JP5634605B2 - 車両用のサスペンション装置 - Google Patents

Description

本発明は、両側に（上下に）駆動され得る完全に自動化された無人車両、または、多機能の運動を実行でき得るロボットのような、特に全ての種類の陸上車両用の、および、さらにはロボット適用用の、両側作動に用いられ得る、サスペンションに関する。

先行技術における全ての種類の陸上車両は、適切な作動のために特定の配向（すなわち、車両の上下）を有しているため、片側性の（ｏｎｅ−ｓｉｄｅｄ）車両であると考えられている。それゆえ、それらのサスペンションは、それらに応じて一方向のみに働くように設計されている。

しかし、ますます成長するロボット工学技術に伴って、全ての種類の無人車両および他の種類のロボットは、フィールド適用や日常の使用に介入しはじめている。いわゆるロボット工学および車両技術の進歩は、車両の配向（逆さまであるか、そうでないか）に関わらず対称的な動作を提供し得る、新規なサスペンションの開発を必要としている。

先行技術における、現在のサスペンションの設計では、ばね／ピストン対の一端が車両のシャーシに連結し、他端が固定または回転関節のいずれかによって車輪構造に連結される。この配置によって、ばねは圧縮にのみ働くため、一般的なサスペンションは一方向にのみ働く。

先行技術において知られた、サスペンションのこの限定された作動能力では、車両が逆さまかそうでなく作動し、深い穴問題（ｄｅｅｐ ｈｏｌｅ ｐｒｏｂｌｅｍ）の対象とならない、新規なロボット工学および無人車両技術において、それらが用いられることは不可能である。

この技術的な欠陥に加えて、先行技術における従来のサスペンションは、車両の車輪が深い穴に遭遇したとき、適切に働くことができない。この状況において、それらの限定された動作能力のために、サスペンションは伸長された状態にとどまり、深い穴に対してそれらの作用を働かせることを停止する。

先行技術においては、移動不可能な端部を有する２組のばねを用いて深い穴問題を克服することを試みている、いくつかの特許書類がある。特許文献1、特許文献２、特許文献３、特許文献４が、この適用の例としてみなされ得る。

特許文献１の対象である発明は、車体のシャーシに関して、従来のサスペンションの既知の配向に、足場の棒（ｓｔａｙｉｎｇ ｓｔｉｃｋ）を備える移動不可能な端部を有する２組のばねを用いることにより、深い穴問題を克服することを試みている。

特許文献２および特許文献３の対象である他の発明は、車輪のリム自体の中に系を設置することによる移動不可能な端部を有する２組のばねを用いることにより、深い穴問題を克服することを試みている。この系は先行技術において、「車輪内サスペンション系（ｉｎ−ｗｈｅｅｌ ｓｕｓｐｅｎｓｉｏｎ ｓｙｓｔｅｍ）」としてもまた知られている。

特許文献４の対象である他の発明は、車輪のリム自体の中に系を設置することにより、端がピボットに接合したアーム（ｐｉｖｏｔ ｊｏｉｎｔｅｄ ａｒｍ）に連結する１組のばねを用いることにより、深い穴問題を克服することを試みている。この系もまた、「車輪内サスペンション系」である。

しかし、これらの適用は同様の技術的な問題を有する。起伏のある路面において、または、深い穴の状況に遭遇している間、前記系のばねはお互いに対して作用しようとし、問題に対する任意の技術的な優位性および適切な解決策をもたらすかわりに、材料（ｍａｔｅｒｉａｌ）の過剰な使用および労働損失（ｗｏｒｋ ｌｏｓｓ）の両方を引き起こす。

英国特許出願公開第３５９４６６号明細書 特開２００７−１６１１９５号公報 特開２００８−１７４１４４号公報 米国特許出願公開第２００８１８５８０７号明細書

これらの現在のあらゆる技術的な問題に加えて、より多くの種類の無人車両および他の種類のロボットの開発を可能にする、ますます成長するロボット工学技術に関して、近未来は、先行技術における既知のサスペンションについて、新しい技術的な問題を作り出しそうである。これらの新規に開発された無人車両および他の種類のロボットのいくつかは、それらの配向（逆さまであるか、そうでないか）に関わらず対称的に作動する必要があろう。それゆえ、これらの新しい作動状態に関して、新規なサスペンション系は、地面に対する車両またはロボットの配向（逆さま、またはその逆）に関わらず対称的な動作を提供し得るように開発されなければならない。

本発明の主な原理は、車両の車輪と胴体（シャーシ）の間のピストン／ばね対を、車輪の動き（すなわち、上方または下方）から独立して、常に圧縮することである。この作動能力を達成するために、ばね／ピストン対の両端は、車輪の軸に垂直なそれらの軸に沿って動くことができる。ばね／ピストン対の長さは、車体とタイヤ構造のサスペンション連結端面との間の距離に依存する。この作動能力によって、ピストン／ばね対は、タイヤが車体に対して上方または下方に動こうとも、圧縮され得る。

本発明の開発によって達成された技術的な優位性は、この両側作動サスペンションを、逆さまに動くことができ、極端なオフロード能力を有していなければならない完全に自動化された無人車両用に、または、多機能の運動を実行することができる全ての種類のロボット用に、完全に適したものにする。

本発明をより詳細に説明するために、以下の図が作成され、本明細書に添付される。図の一覧および定義は、下記に示される。

両側作動サスペンションアセンブリの透視図である。 両側作動サスペンションアセンブリの上面図である。 両側作動サスペンションの断面図である。 両側作動サスペンションの分解図である。

本発明に記載される両側作動サスペンション（１）は、８つの主要な部品からなる。
・サスペンションタイヤ構造連結器（２）
・サスペンション車体連結器（３）
・スライダベッド（４）
・スライダ止め具（５）
・上端スライダ（６）
・下端スライダ（７）
・ピストン（８）
・ばね（９）

両側作動サスペンション（１）は、サスペンション車体連結器（３）およびサスペンションタイヤ構造連結器（２）によって、車体およびタイヤ構造（１０）に取り付けられる。サスペンション車体およびサスペンションタイヤ構造連結器（２、３）は、両側作動サスペンション（１）の他の要素（４、５、６、７、８および９）用のケーシングとしても働く。

サスペンション車体連結器（３）およびサスペンションタイヤ構造連結器（２）によって形成されるケーシングの中には、スライダ止め具（５）によって、スライダベッド（４）がサスペンション車体連結器（３）およびサスペンションタイヤ構造連結器（２）に固定される。上端スライダ（６）および下端スライダ（７）は、上端スライダ（６）と下端スライダ（７）との間に位置するばね（９）の両側から、ピストン（８）に連結される。タイヤ構造（１０）および車体の、相対的に互いに反対の鉛直方向の運動によって作り出される鉛直力を、両側作動サスペンションによって減衰するためのピストン（８）およびばね（９）を圧縮および伸長させるために、スライダベッド（４）の軸方向に、スライダベッド（４）の上を自由にスライドするように、上端スライダ（６）および下端スライダ（７）は取り付けられる。

両側作動サスペンションの作動の間に、ダイヤ構造（１０）および車体が、スライダベッド（４）の軸方向に沿って相対的に互いに反対の鉛直方向に動くとき、サスペンション車体連結器（３）およびサスペンションタイヤ構造連結器（２）の反対の端にあるスライダ止め具（５）は、互いに近づくように動く。この動作はまた、上端スライダ（６）を、ピストン（８）およびばね（９）の圧縮をともなって下端スライダ（７）のほうへ向かわせる（ｃｏｎｖｅｒｇｅ）。この工程において、この収束運動（ｃｏｎｖｅｒｇｉｎｇ ｍｏｖｅｍｅｎｔ）によって作り出される鉛直力が、両側作動サスペンションによって減衰されるために、ピストン（８）／ばね（９）対に伝達される。

本発明は前述の実施形態によって、説明の目的のために詳細に記載されるが、当業者であれば、本発明が下記請求項の範囲および趣旨の中で、変形をともなって実施され得ることを理解するだろう。

本発明をよりよく説明するために作成された図面に含まれる特徴／要素／部品の定義は、別々に番号付けられ、下記に示される。
１．両側作動サスペンション
２．サスペンションタイヤ構造連結器
３．サスペンション車体連結器
４．スライダベッド
５．スライダ止め具
６．上端スライダ
７．下端スライダ
８．ピストン
９．ばね
１０．タイヤ構造

Claims (3)

1. タイヤ構造（１０）および車体の、相対的に互いに反対の鉛直方向の運動によって作り出される鉛直力を減衰するための、両側作動サスペンション（１）であって、
   両側作動サスペンション（１）をタイヤ構造（１０）に取り付けるためのサスペンションタイヤ構造連結器（２）と、
   両側作動サスペンション（１）を車体に取り付けるためのサスペンション車体連結器（３）と、
   サスペンションタイヤ構造連結器（２）およびサスペンション車体連結器（３）によって形成されたケーシング中に設置されたスライダベッド（４）、スライダ止め具（５）、上端スライダ（６）、下端スライダ（７）、ピストン（８）及びばね（９）
   とを備えており、
   スライダベッド（４）は、スライダ止め具（５）によってサスペンションタイヤ構造連結器（２）及びサスペンション車体連結器（３）に固定されており、
   上端スライダ（６）および下端スライダ（７）は、上端スライダ（６）と下端スライダ（７）との間に位置するばね（９）と共にその両側からピストン（８）に連結されている
   ことを特徴とする、
   両側作動サスペンション。
2. 請求項１に記載の両側作動サスペンション（１）であって、前記上端スライダ（６）および前記下端スライダ（７）は、スライダベッド（４）の軸方向に、スライダベッド（４）の上を自由にスライドするように取り付けられていることを特徴とする、
   両側作動サスペンション。
3. 請求項１または２に記載の両側作動サスペンション（１）であって、前記ピストン（８）および前記ばね（９）は、前記タイヤ構造（１０）および前記車体の、相対的に互いに反対の鉛直方向の前記運動に関連する、前記上端および前記下端スライダ（６、７）の収束運動によって作り出される前記鉛直力を減衰するためのものであることを特徴とする、
   両側作動サスペンション。

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