(57)【要約】【課題】転倒防止機能を備えた移動車を提供する。【解決手段】本発明による移動車は球状車輪２を備える。この移動車は、走行中はジャイロを用いた姿勢制御を行い、停車時にはスタンド１０を接地することで、安定な姿勢を保持する。転倒の可能性が低減され、取り扱いの簡便な移動車を実現できる。また、球状車輪２を備えた移動車だけでなく、複数の車輪の接地点が略直線上に並ぶ移動車についても、スタンド１０を設けることによって転倒の可能性が低減され、簡便な取り扱いが可能となる。【選択図】        図２
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
車輪の接地点を１点とする、または複数の車輪の接地点が略直線上に並ぶ移動車であって、
前記移動車の状態を検出する検出手段と、
接地することで前記移動車の姿勢を保持する姿勢保持手段と、
前記検出手段により検出された前記移動車の状態に基づいて、前記姿勢保持手段を接地する制御手段と、
を備えることを特徴とする移動車。
【請求項２】
前記移動車は、球状の車輪を備えることを特徴とする請求項１に記載の移動車。
【請求項３】
前記検出手段が前記移動車の停車を検出すると、前記制御手段が、前記姿勢保持手段を接地して、前記移動車の姿勢を保持することを特徴とする請求項１または２に記載の移動車。
【請求項４】
前記検出手段が前記移動車の起動システムまたは駆動システムのエラーを検出すると、前記制御手段が、前記姿勢保持手段を接地して、前記移動車の姿勢を保持することを特徴とする請求項１または２に記載の移動車。
【請求項５】
前記姿勢保持手段は、接地するためのスタンドと、前記スタンドを格納位置と接地位置との間で移動させる駆動手段とを含むことを特徴とする請求項１から４のいずれかに記載の移動車。
【請求項６】
ジャイロを用いた姿勢制御により転倒しないように走行可能な移動車であって、停車時、または起動システムもしくは駆動システムにエラーが生じた場合に、接地することで前記移動車の姿勢を保持する姿勢保持手段を備えることを特徴とする移動車。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、車輪を備えた移動車に関する。
【０００２】
【従来の技術】
今日まで、様々な種類の乗物が開発され、実用化されてきた。乗物に対する要求は尽きることがなく、技術の進歩および社会環境の変動の中で日々刻々と変化している。近年では、ユーザが直立した状態で乗ることのできる個人用の乗物が提案されている（例えば、特許文献１参照。）。
【０００３】
【特許文献１】
国際公開第００／７５００１号パンフレット
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】
例えば、家の中などの狭い空間を自在に走行できるような移動車があると、日常の生活が非常に快適になることが考えられる。そのためには、乗車しているときだけでなく、乗車していないときであっても、移動車の取り扱いは容易であることが好ましい。特許文献１は、走行中の乗物の出力制御方法などにつき開示するが、停車時などの場合における乗物の機能について配慮したものではない。本発明はこうした状況に鑑みてなされたものであり、その目的は、ユーザが簡便に取り扱うことのできる移動車を提供することにある。
【０００５】
【課題を解決するための手段】
上記課題を解決するために、本発明のある態様は、車輪の接地点を１点とする、または複数の車輪の接地点が略直線上に並ぶ移動車を提供する。この移動車は、移動車の状態を検出する検出手段と、接地することで移動車の姿勢を保持する姿勢保持手段と、検出手段により検出された移動車の状態に基づいて、姿勢保持手段を接地する制御手段とを備える。移動車は、球状の車輪を備えてもよい。この態様の移動車は、姿勢保持手段を接地することにより、不安定な姿勢を安定な状態に保つことができる。そのため転倒する可能性が低減され、取り扱いの簡便な移動車を実現できる。
【０００６】
この態様の移動車において、検出手段が移動車の停車を検出すると、制御手段が、姿勢保持手段を接地して、移動車の姿勢を保持してもよい。例えばイグニションスイッチをオフにするなど、移動車駆動用の動力がオフにされた場合に、移動車の停車が検出されてもよい。また検出手段が移動車の起動システムまたは駆動システムのエラーを検出すると、制御手段が、姿勢保持手段を接地して、移動車の姿勢を保持してもよい。例えば、イグニションスイッチがオンであるにもかかわらず、移動車を駆動するために必要な機能または構成が故障などにより作動しない場合に、起動システムのエラーが検出されてもよい。走行中はジャイロを用いて転倒しないように姿勢制御が行われていても、移動車の停車時または起動システムのエラー発生時にはジャイロを用いた姿勢制御ができないため、姿勢保持手段を接地することで、移動車の姿勢を安定に保持でき、移動車の転倒を防止できる。また例えば、走行中に駆動エネルギの残量が少なくなった場合に、駆動システムのエラーが検出されてもよい。駆動システムのエラーは、移動車が走行を続けるのに支障を生じた状態において検出される。姿勢保持手段は、接地するためのスタンドと、スタンドを格納位置と接地位置との間で移動させる駆動手段とを含んで構成されてもよい。
【０００７】
本発明の別の態様は、ジャイロを用いた姿勢制御により転倒しないように走行可能な移動車であって、停車時、または起動システムもしくは駆動システムにエラーが生じた場合に、接地することで移動車の姿勢を保持する姿勢保持手段を備える移動車を提供する。移動車の停車時や、起動システムのエラー発生時にはジャイロを用いた姿勢制御ができないため、姿勢保持手段を接地することで、移動車の姿勢を安定に保持できる。また、駆動システムのエラー発生時には、順調な走行が困難となるため、姿勢保持手段を接地することで、移動車の姿勢を安定に保持できる。
【０００８】
【発明の実施の形態】
図１は、本発明の実施の形態に係る移動車１の構成を示す図である。移動車１は、球状に形成された球状車輪２、球状車輪２を回転可能に支持する基体３、基体３上に設けられた椅子４、およびユーザが移動車１に走行指示を与えるための操作スティック５を備える。操作スティック５の動きは、走行指示として電子制御装置（以下、「ＥＣＵ」と表記する）に伝達される。ユーザは、操作スティック５を操作することにより球状車輪２の回転速度および方向を定め、移動車１を走行させる。移動車１は、１つの球状車輪２により駆動されるため自由に方向を転換でき、狭い空間でも自在に走行できる。また移動車１はジャイロを用いた姿勢制御により、転倒しないように走行できる。走行中の姿勢制御は、既知の方法を利用してもよい。
【０００９】
図２（ａ）は、移動車１の断面構成の一部を示す図である。球状車輪２は、球受８により基体３に対して回転自在に支持される。基体３は球状車輪２の全体を周囲から抱持する。車輪駆動機構６は、その外周面の一部が球状車輪２に圧接される。車輪駆動機構６は回転駆動可能な油圧モータや電動機であり、球状車輪２との接触部において回転力を球状車輪２に伝達して、球状車輪２を回転させる。車輪駆動機構６の回転速度に応じて球状車輪２の回転速度、すなわち移動車１の走行速度が定められる。また車輪駆動機構６は、支持部材７により鉛直方向を中心軸として回転自在に支持される。支持部材７を鉛直方向中心に回転させることにより、車輪駆動機構６が回転する。これにより車輪駆動機構６の回転力の伝達方向が変化し、球状車輪２の回転方向、すなわち移動車１の進行方向が定められる。車輪駆動機構６および支持部材７に対する駆動指示は、ユーザからの走行指示を受け付けたＥＣＵにより供給される。
【００１０】
移動車１は、基体３に設けられた穴部９に、転倒防止用のスタンド１０を収納する。スタンド１０は、その最下部が基体３の底面よりも上方にある格納位置と、地面に接する接地位置との間を移動するように構成されている。図２（ａ）は、移動車１が走行中で、スタンド１０が格納位置にある状態が示される。
【００１１】
図２（ｂ）は、移動車１が停車し、スタンド１０が接地位置にある状態が示される。移動車１は１つの球状車輪２で地面に接しており、また停車時にはジャイロを用いた姿勢制御が利用できないため、非常に不安定な姿勢となる。そのため、スタンド１０を格納位置から接地位置に移動させることにより、移動車１を安定した姿勢に保持する。これにより転倒が防止され、停車時においても取り扱いの容易な移動車１を実現することができる。球状車輪２が１つの場合、移動車１は少なくとも２つのスタンド１０を有することが好ましく、また３つ以上のスタンド１０を有してもよい。複数のスタンド１０は、椅子４の重量などを勘案して、基体３においてバランスよく配置されるのが好ましい。
【００１２】
図３は、移動車１が姿勢を保持するための構成を示す。移動車１の姿勢を保持するための姿勢保持手段として、スタンド１０、スタンドロック用のソレノイド１１、バネ体１２、バネ体１３、ケーブル１４、巻取モータ１５が設けられる。図３は、スタンド１０が接地された状態を示す。
【００１３】
スタンド１０は、バネ体１３により接地位置に向かう方向に付勢されている。スタンド１０の上端は、巻取モータ１５により巻き取られるケーブル１４の一端に釣支されている。バネ体１３および巻取モータ１５は、スタンド１０の駆動手段として機能する。ソレノイド１１は、シャフト１１ｂをスタンド１０に設けられた凹部に嵌合して、スタンド１０をロックする機能をもつ。シャフト１１ｂは、バネ体１２によりスタンド１０に向かう方向に付勢されている。ＥＣＵ２０は、ソレノイド１１および巻取モータ１５の動作を制御する。
【００１４】
移動車１の走行中、スタンド１０は格納位置にあり、スタンド１０の最下部は基体３の底面よりも上方に位置する。移動車１が停車すると、ＥＣＵ２０はソレノイド１１のコイル１１ａに電力を供給し、シャフト１１ｂをスタンド１０の凹部から離れるように移動させる。ソレノイド１１のロックを解放することによって、スタンド１０は、バネ体１３の付勢力により穴部９から外に押し出され、地面に接触する。その後ＥＣＵ２０は、コイル１１ａへの電力供給を停止し、シャフト１１ｂがスタンド１０の凹部に嵌合される。これにより、移動車１は安定した姿勢を保つことができる。
【００１５】
一方、移動車１が動き出す直前には、ＥＣＵ２０が、巻取モータ１５に電力を供給し、ケーブル１４を巻き上げてスタンド１０を上方に引っ張る。同時に、ＥＣＵ２０は、ソレノイド１１のコイル１１ａに電力を供給し、シャフト１１ｂとスタンド１０の凹部との嵌合を解放する。スタンド１０が格納位置に到達すると、ＥＣＵ２０はコイル１１ａへの電力供給を停止し、シャフト１１ｂがスタンド１０の凹部に嵌合される。スタンド１０をロックした後、ＥＣＵ２０は巻取モータ１５への電力供給を停止する。
【００１６】
図４は、スタンド１０の動作制御フローの一例を示す。スタンド１０の動作制御において、ＥＣＵ２０は、移動車１の状態を検出する検出手段として機能し、また検出した状態に基づいて、姿勢保持手段を制御する制御手段としても機能する。
【００１７】
まずＥＣＵ２０が、イグニションスイッチがオンからオフになったか否かを検出する（Ｓ１０）。ユーザによりイグニションスイッチがオフにされた場合（Ｓ１０のＹ）、ＥＣＵ２０は、ソレノイド１１のコイル１１ａに電力を供給してスタンド１０のロックを解放し、スタンド１０を接地する（Ｓ１４）。続いて、ＥＣＵ２０がコイル１１ａへの電力供給を停止し、スタンド１０をロックする（Ｓ１６）。
【００１８】
一方、ユーザによりイグニションスイッチがオンからオフにされるとき以外の状況下では（Ｓ１０のＮ）、移動車１の起動システムにエラーが発生しているか否かを検出する（Ｓ１２）。起動システムは、移動車１の起動に寄与する構成を意味する。ＥＣＵ２０は、例えば故障診断結果や燃料の残量検知結果などから、起動システムのエラーの有無を判定してもよい。起動処理に失敗した状態にあれば（Ｓ１２のＹ）、ＥＣＵ２０はスタンド１０を接地し（Ｓ１４）、接地位置でスタンド１０をロックする（Ｓ１６）。一方、起動処理が成功した状態にあれば（Ｓ１２のＮ）、ＥＣＵ２０は、スタンド１０の動作制御フローを終了する。
【００１９】
図５は、スタンド１０の動作制御フローの別の例を示す。移動車１が走行中でない場合（Ｓ２０のＮ）、この例における動作制御フローは実行されない。移動車１の走行中（Ｓ２０のＹ）、ＥＣＵ２０は、駆動システムにエラーが生じているか否かを判断する（Ｓ２２）。駆動システムは、移動車１の走行に寄与する構成を意味する。ＥＣＵ２０は、例えば駆動システムにトラブルが生じている場合や、駆動エネルギの残量が少なくなっている場合など、移動車１の走行を続行するのに支障が生じている状態または生じうる状態を検出して、駆動システムにエラーが生じていることを判断する。駆動システムにエラーが生じていると判断した場合（Ｓ２２のＹ）、ＥＣＵ２０は、ソレノイド１１のコイル１１ａに電力を供給してスタンド１０のロックを解放し、スタンド１０を接地する（Ｓ２４）。続いて、ＥＣＵ２０がコイル１１ａへの電力供給を停止し、スタンド１０をロックする（Ｓ２６）。駆動システムにエラーが生じていないと判断した場合（Ｓ２２のＮ）、ＥＣＵ２０は、スタンド１０の動作制御フローを終了する。
【００２０】
図６は、移動車の変形例の構成を示す図である。移動車３０は、２つの車輪３１、車輪３２、基体３３およびハンドル３４を備える。基体３３は、車輪３１および車輪３２を回転可能に支持している。ユーザは基体３３の上面に直立した状態で移動車３０を走行させる。ハンドル３４は、図１における操作スティック５と同様の役割を果たし、ユーザは、ハンドル３４を操作することにより車輪３１および車輪３２の回転速度を定め、移動車３０を走行させる。移動車３０はジャイロを用いた姿勢制御により、転倒しないように走行することができる。移動車３０は、図１における移動車１と同様に、図３に示した姿勢保持手段を複数有する。これにより、移動車３０の停車時や起動処理などに失敗したときであっても、複数のスタンド１０を接地することにより、移動車３０の姿勢を安定に保持して転倒を防ぐことができる。
【００２１】
図７は、移動車の更なる変形例の構成を示す図である。移動車４０は、１つの車輪４１、基体４２およびハンドル４３を備える。基体４２は、車輪４１を回転可能に支持している。ユーザは基体４２の上面に直立した状態で移動車４０を走行させる。ハンドル４３は、図１における操作スティック５と同様の役割を果たし、ユーザは、ハンドル４３を操作することにより車輪４１の回転速度を定め、移動車４０を走行させる。移動車４０はジャイロを用いた姿勢制御により、転倒しないように走行することができる。移動車４０は、図１における移動車１と同様に、図３に示した姿勢保持手段を複数有する。これにより、移動車４０の停車時や起動処理などに失敗したときであっても、複数のスタンド１０を接地することにより、移動車４０の姿勢を安定に保持して転倒を防ぐことができる。
【００２２】
以上、実施の形態をもとに本発明を説明した。なお本発明はこの実施の形態に限定されることなく、そのさまざまな変形例もまた、本発明の態様として有効である。本発明における移動車は、１人用の乗り物としてコンパクトに形成されるのが好ましいが、複数人が乗り込めるものであってよい。また、移動車が球状車輪を有する場合と、１輪または２輪の車輪を備える場合について説明したが、姿勢保持手段は、車輪の形状を問わず、車輪の接地点を１点とする移動車や、複数の全ての車輪の接地点が略直線上に並ぶ移動車に対して利用することができる。例えば、姿勢保持手段を、３輪の車輪の接地点が略直線上に並んだ移動車に対して利用することも可能である。本実施の形態で説明した姿勢保持手段は、停止時などにおいて不安定な姿勢となる移動車に対して効果的に利用されることができる。
【００２３】
【発明の効果】
本発明によれば、車輪の接地点を１点とする移動車や、複数の車輪の接地点が略直線上に並ぶ移動車に姿勢保持手段を設けたことにより、ジャイロを用いた姿勢制御ができないときであっても安定な状態を保ち、転倒を防止することができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】実施の形態に係る移動車の構成を示す図である。
【図２】（ａ）は、移動車のスタンドが格納位置にある状態を示す図であり、（ｂ）は、移動車のスタンドが接地位置にある状態を示す図である。
【図３】移動車が姿勢を保持するための構成を示す図である。
【図４】スタンドの動作制御フローの一例を示す図である。
【図５】スタンドの動作制御フローの別の例を示す図である。
【図６】移動車の変形例の構成を示す図である。
【図７】移動車の更なる変形例の構成を示す図である。
【符号の説明】
１・・・移動車、２・・・球状車輪、３・・・基体、４・・・椅子、５・・・操作スティック、６・・・車輪駆動機構、７・・・支持部材、８・・・球受、９・・・穴部、１０・・・スタンド、１１ａ・・・コイル、１１ｂ・・・シャフト、１１・・・ソレノイド、１２、１３・・・バネ体、１４・・・ケーブル、１５・・・巻取モータ、２０・・・ＥＣＵ、３０、４０・・・移動車、３１、３２、４１・・・車輪、３３、４２・・・基体、３４、４３・・・ハンドル。
【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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