JP3161882U

JP3161882U - 三輪車

Info

Publication number: JP3161882U
Application number: JP2010003722U
Authority: JP
Inventors: 鈴木　大介; 大介鈴木
Original assignee: 鈴木　大介; 大介鈴木
Priority date: 2010-06-02
Filing date: 2010-06-02
Publication date: 2010-08-12
Anticipated expiration: 2020-06-02

Abstract

【課題】左右後輪を駆動する三輪車のリアサスペンションを、二輪車と同様の運転感覚が得られる三輪車を提供する。【解決手段】後輪３０Ｌ、３０Ｒを支持する左右のサスペンションアーム２１Ｌ、２１Ｒを車体の左右方向に延びる遥動軸線Ｓまわりに独立して回動可能に支持し、遥動軸線Ｓよりも高い位置の支持軸１７まわりにバランサレバー４０を回転可能に支持する。バランサレバー４０の左右両端のヒンジブラケットと左右のサスペンションアームのヒンジブラケット２６、２６との間にそれぞれスプリング・ダンパユニット３５Ｌ、３５Ｒの両端を連結する。曲がりに際して車体が傾斜するのに伴って後輪３０Ｌ、３０Ｒも同方向に傾斜するとともに、バランサレバー４０を介して左右のスプリング・ダンパユニット３５Ｌ、３５Ｒのスプリング力がバランスして均等な接地状態を保持することができる。【選択図】図５

Description

本考案は単一の前輪と左右一対の後輪を備える三輪車に関する。

単一の前輪と左右一対の後輪を備えたこの種の三輪車においても、前後各１輪の通常の二輪車と同様に曲線路等で曲がる際には前輪とともに車体（シート）が傾斜するのが好ましい。
しかし、従来の三輪車では、左右一対の後輪は１本の車軸で互いに接続されているため、三輪車全体を傾斜させると曲がり方向と反対側の後輪が路面から浮いてしまうという問題がある。
そこで、例えば特公昭５８−２４３１０号公報に開示された三輪車は、前輪を支持する前部フレームと左右一対の後輪を支持する後部フレームとをピボット結合装置を介して連結することにより、シートを含む前部フレームのみをローリング可能とし、両後輪の接地状態を確保しようとしている。

特公昭５８−２４３１０号公報

ここで、特公昭５８−２４３１０号公報の三輪車のように前部フレームをローリング可能とした場合、曲がる際に前部フレームが傾斜するとともに乗員も傾斜して、その重心の曲がり方向への変位を伴う。
しかしながら、１本の車軸で互いに接続された左右の後輪は常に路面に接地した状態にあるから、曲がる際も傾斜による変位は生じない。
したがって、乗員の姿勢変化に対して両後輪は追随しないため、乗員は後が引きずられるような違和感をもつこととなって、未だ通常の二輪車と同様の運転感覚を得られるとは言いがたい。

しかも、ピボット結合装置を用いて前部フレームのみを傾斜させることにより、後輪の接地状態を確保し、安定した駆動力を得ようとする狙いにもかかわらず、曲がりによる方向転換時には遠心力によるモーメントが後輪に加わるので、左右の後輪の一方を浮き上がらせる方向に付勢してその接地力を弱め、後輪を駆動輪とする場合に駆動力の低下を招いてしまうことは避けられない。

したがって本考案は、上記の問題に鑑み、二輪車と同様の運転感覚が得られるとともに、後輪の安定した接地状態が得られる三輪車を提供することを目的とする。

このため本考案の三輪車は、後輪を懸架するリアサスペンションを備え、該リアサスペンションが、各後輪を支持して車体の左右方向に延びる遥動軸線まわりに互いに独立して回動可能な左右のサスペンションアームと、遥動軸線よりも高い位置に車体に対して回転可能に設けたバランサレバーと、該バランサレバーの回転軸を挟んだ左右両端と左右のサスペンションアームとの間にそれぞれ連結した左右のスプリングとを有するものとした。

本考案によれば、曲がりに際して車体が傾斜するのに伴って後輪も同方向に傾斜して、通常の二輪車と同様の運転感覚が得られる。
そして、バランサレバーを介して左右のスプリングが接続されていることにより、スプリング力が均等化され、左右の後輪は傾斜しても均等な接地状態を保持することができる。

本考案の実施の形態を示す外観側面図である。リアサスペンションまわりの拡大平面図である。リアサスペンションの拡大背面図である。リアサスペンションを右後上方から見た部分斜視図である。曲がりの際のリアサスペンションの作動を示す背面図である。悪路でのリアサスペンションの作動を示す背面図である。

以下、本考案の実施の形態を詳細に説明する。本実施の形態では駆動源として左右の後輪のそれぞれにインホイールモータを組み込んでいる。
図１は実施の形態にかかる三輪車の外観側面図である。
三輪車１の車体２の主骨格は、前上部から中間底部を経て後上部にわたるサイドフレーム３を左右に有し、その間を不図示のクロスフレームでつないで構成されている。
車体２の前端に設けたヘッドパイプ８にハンドル軸９が回転可能に支持され、ハンドル軸９から下方に延びるフロントフォーク１０の下端に前輪１１が支持されている。ハンドル軸９の上端には操向ハンドル１１が取り付けられる。
なお、フロントフォーク１０はスプリングおよびショックアブソーバを内蔵し、フロントサスペンションを構成している。

車体２の後端上部には収納ボックス４が形成され、収納ボックス４上にシート５が配置されている。そして、車体２の前後方向中間の底部には左右のサイドフレーム３の間にバッテリ格納室６を形成してある。バッテリ格納室６に配置されたバッテリからは不図示の制御装置を経てインホイールモータ３１（図４参照）へ電源が供給される。
車体２の後部にはリアサスペンション２０が連結されている。また、サイドフレーム３の後上端部に結合されて、荷台５０が後方に延びている。

リアサスペンション２０は、サスペンションアーム２１と、スプリング・ダンパユニット３５とバランサレバー４０を含む。
サスペンションアーム２１は車体２のバッテリ格納室６より後方位置に遥動可能に支持され、先端に後輪３０を支持する。
スプリング・ダンパユニット３５は、スプリングおよびショックアブソーバからなり、車体２側に回転可能に支持されたバランサレバー４０とサスペンションアーム２１の間に連結されている。

以下、リアサスペンション２０の詳細について説明する。
図２はリアサスペンション２０まわりの拡大平面図、図３はリアサスペンション２０の背面図、図４は左後輪にかかる構造を右後上方から見た斜視図である。
なお、煩雑を避けるため、図２において中心線より下はバランサレバー４０およびスプリング・ダンパユニット３５Ｌを省いている。また図３、図４ではサスペンションアーム上のキャリパ２８を省いている。
左右のサスペンションアーム２１（２１Ｌ、２１Ｒ）は独立しており、左右対称に設けられている。各サスペンションアーム２１はそれぞれ、主アーム２２と副アーム２３を主アーム２２の中間の先端寄りで斜めに結合し、根元側で離間させて軸部材２４にそれぞれ結合して構成してある。ここでは、主アーム２２は断面矩形の角パイプを用い、副アーム２３は断面円形の丸パイプを用いている。
主アーム２２は左右方向外側で軸部材２４から垂直に延び、副アーム２３は内側に位置している。
なお、以下では左右が対になる部材について、一方を特定する場合にはＬまたはＲの添え字を付すが、共通の事項については添え字を付さないで説明する。

車体２には、ブラケットマウント１３がその両端を左右のサイドフレーム３に結合して設けられている。
ブラケットマウント１３は、サスペンションアーム２１Ｌ、２１Ｒの軸部材２４の長さに対応する間隔をもちそれぞれピン穴を有する各一対のヒンジブラケット１５（１５ｏ、１５ｉ）を、ベース板１４の後方に向いた面上に左右方向に並べて構成されている。なお、左右最外側のヒンジブラケット１５ｏはベース板１４から前方に延びてサイドフレーム３への結合部材を兼ねている。
サスペンションアーム２１は、それぞれ軸部材２４を貫通するヒンジピン４５でブラケットマウント１３のヒンジブラケット１５に支持させてある。
ヒンジピン４５を支持するヒンジブラケット１５の各ピン穴は左右方向水平に延びる直線上に並んでおり、これにより、左右のサスペンションアーム２１Ｌ、２１Ｒは、当該直線を共通の遥動軸線Ｓとして、互いに独立して車体２に対し上下に遥動可能である。

サスペンションアーム２１の主アーム２２の中間の上壁には、スプリング・ダンパユニット３５（３５Ｌ、３５Ｒ）を連結するヒンジブラケット２６が設けられている。ヒンジブラケット２６は主アーム２２の長手方向に平行でかつ対向する２つのフランジを備えたコ字形である。
サスペンションアーム２１（主アーム２２）の先端には左右方向外方へ水平に延びるホイール支持軸２５を設けてある。
ホイール支持軸２５にはインホイールモータ３１を組み付けた後輪３０（３０Ｌ、３０Ｒ）が取り付けられる。
なお、ホイール支持軸２５は筒状をなし、その筒穴２５ａ（図４参照）は主アーム２２をなす角パイプの内側側壁に開口して、インホイールモータ３１へ電源を供給する図示しない配線の通路となる。
さらに、主アーム２２におけるホイール支持軸２５近傍の上壁には、後輪のブレーキディスク３２と組み合わせてブレーキ装置を構成するキャリパ２８が取り付けられる。

つぎに、左右のサイドフレーム３からは、その後部上端とブラケットマウント１３位置との略中間の高さから、後壁１６ａを左右方向に沿わせたサブフレーム１６が後方に突出している。
サブフレーム１６の後壁１６ａの左右方向中央にはバランサレバー４０を回転可能に支持する支持軸１７が設けられている。
バランサレバー４０は、中央部に支持軸１７が貫通する軸穴を有し、左右端からはそれぞれ２枚の対向するフランジからなるヒンジブラケット４２（４２Ｌ、４２Ｒ）を外方に向けて延ばしている。
ヒンジブラケット４２のフランジは支持軸１７回りのバランサレバー４０の回転面と平行である。

スプリング・ダンパユニット３５は両端にボールジョイント３６ａ、３６ｂを備え、一端のボールジョイント３６ａはバランサレバー４０のヒンジブラケット４２に連結ピン４６で連結され、他端のボールジョイント３６ｂはサスペンションアーム２１のヒンジブラケット２６に連結ピン４７により連結されている。
バランサレバー４０の各ヒンジブラケット４２Ｌ、４２Ｒのピン穴（スプリング・ダンパユニット３５Ｌ、３５Ｒのボールジョイント３６ａとの連結点）はバランサレバー４０の回転中心（支持軸１７）から等距離に設定されている。

また、バランサレバー４０のヒンジブラケット４２Ｌとスプリング・ダンパユニット３５Ｌのボールジョイント３６ａ（図３では連結ピン４６）、ヒンジブラケット４２Ｒとスプリング・ダンパユニット３５Ｒのボールジョイント３６ａ（連結ピン４６）の各連結点間の距離ｗ１は、サスペンションアーム２１Ｌのヒンジブラケット２６とスプリング・ダンパユニット３５Ｌのボールジョイント３６ｂ、サスペンションアーム２１Ｒのヒンジブラケット２６とスプリング・ダンパユニット３５Ｒのボールジョイント３６ｂの各連結点間の距離ｗ２と同一に設定され、これにより、後方から見たとき、左右のスプリング・ダンパユニット３５Ｌ、３５Ｒは互いに平行となっている。
なお、ここではバランサレバー４０の回転中心は左右のヒンジブラケット４２Ｌ、４２Ｒのピン穴（スプリング・ダンパユニット３５Ｌ、３５Ｒのボールジョイント３６ａとの連結点）を結ぶ線より下方にずれている。

バランサレバー４０を支持する支持軸１７は側方から見たときスプリング・ダンパユニット３５の軸に対してほぼ垂直となるように設定される。
バランサレバー４０を支持する支持軸１７の先端面にはねじ穴１８が形成されており、荷台補助ステー５２を取り付けるようになっている。
荷台５０の平面形は任意であるが、例えば矩形の枠形状とすることができる。荷台補助ステー５２は荷台５０の後左右端から下方中央寄りに延びるパイプ５３の前端をブラケット５４に結合して構成され、そのブラケット５４がボルトにより支持軸１７の先端に取り付けられる。
図２には煩雑を避けるため、荷台５０および荷台補助ステー５２は図示省略し、図４〜図６にも荷台補助ステー５２は図示省略している。

以上のように構成された三輪車１は、平坦路を直進走行している状態では、図３に示すように、車体２が垂直姿勢で左右のサスペンションアーム２１Ｌ、２２１Ｒのホイール支持軸２５は水平な一直線上に整列し、したがって左右の後輪３０Ｌ、３０Ｒは車体２の上下中心線に対して互いに対称となっており、それぞれ垂直に立っている。
なお、ここでは乗員、車体および荷等の荷重が車体２の上下中心線上にかかっているものとする。
つぎに曲がりに入って車体２が傾斜すると、サスペンションアーム２１Ｌ、２１Ｒを支持しているブラケットマウント１３が車体２とともに傾斜するので、図５に示すように、各サスペンションアームに支持される後輪３０Ｌ、３０Ｒも車体２と同角度に傾斜する。

このとき、路面からの反力である後輪荷重を受ける左右のスプリング・ダンパユニット３５Ｌ、３５Ｒは、互いにバランサレバー４０に連結されているので、左右いずれか一方の後輪、例えば左後輪３０Ｌの後輪荷重が大きくなってそのスプリング・ダンパユニット３５Ｌに入力されるとバランサレバー４０を介して他方のスプリング・ダンパユニット３５Ｒに伝達される結果、左右のスプリング・ダンパユニット３５Ｌ、３５Ｒが受ける後輪荷重は均等化される。
後輪荷重はスプリング・ダンパユニット３５のスプリング力と等価である。したがって、左右の後輪３０Ｌ、３０Ｒは傾斜しても均等なスプリング力により均等な接地状態を保持する。
なお、入力する荷重が均等化された左右のスプリング・ダンパユニット３５Ｌ、３５Ｒはその伸縮量も同じとなる。

図５に示されるように、左右の後輪３０Ｌ、３０Ｒは接地しているので、各後輪を支持する左右のサスペンションアーム２１Ｌ、２１Ｒの遥動軸線Ｓまわりの角度は変化し、車体２が左へ傾斜した場合には相対的に左のサスペンションアーム２１Ｌは上方へ回動し右のサスペンションアーム２１Ｒは下方へ回動する。車体２が右へ傾斜した場合にはこの逆となる。
いずれの場合も、左右のスプリング・ダンパユニット３５Ｌ、３５Ｒが受ける後輪荷重が同じなので、その長さも変わらず、したがってバランサレバー４０は車体２に対して回転することになる。

また、悪路で一方の後輪、例えば右後輪３０Ｒだけが凸部に乗り上げたときには、図６に示すように、当該後輪を支持するサスペンションアーム２１Ｒのみが回動し、車体２はこれによって傾斜することはない。この場合、右後輪３０Ｒのスプリング・ダンパユニット３５Ｒは縮んでスプリング力が増大するが、バランサレバー４０が回転して左右のスプリング・ダンパユニット３５Ｌ、３５Ｒのスプリング力が均等化される。

本実施の形態では、スプリング・ダンパユニット３５Ｌ、３５Ｒが考案におけるスプリングに該当する。

実施の形態は以上のように構成され、リアサスペンション２０が、各後輪３０Ｌ、３０Ｒを支持して車体２の左右方向に延びる遥動軸線Ｓまわりに互いに独立して回動可能な左右のサスペンションアーム２１Ｌ、２１Ｒと、遥動軸線Ｓよりも高い位置で車体２に対して支持軸１７まわりに回転可能に設けたバランサレバー４０と、支持軸１７を挟んだバランサレバー４０の左右両端のヒンジブラケット４２Ｌ、４２Ｒと左右のサスペンションアーム２１Ｌ、２１Ｒのヒンジブラケット２６、２６との間にそれぞれ連結した左右のスプリング・ダンパユニット３５Ｌ、３５Ｒとを有するものとしたので、曲がりに際して車体２が傾斜するのに伴って後輪３０Ｌ、３０Ｒも同方向に傾斜して、通常の二輪車と同様の運転感覚が得られる。
そして、バランサレバー４０を介して左右のスプリング・ダンパユニット３５Ｌ、３５Ｒが接続されていることにより、スプリング力が均等化され、左右の後輪３０Ｌ、３０Ｒは傾斜しても均等な接地状態を保持することができる。

とくに、左右のサスペンションアーム２１Ｌ、２１Ｒとスプリング・ダンパユニット３５Ｌ、３５Ｒの連結点間の距離と、バランサレバー４０のヒンジブラケット４２Ｌ、４２Ｒとスプリング・ダンパユニット３５Ｌ、３５Ｒの連結点間の距離が同一に設定されているので、スプリング・ダンパユニット３５Ｌ、３５Ｒの伸縮方向がサスペンションアーム２１Ｌ、２１Ｒの遥動面と略並行となる、したがって、スプリング・ダンパユニット３５Ｌ、３５Ｒによってサスペンションアーム２１Ｌ、２１Ｒがこじられることはなく、リアサスペンション２０の高い耐久性が確保される。

バランサレバー４０を支持する支持軸１７の先端には荷台補助ステー５２のブラケット５４を取り付けているので、別途の荷台補助ステー取り付け部を必要とせず、全体構成が簡素となる。

左右の後輪３０Ｌ、３０Ｒはそれぞれに組み込まれたインホイールモータ３１で駆動されるので、共通の駆動源から複雑な伝達系を経て両輪を駆動する場合と比較して、簡単な構造で、しかも均等な接地性と相俟って常時両輪の安定した駆動が確保される。

なお、実施の形態はあくまでも本考案の１つの形態を示したもので、車体形状や、サスペンションアームその他の形状等は図示のものに限定されない。
例えば、サスペンションアーム２１のホイール支持軸２５を左右方向水平に延びるものとしたが、これに限定されず、走行特性の要求に応じて左右のホイール支持軸２５を互いに若干傾けてキャンバを持たせてもよい。
あるいはこれに対応させて、さらにサスペンションアーム２１の遥動軸線Ｓも左右異ならせてそれぞれ傾斜させることもできる。この場合、バランサレバー４０とスプリング・ダンパユニット３５Ｌ、３５Ｒの左右の連結点間の距離をサスペンションアーム２１Ｌ、２１Ｒとスプリング・ダンパユニット３５Ｌ、３５Ｒの左右の連結点間の距離よりも小さくして、スプリング・ダンパユニット３５Ｌ、３５Ｒの伸縮方向が対応するサスペンションアーム２１Ｌ、２１Ｒの遥動面と略並行となるように傾斜させてもよい。

また、後輪の駆動は、実施の形態のように左右それぞれインホイールモータによるのが最も好ましいが、必要に応じて単一のエンジンの出力を２系統に分割してチェーンやベルトにより各後輪３０Ｌ、３０Ｒに伝達するようにしてもよい。この場合でも車体２が傾斜するのに伴って後輪３０Ｌ、３０Ｒも同方向に傾斜して、通常の二輪車と同様の運転感覚が得られるとともに、均等な接地状態を保持することができる。

さらに、スプリング・ダンパユニット３５とバランサレバー４０およびサスペンションアーム２１の各ヒンジブラケットとの連結にはボールジョイント３６ａ、３６ｂを用いているが、本考案はこれに限定されず、負荷やレイアウトに応じて例えばユニバーサルジョイントやピボットジョイントその他任意のジョイントを使用することができる。

１三輪車
２車体
３サイドフレーム
４収納ボックス
５シート
６バッテリ格納室
８ヘッドパイプ
９ハンドル軸
１０フロントフォーク
１１操向ハンドル
１３ブラケットマウント
１４ベース板
１５、１５ｏ、１５ｉヒンジブラケット
１６サブフレーム
１６ａ後壁
１７支持軸
１８ねじ穴
２０リアサスペンション
２１、２１Ｒ、２１Ｌサスペンションアーム
２２主アーム
２３副アーム
２４軸部材
２５ホイール支持軸
２５ａ筒穴
２６ヒンジブラケット
２８キャリパ
３０、３０Ｌ、３０Ｒ後輪
３１インホイールモータ
３２ブレーキディスク
３５スプリング・ダンパユニット（スプリング）
３６ａ、３６ｂボールジョイント
４０バランサレバー
４２、４２Ｌ、４２Ｒヒンジブラケット
４５ヒンジピン
４６、４７連結ピン
５０荷台
５２荷台補助ステー
５３パイプ
５４ブラケット
５５ボルト
Ｓ遥動軸線

Claims

単一の前輪と左右一対の後輪を備える三輪車であって、
前記後輪を懸架するリアサスペンションを備え、
該リアサスペンションが、
各後輪を支持して車体の左右方向に延びる遥動軸線まわりに互いに独立して回動可能な左右のサスペンションアームと、
前記遥動軸線よりも高い位置に車体に対して回転可能に設けたバランサレバーと、
該バランサレバーの回転軸を挟んだ左右両端と前記左右のサスペンションアームとの間にそれぞれ連結した左右のスプリングと
を有することを特徴とする三輪車。
前記左右の後輪はそれぞれインホイールモータで駆動されるものであることを特徴とする請求項１に記載の三輪車。