JP2022183693A - スイング機構を備えた車両 - Google Patents

Abstract

【課題】運転状態に応じて車体を適切に傾斜させる。【解決手段】前輪Ｆに車体の幅方向に並列する２つの車輪Ｗ，Ｗを備えた車両において、フレーム１と、フレーム１に設けられるセンターポスト４と、センターポスト４に対して軸回り回転自在のハンドル軸３と、車体の幅方向に並列する２つの車輪Ｗ，Ｗを転動自在に支持する対の車輪支持部材６０，６０と、ハンドル軸３と対の車輪支持部材６０，６０との間に設けられる操舵機構４０と、センターポスト４と対の車輪支持部材６０，６０とを車体幅方向へ揺動自在に支持するスイング機構１０と、ハンドル軸３の軸回り回転によってセンターポスト４を車体の幅方向へ傾斜させる傾倒機構７０を備えた車両とした。【選択図】図１

Description

この発明は、スイング機構を備えた車両に関するものである。

従来から、前輪に車体幅方向に並列する２つの車輪を備えた自転車、いわゆる前二輪自転車がある。

例えば、特許文献１の前二輪自転車は、操向ハンドル２８に連なる操向軸２７がハンドルポスト２１に回動自在に支承されている。ハンドルポスト２１には、リンク機構４５を介して左右のサイドポスト２９Ｌ，２９Ｒが連結されている。左右のサイドポスト２９Ｌ，２９Ｒの下端には、左右の前輪ＷＦＬ，ＷＦＲをそれぞれ回転自在に支持する左右のフロントフォーク３０Ｌ，３０Ｒが接続されている（符号は該当する特許文献のものを記載。以下同じ。）。

リンク機構４５は４節リンク機構からなり、左右のフロントフォーク３０Ｌ，３０Ｒに連結され、左右のサイドポスト２９Ｌ，２９Ｒに両端がピン結合される上部リンク３５Ｕと、上部リンク３５Ｕよりも下方に配置されて左右のサイドポスト２９Ｌ，２９Ｒに両端がピン結合される下部リンク３５Ｄを備えている。上部リンク３５Ｕの中央部と、下部リンク３５Ｄの中央部は、ハンドルポスト２１に回動自在に連結されている。また、左右のサイドポスト２９Ｌ，２９Ｒは、上方に向かうにつれて両サイドポスト２９Ｌ，２９Ｒの間隔が小さくなるように傾斜して配置されている。

また、特許文献２の前二輪自転車は、フレームポスト２に操向回転自在に支持されているハンドル軸７と、左右の前輪９Ｌ，９Ｒをそれぞれ回転自在に支持する左右のホークバー１１Ｌ，１１Ｒと、左右のホークバー１１Ｌ，１１Ｒを連結して４節リンク機構（平行リンク）を形成する上下のリンクバー１２Ｕ，１２Ｄと、ハンドル軸７を上下のリンクバー１２Ｕ，１２Ｄの各中央部に揺動自在に連結する連結部１９，２２と、平行リンクとハンドル軸７間に設けられた左右の前輪９Ｌ，９Ｒ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１３Ｌ，１３Ｒとを含んで構成されている。

特開２００２－３３７７７９号公報（請求項１、図２及び図９等参照） 特開２０１０－０４２７１０号公報（請求項１、図１及び図２等参照）

上記特許文献１，２に記載の自転車では、左右の車輪を支持するフォーク部材又はそのフォーク部材を支持するサイドポストと、操舵用のハンドルを支持するハンドルポストとの間に４節リンク機構を備えたことにより、車体を車輪とともに車体の幅方向（左右方向）へスイングさせることが可能である。さらに、特許文献２の自転車は、車体の幅方向へのスイング機能に加えて、路面から車体に作用する衝撃を緩和するサスペンション機能を備えている。

上記のようなスイング機構を備えた自転車では、交差点やカーブを通過する時に車体を傾斜させることでスムーズな走行が可能である。しかし、従来のスイング機構を備えた自転車では、運転者が意図的に体重を横移動させることで、運転者自らが車体の傾斜を制御しなければならないという問題があった。このため、特に高齢者等が運転する場合には、体重の横移動がうまくいかず、運転状態に応じて車体を適切に傾斜させることができない場合があった。また、従来のスイング機構を備えた自転車では、運転者が乗降する際に意に反して車体が傾斜してしまい、運転者がバランスを崩して転倒するおそれがあった。このような問題は、自転車だけではく、前二輪形式の原動機付自転車やバイク等、車輪に対してフレームを傾斜させることができるスイング機構を備えた各種車両においても生じ得る。

そこで、この発明は、スイング機構を備えた車両において、運転状態に応じて車体を適切に傾斜させることを第一の課題とし、車体のスイングにより運転者がバランスを崩す事態を防止することを第二の課題とする。

上記第一の課題を解決するために、この発明は、前輪に車体の幅方向に並列する２つの車輪を備えた車両において、フレームと、前記フレームに設けられる上下方向のセンターポストと、前記センターポストに対して軸回り回転自在のハンドル軸と、前記幅方向に並列する前記２つの車輪を転動自在に支持する対の車輪支持部材と前記ハンドル軸と前記対の車輪支持部材との間に設けられる操舵機構と、前記センターポストと前記対の車輪支持部材とを前記幅方向へ揺動自在に支持するスイング機構と、前記ハンドル軸の軸回り回転によって前記センターポストを前記幅方向へ傾斜させる傾倒機構を備えた車両を採用した。

前記傾倒機構は、前記ハンドル軸の軸回り回転によって動作する回動部材と、前記スイング機構に接続された作用部材とを備え、前記回動部材の動作によって前記作用部材に対して前記センターポストの下端を相対移動させることで前記センターポストを前記幅方向へ傾斜させる構成を採用することができる。

また、前記スイング機構は、前記対の車輪支持部材間を結ぶ上部リンクバーと、前記上部リンクバーよりも下方に設けられる下部リンクバーと、前記上部リンクバーの中央部及び前記下部リンクバーの中央部をそれぞれ前記センターポストに揺動自在に連結する揺動連結部とを備え、前記作用部材は、前記上部リンクバーに接続されている構成を採用することができる。

また、前記上部リンクバーと前記下部リンクバーとの間に配置され前記センターポストに揺動自在に連結される受け部材と、前記下部リンクバーと前記受け部材との間に配置される弾性部材とを備え、
前記作用部材は、前記受け部材に接続されている構成を採用することができる。

さらに、上記第二の課題を解決するために、この発明は、前記作用部材に対する前記センターポストの下端の相対移動を規制する切替機構を備えている構成を採用した。

前輪に、車体の幅方向に並列する２つの車輪を備え、車体の幅方向へのスイング機構を備えた車両において、運転状態に応じて車体を適切に傾斜させることができる。

この発明の第一の実施形態を示す要部拡大斜視図 図１の正面図 図２の背面図 図２の左側面図 図１の状態から操舵用ハンドルを進行方向右側にきろうとした状態を示す斜視図 操舵用ハンドルを進行方向右側にきった際の正面図 切替機構の側面図 切替機構の平面図 切替機構のロック状態を示す平面図 切替機構のロック解除状態を示す平面図 この発明の第二の実施形態を示す要部拡大正面図 図１０の左側面図 傾倒機構の分解斜視図 傾倒機構の右側面図 傾倒機構の正面図 傾倒機構の作用を示す模式図（直進状態） 傾倒機構の作用を示す模式図（左旋回状態） 左旋回状態の正面図 傾倒機構の要部拡大図 この発明の第三の実施形態を示す要部拡大背面図 図１８の左側面図 上部リンクバーの平面図 下部リンクバーの平面図 受け部材の平面図 切替機構のロック状態を示す平面図 この発明の第四の実施形態を示す側面図 図２４の分解斜視図 逆転機構の要部拡大断面図 この発明の第五の実施形態を示す側面図 前二輪自転車の全体図

この発明の実施形態を、図面に基づいて説明する。図１～図９Ｂは第一の実施形態を、図１０～図１７は第二の実施形態を、図１８～図２３は第三の実施形態を、図２４～図２６は第四の実施形態を、図２７は第五の実施形態を、図２８は自転車１４０の全体図を示している。

自転車１４０の基本構成は、図１及び図２８に示すように、車体の前後方向に延びるフレーム１と、フレーム１の前端に車輪支持ユニットＵを介して取り付けられる車輪Ｗ（前輪Ｆ）と、フレーム１の前後方向中ほどにシートポストを介して昇降自在に取り付けられるサドル５、フレーム１の後端に取り付けられる車輪Ｗ（後輪Ｒ）等を備えている。

フレーム１の前端には、上下方向に伸びる円筒状のセンターポスト４が設けられている。センターポスト４は、ペダルを備えたクランク軸を回転自在に支持するボトムブラケット部から、前方へ向かって上方へ傾斜するように設けられたメインフレームの前端に突出して設けられている。センターポスト４には断面円形のハンドル軸３が挿通され、そのハンドル軸３はベアリングを介して軸回り回転自在に支持されている。ハンドル軸３の上端３ａには、クランプ部材によって操舵用ハンドル２が接続されている。操舵用ハンドル２の両端のグリップ部２ａを運転者が掴んで操作する。また、操舵用ハンドル２の両端には前輪Ｆ及び後輪Ｒに付与する制動力を調整するブレーキレバーが設けられている。以下、この第一の実施形態では、センターポスト４をハンドルポスト４と称する。

ハンドル軸３は、ハンドルポスト４から下方へ突出してその下部に車輪Ｗを転動自在に支持する車輪支持部材６０が取り付けられている。一般的な前一輪自転車の車輪支持部材６０は、ハンドル軸３側が１本の軸で構成され、車輪Ｗ側は二股に分かれてその先端で車輪Ｗのハブ軸の両端を支持する構造となっている。これに対して、この発明では、フレーム１に、前二輪に対応した車輪支持ユニットＵを取り付けるために、ハンドル軸３はハンドルポスト４の下端付近までの短い部材で構成されている。

第一の実施形態の車輪支持ユニットＵは、図１～図３に示すように、ハンドルポスト４に嵌め込み固定される中央部材１４を備えている。この実施形態では、中央部材１４はハンドルポスト４とは別体の部材とし、中央部材１４をハンドルポスト４に対して着脱自在としているが、着脱自在としない場合には、中央部材１４とハンドルポスト４とを溶接等で一体化した部材で構成してもよいし、あるいは、ハンドルポスト４自身を中央部材１４としてもよい。

また、車輪支持ユニットＵは、車体幅方向に並列する２つの車輪Ｗ，Ｗを転動自在に支持する対の車輪支持部材６０，６０と、対の車輪支持部材６０，６０と中央部材１４との間、すなわち、対の車輪支持部材６０，６０とハンドルポスト４との間に設けられ、ハンドルポスト４と対の車輪支持部材６０，６０とを車体幅方向へ揺動自在に支持する第一のリンク機構（スイング機構）１０と、対の車輪支持部材６０，６０とハンドルポスト４との間に配置され車輪Ｗ，Ｗからフレーム１への衝撃を緩和する弾性部材３１を備えたサスペンション機構３０と、対の車輪支持部材６０，６０とハンドル軸３との間に設けられる第二のリンク機構（操舵機構）４０と、を備えている。この実施形態では、対の車輪支持部材６０，６０として、それぞれフォーク部材を採用している。フォーク部材は、前述の一般的なものと同様に、上方側が１本の軸で構成され、車輪Ｗ側は二股に分かれてその先端で車輪Ｗのハブ軸の両端を支持する構造となっている。

対の車輪支持部材６０，６０の上端は、それぞれ筒状を成す対のサイドポスト５０，５０内に挿通されてその対のサイドポスト５０，５０に支持されている。左側の車輪支持部材６０は、左側のサイドポスト５０に軸回り回転自在に支持され、右側の車輪支持部材６０は、右側のサイドポスト５０に軸回り回転自在に支持されている。左右の車輪Ｗの回転中心面、タイヤを保持するリム部の幅方向中心線を含む面は、左右それぞれのサイドポスト５０の軸線を含む位置、又は、そのサイドポスト５０の軸線と平行な位置に配置されている。なお、左右のサイドポスト５０，５０の軸線同士は、互いに平行であるか、あるいは、上方へ向かって徐々に近づくようにややキャンバーを付けた構成であってもよい。

第一のリンク機構１０は、上部リンクバー１１と、上部リンクバー１１よりも下方に設けられる下部リンクバー１２と、上部リンクバー１１の中央部及び下部リンクバー１２の中央部をそれぞれ中央部材１４に対して、すなわちハンドルポスト４に対して揺動自在に連結する揺動連結部１５，１６とを備えている。

上部リンクバー１１及び下部リンクバー１２の両端は、それぞれ対のサイドポスト５０，５０間にピン結合されて、その接続部はピンの軸回りに揺動自在である。上部リンクバー１１とサイドポスト５０，５０とは、それぞれピン１７を介して接続されている。また、下部リンクバー１２とサイドポスト５０，５０とは、それぞれピン１８を介して接続されている。ピン１７，１８の軸線は車体の前後方向を向き、且つ、サイドポスト５０，５０の軸線に直交するように設定されている。また、上部リンクバー１１の中央部及び下部リンクバー１２の中央部をそれぞれ中央部材１４に対して揺動自在に連結する揺動連結部１５，１６もピンで構成されており、その揺動連結部１５，１６のピンの軸方向は、ピン１７，１８に平行な配置となっている。

第二のリンク機構４０は、図３に示すように、ハンドル軸３の下端３ｂに接続される横方向へ伸びる中央接続片４６と、その中央接続片４６の前端部に設けられる上下方向の接続軸４６ａ，４６ｂを備えている。ハンドル軸３と中央接続片４６とは嵌め込み固定であり、図４に示すように、中央部材１４をハンドルポスト４に固定するために使用する筒状の固定部材８２と締付部材８１によって、ハンドル軸３と中央接続片４６とが外側から締め付けられるように固定されている。また、固定部材８２は、ねじ８３によってハンドルポスト４に対して回り止め及び抜け止めされている。

図５に示すように、対の車輪支持部材６０の上端には、前方へ突出する接続片４１ａ，４１ｂが設けられ、その接続片４１ａ，４１ｂの端部に上下方向の支持軸４５ａ，４５ｂが設けられている。運転者から見て右側の車輪支持部材６０から伸びる接続片４１ａの支持軸４５ａと、ハンドルポスト４の下端に設けられた中央接続片４６から立ち上がる接続軸４６ａとの間は、操舵用リンクバー４３ａで接続されている。また、運転者から見て左側の車輪支持部材６０から伸びる接続片４１ｂの支持軸４５ｂと、中央接続片４６から立ち上がる接続軸４６ｂとの間は、同じく操舵用リンクバー４３ｂで接続されている。各操舵用リンクバー４３ａ，４３ｂの両端は、それぞれ環状の接続部４２ａ，４２ｂ及び環状の接続部４４ａ，４４ｂを介して、支持軸４５ａ，４５ｂ及び接続軸４６ａ，４６ｂの軸回りに揺動自在である。運転者が操舵用ハンドル２を旋回動作させると、第二のリンク機構４０の機能によって、左右それぞれの車輪支持部材６０がサイドポスト５０の軸回りに回転して、車輪Ｗ，Ｗが同方向に回転する。直進方向に対する各車輪Ｗ，Ｗの操舵角は、操舵用ハンドル２の旋回量（回転角度）によって調整することができる。これにより、交差点やカーブを通過する際の旋回が可能である。

サスペンション機構３０は、上部リンクバー１１と下部リンクバー１２との間に配置され、中央部材１４に揺動自在、すなわち、ハンドルポスト４に揺動自在に連結される受け部材１３を備えている。受け部材１３は、連結部１９によってハンドルポスト４に支持されている。弾性部材３１は、下部リンクバー１２と受け部材１３との間に配置されるコイルバネで構成されている。図２及び図３に示すように、弾性部材３１の下端は下部リンクバー１２の両端に当接した状態に保持され、弾性部材３１の上端は受け部材１３の両端に当接した状態に保持されている。図中の符号３２は、上方側のバネ受けを示し、符号３３は下方側のバネ受けを示している。また、符号３４は、上部リンクバー１１と受け部材１３との相対移動を案内するガイドを示している。

なお、この実施形態では、上部リンクバー１１は、中央部材１４を挟んで車体幅方向一方側（運転者から見て右側）に配置される第一上部リンクバー１１ａと、他方側（運転者から見て左側）に配置される第二上部リンクバー１１ｂとに分割して構成されているが、これを、全長に亘って連続する一つの部材で構成してもよい。また、下部リンクバー１２についても同様に、中央部材１４を挟んで車体幅方向一方側に配置される第一下部リンクバー１２ａと、他方側に配置される第二下部リンクバー１２ｂとに分割して構成されているが、これを、全長に亘って連続する一つの部材で構成してもよい。受け部材１３については、左右両側に弾性部材３１を配置しているため、左右で部材を分割せずに全長に亘って連続する一つの部材で構成することが望ましい。

また、車輪支持ユニットＵは、ハンドル軸３の軸回り回転によってハンドルポスト４を、車体幅方向へ傾斜させる傾倒機構７０と、第一のリンク機構１０を構成する上部リンクバー１１と下部リンクバー１２との車体幅方向への相対移動をロックすることで、第一のリンク機構１０のスイング機能を停止する切替機構９０とを備えている。

傾倒機構７０は、図４及び図５に示すように、ハンドル軸３の軸回り回転によって動作する回動部材７３と、スイング機構１０に接続された作用部材７１とを備えている。回動部材７３の動作によって、作用部材７１に対してハンドルポスト４の下端を車体幅方向へ相対移動させることで、ハンドルポスト４の上端と下端とを結ぶラインを車体幅方向へ傾斜させることができる。

第一の実施形態では、作用部材７１は、スイング機構１０の受け部材１３に対して２箇所のピン７７，７７で接続されている。ピン７７，７７は、作用部材７１のピン孔７６，７６と受け部材１３のピン孔７８，７８に固定されて、作用部材７１と受け部材１３とは相対移動不能である（図４参照）。なお、自転車１４０の仕様によっては、受け部材１３が省略される場合もある。受け部材１３が省略される場合は、サスペンション機構３０の弾性部材３１は、上部リンクバー１１と下部リンクバー１２との間に配置される。また、弾性部材３１を備えたサスペンション機構３０が省略される場合もある。受け部材１３が省略される場合、作用部材７１はスイング機構１０を構成する他の部材に接続することができる。例えば、作用部材７１は、上部リンクバー１１や、その上部リンクバー１１をハンドルポスト４に支持する揺動連結部１５に接続することができる。

作用部材７１の下端縁は、図２に示すように、下方へ向かって突出する円弧状である。その円弧状の下縁に沿って、その円弧の方向に並列する複数の歯７２が設けられている。また、回動部材７３の外周に沿って、その周方向に並列する複数の歯７４が設けられている。作用部材７１の歯７２と、回動部材７３の歯７４とは互いに噛み合っている。例えば、図５に矢印Ａに示すように、自転車１４０が右方向へ旋回するようにハンドル軸３が軸回り回転すると、回動部材７３がハンドル軸３と同じ矢印Ｂ方向へ回転する。歯７２と歯７４の噛み合いによって、固定の作用部材７１に対して回動部材７３が軸回り回転しながら車体幅方向に沿って矢印Ｃ方向へ相対移動していく。ハンドルポスト４の下端が矢印Ｃ方向へ移動するので、図６に示すように、ハンドルポスト４は下端が車体幅方向に対して運転者から見て左へ、上端が車体幅方向に対して右へ傾斜する。これにより、フレーム１を右旋回に対応した方向へ、すなわち、車体及び運転者の重量の重心を車体幅方向に対して右側へ偏心させる方向へ傾斜させることができる。なお、自転車１４０が左方向へ旋回する場合は、図５の各矢印と反対方向にそれぞれの部材が動作して、フレーム１を左旋回に対応した方向へ、すなわち、車体及び運転者の重量の重心を車体幅方向に対して左側へ偏心させる方向へ傾斜させることができる。

ここで、切替機構９０は、作用部材７１に対するハンドルポスト４の下端の相対移動を規制するロック状態と、そのロックを解除したロック解除状態とに切り替える機能を有している。停車時や、乗員の昇降時等、傾倒機構７０による車体の傾斜を禁止したい場合は、切替機構９０によって車体が傾斜しないようにロックすることができる。車体の傾斜をロックすることができれば、特に、運転者が自転車に乗り降りする際に車体が安定するので、運転者がバランスを崩して転倒する事態を防止することができる。

切替機構９０は、図７及び図８に示すように、回動部材７３の外周に設けられた凹部９２と、その凹部９２に向かって進退自在の係合部材（係合ピン）９１とを備えている。係合ピン９１は、中央接続片４６に設けられたケーシング４７内に収容されている。また、係合ピン９１にはワイヤ９５が接続されている。図９Ａ及び図９Ｂに示すように、ワイヤ９５の前端の抜け止め部（ボール）９３は、係合ピン９１の収容凹部９１ｂ内にあって抜け止めされている。また、係合ピン９１の内部に設けたばね収容部９８には、係合ピン９１を回動部材７３側へ突出する方向へ付勢するコイルバネからなる係合弾性部材９４が収容されている。図中の符号９６は、ワイヤ９５をケーシング４７外へ導く引き出し部９６を、符号９７は、ワイヤ９５をばね収容部９８から引き出し部９６へ向かって屈曲させるガイド９７を、符号９９は、ケーシング４７内において係合ピン９１を進退自在にガイドするスリーブ９９を示している。ワイヤ９５は、操作用ハンドル２のグリップ部２ａ近くに設けられる操作部２ｂ（図１及び図２７参照）へ導かれている。

操作部２ｂは、例えば、ダイヤルを一方向に回転することによってワイヤ９５が引っ張られ、ダイヤルをその反対方向へ回転させることにより引っ張りが解除されるダイヤル式、あるいは、同様な作用を発揮するレバー式のものを採用することができる。運転者が操作部２ｂを操作してワイヤ９５を引くことにより、係合ピン９１は係合弾性部材９４の付勢力に抗してケーシング４７内に引き込まれる（図９Ｂ参照）。これにより、回動部材７３のロックが解除された状態になる。また、運転者が操作部２ｂを操作してワイヤ９５の引っ張りを解除すれば、係合ピン９１は係合弾性部材９４の付勢力によってケーシング４７外に突出して凹部９２内へ進入する（図９Ａ参照）。これにより、回動部材７３の回動がロックされた状態となり、すなわち、操舵ができないハンドルロック状態となる。ここで、係合ピン９１はその平面視で先細り形状であり、先端に向かうにつれて徐々に接近する対の側面９１ａ，９１ａ（以下、対のテーパ部９１ａ，９１ａと称する）を備えている。また、凹部９２の内面は、対のテーパ部９１ａにそれぞれ対応して対向する傾斜部９２ａ，９２ａとなっている。このため、凹部９２内への係合ピン９１の進入がスムーズである。

また、この実施形態では、車輪支持ユニットＵの中央部材１４を、ハンドルポスト４に着脱自在としたことから、前一輪自転車を前二輪自転車に改造することができる。中央部材１４は、円筒状を成す部材の上部を一部切り欠いた形状であり、その下部に全周に亘る円筒状部を、上部には、車体の前後方向に対して後方側に開口を備えたＣ字状断面部となっている。中央部材１４の円筒状部をハンドルポスト４の下端に対して下方から嵌め込み、次に、中央部材１４を持ち上げながら、Ｃ字状断面部をハンドルポスト４に向かって押し付けるように嵌め込む。そして、ハンドルポスト４に対して車体の前後方向に対して後方側から支持ユニット２０を宛がい、ボルト２１及びナット２２で締め付けることによって、中央部材１４がハンドルポスト４に固定される。

この発明の第二の実施形態を、図１０～図１７に基づいて説明する。第二の実施形態の主たる構成は第一の実施形態と共通であるので、以下、第一の実施形態との差異点である傾倒機構７０及び切替機構１００等を中心に説明する。

傾倒機構７０は、前述の実施形態と同様に、ハンドル軸３の軸回り回転によって動作する回動部材７３と、スイング機構１０に接続された作用部材１０２とを備えている。回動部材７３の動作によって、作用部材１０２に対してセンターポスト４の下端を車体幅方向へ相対移動させることで、センターポスト４の上端と下端とを結ぶラインを車体幅方向へ傾斜させることができる。

作用部材１０２は、図１１及び図１２に示すように、その上部に接続孔１０２ｂを、その下部に作用凹部１０２ａを備えている。作用部材１０２の接続孔１０２ｂに連結部１９が嵌合固定され、作用部材１０２と受け部材１３とは相対移動不能である。なお、自転車１４０の仕様によって受け部材１３が省略される場合、作用部材１０２はスイング機構１０を構成する他の部材、例えば、上部リンクバー１１や、その上部リンクバー１１をセンターポスト４に支持する揺動連結部１５に接続される点は、前述の第一の実施形態と同様である（後述の他の実施形態においても同様）。回動部材７３の基本構成も第一の実施形態と同様であるが、この第二の実施形態では、回動部材７３に設けられる歯７４を軸回り全周とはせず、軸回り一部の方位にのみ設定している。

傾倒機構７０は、図１２及び図１３に示すように、回動部材７３と作用部材１０２との間に、第一連動部材８７、第二連動部材８４、第三連動部材１０３を備えている。第一連動部材８７の下端縁は、下方へ向かって突出する円弧状である。その円弧状の下縁に沿って、その円弧の方向に並列する複数の歯８８が設けられている。第一連動部材８７の歯８８と、回動部材７３の歯７４とは互いに噛み合っている。また、第一連動部材８７の上端縁は、上方へ向かって突出する円弧状である。その円弧状の上縁に沿って、その円弧の方向に並列する複数の歯８６が設けられている。第一連動部材８７は、その中央に設けられた接続孔８７ａに揺動連結部１６が挿通されて、揺動連結部１６の軸回りに回動可能であるとともに、揺動連結部１６の外周に設けた凸部（図示せず）が接続孔８７ａの内面に設けられたストッパ用の凹部８７ｂに入り込むことによって、その回動可能な方位が規制されている。

第二連動部材８４の下端縁は、下方へ向かって突出する円弧状である。その円弧状の下縁に沿って、その円弧の方向に並列する複数の歯８５が設けられている。第二連動部材８４の歯８５と、第一連動部材８７の歯８６とは互いに噛み合っている。第二連動部材８４に、第三連動部材１０３が接続されている。第三連動部材１０３は、第二連動部材８４に設けられた凹部８４ａに嵌合している。凹部８４ａは、車体の前方側へ向かって開口している。

第三連動部材１０３は、図１２に示すように、第二連動部材８４に接続される矩形のケース１０６と、そのケース１０６の内部空間１０６ａ内で車体の前後方向へ進退自在の係合部材１０１とを備えている。係合部材１０１の前端１０１ａは球面状を成し、その前端１０１ａは、図１７に示すように、作用部材１０２の作用凹部１０２ａに入り込むことができる形状及び大きさとなっている。また、その係合部材１０１にはワイヤ９５が接続されている。図１３に示すように、ワイヤ９５の前端の抜け止め部（ボール）は、係合部材１０１の収容凹部１０１ｂ内にあって抜け止めされている。また、係合部材１０１の内部に設けたばね収容部１０１ｃには、係合部材１０１を車体の前方側へ付勢するコイルバネからなる係合弾性部材１０４が収容されている。図中の符号１０５は、ワイヤ９５をケース１０６外へ導くガイド穴１０５ａを備えた引き出し部材１０５を、符号１０６ｂは、ケース１０６を支持片１０７に固定するためのネジ１０６ｂを示している。支持片１０７は揺動連結部１６に嵌合固定され、支持片１０７と下部リンクバー１２とは相対移動不能である。ケース１０６から立ち上がるネジ１０６ｂは、支持片１０７の孔１０７ａに挿通されてナットで締め付け固定される。ワイヤ９５は、操作用ハンドル２のグリップ部２ａ近くに設けられる操作部２ｂ（図１及び図２７参照）へ導かれている。

この第二の実施形態の作用を、図１４、図１５Ａ及び図１５Ｂに示す模式図、及び、図１６の正面図に基づいて説明する。図１４及び図１５Ａは、直進状態における傾倒機構７０を示している。図１６に矢印Ｐで示すように、自転車１４０が左方向へ旋回するようにハンドル軸３が軸回り回転すると、回動部材７３がハンドル軸３と同じ矢印Ｑ方向（図１５Ｂの矢印Ｑ’に相当）へ回転する。歯７４と歯８８の噛み合いによって、第一連動部材８７が矢印Ｒ方向（図１５Ｂの矢印Ｒ’に相当）へ回転し、それに伴って第二連動部材８４が矢印Ｔ方向（図１５Ｂの矢印Ｔ’に相当）へ回転する。これにより、第三連動部材１０３は、その前端１０１ａが矢印Ｕ方向（図１５Ｂの矢印Ｕに相当）へ首振り移動しようとする。しかし、第三連動部材１０３の前端１０１ａは作用部材１０２によって拘束されているので、第三連動部材１０３の後端が、ネジ１０６ｂの軸回りに首振り移動する。図１５Ｂでは、理解がしやすいように作用部材１０２の位置を動作の前後で移動させて図示している。この動作により、固定の作用部材１０２に対してセンターポスト４の下端が、図１０に示す様態から図１６に示す状態へと移動する。すなわち、センターポスト４は、その下端が車体幅方向に対して運転者から見て右へ、上端が車体幅方向に対して左へ傾斜する。これにより、フレーム１を左旋回に対応した方向へ、すなわち、車体及び運転者の重量の重心を車体幅方向に対して左側へ偏心させる方向へ傾斜させることができる。なお、自転車１４０が右方向へ旋回する場合は、図１５Ｂ及び図１６の各矢印と反対方向にそれぞれの部材が動作して、フレーム１を右旋回に対応した方向へ、すなわち、車体及び運転者の重量の重心を車体幅方向に対して右側へ偏心させる方向へ傾斜させることができる。

ここで、この第二の実施形態では、第三連動部材１０３の係合部材１０１を作用部材１０２に対して係合状態及び離脱状態に切り替える切替機構１００を備えている。切替機構１００は、係合弾性部材１０４の付勢力によって係合部材１０１の前端１０１ａを作用部材１０２の作用凹部１０２ａに入り込ませることで、係合状態（図１５及び図１６に示す状態）となる。係合状態では、傾倒機構７０による車体の傾倒が行われない。このため、運転者が自転車に乗り降りする際に、運転者がバランスを崩して転倒する事態を防止することができる。運転者の操作によってワイヤ９５が引かれると、係合部材１０１の前端１０１ａが作用部材１０２の作用凹部１０２ａから退去し、離脱状態となる。この離脱状態では、操舵用ハンドル２を左右に操舵する操作に伴って、傾倒機構７０による車体の傾倒が行われる。

この発明の第三の実施形態を、図１８～図２３に基づいて説明する。第三の実施形態の主たる構成も、同じく第一の実施形態と共通であるので、以下、第一の実施形態との差異点である傾倒機構７０及び切替機構９０等を中心に説明する。

傾倒機構７０は、前述の実施形態と同様に、ハンドル軸３の軸回り回転によって動作する回動部材７３と、スイング機構１０に接続された作用部材１１３とを備えている。回動部材７３の動作によって、作用部材１１３に対してセンターポスト４の下端を車体幅方向へ相対移動させることで、センターポスト４の上端と下端とを結ぶラインを車体幅方向へ傾斜させることができる。

作用部材１１３は、図１８及び図１９に示すように、その上部が連結部１９に嵌合固定され、作用部材１１３と受け部材１３とは相対移動不能である。回動部材７３の基本構成は第一の実施形態と同様であるが、この第三の実施形態では、回動部材７３に設けられる歯７４を車体の前後方向に対して後方側にのみ一定の方位で設定している。また、作用部材１１３も、センターポスト４に対して車体の後方側に配置されている。

傾倒機構７０は、回動部材７３と作用部材１１３との間に、第四連動部材１１０を備えている。第四連動部材１１０の下端縁は、図１８に示すように、下方へ向かって突出する円弧状である。その円弧状の下縁に沿って、その円弧の方向に並列する複数の歯１１１が設けられている。第四連動部材１１０の歯１１１と、回動部材７３の歯７４とは互いに噛み合っている。また、第四連動部材１１０の上端縁は、上方へ向かって突出する円弧状である。その円弧状の上縁に沿って、その円弧の方向に並列する複数の歯１１２が設けられている。第四連動部材１１０は、その中央に設けられた接続孔に揺動連結部１６が挿通されて、揺動連結部１６の軸回りに回動可能である。また、第二の実施形態と同様に、第四連動部材１１０の揺動連結部１６に対する回動可能な方位が規制されていてもよい。

作用部材１１３の下端縁は、下方へ向かって突出する円弧状である。その円弧状の下縁に沿って、その円弧の方向に並列する複数の歯１１４が設けられている。作用部材１１３の歯１１４と、第四連動部材１１０の歯１１２とは互いに噛み合っている。なお、作用部材１１３は、図１９～図２２に示すように、センターポスト４と車体のフレーム１（ダウンチューブ）との間に設けられた枠部材１１５内に配置されている。

この第三の実施形態の作用を説明する。正面視の図１８において、自転車１４０が左方向へ旋回するようにハンドル軸３が軸回り回転すると、回動部材７３がハンドル軸３と同じ方向へ回転し、歯７４と歯１１１の噛み合いによって、第四連動部材１１０が回転する。これにより、固定の作用部材１１３に対してセンターポスト４の下端が、車体幅方向に対して運転者から見て右へ、上端が車体幅方向に対して左へ傾斜する。これにより、フレーム１を左旋回に対応した方向へ、すなわち、車体及び運転者の重量の重心を車体幅方向に対して左側へ偏心させる方向へ傾斜させることができる。なお、自転車１４０が右方向へ旋回する場合は、その反対方向にそれぞれの部材が動作して、フレーム１を右旋回に対応した方向へ、すなわち、車体及び運転者の重量の重心を車体幅方向に対して右側へ偏心させる方向へ傾斜させることができる。

ここで、この第三の実施形態では、作用部材１１３に対するセンターポスト４の下端の相対移動を規制するロック状態と、そのロックを解除したロック解除状態とに切り替える機能を有する切替機構９０を備えている。切替機構９０の構成及び作用は、第一の実施形態と共通であるのでその説明を省略する。

この発明の第四の実施形態を、図２４～図２６に基づいて説明する。第四の実施形態の主たる構成も第一の実施形態と共通であるので、以下、第一の実施形態との差異点である傾倒機構７０及び切替機構９０等を中心に説明する。

第四の実施形態の傾倒機構７０は、図２４に示すように、ハンドル軸３の軸回り回転によって動作する回動部材７３と、スイング機構１０に接続された作用部材１２３とを備えている。また、ハンドル軸３と回動部材７３との間に、回転方向を逆方向に変換する逆転機構１３０を備えている。回動部材７３の動作によって、作用部材１２３に対してセンターポスト４の下端を車体幅方向へ相対移動させることで、センターポスト４の上端と下端とを結ぶラインを車体幅方向へ傾斜させることができる。

作用部材１２３は、図２４に示すように、連結部１９に嵌合固定されている。作用部材１２３と受け部材１３とは相対移動不能である。回動部材７３は、第二の実施形態と共通である。傾倒機構７０は、回動部材７３と作用部材１２３との間に、第五連動部材１２０を備えている。第五連動部材１２０の下端縁は、図２５に示すように、下方へ向かって突出する円弧状である。その円弧状の下縁に沿って、その円弧の方向に並列する複数の歯１２１が設けられている。第五連動部材１２０の歯１２１と、回動部材７３の歯７４とは互いに噛み合っている。また、第五連動部材１２０の上端縁は、上方へ向かって突出する円弧状である。その円弧状の上縁に沿って、その円弧の方向に並列する複数の歯１２２が設けられている。第五連動部材１２０は、その中央に設けられた接続孔に揺動連結部１６が挿通されて、揺動連結部１６の軸回りに回動可能であるとともに、その回動可能な方位が規制されている。作用部材１２３の下端縁は、下方へ向かって突出する円弧状である。その円弧状の下縁に沿って、その円弧の方向に並列する複数の歯１２４が設けられている。第五連動部材１２０の歯１２２と、作用部材１２３の歯１２４とは互いに噛み合っている。

逆転機構１３０は、図２５に示すように、ハンドル軸３の下端に固定される中央接続片４６と一体の台座１３５と、その台座１３５の上方に配置される環状フレーム１３６、下部ギヤ１３１、円すいギヤ１３３、上部ギヤ１３２を備えている。また、逆転機構１３０は、円すいギヤ１３３をハンドル軸３の軸回りに沿って保持するリテーナ１３８、上部ギヤ１３２と回動部材７３とを接続する筒状の接続部材１３４等を備えている。環状フレーム１３６及び上部ギヤ１３２は、台座１３５に対してビス１３７で固定されている。下部ギヤ１３１、円すいギヤ１３３及びリテーナ１３８は、台座１３５、環状フレーム１３６及び上部ギヤ１３２に挟まれて保持されている。また、円すいギヤ１３３は、ピン１３９によってリテーナ１３８に対して回転自在に支持されている。接続部材１３４の下端に設けられた突起が、上部ギヤ１３２の中央に設けられた接続孔の内面のストッパ用の凹部に入り込むことによって、その回動可能な方位が規制されている。また、接続部材１３４の上端に設けられた突起が、中央部材１４の下端に設けられた凹部に噛み合うことによって、接続部材１３４と中央部材１４（センターポスト４）との軸回り相対回転が規制されている。

なお、上部ギヤ１３２と一体の支持片１３２ｂに切替機構９０が固定されている。切替機構９０の構成及び作用は、第一の実施形態と共通であるのでその説明を省略する。

この第四の実施形態の作用を説明すると、例えば、自転車１４０が左方向へ旋回するようにハンドル軸３が軸回り回転すると、逆転機構１３０を構成する下部ギヤ１３１の歯１３１ａ、円すいギヤ１３３の歯１３３ａ、上部ギヤ１３２の歯１３２ａの相互間の噛み合いによって、回動部材７３は、ハンドル軸３の回転方向と反対方向に回転する。歯７４と歯１２１の噛み合いによって、第五連動部材１２０が揺動連結部１６の軸回り一方向へ回転する。これにより、固定の作用部材１２３に対してセンターポスト４の下端が、車体幅方向に対して運転者から見て右へ、上端が車体幅方向に対して左へ傾斜する。これにより、フレーム１を左旋回に対応した方向へ、すなわち、車体及び運転者の重量の重心を車体幅方向に対して左側へ偏心させる方向へ傾斜させることができる。また、自転車１４０が右方向へ旋回する場合は、その反対方向にそれぞれの部材が動作して、フレーム１を右旋回に対応した方向へ、すなわち、車体及び運転者の重量の重心を車体幅方向に対して右側へ偏心させる方向へ傾斜させることができる。

この発明の第五の実施形態を、図２７に基づいて説明する。第五の実施形態は、第四の実施形態における逆転機構１３０の設置を省略し、傾倒機構７０として第六連動部材１２５を追加したものである。以下、同じく他の実施形態との差異点である傾倒機構７０等を中心に説明する。

図２７に示すように、作用部材１２７は、連結部１９に嵌合固定されている。作用部材１２７と受け部材１３とは相対移動不能である。回動部材７３及び第五連動部材１２０は、第四の実施形態と共通である。傾倒機構７０は、第五連動部材１２０と作用部材１２７との間に、第六連動部材１２５を備えている。第六連動部材１２５の後端縁は、後方へ向かって突出する円弧状である。その円弧状の後縁に沿って、その円弧の方向に並列する複数の歯１２６が設けられている。第五連動部材１２０の歯１２２と、第六連動部材１２５の歯１２６とは互いに噛み合っている。

作用部材１２７の下端縁は、下方へ向かって突出する円弧状である。その円弧状の下縁に沿って、その円弧の方向に並列する複数の歯１２９が設けられている。また、第六連動部材１２５の前端縁は、前方へ向かって突出する円弧状である。その円弧状の前縁に沿って、その円弧の方向に並列する複数の歯１２８が設けられている。第六連動部材１２５の歯１２８と、作用部材１２７の歯１２９とは互いに噛み合っている。この第五の実施形態の作用については、前述の各実施形態と共通するので説明を省略する。

上記の各実施形態では、自転車を例にこの発明の構成を説明したが、この発明は、自転車だけではく、前二輪形式の原動機付自転車やバイク等、車輪に対してフレームを傾斜させることができるスイング機構を備えた各種車両においても適用できる。

１ フレーム
２ 操舵用ハンドル
３ ハンドル軸
４ センターポスト
１０ 第一のリンク機構（スイング機構）
１１ 上部リンクバー
１２ 下部リンクバー
１３ 受け部材
３０ サスペンション機構
３１ 弾性部材
４０ 第二のリンク機構（操舵機構）
５０ サイドポスト
６０ 車輪支持部材（フォーク部材）
７０ 傾倒機構
９０，１００ 切替機構
７１，１０２，１１３，１２３，１２７ 作用部材
１３０ 逆転機構
１４０ 自転車

Claims (5)

1. 前輪（Ｆ）に車体の幅方向に並列する２つの車輪（Ｗ，Ｗ）を備えた車両において、
   フレーム（１）と、前記フレーム（１）に設けられる上下方向のセンターポスト（４）と、前記センターポスト（４）に対して軸回り回転自在のハンドル軸（３）と、前記幅方向に並列する前記２つの車輪（Ｗ，Ｗ）を転動自在に支持する対の車輪支持部材（６０，６０）と前記ハンドル軸（３）と前記対の車輪支持部材（６０，６０）との間に設けられる操舵機構（４０）と、前記センターポスト（４）と前記対の車輪支持部材（６０，６０）とを前記幅方向へ揺動自在に支持するスイング機構（１０）と、前記ハンドル軸（３）の軸回り回転によって前記センターポスト（４）を前記幅方向へ傾斜させる傾倒機構（７０）を備えた車両。
2. 前記傾倒機構（７０）は、前記ハンドル軸（３）の軸回り回転によって動作する回動部材（７３）と、前記スイング機構（１０）に接続された作用部材（７１，１０２，１１３，１２３，１２７）とを備え、前記回動部材（７３）の動作によって前記作用部材（７１，１０２，１１３，１２３，１２７）に対して前記センターポスト（４）の下端を相対移動させることで前記センターポスト（４）を前記幅方向へ傾斜させる請求項１に記載の車両。
3. 前記スイング機構（１０）は、前記対の車輪支持部材（６０，６０）間を結ぶ上部リンクバー（１１）と、前記上部リンクバー（１１）よりも下方に設けられる下部リンクバー（１２）と、前記上部リンクバー（１１）の中央部及び前記下部リンクバー（１２）の中央部をそれぞれ前記センターポスト（４）に揺動自在に連結する揺動連結部（１５，１６）とを備え、前記作用部材（７１，１０２，１１３，１２３，１２７）は、前記上部リンクバー（１１）に接続されている請求項２に記載の車両。
4. 前記上部リンクバー（１１）と前記下部リンクバー（１２）との間に配置され前記センターポスト（４）に揺動自在に連結される受け部材（１３）と、前記下部リンクバー（１２）と前記受け部材（１３）との間に配置される弾性部材（３１）とを備え、
   前記作用部材（７１，１０２，１１３，１２３，１２７）は、前記受け部材（１３）に接続されている請求項３に記載の車両。
5. 前記作用部材（７１，１０２，１１３，１２３，１２７）に対する前記センターポスト（４）の下端の相対移動を規制する切替機構（９０，１００）を備えている請求項２から４のいずれか一つに記載の車両。

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