(57)【要約】【課題】簡易シャシー型で構成した電気自動車において、車輪を小径としながらも凸部段差の浮上乗り越えを安定した状態で実現すると共に、簡易機構にて車両の小回り性能を実現し、また、衝撃吸収のための弾性体を使用しないことで車体重量を低減する電気自動車を提供する。【解決手段】前後方向に伸延したメインシャシーと、その後部に載置連結したシートフレームと、メインシャシーの前部から左右後方に略Ｌ字状に伸延した左右サイドパイプと、シートフレーム前部から左右後方に略Ｌ字状に伸延した後車輪左右支持パイプと、後車輪左右支持パイプの中途に横架した横軸パイプと、横軸パイプに左右サイドパイプ後端を枢支した枢支部とでスケルトンフレーム構造を構成すると共に、メインシャシーの先端部より斜め上方に回転自在に操向軸を突設し、その先端部に連動連設した前輪操舵機構を介して左右前車輪を配設することを特徴とする。【選択図】図３
2019156044.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
前後方向に伸延したメインシャシーと、
その後部に載置連結したシートフレームと、
前記メインシャシーの先端部に連動連設した前輪操舵機構を介して左右前車輪を配設したことを特徴とする簡易シャシー型電気自動四輪車。
【請求項２】
前記前輪操舵機構は、前記メインシャシーの先端部より斜め上方に回転自在に操向軸を突設し、その先端部に左右側部の上下動を自在とするためのユニバーサルジョイントを介してナックルアーム、タイロッド、キングピン、ステアリングフレーム、ハンドル等を主に連動連設して構成したことを特徴とする請求項１に記載の簡易シャシー型電気自動四輪車。
【請求項３】
前記メインシャシーの前部から左右後方に略Ｌ字状に伸延した左右サイドパイプと、
前記シートフレーム前部から左右後方に略Ｌ字状に伸延した後車輪左右支持パイプと、
前記後車輪左右支持パイプの中途に横架した横軸パイプと、
前記横軸パイプに前記左右サイドパイプ後端を枢支した枢支部と、
によりスケルトンフレーム構造を構成したことを特徴とする請求項１又は請求項２に記載の簡易シャシー型電気自動四輪車。
【請求項４】
前記メインシャシーの前部から左右後方に略Ｌ字状に伸延した前記左右サイドパイプの中途にはステップ部を設けたことを特徴とする請求項１乃至３のいずれか１項に記載の簡易シャシー型電気自動四輪車。
【請求項５】
前記シートフレーム前部から左右後方に略Ｌ字状に伸延した前記後車輪左右支持パイプの中途にはそれぞれ左右後車輪を配設したことを特徴とする請求項１乃至４のいずれか１項に記載の簡易シャシー型電気自動四輪車。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
この発明は、簡易シャシー型電気自動四輪車に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来、パイプ等の簡易シャシー型で構成した電気自動車は駆動源をモータとして後輪駆動とし、操向系統をハンドルバーに前輪操舵機構を連動連結して構成し、車輪も小径とすることで全体的にコンパクト化して車体重量を可及的に小さくしたものが考案されている。
【０００３】
例えば、特許文献１にはハンドルバーに前輪操舵機構を連動連結してハンドル切れ角を大きくし、操舵性能に優れた操舵装置を備える小型電動車両について開示されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
【特許文献１】特開２００３−２６１０３９号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
ところが、かかる従来の簡易シャシー型で構成した電気自動車は車輪も小径であるために凹凸道路の凸部段差に非駆動車輪の左右一側車輪が当面した場合に小径車輪の浮上乗り越しが困難であったり、左右一側車輪が凸部段差に乗り上げたとしても駆動後車輪の水平軸に対して凸部段差乗り上げの前車輪軸の揺動傾斜作動が円滑に行われるような複雑な構造が必要となり、また、前輪操舵機構の切れ角の最大化が図れないためＵターンの小回り性が良好でない欠点があった。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
この発明は、前後方向に伸延したメインシャシーと、その後部に載置連結したシートフレームと、メインシャシーの先端部に連動連設した前輪操舵機構を介して左右前車輪を配設したことを特徴とする簡易シャシー型電気自動四輪車を提供する。
【０００７】
また、前輪操舵機構は、メインシャシーの先端部より斜め上方に回転自在に操向軸を突設し、その先端部に左右側部の上下動を自在とするためのユニバーサルジョイントを介してナックルアーム、タイロッド、キングピン、ステアリングフレーム、ハンドル等を主に連動連設して構成したことを特徴とする。
【０００８】
また、メインシャシーの前部から左右後方に略Ｌ字状に伸延した左右サイドパイプと、シートフレーム前部から左右後方に略Ｌ字状に伸延した後車輪左右支持パイプと、後車輪左右支持パイプの中途に横架した横軸パイプと、横軸パイプに左右サイドパイプ後端を枢支した枢支部と、によりスケルトンフレーム構造を構成したことを特徴とする。
【０００９】
また、メインシャシーの前部から左右後方に略Ｌ字状に伸延した左右サイドパイプの中途にはステップ部を設けたことを特徴とする。
【００１０】
また、シートフレーム前部から左右後方に略Ｌ字状に伸延した後車輪左右支持パイプの中途にはそれぞれ左右後車輪を配設したことを特徴とする。
【発明の効果】
【００１１】
この発明によれば、前後方向に伸延したメインシャシーと、その後部に載置連結したシートフレームと、メインシャシーの先端部に連動連設した前輪操舵機構を介して左右前車輪を配設したことにより、左右前車輪が路面から受ける衝撃をメインシャシーに伝導させて操作用ハンドルへの路面の影響を低減し、走行中の振動による誤ったハンドル操作の低減や、車両の直進性を保持するようにハンドルを強く把持する必要性が低減できる。
また、従来車両では操舵機構と路面からの荷重吸収機構とが別体として構成されており、それぞれに前車輪と連結するための連結部材を必要としていた。しかし、本発明ではメインシャシーに前輪操舵機構を連結した構成としたため、車両を構成する部品を削減しながらも前輪が路面より受ける荷重をメインシャシーで吸収する構成となり、車両全体の重量を低減して走行時の燃費を従来よりも向上することができる。
【００１２】
また、前輪操舵機構は、メインシャシーの先端部より斜め上方に回転自在に操向軸を突設し、その先端部に左右側部の上下動を自在とするためのユニバーサルジョイントを介してナックルアーム、タイロッド、キングピン、ステアリングフレーム、ハンドル等を主に連動連設して構成したことにより、スケルトンフレーム構造にもかかわらず自動四輪車としての操向に必要な前輪操舵機構を具備することができ、ハンドルの切り角を可及的に小さくすることができ、走行や操向に支障のない構造とすることができると共に、路面上の凸部に左右いずれか一方の車輪が乗り上げても前輪操舵機構のみが操向軸を中心に左右スイングするだけであるため、小径の前輪でも凸部段差を容易に乗り越えることができる効果がある。
【００１３】
また、前記メインシャシーの前部から左右後方に略Ｌ字状に伸延した左右サイドパイプと、前記シートフレーム前部から左右後方に略Ｌ字状に伸延した後車輪左右支持パイプと、前記後車輪左右支持パイプの中途に横架した横軸パイプと、前記横軸パイプに前記左右サイドパイプ後端を枢支した枢支部と、によりスケルトンフレーム構造を構成したことにより、簡易な最小限度のスケルトンフレーム構造にもかかわらずメインシャシーとその後部に載置連結したシートフレームその他の各種のパイプ等のフレーム構造によって運転者の体重負荷や走行時のフレームへの負荷応力等を軽減して強度的な安全性を担保できる効果があり、また、電気自動四輪車に必要な最小限度の各種車載部材、例えば左右前後車輪や前輪操舵機構等を搭載するための必要な最小のフレーム構成によって電気自動四輪車を構成することができるので軽量でかつ電気自動四輪車としての走行に支障のない機能を発揮することができ、しかも、左右サイドパイプと、シートフレーム前部から左右後方に略Ｌ字状に伸延した後車輪左右支持パイプとにより走行時にフレームにかかる荷重応力を各種構成パイプによって軽減することができると共に、これらの左右サイドパイプと後車輪左右支持パイプとの枢支構造が車体全体の緩衝機能を果たすことができ、特にばね機構を組み込む必要がなく、簡易なスケルトンフレーム構造にもかかわらず強度を充分に保持することができ走行の安全性を担保することができる効果がある。
【００１４】
また、メインシャシーの前部から左右後方に略Ｌ字状に伸延した左右サイドパイプの中途にはステップ部を設けたことにより、スケルトンフレーム構造にもかかわらず乗降しやすい構造を提供することができる効果がある。
【００１５】
また、シートフレーム前部から左右後方に略Ｌ字状に伸延した後車輪左右支持パイプの中途にはそれぞれ左右後車輪を配設したことにより、左右後車輪にかかる荷重負荷や路面の凹凸による車輪衝動を略Ｌ字状に伸延した後車輪左右支持パイプで吸収することができ、特にばねなどの緩衝機構を必要とすることなく、スケルトンフレーム構造にかかる負荷応力を最小限度にとどめて構造強度を高めることができる効果がある。
【図面の簡単な説明】
【００１６】
【図１】本発明の実施形態における簡易シャシー型電気自動四輪車を示す側面図である。
【図２】本発明の実施形態における簡易シャシー型電気自動四輪車を示す平面図である。
【図３】本発明の実施形態における簡易シャシー型電気自動四輪車を示す斜視図である。
【図４】本発明の実施形態における簡易シャシー型電気自動四輪車を示す斜視図である。
【図５】凸部乗り越え時に前車輪に生起される応力を示す図である。
【図６】本発明の実施形態における簡易シャシー型電気自動四輪車が凸部乗り越え時に前車輪に生起する応力を示す図である。
【図７】本発明の実施形態における簡易シャシー型電気自動四輪車のシート下部のフレーム構造にかかる応力を示す図である。
【図８】本発明の実施形態における簡易シャシー型電気自動四輪車のシート下部のフレーム構造を構成する各パイプの伸びを示す図である。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１７】
この発明の要旨は、前後方向に伸延したメインシャシー１０と、その後部に載置連結したシートフレーム２０と、メインシャシー１０の前部から左右後方に略Ｌ字状に伸延した左右サイドパイプ３０ａ，３０ｂと、シートフレーム２０の前部から左右後方に略Ｌ字状に伸延した後車輪左右支持パイプ４０ａ，４０ｂと、後車輪左右支持パイプ４０ａ，４０ｂの中途に横架した横軸パイプ５０と、横軸パイプ５０に左右サイドパイプ３０ａ，３０ｂの後端を枢支した枢支部５１と、後車輪左右支持パイプ４０ａ，４０ｂの後端に横架した補強軸パイプ４１とよりスケルトンフレーム構造１００を構成すると共に、メインシャシー１０の先端部に連動連設した前輪操舵機構２００を介して左右前車輪８０ａ，８０ｂを配設したことを特徴とする簡易シャシー型電気自動四輪車Ｅを提供するものであり、
また、前輪操舵機構２００は、メインシャシー１０の先端部より斜め上方に回転自在に操向軸６０を突設し、その先端部に左右側部の上下動を自在とするためのユニバーサルジョイント７０を介してナックルアーム７１、タイロッド７２、キングピン７３、ステアリングフレーム７４、ハンドルバー７５等を主に連動連設して構成したことを特徴とし、また、メインシャシー１０の前部から左右後方に略Ｌ字状に伸延した左右サイドパイプ３０ａ，３０ｂの中途にはステップ部３１を設けたことを特徴とし、また、シートフレーム２０前部から左右後方に略Ｌ字状に伸延した後車輪左右支持パイプ４０ａ，４０ｂの中途にはそれぞれ左右後車輪８１ａ,８１ｂを配設したことを特徴とする。
【００１８】
この発明の実施例を図面に基づき詳説すれば、図１、図２、図３は、本発明の簡易シャシー型電気自動四輪車の側面図、平面図、斜視図等を表す。
【００１９】
図３に示すように、本発明の簡易シャシー型電気自動四輪車の基本構成は、スケルトンフレーム構造１００よりなり、スケルトンフレーム構造１００は、前後方向に伸延したメインシャシー１０と、その後部に載置連結したシートフレーム２０と、メインシャシー１０の前部から左右後方に略Ｌ字状に伸延した左右サイドパイプ３０ａ，３０ｂと、シートフレーム２０の前部から左右後方に略Ｌ字状に伸延した後車輪左右支持パイプ４０ａ，４０ｂと、後車輪左右支持パイプ４０ａ，４０ｂの中途に横架した横軸パイプ５０と、横軸パイプ５０に左右サイドパイプ３０ａ，３０ｂ後端を枢支した枢支部５１と、後車輪左右支持パイプ４０ａ，４０ｂの後端に横架した補強軸パイプ４１とより構成されている。
【００２０】
メインシャシー１０は、図３に示すように車体中央に前後方向に伸延して配設した剛性断面方形状のフレームからなり、シートフレーム２０やその他の各種パイプ３０ａ，３０ｂ、４０ａ，４０ｂはメインシャシー１０を中心として付設されている。
【００２１】
メインシャシー１０の後端部は上方に一定高さ立ち上げてメインシャシー１０の後端部上方から後方に伸延した断面方形状のシートフレーム２０とし、全体として側面階段状の車体センターフレーム３００を構成している。また、シートフレーム２０の中央部には略鳩尾状のシート２１が立設されている。
【００２２】
左右サイドパイプ３０ａ，３０ｂは、メインシャシー１０の前部から左右横方向に突出し、その後、略直角に折曲してそのまま後方に伸延した略Ｌ字状に形成されており、素材は可撓性、或いは剛性を有する金属パイプより構成されている。
【００２３】
左右サイドパイプ３０ａ，３０ｂの後端は、後車輪８１ａ,８１ｂの略前端縁近傍にまで伸延している。
後車輪左右支持パイプ４０ａ，４０ｂはメインシャシー１０の後端部とシートフレーム２０前端部との連結部１１からブラケット１２を介して左右後方に略Ｌ字状に伸延し、その後端は、後車輪８１ａ,８１ｂの前後端縁近傍にまで伸延している。
【００２４】
前述のように後車輪左右支持パイプ４０ａ，４０ｂの中途部には補強軸パイプ４１が架設されている。しかも、後車輪左右支持パイプ４０ａ，４０ｂの中途部間、正確には後車輪前端縁近傍位置において、横軸パイプ５０が架設されており、左右略Ｌ字状に後方に伸延した後車輪左右支持パイプ４０ａ，４０ｂは、横軸パイプ５０と補強軸パイプ４１によって略方形状フレームが強固に型造りされて全体でスケルトンフレーム構造１００を構成している。
なお、略Ｌ字状の後車輪左右支持パイプ４０ａ，４０ｂは図２に示すようにＬ字の前端を一体に連続することにより、後車輪左右支持パイプ４０ａ，４０ｂ全体を略方形状に形成し、更に方形パイプ強度を向上することができる。
【００２５】
また、左右サイドパイプ３０ａ，３０ｂ後端は横軸パイプ５０と枢支連結されており、枢支部５１は左右サイドパイプ３０ａ，３０ｂ後端に設けた横ボスパイプ５２の中に横軸パイプ５０を遊嵌して構成している。すなわち、左右サイドパイプ３０ａ，３０ｂの後部は横軸パイプ５０の架設枢支構造によって強度と形状定型保持が行われていると共に、かかるフレーム構造により一定のばね定数を生起することができ、特にばね機構などのフレーム緩衝機構を必要とすることなくフレームに対する重力負荷の緩衝機能を果たす。
【００２６】
このように、メインシャシー１０とシートフレーム２０とよりなる側面階段状の車体センターフレーム３００には前端位置を前後上下位置にずらして左右サイドパイプ３０ａ，３０ｂと後車輪左右支持パイプ４０ａ，４０ｂの前端部を連結し、更には後方に伸延し、しかも後部において枢支交差して一体の連結連続フレームとしている。
【００２７】
図１中、符号３２は左右サイドパイプ３０ａ，３０ｂの前端と車体センターフレーム３００との前連結部３２を示し、符号４２は後車輪左右支持パイプ４０ａ，４０ｂと車体センターフレーム３００との後連結部４２を示している。
各前後連結部３２，４２の位置と、各パイプ３０ａ，３０ｂ，４０ａ，４０ｂの後端の枢支部５１との位置の各連続関係によって後述するように車体全体のスケルトンフレーム構造１００のフレームに対してスプリングを介することなく、サスペンション機構を形成することができる。すなわち、走行時に車体全体のフレームに係る衝撃を吸収する機能を果たすことができる。
【００２８】
後車輪左右支持パイプ４０ａ，４０ｂの後端には補強軸パイプ４１が横架されて後車輪左右支持パイプ４０ａ，４０ｂの後部の定形状保持を行うと共に、後車輪左右支持パイプ４０ａ，４０ｂの後部には車輪支持ブラケット４３を垂設し、この車輪支持ブラケット４３に後車軸４４を架設して左右軸端に左右後車輪８１ａ，８１ｂを連設している。
【００２９】
左右後車輪８１ａ，８１ｂに挟まれた空間には、図４に示すように後車輪左右支持パイプ４０ａ，４０ｂの間に後車輪駆動機構ケース９０が横架されており、該ケース９０の内部には電動モータ９１と電動モータ９１から後車輪８１ａ,８１ｂを伝達するための連動機構９２とが配設されている。
【００３０】
後車輪駆動機構ケース９０の上面には、バッテリーケース９３が搭載されている。後車輪左右支持パイプ４０ａ，４０ｂの途中で後車輪８１ａ，８１ｂの前方位置にはブラケット４５を介して車輪ブレーキ機構４６が設けられている。
【００３１】
車輪ブレーキ機構４６は後車輪８１ａ,８１ｂの軸周面に圧接自在のブレーキシュー４７とブレーキシュー４７を操作するためのブレーキハンドル４８とより構成されている。
【００３２】
図中、符号３１はメインシャシー１０の前部から左右後方に略Ｌ字状に伸延した左右サイドパイプ３０ａ，３０ｂの中途に設けた平板状のステップ部３１を示している。必要に応じてステップ部３１は両側部、或いは一側部に設けることができる。
【００３３】
また、メインシャシー１０の先端部より斜め上方には操向軸６０を回転自在に突設し、操向軸６０の先端部には前輪操舵機構２００を介して左右前車輪８０ａ，８０ｂを連動連設している。
操向軸６０はメインシャシー１０の先端部の筒状の支持ケース６１中に回転自在に遊嵌されている。
また、操向軸６０の先端部にはその左右側部に位置する操舵メンバーの上下動を可能とするためのユニバーサルジョイント７０が設けられている。
操舵メンバーはナックルアーム７１、タイロッド７２、キングピン７３、ステアリングフレーム７４、ハンドルバー７５等から構成されており、操向軸６０を中心とした操舵メンバーにより前輪操舵機構２００を構成している。
【００３４】
操向軸６０の先端部に操舵メンバーを連動連設するためのユニバーサルジョイント７０としては、操向軸６０の先端部と一体に連設したステアリングフレーム７４と、筒状のステアリングフレーム７４中に遊嵌したハンドル軸７６とハンドル軸７６の下端部にブラケット７７を介して一体に連設したナックルアーム７１とより構成されている。
なお、左右前車輪８０ａ，８０ｂの一方車輪が路面凸部に乗り上げた際には、ユニバーサルジョイント７０を介してハンドルバー７５、ハンドル軸７６等の操舵メンバーが一体に操向軸６０を中心に左右スイング作動を行うが、この操舵メンバーのスイング作動時にはハンドルバー７５も左右スイング作動してハンドルバー７５の下端部が上下動する。
【００３５】
かかるハンドルバー７５を上下動しないよう水平位置に保つためには、ハンドル軸７６の下端と、操舵メンバーとの連動部分にユニバーサルジョイント７０を介在してハンドルバー７５へ水平姿勢を維持しながらハンドルバー７５の操向操作を可能に構成することができる。
【００３６】
かかる操向軸６０を中心とした操舵メンバーよりなる前輪操舵機構２００においては、地上走行時に左右前車輪８０ａ，８０ｂの一方が凸部に乗り上げても左右の操舵メンバーの一方、すなわち乗り上げた側の操舵メンバーが操向軸６０を中心に上下方に左右スイングして路面凸部を容易に乗り越えていく。スケルトンフレーム構造１００で構成された車体全体に左右傾動を生起しないため、路面凸部による傾動応力を左右一方の操舵メンバーに集約することができ、小径前車輪にもかかわらず乗り越え動作が可能となる。
【００３７】
図中、符号３１はメインシャシー１０の前部から左右後方に略Ｌ字状に伸延した左右サイドパイプ３０ａ，３０ｂの中途に設けた平板状のステップ部３１を示している。必要に応じてステップ部３１は両側部或いは一側部に設けることができる。
以上のように構成された簡易シャシー型電気自動四輪車Ｅのスケルトンフレーム構造１００においては以下の２点に特徴的構造がある。
【００３８】
（第１の特徴的構造）
本発明のスケルトンフレーム構造１００においてはメインシャシー１０の先端部の斜め上方に突設した操向軸６０が回転自在に構成されており、操向軸６０の先端部には操舵メンバーが連動連設されてハンドルバー７５の操作により前輪の左右操向作動が行われる。
ここにおいて、特に前輪操舵を行う操舵メンバーは、操向軸６０の回転により左右前輪の一方が道路走行面の凸部に乗り上げても操舵メンバーのみが操向軸６０の軸心方向を中心に左右スイングしてスケルトンフレーム構造１００の全体は左右に傾動することなく平坦状態を保持することができる。このように操向軸６０の回転により左右前車輪８０ａ，８０ｂの一方が凸部に乗り上げても、後車輪８１ａ,８１ｂ及びスケルトンフレーム構造１００は水平状態を保持することができる。
従来のように操向軸６０の回転がなく左右前車輪８０ａ，８０ｂの一方が凸部に乗り上げると前車輪の傾動と共に操舵機構及び車体フレームも傾動する前車輪操舵機構においては、本発明の回転操向構造に比して前車輪径を大きくしなければならない。
【００３９】
従来と本発明の凸部乗り越えの力学モデルを図５、図６を参照して説明する。
前車輪が凸部を乗り越えるためには、タイヤに作用する上向きの力と車両進行方向への力に分解して考える必要がある。
【００４０】
従来の段差乗り越え時にかかる荷重について図５を参照して説明する。まず、タイヤが浮き上がるために垂直方向の力を考える。垂直方向の力としては下方向に働く重力をＷとし、凸部に衝突した際に前車輪に生起する荷重をＴとし、前車輪にかかる荷重Ｔと水平面とのなす角をθとすると、前車輪への上方向に生起される力がＴcosθとなる。そのため、前車輪が浮き上がるためにはＴcosθ＞Ｗ（式１）が成立すればよい。
【００４１】
次に、タイヤが段差を乗り越えて前進するための水平方向に働く力を考える。
水平方向の力としては、前方への推進力をＦとし、凸部に衝突した際に前車輪に生起する応力をＴとすると前進を阻害する力はＴsinθとなる。そのため、前車輪が前進するためにはＦ＞Ｔsinθ（式２）が成立すればよい。
【００４２】
上記式１をＴについて変形し、式２に代入すると、
Ｆ≧（Ｗ／cosθ）×sinθ＝Ｗ×（sinθ／cosθ）＝Ｗtanθ（式３）となる。
さらに、式３を変形することで（Ｆ／Ｗ）≧tanθ（式４）が成立する。
【００４３】
次に、図６を参照して本発明の回転可能な操向軸６０を備えた場合の凸部乗り越えの力学モデルを考える。
まず、タイヤが動く方向の力としては、下方向に働く力はＷcosφ、上方向に働く力はＴcos（θ-φ）となる。従って、タイヤが浮き上がるためには、
Ｔcos（θ-φ）≧Ｗcosφ（式５）が成立すればよい。
【００４４】
次に、タイヤが段差を乗り越えて前進するためには、水平方向に働く力を考える。水平方向の力としては、車両が前進する力をＦとし、タイヤが凸部に衝突した際に受ける反力をＴとすると前進を阻害する力がＴsinθとなる。
そのため、車両が前進するためにはＦ≧Ｔsinθ（式６）が成立すればよい。
【００４５】
また、式５をＴについて変形するとＴ≧Ｗ×（cosφ／cos（θ−φ））（式７）となる。式７を式６に代入して整理するとＦ／Ｗ≧（cosφ・sinθ）／cos（θ−φ）（式８）となり、Ｆ／Ｗが小さいほど浮きやすいことを示している。すなわち、操向軸６０の回転による傾角φが大きいほどcosφは小さくなるため、sinθが小さいほど浮きやすいことを示しており、凸部の段差が小さいほど浮きやすいことを示している。従って、θとφが近いほど最大値に近づき、θ＝φのときcos（θ−φ）＝１となり最大値を示す。好ましくは、操向軸６０の回転による傾角φを５°＜φ＜４５°の範囲内とし、傾角φが３０°の場合通常の懸架系に比べ、約１／４倍の推進力で段差の乗り越えが可能となる。
【００４６】
（第２の特徴的構造）
従来の車体構成では、車両全体重量の低減化と構造の複雑化回避のために衝撃吸収のためのばね機構や衝撃吸収機構を省略するとその分乗り心地が悪くなり、全体のフレームに過大な負荷がかかり耐久性を低下させる虞等があった。そのため、本発明では次の理論に基づいて構成することで上記問題点を解決できる。その特徴的構造（第２の特徴的構造）について図８及び図９を参照して下記に説明する。
【００４７】
本発明のスケルトンフレーム構造１００においては特に衝撃吸収のためのばね組み込みのサスペンション機構を使用することなく、スケルトンフレーム構造１００のみによってばねと同じ緩衝機能を果たす。
【００４８】
すなわち、本発明のスケルトンフレーム構造１００においては以下に算出するようにばねが使用されていなくても構造上一定のばね定数を有する。
【００４９】
本発明のスケルトンフレーム構造１００の特徴をフックの法則から考えると以下のようになる。
本発明は後車輪左右支持パイプ４０ａ，４０ｂと左右サイドパイプ３０ａ，３０ｂの伸縮により、ばねと等価の衝撃吸収効果を得るものである。また、ばねの伸びと力の関係はフックの法則に従う。すなわち、スケルトンフレーム構造１００に車両走行中の振動によりかかる力をＦ、ばねの伸びをδＬとするとＦ＝Ｋ・δＬ（式９）の関係が成立する。ここでＫは、ばね定数と呼ばれる定数である。
【００５０】
次に、本発明のスケルトンフレーム構造１００のばね定数〔Ｋ〕を算出する。図７に示すように、後車輪左右支持パイプ４０ａ，４０ｂの軸方向に加わる力をＦ１とし、左右サイドパイプ３０ａ，３０ｂの軸方向に加わる力をＦ２とし、路面から垂直にかかる衝撃力をＦとし、後車輪左右支持パイプ４０ａ，４０ｂと左右サイドパイプ３０ａ，３０ｂのなす角をθとすると、Ｆ／Ｆ１＝sinθが成立し、この式を整理するとＦ１＝Ｆ／sinθ（式１０）が成立する。
【００５１】
また、Ｆ２／Ｆ１＝cosθよりＦ２＝Ｆ１・cosθ（式１１）が成立し、この式１１に式１０のＦ１を代入するとＦ２＝（Ｆ／sinθ）・cosθ＝Ｆ／tanθ（式１２）が成立する。
【００５２】
また、図８に示すように、後車輪左右支持パイプ４０ａ，４０ｂに上方への力Ｆが加わることで左右サイドパイプ３０ａ，３０ｂが後方に延長する。その延長を式で示すと、
δＬ／Ｓ＝sinθ≒θ≒tanθ（式１３）となる。
【００５３】
２本のパイプで構成されるスケルトンフレーム構造１００全体をばねと考えたとき、スケルトン構造全体に加わる力はＦ、パイプの縮む長さはストロークＳになる。よってばね定数をＫとすると式１０と式１２及びフックの法則により、Ｆ＝ＫＳと示すことができる。従って、Ｋ＝Ｆ／Ｓ（式１４）と示すことができる。
【００５４】
また、左右サイドパイプ３０ａ，３０ｂは上述の通り、伸びがＳＬ、加わる力がＦ２であるから、ばね定数をＫ２とすると、Ｆ２＝Ｋ２・ＳＬ（式１５）と示すことができる。従って、左右サイドパイプ３０ａ，３０ｂの伸びについてＳＬ＝Ｆ２／Ｋ２（式１６）と示すことができる。
【００５５】
従って、本発明のスケルトンフレーム構造１００のばね定数は、ばね定数の式Ｋ＝Ｆ／ＳのＳに式１３を代入すると、Ｋ＝Ｆ／（ＳＬ／tanθ）となり、この式のＳＬに式１６を代入すると、Ｋ＝Ｆ／（（Ｆ２／Ｋ２）・（１／tanθ））となり、Ｆ２に式１２を代入すると、Ｋ＝Ｋ２（tanθ）２となり、ばね定数Ｋ＝Ｋ２と示すことができる。なお、θを２０°とすると（tanθ）２＝０．１３となりスケルトンフレーム構造１００のばね定数を約１／８倍に低減可能である。
【００５６】
この発明は上述してきたように、メインシャシー１０とシートフレーム２０の構造を車体センターフレーム３００とし、この車体センターフレーム３００に左右サイドパイプ３０ａ，３０ｂと後車輪左右支持パイプ４０ａ，４０ｂを連結してスケルトンフレーム構造１００を構成し、さらに、左右前車輪８０ａ，８０ｂを有する操向機構は前輪操舵機構２００の中心部に連結した操向軸６０の回転により左右前車輪８０ａ，８０ｂが操向軸６０を中心に左右スイングと凸部に乗り上げても乗り上げた車輪のみスイングして上昇し、その他のスケルトンフレーム構造１００は左右後車輪８１ａ，８１ｂを含めて走行面と水平状態で走行するように構成したことに特徴があり、簡易なシャシー型構造の電気自動四輪車で、かつ小回りの利いた、かつ計量で緩衝機能を有する運転しやすい電機自動四輪車を提供することができる。
【符号の説明】
【００５７】
Ｅ   簡易シャシー型電気自動四輪車
１００   スケルトンフレーム構造
３００   車体センターフレーム
１０   メインシャシー
１１   連結部
１２   ブラケット
２０   シートフレーム
２１   シート
３０ａ 左サイドパイプ
３０ｂ 右サイドパイプ
３１   ステップ部
３２   前連結部
４０ａ 後車輪左支持パイプ
４０ｂ 後車輪右支持パイプ
４１   補強軸パイプ
４２   後連結部
４３   車輪支持ブラケット
４４   後車軸
４５   ブラケット
４６   車輪ブレーキ機構
４７   ブレーキシュー
４８   ブレーキハンドル
５０   横軸パイプ
５１   軸支部
５２   横ボスパイプ
２００   前輪操舵機構
６０   操向軸
６１   支持ケース
７０   ユニバーサルジョイント
７１   ナックルアーム
７２   タイロッド
７３   キングピン
７４   ステアリングフレーム
７５   ハンドルバー
７６   ハンドル軸
８０ａ 左前車輪
８０ｂ 右前車輪
８１ａ 左後車輪
８１ｂ 右後車輪
９０   後車輪駆動機構ケース
９１   電動モータ
９２   連動機構
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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【図８】
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