JP2012020724A

JP2012020724A - 三輪自転車

Info

Publication number: JP2012020724A
Application number: JP2011069694A
Authority: JP
Inventors: Hironori Kameno; 浩徳亀野; Takashi Tashiro; 崇田代; 隆史 ▲高▼木; Takashi Takagi
Original assignee: JTEKT Corp
Current assignee: JTEKT Corp
Priority date: 2010-06-14
Filing date: 2011-03-28
Publication date: 2012-02-02

Abstract

【課題】操舵用の動力を必要とせず、運転者が自身の足でペダル７を踏み込むことによって、前後進方向の駆動力を発揮するとともに、着座している座席６を移動することによって、左右の後輪１６Ｌ、Ｒの回転速度を変えて、前輪５の操舵を行うことができる三輪自転車を提供する。
【解決手段】運転者が着座する座席６をフレーム１、２に対して移動可能に支持する支持手段５０と、その座席６の移動量を、左右の後輪１６Ｌ、Ｒの回転速度を変える変速装置６０に伝える伝達手段６９とを備え、座席６の移動量に応じて、左右の後輪１６Ｌ、Ｒの回転速度を変化させることによって三輪自転車の進行方向を変化させる。
【選択図】図３

Description

本発明は、三輪自転車に関するものである。

従来、三輪式の電動カートが知られている（例えば、特許文献1参照）。

特許文献１には、座席７に圧力センサ１０Ｌ、Ｒを設けることによって、着座した操縦者の太ももやふくらはぎの動作を検出して、その検出結果に基づいて、操縦用サーボモータ１３を駆動して前輪の操縦ハンドル１のハンドルシャフト1Ａを回転させて操舵する三輪式の電動カートが記載されている。

また、左右の後輪の回転を制御する三輪自転車が知られている（例えば、特許文献２参照）。
特許文献２には、左右の後輪車軸の間にベベルギヤ７を設けることによって左右の後輪車軸の回転速度を差動的に変化する三輪自転車が記載されている。

特開平7-299097号公報実開昭56-146692号公報

特許文献１に記載の電動カートは、三輪式の電動カートであり、操舵用の動力源として電力を必要とする。また、特許文献２に記載の三輪自転車は、前輪の操舵を手で行うものである。

本発明は、前記課題に鑑みてなされたものであり、操舵用の動力を必要としない三輪自転車を提供することを目的とし、更には、運転者が自身の足でペダルを踏み込むことによって、前後進方向の駆動力を発揮するとともに、着座している座席を移動することによって、左右の後輪の回転速度を変えて、前輪の操舵を行うことができる三輪自転車を提供することを目的とする。

前記の課題を解決するため、請求項１に係る発明の構成上の特徴は、フレームと、前記フレームに回転可能に支持された一対の駆動輪と、前記フレームに支持され運転者の着座する座席と、前記フレームに回転可能に支持され運転者により駆動される駆動スプロケットと、前記フレームに支持され前記一対の駆動輪の回転速度を変化させる変速装置と、前記駆動スプロケットの駆動力を前記変速装置に伝える第１伝達手段とを備えた三輪自転車において、前記座席を前記フレームに対して進行方向に対して左右方向に移動可能に支持する支持手段と、前記座席の移動量を前記変速装置に伝える第２伝達手段とを備え、前記座席の移動量に応じて前記一対の駆動輪の間の回転速度を変化させることにより前記三輪自転車の進行方向を変えることである。

前記の課題を解決するため、請求項２に係る発明の特徴は、前記変速装置が無段変速装置であることである。

前記の課題を解決するため、請求項３に係る発明の特徴は、前記一対の駆動輪が後輪であることである。

前記の課題を解決するため、請求項４に係る発明の特徴は、前記一対の駆動輪が前輪であることである。

前記の課題を解決するため、請求項５に係る発明の特徴は、前記変速装置は、入力軸と出力軸を備え、前記駆動スプロケットからの駆動力を前記変速装置に伝える前記第１伝達手段は、前記変速装置の前記入力軸に接続され、前記一対の駆動輪の一方は、前記変速装置の前記入力軸に接続され、前記一対の駆動輪の他方は、前記変速装置の前記出力軸に接続されていることである。

前記の課題を解決するため、請求項６に係る発明の特徴は、
前記支持手段が、湾曲形であることである。

前記の課題を解決するため、請求項７に係る発明の特徴は、前記支持手段が角形レール及び角形スライダを有することである。

前記のように構成した請求項1乃至７に係る発明によれば、動力を必要とせず、運転者が自身の足でペダルを踏み込むことによって、前後進方向の駆動力を発揮するとともに、着座している座席を移動することによって、左右の後輪の回転速度を変えて、前輪の操舵を行うことができる三輪自転車を提供することができる。

図１は、本発明の座席の移動及び操舵を示す説明図である。図２は、本発明の左右の後輪の回転速度を変える無段変速装置を示す説明図である。図３は、本発明の実施例の平面図である。（実施例１）図４は、図３に示す本発明の実施例１の正面図である。図５は、図３に示す本発明の座席を移動させる機構を示す概略図である。図６は、図３に示す本発明の座席を移動させる機構の別の実施例を示す概略図である。（実施例２）図７は、本発明をリカンベント式自転車に適用した実施例を示す概略図である。（実施例３）図８は、本発明をリカンベント式自転車に適用した更に別の実施例を示す概略図である。（実施例４）

この発明の実施の形態を、以下図面を参照して説明する。

図１は及び図２は、本発明の原理を示す説明図であり、図１（ａ）は、直進時を、図１（ｂ）は、座席６を左に移動して右進する状態を示す。図２は、左右の後輪の回転速度を変えるための無段変速装置を示し、図２（ａ）は、無段変速装置と左右の後輪との接続を、図２（ｂ）は、無段変速装置の詳細を示す。

図１に示すように、本願発明の三輪自転車は、従来の三輪自転車と同様に、主に前輪５、ペダル７、座席６、後輪１６等から構成され、本願発明では、更に、座席６を移動可能に支持するレール５０及び左右の後輪１６L、Rの回転速度を変速させる無段変速装置６０等を有している。

この無段変速装置６０は、例えば、特表2003-524119号公報に記載されているような無段変速装置であり、図２（ｂ）に示すように、ボール回転軸６３の傾きを変えることによって、ボール６２と接触する入力ディスク６４及び出力ディスク６５の回転速度を変え、それぞれに接続する入力軸１８と出力軸６７の回転速度を変えるものである。
このボール回転軸６３の傾きは、コントロール６１に接続されたワイヤ６９の抜き差しによって、内部のネジ機構等を介して生起される。

運転者の踏み込むペダル７の前後進方向の駆動力は、前ギヤ８、チェーン１３、スプロケット１０Aを介して、入力軸１８に伝えられる。更に、図（ａ）に示すように、無段変速装置６０の入力軸１８は、スプロケット１０B、チェーン１４Rを介して、右の後輪１６Rに接続され、また、出力軸６７は、チェーン１４Lを介して、左の後輪１６Lに接続されている。
従って、座席６の移動量を、ワイヤ６９を経由して、図２（b）に示す無段変速装置６０のコントローラ６１に入力すると、内部のネジ機構等を介して、ボール回転軸６３が傾斜し、接触する入力ディスク６４及び出力ディスク６５の回転速度を変え、それぞれ接続する入力軸１８と出力軸６７の回転速度を変える。

図１（a）に示す直進時から、図１（b）に示す右に進む場合を説明すれば、運転者が、ペダル７を踏んで前進しながら、図１（b）に示すように座席６を左に移動すると、ワイヤ６９がコンロトーラ６１から引き出され、その移動量に応じて、ボール回転軸６３が傾き、この右進の場合には、出力軸６７の回転速度は、入力軸１８の回転速度より早くなる。
これにより、左右の後輪１６L、Rが互いに違う回転速度で回転し、左の後輪１６Lの回転速度は、右の後輪１６Rより早くなる。この左右異なる後輪１６L、Rの回転速度差により、左右後輪１６L、Rに駆動力差が生じて、前輪５は、リーン方向（傾き）及びトー方向（進行方向）に転舵し、三輪自転車は右進することになる。

図３は、本発明の実施例１の平面図、また、図４は、その正面図であり、本発明の上肢不自由者向け三輪自転車の全体構成を示している。この三輪自転車のフレームは、前フレーム１と後フレーム２とを有し、前フレーム１の前方には、前ホーク３とハンドル４が回転自在に軸着され、前ホーク３には、前輪５が回転可能に軸着されている。また、前フレーム１は、ペダル７及び前ギヤ８を回転可能に支持している。

前フレーム１には、縦フレーム９が固定され、更に縦フレーム９には、取付け部材２０を介して２本のレール５０が固定されている。このレール５０上で、座席６に固定された３個のスライダ５１を介して、座席６が左右方向移動可能に支持されている。このレール５０は、中央部で凹になるように湾曲している。

前フレーム１は、後フレーム２に固定された軸受１２によって、後フレーム２に対して、揺動可能に軸支されており、軸受１２に内蔵する図示しない金属製の内外殻間に円柱形のゴムを圧入したナイトハルト型戻りバネによって、垂直復帰力を与えられている。この軸受１２は、例えば、特開昭60-157971号公報に記載されているようなナイトハルトゴム２０を用いた軸受でもよい。

後フレーム２は、溶着したサポートフレーム１９L、Rにより、サポート軸受１１L、Rをそれぞれ支持している。後フレーム２は、車軸６８Lを有する左の後輪１６Lを回転可能に軸支するとともに、サポート軸受１１Rを介して、車軸６８Rを有する右の後輪１６Rを軸支している。

サポート軸受１１Lには、無段変速装置６０が支持され、その入力軸１８及び出力軸６７が回転可能に軸支されている。入力軸１８には、スプロケット１０Aが固定され、前ギヤ８、チェーン１３を介して、ペダル７からの駆動力が伝えられる。更に、入力軸１８には、スプロケット１０Bが固定され、チェーン１４R、スプロケット１５R、車軸６８Rを介して、ペダル７からの駆動力が右の後輪１６Rに伝えられる。
無段変速装置６０の出力軸６７には、スプロケット１０Cが固定され、チェーン１４L、スプロケット１５L、車軸６８Lを介して、出力軸６７の駆動力が左の後輪１６Lに伝えられる。

従って、右の後輪１６Rには、ペダル７からの駆動力が直接伝えられ、左の後輪１６Lには、無段変速装置６０により変速された駆動力が伝えられる。

無段変速装置６０には、コントローラ６１が固定され、コントローラ６１には、ワイヤ６９が接続されている。レール５０で左右移動可能に支持された座席６の左右の移動量は、ワイヤ６９を介して、コントローラ６１に伝えられ、内部のネジ機構等を介して、その移動量に応じて、無段変速装置６０のボール回転軸６３の傾きを変化させる。
従って、図２（a）に示すように、右進時には、左の後輪１６Lの回転速度が増加し、前輪５は、リーン方向（傾き）及びトー方向（進行方向）に転舵し、三輪自転車は右進する。

図５は、図３に示す本発明の座席を移動させる機構を示す概略図である。
座席６の下部に固定された３個のスライダ５１は、レール５０上を左右移動可能に支持されている。運転者は、左右への操舵をしたい場合には、ペダル７を踏み込むとともに、ペダル７を支えとして、座席６を左右方向へ移動させる。
後側のスライダ５１には、ワイヤ６９が固着され、座席６の左右の移動量を無段変速装置６０のコントローラ６１に伝えている。
なお、この移動量の調整は、図示しない既知の方法、例えば、複数のプーリを組合せた移動量調整手段や、前記の特表2003-524119号公報に記載されているような無段変速装置の可変長のレバー５６装置などによって調整した上で、コントローラ６１に伝えることもできる。
なお、この実施例１では、レール５０は、中央部で凹になるように湾曲しているが、逆に中央部で凸になるような山形でもよい。

図６は、図３に示す本発明の座席を移動させる機構の別の実施例を示す概略図である。（実施例２）
この実施例２では、図５のレール５０を一個の角形レール５２により、また、図５のスライダ５１を一個の角形スライダ５３により構成することによって、角形レール５２が座席６を移動する運転者の足の運動の妨げにならないようにすると共に、機構の簡素化を図ったものである。

図７は、本発明をリカンベント式自転車に適用した実施例を示す概略図である。（実施例３）
この実施例３では、前輪５の前方且つ上方にペダル７を配置したものである。この実施例３では、チェーン１３が直線的に無段変速装置６０に接続できない場合には、途中でフリーホイール等を中継して、曲折させて接続させてもよい。

また、図８は、本発明をリカンベント式自転車に適用した更に別の実施例（実施例４）を示す概略図であり、この実施例４では、前輪５の後方にペダル７を配置したものである。
この図７及び図８に示すリカンベント式自転車では、運転者は、背もたれ付きの座席（シート）に座り、足を前方に向けた状態でペダルをこぐスタイルになるため、安定感を増し、運転しやすい三輪自転車を提供することになる。

＜第１実施形態の変形態様＞
次に、第１実施例の変形態様について説明する。本発明は、座席６の向きを図４に示す左方向から右方向に変え、前２輪、後輪一輪の三輪自転車とすることも可能である。
また、図１乃至図４に記載の実施例１では、座席６を進行方向に対して左に移動して、右進する例を示しているが、本願発明はこの実施形態に限定されるものではなく、例えば、ワイヤ６９とコントローラ６１との接続を変更することによって、座席６を進行方向に対して左に移動して、左進するように構成することも可能である。特に、レール５０を中央部で凸になるような山形にした場合には、スムーズな体重移動が可能になり、高速でのターン（スラローム）に有効になる。
また、駆動力の伝達手段として、チェーンを用いているが、チェーンに替えてベルトを用いることも可能である。

１：前フレーム
２：後フレーム
３：前ホーク
４：ハンドル
５：前輪
６：座席
７：ペダル
８：前ギヤ
９：縦フレーム
１０A：スプロケット
１０B：スプロケット
１０C：スプロケット
１１L：サポート軸受
１１R：サポート軸受
１２：軸受
１３：チェーン
１４L：チェーン
１４R：チェーン
１５L：スプロケット
１５R：スプロケット
１６L:左の後輪
１６R:右の後輪
１８：入力軸
１９L：サポートフレーム
１９R：サポートフレーム
２０：取付け部材
５０：レール
５１：スライダ
５２：角形レール
５３：角形スライダ
６０：無段変速装置
６１：コントローラ
６２：ボール
６３：ボール回転軸
６４：入力ディスク
６５：出力ディスク
６７：出力軸
６８L：車軸
６８R：車軸
６９：ワイヤ

Claims

フレームと、
前記フレームに回転可能に支持された一対の駆動輪と、
前記フレームに支持され運転者の着座する座席と、
前記フレームに回転可能に支持され運転者により駆動される駆動スプロケットと、
前記フレームに支持され前記一対の駆動輪の回転速度を変化させる変速装置と、
前記駆動スプロケットの駆動力を前記変速装置に伝える第１伝達手段と、
を備えた三輪自転車において、
前記座席を前記フレームに対して進行方向に対して左右方向に移動可能に支持する支持手段と、
前記座席の移動量を前記変速装置に伝える第２伝達手段と、
を備え、
前記座席の移動量に応じて前記一対の駆動輪の間の回転速度を変化させることにより前記三輪自転車の進行方向を変えることを特徴とする三輪自転車。
前記変速装置が無段変速装置であることを特徴とする請求項１に記載の三輪自転車。
前記一対の駆動輪が後輪であることを特徴とする請求項１または請求項２に記載の三輪自転車。
前記一対の駆動輪が前輪であることを特徴とする請求項１または請求項２に記載の三輪自転車。
前記変速装置は、入力軸と出力軸を備え、
前記駆動スプロケットからの駆動力を前記変速装置に伝える前記第１伝達手段は、前記変速装置の前記入力軸に接続され、
前記一対の駆動輪の一方は、前記変速装置の前記入力軸に接続され、
前記一対の駆動輪の他方は、前記変速装置の前記出力軸に接続されていることを特徴とする請求項１、請求項２、請求項３または請求項４に記載の三輪自転車。
前記支持手段が、湾曲形であることを特徴とする請求項５に記載の三輪自転車。
前記支持手段が角形レール及び角形スライダを有することを特徴とする請求項５に記載の三輪自転車。