JP2011111017A - 車両のサスペンション装置 - Google Patents

Abstract

【課題】 サスペンション機構の簡略化を図り、コスト的に有利で、ひいては、車両の価格を安価に抑えることができ、また、重量の軽減も図れるなどの利点を有する新規なる車両のサスペンション装置を提供する。
【解決手段】 車輪Ｃを回転自由に支持する車輪支持部材Ｄと、一端部が車体フレームＢに固定されると共に、他端部が車輪支持部材Ｄの自由端部に取り付けられる板バネ装置Ｅとを備え、板バネ装置Ｅの車輪支持部材Ｄとの取付部が上下方向に動作して、板バネ装置Ｅが弾性変形して撓む構成とした。これにより、サスペンション装置が簡略化される。
【選択図】 図１

Description

本発明は、例えば、ゴルフ場で使用されるゴルフカートなどの車両におけるサスペンション装置に関し、特に、その機構の簡略化を図る技術に関する。

一般に、車両においては、路面の凹凸を車体に伝えない緩衝装置としての機能と、車輪と車軸の位置決め、車輪を路面に対して押さえ付ける機能とを持つことにより、乗り心地や操縦安定性などの改善を目的として、車体フレームと車輪との間に配置されて、車輪荷重を支えるサスペンション装置（懸架装置）が装備されているのが通例であり、従来では、例えば、特許文献１〜３に示すものが知られている。
特開平１１−２０８２３３号公報 特開２００９−１０１７４６号公報 特許第４２３９６７４号公報

しかしながら、このような従来のサスペンション装置は、例えば、サスペンションアーム、スプリングを複合的に備えた構成であるため、機構が複雑であり、コスト的にも不利であるため、車両の価格も高価になるという問題点があった。また、重量が嵩むという問題点もあった。

特に、ゴルフ場で使用されるゴルフカートは一般公道を走らないため、簡略的なサスペンション装置が望まれる。

本発明は、上記のような課題を解決するためなされたものであり、サスペンション機構の簡略化を図り、コスト的に有利で、ひいては、車両の価格を安価に抑えることができ、また、重量の軽減も図れるなどの利点を有する新規なる車両のサスペンション装置を提供することを目的とする。

上記した課題を解決するため、請求項１に係る発明の車両のサスペンション装置は、車両の車体フレームと車輪との間に配置されて、車輪荷重を支えるサスペンション装置であって、前記車輪を回転自由に支持する車輪支持部材と、車両の前後方向と直交する左右方向に延びて配置され、一端部が前記車体フレームに固定されると共に、他端部が前記車輪支持部材の車輪支持端部と反対側の自由端部に取り付けられる板バネ装置とを備え、該板バネ装置の前記車輪支持部材との取付部が上下方向に動作して、当該板バネ装置が弾性変形して撓む構成であることを特徴とする。

請求項２に係る発明は、前記車輪は、操舵機構により操舵される操舵輪であり、前記車輪支持部材の自由端部が、上下方向に延びる軸を中心として揺動自由に前記板バネ装置に取り付けられると共に、該車輪支持部材が操舵機構により揺動して車輪が操舵されることを特徴とする。

請求項３に係る発明は、前記車輪支持部材を、略Ｔ字形をなすナックルアームと支持軸とを備えたナックルから構成し、前記支持軸を、前記車輪に固定取付されたアクスルハブの中心孔の内周面に挿入して、ナックル周りをアクスルハブが回転自由となるようにする一方、前記ナックルアームのＴ字の横辺に相当する部位の両端部に、それぞれ軸受部を設け、各軸受部に回転自由に挿通支持させた軸部材を板バネ装置のナックル側の端部に固定して、該板バネ装置の端部に、ナックルが揺動可能となるように取り付けると共に、前記ナックルアームのＴ字の縦辺に相当する部位に操舵機構を連係させ、該操舵機構により、ナックルを揺動させて車輪を操舵するようにした構成であることを特徴とする。

請求項４に係る発明は、前記軸受部は、前記ナックルアームのＴ字の横辺に相当する部位の両端部にねじ嵌合された別体の支持部材の先端側のリング部内周面に軸受を装着した構成であることを特徴とする。

請求項５に係る発明は、前記板バネ装置は、上下に平行に離間して配設された２枚の板バネからなることを特徴とする。

請求項６に係る発明は、前記車両は、ゴルフ場で使用されるゴルフカートであることを特徴とする。

請求項１に係る発明の車両のサスペンション装置によれば、例えば、サスペンションアーム、スプリングおよびショックアブソーバを複合的に備える必要がなく、機構が簡略化し、コスト的にも有利となり、ひいては、車両の価格も低減することができる。また、概ね、車輪支持部材と板バネ装置を具備しただけの簡単な構成であるため、軽量化を図ることができる。

請求項２に係る発明によれば、車輪として操舵輪を適用した場合、この操舵輪と板バネ装置と操舵機構とを、車輪支持部材により簡単に連結することができる。

請求項３に係る発明によれば、略Ｔ字形をなすナックルアームと支持軸とを備えたナックルを設けて、このナックル周りをアクスルハブが回転自由となるようにし、ナックルを、各板バネ装置の先端部に揺動可能となるように取り付ける一方、操舵機構により、ナックルを揺動させて、アクスルハブ、即ち、車輪を揺動させて操舵するようにしたから、車輪と板バネ装置と操舵機構を、簡単な構造のナックルにより容易に連結することができる。

しかも、ナックルに設けた軸受部により、このナックルを支持したため、ナックルの揺動がスームズなものとなり、また、揺動頻度が高いナックルと板バネ装置との連結部分の耐摩耗性を向上することができ、強度を増すことができる。

請求項４に係る発明によれば、ナックルの軸受部を、このナックルにねじ嵌合した別体の支持部材のリング部の内周面に軸受を装着して構成したから、ナックル自体の形状を複雑にすることなく、ナックルに簡単に軸受部を設けることができ、前記支持部材もナックルと別体であるため、軸受の保守点検を容易に行うことができる。

請求項５に係る発明によれば、板バネ装置として、上下に平行に離間して配設された２枚の板バネから構成したため、サスペンション機能がより良好となり、加えて、強度も増すという利点がある。

請求項６に係る発明によれば、機構が簡単なサスペンション装置であるため、ゴルフ場で使用されるゴルフカートに簡単に具備することができ、ゴルフカートの乗り心地や操縦安定性などを図る上で有利となる。

以下、添付された図面を参照して本発明の実施の形態を詳述する。
図１は、本発明に係る車両のサスペンション装置を概略的に示した斜視図、言うなれば、請求項１記載の発明に対応した図である。

この図において、サスペンション装置Ａは、ゴルフカートの車体フレームＢの側方に位置する車輪Ｃを回転自由に支持する車輪支持部材としてのナックルＤと、ゴルフカートの前後方向と直交する左右方に延びて配置され、一端部が車体フレームＢに固定されると共に、他端部がナックルＤの自由端部に取り付けられる板バネ装置Ｅとを備え、板バネ装置ＥのナックルＤとの取付部が上下方向に動作して、板バネ装置Ｅが弾性変形して撓むように構成されている。

また、請求項１記載の発明においては限定していないが、車輪Ｃが操舵輪の場合は、ステアリングハンドルの回転操作により連係ロッドＦが左右に動作し、これにより、サスペンション装置Ａにより支持された車輪Ｃが回転して操舵される。

次に、かかる構成を具体的に説明する。図２は、本発明に係る車両のサスペンション装置の一実施形態として、例えば、ゴルフ場で使用されるゴルフカートのサスペンション装置に適用した例を示している。このゴルフカートは、前１輪、後２輪の３輪車で、前１輪が操舵される操舵輪、後２輪が駆動輪であり、この後２輪の各ホイール内に、モータがそれぞれ内蔵されている、所謂、インホイールモータ形式のものである。

この図において、車輪（前１輪で操舵輪）１は、車両フレーム２の両側のうちの一方の横桟部２Ａ（これのみ図示）と他方の横桟部の中間位置に配設される。この車輪１は、タイヤ１Ａ、該タイヤ１Ａを保持するホイール１Ｂおよび該ホイール１Ｂに装着されて固定取付されたアクスルハブ１Ｃを備えて構成される。このアクスルハブ１Ｃは、ベアリング（図示せず）を介してナックル３に回転自由に支持されている。

ここで、アクスルハブ１Ｃは、図３に示すように、基端部から先端部に向かって窄まるテーパ状の外周面形状並びに内周面形状を有する略円筒形の筒部１ａと、その基端部に、中心軸と直交する面に沿って外側に延びて一体成形され、全体で略十字形状をなす板状の４つの取付フランジ部１ｂとからなり、該各取付フランジ部１ｂにはボルト挿通孔１ｃが形成されている。

また、アクスルハブ１Ｃの筒部１ａ内周面の基端部と先端部には、上述したベアリングの装着部１ｄ，１ｅがそれぞれ形成されている。

かかるアクスルハブ１Ｃは、その筒部１ａがホイール１Ｂの中心孔に挿入され、各取付フランジ部１ｂがボルト４とナット（図示せず）の締結具によって、ホイール１Ｂに固定取付される。

前記ナックル３は、図４に示すように、略Ｔ字形をなすナックルアーム３Ａと支持軸３Ｂとが一体成形された構成である。ナックルアーム３Ａは、Ｔ字の横辺に相当する部位で、上下方向に延び、両端部にそれぞれボルト嵌合孔（タップ孔）３ａが形成された板バネ支持部３ｂと、Ｔ字の縦辺に相当する部位で、該板バネ支持部３ｂの両端部間位置から、横方向に延びてから、斜め上方向に延び、再度横方向に延びて略階段状をなすアーム部３ｃとから構成され、該アーム部３ｃの先端部にはボルト嵌合孔（タップ孔）３ｄが形成されている。

前記支持軸３Ｂは、ナックルアーム３Ａのアーム部３ｃの一方の側面位置から、該ナックルアーム３Ａが存する面と直交して延びている。また、支持軸３Ｂは、基端部から先端部に向かって窄まるテーパ状の外周面形状に形成されており、その先端部には、軸方向に延びるボルト嵌合孔（タップ孔）３ｅが形成されている。

なお、支持軸３Ｂのテーパ角は、アクスルハブ１Ｃの内周面のテーパ角と等しく形成されている。さらに、支持軸３Ｂの外周面の基端部と先端部には、アクスルハブ１Ｃ側の装着部１ｄ，１ｅに装着されるベアリングの装着部３ｆ，３ｇがそれぞれ形成されている。

かかるナックル３の支持軸３Ｂは、ホイール１Ｂに固定取付されたアクスルハブ１Ｃの筒部１ａの内側（中心孔）に挿入される。この際、前記支持軸３Ｂのテーパ状の外周面が、前記アクスルハブ１Ｃの筒部１ａのテーパ状の内周面と遊嵌し、かつ、両者のベアリングの装着部１ｄ，１ｅと装着部３ｆ，３ｇ間に、図示しないがベアリングが介装され、ナックル３周りをアクスルハブ１Ｃが回転自由となるように、両者が組み付けられる。

この場合、ナックル３の支持軸３Ｂの先端部には、ボルト嵌合孔３ｅにねじ嵌合されたボルト（図示せず）により蓋（図示せず）が装着される。

一方、板バネ装置５は、本実施形態においては、上下に平行に離間して配設された２枚の板バネ５Ａ，５Ｂから構成されている。各板バネ５Ａ，５Ｂは、図５に示すように、略直角三角形の形状に、例えば、強度が高く、軽量などの利点を有するジュラルミンなどの金属により形成されている。

各板バネ５Ａ，５Ｂの略直角三角形の底辺が位置する基端部には、２つのボルト挿通孔５ａ，５ｂが離間して並列形成され、先端部は、略半円形状に形成され、ボルト嵌合孔（タップ孔）５ｃが形成されている。

かかる板バネ装置５における各板バネ５Ａ，５Ｂの基端部が車体フレーム２の横桟部２Ａに固定されると共に、該各板バネ５Ａ，５Ｂの先端部には、該横桟部２Ａ側方に位置するナックル３の自由端部、即ち、ナックルアーム３Ａが揺動可能となるように取り付けられる。

この場合、２つの板バネ５Ａ，５Ｂの基端部は、車体フレーム２の横桟部２Ａの上面と下面に該横桟部２Ａを挟むように配され、該基端部のボルト挿通孔５ａ，５ｂと横桟部２Ａとに挿通させたボルト６とナット（図示せず）により、これら２つの板バネ５Ａ，５Ｂが、車体フレーム２の横桟部２Ａに締結固定される。

一方、ナックルアーム３Ａの板バネ支持部３ｂの両端部には、軸受部が設けられている。本実施形態においては、この軸受部は、図４〔Ｂ）に示すように、ナックルアーム３Ａの板バネ支持部３ｂの両端部に、それぞれねじ嵌合された別体の支持部材７にすべり軸受８を装着して構成される。

即ち、これらの支持部材７は、基端側のねじ軸部７Ａと、先端側のリング部７Ｂとからなり、該リング部７Ｂの内周面に前記のすべり軸受８が装着されている。かかる支持部材７は、そのねじ軸部７Ａが板バネ支持部３ｂのボルト嵌合孔３ａにねじ嵌合され、ナット９が締め付けられて、該板バネ支持部３ｂに固定取付される。この場合、各支持部材７のリング部７Ｂ（すべり軸受８）は、その軸線が垂直に延び、かつ、ナックルアーム３Ａのアーム部３ｃを挟むように上下に対向して配設される。

一方、２つの板バネ５Ａ，５Ｂの先端部は、前記アーム部３ｃの上面と下面に該アーム部３ｃを挟むように配設される。そして、各支持部材７のリング部７Ｂ（すべり軸受８）に軸部材としてのボルト１０が回転自由に挿通支持され、さらに板バネ５Ａ，５Ｂの先端部のボルト嵌合孔５ｃにねじ嵌合され、ナット１１が締め付けられる。

これにより、ボルト１０が板バネ５Ａ，５Ｂに固定され、板バネ５Ａ，５Ｂに対して、ナックル３が回動可能となる。即ち、ナックル３にアクスルハブ１Ｃを介して固定取付されたホイール１Ｂ、要するに車輪１が各板バネ５Ａ，５Ｂの先端部に揺動可能に取り付けられることになる。この車輪１は、上述したように、ナックル３に回転自由に支持されており、該ナックル３に連係された、例えば、リンク式の操舵機構などにより操舵される。

即ち、ナックルアーム３Ａのアーム部３ｃの先端部には、連係ロッド１２の一端がボルト嵌合孔３ｄにねじ嵌合された回動軸１３に回動自由に連結される。この連係ロッド１２は、例えば、図示しないステアリングハンドルの回転操作により操作されるステアリングアームと連係して、図２の矢印で示す左右方向に動作し、これにより、ナックル３が揺動して、アクスルハブ１Ｃ、即ち、車輪１が揺動し操舵される。なお、上述のステアリングハンドル、ステアリングアームおよび連係ロッド１２などがリンク式の操舵機構に相当する。

従って、かかる構成により、板バネ装置５のナックル３との取付部が上下方向に動作して、該板バネ装置５が弾性変形して撓むことにより、路面の凹凸を車体に伝えない緩衝装置としての機能と、車輪１と車軸の位置決め、車輪１を路面に対して押さえ付ける機能などのサスペンション機能が奏される。また、ステアリングハンドルの回転操作により車輪１が揺動し操舵される。

かかる構成のサスペンション装置によれば、ナックル３と、一端部がゴルフカートの車体フレーム２に固定されると共に、他端部がナックル３の自由端部、即ち、ナックルアーム３Ａに、該ナックルアーム３Ａが揺動可能となるように取り付けられる２つの板バネ５Ａ，５Ｂからなる板バネ装置５とを備え、該板バネ装置５のナックルアーム３Ａとの取付部が上下方向に動作して、当該板バネ装置５が弾性変形して撓む構成としたから、例えば、サスペンション装置を備える場合に、サスペンションアーム、スプリングおよびショックアブソーバを複合的に備える必要がなく、機構が簡略化し、コスト的にも有利となり、ひいては、ゴルフカートの価格も低減することができる。

また、概ね、ナックル３と２つの板バネ５Ａ，５Ｂからなる板バネ装置５を設けただけであるため、軽量化を図ることができる。

さらに、本実施形態においては、車輪１として、操舵輪を適用したため、この操舵輪と板バネ装置５との連結構造に特徴がある。即ち、本実施形態においては、略Ｔ字形をなすナックルアーム３Ａと支持軸３Ｂとが一体成形されたナックル３を設けて、このナックル３周りをアクスルハブ１Ｃが回転自由となるようにし、ナックル３を、各板バネ５Ａ，５Ｂの先端部に揺動可能となるように取り付ける一方、操舵機構により、ナックル３を揺動させて車輪１を揺動させて操舵するようにしている。

このため、車輪１と板バネ５と操舵機構を、簡単な構造および形状のナックル３により容易に連結することができ、しかも、ナックル３を、これのすべり軸受８によって支持したため、ナックル３の揺動がスームズなものとなり、また、揺動頻度が高いナックル３と板バネ５Ａ，５Ｂとの連結部分の耐摩耗性を向上することができ、強度を増すことができる。

特に、本実施形態においては、ナックル３にねじ嵌合した別体の支持部材７のリング部の内周面にすべり軸受８を装着して構成したから、ナックル３自体の形状が複雑にならず、ナックル３に簡単に軸受部を設けることができる。また、支持部材７をナックル３から取り外せば、すべり軸受８の保守点検作業も容易に行うことができる。

さらに、本実施形態においては、板バネ装置５として、上下に平行に離間して配設された２枚の板バネ５Ａ，５Ｂから構成したため、サスペンション機能における緩衝機能や強度などが増すという利点がある。

なお、本実施形態においては、操舵輪に適用した例について説明したが、固定輪に適用しても良く、板バネ装置は、上下に平行に離間して配設された２枚の板バネから構成しなくても良く、上下に平行に離間して配設された３枚の板バネから構成しても良い。

さらに、本実施形態においては、前１輪、後２輪の３輪車のゴルフカートに適用した例について説明したが、勿論、他の車両でも良いし、４輪車でも構わない。また、操舵機構も実施形態のリンク式ものに限ることはない。

本発明の車両のサスペンション装置は、機構が簡単であるため、ゴルフ場で使用されるゴルフカートに簡単に付加することができ、ゴルフカートの乗り心地や操縦安定性などを図る上で有利となる。

本発明に係る車両のサスペンション装置を概略的に示した斜視図 同上の本発明に係る車両のサスペンション装置の一実施形態を示す斜視図 同上の実施形態におけるアクスルハブの構成を示す図で、（Ａ）は正面図、（Ｂ）は左側面図、（Ｃ）は右側面図 同上の実施形態におけるナックルの構成を示す図で、（Ａ）は正面図、（Ｂ）は右側面図で、ナックルにおける支持部材の構造および取付構造を説明する図、（Ｃ）は平面図 同上の実施形態における板バネの構成を示す図で、（Ａ）は平面図、（Ｂ）は正面図

Ａ サスペンション装置
Ｂ 車体フレーム
Ｃ 車輪
Ｄ ナックル
Ｅ 板バネ装置
１ 車輪
１Ｃ アクスルハブ
２ 車両フレーム
３ ナックル
３Ａ ナックルアーム
３Ｂ 支持軸
５ 板バネ装置
５Ａ 板バネ
５Ｂ 板バネ
７ 支持部材
８ すべり軸受
１０ ボルト
１１ ナット

Claims (6)

1. 車両の車体フレームと車輪との間に配置されて、車輪荷重を支えるサスペンション装置であって、前記車輪を回転自由に支持する車輪支持部材と、車両の前後方向と直交する左右方向に延びて配置され、一端部が前記車体フレームに固定されると共に、他端部が前記車輪支持部材の車輪支持端部と反対側の自由端部に取り付けられる板バネ装置とを備え、該板バネ装置の前記車輪支持部材との取付部が上下方向に動作して、当該板バネ装置が弾性変形して撓む構成であることを特徴とする車両のサスペンション装置。
2. 前記車輪は、操舵機構により操舵される操舵輪であり、前記車輪支持部材の自由端部が、上下方向に延びる軸を中心として揺動自由に前記板バネ装置に取り付けられると共に、該車輪支持部材が操舵機構により揺動して車輪が操舵されることを特徴とする請求項１記載の車両のサスペンション装置。
3. 前記車輪支持部材を、略Ｔ字形をなすナックルアームと支持軸とを備えたナックルから構成し、前記支持軸を、前記車輪に固定取付されたアクスルハブの中心孔の内周面に挿入して、ナックル周りをアクスルハブが回転自由となるようにする一方、前記ナックルアームのＴ字の横辺に相当する部位の両端部に、それぞれ軸受部を設け、各軸受部に回転自由に挿通支持させた軸部材を板バネ装置のナックル側の端部に固定して、該板バネ装置の端部に、ナックルが揺動可能となるように取り付けると共に、前記ナックルアームのＴ字の縦辺に相当する部位に操舵機構を連係させ、該操舵機構により、ナックルを揺動させて車輪を操舵するようにした構成であることを特徴とする請求項２記載の車両のサスペンション装置。
4. 前記軸受部は、前記ナックルアームのＴ字の横辺に相当する部位の両端部にねじ嵌合された別体の支持部材の先端側のリング部内周面に軸受を装着した構成であることを特徴とする請求項３記載の車両のサスペンション装置。
5. 前記板バネ装置は、上下に平行に離間して配設された２枚の板バネからなることを特徴とする請求項１〜４のうちいずれか１つに記載の車両のサスペンション装置。
6. 前記車両は、ゴルフ場で使用されるゴルフカートであることを特徴とする請求項１〜５のうちいずれか１つに記載の車両のサスペンション装置。

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