WO2011118465A1

WO2011118465A1 - 不整地走行車両

Info

Publication number: WO2011118465A1
Application number: PCT/JP2011/056180
Authority: WO
Inventors: 直樹 ▲桑▼原; 関　文三
Original assignee: 本田技研工業株式会社
Priority date: 2010-03-25
Filing date: 2011-03-16
Publication date: 2011-09-29
Also published as: AR080804A1; JP2011201431A; AU2011230694A1; CA2791176C; MX2012010993A; JP5634091B2; AU2011230694B2; US8967318B2; CA2791176A1; US20130008736A1; BR112012024368A2

Abstract

　不整地走行車両（１０）は、車体フレーム（１１）と、等速ボールジョイントの形態のドライブシャフト（２３）と、車幅方向に延びるロアアーム（３３）と、から成る。該ドライブシャフトは、該ロアアームとほぼ平行に延び、中間軸（１０１）と、該中間軸の車体側端部に取り付けられた軸受部（１０２）とを含む。この軸受け部（１０２）は、該ロアアームの車体側連結部（３３ａ）を通る鉛直線上に略位置するよう配置されている。

Description

不整地走行車両

　本発明は、不整地走行車両の改良技術に関する。

　不整地走行車両は、荒れ地などの不整地を走行することを想定して設計しているため、車輪の懸架装置に含まれるクッションのストロークは大きく設定される。ストロークが大きいため、車輪に動力を伝える等速ボールジョイントの上下揺動角は、大きくなる。そのため、不整地走行車両に適用するように、構造を配慮した等速ボールジョイントが提案されてきた（例えば、特許文献１、図４、５参照）。

　特許文献１に開示された不整地走行車両は、ドライブシャフトで連結されたデフと前輪を含む。

　ドライブシャフトは、デフ側（インボード側）に摺動式等速自在継手を備えている。この摺動式等速自在継手は、カップに収納された軸受部を有する。この軸受部は、カップ内の溝に沿って軸方向に移動可能とされると共に、カップに揺動可能に収納されている。

　固定式等速自在継手が、摺動式等速自在継手に対して図面表裏方向（軸直角方向）へ移動すること及び左右方向（軸方向）へ移動することが許容される。要求される軸方向の移動量に応じて、溝の長さが決められる。移動量が大きいほど、インボード側カップを大きくする必要があり、ドライブシャフトは高価になる。

　不整地走行車両の低コスト化が求められるため、ドライブシャフトの低コスト化を図る必要がある。

特開２００５－３３７３００公報

　本発明は、安価なドライブシャフトを装備した不整地走行車両を提供することを課題とする。

　請求項１に記載の発明によれば、車体フレームと、この車体フレームに取付けられ動力を発生する動力発生機関と、この動力発生機関で発生した出力を伝達する動力伝達装置と、前記車体フレームに取付けられ前記動力伝達装置で伝達される動力を減速する最終減速装置と、車幅方向に延びて前記最終減速装置からの動力を車輪へ伝達するドライブシャフトと、前記車体フレームに上端が連結され下方へ延びるストラットダンパと、このストラットダンパの下部から下方へ延びるナックル支持部材と、車幅方向に延び前記ナックル支持部材の下部を前記車体フレームに連結するロアアームと、前記ナックル支持部材にキングピン軸廻りに回転自在に取付けられ前記車輪を支えるナックルと、を有する不整地走行車両において、前記ドライブシャフトは、中間軸と、この中間軸の車体側端部に取付けられる軸受部と、この軸受部を揺動自在に収納する車体側カップと、前記中間軸の車輪側端部に取付けられる軸受部と、この軸受部を揺動自在に収納する車輪側カップとから成る等速ボールジョイント形態であって、前記ロアアームとほぼ平行に配置され、前記中間軸の車体側端部に取付けられる前記軸受部は、前記ロアアームの車体側連結部を通る鉛直線上に概ね位置するよう配置されている、不整地走行車両が提供される。

　好ましくは、請求項２に記載のごとく、前記車体側カップは、車体フレームに設けられストラットダンパの上端に連結する第１連結部と、車体フレームに設けられロアアームの車体側端部に連結する第２連結部とを結ぶ連結部通過線上に配置される。

　望ましくは、請求項３に記載のごとく、前記車体側カップと、前記車体側カップの下に配置された前記第２連結部とは、前記第２連結部の少なくとも一部が前記車体側カップの車幅方向長さ内において重なる関係にある。

　請求項４に記載のごとく、前記ロアアームに前記ナックル支持部材を連結する第３連結部は、前記ナックル支持部材の下部に前記ナックルの下部を連結する第４連結部より、車幅中心側に設けるのが好ましい。

　望ましくは、請求項５に記載のごとく、前記車体フレームの前部は、車両長手方向に延びるロアフレーム部と、このロアフレーム部から車両前方へ延びる板状ブラケットと、この板状ブラケットから上に延びるアッパパイプ部からなり、板状ブラケットの上に最終減速装置を配置し、車両側面視で、最終減速装置に設けられている車体側カップを挟むように、板状ブラケットの前後に一対の第２連結部が設けられている。

　請求項１による発明では、等速ボールジョイントはロアアームとほぼ平行に配置される。そして、中間軸の車体側端部に取付けられる軸受部は、車両正面視で、ロアアームの車体側連結部を通る鉛直線上に略位置するように配置されている。等速ボールジョイントはロアアームとほぼ平行に配置されているため、車体側端部に取付けられる軸受部の軸方向の移動量はごく小さくなる。すなわち、ドライブシャフトに要求される軸方向の移動量はごく僅かである。そのため、車体側カップの小型化が可能となり、結果、等速ボールジョイントの低コスト化を図ることができる。

　請求項２による発明では、車体側カップは、車体フレームに設けられストラットダンパの上端に連結する第１連結部と、車体フレームに設けられロアアームの車体側端部に連結する第２連結部とを結ぶ連結部通過線上に配置されている。車体側カップの軸方向（車幅方向）の移動量はごく小さくなる。すなわち、ドライブシャフトに要求される軸方向の移動量はごく僅かである。そのため、車体側カップの小型化が可能となり、結果、等速ボールジョイントのさらなる低コスト化を図ることができる。

　請求項３による発明では、車体側カップと、この車体側カップの下に配置されている第２連結部とは、車両平面視で、車体側カップの車幅方向長さ内に、第２連結部の少なくとも一部が重なっている。仮に、第２連結部が車体側カップより車幅外側に配置されると、上下動する中間軸に当たらないように、第２連結部を等速ボールジョイントから離すようにしなければならない。この点、本発明では第２連結部と車体側カップとをラップさせたので、干渉の心配が無く、中間軸にロアアームを、より接近させることができる。

　請求項４による発明では、ロアアームにナックル支持部材を連結する第３連結部は、ナックル支持部材の下部にナックルの下部を連結する第４連結部より、車幅中心側に設けられている。第４連結部に干渉することなく、第３連結部を上げることができる。結果、中間軸にロアアームを、より接近させることができる。

　請求項５による発明は、ロアフレーム部から車両前方へ板状ブラケットを延ばし、この板状ブラケットの上に最終減速装置を配置した。仮に、ロアフレーム部をパイプにすると、最終減速装置の取付位置が上がり、この最終減速装置に設けらる車体側カップが高位置に配置される。この点、本発明では板状ブラケットの上に最終減速装置を配置した。板状ブラケットであればパイプより高さ寸法が小さくなり、車体側カップを低位置に配置することができる。

本発明による車両の左側面図である。該車両の車輪の懸架装置を示す概略図である。該車輪の懸架装置の正面図である。該車輪の懸架装置の分解斜視図である。該車輪の懸架装置の背面図である。該車輪の懸架装置の側面図である。図６の懸架装置の作用説明図である。図７に示された作用の補足説明図である。図７とは別の作用説明図である。最終減速装置の配置を説明する図である。

　本発明の実施例を、単なる例示として、添付図を参照して以下に説明する。

　図１に示されるように、車両１０は、車体フレーム１１の中央にガソリンエンジン等の動力発生機関１２を備え、車体フレーム１１の上に備えたエアクリーナ１３で吸入した空気に燃料を混合させて動力発生機関１２で燃焼させ、排気ガスは動力発生機関１２から延びる排気管１４及びこの排気管１４の後端に接続されているマフラー１５を介して外へ排出し、得られた動力で車体フレーム１１の前部下部に回転自在に取付けられる前輪１６及び／又は車体フレーム１１の後部下部に回転自在に取付けられる後輪１７に伝達して走行し、車体フレーム１１の前部上部に回転自在に取付けられているステアリング軸１８及びこのステアリング軸１８を回転させるハンドル１９により転舵させることができる小型車両である。

　動力発生機関１２は、ガソリンエンジン、ジーゼルエンジン、電動モータなどの駆動源であれば、種類は問わない。

　前輪１６及び後輪１７が、バルーンタイヤと称する広幅で低圧の特殊タイヤであるときには、路面の凹凸を低圧のタイヤが変形して吸収し、路面が軟弱であっても広幅のタイヤで沈み込みを抑えることができるため、このような車両１０は、不整地走行車両と呼ばれる。

　なお、動力発生機関１２で発生した動力は、図２に示すように、プロペラシャフトなどの動力伝達装置２１で最終減速装置２２へ伝達される。そして、図３に示すように、動力は、最終減速装置２２から車幅方向に延びるドライブシャフト２３を介して前輪１６に伝達され、前輪１６が回転駆動される。

　車輪の懸架装置３０は、図３に示すように、車体フレーム１１に上端が連結され下方へ延びるストラットダンパ３１と、このストラットダンパ３１の下部から下方へ延びるナックル支持部材３２と、車幅方向に延びナックル支持部材３２の下部を車体フレーム１１に連結するロアアーム３３と、ナックル支持部材３２にキングピン軸３４廻りに回転自在に取付けられ前輪１６を支えるナックル３５と、車幅方向に延びナックル３５をキングピン軸３４廻りに回転させるタイロッド３６とからなる。以下、各構成要素の詳細を説明する。

　なお、前輪１６の上下動に伴って、ドライブシャフト２３は、揺動範囲θ１の範囲で上下に揺動する。また、タイロッド３６の先端に球面ジョイント５３（詳細後述）が取付けられており、この球面ジョイント５３は、ナックル３５から図面表裏方向（車両前後方向）へ延びているタイロッド支持部４８（詳細後述）に連結される。前輪１６の内側面を通る測線３７と、キングピン軸３４とで挟まれる領域θ２に、タイロッド支持部４８が設けられている。

　図４に示されるように、ストラットダンパ３１は、衝撃力を減衰させるダンパ部３８と、このダンパ部３８を囲うように設けられ縮んだダンパ部３８を元の長さに復帰させるスプリング３９とからなり、ダンパ部３８の上端部４１が車体フレーム１１に取り外し可能に連結される。また、ダンパ部３８の下部に、複数個（この例では２個）のボルト穴４２、４２を有する、縦長の接続部４３、４３が設けられている。

　ナックル３５は、中央穴４５を有するボス部４６から上方へ上部アーム４７及び延長部４４が延び、下方に下部アーム４９が延び、横方向にブレーキキャリパ５１を支えるキャリパ支持部５２、５２が延ばされている、一体部品である。

　延長部４４は車両前後方向に延びており、タイロッド支持部４８を有する。このタイロッド支持部４８に、タイロッド３６先端の球面ジョイント５３が連結される。また、上部アーム４７から車両前方へストッパ片５４が延ばされている。このストッパ片５４の作用は後述する。

　ロアアーム３３は、例えば、平面視でＡ字形状を呈するパイプ部品である。ナックル支持部材３２は、ナックル３５の上部（上部アーム４７）を支える上部軸支部５６と、ナックル３５の下部（下部アーム４９）を支える下部軸支部５７と、上部軸支部５６と下部軸支部５７とを繋ぐブリッジ部５８とからなるコ字状の部材である。ブリッジ部５８の上部には、車両前後方向に貫通するボルト穴５９、５９が設けられ、下部には、ロアアーム３３にボルト６１及びナット６２で接続されるボルト穴６３が設けられている。

　ナックル支持部材３２の上部を、ダンパ部３８の下部の接続部４３、４３で挟み、ボルト６４、６４をボルト穴４２、４２及びボルト穴５９、５９に挿通し、ナット６５、６５を締め付けることで、ダンパ部３８の下部にナックル支持部材３２の上部を連結することができる。

　ナックル支持部材３２とナックル３５との連結について、図５（車両後方から見た要部断面図）に基づいて説明する。図５に示されるように、上部軸支部５６に、Ｌ字断面のブッシュ６６、６７を取付け、下部軸支部５７にＬ字断面のブッシュ６８を取付け、シール部材６９を取付ける。そして、ブッシュ６６にシール材付き抑え蓋７１を上から取付け、ブッシュ６７にシール材付き抑え蓋７２を下から取付ける。

　この時点では、ナックル３５にドライブシャフト２３が取付けられていない。想像線で示すナックル３５の下部アーム４９に、頭付きピン形状のダボ７３を下から上へ挿入し、ダボ７３の途中に止め輪７４を嵌める。これで、ダボ７３が下部アーム４９から抜け落ちる心配はなくなる。そして、矢印（１）のように、ナックル支持部材３２を全体的に上昇させる。この上昇により、ダボ７３を下部軸支部５７のダボ穴７５に挿入すると共に上部アーム４７を上部軸支部５６に下から当てる。

　ボルト７６をＬ字断面のブッシュ６６、６７に上から差し込み、更に上部アーム４７を貫通させる。そして、ボルト７６にナット７７を締め付ける。

　ナックル３５の中央穴４５にベアリング７８を嵌合し、このベアリング７８に、ハブ部材７９を嵌合し、このハブ部材７９にドライブシャフト２３の軸端部８１を挿入し、この軸端部８１にナット８２を取付ける。これで、ナックル３５でハブ部材７９を回転自在に支持させることができる。

　前輪１６はスポーク部８４と、このスポーク部８４の外周に固定したリム部８５と、このリム部８５に取付けるタイヤ８６とからなる。ハブ部材７９から車幅方向外側にボルト８７が延びている。このボルト８７にハブ部材７９を取付け、ナット８８を締めることで、ハブ部材７９に前輪１６を取付けることができる。

　次に、安価なドライブシャフト２３が使用可能であることを、図面に基づいて説明する。図６に示されるように、ドライブシャフト２３は、中間軸１０１と、この中間軸１０１の車体側端部に取付けられる軸受部１０２と、この軸受部１０２を揺動自在に収納する車体側カップ１０３と、中間軸１０１の車輪側端部に取付けられる軸受部１０４と、この軸受部１０４を揺動自在に収納する車輪側カップ１０５とからなる等速ボールジョイントであって、ロアアーム３３とほぼ平行に配置されている。車体側カップ１０３は、従来の技術で述べた摺動式等速自在継手に相当し、摺動用の溝１０６が設けられている。

　そして、中間軸１０１は、ロアアーム３３とほぼ平行に配置されている。加えて、中間軸１０１の車体側端部に取付けられる軸受部１０２は、車両正面視で、ロアアーム３３の車体側連結部３３ａを通る鉛直線１１１上に略位置するように配置されている。

　このような配置が有利であることを、詳しく説明する。車体フレーム１１には、ストラットダンパ３１の上端に連結する第１連結部１０７が設けられている。図中、第１連結部１０７の中心をＰ５ａとする。この中心Ｐ５ａは車体フレーム１１の構造が変われば、必然的に、Ｐ５ｂ、Ｐ５ｃ、Ｐ５ｄ又はＰ５ｅのごとく位置が変わる。第１連結部１０７の位置が変化しても、軸受部１０２の車幅方向における移動が少ないことがこの発明の長所である。

　ロアアーム３３の車体側揺動中心をＰ１、ロアアーム３３の車輪側枢着点をＰ２、中間軸１０１の車輪側端部に取付けられる軸受部１０４の中心点をＰ６と呼ぶ。ストラットダンパ３１が伸縮すると、ロアアーム３３はＰ１を中心に上へ回転して、Ｐ２が円弧上を移動する。この移動の際に、Ｐ６も円弧を描いて移動する。このＰ６の軌跡を、図７に示す。描かれた円弧の中心点Ｐ６ａは、幾何学的に一義的に定まる。

　図面は省略するが、図６の点Ｐ５ａが、上のＰ５ｂに移動した場合にも図７と同様の図を描くことができる。このときの円弧の中心点をＰ６ｂとする。同様に、図６の点Ｐ５ａが、Ｐ５ｃに移動した場合にも図７と同様の図を描くことができ、このときの円弧の中心点をＰ６ｃとし、点Ｐ５ａが、Ｐ５ｄに移動した場合にも図７と同様の図を描くことができ、このときの円弧の中心点をＰ６ｄとし、点Ｐ５ａが、Ｐ５ｅに移動した場合にも図７と同様の図を描くことができ、このときの円弧の中心点をＰ６ｅとする。

　これらの点Ｐ６ａ～Ｐ６ｅは、図８に示されるように、車両正面視で、車体側カップ１０３内に分布することが分かった。しかも、分布は、比較的集中している。図６において、第１連結部１０７の位置が変化しても、車体側カップ１０３を大きくする必要がないことが判明した。すなわち、本発明によれば、車体側カップ１０３を小さくすることができる。

　以上の構造では、軸受部１０２は、車両正面視で、ロアアーム３３の車体側連結部３３ａを通る鉛直線１１１上に略位置するように配置したが、更には第１連結部１０７と、次に述べる第２連結部とに関連した位置に、車体側カップ１０３を配置することが、推奨される。

　図９に示されるように、車体フレーム１１には、ストラットダンパ３１の上端に連結する第１連結部１０７と、ロアアーム３３の車体側端部に連結する第２連結部１０８とが設けられており、これらの連結部１０７、１０８を結ぶ線を連結部通過線１０９とする。本発明では、連結部通過線１０９上に、車体側カップ１０３が配置されている。この構造を採用することにより、軸受部１０２の軸方向移動量（車幅方向移動量）は、ほぼゼロにすることができ、溝１０６の長さを短縮することができるため、車体側カップ１０３の小型化が可能となる。

　さらには、車体側カップ１０３と、この車体側カップ１０３の下に配置されている第２連結部１０８とにおいて、車体側カップ１０３の車幅方向長さをＬとすると、この長さＬ内に第２連結部１０８が配置されている。言い換えると、車両平面視で、車体側カップ１０３の車幅方向長さ内に、第２連結部１０８の前部又は少なくとも一部が重なっていることとなる。

　仮に、第２連結部１０８が車体側カップ１０３より車幅外側に配置されると、上下動する中間軸１０１に当たらないように、第２連結部１０８を等速ボールジョイントから離すようにしなければならない。この点、本例では第２連結部１０８と車体側カップ１０３とをラップさせたので、干渉の心配が無く、中間軸１０１にロアアーム３３を、より接近させることができる。

　また、ロアアーム３３にナックル支持部材３２が連結される部位を第３連結部１１２と呼び、ナックル支持部材３２の下部にナックル３５の下部が連結される部位を第４連結部１１３と呼ぶ。第３連結部１１２は、第４連結部１１３より、車幅中心側に配置されている。第４連結部１１３に干渉することなく、第３連結部１１２を上げることができる。結果、中間軸１０１にロアアーム３３を、より接近させることができる。

　次に、車体フレーム１１に最終減速装置（図２、符号２２）を配置する形態について説明する。図１０（ａ）は本発明の車体フレーム１１の詳細を示し、図１０（ｂ）は比較例での車体フレーム２１１を示す。

　図面１０（ａ）に示されるように、車体フレーム１１の前部は、車両長手方向に延びるロアフレーム部１１５と、このロアフレーム部１１５から車両前方へ延びる板状ブラケット１１６と、この板状ブラケット１１６から上に延びるアッパパイプ部１１７からなる。板状ブラケット１１６の上に最終減速装置２２を配置し、車両側面視で、最終減速装置２２に設けられている車体側カップ１０５を挟むようにして、板状ブラケット１１６の前後に一対の第２連結部１０８、１０８が設けられている。

　板状ブラケット１１６を採用したため、一対の第２連結部１０８、１０８の間は十分に下げることができ、そこに最終減速装置２２を載せる。ロアフレーム部１１５の下面から車体側カップ１０５の中心までの高さをＨ１とする。

　一方、比較例では、図１０（ｂ）に示されるように、車体フレーム２１１の前部は、車両長手方向に延びるロアフレーム部２１５と、このロアフレーム部２１５から上に延びるアッパパイプ部２１７からなる。ロアフレーム部２１５もパイプである。ロアフレーム部２１５の上に最終減速装置２２２を配置し、車両側面視で、最終減速装置２２２に設けられている車体側カップ２０５を挟むようにして、ロアフレーム部２１５に一対の第２連結部２０８、２０８が設けられている。

　ロアフレーム部２１５の下面から車体側カップ２０５の中心までの高さをＨ２とする。図１０（ａ）に示される高さＨ１は、図１０（ｂ）に示される高さＨ２より格段に小さくなる。図１０（ａ）の方が図１０（ｂ）よりも、車体側カップ１０５を低位置に配置することができる。車体側カップ１０５を低位置にすることができれば、低重心化が容易に達成できるなど、構造上有利になる。

　本発明による懸架装置は、実施の形態では不整地走行車両に好適である。

　１０…車両（不整地走行車両）、１１…車体フレーム、１２…動力発生機関、１６…車輪（前輪）、２１…動力伝達装置、２２…最終減速装置、２３…ドライブシャフト、３０…車輪の懸架装置、３１…ストラットダンパ、３２…ナックル支持部材、３３…ロアアーム、３４…キングピン軸、１０１…中間軸、１０２、１０４…軸受部、１０３…車体側カップ、１０５…車輪側カップ、１０６…溝、１０７…第１連結部、１０８…第２連結部、１０９…連結部通過線。

Claims

　車体フレームと、この車体フレームに取付けられ動力を発生する動力発生機関と、この動力発生機関で発生した出力を伝達する動力伝達装置と、前記車体フレームに取付けられ前記動力伝達装置で伝達される動力を減速する最終減速装置と、車幅方向に延びて前記最終減速装置からの動力を車輪へ伝達するドライブシャフトと、前記車体フレームに上端が連結され下方へ延びるストラットダンパと、このストラットダンパの下部から下方へ延びるナックル支持部材と、車幅方向に延び前記ナックル支持部材の下部を前記車体フレームに連結するロアアームと、前記ナックル支持部材にキングピン軸廻りに回転自在に取付けられ前記車輪を支えるナックルと、を有する不整地走行車両において、
　前記ドライブシャフトは、中間軸と、この中間軸の車体側端部に取付けられる軸受部と、この軸受部を揺動自在に収納する車体側カップと、前記中間軸の車輪側端部に取付けられる軸受部と、この軸受部を揺動自在に収納する車輪側カップとから成る等速ボールジョイント形態であって、前記ロアアームとほぼ平行に配置され、前記中間軸の車体側端部に取付けられる前記軸受部は、前記ロアアームの車体側連結部を通る鉛直線上に概ね位置するよう配置されていることを特徴とする不整地走行車両。
　前記車体側カップは、前記車体フレームに設けられ前記ストラットダンパの上端に連結する第１連結部と、前記車体フレームに設けられ前記ロアアームの車体側端部に連結する第２連結部とを結ぶ連結部通過線上に配置されている、請求項１記載の不整地走行車両。
　前記車体側カップと、前記車体側カップの下に配置された前記第２連結部とは、前記第２連結部の少なくとも一部が前記車体側カップの車幅方向長さ内において重なる関係にある、請求項２記載の不整地走行車両。
　前記ロアアームに前記ナックル支持部材を連結する第３連結部は、前記ナックル支持部材の下部に前記ナックルの下部を連結する第４連結部より、車幅中心側に設けられている、請求項１、２又は３記載の不整地走行車両。
　前記車体フレームの前部は、車両長手方向に延びるロアフレーム部と、このロアフレーム部から車両前方へ延びる板状ブラケットと、この板状ブラケットから上に延びるアッパパイプ部からなり、
　前記板状ブラケットの上に前記最終減速装置を配置し、前記最終減速装置に設けられている前記車体側カップを挟むように、前記板状ブラケットの前後に一対の前記第２連結部が設けられている、請求項１～４のいずれか１項記載の不整地走行車両。