JPWO2007007820A1 - 二輪車 - Google Patents

Abstract

車体がホイールベースとトレッドを有するように二輪車の各車輪を配置し、停車時の安定性、機動性、搭載量及び事故時の安全性を高めた二輪車（１）を提供する。車輪（１１、１２）間のボディパネル（１３）下にセンターフレームを備え、センターフレームと車輪をピボット及びアームを介して接続し、車体がホイールベースとトレッド（Ｔ）を有するように車輪を設置する。

Description

本発明は二輪車に関し、特に、両輪の配置によりホイールベースとトレッドを備えた二輪車に関する。

従来、一般的な二輪車としては進行方向に直列に並んだ二輪をもつオートバイや自転車、進行方向に並列な二輪をもつリアカー等が知られている。オートバイや自転車の場合、その走行時の安定性は体の重心をずらすことによって保たれている。一方、停止時にはその安定性が保てないため、第１２図のように地面に足をついて転倒しないようにしている。これらの二輪車は、一般に第１３図のようなホイールベースＷＢのみを有し、トレッドＴは存在しない。
進行方向に並列な二輪をもつリアカーの場合、牽引されることが基本であるため、そのものが安定性を有することがない。さらに、進行方向に並列な二輪をもつものとしてジンジャー（Ｇｉｎｇｅｒ）と呼ばれるスクーターがある（特表２００４−５１０６３７）。このスクーターはジャイロスコープを利用して搭乗者の姿勢を検知し、その姿勢に合わせてコンピュータがジンジャーの運動を制御している。このため転倒することなく動作させることができている。この場合、停止時（電源ＯＮ時）には安定性を有するが、停車時（電源ＯＦＦ時）には安定性を有しない。
この他にもコンパクト化及び走行安定性の向上を図った二輪車が特開平５−２４５７２号公報（特許文献１）に記載されている。

上述したような従来の二輪車の場合、全てにおいて停車時の自立安定性は確保されておらず、運転者が足などで転倒を防止するために支える必要があった。
また、通常、屋根付ボディ等を二輪車本体に備えることは難しく、荷物などを搭載できる量が少なめとなってしまうと共に運転者が露出するために事故時に大事故になる確率が高いという問題もあった。
二輪車は運転者の操舵によってバランスを取っているため、ジンジャーを除き運転時に後退やその場での回転を行うことができないという問題もあった。
上記特許文献１では、二輪車である自転車の安定性を高め、コンパクト化を図っているが、停止時の安定性や後退についてまでは考慮されていない。また、運転者が露出している点は従来と変わらず、事故が起きたときには大事故になりやすい点についても変わりは無い。
本発明は上記問題点に鑑み為されたものであり、本発明の目的は、車体がホイールベースとトレッドを有するように二輪車の各車輪を配置し、停車時及び走行時の安定性、機動性、搭載量及び事故時の安全性を高めた二輪車を提供することにある。

本発明は停車時及び走行時の安定性、機動性、搭載量及び事故時の安全性を高めた二輪車に関し、本発明の上記目的は、車輪それぞれの配置により、ホイールベースとトレッドを備えた車体を有する二輪車によって達成される。
また、本発明の上記目的は、前記車体がボディパネルを有することにより、或いは前記車輪がそれぞれ独立した駆動輪であることにより、或いは前記車輪がそれぞれ独立操舵であることにより、或いは前記車輪がそれぞれ連動操舵であることにより、或いは前記車輪が電動式であることにより、或いは前記車体の内部に、前記車体の姿勢状態を判別するためのジャイロスコープと、前記姿勢状態に応じて前記車体の姿勢制御を行う姿勢制御手段を備えることにより、或いは前記姿勢制御手段をアクティブサスペンションとすることによって、より効果的に達成される。

第１図は、本発明に係る二輪車の平面図の一例である。
第２図は、本発明に係る二輪車の側面図の一例である。
第３図は、本発明に係る第２図に記載された二輪車におけるＩ−Ｉ断面図の一例である。
第４図は、本発明に係る第１図に記載された二輪車の前方透視図の一例である。
第５図は、本発明に係る二輪車の車体動作（前方直進）の一例である。
第６図は、本発明に係る二輪車の車体動作（後方直進）の一例である。
第７図は、本発明に係る二輪車の車体動作（前方右折）の一例である。
第８図は、本発明に係る二輪車の車体動作（前方左折）の一例である。
第９図は、本発明に係る二輪車の車体動作（左斜め前方に平行移動）の一例である。
第１０図は、本発明に係る二輪車の車体動作（右斜め前方に平行移動）の一例である。
第１１図は、本発明に係る二輪車の車体動作（左旋回）の一例である。
第１２図は、従来の二輪車の外観の一例である。
第１３図は、従来の二輪車の外観（側面）の一例である。
第１４図は、本発明に係る二輪車が静止状態で倒れないことを説明するための図である。

本発明は、車体がホイールベースとトレッドを有するように各車輪を配置した二輪車である。なお、ホイールベースとは車体の直線進行方向に平行な車輪間距離ＷＢを示し、トレッドとは車体の直線進行方向に垂直な車輪間距離Ｔを示す。以下、図面を用いて説明する。
第１図は本発明に係る二輪車の平面図、第２図は本発明に係る二輪車の側面図、第３図は第２図に記載された二輪車におけるＩ−Ｉ断面図、第４図は第１図に記載された二輪車の前方透視図の一例である。
本発明に係る二輪車１は、この二輪車１がホイールベースとトレッドを有するように配置された車輪１１、１２と、車輪１１、１２の間に配置されたボディパネル１３とから構成されている。なお、車輪１１、１２はどちらが前輪であっても良い。また、ボディパネル１３は車輪１１、１２に対応して被支持部２８、２９を有し、後述するサスペンション２６、２７により支持されている。
さらに、第３図におけるＩ−Ｉ断面図によるボディパネル１３下には、車輪１１と車輪１２との中間部に存在するセンターフレーム１４と、車輪１１とセンターフレーム１４とを接続するアーム１５、１６、１７と、車輪１２とセンターフレーム１４とを接続するアーム１８、１９、２０とが存在し、センターフレーム１４を支えている。
アーム１５〜２０はそれぞれがピボット２１を利用してセンターフレーム１４へと接続されており、車輪１１及び１２の上下動に応じてピボット２１がアーム位置を調整する。センターフレーム１４の両端部にはボディパネル１３とセンターフレーム１４とを接続するボディ結合部２２、２３を備えている。
アーム１５、１６、１７の車輪側端部には駆動操舵部２４が備えられ、同様にアーム１８、１９、２０の車輪側端部には駆動操舵部２５が備えられている。駆動操舵部２４、２５の上部にはサスペンション２６、２７が備えられ、サスペンション２６、２７の上端部はボディパネル１３から突き出した被支持部２８、２９を支持し、車輪の上下動による衝撃緩和が図られている。駆動操舵部２４、２５と車輪１１、１２とは車軸３０、３１により接続されて、動力及び舵力が車輪に対して伝達される。なお、サスペンション２６、２７はアクティブサスペンションであることが望ましく、ボディパネル１３の傾度に応じてそれを補正する動作をすることが望ましい。その際、ボディパネル１３の傾度を計るため、ジャイロスコープ３２、３３がボディパネル１３内に備えられる。また、車速、傾度、舵角等の情報を集中的に管理し、各部に指示を与える車両集中管理部３４がボディパネル１３内に備えられている。この車両集中管理部３４は、例えば所定のプログラムによって制御されるマイクロコンピュータ（図示せず）で構成することができる。
本発明における二輪車１は、各車輪の操舵角を個別に変化させることによって前進、後退、横移動、回転等の種々の運動が行われる。このため、駆動操舵部２４、２５のそれぞれに電動モータやハイブリッドエンジン等の動力部を備えるのが望ましい。各動力部は運転者の操舵に沿って前進または後退方向の動力を、車軸３０、３１を介して車輪１１、１２に伝達する。これにより、第５図から第１１図のような車体の動作を可能にしている。
第５図は前輪と後輪とを直進方向に駆動させて前進する場合、第６図は前輪と後輪とを後方に駆動させて後退する場合、第７図は前輪のみ右操舵して前方に右折する場合、第８図は前輪のみ左操舵して前方に左折する場合、第９図は前輪及び後輪を左操舵して左斜め前方に平行移動する場合、第１０図は前輪及び後輪を右操舵して右斜め前方に平行移動する場合、第１１図は前輪及び後輪を左操舵して、前輪を右回転、後輪を左回転に駆動してその場で旋回する場合を表している
各車輪の操舵角を決定する操舵は、各車輪ごとに独立して行われる場合と、運転者から一の操舵操作に合わせて各車輪を連動して動作させる連動操舵で行われる場合とが考えられる。その場での回転運動等、運転時に即応性を必要としない操舵には各車輪を独立で操舵する独立操舵を用い、逆に即応性を必要とする通常の運転時にはハンドル等からの一の操舵に対して各車輪が連動して操舵される連動操舵を用いるのが好ましい。独立操舵と連動操舵との切り替えは、車両集中管理部３４に対して切り替え指示を行うスイッチ（図示しない）をボディパネル１３内に設け、その切り替え入力を車両集中管理部３４が感知することで、車両集中管理部３４から駆動操舵部２４、２５への指令が連動操舵から独立操舵へと切り替えられる。独立操舵の場合、車輪１１への指示と車輪１２への指示を運転者からそれぞれ各個独立に与えるために、指示対象の車輪を切り替えるスイッチ（図示しない）等をさらに設けるのが好ましい。もちろん、車両集中管理部３４が独立操舵時の各車輪の舵角をそれぞれ自動で設定しても良い。
連動操舵を用いる場合の操舵角の決定は、運転者の操舵に合わせて車両集中管理部３４が各車輪の適切な操舵角を決定するようにするとよりスムーズな運転を実現できる。
例として、右折する場合、通常は前輪を右方向に操舵することによって行われるが、同時に後輪を左方向に操舵すればより鋭角に曲がることができる。運転者によるハンドル等の切返し操作の強弱によって、車両集中管理部３４が予め設定された値に基づいて各車輪の舵角を決定する。発進、後退、右左折等の加減速動作や方向変換が伴う場合、ボディパネル１３に慣性力や遠心力が加わる。また、これによりボディパネル１３等の重心位置がずれるため、一時的に二輪車１が不安定になり転覆してしまう恐れがある。これを防ぐ為にボディパネル１３内の任意位置にジャイロスコープ３２、３３を備え、ボディパネル１３の傾度を監視している。一定以上の傾度をジャイロスコープ３２、３３が検知した場合には、車両集中管理部３４がサスペンション２６、２７に対して補正角及び補正指令を出力する。この情報を基にサスペンション２６、２７はそれぞれ駆動して車体の位置補正を行う。このため、サスペンション２６、２７はアクティブサスペンションであることが望ましい。その他、車体の位置補正を行う姿勢制御手段としては、油圧を用いたものや電動式にボディパネル１３を操作するものが考えられる。これら姿勢制御手段は、アクティブサスペンションと同様に車両集中管理部３４からの補正指令を基に作動する。
なお、アーム１５〜２０の本数や設置位置については任意に変更してかまわない。また、サスペンション位置についても同様に変更してもかまわない。
本発明は、二輪車の各車輪の配置から本体がホイールベースとトレッドを有することにより、従来の二輪車に比べて停止時及び走行時の安定性を向上させることに成功している。
また、各車輪を独立操舵または連動操舵にすることでその場での円運動等を可能にした機動性の向上に成功している。
また、車体にボディパネルを採用することで全天候型の二輪車を提供すると共に、事故時に運転者を衝撃から守ることができ、運転者の安全性を大幅に改善している。
最後に、本発明に係る二輪車が静止状態において倒れないことを、従来の二輪車との比較において簡単に説明する。
＜従来の二輪車が自立しないことの説明＞
従来の二輪車は、大きく分けると二つのタイプがある。
（１）自転車型
二つの車輪が進行方向に縦に一列に並んでいるタイプである。第１４図（１）の右側の図に示すように、この二輪車は進行方向に向かって左右のいずれかに倒れる。
（２）リアカー型
二つの車輪が進行方向に向かって横一列に並んでいるタイプである。第１４図（２）の右側の図に示すように、この二輪車は進行方向に向かって前後のいずれかに傾く。車体が二つの車輪をつなぐシャフトの上に乗っているため、このシャフトを中心として相対的に回転するからである。
＜本発明による二輪車が前後及び左右に傾かないことの説明＞
第１４図（３）に示すように、車体の重心は二つの車輪の間にあるため、リアカーの場合と同じように、進行方向に向かって左右には倒れない。
しかしながら、車体が第１４図（３）の左側の図において右斜め方向（図の矢印方向）に傾くか否かが問題となる。
もし右斜め方向に車体が傾くとすれば、それはシャフトと直角の方向になるはずである。なぜならば、車体はシャフトに固定されているため、車体が傾くとすれば、それはシャフトと直角の方向、つまりシャフトがその軸方向に回転した場合に限られるからである。
しかるに、シャフトはアームと接続されて固定されているので、シャフトがその軸方向に回転することはあり得ない。従って、車体が矢印方向に傾くことはない。

Claims (8)

1. 車輪それぞれの配置により、ホイールベースとトレッドを備えた車体を有することを特徴とする二輪車。
2. 前記車体がボディパネルを有する請求の範囲第１項に記載の二輪車。
3. 前記車輪がそれぞれ独立した駆動輪である請求の範囲第１項又は第２項に記載の二輪車。
4. 前記車輪がそれぞれ独立操舵される請求の範囲第１項乃至第３項のいずれかに記載の二輪車。
5. 前記車輪がそれぞれ連動して操舵される請求の範囲第１項乃至第３項のいずれかに記載の二輪車。
6. 前記車輪が電動式である請求の範囲第１項乃至第５項のいずれかに記載の二輪車。
7. 前記車体の内部に、前記車体の姿勢状態を判別するためのジャイロスコープと、前記姿勢状態に応じて前記車体の姿勢制御を行う姿勢制御手段を有する請求の範囲第１項乃至第６項のいずれかに記載の二輪車。
8. 前記姿勢制御手段がアクティブサスペンションである請求の範囲第７項に記載の二輪車。

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