JP2022083686A - 三輪自転車 - Google Patents

Abstract

【課題】三輪自転車の３点支持の前２輪の正面視からの間隔を常時狭くしすぎず三輪自転車の転倒を防止し自立させ、かつ三輪自転車の小回りを容易にでき、さらに重心を低くできる三輪自転車を提供することを課題とする。【解決手段】筒状のハンドルフレーム体内に回転自在に挿通させたハンドル軸と、上端部を前記ハンドル軸の下端部に固定して垂設させた、下端部の内周壁部に内歯が形成された略筒状体の操舵筒状体と、前記操舵筒状体の前側に取り付けられ平行リンクと、前記ハンドル軸と同調して回転する内歯と、その内歯にかみ合う外歯平歯車と、前記外歯平歯車と連結した駆動リンクを備えた操舵リンクと、を備え、前２輪が、前記ハンドル軸と一体的に左右方向に回転可能に連結された前記平行リンクによる曲がり角度と、前記ハンドル軸とは前記外歯平歯車と前記内歯とのギア比によって異なる回転角度をする前記操舵リンクによる曲がり角度とを加えた曲がり角度で曲がる三輪自転車により課題解決できた。【選択図】 図６

Description

本発明は、前２輪の三輪自転車に関する。

特許文献１には、前２輪の三輪自転車において、フレームのフレームポストと、前記フレームポストに操向回転可能に支持されているハンドル軸と、左右の前輪をそれぞれ回転可能に支持する左右ホークバーと、前記左右ホークバーを連結して平行リンクを形成する上下リンクと、前記上下リンクを前記ハンドル軸に、前記フレームポストの下方で、揺動可能に連結する連結部と、前記平行リンクと前記ハンドル軸間に設けられた左右の前輪軸間の高さ位置の変化を防止する方向に復元力を与えるばね手段と、を含む前２輪の三輪自転車が開示されている。

特許文献２には、車体フレームが前端に備えるハンドルポストに、操向ハンドルに連なる操向軸が回転可能に支承され、左および右前輪をそれぞれ回転自在に支持する左側および右側フロントフォークが、前記ハンドルポストの左右両側で上下に延びるように配置されて該ハンドルポストに支持される左側および右側サイドポストにそれぞれ回転可能に支承され、前記操向軸が、該操向軸の回転作動に応じて前記両前輪を転向させることを可能として前記両フロントフォークに連結され、左側および右側サイドポストに両端が連結される上リンクの中央部、ならびに上リンクよりも下方に配置されて左側および右側サイドポストに両端が連結される下リンクの中央部が、前記ハンドルポストに回転可能に連結され、車体フレームの後部に駆動輪が支持される三輪自転車において、前記左側および右側サイドポストが、上方に向かうにつれて両サイドポスト間の間隔が小さくなるように傾斜して配置された前２輪の三輪自転車が開示されている。

特許第４２９７９６７号公報 特開２００２－３３７７７９号公報

特許文献１の発明は、ハンドルと平行リンクとを一体的に曲げる構造であるので、ハンドルを大きく切ると正面視における前２輪の左右方向の幅が大きく縮小され、３点支持の特徴が薄らぎ転倒しやすいという問題があった。

特許文献２の発明は、ハンドルポストに平行リンクが上下方向に揺動自在に取り付けられ、操舵軸の下端部に取り付けられたピットマンアームやナックルアームの伝達機能により前２輪を転向させる構造であるので、正面視における前２輪の左右方向の幅は広くて一定であるので、ハンドルの切れ角が浅くなり前２輪の三輪自転車を小回りさせることが難しいという問題があった。また、平行リンク、及び、ピットマンアームやナックルアームの伝達機能が前２輪の上端の高さより高い位置に取り付けているので、重心が高くなり三輪自転車が転倒しやすいという問題があった。

本発明はこうした問題に鑑み創案されたもので、三輪自転車の自立のために、地面との３点支持の前２輪の正面視からの間隔を常時狭くしすぎず三輪自転車の転倒を防止し自立させ、かつ三輪自転車の小回りを容易にでき、さらに重心を低くできる三輪自転車を提供することを課題とする。

請求項１に記載の三輪自転車は、前２輪を備えた三輪自転車であって、上端部をハンドルの中央部に固定し、筒状ハンドルフレーム体内に回転自在に挿通させたハンドル軸と、上端部を前記ハンドル軸の下端部に固定して垂設させた、下端部の内周壁部に内歯が形成された略筒状体の操舵筒状体と、前記操舵筒状体の前側に固定され、前方に上下で２つのピンを突設させた平行リンク支承部と、前記平行リンク支承部に上下方向に回転可能に支承され、左右方向は前記平行リンク支承部と一体的に回転可能に取り付けられた上リンク及び下リンク、前記上リンク及び前記下リンクの右端部とそれぞれ上下方向に回転可能に連結され、右側の前輪の車輪軸を固定した右リンク、並びに、前記上リンク及び前記下リンクの左端部とそれぞれ上下方向に回転可能に連結され、左側の前輪の車輪軸を固定した左リンクを備えた平行リンクと、上端部を前記ハンドルフレーム体の外周壁部に固定させて垂設させた２本の板状部、及び、前記２本の板状部の下端に架設した平板部を有する略コ字状の底部支持体と、前記底部支持体の平板部に設けた孔に挿通させたピンの上端部に回転中心部を固定し、かつ前記平板部の上面側に配設した、前記操舵筒状体の内歯に噛み合う外歯平歯車と、前記平板部の下方に突出した前記ピンの下端部に一端側を固定した駆動リンク、前記左リンクに一端側を固定した左従動リンク、前記右リンクに一端側を固定した右従動リンク、並びに、前記駆動リンクと一端側を左右方向に回転可能に連結し他端側を前記右従動リンク又は左従動リンクと左右方向に回転可能に連結した２つの連結棒を備えた操舵リンクと、を備え、前記前２輪が、前記ハンドル軸と一体的に左右方向に回転可能に連結された前記平行リンクによる曲がり角度と、前記ハンドル軸とは前記外歯平歯車と前記内歯とのギア比によって異なる回転角度をする前記操舵リンクによる曲がり角度とを加えた曲がり角度で曲がることを特徴とする。

請求項２に記載の三輪自転車は、請求項１において、前記外歯平歯車と前記内歯とのギア比を変えることによって、及び／又は、前記駆動リンクの長さを変えることによって、前記ハンドル軸を曲げる角度に対する前輪の曲がる角度の深を調整可能とすることを特徴とする。

請求項３に記載の三輪自転車は、請求項１又は２において、前記平行リンクの姿勢を維持可能な平行リンクロック手段であって、前記平行リンクロック手段が、前記上リンクに固定した略半円盤状体と、前記操舵筒状体の前側に固定した、前記略半円盤状体を挟持可能な把持部と、３輪のうちのいずれかの車輪の回転速度を測定する速度測定手段と、制御部と、を備え、前記制御部が、前記速度測定手段からの速度が予め設定した速度以下のときに前記把持部が前記略円盤状体を挟持し前記平行リンクの姿勢をロックし、前記速度が予め設定した速度超のときに前記把持部をロック解除させ前記平行リンクを上下方向に回転自在とする制御をすることを特徴とする。

請求項１に記載の発明は、前２輪を、ハンドル軸と一体的に回転可能に連結された平行リンクによる曲がり角度と、前記ハンドル軸とは外歯平歯車と内歯とのギア比によって異なる回転角度をする操舵リンクによる曲がり角度とを加えた曲がり角度で曲がることができる。すなわち、ハンドルの切り角度より前２輪の曲がり角度を大きくすることができるので、ハンドルの切れを向上させることができ、小回りができる。このため、例えば駐輪時に容易に三輪自転車を操作することができ狙った範囲に容易に駐輪させることができる。また、正面視からの前２輪の左右間の間隔を、ハンドルの切れ角度と同じ角度で曲がる形態の三輪自転車に比較して広くできるので、三輪自転車としての特徴である転倒しにくいという安定性を保持できる。

また、斜面におけるバンク走行、段差又は障害物がある路面の走行等、前２輪の左右の高さが異なる路面を走行するときに、前２輪が傾いてもハンドル軸を垂直方向に維持できるので、直進安定性に優れ、三輪自転車をこぐ人の身体の姿勢を平面状の路面同じように垂直方向で維持できるという効果を奏する。

また、曲がるときには、二輪自転車と同じように前２輪もハンドル軸と同一方向に同時に傾けるバンク走行ができるので、二輪自転車運転感覚で容易に旋回できるという効果を奏する。

また、平行リンク及び操舵リンクの取付位置を前２輪の高さ以内に低く抑えているので重心を低くできることから、走行安定性に優れるという効果を奏する。

請求項２の発明は、操作筒状体の内歯と、操舵リンク7に連結した外歯平歯車とのギア比を変えることによって、ハンドルの切り角度と前２輪の曲がり角度との比率を可変できる。よって、好みのハンドルの切れを実現させることができる。

請求項３の発明は、例えば５ｋｍ／Ｈ以下の低速で三輪自転車を運転するときは平行リンクの傾斜が大きくなって前２輪が傾くと三輪自転車が不安定状態になるという問題を解消させるため、予め定めた速度以下のときには平行リンクの動きをロックさせ車体を垂直方向に維持、固定させることによって、こぐ人が地面から足を離しても三輪自転車が自立するため、三輪自転車の走行し始める時の走行不安定状態を解消させ直進安定性が増し、安定して運転できる状態にすることができるという効果を奏する。

本発明の三輪自転車の１例の平面概要図である。 本発明の三輪自転車の１例の右側面概要図である。 図１のハンドル軸下方のＡ―Ａ断面の操舵リンク関連の説明図である。 図３のＢ－Ｂ断面の操舵リンクの説明図である。 図１における正面視からの平行リンクの１例の概要説明図である。 ハンドルを真っ直ぐにしたときにおける、操舵リンクを水平方向で断面を切ったときの平面視の概要説明図である。 ハンドルを左に切ったときにおける、操舵リンクを水平方向で断面を切ったときの平面視の概要説明図である。 左リンク周辺の構成説明図で図６におけるＤ部の拡大説明図である。 左リンク周辺の構成説明図で図５におけるＣ部の右側面図である。 左リンク下部周辺の構成説明図で図５におけるＣ部の左側面図である。 左リンク下部周辺の構成説明図で図９におけるＬ―Ｌ断面図である。 左リンク下部と下リンクとの連結部周辺の構成説明図で図９におけるＨ部のＥ－Ｅ断面図である。 左リンク下部と下リンクとの連結部周辺の構成説明図で図９におけるＨ部のＦ－Ｆ断面図である。 左リンク下部と下リンクとの連結部周辺の、図９におけるＨ部の構成説明図で、（ａ）は図１２におけるＪ－Ｊ断面図であり、（ｂ）は図５におけるＫ矢視図である。 本発明のハンドルの切れ角度と前輪の曲がり角度の説明模式図で、（ａ）はハンドルの切れ角度０度の状態図の説明模式図で、（ｂ）はハンドルを左に２０度切ったときの状態の説明模式図である。 三輪自転車の正面視における平行リンクの説明図で、（ａ）平坦な路面を走行中の三輪自転車の状態の説明図であり、（ｂ）は段差のある路面を走行中の三輪自転車の状態の説明図であり、（ｃ）は曲がるときの三輪自転車の状態の説明図である。 三輪自転車のハンドルの切れ角度と前輪の曲がり角度の説明模式図で、（ａ）は本発明の三輪自転車のハンドルの切れ角度０度の状態図の説明模式図で、（ｂ）は前２輪の車軸とハンドルが固定され本発明の操舵リンクを備えていない形態の場合のハンドルを５０℃切ったときの説明模式図で、（ｃ）は前２輪の車軸とハンドルが固定され本発明の操舵リンクを備えていない形態の場合のハンドルを２０度切ったときの説明模式図で、（ｄ）は本発明の三輪自転車のハンドルを２０度切ったときの説明模式である。

本発明である三輪自転車１は前２輪の三輪自転車であり、本発明の三輪自転車１には電動アシスト自転車、一般用自転車又は電動自転車が含まれる。

前記三輪自転車１は、図１～図６に示すように、前２輪を備えた三輪自転車１であって、上端部をハンドル６４の中央部に固定し、筒状のハンドルフレーム体６内に回転自在に挿通させたハンドル軸５と、上端部を前記ハンドル軸５の下端部に固定して垂設させた、下端部の内周壁部に内歯３０が形成された略筒状体の操舵筒状体７と、前記操舵筒状体７の前側に固定され、前方に上下で２つのピン４１ａ、４１ｂを突設させた平行リンク支承部８と、図３や図５に示すように前記平行リンク支承部８に上下方向に回転可能に支承され、左右方向は前記平行リンク支承部８と一体的に回転可能に取り付けられた上リンク１１及び下リンク１２、前記上リンク１１及び前記下リンク１２の右端部とそれぞれ上下方向に回転可能に連結され、右側の前輪６１の車輪軸６６を固定した右リンク１３、並びに、前記上リンク１１及び前記下リンク１２の左端部とそれぞれ上下方向に回転可能に連結され、左側の前輪６２の車輪軸６６を固定した左リンク１４を備えた平行リンク２と、図３や図４に示すように上端部を前記ハンドルフレーム体６の外周壁部に固定させて垂設させた２本の板状部９ａ、及び、前記２本の板状部９ａの下端に架設した平板部９ｂを有する略コ字状の底部支持体９と、前記底部支持体９の平板部９ｂに設けた孔に挿通させたピン５１の上端部に回転中心部を固定し、かつ前記平板部９ｂの上面側に配設した、前記操舵筒状体７の内歯３０に噛み合う外歯平歯車４０と、図３や図６に示すように前記平板部９ｂの下方に突出した前記ピン５１の下端部に一端側を固定した駆動リンク２１、前記左リンク１４に一端側を固定した左従動リンク２３ｂ、前記右リンク１３に一端側を固定した右従動リンク２３ａ、並びに、前記駆動リンク２１と一端側を左右方向に回転可能に連結し他端側を前記右従動リンク２３ａ又は左従動リンク２３ｂと左右方向に回転可能に連結した２つの連結棒２４を備えた操舵リンク３と、を備え、図１７（ｄ）に示すように前記前２輪６１、６２が、前記ハンドル軸５と一体的に左右方向に回転可能に連結された前記平行リンク２による曲がり角度θ１と、前記ハンドル軸５とは前記外歯平歯車４０と前記内歯３０とのギア比によって異なる回転角度をする前記操舵リンク３による曲がり角度θ２とを加えた曲がり角度θ３で曲がる三輪自転車１である。

本発明の三輪自転車１は、図１又は図２に示すように、ハンドル６４、サドル６７、左右に配設した２つの前輪６１、６２、後輪６３、フレーム体４、ハンドル軸５、ハンドルフレーム体６等を備え、さらに平行リンク２及び操舵リンク３を備える。

前記ハンドルフレーム体６は、図３に示すように前記ハンドル軸５を挿通させ、前記ハンドル軸５はベアリング４２を介して回転可能にしている。そして前記ハンドルフレーム体６は、図２に示すように、前２輪６１、６２から後１輪６３までの、略車輪の高さで極めて低い高さで略水平方向に直線状にしているフレーム体４に固定させるように連結させている。このようにハンドル６４とペダル６９の間のフレーム体４を低くすることは、跨ぐために足を高く上げることが難しい高齢者などの自転車の運転者によって足をほとんど上げなくても左右にペダル６９に足を楽に載せることができる。なお、本発明の三輪自転車１としては、図２に示すような形態のフレーム体４に限らない。

前記ハンドル軸５は、図１又は図２に示すように上端部をハンドル６４の中央部に固定し、図３に示すように筒状のハンドルフレーム体６内に回転自在に挿通させ、下端部に操舵筒状体７を軸心が一直線状になるように固定させている。これにより、ハンドル６４を切ればハンドル軸５が回転し、該ハンドル軸５と一体的に該操舵筒状体７が回転する。

前記操舵筒状体７は、図３に示すように、上端部を前記ハンドル軸５の下端部に、該ハンドル軸５の軸心と軸心が一直線状になるように連結させて固定し、下端部の内周壁部に内歯３０が形成され、前側に平行リンク支承部８を取付けている。前記操舵筒状体７と前記平行リンク支承部８は一体化されている。該平行リンク支承部８は、前面に上下方向で離隔させて２本のピン４１ａ、４１ｂを突出させており、上側の該ピン４１ａに上リンク１１を上下方向に回転自在に支承させ、下側の該ピン４１ｂに下部部リンク１２を上下方向に回転自在に支承させている。また、上リンク１１及び下リンク１２は、前記平行リンク支承部８に左右方向には一体的に回転可能に取り付けられている。

また、前記操舵筒状体７は、図３に示すように、下端を底部支持体９の平板部９ｂの上面に当接又は微小の隙間を設けて配設している。

前記底部支持体９は、図２～図４に示すように、上端部を前記ハンドルフレーム体６の外周壁部に固定させて垂設させた２本の板状部９ａ、及び、前記２本の板状部９ａの下端に架設した平板部９ｂを有する略コ字状の形態を有する。そして、左右で２本の長板状部９ａの上端側を前記ハンドルフレーム体６の外周壁部に締結手段で固定させている。

前記左右で２本の長板状部９ａの上端部は前記ハンドルフレーム体６の外周壁面に締結手段で固定しているので、前記底部支持体９はハンドル６４を切っても回転しないようにしている。そして、図３に示すように、前記平板部９ｂには上下方向で貫通孔が設けられており、該貫通孔にピン５１を回転自在に挿通させている。

前記ピン５１の上端側は前記平板部９ｂの上方に突出させ外歯平歯車４０とキー等で固定され、下端側は前記平板部９ｂの下方に突出させ駆動リンク２１とキー等で固定させている。よって、前記操舵筒状体７に螺刻した前記内歯３０が回転すれば噛み合った前記外歯平歯車４０が内歯３０と外歯平歯車４０のギア比による回転角度で回転し前記駆動リンク２１も前記外歯平歯車４０に同期して回転する。なお、ハンドル６４の切れ過ぎを規制するために、前記駆動リンク２１の回転角度を規制する回転角度規制手段（図示なし）を設けてもよい。

前記外歯平歯車４０は、前記底部支持体９の平板部９ｂに設けた孔に挿通させたピン５１の上端側に回転中心部を固定し、かつ前記平板部９ｂの上面側に配設した、前記操舵筒状体７の内歯３０に噛み合うように配設している。よって、前記ハンドル６４を切ればハンドル軸５が回転し、該ハンドル軸５と一体的に該操舵筒状体７が回転し、前記操舵筒状体７に形成した内歯３０と噛み合う外歯平歯車４０が回転し、前記外歯平歯車４０とピン５１を介して一体的に回転するように連結された前記駆動リンク２１が回転する。

ここで、前記内歯３０と前記外歯平歯車４０とのギア比が、例えば３：２とすると前記内歯３０が２０度回転する間に前記外歯平歯車は３０度回転することになり、ハンドル６４の切れ角度に対して前記駆動リンク２１は３０度回転するので、ハンドル６４の切れがよくなる。

また、前記外歯平歯車と前記内歯とのギア比を変えることによって、及び／又は、前記駆動リンクの長さを変えることによって、前記ハンドル軸を曲げる角度に対する前輪の曲がる角度の深を調整可能とすることができる。

次に、前記平行リンク２について説明する。前記平行リンク２は、図５に示すように、前記平行リンク支承部８に上下方向に回転可能に支承された上リンク１１及び下リンク１２、前記上リンク１１及び前記下リンク１２の右端部とそれぞれ上下方向に回転可能に連結され、右側の前輪６１の車輪軸６６の一端部を固定した右リンク１３、並びに、前記上リンク１１及び前記下リンク１２の左端部とそれぞれ上下方向に回転可能に連結され、左側の前輪６２の車輪軸６６の一端部を固定した左リンク１４を備えている。

上リンク１１は、該上リンク１１の略中央部に設けた貫通孔に、前記平行リンク支承部８に突設された上側のピン４１ａを挿通させて上下方向に回転自在に支承させている。そして、上リンク１１の両端部は、下リンク１２と同じ構造であり、図１３、図１４に示すように、四角形の軸受プレート３５を前後方向から挟むようにしてボルトナット等の締結手段６９により固定して、２つの前記軸受プレート３５に設けた貫通孔に支点軸５０の軸を挿通させる構成としている。

次に、下リンク１２は、図１３、図１４に示すように、下リンク１２の両端部は上リンク１１と同じように四角形の軸受プレート３５を前後方向から挟むようにしてボルトナット等の締結手段６９で固定して、２つの前記軸受プレート３５に設けた貫通孔に支点軸５０の軸を挿通させる構成としている。また、中央部には前後方向に貫通孔を設けて、前記平行リンク支承部８に突設された下側のピン４１ｂを挿通させて上下方向に回転自在に支承させている。

次に、左リンク１４について説明する。右リンク１３と左リンク１４とは前記平行リンク支承部８のピン４１ａとピン４１ｂを結ぶ線を中心として左右対称の形成をしている。前記左リンク１４は、図９に示すように、前記上リンク１１と上下方向に回転可能に連結されたリンク用ロッド体１５ａと、前記下リンク１２と上下方向に回転可能に連結されたリンク用ロッド体１５ｂと、前記リンク用ロッド体１５ｂと底壁部５５とを該底壁部５５内部に設けたベアリング軸受（図示なし）により左右方向に回転可能に連結させ、前記リンク用ロッド体１５ａと天壁部５７とを該天壁部５７内部に設けたベアリング軸受（図示なし）により左右方向に回転可能に連結させ、図８～図１０に示すように３面からなる外周壁部５６の前輪６２側の面に前輪６２の車輪軸６６の一端部を固設し、かつ図１０に示すように外周壁部５６の後方側の面に左従動リンク２３ｂの一端部を固設した５面を有する略箱状体の操舵用回転体１６とを備える。なお、右リンク１３に関する構成も前記左リンク１４に関する構成と左右対称で同じ構成である。

前記リンク用ロッド体１５ａ、１５ｂは、図９、図１０、図１２、図１４（ａ）、（ｂ）に示すように、前記操舵用回転体１６の上側と下側にそれぞれ配設され、前記リンク用ロッド体１５ａの上端部、又は、前記リンク用ロッド体１５ｂの下端部をそれぞれ、前記上リンク１１又は前記下リンク１２のそれぞれの両端部に締結手段６９で固定した２つの前記軸受プレート３５に設けた貫通孔に嵌通させた前後方向の支点軸５０に設けた有底孔に嵌設状態にしている。

そして、前記操舵用回転体１６は、図８、図９又は図１０に示すように、前面、後面及び外側の側面の３面を有する外周壁部５６と、天壁部５７及び底壁部５５の５面を有し、天壁部５７及び底壁部５５には前記リンク用ロッド体１５ａ又は１５ｂの端部とベアリング軸受で左右方向に回転可能に取付られている。これにより、前記操舵用回転体１６は、左従動リンク２３ａ又は右従動リンク２３ｂの左右方向Ｘの回転に一体的に回転でき、前記リンク用ロッド体１５ａ及び１５ｂ並びに前記操舵用回転体１６は、前記下リンク１２及び上リンク１１の傾斜により図９に示すように軸受プレート３５と支点軸５０との上下方向Ｓに回転可能により上下方向Ｓに移動することができる。前記操舵用回転体１６は、右リンク１３と左リンク１４とは左右対称で同じ構成である。

また、前記操舵用回転体１６は、図３、図８～図１１に示すように、後側の外周壁部５６に左従動リンク２３ｂを締結手段で固定している。これにより、ハンドル６４を回すと、操舵リンク３を介して前記操舵用回転体１６が左右方向に回り、前輪６２が曲がる。同時に右従動リンク２３ａも回転し前輪６１も曲がる。

さらに、前記操舵用回転体１６は、図５、図６、図８～図１０に示すように、左側の前輪６２側で説明するが、右側の前輪６１側も同じ構造及び作動をする。前輪６２側の外周壁面５６に前輪６２の車輪軸６６の一端部が締結手段６８で固定される。よって、ハンドル６４を回すと操舵リンク３を介して前記操舵用回転体１６が左右方向に回り、前輪６２の車輪軸６６の向きが変わり前輪６２が回転し曲がる。

三輪自転車１を略水平な路面Ｇを走行させているときは、図１６（ａ）の三輪自転車模式図１００ａに示すように上リンク１１及び下リンク１２は略水平方向の状態で走行する。そして、図１６（ｂ）に示すように三輪自転車１を段差のある路面Ｇ又は斜面（図示なし）を走行するときは、上リンク１１及び下リンク１２は傾斜状態に変わるが、右リンク１３及び左リンク１４は略垂直状態を維持するので前輪６１及び前輪６２は略垂直状態を維持するので重心は変わらず安定性が高いレベルで維持できるので倒れにくい。

また、図１６（ｃ）に示すように、三輪自転車１を略水平な路面Ｇでハンドル６４を左右方向に切って曲がるときは、前輪６１、前輪６２及びハンドル軸５を同じ角度で傾斜させて曲がることができるので、二輪自転車の曲がりやすさを有しながら三輪自転車の倒れにくいという安定性を有することができる。

次に、操舵リンク３について説明する。前記操舵リンク３は、図３、図４、図６～図８に示すように、前記外歯平歯車４０に固定されたピン５１の下端部に一端側を固定した駆動リンク２１、前記左右のリンク１３、１４それぞれから突出された右従動リンク２３ａ、左従動リンク２３ｂ、並びに、前記駆動リンク２１と一端側を回転可能に連結し他端側を右従動リンク２３ａ又は左従動リンク２３ｂと回転可能に連結した２つの連結棒２４を備える。

図３に示すように、ハンドル６４に上端を固定されたハンドル軸５の下端部に固定された操舵筒状体７の内歯３０に噛み合う外歯平歯車４０に固定されたピン５１に、駆動リンク２１の一端側が固定され、ハンドル６４を左右方向に切ることにより駆動リンク２１が前記内歯３０と前記外歯歯車４０とのギア比により同時に左右方向に回転する。そして、駆動リンク２１の他端側はボールジョイントにより連結棒２４と回転可能に連結されている。

また、図８～図１０に示すように、前記右リンク１３又は左リンク１４の構成要素である前記操舵用回転体１６には右従動リンク２３ａ又は左従動リンク２３ｂの一端側が固定されている。

よって、平行リンク２と操舵リンク３を記載した図６又は三輪自転車模式１０１ａを表した図１７（ａ）に示すように、前輪６１、６２がまっすぐな状態で直進状態から、図７又は図１５（ｂ）に示すようにハンドル６４を左右方向に切ることにより駆動リンク２１が同時に左右方向に回転し、連結棒２４を介して右従動リンク２３ａ及び左従動リンク２３ｂが回り、これにより前記右リンク１３及び左リンク１４が左右方向に回転し前輪６１、６２が左右方向に曲がる。

次に、前記平行リンク２及び操舵リンク３を備えた場合のハンドル６４の切れ角度、前輪の曲がり角度、左右の前輪間の間隔について説明する。

まず、前記平行リンク２及び操舵リンク３等のハンドルの切れに応じて動く部位と、各部位間の連結方法が回転自在、固定又は噛み合いであるかを説明する。図１５（ａ）に示すように、平行リンク２の上リンク１１及び下リンク１２の中央部は操舵筒状体７の前側に固定された平行リンク支承部８から突出したピン４１ａ、４１ｂと上下方向に回転自在に支承され、かつ前記操舵筒状体７の回転と一体的に旋回するように取り付けられている。また、前記操舵筒状体７の内歯３０は外歯平歯車４０と噛み合っている。そして、前記外歯平歯車４０はピン５１と固定され、かつピン５１は駆動リンク２１とも固定されている。よって、前記外歯平歯車４０が回転すれば前記駆動リンク２１は同期して同じ回転角度分ほど回転する。

そして、上リンク１１と下リンク１２の左右方向の両端部には左右方向に回転自在に操舵用回転体１６が設けられている。そして、前記操舵用回転体１６の後方側の壁面にはそれぞれ右従動リンク２３ａ又は左従動リンク２３ｂが固定され、前記操舵用回転体１６の外方向側の壁面にはそれぞれ左右の車輪軸６６が固定されている。よって、駆動リンク２１が回転すると右従動リンク２３ａと左従動リンク２３が回転し、これによって前記操舵用回転体１６が回転し、これによって前記車輪軸６６が回転し前輪６１、６２が曲がる。

したがって、図１５（ｂ）に示すように、ハンドル６４を切ると操舵筒状体７が回転して平行リンク２を回転させ、同時に操舵筒状体７が回転して内歯３０と外歯平歯車４０とのギア比で駆動リンク２１を回転させ操舵用回転体１６を回転させる。すると、前輪６１、６２は、図１５（ｂ）及び図１７（ｄ）に示すように、ハンドルの切り角度θ１に加えて前記外歯平歯車４０の回転角度θ２を加算させた曲がり角度θ３で前２輪を曲げることができる。

本発明の三輪自転車１のハンドルの切り角度と前輪の曲がり角度、左右の前輪間の間隔について、説明する。図１７（ａ）、（ｄ）に本発明の操舵筒状体７に係る機構、操舵用回転体を設けた平行リンク２、操舵筒状体７にかみ合う外歯平歯車４０と一体的に回転する操舵回転体１６を構成する操舵リンク３を備えた三輪自転車１０１ｂを示し、比較例として、図１７（ｂ）及び（ｃ）に本発明の操舵筒状体７に係る機構、操舵用回転体を設けた平行リンク２、操舵筒状体７にかみ合う外歯平歯車４０と一体的に回転する操舵回転体１６を構成する操舵リンク３を備えない場合の三輪自転車１０１ｂを示している。図１７（ａ）はハンドルを切っていない状態を示し、正面視Ｑからみて左右の前輪間の間隔Ｌ１は最も広く安定性を有する。なお、内歯３０と外歯平歯車４０とのギア比は３：２とする。

図１７（ｂ）に示すように、ハンドル切り角度θ３を大きく、例えば５０度にすると小回りができるが、正面視Ｑからみて左右の前輪間の間隔Ｌ２が狭くなり二輪自転車並みに近づくので安定性が低下する。一方、図１７（ｃ）に示すように、ハンドル切り角度θ１を小さく、例えば２０度にすると正面視Ｑからみて左右の前輪間の間隔Ｌ３は広くなり三輪自転車としての三角形が大きくできるので安定性を確保できるが小回りができない。

本発明の三輪自転車は、図１７（ｄ）に示すように、ハンドル切り角度θ１を小さく、例えば２０度にすると、平行リンク２は角度θ１の２０度回転し、さらに内歯３０と外歯歯車４０のギア比によって操舵リンク３は角度θ２の３０度回転することから、前輪６１、６２は角度θ３の５０度曲がる。これにより、本発明の三輪自転車１は、ハンドルの切れが抜きんでて良く、かつ正面視Ｑからみて左右の前輪間の間隔Ｌ３は前輪の同じ曲がり角度に比較して広いので安定性を確保できるという有利な効果がある。

前記平行リンク２及び操舵リンク３をともに前輪６１、６２の車輪軸６６の高さ近傍に設けることができたので、重心が低くて転倒し難く、構造が簡易で製造コストが安価化できることを実現できた。

また、平行リンクロック手段は、図３、図５、図１７に示すように、前記平行リンク２の姿勢を維持可能な平行リンクロック手段であって、前記平行リンクロック手段が、前記上リンク１１に固定した略半円盤状体５２と、前記操舵筒状体７、言い換えると平行リンク支承体８の前側に固定した、前記略半円盤状体５２を前後方向で挟持可能な把持部５３と、３輪のうちのいずれかの車輪の回転速度を測定する速度測定手段（図示なし）と、制御部（図示なし）と、を備え、前記制御部が、前記速度測定手段からの速度が予め設定した速度以下のとき、例えば５ｋｍ／Ｈ以下のときに前記把持部５３が前記略円盤状体５２を挟持し前記平行リンク２の姿勢をロックし、前記速度が予め設定した速度超のときに、例えば５ｋｍ／Ｈ超のときに前記把持部５３をロック解除させ前記平行リンクを上下方向に回転自在とする制御を行う。

これにより、予め定めた速度以下のときには平行リンク２の傾きをロックするので、三輪自転車１を走行し始めた時の走行不安定状態を解消させ安心して運転できる状態にすることができる。

１ 三輪自転車
２ 平行リンク
３ 操舵リンク
４ フレーム体
５ ハンドル軸
６ ハンドルフレーム
７ 操舵筒状体
８ 平行リンク支承部
９ 底部支持体
１１ 上リンク
１２ 下リンク
１２ａ 貫通孔
１３ 右リンク
１４ 左リンク
１５ リンク用ロッド体
１６ 操舵用回転体
２１ 駆動リンク
２３ａ 右従動リンク
２３ｂ 左従動リンク
２４ 連結棒
３０ 内歯
４０ 外歯平歯車
４１ ピン
４２ ベアリング
５０ 支点軸
５１ ピン
５２ 略半円盤状体
５３ 把持部
５５ 底壁部
５６ 外周壁部
５７ 天壁部
６１ 前輪
６２ 前輪
６３ 後輪
６４ ハンドル
６６ 車輪軸
６７ サドル
６８ 締結手段
６９ ペダル
１００ 三輪自転車模式図

Claims (3)

1. 前２輪を備えた三輪自転車であって、
   上端部をハンドルの中央部に固定し、筒状のハンドルフレーム体内に回転自在に挿通させたハンドル軸と、
   上端部を前記ハンドル軸の下端部に固定して垂設させた、下端部の内周壁部に内歯が形成された略筒状体の操舵筒状体と、
   前記操舵筒状体の前側に固定され、前方に上下で２つのピンを突設させた平行リンク支承部と、
   前記平行リンク支承部に上下方向に回転可能に支承され、左右方向は前記平行リンク支承部と一体的に回転可能に取り付けられた上リンク及び下リンク、前記上リンク及び前記下リンクの右端部とそれぞれ上下方向に回転可能に連結され、右側の前輪の車輪軸を固定した右リンク、並びに、前記上リンク及び前記下リンクの左端部とそれぞれ上下方向に回転可能に連結され、左側の前輪の車輪軸を固定した左リンクを備えた平行リンクと、
   上端部を前記ハンドルフレーム体の外周壁部に固定させて垂設させた２本の板状部、及び、前記２本の板状部の下端に架設した平板部を有する略コ字状の底部支持体と、
   前記底部支持体の平板部に設けた孔に挿通させたピンの上端部に回転中心部を固定し、かつ前記平板部の上面側に配設した、前記操舵筒状体の内歯に噛み合う外歯平歯車と、
   前記平板部の下方に突出した前記ピンの下端部に一端側を固定した駆動リンク、前記左リンクに一端側を固定した左従動リンク、前記右リンクに一端側を固定した右従動リンク、並びに、前記駆動リンクと一端側を左右方向に回転可能に連結し他端側を前記右従動リンク又は左従動リンクと左右方向に回転可能に連結した２つの連結棒を備えた操舵リンクと、を備え、
   前記前２輪が、前記ハンドル軸と一体的に左右方向に回転可能に連結された前記平行リンクによる曲がり角度と、前記ハンドル軸とは前記外歯平歯車と前記内歯とのギア比によって異なる回転角度をする前記操舵リンクによる曲がり角度とを加えた曲がり角度で曲がることを特徴とする三輪自転車。
2. 前記外歯平歯車と前記内歯とのギア比を変えることによって、及び／又は、前記駆動リンクの長さを変えることによって、前記ハンドルの切れ角度に対する前輪の曲がり角度の比率を変られることを特徴とする請求項１に記載の三輪自転車。
3. 前記平行リンクの姿勢を維持可能な平行リンクロック手段であって、前記平行リンクロック手段が、
   前記上リンクに固定した略半円盤状体と、
   前記操舵筒状体の前側に固定した、前記略半円盤状体を前後方向で挟持可能な把持部と、
   ３輪のうちのいずれかの車輪の回転速度を測定する速度測定手段と、制御部と、を備え、
   前記制御部が、前記速度測定手段からの速度が予め設定した速度以下のときに前記把持部が前記略円盤状体を挟持し前記平行リンクの姿勢をロックし、前記速度が予め設定した速度超のときに前記把持部をロック解除させ前記平行リンクを上下方向に回転自在とする制御をすることを特徴とする請求項１又は２に記載の三輪自転車。

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