JP3176702U - 二人乗り電動コミュータ用フレキシブルプラットフォーム - Google Patents

Abstract

【課題】多種多用な多くの車体形状に対応でき、しかも構造簡易で経済的な二人乗り電動コミュータ用フレキシブルプラットフォームを提供する。
【解決手段】フレーム１０は、操舵可能なフロントサスペンション２０を支持すると共にステアリングギヤボックス２２を定位置に支持する前部フレーム１０Ａと、電動モータ４１を含む駆動系４０と合体したリアサスペンション３０を支持する後部フレーム１０Ｂと、両フレーム間にあって床板を兼ねる天板上にシート８０を搭載すると共に、天板と底板の間に電池ユニット７０及び制御ユニット８０を収容する２重床を構成する中央部フレーム１０Ｃとを具備し、前部フレーム１０Ａと中央部フレーム１０Ｃとの間に、ハンドルポスト２４を支持する門型フレーム１０Ｄを有する。門型フレーム１０Ｄは、シート２０の搭載位置に応じてハンドルポスト２４の支持位置を変更するのに使用される。
【選択図】図１

Description

本発明は、二人乗り電動シティコミュータに使用されるプラットフォームに関し、より詳しくは、多種多用な多くの車体形状に対応できるフレキシブルプラットフォーム、特にフレーム構造のフレキシブルプラットフォームに関する。

公道走行用電動コミュータに関しては、軽自動車規格のものは既に市販されている。しかしながら、電動コミュータは、更に小さい二人乗りのシティコミュータとしても有望であり、そのための規格づくりが進んでいる。その規格は現在、軽自動車未満、原付四輪以上と定義付けされており、その規格の位置付けからして、少なくとも衝突の際の耐衝撃強度が緩和されることは確実である。

自動車の基幹部品の一つはプラットフォームであり、衝突の際の耐衝撃強度に対しても支配的である。電気自動車専用のプラットフォームは既に開発され実用化されている（非特許文献１）。しかしながら、規格づくりが進行中の超小型二人乗り電動コミュータに見合った構造簡易で経済性に優れたプラットフォーム、特に多くの車体形状に対応できるフレキシブルプラットフォームに関しては未だ提案されていない。

超小型二人乗り電動コミュータと言えども、一般の自動車と同様に乗用車、商用車、貨物車などの様々な種類の車両が考えられており、それらを安価に製造することが重要である。複数の車種を経済的に製造する手法として、プラットフォームのフレキシブル化があり、この観点から超小型二人乗り電動コミュータに対しても、構造簡易で経済性に優れたフレキシブルプラットフォームの開発が待たれている。

http://www.nissan-global.com/JP/TECHNOLOGY/OVERVIEW/ev＿platform.html

本考案の目的は、多種多様な多くの車体形状に対応でき、しかも構造簡易で経済的な二人乗り電動コミュータ用フレキシブルプラットフォームを提供することにある。

上記目的を達成するために、本考案の二人乗り電動コミュータ用フレキシブルプラットフォームは、フレーム構造のプラットフォームであり、そのフレームが、操舵可能なフロントサスペンションを支持すると共にステアリングギヤボックスを定位置に支持する前部フレームと、モータを含む駆動系と合体したリアサスペンションを支持する後部フレームと、両フレーム間にあって床板を兼ねる天板上にシートを搭載すると共に、天板と底板の間に電池ユニット及び制御ユニットを収容する２重床を構成する中央部フレームとを具備しており、且つ前部フレームと中央部フレームとの間に、ハンドルポストを支持する門型フレームを有するものである。

本考案の二人乗り電動コミュータ用フレキシブルプラットフォームにおいては、門型フレームは、シートの搭載位置に応じてハンドルポストの支持位置を変更するのに使用され、その支持位置の変更を容易とすることにより、プラットフォームのフレキシブル化に貢献する。

すなわち、本考案が対象とする二人乗り電動コミュータは乗用車、商用車、貨物車、農地作業車の他、工場や商業施設、その他のビル、地下街等における構内用車両等、多種多様であり、貨物用大型エレベータへの搭乗もエレベータの規模よっては可能である。このような多種多用な車種への対応のためには、シート後方のスペースを変更することが必要であり、そのためには、シートの搭載位置を前後方向、更には上下方向で変更することが必要となる。そして、シート搭載位置の変更のためには、ハンドルポストの支持位置を前後方向及び上下方向で変更することが必要となるが、ハンドルポストの支持位置を変更する際に、門型フレームは、水平部の前後位置及び上下位置を変更するべく上部形状を変更するだけでその変更を可能とし、フロントサスペンション及びステアリングギヤボックスを支持する前部フレーム、並びにリアサスペンションを支持する後部フレーム、更には中央部フレームの構造の変更を必要としない。このため、門型フレームはプラットフォームの簡易なフレキシブル化に貢献する。

また、後部フレームはリアサスペンションを支持するが、そのリアサスペンションはモータを含む駆動系と合体しており、前部フレーム及び中央部フレームに駆動系の搭載スペースを確保することが不要となる。このため、前部フレームは基本的にフロントサスペンション及びステアリングギヤボックスを支持するだけでよく、大きな余剰空間を確保できるので、有効なクラッシャブルゾーンを形成できる。中央部フレームにおいても駆動系の搭載スペースを確保する必要がなくなるので、この分、電池ユニット搭載スペースを大きくできる。

中央部フレームは２重床を構成して、電池ユニット及び制御ユニットを収容し、床下部分を有効利用する。制御ユニットは、リアサスペンション内の駆動系から分離されて、この２重床内に静置されるので、故障が少ない。

２重床に関しては、その中央部フレーム上に枠体を重ねて固定すると共に、それらを下方の底板と上方の床板を兼ねる天板とで挟んだ構造とするのがよい。これにより、２重床内に十分な大きさの電池ユニット搭載スペースを確保することができ、床板上の有効スペースを拡大することができる。その際、枠体は中央部フレームの外側面より外側へ突出されるのがよい。その突出部はサイドパネルの支持部材となると共に、サイドパネルと中央部フレームとの間に有効なクラッシャブルゾーンを形成する。枠体の形状としては、平面視で「田」の字状が望ましい。平面視で「田」の字状の枠体は、電池収容スペースの形成に適し、前記突出部の形成も容易である。枠体の材質としては電気的絶縁材が好ましく、木材、樹脂などの、フレーム構成材料よりも柔らかいものが、クラッシャブルゾーン形成の点から特に望ましい。

本考案の二人乗り電動コミュータ用フレキシブルプラットフォームは、フロントサスペンション及びステアリングギヤボックスを定位置に支持する前部フレームと、その後方の中央部フレームとの間に、ステアリングポストを支持する門型フレームを設け、その門型フレームの上部構造の変更だけでシート後方スペースの拡大、縮小を行うことができるので、僅かの設計変更で多種多用な多くの車体形状に対応でき、この種の電動コミュータの価格引き下げに大きな効果を発揮する。

本考案の一実施形態を示す二人乗り電動コミュータ用フレキシブルプラットフォームの斜視図で、乗用車用を示す。 同フレキシブルプラットフォームの斜視図で、貨物車用を示す。 同フレキシブルプラットフォームのフレーム構造を、乗用車用について示す別角度からの斜視図である。

以下に本考案の実施形態を説明する。

本実施形態の二人乗り電動コミュータ用フレキシブルプラットフォームは、現在、軽自動車未満、原付四輪以上と定義付けされ規格づくりが進行中の二人乗り超小型電動シティコミュータに使用されるものであり、フレーム構造を採用している。

乗用車向けのフレキシブルプラットフォームは、図１及び図３に示す乗用車向けフレーム１０を使用する。乗用車向けフレーム１０は、操舵可能なフロントサスペンション２０を支持する前部フレーム１０Ａと、スイングアーム式のリアサスペンション３０を支持する後部フレーム１０Ｂと、前部フレーム１０Ａと後部フレーム１０Ｂとの間に挟まれた中央部フレーム１０Ｃとからなり、前部フレーム１０Ａと中央部フレーム１０Ｃとの間にステアリングポストを支持する門型フレーム１０Ｄを有している。

これらのプラットフォームのうち、中央部フレーム１０Ｃは左右の縦材１１，１１と、左右の縦材１１，１１を前部、中央部及び後部で繋ぐ３本の横材１２とからなる。門型フレーム１０Ｄは、左右の縦材１１，１１の前部上にこれらに跨がって立設されている。

前部フレーム１０Ａは、前方の横材１２の両側部から前方へ突出した左右の下段ビーム１３，１３と、門型フレーム１０Ｄの垂直部から内側への湾曲部を介して前方へ突出した左右の上段ビーム１４，１４と、これらを前部で連結補強する角枠状の枠部１５とを有している。

両側の前輪２１，２１を操舵可能に支持するダブルウィッシュボーン形式のフロントサスペンション２０，２０は、いずれも上下のビーム１３，１４に取り付けられており、操舵のためのステアリングギヤボックス２２は枠部１５の中央部前面に取り付けられている。一方、ハンドル２３と連結されるハンドルポスト２４は、所定の傾斜角度で門型フレーム１０Ｄの水平部上に支持されており、ユニバーサルジョイント及び連結棒を介して前記ステアリングギヤボックス２２と連結されている。

後部フレーム１０Ｂは、左右の縦材１１，１１の最後部から斜め上方へ延出する左右の斜材１６，１６と、傾斜１６，１６の最上部から後方へ延出する左右の縦材１７，１７と、左右の縦材１７，１７を繋ぐ横材１８とを有している。後輪３１，３１を支持するリアサスペンション３０は、横ビームを前にして水平状に配置されたＵ型スイングアーム３２と、Ｕ型スイングアーム３２の両側の縦ビームの各外側に縦ビームに沿って配置された両側の等長リンクロッド３３，３３とを組み合わせた構造である。

Ｕ型スイングアーム３２は、横ビームの中央部がゴムからなる弾性部材３４を介して中央部フレーム１０Ｃにおける後方の横材１２の中央部に連結されることにより、周囲全方向へ傾動可能となっている。両側の等長リンクロッド３３，３３は、Ｕ型スイングアーム３２における両側の縦ビームの外側でこれらに沿う平行状の直線状部材である。

等長リンクロッド３３，３３の各前端部は、中央部フレーム１０Ｃの縦材１１，１１と後部フレーム１０Ｂの斜材１６，１６との接続部内側に設けられた補強部材を兼ねるブラケット１９，１９に回動可能に連結されている。両側の回動中心は、Ｕ型スイングアーム３２の傾動中心を通る車幅方向の直線上に位置しており、これにより等長リンクロッド３３，３３は、Ｕ型スイングアーム３２の上下方向のスイング動作の中心線上で軸支されることになる。等長リンクロッド３３，３３の各後端部は、Ｕ型スイングアーム３２における縦ビームの後部近傍に回動可能に連結されている。

Ｕ型スイングアーム３２における縦ビームの各後端部は、コイルスプリングとダンパーとを組み合わせた緩衝ユニット３５、３５を介して上方の縦材１７，１７と連結されている。

駆動系４０は電動モータ４１、デファレンシャルギヤ４２及びデファレンシャルギヤ４２から両側に延びるドライブシャフト４３，４３などを一体化したリジッド構造であり、両側のドライブシャフト４３，４３は、これらの間のデファレンシャルギヤ４２と共に、両側の後輪３１，３１を連結する車幅方向のリジットな車軸を構成している。そして、この駆動系４０はＵ型スイングアーム３２の前部上に搭載されており、その車軸は、Ｕ型スイングアーム３２における縦ビームに上側から図示されない取付けブラケットにより結合されている。

中央部フレーム１０Ｃは、前述したとおり、左右の縦材１１，１１と、左右の縦材１１，１１を前部、中央部及び後部で繋ぐ３本の横材１２とからなる。これらの上には、絶縁材料（ここでは木材）からなる枠体５０が取り付けられている。

枠体５０は、左右の縦材１１，１１の上に重ねて固定された左右の縦材５１，５１と、３本の横材１２の上に重ねて固定された３本の横材５２と、縦材５１，５１の間（中央部）に位置して３本の横材５２に掛け渡された縦材５３とからなり、これらの材料により平面視で「田」の字を形成している。３本の横材５２のうち、中間の横材５２及び後方の横材５２は両側へ突出している。左右の縦材５１，５１の前部外側面には、これらの突出部に対応して両側へ突出する補助材５４，５４が取り付けられている。これらの突出部は、中央部フレーム１０Ｃの両側にサイドアンダーパネルを支持する支持部材であると共に、サイドアンダーパネルと中央部フレーム１０Ｃとの間にクラッシャブルゾーンを形成する安全部材でもある。

中央部フレーム１０Ｃには、下方から底板（図示省略）が取り付けられている。一方、「田」の字状の枠体５０には、上方から床板を兼ねる天板（図示省略）が取り付けられている。これにより、中央部フレーム１０Ｃは「田」の字状の枠体５０と共に、所謂２重底を構成する。２重底内の「田」の字状の枠体５０により区画された４つの空間のち、右後方の空間を除く３つの空間は、四角形の盤状をした電池ユニット６０を収容する電池室とされ、残りの右後方空間は制御ユニット７０を収容する制御室とされている。

天板の上には、ハンドル２３の後方に位置してシート８０が搭載設置されている。当該コミュータは乗用車タイプであるので、シート８０の位置は比較的低く、後方に寄っている。これと共に、ハンドル８０の位置も比較的低く、比較的寝た姿勢で後方へ突出している。

以上は、乗用車向けのフレキシブルプラットフォームの説明である。これに対し、貨物車向けのフレキシブルプラットフォームは、図２に示す貨物車向けフレーム１０’を使用する。貨物車向けフレーム１０’は図１及び図３に示す乗用車向けフレーム１０と比較して、門型フレーム１０Ｄの上部形状のみが相違する。

これは、貨物車は乗用車の場合と異なり、シート８０の位置を前方へ寄せてその後方に広い荷室スペースを確保するためであり、シート８０の高さも高くなる。これを実現するためにはハンドル２３の位置を前方へ移動させると共に高くして姿勢も立てる必要があり、そのために門型フレーム１０Ｄは、図１及び図３に示した乗用車向けフレーム１０と比べて、両側の垂直部の水平部近傍部分が前方へ傾斜すると共に、長さが長くなって高さが上り、水平部を前方及び上方へ変位させることにより、ハンドルポスト２４の取り付け位置、ひいてはハンドル２３の位置を貨物車に適したものに変更する。

ハンドルポスト２４と連結されるステアリングギヤボックス２２の取り付け位置も含め、他の構造は、図１及び図３に示した乗用車向けフレーム１０、更には乗用車向けのフレキシブルプラットフォームの場合と実質的に同一である。

次に、このような構成のフレキシブルプラットフォームの機能について説明する。

図１及び図３に示す乗用車向けフレキシブルプラットフォームと、図２に示す貨物車向けフレキシブルプラットフォームとの比較から明らかなように、前者ではハンドル２３が比較的後方に位置する共に低い位置にあり傾斜についても比較的も寝た状態にあるが、後者でのハンドル２３の位置は、前者と比べて前方へ変位すると共に高さも上り、角度も比較的立った状態にある。これにより、シート８０の搭載設置位置を前へ寄せて後方に広い荷室スペースを確保することができ、シート８０の高さも高くして足元の広さを確保することができる。すなわち、貨物車として適切なハンドル２３の位置及びシート８０の位置が実現される。

これだけの設計変更を行っても、フレキシブルプラットフォームで変更されるのは、フレーム１０，１０’においてハンドルポスト２４の支持位置を変更する門型フレーム１０Ｄの上部構造だけである。したがって、このフレキシブルプラットフォームは、多種多様なな多くの車体形状に極めて簡単に対応でき、各種の二人乗り超小型電動シティコミュータの製造価格引き下げに極めて有効である。

動力系４０は、後部フレーム１０Ｂに支持されたリアサスペンション３０のＵ型スイングアーム３２上に搭載されているので、専用のスペースを必要しない。その結果、例えば前部フレーム１０Ａは、小さくできて、他の有用部分の空間拡大に寄与すると共に、小さくても有効なクラッシャブルゾーンを形成する。

これと共に、中央部フレーム１０Ｃの広さを大きくでき、乗用車にあっては快適な室内を形成でき、貨物車にあっては荷室スペースを広くできる。このことに、中央部フレーム１０Ｃと枠体５０とで構成されて電池ユニット６０及び制御ユニット７０を収容する２重底も寄与していることは言うまでもない。

また、中央部フレーム１０Ｃの上に固定された「田」の字状の枠体５０は、内部に電池ユニット６０及び制御ユニット７０を収容する２重床を形成するだけでなく、両側部が中央部フレーム１０Ｃの外側へ突出してクラッシャブルゾーンを形成する。

スイングアーム式のリアサスペンション３０の動作は次のおりである。両側の後輪３１，３１が均等にバンプした場合は、リアサスペンション３０における両側の緩衝ユニット３５，３５が均等に縮み、Ｕ型スイングアーム３２は、両側の等長リンクロッド３３，３３と共に、前端側の同じ中心線を中心として上方へスイングする。両者のスイング中心線が同じであるために、Ｕ型スイングアーム３２は、両側の等長リンクロッド３３，３３により、車長方向で両側均等に突っ張り、引っ張りによる支持を受け、車幅方向における傾動を生じないため、両側の後輪３１，３１にバンプステアを発生させない。

両側の緩衝ユニット３５、３５が延びる側へ後輪３１，３１が均等に変位した場合も同様に、Ｕ型スイングアーム３２は車幅方向における傾動を生じないため、両側の後輪３１，３１にバンプステアを発生させない。

両側の緩衝ユニット３５、３５の一方が縮む方向へ片側の後輪３１がバンプした場合もＵ型スイングアーム３２の車幅方向での傾動、並びにこれによる両側の後輪３１，３１のステア量は無視できる程度に軽微である。

前述した２つの実施形態では、フロントサスペンション２０は独立懸架の一種であるダブルフィッシュボーン形式であるが、マクファーソンストラットなどでもよく、その形式を問わない。

リアサスペンション３０についても、前述した２つの実施形態では非独立懸架の一種であるスイングアーム式が用いられているが、インホイールモータを使用した独立懸架や非独立懸架でもよく、その形式を限定するものではなく、更には動力系との合体形態も問わない。

シート８０の配置形態は、前述した２つの実施形態では横に２席を並べる並列方式を想定しているが、縦に２席を並べる縦列方式（タンデム方式）でもよく、更には運転席の横に子供専用シートを前後に２席並べるＬ型配置などでもよく、その形態は問わない。道路交通法上、子供は二人で大人一人と見做されるので、シート８０にもこの考えが適用される可能性がある。

なお、図１に示したシート８０の配置は、乗用車のなかのスポーツカーを想定しており、中央部フレーム１０Ｃ上の比較的後方に低く設定されているが、実用車の場合はこれより前方に若干高く設定される。

要するに、本考案の二人乗り電動コミュータ用フレキシブルプラットフォームは、前後のサスペンション構造に合わせて一度設計、製造されると、後はフレームの一部である門型フレームの上部構造を変更するだけで、多種多用な多くの車体形状に対応できるので、極めて経済性に優れる。

１０ 乗用車向けフレーム
１０’ 貨物車向けフレーム
１０Ａ 前部フレーム
１０Ｂ 後部フレーム
１０Ｃ 中央部フレーム
１０Ｄ 門型フレーム
１１，１７ 縦材
１２，１８ 横材
１３ 下段ビーム
１４ 上段ビーム
１５ 枠部
１６ 斜材
１９ ブラケット
２０ フロントサスペンション
２１ 前輪
２２ ステアリングギヤボックス
２３ ハンドル
２４ ハンドルポスト
３０ リアサスペンション
３１ 後輪
３２ Ｕ型スイングアーム
３３ 等長リンクロッド
３４ 弾性部材
４０ 駆動系
４１ モータ
４２ デファレンシャルギヤ
４３ ドライブシャフト
５０ 枠体
５１，５３ 縦材
５２ 横材
５４ 補助材
６０ 電池ユニット
７０ 制御ユニット
８０ シート

Claims (7)

1. フレーム構造のプラットフォームであり、
   そのフレームが、操舵可能なフロントサスペンションを支持すると共にステアリングギヤボックスを定位置に支持する前部フレームと、モータを含む駆動系と合体したリアサスペンションを支持する後部フレームと、両フレーム間にあって床板を兼ねる天板上にシートを搭載すると共に、天板と底板の間に電池ユニット及び制御ユニットを収容する２重床を構成する中央部フレームとを具備しており、
   且つ前部フレームと中央部フレームとの間に、ハンドルポストを支持する門型フレームを有する二人乗り電動コミュータ用フレキシブルプラットフォーム。
2. 請求項１に記載の二人乗り電動コミュータ用フレキシブルプラットフォームにおいて、門型フレームは、シートの搭載位置に応じてハンドルポストの支持位置を変更するのに使用される二人乗り電動コミュータ用フレキシブルプラットフォーム。
3. 請求項２に記載の二人乗り電動コミュータ用フレキシブルプラットフォームにおいて、シート搭載位置の変更に伴ってハンドルポストの支持位置を前後方向及び上下方向で変更する際に、門型フレームは、水平部の前後位置及び上下位置を変更するべく上部形状が変更される二人乗り電動コミュータ用フレキシブルプラットフォーム。
4. 請求項１〜３の何れかに記載の二人乗り電動コミュータ用フレキシブルプラットフォームにおいて、中央部フレームは、その上に枠体を重ねて固定され、それらを下方の底板と上方の床板を兼ねる天板とで挟むことにより、２重床を構成する二人乗り電動コミュータ用フレキシブルプラットフォーム。
5. 請求項４に記載の二人乗り電動コミュータ用フレキシブルプラットフォームにおいて、枠体は中央部フレームの外側面より外側へ突出されており、その突出部はサイドパネルの支持部材となると共に、サイドパネルと中央部フレームとの間にクラッシャブルゾーンを形成する二人乗り電動コミュータ用フレキシブルプラットフォーム。
6. 請求項４又は５に記載の二人乗り電動コミュータ用フレキシブルプラットフォームにおいて、枠体は平面視で「田」の字状である二人乗り電動コミュータ用フレキシブルプラットフォーム。
7. 請求項５又は６に記載の二人乗り電動コミュータ用フレキシブルプラットフォームにおいて、フレームを構成する材料より柔らかい電気的絶縁材からなる二人乗り電動コミュータ用フレキシブルプラットフォーム。
   
   

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