JP2018069885A - 車輌 - Google Patents

Abstract

【課題】車両重量を増大させずに、低コストで水陸両用車量を提供する。
【解決手段】水陸両用とされる車輌１０であって、動力を発生させる駆動源１３と、動力源で発生させた動力によって駆動される陸上走行用の駆動輪１４と、水上航行可能に水密とされ駆動輪が外側に設けられるとともに床部１１を有する車体１２と、床部の下面側に設けられた水上で浮力を得るための浮体１５と、駆動輪の接地面よりも駆動軸１４ｂ側に設けられた水上推進手段としての複数のフィン２１と、を有する。
【選択図】図３

Description

本発明は車輌に関し、特に水陸両用車に用いて好適な技術に関する。

レクリエーション用、事業用、軍用などの水陸両用車は公知である。そのような水陸両用車のうち、特許文献１，２に記載されるように、水上での車両の使用中に車両の車輪を格納位置に上昇させることを可能にする格納可能な車輪システムを有するものが知られている。

加えて、船体は、水中にあるときに船体が浮揚するように、車両に浮力をもたらす。特に、特許文献３に記載されるように、浮力を得るために、下方凸部を設けたものが知られている。

また、多くは、水上推進用に、陸上での駆動推進手段とは異なる駆動推進手段を必要としている。あるいは、駆動を陸上と水上で切り替えるために、駆動伝達手段として複雑な手段を有するものとされている。この場合、陸上推進手段は、上記水上推進手段と独立している。（特許文献１、２，３）

車体重量が増加さらに、水中での駆動性を向上するために、特許文献２に記載されるように、車輪格納レセス（タイヤハウス）に車輪を格納した状態で艇体（船体）または車体の外板に沿って車輪格納レセスを覆うカバーが設けられる機構を備えるものもある。

特開２０１５−１１０４２０号公報 実用新案登録第２５５５７２７号公報 特開２０１３−１８０６１３号公報 特開２００７−１２５９６０号公報

しかし、特許文献１，２のように、駆動輪を移動することは、構造が複雑になり、車体重量が増加してしまうという問題がある。さらに、特許文献１，２，３のように、水上推進用および陸上推進用の駆動手段を備えた場合、車体重量が増加してしまう。また、動力分配装置を設けた場合にも、車体重量が増加してしまうという問題がある。
特許文献３のように、必要な浮力を得るために、車体の容積を増大させすることや、駆動に支障のないように駆動輪よりも上側の構造を大きくすることで、大型化してしまうという問題がある。

また、特許文献２のようにカバーなどの駆動部分を設けると、これもまた車体重量が増加してしまうという問題がある。
車体重量が増加した場合には、さらに浮力が必要となり、浮力を増加するために容積を大きくすると、さらに車体重量が増加することになるという問題があった。

本発明は、上記の事情に鑑みてなされたもので、以下の目的を達成しようとするものである。
１．陸上走行に支障なく、水上推進に必要な浮力を実現すること。
２．車体重量の低減を図ること。
３．簡単な構造で、水陸両用での走行（航行）を可能とすること。
４．製造コストの削減を図ること。

本発明の車輌は、水陸両用とされる車輌であって
動力を発生させる駆動源と、
前記動力源で発生させた動力によって駆動される陸上走行用の駆動輪と、
水上航行可能に水密とされ前記駆動輪が外側に設けられるとともに床部を有する車体と、
前記床部の下面側に設けられた水上で浮力を得るための浮体と、
前記駆動輪の接地面よりも駆動軸側に設けられた水上推進手段としての複数のフィンと、
有することにより上記課題を解決した。
本発明は、前記浮体がエアを注入可能であって且つ弾性変形可能な気密性のある袋体とされ、該浮体にエアを供給するエア供給手段を有することができる。
本発明は、前記浮体の下面側には、前記浮体収納時に前記床部と略平行な外側床板体が設けられることができる。
本発明は、前記フィンが、前記駆動輪のホイールに設けられ、水上航行時に横方向に突出可能とされることができる。
本発明は、前記駆動源が内燃機関とされ、その排気口が水上航行時に水面上に突出した位置となることができる。

本発明の車輌は、水陸両用とされる車輌であって
動力を発生させる駆動源と、
前記動力源で発生させた動力によって駆動される陸上走行用の駆動輪と、
水上航行可能に水密とされ前記駆動輪が外側に設けられるとともに床部を有する車体と、
前記床部の下面側に設けられた水上で浮力を得るための浮体と、
前記駆動輪の接地面よりも駆動軸側に設けられた水上推進手段としての複数のフィンと、
有することにより、陸上走行時には、浮体を床下に収納し、水上航行時には、浮体を膨張させるとともに水上推進手段としてのフィンを駆動輪の回転により推進することが可能となる。

本発明は、前記浮体がエアを注入可能であって且つ弾性変形可能な気密性のある袋体とされ、該浮体にエアを供給するエア供給手段を有することにより、陸上走行時には、浮体を床下に収納し、水上航行時には、浮体を膨張させることができる。

本発明は、前記浮体の下面側には、前記浮体収納時に前記床部と略平行な外側床板体が設けられることにより、陸上走行時には、浮体を床部と外側床板との間に収納し、水上航行時には、膨張した浮体の下側に位置する外側床板によって、水中での衝突などにおいて、浮体を保護することが可能となる。

本発明は、前記フィンが、前記駆動輪のホイールに設けられ、水上航行時に横方向に突出可能とされることにより、陸上走行時には、駆動輪の接地面と駆動軸側との間にフィンを収納し、水上航行時には、横方向に突出したフィンで推進することが可能となる。ができる。

本発明は、前記駆動源が内燃機関とされ、その排気口が水上航行時に水面上に突出した位置となることにより、排気口から水が浸入することや、排気口から廃棄ができなくなることを防止できる。

本発明によれば、駆動源を陸上走行用と水上高校用との２種類設ける必要がなく、また、推進装置を陸上走行用と水上高校用との2種類設ける必要がなく、また、動力切り替え装置も設ける必要がないため、車両重量を低減することができる。また、水上航行時に浮体を膨張させることのみで水上航行可能とでき、駆動輪の位置を移動させる機構も設ける必要がなく、また、車両重量が増大しないので、低コストに水陸両用車量を提供することができるという効果を奏することが可能となる。

本発明に係る車輌の第１実施形態における陸上走行状態を示す側面視図である。 本発明に係る車輌の第１実施形態の駆動輪における陸上走行状態を示す模式平面図である。 本発明に係る車輌の第１実施形態における水上航行状態を示す側面視図である。 本発明に係る車輌の第１実施形態の駆動輪における水上航行状態を示す模式平面図である。 本発明に係る車輌の第１実施形態における駆動輪の他の例を示す模式平面図である。

以下、本発明に係る車輌の第１実施形態を、図面に基づいて説明する。
図１は、本実施形態における車輌の陸上走行状態を示す側面視図であり、図２は、本実施形態における車輌の駆動輪における陸上走行状態を示す模式平面図であり、図３は、本実施形態における車輌の水上航行状態を示す側面視図であり、図４は、本実施形態における車輌の駆動輪における水上航行状態を示す模式平面図であり、図において、符号１０は、車輌である。

本実施形態に係る車輌１０は、水上および陸上を航行・走行切り替え可能な水陸両用車輌とされ、図１，図２に示すように、略水平な床部１１を有する車体１２と、車体１２に積載された動力源１３と、車体１２下側側方四隅位置に設けられた駆動輪１４，１４と、床部１１の下面側に設けられた浮体１５と、浮体１５の下面側に設けられた外側床板体１６と、浮体１５にエアを供給するエア供給手段１７と、動力源であるエンジン１３からの駆動力を駆動輪１４に伝達する動力伝達手段１８と、エンジン１３からの排気ガスを排出する排気管１９と、を有するものとされる。

床部１１は、図１に示すように、車体１２の下面ほぼ全面に一体として設けられ、車両１０が地上にある状態で地面と略平行をなすとともに、駆動輪１４の最下部とされる設置位置（接地面）よりも上側位置に配置されている。

車体１２は、例えば金属製とされ、水上航行可能なように密閉状態可能とされて、水密構造として水に浮くことができる。車体１２には、図１，図２に示すように、エンジン１３と、動力伝達手段１８と、エア供給手段１７と、操縦者の操縦席と、ステアリング等の操縦手段と、搭乗者の搭乗する座席と、操縦者および搭乗者が出入りするための水密可能なドアと、トランクなどの積載部分等、が搭載されている。車体１２は、水密構造とされている以外は、従来の陸上走行用のガソリンエンジン車、ディーゼル車、ハイブリッド車、電気自動車などと同等の構成とすることができる。
車体１２には、平面視して車体１２輪郭内に駆動輪１４を納めるためのハウジング１２ａとなる凹部が四隅に設けられている。

動力源１３は、図１、図２に示すように、駆動輪１４に駆動力を供給するものとされ、ガソリンエンジン、ディーゼルエンジン等の内燃機関でもよいし、電気駆動型のモータや、これらのハイブリッドタイプとすることもできる。エンジン（動力源）１３は、車体１２の前側位置に設けられてもよいし、車体１２の後側位置に設けられることもできる。

駆動輪１４は、図１，図２に示すように、平面視した車体１２の四隅位置に設けられ、その全部、あるいは、前側の一対２輪、または、後側の一対２輪が、エンジン１３から駆動力を伝達されて、車輌１０を移動するように駆動する。駆動輪１４は、前輪がステアリング等の操縦手段を介して操縦者によって操作され、回転軸方向が水平面内で変化して、車輌１２が進行する前後方向に対して、左右に曲がって進行する際に、その方向を制御するものとされる。なお、駆動輪１４は、後輪が軸方向制御可能とされることもできる。
なお、駆動輪１４の配置・駆動状態等は特に限定されることはなく、これ以外の構成も可能である。

駆動輪１４は、それぞれが地面Ｌに接しているタイヤ１４ａと、動力を伝達する駆動軸１４ｂと、これらタイヤ１４ａと駆動軸１４ｂとの間にあるホイール１４ｃを有しており、このホイール１４ｃには、水上推進手段２０としての複数のフィン２１，２１が設けられている。

なお、図において、水上推進手段２０は前輪・後輪ともに設けたものを示しているが、駆動輪１４における水上推進手段２０の配置・駆動状態等は、駆動輪１４の配置・駆動状態等と同様、特に限定されることはなく、これ以外の構成も可能である。
駆動輪１４は、図１〜図４に示すように、陸上走行時および水上航行時の両方で、駆動源１３から動力伝達されて回転駆動される。

浮体１５は、図１に示すように、床部１１のほぼ全面に設けられ、エアを注入可能であって且つ弾性変形可能な気密性のある袋体とされ、エア供給手段１７に接続されている。浮体１５は、弾性変形可能とされる樹脂製からなる構成とすることができ、あるいは、ベローズ等のように可撓性のある金属等からなる構成とすることもできる。浮体は、エアを供給しない収納状態においては、図１に示すように、床部１１に密着した状態に折り畳まれており、その上下方向寸法（厚さ寸法）は車体１２に対してほとんど無視できるようにされている。

浮体１５にエア供給手段１７からエアを供給した際には、図１に示す収納状態から、図３に示すように下側に向けて膨張し、その厚さ寸法が増大するように構成されている。
なお、浮体１５にエアを供給して膨張状態とされた場合には、平面視した面内において、その厚さ寸法がほぼ均一に膨張することが好ましい。

浮体１５は、その膨張時に、車輌１０の喫水線Ｗが駆動輪１４の駆動軸１４ｂと一致するか、または、やや下側位置となるように、車輌１０の浮力を制御する。この浮力制御はエア供給手段１７からの浮体１５へのエア供給量によって制御することが可能である。

このような制御状態を維持するために、車体１２下部には、水面を検知する図示しないセンサが設けられていることができる。好ましくは、車体１２の水平面内複数箇所にこのセンサは設けられており、エア供給手段１７からの浮体１５へのエア供給量によって車体１２の水面上におけるバランスを取るように制御されている。また、これらのセンサが車体１２下部が水中に位置したことを検知すると、自動的にエア供給手段１７からの浮体１５へのエア供給を開始するように設定しておくことにより、洪水などの緊急時に、自動的に水上航行状態へと切り替えることも可能である。

これ以外にも、浮体１５が膨張状態とされた場合に、車体１２の前側では、後側に比べて厚さを小さくして、航行時の水の抵抗を低減し水上航行性を向上することや、エンジン１３が車体１２の前側に搭載された場合には、エンジン１３分の重量に対応して車体１２の浮力を水平面内で均等化するために、車体１２の水平面内位置において、エンジン１３を搭載した部分における浮体１５の厚さを厚くすることができる。

外側床板体１６は、図１に示すように、床部１１とほぼ同形の板体とされ、平面視して、床部１１と略同一の輪郭形状を有している。外側床板体１６、および、床部１１は、平面視して車体１２輪郭内に駆動輪１４を納めるためのハウジング１２ａに対応する凹部が四隅に設けられた輪郭形状とされている。なお、外側床板体１６を設けずに、浮体１５における弾性袋体の下面が露出した状態として構成することも可能である。

エア供給手段１７は、図１に示すように、浮体１５に接続されて、エアを供給可能なものとされ、例えば、エンジン１３からの駆動力によって駆動されるエアポンプ、あるいは、圧縮空気などを貯留した高圧気体貯留タンク、または、エンジン１３の排気ガスを利用してエア供給を可能とさたものとされている。エア供給手段１７は、浮体１５を膨張可能なものでれば、これらの構成に限定されるものではない。

動力伝達手段１８は、図２に示すように、エンジン（駆動源）１３から駆動輪１４に駆動力を伝達するものとされ、ジ従来から知られている、シャフト、ギアボックス、クラッチ、トランスミッション、などからなるものとされることができる。

排気管１９は、図１に示すように、エンジン１３からの排気ガスを排出するものとされ、その端部が、図３に示すように、水上航行時に、水面よりも上側に位置して排気ガスを排出可能かつ、航行時に水が内部に侵入しないように車体１２下部から上側に向かって湾曲された形状とされている。

水上推進手段２０としての複数のフィン２１，２１は、図１，図２に示すように、駆動輪１４のホイール１４ｃに設けられている。
フィン２１，２１は、ホイール１４ｃの径方向に放射状となるように配置され、それぞれのフィン２１，２１は、ホイール１４ｃの径方向に水を掻く面が平行となるように設けられている。図示例ではフィン２１が８個設けられているが、その数は限定されるものではなく適宜設定することができる。

フィン２１，２１は、図１，図２に示すように、陸上走行状態においては、タイヤ１４ａと駆動軸１４ｂとの間に位置するように収納されており、図３，図４に示すように、水上航行状態においては、ホイール１４ｃ内部から、図示しない伸張手段２２によって外側に伸張されて、張り出し、駆動輪１４の回転にともなって、駆動輪１４の下側位置において水面付近の水を掻き、車輌１０を推進して航行する。

伸張手段２２は、駆動軸１４ｂと平行に配置されエア供給手段１７に接続されたエアシリンダとされることができて、浮体１５へのエア供給手段１７からのエア供給と同時にエア供給が開始されて伸張されることができる。エア供給手段１７からのエアシリンダ２２へのエア供給によりフィン２１，２１が伸張されることになる。また、エア供給手段１７からのエアシリンダ２２へのエア供給を切り替えて、フィン２１，２１が縮退して収納されることになる。

なお、水上推進手段２０としての複数のフィン２１，２１は、図１〜図４に示すように、板体の主面輪郭形状が矩形として、駆動軸１４ｂの軸線と略平行な方向に進退可能とすることもできるが、図５に示すように、フィン２１としての板体の主面輪郭形状を扇形として、ホイール１４ｃの径方向に揺動して進退可能な構成とすることなどもできる。この場合、エアシリンダ２２も、その進退に従って、ホイール１４ｃに対して揺動可能に取り付けられることができる。

本実施形態の車輌１０においては、図１，図２に示すように、陸上走行状態においては、水上推進手段２０としての複数のフィン２１，２１がタイヤ１４ａと駆動軸１４ｂとの間に位置するように収納されている。また、浮体１５は、エアを供給しない収納状態とされており、図１に示すように、床部１１に密着した状態に折り畳まれている。
この状態で、駆動源１３により駆動輪１４を駆動することで、接地している駆動輪１４が回転して、車体１２を進行させる。

本実施形態の車輌１０においては、図３，図４に示すように、水上航行状態においては、水上推進手段２０としてのエアシリンダ（伸張手段）２２にエア供給手段１７からエアが供給されて複数のフィン２１，２１が、ホイール１４ｃよりも駆動軸１４ｂの軸方向で車体１２の外側に位置するように伸張された状態となる。同時に、浮体１５には、エア供給手段１７からエアが供給された膨張状態とされており、図３に示すように、床部１１から下方に膨張した状態とされている。

この状態で、浮体１５による浮力によって車体１２を水面に浮上させて、駆動源１３により駆動輪１４を駆動することで、駆動軸１４ｂよりも下側位置にあるフィン２１，２１が水面Ｗより下側の水を掻き、車体１２を水面で進行させる。
また、水上航行状態においても、ステアリング等によって操縦者が駆動輪１４を左右に旋回するように操縦することで、回転するフィン２１，２１の回転軸線も旋回する。これにより、車体１２の方向を制御して、進行方向を変えることが可能となる。

本実施形態の車輌１０においては、陸上走行する駆動源１３と陸上走行する駆動輪１４のみを備え、この駆動輪１４に、水上推進手段２０としての複数のフィン２１，２１を設けるとともに、エア供給手段１７からエアを供給されて膨張状態とできる浮体１５を設けたため、車体１２を水面に浮かせて水上航行状態とすることができ、車体重量を大幅に増加させるに、水陸両用とできる車輌を実現することができる。

このとき、浮体１５の厚さをコントロールすることで、車体１２の安定と、浮力の制御をおこない、駆動軸１４ｂよりも下側位置にあるフィン２１，２１が水面Ｗより下側の水を掻き、車体１２を水面で進行させることが可能となる。
また、水上推進手段２０としての複数のフィン２１，２１が、ホイール１４ｃ内部に収納可能とされているとともに、浮体１５が床面１１側に収納可能とされていることにより、陸上走行状態において、これらがじゃまになることがなく、そのまま支障なく公道を走行することができる。

１０…車輌
１１…床部
１２…車体
１３…駆動源（エンジン）
１４…駆動輪
１４ａ…タイヤ
１４ｂ…駆動軸
１４ｃ…ホイール
１５…浮体
１６…外側床板体
１７…エア供給手段
１８…動力伝達手段
１９…排気管
２０…水上推進手段
２１…フィン
２２…伸張手段（エアシリンダ）
Ｌ…地面
Ｗ…水面

Claims (5)

1. 水陸両用とされる車輌であって
   動力を発生させる駆動源と、
   前記動力源で発生させた動力によって駆動される陸上走行用の駆動輪と、
   水上航行可能に水密とされ前記駆動輪が外側に設けられるとともに床部を有する車体と、
   前記床部の下面側に設けられた水上で浮力を得るための浮体と、
   前記駆動輪の接地面よりも駆動軸側に設けられた水上推進手段としての複数のフィンと、
   を有することを特徴とする車輌。
2. 前記浮体がエアを注入可能であって且つ弾性変形可能な気密性のある袋体とされ、該浮体にエアを供給するエア供給手段を有することを特徴とする請求項１記載の車輌。
3. 前記浮体の下面側には、前記浮体収納時に前記床部と略平行な外側床板体が設けられることを特徴とする請求項１または２記載の車輌。
4. 前記フィンが、前記駆動輪のホイールに設けられ、水上航行時に横方向に突出可能とされることを特徴とする請求項１から３のいずれか記載の車輌。
5. 前記駆動源が内燃機関とされ、その排気口が水上航行時に水面上に突出した位置となることを特徴とする請求項１から４のいずれか記載の車輌。

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