(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
エア給排口よりエアが給排される第一室を形成する伸縮可能なエアベローズと、前記第一室に連通部を介して連通するよう第二室を形成するタンクと、前記エアベローズの内部に設けられてエアベローズの伸縮により連通部を塞ぎ得る閉止部材とを備え、
前記閉止部材は、鉛直線上に延在するゴム部と、連通部に向かうようゴム部の端に位置するラバーリングとを備え、
前記閉止部材が連通部を塞いだ際には容積を第一室のみにしてバネ定数を上げ、続いて閉止部材を圧縮した際にはラバーリングを圧縮してバネ定数を一定にし、更に閉止部材を圧縮した際にはゴム部を圧縮して非線形のバネ特性によりバネ定数を非線形で上昇させるように構成したことを特徴とするエアスプリング装置。
【請求項２】
第二室を形成するタンクを、エアベローズの下部に形成されるロアタンクとした請求項１記載のエアスプリング装置。
【請求項３】
第二室を形成するタンクを、エアベローズと離間して形成されるサージタンクとした請求項１記載のエアスプリング装置。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、容量を可変してバネ定数を変化させるエアスプリング装置に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
従来、バス、大型トラック、高級乗用車等の車両の中には、容積可変のエアスプリング装置を採用するものがあり、容積可変のエアスプリング装置は、エアチャンバーと補助タンクを連通する電磁弁を、コンピュータにより制御し、荷重が小さい場合には、電磁弁を開くことによりエアチャンバーと補助タンクとを連通してエアスプリングとしての容積を増大させ、バネ定数を下げて柔らかめのスプリングとしており、荷重が大きい場合には、電磁弁を閉じることによりエアチャンバーと補助タンクとの連通を塞いでエアスプリングとしての容積を低減させ、バネ定数を高めて硬めのスプリングとしている。
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、このようなエアスプリング装置では、コンピュータ、電磁弁、各種のセンサ等の多くの部材を必要とするので、製造コストが嵩むという問題があった。又、エアスプリング装置は、路面からのショックを吸収するよう所定のストローク量が必要であるため、荷台の床高さが所定高さ以上になり、商業車やトラック等の荷台の容積が著しく制限されるという問題があった。
【０００４】
本発明は、単純な構造で容積を可変し且つストローク量を低減するエアスプリング装置を提供することを目的とするものである。
【０００５】
【課題を解決するための手段】
本発明のエアスプリング装置は、エア給排口よりエアが給排される第一室を形成する伸縮可能なエアベローズと、前記第一室に連通部を介して連通するよう第二室を形成するタンクと、前記エアベローズの内部に設けられてエアベローズの伸縮により連通部を塞ぎ得る閉止部材とを備え、
前記閉止部材は、鉛直線上に延在するゴム部と、連通部に向かうようゴム部の端に位置するラバーリングとを備え、
前記閉止部材が連通部を塞いだ際には容積を第一室のみにしてバネ定数を上げ、続いて閉止部材を圧縮した際にはラバーリングを圧縮してバネ定数を一定にし、更に閉止部材を圧縮した際にはゴム部を圧縮して非線形のバネ特性によりバネ定数を非線形で上昇させるように構成したものである。
【０００６】
【０００７】
本発明のエアスプリング装置は、第二室を形成するタンクを、エアベローズの下部に形成されるロアタンクとしてもよい。
【０００８】
本発明のエアスプリング装置は、第二室を形成するタンクを、エアベローズと離間して形成されるサージタンクとしてもよい。
【０００９】
エアスプリング装置に所定量までのストローク量が作用した場合には、エアベローズの第一室とタンクの第二室との連通部を開放してエアスプリングとしての容積を増大させ、バネ定数を下げて柔らかめのスプリングにする。又、所定量のストローク量が作用した場合には、エアベローズの伸縮により閉止部材が第一室と第二室の連通部を塞いでエアスプリングとしての容積を減少させ、バネ定数を上げて固めのスプリングにする。更に、所定以上のストローク量が作用した場合には、第一室と第二室の連通部を塞ぐ閉止部材を押圧することにより閉止部材のラバーリングを圧縮する。この時、ラバーリングはバネ定数が一定であることによりスプリングのバネ特性は線形となる。
【００１０】
このように、エアベローズの伸縮に伴い閉止部材で第一室と第二室の連通部を開閉するので、エアスプリングとしての容積を可変し得る構成をエアベローズ内の単純な構成にし、結果的に、多くの部材を不要にして製造コストを低減することができる。又、ストローク量が所定量の場合には、閉止部材によって第一室と第二室の連通部を塞ぐことによりバネ定数を上げてエネルギー吸収量を増加させるので、ストローク量を低減することができ、結果的に、商業車やトラック等の荷台の床高さを下げ（低床化し）て荷台の容積を拡大することができる。
【００１１】
閉止部材に、バネ定数が一定のラバーリングを備えると、閉止部材が第一室と第二室の連通部を塞いだ時点からラバーリングが完全に圧縮されるまでの間、一定のバネ定数を維持するので、作用する荷重やストローク量を適切に調整し、乗り心地や振動の低減を制御することができる。
【００１２】
第二室を形成するタンクを、エアベローズの下部に形成されるロアタンクとすると、エアベローズとロアタンクを一体に形成し得るので、車両へのセッティングを容易にすることができる。
【００１３】
第二室を形成するタンクを、エアベローズと離間して形成されるサージタンクとすると、エアベローズとサージタンクとを離間してスペースの狭い場所等に別々に配置し得るので、車両へのセッティングの自由度を高めることができる。
【００１４】
【発明の実施の形態】
以下、本発明の実施の形態を図示例と共に説明する。
【００１５】
図１〜図３は、本発明を実施する形態の第一例を示すものである。
【００１６】
第一例のエアスプリング装置１は、車両のシャシフレーム（図示せず）に下垂するよう配置されるエアベローズ２と、エアベローズ２の下部に形成されると共にリーフスプリング等の部材（図示せず）の上部に位置するロアタンク３とを備えている。
【００１７】
エアベローズ２は、内部に所定容積の第一室Ｖ１を備えて上下方向に伸縮可能に構成されると共に、第一室Ｖ１へエアを給排し得るようレベリングバルブ（図示せず）に接続されるエア給排口４を備えており、ロアタンク３は、第一室Ｖ１の容積より小容量の第二室Ｖ２を備える共に、第一室Ｖ１との境界面となる上板５に連通部のポート６を穿設し、更にロアタンク３の形状を保持するよう上板５と底板７を上下方向に結ぶ支持板８を備え、支持板８の中央にはロアタンク３の内部空間を開放する大孔部８ａを形成している。
【００１８】
又、エアベローズ２の天井板９には、ロアタンク３の上板のポート６と略鉛直線上に位置する閉止部材のバンプラバー１０を設けており、バンプラバー１０は、天井板９から下方へ所定長さに延在する円柱ゴム部１１と、円柱ゴム部１１の下端に位置するラバーリング１２とを備えている。ここで、ラバーリング１２は、周囲面１２ａをポート６に向けるよう内部の中心孔１２ｂを側方へ向けて配置されており、形状及び材質によりバネ定数を一定にしている。
【００１９】
以下、本発明を実施する形態の第一例の作用を説明する。
【００２０】
エアスプリング装置１において、所定量までの荷重やストローク量（０＜δ＜δ１）が作用した場合には、図１に示す如く、バンプラバー１０のラバーリング１２がポート６に接触することなく、ポート６を開放することにより、エアスプリングとしての容積を、第一室Ｖ１と第二室Ｖ２の合計量として増大させ、バネ定数を下げて柔らかめのスプリングにする。ここで、柔らかいスプリングは、良路での乗り心地を向上すると共に、車両の荷台に作用する振動を低減する。
【００２１】
又、所定量の荷重やストローク量（δ＝δ１）が作用した場合には、図２に示す如く、バンプラバー１０の圧縮によりラバーリング１２がポート６を閉じることにより、エアスプリングとしての容積を第一室Ｖ１のみに減少し、バネ定数を上げて硬めのスプリングにする。ここで、硬いスプリングは、悪路での乗り心地を向上すると共に、バス等の段差の乗り降りの際に生じる底付きショック振動を低減する。
【００２２】
更に、所定量から所定範囲までの荷重やストローク量（δ１＜δ≦δ２）が作用した場合には、図３に示す如く、第一室Ｖ１と第二室Ｖ２のポート６を塞ぐバンプラバー１０を押圧することによりラバーリング１２を圧縮しており、エアベローズ２と共にラバーリング１２は、所定量の荷重やストローク量（δ＝δ１）が作用した場合と略同様なバネ定数でスプリングを維持する。
【００２３】
更に又、所定範囲より大きい荷重やストローク量（δ２＜δ）が作用した場合には、バンプラバー１０を更に押圧することによりバンプラバー１０の円柱ゴム部１１を圧縮し、非線形性のバネ特性によりバネ定数を急上昇させ、硬めのスプリングを更に硬くする。
【００２４】
ここで、上記の作用の場合において、ストローク量とバネ定数の関係のグラフを図４で示すと、ストローク量が、所定量（０＜δ＜δ１）までの場合、及び所定量から所定範囲（δ１＜δ≦δ２）までの場合には、バネ定数が略一定であって、ストローク量が所定量（δ＝δ１）の場合（バンプラバー１０がポート６を閉じた場合）には容積可変によりバネ定数が増加することが明らかである。又、ストローク量が、所定範囲より大きい（δ２＜δ）場合にはバネ定数が非線形で急激に増加している。一方、図５は、ストローク量と荷重の関係のグラフを示している。
【００２５】
このように、荷重やストローク量が作用した場合には、荷重やストローク量によりエアベローズ２を伸縮してバンプラバー１０で第一室Ｖ１と第二室Ｖ２のポート６を開閉するので、エアスプリングとしての容積を可変し得る構成を、エアベローズ２内に閉止手段のバンプラバー１０を備えた単純な構成にし、結果的に、コンピュータ、電磁弁、各種のセンサ等の多くの部材を不要にして製造コストを低減することができる。
【００２６】
又、ストローク量が所定量（δ＝δ１）の場合には、バンプラバー１０のラバーリング１２によって第一室Ｖ１と第二室Ｖ２のポート６を塞ぐことによりバネ定数を上げてエネルギー吸収量を増加させるので、ストローク量を低減することができ、結果的に、商業車やトラック等の荷台の床高さを下げ（低床化し）て荷台の容積を拡大することができる。
【００２７】
バンプラバー１０の円柱ゴム部１１に、バネ定数が一定のラバーリング１２を備えると、ラバーリング１２が第一室Ｖ１と第二室Ｖ２のポート６を塞いだ時点からラバーリング１２が完全に圧縮されるまでの間、一定のバネ定数を維持するので、作用する荷重やストローク量を適切に調整し、乗り心地や振動の低減を制御することができる。
【００２８】
第二室Ｖ２を形成するタンクを、エアベローズの下部に形成されるロアタンク３とすると、エアベローズ２とロアタンク３を一体に形成し得るので、車両へのセッティングを容易にすることができる。
【００２９】
【００３０】
【００３１】
【００３２】
図６〜図８は、本発明のエアスプリング装置を実施する形態の第二例を示すものである。なお、図中、図１〜図３と同一の符号を付した部分は同一物を表している。
【００３３】
第二例のエアスプリング装置３１は、車両のシャシフレーム（図示せず）に下垂するよう配置されるエアベロース３２と、エアベロース３２と並列に位置するよう車両のシャシフレーム（図示せず）に配置されるサージタンク３３とを備えている。
【００３４】
エアベロース３２は、内部に所定容積の第一室Ｖ３を備えて上下方向に伸縮可能に構成されると共に、第一室Ｖ３へエアを給排し得るようレベリングバルブ（図示せず）に接続されるエア給排口３４を備えており、エアベロース３２の下部には、リーフスプリング等の部材（図示せず）に接続する密閉のロアタンク３５を設けている。
【００３５】
サージタンク３３は、第一室Ｖ３の容積より小容量の第二室Ｖ４を備えると共に、エアベロース３２のエア給排口３４をサージタンク３３との連通部とするよう、エア給排口３４にサージタンク３３の導出入管３６を接続している。
【００３６】
又、エアベロース３２の下板３７には、連通部のエア給排口３４と略鉛直線上に位置する閉止部材のバンプラバー３８を設けており、バンプラバー３８は、下板３７から上方へ所定長さに延在する円柱ゴム部３９と、円柱ゴム部３９の上端に位置するラバーリング４０とを備えている。ここで、ラバーリング４０は、周囲面４０ａをエア給排口３４に向けるよう内部の中心孔４０ｂを側方へ向けて配置されており、形状及び材質によりバネ定数を一定にしている。
【００３７】
以下、本発明を実施する形態の第二例の作用を説明する。
【００３８】
エアスプリング装置３１において、所定量までの荷重やストローク量が作用した場合には、バンプラバー３８のラバーリング４０がエア給排口３４に接触することなく、エア給排口３４を開放することにより、エアスプリングとしての容積を、第一室Ｖ３と第二室Ｖ４の合計量として増大させ、バネ定数を下げて柔らかめのスプリングにする。ここで、柔らかいスプリングは、良路での乗り心地を向上すると共に、車両の荷台に作用する振動を低減する。
【００３９】
又、所定量の荷重やストローク量が作用した場合には、バンプラバー３８の圧縮によりラバーリング４０がエア給排口３４を閉じることにより、エアスプリングとしての容積を第一室Ｖ３のみに減少し、バネ定数を上げて硬めのスプリングにする。ここで、硬いスプリングは、悪路での乗り心地を向上すると共に、バス等の段差の乗り降りの際に生じる底付きショック振動を低減する。
【００４０】
更に、所定量から所定範囲までの荷重やストローク量が作用した場合には、第一室Ｖ３と第二室Ｖ４のエア給排口３４を塞ぐバンプラバー３８を押圧することによりラバーリング４０を圧縮し、エアベロース３２と共にラバーリング４０が、所定量の荷重やストローク量が作用した場合と略同様なバネ定数でスプリングを維持する。
【００４１】
更に又、所定範囲より大きい荷重やストローク量が作用した場合には、バンプラバー３８を更に押圧することによりバンプラバー３８の円柱ゴム部３９を圧縮し、非線形性のバネ特性によりバネ定数を急上昇させ、硬めのスプリングを更に硬くする。
【００４２】
このように、荷重やストローク量が作用した場合には、第一例と略同様な作用効果を得ることができる。
【００４３】
又、第二室Ｖ４を形成するタンクを、エアベロース３２と離間して形成されるサージタンク３３とすると、エアベロース３２とサージタンク３３とを離間してスペースの狭い場所等に別々に配置し得るので、車両へのセッティングの自由度を高めることができる。
【００４４】
尚、本発明のエアスプリング装置は、上述の実施例にのみ限定されるものではなく、荷重やストローク量は図４、図５に示すものとなるならば、数値は限定されないこと、その他、本発明の要旨を逸脱しない範囲内において種々変更を加え得ることは勿論である。
【００４５】
【発明の効果】
本発明のエアスプリング装置によれば、下記の如き種々の優れた効果を奏し得る。
【００４６】
Ｉ）エアベローズの伸縮に伴い閉止部材で第一室と第二室の連通部を開閉するので、エアスプリングとしての容積を可変し得る構成をエアベローズ内の単純な構成にし、結果的に、多くの部材を不要にして製造コストを低減することができる。又、ストローク量が所定量の場合には、閉止部材によって第一室と第二室の連通部を塞ぐことによりバネ定数を上げてエネルギー吸収量を増加させるので、ストローク量を低減することができ、結果的に、商業車やトラック等の荷台の床高さを下げ（低床化し）て荷台の容積を拡大することができる。
【００４７】
ＩＩ）閉止部材に、バネ定数が一定のラバーリングを備えると、閉止部材が第一室と第二室の連通部を塞いだ時点からラバーリングが完全に圧縮されるまでの間、一定のバネ定数を維持するので、作用する荷重やストローク量を適切に調整し、乗り心地や振動の低減を制御することができる。
【００４８】
ＩＩＩ）第二室を形成するタンクを、エアベローズの下部に形成されるロアタンクとすると、エアベローズとロアタンクを一体に形成し得るので、車両へのセッティングを容易にすることができる。
【００４９】
ＩＶ）第二室を形成するタンクを、エアベローズと離間して形成されるサージタンクとすると、エアベローズとサージタンクとを離間してスペースの狭い場所等に別々に配置し得るので、車両へのセッティングの自由度を高めることができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】  本発明のエアスプリング装置を実施する形態の第一例であって閉止部材がポートを開放する状態を示す概略図である。
【図２】  本発明のエアスプリング装置を実施する形態の第一例であって閉止部材がポートを閉じた状態を示す概略図である。
【図３】  本発明のエアスプリング装置を実施する形態の第一例であって閉止部材のラバーリングは圧縮された状態を示す概略図である。
【図４】  ストローク量とバネ定数の関係を示すグラフである。
【図５】  ストローク量と荷重の関係を示すグラフである。
【図６】  本発明のエアスプリング装置を実施する形態の第二例であって閉止部材がポートを開放する状態を示す概略図である。
【図７】  本発明のエアスプリング装置を実施する形態の第二例であって閉止部材がポートを閉じた状態を示す概略図である。
【図８】  本発明のエアスプリング装置を実施する形態の第二例であって閉止部材のラバーリングは圧縮された状態を示す概略図である。
【符号の説明】
２    エアベローズ
３    ロアタンク（タンク）
４    エア給排口
６    ポート（連通部）
１０    バンプラバー（閉止部材）
１１ ゴム部
１２    ラバーリング
３２    エアベロース
３３    サージタンク（タンク）
３４    エア給排口（連通部）
３８    バンプラバー（閉止部材）
３９ ゴム部
４０    ラバーリング
【図１】
0003893283.tif 000002
【図２】
0003893283.tif 000003
【図３】
0003893283.tif 000004
【図４】
0003893283.tif 000005
【図５】
0003893283.tif 000006
【図６】
0003893283.tif 000007
【図７】
0003893283.tif 000008
【図８】
0003893283.tif 000009