(57)【要約】      （修正有）【課題】各種車両、特に自転車の旋回性能や操縦安定性を高め、しかも、スタンドを設けなくとも安定的に自立させることが出来る双輪装置を提供する。【解決手段】車体に対して各別に昇降自在に支持された左右一対の揺動アーム１２Ａ，１２Ｂに軸支された左右一対の前輪１Ａ，１Ｂと、揺動アーム１２Ａ，１２Ｂを下向きに付勢する付勢手段１４を備えた双輪装置において、両前輪１Ａ，１Ｂを互いに逆方向に連動昇降させる連動手段１３が設けられ、この連動手段１３は、車体に対して往復移動自在に支持された可動体１５と揺動アーム１２Ａ，１２Ｂとの間に介装され、付勢手段１４は、可動体１５と車体との間に介装されて可動体１５と連動手段１３とを介して両前輪１Ａ，１Ｂを下向きに付勢し、両前輪１Ａ，１Ｂが同一高さの定下降位置まで下降したときに連動手段１３を動作不能にするロック手段２１が設けられた構成。【選択図】図６
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
車体に対して各別に昇降自在に支持された左右一対の車輪軸支部材に軸支された左右一対の車輪と、左右一対の車輪軸支部材を下向きに付勢する付勢手段を備えた双輪装置において、左右両車輪を互いに逆方向に連動昇降させる連動手段が設けられ、この連動手段は、車体に対して往復移動自在に支持された可動体と前記左右一対の車輪軸支部材との間に介装され、前記付勢手段は、前記可動体と車体との間に介装されて当該可動体と前記連動手段とを介して左右両車輪を下向きに付勢し、左右両車輪が同一高さの定下降位置まで下降したときに前記連動手段を動作不能にするロック手段が設けられている、双輪装置。
【請求項２】
前記ロック手段は、左右両車輪が同一高さの定下降位置まで下降したときにロック作用状態に切り替わり、左右両車輪が前記定下降位置から上昇したときにロック解除状態に切り替わる、請求項１に記載の双輪装置。
【請求項３】
前記連動手段は、前記可動体に軸支された中間回動体と、この中間回動体と左右一対の前記車輪軸支部材とを連動連結する伝動部材とから構成され、前記ロック手段は、左右両車輪が同一高さの定下降位置まで下降したときに前記伝動部材又は中間回動体と係合して当該伝動部材又は中間回動体の運動を阻止する、請求項２に記載の双輪装置。
【請求項４】
左右一対の前記車輪軸支部材は、長さ方向の中間部が上下揺動自在に軸支された揺動アームから成り、この揺動アームの一端部に車輪が軸支されると共に他端部に連動手段の前記伝動部材が連結されている、請求項３に記載の双輪装置。
【請求項５】
前記中間回動体には、その回動中心と同心状の周縁が設けられ、左右一対の前記揺動アームの他端部には、この揺動アームの揺動中心と同心状の周縁を有するガイド部材が連設され、前記伝動部材として、中間部が前記中間回動体の周縁に掛張されると共に両端が各揺動アームのガイド部材の周縁に掛張された状態で当該ガイド部材に係止される１本の索状体が設けられ、前記ロック手段は、前記索状体又は中間回動体に設けられた被係止部と、車体側に固定されて前記被係止部と係合する係止部材とから構成されている、請求項４に記載の双輪装置。
【請求項６】
ロック手段の前記被係止部は、前記索状体から突設させた突起体から成り、ロック手段の前記係止部材は、前記突起体が嵌入する凹部を備えている、請求項５に記載の双輪装置。
【請求項７】
ロック手段の前記被係止部は、前記中間回動体から突設させた突起体から成り、ロック手段の前記係止部材は、前記突起体が嵌入する凹部を備えている、請求項５に記載の双輪装置。
【請求項８】
付勢手段は、ロック手段が連動手段を動作不能にする高さよりも下側の領域において左右一対の車輪軸支部材を下向きに付勢する付勢力の大きな第一のバネと、この第一のバネの付勢力が働く領域の端から更に左右一対の車輪軸支部材を、ロック手段が連動手段を動作不能にする高さまで下向きに付勢する付勢力の小さな第二のバネとから構成されている、請求項２〜７の何れか１項に記載の双輪装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、各種車両の車輪として活用出来る、左右一対の車輪を備えた双輪装置に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
例えば自転車の前輪に適用された双輪装置として、特許文献１に開示されるように、前輪を構成する左右一対の車輪の夫々を上下揺動自在な支持アームに軸支すると共に、各支持アームを下向きに付勢する付勢手段と油圧ダンパーを設けた左右二輪独立懸架方式のものが知られている。この左右二輪独立懸架方式の双輪装置では、一般的な二輪自転車と同様に旋回走行時に車体を旋回中心側へ傾斜（リーン）させることが可能になると共に、凹凸路面での走行も左右両車輪を夫々独立的に上下動させて円滑に走行出来るのであるが、左右両車輪が互いに相対的に上下動したとき、各車輪の接地圧に大きな差が生じるので、例えばリーン走行時や傾斜路面上での等高線に沿った横向き走行時に車体が横滑りし易いという問題点が考えられる。そこで下向きに付勢された左右両車輪を互いに上下逆向きに強制連動させるシンクロシステムの採用が考えられた。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】特開２００６−１９２９６０号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
上記のシンクロシステムが取り入れられた双輪装置を前後何れかの車輪として備えた自転車によれば、車体の傾動を伴う旋回走行時や凹凸路面上での走行時など、左右両車輪の片側が車体側の荷重を受ける状況になったとき、この車輪が下向きの付勢力に抗して上動することになるが、この片側の車輪の上動に連動して反対側の車輪が強制的に降下させられて接地することになる。従って、車体の傾動を伴う旋回走行時や凹凸路面上での走行時などにおいても、左右両車輪が異なる高さの路面に対して確実に略等しい接地圧で接地することになるので、車体の左右方向のバランスが大きく崩れることがなく、車体の横滑りを防止して安定良く走行させることが出来る。しかしながら、運転者が搭乗していない停止状態の車体を自立させようとしたとき、この車体に左右横向きの外力が作用すると、その外力が小さくとも、左右両車輪の上記シンクロシステムによる連動構造により車体が簡単に倒れる恐れがあり、双輪装置を備えた三輪自転車でありながらスタンド無しでは安定自立させることが出来ない。
【課題を解決するための手段】
【０００５】
本発明は、上記のような従来の問題点を解消することの出来る自転車を構成するのに好適な双輪装置を提案するものであって、請求項１に記載の本発明に係る双輪装置は、後述する実施例との関係を理解し易くするために、当該実施例の説明において使用した参照符号を括弧付きで付して示すと、車体(3)に対して各別に昇降自在に支持された左右一対の車輪軸支部材(揺動アーム１２Ａ，１２Ｂ)に軸支された左右一対の車輪(前輪１Ａ，１Ｂ)と、左右一対の車輪軸支部材(揺動アーム１２Ａ，１２Ｂ)を下向きに付勢する付勢手段(14)を備えた双輪装置において、左右両車輪(前輪１Ａ，１Ｂ)を互いに逆方向に連動昇降させる連動手段(13)が設けられ、この連動手段(13)は、車体(3)に対して往復移動自在に支持された可動体(15)と前記左右一対の車輪軸支部材(揺動アーム１２Ａ，１２Ｂ)との間に介装され、前記付勢手段(14)は、前記可動体(15)と車体(3)との間に介装されて当該可動体(15)と前記連動手段(13)とを介して左右両車輪(前輪１Ａ，１Ｂ)を下向きに付勢し、左右両車輪(前輪１Ａ，１Ｂ)が同一高さの定下降位置まで下降したときに前記連動手段(13)を動作不能にするロック手段(21)が設けられた構成になっている。
【０００６】
上記本発明を実施する場合、具体的には請求項２に記載のように、前記ロック手段(21)は、左右両車輪(前輪１Ａ，１Ｂ)が同一高さの定下降位置まで下降したときにロック作用状態に切り替わり、左右両車輪(前輪１Ａ，１Ｂ)が定下降位置から上昇したときにロック解除状態に切り替わるように構成することが出来る。この場合、請求項３に記載のように、前記連動手段(13)は、前記可動体(15)に軸支された中間回動体(16)と、この中間回動体(16)と左右一対の前記車輪軸支部材(揺動アーム１２Ａ，１２Ｂ)とを連動連結する伝動部材（索状体１８、押し引き用リンク３０ａ，３０ｂ）とから構成し、前記ロック手段(21)は、左右両車輪(前輪１Ａ，１Ｂ)が同一高さの定下降位置まで下降したときに前記伝動部材（索状体１８）又は中間回動体(16)と係合して当該伝動部材（索状体１８、押し引き用リンク３０ａ，３０ｂ）又は中間回動体(16)の運動を阻止するように構成することが出来る。更にこの場合、請求項４に記載のように、左右一対の前記車輪軸支部材は、長さ方向の中間部が上下揺動自在に軸支された揺動アーム(12A,12B)から構成し、この揺動アーム(12A,12B)の一端部に車輪(前輪１Ａ，１Ｂ)を軸支すると共に他端部に連動手段(13)の前記伝動部材（索状体１８、押し引き用リンク３０ａ，３０ｂ）を連結することが出来る。
【０００７】
請求項４に記載の構成を採用する場合、請求項５に記載のように、前記中間回動体(16)には、その回動中心と同心状の周縁(16b)を設け、左右一対の前記揺動アーム(12A,12B)の他端部には、この揺動アーム(12A,12B)の揺動中心と同心状の周縁(17a,17b)を有するガイド部材(17A,17B)を連設し、前記伝動部材として、中間部が前記中間回動体(16)の周縁(16b)に掛張されると共に両端が各揺動アーム(12A,12B)のガイド部材(17A,17B)の周縁(17a,17b)に掛張された状態で当該ガイド部材(17A,17B)に係止される１本の索状体(18)を設け、前記ロック手段(21)は、前記索状体(18)又は中間回動体(16)に設けられた被係止部(23)と、車体(3)側に固定されて前記被係止部(23)と係合する係止部材(22)とから構成することが出来る。この場合、請求項６又は請求項７に記載のように、ロック手段(21)の前記被係止部(23)は、前記索状体(18)から突設させた突起体(24)又は前記中間回動体(16)から突設させた突起体(26)から構成し、ロック手段(21)の前記係止部材(22)には、前記突起体(24,26)が嵌入する凹部(22c,27)を設けることが出来る。
【０００８】
更に、請求項８に記載のように、付勢手段(14)は、ロック手段(21)が連動手段(13)を動作不能にする高さよりも下側の領域において左右一対の車輪軸支部材(揺動アーム１２Ａ，１２Ｂ)を下向きに付勢する付勢力の大きな第一のバネ(19a)と、この第一のバネ(19a)の付勢力が働く領域の端から更に左右一対の車輪軸支部材(揺動アーム１２Ａ，１２Ｂ)を、ロック手段(21)が連動手段(13)を動作不能にする高さまで下向きに付勢する付勢力の小さな第二のバネ(19b)とから構成することが出来る。
【発明の効果】
【０００９】
上記構成の本発明による双輪装置は、一般的な前後二輪の自転車（電動アシスト自転車を含む）の他、車輪を備えた各種車両、例えば内燃機関や電動モーターで自走出来る、一般的に原動機付き自転車や自動二輪車と称される自動走行二輪車、或いは人が搭乗しないで手で支持した状態で押して又は引いて移動させる荷搬送用台車などの各種車両の車輪として利用できるものであるが、この双輪装置を例えば自転車の前輪又は後輪に採用した場合の作用効果について説明すると、請求項１に記載の本発明の構成によれば、左右一対の車輪が互いに上下逆方向に連動する状態で付勢手段により下向きに付勢されているので、片側の車輪が路面の凸部に乗り上げた場合や斜面を等高線に沿って走行するようなとき、或いは片側の車輪が路面の凹部に落ち込んだようなとき、高くなる側の車輪に路面から作用する上向き反力が大きくなるので、当該高くなる側の車輪が付勢手段の付勢力に抗して上昇し、これに伴って反対側の車輪が連動して下降し、路面に接地することになる。即ち、上記のような状況になっても、低くなる側の車輪のある側に車体が傾動することがなくなり、常に左右両車輪が異なる高さの路面に略等しい接地圧で接地して車体を略鉛直姿勢に維持させることになり、安全に走行することが出来る。しかも運転者が車体から降りると左右両車輪に作用していた下向きの負荷が一定以下に小さくなり、当該車体を略鉛直姿勢に保持させることにより、付勢手段の付勢力で左右両車輪が車体に対して同一高さの定下降位置まで下がることになるので、このときにロック手段を働かせて、左右両車輪を連動させる前記連動手段を動作不能にすることにより、左右両車輪は車体に作用する荷重の変化に応じて一体に昇降することしか出来ない状態になる。従って、車体に水平横向きに外力が作用しても、左右両車輪が相対的に上下動することを伴って車体が外力の作用方向に倒れることはない。即ち、双輪の特徴を活かして、特にスタンドを併用しなくとも安定的に自立させることが可能な自転車として、便利に活用出来る。
【００１０】
前記ロック手段は、基本的には、ロック作用状態への切り替え及びロック解除状態への切り替えを人の操作によって行うものであっても良いが、請求項２に記載の構成によれば、運転者が降りて車体を略鉛直姿勢に保持させるだけで自動的にロック手段が働き、当該車体を鉛直姿勢で安定的に自立させることが出来るし、当該車体に人が乗って一定以上の荷重が作用すると自動的にロック手段がロック解除状態に切り替わり、所期通りに連動手段を働かせて円滑且つ安全に走行出来る。又、運転者が搭乗走行中の車体が路面の凸部に乗り上げて衝撃的に左右両車輪が同時に路面から浮き上がって当該左右両車輪に作用する荷重が一定以下になり、車体に対して定下降位置まで降下すると、ロック手段が働くことになるが、再び当該左右両車輪が接地して当該左右両車輪に作用する荷重が一定以上になったとき、ロック手段が自動的に解除されて元の走行時の状態に復帰するので、ロック手段が自動的に作動する構成であっても、走行時の安全性に問題はない。
【００１１】
又、請求項３に記載の構成によれば、左右両車輪を互いに上下逆方向に連動させる連動手段を簡単な構成で安価に実施出来るだけでなく、その連動手段の構成部材である伝動部材又は中間回動体を利用して、左右両車輪を同時に自動ロック及び自動ロック解除が可能なロック手段も構成出来るので、本発明の構成全体を簡単にして安価に実施することが出来る。この場合、請求項４に記載の構成によれば、付勢手段、連動手段、及びロック手段の全てを左右両車輪の軸心より十分に高い位置に設けることが容易になり、走行時にこれら付勢手段、連動手段、及びロック手段が路面側の障害物に接触する恐れを実質的に無くすことが出来る。
【００１２】
請求項３に記載の連動手段は、リンク機構によって構成することも可能であるが、特に請求項５に記載の構成によれば、左右両車輪の互いに逆向きの上下運動量を正確に等しくすることが出来、より一層安定的に走行することが出来る。この場合、ロック手段の被係止部を中間回動体に設けるときは、当該中間回動体の直径を大きくして、被係止部が問う中間回動体の軸受け部と干渉しないように構成する必要があるが、請求項６に記載の構成によれば、前記中間回動体の直径を小さくしなければならないというような制約を受けることなく、ロック手段を簡単に構成することが出来る。逆に、請求項７に記載の構成によれば、中間回動体の直径をある程度大きくしなければならないが、索状体として被係止部を設けることが困難な、例えばワイヤーロープなども利用出来る。
【００１３】
更に、請求項８に記載の構成によれば、運転者が降りた車体を略鉛直に支持させるだけで、確実に自動ロックさせて車体を安定的に自立させることが出来るにもかかわらず、その車体に運転者が走行時と同じ状態に搭乗しなくとも、一定以上の負荷が車体の双輪側に作用しさえすれば、確実にロックを自動解除することが出来るので、自転車を円滑に始動させることが出来る。
【００１４】
尚、本発明の双輪装置を、前輪１輪のみを備えた手押し荷台車の当該前輪に利用した場合、従来では後ろ側に左右一対設けられる接地用固定脚部を１つに減らすことも可能になると共に、凹凸路面上での手押し移動も円滑且つ安定的に行える。更に、３輪以上の車輪を備えた荷搬送用台車の場合、元来、安定的に自立させることはできるが、凹凸路面上での走行安定性を改善する目的で本発明の双輪装置を活用することも出来る。
【図面の簡単な説明】
【００１５】
【図１】Ａ図は自転車全体の側面図、Ｂ図はその正面図である。
【図２】本発明の要部の基本構成を説明する斜視図である。
【図３】左右両車輪の走行路面高さが異なるときの走行状態を説明する図であって、Ａ図は向かって左側の車輪が高い路面を走行するときの正面図、Ｂ図は同右側の車輪が高い路面を走行するときの正面図である。
【図４】Ａ図は左右両車輪が同時に路面の凸部に乗り上げたときの作用を説明する正面図、Ｂ図は片側の車輪が路面の凸部に乗り上げたときの作用を説明する正面図である。
【図５】図５〜図１４は本発明の実施例の具体構造を示す図であって、図５は要部の縦断側面図である。
【図６】Ａ図は図５のＸ矢視図、Ｂ図はＡ図から付勢手段と連動手段を省いた状態での一部切欠き図である。
【図７】図５の要部を示す拡大側面図である。
【図８】Ａ図は図７の平面図、Ｂ図はＡ図のＹ部の拡大図である。
【図９】図８Ａの要部の拡大横断平面図である。
【図１０】左右両車輪が定下降位置まで下がったロック状態を示す要部の縦断側面図である。
【図１１】図１０の拡大Ｚ矢視図である。
【図１２】Ａ図は図１１の要部の拡大横断平面図、Ｂ図は同要部の拡大縦断側面図である。
【図１３】Ａ図は本発明の他の実施例を示す要部の一部切欠き平面図、Ｂ図は同要部の一部縦断側面図である。
【図１４】本発明の他の基本構成を説明する斜視図である。
【図１５】本発明における付勢手段の他の実施例を示す横断平面図である。
【発明を実施するための形態】
【００１６】
本発明の構成を採用した図１に示す自転車は、左右一対の前輪１Ａ，１Ｂと、１輪の後輪２、この後輪２を後端部に軸支した車体３、この車体３上に設けられたサドル４、車体３の下側に軸支されて後輪２と伝動機構５を介して連動連結された左右一対のペダル６、車体３前端部に設けられたハンドル支持部７に支持されたハンドル８を備えており、このハンドル８の回転軸杆８ａの下端部に左右一対の前輪１Ａ，１Ｂを備えた双輪装置９が設けられている。
【００１７】
双輪装置９の基本構成を図２〜図４に基づいて説明すると、ハンドル８の回転軸杆８ａの下端部に取り付けられる車体側部材１０、この車体側部材１０の左右両側に同心状の水平支軸１１により上下揺動自在に軸支され且つ遊端部に夫々前輪１Ａ，１Ｂが軸支された左右一対の揺動アーム１２Ａ，１２Ｂ、左右両揺動アーム１２Ａ，１２Ｂを互いに上下逆向きに連動して上下揺動させる連動手段１３、及び左右両揺動アーム１２Ａ，１２Ｂを上向きに付勢する付勢手段１４から構成されている。
【００１８】
連動手段１３は、車体側部材１０に昇降自在に支持された昇降軸杆１５ａとこの昇降軸杆１５ａの上端に連設された軸受け部材１５ｂとから成る可動体１５、この可動体１５の軸受け部材１５ｂに支軸１６ａにより回転自在に軸支された中間回動体１６、左右両揺動アーム１２Ａ，１２Ｂと一体に水平支軸１１の周りに回転可能な左右一対のガイド部材１７Ａ，１７Ｂ、及び１本の索状体１８から構成されている。中間回動体１６は、支軸１６ａと同心状の周縁１６ｂを有し、左右一対のガイド部材１７Ａ，１７Ｂは、水平支軸１１と同心状の周縁１７ａ，１７ｂを有し、索状体１８は、中間部が中間回動体１６の周縁１６ｂに掛張されると共に両端が各ガイド部材１７Ａ，１７Ｂの周縁１７ａ，１７ｂに掛張された状態で当該ガイド部材１７Ａ，１７Ｂに係止されている。付勢手段１４は、可動体１５の昇降軸杆１５ａに遊嵌する状態で車体側部材１０と軸受け部材１５ｂとの間に介装された圧縮コイルバネ１９から構成されている。
【００１９】
上記基本構成の双輪装置９によれば、付勢手段１４の圧縮コイルバネ１９が可動体１５と共に中間回動体１６を押し上げ、この中間回動体１６の上動に伴って索状体１８の両端部が引き上げられ、上向きに回動する左右両ガイド部材１７Ａ，１７Ｂを介して左右両揺動アーム１２Ａ，１２Ｂが水平支軸１１の周りに下向きに揺動せしめられる。換言すれば、付勢手段１４によって左右両前輪１Ａ，１Ｂが下向きに付勢されている。このときの付勢力の反力が、運転者が搭乗していない車体３の前端部を所定の上昇限位置まで持ち上げるように、圧縮コイルバネ１９の強さが設定されている。即ち、運転者が搭乗していない車体３を水平な路面上に鉛直姿勢に支持させたとき、左右両前輪１Ａ，１Ｂは、そのときに車体３の重量に対応して受ける均等な荷重と平衡する同一高さの定下降位置まで車体３に対して下降し、車体３を支持する。
【００２０】
車体３に運転者が搭乗すると、運転者の重量が左右両前輪１Ａ，１Ｂに作用し、当該左右両前輪１Ａ，１Ｂが揺動アーム１２Ａ，１２Ｂと一体に水平支軸１１の周りに上向きに揺動し、付勢手段１４の付勢力と平衡する高さで安定する。このときの左右両前輪１Ａ，１Ｂの車体３に対する上昇位置が、車体３に許容最大荷重が作用したときの左右両前輪１Ａ，１Ｂの車体３に対する上昇限位置と、先に説明した車体３に運転者が搭乗していないときの左右両前輪１Ａ，１Ｂの車体３に対する定下降位置との中間位置となるように、付勢手段１４の圧縮コイルバネ１９の強さが設定されている。
【００２１】
従って、図３Ａ，Ｂに示すように、左右両前輪１Ａ，１Ｂが高さの異なる路面上に接地するとき、左右両前輪１Ａ，１Ｂが接地する路面の内、相対的に高い側の路面に接地する一方の前輪１Ａ（又は１Ｂ）に車体３側の荷重が集中して当該一方の前輪１Ａ（又は１Ｂ）が付勢手段１４の付勢力に抗して車体３に対し上昇し、反対側の前輪１Ｂ(又は１Ａ)が車体３に対して下降して接地する。即ち、一方の前輪１Ａ（又は１Ｂ）を軸支している揺動アーム１２Ａ（又は１２Ｂ）の上方への揺動に伴ってガイド部材１７Ａ(又は１７Ｂ)が索状体１８の一端側を引き下げる方向に水平支軸１１の周りに回転し、この索状体１８の一端側の引き下げにより当該索状体１８の他端側が同一量だけガイド部材１７Ｂ(又は１７Ａ)を介して反対側の揺動アーム１２Ｂ（又は１２Ａ）を下向きに強制的に揺動させる。この結果、一方の前輪１Ａ（又は１Ｂ）が押し上げられたとき、反対側の前輪１Ｂ（又は１Ａ）が同一量だけ押し下げられ、左右両前輪１Ａ，１Ｂが同一接地圧で高さの異なる路面に接地することになるので、凹凸路面での走行時や傾斜路面を等高線に沿って走行するときの横滑りの危険性が少なくなる。又、コーナーリング時にも、キャンバススラストが高まって、従来の一般的な二輪自転車以上の旋回性能や操縦安定性を発揮させることが出来る。
【００２２】
又、付勢手段１４によるサスペンション効果について説明すると、図４Ａに示すように、左右両前輪１Ａ，１Ｂが衝撃的に高さＨの障害物(段差)に乗り上げたとき、車体３は慣性によりそのときの高さを保って前進しようとするので、左右両前輪１Ａ，１Ｂの上動に伴って左右両揺動アーム１２Ａ，１２Ｂが同時に車体３に対して上方に揺動し、左右両ガイド部材１７Ａ，１７Ｂを介して索状体１８の両端部が同時に引き下げられる。この結果、左右両前輪１Ａ，１Ｂの車体３に対する上昇量Ｈに比例した長さｈだけ、中間回動体１６が可動体１５と共に付勢手段１４の圧縮コイルバネ１９を圧縮させながら車体側部材１０に対して下降するので、そのときの衝撃が圧縮コイルバネ１９によって吸収されることになる。仮にこのときの索状体１８の両端部を引き下げる力を各々Ｆとすると、圧縮コイルバネ１９を圧縮させる力はＦ＋Ｆ＝２Ｆとなり、当該圧縮コイルバネ１９は２Ｆの反力で平衡するところまで圧縮されることになる。
【００２３】
図４Ｂに示すように、片側の前輪１Ａ(又は１Ｂ)が衝撃的に路面の高さＨの凸部に乗り上げたときは、反対側の前輪１Ｂ(又は１Ａ)は慣性でそのときの高さを維持しようとする。従って、当該片側の前輪１Ａ(又は１Ｂ)を軸支する揺動アーム１２Ａ（１２Ｂ）が上方に揺動し、ガイド部材１７Ａ（又は１７Ｂ）を介して衝撃的に索状体１８の一端部を引き下げたとき、反対側の前輪１Ｂ（又は１Ａ）を軸支する揺動アーム１２Ｂ(又は１２Ａ)は、慣性によりそのときの位置を維持しようとするので、当該索状体１８が中間回動体１６のみを圧縮コイルバネ１９の圧縮反力に抗して引き下ろすことになる。このときの中間回動体１６の移動量（圧縮コイルバネ１９の圧縮量）ｈは、動滑車の原理により、左右両前輪１Ａ，１Ｂが衝撃的に障害物(段差)に乗り上げたときの中間回動体１６の移動量の半分ｈ／２になり、圧縮コイルバネ１９は１Ｆの反力で平衡するところまでしか圧縮されない。このように、上記構成の双輪装置９によれば、左右両前輪１Ａ，１Ｂに共通の１つの付勢手段１４を使用しながら、各前輪１Ａ，１Ｂに独立したサスペンションを装備させたときと同等の効果が得られる。
【００２４】
次に上記双輪装置９の具体実施例を図５〜図１２に基づいて説明すると、車体側部材１０は、ハンドル８の回転軸杆８ａの下端に接続されて斜め前方下方に延出する屈曲軸杆１０ａと、この屈曲軸杆１０ａの下端部上側に固着突設された突起部１０ｂと、この突起部１０ｂに屈曲軸杆１０ａと平行に貫通固着させた筒状ガイド１０ｃから構成され、連動手段１３の可動体１５を構成する昇降軸杆１５ａは、筒状ガイド１０ｃに屈曲軸杆１０ａと平行に往復移動自在に貫通支持されている。揺動アーム１２Ａ，１２Ｂは、その基部に固着された大径円筒状の軸受け部１２ａ，１２ｂにおいて、屈曲軸杆１０ａの下端近傍位置の左右両側に共通の水平支軸１１により上下揺動自在に軸支され、連動手段１３の各ガイド部材１７Ａ，１７Ｂは前記軸受け部１２ａ，１２ｂに固着されている。更に、連動手段１３の中間回動体１６は、スプロケットホイールから構成され、連動手段１３の索状体１８は、中間回動体（スプロケットホイール）１６の周縁１６ｂの歯部に咬合するローラーチエン１８ａと、このローラーチエン１８ａの両端に連結されて前記左右一対のガイド部材１７ａ，１７ｂの円弧形の周縁１７ａ，１７ｂに嵌合する同一長さの２本のローラーチエン１８ｂ，１８ｃとから構成されている。中間回動体１６の回動軸心となる支軸１６ａとガイド部材１７Ａ，１７Ｂの回動軸心となる水平支軸１１とは、９０度向きが異なるので、索状体１８を構成するローラーチエン１８ａと２本のローラーチエン１８ｂ，１８ｃとは、ローラー軸の向きが９０度異なる状態で互いに連結されている。
【００２５】
尚、図では、ガイド部材１７Ａ，１７Ｂとして円弧形の周縁１７ａ，１７ｂを備えた扇形板を使用しているが、スプロケットホイールを扇形に切り取ったもので構成して、索状体１８の両端のローラーチエン１８ｂ，１８ｃを周縁１７ａ，１７ｂの歯部に咬合させるようにしても良い。又、索状体１８を１本のワイヤーロープで構成するときは、中間回動体１６の周縁１６ｂ及びガイド部材１７Ａ，１７Ｂの周縁１７ａ，１７ｂにワイヤーロープが嵌合する凹溝を形成することも出来る。何れにしても、索状体１８の両端は、ガイド部材１７Ａ，１７Ｂに係止される。
【００２６】
付勢手段１４の圧縮コイルバネ１９には、図９に示すように、運転者の体重を支持する圧縮強度の大きな小径の主圧縮コイルバネ１９ａと、非搭乗時のロック用に使用される圧縮強度の小さな大径の副圧縮コイルバネ１９ｂとが使用されている。これら主圧縮コイルバネ１９ａと副圧縮コイルバネ１９ｂとは、可動体１５の昇降軸杆１５ａに遊嵌されて軸受け部材１５ｂと筒状ガイド１０ｃとの当接する一対のバネ受け座２０ａ，２０ｂ間に、主圧縮コイルバネ１９ａに対して副圧縮コイルバネ１９ｂが外嵌する状態で昇降軸杆１５ａに遊嵌されている。
【００２７】
更に、ロック手段２１が設けられている。このロック手段２１は、図８及び図１２に示すように、車体側部材１０を構成する屈曲軸杆１０ａの上側で、連動手段１３を構成する中間回動体１６よりも外側の車体３側に取り付けられた係止部材２２と、連動手段１３を構成する索状体１８のローラーチエン１８ａに設けられた被係止部２３とで構成されている。前記係止部材２２は、屈曲軸杆１０ａに固着された取付け座２２ａに係止板２２ｂを取り付け、この係止板２２ｂのローラーチエン１８ａに対面する側辺に、前記被係止部２３が嵌入する凹部２２ｃを形成したものである。被係止部２３は、ローラーチエン１８ａの長さ方向の中央位置に外向きに突設された突起体２４から成るもので、このローラーチエン１８ａの一対の外側チエンリンクに代えて取り付けられ且つ外側へ張り出す一対の取付け板２４ａ間に、当該ローラーチエン１８ａを構成するチエンユニットと同一のチエンユニット２４ｂを取り付けたものである。前記チエンユニット２４ｂは、２つのローラー２４ｃとこの両ローラー２４ｃをローラー軸支ピン２４ｄにより連結する一対の内側チエンリンク２４ｅとから構成され、２本のローラー軸支ピン２４ｂにより一対の付け板２４ａ間に取り付けられている。そして、図１２に示すように、係止部材２２の凹部２２ｃに対して、被係止部２３である突起体２４（２つのローラー２４ｃ）が嵌合するように構成されている。
【００２８】
図５〜図８に示すロック手段２１を備えた双輪装置９の状態は、車体３に運転者が搭乗している状態である。この状態では、図示のように、連動手段１３の中間回動体１６は、ロック手段２１の係止部材２２から離れた位置にあって、中間回動体１６に掛張されている索状体１８（ローラーチエン１８ａ）側の被係止部２３（突起体２４）は、係止部材２２の凹部２２ｃから離れている。即ち、基本構成に基づいて説明したように、運転者の体重が左右両前輪１Ａ，１Ｂに作用すると、連動手段１３の左右一対のガイド部材１７Ａ，１７Ｂと索状体１８を介して中間回動体１６を付勢手段１４の圧縮コイルバネ１９（主圧縮コイルバネ１９ａと副圧縮コイルバネ１９ｂの両方）の付勢力に抗して引き下ろすように揺動アーム１２Ａ，１２Ｂが水平支軸１１の周りに上方に揺動し、付勢手段１４の圧縮コイルバネ１９の圧縮反力と平衡する位置まで中間回動体１６がロック手段２１の係止部材２２から離れる方向に移動した状態になる。従って、この状態では索状体１８（中間回動体１６）は自由に回動出来る状況にあり、先に説明したように連動手段１３及び付勢手段１４を機能させて所期の作用を実現出来る。
【００２９】
運転者が車体３から降りると、左右両前輪１Ａ，１Ｂに作用する負荷が一定以下になり、圧縮コイルバネ１９を構成している主圧縮コイルバネ１９ａは、運転者の体重が掛からなくなることにより伸張限まで復元すると共に、車体３の前輪側重量に打ち勝つだけの圧縮反力を有する副圧縮コイルバネ１９ｂの更なる伸張により、中間回動体１６がロック手段２１の係止部材２２側へ移動せしめられ、これに伴って索状体１８の両端部（ローラーチエン１８ｂ、１８ｃ）がガイド部材１７Ａ，１７Ｂを介して揺動アーム１２Ａ，１２Ｂ（左右両前輪１Ａ，１Ｂ）を水平支軸１１の周りに下方へ揺動させる（図１０参照）。このとき、車体３が略鉛直に支持されて左右両前輪１Ａ，１Ｂが車体３に対して同一高さにあると、索状体１８は左右対称形となり、そのローラーチエン１８ａに取り付けられている被係止部２３（突起体２４）は、中間回動体１６の軸心（支軸１６ａ）と係止部材２２とを結ぶ直線上に位置している。従って、中間回動体１６が付勢手段１４の圧縮コイルバネ１９で押し上げられたとき、図１１及び図１２ｂに示すように、その押し上げ行程の略終端（副圧縮コイルバネ１９ｂの伸張限手前）で被係止部２３が係止部材２２の凹部２２ｃ内に嵌入することになる。具体的には、被係止部２３を構成する突起体２４の左右２つのローラー２３ｃが回転を伴って係止部材２２の凹部２２ｃ内に嵌入する。
【００３０】
上記のように、運転者が降りて略鉛直姿勢に車体３が支持されると、ロック手段２１が自動的に作動して、左右両前輪１Ａ，１Ｂが略同一高さにある状態で連動手段１３の索状体１８が回動出来なくなる。即ち、連動手段１３がロックされ、左右両前輪１Ａ，１Ｂの何れも車体３に対して上方に揺動することが出来ない、同一高さに固定された状態になるので、左右両前輪１Ａ，１Ｂと後輪２の３輪で車体３を自立状態で安定させることが出来る。勿論、必要に応じてスタンドを併設しても良い。
【００３１】
運転者が車体３に対して搭乗すると、左右両前輪１Ａ，１Ｂに作用する負荷が増大するので、左右両前輪１Ａ，１Ｂを軸支する揺動アーム１２Ａ，１２Ｂは、先に説明したように、付勢手段１４の圧縮コイルバネ１９の付勢力に抗して上方に揺動し、中間回動体１６（索状体１８）はロック手段２１の係止部材２２から離れる方向へ移動するので、索状体１８（ローラーチエン１８ａ）側の被係止部２３（突起体２４）が係止部材２２の凹部２２ｃ内から離脱し、連動手段１３に対するロック手段２１のロックが自動的に解除される。
【００３２】
尚、運転者の体重を支持することが出来る圧縮強度の大きな１つの主圧縮コイルバネ１９ａのみで付勢手段１４を構成しても良いが、このときは、運転者が運転時と同じ状態に車体３に対して搭乗しなければロック解除が行われない。即ち、片足又は両足を路面に接地して車体３を支持する状態では、左右両前輪１Ａ，１Ｂ（付勢手段１４）に掛かる負荷が十分ではないので、索状体１８（ローラーチエン１８ａ）側の被係止部２３（突起体２４）が係止部材２２の凹部２２ｃ内に嵌入したままになり、ロック解除が行われない恐れがある。然るに、上記構成の付勢手段１４によれば、ロック手段２１における係止部材２２の凹部２２ｃに索状体１８側の被係止部２３（突起体２４）を嵌入させるのは、車体３の前輪側重量に打ち勝つだけの圧縮反力を有する副圧縮コイルバネ１９ｂの付勢力であるから、車体３に搭乗した運転者が片足または両足を路面に接地して車体３を支持する状態であっても、車体３の前輪側重量より一定以上の負荷が付勢手段１４に掛かりさえすれば、ロック手段２１を確実且つ自動的にロック解除状態に切り替えることが出来る。
【００３３】
上記実施例に示した構成の連動手段１３の場合、搭乗していない車体３の前輪側を持ち上げて左右両前輪１Ａ，１Ｂを路面から故意に浮上させたとき、ロック手段２１の係止部材２２と索状体１８側の被係止部２３との嵌合により、中間回動体１６がそれ以上付勢手段１４の付勢方向に移動することはないが、当該中間回動体１６と揺動アーム１２Ａ，１２Ｂ側のガイド部材１７Ａ，１７Ｂとの間の索状体１８、即ち、ローラーチエン１８ｂ，１８ｃが圧縮力によって屈曲し、揺動アーム１２Ａ，１２Ｂの下方への揺動を制止することが出来ない。従って、揺動アーム１２Ａ，１２Ｂの下方への揺動を制限するストッパー、例えば図７及び図８に示すように、ガイド部材１７Ａ，１７Ｂに当接して揺動アーム１２Ａ，１２Ｂの下方への揺動を制限するストッパー２５を、車体側部材１０の屈曲軸杆１０ａから左右両側に突設することが出来る。索状体１８として１本のワイヤーロープを使用する場合も、上記ストッパー２５を設けることが望ましい。
【００３４】
索状体１８側に設ける被係止部２３として、左右一対のローラー２３ｃを備えた突起体２４を示したが、係止部材２２及び被係止部２３の構造は特に限定されない。又、被係止部２３を索状体１８側に設けたが、中間回動体１６に設けることも出来る。例えば、図１３に示すように、左右両前輪１Ａ，１Ｂが車体３に対して同一高さにあるとき、中間回動体１６の軸心（支軸１６ａ）に対して当該中間回動体１６の移動方向に最も離れた位置において、当該中間回動体１６からピン状突起体２６を突設して被係止部２３を構成し、車体側部材１０の屈曲軸杆１０ａに、前記ピン状突起体２６が嵌入する凹部２７を備えた係止部材２２を取り付けて、ロック手段２１を構成することも出来る。この構成では、中間回動体１６の回転角度が、ピン状突起体２６が中間回動体１６を軸支する可動体１５の軸受け部材１５ｂと干渉しない範囲に制限される。しかしながら、前記軸受け部材１５ｂをピン状突起体２６の無い側でのみ中間回動体１６を軸支する片持ち構造とするか、又は、被係止部２３として中間回動体１６に孔部を設け、屈曲軸杆１０ａ側に設ける係止部材２２を、前記孔部に対して嵌脱自在な可動ピンと当該可動ピンを出退駆動する操作手段とで構成するときは、中間回動体１６の回転角度に制限がなくなる。
【００３５】
前記ストッパー２５は、ロック手段２１の構造に関係なく、被係止部２３が係止部材２２と係合したときに働くようにして、係止部材２２と被係止部２３との係合部に大きな負荷が作用しないように構成することも出来る。
【００３６】
図１４は、連動手段１３の変形例を示している。この図１４に示す連動手段１３では、可動体１５の先端に軸受け部材１５ｂを介して軸支される中間回動体１６が、長さ方向の中央部が支軸１６ａによって軸受け部材１５ｂに揺動自在に軸支された揺動レバー２８から構成され、揺動アーム１２Ａ，１２Ｂには、水平支軸１１の位置から前輪１Ａ，１Ｂのある側とは反対側に突出するレバー部２９ａ，２９ｂが設けられ、中間回動体１６と揺動アーム１２Ａ，１２Ｂとを連動連結する伝動部材として、揺動レバー２８の両端と揺動アーム１２Ａ，１２Ｂ側のレバー部２９ａ，２９ｂとを連結する押し引き用リンク３０ａ，３０ｂが設けられている。この構成によれば、揺動レバー２８の両翼部上を被係止部２３Ａ，２３Ｂとして、これら両被係止部２３Ａ，２３Ｂに同時に当接する左右一対の制止部３１ａ，３１ｂを備えたストッパー部材３２を係止部材２２として別途設けるだけでロック手段２１を構成することが出来る。又、中間回動体１６と揺動アーム１２Ａ，１２Ｂとを連動連結する伝動部材が押し引き両方向に剛性を有するリンク３０ａ，３０ｂから構成されているので、ロック手段２１の係止部材２２（ストッパー部材３２）によって、前記ストッパー２５を兼用させることが出来る。
【００３７】
尚、左右一対の車輪１Ａ，１Ｂを軸支する車輪軸支部材として上下方向に揺動自在に軸支された揺動アーム１２Ａ，１２Ｂを設けたが、例えば前方下方から斜め後方上方に延びる直線経路に沿って直線的に昇降移動する車輪軸支部材を使用することも可能である。又、本発明の双輪装置を自転車に適用する場合、前輪ではなく後輪に対して本発明の双輪装置を適用実施することも可能である。
【００３８】
更に、双輪装置９に必要な付勢１４の構成も上記実施例のものに限定されない。即ち、図１５に示すように、車体側部材１０の筒状ガイド１０ｃの上端で支持されるバネ受け座２０ｂと可動体１５の軸受け部材１５ｂとの間に、運転者の体重を支持する圧縮強度の大きな小径の主圧縮コイルバネ１９ａを、可動体１５の昇降軸杆１５ａに外嵌する状態で介装し、車体側部材１０の突起部１０ｂと前記バネ受け座２０ｂとの間に、非搭乗時のロック用に使用される圧縮強度の小さな大径の副圧縮コイルバネ１９ｂを前記筒状ガイド１０ｃに外嵌する状態に介装されている。このように、先の実施例では内外二重構造に配置した前記主圧縮コイルバネ１９ａと副圧縮コイルバネ１９ｂとを、同心直列状に配置しても、同一の付勢作用を行わせることが出来る。勿論、場合によっては、前記主圧縮コイルバネ１９ａと副圧縮コイルバネ１９ｂとを並列状に配置することも可能である。
【産業上の利用可能性】
【００３９】
本発明の双輪装置は、従来の二輪自転車以上の旋回性能や操縦安定性を発揮させることが出来、しかも、特にスタンドを設けなくとも安定的に自立させることが出来る自転車の車輪として活用出来る。
【符号の説明】
【００４０】
１Ａ，１Ｂ    左右一対の前輪
２    後輪
３    車体
７    ハンドル支持部
８    ハンドル
９    双輪装置
１０    車体側部材
１０ａ    屈曲軸杆
１０ｂ    突起部
１０ｃ    筒状ガイド
１１    水平支軸
１２Ａ，１２Ｂ    揺動アーム
１３    連動手段
１４    付勢手段
１５    可動体
１５ａ    昇降軸杆
１５ｂ    軸受け部材
１６    中間回動体
１６ａ    支軸
１６ｂ    周縁
１７Ａ，１７Ｂ    ガイド部材
１７ａ，１７ｂ    周縁
１８    索状体
１８ａ〜１８ｃ    ローラーチエン
１９    圧縮コイルバネ
１９ａ    主圧縮コイルバネ
１９ｂ    副圧縮コイルバネ
２１    ロック手段
２２    係止部材
２２ｂ    係止板
２２ｃ    凹部
２３，２３Ａ，２３Ｂ    被係止部
２３ａ    取付け板
２３ｂ    チエンユニット
２３ｃ    ローラー
２４    突起体
２５    ストッパー
２６    ピン状突起体
２７    凹部
２８    揺動レバー
２９ａ，２９ｂ    レバー部
３０ａ，３０ｂ    押し引き用リンク
３１ａ，３１ｂ    制止部
３２    ストッパー部材
【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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【図６】
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【図７】
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【図８】
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【図９】
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【図１０】
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【図１１】
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【図１２】
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【図１３】
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【図１４】
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【図１５】
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