JP7320865B2 - 一輪車両 - Google Patents

Description

本発明は、耐ジャービリング一輪電動車両に関し、より詳細には、上述の耐ジャービリング一輪車両が、均衡位置から、減速時には前方に加速時には後方に逸脱することを防止するように構成されている操作可能な補助側輪を備えた耐ジャービリング一輪車両に関する。

１９世紀以来、多数の種類の一輪車が関連研究においてまたは市場へ向けて開示されてきた。モータ電力技術の成熟により、従来の一輪車とモータ電力を組み合わせることにより、電動一輪車の速度及び利便性は現在さらに強化されている。

加えて、電動一輪車が前進するとき、機械を制動または減速しようとすると、車輪内部の部分（特に座席及びモータ）が運動方向に回転する。そうしたジャービリングは、乗り手に不快感を招くことが非常に多い。

米国特許第８２１９３０８号は、車両の残りの部分を囲む近接した２つの車輪を備えるエンジン推進一輪車両を開示している。車両が前方に移動しているとき、近接離間した車両が、単一の車両として機能し、車両は、車輪を傾けることによってターンする。単一推進システムは、２つの車輪によって共有される駆動トルクを提供する。ステアリングモータによってもたらされる別々のステアリングトルクが一方の車輪から差し引かれつつ他方の車輪に加えられることによって、車輪は、車両をゼロ前進速度でターンさせるために反対方向に回転可能となる。車両は、ロール、ピッチ及びヨーを感知するための姿勢検出センサ、ならびに自動平衡システムを用いる。車両におけるフライホイールは、スピン軸周りを高速でスピンする。スピン軸は、車両のフレームに対して回転可能である。軸角度及びフライホイールスピン速度は、自動平衡のためにトルクを生成するように継続的に調整可能である。

別々のモータで駆動されるフライホイールを、一輪車両に平衡のために導入することにより、車両は、より重くなり有効性が低下する。推進モータで駆動される機構によって平衡可能な耐ジャービリング一輪車両を提供するというのが、長年の満たされていない需要である。

したがって、本発明の目的の１つは、（ａ）その上にタイヤを有する車輪外縁、（ｂ）車輪外縁内に回転可能に取り付けられたフレームであって、座席を支持するフレーム、（ｃ）耐ジャービリング一輪車両を推進するように構成されている移動手段、及び（ｄ）耐ジャービリング一輪車両を減速するように構成されている制動手段を備える耐ジャービリング一輪車両を開示することである。

本発明の主目的は、座席を垂直に安定させ耐ジャービリング一輪車が側部へ横転しないようにし上述の座席を上記車輪外縁内の水平位置に維持するためにフレームの側部に取り付けられた少なくとも２つの補助車輪をさらに備える耐ジャービリング一輪車を提供することである。

本発明のもう１つの目的は、耐ジャービリング一輪車両の加速時に運動方向と反対にかつ耐ジャービリング一輪車両の減速時に運動方向に沿って、同期して変位可能な補助車輪を開示することである。

本発明のさらなる目的は、ターン操作の際、外縁に対して傾斜可能な補助車輪を開示することである。

本発明のさらなる目的は、外縁に沿う複数のローラを備えるフレームを開示することである。

本発明のさらなる目的は、電気モータ、内燃機関、人力ムーバ及びそれらの任意の組み合わせからなる群から選択される少なくとも１つのムーバを備える移動手段を開示することである。補助車輪は、移動手段によって個々に駆動される。

本発明のさらなる目的は、０．５ｍ～４ｍの範囲の直径を有する車輪外縁を開示することである。

本発明のもう１つの目的は、２ｍの直径を有する車輪外縁を開示することである。

本発明のさらなる目的は、フレームに機械接続されている２つの側部に取り付けられた座席を備える耐ジャービリング一輪車両を開示することである。

本発明のさらなる目的は、補助車輪を手動で機械的に変位させる機構を備える耐ジャービリング一輪車両を開示することである。

本発明のさらなる目的は、耐ジャービリング一輪車両に加えられた加速を検出するように構成されている制御ユニット及び制御ユニットによって制御されかつ検出した加速度に応じて補助車輪を同期して変位させるように構成されているサーボ機構を備える耐ジャービリング一輪車両を開示することである。

本発明のさらなる目的は、補助車輪を操作するように構成されている多関節アームを備えるサーボ機構を開示することである。

本発明のさらなる目的は、案内路及び補助車輪を支持しかつ案内路内で移動可能なスライドを備えるサーボ機構を開示することである。

本発明のさらなる目的は、補助車輪を操作するように構成されている油圧シリンダーを備えるサーボ機構を開示することである。

本発明のさらなる目的は、乗客の体重、道路状況、車両速度及びそれらの任意の組み合わせからなる群から選択される少なくとも１つのパラメータに応じて、補助車輪の位置を動的に制御するように構成されている制御ユニットを開示することである。

本発明のさらなる目的は、ジャイロスコープ、加速度計、イメージャ及びそれらの任意の組み合わせからなる群から選択される少なくとも１つのセンサを備える耐ジャービリング一輪車両を開示することである。少なくとも１つのセンサは、制御ユニットに接続されている。

本発明のさらなる目的は、摩擦機構に基づく制動手段を開示することである。

本発明のさらなる目的は、電磁機構に基づく制動手段を開示することである。

本発明のさらなる目的は、耐ジャービリング一輪車両を用いる方法を開示することである。前述の方法は、（ａ）（ｉ）その上にタイヤを有する車輪外縁、（ｉｉ）車輪外縁内に回転可能に取り付けられたフレームであって、座席を支持するフレーム、（ｉｉｉ）耐ジャービリング一輪車両を推進するように構成されている移動手段、及び（ｉｖ）耐ジャービリング一輪車両を減速するように構成されている制動手段を備える耐ジャービリング一輪車両であって、座席を垂直位置で安定させ耐ジャービリング一輪車が側部へ横転しないようにし上述の座席を上記車輪外縁内の水平位置に維持するためにフレームの側部に取り付けられた少なくとも２つの補助車輪をさらに備える耐ジャービリング一輪車両を提供するステップと、（ｂ）耐ジャービリング一輪車両を駆動するステップとを含む。

発明を理解するためにかつ発明が実施上どのように実装され得るかを確認するために、複数の実施形態が、添付図面を参照して単なる非限定的な例としてここで説明される。

耐ジャービリング一輪車両の斜視構造図である。 多関節アームを含むサーボ機構の概略図である。 多関節アームを含むサーボ機構の概略図である。 案内路及びスライドを含むサーボ機構の概略図である。 案内路及びスライドを含むサーボ機構の概略図である。 油圧シリンダーを含むサーボ機構の概略図である。 油圧シリンダーを含むサーボ機構の概略図である。 直線運動及びターン操作中の耐ジャービリング一輪車両の概略図である。 直線運動及びターン操作中の耐ジャービリング一輪車両の概略図である。

以下の説明は、当業者が発明を利用することが可能となるように提供され、この発明を実行する発明者によって考えられる最良の形態を記載する。しかしながら、本発明の一般原理は耐ジャービリング一輪車両及びこれを用いる方法を提供するように具体的に定義されているので、様々な変更例が当業者にとって明らかとなる。

大都市圏での運転には、交通混雑、狭く運転操作が難しい道及び駐車スペースの不足などの対処すべき課題が要される。本発明は、これらの課題に応じるようになされた乗用車に関する。

本発明は、耐ジャービリング一輪車両が、均衡位置から、減速時には前方に加速時には後方に逸脱することを防止するように設計されている。

ここで、耐ジャービリング一輪車両１００の斜視構造図を示す図１を参照する。フレーム３０は、タイヤ１５をその外側に設けた外縁１０内のローラ４０に回転可能に取り付けられる。補助車輪２０は、フレーム３０の側部に取り付けられる。各補助車輪２０は、バッテリー６０によって電気供給される電気モータ７０によって個々に駆動される。電気モータ７０の代替である内燃機関及び人力ムーバも、本発明内の範囲内にある。番号８０は、制御ユニット、及びジャイロスコープ、加速度計またはイメージャなどの少なくとも１つのセンサを備える構成を指す。制御ユニットは、耐ジャービリング一輪車両に加えられた加速を検出するように構成されている。制御ユニットは、検出した加速度に応じて補助車輪を同期して変位させるサーボ機構を制御する。補助車輪２０のターン操作方向の傾斜も、本発明の範囲内にある。具体的には、補助車輪は、耐ジャービリング一輪車両１００の加速時に運動方向と反対にかつ耐ジャービリング一輪車両１００の減速時に運動方向に沿って、同期して変位される。

外縁１０の直径は、０．５ｍ～４ｍである。本発明の好ましい実施形態は、約２ｍの直径に対応する。耐ジャービリング一輪車両１００に、側部に取り付けられた１つまたは２つの座席が設けられている。座席を外縁１０から離間して位置付けることにより、環境の視界阻害が最小化される。キャノピーを取り付けることは、乗員の安全を向上させるための代替案であり、耐ジャービリング一輪車両１００の構造の構成要素を保護する。ここで、補助車輪２０を２つの任意選択的な位置で操作するように構成されている多関節アームを概略的に示す図２ａ及び２ｂを参照する。多関節アームは、互いにヒンジで相互接続されたレバー２３及び２５を含む。本発明によれば、多関節アームは、軸方向の車輪２０を、耐ジャービリング一輪車両１００の加速時に運動方向と反対方向にかつ耐ジャービリング一輪車両１００の減速時に運動方向に沿う方向に移動させる。

ここで、補助車輪２０を２つの任意選択的な位置で操作するように構成されている多関節アームを概略的に示す図３ａ及び３ｂを参照する。補助車輪２０の軸２２は案内路２１に沿って移動可能である。軸方向の車輪２０の２つの任意選択的な位置を図３ａ及び３ｂに示す。

ここで、補助車輪２０が上記のような位置で操作可能であるように、方位及び長さを変えるように構成されている油圧シリンダー２７を概略的に示す図４ａ及び４ｂを参照する。モータ制御サスペンションも、本発明の範囲内にある。

制動手段は、外縁及び／または補助車輪を、加速時かつ制動時のそれらの間の相対的な速度差を最小化するために制御することができる。摩擦ベース制動及び電磁制動は、本発明の範囲内にある。制御ユニットは、車両を方向的に安定したままとする減速値であり得る。減速中、運動エネルギーは、電気エネルギーに変換され得、車両のバッテリーを変化させるために用いられ得る。

ここで、それぞれ直線運動及びターン操作中の耐ジャービリング一輪車両１００の概略図を提示する図５ａ及び５ｂを参照する。図５ａでは、外縁１０及び補助車輪２０は、耐ジャービリング一輪車両１００が直線的に移動するとき、垂直位置にある。これとは反対に、ターン操作に対応する図５ｂは、傾斜する外縁１０及び補助車輪２０を示す。

本発明によれば、耐ジャービリング一輪車両は、（ａ）その上にタイヤを有する車輪外縁、（ｂ）車輪外縁内に回転可能に取り付けられたフレームであって、座席を支持するフレーム、（ｃ）耐ジャービリング一輪車両を推進するように構成されている移動手段、及び（ｄ）耐ジャービリング一輪車両を減速するように構成されている制動手段を備える。

本発明の主特徴は、座席を垂直に安定させ耐ジャービリング一輪車が側部へ横転しないようにし上述の座席を上記車輪外縁内の水平位置に維持するためにフレームの側部に取り付けられた少なくとも２つの補助車輪をさらに備える耐ジャービリング一輪車を提供することである。

本発明の一実施形態によれば、補助車輪は、耐ジャービリング一輪車両の加速時に運動方向と反対にかつ耐ジャービリング一輪車両の減速時に運動方向に沿って、同期して変位可能である。

本発明のさらなる実施形態によれば、補助車輪は、ターン操作の際、外縁に対して傾斜可能である。

本発明のさらなる実施形態によれば、フレームは、外縁に沿う複数のローラを備える。

本発明のさらなる実施形態によれば、移動手段は、電気モータ、内燃機関、人力ムーバ及びそれらの任意の組み合わせからなる群から選択される少なくとも１つのムーバを備え、補助車輪は、移動手段によって個々に駆動される。

本発明のさらなる実施形態によれば、車輪外縁は、０．５ｍ～４ｍの範囲の直径を有する。

本発明のもう１つの目的は、２ｍの直径を有する車輪外縁を開示することである。

本発明のさらなる実施形態によれば、耐ジャービリング一輪車両は、フレームに機械接続されている２つの側部に取り付けられた座席を備える。

本発明のさらなる目的は、補助車輪を手動で機械的に変位させる機構を備える耐ジャービリング一輪車両を開示することである。

本発明のさらなる実施形態によれば、耐ジャービリング一輪車両は、耐ジャービリング一輪車両に加えられた加速を検出するように構成されている制御ユニット及び制御ユニットによって制御されかつ検出した加速度に応じて補助車輪を同期して変位させるように構成されているサーボ機構を備える。

本発明のさらなる実施形態によれば、サーボ機構は、補助車輪を操作するように構成されている多関節アームを備える。

本発明のさらなる目的は、案内路及び補助車輪を支持しかつ案内路内で移動可能なスライドを備えるサーボ機構を開示することである。

本発明のさらなる実施形態によれば、サーボ機構は、補助車輪を操作するように構成されている油圧シリンダーを備える。

本発明のさらなる実施形態によれば、制御ユニットは、乗客の体重、道路状況、車両速度及びそれらの任意の組み合わせからなる群から選択される少なくとも１つのパラメータに応じて、補助車輪の位置を動的に制御するように構成されている。

本発明のさらなる実施形態によれば、耐ジャービリング一輪車両は、ジャイロスコープ、加速度計、イメージャ及びそれらの任意の組み合わせからなる群から選択される少なくとも１つのセンサを備える。少なくとも１つのセンサは、制御ユニットに接続されている。

本発明のさらなる実施形態によれば、制動手段は摩擦機構に基づく。

本発明のさらなる実施形態によれば、制動手段は電磁機構に基づく。

本発明のさらなる実施形態によれば、耐ジャービリング一輪車両を用いる方法が開示されている。前述の方法は、（ａ）（ｉ）その上にタイヤを有する車輪外縁、（ｉｉ）車輪外縁内に回転可能に取り付けられたフレームであって、座席を支持するフレーム、（ｉｉｉ）耐ジャービリング一輪車両を推進するように構成されている移動手段、及び（ｉｖ）耐ジャービリング一輪車両を減速するように構成されている制動手段を備える耐ジャービリング一輪車両であって、座席を垂直位置に安定させ耐ジャービリング一輪車が側部へ横転しないようにし上述の座席を上記車輪外縁内の水平位置に維持するためにフレームの側部に取り付けられた少なくとも２つの補助車輪をさらに備える耐ジャービリング一輪車を提供するステップと、（ｂ）耐ジャービリング一輪車両を駆動するステップとを含む。

Claims (16)

1. 耐ジャービリング一輪車両であって、
   ａ．その上にタイヤを有する車輪外縁と、
   ｂ．前記車輪外縁内に回転可能に取り付けられたフレームであって、前記フレームは座席を支持する、フレームと、
   ｃ．前記耐ジャービリング一輪車両を推進するように構成されている移動手段と、
   ｄ．前記耐ジャービリング一輪車両を減速するように構成されている制動手段と、
   ｅ．垂直に前記フレームの側部に取り付けられた少なくとも２つの補助車輪と、
   ｆ．制御ユニットと、
   ｇ．前記補助車輪に取り付けられたサーボ機構と、
   を備える、耐ジャービリング一輪車両であり、
   前記補助車輪は、前記座席を安定させており、前記耐ジャービリング一輪車両が側部へ横転するのを防止しており、前記座席を前記車輪外縁にて水平位置に維持しており、
   前記補助車輪は、前記耐ジャービリング一輪車両が加速されるときには運動方向と反対に、前記耐ジャービリング一輪車両が減速されるときには運動方向に沿って、同期して変位可能であり、
   前記サーボ機構は、前記制御ユニットによって制御可能であり、かつ検出された加速度に応じて前記補助車輪を同期して変位させるように構成されている、耐ジャービリング一輪車両。
2. 前記補助車輪及び前記車輪外縁が、ターン操作中に傾斜可能である、請求項１に記載の耐ジャービリング一輪車両。
3. 前記フレームが、前記車輪外縁に沿って走る複数のローラを備える、請求項１に記載の耐ジャービリング一輪車両。
4. 前記移動手段が、電気モータ、内燃機関、人力ムーバ及びそれらの任意の組み合わせからなる群から選択される少なくとも１つのムーバを備え、前記補助車輪は、前記移動手段によって個々に駆動される、請求項１に記載の耐ジャービリング一輪車両。
5. 前記車輪外縁が、０．５ｍと４ｍとの間に及ぶ直径を有する、請求項１に記載の耐ジャービリング一輪車両。
6. 前記車輪外縁が、２ｍの直径を有する、請求項５に記載の耐ジャービリング一輪車両。
7. 前記フレームの側部に取り付けられかつ前記フレームに機械的に接続された２つの座席をさらに備える、請求項１に記載の耐ジャービリング一輪車両。
8. 前記補助車輪の手動での機械的変位の機構をさらに備える、請求項１に記載の耐ジャービリング一輪車両。
9. 前記サーボ機構が、前記補助車輪を操作するように構成されている多関節アームを備える、請求項１に記載の耐ジャービリング一輪車両。
10. 前記サーボ機構が、案内路、及び前記補助車輪を支持しかつ前記案内路内で移動可能なスライドを備える、請求項１に記載の耐ジャービリング一輪車両。
11. 前記サーボ機構が、前記補助車輪を操作するように構成されている油圧シリンダを備える、請求項１に記載の耐ジャービリング一輪車両。
12. 前記制御ユニットが、乗客の体重、道路状況、車両速度及びそれらの任意の組み合わせからなる群から選択される少なくとも１つのパラメータに応じて、前記補助車輪の位置を動的に制御するように構成されている、請求項１に記載の耐ジャービリング一輪車両。
13. 前記耐ジャービリング一輪車両が、ジャイロスコープ、加速度計、イメージャ及びそれらの任意の組み合わせからなる群から選択される少なくとも１つのセンサを備え、前記少なくとも１つのセンサは、前記制御ユニットにさらに接続されている、請求項１に記載の耐ジャービリング一輪車両。
14. 前記制動手段が摩擦機構に基づく、請求項１に記載の耐ジャービリング一輪車両。
15. 前記制動手段が電磁機構に基づく、請求項１に記載の耐ジャービリング一輪車両。
16. 耐ジャービリング一輪車両を用いる方法であって、前記方法は、
    ａ．前記耐ジャービリング一輪車両を提供するステップであって、前記耐ジャービリング一輪車両は、
    ｉ．その上にタイヤを有する車輪外縁と、
    ｉｉ．前記車輪外縁内に回転可能に取り付けられたフレームであって、前記フレームは座席を支持する、フレームと、
    ｉｉｉ．前記耐ジャービリング一輪車両を推進するように構成されている移動手段と、及び
    ｉｖ．前記耐ジャービリング一輪車両を減速するように構成されている制動手段と、
    ｖ．垂直に前記フレームの側部に取り付けられた少なくとも２つの補助車輪と、
    ｖｉ．制御ユニットと、
    ｖｉｉ．前記制御ユニットによって制御可能なサーボ機構と、
    からなり、
    前記補助車輪は、前記座席を安定させており、前記耐ジャービリング一輪車両が側部へ横転するのを防止しており、前記座席を前記車輪外縁にて水平位置に維持しており、
    前記補助車輪は、前記耐ジャービリング一輪車両が加速されるときには運動方向と反対に、前記耐ジャービリング一輪車両が減速されるときには運動方向に沿って、同期して変位可能であり、
    前記サーボ機構は、前記制御ユニットによって制御可能であり、かつ検出された加速度に応じて前記補助車輪を同期して変位させるように構成されている、
    ステップと、
    ｂ．前記耐ジャービリング一輪車両を駆動するステップと、
    を備える、方法。

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