(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
上下一対のピストン部の相互間にエアベローズにより空気室を画成し、該空気室内における何れか一方のピストン部に上下方向に筒形を成すバッファラバーを装着し、他方のピストン部にエアベローズの所定変位量以上の収縮時にバッファラバーの先端部に圧接して中心孔を閉塞し得るよう圧接部を設け、前記一方のピストン部にバッファラバーの中心孔を通して空気室を外部に開放し得るようオリフィスを穿設し、該オリフィスを介して空気室をサージタンクに連通せしめ、しかも、バッファラバーの先端部における周方向複数箇所に切欠き溝を設け、バッファラバーの先端部と圧接部との初期圧接時に前記切欠き溝を介し空気室とサージタンクとの僅かな連通状態を確保し且つ更なる圧接部の押圧によりバッファラバーの先端部が押し潰された時に空気室とサージタンクとの間の通気を完全に遮断し得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】
バッファラバーが装着される一方のピストン部の内部にサージタンクを形成したことを特徴とする請求項１に記載のエアスプリング装置。
【請求項３】
バッファラバーが装着される一方のピストン部に前記バッファラバーの基端部に内嵌して該基端部を固定する突起部を設けたことを特徴とする請求項１又は２に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】
本発明はエアスプリング装置に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
バスやトラック等の大型車両には、その車軸とシャシフレームとの間に介装されるサスペンションとしてエアスプリング装置を使用したものがあり、特にトラックの場合には、そのキャブをシャシフレーム上に支持するサスペンションとしてエアスプリング装置を使用したものもある。
【０００３】
この種のエアスプリング装置は、空気の弾性をスプリングとして利用したものであるため、作動空気の容量に応じバネ定数が増減して乗心地や操縦安定性が変化することになるが、この乗心地と操縦安定性との関係は二律背反の関係となっているので、一定のバネ定数を維持するようにした線形バネ特性で乗心地と操縦安定性とを両立させることは困難である。
【０００４】
即ち、乗心地を優先してバネ定数を下げた場合には、サスペンションとして柔らかくなりすぎて悪路での撓み量が大きくなることで操縦安定性が悪くなり、また、操縦安定性を優先してバネ定数を上げた場合には、サスペンションとして硬くなりすぎて良路でのソフトな乗心地が得られなくなってしまうからである。
【０００５】
このため、エアスプリング装置の空気室をサージタンクと接続し、その接続流路の途中に配した電磁弁をコンピュータにより制御し、電磁弁を開くことで空気室とサージタンクとを連通させて作動空気の容量を増大させ、これによりバネ定数を下げて柔らかめのスプリングとしたり、電磁弁を閉じることで空気室とサージタンクとの間を遮断して作動空気の容量を減少させ、これによりバネ定数を上げて硬めのスプリングとしたりすることができる容量可変式のエアスプリング装置が既に提案されている。
【０００６】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、斯かる従来の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高価な構成要素を必要とするので、装置全体の製造コストが高騰するという問題があった。
【０００７】
本発明は、多くの高価な構成要素を要することなく安価な製造コストで実施し得るようにした容量可変式のエアスプリング装置を提供することを目的としている。
【０００８】
【課題を解決するための手段】
本発明は、上下一対のピストン部の相互間にエアベローズにより空気室を画成し、該空気室内における何れか一方のピストン部に上下方向に筒形を成すバッファラバーを装着し、他方のピストン部にエアベローズの所定変位量以上の収縮時にバッファラバーの先端部に圧接して中心孔を閉塞し得るよう圧接部を設け、前記一方のピストン部にバッファラバーの中心孔を通して空気室を外部に開放し得るようオリフィスを穿設し、該オリフィスを介して空気室をサージタンクに連通せしめ、しかも、バッファラバーの先端部における周方向複数箇所に切欠き溝を設け、バッファラバーの先端部と圧接部との初期圧接時に前記切欠き溝を介し空気室とサージタンクとの僅かな連通状態を確保し且つ更なる圧接部の押圧によりバッファラバーの先端部が押し潰された時に空気室とサージタンクとの間の通気を完全に遮断し得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、に係るものである。
【０００９】
而して、良路走行時等における所定変位量を超えない比較的小さな変位量でのエアベローズの拡縮にあっては、バッファラバーの先端部と圧接部とが接触しないので、空気室とサージタンクとの間がバッファラバーの中心孔及びオリフィスを通して常に連通状態となることで作動空気の容量が大きなまま保持され、これにより低いバネ定数が維持されて柔らかめのスプリングとなることでソフトな乗心地が得られる。
【００１０】
これに対し、悪路走行時等における所定変位量以上の大きな変位量でのエアベローズの拡縮にあっては、該エアベローズの所定変位量以上の収縮時に圧接部がバッファラバーの先端部に圧接して中心孔を閉塞するので、空気室とサージタンクとの間が遮断されて作動空気の容量が空気室だけの容量まで小さくなり、バネ定数が高められて硬めのスプリングとなることで過剰な撓みが抑えられ、これにより良好な操縦安定性が維持されることになる。
【００１１】
この際、バッファラバーの先端部における周方向複数箇所には切欠き溝が設けられているので、バッファラバーの先端部と圧接部との初期圧接時に前記切欠き溝を介し空気室とサージタンクとの僅かな連通状態が確保され、更なる圧接部の押圧によりバッファラバーの先端部が押し潰された時に空気室とサージタンクとの間の通気が完全に遮断されることになり、バネ定数が三段階に変化するような非線形バネ特性が発揮される。
【００１２】
また、本発明において、空気室に連通されるサージタンクは、例えば、バッファラバーが装着される一方のピストン部の内部に形成することが可能である。
【００１３】
更に、本発明においては、バッファラバーが装着される一方のピストン部に前記バッファラバーの基端部に内嵌して該基端部を固定する突起部を設けても良く、このようにすれば、バッファラバーを簡単に且つ確実に固定して装着することが可能となる。
【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及び図２は本発明を実施する形態の一例を示すもので、トラックのキャブをシャシフレームに支持せしめるエアスプリング装置の場合を例示しており、キャブ側に取り付けられた上部ピストン１と、シャシフレーム側に取り付けられた下部ピストン２との間にエアベローズ３が介装され、該エアベローズ３により空気室４が画成されるようになっている。
【００１６】
そして、この空気室４内における下部ピストン２側には、中央の突起部５を取り囲むように管状溝６が形成されており、上下方向に筒形を成すバッファラバー７が基端部を前記突起部５に嵌合されて起立装着されており、これに対峙する空気室４内の上部ピストン１側には、エアベローズ３が所定変位量δ以上収縮した時に前記バッファラバー７の先端部に圧接して中心孔８を閉塞し得るよう下方向きに凸形を成す圧接部９が設けられている。
【００１７】
また、下部ピストン２の内部には、作動空気の補助タンクを成すサージタンク１０が形成されており、該サージタンク１０と前記バッファラバー７の中心孔８との間がオリフィス１１を介して連通するようになっている。
【００１８】
尚、上部ピストン１の適宜位置には、空気室４内に作動空気を給排するための空気給排口１２が設けられており、この空気給排口１２はレベリングバルブ等を介し図示しないエアタンクへと繋がるようにしている。
【００１９】
しかも、ここに図示する例においては、バッファラバー７の先端部における周方向複数箇所に切欠き溝１３を設け、バッファラバー７の先端部と圧接部９との初期圧接時に前記切欠き溝１３を介し空気室４とサージタンク１０との僅かな連通状態を確保し且つ更なる圧接部９の押圧によりバッファラバー７の先端部が押し潰された時に空気室４とサージタンク１０との間の通気を完全に遮断し得るように構成してある。
【００２０】
而して、このように構成したエアスプリング装置において、良路走行時等における所定変位量δを超えない比較的小さな変位量でのエアベローズ３の拡縮にあっては、バッファラバー７の先端部と圧接部９とが接触しないので、空気室４とサージタンク１０との間がバッファラバー７の中心孔８及びオリフィス１１を通して常に連通状態となることで作動空気の容量が大きなまま保持され、これにより低いバネ定数が維持されて柔らかめのスプリングとなることでソフトな乗心地が得られる。
【００２１】
これに対し、悪路走行時等における所定変位量δ以上の大きな変位量でのエアベローズ３の拡縮にあっては、該エアベローズ３の所定変位量δ以上の収縮時に圧接部９がバッファラバー７の先端部に圧接して中心孔８を閉塞するので、空気室４とサージタンク１０との間が遮断されて作動空気の容量が空気室４だけの容量まで小さくなり、バネ定数が高められて硬めのスプリングとなることで過剰な撓みが抑えられ、これにより良好な操縦安定性が維持されることになる。
【００２２】
この際、バッファラバー７の先端部における周方向複数箇所には切欠き溝１３が設けられているので、バッファラバー７の先端部と圧接部９との初期圧接時に前記切欠き溝１３を介し空気室４とサージタンク１０との僅かな連通状態が確保され、更なる圧接部９の押圧によりバッファラバー７の先端部が押し潰された時に空気室４とサージタンク１０との間の通気が完全に遮断されることになる。
【００２３】
図３は本形態例のエアスプリング装置のバネ特性に関するグラフで、上下方向に加わる荷重（縦軸）と、その時の変位量（横軸）との関係を示したものであり、バッファラバー７の先端部に圧接部９が接触する所定変位量δまでは、低いバネ定数が維持されて荷重変化に対し変位量が比較的大きいのに対し、バッファラバー７の先端部に圧接部９が接触した時点（図３中のラバーコンタクト点）からは、バネ定数が高められて荷重変化に対し変位量が小さくなり、特にバッファラバー７の先端部が押し潰されて切欠き溝１３の圧縮により空気室４とサージタンク１０との間の通気が完全に遮断された時点（図３中の切欠き溝の圧縮点）からは、更にバネ定数が高められて荷重変化に対し変位量がより一層小さくなり、バネ定数が三段階に変化するような非線形のバネ特性が発揮されるようになっている。尚、説明の便宜上、この図３のグラフには、バッファラバー７自体のバネ定数を含めていない。
【００２４】
従って、上記形態例によれば、所定変位量δを超えないうちは作動空気の容量を大きく保持してバネ定数を低く維持し、所定変位量δ以上の変位が生じた時に作動空気の容量を小さくしてバネ定数を高めるようにした非線形のバネ特性を有する容量可変式のエアスプリング装置を、多くの高価な構成要素を要することなく比較的簡単な構造にて実現することができ、その製造コストを従来より大幅に削減することができる。
【００２５】
しかも、バッファラバー７の先端部における周方向複数箇所に切欠き溝１３を設けた構成を採用したことにより、バッファラバー７の先端部と圧接部９との初期圧接時に前記切欠き溝１３を介し空気室４とサージタンク１０との僅かな連通状態を確保することができ、更なる圧接部９の押圧によりバッファラバー７の先端部が押し潰された時に空気室４とサージタンク１０との間の通気を完全に遮断することができるので、バネ定数が三段階に変化するような非線形のバネ特性を設定することができる。
【００２６】
更に、特に本形態例においては、下部ピストン２部にバッファラバー７の基端部に内嵌して該基端部を固定する突起部５を設けているので、バッファラバー７を簡単に且つ確実に固定して装着することができる。
【００２７】
尚、本発明のエアスプリング装置は、上述の形態例にのみ限定されるものではなく、トラックのキャブをシャシフレーム上に支持するサスペンションとして使用する以外に、車軸とシャシフレームとの間に介装されるサスペンションとして使用するようにしても良いこと、更に、図示とは天地を逆にして上側のピストン部にバッファラバーを装着するようにしても良いこと、また、サージタンクは必ずしも一方のピストン部の内部に形成しなくても良く、各ピストン部から離間した位置に別途装備させるようにしても良いこと、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。
【００２８】
【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。
【００２９】
（Ｉ）所定変位量を超えないうちは作動空気の容量を大きく保持してバネ定数を低く維持し、所定変位量以上の変位が生じた時に作動空気の容量を小さくしてバネ定数を高めるようにした非線形のバネ特性を有する容量可変式のエアスプリング装置を、多くの高価な構成要素を要することなく比較的簡単な構造にて実現することができ、その製造コストを従来より大幅に削減することができる。
【００３０】
（ＩＩ）バッファラバーの先端部における周方向複数箇所に切欠き溝を設けた構成を採用したことにより、バッファラバーの先端部と圧接部との初期圧接時に前記切欠き溝を介し空気室とサージタンクとの僅かな連通状態を確保することができ、更なる圧接部の押圧によりバッファラバーの先端部が押し潰された時に空気室とサージタンクとの間の通気を完全に遮断することができるので、バネ定数が三段階に変化するような非線形のバネ特性を設定することができる。
【００３１】
（ＩＩＩ）バッファラバーが装着される一方のピストン部に前記バッファラバーの基端部に内嵌して該基端部を固定する突起部を設けた構成を採用すれば、バッファラバーを簡単に且つ確実に固定して装着することができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】  本発明を実施する形態の一例を示す断面図である。
【図２】  図１のバッファラバーの斜視図である。
【図３】  図１のエアスプリング装置のバネ特性を示すグラフである。
【符号の説明】
１  上部ピストン（ピストン部）
２  下部ピストン（ピストン部）
３  エアベローズ
４  空気室
５  突起部
７  バッファラバー
８  中心孔
９  圧接部
１０  サージタンク
１１  オリフィス
１３  切欠き溝
δ  所定変位量
【図１】
0004194300.tif 000002
【図２】
0004194300.tif 000003
【図３】
0004194300.tif 000004