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公開番号2025022611
公報種別公開特許公報(A)
公開日2025-02-14
出願番号2023127339
出願日2023-08-03
発明の名称走行性能可変車両、及び補助輪モジュール
出願人学校法人自治医科大学
代理人弁理士法人秀和特許事務所
主分類B62H 1/12 20060101AFI20250206BHJP(鉄道以外の路面車両)
要約【課題】形態をシームレスに変化させることを可能とする走行性能可変車両、及び一般的な車両に当該走行性能可変車両と同等の性能をもたらすための補助輪モジュールを提供する。
【解決手段】前輪及び後輪と、駆動源と、固定フレームと、を備える走行性能可変車両に関して、後輪は、回動可能な第1可動フレームを介して固定フレームに支持され、後輪または第1可動フレームと固定フレームとの間に配置された伸縮可能な第1アクチュエータと、回動可能な第2可動フレームを介して固定フレームに対して昇降可能に設けられた補助輪と、補助輪または第2可動フレームと固定フレームとの間に配置された伸縮可能な第2アクチュエータと、をさらに備え、第1アクチュエータを伸縮させることで、固定フレームの地面に対する高さを変更可能とし、第2アクチュエータを伸縮させることで、固定フレームに対する補助輪の昇降を可能とした。
【選択図】図3

特許請求の範囲【請求項１】
前輪及び後輪と、
前記前輪および／または前記後輪に駆動力を与える駆動源と、
前記駆動源が支持された固定フレームと、を備える走行性能可変車両であって、
前記後輪は、回動可能な第１可動フレームを介して前記固定フレームに支持され、
前記後輪または前記第１可動フレームと前記固定フレームとの間に配置された伸縮可能な第１アクチュエータと、
回動可能な第２可動フレームを介して前記固定フレームに対して昇降可能に設けられた補助輪と、
前記補助輪または前記第２可動フレームと前記固定フレームとの間に配置された伸縮可能な第２アクチュエータと、をさらに備え、
前記第１アクチュエータを伸縮させることで、前記固定フレームに対する前記後輪の位置を変化させ、前記固定フレームの地面に対する高さを変更可能とし、
前記第２アクチュエータを伸縮させることで、前記固定フレームに対する前記補助輪の昇降を可能としたことを特徴とする、走行性能可変車両。
続きを表示（約 1,400 文字）【請求項２】
前記第２可動フレームは、一端に前記補助輪が回転可能に支持され、他端は前記第１可動フレームに回動可能に連結されたことを特徴とする、請求項１に記載の走行性能可変車両。
【請求項３】
前記第２可動フレームは、一端に前記補助輪が回転可能に支持され、他端は前記固定フレームに回動可能に連結されたことを特徴とする、請求項１に記載の走行性能可変車両。
【請求項４】
前記固定フレームに回動可能に支持されるとともにハンドルに連結され、進行方向を変更可能なシャフトをさらに備え、
前記前輪は、前記シャフトに対して回動可能に支持された第３可動フレームを介して、前記シャフトに回転可能に支持され、
前記前輪または前記第３可動フレームと前記シャフトとの間に配置された伸縮可能な第３アクチュエータをさらに備え、
前記第３アクチュエータを伸縮させることで、前記シャフトに対する前記前輪の位置を変化させ、前記固定フレームの地面に対する高さを変更可能とすることを特徴とする、請求項１に記載の走行性能可変車両。
【請求項５】
前記第１アクチュエータ、及び前記第２アクチュエータは、外筒と該外筒内に摺動可能に収納されたロッドを有し、外筒における前記ロッドのパッキングの両側に設けられた２つのポートを通じて空気を注入または排出し、前記パッキングの両側の空気圧を調整することで、前記ロッドの伸縮駆動、及び保持力の制御を可能とする、二室エアシリンダーであることを特徴とする、請求項１に記載の走行性能可変車両。
【請求項６】
前記固定フレームには、大気圧以上に空気圧を高められた空気を貯留可能なタンクと、前記タンクに空気を圧送するポンプとを有するコンプレッサが設置され、
前記二室エアシリンダーのポートへは、前記コンプレッサから空気が供給されることを特徴とする、請求項５に記載の走行性能可変車両。
【請求項７】
前記駆動源は、前記前輪および／または前記後輪に設けられたインホイールモーターであることを特徴とする、請求項１に記載の走行性能可変車両。
【請求項８】
前記固定フレームには、前記駆動源を駆動するバッテリーがさらに設置されたことを特徴とする、請求項１に記載の走行性能可変車両。
【請求項９】
二輪車のフレームに取り付けることが可能であり、
補助輪と、
一端に前記補助輪が回転可能に支持され、他端は前記フレームに回動可能に連結可能である可動フレームと、
前記補助輪または前記可動フレームと前記フレームとの間に配置可能であり、伸縮可能なアクチュエータと、を備え、
前記アクチュエータを伸縮させることで、前記フレームに対する前記補助輪の昇降を可能としたことを特徴とする、補助輪モジュール。
【請求項１０】
前記アクチュエータは、外筒と該外筒内に摺動可能に収納されたロッドを有し、外筒における前記ロッドのパッキングの両側に設けられた２つのポートを通じて空気を注入または排出し、前記パッキングの両側の空気圧を調整することで、前記ロッドの伸縮駆動、及び保持力の制御を可能とする、二室エアシリンダーであることを特徴とする、請求項９に記載の補助輪モジュール。
（【請求項１１】以降は省略されています）
発明の詳細な説明【技術分野】
【０００１】
本発明は、走行性能可変車両、及び一般的な車両に当該走行性能可変車両と同等の性能をもたらすための補助輪モジュールに関する。
続きを表示（約 3,100 文字）【背景技術】
【０００２】
従来より、動力源としてエンジンを備えた一般的な二輪車の他、駆動源としてのモーター及び、モーターを駆動するバッテリーを備えた二輪車が公知である。このような二輪車は、日常的に、またはスポーツやレジャー等のアクティビティを楽しむ目的で使用されることが多く、安全性や操作のし易さに係る様々な特徴を有する（例えば、特許文献１乃至４参照）。
【０００３】
例えば特許文献１には、自動二輪車としてオフロードバイクが例示されている。オフロードバイクは、未舗装の道路や整地されていない砂の上等、不安定な場所の走行に適しているといった利点を有する。他に、乗車時にバランスが取りやすい、ハンドルを回しやすいといった利点を有する。しかしながら、オフロードバイクは、車高が比較的高いため、停車時にユーザの足が地面につき難いといった特性も有する。また、例えば特許文献２には、当該文献に示す自動二輪車の構成を三輪車に適用可能である旨の記載があるが、三輪車は、操作が容易であるため運転を学習しやすく、また、転倒の危険性が少ないといった利点を有する一方、カーブを曲がり難いといった特性も有する。一般的に、自動二輪車は、ハンドル操作のみならずリーン操作をすることにより操縦するが、上記したように、自動二輪車の車輪回りの構造上の特性は、走行性能に対して、安定性と操縦性という二律相反の影響を及ぼす。例えば、前輪に関しては、キャスター角やトレール量等の特性が、後輪については車高等の特性や補助輪の有無が、上述の二律相反の影響を及ぼす。
【０００４】
以上の様に、二輪車、あるいは三輪車には、車種ごとに安全性や操縦性に係る利点を有するが、その反面、不利な点も有する。また、同じ利点であっても、ユーザの状態や操作の習熟度によって、その感じ方に差異が生じる虞がある。例えば、特許文献３に示す電動二輪車は、転倒を防止すると共に、低速での旋回性を損なうことを防止するという利点を有するが、下肢に疾病を持つユーザや操作の習熟度の低いユーザが利用する場合、当該利点を十分に発揮できない虞もある。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００５】
特許第７０４５６５８号公報
特開２０２３－０５３８９７号公報
特許第６５６７７５３号公報
特許第５２０８０９５号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
本件開示の技術は、上記の問題を解決するためになされたものであり、その目的は、多様なニーズやユーザに対応して、形態をシームレスに変化させ、そのことで安定したリーンと操舵を維持することを可能とする走行性能可変車両、及び一般的な車両に当該走行性能可変車両と同等の性能をもたらすための補助輪モジュールを提供することである。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
上記の課題を解決するための本開示は、
前輪及び後輪と、
前記前輪および／または前記後輪に駆動力を与える駆動源と、
前記駆動源が支持された固定フレームと、を備える走行性能可変車両であって、
前記後輪は、回動可能な第１可動フレームを介して前記固定フレームに支持され、
前記後輪または前記第１可動フレームと前記固定フレームとの間に配置された伸縮可能な第１アクチュエータと、
回動可能な第２可動フレームを介して前記固定フレームに対して昇降可能に設けられた補助輪と、
前記補助輪または前記第２可動フレームと前記固定フレームとの間に配置された伸縮可能な第２アクチュエータと、をさらに備え、
前記第１アクチュエータを伸縮させることで、前記固定フレームに対する前記後輪の位置を変化させ、前記固定フレームの地面に対する高さを変更可能とし、
前記第２アクチュエータを伸縮させることで、前記固定フレームに対する前記補助輪の昇降を可能としたことを特徴とする、走行性能可変車両を含む。
【０００８】
本開示による走行性能可変車両は、例えば前輪と後輪を一つずつ備える電動式の二輪車であり、さらに、例えば、後輪を挟むように位置する二つの補助輪を備える。走行性能可変車両においては、第１可動フレームの回動によって、固定フレームに対する後輪の位置を変化させることが可能であり、例えばその位置を上昇させることによって、固定フレームのうち後方の地面に対する高さが低くなり、前方の地面に対する高さが相対的に高くなる。その結果、走行性能可変車両において、直進時の走行が安定化し、走行復元性が向上し、足つきが良くなる（これは、一般的にアメリカンバイクの特徴とされている）。また、本開示においては、第１アクチュエータを高速で伸縮可能なエアシリンダー等（後述）にすることで、走行性能可変車両の車高を短時間で変化させることが可能となる。その結果、例えば信号待ち等で一時停止している間や、低速走行している間に、ユーザが乗車しやすいように変化させることが可能である。また、一般的には、荷物の重量やユーザの体重によって車両の車高は変化することがあるが、本開示における走行性能可変車両では、第１アクチュエータ及び、第２アクチュエータの伸縮を制御することで、荷物の重量やユーザの体重の変動に起因する車高の受動的に変化を抑制することも可能である。
【０００９】
また、二つの補助輪は、第２可動フレームの回動によって、走行性能可変車両が走行する地面に接するように降下させることも、地面から上昇させることも可能である。すなわち、走行性能可変車両は、通常時は二輪車として使用し、必要時のみ、二つの補助輪のうち一方を降下させれば三輪車として、両方を降下させれば四輪車として使用することが可能である。三輪車や四輪車としての走行性能可変車両は、安定性に優れ、転倒の危険性を抑制することが可能であるといった利点を有する。また、二つの補助輪を地面から上昇させることによりリーンし易い状態とすることができ、補助輪を地面に接するように降下させた場合であっても、補助輪の位置姿勢の保持力を調整することで、リーンのし易さを調整することができる。
【００１０】
以上の様に、走行性能可変車両は、多様なニーズやユーザに対応して、その形態をシームレスに変化させることが可能であり、その結果、一台のみで走行性能と安全性能のバランスを調整することが可能である。また、第１アクチュエータや第２アクチュエータを伸縮させることで、後輪や補助輪の位置を変化させる制御スイッチが設置された操作盤をハンドルに設置するようにしてもよい。これによって、上記の走行性能と安全性能のバランスの調整を、走行性能可変車両が停止しているときのみならず、走行しているときも実行することが可能となる。なお、第１アクチュエータや第２アクチュエータの伸縮は、バルブの開閉により内部への加圧（空気圧、油圧、もしくは電圧）を制御することにより実現してもよい。この機構の詳細については、後述する。また、駆動源としては、例えばモーターやエンジン等が挙げられる。なお、補助輪は、必ずしも後輪を挟んで２つ備えられて
いる必要はない。後輪の軸方向の左右いずれか、または、後輪の前後方向に１つの補助輪を備えていてもよい。
（【００１１】以降は省略されています）

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