WO2011065376A1

WO2011065376A1 - 車両のサスペンション装置

Info

Publication number: WO2011065376A1
Application number: PCT/JP2010/070928
Authority: WO
Inventors: 勝美水貝; 隆雄高崎; 哲夫塚原
Original assignee: 有限会社スガイ総業
Priority date: 2009-11-26
Filing date: 2010-11-24
Publication date: 2011-06-03
Also published as: JP2011111017A

Abstract

　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とする。　ナックル３と、一端部が車体フレーム２に固定されると共に、他端部が前記ナックル３の自由端部（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板バネ装置５と、を備え、該板バネ装置５の前記ナックルアーム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にする。

Description

車両のサスペンション装置

　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、および、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を改善することを目的として、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る。そして、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、スプリングという要素を複合的に備えた構成である。

　しかしながら、このような従来のサスペンション装置は、前述したように、各要素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。

特開平１１－２０８２３３号公報特開２００９－１０１７４６号公報特許第４２３９６７４号公報

　解決しようとする問題点は、従来のサスペンション装置の機構が複雑で、コスト的にも不利である故に、車両の価格が高価になるという点と、重量が嵩むという点である。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、車両のサスペンション装置を製作する上で、コスト的に有利にし、ひいては、車両の価格を低減し、かつ、軽量化を図るために、サスペンション装置の機構を簡略化することを最も主要な特徴とする。

　本発明の車両のサスペンション装置は、車輪支持部材と板バネ装置と、を備え、該板バネ装置の一端部を、車体フレームに固定すると共に、当該板バネ装置の他端部を、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、前記板バネ装置の前記車輪支持部材への取付部が上下方向に動作して、該板バネ装置が弾性変形して撓む構成とすることにより、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利点がある。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利点がある。

　特に、車輪として操舵輪を適用すれば、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利点がある。

　この場合、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すれば、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利点がある。しかも、前記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ことにより、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利点がある。

　特に、前述した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すれば、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利点がある。

　また、前述した板バネ装置を、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すれば、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。

　さらに、機構が簡単なサスペンション装置となるため、ゴルフ場で使用されるゴルフカートに適用すれば、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利点がある。

図１は、車両のサスペンション装置を概略的に示した斜視図である。（本発明）図２は、車両のサスペンション装置を示す斜視図である。（実施例）図３は、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）は右側面図である。（実施例）図４は、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）は平面図である。（実施例）図５は、板バネの構成を示す図で、（Ａ）は平面図、（Ｂ）は正面図である。（実施例）

　車輪荷重を支えるという目的を、具備した板バネ装置の車輪支持部材への取付部が上下方向に動作して、該板バネ装置が弾性変形して撓む構成のサスペンション機構により実現した。

　即ち、図１において、サスペンション装置Ａは、車両の車体フレーム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向に延びて配置される板バネ装置Ｅと、を備え、板バネ装置Ｅの一端部は、車体フレームＢに固定されると共に、板バネ装置Ｅの他端部は、ナックルＤの自由端部に取り付けられ、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、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って、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によって支持された車輪Ｃが回転して操舵される。

　次に、本発明の実施例を説明する。図２は、ゴルフ場で使用されるゴルフカート（車両）のサスペンション装置を示している。このゴルフカートは、前１輪と後２輪の３輪車で、前１輪が操舵される操舵輪であり、後２輪が駆動輪である。そして、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に示すように構成されている。即ち、アクスルハブ１Ｃは、略円筒形の筒部１ａと、板状の４つの取付フランジ部１ｂとからなる。前記筒部１ａは、その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に形成されている。また、前記取付フランジ部１ｂは、筒部１ａの基端部に一体成形されている。この場合、前記取付フランジ部１ｂは、前記筒部１ａの中心軸と直交する面に沿って外側に延び、全体を合わせると略十字形状になるように形成されている。さらに、前記各取付フランジ部１ｂには、それぞれボルト挿通孔１ｃが形成されている。

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

　そして、前記アクスルハブ１Ｃの筒部１ａは、前記ホイール１Ｂの中心孔に挿入され、各取付フランジ部１ｂは、ボルト４およびナット（図示せず）などの締結具によって、該ホイール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。

　前記ナックルアーム３Ａは、Ｔ字の横辺に相当する部位を構成する板バネ支持部３ｂと、Ｔ字の縦辺に相当する部位を構成するアーム部３ｃと、から構成されている。そして、前記板バネ支持部３ｂは、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が形成されている。また、前記アーム部３ｃは、前記板バネ支持部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している。さらに、このアーム部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、前記ナックルアーム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の外周面は、基端部から先端部に向かって窄まるテーパ面形状に形成されており、該支持軸３Ｂ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、前記支持軸３Ｂの外周面のテーパ角は、前記アクスルハブ１Ｃの内周面のテーパ角と等しく形成されている。さらに、前記支持軸３Ｂの外周面の基端部と先端部には、前記アクスルハブ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、前記ホイール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、前記ナックル３周りを該アクスルハブ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、前記ナックル３の支持軸３Ｂの先端部には、前記ボルト嵌合孔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、前記板バネ装置５は、本実施例においては、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形成され、かつ、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製作されている。

　前記各板バネ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、該各板バネ５Ａ，５Ｂの先端部は、略半円形状に形成され、かつ、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の基端部は、前記車体フレーム２の横桟部２Ａに固定される。また、この各板バネ５Ａ，５Ｂの先端部には、前記横桟部２Ａ側方に位置する前記ナックル３の自由端部、即ち、前記ナックルアーム３Ａが揺動可能となるように取り付けられる。

　この場合、前記２つの板バネ５Ａ，５Ｂの基端部は、前記車体フレーム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と当該横桟部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、該横桟部２Ａに締結固定される。

　一方、前記ナックルアーム３Ａの板バネ支持部３ｂの両端部には、それぞれ軸受部が設けられている。本実施例においては、これらの軸受部は、図４（Ｂ）に示すように、前記ナックルアーム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が前記板バネ支持部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、前記各支持部材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、前記ナックルアーム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、各板バネ５Ａ，５Ｂの先端部のボルト嵌合孔５ｃにねじ嵌合され、かつ、ナット１１が締め付けられる。

　これにより、前記ボルト１０が各板バネ５Ａ，５Ｂに固定され、該各板バネ５Ａ，５Ｂに対して、前記ナックル３が回動可能となる。即ち、このナックル３に前記アクスルハブ１Ｃを介して固定取付された前記ホイール１Ｂ、要するに前記車輪１が前記各板バネ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、前記ナックル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、前記ナックルアーム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する。これにより、前記ナックル３が揺動して、前記アクスルハブ１Ｃ、即ち、前記車輪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、前記板バネ装置５の前記ナックル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、および、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（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結果、次の利点がある。

　即ち、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と、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、本実施例においては、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、本実施例においては、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、該ナックル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、当該ナックル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と板バネ装置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、このナックル３を、これのすべり軸受８によって支持したため、該ナックル３の揺動がスームズなものとなり、また、揺動頻度が高い当該ナックル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、本実施例においては、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、本実施例においては、板バネ装置５を、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、本実施例においては、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、操舵機構も実施例で説明した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３輪車の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れるが、ゴルフカートのみならず、他の車両に適用しても良いし、４輪車にも適用できる。

　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
　２　　車両フレーム
　３　　ナックル
　５　　板バネ装置
　７　　支持部材
　８　　すべり軸受
１０　　ボルト
１１　　ナット

Claims

　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、前記車両の前後方向と直交する左右方向に延びて配置される板バネ装置と、を備え、該板バネ装置の一端部は、前記車体フレームに固定されると共に、当該板バネ装置の他端部は、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、該板バネ装置の前記車輪支持部材へ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車両のサスペンション装置。
　請求項１記載の車両のサスペンション装置において、前記車輪は、操舵機構によって操舵される操舵輪であり、前記車輪支持部材の自由端部は、上下方向に延びる軸を中心として揺動自由となるように、前記板バネ装置に取り付けられると共に、該車輪支持部材が前記操舵機構によって揺動し、前記車輪が操舵される車両のサスペンション装置。
　請求項２記載の車両のサスペンション装置において、前記車輪支持部材は、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され、該ナックルの支持軸は、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され、当該ナックル周りを該アクスルハブが回転自由となるように構成される一方、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、それぞれ軸受部が設けられ、該各軸受部に回転自由に挿通支持された軸部材が、前記板バネ装置の前記ナックル側の端部に固定されて、該板バネ装置の端部に、該ナックルが揺動可能となるように取り付けられると共に、前記ナックルアームのＴ字の縦辺に相当する部位に、前記操舵機構が連係され、該操舵機構によって前記ナックルを揺動させて、前記車輪を操舵するようにした構成である車両のサスペンション装置。
　請求項３記載の車両のサスペンション装置において、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、それぞれ軸受を装着した構成である車両のサスペンション装置。
　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において、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車両のサスペンション装置。
　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において、前記車両は、ゴルフ場で使用されるゴルフカートである車両のサスペンション装置。