JP2010188863A - 電動三輪車 - Google Patents

Abstract

【課題】電動三輪車の旋回時の車両安定性と操舵安定性の向上及び直進安定性を向上することを目的とする。
【解決手段】前輪２を操舵し、後輪３をバッテリー５と接続されたモーター２３により駆動する電動三輪車において、操舵輪である前輪２を駆動輪である後輪３に対して直径を大径とし、幅を広く設定すると共に、操舵軸６と前輪２の回転軸に対する鉛直線とのなす角（キャスター角）を車両後方に向けて１５°から２５°傾斜させる。
【選択図】図１

Description

本発明は、バッテリーを電源として駆動する電動三輪車に関する。

従来から、充電式のバッテリーを電源として駆動する電動三輪車が知られている。この電動三輪車を図５に基づいて説明する。

図５は、電動三輪車の右側面図であり、車体フロア５２上の中央部付近にバッテリー５３が設けられ、その上方に座席固定軸６１が立設されて搭乗者が搭乗する座席６２が前記座席固定軸６１の上側に取り付けされている。

また、車体フロア５２の後方には図示しないモーターに同じく図示しないデファレンシャルギアを介して後輪５１が軸支され、バッテリー５２を電源として駆動されるようになっている。また、両後輪５１、５１の車幅方向内側には、登坂時等に車体が後転しないよう、後転防止輪６３が車体フロア５２に取り付けられている。

また、車体フロア５２の前方には、後輪５１と同径、同幅の前輪５０が設けられ、この前輪５０に前輪支持枠５４が、前輪５０の回転軸との鉛直線に対して車体後方に角度ａだけ傾斜して軸支され（以後、前記角度をキャスター角と呼ぶ。なお、キャスター角とは、操舵軸と、操舵輪の回転軸に対する鉛直線とがなす角を表す。）、前記前輪支持枠５４の上方に操舵軸５６が立設されることにより、操舵軸５６も前輪５０に対してキャスター角ａ（ａは５°）が設けられた状態で前輪支持枠５４に固定され、この操舵軸５６は支柱５５によって車体フロア５２と連結固定されている。

前記操舵軸５６は、ハンドルシャフト５７と接続され、そのハンドルシャフト５７の上方には操作パネル６４が設けられており、操作パネル６４には速度調整ダイヤル６０と、手前側方にハンドル５８が設けられている。また、前記ハンドル５８の前方に後退レバー５９が設けられ、操作パネル６４の後退レバー６１の反対側には図示しないが前進レバー及びハンドル５８が設けられている。

前記の従来の電動三輪車は、後輪５１をバッテリー５３を電源として図示しないモーターにより駆動し、ハンドル５８を操舵することで、前輪５０を操舵方向に向けることにより走行方向が決定されるようになっている。

前記特許文献１における電動三輪車においても、図示従来例と同様に後輪を駆動し、前輪を操舵方向に向けることにより走行方向が決定されるようになっており、キャスター角は略０°に、また、前輪と後輪は略同径、略同幅のものが用いられている。

特許第３００８９９７号公報

なお、説明の便宜のために、背景技術に用いた図面符号は同じものを用いて説明する。ところで、上記図示した従来例の電動三輪車は、前輪５０と後輪５１は同径に形成されており、また、車高が高くなり過ぎて乗降の不便性や、走行安定性、走行速度のバランスを損なわないよう、前輪５０、後輪５１は、比較的小径に形成されている（例えば、前後輪の径は１８０〜２００ｍｍである）。また、前輪幅についても、操舵が重くならないよう、４０〜５０ｍｍ幅に設定されている。

従って、前輪の径及び幅が小さく、小回りが利き過ぎるため、旋回時に操舵が安定せず、搭乗者が意図する進路を取るのに熟練が必要となる問題や、少しの段差等で走行方向が小刻みに変化したり、時には急激に走行方向が変わるなど、直進安定性が悪い問題があった。さらに、急旋回等の方向変更時に搭乗者の重心変化や慣性力により、車体の挙動が不安定になり、搭乗者が意図する進路を取るのに熟練を要する問題があった。

また、前記のキャスター角ａが５°と小さく設定されているために直進走行中に前輪を直進方向に引き戻す力がほとんど作用せず直進安定性が悪い問題があった。

また、操作パネル６４の前進レバーは、ハンドル５８の水平前方に設けられ、ハンドル６０と共に握って操作するようになっており、衝突時に搭乗者が咄嗟にハンドル５８を握り締めると前進レバーと共に握り締めてしまい加速状態で衝突する恐れがあった。

また、特許文献１においては、旋回時に搭乗者の重心変化や慣性力による車体の傾斜を抑制し走行不安定状態の発生を少なくするために、前輪の両側に所定間隔を隔てて回転自在の補助輪を設け、車体が傾斜した際に補助輪の一方が地面と接する状態にある時にその回転軸線を地面と平行になるように傾斜を設ける構成を採っている。

しかしながら、別途補助輪を必要としコストを要することや車体が傾斜するのを直接抑止するものではないため、下り坂等ではやはり横転等する可能性があった。

そこで、本発明は、旋回時の直進安定性を向上すると共に、旋回時に搭乗者の重心変化や慣性力による車体の傾斜を抑制して操舵を安定して行なえる電動三輪車を提供することを目的とする。

上記課題を解決するために請求項１の発明は、操舵輪を構成する前輪と、駆動輪を構成する後輪と、該前輪を操舵するハンドルと、該後輪を駆動するモーター及びバッテリーとからなる電動三輪車において、該前輪が後輪よりも４０ｍｍ以上大径でかつ２０ｍｍ以上広幅に設けると共に、前輪のキャスター角を１５°から２５°にした構成を採用した電動三輪車である。

前輪幅を広くしたので、接地面積が増え、地面の段差等による前輪の小刻みな方向変化が少なくなり、直進安定性が向上すると共に方向変更時に前輪の横滑りがなくなり、安定して旋回できる。

また、前輪径も大きくしたので、前輪幅が広くなり摩擦抵抗が大きくなっても、従来と変わらずにハンドル操作が行なえる。

キャスター角を大きくしたので、前輪を直進方向に引き戻す力が強くなり、地面の段差等によっても小刻みな前輪の方向変化が少なくなって直進走行性が向上すると共に旋回時に搭乗員が安定にハンドル操作を行なうことができる。また、前輪径も大きくしたので、極端にハンドル操作が重くなることもない。

また、別途に補助輪を設ける必要がなく、コストが高くなることもない。

本発明の電動三輪車の全体を表す斜視図である。 本発明の電動三輪車の右側面図である。 本発明の電動三輪車の平面図である。 本発明の電動三輪車の説明図である。 従来の電動三輪車の右側面図である。

以下に本発明の一実施形態について図１乃至図４に基づいて説明する。

図１は本発明の電動三輪車の斜視図、図２は右側面図、図３は平面図であり、図４は本発明の電動三輪車の構造を説明する説明図である。

本発明の電動三輪車１は、底面に設けられた車体フロア４と、車体フロア４の中央上部に設けられたバッテリー５と、バッテリー５上部に設けられた座席１１と、同じく車体フロア４の前方に設けられハンドル１６により操舵可能な前輪２と、車体フロア４後方にモーター２３を介して駆動回転可能に取り付けられた後輪３とから構成されている。

前記車体フロア４は、図示しない複数のシャフトにより支持された平板状に形成されており、前方部は前輪２と緩衝しないようＵ字状に切欠きが設けられ、後方部には充電式のバッテリー５が上下方向に取り外し可能に設けられている。

また、バッテリー５の上部には、図示しない適宜な機構で伸縮及び回動可能な座席固定軸１２が立設され、その上端に座席１１が固定されており、また、座席１１には肘掛１３が設けられている。前記座席１１は、乗降が容易なように座席固定軸１２が回動するようになっており、適宜座席固定軸１２の伸縮を調節することで座席１１の高さを調節できるようになっている。

また、前記前輪２は、車体フロア４のＵ字状の切欠き部に設けられ、前輪支持枠７に回転可能に軸支されている。前記前輪支持枠７は、前輪２の回転軸の鉛直線に対してキャスター角ｂ（本実施形態ではｂは２０°）だけ車体後方に向けて傾斜して設けられており、この前輪支持枠７の上方には操舵軸６がキャスター角ｂ方向に向けて設けられている。

前記キャスター角ｂは、車体後方に向けて角度を大きくする程、直進安定性は向上するが、ハンドル１６の操舵が重くなるため、１５°から２５°の範囲に設定することが直進安定性と操舵性の面で好ましい。

また、前輪支持枠７は支柱８と接続され、この支柱８が車体フロア４と固定されることで前輪２は車体フロア４に対して回転可能に支持されている。

前記前輪２は、本実施形態においては直径が例えば２６０ｍｍ、幅は例えば８５ｍｍに設定されており、前記後輪３は、例えば直径２００ｍｍ、幅５０ｍｍに設定され、前輪２は後輪３に対して直径が大きく、また、幅も広く設定されている。

なお、前輪２の直径は後輪３の直径よりも４０ｍｍ以上大きくすることが好ましく、かつ前輪２の幅については後輪３の幅よりも２０ｍｍ以上大きくすることが好ましい。このように後輪３に対して前輪２の直径を大きくし、幅も広く設定することで、旋回時に前輪２の地面との接地力が増し、ハンドル１６の操作が安定して、旋回時の車両安定性が向上する。

また、前輪２の最小径は２１０ｍｍ、最小幅は６０ｍｍとすることが車両安定性の面で好ましく、また、前輪２の最大径は２８０ｍｍ、最大幅は１００ｍｍとするのが、旋回性、操舵性の面で好ましい。後輪３については、最小径１７０ｍｍ、最小幅４０ｍｍとし、最大径２１０ｍｍ、最大幅６０ｍｍとすることが乗降性、車両サイズ、走行性等の面から好ましい。

また、前記前輪２及び後輪３は、チューブレスタイヤとすることが、パンク等のメンテナンスの面で好ましく使用できるがこの限りではない。

前記操舵軸６の上端は回動軸９に接続され、この回動軸９にはその上方にハンドルシャフト１０が接続されており、この回動軸９を介してハンドルシャフト１０は、角度の調整及び収納時の折り畳みが可能になっている。

前記ハンドルシャフト１０の上端には、操作パネル１４が設けられ、操作パネル１４にはその上面に速度調整ダイヤル１５、バッテリー残量表示計１９、電源スイッチ２２が設けられ、操作パネル１４の左側方にはハンドル１６と後退レバー１８が、右側方にはハンドル１６と前進レバー１７が設けられている。

この前進レバー１７を操作することで、速度調整ダイヤル１５で設定された上限速度で電動三輪車１は前進し、後退レバー１７を操作することで同じく速度調整ダイヤル１５で設定された上限速度で電動三輪車１が後退するようになっている。

なお、前記前進レバー１７と後退レバー１８はハンドル１６の上側に設けられ、ハンドル１６よりも短く形成されており、上側から押えて操作するようになっている。これは、従来例のようにハンドル１６と同時に握るように構成すると衝突時に咄嗟に前進レバー１７または後退レバー１８ごと握ってしまい、逆に加速することになってしまう恐れがあるため、手を添えて操作するようにしている。

また、車体フロア４の後方部分には図４のように車幅方向両側に設けられたベアリング２７、２７を介して車軸２５が車体フロア４に対して軸支され、その車軸２５の両端には後輪３、３が設けられている。

また、前記車軸２５は、内輪差を吸収するため、ディファレンシャルギアユニット２６を介してモーター２３と接続され、このモーター２３の駆動により後輪３、３は駆動されるようになっている。

前記モーター２３は、バッテリー５と接続された制御ユニット２４に接続されており、このバッテリー５により、モーター２３が駆動され、両後輪３、３を駆動回転させるようになっている。

なお、ディファレンシャルギアユニット２６を廃し、左右の後輪３のいずれか一方をフリー回転とし、他方の後輪３のみをモーター２３で駆動するようにすれば、ディファレンシャルギアユニット２６を省略でき、コストダウンが図れる。

また、車体フロア４の後方部分には、後転防止輪２１が両後輪３、３の車幅方向やや内側に設けられ、登坂時等に車両が後転することを防止するようになっている。

また、前記制御ユニット２４は、操作パネル１４と接続され、操作パネル１４上の速度調整ダイヤル１５を操作することでモーター２３の回転数を制御し、前進レバー１７あるいは後退レバー１８の操作による車両速度の上限を変更するようになっている。

以上のように、本発明の電動三輪車においては、前輪２の直径を後輪３よりも大きくし、かつ前輪２の幅を後輪３よりも広くしたので、旋回時に前輪２が小刻みに動くことがなく、安定に旋回できる。また、前輪２と操舵軸６にキャスター角を適正に設定したので、直進安定性が向上すると共に旋回時に操舵が重くなることもない。

１ 電動三輪車
２ 前輪
３ 後輪
４ 車体フロア
５ バッテリー
６ 操舵軸
７ 前輪支持枠
８ 支柱
９ 回動軸
１０ ハンドルシャフト
１１ 座席
１２ 座席固定軸
１３ 肘掛
１４ 操作パネル
１５ 速度調整ダイヤル
１６ ハンドル
１７ 前進レバー
１８ 後退レバー
１９ バッテリー残量表示計
２０ 後輪カバー
２１ 後転防止輪
２２ 電源スイッチ
２３ モーター
２４ 制御ユニット
２５ 車軸
２６ ディファレンシャルギアユニット
２７ ベアリング
５０ 前輪
５１ 後輪
５２ 車体フロア
５３ バッテリー
５４ 車輪固定枠
５５ 支柱
５６ 操舵軸
５７ ハンドルシャフト
５８ ハンドル
５９ 後退レバー
６０ 操作スイッチ
６１ 座席固定軸
６２ 座席
６３ 後転防止輪
６４ 操作パネル

Claims (1)

1. 操舵輪を構成する前輪と、駆動輪を構成する後輪と、該前輪を操舵するハンドルと、該後輪を駆動するモーター及びバッテリーとからなる電動三輪車において、
   該前輪を後輪よりも４０ｍｍ以上大径でかつ２０ｍｍ以上広幅に設けると共に、前輪のキャスター角を１５°から２５°に設定したことを特徴とする電動三輪車。

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