JP2005199754A - 三輪自転車の揺動機構 - Google Patents

Abstract

【課題】揺動ロック機構のオン・オフの切り換え操作が容易で、車体設計の自由度が高くかつ経年変化の少ない揺動復元機構の採用が容易な三輪自転車の揺動機構を提供する。
【解決手段】揺動機構として、後部車体２０の車輪支持フレーム２１に固設した円筒体２２に前部車体１０の主フレーム１６後端に取り付けた円柱体１６ｂを挿入させた構造とし、揺動ロック機構のオン・オフの切り換え機構として、前部車体１０の主フレーム１６後部の移動する丸棒１６ｄを後部車体２０に固設した中空体２３の中空部に進退させる構造とした。また、揺動切り換え用のレバー１３ａをハンドル１３に設けた。さらに、揺動復元機構として、前部車体１０の主フレーム１６の下部と後部車体２０の円筒体２２の下部にトーションバー４１の前端と後端をそれぞれ固定した構造とした。
【選択図】図２

Description

本発明は、１個の前輪を支持する前部車体を２個の後輪を支持する後部車体に対して揺動可能とした三輪自転車の揺動機構に関する。

二輪自転車の運転が苦手な人用や高齢者用として、あるいは荷物の運搬用として、前輪が一輪で後輪が二輪の構造の三輪自転車が利用されている。この三輪自転車は、１個の前輪は前部車体に支持され、２個の後輪は後部車体に支持された構造になっている。この構造の三輪自転車にあっては、ある程度以上の速度で曲がる際に、自転車全体が曲がる方向に傾斜しないためバランスが取りにくい。このため、後部車体に対して前部車体が左右方向に揺動可能なように揺動機構が設けられている。

ところで、上記の揺動機構がフリーの状態にあるときは、低速走行時や駐輪時には前部車体が揺動して不安定になりやすい。そこで、この揺動機構をロックする機構が設けられている。この揺動ロック機構としては、前部車体の後部に取り付けられ、後部車体の揺動軸に嵌合するブロックの揺動を阻止するためのアームやカムを、シートの下または前部車体のヘッドパイプに設けたレバーを操作して進退移動させる構造のものが一般的に用いられている（特許文献１、特許文献２参照）。

また、曲がる際には前部車体が右または左に傾斜し、曲がり終わって直進するときには、前部車体はもとの姿勢に復元する必要がある。そこで揺動機構には、揺動復元機構が同時に設けられている。この揺動復元機構としては、後部車体の固定軸に前部車体を揺動自在に支持させ、固定軸に巻装させたトーションスプリングで前部車体を中立状態に保持するように挟持する構造のものや、後部車体の固定軸のまわりで揺動するケースの中に設けたダンパラバーを設けたナイトハルト機構と称する構造のものが一般的に用いられている（特許文献３参照）。
特公昭６２−２６９５５号公報 特開２００１−２５３３８１号公報 特開平９−１５６５６３号公報

従来の三輪自転車において、揺動機構は構造が複雑であり、三輪自転車の製造コストが高くなる一因となっている。また、揺動ロック機構のオンまたはオフの切り換え操作をするためのレバーは、シートの下または部車体のヘッドパイプに設けられているが、これでは走行中に揺動ロック機構の切り換え操作をするのは難しい。道路のカーブや交差点で曲がるときは前部車体が揺動しないと運転しにくいが、直線に近い道路をゆっくり走行する場合には、揺動機構が作動しないほうがむしろ運転しやすい。揺動機構が作動しないようにするには、揺動ロック機構をオンに切り換えればよいのであるが、この切り換えのためのレバーはシートの下または前部車体のヘッドパイプに設けられているので、レバーを操作するためにはハンドルから一方の手を離さなければならない。このような片手運転は、三輪自転車の主要な利用者である自転車の運転が苦手な人や高齢者にとっては危険な運転行為であり、しかも、このような人たちこそ必要のないときの揺動をなくすことが望まれる人たちである。

揺動復元機構に関しては、トーションスプリング方式の場合は、トーションスプリングの反力を受けるストッパのために前フレームと揺動軸の間隔が広くなって車高が高くなり、結果的に荷台スペースが縮小するという問題がある。またナイトハルト機構の場合は、ナイトハルトゴムが経年変化によって劣化して変形し、本来の復元機能が損なわれるという問題がある。

本発明の目的は、揺動機構そのものの構造が簡単で、また、走行中にハンドルから手を離さずに揺動ロック機構のオンまたはオフの切り換え操作を容易に行うことができるとともに、車体設計の自由度が高くかつ経年変化の少ない揺動復元機構の採用が容易な三輪自転車の揺動機構を提供することにある。

本発明は、１個の前輪を支持する前部車体を２個の後輪を支持する後部車体に対して揺動可能に連結した三輪自転車の揺動機構であって、後部車体の車輪支持フレームに固設した円筒体に前部車体の主フレームの後端に取り付けた円柱体を挿入させて前部車体を後部車体に対して揺動可能に連結し、前部車体の前記主フレームの後部に固設したブロック内を前後方向に移動する棒体を後部車体の前記円筒体に固設した中空体の中空部に進入または退出させることにより前部車体の揺動のロックとアンロックを切り換え可能とした三輪自転車の揺動機構である。ここで、前記棒体の前後方向の移動を、前部車体のハンドルに設けたレバーの操作により行う構成とすることができる。また、前部車体の前記主フレームの下部にトーションバーの前端を固定し、後部車体の前記円筒体の下部にトーションバーの後端を固定して揺動復元機構とすることができる。

揺動機構として、後部車体の車輪支持フレームに固設した円筒体に前部車体の主フレーム後端に取り付けた円柱体を挿入させた構造とすることにより、簡単でかつ確実な構造の揺動機構とすることができる。また、揺動機構のロックとアンロックの切り換え機構として、前部車体の主フレーム後部の移動する棒体を後部車体に固設した中空体の中空部に進退させる構造とすることにより、切り換え機構もまた簡単でかつ確実な構造とすることができる。

また、揺動機構のロックとアンロックの切り換えを操作するレバーを前部車体のハンドルに設けることにより、運転者が走行中にハンドルから手を離すことなく切り換え操作を行うことができる。さらに、前部車体の主フレームの下部と後部車体の円筒体の下部にトーションバーの前端と後端をそれぞれ固定した構造の揺動復元機構とすることにより、車体設計の自由度が高く、かつ経年変化による劣化のない揺動復元機構となる。

本発明に係る三輪自転車は、１個の前輪を支持する前部車体を２個の後輪を支持する後部車体に対して揺動可能に連結した三輪自転車である。前部車体は、ヘッドパイプとハンドルステム、ハンドルステムの上端のハンドルおよびハンドルステムの下端のフロントフォークなどからなるフロント部と、ヘッドパイプから後方に延びる主フレーム、主フレームに立設されたシートパイプ、シートパイプの上端に装着されたシートなどからなるミドル部とから構成されている。ミドル部には、主フレームとシートパイプの交点付近にペダルが設けられ、後輪に回転を伝えるためのチェーンおよびスプロケットが設けられる。後部車体は、車輪支持フレーム、車輪支持フレームに固設した円筒体、この円筒体に固設した中空体、荷台フレームなどから構成され、さらに後輪に回転を伝えるためのチェーンおよびスプロケットが設けられる。

前部車体と後部車体の連結および後部車体に対する前部車体の揺動機構は、後部車体の車輪支持フレームに固設した円筒体に前部車体の主フレームの後端に取り付けた円柱体を挿入させて前部車体を後部車体に対して揺動可能に連結した構造とする。さらに、前部車体の主フレームの下部と後部車体の円筒体の下部にトーションバーの前端と後端をそれぞれ固定して、前部車体と後部車体が離れないようにするとともに、揺動復元機能をもたせる。

揺動のロックとアンロックの切り換え機構は、前部車体の主フレームの後部に固設したブロック内を前後方向に移動する棒体を、後部車体の円筒体に固設した中空体の中空部に進入または退出させて揺動のロックとアンロックを切り換える構造とする。ここで、前記の棒体の前後方向の移動を、前部車体のハンドルに設けたレバーの操作により行う構成とすることが望ましい。このレバーと前記の棒体の前端とをワイヤで連結し、レバーの操作によりワイヤを押し引きして、棒体を中空体の中空部に進入または退出させる構造とする。この場合、レバーをハンドルのグリップ部にできるだけ近い位置に設置すると、走行中のレバー操作が行いやすくなる。

後輪の一方の車輪の車軸にスプロケットを設け、前部車体からのチェーンを直接または中間スプロケットを介して後輪のスプロケットに掛け回し、ペダルをこぐことによって自転車を走行させる。自転車の運転に必要なブレーキやライトは所定の位置に取り付け、荷物を収容する籠は、後部の荷受けフレームおよび前部のヘッドパイプに取り付けることができる。

以下、本発明を人力のみで走行する三輪自転車に適用した実施例について説明する。図１は三輪自転車の全体斜視図、図２は前部車体と後部車体の連結部を上方からみた斜視図、図３は前部車体と後部車体の連結部を下方からみた斜視図、図４は揺動切り換え機構のワイヤ連結部を示す斜視図、図５は揺動切り換え機構の操作レバーを示す斜視図である。

まず、三輪自転車（以下、自転車という）の概略構成について説明する。図１に示すように、自転車１は、１個の前輪２と２個の後輪３ａと３ｂを有する三輪自転車である。自転車１の車体は、前部車体１０が後部車体２０に対して揺動可能に連結されており、前部車体１０は、ヘッドパイプ１１とハンドルステム１２、このハンドルステム１２の上端のハンドル１３およびハンドルステム１２の下端のフロントフォーク１４などからなるフロント部１５と、ヘッドパイプ１１から後方に延びる主フレーム１６、この主フレーム１６に立設されたシートパイプ１７、このシートパイプ１７の上端に装着されたシート１８などからなるミドル部１９とから構成されている。ミドル部１９には、主フレーム１６とシートパイプ１７の交点付近にペダル３１が設けられ、後輪３ａに回転を伝えるためのチェーン３２およびスプロケット３３ａ，３３ｂが設けられている。後部車体２０は、車輪支持フレーム２１、この車輪支持フレーム２１に固設した円筒体２２、この円筒体２２に固設した中空体２３、荷台フレーム２４などから構成され、さらに後輪３ａに回転を伝えるためのチェーン３４およびスプロケット３５が設けられている。

つぎに、揺動機構の構成について説明する。図２および図３に示すように、前部車体１０の主フレーム１６の後端に、フランジ継ぎ手１６ａを介して円柱体１６ｂが取り付けられており、この円柱体１６ｂが、後部車体２０の車輪支持フレーム２１に固設された円筒体２２に挿入されている。円柱体１６ｂは円筒体２２の中で自由に回動できるので、前部車体１０は後部車体２０に対して揺動可能となる。さらに、前部車体１０の主フレーム１６の下部と後部車体２０の円筒体２２の下部にトーションバー４１の前端と後端をそれぞれ取り付け具４２ａ，４２ｂを介して固定することにより、前部車体１０と後部車体２０が離れないように連結されるとともに、トーションバー４１の復元力によって、前部車体１０は揺動した後に自動的に復元する。

前部車体１０の揺動のロックとアンロックの切り換えは、図２および図４に示すように、前部車体１０の主フレーム１６の後部に固設したブロック１６ｃ内を前後方向に移動する丸棒１６ｄを後部車体２０の円筒体２２に固設した中空体２３の中空孔に進入または退出させることにより行う。この切り換えのための丸棒１６ｄの前後方向の移動は、前部車体１０のハンドル１３に設けたレバー１３ａの操作により行う。図４および図５に示すように、ハンドル１３に設けたレバー１３ａと主フレーム１６後部のブロック１６ｃ内にある丸棒１６ｄの前端とをワイヤ４３で連結し、レバー１３ａの操作によりワイヤ４３を押して丸棒１６ｄを中空体２３の中空部に進入させ、または、レバー１３ａの操作によりワイヤ４３を引いて丸棒１６ｄを中空体２３の中空部から退出させることにより、前部車体１０の揺動のロックとアンロックが切り換えられる。レバー１３ａはハンドル１３のグリップ部１３ｂに近い位置に設置して、走行中のレバー１３ａの操作が行いやすいようになっている。

上記のように本実施例の自転車１は、後部車体２０の車輪支持フレーム２１に固設された円筒体２２に前部車体１０の主フレーム１６後端に取り付けた円柱体１６ｂを挿入させた構造の揺動機構としたことにより、簡単でかつ確実な構造の揺動機構となっている。また、揺動機構のロックとアンロックの切り換え機構として、前部車体１０の主フレーム１６後部の移動する丸棒１６ｄを後部車体２０に固設した中空体２３の中空部に進退させる構造の揺動切り換え機構としたことにより、切り換え機構もまた簡単でかつ確実な構造となっている。さらに、ハンドル１３に揺動切り換え用のレバー１３ａを設けたことにより、走行中にハンドルから手を離すことなく揺動の切り換えを行うことができる。

以上、本発明を人力のみで走行する三輪自転車に適用した実施例について説明したが、本発明の揺動機構は、人力のみで走行する三輪自転車はもちろん、電気駆動と人力を併用した三輪自転車にも適用することが可能である。電気駆動と人力を併用した三輪自転車の場合は、後部車体に電動機や充電池が設置されるが、この場合でも揺動機構の基本的な構造は変わらない。

本発明の実施例である三輪自転車の全体斜視図である。 実施例の三輪自転車の前部車体と後部車体の連結部を上方からみた斜視図である。 実施例の三輪自転車の前部車体と後部車体の連結部を下方からみた斜視図である。 実施例の三輪自転車の揺動切り換え機構のワイヤ連結部を示す斜視図である。 実施例の揺動切り換え機構の操作レバーを示す斜視図である。

符号の説明

１ 自転車
２ 前輪
３ａ，３ｂ 後輪
１０ 前部車体
１１ ヘッドパイプ
１２ ハンドルステム
１３ ハンドル
１３ａ レバー
１３ｂ グリップ部
１４ フロントフォーク
１５ フロント部
１６ 主フレーム
１６ａ フランジ継ぎ手
１６ｂ 円柱体
１６ｃ ブロック
１６ｄ 丸棒
１７ シートパイプ
１８ シート
１９ ミドル部
２０ 後部車体
２１ 車輪支持フレーム
２２ 円筒体
２３ 中空体
２４ 荷台フレーム
３１ ペダル
３２，３４ チェーン
３３ａ，３３ｂ，３５ スプロケット
４１ トーションバー
４２ａ，４２ｂ 取り付け具
４３ ワイヤ

Claims (3)

1. １個の前輪を支持する前部車体を２個の後輪を支持する後部車体に対して揺動可能に連結した三輪自転車の揺動機構であって、後部車体の車輪支持フレームに固設した円筒体に前部車体の主フレームの後端に取り付けた円柱体を挿入させて前部車体を後部車体に対して揺動可能に連結し、前部車体の前記主フレームの後部に固設したブロック内を前後方向に移動する棒体を後部車体の前記円筒体に固設した中空体の中空部に進入または退出させることにより前部車体の揺動のロックとアンロックを切り換え可能とした三輪自転車の揺動機構。
2. 前記棒体の前後方向の移動を、前部車体のハンドルに設けたレバーの操作により行う構成とした請求項１記載の三輪自転車の揺動機構。
3. 前部車体の前記主フレームの下部にトーションバーの前端を固定し、後部車体の前記円筒体の下部にトーションバーの後端を固定して揺動復元機構とした請求項１または２記載の三輪自転車の揺動機構。
   

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