(57)【要約】【課題】ショックアブソーバの有効ストロークをほぼ一定に保て、モータの耐久性を確保できる懸架装置を提供することにある。【解決手段】エアサスペンション１２とショックアブソーバ２２とを備え、ショックアブソーバ２２を車体フレームとロアアーム１０とに結合する連結部材２４、２７と、両端に形成されるボス部３３、３４に逆螺子が形成され同部に螺子軸２５、２８を螺合し、且つ一方の螺子軸の基端を連結部材２４、２７に他方の螺子軸の基端をショックアブソーバ２２に結合したターンバックル２９と、ターンバックルの一方端ボス部３３に形成された外周歯車Ｇ１と、一方の連結部材より延出しモータ３５を取付けた支持部材３１と、モータ３５に取付けられ外周歯車Ｇ１に噛合う駆動歯車Ｇ２と、ターンバックル２９を回転駆動するモータ３５を制御するコントローラ１９とを備えた。【選択図】            図１
2004203140.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
車体フレームとナックル側の揺動部材との間隔を可変調整すると共に路面反力を吸収するエアバネと、車体フレームと揺動部材との相対振動を吸収するショックアブソーバと、を備えた懸架装置において、
上記ショックアブソーバの両端部を車体フレームと揺動部材とにそれぞれピン結合する両連結部材と、
両端に形成されるボス部に逆螺子が形成され同部に螺子軸をそれぞれ螺合し、且つ一方の螺子軸の基端を上記連結部材に他方の螺子軸の基端をショックアブソーバにそれぞれ一体結合したターンバックルと、
上記ターンバックルの一方端ボス部の外周に形成されターンバックル長手方向を歯幅方向とした外周歯車と、
上記一方の連結部材より延出し端部にモータを取付けた支持部材と、
上記モータの回転軸に取付けられ上記外周歯車に噛合う駆動歯車と、
上記ターンバックルを延び側と縮み側に切換えて回転駆動するよう上記モータを制御する制御手段と、
を備えたことを特徴とする懸架装置。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【産業上の利用分野】
本発明は、車両の懸架装置、特に、ナックル側の揺動部材と車体フレームとの相対位置を調整するエアバネと相対振動を減衰するショックアブソーバとを併設する懸架装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】
車両の懸架装置としてナックル側の揺動部材、例えばロアアームと車体フレームとの相対位置を調整するエアバネを用い車高調整機能を付加したものが知られている。この車高調整式懸架装置のエアバネはロアアームからの路面反力を吸収する機能を備えると共に、そのエア室に高圧エアを給排することで、エアバネの上下方向の幅を調整し、車高調整する機能をも備える。
【０００３】
ところで、車高調整式懸架装置を採用する車両として路線バスが知られている。この路線バスは、近年、バリアフリーの要請に対応すべく地上高を比較的低下させて走行しており、路面に一寸した段差があると車体底部が段差部と干渉することより、その都度、エアバネのエア室のエア圧を増大させ一時的に車高を上昇させて干渉を回避している。
【０００４】
ところで、こうした車体上昇処理を行う場合、エアバネの上下幅が増大することなり、エアバネと同様の位置に上下端をピン結合しているショックアブソーバは、エアバネの上下幅増大に連動して上下方向に延び、有効ストロークを大きく上回り、引っ張り方向に過大な負荷が入力され、これが頻繁に繰り返されることでショックアブソーバの耐久性が低下するという問題がある。
【０００５】
なお、特開２００２−２１９９２０号公報（特許文献１）には車高調整式懸架装置の一例が開示されている。この車高調整式懸架装置はコイルバネとピストン式のショックアブソーバを同心的に配設し、これらの上端を支持するバネ座を肉厚部材で形成し、この肉厚部材に対し、車体に取付けられたモータの回転軸の先端の螺子部を螺着し、モータ駆動で車高調整を行えるようにしている。その際ショックアブソーバはその有効ストロークを保てるようにしている。
【０００６】
【特許文献１】
特開２００２−２１９９２０号公報
【０００７】
【発明が解決しようとする課題】
ところで、上述された特許文献１の車高調整式懸架装置の場合、車高調整を行う際に、ショックアブソーバの有効ストロークをほぼ一定を保てるので、ショックアブソーバ及びその周辺部材の早期破損、耐久性の低下を防止できる。しかし、この車高調整式懸架装置の場合、コイルバネとピストン式のショックアブソーバを通過した路面反力がモータを経て車体基部に伝わることより、モータに過大な軸心線方向の荷重が加わり、モータの耐久性が低下し易いという問題がある。
【０００８】
本発明は、以上のような課題に基づきなされたもので、ショックアブソーバの有効ストロークをほぼ一定に保て、モータの耐久性を確保できる懸架装置を提供することを目的とする。
【０００９】
【課題を解決するための手段】
上述の目的を達成するために、請求項１の発明は、車体フレームとナックル側揺動部材との間隔を可変調整すると共に路面反力を吸収するエアバネと、車体フレームと揺動部材との相対振動を吸収するショックアブソーバと、を備えた懸架装置において、上記ショックアブソーバの両端部を車体フレームと揺動部材とにそれぞれピン結合する両連結部材と、両端に形成されるボス部に逆螺子が形成され同部に螺子軸をそれぞれ螺合し、且つ一方の螺子軸の基端を上記連結部材に他方の螺子軸の基端をショックアブソーバにそれぞれ一体結合したターンバックルと、上記ターンバックルの一方端ボス部の外周に形成されターンバックル長手方向を歯幅方向とした外周歯車と、上記一方の連結部材より延出し端部にモータを取付けた支持部材と、上記モータの回転軸に取付けられ上記外周歯車に噛合う駆動歯車と、上記ターンバックルを延び側と縮み側に切換えて回転駆動するよう上記モータを制御する制御手段と、を備えたことを特徴とする。
【００１０】
このように、ナックル側の側揺動部材からの路面反力はターンバックル本体とその両端ボス部に螺合する両螺子軸とショックアブソーバを経て車体フレームに伝わることより、車高調整用の回転操作力をターンバックル本体に伝えるモータに路面反力が直接加わることがなく、モータの耐久性を向上させることができる。
【００１１】
【発明の実施の形態】
以下、本発明の一実施形態としての懸架装置を図１乃至図４に沿って説明する。
この懸架装置は不図示の独立懸架式バスのフロントエアサスペンションに適用されている。なお、リアエアサスペンションにも本発明の懸架装置が同様に適用される。
【００１２】
図１に示すように、このフロントエアサスペンションは、前輪Ｗ側のタイヤハウス１と対向する部位に装着されている。ここでの車体フレームは、車体前後方向（紙面垂直方向）に延設された枠状フレーム２と、同枠状フレーム２の車両中心位置より下方に延出する中央縦フレーム３と、枠状フレーム２に支持されフロア４を載置するフロア支持枠５と、枠状フレーム２の左右端より上向きに延出し、タイヤハウス１の内側縦壁４０１を支持する側部縦枠６と、側部縦枠６より車体外方に延びタイヤハウス１の上壁を支持する側方枠７とを備えている。
【００１３】
この車体フレームの左右にわたり装着されるフロントエアサスペンションは、車輪Ｗを枢支するナックル８を取付けた縦軸９と、枠状フレーム２に枢支端を縦軸９の上部に揺動端をピン結合したアッパーアーム１１と、中央縦フレーム３の下端に枢支端を縦軸９の下部に揺動端をピン結合するナックル側の側揺動部材であるロアアーム１０と、縦軸９の上端と側方枠７間に配備されるエアサスペンション１２と、縦軸９の下端でナックル側の側揺動部材であるロアアーム１０とピン結合された下取付けブラケット１３と、フロア支持枠５及び枠状フレーム２より突出す状態で一体結合された上取付けブラケット１４と、上下取付けブラケット１３、１４間に上下端をピン結合する衝撃減衰手段１５を備える。
ここでナックル８には不図示のステアリング系が連結され、これにより車輪Ｗの操舵操作を可能としている。
【００１４】
エアサスペンション１２にはエア圧供給管系１６を介し高圧エア源１７が連結され、同エア圧供給管系の途中にはエア調整弁１８が配備される。エア調整弁１８は高圧エア源１７とエアサスペンション１２のエア室とを連通させるオン位置と、エア室を大気解放口１８１側に連通させるオフ位置とに切換え可能に形成される。このエア調整弁１８はコントローラ１９に接続される。このコントローラ１９には枠状フレーム２と縦軸９の相対位置を検出する車高センサ２１より車高信号が入力する。ここでコントローラ１９は指定された目標車高と現在の車高信号に応じてその差分を求め、同差分を消去する方向であるエア供給、エア排除のエアサスペンション１２制御信号をエア調整弁１８に伝え、常に目標車高を維持する車高制御部２２としての機能を備える。
【００１５】
衝撃減衰手段１５はショックアブソーバ２２とそれに連続形成される長さ調整部２３とで形成され、これらは同一軸線に沿って長く形成される。
図２に示すように、ショックアブソーバ２２は油圧シリンダ２２１とその内部を摺動するピストンロッド２２２と、ピストンロッド２２２のピストン部に設けられ密封油の流動規制をする不図示のダンパ調整部材とを備える。
【００１６】
ピストンロッド２２２の上端には上側連結部材である上リング２４が一体結合され、同上リング２４が上取付けブラケット１４に突設された上ピン２５に離脱不可に係止される。
油圧シリンダ２２１の下部外壁には長さ調整部２３が連結される。
【００１７】
長さ調整部２３は油圧シリンダ２２１の端部に溶接された上螺子軸２５と、縦軸９の下端の下取付けブラケット１３に突設された下ピン２６に係止される下リング２７に溶接された下螺子軸２８と、上下螺子軸２５、２８に螺合するターンバックル２９と、下リング２７に下端が溶接され長さ調整部２３の外筒を成す支持部材３１と、支持部材３１の内部に収容支持されたモータとで構成される。支持部材３１は上下螺子軸２８及びターンバックル２９を外部から覆うもので、その上端は油圧シリンダ２２１に遊嵌状に外嵌する。なお、符号３２は水抜き穴である。
【００１８】
ターンバックル２９は上下端に上下端ボス部３３、３４を備え、これらには上下螺子軸２５、２８が螺合する。上下螺子軸２５、２８の螺子は相互に逆螺子関係にあり、ターンバックル２９の回転方向により上下螺子軸２５、２８は接近或いは離隔方向に伸び縮変位できる。
ここで上端ボス部３３は下端ボス部３４より外形が大きく形成され、その外周面にはターンバックル長手方向Ｘである、軸線方向に歯幅Ｔを確保した従動歯車Ｇ１が形成される。
【００１９】
この従動歯車Ｇ１にはモータ３５の回転軸３５１に一体的に取付けられた駆動歯車Ｇ２がかみ合うように配設される。ここでモータ３５の回転力は減速ギア列を成す従動歯車Ｇ１及び駆動歯車Ｇ２を介しターンバックル２９に伝達され、このターンバックル２９の回転により長さ調整部２３が軸線方向に沿って接離変位し、即ち、衝撃減衰手段１５の上下方向の長さＬを増減調整できる。
【００２０】
モータ３５はコントローラ１９に接続される。コントローラ１９は衝撃減衰手段１５の長さＬを車高信号に応じて設定される目標衝撃減衰手段長さＬＯとなるように調整する長さ調整制御部３６としての機能を有する。ここで、目標衝撃減衰手段長さＬＯは車高の変化に応じて常にターンバックル２９が有効ストローク（振動減衰機能を定常状態で発揮できる長さ）を確保できる長さに保持されるよう、長さ調整部２３の長さを可変して目標衝撃減衰手段長さＬＯを確保できるようにしている。
【００２１】
図２に示すように、支持部材３１の内壁で上螺子軸２５との対向部には長さ検出器３７が取付けられる。この長さ検出器３７は上螺子軸２５に設けた磁性突片３８の位置を下位置Ｈｄ（衝撃減衰手段１５の長さ最小値Ｌｍｉｎ）と上位置Ｈｕ（衝撃減衰手段１５の長さ最大値Ｌｍａｘ）の範囲で検出する機能を有し、同位置信号を衝撃減衰手段長さ信号としてコントローラ１９に出力している。
【００２２】
ここでコントローラ１９は目標衝撃減衰手段長さＬＯを車高信号に応じて設定すると、現在の衝撃減衰手段長さＬと目標衝撃減衰手段長さＬＯの差分を求め、同差分を排除する回転方向にターンバックル２９を回転変位させ、衝撃減衰手段１５の上下方向の長さＬを目標値に増減調整する。
このような構成の懸架装置を備えたバスの走行時における挙動を説明する。
【００２３】
コントローラ１９はバスの走行時に、予め設定されている車高を確保するための制御を行なう。即ち、走行時の目標車高と現在の車高信号の差分を求め、同差分を消去する方向であるエア供給、エア排除信号をエア調整弁１８に伝え、目標車高を維持する。
【００２４】
次いでコントローラ１９は、現在の衝撃減衰手段長さ信号を取込み、これと走行時の目標車高相当の目標衝撃減衰手段長さＬＯとの差分を求め、同差分を排除する回転方向にターンバックル２９を回転変位させるべくモータ３５を駆動し、衝撃減衰手段１５の上下方向の長さＬを増減調整する。なお，図３には最低地上高を確保している場合で、磁性突片３８が下位置Ｈｄにある場合を示した。この状態においてショックアブソーバ２２は有効ストロークを維持して路面からの振動を効率良く減衰できる。
【００２５】
この通常走行時において、路面反力Ｆはロアアーム１０より衝撃減衰手段１５を経てショックアブソーバ２２及び側方枠７に伝わるが、衝撃減衰手段１５において路面反力Ｆは軸線方向に並ぶ上下螺子軸２８及びターンバックル２９を伝わり、ショックアブソーバ２２に加わるもので、モータ３５側には全く路面反力Ｆが加わることが無い。このため、モータ３５の耐久性を向上させることができる。
【００２６】
ここで不図示の路面段部に車両の低部が当接し、これを回避すべく回避指令をコントローラ１９に入力すると、これを受けたコントローラ１９は最大車高信号を目標値とする。これによりコントローラ１９は、エア調整弁１８を高圧エア源１７とエアサスペンション１２のエア室とを連通させるオン位置に切換え、一定時間保持する。この切換え作動により、長さ調整部２３が最大ストロークＨ（図４参照）の伸び変位を行ない、車両は最大車高に切換え保持される。
これによって、路面段部と車両の低部との干渉状態を回避し、車両は干渉路面位置から脱出できる。
【００２７】
このような段部の回避の際、最大車高信号を受けたコントローラ１９の長さ調整３６部は目標衝撃減衰手段長さを最大値Ｌｍａｘに設定し、同長さに現在の衝撃減衰手段長さＬを調整すべく、モータ３５を駆動する。なお、最大車高時の長さ調整部２３の状態を図４に示した。
【００２８】
この切換え作動により、長さ調整部２３が最大ストロークＨ（図４参照）の伸び変位を行ない、磁性突片３８が上位置Ｈｕに達し、即ち、衝撃減衰手段１５の長さが最大値Ｌｍａｘに達する。
なお、脱出後には段部の回避指令が運転者により解除され、これに応じてコントローラ１９は通常走行時の制御に入る。
【００２９】
このため、路面段部と車両の低部との干渉状態を回避すべく、車高が最大車高に切換え保持されても、衝撃減衰手段の長さＬも目標衝撃減衰手段長さが最大値Ｌｍａｘに保持されるので、その際にもショックアブソーバ２２は有効ストロークを保持でき、ショックアブソーバ２２及びその周辺部材の早期破損、耐久性の低下を防止できる。
【００３０】
上述のところにおいて、衝撃減衰手段１５のモータ３５の駆動歯車Ｇ２は上螺子軸２５と螺合する上端ボス部３３の従動歯車Ｇ１に噛み合っていたが、これと逆に、駆動歯車Ｇ２が下螺子軸２８と螺合する下端部ボス部３４に設けた従動歯車Ｇ１に噛み合うように設定しても良く、この場合も同様の作用効果が得られる。
【００３１】
更に、衝撃減衰手段１５はその下部に長さ調整部２３を上部にショックアブソーバ２２を配置した構成を採っていたが、これを上下対称に逆転下構成を採り、即ち、下部にショックアブソーバ２２を上部に長さ調整部２３を配置した構成を採ってもよく、この場合も図１の装置と同様の作用効果が得られる。
【００３２】
上記懸架装置は独立懸架式バスのエアサスペンションに適用されていたが、これに代え、両端にナックルを取付けた側揺動部材である車軸を備えた車軸式エアサスペンションに本発明を適用することもでき、この場合も図１の装置と同様の作用効果が得られる。
【００３３】
【発明の効果】
以上のように、本発明は、車軸からの路面反力Ｆがターンバックル本体とその両端ボス部に螺合する両螺子軸とショックアブソーバを経て車体フレームに伝わることより、車高調整用の回転操作力をターンバックル本体に伝えるモータに路面反力Ｆが直接加わることがなく、モータの耐久性を向上させることができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の１実施形態としての懸架装置をバスのフロントエアサスペンションに適用した状態の概略構成図である。
【図２】図１の懸架装置で用いる衝撃減衰手段の概略側面図である。
【図３】図１の懸架装置で用いる衝撃減衰手段の長さ調整部の縮小時の拡大要部切欠側断面面図である。
【図４】図１の懸架装置で用いる衝撃減衰手段の長さ調整部の伸び時の拡大要部切欠側断面面図である。
【符号の説明】
１２            エアサスペンション
１０            ロアアーム
１９            コントローラ（制御手段）
２２            ショックアブソーバ
２４、２７      連結部材
２５、２８      螺子軸
２９            ターンバックル
３１            支持部材
３３、３４      ボス部
３５            モータ
３５１          回転軸
Ｇ１            外周歯車
Ｇ２            駆動歯車
【図１】
2004203140.tif 000003
【図２】
2004203140.tif 000004
【図３】
2004203140.tif 000005
【図４】
2004203140.tif 000006