JP4712810B2 - 水陸両用車サスペンション - Google Patents

Description

本発明は、水陸両用車の従動車軸用の車両サスペンションに関する。

水陸両用車では、水上モード時に抗力、特に車両の水と接触する部分における平行不整合によって生じる効力を低減することが望ましい。一部のそのような車両は後退するホイールを有し、ホイールをその中に後退させるための凹所を水線より上に持つ。滑水型水陸両用車の場合、車両が滑水しているときに、船体の凹所は一般的に水線より上にあり、あるいは同一出願人の同時係属する国際特許出願WO04/103743A1の場合、後部従動輪用の凹所のできるだけ多くを被覆するように、車両の底部に平板が取り付けられる。そのような平板は、製造中に車両サスペンションの組立後に取り付けられる。それでもなお、波または伴流に当たることによって生じるばたつき、または代替的にコーナリングから、ホイール用凹所が水を捕まえるおそれがあり、それが次に車両を減速させ、あるいは車両の向きを変えさせることがある。そのような影響を最小化するには、車両の長手方向のそのような凹所の長さを最小化することが必須である。
国際特許出願WO04/103743A1

上部および下部ウィッシュボーンサスペンションの使用は、トルク入力および振動に対してサスペンションを補強する利点を有する。それはまた、ばねおよびダンパユニットをホイール後退用凹所内に配置するのにも便利である。しかし、WO04/103743A1から分かるように、これらの手段は両方とも、車両の船体凹所を大きくする。

水陸両用車が乗用車の車両パッケージングの慣習に基づく場合、車両を横切る座席配置が行なわれ、ホイールアーチは車両の車体構造に融合される。しかし、より軽量かつより小型の車両のパッケージング概念を考慮する場合、異なる機会および課題が生じる。座席の配置が車両の長手方向に構成される場合、乗用車より幅を狭くすることができる。特に、車両に沿ってパワートレーンも整列される場合、横方向の座席配置およびエンジンを持つ乗用車型の車体の場合より大きい船体Ｖ角度を考慮することができる。大きいＶ角度は機動的な水上操作をもたらすが、適切な地上高が得られるように大径のロードホイールを使用することが必要になり、それは大きいホイールアーチおよび大嵩のサスペンションを示唆する。

これらの大きいホイールアーチが車体様式に組み込まれと、それらは小型で軽量の幅狭水陸両用車を否定する傾向にある。これは、船体Ｖ角度が大きい場合、車両が水上で傾けられたときにホイールを水線より上に維持するために、ホイールを大きい角度にわたって後退させなければならないので、特に強調される。しかし、車両の車体構造の残部の輪郭を越えてホイールアーチを突出させると、車両の主構造は依然として幅狭で軽量にすることができる。したがって、最小限の船体凹所を必要とする、小型であってしかも頑健な水陸両用車の後退可能なサスペンションを提供することに新しいインセンティブが見出される。同様に、座席配置が車両パワートレーンの前または後ろではなく、実質的にその上に提供される場合、船体は比較的短くなるので、滑水面への割込みを最小限にすることが非常に重要になる。

したがって、本発明の１つの目的は、サスペンションの少なくとも下部支持部材用の各船体凹所が、公知の後退可能なサスペンション車両より車両の長手方向に著しく短い、水陸両用車用の後退可能なサスペンションを提供することである。それは従動輪に使用するのに特に適している。

本発明では、原動機と、座席配置と、少なくとも２つのロードホイールと、船体とを有する水陸両用車であって、２つのロードホイールが、少なくともプライマリ軸および各ホイールと各プライマリ軸との間の中間軸によって、原動機から駆動されるように各々配設され、各従動輪を下降した地面係合位置から車両の水線より高い上昇位置へ上向きに移動させることができるように、各中間軸が各端に関着可能なトルク伝達継手を有し、各々の前記従動輪が中間サスペンション部材に回転自在に取り付けられ、中間サスペンション部材が上部サスペンションおよび下部サスペンション部材の中間でそれらに取り付けられ、車両の従動輪が上昇位置にあるときに、下部サスペンション部材が車両の船体の幅狭の凹所またはスロット内に収容され、かつ、ホイールが回転しているかあるいはホイールにブレーキが掛かっているときに中間サスペンション部材に働く捩り力に耐えるように、中間軸が中間サスペンション部材と車両の船体との間に取り付けられたケージ手段によって密閉されて成る、水陸両用車が提供される。

誤解を回避するために、軸における関着可能なトルク伝達継手は、必ずしも軸の回転方向にではなく、軸の軸線に沿って、相互に対して枢動することのできる出力部材および入力部材を備え、該継手は前記部材が相互に対して傾斜しているときにトルクを伝達することができ、かつ自在継手を含む。

好ましくは、ケージ手段は少なくとも主として中間軸を包囲するチューブである。ケージ手段は、下部サスペンション部材を備えることができる。船体凹所の幅は、車両の長手方向に従動輪の半径未満とすることができる。船体は滑水するように構成することができる一方、上部サスペンション部材は、車両の車体に枢動自在に装着されたウィッシュボーンであることが好ましい。ウィッシュボーンは従来２つの集束アームを備えるが、アームは相互に略平行であってもよい。代替的に、上部サスペンション部材はマクファーソンストラットを備えることができる。

トルク伝達継手は自在継手とすることができ、それは次に等速（ＣＶ）継手を含むことができる。その内容を参照によって本書に援用する同一出願人の同時係属する国際特許出願WO04/039614A1に記載されているように、そのようなＣＶ継手には固定内側継手および突入外側継手を配設することができる。大きい船体Ｖ角度を使用する場合、コーナリングの際に車両が水を避け続けることを確実にするために、図に示すようにホイールを後退させるときに、ロードホイールを回転させることが必要であるかもしれない。例えば、ホイールが伸出して平らな地面上に静止しているときには略水平である後退可能なロードホイールの回転軸は、ホイールを後退させるときに、少なくとも３０度、好ましくは４０度回転することができる。

船体のサスペンション凹所の嵩を低減するために、各ロードホイール用のばねおよびダンパユニットを、上部および下部サスペンション部材から離して、好ましくは車両の水密内部隔室内に装着することができる。ロードホイールサスペンションの進退手段は同様に、ホイールサスペンションから離して装着することができる。明らかに、ばねおよびダンパユニットならびに進退手段は両方とも、上部および下部サスペンション部材に機械的に連結しなければならない。進退手段は枢動アームに連結することができ、そのいずれかの端にばねおよびダンパが装着される。ケージ手段は水の浸入を防止するように密閉することができる。

乗員用座席は、車両の長手軸に沿って、またはそれと平行に配設することができる。原動機もまた、車両の長手軸に沿って、またはそれと平行に配設することができる。

以下、本発明の実施形態について、例示的に添付の図面に基づいて説明する。

水陸両用車２は、水上トランスミッション（図示せず）を介して水上駆動手段６を駆動する原動機４を備える。駆動手段６はジェットとすることができる。路上での移動は、路上トランスミッション（図示せず）を介して駆動されるホイール８およびタイヤ１０によって達成される。ホイールおよびタイヤはホイールアーチ１２によって遮蔽される。車体１４および船体１６は別個に形成され、水線上の割線１８によって接合される。船体は滑水面２０を持つことができる。少なくとも運転者の座席２２が設けられる。運転者の座席の後方に、１つまたはそれ以上の乗員席２４を設けることができる。座席の軸線は、車両の長手軸上にあるか、またはそれと平行とすることができる。原動機の軸線も、車両の長手軸に沿っているか、またはそれと平行とすることができる。ハンドルバー２６のような運転者制御装置が設けられる。雨および水しぶきを除けるために、ウィンドスクリーン２８を設けることができる。竜骨および外板と共に、水しぶき管理機能（図示せず）も、船体内に組み込むことができる。

図２および他の図に示す船体／車体分割構造の利点は、機械的部品を船体に組み付けてシャーシまたはプラットフォームを形成することができ、次いで上部車体がプラットフォームに結合されて完全な車両が生産されることである。車両の下方部分だけを示す図２および３では、プラットフォームが３０で示される。車両の両側に、船体滑水面２０から上向きに延びるスロット３２がある。ホイール８が図２に示すように後退したときに、各スロット３２は、サスペンションチューブ４０から下方に延びるブラケット３６および３８によって近接位置に保持されたカバー３４によって、底部を被覆される。チューブ４０は、１つが図２に円４２として示される軸受によって船内に枢着される。軸受は図５では４４および４６として示されていることが分かる。これらの軸受には、車室を水密に維持するためにシール（図示せず）が付加される。車室は隔室（図示せず）に分割することができる。

各チューブ４０の外端にブラケット５０（図４）があり、それは中間サスペンション部材５２の下端に枢着されている。中間サスペンションは、ホイール８がボルト止めされている軸受ハブ５４を支持する。中間サスペンション部材５２はその上端が上部サスペンション部材またはリンク５６に枢動自在に取り付けられ、上部サスペンション部材またはリンク５６は次に位置５８でプラットフォーム３０に枢着される。

車両２は、路上および水上トランスミッションを駆動する原動機４を有する。パワートレーンは、ハブ５４に接続してそれを駆動する中間軸６２を各々駆動するプライマリ軸６０を含む。各チューブ４０の内端で、チューブは長手方向軸６４の近端に固定される（図５）。軸６４の遠端は回転アーム６６に固定され、それは次に、コイルばねおよび同軸伸縮ダンパを含むサスペンションユニット６８に固定される。ユニット６８は次にサスペンション後退ロッカアーム７０に固定される（図６および７）。アーム７０は車両プラットフォームの位置７２に枢着される。サスペンション後退ラム７４はプラットフォーム３０の枢軸７６に装着され、図６（後退）および図７（伸出）から分かるように、気圧または油圧によって伸縮してホイールを後退および伸出させる。

特に図２および３から分かるように、ばねおよびダンパユニット６８の略水平配列は、後退可能なサスペンションを割線１８（図１）の下にきれいにパッケージすることを可能にする。これにより、重心を低くし、陸上および水上の両方で操作性の良いメタセンタ高を達成することができる。ばねおよびダンパもまた車両の水密室内にパッケージされ、継手の腐食および膠着による潜在的問題を回避する。

本発明の範囲から逸脱することなく、必要に応じて車両のレイアウトおよびシステムにさらなる変形を施すこともできることは理解されるであろう。特に、ホイールを後退および伸出させるために電動機によって駆動されるリードスクリュを使用すると便利であるかもしれない。サスペンションユニット６８は、パッケージングのためにその方が便利であることが分かった場合には、垂直方向に装着するか、あるいは垂直方向と水平方向の間の角度で斜めに装着することができる。空気ばねサスペンションまたは油圧ばねおよびダンパユニットを使用することができる。後者は、WO01/74612として公開された同一出願人の同時係属特許出願に記載されるように、サスペンション後退手段と組み合わせることができる。

原動機からホイールへの動力の伝達は、電動または油圧駆動を含むことができる。特許請求の範囲の原動機は内燃機関とすることができるが、それは他の適切な駆動手段、例えば燃料電池からの電気によって駆動される電動機とすることができる。車両の構造はオープンフレーム、モノコック、または他のエンクロージャを含むことができる。

本発明に係る水陸両用車の側面図である。 ホイールが上昇して後退した状態の図１の面ＩＩ−ＩＩにおける部分横断面図である。 ホイールが下降して伸出した状態の図１の面ＩＩ−ＩＩにおけるさらなる部分横断面図である。 ホイールが取り外された状態の図１の車両の後輪用のサスペンションの側面図である。 ホイールが後退した状態の図４に示したサスペンションの一部分の側面図である。 ホイールが後退した状態の図１の車両の後輪用のサスペンションの平面図である。 ホイールが下降して伸出した状態の図１の車両の後輪用のサスペンションの平面図である。

Claims (20)

1. 原動機（４）と、
   座席（２２、２４）と、
   少なくとも２つのホイール（８）と、
   水線を画定する船体（１６）と
   を有する水陸両用車（２）であって、
   ２つのホイール（８）が、少なくともプライマリ軸（６０）および各ホイール（８）と各プライマリ軸（６０）との間の中間軸（６２）によって、前記原動機（４）から駆動されるように各々配設され、
   前記各ホイール（８）を下降した地面係合位置から車両の水線より高い上昇位置へ上向きに移動させることができるように、各中間軸（６２）が各端に関着可能なトルク伝達継手を有し、
   各々の前記ホイール（８）が中間サスペンション部材（５２）に回転自在に取り付けられ、
   前記中間サスペンション部材（５２）が上部サスペンション部材（５６）および下部サスペンション部材（４０）の中間でそれらに取り付けられ、
   車両（２）の前記ホイール（８）が上昇位置にあるときに、前記下部サスペンション部材（４０）が車両（２）の船体（１６）の幅狭凹所（３２）内に収容されて成る水陸両用車（２）において、
   前記ホイール（８）が回転しているかあるいは前記ホイール（８）にブレーキが掛かっているときに前記中間サスペンション部材（５２）に働く捩り力に耐えるように、前記中間軸（６２）が前記中間サスペンション部材（５２）と前記車両（２）の前記船体（１６）との間に取り付けられた包囲手段（４０）によって密閉されることを特徴とする水陸両用車（２）。
2. 前記包囲手段（４０）が少なくとも実質的に中間軸（６２）を包囲するチューブ（４０）である、請求項１に記載の水陸両用車（２）。
3. 前記包囲手段（４０）が前記下部サスペンション部材（４０）である、請求項１または２に記載の水陸両用車（２）。
4. 前記船体（１６）の前記凹所（３２）の幅が前記車両（２）の長手方向に、前記ホイール（８）の半径未満である、請求項１ないし３のいずれかに記載の水陸両用車（２）。
5. 前記上部サスペンション部材（５６）が前記車両（２）の本体に枢着されたウィッシュボーン（５６）である、請求項１ないし４のいずれかに記載の水陸両用車（２）。
6. 前記ウィッシュボーン（５６）が相互に略平行である２つのアームを含む、請求項５に記載の水陸両用車（２）。
7. 前記船体（１６）が滑水用に構成される、請求項１ないし６のいずれかに記載の水陸両用車（２）。
8. 前記トルク伝達継手が自在継手である、請求項１ないし７のいずれかに記載の水陸両用車（２）。
9. 前記自在継手が等速継手である、請求項８に記載の水陸両用車（２）。
10. 前記等速継手が固定内側継手および突入外側継手を配設された、請求項９に記載の水陸両用車（２）。
11. 前記ホイール（８）が後退したときに、各ホイール（８）の回転軸が水平方向から少なくとも３０度である、請求項１ないし１０のいずれかに記載の水陸両用車（２）。
12. 前記ホイール（８）が後退したときに、各ホイール（８）の回転軸が水平方向から少なくとも４０度である、請求項１１に記載の水陸両用車（２）。
13. 各ホイール（８）のばねおよびダンパユニット（６８）が、前記上部および下部サスペンション部材（５６、４０）から遠隔的に、前記上部および下部サスペンション部材（５６、４０）に連結されるように装着される、請求項１ないし１２のいずれかに記載の水陸両用車（２）。
14. 各ホイール（８）の前記ばねおよびダンパユニット（６８）が前記車両（２）の水密内部隔室内に装着される、請求項１３に記載の水陸両用車（２）。
15. 前記ホイール（８）用のサスペンション進退用のアクチュエータ（７４）が、前記上部および下部サスペンション部材（５６、４０）から遠隔的に、前記上部および下部サスペンション部材（５６、４０）に連結されるように装着される、請求項１ないし１４のいずれかに記載の水陸両用車（２）。
16. 前記ホイール（８）用の前記サスペンション進退手段が前記車両（２）の水密内部隔室内に装着される、請求項１５に記載の水陸両用車（２）。
17. 前記サスペンション進退アクチュエータ（７４）が、両端にばねおよびダンパ（６８）を装着した枢動アーム（７０）に連結される、請求項１５または１６に記載の水陸両用車（２）。
18. 前記座席（２２、２４）が前記車両（２）の長手軸に沿ってまたはそれと平行に構成される、請求項１ないし１７のいずれかに記載の水陸両用車（２）。
19. 前記原動機（４）が前記車両（２）の長手軸に沿ってまたはそれと平行に配列される、請求項１ないし１８のいずれかに記載の水陸両用車（２）。
20. 前記包囲手段（４０）が水の浸入を防止するように密閉される、請求項１ないし１９のいずれかに記載の水陸両用車（２）。

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