JP2004506564A - 懸架システム - Google Patents

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Abstract

水陸両用車のための懸架システムが説明されている。前記車が陸上にあるかまたは水中にあるかに依存して下降位置または上昇位置すなわち引込み位置に前記懸架システムをロックすることがでる。前記懸架システムは、一端を回転自在に車体に支持されており、他端には道路用車輪(12)が回転可能に取付けられている主懸架アーム(14)と、前記回転自在の主懸架アーム(14)に操作可能に取付けられ、前記車体(18)に対して前記アーム(14)および前記道路用車輪(12)を引っ込める機能の動かし手段(30)と、前記主懸架アーム(14)の前記道路用車輪(12)側端部に操作可能で、かつ回転可能に接続されており、両端の中間に位置し回転自在の継手(60)を有し、前記回転自在の継手(60)から遠くに位置する軸(52)を中心として回転自在に(52)前記車体に取付けられており、前記下降位置および前記引込み位置の両方において懸架位置ロック手段(122、130、132、136、138)と操作可能に係合可能である上部懸架ロックリンク(120)とを備えている。

Description

【0001】
本発明は、水陸両用車両のための引っ込め可能な懸架システムに関し、車両が水中を浮遊するときには上昇させることができ、車両が陸地に到達する前に再び下降させることができる懸架システムに関する。
【0002】
引っ込め可能な懸架システムを有する水陸両用車は、例えば、WO93/15923から公知である。従来の懸架システムでは、懸架システムは、液圧式ラムか、または例えば懸架システム自身の重量の作用により下降位置または引込み位置に保持される。しかしながら、液圧シリンダは故障することもあり、特に、車両が水中で、悪天候による衝撃にさらされるとき、懸架システム自身の重量を利用することは、困難であることもある。
【0003】
このようにして、本発明の1つの目的は、液圧シリンダを用いたり、あるいは懸架システムの質量に起因する慣性力を利用したりせずに下降位置あるいは引込み位置にロックすることができる懸架システムを提供することにある。
【0004】
本発明では、水陸両用車両のための懸架システムであって、前記車両が陸上にあるかまたは水中にあるかによって下降位置または引込み位置に前記懸架システムをロックすることができ、前記懸架システムは、一端を回転自在に車体に支持されており、他端には道路用車輪が回転可能に取付けられている主懸架アームと、前記回転自在の主懸架アームに操作可能に取付けられ、前記車体に対して前記アームおよび前記道路用車輪を引っ込める機能の動かし手段と、前記主懸架アームの前記道路用車輪側端部に操作可能で、かつ回転可能に接続されており、両端の中間に位置し回転自在の継手を有し、前記回転自在の継手から遠くに位置する軸を中心として回転自在に前記車体に取付けられており、前記下降位置および前記引込み位置の両方において懸架位置ロック手段と操作可能に係合可能である上部懸架ロックリンクとを備えている懸架システムが提供される。
【0005】
本明細書において、「車体」との用語は、本発明に係る懸架システムが取付けられているか、あるいは相互作用する、車の本体の任意の部分を指すものとする。懸架アームおよびリンクは、車体に直接に回転可能に取付けられずに、例えばサブフレームあるいはブラケット手段に取付けられていることもある。この場合、サブフレームが車体に取付けられていることになる。このようにして、個々の懸架装置は、ばらばらにではなくまとめて車体に取付けられている。このようにして、「車体」との用語は、車体に直接に固定されているか、またはサブフレーム、ブラケットを介して車体に間接に固定されている懸架装置あるいは懸架構成要素を含む。
【0006】
本明細書において、「懸架システム」との用語は、最も広い意味では、引っ込め可能かつ下降可能であり、陸上に車が置かれて走行する走行装置を指す。このようにして、「懸架システム」は、最も広い意味では、懸架ばねおよび衝撃吸収手段を含む必要はない。
【0007】
本発明の1つの実施形態では、本発明に係る懸架システムは、ばね手段および衝撃吸収手段を含む。
【0008】
ばね手段は、例えばコイルばねおよび/またはトーションバーなどの任意の適切なものでよい。衝撃吸収手段も、例えばテレスコープ式ダンパあるいはレバーアームショックアブソーバあるいは任意の適切な公知のシステムなどの本用途に適切な任意のものでよい。
【0009】
動かし手段は、例えば、液圧シリンダ、空圧シリンダ、ボールねじタイプアクチュエータ、チェーン駆動装置あるいはベルト駆動装置など用途に適切な任意のものから選択することができる。
【0010】
代替的に、懸架装置上昇および下降手段は、主懸架アームが回転自在に車体に支持される際の軸か、または任意のその他の懸架アームが回転自在に車体に支持される際の軸を中心として回転するトーションバーの形をとることもある。このような場合、トーションバーは、道路走行懸架ばねとしても機能することもある。
【0011】
本発明に係る懸架システムは、後部に取付けられる非かじ取り形懸架装置に適する。また、道路車輪の個所で主懸架アーム継手にスイベルハブを付加すると、かじ取り可能懸架システムが得られる。
【0012】
例えば、道路車輪に関節式駆動シャフト、ベルト駆動手段あるいはチェーン駆動手段などを取付けるなど任意の適切な手段により、道路車輪に駆動手段を設けることも可能である。
【0013】
懸架装置位置ロック手段は、懸架システムが下降されるかまたは引っ込められて両極端の位置のうちのいずれか1つにあるとき、上部懸架リンクがさらに動くのを阻むために上部懸架リンクと操作可能に係合する機械的手段を備えていることもある。
【0014】
下降または上昇されるとき、懸架システムの車輪は、車輪の平面内でおおよそ動く、すなわち、車輪の回転軸に垂直に動く。
【0015】
本発明をより明瞭に理解できるように、以下、添付図面を参照して例を用いて例示的に説明する。
【0016】
図1〜図3を参照する。同一の要素は、同一の参照番号により示されている。
【0017】
図1は、道路車輪12を上昇および下降する機構を示す。この上昇および下降機構は、まとめて10により示されている。上昇および下降機構10は、車輪12を位置決めし軸受(図示せず)を内蔵するハブ16を介して車輪12が取付けられている主懸架アーム14と、車輪12に駆動力を供給する駆動チェーンあるいは駆動シャフト(両方とも図示せず)とを備えている。懸架アーム14は、図1に示すように、ブラケットあるいはサブフレームなどの強い部分の個所で車体(vehicle hull)に回転可能に取付けられている。回転要素(ピボット、pivot)20の中心軸線が表されている。潤滑剤が入っていることもある中空ケーシングの形をとる懸架アーム14内のチェーン(図示せず)を介して車輪12に駆動装置を取付けることもある。駆動装置は、軸20を中心として回転するシャフト(図示せず)を介して取付けられる。懸架コイルばねおよび同心状のショックアブソーバ(図示せず)装置(ユニット、unit)24のための取付部材22が、懸架アームのハブ16側端部に取付けられている。これは、懸架技術の分野の当業者には知られている。コイルばねショックアブソーバ(coil spling shock absorber)装置(ユニット、unit)の他端は、第2の懸架アーム26の一端25に固定されている。第2の懸架アーム26も、軸20を中心として回転自在に、車体の強い部分18に取付けられている。このようにして、アーム14および26は、コイルばね24およびダンパ装置(ユニット、unit)の圧縮または伸長の程度に依存して軸すなわち回転要素(ピボットポイント、pivot point)20を中心として互いに対して回転する。アーム14および26と、コイルばね24およびダンパ装置(ユニット、unit)とは、1つの懸架装置を成すものと考えることもでき、シリンダおよびピストン装置(ユニット、unit)30により1つの装置として上昇または下降されることも可能である。シリンダおよびピストン装置(ユニット、unit)30の一端は、回転要素(ピボット)32を介して車体に固定され、他端は、ブラケット34および回転要素(ピボット)36を介して第2の懸架アーム26に固定されている。10としてまとめて示されている、懸架装置10と車輪12との組合せは、図1に2つの位置で示されている。矢印「I」によりまとめて示されている第1の位置すなわち下降位置と、矢印「II」によりまとめて示されている第2の位置すなわち上昇位置とである。当然分かるように、懸架装置10は、車体18に取付けられている軸20を中心として回転させることにより下降されたり、引き込まれたりする。上昇位置IIにおいて、車輪は、車体内の車輪・懸架装置受入れ凹部40内に引込められる。このようにして、車両が水中に浮遊しているとき、車輪12および懸架装置10は、上昇されて水から出ている。
【0018】
下降位置Iは道路走行位置に相当し、引込み位置IIは、車両の水中走行位置に相当する。明らかに、車両(乗り物)が水から出て陸地へ走行するとき、車両がまだ水中に浮遊している(浮かんでいる)間に懸架システムは下降される。
【0019】
図2および図3が示す負荷受止め機構すなわち懸架位置ロック機構は、車両が道路走行するとき、図1の懸架装置10が、車両の重量を支持するのにシリンダおよびラム組合せ機構30のみに頼らないようにし、車両が水中走行するとき、図1の懸架装置が、引込められた懸架システムの重力のみに頼らないようにする。懸架位置ロック機構は、車体に固定された強固な回転(ピボット)用固定ブラケット50を備えている。回転ブラケット50はスタブシャフト52を有し、上部懸架ロックリンク54が、スタブシャフト52により回転可能に取付けられている。上部懸架ロックリンク54は、第1の略U形ブラケット部材56と、1対の延長アーム58とを備えている。延長アーム58の一端は、U形ブラケット50の開放端に回転要素60を中心として回転可能に支持され、他端は、ばねダンパ装置(ユニット、unit)の上端を受ける第2の懸架アーム26の揺動外側端部25に取付けられているブラケット65に回転要素64を中心として回転可能に支持されている。
懸架装置10は、ロッド70により下降位置あるいは引込み位置にロックされる。ロッド70は、(分かりやすくするために図2に示されていない)結合手段68によりU形ブラケット56の開放端に取付けられている。結合手段68も、回転要素(ピボット)60を中心として回転され、結合手段68の中間個所は、回転要素(ピボット)71を介してロッド70の一端に接続されている(図3参照)。ロッド70は剛性ストラット部材72を備えている。ストラット部材72の上端はローラ74を有する。ローラ74はロック装置80に当接している。ロック装置80については、後に図3を参照してより詳細に説明する。ストラット72は、トラニオン部材76内をスライドするように制約されている。トラニオン部材76自身は、回転要素(ピボット)77に回転可能に取付けられ、ブラケット78内に保持されている。ロック装置80が当該個所に無い場合、所望のように車輪を下降させたり引込めたりできる。
【0020】
図2は、3つの位置における懸架装置10の懸架リンク54を示す。位置Iは、車輪が完全に下降された位置にあるときのリンク54を示す。位置IIは、車輪が完全に引込められた位置にあるときの懸架リンク54を示す。位置IIIは、車輪が完全下降位置Iと完全上昇位置すなわち完全引込み位置IIとの間の中間位置にあるときの懸架リンク54を示す。完全下降位置Iでは、U形上部懸架リンク部材56と延長アーム58とは、互いに対して線形に位置する。位置IIでは、リンク54と延長アーム58とは、面82と84とが向かい合うように、互いに折り畳まれている。位置IIIでは、リンク部材56とアーム58とは、末端の位置Iと位置IIとの中間にある。
【0021】
道路走行位置において位置Iに懸架システムをロックするために、車体に固定され横断面が方形の堅固な管104内でローラ102の回転で動くことができる先細りくさび体100の形をしたロック装置80は、ローラ74がくさび部材100の下面に当接する位置に動かされる。このようにして、ストラット72上のローラ74はくさび部材100に当接し、これによって、懸架システムが崩れるのを防ぐ。ピストン・シリンダ組合せ装置(ユニット)30も、2次的ロック機構として機能することに注意されたい。懸架システムを上昇させるとき、くさび部材100は、くさび部材100は、目106に接続されている第2の液圧シリンダ(図示せず)あるいはその他の類似の手段により引込められ、これによって、懸架装置10は上昇されて位置IIに到達する。この動作において、最初はストラット72が、管104の上面内のアパーチュア110を通過し、一方、リンク54とアーム58とは折重なる。懸架システム10の引込み周期の後半において、ストラット72が引込められ始める。この引込み動作は、最終的に折返しおよび引込み周期の終了時にストラット72が、懸架システムが完全下降位置にあるときと同一の位置をとるまで続く。次いで、懸架システムが位置IIにある状態でくさび部材100が、アパーチュア110を閉じかつストラット72を適所にロックするように、くさび部材100を位置決めし直すことができる。図2において、ストラット72は、位置IIにあるときにはくさび体100を通って通過している、しかしながら、くさび体100は、上昇周期あるいは下降周期の間は当該個所には位置しない。懸架装置10が完全に引込められたかまたは完全に下降されたときのみ、くさび体100は挿入されてそのロック位置をとる。このようにして、車両が水中に浮遊している間に懸架システムは上昇されたり下降されたりする。したがって、最初は懸架システムの重量が、ラムおよびシリンダ組合せ(ユニット)機構30により担われるのであって、車両の全重量が、ラムおよびシリンダ組合せ機構30により担われるのではないことを理解されたい。
【0022】
本発明に係る懸架システムの第1の実施形態の1つの利点は、第1の実施形態に係る懸架システムは、上昇位置でロックされても、下降位置でロックされても、つかえて動かなくなることがないことである。ロック部材100はローラ102の回転で動き、懸架ストラット72のロック端部はローラを有するので、本発明に係る懸架システムのロック機構は、ピンを狭い穴に嵌めるという、つかえて動かなくなる原因になりやすい操作を必要としない。さらに、懸架システムの個々の構成要素に加わる負荷は、比較的小さいので、操作が確実になり、重量も比較的小さくてすむ。
【0023】
本発明に係る第2のロック機構が、図4および図5に概略的に示されている。主懸架装置は、図1〜図3に示す懸架装置10に類似である。主懸架装置は、主懸架アーム14、第2の懸架アーム26、ばねダンパ装置24、作動ピストンおよびシリンダ組合せ装置30、上部懸架リンク部材および延長アーム58と同一の基本構成要素を有する点で、図1〜図3に示す懸架装置10と実質的に同一である。しかしながら、この第2の実施形態では、上部U形リンク部材は、参照番号120により示され、ローラ124を有する細長フィンガ122が、上部U形リンク部材120の外側端部に取付けられている。この場合にも、リンク120は、車体の強固な部分50に固定されたスタブシャフト52に回転可能に取付けられている(リンク56がU形であることは、図4からより容易に分かり、図1〜図3を参照して説明した第1の実施形態と実質的に類似であるが、第1の実施形態は、延長フィンガ122を有しない点のみが異なる)。
【0024】
懸架システムが低下されて位置Iをとり、道路走行可能となっているとき、アーム58と上部リンク120とは、互いに対して線形に位置する。この時点で、延長フィンガ122およびローラ124は、揺動爪部材132のジョー(あご、jaw)130と係合している。揺動爪部材132は、車体18に恒久的に固定されているブラケット128に取付けられている回転要素(軸、ピボット)126を中心として回転される。爪132は、車体18と爪部材132との間で作用するばね136によりフィンガ122へ向かって偏らされている。爪132は、ロッド138により第2の液圧シリンダ(図示せず)あるいはその他の作動手段に接続されている。これによって、爪132を引っ込めて、フィンガ122およびローラ124から遠ざけることが可能となる。懸架システムを下降位置から引っ込めて、車体18の中の車輪受入れ凹部40に入れるとき、爪132は、ロッド138によりローラ124から引っ込められる。これによって、ピストン・シリンダ組合せ装置30が、懸架装置10を引っ込め、上昇させ始めることが可能となる。リンク120およびアーム58が、(図5の位置IIIに示されている)回転軸60を中心として折畳まれ始めると、フィンガ122は、(位置IIIにあるときの、図5に示されている最下位置にほぼ相応する)最下位置まで下降する。次いで、上昇周期の後半において、フィンガ122およびローラ124は、再び上昇し始める。図5から分かるように、最終的にローラ124は、爪132の曲面140と係合して、爪132を右側へ押す。次いで、最終的にローラ124は、ジョー130に到達する。すると、ローラ124は、ばね136が爪132を左側へ偏らせているので、ジョー130にスナップ式に入り込む。
【0025】
このようにして、ピストン・シリンダ装置(ユニット)30と無関係に動作する機構により懸架装置を引込み位置または下降位置にロックできる。これによって、道路走行モードおよび水中走行モードの両方において、懸架システムを確実に操作でき、懸架システムは高信頼性を得る。
【0026】
図1〜図5に示されている2つの実施形態は、非かじ取り被駆動輪式懸架システムである。しかしながら、個所16に適切なスイベルハブを設けると、かじ取りシステムが得られる。車輪がかじ取りされる場合、車輪を駆動する必要はない。したがって、この場合、駆動手段に関する説明は省く。さらに、車輪12がかじ取り道路車輪でなくとも、車輪12は、駆動されない受動的な車輪であり得る。
【0027】
液圧シリンダを利用する作動手段を説明したが、空圧シリンダ、電動機などの任意の適切な手段を設けることも可能である。
【0028】
懸架アーム14および26は、1つの共通の枢転軸を有するものとして示されているが、これは必ずしも必要ではない。上部リンク26の内側端部の回転軸を上昇させて、この枢転軸が、アーム14の回転軸の上方に位置するようにできる。これによって、これら2つの回転軸と、アーム14および26と、ばね装置24とは、例えば平行四辺形の形を描いて動作し、これによって、ばね装置24は、略垂直方向に上昇および下降される。この場合、懸架システム上昇および下降手段は、代替的に、例えば、道路車輪12が駆動されるすなわち受動的であるかないかと無関係に、第2の懸架アーム26の軸を中心として回転するトーションバー(ねじり棒)であることも可能である。このようなトーションバーは、下降位置にロックされているとき、道路走行ばね懸架手段としても機能する。
【図面の簡単な説明】
【図1】
道路車輪を上昇および下降するための本発明に係る懸架装置内の機構の一部分を概略的に示す側面図である。
【図2】
本発明の第1の実施形態に係る、残りの懸架構成要素およびロック機構に接続されている図1の機構の一部分を示す図である。
【図3】
図2のロック機構をより詳細に示す図である。
【図4】
下降されてロックされた位置での本発明に係る懸架システムの第2の実施形態を概略的に示す斜視図である。
【図5】
それぞれ、引込み位置、中間位置および下降位置での図4の懸架システムの側面図である。

Claims (23)

  1. 水陸両用車両のための懸架システム(10)であって、前記車両が陸上にあるか、または水中にあるかによって、下降位置(I)、または上昇位置すなわち引込み位置(II)に前記懸架システム(10)をロックすることができ、前記懸架システム(10)は、一端を回転自在に車体(18)に支持されており、他端には道路用車輪(12)が回転可能に取付けられている主懸架アーム(14)と、前記回転自在の主懸架アーム(14)に操作可能に取付けられ、前記車体(18)に対して前記アーム(14)および前記道路用車輪(12)を引っ込める機能の動かし手段(30)と、前記主懸架アーム(14)の前記道路用車輪(12)側端部に操作可能で、かつ回転可能に接続されており(64、65)、両端の中間に位置し回転自在の継手(60)を有し、前記回転自在の継手(60)から遠くに位置する軸(52)を中心として回転自在に(52)前記車体(18)に取付けられており、前記下降位置(I)および前記引込み位置(II)の両方において懸架位置ロック手段(68;71、70、80;122、130、132、136、138)と操作可能に係合可能である上部懸架ロックリンク(54;120)とを備えている懸架システム。
  2. 前記上部懸架ロックリンク(54;120)は、前記主懸架アーム(14)と前記回転自在の継手(60)との間に操作可能に延びている第1の部分(58)と、少なくとも前記回転自在の継手(60)と前記車体回転要素(50、52)との間で延びている第2の部分(56)との2つの部分を備えている請求項1に記載の懸架システム。
  3. 前記懸架システム(10)が前記下降位置(I)にロックされているとき、前記上部懸架ロックリンク(54;120)は略線形の構造形態をとる請求項1または請求項2に記載の懸架システム。
  4. 前記懸架システム(10)が前記上昇位置すなわち前記引込み位置(II)にロックされているとき、前記上部懸架ロックリンク(54;120)は、前記回転自在の継手(60)を中心として折畳み構造形態をとる請求項1から請求項3のうちのいずれか1項に記載の懸架システム。
  5. 前記上部懸架ロックリンク(54;120)に回転可能に接続されている(68;71)ロック支柱(70)が、前記懸架システム(10)の前記下降位置(I)および前記上昇位置(II)の両方においてロック部材(80)により固定位置に保持されている請求項1から請求項4のうちのいずれか1項に記載の懸架システム。
  6. 前記懸架システム(10)が上昇および下降される間、前記支柱(70)は車体部材(104)内のアパーチュア(110)を通過し、前記支柱(70)の走行路の両端で前記支柱(70)は、前記車体部材(104)内で動く可動ロック部材(100)によりロックされる請求項5に記載の懸架システム。
  7. 前記可動ロック部材(80)は車輪(102)の回転で動き、動かし手段により作動される請求項5または請求項6に記載の懸架システム。
  8. 前記可動ロック部材(80)は楔の形を有する請求項5から請求項7のうちのいずれか1項に記載の懸架システム。
  9. 前記車体部材(104)は、略方形の横断面を有する管の形を有する請求項5から請求項8のうちのいずれか1項に記載の懸架システム。
  10. 前記上部ロックリンク(54)から遠くに位置する、前記支柱(70)の上端が、前記懸架システム(10)が上昇および下降される間に前記支柱(70)が通過する前記アパーチュア(110)に隣接する位置に回転可能に取付けられている(77)トラニオン部材(76)により位置決めされている請求項5から請求項9のうちのいずれか1項に記載の懸架システム。
  11. 前記懸架システム(10)は、前記上部ロックリンク(120)と係合する可動ジョー(130)により前記上昇位置および前記下降位置にロックされる請求項1から請求項4のうちのいずれか1項に記載の懸架システム。
  12. 前記上部ロックリンクの前記第2の部分(56)は、前記回転自在の継手(60)から遠くに位置し前記ジョー(130)と係合し延びているフィンガ部分(122)を有する請求項11に記載の懸架システム。
  13. 前記ジョー(130)は、弾性的に偏らされた爪部材(132)の一部分である請求項11または請求項12に記載の懸架システム。
  14. 前記爪部材は曲面(140)を有し、前記懸架システムが上昇または下降されるとき、前記フィンガ延長部(122)は、前記ジョー(130)により位置決めされる前に前記曲面(140)に沿って走行する請求項13に記載の懸架システム。
  15. 前記ロックリンク(120)の前記第2の部分(56)が回転自在に前記車体(18)に支持される際の前記軸(52)は、前記回転自在の継手(60)と前記フィンガ延長部(122)との間に位置する請求項11から請求項14のうちのいずれか1項に記載の懸架システム。
  16. 前記動かし手段(30)は、液圧シリンダ、空圧シリンダ、ねじ付駆動装置、ボールねじ、チェーン駆動装置およびベルト駆動装置とから成る群から選択される請求項1から請求項15のうちのいずれか1項に記載の懸架システム。
  17. 前記懸架システムは第2の懸架アーム(26)を有する請求項1から請求項16のうちのいずれか1項に記載の懸架システム。
  18. 前記第2の懸架アーム(26)の内側端部が、前記主懸架アーム(14)と共通の回転軸(20)を有する請求項17に記載の懸架システム。
  19. 前記主懸架アーム(14)の外側端部と、前記第2の懸架アーム(26)の外側端部との間に操作可能に接続された懸架ばね装置(24)が設けられている請求項17または請求項18に記載の懸架システム。
  20. 前記動かし手段(30)は、前記第2の懸架アーム(26)に操作可能に接続されている請求項17から請求項19のうちのいずれか1項に記載の懸架システム。
  21. 前記動かし手段(30)は、前記懸架アーム(14、26)が枢転されて前記車体(18)に到達する際の回転軸を中心として回転するトーションバーを備えている請求項17に記載の懸架システム。
  22. 前記懸架システム(10)を上昇および下降させるための前記トーションバーは、道路走行モードのとき、前記水陸両用車両のための懸架ばね部材としても機能する請求項21に記載の懸架システム。
  23. 前記主懸架アーム(14)と前記上部懸架ロックリンク(54;120)との間で操作可能に延びている懸架ショックアブソーバをさらに含む請求項1から請求項22のうちのいずれか1項に記載の懸架システム。
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