JPH07102771B2 - 車輪軸の車体荷重調節装置 - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 〔発明の目的〕 （産業上の利用分野） この発明は、大型のトラックやバス等の車両における車
輪軸の車体荷重調節装置に関する。

（従来の技術） 大型トラックや大型バス等のように３軸以上の車輪軸を
有した車両は、第４図に示すように、車体１に前輪軸
２、後前輪軸３および後後輪軸４が、車体１の前後方向
に離間して配置されている。そして、車体１に搭載した
エンジンから駆動力をドライブシャフトを介して前記後
前輪軸３に伝達させている。

したがって、このような車両は後輪部にかかる車体荷重
を後前輪軸３および後後輪軸４で分担して車体１を支持
している。

ところが、車両の駆動力Ｆはタイヤ５と路面６との摩擦
係数μと後前輪軸３に加わる荷重Ｐとの積になる。

したがって、前記摩擦係数μが小さい泥濘地や雪道等の
ような路面６においては、前記駆動力Ｆが車両走行抵抗
力Ｆ′より小さくなることがあり、車両が走行不能とな
ることがある。

そこで、従来、懸架装置としてエアサスペンションを採
用している車両においては、たとえば実開昭62−13705
号公報に開示してあるように、後後輪軸４を懸架してい
るエアサスペンションのエアを抜いて、後後輪軸４に加
わっている車体荷重を駆動軸である後前輪軸３に移動さ
せて、後前輪軸３の荷重Ｐを増加させて駆動力Ｆを増大
させるようにした手段が採用されている。

（発明が解決しようとする課題） しかしながら、前記した手段は、後前輪軸３にかかる荷
重が大きくなることにより、後前輪軸３と車体１との間
隙が小さくなるので、これを設定値にに戻すべく、後前
輪軸３を懸架しているエアサスペンションにエアが供給
される。

ところで、エアサスペンションを使用した懸架装置は、
車体荷重（積載荷重）にかかわらず、車高を一定に保持
させるための、各車輪軸のエアサスペンションに対する
エアの供給、排出は、車体１と車輪軸の距離の変化に応
じて機械的に作動するレベリングバルブによってなされ
るのであり、前述の荷重の移動の際における後前輪軸３
を懸架するエアサスペンションへのエアの供給も同様に
なされる。

しかしながら、前記レベリングバルブにおいては、ポー
トの径（オリフィスの径）が小さく、後前輪軸３のエア
サスペンションに所定量のエアを供給するには相当の時
間（数十秒〜数分）がかかっていた。そのため、車両が
泥濘地や雪道等のように摩擦係数μの小さい路面６から
脱出するのに時間がかかってしまっていた。

この発明は、前述のような事情に着目してなされたもの
で、その目的とするところは、車体荷重の変化が迅速に
行えば、泥濘地や雪道等のように摩擦係数μの小さい路
面においても、瞬時に脱出でき、車体荷重調節装置を構
成する圧力スイッチに異常が生じたり通電異常が生じて
も、これを検出して通常状態に復帰できる安全機能を備
えた車輪軸の車体荷重調節装置を提供することにある。

〔発明の構成〕

（課題を解決するための手段及び作用） この発明は、前記目的を達成するために、流体圧供給
源、レベリングバルブ、第１の流体サスペンションおよ
び第２の流体サスペンションを順次流路を介して連通し
て基本流路を構成する。さらに、前記レベリングバルブ
をバイパスして設けたバイパス路の流路とバイパス路と
の分岐点に通常時と軸重調節時とで流路を切換える第１
の切換え弁を設け、前記第１と第２の流体サスペンショ
ンとを連通する前記流路の途中に、通常時は流路と第２
の流体サスペンションとを連通し、軸重調節時には第２
の流体サスペンションを減圧回路に連通する第２の切換
え弁を設け、軸重調節時には第１の切換え弁によって流
路をバイパス路に連通して第１の流体サスペンションに
流体を供給し、また第２の切換え弁によって第２の流体
サスペンションを減圧回路に連通して第２の流体サスペ
ンションを減圧する。さらに前記流路に設定圧の異なる
第１と第２の圧力スイッチを設けるとともに、前記第１
および第２の切換え弁と電源との間に通電異常検出器を
設け、流体圧力の異常および通電異常が生じたとき、こ
れを検出して前記第１と第２の切換え弁を通常時に切換
えることができるようにしたことを特徴とする。

（実施例） 以下、この発明の一実施例を図面に基づいて説明する。

第１図および第２図は車輪軸の車体荷重調節装置の流体
回路および電気回路を示すもので、第３図は車体荷重調
節装置を備えた車両を示すものである。

図において、2Lおよび2Rは前輪軸２に設けられた前輪側
流体サスペンション、3LF、3LR、3RF、3RRは後前輪軸３
に設けられた第１の流体サスペンション、4Lおよび4Rは
後後輪軸４に設けられた第２の流体サスペンションであ
る。

７は流体供給源としてのエアタンクであり、これはサプ
ライバルブ８を有した連通路９を介してメインの流路10
に接続されている。この流路10の一端側は前輪側レベリ
ングバルブ11L、11Rを介して前記前輪側流体サスペンシ
ョン2Lおよび2Rに連通している。そして、この前輪側レ
ベリングバルブ11L、11Rは車体１の荷重増大により前輪
側流体サスペンション2L、2Rが圧縮されて車体１と前輪
軸２との間隙が設定値より小さくなると、エアタンク７
から前輪側流体サスペンション2L、2Rにエアを供給して
膨張させ、車体１と前輪軸２との間隙を設定値に保つよ
うに構成されている。また、車体１と前輪軸２との間隙
が設定値より大きくなると、前輪側流体サスペンション
2L、2Rのエアをレベリングバルブ11L、11Rから大気中に
放出して前記間隙を設定値に保つようになっている。

また、前記流路10の他端側は前記第１の流体サスペンシ
ョン3LF、3LR、3RF、3RRおよび第２の流体サスペンショ
ン4Lおよび4Rに順次連通している。また、流路10の途中
にはレベリングバルブ12が設けられているとともに、こ
のレベリングバルブ12をバイパスするバイパス路13が設
けられている。さらに、前記流路10とバイパス路13との
分岐点には電磁弁からなる第１の切換え弁14が設けら
れ、これはポートＬ、Ｍ、Ｎを有し、オフのときＬ−Ｍ
が連通し、オンのときＬ−Ｎが連通するように切換えら
れる。また、前記第１の流体サスペンション3LF、3LR、
3RF、3RRと第２の流体サスペンション4L、4R間の流路10
には第１の圧力スイッチ15と第２の圧力スイッチ16およ
び電磁弁からなる第２の切換え弁17が設けられている。
この第２の切換え弁17はポートＡ、Ｂ、Ｃを有し、オフ
のときＡ−Ｂが連通し、オンのときＢ−Ｃが連通するよ
うに切換えられる。さらに、第２の切換え弁17のポート
Ｃは減圧回路18に連通し、この減圧回路18には電磁弁か
らなる減圧弁19が設けられている。この減圧弁19はポー
トＤ、Ｅを有し、オンのときＤ−Ｅが連通し、オフのと
きＤ−Ｅが遮断するように切換えられ、ポートＥにはエ
ア圧力が急激に下がらないようにコントロールする絞り
弁20が設けられている。また、前記第１の圧力スイッチ
15および第２の圧力スイッチ16は、前記第１の流体サス
ペンション3LF、3LR、3RF、3RRの圧力が設定値以上にな
るとオンする常開型スイッチで、第１の圧力スイッチ15
はたとえば9.2tでオンし、第２の圧力スイッチ16はたと
えば9.9tでオンするように設定されている。

一方、21は電源であり、これはパイロットランプ22を内
蔵した運転席側のセットスイッチ23、セフティリレー24
を介して自己保持リレー25に接続されている。セフティ
リレー24は車速センサ26の信号を受け、車両の車速が設
定値以上になったとき、車速コントローラ27からの電流
によって本装置の電源回路を遮断する機能を有してい
る。自己保持リレー25は電源側接点Ｈと、前記減圧弁19
に接続する接点Ｋおよびメータクラスタ28に配設され、
前記第２の流体サスペンション4L、4Rが減圧されている
ことを表示するパイロットランプ29および減圧弁19への
通電阻止を保持する励磁コイル30に接続する接点Ｊとか
ら構成されており、常時は付勢力によって接点Ｈ−Ｋが
接続されている。

さらに、31は第１のリレーであり、32は第２のリレーで
ある。第１のリレー31には前記自己保持リレー25の電源
側接点Ｈと接続する接点Ｏと接点Ｐ、Ｑを有し、第２の
リレー32には前記自己保持リレー25の接点Ｋに接続する
接点Ｒと接点Ｓ、Ｔを有している。そして、前記第１の
リレー31の接点Ｐは前記第１の圧力スイッチ15の可動接
点および前記第２の切換え弁17のコイル17aに接続さ
れ、第１の圧力スイッチ15の固定接点は前記自己保持リ
レー25の接点Ｊに接続されている。さらに、第１のリレ
ー31の接点Ｑと第２のリレー32の接点Ｔは結線され、前
記第２の圧力スイッチ16の固定接点に接続されている。
この第２の圧力スイッチ16の可動接点は前記自己保持リ
レー25の接点Ｋに接続されている。

また、33は通電異常検出器としての断線検出リレーであ
り、前記第２のリレー32の接点Ｓに接続する端子イと、
前記減圧弁19のコイル19aに接続する端子ロ、前記第１
の切換え弁14のコイル14aに接続する端子ハおよび第１
と第２のリレー31、32のコイル31a、32aに接続する端子
ニを有している。さらに、この断線検出リレー33に内蔵
された検出回路は前記自己保持リレー25の接点Ｋに接続
されており、前記端子イ−ロ，ハ間の通電量を検出して
いる。つまり、端子イ−ロ，ハ間の通電量が100％であ
れば端子ニからの出力は０であるが、何等かの異常で、
端子イ−ロ，ハ間の通電量が50％以下になると、検出回
路が異常を検出して端子ニから＋24Vを出力し、第１お
よび第２のリレー31、32のコイル31a、32aを励磁して接
点を強制的に切換えることできるようになっている。つ
まり、第１および第２のリレー31、32および断線検出リ
レー33によってセフティー回路36を構成している。

なお、第３図において、34は後前輪軸３とレベリングバ
ルブ12との間に連結させて設けられたリンケージ、35は
レベリングバルブ12の操作ロッドである。

つぎに、前述のように構成された車体荷重調節装置の作
用について説明する。

車両が泥濘地や雪道等に入ったとき、運転者がセットス
イッチ23をオンすると、パイロットランプ22が点灯する
とともに、第２の切換え弁17および減圧弁19に電流が流
れる。したがって、第２の切換え弁17のポートＢ−Ｃが
連通し、減圧弁19のポートＤ−Ｅが連通する。このた
め、第２の流体サスペンション4L、4Rのエアは第２の切
換え弁17のポートＢ−Ｃおよび減圧弁19のポートＤ−Ｅ
を通って大気中に放出される。

第２の流体サスペンション4L、4Rのエアが大気中に放出
されることにより、第２の流体サスペンション4L、4R内
のエア圧は下がり、後後輪軸４に作用する車体荷重は低
下する。

一方、減圧弁19側に電流が流れると同時に、第１の切換
え弁14に電流が流れてオンとなり、ポートＬ−Ｎが連通
する。つまり、エアタンク７と連通する流路10は径の大
きいバイパス路13を介して第１の流体サスペンション3L
F、3LR、3RF、3RRとが直接連通する。したがって、第１
の流体サスペンション3LF、3LR、3RF、3RRにエアが供給
されて膨張する。したがって、駆動車輪である後前輪軸
３にかかる車体荷重を増大させて車両の駆動力を増加さ
せることができ、泥濘地や雪道のように摩擦係数の小さ
い路面においても容易に脱出できる。

このようにして後後輪軸４の車体荷重が設定量、後前輪
軸３に移動すると、その移動量を第１の流体サスペンシ
ョン3LF、3LR、3RF、3RR内のエア圧の変化（この場合エ
ア圧は高くなる）で検知する。すなわち、第１の圧力ス
イッチ15はエア圧が9.2tになるとオンとなり、この第１
の圧力スイッチ15のオンで、電流はセットスイッチ23→
第１の圧力スイッチ15→自己保持リレー25の励磁コイル
30に流れ、自己保持リレー30の接点はＨ−ＫからＨ−Ｊ
に変わる。したがって、減圧弁19への通電が断たれ、減
圧弁19のポートＤ−Ｅが閉塞されるので、第２の流体サ
スペンション4R、4L内のエアの排出が停止される。ま
た、第１の切換え弁14への通電も断たれ、第１の切換え
弁14はポートＬ−Ｍの連通に復帰する。

以上で、後後輪軸４から後前輪軸３への車体荷重の移動
は終了するか、その時間は数秒から十数秒くらいであ
る。

なお、自己保持リレー25の電流は、セットスイッチ23→
自己保持リレー25の接点Ｈ→Ｊと流れ、メータクラスタ
28のパイロットランプ29が点灯されて車体荷重の移動終
了が運転者に報知され、さらに励磁コイル30に電流が流
れて減圧弁19への通電阻止を保持する。また、自己保持
リレー25は、車両の走行中の車体上下運動によって第１
の流体サスペンションの圧力が変動して第１の圧力スイ
ッチ15がオン、オフを繰返しても励磁コイル30の作用で
減圧弁19へ通電しないようにしたものである。

このような軸重調節動作中に異常が生じると、前記保護
回路36が作動して異常を解消する。すなわち、第１の圧
力スイッチ15が故障し、第１の流体サスペンション3L
F、3LR、3RF、3RR内のエア圧が上昇しても、オンになら
ない場合、自己保持リレー25の励磁コイル30に通電され
ないとともに、メータクラスタ28のパイロットランプ29
も点灯しない。したがって、軸重調節が進行して軸重10
tを越えてしまう恐れがあるが、軸重9.9tに達すると、
第１の圧力スイッチ15がオフ状態のままであっても、第
２の圧力スイッチ16がオンとなる。第２の圧力スイッチ
16がオンになると、自己保持リレー25→第２の圧力スイ
ッチ16→第１および第２のリレー31、32のコイル31a、3
2aに通電する。したがって、第１のリレー31の接点はＯ
−ＰからＯ−Ｑに変わり、第２のリレー32の接点はＲ−
ＳからＲ−Ｔに変わる。このように第１および第２のリ
レー31、32の接点が切替わることによって、第１の切換
え弁14、第２の切換え弁17、減圧弁19への通電は断た
れ、つまり全ての電磁弁がオフとなって通常状態に復帰
する。したがって、軸重が10tを越える心配はまったく
なくなる。

また、自己保持リレー25が故障し、接点Ｈ−Ｋが導通状
態のままとなった場合も、前述と同様に軸重調節が進行
し、軸重10tを越える恐れがあるが、前記第２の圧力ス
イッチ16が軸重9.9tを検出したときオンとなって前述と
同様に、すべての電磁弁をオフとして通常状態に復帰さ
せる。

さらに、第１の切換え弁14または減圧弁19への通電異
常、つまり100％通電がなされず、第１の切換え弁14ま
たは減圧弁19がオンにならないことが生じた場合、断線
検出リレー33がこれを検出する。すなわち、端子イ−
ロ，ハ間の通電量が50％以下になったとき、検出回路が
これを検出して端子ニから＋24Vを出力し、第１および
第２のリレー31、32のコイル31a、32aを励磁して前述と
同様に、第１のリレー31の接点をＯ−ＰからＯ−Ｑに切
換え、第２のリレー32の接点をＲ−ＳからＲ−Ｔに切換
える。このように第１および第２のリレー31、32の接点
が切替わることによって、第１の切換え弁14、第２の切
換え弁17、減圧弁19への通電は断たれ、つまり全ての電
磁弁がオフとなって通電状態に復帰する。したがって、
軸重が10tを越える心配はまったくなくなる。

さらに、車両が泥濘地等を脱出したのち、定常走行に移
行するとき、運転者が車輪軸の車体荷重の移動を元に戻
さない、すなわち、車体荷重を後前輪軸３から後後輪軸
４に本装置作動により移動させた分を戻さないと、後前
輪軸３の強度安全率が低下する。車速コントローラ27は
車速センサ26からの信号によりセフティリレー24の励磁
コイル24aに通電して常時閉接点となっている回路を励
磁コイル24aの励磁力により遮断して第２の切換え弁17
のポートＡ−Ｂを通電させて軸重を元に戻すようにした
ものである。

また、車速コントローラ27の作動モードは、たとえば車
速が増速時は０→15Km/h間をオン、車速が15Km/hから減
速してきたときは4Km/hにならないとオンにならないよ
うにしてある。ただし、増速時の自動解除速度を30Km/h
位に上げておくと、低速運転時の走破性は向上する。

なお、本実施例の絞り弁20は第２の流体サスペンション
4L、4R内のエアを減圧するときにショックを軽減できる
効果がある。また、流体をエアとしたが、液体とエアと
を併用して液体の移動によりエアサスペンションのエア
圧を変えるようにしてもよい。

〔発明の効果〕

以上説明したように、この発明によれば、流体サスペン
ションにより車体を懸架している複数の車輪軸を有する
車両の一部の車輪軸に装着されている流体サスペンショ
ンの流体圧を減圧することによって、他の車輪軸にかか
る車体荷重を増大させて車両の駆動力を増加させること
が迅速に行なえるという効果がある。したがって、泥濘
地や雪道等からの脱出がきわめて短時間に行なえる。

さらに、軸重調節中に、圧力スイッチ、リレー等が故障
しても、これを瞬時に検出して通常状態に復帰させるこ
とができるという安全性の面でも優れている。

【図面の簡単な説明】

第１図乃至第３図はこの発明の一実施例を示すもので、
第１図は車体荷重調節装置の流体回路と電気回路の構成
図、第２図は保護機能が働いたときの車体荷重調節装置
の流体回路と電気回路の構成図、第３図は本装置を備え
た車両の側面図、第４図は車体荷重の説明図である。 １……車体、2L、2R、3LF、3LR、3RF、3RR、4L、4R……
流体サスペンション、７……エアタンク、10……流路、
12……レベリングバルブ、13……バイパス路、14……第
１の切換え弁、15、16……圧力スイッチ、17……第２の
切換え弁、19……減圧弁、21……電源、36……保護回
路。

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】流体サスペンションにより車体を懸架して
   いる車輪軸が車体の前後方向に所定間隔を存して複数配
   置され、一方の前記車輪軸の前記流体サスペンションを
   減圧させ、他方の前記車輪軸の車体支持荷重を増加させ
   るようにした車輪軸の車体荷重調節装置において、流体
   圧供給源、レベリングバルブ、第１の流体サスペンショ
   ンおよび第２の流体サスペンションを順次流路を介して
   連通し、前記レベリングバルブをバイパスして設けたバ
   イパス路の流路とバイパス路との分岐点に通常時と軸重
   調節時とで流路を切換える第１の切換え弁を設け、前記
   第１と第２の流体サスペンションとを連通する前記流路
   の途中に、通常時は流路と第２の流体サスペンションと
   を連通し、軸重調節時には第２の流体サスペンションを
   減圧回路に連通する第２の切換え弁を設け、さらに前記
   流路に設定圧の異なる第１と第２の圧力スイッチを設け
   るとともに、前記第１および第２の切換え弁と電源との
   間に通電異常検出器を設け、流体圧力の異常時および通
   電異常時に前記第１と第２の切換え弁を通常時に切換え
   る保護回路を設けたことを特徴とする車輪軸の車体荷重
   調節装置。