(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
前車輪および後車輪を備える二輪車の片側に側車輪を有する側車付二輪車のフレーム体であって、
ヘッドパイプと、
前記ヘッドパイプから前記側車輪へ向けて延在し、該側車輪の車輪軸が軸支されるサイドフレーム体と、
前記後車輪の車輪軸に平行な軸周りに回動可能に前記ヘッドパイプ又は前記サイドフレーム体に連結される連結部分を有し、該後車輪の車輪軸が軸支されると共に、乗員を支持するメインフレーム体と、
前記メインフレーム体の回動範囲を制限するストッパーと、
を備えていることを特徴とする側車付二輪車のフレーム体。
【請求項２】
前記サイドフレーム体が、前記メインフレーム体の中心面に対して走行方向右側に配置されていることを特徴とする請求項１に記載の側車付二輪車のフレーム体。
【請求項３】
前記サイドフレーム体が、
前記側車輪が取り付けられる本体部と、
前記本体部と着脱可能に連結される被連結部と、
を備えていることを特徴とする請求項１又は請求項２に記載の側車付二輪車のフレーム体。
【請求項４】
前記サイドフレーム体の前記本体部を取り外したときに、前記メインフレーム体と前記ヘッドパイプの間に設けられ、該メインフレーム体の回動を制限する支持部を備えていることを特徴とする請求項３に記載の側車付二輪車のフレーム体。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、二輪車の片側に側車輪を設けて、前車輪、後車輪、及び側車輪の三輪で走行する自転車や自動車等の車両に用いられるフレーム体に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
従来より、前車輪及び後車輪を備えた二輪車の横に一輪の側車輪を取り付けて三輪で走行する側車付二輪自転車（例えば特許文献１）が知られている。この側車付二輪自転車は、３つの車輪で車体部が支持されているので、舗装された平地を直進して走行する場合の安定性に優れている。しかし、各車輪は、車輪軸の相対的な位置関係が互いに固定された状態で車体部に取り付けられているため、傾斜面を横切って走行する場合には、傾斜とともに車体部が傾いてしまい、不安定な乗車姿勢となってしまう。また、車体部を側車輪側に傾けて行うスムーズなコーナリングができなかった。このため、一般自転車のような乗り心地を得ることができなかった。
【０００３】
このような問題に対して開発された三輪自転車が特許文献２に記載されている。この三輪自転車は、車輪軸が同軸上に設けられた一対の後車輪と、走行方向に向かって左右に揺動可能となるように一対の後車輪に連結されたフレーム体とを備える。傾斜面を横切って走行する場合には、フレーム体は傾斜面に対して鉛直方向に立つ。このため、乗員は正常な乗車姿勢でペダリングを行うことができる。またフレーム体を傾けてコーナリングを行うこともできる。
【０００４】
しかしながら、揺動可能なフレーム体と後車輪の間に架け渡して設けられる駆動装置の構成が複雑化し、車体の重量化や製品のコストアップの原因となっている。また、一対の後車輪それぞれの車輪軸は常に同軸上に位置するように軸支されているので、舗装されていない凸凹道を走行するような場合には、後車輪の一方が跳ねると他方も跳ねてしまう。このため車体部の後方部分が揺さ振られて、走行時の安定性や、乗り心地を損ねてしまうという問題がある。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００５】
【特許文献１】実開昭５７−７７０７５号公報
【特許文献２】特開２００６−１６８５０３号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
本発明は、路面状態による乗り心地の悪化を軽減する側車付二輪車のフレーム体を簡易な構成で提供することを課題とする。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
（１）本発明は、前車輪および後車輪を備える二輪車の片側に側車輪を有する側車付二輪車のフレーム体であって、
ヘッドパイプと、前記ヘッドパイプから前記側車輪へ向けて延在し、該側車輪の車輪軸が軸支されるサイドフレーム体と、前記後車輪の車輪軸に平行な軸周りに回動可能に前記ヘッドパイプ又は前記サイドフレーム体に連結される連結部分を有し、該後車輪の車輪軸が軸支されると共に、乗員を支持するメインフレーム体と、前記メインフレーム体の回動範囲を制限するストッパーと、を備えていることを特徴とする。
（２）また、本発明は、前記サイドフレーム体が、前記メインフレーム体の中心面に対して走行方向右側に配置されていることを特徴とする。
（３）さらに、本発明は、前記サイドフレーム体が、前記側車輪が取り付けられる本体部と、前記本体部と着脱可能に連結される被連結部と、を備えていることを特徴とする。
（４）さらにまた、前記サイドフレーム体の前記本体部を取り外したときに、前記メインフレーム体と前記ヘッドパイプの間に設けられ、該メインフレーム体の回動を制限する支持部を備えていることを特徴とする。
【発明の効果】
【０００８】
本発明は、メインフレーム体の回動がストッパーにより制限されない範囲において次の効果を奏する。
例えば直立走行時では、側車輪が走行面にある凸状の障害物を乗り越えた場合、側車輪とともにサイドフレーム体の後ろ側が持ち上げられて、ヘッドパイプは前のめりに傾く。このようなサイドフレーム体及びヘッドパイプの動きに対して、メインフレーム体は連結部分を中心としてサイドフレーム体に対し相対的に回動するので障害物による影響を受けない。このように、このフレーム体は、障害物から受けるサイドフレーム体の衝撃がメインフレーム体側に伝達されず、言わばサスペンションのように働くので乗り心地が損なわれない。
【０００９】
そして、メインフレーム体がサイドフレーム体に対して回動することにより、後車輪と側車輪とが互いに独立して上下に動くので、凸凹道の走行時においても車体部が左右に揺さ振られることなく、安定して走行することができる。
【００１０】
傾斜面を横切って走行するときには、傾斜の高低に応じて、後車輪が側車輪に対して高位置又は低位置に移動するので、メインフレーム体が傾かずに鉛直方向に立つ。よって、乗員は正常な乗車姿勢を保つことができる。また、平地でのコーナリングにおいては、メインフレーム体を左右に傾けることができるので、一般的な二輪車のようなスムーズなコーナリングも可能となる。さらに、メインフレーム体と後車輪との間にねじれが生じないので、駆動装置も簡易な構成となる。
【００１１】
また、本発明は、ストッパーを備えることにより次の効果を有するものである。
メインフレーム体がサイドフレーム体側に傾いた場合に、メインフレーム体がヘッドパイプとの連結部分を中心にして回動する。そして、メインフレーム体がさらに傾いた場合には、ストッパーが作用してメインフレーム体の回動範囲が制限される。この際、乗員の荷重の一部がサイドフレーム体により多く伝達されて、乗員を前車輪、後車輪、側車輪の三輪でバランスよく支持した安定走行が可能となる。よって、このフレーム体を備えた側車付二輪車は、バランス感覚の衰えた高齢者にとって好適である。
【図面の簡単な説明】
【００１２】
【図１】側車付二輪自転車の側面図。
【図２】側車付二輪自転車の平面図。
【図３】サイドフレーム体の他の実施形態を示す平面図。
【図４】サイドフレーム体の一部平面図。
【図５】サイドフレーム体の一部断面図および立パイプの断面図。
【発明を実施するための形態】
【００１３】
側車付二輪自転車を例にして本発明の実施形態を説明する。なお、各図にわたって示される同じ符号は同一または同様のものを示す。
【００１４】
図１及び図２に示すように側車付二輪自転車１は、車体部３に、前車輪５、後車輪７、側車輪９、操だ装置１１、座席装置１３、及び駆動装置１５が取り付けられた構成である。前車輪５と後車輪７は互いに前後に一直線上に配置されており、側車輪９は後車輪７の片側に配置される。側車輪９は後車輪７よりも小径のものが好ましく、この側車輪９の車輪軸１７が後車輪７の車輪軸１９（以下、後車輪軸１９という）の延長線の略真下に位置するように設けられるのが好ましい。
【００１５】
車体部３は、前ホーク２１と、本実施形態のフレーム体２３と、を備える。前車輪５の車輪軸２５（以下、前車輪軸２５という）が前ホークつめ（不図示）に軸支され、操だ装置１１がホークステム（不図示）に連結されている。フレーム体２３は、ヘッド部品（不図示）を介してホークステムを回動可能に支持するヘッドパイプ２７と、サイドフレーム体２９と、メインフレーム体３１と、ストッパー３３と、を備える。
【００１６】
サイドフレーム体２９は、ヘッドパイプ２７の側壁に固定されて側車輪９の車輪軸１７に向かって延在しており、側車輪９の車輪軸１７を軸支する。このサイドフレーム体２９は、サイドパイプ３５と、側車輪軸支部３７と、を備えた構成であり、例えばアルミニウム合金などの金属製である。サイドパイプ３５は、前端部がヘッドパイプ２７に溶接等により固定されており、このヘッドパイプ２７から後述する立パイプ３９に向かって直線状に延出し、立パイプ３９の手前で屈曲し、側車輪９に向かってさらに屈曲して延出している。側車輪軸支部３７はサイドパイプ３５の後端部に接続されており、側車輪９の車輪軸１７を軸支している。代表的な側車輪軸支部３７は、サイドパイプ３５の後端部から車輪軸１７の両端に向かって分岐して延出し、車輪軸１７を両持ちで軸支するホーク部材である。このような構成のサイドフレーム体２９を介して、前車輪５に対する側車輪９の相対的な位置関係が固定された状態で連結されている。
【００１７】
メインフレーム体３１は、後車輪軸１９に平行な軸周りに回動可能にヘッドパイプ２７に連結され、後車輪軸１９を軸支し、乗員を支持するものである。このメインフレーム体３１は、代表的には、シート部品４１を介して座席装置１３が取り付けられる立パイプ３９と、立パイプ３９の上端から後車輪軸１９を軸支する後つめ（不図示）に向かって延出しているバックホーク４３（図２では不図示）と、立パイプ３９の下端に設けられてハンガ部品（不図示）を介して駆動装置１５が取り付けられるハンガラグ４５と、ハンガラグ４５から後つめに向かって延出しているチェーンステー４７（図２では不図示）と、立パイプ３９からヘッドパイプ２７に向かって延出している連結パイプ４９とを備えている。この連結パイプ４９の先端部は、後車輪軸１９と平行な軸５１（本実施形態では走行方向Ｆに直交する水平軸）を有するジョイント５３を介してヘッドパイプ２７に連結されている。このように連結された連結パイプ４９の先端部にある軸５１を中心として、メインフレーム体３１はサイドフレーム体２９に対して相対的に回動する。連結パイプ４９はサイドパイプ３５の下方に配置されており、サイドパイプ３５よりも下側でヘッドパイプ２７の側壁に連結されている。
【００１８】
ストッパー３３は、メインフレーム体３１の回動範囲を制限するものである。このストッパー３３の一例は、車体が直立した状態にあるメインフレーム体３１とサイドフレーム体２９の間に弛みをもって架け渡された金属製のワイヤーである。このワイヤーは、メインフレーム体３１がサイドフレーム体２９に対して所定の回動位置に達した場合に、緊張状態となり、メインフレーム体３１のそれ以上の回動を制限する。なお、メインフレーム体３１の回動範囲は、金属ワイヤーの緩みの量により定められる。この緩みの量は、乗員の好みや体重等に応じて定めたり、後車輪７と側車輪９の配置間隔に比例して定めることができる。
【００１９】
なお、本実施形態においては、側車輪９の上方に配置され、側車輪９の車輪軸１７に対して取り付けられたキャリヤ５５を備えている。
【００２０】
上記の構成からなるフレーム体２３は、側車付二輪自転車１の走行中に、メインフレーム体３１がサイドフレーム体２９側に傾いた場合に、メインフレーム体３１がヘッドパイプ２７との連結部分である軸５１を中心にして相互に離反する方向へ回動する。そこから、メインフレーム体３１がさらに傾いた場合には、ストッパー３３が作用してメインフレーム体３１の回動範囲が制限される。このとき乗員の荷重の一部がメインフレーム体３１を介してサイドフレーム体２９により多く伝達されて、乗員を前車輪５、後車輪７、側車輪９の三輪でバランスよく支持した安定走行が可能となる。よって、このフレーム体２３を備えた側車付二輪自転車１は、走行中にバランスを崩して転倒するといった事故を可能な限り抑制することができ、バランス感覚の衰えた高齢者にとって好適である。
【００２１】
本実施形態に係るフレーム体２３によれば、メインフレーム体３１の回動がストッパー３３により制限されない範囲において次の効果を奏する。
例えば直立走行時では、側車輪９が走行面にある凸状の障害物を乗り越えた場合、側車輪９とともにサイドフレーム体２９の後ろ側が持ち上げられて、ヘッドパイプ２７は前のめりに傾く。このようなサイドフレーム体２９及びヘッドパイプ２７の動き対して、メインフレーム体３１は連結部分を中心として回動するので障害物に何ら影響されない。このように、このフレーム体２３は、障害物から受けるサイドフレーム体２９の影響がメインフレーム体３１側に伝達されず、言わばサスペンションのように働くので乗り心地が損なわれない。
【００２２】
そして、メインフレーム体３１がサイドフレーム体２９に対して軸５１を中心に回動することにより、後車輪７と側車輪９とが互いに独立して上下に動くので、凸凹道の走行時においても車体部３が左右に揺さ振られることなく、安定して走行することができる。
【００２３】
また、平地でのコーナリングにおいては、メインフレーム体３１を走行方向Ｆの左右に傾けることができるので、一般的な二輪自転車と比べてもほとんど遜色のないほどスムーズなコーナリングが可能となる。
【００２４】
さらに、傾斜面を横切って走行するときには、傾斜の高低に応じて、後車輪７が側車輪９に対して高位置又は低位置に移動するので、車体部３が傾かずに鉛直方向に起立した姿勢が保たれる。よって、乗員は正常な乗車姿勢でペダリングをすることができる。また、メインフレーム体３１と後車輪７との間にねじれが生じないので、駆動装置１５は従来からある二輪自転車の構成をそのまま援用しても何ら差し支えはない。
【００２５】
さらにまた、ヘッドパイプ２７に固定されたサイドフレーム体２９には、このヘッドパイプ２７を介してメインフレーム体３１が受ける乗員の荷重の一部がかかることとなる。すなわち、乗員の荷重により、サイドフレーム体２９は常に下方に力がかかった状態となる。このため、側車輪９は障害物を乗り越えた際、又は窪みに落ち込んだ際に跳ね上がることがない。よって、側車輪９上にキャリヤ５５を取り付けて荷物を載せた場合に荷物の受ける衝撃を低減することができる。よって、キャリヤ５５に取り付けた荷籠に割れ物を入れて運搬するのに好適である。
【００２６】
さらに、側車輪９が後車輪７の走行方向Ｆ右側に配置され、サイドフレーム体２９がメインフレーム体中心面（連結パイプ４９と立パイプ３９の各々の中心線により作られる平面）から右側に形成されているので、走行方向Ｆの左側からメインフレーム体３１に跨る乗員にとって、サイドフレーム体２９や側車輪９が邪魔にならず、乗りやすい。
【００２７】
また、メインフレーム体３１はサイドパイプ３５に設けられたジョイントに連結されたものであっても良い。この場合には、サイドパイプ３５の前端部分に連結されるのが好ましい。これにより、例えばサイドフレーム体２９が障害物に乗り上げた場合など、メインフレーム体３１がサイドフレーム体２９に対して回動している場合に生じるヘッド角の角度変化、及び後車輪７と前車輪５のホイールベース長さの変化が低減されるので、違和感のない走行が可能となる。
【００２８】
なお、メインフレーム体３１において、連結パイプ４９の後端は、立パイプ３９に接続されているとしたが、これに限定されず、ハンガラグ４５に接続されても良い。
【００２９】
本発明のフレーム体は、上記の実施形態に限定されない。例えば図３及び図４に示すように、サイドフレーム体２９は互いに着脱可能に連結される本体部５７と被連結部５９とを備えた構成であっても良い。このような本体部５７及び被連結部５９は、例えばサイドパイプ３５を分割して形成することができる。
【００３０】
本体部５７は、側車輪９が取り付けられており、上記の側車輪軸支部３７と、側車輪軸支部３７から立パイプ３９に向かって屈曲して延出しているサイドパイプ３５の延出部６１と、を備えた構成である。被連結部５９は、前端がヘッドパイプ２７に固定され、後端に本体部５７が連結されるものであり、代表的にはヘッドパイプ２７から直線状に立パイプ３９に向かって延出しているサイドパイプ３５の直線部６３と、直線部６３から側車輪９の配置に向かって屈曲しているサイドパイプ３５の屈曲部６５と、を備えた構成である。本体部５７と被連結部５９との連結態様は特に限定されないが、例えば、本体部５７の先端（延出部６１の先端）及び被連結部５９の後端（屈曲部６５の先端）、すなわちサイドパイプ３５の分割部分に設けた一対のフランジ６７を互いに合わせ、合わせた状態の一対のフランジ６７をはめ込む溝付きバンド６９を用いて連結される。そのほか、一対のフランジ６７を螺子止め等により連結しても良い。また、連結強度を向上させるために、本体部５７の先端に挿入部７１を設け、この挿入部７１を被連結部５９の後端に挿入しても良い。さらに、この挿入部７１と被連結部５９の後端部とを螺子止めしても良い。
【００３１】
このサイドフレーム体２９は、必要に応じて本体部５７を着脱することができる。また、側車輪９の径が異なる本体部５７を準備すれば、乗員の好みに応じた側車輪９を選択することができる。さらに、デザインが異なる本体部５７を準備すれば、乗員の好みに応じたデザインを選択することも可能である。
【００３２】
また、図５に示すように、本体部５７を取り外したとき、被連結部５９の後端部がメインフレーム体３１の立パイプ３９に対して固定されるものであっても良い。例えば、立パイプ３９の後面から前面に挿通されて、立パイプ３９の前面に対向する屈曲部６５の面に取り付けられる螺子７３を用いる。この場合、サイドフレーム体２９の被連結部５９は、一般自転車における上パイプと同様にヘッドパイプ２７と立パイプ３９とを互いに固定する。すなわち、被連結部５９は、ジョイント５３を介したメインフレーム体３１の回動を制限する支持部として作用する。よって、一般自転車と同様の走行が可能となる。なお、本体部５７が取り付けられている状態では、螺子７３は屈曲部６５の面から取り外される。
【００３３】
また、図１及び図２に示すように、本発明のフレーム体２３を用いた側車付二輪自転車１は、車体部３を走行方向Ｆ右側に傾けると、ストッパー３３が作用して前車輪５、後車輪７、及び側車輪９で車体部３が支持されて自立するので、スタンドを用いて駐輪する必要がない。しかし、左側への転倒を防止するために、メインフレーム体３１の走行方向Ｆ左側に一本スタンド（不図示）を取り付けても良い。この一本スタンドは、メインフレーム体３１のバックホーク４３とチェーンステー４７にまたがって取り付けられる。
【００３４】
以上、本発明の実施形態について説明したが、本発明はその趣旨を逸脱しない範囲で、当業者の知識に基づき種々の改良、修正、変形を加えた形態で実施し得るものであり、これらの実施形態はいずれも本発明の範囲に属するものである。
【００３５】
例えば、上記の実施形態においては、前車輪５と後車輪７とが一直線上に配置されている。すなわち、メインフレーム体中心面にヘッドパイプ２７の中心線が含まれているが、この態様に限定されず、ヘッドパイプ２７は、その中心線がメインフレーム体中心面に対して左右に位置をずらして設けられても良い。たとえば、ヘッドパイプ２７をメインフレーム体中心面よりもサイドフレーム体２９側に配置すると、駐輪時においてメインフレーム体３１がサイドフレーム体２９側に傾き易くなり、自立させ易い。
【００３６】
また、ストッパーは、金属製のワイヤーに限定されず、メインフレーム体３１が所定の回動範囲に達した場合に、メインフレーム体３１とサイドフレーム体２９との間に緊張状態となって、メインフレーム体３１の回動を制限する、例えばチェーンなど部材や、リンク機構を採用することができる。また、ストッパー３３としての金属製のワイヤーは、メインフレーム体３１の連結パイプ４９とヘッドパイプ２７の間に弛みをもって架け渡されたものであっても良い。この場合、ヘッドパイプ２７におけるワイヤーの取付位置は、連結パイプ４９よりも上方の位置である。
【００３７】
また、サイドパイプ３５の形状は図示したものに限定されず、乗員のペダリングを阻害せず、メインフレーム体の回動を邪魔しない他の形状を採用することができる。たとえば、サイドパイプは、ヘッドパイプ２７から走行方向Ｆの側方（右側水平方向）に延出する側方延出部と、側方延出部の先から側車輪９の車輪軸１７に向かって後方に延出する後方延出部と、を備えた構成であっても良い。このようにサイドパイプを構成した場合には、ストッパーとしての金属製のワイヤーは、その上部がヘッドパイプ２７から後方に突出した突出部に取り付けられて、下部が連結パイプ４９に取り付けられるのが好ましい。この突出部は、例えば、前端がヘッドパイプ２７の上部に固着されて、後端がヘッドパイプ２７と立パイプの３９の中間に位置する棒状のものである。また、このようなサイドパイプにおいては、側方延出部を分割して、上記の本体部と被連結部を形成しても良い。さらに、本体部を取り外した場合に、突出部と連結パイプ４９との間に支持部材を設けても良い。
支持部材は、例えば金属製の棒状体であり、上端が突出部に取り付けられ、下端が連結パイプ４９に取り付けられる。これにより、支持部材を介して突出部と連結パイプ４９が互いに固定され、ジョイント５３を介したメインフレーム体３１の回動を制限する。よって、一般自転車と同様の走行が可能となる。
【００３８】
また、本発明の実施形態として側車付二輪自転車を例に説明したが、本発明はこれに限定されるものではなく、側車付の二輪自動車やスクーターのフレーム体として用いることもできる。例えば、一般的な二輪自動車において、ヘッドパイプを除いたフレーム体を本発明のメインフレーム体として用いることができる。また、スクーターにおいては、乗員の足を乗せる部分及び後車輪軸を軸支する部分が本発明のメインフレーム体として用いることができる。これらのメインフレーム体は水平軸回りに回動可能なジョイントを介してヘッドパイプに連結される。さらに、メインフレーム体の側方に側車輪を設け、ヘッドパイプから側車輪にかけて延在し、側車輪の車輪軸を軸支するサイドフレーム体を設けることができる。
【符号の説明】
【００３９】
１  …  側車付二輪自転車
７  …  後車輪
９  …  側車輪
１７  …  側車輪の車輪軸
１９  …  後車輪軸
２３  …  フレーム体
２７  …  ヘッドパイプ
２９  …  サイドフレーム体
３１  …  メインフレーム体
３３  …  ストッパー
３９  …  立パイプ
５１  …  後車輪軸に平行な軸
５７  …  本体部
５９  …  被連結部
【要約】
【課題】路面状態による乗り心地の悪化を軽減する側車付二輪車のフレーム体を簡易な構成で提供する。
【課題を解決するための手段】側車付二輪車１のフレーム体２３を、側車輪９の車輪軸１７を軸支するサイドフレーム体２９と、後車輪軸１９を軸支するメインフレーム体３１と、サイドフレーム体２９とメインフレーム体３１の間に架け渡されたストッパー３３を備えた構成にする。サイドフレーム体２９はヘッドパイプ２７に固定され、メインフレーム体３１は走行方向Ｆに直交する水平軸５１周りに回動可能にヘッドパイプ２７に連結される。これにより、メインフレーム体３１はサイドフレーム体２９に対して相対的に回動する。ストッパー３３はメインフレーム体３１の回動範囲を制限する。
【選択図】  図１【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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