三輪車
【課題】揺動機構を簡単な構造で実現して部品点数の削減を図る。
【解決手段】三輪車１は、第１の車体部材２と、第２の車体部材３と、連結部材４と、ストッパ部とを備える。第１の車体部材２は前輪１５を有しており、第２の車体部材３は２つの後輪３３Ｒ,３３Ｌを有している。第１の車体部材２と第２の車体部材３は、捩れ変形が可能な連結部材４によって相対的に揺動可能に連結されている。また、第１の車体部材２と第２の車体部材３との相対的な揺動を所定の範囲で制限するためにストッパ部が設けられている。
【解決手段】三輪車１は、第１の車体部材２と、第２の車体部材３と、連結部材４と、ストッパ部とを備える。第１の車体部材２は前輪１５を有しており、第２の車体部材３は２つの後輪３３Ｒ,３３Ｌを有している。第１の車体部材２と第２の車体部材３は、捩れ変形が可能な連結部材４によって相対的に揺動可能に連結されている。また、第１の車体部材２と第２の車体部材３との相対的な揺動を所定の範囲で制限するためにストッパ部が設けられている。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、１つの前輪を有する第１の車体部材が２つの後輪を有する第２の車体部材に対して揺動可能に連結された三輪車に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来から１つの前輪と２つの後輪を備えた三輪車が知られている。このような三輪車は、ある程度のスピードで旋回すると、内側（コーナー側）に位置する後輪が浮き上がり、バランスが取り難くなる。そのため、一般的な三輪車には、旋回する場合に前輪を含む車体の一部を進行方向に対して左右に傾ける揺動機構が設けられている。
【０００３】
このような三輪車の揺動機構としては、例えば、特許文献１に記載されているようなものがある。特許文献１には、揺動式三輪車のジョイント構造が記載されている。この特許文献１に記載された揺動式三輪車のジョイント構造では、ジョイントケースにジョイントシャフトの前部を差込み、ジョイントケースに内蔵したナイトハルトダンパでジョイントシャフトの回転を弾性的に支えるようになっている。そして、このジョイント構造は、ジョイントケースとジョイントシャフトとの間の回転運動を減衰させる回転式ダンパを備えている。
【０００４】
また、三輪車の揺動機構の技術としては、例えば、特許文献２に記載されているものがある。すなわち、特許文献２には、三輪自転車の揺動復元機構が記載されている。この特許文献２に記載された三輪自転車の揺動復元機構は、左右のレバーと、左右のスプリングと、ストッパ部を有している。
【０００５】
左右のレバーの一端は、２つの後輪を支持する後フレームにそれぞれ軸支されており、他端は１つの前輪を支持する前フレームにそれぞれ当接している。左右のスプリングは、左右のレバーをその軸支部を中心として互いに逆回転方向に付勢する。ストッパ部は、後フレームに設けられている。このように構成される三輪自転車の揺動復元機構では、前フレームが後フレームに対して揺動すると、左右のレバーのうち一方のレバーの他端が前フレームに当接し、他方のレバーの中間部が後フレームに設けられたストッパ部に当接するようになる。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００６】
【特許文献１】特開平１１−３３４６７０号公報
【特許文献２】特開平９−１５６５６３号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００７】
しかしながら、特許文献１及び特許文献２に記載されているような揺動機構は、前フレーム（前車体）又は後フレーム（後車体）の一方に取り付けられる回転軸と、他方に取り付けられる軸受け部と、前フレームを中立位置に戻すための付勢部材を必要としていた。そのため、揺動機構が複雑になり、部品点数の削減が難しかった。
【０００８】
本発明は、このような状況に鑑みてなされたものであり、前フレームと後フレームを連結する揺動機構を簡単な構造で実現することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００９】
上記の課題を解決し、本発明の目的を達成するため、本発明の三輪車は、第１の車体部材と、第２の車体部材と、連結部材と、ストッパ部とを備える。第１の車体部材は、１つの前輪を有しており、第２の車体部材は、２つの後輪を有している。第１の車体部材と第２の車体部材は、捩れ変形が可能な連結部材によって揺動可能に連結されている。また、第１の車体部材と第２の車体部材との相対的な揺動を所定の範囲で制限するためにストッパ部が設けられている。
【００１０】
本発明の三輪車では、連結部材が捩れ変形することにより、第１の車体部材が第２の車体部材に対して揺動する。そして、連結部材が元の形状に復元することにより、第１の車体部材が第２の車体部材に対する基準位置に復帰する。
【発明の効果】
【００１１】
本発明によれば、第１の車体部材と第２の車体部材を揺動可能に連結する揺動機構を簡単な構造にすることができ、部品点数の削減を図ることができる。
【図面の簡単な説明】
【００１２】
【図１】本発明の三輪車の第１の実施の形態を前方から見た斜視図である。
【図２】図１に示す三輪車をＡ−Ａ′線で断面して示す断面図である。
【図３】本発明の三輪車の第１の実施の形態を後方から見た斜視図である。
【図４】本発明の三輪車の第１の実施の形態に係る連結部材の説明図である。
【図５】本発明の三輪車の第１の実施の形態に係る連結部材の取り付け状態を示す斜視図である。
【図６】本発明の三輪車の第１の実施の形態に係る連結部材の取り付け状態を示す断面図である。
【図７】本発明の三輪車の第１の実施の形態に係る制限リンク部材を示す断面図である。
【図８】本発明の三輪車の第１の実施の形態に係る第１の車体部材を第２の車体部材に対して揺動させた状態の正面図である。
【図９】図８に示す状態の三輪車における連結部材の捩れ状態を示めす斜視図である。
【図１０】本発明の三輪車の第２の実施の形態を示す説明図である。
【図１１】図１０に示す三輪車をＢ−Ｂ′線で断面して示す断面図である。
【図１２】本発明の三輪車の第２の実施の形態に係るテンションロッドの取付け位置を上下方向に移動させた例を示す側面図である。
【図１３】本発明の三輪車の第２の実施の形態に係るテンションロッドの取付け位置を左右方向に移動させた例を示す平面図である。
【図１４】本発明の三輪車の第３の実施の形態を示す説明図である。
【図１５】本発明の三輪車の第３の実施の形態に係る連結部材の説明図である。
【発明を実施するための形態】
【００１３】
以下、本発明の三輪車の実施の形態について、図１〜図１４を参照して説明する。各図において共通の部材には、同一の符号を付している。なお、以下の説明では、三輪車の進行方向を前後方向とし、進行方向の前方を向いた状態で上下方向、左右方向を示す。
また、説明は以下の順序で行う。
１．第１の実施の形態
２．第２の実施の形態
３．第３の実施の形態
【００１４】
〈１．第１の実施の形態〉
［三輪車］
まず、本発明の三輪車の第１の実施の形態の構成について、図１を参照して説明する。
図１は、本発明の三輪車の第１の実施の形態を前方から見た斜視図である。
【００１５】
三輪車１は、いわゆる三輪自転車である。この三輪車１は、第１の車体部材２と、第２の車体部材３と、第１の車体部材２を第２の車体部材３に対して揺動可能に連結する連結部材４と、ストッパ部の一具体例を示す一対のワイヤ５Ａ，５Ｂ（図３参照）とを備えている。
【００１６】
［第１の車体部材］
次に、第１の車体部材２について、図１及び図２を参照して説明する。
図２は、図１に示す三輪車１をＡ−Ａ′線で断面して示す断面図である。
【００１７】
図１に示すように、第１の車体部材２は、前フレーム１１と、操作軸１２と、ハンドル１３と、フロントフォーク１４と、前輪１５と、シート１６とを備えている。前フレーム１１は、前後方向に延びており、下方に開口する略コ字状（図２参照）の部材からなっている。この前フレーム１１の前部には、操作軸１２が回動可能に挿通されるヘッドパイプ部１８が設けられている。
【００１８】
操作軸１２は、上下方向に対して傾斜した方向に延びており、下端部がヘッドパイプ部１８に挿通されている。この操作軸１２の上端には、左右方向に延びるハンドル１３が連続している。ハンドル１３の右端部には、前輪１５を制動するためのブレーキレバー１９Ｒが取り付けられており、左端部には、後述する後輪３３Ｒ，３３Ｌを制動するためのブレーキレバー１９Ｌが取り付けられている。
【００１９】
操作軸１２の下端は、フロントフォーク１４に固定されている。このフロントフォーク１４には、前輪１５を回転可能に支持する前車軸２１と、前輪１５の上方に位置するフェンダ２２が設けられている。シート１６は、固定用ブラケット２３を介して前フレーム１１の上部に固定されている。
【００２０】
図２に示すように、第１の車体部材２の前フレーム１１には、クランク軸２５が回転自在に支持されている。このクランク軸２５は、前フレーム１１を左右方向に貫通している。クランク軸２５の両端には、それぞれクランク２６Ａ，２６Ｂが固定ねじ３０，３０によって固定されている。クランク２６Ａ，２６Ｂの一端には、ペダル２７Ａ，２７Ｂがそれぞれ回転自在に取り付けられている。
【００２１】
また、クランク２６Ａの他端には、前側スプロケット２８が固定されている。この前側スプロケット２８は、クランク２６Ａ，２６Ｂ及びクランク軸２５と一体に回転される。前側スプロケット２８と後述する後側スプロケット３７（図３参照）には、無端状のチェーン２９が係合されている。
【００２２】
図２に示すように、前フレーム１１は、上板部１１ａと、右板部１１ｂと、左板部１１ｃと、右板部１１ｂに連続するカバー部１１ｄからなっている。カバー部１１ｄは、前側スプロケット２８及びチェーン２９を覆う。つまり、前フレーム１１は、シート１６を支持する役割と、前側スプロケット２８及びチェーン２９の一部を覆う役割を兼ねている。
【００２３】
［第２の車体部材］
次に、第２の車体部材について図３を参照して説明する。
図３は、本発明の三輪車１を後方から見た斜視図である。
【００２４】
第２の車体部材３は、シート１６の下方に位置し、前フレーム１１の後部と上下方向で対向している。この第２の車体部材３は、後フレーム３１と、軸受け部３２Ｒ，３２Ｌ（軸受部３２Ｒは図５参照）と、後輪３３Ｒ，３３Ｌとを備えている。後フレーム３１は、略四角形の枠体からなり、前部片３１ａと、一対の後部片３１ｂ，３１ｃと、右側部片３１ｄと、左側部片３１ｅと、補強片３１ｆ，３１ｆとを有している。
【００２５】
前部片３１ａは、左右方向に延びる角筒体からなっている。この前部片３１ａの両端部には、後述するアクスルパイプ３４Ｒ,３４Ｌにそれぞれ連結される連結片３５ａ，３５ｂが設けられている。一対の後部片３１ｂ，３１ｃは、それぞれ左右方向に延びる角筒体からなり、上下方向に対向している。
【００２６】
右側部片３１ｄと左側部片３１ｅは、板体からなり、互いの平面が左右方向に対向している。右側部片３１ｄは、一対の後部片３１ｂ，３１ｃの一端と、前部片３１ａの中間部にそれぞれ連続している。また、左側部片３１ｅは、一対の後部片３１ｂ，３１ｃの一端と、前部片３１ａの中間部にそれぞれ連続している。
【００２７】
補強片３１ｆ，３１ｆは、右側部片３１ｄと左側部片３１ｅとの間に配置されている。これら補強片３１ｆ，３１ｆは、前後方向に延びる角筒体からなり、左右方向に適当な間隔をあけて設けられている。補強片３１ｆ，３１ｆの一端は、前部片３１ａに連続しており、他端は後部片３１ｂに連続している。
【００２８】
軸受け部３２Ｒ，３２Ｌは、アクスルパイプ３４Ｒ,３４Ｌを介して後フレーム３１に接続されている。これらアクスルパイプ３４Ｒ,３４Ｌは、後フレーム３１の左右の側部片３１ｄ，３１ｅに連続してそれぞれ左右方向の外側に突出する円筒状に形成されている。軸受け部３２Ｒ，３２Ｌは、アクスルパイプ３４Ｒ,３４Ｌの先端部に設けられている。これら軸受け部３２Ｒ，３２Ｌには、後車軸３６が回転可能に嵌合される。後車軸３６は、アクスルパイプ３４Ｒ,３４Ｌと後フレーム３１の左右の側部片３１ｄ，３１ｅを貫通している。この後車軸３６の一端には後輪３３Ｒが固定され、他端には後輪３３Ｌが固定されている。
【００２９】
後車軸３６の中間部には、後側スプロケット３７が固定されている。上述したように、後側スプロケット３７と前側スプロケット２８には、チェーン２９が係合されている。ペダル２７Ａ，２７Ｂを用いて加えられたクランク２６Ａ，２６Ｂの回転力は、前側スプロケット２８及びチェーン２９を介して後側スプロケット３７に伝達される。その結果、後側スプロケット３７と一体に後車軸３６が回転し、後輪３３Ｒ，３３Ｌが回転駆動される。
【００３０】
［ストッパ部］
次に、ストッパ部の一具体例を示すワイヤ５Ａ，５Ｂについて説明する。
ワイヤ５Ａ，５Ｂは、第２の車体部材３と第１の車体部材２との相対的な揺動を所定の範囲で制限する。これらワイヤ５Ａ，５Ｂの一端は、前フレーム１１に接続されており、他端は後フレーム３１の後部片３１ｃに接続されている。
【００３１】
図３に示すように、第１の車体部材２が基準位置（第２の車体部材３に対して揺動していない位置）にある場合は、ワイヤ５Ａ，５Ｂが弛んだ状態になっている。そして、第１の車体部材２が基準位置に対して右方向へ所定の角度まで揺動すると、ワイヤ５Ａが張った状態となり、第１の車体部材２の右方向へ揺動が制限される。これと同様に、第１の車体部材２が基準位置に対して左方向へ所定の角度まで揺動すると、ワイヤ５Ｂが張った状態となり、第１の車体部材２の左方向へ揺動が制限される。
【００３２】
本実施の形態では、ストッパ部としてワイヤ５Ａ，５Ｂを用いたが、本発明に係るストッパ部はこれに限定されるものではない。本発明に係るストッパ部としては、例えば、第１の車体部材２に設けられた係合部と、第２の車体部材３に設けられ、第１の車体部材２を揺動させたときに係合部が当接する係止部とから構成してもよい。
【００３３】
［連結部材］
次に、連結部材について図４を参照して説明する。
図４は、連結部材４の説明図である。
【００３４】
連結部材４は、略長方形の板状に形成されており、長手方向を軸として捩れ変形可能であると共に、撓み変形も可能な弾性体になっている。この連結部材４は、炭素繊維強化プラスチック（ＣＦＲＰ）からなっている。すなわち、連結部材４は、炭素繊維からなる複合材料積層板４ａと、複合材料積層板４ａの表面を覆うアラミド繊維（aramid fiber）からなる表層部４ｂから構成されている。
【００３５】
炭素繊維を用いて連結部材４を形成すると、連結部材４の捩れ変形に対する剛性と、撓み変形に対する剛性を異ならせることができる。本実施の形態では、第１の車体部材２が第２の車体部材３に対して揺動するように、連結部材４の捩れ変形に対する剛性を設定し、撓み変形に対する剛性を捩れ変形に対する剛性よりも高くしている。また、炭素繊維は、金属に比べて減衰係数が高いため、捩れ変形或いは撓み変形した連結部材４が元の形状に戻るまでに要する時間を短くすることできる。
【００３６】
炭素繊維としては、ピッチ系材料（石油、石炭、コールタールなどの副生成物）を原料にしたものと、ＰＡＮ系材料（ポリアクリロニトリル繊維）を原料にしたものを挙げることができる。複合材料積層板４ａを形成する炭素繊維としては、減衰特性に優れた（減衰係数が高い）ピッチ系材料を適用することが好ましい。
【００３７】
本発明に係る連結部材としては、捩れ変形及び撓み変形が可能な部材であればよく、例えば、鋼材、アルミニウム、ガラス繊維強化プラスチック（ＧＦＲＰ）から形成することもできる。なお、本発明に係る連結部材の捩れ変形及び撓み変形に対する剛性は、第１の車体部材２の重量、揺動の角度範囲の設定、減衰係数などを考慮して適宜設定することができる。
【００３８】
［連結部材の取り付け状態］
次に、連結部材４を第１の車体部材２及び第２の車体部材３に取り付けた状態について、図５及び図６を参照して説明する。
図５は、連結部材４の取り付け状態を示す斜視図であり、図６は、連結部材４の取り付け状態を示す断面図である。
【００３９】
第１の車体部材２の前フレーム１１には、連結部材４の一端を取り付けるための前側ブラケット４１が設けられている。前側ブラケット４１は、横長の直方体に形成されている。この前側ブラケット４１の長手方向一端は、前フレーム１１の右板部１１ｂに固定され、他端は前フレーム１１の左板部１１ｃに固定されている。そのため、前側ブラケット４１は、前フレーム１１の剛性を高めるための補強部材としての役割も有している。
【００４０】
なお、前フレーム１１の上板部１１ａには、制限リンク部材５１の一端を取り付けるための軸支持部４２，４２が設けられている。この制限リンク部材５１については、後で詳しく説明する。
【００４１】
第２の車体部材３の後フレーム３１には、連結部材４の一端を取り付けるための後側ブラケット４３が設けられている。後側ブラケット４３は、略Ｌ字状に形成されており、固定片４３ａと、取付片４３ｂからなっている（図６参照）。後側ブラケット４３の固定片４３ａは、後フレーム３１の前部片３１ａにねじや接着剤または溶接等の固定方法によって固定されている。取付片４３ｂの上面には、制限リンク部材５１の他端を取り付けるための軸支持部４４，４４が設けられている。
【００４２】
連結部材４の長手方向の一端は、前側ブラケット４１にボルト４７及びナット４８によって固定されている。また、連結部材４の長手方向の他端は、後側ブラケット４３の取付片４３ｂにボルト４７及びナット４８によって固定されている。これにより、第１の車体部材２と第２の車体部材３は、相対的に揺動可能であって、且つ、相対的に上下方向に移動可能に連結される。
【００４３】
なお、連結部材４が前側ブラケット４１及び後側ブラケット４３に固定された状態において、連結部材４の短手方向は、水平方向と平行になっている。つまり、連結部材４は、左右方向に対して傾いていない状態で第１の車体部材２と第２の車体部材３を連結する。
【００４４】
［制限リンク部材］
次に、制限リンク部材５１について図６及び図７を参照して説明する。
図７は、制限リンク部材５１を示す断面図である。
【００４５】
制限リンク部材５１は、第１の車体部材２と第２の車体部材３に回動可能に取り付けられており、第１の車体部材２と第２の車体部材３の相対的な上下方向の移動を制限する。この制限リンク部材５１は、球面軸５２，５３と、リンク本体５４を備えている。
【００４６】
球面軸５２は、前フレーム１１の上板部１１ａに設けた軸支持部４２，４２にボルト５７及びナット５８によって固定されている。また、球面軸５３は、後フレーム３１の後側ブラケット４３に設けた軸支持部４４，４４にボルト５７及びナット５８によって固定されている。
【００４７】
リンク本体５４は、伸縮可能に構成されており、外筒部５５と、この外筒部５５に摺動可能に嵌合される内筒部５６とを有している。外軸部５５は、円筒状に形成されている。この外筒部５５の一端には、球面軸５２に回動可能に嵌合する球面軸受け５５ａが設けられている。内筒部５６は、外筒部５５の内径よりも小さい外径の円筒状に形成されている。この内筒部５６の他端（下端）には、球面軸５３に回動可能に嵌合する球面軸受け５６ａが設けられている。
【００４８】
リンク本体５４は、使用者がシート１６に座っていない空車状態において最も短くなるように設定されている。そのため、前フレーム１１と後フレーム３１との上下方向の間隔は、常に所定の距離（制限リンク部材５１と略等しい距離）以上に保たれるようになっている。つまり、前フレーム１１と後フレーム３１は、上下方向に接近しないようになっている。
【００４９】
これにより、後フレーム３１が上方に移動して前フレーム１１と干渉することを防止することができる。また、使用者の荷重などにより前フレーム１１を下方に押圧する荷重が加えられても、その荷重による力を連結部材４に伝えないようにすることができる。その結果、前フレーム１１に荷重が加わることによって連結部材４が撓むことを防止することができる。
【００５０】
ところで、制限リンク部材５１は、球面軸５２，５３と、球面軸受け５５ａ，５６ａによって前フレーム１１と後フレーム３１に回動可能に取り付けられている。そのため、制限リンク部材５１は、球面軸５２，５３に対する球面軸受け５５ａ，５６ａの姿勢が変更可能な範囲内で移動することができる。
【００５１】
したがって、制限リンク部材５１は、移動可能な範囲内において、連結部材４の撓み変形に応じた移動を行うことができる。その結果、走行中の路面の凹凸による振動を連結部材４によって緩和させることができる。
【００５２】
［第１の車体部材の揺動動作］
次に、第２の車体部材３に対する第１の車体部材２の揺動動作について、図８及び図９を参照して説明する。
図８は、第１の車体部材２を第２の車体部材３に対して揺動させた状態の三輪車１の正面図である。図９は、図８に示す状態の三輪車１における連結部材の捩れ状態を示めす斜視図である。
【００５３】
例えば、使用者がシート１６に座って、姿勢を右方向に傾けると、第１の車体部材２を右方向へ押す力が生じる。この第１の車体部材２を右方向へ押す力は、第１の車体部材２と第２の車体部材３を連結する連結部材４に加わり、連結部材４が捩れ変形する（図９参照）。これにより、第１の車体部材２は、第２の車体部材３に対して揺動して右方向に傾く（図８を参照）。このとき、制限リンク部材５１は、第１の車体部材２の揺動に追従するように、前フレーム１１及び後フレーム３１に対して回動する。
【００５４】
第１の車体部材２の右方向への揺動は、ワイヤ５Ａによって所定の角度で制限される。一方、捩れ変形した連結部材４には、元の形状の戻ろうとする復元力（反力）が生じる。そのため、第１の車体部材２を右方向に押す力が無くなると、第１の車体部材２が第２の車体部材３に対して左方向に揺動し、基準位置に復帰する。
【００５５】
第２の車体部材３に対する第１の車体部材２の左方向への揺動については、上述した右方向への揺動と同様に行われるため、説明を省略する。なお、第１の車体部材２の左方向への揺動は、ワイヤ５Ｂによって所定の角度で制限される。
【００５６】
［第１の実施の形態の効果］
本実施の形態の三輪車１によれば、第２の車体部材３に対して第１の車体部材２を揺動させる揺動機構を連結部材４のみによって実現することができる。したがって、揺動機構を簡単な構造にすることができ、部品点数の削減を図ることができる。
【００５７】
本実施の形態の三輪車１によれば、制限リンク部材５１によって前フレーム１１と後フレーム３１が上下方向に接近しないようにした。そのため、後フレーム３１が上方向に移動して前フレーム１１と干渉することを避けることができる。また、連結部材４が撓み変形することを防止或いは抑制することができる。その結果、撓み変形に対する剛性を考慮せずに、捩れ変形に対する剛性を考慮して連結部材４の設計を行うことができる。
【００５８】
本実施の形態の三輪車１によれば、連結部材４の表面にアラミド繊維からなる表層部４ｂを設けた。そのため、連結部材４の基材となる複合材料積層板４ａに物性限界を超えた応力が生じて複合材料積層板４ａが破断しても、破断した複合材料積層板４ａが飛散することを防止できる。なお、本発明に係る表層部としては、樹脂チューブなど複合材料積層板４ａが飛散することを防ぐその他の材料から構成することができる。
【００５９】
本実施の形態の三輪車１によれば、前フレーム１１がカバー部１１ｄを有するようにした。そのため、前フレーム１１によって前側スプロケット２８及びチェーン２９の一部を覆うことができる。
【００６０】
本実施の形態の三輪車１では、第１の車体部材２と第２の車体部材３の上下方向の相対的な移動を制限する制限リンク部材５１を設ける構成としたが、本発明に係る三輪車としては、制限リンク部材５１を設けない構成にすることもできる。
【００６１】
制限リンク部材５１を設けない場合は、前フレーム１１に荷重が加わると、連結部材４が撓み変形する。また、撓み変形した連結部材４には、元の形状に戻ろうとする復元力（反力）が生じる。そのため、制限リンク部材５１を設けない場合には、走行中の路面の凹凸に追従して連結部材４を撓み変形させ、連結部材４に緩衝機能を発揮させることができる。しかも、連結部材４に対して撓み変形と捩じり変形を同時に生じさせることができるため、一般的なサスペンションを有する三輪車よりも、路面の凹凸に対する追従動作を高精度に行うことができ、操縦性、安定性を向上させることができる。
【００６２】
本実施の形態の三輪車１では、制限リンク部材５１のリンク本体５４を、空車状態において最も短くなるように設定し、前フレーム１１と後フレーム３１が上下方向に接近しないようにした。しかしながら、本発明に係る制限リンク部材としては、前フレーム１１と後フレーム３１が上下方向に適当な距離だけ接近するように、伸縮可能な範囲を設定してもよい。このような制限リンク部材を用いると、後フレーム３１が上方向に移動して前フレーム１１と干渉することを避けることができると共に、連結部材４の緩衝機能を向上させることができる。
【００６３】
また、本発明にかかる制限リンク部材としては、長さが固定されたリンク本体を用いて構成することもできる。つまり、リンク本体を１本の軸部から構成してもよい。この場合は、１本のリンク本体の両端に球面軸受けが設けられる。このような制限リンク部材においても、第１の実施の形態に係る制限リンク部材５１と同様の効果を得ることができる。
【００６４】
本実施の形態の三輪車１では、第１の車体部材２が第２の車体部材３に対する基準位置にあるとき、連結部材４の平面部が上下方向を向くようになっているが、平面部が左右方向を向くように連結部材４を取り付けてもよい。
【００６５】
この場合は、連結部材４の短手方向が上下方向に略一致する。連結部材４は、短手方向に撓み難い形状であるため、連結部材４の平面部を左右方向に向けると、第１の車体部材２と第２の車体部材３の上下方向の相対的な移動の範囲が短くなる。
【００６６】
〈２．第２の実施の形態〉
［三輪車］
次に、本発明の三輪車の第２の実施の形態について、図１０及び図１１を参照して説明する。
図１０は、本発明の三輪車の第２の実施の形態を示す説明図である。図１１は、図１０に示す三輪車をＢ−Ｂ′線で断面して示す断面図である。
【００６７】
第２の実施の形態の三輪車６１は、第１の実施の形態の三輪車１と同様の構成を有しており、異なるところは、一対のテンションロッド６２Ａ,６２Ｂを設けたことである。そのため、ここでは、一対のテンションロッド６２Ａ,６２Ｂについて説明し、三輪車１と共通する部分には同一の符号を付して重複した説明を省略する。
【００６８】
［テンションロッド］
図１０に示すように、三輪車６１の一対のテンションロッド６２Ａ,６２Ｂは、連結部材４の左右方向の両側にそれぞれ配置されている。テンションロッド６２Ａは、前フレーム１１の左板部１１ｃに固定されたロッド用ブラケット６４と、後フレーム３１の前部片３１ａに固定されたロッド用ブラケット６４に揺動可能に取り付けられている。
【００６９】
また、テンションロッド６２Ｂは、前フレーム１１の右板部１１ｂ（図７参照）に固定されたロッド用ブラケット（不図示）と、後フレーム３１の前部片３１ａに固定されたロッド用ブラケット６４に揺動可能に取り付けられている。不図示のロッド用ブラケットは、ロッド用ブラケット６４と同一のものである。
【００７０】
図１１に示すように、ロッド用ブラケット６４は、断面形状がコ字状に形成されており、上下方向に対向するねじ固定部６４ａ,６４ｂと、これらねじ固定部６４ａ,６４ｂに直交する側部６４ｃからなっている。ねじ固定部６４ａ,６４ｂのそれぞれの中央部には、ボルト６８が貫通する貫通孔６４ｄ,６４ｅが設けられている。ねじ固定部６４ａ,６４ｂの間には、筒軸６６が介在されている。この筒軸６６は、ボルト６８及びナット６９によって固定されている。
【００７１】
テンションロッド６２Ａ,６２Ｂの両端には、カラー状の連結部７１が設けられている。この連結部７１の貫通孔には、ロッド用ブラケット６４にボルト６８とナット６９により固定された筒軸６６が貫通している。連結部７１と筒軸６６との間には、弾性を有するブッシュ７２が介在されている。これにより、テンションロッド６２Ａ,６２Ｂは、前フレーム１１及び後フレーム３１に揺動可能に連結されている。
【００７２】
テンションロッド６２Ａ,６２Ｂは、第１の車体部材２と第２の車体部材３との相対的な揺動に対して抵抗力を生じさせる。これにより、第１の車体部材２が第２の車体部材３に対して傾く特性を制御、調整することができる。この第１の車体部材２が傾く速度は、ブッシュの硬度、テンションロッド６２Ａ,６２Ｂの取付け位置などによって調節することができる。
【００７３】
図１２は、テンションロッド６２Ａ,６２Ｂの取付け位置を上下方向に移動させた例を示す説明図である。
図１２において、三輪車６１のテンションロッド６２Ａ,６２Ｂは、実線で示している。つまり、第２の実施の形態では、テンションロッド６２Ａ,６２Ｂを連結部材４と略同じ高さで略平行に取り付けられている。
【００７４】
このテンションロッド６２Ａ,６２Ｂの取付け位置を下方に移動（破線Ｃ参照）させると、第１の車体部材２と第２の車体部材３との相対的な揺動に対する抵抗力を大きくすることができる。その結果、第１の車体部材２が第２の車体部材３に対して傾く特性を制御、調整することができる。なお、テンションロッド６２Ａ,６２Ｂの取付け位置を上方に移動させても、第１の車体部材２が第２の車体部材３に対して傾く特性を制御、調整することができる。
【００７５】
また、テンションロッド６２Ａ,６２Ｂを連結部材４に対して傾斜（破線Ｄ参照）させて取り付けた場合にも、第１の車体部材２と第２の車体部材３との相対的な揺動に対する抵抗力が大きくなり、第１の車体部材２が傾く速度をより遅くすることができる。
【００７６】
図１３は、テンションロッド６２Ａ,６２Ｂの取付け位置を左右方向に移動させた例を示す説明図である。
図１３において、三輪車６１のテンションロッド６２Ａ,６２Ｂは、実線で示している。つまり、第２の実施の形態におけるテンションロッド６２Ａ,６２Ｂの取付け位置は、左右方向で連結部材４を挟んで適当な距離Ｌだけ離れている。
【００７７】
このテンションロッド６２Ａ,６２Ｂの取付け位置の間隔や角度を変化させる（破線Ｅ参照）と、第１の車体部材２と第２の車体部材３との相対的な揺動に対する抵抗力を大きくすることができる。その結果、第１の車体部材２が第２の車体部材３に対して傾く速度をより遅くすることができる。このように、第１の車体部材２が傾く速度は、テンションロッド６２Ａ,６２Ｂの取付け位置によって調節することができる。
【００７８】
本実施の形態の三輪車６１では、テンションロッド６２Ａ,６２Ｂの連結部７１と筒軸６６との間に弾性を有するブッシュ７２を介在させる構成にした。しかしながら、本発明に係るテンションロッドとしては、例えば、両端を球面軸及び球面軸受けを用いて前フレーム１１と後フレーム３１に取り付けると共に、中間部を弾性体で形成する構成にしてもよい。
【００７９】
〈３．第３の実施の形態〉
［三輪車］
次に、本発明の三輪車の第３の実施の形態について、図１４及び図１５を参照して説明する。
図１４は、本発明の三輪車の第３の実施の形態を示す説明図である。図１５は、本発明の三輪車の第３の実施の形態に係る連結部材の説明図である。
【００８０】
第３の実施の形態の三輪車８１は、第１の実施の形態の三輪車１と同様の構成を有しており、異なるところは、連結部材８４のみである。そのため、ここでは、連結部材８４について説明し、三輪車１と共通する部分には同一の符号を付して重複した説明を省略する。
【００８１】
［連結部材］
三輪車８１の連結部材８４は、炭素繊維からなる複合材料積層ロッド８５と、複合材料積層ロッド８５の表面を覆う表層部８６から構成されている。表層部８６は、アラミド繊維等によって形成されている。複合材料積層ロッド８５は、平面形状がＨ字状に形成されており、細長の直方体状に形成された変形部８５ａと、この変形部８５ａの両端に連続する取付部８５ｂ,８５ｃからなっている。
【００８２】
変形部８５ａは、長手方向を軸として捩れ変形可能であり、且つ、厚み（上下）方向に撓み変形可能な弾性体になっている。この変形部８５ａは、厚み方向の長さが短手方向の長さよりも長くなっている。そのため、変形部８５ａは、撓み変形に対する剛性が捩れ変形に対する剛性よりも高くなっている。
【００８３】
連結部材４の取付部８５ｂは、前側ブラケット４１に固定され、取付部８５ｃは、後側ブラケット４３に固定される（図１４参照）。これにより、第１の車体部材２と第２の車体部材３は、相対的に揺動可能であって、且つ、相対的に上下方向に移動可能に連結される。
【００８４】
本発明は、前述しかつ図面に示した実施の形態に限定されるものではなく、特許請求の範囲に記載した発明の要旨を逸脱しない範囲内で種々の変形実施が可能である。例えば、上述した実施の形態では、連結部材を板状、Ｈ字状に形成した。しかしながら、本発明に係る連結部材としては、捩れ変形及び撓み変形が可能なであればよく、捩れ変形及び撓み変形に対する剛性、減衰特性、設置スペースなどを考慮して形状を適宜設定することができる。
【符号の説明】
【００８５】
１,６１,８１…三輪車、 ２…第１の車体部材、 ３…第２の車体部材、 ４,８４…連結部材、 ５Ａ,５Ｂ…ワイヤ（ストッパ部）、 １１…前フレーム、 １１ｄ…カバー部、 １５…前輪、 ３１…後フレーム、 ３３Ｌ,３３Ｒ…後輪、 ４１…前側ブラケット、 ４３…後側ブラケット、 ５１…制限リンク部材、 ５２,５３…球面軸、 ５４…リンク本体、 ５５…外軸部、 ５６…内軸部、 ６２Ａ,６２Ｂ…テンションロッド、 ６４…ロッド用ブラケット
【技術分野】
【０００１】
本発明は、１つの前輪を有する第１の車体部材が２つの後輪を有する第２の車体部材に対して揺動可能に連結された三輪車に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来から１つの前輪と２つの後輪を備えた三輪車が知られている。このような三輪車は、ある程度のスピードで旋回すると、内側（コーナー側）に位置する後輪が浮き上がり、バランスが取り難くなる。そのため、一般的な三輪車には、旋回する場合に前輪を含む車体の一部を進行方向に対して左右に傾ける揺動機構が設けられている。
【０００３】
このような三輪車の揺動機構としては、例えば、特許文献１に記載されているようなものがある。特許文献１には、揺動式三輪車のジョイント構造が記載されている。この特許文献１に記載された揺動式三輪車のジョイント構造では、ジョイントケースにジョイントシャフトの前部を差込み、ジョイントケースに内蔵したナイトハルトダンパでジョイントシャフトの回転を弾性的に支えるようになっている。そして、このジョイント構造は、ジョイントケースとジョイントシャフトとの間の回転運動を減衰させる回転式ダンパを備えている。
【０００４】
また、三輪車の揺動機構の技術としては、例えば、特許文献２に記載されているものがある。すなわち、特許文献２には、三輪自転車の揺動復元機構が記載されている。この特許文献２に記載された三輪自転車の揺動復元機構は、左右のレバーと、左右のスプリングと、ストッパ部を有している。
【０００５】
左右のレバーの一端は、２つの後輪を支持する後フレームにそれぞれ軸支されており、他端は１つの前輪を支持する前フレームにそれぞれ当接している。左右のスプリングは、左右のレバーをその軸支部を中心として互いに逆回転方向に付勢する。ストッパ部は、後フレームに設けられている。このように構成される三輪自転車の揺動復元機構では、前フレームが後フレームに対して揺動すると、左右のレバーのうち一方のレバーの他端が前フレームに当接し、他方のレバーの中間部が後フレームに設けられたストッパ部に当接するようになる。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００６】
【特許文献１】特開平１１−３３４６７０号公報
【特許文献２】特開平９−１５６５６３号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００７】
しかしながら、特許文献１及び特許文献２に記載されているような揺動機構は、前フレーム（前車体）又は後フレーム（後車体）の一方に取り付けられる回転軸と、他方に取り付けられる軸受け部と、前フレームを中立位置に戻すための付勢部材を必要としていた。そのため、揺動機構が複雑になり、部品点数の削減が難しかった。
【０００８】
本発明は、このような状況に鑑みてなされたものであり、前フレームと後フレームを連結する揺動機構を簡単な構造で実現することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００９】
上記の課題を解決し、本発明の目的を達成するため、本発明の三輪車は、第１の車体部材と、第２の車体部材と、連結部材と、ストッパ部とを備える。第１の車体部材は、１つの前輪を有しており、第２の車体部材は、２つの後輪を有している。第１の車体部材と第２の車体部材は、捩れ変形が可能な連結部材によって揺動可能に連結されている。また、第１の車体部材と第２の車体部材との相対的な揺動を所定の範囲で制限するためにストッパ部が設けられている。
【００１０】
本発明の三輪車では、連結部材が捩れ変形することにより、第１の車体部材が第２の車体部材に対して揺動する。そして、連結部材が元の形状に復元することにより、第１の車体部材が第２の車体部材に対する基準位置に復帰する。
【発明の効果】
【００１１】
本発明によれば、第１の車体部材と第２の車体部材を揺動可能に連結する揺動機構を簡単な構造にすることができ、部品点数の削減を図ることができる。
【図面の簡単な説明】
【００１２】
【図１】本発明の三輪車の第１の実施の形態を前方から見た斜視図である。
【図２】図１に示す三輪車をＡ−Ａ′線で断面して示す断面図である。
【図３】本発明の三輪車の第１の実施の形態を後方から見た斜視図である。
【図４】本発明の三輪車の第１の実施の形態に係る連結部材の説明図である。
【図５】本発明の三輪車の第１の実施の形態に係る連結部材の取り付け状態を示す斜視図である。
【図６】本発明の三輪車の第１の実施の形態に係る連結部材の取り付け状態を示す断面図である。
【図７】本発明の三輪車の第１の実施の形態に係る制限リンク部材を示す断面図である。
【図８】本発明の三輪車の第１の実施の形態に係る第１の車体部材を第２の車体部材に対して揺動させた状態の正面図である。
【図９】図８に示す状態の三輪車における連結部材の捩れ状態を示めす斜視図である。
【図１０】本発明の三輪車の第２の実施の形態を示す説明図である。
【図１１】図１０に示す三輪車をＢ−Ｂ′線で断面して示す断面図である。
【図１２】本発明の三輪車の第２の実施の形態に係るテンションロッドの取付け位置を上下方向に移動させた例を示す側面図である。
【図１３】本発明の三輪車の第２の実施の形態に係るテンションロッドの取付け位置を左右方向に移動させた例を示す平面図である。
【図１４】本発明の三輪車の第３の実施の形態を示す説明図である。
【図１５】本発明の三輪車の第３の実施の形態に係る連結部材の説明図である。
【発明を実施するための形態】
【００１３】
以下、本発明の三輪車の実施の形態について、図１〜図１４を参照して説明する。各図において共通の部材には、同一の符号を付している。なお、以下の説明では、三輪車の進行方向を前後方向とし、進行方向の前方を向いた状態で上下方向、左右方向を示す。
また、説明は以下の順序で行う。
１．第１の実施の形態
２．第２の実施の形態
３．第３の実施の形態
【００１４】
〈１．第１の実施の形態〉
［三輪車］
まず、本発明の三輪車の第１の実施の形態の構成について、図１を参照して説明する。
図１は、本発明の三輪車の第１の実施の形態を前方から見た斜視図である。
【００１５】
三輪車１は、いわゆる三輪自転車である。この三輪車１は、第１の車体部材２と、第２の車体部材３と、第１の車体部材２を第２の車体部材３に対して揺動可能に連結する連結部材４と、ストッパ部の一具体例を示す一対のワイヤ５Ａ，５Ｂ（図３参照）とを備えている。
【００１６】
［第１の車体部材］
次に、第１の車体部材２について、図１及び図２を参照して説明する。
図２は、図１に示す三輪車１をＡ−Ａ′線で断面して示す断面図である。
【００１７】
図１に示すように、第１の車体部材２は、前フレーム１１と、操作軸１２と、ハンドル１３と、フロントフォーク１４と、前輪１５と、シート１６とを備えている。前フレーム１１は、前後方向に延びており、下方に開口する略コ字状（図２参照）の部材からなっている。この前フレーム１１の前部には、操作軸１２が回動可能に挿通されるヘッドパイプ部１８が設けられている。
【００１８】
操作軸１２は、上下方向に対して傾斜した方向に延びており、下端部がヘッドパイプ部１８に挿通されている。この操作軸１２の上端には、左右方向に延びるハンドル１３が連続している。ハンドル１３の右端部には、前輪１５を制動するためのブレーキレバー１９Ｒが取り付けられており、左端部には、後述する後輪３３Ｒ，３３Ｌを制動するためのブレーキレバー１９Ｌが取り付けられている。
【００１９】
操作軸１２の下端は、フロントフォーク１４に固定されている。このフロントフォーク１４には、前輪１５を回転可能に支持する前車軸２１と、前輪１５の上方に位置するフェンダ２２が設けられている。シート１６は、固定用ブラケット２３を介して前フレーム１１の上部に固定されている。
【００２０】
図２に示すように、第１の車体部材２の前フレーム１１には、クランク軸２５が回転自在に支持されている。このクランク軸２５は、前フレーム１１を左右方向に貫通している。クランク軸２５の両端には、それぞれクランク２６Ａ，２６Ｂが固定ねじ３０，３０によって固定されている。クランク２６Ａ，２６Ｂの一端には、ペダル２７Ａ，２７Ｂがそれぞれ回転自在に取り付けられている。
【００２１】
また、クランク２６Ａの他端には、前側スプロケット２８が固定されている。この前側スプロケット２８は、クランク２６Ａ，２６Ｂ及びクランク軸２５と一体に回転される。前側スプロケット２８と後述する後側スプロケット３７（図３参照）には、無端状のチェーン２９が係合されている。
【００２２】
図２に示すように、前フレーム１１は、上板部１１ａと、右板部１１ｂと、左板部１１ｃと、右板部１１ｂに連続するカバー部１１ｄからなっている。カバー部１１ｄは、前側スプロケット２８及びチェーン２９を覆う。つまり、前フレーム１１は、シート１６を支持する役割と、前側スプロケット２８及びチェーン２９の一部を覆う役割を兼ねている。
【００２３】
［第２の車体部材］
次に、第２の車体部材について図３を参照して説明する。
図３は、本発明の三輪車１を後方から見た斜視図である。
【００２４】
第２の車体部材３は、シート１６の下方に位置し、前フレーム１１の後部と上下方向で対向している。この第２の車体部材３は、後フレーム３１と、軸受け部３２Ｒ，３２Ｌ（軸受部３２Ｒは図５参照）と、後輪３３Ｒ，３３Ｌとを備えている。後フレーム３１は、略四角形の枠体からなり、前部片３１ａと、一対の後部片３１ｂ，３１ｃと、右側部片３１ｄと、左側部片３１ｅと、補強片３１ｆ，３１ｆとを有している。
【００２５】
前部片３１ａは、左右方向に延びる角筒体からなっている。この前部片３１ａの両端部には、後述するアクスルパイプ３４Ｒ,３４Ｌにそれぞれ連結される連結片３５ａ，３５ｂが設けられている。一対の後部片３１ｂ，３１ｃは、それぞれ左右方向に延びる角筒体からなり、上下方向に対向している。
【００２６】
右側部片３１ｄと左側部片３１ｅは、板体からなり、互いの平面が左右方向に対向している。右側部片３１ｄは、一対の後部片３１ｂ，３１ｃの一端と、前部片３１ａの中間部にそれぞれ連続している。また、左側部片３１ｅは、一対の後部片３１ｂ，３１ｃの一端と、前部片３１ａの中間部にそれぞれ連続している。
【００２７】
補強片３１ｆ，３１ｆは、右側部片３１ｄと左側部片３１ｅとの間に配置されている。これら補強片３１ｆ，３１ｆは、前後方向に延びる角筒体からなり、左右方向に適当な間隔をあけて設けられている。補強片３１ｆ，３１ｆの一端は、前部片３１ａに連続しており、他端は後部片３１ｂに連続している。
【００２８】
軸受け部３２Ｒ，３２Ｌは、アクスルパイプ３４Ｒ,３４Ｌを介して後フレーム３１に接続されている。これらアクスルパイプ３４Ｒ,３４Ｌは、後フレーム３１の左右の側部片３１ｄ，３１ｅに連続してそれぞれ左右方向の外側に突出する円筒状に形成されている。軸受け部３２Ｒ，３２Ｌは、アクスルパイプ３４Ｒ,３４Ｌの先端部に設けられている。これら軸受け部３２Ｒ，３２Ｌには、後車軸３６が回転可能に嵌合される。後車軸３６は、アクスルパイプ３４Ｒ,３４Ｌと後フレーム３１の左右の側部片３１ｄ，３１ｅを貫通している。この後車軸３６の一端には後輪３３Ｒが固定され、他端には後輪３３Ｌが固定されている。
【００２９】
後車軸３６の中間部には、後側スプロケット３７が固定されている。上述したように、後側スプロケット３７と前側スプロケット２８には、チェーン２９が係合されている。ペダル２７Ａ，２７Ｂを用いて加えられたクランク２６Ａ，２６Ｂの回転力は、前側スプロケット２８及びチェーン２９を介して後側スプロケット３７に伝達される。その結果、後側スプロケット３７と一体に後車軸３６が回転し、後輪３３Ｒ，３３Ｌが回転駆動される。
【００３０】
［ストッパ部］
次に、ストッパ部の一具体例を示すワイヤ５Ａ，５Ｂについて説明する。
ワイヤ５Ａ，５Ｂは、第２の車体部材３と第１の車体部材２との相対的な揺動を所定の範囲で制限する。これらワイヤ５Ａ，５Ｂの一端は、前フレーム１１に接続されており、他端は後フレーム３１の後部片３１ｃに接続されている。
【００３１】
図３に示すように、第１の車体部材２が基準位置（第２の車体部材３に対して揺動していない位置）にある場合は、ワイヤ５Ａ，５Ｂが弛んだ状態になっている。そして、第１の車体部材２が基準位置に対して右方向へ所定の角度まで揺動すると、ワイヤ５Ａが張った状態となり、第１の車体部材２の右方向へ揺動が制限される。これと同様に、第１の車体部材２が基準位置に対して左方向へ所定の角度まで揺動すると、ワイヤ５Ｂが張った状態となり、第１の車体部材２の左方向へ揺動が制限される。
【００３２】
本実施の形態では、ストッパ部としてワイヤ５Ａ，５Ｂを用いたが、本発明に係るストッパ部はこれに限定されるものではない。本発明に係るストッパ部としては、例えば、第１の車体部材２に設けられた係合部と、第２の車体部材３に設けられ、第１の車体部材２を揺動させたときに係合部が当接する係止部とから構成してもよい。
【００３３】
［連結部材］
次に、連結部材について図４を参照して説明する。
図４は、連結部材４の説明図である。
【００３４】
連結部材４は、略長方形の板状に形成されており、長手方向を軸として捩れ変形可能であると共に、撓み変形も可能な弾性体になっている。この連結部材４は、炭素繊維強化プラスチック（ＣＦＲＰ）からなっている。すなわち、連結部材４は、炭素繊維からなる複合材料積層板４ａと、複合材料積層板４ａの表面を覆うアラミド繊維（aramid fiber）からなる表層部４ｂから構成されている。
【００３５】
炭素繊維を用いて連結部材４を形成すると、連結部材４の捩れ変形に対する剛性と、撓み変形に対する剛性を異ならせることができる。本実施の形態では、第１の車体部材２が第２の車体部材３に対して揺動するように、連結部材４の捩れ変形に対する剛性を設定し、撓み変形に対する剛性を捩れ変形に対する剛性よりも高くしている。また、炭素繊維は、金属に比べて減衰係数が高いため、捩れ変形或いは撓み変形した連結部材４が元の形状に戻るまでに要する時間を短くすることできる。
【００３６】
炭素繊維としては、ピッチ系材料（石油、石炭、コールタールなどの副生成物）を原料にしたものと、ＰＡＮ系材料（ポリアクリロニトリル繊維）を原料にしたものを挙げることができる。複合材料積層板４ａを形成する炭素繊維としては、減衰特性に優れた（減衰係数が高い）ピッチ系材料を適用することが好ましい。
【００３７】
本発明に係る連結部材としては、捩れ変形及び撓み変形が可能な部材であればよく、例えば、鋼材、アルミニウム、ガラス繊維強化プラスチック（ＧＦＲＰ）から形成することもできる。なお、本発明に係る連結部材の捩れ変形及び撓み変形に対する剛性は、第１の車体部材２の重量、揺動の角度範囲の設定、減衰係数などを考慮して適宜設定することができる。
【００３８】
［連結部材の取り付け状態］
次に、連結部材４を第１の車体部材２及び第２の車体部材３に取り付けた状態について、図５及び図６を参照して説明する。
図５は、連結部材４の取り付け状態を示す斜視図であり、図６は、連結部材４の取り付け状態を示す断面図である。
【００３９】
第１の車体部材２の前フレーム１１には、連結部材４の一端を取り付けるための前側ブラケット４１が設けられている。前側ブラケット４１は、横長の直方体に形成されている。この前側ブラケット４１の長手方向一端は、前フレーム１１の右板部１１ｂに固定され、他端は前フレーム１１の左板部１１ｃに固定されている。そのため、前側ブラケット４１は、前フレーム１１の剛性を高めるための補強部材としての役割も有している。
【００４０】
なお、前フレーム１１の上板部１１ａには、制限リンク部材５１の一端を取り付けるための軸支持部４２，４２が設けられている。この制限リンク部材５１については、後で詳しく説明する。
【００４１】
第２の車体部材３の後フレーム３１には、連結部材４の一端を取り付けるための後側ブラケット４３が設けられている。後側ブラケット４３は、略Ｌ字状に形成されており、固定片４３ａと、取付片４３ｂからなっている（図６参照）。後側ブラケット４３の固定片４３ａは、後フレーム３１の前部片３１ａにねじや接着剤または溶接等の固定方法によって固定されている。取付片４３ｂの上面には、制限リンク部材５１の他端を取り付けるための軸支持部４４，４４が設けられている。
【００４２】
連結部材４の長手方向の一端は、前側ブラケット４１にボルト４７及びナット４８によって固定されている。また、連結部材４の長手方向の他端は、後側ブラケット４３の取付片４３ｂにボルト４７及びナット４８によって固定されている。これにより、第１の車体部材２と第２の車体部材３は、相対的に揺動可能であって、且つ、相対的に上下方向に移動可能に連結される。
【００４３】
なお、連結部材４が前側ブラケット４１及び後側ブラケット４３に固定された状態において、連結部材４の短手方向は、水平方向と平行になっている。つまり、連結部材４は、左右方向に対して傾いていない状態で第１の車体部材２と第２の車体部材３を連結する。
【００４４】
［制限リンク部材］
次に、制限リンク部材５１について図６及び図７を参照して説明する。
図７は、制限リンク部材５１を示す断面図である。
【００４５】
制限リンク部材５１は、第１の車体部材２と第２の車体部材３に回動可能に取り付けられており、第１の車体部材２と第２の車体部材３の相対的な上下方向の移動を制限する。この制限リンク部材５１は、球面軸５２，５３と、リンク本体５４を備えている。
【００４６】
球面軸５２は、前フレーム１１の上板部１１ａに設けた軸支持部４２，４２にボルト５７及びナット５８によって固定されている。また、球面軸５３は、後フレーム３１の後側ブラケット４３に設けた軸支持部４４，４４にボルト５７及びナット５８によって固定されている。
【００４７】
リンク本体５４は、伸縮可能に構成されており、外筒部５５と、この外筒部５５に摺動可能に嵌合される内筒部５６とを有している。外軸部５５は、円筒状に形成されている。この外筒部５５の一端には、球面軸５２に回動可能に嵌合する球面軸受け５５ａが設けられている。内筒部５６は、外筒部５５の内径よりも小さい外径の円筒状に形成されている。この内筒部５６の他端（下端）には、球面軸５３に回動可能に嵌合する球面軸受け５６ａが設けられている。
【００４８】
リンク本体５４は、使用者がシート１６に座っていない空車状態において最も短くなるように設定されている。そのため、前フレーム１１と後フレーム３１との上下方向の間隔は、常に所定の距離（制限リンク部材５１と略等しい距離）以上に保たれるようになっている。つまり、前フレーム１１と後フレーム３１は、上下方向に接近しないようになっている。
【００４９】
これにより、後フレーム３１が上方に移動して前フレーム１１と干渉することを防止することができる。また、使用者の荷重などにより前フレーム１１を下方に押圧する荷重が加えられても、その荷重による力を連結部材４に伝えないようにすることができる。その結果、前フレーム１１に荷重が加わることによって連結部材４が撓むことを防止することができる。
【００５０】
ところで、制限リンク部材５１は、球面軸５２，５３と、球面軸受け５５ａ，５６ａによって前フレーム１１と後フレーム３１に回動可能に取り付けられている。そのため、制限リンク部材５１は、球面軸５２，５３に対する球面軸受け５５ａ，５６ａの姿勢が変更可能な範囲内で移動することができる。
【００５１】
したがって、制限リンク部材５１は、移動可能な範囲内において、連結部材４の撓み変形に応じた移動を行うことができる。その結果、走行中の路面の凹凸による振動を連結部材４によって緩和させることができる。
【００５２】
［第１の車体部材の揺動動作］
次に、第２の車体部材３に対する第１の車体部材２の揺動動作について、図８及び図９を参照して説明する。
図８は、第１の車体部材２を第２の車体部材３に対して揺動させた状態の三輪車１の正面図である。図９は、図８に示す状態の三輪車１における連結部材の捩れ状態を示めす斜視図である。
【００５３】
例えば、使用者がシート１６に座って、姿勢を右方向に傾けると、第１の車体部材２を右方向へ押す力が生じる。この第１の車体部材２を右方向へ押す力は、第１の車体部材２と第２の車体部材３を連結する連結部材４に加わり、連結部材４が捩れ変形する（図９参照）。これにより、第１の車体部材２は、第２の車体部材３に対して揺動して右方向に傾く（図８を参照）。このとき、制限リンク部材５１は、第１の車体部材２の揺動に追従するように、前フレーム１１及び後フレーム３１に対して回動する。
【００５４】
第１の車体部材２の右方向への揺動は、ワイヤ５Ａによって所定の角度で制限される。一方、捩れ変形した連結部材４には、元の形状の戻ろうとする復元力（反力）が生じる。そのため、第１の車体部材２を右方向に押す力が無くなると、第１の車体部材２が第２の車体部材３に対して左方向に揺動し、基準位置に復帰する。
【００５５】
第２の車体部材３に対する第１の車体部材２の左方向への揺動については、上述した右方向への揺動と同様に行われるため、説明を省略する。なお、第１の車体部材２の左方向への揺動は、ワイヤ５Ｂによって所定の角度で制限される。
【００５６】
［第１の実施の形態の効果］
本実施の形態の三輪車１によれば、第２の車体部材３に対して第１の車体部材２を揺動させる揺動機構を連結部材４のみによって実現することができる。したがって、揺動機構を簡単な構造にすることができ、部品点数の削減を図ることができる。
【００５７】
本実施の形態の三輪車１によれば、制限リンク部材５１によって前フレーム１１と後フレーム３１が上下方向に接近しないようにした。そのため、後フレーム３１が上方向に移動して前フレーム１１と干渉することを避けることができる。また、連結部材４が撓み変形することを防止或いは抑制することができる。その結果、撓み変形に対する剛性を考慮せずに、捩れ変形に対する剛性を考慮して連結部材４の設計を行うことができる。
【００５８】
本実施の形態の三輪車１によれば、連結部材４の表面にアラミド繊維からなる表層部４ｂを設けた。そのため、連結部材４の基材となる複合材料積層板４ａに物性限界を超えた応力が生じて複合材料積層板４ａが破断しても、破断した複合材料積層板４ａが飛散することを防止できる。なお、本発明に係る表層部としては、樹脂チューブなど複合材料積層板４ａが飛散することを防ぐその他の材料から構成することができる。
【００５９】
本実施の形態の三輪車１によれば、前フレーム１１がカバー部１１ｄを有するようにした。そのため、前フレーム１１によって前側スプロケット２８及びチェーン２９の一部を覆うことができる。
【００６０】
本実施の形態の三輪車１では、第１の車体部材２と第２の車体部材３の上下方向の相対的な移動を制限する制限リンク部材５１を設ける構成としたが、本発明に係る三輪車としては、制限リンク部材５１を設けない構成にすることもできる。
【００６１】
制限リンク部材５１を設けない場合は、前フレーム１１に荷重が加わると、連結部材４が撓み変形する。また、撓み変形した連結部材４には、元の形状に戻ろうとする復元力（反力）が生じる。そのため、制限リンク部材５１を設けない場合には、走行中の路面の凹凸に追従して連結部材４を撓み変形させ、連結部材４に緩衝機能を発揮させることができる。しかも、連結部材４に対して撓み変形と捩じり変形を同時に生じさせることができるため、一般的なサスペンションを有する三輪車よりも、路面の凹凸に対する追従動作を高精度に行うことができ、操縦性、安定性を向上させることができる。
【００６２】
本実施の形態の三輪車１では、制限リンク部材５１のリンク本体５４を、空車状態において最も短くなるように設定し、前フレーム１１と後フレーム３１が上下方向に接近しないようにした。しかしながら、本発明に係る制限リンク部材としては、前フレーム１１と後フレーム３１が上下方向に適当な距離だけ接近するように、伸縮可能な範囲を設定してもよい。このような制限リンク部材を用いると、後フレーム３１が上方向に移動して前フレーム１１と干渉することを避けることができると共に、連結部材４の緩衝機能を向上させることができる。
【００６３】
また、本発明にかかる制限リンク部材としては、長さが固定されたリンク本体を用いて構成することもできる。つまり、リンク本体を１本の軸部から構成してもよい。この場合は、１本のリンク本体の両端に球面軸受けが設けられる。このような制限リンク部材においても、第１の実施の形態に係る制限リンク部材５１と同様の効果を得ることができる。
【００６４】
本実施の形態の三輪車１では、第１の車体部材２が第２の車体部材３に対する基準位置にあるとき、連結部材４の平面部が上下方向を向くようになっているが、平面部が左右方向を向くように連結部材４を取り付けてもよい。
【００６５】
この場合は、連結部材４の短手方向が上下方向に略一致する。連結部材４は、短手方向に撓み難い形状であるため、連結部材４の平面部を左右方向に向けると、第１の車体部材２と第２の車体部材３の上下方向の相対的な移動の範囲が短くなる。
【００６６】
〈２．第２の実施の形態〉
［三輪車］
次に、本発明の三輪車の第２の実施の形態について、図１０及び図１１を参照して説明する。
図１０は、本発明の三輪車の第２の実施の形態を示す説明図である。図１１は、図１０に示す三輪車をＢ−Ｂ′線で断面して示す断面図である。
【００６７】
第２の実施の形態の三輪車６１は、第１の実施の形態の三輪車１と同様の構成を有しており、異なるところは、一対のテンションロッド６２Ａ,６２Ｂを設けたことである。そのため、ここでは、一対のテンションロッド６２Ａ,６２Ｂについて説明し、三輪車１と共通する部分には同一の符号を付して重複した説明を省略する。
【００６８】
［テンションロッド］
図１０に示すように、三輪車６１の一対のテンションロッド６２Ａ,６２Ｂは、連結部材４の左右方向の両側にそれぞれ配置されている。テンションロッド６２Ａは、前フレーム１１の左板部１１ｃに固定されたロッド用ブラケット６４と、後フレーム３１の前部片３１ａに固定されたロッド用ブラケット６４に揺動可能に取り付けられている。
【００６９】
また、テンションロッド６２Ｂは、前フレーム１１の右板部１１ｂ（図７参照）に固定されたロッド用ブラケット（不図示）と、後フレーム３１の前部片３１ａに固定されたロッド用ブラケット６４に揺動可能に取り付けられている。不図示のロッド用ブラケットは、ロッド用ブラケット６４と同一のものである。
【００７０】
図１１に示すように、ロッド用ブラケット６４は、断面形状がコ字状に形成されており、上下方向に対向するねじ固定部６４ａ,６４ｂと、これらねじ固定部６４ａ,６４ｂに直交する側部６４ｃからなっている。ねじ固定部６４ａ,６４ｂのそれぞれの中央部には、ボルト６８が貫通する貫通孔６４ｄ,６４ｅが設けられている。ねじ固定部６４ａ,６４ｂの間には、筒軸６６が介在されている。この筒軸６６は、ボルト６８及びナット６９によって固定されている。
【００７１】
テンションロッド６２Ａ,６２Ｂの両端には、カラー状の連結部７１が設けられている。この連結部７１の貫通孔には、ロッド用ブラケット６４にボルト６８とナット６９により固定された筒軸６６が貫通している。連結部７１と筒軸６６との間には、弾性を有するブッシュ７２が介在されている。これにより、テンションロッド６２Ａ,６２Ｂは、前フレーム１１及び後フレーム３１に揺動可能に連結されている。
【００７２】
テンションロッド６２Ａ,６２Ｂは、第１の車体部材２と第２の車体部材３との相対的な揺動に対して抵抗力を生じさせる。これにより、第１の車体部材２が第２の車体部材３に対して傾く特性を制御、調整することができる。この第１の車体部材２が傾く速度は、ブッシュの硬度、テンションロッド６２Ａ,６２Ｂの取付け位置などによって調節することができる。
【００７３】
図１２は、テンションロッド６２Ａ,６２Ｂの取付け位置を上下方向に移動させた例を示す説明図である。
図１２において、三輪車６１のテンションロッド６２Ａ,６２Ｂは、実線で示している。つまり、第２の実施の形態では、テンションロッド６２Ａ,６２Ｂを連結部材４と略同じ高さで略平行に取り付けられている。
【００７４】
このテンションロッド６２Ａ,６２Ｂの取付け位置を下方に移動（破線Ｃ参照）させると、第１の車体部材２と第２の車体部材３との相対的な揺動に対する抵抗力を大きくすることができる。その結果、第１の車体部材２が第２の車体部材３に対して傾く特性を制御、調整することができる。なお、テンションロッド６２Ａ,６２Ｂの取付け位置を上方に移動させても、第１の車体部材２が第２の車体部材３に対して傾く特性を制御、調整することができる。
【００７５】
また、テンションロッド６２Ａ,６２Ｂを連結部材４に対して傾斜（破線Ｄ参照）させて取り付けた場合にも、第１の車体部材２と第２の車体部材３との相対的な揺動に対する抵抗力が大きくなり、第１の車体部材２が傾く速度をより遅くすることができる。
【００７６】
図１３は、テンションロッド６２Ａ,６２Ｂの取付け位置を左右方向に移動させた例を示す説明図である。
図１３において、三輪車６１のテンションロッド６２Ａ,６２Ｂは、実線で示している。つまり、第２の実施の形態におけるテンションロッド６２Ａ,６２Ｂの取付け位置は、左右方向で連結部材４を挟んで適当な距離Ｌだけ離れている。
【００７７】
このテンションロッド６２Ａ,６２Ｂの取付け位置の間隔や角度を変化させる（破線Ｅ参照）と、第１の車体部材２と第２の車体部材３との相対的な揺動に対する抵抗力を大きくすることができる。その結果、第１の車体部材２が第２の車体部材３に対して傾く速度をより遅くすることができる。このように、第１の車体部材２が傾く速度は、テンションロッド６２Ａ,６２Ｂの取付け位置によって調節することができる。
【００７８】
本実施の形態の三輪車６１では、テンションロッド６２Ａ,６２Ｂの連結部７１と筒軸６６との間に弾性を有するブッシュ７２を介在させる構成にした。しかしながら、本発明に係るテンションロッドとしては、例えば、両端を球面軸及び球面軸受けを用いて前フレーム１１と後フレーム３１に取り付けると共に、中間部を弾性体で形成する構成にしてもよい。
【００７９】
〈３．第３の実施の形態〉
［三輪車］
次に、本発明の三輪車の第３の実施の形態について、図１４及び図１５を参照して説明する。
図１４は、本発明の三輪車の第３の実施の形態を示す説明図である。図１５は、本発明の三輪車の第３の実施の形態に係る連結部材の説明図である。
【００８０】
第３の実施の形態の三輪車８１は、第１の実施の形態の三輪車１と同様の構成を有しており、異なるところは、連結部材８４のみである。そのため、ここでは、連結部材８４について説明し、三輪車１と共通する部分には同一の符号を付して重複した説明を省略する。
【００８１】
［連結部材］
三輪車８１の連結部材８４は、炭素繊維からなる複合材料積層ロッド８５と、複合材料積層ロッド８５の表面を覆う表層部８６から構成されている。表層部８６は、アラミド繊維等によって形成されている。複合材料積層ロッド８５は、平面形状がＨ字状に形成されており、細長の直方体状に形成された変形部８５ａと、この変形部８５ａの両端に連続する取付部８５ｂ,８５ｃからなっている。
【００８２】
変形部８５ａは、長手方向を軸として捩れ変形可能であり、且つ、厚み（上下）方向に撓み変形可能な弾性体になっている。この変形部８５ａは、厚み方向の長さが短手方向の長さよりも長くなっている。そのため、変形部８５ａは、撓み変形に対する剛性が捩れ変形に対する剛性よりも高くなっている。
【００８３】
連結部材４の取付部８５ｂは、前側ブラケット４１に固定され、取付部８５ｃは、後側ブラケット４３に固定される（図１４参照）。これにより、第１の車体部材２と第２の車体部材３は、相対的に揺動可能であって、且つ、相対的に上下方向に移動可能に連結される。
【００８４】
本発明は、前述しかつ図面に示した実施の形態に限定されるものではなく、特許請求の範囲に記載した発明の要旨を逸脱しない範囲内で種々の変形実施が可能である。例えば、上述した実施の形態では、連結部材を板状、Ｈ字状に形成した。しかしながら、本発明に係る連結部材としては、捩れ変形及び撓み変形が可能なであればよく、捩れ変形及び撓み変形に対する剛性、減衰特性、設置スペースなどを考慮して形状を適宜設定することができる。
【符号の説明】
【００８５】
１,６１,８１…三輪車、 ２…第１の車体部材、 ３…第２の車体部材、 ４,８４…連結部材、 ５Ａ,５Ｂ…ワイヤ（ストッパ部）、 １１…前フレーム、 １１ｄ…カバー部、 １５…前輪、 ３１…後フレーム、 ３３Ｌ,３３Ｒ…後輪、 ４１…前側ブラケット、 ４３…後側ブラケット、 ５１…制限リンク部材、 ５２,５３…球面軸、 ５４…リンク本体、 ５５…外軸部、 ５６…内軸部、 ６２Ａ,６２Ｂ…テンションロッド、 ６４…ロッド用ブラケット
【特許請求の範囲】
【請求項１】
１つの前輪を回転可能に支持する第１の車体部材と、
２つの後輪を回転可能に支持する第２の車体部材と、
前記第１の車体部材と前記第２の車体部材とを揺動可能に連結する捩れ変形が可能な連結部材と、
前記第１の車体部材と前記第２の車体部材との相対的な揺動を所定の範囲で制限するストッパ部と、
を備える三輪車。
【請求項２】
前記連結部材は、前記第１の車体部材と前記第２の車体部材の上下方向の相対的な移動によって撓み変形する
請求項１記載の三輪車。
【請求項３】
前記第１の車体部材と前記第２の車体部材の上下方向の相対的な移動を制限する制限リンク部材を有する
請求項２記載の三輪車。
【請求項４】
前記制限リンク部材は、球面軸と球面軸受けを用いて前記第１の車体部材と前記第２の車体部材にそれぞれ回動可能に取り付けられる
請求項３記載の三輪車。
【請求項５】
前記制限リンク部材は、伸縮可能に構成される
請求項３又は４記載の三輪車。
【請求項６】
前記連結部材は、炭素繊維強化プラスチックから形成される
請求項１〜５のいずれかに記載の三輪車。
【請求項７】
前記連結部材は、前記炭素繊維強化プラスチックを覆うアラミド繊維からなる表層部を有する
請求項６記載の三輪車。
【請求項８】
前記連結部材は、板状に形成されている
請求項１〜７のいずれかに記載の三輪車。
【請求項９】
前記第１の車体部材と前記第２の車体部材に揺動可能に取り付けられ、前記第２の車体部材に対する前記第１の車体部材の揺動に抵抗力を生じさせるテンションロッドを有する
請求項１〜８のいずれかに記載の三輪車。
【請求項１】
１つの前輪を回転可能に支持する第１の車体部材と、
２つの後輪を回転可能に支持する第２の車体部材と、
前記第１の車体部材と前記第２の車体部材とを揺動可能に連結する捩れ変形が可能な連結部材と、
前記第１の車体部材と前記第２の車体部材との相対的な揺動を所定の範囲で制限するストッパ部と、
を備える三輪車。
【請求項２】
前記連結部材は、前記第１の車体部材と前記第２の車体部材の上下方向の相対的な移動によって撓み変形する
請求項１記載の三輪車。
【請求項３】
前記第１の車体部材と前記第２の車体部材の上下方向の相対的な移動を制限する制限リンク部材を有する
請求項２記載の三輪車。
【請求項４】
前記制限リンク部材は、球面軸と球面軸受けを用いて前記第１の車体部材と前記第２の車体部材にそれぞれ回動可能に取り付けられる
請求項３記載の三輪車。
【請求項５】
前記制限リンク部材は、伸縮可能に構成される
請求項３又は４記載の三輪車。
【請求項６】
前記連結部材は、炭素繊維強化プラスチックから形成される
請求項１〜５のいずれかに記載の三輪車。
【請求項７】
前記連結部材は、前記炭素繊維強化プラスチックを覆うアラミド繊維からなる表層部を有する
請求項６記載の三輪車。
【請求項８】
前記連結部材は、板状に形成されている
請求項１〜７のいずれかに記載の三輪車。
【請求項９】
前記第１の車体部材と前記第２の車体部材に揺動可能に取り付けられ、前記第２の車体部材に対する前記第１の車体部材の揺動に抵抗力を生じさせるテンションロッドを有する
請求項１〜８のいずれかに記載の三輪車。
【図１】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【図８】
【図９】
【図１０】
【図１１】
【図１２】
【図１３】
【図１４】
【図１５】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【図８】
【図９】
【図１０】
【図１１】
【図１２】
【図１３】
【図１４】
【図１５】
【公開番号】特開２０１０−２２８５４５（Ｐ２０１０−２２８５４５Ａ）
【公開日】平成２２年１０月１４日（２０１０．１０．１４）
【国際特許分類】
【出願番号】特願２００９−７７１８５（Ｐ２００９−７７１８５）
【出願日】平成２１年３月２６日（２００９．３．２６）
【出願人】（０００１５１２７６）株式会社東京アールアンドデー (34)
【出願人】（０００００６１７２）三菱樹脂株式会社 (1,977)
【Ｆターム（参考）】
【公開日】平成２２年１０月１４日（２０１０．１０．１４）
【国際特許分類】
【出願日】平成２１年３月２６日（２００９．３．２６）
【出願人】（０００１５１２７６）株式会社東京アールアンドデー (34)
【出願人】（０００００６１７２）三菱樹脂株式会社 (1,977)
【Ｆターム（参考）】
[ Back to top ]