JP6379241B2 - 追加搭乗式足載せ台折り畳み型自己平衡型スクーター - Google Patents

Description

本発明は、搭乗者が身体を傾けながら走行する自己平衡型スクーターに係り、さらに詳しくは、主搭乗者に加えて追加搭乗者がある場合、全体的な荷重が増える状況でも、一人乗り向けに製作された平衡型スクーターの回転力に過負荷が生じないことから、安定的な走行が行えるようにした追加搭乗式足載せ台折り畳み型自己平衡型スクーターに関する。

図１は、従来の自己平衡型スクーターを説明するための斜視図であり、図２は、従来の自己平衡型スクーターのハウジングを説明するための分解斜視図である。

図１及び図２に示すように、各種の構成品とともにコントローラー１２が内蔵されたハウジング１０が設けられ、ハウジング１０の上部には搭乗板１４が装着され、前記ハウジング１０の両側にはモーター３０が装着され、モーター３０の軸には車輪３１が装着され、ハウジング１０の一方の側には電源を供給するスイッチ１１が装着され、ハウジング１０の底面にはバッテリ１３が装着される。
また、前記搭乗板１４の一方の側には固定軸２０が立設され、固定軸２０の上部には取っ手２１が形成されて、搭乗者が搭乗板１４に乗った状態で平衡型スクーターの直立を保ちながら走行をすることになる。

すなわち、平衡型スクーターの走行に際して車輪３１のバランスを取るためにジャイロセンサーをはじめとする各種の電気的なプロセッサーがコントローラー１２により制御されながら、リアルタイムにて車輪３１のバランスを取ることにより、前後方の走行及び左右方向の切り換えを行うことが可能になる。

例えば、搭乗者が搭乗板１４に踏み上がった状態で、取っ手２１を把持して上半身を前方に向かって所定の角度だけ傾けると、ハウジング１０に内蔵されたジャイロセンサーをはじめとする各種のセンサーが傾斜を読み取り、前記傾斜に起因してスクーターが前倒しないように、傾斜が解消される分だけ車輪３１を傾斜方向に駆動することにより、結果的にスクーターの位置が補正されながら、スクーターの直立が保たれた状態で安全に走行することになる。

しかしながら、図１に示す従来の自己平衡型スクーターの問題は、主搭乗者に加えて追加搭乗者がある場合、搭乗板１４に加えられる荷重の増加により、搭乗者の体重及び固定軸２０の傾斜と連動されて作動するモーター３０の回転力に過負荷がかかって安定的な走行が行い難くなるということである。

すなわち、図１に示す従来の自己平衡型スクーターのモーター３０の回転力は、一人乗りに合わせて設定されたものである。しかしながら、追加搭乗者が発生すると、搭乗板１４の直ぐ上方から加えられる荷重の増加により、モーター３０の回転力が安定的に反応する荷重の許容範囲を超えてしまう結果、モーター３０の回転力に過負荷が発生し、その結果、平衡型スクーターの出発及び走行が不安定になり、平衡型スクーターが倒れたり揺れたりするなど安全上の問題がある。

一方、図１に示す従来の自己平衡型スクーターのモーター３０の回転力を最初から二人乗りに合わせて製作することにより、上述した問題を解決することもできるが、この場合、モーター３０をはじめとする付属品の容量が上昇して平衡型スクーターの全体的な体積が嵩んでしまう結果、自動車のトランクに積載したり、保管したり携帯したりする上で不都合があるだけではなく、製作コストが高騰してしまうという問題がある。

したがって、本発明は、上述した従来の問題を改善するために案出されたものであり、たとえ一人乗り向けに製作された平衡型スクーターに主搭乗者に加えて追加搭乗者が発生した場合であっても、モーターの回転力に過負荷が発生しないことから、安定的な走行が行えるようにした追加搭乗式足載せ台折り畳み型自己平衡型スクーターを提供することを目的とする。

上記目的を達成するための本発明に係る追加搭乗式足載せ台折り畳み型自己平衡型スクーターは、ハウジング１０が設けられ、ハウジング１０の内部には走行及び方向の切り換えを司るコントローラー１２が装着され、前記ハウジング１０の両側にはモーター３０が装着され、前記モーター３０の軸には車輪３１がそれぞれ装着され、前記ハウジング１０の底面にはバッテリ１３が装着され、前記ハウジング１０の上部には主搭乗者が足を載せられるように搭乗板１４が装着され、前記搭乗板１４の側壁には追加搭乗者が足を載せられるように折り畳み式足載せ台４０が取り付けられるが、前記折り畳み式足載せ台４０の一方の側にはキャスター６０が装着され、折り畳み式足載せ台４０の他方の側には嵌合孔４２が形成され、前記嵌合孔４２には上部に組付孔５１が形成されたブラケット５０が回転軸５２を介して組み付けられて、前記ブラケット５０が搭乗板１４の側壁に取り付けられることを特徴とする。

本発明に係る追加搭乗式足載せ台折り畳み型自己平衡型スクーターを使用すると、一人乗り向けに製作された平衡型スクーターを走行の安定性が担保される二人乗り平衡型スクーターとして用いることが可能になることから、活用性が拡大されるというメリットがある。

従来の自己平衡型スクーターを説明するための斜視図である。 従来の自己平衡型スクーターのハウジングを説明するための分解斜視図である。 従来の自己平衡型スクーターの追加搭乗時の問題を説明するための概要図である。 本発明に係る追加搭乗式足載せ台折り畳み型自己平衡型スクーターの斜視図である。 本発明のうち折り畳み式足載せ台を説明するための分解斜視図である。 本発明のうち折り畳み式足載せ台を説明するための結合斜視図である。 本発明に係る追加搭乗式足載せ台折り畳み型自己平衡型スクーターの追加搭乗時の安定性を説明するための概要図である。 本発明に係る追加搭乗式足載せ台折り畳み型自己平衡型スクーターの搭乗状態を示す斜視図である。

以下、本発明の目的を達成するための好適な実施形態による追加搭乗式足載せ台折り畳み型自己平衡型スクーターの技術構成及び効果について添付図面に基づいて説明するが、本発明と関連する公知の機能や構成及びシステムについての具体的な説明が本発明の要旨と符合しない敷衍説明に過ぎない場合、それについての詳細な説明を省略する。なお、従来の技術として言及された構成と重複する構成要素には同じ符号を付して説明する。

図３は、従来の自己平衡型スクーターの追加搭乗時の問題を説明するための概要図であり、図３を参照して、従来の自己平衡型スクーターに一人または二人が搭乗する場合の回転力Ｔ_１、Ｔ_２の大きさを比較する。

図３の（ａ）、（ｂ）、（ｃ）は、従来の自己平衡型スクーターにおいて一人が搭乗する場合の回転力Ｔ_１を説明するための概要図であり、図３の（ａ）に示すように、地面と車輪３１が接地している個所を基準線Ｄに設定し、主搭乗者は搭乗板１４に乗ったことを想定する。

主搭乗者が搭乗した状態で固定軸２０を把持して上半身を図３の（ｂ）に（１）番矢印にて示すように反時計回り方向に所定の角度θだけ傾けると、ジャイロセンサーなどが搭載されたコントローラー１２において固定軸２０の傾斜角度θを読み取って、前記傾斜角度θに起因してスクーターが前倒しないように、傾斜が解消される分だけモーター３０を回転させることにより、結果的に車輪３１には一人の垂直荷重に比例する回転力Ｔ_１が加えられることにより、車輪３１が図３の（ｂ）に（２）番矢印にて示すように反時計回り方向に回転されて、スクーターは図３の（ｃ）に示すように基準線Ｄを基準として（３）番矢印の方向に動きながら直立を保った状態で安全に走行することになる。

一方、図３の（ａ′）、（ｂ′）、（ｃ′）は、従来の自己平衡型スクーターにおいて二人、すなわち、主搭乗者及び追加搭乗者が一緒に搭乗する場合の回転力Ｔ_２を説明するための概要図であり、図３の（ａ′）に示すように、地面と車輪３１が接地している個所を基準線Ｄに設定し、主搭乗者及び追加搭乗者が搭乗板１４に乗ったことを想定する。
主搭乗者及び追加搭乗者の二人が搭乗した状態で固定軸２０を把持して上半身を図３の（ｂ′）に（１）番矢印にて示すように反時計回り方向に所定の角度θだけ傾けると、ジャイロセンサーなどが搭載されたコントローラー１２において固定軸２０の傾斜角度θを読み取って、前記傾斜角度θに起因してスクーターが前倒しないように、傾斜が解消される分だけモーター３０を回転させることにより、結果的に車輪３１には二人の垂直荷重に比例する回転力Ｔ_２が加えられることにより、車輪３１が図３の（ｂ′）に（２）番矢印にて示すように反時計回り方向に回転されて、スクーターは図３の（ｃ′）に示すように基準線Ｄを基準として（３）番矢印の方向に動くものの、不安定な状態で動くのである。

このように、主搭乗者及び追加搭乗者の二人が搭乗した状態の走行が不安定である理由は、一人の垂直荷重に比例する回転力Ｔ_１よりも二人の垂直荷重に比例する回転力Ｔ_２の方が大きい（Ｔ_１＜Ｔ_２）ためである。
すなわち、車輪３１を駆動するモーター３０の回転力Ｔ_１、Ｔ_２は、固定軸２０の傾斜角度θ及び車輪３１の直上方から加えられる垂直荷重に比例してその大きさが決定されるが、二人の体重が加えられる図３の（ａ′）、（ｂ′）、（ｃ′）の回転力Ｔ_２が、一人の体重が加えられる図３の（ａ）、（ｂ）、（ｃ）の回転力Ｔ_１よりも大きく（Ｔ_１＜Ｔ_２）反応する。

しかしながら、図３に示す自己平衡型スクーターはいずれも一人専用に製作されたものであり、主搭乗者に加えて追加搭乗者が発生する図３の（ａ′）、（ｂ′）、（ｃ′）の場合のように、垂直荷重が増えると、一人乗り向けに製作されたモーター３０の回転力Ｔ_２は許容範囲を超えてしまうという結果が招かれて、回転力Ｔ_２に過負荷が発生するのである。

このため、図３の（ａ′）、（ｂ′）、（ｃ′）に示すように、平衡型スクーターに二人が搭乗する場合には回転力Ｔ_２の過負荷により、車輪３１が急激に回転されたり、不規則的な回転が発生したりするなど不安定な作動を引き起こすため、安全な走行を担保することができないという問題がある。

図４は、本発明に係る追加搭乗式足載せ台折り畳み型自己平衡型スクーターの斜視図であり、図５は、本発明のうち折り畳み式足載せ台を説明するための分解斜視図であり、上述したような従来の問題を解消するために、たとえ一人乗り専用に製作された平衡型スクーターに主搭乗者に加えて追加搭乗者が発生したとしても、モーター３０の回転力に過負荷が発生しないように折り畳み式足載せ台４０を装着したのである。

前記折り畳み式足載せ台４０は、図４に示すように、初期には平衡型スクーターの搭乗板１４の上部に位置するものであり、一人が搭乗するときには折り畳み式足載せ台４０を折り畳んで搭乗板１４の上部に位置させ、二人が搭乗するときには折り畳み式足載せ台４０を拡開させて搭乗板１４の直後方に位置させるようになっている。

すなわち、図５の（ａ）に示すように、２つに分割された折り畳み式足載せ台４０が設けられるが、折り畳み式足載せ台４０の一方の側にはキャスター６０がそれぞれ装着され、折り畳み式足載せ台４０の他方の側には嵌合孔４２が形成される。
また、前記嵌合孔４２に配設されるブラケット５０が設けられ、ブラケット５０の上部には組付孔５１が形成されて、前記折り畳み式足載せ台４０の嵌合孔４２及びブラケット５０の組付孔５１を突き合わせて、嵌合孔４２及び組付孔５１を貫通するように回転軸５２をはめ込むことにより、前記折り畳み式足載せ台４０が回転軸５２を中心として回転されるようにする。

一方、図５の（ｂ）に示す一体型折り畳み式足載せ台４０は、図５の（ａ）に示す分割型折り畳み式足載せ台４０とは異なり、一体形に形成される。図５の（ｂ）に示すように、キャスター６０、嵌合孔４２、ブラケット５０、組付孔５１及び回転軸５２の構成は、図５の（ａ）の分割型折り畳み式足載せ台４０と同様である。
但し、２つの折り畳み式足載せ台４０が一つに合わせられて形成されるが故に、一体型折り畳み式足載せ台４０を折り畳んで搭乗板１４に位置させる場合、搭乗板１４の一方の側に立設された固定軸２０及び一体型折り畳み式足載せ台４０の一方の側が干渉しないように逃げ溝４３を形成した点で相違点がある。

図６は、本発明のうち折り畳み式足載せ台を説明するための結合斜視図である。前記折り畳み式足載せ台４０は、図６の（ａ）に示すように、搭乗板１４の側壁にブラケット５０を介してボルトまたは溶接などの結合手段により取り付けた後、折り畳んで搭乗板１４の上部に位置させると、一人乗り平衡型スクーターとして使用することができ、図６の（ｂ）に示すように、折り畳み式足載せ台４０を拡開して搭乗板１４の直後方に位置させると、一人乗り向けに製作された平衡型スクーターを走行の安定性が担保される二人乗り平衡型スクーターとして使用することができる。

図７は、本発明に係る追加搭乗式足載せ台折り畳み型自己平衡型スクーターの追加搭乗時の安定性を説明するための概要図であり、図８は、本発明に係る追加搭乗式足載せ台折り畳み型自己平衡型スクーターの搭乗状態の斜視図である。

図７の（ａ）及び図８の（ａ）に示すように、折り畳み式足載せ台４０を折り畳んで搭乗板１４の上部に位置させた後、主搭乗者が折り畳まれた折り畳み式足載せ台４０に踏み上がった状態で固定軸２０を把持して上半身を図７の（ａ）に（１）番矢印にて示すように反時計回り方向に傾けると、ジャイロセンサーなどが搭載されたコントローラー１２において固定軸２０の傾斜角度を読み取って、前記傾斜角度に起因してスクーターが前倒しないように、傾斜が解消される分だけモーター３０を回転させることにより、結果的に車輪３１には一人の垂直荷重に比例する回転力Ｔ_１が加えられることにより、車輪３１が図７の（ａ）に（２）番矢印にて示すように反時計回り方向に回転されながら、平衡型スクーターは直立を保った状態で安全に走行することになる。

一方、図７の（ｂ）は、本発明に係る追加搭乗式足載せ台折り畳み型自己平衡型スクーターにおいて二人、すなわち、主搭乗者及び追加搭乗者が一緒に搭乗する場合の回転力Ｔ_２を説明するための概要図である。

図７の（ｂ）及び図８の（ｂ）に示すように、一人乗り向けに製作された平衡型スクーターにおいて追加搭乗が必要である場合、搭乗板１４の上部に位置している折り畳み式足載せ台４０を拡開して搭乗板１４の直後方に位置させた後、主搭乗者は搭乗板１４に乗り、追加搭乗者は折り畳み式足載せ台４０に乗った状態で主搭乗者が固定軸２０を把持して上半身を図７の（ｂ）に（１）番矢印にて示すように反時計回り方向に傾けると、ジャイロセンサーなどが搭載されたコントローラー１２において固定軸２０の傾斜角度を読み取って、前記傾斜角度に起因してスクーターが前倒しないように、傾斜が解消される分だけモーター３０を回転させることにより、たとえ平衡型スクーターには二人が搭乗したとしても、車輪３１の直上方には一人の垂直荷重に比例する回転力Ｔ_２が加えられながら、車輪３１が図７の（ｂ）に（２）番矢印にて示すように反時計回りに回転されながら、平衡型スクーターは直立を保った状態で安全に走行することになる。

このように、図７の（ｂ）に示すように、主搭乗者及び追加搭乗者の二人が搭乗した状態で安定的な走行が行われる理由は、図７の（ａ）に示すように一人が搭乗した状態と、図７の（ｂ）に示すように二人が搭乗した状態の両方とも、車輪３１の直上方において実現される垂直荷重が近似値として現れるためである。
すなわち、一人が搭乗した図７の（ａ）における回転力Ｔ_１と、二人が搭乗した図７の（ｂ）における回転力Ｔ_２が 近似値（Ｔ_１≒Ｔ_２）として実現されるため、一人乗り専用に製作された平衡型スクーターを走行の安定性が担保される二人乗り平衡型スクーターとして使用することができる。

１０ ハウジング
１１ スイッチ
１２ コントローラー
１３ バッテリ
１４ 搭乗板
２０ 固定軸
２１ 取っ手
３０ モーター
３１ 車輪
４０ 折り畳み式足載せ台
４１ 足載せ台
４２ 嵌合孔
４３ 逃げ溝
５０ ブラケット
５１ 組付孔
５２ 回転軸
６０ キャスター
Ｄ 基準点
Ｔ_１、Ｔ_２ 回転力

Claims (1)

1. ハウジング（１０）が設けられ、ハウジング（１０）の内部には走行及び方向の切り換えを司るコントローラー（１２）が装着され、前記ハウジング（１０）の両側にはモーター（３０）が装着され、前記モーター（３０）の軸には車輪（３１）がそれぞれ装着され、前記ハウジング（１０）の底面にはバッテリ（１３）が装着され、前記ハウジング（１０）の上部には主搭乗者が足を載せられるように搭乗板（１４）が装着され、前記搭乗板（１４）には取っ手（２１）が形成された固定軸（２０）が立設されるとともに、側壁には追加搭乗者が足を載せられるように折り畳み式足載せ台（４０）が取り付けられるが、前記折り畳み式足載せ台（４０）の一方の側にはキャスター（６０）が装着され、折り畳み式足載せ台（４０）の他方の側には嵌合孔（４２）が形成され、前記嵌合孔（４２）には上部に組付孔（５１）が形成されたブラケット（５０）が回転軸（５２）を介して組み付けられて、前記ブラケット（５０）が搭乗板（１４）の側壁に取り付けられるものであって、前記折り畳み式足載せ台（４０）は、追加搭乗者の足が載せられる足載せ台（４１）が分割した分割型式又は前記足載せ台（４１）が一体形に形成され、前記固定軸（２０）との干渉位置に逃げ溝（４３）が形成された一体型式の何れかの形式で形成されることを特徴とする追加搭乗式足載せ台折り畳み型自己平衡型スクーター。