(57)【要約】【課題】  大型化、複雑化することのない構成で動的安定性を確保することのできる小型電動車両を提供する。【解決手段】  乗員が着座するシート１１２と、シート１１２の前方下部に設けられたフロア１０６と、フロア１０６の前方に立設されたステアリングシャフト２０１を含む操舵機構２００と、操舵機構２００により左右に揺動する左右の前輪１０２と、駆動輪として設けられた後輪１０３とを備えた小型電動車両であって、ステアリングダンパ機構２１７が、ステアリングシャフト２０１と同軸上に配置され、ステアリングシャフト２０１と一体回転するカム部材２１９と、ステアリングシャフト２０１と同軸上に配置され、カム部材２１９が回転するとカム２１９ａの作用によりステアリングシャフト２０１に沿って軸方向移動するカム受け部材２２０と、カム受け部材２２０の軸方向移動に対する緩衝作用を持つ緩衝器２２１とを具備する。【選択図】        図４
2006103553.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
乗員が着座するシートと、前記シートの前方下部に設けられたフロアと、前記フロアの前方に立設されたステアリングシャフトを含む操舵機構と、前記操舵機構により左右に揺動する左右の前輪と、駆動輪として設けられた後輪とを備えた小型電動車両であって、
前記ステアリングシャフトと同軸上にステアリングダンパ機構を配設したことを特徴とする小型電動車両。
【請求項２】
前記ステアリングダンパ機構は、前記ステアリングシャフトと同軸上に配置され、前記ステアリングシャフトと一体回転するカム部材と、前記ステアリングシャフトと同軸上に配置され、前記カム部材が前記ステアリングシャフトとともに前記操舵機構の直進状態から右又は左に回転すると前記ステアリングシャフトに沿って軸方向移動するカム受け部材と、前記カム受け部材の軸方向移動に対する緩衝作用を持つ緩衝器とを具備することを特徴とする請求項１に記載の小型電動車両。
【請求項３】
前記ステアリングダンパ機構は、前記カム受け部材の軸方向移動に対して前記操舵機構の直進状態に付勢力を与える付勢手段を更に具備することを特徴とする請求項２に記載の小型電動車両。
【請求項４】
前記緩衝器は、前記カム受け部材の軸方向移動が低速のときに減衰力が小さく、高速のときに減衰力が大きくなる特性を有することを特徴とする請求項２又は３に記載の小型電動車両。
【請求項５】
前記ステアリングシャフトは、上部と下部とが連結部材を介して連結するとともに前記上部が前記シート側へ傾倒する構成とされ、前記ステアリングダンパ機構は、前記ステアリングシャフトのうち前記連結部材より下方位置に配設されることを特徴とする請求項１〜４のいずれか１項に記載の小型電動車両。
【請求項６】
前記操舵機構は、前記ステアリングシャフトと、前記ステアリングシャフトの回転が伝達されるタイロッド連結プレートと、前記各前輪を回転自在に、かつ、左右に揺動可能に支持する前輪ブラケットと、前記タイロッド連結プレートと前記各前輪ブラケットとを相互に連結するタイロッドとを含むことを特徴とする請求項１〜５のいずれか１項に記載の小型電動車両。
【請求項７】
前記タイロッド連結プレート、前記前輪ブラケット、及び前記タイロッドは、前記フロアの前部下方に配置されることを特徴とする請求項６に記載の小型電動車両。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、特に高齢者や足の不自由な人の利用に供する小型電動車両に関する。
【背景技術】
【０００２】
小型電動車両は、高齢者等の足代わりになるものとして極めて利用価値が高い。かかる小型電動車両の基本構成において、例えば車体後部に乗員が着座するシートが設置され、その下方に駆動輪としての後輪が配設される。シートの前方下部には乗員が足を載せるためのフロアが設けられ、さらにその前方に前輪を操舵するためのステアリングシャフトが立設される。ステアリングシャフトの上端にはハンドルが取り付けられ、乗員はシートに着座して該ハンドルを操作するようになっている。
【０００３】
この種の小型電動車両においては、対象ユーザが腕力の弱い高齢者等であることから、ハンドル操作を軽快に行うことができるように抵抗力を小さくするとともに、小回り旋回ができるように前輪の最大切れ角を大きくするのが一般的である。
【０００４】
その一方で、ハンドルを常に軽快に切ることができる構造では、特に比較的高速で走行しているようなときに動的安定性を損なうおそれがある。この点に鑑みて、特許文献１には、高齢者等の移動のために供される小型電動車において、電動アクチュエータを用いて、高速走行時や後進時にハンドル切れ角を規制する構成が開示されている。
【０００５】
【特許文献１】特開平１０−１５７６４７号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
しかしながら、特許文献１に開示されたものでは、電動アクチュエータ等を用いるため大型化、複雑化してしまい、コストアップの要因ともなる。
【０００７】
また、高速走行時であっても、ハンドル切れ角に規制がかかるまではハンドルを急に切ることができるため、動的安定性が向上するとはいえない。
【０００８】
さらに、車速や前後進状態を検知する手段が必要となり、構成が複雑化するとともに、正確な車速を検知できない場合には有効に機能しないおそれがある。
【０００９】
本発明は上記の点に鑑みてなされたものであり、大型化、複雑化することのない構成で動的安定性を確保することのできる小型電動車両を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【００１０】
本発明の小型電動車両は、乗員が着座するシートと、前記シートの前方下部に設けられたフロアと、前記フロアの前方に立設されたステアリングシャフトを含む操舵機構と、前記操舵機構により左右に揺動する左右の前輪と、駆動輪として設けられた後輪とを備えた小型電動車両であって、前記ステアリングシャフトと同軸上にステアリングダンパ機構を配設した点に特徴を有する。
また、本発明の小型電動車両の他の特徴とするところは、前記ステアリングダンパ機構は、前記ステアリングシャフトと同軸上に配置され、前記ステアリングシャフトと一体回転するカム部材と、前記ステアリングシャフトと同軸上に配置され、前記カム部材が前記ステアリングシャフトとともに前記操舵機構の直進状態から右又は左に回転すると前記ステアリングシャフトに沿って軸方向移動するカム受け部材と、前記カム受け部材の軸方向移動に対する緩衝作用を持つ緩衝器とを具備する点にある。この場合に、前記ステアリングダンパ機構は、前記カム受け部材の軸方向移動に対して前記操舵機構の直進状態に付勢力を与える付勢手段を更に具備するようにしてもよい。また、前記緩衝器は、前記カム受け部材の軸方向移動が低速のときに減衰力が小さく、高速のときに減衰力が大きくなる特性を有するようにしてもよい。
また、本発明の小型電動車両の他の特徴とするところは、前記ステアリングシャフトは、上部と下部とが連結部材を介して連結するとともに前記上部が前記シート側へ傾倒する構成とされ、前記ステアリングダンパ機構は、前記ステアリングシャフトのうち前記連結部材より下方位置に配設される点にある。
また、本発明の小型電動車両の他の特徴とするところは、前記操舵機構は、前記ステアリングシャフトと、前記ステアリングシャフトの回転が伝達されるタイロッド連結プレートと、前記各前輪を回転自在に、かつ、左右に揺動可能に支持する前輪ブラケットと、前記タイロッド連結プレートと前記各前輪ブラケットとを相互に連結するタイロッドとを含む点にある。この場合に、前記タイロッド連結プレート、前記前輪ブラケット、及び前記タイロッドは、前記フロアの前部下方に配置されるようにしてもよい。
【発明の効果】
【００１１】
本発明によれば、ステアリングシャフトと同軸上にステアリングダンパ機構を配設するようにしたので、ステアリングダンパ機構の設置スペースが小さくてすみ、大型化、複雑化することのない構成で動的安定性を確保することのできる小型電動車両を提供することができる。
特に、ステアリングダンパ機構が、ステアリングシャフトと同軸上に配置され、ステアリングシャフトと一体回転するカム部材と、ステアリングシャフトと同軸上に配置され、カム部材が回転するとカム部材のカムの作用によりステアリングシャフトに沿って軸方向移動するカム受け部材と、カム受け部材の軸方向移動に対する緩衝作用を持つ緩衝器とを具備する構成とし、緩衝器が、カム受け部材の軸方向移動が低速のときに減衰力が小さく、高速のときに減衰力が大きくなる特性を有するようにすれば、ハンドルを急に切ったときにはハンドル切れ角が規制され、ハンドルをゆっくりと切ったときにはハンドル操作は軽快なままで、ハンドル切れ角が規制されることもなく小回り旋回することができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１２】
（第１の実施形態）
以下、図面を参照して、本発明の好適な実施形態について説明する。図１は本実施形態に係る小型電動車両の全体構成を示す側面図、図２は正面図、図３は平面図である。小型電動車両１００において、車体フレーム１０１には、左右一対の前輪１０２及び左右一対の後輪１０３がサスペンションを介して支持される。車体フレーム１０１はその一部を除き、前部カバー１０４、レッグシールド１０５、フロア１０６、及び後部カバー１０７等からなる樹脂製カバーにより覆われる。
【００１３】
車体後部において概略箱状もしくは箱型の後部カバー１０７が上方に突設され、後部カバー１０７の内側には後輪１０３を駆動するための駆動モータ１０８や駆動モータ１０８の出力を車軸１０９に伝達するギヤユニット１１０（図２や図３等参照）、さらにバッテリ及びその充電器等を含む動力装置が収容されている。
【００１４】
後部カバー１０７の上側には、車体フレーム１０１から例えば門型に立ち上がるブラケット１１１を介して、乗員が着座するシート１１２が搭載される。シート１１２はシートクッション１１３とシートバック（背もたれ）１１４を含み、後部カバー１０７上で水平方向に旋回可能に支持される。この旋回角度は車体センタから左右に例えば４５度及び９０度等に設定され、シートクッション１１３の両側部に付設された操作レバー１１５の操作で適宜旋回させることができる。
【００１５】
さらに、シートバック１１４の両側部にはアームレスト１１６が設けられ、各アームレスト１１６は、支点１１７のまわりに回動可能に支持される。各アームレスト１１６の側面にはそれぞれウィンカ１１８が配設される。また、シートバック１１４の背面には、例えば小型電動車両１００を手押しするときに把持することのできる把持部１１９が設けられる。
【００１６】
レッグシールド１０５は車体前部で上方に突設され、シート１１２に着座した乗員の脚まわりを風等があたらないように保護する。レッグシールド１０５の内部には前輪１０２を操舵するための操舵機構２００を構成するステアリングシャフト２０１が立設されており、該ステアリングシャフト２０１の上端にハンドルユニット１２０が回動可能に取り付けられる。乗員は、図１に示すように、シート１１２に着座してハンドルユニット１２０を操作するようになっている。また、ハンドルユニット１２０の適所には、左右一対のバックミラー１２１がステー１２２を介して支持される。
【００１７】
レッグシールド１０５の前面部には収納籠もしくはキャリヤケース１２３が装架され、該キャリヤケース１２３を適宜物入れとして使用することができる。なお、キャリヤケース１２３の下方適所にヘッドライトが取り付けられる。
【００１８】
図４、５には、操舵機構２００の構成を示す。車体フレーム１０１（図４、５では不図示）の前端にはブラケット２０２を介して左右２本のステアリングフレーム２０３が立設支持される。各ステアリングフレーム２０３の上部は、後述するステアリングシャフト２０１に合わせてシート１１２側へ適度に屈曲している。
【００１９】
ステアリングフレーム２０３の内側にはホルダ２０４を介してステアリングシャフト２０１が回転自在に保持される。ステアリングシャフト２０１は、上部と下部とがユニバーサルジョイント２０５を介して連結する構成とされ、上部がシート１１２側へ適度に傾倒している。これにより、フロア空間を広く確保するとともに、ハンドルユニット１２０を乗員の近くに位置させることができる。この場合に、ステアリングシャフト２０１は、シート１１２（座面）より上方位置にてシート１１２側へ傾倒するようにするのが好適である。
【００２０】
ステアリングシャフト２０１の上端にはハンドルユニット１２０が支持される。ハンドルユニット１２０は、ループハンドル１２４と、ループハンドル１２４の中央にて前後に架け渡すようにして設けられる操作ボックス１２５と、操作ボックス１２５の両側に配設される左右一対のアクセルレバー１２６と、主に駐輪用に用いられるブレーキレバー１２７とを備える。ハンドルユニット１２０は水平から乗員側へ適度に傾斜して配置され、無理に手を伸ばすことなくループハンドル１２４の所望位置を握ることができ、自然な姿勢でハンドル操作を行うことができる。
【００２１】
ステアリングシャフト２０１の下端付近では、左右のサスペンションアーム２０６が車幅方向中央部から外側へそれぞれ延設される。各サスペンションアーム２０６は、その前後において、車体フレーム１０１（図４、５では不図示）に固定されるサスペンションアームブラケット２０７（後側のサスペンションアームブラケットは不図示）によって上下方向に揺動可能に支持される。
【００２２】
各サスペンションアーム２０６の先端にはコ字状のナックルアーム２０８（前輪ブラケット）がキングピン２０９を介して左右に揺動可能に軸支され、ナックルアーム２０８から水平方向に延設される車軸２１０に前輪１０２が回転自在に支持される。ブラケット２０２の外側部にはサスペンションスプリング２１１を装架するためのブラケット２１２が固着し、ブラケット２１２とサスペンションアーム２０６との間にサスペンションスプリング２１１が装着される。
【００２３】
また、ステアリングシャフト２０１の下端後方にはカウンタ軸２１３が配置され、ステアリングシャフト２０１の下端に設けたギヤ２０１ａとカウンタ軸２１３のギヤ２１３ａとが噛合する。カウンタ軸２１３はタイロッド連結プレート２１４に固定されており、ステアリングシャフト２０１が右又は左に回転すると、カウンタ軸２１３を介してタイロッド連結プレート２１４が右又は左に回動する。この場合に、タイロッド連結プレート２１４の回動限界は、ブラケット２０２の下方に配置されたストッパ２１５に当接するまでとなっている。
【００２４】
タイロッド連結プレート２１４と各ナックルアーム２０８とはタイロッド２１６を介して相互に連結する。これにより、ハンドル操作によりステアリングシャフト２０１が右又は左に回転すると、カウンタ軸２１３、タイロッド連結プレート２１４、タイロッド２１６、及びナックルアーム２０８を介して前輪１０２が右又は左に操舵されることになる。なお、ステアリングシャフト２０１のギヤ２０１ａとカウンタ軸２１３のギヤ２１３ａとのギヤ比を適宜選択することで、操舵角及び操舵力を適切に設定することができる。
【００２５】
図１に示すように、車体フレーム１０１は前上がりに傾斜し、すなわちフロア１０６も前上がりに傾斜し、フロア１０６の前部がステアリングシャフト２０１の近傍まで延設される。この場合に、タイロッド連結プレート２１４、ナックルアーム２０８、タイロッド２１６等はフロア１０６の前部下方に配置される。かかる構成により、タイロッド連結プレート２１４、ナックルアーム２０８、タイロッド２１６等に干渉することなくフロア１０６を広くすることができる。
【００２６】
ここで、ユニバーサルジョイント２０５より下方位置にてステアリングシャフト２０１と同軸上にステアリングダンパ機構２１７が配設される。
【００２７】
図６を参照して、ステアリングダンパ機構２１７の構成例について説明する。ステアリングダンパ機構２１７は、ステアリングシャフト２０１と同軸上に配置され、ステアリングシャフト２０１と一体回転する筒状のカムブラケット２１８と、カムブラケット２１８に固定された筒状のカム部材２１９と、ステアリングシャフト２０１と同軸上に配置され、カム部材２１９が回転するとカム２１９ａの作用によりステアリングシャフト２０１に沿って軸方向移動する筒状のカム受け部材（カムフォロア）２２０と、カム受け部材２２０の軸方向移動に対して緩衝作用を持つ緩衝器２２１と、緩衝器２２１まわりに配設され、カム受け部材２２０の軸方向移動に対して操舵機構２００の直進状態に付勢力を与えるコイルスプリング２２２とにより構成される。
【００２８】
カム部材２１９は筒状に形成され、その上面に少なくとも１つのカム２１９ａが円弧に沿って設けられる。また、カム受け部材２２０も筒状に形成され、その内外側面及び下面に開口するカム受け凹部２２０ａが形成されるとともに、該カム受け凹部２２０ａ内にカム２１９ａが位置する。図６に示す例では、ステアリングシャフト２０１とともにカム部材２１９が操舵機構２００の直進状態から左右いずれかの方向（矢印ｌ、ｒ）に回転して範囲Ｘを越えると、カム受け部材２２０がカム２１９ａにより押し上げられてステアリングシャフト２０１に沿って軸方向移動する（矢印ｕ）。
【００２９】
また、緩衝器２２１としては、具体的には図示しないが、例えばシリンダチューブ内にカム受け部材２２０に連係するピストンを摺動自在に組み込み、ピストンにより区画される圧力室間をオリフィスを介して連通する構成とした油圧作動式のものを用いればよい。この場合、図７に示すように、ピストンの移動（カム受け部材２２０の軸方向移動）が高速になるにつれて減衰力が大きくなる特性が得られる。すなわち、ステアリングシャフト２０１がゆっくりと回転するときには減衰力が小さく、急に回転するときには減衰力が大きくなる。
【００３０】
上記構成とされた小型電動車両１００において、図１に示すように、シート１１２に着座した乗員はハンドルユニット１２０のループハンドル１２４を持ち（或いは軽く手を掛け）、アクセルレバー１２６を操作することで、車両を走行させることができる。また、アクセルレバー１２６から手を離せば、アクセルレバー１２６は初期位置（アクセル全閉位置）に復帰し、車両を停止させることができる。
【００３１】
ここで、例えば車両の走行中にハンドル１２４を急に切ってステアリングシャフト２０１にトルクが入力されると、ステアリングシャフト２０１とともにカム部材２１９が一体回転する。そして、カム部材２１９が図６に示す範囲Ｘを越えて回転すると、カム受け部材２２０がカム２１９ａにより押し上げられてステアリングシャフト２０１に沿って軸方向移動しようとする。ところが、緩衝器２２１は、カム受け部材２２０の軸方向移動が高速であるので、カム受け部材２２０に対して大きな減衰力を付与する。したがって、ハンドル操作に対して大きな抵抗力が作用し、ハンドル切れ角が規制されることになる。
【００３２】
また、前輪１０２が受ける外乱によりステアリングシャフト２０１にトルクが入力される場合も同様に、カム受け部材２２０の軸方向移動が高速であるので、大きな減衰力が付与され、外乱の影響がハンドル側に伝わるのを防止する防振効果が発揮される。
【００３３】
それに対して、ハンドル１２４をゆっくりと切ったときは、同様にカム部材２１９が図６に示す範囲Ｘを越えて回転すると、カム受け部材２２０がカム２１９ａにより押し上げられてステアリングシャフト２０１に沿って軸方向移動しようとするが、この場合、緩衝器２２１は、カム受け部材２２１の軸方向移動が低速であるので、カム受け部材２２１に対して小さな減衰力しか付与しない。したがって、ハンドル操作は軽快なままで、ハンドル切れ角が最大になるまで規制されることもなく小回り旋回することができる。
【００３４】
以上述べたように、ステアリングシャフト２０１と同軸上にステアリングダンパ機構２１７を配設したので、ステアリングダンパ機構２１７の設置スペースが小さくてすみ、特にステアリングダンパ機構２１７をステアリングシャフト２０１の回転を直線運動に変換して緩衝させる簡素な構成とすることにより、大型化、複雑化することのない構成で動的安定性を確保することのできる小型電動車両を提供することができる。
【００３５】
（第２の実施形態）
第２の実施形態として、図８を参照して、ステアリングダンパ機構２１７の他の構成例について説明する。図８に示すものはカム受け凹部２２０ａの形状を変更したものであり、基本的な構成要素は第１の実施形態で説明したものと同様であるので、同一の符号を付して説明する。
【００３６】
図６に示したステアリングダンパ機構２１７では、範囲Ｘを越えるまでは減衰力が付与されず、範囲Ｘを越えたときにはじめて減衰力が段階的に付与され、その減衰力はカム部材２１９（すなわち、ステアリングシャフト２０１）の回転量によらず略一定である。
【００３７】
それに対して、図８に示すステアリングダンパ機構２１７では、範囲Ｘを狭くするとともに、範囲Ｘを越えたときに、カム部材２１９（すなわち、ステアリングシャフト２０１）の回転量に応じて減衰力が無段階的に大きく付与されるようになっている。この場合は、例えばハンドル１２４を急に切ったときに、その操作量が大きいほど大きな減衰力（抵抗力）が付与されることになる。
【００３８】
なお、図６、８に示したものは一例であり、カム２１９ａやカム受け凹部２２０ａの形状を適宜設定することにより、所望の緩衝特性を得ることができる。例えばカム受け凹部２２０ａが複数段の階段形状を有するようにすれば、カム部材２１９（すなわち、ステアリングシャフト２０１）の回転量に応じて減衰力が複数段階的に大きく付与されるようになる。
【００３９】
以上、本発明を実施形態とともに説明したが、本発明はこれらの実施形態にのみ限定されるものではなく、本発明の範囲内で変更等が可能である。例えば緩衝器２２１は限定されるものではなく、直線緩衝器、回転緩衝器、蛇腹による空気圧緩衝器等、各種構造のものを用いることができる。
【図面の簡単な説明】
【００４０】
【図１】実施形態に係る小型電動車両の全体構成を示す側面図である。
【図２】実施形態に係る小型電動車両の全体構成を示す正面図である。
【図３】実施形態に係る小型電動車両の全体構成を示す平面図である。
【図４】操舵装置の構成を示す斜視図である。
【図５】操舵装置の構成を示す斜視図である。
【図６】ステアリングダンパ機構の構成例を示す図である。
【図７】緩衝器の減衰力の特性例を示す特性図である。
【図８】ステアリングダンパ機構の他の構成例を示す図である。
【符号の説明】
【００４１】
１００  小型電動車両
１０２  前輪
１０３  後輪
１０６  フロア
１１２  シート
１２０  ハンドルユニット
２００  操舵機構
２０１  ステアリングシャフト
２０３  ステアリングフレーム
２０５  ユニバーサルジョイント
２０６  サスペンションアーム
２０８  ナックルアーム
２１３  カウンタ軸
２１４  タイロッド連結プレート
２１６  タイロッド
２１７  ステアリングダンパ機構
２１８  カムブラケット
２１９  カム部材
２２０  カム受け部材
２２１  緩衝器
２２２  コイルスプリング
【図１】
2006103553.tif 000003
【図２】
2006103553.tif 000004
【図３】
2006103553.tif 000005
【図４】
2006103553.tif 000006
【図５】
2006103553.tif 000007
【図６】
2006103553.tif 000008
【図７】
2006103553.tif 000009
【図８】
2006103553.tif 000010