JP4041170B2 - 空気ばね装置 - Google Patents

Description

【０００１】
【産業上の利用分野】
本発明は車両の空気ばね装置であって、圧縮空気供給装置と、車体を支持する空気ばねベローズの給気および排気のための弁装置とが設けられていて、前記空気ばねベローズが、前記弁装置に後置されて車軸に配置されており、さらに、車体と車軸との間の高さを検出するための距離信号発生器が設けられている形式のものに関する。
【０００２】
【従来の技術】
このような形式の空気ばね装置は公知である（Ｂｏｓｃｈ Ｋｒａｆｔｆａｈｒｔｅｃｈｎｉｓｃｈｅｓ Ｔａｓｃｈｅｎｂｕｃｈ第２０版、第４７８頁参照）。このような空気ばね装置によって、車体は車両の荷重とは無関係に常に同じ車高に維持され得る。このことは特に公共の近距離交通のバスにおいて重要であり、これによって乗降客には常に一定の乗車車高若しくは降車車高が提供されるようになる。さらに、一層快適な乗車若しくは降車を得る目的で、バスのニーリング（ｋｎｅｅｌｉｎｇ）を可能にすることも既に公知である。この場合、バスの全ての支持点、つまり４つの支持点のうち一部分、即ち、例えば運賃を徴集するバス運転手側の乗車範囲に位置するような部分だけが降下させられる。このようなニーリング装置によって、前車軸全体にわたって車体を降下させることも可能である。これによっても、乗客の乗車は容易になる。
【０００３】
多くの場合、乗車はバスの前部で行われ、降車は後部で行われる。したがって、前部での乗車と同様に後部での降車も快適に行なうことが要求される場合もある。この問題も、車体の側方降下によって、つまり乗車口と降車口とが設けられた車両側の降下によって解決することができる。しかし、この問題を解決するための公知の手段ではいずれの場合でも、車体部分がストッパ・ゴム緩衝器で支持されるまで降下させられる。このストッパ・ゴム緩衝器は、空気ばね装置が欠陥を有しているか、若しくは故障した場合のための非常ストッパとして設けられて
【０００４】
いる。
【発明が解決しようとする課題】
本発明の課題は、冒頭で述べた形式の空気ばね装置を改良して、上記欠点が回避されて、乗客の乗車及び降車が一層容易となり、しかも空気使用量ができるだけ少なく保持されるような空気ばね装置を提供することである。
【０００５】
【課題を解決するための手段】
この課題を解決するために本発明の構成では、車体の少なくとも１つの第１の車体角隅が、該車体角隅を支持する第１の空気ばねベローズの排気により、距離信号発生器によって検出される前記車体角隅に対応した規定のニーリングレベルにまで降下可能であり、該ニーリングレベルが、機械的なストッパによって規定された前記車体角隅の最低高さよりも高く位置しているようにした。
【０００６】
【発明の効果】
本発明のように構成されていると、乗客の乗車及び降車が容易になり、且つ空気使用量が最小限に保たれるという利点が得られる。
【０００７】
請求項２以下に記載の手段によって、本発明による空気ばね装置の有利な改良が得られる。
【０００８】
多くの空気ばね装置の場合、一方の車軸、有利には前車軸において、左側の車両側と右側の車両側とに配置された空気ばねベローズが、１つの共通の弁によって制御される。本発明の有利な構成では、共通の弁と、一方の車両側の空気ばねベローズとの間の導管に付加的な弁が設けられており、車体角隅のうちの１つが降下する場合に、前記付加的な弁が遮断位置に切り換えられる。これにより次のような利点が得られる。即ち、２つの車両側を制御する共通の弁が使用されている場合でも、ニーリングレベルへの降下時には２つの車両側のうちいずれか一方の車両側に設けられた空気ばねベローズを排気し且つ給気するだけで済む。これにより、エネルギーが節約されるので有利である。
【０００９】
複数の車両ドアを通じて乗車若しくは降車が行われる場合でも、少なくとも１つの別の車体角隅を降下させることによって、乗車若しくは降車は付加的に一層容易となる。
【００１０】
４つの車体角隅のそれぞれに設けられた距離信号発生器によって、ニーリングレベルは小さな誤差を維持して、機械的なストッパによって規定された最低高さよりも少しだけ上方に確実に保持され得ることも有利である。
【００１１】
空気ばね装置の電子制御における本発明の有利な改良形は、所定のニーリングレベルに合せた距離信号発生器の前プログラミングが電子装置で実施され、且つニーリング装置のオンオフ切換が、運転室に設けられた機械的なスイッチを介して行われることにより得ることができる。
【００１２】
圧力センサ若しくは圧力スイッチを使用しなくても、車体が降下させられた場合でも空気ばねベローズには常時確実に最小残留圧力が残るので有利である。
【００１３】
【実施例】
以下に、本発明の実施例を図面につき詳しく説明する。
【００１４】
実施例で説明する空気ばね装置は、公共の道路交通のバスに使用されるものである。このバスは、４つの車輪２，３，４，５と２つの車軸、つまり前車軸６と後車軸７とを有している。両車軸６，７によって支持された車体若しくは車両ボディーは、符号８で示されている。
【００１５】
空気ばね装置には、コンプレッサ１０と圧縮空気リザーバタンク１１とを備えた圧縮空気供給装置９並びに電気制御装置若しくは電子制御装置１２が所属している。この電子制御装置１２には、多方向切換弁として構成された複数の電磁弁が接続されている。すなわち中央弁１３は電磁作動式の弁であり、この中央弁１３には、後車軸７に配置された２つの空気ばねベローズ１４，１５に圧縮空気を供給する目的で、各１つの弁１６；１７が後置されている。さらに中央弁１３には３つの接続ポートを有する弁１８が接続されており、この弁１８は閉鎖位置１８ａと切換位置１８ｂとをとることができ、しかも閉鎖位置１８ａでは絞り１９によって監視された通流、つまり左右の前車軸用空気ばねベローズ２０，２１の間の通流を開放保持する。切換位置１８ｂにおいては、弁１８の３つの接続ポートが互いに接続されている。この実施例では弁１８に両空気ばねベローズ２０，２１が接続されているので、この弁１８は共通の弁１８又は前車軸弁１８と呼ぶこともできる。
【００１６】
前車軸弁１８の１つの接続ポートを左前方の空気ばねベローズ２０に接続する導管２８には、弁２７が設けられている。
【００１７】
中央弁１３は３つの接続ポートと２つの制御位置とを有しているので、汎用的な用語では３ポート２位置弁と呼ぶことができる。これに対応して、前車軸弁１８は、同様に３ポート２位置弁、そして弁１６，１７，２７をそれぞれ２ポート２位置弁と呼ぶことができる。
【００１８】
弁１６，１７はそれぞれ閉鎖位置１６ａ；１７ａと通流位置１６ｂ；１７ｂとを有している。弁２７では、通流位置２７ａにおいて弁２７の両接続ポートが接続されており、閉鎖位置２７ｂにおいては通流が遮断されている。
【００１９】
中央弁１３は制御位置１３ａと制御位置１３ｂとを有している。制御位置１３ｂにおいては、圧縮空気供給装置９によって、中央弁１３から弁１６，１７，１８に通じた接続路３２に圧縮空気が圧送される。中央弁１３が制御位置１３ａに位置していると、圧縮空気は接続路３２から空気排出部３０を介して外部に流出する。
【００２０】
中央弁１３及び弁１６，１７，１８，２７は、電磁石を介して作動させられる。この電磁石が通電されていない場合には、弁１６，１７，１８は閉鎖位置１６ａ；１７ａ；１８ａに位置し、中央弁１３は制御位置１３ａに位置し、弁２７は通流位置２７ａに位置する。中央弁１３及び弁１６，１７，１８，２７の電磁石が通電されている場合には、各弁は１３ｂ；１６ｂ；１７ｂ；１８ｂ；２７ｂで示した制御位置に位置する。
【００２１】
各弁の作動磁石は、図面において破線で示した電気的な導線を介して電子制御装置１２に接続されている。
【００２２】
車輪２，３，４，５の範囲において、各車軸６；７にはそれぞれ２つの距離信号発生器２３，２４；２５，２６が取り付けられており、これらの距離信号発生器は、対応する車輪２，３，４，５と車体８との間の距離を検出して、対応する値を電子制御装置１２に伝送する。距離信号発生器２３，２４，２５，２６を用いて、車体８のレベルを前後左右において検出することができる。距離信号発生器２３，２４，２５，２６を電子制御装置１２に接続するために必要な電気的な導線は、図面を見易くするために図示しない。
【００２３】
車体８は、左前部の車体角隅８ａと、右前部の車体角隅８ｂと、左後部の車体角隅８ｃと、右後部の車体角隅８ｄとを有している。距離信号発生器２５は、車輪２の範囲で左前部の車体角隅８ａと前車軸６との間の距離を検出する。距離信号発生器２５によって、前車軸６に対する左前部の車体角隅８ａの高さが検出される。同様に、距離信号発生器２３，２４，２６は各車体角隅８ｂ，８ｃ，８ｄの高さを検出する。距離信号発生器２３，２４，２５，２６の形式に応じて、これらの距離信号発生器は各車体角隅と各車軸との間の距離を検出する。
【００２４】
左前部の車体角隅８ａの範囲では、この車体角隅８ａと前車軸６との間に機械的なストッパ３６ａが設けられている。このストッパ３６ａは、例えばゴム緩衝器である。空気ばねベローズ２０が完全に排気されると、車体角隅８ａが降下して、ストッパ３６ａが前車軸６に当接する。ストッパ３６ａが弾性的に形成されているので、空気ばねベローズ２０が完全に排気された場合でも、最小ばね支承力が確保される。空気ばねベローズ２０が完全に排気された後に、この空気ばねベローズ２０が車体角隅８ａを再び持ち上げようとする場合、空気ばねベローズ２０は、この空気ばねベローズ２０が車体角隅８ａの範囲で荷重を再び支持することができるようになるまで空気供給されなければならない。機械的なストッパ３６ａに相当する機械的なストッパ３６ｂ，３６ｃ，３６ｄが、別の車体角隅８ｂ，８ｃ，８ｄの範囲にも設けられている。ストッパ３６ａ，３６ｂ，３６ｃ，３６ｄに対して付加的に又はこれらストッパの代わりに、機械的なストッパとして働く適当なゴム緩衝器が車軸６，７に固定されていてもよい。
【００２５】
公知の空気ばね装置を備えた公知の車両の場合には、前車軸６に、１つの前車軸弁１８に対応して、やはり１つの距離信号発生器しか設けられていない。しかし本発明による図示の有利な実施例においては、２つの距離信号発生器２５，２６が設けられている。即ち、各前車輪２；３の範囲には、各１つの距離信号発生器２５；２６が設けられている。右側の前車輪３の距離信号発生器２６には、特別な役割がある。この距離信号発生器２６は、車体角隅８ｂの最低高さよりも少しだけ上に位置する「ニーリングレベル」（Ｋｎｅｅｌｉｎｇ−Ｎｉｖｅａｕ）に合せてプログラミングされている。この最低高さは通常、ストッパ３６ｂを形成するゴム緩衝器によって規定される。このゴム緩衝器には、空気ばね装置の故障時に車体８が載置され、これにより非常時ばね支承が保証される。
【００２６】
作用形式
前記空気ばね装置は、慣用的な標準運転時には公知の形式で作動する。この場合、例えば電子制御装置１２によって、車体８の標準車高が設定される。乗客が乗車すると、荷重の増大する車体８の重量は増大し、これによって車体８は降下しようとする。距離信号発生器２３，２４，２５，２６は距離減少を検出して電子制御装置１２に報知し、この電子制御装置１２は中央弁１３と両弁１６，１７と前車軸弁１８とを通電する。空気ばねベローズ１４，１５，２０，２１は圧縮空気供給装置９に接続されて、荷重増大にもかかわらず車体８が標準車高を維持するような硬さに充填される。
【００２７】
所望の標準車高に達すると、全ての弁は再び無電流の出発位置に戻る。図面には、各弁が無電流の状態で示されている。前車軸６では、標準運転時に両距離信号発生器２５，２６の２つの値が検出されるか、又は両距離信号発生器２５，２６のうちのいずれか一方の距離信号発生器の値だけが評価される。弁１８，２７が制御位置１８ａ，２７ａに留まっている間、絞り１９によって両空気ばねベローズ２０，２１の間の圧力補償が行われる。
【００２８】
多数の乗客が降車すると、中央弁１３は無電流の位置１３ａに留まり、弁１６，１７と前車軸弁１８だけが個々に又は一緒に切り換えられる。無電流状態で空気排出部３０に向かって開放された中央弁１３を介して、空気は各空気ばねベローズから空気排出部３０を通って逃出することができる。これによって空気ばねベローズ１４，１５，２０，２１は排気され、車体８は降下させられる。距離信号発生器２３，２４，２５，２６がそれぞれ所望の標準車高を検出すると直ちに、対応する弁１６，１７若しくは前車軸弁１８が、無電流の位置、即ち遮断された位置に切り換えられる。
【００２９】
図示の本発明による実施例においてはさらに、前車軸弁１８から左側の前車輪２の空気ばねベローズ２０に通じた導管２８に、付加的弁２７を設けることができる。弁２７は電子制御装置１２によって制御可能である。さらに、運転室（図示しない）には、運転手によって操作可能なスイッチ２９が設けられており、このスイッチも電子制御装置１２に接続されている。
【００３０】
運転手が前記スイッチ２９を操作すると、電子制御装置１２を介して、標準車高の標準制御が遮断され、次いで右側の前車輪３の距離信号発生器２６の信号だけが評価される。付加的な弁２７が制御されて、通電された位置２７ｂにおいて、左側の前車輪２の空気ばねベローズ２０を遮断する。前車軸弁１８は同じく制御されて、通流を許す切換位置１８ｂに切り換わり、制御位置１３ａにおいて開いた中央弁１３を介して、右側の空気ばねベローズ２１が排気される。車体角隅８ｂは、空気ばね装置にプログラミング入力されたニーリングレベルにまで降下する。距離信号発生器２６は右側の前車輪３の範囲において車体８の車高を検出する。この場所で車体８がニーリングレベルにまで降下するやいなや、電子制御装置１２は、前車軸弁１８を遮断位置１８ａに切り換え、これにより、空気ばねベローズ２１がさらに排気されることが阻止される。車体角隅８ｂの降下時に弁２７が遮断位置２７ｂに切り換えられていることに基づき、空気ばねベローズ２１の排気時に空気ばねベローズ２０も一緒に排気されることは阻止される。
【００３１】
例えば乗客の乗降時に荷重変化が生じると、ニーリングレベルも自動的に追従制御され得る。この追従制御時では、弁１６，１７が、基本位置である図示の無電流の遮断位置１６ａ，１７ａに留まる。前車軸弁１８は、通電によって切換位置１８ｂに切り換えられる。このときに中央弁１３が制御位置１３ａに位置していると、車体角隅８ｂは降下させられる。車体角隅８ｂを持ち上げるためには、中央弁１３が制御位置１３ｂに切り換えられる。車体角隅８ｂが、予めプログラミングされたニーリングレベルに再び達するやいなや、前車軸弁１８は再び通電されていない遮断位置１８ａに切り換えられる。これにより、多数の乗客が降車した場合でも降車口の高さは全く上昇しなくなり、また車体角隅８ｂは、多数の乗客が乗車した場合でもストッパ３６ｂで前車軸６に載積されなくなり、このことは、車体８の降下終了後の、車体角隅８ｂの持上げを著しく加速させる。
【００３２】
乗車過程又は降車過程が終了すると、運転手はスイッチ２９を介してニーリング降下を再び遮断する。前車軸弁１８は、通電された第２の切換位置１８ｂに切り換わり、左側の空気ばねベローズ２１は、所望の標準車高が再び得られるまで給気される。次いで前車軸弁１８は再び無電流の遮断位置１８ａに戻り、中央弁１３は排気のための制御位置１３ａに切り換わる。付加的な弁２７は、無電流の通流位置２７ａに切り換わる。これによって、全ての制御点において制御が再び開始される。即ち、空気ばね装置は再び慣用的な標準運転で作動する訳である。
【００３３】
即ち、規定のニーリングレベルの設定に基づき、右側の空気ばねベローズ２１が完全に排気されるのではなく、車体角隅８ｂの重量に対応する圧力が確実に空気ばねベローズ２１に残るようになる。このことは、車体８が、ストッパ・ゴム緩衝器に支持されて載積されないことによって達成される。
【００３４】
前車軸６で２つの距離信号発生器２５，２６を使用することにより、付加的な弁２７と協働して規定のニーリングレベルを達成して、制御することができる。これにより、車体８がストッパ・ゴム緩衝器に支持されて載積されることは確実に回避される。
【００３５】
距離信号発生器２６が電子制御装置１２と共働して、ストッパ・ゴム緩衝器によって規定された最低車高よりも数ｍｍだけ上に位置するニーリングレベルを設定することに基づき、対応する空気ばねベローズ２１は無圧状態にならず、各荷重に対応する圧力が空気ばねベローズ２１に留まるようになる。
【００３６】
このようにして、車体８の一層迅速な持上げが可能となる。この結果、バスが停留所で停車する時間は短縮される。さらに、空気使用量も減じられる。なぜならば、車体８を再び所望の標準車高にもたらすために、極めて少量の空気しか必要とされないからである。
【００３７】
前記空気ばね装置を少しだけ改良した変化実施例では、乗降を容易にする目的で一方の車両側、有利には右側の車両側、つまり両車体角隅８ｂ，８ｄを降下させることも可能である。その場合、ニーリングレベルへの降下時に弁１７を同じく、通電された通流位置１７ｂに切り換えるだけでよい。距離信号発生器２６が車両右前側でニーリングレベルへの到達を検出するやいなや、前車軸弁１８は再び通電されていない遮断位置１８ａに切り換えられる。そして距離信号発生器２４により、車体角隅８ｄが、この車体角隅８ｄのためにプログラミング入力されたニーリングレベルに到達したことが確認されるやいなや、弁１７は再び通電されていない遮断位置１７ａに戻される。荷重変化が生じると、ニーリングレベルへの降下時においても、弁１７と中央弁１３との短時間の適宜な制御によって車体角隅８ｄを追従制御することもできる。
【００３８】
図示の実施例においては、後側の空気ばねベローズ１４，１５が２つの弁１６，１７によって制御され、前側の空気ばねベローズ２０，２１が、共通の前車軸弁１８を介して作動させられる。このような配置構成は、頻繁に使用される。しかし、前車軸の空気ばねベローズを２つの弁で、後車軸の空気ばねベローズを１つの共通の弁でそれぞれ制御することも可能である。
【００３９】
弁１３，１６，１７は、１つの弁装置３４を形成している。弁１３，１６，１７は、電磁作動式の前制御された方向切換弁である。このことは１実施例であるにすぎない。弁装置３４を別の形式で実現することも可能である。例えば弁装置３４の各弁を唯一つの制御ブロックにまとめて、場合によってはさらに弁１８と弁２７をこの制御ブロックに組み込むことができる。
【００４０】
幾つかの国では、乗降口が、他方の車両側に設けられている。当然ながら、他方の車体角隅もニーリングレベルへの降下を実施できるように空気ばね装置を設計することもできる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明による空気ばね装置の回路図である。
【符号の説明】
２，３，４，５ 車輪
６ 前車軸
７ 後車軸
８ 車体若しくは車両ボディー
８ａ，８ｂ，８ｃ，８ｄ 車体角隅
９ 圧縮空気供給装置
１０ コンプレッサ
１１ 圧縮空気リザーバタンク
１２ 電子制御装置
１３ 中央弁若しくは３ポート２位置弁
１３ａ，１３ｂ 制御位置
１４，１５ 空気ばねベローズ
１６ 弁
１６ａ 遮断位置
１６ｂ 通流位置
１７ 弁
１７ａ 遮断位置
１７ｂ 通流位置
１８ 前車軸弁
１８ａ 遮断位置
１８ｂ 切換位置
１９ 絞り
２０，２１ 空気ばねベローズ
２３，２４，２５，２６ 距離信号発生器
２７ 弁
２７ａ 通流位置
２７ｂ 遮断位置
２８ 導管
２９ スイッチ
３０ 空気排出部
３２ 接続路
３４ 弁装置
３６ａ，３６ｂ，３６ｃ，３６ｄ ストッパ

Claims (3)

1. バスの空気ばね装置であって、圧縮空気供給装置と、車体を支持する空気ばねベローズの給気および排気のための弁装置とが設けられていて、前記空気ばねベローズが、前記弁装置に後置されて車軸に配置されている形式のものにおいて、車体（８）と車軸との間の高さを検出するための少なくとも１つの距離信号発生器（２６）が設けられており、車体（８）の少なくとも１つの第１の車体角隅（８ｂ）が、該車体角隅（８ｂ）を支持する第１の空気ばねベローズ（２１）の排気により、距離信号発生器（２６）によって検出される前記車体角隅（８ｂ）に対応した規定のニーリングレベルにまで降下可能であり、該ニーリングレベルが、機械的なストッパ（３６ｂ）によって規定された前記車体角隅（８ｂ）の最低高さよりも高く位置しており、第１の空気ばねベローズ（２１）と、該第１の空気ばねベローズ（２１）とは反対の側の車両側で同車軸に配置された第２の空気ばねベローズ（２０）とが、共通の弁（１８）を介して制御可能であり、第２の空気ばねベローズ（２０）を遮断可能な付加的な弁（２７）が共通の弁（１８）と第２の空気ばねベローズ（２０）とを接続する導管（２８）に配置されており、該付加的な弁（２７）により第２の空気ばねベローズ（２０）を遮断することによって、共通の弁（１８）を介して第１の空気ばねベローズ（２１）のみを制御して第１の車体角隅（８ｂ）のみを昇降可能にすることを特徴とする空気ばね装置。
2. 少なくとも１つの別の車体角隅（８ａ，８ｃ，８ｄ）が、別の距離信号発生器（２３，２４，２５）によって検出される前記車体角隅（８ａ，８ｃ，８ｄ）に対応するニーリングレベルにまで降下可能である、請求項１記載の空気ばね装置。
3. 車体（８）が４つの車体角隅（８ａ，８ｂ，８ｃ，８ｄ）を有しており、各車体角隅（８ａ，８ｂ，８ｃ，８ｄ）の高さを検出するために少なくとも各１つの距離信号発生器（２３，２４，２５，２６）が設けられている、請求項１又は２記載の空気ばね装置。

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