JP2013067228A - ４輪自転車の後輪駆動緩衝装置 - Google Patents

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【課題】
前記公知の装置では解決されていない、問題点は、あらゆる悪路面を滑らかで快適な操作性に優れた走行を可能とした、電動駆動補助装置付４輪独立懸架式自転車の後輪駆動緩衝装置を提供することが課題である。
【解決手段】
前部にはフロントサスペンションフォークを揺動自在に軸承した操舵機構を設け、中央部には、ぺタルクランク軸が貫通したトルクセンサーが回転を検知して、モーターを駆動制御し、減速ギヤーで踏力駆動補助走行をする、電動駆動補助装置を支持すると同時に、サドル後部には充電式バッテリーを着脱可能に装備し、各車輪部にはキャリパー式ブレーキ機構を装着すると共に、後部にはフレシキブルシャフトをスプライン勘合して、左右独立したスイングアーム式後輪緩衝装置と組み合わせたフレーム本体を設けて成る、電動駆動補助装置付４輪独立懸架式自転車の後輪駆動緩衝装置を、提供することで課題を解決している。
【選択図】図１

Description

本発明は、フレシキブルシャフト後輪駆動装置とスイングアーム式後輪緩衝装置とを組み合わせたフレーム本体を設けて、あらゆる悪路面を滑らかで快適な操作性に優れた走行を可能とした、電動駆動補助装置付４輪独立懸架式自転車の後輪駆動緩衝装置に関するものである。
従来は自転車に多くの重量物を積載しての走行は運転手にかかる負担が多く危険を伴った、近年になり電動駆動補助装置付きの自転車が市販されて其の負担は軽くなってきた。
３輪又は４輪自転車の後進を可能とすると共に軽く駆動出来る、駆動装置を得る、自転車の駆動装置が知られている。（例えば、特許文献１参照）
天候の如何を問わず使用可能であり、しかも停車中でも足を路面に下ろす必要が無くて、風雨に曝されることなく、更に低重心で安定良く運転することが出来る、３輪電動アシスト自転車が知られている。（例えば、特許文献２参照）
電動アシスト自転車において、車速が所定値以上になると、其れを乗り手に感知させてブレーキ操作を喚起させ、又リアーブレーキを自動的に作動させて、車速の過上昇を防止する、電動アシスト自転車が知られている。（例えば、特許文献３参照）
前２輪式３輪車は、全速度域に対して適切な車体姿勢制御が難しい事と、前輪付近の構造が複雑で重いこと、カーブでの旋回時に通常の２輪車と比較して、前輪車軸付近へのストレス、及び外輪と内輪の回転数差の不適正による転がり抵抗が大きかった、前２輪３輪車が知られている。（例えば、特許文献４参照）
補助動力を得る為、電動アシスト自転車に乗る人に常時ぺタルを漕ぎ続ける事を強いることになり、従来のアシスト自転車は体力のない者にとって必ずしも楽な乗り物とは言えない場合もある、電動アシスト自転車が知られている。 （例えば、特許文献５参照）
利便性と防犯性の双方に優れた、電動アシスト自転車が知られている。（例えば、特許文献６参照）
自転車、３輪車、４輪車、車椅子、ボート、人力飛行機、及びトレーニング機器等、人力で駆動される乗物もしくは乗物を模倣した機器に好適な、コンパクト、快適な人力を効果的な動力に変換することが出来る、人力駆動機構を提供している事が知られている。（例えば、特許文献７参照）
車体の構造は簡素にて、安定性、安全性共に良く将来の市街車、田園のレンター観光用として交通事故防止には特に効果があると思われる、菱形連動４輪自転車が知られている。（例えば、特許文献８参照）
特許公開２００５−６７５７５号公報
特許公開２００５−２９７６４３号公報
特許公開２００５−２９７６４０号公報
特許公開２０１０−１８４５０８号公報
特許公開２００４−２４３９１１号公報
特許公開２００４−３２２８７５号公報
特許公開２００１−１３８９８０号公報
実用新案公開平６−１００９３号公報
前記公知の装置では解決されていない、問題点は、あらゆる悪路面を滑らかで快適な操作性に優れた走行を可能とした、電動駆動補助装置付４輪独立懸架式自転車の後輪駆動緩衝装置を提供することが課題である。
前部にはフロントサスペンションフォークを揺動自在に軸承した操舵機構を設け、中央部には、ぺタルクランク軸が貫通したトルクセンサーが回転を検知して、モーターを駆動制御し、減速ギヤーで踏力駆動補助走行をする、電動駆動補助装置を支持すると同時に、サドル後部には充電式バッテリーを着脱可能に装備し、各車輪部にはキャリパー式ブレーキ機構を装着すると共に、後部にはフレシキブルシャフトをスプライン勘合して、左右独立したスイングアーム式後輪緩衝装置と組み合わせたフレーム本体を設けて成る、電動駆動補助装置付４輪独立懸架式自転車の後輪駆動緩衝装置を、提供することで課題を解決している。
今回の発明は、４輪独立懸架方式で運転が安定していて、電動駆動補助装置を用いて変速ギヤーとの兼ね合いで、４輪走行でも漕ぐのが容易で、多くの重量物の運搬においても運転者の負担が軽く、後輪部にフレシキブル可撓駆動装置とスイングアーム緩衝装置との組み合わせにより滑らかな走行が可能で、操舵装置を設けて舵取り操作に優れ、事故防止の為の走行速度も低く設定し安全策も充分であり、発明の効果は充分である。
図１は電動駆動補助装置付４輪独立懸架式自転車右後方からの概観斜視図
図２は電動駆動補助装置の内部構造の平面図
図３は電動駆動補助装置の構造の右側面図
本発明の電動駆動補助装置付４輪独立懸架式自転車の後輪駆動緩衝装置の実施形態を図面に示す実施例に従って説明する。
図１、図２、図３、において、本発明の形態と構造は、前部にはフロントサスペンションフォーク６を揺動自在に軸支した操舵機構９を設け、中央部には、ぺタルクランク軸Ｃが貫通したトルクセンサーＤが回転を検知して、駆動モーターＨを制御し、減速ギヤーＩと踏力駆動補助力用スプロケットＪで 駆動補助走行Ｎをする、電動駆動補助装置２を支持すると同時に、サドル２３後部にリチゥムイオン充電式バッテリー１３を着脱可能に装備し、各車輪部にはキャリパー式ブレーキ装置２０を設けると共に、後輪にはフレシキブルシャフト可撓軸２５をスプライン勘合して、左右独立したスイングアーム１５式後輪駆動緩衝装置１７と組み合わせたフレーム本体１９を設けて成る、電動駆動補助装置付４輪独立懸架式自転車の後輪駆動緩衝装置１７である。
図１において、本発明の特長である、後輪駆動緩衝装置１７の構造について説明すると、本体底部の梯子状フレーム１の後端部より外方向水平に左右スイングアーム軸支用棒体２６が突出しており、其の棒体２６には後輪１８を軸支した左右スイングアーム１５が軸承され上部にはＬ字状棒体２７が垂設されて其の先端には調整用捩子付アーチ型ガイド中心軸付圧縮コイルばね１６が、前方の左右後部緩衝装置受け体４に軸通されており、一方では後部中央のカセットスプロケットに左右軸着されたフレシキブルシャフトが、前記左右スイングアーム１５が軸支した後輪１８に可撓自在にスプライン勘合し、独立して上下自在に揺動する後輪１８に回転駆動の伝達を可能にしたものである。
図１において、操舵機構９の形態と構造について説明すると、自転車用前車輪を軸通した、左右のフロントサスペンションフオーク６の上端がフレームヘッドチューブ１０の下方より貫通して軸承され、上部側は左右中と３本のステアリングナックルアーム７により揺動自在に固定されハンドル５は其の中央部のフレームヘッドチューブにナックルアーム７と一体で軸承されていて、３本のナックルアーム７の先端は一本のタイロットチューブ８にて横方向に３箇所同時に軸架されて、ハンドル５にて左右に揺動自在に舵取り操作を可能としている。
図１において、操舵機構９のホイールアライメントに関して説明すると、フレームヘッドチューブ１０のフロントサスペンションフオーク６が軸承された部分はトーイン、キャスター、キャンバーの若干の角度と遊びを設けた形状にする事がハンドル操作上必要である、これは４輪車のフロントアクスル機構として掲げるものである。
図１において、操舵機構９に関して説明すると、ステアリングリンケージの仕組みにおいてステアリングナックルアームの取り付けはアッカーマン、ジャントー式機構による角度を設ける事で操舵性を容易にするもので有り、これも４輪車のステアリング機構として掲げるものである。
図１、図２、図３において、電動駆動補助装置２の内部構造について説明すると、踏力駆動用スプロケットＦとワンウェイクラッチＥを設けた、クランク軸Ｃで駆動補助装置２と同軸貫通されたトルクセンサーＤの働きで、ぺタルの踏力による回転数を検知してモーターＨを制御ユニットＧで駆動制御して踏力駆動補助力用スプロケットＪにて後部変速駆動用カセットスプロケットにチエーンＫを係回して駆動補助力の増減で駆動補助走行Ｎを可能とする、充電式バッテリー１３を電源とした外装式の電動駆動補助装置２である。
図１において、今回の後部駆動部に関しての構造について説明すると、各軸支部は一般の自転車と異なり、軸側の回転駆動を設けているので、軸への支持体内側の軸承支持方式で、回転摩擦抵抗が発生するが駆動補助装置の方で吸収されるので踏力上の問題はない、今回の自転車は低速走行をする為、後部変速装置は低速用カセットスプロケットを設けていて、大きな踏力が得られる。
図１において、幼児用座席は本体フレームヘッドチューブ側に支持されているので、ハンドル操作においての重量が起因してのふらつきが無く安定性に優れているのが特長である、買い物籠も多くの物品の積載を可能とし、又ブレーキ装置は４輪共キャリパー方式であり、最近の歩道走行における歩行者優先においても安全である。
製造方法において例を掲げると、製品の材質は足回りと駆動部分を除いては、鋼以外の材質で、あくまで軽量で強度性に優れた材質構造として、前輪は自転車と同様で着脱が可能であり、後輪も緩衝装置外側のスイングアームにスプライン勘合構造を設けているので着脱が可能で、スパイクタイヤとの入れ替えが可能で、凍結路面に対しての安全性がある。
図１において、本発明は、フレシキブルシャフト後輪駆動装置とスイングアーム式緩衝装置との優れた組み合わせが特長であり、前部には操舵機構を用いているので舵取り操作が非常に容易であり、４輪独立懸架でクッションが良く運転操作が快適であり、電動駆動補助装置を用いて低速用カセットスプロケットとの組み合わせで低速域走行向きに設定されていて、幼児用座席は本体フレームヘッドチューブ側に支持されている為、ハンドル操作の負担が少ないのでふらつきが無く、ぺタルを漕ぐのが軽く、非力な人でも、自転車が不得手な人でも運転操作が可能であり、後部に多くの買い物品を積載して運搬するには非常に楽で、スパイクタイヤとの交換装置も設けているので、多雪地域における、深雪や凍上した路面に対しても滑らかな走行性能に優れており、一般車と比較して、大きさ、重量、価格の上乗せ分を勘案しても、あらゆる悪路面を滑らかで快適な操作性に優れた走行を可能として、他の追随を許さないものがあり、産業上の利用可能性は充分に満たしている。
１ 梯子状フレーム
２ 電動駆動補助装置
３ クランクぺタル
４ 左右後部緩衝装置受け体
５ ハンドル
６ フロントサスペンションフオーク
７ ステアリングナックルアーム
８ タイロットチューブ
９ 操舵機構
１０ フレームヘッドチューブ
１１ サドル固定体
１２ 補強用棒体
１３ リチュウムイオン充電式バッテリー
１４ 後部変速駆動部受け体
１５ スイングアーム
１６ 調整用捩子付アーチ型ガイド中心軸付圧縮コイルばね
１７ 後輪駆動緩衝装置
１８ 後輪
１９ フレーム本体
２０ キャリパー式ブレーキ装置
２１ 幼児用座席
２２ 買い物用籠
２３ サドル
２４ 後輪駆動装置
２５ フレシキブルシャフト可撓軸
２６ 左右スイングアーム軸支用棒体
２７ Ｌ字状棒体
Ａ 進行方向
Ｂ ぺタル
Ｃ クランク軸
Ｄ トルクセンサー
Ｅ ワンウェイクラッチ
Ｆ 踏力駆動用スプロケット
Ｇ 制御ユニット
Ｈ 駆動モーター
I 減速ギヤー
Ｊ 踏力駆動補助力用スプロケット
Ｋ チエーン
Ｌ 脚力
Ｍ モーターの力の流れ
Ｎ 駆動補助走行

Claims (1)

  1. 前部にはフロントサスペンションフォークを揺動自在に軸承した操舵機構を設け、中央部には、ぺタルクランク軸が貫通したトルクセンサーが回転を検知して、モーターを駆動制御し、減速ギヤーで踏力駆動補助走行をする、電動駆動補助装置を支持すると同時に、サドル後部には充電式バッテリーを着脱可能に装備し、各車輪部にはキャリパー式ブレーキ機構を装着すると共に、後部にはフレシキブルシャフトをスプライン勘合して、左右独立したスイングアーム式後輪緩衝装置と組み合わせたフレーム本体を設けて成る、電動駆動補助装置付４輪独立懸架式自転車の後輪駆動緩衝装置。
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