特開 2022-180697 ４軸差動モジュール及びそれを利用した移動装置

(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】P2022180697

(43)【公開日】2022-12-07

(54)【発明の名称】４軸差動モジュール及びそれを利用した移動装置

(51)【国際特許分類】

   B62B 3/00 20060101AFI20221130BHJP

   F16H 1/08 20060101ALI20221130BHJP

   F16H 1/14 20060101ALI20221130BHJP

   B25J 5/00 20060101ALI20221130BHJP

【ＦＩ】

B62B3/00 B

F16H1/08

F16H1/14

B25J5/00 A

【審査請求】未請求

【請求項の数】3

【出願形態】ＯＬ

(21)【出願番号】P 2021087317

(22)【出願日】2021-05-25

【新規性喪失の例外の表示】特許法第３０条第２項適用申請有り ２０２０年５月２７日、ロボティクス・メカトロニクス講演会２０２０ ｉｎ Ｋａｎａｚａｗａの予稿集において、芦澤 怜史が発明した４軸差動モジュール及びそれを利用した移動装置に関する研究について公開した。 ２０２０年５月２８日、ロボティクス・メカトロニクス講演会２０２０ ｉｎ Ｋａｎａｚａｗａにて、芦澤 怜史が発明した４軸差動モジュール及びそれを利用した移動装置に関する研究について公開した。

(71)【出願人】

【識別番号】599002043

【氏名又は名称】学校法人 名城大学

(74)【代理人】

【識別番号】110000497

【氏名又は名称】弁理士法人グランダム特許事務所

(72)【発明者】

【氏名】芦澤 怜史

【テーマコード（参考）】

3C707

3D050

3J009

【Ｆターム（参考）】

3C707CS08

3C707CY36

3C707HS27

3C707HT21

3C707HT24

3C707MT13

3C707WA16

3D050DD03

3D050EE08

3D050EE15

3D050GG01

3D050JJ09

3D050KK14

3J009DA17

3J009EA06

3J009EA12

3J009EA16

3J009EA25

3J009EA37

3J009EA44

3J009EB01

3J009FA26

(57)【要約】

【課題】小型化、及び省エネルギー化を図ることができる４軸差動モジュールを提供する。
【解決手段】４軸差動モジュール１００は、二対の回転駆動部１２０、一対のはすば機構１１０、及び差動機構１３０を備えており、各はすば機構１１０は、対である回転駆動部１２０の夫々の回転に伴って個別に回転し、ねじれ方向が異なる一対のはすば歯車１１１と、一対のはすば歯車１１１の夫々にかみ合わされた両切はすば歯車１１３と、を有しており、差動機構１３０は、一対のはすば機構１１０の夫々の両切はすば歯車１１３の回転に伴って個別に回転し、同一直線上に回転軸が配置され、歯数が等しい一対の第１かさ歯車１３１と、一対の第１かさ歯車１３１にかみ合わされ、回転軸が第１かさ歯車１３１の回転軸に直交した第２かさ歯車１３３と、を有している。
【選択図】図２

【特許請求の範囲】

【請求項1】

二対の回転駆動部、一対のはすば機構、及び差動機構を備えており、
各前記はすば機構は、
対である前記回転駆動部の夫々の回転に伴って個別に回転し、ねじれ方向が異なる一対のはすば歯車と、
一対の前記はすば歯車の夫々にかみ合わされた両切はすば歯車と、
を有しており、
前記差動機構は、
前記一対のはすば機構の夫々の両切はすば歯車の回転に伴って個別に回転し、同一直線上に回転軸が配置され、歯数が等しい一対の第１かさ歯車と、
前記一対の第１かさ歯車にかみ合わされ、回転軸が前記第１かさ歯車の回転軸に直交した第２かさ歯車と、
を有している４軸差動モジュール。

【請求項2】

自在継手を介して各前記回転駆動部を連結した基部と、
一端を前記基部に自在継手を介して連結し、他端を前記差動機構に連結した連結具と、
を備えている請求項１に記載の４軸差動モジュール。

【請求項3】

車体と、
前記車体を支持する３個以上の請求項１に記載の４軸差動モジュールと、
各前記４軸差動モジュールに設けられ、前記第２かさ歯車の回転軸の回転に伴って回転し、前記第２かさ歯車の前記第１かさ歯車の回転軸周りの回転に伴って向きを変える車輪と、
を備えている移動装置。

【発明の詳細な説明】

【技術分野】

【0001】

本発明は４軸差動モジュール及びそれを利用した移動装置に関するものである。

【背景技術】

【0002】

特許文献１は従来の移動装置を開示している。この移動装置は、機体、左右の脚体、左右の後側走行部、及び左右の前側走行部を備えている。左右の脚体は、後側走行部及び前側走行部と機体とを連結して機体を支持している。左右の脚体は複数の関節部を有している。各関節部は個別に折り曲げ角度を変化させることができる。左右の脚体は、各関節部の折り曲げ角度を変化させるための油圧シリンダを関節部毎に有している。この移動装置は、関節部毎に設けられた油圧シリンダを個別に駆動制御することによって、左右の脚体の各関節部の折り曲げ角度を変化させて、機体の姿勢を制御することができる。

【先行技術文献】

【特許文献】

【0003】

【特許文献1】特開２０１０－１２９２８号公報

【発明の概要】

【発明が解決しようとする課題】

【0004】

特許文献１の移動装置は、脚体の関節部毎に折り曲げに必要な力等が異なるため、出力や大きさの異なる油圧シリンダを関節部毎に設けている。各油圧シリンダは、対応する一つの関節部の折り曲げ角度の変化のみに利用されるものである。このため、この移動装置は、大型化し、油圧シリンダの出力を無駄にするおそれがある。

【0005】

本発明は、上記従来の実情に鑑みてなされたものであって、小型化、及び省エネルギー化を図ることができる４軸差動モジュール及びそれを利用した移動装置を提供することを解決すべき課題としている。

【課題を解決するための手段】

【0006】

本発明の４軸差動モジュールは、
二対の回転駆動部、一対のはすば機構、及び差動機構を備えており、
各前記はすば機構は、
対である前記回転駆動部の夫々の回転に伴って個別に回転し、ねじれ方向が異なる一対のはすば歯車と、
一対の前記はすば歯車の夫々にかみ合わされた両切はすば歯車と、
を有しており、
前記差動機構は、
前記一対のはすば機構の夫々の両切はすば歯車の回転に伴って個別に回転し、同一直線上に回転軸が配置され、歯数が等しい一対の第１かさ歯車と、
前記一対の第１かさ歯車にかみ合わされ、回転軸が前記第１かさ歯車の回転軸に直交した第２かさ歯車と、
を有している。

【0007】

本発明の４軸差動モジュールは、各はすば機構において、一対のはすば歯車の夫々が同じ回転方向に回転すると、両切はすば歯車が回転し、一対のはすば歯車の夫々が逆方向に回転すると、両切はすば歯車が回転軸方向に移動する。つまり、この４軸差動モジュールは、各はすば機構に対応する一対の回転駆動部の夫々の回転に伴って、両切はすば歯車の両方向の回転と、両切はすば歯車の回転軸方向の両方向の移動とを行うことができる。ここで、両切はすば歯車とは、円筒状の車の周りにねじれ方向が異なる斜め向きの２つの歯を刻んだ歯車のことである。

【0008】

また、この４軸差動モジュールは、差動機構において、一対の第１かさ歯車の夫々が同じ回転方向に回転すると、第２かさ歯車が各第１かさ歯車の回転軸周りに公転し、一対の第１かさ歯車の夫々が逆方向に回転すると、第２かさ歯車が回転する。つまり、この４軸差動モジュールは、一対の両切はすば歯車の回転に伴って、第２かさ歯車の各第１かさ歯車の回転軸周りの両方向の公転と、第２かさ歯車の両方向の回転とを行うことができる。ここで、回転軸とは、歯車の回転運動の中心となる一定直線のことであり、歯車の回転とは、その歯車の回転軸周りの回転のことである。

【0009】

このように、この４軸差動モジュールは、二対である計４個の回転駆動部のトルクを一対の両切はすば歯車の回転及び回転軸方向の移動、第２かさ歯車の各第１かさ歯車の回転軸周りの公転、及び第２かさ歯車の回転に分配して動作する。

【0010】

したがって、本発明の４軸差動モジュールは、小型化、及び省エネルギー化を図ることができる。

【0011】

本発明の移動装置は、
車体と、
前記車体を支持する３個以上の請求項１に記載の４軸差動モジュールと、
各前記４軸差動モジュールに設けられ、前記第２かさ歯車の回転に伴って回転し、前記第２かさ歯車の前記第１かさ歯車の回転軸周りの公転に伴って向きを変える車輪と、
を備えている。

【0012】

本発明の移動装置の各４軸差動モジュールは、一対のはすば機構の各両切はすば歯車の回転軸が鉛直方向に延びた状態において、各両切はすば歯車が回転軸方向に移動する直動動作を行うことによって、車体と車輪との間隔を変化させることができる。この移動装置は、各４軸差動モジュールを直動動作させることによって、路面の高さ変化に対応し、路面に倣うことにより車体の振動を制御し、車体を水平に保つことができる。

【0013】

また、この移動装置の各４軸差動モジュールは、一対のはすば機構の各両切はすば歯車が回転軸方向に異なる移動をする傾き動作を行うことによって、各両切はすば歯車の回転軸の傾きを変化させることができる。この移動装置は、各４軸差動モジュールを傾き動作させることによって、平坦な道から坂や凹凸に変わる際に発生する不連続点において、速度は保ったまま、はすば歯車の回転軸を進行方向とは逆に傾斜させて時間遅れを作り、回転軸に必要な加速度を低減して不連続点を滑らかに上ることができる。さらに、この移動装置は、段差に車輪を押し付けることによって速度を落とさずに段差を上ることができる。

【0014】

この移動装置の各４軸差動モジュールは、差動機構の第２かさ歯車が回転する駆動動作を行うことによって、車輪を回転させて走行することができる。この移動装置の各４軸差動モジュールは、差動機構の第２かさ歯車が第１かさ歯車の回転軸周りに公転する操舵動作を行うことによって、車輪の向きを変えて移動装置の移動方向を変更することができる。

【0015】

このように、この移動装置は、二対の回転駆動部のトルクを、各４軸差動モジュールの直動動作、傾き動作、駆動動作、及び操舵動作の４軸に分配し、安定して作業しながら不整地を移動することができる。

【0016】

したがって、本発明の４軸差動モジュールを利用した移動装置は、小型化、及び省エネルギー化を図ることができる。

【図面の簡単な説明】

【0017】

【図1】実施例１の移動装置の４軸差動モジュールの動作イメージを示す概略図である。

【図2】実施例１の移動装置の４軸差動モジュール及び走行部の側面図である。

【図3】実施例１の移動装置の４軸差動モジュール及び走行部の正面図である。

【図4】実施例１の４軸差動モジュールのはすば機構において、両切はすば歯車の回転軸方向の移動を示す概略図である。

【図5】実施例１の４軸差動モジュールのはすば機構において、両切はすば歯車の回転を示す概略図である。

【図6】実施例１の４軸差動モジュールの差動機構において、第２かさ歯車の公転を示す概略図である。

【図7】実施例１の４軸差動モジュールの差動機構において、第２かさ歯車の回転を示す概略図である。

【図8】実施例１の４軸差動モジュールの各動作を示す概略図である。

【図9】実施例１の移動装置の４軸差動モジュール及び走行部の各動作を示す概略図である。

【図10】実施例２の４軸差動モジュールの第１動作を示す正面図である。

【図11】実施例２の４軸差動モジュールの第２動作を示す側面図である。

【図12】実施例２の４軸差動モジュールの第３動作を示す側面図である。

【図13】実施例２の４軸差動モジュールの第４動作を示す背面図である。

【発明を実施するための形態】

【0018】

本発明における好ましい実施の形態を説明する。

【0019】

本発明の４軸差動モジュールにおいて、自在継手を介して各前記回転駆動部を連結した基部と、一端を前記基部に自在継手を介して連結し、他端を前記差動機構に連結した連結具と、を備え得る。

【0020】

この４軸差動モジュールはロボット関節等に適用することができる。

【0021】

＜実施例１＞
次に、本発明の４軸差動モジュール１００を利用した移動装置１を具体化した実施例１について、図面を参照しつつ説明する。

【0022】

実施例１の移動装置１は、図１～図３に示すように、車体３、４個の４軸差動モジュール１００、及び各４軸差動モジュール１００の夫々に設けられた走行部２００を備えている。各走行部２００は車輪２１０を有している。この移動装置１は、図２及び図３に示すように、各４軸差動モジュール１００のはすば機構１１０の一対のはすば歯車１１１の夫々の回転軸、両切はすば歯車１１３の回転軸、及び差動機構１３０の第１かさ歯車１３１の回転軸が鉛直方向に延びた状態において、４個の車輪２１０が前後左右に２個ずつ並ぶように配置されている。この移動装置１の４軸差動モジュール１００は、車輪２１０を回転させる駆動動作（図１（Ａ）参照）、車輪２１０の向きを変える操舵動作（図１（Ｂ）参照）、４軸差動モジュール１００の長さを変える直動動作（図１（Ｃ）参照）、及び車体３に対する４軸差動モジュール１００の傾きを変える傾き動作（図１（Ｄ）参照）を行うことができる。

【0023】

各４軸差動モジュール１００は、図２及び図３に示すように、二対である計４個の回転駆動部１２０、一対のはすば機構１１０、ギアボックス１５０、及び差動機構１３０を備えている。各回転駆動部１２０は車体３に取り付けられている。各回転駆動部１２０は、モータ１２１、及びモータ１２１の回転速度を減速する減速機１２３を有している。各回転駆動部１２０の回転速度は減速機１２３によって減速される。各回転駆動部１２０の回転軸を中心にして延びる棒状の回転軸部１２０Ｊは、はすば機構１１０の各はすば歯車１１１の回転軸を中心にして延びる棒状の回転軸部１１１Ｊに連結されている。各回転駆動部１２０の回転軸、及び各はすば歯車１１１の回転軸は、同一直線上に延びている。各回転駆動部１２０、各回転駆動部１２０の回転軸部１２０Ｊ、及び各はすば歯車１１１の回転軸部１１１Ｊは、前後方向に延びて車体３に取り付けられたリニアスライドレール５によって、前後方向に揺動することができる。

【0024】

各４軸差動モジュール１００に備えられた一対のはすば機構１１０の夫々は、一対のはすば歯車１１１、一対のはすば歯車１１１の夫々にかみ合わされた両切はすば歯車１１３、及びガイド部材１１５を有している。一対のはすば歯車１１１は両切はすば歯車１１３を中心にして左右に並んでいる。各はすば機構１１０の一対のはすば歯車１１１の夫々の回転軸及び両切はすば歯車１１３の回転軸の夫々は平行に延びている。各はすば歯車１１１は回転軸部１１１Ｊの下端部に取り付けられている。各はすば歯車１１１の回転軸部１１１Ｊの上端部は左右に並んだ一対の回転駆動部１２０の夫々の回転軸部１２０Ｊの下端部に連結している。一方のはすば歯車１１１は右ねじれ方向の歯が刻まれており、他方のはすば歯車１１１は左ねじれ方向の歯が刻まれている。各はすば歯車１１１の歯数、及びモジュールは同じである。両切はすば歯車１１３は、右ねじれ方向の歯と、左ねじれ方向の歯とが刻まれている。両切はすば歯車１１３の左右ねじれ方向の歯の夫々の歯数、及びモジュールは同じである。両切はすば歯車１１３の回転軸を中心にして延びる棒状の回転軸部１１３Ｊは、両切はすば歯車１１３を貫通している。

【0025】

各はすば機構１１０は、図４に示すように、一対のはすば歯車１１１を逆方向に回転させると、両切はすば歯車１１３が回転軸方向の一方向に移動する。各はすば機構１１０は、一対のはすば歯車１１１の逆方向の回転を逆転させると、両切はすば歯車１１３が回転軸方向の他方向に移動する。各はすば機構１１０は、図５に示すように、一対のはすば歯車１１１を同じ方向に回転させると、両切はすば歯車１１３が一方向に回転する。各はすば機構１１０は、一対のはすば歯車１１１の同じ方向の回転を逆転させると、両切はすば歯車１１３が逆方向に回転する。

【0026】

ガイド部材１１５は、図２及び図３に示すように、両切はすば歯車１１３の上軸部を回転軸方向に移動自在に挿入している。ガイド部材１１５は、後述するギアボックス１５０の上面から両切はすば歯車１１３の回転軸に平行に延びている案内棒１１５Ｂを軸方向に移動自在に挿入している。ガイド部材１１５は、両切はすば歯車１１３及びギアボックス１５０を両切はすば歯車１１３の回転軸方向に移動自在に案内している。

【0027】

ギアボックス１５０は、図２に示すように、各はすば機構１１０よりも下方に配置されている。ギアボックス１５０は、ボックス本体１５１、２個の第１平歯車１５３、及び２個の第２平歯車１５５を有している。ボックス本体１５１は、各第１平歯車１５３、及び各第２平歯車１５５を収納している。各第１平歯車１５３、及び各第２平歯車１５５の歯数、及びモジュールは同じである。各第１平歯車１５３は、各はすば機構１１０の両切はすば歯車１１３の回転軸部１１３Ｊに取り付けられ、両切はすば歯車１１３の回転に伴って個別に回転する。各第２平歯車１５５は、第１平歯車１５３の夫々にかみ合わされ、各第１平歯車１５３の回転に伴って個別に回転する。各第２平歯車１５５の回転軸は、同一直線上に配置されている。各第２平歯車１５５の回転軸を中心に延びる棒状の回転軸部１５５Ｊは、一方の回転軸部１５５Ｊ内を他方の回転軸部１５５Ｊが貫通している。各第２平歯車１５５の回転軸部１５５Ｊは下端部に後述する差動機構１３０の一対の第１かさ歯車１３１の夫々が取り付けられている。各第２平歯車１５５の回転軸部１５５Ｊは各第１かさ歯車１３１の回転軸部１３１Ｊでもある。ギアボックス１５０は、一対のはすば機構１１０の夫々の両切はすば歯車１１３の回転を差動機構１３０の一対の第１かさ歯車１３１に伝達する。

【0028】

差動機構１３０は、図２及び図３に示すように、一対の第１かさ歯車１３１、これら第１かさ歯車１３１にかみ合わされた第２かさ歯車１３３、及び第１かさ歯車１３１及び第２かさ歯車１３３の夫々を回転自在に支持する枠体１３５を有している。各第１かさ歯車１３１及び第２かさ歯車１３３は、歯数、及びモジュールが同じである。各第１かさ歯車１３１の回転軸と各第２平歯車１５５の回転軸とは同一直線上に延びている。各第１かさ歯車１３１の回転軸は同一直線上に延びている。各第１かさ歯車１３１は、ギアボックス１５０に収納された各第２平歯車１５５の回転に伴って、個別に回転する。第２かさ歯車１３３の回転軸は各第１かさ歯車１３１の回転軸に直交している。枠体１３５は、一対の第１かさ歯車１３１の夫々の回転軸部１３１Ｊを回転自在に支持している。枠体１３５は、第２かさ歯車１３３の回転軸を中心にして延びる棒状の回転軸部１３３Ｊを回転自在に支持している。枠体１３５は第２かさ歯車１３３と共に第１かさ歯車１３１の回転軸周りを回転する。

【0029】

差動機構１３０は、図６に示すように、一対のはすば機構１１０の夫々の両切はすば歯車１１３が同じ方向に回転すると、ギアボックス１５０の第１平歯車１５３及び第２平歯車１５５を介して一対の第１かさ歯車１３１の夫々が同じ方向に回転し、第１かさ歯車１３１の回転軸周りに第２かさ歯車１３３が一方向に公転すると共に枠体１３５が第２かさ歯車１３３と共に一方向に回転する。差動機構１３０は、一対のはすば機構１１０の夫々の両切はすば歯車１１３の同じ方向の回転を逆転させると、ギアボックス１５０内の第１平歯車１５３及び第２平歯車１５５を介して一対の第１かさ歯車１３１の夫々の回転が逆転し、第１かさ歯車１３１の回転軸周りの第２かさ歯車１３３が逆方向に公転すると共に枠体１３５が第２かさ歯車１３３と共に逆方向に回転する。

【0030】

差動機構１３０は、図７に示すように、一対のはすば機構１１０の夫々の両切はすば歯車１１３が逆方向に回転すると、ギアボックス１５０内の第１平歯車１５３及び第２平歯車１５５を介して一対の第１かさ歯車１３１の夫々が逆方向に回転し、第２かさ歯車１３３が一方向に回転する。差動機構１３０は、一対のはすば機構１１０の夫々の両切はすば歯車１１３の逆方向の回転を逆転させると、ギアボックス１５０内の第１平歯車１５３及び第２平歯車１５５を介して一対の第１かさ歯車１３１の夫々の逆方向の回転が逆転し、第２かさ歯車１３３が他方向に回転する。

【0031】

二対の回転駆動部１２０、一対のはすば機構１１０、ギアボックス１５０、及び差動機構１３０を備えた４軸差動モジュール１００は、図８に示すように、各回転駆動部１２０の各モータ１２１を回転させることによって、各はすば機構１１０の両切はすば歯車１１３の回転軸方向の移動、両切はすば歯車１１３の回転、差動機構１３０の第２かさ歯車１３３の第１かさ歯車１３１の回転軸周りの公転、及び第２かさ歯車１３３の回転を行うことができる。４軸差動モジュール１００は、各はすば機構１１０の両切はすば歯車１１３の回転軸方向の移動距離を異ならせることによって、各両切はすば歯車１１３の回転軸を任意の角度に傾斜した状態に変更することができる。

【0032】

このように、この４軸差動モジュール１００は、二対である計４個の回転駆動部１２０のトルクを一対の両切はすば歯車１１３の回転及び回転軸方向の移動、第２かさ歯車１３３の各第１かさ歯車１３１の回転軸周りの公転、及び第２かさ歯車１３３の回転に分配して動作する。

【0033】

したがって、実施例１の移動装置１に備えられた４軸差動モジュール１００は、小型化、及び省エネルギー化を図ることができる。

【0034】

走行部２００は、図２及び図３に示すように、支持部２３０、車輪２１０、及び駆動ベルト２５０を有している。支持部２３０は、上板部２３１と、上板部２３１の両端から下方に垂下した２枚の側板部２３３とを具備している。上板部２３１は中央にギアボックス１５０から延びる各第２平歯車１５５の回転軸部１５５Ｊを挿通している。上板部２３１は、各第２平歯車１５５の回転軸周りに回転自在である。一方の側板部２３３は、差動機構１３０の第２かさ歯車１３３の回転軸部１３３Ｊを回転自在に軸支している。

【0035】

車輪２１０は、差動機構１３０の下方に配置され、車軸２１１が支持部２３０の２枚の側板部２３３に回転自在に軸支されている。車軸２１１は一方の側板部２３３に回転軸部１３３Ｊが軸支された第２かさ歯車１３３の回転軸に平行である。駆動ベルト２５０は、一方の側板部２３３と差動機構１３０の枠体１３５との間に延びた第２かさ歯車１３３の回転軸部１３３Ｊと車軸２１１との間に掛けられている。駆動ベルト２５０は、第２かさ歯車１３３の回転を車軸２１１に伝達する。

【0036】

移動装置１に備えられた各４軸差動モジュール１００は、図９（Ａ）に示すように、二対の回転駆動部１２０の各モータ１２１を回転させて、一対のはすば機構１１０の両切はすば歯車１１３を逆方向に回転させ、第２かさ歯車１３３の回転軸部１３３Ｊが回転する駆動動作を行う。移動装置１は、各４軸差動モジュール１００が駆動動作を行うことによって、走行部２００の車輪２１０が回転して走行することができる。

【0037】

移動装置１に備えられた各４軸差動モジュール１００は、図９（Ｂ）に示すように、二対の回転駆動部１２０の各モータ１２１を回転させて、一対のはすば機構１１０の両切はすば歯車１１３を同じ方向に回転させ、第２かさ歯車１３３が第１かさ歯車１３１の回転軸周りに公転する操舵動作を行う。移動装置１は、各４軸差動モジュール１００が操舵動作を行うことによって、走行部２００の車輪２１０の向きを変えて移動方向を変更することができる。

【0038】

移動装置１に備えられた各４軸差動モジュール１００は、図９（Ｃ）に示すように、二対の回転駆動部１２０の各モータ１２１を回転させて、一対のはすば機構１１０の両切はすば歯車１１３を回転軸方向に移動させる直動動作を行う。移動装置１は、各４軸差動モジュール１００が直動動作を行うことによって、路面の高さ変化に対応し、路面に倣うことにより車体３の振動を制御し、車体３を水平に保つことができる。

【0039】

移動装置１に備えられた各４軸差動モジュール１００は、図９（Ｄ）に示すように、二対の回転駆動部１２０の各モータ１２１を回転させて、一対のはすば機構１１０の両切はすば歯車１１３を回転軸方向に異なる移動をする傾き動作を行う。移動装置１は、各４軸作動モジュールが傾き動作を行うことによって、平坦な道から坂や凹凸に変わる際に発生する不連続点において、速度は保ったまま両切はすば歯車１１３の回転軸を進行方向とは逆に傾斜させて時間遅れを作り、回転軸に必要な加速度を低減して不連続点を滑らかに上ることができる。また、図示しないが、移動装置１は、各４軸作動モジュールが傾き動作を行い段差に車輪２１０を押し付けることによって、速度を落とさずに段差を上ることができる。

【0040】

以上説明したように、実施例１の移動装置１は、二対の回転駆動部１２０のトルクを、各４軸差動モジュール１００の直動動作、傾き動作、駆動動作、及び操舵動作の４軸に分配し、車体３を水平に保って安定して作業をしながら不整地を移動することができる。

【0041】

したがって、実施例１の４軸差動モジュール１００を利用した移動装置１は、小型化、及び省エネルギー化を図ることができる。

【0042】

＜実施例２＞
次に、本発明の４軸差動モジュール３００を具体化した実施例２について図面を参照しつつ説明する。実施例２の４軸差動モジュール３００は、ロボット関節等に適用されるものであり、図１０～図１３に示すように、基部３１０に対して取り付けられる点等が実施例１の４軸差動モジュール１００と相違する。実施例１の４軸差動モジュール１００と同じ構成は同一の符号を付し、詳細な説明を省略する。

【0043】

実施例２の４軸差動モジュール３００は、基部３１０、二対である計４個の回転駆動部１２０、一対のはすば機構１１０、２個のギアボックス３５０、差動機構１３０、及び連結具３７０を備えている。基部３１０は平板状である。基部３１０は、後述する一対の回転駆動部１２０を保持するケース１２０Ｋを連結する２個の第１連結部３１１と、連結具３７０の下端部を連結する第２連結部３１３とを有している。２個の第１連結部３１１は左右に離れた位置に設けられている。左右方向は、各第１連結部３１１が並んだ方向であり、図１０～図１３に示すＸ軸の正方向が左方向である。第２連結部３１３は、図１０及び図１３に示すように、正面視において、２個の第１連結部３１１の左右中央であり、図１１及び図１２に示すように、側面視において２個の第１連結部３１１よりも後方に配置されている。後方向は、側面視において、第１連結部３１１から第２連結部３１３の方向であり、図１０～図１３に示すＹ軸の負方向が後方向である。

【0044】

各回転駆動部１２０は一対ごとにケース１２０Ｋ内に保持されている。各ケース１２０Ｋの下端面は基部３１０の各第１連結部３１１に自在継手３１１Ｕを介して連結されている。各ケース１２０Ｋ内に保持された一対の回転駆動部１２０の回転軸部１２０Ｊは、各ケース１２０Ｋの上端面から上方に向けて延びている。上下方向は、図１０及び図１１に示すように、各はすば機構１１０の一対のはすば歯車１１１の回転軸、及び両切はすば歯車１１３の回転軸が鉛直方向に延びた状態において、基部３１０から差動機構１３０側に向けた方向が上方向であり、図１０～図１３に示すＺ軸の正方向が上方向である。各ケース１２０Ｋは、上端面の中央に開口が形成され、はすば機構１１０の両切はすば歯車１１３の一部が挿入されている。各両切はすば歯車１１３は、一部をケース１２０Ｋ内に挿入しつつ軸方向に移動自在である。

【0045】

はすば機構１１０の一対のはすば歯車１１１の回転軸の夫々は、上下方向に平行に延びている。一対のはすば歯車１１１の夫々の回転軸部１１１Ｊは、上端部にはすば歯車１１１を取り付けている。一対のはすば歯車１１１の回転軸の夫々と、これらはすば歯車１１１にかみ合わされた両切はすば歯車１１３の回転軸とは、平行に延びている。一対のはすば機構１１０の各両切はすば歯車１１３の回転軸は平行に延びている。両切はすば歯車１１３の回転軸部１１３Ｊは、両切はすば歯車１１３の上端から上方に延びている。

【0046】

２個のギアボックス３５０は、後述する差動機構１３０の枠体１３５の左右両側に配置されている。各ギアボックス３５０は、ボックス本体３５１、第３かさ歯車３５３、及び第３かさ歯車３５３にかみ合わされた第４かさ歯車３５５を有している。各ボックス本体３５１は、第３かさ歯車３５３、及び第４かさ歯車３５５を収納している。第３かさ歯車３５３は、各ギアボックス３５０を回転自在に貫通した両切はすば歯車１１３の回転軸部１１３Ｊの先端部に取り付けられている。各両切はすば歯車１１３の回転軸部２２４Ｊは各第３かさ歯車３５３の回転軸部でもある。各第４かさ歯車３５５は、差動機構１３０の枠体１３５及び各ギアボックス３５０に回転自在に貫通して、左右外方向に延びる一対の第１かさ歯車１３１の夫々の回転軸部１３１Ｊに取り付けられている。各第１かさ歯車１３１の回転軸部１３１Ｊは各第４かさ歯車の回転軸部でもある。

【0047】

差動機構１３０の枠体１３５に回転自在に支持された一対の第１かさ歯車１３１の夫々の回転軸部１３１Ｊは、左右逆方向であって枠体１３５の左右外方向に延びている。一対の第１かさ歯車１３１の回転軸は同一直線上に延びている。差動機構１３０は、一対の第１かさ歯車１３１の回転軸部１３１Ｊの夫々に挿入し、各第１かさ歯車１３１の間に配置された連結軸３９０を有している。一対の第１かさ歯車１３１の回転軸と、連結軸３９０の中心軸とは同一直線上に延びている。一対の第１かさ歯車１３１は連結軸３９０に対して回転自在である。連結軸３９０は後述する連結具３７０の上端部を回転自在に貫通している。一対の第１かさ歯車１３１にかみ合わされた第２かさ歯車１３３の上方に向けて延びる回転軸部１３３Ｊは枠体１３５を回転自在に貫通している。

【0048】

連結具３７０は棒状である。連結具３７０の下端部は基部３１０の第２連結部３１３に自在継手３１３Ｕを介して連結されている。連結具３７０は、図１１に示すように、一対のはすば機構１１０の両切はすば歯車１１３の回転軸が鉛直方向に延びている状態において、上方から下方に向けて斜め後方に傾斜して、差動機構１３０の連結軸３９０と基部３１０の第２連結部３１３とを連結している。

【0049】

この４軸差動モジュールは、図１０に示すように、二対の回転駆動部１２０の各モータ１２１を回転させて、一対のはすば機構１１０の両切はすば歯車１１３を同じ方向に回転させると、第１かさ歯車１３１が逆方向に回転し、第２かさ歯車１３３の回転軸部１３３Ｊが回転する第１動作を行う。

【0050】

この４軸差動モジュールは、図１１に示すように、二対の回転駆動部１２０の各モータ１２１を回転させて、一対のはすば機構１１０の両切はすば歯車１１３を逆方向に回転させると、第１かさ歯車１３１が同じ方向に回転し、第２かさ歯車１３３が第１かさ歯車１３１の回転軸周りに公転する第２動作を行う。

【0051】

この４軸差動モジュールは、図１２及び図１３に示すように、二対の回転駆動部１２０の各モータ１２１を回転させて、一対のはすば機構１１０の両切はすば歯車１１３を回転軸方向に移動させると、差動機構１３０が連結具３７０の下端部を中心にして連結具３７０を半径にした円弧上を前後左右方向に移動する第３動作及び第４動作を行う。

【0052】

以上説明したように、実施例２の４軸差動モジュール３００は、二対の回転駆動部１２０のトルクを、第１動作～第４動作の４軸に分配して動作する。

【0053】

したがって、実施例２の４軸差動モジュール３００は、小型化、及び省エネルギー化を図ることができる。

【0054】

本発明は上記記述及び図面によって説明した実施例１及び２に限定されるものではなく、例えば次のような実施例も本発明の技術的範囲に含まれる。
（１）実施例１の移動装置は、４個の４軸差動モジュールを備えたが、４軸差動モジュールを３個以上備えていればよい。
（２）実施例１の移動装置は、駆動ベルトによって第２かさ歯車の回転を車軸に伝達したが、他の構造によって第２かさ歯車の回転を車軸に伝達してもよい。
（３）実施例１及び２において、ギアボックスによって一対のはすば機構の夫々の両切はすば歯車の回転を差動機構の一対の第１かさ歯車に伝達したが、他の構造によって両切はすば歯車の回転を第１かさ歯車に伝達してもよい。

【符号の説明】

【0055】

１…移動装置
３…車体
１００，３００…４軸差動モジュール
１１０…はすば機構
１１１…はすば歯車
１１５…両切はすば歯車
１２０…回転駆動部
１３０…差動機構
１３１…第１かさ歯車
１３３…第２かさ歯車
２１０…車輪
３１０…基部
３１３Ｕ…自在継手
３７０…連結具

【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】