JP2014019281A - 三輪自転車 - Google Patents

Abstract

【課題】二つの前輪の上部に自転車用チャイルドシートがセット可能な荷台を設け、傾斜面の走行と、乗降時の安定性に優れた三輪自転車を提供する。
【解決手段】ハンドルポスト２の下方側に、支持フレーム４Ｕ，４Ｄの一端部が、前方斜め上方に向けて接合され、前方の他端部に補強フレーム４ａが略垂直状態で接合され、ハンドルポスト２の上方側で前方に向け水平に接合された荷台フレーム４ｂの一端部と接合され、支持フレーム４Ｕ，４Ｄの左右に配置された二つの前輪１１Ｌ，１１Ｒを支持する一対のサイドポスト３Ｌ，３Ｒと、支持フレーム４Ｕ，４Ｄに渡って、直立姿勢保持機構５と揺動アーム６が回動可能に連結された構成である。
【選択図】図１

Description

本発明は、左右二つの前輪で操舵し後輪を駆動する三輪自転車に関するものである。

従来、三輪自転車は二輪自転車に比べ、水平面においては転倒し難く非常に安定しているが、傾斜面においては安定が悪くなり走行が困難となる。この問題を解決する為、左右二つの前輪と一つの後輪を有する三輪自転車として傾斜地での走行を容易にするために、以下の提案がなされている。

特許文献１の三輪自転車は、ハンドルを支持するハンドルポストと、ハンドルポストを挟んで左右両側に夫々配置されたサイドポストに夫々回動可能に支持された左右のフロントフォークを有し、前二輪がフロントフォークに夫々回転可能に支持されている。
前記左右のサイドポストに両端が夫々連結され、ハンドルポストに中央部分が連結された回動可能な一対の上部リンクと下部リンクを有し、上部リンクと下部リンクは同一形状、同一寸法で構成されている。
これにより左右のサイドポストと一対の上部リンク及び下部リンクにより前二輪を左右に傾けるリンク機構が構成され、傾斜面走行においてハンドルポストの左右の傾きに応じて上部リンク及び下部リンクが回動して前二輪を左右に傾けることができ、直立姿勢保持機構が具備され、三輪自転車の安定が保たれている。

特許文献２の三輪自転車は、ハンドルを支持するハンドルポストと、ハンドルポストを挟んで一対のサイドポストが配置されている。
一対のサイドポスト内に、一対の内側前輪支持部が回動可能に組み込まれ、下部で左右の前輪を回転可能に支持し、上部は一対の外側車軸支持部の上部と連結されている。該一対の外側車軸支持部の下部は左右の前輪を外側から支持している。
前記一対のサイドポストの下部に連結され、ハンドルポストに中央部分が連結された回動可能な揺動アームと、左右のサイドポスト上部に一端部が連結され、他端部がハンドルポストに回動可能に連結された補助揺動アームにより構成されている。
これにより一対のサイドポストと下部揺動アーム及び上部の補助揺動アームにより前二輪を左右に傾ける機構が構成され、傾斜面走行においてハンドルポストの左右の傾きに応じて下部揺動アーム及び上部の補助揺動アームが回動して左右のサイドポストの傾きに応じて、前二輪を左右に傾けることができ、直立姿勢保持機構が具備され、三輪自転車の安定が保たれている。

特開２００２−３３７７７９号公報 特開２０１０−１６３１４５号公報

特許文献１に記載された三輪自転車は、前二輪の全体が左右のフロントフォークを介して左右のサイドポストの下方の位置に配置されている為、自転車全体の重心が高く、不安定である、又、左右のフロントフォーク、リンク機構、直立姿勢保持機構の構造により、自転車全体の重量が重くなるという問題があった。

特許文献２に記載された三輪自転車は、自転車全体の重心は特許文献１に比べ、低くなるように改善されているが、サイドポストの下部に連結された揺動アームとサイドポストの上部に連結された補助揺動アームに多数のベアリングが使用され、直立姿勢保持機構と、一対の外側前輪支持部も含め、部品数が多くなり、自転車全体の重量増とコストアップになるという問題があった。

さらに、上記特許文献１及び特許文献２の三輪自転車は、ハンドルを支持するハンドルポストと、ハンドルポストを挟んで左右両側に夫々サイドポストが配置される構造上、二つの前輪の上部には大きな荷物を積載する荷台の設置は困難であるという問題があった。

本発明は、このような従来の構成が有していた問題を解決しようとするものであり、二つの前輪を左右に傾ける機構をより向上させ、自転車全体の重心を低くして乗りやすく、部品数を少なくして安価に製造でき、二つの前輪の上部に自転車用チャイルドシートがセット可能な荷台を設け、子供を安全に乗せることができることを目的とする。

二つの前輪で操舵し、後輪で駆動する三輪自転車において、ハンドルが接続された操向軸を支持するハンドルポストの前方に支持フレームを設け、該支持フレームの左右に、前記二つの前輪を転向可能に支持する一対のサイドポストが配置され、前記支持フレームの上部に、前記ハンドルポストの直立姿勢保持機能を有するばねの中央部が固定され、前記ばねの両端部が前記一対のサイドポストの上部に回動可能に連結されて、補助搖動機能を有し、前記ハンドルポストの左右への傾きと、復元力が与えられ、ばねが直立姿勢保持機能と、補助搖動アーム機能を併せ持つ構造を特徴とする。

前記支持フレームに固定されたセンターブラケットに、搖動アームの中心部が回動可能に連結され、前記一対のサイドポストの下部と、前記搖動アームの両端が回動可能に連結され、前記ハンドルポストの左右への傾きに応じて搖動が可能となり、前記ばねと連動して前記一対のサイドポストを左右に傾ける構造を特徴とする

前記二つの前輪と前記支持フレームの左右に配置された前記一対のサイドポストを支持する一対のブラケットに一体形成された一対のナックルアームの前部と、中央部に位置するピットマンアームの前部がボールジョイントと連結棒で回動可能に連結され、前記ピットマンアームの後部と、転向スプロケットが接合されて、前記支持フレームに固定された前記センターブラケットの下部に、回動可能に連結され、前記転向スプロケットと、前記ハンドルが接続された操向軸の下端部に固定された操向スプロケットの相互間にチエーンが掛巡され、前記ハンドルの操舵に応じて前記支持フレームの左右に配置されたサイドポストを介して、前記二つの前輪の転向が可能となる構造を特徴とする

前記支持フレームに固定された前記センターブラケットと、前記一対のサイドポストに渡って回動可能に連結された前記搖動アームの搖動角度の調整と制止を可能にする機構を設け、乗る人の目的、状況に応じて車体の傾きを可変可能な構造にした事を特徴とする。

前記二つの前輪を転向可能に支持した一対のサイドポスト、前期搖動アーム、直立姿勢保持機構、前輪転向機構、搖動アーム制止機構の各装置が前記二つの前輪間内に配置され、さらに、比較的重量を要する前記一対のサイドポストの転向機構、搖動アームが車軸近傍に配置され、重心を低くした構造を特徴とする。

前記支持フレームの上方で前記ハンドルポストの前方に、荷台フレームを設け、該荷台フレームの下部と、前記支持フレームの先端部を補強フレームで繋げ、大容量の荷台の取り付けを可能とし、自転車用チャイルドシートのセットが可能な構造を特徴とする。

本発明によれば、重心を低くして傾斜面走行を可能にしたことにより、走行時、乗降時において安定性が向上し、二つの前輪を支持する一対のサイドポストがハンドルポストの前方に配置されたことにより、大容量の荷台の取り付けが可能となり、自転車用チャイルドシートが安定して積載できる。さらに、直立姿勢保持機能と、補助搖動アーム機能を併せ持つばねにより、構造の単純化を図り安価な製造が可能となる。

本発明の実施形態に係わる三輪自転車の全体を表す側面図である。 図１の前輪部Ａ矢視拡大正面図である。 図２の一部省略平面図である。 図１の前輪を支持するサイドポスト周辺の一部省略拡大側面図である。 図４のＢ−Ｂ断面図である。 図５のＣ−Ｃ断面図である。 図５のＤ−Ｄ断面図である。 図５のＥ−Ｅ断面図である。 図３の前輪転向機構の一部省略拡大平面図である。 図３に対応した前輪が右に転向した状態を示す平面図である。 図２に対応した前輪が左に傾いた状態を示す正面図である。 図１の前輪上部の荷台フレームの使用例を示す側面図である。

本発明の実施の形態に係わる三輪自転車ついて、以下図１〜図１２を参照して詳細に説明する。

三輪自転車１は、図１と、図２に示すように、車体フレーム１４の前方に、左右二つの前輪で操舵する前輪１１Ｌ，１１Ｒと、後方に駆動輪である後輪１３と、ブレーキレバー２ｆを有したハンドル２aが接続された操向軸２ｂと、ハンドルポスト２と、ハンドルポスト２の前方に設けられた支持フレーム４Ｕ，４Ｄと、補強フレーム４ａと、荷台フレーム４ｂと、支持フレーム４Ｕ，４Ｄの左右に、二つの前輪１１Ｌ，１１Ｒを支持する一対のサイドポスト３Ｌ，３Ｒが配置され、直立姿勢保持機構５と、揺動アーム６と、揺動アーム制止機構７と、前輪転向機構８と、ブレーキ１０を有している。

車体フレーム１４の後方において、サドル１５がサドルポスト１５ａに固定され、サドルポスト１５ａの中間部が車体フレーム１４の後端部に接合され、サドルポスト１５ａの下部と、補助フレーム１４ａの下部とリヤフォーク１４ｂが、駆動軸受け１６に接合され、その他、後輪１３、クランク軸１７、クランクペタル１７ａと、駆動スプロケット１８、被動スプロケット１８ａ、無端状チエーン１８ｂを有した構造は従来の一つの前輪の二輪自転車と同様であるため、詳細な説明を省略する。
尚ブレーキ本体１０と、ブレーキレバー２ｆ以外の部品及び、泥よけ、スタンド、一部車輪のリブは、図面を判りやすくするために、省略している。本実施の形態においては、三輪自転車1のサドル１５に腰掛け、ハンドル2ａを運転者が握った状態を基準として、左手側を左、右手側を右、として説明する。

図１と、図２に示す、三輪自転車１は、容量の大きな荷物を前輪１１Ｌ，１１Ｒの上部に積載するために、ハンドルポスト２の前方に設けられた支持フレーム４Ｕ，４Ｄ、と補強フレーム４ａと、荷台フレーム４ｂと、支持フレーム４Ｕ，４Ｄの左右に配置された前輪１１Ｌ，１１Ｒを支持する一対のサイドポスト３Ｌ，３Ｒにより構成される。

図１１に示す、傾斜面での走行(バンク走行)以下バンク走行を容易にするために、前輪１１Ｌ，１１Ｒを左右に傾ける機構は、図５と、図６と、図７に示す、支持フレーム４Ｕ，４Ｄの左右に配置されたサイドポスト３Ｌ，３Ｒと、複数の揺動アーム６と、三輪自転車１の直立姿勢保持機構５と、サイドポスト３Ｌ，３Ｒとセンターブラケット２４に渡って連結される揺動アーム６、及び、直立姿勢保持機構５の複数のばね５ａを連結する複数の連結軸２３と、連結軸２３を支持するベアリング２１と、ベアリング受け２２と、Ｕ字形ブラケット２５により構成される。

図１と、図２に示す、ハンドルポスト２は、操向軸２ｂを回動可能に支持するための操向軸受け２ｃを上下に有し、操向軸２ｂは、ハンドルポスト２に支持され、最上部にブレーキレバー２ｆを有したハンドル２ａが接続され、下端部に操向スプロケット２ｂの固定用のネジ孔が形成されている。

図１と、図４に示す、ハンドルポスト２の下方側に、支持フレーム４Ｕ，４Ｄの一端部が、前方斜め上方に向けて接合され、前方の他端部に補強フレーム４ａが略垂直状態で接合されている。さらに、荷台フレーム４ｂの一端部がハンドルポスト２の上方側で前方に向け水平に接合され、他端部の近傍に支持フレーム４Ｕ，４Ｄに略垂直状態で接合された補強フレーム４ａの上端部と略直角に交わる状態で接合される。

図３と、図４と、図５に示す、支持フレーム４Ｄの上面に、金属板で曲折形成された取付け板７ａが接合され、該取付け板７ａの下部面に、センターブラケット２４が金属板で曲折形成され、上部が取付け孔を有した複数の取付け面となり、下部面にベアリングホルダセット８ｅの取り付け用の長穴を複数個有し、支持フレーム４Ｄを挟む状態で、取付け板７ａに上部の取付け面が固定されている。

支持フレーム４Ｕ，４Ｄは金属製の角パイプが望ましいが、軽量化を図ることができれば、金属板の曲折形成でもよい。又、支持フレーム４Ｕ，４Ｄは金属板の曲折形成による一体形成でもよく、所定の強度を有することができれば、プラスチック成形でも良い。

図５と、図６に示す、サイドポスト３Ｌ，３Ｒは、転向軸３Ｌａ，３Ｒａを支持するものであり、転向軸３Ｌａ，３Ｒａを回動可能に支持するための転向軸受け３Ｌｂ，３Ｒｂを上下に有する。
転向軸３Ｌａ，３Ｒａはサイドポスト３Ｌ，３Ｒに支持され、上部に取り付け部品は無く、下端部に転向軸支持部３Ｌｃ，３Ｒｃを有する。

図２と、図５と、図９に示す、金属板が曲折形成された一対の曲折ブラケット９Ｌ，９Ｒは、前輪１１Ｌ，１１Ｒの車軸１２Ｌ，１２Ｒの取り付け孔を垂直面に有し、サイドポスト３Ｌ，３Ｒに支持された転向軸３Ｌａ，３Ｒａの転向軸支持部３Ｌｃ，３Ｒｃの取り付け孔を上面に有し、車軸１２Ｌ，１２Ｒの取り付け孔の垂直面を基準にして、サイドポスト３Ｌ，３Ｒを支持する接合面は、図５に示す、サイドポスト３Ｌ，３Ｒが略ハの字状になる角度で夫々左右対称に曲折形成され、同角度の状態で図１と、図９に示す前方に向けて、ナックルアーム９Ｌａ，９Ｒａが細く曲折形成され、先端部のボールジョイント８ｂの取付け面が外側に突出し、取り付け孔を設けて、図２に示す、車軸１２Ｌ，１２Ｒの取り付け用の垂直面と直角で夫々左右対称に曲折形成される。
サイドポスト３Ｌ，３Ｒが、略ハの字状に曲折形成され、組立時の角度調整が不要となり、ナックルアーム９Ｌａ，９Ｒａとの一体化で部品数が減少する。
曲折ブラケット９Ｌ，９Ｒと、ナックルアーム９Ｌａ，９Ｒａは分割して加工し接続する方法も可能である。

図２と、図３とに示す、前輪１１Ｌ，１１Ｒの車軸１２Ｌ，１２Ｒにブレーキ本体１０が接続され、連結パイプ９Ｌｂ，９Ｒｂを介して曲折ブラケット９Ｌ，９Ｒの垂直面に車軸１２Ｌ，１２Ｒが固定され、前輪１１Ｌ，１１Ｒが回転可能になる。
サイドポスト３Ｌ，３Ｒは、図５に示す、支持フレーム４Ｕ，４Ｄを中心にして左右に配置され、略ハの字状の角度を有して、曲折ブラケット９Ｌ，９Ｒの上面に、転向軸支持部３Ｌｃ，３Ｒｃにより回動可能に接合される。

図２と、図５に示す、支持フレーム４Ｕ，４Ｄの左右にハの字状に配置されたサイドポスト３Ｌ，３Ｒは、側面から見た場合は、図１と図４に示すように、支持フレーム４Ｕ，４Ｄに直交した状態で配置される。

図４において、サイドポスト３Ｌ，３Ｒと、ハンドルポスト２は上下方向の軸線上においては平行でなくてもよく、サイドポスト３Ｌ，３Ｒは三輪自転車１の走行を基準にした垂直軸に対する角度の設定がなされ、ハンドルポスト２は操向と、前方の荷台４１のスペースと、デザインを考慮した垂直軸に対する角度を夫々独自に設定可能である。

サイドポスト３Ｌ，３Ｒのハの字状の配置は、サイドポスト３Ｌ，３Ｒに支持された転向軸３Ｌａ，３Ｒａの地表面側に伸びた中心線の位置が、図２に示す、前輪１１Ｌ，１１Ｒの接地点、又は、接地点の直近になる構成で、前輪１１Ｌ，１１Ｒが左右に転向した場合において、前輪１１Ｌと１１Ｒ間の寸法(トレッド)の変化を少なくしている。

ハンドルポスト２と、サイドポスト３Ｌ，３Ｒの位置関係は、図３と、図９の上部から見て、ハンドルポスト２を基点として、中心部の交点が二等辺三角形となる。ハンドルポスト２と、サイドポスト３Ｌ，３Ｒの間のスペースは自由に可変可能である。従って、図１の支持フレーム４Ｕ，４Ｄ及び荷台フレーム４ｂの前後方向の長さも可変可能となり、荷台フレーム４ｂに大きな荷台の設置が可能となる。

図５と、図６と、図７に示す、複数の揺動アーム６と、直立姿勢保持機構５をサイドポスト３Ｌ，３Ｒとセンターブラケット２４に、回動可能に連結する複数の連結軸２３は、両端部にネジが設けられ、ベアリング２１が嵌入されて、ベアリング受け２２に緩挿され金属板で曲折形成されたＵ字形ブラケット２５が接合された構成で、Ｕ字形ブラケット２５により、サイドポスト３Ｌ，３Ｒの夫々上下と、センターブラケット２４の中央部に接合される。
連結軸２３と、ベアリング受け２２と、Ｕ字形ブラケット２５は夫々同一形状、同一寸法、が望ましい、部品の共通化により、コストを安く押さえることが可能となる。

図４と、図５と、図７に示す、直立姿勢保持機構５は、バンク走行で傾いたハンドルポスト２の左右の傾きを直立姿勢に戻す為のものであり、直立姿勢保持機構５は、複数のばね５ａと、複数のばね受け５ｂと、一個のセンターばね押さえ５ｃと、複数のサイドばね押さえ５ｄと、複数の金属ワッシャー５ｅで構成され、ばね５ａは金属板で形成された板ばねで、中心部と両端部に軸孔を有し、支持フレーム４Ｕの上面に、ばね５ａの中心部が、金属板で両端部に軸孔を有したセンターばね押さえ５ｃで固定される。

図４と、図５に示す、ばね受け５ｂは、複数の金属板が左右対称でＬ字状に曲折形成され、夫々垂直面と水平面を有し、各面に軸穴を設け、水平面に、ばね５ａの両端部を金属板で形成され軸孔を有したサイドばね押さえ５ｄで固定され、垂直面が、連結軸２３の両側に金属ワッシャー５ｅを嵌挿後、サイドポスト３Ｌ，３Ｒの近傍を挟む状態で回動可能に連結される。
図７に示す、連結軸２３は、サイドポスト３Ｌ，３Ｒの上部の外側(車輪側)に、Ｕ字形ブラケット２５で接合される。

ばね５ａは、金属製の板ばねで説明したが、棒状、又は、線状のものを複数本並べた状態又は、金属とプラスチックを合わせて板状に形成されたもの、その他、撓みによる強度が保たれれば特殊ゴム、プラスチックでもよい。当然ばね受け５ｂも変更される。
ばね５ａは、図５に示す、左右の連結軸２３の中心部線上の近傍の位置に配置される状態が望ましい。
ばね５ａは、複数で説明したが、連結軸２３の形状の変更、又は、連結ピン等により、単体の構成も可能である。

揺動アーム６は、図４に示すように、金属板がコの字状に曲折形成され、中心部と、両端に軸孔が設けられ、中心部の軸孔が図５と図６に示す、センターブラケット２４の中央部で、支持フレーム４Ｄの下部の直近に接合された連結軸２３の両側に金属ワッシャー５ｅを挿入後、回動可能に固定される。

揺動アーム６の両端は、サイドポスト３Ｌ，３Ｒの内側（支持フレーム４Ｄ側）に連結された、連結軸２３の両側に金属ワッシャー５ｅを挿入後、揺動アーム６の両端の軸孔が嵌挿されて固定され、サイドポスト３Ｌ，３Ｒに回動可能に連結される。

サイドポスト３Ｌ，３Ｒは、複数の揺動アーム６と直立姿勢保持機構５で回動可能に支持され、図２と、図５に示すように、支持フレーム４Ｕ，４Ｄを介して直立姿勢保持機構５のばね５ａが常に水平を保つ状態となり、ハンドルポスト２の直立姿勢が保持される。

揺動アーム６は、軽量化の目的で金属板がコの字状に曲折をされているが、平板、棒状でもよい、材質は、ステンレス、アルミが望ましいが、鉄、強化プラスチック等で、三輪自転車として前輪１１Ｌ，１１Ｒを支持する強度が保たれればよい。
揺動アーム６は複数で説明したが、直立姿勢保持機構５と関連して、連結軸２３の形状の変更、又は、連結ピン等により単体の構成も可能である。

上述した前輪１１Ｌ，１１Ｒを左右に傾ける機構について説明する。バンク走行において、図１１に示すように、ハンドルポスト２が左に傾いた場合には、揺動アーム６が運転者を基準にして、時計回り方向に回転し、サイドポスト３Ｌ，３Ｒも夫々左側に傾き、支持フレーム４Ｕに固定された直立姿勢保持機構５のばね５ａは、サイドポスト３Ｌ，３Ｒを介して、揺動アーム６と連動し、運転者を基準にして、時計回り方向に撓み、補助揺動アームの機能を果たし、前輪１１Ｌ，１１Ｒを左に安定して傾かせる。

又、バンク走行において、ハンドルポスト２が右に傾いた場合には、下部揺動アーム６が運転者を基準にして、反時計回り方向に回転し、サイドポスト３Ｌ，３Ｒも夫々右側に傾き、支持フレーム４Ｕに固定された直立姿勢保持機構５のばね５ａは、サイドポスト３Ｌ，３Ｒを介して揺動アーム６と連動し、運転者を基準にして、反時計回り方向に撓み、補助揺動アームの機能を果たし、前輪１１Ｌ，１１Ｒを右に安定して傾かせる。

バンク走行が終了すると、直立姿勢保持機構５のばね５ａは、補助揺動アームの機能を維持した状態で、ハンドルポスト２を元に戻そうとする力が働き、ハンドルポスト２は元に戻り直立姿勢が保持される。
このとき、前輪１１Ｌ，１１Ｒは図２に示すように、地面に対して垂直になるように配置されている。

図１１に示す、ハンドルポスト２が左右に傾いた場合、直立姿勢保持機構５のばね５ａに撓みが発生し、ばね５ａを支持フレーム４Ｕに固定したセンターばね押さえ５ｃの端面の撓み発生部から左右のサイドポスト３Ｌ，３Ｒに連結された連結軸２３の中心部までの寸法が撓み量に応じて変化するのに対し、揺動アーム６の中心部の連結軸２３とサイドポスト３Ｌ，３Ｒに連結された連結軸２３のピッチ寸法の変化は無いので、２つの前輪１１Ｌ，１１Ｒが傾いた状態において、上下で略平行状態を保つためには、図５に示す、揺動アーム６を連結する連結軸２３のピッチに対し、ばね５ａは、撓み発生部からサイドポスト３Ｌ，３Ｒに連結した連結軸２３の中心部までの寸法を、撓みしろを考慮して若干長く設定される。ただし、三輪自転車の使用目的、特性により、自由に設定することは可能である。

図５と、図６と、図７に示す、直立姿勢保持機構５のばね５ａの中央部が支持フレーム４Ｕに直接固定されて連結軸２３が不要となり、支持フレーム４Ｄの直下に配置された連結軸２３に、ハンドルポスト２が邪魔することなく揺動アーム６の中心部が固定され、サイドポスト３Ｌ，３Ｒの上下の連結部に連結軸２３は夫々１個の配置が可能となり、ベアリング２１を含めた部品数が少ない構成となる。
又、ばね５ａと、揺動アーム６の連結をベアリング２１が支持する連結軸２３で説明したが、連結ピンへの変更も可能である。

図３と、図４と、図８と、図９に示す、サイドポスト３Ｌ，３Ｒで支持された、２つの前輪１１Ｌ，１１Ｒの操舵をする前輪転向機構８は、サイドポスト３Ｌ，３Ｒを支持する曲折ブラケット９Ｌ，９Ｒに一体形成されたナックルアーム９Ｌａ，９Ｒａに夫々ボールジョイント８ｂが回動可能に固定され、中央に位置するピットマンアーム８ａの前部の左右にボールジョイント８ｂが夫々回動可能に固定され、左右に分かれて連結棒８ｃでナックルアーム９Ｌａ，９Ｒａに固定されたボールジョイント８ｂに連結される。
ピットマンアーム８ａの後部と転向スプロケット８ｄが固着されて、センターブラケット２４の下部面に固定されたベアリングホルダセット８ｅに、回動可能に連結される。

ハンドル２ａを接続した操向軸２ｂの最下端面に操向スプロケット２ｄが固定され、ピットマンアーム８ａの後部と固着された転向スプロケット８ｄの相互間に操向チエーン２ｅが掛巡され、ハンドル２ａの左右の回動が操向チエーン２ｅを介してピットマンアーム８ａからナックルアーム９Ｌａ，９Ｒａに伝達され、サイドポスト３Ｌ，３Ｒを介して前輪１１Ｌ，１１Ｒを転向させる構成である。
尚、今回操向チエーン２ｅでの説明をしたが、タイミングプーリー、タイミングベルトによる方法でもよい。

センターブラケット２４は、図５と、図８に示す、支持フレーム４Ｄに接合された取付け板７ａにサイドポスト３Ｌ，３Ｒと平行に固定され、下部の取付け面はベアリングホルダセット８ｅの接合面が固定できる巾で前後に突出し、複数の取り付け用の長孔を有し、ハンドルポスト２と直角に曲折形成される。従って、図４に示す、転向スプロケット８ｄと、操向スプロケット２ｄが同一線上に配置されて取付けられ、相互間に操向チエーン２ｅが掛巡される。
ハンドルポスト２の配置角度が変更されれば、センターブラケット２４の下部の取付け面の曲折角度もハンドルポスト２の配置角度に合わせて変更される。

センターブラケット２４の下部の取り付け面の長孔により、ベアリングホルダセット８ｅを移動させ、操向チエーン２ｅの張り具合が微調整される。
サイドポスト３Ｌ，３Ｒの配置の変更による操向スプロケット２ｄと、転向スプロケット８ｄの相互間隔変更は、チエーンの長さで調整される。

図５、図８、図９に示す、ピットマンアーム８ａは金属板で曲折形成され、前端部にボールジョイント８ｂを固定する左右２個の取り付け穴と、後端部に一個の軸孔を有し、後端部に取付けワッシャー８ｆを挟んで、転向スプロケット８ｄが下側の位置で固着され、ベアリングホルダセット８ｅのボールベアリング２１の内輪の下部に、スペーサ８ｋを介して、回動可能に固定され、ハンドルポスト２に支持されたハンドル２ａを備えた操向軸２ｂの最下端面に固定された操向スプロケット２ｄとの相互間に操向チエーン２ｅが掛巡される。

ピットマンアーム８ａと、ナックルアーム９Ｌａ，９Ｒａの上下の位置関係は、図２に示すように、ハンドルポスト２と、前輪１１Ｌ，１１Ｒが直立状態において平行にセットすることが望ましい、このためには、図８に示す、ピットマンアーム８ａの中間部分の曲折部で調整が可能となる。

ピットマンアーム８ａと、ナックルアーム９Ｌａ，９Ｒａの長さ方向の寸法は、ハンドル２ａの操舵により前輪１１Ｌ，１１Ｒの転向がスムースにできる寸法で、図９に示すような状態で、転向スプロケット８ｄの中心からピットマンアーム８ａに連結されたボールジョイント８ｂの中心までの寸法と、サイドポスト３Ｌ，３Ｒの中心からナックルアーム９Ｌａ，９Ｒａに連結されたボールジョイント８ｂの中心までの寸法が同一であることが望ましい。ただし、ハンドル２ａの操舵角度と、前輪１１Ｌ，１１Ｒの転向角度に違いを持たせたい場合は、ピットマンアーム８ａと、ナックルアーム９Ｌａ，９Ｒａの長さの変更が可能である。

図２に示す、ハンドル２ａを右に操舵し、図３に示す、２つの前輪１１Ｌ，１１Ｒが、図１０に示す、約４５度転向した状態である。２つの前輪１１Ｌ，１１Ｒの上部が若干開いた逆ハの字状態は図５に示す、サイドポスト３Ｌ，３Ｒがハの字状態に配置された影響であり、図１に示す、サイドポスト３Ｌ，３Ｒが走行時の直進性を良好にするため、上部が後方に傾斜する配置がされ、この傾斜と、逆ハの字状態の角度が合さることにより、右側へのカーブ時に内輪側、図１０の場合は右側の前輪１１Ｒの上部がさらに右に傾斜し、曲がりやすく、左側の前輪１１Ｌは外輪側で略垂直に近い状態となり、カーブ走行時に踏ん張りやすくなるので、スムースなカーブ走行が可能となる。

図１０は、２つの前輪１１Ｌ，１１Ｒが約４５度転向し、まだ転向途中で、さらに５５度〜６０度までは転向可能となり、十分な小回りができ、駐輪の際、前一輪の二輪自転車と同程度の扱いが可能である。

前輪転向機構８と、サイドポスト３Ｌ，３Ｒの配置の関係による前輪１１Ｌ，１１Ｒの転向時の車輪間の接地巾(トレッド)の変化は、図３と図１０を比較した場合、右側への転向時において若干狭くなる程度であり、接地部での車輪の動きが僅かで、転向抵抗が少なない。従って、ハンドルの操向抵抗も少なく、前輪１１Ｌ，１１Ｒの車輪間の巾（トレッド)が自由に設定でき、走行時に前輪１１Ｌ，１１Ｒの転向がスムースに行われ、カーブ走行が安定する。又、乗降時に車体が転倒し難い構成が可能となる。
尚、左側への転向時も右側への転向と同様で、スムースなカーブ走行が可能となる。

図２、図３、図４、図５に示す、搖動アーム制止機構７は、ハンドルポスト２の左右の傾きを、揺動アーム６と、直立姿勢保持機構５のばね５ａと、左右のサイドポスト３Ｌ，３Ｒを介して、２つの前輪１１Ｌ，１１Ｒに伝えられた傾きを制止するもので、支持フレーム４Ｄの上面に接合された金属板で曲折形成された取付け板７ａと、左右の調整ネジ７ｂと、ばね座金３３と、ナット３２で構成される。

取付け板７ａは、前方にセンターブラケット２４の取付け面を有し、搖動アーム６の上部に位置した面が、図５に示す、搖動アーム６の搖動角度にあわせ曲折形成され、図４に示す、取付け板７ａの左右に固定された調整ネジ７ｂにより、搖動アーム６のコの字状の曲折部上面の巾方向の中央部の位置で制止される。

調整ネジ７ｂは、前輪１１Ｌ，１１Ｒが直立状態において、調整ネジ７ｂの先端部は搖動アーム６の上面に対し、図２と、図５に示す、左右同間隔に配置される。
図１１は、ハンドルポスト２が左に傾いた状態を示し、左側の調整ネジ７ｂの先端部が搖動アーム６の上面に係合し、搖動アーム６が制止した状態である。

調整ネジ７ｂの先端部と搖動アーム６の上面の間隔により、ハンドルポスト２の傾き角度が決まり、三輪自転車１の走行目的において、調整ネジ７ｂにより自由にセットが可能である。例えば、スポーツ走行が目的の場合は間隔を広くして、傾き角度を大きくすることにより、急カーブを速い速度で曲がりやすくなる。大きな荷物の運搬時、自転車用チャイルドシートに子供を載せる場合は間隔を狭くして、傾き角度を小さくすることにより安定させることができる。

図１、図２、図３に示す、前輪１１Ｌ，１１Ｒを転向可能に支持した一対のサイドポスト３Ｌ，３Ｒの最上部の転向軸３Ｌａ，３Ｒａは、２つの前輪１１Ｌ，１１Ｒの最上部より低く、直立姿勢保持機構５、搖動アーム６、制止機構７、前輪転向機構８、は一対のサイドポスト３Ｌ，３Ｒの上部の転向軸受け３Ｌｂ，３Ｒｂより下部に配置されたことにより、荷台フレーム４ｂとこれを支える補強フレーム４ａの上部以外の三輪自転車１の走行に係わる機構についてはブレーキ本体１０も含め、すべて前輪１１Ｌ，１１Ｒの間に配置される。

ばね５ａが一定の撓みしろを確保できれば、他の部品、機構においてもサイズが自由に設定できるので、一般の市販自転車で使用されている車輪であれば、どのサイズでも前輪１１Ｌ，１１Ｒ内への配置が可能となる。

比較的重い前輪転向機構８と、搖動アーム６が前輪１１Ｌ，１１Ｒの中心部に近い状態で配置されたことにより、三輪自転車１の重心が低くなり、子供や老人が乗りやすく、走行が安定する。

図１と、図２に示す、ハンドルポスト２に接合された荷台フレーム４ｂは金属板を略コの字状に曲折形成される。支持フレーム４Ｕ，４Ｄの先端部に略垂直状態に接合された補強フレーム４ａは、金属板を略コの字上に曲折形成され、荷台フレーム４ｂの下部に略直角に接合される。これにより、支持フレーム４Ｕ，４Ｄと荷台フレーム４ｂに十分な強度が確保できる。
荷台フレーム４ｂ及び補強フレーム４ａは金属製の角パイプでもよい。又支持フレーム４Ｕ，４Ｄと同一材質が望ましい。

図１２に示す、荷台フレーム４ｂに、前輪１１Ｌ，１１Ｒの巾と同じ巾を有する荷台４１が接合されて、荷台４１の上部に自転車用チャイルドシート４２がセットされる。
前輪１１Ｌ，１１Ｒを支持するサイドポスト３Ｌ，３Ｒがハンドルポスト２の前方に配置されたことにより、自転車用チャイルドシート４２の重心が、車軸１２Ｌ，１２Ｒの垂直方向の中心線より後方の位置で配置され、子供を乗せても十分な安定が確保できる。

荷台４１はハンドルポスト２を介して車体フレーム１４と一体化され、前輪１１Ｌ，１１Ｒの転向と直接連動しないので、静止時に２つの前輪１１Ｌ，１１Ｒが転向しても、自転車用チャイルドシート４２の向きが変わることなく安定を保ち、走行時においてもハンドル２ａの転向時の細かな動きが自転車用チャイルドシート４２に伝わり難いので安全な走行が可能となる。

前輪１１Ｌ，１１Ｒを支持するサイドポスト３Ｌ，３Ｒがハンドルポスト２の前方に配置されたことにより、車体の重心の位置が後方に移動し、前輪１１Ｌ，１１Ｒ用のブレーキレバー２ｆを握り、ブレーキ本体１０を制動させた場合、充分な制動力を前輪１１Ｌ，１１Ｒに与えることができ、三輪自転車１を短い距離で安定して止めることができる。

上述した各部品の固定は各図に示すように、六角孔付きボルト８ｈ、六角ボルト３１、ナット３２、ばね座金３３、平座金３４によりなされる。

以上、本発明の実施の形態を詳述したが、本発明は上記実施の形態に限定されるものではなく、本発明の趣旨を逸脱しない範囲で種々の改変は可能である。
例えば、上記実施の形態では、人力駆動による三輪自転車に本発明を適用した場合について説明したが、人力をアシストする動力源を備える三輪自転車、動力源付の三輪自転車にも適用が可能である。

また、本発明の実施の形態では、前輪１１Ｌ，１１Ｒは、片側支持のため、通常の自転車の車輪にとどまらず、ブレーキ１０も含め、車椅子の車輪を使用することも可能である。

また、本発明の実施の形態では、ハンドルポスト２の前方に向けて支持フレーム４Ｕ，４Ｄを設け、直立姿勢保持機構５のばね５ａの中央部を支持フレーム４Ｕの上面に固定する例について説明したが、ハンドルポスト２の前後に支持フレームを設けて、ばね５ａの中央部をハンドルポスト２の前後に固定するか、又は前後のいずれかに支持フレームを設けて固定し、サイドポスト３Ｌ，３Ｒをハンドルポスト２の左右に配置する構成も可能である。

また、本発明の実施の形態では、搖動アーム６は金属板でコの字状に曲折形成され、中心部と、両端に軸孔を設け、センターブラケット２４の中央部と、サイドポスト３Ｌ，３Ｒに連結される例について説明したが、金属板でコの字状に曲折形成された構造部分を、ばね５ａと同等以上の強度を有する金属製の板ばねで、連結構造は搖動アーム６と同様にする構成も可能である。

１ ・・・・・・ 三輪自転車
２ ・・・・・・ ハンドルポスト
２ａ ・・・・・ ハンドル
２ｂ ・・・・・ 操向軸
２ｃ ・・・・・ 操向軸受け
２ｄ ・・・・・ 操向スプロケット
２ｅ ・・・・・ 操向チエーン
２ｆ ・・・・・ ブレーキレバー
３Ｌ，３Ｒ ・・ サイドポスト
３Ｌａ，３Ｒａ 転向軸
３Ｌｂ，３Ｒｂ 転向軸受け
３Ｌｃ，３Ｒｃ 転向軸支持部
４Ｕ，４Ｄ ・・ 支持フレーム
４ａ ・・・・・ 補強フレーム
４ｂ ・・・・・ 荷台フレーム
５ ・・・・・・ 直立姿勢保持機構
５ａ ・・・・・ ばね
５ｂ ・・・・・ ばね受け
５ｃ ・・・・・ センターばね押さえ
５ｄ ・・・・・ サイドばね押さえ
５ｅ ・・・・・ 金属ワッシャー
６ ・・・・・・ 搖動アーム
７ ・・・・・・ 搖動アーム制止機構
７ａ ・・・・・ 取付け板
７ｂ ・・・・・ 調整ネジ
８ ・・・・・・ 前輪転向機構
８ａ ・・・・・ ピットマンアーム
８ｂ ・・・・・ ボールジョイント
８ｃ ・・・・・ 連結棒
８ｄ ・・・・・ 転向スプロケット
８ｅ ・・・・・ ベアリングホルダセット
８ｆ ・・・・・ 取付けワッシャー
８ｈ ・・・・・ 六角孔付きボルト
８ｋ ・・・・・ スペーサ
９Ｌ，９Ｒ ・・ 曲折ブラケット
９Ｌａ，９Ｒａ ナックルアーム
９Ｌｂ，９Ｒｂ 連結パイプ
１０ ・・・・・ ブレーキ本体
１１Ｌ，１１Ｒ 前輪
１２Ｌ，１２Ｒ 車軸
１３ ・・・・・ 後輪
１４ ・・・・・ 車体フレーム
２１ ・・・・・ ベアリング
２２ ・・・・・ ベアリング受け
２３ ・・・・・ 連結軸
２４ ・・・・・ センターブラケット
２５ ・・・・・ Ｕ字形ブラケット
３１ ・・・・・ 六角ボルト
３２ ・・・・・ ナット
３３ ・・・・・ ばね座金
３４ ・・・・・ 平座金
４１ ・・・・・ 荷台
４２ ・・・・・ 自転車用チャイルドシート

Claims (6)

1. 二つの前輪で操舵し、後輪で駆動する三輪自転車において、ハンドルが接続された操向軸を支持するハンドルポストの前方に支持フレームを設け、該支持フレームの左右に、前記二つの前輪を転向可能に支持する一対のサイドポストが配置され、前記支持フレームの上部に、前記ハンドルポストの直立姿勢保持機能を有するばねの中央部が固定され、前記ばねの両端部が前記一対のサイドポストの上部に回動可能に連結されて、補助搖動機能を有し、前記ハンドルポストの左右への傾きと復元力を与える構造を特徴とする三輪自転車。
2. 前記支持フレームに固定されたセンターブラケットに、搖動アームの中心部が回動可能に連結され、前記一対のサイドポストの下部と、前記搖動アームの両端が回動可能に連結され、前記ハンドルポストの左右の傾きに応じて搖動が可能となる構造を特徴とする請求項１に記載の三輪自転車。
3. 前記二つの前輪と前記支持フレームの左右に配置された前記一対のサイドポストを支持する一対のブラケットに一体形成された一対のナックルアームの前部と、中央部に位置するピットマンアームの前部がボールジョイントと連結棒で回動可能に連結され、前記ピットマンアームの後部と、転向スプロケットが接合されて、前記支持フレームに固定された前記センターブラケットの下部に、回動可能に連結され、前記転向スプロケットと、前記ハンドルが接続された操向軸の下端部に固定された操向スプロケットの相互間にチエーンが掛巡され、前記ハンドルの操舵に応じて前記二つの前輪の転向が可能となる構造を特徴とする請求項１又は２に記載の三輪自転車。
4. 前記支持フレームに固定された前記センターブラケットと、前記一対のサイドポストに渡って回動可能に連結された前記搖動アームの搖動角度の調整と制止を可能にする機構を設けた事を特徴とする請求項１から請求項３のいずれかに記載の三輪自転車。
5. 前記二つの前輪を転向可能に支持する前記一対のサイドポストと、前記搖動アームと、直立姿勢保持機構と、前輪転向機構と、搖動アーム制止機構が前記二つの前輪間内に配置されたことを特徴とする請求項１から請求項４のいずれかに記載の三輪自転車。
6. 前記支持フレームの上方で前記ハンドルポストの前方に、荷台フレームを設け、該荷台フレームの下部と、前記支持フレームの先端部を補強フレームで繋げたことを特徴とする請求項１から請求項５のいずれかに記載の三輪自転車。

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