(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
アクスルの左右位置をエアスプリングを介し車体側に懸架したエアサスペンション装置において、左右のエアスプリングに対し夫々の容量を補うサージタンクを、開と閉の二つのポジションを備え且つ弾発体により開ポジションに付勢された連通弁を介して個別に接続し、左右のエアスプリングへのエア供給ラインから常時開のパイロット弁を介して導いたパイロット圧が前記弾発体の付勢力を上回っている時に前記連通弁が閉ポジションに切り換わるように構成すると共に、旋回時にばね下に作用する横力を該横力を要因とするばね下の構成要素の変位又は歪みとして検出する横力検出手段を備え、該横力検出手段により所定以上の横力が検出された時に旋回側のエアスプリングに対応するパイロット弁を閉塞させるように構成したことを特徴とするエアサスペンション装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明はエアサスペンション装置に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
車両の車体はアクスル側からサスペンションを介して弾性支持されているため、旋回時にその反旋回側に向けて遠心力が作用すると、路面と車輪を介して接地しているアクスル側に対し車体側が慣性で横方向に変位し、これにより車両重心にずれが生じて車体が反旋回側へ傾くローリングが発生する。
【０００３】
このため、ローリングの発生に伴い捩じれ変形して復元力によりローリングを抑制するスタビライザを備えることが行われており、一般的には、平面視でコの字形を成すスタビライザバーの両端部をアクスル側に傾動自在に連結し且つその車幅方向に延在する中央部を車体側に傾動自在に連結した形式のものが広く知られている。
【０００４】
即ち、このような形式のスタビライザでは、左右の車輪が同時に上下動した場合にアクスル側に対しスタビライザバーが左右均等に傾動するだけであるが、旋回時に左右の車輪が異なる上下動を成した場合にはスタビライザバーに捩じれモーメントが作用し、その反力で左右の車輪を元に戻すようなアンチローリング効果が得られることになる。
【０００５】
尚、この出願に関連するエアスプリング装置の先行技術文献情報としては、本発明と同じ出願人による下記のものが既に提案されている。
【特許文献１】特開２００３−１９４１２３号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
しかしながら、斯かるスタビライザを用いた従来のローリング抑制手段にあっては、ロール剛性を高める（スタビライザバーの捩じれ変形の剛性を高める）ことでしかアンチローリング効果を向上できなかったため、ローリングを抑え込むためにロール剛性を高めた場合に、サスペンションによる上下のばね定数にスタビライザの上下変位のばね定数が重畳して実質的なばね定数が上がってしまうという不具合があった。
【０００７】
このため、いくら乗心地を改善するべくサスペンションのばね定数を下げても、ローリングを抑え込むためにロール剛性を高めてしまうと、乗心地を効果的に改善することができなくなるという問題があった。
【０００８】
また、車両がトラックなどの運搬車両である場合に、定積載条件で要求されるロール剛性を与えると、空積載条件ではロール剛性が大き過ぎて乗心地が悪くなったり、ツイスト路面などで接地性の悪化（機動性の低下）を招いたりする虞れもあった。
【０００９】
本発明は上述の実情に鑑みてなしたもので、従来のスタビライザの如き大きなロール剛性を必要とせずに良好なアンチローリング効果を得られるようにすることを目的としている。
【課題を解決するための手段】
【００１０】
本発明は、アクスルの左右位置をエアスプリングを介し車体側に懸架したエアサスペンション装置において、左右のエアスプリングに対し夫々の容量を補うサージタンクを、開と閉の二つのポジションを備え且つ弾発体により開ポジションに付勢された連通弁を介して個別に接続し、左右のエアスプリングへのエア供給ラインから常時開のパイロット弁を介して導いたパイロット圧が前記弾発体の付勢力を上回っている時に前記連通弁が閉ポジションに切り換わるように構成すると共に、旋回時にばね下に作用する横力を該横力を要因とするばね下の構成要素の変位又は歪みとして検出する横力検出手段を備え、該横力検出手段により所定以上の横力が検出された時に旋回側のエアスプリングに対応するパイロット弁を閉塞させるように構成したことを特徴とするものである。
【００１１】
而して、このように構成した場合、旋回時に反旋回側に向け遠心力が作用してばね下に横力がかかり、その横力が所定以上となったことが横力検出手段により検出されると、旋回側のエアスプリングに対応するパイロット弁が閉塞されて同側の連通弁に対しパイロット圧が作用しなくなるため、連通弁が弾発体の付勢力により開ポジションに切り替えられて開通し、これによりサージタンク側の容量がエアスプリング側の容量に加算され、作動空気の総量が増えることで旋回側のエアスプリングのばね定数が低下する。
【００１２】
この結果、左右のエアスプリングのばね中心（左右のエアスプリングの合力が作用する位置）が本来の車幅方向中間位置から反旋回側に移動するので、車幅方向における前記ばね中心と車両重心との位置ずれ分に相当するカウンターモーメントアームが生じ、これによりアンチローリングモーメントが作用してローリングモーメントの発生が著しく抑制されることになる。
【００１３】
即ち、旋回時における車体のローリングとは、遠心力によりアクスル側に対し車体側が慣性で反旋回側へ変位し、これにより車両重心が本来の車幅方向中間位置から反旋回側にずれて車体を反旋回側へ傾けるような重力モーメントが発生することで起こるものであるが、この車両重心のずれ位置よりも更に反旋回側に左右のエアスプリングのばね中心を移動させることができれば、これにより発生する重力モーメントはローリングの生成を低減するアンチローリングモーメントとして作用することになる。
【００１４】
しかも、このように連通弁を構成すれば、エアスプリングにかかる上載荷重が軽減されてパイロット圧が下がった際にも、弾発体の付勢力がパイロット圧に打ち勝って連通弁が開ポジションに切り替えられ、左右のエアスプリングがサージタンクと連通されてばね定数が下げられるため、特に車両がトラックなどの運搬車両である場合に、空積載時又は軽積載時における乗心地の悪化を未然に回避することが可能となる。
【００１５】
即ち、エアスプリングは、言わばゴム製の空気袋であって、定積載時には上載荷重により強く押し潰されて膨らんでいるため、空積載時又は軽積載時に上載荷重が軽減されて膨らみが少なくなると、その胴回りが縮径することによりエアスプリングの空気容積が減少し、これに伴いばね定数が上昇（エアスプリングのばね定数は空気容積に反比例）して乗心地が悪化してしまうが、この際に、エアスプリングへのエア供給ラインから導かれるパイロット圧（エアスプリングの内圧と同等）も低下して連通弁が開通するので、空積載時又は軽積載時におけるエアスプリングのばね定数の上昇が回避され、乗心地が良好に維持されることになる。
【００１６】
また、旋回時にばね下に作用する横力を該横力を要因とするばね下の構成要素の変位又は歪みとして検出するようにしているので、
［１］ばね下に横力
［２］ばね下に横加速度
［３］ばね下に横変位
［４］ばね上に横荷重
［５］ばね上に横加速度
［６］ばね上に横変位
［７］ばね上にローリング
という順に現れる一連の事象の中で、実際にばね上にローリングが発生する［７］の段階よりも数段階早い［３］の段階で横力を検出することが可能であり、例えば、一般的なローリング抑制の先行出願等に開示されているような［５］の段階でばね上の横加速度を加速度計等により電気的に検出するような手段と比較しても一層早く挙動変化を捕えることが可能である。
【発明の効果】
【００１７】
上記した本発明のエアサスペンション装置によれば、下記の如き種々の優れた効果を奏し得る。
【００１８】
（Ｉ）本発明の請求項１に記載の発明によれば、従来のスタビライザの如き大きなロール剛性を持たせてローリングを強引に抑え込まなくても、旋回時にばね下に作用する横力を検出して旋回の初期段階から重力モーメントによる自然な反作用を誘発させることで良好なアンチローリング効果を得ることができるので、サスペンションの低ばね定数化による乗心地の改善を支障なく実現することができ、特に車両がトラックなどの運搬車両である場合には、定積載条件で要求されるロール剛性を従来ほど高めなくて済むので、空積載条件でも乗心地の悪化やツイスト路面などでの接地性の悪化（機動性の低下）を回避することができる。
【００１９】
（ＩＩ）本発明の請求項１に記載の発明によれば、特に車両がトラックなどの運搬車両である場合に、空積載時又は軽積載時にエアスプリングの胴回りが縮径して空気容積が減少しても、上載荷重の軽減により連通弁が自動的に開通して左右のエアスプリングがサージタンクと連通するようになっているので、空積載時又は軽積載時における乗心地の悪化を未然に回避することができる。
【００２０】
（ＩＩＩ）本発明の請求項１に記載の発明によれば、旋回時に反旋回側に向け遠心力が作用してばね下に横力がかかり、横力検出手段により所定以上の横力が検出されると直ちにローリングを抑え込む機能が効き始めるので、車体に大きくローリングが発生する前にローリングを抑え込む機能を効かせて該ローリングを効果的に抑制することができ、車体に大きなローリングが発生した後で大きなアンチローリング力が働くことになる従来のスタビライザの場合と比較して旋回時の操縦安定性を大幅に向上することができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００２１】
以下本発明の実施の形態を図面を参照しつつ説明する。
【００２２】
図１はトラックなどの運搬車両に本形態例のエアサスペンション装置を適用した場合を例示しており、図中１はリヤ側のアクスル、２は該アクスル１の左右位置を車体３側に懸架するエアスプリングを示し、ここに図示している例では、左右のエアスプリング２の相互間にサージタンク４が配設され、該サージタンク４と前記各エアスプリング２との間が連通弁５を介して個別に接続されている。
【００２３】
ここで、前記各連通弁５は、各エアスプリング２に作動空気を供給するエア供給ライン６の夫々から分岐してサージタンク４に接続されている連絡ライン７の途中に装備され、開と閉の二つのポジションを備えて弾発体８により開ポジションに付勢されるようになっているが、前記各エア供給ライン６から常時開のパイロット弁９を介して導いたパイロット圧Ｐが前記弾発体８の付勢力を上回っている時には閉ポジションに切り換わるようにしてあり、特に本形態例にあっては、通常の定積載条件でパイロット圧Ｐが弾発体８の付勢力を上回るように設定してある。
【００２４】
また、前記各パイロット弁９も、開と閉の二つのポジションを備えて弾発体１０により開ポジションに付勢されるようになっているが、後述する制御信号１１を入力した時にソレノイド１２が励磁して前記弾発体１０の付勢力に抗し閉ポジションに切り換わるようにしてある。
【００２５】
尚、このパイロット弁９が閉ポジションとなった時には、パイロット圧Ｐが遮断される一方で連通弁５側からの排気は許されるようになっており、連通弁５にパイロット圧Ｐが封止されて該連通弁５が開ポジションに戻り難くなるような不具合が未然に回避されるようにしてある。
【００２６】
しかも、パイロット圧Ｐとして使用される作動空気は、作動する毎に外部へ排出されてしまうので、この排出分を極力小さくするために、パイロット圧Ｐを導く流路にオリフィス１３を設けて作動空気の消費を極力少なくなるようにしてある。
【００２７】
更に、図２は旋回時にばね下に作用する横力を検出する横力検出装置（横力検出手段）の一例を示すもので、ここに図示している例では、アクスル１を横方向に位置決めする目的で車両の左右方向に配置されてアクスル１側と車体３側との間を連結しているラテラルロッド１４に適用したものとなっている。
【００２８】
即ち、ラテラルロッド１４の片方の端部を車体３側に連結するに際し、ばね鋼から成るベンディングプレート１５を介して連結を行い、旋回時にばね下に作用する横力を前記ベンディングプレート１５の撓み変位としてプッシュプルケーブル１６で検出し得るようにした横力検出装置１７としている。
【００２９】
尚、前記ベンディングプレート１５は、その一端側を車体３側のフレーム１８に対しボルト・ナット１９で強固に締結され且つ他端側を所要の撓み変位（図２中の仮想線を参照）を許容し得るようクリアランスを介してボルト・ナット２０により緩く締結されるようになっていて、その長手方向の中間位置にラテラルロッド１４の片方の端部がボルト・ナット２１により連結されるようになっている。
【００３０】
そして、所要の撓み変位を許されているベンディングプレート１５の他端側は、ボルト・ナット２０による締結箇所を超えた更に先まで延在し、その先端部分に対しプッシュプルケーブル１６がベンディングプレート１５の撓み方向から接続されるようになっており、このプッシュプルケーブル１６の押し引きの動きが、図示しないプッシュプルスイッチ等を介し電気的な制御信号１１に変換されて旋回側のエアスプリング２に対応する一方のパイロット弁９を閉塞させるようになっている。
【００３１】
尚、図１中における２２は車高調整弁、２３はサージタンク４と各エアスプリング２との相互の圧力関係が常にサージタンク４側の方が圧力が高くなるように保持するための逆止弁を示している。
【００３２】
而して、このようにエアサスペンション装置を構成すれば、通常の定積載条件において、パイロット圧Ｐが弾発体８の付勢力を上回り、パイロット弁９が閉ポジションに保持されるので、エアスプリング２とサージタンク４との間を繋ぐ連絡ライン７が閉状態に保たれるが、例えば、車両が図１中に矢印Ａで示す左方向に旋回する際に、矢印Ｂで示す右方向に向けて遠心力が作用してばね下に横力がかかると、この横力がラテラルロッド１４からベンディングプレート１５に作用して該ベンディングプレート１５が撓み、その撓み変位がプッシュプルケーブル１６の押し引きの動きとして検出される。
【００３３】
そして、このプッシュプルケーブル１６の押し引きの動きが所定以上になった時に、この動きが図示しないプッシュプルスイッチ等を介し電気的な制御信号１１に変換され、該制御信号１１により旋回側のエアスプリング２に対応するパイロット弁９が閉塞されて同側の連通弁５に対しパイロット圧Ｐが作用しなくなるため、連通弁５が弾発体８の付勢力により開ポジションに切り替えられて開通し、これによりサージタンク４側の容量がエアスプリング側の容量に加算され、作動空気の総量が増えることで旋回側のエアスプリング２のばね定数が低下する。
【００３４】
この結果、図３に示す如く、左右のエアスプリング２のばね中心Ｓ（左右のエアスプリング２の合力Ｆsが作用する位置）が本来の車幅方向中間位置Ｃから反旋回側に移動するので、車幅方向における前記ばね中心Ｓと車両重心Ｇとの位置ずれ分に相当するカウンターモーメントアームｅが生じ、これによりアンチローリングモーメントが作用してローリングモーメントの発生が著しく抑制されることになる。
【００３５】
即ち、旋回時における車体３のローリングとは、遠心力によりアクスル１側に対し車体３側が慣性で反旋回側へ変位し、これにより車両重心Ｇが本来の車幅方向中間位置Ｃから反旋回側にずれて車体３を反旋回側へ傾けるような重力モーメントが発生することで起こるものであるが、この車両重心Ｇのずれ位置よりも更に反旋回側に左右のエアスプリング２のばね中心Ｓを移動させることができれば、これにより発生する重力モーメントｅ×Ｗ（Ｗ：車両重心Ｇに作用する車体側の重量）はローリングの生成を低減するアンチローリングモーメントとして作用することになる。
【００３６】
しかも、このように連通弁５を構成すれば、エアスプリング２にかかる上載荷重が軽減されてパイロット圧Ｐが下がった際にも、弾発体８の付勢力がパイロット圧Ｐに打ち勝って連通弁５が開ポジションに切り替えられ、左右のエアスプリング２がサージタンク４と連通されてばね定数が下げられるため、本形態例の如き車両がトラックなどの運搬車両である場合には、空積載時又は軽積載時における乗心地の悪化を未然に回避することが可能となる。
【００３７】
即ち、エアスプリング２は、言わばゴム製の空気袋であって、定積載時には上載荷重により強く押し潰されて膨らんでいるため、空積載時又は軽積載時に上載荷重が軽減されて膨らみが少なくなると、その胴回りが縮径することによりエアスプリング２の空気容積が減少し、これに伴いばね定数が上昇（エアスプリング２のばね定数は空気容積に反比例）して乗心地が悪化してしまうが、この際に、エアスプリング２へのエア供給ライン６から導かれるパイロット圧Ｐ（エアスプリング２の内圧と同等）も低下して連通弁５が開通するので、空積載時又は軽積載時におけるエアスプリング２のばね定数の上昇が回避され、乗心地が良好に維持されることになる。
【００３８】
また、本形態例の横力検出装置１７によれば、
［１］ばね下に横力
［２］ばね下に横加速度
［３］ばね下に横変位
［４］ばね上に横荷重
［５］ばね上に横加速度
［６］ばね上に横変位
［７］ばね上にローリング
という順に現れる一連の事象の中で、実際にばね上にローリングが発生する［７］の段階よりも数段階早い［３］の段階で横力を検出することが可能であり、例えば、一般的なローリング抑制の先行出願等に開示されているような［５］の段階でばね上の横加速度を加速度計等により電気的に検出するような手段と比較しても一層早く挙動変化を捕えることが可能である。
【００３９】
従って、上記形態例によれば、従来のスタビライザの如き大きなロール剛性を持たせてローリングを強引に抑え込まなくても、旋回時にばね下に作用する横力を検出して旋回の初期段階から重力モーメントによる自然な反作用を誘発させることで良好なアンチローリング効果を得ることができるので、サスペンションの低ばね定数化による乗心地の改善を支障なく実現することができ、特に車両がトラックなどの運搬車両である場合には、定積載条件で要求されるロール剛性を従来ほど高めなくて済むので、空積載条件でも乗心地の悪化やツイスト路面などでの接地性の悪化（機動性の低下）を回避することができる。
【００４０】
また、特に車両がトラックなどの運搬車両である場合に、空積載時又は軽積載時にエアスプリング２の胴回りが縮径して空気容積が減少しても、上載荷重の軽減により連通弁５が自動的に開通して左右のエアスプリング２がサージタンク４と連通するようになっているので、空積載時又は軽積載時における乗心地の悪化を未然に回避することができる。
【００４１】
更に、旋回時に反旋回側に向け遠心力が作用してばね下に横力がかかり、横力検出装置１７により所定以上の横力が検出されると直ちにローリングを抑え込む機能が効き始めるので、車体３に大きくローリングが発生する前にローリングを抑え込む機能を効かせて該ローリングを効果的に抑制することができ、車体３に大きなローリングが発生した後で大きなアンチローリング力が働くことになる従来のスタビライザの場合と比較して旋回時の操縦安定性を大幅に向上することができる。
【００４２】
尚、本発明のエアサスペンション装置は、上述の形態例にのみ限定されるものではなく、横力検出手段は、ばね下の構成要素に横力を要因とする変位又は歪みが生じたことを検出し得るように構成されているものであれば良く、例えば、ばね下の構成要素に横力を要因として生じた歪みを歪みゲージなどで検出する方式とすることも可能であり、必ずしも図３に示す構造に限定されるものではないこと、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。
【図面の簡単な説明】
【００４３】
【図１】本発明を実施する形態の一例を示す概略図である。
【図２】旋回時にばね下に作用する横力を検出する横力検出装置の詳細図である。
【図３】ローリングの抑制原理を説明する模式図である。
【符号の説明】
【００４４】
１  アクスル
２  エアスプリング
３  車体
４  サージタンク
５  連通弁
６  エア供給ライン
８  弾発体
９  パイロット弁
１１  制御信号
１７  横力検出装置（横力検出手段）
【図１】
0005094541.tif 000002
【図２】
0005094541.tif 000003
【図３】
0005094541.tif 000004