(57)【要約】      （修正有）【課題】コンパクト化を図りながら、スイングアームの強度を十分に確保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はバッテリ６が設けられた車体フレーム１１と、それぞれが単一の後輪を回転可能に保持して個別に上下方向に搖動可能となるように車体フレーム１１の下部に支持された左右のスイングアーム１２Ｌ、１２Ｒとを備える。スイングアームはバッテリ６の側面に対向するアーム側部１８Ｌ、１８Ｒと、バッテリ６の底面に対向するアーム下部１９Ｌ、１９Ｒとを有する形状で形成される。【選択図】図８
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
バッテリが設けられた車体フレームと、
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の下部に支持された少なくとも一つのスイングアームと、
を備え、
前記スイングアームはその外形が前記バッテリの側面に対向するアーム側部と、前記バッテリの底面に対向するアーム下部とを有する形状で形成されることを特徴とする車両用フレーム構造体。
【請求項２】
前記スイングアームは進行方向に対する後端部側に単一の前記車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前記車体フレームの前記バッテリの前側に支持され、
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た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】
前記スイングアームは車両の制御部材を前記アーム側部に保持することを特徴とする請求項１または請求項２に記載の車両用フレーム構造体。
【請求項４】
前記車体フレームと前記スイングアームとの間に設けた緩衝部を備え、
前記緩衝部は、
下端部が前記スイングアームに連結された緩衝器と、
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上下方向に搖動可能となるように前記車体フレームに設けるとともに搖動する自由端先端部に前記緩衝器の上端部が連結されたリンク材と、
前記リンク材の自由端先端部の搖動を規制するために前記リンク材上方の前記車体フレームに設けた搖動規制部と、
を備え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前記バッテリと、
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及び２に開示されている。これら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と二輪のエンジン付き車両とが掲げられているが、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２００３−１９１８８１号公報
【特許文献２】特開２０１０−２２３１１９号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
ここで、電動車両はモータを長時間駆動させるために比較的大きな容量、サイズのバッテリを搭載しているものが多い。このため、上記従来の車両用フレーム構造体によれば、バッテリとの干渉が生じないようにしながらスイングアームの強度を十分に確保することが困難であるという課題があった。すなわち、バッテリとの干渉が生じないようにしながらスイングアームの強度を十分に確保すると、車両が大型化する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、コンパクト化を図りながら、スイングアームの強度を十分に確保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、バッテリが設けられた車体フレームと、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の下部に支持された少なくとも一つのスイングアームと、を備え、前記スイングアームはその外形が前記バッテリの側面に対向するアーム側部と、前記バッテリの底面に対向するアーム下部とを有する形状で形成され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、コンパクト化を図りながら、スイングアームの強度を十分に確保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斜視図である。
【図５】本発明の実施形態に係る電動車両のスイングアームの斜視図である。
【図６】本発明の実施形態に係る電動車両の部分拡大側面図である。
【図７】本発明の実施形態に係る電動車両の部分拡大底面図である。
【図８】本発明の実施形態に係る電動車両の背面図にして、図１に記載したVIII−VIII線における垂直断面図である。
【図９】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。
【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９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４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、図４は電動車両の外観斜視図である。
【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】
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５と、バッテリ６とが備えられている。バッテリ６は例えば二次電池からなり、シート５の下方に設けられている。
【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、バッテリ６の前側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】
バッテリ６の後方には、図１、図３及び図４に示すようにスイングアーム１２の搖動を緩和するための緩衝部４０が設けられている。緩衝部４０はバッテリ６の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６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４に加えて図５〜図９を用いて説明する。図５は電動車両１のスイングアーム１２の斜視図、図６は電動車両１の前後方向略中央部を示す部分拡大側面図、図７は電動車両１の前後方向略中央部を示す部分拡大底面図、図８は電動車両１の背面図にして、図１に記載したVIII−VIII線における垂直断面図、図９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。なお、図５には左スイングアーム１２Ｌを描画してその各構成要素には左側を示す「Ｌ」の識別記号を付しているが、図５を用いた説明において特に左右を限定する場合を除き「Ｌ」の識別記号を省略するとともにスイングアーム１２、モータ３１などと総称して説明することがある。
【００２３】
車体フレーム１１は、図１及び図６に示すようにバッテリ６の前側下方にピボット軸１３を備えている。ピボット軸１３はバッテリ６に対する左右両外側の車体フレーム１１の間において、電動車両１の幅方向に沿って略水平をなすように設けられている。
【００２４】
スイングアーム１２は、図２、図５及び図７に示すようにその前端部にピボット孔１４を備えている。ピボット孔１４は電動車両１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１３が挿入される。
【００２５】
このようにして、スイングアーム１２は、図２、図３及び図７に示したピボット軸１３の軸線Ｃ１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〜図３及び図８にはスイングアーム１２の搖動方向を実線矢印Ｓ１で描画している。図９に示すように電動車両１の車体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。
【００２６】
スイングアーム１２は、図５に示すようにピボット孔１４を設けた支持部１５から後方に向かって延びる３本の主パイプ部１６ａ、１６ｂ、１６ｃで主たる骨組みが形成されている。主パイプ部１６ａ、１６ｂ、１６ｃの間には３箇所の連結材１７が設けられて互いの位置関係の決定と補強とがなされている。主パイプ部１６ａに対して主パイプ部１６ｂは上方に配置され、主パイプ部１６ａに対して主パイプ部１６ｃは車体フレーム１１の幅方向内側に配置されている。
【００２７】
ここで、スイングアーム１２は、図５及び図８に示すように主パイプ部１６ａから主パイプ部１６ｂにかけての上下方向に延びる部分を指すアーム側部１８と、主パイプ部１６ａから主パイプ部１６ｃにかけての車体フレーム１１の幅方向に延びる部分を指すアーム下部１９とを有する形状で形成されている。
【００２８】
アーム側部１８は図６に二点鎖線Ｄ１で示したように、その外形がバッテリ６の側面に対向している。これにより、左スイングアーム１２Ｌのアーム側部１８Ｌと右スイングアーム１２Ｒのアーム側部１８Ｒとがバッテリ６を車体フレーム１１の幅方向に沿って挟むように配置されている（図８参照）。アーム下部１９は図７に二点鎖線Ｄ２で示したように、その外形がバッテリ６の底面に対向している。
【００２９】
このようにして、車両用フレーム構造体１０はスイングアーム１２が、幅方向から見るとバッテリ６の側面と重なって見えるアーム側部１８と下方向から見るとバッテリ６の底面と重なって見えるアーム下部１９とを有する形状で形成されているので、車体フレーム１１の幅方向及び上下方向において小型化を図ることが可能である。また、スイングアーム１２が主パイプ部１６ａ、１６ｂ、１６ｃ及び連結材１７で形成されているので、強度上においても強固な構造を得ることができる。
【００３０】
そして、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ので、電動車両１のような三輪電動車両においてその幅方向及び上下方向の小型化を図ることができ、強固な強度が確保された構造を得ることができる。
【００３１】
スイングアーム１２に設けられた駆動部３０は、図５に示すようにモータ３１、制動機構（不図示）及び制御ユニット３２を備えている。モータ３１、制動機構及び後輪３は互いに同軸上となるように連結されてスイングアーム１２の後端部側に配置され、４箇所の結合部２０でネジ止めされて主パイプ部１６ｂ、１６ｃに固定されている。
【００３２】
モータ３１の制御部材である制御ユニット３２はスイングアーム１２に設けた取付部２１を介してアーム側部１８に保持されている。矩形箱型をなす制御ユニット３２はアーム側部１８に立てた状態で配置され、４箇所の取付部２１でネジ止めされて主パイプ部１６ａ、１６ｂに固定されている。なお、制御ユニット３２の、車体フレーム１１の幅方向外側の一面は、後輪３の、車体フレーム１１の幅方向外側の面より内側に存在するようになっている。
【００３３】
このようにして、スイングアーム１２がアーム側部１８に制御ユニット３２を保持しているので、図６に示すように車体フレーム１１の幅方向から見た制御ユニット３２の外形の一部とバッテリ６の外形の一部とが重なる。ここで、バッテリ６との干渉が生じないようにしながらスイングアーム１２の強度を十分に確保すると、電動車両１が大型化するという問題がある。しかしながら、上記実施形態の構成によれば、バッテリ６の下方に制御ユニット３２を配置しているわけではないので、車両用フレーム構造体１０の高さが比較的高くなってしまうことを抑制することができる。また、バッテリ６の後方に制御ユニット３２を配置しているわけではないので、車両用フレーム構造体１０の前後の長さが比較的長くなってしまうことを抑制することができる。したがって、この車両用フレーム構造体１０の構成によれば、コンパクト化を図りながら、スイングアーム１２の強度を十分に確保することが可能になる。
【００３４】
モータ３１と制御ユニット３２とは互いの端子部がバスバー３３によって連結されている。これにより、モータ３１と制御ユニット３２とは電力端子どうし及び信号端子どうしが電気的に接続される。なお、モータ３１と制御ユニット３２との間の電力ライン及び信号ラインの接続はバスバーに限定されるわけではない。これら電力ライン及び信号ラインに対して例えばハーネスやコネクタ等を用いて接続しても良い。
【００３５】
緩衝部４０は、図８に示すように緩衝器であるサスペンションユニット４１と、リンク材４２と、搖動規制部４３とを備えている。
【００３６】
サスペンションユニット４１は例えばショックアブソーバーやスプリングなどの機能を有する懸架装置であって、左右のスイングアーム１２に対して個別に計２本が備えられている。サスペンションユニット４１の下端部はスイングアーム１２に設けた連結部２２に回動可能に連結されている。サスペンションユニット４１の上端部はリンク材４２に回動可能に連結されている。
【００３７】
リンク材４２はバッテリ６後方の車体フレーム１１に設けられている。リンク材４２は車体フレーム１１の幅方向に沿って延びる棒状をなし、その幅方向中央部に設けた軸部４２ａを介して回動可能に車体フレーム１１に取り付けられている。これにより、リンク材４２は軸部４２ａの軸線周りに、車体フレーム１１の幅方向に沿って上下方向に搖動可能である、すなわち左右両端を上下に変位させるように搖動可能である。図８にはリンク材４２の搖動方向を破線矢印Ｓ２で描画している。リンク材４２の搖動する左右の自由端先端部４２Ｌ、４２Ｒにはサスペンションユニット４１の上端部が１本ずつ連結されている。
【００３８】
搖動規制部４３はリンク材４２の上方において車体フレーム１１に設けられている。搖動規制部４３は左側の搖動規制部４３Ｌと右側の搖動規制部４３Ｒとの２箇所に設けられ、各々の下部に例えばゴム材が取り付けられている。左側の搖動規制部４３Ｌはリンク材４２の左側の自由端先端部４２Ｌが上方に向かって変位した先に配置され、リンク材４２の左側の自由端先端部４２Ｌが当接することによりその搖動を規制している。右側の搖動規制部４３Ｒはリンク材４２の右側の自由端先端部４２Ｒが上方に向かって変位した先に配置され、リンク材４２の右側の自由端先端部４２Ｒが当接することによりその搖動を規制している。
【００３９】
なお、図９はリンク材４２の左側の自由端先端部４２Ｌが左側の搖動規制部４３Ｌに当接するまで電動車両１の車体を左に傾斜させた状態を描画している。このように電動車両１の車体を傾斜させても、上記緩衝部４０の構成によれば、後輪３の内側においてモータ３１やスイングアーム１２などが地面に接触する前にスイングアーム１２の搖動が規制される。したがって、電動車両１の車体を傾斜させたときに、モータ３１やスイングアーム１２などが地面に接触して破損することを防止することが可能である。
【００４０】
さらに、搖動規制部４３をサスペンションユニット４１の上側に設けたので、サスペンションユニット４１によるスイングアーム１２の搖動の緩衝機能が完全に損なわれることを防止することができる。また、搖動規制部４３を車体フレーム１１の比較的高い位置に設けたので、風雨に晒されることによるゴム材の劣化を防止することができる。
【００４１】
そして、上記実施形態の構成によれば、コンパクト化を図りながら、スイングアーム１２の強度を十分に確保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。
【００４２】
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。
【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
６    バッテリ
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
１８  アーム側部
１９  アーム下部
３０  駆動部
３１  モータ
３２  制御ユニット（制御部材）
４０  緩衝部
４１  サスペンションユニット（緩衝器）
４２  リンク材
４３  搖動規制部
【図１】
2013193623.tif 000003
【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】
2013193623.tif 000009
【図８】
2013193623.tif 000010
【図９】
2013193623.tif 000011