JP2012045982A - Vehicle - Google Patents
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Abstract
Description
本発明は、左右一対の前輪を有する車両に関する。 The present invention relates to a vehicle having a pair of left and right front wheels.
例えば、車椅子には、左右一対の前輪が備えられている(例えば、特許文献1,2参照)。特許文献2では、各前輪のリムの周囲に、横転ローラと称するローラ部材が複数配置されている。横転ローラは、車椅子の直進方向に対して直交する横進方向へ回転するように構成されている。横転ローラが回転することにより、左右の前輪を、横方向(車椅子の左右方向)へ移動させることが可能となっている。
For example, a wheelchair is provided with a pair of left and right front wheels (see, for example, Patent Documents 1 and 2). In
しかしながら、特許文献2の構成では、車椅子が前進走行しつつ右または左に向きを変える右旋回動作または左旋回動作をする際における、旋回性能を充分に高くし難い。具体的には、車椅子が前進走行しつつ、旋回する際、横転ローラが横方向に回転することにより、前輪と路面との間で生じる摩擦力のうち、横方向の成分が小さい。したがって、前輪に十分なコーナリングフォース(求心力)が生じずに、車椅子の回転半径が大きくなってしまう。このため、旋回性能を充分に高くし難い。
However, in the configuration of
一方、特許文献1のように、単に支軸回りを回転可能な前輪を設けた場合、車椅子の旋回時に、前輪と路面との間の摩擦抵抗が大きくなり、スムーズな旋回をし難い。
本発明は、かかる背景のもとでなされたもので、回転半径を小さくでき、且つ、スムーズな旋回動作を実現できる車両を提供することを目的とする。
On the other hand, when a front wheel that can simply rotate around the support shaft is provided as in Patent Document 1, the frictional resistance between the front wheel and the road surface becomes large when the wheelchair turns, and it is difficult to make a smooth turn.
The present invention has been made under such a background, and an object of the present invention is to provide a vehicle capable of reducing the turning radius and realizing a smooth turning operation.
上記目的を達成するため、本発明は、左右一対の前輪(4L,4R)と、これらの前輪の後方に配置された後輪(5)と、各前記前輪および前記後輪に連結されたフレーム(2)とを備え、右旋回および左旋回が可能な車両(1)において、各前記前輪は、前輪本体(51L,51R)と、この前輪本体の外周において前記前輪本体の周方向(CL,CR)に並んで配置され前記周方向に沿って延びる中心軸線(L10L,L10R)を有する複数のローラ(53L,53R)と、各ローラと前記前輪本体とを連結するために配置され、前記中心軸線回りの一方向の各前記ローラの回転を規制する複数の一方向クラッチ(50L,50R)と、を含み、左側の前記前輪の前記一方向クラッチが前記ローラの回転を規制する方向(CCW,CW)と、右側の前記前輪の前記一方向クラッチが前記ローラの回転を規制する方向(CW,CCW)とが反対であることを特徴とする車両を提供する(請求項1)。 To achieve the above object, the present invention provides a pair of left and right front wheels (4L, 4R), a rear wheel (5) disposed behind these front wheels, and a frame connected to each of the front wheels and the rear wheels. (1), and the vehicle is capable of turning right and left (1), each front wheel includes a front wheel body (51L, 51R) and a circumferential direction (CL of the front wheel body on an outer periphery of the front wheel body. , CR) and a plurality of rollers (53L, 53R) having central axes (L10L, L10R) arranged along the circumferential direction and arranged to connect each roller and the front wheel body, A plurality of one-way clutches (50L, 50R) that restrict the rotation of the rollers in one direction around a central axis, and the direction (CCW) in which the one-way clutch of the left front wheel restricts the rotation of the rollers , CW If, to provide a vehicle, characterized in that the right of the front of the one-way clutch is restricted to the direction (CW, CCW) rotation of the roller and are opposite (claim 1).
なお、ローラに関して、「周方向に沿って延びる中心軸線」とは、車両を側面視したときに、前輪本体の周方向と向きが完全に一致する中心軸線に限らず、前輪本体の周方向に概ね沿う直線状の中心軸線を含む。
本発明によれば、車両が右旋回動作または左旋回動作をしているとき、一方の前輪のローラは、路面に対する中心軸線回りの回転が規制されることになる。これにより、一方の前輪のローラと路面との間に十分な摩擦抵抗が生じ、このローラを含む一方の前輪に、十分なコーナリングフォース(求心力)が生じる。これにより、車両を小さい回転半径で旋回させることができ、高い旋回性能を実現できる。また、他方の前輪のローラは、路面に対する中心軸線回りの回転が規制されず、路面に対して自由回転することになる。これにより、他方の前輪のローラと路面との間の摩擦抵抗は小さく、このローラを含む他方の前輪を、小さい摩擦抵抗でスムーズに駆動することができる。これにより、車両をスムーズに旋回させることができる。このように、一方の車輪の働きにより、高い旋回性能を実現でき、且つ、他方の車輪の働きにより、スムーズな旋回を実現できる。
Regarding the roller, the “center axis extending along the circumferential direction” is not limited to the center axis whose direction coincides perfectly with the circumferential direction of the front wheel body when the vehicle is viewed from the side, but in the circumferential direction of the front wheel body. Includes a straight central axis that is generally along.
According to the present invention, when the vehicle is making a right turn operation or a left turn operation, the rotation of the front wheel roller around the central axis with respect to the road surface is restricted. As a result, a sufficient frictional resistance is generated between the roller of one front wheel and the road surface, and a sufficient cornering force (centripetal force) is generated on the one front wheel including this roller. Thereby, the vehicle can be turned with a small turning radius, and high turning performance can be realized. Further, the rotation of the roller of the other front wheel around the central axis with respect to the road surface is not restricted, and is freely rotated with respect to the road surface. Thereby, the frictional resistance between the roller of the other front wheel and the road surface is small, and the other front wheel including this roller can be smoothly driven with a small frictional resistance. Thereby, the vehicle can be turned smoothly. Thus, high turning performance can be realized by the action of one wheel, and smooth turning can be realized by the action of the other wheel.
また、本発明において、前記車両の後方から見て、前記左側の前記前輪の前記ローラは、路面(100)に接地しているとき、前記一方向クラッチによって、反時計回り方向(CCW)への回転が規制されており、前記右側の前記前輪の前記ローラは、路面に接地しているとき、前記一方向クラッチによって、時計回り方向(CW)への回転が規制されている場合がある(請求項2)。 Further, in the present invention, when the roller of the left front wheel is in contact with the road surface (100) when viewed from the rear of the vehicle, the one-way clutch moves the roller in the counterclockwise direction (CCW). Rotation is restricted, and when the roller of the right front wheel is in contact with the road surface, rotation in the clockwise direction (CW) may be restricted by the one-way clutch. Item 2).
この場合において、車両が右旋回するときを考える。このとき、旋回の外側の前輪である左前輪のローラは、路面との接触により、車両後方から見て反時計回りに回転しようとする。しかしながら、一方向クラッチによって、左前輪のローラの中心軸線回りの回転は規制されている。これにより、左前輪のローラと路面との間に十分な摩擦力が生じる。その結果、車両の旋回の外側の前輪である左前輪に充分なコーナリングフォースを作用させることができるので、車両を小さい回転半径で右旋回させることができる。また、旋回の内側の前輪である右前輪のローラは、路面との接触により、車両後方から見て反時計回りに回転しようとする。このとき、右前輪のローラは、一方クラッチによって回転規制されずに、路面に対して中心軸線回りに反時計回り方向に回転可能である。これにより、旋回の内側に位置していることにより路面との滑りが大きくなる傾向にある右前輪と、路面との摩擦抵抗を少なくでき、右前輪をスムーズに駆動できる。以上より、右旋回のときに車両の回転半径を小さくできる効果と、右側の前輪をスムーズに駆動できる効果とを、可及的に大きくできる。 In this case, consider the case where the vehicle turns right. At this time, the roller of the left front wheel, which is the front wheel outside the turn, tries to rotate counterclockwise as viewed from the rear of the vehicle due to contact with the road surface. However, the rotation of the left front wheel around the central axis is restricted by the one-way clutch. As a result, a sufficient frictional force is generated between the roller of the left front wheel and the road surface. As a result, a sufficient cornering force can be applied to the left front wheel, which is the front wheel outside the turning of the vehicle, so that the vehicle can be turned to the right with a small turning radius. Further, the roller of the right front wheel, which is the front wheel inside the turn, tries to rotate counterclockwise as viewed from the rear of the vehicle due to contact with the road surface. At this time, the roller of the right front wheel can rotate counterclockwise around the central axis with respect to the road surface without being restricted by the one-way clutch. As a result, the frictional resistance between the right front wheel, which tends to increase slippage with the road surface due to being located inside the turn, and the road surface can be reduced, and the right front wheel can be driven smoothly. As described above, the effect of reducing the turning radius of the vehicle during a right turn and the effect of smoothly driving the right front wheel can be increased as much as possible.
車両が左旋回する場合についても、上記と同様の効果を発揮できる。すなわち、旋回の外側の前輪である右前輪のローラは、路面との接触により、車両後方から見て時計回りに回転しようとする。しかしながら、一方向クラッチによって、右前輪のローラの中心軸線回りの回転は規制されている。これにより、右前輪のローラと路面との間に十分な摩擦力が生じる。その結果、車両の旋回の外側の前輪である右前輪に充分なコーナリングフォースを作用させることができるので、車両を小さい回転半径で左旋回させることができる。また、旋回の内側の前輪である左前輪のローラは、路面との接触により、車両後方から見て時計回りに回転しようとする。このとき、左前輪のローラは、一方クラッチによって回転規制されずに、路面に対して中心軸線回りを時計回り方向に回転可能である。これにより、旋回の内側に位置していることにより路面との滑りが大きくなる傾向にある左前輪と、路面との摩擦抵抗を少なくでき、左前輪をスムーズに駆動できる。以上より、左旋回のときに車両の回転半径を小さくできる効果と、左側の前輪をスムーズに駆動できる効果とを、可及的に大きくできる。 The same effect as described above can be exhibited when the vehicle turns left. That is, the roller of the right front wheel, which is the front wheel outside the turn, tries to rotate clockwise as viewed from the rear of the vehicle due to contact with the road surface. However, the rotation of the right front wheel about the central axis is restricted by the one-way clutch. Thereby, sufficient frictional force is generated between the roller of the right front wheel and the road surface. As a result, a sufficient cornering force can be applied to the right front wheel, which is the front wheel outside the turning of the vehicle, so that the vehicle can be turned left with a small turning radius. Further, the roller of the left front wheel, which is the front wheel inside the turn, tries to rotate clockwise as viewed from the rear of the vehicle due to contact with the road surface. At this time, the roller of the left front wheel can be rotated clockwise around the central axis with respect to the road surface without being restricted by the one-way clutch. As a result, the friction resistance between the left front wheel, which tends to increase slippage with the road surface due to being located inside the turn, and the road surface can be reduced, and the left front wheel can be driven smoothly. As described above, the effect of reducing the turning radius of the vehicle when turning left and the effect of smoothly driving the left front wheel can be increased as much as possible.
また、本発明において、各前記前輪は、前記フレームに対する向きが固定されており、前記後輪は、前記フレームに対する向きが変更可能とされている場合がある(請求項3)。
この場合、前輪は、フレームに対する向きが変化しないようにされているので、車両が前向きに直進走行しているときの車両の直進性をより高くできる。また、後輪の向きを変更することにより車両の向きを変更可能な構成とすることにより、車両をより小さい回転半径で回転させることができる。
In the present invention, the direction of each front wheel relative to the frame may be fixed, and the direction of the rear wheel relative to the frame may be changeable (Claim 3).
In this case, since the direction of the front wheel is not changed with respect to the frame, the straightness of the vehicle can be further improved when the vehicle is traveling straight ahead. Further, by adopting a configuration in which the direction of the vehicle can be changed by changing the direction of the rear wheel, the vehicle can be rotated with a smaller turning radius.
なお、上記において、括弧内の数字等は、後述する実施形態における対応構成要素の参照符号を表すものであるが、これらの参照符号により特許請求の範囲を限定する趣旨ではない。 In addition, in the above, the numbers in parentheses represent reference numerals of corresponding components in the embodiments described later, but the scope of the claims is not limited by these reference numerals.
本発明の好ましい実施形態を添付図面を参照しつつ説明する。
図1は、本発明の一実施形態に係る三輪車の概略構成を示す左側面図である。図2は、三輪車の概略構成を示す正面図である。なお、本実施形態における前後、上下および左右の各方向は、直進状態の三輪車に乗車している運転者が前方を向いているときの当該運転者の視点を基準とする。
Preferred embodiments of the present invention will be described with reference to the accompanying drawings.
FIG. 1 is a left side view showing a schematic configuration of a tricycle according to an embodiment of the present invention. FIG. 2 is a front view showing a schematic configuration of the tricycle. Note that the front, rear, top and bottom, and left and right directions in the present embodiment are based on the driver's viewpoint when the driver riding on the tricycle in a straight traveling state is facing forward.
図1および図2を参照して、三輪車1は、例えば、1人乗りの自走式の電動三輪車であり、車椅子である。三輪車1は、フレーム2と、フレーム2の後部に配置されたシート3と、フレーム2の前部に配置された左右一対の前輪としての左前輪4Lおよび右前輪4Rと、フレーム2の後部に配置された後輪5と、後輪5を転舵するための転舵機構6と、転舵機構6を操作するための操舵部材7と、操舵部材7と転舵機構6との間に介在する遊星伝達機構8と、を備えている。
Referring to FIGS. 1 and 2, a tricycle 1 is, for example, a one-seater self-propelled electric tricycle, which is a wheelchair. The tricycle 1 includes a
フレーム2は、例えば金属材料等の剛性部材を用いて形成されている。フレーム2は、左部9Lと、右部9Rと、左部9Lおよび右部9Rを連結する後連結部10と、を含んでいる。後連結部10は、フレーム2の後部として設けられている。左部9Lおよび右部9Rは、左右対称に配置されている。左部9Lは、側面視でクランク形形状に形成された第1部分11Lと、第1部分11Lと後連結部10との間に配置された第2部分12Lとを含んでいる。
The
第1部分11Lは、その前部が路面100に近い低い位置で前後方向X1に延びており、中間部が斜め上後ろに延びており、後部が路面100から高い位置で前後方向X1に延びている。第1部分11Lの前部は、前連結部13Lを含んでいる。前連結部13Lは、フレーム2の前部として設けられており、第1支軸14Lを介して左前輪4Lを回転可能に支持している。左前輪4Lは、第1部分11Lの左方に配置されている。左前輪4Lは、フレーム2に対する向き(上下方向Z1に延びる軸線回りの向き)が固定されている。前連結部13Lの上部には、運転者の足(左足)を載せるための足載せ部15Lが設けられている。
The
第2部分12Lは、左右方向Y1に延びており、第1部分11Lの後部および後連結部10に固定されている。
第1部分11Rは、その前部が路面100に近い低い位置で前後方向X1に延びており、中間部が斜め上後ろに延びており、後部が路面100から高い位置で前後方向X1に延びている。第1部分11Rの前部は、前連結部13Rを含んでいる。前連結部13Rは、フレーム2の前部として設けられており、第1支軸14Rを介して右前輪4Rを回転可能に支持している。右前輪4Rは、第1部分11Rの右方に配置されている。右前輪4Rは、フレーム2に対する向き(上下方向Z1に延びる軸線回りの向き)が固定されている。前連結部13Rの上部には、運転者の足(右足)を載せるための足載せ部15Rが設けられている。
The
The first portion 11 </ b> R has a front portion extending in the front-rear direction X <b> 1 at a low position close to the
第2部分12Rは、左右方向Y1に延びており、第1部分11Rの後部および後連結部10に固定されている。
シート3は、後連結部10の上方に配置されている。シート3上に運転者が座ることが可能となっている。シート3は、フレーム2の後連結部10に固定されている。
転舵機構6は、後輪5を、上下方向Z1に延びる第1中心軸線L11回りに回動させることにより、フレーム2に対する後輪5の向きを変更し、後輪5を転舵するようになっている。転舵機構6は、後連結部10の下方に配置されている。転舵機構6は、連結部18と、連結部18が固定されたサブフレーム19と、サブフレーム19の下端部19aに取り付けられ後輪5を回転可能に支持する第2支軸20と、を含んでいる。第2支軸20は、後輪5に一体回転可能に連結されている。
The
The
The
サブフレーム19は、正面視において逆U字形形状に形成されている。後輪5の外径は、各前輪4L,4Rの外径よりも大きくされている。後輪5と路面100との接地位置P1は、シート3よりも後方に配置されている。
左右方向Y1に関して、連結部18の中心位置は、後輪5の中心位置と揃えられている。側面視において、連結部18は、前斜め上に延びている。連結部18は、上下方向Z1(鉛直方向)に対して所定のキャスタ角θ1をなしている。
The
With respect to the left-right direction Y1, the center position of the connecting
連結部18、サブフレーム19、第2支軸20および後輪5は、操舵部材7の回転に伴い、第1中心軸線L11回りに回動するようになっている。後輪5は、第2支軸20、サブフレーム19および連結部18等を介して、フレーム2に連結されている。
サブフレーム19には、左右一対のカバー21L,21Rが取り付けられている。各カバー21L,21Rは、側面視において、後輪5のうち、外周部を除く部分を覆っている。各カバー21L,21Rは、後輪5に対向する対向面側に窪みが形成されており、各カバー21L,21R内に収容空間22L,22Rが形成されている。収容空間22L,22Rは、後輪5に隣接して形成されている。
The connecting
A pair of left and right covers 21 </ b> L and 21 </ b> R are attached to the
図3は、収容空間22R周辺の主要部の一部断面図であり、三輪車1を前後方向X1に沿って見た状態を示している。図3に示すように、三輪車1は、後輪5を前進または後進させるための駆動装置23を備えている。駆動装置23は、収容空間22R内に収容されている。駆動装置23は、バッテリ等の電源24と、電源24を電源とする電動モータ25と、電動モータ25の出力を後輪5に伝達するための伝達機構26と、を含んでいる。
FIG. 3 is a partial cross-sectional view of the main part around the
電源24および電動モータ25のハウジング25aは、サブフレーム19に固定されている。伝達機構26は、例えばプーリ式の減速機構である。伝達機構26は、電動モータ25の出力軸25bに一体回転可能に連結された駆動プーリ27と、第2支軸20に一体回転可能に連結された従動プーリ28と、これらのプーリ27,28間に巻き回された無端状のベルト29とを含んでいる。
The
図1および図2を参照して、操舵部材7は、上下方向Z1に沿って延びる所定の中心軸線としての第2中心軸線L12回りに回動可能となっている。第2中心軸線L12と第1中心軸線L11とは、一致している。操舵部材7は、シート3の下方に配置された環状の操舵部材本体31と、操舵部材本体31から左右方向Y1に延びる左右一対のバー32L,32Rとを含んでいる。各バー32L,32Rは、例えばL字形形状に形成されており、先端が斜め前上を向いている。各バー32L,32Rの先端部は、把持部として設けられており、シート3を左右方向Y1に挟むように配置されている。運転者は、バー32L,32Rの先端部を両手で把持して操舵部材7を回転操作することができる。
Referring to FIGS. 1 and 2, the steering
図4は、三輪車1の遊星伝達機構8周辺の断面図であり、三輪車1を正面から見た状態を示している。図4を参照して、遊星伝達機構8は、シート3の下方で、且つフレーム2の後連結部10の上方に配置されている。
遊星伝達機構8は、操舵部材7の第2中心軸線L12回りの操舵力(操舵トルク)を操舵部材7の操作方向と反対方向の回転力として転舵機構6に出力するために設けられている。
FIG. 4 is a cross-sectional view of the periphery of the
The
遊星伝達機構8は、上下方向Z1に延びる第3中心軸線L13をその中心軸線として有している。第3中心軸線L13は、第1中心軸線L11と一致しており、且つ第2中心軸線L12と一致している。遊星伝達機構8は、第1要素としての内歯歯車33と、第2要素としての太陽歯車34と、第3要素としての遊星歯車35と、遊星歯車35を支持する接続部材としてのキャリア36と、を含んでいる。
The
内歯歯車33は、内周面に歯部が形成されたリング部材である。内歯歯車33は、操舵部材本体31の内周面に、圧入等によって一体回転可能に連結されている。太陽歯車34は、内歯歯車33に取り囲まれている。太陽歯車34には、出力軸37が一体回転可能に連結されている。出力軸37は、太陽歯車34から真っ直ぐに下向きに延び、且つ下端部37aが後斜め下に延びている(図1参照)。
The
図4を参照して、この出力軸37は、フレーム2の後連結部10に形成された挿通孔10aを通ってこの後連結部10の下方に延びている。出力軸37の下端部37aには、連結部18が固定されている。これにより、連結部18(後輪5)は、出力軸37および太陽歯車34とともに、第3中心軸線L13回りを回動可能である。出力軸37は、軸受38を介して、後連結部10の挿通孔10aに回転可能に支持されている。
Referring to FIG. 4, the
遊星歯車35は、内歯歯車33と太陽歯車34との間に配置されており、内歯歯車33と太陽歯車34とを関連づけている。遊星歯車35は、例えば、複数(本実施形態において、4つ)設けられており、内歯歯車33の周方向に沿って等間隔に配置されている。
各遊星歯車35は、内歯歯車33および太陽歯車34の双方に噛み合っている。各遊星歯車35は、操舵部材7および内歯歯車33とは同じ回転方向に回転し、且つ太陽歯車34とは反対方向に回転するようになっている。なお、内歯歯車33に対する太陽歯車34の回転比(遊星伝達機構8の伝達比)は、各歯車33,34,35の歯数を適宜設定することにより、所定の値に設定されている。
The
Each
キャリア36は、シート3と、接続部材(軸部材)としての第3支軸39と、フレーム2の後連結部10とを含んでいる。第3支軸39は、遊星歯車35にそれぞれ設けられている。第3支軸39は、対応する遊星歯車35を当該遊星歯車35の中心軸線L14回りに回転可能に(自転可能に)支持している。上下方向Z1に関して、各第3支軸39は、内歯歯車33よりも長くされている。各第3支軸39の上端部は、シート3の下面に形成された凹部3aに嵌め込まれている。また、各第3支軸39の下端部は、フレーム2の後連結部10の上面に形成された凹部10bに嵌め込まれている。
The
上記の構成により、各第3支軸39は、シート3とフレーム2の後連結部10とを接続している。また、少なくとも3つ(本実施形態において、4つ)の第3支軸39が各凹部3a,10bに嵌め込まれていることにより、シート3とフレーム2の後連結部10とは固定され、第1中心軸線L11回りの相対回転が規制されている。
図5は、左前輪4Lを拡大した左側面図である。図6は、図5のVI−VI線に沿う断面図であり、一方向クラッチ50Lの概略構成を示している。図5および図6に示すように、左前輪4Lは、円環状の前輪本体51Lと、前輪本体51Lの外周に配置された支持部材52Lと、支持部材52Lに支持された一方向クラッチ50Lと、一方向クラッチ50Lに取り付けられたローラ53Lと、を含んでいる。
With the above configuration, each
FIG. 5 is an enlarged left side view of the
前輪本体51Lの外周のリム部54Lに、支持部材52Lが固定されている。支持部材52Lは、前輪本体51Lの周方向CLに等間隔に複数配置されており、リム部54Lの全周に亘って配置されている。
支持部材52Lは、棒状に形成されており、前輪本体51Lから前輪本体51Lの径方向外方に向けて延びリム部54Lに固定された固定部55Lと、固定部55Lに対して略直交するように延びる支持部56Lと、を含んでいる。支持部56Lは、固定部55Lに対して、三輪車1の前進時の左前輪4Lの回転方向の上流側に延びている。
A
The
一方向クラッチ50Lは、各支持部材52Lに取り付けられている。なお、各一方向クラッチ50Lは、同様の構成を有しているので、以下では、主に1つの一方向クラッチ50Lについて説明する。
一方向クラッチ50Lは、ローラ53Lと前輪本体51Lとを連結するために設けられている。図6を参照して、一方向クラッチ50Lは、円筒状の外周面571Lを有する内輪57Lと、内周面にカム面581Lが形成された外輪58Lと、ころ59Lと、付勢部材60Lとを含んでいる。
The one-way clutch 50L is attached to each
The one-way clutch 50L is provided to connect the
内輪57Lは、支持部56Lの外周面に固定されている。外輪58Lは、内輪57Lを取り囲む環状に形成されている。カム面581Lは、内輪57Lの周方向の一方に向かうに従い内輪57Lの外周面571Lとの距離が短くなるように形成されている。内輪57Lの外周面571Lと外輪58Lのカム面581Lとによって、楔状空間61Lが形成されている。楔状空間61Lに、ころ59Lが配置されている。付勢部材60Lは、例えばばね部材であり、内輪57Lの周方向に関して、ころ59Lを楔状空間61Lの狭い側へ付勢している。ローラ53Lは、円筒状に形成されており、外輪58Lの外周面に固定されている。図5および図6を参照して、ローラ53Lの中心軸線L10Lは、前輪本体51Lの周方向CLに略沿うように直線状に延びている。なお、カム面581L、楔状空間61L、ころ59Lおよび付勢部材60Lは、それぞれ1つのみ図示されているけれども、内輪57の周方向に等間隔に複数配置されている。
The
上記の構成により、路面100に接地している状態の左前輪4Lのローラ53Lは、三輪車1の後方から見たときに、中心軸線L10L回りに関して、反時計回り方向CCWへの回転が規制されており、時計回り方向CWへの回転は許容されている。すなわち、路面100に接地している状態のローラ53Lおよび外輪58Lは、反時計回り方向CCWに回転しようとすると、ころ59Lに噛み込まれ、回転が規制される。一方、路面100に接地している状態のローラ53Lおよび外輪58Lは、時計回り方向CWに回転するときには、ころ59Lが噛み込まれず、時計回り方向CWへの回転が許容される。
With the above configuration, the
図7は、右前輪4Rを拡大した右側面図である。図8は、図7のVIII−VIII線に沿う断面図であり、一方向クラッチ50Rの概略構成を示している。図7および図8に示すように、右前輪4Rは、円環状の前輪本体51Rと、前輪本体51Rの外周に配置された支持部材52Rと、支持部材52Rに支持された一方向クラッチ50Rと、一方向クラッチ50Rに取り付けられたローラ53Rと、を含んでいる。
FIG. 7 is an enlarged right side view of the
前輪本体51Rの外周のリム部54Rに、支持部材52Rが固定されている。支持部材52Rは、前輪本体51Rの周方向CRに等間隔に複数配置されており、リム部54Rの全周に亘って配置されている。
支持部材52Rは、棒状に形成されており、前輪本体51Rから前輪本体51Rの径方向外方に向けて延びリム部54Rに固定された固定部55Rと、固定部55Rに対して略直交するように延びる支持部56Rと、を含んでいる。支持部56Rは、固定部55Rに対して、三輪車1の前進時の右前輪4Rの回転方向の上流側に延びている。
A
The
一方向クラッチ50Rは、各支持部材52Rに取り付けられている。なお、各一方向クラッチ50Rは、同様の構成を有しているので、以下では、主に1つの一方向クラッチ50Rについて説明する。
一方向クラッチ50Rは、ローラ53Rと前輪本体51Rとを連結するために設けられている。図8を参照して、一方向クラッチ50Rは、円筒状の外周面571Rを有する内輪57Rと、内周面にカム面581Rが形成された外輪58Rと、ころ59Rと、付勢部材60Rとを含んでいる。
The one-way clutch 50R is attached to each
The one-way clutch 50R is provided to connect the
内輪57Rは、支持部56Rの外周面に固定されている。外輪58Rは、内輪57Rを取り囲む環状に形成されている。カム面581Rは、内輪57Rの周方向の一方に向かうに従い内輪57Rの外周面571Rとの距離が短くなるように形成されている。内輪57Rの外周面571Rと外輪58Rのカム面581Rとによって、楔状空間61Rが形成されている。楔状空間61Rに、ころ59Rが配置されている。付勢部材60Rは、例えばばね部材であり、内輪57Rの周方向に関して、ころ59Rを楔状空間61Rの狭い側へ付勢している。ローラ53Rは、円筒状に形成されており、外輪58Rの外周面に固定されている。図7および図8を参照して、ローラ53Rの中心軸線L10Rは、前輪本体51Rの周方向CRに略沿うように直線状に延びている。なお、カム面581R、楔状空間61R、ころ59Rおよび付勢部材60Rは、それぞれ1つのみ図示されているけれども、内輪57の周方向に等間隔に複数配置されている。
The
上記の構成により、路面100に接地している状態の右前輪4Rのローラ53Rは、三輪車1の後方から見たときに、中心軸線L10R回りに関して、時計回り方向CWへの回転が規制されており、反時計回り方向CCWへの回転は許容されている。すなわち、路面100に接地している状態のローラ53Rおよび外輪58Rは、時計回り方向CWに回転しようとすると、ころ59Rに噛み込まれ、回転が規制される。一方、路面100に接地している状態のローラ53Rおよび外輪58Rは、反時計回り方向CCWに回転するときには、ころ59Rが噛み込まれず、反時計回り方向CCWへの回転が許容される。
With the above configuration, the
すなわち、図6および図8に示すように、左前輪4Lの一方向クラッチ50Lがローラ53Lの回転を規制する方向と、右前輪4Rの一方向クラッチ50Rがローラ53Rの回転を規制する方向とが、反対方向となっている。
上記の概略構成を有する三輪車1の前進時の旋回動作について、説明する。図9(A)は、三輪車1の右旋回動作を説明するための主要部の模式的な平面図であり、図9(B)は、三輪車1の右旋回動作を説明するために三輪車1の主要部を後方から見た模式的な一部断面図である。図9(A)および図9(B)を参照して、三輪車1を右旋回させる場合、運転者は、後輪5が平面視で反時計回り方向に回転するように操舵部材7を操作する。これにより、三輪車1は、三輪車1の右方に位置する旋回中心TRを中心として右旋回する。このとき、路面100に接地している状態の左前輪4Lのローラ53Lは、反時計回り方向CCWへの回転が規制されている。これにより、路面100に接地している状態の左前輪4Lのローラ53Lと、路面100との間には、摩擦力が生じる。その結果、三輪車1を右旋回させるコーナリングフォースFRが、ローラ53L(左前輪4L)に作用する。
That is, as shown in FIGS. 6 and 8, there is a direction in which the one-way clutch 50L of the
A turning operation at the time of forward movement of the tricycle 1 having the above-described schematic configuration will be described. FIG. 9A is a schematic plan view of the main part for explaining the right turning operation of the tricycle 1, and FIG. 9B is a tricycle for explaining the right turning operation of the tricycle 1. It is the typical partial sectional view which looked at the principal part of 1 from back. 9A and 9B, when the tricycle 1 is turned to the right, the driver operates the steering
また、路面100に接地している状態の右前輪4Rのローラ53Rは、反時計回り方向CCWへの回転は規制されていない。これにより、路面100に接地している状態の右前輪4Rのローラ53Rは、路面100に対して旋回の外側である左側に向けてスムーズに回転することができる。これにより、旋回中心TRに近い右前輪4Rは、路面100に対して滑りをほとんど生じない。その上、左前輪4Lのローラ53Lと路面100との間の摩擦抵抗により、右前輪4Rは、旋回の外側である左側には大きくは流されない。
Further, the rotation of the
次に、三輪車1の前進時の左旋回動作について、説明する。図10(A)は、三輪車1の左旋回動作を説明するための主要部の模式的な平面図であり、図10(B)は、三輪車1の左旋回動作を説明するために三輪車1の主要部を後方から見た模式的な一部断面図である。図10(A)および図10(B)を参照して、三輪車1を左旋回させる場合、運転者は、後輪5が平面視で時計回り方向に回転するように操舵部材7を操作する。これにより、三輪車1は、三輪車1の左方に位置する旋回中心TLを中心として左旋回する。このとき、路面100に接地している状態の右前輪4Rのローラ53Lは、時計回り方向CWへの回転が規制されている。これにより、路面100に接地している状態の右前輪4Rのローラ53Rと、路面100との間には、摩擦力が生じる。その結果、三輪車1を左旋回させるコーナリングフォースFLが、ローラ53R(右前輪4R)に作用する。
Next, the left turning operation when the tricycle 1 moves forward will be described. FIG. 10A is a schematic plan view of the main part for explaining the left turning operation of the tricycle 1, and FIG. 10B is a diagram of the tricycle 1 for explaining the left turning operation of the tricycle 1. It is the typical partial sectional view which looked at the principal part from back. Referring to FIGS. 10A and 10B, when turning the tricycle 1 to the left, the driver operates the steering
また、路面100に接地している状態の左前輪4Lのローラ53Lは、時計回り方向CWへの回転は規制されていない。これにより、路面100に接地している状態の左前輪4Lのローラ53Lは、路面100に対して旋回の外側である右側に向けてスムーズに回転することができる。これにより、旋回中心TLに近い左前輪4Lは、路面100に対して滑りをほとんど生じない。その上、右前輪4Rのローラ53Rと路面100との間の摩擦抵抗により、左前輪4Lは、旋回の外側である右側には大きくは流されない。
Further, the rotation of the
以上説明したように、本実施形態によれば、三輪車1が右旋回動作をしているとき、左前輪4Lのローラ53Lは、路面100に対する中心軸線L10L回りの回転が規制されることになる。これにより、左前輪4Lのローラ53Lと路面100との間に十分な摩擦抵抗が生じ、この左前輪4Lに、十分なコーナリングフォースFRが生じる。これにより、三輪車1を小さい回転半径で右旋回させることができ、高い旋回性能を実現できる。また、右前輪4Rのローラ53Rは、路面100に対する中心軸線L10R回りの回転が規制されず、路面100に対して自由回転することになる。これにより、右前輪4Rローラ53Rと路面100との間の摩擦抵抗は小さく、このローラ53Rを含む右前輪4Rを、小さい摩擦抵抗でスムーズに駆動することができる。これにより、三輪車1をスムーズに右旋回させることができる。このように、左前輪4Lの働きにより、高い右旋回性能を実現でき、且つ、右前輪4Rの働きにより、スムーズな右旋回を実現できる。
As described above, according to the present embodiment, when the tricycle 1 is turning right, the
より具体的には、旋回の外側の前輪である左前輪4Lのローラ53Lは、路面100との接触により、車両後方から見て反時計回り方向CCWに回転しようとする。しかしながら、一方向クラッチ50Lによって、左前輪4Lのローラ53Lの中心軸線L10L回りの回転は規制されている。これにより、左前輪4Lのローラ53Lと路面100との間に十分な摩擦力が生じる。その結果、三輪車1の旋回の外側の左前輪4Lに充分なコーナリングフォースFRを作用させることができるので、三輪車1を小さい回転半径で右旋回させることができる。また、右旋回時の旋回の内側である右前輪4Rのローラ53Rは、路面100との接触により、車両後方から見て反時計回り方向CCWに回転しようとする。このとき、右前輪4Rのローラ53Rは、一方向クラッチ50Rによって回転規制されずに、路面100に対して中心軸線L10R回りを反時計回り方向CCWに回転可能である。これにより、右旋回時に旋回の内側に位置していることにより路面100との滑りが大きくなる傾向にある右前輪4Rと、路面100との摩擦抵抗を少なくでき、右前輪4Rをスムーズに駆動できる。以上より、右旋回のときに三輪車1の回転半径を小さくできる効果と、右前輪4Rをスムーズに駆動できる効果とを、可及的に大きくできる。
More specifically, the roller 53 </ b> L of the left front wheel 4 </ b> L, which is the front wheel outside the turn, tries to rotate in the counterclockwise direction CCW as viewed from the rear of the vehicle by contact with the
三輪車1が左旋回動作をしているときも、上記と同様の効果を発揮することができる。すなわち、三輪車1が左旋回動作をしているとき、右前輪4Rのローラは、路面100に対する中心軸線L10R回りの回転が規制されることになる。これにより、右前輪4Rのローラ53Rと路面100との間に十分な摩擦抵抗が生じ、このローラ53Rを含む右前輪4Rに、十分なコーナリングフォースFLが生じる。これにより、三輪車1を小さい回転半径で右旋回させることができ、高い旋回性能を実現できる。また、左前輪4Lのローラ53Lは、路面100に対する中心軸線L10L回りの回転が規制されず、路面100に対して自由回転することになる。これにより、左前輪4Lのローラ53Lと路面100との間の摩擦抵抗は小さく、このローラ53Lを含む左前輪4Lを、小さい摩擦抵抗でスムーズに駆動することができる。これにより、三輪車1をスムーズに左旋回させることができる。このように、右前輪4Rの働きにより、高い旋回性能を実現でき、且つ、左前輪4Lの働きにより、スムーズな左旋回を実現できる。
Even when the tricycle 1 is turning left, the same effect as described above can be exhibited. That is, when the tricycle 1 is turning left, the rotation of the roller of the
より具体的には、左旋回時の旋回の外側の前輪である右前輪4Rのローラ53Rは、路面100との接触により、車両後方から見て時計回り方向CWに回転しようとする。しかしながら、一方向クラッチ50Rによって、右前輪4Rのローラ53Rの中心軸線L10R回りの回転は規制されている。これにより、右前輪4Rのローラ53Rと路面100との間に十分な摩擦力が生じる。その結果、三輪車1の左旋回時の旋回の外側の右前輪4Rに充分なコーナリングフォースFRを作用させることができるので、三輪車1を小さい回転半径で左旋回させることができる。また、旋回の内側の左前輪4Lのローラ53Lは、路面100との接触により、車両後方から見て時計回り方向CWに回転しようとする。このとき、左前輪4Lのローラ53Lは、一方向クラッチ50Lによって回転規制されずに、路面100に対して中心軸線L10L回りを時計回り方向CWに回転可能である。これにより、左旋回時の旋回の内側に位置していることにより路面100との滑りが大きくなる傾向にある左前輪4Lと、路面100との摩擦抵抗を少なくでき、左前輪4Lをスムーズに駆動できる。以上より、左旋回のときに三輪車1の回転半径を小さくできる効果と、左前輪4Lをスムーズに駆動できる効果とを、可及的に大きくできる。
More specifically, the roller 53 </ b> R of the right front wheel 4 </ b> R, which is the front wheel outside the turn at the time of turning left, tries to rotate in the clockwise direction CW as viewed from the rear of the vehicle by contact with the
また、左前輪4Lおよび右前輪4Rは、フレーム2に対する向きが固定されており、後輪5は、フレーム2に対する向きが変更可能とされている。これにより、各前輪4L,4Rは、フレーム2に対する向きが変化しないようにされているので、三輪車1が前向きに直進走行しているときの三輪車1の直進性をより高くできる。また、後輪5の向きを変更することにより三輪車1の向きを変更可能な構成とすることにより、三輪車1をより小さい回転半径で回転させることができる。さらに、各前輪4L,4Rを転舵させるための転舵機構が不要であり、三輪車1の前部をより軽量にできる。
Further, the
さらに、平面視において、後輪5を、三輪車1の直進時の位置から90°回転させることで、すなわち、後輪5を三輪車1の左右方向と平行な向きに転舵させることで、各前輪4L,4Rの接地中心を結んだ線分の略中心(トレッド中心)を旋回中心にして、三輪車1を旋回させることができる。これにより、旋回半径がゼロに近い状態で三輪車1を旋回(その場旋回)させることができる。このとき、電動モータ25の回転方向を逆向きにするという簡易な方法で、後輪5の向きを変更することなく、三輪車1の旋回方向を変更できる。
Further, in a plan view, each
本発明は、以上の実施形態の内容に限定されるものではなく、請求項記載の範囲内において種々の変更が可能である。
例えば、一方向クラッチ50L,50Rとして、楔状空間61L,61Rに、ころ59L,59Rおよび付勢部材60L,60Rを配置する構成としたけれども、これに限定されない。各一方向クラッチとして、他の構成を有する一方向クラッチを用いてもよい。
The present invention is not limited to the contents of the above embodiments, and various modifications can be made within the scope of the claims.
For example, although the one-
また、一方向クラッチ50Lがローラ53Lの回転を規制する方向を、上記実施形態とは逆にしてもよい。このとき、一方向クラッチ50Rがローラ53Rの回転を規制する方向は、上記実施形態とは逆となる。
さらに、各前輪4L,4Rは、フレーム2に対する向きが固定された構成を説明したけれども、これに限定されない。各前輪4L,4Rは、フレーム2に対する向きを変更可能とされていてもよい。この場合、後輪5の転舵と協働して各前輪4L,4Rを転舵させることで、より小さな回転半径で三輪車1を旋回させることができる。
The direction in which the one-way clutch 50L restricts the rotation of the
Furthermore, although each
また、後輪は、1つに限らず、2つ以上設けられていてもよい。
さらに、本発明は、車椅子に限らず、左右一対の前輪を有する他の車両に適用することができる。
Further, the number of rear wheels is not limited to one, and two or more rear wheels may be provided.
Furthermore, the present invention is not limited to a wheelchair and can be applied to other vehicles having a pair of left and right front wheels.
1…三輪車(車両)、2…フレーム、4L,4R…前輪、5…後輪、50L,50R…一方向クラッチ、51L,51R…前輪本体、53L,53R…ローラ、100…路面、CW…時計回り方向、CCW…反時計回り方向、CL,CR…前輪本体の周方向、L10L,L10R…中心軸線。 DESCRIPTION OF SYMBOLS 1 ... Tricycle (vehicle), 2 ... Frame, 4L, 4R ... Front wheel, 5 ... Rear wheel, 50L, 50R ... One-way clutch, 51L, 51R ... Front wheel main body, 53L, 53R ... Roller, 100 ... Road surface, CW ... Clock Rotating direction, CCW: counterclockwise direction, CL, CR: circumferential direction of front wheel main body, L10L, L10R: central axis.
Claims (3)
各前記前輪は、前輪本体と、この前輪本体の外周において前記前輪本体の周方向に並んで配置され前記周方向に沿って延びる中心軸線を有する複数のローラと、各ローラと前記前輪本体とを連結するために配置され、前記中心軸線回りの一方向の各前記ローラの回転を規制する複数の一方向クラッチと、を含み、
左側の前記前輪の前記一方向クラッチが前記ローラの回転を規制する方向と、右側の前記前輪の前記一方向クラッチが前記ローラの回転を規制する方向とが反対であることを特徴とする車両。 In a vehicle that includes a pair of left and right front wheels, a rear wheel disposed behind these front wheels, and a frame connected to each of the front wheels and the rear wheels, and capable of turning right and left,
Each of the front wheels includes a front wheel main body, a plurality of rollers arranged along the circumferential direction of the front wheel main body on the outer periphery of the front wheel main body and having a central axis extending along the circumferential direction, each roller, and the front wheel main body. A plurality of one-way clutches arranged for coupling and restricting rotation of each of the rollers in one direction around the central axis,
A vehicle in which the direction in which the one-way clutch of the left front wheel restricts rotation of the roller is opposite to the direction in which the one-way clutch of the right front wheel restricts rotation of the roller.
3. The vehicle according to claim 1, wherein the direction of the front wheels is fixed with respect to the frame, and the direction of the rear wheels is changeable with respect to the frame.
Priority Applications (1)
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---|---|---|---|
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Applications Claiming Priority (1)
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-
2010
- 2010-08-24 JP JP2010187265A patent/JP2012045982A/en active Pending
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