(57)【要約】  乗り手の第１足を実質的に支持する第１足台部分と乗り手の第２足を実質的に支持する第２足台部分とを有するプラットフォームを包含するセルフバランスボードが提供される。車輪アセンブリは、プラットフォームの縦軸線上で第１足台部分と第２足台部分との間に配置され、プラットフォームの縦軸線に概ね直交する回転軸線を有する車輪と、車輪を駆動するモータユニットとを包含する。配向センサはプラットフォームの配向を検知する。制御装置は配向センサからデータを受信し、受信したデータに応じてモータユニットを制御する。プラットフォームと車輪アセンブリとの間の少なくとも一つのサスペンションインタフェースは、車輪の回転軸線とプラットフォームの縦軸線とに概ね直交する単一の自由度を有し、プラットフォームを休止位置へ付勢する。【選択図】  図２
2018536590.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
一人用の横移動の為のセルフバランスボードであって、
基準のｚ軸線と前記ｚ軸線に垂直なｘｙ平面とを画定する延出駆動シャフトを備えるモータユニットと、
前記モータユニットに結合されて前記モータユニットに動力を供給する動力ユニットと、
回転軸線を有するとともに、前記回転軸線と前記ｚ軸線とが同心に整合された状態で前記モータユニットを収容するのに適応した車輪と、
主として直方体形状を有する長形ボードユニットであって、側面が、それぞれの対称軸線上に延在して基準軸線ｘ，ｙ，ｚと想像上のボード重心とを画定し、ｘｚ平面と垂直軸線ｙとを画定し、前記車輪を対称的にｚ軸線と同心の状態で収容するのに適応した凹部を有し、ブシュ手段により前記駆動シャフトが両端部で前記ボードユニットに固定され、ボードにより乗り手は前記車輪をまたいで前記ｘｚ平面上に立つことができ、前記乗り手の足が主として前記ｘ方向の配向を持つ、長形ボードユニットと、
前記ボードユニットに装着される動作センサと、
前記ボードユニット及び乗り手の重心の間の垂直整合を維持する為、前記動作センサからデータを読み取り、前記モータユニットに供給される動力を選択的に制御するのに適応した制御ユニットと、
を包含し、
前記ボードユニットと前記モータユニットの駆動シャフトとの間に少なくとも一つのサスペンションインタフェースが設けられ、前記少なくとも一つのサスペンションインタフェースが、前記長形ボードユニットの前記ｘｚ平面に概ね垂直な単一の自由度を有する、
セルフバランスボード。
【請求項２】
前記少なくとも一つのサスペンションインタフェースが空気ダンパを包含する、請求項１に記載のセルフバランスボード。
【請求項３】
前記少なくとも一つのサスペンションインタフェースの各々が油圧ダンパを包含する、請求項１に記載のセルフバランスボード。
【請求項４】
前記少なくとも一つのサスペンションインタフェースの各々が乾摩擦ダンパを包含する、請求項１に記載のセルフバランスボード。
【請求項５】
前記少なくとも一つのサスペンションインタフェースの各々が、弾性材料で製作されたダンパを包含する、請求項１に記載のセルフバランスボード。
【請求項６】
一人用の横移動の為のセルフバランスボードであって、
ｚ軸線を画定する延出駆動シャフトを備えるモータユニットと、
前記モータユニットに結合されて前記モータユニットに動力を供給する動力ユニットと、
回転軸線を有して、前記回転軸線と前記ｚ軸線とが同心で整合された状態で前記モータユニットを収容するのに適応した車輪と、
乗り手の第１足を実質的に支持する第１足台部分と、前記乗り手の第２足を実質的に支持する第２足台部分とを包含する長形ボードユニットであって、前記車輪の前記回転軸線に概ね直交する前記ボードユニットの縦軸線上で前記第１足台部分と前記第２足台部分との間に前記車輪を収容するのに適応しているボードユニットであり、ブシュ手段により前記駆動シャフトが前記両端部で前記ボードユニットに固着される、長形ボードユニットと、
前記ボードユニットに装着されるジャイロセンサと、
ボード及び乗り手の重心の間の垂直整合を維持する為に、前記ジャイロセンサからデータを読み取って前記モータユニットへの動力の供給を選択的に制御する制御ユニットと、
前記車輪の前記回転軸線と前記長形ボードの前記縦軸線とに概ね直交する単一の自由度を有する、前記ボードユニットと前記モータユニットの前記駆動シャフトとの間の少なくとも一つのサスペンションインタフェースと、
を包含するセルフバランスボード。
【請求項７】
セルフバランスボードであって、
乗り手の第１足を実質的に支持する第１足台部分と、前記乗り手の第２足を実質的に支持する第２足台部分とを包含するプラットフォームと、
前記プラットフォームの縦軸線上で前記第１足台部分と前記第２足台部分との間に配置される車輪アセンブリであって、
前記プラットフォームの前記縦軸線に概ね直交する回転軸線を有する車輪と、
前記車輪を駆動するモータユニットと、
を包含する車輪アセンブリと、
前記プラットフォームの配向を検知する配向センサと、
前記配向センサからデータを受信し、受信した前記データに応じて前記モータユニットを制御する制御装置と、
前記車輪の前記回転軸線と前記プラットフォームの前記縦軸線とに概ね直交する単一の自由度を有して、前記プラットフォームを休止位置へ付勢する、前記プラットフォームと前記車輪アセンブリとの間の少なくも一つのサスペンションインタフェースと、
を包含するセルフバランスボード。
【請求項８】
前記少なくとも一つのサスペンションインタフェースの各々がスプリングを包含する、請求項７に記載のセルフバランスボード。
【請求項９】
前記スプリングが螺旋コイルを包含する、請求項８に記載のセルフバランスボード。
【請求項１０】
前記スプリングがリーフスプリングを包含する、請求項８に記載のセルフバランスボード。
【請求項１１】
前記スプリングが弾性要素を包含する、請求項８に記載のセルフバランスボード。
【請求項１２】
前記少なくとも一つのサスペンションインタフェースの各々がさらにダンパを包含する、請求項８に記載のセルフバランスボード。
【請求項１３】
前記ダンパが空気ダンパを包含する、請求項１２に記載のセルフバランスボード。
【請求項１４】
前記ダンパが油圧センサを包含する、請求項１２に記載のセルフバランスボード。
【請求項１５】
前記ダンパが乾摩擦ダンパを包含する、請求項１２に記載のセルフバランスボード。
【請求項１６】
前記ダンパが弾性材料を包含する、請求項１２に記載のセルフバランスボード。
【請求項１７】
前記車輪アセンブリがさらに、前記モータユニットを貫通する車軸を包含し、前記少なくとも一つのサスペンションインタフェースの各々が前記車軸に結合される、請求項７に記載のセルフバランスボード。
【請求項１８】
前記少なくとも一つのサスペンションインタフェースが、前記車輪の前記回転軸線と前記プラットフォームの前記縦軸線とに直交する長形スロットを包含する、請求項１７に記載のセルフバランスボード。
【請求項１９】
前記車輪アセンブリと前記少なくとも一つのサスペンションインタフェースの少なくとも一方の特徴が、前記プラットフォームに対する前記車輪アセンブリの前後傾動を防止する、請求項１８に記載のセルフバランスボード。
【請求項２０】
前記特徴が、前記長形スロットに密着状態で収容されて中での回転が制約される寸法を持ち前記車輪アセンブリに固定される駆動スライダを包含する、請求項１９に記載のセルフバランスボード。
【請求項２１】
前記特徴が、前記長形スロットに密着状態で収容されて中での回転が制約される寸法を持つ前記車軸の断面を包含する、請求項１９に記載のセルフバランスボード。
【請求項２２】
前記サスペンションインタフェースを少なくとも二つ包含し、前記少なくとも二つのサスペンションインタフェースの前記長形スロットが一定の幅を間に有する、請求項１８に記載のセルフバランスボード。
【請求項２３】
さらに、
前記制御装置に結合される加速度計であって、前記制御装置が、前記加速度計から運動データを受信し、受信した前記運動データに応じて前記モータユニットを制御する、請求項７に記載のセルフバランスボード。
【請求項２４】
前記車輪が、概ね平坦な中央トレッド領域を有して横側面に向かってテーパ状であるタイヤを包含する、請求項７に記載のセルフバランスボード。
【請求項２５】
セルフバランスボードであって、
乗り手の第１足を実質的に支持する第１足台部分と、前記乗り手の第２足を実質的に支持する第２足台部分とを包含するプラットフォームと、
前記プラットフォームの縦軸線上で前記第１足台部分と前記第２足台部分との間に配置される車輪アセンブリであって、
前記プラットフォームの前記縦軸線と概ね直交する回転軸線を有する車輪と、
前記車輪を駆動するモータユニットと、
を包含する車輪アセンブリと、
前記プラットフォームの前記配向を検知する配向センサと、
前記配向センサからデータを受信し、受信した前記データに応じて前記モータユニットを制御する制御装置と、
前記車輪アセンブリに対する前記プラットフォームの傾動と横及び縦動作とを防止する、前記プラットフォームと前記車輪アセンブリとの間の少なくとも一つのサスペンションインタフェースであって、前記プラットフォームを休止位置へ付勢する少なくとも一つのサスペンションインタフェースと、
を包含するセルフバランスボード。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
（関連出願の相互参照）
本出願は、２０１５年１１月３日に出願されたＰＣＴ出願第ＩＢ２０１５／０５８４９５号と、２０１６年９月７日に出願された米国特許出願第１５／２５８，６３４号との優先権による利益を主張するものであり、両出願の内容は参照によりその全体が本明細書に組み込まれる。
【０００２】
本発明は、一人用の移動ビークル、特にサスペンションインタフェースを有するセルフバランスボードに関する。
【背景技術】
【０００３】
一人移動の為のセルフバランスビークルは当該技術では周知である。特許文献１及び特許文献２（Ｋａｍｅｎ）に記載されているように、一般的にこのようなビークルは、離間した二つの同心の個別駆動車輪と、間のプラットフォームとを備え、ビークルの乗り手は意図している前／後の運動方向を向いてその上に立つ。ジャイロ及び加速度センサは、プラットフォームの配向及び運動の変化を検出し、車輪をいずれかの方向に回転させることによりプラットフォーム配向をある範囲内で水平に維持するようにプログラムされて、ビークルが定運動している間にビークル及び乗り手の重心を整合させるという作用を有するモータ制御システムへ、情報を送る。幾つかのタイプでは、プラットフォームに接続された直立ハンドルバーが設けられ、横へ傾動することによりビークルさらに制御する能力を乗り手に与え、こうして車輪は異なる速度及び／又は方向で回転してビークルを転回させる。
【０００４】
上記のセルフバランスの別の変形例は、特許文献３（Ｃｈｅｎ）により教示され、同文献ではモータ制御システムにより制御される二つの離間した個別動力供給車輪をビークルが有し、二つの半体に横方向に分割されるプラットフォームが間に設けられている。プラットフォームの各半体は一方の車輪とセンサとモータとに関連し、ビークルの乗り手の左右の足の位置に対応し、こうして乗り手は自分の足を使用して二つの車輪の相対速度及び回転方向を制御して二つのプラットフォーム区分を互いに対して傾動させられる。このタイプのセルフバランスビークルの一つの利点は、直立ハンドルバーの必要が無く、両手を使用せずに操作可能な小型のユニットになることである。
【０００５】
第三のタイプのセルフバランスビークルは一輪車を基にしている。特許文献４（Ｃｈｅｎ）は、大型の車輪と車輪の各側の足置きとを備えるセルフバランスビークルを開示している。各足置きから上方に延出する摩擦パッドは、乗り手のふくらはぎの内側に支持を与えることでより高い安定性と快適性とを乗り手に与えるように設計されている。
【０００６】
特許文献５と特許文献６とは、特許文献１に開示されているものと類似している別のタイプの二輪装置を開示しており、同文献では乗り手が支持されるプラットフォームが、その横側面に設置される二つの車輪を有する。乗り手は自分の重心がプラットフォームの上にある状態で立ち、概して横方向に傾動することはない。二つの車輪の各々は独立的に懸架されてより快適な乗り心地をユーザに提供する。走行面に一般的である凹凸に遭遇すると、乗り手の体重は前方又は後方に突然シフトして、乗り手は自分の体重をつま先又はかかとにそれぞれシフトする。加速又は減速して乗り手の重心の下にビークルを配置することにより、ビークルは補正を行える。
【０００７】
特許文献７と特許文献８とは、利用者が車輪をまたいで車輪の各側の足置きに足を置く一輪車を開示している。乗り手は前方又は後方に若干傾動して一輪車を加速又は減速させる。さらに、乗り手が左又は右に若干傾動すると、ビークルを動作中に転回させる。だが、両方の場合に、乗り手の重心は概ね車輪の上方にある。サスペンションは足置きを車輪に結合してより快適な乗り心地を提供する。特許文献５に開示されたビークルと同様に、走行面に一般的である凹凸に遭遇すると、乗り手の体重は前方又は後方に突然シフトして、乗り手はそれぞれつま先又はかかとに体重をシフトさせることになる。加速又は減速して乗り手の重心の下方にビークルを配置することにより、ビークルは補正を行える。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００８】
【特許文献１】米国特許第６３０２２３０号明細書
【特許文献２】オーストリア特許第２９９８２６号明細書
【特許文献３】米国特許第８７３８２７８号明細書
【特許文献４】米国特許出願公開第２０１１／２２０４２７号明細書
【特許文献５】中国実用新案第２０３５８１２４９号明細書
【特許文献６】中国実用新案第２０３５８１２５０号明細書
【特許文献７】中国実用新案第２０３９２１０６６号明細書
【特許文献８】中国実用新案第２０４２５０２４９号明細書
【発明の概要】
【課題を解決するための手段】
【０００９】
非限定的な一態様によれば、
基準のｚ軸線とｚ軸線に垂直なｘｙ平面とを画定する延出駆動シャフトを備えるモータユニットと、
モータユニットに結合されてこれに動力を供給する動力ユニットと、
回転軸線を有し、回転軸線とｚ軸線とが同心に整合された状態でモータユニットを収容するのに適応している車輪と、
主として直方体形状を有する長形ボードユニットであって、側面が、それぞれ対称軸線上に延在して基準の軸線ｘ，ｙ，ｚと想像上のボード重心とを画定し、ｘｚ平面と垂直軸線ｙとを画定し、車輪を対称的にｚ軸線と同心の状態で収容するのに適応した凹部を有し、ブシュ手段により駆動シャフトが両端部でボードユニットに固定され、ボードにより乗り手は車輪をまたいでｘｚ平面上に立つことができ、乗り手の足が主としてｘ方向の配向を持つ、長形ボードユニットと、
ボードユニットに装着される動作センサと、
ボードユニット及び乗り手の重心の間の垂直整合を維持する為、動作センサからデータを読み取ってモータユニットへ供給される動力を選択的に制御するのに適応している制御ユニットと、
を包含し、
ボードユニットとモータユニットの駆動シャフトとの間に少なくとも一つのサスペンションインタフェースが設けられ、少なくとも一つのサスペンションインタフェースが、長形ボードユニットのｘｚ平面に概ね垂直な単一の自由度を有する、
一人用の横移動の為のセルフバランスボードが提供される。
【００１０】
少なくとも一つのサスペンションインタフェースの各々は、空気ダンパを包含しうる。
【００１１】
少なくとも一つのサスペンションインタフェースの各々は、油圧ダンパを包含しうる。
【００１２】
少なくとも一つのサスペンションインタフェースの各々は、乾摩擦ダンパを包含しうる。
【００１３】
少なくとも一つのサスペンションインタフェースの各々は、ゴム又はフォームなどの弾性材料で製作されたダンパを包含しうる。
【００１４】
別の非限定的な態様によれば、
ｚ軸線を画定する延出駆動シャフトを備えるモータユニットと、
モータユニットに結合されてこれに動力を供給する動力ユニットと、
回転軸線を有して、回転軸線とｚ軸線とが同心で整合された状態でモータユニットを収容するのに適応している車輪と、
乗り手の第１足を実質的に支持する第１足台部分と、乗り手の第２足を実質的に支持する第２足台部分とを包含する長形ボードユニットであって、車輪の回転軸線に概ね直交するボードユニットの縦軸線上で第１足台部分と第２足台部分との間で車輪を収容するのに適応しているボードユニットであり、ブシュ手段により駆動シャフトが両端部でボードユニットに固定される、長形ボードユニットと、
ボードユニットに装着されるジャイロセンサと、
ボード及び乗り手の重心の間に垂直整合を維持する為、ジャイロセンサからデータを読み取ってモータユニットへの動力の供給を選択的に制御するのに適応している制御ユニットと、
車輪の回転軸線と長形ボードの縦軸線とに概ね直交する単一の自由度を有する、ボードユニットとモータユニットの駆動シャフトとの間の少なくとも一つのサスペンションインタフェースと、
を包含する、一人用の横移動の為のセルフバランスボードが提供される。
【００１５】
さらなる非限定的な態様によれば、
乗り手の第１足を実質的に支持する第１足台部分と、乗り手の第２足を実質的に支持する第２足台部分とを包含するプラットフォームと、
プラットフォームの縦軸線上で第１足台部分と第２足台部分との間に配置される車輪アセンブリであって、
プラットフォームの縦軸線に概ね直交する回転軸線を有する車輪と、
車輪を駆動するモータユニットと、
を包含する車輪アセンブリと、
プラットフォームの配向を検知する配向センサと、
配向センサからデータを受信し、受信したデータに応じてモータユニットを制御する制御装置と、
車輪の回転軸線とプラットフォームの縦軸線とに概ね直交する単一の自由度を有してプラットフォームを休止位置へ付勢する、プラットフォームと車輪アセンブリとの間の少なくとも一つのサスペンションインタフェースと、
を包含するセルフバランスボードが提供される。
【００１６】
少なくとも一つのサスペンションインタフェースの各々は、スプリングを包含しうる。
【００１７】
スプリングは、螺旋金属コイルを包含しうる。
【００１８】
スプリングは、リーフスプリングを包含しうる。
【００１９】
スプリングは、弾性要素を包含しうる。
【００２０】
少なくとも一つのサスペンションインタフェースの各々はさらに、ダンパを包含しうる。
【００２１】
ダンパは、空気ダンパを包含しうる。
【００２２】
ダンパは、油圧ダンパを包含しうる。
【００２３】
ダンパは、乾摩擦ダンパを包含しうる。
【００２４】
ダンパは、ゴム又はフォームなどの弾性材料から成る。
【００２５】
車輪アセンブリはさらに、モータユニットを貫通する車軸を包含し、少なくとも一つのサスペンションインタフェースの各々は車軸に結合されうる。
【００２６】
少なくとも一つのサスペンションインタフェースは、車輪の回転軸線とプラットフォームの縦軸線とに直交する長形スロットを包含しうる。
【００２７】
車輪アセンブリと少なくとも一つのサスペンションインタフェースのうち少なくとも一方の特徴は、車輪アセンブリに対するプラットフォームの傾動を防止しうる。
【００２８】
特徴は、長形スロットに密着状態で収容されて中での回転が制約される寸法を持つ、車輪アセンブリに固定されるブシュを包含しうる。
【００２９】
特徴は、長形スロットに密着状態で収容されて中での回転が制約される寸法を持つ車軸の断面を包含しうる。
【００３０】
セルフバランスボードはさらに、少なくとも二つのサスペンションインタフェースを包含し、少なくとも二つのサスペンションインタフェースの長形スロットは一定の幅を間に有する。
【００３１】
セルフバランスボードはさらに、制御装置に結合される加速度計を包含し、制御装置は加速度計から運動データを受信し、受信した運動データに応じてモータユニットを制御する。
【００３２】
車輪は、概ね平坦な中央トレッド領域を有して横側面に向かってテーパ状であるタイヤを包含しうる。
【００３３】
また別の非限定的な態様によれば、
乗り手の第１足を実質的に支持する第１足台部分と、乗り手の第２足を実質的に支持する第２足台部分とを包含するプラットフォームと、
プラットフォームの縦軸線上で第１足台部分と第２足台部分との間に配置される車輪アセンブリであって、
プラットフォームの縦軸線に概ね直交する回転軸線を有する車輪と、
車輪を駆動するモータユニットと、
を包含する車輪アセンブリと、
プラットフォームの配向を検知する配向センサと、
配向センサからデータを受信し、受信したデータに応じてモータユニットを制御する制御装置と、
車輪アセンブリに対するプラットフォームの回転と横及び縦の動作とを防止する、プラットフォームと車輪アセンブリとの間の少なくとも一つのサスペンションインタフェースであって、プラットフォームを休止位置へ付勢する少なくとも一つのサスペンションインタフェースと、
を包含する、セルフバランスボードが提供される。
【図面の簡単な説明】
【００３４】
これから添付図を参照して実施形態が例としてのみ説明される。
【図１】非限定的な実施形態によるセルフバランスボードの上に乗り手が位置している側方斜視図である。
【図２】図１のセルフバランスボードの側方斜視図である。
【図３Ａ】図１のセルフバランスボードの上面図を示す。
【図３Ｂ】図１のセルフバランスボードの側面図を示す。
【図３Ｃ】図１のセルフバランスボードの底面図を示す。
【図３Ｄ】図１のセルフバランスボードの背面図を示す。
【図４】車輪アセンブリと一対のサスペンションインタフェースとを含む、図１のセルフバランスボードの分解図である。
【図５】図４のサスペンションインタフェースの一つと車輪アセンブリの一部分との分解図である。
【図６】図１乃至５のセルフバランスボードの走行経路の上面図である。
【図７】図６の７−７線における図１乃至５のセルフバランスボードの横配向を示す。
【発明を実施するための形態】
【００３５】
図１は、乗り手１０４による使用の際の非限定的第一実施形態によるセルフバランスボード１００を示す。セルフバランスボード１００は、乗り手１０４が上に立つ足台１１２を画定する上面を有する長形ボードユニットであるプラットフォーム１０８を有する。プラットフォーム１０８の上面は、概してプラットフォーム１０８のｘｚ平面と呼ばれる。乗り手１０４は、概してｘ軸線上で右と左のいずれかへ走行しようとして、プラットフォーム１０８が回転可能に結合された中央の対称配置車輪アセンブリ５を自分の足でまたいでいる状態で示されている。セルフバランスボード１００と乗り手１０４の両方は、ＣｏＧｂｏａｒｄ及びＣｏＧ＿ｒｉｄｅｒと記された重心をそれぞれ有する。ＣｏＧ＿ｂｏａｒｄは常に車輪アセンブリ５の回転軸線とほぼ一致しており、セルフバランスボード１００の制御ユニットは、二つのＣｏＧの垂直整合を維持する為、車輪アセンブリ５の中のモータを制御して、車輪、ゆえにセルフバランンスボード１００を前方又は後方に駆動する。こうして乗り手１０４はｘ方向で左右に傾動することにより、ＣｏＧの整合とプラットフォーム１０８の配向とを変化させ、セルフバランスボード１００が配置されている表面の方へプラットフォーム１０８の一端部を旋回させ、プラットフォーム１０８の他端部をこの表面から離れるように旋回させる。
【００３６】
図２は、セルフバランスボード１００の設計概略を示す。プラットフォーム１０８は縦軸線（つまりｘ軸線）上で概ね長形であり、車輪アセンブリ５が固定される概ね中央の車輪開口部１１６又は凹部を有する。プラットフォーム１０８は、カバープレート１により架橋及び固定される二つの側面フレーム部材３を中央車輪開口部１１６の両側に有する。カバープレート１は、二つの端部キャップ２を側面フレーム部材３の縦端部に固定する。側面フレーム部材３と端部キャップ２とは合わせて、直方体の形状であるボックス状フレーム構造を画定する。カバープレート１の上面は概ね平行であって、乗り手１０４の足をそれぞれ実質的に支持する足台部分１１２ａ，１１２ｂを画定する。足台１１２は概ね、乗り手１０４の足が上に位置する平面と呼ばれる。幾つかの実施形態において、乗り手の足が乗るプラットフォームの表面は、互いに、又は表面により画定される足台と平行でなくてもよい。
【００３７】
フェンダ６は、乗り手の足が車輪アセンブリ５と接触するのを防止する為に設けられ、車輪カバー７は、プラットフォーム１０８の上側からの車輪アセンブリ５の露出をさらに制限する。
【００３８】
図３Ａ乃至３Ｄは、図１のセルフバランスボード１００の上面図、側面図、底面図、そして背面図と、基準座標系とを示す。
【００３９】
図２と図３Ａ乃至３Ｄに示されているように、プラットフォーム１０８の側面フレーム部材３とカバープレート１とにより画定される中央車輪開口部１１６に車輪アセンブリ５が配置されている。特に図３Ａ乃至３Ｃを参照すると分かるように、車輪アセンブリ５は、記入されたｘ軸線により表されるプラットフォームの縦軸線上で足台部分１１２ａ，１１２ｂの間に配置されている。さらに、車輪アセンブリ５とその車輪との回転軸線はｚ軸線として表され、プラットフォームの縦軸線であるｘ軸線と概ね直交する。
【００４０】
特に図３Ｄを参照すると分かるように、タイヤ１２０は、中央が平坦なトレッド領域をその周囲に有し、横側面に向かってテーパ状である。理解されうるように、タイヤ１２０と走行面との間の接触エリアは、タイヤ１２０の回転軸線が走行面に概ね平行である時に最大であり、タイヤ１２０が横方向に傾動する時には大きさが縮小する。車輪アセンブリ５は、プラットフォーム１０８に対する休止位置で示されている。
【００４１】
さて図３Ａ乃至５を参照すると、セルフバランスボード１００の様々なコンポーネントが示されている。詳しく記すと、車輪が固定されるモータユニット１８を有する車輪アセンブリ５が示されている。車輪は、モータユニット１８に固定される二つの車輪リム区分２０と、車輪リム区分２０の外周に固定状態で嵌着するタイヤ１２０とを含む。モータユニット１８は、モータユニット１８を貫通する駆動シャフト１９を中心とする車輪リム区分２０とタイヤ１２０との回転を発生させる。駆動シャフト１９は、サスペンションインタフェース１２４を介してプラットフォーム１０８の各側面フレーム部材３に接続される。
【００４２】
サスペンションインタフェース１２４は、この場合には駆動シャフト１９を介して、車輪アセンブリ５に対するプラットフォーム１０８の運動を協働的に制御して、単一の自由度を付与するとともに、車輪アセンブリ５に対する休止位置へプラットフォーム１０８を付勢する。
【００４３】
この特定実施形態において、サスペンションインタフェース１２４は緩衝器４を含み、ゆえにサスペンションインタフェース１２４はこの例では緩衝器インタフェースとも呼ばれうる。緩衝器４の各々は、一端部では駆動シャフト１９に、他端部では側面フレーム部材３の一方に接続され、緩衝器ナット８でこれらに固定される。
【００４４】
駆動シャフト１９は概ね丸い断面を有し、駆動シャフト１９の各端部の二つの平坦区分は、いわゆる「二重Ｄ」形状を有する非円形の断面を駆動シャフト１９に付与する。二つのモータシャフトナット２１が駆動シャフト１９の各端部にネジ結合され、そして駆動シャフト１９の各端部はサスペンションインタフェース１２４の駆動スライダ２２へ挿入される。モータシャフトナット２１は離間していてサスペンションインタフェース１２４の間に密着状態で嵌着し、駆動シャフト１９の横動作を防止する。駆動シャフト１９がぴったりと収容されて駆動スライダ２２に対して回転不能であるように、各駆動スライダ２２は駆動シャフト１９の両端部と概ね同じ断面を有する貫通孔１３２を有する。駆動スライダ２２は貫通孔１３２の長い方の寸法に沿って長形突部１３６を有し、長形突部１３６の外側輪郭に二つの平行な平坦面を有する。サスペンションインタフェース１２４の二つのスライダブシュ２３の各々は、駆動スライダ２２の長形突部１３６を摺動可能に収容してプラットフォーム１０８の縦軸線ｘと車輪の回転軸線ｚとに直交する動作を許容する長形スロット１４０を有する。長形スロット１４０は、駆動スライダ２２の長形突部１３６の平行な平坦面に対応して、スライダブシュ２３に対する駆動スライダ２２の回転を阻止する平行な平坦側面を有する。駆動スライダ２２は、スライダブシュ２３に当接する周囲フランジ１３７も含む。
【００４５】
各側面フレーム部材３は、緩衝器４の一方が緩衝器ナット８の一方を介して固定される凹部１４４を有する。開口部３ｂは、側面フレーム部材３の各々の凹部１４４で緩衝器４と縦方向に整合される。各スライダブシュ２３は、長形スロットの周りに延在するフランジ１４８を有し、フランジは側面フレーム部材３の一方の開口部３ｂに密着状態で嵌着して、側面フレーム部材３に対する駆動スライダ２２、ゆえに駆動シャフト１９の移動を制御する。駆動シャフト１９の端部は、スライダブシュ２３の長形スロット１４０に嵌着する駆動スライダ２２に摺動可能に嵌着して、緩衝器４の下端部ブシュ１５２を貫通する。
【００４６】
スライダブシュ２３は駆動スライダ２２に一つの自由度を付与して、プラットフォーム１０８に概ね直交するｙ軸線と車輪の回転軸線ｚとに沿った垂直動作を駆動スライダ２２及び車輪アセンブリ５に許容し、図３Ａ乃至３Ｃに規定されているように、ともにｙ軸線に直交する車輪の回転軸線ｚとプラットフォーム１０８の縦ｘ軸線に沿った車輪アセンブリ５の横動作を防止する。駆動スライダ２２は、プラットフォーム１０８に対する車輪アセンブリ５全体の回転動作を防止する。詳しく記すと、駆動シャフト１９の両端部と駆動スライダ２２とに切り込まれた「二重Ｄ」の平坦部は、車輪の回転軸線ｚを中心とする車輪アセンブリ５に対するプラットフォーム１０８の傾動を防止し、こうして駆動シャフト１９からスライダブシュ２３を介して側面フレーム部材３へのトルクの伝達を可能にする。さらに、サスペンションインタフェース１２４の間の駆動シャフト１９の一定長と、駆動スライダ２２の周囲フランジ１３７とスライダブシュ２３との当接とは、車輪アセンブリ５に対するプラットフォーム１０８の横傾動を防止する。駆動スライダ２２は、駆動シャフト１９とスライダブシュ２３との間の摩耗を軽減するとともに、車輪アセンブリ５に対するプラットフォーム１０８の前後傾動を防止するのに使用されるが、駆動シャフトとスライダブシュとは、他の実施形態では、スライダブシュに密着状態で嵌着するように駆動シャフトの断面の幅の大きさを決定して大きなモータシャフトナットを使用することなどにより、協働して同じ機能を提供するように構成されてもよい。
【００４７】
緩衝器４は、自動車及びオートバイ部品市場では入手が容易であるいわゆるコイルオーバタイプでよい。このタイプの緩衝器は、ａ）プラットフォーム１０８を車輪アセンブリ５に対して懸架する耐荷重性能を提供するスプリング、特に金属製螺旋コイルスプリングと、ｂ）突然の垂直動作による力を吸収する為の空気又は油圧シリンダの形のダンパという二つのコンポーネントを有する。スプリングは車輪アセンブリ５に対する休止位置へプラットフォーム１０８を付勢し、これは、上に重量がかかっていない状態でセルフバランスボード１００が平坦面の上に置かれた時の車輪アセンブリ５に対するプラットフォーム１０８の位置である。
【００４８】
動作中に、乗り手は、車輪アセンブリ５をまたいで足台部分１１２Ａ，１１２Ｂの上に自分の足を置く。
【００４９】
セルフバランスボード１００が表面上を走行していて、表面の凹凸或いはスピードバンプや園芸用ホースなどの物体と遭遇した時に受ける衝撃インパクトの際に、車輪アセンブリ５は急激に上方へ動かされる。この衝撃インパクトがプラットフォーム１０８そして乗り手に直接伝えられるのを防止する為、サスペンションインタフェース１２４により、車輪アセンブリ５はプラットフォーム１０８を休止位置へ動かす付勢力を加えながらプラットフォーム１０８の方へ動くことができる。ダンパは、プラットフォーム１０８に対する車輪アセンブリ５の動作のエネルギーを吸収することで、プラットフォーム１０８へ伝えられる不快な影響を軽減するように作用する。衝撃インパクト中の車輪アセンブリ５のエネルギーの吸収時に、サスペンションインタフェース１２４の力は、車輪アセンブリ５に対する休止位置へプラットフォーム１０８を付勢して、プラットフォーム１０８と車輪アセンブリ５とが引き離される。
【００５０】
この実施形態において、オーバーコイル緩衝器４には、駆動スライダ２２とスライダブシュ２３との間の相互作用に支配されるｙ軸線上での一つの自由度が与えられる。本明細書を通して、緩衝器インタフェースの設置はボードの両側に対称状態で行われると仮定される。プラットフォーム１０８及び車輪アセンブリの（つまりｙ軸線上での）一つの自由度のみがやはり許容される片側のみのサスペンションインタフェースを考案することも当然可能である。
【００５１】
バッテリトレイ１６とＰＣＢトレイ１１とは、側面フレーム部材３と端部キャップ２とカバープレート１とにより画定される構造を密閉することによりプラットフォーム１０８のボックス構造を完成させる。ＰＣＢトレイ１１に設置されるのは、制御ユニットとして作用する制御回路と、配向センサと、ジャイロセンサ及び加速度計の形の運動センサとを含むＰＣＢ１０である。ジャイロセンサ及び加速度計により、制御ユニットはセルフバランスボード１００の運動及び配向を判断する。バッテリトレイ１６に設置されるのは、バッテリパック１２とバッテリＰＣＢ１３とバッテリボックス１４とバッテリカバー１５とバッテリドロワ１７とにより画定される取り外し可能な電源パックである。取り外し可能な電源パックは、モータユニット１８の為の電源ユニットとして作用する。モータユニット１８は、車輪リム区分２０に収納される。他の実施形態において、車輪リムは一体的に、あるいは三つ以上の区分から製作されうる。第２の車輪リム区分２０が４本のネジ（不図示）により第１の車輪リム区分２０に固定される前に、タイヤ１２０とモータ１８とが第１の車輪リム区分２０に嵌着される。
【００５２】
セルフバランンスボード１００により、乗り手はカーブで傾動できる。
【００５３】
図６は、セルフバランスボード１００の上の乗り手がカーブを通っている際の、セルフバランスボード１００の例示的な走行経路２００を乗り手の重心２０４とともに示す。図のように、走行経路２００は右に揺れてから中間位置へ戻る。
【００５４】
図７は、図６の７−７線におけるセルフバランスボード１００の横配向を示す。走行経路２００上のこの点で、セルフバランスボード１００は乗り手の重心２０４の右側にある。すなわち、乗り手の体重はプラットフォーム１０８の左側へシフトしている。その結果、プラットフォーム１０８は横方向に傾動する。サスペンションインタフェース１２４は、単一の自由度のみを付与するので、これにより乗り手は概ね、速度を制御する為のプラットフォーム１０８の前後傾動と転回を制御する為の横傾動の両方の制御状態にある。サスペンションインタフェース１２４は、駆動シャフト１９及び車輪アセンブリ５に対してプラットフォーム１０８が傾動するのを防止することで、走行面と接触しているタイヤ１２０の部分を乗り手が制御できる。乗り手の重心はプラットフォーム１０８の上になく、実際にはプラットフォーム１０８の左にあるので、乗り手の足はセルフバランスボード１００を右へ押している。そしてセルフバランスボード１００のタイヤ１２０は走行面に右向きの摩擦力を加え、走行面は反対方向に等しい力を加える。乗り手の重心がプラットフォーム１０８の上にない時には、段差や凹部などの表面凹凸に遭遇した結果として走行面との接触が失われると、セルフバランスボード１００は乗り手の足から離れて横方向に押され、乗り手を地面へ落としうる。サスペンションインタフェース１２８は、タイヤを走行面の方へ動かすことにより、表面凹凸の結果としてタイヤ１２０が走行面との接触を失う確率を低下させ、その間、転回を制御する乗り手の能力に影響を与えない。
【００５５】
充分な耐荷重性及び緩衝性が達成される限り、車輪アセンブリとプラットフォームとの間の多様なタイプの緩衝器インタフェースを介して緩衝の機能が達成されうることは、当業者には自明であろう。
【００５６】
また別の実施形態によれば、耐荷重の機能が緩衝の機能と分離されうる。ゆえに、一方ではコイルスプリング、リーフスプリング、又は弾性材料で製作されるスプリングにより付与される耐荷重機能が、他方では空気又は油圧シリンダ又は単一かツインシリンダタイプにより、あるいは概して乾燥固体摩擦、流体粘性摩擦、又は流体動摩擦の原理により発生される摩擦を使用することにより付与される緩衝性機能を備えるダンパが設けられうる。
【００５７】
車輪アセンブリは単一の車輪を有するものとして示されているが、代替的に、単一車輪のように作用して単一車輪と考えられる二つ以上の車輪を車輪アセンブリが有しうることも認められるだろう。
【００５８】
車輪アセンブリは、様々な方式でサスペンションインタフェースに結合されうる。例えば、駆動シャフトは、サスペンションインタフェースに結合されうるボールやプレート等のような様々な構造を各端部の終端としうる。
【００５９】
上記の実施形態は本発明の例であることが意図されており、添付の請求項のみにより規定される発明の範囲を逸脱することなく当業者により代替例及び変形例が加えられうる。
【符号の説明】
【００６０】
１  カバープレート
２  端部キャップ
３  側面フレーム部材
３ｂ  開口部
４  緩衝器
５  車輪アセンブリ
６  フェンダ
７  車輪カバー
８  緩衝器ナット
１０  ＰＣＢ
１１  ＰＣＢトレイ
１２  バッテリパック
１３  バッテリＰＣＢ
１４  バッテリボックス
１５  バッテリカバー
１６  バッテリトレイ
１７  バッテリドロワ
１８  モータユニット
１９  駆動シャフト
２０  車輪リム区分
２１  モータシャフトナット
２２  駆動スライダ
２３  スライダブシュ
１００  セルフバランスボード
１０４  乗り手
１０８  プラットフォーム
１１２，１１２ａ，１１２ｂ  足台部分
１１６  中央車輪開口部
１２０  タイヤ
１２４  サスペンションインタフェース
１３２  貫通孔
１３６  長形突部
１３７  周囲フランジ
１４０  長形スロット
１４４  凹部
１４８  フランジ
１５２  下端部ブシュ
２００  走行経路
２０４  重心
【図１】
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【図２】
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【図３Ａ】
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【図３Ｂ】
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【図３Ｃ】
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【図３Ｄ】
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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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【国際調査報告】
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