JP2010120547A - 水陸両用車の懸架装置 - Google Patents
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Abstract
【解決手段】ピストンロッド31及びシリンダ24内を第1、第2の油室27,28に区分するピストン29を有するサスペンションシリンダ6と、第1、第2の油室27,28間に、第1の油室27側の第1の連通路38aと第2の油室28側の第2の連通路38bを介して接続された第1の電磁弁120と、第1の連通路38aに接続されたアキュムレータ101と、油圧の供給を切り換えるオンロード弁123と、オンロード弁123と第2の連通路38bに接続された第2の電磁弁121と、第1の連通路とオイルタンク間に接続された第3の電磁弁122とを備える。
【選択図】図10
Description
通常の陸上走行では、前記第1の電磁弁を開として前記第1、第2の油室を連通し、前記第2の電磁弁を閉として前記オンロード弁を分離するとともに、前記第3の電磁弁を閉として前記オイルタンクを分離して懸架動作を行い、
海上で前記車輪を持ち上げるときは、前記第1の電磁弁を閉として前記第1、第2の油室を分離し、前記第3の電磁弁を開として前記第1の油室の油圧及び前記アキュムレータの油圧を前記オイルタンクに戻すとともに、前記第2の電磁弁を開として前記オンロード弁からの供給された油圧を前記第2の油室に送り前記サスペンションシリンダを縮ませるものである。
また、往復ポンプの戻りにアキュムレータのガス圧を利用したので、簡単なシステムとすることができる。
通常の陸上走行では、前記第1の電磁弁を開として前記第1、第2の油室を連通し、前記第2の電磁弁を閉として前記オンロード弁を分離するとともに、前記第3の電磁弁を閉として前記オイルタンクを分離して懸架動作を行い、
海上で前記車輪を持ち上げるときは、前記第1の電磁弁を閉として前記第1、第2の油室を分離し、前記第3の電磁弁を開として前記第1の油室の油圧及び前記アキュムレータの油圧を前記オイルタンクに戻すとともに、前記第2の電磁弁を開として前記オンロード弁からの供給された油圧を前記第2の油室に送り前記サスペンションシリンダを縮ませるので、簡単な構成により、陸上や海上の性能・信頼性を損なうことなく、サスペンションばね定数から選定したアキュムレータの容積に影響を与えることなく、最小の油圧でサスペンションを引上げることができ、海上抵抗を減少することができる。さらに、スペースを小さくして、重量を軽減することができる。
図1はこの発明の実施の形態1を示す水陸両用車の懸架装置の陸上走行時の断面図、図2はこの発明の実施の形態1に係る水陸両用車の懸架装置のサスペンションシリンダの概略構成を示す断面図、図3は水陸両用車が通常の陸上走行時、海で車輪を持ち上げた時、車高を変更するときの各々の電磁弁、切替弁及び往復ポンプ等の動作一覧を示す図、図4は海上航走時に、車輪を持ち上げる時のサスペンションシリンダの概略構成を示す断面図、図5は車輪を持ち上げて保持した時のサスペンションシリンダの概略構成を示す断面図、図6は車輪をもとに戻す時のサスペンションシリンダの概略構成を示す断面図、図7は水陸両用車が車高を上げる時のサスペンションシリンダの概略構成を示す断面図、図8は水陸両用車が車高を下げる時のサスペンションシリンダの概略構成を示す断面図、図9はこの発明の懸架装置のサスペンションシリンダの構成を他の構成に変えたものの概略構成を示す断面図である。
図1において、懸架装置1は、ストラット式のハイドロニューマチック懸架装置であり、車輪2を覆うタイヤハウス部3の上部の車体4に設けられた懸架装置支持室5内に、サスペンションシリンダ6の上端支持部7が支持ピン21を介して支持ブラケット22に揺動自在に支持され、サスペンションシリンダ6の下端部8の取付部23が、最終減速機およびブレーキを内蔵した支持部材であるギヤケース9に連結されている。
シリンダ24は、下部が有底で筒状をなすシリンダ本体25及びシリンダ本体25の開口部を閉塞し、後述のピストンロッド31が挿入される穴を有する蓋26を有し、内部に第1の油室27と第2の油室28が設けられている。
なお、ピストンロッド31内の下部は油室でありシリンダ24の第1の油室27に連通しており第1の油室である。また、ピストン29には、油室27から油室28へ通となる逆止弁42が組込まれている。
油送手段である往復ポンプ50は、シリンダ44と、このシリンダ44内に設けられ、シリンダ44をポンプ室51と駆動室52に区画し、周縁シール53を有するピストン本体45と、ポンプ室51に設けられた吸入口54及び吐出口55とを備えている。
また、吸入口54側の連通路61aと吐出口55側の連通路61bに各々逆止弁46,47が設けられている。
ステアリング系統57の油圧を切換えて往復ポンプ50の駆動室52に送り、往復ポンプ50を駆動する(往復ポンプ用)切替弁48は、4方向4ポート3位置の電磁弁であり、コイルa,bを備えている。切替弁48はコイルaの通電により、ステアリング系統57と往復ポンプ50の駆動室52とが接続され、コイルbの通電により、駆動室52と戻し路58を介してオイルタンク59に接続される。
このように、往復ポンプ50、逆止弁46,47、切替弁48は油圧回路56を構成している。
アキュムレータ101は、図1に示すように、ピストン式、すなわち、隔膜(隔壁)のある形式であり、油圧側を開放しても、ガスが油圧側から出ない構造のものであり、ピストン式の他プラダ式のもであればよい。
アンロード用切替弁111はコイルcの通電により、ステアリング系統57とアンロード部106の駆動室108とが接続され、コイルdの通電により、駆動室108とオイルタンク59とが接続されている。
なお、電磁弁39は水陸両用車を使用しない場合はスイッチを切るのでOFFで開としてある。
また、急激にサスペンションシリンダ6が圧縮される場合は、逆止弁42で油室27から油室28へ油を補給することで、油室28が負圧になるのを防止する。
電磁弁39をONとして閉じ、アンロード用切替弁はコイルc、dを各々OFF,ONとして各々給油停止、戻しとし、アンロード部106のアンロードピストン110を押す油圧を開放する。つまり第1の油室の油圧を大気圧にする。このときのアンロードピストン110の位置は上となっている。なお、パイロットチェック弁112は、アンロード用切替弁のコイルdをONとして油をオイルタンク59に戻すときの油圧で開くが、通常はこの方向に油は流れない。
切替弁48はコイルa、bを各々ON、OFFとして各々給油、戻し停止とすると、ステアリング系統57の油圧が往復ポンプ50の駆動室52に流れ、ピストン本体45を下方に押し、吐出口55から逆止弁47を介して油が吐出され、第4の連通路61b、第2の油穴36を介して第2の油室28に流れ込む。
なお、アンロード部106のシリンダ107容積は、アキュムレータ101のガスの容積の減少量より大きくする必要がある。
電磁弁39をOFFとして開いて第1、第2の油室を連通させ、アンロード用切替弁はコイルc、dを各々ON、OFFとして各々給油、戻し停止とし、アンロード部106のアンロードピストン110を下に押す。往復ポンプ用切替弁48はコイルa、bを各々OFF、ONとして各々給油停止、戻しとすると、アキュムレータ101のガス圧力により往復ポンプのピストンが上に戻り、第2の油室28から第1の油室27に油が送られ、サスペンションシリンダ6がもとに戻り、通常の車高位置の陸上走行状態になる。このとき、ピストン本体45の位置は上となる。
そして、操作が完了すれば、電磁弁39、切替弁48のコイルa、b、アンロード用切替弁のコイルc、dを全てOFFとする。なお、サスペンションシリンダ6が伸びきった状態の時、アキュムレータ101の油量はなくなる。
電磁弁39をOFFとして開いて第1、第2の油室を連通させ、アンロード用切替弁はコイルc、dを各々OFFとして各々給油停止、戻し停止として、アンロード部106のアンロードピストン110は下となる。切替弁48はコイルa、bを各々ON、OFFとして各々給油、戻し停止とし、往復ポンプ50のピストン本体45を下まで押せば、第1,第2の油室27,28の油量が増加して車高が上がる。
なお、第1の油室27の断面積が第2の油室28の断面積より大きいので、第1の油室27の油圧が大きいので、サスペンションシリンダ6が伸びて車高が上がる。
電磁弁39をOFFとして開いて第1、第2の油室を連通させ、アンロード用切替弁はコイルc、dを各々OFFとして各々給油停止、戻し停止とし、アンロード部106のアンロードピストン110は下となる。切替弁48はコイルa、bを各々OFF、ONとして各々給油停止、戻しとし、往復ポンプ50の駆動室52の油圧を排出し、アキュムレータ101のガス圧力によりピストン本体45を上の通常の車高位置に戻す。
そして、操作が完了すれば、電磁弁39、切替弁48のコイルa、b、アンロード用切替弁のコイルc、dを全てOFFとする。
また、往復ポンプの戻りにアキュムレータ101のガス圧を利用したので、簡単なシステムとすることができる。
実施の形態1では、車輪の数だけ往復ポンプ50、アンロード装置62が必要になり(例えば、6輪独立懸架の場合は、6組必要)、アンロード装置62のアンロード部106は形状が大きく、スペース及び重量が増加する。また、切換弁48等に4方向4ポート3位置のを使用しているが、構造が複雑なため油漏れが生じる場合があり、本実施の形態では、アンロード装置62を省き、また、電磁弁に簡単な構造で、ノンリークのものを使用した構成としたものである。
油圧回路56は、第1の油室27と第2の油室28間に、第1の油室27側の第1の連通路38aと第2の油室28側の第2の連通路38bを介して接続された第1の電磁弁120と、第1の連通路38aに接続されたアキュムレータ101と、水陸両用車毎に1台設けられ、油圧の供給を切り換えるオンロード弁123と、サスペンションシリンダ6毎に設けられ、オンロード弁123と第2の連通路38bに接続された第2の電磁弁121と、第1の連通路38aとオイルタンク59間に接続され第1の油室27の圧力を調整する第3の電磁弁122と、第1の連通路38aとオイルタンク59間に接続されたキャビテーション防止弁125とを備えている。
なお、第1の電磁弁120は単動2ポート常時開電磁弁であり、第2,第3の電磁弁121,122は単動2ポート常時閉電磁弁であり、いずれも、ノンリーク弁である。
オンロード弁123は、4ポート単動電磁弁であり、車輪2の持ち上げ、戻しに関連する第2の電磁弁121で油圧を遮断できるので、ノンリークでなくともよい。
圧力スイッチPSが作動することにより、圧力発信器PTから車輪を持ち上げ完了の信号が発信され、オンロード弁123のコイルd、第2、第3の電磁弁121,122が各々圧力発信器PTからの信号を受信して作動し、オンロード弁123のコイルdがOFFし、油圧の供給を停止し、第1の電磁弁120のコイルaをONとして、第1,第2の油室27,28を分離し、第2、第3の電磁弁121,122のコイルb,cをOFFとして、オンロード弁123とオイルタンク59を各々分離して車輪2の持上げを保持する。
なお、海上では車輪2の重さ(ばね下質量)でサスペンションシリンダ6が下方に引っ張られているので、第2の電磁弁121からの油の補給が不足すると、第1の油室27が負圧になる可能性がある。これを防止するため、キャビテーション防止弁125からも油を補給するようにする。
また、万一、何らかの事情(操作ミスなど)で、海上でサスペンションシリンダ6を戻さずに、陸上で戻す場合は、圧力スイッチPSが作動する圧力の設定を車両重量を支持した場合の各サスペンションシリンダ6のガス圧とする。
なお、 第1の油室27の断面積が第2の油室28の断面積より大きいので、第1の油室27の油圧が大きいので、サスペンションシリンダ6が伸びる。
(1)傾斜地でも車両姿勢を保つようにすることができる。例えば、海岸線に沿って砂浜を走る場合でも、車両は水平を保つようにすることができる。
(2)窪みや海岸でスタックした場合に際し、任意の車輪を上下して脱出の手段にできる。
(3)ある車輪を交換する(例えばパンク修理)場合も、その車輪の接地荷重をなくすことができる。
Claims (11)
- 下端部が車輪の支持部材に連結されたシリンダ及び上端支持部が車体に支持され、ピストンロッド及び前記シリンダ内を第1、第2の油室に区分するピストン本体からなるピストンを有するサスペンションシリンダと、
前記第1、第2の油室間に、前記第1の油室側の第1の連通路と前記第2の油室側の第2の連通路を介して接続された電磁弁と、
前記電磁弁に並列接続され、前記第1の油室から前記第2の油室に油圧を送るピストン式の往復ポンプと、
前記第1の連通路に接続されたアキュムレータと、
前記第1の連通路に接続され、前記第1の油室の圧力を調整するアンロード装置と、
を備え、
通常の陸上の走行では、前記電磁弁は開として前記第1,第2の油室を連通し、前記往復ポンプは停止として懸架動作を行い、海上では、前記電磁弁は閉として、前記第1,第2の油室を分離し、前記往復ポンプを作動させ、油が前記第1の油室から前記第2の油室に流れるようにして、前記サスペンションシリンダを縮ませるとともに、前記アンロード装置により、前記第1の油室の油圧の上昇を吸収して前記車輪を持ち上げることを特徴とする水陸両用車の懸架装置。 - 前記往復ポンプは、
ピストンによりポンプ室と駆動室に区分され、
この往復ポンプを駆動させる切替弁を備え、
持ち上げた前記車輪をもとに戻すときは、前記電磁弁を開として前記第1,第2の油室を連通し、前記切替弁から前記駆動室の油圧を排出するとともに前記アンロード装置を復帰させると、前記アキュムレータのガス圧で前記往復ポンプのピストンが上に戻り、前記第1,第2の油室から前記油が前記往復ポンプの前記ポンプ室に流れて、前記サスペンションシリンダを伸ばすことを特徴とする請求項1記載の水陸両用車の懸架装置。 - 陸上走行状態で、車高を上げるときは、前記電磁弁を開として前記第1,第2の油室を連通し、前記アンロード装置を停止させ、前記切替弁から前記往復ポンプの駆動室に油圧を送ることにより、前記ピストンが押され、前記ポンプ室の油が前記第1,第2の油室に流れ、前記サスペンションシリンダを伸ばすことを特徴とする請求項1または2記載の水陸両用車の懸架装置。
- 陸上走行状態で、通常より高い車高から車高を下げるときは、前記開閉弁を開として、前記第1,第2の油室を連通し、前記切替弁から前記駆動室の油圧を排出して、前記ピストンを戻すことにより、前記第1,第2の油室からの油を前記ポンプ室に戻して、前記サスペンションシリンダを縮めることを特徴とする請求項1〜3のいずれかに記載の水陸両用車の懸架装置。
- 陸上走行状態で、通常の車高からさらに車高を下げるときは、前記電磁弁を開として前記第1,第2の油室を連通し、前記切替弁から前記往復ポンプの駆動室の油圧を排出し、前記アンロード装置から前記第1,第2の油室内の油圧を排出して、前記サスペンションシリンダを縮めることを特徴とする請求項1〜3のいずれかに記載の水陸両用車の懸架装置。
- 下端部が車輪の支持部材に連結されたシリンダ及び上端支持部が車体に支持され、ピストンロッド及び前記シリンダ内を第1、第2の油室に区分するピストン本体からなるピストンを有するサスペンションシリンダと、
前記第1、第2の油室間に、前記第1の油室側の第1の連通路と前記第2の油室側の第2の連通路を介して接続された第1の電磁弁と、
前記第1の連通路に接続されたアキュムレータと、
水陸両用車毎に設けられ、油圧の供給を切り換えるオンロード弁と、
前記サスペンションシリンダ毎に設けられ、前記オンロード弁と前記第2の連通路に接続された第2の電磁弁と、
前記第1の連通路とオイルタンク間に接続された第3の電磁弁と、
を備え、
通常の陸上走行では、前記第1の電磁弁を開として前記第1、第2の油室を連通し、前記第2の電磁弁を閉として前記オンロード弁を分離するとともに、前記第3の電磁弁を閉として前記オイルタンクを分離して懸架動作を行い、
海上で前記車輪を持ち上げるときは、前記第1の電磁弁を閉として前記第1、第2の油室を分離し、前記第3の電磁弁を開として前記第1の油室の油圧及び前記アキュムレータの油圧を前記オイルタンクに戻すとともに、前記第2の電磁弁を開として前記オンロード弁からの供給された油圧を前記第2の油室に送り前記サスペンションシリンダを縮ませることを特徴とする水陸両用車の懸架装置。 - 持ち上げた前記車輪をもとに戻すときは、前記第1の電磁弁を開として前記第1、第2の油室を連通し、前記オンロード弁からの油圧を供給とし、前記第2の電磁弁を開として、前記オンロード弁からの供給された油圧を前記第1,第2の油室に送り、前記サスペンションシリンダを元に戻すことを特徴とする請求項6記載の水陸両用車の懸架装置。
- 陸上走行状態で車高を上げるときは、前記第1の電磁弁を開として、前記第1、第2の油室を連通し、第3の電磁弁を閉として前記オイルタンクを分離し、前記オンロード弁からの油圧を供給とし、前記第2の電磁弁を開として、前記オンロード弁からの供給された油圧を前記第1,第2の油室に送り、前記サスペンションシリンダを伸ばすことを特徴とする請求項6または7記載の水陸両用車の懸架装置。
- 陸上走行状態で車高を下げるときは、前記オンロード弁からの油圧の供給を停止し、前記第2の電磁弁を閉として前記オンロード弁を分離し、前記第1,第3の電磁弁を開として前記第1,第2の油室及び前記アキュムレータの油圧を前記オイルタンクに戻して前記サスペンションシリンダを縮めることを特徴とする請求項6〜8のいずれかに記載の水陸両用車の懸架装置。
- 前記第1の連通路と前記オイルタンク間にキャビテーション防止弁を接続したことを特徴とする請求項6〜9のいずれかに記載の水陸両用車の懸架装置。
- 前記第1の連通路に接続されたアキュムレータに代えて、前記ピストンロッド内部にアキュムレータ部を備えたことを特徴とする請求項1〜10のいずれかに記載の水陸両用車の懸架装置。
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