JP5181941B2 - 車両 - Google Patents

Description

本発明は、一対の車輪と、一対の車輪を支持するリンク機構とを備える倒立振り子の姿勢制御を利用した車両に関するものである。

特に、旋回性能を向上して、安定した旋回を行うことができるとともに、乗員の負担を軽減して、快適性を確保することができる車両に関するものである。

近年、エネルギ資源の枯渇問題に鑑み、車両の省燃費化が強く要求されている。その一方で、車両の低価格化などから、車両の保有者が増大し、１人が１台の車両を保有する傾向にある。そのため、例えば、４人乗り車両を運転者１人のみが運転することで、エネルギが無駄に消費されるという問題点があった。車両の小型化による省燃費化としては、車両を１人乗りの二輪車として構成する形態が最も効率的であるといえる。

そこで、倒立振り子の姿勢制御を利用した車両に関する技術が提案されている。例えば、同軸上に配設された２つの駆動輪を有し、運転者の重心移動による車体の姿勢変化を感知して駆動する車両等の技術が提案されている。

しかし、走行状態によっては、車両の安定性が低下してしまうことがある。そこで、２つの駆動輪の間隔、すなわち、トレッド幅を走行状態に合わせて変化させることによって、車両の安定性を向上させることが考えられる（例えば、特許文献１参照。）。
特開平３−５２０５号公報

しかしながら、前記従来の車両においては、車体全体の構造上の相違から、通常の乗用車のような四輪車における車輪のサスペンションの構造を適用して車両の安定性を向上させることは不可能である。

本発明は、前記従来の車両の問題点を解決して、トレッド幅調整用アクチュエータを作動させて左右の車輪の間隔を走行条件に合わせて変化させることによって、走行条件が変化しても車体の安定を維持することができ、また、旋回性能を向上させることができるとともに、乗り心地がよく、安定した走行状態を実現することができる安全性の高い車両を提供することを目的とする。

そのために、本発明の車両においては、車体と、該車体に取り付けられた左右一対の回転可能な車輪と、各車輪を支持し、前記車体の進行方向に対して平行に配設された左右一対の縦リンクユニットと、当該各縦リンクユニットの前端及び後端を連結する前後一対の横リンクユニットとを備えるリンク機構と、該リンク機構の連結部分を屈折させて前記車輪の間隔を変化させるアクチュエータ装置とを有し、該アクチュエータ装置は、前記縦リンクユニットの長さを変化させる伸縮アクチュエータと、前記縦リンクユニットと横リンクユニットのリンク部材との角度を変化させる回転アクチュエータとを含む。

本発明の更に他の車両においては、さらに、走行中は前記車体の進行方向前側の間隔を、当該進行方向後側より先に変化させる。

請求項１の構成によれば、走行条件の変化に合わせて左右の車輪の間隔を変化させることができるので、車体の安定を維持することができる。また、旋回性能を向上させることができる。そのため、乗り心地がよく、安定した走行状態を実現することができる。さらに、車輪に負担をかけず、エネルギをロスすることなく、トレッド幅を変化させることができる。

以下、本発明の実施の形態について図面を参照しながら詳細に説明する。

図１は本発明の第１の実施の形態における車両の構成を示す正面図、図２は本発明の第１の実施の形態における車両の構成を示す左側面図、図３は本発明の第１の実施の形態における車両の旋回中の姿勢を示す正面図である。

図において、１０は、本実施の形態における車両であり、車体の本体部２０と、乗員が搭乗する搭乗部１１と、左側の車輪１２Ｌ及び右側の車輪１２Ｒと、該左右の車輪１２Ｌ及び１２Ｒを支持するリンク機構３０と、該リンク機構３０を作動させるアクチュエータとしての傾斜用アクチュエータ装置２５とを有し、倒立振り子の姿勢制御を利用して車体の前後方向の姿勢を制御する。すなわち、前記車両１０は車体を前後に傾斜させることができる。

また、旋回時には、図３に示されるように、左右の車輪１２Ｌ及び１２Ｒの路面１８に対する角度、すなわち、キャンバー角を変化させるとともに、搭乗部１１及び本体部２０を含む車体を旋回内輪側へ傾斜させることによって、旋回性能の向上と乗員の快適性の確保とを図ることができるようになっている。すなわち、前記車両１０は車体を横方向（左右方向）にも傾斜させることができる。

前記リンク機構３０は、左側の車輪１２Ｌ及び該車輪１２Ｌに駆動力を付与する電気モータ等から成る左側の回転駆動装置５１Ｌを支持する左側の縦リンクユニット６１Ｌと、右側の車輪１２Ｒ及び該車輪１２Ｒに駆動力を付与する電気モータ等から成る右側の回転駆動装置５１Ｒを支持する右側の縦リンクユニット６１Ｒと、左右の縦リンクユニット６１Ｌ及び６１Ｒの上端同士を連結する上側の横リンクユニット３１Ｕと、左右の縦リンクユニット６１Ｌ及び６１Ｒの下端同士を連結する下側の横リンクユニット３１Ｄとを有する。また、左右の縦リンクユニット６１Ｌ及び６１Ｒと上下の横リンクユニット３１Ｕ及び３１Ｄとは回転可能に連結されている。なお、左右の車輪１２Ｌ及び１２Ｒ、左右の回転駆動装置５１Ｌ及び５１Ｒ、左右の縦リンクユニット６１Ｌ及び６１Ｒ、並びに、上下の横リンクユニット３１Ｕ及び３１Ｄを統合的に説明する場合には、車輪１２、回転駆動装置５１、縦リンクユニット６１及び横リンクユニット３１として説明する。

また、前記傾斜用アクチュエータ装置２５は、電気モータ等を含む回転式の電動アクチュエータであって、固定子としての円筒状のボディと、該ボディに回転可能に取り付けられた回転子としての回転軸とを備えるものであり、ボディがリンク機構３０の上側の横リンクユニット３１Ｕに固定され、回転軸が本体部２０の中央縦部材２３に固定されている。なお、前記ボディが中央縦部材２３に固定され、回転軸が上側の横リンクユニット３１Ｕに固定されていてもよい。そして、傾斜用アクチュエータ装置２５を駆動して回転軸をボディに対して回転させると、上側の横リンクユニット３１Ｕに対して中央縦部材２３が回転し、リンク機構３０が屈伸する。

車体の本体部２０は、左右両側において縦方向に延在する側方縦部材２１と、左右の中央において縦方向に延在する中央縦部材２３と、左右方向に延在して側方縦部材２１及び中央縦部材２３の上端を接続する横部材２２と、側方縦部材２１及び中央縦部材２３の下端を接続する下部材２４と、左右の側方縦部材２１の上端に取り付けられたガイドレール１４とを有する。なお、前記側方縦部材２１及び中央縦部材２３の下端は、集合した状態で下部材２４と一体的に接続されている。

また、前記中央縦部材２３は、その中間部分においてリンク機構３０の上側の横リンクユニット３１Ｕにおける左右の中央部分に回転可能に連結され、前記下部材２４は、リンク機構３０の下側の横リンクユニット３１Ｄにおける左右の中央部分に回転可能に連結されている。なお、前記傾斜用アクチュエータ装置２５の回転軸は、中央縦部材２３と上側の横リンクユニット３１Ｕとの連結部分の回転軸と同軸になっている。これにより、リンク機構３０を屈伸させて本体部２０を傾斜させることが可能となる。

前記搭乗部１１は、乗用車、バス等の自動車に使用されるシートと同様のものであり、座面部、背もたれ部、ヘッドレスト、アームレスト等を備え、シートブラケット１３を介して、本体部２０のガイドレール１４に沿って前後方向にスライド可能に取り付けられている。そして、前記搭乗部１１は、主として車両１０の前後方向のバランスを維持するために、本体部２０に取り付けられた前後用アクチュエータ装置１７によってガイドレール１４に沿って前進又は後退させられる。前記前後用アクチュエータ装置１７は、例えば、油圧モータ、リニアモータ等であってもよいし、回転式の電気モータをボールねじ装置と組み合わせたものであってもよい。

なお、前記アームレストには、操縦装置としてのジョイスティック装置を配設することができる。この場合、乗員は、ジョイスティック装置を操作して、車両１０の走行状態（例えば、進行方向、走行速度、旋回方向、旋回半径等）を指示する。なお、乗員が操作して走行状態を指示することができる装置であれば、ジョイスティック装置に代えて他の装置、例えば、ジョグダイヤル、タッチパネル、押しボタン等の装置を操縦装置として使用することもできる。

また、車両１０がリモートコントロールによって操縦される場合には、前記ジョイスティック装置に代えて、コントローラからの走行指令を有線又は無線で受信する受信装置を操縦装置として使用することができる。また、車両１０があらかじめ決められた走行指令データに従って自動走行する場合には、前記ジョイスティック装置に代えて、半導体メモリ、ハードディスク等の記憶媒体に記憶された走行指令データを読み取るデータ読取り装置を操縦装置として使用することができる。

さらに、搭乗部１１の後方又は下方には、図示されないバッテリ装置が配設されている。該バッテリ装置は、回転駆動装置５１、傾斜用アクチュエータ装置２５及び前後用アクチュエータ装置１７の駆動源である。また、搭乗部１１の後方又は下方には、図示されない制御装置、各種センサ装置、インバータ装置等が収納されている。

次に、前記リンク機構３０の構造について詳細に説明する。

図４は本発明の第１の実施の形態におけるリンク機構の構成を示す模式図である。なお、図において、（ａ）は上面図、（ｂ）は正面図である。

図４（ａ）に示されるように、上側の横リンクユニット３１Ｕは、前方に位置する上前横リンクユニット３１ＵＦと、後方に位置する上後横リンクユニット３１ＵＢとを備える。また、下側の横リンクユニット３１Ｄも、上側の横リンクユニット３１Ｕと同様に、前方に位置する下前横リンクユニット３１ＤＦと、後方に位置する下後横リンクユニット３１ＵＢとを備えるが、下前横リンクユニット３１ＤＦのみが図示されている。

なお、図４（ａ）において、下方が車両１０の進行方向前方であり、上方が車両１０の進行方向後方である。

ここでは、車輪１２、縦リンクユニット６１及び横リンクユニット３１、並びに、それらの各部材に付与される符号に含まれるＬは左側であることを示し、Ｒは右側であることを示し、Ｕは上側であることを示し、Ｄは下側であることを示し、Ｆは前側であることを示し、Ｂは後側であることを示している。そして、各部材を統合的に説明する場合には、名称に付与された左右、上下及び前後の語を適宜省略するとともに、前記Ｌ、Ｒ、Ｕ、Ｄ、Ｆ及びＢの符号を適宜省略する。

本実施の形態において、左右の縦リンクユニット６１Ｌ及び６１Ｒは、縦リンクユニット６１Ｌ及び６１Ｒの長さを変化させるアクチュエータ装置としての縦リンク長伸縮アクチュエータ６２Ｌ及び６２Ｒを備える。該縦リンク長伸縮アクチュエータ６２Ｌ及び６２Ｒは、前方に延出する縦リンク前伸縮ロッド６３ＬＦ及び６３ＲＦと後方に延出する縦リンク後伸縮ロッド６３ＬＢ及び６３ＲＢとを備え、縦リンク前伸縮ロッド６３ＬＦ及び６３ＲＦと縦リンク後伸縮ロッド６３ＬＢ及び６３ＲＢとを独立して伸縮させることができる。縦リンク長伸縮アクチュエータ６２は、前後の縦リンク伸縮ロッド６３Ｆ及び６３Ｂを相互に独立して伸縮させることができる伸縮アクチュエータであれば、いかなる種類のものであってもよく、例えば、油圧シリンダ、リニアモータ等から成るものであってもよいし、回転式の電気モータをボールねじ装置と組み合わせたものであってもよい。

そして、左右の縦リンク前伸縮ロッド６３ＬＦ及び６３ＲＦの前端（図４（ａ）における下端）の上下と左右の縦リンク後伸縮ロッド６３ＬＢ及び６３ＲＢの後端（図４（ａ）における上端）の上下には、アクチュエータ装置としてのリンク角度調整アクチュエータ６４が配設されている。該リンク角度調整アクチュエータ６４は、電気モータ等を含む電動式の回転アクチュエータであって、固定子としての円筒状のボディと、該ボディに回転可能に取り付けられた回転子としての回転軸とを備えるものであり、ボディが連結される一方のリンク部材に固定され、回転軸が連結される他方のリンク部材に固定され、前記回転軸を中心として互いに回転する２つのリンク部材同士のなす角度を調整するものである。

また、前記上前横リンクユニット３１ＵＦは、中央に位置する上前横中央リンク部材３２ＵＦと、該上前横中央リンク部材３２ＵＦの左右に連結された上前横側部リンク部材３３ＵＦＬ及び３３ＵＦＲとを備える。そして、上前横中央リンク部材３２ＵＦと上前横側部リンク部材３３ＵＦＬ及び３３ＵＦＲとは、ピン、ブッシュ等を備える左右の上前横リンク関節部３４ＵＦＬ及び３４ＵＦＲを介して、互いに回転可能に連結されている。また、上前横側部リンク部材３３ＵＦＬ及び３３ＵＦＲの外側端は、前記リンク角度調整アクチュエータ６４を介して、左右の縦リンク前伸縮ロッド６３ＬＦ及び６３ＲＦの前端に連結されている。

さらに、前記上後横リンクユニット３１ＵＢは、中央に位置する上後横中央リンク部材３２ＵＢと、該上後横中央リンク部材３２ＵＢの左右に連結された上後横側部リンク部材３３ＵＢＬ及び３３ＵＢＲとを備える。そして、上後横中央リンク部材３２ＵＢと上後横側部リンク部材３３ＵＢＬ及び３３ＵＢＲとは、ピン、ブッシュ等を備える左右の上後横リンク関節部３４ＵＢＬ及び３４ＵＢＲを介して、互いに回転可能に連結されている。また、上後横側部リンク部材３３ＵＢＬ及び３３ＵＢＲの外側端は、前記リンク角度調整アクチュエータ６４を介して、左右の縦リンク後伸縮ロッド６３ＬＢ及び６３ＲＢの後端に連結されている。

なお、前後の上横中央リンク部材３２ＵＦ及び３２ＵＢの中央部分には、傾斜用アクチュエータ装置２５の固定子又は回転子が固定されている。

また、前記下前横リンクユニット３１ＤＦは、中央に位置する下前横中央リンク部材３２ＤＦと、該下前横中央リンク部材３２ＤＦの左右に連結された下前横側部リンク部材３３ＤＦＬ及び３３ＤＦＲとを備える。そして、下前横中央リンク部材３２ＤＦと下前横側部リンク部材３３ＤＦＬ及び３３ＤＦＲとは、ピン、ブッシュ等を備える左右の下前横リンク関節部３４ＤＦＬ及び３４ＤＦＲを介して、互いに回転可能に連結されている。また、下前横側部リンク部材３３ＤＦＬ及び３３ＤＦＲの外側端は、前記リンク角度調整アクチュエータ６４を介して、左右の縦リンク前伸縮ロッド６３ＬＦ及び６３ＲＦの前端に連結されている。

なお、前記下後横リンクユニット３１ＤＢについては、下前横リンクユニット３１ＤＦと実質的に同一の構成を有するので、その説明を省略する。

本実施の形態におけるリンク機構３０は、このような構成を有するので、必要に応じて、縦リンク長伸縮アクチュエータ６２及びリンク角度調整アクチュエータ６４を作動させることによって、左右の車輪１２Ｌ及び１２Ｒの間隔、すなわち、トレッド幅を変化させることができる。

次に、前記構成の車両１０の動作について説明する。ここでは、リンク機構３０によってトレッド幅を変化させる動作についてのみ説明する。

図５は本発明の第１の実施の形態におけるリンク機構の動作を示す模式上面図である。なお、図において、（ａ）はトレッド幅を最小にした状態、（ｂ）はトレッド幅を最大にした状態を示す。

まず、トレッド幅を狭くする場合には、図５（ａ）に示されるように、縦リンク長伸縮アクチュエータ６２を作動させ、前後の縦リンク伸縮ロッド６３Ｆ及び６３Ｂをともに収縮させる。同時に、リンク角度調整アクチュエータ６４を作動させ、上横側部リンク部材３３Ｕと縦リンク伸縮ロッド６３とのなす角度を９０度よりも大きくする。これにより、上横中央リンク部材３２Ｕと上横側部リンク部材３３Ｕとのなす角度、すなわち、横リンクユニット３１の屈曲角度が１８０度よりも小さくなる。そのため、左右の縦リンクユニット６１Ｌ及び６１Ｒの間隔が狭くなり、左右の車輪１２Ｌ及び１２Ｒの間隔、すなわち、トレッド幅が狭くなる。

また、トレッド幅を広くする場合には、図５（ｂ）に示されるように、縦リンク長伸縮アクチュエータ６２を作動させ、前後の縦リンク伸縮ロッド６３Ｆ及び６３Ｂをともに伸長させる。同時に、リンク角度調整アクチュエータ６４を作動させ、上横側部リンク部材３３Ｕと縦リンク伸縮ロッド６３とのなす角度を小さくして９０度に近付ける。これにより、上横中央リンク部材３２Ｕと上横側部リンク部材３３Ｕとのなす角度、すなわち、横リンクユニット３１の屈曲角度が大きくなり、１８０度に近くなる。そのため、左右の縦リンクユニット６１Ｌ及び６１Ｒの間隔が広くなり、左右の車輪１２Ｌ及び１２Ｒの間隔、すなわち、トレッド幅が広くなる。

なお、下側の横リンクユニット３１Ｄも、上側の横リンクユニット３１Ｕと同様に作動するので、その説明を省略する。

また、図５（ａ）に示される状態はトレッド幅を最小にした状態であり、かつ、図５（ｂ）に示される状態はトレッド幅を最大にした状態である。実際には、縦リンク長伸縮アクチュエータ６２及びリンク角度調整アクチュエータ６４を適切に制御し、縦リンク伸縮ロッド６３の長さ及び横側部リンク部材３３と縦リンク伸縮ロッド６３とのなす角度を適切に調節することによって、トレッド幅を最小値と最大値との間の所望の値とすることができる。

このように、本実施の形態における車両１０は、左右の車輪１２Ｌ及び１２Ｒを支持するリンク機構３０の縦リンクユニット６１の長さを縦リンク長伸縮アクチュエータ６２によって変化させるとともに、左右の縦リンクユニット６１Ｌ及び６１Ｒの前後端に連結された横リンクユニット３１の屈曲角度をリンク角度調整アクチュエータ６４によって変化させることにより、必要に応じてトレッド幅を変化させることができる。

これにより、車両１０の走行条件に適合するようにトレッド幅を任意に変化させることができるので、走行条件が変化しても安定して、かつ、快適に走行することができる。

例えば、車速が高い場合には、車体の安定を維持するためにトレッド幅を広くすることが望ましい。また、左右に旋回する場合にも、車体の安定を維持するためにトレッド幅を広くすることが望ましい。さらに、左右に傾斜した路面を走行する場合にも、車体の安定を維持するためにトレッド幅を広くすることが望ましい。

一方、例えば、障害物等が存在し、走行可能な範囲が狭い箇所等を走行する場合には、障害物等に接触しないように、トレッド幅を狭くすることが望ましい。

次に、本発明の第２の実施の形態について説明する。なお、第１の実施の形態と同じ構造を有するものについては、同じ符号を付与することによってその説明を省略する。また、前記第１の実施の形態と同じ動作及び同じ効果についても、その説明を省略する。

図６は本発明の第２の実施の形態におけるリンク機構の動作を示す模式上面図である。なお、図において、（ａ）は前側のトレッド幅を最大にし、後側のトレッド幅を最小にした状態、（ｂ）は前側のトレッド幅を最小にし、後側のトレッド幅を最大にした状態を示す。

前記第１の実施の形態においては、車輪１２の前側と後側とで同時にトレッド幅を変化させるようになっている。しかし、車両１０が走行しているときに、車輪１２の前側と後側とで同時にトレッド幅を変化させると、車輪１２に負担がかかり、エネルギをロスしてしまう。

そこで、本実施の形態においては、車両１０が走行しているときには、まず、車輪１２の前側又は後側の一方でトレッド幅を変化させ、その後、他方でトレッド幅を変化させるようになっている。すなわち、車輪１２の進行方向側のトレッド幅を先行して変化させるようになっている。そのため、本実施の形態においては、前後の縦リンク伸縮ロッド６３を伸縮させるタイミングをずらすとともに、前後のリンク角度調整アクチュエータ６４の回転軸を回転させるタイミングをずらすようになっている。

具体的には、車両１０が前進している場合にトレッド幅を広げるときは、まず、図６（ａ）に示されるように、車輪１２の前側のトレッドを広げ、その後、車輪１２の後側のトレッドを広げる。また、車両１０が前進している場合にトレッド幅を狭くするときは、まず、図６（ｂ）に示されるように、車輪１２の前側のトレッドを狭くし、その後、車輪１２の後側のトレッドを狭くする。

一方、車両１０が後退している場合にトレッド幅を広げるときは、まず、図６（ｂ）に示されるように、車輪１２の後側のトレッドを広げ、その後、車輪１２の前側のトレッドを広げる。また、車両１０が後退している場合にトレッド幅を狭くするときは、まず、図６（ａ）に示されるように、車輪１２の後側のトレッドを狭くし、その後、車輪１２の前側のトレッドを狭くする。

なお、図６（ａ）及び（ｂ）に示される状態は、説明の都合上、車輪１２の前側及び後側のトレッド幅を最大及び最小にした状態である。実際には、縦リンク長伸縮アクチュエータ６２及びリンク角度調整アクチュエータ６４を適切に制御し、縦リンク伸縮ロッド６３の長さ及び横側部リンク部材３３と縦リンク伸縮ロッド６３とのなす角度を適切に調節することによって、トレッド幅を最小値と最大値との間の所望の値とすることができる。

また、その他の点の構成及び動作については、前記第１の実施の形態と同様であるので、その説明を省略する。

このように、本実施の形態における車両１０は、車輪１２の進行方向側のトレッド幅を先行して変化させるようになっている。したがって、車両１０が走行しているときであっても、車輪１２に負担をかけず、エネルギをロスすることなく、トレッド幅を変化させることができる。

次に、本発明の第３の実施の形態について説明する。なお、第１及び第２の実施の形態と同じ構造を有するものについては、同じ符号を付与することによってその説明を省略する。また、前記第１及び第２の実施の形態と同じ動作及び同じ効果についても、その説明を省略する。

図７は本発明の第３の実施の形態におけるリンク機構の構成を示す模式図である。なお、図において、（ａ）は上面図、（ｂ）は正面図である。

なお、図７（ａ）において、下方が車両１０の進行方向前方であり、上方が車両１０の進行方向後方である。

本実施の形態における左右の縦リンクユニット６１Ｌ及び６１Ｒは、前記第１及び第２の実施の形態において説明した縦リンク長伸縮アクチュエータ６２もリンク角度調整アクチュエータ６４も備えていない。

一方、上下及び前後の横リンクユニット３１ＵＦ、３１ＤＦ、３１ＵＢ及び３１ＤＢは、中央に位置するアクチュエータ装置としての横リンク長伸縮アクチュエータ３５ＵＦ、３５ＤＦ、３５ＵＢ及び３５ＤＢを備える。なお、下後横リンクユニット３１ＤＢ及び下後横リンク長伸縮アクチュエータ３５ＤＢは図示されていない。各横リンク長伸縮アクチュエータ３５は、左右に延出する横リンク伸縮ロッド３６Ｌ及び３６Ｒを備え、該横リンク伸縮ロッド３６Ｌ及び３６Ｒを伸縮させることができる。横リンク長伸縮アクチュエータ３５は、横リンク伸縮ロッド３６を伸縮させることができる伸縮アクチュエータであれば、いかなる種類のものであってもよく、例えば、油圧シリンダ、リニアモータ等から成るものであってもよいし、回転式の電気モータをボールねじ装置と組み合わせたものであってもよい。

そして、左右の横リンク伸縮ロッド３６の外側端は、ピン、ブッシュ等を備える縦リンク関節部６５を介して、縦リンクユニット６１に回転可能に連結されている。

本実施の形態におけるリンク機構３０は、このような構成を有するので、必要に応じて、横リンク長伸縮アクチュエータ３５を作動させることによって、左右の車輪１２Ｌ及び１２Ｒの間隔、すなわち、トレッド幅を変化させることができる。

なお、その他の点の構成及び動作については、前記第１の実施の形態と同様であるので、その説明を省略する。

このように、本実施の形態におけるリンク機構３０は、横リンクユニット３１の長さを横リンク長伸縮アクチュエータ３５によって変化させて、トレッド幅を変化させることができる。これにより、簡単な構成でありながら、車両１０の走行条件に適合するようにトレッド幅を任意に変化させることができる。

次に、本発明の第４の実施の形態について説明する。なお、第１〜第３の実施の形態と同じ構造を有するものについては、同じ符号を付与することによってその説明を省略する。また、前記第１〜第３の実施の形態と同じ動作及び同じ効果についても、その説明を省略する。

図８は本発明の第４の実施の形態におけるリンク機構の構成を示す模式図である。なお、図において、（ａ）は上面図、（ｂ）は正面図である。

本実施の形態において、縦リンクユニット６１は、前記第１及び第２の実施の形態において説明した縦リンク長伸縮アクチュエータ６２を備えておらず、また、横リンクユニット３１は、前記第３の実施の形態において説明した横リンク長伸縮アクチュエータ３５を備えていない。すなわち、本実施の形態におけるリンク機構３０は、リンク長伸縮アクチュエータを備えていないものである。

一方、左右の縦リンクユニット６１Ｌ及び６１Ｒの前端（図８（ａ）における下端）の上下と後端（図８（ａ）における上端）の上下には、前記第１の実施の形態と同様のリンク角度調整アクチュエータ６４が配設されている。そして、該リンク角度調整アクチュエータ６４には、前記第１の実施の形態と同様に、横リンクユニット３１の横リンク関節部３４が連結されている。

また、横リンクユニット３１の横中央リンク部材３２と横側部リンク部材３３との間には、回転を許可又は不許可にするアクチュエータ装置としてのオンオフアクチュエータを介して、横側部補助リンク部材３７が連結されている。具体的には、横中央リンク部材３２の左右の両端に、回転可能状態と回転不能状態との切換え可能なＯＮ−ＯＦＦブレーキ付横リンク関節部３８を介して、横側部補助リンク部材３７の一端が連結され、この横側部補助リンク部材３７の他端は、前記第１の実施の形態と同様の横リンク関節部３４を介して、横側部リンク部材３３に連結されている。

なお、その他の点の構成については、前記第１の実施の形態と同様であるので、その説明を省略する。

本実施の形態におけるリンク機構３０は、このような構成を有するので、必要に応じて、ＯＮ−ＯＦＦブレーキ付横リンク関節部３８を回転可能としてリンク角度調整アクチュエータ６４を作動させることによって、左右の車輪１２Ｌ及び１２Ｒの間隔、すなわち、トレッド幅を変化させることができる。

次に、本実施の形態における車両１０の動作について説明する。ここでは、リンク機構３０によってトレッド幅を変化させる動作についてのみ説明する。

図９は本発明の第４の実施の形態におけるリンク機構の動作を示す模式上面図である。なお、図において、（ａ）はトレッド幅を最小にした状態、（ｂ）はトレッド幅を最大にした状態を示す。

まず、トレッド幅を狭くする場合には、図９（ａ）に示されるように、リンク角度調整アクチュエータ６４を作動させ、横側部リンク部材３３と縦リンクユニット６１とのなす角度を９０度よりも大きくする。同時に、ＯＮ−ＯＦＦブレーキ付横リンク関節部３８のブレーキをＯＦＦにし、横中央リンク部材３２と横側部補助リンク部材３７とを回転可能な状態とする。これにより、横中央リンク部材３２と横側部補助リンク部材３７とのなす角度及び横側部補助リンク部材３７と横側部リンク部材３３とのなす角度、すなわち、横リンクユニット３１の屈曲角度が１８０度よりも小さくなる。そのため、左右の縦リンクユニット６１Ｌ及び６１Ｒの間隔が狭くなり、左右の車輪１２Ｌ及び１２Ｒの間隔、すなわち、トレッド幅が狭くなる。

そして、トレッド幅が所望の値となった時点で、リンク角度調整アクチュエータ６４を作動停止にするとともに、ＯＮ−ＯＦＦブレーキ付横リンク関節部３８のブレーキをＯＮにし、横中央リンク部材３２と横側部補助リンク部材３７とを回転不能な状態とする。これにより、トレッド幅の変化が固定される。

また、トレッド幅を広くする場合には、図９（ｂ）に示されるように、リンク角度調整アクチュエータ６４を作動させ、横側部リンク部材３３と縦リンクユニット６１とのなす角度を小さくして９０度に近付ける。同時に、ＯＮ−ＯＦＦブレーキ付横リンク関節部３８のブレーキをＯＦＦにし、横中央リンク部材３２と横側部補助リンク部材３７とを回転可能な状態とする。これにより、横中央リンク部材３２と横側部補助リンク部材３７とのなす角度及び横側部補助リンク部材３７と横側部リンク部材３３とのなす角度、すなわち、横リンクユニット３１の屈曲角度が大きくなり、１８０度に近くなる。そのため、左右の縦リンクユニット６１Ｌ及び６１Ｒの間隔が広くなり、左右の車輪１２Ｌ及び１２Ｒの間隔、すなわち、トレッド幅が広くなる。

そして、トレッド幅が所望の値となった時点で、リンク角度調整アクチュエータ６４を作動停止にするとともに、ＯＮ−ＯＦＦブレーキ付横リンク関節部３８のブレーキをＯＮにし、横中央リンク部材３２と横側部補助リンク部材３７とを回転不能な状態とする。これにより、トレッド幅の変化が固定される。

なお、図９（ａ）に示される状態はトレッド幅を最小にした状態であり、かつ、図９（ｂ）に示される状態はトレッド幅を最大にした状態である。実際には、縦リンク長伸縮アクチュエータ６２及びリンク角度調整アクチュエータ６４を適切に制御し、縦リンク伸縮ロッド６３の長さ及び横側部リンク部材３３と縦リンク伸縮ロッド６３とのなす角度を適切に調節することによって、トレッド幅を最小値と最大値との間の所望の値とすることができる。

なお、その他の点の動作については、前記第１及び第２の実施の形態と同様であるので、その説明を省略する。

このように、本実施の形態におけるリンク機構３０は、ＯＮ−ＯＦＦブレーキ付横リンク関節部３８によって横リンクユニット３１の屈曲角度を可変とし、リンク角度調整アクチュエータ６４によって横リンクユニット３１の屈曲角度を変化させることにより、トレッド幅を変化させるようになっている。これにより、簡単な構成でありながら、車両１０の走行条件に適合するようにトレッド幅を任意に変化させることができる。

次に、本発明の第５の実施の形態について説明する。なお、第１〜第４の実施の形態と同じ構造を有するものについては、同じ符号を付与することによってその説明を省略する。また、前記第１〜第４の実施の形態と同じ動作及び同じ効果についても、その説明を省略する。

図１０は本発明の第５の実施の形態におけるリンク機構の構成を示す模式図である。なお、図において、（ａ）は上面図、（ｂ）は正面図である。

本実施の形態において、縦リンクユニット６１は、前記第１及び第２の実施の形態において説明した縦リンク長伸縮アクチュエータ６２もリンク角度調整アクチュエータ６４も備えていない。

一方、前後の横リンクユニット３１Ｆ及び３１Ｂの間にアクチュエータ装置としての中央伸縮アクチュエータ６７が配設されている。該中央伸縮アクチュエータ６７は、前後に延出する中央伸縮ロッド６８Ｆ及び６８Ｂを備え、該中央伸縮ロッド６８Ｆ及び６８Ｂを伸縮させることができる。なお、中央伸縮アクチュエータ６７は、中央伸縮ロッド６８Ｆ及び６８Ｂを伸縮させることができる伸縮アクチュエータであれば、いかなる種類のものであってもよく、例えば、油圧シリンダ、リニアモータ等から成るものであってもよいし、回転式の電気モータをボールねじ装置と組み合わせたものであってもよい。

また、上下及び前後の横中央リンク部材３２ＵＦ、３２ＤＦ、３２ＵＢ及び３２ＤＢは、Ｖ字状の形状を備え、上前横中央リンク部材３２ＵＦの中央部分と下前横中央リンク部材３２ＤＦの中央部分とは前中央接続部３９Ｆに固定され、上後横中央リンク部材３２ＵＢの中央部分と下後横中央リンク部材３２ＤＢの中央部分とは後中央接続部３９Ｂに固定されている。そして、前後の中央接続部３９Ｆ及び３９Ｂは、前記中央伸縮ロッド６８Ｆ及び６８Ｂの中央に接続され、該中央伸縮ロッド６８Ｆ及び６８Ｂを伸縮させることによって、前後の中央接続部３９Ｆ及び３９Ｂの間隔を変化させることができる。

さらに、左右の縦リンクユニット６１Ｌ及び６１Ｒの前端（図１０（ａ）における下端）の上下と後端（図１０（ａ）における上端）の上下には、前記第４の実施の形態におけるＯＮ−ＯＦＦブレーキ付横リンク関節部３８と同様の、ＯＮ−ＯＦＦブレーキ付リンク関節部６６が配設されている。そして、横リンクユニット３１の横側部リンク部材３３は、前記ＯＮ−ＯＦＦブレーキ付リンク関節部６６を介して、縦リンクユニット６１に連結されている。

本実施の形態においては、トレッド幅を狭くする場合には、中央伸縮アクチュエータ６７を作動させて中央伸縮ロッド６８を伸長させ、前後の中央接続部３９Ｆ及び３９Ｂの間隔を大きくする。同時に、ＯＮ−ＯＦＦブレーキ付リンク関節部６６のブレーキをＯＦＦにし、横側部リンク部材３３と縦リンクユニット６１とを回転可能な状態とする。これにより、横中央リンク部材３２と横側部リンク部材３３とのなす角度、すなわち、横リンクユニット３１の屈曲角度が１８０度よりも小さくなる。そのため、左右の縦リンクユニット６１Ｌ及び６１Ｒの間隔が狭くなり、左右の車輪１２Ｌ及び１２Ｒの間隔、すなわち、トレッド幅が狭くなる。

そして、トレッド幅が所望の値となった時点で、中央伸縮アクチュエータ６７を作動停止にするとともに、ＯＮ−ＯＦＦブレーキ付リンク関節部６６のブレーキをＯＮにし、横側部リンク部材３３と縦リンクユニット６１とを回転不能な状態とする。これにより、トレッド幅の変化が固定される。

また、トレッド幅を広くする場合には、中央伸縮アクチュエータ６７を作動させて中央伸縮ロッド６８を収縮させ、前後の中央接続部３９Ｆ及び３９Ｂの間隔を小さくする。同時に、ＯＮ−ＯＦＦブレーキ付リンク関節部６６のブレーキをＯＦＦにし、横側部リンク部材３３と縦リンクユニット６１とを回転可能な状態とする。これにより、横中央リンク部材３２と横側部リンク部材３３とのなす角度、すなわち、横リンクユニット３１の屈曲角度が大きくなり、１８０度に近くなる。そのため、左右の縦リンクユニット６１Ｌ及び６１Ｒの間隔が広くなり、左右の車輪１２Ｌ及び１２Ｒの間隔、すなわち、トレッド幅が広くなる。

そして、トレッド幅が所望の値となった時点で、中央伸縮アクチュエータ６７を作動停止にするとともに、ＯＮ−ＯＦＦブレーキ付リンク関節部６６のブレーキをＯＮにし、横側部リンク部材３３と縦リンクユニット６１とを回転不能な状態とする。これにより、トレッド幅の変化が固定される。

なお、その他の点の構成及び動作については、前記第１の実施の形態と同様であるので、その説明を省略する。

このように、本実施の形態におけるリンク機構３０は、ＯＮ−ＯＦＦブレーキ付リンク関節部６６によって横リンクユニット３１の屈曲角度を可変とし、中央伸縮アクチュエータ６７によって前後の中央接続部３９Ｆ及び３９Ｂの間隔を変化させることにより、横リンクユニット３１の長さを変化させて、トレッド幅を変化させることができる。これにより、簡単な構成でありながら、車両１０の走行条件に適合するようにトレッド幅を任意に変化させることができる。

なお、本発明は前記実施の形態に限定されるものではなく、本発明の趣旨に基づいて種々変形させることが可能であり、それらを本発明の範囲から排除するものではない。

本発明の第１の実施の形態における車両の構成を示す正面図である。 本発明の第１の実施の形態における車両の構成を示す左側面図である。 本発明の第１の実施の形態における車両の旋回中の姿勢を示す正面図である。 本発明の第１の実施の形態におけるリンク機構の構成を示す模式図である。 本発明の第１の実施の形態におけるリンク機構の動作を示す模式上面図である。 本発明の第２の実施の形態におけるリンク機構の動作を示す模式上面図である。 本発明の第３の実施の形態におけるリンク機構の構成を示す模式図である。 本発明の第４の実施の形態におけるリンク機構の構成を示す模式図である。 本発明の第４の実施の形態におけるリンク機構の動作を示す模式上面図である。 本発明の第５の実施の形態におけるリンク機構の構成を示す模式図である。

符号の説明

１０ 車両
１２Ｌ、１２Ｒ 車輪
３０ リンク機構
３１Ｄ、３１ＤＦ、３１Ｕ、３１ＵＢ、３１ＵＦ 横リンクユニット
３５ＤＢ、３５ＤＦ、３５ＵＢ、３５ＵＦ 横リンク長伸縮アクチュエータ
６１Ｌ、６１Ｒ 縦リンクユニット
６２Ｌ、６２Ｒ 縦リンク長伸縮アクチュエータ
６４ＬＢＵ、６４ＬＦＤ、６４ＬＦＵ、６４ＲＢＵ、６４ＲＦＤ、６４ＲＦＵ リンク角度調整アクチュエータ
６７ 中央伸縮アクチュエータ

Claims (2)

1. 車体と、
   該車体に取り付けられた左右一対の回転可能な車輪と、
   各車輪を支持し、前記車体の進行方向に対して平行に配設された左右一対の縦リンクユニットと、当該各縦リンクユニットの前端及び後端を連結する前後一対の横リンクユニットとを備えるリンク機構と、
   該リンク機構の連結部分を屈折させて前記車輪の間隔を変化させるアクチュエータ装置とを有し、
   該アクチュエータ装置は、前記縦リンクユニットの長さを変化させる伸縮アクチュエータと、前記縦リンクユニットと横リンクユニットのリンク部材との角度を変化させる回転アクチュエータとを含むことを特徴とする車両。
2. 走行中は前記車体の進行方向前側の間隔を、当該進行方向後側より先に変化させる請求項１に記載の車両。

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