WO2007007820A1 - 二輪車 - Google Patents

Description

明 糸田 書

■— - -^Ή9 ί 技術分野

本発明は二輪車に関し、 特に、 两輪の配置によりホ —ルベースとト レツ ドを備えた二輪車に関する。 背景技術

従来、 一般的な二輪車としては進行方向に直列に並んだ二輪をもつォ ―トバイや自転車、 進行方向に並歹 LIな二輪をもつリア 一等が知られて いる。 オートバイや自転車の場合、 その走行時の安定' I生は体の重心をず らすことによって保たれている。 一方、 停止時にはその安定性が保てな いため、第 1 2図のように地面に足をついて転倒しないようにしている。 これらの二輪車 ¾：、 一般に第 1 3 のようなホイールべ一ス W Bのみを 有し、 トレッド ΤΓは存在しない。

進行方向に並歹' Jな二輪をもつリァカーの場合、 牽引されることが基本 であるため、 そのものが安定性を有することがない。 さらに、 進行方向 に並列な二輪をちつものとしてジンジャー （G i nger) と呼ばれるスクー 夕一がある （特袠 2 0 0 4 - 5 1 0 6 3 7 )。 このスクーターはジャイロ スコープを利用して搭乗者の姿勢を検知し、 その姿勢に合わせてコンビ ュ一夕がジンジャーの運動を制御している。 このため 倒することなく 動作させること; ¾ できている。 この場合、 停止時 （電源 O N時） には安 定性を有するが、 停車時 （電源 O F F時） には安定性を有しない。

この他にもコンパク ト化及び走行安定性の向上を図った二輪車が特開 平 5— 2 4 5 7 2号公報 （特許文献 1 ) に記載されてレ る。 発明の開示

発明が解決しょうとする課題

述したような従 の二輪車の場合、 全てにおいて停車時の 自立安定 性 確保されておらず、 運転者が足などで 倒を防止するため に支える 必要があつた。

また、 通常、 屋根付ボディ等を二輪車本ィ本に備えることは難 しく、 荷 物などを搭載できる量が少なめとなってしまうと共に運転者が露出する ために事故時に大事 になる確率が高いと ゝぅ問題もあった。

二輪車は運転者の操舵によってバランスを取っているため、 ジンジャ —を除き運転時に後退やその場での回転を 亍ぅことができない という問 題 feあった。

上記特許文献 1でま、 二輪車である自転車の安定性を高め、 コンパク ト ί匕を図っているが、 停止時の安定性や後 31についてまでは考慮されて いない。 また、 運転者が露出している点は 来と変わらず、 事故が起き たときには大事故になりやすい点について も変わりは無い。

本発明は上記問題点に鑑み為されたものであり、 本発明の目 的は、 車 体 sホイールベースと トレツ ドを有するよ うに二輪車の各車輪 を配置し、 停車時及び走行時の安定性、 機動性、 搭載量及び事故時の安全性を高め た二輪車を提供することにある。 課題を解決するための手段

本発明は停車時及び走行時の安定性、 機動性、 搭載量及び事故時の安 全'【'生を高めた二輪車 ίこ関し、 本発明の上記 目的は、 車輪それぞれの配置 により、 ホイールベースと トレツ ドを備えた車体を有する二輪車によつ て達成される。

また、 本発明の上記目的は、 前記車体がポディパネルを有することに より、 或いは前記車輪がそれぞれ独立 した駆動輪であること により、 或 いは前記車輪がそれぞれ独立操舵であ ることにより、 或い 前記車輪が それぞれ連動操舵であることにより、 或いは前記車輪が電 ffij式であるこ とにより、 或いは前記車体の内部に、 前記車体の姿勢状態を判別するた めのジャイロスコ ープと、 前記姿勢状態に応じて前記車体 姿勢制御を 行う姿勢制御手段 を備えることにより 、 或いは前記姿勢制 手段をァク ティブサスペンシ ヨンとすることによ って、 より効果的に達成される。 図面の簡単な説明

第 1図は、 本発明 に係る ―輪車の平面図の一例である。

第 2図は、 本発明 に係る一輪車の側面図の一例である。

第 3図は、 本発明 に係る第 2図に記載された二輪車におけら I一 I断面 図の一例である。

第 4図は、 本発明 に係る第 1図に記載された二輪車の前方疆視図の一例 である。

第 5図は、 本発明 に係る一輪車の車 #:動作 （前方直進） の一例である。 第 6図は、 本発明 に係る一輪車の車 動作 （後方直進） の一例である。 第 7図は、 本発明 に係る一輪車の車 #:動作 （前方右折） の一例である。 第 8図は、 本発明 に係る一輪車の車 {φ:動作 （前方左折） の一例である。 第 9図は、 本発明 に係る一輪車の車ィ φ:動作 （左斜め前方に 行移動） の 一例である。

第 1 0図は、 本 明に係る二輪車の享体動作 （右斜め前方に平行移動） の一例である。

第 1 1図は、 本 明に係る二輪車の車体動作 （左旋回） の一例である。 第 1 2図は、 従来の二輪車の外観の一例である。

第 1 3図は、 従架の二輪車の外観 （俱 ϋ面） の一例である。 第 1 4図は、 本発明に係る二輪車力 S静止状態で倒れなレゝことを説明する ための図である。 発明を実施するための最良の形態

本発明は、 車体がホイールベースと トレツ ドを有するように各車輪を 配置した二輪車である。 なお、 ホイールベースとは車体の直線進行方向 に平行な車輪間距離 W Bを示し、 卜レツ ドとは車体の直線進行方向に垂 直な車輪間距離 Tを示す。 以下、 図面を用いて説明する。

第 1図は本発明に係る二輪車の平面図、 第 2図は本突明に係る二輪車 の側面図、 第 3図は第 2図に記載された二輪車における I — I 断面図、 第 4図は第 1図に記載された二輪車の前方透視図の一例である。

本発明に係る二輪車 1は、 この二輪車 1がホイールベースと トレッ ド を有するよう こ配置された車輪 1 1 、 1 2と、 車輪 1 1、 1 2の間に配 置されたボディパネル 1 3とから構成されている。 な ¾、 車輪 1 1、 1 2はどちらが前輪であっても良い。 また、ボディパネル 1 3は車輪 1 1、 1 2に対応して被支持部 2 8、 2 9を有し、 後述するサスペンショ ン 2 6、 2 7により支持されている。

さらに、第 3 図における I 一 I断面図によるボディノ ネル 1 3下には、 車輪 1 1 と車輪 1 2 との中間部に存在するセンタ一フ レーム 1 4と、 車 輪 1 1 とセンターフレーム 1 4とを接続するァ一ム 1 5、 1 6、 1 7 と、 車輪 1 2とセン夕一フレーム 1 4とを接続するアーム 1 8、 1 9、 2 0 とが存在し、 セン夕一フレーム 1 4を支えている。

アーム 1 5〜 2 0はそれぞれがピポッ ト 2 1 を利用 してセンターフレ ーム 1 4へと接続されており、 車輸 1 1及び 1 2の上" F動に応じてピポ ッ ト 2 1がァ——ム位置を調整する。 センタ一フレーム 1 4の両端部には ボディパネル 1 3 とセン夕一フレーム 1 4とを接続するボディ結合部 2 2、 2 3を備えている。

アーム 1 5 、 1 6 、 1 7の車輪 端部には駆動操身它部 2 4が備えられ、 同様にアーム 1 8 、 1 9 、 2 0の車輪側端部には駆動操舵部 2 5が備 ¾ られている 。 駆動操舵部 2 4、 2 5の上部にはサスペンション 2 6、 2 7が備えら れ、 サスペンション 2 6、 2 7の上端部はボディパネル 1 3 から突き出 した被支持部 2 8、 2 9を支持し、 車輪の上下動による衝擊 緩和が図ら れている。 駆動操舵咅! 5 2 4、 2 5と車輪 1 1 、 1 2 とは車 3 0、 3 1 こより接続されて、動力及び舵力が車輪 に対して伝達される。 なお、 サス ペンション 2 6、 2 7はアクティブサ スペンションである こ とが望まし く、 ボディパネル 1 3の傾度に応じてそれを補正する動作 することが望ましい。 その際、 ディパネル 1 3 の傾度を計るため、 ジ ャィロスコ 一プ 3 2、 3 3がポディパネル 1 3内 に備えられる。 また、 車速、 傾度、 舵角等の情報を集中的に管理し、 各部に指示を与える車雨 集中管理咅! 5 3 4がポディパネル 1 3内に備えられている。 この車両集ゆ 管理部 3 は、 例えば所定のプログラムによって制御されるマイクロ コ ンピュータ （図示せず） で構成することができる 。

本発明における二輪車 1は、 各車輪の操舵角を個別に変化させるこ と によって前進、 後退、 横移動、 回転等の種々の運動が行われる。 この め、 駆動換舵部 2 4、 2 5のそれぞれに電動モータやハイブリッ ドェ ン ジン等の «7力部を備えるのが望 ましい。 各動力音 は運転者の操舵に沿 つ て前進ま は後退方向の動力を、 車軸 3 0 、 3 1 を介して車輪 1 1、 1 2に伝達する。 これにより、 第 5図から第 1 1隠のような車体の動作 を 可能にしている。

第 5図 前輪と後輪とを直進方向に駆動させて前進する場合、 第 6 図 は前輪と後輪とを後方に駆動さ せて後退する場 、 第 7図は前輪のみ右 操舵して ttr方に右折する場合、 第 8図は前輪の 左操舵して前方に左折 する場合、 第 9図 ま前輪及び後輪を左操舵して左斜め前方【こ平行移動す る場合、 第 1 0図 前輪及び後輪を右操舵して右斜め前方【こ平行移動す る場合、 第 1 1図 前輪及び後輪を左操舵して、 前輪を右回転、 後輪を 左回転に駆動してその場で旋回する場合を表している

各車輪の操舵角を決定する操舵は、 各車輪ごとに独立して行われる場 合と、 運転者から一の操舵操作に合わ て各車輪を連動して動作させる 連動操舵で行われる場合とが考えられる。 その場での回転運動等、 運転 時に即応性を必要としない操舵には各車輪を独立で操舵する独立操舵を 用 逆に即応性を必要とする通常の雇転時にはハンドル等力 らの一の 操舟它に対して各車輪が連動して操舵される連動操舵を用いるのが好まし い。 独立操舵と連 Κϊ操舵との切り替えま、 車両集中管理部 3 4に対して 切 り替え指示を行う スィッチ （図示しない） をボディパネク！ / 1 3内に設 け、 その切り替え人力を車両集中管理き13 3 4が感知することで、 車両集 中管理部 3 4から尾区動操舵部 2 4、 2 5への指令が連動操 から独立操 舵へと切り替えられる。 独立操舵の場合、 車輪 1 1への指示と車輪 1 2 への指示を運転者力 ^らそれぞれ各個独立に与えるために、 旨示対象の車 輪を切り替えるスィ ツチ（図示しない）等をさらに設けるの 好ましい。 もちろん、 車両集 管理部 3 4が独立操舵時の各車輪の舵角をそれぞれ 自動で設定しても良い。

連動操舵を用いる場合の操舵角の決定は、 運転者の操舵【こ合わせて車 両集中管理部 3 4力 S各車輪の適切な操 |β角を決定するよう【こするとより スムーズな運転を突現できる。

例として、 右折する場合、 通常は前輪を右方向に操舵することによつ て行われるが、 同 EIきに後輪を左方向に操舵すればより鋭角【こ曲がること ができる。 運転者によるハンドル等の ¾1返し操作の強弱によって、 車両 集中管理部 3 4がチめ設定された値に基づいて各車輪の舵角を決定する。 発進、 後退、 右左折等の加減速動作や方向変換が f泮ぅ場合、 ボディ パネ ル 1 3に慣 'ί、生力や遠心力が加わる。 また、 これによりボディパネル 1 3 等の重心位置がずれるため、 一時的に二輪車 1が^ 安定になり転覆 して しまう恐れ力 ある。 これを防 ぐ為にボディパネル ュ 3内の任意位置 にジ ャイロスコープ 3 2、 3 3を備え、 ボディパネル 1 3の傾度を監視 して いる。 一定以上の傾度をジャ イロスコープ 3 2、 3 3が検知した場合に は、 車両集ヰ管理部 3 4がサスペンション 2 6、 2 7に対して補正角及 び補正指令を出力する。 この情報を基にサスペンション 2 6、 2 7 はそ れぞれ駆動 して車体の位置補正を行う。このため、サスペンション 2 6、 2 7はアクティブサスペンシ ヨンであることが望ましい。 その他、 車体 の位置補正を行う姿勢制御手段としては、 油圧を月いたものゃ電雲 式に ボディパネリレ 1 3を操作する ものが考えられる。これら姿勢制御手段は、 アクティブサスペンションと 同様に車両集中管理 |5 3 4からの補正指令 を基に作動する。

なお、 アーム 1 5〜 2 0の本数や設置位置につ ては任意に変更して かまわない。 また、 サスペンション位置について ¾同様に変更してもか まわない。

本発明は、 二輪車の各車輪の配置から本体がホイールベースと ト レツ ドを有する ことにより、 従来の二輪車に比べて停 時及び走行時 安定 性を向上させることに成功している。

また、 各車輪を独立操舵 たは連動操舵にする ことでその場で Ο円運 動等を可能 にした機動性の向上に成功している。

また、 車体にボディパネ レを採用することで全天候型の二輪車 提供 すると共に、 事故時に運転昔を衝撃から守ることができ、 運転者 Ο安全 性を大幅に改善している。

最後に、 本発明に係る二輪車が静止状態において倒れないことを、 従 来の二輪車との比較において簡単に説明する。

<従来の二輪車が自 しないことの説明 >

従来の二輪車は、 きく分けると二つのタイプがある。

( 1 ) 自転車型

二つの車輪が進行方向に縦に一列 並んでいるタイプである。 第 1 4 図 ( 1 ) の右側の図に示すように、 この二輪車は進行方向に向かって左右 のいずれかに倒れる。

( 2 ) リア力一型

二つの車輪が進行： ^向に向かって横一列に並んでいるダィプである。 第 1 4図 （2) の右側の図に示すよう ίこ、 この二輪車は進 ί亍方向に向かつ て前後のいずれかにィ頃く。 車体が二つの車輪をつなぐシ フ トの上に乗 つているため、このシャフトを中心と して相対的に回転するからである。 <本発明による二輪軍が前後及び左右に傾かないことの 明 >

第 1 4図（3 )に示すように、車体の重心は二つの車輪の にあるため、 υァカ一の場合と同 じょうに、 進行方向に向かって左右【こは倒れない。

しかしながら、車体が第 1 4図（3) の左側の図において右斜め方向（図 の矢印方向） に傾く か否かが問題となる。

もし右斜め方向に車体が傾く とすれば、 それはシャフ 卜と直角の方向 tこなるはずである。なぜならば、車体 ¾：シャフトに固定されているため、 車体が傾くとすれば、 それはシャフ 卜と直角の方向、 つ りシャフトが その軸方向に回転した場合に限られるからである。

しかるに、 シャフ トはアームと接続されて固定されてレゝるので、 シャ フ トがその軸方向に回転することはあり得ない。 従って、 車体が矢印方 向に傾くことはない。

Claims

請 求 の 範 囲

1 車輪それぞれの配置によ り、 ホイールベー スとトレッ ドを備えた車 体を有する ことを特徴とする二輪車。

2 前記車ィ本がボディパネルを有する請求の乾囲第 1項に記載の二 車。 3 前記車輪がそれぞれ独立 した駆動輪である 請求の範囲第 1項又 ίま第 2項に記載の二輪車。

4 前記車輪がそれぞれ独立操舵される請求の範囲第 1項乃至第 3項の いずれかに記載の二輪車。

5 前記車輪がそれぞれ連動 して操舵される謙求の範囲第 1項乃至第 3 項のいずれかに記載の二輪車。

6 前記車輪が電動式である請求の範囲第 1項乃至第 5項のいずれ：^に 記載の二輪車。

7 前記車体の内部に、 前記車体の姿勢状態を判別するためのジャイロ スコープと、 前記姿勢状態に応じて前記車体 姿勢制御を行う姿勢制御 手段を有する請求の範囲第 1 項乃至第 6項の ずれかに記載の二輪車。 8 前記姿勢制御手段がァク ティブサスペン'ンョンである請求の範囲第 7項に記載の二輪車。