JP2010285102A - Inverted pendulum type two-wheel vehicle - Google Patents
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Abstract
Description
本発明は、2つの車輪を備えて構成される倒立振り子型二輪車に関し、特にその補助動力に関するものである。 The present invention relates to an inverted pendulum type two-wheeled vehicle having two wheels, and more particularly to auxiliary power thereof.
近年、2つの車輪を備え、倒立振り子型の姿勢を維持して走行する倒立振り子型二輪車の開発及び利用が進められている。このような倒立振り子型二輪車は、通常、電動モータ等を駆動源として走行する。 In recent years, the development and use of an inverted pendulum type two-wheeled vehicle that has two wheels and travels while maintaining an inverted pendulum type posture has been promoted. Such an inverted pendulum type motorcycle normally travels using an electric motor or the like as a drive source.
特許文献1において、上記のような構成を備える車両が開示されている。同文献に係る車両は、旋回時等における車両又は運転者の安定性を向上させることを目的とする構成を備えるものである。 In Patent Document 1, a vehicle having the above-described configuration is disclosed. The vehicle according to this document has a configuration for the purpose of improving the stability of the vehicle or the driver when turning.
上記のような倒立振り子型二輪車の走行時において、一時的に速度を上昇させたい状況が生ずる場合がある。車両の最高速度及び加速度は、安全性が確保される範囲内においては、モータ等の駆動源の最高出力により決定される。従って、従来の倒立振り子型二輪車のように、モータ等の単一の(ハイブリッド型等を含む)駆動源から走行用の出力を得る構成では、安全性が確保される範囲内であっても、駆動源の最高出力を超える速度又は加速度で走行することはできない。また、最高出力を増加させるためには、モータ、バッテリ等の大型化が必要となり、このような対処によると、コスト、車体重量の増大化等が問題となる。 When the inverted pendulum type motorcycle described above is running, there may be a situation where it is desired to temporarily increase the speed. The maximum speed and acceleration of the vehicle are determined by the maximum output of a drive source such as a motor within a range in which safety is ensured. Therefore, as in the conventional inverted pendulum type two-wheeled vehicle, in the configuration in which the output for traveling is obtained from a single drive source (including a hybrid type or the like) such as a motor, even within a range in which safety is ensured, You cannot drive at speeds or accelerations that exceed the maximum output of the drive source. Further, in order to increase the maximum output, it is necessary to increase the size of the motor, the battery, etc. According to such measures, there are problems such as an increase in cost and weight of the vehicle body.
そこで、本発明は、モータ等の駆動源の最高出力を一時的に超える速度又は加速度で走行可能な倒立振り子型二輪車を提供することを目的とする。 Accordingly, an object of the present invention is to provide an inverted pendulum type motorcycle that can travel at a speed or acceleration that temporarily exceeds the maximum output of a drive source such as a motor.
上記課題を解決するために、本発明に係る倒立振り子型二輪車は、2つの車輪と、前記車輪を回転させる駆動力を発生させる駆動源と、倒立振り子型の姿勢を維持して走行可能に前記駆動源を制御する制御部と、運転者の動作により発生する人力を前記車輪に伝達する人力伝達機構とを備えるものである。 In order to solve the above problems, an inverted pendulum type two-wheeled vehicle according to the present invention is capable of traveling while maintaining two wheels, a drive source for generating a driving force for rotating the wheels, and an inverted pendulum type posture. A control unit that controls the drive source and a human power transmission mechanism that transmits the human power generated by the operation of the driver to the wheels are provided.
上記倒立振り子型二輪車によれば、走行中に運転者が所定の動作を行い、人力伝達機構を操作することにより、この運転者の動作により発生する人力が、車輪を回転させる動力として利用される。これにより、必要に応じて駆動源の最高出力を超える駆動力を車輪に与えることができる。 According to the inverted pendulum type two-wheeled vehicle, when the driver performs a predetermined operation during traveling and operates the human power transmission mechanism, the human power generated by the driver's operation is used as power for rotating the wheel. . Thereby, the driving force exceeding the maximum output of the driving source can be applied to the wheels as required.
また、前記人力伝達機構は、前記利用者が搭乗する搭乗部に設けられ、前記利用者の足により操作可能な部材を備えて構成されることが好ましい。 Moreover, it is preferable that the said human power transmission mechanism is provided in the boarding part which the said user boards, and is provided with the member which can be operated with the said user's leg | foot.
人力伝達機構としては、様々な具体的な構成が考えられる。例えば、足、脚、手、腕、体幹等の動きに合わせて変位する部材を、倒立振り子型二輪車の適宜な部分に設置することにより、人力伝達機構を構成することができる。特に、足で操作することができる部材、例えばペダル、ホイール等を利用することにより、人力を効率的且つ安全に伝達することができる。 Various specific configurations are conceivable as the human power transmission mechanism. For example, a human power transmission mechanism can be configured by installing members that are displaced in accordance with the movement of legs, legs, hands, arms, trunks, etc., at appropriate portions of an inverted pendulum type two-wheeled vehicle. In particular, human power can be transmitted efficiently and safely by using a member that can be operated with a foot, such as a pedal or a wheel.
上記本発明によれば、運転者が必要に応じて人力伝達機構に人力を加えることにより、モータ等の駆動源の最高出力を一時的に超える速度又は加速度で、車両を走行させることが可能となる。これにより、運転時の快適性を向上させることができ、又緊急な危険回避行動等をとることが可能となる。更に、運転者に身体の一部を定期的に動かす機会が与えられることにより、長時間同じ姿勢でいることによる疲労を回復させる効果等も期待することができる。 According to the present invention, it is possible for the driver to drive the vehicle at a speed or acceleration that temporarily exceeds the maximum output of a drive source such as a motor by applying human power to the human power transmission mechanism as necessary. Become. As a result, comfort during driving can be improved, and urgent danger avoidance behavior can be taken. Furthermore, since the driver is given an opportunity to move a part of the body regularly, an effect of recovering fatigue caused by staying in the same posture for a long time can be expected.
実施の形態1
図1は、本実施の形態に係る倒立振り子型二輪車1の外観を示している。この倒立振り子型二輪車1は、車輪2、搭乗部3、システムボックス4、ハンドル5、及びペダル10を備えている。
Embodiment 1
FIG. 1 shows an appearance of an inverted pendulum type motorcycle 1 according to the present embodiment. The inverted pendulum type motorcycle 1 includes a
車輪2は、倒立振り子型二輪車1の下部において、図2に示すように、軸A上において互いに平行となるように2つ配置されている。
As shown in FIG. 2, two
搭乗部3は、両車輪2を各種部材により回転可能に連結し、運転者Pを搭乗可能にする部材である。また、搭乗部3の状態変化を検出し、この検出結果を車両の姿勢制御、走行制御等に利用することが可能であるが、本発明は、このような搭乗部3の構成及び制御に限定されるものではない。
The boarding part 3 is a member that allows both the
システムボックス4は、車輪2を回転させる駆動力を発生させる駆動源、コンピュータを含んで構成され駆動源の出力等を制御する制御部、人力伝達機構を構成する各種部材等を収容する部分である。この人力伝達機構については、後に詳述する。
The system box 4 is a part that contains a drive source that generates a drive force for rotating the
ハンドル5は、運転者Pが把持可能な部材であり、その下端部が搭乗部3又は制御部の一部に揺動可能に連結している。運転者Pがハンドル5に加えた操作を制御部により検出し、この検出結果を車両の姿勢制御、走行制御等に利用することが可能であるが、本発明は、ハンドル5の構成及び制御に限定されるものではない。
The
ペダル10は、人力伝達機構の一部を構成するものである。本実施の形態に係るペダル10は、搭乗部3上の運転者Pの足下に配置され、運転者Pが足で踏み込むことにより変位する部材であり、図2に示すように、両足側に1つずつ設けられている。
The
図2は、本実施の形態に係る倒立振り子型二輪車1の内部構造及び人力伝達機構の構造を示している。同図下部において、ベース部材21、モータ22、減速機23が示されている。ベース部材21は、搭乗部3(図2には図示せず)に固定されている。モータ22は、ベース部材21に固定され、その駆動軸が車輪2のホイール25に連結している。減速機23は、モータ22の駆動軸又は/及びホイール25とに連結している。
FIG. 2 shows the internal structure of the inverted pendulum type motorcycle 1 according to the present embodiment and the structure of the human power transmission mechanism. In the lower part of the figure, a
上記ベース部材21の上部において、人力伝達機構を構成する部材として、ペダル10、第1のギヤ31、第2のギヤ32、第3のギヤ33、第4のギヤ34、第5のギヤ35、第6のギヤ36、第7のギヤ37、クラッチ38が示されている。
In the upper part of the
図中左側のペダル10を運転者Pが踏むと、第1のギヤ31が軸Bを中心に+方向(矢印方向に見て時計回り)に回転する。この時、左側のペダル10は、図中右側のペダル10に示されるように、下方に押し下げられた状態となる。ここで、+方向とは、各軸A,B,Cを矢印方向に見て時計回りの方向であり、例えば図中左側の車輪2が+方向に回転する時、倒立振り子型二輪車1は、座標系Yで示す方向(紙面から手前側への方向)に進行する。−方向は、上記+方向の反対である。クラッチ38は、第1のギヤ31が+方向に回転する時にのみその動力を第2のギヤ32に伝達する。第1のギヤ31が+方向に回転する時、第2のギヤ32も+方向に回転する。第2のギヤ32は、第3のギヤ33と噛合している。第3のギヤ33は、車輪2のシャフト25に固定されている。これにより、第2のギヤ32が+方向に回転すると、第3のギヤが−方向に回転すると共に、車輪2が−方向に回転する。
When the driver P steps on the
また、第4のギヤ34は、第1のギヤ31と噛合しており、第1のギヤ31が+方向に回転すると、軸Cを中心に−方向に回転する。第5のギヤ35は、第4のギヤ34と噛合しており、第4のギヤ34が−方向に回転すると、軸Bを中心に−方向に回転する。この時、右側のペダル10は、図中左側のペダル10に示されるように、上方に引き上げられた状態となる。また、第5のギヤ35が−方向に回転する時、クラッチ38の作用により、その動力は第6のギヤ36に伝達されない。そして、右側のペダル10が踏み込まれると、上記左側のペダル10の場合と同様に、第5のギヤ35が+方向に回転し、第6のギヤ36、第7のギヤ37、及び右側の車輪2が−方向に回転する。
The
上記構成によれば、運転者Pが走行中にペダル10を踏み込むことにより、この踏み込み動作により発生する人力が、車輪2を回転させる動力として利用される。そのため、一時的にモータ22の最高出力を超える駆動力を車輪2に与えることができ、モータ22の限界を超える速度又は加速度で倒立振り子型二輪車1を走行させることが可能となる。これにより、運転時の快適性を向上させることができ、又緊急な危険回避行動等を取ることが可能となる。更に、運転者Pに足を定期的に動かす機会が与えられることにより、長時間同じ姿勢でいることによる疲労を回復させる効果等も期待することができる。
According to the above configuration, when the driver P depresses the
また、本発明は、上記実施の形態に限られるものではなく、趣旨を逸脱しない範囲で適宜変更することが可能なものである。本実施の形態においては、搭乗部3に設けられたペダル10を利用する構成を示したが、本発明に係る人力伝達機構としては、他にも様々な形態を適用することができる。例えば、脚、手、腕、体幹等の動きに合わせて変位する部材を、倒立振り子型二輪車1の適宜な部分に取り付けることにより、人力伝達機構を構成することができる。
The present invention is not limited to the above-described embodiment, and can be appropriately changed without departing from the spirit of the present invention. In the present embodiment, the configuration using the
1 倒立振り子型二輪車
2 車輪
3 搭乗部
4 システムボックス(駆動源、制御システム、人力伝達機構等を含む)
5 ハンドル
10 ペダル(人力伝達機構)
21 ベース部材
22 モータ
23 減速機
25 ホイール
31〜37 第1〜第7のギヤ
38 クラッチ
P 運転者
1 Inverted
5 Handle 10 Pedal (human power transmission mechanism)
21
Claims (2)
前記車輪を回転させる駆動力を発生させる駆動源と、
倒立振り子型の姿勢を維持して走行可能に前記駆動源を制御する制御部と、
運転者の動作により発生する人力を前記車輪に伝達する人力伝達機構と、
を備える倒立振り子型二輪車。 Two wheels,
A driving source for generating a driving force for rotating the wheel;
A control unit for controlling the drive source so as to be able to run while maintaining an inverted pendulum type posture;
A human power transmission mechanism for transmitting human power generated by the action of the driver to the wheels;
An inverted pendulum type two-wheeled vehicle.
請求項1に記載の人力伝達機構。 The human power transmission mechanism is provided in a boarding unit on which the user is boarded, and includes a member operable by the user's foot,
The human power transmission mechanism according to claim 1.
Priority Applications (1)
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JP2009141304A JP2010285102A (en) | 2009-06-12 | 2009-06-12 | Inverted pendulum type two-wheel vehicle |
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