JP2013193623A - Frame structure for vehicle and electric vehicle - Google Patents
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Abstract
Description
本発明は、車両用フレーム構造体及び電動車両に関する。 The present invention relates to a vehicle frame structure and an electric vehicle.
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。
Conventional vehicle frame structures are disclosed in
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。 Here, many electric vehicles are equipped with a battery having a relatively large capacity and size in order to drive the motor for a long time. For this reason, according to the conventional vehicle frame structure, there is a problem that it is difficult to sufficiently ensure the strength of the swing arm while preventing interference with the battery. That is, there is a problem that the vehicle becomes large if the strength of the swing arm is sufficiently secured while preventing interference with the battery.
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。 The present invention has been made in view of the above points, and an object of the present invention is to provide a vehicle frame structure capable of sufficiently ensuring the strength of a swing arm while achieving compactness. It is another object of the present invention to provide an electric vehicle using the vehicle frame structure.
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。 In order to solve the above-described problems, a vehicle frame structure according to the present invention includes a vehicle body frame provided with a battery, and the vehicle body frame so as to be able to swing in the vertical direction while holding at least one wheel rotatably. At least one swing arm supported by a lower portion of the battery, and the swing arm is formed in a shape having an arm side portion whose outer shape faces the side surface of the battery and an arm lower portion that faces the bottom surface of the battery. It is characterized by being.
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。 According to the configuration of the present invention, it is possible to provide a vehicle frame structure capable of sufficiently ensuring the strength of the swing arm while achieving downsizing. Moreover, the electric vehicle using this vehicle frame structure can be provided.
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。 Hereinafter, embodiments of the present invention will be described with reference to FIGS. Here, a three-wheeled electric vehicle will be described as an example of an electric vehicle using the vehicle frame structure of the present invention.
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。 The type of electric vehicle is not limited as long as it is a vehicle that can travel using electric power. For example, the electric vehicle may be a vehicle classified as a motorcycle, automobile, bicycle, or senior car (registered trademark). The number of wheels provided in the electric vehicle is arbitrary, and the number may be 2 or 4, but here, a three-wheel electric vehicle having three wheels is taken as an example. The three-wheel electric vehicle may be a three-wheel electric vehicle having one front wheel and two rear wheels, or may be a three-wheel electric vehicle having two front wheels and one rear wheel. A three-wheel electric vehicle will be described as an example.
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。 Further, the front and rear, top and bottom, left and right directions and positions in the description are based on the traveling direction of the electric vehicle. That is, the front direction with respect to the electric vehicle or the vehicle body frame corresponds to the traveling direction of the electric vehicle and corresponds to the direction when the front wheel side is viewed from the rear wheel side. The backward direction is the reverse direction of the forward direction. The downward direction relative to the electric vehicle or the body frame corresponds to the direction in which gravity acts. The upward direction is the reverse direction of the downward direction. The left-right direction with respect to the electric vehicle or the vehicle body frame is orthogonal to the traveling direction of the electric vehicle, and corresponds to the right-hand direction when the right direction faces the traveling direction, and corresponds to the left-hand direction when the left direction faces the traveling direction. The width direction has the same meaning as the left-right direction with respect to the electric vehicle and the body frame, and is perpendicular to the traveling direction of the electric vehicle and extends in the left-right direction. The front-rear direction, the up-down direction, and the left-right direction (width direction) may be considered as concepts having a certain width.
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。 First, the structure of an electric vehicle using the vehicle frame structure according to the embodiment of the present invention will be described with reference to FIGS. 1 is a side view of the electric vehicle, FIG. 2 is a bottom view of the electric vehicle, FIG. 3 is a rear view of the electric vehicle, and FIG. 4 is an external perspective view of the electric vehicle.
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。
As shown in FIG. 1, the
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)。
The front portion of the
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。
A
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。
The
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。
The
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。
The
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。
In the following description, the identification symbol “L” representing the left component and the identification symbol “R” representing the right component are omitted, and the
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。
As shown in FIGS. 1, 3, and 4, a
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。
In addition, the
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。
Next, a detailed configuration of the
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。
As shown in FIGS. 1 and 6, the
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。
As shown in FIGS. 2, 5, and 7, the
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。
In this way, the
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。
As shown in FIG. 5, the
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。
Here, as shown in FIGS. 5 and 8, the
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。
As shown by a two-dot chain line D <b> 1 in FIG. 6, the outer side of the
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。
In this manner, the
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。
Since the pair of left and right
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。
The
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。
A
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。
Thus, since the
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。
The motor 31 and the
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。
As shown in FIG. 8, the
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。
The
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。
The
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。
The
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。
FIG. 9 depicts a state in which the vehicle body of the
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。
Further, since the
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。
And according to the structure of the said embodiment, the
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。 Although the embodiments of the present invention have been described above, the scope of the present invention is not limited to these embodiments, and various modifications can be made without departing from the spirit of the invention.
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。 The present invention can be used in a vehicle frame structure and an electric vehicle.
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
DESCRIPTION OF
40
42
Claims (5)
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。 A body frame provided with a battery;
At least one swing arm supported on the lower part of the body frame so as to be able to swing in the vertical direction while holding at least one wheel rotatably;
With
The vehicle frame structure according to claim 1, wherein the swing arm has an outer shape having an arm side portion facing the side surface of the battery and an arm lower portion facing the bottom surface of the battery.
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。 The swing arm is supported on the front side of the battery of the body frame so that the rear end portion can swing in the vertical direction while holding the single wheel rotatably on the rear end side with respect to the traveling direction,
The vehicle frame structure according to claim 1, wherein the pair of left and right swing arms are arranged side by side along a width direction orthogonal to a traveling direction of the body frame.
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。 Comprising a buffer provided between the body frame and the swing arm;
The buffer portion is
A shock absorber having a lower end connected to the swing arm;
A link member provided on the vehicle body frame so as to be vertically movable along a width direction perpendicular to the traveling direction of the vehicle body frame, and having a free end tip portion that is oscillated and connected to an upper end portion of the shock absorber;
A peristaltic restricting portion provided on the vehicle body frame above the link member to restrict peristaltic movement of the free end tip of the link member;
The vehicle frame structure according to any one of claims 1 to 3, wherein the vehicle frame structure is provided.
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。 The vehicle frame structure according to any one of claims 1 to 4, and
The wheels held by the vehicle frame structure;
A motor for applying a driving force to the wheels;
The battery for supplying power to the motor;
An electric vehicle comprising:
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Legal Events
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Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A711 Effective date: 20141107 |
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Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A7423 Effective date: 20141113 |