JP2531798B2 - 前二輪式三輪車 - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 （産業上の利用分野） 本発明は、前輪が２個で、後輪が１個である前二輪式
三輪車に関するものである。

（従来の技術） 第13図〜第15図は従来の三輪自動車の一例を示すもの
で、これは前輪が１個で、後輪が２個であるところの後
二輪式三輪自転車である。

すなわち図中１はメインフレーム、1aはヘッドパイ
プ、1bはメインパイプ、1cは立パイプ、２は前輪、３は
前フォーク、４はハンドルポスト、５はハンドル、６は
後輪、７は後車軸、８（第14,15図参照）は左右の後車
軸７を連結している車軸フレーム、９は連結部材10を介
してメインフレーム１と連結した車体の揺動中心となる
軸、11はこの軸９の両側にそれぞれ突設したブラケット
であり、これらのブラケット11は軸９を中心にして上方
へは回動できるようになっている。12はこれら左右のブ
ラケット11の外側端部と、前記の車軸フレーム８との間
にそれぞれかけ渡した復元ばねである。

また13（第13図参照）はシートポスト、14はサドル、
15はクランク軸、16はクランクアーム、17はペダル、18
はチエーンである。

（発明が解決しようとする課題） しかしながら上述したような従来の三輪自転車におい
て、旋回しようとするときには、旋回の外側方に向かっ
て遠心力が作用するため、この遠心力に対向するには、
乗り手の体幹操作によって車体を旋回の内側方へ傾けな
ければならない。

第15図は乗り手の体幹操作によって車体を図における
左側に傾けた状態を示すものである。

すなわち第13〜15図に示す従来の三輪自転車では、旋
回時に容易に転倒するのを防止するため、メインフレー
ムが左右に揺動できるように構成して、重心の左右への
移動が可能にすると共に、旋回終了時には復元ばね12の
作用によって、正立位置に戻すようにしてある。しかし
ながらこの場合、重心の左右への移動は乗り手の体幹操
作にまかされているため、自転車にうまく乗れない人は
臨機応変の移動操作がうまくできないので、操縦が不安
定になってしまう。

また前１輪で後２輪の三輪自転車では、通常後輪の一
つを駆動して前進するが、例えば左後輪駆動の三輪自転
車で左旋回すると、遠心力によって駆動輪にかかる鉛直
荷重が減少するため駆動力が不足してしまう。

また後２輪の三輪車は、後２輪の向きが平行に固定さ
れているため、旋回時に後輪が横すべりして旋回性能が
悪くなると共に、小回りがきかないという欠点がある。
さらに後２輪の三輪車は、おりて三輪車を押して歩くと
きに、足が後輪にあたって歩きにくく、また後二輪の三
輪車の後部は重いため、持ち上げて方向を変換したり、
車庫入れの操作がしにくいという問題点があった。

（課題を解決するための手段） 上述の問題点を解決するため本発明においては、前二
輪式三輪車の前二輪をそれぞれ支持する２組の前ホーク
を回動自在に支持する２組の支持パイプをセンターパイ
プと一体に結合すると共に、このセンターパイプより後
方にバランシングロッドを突設して前輪フレームを形成
し、後輪を支持する部分とヘッドパイプとをメインパイ
プにより結合すると共に、このメインパイプにロッド係
合部を設けてメインフレームを形成し、ステアリング軸
の中間部を屈曲すると共に、この屈曲部を連結部材を介
して段付き状に形成し、この屈曲段部の下側に前記前輪
フレームのセンターパイプを回動自在に嵌合し、屈曲段
部の上側に前記メインフレームのヘッドパイプを回動自
在に嵌合すると共に、前記バランシングロッドをロッド
係合部に係合し、前記メインフレームとバランシングロ
ッドとの間に反撥作用を有する弾性体を介在させ、前記
ステアリング軸の下端部に二股状の突起を有するプレー
トを装着し、この突起と前車軸に固定したロッドとの間
をロッドによってリンク式に連結し、前記ステアリング
軸に固着したハンドルの操作によって左右の前輪を操舵
できるようにして前二輪式三輪車を構成する。

（作用） 本発明の三輪車は上述したように構成したから、後一
輪を保持しているメインフレームと、前二輪を保持して
いる前輪フレームとは、ステアリング軸を介してほぼ自
由度のない状態で連結されている。そして直進走行時に
はステアリング軸が前後方向にのみ傾斜しているから、
メインフレームは直立状態になっており、またハンドル
を操作して旋回すると、ステアリング軸の上半部がハン
ドルの舵角に応じて旋回の内側へ傾斜するようになるか
ら、メインフレームも旋回の内側に傾く結果、乗り手も
自然に旋回の内側へ重心が移動するように体幹操作する
ことになる。

特に本発明においては、ステアリング軸の屈曲部を連
結部材を介して段付き状に形成したから、ステアリング
軸の傾斜に対する重心移動を大きくして操縦者の違和感
を少なくすることができる。

また本発明においては、メインフレームとバランシン
グロッドとの間に反撥作用を有する弾性体を介在させた
から、これによってステアリング軸を中立位置に戻そう
とする復元性を高めて、自転車が走行中において前輪が
うける外乱に対する復元力を増大して走行の安定性を向
上させることができる。

したがって本発明の三輪車は、自転車にうまく乗れな
い人でも転倒することなく、安定した走行ができる。

また駆動輪が後一輪であるため、駆動輪が浮き上がっ
たり、横すべりするおそれがなくなると共に、三輪車を
押して歩くときにも、後輪が邪魔になることがなくな
る。

さらに後一輪式の三輪車は後部が軽いため、後部を持
ち上げて方向変換をしたり、車庫入れをする操作が容易
になる。

（実施例） 以下、第１図〜第８図について本発明の一実施例を説
明する。図中20は前輪、21は後輪、22はメインフレー
ム、23は前ホーク、24はハンドル、25はクランク軸、26
はクランクアーム、27はペダル、28はチェーンケース、
29はシートポスト、30はサドルである。

第２図は本実施例におけるメインフレーム22の詳細を
示すもので、22aはヘッドパイプ、22bはメインパイプ、
22cはハンガーラグ、22dは立パイプ、22eはチェーンス
テー、22fはバックホークであり、22gはメインパイプ22
bの後部の下面にロッド係合部として固着したチャンネ
ル状の部材である。

第３図はステアリング軸31の実施例を示すもので、こ
のステアリング軸31は中間部を約7.5度程度（第３図の
θ参照）屈曲させると共に、この屈曲部に連結部材31a
を介して段付き状に形成する。すなわち31bは屈曲段部3
1aの上方に接続した上側パイプで、その上端部にはねじ
31cが形成してある。また31dは下側パイプで、その下端
部にはねじ31eと切り割り溝31f（第７図参照）が形成し
てある。

また第４図は、２個の前輪20を前ホーク23を介して支
持すると共に、センターパイプを介して前記ステアリン
グ軸31に枢支するための前輪フレーム32の実施例を示す
ものである。すなわち32aはステアリング軸31の下側パ
イプ31dに嵌合するセンターパイプで、32bは腕パイプ32
cを介してそれぞれセンターパイプ32aの左右両側に固着
した前ホーク支持パイプであり、32dはセンターパイプ3
2aの背面から後方に向けて突設したバランシングロッド
である。

そして本実施例においては、第1,5,6図に示すよう
に、前記メインフレーム22に、後輪21およびその駆動装
置、ならびにサドル30等の必要な部品を組み付けると共
に、メインフレーム22のヘッドパイプ22aにステアリン
グ軸31の上側パイプ31bを挿入し、このステアリング軸3
1の下側パイプ31dに前記フレーム32のセンターパイプ32
aを嵌合させると共に、バランシングロッド32dの後端部
をメインフレーム22のロッド係合部22gに挿入する。

そして前輪フレーム32の左右の前ホーク支持パイプ32
bに前ホーク23を組み付けると共に、この前ホーク23に
前輪20を装着し、さらに第６図に示すように、ステアリ
ング軸31をハンドル24（第１図参照）を介して左右に回
動させた場合に、左右の前輪20が適正に操舵されるよう
にする。

すなわち第７図に示すように、前輪フレーム32のセン
ターパイプ32aの下方に突出するステアリング軸31の下
端部に、楕円状のプレート33を半円状の２個の孔33aを
介して嵌合し、このプレート33の下面に、ブッシュ34を
介して二股状の突起35aを有するプレート35を装着す
る。

すなわちプレート35に設けた孔35bをステアリング軸3
1の下端部に嵌合すると共に、プレート35の二股状の突
起35a間の弧状部35cに円板状の弾性体36の外周部が重合
するようにあてがって、プレート33の孔33bと弾性体36
の中心孔36aにボルト37を挿通し、ナット38により締結
する。

そしてプレート35の二股状の突起35aに、第６図に示
すように、それぞれロッド39を突設し、これらのロッド
39の先端部に、ロッド40の一端部をピン41により連結
し、ロッド40の他端部とピン42により連結したロッド43
の基部を前車軸44に固定する。

すなわち上述のようにすれば、ハンドル24を介してス
テアリング軸31を左右に回動させることによって、左右
の前輪20を前ホーク支持パイプ32bを中心にして回動さ
せることにより操舵することができるが、この前輪操向
装置は、三輪車の旋回を無理なく行うようにするため
に、各ロッド39,40,43の寸法、またはプレート35の二股
状の突起35aの角度を適宜定めることによって、左右の
前輪の舵角が異なるいわゆるアッカーマン型ステアリン
グにすることができる。

また本発明においては、第８図に示すように、メイン
フレーム22のメインパイプ22bに設けたロッド係合部22g
内に、前輪フレーム32のバランシングロッド32dの端部
を挿入し、このバランシングロッド32dとメインパイプ2
2bとの間に反撥作用を有する弾性体としてコイルばね45
を介在させる。

つぎに上述のように構成した本発明の前二輪式三輪車
の作用を説明する。

第１図に示す三輪車は、通常の自転車のように、乗り
手がサドル30に跨がって、ペダル27を踏みこめば前進で
き、ハンドル24を操作することによって左右の前輪20を
転向させて旋回することができるが、本発明の三輪車
は、この旋回時に自動的にメインフレーム22を旋回の内
側方へ傾けることによって旋回時に生ずる遠心力に対応
する求心力を得ることができる。

つぎにその原理を第９図について説明する。

すなわち前輪フレーム32は、左右の前輪20によって路
面GLに対して平行（水平）に保持される。したがって路
面に対して相対的に位置が規制されることになる。

第９図（ａ）は第３図に側面図として示したステアリ
ング軸31の正面図であり、この場合上側パイプ31bおよ
び下側パイプ31dは垂直になっている。すなわち自転車
の直進時にはステアリング軸31はこのようになってい
る。

第９図（ｂ）の実線図はこの直進状態を示すもので、
この場合はメインフレーム22のヘッドパイプ22aおよび
前輪フレーム32のセンターパイプ32aは共に路面GLに対
して垂直になっている。したがって直進時にはこの自転
車のメインフレーム22は直立している。

つぎに第９図（ｃ）は、ハンドル24を左へ90度回転さ
せた場合において、ステアリング軸31を正面より見たも
のである。すなわちこの場合、下側パイプ31dは左右に
傾かないため、上側パイプ31bの軸線が角θだけ左（向
かって右）に傾くことになる。このため第９図（ｂ）に
二点鎖線で示すように、メインフレーム22のヘッドパイ
プ22aも角θだけ傾いて、旋回時における求心力を発生
するようになる。すなわち本発明の三輪車は旋回時にお
いて、メインフレーム22が常に正面を向きながら左右に
傾動する。そしてこのメインフレーム22の正対運動は、
前輪フレーム32と一体に形成されているバランシングロ
ッド32dの端部がメインフレーム22のメインパイプ22bの
下面に設けた矩形溝を有するロッド係合部22g内に前後
・上下方向にのみ若干摺動できるように挿入されている
ことによって保証されている。その結果、メインフレー
ム22の中心構成面はハンドル24の回転に伴って、鉛直面
に対し傾斜する（バンク角をもつ）ように運動すること
になる。

なお本出願人は先に特願平1-88152号として前二輪式
三輪車を出願したが、この三輪車のステアリング軸46は
第10図に示すように屈曲段部がない。

したがってこのステアリング軸46を使用した三輪車は
第11図（ａ）に示す通りで本発明の三輪車は第11図
（ｂ）に示す通りである。

この第11図において、上下軸線の好転をＯとし、乗員
の重心をＧとすると、第11図（ａ）のものでは、Ｏ〜Ｇ
＝ｌであるのに対して、第11図（ｂ）のものでは、０〜
Ｇ＝ｌ＋ｍとなる。したがって重心Ｇを水平方向にｅだ
け移動させるのに、第11図（ａ）の場合は、メインフレ
ーム22を角λだけ傾斜させなければならないのに対し
て、本発明の第11図（ｂ）の場合は、メインフレーム22
を角λ′だけ傾斜させればよい。そして、 λ＞λ′である。

したがって本発明の三輪車では、同じ重心移動量に対
するメインフレーム22の傾斜は、第11図（ａ）のものよ
り小さくてすむ。このため本発明のものは、操縦者の違
和感をそれだけ少なくすることができる。

また本発明では、メインフレーム22のメインパイプ22
bと前輪フレーム32のバランシングロッド32dとの間に反
撥作用を有する弾性体45を介在させたが、この構成によ
る作用を第12図（ａ）（ｂ）について説明する。

すなわち第12図（ａ）は本発明三輪車の直進時の状態
を示すもので、この場合、メインパイプ22bとバランシ
ングロッド32dとの間隔はＤである。

また第12図（ｂ）はハンドルを90度転向させた状態を
示すもので、この場合、メインパイプ22bとバランシン
グロッド32dとの間隔はｄである。

そしてＤ＞ｄであるから、反撥作用を有する弾性体45
によって、この三輪車のハンドル24は常に中立位置に戻
されようとしている。

したがってこの発明によれば、自転車が走行中におい
て前輪がうける外乱に対する復元力を増大して自転車走
行の安定性を向上させることができる。

（発明の効果） 本発明の三輪車は上述のように構成したから、後一輪
を保持しているメインフレーム22と、前二輪を保持して
いる前輪フレーム32とは、ステアリング軸31を介してほ
ぼ自由度のない状態で連結されている。そして直進走行
時にはステアリング軸31が前後方向にのみ傾斜している
から、メインフレーム22は直立状態になっており、また
ハンドル24を操作して旋回すると、ステアリング軸31の
上半部がハンドル24の舵角に応じて旋回の内側へ傾斜す
るようになるから、メインフレーム22も旋回の内側に傾
く結果、乗り手も自然に旋回の内側へ重心が移動するよ
うに体幹操作することになる。

特に本発明においては、ステアリング軸31の屈曲部を
連結部材31aを介して段付き状に形成したから、ステア
リング軸31の傾斜に対する重心移動を大きくして操縦者
の違和感を少なくすることができる。

また本発明においてはメインフレーム22とバランシン
グロッド32dとの間に反撥作用を有する弾性体45を介在
させたから、これによってステアリング軸31を中立位置
に戻そうとする復元性を高めて、自転車が走行中におい
て前輪20がうける外乱に対する復元力を増大して走行の
安定性を向上させることができる。

したがって本発明の三輪車は、自転車にうまく乗れな
い人でも転倒することなく、安定した走行ができる。

また駆動輪が後一輪であるため、駆動輪が浮き上がっ
たり、横すべりするおそれがなくなると共に、三輪車を
押して歩くときにも、後輪が邪魔になることがなくな
る。

さらに後一輪式の三輪車は後部が軽いため、後部を持
ち上げて方向変換をしたり、車庫入れをする操作が容易
になる。

上述のように本発明によればこの種三輪車の性能を著
しく向上する多くの効果が得られる。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明三輪車の斜視図、 第２図はそのメインフレームの斜視図、 第３図はステアリング軸の側面図、 第４図は前輪フレームの斜視図、 第５図はメインフレームと前輪フレームとの結合状態を
示す斜視図、 第６図は前輪操向装置の斜視図、 第７図はステアリング軸下端の各種連結部材を示す斜視
図、 第８図はメインパイプとバランシングロッドの係合部の
斜視図、 第９図（ａ）（ｂ）（ｃ）は旋回に伴うメインフレーム
の傾斜作用の説明図、 第10図は従来のステアリング軸の側面図、 第11図（ａ）（ｂ）はステアリング軸とメインフレーム
の傾斜の関係説明図、 第12図（ａ）（ｂ）はバランスロッドに設ける弾性体の
作用説明図、 第13図は従来の三輪自転車の一例を示す斜視図、 第14図および第15図はその後二輪の車軸フレームとメイ
ンフレームとの関係を示す説明図である。 20……前輪、21……後輪 22……メインフレーム、22a……ヘッドパイプ 22b……メインパイプ、22g……ロッド係合部 23……前ホーク、24……ハンドル 31……ステアリング軸 31a……連結部材（屈曲段部） 31b……上側パイプ、31d……下側パイプ 32……前輪フレーム、32a……センターパイプ 32b……前ホーク支持パイプ 32d……バランシングロッド 45……コイルばね（弾性体）

Claims (1)

(57)【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】前二輪式三輪車の前二輪をそれぞれ支持す
   る２組の前ホーク23を回動自在に支持する２組の支持パ
   イプ32bをセンターパイプ32aと一体に結合すると共に、
   このセンターパイプ32aより後方にバランシングロッド3
   2dを突設して前輪フレーム32を形成し、後輪21を支持す
   る部分とヘッドパイプ22aとをメインパイプ22bにより結
   合すると共に、このメインパイプ22bにロッド係合部22g
   を設けてメインフレーム22を形成し、ステアリング軸31
   の中間部を屈曲すると共に、この屈曲部を連結部材31a
   を介して段付き状に形成し、この屈曲段部31aの下側に
   前記前輪フレーム32のセンターパイプ32aを回動自在に
   嵌合し、屈曲段部31aの上側に前記メインフレーム22の
   ヘッドパイプ22aを回動自在に嵌合すると共に、前記バ
   ランシングロッド32dをロッド係合部22gに係合し、前記
   メインフレーム22とバランシングロッド32dとの間に反
   撥作用を有する弾性体45を介在させ、前記ステアリング
   軸31の下端部に二股状の突起35aを有するプレート35を
   装着し、この突起35aと前車軸44に固定したロッド43と
   の間をロッド39,40によってリンク式に連結し、前記ス
   テアリング軸31に固着したハンドル24の操作によって左
   右の前輪20を操舵できるようにしたことを特徴とする前
   二輪式三輪車。