(57)【要約】【課題】車体フレームの傾斜時にスイングアームに設けた構造物が地面に接触し難くすることが可能な車両用フレーム構造体を提供する。【解決手段】車両用フレーム構造体１０は車体フレーム１１と、後輪３を回転可能に保持して上下方向に搖動可能となるように車体フレーム１１に支持されたスイングアーム１２と、車体フレーム１１の非傾斜時において車体フレーム１１の進行方向に直交して左右方向に沿う幅方向の中央を車体フレーム１１の進行方向に一致する前後方向及び垂直方向に沿って延びる車体平面ＦＰとスイングアーム１２が保持する後輪３の径方向に沿って延びる車輪回転面ＷＰとに関して、車体フレーム１１の傾斜時における垂直方向に対する車体平面ＦＰの傾斜角Ａｆよりも車輪回転面ＷＰの傾斜角Ａｗ１のほうが垂直に近くなるようにスイングアーム１２を支持する支持機構２０と、を備える。【選択図】図４
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
車両の骨格をなす車体フレームと、
少なくとも一つの車輪を回転可能に保持して上下方向に搖動可能となるように前記車体フレームに支持された少なくとも一つのスイングアームと、
前記車体フレームの非傾斜時において前記車体フレームの進行方向に直交して左右方向に沿う幅方向の中央を前記車体フレームの進行方向に一致する前後方向及び垂直方向に沿って延びる車体平面と前記スイングアームが保持する前記車輪の径方向に沿って延びる車輪回転面とに関して、前記車体フレームの傾斜時における垂直方向に対する前記車体平面の傾斜角よりも前記車輪回転面の傾斜角のほうが垂直に近くなるように前記スイングアームを支持する前記車体フレームに設けられた前記スイングアームの支持機構と、
を備えることを特徴とする車両用フレーム構造体。
【請求項２】
前記支持機構は前記スイングアームを支持するために前記車体フレームと前記スイングアームとの間に設けられて前記車体フレームの進行方向に直交する幅方向に沿って延びるとともに幅方向の左右のうち前記スイングアームを支持する一方が他方より下がるように上下方向に傾斜した回転軸線を有するピボット軸を備え、
前記スイングアームは進行方向に対する後端部側に少なくとも一つの前記車輪を回転可能に保持して前記ピボット軸の軸線周りに後端部が上下方向に搖動可能となるように前記車体フレームに支持されることを特徴とする請求項１に記載の車両用フレーム構造体。
【請求項３】
前記支持機構は前記スイングアームを支持するために前記車体フレームと前記スイングアームとの間に設けられて前記車体フレームの進行方向に直交する幅方向に沿って延びるとともに幅方向の左右のうち前記スイングアームを支持する一方が他方より後方に向かうように前後方向に傾斜した回転軸線を有するピボット軸を備え、
前記スイングアームは進行方向に対する後端部側に少なくとも一つの前記車輪を回転可能に保持して前記ピボット軸の軸線周りに後端部が上下方向に搖動可能となるように前記車体フレームに支持されることを特徴とする請求項１に記載の車両用フレーム構造体。
【請求項４】
左右一対の前記スイングアームを前記車体フレームの進行方向に直交する幅方向に沿って並べて配置し、
前記支持機構は前記車体フレームの傾斜時における垂直方向に対する前記車体平面の傾斜角よりも前記左右一対の前記スイングアームのうち外輪側の前記スイングアームの前記車輪回転面の傾斜角のほうが垂直に近くなるように支持することを特徴とする請求項１〜請求項３のいずれか１項に記載の車両用フレーム構造体。
【請求項５】
請求項１〜請求項４のいずれか１項に記載した前記車両用フレーム構造体と、
前記車両用フレーム構造体に保持された前記車輪と、
前記車輪に駆動力を与えるモータと、
前記モータに電力を供給するバッテリと、
を備えることを特徴とする電動車両。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、車両用フレーム構造体及び電動車両に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来の車両用フレーム構造体が特許文献１に開示されている。この車両用フレーム構造体は車体フレームと、この車体フレームに支持されたスイングアームとを備えている。スイングアームは左右の前輪及び左右の後輪を各々個別に支持する４本が設けられている。これらのスイングアームのうち前輪用は前端部側に前輪を回転可能に保持して前端部が上下方向に搖動可能となるように車体フレームに支持され、後輪用は後端部側に後輪を回転可能に保持して後端部が上下方向に搖動可能となるように車体フレームに支持されている。なお、このような車両用フレーム構造体の適用例としては四輪のエンジン付き車両が掲げられているが、二輪や三輪の車両にも適用することができる。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】特開２０１０−５８７８３号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
しかしながら、上記従来の車両用フレーム構造体は、車体フレームの非傾斜時において車体フレームの幅方向中央を前後方向及び垂直方向に沿って延びる車体平面とスイングアームが保持する車輪の径方向に沿って延びる車輪回転面とに関して、車体フレームの傾斜時における車体平面と車輪回転面とが平行になっている。これにより、スイングアームが保持する車輪の内側にモータ等の構造物が存在する場合、車体フレームの傾斜時にそのモータ等の構造物が地面に接触する可能性が高いという問題があった。
【０００５】
本発明は上記の点に鑑みなされたものであり、車体フレームの傾斜時にスイングアームに設けた構造物が地面に接触し難くすることが可能な車両用フレーム構造体を提供することを目的とする。また、この車両用フレーム構造体を用いた電動車両を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
上記の課題を解決するため、本発明の車両用フレーム構造体は、車両の骨格をなす車体フレームと、少なくとも一つの車輪を回転可能に保持して上下方向に搖動可能となるように前記車体フレームに支持された少なくとも一つのスイングアームと、前記車体フレームの非傾斜時において前記車体フレームの進行方向に直交して左右方向に沿う幅方向の中央を前記車体フレームの進行方向に一致する前後方向及び垂直方向に沿って延びる車体平面と前記スイングアームが保持する前記車輪の径方向に沿って延びる車輪回転面とに関して、前記車体フレームの傾斜時における垂直方向に対する前記車体平面の傾斜角よりも前記車輪回転面の傾斜角のほうが垂直に近くなるように前記スイングアームを支持する前記車体フレームに設けられた前記スイングアームの支持機構と、を備えることを特徴としている。
【発明の効果】
【０００７】
本発明の構成によれば、車体フレームの傾斜時にスイングアームに設けた構造物が地面に接触し難くすることが可能な車両用フレーム構造体を提供することができる。また、この車両用フレーム構造体を用いた電動車両を提供することができる。
【図面の簡単な説明】
【０００８】
【図１】本発明の実施形態に係る電動車両の側面図である。
【図２】本発明の実施形態に係る電動車両の底面図である。
【図３】本発明の実施形態に係る電動車両の背面図である。
【図４】本発明の実施形態に係る電動車両の背面図にして、車体を傾斜させた状態を示すものである。
【図５】本発明の実施形態に対する比較例の電動車両の底面図である。
【図６】本発明の実施形態に対する比較例の電動車両の背面図である。
【図７】本発明の実施形態に対する比較例の電動車両の背面図にして、車体を傾斜させた状態を示すものである。
【発明を実施するための形態】
【０００９】
以下、本発明の実施形態を図１〜図７に基づき説明する。ここでは、本発明の車両用フレーム構造体を用いた電動車両の一例として三輪電動車両を掲げて説明するものとする。
【００１０】
なお、電動車両は電力を用いて走行可能な車両である限りその種類は問わない。例えば、電動車両はバイク、自動車、自転車またはシニアカー（登録商標）に分類される車両であっても良い。電動車両に設けられる車輪の数は任意であって、その数は２または４等であっても良いが、ここでは３つの車輪を備えた三輪電動車両を例に掲げる。三輪電動車両は１つの前輪と２つの後輪を備えた三輪電動車両であっても良いし、２つの前輪と１つの後輪を備えた三輪電動車両であっても良いが、ここでは前者の三輪電動車両を例に掲げて説明する。
【００１１】
また、説明における前後、上下、左右の方向や位置は電動車両の進行方向を基準とする。すなわち、電動車両や車体フレームに対する前方向は電動車両の進行方向に一致するとともに後輪側から前輪側を見た方向に対応する。後方向は前方向の逆方向である。電動車両や車体フレームに対する下方向は重力が作用する方向に対応する。上方向は下方向の逆方向である。電動車両や車体フレームに対する左右方向は電動車両の進行方向に直交するとともに右方向が進行方向を向いたときの右手方向に対応し、左方向が進行方向を向いたときの左手方向に対応する。また、幅方向は電動車両や車体フレームに対する左右方向と同じ意味をなし、電動車両の進行方向に直交して左右方向に沿う。そして、前後方向、上下方向及び左右方向（幅方向）はある程度の幅を持った概念であると考えても良い。
【００１２】
最初に、本発明の実施形態に係る車両用フレーム構造体を用いた電動車両について、図１〜図３を用いてその構造を説明する。図１は電動車両の側面図、図２は電動車両の底面図、図３は電動車両の背面図である。
【００１３】
電動車両１は、図１に示すように車両用フレーム構造体１０が主たる骨組みとして構成され、その前後に１つの前輪２と２つの後輪３とを備えた三輪電動車両であり、具体的には電動式の自動三輪車である。車両用フレーム構造体１０は車体フレーム１１と、スイングアーム１２とを備えている。
【００１４】
電動車両１の骨格をなす車体フレーム１１は前部が上方に向かって屈曲しており、その前端部で前輪２及びハンドル４を操舵可能に支持している。ハンドル４には電動車両１の電源のＯＮ／ＯＦＦを行うためのキースイッチや加減速時に用いるスロットル、制動時に用いるブレーキレバー、走行速度等の運転情報を表示する表示部などが設けられている（いずれも図示せず）。
【００１５】
車体フレーム１１の前後方向の略中央部には運転者が腰を掛けるシート部５が備えられている。シート部５の下方の車体フレーム１１には例えばバッテリやバッテリの収容部などが設けられる（いずれも図示せず）。バッテリは二次電池等からなり、電動車両１の各部に電力を供給する。
【００１６】
スイングアーム１２は車体フレーム１１の前後方向略中央部の下部であってシート部５の下方から後方に向かって延びている。スイングアーム１２は、図２及び図３に示すように左右一対の左スイングアーム１２Ｌと右スイングアーム１２Ｒとが車体フレーム１１の幅方向に沿って並べて配置されている。左スイングアーム１２Ｌ及び右スイングアーム１２Ｒはともに前端部で車体フレーム１１に支持される。
【００１７】
左スイングアーム１２Ｌは電動車両１の左側に設けられ、その後端部側において片持ち状態で単一の左後輪３Ｌを回転可能に保持している。左後輪３Ｌは左スイングアーム１２Ｌの幅方向外側、すなわち左スイングアーム１２Ｌの左側に配置されている。また、左後輪３Ｌは駆動輪であり、左スイングアーム１２Ｌには左後輪３Ｌを駆動させる左モータ３１Ｌやその制御部（図示せず）を有する左駆動部３０Ｌが設けられている。
【００１８】
右スイングアーム１２Ｒは電動車両１の右側に設けられ、その後端部側において片持ち状態で単一の右後輪３Ｒを回転可能に保持している。右後輪３Ｒは右スイングアーム１２Ｒの幅方向外側、すなわち右スイングアーム１２Ｒの右側に配置されている。また、右後輪３Ｒは駆動輪であり、右スイングアーム１２Ｒには右後輪３Ｒを駆動させる右モータ３１Ｒやその制御部（図示せず）を有する右駆動部３０Ｒが設けられている。
【００１９】
なお以下の説明において、左側の構成要素を表す「Ｌ」の識別記号と、右側の構成要素を表す「Ｒ」の識別記号とを省略して、スイングアーム１２、後輪３、駆動部３０、モータ３１などと総称することがある。
【００２０】
車体フレーム１１のシート部５の後方にはスイングアーム１２の搖動を緩和するための図示しない緩衝部が設けられている。緩衝部は図示しないサスペンションユニット等の緩衝器を備え、シート部５後方の車体フレーム１１と左右のスイングアーム１２との間に配置されている。
【００２１】
また、電動車両１は車両全体の動作制御のため、図示しない主制御部を備えている。主制御部は一般的なマイコンなどを含み、主制御部に予め記憶、入力されたプログラム、データに基づいて電動車両１の走行に係る一連の動作を制御する。電動車両１を走行させるとき、主制御部は運転者が操作するスロットルから得られるスロットルの開き具合に応じたモータ３１に対する目標トルクを設定する。そして、主制御部はバッテリから出力される電力に対してモータ３１に送るべき電流や電圧などを調整し、モータ３１を駆動させる。
【００２２】
続いて、車両用フレーム構造体１０の詳細な構成について、図１〜図３に加えて図４を用いて説明する。図４は電動車両１の背面図にして、車体を傾斜させた状態を示すものである。
【００２３】
車両用フレーム構造体１０は車体フレーム１１の前後方向略中央部の下部であってシート部５の下方にスイングアーム１２の支持機構２０を備えている。支持機構２０はスイングアーム１２を支持するために車体フレーム１１とスイングアーム１２との間に設けられ、ピボット軸２１とピボット軸２１の軸受部２２とを備えている。
【００２４】
ピボット軸２１は、図２及び図３に示すようにスイングアーム１２の先端部に設けられている。ピボット軸２１はスイングアーム１２の、車体フレーム１１の幅方向内側の面に設けられ、さらにその幅方向に沿い内側に向かって突出している。すなわち、左右のスイングアーム１２のピボット軸２１が対向するように設けられている。
【００２５】
ピボット軸２１は、図３に示すように幅方向の左右のうちスイングアーム１２を支持する一方（幅方向外側）が他方（幅方向内側）より下がるように上下方向に傾斜した回転軸線２１Ａを有している。さらに、ピボット軸２１は、図２に示すように回転軸線２１Ａが幅方向の左右のうちスイングアーム１２を支持する一方（幅方向外側）が他方（幅方向内側）より後方に向かうように前後方向に傾斜している。
【００２６】
軸受部２２は、図２及び図３に示すように車体フレーム１１のシート部５の下方に設けられている。軸受部２２は車体フレーム１１の幅方向に沿って貫通し、スイングアーム１２の車体フレーム１１への取り付け時にピボット軸２１が挿入される。
【００２７】
なお、本実施形態では支持機構２０のピボット軸２１をスイングアーム１２に設け、軸受部２２を車体フレーム１１に設けることとしたが、これらを入れ替えてピボット軸２１を車体フレーム１１に設け、軸受部２２をスイングアーム１２に設けることにしても良い。
【００２８】
このようにして、スイングアーム１２は、図２及び図３に示したピボット軸２１の軸線２１Ａ周りに後端部が上下方向に搖動可能となるように車体フレーム１１に支持されている。図１及び図３にはスイングアーム１２の搖動方向を実線矢印Ｓで描画している。
【００２９】
ここで、図３に示すように電動車両１の車体、すなわち車体フレーム１１の非傾斜時において車体フレーム１１の幅方向中央を前後方向及び垂直方向に沿って延びる平面を車体平面ＦＰとする。また、車体フレーム１１の非傾斜時においてスイングアーム１２が保持する後輪３の径方向に沿って延びる平面を車輪回転面ＷＰとする。
【００３０】
そして、図４に示すように車体フレーム１１を左に傾斜させると、左スイングアーム１２Ｌの後端部が上方に変位し、右スイングアーム１２Ｒの後端部が下方に変位する。支持機構２０は車体フレーム１１の傾斜時における垂直方向に対する車体平面ＦＰの傾斜角Ａｆよりも外輪側の右スイングアーム１２Ｒの車輪回転面ＷＰの傾斜角Ａｗ１のほうが垂直に近くなるようにスイングアーム１２を支持している。この構成によれば、右スイングアーム１２Ｒの右後輪３Ｒの内側に設けた右モータ３１Ｒと地面Ｇとの間隔はＨ１となる。
【００３１】
またここで、上記実施形態としての電動車両１に対する比較例である電動車両について、図５〜図７を用いて説明する。図５は電動車両の底面図、図６は電動車両の背面図、図７は電動車両の背面図にして、車体を傾斜させた状態を示すものである。なお、この比較例の基本的な構成は図１〜図４を用いて説明した上記実施形態と同じであるので、上記実施形態と共通する構成要素について説明を省略するものとする。
【００３２】
比較例の電動車両１０１の車両用フレーム構造体１１０は、図５〜図７に示すように前後方向略中央部の下部であってシート部１０５の下方にスイングアーム１１２の支持機構１２０を備えている。支持機構１２０はスイングアーム１１２を支持するために車体フレーム１１１とスイングアーム１１２との間に設けられ、ピボット軸１２１とピボット軸１２１の軸受部１２２とを備えている。
【００３３】
ピボット軸１２１は、図５及び図６に示すように車体フレーム１１１の非傾斜時の車体平面ＦＰに対して前後方向及び上下方向に関して直角をなす方向に延びる回転軸線１２１Ａを有している。
【００３４】
そして、図７に示すように車体フレーム１１１を左に傾斜させると、左スイングアーム１１２Ｌの後端部が上方に変位し、右スイングアーム１１２Ｒの後端部が下方に変位する。支持機構１２０は車体フレーム１１１の傾斜時における垂直方向に対する車体平面ＦＰの傾斜角Ａｆと外輪側の右スイングアーム１１２Ｒの車輪回転面ＷＰの傾斜角Ａｗ０とが同じになるようにスイングアーム１１２を支持している。この構成によれば、右スイングアーム１１２Ｒの右後輪１０３Ｒの内側に設けた右モータ１３１Ｒと地面Ｇとの間隔はＨ０となる。
【００３５】
図４及び図７に示すように、本実施形態の電動車両１と比較例の電動車両１０１とを同じように左に傾斜させると、本実施形態の電動車両１の右モータ３１Ｒと地面Ｇとの間隔Ｈ１（図４参照）は比較例の電動車両１０１の右モータ１３１Ｒと地面Ｇとの間隔Ｈ０（図７参照）よりも広くなる。
【００３６】
このようにして、本実施形態の車両用フレーム構造体１０は車体フレーム１１の傾斜時における垂直方向に対する車体平面ＦＰの傾斜角Ａｆよりも外輪側の右スイングアーム１２Ｒの車輪回転面ＷＰの傾斜角Ａｗ１のほうが垂直に近くなるようにスイングアーム１２を支持する支持機構２０を備えるので、右モータ３１Ｒと地面Ｇとの間隔Ｈ１が比較的に広くなる。したがって、車体フレーム１１の傾斜時にスイングアーム１２に設けた構造物が地面Ｇに接触し難くすることができる。
【００３７】
より詳しく言えば上記形態は、支持機構２０が車体フレーム１１の幅方向に沿って延びるとともに幅方向の左右のうちスイングアーム１２を支持する一方が他方より下がるように上下方向に傾斜した回転軸線２１Ａを有するピボット軸２１を備えることにより実現することが可能である。また、ピボット軸２１の回転軸線２１Ａが車体フレームの幅方向に沿って延びるとともに幅方向の左右のうちスイングアーム１２を支持する一方が他方より後方に向かうように前後方向に傾斜している場合でも上記形態を実現することが可能である。これらの構成は少なくともいずれかをピボット軸２１の回転軸線２１Ａが備えていれば、上記形態を実現することができる。
【００３８】
さらに、左右一対のスイングアーム１２を車体フレーム１１の幅方向に沿って並べて配置した電動車両１においては、支持機構２０が車体フレーム１１の傾斜時における垂直方向に対する車体平面ＦＰの傾斜角よりも左右一対のスイングアーム１２のうち外輪側のスイングアーム１２（例えば図４では右スイングアーム１２Ｒ）の車輪回転面ＷＰの傾斜角のほうが垂直に近くなるように支持することにより、車体フレーム１１の傾斜時にスイングアーム１２に設けた構造物が地面Ｇに接触し難くすることができる。
【００３９】
そして、上記実施形態の構成によれば、車体フレーム１１の傾斜時にスイングアーム１２に設けた構造物が地面Ｇに接触し難くすることが可能な車両用フレーム構造体１０を提供することができる。また、この車両用フレーム構造体１０を用いた電動車両１を提供することができる。
【００４０】
なお、上記実施形態では電動車両１を左に傾斜させた場合を例に掲げて説明したが、電動車両１を右に傾斜させた場合でも同様の作用、効果を得ることができる。すなわち、本実施形態の電動車両１と比較例の電動車両１０１とを同じように右に傾斜させると、本実施形態の電動車両１の左モータ３１Ｌと地面Ｇとの間隔は比較例の電動車両１０１の左モータ１３１Ｌと地面Ｇとの間隔よりも広くなる。
【００４１】
以上、本発明の実施形態につき説明したが、本発明の範囲はこれに限定されるものではなく、発明の主旨を逸脱しない範囲で種々の変更を加えて実施することができる。
【００４２】
例えば、上記実施形態では支持機構２０に車体フレーム１１の幅方向に関して上下方向及び／または前後方向に傾斜した回転軸線２１Ａを有するピボット軸２１を設けることで、車体フレーム１１の傾斜時における垂直方向に対する車体平面ＦＰの傾斜角Ａｆよりも外輪側の右スイングアーム１２Ｒの車輪回転面ＷＰの傾斜角Ａｗ１のほうが垂直に近くなるという形態を実現したが、他の構成を用いてこれを実現しても良い。すなわち、支持機構２０に、例えばモータやソレノイドなどといった電気エネルギーを得て部材を変位させることが可能な機能部品を用いても良い。
【産業上の利用可能性】
【００４３】
本発明は、車両用フレーム構造体及び電動車両において利用可能である。
【符号の説明】
【００４４】
１    電動車両
２    前輪
３    後輪
１０  車両用フレーム構造体
１１  車体フレーム
１２  スイングアーム
２０  支持機構
２１  ピボット軸
２１Ａ  回転軸線
２２  軸受部
３０  駆動部
３１  モータ
【図１】
2013193693.tif 000003
【図２】
2013193693.tif 000004
【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】
2013193693.tif 000009