特開 2017-203545 回転駆動力伝達機構およびこれを備える車輪、その車輪を有する移動体ならびに平行二輪走行体

(19)【発行国】日本国特許庁(JP)

(12)【公報種別】公開特許公報(A)

(11)【公開番号】特開2017-203545(P2017-203545A)

(43)【公開日】2017年11月16日

(54)【発明の名称】回転駆動力伝達機構およびこれを備える車輪、その車輪を有する移動体ならびに平行二輪走行体

(51)【国際特許分類】

   F16H 1/06 20060101AFI20171020BHJP

   F16H 1/20 20060101ALI20171020BHJP

   B60K 17/04 20060101ALI20171020BHJP

   B62K 17/00 20060101ALI20171020BHJP

   B62K 3/00 20060101ALI20171020BHJP

【ＦＩ】

   F16H1/06

   F16H1/20

   B60K17/04 H

   B62K17/00

   B62K3/00

【審査請求】未請求

【請求項の数】16

【出願形態】ＯＬ

【全頁数】23

(21)【出願番号】特願2016-203750(P2016-203750)

(22)【出願日】2016年10月17日

(31)【優先権主張番号】特願2016-93757(P2016-93757)

(32)【優先日】2016年5月9日

(33)【優先権主張国】JP

(71)【出願人】

【識別番号】502452657

【氏名又は名称】株式会社ケーイーアール

(74)【代理人】

【識別番号】100149320

【弁理士】

【氏名又は名称】井川 浩文

(74)【代理人】

【識別番号】110001324

【氏名又は名称】特許業務法人ＳＡＮＳＵＩ国際特許事務所

(72)【発明者】

【氏名】柿原 清章

(72)【発明者】

【氏名】佐郷 幸法

(72)【発明者】

【氏名】柿原 亮也

【テーマコード（参考）】

3D039

3D212

3J009

【Ｆターム（参考）】

3D039AA05

3D039AB01

3D039AB23

3D039AC24

3D039AC25

3D212BB01

3D212BB12

3D212BB14

3D212BB25

3D212BB42

3D212BB66

3D212BB74

3J009DA17

3J009EA04

3J009EA05

3J009EA11

3J009EA25

3J009EA37

3J009EA44

3J009EB17

3J009EC07

3J009FA03

(57)【要約】

【課題】 小型の駆動源を使用しつつ高回転かつ高トルクの駆動力を伝達し得る伝達機構の提供であり、その伝達機構を備えた車輪と、該車輪を有する移動体を提供する。
【解決手段】 回転体２には、中心において回転自在な状態で配置される枢軸と、この枢軸から偏った位置において枢軸を中心として旋回自在な旋回軸６とを備えている。枢軸は、少なくとも二つの駆動源３，４から個別に回転駆動力が付与される第１および第２の駆動軸５，７が同軸に配置されている。旋回軸は、回転体の内部において自転が自在な状態で、第１および第２の回転軸と平行な軸線を有して設けられる。二つの駆動軸の回転方向が同じであり、かつ旋回軸に伝達されるときの回転方向が相互に逆向きとしている。
【選択図】 図１

【特許請求の範囲】

【請求項1】

駆動源によって付与される回転駆動力を回転体に伝達する駆動力伝達機構であって、
前記回転体は、中心において回転自在な状態で配置される枢軸と、この枢軸から偏った位置において該枢軸を中心として旋回自在な旋回軸とを備え、
前記枢軸は、前記回転体の外方に設置される少なくとも二つの駆動源から個別に回転駆動力が付与される第１および第２の駆動軸が同軸に配置されたものであり、
前記旋回軸は、前記回転体の内部において自転が自在な状態で、前記第１および第２の回転軸と平行な軸線を有して設けられ、前記第１および第２の駆動軸の双方による回転駆動力の伝達を歯車によって受けるものであり、
前記第１の駆動軸の回転方向と前記第２の駆動軸の回転方向とが同じであり、かつ前記旋回軸に伝達されるときの回転方向が相互に逆向きであることを特徴とする回転駆動力伝達機構。

【請求項2】

前記第１および第２の駆動軸は、一方が円筒状の軸であり、他方が該円筒の内部を挿通させた棒状の軸であり、前記円筒状および棒状の両軸線を一致させて同軸に配置されている請求項１に記載の回転駆動力伝達機構。

【請求項3】

前記第１および第２の駆動軸は、それぞれ該駆動軸の駆動力によって回転する第１および第２の駆動歯車を備え、前記旋回軸は、前記第１および第２の各駆動歯車との間で直接または間接に噛合して該旋回軸に対して回転力を出力する第１および第２の出力歯車を備え、前記第１の駆動歯車と第１の出力歯車との間、または第２の駆動歯車と第２の出力歯車との間の少なくともいずれか一方に中間歯車が介在し、第１の出力歯車と第２の出力歯車との回転方向を相互に逆向きとしている請求項１または２に記載の回転駆動力伝達機構。

【請求項4】

前記中間歯車は、前記回転体の内部に自転可能に設けられた中間軸に支持され、該中間軸は、前記旋回軸とともに前記枢軸の周囲を旋回するものである請求項３に記載の回転駆動力伝達機構。

【請求項5】

前記中間軸は、自転による回転力を出力するための出力手段と、この出力手段により出力された回転力を回生する回生手段とを備える請求項４に記載の回転駆動力伝達機構。

【請求項6】

前記旋回軸は、自転による回転力を出力するための出力手段と、この出力手段により出力された回転力を回生する回生手段とを備える請求項１ないし５のいずれかに記載の回転駆動力伝達機構。

【請求項7】

請求項１ないし６のいずれかに記載の回転駆動力伝達機構を備える車輪であって、該回転駆動力伝達機構がハブに内蔵されていることを特徴する車輪。

【請求項8】

請求項６に記載の車輪を有する移動体であって、駆動源を搭載する車体に支持される駆動車輪の少なくとも１個が前記車輪であることを特徴とする移動体。

【請求項9】

請求項６に記載の車輪を有する平行二輪走行体であって、駆動源を搭載する車体と、この車体の左右両側に支持される各１個の前記車輪とを備え、前記車体の重心が前記車輪の車軸よりも下位に調整されていることを特徴とする平行二輪走行体。

【請求項10】

前記車体は、前記車輪の車軸よりも下方において、前記車輪による直進方向に向かって、進退移動する錘が搭載されている請求項９に記載の平行二輪走行体。

【請求項11】

前記車体は、前記車輪の車軸近傍において、前記車輪による直進方向に向かって、進退移動する第２の錘をさらに搭載するものであり、これら二種類の錘の総重量により重心を前記車軸よりも下位に設定されている請求項１０に記載の平行二輪走行体。

【請求項12】

前記車体は、少なくとも前面および後面が外方に膨出する曲面で構成され、前記錘が前後両面の間に設けられたレールに沿って進退移動するものである請求項１０または１１に記載の平行二輪走行体。

【請求項13】

前記車体は、前記前面および後面を構成する曲面に連続するように外方に膨出させた曲面によって左右両面の一部が構成され、前記車輪が回転する領域を除き、外部表面の横断面形状が円形または楕円形とするものである請求項１２に記載の平行二輪走行体。

【請求項14】

前記車体は、さらに、上端の所定範囲が部分的に分離された頂上部と、該頂上部を除く本体部とで構成され、前記本体部には、前記錘を進退移動させるためのレールが前後面の間に設けられており、前記頂上部は、前記本体部に支持され、昇降および回転が可能に設けられている請求項１２または１３に記載の平行二輪走行体。

【請求項15】

前記本体部の上面には、前記頂上部の内側に配置される物体検出手段を備え、該頂上部が上昇するとき、該物体検出手段が該頂上部の外側に対する検知機能を可能にするものである請求項１４に記載の平行二輪走行体。

【請求項16】

前記本体部の正面側表面および前記頂上部の表面は、それぞれ個別の撮影手段を備えている請求項１４または１５に記載の平行二輪走行体。

【発明の詳細な説明】

【技術分野】

【0001】

本発明は、回転体に対し駆動力を伝達する回転駆動力伝達機構と、この回転駆動力伝達機構を備える車輪と、この車輪を有する移動体および平行二輪走行体に関するものである。

【背景技術】

【0002】

一般的な駆動輪等の回転体への回転駆動力の伝達機構としては、駆動源から付与される回転駆動力が回転軸を介して一軸で伝達されるものが周知である。この場合、駆動輪の回転数およびトルクの大きさは、当該駆動源に委ねられることとなり、駆動輪に対する高回転かつ高トルクが要求される場合は、駆動源の出力を大きくすることが常套手段であった。また、減速機によって回転速度を減ずることによっても高トルクを実現させることは可能であるが、この場合には低速回転となり、高速回転による高トルクを可能にするものではなかった。

【0003】

また、高トルクの出力を得るために使用される減速機の中には、差動遊星歯車機構によるものがある（特許文献１参照）が、このような機構においても駆動源は単一であり、高回転を得るためには、駆動源が高出力でなければならないものであった。

【先行技術文献】

【特許文献】

【0004】

【特許文献1】特開２００７−２５５５１７号公報

【発明の概要】

【発明が解決しようとする課題】

【0005】

上述のように、高回転かつ高トルクの駆動力を伝達するためには、大出力の駆動源を使用すればよいのであるが、大出力の駆動源は、それ自体が大型であり、例えば、車椅子のような小型の移動体では、大型の駆動源を搭載するスペースを設けることが難しく、また、大型駆動源は、それ自体の重量も大きくなり、駆動しない状態（手動）において移動させる機会がある場合には、その移動を困難なものとする要因となっていた。

【0006】

また、駆動源としては、電動モータを使用することが一般的であるが、電動モータの場合には、出力の大きさと、モータ全体の大きさとが比例せず、例えば、ある出力のモータに比較して、２倍の出力を有するモータの大きさは３倍程度となるものであった。これは、多数の構成部品について、強度上の問題によりその寸法が大きくなるためであり、当該モータを小型化することによって、高回転かつ高トルクの出力を得ることは容易ではなかった。特に、車椅子や荷台のように、重量物を搬送する場合には高トルクが要求されるところ、一般的な駆動装置にあっては、減速機を介在させることによって高トルク化が可能であるが、その反面、回転速度は低下することとなり、他方、高速回転を実現する場合にはトルクが低下せざるを得なかった。

【0007】

さらに、平行二輪走行体の車輪について、高速回転かつ高トルクの伝達を可能にする前記伝達機構を備えた場合、この車輪を使用する平行二輪走行体では、その重量バランスの制御が容易ではなかった。さらに、監視対象物を追尾し、または誘導するために自走させる走行体において、小型の平行二輪走行体は実現していないのが現状であった。

【0008】

本発明は、上記諸点にかんがみてなされたものであって、その目的とするところは、小型の駆動源を使用しつつ高回転かつ高トルクの駆動力を伝達し得る伝達機構の提供であり、その伝達機構を備えた車輪と、該車輪を有する移動体および小型の平行二輪走行体を提供することである。

【課題を解決するための手段】

【0009】

そこで、回転駆動力伝達機構にかかる本発明は、駆動源によって付与される回転駆動力を回転体に伝達する駆動力伝達機構であって、前記回転体は、中心において回転自在な状態で配置される枢軸と、この枢軸から偏った位置において該枢軸を中心として旋回自在な旋回軸とを備え、前記枢軸は、前記回転体の外方に設置される少なくとも二つの駆動源から個別に回転駆動力が付与される第１および第２の駆動軸が同軸に配置されたものであり、前記旋回軸は、前記回転体の内部において自転が自在な状態で、前記第１および第２の回転軸と平行な軸線を有して設けられ、前記第１および第２の駆動軸の双方による回転駆動力の伝達を歯車によって受けるものであり、前記第１の駆動軸の回転方向と前記第２の駆動軸の回転方向とが同じであり、かつ前記旋回軸に伝達されるときの回転方向が相互に逆向きであることを特徴とするものである。

【0010】

上記構成によれば、第１の駆動軸によって伝達される回転駆動力は旋回軸に伝達されるとともに、第２の駆動軸によって伝達される回転駆動力は、同じ旋回軸に逆回転で伝達されることとなり、旋回軸そのものに対して捩れ方向に作用することとなる。ここで、各軸の位置が固定であれば、旋回軸はいずれか大きい駆動力の方向へ自転するのみとなるが、旋回軸は旋回自在であることから、両駆動軸の駆動力を受けて旋回することができる。ところで、第１および第２の駆動軸による回転駆動力は、歯車によって伝達されるものであることから、旋回軸が自転しない状態では、駆動軸側の歯車と旋回軸側の歯車とが噛み合った状態において、駆動軸の回転駆動力が歯車を介して旋回軸に対する旋回力として作用することとなる。特に、第１および第２の駆動軸の回転方向は、ともに同一方向であることから、双方の駆動軸による回転駆動力に抗することなく、旋回することができるものである。また、第１および第２の両駆動軸の回転数が同じである場合には、旋回軸は自転することなく、当該旋回軸に対して作用する捩れを解消することができる。なお、第１の駆動軸と第２の駆動軸とによる回転駆動力が旋回軸に異なる状態で伝達される（回転数に差違がある）場合には、相対的に異なる回転力（回転数）の差違部分のみを自転により解消し、同一の回転力（回転数）に相当する範囲については旋回軸の旋回を強制し得ることとなる。さらに、上記第１および第２の駆動軸に対する駆動力の付与は、複数の駆動源から個別に伝達されるものであり、これらの複数の駆動源による回転駆動力を統合させることとなり、比較的小さな出力の駆動源を用いつつ大きい駆動力を出力させることができる。すなわち、複数の駆動源の統合により減速機を介在させることなく高トルク化させ、よって、高トルクかつ高速回転による駆動を可能にし得るものである。

【0011】

上記の発明においては、前記第１および第２の駆動軸のうち、一方が円筒状の軸であり、他方が該円筒の内部を挿通させた棒状の軸であり、前記円筒状および棒状の両軸線を一致させて同軸に配置する構成とすることができる。

【0012】

上記構成の場合には、二種類の駆動軸（第１および第２）を同軸に配置することが用意であり、駆動力を付与すべき複数の駆動源も近接した位置に設置することが可能となる。これにより、小型の駆動源を使用しつつ小型の駆動伝達機構による駆動力の伝達が可能となり、小型の車輪または小型の移動体に使用しても、全体的に小さく設計し得ることとなる。

【0013】

また、上記の各発明においては、前記第１および第２の駆動軸が、それぞれ該駆動軸の駆動力によって回転する第１および第２の駆動歯車を備えており、前記旋回軸が、前記第１および第２の各駆動歯車との間で直接または間接に噛合して該旋回軸に対して回転力を出力する第１および第２の出力歯車を備えており、前記第１の駆動歯車と第１の出力歯車との間、または第２の駆動歯車と第２の出力歯車との間の少なくともいずれか一方に中間歯車が介在し、第１の出力歯車と第２の出力歯車との回転方向を相互に逆向きとしているものとすることができる。

【0014】

上記構成によれば、歯車の噛合により二つの駆動軸による回転駆動力は確実に旋回軸に伝達され、当該旋回軸に設けられる第１および第２の出力歯車は、両駆動軸の第１および第２の駆動歯車と噛合した状態が維持されつつ、一体となって旋回することとなる。すなわち、旋回軸が自転しない場合には、駆動軸の歯車と旋回軸の歯車とが、数個の歯で相互に噛合した状態が維持され、この歯を介して回転駆動力が伝達されて旋回軸の旋回力として出力されることとなる。また、旋回軸が自転する場合には、噛合する双方の歯は相対的に変動するが、相互に噛み合った状態が維持されることとなるものである。なお、旋回軸が自転する場合とは、第１の出力歯車と第２の出力歯車とに伝達される回転駆動力が相互に異なる状態であり、二つの駆動軸に対し個別に駆動力を付与する二つの駆動源を使用する場合、その両駆動源の出力を故意に異ならせる場合、または出力が安定しない場合などに生じ得る。

【0015】

さらに、上記の各発明においては、前記中間歯車が、前記回転体の内部に自転可能に設けられた中間軸に支持され、該中間軸が、前記旋回軸とともに前記枢軸の周囲を旋回するように構成してもよい。

【0016】

このような構成の場合には、駆動軸の回転方向と旋回軸に伝達される際の回転方向とを自在に調整できるうえ、場合によっては減速比を調整することも可能となり、好適な回転数とトルクとを出力させつつ、駆動回転の方向を変換することが可能となる。なお、中間軸は、駆動輪によって支持されることから、旋回軸の旋回とともに同様に旋回されることとなり、中間軸に対しても捻れの一部が作用することとなり、これらの捻れの発生により旋回軸および中間軸に対する旋回が強制され、ともに駆動輪に対する駆動力を付与することとなる。

【0017】

上記各構成の発明において、前記中間軸または旋回軸について、自転による回転力を出力するための出力手段と、この出力手段により出力された回転力を回生する回生手段とを備える構成としてもよい。

【0018】

上記構成によれば、二つの駆動軸に対し個別の駆動源から駆動力を付与させる場合、回転駆動力に差違を生じる場合に、その差違によって生じる捻れを旋回軸の自転として解消するのであるが、その自転によるロスを回生手段によって回生させることができる。また、旋回軸が自転する状況下においては中間軸も自転することとなり、この中間軸の自転の回転力をも回生させることが可能となる。なお、回生手段としては、例えばダイナモを使用することができ、その際の出力手段としては、旋回軸の自転による回転力の伝達を受ける回転子がある。なお、ダイナモにより発電した電気は、駆動輪の内部で消費させるほか、駆動輪から外部に送ることも可能である。

【0019】

他方、車輪に係る本発明は、前記各構成の回転駆動力伝達機構を備える車輪であって、該回転駆動力伝達機構がハブに内蔵されていることを特徴するものである。

【0020】

上記構成によれば、ハブと車輪（リム）とをスポーク等で一体化される車輪において、当該車輪を構成するハブが駆動力伝達機構を備えることとなり、当該ハブの構造を変更することにより、既存の車輪を用いた新規な車輪を構成することができる。従って、当該車輪は、前記駆動力伝達機構により複数の駆動源が統合されつつ回転駆動されることから、比較的小型の構造によって、高トルクでありながら高速回転が可能となる。

【0021】

また、移動体に係る本発明は、上記構成の車輪を有する移動体であって、駆動源を搭載する車体に支持される駆動車輪の少なくとも１個が前記車輪であることを特徴とするものである。

【0022】

上記構成により、車輪の駆動によって移動する移動体の駆動輪について、前記駆動力伝達機構による駆動力の伝達を可能とするものとすることができる。この場合、小型の駆動源によって大きい出力を得ることができ、構造全体としても小型でありながら、高トルクかつ高速回転を実現するものである。そして、これを車体に搭載するとしても、移動体全体の小型化・軽量化を可能にする。なお、移動体の駆動用の車輪に対する駆動力は、駆動源の出力調整によることとなり、移動体の方向変換時における両輪の回転速度を容易に操作することができる。これは、駆動源の制御によって自動化が可能となるものであり、パワーアシスト機能による制御をも可能にすることとなる。

【0023】

さらに、平行二輪走行体に係る本発明は、前記構成の車輪を有する平行二輪走行体であって、駆動源を搭載する車体と、この車体の左右両側に支持される各１個の前記車輪とを備え、前記車体の重心が前記車輪の車軸よりも下位に調整されていることを特徴とするものである。

【0024】

上記構成によれば、車体の重心が左右両側に配置される平行な二輪の車軸よりも下方に位置するため、停止状態で安定することとなり、二輪走行が可能となる。また、二輪走行可能であることから、走行体全体を小型にすることができる。

【0025】

上記構成の平行二輪走行体に係る発明において、前記車体には、前記車輪の車軸よりも下方において、前記車輪による直進方向に向かって、進退移動する錘が搭載される構成とすることができる。

【0026】

上記構成によれば、走行体に加速度が作用する場合、車体が前後方向に傾倒することを抑制することができる。すなわち、車体の慣性力により、加速時には後方へ、減速時には前方へ傾倒するような現象が発現するが、錘を直進方向の前後に移動することにより、傾倒する車体の重心を前後方向へ移動し、車体の直立状態を維持させることができるのである。なお、前記車輪は高回転かつ高トルクの駆動力が伝達され得ることから、加速時における加速度が比較的大きく作用するため、車体の傾倒は皆無ではないとしても、錘の移動により車体を直立状態へ復元させることが容易となる。

【0027】

上記構成の平行二輪走行体に係る発明において、前記車体には、前記車輪の車軸近傍において、前記車輪による直進方向に向かって、進退移動する第２の錘をさらに搭載するものであり、これら二種類の錘の総重量により重心を前記車軸よりも下位に設定されているように構成することができる。

【0028】

上記構成の場合には、車軸近傍における第２の錘が移動することにより、車体の重心を大きく前後方向へ移動させることができる。この重心の移動により車体に対し、傾倒に対する反力を早期に作用させることができる。これは、下位の錘（これを第１の錘と称する）による重心の高さよりも、第２の錘の配置による重心の位置が上方となり、この重心を前後方向へ移動させることにより、車軸を中心とする車体の回転モーメントを大きくすることができるからである。なお、第１および第２の錘によって設定される車体の重心は、車軸よりも下方とすることによって、二輪によって支持される車体の姿勢を安定させることができる。

【0029】

また、上記それぞれのように構成された各平行二輪走行体に係る発明において、前記車体は、少なくとも前面および後面が外方に膨出する曲面で構成され、前記錘が前後両面の間に設けられたレールに沿って進退移動するように構成することができる。

【0030】

上記構成によれば、錘が進退可能な領域を、前後両面を膨出させた曲面によって確保し得ることとなる。また、車体の外側表面に曲面部分が存在することにより、威圧感を緩和することができる。これにより、誘導型（散歩などを誘導）として使用する場合に、利用者に安心感を与えることができる。

【0031】

さらに、上記構成の平行二輪走行体に係る発明において、前記車体は、前記前面および後面を構成する曲面に連続するように外方に膨出させた曲面によって左右両面の一部が構成され、前記車輪が回転する領域を除き、外部表面の横断面形状が円形または楕円形とするように構成してもよい。

【0032】

上記構成の場合には、前後両面に加えて左右両面にも曲面部分が存在することから、全体として柔らかな外観を呈することとなる。車輪が回転する領域においては、平面部分が存在するが、当該部分は車輪の存在によって容易に視認できるものではなく、視認する範囲において、全体を球体または楕円体に近似する走行体とすることができる。

【0033】

そこで、上記に示した曲面によって形成される車体を有する平行二輪走行体に係る発明において、前記車体は、さらに、上端の所定範囲が部分的に分離された頂上部と、該頂上部を除く本体部とで構成され、前記本体部には、前記錘を進退移動させるためのレールが前後面の間に設けられており、前記頂上部は、前記本体部に支持され、昇降および回転が可能に設けられる構成とすることができる。

【0034】

上記構成の場合には、頂上部が、本体部から分離しており、錘の進退移動は本体部の内部において可能となっており、頂上部が昇降することにより、形態を変化させることができる。この形態変化は、平行二輪走行体の作動時と停止時とで変化させるものとすれば、当該走行体の状態を目視で判断することができる。また、頂上部が回転可能であることから、当該頂上部にデザインを施すことにより頭部のような形態とすることも可能となる。なお、頂上部を含めた全体形状において、前後両面が曲面であり、また、左右両面を曲面にすることによって、頂上部を下降させることによって連続的な曲面形状とすることも可能となる。

【0035】

さらに、上記構成の平行二輪走行体に係る発明において、前記本体部の上面には、前記頂上部の内側に配置される物体検出手段を備え、該頂上部が上昇するとき、該物体検出手段が該頂上部の外側に対する検知機能を可能にするものとすることができる。

【0036】

上記構成によれば、頂上部が上昇した形態において、物体検出手段により、周辺に存在する物体の検出を可能にし、例えば、監視対象物を物体検出手段により検出させることにより、その位置や距離などを検知することが可能となる。従って、監視対象となる人物について、追尾型走行体として使用する場合には、監視対象の人物との間に所定の距離を維持しつつ追尾することが可能となり、誘導型走行体として使用する場合には、監視対象の人物が誘導に沿って同行していることを確認することができる。これらの追尾型または誘導型の走行体として使用する場合、物体検出手段が全方向（３６０°）に対する物体の検出を可能にすることにより、前後近傍のみならず左右近傍において、追尾または誘導することも可能である。また、同時に移動に障害となる物体の存在を検知し、これを避けて移動することも可能となる。なお、物体検出手段としては、赤外線センサ、レーザセンサ、超音波センサなどを使用することができる。

【0037】

さらに、頂上部を有する構成の上記平行二輪走行体に係る発明において、前記本体部の正面側表面および前記頂上部の表面は、それぞれ個別の撮影手段を備える構成とすることができる。

【0038】

上記構成の場合には、本体部正面に設置する撮影手段によって、進行方向前方の状態を撮影することができるとともに、頂上部に設置する撮影手段により、この頂上部を回転させることによって進行方向とは異なる方向の状態を撮影することができる。さらに、物体検出手段を備える場合には、監視対象物の方向を検出することにより、監視対象物の状態を撮影することができる。例えば、留守中の室内監視用として使用する場合には、侵入者（不審者）の容姿を撮影することができ、幼児または高齢者の監視用として使用する場合は、移動中の幼児や高齢者の状態を撮影することができる。このような構成において、通信手段を備えれば、監視映像を離れた場所で視聴することも可能となる。

【発明の効果】

【0039】

回転駆動力伝達機構に係る本発明によれば、二つの駆動軸に対して異なる複数（二つ）の駆動源から個別に駆動力が付与されることによって、当該複数（二つ）の駆動源による駆動力を合わせた出力を得ることができることとなり、各駆動源は比較的小型であるとしても、二つを合わせることにより高回転かつ高トルクの駆動力を出力させることができる。

【0040】

また、複数（二つ）の駆動源によって二つの駆動軸に回転駆動力を付与する際に、相互の駆動力が異なる場合であっても、旋回軸が自転可能であるから、最終的に旋回軸に作用する捻れを解消することができるうえ、当該旋回軸の自転を出力として回生手段により回生させることにより、省エネ化を可能にするものとなる。

【0041】

車輪に係る本発明によれば、上記のように小型の駆動源を使用しつつ高回転かつ高トルクの駆動力によって駆動可能な構成となるため、各種の移動体における駆動輪として利用可能となる。

【0042】

そして、移動体に係る本発明によれば、小型の駆動源を搭載することによって、高回転かつ高トルクの駆動輪を有する構成となることから、移動体の軽量化とともに、重量物を搭載しつつ勾配のある上り坂を移動し、また適当な速度による移動を可能にすることができる。

【0043】

また、前記のように高回転かつ高トルクの駆動力によって駆動可能な車輪を左右両側に設けた平行二輪走行体においては、二つの車輪の中間に車体を有する構成であるから、少なくとも四輪による走行体に比較して小型なものとなり得る。また、二輪がともに駆動輪である場合には、車体の姿勢が前後方向に傾倒することがあるが、重心を車軸よりも下方とし、さらに、前後方向へ進退移動する錘を備えることにより、この錘の移動によってバランスを維持させることができる。

【図面の簡単な説明】

【0044】

【図1】回転駆動力伝達機構にかかる本発明の実施形態を示す説明図である。

【図2】回転駆動力伝達機構の詳細を示す部分断面図である。

【図3】回転駆動力伝達機構を構成する各軸の回転状態を示す説明図である。

【図4】回転駆動力伝達機構を構成する各軸の回転状態を示す説明図である。

【図5】回転駆動力伝達機構を構成する各軸の回転状態を示す説明図である。

【図6】回転駆動力伝達機構の適用例を示す説明図である。

【図7】回転駆動力伝達機構の適用例を示す説明図である。

【図8】平行二輪走行体にかかる実施形態の概略を示す説明図であり、（ａ）は頂上部を下降させた状態を示し、（ｂ）は頂上部を上昇させた状態を示している。

【図9】平行二輪走行体にかかる実施形態の側面図であり、（ａ）は頂上部を下降させた状態を示し、（ｂ）は頂上部を上昇させた状態を示している。

【図10】平行二輪走行体にかかる実施形態の正面図であり、（ａ）は頂上部を下降させた状態を示し、（ｂ）は頂上部を上昇させた状態を示している。

【図11】（ａ）は平行二輪走行体にかかる実施形態の平面図であり、（ｂ）は底面図である。

【図12】平行二輪走行体にかかる実施形態の断面図を示す説明図である。

【図13】錘の進退移動の状態を示す説明図である。

【発明を実施するための形態】

【0045】

以下、本発明の実施の形態を図面に基づいて説明する。図１は、本発明の実施形態の概略を示すものである。この図に示されるように、本実施形態は、駆動輪１のハブ２において、モータ等の駆動源３，４による回転駆動力の伝達を受け、当該駆動輪１を回転させる機構である。本実施形態では、回転駆動力伝達機構が回転体としてのハブ２に装備され、このハブ２を備える車輪（駆動輪）１を例示するものである。駆動輪１とハブ２とが個別に設けられていない場合には、駆動輪１を回転体とみなしてもよいが、ここではハブ２を個別に設けた場合を例示して説明する。

【0046】

駆動輪１としては一般的な車輪が使用され、リム１１の外周にゴム製のタイヤ１２が設けられている。このリム１１は、前記ハブ２との間を連結するためのリソッドスポーク１３が設けられており、ハブ２の回転がリソッドスポーク１３を介して駆動輪１の全体に伝達される構成となっている。

【0047】

そこで、ハブ２は、円筒状の周壁部２１と、その円筒の両端を閉塞する円板部２２，２３によって、全体として中空の円柱状に形成されており、その中空内部がギアボックスとして機能させている。そして、中空円柱状のハブ２は、周壁２１の円筒状の軸線（以下、ハブの中心線という場合がある）を中心に回転駆動されるものである。そのため、ハブ２の中心線に沿った枢軸が、ハブ２の主軸として回転自在に設けられている。

【0048】

枢軸は中心軸５と円筒軸７とで構成され、両軸５，７はともに、回転自在であって、駆動源３，４から伝達される駆動力をハブ２に直接伝達するものではなく、この枢軸５，７の近傍に偏心した位置に設けられる旋回軸６が、枢軸５，７の周囲を旋回することによって、ハブ２に回転駆動力を生じさせるものである。このような旋回を生じさせるために、枢軸の中心には中心軸５が設けられ、これと同軸の円筒軸７が、当該中心軸５を挿通した状態で設けられている。また、ハブ２の内部には、後述する複数の歯車５１，５２，５３，７１，７２によって回転状態が制限され、中心軸５および円筒軸７に伝達される回転駆動力を利用してハブ２を回転させるようにしている。

【0049】

中心軸５および円筒軸７に対して回転駆動力を付与するために、駆動車輪１の外方に駆動力付与部８が設置されている。駆動力付与部８には、前述のモータ３，４と、このモータ３，４の回転軸に設けられた傘歯車３１，４１と、この傘歯車３１，４１に噛合して、回転駆動力を所定方向の回転力に変化するための傘歯車８１，８２が設けられている。この二つの傘歯車８１，８２のうち、一方の歯車８１が中心軸５に固着され、他方の歯車８２が円筒軸７に固着されている。両軸５，７は、同軸において個別の（二つの異なる）モータ３，４によって回転駆動されるものである。従って、中心軸５が第１の駆動軸であり、円筒軸７が第２の駆動軸として機能するものである。なお、これらの両軸５，７は、同じ回転方向に駆動されるものであり、その回転力を統合するために、複数の歯車（本実施形態では平歯車）５１，５２，５３，７１，７２が設けられている。

【0050】

ここで、上記ハブ２および上記駆動力付与部８による駆動力を伝達するための構造について詳述する。図２は、ハブ２および駆動力付与部８の部分断面を示す図であり、この図に示されるように駆動力付与部８は、箱形のケーシング８０に設けられ、ハブ２の回転軸（中心軸および円筒軸）５，７は、ケーシング８０にベアリングを介して回転自在に支持されている。車両における車輪の駆動のように車体を有する場合には、車体にケーシング８０が設置され、当該車体によって支持される回転軸（中心軸および円筒軸）５，７が、車輪１を支持しつつ回転駆動するものである。

【0051】

二つのモータ３，４のうち、一方のモータ３が中心軸５に回転駆動力を付与するためのものであり、他方のモータ４は円筒軸７に回転駆動力を付与するものである。これらのモータ３，４は、駆動に所望される出力の１／２のものが使用されており、両モータ３，４が統合されることにより定格出力を発揮させている。例えば、３００Ｗの定格出力が必要な場合には、各モータ３，４の定格出力を１５０Ｗとするのである。従って、１台のモータで所望出力を得る場合に比べて遙かに小型のモータが使用されているのである。なお、モータ３，４による駆動力の伝達方法は、プーリおよびベルトによる伝達でもよいが、本実施形態では傘歯車３１，４１，８１，８２によって、対向して設けられるモータ３，４による駆動力を同軸の二つの回転軸５，７に伝達させている。また、モータ３，４をサーボモータで構成し、駆動力が伝達される回転軸５，７の回転数をエンコーダ（ロータリエンコーダまたはリニアエンコーダなど）により取得しつつ制御させる構成としてもよい。

【0052】

中心軸５と円筒軸７との間には、ベアリングが介在されており、円筒軸７がケーシング８０に支持されていることから、中心軸５も間接的にケーシング８０に支持された状態となっている。なお、円筒軸７は、ハブ２に突設（突出状態で一体化）された軸受部２４にベアリングを介して支持され、軸受部２４が、ケーシング８０に貫設された貫通孔に挿通された状態で、ケーシング８０の壁部にベアリングを介在させつつ締着部９によってネジ止めさるものである。従って、車輪１の車軸は、前記軸受部２４、中心軸５および円筒軸７で形成され、その全体が同心に配置されることによって構成されたものである。中心軸５と円筒軸７は、同じ方向に回転するものであるが、ベアリングを介在することにより、回転数（回転速度）に差違を有する場合においても、その回転数（回転速度）によって回転駆動力を伝達できるようにしている。

【0053】

ハブ２の内部には、中心軸５に固着された第１の駆動歯車５１と、旋回軸６に固着された第１の出力歯車５３が設けられ、さらに、第１の駆動歯車５１の回転方向を逆転させつつ第１の出力歯車５３に噛合する中間歯車５２（中間軸５０に支持されている（図１参照））が設けられている。また、円筒軸７に固着された第２の駆動歯車７１と、この駆動歯車７１に噛合する状態で旋回軸６に固着された第２の出力歯車７２が設けられている。従って、第１および第２の出力歯車５３，７２は同じ旋回軸６に固着され、二種類の駆動力が同時に伝達され得るものとなっている。

【0054】

二種類の駆動軸５，７の駆動力が同時に単一の旋回軸６に伝達できるように、また、枢軸５，７の周囲を旋回できるように、旋回軸６の軸線は、駆動軸（枢軸）５，７の軸線と平行な状態で設けられている。旋回軸６には、二種類の出力歯車５３，７２が固着されており、一方の出力歯車５３はモータ３から伝達される回転方向を反転させているため、二種類の出力歯車５３，７２は、相互に逆向きへの回転力を旋回軸６に伝達することとなる。この状態において、伝達される回転力（回転数）が同じである場合には、旋回軸６が自転できないこととなる。そして、旋回軸６が自転できない場合には、結果的に各歯車５１，５２，５３，７１，７２はいずれも回転することができないため、旋回軸６が中心軸５および円筒軸７を中心に旋回することとなる。このときの状態は、中心軸５および円筒軸７（両者による枢軸）が全体の駆動軸としてハブ２を回転している状態に似ているが、この回転駆動力は、旋回軸６がハブ２に作用することによって発揮し得るものである。

【0055】

上記とは異なり、中心軸５と円筒軸７との回転力（回転数）が異なる場合には、その差分だけ旋回軸６が自転することとなる。この旋回軸６の自転は、回転力（回転数）の大きい出力歯車（５３または７２）の回転方向であり、他方の出力歯車（５３または７２）の回転方向からは逆転方向となる。そして、逆転方向に回転する出力歯車（５３または７２）は、第１の駆動歯車５１または第２の駆動歯車７１との噛合を維持しつつ、その周辺を転動することとなる。

【0056】

このような旋回軸６による駆動力の発生と、旋回軸６の自転との関係をさらに詳細に説明する。図３〜図５は、５つの歯車５１，５２，５３，７１，７２の回転の状態とハブ２の回転の状態を示すものである。各図ともに、（ａ）は駆動力付与部８による駆動源からハブ２への駆動力の伝達状態を示し、（ｂ）は５つの歯車５１，５２，５３，７１，７２の回転状態を示す。なお、説明の都合上、一方のモータ（３または４）のみが作動する場合を説明し、その後に両方のモータ３，４が同時に作動する場合を説明する。

【0057】

まず、図３は、中心軸５に対するモータ３のみが作動する場合を示す。この状況では、第２の駆動歯車７１は回転せず、第１の駆動歯車５１のみが回転する。この第１の駆動歯車５１の回転は、中間歯車４２が回転しなければ、すなわち、旋回軸６が自転しなければ、各歯車５２，５３，７２とともに旋回軸６を軸回りに旋回させる駆動力として作用する。しかし、第２の駆動歯車７１が回転していないことから、旋回軸６は自転することとなる。つまり、第１の駆動歯車５１の回転は、中間歯車５２を介して回転方向を反転させ、第１の出力歯車５３に伝達されるが、第２の出力歯車７２は駆動されていないため、旋回軸６は第１の出力歯車５３の回転に伴って自転することとなる。この旋回軸６を介して第２の出力歯車７２を逆向き（駆動歯車７１の作動による回転方向とは逆向き）に回転させることとなるのである。

【0058】

このような作動状態において、旋回軸６の自転は、第２の出力歯車７２を回転させることであるが、その回転は、第２の出力歯車７２が、第２の駆動歯車７１（円筒軸７）の周囲を転動することによって実現し得る。つまり、旋回軸６は、中心軸５の軸回りを旋回しながら自転し、旋回によってハブ２に対する回転力を生じさせつつ、自転によって第２の出力歯車７２を駆動歯車７１の周囲を転動させているのである。そして、この旋回軸６の自転は、結果的には、第１の駆動歯車５１（中心軸５）の回りを中間歯車５２が転動するように作用し、中心軸５の回転力を減殺するものである。すなわち、中間歯車５２の転動方向は、第２の出力歯車７２の転動方向とは逆向きであり、第１の駆動歯車５１の回転方向に逆行することとなるのである。なお、この中間歯車５２の転動により中間軸５０は、旋回軸６と同じ旋回軌道となるものである。

【0059】

従って、第１の駆動歯車５１の回転力（回転数）の一部は旋回軸６を旋回させるように作用するが、残りの回転力（回転数）は、旋回軸６が自転できる範囲において、第１の駆動歯車５１の回転方向とは逆行する方向への転動（中間歯車５２の転動）することによって減殺されるのである。そこで、駆動歯車５１，７１と出力歯車５３，７２との歯車比が同じである場合には、一方のモータ３による駆動力は、１／２が旋回軸６の旋回（ハブ２の回転）に使用されるが、１／２は旋回軸６の自転に使用されることとなる。

【0060】

このような駆動力の伝達は、円筒軸７のみを回転させる場合も同様である。図４は、一方のモータ４のみを作動させ、円筒軸７を介して第２の駆動歯車７１のみを回転させる場合を示すものである。この図に示されるように、第２の駆動歯車７１の回転力は、第２の出力歯車７２を介して旋回軸６を旋回する方向へ伝達されるが、旋回軸６が自転できる状態であることから、第２の出力歯車７２に伝達された駆動力は、旋回軸６を旋回させると同時に自転させるように作用する。このときの旋回軸６の自転は、中間歯車５２が第１の駆動歯車５１の周囲を転動することによって実現するものであり、この中間歯車５２の転動による回転によって、第１の出力歯車５３が回転できる範囲で旋回軸６が自転するのである。

【0061】

この場合においても、駆動力の一部は旋回に使用されるが残りは自転に使用されることとなり、同じギア比であれば、１／２ずつが旋回と自転に分離されることとなる。

【0062】

そこで、両モータ３，４が作動する場合には、旋回軸６の自転によって使用されない駆動力を小さくし、しかも両モータ３，４の駆動力を統合させることができる。すなわち、上述のように、両モータ３，４のいずれか一方を作動させた場合であっても、旋回軸６が自転しなければ、中心軸５または円筒軸７の回転方向に沿って旋回軸６を旋回させることができる。そして、中心軸５および円筒軸７が同一方向へ回転する場合には、その回転力はともに、旋回軸６に対して、同じ方向への旋回を生じさせることとなるのである。

【0063】

そこで、その詳細を図５に示す。図５は、両モータ３，４による両駆動歯車５１，７１を回転させる状態を示すものである。この図に示されるように、旋回軸６は、第１の駆動歯車５１と第２の駆動歯車７１との回転駆動力を受けて、第１の出力歯車５３と第２の出力歯車７２とが相互に逆方向への回転力が付与されている。このときの中心軸５と円筒軸７の回転力（回転数）が同じである場合には、単一の旋回軸６に相反する回転方向へ同一の駆動力が付与されることとなり、旋回軸６の自転が制限されることとなる。また、同時に、中心軸５および円筒軸７の回転方向は同一であることから、旋回軸６および伝達歯車５２，５３，７２は、同時に同じ方向へ旋回することとなり、これらは自転することなく、旋回することによってハブ２に対する回転力を生じさせることとなる。

【0064】

なお、中心軸５と円筒軸７との回転力（回転数）に差違がある場合には、その差分のみが旋回軸６の自転によって解消される。解消されるとは、前述のように駆動歯車５１，７１の一方に対して軸回りに転動することにより、旋回軸６の自転を許容するということである。この旋回軸６が自転する範囲で、一方に作用する回転力が減殺されることとなるが、両者の回転数が異なることによる伝達歯車５２，５３，７２に対する負荷を低減し、または旋回軸６に対する偶力を発生させないようにしているのである。

【0065】

両モータ３，４から出力される回転数を一致させれば、統合される出力は無駄なく旋回軸６の旋回に消費され得る。そこで、両回転数（回転速度）を一致させるために、モータ３，４を制御すものとしてもよい。また、上記構成に代えて、または上記構成とともに、旋回軸６の自転を回生エネルギとして使用してもよい。旋回軸６の自転は、二つの出力歯車５３，７２の回転力（回転数）の差違であるから、双方の回転力（回転数）の制御が困難な場合、または制御が不十分な場合において、一種の安全機構として旋回できることが好ましく、しかも、その場合のエネルギを回生させることによりエネルギの無駄な消費を解消させるのである。なお、旋回軸６の自転は、ハブ２との相対的な関係では、単なる回転のみであるから、それを使用してダイナモ等の発電装置による回生などの方法が想定される。

【0066】

回転駆動力伝達機構に係る本実施形態は上記のとおりであることから、第１に、複数の（二つ）の駆動源（モータ）３，４により付与される回転駆動力を同時に旋回軸６に伝達することにより、これらの駆動源３，４の駆動力を統合させるものであるから、減速機を介在させることなく高トルクの回転駆動力を出力でき、かつ減速機が介在されないことからモータ３，４の本来の回転速度に基づく高速回転によって出力させることができる。第２に、使用されるモータ３，４は、所望出力の１／２程度の定格出力を有するものが使用されることから、１台のモータによって所望出力を得る場合に比べて遙かに小型となり得る。第３に、複数（二つ）の駆動源３，４によって付与される回転駆動力（回転数）が、相互に差違を有する場合において、旋回軸６に逆向きの回転力が作用することとなるが、当該旋回軸６が自転することにより、軸そのものに対する捻り力の作用を減殺することができる。第４に、旋回軸６の自転は、単なる回転力（回転数）の調整であるため、そのエネルギのロスを解消するために、旋回軸６の自転を回生手段によって回生させることが可能となる。

【0067】

次に、上記駆動輪（駆動される車輪）を使用する移動体の具体例を説明する。図６（ａ）は車椅子の駆動側車輪に回転駆動力伝達機構を適用した例を示し、図６（ｂ）は、二輪ビークル（特願２０１４−２１３５７４）の車輪に適用した例を示している。

【0068】

図６（ａ）に示すように、車椅子１００に回転駆動力伝達機構を適用する場合には、車椅子１００の駆動用として配置される一対の車輪１０１Ａ，１０１Ｂに、前記回転駆動力伝達機構を有するハブ１０２Ａ，１０２Ｂが設けられたものがある。この場合には、両輪１０１Ａ，１０１Ｂのそれぞれに対して、個別に駆動力を付与する駆動力付与部１０８Ａ，１０８Ｂが両車輪１０１Ａ，１０１Ｂの内側近傍に設置されており、この駆動力付与部１０８Ａ，１０８Ｂは車体の一部としてフレームＦＬによって支持されている。前述のとおり、回転駆動力伝達機構は、複数（二つ）の駆動源（モータ）による回転力を同時に伝達するものであるが、この回転力（回転数）の差違によって、旋回軸が自転するとともに、旋回軸の旋回の状態（速度等）も変化することとなる。そこで、これらの駆動源（モータ）の回転力を制御するための制御装置を制御ボックス１１０に備える構成としている。制御ボックス１１０の内部には、モータ駆動のための電源とともに制御装置（パーソナルコンピュータ）が設置され、回転駆動力伝達機構に付与するモータの回転数を制御するとともに、左右の車輪１０１Ａ，１０１Ｂの相互の回転数を制御するものである。左右の車輪１０１Ａ，１０１Ｂの相互の回転数制御とは、直進の場合は同一回転数とし、左右いずれかへ操舵する場合には、回転数に差を設けるように制御することである。

【0069】

同様に、図６（ｂ）に示すように、二輪ビークル２００における一対の車輪２０１Ａ，２０１Ｂのハブ２０２Ａ，２０２Ｂに、前述の回転駆動力伝達機構を備える構成としたものがある。この二輪ビークルは、傾斜地などを上り下りする際に姿勢を制御するためのカウンタウエイトを備えており、上り傾斜においても減速させないためには高回転かつ高トルクの駆動装置が必要となる。そこで、上述の回転駆動力伝達機構を備えることにより、小型の駆動源（モータ）を使用しつつ十分な回転速度およびトルクを発揮させることができる。なお、この駆動源（モータ）は、荷台部分に設置でき、姿勢制御用の制御装置を使用して回転数の制御を行うことができる。

【0070】

さらに、図７に示すような台車３００にも適用することが可能である。この種の台車は、手押し式（手動）の場合もあるが、本実施形態はパワーアシスト機能を搭載する台車としている。すなわち、荷台フレームＦＬに設置されたグリップＧＬに圧力センサを内蔵し、この圧力センサによって感知される方向への操作力に応じて、駆動輪３０１Ａ，３０１Ｂを駆動することにより移動に必要な力をアシストするのである。この台車３００の駆動輪３０１Ａ，３０１Ｂのハブ３０２Ａ，３０２Ｂに、前述の回転駆動力伝達機構を備える構成とするのである。

【0071】

なお、駆動力付与部３０８は、制御ボックスとして設置され、内部には、両駆動輪３０１Ａ，３０１Ｂのための二セット分の駆動源（モータ）のほか、前記圧力センサによって検出される操作力に基づく駆動力制御のための制御装置、および電源などが搭載されるものである。

【0072】

移動体に係る本発明の実施形態は上記のとおりであるから、移動体の駆動車輪に前述の回転駆動力伝達機構を使用されることによって、高回転かつ高トルクの駆動力によって移動体を走行させることができる。これは、車椅子１００や台車２００，３００のように、使用時に大重量となる移動体では、高トルクによる回転駆動力が必要となるが、大きい駆動装置を設置することができるスペースが存在しない場合に、小型の駆動源を複数使用することによって大きいトルクを得ることができ、移動体全体を小型に維持しつつ所望の駆動力を発揮させることが可能となる。

【0073】

本発明の本実施形態は以上のとおりであるが、上述の実施形態は本発明の一例を示すものであって、本発明がこれらの実施形態に限定されるものではない。従って、本発明の趣旨の範囲内において種々の変更が可能である。

【0074】

例えば、移動体としての実施形態は、一対の駆動車輪（両側に各１個）を備えた移動体を例示したが、三輪車のように奇数の車輪を有する移動車のうち、単一の駆動車輪についてのみ回転駆動力伝達機構を有する構成としてもよく、この三輪車の三輪全部または四輪車の四輪全部について回転駆動力伝達機構による駆動輪とする移動体であってもよい。

【0075】

また、駆動源（モータ）からの駆動力の伝達に傘歯車または平歯車を使用した形態のみを例示したが、これらの歯車の形態は適宜変更が可能である。また、モータ３，４から中心軸５および円筒軸７への駆動力の付与には、歯車による伝達に限定されるものではなく、プーリとベルトによって伝達する構成であってもよい。

【0076】

さらに、図６（ｂ）に示す二輪ビークル２００におけるカウンタウエイト（錘）は、車体２１０の内部に設けられた上下二段の基部２２０，２３０の表面上を進退移動させる構成とすることにより、車体２１０（二輪ビークル２００全体）のバランスを維持させることができる。このとき、車体２１０の重心が車輪２０１Ａ，２０１Ｂの車軸よりも下位に調整されていることが好ましい。

【0077】

そこで、このような錘の移動を可能にしつつ、車体２１０の内部に格納させるような形態としては、図８に示すような全体として略球体または略楕円体の車体２１０とすることができる。この実施形態は、基本的には図６（ｂ）に示す二輪ビークル（平行二輪走行体）において、車体２１０を中空としつつ、外部の形状を主として曲面によって構成したものである。

【0078】

図８に示されているように、この車体２１０の上端部分が本体部２４０から分離された頂上部２５０が設けられる構成としている。この頂上部２５０は、全体として球面の一部によって椀形に構成されたものであり、頂上部２５０が下降した状態では、本体部２４０と円滑な曲面で連続し、一体的な形状となる（図８（ａ）参照）が、頂上部２５０が上昇した状態では、本体部２４０を胴体とし、頂上部２５０を頭部とするような擬人的な形態となるものである。

【0079】

なお、図示のように、本体部２４０および頂上部２５０のいずれもが、複数のパーツを組み合わせる構成とすることができる。図８において、本体部２４０および頂上部２５０の表面に描画されている線は、各パーツの境界線を示している。このように、複数のパーツを組み合わせて構成する場合には、一部のみを交換し、または補修することが可能である。すなわち、図示の形態においては、複数のパーツの一部に映像取得用のカメラ２４１，２５１が設置されており、これらのカメラ２４１，２５１を設置するか否かは、これらのパーツを使用することによって変更が可能なものとなる。また、本体部２４０にあっては、パーツの一部を取り除くことにより、内蔵（格納）させる各種の装置の設置または修繕することを可能としている。また、同様に非常停止ボタン２４２，２４３の設置についても同様である。本実施形態では、前方および後方の表面に各１個の非常停止ボタン２４２，２４３を設ける構成としているが、これらの位置の変更や数を増減する場合には、適宜位置におけるパーツを変更することによって可能となる。

【0080】

ところで、本実施形態は、外部形状の全体が略球体または略楕円体とするものであるが、平行二輪走行体の場合には、車輪２０１Ａ，２０１Ｂを左右両側に配置する関係上、当該車輪２０１Ａ，２０１Ｂが回転する領域においては、当該曲面部分を平面に変更している。また、後述する錘（カウンタウエイト）の進退のための空間を得るために、底部においても平面状としている。その結果、図９〜図１１に示すように、その一部に平面部が構成されている。

【0081】

なお、図９は側面図であり、図１０は正面図である。それぞれにおける（ａ）は頂上部２５０が下降した状態であり、（ｂ）は頂上部２５０を上昇させた状態である。また、図１１（ａ）は平面図であり、図１１（ｂ）は底面図である。

【0082】

これらの各図において示されるように、側面から見た場合には、全体として曲面となっており、全体的に丸みのある柔軟な印象を与えることができる。また、正面や平面から見た状態において、車輪２０１Ａ，２０１Ｂとの位置関係を把握することができるものであるが、車体２１０の本体部２４０の左右用側に形成される平面部２４４，３４５の外方には車輪２０１Ａ，２０１Ｂが存在するため、全体として、曲面が遮断された印象はなく、やはり全体として丸みのある柔軟な印象を与えることができる。

【0083】

ところで、車体２１０の本体部２４０および頂上部２５０には、それぞれ個別のカメラ２４１，２５１が設けられ、このカメラ２４１，２５１は、外部の状態を撮影するためのものである。さらに、頂上部２５０は回転可能としており、この頂上部２５０の回転により、当該頂上部２５０に設置されるカメラによる撮影は、進行方向に対し前方に限らず、左右方向や後方の映像をも撮影することができるものとなる。従って、本体部２４０に設置されるカメラ２４１によって、常に進行方法の前方を撮影しつつ、頂上部２５０に設置されるカメラ２５１によって、任意の方向に向けた映像を撮影することができる。

【0084】

なお、これらのカメラで撮影された映像は、本体部２４０の内部にＨＤＤを設置し、これに記録させることも可能であり、通信手段を備えることにより、外部へ送信させることも可能である。

【0085】

次に、本実施形態における車体２１０の内部構造について説明する。図１２は、図１０（ｂ）に示すＸＩＩ−ＸＩＩ断面図である。なお、図中の切断部端面におけるハッチングは、不明瞭となるため省略している。

【0086】

この図１２に示されているように、車体２１０の内部は中空としている。そして、その底部２４６と、この底部２４６よりも上方には、それぞれ錘（カウンタウエイト）２６０．２７０を進退移動させるための基部２２０，２３０が設けられている。なお、下位の基部２２０は底部２４６によって構成することも可能であるが、本実施形態では、底部２４６の表面に設置し、底部２４６と一体的に構成したものとしている。

【0087】

これらの錘（カウンタウエイト）は、両者によって、車体２１０の全体における重心が、車輪２０１の車軸２８０よりも下方となるように調整されている。また、下位の錘（第１の錘）２６０のみによって車体２１０の重量バランスを制御してもよいが、重心の移動速度を向上させるために、車軸２８０の近傍に上位の錘（第２の錘）が設けられている。この場合、図示のように、第２の錘２７０が移動できる距離が、第１の錘２６０の移動可能な範囲よりも長くすることにより、重心を広い範囲で移動でき、かつ機敏な重心移動が可能となる。そして、これらの錘２６０，２７０は、進行方向（直進する際の移動方向）に対して平行な方向へ進退移動するように設けられている。直進方向と平行な方向へ移動させるのは、平行二輪走行体に加速度（慣性力）が生じる際に、車体２１０が前後方向に傾くことを解消させるためである。加速度を受けた際に（傾斜した際に）、前後のいずれか一方が上昇するため、その上昇側に錘２６０，２７０を移動させて、その上昇を制限させるのである。その上昇に対するカウンタ重量を作用させることから、本願ではカウンタウエイトと称している。なお、これらの錘２６０，２７０の移動には、無端縁ベルト２６１，２７１をモータ２６２，２７２によって循環駆動させることによるものであるが、その詳細は後述する。

【0088】

ところで、図１２には、頂上部２５０の回転駆動の機構が示されている。車体２１０の本体部２４０の上部（頂上部２５０が分離される部分）の端面２９０には、本体部２４０の内部にサーボモータ２９１が設けられ、その回転軸は、サーボホーン２９２を介して、頂上部２５０の中心軸２５２が連結されている。頂上部２５０の中心軸２５２は、サーボホーン２９２が回転することによる回転駆動力の伝達を受けて回転するものである。従って、サーボモータ２９１が制御された回転数に応じて回転することにより、設置するカメラ２５１の向きを３６０°に自在に変更させることができる。なお、カメラ２５１のカメラケーブル２５１ａを本体部２４０の内部に設置するため、サーボモータ２９１は、１回転させるものとせず、正逆方向へ回転する（回動する）もとしてもよく、この場合には、例えば、正転方向に１８０°の回転と、逆転方向に１８０°の回転により、３６０°の方向変換を可能とする。

【0089】

なお、頂上部２５０の昇降に際しては、例えば、本体部２４０の上部端面の一部（中央部）を昇降可能とし、この昇降可能領域にサーボモータ２９１を設置するような構成により、頂上部２５０を回転させるための機構の全体を、当該頂上部２５０とともに昇降させることができる。また、頂上部２５０の中心軸２５２の近傍に、赤外線センサ等の物体検出手段２５３，２５４（図１０（ｂ））を設けることにより、頂上部２５０が上昇した状態において、当該赤外線センサ等２５３，２５４によって、車体２１０の周囲における物体の存在を検出させることも可能となる。

【0090】

このような構成とすることにより、頂上部２５０を上昇させた状態においては、赤外線センサ等２５３，２５４により、例えば、監視対象物（人物）を検出させることができ、これにより、その人物との相対的な位置関係（方向および距離など）を検知し、その人物に対して、追尾しまたは誘導するような走行が可能となる。そして、例えば、追尾型または誘導型の走行体として使用する場合には、車体２１０の周辺（３６０°）のうち、任意の方向に対する映像を撮影することができ、進行方向を本体部２４０のカメラ２４１で撮影しつつ、追尾または誘導する対象の人物の様子を撮影することも可能となる。

【0091】

そして、頂上部２５０が昇降可能な形態において、当該頂上部２５０の回転や赤外線センサ等２５３，３５４の作動は、当該頂上部２５０が上昇している状態において可能となる。そこで、前述のように、本体部２４０を胴体、頂上部２５０を頭部と見立てた場合には、頂上部２５０が上昇するとき（頭部を上昇させたとき）が、走行体の作動状態であることを示し、下降時（頭部が胴体と一体となって丸まっている状態）では、作動していないことを示すものとなる。これにより、作動の状態を容易に認知させることが可能となる。

【0092】

次に、錘２６０，２７０の進退移動の状態について説明する。なお、第１の錘２６０および第２の錘２７０は同様の構造によるため、第１の錘（単に錘と称する）２６０を例示して説明する。錘２６０の進退移動させるための構成を図１３に示す。

【0093】

この図１３に示されているように、錘２６０は、進退方向に対して平行な二本のスライダ２６３，２６４の上部に摺動可能に設けられている。なお、スライダ２６３，２６４に沿って摺動するために、スライダ２６３，２６４には長尺な凸部が形成され、錘２６０の底面には、この凸部に嵌合する凹溝が設けられている。この二本のスライダ２６３，２６４の中間の位置において、長手方向の両端近傍にそれぞれプーリ２６５，２６６が設けられており、両方のプーリ２６５，２６６に無端縁のベルト（ギアベルト）２６１が懸架されている。そして、このベルト２６１の一部に設けられているベルトストッパ２６７が錘２６０と連結されており、従って、ベルト２６１が循環移動することにより、ベルトストッパ２６７が進退方向に移動し、これに伴って錘２６０がスライダ２６３の表面を摺動して進退方向に移動するものである。なお、プーリ２６５，２６６の一方（２６６）はモータ２６２によって回転駆動されるものであるが、他方（２６５）は従動側として回転自在な状態で設けられている。また、モータ２６２は、サーボモータを使用し、回転方向および回転角等が制御されつつ駆動側プーリ２６６を駆動するものである。

【0094】

平行二輪走行体にかかる本実施形態は、上記のような構成であるから、前述の回転駆動力伝達機構による左右両方の駆動輪２０１Ａ，２０１Ｂによって、高回転かつ高トルクによる駆動力を得て、高速に移動できるとともに、上り坂での走行も可能となる。そのうえ、車体２１０の頂上部２５０を上昇させた状態において、赤外線センサ等２５３，２５４によって周辺の状況（監視対象物の存在等）を検知しつつ走行させることができる。また、頂上部２５０の回動を制御することにより、カメラ２５１による周辺の映像を取得することもできる。

【0095】

また、駆動輪２０１Ａ，２０１Ｂによって走行する平行二輪走行体２００は、内蔵する錘２６０，２７０を適宜移動させることにより、姿勢を維持しつつ、走行させることができる。なお、この錘の移動の状態を工夫することにより、走行時のみならず停止時においても、故意に車体２１０を傾斜させることができる。そして、車体２１０を傾斜させつつ頂上部２５０を回転させることにより、障害物を避けるように、カメラ２５１の位置および向きを調整することも可能となる。

【0096】

なお、錘２６０，２７０の移動に際しては、各基部２２０，２３０に傾斜センサが設置され、基部２２０，２３０の傾斜角に応じて、錘２６０，２７０の進退移動を制御するものである。そして、そのためのモータ２６２，２７２の作動、また、頂上部２５０の昇降および回転させるためのモータ２９１などの作動は、前記回転駆動力伝達機構におけるモータ３，４とともに、制御部によって制御され、この制御部は、車体２１０の底面などの空間を利用して設置されるものである。

【0097】

また、本実施形態においては、各モータを駆動するためのバッテリを特に示していないが、これは、錘２６０，２７０としてバッテリを使用したためである。すなわち、本実施形態の錘２６０，２７０は、バッテリケースであって、その内部にバッテリが搭載される構成としている。これに代えて、錘２６０，２７０とは別にバッテリを搭載する構成としてもよい。

【符号の説明】

【0098】

１，１０１Ａ，１０１Ｂ，２０１，２０１Ａ，２０１Ｂ，３０１Ａ，３０１Ｂ 駆動輪（車輪）
２，１０２Ａ，１０２Ｂ，２０２Ａ，２０２Ｂ，３０２Ａ，３０２Ｂ ハブ
３，４ 駆動源（モータ）
５ 中心軸（枢軸の一部）
６ 旋回軸
７ 円筒軸（枢軸の一部）
８，１０８Ａ，１０８Ｂ，２０８Ａ，２０８Ｂ，３０８ 駆動力付与部
９ 締着部
１１ リム
１２ タイヤ
２１ ハブの周壁部
２２，２３ ハブの円板部
３１，４２ 傘歯車
５０ 中間軸
５１ 第１の駆動歯車
５２ 中間歯車
５３ 第１の出力歯車
７１ 第２の駆動歯車
７２ 第２の出力歯車
８０ ケーシング
８１，８２ 傘歯車
１１０ 制御ボックス
２１０ 車体
２２０ 第１の錘の移動用基部（底部）
２３０ 第２の錘の移動用基部
２４０ 車体の本体部
２４１，２５１ カメラ
２４１ａ，２５１ａ カメラケーブル
２４２，２４３ 非常停止ボタン
２４４，２４５ 車体の平面部
２４６ 本体部底面
２５０ 車体の頂上部
２５２ 頂上部の中心軸
２５３，２５４ 赤外線センサ
２６０ 第１の錘（カウンタウエイト）
２６１，２７１ 無端縁ベルト
２６２，２７２ モータ
２６３，２６４ スライダ
２６５，２６６ プーリ
２６７ ベルトストッパ
２７０ 第２の錘（カウンタウエイト）
２８０ 車軸
２９０ 本体部の上部端面
２９１ サーボモータ
２９２ サーボホーン
ＦＬ フレーム
ＧＬ グリップ

【図1】

【図2】

【図3】

【図4】

【図5】

【図6】

【図7】

【図8】

【図9】

【図10】

【図11】

【図12】

【図13】