JP5066745B2

JP5066745B2 - 揺動車両

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Publication number: JP5066745B2
Application number: JP2009211118A
Authority: JP
Inventors: 秀樹取田
Original assignee: Toyota Motor East Japan Inc
Current assignee: Toyota Motor East Japan Inc
Priority date: 2009-09-11
Filing date: 2009-09-11
Publication date: 2012-11-07
Anticipated expiration: 2029-09-11
Also published as: JP2011057150A

Description

本発明は、サスペンションアームに対して車体フレームが左右に揺動する揺動車両に関する。

従来、揺動車両の一つとして、特許文献１に記載された三輪車が知られている。図１４（ａ）は、特許文献１に記載された三輪車の模式的な立体図である。この三輪車１は、後輪に回転を伝えるデファレンシャルギアボックス２が車体に対して左右に揺動可能に設けられかつデファレンシャルギアボックス２から左右に延びるサスペンションアーム３，４で左右の後輪５，６を支持する構成である。

さらに、上記三輪車１は、ハンドル７の向き（＝前輪８の向き）を変えるコーナリング走行時に、揺動側車体である車体フレーム側、又は非揺動側車体であるサスペンションアーム側に加わる力の角度を検出し、この検出角度に応じて車体フレーム側とサスペンションアーム側との相対揺動角度を制御し、路面の傾斜に影響されずに車体の揺動角度を制御する車体揺動角度制御装置を備えて構成されている。

図１４（ａ）に示す特許文献１に記載された三輪車１は、後輪の片方が路肩脱輪した時に脱輪側のサスペンションアームが路肩に干渉し走行不能になると共に横滑りが起きる虞がある。図１４（ｂ）は、平地走行時の前輪と左右の後輪とを平面視した位置関係を示し、図１４（ｃ）は、図１４（ｃ）に示す路面切欠き部の走行時の前輪と左右の後輪とを平面視した位置関係を示す。図１４（ｄ）は、この三輪車１が路面幅方向に傾斜した路面切欠き部を走行したときの前輪の軌跡Ｆ１と右後輪の軌跡Ｒ１と左後輪の軌跡Ｌ１とを示す。図１４（ｂ），（ｃ）に示すように、Ａ＝Ｂ、Ｃ＜Ｄの関係がある。

また、他の揺動車両として、特許文献２に記載された三輪車が知られている。図１５（ａ）は、特許文献２に記載された三輪車の模式的な立体図である。この三輪車１０は、デファレンシャル装置１１に左右一対の後フォーク１２，１３を上下スイング自在に取り付け、これらの後フォーク１２，１３の後端部に後輪１４，１５を回転自在に取り付けた構成である。図１５（ｂ），（ｃ）は、図１５（ａ）に示す特許文献２に記載された三輪車１０の路面切欠き部の走行時の前輪１６と左右の後輪１４，１５について、平面視した位置関係を示す図及び車両後方視した位置関係を示す図である。図１５（ｄ）は、この三輪車１０が路面幅方向に傾斜した路面切欠き部を走行したときの前輪の軌跡Ｆ_１０と右後輪の軌跡Ｒ_１０と左後輪の軌跡Ｌ_１０とを示す。図１５（ｂ），（ｃ）に示すように、Ａ＜Ｂ、Ｃ＝Ｄの関係がある。

また、他の揺動車両として、特許文献３に記載された三輪車が知られている。この三輪車は、車体フレームに支持されるサスペンションアームを左右に且つ上下に設けることでダブルウイッシュボーン式サスペンションにするとともにこのダブルウイッシュボーン式サスペンションで左右の駆動輪を支持し、サスペンションアームに対して車体フレームを左右に揺動可能とし、これらの駆動輪を前後に延ばしたドライブシャフトを介して駆動源側に連結した構成である。

特開２００５−０８８７４２号公報特開昭６１−１２５９７３号公報特開２００５−１０４４５号公報

特許文献１に記載された三輪車１は、後輪の片方が路肩脱輪した時に脱輪側のサスペンションアームが路肩に干渉し走行不能になると共に横滑りが起きる虞がある。また、この三輪車１は、路面幅方向に傾斜した路面切欠き部の走行時での左右の後輪のトレッドに変化が無いが、後輪が谷川へ移動量ｅを伴って走行するので、相対的に前輪が山側に向いて走ろうとする走行変化が生じる。このため、図１４（ｄ）に示すように進路が乱れる、という問題がある。

特許文献２に記載された三輪車１０は、路面幅方向に傾斜した路面切欠き部の走行時での左右の後輪のトレッドに変化が有るため、後輪の滑りやタイヤを横方向へ開くためのエネルギーが発生することから姿勢制御のロスが大きく安定性も劣る。

特許文献３に記載された三輪車は、後輪の片方が路肩脱輪した時に脱輪側のロアアームが路肩に干渉し走行不能になると共に横滑りが起きる虞がある。また、この三輪車は、フレーム及びサスペンションの構造が複雑である。

本発明は、上述した点に鑑み案出されたもので、後輪の片方が路肩脱輪した時にサスペンションアームが路肩に干渉し走行不能になることが回避され、路面幅方向に傾斜した路面切欠き部の走行時で後輪のトレッドに変化が無く、前輪と後輪の進路の乱れが少なく、走行安定性が高く、ロスの少ない姿勢制御が可能である揺動車両を提供することを目的としている。

また、本発明は、後輪の片方が路肩脱輪した時にサスペンションアームが路肩に干渉し走行不能になることが回避され、路面幅方向に傾斜した路面切欠き部の走行時で後輪のトレッドに変化が無く、前輪と後輪の進路の乱れが少なく、走行安定性が高く、ロスの少ない姿勢制御が可能であり、さらにコーナリング走行時に遠心力に打ち勝てる運転姿勢を取り易く、路幅方向に傾斜した路面走行時でも座席を平らに維持して運転が行える揺動車両を提供することを目的としている。

上記目的を達成するため、第１の発明に係る揺動車両は、前輪と、ハンドルと、下端に前輪を軸支する前輪支持部を有し、上端にハンドルを固定するハンドル固定部を有するシャフトフレームと、シャフトフレームに支持され前輪を駆動する走行用モータと、先端にシャフトフレームを回転可能に支持するシャフトフレーム枢支部を有し、中間位置にステップ支持部を有し、後部に車両後方へＬ字形に立ち上がるＬ字形部を有する車体フレームと、左右の後輪と、各下端部で同側の後輪を軸支する左右のハブと、両端部で左右のハブの上端部を該ハブが垂直面内に揺動可能であるように枢着しかつ中央部が車体フレームのＬ字形部の後端部に垂直回動可能であるように枢支されたアッパーアーム部と、からなるコ字形リンクと、車両左右方向に延びていて中央部が車体フレームのステップ支持部の後端部に対して車両後方側に近接して位置されたトーションバー部と、トーションバー部の両端よりそれぞれ一体に後輪の内側に延びていて、かつ後端部で同側のハブの下端部を該ハブが垂直面内に揺動可能であるように枢支する左右のロアアーム部と、からなるコ字形アームと、車体フレームのステップ支持部の後端部に該ステップ支持部の軸線の回りに回転可能に連結された車体連結部と、車体連結部の後端にトーションバー部の中央部を該トーションバー部が垂直面内に揺動可能であるように支持するトーションバー連結部と、を有してなる連結部材と、上記車体フレームのＬ字形部に固定された座席と、を備え、アッパーアーム部は板ばねからなることを特徴とする。

上記構成によれば、車体を後方視したときに、左右の後輪は、アッパーアーム部と左右のハブとトーションバー部とからなる仮想の平行四辺形リンクで実質的に支持された状態にある。この仮想の平行四辺形リンクは、トーションバー部の中央部を回転可能に支持する車体フレームのステップ支持部の後端部と、アッパーアーム部の中央部を回転可能に支持する車体フレームのＬ字形部の後端部とで２点支持され、車体を後方視したときに、平行四辺形に変形するから、左右のハブがほぼ垂直に維持されたままシーソーの如く変化する。従って、左右の後輪も、左右の縦長のハブの下部の揺動に従って変化する。

上記構成によれば、左右の後輪が、シーソーの如く変化する左右の縦長のハブの下部の揺動に従って変化することに加え、後輪の路肩脱輪時には、車体フレームのステップ支持部の後端部に回転可能に連結された連結部材のトーションバー連結部に中央を回転可能に支持されたトーションバー部が、脱輪側に傾斜下降することによって脱輪側のロアアーム部が下降し、さらにトーションバー部が回動して脱輪側のロアアーム部の後端が下降する。
このため、上記構成では、前輪と脱輪しない側の後輪が路面に設置すると共に脱輪した後輪も路肩下の路面に設置し、後輪の路肩脱輪時にハブ及びロアアーム部が路肩に当らず、特許文献１、３の揺動車両のようなサスペンションアームも無いので安全性が頗る向上する。

また、路面幅方向に傾斜した路面の走行時は、左右のハブがシーソーの如く変化し、左右の後輪の間隔が狭まり、かつ車体を後方視したとき、前輪と左右の後輪とが路面幅方向に一直線の傾斜線に設置した状態に並び、トレッドに変化が生じないから、前輪と後輪の進路の乱れが少なく走行安定性が高くロスの少ない姿勢制御が可能である。

さらに、コーナリングするときには、ハンドルを曲がる方向に曲げれば、かつ車速に応じて重心をコーナー内側に移動し車体と座席を傾ければ、遠心力を小さくすることができ、このとき、左右の後輪は、シーソーの如く位置を変化し路面に安定して接地走行しうるから、走行安定性が高い姿勢制御が可能である。

上記目的を達成するため、第２の発明に係る揺動車両は、前輪と、ハンドルと、下端に前輪を軸支する前輪支持部を有し、上端にハンドルを固定するハンドル固定部を有するシャフトフレームと、シャフトフレームに支持され前輪を駆動する走行用モータと、先端にシャフトフレームを回転可能に支持するシャフトフレーム枢支部を有し、中間位置にステップ支持部を有し、後部に車両後方へＬ字形に立ち上がるＬ字形部を有する車体フレームと、左右の後輪と、各下端部で同側の後輪を軸支する左右のハブと、両端部で左右のハブの上端部を該ハブが垂直面内に揺動可能であるように枢着しかつ中央部が車体フレームのＬ字形部の後端部に垂直回動可能であるように枢支されたアッパーアーム部と、からなるコ字形リンクと、車両左右方向に延びていて中央部が車体フレームのステップ支持部の後端部に対して車両後方側に近接して位置されたトーションバー部と、トーションバー部の両端よりそれぞれ一体に後輪の内側に延びていて、かつ後端部で同側のハブの下端部を該ハブが垂直面内に揺動可能であるように枢支する左右のロアアーム部と、からなるコ字形アームと、車体フレームのステップ支持部の後端部に該ステップ支持部の軸線の回りに回転可能に連結された車体連結部と、該車体連結部の後端にトーションバー部の中央部を該トーションバー部が垂直面内に揺動可能であるように支持するトーションバー連結部と、を有してなる連結部材と、車体フレームに固定された座席角度修正用モータと、モータの回転で車体連結部を車両左右方向に傾斜揺動させることでコ字形アームのトーションバー部を車体左右方向へ傾斜揺動させる運動伝達機構と、座席角度修正用モータを制御するモータ制御装置と、ハンドルの角度を検出するハンドル角度検出センサと、走行用モータの回転速度を検出するロータリーエンコーダと、からなることを特徴とする。

上記構成によれば、第１の発明に係る揺動車両の構成に、座席角度修正装置を付加した点が相違するので、座席角度修正装置による作用・効果が相違する。

また、路面幅方向に傾斜した路面の走行時は、座席の傾きを即座に検知し、ハンドルの向きを直進方向に保持していれば、座席角度修正装置が遅滞無く作動して座席を水平に保つことができる。

さらに、コーナリングするときには、道路の曲がり方向にハンドルを曲げ、かつ車速に応じて重心をコーナー内側に移動し車体と座席を傾けようとすれば、座席角度修正装置が即座に作動して、車体と座席を傾ける助長作用を生起して車体と座席を傾け、遠心力を小さくすることができる。このとき、左右の後輪は、シーソーの如く位置を変化し路面に安定して接地走行しうるから、走行安定性が高い姿勢制御が可能である。

上記構成によれば、後輪の路肩脱輪時に座席角度修正装置による作用で座席が可及的速やかに水平に復帰するので、運転者の重心が極端に傾斜することがなくなり、安全性がさらに向上する。

以上のように、座席角度修正装置を付加した第２の発明に係る揺動車両では、高齢者の動作を補完して安全運転を行える揺動車両を提供することができる。

上記第１の発明によれば、後輪の片方が路肩脱輪した時にサスペンションアームが路肩に干渉し走行不能になることが回避され、路面幅方向に傾斜した路面切欠き部の走行時で後輪のトレッドに変化が無く、前輪と後輪の進路の乱れが少なく、走行安定性が高く、ロスの少ない姿勢制御が可能である揺動車両を提供することができる。

上記第２の発明によれば、後輪の片方が路肩脱輪した時にサスペンションアームが路肩に干渉して走行不能になることが回避され、路面幅方向に傾斜した路面切欠き部の走行時で後輪のトレッドに変化が無く、前輪と後輪の進路の乱れが少なく、走行安定性が高く、ロスの少ない姿勢制御が可能であり、さらにコーナリング走行時に遠心力に打ち勝てる運転姿勢を取り易く、路幅方向に傾斜した路面走行時でも座席を平らに維持して運転が行える揺動車両を提供することができる。

本発明の実施形態に係る揺動車両の斜視図である。図１に示す揺動車両に備えたセンサの取付位置を示す斜視図である。図１に示す揺動車両のモータ制御装置のブロック回路図である。図１に示す揺動車両の座席角度修正装置を示す要部斜視図である。図１に示す揺動車両の座席角度修正装置を他の方向から示す要部斜視図である。図１に示す揺動車両の連結部材の分解斜視図である。図１に示す揺動車両の連結部材の断面図である。図１に示す揺動車両のコ字形リンクの要部斜視図である。図１に示す揺動車両の路面幅方向に傾斜した路面の走行動作を説明するための車両後方図である。図１に示す揺動車両のコーナリング時の走行動作を説明するための車両後方図である。図１に示す揺動車両の路肩脱輪時を示す側面図である。図１に示す揺動車両の走行動作の説明図である。他実施形態におけるコ字形リンクの要部斜視図である。特許文献１と同等の揺動車両の説明図である。特許文献２と同等の揺動車両の説明図である。

以下、本発明を実施形態に係る揺動車両について図面を参照し説明する。

以下の実施形態では、構成については座席角度修正装置を備えている場合を説明し、作用効果については座席角度修正装置を備えている場合と、備えていない場合の両方について説明する。

図１〜図３に示すように、揺動車両２０は、前輪２１と、ハンドル２２と、シャフトフレーム２３と、走行用モータ２４と、車体フレーム２５と、左右の後輪２６ａ，２６ｂと、左右のハブ２７ａ，２７ｂ及びアッパーアーム部２８からなるコ字形リンク２９と、トーションバー部３０及び左右のロアアーム部３１ａ，３１ｂからなるコ字形アーム３２と、車体フレーム連結部３３ａと、トーションバー連結部３３ｂとを有してなる連結部材３３と、座席３４と、座席角度修正用モータ３５と運動伝達機構３６とモータ制御装置３８とからなる座席角度修正装置３７と、バッテリ３９とを備えてなる。以下、各部について詳細に説明する。

前輪２１とハンドル２２は、シャフトフレーム２３によって支持されている。前輪２１はベアリングで支持された図示しない回転軸を有している。シャフトフレーム２３は、フォーク形状の前輪支持部２３ａで前輪２１に備えた回転軸を支持し、上端のハンドル固定部２３ｂでハンドル２２を固定している。走行用モータ２４は、シャフトフレーム２３の前輪支持部２３ａに固定され前輪２１の図示しない回転軸を直結され前輪２１を回転駆動するようになっている。走行用モータ２４は、図示しない起動スイッチで起動され、かつアクセルレバー４０の操作によって回転数を増減される。

車体フレーム２５は、先端に設けられたシャフトフレーム２３を回転可能に支持するとともに風防４１を支持するシャフトフレーム枢支部２５ａと、該シャフトフレーム枢支部２５ａより車軸の高さまで斜めに下がっていて泥除け４２を支持する泥除け支持部２５ｂと、泥除け支持部２５ｂより車両後方へ水平に延びていてステップ４３を支持するステップ支持部２５ｃと、該ステップ支持部２５ｃより後方へＬ字形に立ち上がっていて座席３４を支持するＬ字形部２５ｄとを有する。車体フレーム２５は、十分な強度を有する鋼製或いはステンレス製の丸パイプ材よりなる。

左右の後輪２６ａ，２６ｂは、該左右の後輪２６ａ，２６ｂの軸線を通る垂直面内に設けられた左右のハブ２７ａ，２７ｂとアッパーアーム部２８とからなる三連接のコ字形リンク２９に支持されていると共に、車軸の高さに設けられたトーションバー部３０と左右のロアアーム部３１ａ，３１ｂとからなるコ字形アーム３２によって車輪間隔を一定に保持され、さらに、車体フレーム２５のＬ字形部２５ｄにコ字形リンク２９を介して吊られている。この構成は、車体フレームとサスペンションを含む全体のフレーム構造を、特許文献３の揺動車両に比べて極めて簡素なものとしている。

図８に示すように、コ字形リンク２９の、アッパーアーム部２８の両端部と左右のハブ２７ａ，２７ｂの上端とは、ハブが左右の後輪２６ａ，２６ｂの車軸を通る垂直面内に揺動可能であるように枢着されている。左右のハブ２７ａ，２７ｂは、各下端部で同側外方の後輪２６ａ，２６ｂを回転可能に支持している。アッパーアーム部２８は、中央部上面に付設されたボス部２８１で車体フレーム２５のＬ字形部２５ｄの後端部に回転可能に嵌入・連結され、後輪２６ａ，２６ｂの車軸を通る垂直面内に揺動可能であるようにＬ字形部２５ｄに吊られている。

コ字形アーム３２は、トーションバー部３０と左右のロアアーム部３１ａ，３１ｂとからなるコ字形の一体形状に形成されていて前輪２１と後輪２６ａ，２６ｂの車軸を通る平面内に設けられている。トーションバー部３０は、車両左右方向に延びていて中央部が車体フレーム２５のステップ支持部２５ｃの後端部に対して車両後方側に近接して位置されている。左右のロアアーム部３１ａ，３１ｂは、トーションバー部３０の両端よりそれぞれ一体に後輪２６ａ，２６ｂの内側に延びていて、かつ後端部で同側のハブ２７ａ，２７ｂの下端部を該ハブが垂直面内に揺動可能であるように枢支している。左右のハブ２７ａ，２７ｂの各下端部と左右のロアアーム部３１ａ，３１ｂの後端部とは、ハブが左右の後輪２６ａ，２６ｂの車軸を通る垂直面内に揺動可能であるように枢着されている。

図４に示すように車体フレーム２５のステップ支持部２５ｃの後端部に形成された、ベアリングを嵌合しうる軸受孔が加工されかつ開口端に雌ねじが螺設されてなる軸受筐２５ｅを備えていて、この軸受筐２５ｅにトーションバー部３０を連結する連結部材３３が軸受筐２５ｅの軸心の回りに回動するように設けられている。

図５〜図７に示すように、連結部材３３は、車体フレーム連結部３３ａとトーションバー連結部３３ｂとからなる。車体フレーム連結部３３ａは、ボルト形状の回転軸３３１と、ベアリング３３２ａ，３３２ｂと、カラー３３３と、孔付きボルト３３４と、ナット３３５とからなる。トーションバー連結部３３ｂは、トーションバー部３０の中央部に所要間隔離れて設けられた一対の鍔３０ａ，３０ａ間において、トーションバー部３０を挟んで密着される一対の軸受メタル半体３３６と、一対の軸受メタル半体３３６を挟んで密着される一対のブラケット半体３３７，３３８と、一対のブラケット半体３３７，３３８を締め付けるボルト３３９とからなる。

連結部材３３は、回転軸３３１がベアリング３３２ａ、カラー３３３、ベアリング３３２ｂに順に通された状態で、これらが軸受筐２５ｅ内に嵌入され、軸受筐２５ｅの雌ねじに孔付きボルト３３４が螺合され、軸受筐２５ｅより突出する回転軸３３１のねじ部がブラケット半体３３７のボス部３３７ｂに通され、回転軸３３１のねじ部にナット３３５が締結されてなる。

連結部材３３は、車体フレーム連結部３３ａによって、車体フレーム２５のステップ支持部２５ｃの後端部に該ステップ支持部２５ｃの軸線の回りに回転可能に連結されていて、トーションバー連結部３３ｂによって、トーションバー部３０の中央を回転可能に支持している。

上記構成により、トーションバー部３０と左右のロアアーム部３１ａ，３１ｂとからなるコ字形アーム３２は、左右のロアアーム部３１ａ，３１ｂの一方が高く他方が低くなるように揺動自在であり、かつ左右のロアアーム部３１ａ，３１ｂの後端部を上下動自在である。

座席３４は、座席フレーム３４１が車体フレーム２５のＬ字形部２５ｄの水平部に水平に固定されている。

座席３４は、車体フレーム２５のＬ字形部２５ｄに固定されているから車体フレーム２５の車体側方への傾動と一体に傾動するが、以下に説明するように、座席角度修正装置３７によって、コ字形リンク２９の変形とコ字形アーム３２の揺動に連動して座席角度を修正されるように構成されている。
〔座席角度修正装置３７の構成〕
図５〜図７に示すように、座席角度修正装置３７は、座席角度修正用モータ３５と運動伝達機構３６とを含み、図３に示すモータ制御装置３８により制御される。

座席角度修正用モータ３５は、サーボモータが用いられ、モータ本体がブラケットにより車体フレーム２５のＬ字形部２５ｄの垂直部に固定され、出力軸を下向きとされている。

図５〜図７に示すように、運動伝達機構３６は、座席角度修正用モータ３５の出力軸に固設された小傘歯車３６ａと、連結部材３３のブラケット半体３３７に一体に設けられていて小傘歯車３６ａに噛み合う扇形の大傘歯車３６ｂとからなる。運動伝達機構３６は、小傘歯車３６ａが原車、大傘歯車３６ｂが従車であり、小傘歯車３６ａが回転することで、大傘歯車３６ｂが回転され、大傘歯車３６ｂの回転と一体に、連結部材３３が回転され、さらにトーションバー部３０と左右のロアアーム部３１ａ，３１ｂとからなるコ字形アーム３２が回転される。

図５に示すように、モータ制御装置３８は、制御装置本体３８ａと、ハンドル角度検出センサ３８ｂと、アクセル角度検出センサ３８ｃと、車体傾斜角度検出センサ（傾斜計）３８ｄと、トーションバー角度検出センサ３８ｅと、走行用モータ２４の回転速度を検出するロータリーエンコーダ３８ｆと、を備えてなる。

図１，図２に示すように、ハンドル角度検出センサ３８ｂは、シャフトフレーム２３に設けられた原歯車３８１と、車体フレーム２５のシャフトフレーム枢支部２５ａに設けられた従歯車３８２とを噛み合わせ、ハンドル２２の向きを変えたときの従歯車３８２の回転角度を検出し、検出した回転角度に応じた信号を制御装置本体３８ａに出力するように構成されている。

図１，図２に示すように、アクセル角度検出センサ３８ｃは、ハンドル２２の近傍に設けられたアクセルレバー４０の軸部に付設されていて、軸部の回転角度を検出し、検出した回転角度に応じた信号を制御装置本体３８ａに出力するように構成されている。

図１，図２に示すように、車体傾斜角度検出センサ３８ｄは、アッパーアーム部２８の中央部上面に付設されたボス部２８１の上に設けられていて、アッパーアーム部２８の長尺方向に沿った面に関して、車体の傾斜角度を検出し、検出した傾斜角度に応じた信号を制御装置本体３８ａに出力するように構成されている。

車体傾斜角度検出センサ３８ｄは、アッパーアーム部２８に取り付けられているので、実際に車体が傾斜する前にトーションバーが路面の傾斜で作動したときに傾斜角を計測することができる。

図４に示すように、座席傾斜角度検出センサ３８ｅは、車体フレーム２５のＬ字形部２５ｄの垂直部に設けられた小歯車３６ｄの軸部に連結され、該小歯車３６ｄが、大傘歯車３６ｂに重ねて設けられた扇形の平歯車３６ｃに噛み合っていてトーションバーが路面の傾斜で作動したときに回転する小歯車３６ｄの回転量を検出し、検出した回転量に応じた信号を制御装置本体３８ａに出力するように構成されている。

制御装置本体３８ａは、ＣＰＵ，ＲＯＭ，ＲＡＭ等を有し、ＲＯＭに格納されたプログラムに基づいてＣＰＵが実行し、各センサ３８ｂ〜３８ｅ、及びロータリーエンコーダ３８ｆからの信号を入力して演算処理し、走行用モータ２４及び座席角度修正用モータ３５を駆動制御する。
〔座席角度修正装置３７を含まない構成についての作用効果〕
図３に示すように、制御装置本体３８ａは、アクセル角度検出センサ３８ｃから出力された信号をフィードバック演算器３８３に入力し、演算結果の信号を速度制御器３８４に送って速度制御信号とし、速度制御信号を電流制御増幅器３８５で必要な大きさのモータ駆動電流となるように増幅して走行用モータ２４を駆動し、回転速度の実行値であるロータリーエンコーダ３８ｆからの信号をフィードバック演算器３８３にフィードバックしてセンサ信号との偏差を解消する補正された信号を速度制御器３８４に送って走行用モータ２４をフィードバック制御方式で駆動制御する。

座席角度修正装置３７を含まない構成では、図３において、ハンドル角度検出センサ３８ｂと、車体傾斜角度検出センサ３８ｄと、演算器３８６と、姿勢制御器３８７、電流制御増幅器３８９、座席角度修正用モータ３５とを含む制御系は有していない。

図９、図１０に示すように、車体を後方視したときに、左右の後輪２６ａ，２６ｂは、アッパーアーム部２８と左右のハブ２７ａ，２７ｂとトーションバー部３０とからなる仮想の平行四辺形リンクで実質的に支持された状態である。この仮想の平行四辺形リンクは、トーションバー部３０の中央部を回転可能に支持する車体フレーム２５のステップ支持部２５ｃの後端部と、アッパーアーム部２８の中央部を回転可能に支持する車体フレーム２５のＬ字形部２５ｄの後端部とで二点支持され、車体を後方視したときに、平行四辺形に変形するから、左右のハブ２７ａ，２７ｂがほぼ垂直に維持されたままシーソーの如く変化する。従って、左右の後輪２６ａ，２６ｂも、左右の縦長のハブ２７ａ，２７ｂの揺動に従って変化する。

図１１に示すように、左右の後輪２６ａ，２６ｂが、シーソーの如く変化する左右の縦長のハブ２７ａ，２７ｂの揺動に従って変化することに加え、後輪２６ａ，２６ｂの路肩脱輪時には、車体フレーム２５のステップ支持部２５ｃの後端部に回転可能に連結された連結部材３３のトーションバー連結部３３ｂに中央を回転可能に支持されたトーションバー部３０が、脱輪側に傾斜下降することによって脱輪側のロアアーム部３１ａ又は３１ｂが下降し、さらにトーションバー部３０が回動して脱輪側のロアアーム部３１ａ又は３１ｂの後端が下降する。

このため、前輪２１と脱輪しない側の後輪２６ａ，２６ｂが路面に設置すると共に脱輪した後輪２６ａ，２６ｂも路肩下の路面に設置し、後輪２６ａ，２６ｂの路肩脱輪時にハブ２７ａ，２７ｂ及びロアアーム部３１ａ又は３１ｂが路肩に当らず、特許文献１、３の揺動車両のようなサスペンションアームも無いので転倒する確率が極めて少なく、安全性が頗る向上する。

図１２（ａ）は、実施形態の揺動車両２０の模式的な斜視図である。図１２（ｂ）は、平地走行時の前輪と左右の後輪とを平面視した位置関係を示し、図１２（ｃ）は、図１２（ｃ）に示す路面切欠き部の走行時の前輪と左右の後輪とを平面視した位置関係を示す。図１２（ｄ）は、この三輪車１が路面幅方向に傾斜した路面切欠き部を走行したときの前輪の軌跡Ｆと右後輪の軌跡Ｒと左後輪の軌跡Ｌとを示す。

図１２（ｂ），（ｃ）に示すように、Ａ＝Ｂ、Ｃ＝Ｄの関係がある。図１２（ｄ）に示すように、路面幅方向に傾斜した路面の走行時は、左右のハブ２７ａ，２７ｂがシーソーの如く変化し、左右の後輪２６ａ，２６ｂの間隔が狭まり、かつ車体を後方視したとき、前輪２１と左右の後輪２６ａ，２６ｂとが路面幅方向に一直線の傾斜線に設置した状態に並び、図１２（ｂ）と（ｄ）において、Ａ＝Ｂであり、トレッドに変化が生じないから、そしてＣ＝Ｄであり、前輪２１と後輪２６ａ，２６ｂの進路の乱れが少ないから、走行安定性が高くロスの少ない姿勢制御が可能である。

図９に示すように、コーナリングするときには、ハンドル２２を曲がる方向に曲げ、かつ車速に応じて重心をコーナー内側に移動し車体フレーム２５と座席３４を傾ければ、遠心力を小さくすることができ、このとき、左右の後輪２６ａ，２６ｂは、シーソーの如く位置を変化し路面に安定して接地走行しうるから、走行安定性が高い姿勢制御が可能である。
〔座席角度修正装置３７を含む構成についての作用効果〕
図３に示すように、制御装置本体３８ａは、走行用モータ２４の走行速度を制御することについては、座席角度修正装置３７を含まない構成で述べたことと同一である。

図３に示すように、制御装置本体３８ａは、ハンドル角度検出センサ３８ｂの信号と車体傾斜角度検出センサ３８ｂの信号とを演算器３８６に入力して演算し、演算結果の信号を姿勢制御器３８７に送って座席角度修正信号とし、この信号をフィードバック演算器３８８に入力し、演算結果の信号を電流制御増幅器３８９で必要な大きさのモータ駆動電流となるように増幅して座席角度修正用モータ３５を駆動し、座席角度の実行値である座席傾斜検出センサ３８ｅからの信号をフィードバック演算器３８８にフィードバックして座席角度修正信号との偏差を解消する補正された信号を電流制御増幅器３８９に送って座席角度修正用モータ３５をフィードバック制御方式で駆動制御する。

特にこの実施形態では、制御装置本体３８ａのＲＯＭに格納されたプログラムは、コ字形アーム３２のトーションバー部３０を車体フレーム２５のＬ字形部２５ｄに対して通常走行時に垂直状態に保持するように座席角度修正用モータ３５を制御し、コーナリング走行時にはハンドル２２の曲げ角度と車速に応じて内側に傾けるように座席角度修正用モータ３５を制御し、路幅方向に傾斜した路面走行時には路幅方向の傾斜角に応じて水平に保つように座席角度修正用モータ３５を制御するようにプログラムされている。

図９に示すように、路面幅方向に傾斜した路面の走行時は、車体傾斜角度検出センサ（傾斜計）３８ｄが車体の傾きを即座に検知し、ハンドル２２の向きを直進方向に保持していれば、座席角度修正装置３７がリアルタイムで作動して座席３４を水平に保つことができる。この場合には、図３に示すように、制御装置本体３８ａの演算器３８６は、座席傾斜検出センサ３８ｄの信号を演算器３８６に入力して、座席傾斜角がゼロになるように信号を出力する。

図１０に示すように、コーナリングするときには、道路の曲がり方向にハンドル２２を曲げ、かつ車速に応じて重心をコーナー内側に移動し車体フレーム２５と座席３４を傾けようとすれば、座席角度修正装置３７が即座に作動して、車体フレーム２５と座席３４を傾ける助長作用を生起し車体フレーム２５と座席３４を傾け、遠心力を小さくすることができる。このとき、左右の後輪２６ａ，２６ｂは、シーソーの如く位置を変化し路面に安定して接地走行しうるから、走行安定性が高い姿勢制御が可能である。この場合には、図３に示すように、制御装置本体３８ａの演算器３８３は、アクセル角度検出センサ３８ｃの信号とロータリーエンコーダ３８ｆからの信号を入力して、作用する遠心力を演算するようになっている。なお、作用する遠心力を演算に、テーブルデータを用いても良い。

図１１に示すように、後輪２６ｂの路肩脱輪時にも車体傾斜角度検出センサ（傾斜計）３８ｄが車体の傾きを即座に検知し、座席角度修正装置３７による作用で座席が可及的速やかに水平に復帰するので、運転者の重心作用に基づく傾倒がさらに少なくなり、安全性がさらに向上する。

以上のように、座席角度修正装置を付加した揺動車両では、高齢者の動作を補完して安全運転を行える揺動車両を提供することができる。

〔その他の実施形態〕
本発明は上記の実施形態及び実施例に限定されるものでなく、特許請求の範囲の技術的範囲には、発明の要旨を逸脱しない範囲内で種々、設計変更した形態が含まれる。
（１）上記の実施形態では、座席角度修正装置を構成する運動伝達機構３６として、小傘歯車３６ａを原車、大傘歯車３６ｂを従車とする構成を採用したが、小歯車と大歯車とが一体に形成された中間歯車の大歯車を、座席角度修正用モータ３５の出力軸に設けた小平歯車と噛み合わせると共に、中間歯車の小歯車を、連結部材３３の車体フレーム連結部３３ａに一体に設けた扇形の大歯車と噛み合わせた構成を採用しても良い。また、座席角度修正用モータ３５の出力軸にウォームを連結固定し、このウォームを連結部材３３の車体フレーム連結部３３ａに一体に設けた扇形のウォームホイールと噛み合わせた構成を採用しても良い。
（２）上記の実施形態では、アッパーアーム部２８を板ばねで構成して座席の上下動を緩和するようにしているが、図１３に示すように、左右の後輪の車軸を通る垂直面内に屈伸可能に連結された二つの屈伸リンク２８２，２８３と、各屈伸リンクの上面中途に立ち上げた一対のアーム２８４，２８５と、該一対のアームの上端同士を長さ可変に連結する長さ可変リンク２８５と、長さ可変リンク２８５をコイル空間に通していて両端で長さ可変リンクを突っ張り、屈伸リンク２８２，２８３を開いた状態に保持するコイル２８６とを備えてなるショックアブソーバの構成でも良い。

２０揺動車両
２１前輪
２２ハンドル
２３シャフトフレーム
２４走行用モータ
２５車体フレーム
２６ａ，２６ｂ後輪
２７ａ，２７ｂハブ
２８アッパーアーム部
２９コ字形リンク
３０トーションバー部
３１ａ，３１ｂロアアーム部
３３コ字形アーム
３３ａ車体フレーム連結部
３３ｂトーションバー連結部
３３連結部材
３４座席
３５座席角度修正用モータ
３６運動伝達機構
３７座席角度修正装置
３８モータ制御装置

Claims

前輪と、
ハンドルと、
下端に上記前輪を軸支する前輪支持部を有し、上端に上記ハンドルを固定するハンドル固定部を有するシャフトフレームと、
上記シャフトフレームに支持され上記前輪を駆動する走行用モータと、
先端に上記シャフトフレームを回転可能に支持するシャフトフレーム枢支部を有し、中間位置にステップ支持部を有し、後部に車両後方へＬ字形に立ち上がるＬ字形部を有する車体フレームと、
左右の後輪と、
各下端部で同側の上記後輪を軸支する左右のハブと、両端部で上記左右のハブの上端部を該ハブが垂直面内に揺動可能であるように枢着しかつ中央部が上記車体フレームのＬ字形部の後端部に垂直回動可能であるように枢支されたアッパーアーム部と、からなるコ字形リンクと、
車両左右方向に延びていて中央部が上記車体フレームのステップ支持部の後端部に対して車両後方側に近接して位置されたトーションバー部と、該トーションバー部の両端よりそれぞれ一体に上記後輪の内側に延びていて、かつ後端部で同側の上記ハブの下端部を該ハブが垂直面内に揺動可能であるように枢支する左右のロアアーム部と、からなるコ字形アームと、
上記車体フレームのステップ支持部の後端部に該ステップ支持部の軸線の回りに回転可能に連結された車体連結部と、該車体連結部の後端に上記トーションバー部の中央部を該トーションバー部が垂直面内に揺動可能であるように支持するトーションバー連結部と、を有してなる連結部材と、
上記車体フレームのＬ字形部に固定された座席と、を備え、
上記アッパーアーム部は板ばねからなる、揺動車両。
前輪と、
ハンドルと、
下端に上記前輪を軸支する前輪支持部を有し、上端に上記ハンドルを固定するハンドル固定部を有するシャフトフレームと、
上記シャフトフレームに支持され上記前輪を駆動する走行用モータと、
先端に上記シャフトフレームを回転可能に支持するシャフトフレーム枢支部を有し、中間位置にステップ支持部を有し、後部に車両後方へＬ字形に立ち上がるＬ字形部を有する車体フレームと、
左右の後輪と、
各下端部で同側の上記後輪を軸支する左右のハブと、両端部で上記左右のハブの上端部を該ハブが垂直面内に揺動可能であるように枢着しかつ中央部が上記車体フレームのＬ字形部の後端部に垂直回動可能であるように枢支されたアッパーアーム部と、からなるコ字形リンクと、
車両左右方向に延びていて中央部が上記車体フレームのステップ支持部の後端部に対して車両後方側に近接して位置されたトーションバー部と、該トーションバー部の両端よりそれぞれ一体に上記後輪の内側に延びていて、かつ後端部で同側の上記ハブの下端部を該ハブが垂直面内に揺動可能であるように枢支する左右のロアアーム部と、からなるコ字形アームと、
上記車体フレームのステップ支持部の後端部に該ステップ支持部の軸線の回りに回転可能に連結された車体連結部と、該車体連結部の後端に上記トーションバー部の中央部を該トーションバー部が垂直面内に揺動可能であるように支持するトーションバー連結部と、を有してなる連結部材と、
上記車体フレームに固定された座席角度修正用モータと、該モータの回転で上記車体連結部を車両左右方向に傾斜揺動させることで上記コ字形アームのトーションバー部を車体左右方向へ傾斜揺動させる運動伝達機構と、上記座席角度修正用モータを制御するモータ制御装置と、からなる座席角度修正装置と、
上記車体フレームのＬ字形部に固定された座席と、
上記ハンドルの角度を検出するハンドル角度検出センサと、
上記走行用モータの回転速度を検出するロータリーエンコーダと、を備え、
上記モータ制御装置は、上記コ字形アームのトーションバー部を上記車体フレームのＬ字形部に対して通常走行時に垂直状態に保持するように上記モータを制御し、コーナリング走行時には上記ハンドルの曲げ角度と車速に応じて上記車体フレームと上記座席とを傾けるように上記モータを制御し、路幅方向に傾斜した路面走行時には路幅方向の傾斜角に応じて水平に保つように上記モータを制御する、揺動車両。
前記アッパーアーム部は、板ばねからなる、請求項２に記載の揺動車両。
前記アッパーアーム部は、２つの連接リンクと、該２つの連接リンクを開いた状態に保持するコイルばねを有してなる、請求項２に記載の揺動車両。