JP2018199469A - 多輪式車両 - Google Patents

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Abstract

【課題】 走行中にバランスを崩して車体が倒れかけた場合などにおいて、この倒れを抑えて走行の安全性を高める。【解決手段】 一端部4aが枢支された一対のスイングアーム4L、4Rの傾動動作を上下互い違いに連動させる連動手段6を具える。連動手段6は、スイングアーム4L、4Rと一体に傾動しうる傾動部材17L、17R、方向転換部材19、及び傾動部材17L、17Rの第1の円弧面部21、21と方向転換部材19の第2の円弧面部22L、22Rと間を連結する連結部材30L、30Rを含む。連結部材30L、30Rの各直線部31L、31Rに設ける第1ばねストッパ40と、フレーム2に設ける第2のばねストッパ41との間にバネ手段42が配される。【選択図】図2

Description

本発明は、スイングアームの傾動動作に抵抗を与えて車両倒れを抑制しうる多輪式車両に関する。
下記の特許文献1には、前輪側又は後輪側の少なくとも一方側を2輪とした多輪式車両が提案されている。この多輪式車両は、左右両側の支持軸部にそれぞれ一端部が枢支されかつ他端部側が上下に傾動自在な一方、他方のスイングアームと、各スイングアームの他端部にそれぞれ装着される車輪と、一方、他方のスイングアームの傾動動作を上下互い違いに連動させる連動手段とを具える。
この多輪式車両は、前記連動手段を具えるため、一方の車輪の押し上げに対して、他方の車輪を同じ力で押し下げることができる。そのため、車体を倒し込んで旋回および方向転換を行う際、及び横傾斜の路面を走行する際などにおいて、2つの車輪の接地圧を均等に保ちながら、この2つの車輪を車体と共に自在に傾斜させることができる。従って、旋回性能や操縦安定性を向上させることができる。
しかし、前記多輪式車両では、両側の車輪が、車体と共に抵抗無く傾斜してしまうため、補助輪的な機能は期待できない。そのため、例えば走行中にバランスを崩して車体が倒れかけた場合などにおいては、二輪車の場合と同様、車体の倒れを抑えることは期待できない。
特許第4567813号公報
本発明は、走行中にバランスを崩して車体が倒れかけた場合などにおいて、この倒れを抑えることができ、走行の安全性を向上しうる多輪式車両を提供することを課題としている。
本発明は、前輪側又は後輪側の少なくとも一方側を、路面に接して路面上を移動可能な2つの路面移動体とした多輪式車両であって、
フレームに支持されかつ第1の軸芯上をのびる左右両側の支持軸部に一端部が枢支され、かつ他端部側が上下に傾動自在な一方、他方のスイングアームと、
一方、他方の前記スイングアームの前記他端部にそれぞれ装着される路面移動体と、
一方、他方の前記スイングアームの傾動動作を上下互い違いに連動させる連動手段とを具え、
前記連動手段は、
前記第1の軸芯を円弧中心とした第1の円弧面部を有し、かつ各前記スイングアームに固定されてスイングアームと一体に傾動しうる傾動部材、
左右の一方側、他方側に、それぞれ前記第1の軸芯とは直交する向きの第2の軸芯を円弧中心とした一方、他方の第2の円弧面部を有する方向転換部材、
及び、一方の前記第1、第2の円弧面部間を連結する一方の連結部材と、他方の前記第1、第2の円弧面部間を連結する他方の連結部材とを有する連結手段を含み、
一方、他方の前記連結部材は、それぞれ前記第1、第2の円弧面部間に、第1の円弧面部と第2の円弧面部とに接する接線に沿ってのびる直線部を具え、
しかも各前記直線部に第1のばねストッパが設けられ、前記フレームに第2のばねストッパが設けられるとともに、
この第1、第2のばねストッパ間に、前記スイングアームの傾動動作に抵抗を与えるバネ手段が配されている。
本発明に係る多輪式車両では、前記路面移動体は、路面上を転動する車輪、又は路面上を滑走する滑走体であることができる。
本発明に係る多輪式車両では、前記直線部は、前記接線に沿ってのびる連結軸を含み、前記連結軸の一端部に前記第1のばねストッパを具えるのが好ましい。
本発明に係る多輪式車両では、前記連結軸の一端部はネジ部を有し、かつ前記第1のばねストッパは前記ネジ部に螺進退可能に取り付くナット状金具であるのが好ましい。
本発明に係る多輪式車両では、前記第2のばねストッパは、前記フレームに固定されるストッパ板であり、該ストッパ板は、前記連結軸が通る貫通孔を有するのが好ましい。
本発明に係る多輪式車両では、一方、他方の前記連結部材は、それぞれ前記第1の円弧面部に巻き付く巻付き部分を有する第1の紐状体と、前記第2の円弧面部に巻き付く巻付き部分を有する第2の紐状体と、前記第1、第2の紐状体間を継ぐ前記連結軸とを有するのが好ましい。
本発明に係る多輪式車両では、前記連結軸の一端部と前記第1、第2の紐状体のうちの一方の紐状体とは、接続手段によって取り外し自在に連結されるとともに、前記接続手段による取り外しによって前記ばね手段を取り替え可能とするのが好ましい。
本発明に係る多輪式車両では、前記第1、第2の紐状体はローラチェーンからなり、かつ前記接続手段はチェーン継手からなるのが好ましい。
本発明に係る多輪式車両では、前記連動手段は、前記スイングアームの双方が下方側に傾動するのを抑制する抑制手段を具えるのが好ましい。
本発明の多輪式車両は、連動手段を具えるため、車体を倒し込んで旋回および方向転換を行う際、及び横傾斜の路面を走行する際などにおいて、2つの路面移動体(例えば車輪)の接地圧を均等に保ちながら、この2つの路面移動体を車体と共に自在に傾斜させることができる。
またスイングアームの傾動動作に抗力を与えるバネ手段を具える。そのため、走行中にバランスを崩して倒れかけたとき、前記抗力により車体の倒れを抑えるとともに、前記抗力が、車体の傾きを立て直す向きに作用するため、車体の倒れ抑制を図ることができる。
このような多輪式車両は、例えばオフロードなどの起伏のある路面を走行する場合において、車体の倒れを抑えて走行の安定性を得ることができる。又バランス感覚に劣る人、および高齢化などによりバランス感覚が衰えた人などが運転する場合において、バランス崩れに起因した車体の倒れを抑制することができる。
本発明の多輪式車両の一例を示す側面図である。 その主要部を示す分解斜視図である。 連動手段を拡大して示す正面図である。 連動手段を拡大して示す側面図である。 接続手段を拡大して示す分解斜視図である。 連動手段を概念的に示す斜視図である。 (A)、(B)は連動手段の効果を示す概念図である。 バネ手段による車体の倒れ抑制効果を説明する概念図である。 ロック機構の連動構造を示す概念図である。 (A)〜(C)は方向転換部材の他の例を示す概念図である。
以下、本発明の実施の形態について、詳細に説明する。
図1、2に示すように、本実施形態の多輪式車両1は、
(1)フレーム2に支持され、かつ第1の軸芯i1上をのびる左右両側の支持軸部3と、
(2)各支持軸部3に一端部4aがそれぞれ枢支され、かつ他端部4b側が上下に傾動自在な一方、他方のスイングアーム4L、4Rと、
(3)一方、他方のスイングアーム4L、4Rの他端部4bにそれぞれ装着される路面移動体5L、5Rと、
(4)一方、他方のスイングアーム4L、4Rの傾動動作を上下互い違いに連動させる連動手段6とを具える。
路面移動体5L、5Rは、路面に接して路面上を移動しうるものであり、例えば路面上を転動する車輪、及び氷雪路面上を滑走しうるそり状の滑走体等が挙げられる。路面としては、道路の表面に限定されるものではなく、例えば平原、草原などの表面、雪面など、走行可能な面が含まれる。
本例では、前輪側に2つの路面移動体5L、5Rが取り付くとともに、路面移動体5L、5Rとして車輪が採用された、前側2輪の多輪式車両1が示される。しかし、後輪側を2輪、或いは前輪側と後輪側とをそれぞれ2輪とした4輪式車両として形成することもできる。
図1に示すように、フレーム2は、前後にのびかつ前端部にヘッドパイプ7を有するフレーム本体8と、前記ヘッドパイプ7に回動自在に保持されるステアリング軸9とを具える周知構造をなす。なおステアリング軸9の上端部にハンドルバー10が取り付くとともに、下端部には、前記支持軸部3、3が左右両側に突設される。
図2に示すように、各スイングアーム4L、4Rは、前記支持軸部3に外挿保持される円筒状の枢支部11と、この枢支部11から後方にのびるアーム部12とを具える。スイングアーム4L、4Rの各他端部(本例では後端部)4bには、路面移動体(車輪)5L、5Rを枢着するための車軸部13が、第1の軸芯i1と平行に突出している。
次に、連動手段6は、各スイングアーム4L、4Rにそれぞれ固定される傾動部材17L、17Rと、フレーム2に支持される方向転換部材19と、この方向転換部材19を介して一方、他方の傾動部材17L、17R間を連動させる連結手段20を含む。
各傾動部材17L、17Rは、前記第1の軸芯i1を円弧中心とした第1の円弧面部21を有する。そして、各スイングアーム4L、4Rに固定されることにより、傾動部材17L、17Rは、それぞれ第1の軸芯i1廻りでスイングアーム4L、4Rと一体に傾動できる。本例では、傾動部材17L、17Rが、前記枢支部11の内端側に固定される板体からなり、その端面によって前記第1の円弧面部21を形成している。
方向転換部材19は、左右の一方側、他方側に、第1の軸芯i1とは直交する向きの第2の軸芯i2を円弧中心とした一方、他方の第2の円弧面部22L、22Rを有する。一方、他方の第2の円弧面部22L、22Rは、半径が互いに同一である。本例では、前記方向転換部材19が、共通の第2の軸芯i2を有する単一円弧の円盤状をなす場合が示される。この場合、第2の軸芯i2の左右両側に、半円弧の第2の円弧面部22L、22Rが形成される。
図2、3に示すように、本例の方向転換部材19は、第2の軸芯i2廻りで回動自在であって、支持台部23にサスペンション24を介して支持される中心軸25に枢着される。なお支持台部23は、フレーム2を構成するステアリング軸9(図2に示す)に固定され、例えば前方側に向かって突出している。
サスペンション24は、本例では、前記支持台部23に設けられかつ第1、第2の軸芯i1、i2と直交するZ軸方向にのびるガイド孔23H内に摺動自在に内挿される摺動軸26と、この摺動軸26の上端に取り付きかつ前記中心軸25を支持するホルダ27と、前記摺動軸26に外挿され前記ホルダ27をZ軸方向かつ第1の軸芯i1から離れる向きに付勢するサスペンションばね28とを具える。
連結手段20は、一方の第1、第2の円弧面部21、22L間を連結する一方の連結部材30Lと、他方の第1、第2の円弧面部21、22R間を連結する他方の連結部材30Rとを有する。
図6に概念的に示すように、一方の連結部材30Lは、第1の円弧面部21と第2の円弧面部22Lとに接する接線Xに沿って、第1、第2の円弧面部21、22L間をのびる直線部31Lを具える。他方の連結部材30Rは、第1の円弧面部21と第2の円弧面部22Rとに接する接線Xに沿って、第1、第2の円弧面部21、22R間をのびる直線部31Rを具える。
本例の直線部31L、31Rは、それぞれ前記接線Xに沿ってのびる連結軸32を含む。詳しくは、本例の連結部材30L、30Rは、それぞれ前記第1の円弧面部21に巻き付く巻付き部分33aを有する第1の紐状体33と、第2の円弧面部22L、22Rにそれぞれ巻き付く巻付き部分34aを有する第2の紐状体34と、前記第1、第2の紐状体33、34間を継ぐ連結軸32とを有する。なお一方、他方の巻付き部分33aの各端部は、それぞれ傾動部材17L、17Rに係止される。又一方、他方の第2の紐状体34、34は、一本の紐状体として一連に連結される。
ここで、連結部材30L、30Rには耐久性、引張り強度、屈曲性に優れることが重要である。そのために本例では第1、第2の紐状体33、34として、ローラチェーン35を採用している。この場合、方向転換部材19として、ローラチェーン35に噛合可能な歯部を有する例えばスプロケット等を採用することが好ましい。しかし歯部の無い円盤状体も採用でき、この場合、円盤状体の外周面上を、ローラチェーン35が接するように構成するのが好ましい。なお円盤状体の外周面の両側には、チェーン外れ防止用のフランジを突設するのがより好ましい。又傾動部材17L、17Rも、歯部を有する或いは歯部を有さない板状体で形成することができる。
図5に示すように、ローラチェーン35である第1の紐状体33と連結軸32との間、及びローラチェーン35である第2の紐状体34と連結軸32との間は、チェーン継手36を用いた接続手段37によって、取り外し自在に連結される。
ローラチェーン35は、内リンク35aと外リンク35bとを交互に組合せた周知構造をなす。内リンク35aは、2枚の内プレート間をブッシュ35a1の圧入によって結合している。又外リンク35bは、2枚の外プレート間をピン35b1の圧入によって結合している。ピン35b1はブッシュ35a1内を挿通し、これにより内リンク35aと外リンク35bとは屈曲自在に順次連結される。
チェーン継手36は、周知構造をなし、一対の外プレート36Aと、一方の外プレート36Aに一端部が固定された一対のピン36Bと、このピン36Bの他端部に取り付くクリップ36Cとを具える。
連結軸32は、両端部に、本例では前記ブッシュ35a1と同巾に加工された平行面部32Aを具える。この平行面部32Aには、チェーン継手36の一方のピン36Bが通る貫通孔32A1が形成される。なおチェーン継手36の他方のピン36Bは、ローラチェーン35の先端に配される内リンク35aのブッシュ35a1に挿入される。又連結軸32の一端部には、本例ではネジ部32Bが形成されるとともに、このネジ部32Bにはナット状金具38が螺進退可能に取り付く。
図3に示すように、連動手段6は、さらに、各直線部31L、31Rに固定される第1のばねストッパ40、前記フレーム2に固定される第2のばねストッパ41、及び第1、第2のばねストッパ40、41間に配されるバネ手段42を具える。
本例では、前記ナット状金具38が、第1のばねストッパ40を構成する。又第2のばねストッパ41は、フレーム2、本例では、支持台部23に固定されるストッパ板43により形成される。このストッパ板43は、連結軸32が通る貫通孔43Aを有する。
又バネ手段42は、本例では連結軸32に外挿される圧縮コイルバネであって、本例ではスイングアーム4L、4Rの他端部4b側を下げる向きに付勢する。
このような多輪式車両1は、例えば図6に示すように、走行中において路面移動体(車輪)5Rが路面から力を受けて押し上げられた時、スイングアーム4Rと傾動部材17Rとが、第1の軸芯i1廻りで矢印j1の向きに傾動する。これにより、連結部材30Rの第1の紐状体33が、第1の円弧面部21に巻き取られ、矢印j2の向きに引っ張られる。このとき方向転換部材19が滑車状に機能し、連結部材30Lを矢印j3の向きに引っ張り上げる。その結果、傾動部材17Lおよびスイングアーム4Lの傾動を介して路面移動体(車輪)5Lを路面に向かって押し下げることができる。
このように、連動手段6は、特許文献1の多輪式車両と同様、路面移動体(車輪)5Rの押し上げに対して路面移動体(車輪)5Lを同じ力で押し下げることができる。従って、図7(A)に示すように、車体を倒し込んで旋回および方向転換を行う際、及び図7(B)に示すように、横傾斜の路面を走行する際などにおいて、2つの路面移動体(車輪)5L、5Rの接地圧を均等に保ちながら、この2つの路面移動体(車輪)5L、5Rを車体と共に自在に傾斜させることができ、旋回性能や操縦安定性を向上させることができる。
又多輪式車両1は、バネ手段42を具える。図8に示すように、走行中にバランスを崩して車体が例えば右側に倒れかけた場合、右側の路面移動体(車輪)5Rが持ち上がる向きにスイングアーム4Rが傾動する。しかし、この傾動に対して、第1のばねストッパ40が下方に引き下げられるため、右側のバネ手段42を圧縮変形させる。これにより、右側のスイングアーム4Rの傾動を妨げる向きのバネ力(抗力)を発生させることができ、車体の倒れを抑えることが可能になる。
このようなバネ手段42による効果は、特に、起伏のある不安定な路面を走行する際、及びバランス感覚に劣る人或いはバランス感覚が衰えた人などが運転する場合において効果的であり、車体の倒れを抑えて走行の安全性を高めることができる。
又前記バネ力(抗力)は、図7(A)、(B)に示すように、旋回時や横傾斜面を走行する際などにも発生する。この場合、運転者は、車体を傾ける際の手応えとして前記バネ力(抗力)を認識することができ、操縦性を高めることができる。
前記バネ手段42としては、例えば不等ピッチばねを採用し、傾斜の初期には小さなバネ力を発生させ、傾斜が大きくなるに従いより大なバネ力を発生させるように構成することができる。又同目的で、バネ定数が異なる複数本(例えば2本)のバネを直列に配することもできる。
又一方側のバネ手段42と他方側のバネ手段42とでバネ定数を違えることもできる。例えば、怪我や病気等により一方側の足の接地が難しい場合、一方側のバネ手段42のバネ定数を、他方側のバネ手段42に比して高く設定する。これにより、一方側への車体倒れの抑制効果をより高めることができる。
本例では、第1のばねストッパ40として、連結軸32に螺進退可能に取り付くナット状金具38を用いている。従って、バネ手段42を使用者の要求に合った最適のバネ力に調整することが可能となる。又上記のように、一方側、他方側でバネ手段42のバネ力を異なるように調整することもできる。
又本例では、連結軸32の一端部と第2の紐状体34とを、接続手段37によって取り外し自在に連結している。そのため、接続手段37による取り外しにより、バネ手段42を、使用者の要求に合った最適なものに交換することができる。又、ナット状金具38と併用することで、調整巾をより広げることが可能となる。
次に、例えば、車体を持ち上げた場合、路面移動体(車輪)5L、5R等の重量により、双方のスイングアーム4L、4Rは、下方側に傾動してしまう。このとき第1、第2の紐状体33、34の張力が弛み、傾動部材17L、17R及び方向転換部材19から外れる恐れを招く。そのため本例では、図9に概念的に示すように、連動手段6は、スイングアーム4L、4Rの双方が下方側に傾動するのを抑制する抑制手段50を具える。
本例の抑制手段50は、スチールコード等の紐状体51を含む。この紐状体51は、一端部51aが一方の傾動部材17Lに固定され、かつ他端部51bが他方の傾動部材17Rに固定される。詳しくは、紐状体51は、前記一端部51aから、一方の枢支部11の周囲を通った後、U字に折り返され、かつ他方の枢支部11の周囲を通って他端部51bに至る。又紐状体51の折返し部は、ガイド52によってU字状に案内される。ガイド52は、本例では、紐状体51が挿入されるチューブ状体であり、その両端部は、ステアリング軸9から突出する突出部53に支持される。この抑制手段50では、矢印k1に示すように、例えばスイングアーム4Rが下方側に傾動しようとすると、紐状体51が矢印k2、k3の向きに引っ張られ、スイングアーム4Lを上方側に傾動させる。従って、車体を持ち上げた場合において、双方のスイングアーム4L、4Rが下方側に傾動するのを抑制できる。なおガイド52として、プーリなど種々のものを採用することができる。
方向転換部材19としては、図10(A)に示すように、円盤体の上下を切除した略小判形状、図10(B)に示すように、円盤体の下部を切除した略半円形状、図10(C)に示すように、2つの第2の軸芯i2を有する略長円形状など、種々の形状のものが採用しうる。又方向転換部材19は、中心軸25で枢支することなくホルダ27に傾動不能に固定することもできる。かかる場合には、前記第2の紐状体34を、第2の円弧面部22L、22R上で滑らせることとなる。
又第1、第2の紐状体33、34として、ローラチェーン35に代えてスチールワイヤなど種々なものが採用しうる。
本例では、多輪式車両1として、動力を持たない所謂自転車として構成しているが、モータ及びエンジンなどの動力を有する自動車両として構成することもできる。
以上、本発明の特に好ましい実施形態について詳述したが、本発明は図示の実施形態に限定されることなく、路面移動体5L、5Rとして、例えば氷雪路面上等を滑走するそり状の滑走体等を採用することもできるなど、本発明は種々の態様に変形して実施しうる。
1 多輪式車両
2 フレーム
3 支持軸部
4L、4R スイングアーム
4a 一端部
4b 他端部
5L、5R 路面移動体
6 連動手段
17L、17R 傾動部材
19 方向転換部材
20 連結手段
21 第1の円弧面部
22L、22R 第2の円弧面部
30L、30R 連結部材
31L、31R 直線部
32 連結軸
32B ネジ部
33 第1の紐状体
33a 巻付き部分
34 第2の紐状体
34a 巻付き部分
35 ローラチェーン
36 チェーン継手
38 ナット金具
37 接続手段
40 第1のばねストッパ
41 第2のばねストッパ
42 バネ手段
43 ストッパ板
43A 貫通孔50抑制手段
i1 第1の軸芯
i2 第2の軸芯
X 接線

Claims (9)

  1. 前輪側又は後輪側の少なくとも一方側を、路面に接して路面上を移動可能な2つの路面移動体とした多輪式車両であって、
    フレームに支持されかつ第1の軸芯上をのびる左右両側の支持軸部に一端部が枢支され、かつ他端部側が上下に傾動自在な一方、他方のスイングアームと、
    一方、他方の前記スイングアームの前記他端部にそれぞれ装着される路面移動体と、
    一方、他方の前記スイングアームの傾動動作を上下互い違いに連動させる連動手段とを具え、
    前記連動手段は、
    前記第1の軸芯を円弧中心とした第1の円弧面部を有し、かつ各前記スイングアームに固定されてスイングアームと一体に傾動しうる傾動部材、
    左右の一方側、他方側に、それぞれ前記第1の軸芯とは直交する向きの第2の軸芯を円弧中心とした一方、他方の第2の円弧面部を有する方向転換部材、
    及び、一方の前記第1、第2の円弧面部間を連結する一方の連結部材と、他方の前記第1、第2の円弧面部間を連結する他方の連結部材とを有する連結手段を含み、
    一方、他方の前記連結部材は、それぞれ前記第1、第2の円弧面部間に、第1の円弧面部と第2の円弧面部とに接する接線に沿ってのびる直線部を具え、
    しかも各前記直線部に第1のばねストッパが設けられ、前記フレームに第2のばねストッパが設けられるとともに、
    この第1、第2のばねストッパ間に、前記スイングアームの傾動動作に抵抗を与えるバネ手段が配された多輪式車両。
  2. 前記路面移動体は、路面上を転動する車輪、又は路面上を滑走する滑走体である請求項1記載の多輪式車両。
  3. 前記直線部は、前記接線に沿ってのびる連結軸を含み、前記連結軸の一端部に前記第1のばねストッパを具える請求項1又は2記載の多輪式車両。
  4. 前記連結軸の一端部はネジ部を有し、かつ前記第1のばねストッパは前記ネジ部に螺進退可能に取り付くナット状金具である請求項3記載の多輪式車両。
  5. 前記第2のばねストッパは、前記フレームに固定されるストッパ板であり、該ストッパ板は、前記連結軸が通る貫通孔を有する請求項3又は4記載の多輪式車両。
  6. 一方、他方の前記連結部材は、それぞれ前記第1の円弧面部に巻き付く巻付き部分を有する第1の紐状体と、前記第2の円弧面部に巻き付く巻付き部分を有する第2の紐状体と、前記第1、第2の紐状体間を継ぐ前記連結軸とを有する請求項3〜5の何れかに記載の多輪式車両。
  7. 前記連結軸の一端部と前記第1、第2の紐状体のうちの一方の紐状体とは、接続手段によって取り外し自在に連結されるとともに、前記接続手段による取り外しによって前記ばね手段を取り替え可能とした請求項6記載の多輪式車両。
  8. 前記第1、第2の紐状体はローラチェーンからなり、かつ前記接続手段はチェーン継手からなる請求項7記載の多輪式車両。
  9. 前記連動手段は、前記スイングアームの双方が下方側に傾動するのを抑制する抑制手段を具える請求項1〜8の何れかに記載の多輪式車両。
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