JP3687182B2 - タンデム車軸車両懸架装置 - Google Patents
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Description
【発明の属する技術分野】
本発明は例えば自動車等の車両の車体若しくはフレームと走行用車輪を支持するアクスル管との間に介装され、車両の重量を支持し、かつ車輪からの衝撃を緩和するタンデム車軸車両懸架装置に関するものであり、特に軽量化できると共に、積載重量に応じて撓みを制御でき、また乗心地が良好であり、床面地上高を低くできるタンデム車軸車両懸架装置に関するものである。
【0002】
【従来の技術】
従来中型(4t車)トラックの懸架装置としては後車軸が1軸仕様のものが主流であり、大型車に代表される後車軸が2軸であるタンデム車軸のものは国内においては殆ど存在しない。これは後車軸が1軸であっても、中型車における積載重量に充分に対応できるためである。
【0003】
上記のような1軸仕様車用の車両懸架装置としては、例えば図13に示すような重ね板ばね式のものが多用されている。図13において、1はフレームであり、例えば長尺の溝形鋼によって形成され、車両の前方から後方に亘って平行に複数個設けられ、車体を構成する。2,3は各々ブラケットであり、フレーム1の前方と後方とに設けられ、複数枚を積層して形成された重ね板ばね4の両端を回動可能に支持する。4aはシャックルであり、重ね板ばね4の撓みに起因する長さ寸法の変化を吸収するためのものである。
【0004】
次に5は補助用の板ばねであり、前記重ね板ばね4の上部に一体に固着され、両端部がフレーム1に設けられた補助ブラケット6,7と選択的に当接可能に形成されている。8はアクスル管であり、前記重ね板ばね4の下面にパッド9およびUボルト10を介して一体に固着されている。
【0005】
上記の構成により、空車時および軽積載時においては、重ね板ばね4は上面が凹湾曲し、その両端部が補助ブラケット6,7から下方に離れた状態で車両の重量を支持すると共に、走行用車輪(図示せず)からアクスル管8を経て伝達される振動および衝撃を吸収する。そして積載重量が大なる場合には、板ばね5の両端部が補助ブラケット6,7に当接するから、重ね板ばね4および板ばね5が協動して車両の重量の支持ならびに走行用車輪からの振動および衝撃の吸収を行うのである。
【0006】
次に図14はゴムばね式の車両懸架装置の例を示す要部正面図であり、同一部分は前記図13と同一の参照符号で示す。図14において11は弾性部材であるゴムばねであり、例えばゴムパッドを鋼板上に成形し、それらの複数枚を一体に組み合わせて形成し、圧縮、引張、せん断荷重を吸収し得るように構成されている。次に12はセンターブラケットであり、アクスル管8と固着可能に、かつその上部に前記ゴムばね11をV字形に固着可能に形成されている。そしてゴムばね11の上端はフレーム1に設けられたブラケット13,14に固着される。
【0007】
上記の構成により、車両の重量の支持ならびに走行用車輪(図示せず)からの振動および衝撃の吸収を行い得るのである。
現在まで、トラック全体を軽量化することにより、積載重量を増加する工夫がされている。しかし図13に示す重ね板ばね式のものにおいては、帯鋼板を複数枚重ね合わせた構成であるため、重量が大となり、軽量化が難しい。また重ね板ばね4および板ばね5を構成する帯鋼板相互に板間摩擦があり、振動および衝撃の吸収作用が必ずしも円滑に行われない。また雨水その他に起因する錆が発生し易く、ワインドアップおよびジャダーと称される非所望な現象が発生し易いなどの問題点がある。
【0008】
次に図14に示すゴムばね式のものにおいては、前記重ね板ばね式のものにおける板間摩擦がなく、軽量化も可能である。しかしながら、ゴムばね11はゴムパッドと鋼板とを交互に積層一体化した構成のものであるため、アクスル管8の上下方向のストロークを大にすることが困難であるという問題点がある。一方上記ストロークを大にするためには、ゴムパッドと鋼板の積層枚数を大にする必要がある。更にゴムばね11の座屈を防止するために、横断面寸法を十分に大きくする必要がある。しかし図14に示すものによっても、積載重量を増加すると、上下方向の撓みが大きくなり過ぎ、かつ装置全体を大型化し、懸架装置として満足するには至っていない。更にゴムばね式のものにおいては、重ね板ばね式のものと比較して減衰比が約15%低下するという問題点がある。
【0009】
近年、トラック等においても、積載性能のみならず、乗用車と同様に運転者の乗心地を快適にするための性能向上が要求されている。このような要望に応えるためには、前記図13に示す重ね板ばね式のものにおいては、重ね板ばね4および板ばね5の長さ寸法を大にして、積載重量および撓みを大きくする必要がある。しかし他の構成部材との干渉が発生したり、装置全体の長大化を招来するため実現が困難である。また重ね板ばね式のものにおける荷重−撓み線図は線形であるため、前記乗心地の改善、および車輪から伝達される振動や衝撃に対する緩衝作用は必ずしも効果的ではないという問題点もある。
【0010】
次に近距離輸送用のための配送車としては、道路環境が厳しいことから、普通免許で運転できる1t車ないし4t車が使用されている。しかし従来のトラック用で1軸式の懸架装置では荷台の高さが900mm以上もあるため、積み荷の取扱いが煩雑であると共に、取扱い時における積み荷の落下による危険を伴うおそれがある。このため、荷台の高さが低く形成された1t車ないし2t車が多用されている。
【0011】
しかしながら上記のような1tないし2tの配送車では、積載量が小であるため配送回数が増加せざるを得ない。このようなことから、配送回数を減少させるために4t以上に積載重量を増加し、かつ積み荷の取扱いを容易にするために、低床式のトラックや配送車の出現に対する要望が高まってきている。
【0012】
上記のものは1軸の車両懸架装置であるが、積載重量を大きくするタンデム車軸の車両懸架装置として、英国公開特許第2,069,424 号公報には、図15に示す構成の車両懸架装置が提案されている。
【0013】
図15は従来の板ばねとゴムばねとを組み合わせた車両懸架装置の例を示す要部正面図であり、同一部分は前記図13および図14と同一の参照番号で示す。図15において、51a,51bは各々アクスル管であり(左方が走行方向の前方)、走行用の車輪52が装着され、差動歯車装置53を介してアクスル管51a内のアクスル(図示せず)が駆動される。これらのアクスル管51a,51bには各々リンク54が回動可能に介装されると共に、リンク54の他端にはビーム55が連結されている。56はトルクロッドであり、適宜の連結部材によってフレーム1とアクスル管51a,51bとの間に接続されている。
【0014】
ビーム55の中央部には取付ブロック57がビーム55に対して回動可能に設けられ、更に取付ブロック57の上部にはベース部材58および箱型部材59が各々固着されている。箱型部材59には上方に向って一点に集中する傾斜面60を形成してある。
【0015】
次に61は支持部材であり、フレーム1の下面に設けられると共に、支持部材61には前記箱型部材59に設けられた傾斜面60と対向しかつそれと平行な傾斜面62を設ける。そしてこの傾斜面62と前記箱型部材59の傾斜面60との間にゴムばね11が取付けられる。板ばね65は箱型部材59を貫通して固着されると共に、その前後両端部は支持部材61の下部に設けられたブラケット63によって回動可能若しくは摺動可能に支持されている。64は緩衝器であり、例えばゴム等の弾性材料によって形成され、箱型部材59の上端面に設けられる。
【0016】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら上記図15に示す構成の車両懸架装置は、積載重量を増大することはできるが、次のような問題点がある。
【0017】
(1)ゴムばね11および板ばね65を箱型部材59を介して支持部材61に介装させる構成であるため、アクスル管51a,51bの上下方向の単位ストロークに対する支持可能の荷重が小である。積載重量に対応させるためには、ゴムばね11を大きくする必要があり、結果としてゴムばねの重量増加を招く。
【0018】
(2)積載重量に対するゴムばね11の撓みが小さい。またゴムばね11の撓みの限度を超えると、車輪52からの振動や衝撃を、主として剛体であるビーム55で受けるため、乗心地が悪化する。
【0019】
(3)アクスル管51a,51bの下方にリンク54を介してビーム55を介装した構成であるため、接地面と車両の最下部との距離(最低、地上高)が小さい、このため、車体若しくはフレームを下げたり、車輪52の直径を小さくすることによる800mm以下の低床式のものの製作には、路面や障害物を考慮すると実現が困難であり、4t車などの中型車用としては不都合である。
【0020】
本発明は、上記従来技術に存在する問題点を解決し、軽量化できると共に、積載重量に応じて撓みを制御でき、また乗心地が良好であり、床面地上高を低くできるタンデム車軸車両懸架装置を提供することを課題とする。
【0021】
【課題を解決するための手段】
上記課題を解決するために、本発明においては、車両の車体若しくはフレームと、走行用車輪を支持する1対のアクスル管との間に介装されるタンデム車軸車両懸架装置において、
車体若しくはフレームに直接または他の部材を介して端部が連結されかつ少なくとも一部にゴム材料によって形成された弾性部材を備えてなる第1緩衝部材と、
前後両端部が前記1対のアクスル管と連結されなる重ね板ばねにて形成された第2緩衝部材と、
所定の荷重までは変形するように形成された前記第2緩衝部材に設けられかつ所定の荷重を超えた場合に、その前記第2緩衝部材の変形を規制するように車体若しくはフレームの長手方向に沿って延在し且つ上記第1の緩衝部材の下部に固着された規制手段と、
同規制手段に前記第2緩衝部材と当接可能に設けられた第1のバンプストッパと、
上記アクスル管の上方に臨む位置に、車体若しくはフレームに直接または他の部材を介して設けられた第2のバンプストッパとによって構成するという技術的手段を採用した。
【0022】
本発明において、第1緩衝部材を、1対の弾性部材とこれら1対の弾性部材の略中央部に設けられた連結部材とによって構成することができる。
また、荷重と変形量との関係を非線形に形成することができる。
【0023】
更に、第1緩衝部材のばね定数を第2緩衝部材のばね定数より小に形成することができる。
【0024】
次に、規制手段は第1の緩衝部材または第2の緩衝部材と、別体として若しくはその構成部材の一部として形成することができる。
【0025】
上記の発明において、車体若しくはフレームの左右に設けられたセンターブラケット間に横行部材を介装すると共に、V字形状に形成されたラテラルトルクロッドの閉塞端をアクスル管に、および開放端を車体若しくはフレームに、各々ブラケットを介して接続することができる。
【0026】
また上記の発明において、車両前方のアクスル管に駆動軸を、および車両後方のアクスル管に従動軸を介装させることができる。
【0027】
【発明の実施の形態】
図1は本発明の第1の実施の形態を示す要部正面図、図2は図1におけるA方向要部矢視図、図3は本発明の第1の実施の形態を示す要部斜視図、図4ないし図7は夫々本発明の第1の実施の形態における構成部材の分解斜視図であり、夫々同一部分は前記図13および図14と同一の参照符号で示す。
【0028】
図1ないし図7において、21はブラケットであり、例えばダクタイル鋳鉄若しくは鋼板溶接構造により、下方に開放する斜面部22を形成し、フレーム1にボルトその他の固着部材(図示せず)を介して固着される。次に23は連結部材としてのセンターブラケットであり、例えばダクタイル鋳鉄若しくはアルミニウム合金鋳物等により、横断面外形輪郭を台形状に形成し、前記ブラケット21の斜面部22と対応する斜面部24を設ける。そしてブラケット21とセンターブラケット23との間には、ゴムパッドと鋼板とを交互に積層一体化してなる1対のゴムばね11を斜面部22,24を介してV字形に形成して固着する。なおゴムばね11とセンターブラケット23とによって第1緩衝部材15を形成する。
【0029】
25はリバウンドストッパブラケットであり、前記センターブラケット23の上方のフレームに固着され、リバウンドストッパ26を収容する。27はリバウンドストッパロッドであり、上端部にガイド28が固着されると共に、リバウンドストッパ26およびリバウンドストッパブラケット25を貫通して設けられ、下端部が前記センターブラケット23の上端部と接続されている。
【0030】
次に29は規制手段としてのイコライザであり、例えば溝形鋼によって形成され、車両の長手方向に沿うように、第2緩衝部材16である積層式の重ね板ばね4と共に前記センターブラケット23の下部にUボルト10およびパッド30を介して固着される。そして重ね板ばね4の両端部は、ブラケット31を介して各々アクスル管8a,8bに回動可能に固着される。
【0031】
アクスル管8a,8bには各々駆動軸32および従動軸33を介装する。34は走行用車輪であり、例えば4t車用として185−70R15.5のダブルタイヤに形成する。35はバンプストッパであり、イコライザ29の両端部に重ね板ばね4と当接可能に設けられる。なお36は他のバンプストッパであり、前記ブラケット21の下部にアクスル管8a,8bの上方に臨むように設けられる。
【0032】
次に図3において41は横行部材であり、例えば鋼管によって形成され、左右のフレーム1,1に設けられたセンターブラケット23,23間に介装される。42はラテラルトルクロッドであり、平面への投影形状をV字形に形成され、閉塞端をアクスル管8a,8bに立設されたタワーブラケット43を介して、および開放端をフレーム1,1間に懸架されたクロスブラケット44(図7参照)を介して接続される。なおラテラルトルクロッド42の夫々の接続部にはゴムブッシュ45を一体に介装させ、ボルト46によって接続することが好ましい。
【0033】
上記の構成により、車両の重量ならびに車輪34およびアクスル管8a,8bからの振動および衝撃等が加わると、第2緩衝部材16である重ね板ばね4および第1緩衝部材15を構成するゴムばね11が各々変形することにより、前記重量および荷重を支持し、かつその減衰を行い得るのである。
【0034】
なお車両への積載重量が所定の値を超えた場合、若しくはアクスル管8a,8bが一時的に上方に所定値以上に変位した場合には、規制手段であるイコライザ29に設けられたバンプストッパ35と重ね板ばね4の両端部とが、および/またはブラケット21の下部に設けられたバンプストッパ36とアクスル管8a,8bとが当接し、バンプストッパ35,36を変形させるため、これらが前記重ね板ばね4およびゴムばね11と協動して荷重および衝撃等に対抗し得る。
【0035】
次に本発明のタンデム車軸車両懸架装置は、アクスル管8a,8bを備えた2軸仕様のものであるが、例えば駆動軸32はアクスル管8aにのみ介装されているため、例えば車道と歩道との間に形成された縁石の段差部を横断する場合等においては、駆動軸32側の走行用車輪34が浮き上がって走行できなくなる場合が想定される。このような場合においても、重ね板ばね4の一方の端部がバンプストッパ35を介してイコライザ29を傾動させるから、車両の重量が前後の走行用車輪34,34に均等に作用することが可能であり、駆動軸32側の走行用車輪34に対する接地圧を充分に確保することができる。
【0036】
なおアクスル管8a,8bとフレーム1とはゴムばね11を介して接続されているが、非所望な横荷重および長手方向の荷重に対しては、各々センターブラケット23,23間に介装された横行部材41およびV字形に形成された1対のラテラルトルクロッド42によって対抗することができる。また1対のラテラルトルクロッド42を略菱形状に配設し、それらの開放端がフレーム1に接続された構成であるが、この接続部には左右のフレーム1,1間にクロスブラケット44が設けられているため、ラテラルトルクロッド42に起因して左右のフレーム1,1間に作用する横方向の荷重に対しても充分に対抗し得る。
【0037】
図8は車両懸架装置における荷重と撓みとの関係を示す線図である。図8において、a,bは各々図1および図13に示すものに対応し、撓み「0」は、空車時の荷重(例えば870kgf )が作用したときのアクスル管8a,8bまたは8(図1および図13参照)の上下方向の基準位置を示す。
【0038】
図8において、従来の重ね板ばね式のものに対応するbにおいては、荷重と撓みとの関係が直線で示され、撓み40mm以上の領域では、図13において板ばね5が補助ブラケット6,7に当接した状態を示している。これに対して、本発明のものに対応するaにおいては、荷重と撓みとの関係が曲線で示され、同一の撓みに対してより大なる荷重を支持し得ることが認められる。なお撓み40mmを超える領域においては、図1に示すバンプストッパ35が作動した状態を示している。
【0039】
上記のようにして、本発明のタンデム車軸車両懸架装置においては、積載重量に応じて撓みを制御することができ、乗心地を向上させることができる。
また、本発明のタンデム車軸車両懸架装置を、185−70R15.5のダブルタイヤを装着する4tトラックに装備することにより、床面地上高さを800mm以下にすることができる。このため、積み荷の取り扱いが容易になると共に、取り扱い時における積み荷が落下する危険が少なくなる。更に、積載重量や容量を大きくすることができるため、配送回数を低減させることができる。
【0040】
図9および図10は各々本発明の第2の実施の形態を示す要部正面図および要部平面図であり、同一部分は前記図1ないし図7および図15と同一の参照符号で示す。図9および図10において、ブラケット21は前記図1ないし図3に示す前部および後部のものを一体とするように形成すると共に、膨出部21aを各々前後部に突設させて形成する。
【0041】
次にバンプストッパ36は、フレーム1に固着された別体のブラケット47の下端部に固着され、各々アクスル管8a,8bの上方に臨むように形成される。48は振動減衰装置であり、例えばダッシュポットのような油圧緩衝器によって形成され、ブラケット21の膨出部21aとアクスル管8a,8bとの間に介装される。なおセンターブラケット23,23間には、例えば山形鋼からなる横行部材(図示せず)を固着する。49はボルト穴であり、前記横行部材の固着用のものである。
【0042】
上記の構成により、前記図1ないし図7に示すものと同様な作用が期待できるが、更に下記のような作用を併有できる。すなわち、ブラケット21を1個に集約した構成であるため、装置の組立作業が容易となり、製作コストの低減が可能となる。またブラケット21とアクスル管8a,8bとの間に振動減衰装置48を介装したことにより、振動および衝撃の吸収、減衰作用が一段と向上され、乗心地が更に改善され得る。
【0043】
図11は本発明の第3の実施の形態を示す要部正面図であり、同一部分は前記図1と同一の参照符号で示す。図11において、第1緩衝部材15を構成する弾性部材をコイルばね66によって形成し、ブラケット21とセンターブラケット23との間に介装する。次に67は規制手段であり、重ね板ばね4の最上部を厚肉または剛性を上げた帯板材により略水平に形成してなる。この規制手段67により、重ね板ばね4に所定値以上の荷重が作用した場合に、その撓み量を規制することができる。
【0044】
図12は本発明の第4の実施の形態を示す要部正面図であり、同一部分は前記図1および図13と同一の参照符号で示す。図12において、第1緩衝部材15は重ね板ばねによって形成され、その前後両端部をブラケット2と、シャックル4aを介してブラケット3とによって支持される。68は連結部材であり、例えば上下2枚の鋼板との間にゴムパッドを一体に固着して形成され、第1緩衝部材15と第2緩衝部材16とを別体のイコライザ29を介して連結するものである。
【0045】
上記図11および図12に示すような構成により、前記図1に示すものと同様な作用が期待できる。
なお図12において、第1緩衝部材15を形成する重ね板ばねを、鋼板に代えて例えばガラス繊維入り強化樹脂によって形成して軽量化を図ってもよい。また第1緩衝部材15は、図11および図12に示すようにブラケット2,3,21を介してフレーム1に連結する態様の他に、フレーム1に直接固定する構成としてもよい。
【0046】
【発明の効果】
本発明は以上記述のような構成および作用であるから、下記のような効果を奏し得る。
【0047】
(1)懸架装置を軽量化することができると共に、積載重量に応じて懸架装置の撓みを制御することができる。
(2)車輪からの振動や衝撃を緩和することにより、更に乗心地を向上させ得る。
【0048】
(3)後車軸が2軸である構成のトラックや配送車用とした場合に、車輪の直径を小さくすることができ、この結果床面地上高を例えば800mm以下の寸法に低くすることができ、積み荷の取り扱いが極めて容易となり、かつ安全性を向上させ得る。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明の第1の実施の形態を示す要部正面図である。
【図2】図1におけるA方向要部矢視図である。
【図3】本発明の第1の実施の形態を示す要部斜視図である。
【図4】本発明の第1の実施の形態における構成部材の分解斜視図である。
【図5】本発明の第1の実施の形態における構成部材の分解斜視図である。
【図6】本発明の第1の実施の形態における構成部材の分解斜視図である。
【図7】本発明の第1の実施の形態における構成部材の分解斜視図である。
【図8】車両懸架装置における荷重と撓みとの関係を示す線図である。
【図9】本発明の第2の実施の形態を示す要部正面図である。
【図10】本発明の第2の実施の形態を示す要部平面図である。
【図11】本発明の第3の実施の形態を示す要部正面図である。
【図12】本発明の第4の実施の形態を示す要部正面図である。
【図13】従来の重ね板ばね式の車両懸架装置の例を示す要部正面図である。
【図14】従来のゴムばね式の車両懸架装置の例を示す要部正面図である。
【図15】従来の板ばねとゴムばねとを組み合わせた車両懸架装置の例を示す要部正面図である。
【符号の説明】
1 フレーム
15 第1緩衝部材
16 第2緩衝部材
23 センターブラケット
Claims (8)
- 車両の車体若しくはフレームと、走行用車輪を支持する1対のアクスル管との間に介装されるタンデム車軸車両懸架装置において、
車体若しくはフレームに直接または他の部材を介して端部が連結されかつ少なくとも一部にゴム材料によって形成された弾性部材を備えてなる第1緩衝部材と、
前後両端部が前記1対のアクスル管と連結されなる重ね板ばねにて形成された第2緩衝部材と、
所定の荷重までは変形するように形成された前記第2緩衝部材に設けられかつ所定の荷重を超えた場合に、その前記第2緩衝部材の変形を規制するように車体若しくはフレームの長手方向に沿って延在し且つ上記第1の緩衝部材の下部に固着された規制手段と、
同規制手段に前記第2緩衝部材と当接可能に設けられた第1のバンプストッパと、
上記アクスル管の上方に臨む位置に、車体若しくはフレームに直接または他の部材を介して設けられた第2のバンプストッパとを有することを特徴とするタンデム車軸車両懸架装置。 - 第1緩衝部材を、1対の弾性部材とこれら1対の弾性部材の略中央部に設けられた連結部材とによって構成したことを特徴とする請求項1記載のタンデム車軸車両懸架装置。
- 荷重と変形量との関係を非線形に形成したことを特徴とする請求項1若しくは2記載のタンデム車軸車両懸架装置。
- 第1緩衝部材のばね定数を第2緩衝部材のばね定数より小に形成したことを特徴とする請求項1ないし3の何れか1項に記載のタンデム車軸車両懸架装置。
- 規制手段を第1緩衝部材および第2緩衝部材とは別体として形成したことを特徴とする請求項1ないし4の何れか1項に記載のタンデム車軸車両懸架装置。
- 規制手段を第1緩衝部材若しくは第2緩衝部材の構成部材の一部によって形成したことを特徴とする請求項1のタンデム車軸車両懸架装置。
- 車体若しくはフレームの左右に設けられたセンターブラケット間に横行部材を介装すると共に、V字形状に形成されたラテラルトルクロッドの閉塞端をアクスル管に、および開放端を車体若しくはフレームに、各々ブラケットを介して接続したことを特徴とする請求項1ないし6の何れか1項に記載のタンデム車軸車両懸架装置。
- 車両前方のアクスル管に駆動軸を、および車両後方のアクスル管に従動軸を介装させたことを特徴とする請求項1ないし7の何れか1項に記載のタンデム車軸車両懸架装置。
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