JP3981966B2 - 並行二輪走行車 - Google Patents

Description

一対の車輪による、左右の並行に構成した、並行二輪にすることによって、コンパクト化を実現する二輪走行車が、その構造上、前後に倒れやすくなるものを、搭乗者が走行車にぶら下がる形態にすることにより、安定して走行できるようにした二輪車に関するものである。

現在の並行二輪車は、電子制御による自己バランス保持機能を施したものがある。
特許文献１は、作動指令を送る制御コンピューターにより、算出された制御トルク相当の作動を、車輪駆動用モータに指令する姿勢制御方法を実現し、
特許文献２は、左右の車輪を別々のモーターで、逆方向に回転させることにより、車体の右側と左側が反対方向へ引っ張られ、これにより、一方向だけへの傾きではなくなるので、転倒しない仕組みを構築している。
特開昭６３−３０５０８２号公報 特開２００４−２６２３７４号公報

こういった精密機器ではなく、単純な力のモーメントを利用した、単純な構造で、常に重心が不安定な状況にある車体のバランスを補正し続けて、転倒し難くする原理の構築を電子制御を使わずに、安価に製造できるよう目指す。
現在の二輪走行車は、車輪が車体の前後の直線上を構成している一般的なものも、電子制御による並行二輪車も、どちらも、搭乗者が車体フレームの上から乗る形態である。これを、搭乗者が車体にぶら下がる形態にすることによって、自らの重心が中心に落ち着こうとする構造になり、転倒しにくく、安定して走行しやすい二輪車になる。
しかし、車輪の中心軸にぶら下がる形状にすると、巨大な車輪にならざるを得ず、いかにして、車輪を人間の扱える大きさに制限し、最大の場合で、使用する人間の胸くらいまでの大きさに制限するには、搭乗者を吊り下げる支点を、車輪軸から、車輪上部に移行させる必要がある。

本発明による並行二輪走行車は、各車輪（８）の側面に円周より一回り小さな、接地しない輪郭レール（９）を設け、これに、２箇以上の可動ローラー（１３）を両端部に設けたブリッジ（１２）を架設し、このブリッジ（１２）が、車輪間にぶら下がる形状の座席フレーム（１）を支持し、ここに搭乗者が搭乗するようにする。

この形態にすると、各ブリッジ（１２）の、離間した２箇所のローラー（１３）により形成された４点、つまり、搭乗者の前後左右の４点に、搭乗者及び座席フレーム（１）の荷重を分散させることになり、この４方形の範囲内に搭乗者の重心がある限りは、転倒の可能性は極めて低い。
また、吊り下げ形態なので、力のモーメントの働きにより、重心が、絶えず車体の中心に戻ろうとするので、重心が４方形の範囲内から突出することは少ない。
また、搭乗部分の底部に重量が加わるほど、安定する走行車となる。すなわち、搭乗者の座席を低くくし、身体を低い位置にするほど、あるいは、搭乗部分の底部にエンジン、燃料タンク、あるいは、モーター、バッテリー等を設備して重量を加えると安定すると同時に、自動二輪形式にもなる。
これによって、電子制御ではなく、単純な力のモーメントの作用によって、安価な並行二輪走行車の開発を実現した。

図９概念図にて、搭乗者の重心は、ブリッジ（１２）より下方にあり、且つ、座席フレーム吊り下げ位置（１８）の真下にあることが望ましいが、仮に上方にあっても、それが理由で即座に転倒するということはない。車輪より上に重心があっても、従来の一輪車を搭乗する場合と同じく、乗り手の技量により走行は続けられる。且つ、重心は一輪車の場合の車輪の接地部分の一点ではなく、前側ローラー（１６）と後側ローラー（１７）の範囲内であれば、転倒することはないので、従来の一輪車より、容易な操作性なにる。
この走行車が転倒する現象として、二例がある。一例は、走行車そのものが転倒する場合であり、もう一例は、前側ローラー（１６）と、後側ローラー（１７）の両方が車輪の頂点（１９）より、どちらか片側へ移行した場合である。そうなる理由は、重心が前側ローラー（１６）の垂直線上よりさらに前方へ、あるいは、後側ローラー（１７）の垂直線上よりさらに後方へ移行した場合である。これは乗り手の操作、技量により変化することになる。当然、急加速、急停止は重心の変化が大きく、そうした時は乗り手の俊敏な態勢変化により、転倒を免れるようになる。そういうスポーティー性の新感覚がある。

一対の車輪による左右の並行に構成した、並行二輪走行車にした場合、車体の前後寸法が短くなり、飛躍的なコンパクト化が実現する。
現状の二輪車より、横に倒れる危険性が減少する。
容易に屋根等を造作できる。
今までにない、スポーツ性の強いデザインが人に元気を与える。
身長の低い子供ほど重心が下なので、バランスが安定し、従来の自転車よりも容易に乗られるようになる。
ジョギングから、ランニング程度の速度ならば、転倒の可能性は低いが、高速走行をする場合は、搭乗者の操作能力、バランス感覚に負うこととなる。従来にない形と、操作性なので、新ジャンルのサイクル・スポーツとなる。

一対の車輪（８）に、車輪より一回り小さい輪郭レール（９）を設ける。図３図４では車輪の内側に輪郭レール（９）を取り付けているので、現状の車イスの車輪手すりを内側に持ってきた形態に似ているが、輪郭レール（９）は必ずしも内側でなくても良く、外側、乃至、車輪の両側でも良い。この輪郭レール（９）は人体重相当の荷重に耐えられる頑強なものとする。
この一対の車輪を、クランク・シャフト（１５）で左右に連結し、車輪の中間に人間の居場所が出来る空間を用意しておく。
２箇以上のローラー（１３）を両端部に設けたブリッジ（１２）を、輪郭レール（９）に架設し、このブリッジ（１２）が、図５、図６に図示する座席フレーム（１）を支持して、荷重が４基のローラーに等分に掛かるようにする。

図３は、自転車の場合で図示しているが、自転車の場合としての駆動は、搭乗者がペダル（３）を漕いで、チェーンリング（４）を回転し、それをチェーン（１０）によって、スプロケット（５）に伝達し、この回転を、シャフト（２２）によって、横位置の一対のスプロケット（６）に伝え、ここから、チェーン（２０）伝動により、車輪に固定された最終スプロケット（７）を回転させ、車輪を回転させるようにする。
これは、チェーン伝動とスプロケットだけではなく、従来の、ベルト伝動とプーリー、傘歯歯車とドライブシャフト等、伝動できれば、どのような形態でもよい。
また、必要に応じて、左右の車輪の回転数に差を生じさせて駆動する、例えば自動車の差動歯車装置のような、既知の機構を組み込む。

エンジン、乃至、モーター等の駆動装置による自動二輪車形態にする場合は、座席フレーム（１）の下部空間に、駆動装置を載せ、回転を直にシャフト（２２）に伝え、それから後の原理は上記載と同じである。

図９の座席フレーム（１）の吊り下げ位置（１８）を、可動式とすることにより、搭乗者はちょうどブランコに乗るように、前後に揺れ動く座席フレーム（１）に搭乗するようになる。これによって、搭乗者は、走行車の重心を操るのが容易になる。
あるいは、不可動式にして、座席フレーム（１）を揺らさない形式がある。
どちらの場合でも、座席フレーム（１）自体は、レール滑走により、力のモーメントが働いて、重心は車体の中心に戻ろうとする。
不可動式の場合は、座席フレーム（１）を吊り下げる部位を図示のように一カ所ではなく、複数にしても良い。
この座席フレーム（１）を揺れ動く形式にした場合、前後に揺れる都度、スプロケット（６）とスプロケット（７）の距離が若干変動する。この場合、図示してないが、従来の技術としてチェーンにテンションをかませるようにする。

ブレーキ構造は、図示してないが、従来の二輪車と同じく、レバー等により行い、右側レバーでは右の車輪を制動し、左側レバーでは左の車輪を制動するようにし、現状の戦車やローラー車等が行っている、信地旋回により操蛇が可能となる。

座席フレーム（１）は様々な形が考案できる。図５、図６は、前方からでも、後方からでも、乗り降りできる形態としての一例である。特に、後ろに転倒しそうになった時、容易に後足を出して立って降りられるようにするには、この図示のように、後ろから乗り降りできる、体全体をぐるりと囲むフレームが望ましい。

図７、輪郭レール（９）は断面で図示している。ローラー（１３）の内部は図示してないが、ベアリングにより、転がり抵抗の動作となる。輪郭レール（９）上のローラー（１３）が揺れた時、座席フレーム（１）が飛び上がらないために下側のローラー（１３）を必要とする。このローラー（１３）も、輪郭レール（９）も、ブリッジ（１２）も、座席フレーム（１）とブリッジ（１２）の継手になるアーム（１４）も、目的を達するのであれは、どんな形状でも良い。
輪郭レール（９）にゴミ等が付着すると、ローラー（１３）の動きが悪くなるので、フード等を装着して汚れにくくしておくのが望ましい。

図３、図４では省略しているが、この、図１０のクランク・シャフト（１５）は、一対の車輪を連結するのに必要である。クランク・シャフト（１５）は現状の車イスのように直線ではなく、折れ曲がった形にして座席フレーム（１）の邪魔にならないようにするが、強度が保てれば、どのような形状でも良い。
図１０のように、垂れ下がる形の場合、揺れ動く度に座席フレーム（１）に衝突するので、座席フレーム（１）下部に受けのストッパーを必要とする。
別形態として、折れ曲がり寸法が短いほど、強度があるので、理想としては、垂れ下げ方式よりも、座席フレーム（１）前側にシャフト受けを設けて、搭乗者の腹部の前辺りに来るようにする。そうすると、車体前方からの乗り降りはできなくなるが、このクランク・シャフト（１５）に身体受けの安全具等も取り付けられる。あるいは、下部のクランク・シャフト（１５）もそのまま残し、複数のクランク・シャフト（１５）で継なげば、より強固に車輪を連結できる。

人物が搭乗して走行している並行二輪走行車を示した斜視図である。 人物がハンドルを持って立ち止まっている場面を示した側面図である。 斜視分解図である。 正面図である。 座席フレームの側面図である。 座席フレームの正面図である。 輪郭レールを挟むローラーを示した図である。 輪郭レールを挟むローラーの斜視図である。 側面から示した、この発明の概念図である。 車輪シャフトの一例を示した斜視分解図である。

符号の説明

１ 座席フレーム
２ サドル
３ ペダル
４ チェーンホイル
５ スプロケット（一次）
６ スプロケット（二次）
７ スプロケット（最終）
８ タイヤ
９ 輪郭レール
１０ チェーン（一次）
１１ サドル立て
１２ ブリッジ
１３ ローラー
１４ アーム
１５ クランク・シャフト
１６ ローラー（前側、概念）
１７ ローラー（後側、概念）
１８ 吊り下げ位置
１９ タイヤの頂点
２０ チェーン（二次）
２１ 足置き、兼、駆動シャフトカバー
２２ シャフト（駆動用）
２３ 人物
２４ 並行二輪走行車

Claims (1)

1. 側面に、外周より小さな、輪郭レール（９）を設けた車輪（８）を、左右に配置し、クランク・シャフト（１５）で連結して、一対とし、この、双方の車輪（８）の輪郭レール（９）の頂部に、複数のローラー（１３）を持ち、輪郭レール（９）上を、自由に移動するブリッジ（１２）を架設し、このブリッジ（１２）が、搭乗者が搭乗するための、吊り下げ型の座席フレーム（１）を支持することを、特徴とする、人力、乃至、駆動装置の動力にて、走行する並行二輪走行車。

Images