JP5132302B2 - 水陸両用車の懸架装置及び底部構造 - Google Patents
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また、タイヤハウス部の下面は開放されていたので、海上航走時はタイヤハウス部に海水が入り込んで生じる渦が抵抗になるという問題があった。
また、この油圧式サスペンションストラットは、ダブルウイッシュボーン式の懸架装置を前提にしていると推察され、車体外側に設けられるリンクが多くあるので、海中では信頼性が低下し、また、グリス等の潤滑が用いられているのでグリス等による海洋汚染の恐れがあるという問題があった。
前記ピストンは、内部にアキュムレータ部を有するピストンロッドと、
このピストンロッドに設けられ前記シリンダ内を第1の油室および第2の油室に区分するピストン本体と、から構成され、
前記第1の油室と第2の油室とを接続する連通路と、
この連通路のみに接続された開閉バルブと、
この開閉バルブに並列接続された送油手段と、
を備え、
陸上の走行では、前記開閉バルブは開、前記送油手段は停止として懸架動作を行い、
海上では、前記開閉バルブは閉とし、前記送油手段を作動させ、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て前記タイヤを持ち上げ、
前記送油手段の両側にそれぞれ逆止弁が設置され、
前記送油手段は、シリンダと、ポンプ室と駆動室に区分する往復ピストンとからなる往復ポンプと、この往復ポンプを駆動させる切替弁とを備え、
海上において、前記タイヤを持ち上げるときは、前記開閉バルブを閉とし、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、前記往復ピストンが押され、前記ポンプ室から前記逆止弁のうちの一方の逆止弁を通過して前記第2の油室に前記油が流れて、前記サスペンションシリンダを縮ませ、
海上において、持ち上げた前記タイヤをもとに戻すときは、前記開閉バルブを開とし、前記切替弁から前記駆動室に油圧を送らないようにすると、前記アキュムレータ部のガス圧で、前記第2の油室から前記開閉バルブを通過して前記第1の油室に油が流れることにより前記サスペンションシリンダを伸ばし、前記第1の油室の油が前記逆止弁のうちの一方の逆止弁を通過して前記往復ポンプの前記ポンプ室に流れることで、前記往復ピストンが初期位置に戻るものである。
前記ピストンは、内部にアキュムレータ部を有するピストンロッドと、
このピストンロッドに設けられ前記シリンダ内を第1の油室および第2の油室に区分するピストン本体と、から構成され、
前記第1の油室と第2の油室とを接続する連通路と、
この連通路のみに接続された開閉バルブと、
この開閉バルブに並列接続された送油手段と、
を備え、
陸上の走行では、前記開閉バルブは開、前記送油手段は停止として懸架動作を行い、
海上では、前記開閉バルブは閉とし、前記送油手段を作動させ、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て前記タイヤを持ち上げ、
前記送油手段は、シリンダと、ポンプ室と駆動室に区分する往復ピストンとからなる往復ポンプと、この往復ポンプを駆動させる切替弁とを備え、
前記ピストン本体は、前記第1の油室における受圧面積が、前記第2の油室における受圧面積よりも大きい受圧面積差を有し、
陸上走行状態で、車高を上げるときは、前記開閉バルブが開の状態で、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、前記往復ピストンが押され、前記ポンプ室の油が前記連通路に押し出された際、前記受圧面積差を利用して、前記第1の油室の油量を増すと共に、前記第2の油室の油量を減らし、
陸上で、車高を下げるときは、前記開閉バルブが開の状態で、前記切替弁から前記駆動室の油圧を排出して、前記往復ピストンを戻し、前記車体の自重を利用して、前記第1の油室の油量を減らすと共に、前記第2の油室の油量を増すものである。
さらに、前記ふさぎ板の回動中心が、前記タイヤを回転駆動する駆動軸の回動中心から偏位しているものである。
また、往復ポンプの戻りにアキュムレータ部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。
また、タイヤを持ち上げた後、アキュムレータ部のガス圧、第1、第2の油室内の油量は当初の状態のままで、特別な制御をしなくてももとの状態に戻すことができる。
図1はこの発明の実施の形態を示す水陸両用車の懸架装置の陸上走行時の断面図と背面図、図2は図1の上面図、図3は図1の部分底面図斜視図である。
図1(a)は懸架装置の断面図、図1(b)は懸架装置の背面図である。図1(a)、(b)、図3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、タイヤ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。このギヤケース9は、アクスルシャフト10が車体4の中央に配置されたディファレンシャル装置11にユニバーサルジョイント12等を介して連結され、また、後端部13aがディファレンシャル装置11に回転可能に支持され、先端部13bがディファレンシャル装置11に上下方向に揺動自在に連結されたロアアーム13により昇降がガイドされている。
なお、懸架装置支持室5を区分するタイヤハウス部3上部に形成されたサスペンションシリンダ6遊嵌用の貫通孔20はサスペンションシリンダ6の周囲を環状の弾性ブーツ材33等が取り付けられ、貫通孔20が防水されている。
また、タイヤハウス部3の車体の側板19側は、タイヤ2の外径より大きい略半円状に開口している。
そして、この開口部14にタイヤ2の背面側をふさぐ第1、第2、第3のふさぎ板15、16、17が設けられている。
第1のふさぎ板15はロアアーム13の下面に取り付けられ、第2、第3のふさぎ板16、17は、第1のふさぎ板15の両側に、第1のふさぎ板15の両端面と第2、第3のふさぎ板16、17の端面が各々滑らかに密接するようにして設けられ、タイヤハウス部3の下部の開口部14のタイヤ2の背面側と対向する側とタイヤ2のタイヤのトレッド部側に対向する側に各々下面が水陸両用車の底部の底板18の下面と滑らかな面で接続されるように固定されている。
図4はこの発明の水陸両用車が陸上走行時に懸架装置のタイヤが上下に揺動するとき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は水陸両用車の懸架装置の海上航走時に、タイヤを持ち上げ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である。
ピストン29は、上部が有底で下部に開口した筒状の側壁内の上部に設けられたアキュムレータ部30を有するピストンロッド31と、このピストンロッド31の下端部の側壁外周に設けられ、シリンダ24内に往復摺動可能に収挿されるとともに、ピストンロッド31内の下部とシリンダ24内の下部を第1の油室27、シリンダ24内の上部でピストンロッド31の外周側を第2の油室28に区分するピストン本体32から構成される。
なお、アキュムレータ部30には窒素ガスが充填され、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へ通となるの逆止弁42が組込まれている。
まず、陸上走行時は、図4においてサスペンションシリンダ6の開閉バルブ39は開、回転ポンプ41は停止とする。
水陸両用車が、凹凸の道路を走行すると、タイヤ2からの振動あるいは衝撃等の荷重がタイヤ2が連結されたギヤケース9からサスペンションシリンダ6に作用するが、このときの荷重は、ピストンロッド31のアキュムレータ部30の窒素ガスとシリンダ24の第1の油室27の油で吸収され、シリンダ24は上下方向に摺動する。タイヤが道路の凸部を通過するときは、シリンダ24が上方向に摺動すると、図4の実線の矢印に示すように、シリンダ24の第1の油室27の油の一部は第1の油穴35の下部開口部35aから第1の油穴35に流入し、第1の油穴35、上部開口部35b、パイプ38、開閉バルブ39、パイプ38、上部開口部36b、第2の油穴36、下部開口部36aを介して第2の油室28に流れ込む。
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。
図6はこの発明の実施の形態を示す水陸両用車の懸架装置の海上航走時に、タイヤを持ち上げた時の水陸両用車の懸架装置の断面図と背面図であり、図6(a)は懸架装置の断面図、図6(b)は懸架装置の背面図である。
陸上走行時は、図1〜3に示すようにサスペンションシリンダ6が伸縮しており、それに連動してロアアーム13の先端部13bが揺動し、第1のふさぎ板15が上下に揺動するので、第1のふさぎ板15と第2、第3のふさぎ板16、17は段差が生じ隙間が生じている。
第1のふさぎ板15の位置の調整は、サスペンションシリンダ6のストローク、取付位置、回転ポンプ41の作動時間などで行う。
または、開閉バルブ39を開、回転ポンプ41は停止させると、アキュムレータ部30の圧力とタイヤ2の重さでサスペンションシリンダ6が自重で下方向に摺動するにつれて、第2の油室28の油が第1の油室27に送られ陸上走行時の位置に戻すようにしてもよい。
まず、タイヤ2の持ち上げについては、CASE1がタイヤが車両底部約500mm突出、CASE2が車両底部から約300mm突出、CASE3が車両底部とほぼ同一面として、ふさぎ板なしで速力と有効馬力について水槽試験結果を行った結果は、図7に示すように、目標速力V1付近では、CASE1、2の有効馬力の差Aは約7%であり、CASE1、3の有効馬力の差Bは約19%であり、タイヤが車両底部から突出すほど同一速度を出すのに有効馬力が大きくなる。
また、海上走行のときに、サスペンションシリンダ6によりタイヤが持ち上げられたときに連動してロアアーム13の先端部が上昇すると、ロアアーム13に取り付けられた第1のふさぎ板15が、第2、第3のふさぎ板16,17と同じ高さになり、第1のふさぎ板15と第2、第3のふさぎ板16,17との隙間をふさぐようにしたので、性能・信頼性を損なうことなく海水の渦を防ぎ、抵抗を減少させることができる。
実施の形態1では、ピストンの第1、第2の油穴35,36の上部開口部35b、36bにパイプ40を介して回転ポンプ41を接続したが、回転ポンプ41に内部漏れあるいは外部漏れがあるとサスペンションシリンダ6の特性や性能に影響が生じ、特に回転ポンプ41に外部漏れがあると油室27と油室28の総油量が変化してしまうのでサスペンションシリンダ6の特性や性能を維持できない恐れがある。一般の回転ポンプは、ある程度の外部漏れがあるので、本実施の形態では往復ポンプを用いたものである。
また、水陸両用車は車輪が多く、例えば、6輪もある場合があり、車高調整が複雑になるので、本実施の形態では往復ポンプを用いて簡単に行うものである。
図9、図10において、図4と同一または相当部分には同一の符号を付し説明を省略する。
また、パイプ40には、吸入口54側と吐出口55側に各々逆止弁46,47が設けられている。
往復ポンプ50の動力源は、サスペンションシリンダ6内のアキュムレータ部30よりも高い圧が必要であり、例えば、ステアリング系統57の油圧が使用される。
ステアリング系統57の油圧を切換えて往復ポンプ50の駆動油室52に送り、往復ポンプ50を駆動する切替弁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の駆動油室52とが接続され、コイルbの通電により、駆動油室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は往復ポンプシステム56を構成している。
なお、上部開口部35b、36bにパイプ38を介して接続された開閉バルブ39も電磁弁である。
図11において、○印は、開閉弁39の場合は開を示し、切替弁48の場合は、コイルaでは、通電によりステアリング系統57の油圧が往復ポンプ50の駆動油室52に送られ、コイルbでは、通電により、戻し路58を介してオイルタンク59に油が戻る場合を示す。
×印は、開閉弁39の場合は閉を示し、切替弁48の場合は、コイルaでは、通電されず、油圧が往復ポンプ50の駆動油室52に送られず、コイルaでは、通電されず駆動油室52からオイルタンク59に油が戻らない場合を示す。
また、往復ポンプ50のピストン本体45の位置Nは通常の車高、Hは高い車高の場合を示す。
水陸両用車が、凹凸の道路を走行したときの、振動あるいは衝撃等の荷重は、ピストンロッド31のアキュムレータ部30の窒素ガスとシリンダ24の第1の油室27の油で吸収され、シリンダ24は上下方向に摺動する。タイヤが道路の凸部を通過するときは、シリンダ24が上方向に摺動すると、図4の実線の矢印に示すように、シリンダ24の第1の油室27の油の一部は第1の油穴35の下部開口部35aから第1の油穴35に流入し、第1の油穴35、上部開口部35b、パイプ38、開閉バルブ39、パイプ38、上部開口部36b、第2の油穴36、下部開口部36aを介して第2の油室28に流れ込む。
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。
まず、図10に示すように、開閉バルブ39を閉とした後、切替弁48のコイルaに通電すると、ステアリング系統57の油圧が往復ポンプ50の駆動油室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、パイプ40、第2の油穴36を介して第2の油室28に流れ込み、第2の油室28の油圧により、シリンダ24は上方に持ち上げられ、タイヤ2が上方に持ち上げられる。
最終状態は図11に示すように、開閉バルブ39は閉、切替弁48のコイルa,bは通電なしで、ピストン本体45の位置は通常位置Nである。
なお、コイルaとコイルbはタイマで切り替えてもよい。
ここで、サスペンションシリンダ6内の油量(第1,第2の油室の油量合計)は、タイヤを持ち上げた時と同じであり、常に一定である。
開閉バルブ39を開とし、切替弁48のコイルaに一定時間通電し、往復ポンプ50のピストン本体45を通常の車高位置Nから高い車高位置H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。車高の高さの調整は、ピストン本体45の高い車高位置Hを変えて行う。
車高変更後の最終状態は、開閉バルブ39は開とし、切替弁48のコイルa、bは通電なしとすると、切替弁48の往復ポンプ50のシリンダ44側の回路は閉となり、車高を保持することができる。
また、送油手段を往復ポンプ50としたので、シンプルな構成で、且つ、往復ポンプ50から油の外部漏れをのほとんどなくすことができる。
往復ポンプ50とサスペンションシリンダ6内のアキュムレータ部30の窒素ガス圧を組み合わせたシステムとして、往復ポンプ50の戻りにアキュムレータ部30の窒素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。
また、タイヤを持ち上げた後、アキュムレータ部30のガス圧、サスペンションシリンダ6の第1、第2の油室27,28内の油量は当初の状態のままで、特別な制御をしなくてももとの状態に戻すことができ、開閉バルブ39を通にして、切替弁48のコイルaを一時通電するだけで当初の状態にすることができる。
Claims (5)
- 下端部がタイヤ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、前記シリンダ内を往復摺動可能に設けられたピストンからなるサスペンションシリンダを備え、
前記ピストンは、内部にアキュムレータ部を有するピストンロッドと、
このピストンロッドに設けられ前記シリンダ内を第1の油室および第2の油室に区分するピストン本体と、から構成され、
前記第1の油室と第2の油室とを接続する連通路と、
この連通路のみに接続された開閉バルブと、
この開閉バルブに並列接続された送油手段と、
を備え、
陸上の走行では、前記開閉バルブは開、前記送油手段は停止として懸架動作を行い、
海上では、前記開閉バルブは閉とし、前記送油手段を作動させ、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て前記タイヤを持ち上げ、
前記送油手段の両側にそれぞれ逆止弁が設置され、
前記送油手段は、シリンダと、ポンプ室と駆動室に区分する往復ピストンとからなる往復ポンプと、この往復ポンプを駆動させる切替弁とを備え、
海上において、前記タイヤを持ち上げるときは、前記開閉バルブを閉とし、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、前記往復ピストンが押され、前記ポンプ室から前記逆止弁のうちの一方の逆止弁を通過して前記第2の油室に前記油が流れて、前記サスペンションシリンダを縮ませ、
海上において、持ち上げた前記タイヤをもとに戻すときは、前記開閉バルブを開とし、前記切替弁から前記駆動室に油圧を送らないようにすると、前記アキュムレータ部のガス圧で、前記第2の油室から前記開閉バルブを通過して前記第1の油室に油が流れることにより前記サスペンションシリンダを伸ばし、前記第1の油室の油が前記逆止弁のうちの一方の逆止弁を通過して前記往復ポンプの前記ポンプ室に流れることで、前記往復ピストンが初期位置に戻ることを特徴とする水陸両用車の懸架装置。 - 下端部がタイヤ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、前記シリンダ内を往復摺動可能に設けられたピストンからなるサスペンションシリンダを備え、
前記ピストンは、内部にアキュムレータ部を有するピストンロッドと、
このピストンロッドに設けられ前記シリンダ内を第1の油室および第2の油室に区分するピストン本体と、から構成され、
前記第1の油室と第2の油室とを接続する連通路と、
この連通路のみに接続された開閉バルブと、
この開閉バルブに並列接続された送油手段と、
を備え、
陸上の走行では、前記開閉バルブは開、前記送油手段は停止として懸架動作を行い、
海上では、前記開閉バルブは閉とし、前記送油手段を作動させ、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て前記タイヤを持ち上げ、
前記送油手段は、シリンダと、ポンプ室と駆動室に区分する往復ピストンとからなる往復ポンプと、この往復ポンプを駆動させる切替弁とを備え、
前記ピストン本体は、前記第1の油室における受圧面積が、前記第2の油室における受圧面積よりも大きい受圧面積差を有し、
陸上走行状態で、車高を上げるときは、前記開閉バルブが開の状態で、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、前記往復ピストンが押され、前記ポンプ室の油が前記連通路に押し出された際、前記受圧面積差を利用して、前記第1の油室の油量を増すと共に、前記第2の油室の油量を減らし、
陸上で、車高を下げるときは、前記開閉バルブが開の状態で、前記切替弁から前記駆動室の油圧を排出して、前記往復ピストンを戻し、前記車体の自重を利用して、前記第1の油室の油量を減らすと共に、前記第2の油室の油量を増すことを特徴とする水陸両用車の懸架装置。 - 前記連通路は、
前記ピストンロッドに設けられ、前記上端支持部の外側面及び前記ピストン本体の下部の前記第1の油室側に開口部を各々有する第1の油穴と、
前記上端支持部外側面及び前記ピストンロッドの下部外周の前記第2の油室側に開口部を有する第2の油穴と、
前記ピストンの前記第1、第2の油穴の開口部を接続するパイプと、
を備えた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。 - 請求項1〜3のいずれかに記載の水陸両用車の懸架装置を備えた前記水陸両用車の底部構造において、
後端部が前記車体の下部に、先端部が前記支持部材に上下方向に揺動自在に連結され前記サスペンションシリンダの昇降をガイドするロアアームと、
前記タイヤ及び前記サスペンションシリンダを覆うタイヤハウス部の下部の開口部に、前記タイヤの背面側をふさぐように設けられたふさぎ板と、
を備え、
前記ふさぎ板は、前記ロアアームに取り付けられた第1のふさぎ板と、
この第1のふさぎ板の両側に設けられ、前記開口部の底部と側部に各々固定された第2、第3のふさぎ板とから構成され、
海上走行のときに、前記サスペンションシリンダによりタイヤが持ち上げられたときに連動して前記ロアアームの前記先端部が上昇すると、前記ロアアームに取り付けられた第1のふさぎ板が、第2、第3のふさぎ板と同じ高さになり、第1のふさぎ板と第2、第3のふさぎ板との隙間をふさぐようにしたことを特徴とする水陸両用車の底部構造。 - 前記ふさぎ板の回動中心が、前記タイヤを回転駆動する駆動軸の回動中心から偏位していることを特徴とする請求項4記載の水陸両用車の底部構造。
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