(57)【要約】【課題】センサが取り付けられるレバーの変形を防止する。【解決手段】エアサスペンションシステムは、車体フレーム１１と車軸との間に設けられたエアサスペンションと、車体フレーム１１に揺動自在に取り付けられたレバー３と、車軸およびレバー３に揺動自在に取り付けられたロッド４と、レバー３に取り付けられ、レバー３の傾きに基づいて車高を検出するセンサ５とを備えている。レバー３は、ロッド４の取付位置で上方に向けて開放された略Ｕ字状の切欠き３ｃを有する。【選択図】図５
2020050223.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
車体フレームと車軸との間に設けられたエアサスペンションと、
前記車体フレームに揺動自在に取り付けられたレバーと、
前記車軸および前記レバーに揺動自在に取り付けられたロッドと、
前記レバーに取り付けられ、前記レバーの傾きに基づいて車高を検出するセンサと、を備え、
前記レバーが、前記ロッドの取付位置で上方に向けて開放された略Ｕ字状の切欠きを有する
ことを特徴とするエアサスペンションシステム。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、レバーの傾きに基づいて車高を検出するセンサを備えたエアサスペンションシステムに関する。
【背景技術】
【０００２】
従来、エアサスペンション（空気ばね）を用いて車高を調節するエアサスペンションシステムが知られている。エアサスペンションシステムでは、車両に搭載されたセンサ（ハイトセンサ）で検出される車高に応じて、エアサスペンションの空気圧が調整される（例えば特許文献１参照）。一般に、センサは、車高に応じて傾きが変化するように設けられたレバーに取り付けられ、レバーの傾きに基づいて車高を検出するように構成される。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】特開2001-047836号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
ところで、例えば寒冷地では、前述したレバーの上方の位置に氷の塊が形成されうる。この氷の塊が形成された状態で車高が下げられると、氷の塊がレバーに上方から接触してレバーに下方向の荷重を付加する虞がある。これによりレバーが曲がった状態に変形した場合、レバーの傾きが実際の車高に対応しなくなるため、センサの検出値に応じてエアサスペンションの空気圧を調整しても、車高が適切に変更されないという課題が生じうる。
【０００５】
本件のエアサスペンションシステムは、前述したような課題に鑑み創案されたものであり、センサが取り付けられるレバーの変形を防止することを目的の一つとする。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
ここで開示するエアサスペンションシステムは、車体フレームと車軸との間に設けられたエアサスペンションと、前記車体フレームに揺動自在に取り付けられたレバーと、前記車軸および前記レバーに揺動自在に取り付けられたロッドと、前記レバーに取り付けられ、前記レバーの傾きに基づいて車高を検出するセンサと、を備え、前記レバーが、前記ロッドの取付位置で上方に向けて開放された略Ｕ字状の切欠きを有することを特徴としている。
【０００７】
このように、レバーにおけるロッドの取付位置に上方に向けて開放された略Ｕ字状の切欠きを形成しておくことで、レバーに下方向の荷重が入力された場合に、レバーが下方へと移動してロッドから外れるため、レバーにおける応力集中が抑制される。
【発明の効果】
【０００８】
開示のエアサスペンションシステムによれば、センサが取り付けられるレバーの変形を防止することができる。
【図面の簡単な説明】
【０００９】
【図１】実施形態としてのエアサスペンションシステムが適用された車両の後部の模式的な側面図である。
【図２】図１と同様の図であり、（Ａ）は車高を上げた状態を示し、（Ｂ）は車高を下げた状態を示している。
【図３】図１のエアサスペンションシステムに適用されるレバーの要部を拡大した図である。
【図４】図３のＡ−Ａ矢視断面にロッドを組み合わせた図である。
【図５】図１のエアサスペンションの作用を説明する模式図であり、（Ａ）は車高を下げる前の状態を示し、（Ｂ）は車高を下げた状態を示し、（Ｃ）はレバーがロッドから外れた状態を示している。
【発明を実施するための形態】
【００１０】
図面を参照して、実施形態としてのエアサスペンションシステムについて説明する。以下に示す実施形態はあくまでも例示に過ぎず、以下の実施形態で明示しない種々の変形や技術の適用を排除する意図はない。本実施形態の各構成は、それらの趣旨を逸脱しない範囲で種々変形して実施することができる。また、必要に応じて取捨選択することができ、あるいは適宜組み合わせることができる。
【００１１】
［１．構成］
本実施形態のエアサスペンションシステム１は、図１に示す車両１０に適用されている。車両１０は、例えば、梯子状の車体フレームの上方に荷箱が設けられたトラックである。なお、ここでは重力の作用方向を下方向とし、この反対方向を上方向とする。
【００１２】
車両１０の車体フレームには、前後方向（車長方向）Ｄに延びる一対のサイドフレーム１１が含まれる。一対のサイドフレーム１１は、左右方向（車幅方向）に互いに離隔して配置される。サイドフレーム１１の下方には、後輪（車輪）１２を支持する後軸（車軸）１３が配置される。後軸１３は、左右方向に延設され、筒状のアクスルハウジング１４内に回転自在に収納されている。
【００１３】
本実施形態では、後輪１２に適用されたエアサスペンションシステム１を例示する。エアサスペンションシステム１は、後輪１２からサイドフレーム１１に入力される衝撃力を緩和する機能と、車高（車両１０の高さ寸法）を変更する機能とを併せもつ。エアサスペンションシステム１は、内部の空気圧が調整可能に構成されたエアサスペンション２と、車高に応じて揺動するように設けられたレバー３及びロッド４と、レバー３の傾きに基づいて車高を検出するセンサ５とを備えている。
【００１４】
なお、本実施形態のエアサスペンションシステム１は、後輪１２からサイドフレーム１１に伝わる振動を減衰するショックアブソーバ６を更に備えている。エアサスペンションシステム１のこれらの部材２〜６は、車両１０の左右のそれぞれに配置される。本実施形態では、エアサスペンションシステム１が左右対称に構成されるものとする。
【００１５】
エアサスペンション２は、後輪１２からサイドフレーム１１に伝わる振動および衝撃力を、空気の弾性力（圧縮力）を利用して吸収する空気ばね（緩衝装置）である。本実施形態では、一つの後輪１２に対して一対のエアサスペンション２が設けられる場合を例示する。一対のエアサスペンション２は、互いに前後方向Ｄに離隔して配置され、後軸１３の前方と後方とにそれぞれ位置する。
【００１６】
一対のエアサスペンション２の下端部は、前後方向Ｄに延びるとともにアクスルハウジング１４の下面に固定されたサポートビーム１６で互いに連結される。すなわち、各エアサスペンション２の下端部は、サポートビーム１６及びアクスルハウジング１４を介して後軸１３に取り付けられる。また、各エアサスペンション２の上端部は、ブラケット２１を介してサイドフレーム１１に取り付けられる。このように、各エアサスペンション２は、サイドフレーム１１と後軸１３との間に設けられ、下端部が後軸１３に取り付けられるとともに、上端部がサイドフレーム１１に取り付けられている。
【００１７】
各エアサスペンション２は、図示しないエアタンクから供給される空気量に応じて内部の空気圧が変更される。エアサスペンション２の空気圧は、車両１０に搭載された制御装置（ECU）１５で制御される。各エアサスペンション２は、内部の空気圧が上昇すると上下方向に膨らみ、内部の空気圧が低下すると上下方向に萎む。
【００１８】
エアサスペンション２が上下方向に膨らむと、サイドフレーム１１が後軸１３から離隔するように持ち上げられるため、車高が上がる。反対に、エアサスペンション２が上下方向に萎むと、サイドフレーム１１が後軸１３に近づくように持ち下げられるため、車高が下がる。このように車両１０の車高はエアサスペンション２の空気圧に応じて変わることから、エアサスペンション２は、車高を調節するためにも用いられる。
【００１９】
レバー３は、例えば細長い板状の部材であって、その一端部３ａがサイドフレーム１１に揺動自在に取り付けられるとともに、その他端部３ｂがロッド４と接続される。以下、レバー３の一端部３ａを「レバー基端部３ａ」ともいい、レバー３の他端部３ｂを「レバー先端部３ｂ」ともいう。レバー３の詳細な構造については後述する。
【００２０】
ロッド４は、例えば丸棒状の部材であって、その一端部４ａがアクスルハウジング１４の上面に固定されたブラケット４１及びアクスルハウジング１４を介して後軸１３に揺動自在に取り付けられるとともに、その他端部４ｂがレバー先端部３ｂに揺動自在に取り付けられる。以下、ロッド４の一端部４ａを「ロッド基端部４ａ」ともいい、ロッド４の他端部４ｂを「ロッド先端部４ｂ」ともいう。レバー３及びロッド４の接続構造については後述する。
【００２１】
レバー３及びロッド４がレバー先端部３ｂ及びロッド先端部４ｂにおいて互いに接続された状態では、レバー３がロッド４の上方に位置する。また、この状態では、レバー３及びロッド４が車両１０の側面視でＶ字をなす。エアサスペンション２の空気圧に応じて車高が変化すると、車軸１３に対するサイドフレーム１１の高さ位置が変化することに伴い、レバー基端部３ａ及びロッド基端部４ａの相対位置も変化する。この結果、レバー３及びロッド４の各姿勢が変化するとともに、レバー３及びロッド４がなすＶ字の形状も変化する。
【００２２】
本実施形態のレバー３は、車高に応じてその傾きが変化するように構成されている。図２（Ａ），（Ｂ）に示すように、ここでいうレバー３の「傾き」とは、車両１０の側面視で、レバー基端部３ａとレバー先端部３ｂとを結ぶ（すなわち、レバー３の長手方向に延びる）仮想的な直線Ｌの傾きに相当する。本実施形態では、車両１０の側面視で、前後方向Ｄに延びるとともにレバー基端部３ａを通る水平線Ｈに対して直線Ｌがなす角度（鋭角）θを、レバー３の傾きとして定義する。
【００２３】
図２（Ａ）に示すように車高が上がると、レバー３は、レバー基端部３ａを中心にして下方へ〔図２（Ａ）では反時計回りに〕揺動する。また、図２（Ｂ）に示すように車高が下がると、レバー３は、レバー基端部３ａを中心にして上方へ〔図２（Ｂ）では時計回りに〕揺動する。本実施形態では、レバー３が下方へ揺動すると角度θが増加し（θ＋）、レバー３が上方へ揺動すると角度θが減少する（θ−）ものとして、角度θの増減方向を定める。
【００２４】
センサ５は、レバー３の傾きを検出し、検出した傾きに基づいて車高を検出するハイトセンサである。本実施形態のセンサ５は、レバー基端部３ａに取り付けられている。センサ５は、検出した車高を制御装置１５に伝達する。
【００２５】
ショックアブソーバ６は、その上端部がブラケット６１を介してサイドフレーム１１に取り付けられているとともに、その下端部がブラケット６２を介してサポートビーム１６に取り付けられている。
【００２６】
制御装置１５は、センサ５で検出された車高（検出値）を目標値と比較し、検出値と目標値との差に基づきエアサスペンション２の空気圧を制御する。より具体的には、制御装置１５は、検出値が目標値よりも小さい場合には、車高が上がるようにエアサスペンション２の空気圧を上昇させる。反対に、制御装置１５は、検出値が目標値よりも大きい場合には、車高が下がるようにエアサスペンション２の空気圧を低下させる。このような車高の制御は、車両１０が停止中である場合と、車両１０の走行中に検出値と目標値との差が一定時間（例えば1分間）以上変動しなかった場合に実施される。なお、車高の目標値は、予め設定された固定値であってもよいし、例えばドライバによるリモコン操作に応じて設定される可変値であってもよい。
【００２７】
以下、レバー３の構造と、レバー３及びロッド４の接続構造について詳述する。図３に示すように、レバー３は、ロッド先端部４ｂの取付位置であるレバー先端部３ｂに略Ｕ字状の切欠き３ｃを有する。言い換えると、レバー先端部３ｂには、平面視で略Ｕ字状の切欠き３ｃが形成されている。切欠き３ｃは、レバー３とロッド４とを接続するためのボルト８の螺子部８ａが挿通されるボルト孔としての機能と、レバー３に下方向の荷重Ｆが作用した場合に、レバー先端部３ｂをロッド先端部４ｂから脱落させてレバー３における応力集中を抑制する機能とを兼ね備える。
【００２８】
略Ｕ字状の切欠き３ｃは、レバー先端部３ｂとロッド先端部４ｂとがボルト８で結合された状態で、上方に向けて開放される。すなわち、切欠き３ｃは、レバー３が車両１０に組み付けられた状態でレバー３の上縁となる縁部３ｄを、略Ｕ字状に切り取ることによって形成される。
【００２９】
図４に示すように、ロッド先端部４ｂは、ボールジョイント７を介してレバー先端部３ｂに取り付けられる。より具体的には、ロッド先端部４ｂは、ボールジョイント７と一体化されたボルト８がナット９と締結されることにより、ボールジョイント７を介してレバー先端部３ｂに取り付けられる。このようにロッド先端部４ｂがレバー先端部３ｂに取り付けられた状態では、ボルト８の頭部８ｂ及びナット９がレバー先端部３ｂを挟持するとともに、ボルト８の螺子部８ａがレバー３の切欠き３ｃに位置する。
【００３０】
また、互いに接続されたレバー３及びロッド４が車両１０に組み付けられた状態では、切欠き３ｃがボルト８の螺子部８ａの上方において、上方に向かって開放される。このため、レバー３に下方向の荷重Ｆが入力された場合、レバー先端部３ｂは、切欠き３ｃによりボルト８の螺子部８ａに対して下方への移動を許容されることから、ボルト８の頭部８ｂとナット９との間から滑落可能である。
【００３１】
［２．作用］
図５（Ａ）〜（Ｃ）を参照して、前述したエアサスペンションシステム１の作用について説明する。ここでは車両１０が寒冷地を走行し、サイドフレーム１１のうち、レバー３の下方に位置する部位に氷の塊２０が形成された場合を想定する。
【００３２】
図５（Ａ）に示すように、氷の塊２０がサイドフレーム１１に固着した状態で、例えば荷物の積み下ろしのために車高が下げられると、サイドフレーム１１が下方へ移動することに伴って氷の塊２０も下方へ移動する。そして、図５（Ｂ）に示すように、氷の塊２０がレバー３に上方から接触すると、レバー３に下方向の荷重Ｆが入力される。この荷重Ｆにより、レバー３には、レバー基端部３ａを軸にしてレバー先端部３ｂを下方向に移動させるモーメントＭが作用する。
【００３３】
ここで、レバー先端部３ｂは、前述したように切欠き３ｃによってロッド先端部４ｂから滑落可能に構成されているため、所定の大きさ以上のモーメントＭが作用すると、図５（Ｃ）に示すようにロッド先端部４ｂから滑り落ちる。これにより、レバー３は、ロッド４との接続が解除されるとともに氷の塊２０と接触しなくなるため、荷重Ｆから解放される。この結果、レバー３における応力集中が抑制されるため、レバー３の変形が防止される。
【００３４】
なお、切欠き３ｃが設けられない従来の構造では、レバーがロッドから外れにくいため、例えば前述した氷の塊により下方向の荷重が作用した場合に、レバーが曲がった状態に変形する虞がある。変形後のレバーの曲がり方によっては、センサの検出値が実際の車高よりも小さくなる可能性がある。このようなセンサの誤検出が生じた場合、車高を上げるためにエアサスペンションの空気圧が上昇させられることで、エアサスペンションが過剰に加圧される虞がある。
【００３５】
これに対し、本実施形態のレバー３は、前述したように下方向の荷重Ｆを受けてロッド４から外れた場合、レバー基端部３ａを中心にして自重により下方へと揺動する。これにより、前述した角度θは増加するため、センサ５の検出値は実際の車高よりも大きくなる。言い換えると、センサ５は、実際の車高よりも高い車高を誤検出する。この結果、制御装置１５は、検出値が目標値よりも大きくなったと判断し、車高を下げるためにエアサスペンション２の空気圧を低下させる。よって、エアサスペンション２の過剰な加圧が防止される。
【００３６】
［３．効果］
エアサスペンションシステム１によれば、前述したように、レバー３に下方向の荷重Ｆが作用した場合にレバー先端部３ｂが切欠き３ｃによってロッド先端部４ｂから外れることで、レバー３における応力集中を抑制することができる。すなわち、レバー３を変形させるほど大きな荷重Ｆがレバー３に作用するよりも前に、レバー３がロッド４との接続を解除されて下方へと移動することにより、レバー３を下方向の荷重Ｆから解放することができる。したがって、レバー３に過大な荷重Ｆが作用することを防止できる。よって、レバー３の変形を防止することができる。
【００３７】
［４．変形例］
前述した実施形態では氷の塊２０が形成される場合を例に挙げて説明したが、エアサスペンションシステム１によれば、レバー３に下方向の荷重Ｆが入力された場合であれば、氷の塊２０が形成された場合に限らず、前述したように切欠き３ｃによってレバー３をロッド４から外すことができる。このため、レバー３における応力集中を抑制してレバー３の変形を防止することができる。
【００３８】
なお、図５（Ｃ）に示すようにレバー３がロッド４から外れた場合、レバー３が車高に応じて変化しなくなるため、エアサスペンション２の空気圧を変化させてもセンサ５の検出値が変化しなくなる。このようにエアサスペンション２の空気圧とセンサ５の検出値との変化が対応しない場合、例えば制御装置１５は、レバー３の異常を判定して車両１０のユーザに報知してもよい。なお、レバー３がロッド４から外れた場合、前述したボルト８及びナット９を用いてロッド先端部４ｂをレバー先端部３ｂに取り付け直せば、レバー３及びロッド４を再び接続することができる。
【００３９】
前述したレバー３及びロッド４の各形状は一例である。レバー３は、ロッド４の取付位置に前述した切欠き３ｃを少なくとも有していればよく、例えばセンサ５の仕様に合わせて、予め屈曲した形状とされてもよい。また、ロッド４は、レバー３と同様の細長い板状に形成されてもよい。なお、レバー３及びロッド４の接続構造は、レバー３が下方向の荷重Ｆを受けた場合に切欠き３ｃによってロッド４から外れるような構造であればよく、前述した構造に限定されない。
【００４０】
エアサスペンションシステム１は、左右対称に構成されていなくてもよい。例えば、レバー３，ロッド４及びセンサ５は、車両１０の左右一方のみに配置されてもよい。また、エアサスペンションシステム１は、車両１０の図示しない前輪に適用されるフロントサスペンションであってもよい。さらに、エアサスペンションシステム１が適用される車両は、前述したようなトラックに限定されない。
【符号の説明】
【００４１】
１  エアサスペンションシステム
２  エアサスペンション
３  レバー
３ｃ  切欠き
４  ロッド
５  センサ
１１  サイドフレーム（車体フレーム）
１３  後軸（車軸）
θ  角度（傾き）
【図１】
2020050223.tif 000003
【図２】
2020050223.tif 000004
【図３】
2020050223.tif 000005
【図４】
2020050223.tif 000006
【図５】
2020050223.tif 000007