JP2019156044A - Simple chassis type four-wheel electric vehicle - Google Patents
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Abstract
Description
この発明は、簡易シャシー型電気自動四輪車に関する。 The present invention relates to a simple chassis type electric automobile.
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。 Conventionally, an electric vehicle configured with a simple chassis type such as a pipe has a drive source as a motor and rear wheel drive, and the steering system is configured by interlocking and connecting the front wheel steering mechanism to the handlebar, and the wheels are also small in diameter. It has been devised to reduce the weight of the car body as much as possible.
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。 For example, Patent Document 1 discloses a small electric vehicle including a steering device having an excellent steering performance by interlockingly connecting a front wheel steering mechanism to a handlebar to increase a steering angle.
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。 However, since the electric vehicle configured in such a conventional simple chassis type has a small diameter, it is difficult to lift the small diameter wheel over when the left and right wheels of the non-driven wheel come into contact with the convex step of the uneven road. Even if the right and left wheels ride on the convex step, a complex structure is required so that the swinging and tilting operation of the front wheel shaft on the convex step is smoothly performed with respect to the horizontal axis of the driven wheel. Also, since the turning angle of the front wheel steering mechanism cannot be maximized, there is a disadvantage that the turning ability of the U-turn is not good.
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。 The present invention is characterized in that the left and right front wheels are arranged via a main chassis extending in the front-rear direction, a seat frame placed and connected to the rear portion thereof, and a front wheel steering mechanism linked to the front end portion of the main chassis. A simple chassis-type electric automobile.
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。 In addition, the front wheel steering mechanism has a steering shaft that protrudes obliquely upward from the front end portion of the main chassis, and a knuckle arm via a universal joint for allowing the left and right side portions to move up and down at the front end portion. The tie rod, the king pin, the steering frame, the handle, etc. are mainly constructed in an interlocking manner.
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。 Also, left and right side pipes extending in a substantially L shape from the front of the main chassis to the left and right rear, a rear wheel left and right support pipe extending from the front of the seat frame to the left and right rear in a substantially L shape, and a rear wheel left and right support pipe A skeleton frame structure is constituted by a horizontal axis pipe horizontally installed in the middle and a pivotal support part in which the rear end of the left and right side pipes is pivotally supported on the horizontal axis pipe.
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。 Further, a step portion is provided in the middle of the left and right side pipes extending in a substantially L shape from the front portion of the main chassis to the left and right rear.
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。 Further, the left and right rear wheels are respectively arranged in the middle of the rear wheel left and right support pipes extending in a substantially L shape from the front part of the seat frame to the left and right rear.
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。
According to the present invention, the left and right front wheels are disposed via the main chassis extended in the front-rear direction, the seat frame placed and connected to the rear part thereof, and the front wheel steering mechanism linked to the front end of the main chassis. This reduces the influence of the road surface on the operation handle by conducting the impact received by the left and right front wheels from the road surface to the main chassis, reducing erroneous handle operation due to vibration during driving, and maintaining the straightness of the vehicle In addition, it is possible to reduce the necessity of gripping the handle strongly.
Further, in the conventional vehicle, the steering mechanism and the load absorbing mechanism from the road surface are configured separately, and each of them requires a connecting member for connecting to the front wheel. However, since the front wheel steering mechanism is connected to the main chassis in the present invention, the load that the front wheels receive from the road surface is absorbed by the main chassis while reducing the number of parts that make up the vehicle, reducing the overall weight of the vehicle. Thus, the fuel consumption during driving can be improved as compared with the conventional case.
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。 In addition, the front wheel steering mechanism has a steering shaft that protrudes obliquely upward from the front end portion of the main chassis, and a knuckle arm via a universal joint for allowing the left and right side portions to move up and down at the front end portion. The tie rod, kingpin, steering frame, steering wheel, etc. are mainly linked together to provide the front wheel steering mechanism necessary for steering as an automobile with a skeleton frame structure. The steering angle of the steering wheel can be made as small as possible, the structure can be made without any obstacles to running and steering, and the front wheel is steered even if either the left or right wheels ride on the convex part on the road surface. Since only the mechanism swings left and right about the steering axis, there is an effect that the convex step can be easily overcome even with a small-diameter front wheel.
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。 In addition, left and right side pipes extending in a substantially L shape from the front of the main chassis to the left and right rear, a rear wheel left and right support pipe extending in a substantially L shape from the front of the seat frame to the left and right rear, and the rear wheel A skeleton frame structure is configured by a horizontal axis pipe that is installed horizontally in the middle of the left and right support pipes, and a pivot part that pivotally supports the rear ends of the left and right side pipes on the horizontal axis pipe, thereby making it possible to simplify and minimize the skeleton frame. Regardless of the structure, the main chassis and the frame structure such as the seat frame and other various pipes that are connected to the rear part reduce the weight load on the driver and the load stress on the frame when driving. In addition, it has the effect of ensuring safety, and is equipped with various in-vehicle components required for electric automobiles such as left and right front and rear wheels and front wheel steering mechanism. Because the electric automobile can be configured with the minimum required frame configuration, it is lightweight and can exhibit functions that do not hinder traveling as an electric automobile, and the left and right side pipes, The load stress applied to the frame during traveling can be reduced by various constituent pipes with the rear wheel left and right support pipes extending in a substantially L shape from the front part of the seat frame to the left and right rear, and these left and right side pipes and rear wheel left and right The support structure with the support pipe can serve as a shock absorber for the entire vehicle body, and it is not necessary to incorporate a spring mechanism in particular, and it is possible to maintain sufficient strength despite the simple skeleton frame structure. There is an effect that can be secured.
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。 In addition, a step portion is provided in the middle of the left and right side pipes extending in a substantially L-shape from the front portion of the main chassis to the left and right, thereby providing a structure that can easily get on and off despite the skeleton frame structure. effective.
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。 In addition, the left and right rear wheels are arranged in the middle of the left and right support pipes after extending from the front part of the seat frame to the left and right rear sides in a substantially L shape, so that the wheels caused by the load load on the left and right rear wheels and the road surface unevenness The impulse can be absorbed by the left and right support pipes of the wheel after extending in an approximately L shape, and the structural strength can be increased by minimizing the load stress on the skeleton frame structure without requiring a shock absorbing mechanism such as a spring. There is an effect that can be enhanced.
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。
The gist of the present invention is that the
Further, the front
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。 An embodiment of the present invention will be described in detail with reference to the drawings. FIGS. 1, 2 and 3 show a side view, a plan view, a perspective view and the like of the simplified chassis type electric four-wheeled vehicle of the present invention.
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。
As shown in FIG. 3, the basic configuration of the simplified chassis type electric four-wheeled vehicle of the present invention includes a
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。
As shown in FIG. 3, the
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。
The rear end portion of the
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。
The left and
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。
The rear ends of the left and
The rear wheel left and
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。
As described above, the reinforcing
In addition, as shown in FIG. 2, the substantially L-shaped rear wheel left and
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。
Further, the rear ends of the left and
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。
As described above, the vehicle
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。
In FIG. 1, reference numeral 32 denotes a front connection portion 32 between the front ends of the left and
With respect to the frame of the
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。
Reinforcing
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。
In the space between the left and right
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。
A
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。
The wheel brake mechanism 46 includes a
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。
In the drawing,
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。
Further, a steering
The steering
In addition, a
The steering member includes a
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。
The
When one of the left and right
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。
In order to keep the
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。
In the front
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。
In the drawing,
The
(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。
(First characteristic structure)
In the
Here, in particular, the steering member that performs front wheel steering is left and right around the axial direction of the steering
In the conventional front wheel steering mechanism in which the
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。
A conventional and a dynamic model for overcoming a convex portion of the present invention will be described with reference to FIGS.
In order for the front wheel to get over the convex portion, it is necessary to consider the upward force acting on the tire and the force in the vehicle traveling direction.
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。 With reference to FIG. 5, a description will be given of the load applied when overcoming a conventional step. First, consider the vertical force to lift the tire. As the vertical force, W is the gravity acting downward, T is the load generated on the front wheel when it collides with the convex part, and θ is the angle between the load T applied to the front wheel and the horizontal plane. The force generated upward on the wheel is Tcosθ. Therefore, in order for the front wheel to lift, Tcos θ> W (Equation 1) may be satisfied.
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。
Next, consider the force acting in the horizontal direction for the tire to move forward over the step.
As the horizontal force, if the forward thrust is F, and the stress generated in the front wheel when it collides with the convex portion is T, the force that inhibits the forward movement is Tsinθ. Therefore, in order for the front wheel to move forward, F> Tsinθ (Formula 2) may be satisfied.
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。
By transforming the above equation 1 with respect to T and substituting it into equation 2,
F ≧ (W / cos θ) × sin θ = W × (sin θ / cos θ) = W tan θ (Formula 3).
Furthermore, (F / W) ≧ tan θ (Expression 4) is established by modifying Expression 3.
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。
Next, with reference to FIG. 6, a dynamic model for overcoming a convex portion when the
First, as the force in the direction in which the tire moves, the force acting downward is Wcosφ, and the force acting upward is Tcos (θ−φ). Therefore, in order for the tire to lift,
Tcos (θ−φ) ≧ Wcosφ (Formula 5) may be satisfied.
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。
Next, in order for the tire to move forward over the step, consider the force acting in the horizontal direction. As the force in the horizontal direction, if F is the force that the vehicle moves forward, and Tsinθ is the reaction force that is received when the tire collides with the convex portion, Tsinθ.
Therefore, in order for the vehicle to move forward, F ≧ Tsinθ (Formula 6) may be satisfied.
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。
Further, when Expression 5 is transformed with respect to T, T ≧ W × (cosφ / cos (θ−φ)) (Expression 7). Substituting Equation 7 into Equation 6 and rearranging results in F / W ≧ (cosφ · sinθ) / cos (θ−φ) (Equation 8), which indicates that the smaller the F / W, the easier it is to float. That is, the larger the inclination angle φ due to the rotation of the steering
(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。
(Second characteristic structure)
In conventional car body configurations, if the spring mechanism or shock absorbing mechanism for shock absorption is omitted in order to reduce the overall weight of the vehicle and avoid the complexity of the structure, the ride comfort will be reduced accordingly, and an excessive load will be applied to the entire frame. There was a risk that the durability would be reduced. Therefore, in the present invention, the above problem can be solved by configuring based on the following theory. The characteristic structure (second characteristic structure) will be described below with reference to FIGS.
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。
In the
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。
That is, the
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。
The characteristics of the
In the present invention, an impact absorbing effect equivalent to that of a spring is obtained by expansion and contraction of the rear wheel left and
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。
Next, the spring constant [K] of the
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。
Further, F2 = F1 · cosθ (formula 11) is established from F2 / F1 = cosθ. When F1 of
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。
Further, as shown in FIG. 8, the left and
δL / S = sin θ≈θ≈tan θ (Formula 13).
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。
When the entire
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。
Further, as described above, the left and
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。
Therefore, the spring constant of the
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。
As described above, in the present invention, the structure of the
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
E Simple Chassis
Claims (5)
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。 A main chassis extending in the front-rear direction;
A seat frame placed and connected to the rear part;
A simple chassis type electric four-wheeled vehicle, wherein left and right front wheels are arranged via a front wheel steering mechanism that is linked to the front end of the main chassis.
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。 Left and right side pipes extending substantially L-shaped from the front of the main chassis to the left and right rear;
Rear wheel left and right support pipes extending in a substantially L shape from the front part of the seat frame to the left and right rear,
A horizontal axis pipe laid in the middle of the rear wheel left and right support pipe;
A pivot part pivotally supporting the rear end of the left and right side pipes on the horizontal axis pipe;
The skeleton frame structure is constituted by the simple chassis type electric automobile according to claim 1 or 2.
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Cited By (1)
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---|---|---|---|---|
CN116169822A (en) * | 2022-12-21 | 2023-05-26 | 徐州鸿润达电动车有限公司 | High-protection electric vehicle motor |
Citations (5)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JPH10155838A (en) * | 1996-11-29 | 1998-06-16 | Yamaha Motor Co Ltd | Miniaturized vehicle |
JP2002087363A (en) * | 2000-09-19 | 2002-03-27 | Honda Motor Co Ltd | Rear wheel suspension device for vehicle |
JP2014061870A (en) * | 2012-08-31 | 2014-04-10 | Honda Motor Co Ltd | Vehicle |
JP2016026941A (en) * | 2014-03-18 | 2016-02-18 | サーチウェア株式会社 | vehicle |
WO2016200278A1 (en) * | 2015-06-10 | 2016-12-15 | Barry Mulder | Lean steered vehicle |
-
2018
- 2018-03-09 JP JP2018042948A patent/JP2019156044A/en active Pending
Patent Citations (5)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JPH10155838A (en) * | 1996-11-29 | 1998-06-16 | Yamaha Motor Co Ltd | Miniaturized vehicle |
JP2002087363A (en) * | 2000-09-19 | 2002-03-27 | Honda Motor Co Ltd | Rear wheel suspension device for vehicle |
JP2014061870A (en) * | 2012-08-31 | 2014-04-10 | Honda Motor Co Ltd | Vehicle |
JP2016026941A (en) * | 2014-03-18 | 2016-02-18 | サーチウェア株式会社 | vehicle |
WO2016200278A1 (en) * | 2015-06-10 | 2016-12-15 | Barry Mulder | Lean steered vehicle |
Cited By (2)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
CN116169822A (en) * | 2022-12-21 | 2023-05-26 | 徐州鸿润达电动车有限公司 | High-protection electric vehicle motor |
CN116169822B (en) * | 2022-12-21 | 2023-09-05 | 徐州鸿润达电动车有限公司 | High-protection electric vehicle motor |
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