JP5352672B2 - 倒立振子型移動体 - Google Patents

Description

本発明は、車輪等によって移動する倒立振子型の移動体に関する。

従来、倒立振子型移動体として、電動モータにより駆動される複数の車輪と、操作者が搭乗するステップと、このステップに垂直に設けられた搭乗者用のハンドルと、搭乗した操作者を支持する座席とを有し、倒立振子制御により電動モータを駆動して本体の倒立姿勢を維持するように動作するものが知られている（例えば、特許文献１参照）。

特開２００８−２５３５６５号公報

ところで、上記従来の倒立振子型移動体では、座席はハンドルに連結された座席載置部上に設けられており、搭乗者は座席に跨った状態（すなわち、座り乗りの状態）でハンドルに手を掛けて移動のための操作を行う。したがって、搭乗者は、座席を使用せずにステップ上で立ち乗りをすることは難しく、仮に立ち乗りが可能であるとしても座席が乗り降りの邪魔になるという問題があった。また、上記従来の倒立振子型移動体において、座席の代わりに荷物等を支持可能な支持部を設けることも考えられるが、そのような支持部は不使用時には邪魔になり、使用者の利便性や使用形態の自由度が損なわれるという問題が生じ得る。

本発明は、このような従来技術の課題を鑑みて案出されたものであり、移動用の走行ユニットを保持する基体に設けられて人や荷物等の物体を支持する物体支持部の配置を、使用状況に応じて変更可能とすることにより、不使用時の物体支持部が使用者の邪魔にならずに、使用者の利便性や使用形態の自由度を向上させることができる倒立振子型移動体を提供することを目的とする。

上記課題を解決するためになされた第１の発明は、移動用の走行ユニット（３）を保持した基体（２）と、前記基体に取り付けられ、物体を支持する物体支持部とを備え、前記物体支持部は、前記物体を支持可能な第１の位置と、当該第１の位置とは異なる第２の位置との間を変位可能である構成とする。

また、第２の発明として、前記基体に取り付けられ、搭乗者の両足を支持するステップユニットを更に備え、前記物体支持部は、搭乗者の臀部を支持する着座ユニット（４）からなり、前記第２の位置は、前記着座ユニットの少なくとも一部が前記基体内に格納される格納位置である構成とすることができる。

また、第３の発明として、前記着座ユニットは、搭乗者の臀部に当接する着座面（７０Ｌａ，７０Ｒａ）を有し、当該着座面が前記格納位置において前記基体の周壁から露出する構成とすることができる。

また、第４の発明として、前記ステップユニットは、搭乗者の左右の足に対応して前記基体の左および右方向にそれぞれ突設された左ステップ（１８３Ｌ）および右ステップ（１８３Ｒ）を有し、前記着座ユニットは、搭乗者の左臀部を支持する左サドル（６３Ｌ）と、搭乗者の右臀部を支持する右サドル（６３Ｒ）とを有し、これら左サドル及び右サドルの着座面が前記格納位置において前記基体の左側壁及び右側壁からそれぞれ露出する構成とすることができる。

上記第１の発明によれば、人や荷物等の物体を支持する物体支持部の配置を使用状況に応じて変更（第１の位置または第２の位置を選択）可能となるため、不使用時の物体支持部が使用者の邪魔にならずに、使用者の利便性や使用形態の自由度を向上させることが可能となるという優れた効果を奏する。
また、上記第２の発明によれば、使用者（搭乗者）は、着座ユニットの配置を使用状況に応じて変更することにより、着座ユニットを使用する座り乗りと、着座ユニットを使用せずに（すなわち、着座ユニットを邪魔にならない第２の位置に移動して）ステップユニットを使用する立ち乗りとを自由に選択することが可能となる。
また、上記第３の発明によれば、基体における着座ユニットの格納部に蓋等を設ける必要がなく、着座ユニットの格納部を簡易な構成により実現することができる。また、基体から露出する着座面に柔軟性を付与することで、基体から露出する着座面が搭乗者その他の周囲の物体の保護に寄与するという利点もある。
また、上記第４の発明によれば、搭乗者は、基体の左右から露出する左サドルおよび右サドルの着座面を両足（膝や大腿部等）で挟み込むことにより、倒立振子型移動体と一体化した安定姿勢で立ち乗りを行うことが可能となる。

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 図１のVI−VI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。 着座ユニットにおけるサドル支持構造の要部を示す分解斜視図である。 ハンドルの格納位置から使用位置への変位の様子を示す部分断面図である。 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。

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。

＜倒立振子型移動体の全体構成＞
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、概ね上下方向に延在する骨格構造をなす基体としてのフレーム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の上部に設けられた物体支持部としての着座ユニット４と、フレーム２の内部に設けられた電装ユニット１１と、各ユニットおよびセンサに電力を供給するバッテリユニット１０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（以下、単に制御ユニットと略称する）５と、荷重センサ６と、傾斜センサ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、ひずみセンサ８Ｌ，８Ｒやロータリエンコーダ９Ｌ，９Ｒを適所に備えている。

＜フレームの構成＞
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は、上下方向における中央にくびれ部２Ａを有し、くびれ部２Ａは前後方向における幅が左右方向よりも大きく凹んでいる。このくびれ部２Ａには、電装ユニット１１が収容されている。これにより、フレーム２は、左右方向から見て外縁が略８の字状を呈する。図３に示されているように、フレーム２は、そのくびれ部２Ａにおいて上下に分割可能であり、互い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（炭素繊維強化プラスチック：ＣＦＲＰ）である。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サドル格納部２４を形成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２６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２６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。

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を有して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、かつ互いに平行となっている。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、左右方向の軸線をもって、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を形成する部分には、通気孔３９がそれぞれ形成されている。通気孔３９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。

図７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、その上面は水平面となっている。各支持ベース５３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。

＜着座ユニットの構成＞
図６に示されているように、着座ユニット４は、ベース本体６１と、左右一対のサドルアーム６２Ｌ，６２Ｒと、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（第２の位置）と、先端部６７Ｒが基端部６６Ｒに対して概ね右方に展開される使用位置（第１の位置）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（第２の位置）と使用位置（第１の位置）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、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。このリンク機構は、図８に示すように、両サドルアーム６２Ｌ，６２Ｒの基端部６６Ｌ，６６Ｒを弧状の２つのリンク片３１１Ｌ，３１１Ｒを介して互いに接続することにより構成されている。両リンク片３１１Ｌ，３１１Ｒは、略同様の形状を有しており、それぞれの一端側に形成された軸孔３１１Ｌａ，３１１Ｒａに図示しない軸部材が挿入された状態で、ベース本体６１に対して回動自在に取り付けられる。また、左リンク片３１１Ｌは、その他端側に形成された軸孔３１１Ｌｂに挿入される図示しない軸部材により、左サドルアーム６２Ｌの基端部６６Ｌに対して回動自在に取り付けられる。同様に、右リンク片３１１Ｒは、その他端側に形成された軸孔３１１Ｒｂに挿入される図示しない軸部材により、右サドルアーム６２Ｒの基端部６６Ｒに対して回動自在に取り付けられる。

また、着座ユニット４には、両サドルアーム６２Ｌ，６２Ｒを所定の位置で固定するためのロック機構が設けられている。このロック機構は、図８に示すように、下方に突設されたキー部３１５ａを有するロック部材３１５と、両サドルアーム６２Ｌ，６２Ｒの基端部６６Ｌ，６６Ｒにそれぞれ形成された第１の溝３１６Ｌ，３１６Ｒおよび第２の溝３１７Ｌ，３１７Ｒとによって主として構成される。ロック部材３１５は、保持部材３１９によってベース本体６１内に保持される。ベース本体６１内において、ロック部材３１５は、２つのばね保持孔３１５ｂにそれぞれ保持される圧縮ばね３１８によって下方に常時付勢された状態となる。

両サドルアーム６２Ｌ，６２Ｒが使用位置（図６中の２点鎖線参照）に移動する際には、基端部６６Ｌ，６６Ｒの第１の溝３１６Ｌ，３１６Ｒが上側に移動し、これら第１の溝３１６Ｌ，３１６Ｒにロック部材３１５のキー部３１５ａが嵌合する。一方、両サドルアーム６２Ｌ，６２Ｒが格納位置（図２参照）に移動する際には、基端部６６Ｌ，６６Ｒの第２の溝３１７Ｌ，３１７Ｒが上側に移動し、これら第２の溝３１７Ｌ，３１７Ｒにロック部材３１５のキー部３１５ａが嵌合する。このようなロック機構により、使用位置および格納位置における両サドルアーム６２Ｌ，６２Ｒの移動が規制され、サドル６３Ｌ，６３Ｒがそれぞれの位置で安定的に保持される。

また、両サドルアーム６２Ｌ，６２Ｒの基端部６６Ｌ，６６Ｒは、それぞれの軸孔６６Ｌａ，６６Ｒａとベース本体６１の軸孔６１ａとに挿入される支持軸６５により、ベース本体６１に対して取り付けられる。基端部６６Ｌ，６６Ｒに形成されたばね保持部６６Ｌｂ，６６Ｒｂには、それぞれ捻りコイルバネ３２５Ｌ，３２５Ｒが介装されており、これら捻りコイルバネ３２５Ｌ，３２５Ｒにより、両サドルアーム６２Ｌ，６２Ｒはそれぞれ使用位置側に常時付勢された状態にある。

また、着座ユニット４には、圧縮ばね３１８の付勢力に抗してロック部材３１５を上昇させるロック解除部材３３１が設けられている。ロック解除部材３３１は、その前側に位置するレバー部３３２と、レバー部３３２の後部から分岐した左右一対のアーム部３３３とを有している。両アーム部３３３は、その中間部に形成された軸孔３３３ａに挿入されれるピン部材３３４により、上部フレーム２１に対して回動自在に取り付けられる。また、両アーム部３３３の後端部に形成された前後方向に延びる長孔３３３ｂには、ロック部材３１５の貫通孔３１５ｃと、ベース本体６１の左右上部においてそれぞれ上下方向に延びる長孔６１ｂと、保持部材３１９の左右における貫通孔３１９ａと共にピン部材３３５が挿入される。

このような構成により、ピン部材３３４を中心としたロック解除部材３３１の回動に伴ってアーム部３３３が上方に変位すると、ロック部材３１５は圧縮ばね３１８の付勢力に抗して上方に移動することになる。その結果、ロック部材３１５のキー部３１５ａが、第１の溝３１６Ｌ，３１６Ｒまたは第２の溝３１７Ｌ，３１７Ｒから離脱してそれらの嵌合が解除される。これにより、両サドルアーム６２Ｌ，６２Ｒのロック状態が解除される。また、このとき、両サドルアーム６２Ｌ，６２Ｒは捻りコイルバネ３２５Ｌ，３２５Ｒによって使用位置側に付勢されているため、操作者は格納位置にあるサドル６３Ｌ，６３Ｒを使用位置まで容易に変位させることができる。

各サドル６３Ｌ，６３Ｒは、図６に示すように、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７０Ｌａ，７０Ｒａを有する。サドルアーム６２Ｌ，６２Ｒが使用位置（図６中の２点鎖線参照）に位置する場合、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７０Ｌａ，７０Ｒａが上方を向く。着座した搭乗者Ｄ（図１０（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、サドル６３Ｌ，６３Ｒの支持部６９Ｌ，６９Ｒはサドル格納部２４内に位置し、柔軟性に富むクッション部７０Ｌ，７０Ｒが上部フレーム２１の周壁から露出した状態となる。すなわち、格納状態の着座ユニット４では、クッション部７０Ｌ，７０Ｒの着座面７０Ｌａ，７０Ｒａ（図２，図３参照）のみが、それぞれ上部フレーム２１の左壁または右壁から露出し、この状態でサドル格納部２４の左右が閉鎖される。

なお、移動体１における物体支持部としての着座ユニット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。

＜ハンドルの構成＞
図９に示すように、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の前後の下部には、それぞれ長手方向に沿って延設された長孔３４１が設けられており、これら長孔３４１には、両脚部７１Ａ，７１Ａの上端側おいて左右方向に架設された軸部３４２が挿入されている。両脚部７１Ａ，７１Ａは、その下端側に設けられた回動軸３４３によってそれぞれ回動可能に支持されている。

ハンドル７１は、不使用時は、図９（Ａ）に示すように、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、操作者は、ハンドル７１を使用する際には、図９（Ｂ）に示すように、ハンドル７１の前端側上面を押圧することにより、ハンドル７１の前端側を下方に変位させてハンドル格納部７２内に押し込む。これにより、ハンドル７１の後端側が上方に変位してハンドル格納部７２から離脱する。操作者は、このハンドル７１の後端側を手掛かりとしてハンドル７１全体を上方に引き上げることにより、図９（Ｃ）に示すように、ハンドル７１を使用位置へと移動させることができる。このとき、前後の脚部７１Ａ，７１Ａは、その軸部３４２がハンドル７１の長孔３４１にガイドされて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。

なお、図９（Ｂ）に示すように、操作者がハンドル７１の前端側上面を押圧すると、ハンドル７１の前下端部によりロック解除部材３３１のレバー部３３２の上面が下方に押圧される。これにより、操作者は、上述のようにピン部材３３４を中心としてロック解除部材３３１を回動させ、両サドルアーム６２Ｌ，６２Ｒに対するロック部材３１５のロック状態を解除することが可能となる。したがって、操作者は、ハンドル７１の使用位置への移動と着座ユニット４のロック解除とを同じ操作（すなわち、ハンドル７１の前端側上面を押圧する操作）で行うことができるという利点がある。

＜走行ユニットの構成＞
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１２１Ｒと、ドライブディスク１２１Ｌ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。この状態において、主輪８５は、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。

＜ステップの構成＞
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。両ステップベース１８０Ｌ，１８０Ｒは、それぞれに回動可能に支持されるステップ１８３Ｌ，１８３Ｒと共に、搭乗者の両足を支持するステップユニットを構成する。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から左右に突出した状態となる使用位置（図１参照）との間で回動可能となっている。

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。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。

＜電装ユニットの構成＞
図７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（ここでは図示せず）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上に載置可能なように大きさが設定されている。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。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。

＜バッテリユニットの構成＞
図４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と、メモリとを備えており、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。

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。

上記構成の移動体１では、搭乗者は、着座ユニット４における両サドルアーム６２Ｌ，６２Ｒの配置を使用状況に応じて変更（使用位置または格納位置を選択）することができる。したがって、搭乗者Ｄは、図１０（ａ）に示すように、着座ユニット４に着座して搭乗する着座搭乗姿勢（すなわち、座り乗り）と、図１０（ｂ）に示すように、着座ユニット４を格納位置に格納した状態で左右ステップ１８３Ｌ，１８３Ｒ上に起立し搭乗する起立搭乗姿勢（すなわち、立ち乗り）とを選択的にとることができる。

特に、起立搭乗姿勢の搭乗者は、フレーム２の左右から露出する左右のサドル６３Ｌ，６３Ｒの着座面７０Ｌａ，７０Ｒａを両足（膝や大腿部等）で挟み込むことにより、移動体１と一体化した安定姿勢で立ち乗りを行うことが可能となる。また、フレーム２から露出する着座面７０Ｌａ，７０Ｒａは、比較的柔軟性に富むため、搭乗者その他の周囲の物体の保護に寄与するという利点もある。さらに、着座ユニット４は、不使用時には格納位置に変位させて格納することができるため、搭乗者Ｄのない状態での走行（牽引）や駐車の際にも邪魔にならず、移動体１の利便性や使用形態の自由度が向上するという利点もある。

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、本発明に係る倒立振子型移動体は、上述のような一輪車に限らず、車輪（主輪）を複数備えた構成も可能である。また、操作者が上部フレームの荷重受け部にかける荷重は、サドルへの着座時の荷重に限らず、操作者自身を支えさせる（例えば、倒立振子型移動体を杖のように利用して操作者の歩行を補助する）ためのものでもよい。さらに、本発明に係る物体支持部としての着座ユニットは、上述のような左右に分割された分割型のサドルに限らす、非分割型のサドル（すなわち、搭乗者の左右臀部を支持する単一のサドル）を有するものでもよい。その場合、非分割型のサドルは、上述の分割型のサドル用の左または右サドルアームと同様の構成を有する１つのサドルアームによって支持されると共に、上述のサドル格納部（すなわち、上部フレーム内）に収容可能な構成とすることができる。なお、上記実施形態に示した本発明に係る倒立振子型移動体の各構成要素は、必ずしも全てが必須ではなく、少なくとも本発明の範囲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。

１ 倒立振子型移動体
２ フレーム（基体）
２Ａ くびれ部
３ 走行ユニット
４ 着座ユニット（物体支持部）
５ 倒立振子制御ユニット
６ 荷重センサ
７ 傾斜センサ
８Ｌ，８Ｒ ひずみセンサ
１０ バッテリユニット
１１ 電装ユニット
１３ 上部構造体
１４ 下部構造体
２１ 上部フレーム
２２ 下部フレーム
２４ サドル格納部
２６ 内部空間
２８ サドル取付孔
２９ 接続凹部
３０ 連結孔
３９ 通気孔
６３Ｌ，６３Ｒ サドル
７１ ハンドル
８２Ｌ，８２Ｒ 電動モータ
８４Ｌ，８４Ｒ 駆動体
８５ 主輪
１８３Ｌ，１８３Ｒ ステップ
１８５ 下部カバー
１８６Ｌ，１８６Ｒ サイドカバー
２０２ 電装マウントフレーム
２０５ ボディ部
２０６ 入力軸
２１０ 連結部材ベース
２４６ 通気路
２８１ バッテリ
２８２ バッテリマネジメント基板

Claims (2)

1. 移動用の走行ユニットを保持した基体と、
   前記基体に取り付けられ、搭乗者の左臀部を支持する左サドルと、搭乗者の右臀部を支持する右サドルとを有する着座ユニットと、
   搭乗者の左右の足に対応して前記基体の左および右方向にそれぞれ突設された左ステップおよび右ステップを有して搭乗者の両足を支持するステップユニットとを備え、
   前記着座ユニットは、搭乗者を支持可能な第１の位置と、当該第１の位置とは異なる第２の位置との間を変位可能であり、前記第２の位置は、前記着座ユニットの少なくとも一部が前記基体内に格納され、前記左サドル及び前記右サドルの着座面が前記基体の左側壁及び右側壁からそれぞれ露出する格納位置であることを特徴とする倒立振子型移動体。
2. 前記格納位置においても前記左サドル及び前記右サドルの着座面が前記基体の左側壁及び右側壁からそれぞれ露出する部分は柔軟性を有するクッション部により構成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移動体。

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