
空気が排出され、車高が低くなる。管１５ａに設けた絞
り３６は、空気ばね６の空気圧の急激な変化が作動室３
４に作用するのを抑える。逆に、レバー８が軸８ａを中
心として時計方向へ回動されると、空気槽１４の加圧空
気が可撓性の管１３、車高調整弁１２ａ、可撓性の管１
３を経て空気ばね６へ供給され、車高が高くなる。荷の
積卸しのために、手動により制御レバー２６の端部を押
し上げても、車高を低くすることができる。

【００２０】図４に示す部分変更実施例では、アクチユ
エータＡにばね力調整機構を設け、手動により左右の車
輪７の車高調整弁１２ａの平衡性を調整できるようにし
たものである。アクチユエータＡはシリンダ３１にピス
トン３３を嵌挿し、上側に大気室を、下側に作動室３４
をそれぞれ形成してなり、シリンダ３１がピン４０によ
り車体４に連結され、ピストン３３から上方へ突出する
ロツド２９がピン２７により制御レバー２６の端部に連
結される。大気室にピストン３３の上限位置を規制する
ストツパ３２が配設される。シリンダ３１の上端壁にば
ね座４１と一体の中空のボルト３７が螺合され、ばね座
４１とピストン３３との間にばね３０が介装される。ピ
ストン３３と制御レバー２６とを連結するロツド２９は
ボルト３７を貫通して外部へ突出され、かつ２分割され
たうえターンバツクル３９により伸縮可能に連結され
る。空気ばね６とアクチユエータＡの作動室３４を結ぶ
管１５ａの途中には切換弁３６ａが接続され、車両の走
行中は管１５ａが閉鎖され、停車中は絞りが介装される
ようになつている。

【００２１】左右の車輪７のアクチユエータＡのばね３
０のセツト荷重はボルト３７により調整され、この時所
定の車体荷重でレバー８が水平になるように、ロツド２
９の長さが調整される。他の構成は図３に示す実施例と
同様であり、同様の作用効果が得られる。上述の実施例
では、車高の調整は停車時のみに制限されるので、安全
性が向上する。

【００２２】上述の実施例では、通常の走行では標準の
車高を保つているが、荷物を積んだ時には、荷重に応じ
て車高調整弁が制御され、車高を下げて走行安定性を高
める。しかし、荷物の積載位置によつては、後輪または
片側車輪の車高のみが下がり、車体の姿勢が前・後傾ま
たは横傾になり、かえつて走行安定性を損うことになる
恐れがある。

【００２３】図５に示す実施例では、各車輪７，７Ａの
空気ばね式懸架機構について、車高変化により各空気ば
ね６，６Ａの内部の空気を給排して車高を一定に保つよ
うに車高調整弁１２ａが組み込まれ、ある１つの空気ば
ね６，６Ａの空気圧が高くなつた時、車高調整弁１２ａ
の取付部材つまり制御レバー２６を動かして車高を補正
する。つまり、ある１つ（例えば後輪）の空気ばねの空
気圧を利用して、他（前輪）の空気ばねの車高をも制御
するようにしたものである。

【００２４】車体に支軸２８により回動可能に支持した
制御レバー２６に、車高調整弁１２ａが固定され、レバ
ー８が上方または下方へ傾動すると、車高調整弁１２ａ
の動作が中立位置から切り換わる。レバー８の先端は例
えば後輪（左右両方の後輪）の空気ばね６のロツド６ａ
に連結され、ロツド６ａの下端は車軸ケースまたは懸架
腕２２に連結される。制御レバー２６の傾きを制御する
ために、制御レバー２６と車体との間にアクチユエータ
Ａが連結される。アクチユエータＡはシリンダ３１にピ
ストン３３を嵌挿し、上側に大気室を、下側に作動室３
４をそれぞれ形成してなり、シリンダ３１がピンにより
車体４に連結され、ピストン３３から上方へ突出するロ
ツド２９がピンにより制御レバー２６の端部に連結され
る。シリンダ３１の大気室にばね３０が収容され、また
シリンダ３１の内部にピストン３３の上限位置を規制す
るストツパ３２と、下限位置を規制するストツパ３２ａ
とが備えられる。

【００２５】同様に、例えば前輪７Ａ（左右両方の前
輪）の空気ばね６Ａにも、制御レバー２６とアクチユエ
ータＡ１と車高調整弁１２ａとが備えられる。空気ばね
６の空気圧が管１５ａを経てアクチユエータＡとアクチ
ユエータＡ１の作動室へ供給されるようになつている。
各アクチユエータＡ，Ａ１の構成は、図４に示すものと
同様である。

【００２６】空気ばね６の空気圧が上昇すると、空気ば
ね６の空気圧が管１５ａ、絞り３６を経て各アクチユエ
ータＡ，Ａ１の作動室からピストン３３に作用する。ピ
ストン３３がばね３０の力に抗して制御レバー２６を支
軸２８を中心として時計方向へ回動する。車高調整弁１
２ａの位置が高くなり、車高調整弁１２ａのレバー８が
反時計方向へ回動することになり、車高が高くなつた場
合と同じ条件になるので、各空気ばね６，６Ａの空気が
排出され、車高が低くなる。各アクチユエータＡ，Ａ１
は空気ばね６の空気圧に対応して作動するので、荷物の
積載状況により後輪７と前輪７Ａが受ける荷重変化に対
応して、各アクチユエータＡ，Ａ１のばね３０のばね荷
重を予め設定しておけば、前後輪相互の間の平衡が得ら
れ、車体が極端な前後傾を起すことはない。管１５ａに
設けた絞り３６は、空気ばね６，６Ａの空気圧の急激な
変化がアクチユエータＡ，Ａ１の作動室に作用するのを
抑える。

【００２７】逆に、レバー８が時計方向へ回動されるの
は空車か積み荷が少い場合であり、空気槽１４の加圧空
気が可撓性の管１３、車高調整弁１２ａ、可撓性の管１
３ａを経て各空気ばね６，６Ａへ供給され、車高が高く
なるが、車体が極端な前後傾を起すことはない。

【００２８】

【発明の効果】本発明は上述のように、空気槽と空気ば
ねとを結ぶ管の途中に給排気弁を接続し、車高センサと
空気ばねの空気圧を検出する空気圧センサの各信号に基
づく電子制御装置により給排気弁を切り換えるようにし
たから、車体荷重が大きくなると空気ばねの空気が給排
気弁から排出され、車高が自動的に低くなり、走行安定
性が向上する。

【００２９】また、本発明は車体に回動可能に支持した
制御レバーに車高調整弁を支持し、制御レバーの端部と
車体との間に連結したアクチユエータの作動室を空気ば
ねに連通し、車体荷重の増加に応じてアクチユエータに
より制御レバーの端部がばね力に抗して上方へ移動する
ようにしたので、車体荷重が大きくなると車高調整弁が
上方へ移動し、空気ばねの空気が車高調整弁から排出さ
れ、車高が自動的に低くなり、走行安定性が向上する。

【００３０】荷物の積載位置が偏つていても、１つの空
気ばねの空気圧を利用して各車輪のアクチユエータによ
り車高調整弁を動かすので、前後または左右の車輪の車
高の偏りが解消される。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明に係る車両の空気ばね式懸架機構の側面
断面図である。

【図２】同空気ばね式懸架機構をマイクロコンピユータ
からなる電子制御装置により制御するプログラムの流れ
図である。

【図３】本発明の第２実施例に係る車両の空気ばね式懸
架機構の側面断面図である。

【図４】同空気ばね式懸架機構の部分的変更実施例に係
るアクチユエータの側面断面図である。

【図５】本発明の第３実施例に係る車両の空気ばね式懸
架機構の側面断面図である。

【符号の説明】

Ａ，Ａ１：アクチユエータ ２：電子制御装置 ３：車
高センサ ４：車体 ５：空気圧センサ ６，６Ａ：空
気ばね ６ａ：ロツド ７：車輪 ８：レバー ８ａ：軸 １０：管 １２：給排気弁 １２ａ：車高調
整弁 １３：管 １４：空気槽 ２２：懸架腕 ２３：
リンク ２４：支軸 ２６：制御レバー ２８：支軸
２９：ロツド ３０：ばね ３１：シリンダ ３２，３
２ａ：ストツパ ３３：ピストン ３４：作動室 ３６：絞り ３６ａ：
切換弁 ３７：ボルト ３９：ターンバツクル ４１：ばね座

Claims (3)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】空気槽と空気ばねとを結ぶ管の途中に給排
   気弁を接続し、車高センサと空気ばねの空気圧を検出す
   る空気圧センサの各信号に基づく電子制御装置により前
   記給排気弁を切り換え、車体荷重に応じて車高を低くす
   ることを特徴とする、車両の空気ばね式懸架機構。
2. 【請求項２】車体に回動可能に支持した制御レバーに車
   高調整弁を支持し、前記制御レバーの端部と車体との間
   に連結したアクチユエータの一方の作動室を空気ばねに
   連通し、車体荷重の増加に応じて前記アクチユエータに
   より前記制御レバーの端部がばね力に抗して上方へ移動
   するようにしたことを特徴とする、車両の空気ばね式懸
   架機構。
3. 【請求項３】各車輪の空気ばねについて、車体に回動可
   能に支持した制御レバーに車高調整弁を支持し、前記各
   制御レバーの端部と車体との間に連結した各アクチユエ
   ータの一方の作動室を前記空気ばねの１つに連通し、車
   体荷重の増加に応じて前記各アクチユエータにより前記
   各制御レバーの端部がばね力に抗して上方へ移動するよ
   うにしたことを特徴とする、車両の空気ばね式懸架機
   構。