JP4575005B2 - 雪上車 - Google Patents

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Description

本発明は、エンジンを駆動源として雪原を走らせることのできる雪上車に関するものである。
エンジンの動力で走行する雪上車において、車体を形成する車体フレームについて提案がなされてきた(例えば、特許文献1参照。)。
米国特許第6446744号明細書(図19)
特許文献1の図19において、雪上車の車体フレームは、前方から後方に向け順に、サブフレーム294と、左右のエンジンウォール172、174と、トッププレート160とサイドプレート162とからなるトンネルフレームとを接合した部材である。この車体フレームのうち、左右のエンジンウォール172、174の中央部に上方からエンジン104を搭載したことを示す。116はハンドルバーである。
近年、比較的軽量な2サイクルエンジンに代えて、重い4サイクルエンジンを採用することが多くなってきた。
重い4サイクルエンジンを搭載すると車体フレームの剛性を上げた方が良い場合がある。
本発明は、エンジンの重量の増加に対応できる高い剛性を有するフレーム構造の雪上車を提供することを課題とする。
請求項1に係る発明は、車体に前から後へ、左右一対のスキー、エンジン及びトラックベルトをこの順に備え、エンジンの動力でトラックベルトを駆動することで走行し、ハンドルで操向軸を操作することで前記左右一対のスキーを操舵する雪上車において、スキーを支持するフロントサスペンションが、操向軸より前方に位置し、フロントサスペンションの上端とトラックベルトを支持するリヤクッションの前部との間を上方に凸となり、下方に湾曲させた左右のサイドフレームで補強し、サイドフレームは操向軸より前方で、フロントサスペンションを接合し、左右のサイドフレームの間にサイレンサを配置し、このサイレンサの左方及び右方に、左右のフロントサスペンションを配置することを特徴とする。
請求項2に係る発明は、左右に配置した前記サイドフレームの間をつないだクロスパイプで、操舵する力を伝達する操向軸を回転自在に支持したことを特徴とする。
請求項3に係る発明は、サイドフレームは、車体フレームに着脱自在に取付けたことを特徴とする。
請求項4に係る発明は、サイドフレームは角パイプで、内部に補強リブを有することを特徴とする。
請求項5に係る発明は、サイドフレームに、エアクリーナを支持させたことを特徴とする。
請求項6に係る発明では、サイドフレームは、左右一対のスキーを支持する左右のフロントサスペンションを左右の前部フレームに取付けるための左右のサスペンション受け部の近傍と、トラックベルトを支持するリヤクッションを後部フレームに取付けるためのクッション受け部の近傍で接続することを特徴とする。
請求項7に係る発明は、サイレンサをエンジンの前方に配置し、操向軸をサイレンサとエンジンの間に通したことを特徴とする
請求項1に係る発明では、車体の骨格を形成する車体フレームにサイドフレームを加え、フロントサスペンション上端とトラックベルトを支持するリヤクッションの前部との間をサイドフレームで補強した。
これにより、前後の足廻りからの力を受ける部位同士を簡単・コンパクトに連結することで、車体フレームの剛性を簡便且つ効果的に高めることができるので、車体フレームにサイドフレーム以外の補強部材を使用すること無しに、エンジン重量の増加に対応することができるという利点がある。
請求項2に係る発明では、左右のサイドフレームが左右に移動しないように拘束するためにサイドフレームの間をつないだクロスパイプで、操舵する力を伝達する操向軸を回転自在に支持した。
クロスパイプで操向軸を支持するようにしたので、クロスパイプの用途拡大を図ることができるという利点がある。
請求項3に係る発明では、車体を形成する車体フレームに、サイドフレームを着脱自在に取付けることができるので、組立工数の低減が図れるという利点がある。
請求項4に係る発明では、クロスパイプで連結するサイドフレームは角パイプで、内部に補強リブを有する部材である。口字断面に加えて、内部に補強リブを付加したので、サイドフレームの曲げ剛性や撓み剛性を飛躍的に高めることができる。
加えて、サイドフレームは引き抜き加工等により低コストで入手できる角パイプであるという利点がある。
請求項5に係る発明では、車体フレームの剛性アップを目的に外側から付加したサイドフレームの一部を使って、エアクリーナを支持するようにしたので、エアクリーナの組付けを簡便に行うことができるという利点がある。
請求項6に係る発明では、サイドフレームで、前部フレームと後部フレームの間を接続するようにしたので、前部フレームと後部フレームの間を強固に結合することができる。
請求項7に係る発明では、サイレンサをエンジンの前方に配置し、操向軸をサイレンサとエンジンとの間に通した。
仮に、操向軸をサイレンサの前方に通すと操向軸が全体的に長くなる。
この点、本発明では、操向軸をサイレンサとエンジンとの間を通したので、操向軸の短縮化が容易に達成できる
本発明を実施するための最良の形態を添付図に基づいて以下に説明する。なお、図面は符号の向きに見るものとする。また、Lは運転者から見て左、Rは同右を表す添え字である。
図1は本発明に係る雪上車の全体側面図であり、雪上車10は、車体11に前から後へ、左右一対のスキー12L、12R(12Rは12Lの陰。以下同様)、エンジン13及びトラックベルト14をこの順に備え、エンジン13の動力でトラックベルト14を駆動することで走行し、スキー12L、12Rをハンドル15の操作によって操舵することのできる雪上乗り物である。
車体前部に設けたエンジン13の後方に乗員が座るシート24を設け、このシート24下部に燃料タンク25を前後に長く設ける。
Mは乗員、13aはエンジンの頭部、13bはエンジンのシリンダ、16は車体カバー、17はエアクリーナ、18はオイルタンク、19は排気管、21は触媒、22はサイレンサ、23はテールパイプである。なお、操舵系統の構成は別図で詳しく説明する。
先ず、吸排気系統を説明すると、エアクリーナ17で吸入したエアはエンジン13の燃焼室に至る。燃焼により発生する排気は、排気管19、触媒21、サイレンサ22、テールパイプ23を通じて大気へ放出する。
テールパイプ23は、サイレンサ22から出た後に図面奥へ進み、次に下降することで、排気を雪面へ吹付ける形状にした。
燃料タンク25とエンジン13との間に、エアクリーナ17を配置したので、エアクリーナ17の点検やエレメントの交換を容易に行うことができる。
次に、走行系統を説明すると、車体フレームにエンジンハンガー26L、26R、27L、27R(配置の詳細は後述する。)を介してエンジン13を載置し、このエンジン13のクランク軸28に駆動プーリ31を嵌める。
この駆動プーリ31と、エアクリーナ17の下に配置した従動プーリ32とにCVTベルト33を掛け渡すことで、ベルト式無段変速装置30を構成する。従動プーリ32を支えるクロス軸34を図面奥へ延ばし、先端にスプロケット35を取付け、このスプロケット35と、駆動輪36に付設したスプロケット37とにチェーン38を掛け渡す。
エンジン13の動力を、駆動プーリ31、CVTベルト33、従動プーリ32、クロス軸34、スプロケット35、チェーン38、スプロケット37の順に伝えることで、駆動輪36を正転若しくは逆転させることができる。
トラックベルト14は、前部に配置した駆動輪36と、後部に配置した従動輪39と、中間下部に配置した複数の転輪41と、上部に配置したアイドラ42とに巻き掛け、外面に備える突起43を雪面に食い込ませることで、走行する。雪面上の凹凸などを乗り越えるときに発生する上下動はリヤクッション44、45で吸収させる。
図2は本発明に係る雪上車の前部側面図であり、ハンドル15とスキー12L、12Rとは、次に述べる操向軸50及びリンク類を用いて連結する。
操向軸50は、上端にハンドルホルダ51を備えるとともに前方下方へ傾斜させた操向軸上部52と、この操向軸上部52の下端に取付けたユニバーサル型自在継手53と、この自在継手53からほぼ鉛直に下がる操向軸下部54とからなる。
なお、46はエアクリーナ17の下流側に設けたスロットルバルブ、47はそれより下流側に設けたインジェクタである。
操向軸50は、上端にハンドルホルダ51を備えるとともに前方下方へ傾斜させた操向軸上部52と、この操向軸上部52の下端に取付けたユニバーサル型自在継手53と、この自在継手53からほぼ鉛直に下げた操向軸下部54とからなる。
そして、操向軸下部54の下端にレバー55を設け、このレバー55に車幅方向(図面表裏方向)へ延ばした駆動メンバー56を連結し、この駆動メンバー56の左右端に各々レバー57を取付け、このレバー57で縦向きのスピンドル58L、58Rを略鉛直軸回りに回転させることで、スキー12L、12Rを操舵することができる。
なお、スピンドル58L、58Rは、車体フレームに上下動可能に取付けた下部アーム80L、80R、上部アーム90L、90R及びフロントサスペンション64L、64Rで上下動可能に支持した前脚部59L、59Rに回転自在に収納する。
また、サイレンサ22を、エンジン13の前方(図左)に配置し、操向軸50のうちの操向軸下部54は、サイレンサ22とエンジン13との間を通したことを特徴とする。
エンジン13を操向軸下部54より後方に配置した。すなわち操向軸下部54をエンジン13の前に配置したので、エンジン13を容易に後方へ移動することができる。
ところで、操向軸下部54は、サイレンサ22の前方を通す構造と、サイレンサ22とエンジン13との間を通す構造との二通りの構造が考えられる。
サイレンサ22の前方を通すと操向軸50が全体的に長くなる。この点、本発明では、操向軸下部54を、サイレンサ22とエンジン13との間を通したので、操向軸50の短縮化が容易に達成できる。
加えて、操向軸50の途中に、自在継手53を介在させ、操向軸下部54をエンジン13に接近させたことを特徴とする。
操向軸下部54をエンジン13に接近させることができれば、連動してサイレンサ22をもエンジン13に接近させることができる。この結果、車体前後方向における質量の集中化が達成できる。
車体フレーム76は、トラックベルト14の上面及び左右側面を跨ぐように下方へ開口したコ字断面の後部フレーム77の前部に、側面視U字を呈する中間フレーム78L、78Rを接続し、この中間フレーム78L、78Rの前部に前部フレーム79を接続したフレームであって、中間フレーム78L、78Rに次に述べる補強を施したことを特徴とする。
中間フレーム78L、78Rはクランク軸28などを通すことができるように、切欠き部81を有する側面視U字フレームとした。U字フレームであるため適当な補強を施すことが望ましい。
そこで、切欠き部81に沿ってL字補強材82及びI字補強材83を中間フレーム78L、78Rに付設することで切欠き部81を補強する。
更に、前部フレーム79の上部と、後部フレーム77の前部上部とを、切欠き部81を跨ぐようにサイドフレーム84L、84Rで接続する。具体的には、前部フレーム79にフロントサスペンション64L、64Rを取付けるが、そのためのサスペンション受け部85の近傍に、サイドフレーム84L、84Rの先端を接続する。そして、後部フレーム77にリヤクッション44を取付けるが、そのためのクッション受け部86の近傍に、サイドフレーム84L、84Rの後端を接続する。
これで、前部フレーム79と後部フレーム77とを、強固に結合することができる。
図1に戻って、エンジン13は後傾して配置させた。すなわち、エンジンの頭部13aを鉛直軸から後方に角度θだけ傾けたので、雪上車の重心を車体中心に近づけることができる。
重心を車体中心に近づけることができるため、特に、高速走行や凹凸の大きな雪面下での走行において、車体を安定に保つことができる。
この結果、より快適な走行をすることができる。
図3は本発明に係る雪上車の前部平面図(車体カバーは省略)であり、エンジン13は、本例では直列4気筒エンジンであり、クランク軸が車幅方向へ延びるように配置し、且つ排気ポート61・・・(・・・は複数個を示す。以下同じ)が前に向くように配置した。
このような排気ポート61・・・の各々から排気管19・・・を延ばし、排気管集合部62で1本に合流し、この排気管集合部62の出口から1本の集合排気管63を前方へ延ばした後にUターンさせることで折り返し、サイレンサ22の前部に接続する。
サイレンサ22の左方及び右方に、左右のフロントサスペンション64L、64Rを配置する。
図から明らかなように、サイレンサ22を、サイレンサ22の長手軸が車体の長手軸(車幅中心軸65と同等の軸)に平行になるようにして配置したので、サイレンサ22の長さが車体幅に影響を及ぼさない。
そして、車体幅に影響を及ぼさないサイレンサ22を左右のフロントサスペンション64L、64Rの間に配置することで、スリムな車体が採用でき、車体の小型化が可能となる。
また、サイレンサ22を、エンジン13の前方に配置したので、サイレンサ22を車幅中心軸65若しくは車幅中心軸65近傍に配置することができる。この結果、左右バランスを容易に均等化することができ、旋回性能を向上させることができる。
更に、操向軸50は、隣接する排気管19、19の間を通した。この結果、隣接する排気管19、19の間に不可避的に発生するデッドスペース66を、有効スペースに変更することができる。
図2に戻って、排気管19及び排気管集合部62は、サイレンサ22の上方を通過させた。すなわち、排気管19の下にサイレンサ22を配置した。
近年のサイレンサ22は比較的大型で且つ重い。このような重量物であるサイレンサ22を低位置に配置できれば、車体の低重心化を促すことができる。
車体フレーム76は、トラックベルト14の上面及び左右側面を跨ぐように下方へ開口したコ字断面の後部フレーム77の前部に、側面視U字を呈する中間フレーム78L、78Rを接続し、この中間フレーム78L、78Rの前部に前部フレーム79を接続したフレームであって、中間フレーム78L、78Rに次に述べる補強を施したことを特徴とする。
中間フレーム78L、78Rはクランク軸28などを通すことができるように、切欠き部81を有する側面視U字フレームとした。U字フレームであるため適当な補強を施すことが望ましい。
そこで、切欠き部81に沿ってL字補強材82及びI字補強材83を中間フレーム78L、78Rに付設することで切欠き部81を補強する。
更に、前部フレーム79の上部と、後部フレーム77の前部上部とを、切欠き部81を跨ぐようにサイドフレーム84L、84Rで接続する。詳細には、前部フレーム79にフロントサスペンション64L、64Rを取付けるが、そのためのサスペンション受け部85の近傍に、サイドフレーム84L、84Rの先端を接続する。そして、後部フレーム77にリヤクッション44を取付けるが、そのためのクッション受け部86の近傍に、サイドフレーム84L、84Rの後端を接続する。
スキーを支持するフロントサスペンション64L、64R上端とトラックベルト14を支持するリヤクッション44の前部との間を上方に凸となり、下方に湾曲させたサイドフレーム84L、84Rで補強した。サイドフレーム84L、84Rは、車体フレーム76に着脱自在に取付けることができる。
サイドフレーム84L、84Rにより、前部フレーム79と後部フレーム77との間を、強固に結合することができる。
サイドフレーム84L、84Rは車体フレームに簡便に取付けることができるので、サイドフレーム84L、84Rの組立工数の低減が図れる。
加えて、車体フレーム84L、84Rの剛性アップを目的に外側から取付けたサイドフレーム84L、84Rに、エアクリーナ17を支持するようにしたので、エアクリーナ17の組付けを簡便に行うことができる。
図4は本発明に係る雪上車の正面図(車体カバーは省略)であり、前部フレーム79から左右に、下部アーム80L、80Rを延ばすと共に、上部アーム90L、90Rを延ばし、先端に前脚部59L、59Rを連結する。そして、下部アーム80L、80Rの先端に、フロントサスペンション64L、64Rの下端を連結することで、スキー12L、12Rのためのサスペンション機構を構成する。
左右のフロントサスペンション64L、64Rを支える部位の図面奥に左右のサイドフレーム84L、84Rがあり、これらのサイドフレーム84L、84Rに前後2本のクロスパイプ87、88を渡し、車体断面方向の剛性を高める構造を採用した。
図5は図2の5−5線断面図であり、クロスパイプ88で連結する左右のサイドフレーム84L、84Rは、目字断面の押出し材で構成した。口字断面に加えて、内部に2本のリブ89、89を渡すことで、曲げ剛性や撓み剛性を飛躍的に高めることができる。
押出し成形では、断面形状が自由に選択できるため、リブ89の数を増減し、日、口に十の断面にすることができる。
また、クロスパイプ88にブラケット91を設け、このブラケット91に軸受ブロック92を取付け、この軸受ブロック92で操向軸上部52を回転自在に支承させる。左右のサイドフレーム84L、84Rが左右に移動しないように拘束する目的で設けたクロスパイプ88を巧みに利用して、操向軸上部52を支承させることで、クロスパイプ88の用途拡大を図ることができる。
図6は図2の6矢視図であり、左の中間フレーム78Lにエンジンハンガー26L、27Lを設け、右の中間フレーム78Rにエンジンハンガー26R、27Rを設け、これらを前後左右に配置した4個のエンジンハンガー26L、26R、27L、27Rでエンジンを車体フレーム76に支持するようにしたことを示す。
図7は本発明に係る燃料タンクの断面図であり、エアクリーナ17の後方に乗員が座るシート24を設け、このシート24下部に燃料タンク25を前後に長く設けた雪上車10において、乗員Mが通常座るシート24の着座位置Mhにおける燃料タンク25の上面高さを、燃料タンク25の他の上面高さよりも一段低くし、燃料タンク25の前方を上方へ隆起させる隆起部101を設け、この隆起部101に燃料タンク25内の燃料をエンジンへ圧送するための燃料ポンプ98を備え、この燃料ポンプ98は、燃料タンク25の上面に取付け、この燃料ポンプ98の前方に、燃料を給油するための給油管96を備えることを示す。
燃料ポンプ98は、燃料タンク25の上面に取付けるので、燃料タンク25の上方から容易に、燃料パイプ102の組付け、配管作業を行うことができる。加えて、燃料パイプ102の点検や交換等のメンテナンスも容易である。
更に、燃料ポンプ98の前方に、燃料を給油するための給油管96を備えたので、シート24長さを長く確保することができる。
後部フレーム77にラジエータ93を一体形成して、ラジエータ93に放熱フィン94・・・を設け、トラックベルト14で掻き上げた雪が放熱フィン94・・・に接触するように構成する。なお、ラジエータ93は放熱面積を稼ぐために、後部フレーム77の下面全面に亘って延ばす形状にすることは差し支えない。
また、後部フレーム77の上にボックス形の燃料タンク25を配置し、この燃料タンク25の上方にシート24を配置したことを示す。
シート24は乗員MのヒップポイントMhが臨む部位を厚く、両膝Msで挟み、実質的に荷重が掛からない部位を薄くした。
一方、燃料タンク25は給油管96、給油キャップ97及び燃料ポンプ98を備えるが、給油管96はなるべく高位置に設けることが望ましい。
また、燃料ポンプ98はシート24を開くと、直ぐ点検できるように燃料タンク25に上から挿入するようにした。
ところで、本発明のエンジンは燃料噴射型エンジンであり、そのためには燃料ポンプ98は高圧ポンプであって大型のポンプとなる。大型のポンプを収納するには、燃料タンク25には所定の高さ(深さ)を確保する必要がある。
そこで、燃料タンク25は、天井板99を中間から前部の部位を、前上り隆起部101として高さを稼ぐようにした。この結果、より高い位置に給油管96を取付けることができる。同様に、高い部位に燃料ポンプ98を取付けることで、燃料ポンプ98の高さを稼げるようにした。
燃料タンク25の前方に隆起部101を設け、この隆起部101に燃料ポンプ98を備えたので、上下方向長さHの長い燃料ポンプ98であっても、シート24の下に配設することが可能になる。加えて、乗員Mが通常座る着座位置Mhにおけるシート24の厚さを十分に確保できるため、座り心地性を向上することができる。
これに対応して、燃料タンク25の後半部は高さを小さくし、シート24の厚さを稼ぐことで、座り心地性を高めるようにした。
図から明らかなように、本発明では、シート24の高さと燃料タンク25の高さとを調和させることにより、シート34の上面から燃料タンク25の底面までの高さを一定に保ちつつ、シート34の必要厚さと、燃料タンク25の必要高さとを確保することができる。
図2に戻って、車体の骨格を形成する車体フレーム76にサイドフレーム84L、84Rを加え、フロントサスペンション64L、64R上端とトラックベルト14を支持するリヤクッション44の前部との間をサイドフレーム84L、84Rで補強した。
サイドフレーム84L、84Rを追加するだけで、車体フレーム76の剛性を簡便且つ効果的に高めることができるので、車体フレーム76にサイドフレーム84L、84R以外の補強部材を使用すること無く、エンジン重量の増加に対応することができる。
車体の骨格を形成する車体フレーム76にサイドフレーム84L、84Rを加えて、サイドフレーム64L、64Rとリヤクッション44の間を補強することにより、車体フレーム76の剛性を効果的に高めることができる。
サイドフレーム84L、84Rを付加することにより、車体の剛性を容易且つ効果的に向上できるため、エンジン重量の増加に容易に対応することができる。
本発明の燃料ポンプを燃料タンクの内部に有する雪上車は、実施の形態では雪上車に適用したが、自動二輪車にも適用可能であり、一般の車両に適用することは差し支えない。
本発明のサイドフレームを有する雪上車は、雪上車に好適である。
本発明に係る雪上車の全体側面図である。 本発明に係る雪上車の前部側面図である。 本発明に係る雪上車の前部平面図(車体カバーは省略)である。 本発明に係る雪上車の正面図(車体カバーは省略)である。 図2の5−5線断面図である。 図2の6矢視図である。 本発明に係る燃料タンクの断面図である。
符号の説明
10…雪上車、12L、12R…スキー、13…エンジン、14…トラックベルト、15…ハンドル、17…エアクリーナ、44…リヤクッション、50…操向軸、64L、64R…フロントサスペンション、76…車体フレーム、84L、84R…サイドフレーム、88…クロスパイプ、89…リブ。

Claims (7)

  1. 車体(11)に前から後へ、左右一対のスキー(12L、12R)、エンジン(13)及びトラックベルト(14)をこの順に備え、前記エンジン(13)の動力で前記トラックベルト(14)を駆動することで走行し、ハンドル(15)で操向軸(50)を操作することで前記左右一対のスキー(12L、12R)、を操舵する雪上車において、
    前記スキー(12L、12R)、を支持するフロントサスペンション(64L、64R)が、前記操向軸より前方に位置し、前記フロントサスペンション(64L、64R)の上端と前記トラックベルト(14)を支持するリヤクッション(44、45)の前部との間を上方に凸となり、下方に湾曲させた左右のサイドフレーム(84L、84R)で補強し、前記左右のサイドフレーム(84L、84R)は前記操向軸より前方で、前記フロントサスペンション(64L、64R)を接合し
    前記左右のサイドフレーム(84L、84R)の間にサイレンサ(22)を配置し、このサイレンサ(22)の左方及び右方に、左右のフロントサスペンション(64L、64R)を配置することを特徴とする雪上車。
  2. 左右に配置した前記サイドフレーム(84L、84R)の間をつないだクロスパイプ(88)で、操舵する力を伝達する操向軸(50)を回転自在に支持したことを特徴とする請求項1記載の雪上車。
  3. 前記サイドフレーム(84L、84R)は、車体フレーム(76)に着脱自在に取付けたことを特徴とする請求項1記載の雪上車。
  4. 前記サイドフレーム(84L、84R)は角パイプで、内部に補強リブ(89)を有することを特徴とする請求項1記載の雪上車。
  5. 前記サイドフレーム(84L、84R)に、エアクリーナ(17)を支持させたことを特徴とする請求項1記載の雪上車。
  6. 前記サイドフレーム(84L、84R)は、前記左右一対のスキー(12L、12R)、を支持する左右のフロントサスペンション(64L、64R)を左右の前部フレーム(79)に取付けるための左右のサスペンション受け部(85)の近傍と、前記トラックベルト(14)を支持するリヤクッション(44、45)を後部フレーム(77)に取付けるためのクッション受け部(86)の近傍で接続することを特徴とする請求項1記載の雪上車。
  7. サイレンサ(22)を前記エンジン(13)の前方に配置し、前記操向軸(50)を前記サイレンサ(22)と前記エンジン(13)の間に通したことを特徴とする請求項1記載の雪上車
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