JP6347011B2 - Body tilting device for turning two-wheel bicycles - Google Patents
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Description
本発明は、左右二つの前輪で操舵し後輪を駆動する自転車に関するものである。 The present invention relates to a bicycle that is steered by two front wheels on the left and right and drives a rear wheel.
従来、前二輪操舵の三輪自転車等は通常の二輪自転車に比べ、転倒し難く安定しているので高齢の人、自転車に乗り慣れない人用として開発が進められており、欠点として旋回時に車体を傾斜し難く、遠心力で外方向に転倒するという恐怖感から自転車のスピードを極端(歩くスピード以下)に落とす必要があった。この問題を解決する為、左右二つの前輪と一つの後輪を有する三輪自転車として、旋回時に機械的に車体が傾斜してカーブ走行を容易にするため、以下の提案がなされている。 Conventionally, front two-wheel steering three-wheeled bicycles, etc. are more stable than conventional two-wheeled bicycles, so they have been developed for elderly people and those who are not accustomed to riding bicycles. It was difficult to incline and it was necessary to reduce the speed of the bicycle to the extreme (below walking speed) because of the fear of falling outward due to centrifugal force. In order to solve this problem, as a three-wheeled bicycle having two front wheels on the left and one on the left and one rear wheel, the following proposals have been made in order to facilitate curve traveling by mechanically tilting the vehicle body when turning.
例えば、本出願人が既に出願した特許文献1は、ばねによる直立姿勢保持機能と揺動機構により車体の安定が保たれて、操舵用転向軸に取り付けられた湾曲状に形成された左右一対のカムが、前記揺動機構の揺動アームに取付けられた複数の回動体に接触し、ハンドルを持って停止させた停車状態で両足をペダルに乗せても自転車が倒れることなく、安定した乗車が可能で、カーブ時はハンドル操作で、前二輪が操舵され、カムと回動体の作用により、前二輪の向きに連動して旋回方向に車体が機械的に傾斜するため、身体を車体の傾斜方向に傾けやすく、通常の二輪自転車と同様のスムースなカーブ走行が可能となり、前二輪操舵の自転車として安定が保たれる提案がなされている。
For example,
特許文献1に記載された三輪自転車は、ばねによる直立姿勢保持機能と揺動機構により車体の安定が保たれ、さらに、転向軸に取り付けられた湾曲状に形成された左右一対のカムが、揺動アームに取付けられた複数の回動体に接触し、停車状態で両足をペダルに乗せても自転車が倒れることなく、安定した乗車が可能で、カーブ時はハンドル操作で、前輪が操舵され、カムと回動体の作用により、前輪の向きに連動して旋回方向に車体が機械的に傾斜するため、身体を車体の傾斜方向に傾けやすく、通常の二輪自転車と同様のスムースなカーブ走行を可能にしている。
In the three-wheeled bicycle described in
しかし、カムと、回動体は複数で構成され、左右のカムが前二輪の転向軸に取付けられており、ハンドル操作により、複数のカムは夫々の回動体に対し、別々の動きをするため、左右のカムと回動体が同時に接触した場合は、ハンドル操作が重くなるか、動かなくなる場合があるため、必ずカムと回動体の間に一定の隙間が必要となり、この隙間を最少にするためには高度な加工技術が要求され、コストアップとなるため、通常は若干の隙間を有することになり、該隙間が車体の左右の遊びとしてガタツキを発生させ、自転車に乗り慣れた人には問題はないが、高齢の人、乗り慣れない人等には、ハンドルを握ってしっかり固定していても、車体が左右に揺れることになり、乗車時に自転車が安定しないという感覚にとらわれ、乗りにくいという不安があった。 However, the cam and the rotating body are constituted by a plurality, and the left and right cams are attached to the turning shafts of the front two wheels, and by operating the handle, the plurality of cams move separately with respect to each rotating body, If the left and right cams and the rotating body are in contact with each other at the same time, the steering wheel operation may become heavy or may not move.Therefore, a certain clearance is required between the cam and the rotating body. Since advanced processing technology is required and the cost increases, there will usually be a slight gap, which will cause rattling as play on the left and right of the car body, and there is no problem for those who are used to riding bicycles Although there are no elderly people or people who are not used to riding, even if the handle is firmly held and fixed, the car body will swing left and right, and the bicycle will not be stable when riding and it will be difficult to ride There was a cormorant anxiety.
さらに、前輪の旋回角度は直進状態から左右に夫々45〜50度で、この間で車体を傾斜させるから回動体にカムが接触している距離が短くなり、回動体に対するカムの接触角を大きくする必要があり、カムが車体に与える傾斜作用と共に逆向きの作用も受け易くなって、車体に横方向の外力が加わると、カムで支えきれず、車体の動きに連動してハンドルが容易に回動するため不安を感じ、乗車時にハンドルをしっかり持って回動を停止する必要があり、乗り難いという不満が発生していた。 Further, the turning angles of the front wheels are 45 to 50 degrees from the straight state to the left and right, respectively, and since the vehicle body is inclined during this time, the distance that the cam contacts the rotating body is shortened, and the contact angle of the cam with respect to the rotating body is increased. It is necessary to be able to receive the reverse action as well as the tilting action that the cam gives to the car body, and if a lateral external force is applied to the car body, it can not be supported by the cam and the handle easily rotates in conjunction with the movement of the car body. It felt uneasy because it moved, and it was necessary to stop the rotation by firmly holding the handle when boarding, causing dissatisfaction that it was difficult to ride.
又、自転車の旋回時に、多大の負荷がカムにかかるため、カムの取付け具には負荷に耐える部品の強度確保及び、転向軸への取付け部の回り止め用溝加工と、カムの支え部の回り止め用凸加工等が必要で、カムの形状も含めてカム及び回動体の取付け構造の精度も要求され、さらに、乗車者の体格、運動能力、好みに応じて旋回時の傾斜角度を変更したい場合は、再製作によるカムの形状変更、又は、予備として形状の異なるカムを用意する必要があり、製造コストがアップするという問題が発生していた。 In addition, since a large load is applied to the cam when the bicycle is turned, the cam mounting tool ensures the strength of the components that can withstand the load, and the groove for preventing rotation of the mounting portion on the turning shaft and the cam support portion. Protrusion processing for non-rotating is required, the accuracy of the cam and rotating body mounting structure including the cam shape is required, and the tilt angle during turning is changed according to the rider's physique, exercise capacity and preference If it is desired to do so, it is necessary to change the shape of the cam by remanufacturing or to prepare a cam with a different shape as a spare, resulting in an increase in manufacturing cost.
本発明は、このような従来の構成が有していた問題を解決しようとするものであり、停車状態で乗車した場合、車体の左右への揺れを減少させ、車体が左右からの外力を受けてもハンドルが回動し難い構造に進化させ、高齢の人、乗り慣れない人等が容易に乗車できる構造にして、乗り難いという不満の解消とコスト低減を図ることを目的とする。 The present invention is intended to solve the problem of such a conventional configuration. When the vehicle is stopped, the vehicle body is reduced in the lateral movement, and the vehicle body receives external force from the left and right. However, the purpose is to eliminate the dissatisfaction that it is difficult to ride and to reduce the cost by making the structure that the steering wheel is difficult to rotate, so that elderly people, people who are not accustomed to riding, etc. can easily get on.
二つの前輪で操舵し、車体が左右へ傾斜可能な自転車において、車体の傾斜は、ピットマンアームと、連結具と、複数の自在継手からなり、前記二つの前輪が直進状態において、前記ピットマンアームが、揺動アームと略直交した状態で、前方に向けてハンドルポストに内蔵された操向軸に固着され、連結具の両端に連結された前記自在継手の一方が、前記ピットマンアームに前記操向軸から一定の間隔を有した前方の位置に連結カラーを介して連結され、他方の前記自在継手は、前記揺動アームの揺動支点の右側、又は、左側の何れか一方の位置に固定された連結部材に連結されて、該連結部材に連結された自在継手の作用線が、前記ピットマンアームに連結された自在継手の後方に位置して、リンク機構が構成され、前記自転車のハンドル操舵で、前記ピットマンアームと自在継手が前記操向軸の軸心を基点に左右に回動し、前記揺動アームの連結部材に連結された自在継手が連動して揺動アームと平行に作用し、前記車体の機械的な揺れを減少させて左右に傾斜する構造を要旨とする。 In a bicycle that can be steered by two front wheels and the vehicle body can be tilted to the left and right, the vehicle body is tilted by a pitman arm, a connecting device, and a plurality of universal joints. One of the universal joints fixed to the steering shaft built in the handle post in a state substantially orthogonal to the swing arm and connected to both ends of a connector is connected to the pitman arm. The other universal joint is fixed to either the right side or the left side of the swing fulcrum of the swing arm. A link mechanism is formed by connecting the action line of the universal joint connected to the connection member to the rear of the universal joint connected to the pitman arm. During the steering, the pitman arm and the universal joint rotate left and right with the axis of the steering shaft as a base point, and the universal joint connected to the connecting member of the swing arm works in parallel with the swing arm. The gist of the structure is that the mechanical shaking of the vehicle body is reduced to tilt left and right.
二つの前輪で操舵し、車体が左右へ傾斜可能な自転車の直進状態において、揺動アームの中心部の揺動軸受ホルダに固定された軸受セットに、ピットマンアームの後端部が前記揺動アームと直交した状態で前方に向けて連結され、該連結部から横方向に前記ピットマンアームと一体の回動アームが設けられ、連結具の両端に連結された複数の自在継手の一方が、前記ピットマンアームに前記軸受セットの中心部から一定の間隔を有して前方の位置に連結カラーを介して連結され、他方の前記自在継手は、前記揺動アームの揺動支点の右側、又は、左側の何れか一方に固定された連結部材に連結され、該連結部材に連結された自在継手の作用線が、前記ピットマンアームに連結された自在継手の後方に位置し、前記と別の複数の自在継手が互いに連結されて、一方が前記回動アームの先端部に連結され、他方の自在継手は、前記ハンドルポストの操向軸に固着された連結アームの先端部に連結された構成で、車体傾斜装置2と操向軸が分離されており、複数の前記自在継手の寸法調整により、ハンドルポストに対し、前二輪の前後の配置が自由になり、前二輪がハンドルポストから離れた前方に配置することもでき、デザインの自由度が容易となる構造を要旨とする。
In a straight traveling state of a bicycle that can be steered by two front wheels and the vehicle body can be tilted to the left and right, the rear end of the pitman arm is attached to the bearing set fixed to the swing bearing holder at the center of the swing arm. Is connected to the front in a state perpendicular to the connecting portion, and a rotating arm integral with the pitman arm is provided laterally from the connecting portion, and one of a plurality of universal joints connected to both ends of the connecting tool is the pitman. The arm is connected to a front position with a fixed distance from the center of the bearing set via a connecting collar, and the other universal joint is located on the right side or the left side of the swing fulcrum of the swing arm. Connected to a connecting member fixed to any one of them, and the action line of the universal joint connected to the connecting member is located behind the universal joint connected to the pitman arm. Are each other The
前記ピットマンアームに連結カラーを介して連結された前記自在継手の連結部と、前記自在継手が取付けられた連結部材を固着した取付け板と、前記揺動アームの台座部には長孔が設けられ、取付け位置が自在に変更でき、前記ピットマンアーム側に取付けられた前記自在継手と、前記揺動アームに固定された連結部材に連結された自在継手を連結する連結具の長さの調整で、自在継手間の間隔を自在に変更できる状態と合わせて、前記車体が垂直状態から左右へ同一角度となる調整と、車体の傾斜角度を自在に変更ができる構造を可能にして旋回時の傾斜角を高齢の人、及び、乗り慣れない人等の状況に合わせて微調整も可能にした乗り易い前二輪の自転車にすることを要旨とする。 A connecting portion of the universal joint connected to the pitman arm via a connecting collar, a mounting plate to which a connecting member to which the universal joint is attached is fixed, and a pedestal portion of the swing arm are provided with long holes. The mounting position can be freely changed, and by adjusting the length of the coupling that connects the universal joint attached to the pitman arm side and the universal joint connected to the connection member fixed to the swing arm, Combined with the state in which the interval between the universal joints can be changed freely, the vehicle body can be adjusted from the vertical state to the left and right at the same angle, and a structure that can freely change the vehicle body inclination angle enables the inclination angle when turning The gist is to make the front two-wheel bicycle easy to ride, which can be fine-tuned according to the situation of elderly people and people who are not used to riding.
前記ピットマンアームに連結された前記自在継手から前方へ一定の間隔を有した先端部に、ショートサイズの連結棒の両端に連結された前記自在継手の一方が連結され、他方の前記自在継手が前記二つの前輪の転向軸に固定されたナックルアームの左右の何れか一方の下側前端部に連結され、ロングサイズの連結棒の両端に連結された前記複数の自在継手で前記左右のナックルアームの前端部間が連結され、前記自転車のハンドル操舵で、前記ピットマンアームが回動し、前記二つの前輪の旋回と、前記車体の傾斜が同時に進行する構造を要旨とする。 One of the universal joints connected to both ends of a short-sized connecting rod is connected to a tip portion having a certain distance forward from the universal joint connected to the pitman arm, and the other universal joint is connected to the second joint. The front end portions of the left and right knuckle arms are connected to the lower front end portions of either one of the left and right sides of the knuckle arm fixed to the turning shafts of the two front wheels, and are connected to both ends of the long-sized connecting rod. The gist is a structure in which the pitman arms are rotated by steering the bicycle, and the turning of the two front wheels and the inclination of the vehicle body proceed simultaneously.
本発明によれば、停車状態で乗車した場合、車体の左右への揺れを減少させ、左右からの外力を受けてもハンドルが回動し難い構造となり、停車時に車体を安定させることができるので高齢の人、乗り慣れない人等も乗り易く、停車状態で両足をペダルに乗せても自転車が倒れることなく、ハンドルを軽く握った状態で安定した乗車が可能となり、カーブ時は、ハンドル操作で車体ブレの少ない安定した傾斜で乗車者に合ったスピード走行が可能となった。さらに、主要部に市販の安価な量産部品を多用することによりコスト低減を図ることができた。 According to the present invention, when the vehicle is in a stopped state, the vehicle body is less likely to swing left and right, and the handle is difficult to rotate even when subjected to external force from the left and right, and the vehicle body can be stabilized when the vehicle is stopped. Elderly and unfamiliar people are easy to ride, and even if you put both feet on the pedals when stopped, the bicycle will not fall down and you can ride stably with a light grip on the handle. A stable inclination with little body shake makes it possible to drive at a speed suitable for the passenger. Furthermore, the cost could be reduced by using many commercially available inexpensive mass production parts in the main part.
本発明の実施形態に係わる前二輪自転車旋回時の車体傾斜装置について二つの実施例の内の第一実施例について、以下図1〜図11を参照して詳細に説明する。 A vehicle body tilting apparatus for turning a front two-wheeled bicycle according to an embodiment of the present invention will be described in detail with reference to FIGS.
本実施形態においては、第一実施例、第二実施例共に、前二輪自転車1に乗車し、直進状態でハンドル11を握って前を向いた状態を基準として、前輪15L,15R側が前方で、後輪16側を後方とし、左手側を左、右手側を右として三輪自転車1の説明をする。又、三輪自転車1を文面の状況に応じ、車体1として説明し、自在継手は、ロッドエンドBrg25と、リンクボールBrg45とし、軸受セットは、Brgホルダセット123として説明する。
ブレーキ、ペダル類等、前二輪自転車旋回時の車体傾斜装置2に直接関係しない装置については説明を省略した。
In this embodiment, both the first example and the second example get on the front two-
The description of devices that are not directly related to the vehicle
図1と図2に示す、三輪自転車1の車体傾斜装置2に関係する既存の構造部は、ハンドル11に接続された操向軸13が、ハンドルポスト12の操向軸受14に軸支され、ハンドルポスト12の前方に向け、支持フレーム17が固着され、左右にサイドポスト41L,41Rが配置され、二つの前輪15L,15Rが転向軸受43L,43Rに軸支された転向軸42L,42Rにナックルアーム44L,44Rを介して連結され、該ナックルアーム44L,44Rは、先端上部が連結棒46Lの両端に連結された複数のリンクボールBrg45で連結され、ナックルアーム44Lの先端下部に連結棒46Sの両端に連結された複数のリンクボールBrg45の一方が連結され、他方は、ピットマンアーム21の先端上面に連結されている。
揺動機構3は複数の揺動アーム31の中心部が支持フレーム17に固定された軸受ホルダ34に固定された揺動軸受33Cの連結軸32Cの前後に夫々連結され、左右の両端がサイドポスト41L,41Rに固定された揺動軸受33L,33Rの連結軸32L,32Rの前後に夫々連結されている。
直立姿勢保持用のばね35は、中央部が支持フレーム17に固定され、サイドポスト41L,41Rに固定された揺動軸受33L,33Rに連結されたばね受け36に固定されて揺動アーム31と、サイドポスト41L,41Rが連動して車体が左右に傾斜し、垂直に復元可能な構成がなされている。
As shown in FIGS. 1 and 2, the existing structure related to the vehicle
The
The
上記の既存構造部に、車体傾斜装置2を新設することにより、ハンドル操作で旋回時に図9に示す、車体1が機械的に傾斜する構成となる。
By newly installing the vehicle
車体傾斜装置2は、図1から図4に示す、ハンドルポスト12に固定された操向軸受14に軸支された操向軸13の下端部にピットマンアーム21の後端部が固着され、連結具26の左右に連結されたロッドエンドBrg25の一方が連結カラー22と、調整座金28を介してボルト61とナット62でピットマンアーム21の中央部の下面に連結され、他方のロッドエンドBrg25は、連結軸32Cの右側位置で揺動アーム31の台座部37の下面に取付け板23で固定された連結部材24の先端部に調整座金28を介してナット62で連結され、ピットマンアーム21の前端部の上面に、連結棒46Sの左右に連結されたリンクボールBrg45の一方が連結され、他方が、ナックルアーム44Lの先端下部側に連結されたリンク機構で、ハンドルの左操舵で図9に示す、車体1が左に傾斜する構成である。
The rear end portion of the
連結部材24に固着された取付け板23の揺動アーム31の台座部37への固定は、連結軸32Cの左右どちら側の位置でも可能であるが、本願の実施例については図1に示す右側への固定として説明する。
The mounting
図2に示す、ハンドルポスト12と、サイドポスト41Rの前後の角度の違いは、通常の二輪自転車は、車輪の接地面から垂直状態を基準にして、ハンドルポストのキャスター角が後方へ18度〜20度傾いた設定であり、前二輪で操舵される、自動車,バギーカー等は、キャスター角がサイドポストの後方へ約3度〜5度傾いた設定がなされており、夫々に走行実績もあるので、本実施例のハンドルポスト12は馴染みのある二輪自転車のキャスター角に合わせ、実際に旋回する前二輪のサイドポストは自動車,バギーカー等のキャスター角に合わせている。そのため、サイドポスト41L,41Rがハンドルポスト12より前方に配置されていても、下方で交わる設定となり、サイドポスト41L,41Rが大幅に前方へ配置されない限り車体傾斜装置2の設定は可能である。
しかし、三輪自転車1は、スピードを競うものではないので、ハンドルポスト12の軸線とサイドポスト41L,41Rの軸線が左右同一線上に配置されて、同一のキャスター角にすることも可能であり、ピットマンアーム21に連結されたロッドエンドBrg25の位置に対し、連結部材24に連結されたロッドエンドBrg25が後方に位置し、車体1を傾斜させることのできる構成であれば、ハンドルポスト12と、サイドポスト41L,41Rの配置とキャスター角は自由に変更可能である。
The difference between the front and rear angles of the
However, since the three-
図2から図4に示す、ピットマンアーム21は金属板で、略ヘの字形状に形成され、一端部が操向軸13に固着され、該固着部から中央部までの直線部が、揺動アーム31と直交して前方に向けて位置し、最前部の上面に転向用のナックルアーム44Lと連結した連結棒46Sと連結するリンクボールBrg45が連結され、中央部に、操向軸13から一定の間隔を有して前後方向に位置変更が可能な長孔27aが設けられ、車体傾斜用のロッドエンドBrg25が連結カラー22と調整座金28を介して下面に連結され、ハンドル11の操舵で前輪15L,15Rの旋回と、車体1の傾斜が同時に進行する構成になっている。
The
ピットマンアーム21の略ヘの字形状は、図2から図4に示す、転向軸42Lと42Rに対し、操向軸13が後方になる構成であり、ピットマンアーム21の前端部に取付けられたリンクボールBrg45の中心と、操向軸13の中心を結ぶ線が、ピットマンアーム21の先端部とナックルアーム44L間を連結する連結棒46Sの軸線と直角になる設定の為で連結棒46Sがナックルアーム44Lに連結されているので、ピットマンアーム21が回動した場合、ナックルアーム44Lと44R間にかかる負荷は、引っ張る場合と、押す場合に分かれるが、旋回時にハンドルにかかる負荷を左右同じにするためである。
ピットマンアーム21の形状は、略ヘの字状にこだわることはなく、先端部をL字状に形成し、ピットマンアーム21の前端部に取付けられたリンクボールBrg45の中心と操向軸13の中心を結ぶ線が連結棒46Sの軸線と直角なる設定になればよい。
The substantially square shape of the
The shape of the
図1から図4に示す、揺動機構3は、複数の揺動アーム31が金属製で略コの字状に曲折形成され左右に長く、取付け位置の変更が可能な複数の長孔27cを有した台座部37が揺動軸受33Cの右側の下部に設けられ、連結部材24に固着された取付け板23が前後左右に位置変更を可能にするための複数の長孔27bが、複数の長孔27cと直交状態で略同位置に設けられ、台座部37の下面に取付け板23が座金63を介してボルト61と、ナット62で固定され、複数の揺動アーム31の中心部が支持フレーム17に取付けられた軸受ホルダ34に固定された揺動軸受33Cの連結軸32Cに連結され、両端が転向軸42L,42Rに固定された揺動軸受33L,33Rの連結軸32L,32Rに連結されている。
上部には、複数のばね35の中心部が支持フレーム17に固定され、左右両端が揺動軸受33L,33Rに連結されたばね受け36に固定され、車体1の傾斜に伴って上下に揺動し、ばね35の作用で空車時には直立の姿勢が保たれる構成である。
図1から図3に示す、揺動軸受33C,33L,33Rは安価な自転車用のハブを用いいているが、車体1を支持する十分な剛性があれば、他の軸受でも使用可能である。
The
At the upper part, the central part of the plurality of
The rocking
図1に示す、揺動アーム31は、走行時に前輪15L,15Rの夫々に不均一な負荷がかかり、サイドポスト41L,41Rと連結軸31L,31Rが揺動アーム31の中心部の連結軸32Cを基点に捩じれが発生して揺動アーム31の上下にズレが生じ、サイドポスト41L,41Rのキャスター角が左右異なった状態になる場合がある為、揺動アーム31の上下のズレ防止を台座部37と取付け板23を固定することで実現させている。
The
連結部材24は、図3に示す、金属製の丸棒で、一方の先端部が取付け板23と固着され、他方の先端部に連結用のネジ加工がされ、ロッドエンドBrg25が調整座金28を介してナット62で連結されている。
連結部材24は、現方法にこだわることなく、取付け板23と一体化させた金属板で曲折形成されて、リンクボールBrg45を連結することも可能であり、強度が確保できれば合成樹脂の一体成型でも可能である。
The connecting
The connecting
図3と図4に示す、連結具26は金属製で左右両端にネジ加工がされて、ロッドエンドBrg25が連結され、一方のロッドエンドBrg25が、ピットマンアーム21の中央部に連結カラー22と調整座金28を介してボルト61とナット62で連結され、他方のロッドエンドBrg25は、連結部材24に調整座金28を介してナット62で連結されてリンク機構が構成されている。連結具26は、図2と図3に示す、六角長ナット(市販品)でもよい。
3 and 4, the
連結カラー22は図7に示す、ハンドル11の操舵で操向軸13が右に回動し、ピットマンアーム21が連結具26を押した状態の場合、図2に示す、ハンドルポスト12と、サイドポスト41L,41Rのキャスター角によりピットマンアーム21が右前方の斜め下方に回動し、先端部、及び、リンクボールBrg45の連結用のナット62が、連結具26、又は、ロッドエンドBrg25に接触しないための一定の長さが確保され、ピットマンアーム21の長孔27aの接触部側に鍔を設けて固定を安定させ、他方は、ロッドエンドBrg25のボール部の接触面(フラット部)と同一の外径で傾斜角が大きくできる形成がなされている。
When the steering
図3と図4に示す、連結具26の両端に連結されたロッドエンドBrg25の一方が、連結カラー22を介してピットマンアーム21に連結され、その斜め後方の位置に他方のロッドエンドBrg25が連結部材24に連結された配置となる。この配置は、車体1が直進時の垂直状態から左右同一の傾斜角を確保するための必要条件となる。詳細は後述する。
3 and 4, one end of the rod end Brg25 connected to both ends of the
図5と図6は、ハンドル11を左へ操舵した状態を示し、操向軸13が左への回動で、ピットマンアーム21も操向軸13の軸線を基点に左へ回動し、ピットマンアーム21の中央に連結カラー22を介して取付けられたロッドエンドBrg25が回動して、連結具26が左方に引っ張られ、ロッドエンドBrg25で連結された連結部材24の取付け板23が固定された側の揺動アーム31が下方に引っ張られ、連結軸32Cの軸線を基点に揺動機構3が作用して、図9に示す、左側のサイドポスト41Lが上方に移動することにより、ハンドルポスト12が左方に傾斜してハンドル11と、前輪15L,15Rが左方に向き、車体1が左に傾斜した図9の状態となる。
5 and 6 show a state in which the
図7と図8は、ハンドル11を右へ操舵した状態を示し、操向軸13が右への回動で、ピットマンアーム21も操向軸13の軸線を基点に右へ回動し、ピットマンアーム21の中央に連結カラー22を介して取付けられたロッドエンドBrg25が右に回動し、連結具26が右方に押され、ロッドエンドBrg25で連結された連結部材24の取付け板23が固定された側の揺動アーム31が上方に押し上げられ、連結軸32Cの軸線を基点に、揺動機構3が作用して、図1に示す、右側のサイドポスト41Rが上方に移動することにより、図9に示した状態とは逆向きのハンドル11と前輪15L,15Rが右向きで、ハンドルポスト12と車体1が右に傾斜した状態となる。
FIGS. 7 and 8 show a state in which the
車体1の傾斜は、ハンドル11の左右の操舵角により変化し、操舵角が大きくなるに従い傾斜角も大きくなるが、比例するのではなく連結具26で連結されたロッドエンドBrg25の円運動と、直線運動の違いが距離に現れ、図10に示す、操舵角が大きくなるに従い、操舵角に対し傾斜角の割合が僅かずつ小さくなり、45度近辺から60度近辺まで傾斜角はさらに小さくなっていく。
The inclination of the
一般の人が三輪自転車1に乗車して、通常走行でスピードを上げ、遠心力に抗って曲がることのできる前輪15L,15Rの操舵角は直進状態から略45度までであり、この時点での車体1の傾斜角を乗車者に応じて適正に設定すれば、操舵角が45〜50度では走行スピードが下がってくるので、傾斜角を操舵角に比例させる必要はなく、本実施例では、操舵角45度以降は車体1の傾斜角が緩やかになり、車体1に無理な傾斜がかからず、乗車した状態で小回りのできる三輪自転車1となる。
The steering angle of the
図10と図11は、図3と、図5と、図7の上部(平面)から見た車体傾斜装置2の連結具26の両端に連結されたロッドエンドBrg25がピットマンアーム21と、連結部材24に連結されて、ハンドル11の操舵によるロッドエンドBrg25の中心部の動作を軌跡図として表したもので、車体1の傾斜角の大小と、傾斜角が左右同一設定にするため、図3と図4に示す、連結具26の左右両端に連結されたロッドエンドBrg25の一方が、ピットマンアーム21に連結された回動位置(操向軸13の軸線からの回動半径)と、他方のロッドエンドBrg25が連結された連結部材24の作用位置を設定するためである。
10, 11, and FIG. 3, FIG. 5, and FIG. 7, the
図10と図11は、図4で示された、連結具26の左右に夫々連結されたロッドエンドBrg25がピットマンアーム21と、連結部材24に連結されて、操向軸13の軸線5を基点として、ピットマンアーム21が左右へ回動し、連結具26を介して連結部材24に連結されたロッドエンドBrg25が連動して作用した状態の夫々のロッドエンドBrg25の中心点の軌跡を表したもので、操向軸13の軸線5を基点に、ピットマンアーム中心線5X(縦基準線)は図4に示す、操向軸13の中心とピットマンアーム21に取付けられたロッドエンドBrg25の中心を結んだ線を表し、横基準線5Yは、操向軸13の軸線5を基点に左右に揺動アーム31と平行に表されている。
この縦・横の基準線は、図1に示す、三輪自転車1の直進状態を基準に、図3と図4に示す、ピットマンアーム21に取付けられたロッドエンドBrg25の中心点が図10のロッドエンドBrg中心5CCで表され、連結具26の両端に連結されたロッドエンドBrg25の中心と、連結具26の軸線を繋いだ線が、連結線54Cで表され、連結部材24に連結されたロッドエンドBrg25の中心点をロッドエンドBrg中心5TCとして表された状態が基本となる。
10 and 11 show the
The vertical and horizontal reference lines are based on the straight traveling state of the three-
上記の基本状態から図5と図6の状態は、ピットマンアーム21が図10に示す、ハンドル11の操舵で、左に回動角度LΘの回動をして、ピットマンアーム中心線5X(縦基準線)と回動線51との交点のロッドエンドBrg中心5CCの位置から、ピットマンアーム中心線5Xが左に回動し、回動線51との交点がロッドエンドBrg中心5CLの位置への移動に伴って、連結線54Cが引っ張られて移動し、ロッドエンドBrg中心5TCが作用線52に沿って左方へ移動して連結線54Lと、ロッドエンドBrg中心5TLの位置になる。この状態はハンドルポスト12が左に傾斜した状態である。
5 and FIG. 6 from the above basic state, the
上記の基本状態から図7と図8の状態は、ピットマンアーム21が図10に示す、ハンドル11の操舵で、右に回動角度RΘの回動をして、ピットマンアーム中心線5X(縦基準線)と回動線51との交点のロッドエンドBrg中心5CCの位置から、ピットマンアーム中心線5Xが右に回動し、回動線51との交点がロッドエンドBrg中心5CRの位置への移動に伴って、連結線54Cが押されて右に移動し、ロッドエンドBrg中心5TCが作用線52に沿って右へ移動し、連結線54RとロッドエンドBrg中心5TRの位置になる。この状態はハンドルポスト12が右に傾斜した状態である。
7 and FIG. 8 from the above basic state, the
図10に示す、ロッドエンドBrg中心5TCからロッドエンドBrg中心5TL、及び、5TRへの移動が揺動アーム31に固定された連結部材24に連結されたロッドエンドBrg25の作用となり、図5と図7に示す、揺動アーム31は連結軸32Cを基点に上下に揺動し、ロッドエンドBrg25は、揺動アーム31と平行した上下と左右の、作用となる。
ハンドル11の操舵により、操向軸13が円運動し、ピットマンアーム21のロッドエンドBrg25を回動させ、連結部材24に連結されたロッドエンドBrg25に作用して略直線運動に変換され、図9のハンドルを左に操舵した車体1の傾斜状態となる。
The movement from the rod end Brg center 5TC to the rod end Brg center 5TL and 5TR shown in FIG. 10 is the action of the rod end Brg25 connected to the connecting
Steering of the
図9に示す、車体1の傾斜角は、図10に示す、操向軸の軸線5と、ピットマンアーム中心線5X上にあるロッドエンドBrg中心5CC間の距離が長くなれば、ロッドエンドBrg中心5TCからロッドエンドBrg中心5TL、又は、5TRの移動距離が長くなり傾斜角が大きくなる。操向軸の軸線5とピットマンアーム中心線5X上にある5CC間の距離が短くなれば5TCから5TL、又は、5TRの移動距離が短くなり傾斜角度が小さくなる。
さらに、連結部材24の取付け板23の固定位置から先端部のロッドエンドBrg25の連結位置までの距離の長短、及び、揺動アーム31の中心部を連結する連結軸32Cから揺動アーム31に固定された取付け板23までの距離で変化させることができ、夫々の距離を変更させる位置変更は図4に示す、長孔27a,27b,27cを利用して可能となる。図4に示す、位置変更を可能にする長孔27a,27b,27cの長さ方向の寸法は、夫々の部材の強度を確保できれば、自由に変更が可能である。
The inclination angle of the
Furthermore, the distance from the fixing position of the mounting
ロッドエンドBrg25を連結する連結部材24は、揺動アーム31の連結軸32Cの左右何れかの一方に取付けるため、連結部材24と、ピットマンアーム21に連結するロッドエンドBrg25の取付け位置により、車体1の左右への傾斜角に影響を与えるので、傾斜角を左右同一にするための設定について図10と図11で説明する。
Since the connecting
図10は、ピットマンアーム中心線5Xが左右に回動角度LΘ、RΘの回動をした状態で、回動角度LΘ、RΘは夫々60度であり、この角度は、前二輪のハンドル11の操舵角と略比例(設定角度変更も可能)し、三輪自転車1に乗車して安定して曲がることのできる限界であり、この状態でロッドエンドBrg中心5CCを基点にして、連結線54Cの巾で円弧状の仮想曲線LCが画かれ、ロッドエンドBrg中心5CCから左に60度回動したロッドエンドBrg中心5CLの位置を基点として、連結線54Lで円弧状の仮想曲線LLが画かれ、ロッドエンドBrg中心5CCから右に60度回動したロッドエンドBrg中心5CRの位置を基点として連結線54Rで円弧状の仮想曲線LRが画かれて横基準線5Yと平行の作用線52と仮想曲線LL,LC,LRの交点が、ロッドエンドBrg中心5TL,5TC,5TRとなり、この位置は、夫々の仮想曲線LL,LC,LR上であれば移動可能であるが、ロッドエンドBrg中心5CCの位置が変化せず作用線距離Gのみが変化すれば、それに伴ってロッドエンドBrg中心5TCを基準に、左右のロッドエンドBrg中心5TL,5TR間の距離が変化して連結部材24に連結されたロッドエンドBrg25の左右への作用距離が変化し、車体1の傾斜角は左右異なった状態になる。
FIG. 10 shows a state in which the pitman
図10は、ロッドエンドBrg中心5TCを基準に、左右の5TL,5TRが同間隔に設定されており、車体1の傾斜角は同一となる。作用線距離Gが長短のどちらかへ移動すれば車体1の傾斜角は左右非対称になる。
図10の作図に寸法を記入すれば実機に導入が可能で、各部品のサイズが決定すれば傾斜角が算出できる。
In FIG. 10, the left and right 5TL and 5TR are set at the same interval with respect to the rod end Brg center 5TC, and the inclination angle of the
If the dimensions are entered in the drawing of FIG. 10, it can be introduced into the actual machine, and if the size of each part is determined, the inclination angle can be calculated.
図11は、ピットマンアーム中心線5Xが、左右に回動角度LΘ、RΘが夫々30度回動した状態を表しており、この状態での車体1の傾斜角が同一となる仮想作用線53の距離は仮想作用線距離Hとなる。前記の作用線距離Gに対し若干長くなるが、ロッドエンドBrg中心5CCを基点とした仮想曲線LCに対して仮想曲線LLとLR間のずれ幅が図11で示すとおり僅かとなり、作用線距離Gで作用線52との交点のロッドエンドBrg中心5TCを基準とした左右のロッドエンドBrg中心5TL,5TRの距離と仮想作用線距離Hとの距離を比較してもその差は僅かであり、図10に示す、回動角度60度の設定で、ロッドエンドBrg中心5TCを基準としたロッドエンドBrg中心5TL,5TRの間隔を同一にすれば、車体1の傾斜角度に与える影響も少なく、左右の傾斜角度の違いを体感するまでには至らない。
FIG. 11 shows a state in which the pitman
実機での前輪15L,15Rの操舵角は、直進状態を基準に左右へ略50度までが高齢者が安定して旋回できる角度(実機で確認)であり、車体1の傾斜角を同一にするための回動角度LΘ、RΘも略50度の設定となるため、図10に示す作用線距離Gは、より仮想作用線距離Hに接近し、仮想曲線LL,LC,LRの変化が減少し、車体1の左右への傾斜角に与える影響がさらに少なくなるので、三輪自転車1の実車では回動角度LΘ、RΘを略50度の設定で、ロッドエンドBrg中心5TCを基準とした左右のロッドエンドBrg中心5TL,5TRの距離が同一になる作用線距離Gに連結部材24が配置される設定が望ましい。
The steering angle of the
三輪自転車1が直進状態において、図3に示す、連結部材24に連結されるロッドエンドBrg25は、図10と図11で示す、ロッドエンドBrg中心5TCを基準にしてロッドエンドBrg中心5TL,5TRが揺動アーム31と平行に設定された横基準線5Yに平行して左右へ作用して作用線52で表され、作用線52の位置は、ピットマンアーム21に連結されたロッドエンドBrg中心5CCと操向軸の軸線5の間に位置し、ロッドエンドBrg中心5CCに近い後方の位置に設定され、この位置関係は、車体の傾斜角が変更されても変わることなく、横基準線5Yからの作用線距離Gが変化するのみである。図3と図4は上記の設定が具現化されたもので、ピットマンアーム21に連結されたロッドエンドBrg25の斜め後方に、連結部材24に連結されたロッドエンドBrg25が配置された構造である。
When the three-
前輪15L,15Rの転向機構4は、図1から図4に示す、ピットマンアーム21に連結されたロッドエンドBrg25の前方に一定の間隔を有して連結棒46Sの一端部に連結されたリンクボールBrg45が連結され、サイドポスト41Lの転向軸42Lに固着されたナックルアーム44Lの先端下部に連結されたリンクボールBrg45に、連結棒46Sの他端部が連結されている。連結棒46Lに連結された複数のリンクボールBrg45は一方がナックルアーム44Lの先端上部に連結され、他方のリンクボールBrg45はサイドポスト41Rの転向軸42Rの下部に固着されたナックルアーム44Rの先端上部に連結されて、ハンドル11の左操舵でピットマンアーム21が左に回動し、連結具26の両端に連結されたロッドエンドBrg25と、連結部材24を介して揺動アームが揺動し、それと同時に、連結棒46Sが左方に押されてナックルアーム44Lが左に回動し、連結棒46Lとナックルアーム44Rが左方に連動して前輪15L,15Rの旋回と車体1の傾斜が同時に進行し、図9に示す、前輪15L,15Rが左に転向する。
The
前輪15L,15Rが右に転向する場合は、ハンドル11の右操舵でピットマンアーム21が右に回動し、連結棒46Sが右方に引っ張られてナックルアーム44Lが右に回動し、連結棒46Lとナックルアーム44Rが右方に連動して前輪15L,15Rの旋回と車体1の傾斜が同時に進行し、図9と反対の右向きに前輪15L,15Rが転向する。
When the
車体傾斜装置2の特徴は、ピットマンアーム21と、連結具26と、複数のロッドエンドBrg25等からなるリンク機構の主要部品の加工精度が高く、ハンドルの遊び(ブレ)が僅かとなり車体が安定し、さらに、操向軸13の軸線を基準とした、ピットマンアーム21に連結されたロッドエンドBrg25の中心までの距離に対し、ハンドル11の握り部までの距離の比率が約7倍と長く、リンク機構は比較的抵抗の少ない回動運動から直線運動への変換との両作用と合わせて、操舵時にハンドル11にかかる抵抗が少なくなり、ピットマンアーム21の回動が容易で車体1を傾斜させ易くなる。車体に横方向の外力が加わった時は逆の作用で、直線運動から回動運動への変換時に抵抗が増加して、ハンドル11に強い回動力が加わり難いので、ハンドル11の握り部を軽く支えれば車体1が安定し、三輪自転車1に乗車する時、車体1の横方向に強い外力が加えられても、ハンドルが安定しているので安心して乗車できる。又、車体1の傾斜角をピットマンアーム21の長孔27aを主体に、揺動アーム31の台座部37の長溝27cと、取付け板23の長孔27bで固定位置を調整することにより、自在に変更可能となるので乗車者の体格及び、運動能力に合わせた傾斜角にすることができ、安心して乗車できる構成がなされている。
The car
さらに、図2〜図4に示す、連結部材24に固着した取付け板23は、揺動アーム31の左右何れか片側のみの取付けで揺動可能となる構成で部品数を減少させ、構成部品の取付け板23と、ピットマンアーム21は、比較的精度の要求されない金属板の形成部品で加工が容易であり、精度の要求されるロッドエンドBrg25と、リンクボールBrg45は、一般工作機械の構成部品として市販化され、品質上の実績もあり安価で信頼でき、他の部品の連結部材24と、連結カラー22、連結具26等も市販部品として量産化されており、コスト的にも安価で入手が容易なため、三輪自転車1を安価に製造するための最適部品構成となる。
以上が実施例一の構成となる。
Furthermore, the mounting
The above is the configuration of the first embodiment.
前二輪自転車旋回時の車体傾斜装置の第二実施例について、以下図12〜図18を参照して詳細に説明する。 A second embodiment of the vehicle body tilting device during turning of the front two-wheel bicycle will be described in detail below with reference to FIGS.
既存の構造部は、第二実施例も第一実施例と同一で、車体1を傾斜させる基本構成部は第一実施例と変わらないが、部品の一部及び、操向軸13と、複合形ピットマンアーム121と、揺動アーム31の連結方法の変更で、前二輪15L,15Rとハンドルポスト12の距離を長く設定できる構成がなされている。
The existing structure is the same as that of the first embodiment in the second embodiment, and the basic component for inclining the
三輪自転車1の直進状態において、図12から図15に示す、揺動軸受33Cを固定する軸受ホルダ34に固着された接続金具124に、Brgホルダセット123(軸受セット)が取付けられ、該Brgホルダセット123に、ピットマンアーム121の曲折形成された上部が回動可能に連結され、下部が揺動アーム31と直交した状態で前方に向けて配置され、上部の回動可能に連結された部位の下部側から横方向にピットマンアーム121と一体の回動アーム125が設けられ、先端部にリンクボールBrg45が連結され、該リンクボールBrg45は、操向軸13に固着された連結アーム126の先端部に連結されたロッドエンドBrg25と連結される。
In the straight traveling state of the three-
ピットマンアーム121には、Brgホルダセット123の中心部から一定の間隔を有して、前方の位置の下面に、連結具26の両端に連結されたロッドエンドBrg25の一方が連結カラー122を介して連結され、他方のロッドエンドBrg25は、揺動アーム31の連結軸32Cの右側の位置に固定された連結部材24に連結され、ピットマンアーム121に連結されたロッドエンドBrg25の斜め後方に位置し、三輪自転車1のハンドル11の操舵で、連結アーム126と回動アーム125を連結したロッドエンドBrg25とリンクボールBrg45が回動し、Brgホルダセット123を介して、ピットマンアーム121のロッドエンドBrg25を回動させ、揺動アーム31側のロッドエンドBrg25の作用で揺動アーム31を揺動させる構成である。
In the
図13と図14に示す、接続金具124は金属板で、略コの字状に曲折形成され、上部面が軸受ホルダ34に固着され、下部面にピットマンアーム121が連結されるBrgホルダセット123が固定されている。
13 and 14 is a metal plate that is bent in a substantially U shape, has an upper surface fixed to the
ピットマンアーム121は図13から図15に示す、金属板の略コの字状で上部面が短く、下部面が長く曲折形成され、上部面は、中心部がBrgホルダセット123に連結座金127を介してボルト61とナット62で回動可能に連結され、下部面は、揺動アーム31と直交して前方に向けて位置し、先端上部に連結棒46Sと連結するリンクボールBrg45が連結され、中央部にBrgホルダセット123の連結部から一定の間隔を有して前後方向に位置変更が可能な長孔27aが設けられ、ロッドエンドBrg25が連結カラー122と調整座金28を介してボルト61とナット62で連結されてハンドル11の操舵で前輪15L,15Rの旋回と、車体1の傾斜が同時に進行する構成がなされている。
The
ピットマンアーム121は、図13から図15に示す、金属板の略コの字状の曲折形成は、ロッドエンドBrg25が連結される長孔27aの位置を図15に示す、前後方向に長くして、車体1の傾斜角の調整幅を広げるためのものであり、ロッドエンドBrg25とBrgホルダセット123の連結用ナット62が接触することなく連結でき、車体1の傾斜角を略2度から幅広く自由に設定できる形状である。ただし、車体1の傾斜角の設定条件によっては、平板のL字状形成品で、一方の寸法が長く前方向に配置されてピットマンアーム121となり、他方は寸法が短く横方向に配置されて回動アーム125となる設定にすることも可能である。
The
図13から図15に示す、回動アーム125は、ピットマンアーム121の下部面で、略コの字状の曲折部直前から左横方向に向けて揺動アーム31と略平行に一定の長さを有して一体形成され、先端部は半円状に形成され、リンクボールBrg45が連結されている。
回動アーム125は、揺動アーム31の連結軸32Cの右側に連結部材24が固定されているから回動時に互いが干渉しないよう反対側の左横方向に向けて設けられている。
回動アーム125の形成はピットマンアーム121との一体形成にこだわることなく長方形の部品の固着でもよく、ピットマンアーム121と同一強度が確保されればよい。
The
Since the connecting
The
図13から図15に示す、連結アーム126は金属板の略長方形に形成され、一端部が揺動アーム31と略平行状態で左方に向けて操向軸13の下部に固着され、他端部の先端が半円状に形成され、回動アーム125に連結されリンクボールBrg45と連結されたロッドエンドBrg25が連結されている。
The
図13に示す状態では、操向軸13と、Brgホルダセット123の距離が短いので
回動アーム125に連結されたリンクボールBrg45と、連結アーム126に連結されたロッドエンドBrg25を直接連結しているが、距離を長くする場合は、支持フレーム17が前方に延長されて、サイドポスト41L,41Rも前方に配置された場合は、リンクボールBrg45とロッドエンドBrg25の間を延長させるための連結具、例えば、連結具26、又は、連結棒46S等を介在させることにより連結距離を延長することが可能である。従って、ハンドルポストの前方に、荷物用の広いスペースを実現させることも可能である。
In the state shown in FIG. 13, the distance between the steering
図12から図15に示す、揺動機構3は、複数の揺動アーム31が金属製で略コの字状に曲折形成され左右に長く、取付け位置変更の可能な複数の長孔27cを有した台座部37が揺動軸受33Cの右側の下部に設けられ、連結部材24に固着された取付け板23が前後左右に位置変更を可能にするための複数の長孔27bが、複数の長孔27cと直交状態で設けられ、取付け板23が台座部37に座金63を介してボルト61とナット62で固定され、中心部がフレーム17に取付けられた軸受ホルダ34に固定された揺動軸受33Cの連結軸32Cに連結され、両端が転向軸に固定された揺動軸受33L,33Rの連結軸32L,32Rに連結されている。
揺動アーム31の上部に、複数のばね35の中心部がフレーム17に固定され、左右両端が揺動軸受33L,33Rの連結軸32L,32Rに連結されたばね受け36に固定され、車体1の傾斜に伴って揺動アーム31の揺動に連動し、ばね35の作用で空車時には直立の姿勢が保たれる構成になっている。
The
The center of the plurality of
連結部材24は、図14と図15に示す、金属製の丸棒が望ましく、一方の先端部分にロッドエンドBrg25の連結用のネジ加工が設けられ、他端部が金属製で複数の長孔27bが設けられた取付け板23が固着されている。
連結部材24は、現方法にこだわることなく、取付け板23と一体化させた金属板で曲折形成されて、リンクボールBrg45を連結することも可能であり、強度が確保できれば合成樹脂の一体成型でも可能である。
The connecting
The connecting
図12と図13に示す、ピットマンアーム121をBrgホルダセット123に連結したボルト61の軸線と、連結部材24の軸線が平行に設定され、さらに、Brgホルダセット123に連結されたボルト61の軸線と、転向軸42L,42Rの軸線が左右同一線上に設定されているので、ナックルアーム44Lに連結される連結棒46Sは、ピットマンアーム121と直角に設定され、ナックルアーム44Lと44R間を連結する連結棒46Lは、連結棒46Sと平行に連結される構成となる。
Brgホルダセット123に連結されたボルト61の軸線と、転向軸42L,42Rの軸線が左右同一線上の設定にこだわることはなく、Brgホルダセット123が前後した設定でもよい、その場合の連結棒46Sの設定は実施例一と同様の設定が必要となる。
12 and 13, the axis of the
The axis of the
図14と図15に示す、連結具26は金属製で左右両端にネジ加工がされて、ロッドエンドBrg25が連結され、一方のロッドエンドBrg25が、ピットマンアーム121の中央部に連結カラー122と調整座金28を介してボルト61と、ナット62で連結され、他方のロッドエンドBrg25は、連結部材24に調整座金28を介してナット62で連結される。連結具26は、六角長ナット(市販品)でもよい。
14 and FIG. 15, the
連結カラー122は金属製の円筒形で、ハンドル11を右に操舵した時、ハンドルポスト12の傾斜状態に応じてピットマンアーム121が、図16と図17に示した状態と反対の右下方に傾斜するので、連結具26及び、ロッドエンドBrg25に、ピットマンアーム121の先端部、又は、先端部に連結されたリンクボールBrg45のナットが接触しないための一定の長さを確保し、ピットマンアーム121の長孔27aの接触部側に鍔を設け、他方は、ロッドエンドBrg25のボール部の接触面(フラット部)と同一の外径で傾斜角が大きくできる形成がなされている。
The connecting
図15に示す、連結具26の両端に連結されたロッドエンドBrg25の一方が、連結カラー122を介してピットマンアーム121に連結され、その斜め後方の位置に他方のロッドエンドBrg25が連結部材24に連結された配置となる。この配置は、車体1が直進時の垂直状態から左右同一の傾斜角を確保するための必要条件である。
One end of the
図16と図17は、ハンドル11を左へ操舵され、操向軸13が左へ回動して連結アーム126と回動アーム125が連動して左に回動し、ピットマンアーム121がBrgホルダセット123の軸線を基点に左へ回動し、ピットマンアーム121の中央部の下面に連結カラー122を介して連結されたロッドエンドBrg25が左に回動して、連結具26と、ロッドエンドBrg25で連結された接続部材24が左方に引っ張られて揺動アーム31が下方に引っ張られ、連結軸32Cを基点に、揺動機構3が作用して、サイドポスト41Lが上方に移動することにより、ハンドルポスト12が左方に傾斜して図18に示す、ハンドル11が左に操舵されて、前輪15L,15Rが左向きで車体1が左に傾斜した状態となる。
16 and 17, the
車体1の傾斜は、ハンドル11の操舵角により変化し、操舵角が大きくなるに従い傾斜角も大きくなるが、比例するのではなく連結ナット26で連結されたロッドエンドBrg25の円運動と、直線運動の違いが距離に現れ、図10に示す、操舵角が大きくなるに従い、操舵角に対し傾斜角の割合が僅かずつ小さくなり、45度近辺から60度近辺まで傾斜角はさらに小さくなっていく。
The inclination of the
ハンドル11を右へ操舵した場合は、ピットマンアーム121が右に回動して連結具26とロッドエンドBrg25で連結された連結部材24が右方に押され、揺動アーム31が上方に押し上げられる動作以外は、左向きから右向きの動作に変り、図18に示す、左向きの状態から右向きの状態に変わることになる。
When the
一般の人が三輪自転車1に乗車して、通常走行でスピードを上げ、遠心力に抗って曲がることのできる前輪15L,15Rの操舵角は略45度までであり、この時点での車体1の傾斜角を乗車者に応じて適正に設定すれば、操舵角が45〜50度では走行スピードが下がってくるので、傾斜角を操舵角に比例させる必要はなく、本実施例では、操舵角45度以降は車体1の傾斜角が緩やかになり、車体1に無理な傾斜がかからず、乗車した状態で小回りのできる三輪自転車1となる。この構造は、前輪15L,15Rとハンドルポスト12の距離が開いても普通自転車の規格内(全長190Cm・幅60Cm以内)であれば同一である。
The steering angle of the
車体1の傾斜角の度合いと傾斜角が左右同一になるため、図14と図15に示された連結具26の両端に連結されたロッドエンドBrg25の一方が、ピットマンアーム121に連結カラー122を介して連結された位置と、他方のロッドエンドBrg25が連結された連結部材24の位置関係を設定するための方策は、設定する基点が、操向軸の軸線からBrgホルダセット123のベアリングの軸線に変わったのみで、他は実施例一の図10と図11の軌跡図を主体とした説明の段落[0035]から[0046]までと同一である。
Since the inclination angle and the inclination angle of the
図12と図13と図18に示す、前輪15L,15Rの転向機構4は、ピットマンアーム121のロッドエンドBrg25の連結部から、前方に一定の間隔を有した先端部に、連結棒46Sの両端に連結されたリンクボールBrg45の一方が連結され、他方が、サイドポスト41Lの転向軸42Lに固着されたナックルアーム44Lの先端下部に連結され、ナックルアーム44Lの先端上部には連結棒46Lの両端に連結されたリンクボールBrg45の一方が連結され、他方がサイドポスト41Rの転向軸42Rに固着されたナックルアーム44Rの先端上部に連結されてハンドル11の操舵で連結アーム126と、回動アーム125が回動し、ピットマンアーム121の回動により、連結具26とその両端に連結されたロッドエンドBrg25と、連結部材24を介して揺動アームが作用し、それと同時に、連結棒46Sが左方に押されてナックルアーム44Lが左に回動し、連結棒46Lとナックルアーム44Rが連動して前輪15L,15Rの旋回と車体1の傾斜が同時に進行して前輪15L,15Rが左に転向し、車体1が左に傾斜する。
12, 13, and 18, the
操向軸13の中心と、ピットマンアーム121の先端部に連結されたリンクボールBrg45の中心を結んだ線と、ナックルアーム44Lの下側先端部に連結されたリンクボールBrg45の中心と転向軸42Lの中心を結んだ線が平行になる配置で、連結棒46Sと46Lが平行で、ピットマンアーム121の中心線と直交する配置がなされて複数のリンクボールBrg45で連結され、各連結部品が効率よく作用する工夫がなされている。
A line connecting the center of the steering
車体傾斜装置2の特徴は、リンク機構に用いられる主要部品のBrgホルダセット123と、複数のロッドエンドBrg25と、複数のリンクボールBrg45は、加工精度が高くハンドルの遊び(ブレ)が殆ど無いため車体1が安定し、さらに、ピットマンアーム121に連結されたロッドエンドBrg25の中心と、Brgホルダセット123の軸線までの距離に対し、操向軸13の軸線からハンドル11の握り部までの距離の比率が約7倍と長く、リンク機構は比較的抵抗の少ない回動運動から直線運動への変換との両作用と合わせて、ハンドル11にかかる抵抗が少なくなり、ピットマンアーム21の回動が容易で車体1を傾斜させ易くなる。車体1に横方向の外力が加わった時は、逆の作用で、直線運動から回動運動への変換時に抵抗が増加して、ハンドル11に強い回動力が加わり難いからハンドル11の握り部を軽く支えれば車体1が安定し、三輪自転車1に乗車する時、車体1の横方向に強い外力が加わっても、ハンドル11が安定しているので安心して乗車できる。又、車体1の傾斜角をピットマンアーム121の長孔27aを主体に、揺動アーム31の台座部37の長溝27cと、取付け板23の長孔27bで固定位置を調整することにより、自在に変更可能となるので乗車者の体格及び、運動能力に合わせた傾斜角にすることができ、安心して乗車できる構成がなされている。
The car
図13〜図15に示す、連結部材24に固着された取付け板23を、揺動アーム31の左右何れか片側への固定で揺動アーム31を上下に揺動させ、ハンドル11の操舵で車体の傾斜が可能となり、連結アーム126と回動アーム125に連結されたロッドエンドBrg25とリンクボールBrg45の連結間隔が自在に変更できることにより、支持フレーム17の寸法を前後に変更することで、ハンドルポスト12と前輪15L,15Rの配置距離が前後に自在に変更でき、ハンドルポスト12の前に大きな荷物スペース、チャイルドシートを乗せるスペースが余裕を持って確保できる。
The mounting
さらに、車体傾斜装置2を構成する部品は、取付け板23、接続金具124、連結アーム126、ピットマンアーム121と回動アーム125は、比較的精度の要求されない金属板の形成部品で加工が容易であり、精度の要求されるロッドエンドBrg25と、リンクボールBrg45、Brgホルダセット123は、一般工作機械の構成部品として市販化され、長年に亘って実績があり安価で信頼でき、他の部品の連結部材24と、連結カラー122と、連結具26等は市販部品として量産化されており、コスト的にも安価で入手が容易なため、三輪自転車1を安価に製造するために適した部品構成となる。
以上が実施例二の構成となる。
Further, the components constituting the vehicle
The above is the configuration of the second embodiment.
上述した車体傾斜装置2は、実施例一及び、実施例二が共に本出願人が発明した三輪自転車1に基づいて構成されたものであるが、直立姿勢保持のばね35を用いず、リンク機構でサイドポスト41L,41Rの上下を支えることもでき、揺動が可能な構造であれば車体傾斜装置2のみで、直立姿勢保持機構がなくてもハンドル11の操舵で機械的に三輪自転車1の旋回時の傾斜が可能で、ハンドル11を軽く支えれば、直進状態で直立姿勢を保つことができ、ハンドル11の操舵で車体1の傾斜状態を直立姿勢に戻すことも可能となり車体1の安定を保つことができる。
The vehicle
車体傾斜装置2は、揺動アーム31の下部に構成されているが、ピットマンアーム21又は、ピットマンアーム121に連結されたロッドエンドBrg25の後方に連結部材24に連結されたロッドエンドBrg25の作用線が位置した状態を確保できれば、ハンドルポスト12に固着された支持フレーム17の構造を変更することにより、揺動アーム31の上部に構成することも可能である
The vehicle
上記は前二輪の三輪自転車1として説明したが、三輪自転車1にとらわれることなく前二輪の操舵ができれば、後二輪の四輪自転車、及び、電動アシスト等の自転車においても車体傾斜装置2を構成することは可能である。
Although the above has been described as the front two-wheeled three-
以上、本発明の実施の形態を詳述したが、本発明は上記実施の形態に限定されるものではなく本発明の趣旨を逸脱しない範囲で種々の改変は可能である。 Although the embodiments of the present invention have been described in detail above, the present invention is not limited to the above-described embodiments, and various modifications can be made without departing from the spirit of the present invention.
1 ・・・・・・・・・・・・・ 三輪自転車(車体)
11 ・・・・・・・・・・ ・・ ハンドル
12 ・・・・・・・・・・・・ ハンドルポスト
13 ・・・・・・・・・・・・ 操向軸
14 ・・・・・・・・・・・・ 操向軸受
15L,15R ・・・・・・・ 前輪
16 ・・・・・・・・・・・・ 後輪
17 ・・・・・・・・・・・・ 支持フレーム
2 ・・・・・・・・・・・・ 車体傾斜装置
21、121 ・・・・・・・・ ピットマンアーム
22、122 ・・・・・・・・ 連結カラー
23 ・・・・・・・・・・・・ 取付け板
24 ・・・・・・・・・・・・ 連結部材
25 ・・・・・・・・・・・・ ロッドエンドBrg(自在継手)
26 ・・・・・・・・・・・・ 連結具
27a、27b、27c ・・・ 長孔
28 ・・・・・・・・・・・・ 調整座金
3 ・・・・・・・・・・・・・ 揺動機構
31 ・・・・・・・・・・・・ 揺動アーム
32L,32C,32R ・・・ 連結軸
33L,33C,33R ・・・ 揺動軸受
34 ・・・・・・・・・・・・ 軸受ホルダ
35 ・・・・・・・・・・・・ ばね
36 ・・・・・・・・・・・・ ばね受け
37 ・・・・・・・・・・・・ 台座部
4 ・・・・・・・・・・・・・ 転向機構
41L,41R ・・・・・・・ サイドポスト
42L,42R ・・・・・・・ 転向軸
43L,43R ・・・・・・・ 転向軸受
44L,44R ・・・・・・・ ナックルアーム
45 ・・・・・・・・・・・・ リンクボールBrg(自在継手)
46S、46L ・・・・・・・ 連結棒
5 ・・・・・・・・・・・・・ 操向軸の軸線
5X ・・・・・・・・・・・・ ピットマンアーム中心線(縦基準線)
5Y ・・・・・・・・・・・・ 横基準線
5CL,5CC,5CR ・・・ ロッドエンドBrg中心
5TL,5TC,5TR ・・・ ロッドエンドBrg中心
51 ・・・・・・・・・・・・ 回動線
52 ・・・・・・・・・・・・ 作用線
53 ・・・・・・・・・・・・ 仮想作用線
54L,54C,54R ・・・ 連結線
LL,LC,LR ・・・・・・ 仮想曲線
LΘ,RΘ ・・・・・・・・・ 回動角度
G ・・・・・・・・・・・・・ 作用線距離
H ・・・・・・・・・・・・・ 仮想作用線距離
61 ・・・・・・・・・・・・ ボルト
62 ・・・・・・・・・・・・ ナット
63 ・・・・・・・・・・・・ 座金
123 ・・・・・・・・・・・ Brgホルダセット(軸受セット)
124 ・・・・・・・・・・・ 接続金具
125 ・・・・・・・・・・・ 回動アーム
126 ・・・・・・・・・・・ 連結アーム
127 ・・・・・・・・・・・ 連結座金
1 ・ ・ ・ ・ ・ ・ ・ ・ ・ ・ ・ ・ ・ Tricycle (Body)
11 ... Handle 12 ... Handle
17 ··································································································································
26 ·············
31 ...
46S, 46L ················································································· Reference line)
5Y ·········· Horizontal reference lines 5CL, 5CC, 5CR ... Rod end Brg center
5TL, 5TC, 5TR ・ ・ ・ Rod end
124 ・ ・ ・ ・ ・ ・ ・ ・ ・ ・ ・ Connection fitting
125 ···········
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