(57)【要約】【課題】低速走行時や停車時における姿勢の安定性を移動体自身の操舵によって容易に確保できるようにした移動体を提供する。【解決手段】移動体としての二輪車１は、前輪４及び後輪５と、前輪４を操舵するための操舵部６とを備える。操舵部は、第１操舵軸線１０の周りで第２操舵軸線１１とともに回動する操舵軸リンク１３と、第２操舵軸線１１の周りで前輪４を支持して回動する前輪支持部１４と、操舵軸リンク１３を回動させる第１モータ１５とを備える。第１操舵軸線１０に係るキャスタ角θは正又は０であり、第２操舵軸線１１に係るトレール長ｔ１は正である。二輪車１が接地面１２上で基準姿勢状態にあるとき、第２操舵軸線１１と接地面１２との交点Ｐ３は、第１操舵軸線１０と接地面１２との交点Ｐ２より前方に位置する。【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
搭乗部を有する車体と、該車体の前後方向に間隔を置いて配置された前輪及び後輪と、該前輪を操舵軸線の周りで回動させるための操舵部とを備えた移動体であって、
前記操舵軸線として、第１操舵軸線及び第２操舵軸線を有し、
前記第１操舵軸線は、前記車体の前方に配置され、
前記操舵部は、
前記第１操舵軸線の周りで回動自在に設けられ、前記第２操舵軸線が配置された操舵軸リンクと、
前記第２操舵軸線の周りで回動自在に設けられ、前記前輪を支持する前輪支持部と、
前記操舵軸リンクを前記車体に対して前記第１操舵軸線の周りで回動させる第１アクチュエータと、
前記車体のロール方向の姿勢状態を検出する姿勢検出器と、
前記姿勢検出器による検出結果に基づいて前記第１アクチュエータを制御する制御部とを備え、
前記第１操舵軸線に係るキャスタ角は正又は０であり、
前記第２操舵軸線に係るトレール長は正であり、
移動体が水平な接地面上で基準姿勢状態にあるとき、前記第２操舵軸線と該接地面との交点は、前記第１操舵軸線と該接地面との交点より前方に位置することを特徴とする移動体。
【請求項２】
前記制御部は、前記車体のロール方向の姿勢状態に基づいて、前記第１アクチュエータで前記操舵軸リンクを、前記トレール長が前記第２操舵軸線よりも小さい前記第１操舵軸線の周りで回動させることにより、前記車体に対して復元力を付与し該車体の姿勢を安定させる自立制御を行うことを特徴とする請求項１に記載の移動体。
【請求項３】
前記操舵軸リンクに対して前記前輪支持部を前記第２操舵軸線の周りで回動させる第２アクチュエータを備えることを特徴とする請求項１又は２に記載の移動体。
【請求項４】
前記操舵軸リンクに対して前記前輪支持部が第２操舵軸線周りに回動するのを抑制する制動力を発生する制動力発生部を備えることを特徴とする請求項１又は２に記載の移動体。
【請求項５】
前記前輪支持部が前記操舵軸リンクに固定されたロック状態と該ロック状態が解除されたロック解除状態とを切り替えるロック機構を備えることを特徴とする請求項１又は２に記載の移動体。
【請求項６】
前記前輪支持部に前記第２アクチュエータの駆動力を伝達する伝達状態と該伝達を解除する伝達解除状態とを切り替えるクラッチ機構を備えることを特徴とする請求項３に記載の移動体。
【請求項７】
前記操舵軸リンクが前記車体に固定されたロック状態と該固定が解除されたロック解除状態とを切り替える第１ロック機構を備えることを特徴とする請求項１〜６のいずれか１項に記載の移動体。
【請求項８】
前記操舵軸リンクがその中立位置において前記車体に固定されたロック状態と該固定が解除されたロック解除状態とを切り替える第２ロック機構を備えることを特徴とする請求項１〜７のいずれか１項に記載の移動体。
【請求項９】
前記操舵軸リンクをその中立位置に向けて付勢する付勢手段を備えることを特徴とする請求項１〜８のいずれか１項に記載の移動体。
【請求項１０】
前記第１操舵軸線と前記第２操舵軸線とが平行であることを特徴とする請求項１〜９のいずれか１項に記載の移動体。
【請求項１１】
前記車体に対する位置が固定された回動軸線の周りで回動自在に設けられたハンドルと、
前記ハンドルの操作により前記前輪を操舵するために前記ハンドルと前記前輪支持部とを連結するハンドル用伝達機構と備えることを特徴とする請求項１〜１０のいずれか１項に記載の移動体。
【請求項１２】
前記ハンドル用伝達機構は、
前記ハンドルの回動動軸線の周りで該ハンドルと一体に回動する第１レバーと、
前記第２操舵軸線の周りで回動し、前記前輪支持部に回転力を付与する第２レバーと、
前記第１レバー及び第２レバーを接続する第１リンクとを備え、
前記ハンドルの回動軸線は、前記第１操舵軸線と同一直線上に存在することを特徴とする請求項１１に記載の移動体。
【請求項１３】
前記ハンドル用伝達機構は、
前記ハンドルと一体に回動する第３レバーと、
前記車体又は前記操舵軸リンクにより回動自在に支持された第４レバーと、
前記第２操舵軸線の周りで前記前輪支持部と一体に回動する第５レバーと、
前記第３レバーと前記第４レバーとを接続する第３リンクと、
前記第４レバーと前記第５レバーとを接続する第４リンクとを備え、
前記第４レバーの回動軸線は、前記第１操舵軸線と同一直線上に存在することを特徴とする請求項１１に記載の移動体。
【請求項１４】
前記ハンドル用伝達機構は、
前記ハンドルと一体に回動する第３レバーと、
前記車体または前記操舵軸リンクにより回動自在に支持された第４レバーと、
前記第２操舵軸線の周りで前記前輪支持部と一体に回動する第５レバーと、
前記第３レバーと前記第４レバーとを接続する第３リンクと、
前記第４レバーと前記第５レバーとを接続する第４リンクとを備え、
前記第４レバーの回動軸線は、前記第１操舵軸線と平行でかつ該第１操舵軸線から所定距離離れていることを特徴とする請求項１１に記載の移動体。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、前輪及び後輪を備え、前輪が操舵される移動体に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来、このような移動体として、乗員が操作するハンドルの回動角度と前輪の操舵角度との比率を第１モータによって任意に変更する操舵レシオ可変手段と、ハンドルへ入力される操作力に第２モータによる補助力を加える操舵パワーアシスト手段とを備えた自動二輪車が知られている（例えば、特許文献１参照）。
【０００３】
特許文献１に記載された自動二輪車では、第２モータを、自動二輪車の操舵トルク、車速、エンジン回転数、ギヤ段数、車体のロール角およびピッチ角、ヨー角、舵角、操舵比等の各種センサ情報に基づいて駆動することにより、前輪の操舵力がアシストされる。すなわち、停車時におけるハンドル操作力を低減させたり、走行時における操舵トルクを設定したりする等の制御が行われる。
【０００４】
また、第１モータを、上述の各種センサ情報に基づいて駆動することにより、操舵レシオが設定される。すなわち、車速が高くなるほどハンドル操作量に対する前輪の操舵角を低減させたり、極低速走行時に運転者がハンドル操作でバランスを取る際にハンドル操作に対する操舵角を大きくしたりする等の制御が実行可能となる。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００５】
【特許文献１】特開２０１１−４６３４２号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
しかしながら、上記特許文献１の自動二輪車によれば、走行速度に応じ、操舵レシオ可変手段によって操舵レシオが変更される。このため、運転者が低速時でのバランス取りを行うためには、運転者自身が操舵レシオの変更特性に順応してハンドル操作を行う必要がある。
【０００７】
本発明の目的は、かかる従来技術の課題に鑑み、運転者自身が操舵レシオの変更特性に順応してハンドル操作を行うことなく、低速走行時や停車時における姿勢の安定性を容易に確保できる移動体を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
第１発明に係る移動体は、搭乗部を有する車体と、該車体の前後方向に間隔を置いて配置された前輪及び後輪と、該前輪を操舵軸線の周りで回動させるための操舵部とを備えた移動体であって、前記操舵軸線として、第１操舵軸線及び第２操舵軸線を有し、前記第１操舵軸線は、前記車体の前方に配置され、前記操舵部は、前記第１操舵軸線の周りで回動自在に設けられ、前記第２操舵軸線が配置された操舵軸リンクと、前記第２操舵軸線の周りで回動自在に設けられ、前記前輪を支持する前輪支持部と、前記操舵軸リンクを前記車体に対して前記第１操舵軸線の周りで回動させる第１アクチュエータと、前記車体のロール方向の姿勢状態を検出する姿勢検出器と、前記姿勢検出器による検出結果に基づいて前記第１アクチュエータを制御する制御部とを備え、前記第１操舵軸線に係るキャスタ角は正又は０であり、前記第２操舵軸線に係るトレール長は正であり、移動体が水平な接地面上で基準姿勢状態にあるとき、前記第２操舵軸線と該接地面との交点は、前記第１操舵軸線と該接地面との交点より前方に位置することを特徴とする。
【０００９】
なお、ここで、「基準姿勢状態」とは、上述の接地面上で、直進姿勢で起立し、静止している状態を意味する。この状態において、第１操舵軸線の周りの操舵角及び第２操舵軸線の周りの操舵角は、ともにゼロで、中立位置にある。「操舵軸線に係るキャスタ角」とは、その操舵軸線と鉛直線とが成す角を意味し、その値は、その操舵軸線が後傾しているときが正、前傾しているときが負である。
【００１０】
また、「操舵軸線に係るトレール長」とは、前輪の回転中心を通る鉛直線と上記接地面との交点から、その操舵軸線と該接地面との交点までの距離を意味し、その値は、該操舵軸線と接地面との交点が該鉛直線と接地面との交点の前方に位置するときが正、後方に位置するときが負である。
【００１１】
第１発明において、第１操舵軸線に係るキャスタ角が正又は０で、第２操舵軸線に係るトレール長が正であり、かつ第２操舵軸線の軸線と接地面との交点が第１操舵軸線の軸線と接地面との交点より前方に位置する。このため、第１操舵軸線に係るトレール長は、第２操舵軸線に係るトレール長よりも小さい。
【００１２】
また、本発明者らの研究によれば、前輪の操舵により車体にロール方向の姿勢の復元力を付与する場合、操舵軸線に係るトレール長が所定値より小さいことが必要であることが判明している。トレール長がより小さい場合、例えばゼロ又は負の値である場合には、より少ない操舵角で効率的に復元力を付与することができる。
【００１３】
この所定値は、例えば、移動体の重心の高さや質量、重心を通って前後方向に延在する軸線の周りの慣性モーメント、重心から前輪及び後輪までの水平距離、前輪及び後輪の断面の曲率半径などにより決まる値である。
【００１４】
したがって、例えば、移動体が低速状態又は停止状態にあるとき、制御部が、車体のロール方向の姿勢状態に基づいて第１アクチュエータで操舵軸リンクを、トレール長の小さい第１操舵軸線の周りで回動させることにより、車体に対して適切な復元力（ロール方向のモーメント）を付与することができる。これにより、所定未満の速度で走行する低速走行時や停車時に車体の姿勢を安定させる自立制御を制御部により容易に行うことができる。
【００１５】
一方、所定以上の速度で走行する通常走行の場合には、操舵軸リンクを中立位置（第１操舵軸線の周りの操舵角がゼロの位置）に固定して操舵軸リンクの回動を停止することにより、第２操舵軸線の大きい（正の）トレール長で前輪を牽引させ、セルフステアによる良好な直進性及び操縦性で移動体を走行させることができる。すなわち、自立制御時又は通常走行時に、それぞれに適したトレール長の操舵軸による操舵を行うことができる。
【００１６】
第２発明は、第１発明において、前記制御部は、前記車体のロール方向の姿勢状態に基づいて、前記第１アクチュエータで前記操舵軸リンクを、前記トレール長が前記第２操舵軸線よりも小さい前記第１操舵軸線の周りで回動させることにより、前記車体に対して復元力を付与し該車体の姿勢を安定させる自立制御を行うことを特徴とする。
【００１７】
第２発明によれば、移動体の制御部が車体に対して復元力を付与して車体の姿勢を安定させる自立制御を行うので、移動体の運転者は、低速走行時や停車時における車体の姿勢の安定性を容易に確保することができる。
【００１８】
第３発明は、第１又は第２発明において、前記操舵軸リンクに対して前記前輪支持部を前記第２操舵軸線の周りで回動させる第２アクチュエータを備えることを特徴とする。
【００１９】
第３発明によれば、自立制御時に、第１アクチュエータと協調させて第２アクチュエータを制御することによって、より効果的な復元力を得ることができる。この協調は、第１操舵軸線周りの舵角が大きいときに行われるのが好ましい。すなわち、操舵軸リンクが中立位置から大きく回動されたときに、さらに前輪支持部を同じ方向に回動させることにより、より大きな復元力を得ることができる。これにより、より高い安定性で自立制御を行うことができる。
【００２０】
第４発明は、第１又は第２発明において、前記操舵軸リンクに対して前記前輪支持部が第２操舵軸線周りに回動するのを抑制する制動力を発生する制動力発生部を備えることを特徴とする。
【００２１】
第４発明によれば、操舵軸リンクを第１操舵軸線の周りに回動させるときに、前輪支持部の第２操舵軸線周りの角速度を制動力発生部で低減させることにより、前輪支持部が操舵軸リンクと逆方向に回動するのを抑制することができる。これにより、前輪支持部が操舵軸リンクと逆方向に回動して復元力が減少するのを抑制することができる。
【００２２】
第５発明は、第１又は第２発明において、前記前輪支持部が前記操舵軸リンクに固定されたロック状態と該ロック状態が解除されたロック解除状態とを切り替えるロック機構を備えることを特徴とする。
【００２３】
第５発明によれば、操舵軸リンクを第１操舵軸線の周りに回動させるときに、ロック機構で前輪支持部を操舵軸リンクに固定することにより、前輪支持部が操舵軸リンクと逆方向に回動するのを阻止することができる。これにより、前輪支持部が操舵軸リンクと逆方向に回動することによる復元力の減少を防止することができる。
【００２４】
第６発明は、第３発明において、前記前輪支持部に前記第２アクチュエータの駆動力を伝達する伝達状態と該伝達を解除する伝達解除状態とを切り替えるクラッチ機構を備えることを特徴とする。
【００２５】
第６発明によれば、クラッチ機構を、自立制御時に伝達状態とし、通常走行時に伝達解除状態とすることにより、自立制御時には第２アクチュエータによる前輪支持部の回動を可能としつつ、通常走行時には、運転者の操舵による前輪支持部の回動が、第２アクチュエータのフリクションによって妨げられるのを回避することができる。したがって、通常走行時に、良好な操縦感が得られるとともに、セルフステアを効果的に働かせることができる。
【００２６】
第７発明は、第１〜第６のいずれかの発明において、前記操舵軸リンクが前記車体に固定されたロック状態と該固定が解除されたロック解除状態とを切り替えるロック機構を備えることを特徴とする。
【００２７】
第７発明によれば、自立制御を行わない通常走行時に操舵軸リンクを車体に対して固定するとき、第１ロック機構を用いることにより、第１アクチュエータで固定する場合よりも、がたつきなく確実に固定することができる。
【００２８】
第８発明は、第１〜第７のいずれかの発明において、前記操舵軸リンクがその中立位置において前記車体に固定されたロック状態と該固定が解除されたロック解除状態とを切り替える第２ロック機構を備えることを特徴とする。
【００２９】
第８発明によれば、第２ロック機構によって操舵軸リンクを中立位置に固定することができる。また、第２ロック機構で操舵軸リンクを固定することにより生じる第１操舵軸線周りの剛性を、第１アクチュエータの駆動時のトルクにより生じるものよりも大きくすることができるので、第２ロック機構によって操舵軸リンクを中立位置に確実に固定することができる。
【００３０】
第９発明は、第１〜第８のいずれかの発明において、前記操舵軸リンクを中立位置に向けて付勢する付勢手段を備えることを特徴とする。
【００３１】
第９発明によれば、第１アクチュエータの制御によることなく、操舵軸リンクを中立位置に向けて回動させることができる。
【００３２】
第１０発明は、第１〜第９のいずれかの発明において、前記第１操舵軸線と前記第２操舵軸線とが平行であることを特徴とする。
【００３３】
第１０発明によれば、操舵軸リンクが第１操舵軸線の周りで回動された場合に第２操舵軸線の向きがぶれるのを防止することができる。また、操舵軸リンク等を容易に構成することができる。
【００３４】
第１１発明は、第１〜第１０のいずれかの発明において、前記車体に対する位置が固定された回動軸線の周りで回動自在に設けられたハンドルと、前記ハンドルの操作により前記前輪の舵角を制御するために前記ハンドルと前記前輪支持部とを連結するハンドル用伝達機構とを備えることを特徴とする。
【００３５】
第１１発明によれば、ハンドルと前輪支持部とをリンク機構などのハンドル用伝達機構で連結するようにしたので、ハンドル用伝達機構を設計する際に、ハンドルの回動軸を任意の位置に配置させることができる。
【００３６】
第１２発明は、第１１発明において、前記ハンドル用伝達機構は、前記ハンドルの回動動軸線の周りで該ハンドルと一体に回動する第１レバーと、前記第２操舵軸線の周りで回動し、前記前輪支持部に回転力を付与する第２レバーと、前記第１レバー及び第２レバーを接続する第１リンクとを備え、前記ハンドルの回動軸線は、前記第１操舵軸線と同一直線上に存在することを特徴とする。
【００３７】
第１２発明によれば、ハンドルの回動軸線と第１操舵軸線とを一致させながら、最も簡単にハンドル用伝達機構を構成することができる。
【００３８】
第１３発明は、第１１発明において、前記ハンドル用伝達機構は、前記ハンドルと一体的に回動する第３レバーと、前記車体又は前記操舵軸リンクにより回動自在に支持された第４レバーと、前記第２操舵軸線の周りで前記前輪支持部と一体的に回動する第５レバーと、前記第３レバーと前記第４レバーとを接続する第３リンクと、前記第４レバーと前記第５レバーとを接続する第４リンクとを備え、前記第４レバーの回動軸線は、前記第１操舵軸線と同一直線上に存在することを特徴とする。
【００３９】
第１３発明によれば、ハンドルの回動軸線を第２操舵軸線の近傍に位置させながら、車体に対して第１操舵軸線の回りに回動される前輪支持部により保持される前輪を、ハンドルにより操舵することができる。さらに、第３レバーと第４レバーとを平行に設定し、かつ第５レバーと第４レバーとを平行に設定すれば、ハンドルのハンドル角と前輪の操舵角とを一致させることができる。
【００４０】
第１４発明は、第１１発明において、前記ハンドル用伝達機構は、前記ハンドルと一体的に回動する第３レバーと、前記車体又は前記操舵軸リンクにより回動自在に支持された第４レバーと、前記第２操舵軸線の周りで前記前輪支持部と一体的に回動する第５レバーと、前記第３レバーと前記第４レバーとを接続する第３リンクと、前記第４レバーと前記第５レバーとを接続する第４リンクとを備え、前記第４レバーの回動軸線は、前記第１操舵軸線と平行でかつ該第１操舵軸線から所定距離離れていることを特徴とする。
【００４１】
第１４発明によれば、第１操舵軸線からハンドルの回動軸線までの距離を選択することにより、第１操舵軸線周りの操舵軸リンクの回動角の変動量に対するハンドル角の変動量を設定することができる。
【図面の簡単な説明】
【００４２】
【図１】本発明の一実施形態に係る二輪車の側面図である。
【図２】図１の二輪車における操舵部の部分の平面図である。
【図３】図２のIII−III線に沿った部分断面図である。
【図４】図１の二輪車の第２ロック機構を説明するための説明図である。
【図５】図４の第２ロック機構の特性を説明するための説明図である。
【図６】図１の二輪車の制御部に接続された操作手段やセンサを示すブロック図である。
【図７】図１の二輪車における動作モードの遷移を示す図である。
【図８】図１の二輪車における操舵部の別の例を示す平面図である。
【図９】図８のIX−IX線に沿った部分断面図である。
【図１０】図１の二輪車における操舵部のさらに別の例を示す平面図である。
【図１１】図１０のXI−XI線に沿った部分断面図である。
【図１２】図１の二輪車における操作部の変形例を示す部分断面図である。
【発明を実施するための形態】
【００４３】
以下、図面を用いて本発明の実施形態を説明する。図１に示すように、本発明の移動体の一実施形態に係る二輪車１は、搭乗部２を有する車体３と、車体３の前後方向に間隔を置いて配置された前輪４及び後輪５と、前輪４を操舵軸線の周りで回動させるための操舵部６と、車体３の例えばロール角及びロール角速度を検出する姿勢検出器７と、姿勢検出器７による検出結果に基づいて後述の第１モータ１５、第２モータ３７及び第３モータ５１を制御する制御部９とを備える。
【００４４】
なお、以下の説明で、方向を示す「前」、「後」、「左」、「右」は、それぞれ二輪車１を基準とする「前」、「後」、「左」、「右」を意味するものとする。
【００４５】
操舵軸線としては、第１操舵軸線１０及び第２操舵軸線１１が設けられる。第１操舵軸線１０は、車体３の前方に配置される。第２操舵軸線１１は、第１操舵軸線１０の前方において第１操舵軸線１０と平行に配置される。第１操舵軸線１０の回りで前輪４を回動させる操舵は、制御部９により行われる。第２操舵軸線１１の周りで前輪４を回動させる操舵は、運転者のハンドル操作に基づいて又は制御部９により行われる。
【００４６】
図１では、基準姿勢状態にある二輪車１が示されている。基準姿勢状態とは、水平な接地面１２上で、直進姿勢で起立し、静止している状態を意味する。この状態において、第１操舵軸線１０の周りの操舵角及び第２操舵軸線１１の周りの操舵角はともにゼロで、中立位置にある。
【００４７】
また、基準姿勢状態での前輪４の回転軸は、水平で、かつ車体３の前後方向と直交している。すなわち、車体３のロール角はゼロである。また、この状態で、後述するハンドル４６や操舵軸リンク１３、前輪支持部１４等も、回動角度がゼロで中立位置にある。
【００４８】
基準姿勢状態において、第１操舵軸線１０と鉛直線とが成す角を、第１操舵軸線１０に係るキャスタ角θとする。キャスタ角θの値は、第１操舵軸線１０が後傾しているときが正、前傾しているときが負である。前輪４の回転中心を通る鉛直線と接地面１２との交点Ｐ１（前輪４の接地面の中心）から、第１操舵軸線１０と接地面１２との交点Ｐ２までの距離を、第１操舵軸線１０に係るトレール長ｔ１とする。
【００４９】
また、基準姿勢状態での前輪４の回転中心を通る鉛直線と接地面１２との交点Ｐ１から、第２操舵軸線１１と接地面１２との交点Ｐ３までの距離を、第２操舵軸線１１に係るトレール長ｔ２とする。ただし、トレール長ｔ１及びｔ２については、前輪４の回転中心を通る鉛直線と接地面１２との交点Ｐ１より前方向の距離を正、後方向の距離を負とする。
【００５０】
第１操舵軸線１０に係るキャスタ角θは正である。第２操舵軸線１１に係るトレール長ｔ２は正である。また、第２操舵軸線１１と接地面１２との交点Ｐ３は、第１操舵軸線１０と接地面１２との交点Ｐ２より前方に位置する。第１操舵軸線１０に係るトレール長ｔ１は負である。第１操舵軸線１０と第２操舵軸線１１は平行である。交点Ｐ２が交点Ｐ３の後方に位置するので、第１操舵軸線１０に係るトレール長ｔ１は、第２操舵軸線１１に係るトレール長ｔ２よりも小さい。
【００５１】
また、本発明者らの研究により、前輪４の操舵により車体３にロール方向の姿勢の復元力を付与するには、操舵軸線に係るトレール長が所定値より小さいことが必要であることが判明している。また、そのトレール長がより小さい場合、例えばゼロ又は負の値である場合には、より少ない操舵角で効率的に復元力を付与することができる。
【００５２】
この所定値は、例えば、二輪車１の重心の高さや質量、重心を通って前後方向に延在する軸線の周りの慣性モーメント、重心から前輪４及び後輪５までの水平距離、前輪４及び後輪５の断面の曲率半径などにより決まる値である。
【００５３】
このため、二輪車１の低速走行時又は停車時には、トレール長ｔ１が負の値を有する第１操舵軸線１０によって前輪４の操舵を行うことにより、効率的に車体３の姿勢を安定させる制御（以下、「自立制御」という。）が行われる。自立制御に際しては、少なくとも姿勢検出器７により検出される車体３のロール角及びロール角速度が参照される。
【００５４】
なお、第１操舵軸線１０に係るキャスタ角θは０であってもよく、第１操舵軸線１０と第２操舵軸線１１とが平行でなくてもよい。また、第１操舵軸線１０のトレール長ｔ１は、所定置以下の正の値であってもよい。かかる場合も、第１操舵軸線１０によって前輪４の操舵を行うことにより、効率的な自立制御が行われる。
【００５５】
図２は、基準姿勢状態にある二輪車１の操舵部６の部分の平面図である。図３は、図２のIII−III線に沿った部分断面図である。図２及び図３に示すように、操舵部６は、第１操舵軸線１０の周りで回動自在に設けられ、第２操舵軸線１１が配置された操舵軸リンク１３と、第２操舵軸線１１の周りで回動自在に設けられ、前輪４を支持する前輪支持部１４と、操舵軸リンク１３を車体３に対して第１操舵軸線１０の周りで回動させる第１アクチュエータとしての第１モータ１５とを備える。
【００５６】
第１操舵軸線１０は、車体３に固定された筐体１６が支持する第１操舵軸１７により、その中心軸線として構成される。第１操舵軸１７は、筐体１６を、その内部空間を経て上側から下側へ貫通している。第１操舵軸１７は、該筐体１６の上側及び下側の貫通部分において、ベアリング等を介して回動自在に支持される。
【００５７】
操舵軸リンク１３は、第１操舵軸１７に対して垂直な方向に延在する上プレート１８及び下プレート１９と、上プレート１８及び下プレート１９を連結する連結プレート２０とで構成される。上プレート１８、下プレート１９及び連結プレート２０の板面は、二輪車１の左右方向と平行であり、該左右方向に垂直な断面は、図３で示されるようにＨ字状を呈する。
【００５８】
上プレート１８及び下プレート１９の後方側の各端部に対し、筐体１６の上側及び下側に延出した第１操舵軸１７の各端部がそれぞれ固定される。上プレート１８及び下プレート１９の前方側の各端部により、第２操舵軸２１が、ベアリング等を介して回動自在に支持される。第２操舵軸線１１は、第２操舵軸２１の中心軸線として構成される。
【００５９】
前輪支持部１４は、前輪４の回転軸を支持するフロントフォーク２２と、フロントフォーク２２に前側が固定されたトップブリッジ２３及びボトムブリッジ２４とを備える。第２操舵軸２１は、上プレート１８及び下プレート１９の各外側に延出した両端部が、それぞれトップブリッジ２３及びボトムブリッジ２４の後側に固定される。これにより、前輪４は、トップブリッジ２３及びボトムブリッジ２４によりオフセットが設けられた形で、第２操舵軸２１の周りで回動自在に支持される。
【００６０】
第１モータ１５は、筐体１６内に設けられる。第１モータ１５の駆動力は、第１モータ１５の駆動軸に固定された第１ピニオン２５と、筐体１６内で第１操舵軸１７に固定された第１ギア２６とを介して第１操舵軸１７に伝達され、第１操舵軸１７を回転させる。
【００６１】
また、筐体１６内には、車体３に操舵軸リンク１３が固定されたロック状態と該固定が解除されたロック解除状態とを切り替える第１ロック機構２７と、車体３に操舵軸リンク１３が中立位置において固定されたロック状態と該固定が解除されたロック解除状態とを切り替える第２ロック機構２８とが設けられる。
【００６２】
第１ロック機構２７は、第１操舵軸１７に対して垂直に固定されたカム兼ブレーキディスク２９と、カム兼ブレーキディスク２９に係合する係合位置と該係合が解除された係合解除位置との間で移動し得るように支持されたロック用ブレーキパッド３０と、ロック用ブレーキパッド３０を該係合位置に向けて付勢する第１コイルばね３１と、第１コイルばね３１の付勢力に抗してロック用ブレーキパッド３０を係合解除位置に引き戻すための第１電磁石３２とを備える。
【００６３】
第１ロック機構２７は、第１電磁石３２に通電されていないとき、第１コイルばね３１によりロック用ブレーキパッド３０が係合位置に位置付けられてロック状態となる。また、第１ロック機構２７は、第１電磁石３２に通電されているとき、第１コイルばね３１の付勢力に抗してロック用ブレーキパッド３０が係合解除位置に引き戻されてロック解除状態となる。
【００６４】
第２ロック機構２８は、上述のカム兼ブレーキディスク２９と、カム兼ブレーキディスク２９のカム面に沿って転動するローラ３３と、ローラ３３を支持し、第１操舵軸１７と直交する方向に案内された第１鉄心３４と、ローラ３３が該カム面を押圧する方向に第１鉄心３４を付勢する第２コイルばね３５と、第２コイルばね３５による付勢力と反対方向に第１鉄心３４を引き付けるための第２電磁石３６とを備える。
【００６５】
図４は、第２ロック機構２８の動作を説明するための説明図である。図４（ａ）では、操舵軸リンク１３が中立位置にあるときの上プレート１８及び下プレート１９が２点鎖線で示されている。図４（ｂ）では、操舵軸リンク１３が中立位置から回動されたときの様子が示されている。
【００６６】
図４に示すように、カム兼ブレーキディスク２９は、ハート形の板カムを構成する。第２ロック機構２８は、図４（ａ）のように、操舵軸リンク１３が中立位置にあるとき、ローラ３３がカム兼ブレーキディスク２９のハート形のカム面の窪みに位置するように構成される。
【００６７】
第２電磁石３６に通電されていないとき、第２コイルばね３５の付勢力により、第１鉄心３４先端のローラ３３がカム兼ブレーキディスク２９のカム面に押圧される。これにより、操舵軸リンク１３は、中立位置に向けて付勢され、中立位置に固定された状態に維持される。
【００６８】
この状態において、操舵軸リンク１３が図４（ｂ）のように回動されるとき、カム兼ブレーキディスク２９のカム面により、ローラ３３を介して、第１鉄心３４が第１操舵軸１７から離れる方向に移動される。ただし、このとき、この移動を許容するために、第２電磁石３６に通電される。この通電により、第１鉄心３４が第２コイルばね３５の付勢力に抗して引き付けられる。これにより、操舵軸リンク１３を中立位置に戻す付勢力が減少され又は解除される。
【００６９】
操舵軸リンク１３を中立位置に復帰させる場合には、第２電磁石３６への通電が停止される。これにより、第２コイルばね３５の付勢力が、カム兼ブレーキディスク２９のカム面に再び伝達されるようになる。これにより、操舵軸リンク１３は、中立位置に向けて付勢され、中立位置に固定される。
【００７０】
図５（ａ）〜（ｃ）は、第２電磁石３６に通電されていないとき、操舵軸リンク１３の中立位置からの回動角度δに対する操舵軸リンク１３に働くモーメントＭの変化の特性を、考えられる３つの場合についてそれぞれ示すグラフである。回動角度δ及びモーメントＭは、操舵軸リンク１３が中立位置にあるときの値をゼロ（原点）として、操舵軸リンク１３の回動方向に応じ、正及び負の値をとり得る。
【００７１】
図５（ａ）では、モーメントＭの大きさ（絶対値）がｍ１を超えたときに操舵軸リンク１３の中立位置からの回動が生じ、かつゼロ以外の回動角度δに対してモーメントＭが直線的に変化する場合が示されている。かかる特性は、カム兼ブレーキディスク２９のハート形のカム面における窪み近傍の曲率の変化を比較的緩やかに設定することによって得ることができる。
【００７２】
この場合、操舵軸リンク１３を回動させて自立制御を行うとき以外は、操舵軸リンク１３は、第２ロック機構２８によって中立位置に保持されるとともに、第１ロック機構２７によって車体３に固定され、中立位置からの逸脱が阻止される。
【００７３】
図５（ｂ）では、モーメントＭの大きさがｍ１より大きなｍ２を超えたときに操舵軸リンク１３の中立位置からの回動が生じる場合が示されている。かかる特性は、カム兼ブレーキディスク２９のハート形のカム面における窪み近傍の曲率の変化を比較的急峻なものに設定することによって得ることができる。この場合、自立制御を行わない通常走行時には、操舵軸リンク１３は、第２ロック機構２８のみで確実に中立位置に固定される。ただし、第１ロック機構２７による固定も併せて行われる。
【００７４】
第２ロック機構２８が図５（ｂ）のような特性を有する場合、第２ロック機構２８で操舵軸リンク１３を固定することにより生じる第１操舵軸１７周りの剛性を、第１モータ１５の駆動時のトルクにより生じるものよりも大きくすることができる。その場合、操舵軸リンク１３を回動させるために第１モータ１５が制御されているときよりも、第２ロック機構２８のみで操舵軸リンク１３が固定され、第１モータ１５のトルクの発生が停止されているときの方が、第１操舵軸１７周りの剛性が高い。
【００７５】
なお、第１操舵軸線１０周りの剛性が高いということは、第１操舵軸１７に周方向の外部モーメントが加えられたときの第１操舵軸１７の回転方向の変位が小さいということを意味する。
【００７６】
図５（ｃ）では、回動角度δに対してモーメントＭが直線的に変化する場合が示されている。この場合、モーメントＭの大きさがゼロの近傍でも、操舵軸リンク１３の中立位置からの回動が生じる。この場合、操舵軸リンク１３を中立位置に保持することができないので、第２ロック機構２８としての機能を果たすことはできない。
【００７７】
この場合、第２ロック機構２８は、操舵軸リンク１３を中立位置に向けて付勢する付勢手段としてのみ機能する。操舵軸リンク１３を中立位置に固定するためには、第１ロック機構２７を用いることができる。
【００７８】
図２及び図３に戻り、操舵軸リンク１３には、操舵軸リンク１３に対して前輪支持部１４を第２操舵軸線１１の周りで回動させる第２アクチュエータとしての第２モータ３７と、第２モータ３７の駆動力を第２操舵軸２１に伝達する伝達状態と該伝達を解除する伝達解除状態とに切り替えられるクラッチ機構３８とが設けられる。
【００７９】
第２モータ３７の駆動力は、第２モータ３７の駆動軸に固定された第２ピニオン３９、第２操舵軸２１上に回転自在に支持された第２ギア４０、及びクラッチ機構３８をこの順で経由して第２操舵軸２１に伝達される。第２モータ３７は、自立制御時に、第１モータ１５と協調して駆動させ、より適切な復元力を車体３に付与するために用いられる。
【００８０】
この協調は、第１操舵軸線１０周りの舵角が大きいときに行われるのが好ましい。すなわち、操舵軸リンク１３が中立位置から大きく回動されたときに、さらに前輪支持部１４を同じ方向に回動させることにより、より大きな復元力を得ることができる。
【００８１】
クラッチ機構３８は、第２ギア４０に同一軸線上で固定されたクラッチ板４１と、第２操舵軸２１に同一軸線上で固定されたクラッチ板４２と、第２操舵軸２１に沿って同一軸線上で案内された円筒状の第２鉄心４３と、クラッチ板４２及びクラッチ板４１を引き離す方向（伝達解除方向）に第２鉄心４３を付勢する第３コイルばね４４と、第２鉄心４３を第３コイルばね４４の付勢力に抗して移動させる第３電磁石４５とを備える。
【００８２】
クラッチ機構３８は、自立制御時に伝達状態に切り替えて第２モータ３７による前輪支持部１４の回動を可能とし、自立制御を行わない通常走行時に伝達解除状態に切り替えて前輪支持部１４の回動が第２モータ３７のフリクションにより妨げられるのを回避するために用いられる。
【００８３】
また、操舵部６は、車体３に対する位置が固定された回動軸線の周りで回動自在に設けられたハンドル４６と、ハンドル４６と前輪支持部１４とを連結するハンドル用リンク機構４７（ハンドル用伝達機構）とを備える。ハンドル用リンク機構４７は、ハンドル４６の操作により前輪４の舵角を制御することができるように、ハンドル４６の操作量を前輪支持部１４に伝達する。
【００８４】
ハンドル用リンク機構４７は、ハンドル４６の回動軸線の周りでハンドル４６と一体的に回動する第１レバー４８と、第２操舵軸線１１の周りで回動し、前輪支持部１４に対しトップブリッジ２３を介して回転力を付与する第２レバー４９と、第１レバー４８と第２レバー４９とを接続する第１リンク５０とを備える。ハンドル４６の回動軸線は、第１操舵軸線１０と同一直線上に存在する。第１リンク５０は、操舵軸リンク１３に対して平行である。
【００８５】
第２レバー４９とトップブリッジ２３との間には、第２レバー４９と前輪支持部１４とが第２操舵軸線１１周りで成す角度を調整するための第３モータ５１が介在する。第３モータ５１には、その駆動力を減速させる減速機及び駆動軸を固定するブレーキが付随する。
【００８６】
第３モータ５１は、自立制御時に、ハンドル角に対して所定のハンドルオフセット角が加算されるように制御される。なお、「ハンドル角」とは、ハンドル４６の中立位置からの回動角度を意味する。ハンドルオフセット角の加算は、例えば、操舵軸リンク１３の中立位置からの回動角度（第１操舵軸線１０周りの操舵角）の変動に対し、ハンドル角の変動が小さくなるように行われる。
【００８７】
図６は、制御部９に入力される信号やデータを生成する操作手段やセンサを示すブロック図である。図６に示すように、二輪車１には、操作スイッチや操作ボタンとして、二輪車１の電源を投入するための電源スイッチ５２、二輪車１における動作モードを選択するためのバランスボタン５３及びバランス解除ボタン５４、二輪車１の原動機を始動させるための駆動ボタン５５等が設けられる。
【００８８】
また、二輪車１には、各種検出器として、アクセル操作量を検出するアクセル操作量検出器５６、ブレーキの操作を検出するブレーキ操作検出器５７、第１操舵軸１７の操舵角を検出する第１操舵角検出器（ロータリエンコーダ）５８、第２操舵軸２１の操舵角を検出する第２操舵角検出器（ロータリエンコーダ）５９、ハンドルオフセット角を検出するハンドルオフセット角検出器６０が設けられる。
【００８９】
また、二輪車１には、各種センサとして、前輪４の回転速度を検出する前輪回転速度センサ６１、後輪５の回転速度を検出する後輪回転速度センサ６２、車体３の３軸回りの角度や角速度の検出が可能な３Ｄ角速度センサ６３、車体３の３軸方向の加速度の検出が可能な３Ｄ加速度センサ６４等が設けられる。
【００９０】
上述の姿勢検出器７は、例えば３Ｄ角速度センサ６３と３Ｄ加速度センサ６４とで構成される。この場合、制御部９は、３Ｄ角速度センサ６３や３Ｄ加速度センサ６４の出力に基づいて演算処理を行うことで、車体３の鉛直方向に対するロール方向の傾斜角を計測する。その計測手法としては、例えば特許４１８１１１３号にて本願出願人が提案した手法を採用することができる。
【００９１】
制御部９は、ＣＰＵ、ＲＡＭ、ＲＯＭ、インターフェース回路等で構成されており、上記の操作スイッチや操作ボタン、検出器、センサ等からの入力情報に基づいて第１モータ１５、第２モータ３７及び第３モータ５１を制御する。
【００９２】
図７は、二輪車１の動作モードの遷移を示す図である。二輪車１がスタンドで支持されて立っているとき、第１操舵軸１７は、第２ロック機構２８により中立位置に固定され又は位置が不定の状態にあり、第２操舵軸２１は、自由に回転し得る状態にある。また、上述のハンドルオフセット角はゼロに固定された状態又は不定の状態である。
【００９３】
この状態において、二輪車１のハンドル４６が運転者の手で支えられ、二輪車１を支持しているスタンドが上げられると、二輪車１の電源を投入することが可能となる。この状態において、図７（ａ）に示すように、電源スイッチ５２の操作により電源が投入されると（電源ＯＮ）、制御部９は、初期化モードＭ１に移行し、必要な初期化処理を行う。
【００９４】
このとき、電源スイッチ５２の操作がバランスボタン５３を押しながら行われた場合には、バランス駆動フリーモードＭ２に移行し、第１モータ１５、第２モータ３７及び第３モータ５１の駆動による自立制御が開始される。このとき、前輪４及び後輪５は、自由に回転し得る状態にある。
【００９５】
自立制御においては、第２ロック機構２８による第１操舵軸１７の固定が解除され、クラッチ機構３８は伝達状態に切り替えられる。そして、制御部９は、第１操舵角検出器５８、第２操舵角検出器５９、ハンドルオフセット角検出器６０、前輪回転速度センサ６１、後輪回転速度センサ６２、３Ｄ角速度センサ６３、３Ｄ加速度センサ６４等の出力に基づいて、車体３の姿勢を安定させるべく、第１モータ１５、第２モータ３７及び第３モータ５１を駆動させて自立制御を行う。
【００９６】
この自立制御では、第１モータ１５で操舵軸リンク１３を回動させることによりトレール長ｔ１が負の値を有する第１操舵軸線１０の周りで前輪４の操舵が行われる。また、上述のように、操舵軸リンク１３の回動角に応じて、第２モータ３７により前輪支持部１４が回動される。また、第３モータ５１により、ハンドル角に対してハンドルオフセット角を加算する制御が行われる。これにより、車体３の姿勢が安定した状態に維持される。
【００９７】
バランス駆動フリーモードＭ２において、運転者が二輪車１に跨り、駆動ボタン５５が押されると、原動機による前輪４又は後輪５の駆動を行うことが可能な状態となり、バランス駆動モードＭ３に移行する。バランス駆動モードＭ３では、第１モータ１５、第２モータ３７及び第３モータ５１を駆動させることにより、自立制御が継続される。
【００９８】
バランス駆動モードＭ３において、運転者により、その両足が地面から離され、二輪車のブレーキレバーが緩められ、アクセルが操作されると、原動機の駆動力により、二輪車１の走行が開始される。また、そのブレーキレバー及びアクセルの操作がなされたことが、ブレーキ操作検出器５７及びアクセル操作量検出器５６により検出される。
【００９９】
制御部９は、この検出に加え、二輪車１の速度が所定の速度以上となったことを検出した場合には、第１操舵軸１７を第２ロック機構２８により中立位置に固定し、第１モータ１５の制御を停止する。さらに、第１ロック機構２７によっても第１操舵軸１７が固定され、第１操舵軸１７の回転が確実に阻止される。また、クラッチ機構３８を伝達解除状態に切り替えて、第２モータ３７の制御を停止する。また、ハンドルオフセット角がゼロに固定され、第３モータ５１の制御が停止される。したがって、運転者は、二輪車１を良好なセルフステアの下で走行させることができる。
【０１００】
この状態で、二輪車１の速度が所定の速度未満になった場合には、第２ロック機構２８による第１操舵軸１７の固定と第１ロック機構２７による第１操舵軸１７の固定とが解除され、かつクラッチ機構３８が伝達状態に切り替えられて、再び第１モータ１５及び第２モータ３７の制御を加えた上述の自立制御が開始される。また、ハンドルオフセット角の固定が解除され、第３モータ５１によるハンドルオフセット角の制御が再び開始される。
【０１０１】
一方、上述の電源スイッチ５２の操作時にバランスボタン５３が押されなかった場合には、初期化モードＭ１を経て、バランスレス駆動フリーモードＭ４に移行する。
【０１０２】
バランスレス駆動フリーモードＭ４では、第１操舵軸１７を第２ロック機構２８により中立位置に固定し、第１モータ１５の制御を停止する。さらに、第１ロック機構２７によっても第１操舵軸１７が固定され、第１操舵軸１７の回転が確実に阻止される。また、クラッチ機構３８を伝達解除状態に切り替えて、第２モータ３７の制御を停止する。また、ハンドルオフセット角がゼロに固定され、第３モータ５１の制御が停止される。前輪４及び後輪５は、自由に回転し得る状態にある。
【０１０３】
バランスレス駆動フリーモードＭ４において、運転者が二輪車１に跨り、駆動ボタン５５が押されると、前輪４及び後輪５の駆動が開始され、バランスレス駆動モードＭ５に移行する。バランスレス駆動モードＭ５では、運転者は、上述のバランス駆動モードＭ３における二輪車１の速度が所定の速度以上の場合と同様に、二輪車１を良好なセルフステアの下で走行させることができる。
【０１０４】
他方、バランスレス駆動フリーモードＭ４においてバランスボタン５３が押された場合には、バランス駆動フリーモードＭ２に移行する。バランス駆動フリーモードＭ２においてバランス解除ボタン５４が押された場合には、バランスレス駆動フリーモードＭ４に移行する。
【０１０５】
また、バランスレス駆動モードＭ５においてバランスボタン５３が押された場合には、バランス駆動モードＭ３に移行する。バランス駆動モードＭ３においてバランス解除ボタン５４が押された場合には、バランスレス駆動モードＭ５に移行する。
【０１０６】
したがって、例えば、バランス駆動モードＭ３で走行したい場合には、バランスボタンを押さずに電源スイッチ５２を操作することにより、初期化モードＭ１を経てバランスレス駆動フリーモードＭ４へ移行し、さらにバランスレス駆動モードＭ５へ移行してからバランスボタン５３を押すようにしてもよい。
【０１０７】
なお、図７（ｂ）に示すように、全モードＭ１〜Ｍ５において、異常状態が検出された場合には、制御部９は直ちに所定の異常モードＭ６に移行する。したがって、異常状態が検出されない場合に限り、バランス解除ボタン５４又はバランスボタン５３の押下が有効に機能する。また、バランス解除ボタン５４の押下は、バランスボタン５３の押下よりも優先的に機能する。
【０１０８】
したがって、例えば、バランスレス駆動モードＭ５においてバランスボタン５３が押された場合でも、異常状態が存在する場合には、バランス駆動モードＭ３への移行は行われない。
【０１０９】
なお、異常状態とは、制御部９による正常な制御動作が継続不能である状態を意味する。具体的には、３Ｄ角速度センサ６３等のセンサ、第１モータ１５等のアクチュエータ、クラッチ機構３８等の機構、その他制御系や電装系等の故障を検出した場合や、車体３の傾斜角が過大であると判定された場合や、第１モータ１５等のアクチュエータの動作角が許容範囲を越えて所定時間以上経過した場合などが該当する。
【０１１０】
異常モードＭ６では、第１ロック機構２７により第１操舵軸１７が固定され、第１モータ１５の制御を停止する。また、クラッチ機構３８を伝達解除状態に切り替えて、第２モータ３７の制御を停止する。また、ハンドルオフセット角が固定され、第３モータ５１の制御が停止される。したがって、第１操舵軸１７は中立位置であるとは限らない。また、ハンドルオフセット角はゼロであるとは限らない。前輪４の駆動は停止され自由に回転し得る状態になる。後輪５は、それまで駆動されていた場合には、引き続き駆動される。
【０１１１】
本実施形態によれば、第１操舵軸線１０に係るキャスタ角θが正又は０であり、第２操舵軸線１１に係るトレール長ｔ２が正であり、かつ第２操舵軸線１１と接地面１２との交点が第１操舵軸線１０と接地面１２との交点より前方に位置する。そして、車速が所定値よりも小さい場合には、トレール長ｔ１が負である第１操舵軸１７の周りで操舵軸リンク１３を回動させて自立制御を行うようにしたので、効果的に自立制御を行うことができる。
【０１１２】
また、車速が所定値よりも大きい場合には、トレール長ｔ１が負である第１操舵軸１７を中立位置に固定し、第２操舵軸２１に係る大きいトレール長ｔ２で前輪４を牽引させることにより、良好なセルフステアの効果を得ながら二輪車１を走行させることができる。すなわち、自立制御時及びこれ以外の通常走行時において、それぞれに適したトレール長で操舵を行うことができる。
【０１１３】
また、操舵軸リンク１３に対して前輪支持部１４を第２操舵軸線１１の周りで回動させる第２モータ３７を備えるので、第１モータ１５と協調させて第２モータ３７を制御することによって、より効果的な自立制御を行うことができる。
【０１１４】
また、自立制御を行わない通常走行時には、第２操舵軸２１と第２モータ３７との間の動力伝達を解除するようにしたので、第２モータ３７によって前輪支持部１４の回動が妨げられるのを回避することができる。したがって、通常走行時に良好な操縦感が得られるとともに、セルフステアを支障なく働かせることができる。なお、第２モータ３７内の摩擦が第２操舵軸２１の回転に与える影響が十分に小さい場合には、クラッチ機構３８を省略し、第２ギア４０を第２操舵軸２１に固定してもよい。
【０１１５】
また、車体３に対して操舵軸リンク１３の位置を固定する第１ロック機構２７を備えるので、自立制御を行わない通常走行時に、第２ロック機構２８で中立位置に固定された操舵軸リンク１３を、車体３に対してより確実に固定することができる。また、その際、第１モータ１５のトルクで、第１ピニオン２５及び第１ギア２６を介して操舵軸リンク１３を固定する場合に比べて、がたつきを生じさせることなく、確実に操舵軸リンク１３を固定することができる。また、異常時には、第１ロック機構２７により、操舵軸リンク１３を異常発生直前の角度で固定することができる。
【０１１６】
また、中立位置への操舵軸リンク１３の固定を第２ロック機構２８で行うようにしたので、この固定を、第１モータ１５のトルクによらずに行うことができる。この場合、第２ロック機構２８による固定を解除した状態で第１モータ１５を制御しているときよりも、第２ロック機構２８により操舵軸リンク１３を固定して第１モータ１５のトルクの発生を停止したときの方が、第１操舵軸１７周りの剛性が高いので、第２ロック機構２８により、操舵軸リンク１３をがたつきなく確実に車体３に固定することができる。
【０１１７】
また、第１操舵軸１７と第２操舵軸２１とが平行であるため、操舵軸リンク１３が第１操舵軸１７の周りで回動された場合に第２操舵軸２１の向きが変化するのを回避することができる。また、同じ理由から、第１操舵軸１７と第２操舵軸２１とを連結する操舵軸リンク１３や、ハンドル４６と前輪支持部１４とを連結するハンドル用リンク機構４７を容易に構成することができる。
【０１１８】
また、ハンドル用リンク機構４７を、上述の第１レバー４８と、第２レバー４９と、第１リンク５０とで構成したので、ハンドル４６の回動軸線と第１操舵軸線１０とを一致させながら、容易にハンドル用リンク機構４７を構成することができる。
【０１１９】
図８は、操舵部の別の例を示す平面図である。図９は、図８のIX−IX線に沿った部分断面図である。図８では、この操舵部６５について、操舵軸リンク１３が左方に回動された状態が示されている。図９では、二輪車１が基準姿勢状態にあるときの操舵部６５の状態が示されている。
【０１２０】
操舵部６５においては、ハンドル４６の回動軸６６は、車体３により筐体１６及びハンドル支持部６７を介して回動自在に支持される。ハンドル４６の回動軸６６は、二輪車１が基準姿勢状態にあるとき、第２操舵軸２１と同一直線上に位置するが、この位置から前後方向にずれた位置にあってもよい。なお、ハンドル４６の回動軸６６は、操舵軸リンク１３により回動自在に支持されるようにしてもよい。
【０１２１】
操舵部６５のハンドル用リンク機構６８は、ハンドル４６と一体的に回動する第３レバー６９と、車体３により筐体１６及び操舵軸リンク１３を介して中間部７０ａが回動自在に支持された第４レバー７０と、第２操舵軸２１の周りで前輪支持部１４と一体的に回動する第５レバー７１と、第３レバー６９と第４レバー７０の一端側とを接続する第３リンク７２と、第４レバー７０の他端側と第５レバー７１とを接続する第４リンク７３とを備える。
【０１２２】
第４レバー７０の回動軸は、操舵軸リンク１３により、第１操舵軸１７と同一直線上で、回動自在に支持される。図２及び図３のハンドル用リンク機構４７におけるハンドルオフセット角を付加する第３モータ５１のようなアクチュエータは設けられていないが、設けてもよい。第４レバー７０は、操舵軸リンク１３により中間部７０ａが回動自在に支持されるようにしてもよい。他の点については、図２及び図３の操舵部６の場合と同様である。
【０１２３】
操舵部６５のハンドル用リンク機構６８によれば、ハンドル４６の回動軸線を第２操舵軸線１１の近傍に位置させながら、車体３に対して第１操舵軸線１０の回りに回動される前輪支持部１４上の前輪４を、ハンドル４６により操舵することができる。
【０１２４】
また、図８のように、第３レバー６９と第４レバー７０とが平行で、かつ第５レバー７１と第４レバー７０とが平行となるように、ハンドル用リンク機構６８を構成することにより、ハンドル４６のハンドル角と前輪４の操舵角とを一致させることができる。
【０１２５】
図１０は、操舵部のさらに別の例を示す平面図である。図１１は、図１０のXI−XI線に沿った部分断面図である。図１０では、この操舵部７４について、操舵軸リンク１３が左方に回動された状態が示されている。図１１では、二輪車１が基準姿勢状態にあるときの操舵部７４の状態が示されている。
【０１２６】
操舵部７４のハンドル用リンク機構７５では、第４レバー７０の中間部７０ａを支持する回動軸が、第１操舵軸１７の右方に所定距離離れた位置において、第１操舵軸線１０と平行となるように支持される。この支持は、車体３により、筐体１６、ハンドル支持部６７及びレバー支持部７６を介して行われる。これらの点を除き、操舵部７４は、図９の操舵部６５と同様の構成を備える。なお、第４レバー７０の回動軸（中間部７０ａ）の支持は、操舵軸リンク１３により行われるようにしてもよい。
【０１２７】
操舵部７４によれば、第１操舵軸１７から第４レバー７０の回動軸（中間部７０ａ）までの距離を選択することにより、第１操舵軸線１０の周りの操舵軸リンク１３の回動角の変動量に対するハンドル４６のハンドル角の変動量の比を設定することができる。具体的には、図１０の操舵部７４の場合、操舵軸リンク１３の回動角の変動量に対するハンドル角の変動量は１／２となる。
【０１２８】
なお、本発明は、上述の実施形態に限定されない。例えば、第２モータ３７に代えて、操舵軸リンク１３に対して前輪支持部１４が第２操舵軸線１１周りに回動するのを抑制する制動力を発生する制動力発生部７７（図３参照）を設けてもよい。制動力発生部７７としては、例えば、磁性流体の粘性によるダンパー効果を利用したものを用いることができる。
【０１２９】
これによれば、操舵軸リンク１３を第１操舵軸１７の周りに回動させるときに、前輪支持部１４の第２操舵軸２１周りの回動を、制動力発生部７７で第２ピニオン３９及び第２ギア４０を介して制動することによって、前輪支持部１４が操舵軸リンク１３と逆方向に回動するのを抑制することができる。これにより、操舵軸リンク１３の回動によって車体３に付与される復元力が、前輪支持部１４の回動により低下するのを抑制することができる。
【０１３０】
また、クラッチ機構３８及び第２モータ３７等に代えて、前輪支持部１４が操舵軸リンク１３に固定されたロック状態と該ロック状態が解除されたロック解除状態とを切り替える第３ロック機構を設けてもよい。第３ロック機構は、例えば、第１ロック機構２７と同様に構成することができる。
【０１３１】
すなわち、図１２に示すように、第３ロック機構７８は、第２操舵軸２１に対して垂直に固定されたブレーキディスク７９と、ブレーキディスク７９に係合する係合位置と該係合が解除された係合解除位置との間で移動し得るように支持されたブレーキパッド８０と、ブレーキパッド８０を該係合解除位置に向けて付勢する第４コイルばね８１と、第４コイルばね８１の付勢力に抗してブレーキパッド８０を係合位置に引き戻すための第４電磁石８２とで構成することができる。
【０１３２】
第３ロック機構７８は、第４電磁石８２に通電されていないとき、第４コイルばね８１によりブレーキパッド８０が係合解除位置に位置付けられてロック解除状態となる。また、第３ロック機構７８は、第４電磁石８２に通電されているとき、第４コイルばね８１の付勢力に抗してブレーキパッド８０が係合位置に引き戻されてロック状態となる。
【０１３３】
これによれば、操舵軸リンク１３を第１操舵軸１７の周りに回動させるときに、第３ロック機構７８で前輪支持部１４を操舵軸リンク１３に固定することによって、前輪支持部１４が操舵軸リンク１３と逆方向に回動するのを阻止することができる。これにより、操舵軸リンク１３の回動によって車体３に付与される復元力が、前輪支持部１４の回動により低下するのを防止することができる。
【０１３４】
また、第２ロック機構２８に代えて、操舵軸リンク１３を中立位置に向けて付勢する付勢手段としてのコイルばね、回転ばね、板ばね等を用いてもよい。また、第２ロック機構２８に代えて、第１操舵軸１７に円盤を固定し、該円盤の円周の一箇所に切欠き又は溝を設け、そこに筐体１６で支持されたばね等で付勢されたピンが嵌まることにより操舵軸リンク１３を中立位置に位置決めするような機構を用いてもよい。
【０１３５】
また、第１ピニオン２５や、第１ギア２６、第２ピニオン３９、第２ギア４０に代えて、ベルトとプーリ、リンク機構、カム機構等を用いたトルク伝達機構や減速機構を用いてもよい。
【０１３６】
また、第１操舵軸１７又は第２操舵軸２１には、異常な角度にまで回転するのを阻止する手段を設けてもよい。また、ハンドル４６は、ハンドル用リンク機構４７を介することなく、トップブリッジ２３に直接固定してもよい。
【０１３７】
また、第３レバー６９と第４レバー７０とを接続する第３リンク７２と、第４レバー７０と第５レバー７１とを接続する第４リンク７３とは、互いに左右反対側に位置させる代わりに、左右同一側に位置させてもよい。
【０１３８】
また、ハンドル用リンク機構４７、６８、７５の代わりに、ハンドル用伝達機構として、ギア、ベルトとプーリ等の伝達機構を用いてもよい。
【０１３９】
また、アクチュエータとしては、電動モータの代わりに油圧アクチュエータ等を用いてもよい。
【符号の説明】
【０１４０】
１…二輪車（移動体）、２…搭乗部、３…車体、４…前輪、５…後輪、６…操舵部、１０…第１操舵軸線、１１…第２操舵軸線、１３…操舵軸リンク、１４…前輪支持部、１５…第１モータ（第１アクチュエータ）、７…姿勢検出器、９…制御部、１２…接地面、３７…第２モータ（第２アクチュエータ）、７７…制動力発生部、３８…クラッチ機構、２７…第１ロック機構、２８…第２ロック機構（付勢手段）、４６…ハンドル、４７、６８、７５…ハンドル用リンク機構、４８…第１レバー、４９…第２レバー、６９…第３レバー、７０…第４レバー、７１…第５レバー、７２…第３リンク、７３…第４リンク、５０…第１リンク、７８…第３ロック機構。
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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【図８】
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【図９】
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【図１０】
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【図１１】
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【図１２】
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