JP5584549B2 - 車両 - Google Patents

Description

本発明は、車輪が埋まりスタックするような、泥濘地、積雪地、砂地等の軟弱地を走行する車両に関する。

例えば四輪の乗用車等で泥濘地、積雪地、砂地等の軟弱地を走行した場合、車輪が軟弱地内に埋まり車輪が空転する等して走行不能となる、いわゆるスタックすることがある。
このようなスタックを回避しつつ泥濘地等を走行可能とするため、走行装置として履帯（クローラ）を設けることが考えられる。
具体的には、一般車両の各車輪において、タイヤ取付用ハブを介して三角状の履帯ユニットを取り付けた構成の車両が開発されている（特許文献１参照）。

特開２０００−８５６４０号公報

しかしながら、上記特許文献１に開示された技術のような三角履帯ユニットは部品点数も多く大型であり構造が複雑である。そして、三角履帯ユニットを取り付けた際には、車両重量が大幅に増加する。したがって、軟弱層が深い場合には履帯部自体が軟弱地内に埋まり込み、履帯の力だけでは容易に抜け出せなくなるおそれがあるという問題がある。
また、当該特許文献１では、泥濘地等を走行する際に三角履帯ユニットを取り付け、泥濘地を抜けて平地に入り車輪走行に切り換える際には三角履帯ユニットを取り外しているが、当該三角履帯ユニットを取り付け及び取り外しには、車体を通常のタイヤ交換位置よりも高くジャッキアップしなければならない等、交換作業も容易ではなく、効率が悪い。

本発明はこのような問題を解決するためになされたもので、その目的とするところは、簡易な構成としつつ、軟弱地を走行する際のスタックを回避することのできる車両を提供することにある。

上記した目的を達成するために、請求項１の車両では、駆動力の伝達される車輪を備えた車両であって、前記車輪の側面にて車軸と離間した位置に配設され、当該車輪の回転とともに車軸周りに回転する取付軸と、１つの前記車輪に対し１つ設けられ、前記車輪よりも側方にて前記取付軸を介して回転可能に且つ取り外し可能に支持されており、前記車両の前後方向に延びた形状で、前記車輪の回転とともに車軸周りに回転したときも下面が前記車輪の接地位置よりも上方に位置する抵抗体と、棒状をなし、一端が前記抵抗体における前記取付軸周りの回転を制限するよう前記抵抗体に連結された支持棒部材と、車体側面に前記車輪の回転と同方向に回転可能に固定され、前記支持棒部材を摺動可能に支持する棒支持部材と、を備え、軟弱地走行時には、前記取付軸を介して前記抵抗体を前記車輪に取り付け、前記車輪が当該軟弱地に埋まり前記抵抗体の下面が当該軟弱地表面に接触することで、前記取付軸を支点として前記車輪の駆動力により当該車輪を回動させ、前記取付軸を介しての固定を解除し、前記抵抗体を前記支持棒部材の長手方向に沿って棒支持部材の近くまで移動させ、前記車両の車体に取り付けることで前記抵抗体を収納可能であることを特徴としている。

請求項２の車両では、前記請求項１において、前記抵抗体はグレーチング材であることを特徴としている。

請求項３の車両では、前記請求項１又は２において、前記抵抗体はグレーチング材であることを特徴としている。
請求項４の車両では、前記請求項１から３のいずれかにおいて、前記抵抗体は、下面より下方に突出する爪部材を備えたことを特徴としている。

上記手段を用いる本発明の車両によれば、車両の前後方向に延びた形状で、下面が車輪の接地位置よりも常に上方に位置する抵抗体を、車輪の側面に設けられた取付軸を介して車輪側方に設け、軟弱地走行時には、前記車輪が当該軟弱地に埋まり前記抵抗体の下面が当該軟弱地表面に接触することで、前記取付軸を支点として前記車輪の駆動力により当該車輪を回動させる。

つまり、軟弱地内車輪が埋まった場合でも、軟弱地表面に接触した抵抗体が車体を支持し、取付軸を支点として車輪を回動させることで、車体を移動させることができる。これにより、軟弱地走行時においても、スタックすることなく軟弱地を脱出することができる。
また、抵抗体は車輪の接地位置より上方に位置する構成であることから、ジャッキアップ等することなく容易に当該抵抗体の取り付け及び取り外しを行うことができる。また、交換作業当該抵抗体を取り付けた状態でも平地の車輪走行に干渉することもないため、交換作業を行うことなく平地と軟弱地とを走行することもできる。

本発明の第１実施形態に係る車両の全体構成図である。 図１の中輪、後輪部分の（ａ）側面図、（ｂ）上面視図、（ｃ）正面図である。 図１のスタック回避機構の動作を（ａ）〜（ｄ）の時系列で示した作動図である。 本発明の第２実施形態に係る車両においてスタック回避機構の（ａ）使用時及び（ｂ）収納時を示す全体構成図である。 図４の後輪の（ａ）側面図、（ｂ）上面視図、（ｃ）正面図である。 図４のスタック回避機構の動作を（ａ）〜（ｄ）の時系列で示した作動図である。 スタック回避機構の変形例（ａ）〜（ｃ）である。 スタック回避機構の変形例(ａ)、（ｂ）である。

以下、本発明の実施の形態を図面に基づき説明する。
まず、第１実施形態について説明する。
図１を参照すると、本発明の第１実施形態に係る車両の全体構成図が示されている。
図１に示すように、車両１は左右一対の駆動輪を前中後の３箇所に備えた６輪駆動車である。なお、図１では車両左側面のみを示しているが、右側面もほぼ同様の構成をなしており、以下車両左側側面の構成に基づき説明する。

車両１の前輪２Ｆは操舵輪であり、中輪２Ｍ及び後輪２Ｒは車両後側にて近接して並設されている。そして、当該中輪２Ｍ及び後輪２Ｒには、泥濘地、積雪地、砂地等の軟弱地の走行において中輪２Ｍ及び後輪２Ｒが埋まり走行不能状態となる、いわゆるスタックを回避するためのスタック回避機構４が取り付けられている。
以下、当該第１実施形態の車両におけるスタック回避機構４について詳しく説明する。

図２には、図１の中輪、後輪部分の（ａ）側面図、（ｂ）上面視図、（ｃ）正面図が示されている。
図２に示すように、中輪２Ｍ及び後輪２Ｒはそれぞれホイール部２ａとタイヤ部２ｂからなり、スタック回避機構４は、支持部材６、カウンターバランス８、及びシュー１０（抵抗体）から構成されている。なお、ホイール部２ａの側面はタイヤ部２ｂの側面よりも内側に位置しており、スタック回避機構４の支持部材６、カウンターバランス８はホイール部２ａの側面であってタイヤ部２ｂより内側に設けられている。

詳しくは、支持部材６は、固定部６ａが、中輪２Ｍ及び後輪２Ｒのホイール部２ａの側面中央部、即ち車軸３部分において、例えばボルト等で締結されている。そして、この固定部６ａからは、車輪の径方向に向かって一対の支持腕部６ｂ、６ｃが延びている。当該一対の支持腕部６ｂ、６ｃは、固定部６ａを中心に対称的に延びており、一方の支持腕部６ｂの先端にはカウンターバランス８が、他方の支持腕部６ｃの先端にはシュー１０を取り付ける取付軸１２がそれぞれ設けられている。

カウンターバランス８は、図２（ａ）に示すように側面視三日月状をなしており、これはシュー１０との重量バランスを整え、走行時における中輪２Ｍ及び後輪２Ｒの振動を打ち消すものである。
一方、取付軸１２は、支持腕部６ｃの先端からタイヤ部２ｂの側面よりも外側に突出している。当該取付軸１２は、シュー１０を当該取付軸１２周りに回転可能に支持するものである。

シュー１０は、シュー本体１４が中輪２Ｍ及び後輪２Ｒに亘って水平方向に延びており、当該シュー本体１４の前部及び後部の上面に取付部１６ａ、１６ｂが立設されている。このシュー本体１４は、図２（ｂ）に示すように、鋼材を網目状に組んだグレーチング材である。そして、前部の取付部１６ａに中輪２Ｍ側の取付軸１２が、後部の取付部１６ｂに後輪２Ｒ側の取付軸１２がそれぞれ回転可能に嵌入されている。

このように前後２箇所の取付部１６ａ、１６ｂが取付軸１２及び支持部材６を介して中輪２Ｍ及び後輪２Ｒに連結されていることで、シュー本体１４は、中輪２Ｍ及び後輪２Ｒの回転に伴い、水平方向の姿勢を維持しつつ車軸周りに回転する。また、取付軸１２はホイール部２ａの周縁部分に位置しており、シュー本体１４の厚さはタイヤ部２ｂの厚さよりも薄く、シュー本体１４が下端位置にある場合でも、中輪２Ｍ及び後輪２Ｒの下端、すなわち各タイヤ部２ｂの接地面よりも常に上方に位置することとなり、当該シュー本体１４は平地における車輪走行の際に地面に接触する等の干渉を生じることはない。

また、このように構成されたスタック回避機構４は、固定部６ａにおける固定を解除することで、当該スタック回避機構４を一体に取り外すことも可能である。したがって、長距離を高速走行する際等には、当該スタック回避機構４を取り外し、軟弱地に侵入する際にスタック回避機構４を取り付けるというように使い分けることも可能である。

次にこのように構成された本発明の第１実施形態に係る車両の作用について説明する。
図３には、第１実施形態におけるスタック回避機構の動作を（ａ）〜（ｄ）の時系列で示した作動図が示されており、同図に基づき軟弱地走行時のスタック回避機構４の作動について説明する。
まず、図３（ａ）では、上記スタック回避機構４を備えた車両１が軟弱地を走行して、中輪２Ｍ及び後輪２Ｒが軟弱地内に埋まった状態で接地している。この状態から中輪２Ｍ及び後輪２Ｒを駆動して回転させると、中輪２Ｍ及び後輪２Ｒの回転に伴いシュー本体１４が車軸周りに回転する。

続いて、図３（ｂ）では、シュー本体１４の下面が軟弱地表面に接触し、シュー本体１４の車軸周り回転が制限され、当該シュー本体１４により中輪２Ｍ及び後輪２Ｒを介して車体を支持することとなる。ここでシュー本体１４はグレーチング材であることで、網目の各隙間に軟弱地表面が食い込み、シュー本体１４の前後方向の動きは強く規制される。
次に図３（ｃ）では、さらに中輪２Ｍ及び後輪２Ｒに駆動力を与えることで、各取付軸１２を支点として取付軸周りに中輪２Ｍ及び後輪２Ｒが回動する。つまり、中輪２Ｍ及び後輪２Ｒは、取付軸１２を支点として持ち上げられながら前方へと移動し、その分車体も前方に移動する。

そして、図３（ｄ）では、中輪２Ｍ及び後輪２Ｒが再度接地するまで取付軸１２を支点に回動し、中輪２Ｍ及び後輪２Ｒが接地した後は、シュー本体１４が軟弱地表面から離れて再び中輪２Ｍ及び後輪２Ｒの回転に伴い車軸周りに回転する。
スタック回避機構４は、車輪での走行が可能になるまで、これら図３（ａ）〜（ｄ）の動作を繰り返して徐々に車体を前方に移動させる。

以上のように、第１実施形態における車両１はスタック回避機構４により軟弱地走行時においても、スタックすることなく軟弱地を脱出することができる。このスタック回避機構４は、履帯ユニットのように大きく複雑な構成ではなく、シュー１０以外の部分が車輪に収まるコンパクトな構成であり、部品点数も少なく軽量である。また、当該スタック回避機構４の取り付け及び取り外しの作業もジャッキアップ等することなく、固定部６ａを固定または解除するだけの容易な作業で行うことができる。

シュー本体１４の下面はタイヤ部２ｂの接地位置よりも常に上方に位置することから、当該スタック回避機構４を取り外さずに、平地を車輪走行することもでき、交換作業なしで効率的に走行することもできる。
また、上記第１実施形態におけるスタック回避機構４のシュー本体１４は、グレーチング材であることで、軽量化を図ることができるとともに、シュー本体１４が軟弱地表面に接触した際には、しっかりと当該シュー本体１４が固定されることとなり、より確実にスタックを回避することができる。

さらに、カウンターバランス８が設けられていることで、スタック回避機構４を取り付けた状態でも中輪２Ｍ及び後輪２Ｒの振動を軽減することができ、安定した走行を行うことができる。
次に第２実施形態について説明する。
図４及び図５を参照すると、図４には本発明の第２実施形態に係る車両においてスタック回避機構の（ａ）使用時及び（ｂ）収納時を示す全体構成図、図５には図４の後輪の（ａ）側面図、（ｂ）上面視図、（ｃ）正面図がそれぞれ示されている。

図４に示すように、車両２０は左右一対の車輪を前後の２箇所に備えた４輪駆動車である。
車両１の前輪２２Ｆは操舵輪であり、後輪２２Ｒに当該第２実施形態におけるスタック回避機構２４が取り付けられている。
当該第２実施形態の車両におけるスタック回避機構２４は、上記第１実施形態の車両１に取り付けられたスタック回避機構４のように前後２輪に亘って架け渡されるものではなく、１輪ごとに取り付けることが可能なスタック回避機構である。

詳しくは、図５に示すように、後輪２２Ｒはホイール部２２ａ及びタイヤ部２２ｂからなり、スタック回避機構２４は、支持部材２６、カウンターバランス２８、シュー３０、支持棒３２（回転制限手段）、棒支持部３４（回転制限手段）から構成されている。
支持部材２６及びカウンターバランス２８の構成は、上記第１実施形態における支持部材６及びカウンターバランス８と同様であることから詳しい説明は省略する。

シュー３０は、シュー本体３６が車輪の径と同程度の長さで前後方向に延びた板状をなしている。当該シュー本体３６の前後両端は上方に湾曲しており、中央部上面には取付部３８が立設している。そして、当該取付部３８に、支持部材２６の支持腕部先端から突出した取付軸４０が嵌入されて、シュー３０は回転可能に支持されている。
また、取付部３８には支持棒３２の一端部が連結されている。

支持棒３２の一端部は、取付部３８に対しシュー本体３６が取付軸４０周りに回転するのを所定の角度以内に制限するよう構成されている。そして、支持棒３２は、当該一端部からシュー本体３６と略逆Ｔ字状をなすように上方に延び、他端側が棒支持部３４において摺動可能に支持されている。棒支持部３４は車軸２３の直上に位置して、車体の側面に車輪の回転方向と同方向に回転可能に設けられている。

このように第２実施形態のスタック回避機構２４は、支持棒３２によりシュー本体３６の取付軸周りの回転を所定の角度以内に制限していることで、当該シュー本体３６の姿勢が略水平方向に維持される。そして、上記第１実施形態同様、シュー本体３６の厚さはタイヤ部２２ｂの厚さよりも薄く、シュー本体３６の下面はタイヤ部２２ｂの接地位置よりも常に上方に位置することとなり、当該シュー本体３６が平地における車輪走行に干渉することはない。

また、第１実施形態と同様に、当該スタック回避機構２４は、支持部材２６の固定部におけるホイール部２２ａへの固定を解除することで、容易に取り外しも可能である。
さらに、支持部材２６から外した取付軸４０、シュー３０、及び支持棒３４については、図４（ｂ）に示すようにシュー３０を支持棒３４の長手方向に沿って棒支持部３４の近くまで移動させ、車体に固定することで収納することも可能である。これよりスタック回避機構２４の取り付け、取り外し作業をより簡略化することができる。

次にこのように構成された本発明の第２実施形態に係る車両の作用について説明する。
図６には、第２実施形態におけるスタック回避機構の動作を（ａ）〜（ｄ）の時系列で示した作動図が示されており、同図に基づき軟弱地走行時のスタック回避機構２４の作動について説明する。
まず、図６（ａ）では、上記スタック回避機構２４を備えた車両２０が軟弱地を走行して、後輪２２Ｒが軟弱地内に埋まった状態で接地している。この状態から、後輪２２Ｒを駆動して回転させると、後輪２２Ｒの回転に伴いシュー本体３６も車軸周りに回転する。

続いて、図６（ｂ）では、シュー本体３６が軟弱地表面に接触し、シュー本体３６の車軸周りの回転が制限され、当該シュー本体３６により後輪２２Ｒを介して車体を支持することとなる。
次に図６（ｃ）では、さらに後輪２２Ｒに駆動力を与えることで、取付軸４０を支点として取付軸周りに後輪２２Ｒが回動する。つまり、後輪２２Ｒは取付軸４０を支点として持ち上げられながら前方へと移動し、その分車体も前方に移動する。

そして、図６（ｄ）では、後輪２２Ｒが再度接地するまで取付軸４０を支点に回動し、後輪２２Ｒが接地した後は、シュー本体３６が軟弱地表面から離れて再び後輪２２Ｒの回転に伴い車軸周りに回転する。
スタック回避機構２４は、車輪での走行が可能になるまで、これら図６（ａ）〜（ｄ）の動作を繰り返して徐々に車体を前方に移動させる。

以上のように、第２実施形態における車両２０は１輪ごとにスタック回避機構２４を備えることができ、当該スタック回避機構２４により軟弱地走行時においても、スタックすることなく軟弱地を脱出することができる。また、当該第２実施形態におけるスタック回避機構２４は、上記第１実施形態と同様にコンパクトな構成であり部品点数も多くなく軽量であり、取り付け及び取り外しの作業も容易である。さらに、当該スタック回避機構２４は図４（ｂ）で示したように収納することも可能であり、取り付け及び取り外しの作業の効率をより向上させることができる。

また、シュー本体３６は支持棒３２により取付軸周りの回転が制限され、当該シュー本体３６の下面はタイヤ部２２ｂの接地位置よりも常に上方に位置することから、当該スタック回避機構２４を取り外さずに平地を車輪走行することもでき、交換作業なしで効率的に走行することもできる。
以上で本発明に係る車両の実施形態についての説明を終えるが、実施形態は上記実施形態に限られるものではない。

ここで、図７を参照すると上記第１実施形態及び第２実施形態の変形例が示されている。
図７に示す変形例では、シュー本体に下方に突出する爪部材を設けている。
詳しくは、図７（ａ）においては第１実施形態におけるシュー本体１４’の前部及び後部に爪部材５０、５２が設けられている。当該爪部材５０、５２は長辺及び短辺からなる側面視略Ｌ字状をなしており、長辺部分がシュー本体１４’の上面から下面に向けて貫通している。また、当該爪部材５０、５２は、図７（ｂ）に示すように、短辺の端部を支点に回動可能に設けられており、平地の車輪走行時等で爪部材５０、５２を使用しない際には、長辺をシュー本体１４’の上面側に移動させることが可能である。

また、図７（ｃ）に示すように、第２実施形態におけるシュー本体３６’の前部及び後部に爪部材５４、５６を設けても構わない。
このようにシュー本体に爪部材を設けることで、車両が軟弱地走行しており、シュー本体が軟弱地表面に接触した際、当該爪部材が軟弱地表面に食い込み、当該シュー本体の前後方向の動きを固定することができる。これにより、スタック回避機構によるスタック回避をより確実なものとすることができる。

続いて、図８を参照すると別の変形例が示されている。
図８に示す変形例は上記第１実施形態及び第２実施形態におけるスタック回避機構４、２４の支持部材６、２６及びカウンターバランス８、２８を備えていないスタック回避機構である。
図８（ａ）は第１実施形態において、図８（ｂ）は第２実施形態において、それぞれ支持部材６、２６、及びカウンターバランス８、２８を排除したスタック回避機構４''、２４''であり、当該スタック回避機構４''、２４''では、各取付軸１２''、４０''がホイール部２ａ''、２２ａ''の側面から直接突出している。

これにより、スタック回避機構のさらなる軽量化及び交換作業の簡略化を図ることができる。
また、上記第１実施形態のスタック回避機構４では中輪２Ｍ及び後輪２Ｒの２輪に亘ってシュー１０を設けているが、より多くの車輪を備える車両であれば、例えば前後３輪以上に亘って架け渡しても構わない。

また、上記各実施形態では、カウンターバランス８、２８が側面視三日月状をなしているが、当該カウンターバランスの形状はこれに限られるものではない。
また、上記第１実施形態では、シュー本体１４がグレーチング材であるが、シュー本体の形状はこれに限られるものではなく、例えば、グレーチング材であるシュー本体の上面に蓋としての板材を取り付けるものであっても構わない。このような構成とすることで、第１実施形態の泥が網目を貫通してしまってシュー本体が軟弱地内に沈み込んでしまうような特に路面の軟らかい軟弱地であっても、上面にある板材により泥の貫通が遮られ、確実にシュー本体が軟弱地に食い込むこととなる。これにより、特に軟らかい軟弱地であってもスタックすることなく脱出することでき、走行可能な領域を拡げることができる。また板材を上面に取り付けるだけの容易な構成であり、路面の状態に応じて使い分けることもできる。

１、２０ 車両
２Ｆ、２２Ｆ 前輪
２Ｍ 中輪
２Ｒ、２２Ｒ 後輪
２ａ、２２ａ ホイール部
２ｂ、２２ｂ タイヤ部
３、２３ 車軸
４、２４ スタック回避機構
６、２６ 支持部材
６ａ 固定部
６ｂ、６ｃ 支持腕部
８、２８ カウンターバランス
１０、３０ シュー（抵抗体）
１２、４０ 取付軸
１４、３６ シュー本体
１６ａ、１６ｂ、３８ 取付部
３２ 支持棒（回転規制手段）
３４ 棒支持部（回転規制手段）

Claims (4)

1. 駆動力の伝達される車輪を備えた車両であって、
   前記車輪の側面にて車軸と離間した位置に配設され、当該車輪の回転とともに車軸周りに回転する取付軸と、
   １つの前記車輪に対し１つ設けられ、前記車輪よりも側方にて前記取付軸を介して回転可能に且つ取り外し可能に支持されており、前記車両の前後方向に延びた形状で、前記車輪の回転とともに車軸周りに回転したときも下面が前記車輪の接地位置よりも上方に位置する抵抗体と、
   棒状をなし、一端が前記抵抗体における前記取付軸周りの回転を制限するよう前記抵抗体に連結された支持棒部材と、
   車体側面に前記車輪の回転と同方向に回転可能に固定され、前記支持棒部材を摺動可能に支持する棒支持部材と、
   を備え、
   軟弱地走行時には、前記取付軸を介して前記抵抗体を前記車輪に取り付け、前記車輪が当該軟弱地に埋まり前記抵抗体の下面が当該軟弱地表面に接触することで、前記取付軸を支点として前記車輪の駆動力により当該車輪を回動させ、
   前記取付軸を介しての固定を解除し、前記抵抗体を前記支持棒部材の長手方向に沿って棒支持部材の近くまで移動させ、前記車両の車体に取り付けることで前記抵抗体を収納可能であることを特徴とする車両。
2. 前記抵抗体はグレーチング材であることを特徴とする請求項１記載の車両。
3. 前記抵抗体は、下面より下方に突出する爪部材を備えたことを特徴とする請求項１又は２に記載の車両。
4. 前記車輪に、前記抵抗体に対応したカウンターバランスを備えたことを特徴とする請求項１から３のいずれかに記載の車両。

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