JP2018065504A - 倒立振子型車両 - Google Patents

Abstract

【課題】倒立振子型車両の斜め前方、斜め後方あるいは真横の移動において倒立振子型車両が段差を乗り越えようとすることが尾輪によって阻害されないようにし、踏破性を向上すること。【解決手段】尾輪１２６の支持ブラケット１２２に、尾輪１２６の左右両側方及び又は前記尾輪の前方において各々下側から上側に向かうほど尾輪１２６より離れる方向に傾斜した左右の側部外壁１３０Ｂを含むスキッド部材１３０を取り付ける。【選択図】図１

Description

本発明は、倒立振子型車両に関し、更に詳細には、倒立振子制御される主輪の後方に尾輪を有する倒立振子型車両に関する。

倒立振子型車両として、車体と、左右方向に延在する軸線を中心とした円環状の芯体と、前記芯体の円周方向に複数配置され各々自身の配置位置に於ける前記芯体の接線方向に延在する軸線周りに回転可能なドリブンローラとを含む主輪と、前記車体に取り付けられて左右方向に延在するディスク支持軸と、前記主輪の左右両側に配置され、前記ディスク支持軸に個別に回転可能に支持された左右のドライブディスクと、前記左右のドライブディスクの各々に当該ドライブディスクの周方向に間隔をおいて配置され、各々前記ドライブディスクの中心軸線に対してねじれの関係をなす軸線周りに回転可能に支持されて外周面をもって前記ドリブンローラの外周面に接触する複数のドライブローラと、前記車体に取り付けられて前記左右のドライブディスクを個別に回転駆動する駆動装置と、前記車体が起立状態となるように前記駆動装置を制御する倒立振子制御装置とを具備した一輪式の倒立振子型車両に、旋回性の改善のために、前記車体に上下方向に回動可能に取り付けられた尾輪アームと、前記尾輪アームの遊端（後端）に回転可能に取り付けられて前記主輪より後方において接地する尾輪とが追加されたものが知られている（例えば、特許文献１、２）。

上述の如き倒立振子型車両は、左右のドライブディスクの回転速度が個別に制御されることにより、前後移動は勿論のこと、斜め前方、斜め後方、真横の全方向に移動（走行）することができ、更に、尾輪が接地していることにより旋回移動することもできる。

特開２０１３−２３７３２７号公報 特開２０１４−２３４０３６号公報

倒立振子型車両が真前方あるいは真後方へ移動して走行面の段差にさしかかった際には、尾輪は尾輪アームの上方への回動を伴って回転しつつ難なく段差を乗り越え、尾輪が倒立振子型車両の移動の阻害することはない。

しかし、倒立振子型車両が移動斜め前方あるいは斜め後方に移動して段差を乗り越えようとする際には、特に倒立振子型車両の真横移動において段差を乗り越えようとする際には、尾輪の側面に段差面が当接することにより尾輪及び尾輪アームに横方向の荷重が作用する。このため、尾輪アームが、所謂こじれを生じ、上方へ回動できないことにより、尾輪が段差を乗り越えることができず、倒立振子型車両の移動が阻害される。

本発明が解決しようとする課題は、倒立振子型車両の斜め前方、斜め後方あるいは真横の移動において倒立振子型車両が段差を乗り越えようとすることが尾輪によって阻害されないようにし、踏破性を向上することである。

本発明による倒立振子型車両は、車体（１２）と、左右方向に延在する軸線を中心とした円環部材（４２）及び前記円環部材（４２）の円周方向に複数配置され各々自身の配置位置に於ける前記円環部材（４２）の接線方向に延在する軸線周りに回転可能なドリブンローラ（４４）を含む主輪（４０）と、前記車体（１２）に取り付けられて左右方向に延在するディスク支持軸（４６）と、前記主輪（４０）の左右両側に配置され、前記ディスク支持軸（４６）に各々個別に回転可能に支持された左右のドライブディスク（５０）と、前記左右のドライブディスク（５０）の各々に当該ドライブディスク（５０）の周方向に間隔をおいて配置され、各々前記ドライブディスク（５０）の中心軸線に対してねじれの関係をなす軸線周りに回転可能に支持されて外周面をもって前記ドリブンローラ（４４）の外周面に接触する複数のドライブローラ（５２）と、前記車体（１２）に取り付けられて前記左右のドライブディスク（５０）を各々個別に回転駆動する駆動装置（７２、８６）と、前記車体（１２）が起立状態となるように前記駆動装置（７２、８６）を制御する倒立振子制御装置（１０２）と、前記車体（１２）に上下方向に回動可能に取り付けられた基端（１１０Ａ）を含み、当該基端（１１０Ａ）から車体後方に延在する尾輪アーム（１１０）と、前記尾輪アーム（１１０）の遊端に支持ブラケット（１２２）によって回転可能に取り付けられて前記主輪（４０）より後方において接地する尾輪（１２６）とを具備した倒立振子型車両（１０）であって、前記支持ブラケット（１２２）に取り付けられ、前記尾輪（１２６）の左右両側方及び又は前記尾輪（１２６）の前方において各々下側から上側に向かうほど前記尾輪（１２６）より離れる方向に傾斜した左右の側部外壁（１３０Ｂ、１４０Ｂ）を含むスキッド部材（１３０、１４０）を有する。

この構成によれば、倒立振子型車両（１０）の斜め前方、斜め後方あるいは真横の移動において、倒立振子型車両（１０）が段差（Ｓ）を乗り越えようとする際にはスキッド部材（１３０、１４０）の傾斜した側部外壁（１３０Ｂ、１４０Ｂ）が段差（Ｓ）に当接することにより、スキッド部材（１３０）に案内されて尾輪アーム（１１０）が上方へ回動し、尾輪（１２６）が段差（Ｓ）を乗り越えることができる。これにより、倒立振子型車両（１０）の斜め前方、斜め後方あるいは真横の移動において、倒立振子型車両（１０）が段差（Ｓ）を乗り越えようとすることが尾輪（１２６）によって阻害されることなく行われ、段差（Ｓ）の踏破性が向上する。

上述の作用を効果的に得るべく、側部外壁（１３０Ｂ）は少なくとも尾輪（１２６）の回転中心よりも前方に延在している部分を含むか、或いは少なくとも尾輪（１２６）の回転中心の前後両側に延在している部分を含んでいてよい。

本発明による倒立振子型車両は、好ましくは、前記スキッド部材（１３０、１４０）は、更に前記尾輪（１２６）の前方において下側から上側に向かうほど前記尾輪（１２６）より離れる方向に傾斜した前部外壁（１３０Ｃ、１４０Ｃ）を含む。

この構成によれば、倒立振子型車両（１０）の前進移動において、倒立振子型車両（１０）が段差（Ｓ）を乗り越えようとする際にはスキッド部材（１３０、１４０）の傾斜した前部外壁（１３０Ｃ、１４０Ｃ）が段差（Ｓ）に当接することにより、スキッド部材（１３０、１４０）に案内されて尾輪アーム（１１０）が上方へ回動し、尾輪（１２６）が段差（Ｓ）を乗り越え易くなる。これにより、倒立振子型車両（１０）の前進移動における段差（Ｓ）の踏破性が向上する。

本発明による倒立振子型車両は、好ましくは、前記スキッド部材（１４０）は、更に前記尾輪（１２６）の後方において下側から上側に向かうほど前記尾輪（１２６）より離れる方向に傾斜した後部外壁（１４０Ｄ）を含む。

この構成によれば、倒立振子型車両（１０）の後進移動において、倒立振子型車両（１０）が段差（Ｓ）を乗り越えようとする際にはスキッド部材（１４０）の傾斜した後部外壁（１４０Ｄ）が段差（Ｓ）に当接することにより、スキッド部材（１４０）に案内されて尾輪アーム（１１０）が上方へ回動し、尾輪（１２６）が段差（Ｓ）を乗り越え易くなる。これにより、倒立振子型車両（１０）の後進移動における段差（Ｓ）の踏破性が向上する。

本発明による倒立振子型車両は、好ましくはスキッド部材（１４０）は尾輪（１２６）の左右両側方と前方と後方とを取り囲む枠形状であってよい。

この構成によれば、倒立振子型車両（１０）の前進移動、後進移動、斜め前方への移動、斜め後方への移動、真横の移動の全て移動において、尾輪（１２６）が段差（Ｓ）を乗り越え易くなり、倒立振子型車両（１０）の全ての方向の移動における段差（Ｓ）の踏破性が向上する。

本発明による倒立振子型車両は、好ましくは、前記スキッド部材（１３０、１４０）は、電気絶縁材料によって構成されている。

この構成によれば、スキッド部材（１３０、１４０）が支持ブラケット（１２２）の絶縁カバーとしても機能する。

本発明による倒立振子型車両によれば、スキッド部材が設けられたことにより、倒立振子型車両の斜め前方、斜め後方あるいは真横の移動において倒立振子型車両が段差を乗り越えようとすることが尾輪によって阻害されることなく行われ、踏破性が向上する。

本発明による倒立振子型車両の一つの実施形態の側面図 本実施形態による倒立振子型車両の正面図 図１の線II−IIに沿った断面図 本実施形態による倒立振子型車両の要部の拡大断面図 本実施形態による倒立振子型車両の要部の拡大背面図 本実施形態による倒立振子型車両に用いられるスキッド部材の拡大斜視図 本発明による倒立振子型車両に用いられるスキッド部材の他の実施形態の斜視図 本発明による倒立振子型車両に用いられるスキッド部材の他の実施形態の斜視図 本発明による倒立振子型車両の他の実施形態の側面図 他の実施形態による倒立振子型車両に用いられるスキッド部材の拡大斜視図 本発明による倒立振子型車両に用いられるスキッド部材の他の実施形態の斜視図

以下に、本発明による倒立振子型車両の一つの実施形態を、図１〜図６を参照して説明する。以下の説明では、倒立振子型車両に着座した乗員を基準として各方向を定める。

図１〜図３に示されているように、倒立振子型車両１０は、パイプ構造の車体フレーム（車体）１２を有する。車体フレーム１２は、左右一対のメインポスト１４と、後述の主輪４０の後方を取り囲むように延在して主輪４０の左右両側を各々前後方向に延在する左右の側部１６Ａを含み、当該側部１６Ａの中間部に対応する側のメインポスト１４の下端を接合された平面視でコ字形をしたロアーパイプ１６と、左右の側部１６Ａの各々の下側に接合された左右のサイドメンバ１８と、左右のメインポスト１４の中間部を互いに連結するクロスメンバ２２と、主輪４０の左右側方にあって各々後端をクロスメンバ２２に接合され、下端近傍をロアーパイプ１６の前端に接合された鉤形の左右のサイドパイプ２４とを含む。左右のサイドメンバ１８は、各々、アウタパネル１８Ａとインナパネル１８Ｂとによって構成され、後述の主輪４０の左右両側にあって主輪４０に干渉しない寸法及び形状の板状をなしている。

左右のメインポスト１４の上部には左右一対のサドルポスト３０によって一つのサドル３２が取り付けられている。左右のサイドメンバ１８には、各々ボルト３４によってステップ取付具３６が固定されている。左右のステップ取付具３６には、各々ステップ３８が取り付けられている。左右のステップ３８は搭乗者の左右の足置き場である。

左右のサイドメンバ１８には当該左右のサイドメンバ１８間を左右方向に水平に延在する一つのディスク支持軸４６の端部が固定されている。換言すると、ディスク支持軸４６は、左右のサイドメンバ１８間を左右方向に水平に延在し、左右のサイドメンバ１８によって両持ち支持されている。

左右のメインポスト１４及び左右のサイドメンバ１８間には一つの主輪４０及び左右のドライブディスク５０が配置されている。

主輪４０は、オムニホイール式のものであり、左右水平方向に延在する中心軸線を有する金属製の円環部材４２と、円環部材４２の外周にボール軸受４３を介して取り付けられた複数個のドリブンローラ（フリーローラ）４４とを含む。各ドリブンローラ４４は、ゴム製の外周部を有するものであり、ボール軸受４３によって各々の配置位置における円環部材４２の接線方向に延在する軸線周りに個別に回転（自転）可能である。

左右のドライブディスク５０は、主輪４０の左右両側に配置されており、各々、ハブ部材５０Ａと、ハブ部材５０Ａの外周に軸線方向（左右方向）に間隔をおいて固定された円盤状のアウタプレート５０Ｂ及びインナプレート５０Ｃと、アウタプレート５０Ｂとインナプレート５０Ｃとの間に固定されたローラ支持部材５０Ｄとを含み、各ハブ部材５０Ａがボール軸受５１によってディスク支持軸４６に外周に個別に回転可能に取り付けられている。

左右のローラ支持部材５０Ｄは、各々、円周方向に等間隔をおいて複数の金属製の左右のドライブローラ５２を各々個別に回転可能に支持している。左右のドライブローラ５２は、互いに左右対称形をなすように配置されており、各ドライブローラ５２の回転軸線はドライブディスク５０の回転軸線に対してねじれの関係となるように配置されている。これにより、左右のドライブローラ５２は、左右対称形をなし、はすば歯車の歯すじに似た傾斜配置となっている。

左右のドライブローラ５２は、各々、外周面を主輪４０のドリブンローラ４４の外周面に押し付けられるようにして接触し、左右両側からドリブンローラ４４を挟むことにより、主輪４０を左右のドライブディスク５０間に無軸状態で支持している。

左右のドライブディスク５０の外側には、各々、コグベルト用の左右のドリブンプーリ５４、５６が各ドライブディスク５０と同心に取り付けられている。なお、説明の都合上、左側のドリブンプーリ５４と右側のドリブンプーリ５６とを異なる個別の符号を付けて説明する。

左右のサイドパイプ２４はクロスメンバ５７によって互いに連結されている。クロスメンバ５７にはモータマウント部材５８が固定されている。左右のサイドパイプ２４上にはモータマウント部材５８等によって同一構造の左側用駆動ユニット（駆動装置）７２と右側用駆動ユニット（駆動装置）８６とが前後に左右反転の配置で取り付けられている。

左側用駆動ユニット７２は電動モータ６８と減速装置７０とを含む。減速装置７０の出力軸７４にはコグベルト用のドライブプーリ７６が取り付けられている。ドライブプーリ７６とドリブンプーリ５４との間には無端のコグベルト９２が掛け渡されている。右側用駆動ユニット８６は電動モータ８２と減速装置８４とを含む。減速装置８４の出力軸８８にはコグベルト用のドライブプーリ９０が取り付けられている。ドライブプーリ９０とドリブンプーリ５６との間には無端のコグベルト９４が掛け渡されている。

左右のメインポスト１４の後部にはメインポスト１４から後方に延出するように設けられたリアパイプ９６によってバッテリ取付ボックス９８が取り付けられている。バッテリ取付ボックス９８にはバッテリ１００が着脱可能に取り付けられている。バッテリ１００は、バッテリ取付ボックス９８と共に、左側用駆動ユニット７２及び右側用駆動ユニット８６より更に後側において、主輪４０とサドル３２との間に配置されている。バッテリ１００は、電動モータ６８、８２及び後述する主輪ＰＤＵ１０２等の車載電装品の電力を供給する車載電源である。

左右のメインポスト１４の上部には主輪ＰＤＵ（倒立振子制御装置）１０２が取り付けられている。主輪ＰＤＵ１０２は、電動モータ６８、８２を制御するためのコンピュータ式の主輪制御用パワードライブユニットであり、バッテリ取付ボックス９８に取り付けられたジャイロセンサ１０４の出力信号等を入力して倒立不倒制御及び走行制御を行う。

主輪ＰＤＵ１０２は、乗員を含む倒立振子型車両１０全体の重心がニュートラル位置（例えば、ディスク支持軸４６の上方）にある時には、倒立振子制御則に従った制御処理に基づいて電動モータ６８、８２を駆動し、図１に示されているように、車体フレーム１２を直立姿勢に維持する。

乗員を含む倒立振子型車両１０全体の重心がニュートラル位置より前側に移動すると、主輪ＰＤＵ１０２は倒立振子制御則に従った制御処理のもとに電動モータ６８、８２をそれぞれ正転方向に同一速度で駆動する。この電動モータ６８、８２の駆動によって、左右のドライブディスク５０が同一速度で前転し、主輪４０が自身の輪中心を回転軸として正転、つまり、前進方向に公転する。この時には、左右のドライブディスク５０に回転速度差が生じないため、ドライブディスク５０のドライブローラ５２及び主輪４０のドリブンローラ４４が自転せず、倒立振子型車両１０は真っ直ぐに前進する。

乗員を含む倒立振子型車両１０全体の重心がニュートラル位置より後側に移動すると、主輪ＰＤＵ１０２が倒立振子制御則に従った制御処理のもとに、電動モータ６８、８２をそれぞれ逆転方向に同一速度で駆動する。この電動モータ６８、８２の駆動によって、左右のドライブディスク５０が同一速度で逆転し、主輪４０が自身の輪中心を回転軸として逆転、つまり、後進方向に公転する。このとき、左右のドライブディスク５０に回転速度差が生じないため、ドライブディスク５０のドライブローラ５２及び主輪４０のドリブンローラ４４が自転せず、倒立振子型車両１０は真っ直ぐに後進する。

乗員を含む倒立振子型車両１０全体の重心がニュートラル位置より左側あるいは右側に移動すると、主輪ＰＤＵ１０２が、倒立振子制御則に従った制御処理のもとに、電動モータ６８と電動モータ８２とを、互いに異なった回転方向及び又は回転速度に駆動する。この電動モータ６８、８２の駆動によって、左右のドライブディスク５０間に回転速度差が生じ、左右のドライブディスク５０の回転力による円周（接線）方向の力に対し、この力に直交する向きの分力がドライブディスク５０のドライブローラ５２と主輪４０のドリブンローラ４４との接触面に作用する。この分力によってドリブンローラ４４が自身の中心軸線周りに回転（自転）することになる。

ドリブンローラ４４の回転は、左右のドライブディスク５０の回転速度差によって定まる。例えば、左右のドライブディスク５０を互いに同一速度で逆向きに回転させると、主輪４０は全く公転せず、ドリブンローラ４４の自転だけが生じる。これにより、主輪４０には左右方向の走行力が加わることになり、倒立振子型車両１０は、左右方向に移動（真横移動）する。また、左右のドライブディスク５０を同一方向に相違した速度で回転させると、主輪４０の公転と共にドリブンローラ４４の自転が生じる。これにより、倒立振子型車両１０は、斜め前方や斜め後方に移動する。

左右のサイドパイプ２４の前部には、左右のサイドパイプ２４を互いに連結するようにフロントプレート２６が取り付けられている。フロントプレート２６にはスタンド２８が取り付けられている。スタンド２８は、左右両側にフロントプレート２６との固定部から前方下方に延出した脚部２８Ａを含み、倒立振子制御の停止下で、車体フレーム１２が所定の前傾角度で前傾することにより、脚部２８Ａの先端が接地することで、車体フレーム１２を所定の前傾状態で駐機させる。倒立振子制御によって車体フレーム１２が起立した起立状態では、脚部２８Ａの先端は路面から離間するので、スタンド２８が固定配置であっても、スタンド２８が倒立振子型車両１０の走行に支障を与えることがない。

左右のサイドメンバ１８には尾輪アーム１１０が取り付けられている。尾輪アーム１１０は左右対称の左側部材１１４及び右側部材１１６との組立体により構成されている。左側部材１１４及び右側部材１１６は、各々左右方向に水平に延在する互いに同心の個別のアーム支持軸１１２によって前端を左右のサイドメンバ１８に上下方向に揺動可能に取り付けられており、この前端が尾輪アーム１１０の基端１１０Ａをなしている。左側部材１１４及び右側部材１１６は、主輪４０の左右の外側方を車体後方に延在する前後延在部１１４Ａ、１１６Ａと、前後延在部１１４Ａ、１１６Ａの後端から各々左右方向内側に折曲して主輪４０の後方を左右方向に延在し、先端を互い連結されて尾輪アーム１１０の遊端１１０Ｂをなす左右延在部１１４Ｂ、１１６Ｂとを含んで平面視で門形（ステープル形）をなしている。

これにより、尾輪アーム１１０は、主輪４０に干渉することなく、左右のサイドメンバ１８に高い取付強度をもって上下方向に回動可能に取り付けられる。

尾輪アーム１１０にはロアーパイプ１６に設けられた固定側ストッパ１７に当接することにより車体フレーム１２の後傾を制限して最大後傾を設定する可動側ストッパ１１１が設けられている。

尾輪アーム１１０の遊端１１０Ｂには、図３〜図５に示されているように、左右延在部１１４Ｂと１１６Ｂを互いに結合すべく複数のボルト１２０によって箱形の支持ブラケット１２２が取り付けられている。支持ブラケット１２２は、左右方向に水平に延在する車軸１２４によってゴムタイヤ１２６Ａによる尾輪１２６を回転可能に支持している。尾輪１２６は、ゴムタイヤ１２６Ａをもって主輪４０の接地点より後方に離れた位置にて接地し、乗員を含む倒立振子型車両１０全体の重心がニュートラル位置より左前方やあるいは右前方に移動した際に、接地点を旋回中心として倒立振子型車両１０が旋回することをアシストする。尾輪アーム１１０の回動中心Ａは、アーム支持軸１１２の中心により決まり、ディスク支持軸４６の中心Ｂに対して後方に偏倚した位置にある（図１参照）。

尾輪１２６は、対称性を有する旋回性能を得るために主輪４０の真後ろ位置にあることが好ましい。換言すると、主輪４０と尾輪１２６とは、車体フレーム１２を左右方向に２分割する鉛直な中心面を含んで存在している。そして、尾輪アーム１１０は、車体フレーム１２の起立状態、前傾状態及び最大後傾状態の何れにおいて尾輪１２６が主輪４０と干渉しないアーム長に設定されている。これにより、車体フレーム１２が起立状態、前傾状態及び最大後傾状態の何れにあっても、尾輪１２６が主輪４０の運動を阻害することがない。

支持ブラケット１２２の底部にはボルト１３２によってスキッド部材１３０が着脱交換可能に取り付けられている。スキッド部材１３０は、電気絶縁材料、例えば、樹脂成形品によって構成され、図６に示されているように、矩形の平面状の底壁１３０Ａと、底壁１３０Ａの左右の側縁に沿って各々延在する左右の平面状の側部外壁１３０Ｂと、底壁１３０Ａの前縁に沿って延在して左右の側部外壁１３０Ｂの前端を互いに接続する平面状の前部外壁１３０Ｃと、側部外壁１３０Ｂ及び前部外壁１３０Ｃの内側に形成された複数の補強用リブ１３０Ｄとを一体に有する。底壁１３０Ａにはボルト１３２のためのボルト通し孔１３０Ｅが２個貫通形成されている。

左右の側部外壁１３０Ｂは、各々、尾輪１２６の左右両側方及び尾輪１２６の前方において下側から上側に向かうほど尾輪１２６より離れる方向に傾斜している。前部外壁１３０Ｃは、尾輪１２６の前方において側部外壁１３０Ｂと同様に下側から上側に向かうほど尾輪１２６より離れる方向に傾斜している。

倒立振子型車両１０の斜め前方、斜め後方あるいは真横の移動において、図５に示されているように、倒立振子型車両１０が段差Ｓを乗り越えようとする際には、スキッド部材１３０の傾斜した側部外壁１３０Ｂが段差Ｓに当接することにより、尾輪アーム１１０を上方に回動させる方向の傾斜分力が生じる。これにより、スキッド部材１３０に案内されて尾輪アーム１１０が上方へ回動し、尾輪１２６も上昇移動して段差Ｓを乗り越えることができるようになる。

この動作により、倒立振子型車両１０の斜め前方、斜め後方あるいは真横の移動において、倒立振子型車両１０が段差Ｓを乗り越えようとすることが尾輪１２６によって阻害されることなく行われ、段差Ｓの踏破性が向上する。

また、倒立振子型車両１０の前進移動において、図４に示されているように、倒立振子型車両１０が段差Ｓを乗り越えようとする際には、スキッド部材１３０の傾斜した前部外壁１３０Ｃが段差Ｓに当接することにより、尾輪アーム１１０を上方に回動させる方向の傾斜分力が生じる。これにより、スキッド部材１３０に案内されて尾輪アーム１１０が上方へ回動し、この場合も尾輪１２６も上昇移動して段差Ｓを乗り越えることができるようになる。

この動作により、倒立振子型車両１０の前進移動において、倒立振子型車両１０が段差Ｓを乗り越え易くなり、段差Ｓの踏破性が向上する。

スキッド部材１３０は電気前縁材料によって構成されているから、支持ブラケット１２２の絶縁カバーとしても機能する。これにより、支持ブラケット１２２が金属製であっても、支持ブラケット１２２と導電性が高い路面との間で静電気による火花放電が発生することが回避され、耳障りな放電音が生じることがない。

また、スキッド部材１３０は支持ブラケット１２２及び尾輪アーム１１０のプロテクタとしても機能し、支持ブラケット１２２や尾輪アーム１１０が床面に直接接触することを防止し、床面に傷が付け難くなる。しかも、スキッド部材１３０はボルト１３２によって支持ブラケット１２２に着脱交換可能に取り付けられているので、スキッド部材１３０が摩耗したり、損傷したりした場合には、容易に新品と取り替えることができる。

なお、スキッド部材１３０は、平面形状が略矩形のものに限られることはなく、図７に示されているように、平面形状がアーチ形状で、前部外壁１３０Ｃがテーパ円弧面をなしていてもよい。また、図８に示されているように、前部外壁１３０Ｃが大きく面取りされた山形であってもよい。

次に、本発明による倒立振子型車両の他の実施形態を、図９、図１０を参照して説明する。なお、図９において、図１に対応する部分は、図１に付した符号と同一の符号を付けて、その説明を省略する。

この実施形態では、支持ブラケット１２２の底部にスキッド部材１４０が着脱交換可能に取り付けられている。スキッド部材１４０は、電気絶縁材料、例えば、樹脂成形品によって構成され、前後方向に長い矩形の平面状の底壁１４０Ａと、底壁１４０Ａの左右の側縁に沿って各々延在する左右の平面状の側部外壁１４０Ｂと、底壁１４０Ａの前縁に沿って延在して左右の側部外壁１４０Ｂの前端を互いに接続する円弧面状の前部外壁１４０Ｃと、底壁１４０Ａの後縁に沿って延在して左右の側部外壁１４０Ｂの後端を互いに接続する円弧面状の後部外壁１４０Ｄとを一体に有している。

左右の側部外壁１４０Ｂは、各々、尾輪１２６の回転中心の前後両側に延在している部分を含み、尾輪１２６の左右両側方及び尾輪１２６の前方において下側から上側に向かうほど尾輪１２６より離れる方向に傾斜している。前部外壁１４０Ｃは、尾輪１２６の前方において側部外壁１４０Ｂと同様に下側から上側に向かうほど尾輪１２６より離れる方向に傾斜している。後部外壁１４０Ｄは、尾輪１２６の後方において側部外壁１４０Ｂと同様に下側から上側に向かうほど尾輪１２６より離れる方向に傾斜している。底壁１４０Ａには尾輪１２６が通る開口１４０Ｅが形成されている。このようにして、スキッド部材１４０は、尾輪１２６の左右両側方と前方と後方とを取り囲む枠形状をなす。

倒立振子型車両１０の斜め前方、斜め後方あるいは真横の移動において、倒立振子型車両１０が段差を乗り越えようとする際には、スキッド部材１４０の傾斜した側部外壁１４０Ｂが段差に当接することにより、尾輪アーム１１０を上方に回動させる方向の傾斜分力が生じる。これにより、スキッド部材１３０に案内されて尾輪アーム１１０が上方へ回動し、尾輪１２６も上昇移動して段差を乗り越えることができるようになる。

この動作により、倒立振子型車両１０の斜め前方、斜め後方あるいは真横の移動において、倒立振子型車両１０が段差を乗り越えようとすることが尾輪１２６によって阻害されることなく行われ、段差の踏破性が向上する。

倒立振子型車両１０の前進移動において、倒立振子型車両１０が段差を乗り越えようとする際には、スキッド部材１４０の傾斜した前部外壁１４０Ｃが段差に当接することにより、尾輪アーム１１０を上方に回動させる方向の傾斜分力が生じる。これにより、スキッド部材１４０に案内されて尾輪アーム１１０が上方へ回動し、この場合も尾輪１２６も上昇移動して段差Ｓを乗り越えることができるようになる。

この動作により、倒立振子型車両１０の前進移動において、倒立振子型車両１０が段差を乗り越え易くなり、段差の踏破性が向上する。

倒立振子型車両１０の後進移動において、倒立振子型車両１０が段差を乗り越えようとする際には、スキッド部材１４０の傾斜した後部外壁１４０Ｄが段差に当接することにより、尾輪アーム１１０を上方に回動させる方向の傾斜分力が生じる。これにより、スキッド部材１４０に案内されて尾輪アーム１１０が上方へ回動し、この場合も尾輪１２６も上昇移動して段差Ｓを乗り越えることができるようになる。

この動作により、倒立振子型車両１０の後進移動において、倒立振子型車両１０が段差を乗り越え易くなり、段差の踏破性が向上する。

このように、本実施形態では、倒立振子型車両１０の前進移動、後進移動、斜め前方への移動、斜め後方への移動、真横の移動の全て移動において、尾輪１２６が段差を乗り越え易くなり、倒立振子型車両１０の全ての方向の移動における段差の踏破性が向上する。

なお、スキッド部材１４０は、平面形状が略矩形のものに限られることはなく、図１１に示されているように、前部外壁１４０Ｃ及び後部外壁１４０Ｄが大きく面取りされた舟形であってもよい。

以上、本発明を、その好適な実施形態について説明したが、当業者であれば容易に理解できるように、本発明はこのような実施形態により限定されるものではなく、本発明の趣旨を逸脱しない範囲で適宜変更可能である。

例えば、尾輪アーム１１０と支持ブラケット１２２とが一体構造で、尾輪アーム１１０は支持ブラケット１２２を含むものであってもよい。この場合には、スキッド部材１３０、１４０は尾輪アーム１１０の遊端あるいはその近傍に取り付けられているとも云える。

車体フレーム１２の構成は、上述の実施形態のものに限られることはなく、種々の構成のものであってよい。本発明は、主輪４０の内径に対してドライブディスク５０の外径が大幅に小さく、主輪４０の中心に対してドライブディスク５０の中心（ディスク支持軸４６の中心Ｂ）が大きく偏心している型式のものにも適用することができる。

また、上記実施形態に示した構成要素は必ずしも全てが必須なものではなく、本発明の趣旨を逸脱しない限りにおいて適宜取捨選択することが可能である。

１０ ：倒立振子型車両
１２ ：車体フレーム（車体）
１４ ：メインポスト
１６ ：ロアーパイプ
１６Ａ ：側部
１７ ：固定側ストッパ
１８ ：サイドメンバ
１８Ａ ：アウタパネル
１８Ｂ ：インナパネル
２２ ：クロスメンバ
２４ ：サイドパイプ
２６ ：フロントプレート
２８ ：スタンド
２８Ａ ：脚部
３０ ：サドルポスト
３２ ：サドル
３４ ：ボルト
３６ ：ステップ取付具
３８ ：ステップ
４０ ：主輪
４２ ：円環部材
４３ ：ボール軸受
４４ ：ドリブンローラ
４６ ：ディスク支持軸
５０ ：ドライブディスク
５０Ａ ：ハブ部材
５０Ｂ ：アウタプレート
５０Ｃ ：インナプレート
５０Ｄ ：ローラ支持部材
５１ ：ボール軸受
５２ ：ドライブローラ
５４ ：ドリブンプーリ
５６ ：ドリブンプーリ
５７ ：クロスメンバ
５８ ：モータマウント部材
６８ ：電動モータ
７０ ：減速装置
７２ ：左側用駆動ユニット
７４ ：出力軸
７６ ：ドライブプーリ
８２ ：電動モータ
８４ ：減速装置
８６ ：右側用駆動ユニット
８８ ：出力軸
９０ ：ドライブプーリ
９２ ：コグベルト
９４ ：コグベルト
９６ ：リアパイプ
９８ ：バッテリ取付ボックス
１００ ：バッテリ
１０２ ：主輪ＰＤＵ（倒立振子制御装置）
１０４ ：ジャイロセンサ
１１０ ：尾輪アーム
１１０Ａ ：基端
１１０Ｂ ：遊端
１１１ ：可動側ストッパ
１１２ ：アーム支持軸
１１４ ：左側部材
１１４Ａ ：延在部
１１４Ｂ ：左右延在部
１１６ ：右側部材
１１６Ａ ：延在部
１１６Ｂ ：左右延在部
１２０ ：ボルト
１２２ ：支持ブラケット
１２４ ：車軸
１２６ ：尾輪
１２６Ａ ：ゴムタイヤ
１３０ ：スキッド部材
１３０Ａ ：底壁
１３０Ｂ ：側部外壁
１３０Ｃ ：前部外壁
１３０Ｄ ：補強用リブ
１３０Ｅ ：ボルト通し孔
１３２ ：ボルト
１４０ ：スキッド部材
１４０Ａ ：底壁
１４０Ｂ ：側部外壁
１４０Ｃ ：前部外壁
１４０Ｄ ：後部外壁
１４０Ｅ ：開口
Ｓ ：段差

Claims (7)

1. 車体と、
   左右方向に延在する軸線を中心とした円環部材と、前記円環部材の円周方向に複数配置され各々自身の配置位置に於ける前記円環部材の接線方向に延在する軸線周りに回転可能なドリブンローラとを含む主輪と、
   前記車体に取り付けられて左右方向に延在するディスク支持軸と、
   前記主輪の左右両側に配置され、前記ディスク支持軸に各々個別に回転可能に支持された左右のドライブディスクと、
   前記左右のドライブディスクの各々に当該ドライブディスクの周方向に間隔をおいて配置され、各々前記ドライブディスクの中心軸線に対してねじれの関係をなす軸線周りに回転可能に支持されて外周面をもって前記ドリブンローラの外周面に接触する複数のドライブローラと、
   前記車体に取り付けられて前記左右のドライブディスクを各々個別に回転駆動する駆動装置と、
   前記車体が起立状態となるように前記駆動装置を制御する倒立振子制御装置と、
   前記車体に上下方向に回動可能に取り付けられた基端を含み、当該基端から車体後方に延在する尾輪アームと、
   前記尾輪アームの遊端に支持ブラケットによって回転可能に取り付けられて前記主輪より後方において接地する尾輪とを具備した倒立振子型車両であって、
   前記支持ブラケットに取り付けられ、前記尾輪の左右両側方及び又は前記尾輪の前方において各々下側から上側に向かうほど前記尾輪より離れる方向に傾斜した左右の側部外壁を含むスキッド部材を有する倒立振子型車両。
2. 前記側部外壁は少なくとも前記尾輪の回転中心よりも前方に延在している部分を含む請求項１に記載の倒立振子型車両。
3. 前記側部外壁は少なくとも前記尾輪の回転中心の前後両側に延在している部分を含む請求項１に記載の倒立振子型車両。
4. 前記スキッド部材は、更に前記尾輪の前方において下側から上側に向かうほど前記尾輪より離れる方向に傾斜した前部外壁を含む請求項１から３の何れか一項に記載の倒立振子型車両。
5. 前記スキッド部材は、更に前記尾輪の後方において下側から上側に向かうほど前記尾輪より離れる方向に傾斜した後部外壁を含む請求項１から４の何れか一項に記載の倒立振子型車両。
6. 前記スキッド部材は、前記尾輪の左右両側方と前方と後方とを取り囲む枠形状である請求項５に記載の倒立振子型車両。
7. 前記スキッド部材は、電気絶縁材料によって構成されている請求項１から６の何れか一項に記載の倒立振子型車両。

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