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JP2016097766A - 車両 - Google Patents

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JP2016097766A
JP2016097766A JP2014235295A JP2014235295A JP2016097766A JP 2016097766 A JP2016097766 A JP 2016097766A JP 2014235295 A JP2014235295 A JP 2014235295A JP 2014235295 A JP2014235295 A JP 2014235295A JP 2016097766 A JP2016097766 A JP 2016097766A
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岳大 小川
Takehiro Ogawa
岳大 小川
健太郎 奈須
Kentaro Nasu
健太郎 奈須
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Yamaha Motor Co Ltd
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Yamaha Motor Co Ltd
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Abstract

【課題】大きな車体幅を要することなく車輪を車体に収納でき、かつ収納時の車輪の移動範囲を簡単な構成で大きくすることができる構造を備えた車両を提供する。【解決手段】車両は、車体と、車輪3Lと、車輪3Lを左右方向に転舵可能に支持し、かつ収納回動軸線15Lまわりに回動可能に車体に結合されたサスペンションアセンブリ13Lと、車輪3Lを転舵させるための転舵力を発生する転舵力発生ユニット37と、タイロッドアセンブリ38Lとを含む。タイロッドアセンブリ38Lは、転舵力発生ユニット37から転舵力が入力される第1ロッド部81、車輪3Lに転舵力を伝達する第2ロッド部82、およびタイロッドジョイント部85を含む。タイロッドジョイント部85は、第1ロッド部81および第2ロッド部82を互いに回転可能に結合する。タイロッドジョイント部85は、収納回動軸線15L上に配置可能である。【選択図】図12A

Description

この発明は、車体に対して車輪を移動可能な車両に関する。
車両は、車体と、車体に取り付けられた車輪とを含む。特許文献1および特許文献2は、車体に対して車輪を移動可能な車両の例を開示している。具体的には、特許文献1および特許文献2は、水陸両用車両を開示している。
水陸両用車両は、陸上での走行のための車輪と、水上での航走のための水上推進ユニットとを備えている。陸上での走行時には、車輪が地面に接し、車体が地面に接しないことが必要である。そのため、車輪は車体から下方に突出している。水上航走時には、車体から突出した車輪が航走抵抗を増加させる。
特許文献1は、ボディと、車輪と、エンジンと、ウォータージェット装置とを備えた水陸両用車を開示している。ボディは、ステアリングハンドルおよび座席を備えた上部ボディと、浮体を備えた下部ボディとを含む。下部ボディは、エンジン室と、タイヤ収納室と、推進装置室とを備えている。下部ボディには、さらに、昇降用シリンダと、シャッタ装置と、ドライブシャフトと、ディファレンシャルとが備えられている。陸上走行時には、昇降用シリンダが伸展状態とされ、車輪の下部がタイヤ収納室の開口部から下方に突出して地面に接地する。水上航走時には、昇降用シリンダが収縮され、車輪が上方に移動してタイヤ収納室に収納され、さらに、シャッタ装置がタイヤ収納室の開口部を閉鎖する。ドライブシャフトの両端に自在継手を介してディファレンシャルおよびアスクルシャフトがそれぞれ連結されている。昇降用シリンダが作動して車輪が上下動するときも、ドライブシャフトと、ディファレンシャルおよびアスクルシャフトとの連結状態が保持される。
特許文献2の水陸両用車は、船体、車体、サスペンション装置、および車輪を含む。サスペンション装置は、アッパサスペンションアーム、ロワサスペンションアーム、これらに連結されたサスペンションアップライト、および格納ラムを含む。サスペンションアップライトに車輪のハブが結合されている。格納ラムを作動させることにより、アッパサスペンションアームおよびロアサスペンションアームがそれぞれの枢支点を中心に回動する。それにより、サスペンションアップライトおよびそれに支持された車輪が回動して、サスペンション装置が、車両支持位置と格納位置との間で移動する。車両支持位置において、サスペンションアップライトおよび車輪は、船体(車体)の側面を超えた外方に位置している。このとき車輪は船体の滑走面よりも下方にその下端が位置している。格納位置において、サスペンションアップライトは、船体の上方に持ち上げられて支持されており、車輪は、その持ち上げられたサスペンションアップライトの下端に支持されている。このとき、車輪は船体の滑走面よりも上方にある。
実開平3−5606号公報 特表2010−536661号公報
特許文献1の構造では、車体に対して車輪が上下動するので、左右の車輪の外側端の間の距離が、車体の幅とほぼ等しくなる。したがって、陸上走行の安定性のために左右車輪の間隔を広くすると、車体の幅がそれに応じて広くなる。車体の幅が大きいと、水上航走時の抵抗が大きい。
特許文献2の構造は、複雑であるうえに、車輪の回動角が小さいので、車輪の移動範囲が制限され、車輪の収納位置が大きく制限される。具体的には、特許文献2の構造では、水上航走時には車体に対して比較的高く持ち上げた状態で車輪が保持される。そのため、水上航走時の重心が高くなり、運動性能および安定性の向上に制限がある。とくに、特許文献2の構造では、陸上走行時の操舵性能を向上するために、左右のサスペンション装置を連結するアンチロールバーが備えられている。このアンチロールバーに連結されたドロップリンクによって各リンクの移動が規制される。これにより、車輪の回動角が一層制限されている。したがって、車輪を上方に移動させるためには、サスペンションアップライトのスライド移動が必要である。とくに、エンジンの駆動力が伝達される駆動車輪のサスペンション装置に車輪収納機構を設けようとすると、車輪の移動範囲が一層制限される。
この発明の一実施形態は、大きな車体幅を要することなく車輪を車体に収納でき、かつ収納時の車輪の移動範囲を簡単な構成で大きくすることができる構造を備えた車両を提供する。
この発明の一実施形態は、車体と、車輪と、前記車輪を左右方向に転舵可能に支持し、かつ収納回動軸線まわりに回動可能に前記車体に結合された車輪支持部と、前記車輪を転舵させるための転舵力を発生する転舵力発生ユニットと、タイロッドアセンブリとを含む、車両を提供する。タイロッドアセンブリは、前記転舵力発生ユニットから転舵力が入力される第1ロッド部、前記車輪に転舵力を伝達する第2ロッド部、ならびに前記第1ロッド部および前記第2ロッド部を互いに回転可能に結合する第1タイロッドジョイント部とを含み、前記第1タイロッドジョイント部を前記収納回動軸線上に配置可能に構成されている。
この構成によれば、転舵力発生ユニットが転舵力を発生すると、その転舵力が、タイロッドアセンブリを介して車輪に伝達される。それにより、車輪支持部に支持された状態で、車輪が左右に転舵する。タイロッドアセンブリは、第1タイロッドジョイント部によって回動可能に結合された第1ロッド部および第2ロッド部を含む。車輪支持部は収納回動軸線まわりに回動可能である。第1タイロッドジョイント部は、収納回動軸線上に配置可能である。そこで、第1タイロッドジョイント部が収納回動軸線上に配置されているとき、車輪支持部は、タイロッドアセンブリによる機械的な制限を受けること無く、タイロッドアセンブリと車輪とを連結したままで、収納回動軸線まわりに回動できる。このように、簡単な構成で、転舵車輪を大きな回動角範囲で回動させることができる。車輪を大きな回動角範囲で回動させることができるので、車輪を使用するときには、車輪を車体の幅を超えた位置に配置できる。したがって、車輪の収納のために車体の幅が大きくなることを回避できる。
第1タイロッドジョイント部は、転舵動作に伴って移動するように構成されていてもよい。この場合、第1タイロッドジョイント部の移動経路が収納回動軸線を通るように構成されていればよい。移動経路は、収納回動軸線を横切っていてもよいし、収納回動軸線に沿っていてもよい。
この発明の一実施形態では、前記第1タイロッドジョイント部が前記収納回動軸線上にある状態で、前記車輪支持部が前記収納回動軸線まわりに回動可能である。
第1タイロッドジョイント部が収納回動軸線上にない状態で回動力を加えることによって、第1タイロッドジョイント部が収納回動軸線上に案内されるように構成されていてもよい。
この発明の一実施形態では、前記車輪支持部と前記車体との結合部が前記収納回動軸線上に位置しており、前記第1タイロッドジョイント部が、前記車輪支持部と前記車輪との結合部とは異なる位置で前記収納回動軸線上に配置可能である。
この構成では、車輪支持部と車体との結合部とは異なる位置において、第1タイロッドジョイント部を収納回動軸線上に配置できる。したがって、設計の自由度を大きく制限することなく、タイロッドアセンブリによる回動角制限の少ない構造を提供できる。
この発明の一実施形態では、前記タイロッドアセンブリが、前記第1ロッド部の中間部に結合され当該中間部を通る回動軸線まわりに前記第1ロッド部を回動可能に支持するロッド支持部と、前記転舵力発生ユニットからの転舵力が入力される第3ロッド部と、前記ロッド支持部に対して前記第1タイロッドジョイント部とは反対側において前記第1ロッド部および前記第3ロッド部を回動自在に結合する第2タイロッドジョイント部とをさらに含む。
この構成では、第3ロッド部に転舵力が入力されると、その転舵力が第2タイロッドジョイント部を介して第1ロッド部に入力される。その転舵力によって、第1ロッド部はその中間部を通る回動軸線まわりに回動する。第1ロッド部が回動することによって、第1タイロッドジョイント部を介して、転舵力が第2ロッド部に伝達され、車輪の転舵を引き起こす。第1タイロッドジョイント部に加えて第2タイロッドジョイント部においても転舵力伝達経路を曲げることができるので、より設計の自由度の高い構造となり、車輪支持部および車輪の回動範囲を一層大きくとるための設計を行いやすい。
この発明の一実施形態では、前記第1ロッド部の中間部を通る前記回動軸線が前記収納回動軸線と交差しており、前記第1タイロッドジョイント部が前記収納回動軸線上に位置するときに前記第2タイロッドジョイント部も前記収納回動軸線上に位置するように、前記タイロッドアセンブリが構成されている。
この構成では、第1ロッド部の回動軸線が収納回動軸線と交差しているので、第1タイロッドジョイント部を収納回動軸線上に配置可能である。さらに、第1タイロッドジョイント部および第2タイロッドジョイント部を収納回動軸線上に同時に配置できるから、車輪支持部が収納回動軸線まわりに回動するときに、タイロッドアセンブリがその回動範囲を制限することを回避できる。
この発明の一実施形態では、前記車輪支持部が、アッパアームと、前記アッパアームの下方に配置されたロワアームと、前記アッパアームの先端部に回動可能に結合された上部キングピン、および前記ロワアームの先端部に回動可能に結合された下部キングピンを有し、前記車輪を回転自在に支持するスイベルハブユニットと、前記アッパアームおよび前記ロワアームをそれぞれ上下方向に回動可能に支持するように前記アッパアームの基端部および前記ロワアームの基端部に結合され、かつ前記収納回動軸線まわりに回動自在に前記車体に結合されたアーム支持部と、前記アーム支持部と前記ロワアームとの間に架け渡されたショックアブソーバとを含む。
この構成では、車輪支持部がダブルウィシュボーン型のサスペンション装置を構成しており、そのサスペンション装置が収納回動軸線まわりに回動可能とされている。したがって、サスペンション装置を車輪とともに回動して車体の内部に収納することができる。アーム支持部とロワアームの先端部との間に架け渡されたショックアブソーバが路面からの衝撃を吸収するので、優れた走行性能が得られる。
この発明の一実施形態では、車両は、前記車輪を回転させるための駆動力を発生する原動機と、前記原動機から駆動力が入力される第1ドライブ軸部、前記車輪に回転力を伝達する第2ドライブ軸部、ならびに前記収納回動軸線上に位置し前記第1ドライブ軸部および前記第2ドライブ軸部を互いに回転可能に結合するドライブジョイント部を含む、ドライブ軸とをさらに含む。
この構成によれば、原動機が発生する駆動力が、ドライブ軸を介して車輪に入力される。すなわち、車輪は、転舵車輪であり、かつ駆動車輪である。ドライブ軸は、ドライブジョイント部を介して回動可能に結合された第1および第2ドライブ軸部を含み、ドライブジョイント部が収納回動軸線上に位置している。したがって、車輪支持部を収納回動軸線まわりに回動させるときに、第2ドライブ軸部は収納回動軸線上にあるドライブジョイント部のまわりで回動できるので、車輪支持部の回動を阻害せず、その回動範囲を制限しない。このため、車輪支持部と車輪とを連結したままで車輪を回動させることができる。
この発明の一実施形態では、前記第1ドライブ軸部が前記収納回動軸線に沿って配置され、かつ前記車輪支持部に回転可能に支持されている。この構成によれば、構造を簡単にすることができる。また、第1ドライブ軸部が収納回動軸線に沿っていることにより、車輪支持部の回動角度範囲を大きくとる設計が可能である。
この発明の一実施形態では、車両は、前記車輪支持部を前記収納回動軸線まわりに回動させる車輪用アクチュエータをさらに含む。この構成によれば、車輪用アクチュエータを作動させることによって、車輪支持部を収納回動軸線まわりに回動させることができる。
この発明の一実施形態では、車両は、前記車輪の収納指示を出力する指示装置をさらに含み、前記車輪用アクチュエータが、前記指示装置が出力する収納指示に応答して作動する。この構成によれば、指示装置が収納指示を出力すると、車輪用アクチュエータがそれに応答して作動する。したがって、必要に応じて、車輪用アクチュエータを作動させて、車輪を回動移動させることができる。
この発明の一実施形態では、前記車輪支持部が、前記収納回動軸線まわりに90度以上回動する。この構成によれば、90度以上の大きな角度範囲で車輪支持部を回動させることができるので、車輪の移動範囲が大きく、収納時における車輪の配置の自由度が高まる。
この発明の一実施形態では、前記車輪支持部が、前記収納回動軸線まわりに略180度回動する。この構成によれば、一層大きな角度範囲で車輪支持部を回動させることができるので、車輪の移動範囲が大きく、とくに収納時における車輪の配置の自由度が高まる。より具体的には、車輪を略180度回動させることにより、車輪を低い位置に収納することができ、車体の重心を低くすることができる。
この発明の一実施形態では、前記車輪よりも内方の前記車体の内部に車輪収納部が設けられており、前記車輪支持部が前記収納回動軸線まわりに回動することによって、前記車輪が前記車輪収納部に収納される。この構成によれば、車輪を車体内部の車輪収納部に収納できるので、車体外に車輪の収納スペースを確保する必要がない。
この発明の一実施形態では、前記車両は、前記車輪収納部を開閉可能な蓋部をさらに含む。この構成によれば、車輪収納部を蓋部で閉じることができるので、外観を向上できる。加えて、車輪収納部に収納した車輪およびそれに関連する構造を外部環境から保護することができる。
この発明の一実施形態では、前記蓋部が、少なくとも当該蓋部を閉じた閉状態(収納状態)において前記車両の外装と連続する外表面を有している。この構成によれば、蓋部を閉じると、その外表面が車両の外装と連続するので、車輪収納状態で優れた外観を有する車両を提供できる。また、車両の移動時に車輪が周囲の流体から抵抗を受けることがないので、移動時の抵抗を少なくすることができる。
この発明の一実施形態では、前記蓋部が前記車両の上面を成す上面部を含む。この構成によれば、蓋部を開くことにより車両の上面が開放されるから、車輪収納部に上方から車輪を収容できる。したがって、収納回動軸線まわりに車輪を回動させることによって、車体の内方の位置に車輪を収納できる。また、車両の上面から車両の内部の低い位置へと車輪を導いて収納できるので、重心を低くできるとともに、車輪収納状態での車両の上下方向の高さを小さくできる。
この発明の一実施形態では、前記蓋部が前記車両の側面を成す側面部を含む。この構成によれば、蓋部を開けることによって、車体の幅を超えた側方へと車輪を配置できる。したがって、車輪使用時に、車輪を車体中心から離れた位置に配置できるので、安定した走行性能を実現できる。その一方で、車体の幅を小さくできるので、車両の移動時に周囲の流体から受ける抵抗を小さくできる。
この発明の一実施形態では、車両は、前記車体に取り付けられ、水上で前記車両に推進力を与える水上推進装置をさらに含む。この構成によれば、水上推進装置が備えられているので、水陸両用車両を提供できる。水上航走時には、車輪を収納することにより、水からの抵抗を少なくできるので、水上推進装置が発生する推進力を効率的に利用した航走が可能になる。
図1は、この発明の一実施形態に係る車両の斜視図である。 図2は、前記車両の平面図である。 図3は、前記車両の左側面図である。 図4は、前記車両の正面図である。 図5は、前記車両の背面図である。 図6は、前記車両の底面図である。 図7は、前記車両の駆動力伝達のための構成を説明するためのブロック図である。 図8は、前記車両の水上航走モードでの外観を示す斜視図である。 図9は、前記車両の車輪を収納した状態を示す斜視図である。 図10は、前記車両に備えられた前輪操舵システムの構成を説明するための斜視図であり、陸上走行モードでの構成が示されている。 図11は、水上航走モードでの前輪操舵システムの構成を示す斜視図である。 図12Aは、前輪および前輪サスペンションアセンブリの斜視図である。 図12Bは、図12Aの構成の正面図である。 図12Cは、図12Aの構成の背面図である。 図12Dは、図12Aの構成の平面図である。 図13は、前輪ドライブ軸の構成を説明するための斜視図である。 図14は、タイロッドアセンブリの構成を説明するための斜視図である。 図15は、右方向に操舵した場合におけるタイロッドアセンブリの状態を示す平面図である。 図16は、左方向に操舵した場合のタイロッドアセンブリの状態を示す平面図である。 図17A〜図17Dは、前輪を車体に収容するときの動作を順に示す斜視図である。 図18Aは、陸上走行モードでの前輪付近の図解的な断面図である。 図18Bは、水上航走モードでの前輪付近の図解的な断面図である。 図19Aは、車輪収納部を開閉する蓋部の構造および動作を説明するための斜視図である。 図19Bは、車輪収納部を開閉する蓋部の構造および動作を説明するための斜視図である。 図20は、前記車両の電気的構成を説明するためのブロック図であり、陸上走行モードと水上航走モードとの切換えに関する構成を示す。 図21は、陸上走行モードにおけるエンジンの冷却に関する特徴を説明するためのブロック図である。 図22は、水上航走モードにおけるエンジンの冷却に関する特徴を説明するためのブロック図である。
以下では、この発明の実施の形態を、添付図面を参照して詳細に説明する。
図1は、この発明の一実施形態に係る車両1の斜視図である。図2、図3、図4、図5および図6は、それぞれ、車両1の平面図、左側面図、正面図、背面図および底面図である。
車両1は、陸上を走行する機能と、水上を航走する機能とを備えた水陸両用車両である。換言すれば、車両1は陸上走行モードと水上航走モードとに転換可能である。図1〜図6には、陸上走行モードの車両1を示す。説明の便宜上、以下では、水平面に置かれた陸上走行モードの車両1に乗車している運転者の視点に基づいて、前(Front)、後(Rear)、左(Left)、右(Right)、上(Up)、下(Down)等が定義されていることとする。
車両1は、車体2と、車輪3L,3R,4L,4Rとを含む。
車体2は、前後方向FRの長さが、車幅方向(左右方向)LRの長さよりも長い。前後方向FRは、ほぼ水平方向に沿う。車幅方向LRは、前後方向FRに直交する方向であり、ほぼ水平方向に沿う。車体2の前後方向FRに関して中間部付近に座席5が配置されている。この実施形態では、一対の座席5が車幅方向LRに並んで配置されている。一つの座席5は、運転者が着座する運転席5Dである。運転席5Dの前方には、ステアリングホイール6および計器類7が配置されている。
車体2は、上面8と、左右の側面9L,9R(総称するときには「側面9」という。)と、底面10とを含む。底面10は、車両1が水上を航走するときの滑走面である。側面9は、上面8と底面10とを結合するように、上面8と底面10との間に設けられている。それによって、側面9の内側に、エンジン20等を収容する収容空間が区画されている。上面8には、窪み11が形成されている。この窪み11に座席5が配置されている。上面8の前方部8Fは、平面視において、先細り形状を有している。また、上面8の後方部8Rも、平面視において先細り形状を有している。側面9の平面形状は上面8の形状に従う。それにより、側面9は、水上での前進時および後進時に、水を掻き分けるように形成されている。具体的には、側面9の前方部は、前方に向かうほど車幅方向LRに関して車体中央に近づくように前後方向FRに対して傾斜している。側面9の後方部は、後方に向かうほど車幅方向LRに関して車体中央に近づくように前後方向FRに対して傾斜している。前後方向FRに関する中間部においては、側面9はほぼ前後方向FRに沿っている。さらに、側面9は、ほぼ上下方向UDに沿っている。より正確には、側面9は、上方ほど車幅方向LRに関して車体中央から遠ざかるように、上下方向UDに対してわずかに傾斜している。底面10は、正面視において、中央部10Mが下方に突出した湾曲面を有している。底面10は、その周縁部において、側面9の下縁に滑らかに連続している。
車輪は、この実施形態では、車体2の前部左右に配置された一対の前輪3L,3Rと、車体2の後部左右に配置された一対の後輪4L,4Rとを含む。前輪は、左前輪3Lおよび右前輪3Rを含む。後輪は、左後輪4Lおよび右後輪4Rを含む。前輪3L,3Rは、左右の前輪サスペンションアセンブリ13L,13Rによって車幅方向LRに転舵可能にそれぞれ支持されている。つまり、前輪3L,3Rは、転舵車輪である。前輪サスペンションアセンブリ13L,13Rは、車体2の前後方向FRに沿う収納回動軸線15L,15Rまわりに回動可能に車体2に結合された車輪支持部である。後輪4L,4Rは、左右の後輪サスペンションアセンブリ14L,14Rによって支持されている。この実施形態では、後輪4L,4Rは、左右に転舵しない状態で、後輪サスペンションアセンブリ14L,14Rに支持されている。つまり、後輪4L,4Rは、非転舵車輪である。後輪サスペンションアセンブリ14L,14Rは、車体2の前後方向FRに沿う収納回動軸線16L,16Rまわりに回動可能に車体2に結合された車輪支持部である。
車体2の後部には、ジェット推進ユニット17が備えられている。ジェット推進ユニット17は、車体2の底面10に形成された吸込口18から周囲の水を吸い込んで、車体2の後方に向かって水流を噴出するように構成されている。噴出される水流の反力が、車体2を前進させるための推進力となる。ジェット推進ユニット17は、水上航走モードにおいて車体2に推進力を与える水上推進装置である。
図7は、車両1の駆動力伝達のための構成を説明するためのブロック図である。車両1は、原動機としてのエンジン20と、トランスミッション21と、前後のデファレンシャルギヤ22,23と、前後のプロペラ軸24,25と、車輪ドライブ軸26R,26L,27L,27Rと、ジェット推進機ドライブ軸28とを含む。これらは、車体2に収容されている。
エンジン20は、この実施形態では、一方向に回転する内燃機関である。そのエンジン20の回転がトランスミッション21に入力される。トランスミッション21は、エンジン20の回転を変速する。詳細な図示は省略するけれども、トランスミッション21は、前進ギヤ、後進ギヤおよびジェット推進機用ギヤを含む。前進ギヤは、エンジン20の回転を車輪3L,3R,4L,4Rの前進方向に相当する方向の回転に変換し、その変換後の駆動力を、前後のプロペラ軸24,25を介して、前後のデファレンシャルギヤ22,23に伝達する。前進ギヤは、複数の変速段に対応した複数の前進ギヤを含んでいてもよい。後進ギヤは、エンジン20の回転を車輪3L,3R,4L,4Rの後進方向に相当する方向の回転に変換し、その変換後の駆動力を、前後のプロペラ軸24,25を介して前後のデファレンシャルギヤ22,23に伝達する。したがって、この実施形態では、全ての車輪3L,3R,4L,4Rが、エンジン20からの駆動力を受けて駆動される駆動輪である。
前デファレンシャルギヤ22は、左右の前輪ドライブ軸26L,26Rの回転差を許容しながら、それらに駆動力を伝達する。左右の前輪ドライブ軸26L,26Rの回転が、左右の前輪3L,3Rにそれぞれ伝達される。後デファレンシャルギヤ23は、左右の後輪ドライブ軸27L,27Rの回転差を許容しながら、それらに駆動力を伝達する。左右の後輪ドライブ軸27L,27Rの回転が、左右の後輪4L,4Rにそれぞれ伝達される。
ジェット推進機用ギヤは、エンジン20の回転を、後方に向けて水流が形成される方向の回転に変換してジェット推進機ドライブ軸28に伝達する。
トランスミッション21は、動力切換ユニット21Aを含む。動力切換ユニット21Aは、陸上走行モードにおいて、エンジン20の駆動力を、プロペラ軸24,25を介してデファレンシャルギヤ22,23に伝達する。動力切換ユニット21Aは、水上航走モードにおいては、エンジン20の駆動力をジェット推進機ドライブ軸28を介してジェット推進ユニット17に伝達する。動力切換ユニット21Aは、たとえば、エンジン20の駆動力を変速ギヤ(前進ギヤまたは後進ギヤ)に伝達する第1のクラッチと、エンジン20の駆動力をジェット推進機用ギヤを介してジェット推進機ドライブ軸に伝達する第2のクラッチとを含んでいてもよい。
陸上走行モードの水上航走モードとの切換えは、運転席5Dの近傍に設けられたモード切換スイッチ12(図1を併せて参照)の操作による指令に応答して行われてもよい。モード切換スイッチ12は、陸上走行モードにおいてギヤを選択するシフトレバーユニットと兼用のユニットであってもよい。水上航走モードでは、後述するように、車輪3L,3R,4L,4Rが車体2内に収納される。モード切換スイッチ12は、車輪3L,3R,4L,4Rの収納を指示する指示信号を発生するための指示装置の一例である。
図1には、陸上走行モードの車両1の外観が示されている。陸上走行モードでは、車輪3L,3R,4L,4Rは、車体2の側面9から側方に突出している。この実施形態では、車輪3L,3R,4L,4Rは、平面視において、車体2の全幅範囲よりもさらに外側に突出している。また、車輪3L,3R,4L,4Rの下端部は、車体2の底面10よりも下方にあって、地面に接している。
図8は、水上航走モードの車両1の外観を示す斜視図である。水上航走モードでは、車輪3L,3R,4L,4Rおよびサスペンションアセンブリ13L,13R,14L,14は、車体2の内部に区画された車輪収納部29L,29R,30L,30Rに収納されている。車体2には、車輪収納部29L,29R,30L,30Rを開閉可能に覆う蓋部31L,31R,32L,32Rが設けられている。蓋部31L,31R,32L,32Rを閉じた状態では、蓋部31L,31R,32L,32Rの外表面は、車両1の外装とほぼ面一をなして連続する。
図9は、蓋部31L,31R,32L,32Rを取り外して車輪3L,3R,4L,4Rの収納状態を示す斜視図である。前輪3L,3Rは、前後方向FRに沿う収納回動軸線15L,15R(図2、図4および図5参照)まわりにほぼ180度回転させられた状態で、車体2の内部の車輪収納部29L,29Rに収納されている。左右の前輪3L,3Rの外側表面同士が対向している。車輪収納部29L,29Rは、前輪3L,3Rの高さよりも大きな高さを有している。車輪収納部29L,29Rは、上方および側方に開口している。車輪収納部29L,29Rは、左右の前輪3L,3Rと、それらを支持する前輪サスペンションアセンブリ13L,13Rとを収容するように構成されている。
同様に、後輪4L,4Rは、前後方向FRに沿う収納回動軸線16L,16R(図2、図4および図5参照)まわりにほぼ180度回転させられた状態で、車体2の内部の車輪収納部30L,30Rに収納されている。左右の後輪4L,4Rの外側表面同士が対向している。車輪収納部30L,30Rは、後輪4L,4Rの高さよりも大きな高さを有している。車輪収納部30L,30Rは、左右の後輪4L,4Rと、それらを支持する後輪サスペンションアセンブリ14L,14Rとを収容するように構成されている。
図10は、車両1に備えられた前輪操舵システム35の構成を説明するための斜視図であり、陸上走行モードでの構成が示されている。前輪操舵システム35は、ステアリングホイール6と、ステアリングホイール6に結合されたステアリングロッド36と、ステアリングロッド36に結合された転舵力発生ユニット37と、転舵力発生ユニット37に結合された左右一対のタイロッドアセンブリ38L,38Rとを含む。ステアリングホイール6は、ステアリングコラム34に回転自在に支持されている。ステアリングロッド36は、ユニバーサルジョイント39によって回転力伝達可能に結合された複数のロッド部40を含む。
転舵力発生ユニット37は、たとえば、ステアリングロッド36に固定されたピニオンと、そのピニオンに噛合するラックとを含むラック・アンド・ピニオン機構を有していてもよい。ラック・アンド・ピニオン機構は、ステアリングホイール6に加えられた操作力を、ラックの左右方向力に変換し、その左右方向力を転舵力として発生する。この場合、タイロッドアセンブリ38L,38Rは、ラックエンドと転舵車輪としての前輪3L,3Rとの間を結合していてもよい。転舵力発生ユニット37は、電動モータ、油圧シリンダ等の転舵アクチュエータを有していてもよい。
タイロッドアセンブリ38L,38Rは、転舵力発生ユニット37が発生する転舵力を前輪3L,3Rに伝達する。それにより、前輪3L,3Rが左右に転舵する。
図11は、前輪3L,3Rを収納した状態、すなわち、水上航走モードでの前輪操舵システム35の構成を示す。タイロッドアセンブリ38L,38Rによって転舵力発生ユニット37と前輪3L,3Rとの間の転舵力伝達系の結合を保持した状態で、収納回動軸線15L,15Rまわりに前輪3L,3Rが約180度回動させられている。それにより、前輪サスペンションアセンブリ13L,13Rが、前輪3L,3Rよりも外側に位置しており、前輪サスペンションアセンブリ13L,13Rおよび前輪3L,3Rを含む全体の幅が小さくなっている。それにより、陸上走行モードでの左右の前輪3L,3Rを含む車両全幅よりも狭い幅の車体2内に左右の前輪3L,3Rが収納可能とされている。
ステアリングコラム34には、水上航走モードにおける操舵のための水上操舵システム135(図10では図示省略)が結合されている。水上操舵システム135は、この実施形態では、デフレクタ136を左右に回動させるように構成されている。デフレクタ136は、ジェット推進ユニット17が後方に噴射する水流の方向を左右に偏向させる。デフレクタ136は、上下方向UDに沿う回動軸線137まわりに左右に回動可能である。デフレクタ136の操作レバー138に転舵力伝達ユニット139が結合されている。転舵力伝達ユニット139は、ステアリングホイール6に加えられた操作力を操作レバー138に伝達する。具体的には、転舵力伝達ユニット139は、ボーデンケーブルを含んでいてもよい。この構成により、ステアリングホイール6を左右に操作することによって、デフレクタ136を左右に回動させることができる。それにより、ジェット推進ユニット17が噴射する水流の方向を左右に変えることができ、それに応じて、車体2に与えられる推進力の方向を左右に変化させることができる。これにより、水上での操舵が達成される。
ステアリングコラム34は、前輪操舵システム35と水上操舵システム135とを切り換える操舵システム切換ユニット33を内蔵している。操舵システム切換ユニット33は、ステアリングホイール6に加えられた操作力を前輪操舵システム35に伝達する陸上操舵状態と、ステアリングホイール6に加えられた操作力を水上操舵システム135に伝達する水上操舵状態とを切り換え可能である。
操舵システム切換ユニット33は、たとえば、ステアリングホイール6をステアリングコラム34のコラム軸方向に移動させる手動操作によって状態が切り換わるように構成されていてもよい。具体的には、操舵システム切換ユニット33は、ステアリングホイール6のコラム軸方向に関する位置が、陸上操舵位置のときに陸上操舵状態となり、水上操舵位置のときに水上操舵状態となるように構成されていてもよい。陸上操舵位置と水上操舵位置との切換えは、ステアリングホイール6の操作位置が中立位置のときにのみ許容されるように構成されていてもよい。中立位置とは、車両1を直進させるときのステアリングホイール6の回動位置である。操舵システム切換ユニット33は、マイクロコンピュータ等を含む制御ユニット150(図20参照)による制御によって、陸上操舵状態と水上操舵状態とが切り換わるように構成されていてもよい。
図12Aは、左前輪3Lおよび左前輪サスペンションアセンブリ13Lの斜視図である。図12Bはその正面図であり、図12Cはその背面図であり、図12Dはその平面図である。これらは、いずれも陸上走行モードにおける状態を示している。
前輪3Lは、ホイール部材41と、ホイール部材41に装着されたタイヤ42とを含む。前輪サスペンションアセンブリ13Lは、アッパアーム45と、ロワアーム46と、スイベルハブユニット47と、アーム支持部48と、ショックアブソーバ49とを含む。
アッパアーム45とロワアーム46とは、上下に間隔を空けて配置されている。ロワアーム46はアッパアーム45の下方に配置されている。アッパアーム45は、A型アームであり、その一対の基端部51は、アーム支持部48に回動可能に支持されている。より具体的には、一対の基端部51がアーム支持部48の上支持腕53を前後から挟むように配置されている。その一対の基端部51と上支持腕53とを結合ピン54が前後方向FRに貫いている。これにより、アッパアーム45は、その先端部52が上下方向UDに移動するように、結合ピン54まわりに回動可能である。同様に、ロワアーム46は、A型アームであり、その一対の基端部55は、アーム支持部48に回動可能に支持されている。より具体的には、一対の基端部55がアーム支持部48の下支持腕57を前後から挟むように配置されている。その一対の基端部55と下支持腕57とを結合ピン58が前後方向FRに貫いている。これにより、ロワアーム46は、その先端部56が上下方向UDに移動するように結合ピン58まわりに回動可能である。
スイベルハブユニット47は、ユニット本体60と、ハブシャフト61とを含む。ハブシャフト61は、ユニット本体60に対して回転自在に支持されている。ハブシャフト61は、ホイール部材41の径方向に沿って延びた円形のブレーキディスク62を有している。ハブシャフト61に前輪3Lのホイール部材41が取り付けられている。ユニット本体60は、上部キングピン63および下部キングピン64を含む。上部キングピン63は、ユニット本体60から上方に延びている。下部キングピン64は、ユニット本体60から下方に延びている。
上部キングピン63は、アッパアーム45の先端部52に対して、当該上部キングピン63の軸線まわりに回動可能に結合されている。下部キングピン64は、ロワアーム46の先端部56に対して、当該下部キングピン64の軸線まわりに回動可能に結合されている。上部キングピン63および下部キングピン64の軸線は同一直線上にあり、その直線によって定義される転舵軸線65まわりにスイベルハブユニット47が回動可能である。それにより、転舵軸線65まわりに前輪3Lが転舵可能である。ユニット本体60から前後方向FRに沿ってナックルアーム66が延びている。ナックルアーム66の先端部67に、タイロッドアセンブリ38Lが結合されている。
タイロッドアセンブリ38Lがナックルアーム66を車幅方向LRに押し引きすることにより、スイベルハブユニット47が上下のキングピン63,64まわりに(すなわち転舵軸線65まわりに)回動する。それにより、前輪3Lの転舵が達成される。
キングピン63,64の先端部はボールジョイント68,69(図13参照)を介してアッパアーム45およびロワアーム46にそれぞれ結合されている。したがって、キングピン63,64とアッパアーム45およびロワアーム46との結合は、キングピン63,64に対して、転舵軸線65まわりの回動自由度だけでなく、前後方向FRに沿う回動軸線まわりの回動自由度をも与える。それにより、アッパアーム45およびロワアーム46が上下方向UDに揺動すると、スイベルハブユニット47は、転舵軸線65の方向をほぼ保ったまま上下動する。
アーム支持部48は、上支持腕53と、下支持腕57と、ドライブ軸支持部70と、ショックアブソーバ支持アーム71とを含む。ドライブ軸支持部70は、前輪ドライブ軸26Lを回転自在に支持している。ドライブ軸支持部70に上支持腕53および一対の下支持腕57が結合されている。
上支持腕53は、ドライブ軸支持部70から前輪3Lに向かって延びている。上支持腕53の形状はとくに限定されないが、この実施形態では、平面視においてU字形状を有しており、先端側が枝分かれしている。上支持腕53よりも下方において、ドライブ軸支持部70に一対の下支持腕57が結合されている。
一対の下支持腕57は、前後方向FRに間隔を開けて平行に設けられており、それらは、先端部付近において、筒部59によって互いに結合されている。各下支持腕57は、正面視においてC字形状(図12Bでは左右反転C字形状)を有している。より具体的には、各下支持腕57は、上支持腕53とほぼ平行に前輪3Lに向かって延びてから下方へと垂れ下がり、さらに前輪3Lから遠ざかる方向(車体2の内方)へと湾曲または屈曲している。筒部59には、結合ピン58が挿通されている。正面視において、アッパアーム45の結合ピン54は、ロワアーム46の結合ピン58よりも前輪3Lに接近して配置されている。
下支持腕57の前述のような湾曲または屈曲形状により、陸上走行モードにおいて、結合ピン58は、車体2の底面10の下方において当該底面10の縁部よりも車幅方向LRに関して内方の位置に配置される(図12B参照)。すなわち、下支持腕57は、車体2の底面10の縁部を回り込んで底面10の下方にロワアーム46の回動軸線を配置するような湾曲または屈曲形状に構成されている。車体2の底部2Aの縁部は、車幅方向LRに関して、収納回動軸線15Lよりも外方に位置している。ロワアーム46の回動軸線(結合ピン58)は、車体2の底部2Aの縁部に対して、車幅方向LRに関して内方で、かつ下方に位置している。この構成により、前輪サスペンションアセンブリ13Lおよび前輪3Lを収納するために車体2内に確保すべき収納空間(前輪収納部29L)を小さくすることができる。
ドライブ軸支持部70は、前輪ドライブ軸26Lを回転自在に支持している。前輪ドライブ軸26Lは、車両1の前後方向FRに沿って後方からドライブ軸支持部70に差し入れられ、ドライブ軸支持部70内で方向を変えて、スイベルハブユニット47のハブシャフト61に結合されている。
図13は、前輪ドライブ軸26Lの構成を説明するための斜視図である。前輪ドライブ軸26Lは、第1ドライブ軸部75、第2ドライブ軸部76、ドライブジョイント部77、およびユニバーサルジョイント部78を含む。第1ドライブ軸部75は、前後方向FRに延びている。より具体的には、第1ドライブ軸部75の軸線は、収納回動軸線15Lと一致している。第1ドライブ軸部75の途中部がドライブ軸支持部70(図12A等参照)に回転可能に支持されている。第1ドライブ軸部75の先端部にドライブジョイント部77が結合されている。ドライブジョイント部77に第2ドライブ軸部76の内方端部が結合されている。第2ドライブ軸部76は、ドライブジョイント部77からスイベルハブユニット47に向かって車幅方向LRに関して外方に向かって延びている。第2ドライブ軸部76の外方端部にユニバーサルジョイント部78が結合されている。ユニバーサルジョイント部78はスイベルハブユニット47のハブシャフト61に結合されている。
ドライブジョイント部77は、第1ドライブ軸部75の回転を第2ドライブ軸部76に伝達する。ドライブジョイント部77は、たとえばベベルギヤを含む。ユニバーサルジョイント部78は、第2ドライブ軸部76の回転を等速でハブシャフト61に伝達する。
エンジン20からの駆動力は第1ドライブ軸部75に入力され、その駆動力がドライブジョイント部77によって方向を変えられて、第2ドライブ軸部76に伝達される。第2ドライブ軸部76の回転力が、ユニバーサルジョイント部78およびハブシャフト61を介して前輪3Lに伝達される。
ドライブジョイント部77は、ドライブ軸支持部70に支持されている。図12Aに示すように、第2ドライブ軸部76は、アーム支持部48の一対の下支持腕57の間を通ってハブシャフト61に至っている。
図14は、左前輪3Lに結合されたタイロッドアセンブリ38Lの構成を説明するための斜視図である。タイロッドアセンブリ38Lは、第1ロッド部81、第2ロッド部82、第3ロッド部83、ロッド支持部84、第1タイロッドジョイント部85、第2タイロッドジョイント部86、および第3タイロッドジョイント部87を含む。
第1タイロッドジョイント部85は、第1ロッド部81の後端部と第2ロッド部82の内方端部とを回動可能に結合している。第2タイロッドジョイント部86は、第1ロッド部81の前端部と第3ロッド部83の外方端部とを回動可能に結合している。第3タイロッドジョイント部87は第2ロッド部82の外方端部をナックルアーム66に回動可能に結合している。
ロッド支持部84は、第1ロッド部81の中間部89を回動軸線88まわりに回動可能に支持している。具体的には、第1ロッド部81の中間部89から、回動軸線88に沿って、下方へと軸89Aが延びている。軸89Aが、ロッド支持部84に回転自在に支持されている。ロッド支持部84は、車体2の底面部2Aに固定されている。
回動軸線88は、収納回動軸線15Lと交差しており、具体的には、ほぼ直交している。より具体的には、収納回動軸線15Lが前後方向FRに延びており、回動軸線88が上下方向UDに沿って延びている。したがって、第1ロッド部81は、回動軸線88まわりの回動によって、当該第1ロッド81の長手方向に延びる中心軸線が収納回動軸線15Lと一致する回動位置をとることができる。第3ロッド部83の内方端部は、転舵力発生ユニット37に結合されている。すなわち、第3ロッド部83は、転舵力発生ユニット37から車幅方向LRの外方に向かって延び、第2タイロッドジョイント部86によって第1ロッド部81の前端部に結合されている。第2ロッド部82は、第1ロッド部81の後端部から車幅方向LRの外方に向かって延び、第3タイロッドジョイント部87を介してナックルアーム66の先端部67に結合されている。
転舵力発生ユニット37から第3ロッド部83に転舵力が入力されると、第3ロッド部83が車幅方向LRに変位する。これにより、第1ロッド部81が回動軸線88まわりに回動(揺動)する。それに応じて、第2ロッド部82が第3ロッド部83とは反対方向に向かって車幅方向LRに沿って変位する。この第2ロッド部82の変位が、ナックルアーム66およびキングピン63,64によって、スイベルハブユニット47の転舵軸線65まわりの回動に変換される。これにより、前輪3Lが転舵軸線65まわりに回動して、転舵が達成される。
前輪3Lは所定の転舵角範囲で転舵可能である。転舵角範囲内のいずれかの転舵位置(この実施形態では転舵中立位置)において、第1ロッド部81の中心軸線が収納回動軸線15Lと一致する。このとき、第1タイロッドジョイント部85は収納回動軸線15L上に位置する。同時に、第2タイロッドジョイント部86も収納回動軸線15L上に位置する。この実施形態では、転舵に伴って、第1タイロッドジョイント部85は、収納回動軸線15Lを横切る軌跡に沿って移動する。また、第2タイロッドジョイント部86も同様に、転舵に伴って、収納回動軸線15Lを横切る軌跡に沿って移動する。
図12Cに表れているように、ショックアブソーバ49は、ロワアーム46とドライブ軸支持部70との間に架け渡されている。具体的には、ロワアーム46の車幅方向LRに関する中間部に、ショックアブソーバ49の下端部72が回動可能(この実施形態では左右方向回動可能)に結合されている。一方、ドライブ軸支持部70は、収納回動軸線15L付近から車幅方向LRの外方および上方に向かって斜めに延びたショックアブソーバ支持アーム71を有している。ショックアブソーバ支持アーム71の先端部に、ショックアブソーバ49の上端部73が回動可能(この実施形態では左右方向回動可能)に結合されている。
ドライブ軸支持部70の前端部および後端部は、車体2の底面部2Aに固定された一対の支持ブラケット91,92によって、回動可能に支持されている。これにより、ドライブ軸支持部70は、収納回動軸線15Lまわりに回動可能な状態で車体2に結合されている。
前輪サスペンションアセンブリ13Lとともに前輪3Lを収納回動軸線15Lまわりに回動して収納するために、収納駆動ユニット90が備えられている。収納駆動ユニット90は、減速ギヤ93、車輪用アクチュエータ94およびピニオン95を含む。車輪用アクチュエータ94は、たとえば電動モータを含む。車輪用アクチュエータ94は、収納のために前輪3Lを回動させるための駆動力を発生する。
減速ギヤ93は、ドライブ軸支持部70の後端部に固定されている。減速ギヤ93は、収納回動軸線15Lを中心とした歯車である。ピニオン95は車輪用アクチュエータ94の駆動軸に固定されている。ピニオン95は減速ギヤ93に噛合している。車輪用アクチュエータ94は正転方向およびその反対の逆転方向に駆動可能に構成されている。車輪用アクチュエータ94を駆動すると、ピニオン95が回転し、その回転が減速ギヤ93に伝達される。それにより、減速ギヤ93とともにドライブ軸支持部70が収納回動軸線15Lまわりに、支持ブラケット91,92に対して、すなわち、車体2に対して回動する。これにより、前輪サスペンションアセンブリ13Lが、前輪3Lとともに、収納回動軸線15Lまわりに回動する。
右前輪3Rに関する構成は、左前輪3Lに関する構成と左右対称である。添付図面中、対応部分には左前輪3Lに関連する構成の対応部分は同一参照符号で示し、説明を省略する。
一方、左後輪4Lおよび右後輪4Rに関連する構成は、操舵システムが備えられていない点を除いて、左前輪3Lおよび右前輪3Rに関連する構成とそれぞれほぼ同様である。したがって、これらの構成については、左前輪3Lに関連する構成の対応部分と同一参照符号を添付図面中に付して説明を省略する。ただし、後輪4L,4Rに対応する後輪サスペンションアセンブリ14L,14Rは、アッパアーム45およびロワアーム46よりも前方にショックアブソーバ49を有している。さらに、ドライブ軸支持部70は前方から後輪ドライブ軸27Rを受け容れるように構成されている。すなわち、後輪サスペンションアセンブリ14L,14Rは、前輪サスペンションアセンブリ13L,13Rに対して、前後対称の構成を有している。この実施形態では、後輪4L,4Rは転舵車輪ではない。そこで、後輪4L,4Rのハブユニットは、前後方向FRに沿う軸線まわりの回動を許容し、上下方向UDに沿う軸線まわりの回動を禁止するように、アッパアーム45およびロワアーム46にそれぞれ結合されている。
図15は、図12A〜図12Dに示す中立状態に対して右方向に操舵した場合におけるタイロッドアセンブリ38L,38Rの状態を示す平面図である。中立状態では、前輪3L,3Rはほぼ前後方向FRに沿っている。このとき、左右の前輪サスペンションアセンブリ13L,13Rのいずれにおいても、タイロッドアセンブリ38L,38Rの第1ロッド部81は収納回動軸線15L,15R上にある。それに応じて、第1および第2タイロッドジョイント部85,86は、収納回動軸線15L,15R上の異なる位置にある。前輪ドライブ軸26L,26Rの第1ドライブ軸部75は、常時、収納回動軸線15L,15R上に位置している。前輪ドライブ軸26L,26Rは、収納回動軸線15L,15R上において、第1および第2タイロッドジョイント部85,86とは異なる位置で、ドライブ軸支持部70に支持されている。ドライブ軸支持部70は、収納回動軸線15L,15R上において、第1および第2タイロッドジョイント部85,86とは異なる位置で、車体2(より具体的には支持ブラケット91,92)に結合されて回動可能に支持されている。
運転者がステアリングホイール6に対して右操舵操作を行うと、図15に示すように、転舵力発生ユニット37は、左右のタイロッドアセンブリ38L,38Rの各第3ロッド部83を左方向に変位させる。それに応じて、各タイロッドアセンブリ38L,38Rにおいて、第1ロッド部81が回動軸線88まわりに回動する。具体的には、第1ロッド部81は、平面視において反時計回り方向に回動する。これにより、第2ロッド部82が車幅方向LRに沿って右方向に変位し、それに応じて、スイベルハブユニット47が、転舵軸線65まわりに、平面視において時計回り方向に回動する。これにより、前輪3L,3Rの前端部が右方に移動し、前輪3Lの後端部が左方に移動する。こうして、前輪3L,3Rが右方向に転舵する。このとき、第1ロッド部81は、収納回動軸線15L,15Rと交差する姿勢となり、平面視において、第1タイロッドジョイント部85は収納回動軸線15L,15Rよりも右側に位置し、第2タイロッドジョイント部86は収納回動軸線15L,15Rよりも左側に位置する。
図16は、図12A〜図12Dに示す中立状態に対して左方向に操舵した場合のタイロッドアセンブリ38L,38Rの状態を示す平面図である。
運転者がステアリングホイール6に対して左操舵操作を行うと、転舵力発生ユニット37は、左右のタイロッドアセンブリ38L,38Rの各第3ロッド部83を右方向に変位させる。それに応じて、各タイロッドアセンブリ38L,38Rにおいて、第1ロッド部81が回動軸線88まわりに回動する。具体的には、第1ロッド部81は、平面視において時計回り方向に回動する。これにより、第2ロッド部82が車幅方向LRに沿って左方向に変位し、それに応じて、スイベルハブユニット47が、転舵軸線65まわりに、平面視において反時計回り方向に回動する。これにより、前輪3L,3Rの前端部が左方に移動し、前輪3Lの後端部が右方に移動する。こうして、前輪3L,3Rが左方向に転舵する。このとき、第1ロッド部81は、収納回動軸線15L,15Rと交差する姿勢となり、平面視において、第1タイロッドジョイント部85は収納回動軸線15L,15Rよりも左側に位置し、第2タイロッドジョイント部86は収納回動軸線15L,15Rよりも右側に位置する。
図17A〜図17Dは、転舵車輪でありかつ駆動輪でもある前輪を車体に収容するときの動作を順に示す斜視図である。図17A〜17Dには左前輪3Lおよび左前輪サスペンションアセンブリ13Lの収納時の動作が示されている。
前輪3L,3Lの収納に際しては、前輪操舵システム35は、中立状態(収納初期状態)とされる。中立状態とは、車両1を直進させるときの前輪操舵システム35の状態である。この中立状態(収納初期状態)では、左右のタイロッドアセンブリ38L,38Rのいずれにおいても、第1ロッド部81が収納回動軸線15L上に位置し、したがって、第1および第2タイロッドジョイント部85,86が収納回動軸線15L上に位置する(図12A参照)。
前輪操舵システム35が収納初期状態であることを条件に、車輪用アクチュエータ94が収納方向に回転駆動される。それにより、ドライブ軸支持部70が支持ブラケット91,92に支持された状態で、前輪サスペンションアセンブリ13Lが、収納回動軸線15Lまわりに収納方向へと回動する。収納方向は、この実施形態では、収納初期状態から前輪3Lが上方へと持ち上げられ、車幅方向LRに関して車体内方へと移動する方向である。
収納初期状態からサスペンションアセンブリ13Lがほぼ60度回動した状態を図17Aに示す。タイロッドアセンブリ38Lでは、第1ロッド部81はロッド支持部84に支持された状態で、その姿勢が保持される。一方、第2ロッド部82は、第1タイロッドジョイント部85を中心に回動する。
図17Bには、前輪サスペンションアセンブリ13Lが収納初期状態からほぼ90度回動した状態を示す。このとき、前輪3Lはほぼ水平姿勢となり、前輪3Lの回転軸線はほぼ鉛直方向に沿っている。
収納初期状態からほぼ150度回動した状態を図17Cに示す。そして、収納初期状態からほぼ180度回動した図17Dの収納完了状態では、前輪3Lの外側面が車幅方向LRの車体内方を向いており、前輪3Lはほぼ鉛直な姿勢であり、前輪3Lの回転軸は車幅方向LR(水平方向)に沿っている。
右前輪3Rおよび右前輪サスペンションアセンブリ13Rの収納時の動作は、図17A〜図17Dに示す動作に対して、左右対称である。左右の後輪4L,4Rおよび後輪サスペンションアセンブリ14L,14Rの収納時の動作は、左右の前輪3L,3Rおよび前輪サスペンションアセンブリ13L,13Rの収納時の動作と同様である。ただし、前述のとおり、後輪4L,4Rに関しては、タイロッドアセンブリは設けられていない。したがって、後輪4L,4Rは、前輪操舵システム35の状態に拘わらず収納することができる。
車輪3L,3R,4L,4Rを収納状態から展開して陸上航走モードに切り換えるときの動作は、収納時の動作の反対である。
図18Aは、陸上走行モードでの前輪3L,3R付近の図解的な断面図であり、収納初期状態(図12A参照)に相当する。左右の前輪3L,3Rは、車幅方向LRに関して、車体2の幅よりも外側に配置されている。それにより、左右の前輪3L,3Rの間隔が大きく、安定した陸上走行が可能である。後輪4L,4R付近の構造も実質的に同様である。
図18Bは、水上航走モードでの前輪3L,3R付近の図解的な断面図であり、収納完了状態(図17D参照)に相当する。左右の前輪3L,3Rは、それぞれ収納回動軸線15L,15Rまわりに約180度回動され、互いの外側面を対向させた状態で、車体2の内部に区画された車輪収納部29L,29Rに収納されている。後輪4L,4R付近の構造も実質的に同様である。
水上航走モードでは、車輪3L,3R,4L,4Rおよびサスペンションアセンブリ13L,13R,14L,14Rが収納回動軸線15L,15R,16L,16Rよりも内側に移動されているので、車両1の全幅は車体2の全幅に等しくなる。それにより、水上航走時に水から受ける抵抗を小さくできる。また、車輪3L,3R,4L,4Rをほぼ180度回動させて、鉛直方向に沿った姿勢で車体2内に収納しているので、車体2の高さを必要最小限とすることができる。しかも、車輪3L,3R,4L,4Rを車体2内の低い位置、より具体的には上面8よりも低い位置に収納できるので、水上航走時の車両1の重心を低くすることができる。
前輪3L,3Rの車輪収納部29L,29Rにおいて、車体2の底面部2Aには、前輪3L,3Rをそれぞれ受ける車輪受け43L,43Rが設けられている。車輪受け43L,43Rは、収納状態の前輪3L,3Rの下端に当接し、前輪3L,3Rの移動を規制する。車輪受け43L,43Rの構造および形状はとくに限定されないが、図18Aおよび図18Bの構成例では、車輪受け43L,43Rは、前後方向FRおよび上下方向UDに延びる複数枚の板状体を車幅方向LRに平行に並べて構成されている。後輪4L,4Rの車輪収納部30L,30Rに関しても、同様な車輪受けが設けられている。
図19Aおよび図19Bは、左前輪3Lのための車輪収納部29Lを開閉する蓋部31Lの構造および動作を説明するための斜視図である。蓋部31Lは、閉状態(図8および図18B参照)において車体2の上面8と連続する上面部97と、閉状態において車体2の側面9と連続する側面部98とを含む。側面部98は、上面部97に連続する上半部99と、上半部99の下縁に結合された下半部100とを有している。上面部97および上半部99は、一体化された一つの第1部品101を構成しており、下半部100が第2部品102を構成している。蓋部31Lは、第1部品101および第2部品102を含む。
上面部97は平面視において、前後に対向するほぼ平行な一対の辺を有するほぼ台形形状を成していて、車両1の前後方向FRに沿う内縁97aと、車両1の外形に沿う外縁97bとを有している。第1部品101は、内縁97aの近傍において前後方向FRに沿って設定された回動軸線103Lまわりに回動可能に車体2に結合されている。第1部品101を回動軸線103Lまわりに回動するために、蓋部アクチュエータ105Lが備えられている。蓋部アクチュエータ105Lは、電動モータを含んでいてもよいし、シリンダ型アクチュエータを含んでいてもよい。
上半部99は、この実施形態に示す例では、前後に対向するほぼ平行な一対の辺を有する台形形状を成している。その上縁99aが上面部97の外縁97bに一体的に連なっている。その下縁99bは、ほぼ前後方向FRに沿っている。
下半部100は、この実施形態に示す例では、上下に対向するほぼ平行な一対の辺を有する台形形状を有している。下半部100の上縁100aは、上半部99の下縁99bに対して、前後方向FRに沿う回動軸線104まわりに回動可能に結合されている。上半部99と下半部100との結合部には、下半部100に対して車体2の外方に向かう弾性力を与えるばねユニット106が配置されている。下半部100の回動軸線104まわりの回動範囲は、車体2の外方側において、上半部99と下半部100とがほぼ面一になって連続する閉塞位置に制限されている。すなわち、ばねユニット106のばね力による下半部100の回動は、当該閉塞位置で規制される。
なお、上半部99および下半部100の形状は台形形状である必要はなく、前輪3Lの形状、前輪3Lの収納時の経路等を考慮してそれらの形状を決めればよい。具体的には、上半部99および/または下半部100の形状は、円形、楕円形、半円形等であってもよい。
陸上走行モードでは、図18Aに示すように、蓋部31Lの第1部品101は閉位置にあり、第2部品102は、閉塞位置よりも内側の回動位置にある。具体的には、図18Aに表れているように、第2部品102がドライブ軸支持部70に当接しており、その状態がばねユニット106によって保持されている。
車輪3Lを収納するときには、蓋部アクチュエータ105Lが駆動されることにより、第1部品101が回動軸線103Lまわりに回動されて持ち上げられて開位置に導かれる。それに応じて、第2部品102がドライブ軸支持部70から離れ、ばねユニット106のばね力によって、第2部品102が回動軸線104まわりに外方に回動して、上半部99と連続した回動位置をとる。この状態を図19Aに示す。
このような蓋部31Lの開状態において、車輪用アクチュエータ94が作動させられて、収納回動軸線15Lまわりに左前輪3Lが内方に向かって回動する。それにより、左前輪3Lは、図19Aの収納途中位置を経て、収納完了位置(図17D参照)に至る。
次いで、蓋部アクチュエータ105Lが駆動され、第1部品101が回動軸線103Lまわりに回動させられる。それにより、第1部品101および第2部品102が一体的に回動軸線103Lまわりに回動し、図8および図18Bに示す閉塞状態に至る。閉塞状態では、上半部99および下半部100を含む側面部98が、車体2の側面9と面一になって連続している。ドライブ軸支持部70は第2部品102の内側にあり、前輪サスペンションアセンブリ13Lの全体が車輪収納部29Lに収納されている。
右前輪3Rに対応する蓋部31Rの構成および動作は、左前輪3Lの場合と左右対称である。添付図面中、蓋部31Rに関連する構成には、蓋部31Lの対応部分と同一参照符号を付する。蓋部31Rは、蓋部アクチュエータ105Rによって回動軸線103Rまわりに回動される。回動軸線103Rは、回動軸線103Lと左右対称に配置されている。左後輪4Lおよび右後輪4Rに関連する蓋部32L,32Rの構成および動作は、左前輪3Lおよび右前輪3Rの場合とそれぞれ同様である。
図20は、車両1の電気的構成を説明するためのブロック図であり、陸上走行モードと水上航走モードとの切換えに関する構成が示されている。車両1は、制御ユニット150を備えている。制御ユニット150に車輪用アクチュエータ94L,94R,96L,96R、蓋部アクチュエータ105L,105R,107L,107R、モード切換スイッチ12、中立検出ユニット140等が接続されている。車輪用アクチュエータ94L,94Rは、左右の前輪3L,3Rおよび左右の前輪サスペンションアセンブリ13L,13Rを収納/展開するためのアクチュエータであり、図12A等の車輪用アクチュエータ94に相当している。車輪用アクチュエータ96L,96Rは、左右の後輪4L,4Rおよび左右の後輪サスペンションアセンブリ14L,14Rを収納/展開するためのアクチュエータであり、図12A等の車輪用アクチュエータ94と同様に構成されている。蓋部アクチュエータ105L,105Rは、前左右の蓋部31L,31Rをそれぞれ開閉する。蓋部アクチュエータ107L,107Rは、後左右の蓋部32L,32Rをそれぞれ開閉するアクチュエータであり、蓋部アクチュエータ105L,105Rと同様に構成されている。中立検出ユニット140は、ステアリングホイール6が中立位置にあることを検出する。
制御ユニット150には、さらに、操舵システム切換ユニット33が陸上操舵状態か水上操舵状態かを表す信号が入力されていてもよい。操舵システム切換ユニット33の状態が制御ユニット150の制御によって切り換えられる場合には、二点鎖線で示すように、操舵システム切換ユニット33は、制御ユニット150の制御対象の一つである。
制御ユニット150には、さらに、水上検知ユニット141が接続されていてもよい。水上検知ユニット141は、車両1が水上にあることを検知する。水上検知ユニット141は、車体2に対する車輪3L,3R,4L,4Rの相対高さを検出するように構成されていてもよい。車両1が水上に位置しているとき、車体2が浮力によって水上に浮かぶ。この状態においては、サスペンションアセンブリ13L,13R,14L,14Rによって支持された車輪3L,3R,4L,4Rは、地面からの抗力を失うので、車体2に対する相対高さが地面に接しているときよりも低くなる。したがって、車体2に対する車輪3L,3R,4L,4Rの相対高さを検出することによって、車両1が水上にあるか陸上にあるかを検出できる。
車両1が陸上から水上へと移動すると、運転者は、モード切換スイッチ12を操作して、陸上走行モードから水上航走モードへの切換えを指示する。制御ユニット150は、モード切換スイッチ12からの指示信号が入力されると、水上航走モード切換条件が充足されているかどうかを判断するようにプログラムされている。
水上航走モード切換え条件は、たとえば、中立検出ユニット140がステアリングホイール6の中立位置を検出していることを含む。水上航走モード切換え条件は、さらに、操舵システム切換ユニット33が陸上操舵状態であることを含んでいてもよい。水上航走モード切換え条件は、さらに、車両1が水上に位置していることを水上検知ユニット141が検出していることを含んでいてもよい。
制御ユニット150は、水上航走モード切換え条件が充足されている場合には、車輪用アクチュエータ94L,94R,96L,96Rおよび蓋部アクチュエータ105L,105R,107L,107Rを駆動して、車輪3L,3R,4L,4Rおよびサスペンションアセンブリ13L,13R,14L,14Rを車体2内に収容するようにプログラムされている。
より具体的には、制御ユニット150は、蓋部アクチュエータ105L,105R,107L,107Rを駆動して、蓋部31L,31R,32L,32Rを開位置(図19A参照)まで移動させる。その後、制御ユニット150は、車輪用アクチュエータ94L,94R,96L,96Rを駆動して、車輪3L,3R,4L,4Rおよびサスペンションアセンブリ13L,13R,14L,14Rを収納回動軸線15L,15R,16L,16Rまわりに回動させ、それらを車輪収納部29L,29R,30L,30Rにそれぞれ収納する(図19B参照)。次いで、制御ユニット150は、蓋部アクチュエータ105L,105R,107L,107Rを駆動して、蓋部31L,31R,32L,32Rを閉位置(図18B等参照)まで移動させる。このようにして、車輪3L,3R,4L,4Rおよびサスペンションアセンブリ13L,13R,14L,14Rを車体2内に収容し、かつ蓋部31L,31R,32L,32Rで車輪収納部29L,29R,30L,30Rを閉じることができる。
水上航走モード切換え条件が、ステアリングホイール6が中立位置にあることを含んでいることにより、水上航走モード切換え条件が充足していれば、左右のタイロッドアセンブリ38L,38Rにおいて、第1ロッド部81が収納回動軸線15L,15R上にあることを保証できる。したがって、前輪3L,3Rおよび前輪サスペンションアセンブリ13L,13Rを収納回動軸線15L,15Rまわりに回動させるとき、第1タイロッドジョイント部85が収納回動軸線15L,15R上にあることを保証できる。よって、第2ロッド部82が、タイロッドジョイント部85を中心に、収納回動軸線15L,15Rまわりを回動できるので、タイロッドアセンブリ38L,38Rが、サスペンションアセンブリ13L,13R等の回動を制限するおそれがない。
運転者がモード切換スイッチ12を操作して陸上走行モードから水上航走モードへと切り換える代わりに、水上検知ユニット141の検出結果に応じて、陸上走行モードから水上航走モードへの切換えを自動で行うように構成してもよい。この場合には、水上検知ユニット141が、車輪3L,3R,4L,4Rの収納を指示する指示信号を発生するための指示装置の一例である。
車両1を水上から陸上に移動させるとき、運転者は、車両1が水上にあるときに、モード切換スイッチ12を操作して、水上航走モードから陸上走行モードへの切換えを指示する。制御ユニット150は、モード切換スイッチ12からの指示信号が入力されると、陸上走行モード切換条件が充足されているかどうかを判断するようにプログラムされている。
陸上走行モード切換え条件は、たとえば、中立検出ユニット140がステアリングホイール6の中立位置を検出していることを含む。陸上走行モード切換え条件は、さらに、操舵システム切換ユニット33が水上操舵状態であることを含んでいてもよい。陸上走行モード切換え条件は、さらに、車両1が水上に位置していることを水上検知ユニット141が検出していることを含んでいてもよい。
制御ユニット150は、陸上走行モード切換え条件が充足されている場合には、車輪用アクチュエータ94L,94R,96L,96Rおよび蓋部アクチュエータ105L,105R,107L,107Rを駆動して、車輪3L,3R,4L,4Rおよびサスペンションアセンブリ13L,13R,14L,14Rを車体2外に展開するようにプログラムされている。
より具体的には、制御ユニット150は、蓋部アクチュエータ105L,105R,107L,107Rを駆動して、蓋部31L,31R,32L,32Rを開位置(図19A参照)まで移動させる。その後、制御ユニット150は、車輪用アクチュエータ94L,94R,96L,96Rを駆動して、車輪3L,3R,4L,4Rおよびサスペンションアセンブリ13L,13R,14L,14Rを収納回動軸線15L,15R,16L,16Rまわりに回動させ、それらを車輪収納部29L,29R,30L,30Rから車体2の外方へとそれぞれ展開させる(図18A参照)。次いで、制御ユニット150は、蓋部アクチュエータ105L,105R,107L,107Rを駆動して、蓋部31L,31R,32L,32Rを閉位置(図18A等参照)まで移動させる。このようにして、車輪3L,3R,4L,4Rおよびサスペンションアセンブリ13L,13R,14L,14Rが車体2外に展開された後、運転者は、車両1を水上から陸上へと移動させる。
陸上走行モード切換え条件が、ステアリングホイール6が中立位置にあることを含んでいることにより、陸上走行モード切換え条件が充足していれば、左右のタイロッドアセンブリ38L,38Rにおいて、第1ロッド部81が収納回動軸線15L,15R上にあることを保証できる。したがって、前輪3L,3Rおよび前輪サスペンションアセンブリ13L,13Rを収納回動軸線15L,15Rまわりに回動させるとき、第1タイロッドジョイント部85が収納回動軸線15L,15R上にあることを保証できる。よって、第2ロッド部82が、第1タイロッドジョイント部85を中心に、収納回動軸線15L,15Rまわりを回動できるので、タイロッドアセンブリ38L,38Rが、サスペンションアセンブリ13L,13R等の回動を制限するおそれがない。
陸上走行モードと水上航走モードとの間での切換えのときに第1タイロッドジョイント部85が収納回動軸線15L,15R上に保持されることを保証するために、第1ロッド部81の回動軸線88まわりの回動をロックするロック機構が備えられていることが好ましい。これにより、収納/展開中に、前輪3L,3Rが波を受けたり、前輪3L,3Rが接地面から転舵方向のモーメントを受けたりしても、前輪3L,3Rの転舵角が変化しないので、第1タイロッドジョント部85の位置は変化しない。
たとえば、水上で前輪3L,3Rを展開するときに、前輪3L,3Rが回動完了位置まで達するよりも前に前輪3L,3Rが地面に接してもよい。この場合、前輪3L,3Rが回動完了位置に至る過程で、車体2が前輪3L,3Rに支えられて持ち上げられる。それに応じて、前輪3L,3Rは接地面からの抗力を受ける。左右前輪3L,3Rの接地面が車幅方向FRに平行でなければ、前輪3L,3Rに対して転舵方向のモーメントが働く場合もあり得る。このような場合に、ロック機構は、第1タイロッドジョイント部85が収納回動軸線15L,15R上に保持されることを保証する。
ロック機構は、第1ロッド部81の中間部89に結合された軸89Aの回動を規制するように構成されていてもよい。制御ユニット150は、少なくとも、収納/展開のために前輪3L,3Rが回動している期間中には、ロック機構をロック状態に制御して、第1ロッド部81の回動軸線88まわりの回動を規制するようにプログラムされている。また、制御ユニット150は、少なくとも、陸上走行モードでの車両1の使用中には、ロック機構をアンロック状態に保持して、第1ロッド部81の回動軸線88まわりの回動を許容するようにプログラムされている。
図21は、陸上走行モードにおけるエンジン20の冷却に関する特徴を説明するためのブロック図である。陸上走行モードでは、エンジン20の駆動力は、トランスミッション21を介して、前輪3L,3Rおよび後輪4L,4Rに伝達される。車体2の内部において、左右の側面9L,9Rの付近には、一対のラジエータ110L,110R(図2を併せて参照)がそれぞれ配置されている。
図3および図6に表れているように、車体2の側面9L,9Rには、ラジエータ110L,110Rよりも前方に吸気口111L,111Rが形成されており、ラジエータ110L,110Rよりも後方に排気口112L,112Rが形成されている。
吸気口111L,111Rには、導入される空気の流れを水平方向(車両1の前後方向FR)に沿うように整流する整流板113が設けられていてもよい。整流板113は、前後方向FRおよび車幅方向LRに延びる板状体であってもよい。排気口112L,112Rには、ラジエータ110L,110Rからの排熱を得た空気を車体2から離れる方向へと導く案内板114が設けられていてもよい。案内板114は、前後方向FRに対して外方へと傾斜し、かつ車両1の上下方向UDに沿う板状体であってもよい。
こうして、図2に示すように、吸気口111L,111Rから車体2内に空気が導入され、その空気がラジエータ110L,110Rを通って排気口112L,112Lから排出されるように、冷却空気流路115L,115Rが車体2内に形成されている。
図2および図21に示すように、エンジン20とラジエータ110L,110Rとの間には、エンジン20で熱せられた水をラジエータ110L,110Rに送り込み、ラジエータ110L,110Rで冷却された水をエンジン20に還流させる冷却水通路120L,120Rが設けられている。
車両1が走行しているときには、冷却空気流路115L,115Rを通る空気によって、左右一対のラジエータ110L,110Rが冷却される。それにより、冷却水通路120L,120Rを通る冷却水が冷却され、その冷却水によってエンジン20が冷却される。左右一対のラジエータ110L,110Rが設けられていることにより、エンジン20を効率良く冷却することができ、車両1が渋滞した道路を走行中であっても、ラジエータ110L,110Rの冷却ファンを併用することで、充分な冷却性能を得ることができる。冷却ファンは、エンジン20の駆動力で駆動されるように構成されていてもよいし、電動モータによって駆動されるように構成されていてもよい。
図22は、水上航走モードにおけるエンジン20の冷却に関する特徴を説明するためのブロック図である。水上航走モードでは、エンジン20の駆動力は、トランスミッション21およびジェット推進機ドライブ軸28を介して、ジェット推進ユニット17に伝達される。ジェット推進ユニット17によって噴射される水の一部は、冷却水パイプ125L,125Rを介して、左右のラジエータ110L,110Rに対して噴射される。
図2に示すように、冷却水パイプ125L,125Rは、ジェット推進ユニット17によって加速される水流の流路内に入口126が配置され、車体2内を引き回されて、ラジエータ110L,110Rに導かれている。そして、ラジエータ110L,110Rに向けて水を噴射するように吐出口127が配置されている。
水上航走モードにおける車両1の通常の使用状態では、ほとんどの時間帯において、エンジン20は最大出力(フルスロットル)で運転される。したがって、エンジン20は多量の熱を発生する。そこで、この実施形態では、ジェット推進ユニット17によって周囲から吸い込まれた水の一部をラジエータ110L,110Rにかけて、その水によってラジエータ110L,110Rを冷却している。
水上航走中には、ラジエータ110L,110Rは、冷却空気流路115L,115Rを通る空気によっても冷却される。すなわち、水上航走モードでは、ラジエータ110L,110Rは、走行によって生じる風による空冷と、周囲の水による水冷とを併用して冷却される。これにより、水上航走モードにおいては、ラジエータ110L,110Rは大きな冷却能力を獲得するので、エンジン20を高出力で連続運転することができる。
以上のように、この実施形態では、タイロッドアセンブリ38L,38Rは、第1タイロッドジョイント部85によって回動可能に結合された第1ロッド部81および第2ロッド部82を含む。そして、第1タイロッドジョイント部85は、収納回動軸線15L,15R上に配置可能である。したがって、第1タイロッドジョイント部85が収納回動軸線15L,15R上に配置されているときに、前輪サスペンションアセンブリ13L,13Rはタイロッドアセンブリ38L,38Rによる機械的な制限を受けること無く、タイロッドアセンブリ38L,38Rと前輪3L,3Rとを連結したままで、収納回動軸線15L,15Rまわりに回動でき、タイロッドアセンブリ38L,38R内で転舵力伝達経路の締結を切る必要もない。
このように、簡単な構成で、転舵車輪である前輪3L,3Rを大きな回動角範囲で回動させることができる。具体的には、この実施形態では、前輪サスペンションアセンブリ13L,13Rが、収納回動軸線15L,15Rまわりに90度以上(より具体的にはほぼ180度)回動する。後輪サスペンションアセンブリ14L,14Rも同様に、収納回動軸線16L,16Rまわりに90度以上(より具体的にはほぼ180度)回動する。したがって、前輪3L,3Rおよび後輪4L,4Rの移動範囲が大きく、とくに収納時における車輪3L,3R,4L,4Rの配置の自由度が高まる。
それにより、車輪3L,3R,4L,4Rを使用する陸上走行モードでは、車輪3L,3R,4L,4Rを車体2の幅を超えた位置に配置できるから、車両1の運動性能を向上できる。その一方で、車輪3L,3R,4L,4Rを使用しない水上航走モードでは、車体2の内部に車輪3L,3R,4L,4Rを収容できる。したがって、車輪3L,3R,4L,4Rの収納のために車体2の幅が大きくなることを回避できる。それにより、水上航走モードにおいて車両1が水から受ける抵抗を小さくできるから、ジェット推進ユニット17が発生する推進力を効率的に利用した水上航走が可能である。加えて、車輪3L,3R,4L,4Rをほぼ180度回動させることにより、車輪を低い位置に収納することができるから、水上航走モードにおいて、車体2の重心を低くすることができる。それにより、水上航走モードでの運動性能を向上できる。
また、水上航走モードでは、車体2内に車輪3L,3R,4L,4Rが完全に収納されるので、優れた外観を呈することができる。しかも、車体2外に車輪3L,3R,4L,4Rが露出していないので、外表面の凹凸が少ないから、空気抵抗および水からの抵抗を低減できる。それにより、省エネルギー性を高めることができ、かつスムーズな航走が可能である。また、水上航走時の最大バンク角を大きくできるので、運動性能を向上することができる。
また、この実施形態では、前輪サスペンションアセンブリ13L,13Rと車体2との結合部が収納回動軸線15L,15R上に位置しており、第1タイロッドジョイント部85が、その結合部とは異なる位置で収納回動軸線15L,15R上に配置可能である。したがって、設計の自由度を大きく制限することなく、タイロッドアセンブリ38L,38Rによる回動角制限の少ない構造を提供できる。
さらに、この実施形態では、第1ロッド部81の中間部89がロッド支持部84によって支持され、第1ロッド部81が当該中間部89を通る回動軸線88まわりに回動可能である。そして、転舵力発生ユニット37からの転舵力が入力される第3ロッド部83が、第2タイロッドジョイント部86を介して第1ロッド部81に結合されている。これにより、第1タイロッドジョイント部85に加えて第2タイロッドジョイント部86においても転舵力伝達経路を曲げることができるので、より設計の自由度の高い構造となり、前輪サスペンションアセンブリ13L,13Rおよび前輪3L,3Rの回動範囲を大きくとるための設計を一層行いやすい。
しかも、この実施形態では、第1ロッド部81の回動軸線88が収納回動軸線15L,15Rと交差しており、第1タイロッドジョイント部85が収納回動軸線15L,15R上に位置するときに、第2タイロッドジョイント部86も同時に収納回動軸線15L,15R上に位置する。この構成では、第1ロッド部81の回動軸線88が収納回動軸線15L,15Rと交差していることにより、第1タイロッドジョイント部85を収納回動軸線15L,15R上に配置可能である。さらに、第1タイロッドジョイント部85および第2タイロッドジョイント部86を収納回動軸線15L,15R上に同時に配置できるから、前輪サスペンションアセンブリ13L,13Rが収納回動軸線15L,15Rまわりに回動するときに、タイロッドアセンブリ38L,38Rが前輪サスペンションアセンブリ13L,13Rの回動範囲を制限することを回避できる。
また、この実施形態では、サスペンションアセンブリ13L,13R,14L,14Rがダブルウィシュボーン型の構成を有しており、そのサスペンションアセンブリ13L,13R,14L,14Rが収納回動軸線15L,15R,16L,16Rまわりに回動可能とされている。したがって、サスペンションアセンブリ13L,13R,14L,14Rを車輪3L,3R,4L,4Rとともに回動して車体2の内部に収納することができる。アーム支持部48とロワアーム46との間に架け渡されたショックアブソーバ49が路面からの衝撃を吸収するので、陸上走行モードにおいて、優れた走行性能が得られる。
また、この実施形態では、車輪ドライブ軸26L,26R,27L,27Rは、エンジン20から駆動力が入力される第1ドライブ軸部75、車輪3L,3R,4L,4Rに回転力を伝達する第2ドライブ軸部76、ならびにドライブジョイント部77を含む。ドライブジョイント部77は、収納回動軸線15L,15R,16L,16R上に位置し、第1ドライブ軸部75および前記第2ドライブ軸部76を互いに回転可能に結合する。したがって、サスペンションアセンブリ13L,13R,14L,14Rを収納回動軸線15L,15R,16L,16Rまわりに回動させるときに、収納回動軸線15L,15R,16L,16R上にあるドライブジョイント部77のまわりで第2ドライブ軸部76が回動する。したがって、車輪ドライブ軸26L,26R,27L,27Rは、サスペンションアセンブリ13L,13R,14L,14Rの回動を阻害せず、その回動範囲を制限しない。このため、サスペンションアセンブリ13L,13R,14L,14Rと車輪3L,3R,4L,4Rとをそれぞれ連結したままで、車輪3L,3R,4L,4Rを回動させることができる。
この実施形態では、前輪3L,3Rは、転舵車輪であり、かつ駆動車輪である。タイロッドアセンブリ38L,38Rおよび前輪ドライブ軸26L,26Rは、いずれも収納回動軸線15L,15Rまわりのサスペンションアセンブリ13L,13Rの回動を阻害せず、その回動範囲を制限しない。したがって、サスペンションアセンブリ13L,13Rとともに前輪3L,3Rを大きな回動角度範囲で回動させることができる。
また、この実施形態では、第1ドライブ軸部75が、収納回動軸線15L,15R,16L,16Rに沿って配置され、かつサスペンションアセンブリ13L,13R,14L,14Rに回転可能に支持されている。したがって、構造を簡単にできるうえ、第1ドライブ軸部75が収納回動軸線15L,15R,16L,16Rに沿っていることにより、サスペンションアセンブリ13L,13R,14L,14Rの回動角度範囲を大きくとる設計が可能である。
また、この実施形態では、モード切換スイッチ12の操作または水上検知ユニット141の検出結果に応じて、車輪用アクチュエータ94L,94R,96L,96Rが作動して、車輪3L,3R,4L,4Rが車輪収納部29L,29R,30L,30Rに収納される。したがって、必要に応じて、車輪用アクチュエータ94L,94R,96L,96Rを作動させ、車輪3L,3R,4L,4Rを回動移動させて収納できる。
また、この実施形態では、車輪よりも内方の車体2の内部に車輪収納部29L,29R,30L,30Rが設けられている。そして、サスペンションアセンブリ13L,13R,14L,14Rが収納回動軸線15L,15R,16L,16Rまわりに回動することによって、車輪3L,3R,4L,4Rが車輪収納部29L,29R,30L,30Rに収納される。したがって、車体2の外に車輪3L,3R,4L,4Rの収納スペースを確保する必要がない。それにより、水上航走モードのときの空気抵抗を少なくできるから、優れた走行性能を実現できる。
また、この実施形態では、車輪収納部29L,29R,30L,30Rを蓋部31L,31R,32L,32Rで閉じることができるので、外観を向上できる。加えて、車輪収納部29L,29R,30L,30Rに収納した車輪3L,3R,4L,4Rおよびそれに関連する構造を外部環境から保護することができる。
また、この実施形態では、蓋部31L,31R,32L,32Rを閉じた閉状態(収納状態)において、蓋部31L,31R,32L,32Rの外表面が車両1の外装と連続する。したがって、車輪収納状態で優れた外観を有する車両1を提供できる。また、水上航走モードにおいて、車輪3L,3R,4L,4Rが周囲の流体(空気または水)の抵抗を受けることがないので、航走時の抵抗を少なくすることができる。これにより、水上航走モードにおいて、優れた航走性能を実現できる。
また、この実施形態では、蓋部31L,31R,32L,32Rが車両1の上面8を成す上面部97を含む。したがって、蓋部31L,31R,32L,32Rを開くことにより車両1の上面8が開放されるから、車輪収納部29L,29R,30L,30Rに上方から車輪3L,3R,4L,4Rを収容できる。したがって、収納回動軸線15L,15R,16L,16Rまわりに車輪3L,3R,4L,4Rを回動させることによって、車体2の内方の位置に車輪3L,3R,4L,4Rを収納できる。また、車両1の上面8から車両1の内部の低い位置へと車輪3L,3R,4L,4Rを導いて収納できるので、水上航走モードでの車両1の重心を低くできる。それとともに、水上航走モードでの車両1の上下方向UDの高さを小さくできる。これにより、水上航走モードでの航走性能を高めることができる。
また、この実施形態では、蓋部31L,31R,32L,32Rが車両1の側面9を成す側面部98を含む。この構成によれば、蓋部31L,31R,32L,32Rを開けることによって、車体2の幅を超えた側方へと車輪3L,3R,4L,4Rを配置できる。したがって、陸上走行モードでは、車輪3L,3R,4L,4Rを車体2中心から離れた位置に配置できるので、安定した走行性能を実現できる。その一方で、車体2の幅を小さくできるので、陸上走行モードおよび水上航走モードのいずれにおいても、周囲の流体から受ける抵抗を小さくできる。
この発明の一実施形態について説明してきたが、この発明は、次に例示的に列挙するとおり、さらに別の形態で実施することもできる。
(1)前述の実施形態では、前輪操舵システム35が中立状態のときに、タイロッドアセンブリ38L,38Rの第1ロッド部81が収納回動軸線15L,15R上に位置し、第1および第2タイロッドジョイント部85,86の両方が収納回動軸線15L,15R上に位置する。しかし、第1タイロッドジョイント部85および第2タイロッドジョイント部86が同時に収納回動軸線15L,15R上に位置することは、この発明における必須の要件ではない。したがって、回動軸線88は収納回動軸線15L,15Rと交わっている必要はない。第1タイロッドジョイント部85および第2タイロッドジョイント部86のいずれか一方が、その作動範囲内において収納回動軸線15L,15R上に位置すれば充分であり、それらのうちの他方がその作動範囲内において収納回動軸線15L上に位置する必要はない。たとえば、前輪操舵システム35が中立状態のときに、第1タイロッドジョイント部85だけが収納回動軸線15L,15R上に位置していてもよい。また、第1タイロッドジョイント部85が作動範囲内において収納回動軸線15L上に配置可能でなくても、第2タイロッドジョイント部86がその作動範囲内において収納回動軸線15L上に配置可能であればよい。この場合には、第2タイロッドジョイント部86が、この発明の一実施形態における「第1タイロッドジョイント部」である。さらに一般化すれば、タイロッドアセンブリが転舵力発生ユニットから転舵車輪までの間に、収納回動軸線上に配置可能なタイロッドジョイント部を含むとき、このタイロッドジョイント部は、この発明の一実施形態における「第1タイロッドジョイント部」であり得る。
(2)前述の実施形態では、前輪操舵システム35が中立状態のときに、第1タイロッドジョイント部85が収納回動軸線15L,15R上に位置し、その状態で前輪サスペンションアセンブリ13L,13Rが回動される。しかし、第1タイロッドジョイント部85が収納回動軸線15L,15R上にない状態で前輪サスペンションアセンブリ13L,13Rに対して収納回動軸線15L,15Rまわりの回動力を加えることによって、第1タイロッドジョイント部85が収納回動軸線15L,15R上に案内されるように構成されていてもよい。
(3)前述の実施形態では、前輪操舵システム35が中立状態であることを条件に、前輪および前輪サスペンションアセンブリ13L,13Rの収納動作が開始される。しかし、陸上走行モードから水上航走モードへのモード切換指令(車輪収納指令)が発行されたことに応答して、ステアリングホイール6の操舵角を零度(中立位置)として、前輪操舵システム35を中立状態とするための中立化ユニットが備えられてもよい。中立化ユニットは、転舵力発生ユニット37に備えられる転舵アクチュエータを含んでもよい。具体的には、モード切換スイッチ12から水上航走モードが指示されたときに、制御ユニット150が転舵アクチュエータを駆動することにより、操舵角を零度として、前輪操舵システム35を中立状態としてもよい。そして、中立状態が確立された後に、制御ユニット150が、車輪用アクチュエータ94L,94R,96L,96Rおよび蓋部アクチュエータ105L,105R,107L,107Rを作動させて、車輪3L,3R,4L,4Rの収納動作を開始してもよい。
(4)転舵力発生ユニット37は、アクチュエータを含んでいてもよいし、アクチュエータを含んでいなくてもよい。より具体的には、転舵力発生ユニット37は、操作者がステアリングホイール6に加えた操舵力をタイロッドアセンブリ38L,38Rに機械的に伝達するように構成されていてもよい。操舵力を補助するためのアクチュエータが備えられていてもよいし、備えられていなくてもよい。また、転舵力発生ユニット37がアクチュエータを含む場合、前輪操舵システム35は、ステアリングホイール6とタイロッドアセンブリ38L,38Rとの間に機械的な結合がないシステム、すなわち、いわゆるステア・バイ・ワイヤシステムであってもよい。
(5)前述の実施形態では、転舵車輪としての左右の前輪3L,3Rが転舵力発生ユニット37に結合されている。しかし、左右の前輪3L,3Rがタイロッドによって互いに結合されていて、いずれか一方の前輪がタイロッドアセンブリを介して転舵力発生ユニット37に結合されていてもよい。また、左右の前輪3L,3Rは、タイロッドアセンブリを介して互いに機械的に結合されていてもよいし、機械的な結合がなくてもよい。たとえば、左右の前輪3L,3Rに対応して一対の転舵力発生ユニットが備えられていてもよい。さらに、転舵可能な車輪は、1個でもよいし3個以上の複数個でもよい。
(6)前述の実施形態では、収納駆動ユニット90は、車輪用アクチュエータ94L,94R,96L,96Rと減速ギヤ93とを含む。しかし、他の形態の収納駆動ユニットが車両1に備えられてもよい。たとえば、ラックおよびピニオンを利用した駆動ユニットが備えられてもよい。また、ワイヤの巻き取りによってサスペンションアセンブリを引き上げて収納する駆動ユニットが備えられてもよい。その他、ベルト駆動機構などの種々の駆動ユニットが適用可能である。アクチュエータとしては、電動モータのほか、油圧モータ、油圧シリンダ等を用いることができる。
(7)前述の実施形態では、蓋部を構成する第1部品101および第2部品102の間にばねユニット106が設けられ、そのばねユニット106が第2部品102に対して開方向の弾性力を与えている。しかし、ばねユニット106の代わりに、第2の蓋部アクチュエータを設けて、第2の蓋部アクチュエータによって、第2部品102を第1部品101に対して、回動軸線104まわりに回動させるように構成してもよい。
(8)前述の実施形態では、ダブルウィッシュボーン式のサスペンションアセンブリを示した。しかし、ストラット式のような他の形式のサスペンションアセンブリが用いられてもよい。
(9)前述の実施形態の車両1においては、前輪3L,3Rおよび後輪4L,4Rがいずれも駆動車輪である。しかし、前輪3L,3Rのみが駆動車輪で、後輪4L,4Rが従動車輪であってもよい。また、前輪3L,3Rが従動車輪で、後輪4L,4Rが駆動車輪であってもよい。さらに、前述の実施形態では、前輪3L,3Rが転舵車輪で、後輪4L,4Rが非転舵車輪である。しかし、前輪3L,3Rが非転舵車輪で、後輪4L,4Rが転舵車輪であってもよい。また、前輪3L,3Rおよび後輪4L,4Rがいずれも転舵車輪であってもよい。さらにまた、車両1は、四輪車両である必要はなく、たとえば、前方左右に一対の前輪を有し、後方中央に一つの後輪を有する三輪車両であってもよい。また、前方中央に一つの前輪を有し、後方左右に一対の後輪を有する三輪車両であってもよい。三輪車両の場合には、左右に設けられた一対の車輪の収納のために、この発明の一実施形態が適用されることが好ましい。
(10)水上推進装置としては、周囲の水を吸い込んで吹き出すジェット推進ユニット以外の装置が用いられてもよい。たとえば、プロペラ(スクリュー)の回転によって周囲の水を掻いて推進力を発生するプロペラ推進ユニットを用いることができる。
(11)前述の実施形態では、水陸両用車両を例にとったけれども、この発明は、車輪を車体の内部に収納する構成を備えた他の用途の車両にも適用できる。たとえば、陸上走行のほかに、雪上走行が可能な陸上/雪上両用車両に、この発明が適用されてもよい。
その他、特許請求の範囲に記載された事項の範囲で種々の設計変更を施すことが可能である。
1 車両
2 車体
3L 左前輪
3R 右前輪
4L 左後輪
4R 右後輪
6 ステアリングホイール
8 上面
9,9L,9R 側面
10 底面
12 モード切換スイッチ
13L,13R 前輪サスペンションアセンブリ
14L,14R 後輪サスペンションアセンブリ
15L,15R 収納回動軸線
16L,16R 収納回動軸線
17 ジェット推進ユニット
20 エンジン
21 トランスミッション
21A 動力切換ユニット
26L,26R 前輪ドライブ軸
27L,27R 後輪ドライブ軸
28 ジェット推進機ドライブ軸
29L,29R 車輪収納部
30L,30R 車輪収納部
31L,31R 蓋部
32L,32R 蓋部
33 操舵システム切換ユニット
34 ステアリングコラム
35 前輪操舵システム
36 ステアリングロッド
37 転舵力発生ユニット
38L,38R タイロッドアセンブリ
45 アッパアーム
46 ロワアーム
47 スイベルハブユニット
48 アーム支持部
49 ショックアブソーバ
51 基端部(アッパアーム)
52 先端部(アッパアーム)
53 上支持腕
54 結合ピン
55 基端部(ロワアーム)
56 先端部(ロワアーム)
57 下支持腕
58 結合ピン
60 ユニット本体
61 ハブシャフト
63 上部キングピン
64 下部キングピン
65 転舵軸線
66 ナックルアーム
67 先端部(ナックルアーム)
70 ドライブ軸支持部
71 ショックアブソーバ支持アーム
72 ショックアブソーバの下端部
73 ショックアブソーバの上端部
75 第1ドライブ軸部
76 第2ドライブ軸部
77 ドライブジョイント部
78 ユニバーサルジョイント部
81 第1ロッド部
82 第2ロッド部
83 第3ロッド部
84 ロッド支持部
85 第1タイロッドジョイント部
86 第2タイロッドジョイント部
87 第3タイロッドジョイント部
88 回動軸線
89 第1ロッド部の中間部
90 収納駆動ユニット
91,92 支持ブラケット
93 減速ギヤ
94L,94R 車輪用アクチュエータ
95 ピニオン
96L,96R 車輪用アクチュエータ
97 上面部
98 側面部
101 第1部品
102 第2部品
103L,103R 回動軸線
104 回動軸線
105L,105R 蓋部アクチュエータ
106 ばねユニット
107L,107R 蓋部アクチュエータ
135 水上操舵システム
136 デフレクタ
137 回動軸線
138 操作レバー
139 転舵力伝達ユニット
140 中立検出ユニット
141 水上検知ユニット
150 制御ユニット

Claims (18)

  1. 車体と、
    車輪と、
    前記車輪を左右方向に転舵可能に支持し、かつ収納回動軸線まわりに回動可能に前記車体に結合された車輪支持部と、
    前記車輪を転舵させるための転舵力を発生する転舵力発生ユニットと、
    前記転舵力発生ユニットから転舵力が入力される第1ロッド部、前記車輪に転舵力を伝達する第2ロッド部、ならびに前記第1ロッド部および前記第2ロッド部を互いに回転可能に結合する第1タイロッドジョイント部とを含み、前記第1タイロッドジョイント部を前記収納回動軸線上に配置可能に構成されたタイロッドアセンブリとを含む、車両。
  2. 前記第1タイロッドジョイント部が前記収納回動軸線上にある状態で、前記車輪支持部が前記収納回動軸線まわりに回動可能である、請求項1に記載の車両。
  3. 前記車輪支持部と前記車体との結合部が前記収納回動軸線上に位置しており、前記第1タイロッドジョイント部が、前記車輪支持部と前記車輪との結合部とは異なる位置で前記収納回動軸線上に配置可能である、請求項1または2に記載の車両。
  4. 前記タイロッドアセンブリが、前記第1ロッド部の中間部に結合され当該中間部を通る回動軸線まわりに前記第1ロッド部を回動可能に支持するロッド支持部と、前記転舵力発生ユニットからの転舵力が入力される第3ロッド部と、前記ロッド支持部に対して前記第1タイロッドジョイント部とは反対側において前記第1ロッド部および前記第3ロッド部を回動自在に結合する第2タイロッドジョイント部とをさらに含む、請求項1〜3のいずれか一項に記載の車両。
  5. 前記第1ロッド部の中間部を通る前記回動軸線が前記収納回動軸線と交差しており、前記第1タイロッドジョイント部が前記収納回動軸線上に位置するときに前記第2タイロッドジョイント部も前記収納回動軸線上に位置するように、前記タイロッドアセンブリが構成されている、請求項4に記載の車両。
  6. 前記車輪支持部が、
    アッパアームと、
    前記アッパアームの下方に配置されたロワアームと、
    前記アッパアームの先端部に回動可能に結合された上部キングピン、および前記ロワアームの先端部に回動可能に結合された下部キングピンを有し、前記車輪を回転自在に支持するスイベルハブユニットと、
    前記アッパアームおよび前記ロワアームをそれぞれ上下方向に回動可能に支持するように前記アッパアームの基端部および前記ロワアームの基端部に結合され、かつ前記収納回動軸線まわりに回動自在に前記車体に結合されたアーム支持部と、
    前記アーム支持部と前記ロワアームとの間に架け渡されたショックアブソーバとを含む、請求項1〜5のいずれか一項に記載の車両。
  7. 前記車輪を回転させるための駆動力を発生する原動機と、
    前記原動機から駆動力が入力される第1ドライブ軸部、前記車輪に回転力を伝達する第2ドライブ軸部、ならびに前記収納回動軸線上に位置し前記第1ドライブ軸部および前記第2ドライブ軸部を互いに回転可能に結合するドライブジョイント部を含む、ドライブ軸とをさらに含む、請求項1〜6のいずれか一項に記載の車両。
  8. 前記第1ドライブ軸部が前記収納回動軸線に沿って配置され、かつ前記車輪支持部に回転可能に支持されている、請求項7に記載の車両。
  9. 前記車輪支持部を前記収納回動軸線まわりに回動させる車輪用アクチュエータをさらに含む、請求項1〜8のいずれか一項に記載の車両。
  10. 前記車輪の収納指示を出力する指示装置をさらに含み、前記車輪用アクチュエータが、前記指示装置が出力する収納指示に応答して作動する、請求項9に記載の車両。
  11. 前記車輪支持部が、前記収納回動軸線まわりに90度以上回動する、請求項1〜10のいずれか一項に記載の車両。
  12. 前記車輪支持部が、前記収納回動軸線まわりに略180度回動する、請求項1〜10のいずれか一項に記載の車両。
  13. 前記車輪よりも内方の前記車体の内部に車輪収納部が設けられており、前記車輪支持部が前記収納回動軸線まわりに回動することによって、前記車輪が前記車輪収納部に収納される、請求項1〜12のいずれか一項に記載の車両。
  14. 前記車輪収納部を開閉可能な蓋部をさらに含む、請求項13に記載の車両。
  15. 前記蓋部が、少なくとも当該蓋部を閉じた閉状態において前記車両の外装と連続する外表面を有している、請求項14に記載の車両。
  16. 前記蓋部が前記車両の上面を成す上面部を含む、請求項14または15に記載の車両。
  17. 前記蓋部が前記車両の側面を成す側面部を含む、請求項14〜16のいずれか一項に記載の車両。
  18. 前記車体に取り付けられ、水上で前記車両に推進力を与える水上推進装置をさらに含む、請求項1〜17のいずれか一項に記載の車両。
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* Cited by examiner, † Cited by third party
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JP2018076057A (ja) * 2016-11-10 2018-05-17 ヨンチャン パク 水陸両用車

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