JP2011110980A - 倒立振子型移動体の電装部品冷却装置 - Google Patents

Abstract

【課題】倒立振子型移動体における制御装置に用いられる送風ファンによる冷却性能を向上する。
【解決手段】移動体１の前進時の走行風を取り入れる通気孔３９Ａを有し、前進時の走行風による流入風の流れ方向に送風する送風ファン２４７を設け、流入風Ｗとファン送風Ｆ１，Ｆ２とを合わせて、基板２４３，２４４のパワー素子２４３ａ，２４４ａの発熱を冷却する。前後左右移動および停止時を判別し、送風ファンの回転速度を、左右・停止時には前進時より高くし、後進時にはさらに高くする。前進時以外での流入風の減少に対しては送風ファンの回転速度を高めて常に良好な冷却性を確保し得る。また、走行風の最も少ない取り込み量に基づいて送風ファンの能力を設定した場合に対して、必要最小限の能力となる小型の送風ファンを用いることができる。
【選択図】図８

Description

本発明は、倒立姿勢を維持しつつ移動する倒立振子型移動体に係り、電装部品の冷却を行う送風ファンを制御するようにした倒立振子型移動体の電装部品冷却装置に関する。

互いに同軸に回転可能に配設されかつ別個の電動モータによってそれぞれ駆動される一対の駆動体と、これら一対の駆動体の間に挟持され、駆動体から摩擦力を受けて駆動される１つの主輪とから構成される走行ユニットを備えた倒立振子型移動体が公知になっている（例えば、特許文献１）。特許文献１に係る主輪は、無端円環状の環状体と、環状体の環方向に複数個配置され、各々自身の配置位置における環状体の接線方向と平行な回転軸回りに回転可能なドリブンローラとを備え、ドリブンローラが駆動体と接触して駆動されるようになっている。ドリブンローラが、環状体の接線方向の回転軸回りに回転（自転）する場合には、倒立振子型移動体は左右方向に推力を得て、ドリブンローラが環状体の環方向に回転（公転）する場合には、倒立振子型移動体は前後方向に推力を得る。

一方、倒立振子型の制御装置には種々の素子が用いられているが、駆動時には特に電動モータの電力供給を制御するパワー素子等の発熱量が多く、その冷却のために送風ファンを設けているものがある。制御装置において送風ファンを用いた場合の冷却制御は種々の電気機器で行われており、その場合にできるだけ静音化するようにしたものがある（例えば、特許文献２）。

国際公開第０８／１３２７７９号パンフレット 特開２００６−１０６４０９号公報

上記特許文献２のものでは、プロジェクタの放電ランプの消灯後のファン騒音を小さくすることができるようにしたものであり、送風ファンの回転速度を複数段階に分けて選択可能にして、冷却に必要な総風量から回転速度に対応した冷却時間を決定し、静音化が要求される場合に低回転速度を選択しかつ総風量から求められた冷却時間で送風ファンを制御する。

上記したような電気機器の制御装置に設けられている送風ファンは固定されており、その冷却風の流れは一方向である。一方、倒立振子型移動体は静止および前後左右に移動可能である。その移動時の走行風を冷却風として利用することが考えられるが、走行状態によりモータ負荷および走行風の向きの組み合わせが大きく変化するため、モータ負荷に応じてパワー素子の発熱が大きく変化した場合に走行風も大きくなっているとは限らない。したがって、倒立振子型移動体においても送風ファンによる強制冷却が対費用効果の上からも有効である。

しかしながら、例えば、通風口のレイアウトを前進時に流れる風の向きに合わせた場合には、前進時には相乗効果により良好な冷却性が得られるが、他の左右方向や後進方向に移動している場合には走行風による冷却性が劣ってしまう。そのため、最悪となる条件に合わせて大型の送風ファンを用いることが考えられるが、その場合には低速運転や静止状態で送風ファンの音が目立ち易くなり、騒音と感じてしまうという問題が生じる。この送風ファンの音は特に屋内等の比較的静かな場所で顕著である。さらに、モータ負荷が小さい場合にはパワー素子も低温を維持でき、送風ファンによる冷却が必要が無くなるのに対して、その場合でも大型送風ファンを駆動すると、電力の無駄となる。

このような課題を解決して、倒立振子型移動体における制御装置に対する送風ファンによる冷却性能を向上するために、本発明に於いては、倒立状態で前後左右に移動可能な走行ユニット（３）と、前記走行ユニット（３）を駆動制御する電装品（２４３ａ，２４４ａ）が設けられた制御装置（１１）と、前記電装品（２４３ａ，２４４ａ）の発熱を送風により冷却するための送風ファン（２４７）と、前記制御装置（１１）と前記送風ファン（２４７）とを内蔵するフレーム（２）とを有する倒立振子型移動体において、前記フレーム（２）に、前記倒立振子型移動体（１）の前進方向に開口する通気孔（３９Ａ）が設けられ、前記送風ファン（２４７）が、前記前進時に生じる走行風が前記通気孔（３９Ａ）から流入して前記フレーム（２）内を流れる流入風の方向と同方向に送風するように設けられ、前記流入風の風量の大きさを判別する流入風量判別手段（２７１）と、前記電装品（２４３ａ，２４４ａ）の発熱を冷却するための冷却風の風量を略一定にするべく前記流入風の風量の大きさに応じて前記送風ファン（２４７）の回転速度を変化させるファン制御手段（２７２）とを有するものとした。

前後左右に移動可能な倒立振子型移動体の移動方向の違いにより走行風の向きが変化して、フレーム内に取り込まれる流入風の風量の違いに応じて送風ファンの回転速度を変化させると共に、前進時以外の方向への移動時には送風ファンの回転速度を高めることから、前進時に対して不足する流入風の風量を補うことができ、移動方向の違いにかかわらず常に良好な一定した冷却風量を確保することができると共に、必要最小限の冷却ファンを用いることができるため、冷却装置を小型化し得る。

特に、前記流入風量判別手段（２７１）は、前記走行ユニット（３）の移動方向の違いに応じて前記流入風の風量の大きさを判別すると良い。これによれば、例えば、移動方向に対する流入風量の変化を、最大となる前進時を基準として左右方向や後進時に低下するようなマップ化しておくことにより、流入風量（動圧）を直接検出することなく簡単に推定でき、制御も容易になるばかりでなく、移動方向が変化すると同時に送風ファンの回転速度を変える制御を行うことにより、流入風量の変化を検出する場合よりも応答性の良い制御を行うことができる。

さらに、前記制御装置（１１）に前記電装品（２４３ａ，２４４ａ）の発熱による温度を検出する温度センサ（２６８Ｌ，２６８Ｒ）が設けられ、前記ファン制御手段（２７２）は、前記温度の高低に応じて前記送風ファン（２４７）の回転速度を増減させる制御を行うと共に、前記温度の高低による制御よりも前記流入風の風量の大きさによる制御を優先させると良い。これによれば、温度を直接検出することによる冷却制御を好適に行うことができ、さらに流入風量が変化しても直ぐに温度は変化しないため、温度のみで制御する場合には応答遅れが生じる虞があるのに対して、移動方向に応じた制御を優先することにより、温度変化が生じる前に送風ファンの回転速度を変化させることができ、応答性の良い冷却制御を行うことができる。

さらに、前記ファン制御手段（２７２）は、前記温度の高低に応じて前記送風ファン（２４７）の回転速度を増減させる制御を行う場合に前記温度の所定の範囲にヒステリシスを設けていると良い。これによれば、温度変化に対して送風ファンの回転速度の増減を温度が高くなる場合も低くなる場合も同じに制御する場合には頻繁に送風ファンの回転速度が変わる虞があるのに対して、そのような頻繁な変化を防止して、回転速度の変化に伴う騒音の増大を防止することができる。

このように本発明によれば、前後左右に移動可能な倒立振子型移動体において、前進時の走行風を電装品の発熱の冷却風として通気孔から取り込むようにした場合に、前進時以外では冷却風の取り込み量が減少するが、前進以外の方向に移動する場合には送風ファンの回転速度を高めることから、常に良好な冷却性を確保することができる。また、走行風の最も少ない取り込み量に基づいて送風ファンの能力を設定した場合に、前進時の走行風の多量の取り込み量に対して能力が過剰になって送風ファンが大型化してしまうのに対して、必要最小限の能力となる小型の送風ファンを用いることができる。

倒立振子型移動体の搭乗可能状態（サドルおよびステップを展開した状態）を示す斜視図である。 倒立振子型移動体の収納状態（サドルおよびステップを格納した状態）を示す斜視図である。 倒立振子型移動体の分解斜視図である。 図１のIV−IV断面図である。 図１のV−V断面図 倒立振子型移動体の上部構造を示す斜視図である。 図１のVII−VII断面図である。 倒立振子型移動体のくびれ部を一部破断して示す斜視図である。 電装ユニットを示す斜視図である。 倒立振子型移動体の制御系の要部を示すブロック図である。 倒立振子型移動体における搭乗者の乗車の態様（（ａ）着座搭乗姿勢、（ｂ）起立搭乗姿勢）を示す図である。 本発明に基づく送風ファンの制御要領を示す図である。

以下、図面を参照して、本発明の実施形態に係る倒立振子型移動体の詳細について説明する。説明にあたり、倒立振子型移動体およびその構成要素の方向は、鉛直方向を上下方向とし、鉛直方向に直交する水平面において互いに直交する前後方向および左右方向を図示のように定める。また、前方向は、使用時に前に進む前進方向とする。なお、左右対称に設けられる同一の部材に関しては、番号の添え字にＬ、Ｒを付し、一方についてのみ説明する。

図１および図３〜図５に示されているように、倒立振子型移動体（以下、単に移動体と略称する）１は、概ね上下方向に長い骨格構造でありかつ左右方向から見て略８の字状のボディ外形に形成されたフレーム２と、フレーム２の下部に設けられた走行ユニット３と、フレーム２の頂部に設けられた着座ユニット４と、フレーム２の上部に設けられたバッテリユニット１０および制御装置としての電装ユニット１１とを主要構造として有している。電装ユニット１１は、倒立振子制御ユニット（倒立振子制御部。以下、単に制御ユニットと略称する）５と、上部荷重センサ６と、傾斜センサ（傾斜角検出手段）７とを備えている。制御ユニット５は、倒立振子制御に基づいて各種センサからの入力信号に応じて走行ユニット３を駆動制御し、移動体１を倒立姿勢に維持する。また、移動体１は、電装ユニット１１とは別体に、ステップ荷重センサ８やロータリエンコーダ９Ｌ，９Ｒを適所に備えている。バッテリユニット１０により、それら各電装部品に電力が供給されるようになっている。

図１に示されているように、フレーム２は、中空の外殻構造をなし、前後方向の幅が左右方向の幅に比べて大きい扁平形状を呈している。また、フレーム２の上下方向における中央には全周にわたって細くかつ前後方向が左右方向よりも大きく凹んでいるくびれ部２Ａが形成されている。フレーム２は、そのくびれ部２Ａにおいて上下に分割されており、図４に示されているように、別体の上部フレーム２１と下部フレーム２２とから構成されている。上部フレーム２１および下部フレーム２２は、それぞれカーボンプリプレグシートを熱硬化させることによって形成されたドライカーボン（炭素繊維強化樹脂：ＣＦＲＰ）で構成されている。後述するように、上部フレーム２１と下部フレーム２２とは、荷重センサ６を介して連結されている。

図４に示されているように、上部フレーム２１には、その中央部に左右方向に貫通する孔形状のサドル格納部２４を外囲するように環状部分が形成されている。この環状部分は、中空であり、バッテリユニット１０等が収容される内部空間２６（Ａ〜Ｄ）を有している。上部フレーム２１の下端部には、下方に向けて開口する下部開口部２５（図３参照）が形成されており、また、上部フレーム２１の上端部には、上方に向けて開口する上部開口部２７が形成されている。サドル格納部２４の上壁部分には、内部空間２６Ａ，Ｂとサドル格納部２４とを連通するサドル取付孔２８が形成されている。下部開口部２５の上方に位置するサドル格納部２４の下壁部分には、サドル格納部２４から下方に向けて凹設された接続凹部２９が形成されている。この接続凹部２９の底部の中央部には、貫通孔である連結孔３０が形成されている。

移動体１では、上部フレーム２１の内部空間における前部内部空間２６Ａおよび後部内部空間２６Ｂが、バッテリユニット１０を収容する環状のバッテリ収容部を形成する。しかも、上部フレーム２１を貫通するサドル格納部２４には着座ユニット４が収容されるため、上部フレーム２１に着座ユニット４とバッテリユニット１０とをコンパクトに収容することが可能となる。

図６に示されているように、上部フレーム２１の下部内部空間２６Ｄの内壁には、接続凹部２９を挟んで左右方向に位置するように、一対の金属製の支持ベース５１Ｌ，５１Ｒが接着されている。各支持ベース５１Ｌ，５１Ｒは、下向きの水平面を有して前後方向に延在し、その水平面に開口する雌ねじ孔を有している。

図３に示されているように、下部フレーム２２は、上部開口部３１および下部開口部３２を有し、それら開口部３１，３２を両端に有する筒状に形成されている。下部フレーム２２の左右側壁３３は概ね上下方向に延在し、かつ左右対称となるように形成されている。下部フレーム２２の前後側壁３４は、上側から下側に進むにつれて前後方向に膨出し、左右方向から見て下部フレーム２２の下部は半円状となっている。この下部フレーム２２の半円状をなす下部は、走行ユニット３の上半部を収容する収容空間３５を画成している。

左右側壁３３のそれぞれには、下部開口部３２に連続する半円状の切欠部３６が形成されている。左右の切欠部３６は、左右方向に平行な軸線をもって、互いに同軸に配置されている。切欠部３６と下部開口部３２の境界部分には、切欠部３６の周縁を延長するように下方へと延出する突片３７が形成されている。前後側壁３４のそれぞれの上部であってくびれ部２Ａ（図１参照）を形成する部分には、前面に前側通気孔３９Ａが、後面に後側通気孔３９Ｂがそれぞれ設けられている。通気孔３９Ａ，Ｂは、左右方向に延在する長孔状の貫通孔であって、上下方向に複数個が平行に列設されている。なお、くびれ部２Ａの構成によっては、通気孔３９Ａ，Ｂを上部フレーム２１側に設けてもよい。

図８に示されているように、下部フレーム２２の左右側壁３３における上部開口部３１付近の内壁には、一対の金属製の支持ベース５３Ｌ，５３Ｒがそれぞれ接着されている。各支持ベース５３Ｌ，５３Ｒは前後方向に延在し、その上面は水平面（上下方向を垂直とした場合）となっている。各支持ベース５３Ｌ，５３Ｒの前後端には、上下方向に貫通する雌ねじ孔５４ａが設けられた連結部５４が形成されている。

このように、移動体１では、走行ユニット３とバッテリユニット１０とを下部フレーム２２と上部フレーム２１とにそれぞれ配置する構成としたため、フットプリント（装置が占める面積）が小さくコンパクトな装置を実現することができる。加えて、電装ユニット１１を走行ユニット３とバッテリユニット１０との間（すなわち、くびれ部２Ａ）に配置する構成としたため、よりコンパクトな移動体１を実現することができる。

図７に示されているように、着座ユニット４は、上部フレーム２１の頂部近傍に設けられたベース本体６１と、ベース本体６１に枢支された左右一対のサドルアーム６２Ｌ，６２Ｒと、各サドルアーム６２Ｌ，６２Ｒにそれぞれ一体化された左右一対のサドル６３Ｌ，６３Ｒとを備えている。ベース本体６１は、上部フレーム２１の上部開口部２７を通して上部内部空間２６Ｃに配置され、その上部に接続された上壁により上部開口部２７を閉塞している。また、ベース本体６１は、その下部に前後方向に延設された支持軸６５を備えている。

支持軸６５には、左右一対のサドルアーム６２Ｌ，６２Ｒの基端部６６Ｌ，６６Ｒが枢支されている。各サドルアーム６２Ｌ，６２Ｒは、基端部６６Ｌ，６６Ｒから上部フレーム２１のサドル取付孔２８を通過して、上部フレーム２１の外部に位置する先端部６７Ｌ，６７Ｒへと延出している。右サドルアーム６２Ｒは、その先端部６７Ｒが基端部６６Ｒの下方のサドル格納部２４内に位置する格納位置と、先端部６７Ｒが基端部６６Ｒに対して概ね右方に位置する使用位置（展開位置）との間で回動可能になっている。右サドルアーム６２Ｒは、使用位置において、下に凸となるように湾曲した形状に形成されている。同様に、右サドルアーム６２Ｒと略左右対称の構成を有する左サドルアーム６２Ｌは、格納位置とら使用位置との間で回動可能になっており、使用位置において下に凸となるように湾曲した形状に形成されている。

両サドルアーム６２Ｌ，６２Ｒは、図示しないリンク機構を介して互いに連結されており、一方が格納位置にある場合には他方も格納位置に位置し、一方が使用位置にある場合には他方も格納位置に位置するように連動して変位するようになっている。また、ベース本体６１は図示しないロック機構を備えている。ロック機構は、各サドルアーム６２Ｌ，６２Ｒが格納位置または使用位置に位置する場合に、各サドルアーム６２Ｌ，６２Ｒに係合して各サドルアーム６２Ｌ，６２Ｒを格納位置または使用位置に保持する。

各サドル６３Ｌ，６３Ｒは、サドルアーム６２Ｌ，６２Ｒの先端部６７Ｌ，６７Ｒに連結された支持部６９Ｌ，６９Ｒと、支持部６９Ｌ，６９Ｒに取り付けられた円盤状のクッション部７０Ｌ，７０Ｒとを備えている。クッション部７０Ｌ，７０Ｒは、搭乗者（すなわち、移動体１に搭乗した操作者）の左右の臀部や大腿部が載せられる着座面を有する。サドルアーム６２Ｌ，６２Ｒが使用位置（図７中の２点鎖線参照）に位置する場合において、クッション部７０Ｌ，７０Ｒは、支持部６９Ｌ，６９Ｒの上方に配置され、着座面が上方を向く。着座した搭乗者Ｄ（図１１（ａ）参照）の荷重は、サドル６３Ｌ，６３Ｒ、サドルアーム６２Ｌ，６２Ｒ、ベース本体６１を介して上部フレーム２１に加わる。

サドルアーム６２Ｌ，６２Ｒが格納位置（図２参照）に位置する場合には、サドル６３Ｌ，６３Ｒの支持部６９Ｌ，６９Ｒはサドル格納部２４内に位置し、クッション部７０Ｌ，７０Ｒは、その着座面が左方外方または右方外方を向き、サドル格納部２４を閉塞する。

なお、移動体１における着座ユニット４は、本実施形態のように搭乗者が搭乗するために使用するものに限定されず、任意の積載物（例えば、操作者が運ぶ荷物等）を支持可能とした構成も可能である。その場合、サドル６３Ｌ，６３Ｒの形状も支持対象に応じて種々の変更が可能である。

ベース本体６１の上部に接続された上壁には、操作者による移動体の支持に供される格納式のハンドル７１が設けられている。ハンドル７１は、不使用時は、図２中の実線で示すように、ベース本体６１の上壁に凹設されたハンドル格納部７２に格納される。一方、ハンドル７１は、使用時には、図２中の２点鎖線で示すように、前後の脚部７１Ａ，７１Ａが上方にスライドすることによりベース本体６１の上方に突出する。操作者は、ハンドル７１を把持して、移動体１を持ち上げて運んだり、運転停止中の移動体１を支えてその傾倒を防止したりすることができる。

図３〜図５に示されているように、走行ユニット３は、支持部材としての左右一対のマウント部材８１Ｌ，８１Ｒと、これらマウント部材８１Ｌ，８１Ｒにそれぞれ取り付けられた左右一対の電動モータ８２Ｌ，８２Ｒと、波動歯車装置８３Ｌ，８３Ｒを介して電動モータ８２Ｌ，８２Ｒにそれぞれ回転させられる駆動体８４Ｌ，８４Ｒと、左右の駆動体８４Ｌ，８４Ｒによって回転させられる主輪８５とを備えている。ＤＣモータからなる電動モータ８２Ｌ，８２Ｒおよび波動歯車装置８３Ｌ，８３Ｒは周知の構成を有する。電動モータ８２Ｌ，８２Ｒの出力は、それぞれ波動歯車装置８３Ｌ，８３Ｒを介して減速された後、駆動体８４Ｌ，８４Ｒ（ドライブディスク１２１Ｌ，１２１Ｒ）に伝達されるようになっている。

駆動体８４Ｌ，８４Ｒは、ドライブディスク１２１Ｌと、ドライブディスク１２１Ｒに回転可能に支持された複数のドライブローラ１２２Ｌ，１２２Ｒとを備えている。左右ドライブローラ１２２Ｌ，１２２Ｒは、左右ドライブディスク１２１Ｌ，１２１Ｒが連結された状態（すなわち、左右の駆動体８４Ｌ，８４Ｒが組みつけられた状態）において、所定の距離だけ離間した位置に配置される。左右ドライブローラ１２２Ｌ，１２２Ｒの間には主輪８５が配置される。

主輪８５は、角柱体により構成された無端円環状の環状体１６１と、環状体１６１の外周部に嵌着された複数個のインナスリーブ１６２と、各インナスリーブ１６２の外周部にボール軸受１６３を介して回転可能に支持された複数の筒状のドリブンローラ１６４とにより構成されている。ドリブンローラ１６４は、ボール軸受１６３の外周部に嵌着される金属製円筒部１６４Ａと、金属製円筒部１６４Ａの外周面に加硫接着されたゴム製円筒部１６４Ｂとにより構成されている。ゴム製円筒部１６４Ｂの材質は、ゴムに限られず、可撓性を有する他の樹脂材料等であってもよい。ドリブンローラ１６４のゴム製円筒部１６４Ｂは、移動体１の使用状態（走行状態）において、路面に接地する。

ドリブンローラ１６４は、インナスリーブ１６２と共に環状体１６１の環方向（周方向）に複数個設けられ、主輪８５の実質的な外周面をなす。また、各ドリブンローラ１６４は、自身の配置位置における環状体１６１の接線周りに回転（自転）可能になっている。

主輪８５は、左右の駆動体８４Ｌ，８４Ｒの間に介装されることによって、駆動体８４Ｌ，８４Ｒと共に組み付けられる。また、電動モータ８２Ｌ，８２Ｒは、マウント部材８１Ｌ，８１Ｒの円筒部の内部に配置されている。このような構成により、下部フレーム２２において、移動体１の移動に供される走行ユニット３をコンパクトに収容することが可能となる。

主輪８５が左右の駆動体８４Ｌ，８４Ｒに組みつけられた状態において、ドリブンローラ１６４のゴム製円筒部１６４Ｂの外周面と、左右のドライブローラ１２２Ｌ，１２２Ｒの外周面とが接触し、摩擦によってドライブディスク１２１Ｌ，１２１Ｒの回転力（推進力）がドライブローラ１２２Ｌ，１２２Ｒを介してドリブンローラ１６４に伝達される。なお、ドライブローラ１２２Ｌ，１２２Ｒと主輪８５との配置関係や主輪８５の駆動の態様について、より詳細な説明が必要ならば、国際公開２００８／１３９７４０号を参照されたい。

図３に示されているように、下部フレーム２２の左右側壁３３の外側には、左右ステップベース１８０Ｌ，１８０Ｒが設けられる。各ステップベース１８０Ｌ，１８０Ｒは、金属材料から形成されて環形状をなし、切欠部３６の周縁部および２つの突片３７に沿う形状に形成されている。各ステップベース１８０Ｌ，１８０Ｒには、２つの突片３７間に収まる形状の各突出部１８１Ｌ，１８１Ｒが設けられている。各ステップ１８３Ｌ，１８３Ｒは、基端部において概ね前後方向に延在する回動軸をもって各突出部１８１Ｌ，１８１Ｒ付近に支持されており、その先端部が基端部の概ね上方に位置し、下部フレーム２２に概ね沿った状態となる格納位置（図２参照）と、その先端部が基端部の概ね左右方向に位置し、下部フレーム２２から突出した状態となる使用位置（図１参照）との間で開閉するように回動可能に設けられている。

ステップベース１８０Ｌ，１８０Ｒと走行ユニット３の左右マウント部材８１Ｌ，８１Ｒとは、切欠部３６の周縁部および２つの突片３７を介装した状態でボルト締結される（図５参照）。これにより、ステップベース１８０Ｌ，１８０Ｒおよび走行ユニット３が下部フレーム２２に固定される。

各ステップベース１８０Ｌ，１８０Ｒの内表面には、ひずみセンサ８Ｌ，８Ｒが貼付されている。ひずみセンサ８Ｌ，８Ｒは、公知のひずみゲージであって、ステップ１８３Ｌ，１８３Ｒに荷重が加わった際のステップベース１８０Ｌ，１８０Ｒのひずみを検出する。

下部フレーム２２の下端部には、走行ユニット３の下半部を路面との接地部位を除いて隠蔽するための下部カバー１８５が取り付けられる。また、下部フレーム２２の左右側壁３３の外側面には、各突出部１８１Ｌ，１８１Ｒおよび各ステップ１８３Ｌ，１８３Ｒを除いて各ステップベース１８０Ｌ，１８０Ｒを隠蔽するためのサイドカバー１８６Ｌ，１８６Ｒが取り付けられている。

次に、電装ユニット１１の構成について図４および図８，９を主に参照して以下に説明する。各図に示されているように、電装ユニット１１を構成する制御ユニット５と、荷重センサ６と、傾斜センサ７とのそれぞれは、骨格となる電装マウントフレーム２０２に取り付けられて一体となっている。以下の電装ユニット１１の説明では、電装ユニット１１が下部フレーム２２に取り付けられた状態を基準にして、前後、左右、上下の方向を設定する。

電装マウントフレーム２０２は、中央部に空間を備えた略矩形状のフレーム部材であり、その周縁部が左右の支持ベース５３Ｌ，５３Ｒ上に載置可能な大きさに形成されている。また、電装マウントフレーム２０２は、下部フレーム２２の左右の支持ベース５３Ｌ，５３Ｒ上に載置された状態において、左右の支持ベース５３Ｌ、５３Ｒの雌ねじ孔５４ａが設けられた連結部５４に対応する位置に上下方向に貫通する貫通孔２０３ａが設けられた連結部２０３を備えている。

荷重センサ６は、ｚ軸方向（鉛直方向）の力およびｘ軸，ｙ軸回りのモーメントを検出可能な３軸力センサから構成されている。荷重センサ６は、センサ基盤を内蔵するボディ部２０５と、このボディ部２０５から上方に突出する入力軸２０６とを有している。入力軸２０６は、円柱状に形成され、検出する外力が入力される。入力軸２０６の外周には基端から先端にわたって雄ねじ溝が形成されている。ボディ部２０５は、電装マウントフレーム２０２上に載置され、ねじ締結されている。

入力軸２０６の基端部の外周部には、板状の連結部材ベース２１０が取り付けられている。連結部材ベース２１０は、中央に雌ねじ孔を有し、この雌ねじ孔が入力軸２０６の基端部２０６Ｂ（図４参照）の雄ねじ溝と螺合することによって入力軸２０６に固定されている。なお、入力軸２０６の先端は、連結部材ベース２１０の上方に突出している。

連結部材ベース２１０が入力軸２０６に取り付けられた状態で、連結部材ベース２１０の前部には、前方側に延出する第１コネクタベース２１１がねじ締結されている（図９参照）。連結部材ベース２１０の後部には第２コネクタベース２１２がねじ締結されている。

傾斜センサ７は、公知のジャイロスコープである。傾斜センサ７は、そのハウジングとして機能する電装マウントフレーム２０２の内部に配置され、電装マウントフレーム２０２にねじ締結されている。傾斜センサ７は、鉛直方向（上下方向）を基準にして、鉛直方向からの傾斜角度を検出する。

図９に示されているように、制御ユニット５は、電装マウントフレーム２０２の後方および下方に積層状態に配設された、制御基板２４１と、電源基板２４２と、左モータドライバ基板２４３と、右モータドライバ基板２４４と、Ｉ／Ｏインターフェース基板２４５とを備えている。そして、電装マウントフレーム２０２の下方に配設された各モータドライブ基板２４３，２４４の前側に電動の送風ファン２４７が配設されている。

制御基板２４１は、マイクロコンピュータを構成するＣＰＵを有し、電動モータ８２Ｌ，８２Ｒ等の制御に供される制御回路２６１（図１０参照）を備えた基板である。制御基板２４１は、上下に配列された傾斜センサ７と電源基板２４２の一側（ここでは、後方）において、上下方向に（すなわち、基板表面が前後方向と直交しかつ前方を向くように）延在して、当該傾斜センサ７と電源基板２４２の後端とに亘って架け渡されるように配置されている。制御基板２４１の上部は、図示しないスペーサおよび連結部材を介して電装マウントフレーム２０２（すなわち、傾斜センサ７のハウジング）の後端面に固定されている。また、制御基板２４１の下部は、スペーサ４０２および連結部材２５２を介して電源基板２４２の後端に接続されている。このような構成により、電装マウントフレーム２０２（傾斜センサ７）と制御基板２４１と電源基板２４２とがコ字状に配置されるため、そのコ字状の空間を利用することにより、制御基板２４１と傾斜センサ７との間の信号ライン４０５、ならびに制御基板２４１と電源基板２４２との間の電力ライン４０６および信号ライン４０７の各長さがそれぞれ短縮され、配線量を低減することができる。

電源基板２４２は、バッテリユニット１０から供給された電源電圧を所定の電圧に変換する電圧制御回路を備えた基板である。電源基板２４２は、電装マウントフレーム２０２の前端部から下方へと延出する連結部材２５１によって電装マウントフレーム２０２の下方に、前後方向かつ左右方向に延在するように取り付けられている。電源基板２４２と、左右のモータドライバ基板２４３，２４４とは、複数のスペーサ部材４０１によってそれぞれの基板表面が互いに平行に配置されている。このような構成により、電源基板２４２と左モータドライバ基板２４３との間の電力供給に用いられる電力ライン４０８、ならびに電源基板２４２と右モータドライバ基板２４４との間の電力供給に用いられる電力ライン４０９の長さがそれぞれ短縮され、配線量を低減することができる。

電装ユニット１１の上部における一側（後方）には上部フレーム２１側の電装品と電気的に接続するための第２コネクタ２１６が設けられ、電装ユニット１１の上部における他側（前方）には上部フレーム２１側の電装品と電気的に接続するための第１コネクタ２１４が設けられている。第１コネクタ２１４は、上部フレーム２１側の前側に設けられた第３コネクタ２９７（図４参照）と接続され、前側にて、バッテリ２８１からの電力供給やバッテリマネジメント基板２８２との制御信号の送受信等に用いられる。また、第２コネクタ２１６は、上部フレーム２１側の後側に設けられた第４コネクタ３０１（図４参照）と接続され、後側にて、バッテリ２８１からの電力供給やバッテリマネジメント基板２８２との制御信号の送受信等に用いられる。

第１コネクタ２１４と電源基板２４２との間の電力供給や制御信号の送受信に用いられる電力・信号ライン（接続ライン）４１１は、傾斜センサ７と電源基板２４２との前方（すなわち、制御基板２４１とは逆側）に配設されている。これにより、バッテリ２８１から電源基板２４２への配線が最適化されて、コンパクトな電装ユニット１１を実現することができる。

左モータドライバ基板２４３は、電動モータ８２ＬのＰＷＭ制御に供される左ドライバ回路（インバータ回路）２５３を備えた基板であり、右モータドライバ基板２４４は、電動モータ８２ＲのＰＷＭ制御に供される右ドライバ回路（インバータ回路）２５４を備えた基板である（図１０参照）。左モータドライバ基板２４３は、スペーサを介して電源基板２４２の下方に、電源基板２４２と平行に取り付けられている。右モータドライバ基板２４４は、スペーサを介して左モータドライバ基板２４３の下方に、左モータドライバ基板２４３と平行に取り付けられている。この構成により、電源基板２４２と左モータドライバ基板２４３との間と、左モータドライバ基板２４３と右モータドライバ基板２４４との間には、前後方向に延在する通気路２４６が形成される。

Ｉ／Ｏインターフェース基板２４５は、入力インターフェース回路２６５および出力インターフェース回路２６６（ともに図１０参照）を備えた基板である。Ｉ／Ｏインターフェース基板２４５は、電源基板２４２の後方に配置された制御基板２４１の更に後方において、上下方向に延在するように配置されている。両基板２４１，２４５は、複数のスペーサ部材４０３によってそれぞれの基板表面が互いに平行に配置されている。

上記電装ユニット１１では、荷重センサ６、傾斜センサ７、電源基板２４２、および左右の左モータドライバ基板２４３，２４４を上から順に一体的に配置したため、コンパクトな構成を実現しつつ、フレーム２の自由度を高めることが可能となる。また、下部フレーム２２と上部フレーム２１の分離により電装ユニット１１が容易に露出するため、このような簡易な構成により電装ユニット１１のメンテナンス等が可能となるという利点もある。

送風ファン２４７は、電動軸流ファンであって良い。送風ファン２４７は、連結部材２５１の下端に締結され、左モータドライバ基板２４３および右モータドライバ基板２４４の前方に配置されている。送風ファン２４７は、その吸い込み口が前方を向きかつ前側通気孔３９Ａに対峙し、吐き出し口が後方を向き、送風方向が後側通気孔３９Ｂに向かうように配置されている。

次に、電装ユニット１１の下部フレーム２２への固定構造について説明する。図８に示すように、電装マウントフレーム２０２の各連結部２０３の上下には、可撓性を有する一対のゴムブッシュ２７０Ａ，２７０Ｂが装着されている。各ゴムブッシュ２７０Ａ，２７０ＢにはボルトＢ１が挿通され、電装マウントフレーム２０２と各支持ベース５３Ｌ，５３Ｒとが締結されている。このように、ゴムブッシュ２７０Ａ，２７０Ｂを介して電装マウントフレーム２０２を支持ベース５３Ｌ，５３Ｒに支持させた構成によって、下部フレーム２２からの振動は、ゴムブッシュ２７０で緩衝（遮断）され、電装ユニット１１に伝達され難くなっている。

下部フレーム２２に取り付けられた電装ユニット１１は、上部フレーム２１と下部フレーム２２との接続部を形成するくびれ部２Ａ内に位置し、送風ファン２４７、左モータドライバ基板２４３、右モータドライバ基板２４４が、下部フレーム２２の前後側壁３４に形成された前側および後側通気孔３９Ａ，３９Ｂ間に配置される。

このような構成により、送風ファン２４７によって前側通気孔３９Ａから導入された外部からの冷却空気が、左モータドライバ基板２４３と右モータドライバ基板２４４との間に形成された通気路２４６を通過し、昇温された空気が後側通気孔３９Ｂから排出される。したがって、送風ファン２４７および通気路２４６を用いて、電装ユニット１１に設けられた電装品の中でも特に発熱量が大きいパワー素子２４３ａ，２４４ａ（図９参照）が搭載されている左および右モータドライバ基板２４３，２４４を効率良く冷却することができるため、電装ユニット１１のコンパクト化を実現しつつ、その温度上昇を効果的に抑制することが可能となる。また、電装ユニット１１が下部フレーム２２のくびれ部２Ａ内に配置されていることから、前側および後側通気孔３９Ａ，３９Ｂ間の流路長が短くなり、より効率的な冷却が可能となっているという利点もある。

次に、バッテリユニットの構成について説明する。図４および図６に示されているように、バッテリユニット１０は、２つのバッテリ２８１，２８１と、これらバッテリ２８１，２８１にそれぞれ取り付けられた２つのバッテリマネジメント基板２８２，２８２とを備えている。各バッテリマネジメント基板２８２は、図示しないマイクロコンピュータを構成するＣＰＵやメモリ等を有するバッテリマネジメント回路２８５（図１０参照）を備えており、各バッテリ２８１，２８１の充放電や使用するバッテリ２８１，２８１の選択を行う。なお、バッテリマネジメント基板２８２，２８２は、必ずしもバッテリ２８１，２８１と共にバッテリユニット１０を構成する必要はなく、例えば、電装ユニット１１に設けてもよい。しかしながら、バッテリマネジメント基板２８２，２８２をバッテリ２８１，２８１と共に上部フレーム２１に配置することにより、下部フレーム２２から上部フレーム２１を分離してバッテリ２８１，２８１の充電を容易に行うことができる。

バッテリ２８１，２８１は、上部フレーム２１における環状部分の内部空間２６の形状に対応するように、所定の曲率をもって湾曲状に形成されている。これにより、バッテリ２８１，２８１は、上部フレーム２１の下部開口部２５を通して、上部フレーム２１の前部内部空間２６Ａと、後部内部空間２６Ｂとに分離して挿入され、上部フレーム２１の各支持ベース５１Ｌ，５１Ｒにねじ締結されたバッテリブラケット２９１によって下方から支持されている。

このように、バッテリ２８１，２８１を上部フレーム２１の環状部分の内部空間２６の前後に配置することにより、移動体１の前後の重量バランスが均一化される。したがって、移動体１の重心位置の前後方向の偏りが防止され、安定した倒立振子制御が可能となるとともに、ハンドル７１を使用した持ち運びも容易となるという利点がある。

次に、上部フレーム２１、着座ユニット４、バッテリユニット１０等から構成される上部構造体１３と、下部フレーム２２、走行ユニット３、電装ユニット１１等から構成される下部構造体１４との連結構造について説明する。

上部フレーム２１と下部フレーム２２との連結に際しては、互いの下部開口部２５と上部開口部３１とを対向させるようにして配置し、上部構造体１３に設けられた図示しないガイド孔に下部構造体１４の第１ガイドピン２１５および第２ガイドピン２１７（ともに図９参照）を挿入し、上部構造体１３と下部構造体１４とを組み合わせる。この状態で、図４に示すように、第１コネクタ２１４は第３コネクタ２９７に連結され、第２コネクタ２１６は第４コネクタ３０１に連結される。これにより、上部フレーム２１と下部フレーム２２とが電気的に接続され、両者の間で電力供給や制御信号の送受信が可能となる。また、上部フレーム２１の接続凹部２９の下面は、荷重センサ６の入力軸２０６に連結された連結部材ベース２１０の上面に当接し、入力軸２０６の先端部は接続凹部２９の連結孔３０を下方から上方に向けて貫通する。この状態で、入力軸２０６の先端部にナット３１４を螺合させ、連結部材ベース２１０とナット３１４との間に接続凹部２９の底部が挟持される。このようにして、上部フレーム２１と荷重センサ６の入力軸２０６とが連結される。さらに、下部フレーム２２の上部開口部３１を画成する周縁部は、上部フレーム２１の下部開口部２５を画成する周縁部よりもやや小径に形成されており、周縁部の内側に遊嵌された状態にある。

以上の連結構造によって、上部構造体１３は荷重センサ６を介して下部構造体１４に支持される。そのため、図１１（ａ）に示されるように搭乗者Ｄが着座ユニット４に着座した場合には、搭乗者Ｄの重量は上部構造体１３を介して荷重センサ６の入力軸２０６に入力される。

図１０に示されているように、制御回路２６１には、入力インターフェース回路２６５を介して、荷重センサ６、傾斜センサ７、ひずみセンサ８Ｌ，８Ｒからの信号が入力される。この制御回路２６１は、倒立振子制御を行うものであって、入力される各種信号に基づいて、移動体１の倒立姿勢を維持すべく、左右ドライバ回路２５３，２５４を駆動させるためのＰＷＭ信号を生成する。

荷重センサ６は、入力軸２０６に入力される荷重に応じた信号を、制御回路２６１に出力する。ひずみセンサ８Ｌ，８Ｒは、ステップ１８３Ｌ，１８３Ｒに加わる荷重に応じた信号を、制御回路２６１に出力する。傾斜センサ７は、所定の基準線に対する自身の傾きに応じた信号を制御回路２６１に出力する。

制御回路２６１は、荷重センサ６からの信号に基づいて、入力軸２０６に入力される荷重を算出し、算出した荷重と所定の閾値とを比較して、着座ユニット４に搭乗者が着座しているか否かを判定する。また、制御回路２６１は、ひずみセンサ８Ｌ，８Ｒからの信号に基づいて、ステップ１８３Ｌ，１８３Ｒに加わる荷重を算出し、算出した荷重と所定の閾値とを比較して、ステップ１８３Ｌ，１８３Ｒに搭乗者が足を乗せているか否かを判定する。

更に、制御回路２６１は、着座ユニット４に着座しているか否かの判定結果と、ステップ１８３Ｌ，１８３Ｒへ足を乗せているか否かの判定結果とに基づいて、移動体１への搭乗者の有無および搭乗者の搭乗姿勢を判定する。本実施形態に係る移動体１では、図１１（ａ）に示されるように、搭乗者Ｄは着座ユニット４に着座して搭乗する着座搭乗姿勢と、図１１（ｂ）に示されるように、左右ステップ１８３Ｌ，１８３Ｒ上に起立し、格納位置にある着座ユニット４のクッション部を膝部および大腿部で挟みこむようにして搭乗する起立搭乗姿勢とをとることができる。着座ユニット４に着座していないと判定し、ステップ１８３Ｌ，１８３Ｒへ足を乗せていないと判定した場合には、移動体１に搭乗者はない（非搭乗状態）と判定する。着座ユニット４に着座していると判定した場合には、移動体１に搭乗者Ｄが着座搭乗姿勢で搭乗している（着座搭乗状態）と判定する。着座ユニット４に着座していないと判定し、ステップ１８３Ｌ，１８３Ｒに足を乗せていると判定した場合には、移動体１に搭乗者Ｄが起立搭乗姿勢で搭乗している（起立搭乗状態）と判定する。

また、制御回路２６１は、傾斜センサ７からの信号に基づいて、主輪８５の回転中心と搭乗者Ｄを含む移動体１の重心とを結んだ軸線Ｂと鉛直方向とのなす角度である傾斜角θ（図１１（ｂ）ではθ＝０の状態を示している。）を所定の演算処理により算出する傾斜推定部２６９を有する。傾斜角θは、前後方向をｘ軸、左右方向をｙ軸、鉛直方向をｚ軸とするｘｙｚ座標系を想定すると、ｘ軸方向への傾斜角であるｘ成分θｘと、ｙ軸方向への傾斜角であるｙ成分θｙとからなる。

そして、制御回路２６１は、傾斜角θに基づいて倒立振子制御を行う。倒立振子制御では、移動体１全体および搭乗者を含む重心を、走行ユニット３（主輪８５）の接地点の概ね真上に位置させるように、傾斜角θを制御目標値である基準角θｔに一致させる。搭乗者の有無および搭乗姿勢によって移動体１全体および搭乗者を含む重心位置が変化するため、基準角θｔは移動体１の非搭乗状態、着座搭乗状態、起立搭乗状態の各状態において設定されている。

上記構成の移動体１では、各構成要素のうち比較的重量の大きい走行ユニット３とバッテリユニット１０とが下部フレーム２２と上部フレーム２１とにそれぞれ離間して配置されると共に、それらの間に傾斜センサ７を配置する構成とした。そのため、移動体１のコンパクト化を実現しつつ、その重心位置と傾斜センサ７の設置位置（くびれ部２Ａ）とを一致（または略一致）させることができ、傾斜センサ７の検出結果に基づく加速度（移動体１の傾斜角θ）の推定誤差が小さくなって制御応答性が向上する。加えて、移動体１の上下の重量バランスがより均一化され、移動体１を横倒しにした状態での持ち運びが容易となるという利点もある。

また、上記構成の移動体１では、上部フレーム２１に着座ユニット４を設けたため、走行ユニット３の重量がバッテリユニット１０に比べて大きい場合でも移動体１の上下の重量バランスを均一化することが可能となり、移動体１の重心位置と傾斜センサ７の設置位置とを略一致させることが容易となる。

また、上記構成の移動体１では、上部フレーム２１に着座ユニット４を設けると共に、下部フレーム２２にステップ１８３Ｌ，１８３Ｒを設けたため、搭乗者の荷重が下部フレーム２２と上部フレーム２１とに分散され、搭乗者を含めた移動体１の重心を傾斜センサ７の設置位置付近におくことができる。

次に、このように構成された移動体１における送風ファン２４７の制御について以下に説明する。図１０に示されるように、電装ユニット１１には、制御回路２６１からの制御信号が出力インタフェース回路２６６を介して入力されるファン駆動回路２６７が設けられている。ファン駆動回路２６７により送風ファン２４７に電力が供給される。このようにして、制御回路２６１とファン駆動回路２６７とを用いて送風ファン２４７の回転が制御される。

また、左ドライバ回路２５３と右ドライバ回路２５４とには、それぞれに対応する左用および右用温度センサ２６８Ｌ，２６８Ｒが各基板２４３，２４４の適所に設けられている。各温度センサ２６８Ｌ，２６８Ｒの検出信号は各基板温度検出値として入力インタフェース回路２６５を介して制御回路２６１に入力する。

また、制御回路２６１は、流入風の風量の大きさ（または動圧）を判別する流入風量判別手段としての移動方向判別部２７１と、送風ファンの２４７の回転速度を決定するファン制御手段としてのファン制御部２７２とを備えている。ファン制御部２７２では、各ドライバ回路２５３，２５４の各基板温度に応じて送風ファン２４７の回転速度を決定する。

また、移動方向判別部２７１は、例えば、制御回路２６１からの各ドライバ回路２５３，２５４に対する駆動制御信号に基づいて、移動体１が前進するか、停止または左右方向に移動するか、後進するかを判別し、３状態のいずれか１つの判別信号をファン制御部２７２に出力する。

ファン制御部２７２では、上記温度に基づいて決定した回転速度に対して、移動状態に応じて送風ファン２４７の回転速度を高低変化させることを優先する。その出力信号がインタフェース回路２６６を介してファン駆動回路２６７に出力され、ファン駆動回路２６７では、ファン制御部２７２の出力信号に基づいた回転速度で送風ファン２４７を回転させる。移動体１の移動方向により走行風の前側通気孔３９Ａからの流入量が変化することから、移動方向の判別により流入風の風量の大きさを判別することができる。なお、予め実験により関係を求めてマップ化しておいても良い。

次に、上記基板温度に対する送風ファン２４７の回転速度の制御要領を図１２を参照して説明する。図１２において、横軸が基板（２４３，２４４）温度であり、縦軸がファン（２４７）回転速度であり、実線は前進時、一点鎖線が停止または左右方向の移動時、二点鎖線が後進時の場合をそれぞれ示す。基板の昇温を冷却する冷却風は、走行風の移動体１内への流入風と、送風ファン２４７による送風とを合わせたものである。走行風の流入量は移動体１の移動方向の違いで前側通気孔３９Ａから入る風量が変化することにより増減し、送風ファン２４７による送風量は送風ファン２４７の回転速度の違いで増減する。

したがって、走行風の流入量と送風量とを合わせた冷却風量を基板温度の上昇に対する冷却に必要な分だけを移動方向にかかわらず常に一定量確保するようにすると良く、それに対応させて上記したように移動方向の違いを３つに分けて制御する。このように移動方向の違いを判別するという簡易な判別により、走行風の流入風の動圧変化を判別することができ、特別な風圧計等を設ける必要が無いため、装置を低コスト化し得る。さらに、動圧を計測（または算出）して判断する場合には動圧変化は移動方向が変化して暫くしてから生じることになり、応答遅れが生じるのに対して、本発明によれば、移動方向を制御信号から判断して制御を変えるため、移動方向を変えると同時に変化させるという応答性の良い制御を行うことができる。

なお、前進時には前側通気孔３９Ａから走行風が流入し、その流入風は図７の二点鎖線の矢印Ｗに示されるように後方に向けて流れ、後側通気孔３９Ｂから流出される。また、送風ファン２４７による送風方向は図９の二点鎖線の矢印Ｆ１に示されるように前進時に走行風が流入して流れる方向と同じである。これにより、前進時には、送風ファン２４７による送風Ｆ１のみならず、走行風による流入風Ｗも基板２４３，２４４の冷却に有効である。なお、送風Ｆ１の一部は矢印Ｆ２に示されるように制御基板２４１とＩ／Ｏインターフェース基板２４５との間を上昇するように流れ得る。これにより、制御基板２４１およびＩ／Ｏインターフェース基板２４５に対しても冷却することができる。

一方、停止時や左右方向移動時には前側通気孔３９Ａからの走行風の流入は無いに等しい。したがって、この場合の基板２４３，２４４の冷却には送風ファン２４７による送風が大部分を占める。さらに、後進時には、後側通気孔３９Ｂから走行風が流入し得るため、その流入風は上記矢印Ｗとは逆向きの流れとなる。この逆向きの流れは送風ファン２４７による送風を阻害することになり、冷却に必要な風量を確保するためには、その損失分を補うように送風ファン２４７による送風量を増やすと良い。

送風ファン３４７の回転速度制御は温度制御を基準としている。図１２に示されるように、低温状態から温度が上昇した場合に、特に積極的に冷却する必要が無いとして良い所定の第２温度ｔ２未満では送風ファン２４７を停止状態にする。第２温度ｔ２は、これ以上の高温領域では温度上昇を積極的に抑制することが好ましい温度とすると良い。いずれかの基板２４３，２４４の温度が第２温度ｔ２になったことが検出された場合には、送風ファン２４７を所定の第１回転速度Ｎ１ａ（Ｎ１ｂ，Ｎ１ｃ）で回転させる。

図示例では、第１回転速度を、上記移動方向の違いに対応させて、前進時第１回転速度Ｎ１ａと、停止・横行時第１回転速度Ｎ１ｂと、後進時第１回転速度Ｎ１ｃとの３段階の回転速度として設定している。前進時第１回転速度Ｎ１ａは、走行風の流入により冷却することができるため、送風ファン２４７による送風量を少なくすることができ、１番低い回転速度に設定されている。それに対して、停止時や左右移動となる停止・横行時第１回転速度Ｎ１ｂは、走行風の流入による冷却は期待できないため、送風ファン２４７による送風での冷却になり、その分に応じて前進時第１回転速度Ｎ１ａよりも高い回転速度に設定されている。さらに、後進時第１回転速度Ｎ１ｃは、走行風による流入方向が逆向きとなる（後側通気孔３９Ｂから流入）ため、それによる損失分を考慮した冷却風を発生させるべく停止・横行時第１回転速度Ｎ１ｂより高い回転速度に設定されている。

第２温度ｔ２より高く第３温度ｔ３より低い温度増減範囲では、図示例では、移動方向の違いにかかわらず同じ変化率で温度変化に比例させてファン回転速度を増減させるようにしている。図に示されるように、移動方向の違いによる各回転速度の差は一定のままである。これにより制御を簡略化することができる。本制御では、送風ファン２４７の回転速度を、温度に基づく制御に優先して移動方向に応じた高低変化制御を行うものであり、第２温度ｔ２以上において移動方向が変化したと判別された場合にはその時の温度に対する判別された移動方向に対応する回転速度にシフトする。

温度が上昇して第３温度ｔ３に達したら、送風ファン２４７の回転速度は各移動方向の違いに応じてそれぞれ回転速度Ｎ２ａ，Ｎ２ｂ（＞Ｎ２ａ），Ｎ２ｃ（＞Ｎ２ｂ）となる。そして、第３温度ｔ３以上では、各移動方向に対応させた送風ファン２４７の各最大回転速度Ｎ２ａ，Ｎ２ｂ，Ｎ２ｃで一定とする。なお、第３温度ｔ３は、通常使用状態ではそれ以上の温度上昇は滅多に無いと想定される温度であってと良い。

高温側（第３温度ｔ３側）から温度が低下する場合には第２温度ｔ２〜第３温度ｔ３の範囲では上昇時と同じ増減制御であって良い。それに対して、第２温度ｔ２からそれ以下に低下した場合には、第２温度ｔ２よりも低い第１温度ｔ１に至るまで、すなわち第１温度ｔ１〜第２温度ｔ２の範囲で上下する場合には、第２温度ｔ２時の各回転速度Ｎ１ａ，Ｎ１ｂ，Ｎ１ｃを維持する。この場合も、移動方向が変化したと判別された場合には、その変化した移動方向に応じた回転速度にシフトする。そして、第１温度ｔ１まで低下したら、移動方向にかかわらず送風ファン２４７を停止状態にする。

このように基板温度が上昇する場合の制御と低下する場合の制御とにおいて、送風ファン２４７を停止状態にする閾値となる第１温度ｔ１または第２温度ｔ２に対して、各温度ｔ１，ｔ２に至る基板温度の上昇または下降変化に対してヒステリシスを設けることにより、送風ファン２４７が頻繁に回転停止を行うことを回避することができ、安定した確実なファン制御を行うことができる。第２温度ｔ２以下の場合は、パワー素子２４３ａ，２４４ａに大電流が流れない低速や低トルク駆動状態が該当し、そのような場合には走行音は低く、特に静かな環境での使用時に送風ファン２４７の回転停止が頻繁に起こると低音ではあっても騒音と感じられてしまう。それに対して、上記したようにヒステリシスを設けることにより、送風ファン２４７の頻繁な回転停止が防止されるため、騒音を低減でき、品質を向上し得る。

また、上記したように、移動方向の違いに応じて送風ファン２４７の回転速度を変えることにより、いずれの移動方向においてもパワー素子２４３ａ，２４４ａの発熱に対する冷却条件を一定に保つことができるばかりでなく、後進時に対して他の移動方向の場合には送風ファン２４７の回転速度を抑制しており、無駄な電力消費を防止することができるため、送風ファン２４７の寿命を延ばすことができ、また１回の充電当たりのバッテリ保持時間も延ばすことができる。

以上、本発明を特定の実施形態に基づいて詳細に説明したが、これらの実施形態はあくまでも例示であって、本発明はこれらの実施形態によって限定されるものではない。例えば、図１２に示されるようなマップ制御によらず、温度に基づいて回転速度を算出する式に補正係数を設け、その補正係数を移動方向に応じて持ち替えるようにして制御する構成も可能である。また、電装ユニットにおいては、各構成要素の配置は互いに入れ替えることが可能であり、場合によっては、一部の構成要素を省略することも可能である。

１…倒立振子型移動体、２…フレーム、３…走行ユニット、１１…電装ユニット（制御装置）、２４３ａ，２４４ａ…パワー素子、２４７…送風ファン、２６７…ファン駆動回路（ファン制御手段）、２６８Ｌ，２６８Ｒ…温度センサ、２７１…移動方向判別部（流入風量判別手段）、２７２…ファン制御部（ファン制御手段）

Claims (4)

1. 倒立状態で前後左右に移動可能な走行ユニットと、前記走行ユニットを駆動制御する電装品が設けられた制御装置と、前記電装品の発熱を送風により冷却するための送風ファンと、前記制御装置と前記送風ファンとを内蔵するフレームとを有する倒立振子型移動体において、
   前記フレームに、前記倒立振子型移動体の前進方向に開口する通気孔が設けられ、
   前記送風ファンが、前記前進時に生じる走行風が前記通気孔から流入して前記フレーム内を流れる流入風の方向と同方向に送風するように設けられ、
   前記流入風の風量の大きさを判別する流入風量判別手段と、
   前記電装品の発熱を冷却するための冷却風の風量を略一定にするべく前記流入風の風量の大きさに応じて前記送風ファンの回転速度を変化させるファン制御手段とを有することを特徴とする倒立振子型移動体の電装部品冷却装置。
2. 前記流入風量判別手段は、前記走行ユニットの移動方向の違いに応じて前記流入風の風量の大きさを判別することを特徴とする請求項１に記載の倒立振子型移動体の電装部品冷却装置。
3. 前記制御装置に前記電装品の発熱による温度を検出する温度センサが設けられ、
   前記ファン制御手段は、前記温度の高低に応じて前記送風ファンの回転速度を増減させる制御を行うと共に、前記温度の高低による制御よりも前記流入風の風量の大きさによる制御を優先させることを特徴とする請求項２に記載の倒立振子型移動体の電装部品冷却装置。
4. 前記ファン制御手段は、前記温度の高低に応じて前記送風ファンの回転速度を増減させる制御を行う場合に前記温度の所定の範囲にヒステリシスを設けていることを特徴とする請求項３に記載の倒立振子型移動体の電装部品冷却装置。

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