JPS63501357A - 自己安定化傾斜式車両 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるため要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 自己安定化傾斜式車両 皮」Ｌ辷■ 本発明は、旋回中に車両をコーナリング力に対して適当な角度で回転中心に向け てキャンバ−または傾斜させることによって理想的重量分布が行われるよう構成 された路上走行車両に関するものである。

青ＩＪＬ玉 従来、車体を回転内側に傾斜させる機構を備えることによって全ての旋回走行時 に安定性を維持するよう意図した多数の車両が製造されている。車両を傾斜させ る機構は著しく変化されており、コンピュータ制御電気−サーボ系、ニューマチ ック系および油圧系のものが従来の３ｖ！または４輪付シャーシ上に支持されて いる。

このように構成することによって運転者から車両傾斜量についての全負担が取り 除かれ、運転者は所要の回転量にのみ注意力を集中すればよく、車両のバランス について注意しなくてもよい、従来のこの種の他の車両は、例えば、応答車体傾 斜を発生するよう連結されているペダルを踏み込むことによって運転者により傾 斜が物理的に制御される点を除いては、前述したと同様に構成されている。この ような車両においては、車体のバランスまたは傾斜を制御する義務が運転者側に ある。

−ａに、従来の車両は、上述した２形式のものを含めて、固有の安定性を持たな いかまたは純機械弐系に比べて誤動または故障し易い系においである程度の安全 性を与えるものである。

発づ１Ｊと澗二丞 したがって、本発明の目的は、従来技術の欠点を改善して自動的に安定させるよ う傾斜する自己安定化傾斜式車両を提供しようとするにある。

したがって、本発明による車両は、全体として長い車体と、少なくとも２個の横 方向に離間した前輪と、各前輪に対してそれぞれ設けられて前輪の左右への操舵 運動を許容する少な（とも２個の操舵枢軸部材と、地面に対して相対的な車体お よび前輪の独立した左右への傾斜を生ぜしめるよう本体および前輪間にもうけら れた傾斜用リンク機構と、車両の左右方向への旋回のそれぞれに対応する制御運 動を行なう操舵制御手段と、前記制御運動の対応方向とは反対方向の操舵方向に おける前輪の回転を前記制御運動が増大させるよう前記操舵制御装置と操舵枢軸 部材との間に設けられた操舵制御リンク機構と、車体の傾斜運動の方向と同じ方 向の操舵方向における車輪の回転を車体の傾斜運動が増大させるよう前記操舵枢 軸部材と車体との間に設けられた傾斜−操舵リンク機構とを具え、これにより前 輪の合計回転角度がそれぞれの合計制御運動の結果として生じる前輪の各回転角 度と車体傾斜角度の代数的合計に対応するよう構成されている。

また、右回りを行う車両に実施した本発明による車両は、それぞれの操舵枢軸部 材の周りに操舵し得る少なくとも２個の前輪と、操舵制御手段と、右回りに対応 する操舵制御手段の運動によって操舵枢軸部材を左方へ操舵変位させるよう操舵 制御手段と操舵枢軸部材との間に設けられた操舵リンク機構と、前輪が左側に移 動する際に車体と操舵枢軸部材の全てが右方に水平に対して相対的に傾斜するよ う車体と前輪枢軸部材との間に設けられた傾斜リンク機構と、車両が直線通路か らずれる際に操舵制御手段の操作により生ずる回動とは無関係に右方への車両の 回転半径を減少させるよう右方への前輪の回動を増大させるよう車体と操舵枢軸 部材との間にもうけられた傾斜−操舵リンク機構とを具える。

以上の記載およびこの明細書の全体を通じての記載において、前輪または操舵制 御手段の操舵回転が、上方から見て回転が反時計回りである場合に左回転とされ 、上方から見て回転が時計回りである場合に右回転とされる。

操舵制御手段がステアリングホイールであることが好ましい。

特定の実施例において、車輪の回転軸線を一定の相対的角度（通常零）に維持し 、しかも、前輪を地面に対して相対的に傾斜させ得るリンク系（好ましくは平行 四辺形リンク系）によって前輪を支持する。地面に対する車輪の相対的傾斜を制 御して車体を傾斜させ得るよう車体を上述のリンク系に取付ける。車体は車輪よ り大きな割合で選択的に傾斜する。

所要の操舵機構性能を得る一つの方法は、操舵機構を車体と一緒に傾斜するよう 車体に取付ける。操ｔｉ構の出力は出力アームを含み、少なくとも一方の前輪は 出力アームにタイロッドによって枢着されたレバーアームを含む。出力アームへ のタイロッドの枢着点は、レバーアームが操舵軸線の後側にある場合には、レバ ーアームへのタイロッドの枢着点より地面に近くし、レバーアームが操舵軸線の 前側にある場合には、レバーアームへのタイロッドの枢着点より地面から遠くに 位置させる。

さらに好ましくは、本発明により車両は正常作動速度においてのみ上′述したよ うに作動する。静止時または極めて低速での走行時には、車体および前輪は、好 ましくは、鎖錠されて車体および前輪が垂直姿勢を維持し、これにより二輪車の 場合のように、運転車の足を地上に下ろす必要をなくす。

皿血重皿里星豆皿 第１図は本発明の面単な実施例の概略斜視図であり、正面図である。

口を　るための　の多能 本発明による車両の概念を第１図の実施例につき説明する。この実施例の車両は ２個の前輪１０と原動機１２によって駆動される後輪１１とを具えている。制御 位置に座席１３とステアリングホイール１４とが設けられている。前輪は、車両 走行時、それぞれの車軸１５の周りに回転する。また、また前輪はそれぞれの操 舵軸線１６の周りに回動する。操舵軸線１６は平行四辺形リンク系の側端部材１ ７で限定され、この平行リンク系には側端部材の他に横部材１８を含んでいる。

部材１７および１８間の相互ジヨイントは車両の長さ方向軸線に平行な軸線の周 りに回動する。原動機１２、後輪１１、座席１３およびステアリングホイール１ ４が取付けられた車体を横部材１８に点１９で枢着して、車両が両側端部材１７ と同時にいづれかの側に傾く際に平行四辺形リンク系の主面が車両に対して直角 に維持されるよう構成している。

タイロッド２０は２個の前輪１０のステアリングアライメントを維持している。

一方の前輪１０に設けられたレバーアーム２１は操舵軸線１６の後方に延長して いる。ステアリングホイール１４はステアリング機構２３に取付けられ、このス テアリング機構は車両と一緒に傾くよう強制され、前方に延びる出力アーム２２ を具えている。クイロッド２４が出力アーム２２とレバーアーム２１との間に延 長し、出力アーム２２はレバーアーム２１より地面に近くもうけられている。

通常の前進速度では、ステアリングホイール１４に加えられる左回転力によって 前輪１０に右回転力が加えられる。自転車または二輪車と同様に、このような作 用の結果として車両は左側に傾く。車両が左側に傾く際、地面から相対的に遠い 側にあるレバーアーム２１は地面に相対的に近い出力アーム２２より長い円弧を 画いて左方に移動する。したがって、ステアリングホイール１４が静止保持され ている場合、クイロッド２４の長さが一定であることによって、前輪１０は左方 向に回転する。出力アーム２２の垂直高さを車両の速度および個々の車両の特性 にしたがって調整することができ、これにより任意の作動速度における回転が所 望の便宜的方向におけるステアリングホイールの単純かつ円滑な回転によって達 成される。旋回半径はステアリングホイール１４の回転型によって示される。こ のように構成することによって、運転者の入力を必要とすることなしに、全ての 作動状態下において、傾斜安定性を得ることができる。

通常の安定角度からの傾斜を変える傾向のある全ての外部傾斜力によって車両は 付加的に傾斜され、この付加的傾斜によって車輪が傾斜方向に付加的に傾斜を補 正するに十分な量で回転する。ステアリングホイールの動きが実際の角度、した がって、この傾斜安定性が生じる回転半径を変えること勿論である。

キャンバ付加車両の１つの問題は極めて低い速度で安定性を維持することである 。第２図に線図的に示す装置は、車両が傾くのを防止するために通しており、車 両が停止または極めて低速で走行している場合に、安定性を維持するために使用 することができる。平行四辺形リンク系の下側の水平横部材１８に円弧状歯車部 材２５が取付けられている。

第１図に示す平行四辺形リンク系から評価されるように、下側の横部材１８上の １個の点を中心とする円形通路の周りに上側の横部材１８上の任意の点が回転し て車両の傾斜作用を生じる。これがため、円弧部材２５０曲率中心が下側機′部 材１８における１個の点であるように円弧部材２５０曲率半径を選定する。上側 の横部材１８に長さ方向に移動し得る捕捉子２６を取付け、この捕捉子の位置お よび形状を適切に選定して円弧部材２５の歯と掛合し得るようにしている。捕捉 子２６の先端縁にテーバをつけて捕捉子２６と円弧部材２５とが容易に整列し得 るようにする。車両の停止時、捕捉子２６は円弧部材２５と掛合して車両を好適 垂直姿勢に固定する。運転者が車両を正常作動速度に向けて動かし始める際、捕 捉子２６が円弧部材２５から引き抜かれてステアリング機構が正常に作動し得る ように構成する。極低速に減速される除または完全に停止される際、車両の垂直 姿勢において、捕捉子２６が円弧部材２５に掛合される。低速操舵モードにおい ては、ステアリングホイールの作用を逆にしてステアリングホイールに便宜的方 向に加えられる回転力の結果として前輪が同様の便宜的方向に回転操舵される。

例えば、この操舵操作の切換はステアリングホイール１４とステアリング機構２ ３との間に歯車伝動装置を用いることによって得られ、この歯車伝動装置は噛合 可能／離脱可能のアイドラギヤを介して伝動されるにのような逆転機構は一般機 械分野において既知であり、したがって、その詳細な説明を省略する。

車両に加えられるコーナリング力（求心力）は回転半径と前進速度の２乗に依存 する。これがため、ステアリングホイール入力に対して予定の応答特性を維持し ようとする場合には、（ステアリングホイールをさらに動かすことなしに）前輪 に結果として生じる回転角度に対する傾斜角度の比を車両の前進速度の増大に比 例して徐々に増大させることが必要である。上述の比は車両速度の変化にしたが ってステアリング機構２３を適当に上下することによって変化させることができ る。

本発明による車両は上述した構成としたことによって、従来の自動車におけると 同様に車両を完全に包囲して天候および事故に対して保護を与えることができ、 さらに、二輪車でのコーナリング時における利点を有し、重量分配が二輪車より よく、また運転者に横力が加わることがなく、しかも、従来の自動車の操舵制？ ’ｆｌｌ！能を有し、二輪車の複雑なレバーステアリング特性をなくすことがで きる。さらにまた、これらの結果を得るために過去において企てられたより複雑 な電気的に制御された車両のように誤動または故障しやすくない簡単な機械的手 段によって本発明は上述した利点を得ることができる。

以上により本発明を車輪付車両につき説明したが、本発明はさらに広い分野に応 用することができる０本発明は一対のスキーまたはフロートを、前側に有する雪 上、水上および氷上用車両にも応用することができる。

θ 国際調査報告 ＵＳ　４５５０９２６　ＥＰ　１６３３８２　ＪＰ　６０２１９１０７ＥＮＤ　 ＯＦ　ＡＮＮＥＸ

Claims (6)

【特許請求の範囲】
1. １．全体として長い車体と、少なくとも２個の横方向に離間した前輪と、各前輪 に対してそれぞれ設けられて前輪の左右への操舵運動を許容する少なくとも２個 の操舵枢軸部材と、地面に対して相対的な車体および前輪の独立した左右への傾 斜を生ぜしめるよう本体および前輪間にもうけられた傾斜用リンク機構と、車両 の左右方向への旋回のそれぞれに対応する制御運動を行なう操舵制御手段と、前 記制御運動の対応方向とは反対方向の操舵方向における前輪の回転を前記制御運 動が増大させるよう、前記操舵制御装置と操舵枢軸部材との間に設けられた操舵 制御リンク機構と、車体の傾斜運動の方向と同じ方向の操舵方向における車輪の 回転を車体の傾斜運動が増大させるよう前記操舵枢軸部材と車体との間に設けら れた傾斜−操舵リンク機構とを具え、これにより前輪の合計回転角度がそれぞれ の合計制御運動の結果として生じる前輪の各回転角度と車体傾斜角度の代数的合 計に対応するよう構成されている車両。
2. ２．複数の横部材とこれらの横部材間に枢着された側端部材とによる横方向に延 在するリンク系と、各側端部材から外方に延在してそれぞれの前記前輪を回転自 在に支持する車軸とをさらに具える請求の範囲第１項に記載の車両。
3. ３．前輪および取付け側端部材の傾斜に対して予定関係に車体の傾斜を維持する よう前記リンク系に車体が取付けられている請求の範囲第２項に記載の車両。
4. ４．前記予定関係は、傾斜角度が零である場合に車体および車輪の両方が垂直で あるということを除いて、垂直からの車輪の傾斜角度が車体の傾斜角度より小さ いようになっている請求の範囲第３項に記載の車両。
5. ５．操舵制御手段がステアリングホイールである請求の範囲第１項に記載の車両 。
6. ６．速度を変化させながら回転半径を変化させて旋回する際に操舵制御入力に対 する予定の応答が維持されるよう前輪の枢軸に対する傾斜角度の比が車両の前進 速度とともに変化する請求の範囲第１項に記載の車両。