JP2014234034A - 倒立振子型車両 - Google Patents
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Abstract
Description
図1は実施形態に係る倒立振子型車両の斜視図であり、図2は倒立振子型車両の側面図であり、図3はホイールカバーを取り外した状態の倒立振子型車両の側面図であり、図4はステップユニットが収納状態にあり、ホイールカバーを取り外して示す倒立振子型車両の正面図である。図1〜図4に示すように、倒立振子型車両1は、車体骨格をなす車体フレーム2と、主輪3を含む主輪ユニット4と、尾輪5を含む尾輪ユニット6と、主輪ユニット4を駆動する駆動ユニット7と、駆動ユニット7及び尾輪ユニット6を制御する電装ユニット8と、電装ユニット8に電力を供給するバッテリパック9と、乗員が着座するためのサドルユニット11とを有する。
図5は、車体フレームの斜視図である。図1〜図5に示すように、車体フレーム2は、上下に延びる左右一対のサイドポスト21と、左右に延び、左右のサイドポスト21を連結するアッパビーム22及びミドルビーム23とを有している。アッパビーム22は、直線状に延び、左右両端が左右のサイドポスト21の上端部に接合されている。ミドルビーム23は、アッパビーム22よりも下方に配置され、左右両端が左右のサイドポスト21の中間部に接合されている。ミドルビーム23は、長手方向における中間部が左右両端よりも前方に突出するように湾曲して形成されている。サイドポスト21、アッパビーム22、及びミドルビーム23は、鋼製のパイプ材から形成され、ボルト締結や溶接によって互いに接合されている。以下、特に限定しない限り、接合との語は、ボルト締結や溶接等の公知の接合手法を含むものとする。他の実施形態では、サイドポスト21、アッパビーム22、及びミドルビーム23は、プレス鋼板等の公知の材料から形成されてよい。
図4に示すように、主輪ユニット4は、左右のマウント部材26間、及び左右のサイドポスト21間に配置されている。主輪ユニット4は、車幅方向(左右方向)に水平に延在する車軸25と、車軸25の外周に互いに独立して回転可能に支持された左右の駆動ディスク50と、車軸25によって挿通されると共に、左右の駆動ディスク50間に配置された環状の主輪3と、左右の駆動ディスク50に接合されたコグベルト用の左右の従動プーリ51とを有する。左右の駆動ディスク50と左右の従動プーリ51とは、全て車軸25の軸線を共通軸線として同一軸線上にある。車軸25の外周には、左右一対の段部(不図示)が軸線方向に所定の間隔をおいて形成されている。左右の駆動ディスク50は、車軸25に螺着されるナット(不図示)と段部と間に保持され、車軸25の軸線方向における位置が定められている。
駆動ユニット7は、左右一対の電動モータ61と、減速機構62と、左右一対のコグベルト用の駆動プーリ63とを有する。減速機構62は、1つのギヤケース64と、ギヤケース64内に支持された左側の電動モータ61用のギヤ列(不図示)と、ギヤケース64内に支持された右側の電動モータ61用のギヤ列(不図示)とを有する。左右の電動モータ61は、ギヤケース64の左右の側部に、ギヤケース64を挟んで互いに回転軸が同軸となるように接合されている。減速機構62における2つのギヤ列の各出力軸(不図示)は、互いに同軸にギヤケース64の左右の側部から突出している。各ギヤ列の出力軸は、左右の電動モータ61の回転軸と平行に配置されており、左側の電動モータ61に対応したギヤ列の出力軸は左方に突出し、右側の電動モータ61に対応したギヤ列の出力軸は右方に突出している。駆動プーリ63は、各ギヤ列の出力軸に接合されている。
尾輪ユニット6は、尾輪アーム71を介して車軸25に支持されている。尾輪アーム71は、前後に延び、後端部が略直線状に延在する一方、前端部105が左右に二股に分岐した二股部72となっている。二股部72の間には主輪ユニット4(左右の駆動ディスク50及び主輪3)、ホイールカバー67、左右のマウント部材26が配置され、二股部72の先端部(前端部105)は車軸締結ボルト28に同軸に接合された回動軸30に回動可能に支持されている。これにより、尾輪アーム71は、主輪3、左右の駆動ディスク50及びホイールカバー67と干渉することなく、主輪3の後方に延在している。
図1〜図4に示すように、サドルユニット11は、乗員の臀部を支持するサドル84と、サドル84を車体フレーム2に支持する左右一対のサドルポスト85とを有している。サドル84は、骨格(底板)をなす板状のベース86と、ベース86の上部に取り付けられた可撓性のパッド87とを有している。左右一対のサドルポスト85は、上下に延びる柱状をなし、その上端がベース86の下部に接合されている。左右のサドルポスト85は、左右のサイドポスト21の上端開口に挿入され、サイドポスト21に支持される。左右のサイドポスト21の上端付近には、サイドポスト21を径方向に貫通する調整ねじ88が螺着されている。左右のサドルポスト85には、直径方向に貫通し、調整ねじ88を受容する受容孔(不図示)が形成されている。受容孔は、サドルポスト85の長手方向に沿って複数形成されている。調整ねじ88が通過する受容孔を選択することによって、サイドポスト21に対するサドルポスト85の挿入深さが選択される。すなわち、サイドポスト21に対するサドル84の高さを調整することができる。
電装ユニット8は、いずれも図示しない主輪PDU、尾輪PDU、DC−DCコンバータ、及びI/Oインターフェースと、ジャイロセンサ91とを有している。主輪PDUは駆動ユニット7を制御するための主輪制御用パワードライブユニットであり、尾輪PDUは尾輪ユニット6を制御するための尾輪制御用パワードライブユニットである。DC−DCコンバータは、バッテリパック9から供給される直流電圧を所定の直流電圧に降圧する。ジャイロセンサ91は、所定の軸線(例えば、鉛直線)に対する車体フレーム2の傾斜角及び角速度を検出する。主輪PDU、尾輪PDU、DC−DCコンバータ、及びI/Oインターフェースは、箱形の電装ケース44内に収容されている(図1参照)。
図6は収納状態にあるステップユニットの斜視図であり、図7は収納状態にあるステップユニットの底面図である。図8〜図12は図7中の各直線に沿った断面図である。図13は起立状態にあるステップユニットの正面図であり、図14は起立状態にあるステップユニットの斜視図であり、図15は起立状態にあるステップユニットの底面図である。図16及び図17は図15中の各直線に沿った断面図である。図6に示すように、ステップユニット35は、乗員の足裏を支持するためのフットステップ101と、フットステップ101に設けられたスタンド装置102とを有する。スタンド装置102は、倒立振子制御が行われない不使用時に倒立振子型車両1を起立状態に維持するために使用される。
倒立振子型車両1の走行動作について説明する。主輪PDUは、ジャイロセンサ91により計測される車体フレーム2の前後左右の傾斜角及び角速度の変化よりサドルユニット11に着座した乗員を含む倒立振子型車両1全体の重心位置を随時演算する。
図18は、駐車状態にある倒立振子型車両の側面図である。図18に示すように、倒立振子制御が切られた(OFFにされた)倒立振子型車両1は、起立位置にあるスタンドアーム116によって、車体フレーム2が前傾した状態に維持される。この状態では、スタンドアーム116の接地部126が床面に突き当たることによって、フットステップ101を介して連結された車体フレーム2の床面に対する姿勢が維持される。この状態を停止姿勢とする。停止姿勢では、起立用レバー117は第2位置にあり、収納用レバー118は第4位置にある。
Claims (8)
- 乗員の足を乗せるためのステップ(101)を含む車体フレーム(2)と、前記車体フレームに設けられ、倒立振子制御される主輪(3)と、起立位置と収納位置との間で回動可能に前記車体フレームに設けられ、倒立振子制御が行われておらず、かつ前記起立位置にあるときに前記車体フレームを倒立状態で支持するスタンド(116)とを有する倒立振子型車両(1)であって、
前記車体フレームに設けられ、前記スタンドを前記起立位置から前記収納位置に回動させる収納用レバー(118)を有し、
前記収納用レバーは、前記スタンドが前記起立位置にあるときに前記ステップの足載せ面(108)から上方に突出し、前記足載せ面側に押し下げられることによって前記スタンドを前記収納位置に回動させることを特徴とする倒立振子型車両。 - 前記車体フレームに設けられ、前記スタンドを前記収納位置から前記起立位置に回動させる起立用レバー(117)を更に有し、
前記起立用レバーは、前記ステップの前記足載せ面よりも車幅方向内側に配置されていることを特徴とする請求項1に記載の倒立振子型車両。 - 前記起立用レバーは、前記足載せ面よりも下方に押し下げられることによって、前記スタンドを前記収納位置から前記起立位置に回動させることを特徴とする請求項2に記載の倒立振子型車両。
- 前記車体フレームは、前記主輪の車軸(25)を支持する車軸支持部材(26)を有し、
前記ステップは、前記車軸支持部材に支持され、前記主輪の左右側部から前記主輪の前方に延び、
前記スタンドは、前記ステップの前端部(105)に回動可能に支持されていることを特徴とする請求項2又は請求項3に記載の倒立振子型車両。 - 前記起立用レバー及び前記収納用レバーは、前記ステップに回動可能に支持されていることを特徴とする請求項2〜請求項4のいずれか1つの項に記載の倒立振子型車両。
- 前記収納用レバーは、前記主輪の左右側方に配置され、
前記起立用レバーは、前記主輪の前方に配置されていることを特徴とする請求項2〜請求項5のいずれか1つの項に記載の倒立振子型車両。 - 前記起立用レバーは、前記スタンドが前記収納位置にあるときに前記足載せ面と面一となる面を有し、
前記収納用レバーは、前記スタンドが前記収納位置にあるときに前記足載せ面と面一となる面を有することを特徴とする請求項2〜請求項6のいずれか1つの項に記載の倒立振子型車両。 - 前記スタンド、前記起立用レバー、及び前記収納用レバーの少なくとも1つの変位位置を検出する位置センサ(172)を有し、
前記位置センサからの信号に基づいて前記スタンドの位置を検出し、前記スタンドが前記起立位置にあるときに倒立振子制御を禁止することを特徴とする請求項2〜請求項7のいずれか1つの項に記載の倒立振子型車両。
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