(57)【要約】【課題】構造が簡単でかつ装着が容易な気体圧縮装置の提供。【解決手段】車体のばね上に揺動自在に取付けられたシリンダ（６）と、そのシリンダ（６）内に往復動自在に装着されその外端部（７ａ）がばね下に揺動自在に取付けられたピストン（７）と、前記シリンダ（６）に設けられた吸気弁（４ｆ）と、弁ばね（４ｋ）で付勢された吐出弁（４ｒ）とで構成された蓄圧部材（５）と、該蓄圧部材（５）で生成した圧縮気体を貯蔵する蓄圧タンク（３０）とで構成されている。【選択図】  図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
車体のばね上に揺動自在に取付けられたシリンダと、そのシリンダ内に往復動自在に装着されその外端部がばね下に揺動自在に取付けられたピストンと、前記シリンダに設けられた吸気弁と、弁ばねで付勢された吐出弁とで構成された蓄圧部材と、該蓄圧部材で生成した圧縮気体を貯蔵する蓄圧タンクとで構成されることを特徴とする気体圧縮装置。
【請求項２】
前記蓄圧部材と蓄圧タンクを連通する圧力チューブに第１の所定圧で開弁し、第１の所定圧より高圧の第２の所定圧で閉弁する調圧弁が介装されている請求項１の気体圧縮装置。
【請求項３】
前記蓄圧部材のシリンダが取付けられるばね上はフレームの外側面である請求項１または請求項２の気体圧縮装置。
【請求項４】
前記蓄圧部材のピストンの外端部が取付けられるばね下は前ばねである請求項１〜請求項３のいずれか１項の気体圧縮装置。
【請求項５】
前記蓄圧部材のピストンの外端部が取付けられるばね下は前車軸である請求項１〜請求項３のいずれか１項の気体圧縮装置。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は車両へ副次的に設けられる気体圧縮装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】
図５は、車両で使用されるブレーキその他のエア負荷４０へのエアの供給方法を示したもので、エンジンで駆動されるコンプレッサ２に取付けられたチューブ２Ｌを介してエアリザーバタンク３０が連通されている。
【０００３】
コンプレッサ２は、エアリザーバタンク３０内のエアが不足すると作動して充足するように設定されているが、渋滞等により発進、停止が頻繁に行われてエアの消費量が多い場合は作動率が高くなり、コンプレッサ２の寿命低下と、コンプレッサ駆動による燃料消費の増加をもたらすことになる。
【０００４】
従来提案されている技術に、車両走行時の路面衝撃をエア圧にかえてタービンに送り動翼を回転させて補助動力を得るようにしている例がある（例えば、特許文献１参照）。
しかしながら、上記は動翼回転を駆動力とする車両に限定され一般的ではない。
また、路面ショック吸収エネルギを発電または圧縮空気に変えて、エンジン補助動力動力機を作動させる例がある（例えば、特許文献２参照）。
しかし、この技術も補助動力機を必要とする点で、一般的とは言えない。
【０００５】
【特許文献１】
特開平６−１３５２５７号（図１及びその説明参照）
【特許文献２】
特開平６−２２０１２号（図１及びその説明参照）
【０００６】
【発明が解決しようとする課題】
本発明は上述した従来技術の問題点に鑑みて提案されたものであり、構造が簡単でかつ装着が容易な気体圧縮装置の提供を目的としている。
【０００７】
【課題を解決するための手段】
発明者は種々研究の結果、構造が簡単でかつ装着が容易な気体圧縮装置を開発した。
【０００８】
本発明の気体圧縮装置は、車体のばね上（１７）に揺動自在に取付けられたシリンダ（６）と、そのシリンダ（６）内に往復動自在に装着されその外端部（７ａ）がばね下（２０）に揺動自在に取付けられたピストン（７）と、前記シリンダ（６）に設けられた吸気弁（４ｆ）と、弁ばね（４ｋ）で付勢された吐出弁（４ｒ）とで構成された蓄圧部材（５）と、該蓄圧部材（５）で生成した圧縮気体を貯蔵する蓄圧タンク（３０）とで構成されている（請求項１）。
【０００９】
上記構成によって、車体のばね下振動が蓄圧部材を伸縮させて高圧エアを生成し、蓄圧タンクに貯蔵してエネルギを吸収する。
【００１０】
前記蓄圧部材（５）と蓄圧タンク（３０）を連通する圧力チューブ（Ｌ５）に第１の所定圧で開弁し、第１の所定圧より高圧の第２の所定圧で閉弁する調圧弁（１０）が介装されていることが好ましい（請求項２）。
【００１１】
通常のエアリザーバとして使用される蓄圧タンクでは例えば、最高圧を「１０ｋｇ／ｃｍ２  」とし、そのときの蓄圧部材の供給圧は第１の所定圧の例えば「７．８ｋｇ／ｃｍ２  」で蓄圧タンクに入り、高圧の第２の所定圧の例えば「９．２ｋｇ／ｃｍ２  」で閉弁して、蓄圧タンクを過圧なく適性圧に維持させている。
【００１２】
前記蓄圧部材（５）のシリンダ（６）が取付けられるばね上はフレーム（１２）の外側面（１２ａ）であることが好ましい（請求項３）。
【００１３】
実施にあたっては、フレームの外側面に取付けたブラケットにシリンダ上部を弾性材を介して揺動自在に取付け、サスペンションばねのストロークや急制動時のワインドアップにも耐える柔軟構造にしている。
【００１４】
前記蓄圧部材（５）のピストン（７）の外端部（７ａ）が取付けられるばね下は前ばね（２６）であることが好ましい（請求項４）。
【００１５】
実施にあたっては、前ばねで支持したピンでピストンの外端部を弾性材を介して揺動自在に取付け、サスペンションばねのストロークや急制動時のワインドアップにも耐える柔軟構造にしている。
【００１６】
前記蓄圧部材（５）のピストン（７）の外端部（７ａ）が取付けられるばね下は前車軸（２４）であることが好ましい（請求項５）。
【００１７】
実施にあたっては、前車軸に固着させた取付け部材にピストンの外端部を弾性材を介して揺動自在に取付け、サスペンションばねのストロークや急制動時のワインドアップにも耐える柔軟構造にしている。
【００１８】
【発明の実施の形態】
以下、添付図面を参照して、本発明の実施形態について説明する。従来技術の説明で使用した符号、名称は、構成、機能が同じであれば重ねて使用する。
【００１９】
図１において、本発明の気体圧縮装置の配置について説明する。
図１において車両のばね上１７はサイドフレーム１２であり、ばね下２０は前車輪２２と前車軸２４と前ばね２６とで構成されていて、本発明の主体となる蓄圧部材５がばね上１７とばね下２０の間にほぼ垂直に配置されている。
【００２０】
蓄圧部材５は後出する図４で外部構造の詳細を説明するように、シリンダ６とピストン７とで構成され、シリンダ６がフレーム１２に揺動自在に取付けられ、ピストン７が前軸２４の近傍の前ばね７に揺動自在に取付けられている。
【００２１】
図において、符号２７は重ね板ばねで構成される前ばね２６の前部支持部材であり、符号２８は前ばね２６の後部支持部材であり、符号８はショックアブソーバであり、符号Ｇ．Ｌは路面である。
【００２２】
図２は、蓄圧部材５に関連する装置の配置を示すブロック図で、エンジンで駆動されるエアコンプレッサ２が蓄圧タンクであるエアリザーバタンク３０にチューブＬ２によって連通され、チューブＬ２にはコンプレッサ２の吐出圧を調整するガバナ２Ｇが介装されている。
【００２３】
タンク３０は、チューブ３０Ｌによってブレーキその他のエア負荷４０に連通されている。また、タンク３０には、過圧をさけるリリーフ弁３２が設けられている。
本例におけるエアリザーバとして使用されるタンク３０では、最高圧を「約１０ｋｇ／ｃｍ２  」とし、そのときの蓄圧部材５の供給圧は第１の所定圧の例えば「７．８ｋｇ／ｃｍ２  」でタンク３０に入り、高圧の第２の所定圧の例えば「９．２ｋｇ／ｃｍ２  」で閉弁して、タンク３０を過圧なく適性圧に維持させている。
【００２４】
蓄圧部材５は、ガバナ１０を介装した圧力チューブＬ５によって、チューブＬ２に連通されてタンク３０に連通されている。なお、蓄圧部材５とタンク３０との連通は、チューブＬ２を介さずに直通であってもよい。
【００２５】
図３は、蓄圧部材５の機能構成を模式的に示したものである。
シリンダ６内にピストン７が往復動自在に嵌着されていて、シリンダ６の上部に圧縮室６ｃが形成され、その圧縮室６ｃに大気に通じる吸気弁４ｆとエアリザーバタンク３０に通じる吐出弁４ｒが設けられてコンプレッサ機能を果たすよう構成されている。
【００２６】
吐出弁４ｒは、弁ばね４ｋで弁閉方向に付勢されピストン７によるエア圧力が所定値以上で開弁するよう構成され、ガバナ１０を装着したチューブＬ５を介してタンク３０に連通されている。
【００２７】
図４は、蓄圧部材５の外部全体と車両への取付けを示している。
シリンダ６の上部に棒状のロッド６ａが取付けられ、ロッド６ａに弾性材で形成された一対の環状部材１４が取付けられていて、環状部材１４、１４はブラケット１３の水平部１３ｈを上下から挟んで固定されている。
【００２８】
環状部材１４、１４は、一方をブラケット１３側の座体１４Ｂの座金１４ｂに着座し、他方を座金１４ａに着座してナット６ｃで留められ、弾性によってシリンダ６を揺動自在に固体している。
【００２９】
ブラケット１３は、逆Ｌ状に形成されて、水平部１３ｈを支える垂直部１３ｖがフレーム１２の外側部１２ａに固定されている。
【００３０】
ピストン７の外端に環状の目玉部を備えた外端部７ａが取付けられ、その外端部７ａの内部に弾性材で形成された筒状の筒状部材１６が取付けられている。
【００３１】
筒状部材１６は、前ばね２６に固定されたピン２６ａのピン端部２６ｂに座金１６Ａ、１６Ａによって挟まれ、ナット２８で留められ、弾性によってピストン７６を揺動自在に固体している。
【００３２】
なお、ピストン７の外端部７ａの取付けは、上記の前ばね２６ではなくて前車軸２４の適宜な位置であってもよい。
【００３３】
上記構成による気体圧縮装置の作用について、図１〜図３を参照して説明する。
車両走行によって、路面Ｇ．Ｌの凹凸の乗り越え、発進、制動時のピッチング、あるいは旋回時のローリング等の車両振動によって、サスペンションストロークが変化する。このサスペンションストロークに追随して蓄圧部材５のピストン７が上下して、図３に示す吸気弁４ｆからエアを吸入し吐出弁４ｒから高圧エアを吐出する。
【００３４】
吐出された高圧エアは、ガバナ１０で調圧されタンク３０に供給される。
タンク３０は、エアの消費によってエア圧が第２の所定圧である例えば「９．２ｋｇ／ｃｍ２  」以下となれば、蓄圧部材５から供給される高圧エアを受給して常時適正な容量の高圧エアを保持するようにしている。
【００３５】
このように、常時、蓄圧部材５から供給される高圧によって、エアコンプレッサ２の作動による供給分の不足を補う機能、あるいはエアコンプレッサ２の負荷を低減して、蓄圧部材５による吸収エネルギの活用をはかっている。
【００３６】
車両の凹凸の乗り越え、発進、制動時のピッチング、あるいは旋回時の横方向加速度によるローリング等によるばね上１７とばね下２０との動きの差は、蓄圧部材５のシリンダ６とピストン７の位置の差となり上下取付け部に歪みとなるが、環状部材１４、１４及び筒状部材１６の弾性でこの歪み量を吸収して蓄圧部材５の強度保証をすると共に、サスペンション機能を損ねることはない。
【００３７】
上記気体圧縮装置においては、前軸片側のみの説明であったが、振動乗り心地の面からはバランス面から両側が好ましい。また、この原理は、後軸にも適用できることを注記する。
【００３８】
【発明の効果】
本発明の作用効果を以下に列挙する。
（ａ）  本発明によれば、コンプレッサ作用をする蓄圧部材のシリンダをばね上に、ピストンをばね下に取付けて、サスペンションストロークごとに高圧エア生成させエアリザーバである蓄圧タンクに供給して、エアコンプレッサを補完すると共にエアコンプレッサの作動時間を低減させている。
（ｂ）  したがって、コンプレッサの寿命が延長されると共に、信頼性が向上する。
（ｃ）  エアコンプレッサの作動時間の低減に相当する燃料消費量の低減がはかれる。
（ｄ）  蓄圧部材と蓄圧タンク間の圧力チューブに調圧弁を設ければ、関連装置に異常圧をかけることによる、故障の要因発生の懸念がない。
（ｅ）  シリンダをフレームに取付ければ、特別な強度部材の設置で蓄圧部材を支持する必要がなく、取付け空隙が多く配置性がよい。
（ｆ）  ピストンを前ばねあるいは前車軸に取付ければ、特別な強度部材の設置で蓄圧部材を支持する必要がなく、取付け空隙が多く配置性がよい。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の気体圧縮装置の実施形態を示す側面図。
【図２】同上の関連装置とのかかわりを示すブロック図。
【図３】図１の蓄圧部材の模式図。
【図４】図１の蓄圧部材の全体構成図。
【図５】従来の蓄圧装置のブロック図。
【符号の説明】
Ｌ５・・圧力チューブ
２・・・コンプレッサ
４ｆ・・吸気弁
４ｒ・・吐出弁
５・・・蓄圧部材
６・・・シリンダ
６ａ・・ロッド
７・・・ピストン
７ａ・・外端部
１０・・調圧弁
１２・・フレーム
１７・・ばね上
２０・・ばね下
２２・・車輪
２４・・前車軸
２６・・前ばね
３０・・蓄圧タンク（エアリザーバ）
【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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