(57)【要約】      （修正有）【課題】折り畳み可能な小型移動体のためのトレッドをできるだけ短縮できるようにした新規なトレッド可変構造を提供する。【解決手段】本発明の移動体の左右の車輪２を保持するフレーム装置は、車体部に装着された車体軸部１３ｅと、移動体の外方に延在し且つ車体軸部の端部に於ける第一の回動中心位置１４ａにて回動可能に枢着された第一の軸部１３ａと、移動体の外方に延在し且つ第二の回動中心位置１４ｂにて回動可能に枢着された第二の軸部１３ｂと、移動体の横方向に於ける該車輪の位置に連動して移動する環状部材１３ｃとを含み、環状部材が、第一の軸部と第二の軸部とに外嵌し第一の軸部と第二の軸部との向きを固定する第一の位置と、車体軸部に外嵌し第一の軸部と第二の軸部との回動を許す第二の位置との間にて摺動可能である。【選択図】図１
2014221612.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
移動体の左右の車輪を保持するフレーム装置であって、
前記移動体の車体部に装着された車体軸部と、
前記車体軸部の端部から前記移動体の外方に延在し且つ前記車体軸部の端部に於ける第一の回動中心位置にて回動可能に枢着された第一の軸部と、
前記車体軸部の端部から前記移動体の外方に延在し且つ前記第一の回動中心位置とは異なる前記車体軸部の端部に於ける第二の回動中心位置にて回動可能に枢着された第二の軸部と、
前記車輪に連結され前記移動体の横方向に於ける該車輪の位置に連動して移動する環状部材と
を含み、
前記環状部材が、前記第一の軸部と前記第二の軸部とに外嵌し前記第一の軸部と前記第二の軸部との向きを固定する第一の位置と、前記車体軸部に外嵌し前記第一の軸部と前記第二の軸部との回動を許す第二の位置との間にて摺動可能である装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、パーソナル・モビリティ又は超小型モビリティ等の小型の移動体の構造に係り、より詳細には、折り畳みの際にトレッドを短縮するための機構を備えた小型の移動体の車輪を保持するフレーム装置に係る。
【背景技術】
【０００２】
近年、都市周辺地域の買物、通勤、通学など、歩くには遠く、バスなどの公共交通機関も不便な地域における一人乗りの低速の移動手段として、自転車などの従前の小型移動体よりも移動能力・積載能力があり、且つ、従前の自動車よりもコンパクトな「超小型モビリティ」などと総称される新しいコンセプトの小型の移動体の開発・研究が進められている。このような新しいコンセプトの小型移動体に対して求められる構成として、一般的には、例えば、歩道や自転車道だけでなく、車道の走行も可能であるが、保管スペースの縮小、街中での駐車場問題の緩和などの観点から、移動体が非乗車時には折りたたみ可能又は小型化可能であると、更に移動体の利用性が高くなる。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】特開２０１０−１８１７３
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
上記の如き「超小型モビリティ」と総称される新しいコンセプトの小型移動体に於いては、既に触れた如く、乗車可能な状態（図５（Ａ）参照。以下、「展開状態」と称する。）から、移動体のフレーム（又は車体）をコンパクトに折り畳み、持運び又は収納を容易にした状態（図５（Ｂ）参照。以下、「折り畳み状態」と称する。）に転換できる構成が考えられている。かかる小型移動体の折り畳みに際して、図５（Ａ）〜（Ｂ）の如く、移動体の前後方向又は上下方向に折り畳まれるだけでなく、移動体の幅方向も縮小できると、持運び又は収納に於いてより有利である。この点に関し、「超小型モビリティ」と総称される小型移動体の場合、従前の自転車等の移動体と異なり、車道の走行も想定されるので、図示の如く、左右一対の車輪が設けられ、しかも、十分な走行安定性を得るために或る程度の左右輪の幅、即ち、トレッドが設けられることとなる。かくして、折り畳み可能な「超小型モビリティ」と総称される小型移動体においては、従前の折り畳み自転車等の構造（特許文献１）とは異なり、移動体に、その折り畳み状態に於けるトレッドを展開状態よりも短くすることのできる構造（トレッド可変構造）を設けることが考えられる。
【０００５】
上記のトレッド可変構造に関して、車道の走行も想定される小型移動体に於ける車輪を保持するフレームは、走行時にタイヤから受ける荷重に耐える強度と剛性とを有する必要があるので、典型的には、図５（Ｃ）に例示されている如く、剛固な棒状部材（１３ｄ，ｅ）にて形成される。かかる棒状部材から成るフレームに於いて、後に詳細に説明される如く、単純に棒状部材に沿って車輪をスライドさせてトレッドを短くする構成の場合、棒状部材が車輪と干渉し、棒状部材の長さよりもトレッドを短縮することができない（図５（Ｄ）参照）。特に、走行安定性を考慮して、展開状態でのトレッドを十分に長くとればとるほど、折り畳み状態に於けるトレッドの短縮幅が制限され、これにより、持運び又は収納に於いて不利と成り得る。
【０００６】
かくして、本発明の一つの課題は、上記の如き「超小型モビリティ」と総称される新しいタイプの小型の移動体に於いても採用可能な移動体の折り畳み状態に於いて、トレッドをできるだけ短縮できるようにした新規なトレッド可変構造を提供することである。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
本発明によれば、上記の課題は、移動体の左右の車輪を保持するフレーム装置であって、移動体の車体部に装着された車体軸部と、車体軸部の端部から移動体の外方に延在し且つ車体軸部の端部に於ける第一の回動中心位置にて回動可能に枢着された第一の軸部と、車体軸部の端部から移動体の外方に延在し且つ第一の回動中心位置とは異なる車体軸部の端部に於ける第二の回動中心位置にて回動可能に枢着された第二の軸部と、車輪に連結され移動体の横方向に於ける該車輪の位置に連動して移動する環状部材とを含み、環状部材が、第一の軸部と第二の軸部とに外嵌し第一の軸部と第二の軸部との向きを固定する第一の位置と、車体軸部に外嵌し第一の軸部と第二の軸部との回動を許す第二の位置との間にて摺動可能である装置によって達成される。かかる構成に於いて、「移動体」とは、典型的には、既に述べた如き「超小型モビリティ」と総称される車道の走行も可能な新しいタイプの小型の移動体であってよい。また、「環状部材」の形状は、典型的には、略円環上であるが、環状部材が嵌装される第一の軸部と第二の軸部の外形に合わせてこれらを把持できる形状であれば、任意の形状であってよいことは理解されるべきである。
【０００８】
上記の構成によれば、移動体の左右の車輪を保持するフレーム装置に於いて、展開状態では、走行安定性が確保できるようにトレッドを長くすることができる一方、折り畳み状態に於けるトレッドが、単に、車輪をフレームの棒状部材上にてスライドさせるよりも、小さくすることが可能となる。即ち、まず、移動体の展開状態に於いて、車輪が移動体の外方に位置する場合には、第一の軸部と第二の軸部とがそれらの軸方向が揃った状態で、環状部材が外嵌され（第一の位置）、これにより、第一の軸部と第二の軸部とは、回動しないように、固定されることとなる。一方、移動体の折り畳み状態に於いて、車輪が移動体の中心へ移動されると、環状部材がこれに連動して、第一の軸部及び第二の軸部上から車体軸部まで摺動する（第二の位置）。そうすると、第一の軸部及び第二の軸部は、環状部材による拘束から解放され、回動自在となるので、移動体の上下又は前後方向に屈曲されることとなり、従って、移動体の左右方向の幅又はトレッドをよりコンパクトに縮めることが可能となる。
【発明の効果】
【０００９】
かくして、上記の本発明によれば、移動体の左右の車輪を保持するフレームの一部を構成する棒状部材（第一の軸部及び第二の軸部）が、移動体の折り畳み状態に於いて、移動体の車軸方向に対して屈曲可能な構造が備えられることになるので、移動体の折り畳み状態での移動体の横幅を、移動体の走行状態に於けるトレッドに比して、大幅に低減することが可能となる。かくして、移動体の走行時に於ける十分な走行安定性を確保するとともに、移動体の折り畳み状態に於ける車軸方向の収納性を向上させることが可能となる。
【００１０】
本発明のその他の目的及び利点は、以下の本発明の好ましい実施形態の説明により明らかになるであろう。
【図面の簡単な説明】
【００１１】
【図１】図１（Ａ）は、本発明による移動体の左右の車輪とそれらを支持するフレームの全体的な模式図であり、図１（Ｂ）は、その拡大図である。図１（Ｃ）は、図１（Ｂ）に於ける（Ｃ）−（Ｃ）から見た軸部の軸方向に沿った軸部の断面図である。図１（Ｄ）は、図１（Ｃ）に於ける（Ｄ）−（Ｄ）から見た軸部の軸方向に垂直な方向に於ける軸部の断面図である。
【図２】図２（Ａ）は、車体軸部と第一の軸部との関係を説明する模式図であり、図２（Ｂ）は、車体軸部と第二の軸部との関係を説明する模式図である。図２（Ｃ）は、車体軸部から延在する棒状部材に車輪に連結されたフレーム部分を装着する様子を説明する模式図である。図２（Ｄ）は、第一の軸部と第二の軸部の向きが固定される原理を説明する図である。
【図３】図３（Ａ）〜（Ｅ）は、それぞれ、本発明による車輪を支持するフレームを折り畳む過程（トレッドを短縮する過程）を示した模式的な斜視図であり、図３（ａ）〜（ｄ）は、かかる過程における第一の軸部と第二の軸部と環状部材の位置関係を説明する軸部の軸方向に沿った軸部の断面図である。
【図４】図４（Ａ）〜（Ｃ）は、本発明のもう一つの実施形態に於ける車輪を支持するフレームの折り畳み過程の上面図であり、図４（ａ）〜（ｃ）は、その側面図である。
【図５】図５（Ａ）は、本発明の適用される移動体の展開状態の模式的な斜視図であり、図５（Ｂ）は、移動体の折り畳み状態の模式的な斜視図である。図５（Ｃ）、（Ｄ）は、移動体の左右の車輪を支持するフレームの模式的な斜視図であり、移動体の折り畳み時に、左右の車輪を移動体の中心へ向かって移動させるべく、フレームを構成する棒状部材の一部がスライドする状態を示している。
【符号の説明】
【００１２】
１…移動体
２…前輪
３…後輪
４…車体フレーム
５…シート
１０…前方フレーム
１１…後方フレーム
１２…車輪保持フレーム
１２ａ…車体固定軸
１２ｂ…車輪支持部材
１３ａ…主回動軸部（第一の軸部）
１３ｂ…副回動軸部（第二の軸部）
１３ｃ…環状部材
１３ｄ…車輪側軸部
１３ｅ…車体側軸部
１４ａ…主回動軸部の枢着点（第一の回動中心位置）
１４ｂ…副回動軸部の枢着点（第二の回動中心位置）
【発明を実施するための最良の形態】
【００１３】
以下に添付の図を参照しつつ、本発明を幾つかの好ましい実施形態について詳細に説明する。図中、同一の符号は、同一の部位を示す。
【００１４】
移動体の基本構成
まず、図５（Ａ）を参照して、本発明の適用される小型の移動体１の基本構成に於いては、左右前輪２と左右後輪３とが、車体フレーム４を担持し、車体フレーム４のフレーム１０の上部にシート部５が設けられる。また、図示の移動体１は、車体フレーム４のフレーム１０と後方フレーム１１との連結部分、フレーム１０とフレーム１２との連結部分及びシート部５がそれぞれ枢動可能であり、かかる連結部分を適宜屈曲することにより、図５（Ｂ）の如く、車体フレーム４を折り畳むことが可能であり、これにより、移動体の非使用時に於ける持ち運び及び／又は収納が容易となる。
【００１５】
上記の移動体に於いて、図５（Ａ）の如き展開状態に於いては、車道の走行も想定されているので、走行安定性の観点から、左右輪のトレッドは、或る程度長く設計されるべきである一方、移動体の非使用時の折り畳み状態に於いては、持ち運び及び／又は収納の利便性を考慮すると、左右輪のトレッドをできるだけ短くできることが好ましい。そこで、移動体の折り畳み状態に於いて、左右輪のトレッドを使用時よりも小さくする機構を設けることが考えられる。具体的には、例えば、図５（Ｃ）に例示されている如く、前方フレーム１０の先端に取り付けられる車輪保持フレーム１２に於いて、前方フレーム１０の略延長線上に在る車体固定軸１２ａと車輪を回転可能に支持する車輪支持部材１２ｂとの間に延在する棒状の支持部材を、車輪側軸部１３ｄと車体側軸部１３ｅに分割し、車輪側軸部１３ｄの移動体の中心側の先端に、車体側軸部１３ｅ上を摺動可能な環状部材１３ｃが設けられる。そして、移動体の折り畳み時には、環状部材１３ｃを車体側軸部１３ｅ上にて移動体の中心に向かって移動させることにより、車輪２、車輪支持部材１２ｂ及び車輪側軸部１３ｄが移動体の中心に向かって移動し、これにより、図５（Ｄ）に例示されている如く、左右輪のトレッドを移動体の展開状態の場合よりも短くすることが可能となる。
【００１６】
しかしながら、図５（Ｃ）、（Ｄ）のように、単に、車輪に連結された環状部材１３ｃを車体側軸部１３ｅ上にてスライドさせる構成の場合、図５（Ｄ）から理解される如く、車輪が車体側軸部１３ｅとぶつかる位置まで来ると、それ以上、車輪を内側に寄せることができないこととなる。即ち、左右輪のトレッドの短縮は、車体側軸部１３ｅの長さによって制限されることとなる。従って、図示の如く、単に車輪を移動体の左右方向に移動させる構成よりも更にトレッドの短縮を図る場合には、車体固定軸１２ａと車輪支持部材１２ｂとの間に延在する支持部材がその長さよりも短縮できる機構（トレッド可変機構）を有していることが好ましい。そして、かかるトレッド可変機構と共に、支持部材は、移動体の走行時には、タイヤが地面から受ける荷重に十分に耐える強度と剛性を備えている必要がある。
【００１７】
本発明による車輪保持フレームの構成
かくして、本発明に於いては、移動体の左右輪のトレッドを、移動体の使用時の車輪保持フレーム１２の支持部材の長さよりも更に短縮可能とする新規な構成が提供される。具体的には、本発明の一つの実施形態によるトレッド可変機構を備えた車輪支持フレーム装置に於いては、車体固定軸１２ａと車輪支持部材１２ｂとの間の支持部材の車体側軸部に、車輪が移動体の外方に位置するときには、剛固に固定され、車輪が移動体の内方に位置するときには、屈曲可能となる構造が設けられる。より詳細には、図１、２を参照して、本実施形態に於ける支持部材の車体側軸部は、車体固定軸１２ａに直接連結した車体側軸部１３ｅと、車体側軸部１３ｅの外方端にて、枢着点１４ａにて回動又は枢動可能に取り付けられた主回動軸部１３ａ及び枢着点１４ｂにて回動又は枢動可能に取り付けられた副回動軸部１３ｂとに分割される。主回動軸部１３ａは、図２（Ａ）に模式的に例示されている如く、例えば、その先端が、車体側軸部１３ｅに設けられた隙間に嵌入され、枢着点１４ａにて矢印の方向に軸部材を貫通させることにより枢着されてよい。また、副回動軸部１３ｂは、図２（Ｂ）に模式的に例示されている如く、その先端が、枢着点１４ａに隣接した別の枢着点１４ｂにて矢印の方向に軸部材を貫通させることにより枢着されてよい。そして、図２（Ｃ）及び図１（Ｂ）に示されている如く、主回動軸部１３ａと副回動軸部１３ｂとの外周に対して、車輪支持部材１２ｂから移動体の中心に向かって延在する車輪側軸部１３ｄの先端に固定された環状部材１３ｃが外嵌され、主回動軸部１３ａ及び副回動軸部１３ｂから車体側軸部１３ｅに亘って摺動可能とされる。なお、環状部材１３ｃの内側は、図１（Ｃ）、（Ｄ）に例示されている如く、主回動軸部１３ａと副回動軸部１３ｂとが密に把持される形状に形成される。（図では、環状部材１３ｃの内側形状は、略円形であるが、四角形、多角形等、その他の形状であってもよいことは理解されるべきである。）
【００１８】
上記の主回動軸部１３ａ、副回動軸部１３ｂ、環状部材１３ｃ及び車体側軸部１３ｅから成る構造によれば、環状部材１３ｃが主回動軸部１３ａ及び副回動軸部１３ｂを把持している状態に於いては、主回動軸部１３ａ及び副回動軸部１３ｂの向きは固定され、環状部材１３ｃが車体側軸部１３ｅまで移動している状態に於いては、主回動軸部１３ａ及び副回動軸部１３ｂの回動が許されることとなる。即ち、図２（Ｄ）に示されている如く、互いに異なる枢着点１４ａ、１４ｂにて回動する平行に延在する棒１３ａ、１３ｂがあるとき、枢着点間距離Ｌ１と、棒１３ａ、１３ｂの間の距離Ｌ２と、枢着点を結ぶ線と棒の延在方向との間の角度θの関係は、
Ｌ２＝Ｌ１・ｓｉｎθ
により与えられる。従って、環状部材１３ｃによって、主回動軸部１３ａと副回動軸部１３ｂとを把持し、Ｌ２を固定することによって、θが一意的に決定される。かくして、環状部材１３ｃが主回動軸部１３ａと副回動軸部１３ｂとに外嵌している状態では、主回動軸部１３ａと副回動軸部１３ｂは、車体側軸部１３ｅに対して所定の角度にて固定され、一本の棒状部材を構成することとなる。なお、図１、２の例では、環状部材１３ｃが主回動軸部１３ａ及び副回動軸部１３ｂに外嵌している状態での角度θは、９０度となり、主回動軸部１３ａ及び副回動軸部１３ｂと車体側軸部１３ｅとが、一直線の軸構造を成すように、環状部材１３ｃ、主回動軸部１３ａ及び副回動軸部１３ｂの寸法が調整されているが、これに限定されないことは理解されるべきである。一方、環状部材１３ｃが車体側軸部１３ｅまで移動した状態では、主回動軸部１３ａと副回動軸部１３ｂとは互いに拘束されないので、それぞれの枢着点周りに回動が許されることとなる。
【００１９】
図３を参照して、上記の実施形態に於ける左右輪のトレッド変更の過程に於いては、まず、車輪が移動体の外方に位置し、移動体が走行可能な状態にあるとき（図３（Ａ）、（ａ）参照、第一の位置）、既に説明されている如く、環状部材１３ｃが主回動軸部１３ａ及び副回動軸部１３ｂに外嵌し、これにより、車体固定軸１２ａと車輪支持部材１２ｂとの間にて車体側軸部１３ｅから車輪側軸部１３ｄまでが一本の剛固な棒状構造となっている。かかる状態から、図３（Ｂ）、（ｂ）に示されている如く、車輪２を移動体の内方に移動し、これとともに環状部材１３ｃが、車体側軸部１３ｅ上まで摺動すると（第二の位置）、図３（ｃ）〜（ｄ）及び図３（Ｃ）〜（Ｄ）に矢印にて描かれている如く、副回動軸部１３ｂと主回動軸部１３ａとがそれぞれ枢着点１４ｂ、１４ａ周りに回動し、これにより、車体側軸部１３ｅから延在する棒状構造が“屈曲”された状態となる。そして、更に、図３（Ｄ）中の矢印の如く、車輪２を下方に変位させると、図３（Ｅ）の如く、車輪側軸部１３ｄが環状部材１３ｃ及び車輪支持部材１２ｂとの連結点に於いて枢動され、車輪２は、更に移動体の車体固定軸１２ａへ近接され、これにより、トレッドが更に短縮されることとなる。なお、車輪側軸部１３ｄの環状部材１３ｃ及び車輪支持部材１２ｂとの連結点に於いて車輪側軸部１３ｄの枢動を禁止又は許可するための構成は、任意の形式の解除可能な固定又は係止構造により達成されてよい。一方、図３（Ｅ）の車輪２のためのフレーム１２が折り畳まれた状態から図３（Ａ）の車輪２のためのフレーム１２が展開された状態とすることは、環状部材１３ｃを移動体の外方へ移動し、主回動軸部１３ａと副回動軸部１３ｂとに外嵌された状態に戻すことにより達成される。既に述べた如く、環状部材１３ｃが主回動軸部１３ａと副回動軸部１３ｂに外嵌された状態で、車輪側軸部１３ｄに対する主回動軸部１３ａと副回動軸部１３ｂの向きが自動的に固定されることは理解されるべきである。
【００２０】
ところで、車輪２の寸法が車体固定軸１２ａから延在する一対の車体側軸部１３ｅの間の幅よりも小さい場合には、環状部材１３ｃが車体側軸部１３ｅ上に在る場合でも、車輪側軸部１３ｄの枢動が為されずにトレッドを短縮することが可能となる。即ち、図４（Ａ）の如く、車体固定軸１２ａから延在する車体側軸部１３ｅ、主回動軸部１３ａ及び副回動軸部１３ｂが構成する（図中上下の）棒状構造の幅よりも車輪２の直径が短い場合には、車輪側軸部１３ｄの長さを主回動軸部１３ａ及び副回動軸部１３ｂの長さよりも短くても、図４（Ｂ）、（ｂ）に示されている如く環状部材１３ｃは、車体側軸部１３ｅまで、到達することができる。そして、図４（Ｂ）、（ｂ）の状態から、矢印の如く、図４（Ｃ）、（ｃ）の状態まで、主回動軸部１３ａ及び副回動軸部１３ｂを回動することにより、フレーム１２が移動体の中心から張り出す長さを短縮することが可能となる。この場合、かかる構造の場合には、車輪側軸部１３ｄの長さは、任意に設計することができ、主回動軸部１３ａ及び副回動軸部１３ｂが回動された後に、車輪側軸部１３ｄを枢動するための構成が必要ではなくなる。（展開状態に於けるトレッドは、主回動軸部１３ａ及び副回動軸部１３ｂの長さを適宜設計することにより、十分な走行安定性が得られる長さにすることができる。）
【００２１】
かくして、上記の本発明の構成によれば、車輪が移動体の外方に位置するときには、剛固な棒状を為し、車輪が移動体の内方に位置するときには、棒状構造が屈曲可能となる構造を用いることによって、移動体の走行時には十分な走行安定性が得られるトレッドを確保する一方、移動体の折り畳み状態では、移動体の横幅を、移動体の走行状態に於けるトレッドに比して、大幅に低減することが可能となり、移動体の持ち運び及び／又は収納を容易にすることが可能となる。なお、上記の実施形態は、移動体の前輪について説明されているが、移動体の後輪に同様の構成が設けられてよいことは理解されるべきである。
【００２２】
以上の説明は、本発明の実施の形態に関連してなされているが、当業者にとつて多くの修正及び変更が容易に可能であり、本発明は、上記に例示された実施形態のみに限定されるものではなく、本発明の概念から逸脱することなく種々の装置に適用されることは明らかであろう。
【図４】
2014221612.tif 000003
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図５】
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