(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
操舵部が傾倒されることによって、リーン角が変更されたとき、平行リンク機構に反力をかける第１流体バネ及び第２流体バネと、
前記第１流体バネと前記第２流体バネとに接続され、前記第１流体バネと前記第２流体バネとの間にバネ用流体を流通させる流路と、
前記流路に設けられ、且つ、前記流路を遮断させる、又は、開通させる弁と、
を備える倒立二輪車において、
前記流路を開通させるステップと、
前記流路を開通させた状態で、前記操舵部を操作して、リーン角を所定の角度に到達するまで増大させるステップと、
前記リーン角を前記所定の角度に到達するまで増大させた状態で、前記流路を閉鎖するステップと、を含む、
倒立二輪車における平行リンク機構のバネ定数調整方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は倒立二輪車における平行リンク機構のバネ定数調整方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
特許文献１には、平行リンク機構を介して、左方向又は右方向に重心移動してステップを傾倒させる等の動作によって、走行操作させる倒立二輪車が開示されている。この平行リンク機構の内側には、２つの流体バネが取り付けられている。この２つの流体バネは、平行リンク機構における右側リンク又は左側リンクが平行リンク機構中央側へ回動するときに、このリンクの回動に反力を与えるように、取り付けられている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】特開２０１４−１８４９０４号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
この与える反力が左右それぞれの方向において異なることが要求されることがある。このような要求に応えるには、平行リンク機構における２つのバネがそれぞれバネ定数を有するよう調整する方法が有る。しかし、この方法では、２つのバネがそれぞれ適切なバネ定数となるように、圧力調整装置を一方のバネ及び他方のバネに取り付け及び取り外すことを繰り返すことがあった。
【０００５】
本発明に係る倒立二輪車における平行リンク機構のバネ定数調整法は、容易にバネ定数を調整する。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
本発明に係る倒立二輪車における平行リンク機構のバネ定数調整方法によれば、
操舵部が傾倒されることによって、リーン角が変更されたとき、平行リンク機構に反力をかける第１流体バネ及び第２流体バネと、
前記第１流体バネと前記第２流体バネとに接続され、前記第１流体バネと前記第２流体バネとの間にバネ用流体を流通させる流路と、
前記流路に設けられ、且つ、前記流路を遮断させる、又は、開通させる弁と、
を備える倒立二輪車において、
前記流路を開通させるステップと、
前記流路を開通させた状態で、前記操舵部を操作して、リーン角を所定の角度に到達するまで増大させるステップと、
前記リーン角を前記所定の角度に到達するまで増大させた状態で、前記流路を閉鎖するステップと、を含む。
このような構成によれば、操舵部の傾倒度合いに応じて、第１流体バネ及び第２流体バネのバネ定数をそれぞれ容易に調整することができる。したがって、圧力調整装置の第１流体バネ及び第２流体バネへの取り付け及び取り外しを繰り返す必要が無いので、容易にバネ定数を調整することができる。
【発明の効果】
【０００７】
本発明に係る倒立二輪車における平行リンク機構のバネ定数調整方法は、容易に調整することができる。
【図面の簡単な説明】
【０００８】
【図１】実施の形態１に係る倒立二輪車における平行リンク機構のバネ定数調整方法を示すフローチャートである。
【図２】平行リンク機構を示す模式図である。
【図３】平行リンク機構を示す概略図である。
【図４】平行リンク機構の要部を示す概略図である。
【図５】平行リンク機構の要部の動作を示す概略図である。
【図６】倒立二輪車の一例を示す概略図である。
【図７】実施の形態２に係る倒立二輪車における平行リンク機構のバネ定数調整方法を示すフローチャートである。
【図８】実施の形態２に係る倒立二輪車における平行リンク機構のバネ定数調整方法の一実施例の各ステップにおける流体バネの状態を示す表である。
【発明を実施するための形態】
【０００９】
実施の形態１
図１〜図５を参照して、実施の形態１に係る倒立二輪車における平行リンク機構のバネ定数調整方法について説明する。図１は、実施の形態１に係る倒立二輪車における平行リンク機構のバネ定数調整方法を示すフローチャートである。図２は、平行リンク機構を示す模式図である。図３は、平行リンク機構を示す概略図である。図４は、平行リンク機構の要部を示す概略図である。図５は、平行リンク機構の要部の動作を示す概略図である。
【００１０】
（平行リンク機構の構成）
実施の形態１に係る倒立二輪車における平行リンク機構のバネ定数調整方法は、図２に示す平行リンク機構１０について適用することができる。
【００１１】
平行リンク機構１０は、平行リンク１と、流体バネ２１、２２と、ステッププレート５１、５２とを備える。平行リンク１は、右側リンク１ａと、左側リンク１ｂと、上側リンク１ｃと、下側リンク１ｄを含む。平行リンク機構１０は、倒立二輪車（図示略）に搭載される。
【００１２】
右側リンク１ａの一端部と下側リンク１ｄの一端部とは、互いに回動可能に接続されている。右側リンク１ａと下側リンク１ｄとが接続する接続点を、ジョイント１ａｄとする。右側リンク１ａの他端部は、ステッププレート５１を支持しており、ステッププレート５１は、上側リンク１ｃの中央に向かって延びる板体であり、操作者Ｕ１の足を支持できるような機械的強度及び面積を有する。上側リンク１ｃの一端部は、右側リンク１ａの他端部とジョイント１ａｄとの間に、互いに回動可能に接続されている。右側リンク１ａと上側リンク１ｃとが接続する接続点を、ジョイント１ａｃとする。
【００１３】
左側リンク１ｂの一端部と下側リンク１ｄの他端部とは、互いに回動可能に接続されている。左側リンク１ｂと下側リンク１ｄとが接続する接続点を、ジョイント１ｂｄとする。左側リンク１ｂの他端部は、ステッププレート５２を支持しており、ステッププレート５２は、上側リンク１ｃの中央に向かって延びる板体であり、操作者Ｕ１の足を支持できるような機械的強度及び面積を有する。上側リンク１ｃの他端部は、左側リンク１ｂの他端部とジョイント１ｂｄとの間に、互いに回動可能に接続されている。左側リンク１ｂと上側リンク１ｃとが接続する接続点を、ジョイント１ｂｃとする。
【００１４】
上記したように、右側リンク１ａと、上側リンク１ｃと、左側リンク１ｂと、下側リンク１ｄとは、ジョイント１ａｃと、ジョイント１ｂｃと、ジョイント１ｂｄと、ジョイント１ａｄとにおいて、回動可能に接続されている。そのため、右側リンク１ａと、左側リンク１ｂと、上側リンク１ｃと、下側リンク１ｄとが、それぞれ回動させても、平行リンク１は、平行四辺形状のまま、変形する。
【００１５】
流体バネ２１、２２とは、平行リンク１の内側に配置されている。具体的には、流体バネ２１、２２とは、下側リンク１ｄの中央部近傍から上側リンク１ｃに向かって延びる流体バネ支持部２３に支持されている。流体バネ２１は、流体バネ支持部２３における右側リンク１ａ側に支持されており、流体バネ２２は、流体バネ支持部２３における左側リンク１ｂ側に支持されている。
【００１６】
管３が、流体バネ２１と流体バネ２２とを接続しており、バネ用流体を流体バネ２１と流体バネ２２との間に、互いに流通させる。バネ用流体は、気体又は液体であり、例えば、空気やシリコーンゴム等である。弁４は、管３において、流体バネ２１から流体バネ２２までの中途に設けられており、遮断させる、又は、開通させる。なお、管３は、流体バネ２１と流体バネ２２とを接続しており、バネ用流体を流体バネ２１と流体バネ２２との間に、互いに流通させることのできる流路であればよい。
【００１７】
より具体的な構成を説明する。図３に示すように、平行リンク機構１０は、右荷重受部６１と、左荷重受部６２と、をさらに有してもよい。右荷重受部６１は、右側リンク１ａの中央近傍において、流体バネ２１側に突き出るように、設けられている。左荷重受部６２は、左側リンク１ｂの中央近傍において、流体バネ２２側に突き出るように、設けられている。
【００１８】
図３及び図４に示すように、流体バネ２１は、シリンダ２１ａと、ストッパ２１ｂと、ピストンロッド２１ｃとを含む。流体バネ支持部２３は、右側流体バネ支持部２３ａと、左側流体バネ支持部２３ｂとを含む。
【００１９】
右側流体バネ支持部２３ａは、ピストンロッド２１ｃが右側リンク１ａ側に突き出るように、ピストンロッド２１ｃの一端を支持する。ピストンロッド２１ｃは、その他端においてストッパ２１ｂを支持する。ストッパ２１ｂは、バネ用流体を漏らさず、かつ、シリンダ２１ａに摺動可能に嵌め込まれている。シリンダ２１ａの一端は、ピストンロッド２１ｃが挿し通されており、ストッパ２１ｂをシリンダ２１ａの内側に閉じ込めるよう閉塞している。そのため、シリンダ２１ａは、ピストンロッド２１ｃに沿って、ストッパ２１ｂがシリンダ２１ａの一端に接触するまで、右側リンク１ａ側に移動することができる。右側流体バネ支持部２３ａからシリンダ２１ａの他端までの長さは、シリンダ２１ａの移動によって、変動する。ストッパ２１ｂがシリンダ２１ａの一端に接触したときにおける、右側流体バネ支持部２３ａからシリンダ２１ａの他端までの長さは、自然長Ｌとする。
【００２０】
シリンダ２１ａの他端は、管３が接続されており、シリンダ２１ａは、管３を介して、バネ用流体を供給され、又は、排出する。シリンダ２１ａの位置に応じて、シリンダ２１ａにおけるバネ用流体の量が決まる。シリンダ２１ａは、ポンプなどの圧力調整装置に接続することができるような接続口（図示略）を有してもよい。
【００２１】
同様に、流体バネ２２は、流体バネ２１と同様の構成を有し、流体バネ２１と左右逆向きに配置されている。流体バネ２２は、シリンダ２２ａと、ストッパ２２ｂと、ピストンロッド２２ｃとを含む。
【００２２】
左側流体バネ支持部２３ｂは、ピストンロッド２２ｃが左側リンク１ｂ側に突き出るように、ピストンロッド２２ｃの一端を支持する。ピストンロッド２２ｃは、その他端においてストッパ２２ｂを支持する。ストッパ２２ｂは、バネ用流体を漏らさず、かつ、シリンダ２２ａに摺動可能に嵌め込まれている。シリンダ２２ａの一端は、ピストンロッド２２ｃが挿し通されており、ストッパ２２ｂをシリンダ２２ａの内側に閉じ込めるよう閉塞している。そのため、シリンダ２２ａは、ピストンロッド２２ｃに沿って、ストッパ２２ｂがシリンダ２２ａの一端に接触するまで、左側リンク１ｂ側に移動することができる。左側流体バネ支持部２３ｂからシリンダ２２ａの他端までの長さは、シリンダ２２ａの移動によって、変動する。ストッパ２２ｂがシリンダ２２ａの一端に接触したときにおける、左側流体バネ支持部２３ｂからシリンダ２２ａの他端までの長さは、自然長Ｌとする。
【００２３】
シリンダ２２ａの他端は、管３が接続されており、シリンダ２２ａは、管３を介して、バネ用流体を供給し、又は、排出する。シリンダ２２ａの位置に応じて、シリンダ２２ａにおけるバネ用流体の量が決まる。シリンダ２２ａは、ポンプなどの圧力調整装置に接続することができるような接続口（図示略）を有してもよい。
【００２４】
（平行リンク機構のバネ定数調整方法）
次に、平行リンク機構のバネ定数調整方法について説明する。
まず、弁４を開放する（弁開放ステップＳＴ１）。管３が開通し、バネ用流体が流体バネ２１と流体バネ２２との間を自由に流通することができる。
【００２５】
続いて、圧力調整装置を用いて、流体バネ２１、２２内におけるバネ用流体の圧力を変更し、流体バネ２１、２２のバネ定数を所定の値に調節する（バネ定数調節ステップＳＴ２）。圧力調整装置を流体バネ２１及び流体バネ２２の少なくとも一つに接続し、バネ用流体を供給することによって、流体バネ２１、２２内における圧力を調節することができる。なお、適宜、バネ定数調節ステップＳＴ２を省略してもよい。
【００２６】
続いて、左右方向のうち、操作者が負荷の減少を望む方向に、ステッププレート５１、５２を傾倒させるとによって、リーン角を所定の値に到達するまで増大させる（リーン角増大ステップＳＴ３）。
ここで、リーン角とは、平行リンク機構１０を搭載する倒立二輪車の路面の法線と、ステッププレート５１、５２との法線とが交差してなる角の角度である。なお、リーン角増大ステップＳ３を開始する前において、ステッププレート５１、５２は、中立状態、すなわち、リーン角が実質的に０（ゼロ）である。
ここで、操作者が右方向の負荷の減少を望む場合、図５に示すように、ステッププレート５１、５２（図２参照）を右側に傾けると、これに伴って、右側リンク１ａ、左側リンク１ｂが右側に傾斜し、左荷重受部６２が突き出て、シリンダ２２ａを押す。その結果、バネ用流体がシリンダ２２ａから排出され、シリンダ２２ａが平行リンク機構１０の中央側に移動する。左側流体バネ支持部２３ｂからシリンダ２２ａの他端までの長さは、自然長ＬからＬ１に縮まる。
【００２７】
ここで、温度が一定であることが好ましい。温度が一定である場合、ボイルシャルルの法則が成り立ち、体積と圧力との積が一定となり、シリンダ２２ａに含まれるバネ用流体の体積が減少するものの、シリンダ２２ａ内における圧力が増大する。シリンダ２２ａは、左荷重受部６２に反力を与える。
一方、シリンダ２１ａに含まれるバネ用流体の体積は一定のまま、シリンダ２１ａ内における圧力が増大する。流体バネ２１内における圧力は、操作者が希望する２つのバネ定数のうち、高い方の値に相当する値であるとよい。
【００２８】
なお、リーン角の所定値が大きいほど、シリンダ２２ａに含まれるバネ用流体の体積が小さくなり、シリンダ２１ａ、２２ａ内における圧力が増大する。リーン角の所定値が大きいほど、リーン角零化ステップＳＴ５（後述）の後において、流体バネ２２のバネ定数と流体バネ２１のバネ定数との差が大きくなる傾向にある。
【００２９】
続いて、弁４を閉鎖する（弁閉鎖ステップＳＴ４）。バネ用流体が流体バネ２１と流体バネ２２との間を自由に流通することができなくなる。
【００３０】
最後に、ステッププレート５１、５２を中立状態に戻し、リーン角を実質的に０（ゼロ）にする（リーン角零化ステップＳＴ５）。シリンダ２２ａが自然長Ｌになるまで、左側流体バネ支持部２３ｂ側に移動する。ボイルシャルルの法則が成り立ち、体積と圧力との積が一定となり、シリンダ２２ａに含まれるバネ用流体の体積が増大するものの、シリンダ２２ａ内における圧力が減少する。シリンダ２２ａ内における圧力が減じ、操作者が望む右方向において、流体バネ２２のバネ定数を低下させることができる。
一方、シリンダ２１ａに含まれるバネ用流体の体積は一定のままであり、シリンダ２１ａ内における圧力も一定のままである。したがって、流体バネ２２のバネ定数は、流体バネ２１のバネ定数と比較して、高い。流体バネ２２内における圧力は、操作者が希望する２つのバネ定数のうち、低い方の値に相当する値である。
【００３１】
したがって、実施の形態１にかかる倒立二輪車における平行リンク機構のバネ定数調整方法によれば、ステッププレート５１、５２の傾倒度合いに応じて、流体バネ２１、流体バネ２２のバネ定数をそれぞれ容易に調整することができる。したがって、圧力調整装置の流体バネへの取り付け及び取り外しを繰り返す必要が無いので、容易にバネ定数を調整することができる。
【００３２】
実施の形態２
次に、図６〜図８を参照して、実施の形態２に係る倒立二輪車における平行リンク機構のバネ定数調整方法について説明する。図６は、倒立二輪車の一例を示す概略図である。図７は、実施の形態２に係る倒立二輪車における平行リンク機構のバネ定数調整方法を示すフローチャートである。図８は、実施の形態２に係る倒立二輪車における平行リンク機構のバネ定数調整方法の一実施例の各ステップにおける流体バネの状態を示す表である。
【００３３】
（倒立二輪車の構成）
実施の形態１に係る倒立二輪車における平行リンク機構のバネ定数調整方法は、図６に示す倒立二輪車１００について適用することができる。
【００３４】
倒立二輪車１００は、平行リンク機構１０と、右側車輪７１と、左側車輪７２と、ハンドル８とを含む。
【００３５】
右側車輪７１は、平行リンク機構１０の右側に配置され、左側車輪７２は、平行リンク機構１０の左側に配置される。右側車輪７１と、左側車輪７２とは、駆動源（図示略）によって駆動力を供給されて、回転する。
【００３６】
ハンドル８の一端は、下側リンク１ｄの中央近傍に、回動可能に接続されている。ハンドル８と下側リンク１ｄとが接続する接続点を、ジョイント８１ｄとする。ハンドル８の他端は、操作者が把持することのできる把持部８ａを支持している。ハンドル８の一端とその他端との間に、上側リンク１ｃの中央部が回動可能に接続されている。ハンドル８と上側リンク１ｃとが接続する接続点を、ジョイント８１ｃとする。
【００３７】
倒立二輪車１００は、操作者Ｕ１が、足でステッププレート５１、５２を踏みつつ、手で把持部８ａを把持した状態で、ステッププレート５１、５２及びハンドル８を左右方向に傾倒させることによって、操作される。
【００３８】
まず、弁開放ステップＳＴ１と同様に、弁４を開放する（弁開放ステップＳＴ２１）。
【００３９】
続いて、バネ定数調節ステップＳＴ２と同様に、圧力調整装置を弁４に接続し（圧力調整装置接続ステップＳＴ２２）、流体バネ２１、２２内におけるバネ用流体の圧力を変更し、流体バネ２１、２２のバネ定数を所定の値に調節する（バネ定数調節ステップＳＴ２３）。
【００４０】
続いて、流体バネ２１、２２のバネ定数の設定値が均等な値であるか否かを確認する（バネ定数確認ステップＳＴ２４）。操作者の左右の筋肉量が異なるときに、流体バネ２１、２２のバネ定数が不均等であるとよい。
【００４１】
流体バネ２１、２２のバネ定数の設定値が均等な値であることを確認した場合（ＹＥＳ：バネ定数確認ステップＳＴ２４）、弁４を閉鎖する（弁閉鎖ステップＳＴ２５）。倒立二輪車１００における平行リンク機構１０のバネ定数の調整は、完了する。
【００４２】
一方、流体バネ２１、２２のバネ定数の設定値が均等な値でなく、不均等であることを確認した場合（ＮＯ：バネ定数確認ステップＳＴ２４）、リーン角増大ステップＳＴ３と同様に、左右方向のうち、負荷の減少を望む方向に、ステッププレート５１、５２及びハンドル８を傾けることによって、リーン角を所定の値に到達するまで増大させる（リーン角増大ステップＳＴ２６）。
【００４３】
続いて、弁閉鎖ステップＳＴ４と同様に、弁４を閉鎖する（弁閉鎖ステップＳＴ２７）。
【００４４】
続いて、流体バネ２１、２２のうち、負荷の減少を望む方向の流体バネのバネ定数が適切か否かを判定する（バネ定数確認ステップＳＴ２８）。具体的には、単に、流体バネ２１、２２の圧力値が不均等であれば、適切であると判定し、そうでなければ否であると判定してもよい。また、操作者Ｕ１が、ステッププレート５１、５２及びハンドル８を操作する操作感に基づいて、良好か否かを直感的に判定してもよい。
【００４５】
流体バネ２１、２２のうち、負荷の減少を望む方向の流体バネのバネ定数が適切と判定した場合（ＹＥＳ：バネ定数確認ステップＳＴ２８）、リーン角零化ステップＳＴ５と同様に、ステッププレート５１、５２を中立状態に戻し、リーン角を実質的に０（ゼロ）にする（リーン角零化ステップＳＴ２９）。倒立二輪車１００における平行リンク機構１０のバネ定数の調整は、完了する。
【００４６】
なお、流体バネ２１、２２のうち、負荷の減少を望む方向の流体バネのバネ定数が適切でないと判定した場合（ＮＯ：バネ定数確認ステップＳＴ２８）、再び弁４を開放し（弁再開放ステップＳＴ３０）、リーン角増大ステップＳＴ２６に戻る。
【００４７】
（一実施例）
次に、実施の形態１にかかる倒立二輪車における平行リンク機構のバネ定数調整方法を用いて、倒立二輪車における平行リンク機構のバネ定数を調整した一実施例について説明する。流体バネ２１、２２における圧力及び体積を計算し、図８に示した。リーン角零化ステップＳＴ２９では、流体バネ２２、２１における圧力の値は、それぞれ５．３３ａｔｍ（＝５４００６２．３Ｐａ）、１０．６７ａｔｍ（＝１０８１１３８Ｐａ）であり、異なる。単位ａｔｍと単位Ｐａの換算は、以下の換算式１を用いて求めた。
１ａｔｍ＝１０１３２５Ｐａ      …（換算式１）
流体バネ２２における圧力の値は、流体バネ２１における圧力の値と比較して低いため、流体バネ２２のバネ定数は、流体バネ２１のそれと比較して低く、操作者がステッププレート等を右方向へ傾倒させるときの、操作者にかかる負荷が小さくなる。
【００４８】
以上、実施の形態１にかかる倒立二輪車における平行リンク機構のバネ定数調整方法によれば、ステッププレート５１、５２の傾倒度合いに応じて、流体バネ２１、流体バネ２２のバネ定数をそれぞれ容易に調整することができる。したがって、圧力調整装置の流体バネへの取り付け及び取り外しを繰り返す必要が無いので、容易にバネ定数を調整することができる。
【００４９】
また、ステップを傾倒させたり、ハンドルを倒したりする等の操作者による操作に基づいて、バネ定数を調整するため、操作者は直感的に調整を行うことができる。
【００５０】
また、２つの流体バネが異なるバネ定数を有するように調整することによって、左右の筋肉量に差異を有する操作者は、効果的なバランストレーニングを行うことができる。
【００５１】
ところで、流体バネ２１、２２の代わりに、金属バネを有するところを除いて、平行リンク機構１０と同じ構成を有する平行リンク機構がある。このような平行リンク機構は、バネ定数を変更するために、異なるバネ定数の値を有する金属バネを複数必要とする。また、金属バネを平行リンク機構に脱着させることと、操作者が乗り降りすることとを必要とする。平行リンク機構１０は、このような平行リンク機構と比較して、容易にバネ定数を調節できる。
【００５２】
なお、本発明は上記実施の形態に限られたものではなく、趣旨を逸脱しない範囲で適宜変更することが可能である。例えば、実施の形態１にかかる倒立二輪車における平行リンク機構１０は、ステッププレート５１、５２を有するが、操作者が左右方向に傾倒させることによって、リーン角を変更させる操舵部を有すればよく、例えば、操作者が、その手で把持可能なハンドル及びステッププレートの少なくとも１つを有してもよい。
【符号の説明】
【００５３】
１００  倒立二輪車
１０  平行リンク機構
３  管                                  ４  弁
８  ハンドル                            ２１、２２  流体バネ
５１、５２  ステッププレート
ＳＴ１、ＳＴ２１  弁開放ステップ
ＳＴ３、ＳＴ２６  リーン角増大ステップ
ＳＴ４、ＳＴ２５、ＳＴ２７  弁閉鎖ステップ
【図１】
0006589625.tif 000002
【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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