(57)【要約】【課題】フォークリフト等の車両用のサスペンション装置に関し、関節動作ストッパの接触位置において、操舵軸２０のそれ以上の横方向における関節のような動きを可能とすることを課題とする。【解決手段】操舵軸２０の動きが第１の関節的動作範囲にある場合には、当該軸が車両フレーム２４に対する第１の位置２５を中心に回転するように操舵軸２０が車両フレーム２４に連結されている。操舵軸２０の動きが第１の関節的動作範囲よりも大きな第２の関節的動作範囲にある場合には、操舵軸軸２４が、フレーム２４に対する第２の位置２７を中心に回転する。この第２の位置２７は、第１の位置２５のさらに横方向外側に存在する。そして、操舵軸２０の動きが第２の関節的動作範囲を超えると、この車両用サスペンション装置は、操舵軸２０が車両フレーム２４と実質的に強固に接触した状態を保持し続ける。【選択図】  図５
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
一つの軸を車両フレームに連結する連結装置を備え、該連結装置は、当該軸の横方向における傾きにしたがって前記フレームに対する当該軸の可変サスペンション回転点を提供することを特徴とする車両サスペンション装置。
【請求項２】
前記連結装置は、前記フレームに対して軸中心点の垂直方向の移動が可能である間は、前記フレームに対する当該軸中心点の横方向の動きを制限する請求項１記載の車両サスペンション装置。
【請求項３】
前記連結装置は、前記軸が予め設定された傾斜範囲を超えた後は、前記軸を前記フレームに対し実質的に強固な回転しない接触状態に維持する請求項２記載の車両サスペンション装置。
【請求項４】
前記連結装置は、弾性体からなるブッシュを含む請求項１記載の車両サスペンション装置。
【請求項５】
前記ブッシュは、垂直方向の圧縮を促すための底部に形成された空洞を含む請求項４記載の車両サスペンション装置。
【請求項６】
前記ブッシュは、前記軸の延出部を受け入れるための中央孔を有するラバーの単一部品から形成されており、当該延出部が中心軸を中心として回転可能にするとともに、十分な下向きの力が当該延出部により加えられた際に当該延出部が垂直方向下向きに移動可能になっている請求項４記載の車両サスペンション装置。
【請求項７】
前記車両フレームは、前記軸が第１の関節的動作領域にある際には、三角形状の安定性プロフィールを提供し、前記軸が第２の関節的動作領域にある際には、台形状の安定性プロフィールを提供し、また前記軸が第３の関節的動作領域にある際には、長方形状に近い第３のより大きな安定性プロフィールを提供する請求項１記載の車両サスペンション装置。
【請求項８】
前記連結装置は、前記軸の中央延出部を保持するスプリングを含む請求項１記載の車両サスペンション装置。
【請求項９】
前記車両サスペンション装置は、前記軸の両側端に位置する関節動作ストッパを含み、前記連結装置は、前記関節動作ストッパが前記軸に接触していない際は、前記軸の中心線を中心に前記軸を回転可能とし、また前記連結装置は、前記関節動作ストッパが前記軸に接触している際は、該関節動作ストッパの一方を中心として前記軸を回転可能にする請求項１記載の車両サスペンション装置。
【請求項１０】
軸が第１の関節的動作範囲内で動作する際は、車両フレームに対して当該軸が第１位置を中心として回転するように、また前記軸が前記第１の関節的動作範囲よりも関節的な動作が大きい第２の関節的動作範囲内で作動する際は、前記フレームに対して前記軸が前記第１位置よりも横方向外側に位置する第２位置を中心として回転するように、前記軸が前記車両フレームに連結されている車両サスペンション方法。
【請求項１１】
前記軸が前記第１位置を中心に回転する際は、第１の安定性プロフィールが提供され、前記軸が前記第２位置を中心とに回転する際は、第２の安定性プロフィールが提供され、前記軸が前記第２の関節的動作範囲よりも関節的な動きが大きい第３の関節的動作範囲にある際は、前記第２安定性プロフィールよりも広い第３の安定性プロフィールが提供される請求項１０記載の車両サスペンション方法。
【請求項１２】
前記軸が前記第１の関節的動作範囲内で動作している際は、前記軸は前記車両の中心線を中心として回転する請求項１０記載の車両サスペンション方法。
【請求項１３】
前記軸が前記第２の関節的動作範囲内で動作している際は、前記フレームに接触している関節動作ストッパをほぼ中心として前記軸が回転する請求項１０記載の車両サスペンション方法。
【請求項１４】
前記軸が前記第１の関節的動作範囲内で動作する際は、前記車両フレームからほぼ同じ距離で前記軸の中心位置を保持し、前記第２の関節的動作範囲内で動作している際は、前記軸の前記中心位置が前記車両フレームから垂直方向に変位または移動することを可能とする請求項１０記載の車両サスペンション方法。
【請求項１５】
前記軸が前記第２の関節的動作範囲よりも関節的な動きが大きい第３の関節的動作範囲で動作している際は、前記軸が前記車両フレームとほぼ強固に接触した状態を保持する請求項１４記載の車両サスペンション方法。
【請求項１６】
車両フレームと、軸と、当該軸の横方向における移動の量に応じ、当該軸が前記フレームとの関連において異なる横方向位置で回転するように、当該軸を前記車両フレームに結合する付属装置とを含む車両サスペンション機構。
【請求項１７】
前記軸は、フォークリフトの操舵軸を含む請求項１６記載の車両サスペンション機構。
【請求項１８】
さらに、前記軸の両側部にそれぞれ位置している関節動作ストッパを含み、該関節動作ストッパは、前記軸が第１の横方向変位範囲内で動作する際は、前記関節動作ストッパは前記車両フレームとの関節動作間隙を維持している請求項１６記載の車両サスペンション機構。
【請求項１９】
前記軸が第１の横方向変位範囲内で動作する際は、前記軸は該軸の第１の中心軸を中心として回転し、前記関節動作ストッパの一方が前記車両フレームと接触するとともに前記軸が第２の横方向変位範囲内で動作する際は、前記軸は前記関節動作ストッパの一方を中心として回転する請求項１８記載の車両サスペンション機構。
【請求項２０】
前記付属装置は、前記軸が前記第２の横方向変位範囲内よりも関節的な動きの大きな第３の横方向変位範囲内で動作する際は、前記接触している関節動作ストッパを中心とする前記軸のさらなる回転を防止する請求項１９記載の車両サスペンション機構。
【請求項２１】
前記付属装置は、前記軸の延出部を保持するとともに、当該延出部が前記付属装置の内部において垂直方向における上下移動を可能とする請求項１６記載の車両サスペンション機構。
【請求項２２】
前記付属機構は、ラバーブッシュを含んでいる請求項２１記載の車両サスペンション機構。
【請求項２３】
前記付属機構は、スプリングを含んでいる請求項２１記載の車両サスペンション機構。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、フォークリフト等の車両用のサスペンション装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】
図１は、荷を持ち上げて運搬するというよく知られた基本的機能を有する従来のフォークリフト１０を示している。駆動車輪１２は駆動軸（図示せず）に連結されており、操舵車輪１４は図２に示す操舵軸２０に連結されている。駆動軸は、フォークリフト１０のフレームに強固に連結されている。操舵軸２０は、フォークリフト１０を操舵するために用いられ、図２に詳しく示されているサスペンション装置(suspension system)を備えている。
【０００３】
図２は、図１に示すフォークリフト１０に用いられている操舵軸２０の平面図である。後輪（操舵車輪）１４は、操舵軸２０の両端部に取り付けられている。突出部(stub)（延出部）２０ａと２０ｂは、操舵軸２０の対向する後方及び前方の端部からそれぞれ延出している。一組のブラケット２２ａと２２ｂとは、フォークリフトのフレーム２４にボルト留めされており、それぞれ、突出部２０ａと２０ｂを保持している。
【０００４】
図３は、操舵軸２０の後方断面図である。この図では、ブラケット２２ａのみが示されている。ブラケット２２ｂはブラケット２２ａと類似する。操舵軸２０の突出部２０ａは、中心点２１に中心がくるように配置されている。突出部２０ａは、ラバーブッシュ３０により、中心点２１を中心としてブラケット２２ａ内においてほぼ同じ相対的な位置に保持されている。操舵軸２０が時計回りか反時計回りの関節のような動きを行う(articulates)際（横方向において傾く際／操舵軸の端部が上下に傾く際）、ラバーブッシュ３０は、操舵軸２０が中心点２１を中心として回転できるようにしている。
【０００５】
二つの関節動作ストッパ（articulation stops）３２ａと３２ｂが操舵軸２０の上面に配設されている。これらの関節動作ストッパ３２ａ、３２ｂとフレーム２４との間の間隙は、それぞれ、関節動作間隙（articulation gaps）３４ａ、３４ｂと称される。フォークリフト１０が停止または水平地形３１の上を真直ぐに走行しているときは、操舵軸２０の関節的な動きはほとんどなく、関節動作間隙３４ａと３４ｂは比較的一定の状態に保たれる。
【０００６】
関節動作ストッパ３２ａと３２ｂがフレーム２４に接触しない限り、操舵軸２０は、フレーム２４とは無関係に、中心点２１を中心として自由に回転する。この操舵軸２０の回転は、フレーム２４の横方向における変位を生じることなく、フォークリフト１０が、でこぼこの地形や障害物の上で操縦されたり、旋回したりすることを可能にする。
【０００７】
関節動作間隙３４ａと３４ｂの大きさは、フレーム２４を横方向において変位させることなく、操舵軸２０が、どの程度関節のような動きを行えるかを決定している。操舵軸２０が、一方の側で（一方の端部で）関節のような動きを十分に行うと、関節動作ストッパ３２ａまたは３２ｂのうちのいずれか一方がフレーム２４に接触する。この関節動作ストッパの接触位置において、操舵軸２０のそれ以上の横方向における関節のような動きは、フレーム２４を動かすことになる。
【０００８】
より大きな関節動作間隙３４ａと３４ｂは、関節動作ストッパ３２ａと３２ｂの一方がフレーム２４に接触する前に操舵軸２０が関節のような動きをすることができる範囲を大きくすることができる。より大きな関節動作間隙３４ａと３４ｂは、フレーム２４を横方向において変位させることなく、操舵軸２０がより大きな関節のような動きをすることを可能にする。
【０００９】
図４は、図２及び図３に示されているサスペンション装置の安定性プロフィール（stability profile）を示している。関節動作ストッパ３２ａや３２ｂ（図３）がフォークリフトのフレーム２４に接触していない場合には、フォークリフト１０は三角形状の安定性プロフィールＲＳＵを有している。この三角形状の安定性プロフィールＲＳＵでは、フォークリフトのフレーム２４は、駆動車輪１２の位置Ｒ及び位置Ｓと操舵軸２０の中心線上の位置Ｕとにより支持されている。
【００１０】
関節動作ストッパ３２ａや３２ｂのどちらか一方がフレーム２４と接触するようになった場合には、フォークリフト１０は、長方形状の安定性プロフィールＲＳＴＶに変化する。操舵軸２０が関節動作ストッパ３２ａまたは３２ｂ(図３)のいずれか一方に十分に接触するまで回転すると、操舵軸２０はフレーム２４に対して強固な回転しない関係となる。これは、フレーム２４の後端の横方向支持位置を、中心線の位置Ｕから、その外側である後輪１４における位置ＴとＶへと移動させる。
【００１１】
【課題を解決するための手段】
本発明の車両用サスペンション装置は、軸の動きが第１の関節的動作範囲にある際には、当該軸が車両フレームに対して第１の位置を中心に回転するように当該軸が車両フレームに連結される。この軸の動きが第１の関節的動作範囲よりも大きな第２の関節的動作範囲にある際には、当該軸が車両フレームに対して第１の位置より外側の第２の位置を中心に回転する。そして、前記軸の動きが第２の関節的動作範囲を超えると、この車両用サスペンション装置は、当該軸が車両フレームと実質的に強固に接触した状態を保持し続ける。
【００１２】
上述したまたはそれ以外の本発明の目的、機能および利点は、添付図面を参照して行う以下の本発明の好適な実施形態の詳細な説明からより容易に明らかとなるであろう。
【００１３】
【発明の実施の形態】
図５は、フォークリフトのフレーム２４へ強固に連結されたブラケット２２ａを備えたサスペンション装置を示している。このブラケット２２ａは、孔２３を有するラバーブッシュ５０を収容している。この孔２３は、先に図２において示した操舵軸突出部２０ａを受け入れている。また、同種のブッシュ５０が、操舵軸２０の前方端部にも配置されており、図２に示されているブラケット２２ｂ内に収納されている。
【００１４】
突出部２０ａにより下向きの力が十分かけられると、これらブッシュ５０の形状は、ブッシュ５０を垂直方向に圧縮し、すなわち垂直方向への移動をなさしめる。ある実施形態では、ブッシュ５０の形状は、ブッシュ５０とブラケット２２ｂの間に、空洞５２ａや５２ｂを形成したものとなっている。また、ある実施形態では、ブッシュ５０は、ブラケット２２ａの底部に空洞空間５２ａを形成し、ブラケット２２ａの両側部分に側方空洞５２Ｂを形成している。しかしながら、垂直方向下向きの圧縮を可能とする他のブッシュ形状を用いることもできる。また、異なる種類の弾性材をブッシュ５０に用いることも可能である。
【００１５】
下向きの十分な力が突出部２０ａや２０ｂに加えられると、空洞５２ａと５２ｂは、ブッシュ５０の位置が下方に移動することを可能にし、それにより突出部２０ａと２０ｂの中央点２５も垂直方向下向きに移動する。図６は、左操舵車輪１４用のタイヤが物体５５を横断する際の操舵軸２０の後方断面図を示している。このタイヤが回転しながら物体５５を乗り越える際、操舵軸２０は、先に示した図５に示す中心点２５を中心として時計方向へ回転する。この操舵軸２０の時計方向の回転は、関節動作ストッパ３２ａがフレーム２４に接触する状態へと移行させる。
【００１６】
操舵軸２０の関節のような動きが十分大きければ、強固な操舵軸２０の左端は、関節動作ストッパ３２ａがフレーム２４に接触した後も上方への移動を継続する。これは、突出部２０ａによるブッシュ５０の下方への圧縮を生じさせる。この状態において操舵軸２０は、位置Ｗにおいて、関節動作ストッパ３２ａを中心として回転する。突出部２０ａの下方への動きは、空洞５２ａと５２ｂ（図５）を部分的に押し潰して塞ぐようにブッシュ５０を下方へ移動させる。突出部２０ａと２０ｂの中心点は、位置２５から位置２７へと垂直方向下向きに移動する。操舵軸２０の回転中心点は、中心線Ｙより横方向外側の位置Ｗに位置する関節動作ストッパ３２ａへと効果的に移動する。
【００１７】
操舵軸２０は、ラバーブッシュ５０の底部５３と側部５７が、空洞５２ａと５２ｂ（図５）の空間部分を塞ぐまで関節のような動きを継続することが可能である。この完全な圧縮状態において、操舵軸２０とフレーム２４は、互いに半剛体固定関係(semi-rigid fixed relationship)に移行する。この状態における操舵軸２０のさらなる関節のような動きは、フレーム２４を動かすことになる。
【００１８】
他の実施形態において、ラバーブッシュや他種類の弾性材を関節動作ストッパ３２ａと３２ｂの頂部に配設することが可能である。また、関節動作ストッパ３２ａと３２ｂにスプリングを配設することも可能である。弾性材やスプリングは、フレーム２４に接触する際に、関節動作ストッパ３２ａと３２ｂにより加えられる力を和らげる。
【００１９】
図７は、先に示した図５と図６に示したサスペンション装置１５を使用している図１に示すフォークリフト１０のシャーシの平面図である。駆動車輪１２は駆動軸４０に取り付けられており、操舵車輪１４は操舵軸２０に取り付けられている。駆動軸４０は、強固にフレーム２４に固定されており、フレーム２４に対して独立して回転するものではない。
【００２０】
関節動作ストッパ３２ａまたは３２ｂ（図５）の何れか一方がフレーム２４と接触する以前の第１の関節的動作範囲において、操舵軸２０は、フレームの中心線ＡＢを中心として回転する。この関節動作ストッパが非接触の状態においては、フォークリフトは、点Ｒ、Ｓ、Ｖにより規定される三角形状の安定性プロフィールＲＳＶを備えている。
【００２１】
操舵軸２０が第２の関節的動作範囲へ移行すると、先に図６に示したように、関節動作ストッパ３２ａまたは３２ｂの何れか一方がフレーム２４に接触する。このような状態は、例えば、操舵車輪１４の一方が物体を横断して乗り越える際に発生する。これらの関節動作ストッパの一方がフレーム２４と接触すると、フォークリフト１０は、三角形状の安定性プロフィールＲＳＶから、位置Ｒ、Ｓ、Ｕ、Ｗに該当する台形状の安定性プロフィールＲＳＵＷに変化する。
【００２２】
点ＲとＳは、駆動車輪１２の位置に該当する。位置ＷとＵは、関節動作ストッパ３２ａと３２ｂがそれぞれフレーム２４に接触する位置に該当する。関節動作ストッパ３２ａまたは３２ｂがフレーム２４と接触した後、操舵軸突出部２０ａと２０ｂは、図６において上述したように、ブッシュ５０を下向きに圧縮し始める。これは、操舵軸２０（図６）が点Ｗまたは点Ｕを中心として回転することを可能にする。
【００２３】
操舵軸２０の回転中心点は、位置Ｖから位置Ｗまたは位置Ｕへ効果的に移動する。フォークリフト１０が台形状の安定性プロフィールＲＳＵＷを有する第２の関節的動作領域において、操舵軸２０は、依然として、フレーム２４から半独立状態で関節のような動きをすることができる。この台形状の安定性プロフィールは、ブッシュ５０（図６）の内部の突出部２０ａと２０ｂの垂直方向の変位によって生じるものである。
【００２４】
操舵軸の第３の関節的動作範囲では、操舵軸突出部２０ａと２０ｂは、もはやブッシュ５０内において下方へ移動することはできない。例えば、空洞５２ａと５２ｂ（図５）がラバーブッシュ５０の部分によってほぼ塞がれたときである。この完全な圧縮状態において、フォークリフト１０は、長方形状に近い安定性プロフィールＲＳＸＴに変化する。この安定性プロフィールＲＳＸＴは、台形状の安定性プロフィールＲＳＷＵよりも大きく、車輪１２と１４まで外側に広がっている。このより大きな安定性プロフィールＲＳＸＴにおいて、操舵軸２０のさらなる横方向における関節のような動きは、ほぼ同量のフレーム２４の横方向における動きを生じさせる。
【００２５】
図５ないし図７に示す本発明の実施形態において、ブッシュ５０の形状は、操舵軸中心回転点の垂直方向の変位を可能としている。当業者は、軸の中心回転点を垂直方向に上下に移動させることを可能にするために用いることができる他のブッシュ形状を認識するであろう。
【００２６】
例えば、図８および図９は、圧縮コイルスプリング８２、８３、８４、８５を用いる他の実施形態を示している。上部スプリング８２と８４は、下部スプリング８３と８５よりもいくらか大きい。取り付けブラケット溶接体８０は、操舵軸２０をフレーム２４に取り付けている。操舵軸鋳造体８８は、操舵軸２０の一部として形成されており、すなわち、操舵軸２０に固定的に溶接又はボルト留めされた別部品である。
【００２７】
４本のボルト８７は、正方形の態様で配設され、フレーム２４に取り付けられている取り付けブラケット溶接体８０の開口８６を貫通している。操舵軸鋳造体８８は、Ｔ型ポスト９１を含んでおり、その対向端は、上部スプリング８２、８４の両者の内部に挿入されるとともに下部スプリング８３、８５の内側に挿入されている。ラバーブッシュ８９は、操舵軸鋳造体８８と溶接体８０との間に位置する。ワッシャー９３は、ラバーブッシュ８９を保持し、ブッシュ８９をスプリング８２、８３、８４、８５から保護している。フレーム２４は、上部スプリング８２、８４に支持されている。
【００２８】
第１の関節的動作範囲では、操舵軸２０は中心線９０を中心にして横方向において回転し、関節動作ストッパ３２ａと３２ｂはフレーム２４に接触しない。これは、図７に示した三角形状の安定性プロフィールＲＳＶと似た三角形状の安定性プロフィールを生じる。
【００２９】
操舵軸２０が、時計回りや反時計回りの回転を続けると、関節動作ストッパ３２ａまたは３２ｂはフレーム２４に接触し、スプリング８２、８３、８４、８５の組み合わせは、圧縮を継続する。これは、操舵軸鋳造体８８が、溶接体８０内において、下方向への移動を継続することを可能にしている。操舵軸２０は、フレーム２４と接触している関節動作ストッパ３２ａや３２ｂを中心にした回転が可能になり、図７に示す台形状のプロフィールＲＳＵＷに似た台形状の安定性プロフィールを提供する。
【００３０】
第３の関節的動作範囲では、操舵軸鋳造体８８は、スプリング８２、８３、８４、８５の組み合わせを完全に圧縮する。この状態における操舵軸２０は、ほぼ強固な状態でかつ回転しない状態でフレーム２４と接触している。この状態におけるサスペンション装置は、図７に示す安定性プロフィールＲＳＸＴに近い長方形状に近いより大きな安定性プロフィールを示す。
【００３１】
ベルビルスプリング（Bellvill springs）のような他のスプリング構造を、上記の可変サスペンションを提供するために用いることができる。また、下方向よりも上方向に曲がりにくい可変リーフスプリングの交差する一組を、操舵軸２０の前方の取り付け場所と後方の取り付け場所とに掛け渡すように用いることができる。例えば、これらリーフスプリングは、図２においてブラケット２２ａと２２ｂが位置する場所に掛け渡すことができる。スプリングやブッシュのその他の異なる組み合わせをも、上述したようなフォークリフトの様々な安定性プロフィールを変化させるために用いることができる。
【００３２】
図５ないし図７に示した本発明の実施形態は、受動的な装置である。即ち、ブッシュ５０は、横方向において加えられた力に対して単に反応するだけである。しかしながら、当業者は、同様の機能を果たすために能動的な装置を用いることもできることを理解するであろう。例えば、センサーの入力に応じて、操舵軸２０の中心回転点２５（図５）を、直接、昇降させる液圧装置を用いてもよい。能動的な装置は、フォークリフトにより運搬される荷の重量やフォークリフトの横方向における傾斜の程度に応じて、可動回転点のスプリング定数を適宜調整することもできる。
【００３３】
好適な実施形態に基づいて本発明を記述し図示したが、本発明は、そのような原理から逸脱することなく配置や細部を変更できることは明らかである。以下の特許請求の範囲の考え方と範囲内における全ての変更と変形をここに特許権の対象として請求する。
【図面の簡単な説明】
【図１】従来のフォークリフト１０の側面図である。
【図２】図１に示す従来のフォークリフト１０の操舵軸２０の平面図である。
【図３】図２に示す操舵軸２０の後方断面図である。
【図４】図１に示す従来のフォークリフト１０のシャーシを示す平面図である。
【図５】本発明の一実施形態に係るサスペンション装置の後方断面図である。
【図６】図５に示すサスペンション装置の後方断面図であり、当該フォークリフトがでこぼこの地形を走行した際の状態を示している。
【図７】図５及び図６に示されているサスペンション装置の安定性プロフィールを示すフォークリフトシャーシの平面図である。
【図８】本発明の他の実施形態に係るサスペンション装置の後方断面図である。
【図９】図８に示すサスペンション装置の部分断面図である。
【符号の説明】
１０  フォークリフト
１２  駆動車輪
１４  後輪
２０  操舵軸
２０ａ  ２０ｂ  突出部
２１  中心点
２２ａ  ２２ｂ  ブラケット
２４  フレーム
２５  中心点
３０  ラバーブッシュ
３２ａ  ３２ｂ  関節動作ストッパ
３４ａ  ３４ｂ  関節動作間隙
５０  ラバーブッシュ
５２ａ  底部空洞空間
５２ｂ  側方空洞空間
５５  物体
８０  溶接体
８２  ８４  上部圧縮コイルスプリング
８３  ８５  下部圧縮コイルスプリング
８６  開口
８８  操舵軸鋳造体
８９  ラバーブッシュ
９１  Ｔ型ポスト
【図１】
2004196284.tif 000003
【図２】
2004196284.tif 000004
【図３】
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【図４】
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【図５】
2004196284.tif 000007
【図６】
2004196284.tif 000008
【図７】
2004196284.tif 000009
【図８】
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【図９】
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