JP4333982B2 - サスペンション構造 - Google Patents

Description

【技術分野】
【０００１】
本発明は、車両のためのサスペンション構造に関し、更に詳細には、しかしながら、独占的ではないが、水陸両用の車両のためのサスペンション構造に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来のサスペンション構造にあっては、ショックアブソーバ又はサスペンションストラットは、その上端が車両ボディに、その下端が車両車輪の制御アームに取り付けられている。サスペンションストラットは、シリンダとシリンダ内を伸縮するシャフトとから通常構成され、シリンダ及びシャフトは内部で互いに付勢され且つ緩衝される。シリンダは、制御アームに取り付けられ、コイルスプリングのための座部を通常支持する。コイルスプリングは、座部及び車両ボディの間で圧縮される。
【０００３】
より最新の車両サスペンション構造にあっては、液圧シリンダの上端を車両ボディに、液圧シリンダの下端を車両車輪の制御アームに取り付けることが知られている。シリンダは、（圧縮ガスによって加圧される）液圧オイルのリザーバの形式でアキュムレータに通常連結される。圧縮ガスは、液圧システムにおいて復元力を提供し、ダンピング作用は、液圧ラインにおける制限によって提供される。
【０００４】
良好な水上性能のために円滑な船体面を提供するように、車両の車輪が車両ボディの上側及び内側に格納され得ることは、水陸両用車両の要件にしばしばなっている。従来のサスペンション構造は、格納される車両の車輪に干渉しないようなサスペンションストラット又は液圧シリンダの満足な動きを可能にしない。
【０００５】
水陸両用車両のための従来の格納式サスペンションは、米国特許第5,690,046号（Grzech）を含む。この車両は、前輪及び後輪上のコイルスプリング及びダンパーユニットを排除するために液圧ラムを使用する水陸両用の三輪車式のモーターサイクルである。このアプローチの主要な欠点は、サスペンション作動時に、車輪が引っ込まないので、キャンバ変化が僅かにあるということである。開示された相対的に小さな車輪によって、該車輪が車体構造内に鉛直に収容され得るので、それは問題になっていない。しかしながら、其のような小さな車輪は、水陸両用車両の車体における船底勾配（側断面での『V』の深さ）と路上の接地クリアランスの双方を制限する。今度はそれが水上速度やハンドリング可能性を制限する。コーナにおける車輪キャンバ変化を伴わずに適切なロード・ホールディングを得るために、車両はモーターサイクル形式を用いなければならず且つ路上で回転するまで傾けねばならないということに留意すべきである。従って、それは車サイズの水陸両用機械のための適切な解決策ではない。
【０００６】
WO 95/23074（Roycroft）は、道路車輪を持ち上げる回転型トーションバーを開示する。それは洗練された解決策であるが、車両センターにおいて車輪から離れたところで多くのスペースを占有する。同様に、米国特許第5,755,173号（Rorabaugh及びCosta）は、前後の車軸の近傍の車両センターを横断する側方スクリュージャッキを用いるシステムを開示するが、この場合もパッケージ問題を引き起こしかねない。トーションバー及びリーフスプリングサスペンションの人気が共に落ちている理由がそうであるように、車輪サスペンションをそれぞれのホイールアーチ内に含ませることが有益である、ということが自動車工学では一般的に受け入れられている。
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００７】
本発明は、格納される車両車輪の内側及び上側への動きを増大させる、改善されたサスペンション構造を提供することをその目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
本発明の第１の特徴に従い、水陸両用車両のためのサスペンション構造であって、車両ボディに回転可能に取り付けられ且つ車輪サポートまで延出する制御アームを含み、制御アーム及び車輪サポートが、一方が他方に対して回転動作をするように取り付けられ、車輪サポートが、車両車輪を支持するための手段を含み、サスペンション構造が、制御アームの取り付け部に対して離間した関係で車両ボディに回転可能に取り付けられ、一対の限定位置の間の動きのために車輪サポート、従って車両車輪を移動させるために、車両ボディに対する回転連結部の回りに制御アームを回転させるように機能する駆動手段を更に含み、前記一対の限定位置の一方である第１限定位置にあっては、車輪が道路係合のために略鉛直になり、前記一対の限定位置の他方である第２限定位置にあっては、車輪が水上における車両の使用のために格納位置にある、前記サスペンション構造において、使用時に車輪サポートが第１限定位置及び第２限定位置の間を動く際に駆動手段が車両ボディに対して回転するように、駆動手段がその長さの中間位置で車両ボディに回転可能に取り付けられていることを特徴とするサスペンション構造が提供される。
【０００９】
好ましくは、駆動手段は、第１限定位置及び第２限定位置の間で車輪サポートを動かすために長さが変化する細長いものであって、車輪サポートが第１限定位置にあるときに、駆動手段の長さのセンターサード部（等しく３分割した場合の中央部分）を概ね含む領域に存在する軸線の回りを回転するように車両ボディに取り付けられる。
【００１０】
好ましくは、サスペンション構造は、車輪サポートが第１限定位置及び第２限定位置の間を動く際に駆動手段が２０度以上の角度で回転し得るように適合される。更に好ましくは、サスペンション構造は、車輪サポートが第１限定位置及び第２限定位置の間を動く際に駆動手段が略３５度の角度で回転し得るように適合される。
【００１１】
好ましくは、駆動手段は、少なくとも１つのトラニオンを介して車両ボディに回転可能に取り付けられる。
【００１２】
駆動手段は、二段階作動式の液圧シリンダ又は液圧ラムを含むことができ、その場合、液圧ラムは、その一端が制御アームに動作可能に連結され、その他端がシリンダ内に包含されるピストンに連結されたシャフトを含むことができ、該シリンダは、車両ボディに回転可能に取り付けられる。この構造において、液圧ラムは、車輪サポートが第１限定位置にあるときに車輪にサスペンション機能を提供する、ことが好ましい。
【００１３】
好ましくは、制御アームは、第１の制御アームであり、車輪サポートは、該第１制御アームの上方に取り付けられる第２の制御アームを介して、車両ボディに回転可能に取着される。更に好ましくは、第１及び第２制御アームの双方は、制御アーム及び車輪サポートが平行四辺形の形式で一緒に動けるようにするボールジョイントを介して車輪サポートに連結される。特に好ましい実施態様においては、第１及び第２制御アームは、ダブルウイッシュボーン構造を含む。
【００１４】
本発明の第２の特徴に従い、第１の特徴に係るサスペンション構造を含む水陸両用車両が提供される。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１５】
以下、添付図面を参照して、単なる一例によって本発明を説明する。
【００１６】
先ず、図１及び２を参照すると、水陸両用車両の車輪（ホイール）８のためのサスペンション構造が全体的に１０で示されている。車輪８は、車輪支持アップライト１４に従来形式で取り付けられた車軸（図示せず）の軸線１２の回りを回転するように取り付けられている。上部制御アーム１８及び下部制御アーム２０は、車両ボディ１６から車輪支持アップライト１４を支持する。制御アーム１８、２０は、相互に離隔・並置され、それぞれの平行軸２２、２４の回りを回転するように車両ボディ１６に取り付けられている。これは、ダブルウイッシュボーン式サスペンション構造として広く知られている。
【００１７】
ボールジョイント２８、３０の各々は、制御アーム１８、２０を車輪支持アップライト１４に接続する。これらのボールジョイントによって、車輪支持アップライト１４、従って、車輪８は、矢印Aによって示されるように、ドライブモード時にステアリングを可能にする側平面において回転動作が可能である。また、これらのボールジョイントによって、制御アーム１８、２０は、通常道路での懸架動作（normal road suspension operation）において平行四辺形の形式で一緒に動くことができる。従来のダブルウイッシュボーン構造のように、車両のステアリングシステム（図示せず）は、車輪支持アップライト１４に連結されている。操縦されていない車両の後輪の場合、車輪支持アップライト１４は、車両ボディに公知形式で取り付けられたトラック制御ロッド（図示せず）によって固定位置に保持される。
【００１８】
サスペンション構造１０は、二段階作動ピストン（３５、図２及び３）及びシャフト３６を備えた液圧シリンダ（hydraulic cylinder）３４の形式のサスペンションストラット即ち駆動手段３２を更に含む。シャフト３６は、シリンダ３４の内外をテレスコープ式に出入動作することができる。シリンダ３４の各端部に設けられるポート３１、３３は、シャフト３６の伸縮とサスペンションを提供するために加圧済み液圧オイルをシリンダに供給するための液圧ラインに連結されている。トラニオン形式の回転マウント４２は、シリンダ３４の下端（それを介してシャフト３６が作動する）を車両ボディ１６に取り付けている。シリンダ３４の上端は、車両ボディ１６に取り付けられておらず、シリンダがマウント４２回りに円滑に回転できるようになっている。シリンダ３４から延出しているシャフト３６の端部は、車輪８の近傍の制御アームの端部に近接する位置において、軸線４０回りに回転するように制御アーム２０に連結されている。
【００１９】
特に図２を参照すると、サスペンション構造１０は、道路モードで示されており、車輪８は、略垂直な位置で路面４４に接触している。サスペンションストラット３２のシャフト３６は、略完全に延びており、車輪８は、シャフト３６の更なる延びによって、路面の窪みに順応できる。車輪８が外形点線で示される格納位置まで動かされたとき、シリンダが動かなければ、車輪８がシリンダ３４を打ってしまう、ということが理解できよう。
【００２０】
車両が水の中に入り、ボートモードのために車両ボディ１６の内側及び上側に車両車輪８を格納することが必要とされるとき、加圧済み液圧オイルがシリンダ下部ポート３１に供給される。その結果、シリンダ３４のピストン３５は、シャフト３６をシリンダ内に格納するように作用する。シャフト３６が縮む際に、制御アーム２０は、矢印Bで示される方向に軸線２４回りに回転し、（軸線４０を有する）制御アームに対するシャフト３６の回転可能な連結部は、点線４６によって示されるような円弧に追従する。制御アーム２０及びシャフト３６の間の連結部３９の軌跡、並びに、シャフト３６及びシリンダが軸方向に整合し続けることの要求によって、シリンダ３４は、制御アーム２０の動きに応じて矢印Cで示されるように回転マウント４２回りに回転せしめられる。従って、シャフト３６及びシリンダ３４の軸方向の整合状態は格納中において保持される。
【００２１】
図３に示されるようにシャフト３６がシリンダ３４内に完全に格納されるとき、制御アーム２０及び車輪８は、車両ボディ１６に向かって略６０度の角度だけ上方に動き、液圧シリンダ３４は、持ち上がった車輪８に略平行な位置まで略３５度の角度だけマウント４２の回りを回転する。このシリンダ３４の角度的動きによって、シリンダは、車輪８が持ち上がっているので車輪８の経路外に移動し、車輪の大部分は、車両ボディの内側に移動することができる。
【００２２】
格納位置から道路モードのための鉛直位置まで車輪を下降させるために、加圧済み液圧オイルは、シリンダ３４の上部ポート３３まで供給される。その結果、ピストン３５はシリンダ内を下方に移動し、これによりシャフト３６が延出し、制御アームと車輪８とシリンダ３４は、格納のためのそれと同じ経路に従い、しかしながら、反対方向に、道路モード位置まで復帰移動せしめられる。
【００２３】
軸線２２（その回りを駆動手段３２が回転するように車両ボディ１６に取り付けられる）は、車輪が延びた位置にあるときに、駆動手段の長さに沿った略中間に位置する、ということが図２から理解できよう。好ましくは、軸線２２は、車輪が延びた位置にあるときに、駆動手段の長さのセンターサード（central third）を含む領域のどこかに位置するように構成される。
【００２４】
上記サスペンション構造１０において、延出位置及び格納位置の間のサスペンション及び車輪の組立体を動かす駆動手段３２は、複動液圧シリンダ又はラムの形式で設けられる。それは必須ではないが、任意の適当な形式の駆動手段を使用できる。例えば、駆動手段３２は、空気圧シリンダ及びピストンや、油圧駆動式、空圧駆動式、電気駆動式などの他の適当な機械的手段の形式にすることができる。
【図面の簡単な説明】
【００２５】
【図１】本発明に係るサスペンション構造の斜視図である。
【図２】道路での使用のために延出位置にある車輪及びサスペンションを示す、図１のサスペンション構造の図解的な端面図である。
【図３】図２に似ているが、水上モードでの使用のために格納位置にあるサスペンション及び車輪を示す図である。

Claims (12)

1. 水陸両用車両のためのサスペンション構造であって、
   車両ボディに回転可能に取り付けられ且つ車輪サポートまで延出する制御アームを含み、制御アーム及び車輪サポートは一方が他方に対して回転動作をするように取り付けられ、車輪サポートは車両車輪を支持するための手段を含み、
   サスペンション構造は駆動手段を更に含み、駆動手段は制御アームの車両ボディへの取り付け部に対して離間した関係で車両ボディに回転可能に取り付けられ、一対の限定位置の間の動きのために車輪サポートを、したがって車両車輪を移動させるために、制御アームを車両ボディへの前記取り付け部の回りに回転させるように機能し、前記一対の限定位置の一方である第１限定位置にあっては、車輪が道路係合のために略鉛直になり、前記一対の限定位置の他方である第２限定位置にあっては、車輪が水上における車両の使用のために格納位置にある、前記サスペンション構造において、
   使用時に車輪サポートが第１限定位置及び第２限定位置の間を動く際に駆動手段が車両ボディに対して回転するように、駆動手段がその長さの中間位置で車両ボディに回転可能に取り付けられており、車輪が格納位置にあるときには、前記車輪は垂直方向に対し傾斜し、車両の前後方向及び幅方向の両方向において駆動手段の上に重なる、
   ことを特徴とするサスペンション構造。
2. 駆動手段は、第１限定位置及び第２限定位置の間で車輪サポートを動かすために長さが変化する細長いものであって、車輪サポートが第１限定位置にあるときに、駆動手段の長さのセンターサード部を概ね含む領域に存在する軸線の回りを回転するように車両ボディに取り付けられる、請求項１記載のサスペンション構造。
3. 車輪サポートが第１限定位置及び第２限定位置の間を動く際に駆動手段が２０度以上の角度で回転し得るように適合される、請求項１記載のサスペンション構造。
4. 車輪サポートが第１限定位置及び第２限定位置の間を動く際に駆動手段が略３５度の角度で回転し得るように適合される、請求項１記載のサスペンション構造。
5. 駆動手段は、少なくとも１つのトラニオンを介して車両ボディに回転可能に取り付けられている、上記請求項のいずれかに記載のサスペンション構造。
6. 駆動手段は、二段階作動式の液圧シリンダ又は液圧ラムを含む、上記請求項のいずれかに記載のサスペンション構造。
7. 液圧ラムは、その一端が制御アームに動作可能に連結され、その他端がシリンダ内に包含されるピストンに連結されたシャフトを含み、該シリンダは、車両ボディに回転可能に取り付けられている、請求項６記載のサスペンション構造。
8. 液圧ラムは、車輪サポートが第１限定位置にあるときに車輪にサスペンション機能を提供する、請求項６又は７記載のサスペンション構造。
9. 制御アームは、第１の制御アームであり、車輪サポートは、該第１制御アームの上方に取り付けられる第２の制御アームを介して、車両ボディに回転可能に取着される、上記請求項のいずれかに記載のサスペンション構造。
10. 第１及び第２制御アームの双方は、制御アーム及び車輪サポートが平行四辺形の形式で一緒に動けるようにするボールジョイントを介して車輪サポートに連結される、請求項９記載のサスペンション構造。
11. 第１及び第２制御アームは、ダブルウイッシュボーン構造を含む、請求項９又は１０記載のサスペンション構造。
12. 上記請求項のいずれかに記載のサスペンション構造を含む水陸両用車両。

Images