JP5330500B2 - 電動アシスト車両 - Google Patents

Description

この発明は、電動アシスト車両に関し、より特定的には、歩道での走行を許可される大きさの電動アシスト車両に関する。

従来、運動能力が低下した高齢者、障害者および怪我人等の生活を支援するための車両が多数提案されており、その一例の電動車両が特許文献１に開示されている。
特許文献１のような電動車両は、一般的に「セニアカー」と呼ばれ、病院やリハビリ施設内でも小回りよく走行できるようにコンパクトに構成される。また、高齢者等の生活を支援するためには公共の歩道での走行が必須である。たとえば、日本において歩道での走行を許可される車両の大きさは、道路交通法および内閣府令によって全長が１２００ｍｍ以下、全高が１０９０ｍｍ以下、全幅が７００ｍｍ以下に定められている。この点からも、特許文献１の電動車両はコンパクトに構成される。
特許文献１の電動車両は、操作以外には人力が不要であり、高齢者等の運動能力が低下した搭乗者にとっては大変便利なものである。その反面、特許文献１の電動車両に頼りすぎると運動能力がますます低下してしまう。そこで、たとえば特許文献２には、搭乗者にも運動（駆動力）を要求することによって搭乗者の運動能力の維持・回復を狙った電動アシスト車両が開示されている。特許文献２の電動アシスト車両は、ペダルを踏み込むことによって生じる駆動力を電動モータでアシストすることによって走行する。
特開２００７−６２６６９号公報 特開２００８−１８８８５号公報

しかし、特許文献２の電動アシスト車両で搭乗者に要求される運動はペダルの踏み込みのみである。ペダルを踏み込む運動は、膝を伸ばす筋力の維持・回復には有効であっても膝を曲げる筋力の維持・回復には効果が小さい。また、踏み込み運動は足首を曲げることなく行うことができるので、足首の柔軟性を維持・回復させることも難しかった。このように、特許文献２の電動アシスト車両では、搭乗者の運動能力を十分に維持・回復させることが困難であった。一方、歩道での走行を許可されるコンパクトな構成の電動アシスト車両において搭乗者に様々な筋力を使う運動をさせようとすると、搭乗者に無理な姿勢を強いることになってしまう。その結果、高齢者等の搭乗者にとっては負担が大きくなってしまう。

それゆえにこの発明の主たる目的は、歩道での走行を許可されるコンパクトな構成であっても搭乗者が楽な姿勢で運動でき、搭乗者の運動能力を十分に維持・回復させることができる、電動アシスト車両を提供することである。

この発明の一の局面によれば、前後方向に延びるフレームと、フレームの前部に左右方向に並んで配置される一対の前輪と、フレームの後部に左右方向に並んで配置される一対の後輪と、一対の前輪と一対の後輪との間でフレームに設けられるシートと、一対の後輪の少なくとも一方を駆動するために、左右方向に延びるようにフレームに設けられる回転軸、回転軸に略直交する方向にかつ互いに正反対の方向に延びるように回転軸の両側に設けられる一対のクランク、および一対のクランクの一方と他方とに取り付けられる一対のペダルを含む回転機構と、一対の前輪の少なくとも一方を駆動する電動モータとを備え、前輪の半径は、クランクの回転半径以下に設定され、回転軸の位置は、シートの前端よりも前側かつ前輪の中心よりも上側であって、回転軸の中心と前輪の中心との前後方向の間隔が回転軸の中心と後輪の中心との前後方向の間隔よりも小さくなるように設定され、電動モータによって前輪を駆動させかつペダルを回転させることによって回転機構を介して後輪を駆動させる前後輪駆動が可能な、電動アシスト車両が提供される。

この発明では、シートの前端よりも前側であって後輪の中心よりも前輪の中心寄りに回転機構の回転軸が配置されることによって、コンパクトな構成であっても搭乗者が楽な姿勢でクランクの回転軌道に沿ってペダルを回転（公転）させることができる。ペダルをクランクの軌道に沿って回転させる場合、ペダルが最下位にある状態からペダルが最後位にある状態になるまでに、搭乗者は脚を使ってペダルを自分の胴側に引き寄せる運動をすることになる。したがって、膝を伸ばす筋力のみならず膝を曲げる筋力を維持・回復させることができる。また、ペダルをクランクの軌道に沿って回転させるためには、単なる踏み込み運動よりも足首の柔軟性が必要となる。したがって、この点からも運動能力を維持・回復させることができる。このように、歩道での走行が許可されるコンパクトな構成であっても搭乗者が楽な姿勢で運動でき、搭乗者の運動能力を十分に維持・回復させることができる。また、回転軸の位置が前輪の中心よりも上側に設定されることによって、回転軸と前輪との前後方向の間隔を小さくでき、コンパクトに構成できる。前輪の半径がクランクの回転半径以下に設定されることによっても、回転軸と前輪との前後方向の間隔を小さくでき、コンパクトに構成できる。また、前輪の半径がクランクの回転半径以下に設定されることによって、コンパクトな構成であっても搭乗者の足と前輪との干渉を防止できる。

なお、「フレームの前部」とは、フレームの前端のみならずフレームの前端よりもやや後寄りの位置も含む。また、「フレームの後部」とは、フレームの後端のみならずフレームの後端よりもやや前寄りの位置も含む。

好ましくは、後輪の半径は、クランクの回転半径以上に設定される。この場合、後輪の駆動力が大きくなり、走行性能を向上できる。

また、好ましくは、回転軸の位置は、前輪の上端よりも上側に設定される。この場合、回転軸と前輪との前後方向の間隔をより小さくでき、よりコンパクトに構成できる。また、コンパクトな構成であっても搭乗者の足と前輪との干渉をより確実に防止できる。

さらに、好ましくは、回転軸の位置は、クランクの回転軌道の最下位が前輪の中心と略同じ高さになるように設定される。この場合、回転軸と前輪との前後方向の間隔をより小さくでき、よりコンパクトに構成できる。また、コンパクトな構成であっても搭乗者の足と前輪との干渉をより確実に防止できる。

なお、「クランクの回転軌道」とは、回転軸を中心としてクランクを回転させた場合にペダルの支軸の中心が描く円形の軌道をいう。

好ましくは、回転軸の位置は、クランクの回転軌道全体がシートの前端よりも前側に位置するように設定される。この場合、コンパクトな構成であっても搭乗者がより楽な姿勢でクランクの回転軌道に沿ってペダルを回転させることができる。

また、好ましくは、回転軸の位置は、後輪の中心よりも上側に設定される。この場合、回転軸と後輪との前後方向の間隔を小さくでき、コンパクトに構成できる。また、コンパクトな構成であっても搭乗者の足と後輪との干渉を防止できる。

さらに、好ましくは、一対のペダルの中心間の左右方向の間隔は、一対の前輪の幅よりも大きくかつ一対の後輪の幅よりも小さく設定される。この場合、コンパクトな構成であっても搭乗者の足と前輪との干渉をより確実に防止できる。また、一対のペダルの中心間の左右方向の間隔が一対の後輪の幅よりも小さく設定されることによってよりコンパクトに構成できる。

なお、「一対の前輪の幅」とは、一方の前輪の外側面と他方の前輪の外側面との左右方向の間隔をいう。同様に、「一対の後輪の幅」とは、一方の後輪の外側面と他方の後輪の外側面との左右方向の間隔をいう。

好ましくは、電動モータの少なくとも一部は、一対の前輪の間に配置される。この場合、コンパクトな構成であっても他の部材や搭乗者と電動モータとが干渉することを防止できる。

また、好ましくは、揺動軸を中心に上下方向に揺動可能に一対の前輪を保持する前輪保持ユニットをさらに含む。この場合、一対の前輪の路面に対する追従性を向上できる。したがって、一対の前輪が小径でありかつ一対の前輪の幅が小さくても、たとえば操舵（旋回）時に一方の前輪が浮くことを防止でき、駆動力を確実に路面に伝達できる。すなわちトラクション（路面への駆動力伝達性）を向上でき、走行性能を向上できる。

さらに、好ましくは、シートの前端よりも前側でフレームに設けられ電動モータに供給する電力を蓄える二次電池をさらに含む。歩道での走行が許可されるコンパクトな構成では、後輪の上方にシートが位置することになり、搭乗者がシートに着座した状態では重量配分が後寄りになる。そこで、重量の嵩む二次電池をシートの前端よりも前側でフレームに設けることによって、重量配分を前後均等に近づけることができ、走行安定性を向上できる。

この発明の上述の目的およびその他の目的、特徴、局面および利点は、添付図面に関連して行われる以下の実施形態の詳細な説明から一層明らかとなろう。

この発明の一実施形態の電動アシスト車両を示す左側面図である。 この発明の一実施形態の電動アシスト車両を示す右側面図である。 フレームと一対の前輪および一対の後輪との位置関係を示す平面図である。 フレームの後端部におけるパイプの配置態様を示す背面図である。 前輪保持ユニットを示す正面図である。 ペダルが最上位あるときの搭乗者の脚の状態を示す側面図解図である。 ペダルが最前位にあるときの搭乗者の脚の状態を示す側面図解図である。 ペダルが最下位にあるときの搭乗者の脚の状態を示す側面図解図である。 ペダルが最後位にあるときの搭乗者の脚の状態を示す側面図解図である。 一方のペダルが最前位にありかつ他方のペダルが最後位にあるときの搭乗者の足の配置態様を示す平面図解図である。

符号の説明

１０ 電動アシスト車両
１２ フレーム
１４ａ，１４ｂ 前輪
１６ａ，１６ｂ 後輪
３４ 前輪保持ユニット
４０ａ，４０ｂ 電動モータ
５８ シート
６４ 回転機構
６８，８０ 回転軸
７０ａ，７０ｂ クランク
７２ａ，７２ｂ ペダル
９０ 二次電池
Ｏ 回転軌道

以下、図面を参照してこの発明の実施の形態について説明する。
図１は、この発明の一実施形態の電動アシスト車両１０を示す左側面図である。図２は、電動アシスト車両１０を示す右側面図である。図３は、フレーム１２と一対の前輪１４ａ，１４ｂおよび一対の後輪１６ａ，１６ｂとの位置関係を示す平面図である。
この発明の実施の形態における左右、前後、上下とは、電動アシスト車両１０のシート５８に搭乗者がそのハンドル４６に向かって着座した状態を基準とした左右、前後、上下を意味する。

図１から図３に示すように、電動アシスト車両１０は、前後方向に延びるフレーム１２、フレーム１２の前端に左右方向に並んで配置される一対の前輪１４ａ，１４ｂ、およびフレーム１２の後端に左右方向に並んで配置される一対の後輪１６ａ，１６ｂを含む。

フレーム１２は、ヘッドパイプ１８、メインパイプ２０およびシートパイプ２２を含む。ヘッドパイプ１８は、やや前側に傾くように上から下へ直線状に延びる。メインパイプ２０は、ヘッドパイプ１８の下端部から後方へ斜め下方に延びる第１直線部２０ａ、第１直線部２０ａから後方へ斜め上方に延びる第２直線部２０ｂ、および第２直線部２０ｂから屈曲して上へ延びる屈曲部２０ｃを含む。第１直線部２０ａは、第２直線部２０ｂよりも短く設定される。シートパイプ２２は、屈曲部２０ｃの上端部に連結され、やや後側に傾くように下から上へ直線状に延びる。

図３に示すように、フレーム１２は、後輪１６ａ，１６ｂを回転可能に保持するための一対の保持パイプ２４ａ，２４ｂ、ならびに保持パイプ２４ａ，２４ｂをメインパイプ２０に連結するための連結パイプ２６ａ，２６ｂおよび二股パイプ２８をさらに含む。

図４は、フレーム１２の後端におけるパイプの配置態様を示す背面図である。図４をも参照して、保持パイプ２４ａ，２４ｂは、メインパイプ２０の後方に左右方向に並んで配置され、それぞれ左右方向に直線状に延びる。連結パイプ２６ａは、屈曲部２０ｃから後方へ左斜め下方に直線状に延びて保持パイプ２４ａに連結される。連結パイプ２６ｂは、屈曲部２０ｃから後方へ右斜め下方に直線状に延びて保持パイプ２４ｂに連結される。また、連結パイプ２６ａ，２６ｂは、左右方向に延びる補強パイプ３０によって互いに連結される。

図３に示すように、二股パイプ２８は、メインパイプ２０の後端部から後方へ斜め下方に延びる直線部２８ａ、直線部２８ａの後端部から後方へ左斜めに直線状に延びる第１連結部２８ｂ、および直線部２８ａの後端部から後方へ右斜めに直線状に延びる第２連結部２８ｃを含み、平面視略Ｙ字状を呈する。第１連結部２８ｂは保持パイプ２４ａに連結され、第２連結部２８ｃは保持パイプ２４ｂに連結される。

図２に示すように、このようなフレーム１２のヘッドパイプ１８には、車体方向変更用のステアリング軸３２（破線で示す）が回転自在に挿通される。ステアリング軸３２の下端部には、一対の前輪１４ａ，１４ｂを揺動可能に保持する前輪保持ユニット３４が連結される。

図５は、前輪保持ユニット３４を示す正面図である。図２、図３および図５を参照して、前輪保持ユニット３４は、ステアリング軸３２に連結される連結部材３６、連結部材３６に取り付けられる筐体３８、および筐体３８に取り付けられる一対の電動モータ４０ａ，４０ｂ（図３および図５参照）を含む。

図２に示すように、連結部材３６は、ステアリング軸３２に直交する上板３６ａ，上板３６ａの前端から屈曲して前方へ斜め下方に延びる前板３６ｂ、および上板３６ａの後端から屈曲して前方へ斜め下方に延びる後板３６ｃを含み、側面視略Ｃ字状を呈する。

筐体３８は、略直方体状に形成され、連結部材３６の前板３６ｂと後板３６ｃとの間に配置される。連結部材３６および筐体３８には揺動軸４２が嵌通される。揺動軸４２は、下側に傾くように前から後に延びて、連結部材３６の前板３６ｂ、筐体３８の前面、筐体３８の後面および連結部材３６の後板３６ｃの順に連結部材３６および筐体３８を嵌通する。揺動軸４２は、連結部材３６に固定され、筐体３８を矢印Ａ方向（揺動軸４２の周方向）に揺動可能に支持する。電動モータ４０ａは、筐体３８の左側面から突出するように筐体３８に取り付けられ、電動モータ４０ｂは、筐体３８の右側面から突出するように筐体３８に取り付けられる。

図５に示すように、前輪１４ａ，１４ｂは、前輪保持ユニット３４を挟むように左右方向に並んで配置される。前輪１４ａ，１４ｂには、前輪１４ａ，１４ｂ間に配置される電動モータ４０ａ，４０ｂの回転軸４１ａ，４１ｂが図示しない減速器を介して連結される。このように前輪保持ユニット３４に保持される前輪１４ａ，１４ｂは、筐体３８の矢印Ａ方向への揺動に伴って、揺動軸４２を中心に上下方向に揺動する。また、筐体３８には前輪１４ａ，１４ｂの回転を規制するための図示しないブレーキが設けられる。

図１および図２に戻って、ステアリング軸３２の上端部には図示しない引き上げボルト等を用いてステム４４が取り付けられ、ステム４４にはハンドル４６が取り付けられる。
図３に示すように、ハンドル４６は、ステム４４から左右に延びた後に斜め後方に延び、平面視略Ｕ字状を呈する。ハンドル４６を左右に切ることによって、前輪保持ユニット３４ひいては前輪１４ａ，１４ｂが左右に向きを変える。これによって車体方向を変更できる。

このようなハンドル４６には、前輪保持ユニット３４に取り付けられるブレーキを操作するための図示しないブレーキレバーが設けられる。また、ハンドル４６には、アシスト機能をオン／オフするための図示しないオン／オフスイッチが設けられる。ここで「アシスト機能」とは、電動モータ４０ａ，４０ｂが前輪１４ａ，１４ｂを駆動することによって人力による走行を補助する機能をいう。

図３および図４に示すように、保持パイプ２４ａには、後輪１６ａに連結される車軸４８ａが回転可能に挿通され、保持パイプ２４ｂには、後輪１６ｂに連結される車軸４８ｂが回転可能に挿通される。すなわち、後輪１６ａ，１６ｂが保持パイプ２４ａ，２４ｂに回転可能に保持される。

保持パイプ２４ａの左端には、車軸４８ａが挿通される電磁ブレーキユニット５０ａが設けられる。保持パイプ２４ｂの右端には、車軸４８ｂが挿通される電磁ブレーキユニット５０ｂが設けられる。電磁ブレーキユニット５０ａ，５０ｂを駆動させることによって、車軸４８ａ，４８ｂの回転ひいては後輪１６ａ，１６ｂの回転が規制される。

また、車軸４８ｂの左端には，スプロケットユニット５２が設けられる。スプロケットユニット５２は、車軸４８ｂが嵌通される一方向クラッチ５２ａ、および一方向クラッチ５２ａの外周面に設けられる略中空円板状のスプロケット５２ｂを含む。

一方向クラッチ５２ａは、スプロケット５２ｂを矢印Ｂ１方向（右側からみて時計回り方向：図２参照）に回転させるとその回転力を車軸４８ｂに伝達し、スプロケット５２ｂを矢印Ｂ２方向（右側からみて反時計回り方向：図２参照）に回転させるとその回転力を車軸４８ｂに伝達しないように構成される。また、一方向クラッチ５２ａは、車軸４８ｂひいては後輪１６ｂを矢印Ｂ２方向に回転させるとその回転力をスプロケット５２ｂに伝達し、後輪１６ｂを矢印Ｂ１方向に回転させるとその回転力をスプロケット５２ｂに伝達しないように構成される。このような一方向クラッチ５２ａは一般に広く用いられているので、一方向クラッチ５２ａについての詳しい説明は省略する。

図１および図２に示すように、シートパイプ２２には、シートユニット５４が取り付けられる。シートユニット５４は、シートパイプ２２に挿入されるシートポスト５６、シートポスト５６の上端部に設けられるシート５８、シート５８の後端部の上方に設けられる背もたれ６０、および背もたれ６０を挟むように左右方向に並んで設けられる一対の手すり６２ａ，６２ｂを含む。

図１から図３に示すように、メインパイプ２０上には回転機構６４が設けられる。回転機構６４は、第１直線部２０ａと第２直線部２０ｂとの連結部上に設けられる側面視略三角形状の軸受部材６６、軸受部材６６を左右方向に嵌通する回転軸６８、回転軸６８の左側端部と右側端部とに設けられる一対のクランク７０ａ，７０ｂ、およびクランク７０ａ，７０ｂの一方と他方とに設けられる一対のペダル７２ａ，７２ｂを含む。

回転軸６８は、軸受部材６６によって矢印Ｂ１およびＢ２方向（図２参照）に回転可能に支持される。クランク７０ａは、回転軸６８に略直交するように回転軸６８の左端部に設けられる。クランク７０ｂは、回転軸６８に略直交しかつクランク７０ａとは正反対の方向に延びるように回転軸６８の右端部に設けられる。ペダル７２ａは、クランク７０ａの先端部に支軸を介して回転可能に設けられる。ペダル７２ｂは、クランク７０ｂの先端部に支軸を介して回転可能に設けられる。

また、図２および図３に示すように、回転軸６８には、軸受部材６６とクランク７０ｂとの間にスプロケットユニット７４が設けられる。スプロケットユニット７４は、回転軸６８が嵌通される一方向クラッチ７４ａ、および一方向クラッチ７４ａの右側面に設けられるスプロケット７４ｂを含む。スプロケット７４ｂは、スプロケット７４ｂを挿通する回転軸６８には連結されることなく、一方向クラッチ７４ａの右側面に設けられる。

一方向クラッチ７４ａは、スプロケット７４ｂを矢印Ｂ２方向（図２参照）に回転させるとその回転力を回転軸６８に伝達し、スプロケット７４ｂを矢印Ｂ１方向（図２参照）に回転させるとその回転力を回転軸６８に伝達しないように構成される。また、一方向クラッチ７４ａは、回転軸６８を矢印Ｂ１方向に回転させるとその回転力をスプロケット７４ｂに伝達し、回転軸６８を矢印Ｂ２方向に回転させるとその回転力をスプロケット７４ｂに伝達しないように構成される。すなわち、一方向クラッチ７４ａは、一方向クラッチ５２ａとは逆の機能を有するように構成される。このような一方向クラッチ７４ａも一般に広く用いられているので、一方向クラッチ７４ａについての詳しい説明は省略する。
スプロケット７４ｂは、無端状のチェーン７６を介してスプロケット７４ｂの斜め下方に設けられるスプロケット７８に連結される。

図３に示すように、スプロケット７８は、メインパイプ２０から右方向に延びる回転軸８０に取り付けられる。また、回転軸８０において、メインパイプ２０とスプロケット７８との間にはスプロケット７８よりも大きい（歯数の多い）スプロケット８２が取り付けられる。

図２に示すように、スプロケット８２は、無端状のチェーン８４を介してスプロケットユニット５２のスプロケット５２ｂに連結される。チェーン８４の張力は、補強パイプ３０（図３参照）に設けられるチェーンテンショナー８６によって調節される。

このような回転機構６４、ならびに車軸４８ｂ、スプロケットユニット５２，７４、スプロケット７８，８２、チェーン７６，８４および回転軸８０を含む伝達機構を介して、搭乗者によって後輪１６ｂが駆動される。詳しくは、搭乗者がペダル７２ａ，７２ｂを介してクランク７０ａ，７０ｂを矢印Ｂ１方向（図２参照）に回転させることによって、回転軸６８およびスプロケット７４ｂが矢印Ｂ１方向に回転する。スプロケット７４ｂが矢印Ｂ１方向に回転する力は、チェーン７６を介してスプロケット７８に伝達され、スプロケット７８，８２および回転軸８０を矢印Ｂ１方向に回転させる。スプロケット８２が矢印Ｂ１方向に回転する力は、チェーン８４を介してスプロケット５２ｂに伝達され、スプロケットユニット５２を矢印Ｂ１方向に回転させる。これによって、車軸４８ｂおよび後輪１６ｂが矢印Ｂ１方向に回転し、電動アシスト車両１０が前進する。

なお、ペダル７２ａ，７２ｂを介してクランク７０ａ，７０ｂを矢印Ｂ２方向（図２参照）に回転させることによって回転軸６８を矢印Ｂ２方向に回転させても、スプロケット７４ｂが回転することはなく、チェーン７６，８４が動くことはない。これは、スプロケットユニット７４に一方向クラッチ７４ａが用いられているためである。このように回転軸６８が矢印Ｂ２方向に回転された場合はチェーン７６，８４を動かさないことによって、チェーン７６，８４の外れ等のトラブルを回避できる。

また、下り坂での走行等であって回転軸６８を矢印Ｂ１方向（図２参照）に回転させずとも後輪１６ｂおよび車軸４８ｂが矢印Ｂ１方向に回転するような場合、スプロケット５２ｂが回転することはなく、チェーン７６，８４が動くことはない。これは、スプロケットユニット５２に一方向クラッチ５２ａが用いられているためである。これによってもチェーン７６，８４の外れ等のトラブルを回避できる。

図１から図３に示すように、ヘッドパイプ１８には、斜め左に延びた後に後方へ斜め下方に延びるサブフレーム８６ａ、および斜め右に延びた後に後方へ斜め下方に延びるサブフレーム８６ｂが連結される。サブフレーム８６ａ，８６ｂの後端部は、前方へ斜め上方に延びるように軸受部材６６に設けられる突起部６６ａに連結される。

メインパイプ２０において回転機構６４の前方かつ一対のサブフレーム８６ａ，８６ｂ間の下方には、上面開口の二次電池ケース８８が設けられる。図１および図２に示すように、二次電池ケース８８には、サブフレーム８６ａ，８６ｂ間から上方に延びるように二次電池９０が配置される。二次電池９０はニッケル（Ｎｉ）−カドミウム（Ｃｄ）電池等であり、二次電池９０に蓄えられる電力は電動モータ４０ａ，４０ｂの駆動等に用いられる。

前輪保持ユニット３４の上方には、前かご９２が設けられる。前かご９２は、ステアリング軸３２の上端部から前方へ斜め上方に延びる取付部材９４、および連結部材３６の上板３６ａから上方に延びる取付部材９６に取り付けられる。

図２および図４に示すように、保持パイプ２４ａ，２４ｂの上方には、後かご９８が設けられる。後かご９８は、シートパイプ２２と補強パイプ３０（図４参照）とに固定される側面視略Ｃ字状の取付板１００（図２参照）に取り付けられる。また、後かご９８は、保持パイプ２４ａ，２４ｂ上に設けられるステー１０２ａ，１０２ｂ（図４参照）によっても支持される。

図２に示すように、後かご９８の前面には取付板１００を介して、電動モータ４０ａ，４０ｂや電磁ブレーキユニット５０ａ，５０ｂを制御するための制御ユニット１０４が取り付けられる。また、後かご９８の下面には電磁ブレーキ５０ａ，５０ｂのオン／オフを切り替えるためのスイッチ１０６が取り付けられる。

制御ユニット１０４は、ハンドル４６に設けられる上述のオン／オフスイッチがオン（アシスト機能がオン）になっていれば、回転軸６８の回転を図示しないセンサが検出することによって電動モータ４０ａ，４０ｂを駆動させる。また、制御ユニット１０４は、電動アシスト車両１０が所定速度（好ましくは６ｋｍ／ｈ）以上にならないように電磁ブレーキ５０ａ，５０ｂを制御する。また、電磁ブレーキ５０ａ，５０ｂは、駐車時等にスイッチ１０６がオンされることによっても後輪１６ａ，１６ｂの回転を規制する。

日本では、道路交通法および内閣府令によって歩道での走行を許可される車両の大きさが規定される。このような電動アシスト車両１０の大きさは、日本で歩道での走行を許可される大きさ（全長１２００ｍｍ以下、全高１０９０ｍｍ以下、全幅７００ｍｍ以下）に設定される。具体的にこの実施形態では、電動アシスト車両１０の全長が好ましくは１１８５ｍｍに設定され、電動アシスト車両１０の全高が好ましくは９００ｍｍに設定され、電動アシスト車両１０の全幅が好ましくは６５０ｍｍに設定される。

このようにコンパクトに構成される電動アシスト車両１０において注目すべきは、回転機構６４の回転軸６８の位置である。図１から図３に示すように、回転軸６８の前後方向の位置は、シート５８の前端よりも前側かつ前輪１４ａ，１４ｂの上端よりも上側であって（図１および図２参照）、回転軸６８の中心と前輪１４ａ（１４ｂ）の中心との前後方向の間隔Ｓ１が回転軸６８の中心と後輪１６ａ（１６ｂ）の中心との前後方向の間隔Ｓ２よりも小さくなる（図１および図３参照）ように設定される。具体的に、この実施形態では、間隔Ｓ１が好ましくは３６５ｍｍになり、間隔Ｓ２が好ましくは５６０ｍｍになるように、回転軸６８の前後方向の位置が設定される。また、回転軸６８の位置は、クランク７０ａ（７０ｂ）の回転軌道Ｏ（図１に一点鎖線で示す）の最下位（最も下側の位置）が前輪１４ａ（１４ｂ）の中心と略同じ高さになるように設定される。また、回転軸６８の位置は、クランク７０ａ（７０ｂ）の回転軌道Ｏ全体がシート５８の前端よりも前側に位置するように設定される。さらに、回転軸６８の位置は、後輪１６ａ（１６ｂ）の中心よりも上側に設定される。

また注目すべきは、ペダル７２ａ，７２ｂの中心間の左右方向の間隔と前輪１４ａ，１４ｂの幅との関係、およびペダル７２ａ，７２ｂの中心間の左右方向の間隔と後輪１６ａ，１６ｂの幅との関係である。図３に示すように、ペダル７２ａ，７２ｂの中心間の左右方向の間隔Ｗは、前輪１４ａ，１４ｂの幅Ｗ１よりも大きく、後輪１６ａ，１６ｂの幅Ｗ２よりも小さく設定される。具体的に、この実施形態では、間隔Ｗが好ましくは３１５ｍｍに設定され、幅Ｗ１が好ましくは２４５ｍｍに設定され、幅Ｗ２が好ましくは６５０ｍｍに設定される。

さらに注目すべきは、クランク７０ａの回転半径と前輪１４ａの半径との関係、およびクランク７０ａの回転半径と後輪１６ａの半径との関係である。図１に示すように、前輪１４ａの半径Ｒ１は、クランク７０ａの回転半径Ｒ以下に設定される。また、後輪１６ａの半径Ｒ２は、クランク７０ａの回転半径Ｒ以上に設定される。具体的に、この実施形態では、回転半径Ｒが好ましくは１２７ｍｍに設定され、半径Ｒ１が好ましくは１００ｍｍに設定され、半径Ｒ２が好ましくは１６０ｍｍに設定される。

なお、クランク７０ｂの回転半径と前輪１４ｂの半径との関係、およびクランク７０ｂの回転半径と後輪１６ｂの半径との関係についても同様であることはいうまでもない。

このような電動アシスト車両１０によれば、シート５８の前端よりも前側であって後輪１６ａ，１６ｂの中心よりも前輪１４ａ，１４ｂの中心寄りに回転軸６８が配置されることによって、コンパクトな構成であっても搭乗者が楽な姿勢でクランク７０ａ，７０ｂの回転軌道Ｏ（図１に一点鎖線で示す）に沿ってペダル７２ａ，７２ｂを回転（公転）させることができる。

図６は、ペダル７２ａが最上位（最も上側の位置）にあるときの搭乗者の左脚の状態を示す側面図解図である。図７は、ペダル７２ａが最前位（最も前側の位置）にあるときの搭乗者の左脚の状態を示す側面図解図である。図８は、ペダル７２ａが最下位（最も下側の位置）にあるときの搭乗者の左脚の状態を示す側面図解図である。図９は、ペダル７２ａが最後位（最も後側の位置）にあるときの搭乗者の左脚の状態を示す側面図解図である。図６〜図９から、ペダル７２ａがいずれの位置であっても搭乗者は無理なく脚を曲げることができているのがわかる。すなわち、コンパクトな構成であっても搭乗者が楽な姿勢でペダル７２ａを回転（公転）可能であることがわかる。
なお、図６〜図９には、搭乗者の左脚のみが示されているが、右脚についても同様に動くことはいうまでもない。

回転機構６４を用いる場合、ペダル７２ａが最下位にある状態（図８に示す状態）からペダル７２ａが最後位にある状態（図９に示す状態）になるまでに、搭乗者は左脚を使ってペダル７２ａを自分の胴側に引き寄せる運動をすることになる。右脚の運動についても同様である。したがって、膝を伸ばす筋力のみならず膝を曲げる筋力を維持・回復させることができる。また、ペダル７２ａ，７２ｂをクランク７０ａ，７０ｂの軌道に沿って回転させるためには、単なる踏み込み運動よりも足首の柔軟性が必要となる。したがって、この点からも運動能力を維持・回復させることができる。このように、歩道での走行を許可されるコンパクトな構成であっても搭乗者が楽な姿勢で運動でき、搭乗者の運動能力を十分に維持・回復させることができる。

また、回転軸６８の位置が前輪１４ａ，１４ｂの中心よりも上側に設定されることによって、回転軸６８と前輪１４ａ，１４ｂとの前後方向の間隔Ｓ１（図１参照：ここでは３６５ｍｍ）を小さくでき、コンパクトに構成できる。前輪１４ａ，１４ｂの半径Ｒ１（図１参照：ここでは１００ｍｍ）がクランク７０ａ，７０ｂの回転半径Ｒ（図１参照：ここでは１２７ｍｍ）よりも小さく設定されることによっても間隔Ｓ１を小さくでき、コンパクトに構成できる。

図１０は、ペダル７２ａが最前位にありかつペダル７２ｂが最後位にあるときの搭乗者の足の配置態様を示す平面図解図である。前輪１４ａ，１４ｂの半径Ｒ１がクランク７０ａ，７０ｂの回転半径Ｒ以下に設定されることによって、図１０に示すように、コンパクトな構成であっても前輪１４ａ，１４ｂの向きにかかわらず搭乗者の足（一点鎖線で示す）と前輪１４ａ，１４ｂとの干渉を防止できる。

後輪１６ａ，１６ｂの半径Ｒ２（図１参照：ここでは１６０ｍｍ）がクランク７０ａ，７０ｂの回転半径Ｒ（図１参照：ここでは１２７ｍｍ）よりも大きく設定されることによって、後輪１６ａ，１６ｂの駆動力が大きくなり、走行性能を向上できる。

回転軸６８の位置が前輪１４ａ，１４ｂの上端よりも上側に設定されることによって、間隔Ｓ１をより小さくでき、よりコンパクトに構成できる。また、コンパクトな構成であっても搭乗者の足と前輪１４ａ，１４ｂとの干渉をより確実に防止できる。

回転軌道Ｏの最下位が前輪１４ａ，１４ｂの中心と略同じ高さになるように回転軸６８の位置が設定されることによって、間隔Ｓ１をより小さくでき、よりコンパクトに構成できる。また、コンパクトな構成であっても搭乗者の足と前輪１４ａ，１４ｂとの干渉をより確実に防止できる。

回転軌道Ｏ全体がシート５８の前端よりも前側に位置するように回転軸６８の位置が設定されることによって、コンパクトな構成であっても搭乗者がより楽な姿勢で回転軌道Ｏに沿ってペダル７２ａ，７２ｂを回転させることができる。

回転軸６８の位置が後輪１６ａ，１６ｂの中心よりも上側に設定されることによって、回転軸６８と後輪１６ａ，１６ｂとの前後方向の間隔Ｓ２（図１参照：ここでは５６０ｍｍ）を小さくでき、コンパクトに構成できる。また、コンパクトな構成であっても搭乗者の足と後輪１６ａ，１６ｂとの干渉を防止できる。

ペダル７２ａ，７２ｂの中心間の左右方向の間隔Ｗ（図３参照：ここでは３１５ｍｍ）が前輪１４ａ，１４ｂの幅Ｗ１（図３参照：ここでは２４５ｍｍ）よりも大きく設定されることによって、コンパクトな構成であっても搭乗者の足と前輪１４ａ，１４ｂとが干渉することを防止できる。ペダル７２ａ，７２ｂの中心間の左右方向の間隔Ｗ（図３参照：ここでは３１５ｍｍ）が後輪１６ａ，１６ｂの幅Ｗ２（図３参照：ここでは６５０ｍｍ）よりも小さく設定されることによって、よりコンパクトに構成できる。

電動モータ４０ａ，４０ｂが前輪１４ａ，１４ｂ間に配置されることによって、コンパクトな構成であっても他の部材や搭乗者と電動モータ４０ａ，４０ｂとが干渉することを防止できる。

前輪１４ａ，１４ｂが揺動軸４２を中心に上下方向に揺動可能に設けられることによって、前輪１４ａ，１４ｂの路面に対する追従性を向上できる。したがって、前輪１４ａ，１４ｂが小径でありかつ前輪１４ａ，１４ｂの幅が小さくても、たとえば操舵（旋回）時に前輪１４ａまたは１４ｂが浮くことを防止でき、駆動力を確実に路面に伝達できる。すなわちトラクション（路面への駆動力伝達性）を向上でき、走行性能を向上できる。

歩道での走行を許可されるコンパクトな構成では、後輪１６ａ，１６ｂの上方にシート５８が位置することになり、搭乗者がシート５８に着座した状態では重量配分が後寄りになる。そこで、重量の嵩む二次電池９０をシート５８の前端よりも前側でフレーム１２に設けることによって、重量配分を前後均等に近づけることができ、走行安定性を向上できる。

前輪１４ａ，１４ｂを電動モータ４０ａ，４０ｂに駆動させかつ後輪１６ａを搭乗者に駆動させる前後輪駆動方式（四輪駆動方式）を採用することによって、走行性能を向上できる。特に前輪１４ａ，１４ｂを電動モータ４０ａ，４０ｂに駆動させることによって、段差の乗り越え等が容易になり、走行性能を向上できる。

なお、この発明の電動アシスト車両の大きさは、上述の実施形態に限定されない。この発明の電動アシスト車両の大きさは、歩道での走行を許可される大きさ（全長１２００ｍｍ以下、全高１０９０ｍｍ以下、全幅７００ｍｍ以下）であれば任意に設定できる。

回転機構の回転軸の前後方向の位置は、上述の実施形態に限定されず、回転軸の中心と前輪の中心との間隔が回転軸の中心と後輪の中心との間隔よりも小さくなれば任意に設定できる。搭乗者を楽な姿勢で運動させるためには、回転軸の中心と前輪の中心との間隔は、回転軸の中心と後輪の中心との間隔の０．８倍以下であることが望ましい。

上述の実施形態では、回転軸６８が前輪１４ａ，１４ｂの上端よりも上側に位置する場合について説明したが、この発明はこれに限定されない。回転機構の回転軸は、前輪の中心よりも上側に位置していればよい。

上述の実施形態では、回転軌道Ｏの最下位が前輪１４ａ，１４ｂの中心と略同じ高さになるように回転軸６８を配置する場合について説明したが、この発明はこれに限定されない。回転機構の回転軸は、クランクの回転軌道の最下位が前輪の中心よりも低くなるように配置されてもよい。

上述の実施形態では、回転軌道Ｏ全体がシート５８の前端よりも前側に位置するように回転軸６８を配置する場合について説明したが、この発明はこれに限定されない。回転機構の回転軸は、クランクの回転軌道の一部がシートの前端よりも後側に位置するように配置されてもよい。

上述の実施形態では、回転軸６８が後輪１６ａ，１６ｂの中心よりも上側に位置する場合について説明したが、この発明はこれに限定されない。回転機構の回転軸は、後輪の中心よりも下側に位置してもよい。

クランク７０ａ，７０ｂの回転半径Ｒ、前輪１４ａ，１４ｂの半径Ｒ１および後輪１６ａ，１６ｂの半径Ｒ２は、上述の実施形態に限定されない。クランク７０ａ，７０ｂの回転半径Ｒは、好ましくは１１５ｍｍ〜１６５ｍｍの範囲で任意に設定できる。前輪１４ａ，１４ｂの半径Ｒ１は、クランク７０ａ，７０ｂの回転半径Ｒ以下であれば、好ましくは７５ｍｍ〜１２５ｍｍの範囲で任意に設定できる。後輪１６ａ，１６ｂの半径Ｒ２は、クランク７０ａ，７０ｂの回転半径Ｒ以上であれば、好ましくは１３０ｍｍ〜２００ｍｍの範囲で任意に設定できる。

ペダル７２ａ，７２ｂの中心間の左右方向の間隔Ｗ、前輪１４ａ，１４ｂの幅Ｗ１、後輪１６ａ，１６ｂの幅は、上述の実施形態に限定されない。ペダル７２ａ，７２ｂの中心間の左右方向の間隔Ｗは、好ましくは３００ｍｍ〜５００ｍｍの範囲で任意に設定できる。前輪１４ａ，１４ｂの幅Ｗ１は、ペダル７２ａ，７２ｂの中心間の左右方向の間隔Ｗよりも小さければ、好ましくは２００ｍｍ〜３００ｍｍの範囲で任意に設定できる。後輪１６ａ，１６ｂの幅Ｗ２は、ペダル７２ａ，７２ｂの中心間の左右方向の間隔Ｗよりも大きければ、好ましくは５００ｍｍ〜７００ｍｍの範囲で任意に設定できる。

上述の実施形態では、前輪１４ａ，１４ｂの幅Ｗ１が、ペダル７２ａ，７２ｂの中心間の左右方向の間隔Ｗよりも小さい場合について説明したが、この発明はこれに限定されない。図３に一点鎖線で示すように、前輪１４ａ，１４ｂの幅をペダル７２ａ，７２ｂの中心間の左右方向の間隔Ｗよりも大きなＷ１ａに設定してもよい。この場合、一般的な前輪駆動の四輪自動車と同様に、支持アーム、ドライブシャフトおよびタイロッド等を有する懸架・操舵装置によって、前輪１４ａ，１４ｂを駆動可能にかつその向きを左右に変更可能に保持するようにすればよい。

上述の実施形態では、電動モータ４０ａ，４０ｂによって前輪１４ａ，１４ｂを駆動する場合について説明したが、この発明はこれに限定されない。たとえば、１つの電動モータを用いて一対の前輪を駆動するようにしてもよいし、１つの電動モータを用いて一対の前輪のいずれか一方のみを駆動するようにしてもよい。

上述の実施形態では、回転軸６８の矢印Ｂ１方向への回転に伴って後輪１６ｂのみを回転させる場合について説明したが、後輪の駆動態様はこれに限定されない。たとえば、車軸４８ａと４８ｂとを繋げて後輪１６ａ，１６ｂを回転させるようにしてもよい。また、シャフトとディファレンシャルギア（差動歯車機構）を用いた伝達機構（シャフトドライブ機構）によって後輪１６ａ，１６ｂを回転させるようにしてもよい。

上述の実施形態では、電動モータ４０ａ，４０ｂを前輪１４ａ，１４ｂの間に配置する場合について説明したが、電動モータの配置態様はこれに限定されない。電動モータは任意の位置に配置できる。電動モータと他の部材や搭乗者との干渉を防止するためには少なくとも電動モータの一部が一対の前輪の間に位置することが望ましい。

上述の実施形態では、クランク７０ａ，７０ｂを回転軸６８の左端部と右端部とに設ける場合について説明したが、一対のクランクの位置はこれに限定されない。左側のクランクを回転軸の左端部よりもやや右寄りに設けてもよいし、右側のクランクを回転軸の右端部よりもやや左寄りに設けてもよい。

上述の実施形態では、前輪１４ａ，１４ｂをフレーム１２の前端に配置する場合について説明したが、一対の前輪の位置はこれに限定されない。一対の前輪をフレームの前端よりもやや後寄りに配置してもよい。

上述の実施形態では、後輪１６ａ，１６ｂをフレーム１２の後端に配置する場合について説明したが、一対の後輪の位置はこれに限定されない。一対の後輪をフレームの後端よりもやや前寄りに配置してもよい。

以上、この発明の好ましい実施形態について説明されたが、この発明の範囲および精神を逸脱しない限りにおいて種々の変更が可能であることは明らかである。この発明の範囲は、添付されたクレームのみによって限定される。

Claims (10)

1. 前後方向に延びるフレームと、
   前記フレームの前部に左右方向に並んで配置される一対の前輪と、
   前記フレームの後部に左右方向に並んで配置される一対の後輪と、
   前記一対の前輪と前記一対の後輪との間で前記フレームに設けられるシートと、
   前記一対の後輪の少なくとも一方を駆動するために、左右方向に延びるように前記フレームに設けられる回転軸、前記回転軸に略直交する方向にかつ互いに正反対の方向に延びるように前記回転軸の両側に設けられる一対のクランク、および前記一対のクランクの一方と他方とに取り付けられる一対のペダルを含む回転機構と、
   前記一対の前輪の少なくとも一方を駆動する電動モータとを備え、
   前記前輪の半径は、前記クランクの回転半径以下に設定され、
   前記回転軸の位置は、前記シートの前端よりも前側かつ前記前輪の中心よりも上側であって、前記回転軸の中心と前記前輪の中心との前後方向の間隔が前記回転軸の中心と前記後輪の中心との前後方向の間隔よりも小さくなるように設定され、
   前記電動モータによって前記前輪を駆動させかつ前記ペダルを回転させることによって前記回転機構を介して前記後輪を駆動させる前後輪駆動が可能な、電動アシスト車両。
2. 前記後輪の半径は、前記クランクの回転半径以上に設定される、請求項１に記載の電動アシスト車両。
3. 前記回転軸の位置は、前記前輪の上端よりも上側に設定される、請求項１に記載の電動アシスト車両。
4. 前記回転軸の位置は、前記クランクの回転軌道の最下位が前記前輪の中心と略同じ高さになるように設定される、請求項３に記載の電動アシスト車両。
5. 前記回転軸の位置は、前記クランクの回転軌道全体が前記シートの前端よりも前側に位置するように設定される、請求項１に記載の電動アシスト車両。
6. 前記回転軸の位置は、前記後輪の中心よりも上側に設定される、請求項２に記載の電動アシスト車両。
7. 前記一対のペダルの中心間の左右方向の間隔は、前記一対の前輪の幅よりも大きくかつ前記一対の後輪の幅よりも小さく設定される、請求項１に記載の電動アシスト車両。
8. 前記電動モータの少なくとも一部は、前記一対の前輪の間に配置される、請求項１に記載の電動アシスト車両。
9. 揺動軸を中心に上下方向に揺動可能に前記一対の前輪を保持する前輪保持ユニットをさらに含む、請求項１に記載の電動アシスト車両。
10. 前記シートの前端よりも前側で前記フレームに設けられ前記電動モータに供給する電力を蓄える二次電池をさらに含む、請求項１に記載の電動アシスト車両。

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