JP4686765B2 - 三輪車 - Google Patents
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Description
従来の三輪自転車としては、前輪が1個で、後輪が2個である後二輪式三輪自転車が一般的である。しかしながら、後二輪式三輪自転車の場合には、後輪を駆動して前進する構造とすることから、後輪が比較的固定的な構造であったり、複雑な構造となっている。
ところで、後二輪式三輪自転車に乗って、旋回しようとする時には、旋回の外側方に向かって遠心力が作用するため、この遠心力に対抗するためには、乗り手の体幹操作によって車体を旋回内側方へ傾けなければならない。従来の後二輪式三輪自転車では、旋回時に簡単に転倒してしまうことのないように、フレームが左右に揺動できるようにしてあり、重心の左右への移動が可能となるようになっている。一方、旋回終了時には、復元バネの作用により、正立位置に戻るようにしてある。ところが、こうした場合の重心の左右への移動は、専ら乗り手の体幹操作にまかされているため、自転車にうまく乗れない人や体力の劣る人では、臨機応変の移動操作などがうまくいかず、操縦が不安定になってしまうという問題がある。また、後二輪の三輪車は、後ろに配置された二つの車輪が平行に固定されているため、旋回時に後輪が横滑りして旋回性能が悪くなると共に、小回りが効かないという欠点もある。さらに、後二輪式三輪車を、降りて引いて歩く場合には、足が後輪に当って歩きにくく、車両の後部が重くて、持ち上げて方向を変えたりするという操作が難しいという問題がある。
本発明は、かかる事情に鑑みてなされたものであり、車体の旋回内側に傾斜する体の自然な動きを利用してバンク走行始動を可能として舵取り走行性を向上せしめた三輪車を提供することを目的とする。
本発明は、旋回動作に伴って運転者が自然に旋回内側に重心を移動させようとする原理を利用することを特徴としている。本発明では当該原理を利用するのに、ハンドルバーに連結しているコントロールケーブルを使用して左右前輪を旋回内側方向に傾斜せしめる機構を備えることを特徴としている。具体的には、本発明は、ハンドルバーの旋回内側のハンドルグリップ側を路面方向に押し下げることにより、左右前輪を旋回内側方向に傾斜せしめる機構及び方法、及び/又はハンドルバーの旋回外側のハンドルグリップ側を路面と反対方向に引っ張り上げる(すなわち、旋回に伴い旋回内側向きに引っ張り上げる向きに力をかける)ことにより、左右前輪(さらには後輪)を旋回内側方向に傾斜せしめる機構及び方法を提供することを特徴とするものである。
〔1〕 車体の前部に操向可能とされた左右一対の前輪(WFL,WFR)と、同車体の後部に駆動可能である単一の後輪(WR)とを備えている三輪車において、
(A)車体フレーム(F)の前端に固設されているヘッドパイプ(21)には、操向ハンドルバー(28)を回動可能に軸支している操向ポスト(27)が回動可能に支承されており、
(B)前記ヘッドパイプ(21)の上部に互いに一体に連結され且つ回動可能に軸支されている上部リンク(38)と、前記ヘッドパイプ(21)の下部に互いに一体に連結され且つ回動可能に軸支されている下部リンク(39)を有し、左前輪(WFL)を回転可能に懸架せしめている左側前輪懸架部材(30L)を直下に配置して回動可能に支承している左側ホークポストパイプ(29L)と、右前輪(WFR)を回転可能に懸架せしめている右側前輪懸架部材(30R)を直下に配置して回動可能に支承している右側ホークポストパイプ(29R)とが、前記ヘッドパイプ(21)の両側に配置されており、且つ、前記左側ホークポストパイプ(29L)及び右側ホークポストパイプ(29R)の上下両部が、それぞれ、前記上部リンク(38)及び下部リンク(39)の左右両端部に、回動可能に軸支されており、
(C)前記操向ハンドルバー(28)には、左右前輪コントロールケーブル固定具(54L,54R)が配設されており、前記左側固定具(54L)に一体に連結されているコントロールケーブル(52L)を有し、該コントロールケーブル(52L)は延伸してゆき、前記下部リンクの右側部分(39R)に配設されている保持具(50R)に一体に連結されており、他方、前記右側固定具(54R)に一体に連結されているコントロールケーブル(52R)を有し、該コントロールケーブル(52R)は延伸してゆき、前記下部リンクの左側部分(39L)に配設されている保持具(50L)に一体に連結されており、
(D)該前輪コントロールケーブル固定具(54)の隣接部のコントロールケーブル上にはスプリング(48)が配設され、他方、該下部リンク(39)のコントロールケーブル保持具(50)にはリターンスプリング(51)が配設されている、
ことを特徴とする、三輪車。
〔2〕 車体の前部に操向可能とされた左右一対の前輪(WFL,WFR)と、同車体の後部に駆動可能である単一の後輪(WR)とを備えている三輪車において、
(a)車体フレーム(F)の前端に固設されているヘッドパイプ(21)には、操向ハンドルバー(28)を回動可能に軸支している操向ポスト(27)が回動可能に支承されており、
(b)前記ヘッドパイプ(21)の上部に互いに一体に連結され且つ回動可能に軸支されている上部リンク(38)と、前記ヘッドパイプ(21)の下部に互いに一体に連結され且つ回動可能に軸支されている下部リンク(39)を有し、
(c)左前輪(WFL)を回転可能に懸架せしめている左側前輪懸架部材(30L)を直下に配置して回動可能に支承している左側ホークポストパイプ(29L)と、右前輪(WFR)を回転可能に懸架せしめている右側前輪懸架部材(30R)を直下に配置して回動可能に支承している右側ホークポストパイプ(29R)とが、前記ヘッドパイプ(21)の両側に配置されており、
(d)前記左側ホークポストパイプ(29L)及び右側ホークポストパイプ(29R)の上下両部が、それぞれ、前記上部リンク(38)及び下部リンク(39)の左右両端部に、回動可能に軸支されており、
(e)前記操向ハンドルバー(28)の左右グリップ(78L,78R)より操向ポスト(27)側には、左右前輪コントロールケーブル固定具(54L,54R)が配設されており、
(f)前記左側固定具(54L)に一体に連結されているコントロールケーブル(52L)を有し、該コントロールケーブル(52L)は延伸してゆき、前記上部リンクの右側部分(38R)に下向きに配設されている保持具(49R)を転位可能に通って、前記下部リンクの右側部分(39R)に上向きに配設されている保持具(50R)に一体に連結されており、他方、前記右側固定具(54R)に一体に連結されているコントロールケーブル(52R)を有し、該コントロールケーブル(52R)は延伸してゆき、前記上部リンクの左側部分(38L)に下向きに配設されている保持具(49L)を転位可能に通って、前記下部リンクの左側部分(39L)に上向きに配設されている保持具(50L)に一体に連結されており、
(g)前記操向ポスト(27)の操向ハンドルバーの側の上部には、コントロールケーブル保持具(23)が固設されており、該コントロールケーブル保持具の左側(23 L )を転位可能にコントロールケーブル(52L)が通っていて、前記左側固定具(54L)と当該コントロールケーブル保持具の左側(23 L )との間には左側スプリング(48L)が配設され、他方、該コントロールケーブル保持具の右側(23 R )を転位可能にコントロールケーブル(52R)が通っていて、前記右側固定具(54R)と当該コントロールケーブル保持具の右側(23 R )との間には右側スプリング(48R)が配設されており、さらに、前記上部リンクの保持具(49R)と前記下部リンクの保持具(50R)間には右側リターンスプリング(51R)が配設され、他方、前記上部リンクの保持具(49L)と前記下部リンクの保持具(50L)間には左側リターンスプリング(51L)が配設されている、
そして
(h)前記操向ポスト(27)は、ピットマンアームプレート(22)が固設されており、該ピットマンアームプレート(22)には左右のステアリングロッド(36L,36R)が連結されており、該ステアリングロッドは、ナックルアーム(32L,32R)を介して、左右の前輪懸架部材(30L,30R)の上端部に連結している、
ことを特徴とする、三輪車。
本発明は、前二輪式三輪車、特に前二輪式三輪自転車であって、ハンドルバーを軸支する操向ポストの支点を中心にハンドルバーを左右に回動するように動かすことにより、本体フレームと同時に左右前輪を傾斜せしめてバンクすることを可能にしている前二輪式三輪車を提供するものである。本発明では、運転者の体をバンクし、且つ、車体をバンクするという特徴を有している。これは、ハンドルバーに連なるコントロールケーブルを介して、左右前輪を懸架しているホークポストとフレーム先端のヘッドパイプとから構成される平行四辺形リンクを制御することで達成される。
本発明のその他の目的、特徴、優秀性及びその有する観点は、以下の記載より当業者にとっては明白であろう。しかしながら、以下の記載及び具体的な実施例等の記載を含めた本件明細書の記載は本発明の好ましい態様を示すものであり、説明のためにのみ示されているものであることを理解されたい。本明細書に開示した本発明の意図及び範囲内で、種々の変化及び/又は改変(あるいは修飾)をなすことは、以下の記載及び本明細書のその他の部分からの知識により、当業者には容易に明らかであろう。本明細書で引用されている全ての特許文献及び参考文献は、説明の目的で引用されているもので、それらは本明細書の一部としてその内容はここに含めて解釈されるべきものである。
また、路面が傾斜している面を走行する場合、左右前輪の高さが路面の高さに応じて異なることになるが、左右前輪の高さに差異が生ずると、左右のホークポストパイプ(あるいはそれに固着されたリンク取り付け部材、リンクプレートスペーサー)と上下のリンク部材とから成る平行四辺形リンクが変形することとなり、下部リンクに上向きに配設されている保持具であって前輪の高さが低い側の保持具より、コントロールケーブルに対して引っ張る力が加わり、結局、前輪の高さが高い側のハンドルバーを、操向ポストに軸支されている点を中心に回動せしめて、地面側に引っ張ることとなり、重力方向に対して乗り手の体幹軸は真っ直ぐに立っている状態となり、安定した走行が期待できることとなる。
本発明は、上記機能を達成することのできる三輪車、特には人力のみで走行することが可能な構造を持ち、優れた旋回性能を有すると共に、傾斜面を走行しても操作が容易な前二輪式三輪車に関するものである。
本発明の実施の形態を、添付図面に示した本発明の実施例に基づいて、以下、説明する。図1乃至図8において、本発明の三輪自転車の車体フレームFは、ヘッドパイプ21、メインパイプ14、サドルポスト12、後部フレーム99(リアホークを含む)及びフレームリンク15で構成されている。
車体フレームFに固設されており、上下に延びるヘッドパイプ21には、該ヘッドパイプ21に嵌合される操向ポスト(ハンドルステム)27が回動可能に支承されており、操向ポスト27の上端には、操向ハンドルバー28が回動可能に軸支されて固設される。操向ハンドルバーを操向ポストに取り付ける箇所には、ベアリングを配置してハンドル部を地面に対して上下できて操向ポスト取り付け部を支点に困難なく回動できるものであることが好ましい。
ヘッドパイプ21の左、右両側には、該ヘッドパイプ21と平行にして上下に延びる円筒状の左側ホークポストパイプ29L及び右側ホークポストパイプ29Rが配置されており、左前輪WFLを回転自在に支持する左側前輪懸架部材(左側前輪ホーク部並びにそれに連なるステアリングステム部)30Lが左側ホークポストパイプ29Lに回動可能に支承され、また、右前輪WFRを回転自在に支持する右側前輪懸架部材(右側前輪ホーク部並びにそれに連なるステアリングステム部)30Rが右側ホークポストパイプ29Rに回動可能に支承される。
ヘッドパイプ21を中心線として、上部リンク38及び下部リンク39の両端部は、左側ホークポストパイプ29L及び右側ホークポストパイプ29Rの各上下端部に軸着されて互いに一体に連結され、軸支部を中心に回動可能とされて、平行四辺形のリンクを形成している。該上部リンク38の左側部分を38L、そして右側部分を38Rと表示し、同様に、該上部リンク39の左側部分を39L、そして右側部分を39Rと表示する。つまり、左側ホークポストパイプ29Lは左側上部リンク38Lおよび左側下部リンク39Lを介して回動可能に連結されて、ヘッドパイプ21と共に左側平行リンクを構成し、一方、右側ホークポストパイプ29Rは右側上部リンク38Rおよび右側下部リンク39Rを介して回動可能に連結されて、ヘッドパイプ21と共に右側平行リンクを構成し、車体が路面に対し垂直に立っている状態では、当該左右平行リンクは、ヘッドパイプ21に関して左右対称に形成される。
同様に、左側から右側に伸びる下部リンク39は平板棒状のものであり、一体に形成されている部材で、ヘッドパイプ21および両ホークポストパイプ29L,29Rの前方側に配置され、前記下部リンク39の中央部における連設部が前後に延びる軸線を有する連結具72を介してヘッドパイプ21の下部に回動可能に連結される。また左側および右側下部リンク39L,39Rの外端部は前記連結具71や72と平行な軸線を有する連結具74L,74Rを介して両ホークポストパイプ29L,29Rの下部に回動可能に連結される。連結具72,73L,73R,74L及び74Rは、いずれも、連結具71と同様なものであることができる。したがって、部品を共通化できてコスト的にも有利であるし、組み立ても容易となる。ホークポストパイプあるいはそれに固設されたスペーサーと上部リンク間、ホークポストパイプあるいはそれに固設されたスペーサーと下部リンク間、さらに、ヘッドパイプと上部リンク間並びにヘッドパイプと下部リンク間は、軸着して連結されているので、上記軸線を支点として互いに連動して回動するようになっている。
前記左側コントロールケーブル固定具54Lに一体に連結されているコントロールケーブル52Lは延伸してゆき、前記上部リンクの右側部分38Rに下向きに配設されている保持具49Rを転位可能に通って、前記下部リンクの右側部分39Rに上向きに配設されている保持具50Rに一体に連結されている。同様に、前記右側コントロールケーブル固定具54Rに一体に連結されているコントロールケーブル52Rは延伸してゆき、前記上部リンクの左側部分38Lに下向きに配設されている保持具49Lを転位可能に通って、前記下部リンクの左側部分39Lに上向きに配設されている保持具50Lに一体に連結されている。
コントロールケーブルシース固定具58L,59L,58R,59R,60L,61L,60R及び61Rは、当該分野の当業者に知られたものであってよく、例えば、二輪自転車のブレーキケーブルにおけるのと同様な手法、構造、部品を使用することであってよい。当該コントロールケーブルシース固定具58L,59L,58R,59R,60L,61L,60R及び61Rは、例えば、中空ボルト、ナット、ワッシャで構成するものであってよい。
前記前輪コントロールケーブルの左側固定具54Lと当該コントロールケーブル保持具の左側23Lとの間には左側スプリング48Lが配設されている。同様に、前記前輪コントロールケーブルの右側固定具54Rと当該コントロールケーブル保持具の右側23Rとの間には右側スプリング48Rが配設されている。当該左右のスプリング48L,48Rのコイルの中心部にはそれぞれコントロールケーブル52L,52Rが通っており、それぞれのスプリングの端部は固定具57,保持具23により規制されており、それぞれの部材57,23に対して付勢が可能となっている。したがって、図5のように、左側のハンドルグリップ78Lを下方に押し下げると、左側スプリング48Lが圧縮されて元に戻すバネの力が作用することになる。かくして、操向ハンドルバーを直立姿勢をとっているときに占める位置に容易にもどすことが可能となっている。該スプリングとしては、コイルとなっているバネを好適に使用できるが、所要の働きを有するものであればそれに限定されない。
スプリング規制ヘッド80によりリターンスプリング51の横方向の長さは、車体が、水平な地面上にあって車体の軸が直立姿勢である場合に、保持具49と保持具50との間となるように、そして安定して直立姿勢を保つようにバネの力が働くように設定しておくことができる。固定具62L,63L,62R及び63Rは、当該分野の当業者に知られたものであってよく、例えば、二輪自転車のブレーキケーブルにおけるのと同様な手法、構造、部品を使用することであってよい。当該固定具62L,63L,62R及び63Rは、例えば、ナット、ワッシャで構成するものであってよい。該リターンスプリングとしては、コイルとなっているバネを好適に使用できるが、所要の働きを有するものであればそれに限定されない。
本発明の車両で後部構造が自転車態様となっているときには、フレームから後方に延出される両リヤフォーク99L,99Rの後端に駆動輪である後輪WRが軸支される。クランク軸94の両端にクランクペダル95L,95Rが固定され、クランク軸94には駆動スプロケット96が固定されており、後輪WRに固定された被動スプロケット97と前記駆動スプロケット96とに無端状のチェーン98が巻掛けられる。したがって両クランクペダル95L,95Rの踏込み操作により後輪WRが回転駆動されることになる。
本発明では、メインフレーム及び後輪を含む車体の後部全般の構造は、汎用の二輪自転車のメインフレーム及び後輪を含む車体の後部構造と共通にできるので、従来の二輪自転車の部品並びに駆動機構を利用適用でき、製造上及びコスト上有利である。
圧縮を受けたリターンスプリング51Lにより、ヘッドパイプ側の保持具49Lを右側に押す力と、ホークポストパイプ側の保持具50Lを左側に押す力が働くことにより、いくぶん菱形に変形した平行四辺形をもとの長方形に戻す力が作用することになり、ヘッドパイプ21を直立姿勢側に戻す力が作用する、すなわち、車体の軸を直立姿勢側に戻すように力が働くことになる。車体の軸を右側へ傾けた場合には、上記と左右逆にした動作となる。
平行リンクにおける上部リンク38及び下部リンク39の取り付け構造は簡単な構造となっており、平行リンクを構成する部品点数も極力少なくできるし、組付工数の低減を図ることも可能となっている。
さらに、操向ハンドルバーに配設されたコントロールケーブル固定具に隣接して、コントロールケーブルに付与される力に対抗して復元を図るスプリングが配置されており、車体の傾斜位置から直立姿勢側に戻すばね力を発揮する。
したがって、車体フレームFを左、右いずれかに傾けたときには車体フレーム21を直立姿勢側に戻すばね力が車体フレームFに作用することになり、非乗車状態で三輪自転車を停止させているときには、車体フレームFを直立姿勢として安心して三輪自転車に乗車することができ、また車体フレームFを傾けた旋回走行状態から直進走行時に移行したときには車体フレームFが直立姿勢に復元することになり、操縦性をより一層向上することができる。
本発明の前二輪式三輪自転車は、バンクをハンドルでコントロールすることから、人体に備わっているバランス感覚を利用でき、例えば、右手に力を掛けることにより車体を右にバンクし、左手に力を掛けることにより車体を左にバンクし、力を抜くと元に戻るという操作が可能である。
本発明の前輪操向制御機構は、人力走行用自転車の場合、機構が簡単で部品の軽量化による車体の軽量化が可能であり、また、保守管理も容易であり、製造も簡単であるという利点がある。また、部品点数も少なくコスト上のメリットも期待できる。
本発明の前輪操向制御機構は、軽量な乗り物(車両)に応用されて有利であり、専ら人力のみを利用して走行されるものばかりでなく、補助モーター(電機モーターを含む)の付いている乗り物に使用しても優れている。本発明は、人力駆動による三輪自転車だけでなく、動力源付きの三輪車、もしくは人力をアシストする動力源を備える三輪車にも適用可能である。特には、本発明は、人力のみで動かすことを予定している三輪車に応用されて優れた作用効果を得ることができる。
本発明は、前述の説明及び実施例に特に記載した以外も、実行できることは明らかである。上述の教示に鑑みて、本発明の多くの改変及び変形が可能であり、従ってそれらも本件添付の請求の範囲の範囲内のものである。
Claims (1)
- 車体の前部に操向可能とされた左右一対の前輪(WFL,WFR)と、同車体の後部に駆動可能である単一の後輪(WR)とを備えている三輪車において、
車体フレーム(F)の前端に固設されているヘッドパイプ(21)には、操向ハンドルバー(28)を車体前後方向の軸を中心に回動可能に軸支している操向ポスト(27)が回動可能に支承されており、
前記ヘッドパイプ(21)の上部に互いに一体に連結され且つ回動可能に軸支されている上部リンク(38)と、前記ヘッドパイプ(21)の下部に互いに一体に連結され且つ回動可能に軸支されている下部リンク(39)を有し、
左前輪(WFL)を回転可能に懸架せしめている左側前輪懸架部材(30L)を直下に配置して回動可能に支承している左側ホークポストパイプ(29L)と、右前輪(WFR)を回転可能に懸架せしめている右側前輪懸架部材(30R)を直下に配置して回動可能に支承している右側ホークポストパイプ(29R)とが、前記ヘッドパイプ(21)の両側に配置されており、
前記左側ホークポストパイプ(29L)及び右側ホークポストパイプ(29R)の上下両部が、それぞれ、前記上部リンク(38)及び下部リンク(39)の左右両端部に、回動可能に軸支されており、
前記操向ハンドルバー(28)の左右グリップ(78L,78R)より操向ポスト(27)側には、左右前輪コントロールケーブル固定具(54L,54R)が配設されており、
前記左側固定具(54L)に一体に連結されているコントロールケーブル(52L)を有し、該コントロールケーブル(52L)は延伸してゆき、前記上部リンクの右側部分(38R)に下向きに配設されている保持具(49R)を転位可能に通って、前記下部リンクの右側部分(39R)に上向きに配設されている保持具(50R)に一体に連結されており、他方、前記右側固定具(54R)に一体に連結されているコントロールケーブル(52R)を有し、該コントロールケーブル(52R)は延伸してゆき、前記上部リンクの左側部分(38L)に下向きに配設されている保持具(49L)を転位可能に通って、前記下部リンクの左側部分(39L)に上向きに配設されている保持具(50L)に一体に連結されており、
前記操向ポスト(27)の操向ハンドルバーの側の上部には、コントロールケーブル保持具(23)が固設されており、該コントロールケーブル保持具の左側(23 L )を転位可能にコントロールケーブル(52L)が通っていて、前記左側固定具(54L)と当該コントロールケーブル保持具の左側(23 L )との間には左側スプリング(48L)が配設され、他方、該コントロールケーブル保持具の右側(23 R )を転位可能にコントロールケーブル(52R)が通っていて、前記右側固定具(54R)と当該コントロールケーブル保持具の右側(23 R )との間には右側スプリング(48R)が配設されており、さらに、前記上部リンクの保持具(49R)と前記下部リンクの保持具(50R)間には右側リターンスプリング(51R)が配設され、他方、前記上部リンクの保持具(49L)と前記下部リンクの保持具(50L)間には左側リターンスプリング(51L)が配設されている、
そして
前記操向ポスト(27)は、ピットマンアームプレート(22)が固設されており、該ピットマンアームプレート(22)には左右のステアリングロッド(36L,36R)が連結されており、該ステアリングロッドは、ナックルアーム(32L,32R)を介して、左右の前輪懸架部材(30L,30R)の上端部に連結している、
ことを特徴とする、三輪車。
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