JPH11514948A - 超軽量路面車両 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 特に電気的に駆動される所謂「シティカー」などの超軽量車両であって、基礎構造の重量が最小にされてバッテリー駆動が可能となり、しかもこのクラスの車両としての要求は満たしており、しかも駐車を容易とするべく占拠スペースが大幅に減少されている。このために、該車両は軽量材料の押出し成形材からなる中空状の中央ビーム（１２）を具えたシャシ（９）とを有しており、該中央ビームはバッテリー（５２）と駆動モーター（２８）の収納ケースを構成しており、シャシ上には独立の中空状のシールされた組立体からなる本体（８）が組み付けられており、２個の操縦用前輪（１７，１８）と１個の駆動用後輪（１５）とが懸架機構を介してシャシに連結されている。後輪（１５）は軸承アーム（２７）に組み付けられており、これにより車両は正常状態から短縮状態へと変わることができ、短縮状態にあってはホイールベースが減少する。車両が正常状態にあるときには軸承アーム（２７）は中央ビーム（１２）とほぼ一線状になり、短縮状態にあるときには傾斜する。

Description

【発明の詳細な説明】 超軽量路面車両 この発明はごく少数の部品のみを有して、特に所謂「シティカー」として知ら れている型式であって、電気的に駆動される超軽量路面車両に関するものであり 、該車両は支持構造と懸架機構によりこの支持構造に組み付けられた２個の前輪 および１個の後輪と、支持構造上に固定された別個の乗員席を含んでなり、かつ 支持構造は中空状の中央ビームを有しているものである。 シティカーとして用いられる車両、特に電気的に駆動されるものはすでに知ら れている。それらは一般に標準的な自動車のミニチュア化の原理に基づいて設計 されている。すなわち一般に、シャシまたは所有者用の自己支持式の乗員席と、 シャシを支持している車輪懸架機構と、モーターその他の駆動力を与える部品と 、操縦機構とブレーキなどの安全機構とから成り立っている。 それらの車両は一般に４個の車輪を具えており、これらは長手方向にも横方向 にも互いに充分離間していなければならない。すなわち車両に最小限の安定性を 与えるホイールベースとトラックとを構成しなければならない。この結果合成材 やサーモプラスチックなどの軽量材を用いているにも拘わらず重量が大となり、 特に乗員席周りが問題となる。この重量の故に駆動に要する動力量はかなりのも のとなり、電気駆動車両の場合にはバッテリーが重いので特にこの点がハンデと なる。 必要とされる動力が大きいほど、バッテリーの寸法と重量とが大となる。標準 車両の重量減少は限度があるので、軽量なバッテリーが市場に出回るようになる までは、内燃エンジンにより駆動される車両へと開発が向けられている。現在の ところ、この型式の車両の実重量は非常に大きく、車両が最適の範囲で機能を発 揮するのに必要とされる動力は電気エネルギーの形では貯蔵できない。これはこ の形のエネルギの貯蔵媒体の重量が大きいからである。 重量の問題は別としても、部品が多いことがまた他の問題となる。標準の車両 は比較的小型でも３０，０００個を越える部品を含んでいる。これらの部品の価 格、なによりもその組立てコスト、は車両のコストを押し上げて、所謂「シティ カー」の概念を経済的に変えられないくらいになっている。 ドイツ特許公告ＤＥ−３０２７０７２Ａ１号には三輪車両が開示されており、 中央支持構造と２個の駆動後輪と１個の操縦前輪とを具えている。乗員席は中央 支持構造のいずれかの側に配置されている。 実際には２個の後輪と１個の前輪とを具えた三輪車両はその実用性を欠いてお り、２個の前輪と１個の後輪を具えたものに比べて、カーブにおける路面保持力 に乏しい。 加えて乗員席を中央支持構造のいずれかの側に配置してあるので、幅広で面倒 な車両構造となり、シティカーの概念とは相容れないものである。 またこのような配置だと、横方向の衝撃が加わった場合に、乗員席が中央支持 構造に対して破壊するので、乗員にとって危険である。 この発明の目的は上記のような型式の車両を抵抗することにより、それらの不 利を緩和しようとするものである。すなわち基礎構造を最大限軽量化して電気モ ーターにより駆動できるようにし、車両がその本来の機能を損こなわない範囲で 特に駐車時の占拠スペースを最少化し、あわせて部品点数も減少させるものであ る。 このためこの発明においては、中空状の中央ビームが軽量材料の押出し成形材 からなり、２個の前輪が操縦性をと１個の後輪が駆動力を与え、この後輪がほぼ 中央ビームの延長線上に位置しており、駆動モーターと動力源とが中央ビーム内 に収容され、独立の乗員席が一体となって中央ビームに固定されているのである 。 車両は好ましくは２個の前板と１個の後板とを具えており、これらの板は少な くとも部分的に中央ビームの成形部分に収容されており、かつ前後輪の懸架機構 をそれぞれ支持するようになっている。 中央ビームは好ましくはその全長に亙って逆Ｔ字形の横断面を有しており、そ の下面は横方向に張り出して中央ビームの中央面について対称な２個の横ウェブ を形成している。 このような構造とすると、押出し加工後に所望の長さに切断することにより、 経済的に製造できる。板は中央ビームの端部内に収容され簡単なボルトにより固 定される。これにより組み立て取り外しが迅速簡単に行われる。さらに板と懸架 機構と車輪とがプレハブに適したサブサッセンブリとして取り扱うことができ、 車両の最終的な組立てが簡単となる。 中空状の中央ビームは部品や備品を収納でき、しかもこれらはいずれかの板を 除くことにより簡単に組み付けることができる。 好ましくは後板は後輪の支持構造を支持しており、この支持構造はバネ懸架機 構と２個の懸架アームとを有しており、一方のアームは軸を介して板に固定され 、他方のアームは後輪の軸を支持している。この軸は上記の懸架アーム間に配置 されている。 この構造の場合、後板は懸架機構の一端を支持し、他端は後輪の懸架アームに 連結されている。 このような構成によった場合には、車両が正常状態と短縮状態とをとれるよう に後輪懸架機構が構成されているので、車両が正常状態にあるときには車輪を支 持している軸承フォークが中央ビームの軸とほぼ一線をなすようになり、一方車 両が短縮状態にあるときには中央ビームに対して傾斜する。この短縮状態は後輪 に駆動を伝達し、前輪を錠止することにより得られるものである。 好ましくは軸承フォークは後板に関節連結されており、駆動モーターを支持し ている横断軸に組み付けられている。そのケース上にはクレードルが結合して懸 架アームのバネ懸架ユニットの下端を支持している。その上端は後板に固定すれ たアームに固定されている。 上記のクレードルは両側に延在する２個のピンを有しており、これらはフック と係合して車両を正常状態に錠止する。これらのフックは回動可能で２個の軸承 フォークに連結された横断材により支持された支持体に軸承されている。 車両を短縮状態に維持するには、車両のモーターと横断材との間に錠止シリン ダーを設けてやるのが望ましい。 さらに好ましくは、席のフレームを構成するアーチ状のボウを車両に設け、こ のボウの端部に２個のフランジを設けて中央ビームの横ウェブの長溝と係合させ るようにする。 中央ビームには好ましくはスライド支持体を収容して、駆動モーター用の少な くとも１個のアキュムレーターを収容させる。 乗員席は合成材からなるセルで構成し、その少なくとも１個の壁は二重構造と してエアークッションとして機能させるのが望ましい。 乗員席の少なくとも一部は回転成形、中空成形または押出し成形で形成する。 側壁の少なくとも一部は二重壁にしてエアークッションとし、これが衝撃緩衝 材およびエネルギー吸収材として機能して乗員の安全を確保する。 乗員席は好ましくは溝に係合する鋲により中央ビームに組み付ける。 そのような鋲を４個用いて、そのうちの２個は中央ビームの両側に固定し、残 りの２個は上記の溝内で滑動するように構成するとよい。 中央ビームにはスライド支持体を設け、これに駆動モーター用の動力源として 少なくとも１個のアキュムレーターを収容して、かつスライド支持体は後板に固 定する。 中央ビームを両端において閉鎖して内燃エンジン用の燃料タンクとして機能さ せることもできる。 乗員席は数個の部品を溶接により組み合わせて構成し、溶接部分を補強部分と する。この乗員席は鋲により中央ビームに連結された生存空間を構成するもので 、鋲は衝撃があると外れるようになっている。 さらに乗員席には横方向の突起を設けてステップおよびエネルギー吸収材とし て機能させ、さらに少なくとも１個の光源からの光を分散させる手段を設けても よい。 以下添付の図面に示す好ましき実施例によりさらに具体的にこの発明について 説明する。 第１図はこの発明の超軽量路面車両を示す拡大全体図であり、 第２図は第１図の車両の斜視図であり、 第３図は同じく前面図であり、 第４図は同じく拡大図であり、 第５図はこの発明の車両のシャシの斜視図であり、 第６図は同じくその前面図であり、 第７図は車輪を取り付けた正常な状態でのシャシを示す側面図であり、 第８図はシャシを短くした状態での側面図であり、 第９図は車輪を取り付けた状態のシャシの平面図であり、 第１０および１１図は懸架機構と後輪を車両の正常な状態および短縮した状態 で示す斜視図であり、 第１２Ａ、Ｂ図は乗員席または車両の独立したセルの部分断面図である。 さて第１〜３図において車両１０は支持構造９（またはシャシ）と、支持構造 に組み付けられた独立の乗員席８（またはセル）とを有している。さらに３個の 車輪を有しており、そのうち１個１５は後部において支持構造の軸のほぼ延長上 に配置され、他の２個１７，１８は前部において支持構造の両側に配置されてい る。後輪は駆動力を、また前輪は操縦性を与えるものである。 第４，５図に詳しく示すように、支持構造（シャシ）は中空状の中央ビーム１ ２を有しており、この中央ビームはアルミニウムの押出し材から形成された逆Ｔ 字形の横断面部材であって、その端部には後板１３と前板１４とが挿入されてい る。 後板１３は車両１０の後輪１５と該車輪用のスプリング懸架機構１６とを支持 している。車両１０の前板１４は前輪１７，１８とそれらの懸架機構１９，２０ とを支持している。梁間に張設された布からなる席の調節可能な背のフレーム２ １を構成するアーチ状の梁も中央ビームに固定されている。この梁の端部には２ 個のフランジ２２が設けられており、それぞれ上記の中央ビームを構成する部材 の横ウェブ２４の溝２３のひとつに係合している。フランジ２２とフレーム２１ とは溝２３中の孔に係合するバネ付勢されたピン２５により所定位置に錠止され ている。 後輪１５は軸２６に組み付けられており、該軸の端部は車輪に対して振動支持 を与える２個の懸架アーム２７からなる懸架機構１６により支持されている。後 板１３の軸２６を支持しているのと反対側には２個の軸転フォークがピン結合さ れている。上記の懸架機構１６は、車両が正常状態またはホイールベースを減少 させる短縮状態を保つように、構成されている。すなわち車両が正常な状態にあ るときには、後輪１５を支持する懸架アーム２７がほぼ中央ビーム１２の延長線 上に位置する。また車両が短縮状態にあるときには、懸架アーム２７が中央ビー ムに対して傾斜する。後板１３はさらに電気モーター２８を支持しており、該モ ーターの出力軸はスプロケット２９に係合しており(第９図参照)、これが係合す るチェーンまたはベルトにより後輪１５に固定されたスプロケット３０に連結さ れている。 懸架機構１６は後板１３に固定されたアーム３３と後記の支持要素（第１０， １１図参照）との間に組み付けられた衝撃吸収材３２の周りに同心状に設けられ た渦巻きバネ３１を支持している。 第６図に示すように前輪１７，１８は叉骨材により前板１４に固定されている 。各車輪は前板１４に固定された部材３６に結合された下側懸架帯３５と上側懸 架帯３７とにより支持されている。上側懸架帯は前板１４に適宜な支持体３９に より固定された軸３８について軸承されている。各上側懸架帯３７にはベルクラ ンク４０が斜めに組み付けられており、２個のベルクランクはバネ懸架ユニット ４１により連結されている。このバネ懸架ユニットは車両の前半分に対して懸架 と衝撃吸収の機能を果たすものである。下側懸架帯３５は好ましくは合成材料か ら形成される。 車両は電気的に駆動されるように設計されている。動力源は中央ビーム１２中 に収容されたアキュムレーターバッテリーにより構成されており、例えば後板を 外すことによりアクセスできるようになっている。 第４図に中央ビーム１２の内部をより詳細に示す。スライド支持体内部に形成 されて一連のアキュムレーター５２を収受する列セル５０を有している。据付け と保守のためにアキュムレーター５２は最初はセル内に配置され、ついでスライ ド支持体が一端（特に後端）から中央ビーム内に導入され、後板１３がスライド 支持体５１に固定される。スライド支持体自身が後輪により支持されているので 、この操作は容易である。 電気ケーブルなどのその他の部品も中央ビーム１２内に収容されている。 第１２Ａ、Ｂ図に示すように乗員席８は適宜な締結具により中央ビーム１２上 に組み付けられており、該中央ビームの溝２３に係合している。実際にはこの乗 員席は中央ビームの溝に係合する４個の鋲により組み付けられている。それらの うち例えば前部の２個の鋲はボルトにより固定され、後部の２個は固定されてい ない。これにより乗員席の拡大縮小が容易に行えるのである。この乗員席は合成 物質、例えば回転成形や吹出し成形などにより得られる物質骨組みで形成されて いる。 乗員席は前後に２個の座席を有しており、このような構成は、空気抵抗が減少 して動力の消費も減少するので、非常に有利なのである。 第１０，１１図に、車両が正常および短縮状態にあるときの、後輪１５と懸架 機構１６とを詳細に示す。図示のように後輪は横断軸６０により後板１３に結合 された懸架アーム２７により支持されており、該軸は後板１３中の駆動モーター ２８を支持している。このモーターは軸受けにより軸上で自由に回動できる。こ のモーターのケースはクレードル６２を支持しており、このクレードルが前記の 支持要素を構成して、懸架機構１６のバネ３１と衝撃吸収材３２からなるユニッ トの下端を支持しているのである。またその上端はアーム３３に結合されている 。クレードル６２は中央部から両側に突出する２個のピン６３を有しており、こ れらのピン６３は懸架アーム２７に結合された横断材６６に組み付けられた支持 体６５上に軸承された２個のフック６４と係合している。 第１０図に示す正常状態にあっては、フック６４はピン６３と係合して、バネ ３１と衝撃吸収材３２とからなる懸架機構が支持構造と懸架アームとの間に結合 されて作用している。 第１１図に示す短縮状態にあっては、フック６４がピン６３から外れて、支持 構造は軸６０について自由に回動する。この構造により車両は短縮された状態に なり、そのホイールベースを減少して駐車を容易にする。上記の装置が全て機械 的である場合には、この操縦は下記のように行われる。 −水圧シリンダーまたはケーブル（図示せず）によりフック６４が外される。 −同時にブレーキペダルに圧力が印加される。これにより前輪が錠止され、アク セルにも圧力が印加されて後輪が回転する。これにより車両の後部が持ち上がり 、駆動モーターの力により上昇する。 空圧シリンダー６７により車両は短縮状態または中間状態に保たれる。このシ リンダーは上昇期間中は開いており、その工程の終わりに閉じる。支持構造の後 部の上昇によるホイールベースの減少はシリンダー６７がストップ位置（第１１ 図参照）に至るまで続く。 車両が上昇位置に錠止されると、前方または逆方向運動に入って駐車などが行 われる。また車両は短縮状態で駆動することもできる。このときシリンダー６７ は後輪の懸架機構に力を伝達する。 車両を路面上での走行に相当する正常状態に戻すには、シリンダー６７の錠止 を外して、車両を重力により正常状態に戻させる。 上記のシステムは完全に機械的ではあるが、部分的または全体的に自動的にす ることもできる。 機械的なシステムは、必要な部品が最少であり、しかも衝撃吸収材により種々 の衝撃を吸収できるので、有利である。 第１２図Ａ、Ｂにおいて、乗員席８は完全に分離されたセルを有しており、こ のセルは車両の中央ビームにボルトのみで簡単に組み付けられるのである。この セルはプラスチック製であって、多機能を具えている。外部的にはヘッドライト や指示器の支持部を与えるとともに、内部的には乗員席を画定し、備品パネルな ども有している。 断面を示す第１２図Ａにおいて、セルは備品パネル８０とウィンドー８１とを 具えている。第１２図Ｂに示すように、下部８２と上部８３とはエアークッショ ン８４，８５を組み込んだ二重構造となっている。ウィンドーを部分的に支えて いる側柱８７とセルの後端８６とフロア８８とは中空状に構成して、エアークッ ションとして機能させるとともに重量を軽減させている。 乗員席８は数個の部品から構成するのが有利である。例えば部分的にエアーク ッションをして機能する中空状の３個の部品から構成する。これらの部品は望ま しくは溶接により一体にして溶接個所に沿って強化部分を形成するようにする。 激しい歪みが掛ったときには鋲が破壊してセルはシャシから離れることができ る。衝撃吸収材性のエアークッションが有るので、車両の他の部分よりも分散さ せるエネルギーが少なく、セルは生存域となる。 セルには好ましくはステップとして機能する側方突起を形成して、運動エネル ギーの吸収体として機能させる。 この構成により衝撃が生じた場合に乗員を保護する。 セルを中空構造とすることにより光を分散させて、夜間には車両全体が光り輝 くようにすることもできる。 この発明の車両は種々の理由から非常に有利なものである。部品は全てが簡単 に分離できるので、故障の場合には安価に交換が可能である。全体の組立も簡単 で多額の費用を要しない。特に車輪の懸架機構が対応する板材に結合されている ので、所謂プレファブ生産が可能となる。これらの板材は中空状の中央ビーム内 に収容されボルトで固定されている。このような組立て方式により、自動車産業 に通常必要な面倒なインフラなしに製造することができる。プレファブ部品を組 み立てればよく、したがって販売地点の近くに製造工場を設けることも可能とな る。 加えて全ての部品はリサイクル材料を利用できる。組立てに際しては全ての部 品を支持構造に組み付ければ、乗員席なしでも工場内で移動させることができる 。 保守も簡単で素人ができる。非常に経済的で操縦も極めて容易である。 乗員席が中央ビームを跨いでいるので、構造的に簡単で標準車に比べて部品点 数は１／１０より少なく、廉価であり、安定で路面捕捉性に優れ安全性も大であ る。

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １．ごく少数の部品からなる市街交通用の所謂「シティカー」といわれる型式で あって、支持構造と、懸架機構によってこの支持構造に組み付けられた２個の前 輪および１個の後輪と、支持構造に組み付けられた別個の乗員席とを含んでなり 、かつ上記の支持構造が中空状の中央ビームを有しており、 該中央ビーム（１２）が均一横断面の軽量材料の押出し材からなり、 ２個の前輪（１７，１８）が操縦性を与えるとともに後輪（１５）が駆動力を 与えかつ中央ビーム（１２）のほぼ軸上に位置し、 駆動モーター（２８）と動力貯蔵部とが中央ビーム（１２）中に収容され、 乗員席が一体となって中央ビーム（１２）上に固定されている ことを特徴とする超軽量路面車両。 ２．２個の前板（１４）と１個の後板（１３）とを有しており、これらの板が少 なくとも部分的に前記の中央ビームの端部内に収容され、それぞれが前輪（１７ ，１８）と後輪（１５）の懸架機構を支持するように構成されている ことを特徴とする請求項１に記載の車両。 ３．前記の中央ビーム（１２）がその全長に亙って逆Ｔ字横断形状を有しており 、その下面が横方向に延在して中央ビームの長手方向中央面について対称な２個 の横ウェブ（２４）を形成している ことを特徴とする請求項１に記載の車両。 ４．前記の横ウェブ（２４）のそれぞれが少なくとも１個の長溝（２３）を有し ており、これが部品や備品を収納するようになっている ことを特徴とする請求項３に記載の車両。 ５．前記の後板（１３）が後輪用支持構造を支持しており、この支持構造が懸架 機構（１６）と２個の懸架アーム（２７）とを有しており、一端は軸によって板 に固定され、該端部が懸架アームの間に位置する後輪（１５）の軸（２６）を支 持している ことを特徴とする請求項２に記載の車両。 ６．後板（１３）が懸架機構（１６）の一端を支持しており、他端は後輪の懸架 アーム（２７）に連結されている ことを特徴とする請求項５に記載の車両。 ７．車両が正常状態と短縮状態とをとれるように後輪（１５）の懸架アームが構 成されており、車両が正常状態にあるときには軸承フォーク（２７）がほぼ中央 ビーム（１２）の軸の延長線上に位置し、車両が短縮状態にあるときにはこれら のフォークが中央ビームに対して傾斜し、後輪を作用させてかつ同時に操縦可能 な前輪を錠止することにより短縮状態が得られる ことを特徴とする請求項５に記載の車両。 ８．軸承アーム（２７）が後輪（１３）に関節連結されてかつ電気モーター（２ ８）を支持している横断軸（６０）に組み付けられており、そのケース上には組 み付けられたクレードル（６２）がバネ（３１）と衝撃吸収材（３２）との組合 せの下端を支持しており、その上端は後輪（１３）に固定されたアーム（３３） に固定されている ことを特徴とする請求項５に記載の車両。 ９．前記のクレードル（６２）がその両側に延在する２個のピン（６３）を有し ており、２個のフック（６４）と係合して車両を正常状態に錠止するように構成 されている ことを特徴とする請求項８に記載の車両。 １０．前記のフック（６４）が２個の軸承フォーク（２７）に結合された横断材 （６６）上に支持される支持体（６５）に軸承関節連結されている ことを特徴とする請求項９に記載の車両。 １１．錠止シリンダー（６７）が設けられていて、車両を短縮状態に維持する ことを特徴とする請求項８に記載の車両。 １２．前記の錠止シリンダー（６７）がモーター（２８）とフック（６４）を支 持する横断材（６６）との間に配置されている ことを特徴とする請求項１１に記載の車両。 １３．シートを構成するフレーム（２１）が設けられていて、その端部にはそれ ぞれが前記の長溝（２３）に係合する２個のフランジ（２２）が取り付けられて いる ことを特徴とする請求項４に記載の車両。 １４．前記の中央ビーム（１２）が駆動モーター（２８）の動力源として少なく とも１個のアキュムレーター（５２）を収容するスライド支持体を有している ことを特徴とする請求項１に記載の車両。 １５．乗員席（８）が合成材料からなる独立したセルであって、その少なくとも 一部が二重構造でエアークッションを含んでいる ことを特徴とする請求項１に記載の車両。 １６．乗員席（８）が少なくとも一部回転成形、中空成形または押出し成形によ り形成されている ことを特徴とする請求項１５に記載の車両。 １７．乗員席が（８）が溝（２３）に係合する鋲により中央ビーム（１２）に組 み付けられている ことを特徴とする請求項１５に記載の車両。 １８．前記の鋲が４個用いられており、そのうち２個は中央ビーム（１２）の両 側に固定され、残りの２個は前記の溝（２３）内で滑動する ことを特徴とする請求項１７に記載の車両。 １９．前記の中央ビーム（１２）がスライド支持体（５１）を有しており、これ が駆動モーター（２８）に動力を供給するアキュムレーター（５２）を具えてい る ことを特徴とする請求項１に記載の車両。 ２０．前記のスライド支持体（５１）が後板に固定されている ことを特徴とする請求項１９に記載の車両。 ２１．押出し成形された中央ビーム（１２）が両端で閉鎖されて内燃機関用の燃 料タンクを構成している ことを特徴とする請求項１に記載の車両。 ２２．乗員席（８）が溶接により接合された数個の部品からなり、溶接部分が補 強部分を構成している ことを特徴とする請求項１５に記載の車両。 ２３．乗員席（２３）が衝撃が掛った場合には外れる鋲により中央ビーム（１２ ） に組み付けられた生存セルを構成している ことを特徴とする請求項１５に記載の車両。 ２４．乗員席（８）が横方向への突起を有していて、これらがステップおよびエ ネルギー吸収材として機能する ことを特徴とする請求項１５に記載の車両。 ２５．乗員席（８）が中空成形品として構成されており、少なくとも１個の光源 からの光を分散させる手段を具えている ことを特徴とする請求項１５に記載の車両。