(57)【要約】      （修正有）【課題】任意の高さで車両の上下動を抑制できる懸架装置を得ること。【解決手段】車両１における懸架装置１００であって、車輪７とフレーム３との間に設けられ、供給される空気によってばね定数を調整可能な空気ばね３０と、空気ばね３０と並列に設けられ、水が供給されることによって伸長して車輪７とフレーム３との間の相対移動を規制可能な規制ユニット４０と、を備える。【選択図】図４
2012101738.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
車両における懸架装置であって、
車輪とフレームとの間に設けられ、供給される圧縮性流体によってばね定数を調整可能な流体ばねと、
前記流体ばねと並列に設けられ、非圧縮性流体が供給されることによって伸長して前記車輪と前記フレームとの間の相対移動を規制可能な規制ユニットと、を備えることを特徴とする懸架装置。
【請求項２】
前記流体ばねは、圧縮性流体が充填される第一流体室を備え、
前記規制ユニットは、充填される非圧縮性流体によって拡縮する第二流体室を備え、
前記第二流体室は、前記第一流体室の内部に設けられることを特徴とする請求項１に記載の懸架装置。
【請求項３】
前記規制ユニットは、前記第二流体室と直列に設けられ前記第二流体室が拡大されることによって移動して前記フレームと当接する支持部材を更に備えることを特徴とする請求項２に記載の懸架装置。
【請求項４】
前記圧縮性流体は空気であり、前記非圧縮性流体は水であることを特徴とする請求項１から３のいずれか一つに記載の懸架装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、車両の懸架装置に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
従来から、車両の懸架装置として、コンプレッサで圧縮された圧縮空気が供給されることによってばね定数を調整可能な空気ばねを用いたエアサスペンション装置が知られている。近年、トラックなどの大型車両では、架台への搭載物を保護するために、エアサスペンション装置を搭載する要請が高まっている。
【０００３】
一般に、エアサスペンション装置を搭載した車両では、空気ばねのたわみによる揺れが大きい。そのため、クレーン車などの車両では、車両の横方向に張り出して接地することによって車体の揺れを抑制するアウトリガ装置を設けるなどして、作業中の車両の揺れを抑制する必要がある。
【０００４】
特許文献１には、エアサスペンションによる車両の揺れを防止するための振動抑制機能付き車両が開示されている。この振動抑制機能では、エアサスペンション装置及びタイヤの空気を抜き、車両がタイヤ内に設けられた中子を介して接地することで、アウトリガ装置を設けることなく、作業中の車両の揺れを抑制することを可能としている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００５】
【特許文献１】特開２００７−２５３８４２号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
しかしながら、特許文献１の車両における振動抑制機能では、エアサスペンション装置及びタイヤの空気を抜くと、タイヤ内の中子の大きさによって車両の高さが決まる。そのため、所定の高さに固定された状態でしか車両の上下動を抑制することができなかった。
【０００７】
本発明は、上記の問題点に鑑みてなされたものであり、任意の高さで車両の上下動を抑制できる懸架装置を得ることを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
本発明は、車両における懸架装置であって、車輪とフレームとの間に設けられ、供給される圧縮性流体によってばね定数を調整可能な流体ばねと、前記流体ばねと並列に設けられ、非圧縮性流体が供給されることによって伸長して前記車輪と前記フレームとの間の相対移動を規制可能な規制ユニットと、を備えることを特徴とする。
【発明の効果】
【０００９】
本発明では、規制ユニットに供給される非圧縮性流体によって、車輪とフレームとの間の相対移動を規制することができる。よって、空気ばねの任意のストローク位置にて規制ユニットに非圧縮性流体を供給すれば、そのストローク位置で車輪とフレームとの間の相対移動を規制することができる。したがって、任意の高さで車両の上下動を抑制することができる。
【図面の簡単な説明】
【００１０】
【図１】（ａ）は、懸架装置が適用される車両の正面図であり、（ｂ）は、図１（ａ）における側面図であり、（ｃ）は、図１（ｂ）における懸架装置の拡大図である。
【図２】本発明の実施の形態に係る懸架装置の側面図である。
【図３】本発明の実施の形態に係る懸架装置における空気ばねユニットの構成図である。
【図４】（ａ）及び（ｂ）は、懸架装置の作用を説明する図であり、通常の懸架状態を示す図である。
【図５】（ａ）及び（ｂ）は、懸架装置の作用を説明する図であり、車両のベッセルが上昇した状態を示す図である。
【図６】（ａ）及び（ｂ）は、懸架装置の作用を説明する図であり、車両のベッセルが下降した状態を示す図である。
【図７】本発明の実施の形態に係る懸架装置をカーゴ車に適用した場合について説明する図である。
【発明を実施するための形態】
【００１１】
以下、図面を参照して、本発明の実施の形態に係る懸架装置１００について説明する。
【００１２】
まず、図１を参照して、懸架装置１００が搭載される車両１について説明する。
【００１３】
車両１は、運転者が搭乗するキャブ２と、キャブ２の後方のフレーム３に設置された昇降可能なベッセル４とを備えるダンプカーである。車両１は、前輪を構成する一対の車輪６と、後輪を構成する二対の車輪７とを有する。車両１は、各々の車輪７を懸架する懸架装置１００を備える。図１では、車両１における最後方の車輪７の懸架装置１００のみを図示しているが、もう一方の車輪７にも懸架装置１００が設けられる。
【００１４】
ベッセル４は、その最後部を支点として回転運動可能な金属製の荷台である。ベッセル４は、運転者の操作によって油圧を利用して昇降する。
【００１５】
図１（ｂ）に示すように、車両１では、ベッセル４に積載された積荷５を降ろすときに、ベッセル４を上昇させる。ベッセル４が上昇した状態では、車両１における重心位置が高くなる。そのため、ベッセル４が上昇した状態で車両１が左右に揺れると（図１（ａ）参照）、車両１が不安定になるおそれがある。そこで、懸架装置１００を以下のように構成して、車両１の上下動に起因する横揺れを抑制している。
【００１６】
次に、図２を参照して、懸架装置１００の構成について説明する。
【００１７】
懸架装置１００は、トレーリングアーム式のエアサスペンション装置である。図２において、左側が車両１の前方である。懸架装置１００は、フレーム３から下方に延びるハンガーブラケット１１と、ハンガーブラケット１１に支持される片持ちのロアアーム１２と、フレーム３に支持される片持ちのアッパーアーム１３と、ロアアーム１２及びアッパーアーム１３を介してフレーム３に支持され後輪車軸７ａと一体に設けられるサスペンションビーム１４とを備える。
【００１８】
ハンガーブラケット１１は、逆三角形状に形成され、底辺側の一端１１ａがフレーム３に固定され、頂点側の他端１１ｂがフレーム３の下方に位置するものである。
【００１９】
ロアアーム１２は、ハンガーブラケット１１の他端１１ｂに一端１２ａが支持される。ロアアーム１２は、ハンガーブラケット１１に支持された一端１２ａを中心として、他端１２ｂが円弧運動可能に設けられる。
【００２０】
アッパーアーム１３は、ロアアーム１２と略平行に設けられる。アッパーアーム１３は、一端１３ａがフレーム３に支持される。アッパーアーム１３は、フレーム３に支持された一端１３ａを中心として、他端１３ｂが円弧運動可能に設けられる。
【００２１】
サスペンションビーム１４は、ロアアーム１２の他端１２ｂとアッパーアーム１３の他端１３ｂとによって支持される。サスペンションビーム１４は、ロアアーム１２とアッパーアーム１３との円弧運動に伴って上下動可能に設けられる。これにより、後輪車軸７ａに連結される車輪７は、ロアアーム１２及びアッパーアーム１３の円弧運動によって、フレーム３に対して上下動可能となる。
【００２２】
懸架装置１００は、フレーム３と車輪７との間に配設され上下動を緩衝する空気ばねユニット２０と、空気ばねユニット２０と並列に設けられ上下動を減衰するショックアブソーバ１５とを備える。
【００２３】
空気ばねユニット２０は、サスペンションビーム１４の前後両端に各々設けられる。つまり、一対の空気ばねユニット２０が、後輪車軸７ａの前後に設けられる。空気ばねユニット２０は、フレーム３とサスペンションビーム１４との間に挟まれて支持され、その弾性力によってフレーム３とサスペンションビーム１４との間の上下動を緩衝する。空気ばねユニット２０については、図３を参照しながら後で詳しく説明する。
【００２４】
ショックアブソーバ１５は、一端１５ａがフレーム３に固定され、他端１５ｂがサスペンションビーム１４に固定される。これにより、ショックアブソーバ１５は、フレーム３とサスペンションビーム１４との間の上下動を減衰する。
【００２５】
次に、図３を参照して、空気ばねユニット２０について説明する。
【００２６】
空気ばねユニット２０は、流体ばねとしての空気ばね３０と、車輪７とフレーム３との間の相対移動を規制する規制ユニット４０とを備える。ここでは、圧縮性流体として空気を用いるが、他の圧縮性流体であってもよい。
【００２７】
空気ばね３０は、車輪７を支持するサスペンションビーム１４とフレーム３との間に設けられ、供給される圧縮空気によってばね定数を調整可能なスリーブ型のものである。空気ばね３０は、有底の円筒状に形成されるピストン３１と、ピストン３１の開口部を覆うダイヤフラム３２と、ダイヤフラム３２の上部に固定されるトッププレート３４とを備える。空気ばね３０には、ピストン３１の内部からダイヤフラム３２の内部にかけて、第一流体室としての流体室３３が画成される。
【００２８】
ピストン３１は、金属などの剛体によって形成される。ピストン３１は、底部３１ａがサスペンションビーム１４に固定される。ピストン３１の上端には、上方に向かって開口する開口部３１ｂが形成される。
【００２９】
ダイヤフラム３２は、ゴムなどの弾性体によって袋状に形成される。ダイヤフラム３２は、ピストン３１の開口部３１ｂを覆って閉塞するように形成される。ダイヤフラム３２は、最下部が内側に折り返され、ピストン３１における開口部３１ｂの外周に固定される。これにより、ピストン３１が、ダイヤフラム３２に対して上下に伸縮可能となる。
【００３０】
流体室３３には、ポンプ（図示省略）によって圧縮されたサージタンク（図示省略）に溜められた圧縮空気が供給されて充填される。また、流体室３３に充填された圧縮空気は、バルブ（図示省略）を開放することによって、大気開放可能である。
【００３１】
トッププレート３４は、フレーム３に当接して固定される（図２参照）。これにより、空気ばね３０は、サスペンションビーム１４とフレーム３との間で、その弾性力によってフレーム３を支持することとなる。
【００３２】
規制ユニット４０は、空気ばね３０と並列に設けられ、非圧縮性流体である水が供給されることによって伸長して車輪７とフレーム３との間の相対移動を規制可能である。ここでは、非圧縮性流体として水を用いるが、他の非圧縮性流体であってもよい。
【００３３】
規制ユニット４０は、三段に形成される略円柱状のベローズ４１と、ベローズ４１の上部に固定される支持部材４２と、ベローズ４１内部に水を給排する給排装置５０とを備える。
【００３４】
ベローズ４１は、ゴムなどの弾性体によって袋状に形成される。ベローズ４１の内部には、第二流体室としての流体室４１ａが画成される。ベローズ４１は、水が補給されることによって流体室４１ａの容積が拡大されると、伸長して高さが高くなる。ベローズ４１は、充填されていた水が排出されることによって流体室４１ａの容積が縮小されると、収縮して高さが低くなる。このように、ベローズ４１は、流体室４１ａが水の給排によって拡縮することよって伸縮し、その高さが変化するものである。
【００３５】
支持部材４２は、ベローズ４１の上部に固定される円柱状のブッシュである。支持部材４２は、ゴムや金属などの剛性を有する材質で形成される。支持部材４２は、ベローズ４１が伸縮することに伴って上下に移動する。支持部材４２は、ベローズ４１が伸長することによって、トッププレート３４に当接可能である。
【００３６】
支持部材４２を設けずに、その分だけベローズ４１の最大高さを高く形成することも可能であるが、支持部材４２が設けられることによって、ベローズ４１の最大高さが抑制され、流体室４１ａの容積が小さく抑えられる。これにより、車両１に搭載する水の体積が抑えられ、重量の増加を防止できる。
【００３７】
給排装置５０は、水が溜められるタンク５１と、水を圧縮して吐出するポンプ５２と、水の移動方向を切り換えるためのバルブ５３とを備える。
【００３８】
タンク５１は、水を溜めておく容器である。車両１にタンク５１を搭載せずに、車外の水源から水を導入するようにしてもよい。
【００３９】
ポンプ５２は、タンク５１に溜められた水を流体室４１ａに圧送するものである。ポンプ５２は、通路５５を介してタンク５１の水を吸い込み、吸い込んだ水を通路５４に吐出し、流体室４１ａに圧送する。
【００４０】
バルブ５３は、ポンプ５２によって吐出された水を流体室４１ａに導く第一ポジションと、水の流れを不可能にする第二ポジションと、流体室４１ａ内の水を流路５６を介してタンク５１に導く第三ポジションとの三つのポジションを有する切換弁である。バルブ５３は、運転者のスイッチ操作によって電気や油圧などで切り替えられる。バルブ５３は、運転者によって直接切り換えられる手動弁であってもよい。
【００４１】
以下、図４から図６を参照して、懸架装置１００の作用について説明する。
【００４２】
まず、図４を参照して、走行中など車両１が通常の懸架状態にある場合について説明する。
【００４３】
図４（ａ）に示すように、走行中など通常の懸架状態においては、空気ばねユニット２０は、図４（ｂ）に示す状態である。
【００４４】
空気ばね３０は、流体室３３に圧縮空気が充填されて圧力が高くなり、ダイヤフラム３２がピストン３１から上方に伸長した状態である。
【００４５】
規制ユニット４０は、流体室４１ａ内に水が充填されておらず、ベローズ４１が収縮した状態である。このとき、ポンプ５２は作動しておらず、バルブ５３は水の流れを不可能にする第三ポジションに切り換えられている。
【００４６】
ベローズ４１が収縮していることによって支持部材４２は最下部まで下降しており、支持部材４２とトッププレート３４との間には間隔が開いている。このときの支持部材４２とトッププレート３４との間の間隔は、走行中の空気ばね３０の最大ストロークと比べて大きくなるように設定される。
【００４７】
よって、例えば、車両１が段差を乗り越えるような場合には、空気ばね３０が伸縮し、段差を緩衝することが可能である。
【００４８】
次に、図５を参照して、車両１のベッセル４が上昇した状態について説明する。
【００４９】
図５（ａ）に示すように、積荷５を降ろすためにベッセル４を上げた状態では、ベッセル４と積載された積荷５とが高い位置に移動することによって、車両１の重心位置が高くなる。そのため、横揺れが生じて車両１が不安定になるおそれがある。そこで、空気ばねユニット２０を、図５（ｂ）に示す状態にする。
【００５０】
空気ばね３０は、流体室３３に圧縮空気が充填されて圧力が高くなり、ダイヤフラム３２がピストン３１から上方に伸長した状態である。空気ばね３０は、図４（ｂ）に示す通常の走行状態と同じ状態である。
【００５１】
規制ユニット４０では、ポンプ５２が作動し、バルブ５３はポンプ５２から吐出された水を流体室４１ａに導く第一ポジションに切り換えられ、流体室４１ａ内に水が圧送される。流体室４１ａ内には水が充填され、ベローズ４１は上方へと伸長する。これにより、支持部材４２は上方へと移動することとなる。
【００５２】
ベローズ４１が完全に伸長して支持部材４２がトッププレート３４に当接すると、ポンプ５２の作動が停止されるとともに、バルブ５３は水の流れを不可能にする第三ポジションに切り換えられる。これにより、ベローズ４１の高さが固定され、支持部材４２はトッププレート３４を介してフレーム３に当接した状態で固定される。流体室４１ａに充填された水は非圧縮性流体であるため、フレーム３から支持部材４２をベローズ４１に向けて押し戻すような力が作用しても、ベローズ４１は収縮せず、支持部材４２が押し戻されることはない。
【００５３】
したがって、規制ユニット４０の流体室４１ａに水が供給されることによって、車輪７とフレーム３との間の上下動を固定することができる。よって、空気ばね３０がどのストローク位置にあっても、その状態で流体室４１ａに水を充填すれば、そのときのストローク位置にて空気ばね３０を固定することができる。したがって、任意の高さで車両１の上下動を抑制することができる。
【００５４】
なお、車両１は、この状態のまま走行することも可能である。よって、例えば、車両１が微速で前進しながら積荷５を降ろすようなことも可能である。
【００５５】
次に、図６を参照して、ベッセル４に積載されていた積荷５を降ろした後で、ベッセル４を下げた状態について説明する。
【００５６】
図６（ａ）に示すように、ベッセル４を下げた後には、規制ユニット４０の流体室４１ａに充填された水を抜く必要があるため、空気ばねユニット２０を、図６（ｂ）に示す状態にする。
【００５７】
空気ばね３０は、バルブ（図示省略）が開放されることによって、流体室３３内の圧縮空気が大気開放される状態となる。この状態で、フレーム３から車両１の重量がかかることによって流体室３３内の空気が抜け、流体室３３の圧力が低くなってダイヤフラム３２が収縮する。これにより、トッププレート３４がピストン３１に向けて下降する。
【００５８】
規制ユニット４０では、バルブ５３が流体室４１ａ内の水を流路５６を介してタンク５１に導く第三ポジションに切り換えられる。これにより、流体室４１ａ内の水がタンク５１に戻れる状態となる。この状態で、トッププレート３４がピストン３１に向けて下降することによって、支持部材４２がトッププレート３４によって押し下げられる。これにより、流体室４１ａ内の水が抜かれてタンク５１に戻され、流体室４１ａ内の圧力が低くなってベローズ４１が収縮する。よって、支持部材４２は最下部まで下降することとなる。
【００５９】
流体室４１ａ内の水が完全に抜けてベローズ４１が収縮したら、サージタンク（図示省略）に溜められた圧縮空気が再び流体室３３に充填される。これにより、ダイヤフラム３２は伸長して、図４（ｂ）に示す状態に戻ることとなる。
【００６０】
なお、流体室４１ａ内の水をタンク５１に戻すのではなく、バルブ（図示省略）を開くことによって外部に排出するようにしてもよい。このようにして、普段は車両１に水を搭載せず、必要な場合にのみタンク５１に水を補給して利用することも可能である。この場合、走行中の車両１の重量が抑えられ、燃費を向上することが可能である。
【００６１】
以上の実施の形態によれば、以下に示す効果を奏する。
【００６２】
規制ユニット４０の流体室４１ａに水が供給されることによって、車輪７とフレーム３との間の上下動を固定することができる。よって、空気ばね３０がどのストローク位置であっても、その状態で流体室４１ａに水を充填すれば、そのときのストローク位置にて空気ばね３０を固定することができる。したがって、任意の高さで車両１の上下動を抑制することができる。
【００６３】
以下、図７を参照して、懸架装置１００を、カーゴ車１０１に適用した場合について説明する。
【００６４】
カーゴ車１０１は、フレーム３の上部に箱型のカーゴ１０４が搭載される車両である。カーゴ車１０１は、カーゴ１０４の後端部に設けられる扉１０５が開くことによって荷物の搬出入が可能である。カーゴ車１０１は、流通センターなどの積降台２００にカーゴ１０４の後端部が望むように停車し、扉１０５が開かれて荷物の搬出入が可能となる。
【００６５】
積降台２００は、カーゴ１０４の高さと同等の高さに形成されており、台車やフォークリフトなどを利用してカーゴ１０４内に荷物を搬入したり、カーゴ１０４内の荷物を搬出したりする。
【００６６】
カーゴ車１０１は、カーゴ１０４の高さを検出するハイトセンサ（図示省略）を備え、空気ばね３０の圧縮空気を、電子制御によってカーゴ１０４の高さに応じて給排する。これにより、カーゴ車１０１では、カーゴ１０４の高さが常に一定になるように制御している。
【００６７】
具体的には、カーゴ１０４内に荷物を搬入する場合には、搬入された荷物の重量の分だけ空気ばね３０が圧縮されてダイヤフラム３２が収縮するため、カーゴ１０４の高さが低くなることとなる。カーゴ１０４の高さが低くなると、積降台２００との間に段差ができ、荷物の搬出入がしにくくなるおそれがある。
【００６８】
そこで、サージタンクに溜められた圧縮空気を流体室３３内に圧送することで、空気ばね３０のばね定数を大きくし、カーゴ１０４を上昇させる。これにより、カーゴ１０４を荷物が搬入される前のもとの高さに調整している。
【００６９】
一方、カーゴ１０４内の荷物を搬出する場合には、搬出された荷物の重量の分だけ空気ばね３０のダイヤフラム３２が伸長するため、カーゴ１０４の高さが高くなる。この場合にも、積降台２００との間に段差ができ、荷物の搬出入がしにくくなるおそれがある。
【００７０】
そこで、バルブを開いて流体室３３内の圧縮空気の一部を大気開放することによって、空気ばね３０のばね定数を小さくし、カーゴ１０４を下降させる。これにより、カーゴ１０４を荷物が搬出される前のもとの高さに調整している。
【００７１】
以上のように、カーゴ車１０１では、空気ばね３０への圧縮空気の給排によってカーゴ１０４の高さを調整している。
【００７２】
しかしながら、例えば、カーゴ１０４の中にフォークリフトが入って荷物を搬入するような場合には、フォークリフトの出入りによって重量が激しく増減する。荷物の搬出入の際にはカーゴ車１０１のエンジンは停止しているため、サージタンク内の圧縮空気を増やすことはできない。よって、カーゴ１０４の重量の増減が激しくなると、サージタンク内に溜められた圧縮空気では足りなくなるおそれがある。
【００７３】
そこで、カーゴ車１０１では、荷物の搬出入を行う際に、規制ユニット４０の流体室４１ａに水を充填し、支持部材４２を上昇させることによって、車輪７とフレーム３との間の上下動を固定するようにする。これにより、荷物の搬出入の際に重量が激しく増減しても、カーゴ１０４の高さは変化しないこととなる。よって、空気ばね３０における流体室３３内の圧縮空気を給排する必要がなくなる。
【００７４】
したがって、カーゴ１０４の高さの調整のためにサージタンク内の圧縮空気が大量に消費されて圧縮空気が足りなくなることを防止することができる。
【００７５】
本発明は上記の実施の形態に限定されずに、その技術的な思想の範囲内において種々の変更がなしうることは明白である。
【００７６】
例えば、規制ユニット４０における流体室４１ａ内に充填される非圧縮性流体として、オイルを用いてもよい。このオイルとしては、例えば、ベッセル４を昇降させるための油圧装置に用いられるオイルや、エンジンの潤滑用に用いられるオイルなど、車両１に搭載されるオイルが流用可能である。
【産業上の利用可能性】
【００７７】
本発明の懸架装置は、ダンプカーやカーゴ車など様々な態様の車両における懸架装置として利用することができる。
【符号の説明】
【００７８】
１００  懸架装置
１      車両
３      フレーム
７      車輪
１１    ハンガーブラケット
１４    サスペンションビーム
２０    空気ばねユニット
３０    空気ばね
３２    ダイヤフラム
３３    流体室（第一流体室）
４０    規制ユニット
４１    ベローズ
４１ａ  流体室（第二流体室）
４２    支持部材
５０    給排装置
【図１】
2012101738.tif 000003
【図２】
2012101738.tif 000004
【図３】
2012101738.tif 000005
【図４】
2012101738.tif 000006
【図５】
2012101738.tif 000007
【図６】
2012101738.tif 000008
【図７】
2012101738.tif 000009