JP2012153284A - ホイールベース・トレッド可変車輌 - Google Patents

Abstract

【課題】簡素な機構によって、ホイールベース、シートの傾きに加え、トレッドも変化可能な車輌を提供する。
【解決手段】車輌前後方向に延びる形状を有し、前輪ＦＷおよびシートＳＶに連結された２本のフレーム２と、後輪ＲＷおよび２本のフレーム２に連結され、２本のフレーム２に対して車輌前後方向に相対移動可能な移動機構７と、２本のフレーム２を車輌左右方向に移動可能に支持するフレーム支持部３とを備え、移動機構７が２本のフレーム２に対して車輌後方側に相対移動することに伴って、後輪ＲＷが前輪ＦＷに対して車輌後方側に相対移動し、２本のフレーム２が前輪ＦＷを中心として寝るように傾いてシートＳＶも寝るように傾き、２本のフレーム２が車輌左右方向外側に移動して前輪ＦＷも車輌左右方向外側に移動する。
【選択図】図１

Description

本発明は、ホイールベース、シートの傾きおよびトレッドを変化可能な車輌に関する。

用途に応じて変形する車輌であれば、限られたスペースを有効的に利用することが出来る。すでに、走行の状態に応じてホイールベース（前輪と後輪の中心間距離）の長さと車輌用シートの傾きを連動して変化させることの出来る車輌の提案は今までになされている（例えば、特許文献１）。

特開２００５−２３１４１５号公報

しかしながら、ホイールベースの長さと車輌用シートの傾き、トレッドの幅を変化させる提案を行っているものはこれまでにない。従来技術に加え、トレッドの幅を変化させることが出来れば、より利便性の高い車輌となりうる。ホイールベース、シートの傾きおよびトレッドを変化させる機構は、できるだけ簡素であることが望まれる。

本発明は上記点に鑑みて、簡素な機構によって、ホイールベース、シートの傾きに加え、トレッドも変化可能な車輌を提供することを目的とする。

上記目的を達成するため、請求項１に記載の発明では、車輌前後方向に延びる形状を有し、前輪（ＦＷ）およびシート（ＳＶ）に連結された２本のフレーム（２）と、
後輪（ＲＷ）および２本のフレーム（２）に連結され、２本のフレーム（２）に対して車輌前後方向に相対移動可能な移動機構（７）と、
２本のフレーム（２）を車輌左右方向に移動可能に支持するフレーム支持部（３）とを備え、
２本のフレーム（２）と地面との間隔は、移動機構（７）の移動範囲において、車輌前方側から車輌後方側に向かうにつれて広くなっており、
２本のフレーム（２）同士の車輌左右方向における間隔は、移動機構（７）の移動範囲において、車輌前方側から車輌後方側に向かうにつれて狭くなっており、
移動機構（７）は、２本のフレーム（２）との連結部において、２本のフレーム（２）と地面との間隔、および２本のフレーム（２）同士の車輌左右方向における間隔を規制するようになっており、
移動機構（７）が２本のフレーム（２）に対して車輌後方側に相対移動することに伴って、後輪（ＲＷ）が前輪（ＦＷ）に対して車輌後方側に相対移動し、２本のフレーム（２）が前輪（ＦＷ）を中心として寝るように傾いてシート（ＳＶ）も寝るように傾き、２本のフレーム（２）が車輌左右方向外側に移動して前輪（ＦＷ）も車輌左右方向外側に移動することを特徴とする。

これによると、移動機構（７）が２本のフレーム（２）に対して車輌後方側に相対移動することに伴って、ホイールベースが拡大し、シート（ＳＶ）が寝るように傾き、トレッドが拡大する。

すなわち、移動機構（７）が車輌前後方向に相対移動することで、ホイールベース、シートの傾きおよびトレッドを連動して変化させることができるので、簡素な機構によってホイールベース、シートの傾きおよびトレッドを変化させることができる。

請求項２に記載の発明では、請求項１に記載のホイールベース・トレッド可変車輌において、２本のフレーム（２）の周りを回転可能な接続リング（９）を備え、
前輪（ＦＷ）は、接続リング（９）を介して２本のフレーム（２）に連結されていることを特徴とする。

これによると、２本のフレーム（２）がフレーム回転軸（３）を中心として車輌左右方向外側に向かって回転した場合、接続リング（９）が２本のフレーム（２）の周りを回転するので、前輪（ＦＷ）が車輌左右方向外側に向かって回転することが抑制される。

このため、トレッドを拡大させた場合に前輪（ＦＷ）が車輌正面から見てハの字に開いてしまうことを抑制できる。

請求項３に記載の発明では、請求項１または２に記載のホイールベース・トレッド可変車輌において、車輌左右方向に延びる形状を有し、前輪（ＦＷ）に連結されたアーム（６）を備え、
２本のフレーム（２）は、アーム（６）を介して前輪（ＦＷ）に連結されており、
２本のフレーム（２）が前輪（ＦＷ）を中心として寝るように傾くことに伴って、アーム（６）が前輪（ＦＷ）を中心として回転し、前輪（ＦＷ）のキャスター角が拡大することを特徴とする。

これにより、ホイールベースを拡大させた場合、前輪（ＦＷ）のキャスター角も拡大するので直進性を向上させることができる。

請求項４に記載の発明では、請求項１ないし３のいずれか１つに記載のホイールベース・トレッド可変車輌において、２本のフレーム（２）に沿って延びるラックを備え、
移動機構（７）は、ラックと噛み合う歯車（１４）を有し、
歯車（１４）がラックと噛み合いながら回転すると、移動機構（７）が２本のフレーム（２）に対して車輌前後方向に相対移動することを特徴とする。

これによると、ラックが設けられた範囲内の任意の位置で移動機構（７）を固定させることができるので、移動と固定という、相反する状態を実現可能にし、乗員の理想に近い乗車姿勢を形成することができる。

請求項５に記載の発明では、請求項１ないし４のいずれか１つに記載のホイールベース・トレッド可変車輌において、２本のフレーム（２）は、楕円形状を有し、前後２箇所で互いに交差して配置され、
フレーム支持部（３）は、２本のフレーム（２）を前後２箇所で回転可能に連結するフレーム回転軸（３）で構成され、
移動機構（７）が２本のフレーム（２）に対して車輌後方側に相対移動することに伴って、２本のフレーム（２）がフレーム回転軸（３）を中心として車輌左右方向外側に向かって回転することを特徴とする。

これによると、簡素な構成によって、２本のフレーム（２）を車輌左右方向に移動可能にすることができる。

なお、この欄および特許請求の範囲で記載した各手段の括弧内の符号は、後述する実施形態に記載の具体的手段との対応関係を示すものである。

本実施形態によるホイールベース・トレッド可変車輌（ホイールベース・トレッドの幅が最小の状態）の前方斜視図である。 本実施形態によるホイールベース・トレッド可変車輌（ホイールベース・トレッドの幅が最大の状態）の前方斜視図である。 本実施形態によるホイールベース・トレッド可変車輌（ホイールベース・トレッドの幅が最小の状態）の側面図である。 本実施形態によるホイールベース・トレッド可変車輌（ホイールベース・トレッドの幅が最大の状態）の側面図である。 可変アーム６、前輪ＦＷ等を示した正面図である。 図５のＡ−Ａ'方向に切断した断面図である。 図５のＢ−Ｂ'方向に切断した断面図である。 可変装置７の機構を表した図である。 図８のＣ−Ｃ'方向に切断した断面図である。

本発明の一実施形態を図１から図９によって説明する。

以下の説明中、図３及び図４において左方を車両１の前方とする。図１から図４について説明すると、ホイールベース・フレーム可変車輌である車輌１は、図１において２本から成るメインフレーム２（フレーム）を備え、メインフレーム２は楕円形状の２本のフレームが交差して存在し、フレーム回転軸３（フレーム支持部）の前後２箇所で回転可能に接続されている。メインフレーム２は前後のフレーム回転軸３の中心を結んだ軸４を軸として回転可能である。

後方のフレーム回転軸３にはシートステー５が接合されており、シートステー５には車輌シートＳＶ（シート）の上端が左右に移動可能に接続され、車輌シートＳＶの下端は可変アーム６（アーム）に接続されている。図１に示すように、メインフレーム２の間に可変装置７（移動機構）が、２つの接続リング８によって２本のメインフレーム２を一定距離に規制するように接続され、その先に後輪ＲＷが接続されている（図３）。後輪駆動用の駆動装置ＭＤは後輪ＲＷ内に搭載された図示しない車輌用電源に接続されている。

図５、図６、図７に示すようにメインフレーム２には接続リング９がフレーム２の周りを回転可能に接続され、接続リング９は可変アーム６に軸１０を軸に回転可能に接続され（図６）、可変アーム６の先に前輪ＦＷが接続されている。左右の可変アーム６は可変アーム１１が可変アーム６内に収納可能に直線方向に接続されている。

図８、９に示すように可変装置７は駆動装置１２（例えばモーター）、電源１３（例えばバッテリー）が電気的に接続された状態で内蔵されている。駆動装置１２には歯車１４が接続され、メインフレーム２に設けられたラックとかみ合うように存在している。メインフレーム２に設けられたラックは、図１の形態から図２の形態へと可変装置７が移動する範囲内に存在している。

可変装置７が移動するとき、可変装置７が位置する部分でのメインフレーム２が成す間の角度は図１の形態では大きくなり、図２の形態では小さくなるため、接続リング８は回転軸１５を軸に回動可能である。

次に図１から図９に基づいて、ホイールベース・トレッド可変車輌１のホイールベース及びトレッド、フレームを変化させる際の動作方法について説明する。図１，３で示すように、車輌１は最小の状態にして走行している。車輌の運転者が車輌１を高速で走行させることを所望するとき、車輌１の図示しない操作スイッチを操作することにより、可変装置７の駆動装置１２が駆動する。可変装置７の駆動装置１２が駆動すると歯車１４が回転し、メインフレーム２に設けられたラックとかみ合いながら可変装置７が車輌１の後方に移動する。

可変装置７が車輌１の後方に移動するとき、可変装置７に接続された後輪ＲＷも同時に移動し、ホイールベースが最大になるとともに、メインフレーム２に接続された接続リング９が左右外側に移動し、可変アーム６を介して接続された前輪ＦＷが左右外側に移動することでトレッドが最大に変化する。このとき可変アーム６の移動により、可変アーム６に接続された車輌シートＳＶの幅も最大となる。さらに、メインフレーム２は左右の前輪の中心を通る軸１６を軸として時計回りに回転し、メインフレーム２が寝るように傾斜する。（図２，４示）。メインフレーム２の傾斜が後方に変化するとき、メインフレーム２の後方に回転軸３、シートステー５を介して接続されている車輌用シートＳＶも運転者と共に軸１６を軸として時計回りに回転し後方に傾斜する。一連の動作により車輌１は図２，４に示すような形態に変形し、これにより重心を低下させると共に、直進安定性が向上し、車輌１は高速走行に適した状態となる。

図２，４に示した車輌のホイールベース、トレッド、フレームの幅が拡大された高速走行時の状態から、再びホールベース、トレッド、フレームの幅を小さくして図１，３で示すような形態で低速走行をする場合、運転者が車輌１の図示しない作動スイッチを操作することにより、可変装置７の駆動装置１２を上述したときと逆方向に駆動する。これにより可変装置７の駆動装置１２が駆動することで歯車１４が回転し、メインフレーム２に設けられたラックとかみ合いながら可変装置７が車輌１の前方に移動する。

可変装置７が車輌１の前方に移動するとき、可変装置７に接続された後輪ＲＷも同時に移動し、ホイールベースが最小になるとともに、メインフレーム２に接続された接続リング９が左右内側に移動し、可変アーム６を介して接続された前輪ＦＷが左右内側に移動することでトレッドが最小に変化する。このとき可変アーム６の移動により、可変アーム６に接続された車輌シートＳＶの幅も最小となる。さらに、メインフレーム２は軸１６を軸として反時計回りに回転し、メインフレーム２が起き上がる。（図１，３示）。メインフレーム２の傾斜が前方に起き上がるとき、メインフレーム２の後方に回転軸３、シートステー５を介して接続されている車輌用シートＳＶも運転者と共に軸１６を軸として反時計回りに回転し前方に起き上がる。一連の動作により車輌１は図１，３に示すような形態に変形し、これにより運転者の視界を良好にすることができ、運転者の車輌１への搭乗時の快適さが向上し、低速走行に適した状態となる。

本実施形態によれば、可変装置７の駆動により、メインフレーム２を軸１６を軸として回動させ、前輪ＦＷに対して後輪ＲＷを前後方向に移動させるとともに、メインフレーム２を傾斜させ、ホイールベースの変化に連動して車両用シートＳＶの傾きを変化させることができ、同時に前輪ＦＷを左右に移動させ、トレッドを変化させることができる。この構成により、簡素な構成でホイールベースの長さと車輌用シートの傾きの変化に加え、トレッドの長さの変化を必要に応じた状態に調整することができる。

また、メインフレーム２に接続されている接続リング９をメインフレーム２の周りに回転可能に接続することで、変形過程において前輪ＦＷが車輌正面から見てハの字に開かないように調整することができる。

さらに、可変アーム６が軸１６を軸として回転可能にすることで、図２，４の形態において前輪ＦＷのキャスター角を大きくし直進性を向上させることができる。

また、歯車１４をメインフレーム２に設けられたラックとかみ合いながら回転させ可変装置３を移動させる機構を用いることで、任意の位置で可変装置３を固定させることができ、移動と固定という、相反する状態を実現可能にし、操作者に合った理想の乗車姿勢を形成することができる。

（他の実施形態）
本発明は上述の記載および図面によって説明した実施形態に限定されるものではなく、例えば次のような実施形態も本発明の技術的範囲に含まれ、さらに、以下の記載のもの以外にも要旨を逸脱しない範囲内で様々な変更をして実施することができる。

（１）車輌が自動的にその走行速度を検知して、それが所定速度以上となった場合可変装置３を作動させてホイールベース、トレッドを拡大し、それが所定速度未満となった場合に、ホイールベース、トレッドを短縮するようにしても良い。

（２）ホイールベース、トレッド間の幅が最大の状態と最小の状態の間の、複数の中間状態においても前後輪が固定されて走行可能な車輌としても良い。

（３）可変装置３を移動させる機構として、メインフレーム内にワイヤーを通し、そのワイヤーを駆動装置（例えばモーター）で引っ張ることで可変装置を移動させても良い。

以下、上記実施形態から把握できる発明について述べる。

本発明では、車輌前後方向に延びる形状を有し、前輪およびシートに連結された２本のフレームと、
後輪および２本のフレームに連結され、２本のフレームに対して車輌前後方向に相対移動可能な移動機構と、
２本のフレームを車輌左右方向に移動可能に支持するフレーム支持部とを備え、
２本のフレームと地面との間隔は、移動機構の移動範囲において、車輌前方側から車輌後方側に向かうにつれて広くなっており、
２本のフレーム同士の車輌左右方向における間隔は、移動機構の移動範囲において、車輌前方側から車輌後方側に向かうにつれて狭くなっており、
移動機構は、２本のフレームとの連結部において、２本のフレームと地面との間隔、および２本のフレーム同士の車輌左右方向における間隔を規制するようになっており、
移動機構が２本のフレームに対して車輌後方側に相対移動することに伴って、後輪が前輪に対して車輌後方側に相対移動し、２本のフレームが前輪を中心として寝るように傾いてシートも寝るように傾き、２本のフレームが車輌左右方向外側に移動して前輪も車輌左右方向外側に移動することを特徴とする。

また、本発明では、２本のフレームの周りを回転可能な接続リングを備え、
前輪は、接続リングを介して２本のフレームに連結されていることを特徴とする。

また、本発明では、車輌左右方向に延びる形状を有し、前輪に連結されたアーム（６）を備え、
２本のフレームは、アームを介して前輪に連結されており、
２本のフレームが前輪を中心として寝るように傾くことに伴って、アームが前輪を中心として回転し、前輪のキャスター角が拡大することを特徴とする。

また、本発明では、２本のフレームに沿って延びるラックを備え、
移動機構は、ラックと噛み合う歯車を有し、
歯車がラックと噛み合いながら回転すると、移動機構が２本のフレームに対して車輌前後方向に相対移動することを特徴とする。

また、本発明では、２本のフレームは、楕円形状を有し、前後２箇所で互いに交差して配置され、
フレーム支持部は、２本のフレームを前後２箇所で回転可能に連結するフレーム回転軸で構成され、
移動機構が２本のフレームに対して車輌後方側に相対移動することに伴って、２本のフレームがフレーム回転軸を中心として車輌左右方向外側に向かって回転することを特徴とする。

１ ホイールベース・トレッド可変車輌
２ メインフレーム
３ フレーム回転軸
４ 軸（前後のフレーム回転軸３の中心を結んだ軸）
５ シートステー
６ 可変アーム
７ 可変装置
８ 接続リング
９ 接続リング
１０ 軸
１１ 可変アーム
１２ 駆動装置
１３ 電源
１４ 歯車
１５ 軸
１６ 軸（前輪の左右の中心を通る軸）
ＳＶ 車輌用シート
ＦＷ 前輪
ＲＷ 後輪
ＭＤ 駆動装置

Claims (5)

1. 車輌前後方向に延びる形状を有し、前輪（ＦＷ）およびシート（ＳＶ）に連結された２本のフレーム（２）と、
   後輪（ＲＷ）および前記２本のフレーム（２）に連結され、前記２本のフレーム（２）に対して車輌前後方向に相対移動可能な移動機構（７）と、
   前記２本のフレーム（２）を車輌左右方向に移動可能に支持するフレーム支持部（３）とを備え、
   前記２本のフレーム（２）と地面との間隔は、前記移動機構（７）の移動範囲において、車輌前方側から車輌後方側に向かうにつれて広くなっており、
   前記２本のフレーム（２）同士の車輌左右方向における間隔は、前記移動機構（７）の移動範囲において、車輌前方側から車輌後方側に向かうにつれて狭くなっており、
   前記移動機構（７）は、前記２本のフレーム（２）との連結部において、前記２本のフレーム（２）と地面との間隔、および前記２本のフレーム（２）同士の車輌左右方向における間隔を規制するようになっており、
   前記移動機構（７）が前記２本のフレーム（２）に対して車輌後方側に相対移動することに伴って、前記後輪（ＲＷ）が前記前輪（ＦＷ）に対して車輌後方側に相対移動し、前記２本のフレーム（２）が前記前輪（ＦＷ）を中心として寝るように傾いて前記シート（ＳＶ）も寝るように傾き、前記２本のフレーム（２）が車輌左右方向外側に移動して前記前輪（ＦＷ）も車輌左右方向外側に移動することを特徴とするホイールベース・トレッド可変車輌。
2. 前記２本のフレーム（２）の周りを回転可能な接続リング（９）を備え、
   前記前輪（ＦＷ）は、前記接続リング（９）を介して前記２本のフレーム（２）に連結されていることを特徴とする請求項１に記載のホイールベース・トレッド可変車輌。
3. 車輌左右方向に延びる形状を有し、前記前輪（ＦＷ）に連結されたアーム（６）を備え、
   前記２本のフレーム（２）は、前記アーム（６）を介して前記前輪（ＦＷ）に連結されており、
   前記２本のフレーム（２）が前記前輪（ＦＷ）を中心として寝るように傾くことに伴って、前記アーム（６）が前記前輪（ＦＷ）を中心として回転し、前記前輪（ＦＷ）のキャスター角が拡大することを特徴とする請求項１または２に記載のホイールベース・トレッド可変車輌。
4. 前記２本のフレーム（２）に沿って延びるラックを備え、
   前記移動機構（７）は、前記ラックと噛み合う歯車（１４）を有し、
   前記歯車（１４）が前記ラックと噛み合いながら回転すると、前記移動機構（７）が前記２本のフレーム（２）に対して車輌前後方向に相対移動することを特徴とする請求項１ないし３のいずれか１つに記載のホイールベース・トレッド可変車輌。
5. 前記２本のフレーム（２）は、楕円形状を有し、前後２箇所で互いに交差して配置され、
   前記フレーム支持部（３）は、前記２本のフレーム（２）を前記前後２箇所で回転可能に連結するフレーム回転軸（３）で構成され、
   前記移動機構（７）が前記２本のフレーム（２）に対して車輌後方側に相対移動することに伴って、前記２本のフレーム（２）が前記フレーム回転軸（３）を中心として車輌左右方向外側に向かって回転することを特徴とする請求項１ないし４のいずれか１つに記載のホイールベース・トレッド可変車輌。