(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
陸上及び水上で移動可能な二輪式移動装置であって、
開閉可能な乗り込み口を有し自装置が水上で移動する場合の喫水線よりも高い高さまで水密に構成され乗員を内部に外部から離隔して収容する車室と、
回転駆動されるインペラを備え前記自装置を水上で移動させる推進手段と、
前記自装置の姿勢を検知する姿勢検知手段と、
前記自装置の重心方向に平行な回転軸を有し回転可能なフライホイールと、前記フライホイールを囲うとともに前記回転軸の両端部を支持し、前記回転軸に交差する一対のジンバル軸を中心として傾動可能なジンバルと、を備え、前記ジンバル軸が、前記自装置の移動方向と平行方向及び交差方向に切り替え可能に構成され、前記自装置の陸上での傾きを補正する傾き補正手段及び前記自装置の水上での減揺を行なうとともに水上で前記自装置が停止した状態で前記乗員が前記車室に乗り込む際に、前記フライホイールを予め定められた回転数よりも高い回転数で回転させ前記乗り込み口が喫水線よりも低くならないように前記自装置の傾きを抑制する減揺手段と、
前記姿勢検知手段の検知値に基づいて前記傾き補正手段の作動と前記減揺手段の作動を切り替える姿勢制御手段と、を備えた、
ことを特徴とする二輪式移動装置。
【請求項２】
前記姿勢制御手段は、前記姿勢検知手段で検知された前記自装置のロール角変位量に基づいて前記ジンバル軸を前記自装置の移動方向と交差する方向に配置した状態で前記ジンバルを傾動させて前記傾き補正手段の作動を有効にする、
ことを特徴とする請求項１に記載の二輪式移動装置。
【請求項３】
前記姿勢制御手段は、前記姿勢検知手段で検知された前記自装置のピッチ角変位量及びロール角変位量に基づいて一方の前記ジンバル軸を前記自装置の移動方向と平行方向に回転させるとともに前記ジンバルを傾動させて前記減揺手段の作動を有効にする、
ことを特徴とする請求項１に記載の二輪式移動装置。
【請求項４】
前記ジャイロ装置の少なくとも１つは、前記回転軸が前記自装置の移動方向と平行方向となるように前記ジンバル軸を回転中心として回転し、前記フライホイールの前記回転軸が前記推進手段の前記インペラの回転軸に接続される、
ことを特徴とする請求項１に記載の二輪式移動装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、二輪式移動装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
フレームと、フレームに連結されるハウジングと、フレームに連結される一つの前輪及び一つの後輪と、フレームに連結されるジャイロ装置とを含み、ジャイロ装置は、フライホイールと、制御システムを含み、制御システムは、二輪式電気自動車を始動したがまだ走行していない期間、通常の走行の期間、またはコーナリングの期間に、フライホイールの歳差運動の角速度を制御することにより、二輪式電気自動車の車体のバランスを維持する二輪式電気自動車が知られている（特許文献１）。
【０００３】
電気自動車であって、前輪と、前輪を駆動する電気モータと、電気モータに電力を供給するバッテリーと、後輪と、車室の床面を有する床壁と、床壁の周縁部に接続され床壁から上方側に向かって延び床壁の周縁部に沿って床壁を囲む周壁と、を含む車室形成部と、前輪と後輪と車室形成部とを支持する金属製のフレームと、を備え、周壁は、乗り降りのための開口のうちの少なくとも下側の一部分である対象開口を形成し、電気自動車は、さらに、対象開口を開閉可能なドア部材を備え、電気自動車の左右方向と平行な方向に前輪と電気モータと後輪とバッテリーとを投影した場合に、電気モータは、電気モータの少なくとも一部分が前輪と重なる位置に配置され、バッテリーは、バッテリーの少なくとも一部分が後輪と重なる位置に配置され、電気自動車の重心は、軽荷状態と満載状態とのそれぞれにおいて、喫水線よりも低く、かつ、重心の電気自動車の前後方向の位置が前輪と後輪との間に配置されている、電気自動車も知られている（特許文献２）。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
【特許文献１】特表２０１７−５３４５００８号公報
【特許文献２】特許第６０１９３３７号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
本発明は、乗員を外部から水密に離隔した状態で陸上及び水上を移動することができる二輪式移動装置を提供する。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
前記課題を解決するために、請求項１に記載の二輪式移動装置は、
陸上及び水上で移動可能な二輪式移動装置であって、
開閉可能な乗り込み口を有し自装置が水上で移動する場合の喫水線よりも高い高さまで水密に構成され乗員を内部に外部から離隔して収容する車室と、
回転駆動されるインペラを備え前記自装置を水上で移動させる推進手段と、
前記自装置の姿勢を検知する姿勢検知手段と、
前記自装置の重心方向に平行な回転軸を有し回転可能なフライホイールと、前記フライホイールを囲うとともに前記回転軸の両端部を支持し、前記回転軸に交差する一対のジンバル軸を中心として傾動可能なジンバルと、を備え、前記ジンバル軸が、前記自装置の移動方向と平行方向及び交差方向に切り替え可能に構成され、前記自装置の陸上での傾きを補正する傾き補正手段及び前記自装置の水上での減揺を行なうとともに水上で前記自装置が停止した状態で前記乗員が前記車室に乗り込む際に、前記フライホイールを予め定められた回転数よりも高い回転数で回転させ前記乗り込み口が喫水線よりも低くならないように前記自装置の傾きを抑制する減揺手段と、
前記姿勢検知手段の検知値に基づいて前記傾き補正手段の作動と前記減揺手段の作動を切り替える姿勢制御手段と、を備えた、
ことを特徴とする。
【０００８】
請求項２に記載の発明は、請求項１に記載の二輪式移動装置において、
前記姿勢制御手段は、前記姿勢検知手段で検知された前記自装置のロール角変位量に基づいて前記ジンバル軸を前記自装置の移動方向と交差する方向に配置した状態で前記ジンバルを傾動させて前記傾き補正手段の作動を有効にする、
ことを特徴とする。
【００１０】
請求項３に記載の発明は、請求項１に記載の二輪式移動装置において、
前記姿勢制御手段は、前記姿勢検知手段で検知された前記自装置のピッチ角変位量及びロール角変位量に基づいて一方の前記ジンバル軸を前記自装置の移動方向と平行方向に回転させるとともに前記ジンバルを傾動させて前記減揺手段の作動を有効にする、
ことを特徴とする。
【００１２】
請求項４に記載の発明は、請求項１に記載の二輪式移動装置において、
前記ジャイロ装置の少なくとも１つは、前記回転軸が前記自装置の移動方向と平行方向となるように前記ジンバル軸を回転中心として回転し、前記フライホイールの前記回転軸が前記推進手段の前記インペラの回転軸に接続される、
ことを特徴とする。
【発明の効果】
【００１３】
請求項１に記載の発明によれば、水上での乗員の乗り込み動作を容易にするとともに乗員を外部から水密に離隔した状態で陸上及び水上を移動することができる。
【００１５】
請求項２に記載の発明によれば、自装置を陸上で不倒に維持することができる。
【００１７】
請求項３に記載の発明によれば、自装置を水上で転覆しないようにすることができる。
【００１９】
請求項４に記載の発明によれば、推進手段を小型化するとともに安価にすることができる。
【図面の簡単な説明】
【００２０】
【図１】本実施形態に係る二輪式移動装置を示す側面模式図である。
【図２】車室の構成を左右のドアを不図示にして示す側面模式図である。
【図３】後輪の駆動を説明する断面模式図である。
【図４】噴流吐出装置の構成を示す断面模式図である。
【図５】変形例に係る噴流吐出装置の構成を示す断面模式図である。
【図６】ジャイロ装置の構成を示す図である。
【図７】陸上における傾き補正手段としてのジャイロ装置の配置を示す図である。
【図８】水上における減揺手段としてのジャイロ装置の配置を示す図である。
【図９】移動装置の機能構成の一例を示すブロック図である。
【図１０】地上における傾き補正動作を説明するブロック図である。
【図１１】地上における移動装置の停止状態を説明する図である。
【図１２】地上における移動装置の左折または右折走行を説明する図である。
【図１３】水上における減揺動作を説明するブロック図である。
【図１４】水上における移動装置のロール抑制を説明する図である。
【図１５】水上における移動装置のピッチ抑制を説明する図である。
【図１６】水上における移動装置への乗り込みを説明する図である。
【図１７】水上での設定された目標ルートに沿った移動を行う際に制御装置で実行される処理の手順の一例を示すフローチャートである。
【発明を実施するための形態】
【００２１】
次に図面を参照しながら、本発明の実施形態の具体例を説明するが、本発明は以下の実施形態に限定されるものではない。
尚、以下の図面を使用した説明において、図面は模式的なものであり、各寸法の比率等は現実のものとは異なることに留意すべきであり、理解の容易のために説明に必要な部材以外の図示は適宜省略されている。
【００２２】
（１）二輪式移動装置の全体構成
図１は本実施形態に係る二輪式移動装置１を示す側面模式図、図２は車室２０の構成を左右のドア２２Ａ、２２Ｂを不図示にして示す側面模式図、図３は後輪の駆動を説明する断面模式図、図４は噴流吐出装置５０の構成を示す断面模式図、図５は変形例に係る噴流吐出装置５０Ａの構成を示す断面模式図、図６はジャイロ装置６０の構成を示す図、図７はである。
以下、図面を参照しながら、本実施形態に係る二輪式移動装置１の構成について説明する。
【００２３】
二輪式移動装置１は、図１に示すように、フレーム１０に取り付けられた車室２０と、前輪３０と、後輪４０と、推進手段の一例としての噴流吐出装置５０と、を含んで構成されている。車室２０内には、ハンドル２６と、シート２７が設けられ、フレーム１０には、傾き補正手段及び減揺手段の一例としてのジャイロ装置６０Ａ、６０Ｂと、電源装置７０と、制御装置８０とが固定されて配置されている。
このように構成される二輪式移動装置１（以下、「二輪式移動装置」を便宜上「移動装置」と記し、「自装置」と記すこともある）は、乗員を車室２０内で外部から水密に離隔した状態で収容して陸上及び水上を移動することができるようになっている。
【００２４】
（車室）
車室２０は、車室本体２１と、左右のドア２２Ａ、２２Ｂと、図１中、矢印で示すように、開閉することで乗り込み口２３を外部から閉鎖するとともに、乗り込み口２３を外部に開放する天蓋２４を含んで構成されている。
図２に示すように、車室本体２１には、上端から下方向に向かって延びる略矩形の切り欠き２１ａが形成され、左右のドア２２Ａ、２２Ｂの開口の一部を形成している。陸上においては、左右のドア２２Ａ、２２Ｂの開閉によって、乗員が開口から車室２０内に乗り込み、また、車室２０内から外部に降りることができる。切り欠き２１ａの縁には、切り欠き２１ａの縁に沿って延びるシール部材２１ｂが固定されている。左右のドア２２Ａ、２２Ｂが開口を閉じる場合、シール部材２１ｂは、ドア２２Ａ、２２Ｂと車室本体２１との間を切り欠き２１ａの縁の全体に亘ってシールすることで、水上においては、喫水の範囲において車室２０が水密に保たれる。
【００２５】
車室２０は、水上においては、左右のドア２２Ａ、２２Ｂが喫水線Ｌ１よりも高い高さまで水密に閉じられているために、乗員は、天蓋２４を上方に向かって開くことで、乗り込み口２３から車室２０内に乗り込むことができる。
このように、車室２０は天蓋２４を有するともに喫水の範囲において水密に構成され、地震や大雨の災害時には、乗員を内部に外部から離隔して安全に収容するシェルターとして有効となる。
【００２６】
（前輪）
前輪３０は、操舵輪であり、乗員によるハンドル２６の操作に基づいて前輪３０を操舵する操舵装置（不図示）を介してフレーム１０に取り付けられている。
【００２７】
（後輪）
後輪４０は、駆動輪であり、図３に示すように、ホイールの内側に配置されるインホイールモータである電気モータ４１と、電気モータ４１から後輪４０の回転軸方向に向かって突出する駆動軸４２と、駆動軸４２の端部に固定されたハブ４３と、ハブ４３に接続されたホイール４４と、ホイール４４に装着されたタイヤ４５と、駆動軸４２を支持する支持部４６と、ホイール４４の側部の全体を覆うカバー４７と、を含んでいる。カバー４７は、支持部４６に接続されている。また、電気モータ４１は、支持部４６に固定されている。
【００２８】
駆動軸４２とハブ４３とホイール４４とタイヤ４５とは、共通の中心軸を中心に回転可能であり、電気モータ４１が回転駆動されることで、タイヤ４５が回転駆動力を路面に伝達して移動装置１が地上で移動可能となっている。
【００２９】
（噴流吐出装置）
噴流吐出装置５０は、駆動モータ５１を備え、図４に示すように、その出力軸５１Ａが噴流吐出装置５０の前後方向に沿って配置されている。出力軸５１Ａの出力端は、噴流吐出装置５０のポンプ軸にプロペラ軸５２を介して回転自在に連結されている。噴流吐出装置５０のポンプ軸には、インペラ５３が取り付けられ、インペラ５３は、その外周方を筒体５４により覆われている。
【００３０】
筒体５４の底面には、吸水口５５が設けられ、吸水口５５から取り入れられた水を吸水通路を介してインペラ５３へ送り込み、送り込まれた水を駆動モータ５１の回転駆動によりインペラ５３が回転することで加圧・加速して噴流を生じさせる。噴流は、通水断面積が後方へいくに従って小さくされたノズル（噴出部）５６を通じてその後端の噴射口５７から吐出され推進力を得るようになっている。
【００３１】
ノズル５６の後方には、揺動軸（不図示）により左右に揺動可能にステアリングノズル５８が設けられ、ハンドル２６と連動することで、乗員がハンドル２６を時計方向又は反時計方向に回動操作することにより、ステアリングノズル５８を揺動させて、噴流吐出装置５０が推進力を発生させている間、移動装置１を水上で所望する方向に航行することができるようになっている。
【００３２】
（変形例）
図５に示すように、変形例に係る噴流吐出装置５０Ａは、プロペラ軸５２の一端にはプーリ５２Ａが取り付けられ、プーリ５２Ａは、ベルトＢＴを介してプーリ５２Ｂに回転自在に連結されている。プーリ５２Ｂは、一端に接続フランジ５２Ｂａを備え、後述するジャイロ装置６０Ｂのフライホイール６１の回転軸６１ａに接続されている。
ジンバル軸６２ａ、６２ｂが移動装置１の移動方向と交差（直交）する方向に配置されたジャイロ装置６０Ｂは、傾動モータＭ２の回転駆動により、回転軸６１ａが重力方向と交差（直交）するように回転し、回転軸６１ａが接続フランジ５２Ｂｂを介して接続フランジ５２Ｂａと接続可能な状態になる。これにより、噴流吐出装置５０Ａは、駆動モータが不要になり、小型化されるとともに安価とすることができる。
【００３３】
（ジャイロ装置）
図６（ａ）はジャイロ装置６０の横断面模式図、（ｂ）はジャイロ装置６０の縦断面模式図、図７は陸上における傾き補正手段としてのジャイロ装置６０の配置を示す図、図８は水上における減揺手段としてのジャイロ装置６０の配置を示す図である。
ジャイロ装置６０は、図６に示すように、移動装置１の重心方向（図６（ｂ）中  矢印G参照）に平行な回転軸６１ａを有するフライホイール６１と、フライホイール６１を囲むとともに、回転軸６１ａの両端部を支持し、回転軸６１ａに垂直な一対のジンバル軸６２ａ、６２ｂを設けたジンバル６２と、回転軸６１ａに連結フランジ６３を介して連結されフライホイール６１を高速回転させるフライホイールモータＭ１と、ジンバル６２を傾動させる傾動モータＭ２と、ジンバル６２の回転軸線となるジンバル軸線６２ｃを移動装置１の移動方向に対して回転させるアクチュエータＭ３を備え、ジンバル軸線６２ｃが、回転軸６１ａと交差（直交）し、移動装置１の移動方向と平行方向及び交差（直交）方向に回転可能に構成されている。
【００３４】
このように構成されるジャイロ装置６０は、移動装置１が傾斜していない状態にあるときに、移動装置１の重心軸方向に平行になるように回転軸６１ａが調整されている。この回転軸６１ａを有するフライホイール６１は、フライホイールモータＭ１で回転駆動される。尚、フライホイール６１は、回転軸６１ａを固定子として、回転軸６１ａと回転軸６１ａの外側に形成される円筒部を回転子とするアウタロータ型モータとして構成してもよい。この場合、ジャイロ装置６０を小型化することができる。
【００３５】
ジャイロ装置６０は、ジンバル軸６２ａが移動装置１に対し回転可能に第１支持部材６３Ａにより支持されるとともに、ジンバル軸６２ｂが傾動モータＭ２に連結され、傾動モータＭ２が第２支持部材６３Ｂにより支持されている。これにより、ジンバル軸６２ｂは、第２支持部材６３Ｂによって移動装置１に対し傾動可能に支持された状態となる。傾動モータＭ２は、後述する姿勢検知手段の一例としてのジャイロセンサＳＲ１からの制御信号に基づく回転トルクをジンバル軸６２ｂに付与するものである。
【００３６】
第１支持部材６３Ａ及び第２支持部材６３Ｂは、アクチュエータＭ３により移動装置１の移動方向と交差（直交）する回転軸線で回転可能に支持された台座６４に固定されている。これにより、ジャイロ装置６０は、ジンバル軸線６２ｃが、移動装置１のロールを抑制するように作用する移動装置１の移動方向と交差（直交）方向、及び移動装置１のピッチを抑制するように作用する移動装置１の移動方向と平行方向のいずれかの向きをとることができる。
【００３７】
本実施形態においては、フライホイール６１の回転数が所定の回転数以上であれば、陸上においては、図７に示すように、二つのジャイロ装置６０Ａ、６０Ｂは傾き補正手段として、それぞれのジンバル軸線６２ｃが、移動装置１の移動方向と交差（直交）方向になるように配置されている。
そして、移動装置１の傾きに応じて傾動モータＭ２を介してジンバル６２を回転させる（図中  矢印Ｒ１参照）ことでジャイロモーメントＭｍ１を発生させロールを抑制するとともに不倒に維持する。
【００３８】
また、水上においては、図８に示すように、二つのジャイロ装置６０Ａ、６０Ｂは減揺手段として、ジャイロ装置６０Ａ、６０Ｂの一方のジンバル軸線６２ｃを移動装置１の移動方向と平行方向に回転させる。
そして、移動装置１の揺れに応じてそれぞれのジャイロ装置６０Ａ、６０Ｂのジンバル６２を回転させることでロールを抑制するジャイロモーメントＭｍ１、ピッチを抑制するジャイロモーメントＭｍ２を発生させ揺れを抑制するとともに乗り込み時の転覆を防止する。
【００３９】
（電源装置、制御装置）
電源装置７０、制御装置８０は、図１に示すように、前輪３０と後輪４０の間で、車室本体２１の内部にカバー２５で覆われて配置されている。制御装置８０は、電源装置７０の下方に配置されている。
電源装置７０と制御装置８０とは、電気ケーブルＣ１（不図示）によって接続され、制御装置８０は後輪４０を回転駆動する電気モータ４１と電気ケーブルＣ２（不図示）で接続されている。電気ケーブルＣ２は、車室本体２１に設けられた貫通孔（不図示）を通って制御装置８０から電気モータ４１に至る。この貫通孔には、防水用のシール剤が、充填されている。また、制御装置８０とジャイロ装置６０のフライホイールモータＭ１、傾動モータＭ２は、不図示の電気ケーブルＣ３によって接続され、噴流吐出装置５０の駆動モータ５１は不図示の電気ケーブルＣ４によって接続されている。電気モータ４１Ｌ、駆動モータ５１と、電気ケーブルＣ２、電気ケーブルＣ４とは、いずれも防水構造を含んでいる。
【００４０】
（２）移動装置の機能構成と動作
図９は移動装置１の機能構成の一例を示すブロック図である。以下、ブロック図を参照しながら、移動装置１の機能構成と動作について説明する。
【００４１】
（２．１）制御装置の機能構成
移動装置１は、姿勢検知部８１、姿勢制御部８２、通信部８３、航行制御部８４、を含む制御装置８０を備え、メモリに記憶された制御プログラムを実行して、移動装置１全体の動作制御を行う。
【００４２】
姿勢検知部８１は、移動装置１の姿勢を検知する姿勢検知手段の一例としてのジャイロセンサＳＲ１が検出する移動装置１のロール角変位量、ピッチ角変位量を含む移動装置１の姿勢変位量を示す信号を取得し、移動装置１の地上における傾き及び水上における揺れを抑制するためにジャイロ装置６０が必要な逆トルクを発生するようにフライホイールモータＭ１及び傾動モータＭ２の回転駆動制御量を決定する。
【００４３】
姿勢制御部８２は、姿勢検知部８１で決定されたフライホイールモータＭ１及び傾動モータＭ２の回転駆動制御量に基づいて、傾き補正手段の一例としてのジャイロ装置６０からなる傾き補正装置６０１のフライホイールモータＭ１及び傾動モータＭ２の回転駆動制御と、減揺手段の一例としてのジャイロ装置６０からなる減揺装置６０２のフライホイールモータＭ１、傾動モータＭ２及びアクチュエータＭ３の回転駆動制御と、を地上及び水上で切り替えて行う。
【００４４】
通信部８３は、移動装置１に備えられたＧＰＳ受信器８３１によって提供される、自装置の移動方向、移動速度及び地理上の絶対位置を示す信号、及びスマートフォン等の外部機器Ｐから発せられる外部機器Ｐの位置情報を取得する。
【００４５】
航行制御部８４は、通信部８３を介して取得された自装置の移動方向、移動速度及び地理上の絶対位置、外部機器Ｐの位置情報に基づいて、自装置の現在位置と外部機器Ｐの位置を結ぶ水上における航行ルートを設定し、設定された目標ルートに沿って自装置が移動するように噴流吐出装置５０の駆動制御を行う。
【００４６】
（２．２）陸上における傾き補正動作
図１０は地上における傾き補正動作を説明するブロック図、図１１は地上における移動装置１の停止状態を説明する図、図１２は地上における移動装置１の左折または右折走行を説明する図である。
移動装置１は、図１０に示すように、外部トルクＴによる自装置の傾きであるロール角変位量ΦをジャイロセンサＳＲ１で検知して、ジャイロ装置６０によるジャイロモーメントＭｍを自装置の傾きに対するカウンタートルクとして作用させ姿勢安定化を図っている。
【００４７】
移動装置１は、停止状態にあるときには、図１１（ａ）に示すように、自装置の転倒を防止するために、補助輪３１が車室本体２１外に突出して路面に接地している。
そして、制御装置８０が始動すると、ジャイロ装置６０のフライホイール６１が回転し始め、フライホイール６１の回転数Ｎが所定の回転数Ｎｔｈよりも大きくなると、移動装置１の安定性を維持するための歳差運動中の十分なジャイロモーメントＭｍが発生して補助輪３１を車室本体２１内に退避させ、アイドリング状態を維持しつつ図１１（ｂ）の状態になる。
【００４８】
移動装置１が停止状態から移動を開始して、自装置に外部トルクＴ（外力）が作用して自装置が傾いた場合、例えば自装置が左折又は右折する場合、姿勢制御部８２は、自装置のロール角変位量ΦをジャイロセンサＳＲ１で検知して、傾き補正装置６０１（ジャイロ装置６０）の傾動モータＭ２を回転駆動してジンバル軸６２ｂに回転トルクを付与する。係る回転トルクによりジャイロ装置６０には歳差運動が生じ、ジンバル軸６２ａ、６２ｂにはジャイロモーメントＭｍが発生し、図１２（ａ）、（ｂ）に模式的に示すように、移動装置１は遠心力によるモーメント、重力に基づくモーメント及びジャイロ装置６０からのジャイロモーメントＭｍ間のバランスを維持しつつ移動する。
【００４９】
本実施形態に係る移動装置１は、ジャイロ装置６０からなる傾き補正装置６０１を備えているために、乗員は車室２０内に外部から離隔して居住したままで安定姿勢を保持することができる。そのために、例えば、地震や大雨の災害発生時には、乗員は、車室２０内で外部から保護された状態で、四輪車と比較して渋滞を回避しながら移動することができる。
【００５０】
（２．３）水上における減揺動作
図１３は水上における減揺動作を説明するブロック図、図１４は水上における移動装置１のロール抑制を説明する図、図１５は水上における移動装置１のピッチ抑制を説明する図である。
移動装置１は、図１３に示すように、外部トルクＴ１、Ｔ２による自装置の揺れに基づくロール角変位量Φ、ピッチ角変位量ΘをジャイロセンサＳＲ１で検知して、ジャイロ装置６０によるジャイロモーメントＭｍを自装置の揺れに対するカウンタートルクとして作用させ姿勢安定化を図っている。
【００５１】
本実施形態における移動装置１は、図８に示すように、減揺装置として、ジャイロ装置６０を複数配置し、互いのジンバル軸線６２ｃが交差（直交）するように、一方のジャイロ装置６０Ｂをジンバル軸線６２ｃが自装置の移動方向と平行方向になるようにアクチュエータＭ３を回転駆動して回転させて配置する。
【００５２】
水上においては、移動装置１に対して、自装置の移動方向と平行な軸を回転中心とするロール方向の横揺れ、自装置の移動方向と交差する方向の軸を回転中心とするピッチ方向の揺れが発生する。
【００５３】
移動装置１が水上で移動する場合、波による外部トルクＴ１、Ｔ２（外力）が作用して自装置が左右方向及び前後方向に揺れた場合、姿勢制御部８２は、自装置の左右方向の揺れに伴うロール角変位量Φ、及び自装置の前後方向の揺れに伴うピッチ角変位量ΘをジャイロセンサＳＲ１で検知して、減揺装置６０２（ジャイロ装置６０Ａ、６０Ｂ）の傾動モータＭ２を回転駆動してジンバル軸６２ｂに回転トルクを付与する。係る回転トルクによりジャイロ装置６０Ａ、６０Ｂには歳差運動が生じ、ジンバル軸６２ａ、６２ｂにはジャイロモーメントＭｍ１、Ｍｍ２が発生し、図１３、図１４に模式的に示すように、移動装置１の揺れに対してカウンタートルクとして作用させ揺れを抑制しつつ移動する。
【００５４】
（２．４）水上における転覆防止動作
図１６は水上における移動装置１への乗り込みを説明する図である。
水上において、移動装置１が停止している状態で、乗員が移動装置１の車室２０に乗り込む場合、乗員は喫水線よりも高い位置にある移動装置１の天蓋２４を開けて乗り込み口２３を開放する。そして、乗員は、移動装置１の左側又は右側の側方から乗り込むことになるが、移動装置１は、二輪式移動装置であり、その移動方向と交差する幅方向が移動方向（長さ方向）に比べて小さく、乗り込み側に傾いて転覆する虞があった。
【００５５】
本実施形態においては、乗員が、移動装置１が停止している状態で移動装置１の車室２０に乗り込む場合、姿勢制御部８２は、自装置のロール角変位量ΦをジャイロセンサＳＲ１で検知して、図１６に模式的に示すように、フライホイール６１の回転数Ｎをあらかじめ定められた回転数Ｎｔｈよりも高くしてジャイロ装置６０Ａの有効逆トルクを通常の移動時よりも大きくする。これにより、移動装置１は横方向に傾きにくくなり、水上での乗員の乗り込み動作を容易にするとともに、乗り込みに伴う転覆を防止することができる。
【００５６】
また、姿勢制御部８２は、自装置のロール角変位量ΦをジャイロセンサＳＲ１で検知して、減揺装置６０２（ジャイロ装置６０Ａ）の傾動モータＭ２を回転駆動してジンバル軸６２ｂに回転トルクを付与することで、ジャイロ装置６０Ａのジンバル軸６２ａ、６２ｂにジャイロモーメントＭｍ１を発生させ、移動装置１の傾きに対してカウンタートルクとして作用させ傾きを抑制し転覆を防止してもよい。
【００５７】
さらに、図７に示すように、減揺装置６０２の２つのジャイロ装置６０Ａ、６０Ｂのそれぞれのジンバル軸線６２ｃを、移動装置１の移動方向と交差（直交）方向になるように回転し、移動装置１の傾きに応じて傾動モータＭ２を介して２つのジャイロ装置６０Ａ、６０Ｂのジンバル６２を同時に回転させることで大きなジャイロモーメントＭｍ１を発生させて傾きを抑制し転覆を防止してもよい。
【００５８】
（２．５）水上での移動
図１７は水上での設定された目標ルートに沿った移動を行う際に制御装置８０で実行される処理の手順の一例を示すフローチャートである。
地震や大雨の災害時に移動装置１と乗員が互いに別個に水上（海上）に押し流されて漂流する虞がある。本実施形態に係る移動装置１は、水上で、ＧＰＳ受信器８３１によって提供される、自装置の移動方向、移動速度及び地理上の絶対位置を示す信号、及び乗員が有するスマートフォン等の外部機器Ｐから発せられる外部機器Ｐの位置情報を取得する。そして、取得した位置情報に基づいて自装置の現在位置と外部機器Ｐの位置を結ぶ水上における航行ルートを設定し、設定された目標ルートに沿って自装置が移動するように噴流吐出装置５０の駆動制御を行う。
【００５９】
制御装置８０は、ＧＰＳ受信器８３１によって提供される自装置及び外部機器Ｐの位置情報を取得する（Ｓ１０１）。次に、航行制御部８４は、自装置及び外部機器Ｐの位置情報を基に、移動装置１が外部機器Ｐに近づくように、移動装置１が移動するべき移動方向及び移動速度を算出する（Ｓ１０２）。そして、航行制御部８４は、噴流吐出装置５０を駆動して移動装置１の水上での航行を制御する（Ｓ１０３）。
【００６０】
次に、航行制御部８４は、自装置と外部機器Ｐとの距離ｄが予め定められた距離ｄ１以下であるか否かを判定する（Ｓ１０４）。ステップ１０４で否定の判断（Ｓ１０４：Ｎｏ）がされた場合、自装置と外部機器Ｐとの距離ｄが予め定められた距離ｄ１以下になるまで繰り返しステップ１０４の判定が行われる。ステップ１０４で、自装置と外部機器Ｐとの距離ｄが予め定められた距離ｄ１以下であると判定された場合（Ｓ１０４：Ｙｅｓ）、噴流吐出装置５０の駆動を停止する（Ｓ１０５）。
これにより、移動装置１は、水上で外部機器８３２を有する乗員のもとへ航行し、水上の乗員は、天蓋２４を開けて乗り込み口２３から車室２０内に乗り込むことができる。
【００６１】
本実施形態に係る移動装置１によれば、乗員を車室２０内に外部から水密に離隔した状態で収容して陸上及び水上を移動することができる。
特に、地震や大雨の災害時には、乗員を内部に外部から離隔して安全に収容した状態で、四輪車と比較して渋滞を回避しながら陸上移動することができる。また、海上へ押し流された場合にも、乗員を車室２０内に外部から水密に離隔した状態で収容して水上を移動することができる。さらに、海上に乗員と別個に押し流されて離散した場合、ＧＰＳによって提供される自装置及び乗員が有するスマートフォン等の外部機器の位置情報を基に算出される目標ルートに沿って外部機器に近づくように航行することができる。
【符号の説明】
【００６２】
１・・・移動装置
１０・・・フレーム
２０・・・車室
２１・・・車室本体
２３・・・乗り込み口
２４・・・天蓋
３０・・・前輪
４０・・・後輪
５０・・・噴流吐出装置
６０・・・ジャイロ装置
６１・・・フライホイール
６２・・・ジンバル
６２ａ、６２ｂ・・・ジンバル軸
６２ｃ・・・ジンバル軸線
７０・・・電源装置
８０・・・制御装置
８１・・・姿勢検知部
８２・・・姿勢制御部
８３・・・通信部
８４・・・航行制御部
【要約】
【課題】乗員を外部から水密に離隔した状態で陸上及び水上を移動することができる二輪式移動装置を提供する。
【解決手段】開閉可能な乗り込み口を有し自装置が水上で移動する場合の喫水線よりも高い高さまで水密に構成され乗員を内部に外部から離隔して収容する車室と、回転駆動されるインペラを備え自装置を水上で移動させる推進手段と、自装置の姿勢を検知する姿勢検知手段と、自装置の陸上での傾きを補正する傾き補正手段及び自装置の水上での減揺を行なうとともに水上で自装置が停止した状態で乗員が車室に乗り込む際に、乗り込み口が喫水線よりも低くならないように自装置の傾きを抑制する減揺手段と、姿勢検知手段の検知値に基づいて傾き補正手段の作動と減揺手段の作動を切り替える姿勢制御手段と、を備えた。
【選択図】図９【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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【図１３】
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【図１４】
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【図１５】
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【図１６】
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【図１７】
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