特開 2023-60650 足回り装置及び走行装置

(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】P2023060650

(43)【公開日】2023-04-28

(54)【発明の名称】足回り装置及び走行装置

(51)【国際特許分類】

   B61B 13/00 20060101AFI20230421BHJP

【ＦＩ】

B61B13/00 A

【審査請求】未請求

【請求項の数】8

【出願形態】ＯＬ

(21)【出願番号】P 2021170365

(22)【出願日】2021-10-18

(71)【出願人】

【識別番号】000002107

【氏名又は名称】住友重機械工業株式会社

(74)【代理人】

【識別番号】100105924

【弁理士】

【氏名又は名称】森下 賢樹

(74)【代理人】

【識別番号】100116274

【弁理士】

【氏名又は名称】富所 輝観夫

(72)【発明者】

【氏名】谷口 繁

【テーマコード（参考）】

3D101

【Ｆターム（参考）】

3D101BB16

3D101BB23

(57)【要約】

【課題】ロッカーボギー機構を用いた足回り装置の小型化を図る技術を提供することにある。
【解決手段】駆動輪２４と、駆動輪２４に対して前後方向一方側に配置される第１従動輪２６と、駆動輪２４に対して前後方向他方側に配置される第２従動輪２８と、駆動輪２４及び第１従動輪２６を支持し第１揺動軸４４周りに揺動可能なボギーリンク部材３８と、第２従動輪２８及びボギーリンク部材３８を支持し第２揺動軸５０周りに揺動可能なロッカーリンク部材４０と、を備え、左右方向から見て、第１揺動軸４４は、駆動輪２４の回転軸７０と同一鉛直線上になく、回転軸７０より鉛直方向上方に位置し、駆動輪２４の外形の内側に位置する足回り装置。
【選択図】図３

【特許請求の範囲】

【請求項1】

駆動輪と、
前記駆動輪に対して前後方向一方側に配置される第１従動輪と、
前記駆動輪に対して前後方向他方側に配置される第２従動輪と、
前記駆動輪及び前記第１従動輪を支持し第１揺動軸周りに揺動可能なボギーリンク部材と、
前記第２従動輪及び前記ボギーリンク部材を支持し第２揺動軸周りに揺動可能なロッカーリンク部材と、を備え、
左右方向から見て、前記第１揺動軸は、前記駆動輪の回転軸と同一鉛直線上になく、前記回転軸より鉛直方向上方に位置し、前記駆動輪の外形の内側に位置する足回り装置。

【請求項2】

前記第１従動輪及び前記第２従動輪のうちの一方の従動輪を上下に延びる回動軸周りに回動可能に支持する回動支持機構を備える請求項１に記載の足回り装置。

【請求項3】

前記第１従動輪及び前記第２従動輪のうちの一方の従動輪を昇降可能に支持する昇降支持機構を備える請求項１または２に記載の足回り装置。

【請求項4】

前記第１従動輪及び前記第２従動輪のうちの一方の従動輪が走行面に接地した状態にあるとき、前記走行面から離れて位置する補助輪を備え、
前記補助輪は、前記一方の従動輪に対して前記第１従動輪及び前記第２従動輪のうちの他方の従動輪とは前後方向の反対側に突出する請求項１から３のいずれか１項に記載の足回り装置。

【請求項5】

前記一方の従動輪及び前記補助輪を一体的に上下に延びる回動軸周りに回動可能に支持する回動支持機構を備える請求項４に記載の足回り装置。

【請求項6】

前記一方の従動輪及び前記補助輪を一体的に昇降可能に支持する昇降支持機構を備える請求項４または５に記載の足回り装置。

【請求項7】

前記駆動輪と、前記第１従動輪及び前記第２従動輪のうちの一方の従動輪との外径比は２：１以上である請求項１から６のいずれか１項に記載の足回り装置。

【請求項8】

装置本体と、
前記装置本体に取り付けられる請求項１から７のいずれかに記載の足回り装置と、を備える走行装置。

【発明の詳細な説明】

【技術分野】

【0001】

本開示は、走行装置に用いられる足回り装置に関する。

【背景技術】

【0002】

特許文献１は、駆動輪及び第１従動輪を支持するボギーリンク部材と、第２従動輪及びボギーリンク部材を支持するロッカーリンク部材とを備えるロッカーボギー機構を用いた足回り装置を開示する。

【先行技術文献】

【特許文献】

【0003】

【特許文献1】特開２０２０－１９３４８号公報

【発明の概要】

【発明が解決しようとする課題】

【0004】

本願発明者は、ロッカーボギー機構を用いた足回り装置の小型化を図るうえで、従来技術に関して、改良の余地があるとの認識を得た。

【0005】

本開示の目的の１つは、ロッカーボギー機構を用いた足回り装置の小型化を図る技術を提供することにある。

【課題を解決するための手段】

【0006】

本開示の足回り装置は、駆動輪と、前記駆動輪に対して前後方向一方側に配置される第１従動輪と、前記駆動輪に対して前後方向他方側に配置される第２従動輪と、前記駆動輪及び前記第１従動輪を支持し第１揺動軸周りに揺動可能なボギーリンク部材と、前記第２従動輪及び前記ボギーリンク部材を支持し第２揺動軸周りに揺動可能なロッカーリンク部材と、を備え、左右方向から見て、前記第１揺動軸は、前記駆動輪の回転軸と同一鉛直線上になく、前記回転軸より鉛直方向上方に位置し、前記駆動輪の外形の内側に位置する。

【発明の効果】

【0007】

本開示によれば、ロッカーボギー機構を用いた足回り装置の小型化を図ることができる。

【図面の簡単な説明】

【0008】

【図1】第１実施形態の走行装置の側面図である。

【図2】第１実施形態の足回り装置の斜視図である。

【図3】第１実施形態の足回り装置の一部を左右方向内側から見た側面図である。

【図4】図３のＢ－Ｂ断面を模式的に示す図である。

【図5】第２実施形態の走行装置の側面図である。

【図6】図５の一部を示す部分断面側面図である。

【図7】図５の一部を示す部分断面側面図である。

【図8】図８（Ａ）は、補助輪の動作に関する第１説明図であり、図８（Ｂ）は、その第２説明図であり、図８（Ｃ）は、その第３説明図である。

【発明を実施するための形態】

【0009】

以下、実施形態を説明する。同一の構成要素には同一の符号を付し、重複する説明を省略する。各図面では、説明の便宜のため、適宜、構成要素を省略、拡大、縮小する。図面は符号の向きに合わせて見るものとする。

【0010】

（第１実施形態）図１を参照する。走行装置１０は、ＡＧＶ（Automatic Guided Vehicle）、ＡＭＲ（autonomous mobile robot）等の無人搬送車である。走行装置１０は、装置本体１２と、装置本体１２に取り付けられる足回り装置１４と、を備える。装置本体１２は、搬送対象となる物品を載置するための載置部１６を備える。装置本体１２は、走行装置１０の走行動作を制御するためのコンピュータからなる制御装置（不図示）と、制御装置及び駆動装置２０（後述する）に電力を供給するバッテリー（不図示）等を搭載する。

【0011】

図２、図３、図４を参照する。図３は、図２の矢視Ａから足回り装置１４の一部を見た図でもある。本明細書では、各構成要素の位置関係に関して、前後方向Ｘ、左右方向Ｙ及び上下方向Ｚを用いて説明する。前後方向Ｘは、駆動輪２４（後述する）の回転中心となる回転軸７０（仮想軸）と直交する水平方向であり、左右方向Ｙは、その前後方向Ｘと直交する水平方向である。上下方向Ｚは鉛直方向である。

【0012】

足回り装置１４は、左右両側に配置される一対の車輪組１８と、車輪組１８の駆動輪２４を駆動する駆動装置２０と、一対の車輪組１８のそれぞれを支持するホイールベース（車輪組支持体）２２と、を備える。

【0013】

車輪組１８は、複数の車輪からなる。車輪組１８を構成する複数の車輪は、駆動輪２４と、駆動輪２４に対して前後方向Ｘ一方側となる前側（図３の左側）に配置される第１従動輪２６と、駆動輪２４に対して前後方向Ｘ他方側となる後側（図３の右側）に配置される第２従動輪２８と、を含む。

【0014】

駆動輪２４は、駆動装置２０から伝達される動力によって回転可能である。本実施形態の駆動輪２４はタイヤ付車輪であり、駆動装置２０によって回転させられるホイール３０と、ホイール３０に取り付けられるタイヤ３２とを備える。駆動輪２４の種類は特に限定されず、一体車輪等でもよい。

【0015】

各従動輪２６、２８は、駆動装置２０から動力が伝達されず、駆動輪２４の回転に追従して回転可能である。本実施形態の各従動輪２６、２８は一体車輪である。従動輪２６、２８の種類は特に限定されず、タイヤ付車輪等でもよい。本実施形態の第１従動輪２６は前側にある前輪となり、第２従動輪２８は後側にある後輪となる。

【0016】

本実施形態の駆動装置２０はギヤモータである。駆動装置２０の具体例は特に限定されず、モータ、エンジン等でもよい。駆動装置２０は、ボギーリンク部材３８（後述する）にボルト等によって固定されるケーシング３４を備える。ケーシング３４は、ボギーリンク部材３８を左右方向Ｙに貫通している。駆動装置２０は、駆動輪２４の左右方向Ｙの内側に配置される。駆動装置２０は、駆動輪２４のホイール３０にボルト等によって固定され、回転動力を出力可能な出力部材３６を備える。駆動輪２４は、この出力部材３６から動力が直接に伝達されることで回転させられる。

【0017】

一対のホイールベース２２は、左右方向Ｙに間隔を空けて配置される。ホイールベース２２は、駆動輪２４及び第１従動輪２６を支持するボギーリンク部材３８と、第２従動輪２８及びボギーリンク部材３８を支持するロッカーリンク部材４０と、を備える。ホイールベース２２の各リンク部材３８、４０は、例えば、ステンレス、アルミニウム等の金属によって構成される。

【0018】

ボギーリンク部材３８は、前後方向Ｘに長い長尺部材である。ボギーリンク部材３８は、その前後方向Ｘの一端部（前端部）において第１従動輪２６に接続され、それとは前後方向Ｘの反対側にある他端部（後端部）において駆動輪２４に接続される。ボギーリンク部材３８は、前述の通り、駆動装置２０を介して駆動輪２４に接続される。

【0019】

ボギーリンク部材３８は、第１支持軸受４２を介して、第１揺動軸４４周りでの相対回転を伴い揺動可能にロッカーリンク部材４０に接続される。第１揺動軸４４は、ボギーリンク部材３８の揺動中心となる仮想軸である。ここでの揺動とは、左右方向Ｙから見て、言及している揺動軸を揺動中心として、その揺動軸周りに言及しているリンク部材（ここではボギーリンク部材３８）が回動することをいう。

【0020】

第１支持軸受４２は、例えば、クロスローラ軸受である。第１支持軸受４２は、第１外輪４２ａ及び第１内輪４２ｂと、第１外輪４２ａ及び第１内輪４２ｂを転動する複数の第１転動体（不図示）と、を備える。ボギーリンク部材３８は、その前後方向Ｘの中間部において、ロッカーリンク部材４０と左右方向Ｙに対向する箇所に設けられ、左右方向Ｙに凹む第１収容凹部４６を備える。第１支持軸受４２は、第１収容凹部４６に収容される。第１支持軸受４２の第１外輪４２ａはボギーリンク部材３８にねじ等によって固定され、その第１内輪４２ｂはロッカーリンク部材４０にねじ等によって固定される。これにより、第１支持軸受４２は、ボギーリンク部材３８を揺動可能にロッカーリンク部材４０に接続する。この揺動中心となる第１揺動軸４４は、第１支持軸受４２の軸心上に設けられる。

【0021】

ロッカーリンク部材４０は、前後方向Ｘに長い長尺部材である。ロッカーリンク部材４０は、その前後方向Ｘの一端部（前端部）においてボギーリンク部材３８に接続され、それとは前後方向Ｘの反対側にある他端部（後端部）において第２従動輪２８に接続される。

【0022】

ロッカーリンク部材４０は、第２支持軸受４８を介して、第２揺動軸５０周りでの相対回転を伴い揺動可能に装置本体１２に接続される。本実施形態のロッカーリンク部材４０は、第２支持軸受４８の他に、装置本体１２に取り付けるための取付部材５２を介して、装置本体１２に接続される。第２揺動軸５０は、ロッカーリンク部材４０の揺動中心となる仮想軸である。

【0023】

第２支持軸受４８は、例えば、クロスローラ軸受である。第２支持軸受４８は、第２外輪４８ａ及び第２内輪４８ｂと、第２外輪４８ａ及び第２内輪４８ｂを転動する複数の第２転動体４８ｃとを備える。ロッカーリンク部材４０は、その前後方向Ｘの中間部において、取付部材５２と左右方向Ｙに対向する箇所に設けられ、左右方向Ｙに凹む第２収容凹部５４を備える。第２支持軸受４８は、第２収容凹部５４に収容される。第２支持軸受４８の第２外輪４８ａはロッカーリンク部材４０にねじ等によって固定され、その第２内輪４８ｂは取付部材５２にねじ等によって固定される。これにより、第２支持軸受４８は、ロッカーリンク部材４０を揺動可能に取付部材５２を介して装置本体１２に接続する。この揺動中心となる第２揺動軸５０は、第２支持軸受４８の軸心上に設けられる。

【0024】

ホイールベース２２のボギーリンク部材３８及びロッカーリンク部材４０はロッカーボギー機構を構成する。ロッカーボギー機構は、凹凸、うねり等のある不整地を走行するときに、走行面５６の形状に追従して揺動軸４４、５０の周りで各リンク部材３８、４０を揺動させることで、三つの車輪（駆動輪２４及び各従動輪２６、２８）を走行面５６に接地した状態を維持することができる。これにより、三つの車輪のいずれかが走行面５６から浮いてしまう事態を防止でき、不整地の走行時に高い安定性を得ることができる。このロッカーボギー機構の動作原理そのものは公知のため、ここでの詳細な説明は省略する。

【0025】

足回り装置１４は、従動輪２６、２８を上下（鉛直方向）に延びる回動軸６０周りに回動可能に支持する回動支持機構６２を備える。回動軸６０は、従動輪２６、２８の回動中心となる仮想軸であり、本実施形態では鉛直軸となる。本実施形態の足回り装置１４は、第１従動輪２６、第２従動輪２８のそれぞれに対応する個別の回動支持機構６２を備える。本実施形態において、第１従動輪２６に対応する回動支持機構６２と第２従動輪２８に対応する回動支持機構６２とは構成を共通とするため、主に前者の構成を説明して後者の説明を省略する。

【0026】

回動支持機構６２は、ホイールベース２２に回動軸６０周りに回動可能に従動輪２６、２８を接続する。第１従動輪２６は、回動支持機構６２によって、ホイールベース２２のボギーリンク部材３８に接続される。第２従動輪２８は、回動支持機構６２によって、ホイールベース２２のロッカーリンク部材４０に接続される。本実施形態において回動支持機構６２及び従動輪２６、２８は旋回キャスターとして機能する。回動支持機構６２は、従動輪２６、２８の軸心周りに回転可能に従動輪２６を支持する車輪支持体６４と、ホイールベース２２に車輪支持体６４を回転可能に接続する回転接続機構６６と、を備える。車輪支持体６４は、例えば、フォーク等を用いて構成される。本実施形態の回転接続機構６６は、回転継手（スイベルジョイント）によって構成される。各従動輪２６、２８の軸心２９は、回動軸６０に対してずれた位置に配置される。これにより、走行面５６に対する回動軸６０の交点と従動輪２６、２８の接地点とをずらしてキャスタートレールを確保できる。よって、走行装置１０の走行時に走行装置１０の進行方向と従動輪２６，２８の向きを揃え易くなり、良好な直進安定性を得ることができる。

【0027】

図３を参照する。以下、左右方向Ｙから見た各構成要素の位置関係を説明する。駆動輪２４の回転中心となる回転軸７０から第１揺動軸４４までの前後寸法をＬａとする。第１揺動軸４４からボギーリンク部材３８に対する第１従動輪２６の接続位置（本実施形態では第１従動輪２６の回動軸６０）までの前後寸法をＬｂとする。ロッカーリンク部材４０に対する第２従動輪２８の接続位置（本実施形態では第２従動輪２８の回動軸６０）から第２揺動軸５０までの前後寸法をＬｃとする。第２揺動軸５０から第１揺動軸４４までの前後寸法をＬｄとする。第２揺動軸５０から、ボギーリンク部材３８に対する第１従動輪２６の接続位置までの前後寸法をＬｅとする。本実施形態ではＬａ＝Ｌｄとなるが、これらは異なっていてもよい。ここでの前後寸法とは前後方向Ｘに沿った寸法をいう

【0028】

走行面５６から各車輪２４、２６、２８に作用する上向きの垂直反力をＦａ、Ｆｂ１、Ｆｂ２とする。Ｆａは駆動輪２４の垂直反力、Ｆｂ１は第１従動輪２６の垂直反力、Ｆｂ２は第２従動輪２８の垂直反力である。ロッカーボギー機構を用いる場合、Ｌａ：ＬｂとＬｃ：Ｌｄの比（以下、長さ比）に応じて、各垂直反力Ｆａ、Ｆｂ１、Ｆｂ２の比（以下、反力比という）をコントロールできることが知られる。

【0029】

ボギーリンク部材３８に作用する垂直反力Ｆａ、Ｆｂ１による第１揺動軸４４周りのモーメントが釣り合う場合、Ｆａ×Ｌａ＝Ｆｂ１×Ｌｂとなり、Ｌａ：Ｌｂ＝Ｆｂ１：Ｆａ・・・（Ａ）と書き換えることができる。また、ロッカーリンク部材４０に作用する垂直反力Ｆａ、Ｆｂ１、Ｆｂ２による第２揺動軸５０周りのモーメントが釣り合う場合、Ｆｂ２×Ｌｃ＝（Ｆａ＋Ｆｂ１）×Ｌｄとなり、Ｌｃ：Ｌｄ＝（Ｆａ＋Ｆｂ１）：Ｆｂ２・・・（Ｂ）と書き換えることができる。前述のＬａ等の長さ比とこれら式（Ａ）、（Ｂ）を用いて、各車輪２４、２６、２８の垂直反力の反力比を求めることができる。

【0030】

例えば、本実施形態では、Ｌａ：Ｌｂを１：２としており、Ｆｂ１：Ｆａは１：２となる。また、本実施形態では、Ｌｃ：Ｌｄ（＝Ｌａ）を３：１としており（結果的にＬｃ：Ｌｅ＝１：１となる）、Ｆａ＋Ｆｂ１：Ｆｂ２は３：１となる。これらを組み合わせると、Ｆａ：Ｆｂ１：Ｆｂ２＝２：１：１として反力比を求めることができる。

【0031】

この反力比は、本実施形態において、ロッカーボギー機構のつり合いがとれた状態にあるとき、駆動輪２４に作用する垂直反力Ｆａよりも、従動輪２６、２８に作用する垂直反力Ｆｂ１、Ｆｂ２が小さくなることを意味している。これは、走行面５６にある段差に進行方向にある従動輪２６、２８が乗り上げようとするとき、垂直反力Ｆａと垂直反力Ｆｂ１，Ｆｂ２を同じにする場合と比べ、従動輪２６、２８が上昇するようにリンク部材３８、４０が容易に揺動できるようになることを意味する。ひいては、走行面５６にある段差に従動輪２６、２８によって容易に乗り上げ易くなる。この他にも、垂直反力Ｆａよりも垂直反力Ｆｂ１、Ｆｂ２を小さくすることで、駆動装置２０から動力が伝達される駆動輪２４のトラクション性を高めつつ、走行面５６の形状に追従する従動輪２６、２８の上昇動作を軽くすることができる。ひいては、不整地の走破性を高めることができる。ここでの不整地は、凹凸、段差等のある箇所の他、スリッピーな箇所も含む。

【0032】

このように、ロッカーボギー機構を用いる場合、目的とする反力比で各車輪２４、２６、２８に垂直反力が作用するように、設計上、Ｌａ等に関して所定の長さ比に設定している。

【0033】

ここで、第１揺動軸４４は、回転軸７０と同一鉛直線上にはない。これは、第１揺動軸４４が回転軸７０に対して前後方向Ｘにずれた位置にあることを意味する。本実施形態の第１揺動軸４４は、回転軸７０よりも第１従動輪２６側に位置する。これは、前述のＬａ：Ｌｂに関する長さ比の実現に必要な条件となる。

【0034】

走行面の段差の乗り越え時には第１支持軸受４２には大荷重が付与され、その大荷重に抵抗するためには第１支持軸受４２の大型化が要求される。仮に、回転軸７０より鉛直方向（上下方向Ｚ）下方に第１揺動軸４４を配置した場合、第１揺動軸４４及び第１支持軸受４２が走行面５６に近くなり過ぎ、第１支持軸受４２の寸法が制約されてしまう。これを防止するため、第１揺動軸４４は、回転軸７０より鉛直方向（上下方向Ｚ）上方に位置している。これにより、第１支持軸受４２の寸法が走行面５６によって制約され難くなり、第１支持軸受４２の寸法を大型化できる。ひいては、段差の乗り越え時に付与される大荷重に抵抗するために第１支持軸受４２に要求される耐久性を容易に確保することができる。

【0035】

第１揺動軸４４は、駆動輪２４の外形の内側に位置している。第１揺動軸４４は、左右方向Ｙから見て、駆動輪２４の外周面２４ａよりも駆動輪２４の径方向内側（回転軸７０側）に位置しているということである。これにより、駆動輪２４の第１従動輪２６側の端２４ｂよりも前後方向Ｘで第１従動輪２６側（図３の紙面左側）に第１揺動軸４４が位置する場合と比べ、回転軸７０から第１揺動軸４４までの距離Ｌａを短くすることができる。この距離Ｌａを短くできるほど、Ｌａ：Ｌｂの長さ比を維持するうえで必要な距離Ｌｂも短くできるようになる。また、これと同時に、これらの距離Ｌａ、Ｌｂを短くすることで、Ｌｃ：Ｌｄの比を維持するうえで必要な距離Ｌｃも短くできるようになる。ひいては、Ｌａ等に関して所定の長さ比を維持したまま、足回り装置１４全体の前後寸法を小型化できる。Ｌａ等に関して所定の長さ比を維持できるということは、各車輪２４、２６、２８への反力の作用の仕方に関して目的とする反力比を維持できることを意味する。

【0036】

以上の足回り装置１４の効果を説明する。

【0037】

（Ａ）足回り装置１４は、駆動輪２４と第１揺動軸４４とに関して、前述した所定の位置関係を定めている。よって、ロッカーボギー機構を用いた足回り装置１４において、足回り装置１４の前後寸法の小型化を図ることができる。これを実現するうえで、前述の通り、Ｌａ等に関して所定の長さ比を維持することができる。また、この他にも、前述の通り、段差の乗り越え時に第１支持軸受４２に要求される耐久性を確保することもできる。

【0038】

（Ｂ）足回り装置１４は、従動輪２６、２８を回動軸６０周りに回動可能に支持する回動支持機構６２を備える。よって、足回り装置１４が進行方向を変更しようとするとき、その変更に追従して従動輪２６、２８が回動できるようになり、その進行方向を変更するときの追従性が良好となる。

【0039】

回動支持機構６２は、第１従動輪２６及び第２従動輪２８のそれぞれに対応して個別に設けられる。よって、左右の駆動輪２４の回転方向を逆向きにしたときに、超信地旋回ができるようになる。

【0040】

なお、ボギーリンク部材３８とロッカーリンク部材４０を接続する第１支持軸受４２は回転軸７０に対して前後方向Ｘで第１従動輪２６側にずれた位置にある。よって、第１支持軸受４２と回転軸７０との間において、ロッカーリンク部材４０の一部とボギーリンク部材３８の一部が上下に重なる構造となる。このため、第１支持軸受４２が回転軸７０と同一鉛直線上にある場合と比べ、足回り装置１４全体の前後寸法を小型化できる。

【0041】

次に、本実施形態の足回り装置１４の他の特徴を説明する。本実施形態において、駆動輪２４と、第１従動輪２６及び第２従動輪２８のうちの一方の従動輪との外径比は２：１以上である。この条件は、本実施形態において、駆動輪２４と第１従動輪２６との間でも満たされるし、駆動輪２４と第２従動輪２８との間でも満たされる。ここでの外径とは半径での外径をいう。駆動輪２４の外径をＲ２４、第１従動輪２６の外径をＲ２６、第２従動輪２８の外径をＲ２８とする。Ｒ２４：Ｒ２６は２：１以上となるし、Ｒ２４：Ｒ２８は２：１以上になるということである。

【0042】

従動輪２６、２８の外径Ｒ２６、Ｒ２８を大きくするほど、Ｌａ等に関する所定の長さ比を維持するために、足回り装置１４全体の前後寸法が大型化する。例えば、第１従動輪２６の外径Ｒ２６が大きくなるほど、駆動輪２４との干渉を避けるためにボギーリンク部材３８の前後寸法を大きくして距離Ｌｂを長くする必要がある。これに伴い、Ｌａ：Ｌｂの比を維持するために、距離Ｌａも長くする必要があり、さらには、Ｌｃ：Ｌｄの比を維持するために、距離Ｌｃも長くする必要がある。この結果、足回り装置１４全体の前後寸法が大型化する。

【0043】

また、第２従動輪２８の外径Ｒ２８が大きくなるほど、駆動輪２４との干渉を避けるために、ロッカーリンク部材４０の前後寸法を大きくして距離Ｌｃを長くする必要がある。これに伴い、Ｌｃ：Ｌｄの比やＬａ：Ｌｂの比を維持するために、距離Ｌａ（＝Ｌｄ）、Ｌｂも長くする必要がある。この結果、足回り装置１４全体の前後寸法が大型化する。

【0044】

この点、前述の外径比に関する条件を満たすことで、これを満たさない場合と比べて、Ｌａ等に関して所定の長さ比を維持したまま、足回り装置１４全体の前後寸法を小型化できる。なお、従動輪と駆動輪２４の外径比の上限は特に限定されないものの、例えば、３～４：１以下としてもよい。

【0045】

（第２実施形態）図５、図６を参照する。本実施形態の走行装置１０は、第１実施形態と比べて、主に第１従動輪２６周りの構成において相違する。第２従動輪２８周りの構成は第１実施形態と共通のため、ここでの説明は省略する。ロッカーボギー機構において駆動装置２０から動力が伝達されない従動輪２６がある場合、従動輪２６によって走行面５６にある段差８０に乗り上げ難くなる。以下、この段差８０に乗り上げ易くするための工夫点を説明する。

【0046】

図６、図７を参照する。足回り装置１４は、第１従動輪２６を昇降可能に支持する昇降支持機構８２を備える。昇降支持機構８２は、ホイールベース２２に昇降可能に第１従動輪２６を接続する。昇降支持機構８２は、第１従動輪２６の軸心２９周りに回転可能に第１従動輪２６を支持する車輪支持体６４と、車輪支持体６４を昇降可能にホイールベース２２に接続する昇降接続機構８４とを備える。

【0047】

本実施形態の昇降接続機構８４は、ホイールベース２２（本実施形態ではボギーリンク部材３８）に取り付けられる直動軸受８６と、車輪支持体６４に取り付けられるシャフト８８と、を備える。直動軸受８６は、シャフト８８を直動可能に支持する。本実施形態の直動軸受８６とシャフト８８はボールスプラインを構成する。ボールスプラインを構成するシャフト８８は、複数のスプラインを備えるスプラインシャフトである。ボールスプラインを構成する直動軸受８６は、ホイールベース２２に取り付けられる外筒８６ａと、シャフト８８のスプラインと外筒８６ａとの間に配置される複数のボール（不図示）とを備える。直動軸受８６は、不図示のボールが外筒８６ａとシャフト８８を転動することで、シャフト８８を回転不能かつ軸方向に直動可能に支持する。以上の昇降支持機構８２によって、車輪支持体６４の上下方向Ｚでの移動を伴い第１従動輪２６を昇降可能に支持できる。

【0048】

ホイールベース２２と車輪支持体６４との間には圧縮ばね等の衝撃吸収部材９０が配置される。装置本体１２及びホイールベース２２の荷重は、衝撃吸収部材９０を介して車輪支持体６４及び第１従動輪２６に伝達される。第１従動輪２６に上向きの衝撃荷重が入力されたとき衝撃吸収部材９０が弾性変形することで、その衝撃荷重が吸収される。ひいては、走行装置１０の装置本体１２に伝達される衝撃荷重を緩和できる。

【0049】

足回り装置１４は、第１従動輪２６が平坦な走行面５６に接地した状態にあるとき、その走行面５６から上方に離れて位置する補助輪９２を備える。補助輪９２は、第１従動輪２６の左右方向Ｙの内側に配置される。本実施形態の補助輪９２の外径は、第１従動輪２６の外径より大きい。補助輪９２は、車輪支持体６４によって補助輪９２の軸心９３周りに回転可能に支持される。昇降支持機構８２は、第１従動輪２６及び補助輪９２を一体的に昇降可能に支持していることになる。補助輪９２は、第１従動輪２６に対して第２従動輪２８とは前後方向Ｘの反対側（ここでは前側）に突出する（図５も参照）。

【0050】

第１従動輪２６に対応する回動支持機構６２は、第１従動輪２６及び補助輪９２を一体的に回動軸６０周りに回動可能に支持する。この回動支持機構６２の一部は昇降支持機構８２の構成も兼ねている。詳しくは、回動支持機構６２の後述する車輪支持体６４、シャフト８８は、昇降支持機構８２の構成も兼ねている。

【0051】

第１従動輪２６に対応する回動支持機構６２は、第１実施形態で説明したように、第１従動輪２６の軸心周りに回転可能に第１従動輪２６を支持する車輪支持体６４と、車輪支持体６４を回動可能にホイールベース２２に接続する回転接続機構６６とを備える。

【0052】

車輪支持体６４は、第１従動輪２６を支持する第１車輪支持部材１０４と、補助輪９２を支持する第２車輪支持部材１０６と、を備える。

【0053】

第１車輪支持部材１０４は、第１従動輪２６を支持する第１フォーク１０４ａと、第１フォークを支持するとともに第２車輪支持部材１０６に支持される第２フォーク１０４ｂとを備える。本実施形態の第１従動輪２６は、第１車輪支持部材１０４の第１フォーク１４０ａに車軸１０８を介して支持される。

【0054】

第２車輪支持部材１０６は、板状の第２ベース部１０６ａと、第２ベース部１０６ａから下向きに延びる板状の第２支持部１０６ｂと、を備える。第１車輪支持部材１０４は、第２車輪支持部材１０６の第２ベース部１０６ａに固定される。第２支持部１０６ｂは、補助輪９２を車軸１１０を介して支持する。

【0055】

本実施形態の回転接続機構６６は、ホイールベース２２に取り付けられるシャフト８８と、シャフト８８と車輪支持体６４との間に配置され、シャフト８８に対して車輪支持体６４を回転可能に接続する回転軸受１１２と、を備える。

【0056】

回転軸受１１２は、内輪１１２ａ及び外輪１１２ｂと、内輪１１２ａ及び外輪１１２ｂを転動する複数の転動体１１２ｃを備える。本実施形態のシャフト８８は、シャフト８８の下端部に装着されるベアリングホルダ１１４を介して回転軸受１１２の内輪１１２ａに固定される。本実施形態の回転軸受１１２は、車輪支持体６４の上面部に設けられる凹部６４ａ内に収容され、その外輪１１２ｂは凹部６４ａの内周部に固定される。

【0057】

以上の回動支持機構６２は、ホイールベース２２に対してシャフト８８の軸心上を通る上下に延びる回動軸６０周りで車輪支持体６４を回動させることで第１従動輪２６を回動させる。以上の回動支持機構６２は、第１従動輪２６及び補助輪９２を一体的に回動軸６０周りに回動可能に支持している。

【0058】

なお、本実施形態の回動支持機構６２のシャフト８８は、昇降支持機構８２の構成も兼ねており、昇降支持機構８２に用いられる直動軸受８６を介してホイールベース２２に取り付けられる。回動支持機構６２のシャフト８８は、昇降支持機構８２の構成を兼ねない場合、直動軸受８６を用いずに、ホイールベース２２に直動不能に取り付けられていてもよい。また、昇降支持機構８２のシャフト８８は、回動支持機構６２の構成も兼ねており、回動支持機構６２に用いられる回転軸受１１２を介して車輪支持体６４に回転可能に取り付けられる。昇降支持機構８２のシャフト８８は、回動支持機構６２の構成を兼ねない場合、車輪支持体６４に回転不能に取り付けられてもよい。

【0059】

以上の補助輪９２に関する動作を説明する。図８（Ａ）を参照する。図８では、第１従動輪２６、補助輪９２、回動軸６０の位置のみ模式的に示す。第１従動輪２６に対して第２従動輪２８とは反対側（ここでは前側。図８（Ａ）の紙面右側）を進行方向として走行装置１０が走行する場合を考える。このとき、補助輪９２が第２従動輪２８とは前後方向Ｘの反対側に突出するため、図８（Ｂ）に示すように、走行面にある段差８０に対して第１従動輪２６よりも先に補助輪９２が乗り上げることができる。このとき、補助輪９２は、前述の通り、平坦な走行面５６から上方に離れて位置するため、その走行面５６に接地する場合と比べて、高い段差８０に容易に乗り上げることができる。

【0060】

補助輪９２が段差８０に乗り上げた後、走行装置１０が更に進行方向に進行すると、図８（Ｃ）に示すように、第１従動輪２６が段差８０に乗り上げることができる。この結果、第１従動輪２６のみによって乗り上げ可能な最高高さの段差よりも高い段差８０に、補助輪９２と第１従動輪２６を用いて容易に乗り上げることができるようになる。

【0061】

なお、補助輪９２が段差８０に乗り上げるとき、その動きに追従してロッカーボギー機構のリンク部材３８、４０が揺動軸４４、５０周りに揺動する。図８（Ａ）～（Ｃ）では回動軸６０の傾き方の変化を示すことでリンク部材３８、４０が揺動していることを示す。これにより、補助輪９２が段差８０に乗り上げている間は、図示しないものの、駆動輪２４と第２従動輪２８が走行面５６に接した状態となり、かつ、第１従動輪２６の代わりに補助輪９２が走行面５６にある段差８０に接した状態となる。つまり、補助輪９２が段差８０に乗り上げるときも、三つの車輪（補助輪９２、駆動輪２４、第２従動輪２８）が走行面５６に接地した状態を維持できる。

【0062】

以上の足回り装置１４の効果を説明する。

【0063】

（Ｃ）足回り装置１４は、第１従動輪２６を昇降可能に支持する昇降支持機構８２を備える。よって、走行面５６の段差８０に追従して第１従動輪２６が昇降できるようになり、第１従動輪２６によって乗り上げ可能な段差８０の最高高さを高くすることができる。

【0064】

（Ｄ）足回り装置１４は、走行面５６から離れて位置する補助輪９２を備える。よって、補助輪９２と従動輪２６の組み合わせによって、従動輪２６によって乗り上げ可能な最高高さの段差よりも高い段差を乗り越えることができる。このような高い段差を乗り越えるうえで、従動輪２６を大型化してしまうと、前述のＬａ等に関して所定の長さ比を維持するため、足回り装置１４全体の前後寸法の大型化を招く。この点、本実施形態によれば、高い段差を乗り越えるうえで、従動輪２６の大型化が不要となり、ひいては、足回り装置１４全体の前後寸法の大型化を避けることができる。

【0065】

（Ｅ）本実施形態の回動支持機構６２は、第１従動輪２６及び補助輪９２を一体的に回動可能に支持する。よって、足回り装置１４が進行方向を変更しようとしたとき、その変更に追従して第１従動輪２６及び補助輪９２の舵角（向き）を揃えたままこれらを一体的に回動させることができる。このため、足回り装置１４の直進走行及びカーブ走行にかかわりなく、第１従動輪２６及び補助輪９２の舵角を揃えたまま補助輪９２が段差に乗り上げることができるようになり、その段差に乗り上げる前後でスムーズな動作を維持できるようになる。

【0066】

（Ｆ）本実施形態の昇降支持機構８２は、第１従動輪２６及び補助輪９２を一体的に昇降可能に支持している。よって、走行面５６の段差に追従して第１従動輪２６及び補助輪９２が一体的に昇降できるようになり、第１従動輪２６及び補助輪９２によって乗り上げ可能な高さをさらに大きくすることができる。

【0067】

次に、ここまで説明した各構成要素の変形形態を説明する。

【0068】

実施形態では、第１従動輪２６は前後方向Ｘの一方側（前側）にある前輪となり、第２従動輪２８は前後方向Ｘの他方側（後側）にある後輪となる例を説明した。この他にも、第１従動輪２６は前後方向Ｘの一方側（後側）にある後輪となり、第２従動輪２８は前後方向Ｘの他方側（前側）にある前輪となってもよい。

【0069】

第１実施形態では、垂直反力Ｆａよりも垂直反力Ｆｂ１、Ｆｂ２が小さくするようにＬａ等の長さ比を設定する例を説明した。この長さ比と反力比との関係は特に限定されない。例えば、各車輪２４、２６、２８に作用する垂直反力Ｆａ、Ｆｂ１、Ｆｂ２が均等になるようにＬａ等の長さ比を設定してもよい。これを実現する場合、例えば、図３のＬａ：Ｌｂを１：１とし、Ｌｃ（＝Ｌａ）：Ｌｄを１：２としてもよい。

【0070】

また、駆動輪２４に作用する垂直反力Ｆａよりも、従動輪２６、２８に作用する垂直反力Ｆｂ１、Ｆｂ２を小さくするうえで、Ｌａ等の長さ比は実施形態の内容に限定されない。例えば、第１従動輪２６の垂直反力Ｆｂ１を駆動輪２４の垂直反力Ｆａよりも小さくするうえでは、Ｌａ：Ｌｂを１：Ｘ（Ｘは１超の数値）としてもよい。実施形態ではＸを２として説明したが、Ｘを１超の任意の数値としてもよいということである。これにより、式（Ａ）からＦｂ１：Ｆａを１：Ｘとすること、つまり、垂直反力Ｆｂ１を垂直反力Ｆａよりも小さくすることができる。このとき、Ｌｃ：Ｌｄを１＋Ｘ：１として（結果的にＬｃ：Ｌｅが１：１となる）もよい。これにより、式（Ａ），（Ｂ）から、Ｆａ：Ｆｂ１：Ｆｂ２をＸ：１：１にすることができる。つまり、垂直反力Ｆａよりも垂直反力Ｆｂ１、Ｆｂ２の両方が小さくなるようにすることができる。ここでは、垂直反力Ｆａよりも垂直反力Ｆｂ１、Ｆｂ２の両方を小さくする例を説明したが、垂直反力Ｆａよりも垂直反力Ｆｂ１、Ｆｂ２の少なくとも一方が小さくなるように、Ｌａ等の長さ比を設定してもよい。

【0071】

実施形態で説明した回動支持機構６２、昇降支持機構８２、補助輪９２は必須ではなく、足回り装置１４は、これらうちの一つ以上又は全部を備えなくともよい。

【0072】

回動支持機構６２は従動輪２６、２８を回動可能に支持できればよく、その具体例は特に限定されない。また、前述した（Ｂ）の効果との関係で、回動支持機構６２は、第１従動輪２６、第２従動輪２８のいずれかにのみ対応して設けられていればよい。足回り装置１４は、第１従動輪２６及び第２従動輪２８の一方の従動輪を回動可能に支持する回動支持機構６２を備えていればよいともいえる。

【0073】

車輪支持体６４は、従動輪２６、２８の軸心周りに回転可能に従動輪２６、２８を支持できればよく、その具体的な構成は特に限定されない。

【0074】

昇降支持機構８２は第１従動輪２６を昇降可能に支持する例を説明した。この他にも、前述した（Ｃ）の効果との関係で、昇降支持機構８２は第２従動輪２８を昇降可能に支持してもよい。昇降支持機構８２は、第１従動輪２６及び第２従動輪２８のうちの一方の従動輪を昇降可能に支持していればよいということである。この場合、実施形態での説明事項について、第１従動輪２６を第２従動輪２８に置き換えた内容によって具体化することができる。

【0075】

昇降支持機構８２の昇降接続機構８４に直動軸受８６を用いる場合、直動軸受８６の具体例は特に限定されず、例えば、スライドブッシュ等でもよい。この他にも、昇降支持機構８２の昇降接続機構８４は、直動軸受８６とシャフト８８の組み合わせの他にも、リニアガイド等のガイド機構でもよい。

【0076】

昇降支持機構８２の車輪支持体６４は、従動輪２６の他に補助輪９２を支持する例を説明したが、補助輪９２を支持せずに従動輪２６のみを支持していてもよい。この場合も、前述した（Ｃ）の効果を同様に得ることができる。また、昇降支持機構８２は、第１従動輪２６及び補助輪９２を一体的に昇降可能に支持する例を説明したが、第２従動輪２８及び補助輪９２を一体的に昇降可能に支持してもよい。

【0077】

第１実施形態では、前述した（Ｄ）の効果を得るうえで、補助輪９２は、第１従動輪２６に対応して設けられ、その第１従動輪２６に対して第２従動輪２８とは反対側に突出する例を説明した。同様の効果を得るうえで、補助輪９２は、第２従動輪２８に対応して設けられ、その第２従動輪２８に対して第１従動輪２６とは反対側に突出してもよい。補助輪９２は、第１従動輪２６及び第２従動輪２８のうちの一方の従動輪に対して他方の従動輪とは前後方向Ｘの反対側に突出していればよいということである。この場合、第２従動輪２８に対して第１従動輪２６とは反対側を進行方向として走行装置１０が走行するとき、前述した（Ｄ）と同様の効果を得ることができる。この他にも、補助輪９２は、第１従動輪２６及び第２従動輪２８のそれぞれに対応して個別に設けられてもよい。

【0078】

駆動輪２４と、第１従動輪２６及び第２従動輪２８のうちの一方の従動輪との外径比は２：１未満であってもよい。また、駆動輪２４とこれらのうちの一方の従動輪との外径比のみを２：１以上とし、駆動輪２４と他方の従動輪との外径比を２：１未満としてもよい。

【0079】

以上の実施形態及び変形形態は例示である。これらを抽象化した技術的思想は、実施形態及び変形形態の内容に限定的に解釈されるべきではない。実施形態及び変形形態の内容は、構成要素の変更、追加、削除等の多くの設計変更が可能である。前述の実施形態では、このような設計変更が可能な内容に関して、「実施形態」との表記を付して強調している。しかしながら、そのような表記のない内容でも設計変更が許容される。図面の断面に付したハッチングは、ハッチングを付した対象の材質を限定するものではない。実施形態及び変形形態において言及している構造／数値には、製造誤差等を考慮すると同一とみなすことができるものも当然に含まれる。

【符号の説明】

【0080】

１０…走行装置、１２…装置本体、１４…足回り装置、２４…駆動輪、２６…第１従動輪、２８…第２従動輪、３８…ボギーリンク部材、４０…ロッカーリンク部材、４４…第１揺動軸、５０…第２揺動軸、５６…走行面、６０…回動軸、６２…回動支持機構、８２…昇降支持機構、９２…補助輪。

【図1】

【図2】

【図3】

【図4】

【図5】

【図6】

【図7】

【図8】