以下、添付図面を参照して本発明の実施の形態を詳細に説明する。なお、図面の説明において同一の要素には同一の符号を付し、重複する説明を省略する。また、各図において、左右方向又は車幅方向をx方向で示し、前後方向又は走行方向をy方向で示し、上下方向をz方向で示している。
図1は本発明の一実施形態に係る乗り物の構成概要図であって、乗り物を側面視した図である。図2は本実施形態に係る乗り物の斜視概要図である。
本実施形態に係る乗り物1は、左右一対の右輪2R、左輪2Lを備えた乗り物であり、運転者Dが乗車して運転操作を行うことにより走行し、移動体、走行体又は走行車両として機能する。右輪2Rは、乗り物1の本体3の右側に設けられ、左輪2Lは、本体3の左側に設けられている。運転者Dは、乗り物1に乗車する乗員である。なお、図1では、右輪2Rのみが図示されている。また、本実施形態では、乗員一人が乗車する乗り物に適用した場合について説明しているが、複数の乗員が乗車可能な乗り物に適用してもよい。
右輪2R及び左輪2Lは、ロアアーム41およびアッパアーム42を介して、本体3に取り付けられている。ロアアーム41及びアッパアーム42は、本体3と右輪2R及び左輪2Lとを接続するアーム部材として機能する。右輪2R及び左輪2Lは、例えば、乗り物1の側輪又は補助輪として機能する。本体3は、乗り物1の本体部分を構成する車体であり、例えば、乗り物1の前後方向に長い形状とされ、複数の棒状部材を接合したフレーム構造のものが用いられる。なお、この本体3は、乗車した運転者Dを支持できる剛性を有する構造のものであれば、フレーム構造以外の構造であってもよい。例えば、本体3は、棒状部材、板状部材、ブロック状部材などを組み合わせて構成してもよい。右輪2Rは本体3から右側に突出して設けられるロアアーム41およびアッパアーム42を介して取り付けられている。右輪2Rに接続されるロアアーム41およびアッパアーム42は、右アーム部材として機能する。また、図1には図示されていないが、左輪2Lも、右輪2Rと同様に、本体3から突出して設けられるロアアーム41およびアッパアーム42を介して取り付けられている。左輪2Lに接続されるロアアーム41およびアッパアーム42は、左アーム部材として機能する。なお、ロアアーム41およびアッパアーム42の取付構造の詳細については、後述する。
本体3には、前輪23、後輪24が取り付けられている。すなわち、乗り物1は、前輪23、後輪24および左右一対の右輪2R、左輪2Lの四輪を備えている。前輪23は、着座部5より前方に設けられ、後輪24は着座部5より後方に設けられている。例えば、本体3の前部に前輪23が取り付けられ、本体3の後部に後輪24が取り付けられ、前輪23と後輪24の間の位置であって本体3の右側および左側にそれぞれ右輪2R、左輪2Lが取り付けられる。右輪2R及び左輪2Lは、前輪23及び後輪24より外径の大きいものが図示されているが、前輪23及び後輪24より外径の同じもの又は小さいものを用いてもよい。
前輪23は、本体3の前部に対し、操舵機構25およびサスペンション機構26を介して、取り付けられている。前輪23は、乗り物1の操舵輪または転舵輪として機能するものである。つまり、乗り物1は、前輪23に操舵力が伝達されることによって、前輪23の前方部分が正面から右側へ向くことで右旋回を行い、前輪23の前方部分が左側を向くことで左旋回を行う。
操舵機構25は、前輪23へ操舵力を伝達するための機構であって、例えば、ステアリングシャフト25aの下端に、左右方向へ向けた水平部材25bを取り付けて構成されている。ステアリングシャフト25aは、上下方向に向けて配置されるシャフト部材であって、本体3の前部に回動可能に取り付けられている。操舵機構25の下部には、サスペンション機構26が結合されている。サスペンション機構26は、前輪23を車輪として回転可能に支持しつつ緩衝機能を備えるものであり、スプリングおよびショックアブソーバ等を備えたものが用いられる。例えば、このサスペンション機構26は、テレスコピックフォーク式のものが用いられ、前輪23の右側と左側にそれぞれスプリングおよびショックアブソーバを備えた二つのシャフト状部材をそれぞれ配置して構成される。このフロントフォーク式のサスペンション機構26は、下方側が乗り物1を前方へ傾斜しており、プラスのキャスタ角をもって前輪23を取り付けている。なお、操舵機構25およびサスペンション機構26は、上述した形式のものに限られるものでなく、前輪23を車輪として回転可能に支持しつつ操舵力を伝達できるものであれば、他の形式のものを用いてもよい。
後輪24は、本体3の後部に対し、サスペンション機構29を介して、取り付けられている。後輪24は、乗り物1の駆動輪として機能するものである。つまり、乗り物1は、動力源から伝達される回転動力により後輪24を回転させて走行する。動力源としては、例えばモータが用いられる。また、動力源としては、後輪24を駆動できるものであれば、モータ以外のものであってもよく、例えばエンジンであってもよい。また、後輪24の内部に設けられたホイールインモータなどを採用してもよい。また、駆動輪としては、後輪24以外の前輪23、車輪2であってもよい。
サスペンション機構29は、後輪24を車輪として回転可能に支持しつつ緩衝機能を備えたものであって、例えば、スイングアーム29aおよびショックアブソーバ29bを備えたスイングアーム式のものが用いられる。スイングアーム29aは、本体3の後部の下部位置に回動可能に取り付けられ、その後端に後輪24を軸支している。ショックアブソーバ29bは、本体3の後部の上部位置に回動可能に取り付けられ、その下端がスイングアーム29aの後部に回動可能に取り付けられている。ショックアブソーバ29bは、スプリング等の支持ばね材を内蔵している。なお、サスペンション機構29としては、後輪24を車輪として回転可能に支持できるものであれば、他の形式のものを用いてもよい。また、この乗り物1において、前輪23および後輪24の一方又は双方を設けずに構成してもよい。
本体3には、着座部5が取り付けられている。着座部5は、運転者Dが着座するためのものであって、運転席又は運転座席として機能する。この着座部5は、本体3の前後方向の中央位置であって、ロアアーム41の上方位置に配置されている。なお、ここでいう本体3の中央位置とは、本体3のほぼ中央位置も含むものである。
この着座部5は、運転者Dが跨ることにより着座可能に構成されている。例えば、着座部5として、乗馬に用いる鞍のような形状又は態様のものが用いられ、運転者Dの着座を安定させる鞍部材又は鞍部として機能する。この着座部5は、運転者Dが跨って左右の脚を下方へ降ろせるような横幅で形成される座部51を有している。座部51は、例えば、着座部5の他の部位と比べて上表面を下方に凹ませて構成される。これにより、運転者Dの着座位置を座部51の形成位置に安定させることができる。また、このような凹みに代えて又は追加して、座部51の前後の一方又は双方に、上方に突出する部位を設けてもよい。この場合も、運転者Dの着座位置を座部51の位置からずれないように着座位置をより安定させることができる。
図1に示すように、乗り物1には、足載置部6が設けられている。足載置部6は、着座した運転者Dの足を載置するためのものである。この足載置部6は、着座部5より下側であって着座部5を挟んだ左右の位置にそれぞれに設けられている。言い換えれば、足載置部6は、着座部5の下方側であって、乗り物1の前後方向において着座部5と同一の位置に設けられている。ここで、着座部5と同一の位置とは、ほぼ同一の位置も含むものである。つまり、運転者Dが着座部5に跨って足載置部6に足を載置した際に、運転者Dの頭、腰および足が上下方向においてほぼ直線上に位置するように、足載置部6が前後方向において着座部5と同一又はほぼ同一の位置に設けられている。このとき、運転者Dの頭、腰および足が上下方向においてほぼ直線上に位置することにより、運転者Dの運転姿勢が乗馬姿勢となる。なお、図1では、左右一対の足載置部6、6のうち右側の足載置部6のみが図示されている。
足載置部6は、本体3に取り付けられておらず、本体3の側方の位置に設けられている。すなわち、足載置部6は、本体3と右輪2R又は左輪2Lとを接続するロアアーム41に取り付けられる。右輪2Rを本体3と接続するロアアーム41は右アーム部材として機能し、左輪2Lを本体3と接続するロアアーム41は左アーム部材として機能する。具体的には、足載置部6は、ロアアーム41上に直接支持され、又は、ロアアーム41の上方に他部材を介して間接的に支持される。足載置部6が本体3の側方にあるロアアーム41に取り付けられることにより、運転者Dが足載置部6に載せた足を踏ん張り、または、蹴り出すことにより、本体3を反対側の側方へ容易に傾斜させることできる。このため、このような本体3の傾斜により、乗り物1の旋回操作が容易に行える。
乗り物1には、センタリング機構45が設けられている。センタリング機構45は、本体3を左右のいずれかに傾斜した状態から直立した状態となるように補助する機構である。このセンタリング機構45は、着座部5の下方位置であって、左右の足載置部6、6より本体3の中心側に配置されている。このセンタリング機構45は、アッパアーム42に対する本体3の相対姿勢又は相対角度を調整することにより、本体3を直立した状態とするものである。例えば、本体3が直立した状態(図5参照)であっても、本体3が傾斜した状態(図6参照)であっても、アッパアーム42は水平方向を向いており、このアッパアーム42に対し本体3の相対的な姿勢又は角度を調整することにより、本体3を傾斜した状態から直立した状態とすることができる。つまり、アッパアーム42に対し本体3を相対的に回転させることにより、本体3を傾斜した状態から直立した状態となるように補助することが可能となる。なお、このセンタリング機構45の設置を省略する場合もある。
乗り物1には、操作部27が設けられている。操作部27は、乗り物1を運転操作するためのものであって、運転者Dの手で握られる把持部27aを備えている。把持部27aは、着座部5の前方であってその着座部5の上方の位置に配置されており、例えば、頭、腰および足をほぼ一直線上とした乗馬姿勢を運転者Dが維持した状態で握れる位置に配置されている。この把持部27aは、運転者Dの手によって握られて操作されるものであり、乗り物1の駆動操作部として機能する。すなわち、把持部27aを前方に倒すことにより加速操作が行え、後方に倒すことによって減速操作が行える。この把持部27aは、例えば、上下方向に向けた棒状の部材であって、運転者Dの左右の手でそれぞれに把持できるように二つの棒状の把持部分を備えたものが用いられる。
なお、操作部27を本体3と一体に取り付けた場合には、操作部27および把持部27aにより乗り物1の操舵操作を行うことはできないが、操作部27を操舵機構25と一体に取り付けて、操作部27ないし把持部27aを左右に回転させることにより、前輪23の転舵による操舵操作も可能となる。また、本実施形態では、操作部27として、上下方向に向けた把持部27aを備えたものについて説明したが、把持部27aが自転車又は自動二輪車のハンドルのように水平方向に向けて設けられるものであってもよく、また自動車のハンドルのようにリング状のステアリングホイールのように設けられていてもよい。操作部27及び把持部27aの具体的構造については、後述する。
図3は、足載置部6および前輪操舵力伝達機構62の説明図である。図4は、前輪操舵力伝達機構62を平面から見た図である。
足載置部6は、運転者Dの足の動きにより回転可能に設けられ、その回転により乗り物1の左右の操舵を可能とするものである。言い換えれば、足載置部6は、運転者Dの足の動きにより回転可能に設けられ、その回転により走行中の乗り物1の左右の旋回、すなわち左方向又は右方向の旋回を可能とするものである。つまり、足載置部6は、乗り物1の操舵操作部又は操舵ペダルとして機能する。この足載置部6は、例えば、運転者Dの足を載置するのに適した大きさとされ、乗り物1の前後方向を長くした形状とされる。足載置部6は、例えば、上下方向を回転中心として回転可能に設けられている。これにより、運転者Dが足を捻ることにより回転し、その回転動作により乗り物1の左右の操舵又は旋回を可能とする。
ここでは、運転者Dの足の捻りより、足載置部6が回転する場合について説明するが、足載置部6は、足の捻り以外の足の動きで回転するものであってもよく、また、回転動作は、円弧状に回転移動するようなものであってもよい。また、図3では、足載置部6の上面が平滑な面状態となっているが、その上面に上下方向の凹凸を設けてもよい。この場合、運転者Dの足が足載置部6上で滑り動くことを抑制することができる。また、足載置部6の外縁部分に上方へ突出する突起部又は突条部を設けてもよい。この場合、運転者Dの足が足載置部6上からずれることを抑制することができる。
足載置部6は、その下方に配置される軸支部61を介してロアアーム41に取り付けられ、ロアアーム41上で回転可能に設けられている。軸支部61は、ロアアーム41に設けられ、上下方向に向けた軸線を中心に足載置部6を回転可能に軸支している。
足載置部6には、前輪23側に操舵力を伝達させる前輪操舵力伝達機構62が接続されている。前輪操舵力伝達機構62は、足載置部6の回転に応じて前輪23に操舵力を伝達させる機構である。言い換えれば、前輪操舵力伝達機構62は、足載置部6の前方部分が右側又は左側を向くように回転させる操舵動作があったときに、その操舵動作に応じた操舵力を前輪23の操舵機構25に伝達させる操舵力伝達機構として機能する。
この前輪操舵力伝達機構62は、例えば、第一リンク部材62a、第二リンク部材62b、第三リンク部材62c、第四リンク部材62dおよび第五リンク部材62eを備えて構成される。第一リンク部材62aは、棒状の部材であって、右側の足載置部6に取り付けられ、右側の足載置部6から前方左側へ水平方向に向けて突出するように設けられている。この第一リンク部材62aは、足載置部6と一体に移動し、足載置部6の回転移動と共に回転移動する。第二リンク部材62bは、曲折した形状を呈する部材であって、その端部が第一リンク部材62aの先端部分に回動可能に取り付けられている。第二リンク部材62bの中間位置の曲折部分は、ロアアーム41に回動可能に軸支されている。これにより、足載置部6の回転移動により、第二リンク部材62bの他方の端部が乗り物1の前後方向に移動する構造となっている。第三リンク部材62cは、棒状の部材であって、その端部が第二リンク部材62bの後端と回動自在に取り付けられ、他方の端部が第四リンク部材62dの下端に回転可能に取り付けられている。第三リンク部材62cは、乗り物1の前後方向に向けて配置され、第二リンク部材62bの端部の前後方向への移動に応じて前後方向へ移動する。この第三リンク部材62cにおける第二リンク部材62bと接続される端部は、ボールジョイントが形成され、第二リンク部材62bの端部に対し回動自在となっている。例えば、第二リンク部材62bと第三リンク部材62cの回動結合部は後述するロアアーム41と本体3との回転取付の軸線C1の前後方向の軸上に位置する。このようなボールジョイント配置構造を用いることにより、旋回時に乗り物1が内傾した際、足載置部6側の機構と前輪23側の機構の間に捻じれを生じた場合に、その影響を吸収することができる。第四リンク部材62dは、曲折した形状を呈する部材であって、上下方向に向けて配置されている。第四リンク部材62dの中間位置の曲折部分は、本体3に対し回動可能に軸支されている。これにより、第三リンク部材62cの前後移動により、第四リンク部材62dの下端が乗り物1の前後方向に移動し、他方の上端が前輪23の操舵機構25に対して接近又は離間するように移動する。第四リンク部材62dの上端には、第五リンク部材62eの端部が回転可能に取り付けられている。第五リンク部材62eは、棒状の部材であり、他方の端部が操舵機構25の水平部材25bに回転可能に取り付けられている。これにより、第四リンク部材62dの移動に応じて、第五リンク部材62eが長手方向に移動し、操舵機構25および前輪23に操舵力が伝達される。
図3に示すように、右側の足載置部6と左側の足載置部6との間には、連動機構63が設けられている。連動機構63は、右側の足載置部6と左側の足載置部6の移動動作を連動させる機構であり、例えば、右側の足載置部6が右方向へ回転すれば、左側の足載置部6も右方向へ回転させる機構である。この連動機構63は、例えば、第一リンク部材63a、第二リンク部材63bおよび第三リンク部材63cを備えたものが用いられる。第一リンク部材63aは、棒状の部材であって、右側の足載置部6と左側の足載置部6にそれぞれ一つずつ取り付けられている。この第一リンク部材63aは、例えば、足載置部6から後方へ突出するように設けられ、足載置部6と一体に移動し、足載置部6の回転移動と共に回転する。第一リンク部材63aの後端には、第二リンク部材63bの端部が回転可能に取り付けられている。第二リンク部材63bは、棒状の部材であって、乗り物1の車幅方向に向けて配置されている。この第二リンク部材63bは、第一リンク部材63aの回転移動に応じて、車幅方向に移動する。第二リンク部材63bの他方の端部には、第三リンク部材63cが取り付けられている。
第三リンク部材63cは、ブロック状の部材であって、乗り物1の車幅方向において中央位置に設けられている。この第三リンク部材63cは、右側の第二リンク部材63bと左側の第二リンク部材63bを結合する結合部材として機能するものであり、右側の第二リンク部材63b側からの伝達力を左側の第二リンク部材63b側へ伝達し、左側の第二リンク部材63b側からの伝達力を第二リンク部材63b側へ伝達する。
このように連動機構63は、二つの第一リンク部材63a、二つの第二リンク部材63bおよび第三リンク部材63cにより平行クランク機構を構成しており、右側の足載置部6と左側の足載置部6の回転動作を連動させている。なお、右側の足載置部6と左側の足載置部6の移動動作を連動させる機構としては、上述の連動機構63以外の機構を用いてもよい。
図3に示すように、足載置部6の操舵力を右輪2R側及び左輪2L側へ伝達させる車輪操舵力伝達機構64が設けられている。車輪操舵力伝達機構64は、足載置部6の回転に応じて右輪2R及び左輪2Lに操舵力を伝達させる機構である。言い換えれば、車輪操舵力伝達機構64は、足載置部6の前方部分が右側又は左側を向くように回転させる操舵動作があったときに、その操舵動作に応じた操舵力を右輪2R側及び左輪2L側へ伝達させる操舵力伝達機構又は側輪操舵力伝達機構として機能する。右輪2R及び左輪2Lは、乗り物1の操舵輪又は転舵輪として機能する。つまり、右輪2R及び左輪2Lは、車輪操舵力伝達機構64により操舵力が伝達されることにより転舵し、乗り物1の旋回を可能とする。
車輪操舵力伝達機構64は、例えば、第一リンク部材64aおよび第二リンク部材64bを備えて構成される。これらの第一リンク部材64aおよび第二リンク部材64bは、右輪2Rに操舵力を伝達するものと左輪2Lに操舵力を伝達するものがそれぞれ設けられている。第一リンク部材64aは、棒状の部材であって、その端部が連動機構63の第三リンク部材63cに取り付けられている。第一リンク部材64aの他方の端部は、第二リンク部材64bに回転可能に取り付けられている。第二リンク部材64bは、曲折した形状を呈し、アクスルハウジング65aに取り付けられている。アクスルハウジング65aは、右輪2R又は左輪2Lの車軸となるアクスル65bを収容する収容部材である。アクスルハウジング65aの下部は、ロアアーム41に対し、前後方向の軸線を中心に回転可能であって、プラスキャスター角を有するステア軸線C0を中心に回転可能に取り付けられている。アクスルハウジング65aの上部は、アッパアーム42に対し、前後方向の軸線を中心に回転可能であって、プラスキャスター角を有するステア軸線C0を中心に回転可能に取り付けられている。
この車輪操舵力伝達機構64において、足載置部6の操舵動作に応じて第三リンク部材63cが移動すると、それと共に第一リンク部材63a、63aがそれぞれ車幅方向に移動する。この第一リンク部材63aの移動により、第二リンク部材63bを通じてアクスルハウジング65aおよびアクスル65bがステア軸線C0を中心に回転し、右輪2R及び左輪2Lが転舵される。
図5、6に、乗り物1のロアアーム41およびアッパアーム42の概要説明図を示す。
図5は、乗り物1を背面から見た場合のロアアーム41およびアッパアーム42の取付構造を示す概要図である。図6は、乗り物1が旋回した際のロアアーム41およびアッパアーム42の状態を示した図である。
図5に示すように、右側のロアアーム41と左側のロアアーム41は、本体3に取り付けられており、右側のロアアーム41の本体3の取付位置(軸線C1)は左側のロアアーム41の取付位置(軸線C2)より左側であり、左側のロアアーム41の本体3の取付位置(軸線C2)は右側のロアアーム41の取付位置(軸線C1)より右側になっている。例えば、右側のロアアーム41の本体3への取付位置が本体3の左側であり、左側のロアアーム41の本体3への取付位置が本体3の右側になっている。具体的には、右側のロアアーム41は乗り物1の前後方向に延びる軸線C1を中心に回動可能に取り付けられ、左側のロアアーム41は乗り物1の前後方向に延びる軸線C2を中心に回動可能に取り付けられ、軸線C1は軸線C2より本体3の左側に設定されている。本体3から外側へ延びるロアアーム41の端部には、右輪2R又は左輪2Lが、前後方向に延びる軸線を中心に回動可能に取り付けられている。例えば、ロアアーム41の外側端部には、アクスルハウジング65aが、前後方向に延びる軸線を中心に回転可能であって、かつ、ステア軸線C0を中心に回転可能に取り付けられている。そして、アクセルハウジング65aには、アクスル65bが車幅方向に延びる軸線を中心に取り付けられており、そのアクスル65bに右輪2R又は左輪2Lが取り付けられている。
アッパアーム42は、ロアアーム41の上方位置にロアアーム41と平行となるように配置されている。右側のアッパアーム42と左側のアッパアーム42は、本体3に取り付けられており、右側のアッパアーム42の本体3への取付位置が本体3の左側であり、左側のアッパアーム42の本体3への取付位置が本体3の右側になっている。すなわち、右側のアッパアーム42の本体3の取付位置は左側のアッパアーム42の取付位置より左側であり、左側のアッパアーム42の本体3の取付位置は右側のアッパアーム42の取付位置より右側になっている。具体的には、右側のアッパアーム42は乗り物1の前後方向に延びる軸線C3を中心に回動可能に取り付けられ、左側のアッパアーム42は乗り物1の前後方向に延びる軸線C4を中心に回動可能に取り付けられ、軸線C3は軸線C4より本体3の左側に設定されている。本体3から外側へ延びるアッパアーム42の端部には、右輪2R又は左輪2Lが、前後方向に延びる軸線を中心に回動可能に取り付けられている。例えば、アッパアーム42の外側端部には、アクセルハウジング65aが、前後方向に延びる軸線を中心に回転可能であって、かつ、ステア軸線C0を中心に回転可能に取り付けられている。
図6に示すように、乗り物1が左方向へ旋回した場合、本体3および右輪2R、左輪2Lが旋回内側へ内傾する。このとき、右輪2Rと接続される右側のロアアーム41が本体3の左側に回転可能に取り付けられ、左輪2Lと接続される左側のロアアーム41が本体3の右側に回転可能に取り付けられていることにより、旋回内側となる左側のロアアーム41が下方へ移動することが抑制され、旋回外側となる右側のロアアーム41が上方へ移動することが抑制される。これにより、乗り物1の旋回時において、左右のロアアーム41、41の互いの高さ位置が大きく異なることが抑制され、左右の足載置部6、6の高さ位置が大きく異なることが抑制され、更に、走行慣性力が小さい微低速時の直立バランスを取る際などに、倒れて行く側の足元が上昇してくることにより、乗車中の運転者Dが倒れて行く側の足に素直に荷重しやすくなり、本体3を直立方向に立て直す(セルフセンタリング)ことが容易となる。旋回時においても、運転者Dの両足の荷重移動によって、内傾角度を容易に制御しやすくなり、運転操作性の向上が図れる。
仮に、図7に示すように、右輪2Rと接続される右側のロアアーム41が本体3の右側に取り付けられ、左輪2Lと接続される左側のロアアーム41が本体3の左側に取り付けられている場合には、旋回内側となる左側のロアアーム41が下方へ大きく移動し、旋回外側となる右側のロアアーム41が上方へ大きく移動することとなる。これにより、乗り物1の旋回時において、左右のロアアーム41、41の互いの高さ位置が大きく異なることとなり、左右の足載置部6、6の高さ位置が大きく異なることとなり、更に走行慣性力が小さい微低速時の直立バランスを取る際などに、倒れて行く側の足元が降下していくことにより、乗車中の運転者Dが倒れて行く側の足に素直に加重してしまうと、より一層にその倒れ込みを助長することになり、反対側の足に荷重をかけなければ本体3を直立方向に立て直すことができない。しかし、この運動は重心高の高い人間にとって非常に不自然な運動となり、実質的に制御が非常に困難である。従って、旋回時に運転者Dの足元が不安定となり、運転操作性において良好とは言い難いものとなる。
なお、ロアアーム41およびアッパアーム42のアーム部材の取付構造によっては、アッパアーム42上に足載置部6を設ける場合もある。また、右アーム部材及び左アーム部材として、ロアアーム41でなく、アッパアーム42を用いる場合もある。また、ロアアーム41とアッパアーム42のうち、アッパアーム42の設置を省略する場合もある。
図8にロアアーム41およびアッパアーム42の具体例を示す。ロアアーム41は、水平方向に向けて設けられ、本体3側の部分が分岐して二つの端部41a、41bを備えている。右側のロアアーム41の端部41aと端部41bは、同一の軸線C1を中心として回転可能に取り付けられている。左側のロアアーム41の端部41aと端部41bは、同一の軸線C2を中心として回転可能に取り付けられている。軸線C1は、軸線C2より乗り物1の左側に位置している。このようにロアアーム41の本体3側に二つの端部41a、41bを設けることにより、本体3に対するロアアーム41の取付強度を高めることができる。
アッパアーム42は、水平方向に向けて設けられ、本体3側の部分が分岐して二つの端部42a、42bを備えている。右側のアッパアーム42の端部42aと端部42bは、同一の軸線C3を中心として回転可能に取り付けられている。左側のアッパアーム42の端部42aと端部42bは、同一の軸線C4を中心として回転可能に取り付けられている。軸線C3は、軸線C4より乗り物1の左側に位置している。このようにアッパアーム42の本体3側に二つの端部42a、42bを設けることにより、本体3に対するアッパアーム42の取付強度を高めることができる。本体3は、ロアアーム41及びアッパアーム42が回転可能に取り付けられることにより、ロアアーム41及びアッパアーム42に対して左右に傾斜可能に構成されている。
次に、本実施形態に係る乗り物1の乗車姿勢について説明する。
図1において、運転者Dは、乗り物1に乗車するにあたり、着座部5に跨って、その着座部5に着座する。このとき、運転者Dの脚は着座部5の下方へ降ろす状態となり、運転者Dの足は着座部5の下方に設けられる足載置部6に載せられる。運転者Dの乗車姿勢は、頭、腰、足が上下方向にほぼ一直線に位置するような姿勢となり、いわゆる乗馬姿勢又は乗馬姿勢に近い姿勢となる。このため、運転者Dの上体部分の重力を受ける力点(例えば、腰椎)と座面反力の力点(例えば、座骨付近)がほぼ一致し、脚部のハムストリングス筋による後傾モーメントも骨盤に発生しない。したがって、着座により運転者Dの骨盤が後傾したり、着座姿勢が猫背となったりすることが抑制され、猫背姿勢の及ぼす健康上の影響(例えば、肩こり、腰痛、鬱状態など)を抑えることができ、運転者Dの健康上において良好な運転姿勢をとることができる。
また、このような乗車姿勢をとることにより、運転者Dの背筋が伸びた状態とすることができるため、運転者Dの腰椎部分を後ろから支持するランバーサポートを設ける必要がない。したがって、乗り物1の低コスト化が図れ、乗り物1の軽量化が図れる。
また、この乗車姿勢においては、運転者Dの脚が腰部の下方に降ろされた状態となっている。これにより、脚部のハムストリングス筋による後傾モーメントも骨盤に発生せず、骨盤が後傾しにくいため、運転者Dの人体脊髄形状の状態が良好なものとなり、運転者Dの精神面および肉体面において理想的な状態とすることができる。また、この乗車姿勢においては、背筋の伸びた姿勢となり、血流が良好なものとなり、運転者Dの脳に血液が流入しやすい状態となる。このため、運転者Dの脳の働きの悪化を抑制でき、運転判断を適切なものとすることができる。
また、このような乗車姿勢においては、運転者Dの上体が上下方向へ伸びた状態となるため、乗り物1に生ずるピッチングやローリングなどの振動が運転者D自身に伝達されることを抑制することできる。例えば、乗り物1にピッチングやローリングなどの振動が生じた場合、運転者Dが腰などを動かすことにより、その振動が運転者Dの上半身や頭部へ伝達されることを抑制することができる。
次に、本実施形態に係る乗り物1の運転操作について説明する。
図1に示すように、運転者Dが乗り物1に乗車した状態において、手で把持部27aを握って運転操作が行われる。この把持部27aを前方に傾けて倒すことにより加速操作が行われると、その加速操作量に応じて車載された動力源(図示なし)が作動し、後輪24、前輪23又は車輪2が回転駆動して、乗り物1が前方へ走行する。このとき、運転者Dが腕を伸ばして手で握れる位置に把持部27aが設けられることにより、運転者Dが乗馬姿勢を維持したまま、運転操作が行える。運転者Dが把持部27aを元の位置、すなわちニュートラルポジションに戻すことにより、動力源による駆動力の付与が停止し、乗り物1が惰性で走行する状態となる。そして、運転者Dが把持部27aを後方に傾けて倒すと、減速操作が行われ、操作部27からブレーキ油圧が図示しないブレーキ装置へ伝達され、その減速操作量に応じた制動が行われる。
運転者Dが、乗り物1の停止状態から更に、把持部27aを後方に移動させ又は傾けて倒すことにより、車載された動力源、すなわち駆動部が作動し、後輪24、前輪23又は車輪2が逆回転して、乗り物1が後退する。このように、進行したい方向へ把持部27aを動かすことにより、乗り物1の前進および後退が行える。このため、運転者Dの直感に応じて乗り物1の前進および後退が行えるため、乗り物1の運転操作が容易に行える。また、乗り物1の誤操作を抑制することができる。
また、本実施形態に係る乗り物1においては、把持部27aを前方に倒すことにより加速操作が行われ、把持部27aを後方に倒すことにより減速操作が行われることにより、加減速操作を行うためには、運転者Dが上体を前後させて把持部27aを前方又は後方へ倒し込む必要があり、運転者Dの体幹筋力を用いた加減速操作が行われる。このため、健康志向に沿った運転操作が可能となる。
また、乗り物1の走行中において、乗り物1にピッチングやローリングなどの挙動に応じた振動が生じた場合、上述したように、運転者Dが腰など動かすことにより、その振動が運転者Dの上半身や頭部へ伝達されることを抑制することができる。この場合、運転者Dの体幹筋力を用いた姿勢変更が行われる。
乗り物1の旋回操作は、次のように行われる。図9に示すように、まず、運転者Dが足載置部6に載せた足を踏ん張り、または、蹴り出すことにより、本体3を旋回内側に向けて傾斜させる。このとき、足載置部6が、本体3でなく、本体3の側方のロアアーム41に取り付けられているため、旋回外側の足の踏ん張り又は下方への蹴り出しにより、本体3の内側部分は下方に力を受け、内傾を助長する方向のロールモーメントが本体3の前後方向の軸周り発生し、小さい力で旋回内傾姿勢をとることができ、乗り物1の本体3を容易に傾斜させることができる。仮に、足載置部6が本体3に取り付けられていた場合には、足載置部6に載せた足を蹴り出しても本体3に横方向の力が加わらず、本体3を傾斜させることは困難である。これに対し、本実施形態に係る乗り物1では、ロアアーム41上に設けられる足載置部6に運転者Dの足が載せられているので、本体3を側方へ傾斜させることが容易であり、細かい傾斜調整も容易に行える。一方、旋回内側の足元を保持している内側のロアアーム41は、旋回外側に取り付け点を持つため、旋回時の本体3の内傾により、上方へ上がり、足元を下向きに踏むことで内傾ロール角を小さくする方向のロールモーメントを本体3の前後方向の軸周りに与えることができる。これにより、旋回姿勢を変更するとき、および、外乱により倒れそうになったときに、人間が普段とる行動、すなわち、内傾しつつある地面に近づいている方の足を踏ん張ることで、乗り物1のバランスを取ることを助けてくれる。
そして、運転者Dが足を捻って足載置部6を回転させることにより、その回転動作に応じて前輪23および右輪2R及び左輪2Lに操舵力が伝達される。これにより、前輪23および右輪2R、左輪2Lが転舵し、所望の方向へ旋回操作することができる。このような旋回操作において、本体3の内傾により、プラスキャスター角を有するステア軸回りの接地荷重反力モーメントが変化し、前輪23および右輪2R、左輪2Lが転舵するため、ある程度の旋回操作が可能となり、足載置部6の回転により、操舵調整を細かく行うことが可能となる。
また、図6に示すように、乗り物1の旋回時に、旋回内側となるロアアーム41が下方へ沈み込むことが抑制され、旋回外側となるロアアーム41が上方へ上がるのが抑制されるので、左右のロアアーム41、41の互いの高さ位置が大きく異なることが抑制される。このため、左右の足載置部6、6の高さ位置が大きく異なることが抑制され、更に、走行慣性力が小さい微低速時の直立バランスを取る際などに、倒れて行く側の足元が上昇してくることにより、乗車中の運転者Dが倒れて行く側の足に素直に加重しやすくなり、本体3を直立方向に立て直す(セルフセンタリング)ことが容易となる。旋回時においても、運転者Dの両足の荷重移動によって、内傾角を容易に制御しやすくなる。従って、旋回時に運転者Dの足元が安定し、運転操作がしやすいものとなる。
また、この旋回操作は、運転者Dが旋回しようとする方向へ腰や足を向けることによって行うことができ、直感に応じた旋回操作となるため、誤操作を生じにくいものとなる。また、運転者Dが足を動かして操舵操作を行えることにより、普段の生活で使っている下肢の筋肉を活用して操舵操作を行うことが可能となる。このため、運転者Dの下肢筋肉の減退を抑制することができる。さらに、運転者Dの頭、腰、足が上下方向にほぼ一直線に位置するような運転姿勢においては、足に運転者Dの体重を乗せやすく、足の踏ん張り、蹴り出しおよび足の捻りによる操舵操作が行いやすいものとなり、運転者Dの下肢の筋肉を操舵操作又は旋回操作に有効活用することができる。
以上のように、本実施形態に係る乗り物1によれば、運転者Dが跨ることにより着座可能な着座部5、および、その着座部5を挟んだ左右の位置に設けられる足載置部6を備えることにより、運転者Dが着座部5に着座し足載置部6に足を載置した際に運転者Dの頭、腰、足が上下方向にほぼ一直線に位置するような姿勢となる。このため、着座により運転者Dの骨盤が後傾したり、着座姿勢が猫背となったりすることが抑制され、健康上において良好な運転姿勢をとることができる。
また、足載置部6が、本体3でなく、本体3の側方に配置されているため、足載置部6に載せた足を踏ん張り、または、蹴り出すことによって本体3を容易に傾斜させることができる。また、運転者Dが足載置部6に載せた足を動かすことで旋回操作が行われることにより、普段の生活で使っている下肢の筋肉を活用して旋回操作を行うことができる。このため、旋回操作を通じて筋力に刺激を与えて、健康促進を図ることができる。また、下肢筋肉の減退を抑制することができる。
運転者Dの頭、腰、足が上下方向にほぼ一直線に位置するような運転姿勢においては、足に運転者Dの体重を乗せやすく、足の捻りによる操舵操作が行いやすいものとなり、乗員の下肢の筋肉を操舵操作又は旋回操作に有効活用することができる。さらに、足載置部6は右輪2R又は左輪2Lに接続されるロアアーム41に支持されており、足載置部6上で足を踏ん張ることにより荷重を右輪2R及び左輪2Lに伝達しやすく、操作性が良好なものとなる。このように、良好な運転姿勢で下肢筋力を活用した運転操作が可能となり、健康志向に沿う乗り物1を提供することができる。
また、この乗り物1によれば、足載置部6の回転動作に応じて転舵輪、すなわち前輪23、右輪2R及び左輪2Lに操舵力を伝達させる前輪操舵力伝達機構62および車輪操舵力伝達機構64を備えることにより、運転者Dの足の動きにより足載置部6を回転させることで転舵輪に操舵力を伝達させ、車両を確実に旋回させることができる。
また、この乗り物1によれば、右側のロアアーム41の本体3への取付位置が本体3の左側であり、左側のロアアーム41の本体3への取付位置が本体3の右側となっている。このため、乗り物1の旋回時に本体3が内傾した場合、旋回内側となるロアアーム41の取付位置が旋回外側となるロアアーム41の取付位置より高い位置となり、旋回内側のロアアーム41の位置が低くなることが抑制される。従って、旋回内側のロアアーム41と旋回外側のロアアーム41の高さが大きく異なることを抑制でき、乗員の左右の足の載置高さが大きく異なることが抑制できる。これにより、旋回時の運転操作性を向上させることができる。
さらに、本実施形態に係る乗り物1においては、把持部27aを前方に倒すことにより加速操作が行われ、把持部27aを後方に倒すことにより減速操作が行われる。これにより、加減速操作を行うためには、運転者Dの頭、腰、足がほぼ一直線に位置するような運転姿勢から把持部を前方又は後方へ倒し込む必要がある。このため、その加減速操作を通じて体幹筋力を活用でき、健康志向に沿った運転操作が可能となる。
なお、上述した実施形態は本発明に係る乗り物の一実施形態を説明したものであり、本発明に係る乗り物は本実施形態に記載したものに限定されるものではない。本発明に係る乗り物は、各請求項に記載した要旨を変更しないように実施形態に係る乗り物を変形し、又は他のものに適用したものであってもよい。