JP5386451B2 - 車両 - Google Patents

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Description

本発明は、車両、特に、不整地走行車両に関する。
ストラットダンパにナックルホルダを設け、このナックルホルダにナックルを回転(転舵)可能に取付けてなる懸架装置を備えている不整地走行車両が提案されている(例えば、特許文献1(第4図)参照。)。
特許文献1の第4図に示されるように、ストラットダンパ軸(S)(括弧付き数字は、特許文献1に記載された符号を示す。以下同様)と、キングピン軸(P)とが、車幅方向でオフセットして並んでいる。
路面反力は、前輪(7)、ナックル(18)、支持部材(23)、緩衝装置(26)で伝達される。図からも明らかなように、路面反力が入力されると、緩衝装置(26)に曲げ荷重が掛かる。この曲げに耐えるように、緩衝装置(26)のダンパ軸を大径にし、緩衝装置(26)を大径にするなど、丈夫な構造にする必要がある。
緩衝装置(26)を大径にすると、重量が増加し、車両重量の増加に繋がり好ましくない。
そこで、緩衝装置、すなわちストラットダンパの重量増加を抑えることができる構造が求められる。
特開昭61−146609号公報
本発明は、車両、特に不整地走行車両において、ストラットダンパの重量増加を抑えることができる構造を提供することを課題とする。
請求項1に係る発明は、車体フレームと、この車体フレームに取付けられ動力を発生する動力発生機関と、前記車体フレームに上端が連結され下方へ延びるストラットダンパと、このストラットダンパの下部に取付けられ車両前方又は後方へ開口する弓形状のナックルホルダと、車幅方向に延び前記ナックルホルダの下部を前記車体フレームに連結するロアアームと、前記ナックルホルダに上下キングピンを介して回動可能に取付けられ車輪を支えるナックルとを有する車両において、
前記ストラットダンパの下端部が、前記上キングピンの上方に位置し、平面視で前記上キングピンの少なくとも一部が、前記ストラットダンパの下端部に重なっていることを特徴とする。
請求項2に係る発明では、ストラットダンパは、ストラットダンパ軸より車幅方向内側にナックルホルダに接続するダンパ側接続部を有し、ナックルホルダは、キングピン軸より車幅方向内側にホルダ側接続部を有し、このホルダ側接続部にダンパ側接続部が締結されることを特徴とする。
請求項3に係る発明では、ストラットダンパの下端部と上キングピンの上面との間に所定長さの隙間が設けられていることを特徴とする。
請求項4に係る発明では、車両正面視で、車輪の接地点を通る鉛直線がロアアームの延長線に交わる交点と、ストラットダンパが車体に連結されている連結点とを仮想的に結んでなる仮想線に、沿うようにストラットダンパ軸が配置されていることを特徴とする。
請求項5に係る発明では、車両正面視で、車輪の接地点を通る鉛直線がロアアームの延長線に交わる交点と、ストラットダンパが車体に連結されている連結点とを仮想的に結んでなる仮想線に、ほぼ沿うように前記ストラットダンパ軸が配置され、
ストラットダンパ軸を、上部が仮想線に交差し、下部が仮想線から車幅内側へ離れるように、傾斜させたことを特徴とする
請求項6に係る発明では、ロアアームは、車体フレームに前部取付部と後部取付部との2箇所で連結され、車両平面視で、前部取付部と後部取付部とを結ぶ長手線に、ストラットダンパ軸が略直交するように配置され、
車両側面視で、キングピン軸は、車輪の接地点を通る鉛直線に対し、上部が車両後方に位置するように傾斜して配置され、キングピン軸に対して、ストラットダンパ軸は、上部が車両後方に位置するように傾斜して配置されていることを特徴とする。
請求項7に係る発明では、ナックルは、上部に上部アームを有し、下部に下部アームを有しており、
ナックルホルダは、上部アームを回転可能に支える上部軸支部と、下部アームを回転可能に支える下部軸支部とを有しており、
上部アームは、上部軸支部に下から当て、上からキングピン軸に沿って挿入されるボルトにて上部軸支部に回転可能に締結され、
下部アームは、下部軸支部に下から当て、下からキングピン軸に沿って挿入されるダボにて下部軸支部に回転可能に締結されていることを特徴とする。
請求項8に係る発明では、車両前方又は後方へ開口する弓形状のナックルホルダに、開口に取り外し可能な補強部材が取付けられていることを特徴とする。
請求項1に係る発明によれば、上下キングピンの中心軸であるキングピン軸は、ストラットダンパの中心軸であるストラットダンパ軸に、近接する。
すると、路面反力は、ほぼストラットダンパ軸に沿ってストラットダンパに入力される。ストラットダンパに曲げ力が殆ど加わらないため、ストラットダンパの小径化が可能となり、ストラットダンパの軽量化が可能となる。
請求項2に係る発明では、ダンパ側接続部及びホルダ側接続部を、車輪より車幅方向内側に配置したので、ダンパ側接続部及びホルダ側接続部が車輪に干渉しにくくなる。結果、車輪との干渉を回避しつつ、ストラットダンパを、路面反力入力点側に近づけられ、曲げ荷重を低減できる。
請求項3に係る発明では、隙間を設けたので、この隙間を利用して、上キングピンとしてのボルトを締結工具で回動操作することができる。
請求項4に係る発明では、仮想線にストラットダンパ軸を重ねた。路面反力をストラットダンパで吸収し、且つストラットダンパへの曲げ荷重が低減できるので、ストラットダンパにおける過大な剛性確保が不要となり、ストラットダンパの軽量、小型化が、促せる。
請求項5に係る発明では、ストラットダンパ軸は、上部が仮想線に交差し、下部が仮想線から車幅内側へ離れるように、傾斜させる。
仮想線に対して車幅内側に傾斜させることで、車輪との干渉を回避しつつ、ストラットダンパをより立てることができる。
請求項6に係る発明では、平面視で、ロアアームの前部取付部と後部取付部とを結ぶ長手線に、ストラットダンパ軸が略直交するように配置され、車両側面視で、キングピン軸は、車輪の接地点を通る鉛直線に対し、上部が車両後方に位置するように傾斜して配置され、キングピン軸に対して、ストラットダンパ軸は、上部が車両後方に位置するように傾斜して配置されている。
転舵を軽くしつつ、前進走行中に車両前方から車輪に入力する反力を、効果的にストラットダンパに吸収させることができる。
請求項7に係る発明では、ナックルは、上部に上部アームを有し、下部に下部アームを有しており、ナックルホルダは、上部アームを回転可能に支える上部軸支部と、下部アームを回転可能に支える下部軸支部とを有しており、
上部アームは、上部軸支部に下から当て、上からキングピン軸に沿って挿入されるボルトにて上部軸支部に回転可能に締結され、
下部アームは、下部軸支部に下から当て、下からキングピン軸に沿って挿入されるダボにて下部軸支部に回転可能に締結される。
この構造により、ストラットダンパから、回動体であるナックルをより離すことができ、ナックルがストラットダンパに干渉する心配がなくなる。
また、上記構成により、ナックルを、ナックルホルダから分離するときは、ボルトを緩める。すると、ナックルホルダに対してナックルが下がり、ダボがナックルホルダから抜けたら、ナックルホルダからナックルを簡単に分離することができる。
請求項8に係る発明では、車両前方又は後方へ開口する弓形状のナックルホルダに、開口に取り外し可能な補強部材が取付けられている。
開口を補強部材で補強することで、開口寸法が一定に維持され、ナックルホルダの軽量化が図れる。
本発明に係る車両の左側面図である。 車輪の懸架装置の正面図である。 車輪の懸架装置の分解斜視図である。 車輪の懸架装置の平面図である。 車輪の懸架装置の側面図である。
本発明の実施の形態を添付図に基づいて以下に説明する。なお、図面は符号の向きに見るものとする。
本発明の実施例を図面に基づいて説明する。
図1に示されるように、車両10は、車体フレーム11の中央にガソリンエンジン等の動力発生機関12を備え、車体フレーム11の上に備えたエアクリーナ13で吸入した空気に燃料を混合させて動力発生機関12で燃焼させ、排気ガスは動力発生機関12から延びる排気管14及びこの排気管14の後端に接続されているマフラー15を介して外へ排出し、得られた動力で車体フレーム11の前部下部に回転自在に取付けられる前輪16及び/又は車体フレーム11の後部下部に回転自在に取付けられる後輪17に伝達して走行し、車体フレーム11の前部上部に回転自在に取付けられているステアリング軸18及びこのステアリング軸18を回転させるハンドル19により転舵させることができる小型車両である。
動力発生機関12は、ガソリンエンジン、ジーゼルエンジン、電動モータなどの駆動源であれば、種類は問わない。動力発生機関12で発生した動力は、プロペラシャフトなどの動力伝達装置21を介して最終減速装置(図2、符号22)に伝達される。
前輪16及び後輪17が、バルーンタイヤと称する広幅で低圧の特殊タイヤであるときには、路面の凹凸を低圧のタイヤが変形して吸収し、路面が軟弱であっても広幅のタイヤで沈み込みを抑えることができるため、このような車両10は、不整地走行車両と呼ばれる。
図2に示すように、動力は、最終減速装置22から車幅方向に延びるドライブシャフト23を介して前輪16に伝達され、前輪16が回転駆動される。
車輪の懸架装置30は、車体フレーム11に上端が連結され下方へ延びるストラットダンパ31と、このストラットダンパ31の下部から下方へ延びるナックルホルダ32と、車幅方向に延びナックルホルダ32の下部を車体フレーム11に連結するロアアーム33と、ナックルホルダ32にキングピン軸34廻りに回転自在に取付けられ前輪16を支えるナックル35と、車幅方向に延びナックル35をキングピン軸34廻りに回転させるタイロッド36とからなる。以下、各構成要素の詳細を説明する。
図3に示されるように、ストラットダンパ31は、衝撃力を減衰させるダンパ部38と、このダンパ部38を囲うように設けられ縮んだダンパ部38を元の長さに復帰させるスプリング39とからなり、ダンパ部38の上端部41が車体フレーム11に取り外し可能に連結される。また、ダンパ部38の下部に、複数個(この例では2個)のボルト穴42、42を有する、縦長のダンパ側接続部43が設けられている。
ナックル35は、中央穴45を有するボス部46から上方へ上部アーム47及び延長部44が延び、下方に下部アーム49が延び、横方向にブレーキキャリパ51を支えるキャリパ支持部52、52が延ばされている、一体部品である。
延長部44は車両前後方向に延びており、タイロッド支持部48を有する。このタイロッド支持部48に、タイロッド36先端の球面ジョイント53が連結される。
ロアアーム33は、例えば、平面視でA字形状を呈するパイプ部品である。
ナックルホルダ32は、ナックル35の上部(上部アーム47)を支える上部軸支部56と、ナックル35の下部(下部アーム49)を支える下部軸支部57と、上部軸支部56と下部軸支部57とを繋ぐブリッジ部58とからなる弓形状尾の部材である。ブリッジ部58から上へ延びるホルダ側接続部60には、車両前後方向に貫通するボルト穴59、59が設けられ、下部には、ロアアーム33にボルト61及びナット62で接続されるボルト穴63が設けられている。
ホルダ側接続部60を、ダンパ側接続部43に沿わせ、ボルト64、64をボルト穴42、42及びボルト穴59、59に挿通し、ナット65、65を締め付けることで、ダンパ部38の下部にナックルホルダ32の上部を連結することができる。
上部軸支部56に、L字断面のブッシュ66、67を取付け、下部軸支部57にL字断面のブッシュ68を取付ける。そして、ブッシュ66にシール材付き抑え蓋71を上から取付け、ブッシュ67にシール材付き抑え蓋72を下から取付ける。
この時点では、ナックル35にドライブシャフト(図2、符号23)が取付けられていない。想像線で示すナックル35の下部アーム49に、下キングピンとしてのダボ73を下から上へ挿入し、頭付きピン形状のダボ73の途中に止め輪74を嵌める。これで、ダボ73が下部アーム49から抜け落ちる心配はなくなる。そして、ナックルホルダ32を全体的に上昇させる。この上昇により、ダボ73を下部軸支部57のダボ穴75に挿入すると共に上部アーム47を上部軸支部56に下から当てる。
上キングピンとしてのボルト76をL字断面のブッシュ66、67に上から差し込み、更に上部アーム47を貫通させる。そして、ボルト76にナット77を締め付ける。
すなわち、ナックルホルダ32の上部軸支部56に、下からナックル35の上部アーム47を当て、ナックルホルダ32の下部軸支部57に、下からナックル35の下部アーム49を当てる構造を採用した。
この構造により、図2に示すように、ストラットダンパ31から、回動体であるナックル35をより離すことができ、ナックル35がストラットダンパ31に干渉する心配がなくなる。結果、ストラットダンパ31を容易に車輪16に接近させることが可能となる。
また、上記構成により、図3において、ナックル35を、ナックルホルダ32から分離するときは、ボルト76を緩める。すると、ナックルホルダ32に対してナックル35が下がり、ダボ73がナックルホルダ32から抜けたら、ナックルホルダ32からナックル35を分離することができる。
また、後方へ開口する弓形状のナックルホルダ32には、開口に取り外し可能な補強部材79を取付けることが望まれる。
上部軸支部56や下部軸支部57に、上向き又は下向きに力が加わると、上部軸支部56に下部軸支部57が接近する又は離れるようにして、開口寸法が変わる可能性がある。
対策として、ブリッジ部58を太くすることが考えられるが、太くすることにより、ナックルホルダ32の重量増加が懸念される。
この点、開口を補強部材79で補強することで、開口寸法が一定に維持され、ブリッジ部58を細くすることができ、ナックルホルダ32の軽量化が図れる。なお、補強部材79は、図5に示すように、ドライブシャフト23を囲うようにナックルホルダ32に取付けられる。
また、ナックルホルダ32が車両前方へ開口する場合は、車両前方側に補強部材79を取付ける。
次に、本発明の特徴的構成と作用を説明する。
先ず、本発明は、図1に示すように、車体フレーム11と、この車体フレーム11に取付けられ動力を発生する動力発生機関12と、図2に示すように、車体フレーム11に上端が連結され下方へ延びるストラットダンパ31と、このストラットダンパ31の下部に取付けられナックルホルダ32と、車幅方向に延びナックルホルダ32の下部を車体フレーム11に連結するロアアーム33と、ナックルホルダ32に上下キングピン76、73を介して回動可能に取付けられ車輪16を支えるナックル35とを有する車両を前提とする。
そして、図2に示すように、ストラットダンパ31の下端部31aが、上キングピン76の上方に位置し、ストラットダンパ31の下端部31aと上キングピン76の上面との間に、所定の長さLの隙間が設けられている。
この隙間の長さLは、車両外側からスパナーに代表される締結工具を、差し込むことができる大きさとする。結果、上キングピンとしてのボルト76を締結工具で回動操作することができる。
加えて、図4に示すように、平面視で上キングピン76の少なくとも一部が、ストラットダンパ31の下端部31aに重なっている。
結果、図2に示すように、上下キングピン76、73の中心軸であるキングピン軸34は、ストラットダンパ31の中心軸であるストラットダンパ軸80に、近接する。
すると、路面反力は、ほぼストラットダンパ軸80に沿ってストラットダンパ31に入力される。ストラットダンパ31に曲げ力が殆ど加わらないため、ストラットダンパ31の小径化が可能となり、ストラットダンパ31の軽量化が可能となる。
さらに、ストラットダンパ31は、ストラットダンパ軸80より車幅方向内側にナックルホルダ32に接続するダンパ側接続部43を有し、ナックルホルダ32は、キングピン軸34より車幅方向内側にホルダ側接続部60を有し、このホルダ側接続部60にダンパ側接続部43がボルト64、64で締結される。
ダンパ側接続部43及びホルダ側接続部60を、車輪16より車幅方向内側(車体中心側)に配置したので、ダンパ側接続部43及びホルダ側接続部60が車輪16に干渉しにくくなる。結果、車輪16との干渉を回避しつつ、ストラットダンパ31を、路面反力入力点側に近づけられ、曲げ荷重を低減できる。
好ましくは、車両正面視で、車輪16の接地点81を通る鉛直線82がロアアーム33の延長線に交わる交点83と、ストラットダンパ31が車体11に連結されている連結点84とを仮想的に結んでなる仮想線85に、沿うようにストラットダンパ軸80を配置する。図2では、仮想線85にストラットダンパ軸80がほぼ沿っているが、路面反力をストラットダンパ31に効果的に伝達することを考えると、仮想線85にストラットダンパ軸80を重ねることが望まれる。
路面反力をストラットダンパ31で吸収し、且つストラットダンパ31への曲げ荷重が低減できるので、ストラットダンパ31における過大な剛性確保が不要となり、ストラットダンパ31の軽量、小型化が、促せる。
さらに好ましくは、図2に示すように、ストラットダンパ軸80は、上部が仮想線85に交差し、下部が仮想線85から車幅内側(車体中心側)へ離れるように、傾斜させる。
仮想線85に対して車幅内側に傾斜させることで、車輪16との干渉を回避しつつ、ストラットダンパ31をより立てることができる。
ところで、ロアアーム33は、図4に示すように、車体フレームに前部取付部33aと後部取付部33bとの2箇所で車体フレーム(図2、符号11)に連結され、前部取付部33aと後部取付部33bとを結ぶ長手線86に、ストラットダンパ軸80が略直交するように配置されている。略直交とは、交角θが、90°±10°の範囲を言い、この例では、θは約84°とした。
加えて、図5に示すように、車両側面視で、キングピン軸34は、車輪16の接地点81を通る鉛直線82に対し、上部が車両後方に位置するように傾斜角αで傾斜して配置されている。さらに加えて、キングピン軸34に対して、ストラットダンパ軸80は、上部が車両後方に位置するように傾斜角βで傾斜して配置されている。
図5において、前輪16が路上の物体に乗り上げた場合、物体からの反力は概ねストラットダンパ軸80に指向する。すなわち、前進走行中に車両前方から車輪16に入力する反力を、効果的にストラットダンパ31に吸収させることができる。
また、キングピン軸34は、仮に、鉛直線82に重なっていると、転舵は最も軽くなる。しかし、これでは、車両前方からの入力をストラットダンパ31に円滑に伝えることは難しい。
キングピン軸34が、角度αだけ前下がりに傾斜していれば、転舵がそれほど重くならないで、車両前方からの入力をストラットダンパ31に円滑に伝えることができる。
すなわち、図4及び図5の構成により、転舵を軽くしつつ、前進走行中に車両前方から車輪16に入力する反力を、効果的にストラットダンパ31に吸収させることができる。
尚、本発明の懸架装置は、実施の形態では不整地走行車両に適用したが、その他の小型車両や一般の車両に適用することは差し支えない。
本発明の懸架装置は、不整地走行車両に好適である。
10…車両(不整地走行車両)、11…車体フレーム、12…動力発生機関、16…車輪(前輪)、21…動力伝達装置、22…最終減速装置、23…ドライブシャフト、30…車輪の懸架装置、31…ストラットダンパ、31a…ストラットダンパの下端部、32…ナックルホルダ、33…ロアアーム、33a…車体へのロアアームの前部取付部、33b…車体へのロアアームの後部取付部、34…キングピン軸、35…ナックル、43…ダンパ側接続部、47…上部アーム、49…下部アーム、56…上部軸支部、57…下部軸支部、58…ブリッジ部、60…ホルダ側接続部、73…下キングピン(ダボ)、76…上キングピン(ボルト)、79…補強部材、80…ストラットダンパ軸、81…車輪の接地点、82…鉛直線、83…交点、84…連結点、85…仮想線、86…長手線、L…隙間の長さ。

Claims (8)

  1. 車体フレーム(11)と、この車体フレーム(11)に取付けられ動力を発生する動力発生機関(12)と、前記車体フレーム(11)に上端が連結され下方へ延びるストラットダンパ(31)と、このストラットダンパ(31)の下部に取付けられ車両前方又は後方へ開口する弓形状のナックルホルダ(32)と、車幅方向に延び前記ナックルホルダ(32)の下部を前記車体フレーム(11)に連結するロアアーム(33)と、前記ナックルホルダ(32)に上下キングピン(76、73)を介して回動可能に取付けられ車輪(16)を支えるナックル(35)とを有する車両(10)において、
    前記ストラットダンパ(31)の下端部(31a)が、前記上キングピン(76)の上方に位置し、平面視で前記上キングピン(76)の少なくとも一部が、前記ストラットダンパ(31)の下端部(31a)に重なっていることを特徴とする車両。
  2. 前記ストラットダンパ(31)は、ストラットダンパ軸(80)より車幅方向内側に前記ナックルホルダ(32)に接続するダンパ側接続部(43)を有し、前記ナックルホルダ(32)は、キングピン軸(34)より車幅方向内側にホルダ側接続部(60)を有し、このホルダ側接続部(60)に前記ダンパ側接続部(43)が締結されることを特徴とする請求項1記載の車両。
  3. 前記ストラットダンパ(31)の下端部(31a)と前記上キングピン(76)の上面との間に所定長さ(L)の隙間が設けられていることを特徴とする請求項1又は請求項2記載の車両。
  4. 車両正面視で、前記車輪(16)の接地点(81)を通る鉛直線(82)が前記ロアアーム(33)の延長線に交わる交点(83)と、前記ストラットダンパ(31)が前記車体に連結されている連結点(84)とを仮想的に結んでなる仮想線(85)に、沿うように前記ストラットダンパ軸(80)が配置されていることを特徴とする請求項1〜3のいずれか1項記載の車両。
  5. 車両正面視で、前記車輪(16)の接地点(81)を通る鉛直線(82)が前記ロアアーム(33)の延長線に交わる交点(83)と、前記ストラットダンパ(31)が前記車体に連結されている連結点(84)とを仮想的に結んでなる仮想線(85)に、ほぼ沿うように前記ストラットダンパ軸(80)が配置され、
    前記ストラットダンパ軸(80)を、上部が前記仮想線(85)に交差し、下部が前記仮想線(85)から車幅内側へ離れるように、傾斜させたことを特徴とする請求項1〜3のいずれか1項記載の車両。
  6. 前記ロアアーム(33)は、前記車体フレーム(11)に前部取付部(33a)と後部取付部(33b)との2箇所で連結され、車両平面視で、前記前部取付部(33a)と後部取付部(33b)とを結ぶ長手線(86)に、前記ストラットダンパ軸(80)が略直交するように配置され、
    車両側面視で、前記キングピン軸(34)は、前記車輪(16)の接地点(81)を通る鉛直線(82)に対し、上部が車両後方に位置するように傾斜して配置され、前記キングピン軸(34)に対して、前記ストラットダンパ軸(80)は、上部が車両後方に位置するように傾斜して配置されていることを特徴とする請求項4又は請求項5記載の車両。
  7. 前記ナックル(35)は、上部に上部アーム(47)を有し、下部に下部アーム(49)を有しており、
    前記ナックルホルダ(32)は、前記上部アーム(47)を回転可能に支える上部軸支部(56)と、前記下部アーム(49)を回転可能に支える下部軸支部(57)とを有しており、
    前記上部アーム(47)は、前記上部軸支部(56)に下から当て、上からキングピン軸(34)に沿って挿入されるボルト(76)にて前記上部軸支部(56)に回転可能に締結され、
    前記下部アーム(49)は、前記下部軸支部(57)に下から当て、下からキングピン軸(34)に沿って挿入されるダボ(73)にて前記下部軸支部(57)に回転可能に締結されていることを特徴とする請求項1〜6のいずれか1項記載の車両。
  8. 車両前方又は後方へ開口する弓形状の前記ナックルホルダ(32)には、前記開口に取り外し可能な補強部材(79)が取付けられていることを特徴とする請求項1〜7のいずれか1項記載の車両。
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