(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
車体のフレームの下部に上端を連結された空気ばねと、
前記空気ばね内を上下に貫通する状態で上側直線形部材は車体のフレームに結合され、下側直線形部材は前記空気ばねの下端及び車軸に結合され、相互間の直線スライディング運動で全長が変化するように構成されるとともに、前記空気ばねの内部にその長手方向に沿って所定の断面形状のシリンダ穴を備えたシリンダ形部材と、断面の形状が前記シリンダ形部材のシリンダ穴の断面形状に相応する形状で長手方向に形成されたピストン部を備えたピストン形部材とからなる二つの直線形部材と、
前記二つの直線形部材の直線スライディング運動に従って圧縮空気を前記空気ばね内に供給し、あるいは、空気ばね内の空気を大気中に放出するとともに、一端に圧縮空気が供給され、他端は前記ピストン部とシリンダ穴のスライディング部位に連通するよう、前記シリンダ形部材に形成された第１の空気通路と、一端が前記空気ばねの内部に連結され、他端は前記シリンダ形部材とピストン形部材との合計長さが所定の長さに縮小する際、前記第１の空気通路に連通されるよう前記ピストン形部材に形成された第２の空気通路と、一端は大気に接し、他端は前記ピストン部とシリンダ穴のスライディング部位に連通されるよう、前記シリンダ形部材に形成された第３の空気通路と、一端が前記空気ばね内に連結され、他端は前記シリンダ形部材とピストン形部材との合計長さが所定の長さに延伸する際、前記第３の空気通路に連通するよう、前記ピストン形部材に形成された第４の空気通路と、前記ピストン部の端部とシリンダ穴とのなす空間を大気に連通するように形成された第５の空気通路とから構成されたバルブ手段と、
を含んで構成されることを特徴とする自動車のエアサスペンション。
【請求項２】
車体のフレームの下部に上端を連結された空気ばねと、
前記空気ばね内を上下に貫通する状態で上側直線形部材は車体のフレームに結合され、下側直線形部材は前記空気ばねの下端及び車軸に結合され、相互間の直線スライディング運動で全長が変化するように構成されるとともに、前記空気ばねの内部にその長手方向に沿って所定の断面形状のシリンダ穴を備えたシリンダ形部材と、断面の形状が前記シリンダ形部材のシリンダ穴の断面形状に相応する形状で長手方向に形成されたピストン部を備えたピストン形部材とからなる二つの直線形部材と、
前記二つの直線形部材の直線スライディング運動に従って圧縮空気を前記空気ばね内に供給し、あるいは、空気ばね内の空気を大気中に放出するとともに、一端に圧縮空気が供給され、他端は前記ピストン部とシリンダ穴のスライディング部位に連通するよう、前記ピストン形部材に形成された第６の空気通路と、一端は前記空気ばね内に連結され、他端は前記シリンダ形部材とピストン形部材との合計長さが所定の長さに縮小する際、前記第６の空気通路に連通するよう前記シリンダ形部材に形成された第７の空気通路と、一端が大気に連接され、他端は前記ピストン部とシリンダ穴のスライディング部位に連通するよう、前記ピストン形部材に形成された第８の空気通路と、一端は前記空気ばね内に連結され、他端は前記シリンダ形部材とピストン形部材との合計長さが所定の長さに延伸される際、前記第８の空気通路に連通するよう、前記シリンダ形部材に形成された第９の空気通路と、前記ピストン部の端部とシリンダ穴とのなす空間を大気に連接するように形成された第１０の空気通路とから構成されたバルブ手段と、
を含んで構成されることを特徴とする自動車のエアサスペンション。
【請求項３】
車体のフレームの下部に上端を連結された空気ばねと、
前記空気ばね内を上下に貫通する状態で上側直線形部材は車体のフレームに結合され、下側直線形部材は前記空気ばねの下端及び車軸に結合され、相互間の直線スライディング運動で全長が変化するように構成されるとともに、前記空気ばねの内部にその長手方向に沿って所定の断面形状のシリンダ穴を備えたシリンダ形部材と、断面の形状が前記シリンダ形部材のシリンダ穴の断面形状に相応する形状で長手方向に形成されたピストン部を備えたピストン形部材とからなる二つの直線形部材と、
前記二つの直線形部材の直線スライディング運動に従って圧縮空気を前記空気ばね内に供給し、あるいは、空気ばね内の空気を大気中に放出するとともに、一端に圧縮空気が供給され、他端は前記ピストン部とシリンダ穴のスライディング部位に連通するよう、前記ピストン形部材に形成された第６の空気通路と、一端は前記空気ばね内に連結され、他端は前記シリンダ形部材とピストン形部材との合計長さが所定の長さに縮小される際、前記第６の空気通路に連通されるよう、前記シリンダ形部材に形成された第７の空気通路と、一端が大気に連接され、他端は前記ピストン部とシリンダ穴のスライディング部位に連通されるよう、前記ピストン形部材に形成された第８の空気通路と、一端は前記空気ばね内に連結され、他端は前記シリンダ形部材とピストン形部材との合計長さが所定の長さに延伸される際、前記第８の空気通路に連通するよう、前記シリンダ形部材に形成された第９の空気通路と、前記ピストン部の端部とシリンダ穴とのなす空間を空気ばね内に連通するように形成された第１１の空気通路とから構成されたバルブ手段と、
を含んで構成されることを特徴とする自動車のエアサスペンション。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、自動車のエアサスペンションに係り、より詳しくは、レベリングバルブと空気ばねとを一体化して設置空間を縮小し、製造コ−ストダウンが図れる自動車のエアサスペンションに関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
大型バスやトラックのような商用車に設置されるエアサスペンションは、通常、空気タンクとレベリングバルブ及び空気ばねなどから構成され、空気の弾性を利用するため、微細な振動を吸収して乗心地が良いことと、圧力コントロールで車高を調整できるという特徴がある。
【０００３】
エアサスペンションに使用されるレベリングバルブ１０は、図１に示すように車体フレーム１に固定され、空気ばね３０は車体のフレーム１の底部分に設けられており、レベリングバルブ１０と空気ばね３０は関節運動をするレバー１１によって相互に連結されている。
【０００４】
レベリングバルブ１０には、空気タンクから圧縮空気が供給される第１ポート１２と、空気ばね３０の排出空気が供給される第２ポート１３と、第２ポート１３に連結され、空気ばね３０から供給された空気を大気中に放出する第３ポート１４とを備えている。
【０００５】
エアサスペンションの作動原理について、図１〜６を参照して説明する。
まず、車体の荷重が平衡状態の場合、レベリングバルブ１０と空気ばね３０とを連結するレバー１１は、図１に示すように、水平位置を保持するようになる。レベリングバルブ１０のロッカ１５及びアーム１６は中立状態を保持するようになり、これによって、レベリングバルブ１０の供給バルブ１７と排出バルブ１８がすべて閉鎖されて、空気タンク及び空気ばね３０からの空気供給と大気への空気排出は停止する。
【０００６】
車体重量が重いため、空気ばね３０が図３、図４に示すように圧縮された場合、レベリングバルブ１０のレバー１１は上方へ押上げられ、シャフト１９が回転して、シャフト１９に固定されているロッカ１５の端部分が右側ばね２２を圧縮するようになる。
左右側ばね２１、２２に挟持されて平衡を保持していたアーム１６は、シャフト１９をヒンジ軸にして左側ばね２１によって右方へ押出され、アーム１６の端部はピストン２３を右方へ押すようになる。
【０００７】
ダンパ室２４にはオイルが充満しているため、ピストン２３の右方のオイルは連絡通路２５及び可変絞り弁２６を通してピストン２３の左方へ押出され、同時に、ピストン２３は右方へ移動して供給バルブ１７を開放する。
供給バルブ１７が開放されると、空気タンクから供給される圧縮空気は第２ポート１３を通して空気ばね３０に供給され、その作用によって空気ばね３０は徐に拡張されて、レバー１１が水平位置に戻るとともに、ロッカ１５及びアーム１６も中立位置に戻るようになって、供給バルブ１７はばねの付勢によって閉鎖されて平衡位置に戻る。
【０００８】
車体重量が軽くなると、図５、図６に示すように、空気ばね（３０）が拡張し、レベリングバルブ１０のレバー１１が下がる。ロッカ１５は時計方向へ回転して左側ばね２１を圧縮するようになり、アーム１６によってピストン２３は左方へ押されて排出バルブ１８を開放する。空気ばね３０内の空気は排出バルブ１８及び第３のポート１４を通して大気へ排出される。
空気ばね３０内の圧力が下がり、レバー１１が水平位置に戻ると、排出バルブ１８は閉鎖されて空気の排出が終了し、車体重量は平衡状態を保持するようになる。
【０００９】
【発明が解決しようとする課題】
上記のような従来のエアサスペンションは、レベリングバルブと空気ばねがそれぞれ別に構成されて車体フレームに設置されるため、広い設置空間を占めるとともに、車両の製作上も煩雑さが伴い、作業者の利便性も減少するなどの問題点があった。
従来のエアサスペンションは、レベリングバルブと空気ばねとを連結する所定長さのレバーが必須であったため、エアサスペンションを構成する部品点数も増加し製造コストアップになるという問題点もあった。
【００１０】
【発明の目的】
本発明の目的は、車高の変化に応じて空気ばねの弾性力を変化させるバルブ手段を空気ばねと一体化して車体フレームに設けることで、エアサスペンションの設置空間を最少にして、車両製作時の煩雑さを解消し作業性を向上させるとともに、従来レベリングバルブと空気ばねとの連結に使用されていたレバーを使用しないことによって、エアサスペンションを構成する部品点数も減少させて製造コストが低減できる自動車のエアサスペンションを提供することにある。
【００１１】
【課題を解決するための手段】
本発明による第１の自動車のエアサスペンションは、車体のフレームの下部に上端を連結された空気ばねと、前記空気ばね内を上下に貫通する状態で上側直線形部材は車体のフレームに結合され、下側直線形部材は前記空気ばねの下端及び車軸に結合され、相互間の直線スライディング運動で全長が変化するように構成されるとともに、前記空気ばねの内部にその長手方向に沿って所定の断面形状のシリンダ穴を備えたシリンダ形部材と、断面の形状が前記シリンダ形部材のシリンダ穴の断面形状に相応する形状で長手方向に形成されたピストン部を備えたピストン形部材とからなる二つの直線形部材と、前記二つの直線形部材の直線スライディング運動に従って圧縮空気を前記空気ばね内に供給し、あるいは、空気ばね内の空気を大気中に放出するとともに、一端に圧縮空気が供給され、他端は前記ピストン部とシリンダ穴のスライディング部位に連通するよう、前記シリンダ形部材に形成された第１の空気通路と、一端が前記空気ばねの内部に連結され、他端は前記シリンダ形部材とピストン形部材との合計長さが所定の長さに縮小する際、前記第１の空気通路に連通されるよう前記ピストン形部材に形成された第２の空気通路と、一端は大気に接し、他端は前記ピストン部とシリンダ穴のスライディング部位に連通されるよう、前記シリンダ形部材に形成された第３の空気通路と、一端が前記空気ばね内に連結され、他端は前記シリンダ形部材とピストン形部材との合計長さが所定の長さに延伸する際、前記第３の空気通路に連通するよう、前記ピストン形部材に形成された第４の空気通路と、前記ピストン部の端部とシリンダ穴とのなす空間を大気に連通するように形成された第５の空気通路とから構成されたバルブ手段と、を含んで構成されることを特徴とする。
本発明による第２の自動車のエアサスペンションは、車体のフレームの下部に上端を連結された空気ばねと、前記空気ばね内を上下に貫通する状態で上側直線形部材は車体のフレームに結合され、下側直線形部材は前記空気ばねの下端及び車軸に結合され、相互間の直線スライディング運動で全長が変化するように構成されるとともに、前記空気ばねの内部にその長手方向に沿って所定の断面形状のシリンダ穴を備えたシリンダ形部材と、断面の形状が前記シリンダ形部材のシリンダ穴の断面形状に相応する形状で長手方向に形成されたピストン部を備えたピストン形部材とからなる二つの直線形部材と、前記二つの直線形部材の直線スライディング運動に従って圧縮空気を前記空気ばね内に供給し、あるいは、空気ばね内の空気を大気中に放出するとともに、一端に圧縮空気が供給され、他端は前記ピストン部とシリンダ穴のスライディング部位に連通するよう、前記ピストン形部材に形成された第６の空気通路と、一端は前記空気ばね内に連結され、他端は前記シリンダ形部材とピストン形部材との合計長さが所定の長さに縮小する際、前記第６の空気通路に連通するよう前記シリンダ形部材に形成された第７の空気通路と、一端が大気に連接され、他端は前記ピストン部とシリンダ穴のスライディング部位に連通するよう、前記ピストン形部材に形成された第８の空気通路と、一端は前記空気ばね内に連結され、他端は前記シリンダ形部材とピストン形部材との合計長さが所定の長さに延伸される際、前記第８の空気通路に連通するよう、前記シリンダ形部材に形成された第９の空気通路と、前記ピストン部の端部とシリンダ穴とのなす空間を大気に連接するように形成された第１０の空気通路とから構成されたバルブ手段と、を含んで構成されることを特徴とする。
本発明による第３の自動車のエアサスペンションは、車体のフレームの下部に上端を連結された空気ばねと、前記空気ばね内を上下に貫通する状態で上側直線形部材は車体のフレームに結合され、下側直線形部材は前記空気ばねの下端及び車軸に結合され、相互間の直線スライディング運動で全長が変化するように構成されるとともに、前記空気ばねの内部にその長手方向に沿って所定の断面形状のシリンダ穴を備えたシリンダ形部材と、断面の形状が前記シリンダ形部材のシリンダ穴の断面形状に相応する形状で長手方向に形成されたピストン部を備えたピストン形部材とからなる二つの直線形部材と、前記二つの直線形部材の直線スライディング運動に従って圧縮空気を前記空気ばね内に供給し、あるいは、空気ばね内の空気を大気中に放出するとともに、一端に圧縮空気が供給され、他端は前記ピストン部とシリンダ穴のスライディング部位に連通するよう、前記ピストン形部材に形成された第６の空気通路と、一端は前記空気ばね内に連結され、他端は前記シリンダ形部材とピストン形部材との合計長さが所定の長さに縮小される際、前記第６の空気通路に連通されるよう、前記シリンダ形部材に形成された第７の空気通路と、一端が大気に連接され、他端は前記ピストン部とシリンダ穴のスライディング部位に連通されるよう、前記ピストン形部材に形成された第８の空気通路と、一端は前記空気ばね内に連結され、他端は前記シリンダ形部材とピストン形部材との合計長さが所定の長さに延伸される際、前記第８の空気通路に連通するよう、前記シリンダ形部材に形成された第９の空気通路と、前記ピストン部の端部とシリンダ穴とのなす空間を空気ばね内に連通するように形成された第１１の空気通路とから構成されたバルブ手段と、を含んで構成されることを特徴とする。
【００１２】
【発明の実施の形態】
以下、本発明の実施例を添付図によって詳述する。
図７〜９は、本発明によるエアサスペンション及びその作動原理について述べるための縦断面図であり、図に示すように、空気ばね６０の占める空間内部に空気ばねの内圧を調整できるバルブ手段が一体に構成されたコンパクトな構造となっている。
【００１３】
本発明のエアサスペンションは、車体のフレーム１の下部にその上端が連結されて車体を直接支持するようになっている空気ばね６０と、空気ばね内を上下に貫通する状態で上側直線形部材は車体のフレームに結合され、下側直線形部材は空気ばね６０の下端及び車軸に結合され、それら相互間の直線スライディング運動で全長が変化するようになっている二つの直線形部材と、該二つの直線形部材の直線スライディング運動に従って空気タンク（図示なし）からの圧縮空気を空気ばね内に供給したり、空気ばねの空気を大気中に放出したりするバルブ手段とを含んで構成されている。
【００１４】
実施例で、二つの直線形部材は、内部にその長手方向に沿って所定の断面形状のシリンダ穴５０を備えたシリンダ形部材５１と、断面形状がシリンダ形部材のシリンダ穴５０の断面形状に相応する形状で長手方向に沿って形成されたピストン部４０を備えたピストン形部材５３から構成され、ピストン形部材５３のピストン部４０はシリンダ形部材５１のシリンダ穴５０に挿入された状態で所定の距離を上下に直線スライディングできる。
【００１５】
図７〜９の実施例では上側直線形部材をピストン形部材５３、下側直線形部材はシリンダ形部材５１として、ピストン形部材５３の上端は車体のフレーム１に固定され、シリンダ形部材５１の下端は車軸（Ａ）に連結されるとともに、空気ばね６０の下端と一体に連結される。
【００１６】
バルブ手段は、第１の空気通路４１、第２の空気通路４２、第３の空気通路４３、第４の空気通路４４、第５の空気通路５５とからなる。
第１の空気通路４１は、一端が空気タンクに連結されて圧縮空気を供給するようになっており、他端はピストン部４０とシリンダ穴５０が相互に直線スライディング運動をしつつ滑るスライディング部位に連通するよう、シリンダ形部材５１に形成される。
第２の空気通路４２は、一端が前記空気ばね６０内に連結され、他端はシリンダ形部材５１とピストン形部材５３との合計長さが所定長さ（Ｌ１）に縮小する際、第１の空気通路４１に連通するよう、ピストン形部材５３に形成される。
第３の空気通路４３は、一端が大気に連接され、他端は前記ピストン部４０とシリンダ穴５０のスライディング部位に連通するよう、シリンダ形部材５１に形成される。
第４の空気通路は、一端が空気ばね６０内に連結され、他端はシリンダ形部材５１とピストン形部材５３との合計長さが所定長さ（Ｌ２）に延伸される際、第３の空気通路４３に連通されるよう、ピストン形部材５３に形成される。
第５の空気通路５５は、ピストン部４０の端部とシリンダ穴５０とのなす空間を大気に連接するように形成される。
【００１７】
第１の空気通路４１と第２の空気通路４２とが連通する場合の、シリンダ形部材５１とピストン形部材５３の合計した長さ（Ｌ１）と、第３の空気通路４３と第４の空気通路４４とが連通する場合の、シリンダ形部材５１とピストン形部材５３の合計長さ（Ｌ２）は、車両の運行条件と積載荷重及びこのエアサスペンションの応答性を考量して適切に選定する。
ピストン形部材５３とシリンダ形部材５１の合計長さが、縮小時の（Ｌ１）及び延伸時の（Ｌ２）との中間の長さ（ＬＳ：Ｌ１＜ＬＳ＜Ｌ２）になっている状態は、車両の標準積載及び運行状態で車体のフレーム１を車軸（Ａ）が支持する基準状態であり、空気ばね６０内には、この状態を保持する空気圧が形成されている。
【００１８】
次に、本発明の作用について述べる。
図７の基準状態は車両が走行中にバンプとかリバウンドせず理想的な状態で走行する状態であり、第１の空気通路４１と第２の空気通路４２とが連通せず、同時に第３の空気通路４３と第４の空気通路４４も連通しない状態である。
この状態では、空気タンクからの圧縮空気が空気ばね６０内に供給されず、空気ばね６０の内部圧縮空気も大気中に放出されないため、空気ばね６０内の圧縮空気量は一定に保たれ、車体フレーム１を車軸（Ａ）に対して安定的に支持している状態である。
【００１９】
この状態で走行中、路面条件や走行速度変化などによって車体フレーム１と車軸（Ａ）の間隔が狭まる場合、即ちバンプが発生する場合は、空気ばね６０が収縮するとともに、シリンダ形部材５１とピストン形部材５３が相互に直線スライディング運動をして、その全長が短くなる方向へ移動し、図８の状態にまで変化する。この時は、第１の空気通路４１と第２の空気通路４２が相互に連通し、第３の空気通路４３と第４の空気通路４４は相互に遮断された状態となる。
【００２０】
したがって、空気タンクから第１の空気通路４１及び第２の空気通路４２を経由して空気ばね６０内へ圧縮空気が供給され、圧縮空気は収縮した空気ばね６０を拡張して、元の基準状態にする。
車両がリバウンドした場合、空気ばね６０が拡張してシリンダ形部材５１とピストン形部材５３が相互に直線スライディング運動をすることによって、その合計長さが所定長さ（Ｌ２）に延伸し図９の状態になる。
【００２１】
この場合、第１の空気通路４１に供給されていた圧縮空気は第２の空気通路４２通じないため、空気ばね６０内には圧縮空気が供給されず、第３の空気通路４３及び第４の空気通路４４を通して空気ばね６０内にあった圧縮空気が大気中に放出される。
したがって、空気ばね６０内の圧力が下がって、空気ばね６０が縮小し、シリンダ形部材５１とピストン形部材５３の合計長も縮小して、図７に示すような基準状態に復帰する。
このように、車両運行中に発生するバンプとリバウンドにより図７〜９の状態が繰返されて自動的に車体の安定状態が保持される。
また、図１０に示す通り、上記実施例以外に、シリンダ形部材７１が車体のフレーム１に結合され、ピストン形部材７３が車軸（Ａ）に結合される実施例が可能となる。
【００２２】
この場合、バルブ手段は、第６の空気通路７６、第７の空気通路７７、第８の空気通路７８、第９の空気通路７９、第１０の空気通路８０とから構成される。第６の空気通路７６は、一端から圧縮空気を供給され、他端はピストン部とシリンダ穴のスライディング部位に連通するよう、ピストン形部材７３に形成される。
第７の空気通路７７は、一端が空気ばね６０内に連結され、他端はシリンダ形部材とピストン形部材とのなす合計長さが所定長さ（Ｌ１）に縮小される場合、第６の空気通路７６に連通するよう、シリンダ形部材７１に形成される。
第８の空気通路７８は、一端は大気に接され、他端は前記ピストン部とシリンダ穴のスライディング部位に連通されるよう、ピストン形部材７３に形成される。
第９の空気通路７９は、一端が空気ばね６０内に連結され、他端はシリンダ形部材とピストン形部材との合計長さが所定長さ（Ｌ２）に延伸される場合、第８の空気通路７８に連通するよう、シリンダ形部材７１に形成される。
第１０の空気通路８０は、ピストン部の端部とシリンダ穴とのなす空間を大気に連接するように形成される。
【００２３】
また、図１０に類似の図１１に示すような実施例も可能であるが、図１０とはピストン部の端部と空気ばねを連結する第１１の空気通路８１が相違する。
即ち、第１１の空気通路８１によってピストン部とシリンダ穴のなす空間が密閉されると、発生圧力を大気中に逃す代りに、空気ばね内に逃す点だけが相違し、作動原理は上記実施例と同一である。
【００２４】
【発明の効果】
本発明により、エアサスペンションの設置空間が減少し、車両製作時の煩雑さが解消して作業性が向上するとともに、従来レベリングバルブと空気ばねとの連結に使用されたレバーがなくなることにより、エアサスペンションの部品点数が減少して製造コストが低減できる。
【図面の簡単な説明】
【図１】一般的に使用されるエアサスペンションの作動原理を説明するための側面図である。
【図２】一般的に使用されるレベリングバルブの作動原理を説明するための縦断面図である。
【図３】一般的に使用されるエアサスペンションの作動原理を説明するための側面図である。
【図４】一般的に使用されるレベリングバルブの作動原理を説明するための縦断面図である。
【図５】一般的に使用されるエアサスペンションの作動原理を説明するための側面図である。
【図６】一般的に使用されるレベリングバルブの作動原理を説明するための縦断面図である。
【図７】本発明のエアサスペンションの作動原理を説明するための縦断面図である。
【図８】本発明のエアサスペンションの作動原理を説明するための縦断面図である。
【図９】本発明のエアサスペンションの作動原理を説明するための縦断面図である。
【図１０】本発明のその他の実施例を示す図である。
【図１１】本発明のその他の実施例を示す図である。
【符号の説明】
１  車体のフレーム
４０  ピストン部
４１  第１の空気通路
４２  第２の空気通路
４３  第３の空気通路
４４  第４の空気通路
５０  シリンダ穴
５１、７１  シリンダ形部材
５３、７３  ピストン部材
５５  第５の空気通路
６０  空気ばね
Ａ  車軸
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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【図８】
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【図９】
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【図１０】
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【図１１】
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