(57)【要約】【課題】  路面に車両前後方向の傾斜又は段差があるときにも、車両横方向の傾斜又は段差があるときにも、車両安定性を確保する。【解決手段】  三輪移動車両１は一つの前輪３と二つの後輪４とを備える。車両前後方向軸線を含むほぼ鉛直の対称面Ｋ−Ｋ内を円弧状に延びる案内フレーム１０を備え、案内フレーム１０に沿って移動できるように搭載部材５を案内フレーム１０に取り付ける。二つの後輪４をそれぞれ別個の後輪フレーム９により担持すると共に、後輪４が車両本体２に対し上下方向に移動できるようにこれら後輪フレーム９を車両本体２にそれぞれ枢着する。車両１の姿勢を検出する姿勢センサ１３の出力に基づいて車両１が安定するように搭載部材５を案内フレーム１０に沿い移動させる搭載部材移動装置１１と、後輪４を車両本体２に対し上下方向に移動させる後輪移動装置１２とを具備する。【選択図】      図２
2006341690.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
一つの前輪と二つの後輪とを備えた三輪移動車両において、車両前後方向軸線を含むほぼ鉛直平面内を円弧状に延びる案内フレームを備え、該案内フレームに沿って移動できるように搭載部材を案内フレームに取り付け、二つの後輪をそれぞれ別個の後輪フレームにより担持すると共に、後輪が車両本体に対し上下方向に移動できるようにこれら後輪フレームを車両本体にそれぞれ枢着し、車両の姿勢を検出する姿勢センサの出力に基づいて車両が安定するように搭載部材を案内フレームに沿い移動させると共に後輪を車両本体に対し上下方向に移動させる手段を具備した三輪移動車両。
【請求項２】
前記後輪を車両本体に対し上下方向に移動させるべきときにはこれら後輪を互いに逆向きに移動させるようにした請求項１に記載の三輪移動車両。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は三輪移動車両に関する。
【背景技術】
【０００２】
車両前後方向軸線を含むほぼ鉛直平面内を円弧状に延びる案内フレームを備え、案内フレームに沿って移動できるように搭載部材を案内フレームに取り付け、車両の姿勢を検出する姿勢センサの出力に基づいて搭載部材を案内フレームに沿い移動させるようにした移動車両が公知である（特許文献１参照）。この移動車両では、路面に車両前後方向の傾斜又は段差があると、この傾斜又は段差に応じて搭載部材が移動され、それによって車両安定性が維持されるようにしている。
【０００３】
【特許文献１】特許２９３５２４８号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
しかしながら、上述の移動車両では、車輪が車両本体に固定的に支持されているので、路面に車両横方向の傾斜又は段差があると、もはや車両安定性を確保することができないという問題点がある。
【課題を解決するための手段】
【０００５】
前記課題を解決するために１番目の発明によれば、一つの前輪と二つの後輪とを備えた三輪移動車両において、車両前後方向軸線を含むほぼ鉛直平面内を円弧状に延びる案内フレームを備え、該案内フレームに沿って移動できるように搭載部材を案内フレームに取り付け、二つの後輪をそれぞれ別個の後輪フレームにより担持すると共に、後輪が車両本体に対し上下方向に移動できるようにこれら後輪フレームを車両本体にそれぞれ枢着し、車両の姿勢を検出する姿勢センサの出力に基づいて搭載部材を案内フレームに沿い移動させると共に後輪を車両本体に対し上下方向に移動させる手段を具備している。
【０００６】
また、２番目の発明によれば１番目の発明において、前記後輪を車両本体に対し上下方向に移動させるべきときにはこれら後輪を互いに逆向きに移動させるようにしている。
【発明の効果】
【０００７】
路面に車両前後方向の傾斜又は段差があるときにも、車両横方向の傾斜又は段差があるときにも、車両安定性を確保することができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【０００８】
図１から図４までは、本発明による実施例の三輪移動車両１を示している。図１から図４までを参照すると、三輪移動車両１は車両本体２と、一つの前輪３と、二つの後輪４と、人又は荷物を搭載可能な搭載部材５と、姿勢制御装置６とを具備する。
【０００９】
本発明による実施例では、車両本体２は一対の本体フレーム２ａを備えている。これら本体フレーム２ａは互いに離間して、かつ車両前後方向軸線を含んでほぼ鉛直方向に拡がる対称面Ｋ−Ｋに関し対称的に配置される。
【００１０】
一方、一つの前輪３は前輪フレーム７を介して車両本体２に取り付けられる。即ち、前輪フレーム７の前端には前輪３が回転可能に担持され、前輪フレーム７の後端は車両本体２に枢着され、即ちピボット軸線ＰＦ回りに回転可能に取り付けられる。前輪フレーム７の後端におけるピボット軸線ＰＦは対称面Ｋ−Ｋにほぼ垂直であり、従って前輪３は車両本体２に対し上下方向に移動可能になっている。また、前輪フレーム７は、サスペンション８を介して車両本体２に連結されている。
【００１１】
これに対し、二つの後輪４はそれぞれ対応する後輪フレーム９を介して車両本体２に取り付けられる。即ち、各後輪フレーム９の後端には後輪４が回転可能に担持され、後輪フレーム９の前端は車両本体２に枢着され、即ち共通のピボット軸線ＰＲ回りに回転可能に取り付けられる。後輪フレーム９の前端におけるピボット軸線ＰＲもそれぞれ対称面Ｋ−Ｋにほぼ垂直であり、従って後輪４は互いに独立して車両本体２に対し上下方向に移動可能になっている。
【００１２】
図１及び図２（Ａ）から明らかなように、前輪３は対称面Ｋ−Ｋ内に配置され、後輪４は対称面Ｋ−Ｋに関し対称的に配置される。
【００１３】
本体フレーム２ａの頂部にはそれぞれ、対称面Ｋ−Ｋ内を円弧状に延びる案内フレーム１０が取り付けられ、これら案内フレーム１０に上述の搭載部材５が移動可能に取り付けられる。具体的には、図３に示されるように、案内フレーム１０の側面に案内溝１０ａが形成されており、搭載部材５のアーム５ａの先端に形成された突起がこれら案内溝１０ａ内を移動する。車両安定性の観点からは、案内フレーム１０の曲率中心が三輪移動車両１の接地面よりも下方に位置することが好ましい。
【００１４】
姿勢制御装置６は搭載部材５を案内フレーム１０に沿って車両前後方向に移動させるための、搭載部材移動装置１１と、後輪４又は後輪フレーム９を上下方向に移動させるための後輪移動装置１２とを具備する。
【００１５】
本発明による実施例では、搭載部材移動装置１１は搭載部材５に取り付けられており、図３に示されるように電気モータ１１ａと、電気モータ１１ａにベルトを介して連結された駆動プーリ１１ｂとを具備する。案内フレーム１０の円弧状外周に沿ってタイミングベルト１１ｃが設けられており、駆動プーリ１１ｂはこのタイミングベルト１１ｃに係合されている。従って、電気モータ１１ａが駆動されて駆動プーリ１１ｂが回転されると、搭載部材５が移動されることになる。なお、タイミングベルト１１ｃは案内フレーム１０同士の間の間隙を覆うように設けられ、従って防塵の役割を果たす。このため、別個の防塵部材を設ける必要がないので、車両を軽量化することができる。
【００１６】
一方、本発明による実施例の後輪移動装置１２は図４に示されるように、例えば電気モータ１２ａと、電気モータ１２ａの揺動運動を後輪フレーム９又は後輪４の上下運動に変換する変換装置１２ｂとを備えている。変換装置１２ｂは共通の軸線ＰＸ回りに回転可能に本体フレーム２ａに支持された一対のリンク１２ｃを具備する。各リンク１２ｃの一端は接続部材１２ｄを介し、電気モータ１２ａの駆動軸に固定されたプレート１２ｅに接続される。ここで、接続部材１２ｄはリンク１２ｃ及びプレート１２ｅにそれぞれ回転可能に接続されている。なお、電気モータ１２ａの回転軸線はほぼ対称面Ｋ−Ｋ（図１、図２（Ａ））上に位置しており、プレート１２ｅは対称面Ｋ−Ｋの両側にほぼ水平方向に延びている。一方、各リンク１２ｃの他端は比較的硬いサスペンション１２ｆを介して後輪フレーム９にそれぞれ接続される。ここで、サスペンション１２ｆはリンク１２ｃ及び後輪フレーム９にそれぞれ回転可能に接続されている。
【００１７】
電気モータ１２ａが図４のＡ方向に回転駆動されると、右後輪４Ｒが軸線ＰＸ回りに上方に移動され、左後輪４Ｌが軸線ＰＲ回りに下方に移動される。これに対し、電気モータ１２ａが図４のＢ方向に回転駆動されると、右後輪４Ｒが軸線ＰＲ回りに下方に移動され、左後輪４Ｌが軸線ＰＲ回りに上方に移動される。
【００１８】
このように本発明による実施例では、後輪４を車両本体２に対し上下方向に移動させるべきときにはこれら後輪４が互いに逆向きに、しかもほぼ同じ量又は角度だけ移動される。このようにすると後輪４の移動量が少なくてすむ。なお、図４以外の図面では姿勢制御装置６は簡素化して示されている。
【００１９】
一対の後輪４をそれぞれ別個に、車両本体２に対し上下方向に移動させるようにしてもよいし、右後輪４Ｒの上下方向移動量と左後輪４Ｌの上下方向移動量とを互いに異なるようにしてもよい。
【００２０】
図２（Ｂ）に示されるように、車両本体２には三輪移動車両１又は搭載部材５の姿勢を検出する姿勢センサ１３が取り付けられる。この姿勢センサ１３からの出力に基づき、三輪移動車両１の安定性が確保されるように、即ち例えば搭載部材５の座面５ｂが水平に維持されるように、姿勢制御装置６が駆動される。具体的には、搭載部材移動装置１１により搭載部材５が車両前後方向に移動され、後輪移動装置１２により後輪４が上下方向に移動される。なお、姿勢センサ１３は三輪移動車両１のどの位置に取り付けてもよく、例えば搭載部材５に取り付けることもできる。
【００２１】
後輪４内には例えば電気モータ４ａがそれぞれ内蔵されており、三輪移動車両１を駆動すべきときにはこれら電気モータ４ａが別個に駆動される。この場合、電気モータ４ａ（図２（Ｂ））に回転速度差をつけることによって、車両進行方向を変更することができる。
【００２２】
電気モータ４ａ及び姿勢制御装置６は車両本体２に搭載された電源（図示しない）から電力の供給を受け、車両本体２に搭載された制御装置（図示しない）によって制御される。
【００２３】
図５から図１０は上述した本発明による実施例の三輪移動車両１を一人乗り電動車椅子１Ａから構成した場合を示している。この場合、図５に示されるように、電動車椅子１Ａの横幅を例えば搭乗者Ｐの肩幅程度にまで小さくすることができ、電動車椅子１Ａの走行に必要な横幅を人が歩くときに必要な横幅と同程度にすることができる。その結果、従来の電動車椅子よりも高い運動性を発揮でき、搭乗者例えば老人の活動範囲を広げることができる。
【００２４】
また、図５に示されるように、前輪３が一輪であるので、搭乗者Ｐの脚が前輪３と干渉するのを阻止できる。
【００２５】
このように電動車椅子１Ａの横幅を低減できるのは、次に説明するように、電動車椅子１Ａの安定性が確保されているからである。
【００２６】
図６及び図７は路面Ｒに車両前後方向の傾斜がある場合の電動車椅子１Ａを示している。これらの場合には、搭載部材５である座席５Ａが搭載部材移動装置１１により案内フレーム１０に沿いつつ車両前方又は後方に移動され、電動車椅子１Ａの安定性が維持される。
【００２７】
図８は路面に車両横方向の段差がある場合の電動車椅子１Ａを示している。この場合、前輪３及び右後輪４Ｒは平坦面Ｆに接地しつつ左後輪４Ｌが段差Ｂに乗り上げている。しかしながら、この場合、左後輪４Ｌが後輪移動装置１２により車両本体２に対し上方に移動され、右後輪４Ｒが後輪移動装置１２により車両本体２に対し下方に移動され、このため電動車椅子１Ａないし座席５Ａが傾くことはない。このようにして、車両横方向の傾斜又は段差があるときにも、車両重心が車両中心に維持され、車両安定性が確保される。
【００２８】
図９及び図１０は本発明による別の実施例を示している。図９に示される例では、前輪３を担持する前輪フレーム７が車両横方向に回転可能に車両本体２に取り付けられると共に、前輪フレーム７にハンドル１４が固定されている点で、図１から図８までの実施例と構成を異にしている。この場合、搭乗者Ｐがハンドル１４を操作することによって電動車椅子１Ａの進行方向が変更される。従って、後輪４の電気モータ４ａを別個に制御する必要がない。
【００２９】
一方、図１０に示される例では、前輪３がいわゆるオムニホイール（登録商標）３Ａから構成されている点で、図１から図８までの実施例と構成を異にしている。このオムニホイール（登録商標）３Ａは車輪の外周に回転可能に取り付けられた複数の樽状ホイール１５を備えており、車両前後方向には車輪全体が回転することにより、車両横方向には樽状ホイール１５が回転することにより、それぞれ移動可能になっている。この場合、後輪４はそれぞれ別個の電気モータ４ａにより駆動されているので、二つの後輪４の回転速度に差を設ければ、電動車椅子１Ａの進行方向を変更することができる。
【００３０】
本発明による実施例の三輪移動車両１を有人又は無人作業車両から構成することもできる。この場合、車両１は例えば山林における狭い山道や木々の間や、工事現場、災害現場における狭隘空間を容易に移動することができ、作業の自動化が促進される。
【図面の簡単な説明】
【００３１】
【図１】本発明による実施例の三輪移動車両の頂面図である。
【図２】本発明による実施例の三輪移動車両の正面図及び側面図である。
【図３】搭載部材移動装置等の拡大図である。
【図４】後輪移動装置等の拡大図である。
【図５】本発明が適用された電動車椅子の作用を説明するための図である。
【図６】本発明が適用された電動車椅子の作用を説明するための図である。
【図７】本発明が適用された電動車椅子の作用を説明するための図である。
【図８】本発明が適用された電動車椅子の作用を説明するための図である。
【図９】本発明による別の実施例を示す図である。
【図１０】本発明による別の実施例を示す図である。
【符号の説明】
【００３２】
１    三輪移動車両
２    車両本体
３    前輪
４    後輪
５    搭載部材
６    姿勢制御装置
７    前輪フレーム
９    後輪フレーム
１０    案内フレーム
１１    搭載部材移動装置
１２    後輪移動装置
１３    姿勢センサ
【図１】
2006341690.tif 000003
【図２】
2006341690.tif 000004
【図３】
2006341690.tif 000005
【図４】
2006341690.tif 000006
【図５】
2006341690.tif 000007
【図６】
2006341690.tif 000008
【図７】
2006341690.tif 000009
【図８】
2006341690.tif 000010
【図９】
2006341690.tif 000011
【図１０】
2006341690.tif 000012