JP5829749B2 - 超軽量の、折り畳み可能な、電気モータ付き３輪車 - Google Patents

Description

本発明は超軽量の、個人の、特に都市の中心で容易に移動するために適した新しい交通手段に関し、詳しくは、超軽量の、折り畳み可能な、電気モータ付き３輪車にかかわる。

都市の中心の連続的な渋滞、燃料価格の不断の上昇および地球の保護のためのエコロジ感覚の発展は「適切な」交通手段の代替手段を実施するのに効果がある。

都市の中で自転車の発展と特にセルフサービスの自転車は部分的に問題に応える、しかしながらこの交通手段の形態は自転車が道路に駐車されているとき日常である盗難や破壊のような多くの不都合を呈する。さらに、重量や大きさを考慮すると、自分の自転車を常に自分で持っていること、そして自転車を自分の職場または自宅に持っていくことを考えられない。さらに、移動速度は遅くて利用者の運動特性に依存する。電動自転車は利用者の運動特性への依存に解決策の第１歩をもたらすが、その代わりに、さらに大きい重量が携帯性を減少させる。

さらに、２輪で走行することは安全性の欠如と落下の大きな危険の強い気持ちを生じさせる。誰もが自転車の前部の車輪のスリップまたはブレーキによる停止が落下や重傷になり得るけがを不可避にもたらすことを知っている。

したがって、欧州特許第１６３００８１号明細書、国際公開第００／７４６２２号および国際公開第０２／３６４１９号の文献に記載された３輪車のような電動力付き３輪車を使用することが考えられる。しかし、これらの３輪車は大きなしたがって重いバッテリを必要とする限りにおいて重くて嵩張る、そして速度すなわち装置の重さを減少させることができる手段を持っていない。その結果、このような３輪車を自動車の中にまたは自転車を使用場所に運搬できるようなエレベータの中に置くことはほとんど不可能である。

それゆえ、本発明の目的は３輪車を構成する部品が削減された大きさのため超軽量でありかつそれに伴い使用場所に容易に運搬され得るように、速度の制限される電動モータ付き３輪車になる。

それゆえ、本発明の対象は前部に２つの車輪および後部に１つの駆動輪を備えるシャーシと、駆動輪を駆動するための電気モータと、モータに電流を供給するための電源バッテリと、シャーシから延在し、使用者が操作して３輪車の方向および／または速度を制御できるように構成されたハンドルを有するステアリングバーを備えるとともに、３輪車は、ステアリングバーがシャーシに対してほぼ垂直な位置にあってシャーシと一体化し、シャーシの上に乗った使用者がハンドルを操作して３輪車を操縦できる展開形態から、ステアリングバーがシャーシに向かって下がり、使用者がハンドルを把持して、後部の車輪を地面から離した状態のまま２つの前部の車輪で３輪車を動かすことのできる折り畳み形態に移行するように構成されており、さらに、この折り畳み形態は、前記ステアリングバーを前記シャーシの方へ下げることができるように前記シャーシ（１５）から前記ステアリングバー（３）を切り離す手段によって実現され、３輪車は、３輪車の速度を測定するための回転速度計と、回転速度計に接続され、モータの速度が２０ｋｍ／時から３０ｋｍ／時までの所定速度を超えた場合に、モータをバッテリへ給電する発電機に変換するよう制御するように適応されて、発電機となったモータがブレーキとして作用することで３輪車が減速する、減速／制動用制御装置（２０、２０ｂｉｓ）とを有する。

本発明の目的、対象、特徴は図面を参照して以下の説明を読むことによってより明確に理解されるであろう。
図１は前部の車輪上に折り畳まれた形態の本発明による３輪車をハンドルによって引いている人を表す。 図２は展開された形態の本発明による３輪車を表す。 図３は前部の車輪の付いたステアリングユニット、２本の傾斜アームおよびステアリングリンクロッドを表す。 図４はステアリングバー上のハンドルに連結したカムの図である。 図５は本発明による３輪車の電気駆動部のブロック図である。 図６は充電および管理ステーションの全体のブロック図である。 図７はステアリングバー、回転速度計の付いた表示装置およびハンドルを表す。

本発明による３輪車は運搬できるように折り畳まれた形態か展開された形態かであることが可能である。

図２に示された展開された形態の３輪車は、ステアリングバー３に連結されているハンドル４を備えており、右へまたは左へのハンドルの回転が２つの前部の車輪の同方向への回転をもたらす。後で分かるように、ハンドルは前後の回転によって操作されることが可能で、（または、逆）この操作は加速または減速／停止をもたらす。

使用者は収納可能なサドル１４によりスクータのように座った位置か、あるいは、キックボードのように立った位置で利用できる。シャーシ１５は、蓋１７で保護され、すぐに使用されるかまたは折り畳むことができる取り外し可能なサドル１４を収容する、くり抜き１６を備えている。

３輪車は、その回転によりステアリングバーを連結または切り離すレバーを備えたジョイントによって図１に示された折り畳まれた形態になる。いったん折り畳まれると、その場合はハンドルが握りの代わりをするので、３輪車は２つの前部の車輪で安定して移動させながら容易に運搬され得る、それは使用者に、３輪車を２つの前部の車輪で動かしながら３輪車をやすやすと移動させることを可能にする。

図３に見られるように、ステアリングバーはジョイントを介してステアリングユニットと連動している。ステアリングユニットは２本の傾斜アーム７の支持および案内とステアリングリンクロッド８の操作を行う。

図５のブロック図に表されているように、後部の車輪９はハブに１つまたは複数のバッテリ１１によって給電される永久磁石型ブラシレスモータ１０を備えている。駆動輪のハブへのモータの組み込みはチェーン、ベルトまたは自在継ぎ手のような伝動手段を使用する必要がないようにすることに留意すべきであり、それは重量および寸法を減少させることができる。

アクセル制御装置１２は、３輪車の加速度と速度の比率を決めるために、調節装置を介してモータによって供給された電力を調整する。

図４に表されているように、ハンドルの前後操作はハンドルと連動しているカム１９を駆動する。カム１９の偏心輪はハンドルが例えば前部の方に操作されたときはアクセル制御装置１２に、そしてハンドルが後部の方に操作されたときは減速／制動制御装置２０，２０ｂｉｓに、徐々に作用する。トーションバーは、停止時においては、例えば加速も制動も促進されることがない、ニュートラル位置にハンドルが戻るように、戻しばねの代わりをする。

後部の方へ（または逆に）動かすことは、３輪車を減速させるためのカムにより減速制御装置２０ｂｉｓに作用し、それは３輪車の運動エネルギを電流に徐々に変換するために駆動機能を発電機能に逆転する効果があり、それは３輪車を減速させてバッテリを充電する効果がある。発電機となったモータにより回収された電流は、これを直流に変換するためにインバータコンバータ２２を介して整流される。逆に、インバータ機能は、後部の車輪のハブに組み込まれたモータ１０に供給するために、バッテリから出る直流を交流に変換することを可能にする。

ハンドル４を自分の方へ最大限に引く動作は、各車輪に設けたディスクブレーキの徐々の作動による３輪車の制動および停止をもたらす。

上述した制動制御装置の効果は本発明にとって決定的である。事実、運動エネルギは速度の２乗とともに増大する。そして、３輪車は電動式減速装置を備えてないので、３輪車は下り坂で大きな速度に達するであろう。それは３輪車がこのような応力に応答できるためのそれ相応の重量、決まった大きさの機械的構造を持っていないということを意味する。

３輪車は速度に関連した大きな力学的応力を受けないで軽いままでいるように、３輪車が所定の速度、例えば２０km/hと３０km/h間にある速度に達するとすぐに、自動的に減速が始まる。回収された電気エネルギは、優先的にバッテリを充電し、もし必要であれば、適合された抵抗１８で散逸される。

下り坂で３輪車の最高速度を減少させるこの能力は、力学的応力を受ける構造の寸法に従って３輪車の重量を著しく減少させることを可能にする。事実、３輪車は下り坂で６５km/hの速度に達し、その結果２５km/hで走行している同じ３輪車よりは、かなり大きい応力、比率が「６５の２乗／２５の２乗」である、すなわち約７倍の応力を受ける可能性があるだろう。

したがって、速度の制限は、材料の厚さおよび質量を著しく減少して超軽量の車を実現するための適切な唯一の手段である。

本発明のより好都合な実施の形態の変形例によれば、車載電子機器は、その目的が道路の特性に応じて減速装置を作動させることである加速度計を組み込んでいる。したがって、３輪車が下り坂に近づいて加速度計が道路の悪い状態に起因する大きな振動を検出するとした場合には、電子機器は道路が荒れているほど一層大きな減速をもたらす。例えば、悪い状態の道路では、速度が２５、さらには２０km/hに減少させられるのに対して、良好な特性の道路上の下り坂では、最高速度は３０km/hである。

本発明の他の変形例によれば、ハンドルの前後操作は、ハンドルと連動して、減速装置を介して、その回転が図示しないカムを回転させる機械部品に作用する効果のあるステアリングバーの移動をもたらす。これは上述したようなアクセル、および減速／制動用制御装置を作動させることを可能にする。

本発明による３輪車は、自宅および／または職場でバッテリを充電するために、地区に接続された充電器の差し込みプラグに接続されるように作られた差し込み口を有していることに留意すべきである。

上記で説明した本発明による３輪車のような３輪車は、図６のブロック図で示された充電および管理ステーションに預けられる。

広告表示の場所に組み合わされた複数の充電および管理ステーションは、市内に配置され、複数の３輪車を同時に充電することが可能である。この機能にとって、前記した本発明の主要な特徴の１つ、すなわち即座に折り畳まれ、かつ、展開されるという３輪車の能力が決定的である、というのは、本発明の目的である、多数の３輪車を公共の場所を塞がずに、同時に充電できるようにするためである。

各３輪車は、固有の識別コードを記憶する電子チップと、充電および管理ステーションに距離をおいて識別コードを伝達できる手段を備えている。

充電および管理ステーションは、ステーションで充電中の３輪車の識別コードを記憶する手段を備えた電子機器２７を有している。使用者は、充電および管理ステーションのRFIDセンサ２５と距離をおいて協働するように作られた、ステーションの電子機器と接続されている個人用バッジカードを有している。したがって、個人用バッジカードは、自分の車が充電および管理ステーションにあるときに、他のものの中で自分の車を識別して解錠することができる。

また、個人用バッジカードは、イグニションキーとして役立つように作られている。それで、３輪車は、３輪車を発進させるために利用者が自分のバッジカード２６を近づけなければならないRFIDセンサを備えている。

充電および管理ステーションは、充電してステーションにある各３輪車の固有の識別コードを記憶できる手段を備えている。３輪車の電子チップのデータの電子機器２７への転送は、３輪車の充電ステーションとの接続時に、公知のすべての手段、RFID、無線周波、赤外線または搬送電流によって実行される。

使用者は自分の３輪車の充電を望むとき、使用者はステーションのRFIDセンサ２５に自分のバッジカード２６を近づけると、充電中の公知のすべての３輪車を予め記憶していた電子機器２７は、識別された３輪車の解錠を開始する。３輪車の駐車場所に配置された光信号２８は、使用者に自分の車の位置を知らせるために点滅する。

施錠及び解錠は、この目的のために用意された領域に、駐車中の３輪車の前部の車輪が現れたときに、あらゆる公知の技術、例えば電磁石３０で駆動されるシュー２９により２つの前部の車輪の１つを挟持することで実現できる。

実施の形態の変形例によれば、３輪車は、速度、バッテリの充電レベル、走行距離、充電前の残りの距離のような、使用者に役立つ情報を、決定できる一群のセンサを備えており、それらの情報はステアリングバー上に配置された傾斜した画面に表示される。

他の変形例によれば、３輪車は、ステアリングバー上に配置された蓋が開閉できる箱を備えている。この箱は、さまざまな物を、特に、いったん展開されると、ステアリングバーに固定されて、使用者が鞄や買い物のようなあらゆる役立つものを運ぶことができるように折り畳めるかごを、収容することができる。

最後に、本発明による３輪車は電動車であるため、３輪車は非常に静かであるので、そのことにより危険が生じる。従って、鳥の鳴き声、鈴の音楽、控え目なメロディ等々のような、快いおよび／または楽しい音楽の発信装置を装備することが見込まれる。使用者は、複数の主旋律の間の、あるいは、ランダムな音調を選択するだろう。聞こえた音楽は、時間、月日、年、あるいはまた複数の可変の要素の組み合せのような、１つまたは複数の可変の要素と３輪車の固有の通し番号のような不変の要素に依存して、リアルタイムでコード化されるであろう。このプログラミングされたコード化は聞いても検出できないが、その目的の公知の装置で完全に識別できる。それは多くの手段、例えば基準の音信号に数デシベルの、すべての５０ミリセカンドのコード化された離散的強調を重ねて、あるいは、強調を分離する時間をコード化して、あるいは、通し番号と可変のパラメータの符号の２つの手段の組合せで実現できる。上述したような装置では、３輪車が認識されないことがなく、盗難または改造された３輪車は、正確なコード化の識別と盗まれた３輪車のデータベースとの比較によって、すぐに識別できるので、安全に走行する３輪車に二重の利点がある。

３ ステアリングバー
４ ハンドル
９ 駆動用の前部の車輪
１０ モータ
１１ バッテリ
１２ アクセル制御装置
１４ サドル
１５ シャーシ
１６ くり抜き
１７ 蓋
１９ カム
２０，２０ｂｉｓ 減速／制動用制御装置
２５ RFIDセンサ
２７ 電子機器
２８ 光信号

Claims (9)

1. 電動式で超軽量の３輪車であって、
   前部に２つの車輪および後部に１つの駆動用の車輪（９）を備えるシャーシ（１５）と、
   前記駆動用の車輪を駆動するための電動のモータ（１０）と、
   該モータに電流を供給するための電源用のバッテリ（１１）と、
   前記シャーシから延在し、使用者の操作により前記３輪車の方向および／または速度を制御できるように構成されたハンドル（４）を有するステアリングバー（３）を備えるとともに、
   前記３輪車は、
   前記ステアリングバーが前記シャーシに対してほぼ垂直な位置にあって前記シャーシと一体化し、前記シャーシの上に乗った使用者が前記ハンドルを操作して前記３輪車を操縦できる展開形態から、前記ステアリングバーが前記シャーシに向かって下がり、使用者が前記ハンドルを把持して、後部の車輪を地面から離した状態のまま２つの前部の車輪で前記３輪車を動かすことのできる折り畳み形態に移行するように構成されており、
   さらに、この折り畳み形態は、前記ステアリングバーを前記シャーシの方へ下げることができるように前記シャーシ（１５）から前記ステアリングバー（３）を切り離す手段によって実現され、
   前記３輪車は、
   前記３輪車の速度を測定するための回転速度計と、
   該回転速度計に接続され、前記モータの速度が２０ｋｍ／時から３０ｋｍ／時までの所定速度を超えた場合に、前記モータを前記バッテリへ給電する発電機に変換するよう制御するように適応されて、発電機となった前記モータがブレーキとして作用することで前記３輪車が減速する、減速／制動用制御装置（２０、２０ｂｉｓ）とを有することを特徴とする、３輪車。
2. 請求項１に記載の３輪車であって、前記ハンドル（４）は使用者によって前部または後部の方に移動させることができ、前部の方または後部の方への移動が前記ハンドルに連動するカム（１９）を駆動し、前部の方への移動が前記３輪車を加速するために前記カムによってアクセル制御装置（１２）に作用し、
   後部の方への移動が前記モータを発電機に変換して前記３輪車を減速するために前記カムによって前記減速／制動用制御装置（２０）に作用する３輪車。
3. 前記ハンドル（４）が使用者によって所定の位置から後部の方へ移動されるとき前記減速／制動用制御装置（２０）は減速後に前記３輪車のブレーキを駆動する請求項２に記載の３輪車。
4. 前記ハンドル（４）の右へまたは左への移動が同じ方向に前部の車輪の回転をもたらし従って前記３輪車に右へまたは左へ方向を変えることを可能にする請求項２または３に記載の３輪車。
5. 請求項１〜４のいずれか１項に記載の３輪車であって、前記シャーシ（１５）は蓋（１７）で保護されたくり抜き（１６）を備えており、かつ使用者が前記３輪車の移動の間座ったままでいることを可能にする取外しのできるサドルを収容する３輪車。
6. 固有の識別コードを記憶している電子チップと、充電および管理ステーションの方に前記識別コードを距離をおいて伝達できる手段をさらに備えている請求項１〜５のいずれか１項に記載の３輪車。
7. 請求項１〜６のいずれか１項に記載の３輪車であって、速度、バッテリの充電レベル、走行距離、充電前の残りの距離のような使用者に役立つ情報を決定できる一群のセンサをさらに備えており、前記情報が前記ハンドル（４）の下の傾斜した画面に表示される３輪車。
8. 請求項１〜７のいずれか１項に記載の３輪車であって、時間、月日、年、あるいは、複数の可変の要素の組合せのような１つまたは複数の可変の要素と前記３輪車の固有の通し番号のような不変の要素に依存したコード化をリアルタイムで受けた快いおよび楽しい音楽の発信装置をさらに備えており、盗難または改造された３輪車をすぐに識別できるように、前記コード化は聞いても検出できないが、適切な装置では完全に識別できる３輪車。
9. 請求項１〜８のいずれか１つに記載の３輪車であって、前記モータ（１０）は前記駆動輪（９）のハブに組み込まれており、それはチェーン、ベルトまたは自在継手のような伝動手段を使用するのを回避することを可能にする３輪車。

Images