JP2020121703A - 三輪自転車 - Google Patents
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Abstract
Description
(1.1)概要
本実施形態に係る三輪自転車1は、図1に示すように、フレーム2と、フレーム2を移動面上で支える一つの前輪92及び二つの後輪91と、を備える。フレーム2は、前部フレーム21と、後部フレーム3と、連結フレーム32と、を備える。前部フレーム21には、前ホーク26を介して前輪92が取り付けられている。後部フレーム3には、後輪91が取り付けられている。連結フレーム32は、前部フレーム21と後部フレーム3とをつなぐ。連結フレーム32は、シャフト33を少なくとも一部に含む。シャフト33は、後部フレーム3に対して、前部フレーム21を、平面視で前後方向に沿った回転軸331を中心として回転可能とする。ここで、本開示でいう「平面視」とは、移動面100に直交する方向のうち、対象物を、当該対象物の上方から見ることを意味する。
(1.2.1)全体構成
以下、本実施形態に係る三輪自転車1について、詳細に説明する。
前輪92及び後輪91は、フレーム2を移動面100上で支える。前輪92及び後輪91の各々は、タイヤ920、ホイール921及びハブ922を備える。
前ホーク26は、図1に示すように、前輪92とフレーム2との間に介在する。前ホーク26は、一対のホーク足261と、一対のホーク足261の上端をつなぐホーク肩262と、ホーク肩262から突出するホークステム263と、を備える。一対のホーク足261には、ハブ922に通された前輪軸93によって、前輪92が回転可能に取り付けられている。前輪92の回転軸は、移動面100に対して略平行であり、前輪92を支える前輪軸93の中心軸と同じである。ホークステム263の突出方向(長手方向)は、ホーク肩262から、上方向に行くに従って後方向に行くように、移動面100に対して傾いている。
フレーム2は、三輪自転車1の骨組みである。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、鉄、クロムモリブデン鋼、ハイテンスチール、チタン、マグネシウム等で構成されてもよい。また、本開示に係るフレーム2は、金属に限らず、カーボン、木材、竹、繊維強化合成樹脂(例えば、CFRP(Carbon Fiber Reinforced Plastics))等で構成されてもよい。フレーム2は、本実施形態では、図1に示すように、前部フレーム21と、後部フレーム3と、連結フレーム32と、を備える。
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、前ホーク26を介して、前輪92が取り付けられている。前部フレーム21には、本実施形態では、バッテリ装置6、サドル40、モータブラケット73、モータユニット7及び制御基板5が取り付けられている。
後部フレーム3は、フレーム2において後側部分を構成する。後部フレーム3には、後輪91が取り付けられている。後部フレーム3は、図2に示すように、前後方向において、前部フレーム21よりも後側に配置されている。後部フレーム3は、図3,4に示すように、後部フレーム本体30と、接続部29(図4)と、を備える。
連結フレーム32は、図1に示すように、前部フレーム21と後部フレーム3とをつなぐ。連結フレーム32は、平面視において、前後方向に長手方向を有するシャフト33を有する。ここで、「平面視において、前後方向に長手方向を有する」とは、例えば、図1に示すように、側面視において、移動面100に対して傾いていてもよいし、移動面100に対して略平行であってもよいことを意味する。連結フレーム32は、図4に示すように、取付け具34と、ケース35と、シャフト33と、複数(ここでは二つ)の軸受け351と、を備える。
回転体310は、後部フレーム3に対する前部フレーム21の回転に応じて、回転軸331を中心として回転する。回転体310は、図4に示すように、ケース35に取り付けられており、ケース35に対して固定されている。したがって、回転体310の回転軸は、ケース35の回転軸331と同じである。回転体310は、固着具3101と、軸部材3102と、プレート3103と、歯車3104と、を備える。
揺動復元機構31は、後部フレーム3に対して、前部フレーム21が回転軸331を中心に回転したときに、前部フレーム21を基準位置に戻そうとする力を、前部フレーム21に加える機構である。したがって、本実施形態に係る三輪自転車1では、ユーザが乗車中において、左右方向のいずれかに進行方向を変える際、後部フレーム3に対して、前部フレーム21を左右方向のいずれかに傾けた場合に、前部フレーム21は基準位置に戻りやすい。
抵抗力発生装置8は、回転軸331回りの回転力が生じると、その回転力に対して抵抗力を加える装置である。抵抗力発生装置8は、図4に示すように、後部フレーム3に取り付けられている。本実施形態に係る抵抗力発生装置8は、回転体310の回転力に対して抵抗力を加えることで、後部フレーム3に対する前部フレーム21の回転力(傾いたときに発生する力)に対して抵抗力を加える。
ハンドル38は、図1に示すように、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。ハンドル38はホークステム263の上端に固定されている。ハンドル38とホークステム263との接続部分の上方には、バスケット39が取り付けられている。
バッテリ装置6は、少なくともモータユニット7のモータに対して、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。
モータユニット7は、ペダル95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7は、ユーザがペダル95を漕ぎ、クランクアーム96を介して、踏力(外力)がクランク軸に入力されると、クランク軸が回転する。本実施形態に係るモータユニット7は、クランク軸が踏力を受けて回転すると、クランク軸の回転速度及びクランク軸に生じるトルクを検出し、その検出結果に応じた力を出力する。要するに、本実施形態に係るモータユニット7は、踏力に対して駆動補助出力を加えた力を、出力することができる。
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。上記実施形態は、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。
上記実施形態に係る抵抗力発生装置8は、作動流体として粘性流体であるオイルを用いたオイルダンパであったが、作動流体として、磁気機能性流体を用いてもよい。磁気機能性流体では、一定の磁界が印可されることで、減衰特性を変えることができる。
速度センサ52は、三輪自転車1の走行速度を検出する。速度センサ52は、本実施形態では、前輪92のスポークの一部に設けられたマグネット520と、マグネット520の移動を検知するホールセンサ521とを備え、ホールセンサ521の検知信号を制御部51に出力し、演算することで前輪92の角速度から走行速度を検出する。ただし、速度センサ52は、例えば、ドップラ式又は空間フィルタ式を採用してもよい。また、速度センサ52は、検出素子と、検出素子から受け取った電気信号から速度を割り出す制御部51と、が一つの筐体に収まっていてもよい。
制御基板5(図1参照)は、抵抗力発生装置8を制御する制御部51(図8)を有する。制御基板5は、上記実施形態と同様、プリント基板である。制御部51は、1以上のプロセッサ及び1以上のメモリを有するマイクロコントローラを主構成とする。すなわち、マイクロコントローラのメモリに記録されたプログラムを、マイクロコントローラのプロセッサが実行することにより、制御部51の機能が実現される。プログラムはメモリに予め記録されていてもよいし、メモリカード等の非一時的記録媒体に記録されて提供されてもよい。制御部51には、速度センサ52及び抵抗力発生装置8が電気的に接続されている。
上記実施形態では、抵抗力発生装置8として、ロータリダンパ80が用いられたが、本変形例では、図9,図10に示すように、少なくとも一つの直動式ダンパ84が用いられる。直動式ダンパ84は、回転体310の回転力を受けて、回転体310に対して抵抗力を加える。
上記実施形態の三輪自転車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11,図12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11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。
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。
以上説明したように、第1の態様に係る三輪自転車(1)は、フレーム(2)と、フレーム(2)を移動面(100)上で支える一つの前輪(92)及び二つの後輪(91)と、を備える。フレーム(2)は、前輪(92)が前ホーク(26)を介して取り付けられた前部フレーム(21)と、後輪(91)が取り付けられた後部フレーム(3)と、前部フレーム(21)と後部フレーム(3)とをつなぐ連結フレーム(32)と、を有する。連結フレーム(32)は、後部フレーム(3)に対して、前部フレーム(21)を、平面視で前後方向に沿った回転軸(331)で回転可能とするシャフト(33)を含む。三輪自転車(1)は、回転軸(331)回りの回転力が生じると、回転力に対して抵抗力を加える抵抗力発生装置(8)を更に備える。
2 フレーム
21 前部フレーム
26 前ホーク
3 後部フレーム
310 回転体
3104 歯車
32 連結フレーム
33 シャフト
331 回転軸
51 制御部
52 速度センサ
7 モータユニット
8 抵抗力発生装置
80 ロータリダンパ
82 歯
84 直動式ダンパ
91 後輪
92 前輪
100 移動面
Claims (8)
- フレームと、
前記フレームを移動面上で支える一つの前輪及び二つの後輪と、
を備え、
前記フレームは、
前記前輪が前ホークを介して取り付けられた前部フレームと、
前記後輪が取り付けられた後部フレームと、
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、
を有し、
前記連結フレームは、前記後部フレームに対して、前記前部フレームを、平面視で前後方向に沿った回転軸で回転可能とするシャフトを含み、
前記回転軸回りの回転力が生じると、前記回転力に対して抵抗力を加える抵抗力発生装置を更に備える、
三輪自転車。 - 前記後部フレームに対する前記前部フレームの回転に応じて、前記回転軸で回転する回転体を更に備え、
前記抵抗力発生装置は、前記回転体の回転力に対して抵抗力を加えるように構成される、
請求項1記載の三輪自転車。 - 前記回転体は歯車を含み、
前記抵抗力発生装置は前記歯車にかみ合う歯を有するロータリダンパである、
請求項2記載の三輪自転車。 - 前記抵抗力発生装置は、前記回転体の回転力を受ける直動式ダンパである、
請求項2記載の三輪自転車。 - 前記抵抗力発生装置は、オイルダンパである、
請求項3又は請求項4記載の三輪自転車。 - 走行速度を検出するための速度センサと、
前記速度センサの検出結果を用いて、前記抵抗力発生装置から生じる前記抵抗力を制御する制御部と、
を更に備える、
請求項1〜5のいずれか一項に記載の三輪自転車。 - 前記制御部は、
前記検出結果が所定速度以下であるときに、前記抵抗力を所定の抵抗力とし、
前記検出結果が前記所定速度を超えたときに、前記抵抗力を前記所定の抵抗力よりも小さい抵抗力に変える、
請求項6記載の三輪自転車。 - 前記一つの前輪及び前記二つの後輪の少なくとも一つに対し、駆動補助出力を加えるモータユニットを更に備える、
請求項1〜7のいずれか一項に記載の三輪自転車。
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