JP2015128921A - 小型移動体 - Google Patents

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Abstract

【課題】 車道の走行も可能であり車体の折り畳みが可能な小型移動体に於いて、十分な振動緩衝作用が得られ、折り畳み時に移動体のコンパクト性にできるだけ影響を与えない新規なサスペンション構造を提供すること。【解決手段】 本発明の移動体は、前輪を保持したメインフレームと、メインフレームに対して枢着され後輪を保持するスイングアームと、メインフレームとスイングアームとの間を連結する弾性伸縮手段を有し、弾性伸縮手段が、メインフレームとにスイングアームにそれぞれ固定された弾性伸縮要素保持部と、メインフレームとスイングアームとの展開状態に於いて二つの弾性伸縮要素保持部の間に延在して伸縮する弾性伸縮要素とを含み、移動体の折り畳み状態に於いて、弾性伸縮要素の一方の端が弾性伸縮要素保持部の一方から離脱する。【選択図】 図1

Description

本発明は、パーソナル・モビリティ又は超小型モビリティ等の小型の移動体の構造に係り、より詳細には、そのような小型の移動体のサスペンション構造に係る。
近年、都市周辺地域の買物、通勤、通学など、歩くには遠く、バスなどの公共交通機関も不便な地域における一人乗りの低速の移動手段として、自転車などの従前の小型移動体よりも移動能力・積載能力があり、且つ、従前の自動車よりもコンパクトな「超小型モビリティ」などと総称される新しいコンセプトの小型の移動体の開発・研究が進められている。このような新しいコンセプトの小型移動体に対して求められる性能・装備としては、一般的には、例えば、歩道や自転車道だけでなく、車道の走行も可能であるが、自動車よりコンパクトで小回りが利くこと、環境性能に優れること、坂や雨で辛くないような装備があること(十分な出力を有する動力装置、シールドやルーフが装備されていること)などが挙げられている。また、保管スペースの縮小、街中での駐車場問題の緩和などの観点から、移動体が非乗車時には折りたたみ可能又は小型化可能であり、キャリーバッグのように街中を引き回すように携帯可能であると、更に移動体の利用性が高くなる。
かくして、上記の如き「超小型モビリティ」と総称される新しいコンセプトの小型移動体の構成に於いては、構造ができるだけコンパクトであると同時に、車道走行が可能な十分な移動性、走行安定性、構造安定性、乗り心地性等を有している必要がある。従って、例えば、電動車イス、セニアカー、自転車、電動バイク、原付バイク、倒立制御式乗り物、電動スケートボードなどの従前の小型移動体に於いて見られる種々の構成には見られない新規な構成の開発が必要となっている。かかる小型移動体に於いて利用可能な構成として、例えば、特許文献1では、折り畳み可能な4輪車両であって、車体を構成するフレームと後輪軸との間にスプリング式のサスペンションを備えた構成が提案されている。また、特許文献2には、全天候型の二輪コミュータであって、補助輪が備えられるとともに、ドアにヒンジが設けられた構成が開示されている。更に、特許文献3〜6に於いても、車体を構成するフレームが屈曲して折り畳み可能な種々の車体が提案されている。
実開昭60−46482 特開2008−37264 特開昭59−73373 特開平8−322976 特開昭59−163577 特開平8−133146
上記の超小型モビリティに於いては、既に述べた如く、一般道路などの車道走行も可能であり、従前の自転車等の小型の移動体よりも高い走行性が想定されているので、従前の自転車等の小型の移動体よりも高い走行安定性や構造安定性を有していることが求められる。例えば、超小型モビリティの場合、従前の小型の移動体に比して、高速又は長時間走行する場合が想定されるので、走行中の路面の凹凸から入力する振動荷重に耐える頑丈であり且つ快適な乗り心地のための十分な振動緩衝作用を有する構造が要求されるとともに、省エネルギー化及び小型化された構造又は折り畳み可能若しくは携帯可能な構造を考えた場合には、車両の軽量性や折り畳み操作の容易性も考慮される必要がある。また、降雨時の走行中に使用されるべきハンドル部分から乗員及び車体の後部までを覆うようなシールド及びフードも、小型移動体の折り畳み時には、移動体全体が携帯可能となるようコンパクトに収容できることが好ましい。
しかしながら、上記の如き超小型モビリティに対して要求される利点を十分に満足させる構成は、上記特許文献に於いて提案されていない。例えば、十分な振動緩衝作用を有する構造に関して、特許文献1に於いて提案されている車体を構成するフレームと後輪軸との間にスプリング式のサスペンションを備えた構成の場合、折り畳み可能な車両の使用時(展開時)と車両の折り畳み時とのフレームと後輪軸との位置関係が異なるところ、ダンパとして機能するスプリングの両端がフレームと後輪軸とに固定されていることから、車両の折り畳み時には、車両の使用時に比して、スプリングが大幅に伸長された状態で保持されることとなっている(同公報第6図A、B参照)。そのような構成の場合、車両の折り畳み時の伸長状態が可能なスプリングの選択が困難であり、通常、弾性係数が低くなるので、十分な振動緩衝作用を得ることが難しくなり、更に、車両の折り畳みと展開とを繰り返すことにより、スプリングの耐久性が低下し得ることとなる。また、小型移動体の前方〜上方を覆うシールド及びフードに関して、特許文献2、3の構成では、折り畳み時に携帯に有利なほどコンパクトにはなっておらず、特許文献6の構成においては、車両の走行に必要なシャーシの折り畳みまで考慮してシールド及びフードを折り畳む構成となっていない。
かくして、本発明の一つの課題は、上記の如き「超小型モビリティ」と総称される車道の走行も可能な新しいタイプの小型の移動体に於いて、車体を折り畳み可能な構成にする場合に、移動体の使用時には、十分な振動緩衝作用が得られ、且つ、移動体の折り畳み時には、移動体をコンパクトにすることにできるだけ影響を与えないようにすること可能な新規なサスペンション構造を提供することである。
また、本発明のもう一つの課題は、上記の如き折り畳み可能な小型の移動体に於いて、折り畳み時の携帯に有利なシールド及びフード又はその他の構成を提供することである。
本発明によれば、上記の課題の一つは、一方の端部に前輪を転動可能に保持し他方の端部に座部を備えたメインフレームと、メインフレームの前輪側と座部との間にてメインフレームに対して一方の端部が回動可能に枢着され他方の端部にて後輪を転動可能に保持するスイングアームとを有する移動体であって、メインフレームとスイングアームとの枢着位置から座部に近づく方向に離隔した位置にてメインフレームとスイングアームとの間を連結する弾性伸縮手段を有し、弾性伸縮手段が、メインフレームに固定された第一の弾性伸縮要素保持部と、スイングアームに固定された第二の弾性伸縮要素保持部と、第一の弾性伸縮要素保持部と第二の弾性伸縮要素保持部との間に延在する弾性伸縮要素とを含み、メインフレームとスイングアームとの展開状態に於いて、弾性伸縮要素の両端がそれぞれ第一の弾性伸縮要素保持部と第二の弾性伸縮要素保持部とに係合してメインフレームとスイングアームと間の相対変位と共に弾性伸縮要素が弾性的に伸縮し、メインフレームとスイングアームとの折り畳み状態に於いて、弾性伸縮要素の一方の端が第一の弾性伸縮要素保持部又は第二の弾性伸縮要素保持部から離脱する移動体によって達成される。
上記の構成に於いて、「移動体」とは、典型的には、既に述べた如き「超小型モビリティ」と総称される車道の走行も可能な新しいタイプの小型の移動体であって、特に、前輪と後輪とを有し、更にゆったりと座ることができる座席、雨や風を避けるルーフ及びフロントシールド等が装備された移動体であってよい。また、上記の「移動体」に於いて、より具体的には、その使用時、即ち、「展開状態」では、メインフレームは、前輪の位置に対して移動体の後方に向かって上方へ延在し、スイングアームは、メインフレームの長手方向の中間に回動可能に枢着され、移動体の後方に向かって下方へ延在するようになっていてよい。そして、かかる構成に於いて、「折り畳み状態」では、スイングアームの向きをメインフレームの向きに対してほぼ揃え、前輪と後輪とを近接した状態にすることによって、移動体を折り畳むことができるようになっていてよい。(即ち、メインフレームとスイングアームとの枢着位置は、メインフレームの後方かつ上方位置となる。)
上記の如きメインフレームとスイングアームとの構成に於いて、本発明では、更に、移動体の走行時の車輪からの振動を吸収する目的で、メインフレームとスイングアームとの枢着位置から離れた位置にてメインフレームとスイングアームとの間を連結するよう弾性伸縮手段が設けられる。かかる弾性伸縮手段は、移動体の展開状態に於いてメインフレームに固定された第一の弾性伸縮要素保持部とスイングアームに固定された第二の弾性伸縮要素保持部との間に、例えば、スプリングなどであってよい弾性伸縮要素を挟持し、移動体の走行中に於いては、通常の車両のサスペンション又はダンパと同様に、路面からの振動や衝撃を弾性的に吸収して、かかる振動・衝撃の伝達を抑制するよう機能する。一方、移動体を展開状態から折り畳み状態へ転換させる際には、上記の如く、第一又は第二の弾性伸縮要素保持部のうちの少なくとも一方の側の弾性伸縮要素の端部が、弾性伸縮要素保持部から外れるよう構成される。
かかる構成、即ち、弾性伸縮要素が一方の弾性伸縮要素保持部から脱離できる構成によれば、移動体の折り畳みの際には、メインフレームに対するスイングアームの向きが展開状態の場合から大きく変化しても、それに伴って、弾性伸縮要素の長さが大きく変化してしまうといった状態が回避されることとなり、即ち、弾性伸縮要素の過剰な伸長又は圧縮を防止できることとなるので、弾性伸縮要素のロバスト性が改善されることとなる。また、移動体の折り畳み状態に於いて、弾性伸縮要素は、応力から解放された状態となるので、移動体の折り畳み状態に於いて、メインフレームとスイングアームとの間に無用な力が作用することも防止でき、移動体の折り畳み状態の安定的な保持も可能となる。更に、移動体の折り畳み状態に於ける弾性伸縮手段の占有する空間は、二つの弾性伸縮要素保持部と自然長の弾性伸縮要素の体積となるので、移動体をコンパクトにすることについての影響も小さく抑えられることが期待される。
なお、弾性伸縮要素は、スプリングであってよく、二つの弾性伸縮要素保持部は、一方がスプリングの一端を固定的に保持する部材であり、他方がスプリングの他端を受け入れる受け皿の如き部材であってよい。また、弾性伸縮手段は、移動体の左右に一つずつ設けられてよい。
更に、上記の移動体に於いて、座部は、メインフレームに対して任意の折り畳み可能な機構で取り付けられていてよく、背部が設けられていてもよい。移動体の折り畳み時には、適宜回動して、座部の面がメインフレームの長手方向に沿うように変位可能であってよい。
また更に、上記の移動体のメインフレームは、より具体的には、移動体の底部から上方へ延在する第一のフレーム部材と、第一のフレームの下端に枢着され前輪を支持する第二のフレーム部材とから構成されていてよい。その場合、移動体の折り畳み時には、第一のフレーム部材と第二のフレーム部材とが互いに近接するよう枢着点周りに回動されて、メインフレームの全体の寸法がより小さくなるよう構成されていてよい。
更にまた、上記の移動体に於いて、移動体の展開状態に於いて、移動体の前面から上面にかけて折り畳み可能なシールド及びフードが設けられていてよい。後の実施形態の欄にて記載されている如く、かかるシールド及びフードは、移動体の展開状態では、運転者及び乗員の頭部上方に延在し、移動体の折り畳み状態では、シールドとフードとが重なり合うように配置転換が為され、移動体の全体の寸法がより小さくなるよう構成されていてよい。
なお、折り畳み状態の移動体を使用者が手にて牽引できるように、メインフレーム又はその他の部位に手持ち用の取っ手が設けられていてよい。
総じて、上記の本発明によれば、メインフレームとスイングアームとの間の、それらの枢着位置から座部に近づく方向に離隔した位置にて弾性伸縮手段が設けられることにより、移動体の走行中に於ける振動・衝撃の抑制作用が得られることとなる。そして、かかる弾性伸縮手段は、移動体の折り畳み状態に於いては、弾性伸縮要素がその保持部の一方から脱離するように構成されていることにより、弾性伸縮要素に無用な力がかからない状態(スプリングの場合は、自然長となった状態)となり、弾性伸縮要素の耐久性が改善されることとなる。また、弾性伸縮要素に力が作用するのは、移動体が展開状態となった場合だけであり、移動体の折り畳み状態には、弾性伸縮要素は、無負荷状態となるので、弾性伸縮要素の材料の選択に於いては、主として、移動体が展開状態となった場合に於ける特性のみを考慮すればよくなるので、弾性伸縮要素に利用可能な材料の条件が比較的緩くなることが期待される。更に、本発明による弾性伸縮手段は、弾性伸縮要素とそれを狭持する保持部とから構成されることから、構造的に簡単であり、移動体の折り畳み状態では、弾性伸縮要素が保持部の一方にのみ固定され、他方からは分離されるので、占有する空間も比較的小さくすることができる点で、特に、折り畳み状態の移動体をキャリーバッグのように携帯しようとする場合に有利である。
本発明のその他の目的及び利点は、以下の本発明の好ましい実施形態の説明により明らかになるであろう。
図1(A)は、本発明の適用される移動体の模式的な側面図であり、図1(B)は、移動体を折り畳んだ状態の模式的な側面図である。図1(C)は、本発明の適用される移動体を運転する様子を模式的に描いた図である。 図2は、展開状態の移動体1を折り畳む過程の一部の例を模式的に示した斜視図である。(A)は、移動体1の展開状態であり、(B)は、フロントシールド2をフェアリング部2aの上に略重畳した状態であり、(C)は、背当て10を座面9上に倒した状態であり、(D)は、メインフレーム5と前輪支持フレーム4とを係止するロック機構を解除した状態である。 図3は、図2に続く展開状態の移動体1を折り畳む過程の一部の例を模式的に示した斜視図である。(A)は、フットレスト4aをフェアリング部2a側へ折り畳んだ状態であり、(B)は、メインフレーム5を持ち上げてフェアリング部2aへ近接させた状態であり、(C)、(D)は、メインフレーム5を更に持ち上げるとともに、スイングアーム7の向きをメインフレーム5の向きと揃うように変化させる状態であり、(E)は、折り畳み状態まで、メインフレーム5に対するスイングアーム7の向きを変化させ、前輪と後輪とを近接させた状態である。 図4(A)、(B)は、本発明による移動体の折り畳み状態に於ける右前方から見た斜視図と右後方から見た斜視図である。 図5(A)、(B)は、本発明による折り畳み状態の移動体を使用者が手にて牽引できるようするための手持ち部15の付近の拡大された斜視図である。図5(C)は、折り畳み状態の移動体を使用者が牽引する様子を模式的に描いた図である。 図6(A)は、後部及び/又は下部に荷物等が収納できるカゴと雨除けカバーが装備された移動体を運転する様子を描いた図である。図6(B)は、更に、運転者の前に子供を乗せられる領域が設けられた移動体の斜視図であり、図6(C)は、子供を乗せた状態で移動体を運転する様子を描いた斜視図である。
1…移動体
2…フロントシールド
2a…フェアリング部
3f…前輪
3a…前輪支持軸
3r…後輪
4…前輪支持フレーム(第二のフレーム部材)
5…メインフレーム(第一のフレーム部材)
6、8、11…ピボット
7…スイングアーム
8a…スイングアーム枢着部
9…座面(座部)
10…背当て(背部)
12…スプリング受け皿(第二の弾性伸縮要素保持部)
13…スプリング(弾性伸縮要素)
14…スプリング保持部(第一の弾性伸縮要素保持部)
15…手持ち部
以下に添付の図を参照しつつ、本発明を幾つかの好ましい実施形態について詳細に説明する。図中、同一の符号は、同一の部位を示す。
本発明の適用される小型の移動体は、既に触れた如く、「パーソナル・モビリティ」、「超小型モビリティ」などと総称される移動体であり、自転車等の従前の小型移動体と従前の自動車の中間的な構成を有する動力装置、サスペンション装置、フロントシールド等が装備された小型の移動体である。図1(A)を参照して、かかる小型の移動体1の基本構成は、前輪3fとその前輪を電動式に駆動する前輪駆動部(図示せず)を備えた前輪支持フレーム4をピボット6にて枢動可能に保持するメインフレーム5と、一方の端部にて後輪3rを支持し、他方の端部がメインフレーム5に設けられた枢着部8aのピボット8周りに枢動可能に連結されたスイングアーム7とから構成される。前輪支持フレーム4の上面には、上下方向に摺動可能なフロントシールド2を備えたフェアリング部2aが鉛直方向よりやや後方に傾斜した状態にて設けられていてよく、また、メインフレーム5とスイングアーム7との枢着点8よりも上方に於いて、座面9と背当て10とからなる座席が設けられていてよい。座面9と背当て10とは、ピボット11周りに互いに枢動可能であってよい。なお、後に説明される図から理解される如く、図示の例の移動体は、一つの前輪と左右の後輪を有する三輪車であるが、前輪を左右に有する4輪車であってもよい。また、図示していないが、前輪には、前輪を転舵するための操舵機構が設けられてよい。
また更に、上記の移動体に於いては、メインフレーム5の枢着部8aよりも後方の部位にて、スプリング13を有する弾性伸縮機構(12〜14)が設けられ、移動体に於ける振動・衝撃の吸収・緩和が図られる。弾性伸縮機構は、より具体的には、メインフレーム5に対して固定されスプリング13の伸縮方向の一端を固定的に保持するスプリング保持部14と、スイングアーム7に対して固定されスプリング13の伸縮方向の他端を脱離可能に受容するスプリング受け皿12とを含む。そして、移動体の走行中、車輪又は移動体のその他の部位からメインフレーム5とスイングアーム7とに振動又は衝撃が伝達されると、スイングアーム7が後輪のトレーリング・タイプの独立懸架式のサスペンションアームとして機能し、弾性伸縮機構(12〜14)のスプリング13が弾性的に伸縮することよって、振動又は衝撃が吸収されることとなる。かくして、上記の移動体は、運転者が椅子に座った状態にてサスペンション付き電動自転車並みの走行が可能となる。
上記の移動体1の構成に於ける特徴は、移動体の非使用時に於いて、折り畳み可能であるという点である。図1(B)にて示されている如く、移動体1の折り畳みの際には、フロントシールド2が摺動的に下降されてフェアリング部2aに対して実質的に重畳され、座席部分の座面9と背当て10は、ピボット11にて枢動されてメインフレーム5に略平行に折り畳まれ、また、スイングアーム7がピボット8にて枢動され、メインフレーム5に略平行に折り畳まれ、更に、メインフレーム5が前輪支持フレーム4に対して略鉛直方向にピボット6周りに枢動される。なお、好適には、展開状態から折り畳み状態へ転換する際に枢動する各部材のピボットに於いては、それぞれ、展開状態又は折り畳み状態のいずれかに部材の向きを係止するべくロック機構(ピボット軸を固定する方法又は連結ロッドを用いる方法など)が設けられる。
そして、スイングアーム7がメインフレーム5に対して回動される際には、図示の如く、スプリング13がスプリング受け皿12から脱離される。かかる構成によれば、移動体1の折り畳み状態に於いては、スプリング13は、応力から解放された状態となり、スプリング13がスプリング受け皿12に固定されて伸長して保持される場合よりも、耐久性又はロバスト性が改善されることとなる。また、スプリング13に力が作用するのは、移動体が展開状態となった場合だけであり、移動体の折り畳み状態には、スプリング13は、無負荷状態となるので、その材料の選択に於いては、主として、移動体が展開状態となった場合に於ける特性のみを考慮すればよく、選択可能な材料の範囲の拡大が期待される。更に、移動体の折り畳み状態では、スプリング13は保持部の一方にのみ固定され、他方からは分離されるので、占有する空間も比較的小さくすることができる点で有利である。なお、本実施形態では、スプリング13に対して上側にスプリング保持部14が設けられ、スプリング13は、下側のスプリング受け皿12から脱離可能となっているが、スプリング保持部14がスプリング13の下側に配置され、対してスプリング受け皿12がスプリング13の上側に配置され、折り畳みの際に、スプリング13の上端が脱離するようになっていてもよい。
図2、3は、展開状態の移動体1を折り畳む過程の例を模式的に示した図であり、移動体の折り畳みは、より具体的には、まず、図2(A)−2(B)に示されている如く、フロントシールド2をフェアリング部2aの上に略重畳するよう下降し、図2(C)に示されている如く、背当て10を座面9上に倒し、メインフレーム5と前輪支持フレーム4とを係止するロック機構(固定用ロックバー5a)が解除される(図2(D)。しかる後、前輪支持フレーム4に取り付けられたフットレスト4aを持ち上げ(図3(A))、スイングアーム7とメインフレーム5の向きがほぼ一致するように折り畳まれることとなる(図3(B)〜(E))。その際、図3(B)に示されている如く、スプリング13は、スプリング保持部14に固定されているので、スプリング受け皿12から脱離することとなる。そして、図1(B)又は図4(A)、(B)の如く、折り畳まれて小型化されると、移動体は、(動力のない自由輪である)後輪を回転輪としてキャリーバッグの如く、使用者がけん引するなどして、持ち運びが可能となる。或いは、動力を有する前輪3を駆動することにより、使用者の歩行に追随して移動するようにしてもよい。なお、折り畳んだ状態の移動体を使用者により容易にけん引できるようにするために、図1又は図5に例示されている如き、手持ち部15がメインフレーム5等に設けられ、図5(B)の如く、使用者は手持ち部を把持して、図5(C)の如く、移動体の携帯が可能となる。
なお、図6(A)に模式的に示されている如く、移動体の後部及び/又は下部に荷物等が収納できるカゴが設けられてよく、また、フロントシールド2から移動体の更に後方へ向かって、運転者の上方を覆うように雨除けカバーが設けられてよい。雨除けカバーは、背当て10から上方へ延在する固定用のステーに取り付けられ、引っかけフックや固定器具等(図示せず)によって、フロントシールド2の側部〜上部にかけて固定されてよい。更に、図6(B)〜(C)に模式的に描かれている如く、運転者の着座する座面9を延長し且つ中央付近に折り畳み式の背当てを追加して、運転者の前に子供を乗せられる領域が形成されていてもよい。
以上の説明は、本発明の実施の形態に関連してなされているが、当業者にとつて多くの修正及び変更が容易に可能であり、本発明は、上記に例示された実施形態のみに限定されるものではなく、本発明の概念から逸脱することなく種々の装置に適用されることは明らかであろう。

Claims (1)

  1. 一方の端部に前輪を転動可能に保持し他方の端部に座部を備えたメインフレームと、前記メインフレームの前記前輪側と前記座部との間にて前記メインフレームに対して一方の端部が回動可能に枢着され他方の端部にて後輪を転動可能に保持するスイングアームとを有する移動体であって、前記メインフレームと前記スイングアームとの枢着位置から前記座部に近づく方向に離隔した位置にて前記メインフレームと前記スイングアームとの間を連結する弾性伸縮手段を有し、前記弾性伸縮手段が、前記メインフレームに固定された第一の弾性伸縮要素保持部と、前記スイングアームに固定された第二の弾性伸縮要素保持部と、前記第一の弾性伸縮要素保持部と前記第二の弾性伸縮要素保持部との間に延在する弾性伸縮要素とを含み、前記メインフレームと前記スイングアームとの展開状態に於いて、前記弾性伸縮要素の両端がそれぞれ前記第一の弾性伸縮要素保持部と前記第二の弾性伸縮要素保持部とに係合して前記メインフレームと前記スイングアームと間の相対変位と共に前記弾性伸縮要素が弾性的に伸縮し、前記メインフレームと前記スイングアームとの折り畳み状態に於いて、前記弾性伸縮要素の一方の端が前記第一の弾性伸縮要素保持部又は前記第二の弾性伸縮要素保持部から離脱する移動体。
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