JP2020050043A - 三輪自転車 - Google Patents

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Abstract

【課題】後輪の車幅感覚をつかみ易い三輪自転車を提供する。【解決手段】前輪及び二つの後輪91と、前輪92及び二つの後輪が取り付けられるフレーム2と、フレーム2の右側と左側とに配置された一対のペダル5とを備える。ペダル5は、二つの後輪91の少なくとも一つを駆動する。二つの後輪91の各々はタイヤ93を有する。二つの後輪91のタイヤ93の左右方向の外側の端部間の寸法H2は、一対のペダル5の左右方向の外側の端部間の寸法H1以下である。【選択図】図8

Description

本発明は、三輪自転車に関する。
特許文献1には、従来の三輪自転車が開示されている。この特許文献1に記載の三輪自転車は、左右方向に離れた二つの後輪を有する。
特開2007−50723号公報
ところで、特許文献1に記載の三輪自転車では、二つの後輪の幅が広いため、ユーザが車幅感覚をつかみにくい。ユーザは、前を向いて運転をするため、車幅感覚がつかみにくいと、後輪を他の物体に当ててしまう可能性もある。
本発明は、上記事情に鑑みてなされたものであり、その目的とするところは、車幅感覚をつかみ易い三輪自転車を提供することにある。
本発明の一態様に係る三輪自転車は、前輪及び二つの後輪と、前記前輪及び前記二つの後輪が取り付けられるフレームと、前記フレームの右側と左側とに配置され、前記二つの後輪の少なくとも一つを駆動する一対のペダルと、を備える。三輪自転車は、前記二つの後輪の各々はタイヤを有する。前記二つの後輪の前記タイヤの左右方向の外側の端部間の寸法は、前記一対のペダルの左右方向の外側の端部間の寸法以下である。
本発明の一態様に係る三輪自転車は、前輪及び二つの後輪と、前記前輪及び前記二つの後輪が取り付けられるフレームと、前記フレームの右側と左側とに配置され、前記二つの後輪の少なくとも一つを駆動する一対のペダルと、を備える。三輪自転車は、前記二つの後輪の各々はタイヤを有する。前記フレームは、前記二つの後輪の各々を、前記各後輪の左右方向の中央側から片持ち支持する軸受け部を有している。前記二つの後輪の前記タイヤの左右方向の中心間の寸法は、前記一対のペダルの左右方向の外側の端部間の寸法以下である。
本発明の上記態様の三輪自転車は、車幅感覚をつかみ易い、という利点がある。
図1は、実施形態の三輪自転車の側面図である。 図2Aは、同上の三輪自転車の平面図である。図2Bは、同上の三輪自転車における後部フレームの拡大図である。 図3は、同上の後部フレームの鉛直面断面図である。 図4A〜4Cは、同上の三輪自転車における揺動復元機構の動作を示す拡大図である。 図5A,5Bは、同上の三輪自転車におけるストッパの動作を示す拡大図である。 図6は、同上の三輪自転車の前部フレームを傾けた状態の平面図である。 図7Aは、同上の三輪自転車において、非制動位置にあるブレーキレバーを示す拡大図である。図7Bは、同上の三輪自転車において、制動位置にあるブレーキレバーを示す拡大図である。図7Cは、同上の三輪自転車において、保持部でブレーキレバーを制動位置で保った状態の拡大図である。 図8Aは、同上の三輪自転車において、二つの後輪のタイヤの外側間の寸法とペダルの外側間の寸法との対比を示す図である。図8Bは、同上の三輪自転車において、二つの後輪の中心間の寸法とペダルの外側間の寸法との対比を示す図である。図8Cは、他例の三輪自転車において、二つの後輪の外側間の寸法とペダルの外側間の寸法との対比を示す図である。 図9は、変形例1の三輪自転車の側面図である。 図10は、同上の三輪自転車におけるハブモータの断面図である。
(1)実施形態
(1.1)概要
本実施形態に係る三輪自転車は、図1に示すように、前輪92及び二つの後輪91と、前輪92及び後輪91が取り付けられたフレーム2と、フレーム2の右側と左側とに配置された一対のペダル5とを備える。ペダル5は、二つの後輪91の少なくとも一つを駆動する。後輪91は、タイヤ93を備える。
本実施形態の三輪自転車では、図8Aに示すように、二つの後輪91のタイヤ93の外側の端部間の寸法H2は、一対のペダル5の左右方向の外側の端部間の寸法H1以下となるように設定されている。
あるいは、フレーム2が、二つの後輪91の各々を、各後輪91の左右方向の中央側から片持ち支持する後輪軸受け部30を有する場合には、図8Bに示すように設定されてもよい。すなわち、二つの後輪91のタイヤ93の中心間の寸法H3は、一対のペダル5の左右方向の外側の端部間の寸法H1以下となるように設定される。
このため、ペダル5の外側の端部の位置を把握すれば、後輪91の幅感覚をつかむことができる。要するに、ユーザは、車幅感覚をつかみ易くなり、運転中に後輪91を他の物体に引掛けてしまうのを抑えることができる。
(1.2)詳細
以下、本実施形態に係る電動自転車1について、詳細に説明する。
電動自転車1は、電気的な動力を用いて走行可能な自転車である。本実施形態に係る電動自転車1は、三輪自転車であり、例えば、高齢者等向けの自転車である。ただし、本開示では、ユーザは、高齢者に限らず、若年者であってもよい。
本実施形態では、電動自転車1は、使用者の踏む力(「踏力」という場合がある。)をモータにより補助する電動アシスト自転車である。電動自転車1は、図1に示すように、フレーム2と、前輪92と、後輪91と、ハンドル38と、サドル40と、クランクアーム51と、ペダル5と、バッテリ装置6と、モータユニット7と、ブレーキ装置8と、モータブラケット73と、を備える。
ここで、本開示では、電動自転車1の進む方向を「前方向」とし、その反対方向を「後方向」として定義する。また、前方向及び後方向の2方向を「前後方向」として定義し、前後方向に直交しかつ水平面に沿う2方向を「左右方向」として定義する。本開示でいう「水平面」は、地面に平行な面を意味する。ただし、実際には地面は、必ずしも平面ではないが、例えば、凹凸のある面の平均値から仮想平面を得て、この仮想平面に平行な面を水平面としてもよい。
(1.2.1)フレーム
フレーム2は、電動自転車1の骨組みであり、少なくとも、前輪92,後輪91,モータユニット7及びバッテリ装置6が取り付けられる。フレーム2は、本実施形態では、アルミニウムを主成分とするアルミニウム合金で構成される。ただし、本開示では、フレーム2は、アルミニウム合金に限らず、金属、カーボン等で構成されてもよい。金属としては、例えば、鉄,クロムモリブデン鋼,ハイテンスチール,チタン等が挙げられる。フレーム2は、本実施形態では、前部フレーム21と、後部フレーム28と、連結フレーム32と、を備える。
(1.2.1.1)前部フレーム
前部フレーム21は、フレーム2において前側部分を構成する。前部フレーム21には、前輪92,バッテリ装置6,ハンドル38,サドル40,モータブラケット73,モータユニット7,クランクアーム51,ペダル5等が取り付けられている。ここで、本開示でいう「取り付ける」とは、物を、取付け対象物に対して、直接的又は間接的に設置することを意味する。
前部フレーム21は、複数のパイプで構成されている。前部フレーム21は、本実施形態では、複数のパイプとして、ダウンチューブ22,シートチューブ23及びヘッドパイプ24を備える。また、前部フレーム21は、シートステイ25,前ホーク26及びバッテリブラケット27を備える。
ここで、本開示でいう「パイプ」とは、細長くて中空な部材を意味し、断面の形状は特に限らない。例えば、パイプは、断面正円形又は断面長円形(楕円形を含む)等の円形断面だけでなく、断面正方形,断面長方形,断面六角形等の多角形断面を含む。
ダウンチューブ22は、シートチューブ23とヘッドパイプ24とをつなぐパイプである。ダウンチューブ22は、本実施形態では、第一下管221と、第二下管222とを備える。第一下管221は、シートチューブ23の下端から前後方向の前側に延びており、具体的には、前方向に行くに従って上方向に行くように傾斜している。第一下管221の前端部は、第二下管222に連続的につながるように湾曲している。第二下管222は、本実施形態では直線状である。第二下管222は、第一下管221の前方向の端部から前後方向の前側に延びており、具体的には、前方向に行くに従って上方向に行くように傾斜している。本実施形態では、第二下管222の前端と後端とを通る仮想直線と水平面とのなす角は、第一下管221の前端と後端とを通る仮想直線と水平面とのなす角よりも大きい。第二下管222と第一下管221とは一体であり、連続している。
シートチューブ23は、サドル40を保持するパイプである。シートチューブ23は、本実施形態では、ダウンチューブ22の後端部につながっている。シートチューブ23は、直線状であり、上方向に行くに従って後方向に行くように傾斜する。シートチューブ23は、前後方向において、前輪92と後輪91との間に形成されている。シートチューブ23は、シートチューブ23の長手方向に沿って移動し得るように、サドル40を保持する。
ヘッドパイプ24は、ダウンチューブ22の前方向の端部に接続されたパイプである。ヘッドパイプ24は、ヘッドパイプ24の中心軸回りに回転し得るように、前ホーク26を支持する。ヘッドパイプ24の中心軸は、上方向に行くに従って後方向に行くように傾斜しており、ヘッドパイプ24の長手方向に平行である。
前ホーク26は、前輪92が取り付けられる部分であり、ヘッドパイプ24の中心軸回りに回転し得るように、ヘッドパイプ24に取り付けられる。前ホーク26は、一対のブレード261と、一対のブレード261の上端同士をつなぐクラウン262と、ステアリングコラム263と、を有する。一対のブレード261は、前輪軸921を支持している。前輪軸921は、左右方向に長手方向を有し、その中心軸周りに前輪92が回転可能である。要するに、一対のブレード261には、前輪92が、前輪軸921回りに回転可能に取り付けられている。ステアリングコラム263は、クラウン262からヘッドパイプ24の中心軸に沿って上方に延びている。ステアリングコラム263は、ヘッドパイプ24に対し、中心軸に沿ってヘッドパイプ24の中に差し入れられ、ヘッドパイプ24の中心軸回りに回転可能に取り付けられる。ステアリングコラム263の上端には、ハンドル38が取り付けられる。
ハンドル38は、前輪92の向きを操作する。ハンドル38は、本実施形態では、正面視略U字状に形成されている。ハンドル38は、先端にグリップ381を有する。図中の符号39はバスケットである。
バッテリブラケット27は、バッテリ装置6が取り付けられる部分である。バッテリブラケット27は、ダウンチューブ22の長手方向の後側の端部に取り付けられている。バッテリブラケット27は、本実施形態では、バッテリ装置6が載る天板部271を有する。ここで、バッテリ装置6は、バッテリ62と、バッテリ62が着脱可能に装着される装着部61とを備える。バッテリ装置6の詳細については、後述の「(1.2.3)バッテリ装置」の欄で説明する。
天板部271には装着部61が取り付けられている。より具体的には、装着部61は、天板部271の上面に載った状態で取り付けられており、天板部271に対して固定されている。
シートステイ25は、シートチューブ23を補強する。シートステイ25は、本実施形態では、シートチューブ23とバッテリブラケット27とをつないでいる。シートステイ25は、一対の縦支持体251と、横支持体252とを備える。一対の縦支持体251は、左右方向に離れて配置されている。各縦支持体251は、バッテリブラケット27の後端部からシートチューブ23の長手方向に平行に延びている。横支持体252は、一対の縦支持体251とシートチューブ23とをつないでいる。横支持体252は、本実施形態では、上方から見て(以下、平面視という。)T字状に形成されている。
(1.2.1.2)後部フレーム
後部フレーム28は、フレーム2において後側部分を構成する部分であり、主に後輪91を支持する。後部フレーム28は、図2Aに示すように、前部フレーム21に対して、平面視において後方向に配置されている。後部フレーム28は、前部フレーム21に対して連結フレーム32を介してつながっている。後部フレーム28は、図2Bに示すように、接続部29と、後輪軸受け部30と、揺動復元機構31とを備える。
接続部29は、図3に示すように、後部フレーム28において連結フレーム32に接続される部分である。接続部29は、連結フレーム32のシャフト33に対し、当該シャフト33の長手方向に沿った回転軸331周りに回転可能に接続される。接続部29は、本実施形態では、シャフト33の長手方向に平行な中心軸を有する筒体291と、筒体291の長手方向の両端に設けられた少なくとも二つの軸受292とを備える。
筒体291は、接続部29の主体を構成する部分であり、長手方向の両端面が開口面である。筒体291は、本実施形態では、円筒状のパイプで構成される。ただし、本開示では、筒体291は円筒状に限らず、角筒状であってもよい。
二つの軸受292は、連結フレーム32のシャフト33を、筒体291の中心軸周りに回転可能に支持する。各軸受292は、筒体291の長手方向の端部に対し、同心状に取り付けられている。本実施形態に係る軸受292は滑り軸受であるが、本開示では、連結フレーム32の長手方向に沿った軸の周りに回転し得るようにシャフト33を支持することができればよく、例えば、転がり軸受であってもよい。
後輪軸受け部30は、図2Bに示すように、左右方向に延びた回転軸913周りに回転し得るように、後輪軸912を支える部分である。後輪軸受け部30は、接続部29に対して取り付けられている。図2Bに示すように、後輪軸912の回転軸913と連結フレーム32のシャフト33の回転軸331とは、平面視で直交している。
後輪軸受け部30は、図2Bに示すように、二つの後輪91のうちの一方の後輪91を支える第一軸受け部301と、他方の後輪91を支える第二軸受け部304と、連結体306と、を備える。本実施形態では、二つの後輪91のうちの一方の後輪91が駆動輪910であり、他方の後輪91が従動輪911であり、互いに独立している。ここで言う「駆動輪910」とは、ペダル5及びモータユニット7からの動力で駆動する車輪のことである。「従動輪911」とは、駆動力を受けない車輪のことである。ただし、本開示では、二つの後輪91のいずれもが駆動輪910であってもよい。
第一軸受け部301は、駆動輪910としての後輪91を支える。第一軸受け部301は、駆動輪910を左右方向の中央側から片持ち支持するように構成される。ここでいう「片持ち支持」とは、後輪91を左右方向の中央側からのみで支えることを意味し、左右方向の外側から支持する構造を含まない。第一軸受け部301は、第一軸受けユニット302と、リアスプロケット303とを備える。
第一軸受けユニット302は、駆動輪910に連結された後輪軸912(以下、駆動軸という場合がある。)を左右方向に延びた回転軸913周りに回転可能に支える。第一軸受けユニット302は、接続部29に対して固定されている。第一軸受けユニット302の全体は、二つの後輪91の間に配置される。リアスプロケット303は、駆動軸に取り付けられている。リアスプロケット303は、駆動軸に同心状に固定されている。リアスプロケット303は、図1に示すように、モータユニット7の駆動スプロケット71に対し、動力伝達体74を介して連結されている。これにより、駆動スプロケット71から出力された回転動力は、動力伝達体74を介してリアスプロケット303に伝達し、駆動輪910が後輪軸912の回転軸913周りに回転する。
第二軸受け部304は、図2Bに示すように、従動輪911としての後輪91を支える。第二軸受け部304は、従動輪911を左右方向の中央側から片持ち支持するように構成される。第二軸受け部304は、第二軸受けユニット305を備える。
第二軸受けユニット305は、従動輪911に連結された後輪軸912を左右方向に延びた回転軸913周りに回転可能に支える。第二軸受けユニット305は、接続部29及び第一軸受け部301に対して固定されている。第二軸受けユニット305の全体は、二つの後輪91の間に配置される。
連結体306は、第一軸受け部301と第二軸受け部304と接続部29とをつなぐ。これによって、第一軸受け部301と第二軸受け部304と接続部29とは相互に固定されている。
揺動復元機構31は、図3に示すように、連結フレーム32がシャフト33の回転軸331周りに回転したときに、連結フレーム32に対し、基準位置に戻そうとする力を与える機構である。連結フレーム32が当該シャフト33の回転軸331回りに回転し、前部フレーム21が鉛直面に対して傾いた場合でも、前部フレーム21は、揺動復元機構31の作用によって、基準位置に戻りやすい。ここでいう「基準位置」とは、前部フレーム21が鉛直な状態で起立した位置を意味する。また、基準位置に前部フレーム21があるときの連結フレーム32の位置についても「基準位置」という場合がある。
揺動復元機構31は、シャフト33の長手方向の後側の端部に取り付けられている。揺動復元機構31は、図4A〜4Cに示すように、回転体310と、第一レバー313と、第二レバー317と、弾性体318と、固定体319とを備える。
固定体319は、接続部29の筒体291(図3参照)に対して固定されている。固定体319は、左右方向において第一レバー313と第二レバー317との間に配置され、第一レバー313及び第二レバー317の回転移動を規制する。
回転体310は、連結体306のシャフト33(図3参照)に取り付けられており、当該シャフト33の回転軸331周りに回転可能である。回転体310は、本実施形態では、シャフト33に対して直接的に固定されている。これによって、回転体310は、シャフト33の回転軸331周りの回転にともなって、回転運動を行う。回転体310は、本体311と、棒体312とを備える。
本体311は、シャフト33の回転軸331に直交する平板状に形成されている。本体311は、回転軸331に直交する面上において、シャフト33の外周よりも外側に突出した突出部3110を有する。突出部3110は、本実施形態では、図4Aに示すように、シャフト33が基準位置にあるときにおいて、回転軸331に直交する面上における下側に突出している。
棒体312は、突出部3110に取り付けられている。棒体312は、シャフト33の回転軸331に対して、ラジアル方向に離れており、本実施形態では、棒体312の長手方向は、シャフト33の回転軸331に平行である。棒体312は、シャフト33の回転軸331周りの回転にともなって、当該回転軸331周りを回転する。
第一レバー313及び第二レバー317の各々は、シャフト33の回転軸331周りに回転可能であり、棒体312によってシャフト33の回転軸331周りに押されることで、当該回転軸331周りに回転する。各レバー313,317は、上下方向のうち一方の端部に形成された弾性体取付け部314と、他方の端部に形成された押さえ部315と、固定体319に移動規制される位置規制部316と、を備える。一対のレバー313,317は、本実施形態では互いに同一形状に形成されているが、互いに鏡像対称に形成されてもよい。
押さえ部315は、回転体310が回転したときに棒体312が当たる部分である。押さえ部315は、回転体310が一方向(この方向を第一方向という。)に回転することで棒体312に押され、回転体310の回転に従って回転軸331周りの第一方向に回転する。弾性体取付け部314は、弾性体318が取り付けられた部分である。本実施形態では、各レバー313,317の上端部に形成されている。
弾性体318は、回転軸331周りに回転した第一レバー313又は第二レバー317に対して、当該回転方向とは反対方向に回転力を与える。弾性体318は、本実施形態では、ねじりコイルばねであるが、本開示では、ゴムなどの弾性体318であってもよい。本実施形態では、弾性体318は、第一レバー313の弾性体取付け部314と、第二レバー317の弾性体取付け部314とに掛け渡されている。
図4Bに示すように、連結フレーム32のシャフト33が回転軸331周りの第一方向に回転すると、回転体310が第一方向(図4Bの矢印の方向)に回転する。すると、第一レバー313は、押さえ部315が回転体310の棒体312から力を受けて、回転軸331周りの第一方向(図4Bの矢印の方向)に回転する。
このとき、弾性体318は、第一レバー313によって引っ張られる。弾性体318の他端は、第二レバー317に取り付けられているが、第二レバー317は、位置規制部316が固定体319に当たって、回転軸331周りの第一方向には移動しない。したがって、弾性体318は、弾性的に延びながら、第一レバー313に対して、第一方向とは反対方向(この方向を第二方向という。)に向かう力を与える。
これによって、第一方向に回転している回転体310には、第二方向(図4Bの矢印とは逆方向)に向かう回転力が発生する。したがって、第一方向に回転している回転体310は、シャフト33に対して、基準位置に戻そうとする力を与え続ける。
同様に、基準位置から、シャフト33が第二方向に回転すると、図4Cに示すように、第二レバー317が回転軸331周りの第二方向(図4Cの矢印の方向)に回転する。なお、この場合の動作及び力の掛かり方は、図4Bにおける場合とは点対称であるため、説明を省略する。
(1.2.1.3)連結フレーム
連結フレーム32は、図2Aに示すように、平面視において前後方向に延びており、前部フレーム21と後部フレーム28とをつなぐ。連結フレーム32は、図3に示すように、シャフト33と、取付け具34と、ストッパ35とを備える。
シャフト33は、連結フレーム32の後側の端部を構成する。シャフト33の長手方向の後側の端部は、後部フレーム28の接続部29に接続される。すなわち、連結フレーム32は、後部フレーム28に対して、連結フレーム32の長手方向に延びた回転軸331周りに回転可能に接続されている。シャフト33の長手方向の前側の端部は、取付け具34に取り付けられている。
取付け具34は、シャフト33に取り付けられており、シャフト33に対して固定されている。取付け具34は、バッテリブラケット27に対し、左右方向に延びた軸周りに回転可能に取り付けられている。本実施形態では、取付け具34とシートステイ25との間には、減衰装置36が設けられている。減衰装置36は、取付け具34から入力された振動を減衰させる。これによって、後部フレーム28の振動が、前部フレーム21に伝達しにくくなっている。
減衰装置36は、本実施形態では、スプリングとオイルダンパとを備えたサスペンションである。ただし、本開示では、減衰装置36は、スプリングなどの弾性体のみで構成されてもよいし、ダンパのみで構成されてもよい。
連結フレーム32の長手方向(本実施形態では、シャフト33の回転軸331に平行な方向)は、水平面に対して交差している。具体的には、連結フレーム32の長手方向と水平面とのなす角αは、0°より大きく、かつ30°以下である。より好ましくは、連結フレーム32の長手方向と水平面とのなす角αは、15°±5°である。
ストッパ35は、回転軸331周りに回転する連結フレーム32が、一定の角度よりも大きく回転しないように規制する。ストッパ35は、本実施形態では、シャフト33に取り付けられるストッパ取付け体351と、ストッパ取付け体351に取り付けられる軸体352とを備える。ストッパ取付け体351は、軸体352をシャフト33に対して固定する。軸体352は、シャフト33に対して、シャフト33のラジアル方向に離れており、軸体352の長手方向はシャフト33の回転軸331方向に平行である。
図3に示すように、本実施形態では、後部フレーム28の筒体291に対して受け部材37が固定されている。受け部材37の上面は、図5Aに示すように、基準位置では、軸体352に対して離れている。シャフト33が回転軸331周りに回転すると、図5Bに示すように、軸体352は回転軸331周りに回転し、一定の回転角度に達すると、軸体352は受け部材37に当たる。これによって、これ以上のシャフト33の回転は規制される。
受け部材37は、本実施形態では弾性体である。弾性体としては、ゴム,軟質樹脂等が例示される。ただし、受け部材37は、弾性体に限らず、金属プレート,硬質樹脂等であってもよい。
ところで、本実施形態の電動自転車1では、後部フレーム28に対し、連結フレーム32が回転軸331周りに回転すると、次のように動作する。
図6に示すように、前部フレーム21を左側に傾けると、連結フレーム32の回転軸331の前側端部は、平面視において、基準位置から左側に移動する。このとき、二つの後輪91が独立して回転するため、連結フレーム32の回転軸331において後輪軸912の回転軸913よりも前側の部分は、平面視において、回転軸913と連結フレーム32の回転軸331との交点を中心として、左側に移動する。
このとき、後輪91のうちの右側の車輪は前方向に進むように回転し、左側の車輪は、後方向に進むように回転する(図6の矢印参照)。要するに、前部フレーム21を傾けると、それに連動して、一方の後輪91と他方の後輪91とは互いに反対方向に回転する。
本実施形態では、前部フレーム21を傾けると、後輪91が回転する動作を利用して、例えば、停車時において、前部フレーム21が傾くのを抑える構造を備える。すなわち、本実施形態に係る電動自転車1ではブレーキ装置8によって、後輪91の回転を制動することで、前部フレーム21が傾くのを抑えるように構成されている。
(1.2.2)ブレーキ装置
ブレーキ装置8は、前輪92と後輪91との回転運動を制動する装置である。ブレーキ装置8は、本実施形態では、図1に示すように、二つの後輪ブレーキ81と、前輪ブレーキ(不図示)と、後輪ブレーキレバー83と、前輪ブレーキレバー(不図示)と、保持部85とを備える。
二つの後輪ブレーキ81は、二つの後輪91の回転運動を制動する。具体的には、各後輪ブレーキ81は、後輪ブレーキレバー83の操作によって、制動位置と、非制動位置とに切り替えられる。ここで「制動位置」とは、車輪の回転運動を制動する位置であり、「非制動位置」とは、車輪の回転運動を制動しない位置である。
各後輪ブレーキ81は、本実施形態では、バンドブレーキで構成されている。ただし、本開示では、各後輪ブレーキ81は、サーボブレーキ,ディスクブレーキ,キャリパーブレーキ等であってもよい。本実施形態に係る各後輪ブレーキ81は、図2Bに示すように、後輪軸受け部30と後輪91との間に配置されている。本実施形態では、二つの後輪ブレーキ81は、二つの後輪91の各々に対応して設けられており、互いの動作が同期している。
前輪ブレーキは、前輪92の回転運動を制動する。具体的には、前輪ブレーキは、前輪ブレーキレバーの操作によって、制動位置と、非制動位置とに切り替えられる。前輪ブレーキは、本実施形態では、キャリパーブレーキで構成されている。ただし、本開示では、前輪ブレーキは、サーボブレーキ,ディスクブレーキ,バンドブレーキ等で構成されてもよい。
後輪ブレーキレバー83及び前輪ブレーキレバーは、図7Aに示すように、ハンドル38のグリップ381に対応する位置に配置されている。後輪ブレーキレバー83は、後輪ブレーキ81にワイヤ86を介して連結されている。本実施形態では、図7Bに示すように、後輪ブレーキレバー83をグリップ381に近付けるように移動させることで、後輪ブレーキ81が制動位置に切り替えられる。また図7Aに示すように、後輪ブレーキレバー83をグリップ381から遠ざけることで、後輪ブレーキ81が非制動位置(図7Aに示す位置)に切り替えられる。なお、後輪ブレーキレバー83は、後輪ブレーキレバー83に対して力が掛けられていない状態では、非制動位置に移動する。
保持部85は、図7Cに示すように、後輪ブレーキレバー83を制動位置に保つ。保持部85は、例えば、ブレーキレバーをハンドル38に沿わせた状態でロックするロック機構で構成される。保持部85としては、例えば、ブレーキレバーをハンドル38に沿わせた状態でピンを差し込み、ブレーキレバーを保持するような構造であってもよいし、スライドレバーで保持してもよい。
保持部85によって後輪ブレーキレバー83を制動位置に保つことで、上記のように後輪91の回転運動が制動される。これにより、前部フレーム21が傾くのを抑えることができる。この結果、例えば、電動自転車1が停止しているときに、前部フレーム21が傾くのを抑えることができる。本実施形態では、保持部85は、ハンドル38に取り付けられているため、手元で操作することができて使い勝手がよい。
(1.2.3)バッテリ装置
バッテリ装置6は、少なくともモータに対して、電力を供給する装置である。バッテリ装置6は、図1に示すように、装着部61と、バッテリ62と、を備える。
装着部61は、バッテリ62が装着される部分である。装着部61には、バッテリ62が取り外し可能に取り付けられる。装着部61は、バッテリブラケット27の天板部271に対し、載った状態で固定されている。
バッテリ62は、モータに対して供給する電気的エネルギーを蓄える二次電池である。バッテリ62は、単数又は複数のセルが内蔵されている。バッテリ62は、装着部61に対して電気的に接続される。これにより、バッテリ62はモータに対して電力を供給し得る。
ここで、バッテリ装置6は、モータユニット7に対して電力を供給する装置であるが、本開示では、バッテリ装置6は、モータユニット7に加えて、ヘッドライト,又はモータのON/OFFの操作部等に電力を供給するように構成されてもよい。
(1.2.4)モータユニット・モータブラケット
モータユニット7は、ペダル5から入力された踏力を補助する力を出力する。具体的には、モータユニット7は、ペダル5から踏力の入力があると、駆動補助出力を発生する。ここで、本開示でいう「駆動補助出力」とは、モータを用いた踏力を補う力を意味する。モータユニット7は、本実施形態では、ペダル5及びクランクアーム51から踏力の入力があると、その踏力の入力値を検出し、入力値が一定の値以下の場合に、駆動補助出力を動力伝達体74に対して出力する。
本実施形態に係るモータユニット7は、モータ(不図示)と、動力伝達体74が掛けられる駆動スプロケット71と、を有する。駆動スプロケット71として、踏力によって回転する第一駆動スプロケット710と、モータによって回転する第二駆動スプロケット(不図示)とを備える。要するに、本実施形態に係るモータユニット7は、踏力と、駆動補助出力とを別々に動力伝達体74に対して伝える二軸式のモータユニットである。
ただし、本開示では、モータユニット7は、ペダル5及びクランクアーム51を介して伝達された踏力と、モータの出力と、を駆動スプロケット71に伝達した上で、動力伝達体74に動力を伝達する一軸式のモータユニット7であってもよい。
モータユニット7の入力軸72の両端の各々には、クランクアーム51と、ペダル5とが取り付けられる。要するに、一対のクランクアーム51と一対のペダル5は、フレーム2の右側と左側とに配置される。ペダル5は、本実施形態では、二つの後輪91の少なくとも一つを駆動する。
実施形態では、動力伝達体74はチェーンであるが、本開示ではこれに限らない。例えば、動力伝達体74は、ベルト又はワイヤ等であってもよい。
モータユニット7は、モータブラケット73を介して、フレーム2に取り付けられている。モータブラケット73は、ダウンチューブ22の第一下管221に取り付けられている。モータブラケット73は、本実施形態では、バッテリブラケット27よりも前方に配置されており、シートチューブ23の中心軸の延長線231よりも前方に配置されている。なお、モータブラケット73とバッテリブラケット27とはつながっていてもよい。
本実施形態では、モータブラケット73がシートチューブ23の中心軸の延長線231よりも前方に配置されているため、モータブラケット73がシートチューブ23の中心軸の延長線231上にある態様よりも、ユーザはペダル5を漕ぎやすい。モータブラケット73がシートチューブ23の中心軸の延長線231よりも前方に配置されていると、ペダル5とサドル40との距離を大きく取りやすいからである。
(1.2.5)前輪・後輪
前輪92は、図1に示すように、前後方向に並ぶ車輪のうちの前側の車輪である。前輪92は、本実施形態では、前ホーク26によって、前輪軸921の中心軸である回転軸周りに回転可能に支持される。前輪軸921の長手方向は、左右方向に平行である。前輪92は、本実施形態では、モータユニット7から動力の伝達を受けない。
本実施形態に係る電動自転車1は、図2Aに示すように、本実施形態では左右方向に離れた二つの後輪91を有する。二つの後輪91は、後部フレーム28に取り付けられている。上述したように、本実施形態に係る電動自転車1では、二つの後輪91のうちの一方が駆動輪910であり、他方が従動輪911である。
後輪91及び前輪92の各々は、図1に示すように、タイヤ93と、ホイール94とを備える。前輪92において、ホイール94はハブを有しており、ハブの左右方向の両端から前輪軸921が突出している。図8A〜8Cに示すように、後輪91において、ホイール94はハブ941を有しており、ハブ941の左右方向の内側の端部に後輪軸912が連結されている。ここでいう「内側の端部」とは、左右方向において中央側の端部を意味する。また「外側の端部」とは、左右方向においてフレーム2に対向する側とは反対側の端部を意味する。
本実施形態に係る電動自転車1は、図8Aに示すように、前部フレーム21が基準位置にあるときにおいて、二つの後輪91のタイヤ93の外側の端部間の寸法H2は、一対のペダル5の左右方向の外側の端部間の寸法H1以下である。本実施形態では、正面から見て、一対のペダル5の左右方向の外側の端部の間に、二つの後輪91のタイヤ93が位置する。
本実施形態では、左右方向において、タイヤ93よりも外側にハブ941が突出しているが、二つの後輪91の外側の端部(ハブ941の先端)間の寸法は、一対のペダル5の左右方向の外側の端部間の寸法H1以下である。ただし、本実施形態では、左右方向においてタイヤ93の外側間の寸法H2が、一対のペダル5の左右方向の外側の端部間の寸法H1以下であればよく、ハブ941の先端間の寸法が、一対のペダル5の左右方向の外側の端部間の寸法H1を超えてもよい。
すなわち、本実施形態では、二つの後輪91の左右方向の外側間の寸法H2を抑えることで、ユーザは、車幅感覚をつかみ易く、運転中に後輪91を他の物体に引掛けてしまうのを抑えることができる。
本実施形態に係る後部フレーム28では、後輪91を片持ち支持するように構成されている。このため、本実施形態では、二つの後輪91から左右方向に突出する部分を無くすことができる。このため、図8Bに示すように、後輪91のタイヤ93の中心間の寸法H3が、一対のペダル5の左右方向の外側の端部間の寸法H1以下に収まるような設計をすれば、二つの後輪91の左右方向の外側間の寸法を十分に抑えることができる。したがって、図8Bに係る態様であったとしても、ユーザは、車幅感覚をつかみ易く、運転中に後輪91を他の物体に引掛けてしまうのを抑えることができる。
また、例えば、図8Cに示すように、各後輪91が両側から支持されている構造の場合、二つの後輪91のタイヤ93の外側の端部間の寸法H2を、一対のペダル5の左右方向の外側の端部間の寸法H1以下とする。こうすることで、二つの後輪91から左右方向に突出する部分を極力抑えることができる。この結果、図8Cに係る態様であったとしても、ユーザは、車幅感覚をつかみ易く、運転中に後輪91を他の物体に引掛けてしまうのを抑えることができる。
(2)変形例
(2.1)変形例1
上記実施形態は、本開示の様々な実施形態の一つに過ぎない。実施形態は、本開示の目的を達成できれば、設計等に応じて種々の変更が可能である。
上記実施形態の電動自転車1では、モータユニット7がダウンチューブ22に取り付けられる、いわゆるセンタユニット方式のモータユニット7を備えたが、図9に示すように、フロントハブユニット方式のモータユニット7であってもよい。本変形例では、図9において、上記実施形態と同じ構成については同符号を付して説明を省略する。
本変形例の電動自転車1では、図9に示すように、モータユニット7としてのハブモータ75と、踏力検出ユニット70と、踏力検出ユニットブラケット730と、を備える。
踏力検出ユニットブラケット730は、踏力検出ユニット70をダウンチューブ22の第一下管221に取り付けられている。踏力検出ユニットブラケット730は、本変形例1では、バッテリブラケット27よりも前方に配置されており、シートチューブ23の中心軸の延長線231よりも前方に配置されている。なお、本変形例の踏力検出ユニットブラケット730は、上記実施形態のモータブラケット73と、同じ構造であり、踏力検出ユニットブラケット730とモータユニット7とに、共通して使用することができる。踏力検出ユニットブラケット730と、モータブラケット73と、を併せて「取付けブラケット」という場合がある。
踏力検出ユニット70は、クランクシャフトに連結されたペダル5から入力された踏力を検出する。本変形例では、踏力検出ユニット70は、踏力の検出として、トルクを検出する。このトルクの検出は、例えば、磁歪式トルクセンサによって、クランクシャフトに生じたひずみを検出することで行われる。なお、踏力の検出として、クランクシャフトの軸回りの回転を、回転センサで検出してもよい。
踏力検出ユニット70で検出された検出結果は、ハブモータ75に出力される。
ハブモータ75は、踏力検出ユニット70の検出結果に基づいて、アシスト力を発生させる。本実施形態に係るハブモータ75は、前輪92の前輪軸921に対して同心状に取り付けられている。ハブモータ75は、図10に示すように、一対の固定軸76と、モータ装置77と、減速機構78と、ハブケース79と、を備える。
固定軸76は、前輪軸921に沿って延びており、フレーム2に取り付けられる。固定軸76は、本実施形態では、一対のブレード261に取り付けられ、当該一対のブレード261に対して固定される。
モータ装置77は、モータ771を駆動源とし、回転動力を出力する。モータ装置77は、モータ771と、ハウジング772とを備える。ハウジング772には、固定軸76の一方が固定されている。モータ771は、ハウジング772の内部に配置されている。モータ771は、ロータ774と、ステータ773とを備える。ロータ774には、出力軸775が取り付けられており、ロータ774と出力軸775とは互いに固定されている。出力軸775の外周には、歯部776が形成されている。
減速機構78は、モータ装置77から出力された回転動力が入力されると、減速した上で、ハブケース79を回転させる。減速機構78は、本変形例では、出力軸775の周囲に配置され、かつ歯部776に噛み合った複数の平歯車781を備えている。本変形例では、複数の平歯車781は、出力軸775の周りを公転しないが、公転可能な遊星歯車で構成されてもよい。減速機構78は、ハブケース79の内部に配置されている。減速機構78は、歯部776に対して噛み合い、かつハブケース79の内周面に噛み合っている。
ハブケース79は、固定軸76に対して回転可能である。ハブケース79は、本変形例では、モータ装置77のハウジング772に対して、ベアリング791を介して、回転可能に取り付けられている。ハブケース79には、前輪92のホイール94が備えるスポーク942が取り付けられる。なお、ハブケース79は、モータ771が停止していても、前輪軸921周りに回転可能に構成されている。
モータ装置77のロータ774が回転すると、その動力は、減速機構78に伝達し、ハブケース79を回転させる。固定軸76周りに回転したハブケース79は、ホイール94を回転させ、前輪92に対してアシスト力を伝達する。
変形例1の電動自転車1では、モータユニット7がハブモータ75によって構成されているため、ダウンチューブ22の下方をシンプルな構造にすることができる。
(2.2)その他の変形例
以下、実施形態の変形例を列挙する。以下に説明する変形例は、適宜組み合わせて適用可能である。
上記実施形態では、連結フレーム32は、後部フレーム28に対して、連結フレーム32の回転軸331の周りに回転可能に接続されていたが、本開示では、連結フレーム32は、前部フレーム21に対して、回転軸331周りに回転可能に接続されてもよい。この場合、連結フレーム32と後部フレーム28とは、左右方向に延びた水平軸周りに回転可能に連結されることが好ましい。
上記実施形態では、連結フレーム32と前部フレーム21とは、左右方向に延びた軸周りに回転可能に取り付けられたが、本開示では、連結フレーム32のシャフト33とは反対側の端部と、対応するフレーム2とは互いに固定されてもよい。例えば、上記実施形態では、連結フレーム32と前部フレーム21とは溶接で固定されてもよい。この場合、連結フレーム32とバッテリブラケット27とが一体であってもよい。
上記実施形態では、揺動復元機構31は、後部フレーム28が備えたが、本開示では、前部フレーム21が備えてもよい。また、本開示では、揺動復元機構31は無くてもよい。
上記実施形態では、連結フレーム32の長手方向は、水平面に対して交差していたが、本開示では、水平面に対して平行であってもよい。
ペダル5は、上記実施形態では、二つの後輪91の一方を駆動したが、二つの後輪91の両方を駆動してもよい。また、ペダル5は、前輪92のみを駆動してもよい。
上記実施形態では、電動自転車に基づいて三輪自転車を説明したが、本開示では、電動自転車でない三輪自転車であってもよい。
上記変形例1では、フロントハブユニット方式のモータユニット7であったが、変形例1のハブモータ75を、二つの後輪91のうちの駆動輪910のハブ941に取り付けた、いわゆるリアハブユニット方式のモータユニット7としてもよい。
(3)態様
以上説明したように、第1の態様に係る三輪自転車は、前輪(92)及び二つの後輪(91)と、前輪(92)及び二つの後輪(91)が取り付けられるフレーム(2)と、フレーム(2)の右側と左側とに配置された一対のペダル(5)とを備える。ペダル(5)は、二つの後輪(91)の少なくとも一つを駆動する。二つの後輪(91)の各々はタイヤ(93)を有する。二つの後輪(91)のタイヤ(93)の左右方向の外側の端部間の寸法(H2)は、一対のペダル(5)の左右方向の外側の端部間の寸法(H1)以下である。
この態様によれば、ユーザは、車幅感覚をつかみ易くなり、運転中に後輪(91)を他の物体に引掛けてしまうのを抑えることができる。
第2の態様に係る三輪自転車は、前輪(92)及び二つの後輪(91)と、前輪(92)及び二つの後輪(91)が取り付けられるフレーム(2)と、フレーム(2)の右側と左側とに配置された一対のペダル(5)とを備える。ペダル(5)は、二つの後輪(91)の少なくとも一つを駆動する。二つの後輪(91)の各々はタイヤ(93)を有する。フレーム(2)は、二つの後輪(91)の各々を、各後輪(91)の左右方向の中央側から片持ち支持する軸受け部(30)を有する。二つの後輪(91)のタイヤ(93)の左右方向の中心間の寸法(H3)は、一対のペダル(5)の左右方向の外側の端部間の寸法(H1)以下である。
この態様によれば、ユーザは、車幅感覚をつかみ易くなり、運転中に後輪(91)を他の物体に引掛けてしまうのを抑えることができる。
第3の態様に係る三輪自転車では、第2の態様において、二つの後輪(91)のタイヤ(93)の左右方向の外側の端部間の寸法(H2)は、一対のペダル(5)の左右方向の外側の端部間の寸法(H1)以下である。
この態様によれば、ユーザは、運転中に後輪(91)を他の物体に引掛けてしまうのをより一層抑えることができる。
第4の態様に係る三輪自転車では、第1〜第3のいずれか一つの態様において、フレーム(2)は、前部フレーム(21)と、後部フレーム(28)と、連結フレーム(32)とを備える。前部フレーム(21)は、前輪(92)及び一対のペダル(5)が取り付けられる。後部フレーム(28)は、二つの後輪(91)が取り付けられる。連結フレーム(32)は、平面視において前後方向に延びており、前部フレーム(21)と後部フレーム(28)とをつなぐ。連結フレーム(32)は、前部フレーム(21)及び後部フレーム(28)のいずれか一方に対して、連結フレーム(32)の長手方向に延びた軸回りに回転可能に接続されている。
この態様によれば、前部フレーム(21)が左右方向に移動する三輪自転車において、ユーザが車幅感覚をつかみ易くすることができる。
第5の態様に係る三輪自転車では、第4の態様において、連結フレーム(32)の長手方向は、水平面に対して交差している。
この態様によれば、前部フレーム(21)を移動させたときの連結フレーム(32)の移動量が大きくなり、重心の移動量が大きくなるため、ユーザは左右方向への回転を容易にできる。
第6の態様に係る三輪自転車では、第5の態様において、連結フレーム(32)の長手方向と水平面とのなす角が0°より大きくかつ30°以下である。
この態様によれば、連結フレーム(32)の水平面に対する角度を適切な角度とすることができ、ユーザは左右方向への回転を一層容易にできる。
第7の態様に係る三輪自転車では、第4〜第6のいずれか一つの態様において、後輪ブレーキ(81)と、保持部(85)とを更に備える。後輪ブレーキ(81)は、二つの後輪(91)のうちの少なくとも一方の後輪(91)の回転を制動する制動位置と、非制動位置とで切替え可能である。保持部(85)は、後輪ブレーキ(81)を制動位置に保つ。
この態様によれば、停止した状態において、前部フレーム(21)の左右方向の移動を抑えることができ、前部フレーム(21)を自立させることができる。このため、ユーザが三輪自転車のサドル(40)に跨るときに、乗りやすい。
第8の態様に係る三輪自転車では、第1〜第7のいずれか一つの態様において、モータユニット(7)と、動力伝達体(74)とを更に備える。モータユニット(7)は、フレーム(2)に取り付けられ、ペダル(5)から入力された踏力を補助する力を出力する。動力伝達体(74)は、モータユニット(7)から出力された力を、前輪(92)及び前記二つの後輪(91)のうちの少なくとも一つに伝達する。
この態様によれば、車幅感覚をつかみ易い三輪自転車を電動自転車(1)とすることができる。
第9の態様に係る三輪自転車では、第1〜第7のいずれか一つの態様において、モータユニット(7)を更に備える。モータユニット(7)は、二つの後輪(91)の少なくとも一方の後輪(91)又は前輪(92)に取り付けられ、一対のペダル(5)から入力された踏力を補助する力を出力する。
この態様によれば、車幅感覚をつかみ易い三輪自転車を電動自転車(1)とすることができる。
第3〜第9の態様に係る構成については、三輪自転車に必須の構成ではなく、適宜省略可能である。
2 フレーム
21 前部フレーム
28 後部フレーム
30 後輪軸受け部(軸受け部)
32 連結フレーム
5 ペダル
7 モータユニット
74 動力伝達体
81 後輪ブレーキ
85 保持部
91 後輪
92 前輪
93 タイヤ

Claims (9)

  1. 前輪及び二つの後輪と、
    前記前輪及び前記二つの後輪が取り付けられるフレームと、
    前記フレームの右側と左側とに配置され、前記二つの後輪の少なくとも一つを駆動する一対のペダルと、
    を備え、
    前記二つの後輪の各々はタイヤを有し、
    前記二つの後輪の前記タイヤの左右方向の外側の端部間の寸法は、前記一対のペダルの左右方向の外側の端部間の寸法以下である、
    三輪自転車。
  2. 前輪及び二つの後輪と、
    前記前輪及び前記二つの後輪が取り付けられるフレームと、
    前記フレームの右側と左側とに配置され、前記二つの後輪の少なくとも一つを駆動する一対のペダルと、
    を備え、
    前記二つの後輪の各々はタイヤを有し、
    前記フレームは、前記二つの後輪の各々を、前記各後輪の左右方向の中央側から片持ち支持する軸受け部を有しており、
    前記二つの後輪の前記タイヤの左右方向の中心間の寸法は、前記一対のペダルの左右方向の外側の端部間の寸法以下である、
    三輪自転車。
  3. 前記二つの後輪の前記タイヤの左右方向の外側の端部間の寸法は、前記一対のペダルの左右方向の外側の端部間の寸法以下である、
    請求項2記載の三輪自転車。
  4. 前記フレームは、
    前記前輪及び前記一対のペダルが取り付けられた前部フレームと、
    前記二つの後輪が取り付けられた後部フレームと、
    平面視において前後方向に延びており、前記前部フレームと前記後部フレームとをつなぐ連結フレームと、
    を備え、
    前記連結フレームは、前記前部フレーム及び前記後部フレームのいずれか一方に対して、前記連結フレームの長手方向に延びた軸回りに回転可能に接続されている、
    請求項1〜3のいずれか一つに記載の三輪自転車。
  5. 前記連結フレームの前記長手方向は、水平面に対して交差している、
    請求項4記載の三輪自転車。
  6. 前記連結フレームの前記長手方向と前記水平面とのなす角が0°より大きくかつ30°以下である、
    請求項5記載の三輪自転車。
  7. 前記二つの後輪のうちの少なくとも一方の後輪の回転を制動する制動位置と非制動位置とで切替え可能な後輪ブレーキと、
    前記後輪ブレーキを制動位置に保つ保持部と、
    を更に備える、
    請求項4〜6のいずれか一つに記載の三輪自転車。
  8. 前記フレームに取り付けられ、前記一対のペダルから入力された踏力を補助する力を出力するモータユニットと、
    前記モータユニットから出力された前記力を、前記前輪及び前記二つの後輪のうちの少なくとも一つに伝達する動力伝達体と、
    を更に備える、
    請求項1〜7のいずれか一つに記載の三輪自転車。
  9. 前記二つの後輪の少なくとも一方の前記後輪又は前記前輪に取り付けられ、前記一対のペダルから入力された踏力を補助する力を出力するモータユニットを更に備える、
    請求項1〜7のいずれか一つに記載の三輪自転車。
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