(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
後２軸を有し、後２軸のうち前車軸側を駆動軸とし、他の車軸を従動軸とするとともに、車両フレームと駆動軸の間に左右に１基づつ装備され、エアを給排することにより車輪の接地圧を増減させる空気ばねを有する発進補助装置を備える車両において、
デファレンシャルギヤ装置からの回転反力により軸重が小さくなる側に設けられた空気ばねは、反対側に設けられる空気ばねに比べて大きくなる有効径寸法を有する発進補助装置を備える車両。
【請求項２】
後２軸を有し、後２軸のうち前車軸側を駆動軸とし、他の車軸を従動軸とするとともに、車両フレームと駆動軸の間に左右に１基づつ装備され、エアを給排することにより車輪の接地圧を増減させる空気ばねを有する発進補助装置を備える車両において、
デファレンシャルギヤ装置からの回転反力により軸重が小さくなる側に設けられた空気ばねは、反対側の空気ばねよりも車両外側に配設される発進補助装置を備える車両。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、大型トラック等の車両の後軸の駆動軸に装備される発進補助装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】
大型のトラック（３軸車）には、後軸の２軸を２軸とも駆動軸としている方式（６×４）と、後軸２軸のうちの前軸のみを駆動軸としている方式（６×２）がある。６×２はデファレンシャルギヤ装置機構が１基ですむことから、６×４に比べコストの点でも、重量の点でも有利であり、長距離便等良路指向のトラックで多く採用されている。
【０００３】
近年法規制の緩和で、従来総重量２０ｔが限度であったものが、２５ｔまで許されることになった。但し、後軸２軸車のように２軸が近接している場合は、各軸の軸重は９．５ｔ以下で２軸の総和が１９ｔ以下でなければならない。このため、以下の問題が生じる。
【０００４】
従来の６×２方式では、発進性を確保するため、従動軸に対し駆動軸に約２倍の軸重を与えていた。しかしこのサスペンションをそのまま２５ｔ車に採用すると、積車状態の駆動軸の軸重が９．５ｔを超えてしまうため、駆動軸と従動軸の配分を略同じにせざるをえない、このため車両の総重量に対する駆動軸の軸重割合が少なく（特に空車状態）、発進性を満足できない。
その対策としては、例えば特開平７−２３７４２６号公報、特開平９−５８２４３号公報に示される空車発進駆動補助装置が本出願人により提案されている。この装置は、駆動軸上部に設けたエアスプリングにエアを充填し、駆動軸の軸重を強制的に増加させ、発進性を確保するものである。
【０００５】
図３は、空車発進駆動補助装置の概要を示す説明図である。
全体を符号１で示す大型トラックは、車両の後部フレーム１０に２本の後車軸２０，３０を備える。２本の後車軸２０，３０のうち、車両の前方Ｆ側に配設される第１の車軸２０は、デファレンシャルギヤ装置４０を備える駆動軸であって、車両前部に搭載されるエンジン側からの駆動力を受けて車輪に装備したアクスル軸を駆動する。車両の後側に配設される第２の車軸３０は、駆動力を受けない従動軸であって、装備された車輪は車両の荷重のみを支持する。
【０００６】
駆動軸２０と、フレーム１０のブラケット１２の間に搭載される空気ばね５０は、図示しない空気供給源から加圧空気の供給を受けて、駆動軸２０を地表側へ向けて押圧する。
そこで、車両が空積載状態の発進時等に、空気ばねを作動させて駆動軸の軸重を強制的に増加して、発進性を向上させることができる。
【０００７】
第１の車軸２０と第２の車軸３０の間には、センサーバー６０が取り付けられており、センサーバーの中央に取り付けたセンサーロッド６５が、センサーバーの動きをフレーム１０側に固定された軸重センサー７０に伝達する。この軸重センサーの情報によって、車両の積載状況を検知して、発進駆動補助装置の作動を制御する。発進駆動補助装置を構成する空気ばね５０は、デファレンシャルギヤ装置４０を中心として、車両の両側にそれぞれ１基づつ、合計２基が装備される。
【０００８】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、この装置はイニシャル軸重を左右輪均等に増加させるので、発進駆動状態では、左右輪の軸重に差を生じる。すなわち、駆動力はエンジンからデファレンシャルギヤ装置４０に伝達され、デファレンシャルギヤ装置４０で９０°方向変換されてタイヤを回転させるため、デファレンシャルギヤ装置４０（駆動軸）には車両前方からみて、時計回りのモーメントが働き、このモーメントにより進行方向に対し左輪の輪重は増加、右輪の輪重は抜けが発生する。このため、輪重の抜けた右輪がスリップしやすく、右輪がスリップした時点で、デファレンシャルギヤ装置４０が働き発進不能となる。すなわち、付加したイニシャル軸重より低いポテンシャルとなってしまう。
【０００９】
例えば、一般的な６×２の２５ｔ車（空車重量１１０００Ｋｇ）の発進時の発進加速度及び駆動軸の左右輪重を測定すると、図４，図５に示すようになる。
通常の発進では、発進加速度は０．１５Ｇであり、この加速度よる重心より後方に位置している駆動軸の輪重は左右ともに増加する。同時に、左右輪にはエンジンの回転方向のトルクが作用するため、輪重差が生じる。この差は以下の式で求められる。
駆動力Ｆ＝車両質量Ｍ×発進加速度Ａ
プロペラ回りのモーメントＬ＝駆動力Ｆ×タイヤ半径Ｒ／ファイナルギヤ比ｒ
左右輪重差Ｓ＝モーメントＬ／タイヤトレッドＴ
一般的な６×２の２５ｔ車の値
Ｍ：１１０００Ｋｇ
Ａ：０．１５×９．８ｍ／ｓ2
ｒ：４
Ｒ：０．５ｍ
Ｔ：２ｍ
を入れると、左右差はおよそ１０００Ｎであり、１００Ｋｇ重となる。
【００１０】
そこで、この発明は前記装置のような、駆動軸の２個のエアスプリングによてイニシャル軸重を増加させる装置において、左右のエアスプリングの有効受圧面積に差をつけ、駆動力が作用したときに、左右輪の輪重が等しくなるような装置を提供するものである。
【００１１】
【課題を解決するための手段】
本発明の車両は、後２軸を有し、後２軸のうち前車軸側を駆動軸とし、他の車軸を従動軸とするとともに、車両フレームと駆動軸の間に左右に１基づつ装備され、エアを給排することにより車輪の接地圧を増減させる空気ばねを有する発進補助装置を備える。そして、デファレンシャルギヤ装置からの回転反力により軸重が小さくなる側に設けられた空気ばねは、反対側に設けられる空気ばねに比べて大きくなる有効径寸法を有するものである。
また、他の手段として、デファレンシャルギヤ装置からの回転反力により軸重が小さくなる側に設けられた空気ばねは、反対側の空気ばねよりも車両外側に配設される構成とすることもできる。
【００１２】
【発明の実施の形態】
図１は本発明の実施態様を示す駆動軸を車両後側からみた正面図である。
車両のフレーム１０は、リーフスプリング１４を介して駆動軸２０を支持する。駆動軸２０は、中央部にデファレンシャルギヤ装置４０を装備しており、車両の前方に搭載されるエンジン側から供給される駆動力を９０度の向きに変換するとともに、トルクを左側の車軸２０Ｌと右側の車軸２０Ｒに分割して、それぞれの車輪を駆動する。
【００１３】
発進駆動補助装置１００は、車軸２０とフレーム１０の間に配設される２基の空気ばね１１０，１５０を備える。
第１の空気ばね１１０は、可撓性の材料でつくられるダイアフラム１２０と、ダイアフラム１２０を取り付けるベース部材１３０を有する。ベース部材１３０は、ブラケット１４０を介して車軸２０のハウジングの上部に固着される。ダイアフラム１１０の上面に設けられる受圧部材１２４は、図示しないブラケットを介してフレーム１０側に固定される。受圧部材１２４には、ダイアフラム１１０に対して空気を供給、排除するパイプや弁部材１２２が設けられる。
【００１４】
第１の空気ばね１１０は、受圧部材１２４の有効径Ｄ1を有し、車両の後方からみて左側の車軸２０Ｌ側に搭載される。ベース部材１３０の中心は、デファレンシャルギヤ装置の中心から距離Ｋ1の位置に配設される。
【００１５】
右側の車軸２０Ｒ上に配設される第２の空気ばね１５０は、ダイアフラム１６０とダイアフラム１６０を取り付けるベース部材１７０を有し、ベース部材１７０はブラケット１８０を介して車軸上に固着されている。
ダイアフラム１６０の上部に配設される受圧部材１６４は、ダイアフラム１６０に対して空気を供給、排出するためのパイプや弁部材１６２を備える。
【００１６】
受圧部材１６４は、有効径Ｄ2を有し、ベース部材１７０の中心位置はデファレンシャルギヤ装置４０の中心位置から距離Ｋ1の位置に配設される。すなわち、第１の空気ばね１１０と第２の空気ばね１６０は、デファレンシャルギヤ装置４０の中心位置から等距離に配設される。
第２の空気ばね１５０は、受圧部材１６４の有効径Ｄ2が第１の空気ばね１１０の受圧部材１２４の有効径Ｄ1に比べて大きな寸法のものが使用される。
【００１７】
本実施例例では、車両右側の空気ばね１５０の有効受圧面積を１３０ｃｍ2、車両左側の空気ばね１１０の有効受圧面積を７０ｃｍ2としている。また、一般的にこの種の空気ばねに与えるエア圧力は６Ｋｇ／ｃｍ2としている。したがって、空車での発進時このこの発進補助装置を作動させると、左側に比べ右側は空気ばね１５０の位置でおよそ３６０Ｋｇ、駆動軸位置でおよそ１０２Ｋｇ余分に荷重が与えられる。
この状態で、０．１５Ｇ程度の加速度で発進すると、エンジンからのトルク分が相殺されて、実質の輪重は左右均等になる。
【００１８】
図６，図７は、図１の実施例装置における左右のタイヤ位置での荷重を求める計算式を示す。
第１の空気ばね１１０の有効受圧面積：７０ｃｍ2
第２の空気ばね１５０の有効受圧面積：１３０ｃｍ2
第１の空気ばね１１０の取付位置の車体中心Ｃ1からの距離Ｋ1：２６３．５ｍｍ
第２の空気ばね１５０の取付位置の車体中心Ｃ1からの距離Ｋ1：２６３．５ｍｍ
エア圧力：６Ｋｇ／ｃｍ2
左右のタイヤのトレッド（２Ｔ1）：１８５５ｍｍ
とすると、
第１の空気ばね１１０が発生する力Ｆ1
＝７０ｃｍ2×６Ｋｇ／ｃｍ2＝４２０Ｋｇ
第２の空気ばね１５０が発生する力Ｆ2
＝１３０ｃｍ2×６Ｋｇ／ｃｍ2＝７８０Ｋｇ
となる。
【００１９】
次に、図７は２つの空気ばね１１０，１５０の力が左右のタイヤ位置で発生させる荷重を求める計算式を示す。
図７の（Ａ）は、第１の空気ばね１１０による荷重を示す。
0003702635.tif 000002
【００２０】
図７の（Ｂ）は、第２の空気ばね１５０による荷重を示す。
0003702635.tif 000003
【００２１】
したがって、
左側のタイヤの荷重は、
Ｘ＋Ｘ′＝５４９（Ｋｇ）
右側のタイヤの荷重は、
Ｙ＋Ｙ′＝６５１（Ｋｇ）
となり、右側のタイヤにプラス６５１Ｋｇの荷重が、左側のタイヤにプラス５４９Ｋｇの荷重が加えられる。そして、右側のタイヤの荷重は、左側のタイヤの荷重に比べて、およそ１０２Ｋｇ余分の荷重が与えられることとなる。
したがって、右側輪が先にスリップすることなく、スムーズな発進が可能となる。
【００２２】
図２は、本発明の他の実施態様を示す車両の後方からみた駆動軸２０の正面図である。
全体を符号２００で示す発進補助装置は、駆動軸２０とフレーム１０の間に配設される２基の空気ばね２１０を有する。
【００２３】
各空気ばね２１０は、ダイアフラム２２０と、ダイアフラム２２０を支持するベース部材２３０を備える。ベース部材２３０はブラケット２４０を介して駆動軸２０上に固着される。ダイアフラム２２０の上部に取り付けられる受圧部材２２４は、図示しないブラケットを介してフレーム１０側に固定される。
受圧部材２２４は、ダイアフラム２２０に対して空気を供給、排出するためのパイプ、弁２２２を備える。
【００２４】
車両の後方からみて左側の駆動軸２０Ｌ側に搭載される第１の空気ばね２１０のベース部材２３０は、デファレンシャルギヤ装置４０の中心位置から距離Ｋ1だけ離れた位置に配設される。
右側の駆動軸２０Ｒ上に配設される第２の空気ばね２１０のベース部材２３０は、デファレンシャルギヤ装置４０の中心から距離Ｋ2の位置に配設される。
【００２５】
第１の空気ばねと第２の空気ばねは、同一の有効径Ｄ1を有し、同圧力の圧縮空気が供給される。
いま、空気ばね２１０の有効受圧面積を１００平方センチメートル供給する空気圧を、６Ｋｇ／平方センチメートルとし、Ｋ1を２００ｍｍ、Ｋ2を３５５ｍｍに設定すると、右側の駆動軸２０Ｒ側のタイヤの接地圧を左側のタイヤの接地圧よりも大きくすることができる。
【００２６】
図８，図９は、図２に示す実施例装置における左右のタイヤ位置での荷重を求める計算式を示す。
空気ばね２１０の有効受圧面積：１００ｃｍ2
左側の空気ばね２１０の取付位置の車体中心Ｃ1からの距離Ｋ1：２００ｍｍ
左側の空気ばね２１０の取付位置の車体中心Ｃ1からの距離Ｋ2：３５５ｍｍ
エア圧力：６Ｋｇ／ｃｍ2
左右のタイヤのトレッド（２Ｔ1）：１８５５ｍｍ
とすると、
空気ばね２１０が発生する力Ｆ1
＝１００ｃｍ2×６Ｋｇ／ｃｍ2＝６００Ｋｇ
となる。
【００２７】
図９は、左右のタイヤにかかる荷重の計算式を示す。
0003702635.tif 000004
となり、右側のタイヤにプラス６５０Ｋｇの荷重が、左側のタイヤにプラス５５０Ｋｇの荷重が加えられる。そして、右側のタイヤの荷重は、左側のタイヤに比べておよそ１００Ｋｇ余分の荷重が与えられることとなる。
【００２８】
【発明の効果】
この発明によれば、発進時に左右輪均等な輪重を得られるため、付加したイニシャル軸重を有効に活用でき、発進補助装置のポテンシャルを有効に働かせることが可能である。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の発進補助装置を備えた駆動軸を車両の後方からみた正面図。
【図２】本発明の他の発進補助装置を備えた駆動軸を車両の後方からみた正面図。
【図３】従来の発進補助装置を備えた車両の要部の斜視図。
【図４】車両の軸重の変化を示す図。
【図５】車両の加速度の変化を示す図。
【図６】図１の実施例によるタイヤの荷重を求める計算式を示す説明図。
【図７】図１の実施例によるタイヤの荷重を求める計算式を示す説明図。
【図８】図２の実施例によるタイヤの荷重を求める計算式を示す説明図。
【図９】図２の実施例によるタイヤの荷重を求める計算式を示す説明図。
【符号の説明】
１０  フレーム
２０  駆動軸
４０  デファレンシャルギヤ装置
１００  発進補助装置
１１０  第１の空気ばね
１２０  ダイアフラム
１３０  ベース部材
１４０  ブラケット
１５０  第２の空気ばね
１６０  ダイアフラム
１７０  ベース部材
１８０  ブラケット
【図１】
0003702635.tif 000005
【図２】
0003702635.tif 000006
【図３】
0003702635.tif 000007
【図４】
0003702635.tif 000008
【図５】
0003702635.tif 000009
【図６】
0003702635.tif 000010
【図７】
0003702635.tif 000011
【図８】
0003702635.tif 000012
【図９】
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