JP4511848B2 - 小型電動車両 - Google Patents

Description

本発明は，車体フレームに，電動モータ及び減速装置を有して左右の後輪を支持しつゝ駆動するパワーユニットを懸架装置を介して支持した小型電動車両の改良に関する。

従来のかゝる小型電動車両において，車体フレームに，パワーユニット及び左右の後輪を支持する支持フレームを，前後方向軸線及び左右方向軸線の，互いに直交する２軸線周りに回動可能に連結すると共に，これら車体フレーム及び後輪支持フレーム間に，緩衝兼ローリング復帰ばねを介装し，左右の後輪が昇降とローリングをし得るようにしたものが，例えば下記特許文献１に開示されているように，既に知られている。
特開平５−８７８２号公報

ところで，従来の上記小型電動車両では，パワーユニット及び後輪を支持する懸架装置が，支持フレームと，これを回動可能に支持する前後方向軸及び左右方向軸と，緩衝兼ローリング復帰ばねとで構成されるため，その構造が複雑で，コストの低減及び車両のコンパク化が困難である。

本発明は，かゝる事情に鑑みてなされたもので，左右の後輪の昇降及びローリングを可能する懸架装置の構成を簡素化して，安価でコンパクな小型電動車両を提供することを目的とする。

上記目的を達成するために，本発明は，車体フレームに，電動モータ及び減速装置を有して左右の後輪を支持しつゝ駆動するパワーユニットを懸架装置を介して支持した小型電動車両において，前記パワーユニットを，運転者が座るように車体フレームに取り付けられるシートの直下に配置し，このパワーユニットのケーシングを，前記減速装置を収容するリダクションケースと，このリダクションケース下部の左右両側壁に一体的に突設されて，左右の後輪に連なる左右の後車軸を支承する左右一対のアクスルケースとで構成すると共に，このケーシングを，前記電動モータ及び減速装置が前記アクスルケースの軸線を含む鉛直面に沿って上下方向に並ぶように配置し，前記懸架装置を，前記車体フレームに片持ち支持されて後方に延びる左右一対の板ばねで構成し，これら各板ばねの後端部に，左右方向で対向して組をなす前後二組の取り付け壁を有するブラケットを固着し，これら各組の取り付け壁間に，前記各アクスルケースの外面を前後から挟むように各アクスルケースに固着される一対の支持ブロックを挿入し，これらの支持ブロックに設けられる支持孔に，外周面にセレーション状の凹凸面が形成された円筒状の緩衝部材を嵌装し，この緩衝部材の内周面を，前記各組の取り付け壁に両端部を支持されるボルトで支承し，前記パワーユニットの駆動反力が，前記緩衝部材で緩衝されながら前記板ばねで支持されるようにしたことを第１の特徴とする。

また本発明は，第１の特徴に加えて，前記一対の板ばねを，互いに間隔が後方に向かって広がるように配置したことを第２の特徴とする。

本発明の第１の特徴によれば，車体フレームに片持ち支持された板ばねの撓みによりアクスルケースに支承された左右の後輪の昇降が可能で，後輪が凹凸路面から受ける衝撃力を吸収することができ，また板ばねの捩れにより左右の後輪のローリングが可能であるから，車体のローリング時でも，両後輪の接地状態を維持することができる。しかも，板ばねを，互いに間隔を置いて左右に並ぶ一対設け，それらの後端部にパワーユニットのアクスルケースを取り付けたので，パワーユニットがスタビライザとして有効に機能して各後輪単独の過度の上下振動を抑制し，凹凸路面での走行中でも，両後輪の接地性を高めることができる。またこうしたことから板厚が比較的薄い板ばねの使用が可能となり，懸架装置の軽量化に寄与し得る。

また同時に，後輪が路面から受ける高周波振動は，板ばねにブラケットを介して固着されたボルトと，パワーユニットのアクスルケースに固定された支持ブロックとの間に介装される筒状の緩衝部材の半径方向の圧縮変形により吸収され，特に緩衝部材のセレーション状の外周面が柔軟性を持つことで，前記高周波振動は効果的に吸収され，したがって運転者に良好な乗り心地を与えることができる。

更に，この緩衝部材は，各板ばねの後端部に固着されたブラケットの，前後二組の取り付け壁間に挿入された前記支持ブロックの支持孔に嵌装され，これら各支持ブロックが各アクスルケースの外面に前後から固定されるので，板ばねがパワーユニットの支持部材及び駆動反力支持部材を兼ねることになり，懸架装置の構成の簡素化，延いては軽量化及びコスト低減に寄与し得る。

また，板ばねの車体フレームへの支持構造は，簡単な片持ち構造であるから，懸架装置の簡素化を一層図ることができる。

さらに本発明の第２の特徴によれば，互いに間隔が後方に向かって広がるように配置される一対の板ばねは，車体フレーム及びパワーユニットと協働して，横方向の荷重に対しては高い剛性を発揮する閉じた台形構造体を構成するので，後輪に作用する横方向荷重に対して大なる抗力を発揮することができる。

本発明の実施の形態を，図面に示す本発明の好適な実施例に基づき以下に説明する。

図１は本発明に係る小型電動車両の側面図，図２は図１の２−２線断面図，図３は図２の３−３線断面図，図４は図２の４−４線断面図，図５は図２の５−５線断面図，図６は図４の６−６線断面図，図７は図４の７−７線断面図，図８は図６の８−８線断面図である。

先ず図１において，小型電動車両１の車体フレーム２は，ハンドルコラム３と，このハンドルコラム３の下端部から後方に延出した後，後端部を斜め上方に向けるように屈曲した左右一対のメインパイプ４と，これらメインパイプ４を，上方屈曲部手前で互いに連結するクロスメンバ５となっており，メインパイプ４の前部に左右一対の前輪６ｆ，６ｆが転向可能に取り付けられ，この両前輪６ｆ，６ｆの転向を操作する操向ハンドル７がハンドルコラム３に回転可能に軸支される。またクロスメンバ５には懸架装置８を介してパワーユニット９が支持され，このパワーユニット９に左右一対の後輪６ｒ，６ｒが支持される。左右の後輪６ｒ，６ｒは，左右のメインパイプ４の左右間隔と略同じ間隔を置いて配置される。メインパイプ４の屈曲した後端部には，運転者が座るシート１３が取り付けられ，このシート１３の直下に，商業電源による充電を可能にしたバッテリ１４が配設される。

図２〜図４に示すように，前記パワーユニット９のケーシング１０は，リダクションケース１１と，このリダクションケース１１の下部の左右両側壁に一体的に突設される左右一対のアクスルケース１２，１２とからなっており，リダクションケース１１上部の左右一側部に，前記バッテリ１４を電源とする電動モータ１５が取り付けられ，この電動モータ１５の出力軸１５ａは，その先端部に形成されたピニオンギヤ１６がリダクションケース１１内に突入するように配置される。

リダクションケース１１内には，差動装置２９のデフケース１７が左右のアクスルケース１２，１２と同軸上に配置され，その左右両端部がボールベアリング１８，１８を介してリダクションケース１１に回転自在に支承される。このデフケース１７には大径のファイナルギヤ２０がスプライン結合される。またリダクションケース１１内では中間伝動軸２１が出力軸１５ａとアクスルケース１２，１２との中間部に配置され，その左右両端部がボールベアリング２２，２２を介してリダクションケース１１に回転自在に支承される。この中間伝動軸２１には，前記ピニオンギヤ１６に噛合する大径ギヤ１９ａと，前記ファイナルギヤ２０に噛合する小径ギヤ１９ｂとが固設されている。而して，上記ピニオンギヤ１６，大径ギヤ１９ａ，小径ギヤ１９ｂ及びファイナルギヤ２０は，電動モータ１５の出力軸１５ａの回転を差動装置２９に一定の減速比をもって伝達する減速装置２３を構成する。

デフケース１７の両端部の内周面により，左右のアクスルケース１２，１２を貫通する左右の後車軸２５，２５がそれぞれ相対回転自在に支承され，これら後車軸２５，２５の，デフケース１７内に突入した内端部にサイドギヤ２６，２６がそれぞれスプライン結合される。またデフケース１７には，デフケース１７の回転軸線と直交するピニオン軸２７が取り付けられ，上記両サイドギヤ２６，２６に噛合する一対のピニオンギヤ２８，２８がこのピニオン軸２７に回転自在に支承される。而して，上記デフケース１７，ピニオンギヤ２８，２８及びサイドギヤ２６，２６は，ファイナルギヤ２０の回転を左右の後車軸２５，２５に分配する差動装置２９を構成する。

以上において，パワーユニット９を構成するケーシング１０，電動モータ１５，減速装置２３及び差動装置２９は，パワーユニット９がアクスルケース１２，１２の軸線を含む鉛直面Ｖに関して前後に略対称的構造となるように配置される（図３参照）。更にパワーユニット９は，電動モータ１５及び減速装置２３が前記鉛直面Ｖに沿って上下方向に並ぶようにケーシング１０が構成されて，運転者が座るシート１３の直下に配置される（図１，図３，図４参照）。

左右の後車軸２５，２５は，左右のアクスルケース１２，１２の外端部にボールベアリング３０，３０を介して支承され，またこれらボールベアリング３０，３０と前記ボールベアリング１８，１８との間で後車軸２５，２５及びアクスルケース１２，１２間にオイルシール３１，３１が介装される。左右のアクスルケース１２，１２の各外端から突出した左右の後車軸２５，２５の先端に左右の後輪６ｒ，６ｒがスプライン結合されると共に，ナット３２により固定される。こうして，左右の後輪６ｒ，６ｒはアクスルケース１２，１２に支持される。各後輪６ｒと対応するアクスルケース１２との間に，その後輪６ｒに制動をかける公知のドラム式ブレーキ３３が設けられる。

図２，図３及び図５において，前記クロスメンバ５の，左右のメインパイプ４に近接した部分に後方に突出する一対のステー３５，３５が突設されており，これらステー３５，３５の下面に支持板３６の左右両端部がカラー３７を挟んで重ねられ，ボルト３８により固着される。

前記懸架装置８は，上記支持板３６にボルト３９により前端部を固着して片持ち支持される左右一対の板ばね４０，４０を備える。これら板ばね４０，４０は，互いに間隔を置いて配置されるもので，特にその間隔が後方に向かって広がるように，平面視でハの字状に配置される。

図４，図６〜図８に示すように，上記板ばね４０，４０の後端部上面に，左右一対のブラケット４１，４１がボルト４２により固着される。各ブラケット４１は，対応する板ばね４０から左右外側方に突出した張り出し部４１ａ（図４参照）を有しており，この張り出し部４１ａには，上方に起立し左右方向で対向して組をなす二組の取り付け壁４３，４３，４３，４３と，各組の取り付け壁４３，４３の外側端相互を一体に連結する連結壁４３ａとが形成される。そして各組の取り付け壁４３，４３間に，対応するアクスルケース１２を支持するための支持ブロック４４が次のように取り付けられる。

即ち，各支持ブロック４４に設けられた支持孔４５の内周面には，ゴム等の弾性材からなる円筒状の緩衝部材４６が嵌装される。この緩衝部材４６の内周面にはカラー４７が焼き付けられている。緩衝部材４６の，支持孔４５に嵌合する外周面は，その緩衝効果を高めるべくセレーション状の凹凸面に形成されている。前記支持ブロック４４は，対応する一対の取り付け壁４３，４３間に挿入される。そして，カラー４７は，取り付け壁４３，４３に両端部を支持されるボルト４８によって支承され，そのボルト４８は，それに螺合するナット４９により両取り付け壁４３，４３に固着される。

各支持ブロック４４は，対応するアクスルケース１２外面の前後一対の平坦面１２ａ，１２ａに重ねられる前後一対の鍔部４４ａ，４４ａを一体に備えており，これら鍔部４４ａ，４４ａがアクスルケース１２にボルト５０により固着される。

こうしてパワーユニット９は，アクスルケース１２の前後に配置される左右各一対の緩衝部材４６，４６，４６，４６を介して，車体フレーム２に片持ち支持される左右一対の板ばね４０，４０の後端部，即ち自由端部の上面に搭載，支持される。

次に，この実施例の作用について説明する。

バッテリ１４からの給電により電動モータ１５を作動すれば，その動力は出力軸１５ａから減速装置２３を経て差動装置２９に伝達し，そこから左右の後車軸２５，２５に分配されて左右の後輪６ｒ，６ｒを駆動するので，小型電動車両１を走行させることができる。

ところで，車体や運転者の重量，並びに後輪６ｒ，６ｒが路面から受ける反力は，車体フレーム２及び後輪６ｒ，６ｒ間を接続する左右の板ばね４０，４０によって支持され，またパワーユニット９の動力による後輪６ｒ，６ｒの駆動時には，その駆動反力も，パワーユニット９を支持する左右の板ばね４０，４０によって受け止められるので，板ばね４０，４０がパワーユニット９の支持部材及び駆動反力受け部材を兼ねることになり，懸架装置８の構成の簡素化，延いては小型電動車両１の軽量化及びコスト低減に寄与し得る。

しかも，図３に示すように，車体や運転者の重量，並びに後輪６ｒ，６ｒが路面から受ける反力により板ばね４０，４０が受ける曲げモーメントＭ１と，パワーユニット９の駆動反力により板ばね４０，４０が受ける曲げモーメントＭ２とは，互いに方向が逆であるから，板ばね４０，４０が受ける総合曲げモーメントは，（Ｍ１−Ｍ２）と小さくなり，板ばね４０，４０の負荷を軽減することができる。

また走行中，後輪６ｒ，６ｒが凹凸路面から受ける大きな衝撃力は，板ばね４０，４０の上下方向の撓みにより吸収される。また後輪６ｒ，６ｒが路面から受ける高周波振動は，板ばね４０，４０にブラケット４１，４１を介して固着されたボルト４８と，パワーユニット９のケーシング１０に固定された支持ブロック４４との間に介装される筒状の緩衝部材４６の半径方向の圧縮変形により吸収され，特に緩衝部材４６のセレーション状の外周面が柔軟性を持つことで，前記高周波振動は効果的に吸収され，したがって運転者に良好な乗り心地を与えることができる。

また車体のローリング時には，後車軸２５，２５を支持するアクスルケース１２，１２即ちパワーユニット９のケーシング１０が上下に揺動しながら，板ばね４０，４０に捩じり変形を与えることで，両後輪６ｒ，６ｒの接地状態を維持することができる。

しかも，左右の板ばね４０，４０の後端部は，差動装置２９を挟む左右のアクスルケース１２，１２に連結したことで，それら連結点間のスパンを充分に確保することができ，したがって左右のアクスルケース１２，１２を含むパワーユニット９のケーシング１０がスタビライザとして有効に機能して各後輪６ｒ単独の過度の上下振動を抑制し，凹凸路面での走行中でも，両後輪６ｒ，６ｒの接地性を高めることができる。こうしたことから板厚が比較的薄い板ばね４０，４０の使用が可能となり，懸架装置８の軽量化を図ることができる。

さらに車体フレーム２に片持ち支持される，懸架装置８の板ばね４０，４０の自由端部の上面にパワーユニット９を搭載したので，走行中，板ばね４０，４０により，板ばね４０，４０上のパワーユニット９を路面からの飛石や泥水から保護することができる。

さらにまたパワーユニット９は，デフケース１７の回転軸線を含む鉛直面Ｖに関して前後に略対称的に構成されるので，板ばね４０，４０のパワーユニット９に対する支持部に，パワーユニット９の重量を前後バランスよく負担させることができ，パワーユニット９の支持を安定良く行うことができる。

その上，支持板３６に前端部を固着される左右の板ばね４０，４０は，相互間隔が後方に向かって広がるように，平面視でハの字状に配置され，それらの後端部にパワーユニット９のケーシング１０が連結されるので，上記支持板３６，左右の板ばね４０，４０及びケーシング１０は協働して，閉じた台形構造体を構成し，この台形構造体は横方向荷重に対しては高い剛性を発揮し得るので，後輪６ｒ，６ｒに作用する横方向荷重に対して大なる抗力を発揮することができる。

また左右の板ばね４０，４０の前端部を固着する支持板３６は，左右のメインパイプ４，４の後部間を連結するクロスメンバ５に固設されるものであるから，両板ばね４０，４０の前端部相互の間隔を，左右のメインパイプ４，４の横幅の範囲で選定することにより，両板ばね４０，４０の総合捩じり特性，即ち両後輪６ｒ，６ｒのローリング特性を自由に設定することができ，設計の自由度が高い。

本発明は，上記実施例に限定されるものではなく，その要旨を逸脱しない範囲で種々の設計変更が可能である。例えば，前輪６ｆは一輪とすることもできる。

本発明に係る小型電動車両の側面図。 図１の２−２線断面図。 図２の３−３線断面図。 図２の４−４線断面図。 図２の５−５線断面図。 図４の６−６線断面図。 図４の７−７線断面図。 図６の８−８線断面図。

１・・・・・小型電動車両
２・・・・・車体フレーム
６ｒ・・・・後輪
８・・・・・懸架装置
９・・・・・パワーユニット
１０・・・・ケーシング
１１・・・・リダクションケース
１２・・・・アクスルケース
１３・・・・シート
１５・・・・電動モータ
２３・・・・減速装置
２５・・・・車軸
４０・・・・板ばね
４１・・・・ブラケット
４３・・・・取り付け壁
４４・・・・支持ブロック
４５・・・・支持孔
４６・・・・緩衝部材
４８・・・・ボルト
Ｖ・・・・・アクスルケースの軸線を含む鉛直面

Claims (2)

1. 車体フレーム（２）に，電動モータ（１５）及び減速装置（２３）を有して左右の後輪（６ｒ，６ｒ）を支持しつゝ駆動するパワーユニット（９）を懸架装置（８）を介して支持した小型電動車両において，
   前記パワーユニット（９）を，運転者が座るように車体フレーム（２）に取り付けられるシート（１３）の直下に配置し，
   このパワーユニット（９）のケーシング（１０）を，前記減速装置（２３）を収容するリダクションケース（１１）と，このリダクションケース（１１）下部の左右両側壁に一体的に突設されて，左右の後輪（６ｒ，６ｒ）に連なる左右の後車軸（２５，２５）を支承する左右一対のアクスルケース（１２，１２）とで構成すると共に，このケーシング（１０）を，前記電動モータ（１５）及び減速装置（２３）が前記アクスルケース（１２，１２）の軸線を含む鉛直面（Ｖ）に沿って上下方向に並ぶように配置し，
   前記懸架装置（８）を，前記車体フレーム（２）に片持ち支持されて後方に延びる左右一対の板ばね（４０，４０）で構成し，これら各板ばね（４０）の後端部に，左右方向で対向して組をなす前後二組の取り付け壁（４３，４３：４３，４３）を有するブラケット（４１）を固着し，
   これら各組の取り付け壁（４３，４３：４３，４３）間に，前記各アクスルケース（１２）の外面を前後から挟むように各アクスルケース（１２）に固着される一対の支持ブロック（４４，４４）を挿入し，これらの支持ブロック（４４，４４）に設けられる支持孔（４５，４５）に，外周面にセレーション状の凹凸面が形成された円筒状の緩衝部材（４６，４６）を嵌装し，この緩衝部材（４６，４６）の内周面を，前記各組の取り付け壁（４３，４３：４３，４３）に両端部を支持されるボルト（４８，４８）で支承し，前記パワーユニット（９）の駆動反力が，前記緩衝部材（４６，４６：４６，４６）で緩衝されながら前記板ばね（４０，４０）で支持されるようにしたことを特徴とする，小型電動車両。
2. 請求項１記載の小型電動車両において，
   前記一対の板ばね（４０）を，互いに間隔が後方に向かって広がるように配置したことを特徴とする，小型電動車両。

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