(57)【要約】【課題】車体が横Ｇを受けたときにも、運転者等が不快にならない車両を提供する。【解決手段】本車両１は、車輪２により懸架され、図示しないエンジン等の走行装置を取り付けてある支持フレーム３と、この支持フレーム３の支持部４により支持されて車両１の前後方向（紙面に直交する方向）に沿って延びる支軸５と、この支軸５および吊り下げ部材７を介して支持フレーム３に支軸５の軸線５ａの回りに回動自在に支持されるキャビン６とを備える。カーブ走行時にキャビン６が遠心力を受けると、キャビン６が、支軸５の軸線５ａを中心としてカーブ内側へ傾く。また、吊り下げ部材７の左右両側方には、一対のプランジャ２５が設けられており、各プランジャ２５の可動部２６の一方と吊り下げ部材７とが接触することにより、キャビン６の回動角度が規制される。【選択図】　　　　　　図４
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
支持フレームと、
この支持フレームにより支持され車両の前後方向に沿う支軸と、
この支軸を介して支持フレームに支軸の軸線の回りに回動自在に支持され、支軸よりも下位に重心を有するキャビンと、
このキャビンの回動に抵抗を与える抵抗付加手段とを備えることを特徴とする車両。
【請求項２】
請求項１において、側方への加速度を検出するための側方加速度検出手段と、
キャビンの回動角度を規制することのできる規制手段と、
上記側方加速度検出手段により検出される側方加速度に基づいて規制手段の動作を制御する制御手段とを備えることを特徴とする車両。
【請求項３】
請求項２において、上記制御手段は、上記側方加速度検出手段により検出される側方加速度および重力加速度に基づいてキャビンの回動角度の上限値を演算し、キャビンの回動角度が演算された上限値以下になるように規制手段を動作させることを特徴とする車両。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、例えば自動車や被牽引車などの車両に関する。
【０００２】
【従来の技術】
予め決められたコース上を予め定められた速度で走行する遊戯設備として、軌道上を走行する走行台車上に、左右に揺動可能な搭乗装置を持つように構成したジェットコースターが提案されている（例えば、特許文献１参照。）。この搭乗装置は、走行時、重心の移動に伴い左右に急激に揺動し、乗客に積極的にスピード感とスリル感（ある意味での恐怖感）とを与えるようになっている。
【０００３】
【特許文献１】
特開平１−２８５２８６号公報
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】
上述のジェットコースターが、通常では体験できないようなスリル感（恐怖感）を乗員に与えることを目的としているのに対し、自動車では、乗員に安心感を伴う快適性を与えなければならない。
例えば自動車は、運転者が運転することにより、操舵および速度の調節が行われている。自動車が走行する道路は、平坦な直線道路に限らず、カーブもあれば、凹凸の激しい悪路もある。自動車が例えばカーブを曲がる等して、車体に横方向の加速度（いわゆる横Ｇ）が作用する場合、車体が横揺れ（ロール）する一方、運転者は横Ｇを受けながら運転しなければならず、不快であった。
【０００５】
本発明は、上記課題に鑑みてなされたもので、車体が横Ｇを受けたときにも、運転者等が不快にならない車両を提供することを目的とする。
【０００６】
【課題を解決するための手段および発明の効果】
上記目的を達成するため、第１の発明は、支持フレームと、この支持フレームにより支持され車両の前後方向に沿う支軸と、この支軸を介して支持フレームに支軸の軸線の回りに回動自在に支持され、支軸よりも下位に重心を有するキャビンと、このキャビンの回動に抵抗を与える抵抗付加手段とを備えることを特徴とする。
【０００７】
本発明によれば、カーブ走行時にキャビンが遠心力を受けると、キャビンが、支軸を中心としてカーブ内側へ傾く。このため、キャビン内の乗員に働く重力と遠心力との合力が、キャビンの床面に略直交する方向に作用するので、乗員が体感する遠心力を格段に低減でき、その結果、遠心力に起因する乗員の不快感を格段に低減でき、快適性を向上することができる。しかも、抵抗付加手段により、キャビンの不要な振れや揺動を抑えることができ、この点からも、乗員にとって快適である。
【０００８】
第２の発明は、第１の発明において、側方への加速度を検出するための側方加速度検出手段と、キャビンの回動角度を規制することのできる規制手段と、上記側方加速度検出手段により検出される側方加速度に基づいて規制手段の動作を制御する制御手段とを備えることを特徴とする。
本発明によれば、第１の発明と同様の効果を奏することができる。さらに、キャビンの回動角度を規制することで、例えばキャビンが遠心力に応じた傾きを超えて過度に傾いてしまうことを防止でき、乗員がより快適に搭乗することができる。
【０００９】
第３の発明は、第２の発明において、上記制御手段は、上記側方加速度検出手段により検出される側方加速度および重力加速度に基づいてキャビンの回動角度の上限値を演算し、キャビンの回動角度が演算された上限値以下になるように規制手段を動作させることを特徴とする。
本発明によれば、第２の発明と同様の効果を奏することができる。さらに、コーナーリング時にキャビンの回動角度が過渡的にオーバーシュートしたり、悪路走行時に、キャビンの傾きが大きくなりすぎたりする虞が無い。
【００１０】
【発明の実施の形態】
以下には、図面を参照して、本発明の実施の形態について具体的に説明する。図１は、本発明の一実施の形態の車両の概略構成を示す模式図である。図１を参照して、本車両１は、車輪２により懸架され、図示しないエンジン、ブレーキ等の走行装置を取り付けてある支持フレーム３と、この支持フレーム３の支持部４により支持されて車両１の前後方向（紙面に直交する方向）に沿って延びる支軸５と、この支軸５を介して支持フレーム３に支軸５の軸線５ａの回りに回動自在に支持されるキャビン６とを備える。
【００１１】
このキャビン６は、例えば連結部材としてのアーム状の吊り下げ部材７を介して支持フレーム３の支持部４から吊り下げられており、キャビン６の重心Ｇは支軸５よりも下位にある。吊り下げ部材７の上端７ａは上記支軸５を一体回動可能に連結すると共に、吊り下げ部材７の下端７ｂはキャビン６の天壁８に固定されている。これにより、支軸５、吊り下げ部材７およびキャビン６が支軸５の軸線５ａの回りに一体回動可能となる。
【００１２】
キャビン６内には、例えば中空の箱形形状に形成され、乗員が搭乗するための空室部９が形成されている。空室部９内には、乗員が着座するための座席１０が例えば左右一対設けられている。
支持フレーム３は、例えば逆Ｕ字状をなし、一対の端部１１を最下位に配置している。各端部１１の側方には、それぞれ前後各一対の車輪２が設けられている（図１においては、フロント側の一対の車輪２のみを図示）。各車輪２は、例えば上下一対の棒状の部材を含む一対のアーム１２を介して、支持フレーム３の各端部１１に回転自在にそれぞれ取り付けられている。
【００１３】
また、支持フレーム３のフロント側の各車輪２は操向可能である。キャビン６に設けられる操舵部材（図示せず）を運転者が操作することにより、上記操向可能な一対の車輪２の転舵が達成されるようになっている。
支持フレーム３の最上位となる中央部１３に、上記支持部４が設けられる。支持部４は例えば支持孔からなり、軸受１４を介して支軸５を回動自在に支持する。
【００１４】
図１のＩＩ−ＩＩ線に沿う断面図である図２を参照して、軸受１４は支持部４に固定される外輪１５と、支軸５に一体回動可能な内輪１６と、内外輪１６，１５間に介在する複数の転動体１７とを備える。また、キャビン６の回動に抵抗を与える抵抗付加手段としての攪拌器１８が、軸受１４の例えばリア側（図２において右側）となる支軸５の周囲に設けられる。
攪拌器１８は、支軸５を介してキャビン６と一体回動可能に連結され、このキャビン６の回動に抵抗を与えるための複数枚の羽根部１９と、この羽根部１９の回動により攪拌される例えばグリース等の粘性流体を羽根部１９と共に収容するための収容室２０を区画するケーシング２１とを備える。
【００１５】
複数の羽根部１９は、例えば支軸５の一端２２の外周面に、支軸５と一体回動可能に取り付けられている。これらの羽根部１９は、支軸５の径方向外方に延び、支軸５の周方向に沿って等間隔で配置されている。
キャビン６が支軸５と共に回動すると、収容室２０に充填された粘性流体が羽根部１９の回動によって攪拌されることにより、羽根部１９が粘性抵抗を受け、この粘性抵抗が図１に示される支軸５および吊り下げ部材７を介してキャビン６に作用し、キャビン６の回動に抵抗を与えるようになっている。再び図２を参照して、ケーシング２１の開口部２３の周縁と支軸５の外周面との間は、シール材２４により封止されており、収容室２０に充填された粘性流体がケーシング２１の外部に漏れ出さないようになっている。
【００１６】
なお、ケーシング２１は、図２に示すように支持フレーム３と別体に形成されていても良いし、支持フレーム３と一体に形成されていても良い。また、攪拌器１８は、軸受１４のフロント側（図２において左側）に設けられていても良い。図１および図４を参照して、吊り下げ部材７の左右両側方には、キャビン６の回動角度を演算により求められる上限値θ以下に規制する規制手段としての一対のプランジャ２５が設けられている。プランジャ２５として、例えば後述する可動部２６の伸縮量を制御可能な電動式のサーボモータを含むプランジャを用いることができる。各プランジャ２５は、支持フレーム３に固定される固定部２７と、固定部２７から伸縮して吊り下げ部材７と接触可能な可動部２６とをそれぞれ備えている。
【００１７】
プランジャ２５の可動部２６は、キャビン６に遠心力が作用していない場合、図１に示すように、吊り下げ部材７と接触しない短縮位置に退避するようになっている。一方、キャビン６に遠心力が作用すると、図４に示すように、遠心力の作用する方向に対応するプランジャ２５の可動部２６が、演算により求められる上限値θに対応する位置まで伸長され、キャビン６の回動角度が上限値θに達した時点で、吊り下げ部材７と上記伸長させた可動部２６とが接触するようにして、キャビン６の回動角度を上限値θ以下に規制するようになっている。また、各プランジャ２５は、マイクロプロセッサ等を含む制御部Ｃ（制御手段）により制御されるようになっている。
【００１８】
支持フレーム３には、支持フレーム３が受ける側方への加速度ａを検出するための加速度センサ（側方加速度検出手段）２８が設けられている。加速度センサ２８は、制御部Ｃと電気的に接続されており、加速度センサ２８からの検出信号が制御部Ｃに入力されるようになっている。制御部Ｃは、加速度センサ２８からの入力信号に基づいて、各プランジャ２５をそれぞれ駆動するための駆動回路２９，２９にそれぞれ制御信号を出力する。また、制御部Ｃのメモリには、予め重力加速度ｇの数値が記憶されている。
【００１９】
各プランジャ２５の可動部２６には、可動部２６の位置を検出するための位置センサ３０がそれぞれ設けられている。各位置センサ３０は、制御部Ｃとそれぞれ電気的に接続されており、各位置センサ３０からの検出信号が制御部Ｃにそれぞれ入力されるようになっている。制御部Ｃは、各位置センサ３０からの入力信号に基づいて、各プランジャ２５の可動部２６の位置を上限値θに対応する目標位置にフィードバック制御するようになっている。
【００２０】
図３は、制御部Ｃにより実行されるキャビン６の回動角度の規制の制御の処理について説明するためのフローチャートである。図３を参照して、制御部Ｃは、加速度センサ２８を介して、支持フレーム３に側方加速度ａ（遠心力）が作用するか否かを監視している（ステップＳ１）。
加速度センサ２８により側方加速度ａが検出されていない場合には（ステップＳ１でＮＯ）、制御部Ｃは駆動回路２９を介して各プランジャ２５の可動部２６をそれぞれ短縮位置に退避させておく（ステップＳ２）。
【００２１】
一方、例えばカーブを曲がるとき等に、加速度センサ２８により側方加速度ａが検出されると（ステップＳ１でＹＥＳ）、制御部Ｃは、検出された側方加速度ａ、および、制御部Ｃに予め記憶されている定数である重力加速度ｇに基づいて、キャビン６の回動角度の上限値θ（図４参照）を演算する（ステップＳ３）。この上限値θの演算は、例えば以下のように行われる。
まず、制御部Ｃは、加速度センサ２８により検出された側方加速度ａ、および、定数である重力加速度ｇを用いて、鉛直線からのキャビン６の回動角度（傾き角度）の上限値θを下記式（１）に基づいて演算する。
【００２２】
θ＝ｔａｎ−１（ａ／ｇ）　　　　　・・・（１）
式（１）により求められる上限値θは、一定の側方加速度ａが一定時間作用したときに、遠心力にバランスするキャビン６の回動角度と等しく、これを超えないようにすることが、キャビン６内の乗員の体感上好ましい。
次いで、制御部Ｃは、ステップＳ３で演算された上限値θに対応する位置を目標位置として、対応する位置センサ３０により検出される位置が上記目標位置に近づくように、対応するプランジャ２５の可動部２６の位置をフィードバック制御する（ステップＳ４）。キャビン６の回動角度が上限値θに達すると、吊り下げ部材７と対応する可動部２６とが接触することにより、キャビン６の回動角度が、演算された上限値θ以下に規制される。
【００２３】
本実施の形態では、カーブ走行時にキャビン６が遠心力（側方加速度ａ）を受けると、キャビン６が、支軸５を中心としてカーブ内側へ傾く。このため、キャビン６内の乗員に働く重力と遠心力との合力が、キャビン６の床面に略直交する方向Ｋに作用するので、乗員が体感する遠心力を格段に低減でき、その結果、遠心力に起因する乗員の不快感を格段に低減でき、快適性を向上することができる。しかも、抵抗付加手段である攪拌器１８により、キャビン６の不要な振れや揺動を抑えることができ、この点からも、乗員にとって快適である。
【００２４】
また、キャビン６の傾き方向に応じて、対応するプランジャ２５の可動部２６により、キャビン６の回動角度をキャビン６に作用する遠心力に応じた角度以下に規制することで、キャビン６が過度に傾いてしまうことを防止でき、乗員がより快適に搭乗することができる。
特に、キャビン６の回動角度の上限値θを、検出された側方加速度ａおよび定数である重力加速度ｇを用いて上記式（１）により演算し、キャビン６の回動角度を演算された上限値θ以下に規制するようになっている。このため、コーナーリング時にキャビン６の回動角度が過渡的にオーバーシュートしたり、悪路走行時にキャビン６の傾きが大きくなりすぎたりする虞が無い。
【００２５】
なお、本発明は、上記実施の形態に限定されるものではない。例えば、支軸５を、支持フレーム３に設けてキャビン６の支持孔に挿通させる構成でも良い。また、吊り下げ部材７を廃止し、キャビン６から延びる支軸５を設ける構成であっても良い。
また、キャビン６の回動を規制する規制手段として、油圧式サーボシリンダを含むプランジャを用いても良い。
【００２６】
キャビン６の回動に抵抗を与える抵抗付加手段として、攪拌器１８を用いたが、これに代えて、支持フレーム３とキャビン６とを例えば、ばねとダッシュポットを含む減衰機構により連結し、この減衰機構により、キャビン６の回動に抵抗を与える構成であっても良い。
本発明は、以上の実施の形態の内容に限定されるものではなく、請求項記載の範囲内において種々の変更が可能である。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の一実施の形態の車両の概略構成を示す模式図である。
【図２】図１のＩＩ−ＩＩ線に沿う断面図である。
【図３】制御部により実行されるキャビンの回動角度の規制の制御の処理について説明するためのフローチャートである。
【図４】遠心力が作用してキャビンが傾いた状態を示す、本発明の一実施の形態の車両の概略構成を示す模式図である。
【符号の説明】
３　　支持フレーム
５　　支軸
６　　キャビン
１８　攪拌器（抵抗付加手段）
２５　プランジャ（規制手段）
２８　加速度センサ（側方加速度検出手段）
Ｃ　　制御部（制御手段）
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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