知財求人 - 知財ポータルサイト「IP Force」
(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】P2023000062
(43)【公開日】2023-01-04
(54)【発明の名称】車輪及び車両
(51)【国際特許分類】
B60B 19/00 20060101AFI20221222BHJP
B62D 57/028 20060101ALI20221222BHJP
【ＦＩ】
B60B19/00 D
B62D57/028 P
【審査請求】未請求
【請求項の数】7
【出願形態】ＯＬ
(21)【出願番号】P 2021100659
(22)【出願日】2021-06-17
(71)【出願人】
【識別番号】000004204
【氏名又は名称】日本精工株式会社
(74)【代理人】
【識別番号】110002147
【氏名又は名称】弁理士法人酒井国際特許事務所
(72)【発明者】
【氏名】近藤 大介
(72)【発明者】
【氏名】林 敏也
(72)【発明者】
【氏名】藤岡 紘
(57)【要約】
【課題】単純な構造で、平地走行時の安定性を維持しつつ段差を乗り越えることができる車輪及び車両を提供する。
【解決手段】車輪１は、車軸Ａｗ回りに各々回動可能な車軸部材１０及び車輪本体２０と、回動可能車軸部材１０の車輪本体２０に対する相対回動に伴って爪収容位置と爪突出位置との間で腕回転軸Ａａ回りに回動する腕部材３０と、爪回転軸Ａｃ回りに伸展位置と屈曲位置との間で回動可能な爪部材４０と、爪部材４０を屈曲位置から伸展位置へ向かう方向に常時付勢する爪付勢部５０と、を備え、腕部材３０が爪収容位置にある場合、爪部材４０が車輪本体２０の外周より径方向内側に収容され、腕部材３０が爪突出位置にあり爪部材４０が伸展位置にある場合、爪部材４０が車輪本体２０の外周より径方向外側に一部を突出させ、腕部材３０が爪突出位置にあり爪部材４０が屈曲位置にある場合、爪部材４０が車輪本体２０の外周より径方向内側に収容される。
【選択図】図４
【解決手段】車輪１は、車軸Ａｗ回りに各々回動可能な車軸部材１０及び車輪本体２０と、回動可能車軸部材１０の車輪本体２０に対する相対回動に伴って爪収容位置と爪突出位置との間で腕回転軸Ａａ回りに回動する腕部材３０と、爪回転軸Ａｃ回りに伸展位置と屈曲位置との間で回動可能な爪部材４０と、爪部材４０を屈曲位置から伸展位置へ向かう方向に常時付勢する爪付勢部５０と、を備え、腕部材３０が爪収容位置にある場合、爪部材４０が車輪本体２０の外周より径方向内側に収容され、腕部材３０が爪突出位置にあり爪部材４０が伸展位置にある場合、爪部材４０が車輪本体２０の外周より径方向外側に一部を突出させ、腕部材３０が爪突出位置にあり爪部材４０が屈曲位置にある場合、爪部材４０が車輪本体２０の外周より径方向内側に収容される。
【選択図】図４
【特許請求の範囲】
【請求項1】
車軸回りに回動可能な車軸部材と、
前記車軸回りに前記車軸部材に対して回動可能な車輪本体と、
前記車軸に平行な腕回転軸回りに回動可能であるように前記車輪本体に支持されかつ前記車軸部材の前記車輪本体に対する相対回動に伴って爪収容位置と爪突出位置との間で回動する腕部材と、
前記車軸及び前記腕回転軸に平行な爪回転軸回りに前記腕部材に対して伸展位置と屈曲位置との間で回動可能であるように前記腕部材に支持される爪部材と、
前記爪部材が前記屈曲位置から前記伸展位置へ向かう方向に前記爪部材を常時付勢する爪付勢部と、
前記車軸部材及び前記車輪本体の回転方向及び回転速度を各々制御する制御部と、
を備え、
前記腕部材が前記爪収容位置にある場合、前記爪部材が前記車輪本体の外周より径方向内側に収容され、
前記腕部材が前記爪突出位置にある場合であって前記爪部材が前記伸展位置にある場合、前記爪部材が前記車輪本体の外周より径方向外側に一部を突出させ、
前記腕部材が前記爪突出位置にある場合であって前記爪部材が前記屈曲位置にある場合、前記爪部材が前記車輪本体の外周より径方向内側に収容される、
車輪。
前記車軸回りに前記車軸部材に対して回動可能な車輪本体と、
前記車軸に平行な腕回転軸回りに回動可能であるように前記車輪本体に支持されかつ前記車軸部材の前記車輪本体に対する相対回動に伴って爪収容位置と爪突出位置との間で回動する腕部材と、
前記車軸及び前記腕回転軸に平行な爪回転軸回りに前記腕部材に対して伸展位置と屈曲位置との間で回動可能であるように前記腕部材に支持される爪部材と、
前記爪部材が前記屈曲位置から前記伸展位置へ向かう方向に前記爪部材を常時付勢する爪付勢部と、
前記車軸部材及び前記車輪本体の回転方向及び回転速度を各々制御する制御部と、
を備え、
前記腕部材が前記爪収容位置にある場合、前記爪部材が前記車輪本体の外周より径方向内側に収容され、
前記腕部材が前記爪突出位置にある場合であって前記爪部材が前記伸展位置にある場合、前記爪部材が前記車輪本体の外周より径方向外側に一部を突出させ、
前記腕部材が前記爪突出位置にある場合であって前記爪部材が前記屈曲位置にある場合、前記爪部材が前記車輪本体の外周より径方向内側に収容される、
車輪。
【請求項2】
前記車軸部材が前記車輪本体に対して一方向へ相対回転するように前記制御部が前記車軸部材及び前記車輪本体の回転方向及び回転速度を制御した場合、前記腕部材が前記爪収容位置から前記爪突出位置へ向かう方向に回転し、
前記車軸部材が前記車輪本体に対して一方向とは反対側の他方向へ相対回転するように前記制御部が前記車軸部材及び前記車輪本体の回転方向及び回転速度を制御した場合、前記腕部材が前記爪突出位置から前記爪収容位置へ向かう方向に回転し、
前記制御部が前記車軸部材と前記車輪本体とが同回転方向かつ同回転速度で回転するように制御した場合、前記腕部材が前記車輪本体に対する相対位置を維持する、
請求項１に記載の車輪。
前記車軸部材が前記車輪本体に対して一方向とは反対側の他方向へ相対回転するように前記制御部が前記車軸部材及び前記車輪本体の回転方向及び回転速度を制御した場合、前記腕部材が前記爪突出位置から前記爪収容位置へ向かう方向に回転し、
前記制御部が前記車軸部材と前記車輪本体とが同回転方向かつ同回転速度で回転するように制御した場合、前記腕部材が前記車輪本体に対する相対位置を維持する、
請求項１に記載の車輪。
【請求項3】
前記腕部材が前記爪突出位置にある場合であって、前記爪部材の接地面から受ける反力の方向が、当該爪部材と接地面との接点に対して前記爪回転軸より前記腕回転軸側に向かう方向である場合、当該爪部材が前記爪付勢部の付勢力に抗して前記伸展位置から前記屈曲位置へ向かう方向に回転する、
請求項１又は２に記載の車輪。
請求項１又は２に記載の車輪。
【請求項4】
前記腕部材が前記爪突出位置にある場合であって、前記爪部材の接地面から受ける反力の方向が、当該爪部材と接地面との接点に対して前記爪回転軸より前記腕回転軸側とは反対側に向かう方向である場合、当該爪部材が前記伸展位置に維持される、
請求項１から３のいずれか１項に記載の車輪。
請求項１から３のいずれか１項に記載の車輪。
【請求項5】
前記爪部材は、前記腕部材が前記爪突出位置にありかつ前記爪部材が前記屈曲位置にある状態で、曲率中心及び曲率半径が前記車輪本体と同一である凸状の凸状円弧壁部を外周面の一部に含む、
請求項１から４のいずれか１項に記載の車輪。
請求項１から４のいずれか１項に記載の車輪。
【請求項6】
前記腕部材及び前記爪部材は、前記車軸回りに回転対称かつ等間隔に複数設けられる、
請求項１から５のいずれか１項に記載の車輪。
請求項１から５のいずれか１項に記載の車輪。
【請求項7】
請求項１から６のいずれか１項に記載の車輪と、
前記車軸部材を前記車軸回りに回動可能に支持する車体と、
を備える、車両。
前記車軸部材を前記車軸回りに回動可能に支持する車体と、
を備える、車両。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【0001】
本発明は、車輪及び車両に関する。
【背景技術】
【0002】
自律走行搬送ロボット（ＡＭＲ；Autonomous Mobile Robot）、無人搬送台車（ＡＧＶ；Auto Guided Vehicle）、搬送用カート、電動車いす、掃除ロボット、パートナーロボット等の自走車に搭載される駆動輪には、走行路に存在する段差、凹凸、傾斜部、階段等の障害物の乗り越え及び昇降を行う技術が求められている。特許文献１には、走行輪の周方向に分割され走行輪の径方向外側に出退開閉可能に支持された複数の分割部を、選択的に突出展開して段差に係合させることで、段差を乗り越える車輪の構造が開示されている。また、特許文献２には、閉じ回転位置では転動周面を形成し、展開回転位置では転動周面外へ突出する、周方向所定間隔で設けられる複数の転動爪体を備える車輪の構造が開示されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【0003】
【特許文献1】特開２０１０－１５５５２０号公報
【特許文献2】特開２０１１－０３１７９６号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【0004】
しかしながら、特許文献１の車輪は、車輪側にそれぞれの分割部に対する変形用のアクチュエータが配置されるため、駆動源から回転するアクチュエータへの伝達部の機構が複雑である。また、特許文献２の車輪は、車輪の外輪自体を変形させるため、外輪が完全な円にならず、走行時の安定性に問題がある。
【0005】
本発明は、上記に鑑みてなされたものであって、単純な構造で、平地走行時の安定性を維持しつつ段差を乗り越えることができる車輪及び車両を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【0006】
本発明の一態様に係る車輪は、車軸回りに回動可能な車軸部材と、前記車軸回りに前記車軸部材に対して回動可能な車輪本体と、前記車軸に平行な腕回転軸回りに回動可能であるように前記車輪本体に支持されかつ前記車軸部材の前記車輪本体に対する相対回動に伴って爪収容位置と爪突出位置との間で回動する腕部材と、前記車軸及び前記腕回転軸に平行な爪回転軸回りに前記腕部材に対して伸展位置と屈曲位置との間で回動可能であるように前記腕部材に支持される爪部材と、前記爪部材が前記屈曲位置から前記伸展位置へ向かう方向に前記爪部材を常時付勢する爪付勢部と、前記車軸部材及び前記車輪本体の回転方向及び回転速度を各々制御する制御部と、を備え、前記腕部材が前記爪収容位置にある場合、前記爪部材が前記車輪本体の外周より径方向内側に収容され、前記腕部材が前記爪突出位置にある場合であって前記爪部材が前記伸展位置にある場合、前記爪部材が前記車輪本体の外周より径方向外側に一部を突出させ、前記腕部材が前記爪突出位置にある場合であって前記爪部材が前記屈曲位置にある場合、前記爪部材が前記車輪本体の外周より径方向内側に収容される。
【0007】
車輪は、平地走行時には爪部材を車輪本体の外周より径方向内側に収容することによって車輪本体の外周が全周に亘って転動周面を構成するので、平地走行時の安定性を維持することができる。また、車輪は、爪付勢部によって爪部材が腕部材に対して伸展する方向に常時付勢されており、段差走行時には腕部材に対して伸展する位置にある爪部材の一部が車輪本体の外周より径方向外側に突出するように腕部材を車輪本体に対して移動させることができる。車輪は、爪部材の一部が車輪本体の外周より径方向外側に突出するよう変形することによって、進行方向に位置する爪部材が段差を捉えて走破することができる。爪部材は、車軸部材と車輪本体とを相対回転させるという単純な構造で、突出及び収容することができる。さらに、車輪は、変形している状態においても、爪部材が屈曲する方向に外力を受けることによって、外力を受けた爪部材が爪付勢部の付勢力に抗して車輪本体の外周より径方向内側に収容される。これにより、段差の直前及び直後や、段差走破中において、車輪を変形させている状態でも、爪部材の先端直径を小さくすることができるので、車輪自体の上下動を抑制することができる。
【0008】
本発明の一態様に係る車輪は、前記車軸部材が前記車輪本体に対して一方向へ相対回転するように前記制御部が前記車軸部材及び前記車輪本体の回転方向及び回転速度を制御した場合、前記腕部材が前記爪収容位置から前記爪突出位置へ向かう方向に回転し、前記車軸部材が前記車輪本体に対して一方向とは反対側の他方向へ相対回転するように前記制御部が前記車軸部材及び前記車輪本体の回転方向及び回転速度を制御した場合、前記腕部材が前記爪突出位置から前記爪収容位置へ向かう方向に回転し、前記制御部が前記車軸部材と前記車輪本体とが同回転方向かつ同回転速度で回転するように制御した場合、前記腕部材が前記車輪本体に対する相対位置を維持する。
【0009】
車輪は、車軸部材の回転方向及び回転速度と、車輪本体の回転方向及び回転速度とを、それぞれ制御して、車軸部材を車輪本体に対して相対回転させることによって、腕部材を車輪本体に対して移動させて変形する。また、車輪は、車軸部材の回転方向及び回転速度と、車輪本体の回転方向及び回転速度とを、それぞれ制御して、車軸部材を車輪本体に対して相対回転させないようにすることによって、爪部材の収容状態又は突出可能状態を維持する。すなわち、２つの回転駆動源の制御の仕方により、爪部材を突出させる変形と、爪部材を収容させる変形と、各状態の維持とを行うことができるので、車輪全体を大型化せず、回転駆動源から車軸部材及び車輪本体までの伝達を簡単な構成で実現しつつ、安定的な平地走行及び段差走破が可能である。また、爪部材の収容状態又は突出可能状態を維持することができるので、車輪の意図しない変形を抑制でき、安定的な平地走行及び段差走破が可能である。
【0010】
本発明の一態様に係る車輪は、前記腕部材が前記爪突出位置にある場合であって、前記爪部材の接地面から受ける反力の方向が、当該爪部材と接地面との接点に対して前記爪回転軸より前記腕回転軸側に向かう方向である場合、当該爪部材が前記爪付勢部の付勢力に抗して前記伸展位置から前記屈曲位置へ向かう方向に回転する。
【0011】
これにより、車輪は、段差を捉えない爪部材を、車輪本体の外周より径方向内側に収容することができるので、段差の直前及び直後や、段差走破中において、車輪を変形させている状態でも、爪部材の先端直径を小さくすることができ、車輪自体の上下動を抑制することができる。
【0012】
本発明の一態様に係る車輪は、前記腕部材が前記爪突出位置にある場合であって、前記爪部材の接地面から受ける反力の方向が、当該爪部材と接地面との接点に対して前記爪回転軸より前記腕回転軸側とは反対側に向かう方向である場合、当該爪部材が前記伸展位置に維持される。
【0013】
これにより、車輪は、爪部材が段差に引っ掛かった際に、伸展位置を超えてさらに回転することがないので、爪部材の先端を支点として車輪本体を段差下の走行面から浮き上がらせ、段差に乗り上げることができる。
【0014】
本発明の一態様に係る車輪において、前記爪部材は、前記腕部材が前記爪突出位置にありかつ前記爪部材が前記屈曲位置にある状態で、曲率中心及び曲率半径が前記車輪本体と同一である凸状の凸状円弧壁部を外周面の一部に含む。
【0015】
これにより、車輪は、平地走行時には凸状円弧壁部が転動周面の一部を構成するため、平地走行時の安定性を維持することができる。
【0016】
本発明の一態様に係る車輪において、前記腕部材及び前記爪部材は、前記車軸回りに回転対称かつ等間隔に複数設けられる。
【0017】
これにより、車輪は、周方向に均等になるので、走行時の安定性を向上させることができる。また、車輪は、段差に到達した際に、爪部材が段差に引っ掛かるまでに空転する量を抑制することができる。
【0018】
本発明の一態様に係る車両は、前記車輪と、前記車軸部材を前記車軸回りに回動可能に支持する車体と、を備える。
【0019】
車両は、平地走行時には爪部材を車輪本体の外周より径方向内側に収容することによって車輪本体の外周が全周に亘って転動周面を構成する車輪を備えるので、平地走行時の安定性を維持することができる。また、車両は、爪付勢部によって爪部材が腕部材に対して伸展する方向に常時付勢されており、段差走行時には腕部材に対して伸展する位置にある爪部材の一部が車輪本体の外周より径方向外側に突出するように腕部材を車輪本体に対して移動させることができる。車両は、爪部材の一部が車輪本体の外周より径方向外側に突出するよう車輪が変形することによって、進行方向に位置する爪部材が段差を捉えて走破することができる。爪部材は、車軸部材と車輪本体とを相対回転させるという単純な構造で、突出及び収容することができる。さらに、車両は、車輪が変形している状態においても、爪部材が屈曲する方向に外力を受けることによって、外力を受けた爪部材が爪付勢部の付勢力に抗して車輪本体の外周より径方向内側に収容される。これにより、段差の直前及び直後や、段差走破中において、車輪を変形させている状態でも、爪部材の先端直径を小さくすることができるので、車輪自体の上下動を抑制することができる。
【発明の効果】
【0020】
本発明によれば、単純な構造で、平地走行時の安定性を維持しつつ段差を乗り越えることができる車輪及び車両を提供することができる。
【図面の簡単な説明】
【0021】
【発明を実施するための形態】
【0022】
本発明を実施するための形態（実施形態）につき、図面を参照しつつ詳細に説明する。以下の実施形態に記載した内容により本発明が限定されるものではない。また、以下に記載した構成要素には、当業者が容易に想定できるもの、実質的に同一のものが含まれる。さらに、以下に記載した構成要素は適宜組み合わせることが可能である。
【0023】
［実施形態］
まず、実施形態に係る車輪１の構成について、図１から図６までを参照して説明する。図１は、実施形態に係る車輪１の構成を模式的に示す側面図である。図２は、図１のＡ－Ａ断面図である。図３は、図１の車輪１の全ての爪部材４０が突出した状態を示す正面図である。図４は、図３の状態から一部の爪部材４０が収容した状態を示す正面図である。図５及び図６は、図１の車輪１の爪部材４０の動作を説明するための説明図である。
まず、実施形態に係る車輪１の構成について、図１から図６までを参照して説明する。図１は、実施形態に係る車輪１の構成を模式的に示す側面図である。図２は、図１のＡ－Ａ断面図である。図３は、図１の車輪１の全ての爪部材４０が突出した状態を示す正面図である。図４は、図３の状態から一部の爪部材４０が収容した状態を示す正面図である。図５及び図６は、図１の車輪１の爪部材４０の動作を説明するための説明図である。
【0024】
以下の説明において、車輪１が段差の走破が可能な方向への回転方向を正回転方向Ｒ１といい、正回転方向Ｒ１とは反対側の回転方向を逆回転方向Ｒ２という。車輪１が段差の走破が可能な方向へ回転する場合の進行方向は、図１、図３及び図４において、右方向である。正回転方向Ｒ１は、図１、図３及び図４において、時計方向である。逆回転方向Ｒ２は、図１、図３及び図４において、反時計方向である。また、正面とは、車輪１が段差の走破が可能な方向へ回転する場合の進行方向側の面を示し、側面とは、車輪１が自走車に搭載される際に車体の外側又は内側寄りの面を示す。図２において、外側は、左方であり、内側は、右方である。
【0025】
実施形態の車輪１は、宅配ロボット、無人搬送台車、搬送用カート、電動車いす、掃除ロボット、パートナーロボット等の自走車に搭載される駆動輪である。自走車は、例えば、左右対称に車輪１が配置される四輪車両（例えば、後述の図７参照）が想定されるが、本発明ではこれに限定されない。車輪１は、車軸部材１０と、車輪本体２０と、腕部材３０と、爪部材４０と、爪付勢部５０と、車軸駆動部６０と、本体駆動部７０と、制御部８０と、支持部９０と、を備える。
【0026】
車軸部材１０は、軸心が車軸Ａｗに一致する円柱状の軸部材である。車軸部材１０は、後述の支持部９０に対して車軸Ａｗ回りに回動可能に設けられる。車軸部材１０は、支持部９０の第１貫通孔９１に挿通し、軸受Ｂ１を介して支持部９０に対して車軸Ａｗ回りに回動可能に支持される。
【0027】
車軸部材１０は、内端面１０ａに、軸心が車軸Ａｗと一致する軸穴１０ｂを含む。内端面１０ａは、車軸部材１０の車軸Ａｗ方向において車輪１が自走車に搭載される際に車体の内側寄りに面する端面である。軸穴１０ｂには、後述の車軸駆動部６０の爪用アクチュエータ６５の出力軸６６が挿通して固定される。車軸部材１０は、被支持部１１と、本体支持部１２と、歯車固定部１３と、腕作動歯車１４と、を含む。
【0028】
被支持部１１は、後述の支持部９０の第１貫通孔９１に挿通し、軸受Ｂ１を介して支持部９０に対して車軸Ａｗ回りに回動可能に支持される部分である。本体支持部１２は、後述の車輪本体２０の筒状部２１に挿通し、軸受Ｂ２を介して車輪本体２０を車軸Ａｗ回りに回動可能に支持する部分である。歯車固定部１３は、腕作動歯車１４の軸孔１４ａに挿通し、腕作動歯車１４に固定される部分である。
【0029】
なお、実施形態の本体支持部１２は、車軸部材１０の車軸Ａｗ方向において、被支持部１１に対して外端面１０ｃ側に位置する。外端面１０ｃは、車軸部材１０の車軸Ａｗ方向において内端面１０ａと反対側の側面であって、車輪１が自走車に搭載される際に車体の外側に面する端面である。また、実施形態の歯車固定部１３は、車軸部材１０の車軸Ａｗ方向において、本体支持部１２に対してさらに外端面１０ｃ側に位置し、正面視において車輪本体２０より外側に突出する。
【0030】
腕作動歯車１４は、軸心に沿って軸孔１４ａが形成され、外周面に歯部１４ｂが形成される中空の外歯車である。腕作動歯車１４は、軸心が車軸Ａｗに一致するように、軸孔１４ａの内周面が歯車固定部１３の外周面に固定される。歯部１４ｂは、後述の腕部材３０の腕基部３２に形成される歯部３２ｃと噛み合う。
【0031】
車輪本体２０は、車軸Ａｗ回りに車軸部材１０に対して回動可能に設けられる。車輪本体２０は、実施形態において、後述の支持部９０の外側面９０ａ側に隣接して設けられる。車輪本体２０は、筒状部２１と、円板状部２２と、外輪部２３と、３つの腕支持軸部２４と、３つの規制部２５と、本体歯車２６と、を含む。
【0032】
筒状部２１は、軸心が車軸Ａｗに一致し、車軸Ａｗ方向の両端が開口する円筒状である。筒状部２１の内側には、車軸部材１０が挿通する。筒状部２１は、内周面２１ａが、軸受Ｂ２を介して車軸部材１０の外周面に固定される。これにより、車輪本体２０は、筒状部２１において、軸受Ｂ２を介して、車軸部材１０に対して車軸Ａｗ回りに回動可能に支持される。また、車輪本体２０は、筒状部２１、軸受Ｂ２、車軸部材１０、及び軸受Ｂ１を介して、後述の支持部９０に対して車軸Ａｗ回りに回動可能に支持される。
【0033】
円板状部２２は、軸心が車軸Ａｗと一致しする中空の円板状である。円板状部２２は、側面視において、筒状部２１の径方向外側に設けられる。円板状部２２の内周縁は、筒状部２１の外周面２１ｂに接続する。円板状部２２は、車軸Ａｗ方向の厚みが、筒状部２１の車軸Ａｗ方向の長さより小さい。円板状部２２の外周縁は、外輪部２３の内周面２３ａに接続する。
【0034】
外輪部２３は、軸心が車軸Ａｗに一致する円筒状である。外輪部２３は、側面視において、円板状部２２の径方向外側に設けられる。外輪部２３は、車輪本体２０の外周縁に沿って設けられる。すなわち、外輪部２３は、車輪本体２０において、最も径方向外側の部分を構成する。外輪部２３は、車軸Ａｗ方向の厚みが、円板状部２２の車軸Ａｗ方向の厚みよりも大きい。外輪部２３は、外周面２３ｂが、全周に亘って車輪１の転動周面を構成する。外輪部２３は、外周面２３ｂの周方向に沿って取り付けられる環状のタイヤ部（不図示）を有していてもよい。タイヤ部は、例えば、ゴム等で形成され、走行時における接地面から受ける車輪本体２０への衝撃を吸収する。
【0035】
腕支持軸部２４は、軸心が車軸Ａｗと平行な腕回転軸Ａａに一致する円柱状の軸部材である。腕支持軸部２４は、実施形態において、１つの車輪１に対して３つ設けられる。それぞれの腕支持軸部２４は、円板状部２２の外側面２２ａに固定して設けられる。外側面２２ａは、車輪１が自走車に搭載される際に車体の外側に面する側面である。腕支持軸部２４は、後述の腕部材３０のに挿通し、軸受Ｂ３を介して腕部材３０を腕回転軸Ａａ回りに回動可能に支持する。３つの腕支持軸部２４に対応する３つの腕回転軸Ａａは、車軸Ａｗとの距離が全て等しい。また、３つの腕回転軸Ａａは、車軸Ａｗ回りに回転対称かつ等間隔に設けられる。
【0036】
なお、腕支持軸部２４は、円板状部２２と一体成形されてもよい。腕支持軸部２４は、実施形態では３つ設けられるが、１つ、２つ、又は４つ以上設けられてもよい。腕支持軸部２４は、後述の腕部材３０が設けられる数に対応して、１つの腕部材３０に対して１つずつ設けられる。
【0037】
規制部２５は、後述の腕部材３０の腕回転軸Ａａ回りの一方向への回転範囲を規制するストッパ部材である。それぞれの規制部２５は、円板状部２２の外側面２２ａに固定して設けられる。規制部２５は、腕部材３０に接触することによって、腕部材３０の一方向への回転範囲を規制する。なお、一方向は、後述する突出方向Ｒｐである。
【0038】
規制部２５は、実施形態において、１つの車輪１に対して３つ設けられる。３つの規制部２５は、車軸Ａｗ回りに回転対称かつ等間隔に設けられる。すなわち、３つの規制部２５は、対応する腕部材３０を、同一の回転角度で規制する。なお、規制部２５は、円板状部２２と一体成形されてもよい。規制部２５は、実施形態では３つ設けられるが、後述の腕部材３０が設けられる数に対応して、１つの腕部材３０に対して１つずつ設けられる。
【0039】
本体歯車２６は、軸心に沿って軸孔２６ａが形成され、外周面に歯部２６ｂが形成される中空の外歯車である。本体歯車２６は、円板状部２２の内側面２２ｂ側において、軸心が車軸Ａｗに一致するように、軸孔２６ａの内周面が筒状部２１の外周面２１ｂに固定される。内側面２２ｂは、外側面２２ａと反対側の側面であって、車輪１が自走車に搭載される際に車体の内側寄りに面する側面である。
【0040】
歯部２６ｂは、後述の本体駆動部７０の本体駆動歯車７２に形成される歯部７２ｂと噛み合う。本体歯車２６は、実施形態では本体駆動歯車７２と直接噛み合って、本体駆動歯車７２の回転方向と反対方向に回転するが、本体駆動歯車７２と別の歯車を介して回転を伝達されてもよいし、本体駆動歯車７２の回転方向と同方向に回転するように設けられてもよい。
【0041】
腕部材３０は、実施形態において、１つの車輪１に対して３つ設けられる。それぞれの腕部材３０には、車輪本体２０の腕支持軸部２４が挿通する軸孔３１が設けられる。軸孔３１は、軸受Ｂ３を介して腕支持軸部２４の外周面に固定される。これにより、それぞれの腕部材３０は、車輪本体２０の腕支持軸部２４によって、対応する腕回転軸Ａａ回りに回動可能に支持される。腕部材３０は、図１に示す爪収容位置と、図３及び図４に示す爪突出位置との間で、腕回転軸Ａａ回りに回動可能である。
【0042】
腕部材３０は、突出方向Ｒｐに回転することにより、爪収容位置から爪突出位置に車輪本体２０に対して相対的に移動する。突出方向Ｒｐは、腕回転軸Ａａ回りかつ逆回転方向Ｒ２と同方向の回転方向である。突出方向Ｒｐは、図１、図３及び図４において、腕回転軸Ａａを中心とした反時計方向である。少なくとも腕部材３０が爪突出位置にある場合、後述の爪部材４０は、車輪本体２０の外周より径方向外側に一部を突出させることが可能である。
【0043】
腕部材３０は、収容方向Ｒｓに回転することにより、爪突出位置から爪収容位置に車輪本体２０に対して相対的に移動する。収容方向Ｒｓは、腕回転軸Ａａ回りかつ正回転方向Ｒ１と同方向の回転方向である。収容方向Ｒｓは、図１、図３及び図４において、腕回転軸Ａａを中心とした時計方向である。腕部材３０が爪収容位置にある場合、爪部材４０は、車輪本体２０の外周より径方向内側に収容される。
【0044】
腕部材３０は、少なくとも、図１に示す爪収容位置と図３及び図４に示す爪突出位置とにおいて、車輪本体２０の外周より径方向内側に位置する。腕部材３０は、実施形態において、腕基部３２と、爪支持軸部３３と、連結部３４と、を含む。
【0045】
腕基部３２は、軸孔３１を中空部とする円筒状部３２ａと、円筒状部３２ａから遠心方向に膨出して設けられる凸状部３２ｂと、を含む。腕基部３２は、円筒状部３２ａにおける外周面に形成される歯部３２ｃを含む。歯部３２ｃは、車軸部材１０の腕作動歯車１４の歯部１４ｂと噛み合う。腕基部３２は、腕作動歯車１４の歯部１４ｂと噛み合って、腕作動歯車１４の回転方向と反対方向に回転する。すなわち、腕部材３０は、車軸部材１０の車輪本体２０に対する相対回動に伴って、車軸部材１０の相対回転方向と反対方向に回転する。
【0046】
腕基部３２は、凸状部３２ｂにおける外周面の一部に規制壁部３２ｄを含む。規制壁部３２ｄは、後述の爪部材４０の爪回転軸Ａｃ回りの一方向への回転範囲を規制するストッパとしての機能を有する。規制壁部３２ｄは、爪部材４０の規制壁部４０ｃに接触することによって、爪部材４０の一方向への回転範囲を規制する。なお、一方向は、後述する伸展方向Ｒｅである。
【0047】
爪支持軸部３３は、軸心が車軸Ａｗ及び腕回転軸Ａａに平行な爪回転軸Ａｃに一致する円柱状の軸部材である。爪支持軸部３３は、連結部３４を介して腕基部３２に固定して設けられる。爪支持軸部３３は、後述の爪部材４０の軸孔４１に挿通し、軸受Ｂ４を介して爪部材４０を爪回転軸Ａｃ回りに回動可能に支持する。
【0048】
爪支持軸部３３は、腕部材３０の車輪本体２０に対する腕回転軸Ａａ回りの相対回動に伴って、腕回転軸Ａａ回りに揺動する。腕作動歯車１４が車輪本体２０に対して相対回動する際、３つの腕部材３０の腕回転軸Ａａ回りの回転量は互いに等しい。また、３つの腕部材３０に対応するそれぞれの３つの爪支持軸部３３は、車軸Ａｗとの距離が常に全て等しい。したがって、３つの爪支持軸部３３は、常に車軸Ａｗ回りに回転対称かつ等間隔である状態を維持する。
【0049】
連結部３４は、腕基部３２と爪支持軸部３３とを連結する。実施形態において、腕基部３２の外側面と爪支持軸部３３の外端面とを覆うカバーを含む。連結部３４は、車輪本体２０に対して腕回転軸Ａａ回りに、腕基部３２及び爪支持軸部３３と一体的に回動する。
【0050】
爪部材４０は、１つの腕部材３０に対して１つ設けられる。すなわち、爪部材４０は、実施形態において、１つの車輪１に対して３つ設けられる。それぞれの爪部材４０には、腕部材３０の爪支持軸部３３が挿通する軸孔４１が設けられる。軸孔４１は、軸受Ｂ４を介して爪支持軸部３３の外周面に固定される。これにより、それぞれの爪部材４０は、腕部材３０の爪支持軸部３３によって、対応する爪回転軸Ａｃ回りに回動可能に支持される。爪部材４０は、図３に示す伸展位置と、図４の下方に位置する爪部材４０に示す屈曲位置との間で、腕回転軸Ａａ回りに回動可能である。
【0051】
爪部材４０は、屈曲方向Ｒｆに回転することにより、伸展位置から屈曲位置に腕部材３０に対して相対的に移動する。屈曲方向Ｒｆは、爪回転軸Ａｃ回りかつ正回転方向Ｒ１と同方向の回転方向である。屈曲方向Ｒｆは、図１、図３及び図４において、爪回転軸Ａｃを中心とした時計方向である。腕部材３０が爪突出位置にある場合であって爪部材４０が屈曲位置にある場合、爪部材４０は、車輪本体２０の外周より径方向内側に収容される。
【0052】
爪部材４０は、伸展方向Ｒｅに回転することにより、屈曲位置から伸展位置に腕部材３０に対して相対的に移動する。伸展方向Ｒｅは、爪回転軸Ａｃ回りかつ逆回転方向Ｒ２と同方向の回転方向である。伸展方向Ｒｅは、図１、図３及び図４において、爪回転軸Ａｃを中心とした反時計方向である。腕部材３０が爪突出位置にある場合であって爪部材４０が伸展位置にある場合、爪部材４０は、車輪本体２０の外周より径方向外側に一部を突出させる。
【0053】
爪部材４０は、後述の爪付勢部５０によって、屈曲位置から伸展位置へ向かう伸展方向Ｒｅに常時付勢されている。爪部材４０は、図５に示すように、爪回転軸Ａｃ方向視（すなわち、車軸Ａｗ方向視）で、接地面から受ける反力Ｆｒの方向が、爪部材４０と接地面との接点（以降、接地点Ｐｃと呼ぶ）に対して、爪回転軸Ａｃより腕回転軸Ａａ側とは反対側に向かう方向である場合、伸展位置に維持される。すなわち、反力Ｆｒの方向が接地点Ｐｃと爪回転軸Ａｃとを結ぶ仮想線Ｌｖより伸展方向Ｒｅ側である場合、爪部材４０は、伸展位置に維持される。
【0054】
爪部材４０は、図６に示すように、爪回転軸Ａｃ方向視（すなわち、車軸Ａｗ方向視）で、接地面から受ける反力Ｆｒの方向が、接地点Ｐｃに対して、爪回転軸Ａｃより腕回転軸Ａａ側に向かう方向である場合、後述の爪付勢部５０の付勢力に抗して伸展位置から屈曲位置へ向かう屈曲方向Ｒｆに回転する。すなわち、反力Ｆｒの方向が接地点Ｐｃと爪回転軸Ａｃとを結ぶ仮想線Ｌｖより屈曲方向Ｒｆ側である場合、爪部材４０は、屈曲方向Ｒｆに回転する。
【0055】
爪部材４０は、少なくとも、図１に示すように腕部材３０が爪収容位置にある場合、車輪本体２０の外周より径方向内側に位置する。また、図４の下方に位置する爪部材４０に示すように、腕部材３０が爪突出位置にある場合であって爪部材４０が屈曲位置にある場合、爪部材４０は、車輪本体２０の外周より径方向内側に位置する。爪部材４０は、外周面に、凸状円弧壁部４０ａと、凹状円弧壁部４０ｂと、規制壁部４０ｃと、を含む。
【0056】
凸状円弧壁部４０ａは、爪部材４０の外周面の一部であって、車軸Ａｗ方向視で凸状の円弧形状の面である。凸状円弧壁部４０ａは、腕部材３０が爪突出位置にありかつ爪部材４０が伸展位置にある状態で、爪部材４０の逆回転方向Ｒ２側を向く。凸状円弧壁部４０ａは、曲率半径が車輪本体２０と同一である。凸状円弧壁部４０ａは、腕部材３０が爪突出位置にありかつ爪部材４０が屈曲位置にある状態で、曲率中心が車輪本体２０と同一である。すなわち、凸状円弧壁部４０ａは、腕部材３０が爪突出位置にありかつ爪部材４０が屈曲位置にある場合、車輪１の転動周面の一部を構成する。凸状円弧壁部４０ａにおいて、爪回転軸Ａｃに対する遠心側の端部は、爪部材４０の先端部４０ｄである。
【0057】
凹状円弧壁部４０ｂは、爪部材４０の外周面の一部であって、車軸Ａｗ方向視で凹状の円弧形状の面である。凹状円弧壁部４０ｂは、腕部材３０が爪突出位置にありかつ爪部材４０が伸展位置にある状態で、爪部材４０の正回転方向Ｒ１側を向く。凹状円弧壁部４０ｂにおいて、爪回転軸Ａｃに対する遠心側の端部は、爪部材４０の先端部４０ｄである。
【0058】
規制壁部４０ｃは、爪部材４０の外周面の一部であって、腕部材３０の規制壁部３２ｄと対向する面である。規制壁部４０ｃは、爪部材４０の爪回転軸Ａｃ回りの一方向への回転範囲を規制するストッパとしての機能を有する。規制壁部４０ｃは、腕部材３０の規制壁部３２ｄに接触することによって、爪部材４０の一方向への回転範囲を規制する。一方向は、伸展方向Ｒｅである。
【0059】
なお、実施形態では、部分的な突出も「突出」に含まれるものとする。より詳しくは、爪部材４０が伸展位置にある状態において、腕部材３０が爪収容位置から爪突出位置へ向かう方向に車輪本体２０に対して相対的に移動して、爪部材４０が車輪本体２０の外周より径方向外側に少しでも突出した場合、例えば図３のように腕部材３０が爪突出位置まで完全に移動しなかったとしても爪部材４０が突出したものとする。
【0060】
また、腕部材３０が爪突出位置にある状態において、爪部材４０が屈曲位置から伸展位置へ向かう方向に腕部材３０に対して相対的に移動して、爪部材４０が車輪本体２０の外周より径方向外側に少しでも突出した場合、例えば図３のように爪部材４０が伸展位置まで完全に移動しなかったとしても爪部材４０が突出したものとする。
【0061】
また、実施形態では、部分的な収容も「収容」に含まれるものとする。より詳しくは、爪部材４０が伸展位置にある状態において、爪突出位置から爪収容位置へ向かう方向に腕部材３０が車輪本体２０に対して相対的に移動して、爪部材４０の突出した部分が少しでも収容された場合、例えば図１のように腕部材３０が爪収容位置まで完全に移動しなかったとしても、爪部材４０が収容されたものとする。
【0062】
また、腕部材３０が爪突出位置にある状態において、爪部材４０が伸展位置から屈曲位置へ向かう方向に腕部材３０に対して相対的に移動して、爪部材４０の突出した部分が少しでも収容された場合、例えば図４のように爪部材４０が屈曲位置まで完全に収容しなかったとしても爪部材４０が収容されたものとする。
【0063】
爪付勢部５０は、爪部材４０を伸展方向Ｒｅに常時付勢する。すなわち、爪付勢部５０は、爪部材４０を屈曲位置から伸展位置へ向かう方向に常時付勢する。爪付勢部５０は、実施形態において、トーションばねである。爪付勢部５０は、コイル部５１と、第１端部５２と、第２端部５３と、を含む。コイル部５１は、針金状のばね材がコイル状に巻かれてなる。コイル部５１には、爪支持軸部３３が挿通される。すなわち、コイル部５１は、爪回転軸Ａｃ回りに巻かれる。第１端部５２は、コイル部５１の一端から接線方向に引き出された腕部分である。第１端部５２は、腕部材３０の腕基部３２に固定される。第２端部５３は、コイル部５１の他端から接線方向に引き出された腕部分である。第２端部５３は、爪部材４０に固定される。
【0064】
車軸駆動部６０は、後述の支持部９０に対して車軸部材１０を車軸Ａｗ回りに回動させる。車軸駆動部６０は、爪用アクチュエータ６５を含む。爪用アクチュエータ６５は、車軸部材１０の回転駆動源である。爪用アクチュエータ６５によるトルクは、車軸部材１０の腕作動歯車１４を介して腕部材３０に伝達される。
【0065】
爪用アクチュエータ６５は、例えば、インナーロータ式のモータである。爪用アクチュエータ６５は、例えば、ステータと、電力が供給されることによってステータに対して回転するロータと、ロータと共に回転する出力軸６６と、を含む。出力軸６６は、車軸Ａｗと同軸である。出力軸６６は、車軸部材１０の内端面１０ａに設けられた軸穴１０ｂに挿通して固定される。
【0066】
爪用アクチュエータ６５は、車輪１が搭載される自走車の車体側に設けられた電源（不図示）から電力が供給される。爪用アクチュエータ６５は、電力が供給されることによって、車軸部材１０を車軸Ａｗ回りに回転させる。爪用アクチュエータ６５の出力軸６６の回転方向及び回転速度は、後述の制御部８０によって制御される。
【0067】
本体駆動部７０は、後述の支持部９０に対して車輪本体２０を車軸Ａｗ回りに回動させる。本体駆動部７０は、本体駆動軸７１と、本体駆動歯車７２と、本体用アクチュエータ７５と、を含む。
【0068】
本体駆動軸７１は、軸心が車軸Ａｗと平行な本体駆動回転軸Ａｄに一致する円柱状の軸部材である。本体駆動軸７１は、後述の支持部９０に対して本体駆動回転軸Ａｄ回りに回動可能に設けられる。本体駆動軸７１は、支持部９０の第２貫通孔９３に挿通し、軸受Ｂ５を介して支持部９０に対して本体駆動回転軸Ａｄ回りに回動可能に支持される。
【0069】
本体駆動軸７１は、内端面に、軸心が本体駆動回転軸Ａｄと一致する軸穴を含む。内端面は、本体駆動回転軸Ａｄ方向において、車輪１が自走車に搭載される際に車体の内側寄りに面する端面である。軸穴には、後述の本体用アクチュエータ７５の出力軸７６が挿通して固定される。
【0070】
本体駆動歯車７２は、軸心に沿って軸孔７２ａが形成され、外周面に歯部７２ｂが形成される中空の外歯車である。本体駆動歯車７２は、軸心が本体駆動回転軸Ａｄに一致するように、軸孔７２ａの内周面が本体駆動軸７１の外周面に固定される。歯部７２ｂは、車輪本体２０の本体歯車２６に形成される歯部２６ｂと噛み合う。
【0071】
本体用アクチュエータ７５は、車輪本体２０の回転駆動源である。本体用アクチュエータ７５によるトルクは、本体駆動軸７１、本体駆動歯車７２及び本体歯車２６を介して車輪本体２０に伝達される。
【0072】
本体用アクチュエータ７５は、例えば、インナーロータ式のモータである。本体用アクチュエータ７５は、例えば、ステータと、電力が供給されることによってステータに対して回転するロータと、ロータと共に回転する出力軸７６と、を含む。出力軸７６は、本体駆動回転軸Ａｄと同軸である。出力軸７６は、本体駆動軸７１の内端面に設けられた軸穴に挿通して固定される。
【0073】
本体用アクチュエータ７５は、車輪１が搭載される自走車の車体側に設けられた電源（不図示）から電力が供給される。本体用アクチュエータ７５は、電力が供給されることによって、車輪本体２０を本体駆動回転軸Ａｄ回りに回転させる。本体用アクチュエータ７５の出力軸７６の回転方向及び回転速度は、後述の制御部８０によって制御される。
【0074】
制御部８０は、車軸部材１０及び車輪本体２０の回転方向及び回転速度を各々制御する。具体的には、制御部８０は、実施形態において、爪用アクチュエータ６５の出力軸６６及び本体用アクチュエータ７５の出力軸７６の回転方向及び回転速度を各々制御する。制御部８０は、例えば、車輪１が搭載される自走車の車体側に設けられる。
【0075】
制御部８０は、例えば、車軸部材１０の正回転方向Ｒ１への回転速度が車輪本体２０の正回転方向Ｒ１への回転速度より大きくなるように、爪用アクチュエータ６５及び本体用アクチュエータ７５を制御する。この場合、車軸部材１０が車輪本体２０に対して正回転方向Ｒ１へ相対回転する。このように、車軸部材１０が車輪本体２０に対して正回転方向Ｒ１へ相対回転するように制御部８０が車軸部材１０及び車輪本体２０の回転方向及び回転速度を制御した場合、腕部材３０は爪収容位置から爪突出位置へ向かう突出方向Ｒｐに回転する。
【0076】
制御部８０は、例えば、車軸部材１０の正回転方向Ｒ１への回転速度が車輪本体２０の正回転方向Ｒ１への回転速度より小さくなるように、爪用アクチュエータ６５及び本体用アクチュエータ７５を制御する。この場合、車軸部材１０が車輪本体２０に対して逆回転方向Ｒ２へ相対回転する。このように、車軸部材１０が車輪本体２０に対して逆回転方向Ｒ２へ相対回転するように制御部８０が車軸部材１０及び車輪本体２０の回転方向及び回転速度を制御した場合、腕部材３０は爪突出位置から爪収容位置へ向かう収容方向Ｒｓに回転する。
【0077】
制御部８０は、例えば、車軸部材１０の正回転方向Ｒ１への回転速度が車輪本体２０の正回転方向Ｒ１への回転速度と等しくなるように、爪用アクチュエータ６５及び本体用アクチュエータ７５を制御する。この場合、車軸部材１０が車輪本体２０に対して相対回動しない。このように、車軸部材１０が車輪本体２０に対して相対回動しないように制御部８０が車軸部材１０と車輪本体２０とが同回転方向かつ同回転速度で回転させる制御をした場合、腕部材３０は、車輪本体２０に対する相対位置を維持する。
【0078】
支持部９０は、車軸部材１０、車軸駆動部６０及び本体駆動部７０を支持する。支持部９０は、実施形態において、車軸Ａｗ方向に厚みを有する板形状を含む。支持部９０は、実施形態において、車軸部材１０を介して外側面９０ａ側に車輪本体２０を支持する。外側面９０ａは、車輪１が自走車に搭載される際に車体の外側に面する側面である。支持部９０は、第１貫通孔９１と、第１筒状部９２と、第２貫通孔９３と、第２筒状部９４と、を含む。
【0079】
第１貫通孔９１は、軸心が車軸Ａｗと一致するように設けられる。第１貫通孔９１には、車軸部材１０の被支持部１１が挿通する。第１貫通孔９１は、軸受Ｂ１を介して車軸部材１０を車軸Ａｗ回りに回動可能であるように支持する。
【0080】
第１筒状部９２は、支持部９０の内側面９０ｂ側に突出するように設けられる。内側面９０ｂは、外側面９０ａと反対側の面であって、車輪１が自走車に搭載される際に車体の内側寄りに面する側面である。第１筒状部９２の内周面は、第１貫通孔９１に連通する。第１筒状部９２は、爪用アクチュエータ６５の筐体を支持する。
【0081】
第２貫通孔９３は、軸心が本体駆動回転軸Ａｄと一致するように設けられる。第２貫通孔９３には、本体駆動部７０の本体駆動軸７１が挿通する。第２貫通孔９３は、軸受Ｂ５を介して本体駆動軸７１を本体駆動回転軸Ａｄ回りに回動可能であるように支持する。
【0082】
第２筒状部９４は、支持部９０の内側面９０ｂ側に突出するように設けられる。第２筒状部９４の内周面は、第２貫通孔９３に連通する。第２筒状部９４は、本体用アクチュエータ７５の筐体を支持する。
【0083】
支持部９０は、例えば、後述の図７に示すように、車輪１が搭載される自走車（車両１００）の車体１０１に固定される。支持部９０が車体１０１に固定されることによって、車体１０１に対して、車輪１の車軸Ａｗ及び本体駆動回転軸Ａｄが固定される。なお、支持部９０は、車体１０１と一体で設けられてもよい。
【0084】
次に、実施形態の車輪１の作動について説明する。腕部材３０が図１に示す爪収容位置にある場合、爪部材４０は、伸展位置においても車輪本体２０の外周より径方向内側に収容された状態であり、車輪１の走行面に接して外力を受けることがない。爪部材４０は、爪付勢部５０の付勢力と、腕部材３０の規制壁部３２ｄと爪部材４０の規制壁部４０ｃとの接触とによって、伸展位置を維持する。すなわち、実施形態の車輪１は、腕部材３０が図１に示す爪収容位置にある場合、爪部材４０が車輪本体２０の外周より径方向外側に突出しないため、円形を保ち、通常の車輪と同様な走行が可能である。
【0085】
車輪本体２０の腕支持軸部２４は、円板状部２２に固定されているため、車輪本体２０と共に車軸Ａｗ回りに回動する。車軸部材１０、すなわち腕作動歯車１４が車輪本体２０と同回転方向かつ同回転速度で回転する（相対回転しない）場合、腕部材３０の歯部３２ｃに対して腕作動歯車１４が回転しないので、収容位置にある腕部材３０は、収容位置から移動しない。すなわち、平地走行時においては、車軸部材１０と車輪本体２０とが同回転方向かつ同回転速度で回転するように、制御部８０が爪用アクチュエータ６５及び本体用アクチュエータ７５を制御することにより、腕部材３０の収容位置を維持させる。
【0086】
車軸部材１０、すなわち腕作動歯車１４の正回転方向Ｒ１への回転速度が車輪本体２０の正回転方向Ｒ１への回転速度より大きい場合、腕部材３０の歯部３２ｃに対して相対的に腕作動歯車１４が正回転方向Ｒ１に回転するので、腕部材３０は、腕回転軸Ａａ回りに突出方向Ｒｐに回転し、収容位置にある腕部材３０は、図３及び図４に示す突出位置へ移動する。腕部材３０が突出位置にある状態で、腕作動歯車１４が車輪本体２０と同回転方向かつ同回転速度で回転する（相対回転しない）場合、腕部材３０は、突出位置を維持する。
【0087】
腕部材３０が爪突出位置にある場合、爪部材４０は、伸展位置において、先端部４０ｄを含む一部が、車輪本体２０の外周より径方向外側に突出する。爪部材４０は、車輪本体２０の外周より径方向外側に突出している状態において、伸展方向Ｒｅへの外力を受けると、腕部材３０の規制壁部３２ｄと爪部材４０の規制壁部４０ｃとの接触とによって、伸展位置を維持する。すなわち、実施形態の車輪１は、腕部材３０が図３に示す爪突出位置にあって、爪部材４０が図３に示す伸展位置にある場合、爪部材４０の凹状円弧壁部４０ｂ側を段差に引っ掛けることによって、段差の走破が可能である。
【0088】
すなわち、段差走行時においては、車軸部材１０の正回転方向Ｒ１への回転速度が車輪本体２０の正回転方向Ｒ１への回転速度より大きくなるように、制御部８０が爪用アクチュエータ６５及び本体用アクチュエータ７５を制御することにより、腕部材３０を収容位置から突出位置へ移動させて車輪１を変形させる。この際、制御部８０は、例えば、爪用アクチュエータ６５の出力軸６６の正回転方向Ｒ１の回転速度を維持したまま、本体用アクチュエータ７５の出力軸７６の正回転方向Ｒ１の回転を停止させる、又は回転速度を落とすことによって、車軸部材１０の正回転方向Ｒ１への回転速度が車輪本体２０の正回転方向Ｒ１への回転速度より大きくなるように制御してもよい。
【0089】
腕部材３０が図３及び図４に示す突出位置に達した後は、車軸部材１０と車輪本体２０とが同回転方向かつ同回転速度で回転するように、制御部８０が爪用アクチュエータ６５及び本体用アクチュエータ７５を制御することにより、腕部材３０の突出位置を維持させる。
【0090】
腕部材３０が図３及び図４に示す爪突出位置にあり、爪部材４０は、車輪本体２０の外周より径方向外側に一部が突出している状態において、車輪１が走行面を走行すると、下方に位置する爪部材４０が走行面と接触して外力を受ける。爪部材４０は、屈曲方向Ｒｆへの外力を受けると、屈曲方向Ｒｆに回転し、図４に示すように、車輪本体２０の外周より径方向内側に収容される。すなわち、車輪１は、進行方向の段差を走破するために突出させた爪部材４０のうち、前方に位置する爪部材４０を段差に引っ掛ける際、下方に位置する爪部材４０を走行面からの外力によって、車輪本体２０の外周より径方向内側に収容させることができる（図８のステップＳ４等参照）。
【0091】
図３に示す腕部材３０が爪突出位置にあり爪部材４０が伸展位置にある場合の爪部材４０の先端直径は、車輪本体２０の直径に比べて大きい。車輪１は、爪部材４０が伸展位置から収容しない状態で走行した場合、爪部材４０と車輪本体２０との直径の差によって大きく上下動する。実施形態の車輪１は、爪部材４０が屈曲方向Ｒｆの外力を受けた場合に爪付勢部５０の付勢力に抗して爪部材４０が車輪本体２０の外周より径方向内側に収容されるので、爪部材４０の先端直径を小さくすることができる。これにより、車輪１自体の上下動を抑制することができる。
【0092】
車軸部材１０、すなわち腕作動歯車１４の正回転方向Ｒ１への回転速度が車輪本体２０の正回転方向Ｒ１への回転速度より小さい場合、腕部材３０の歯部３２ｃに対して相対的に腕作動歯車１４が逆回転方向Ｒ２に回転するので、腕部材３０は、腕回転軸Ａａ回りに収容方向Ｒｓに回転し、突出位置にある腕部材３０は、突出位置から収容位置へ移動する。
【0093】
すなわち、段差走行を終えて平地走行に移行する時は、車軸部材１０の正回転方向Ｒ１への回転速度が車輪本体２０の正回転方向Ｒ１への回転速度より小さくなるように、制御部８０が爪用アクチュエータ６５及び本体用アクチュエータ７５を制御することにより、腕部材３０を突出位置から収容位置へ移動させて車輪１を円形に変形させる。この際、制御部８０は、例えば、本体用アクチュエータ７５の出力軸７６の正回転方向Ｒ１の回転速度を維持したまま、爪用アクチュエータ６５の出力軸６６の正回転方向Ｒ１の回転を停止させる、又は回転速度を落とすことによって、車軸部材１０の正回転方向Ｒ１への回転速度が車輪本体２０の正回転方向Ｒ１への回転速度より小さくなるように制御してもよい。
【0094】
腕部材３０が図１に示す収容位置に達した後は、車軸部材１０と車輪本体２０とが同回転方向かつ同回転速度で回転するように、制御部８０が爪用アクチュエータ６５及び本体用アクチュエータ７５を制御することにより、腕部材３０の収容位置を維持させる。これにより、車輪１は、再び円形を保って通常の車輪と同様な走行が可能となる。
【0095】
以上説明したように、実施形態の車輪１は、車軸部材１０と、車輪本体２０と、腕部材３０と、爪部材４０と、爪付勢部５０と、制御部８０と、を備える。車軸部材１０は、車軸Ａｗ回りに回動可能である。車輪本体２０は、車軸Ａｗ回りに車軸部材１０に対して回動可能である。腕部材３０は、車軸Ａｗに平行な腕回転軸Ａａ回りに回動可能であるように車輪本体２０に支持されかつ車軸部材１０の車輪本体２０に対する相対回動に伴って爪収容位置（図１に示す位置）と爪突出位置（図３及び図４に示す位置）との間で回動する。爪部材４０は、車軸Ａｗ及び腕回転軸Ａａに平行な爪回転軸Ａｃ回りに腕部材３０に対して伸展位置（図３に示す位置）と屈曲位置（図４の下方の爪部材４０に示す位置）との間で回動可能であるように腕部材３０に支持される。爪付勢部５０は、爪部材４０が屈曲位置から伸展位置へ向かう方向（伸展方向Ｒｅ）に爪部材４０を常時付勢する。制御部８０は、車軸部材１０及び車輪本体２０の回転方向及び回転速度を各々制御する。車輪１は、腕部材３０が爪収容位置にある場合、爪部材４０が車輪本体２０の外周より径方向内側に収容される。車輪１は、腕部材３０が爪突出位置にある場合であって爪部材４０が伸展位置にある場合、爪部材４０が車輪本体２０の外周より径方向外側に一部を突出させる。車輪１は、腕部材３０が爪突出位置にある場合であって爪部材４０が屈曲位置にある場合、爪部材４０が車輪本体２０の外周より径方向内側に収容される。
【0096】
車輪１は、平地走行時には爪部材４０を車輪本体２０の外周より径方向内側に収容することによって車輪本体２０の外周が全周に亘って転動周面を構成するので、平地走行時の安定性を維持することができる。また、車輪１は、爪付勢部５０によって爪部材４０が腕部材３０に対して伸展する方向に常時付勢されており、段差走行時には腕部材３０に対して伸展する位置にある爪部材４０の一部が車輪本体２０の外周より径方向外側に突出するように腕部材３０を車輪本体２０に対して移動させることができる。車輪１は、爪部材４０の一部が車輪本体２０の外周より径方向外側に突出するよう変形することによって、進行方向に位置する爪部材４０が段差を捉えて走破することができる。爪部材４０は、車軸部材１０と車輪本体２０とを相対回転させるという単純な構造で、突出及び収容することができる。さらに、車輪１は、変形している状態においても、爪部材４０が屈曲する方向に外力を受けることによって、外力を受けた爪部材４０が爪付勢部５０の付勢力に抗して車輪本体２０の外周より径方向内側に収容される。これにより、段差の直前及び直後や、段差走破中において、車輪１を変形させている状態でも、爪部材４０の先端直径を小さくすることができるので、車輪１自体の上下動を抑制することができる。
【0097】
また、実施形態の車輪１は、車軸部材１０が車輪本体２０に対して一方向（実施形態では、正回転方向Ｒ１）へ相対回転するように制御部８０が車軸部材１０及び車輪本体２０の回転方向及び回転速度を制御した場合、腕部材３０が爪収容位置から爪突出位置へ向かう方向（突出方向Ｒｐ）に回転する。車輪１は、車軸部材１０が車輪本体２０に対して一方向とは反対側の他方向へ（実施形態では、逆回転方向Ｒ２）相対回転するように制御部８０が車軸部材１０及び車輪本体２０の回転方向及び回転速度を制御した場合、腕部材３０が爪突出位置から爪収容位置へ向かう方向（収容方向Ｒｓ）に回転する。車輪１は、制御部８０が車軸部材１０と車輪本体２０とが同回転方向かつ同回転速度で回転するように制御した場合、腕部材３０が車輪本体２０に対する相対位置を維持する。
【0098】
車輪１は、車軸部材１０の回転方向及び回転速度と、車輪本体２０の回転方向及び回転速度とを、それぞれ制御して、車軸部材１０を車輪本体２０に対して相対回転させることによって、腕部材３０を車輪本体２０に対して移動させて変形する。また、車輪１は、車軸部材１０の回転方向及び回転速度と、車輪本体２０の回転方向及び回転速度とを、それぞれ制御して、車軸部材１０を車輪本体２０に対して相対回転させないようにすることによって、爪部材４０の収容状態又は突出可能状態を維持する。すなわち、２つの回転駆動源（爪用アクチュエータ６５及び本体用アクチュエータ７５）の制御の仕方により、爪部材４０を突出させる変形と、爪部材４０を収容させる変形と、各状態の維持とを行うことができるので、車輪１全体を大型化せず、回転駆動源から車軸部材１０及び車輪本体２０までの伝達を簡単な構成で実現しつつ、安定的な平地走行及び段差走破が可能である。また、爪部材４０の収容状態又は突出可能状態を維持することができるので、車輪１の意図しない変形を抑制でき、安定的な平地走行及び段差走破が可能である。
【0099】
また、実施形態の車輪１は、腕部材３０が爪突出位置にある場合であって、爪部材４０の接地面から受ける反力Ｆｒの方向が、当該爪部材４０と接地面との接点（接地点Ｐｃ）に対して爪回転軸Ａｃより腕回転軸Ａａ側に向かう方向である場合、当該爪部材４０が爪付勢部５０の付勢力に抗して伸展位置から屈曲位置へ向かう方向（屈曲方向Ｒｆ）に回転する。
【0100】
これにより、車輪１は、段差を捉えない爪部材４０を、車輪本体２０の外周より径方向内側に収容することができるので、段差の直前及び直後や、段差走破中において、車輪１を変形させている状態でも、爪部材４０の先端直径を小さくすることができ、車輪１自体の上下動を抑制することができる。
【0101】
また、実施形態の車輪１は、腕部材３０が爪突出位置にある場合であって、爪部材４０の接地面から受ける反力Ｆｒの方向が、当該爪部材４０と接地面との接点（接地点Ｐｃ）に対して爪回転軸Ａｃより腕回転軸Ａａ側とは反対側に向かう方向である場合、当該爪部材４０が伸展位置に維持される。
【0102】
これにより、車輪１は、爪部材４０が段差に引っ掛かった際に、伸展位置を超えてさらに回転することがないので、爪部材４０の先端を支点として車輪本体２０を段差下の走行面から浮き上がらせ、段差に乗り上げることができる。
【0103】
また、実施形態の車輪１において、爪部材４０は、腕部材３０が爪突出位置にありかつ爪部材４０が屈曲位置にある状態で、曲率中心及び曲率半径が車輪本体２０と同一である凸状の凸状円弧壁部４０ａを外周面の一部に含む。
【0104】
これにより、車輪１は、平地走行時には凸状円弧壁部４０ａが転動周面の一部を構成するため、平地走行時の安定性を維持することができる。
【0105】
また、実施形態の車輪１において、腕部材３０及び爪部材４０は、車軸Ａｗ回りに回転対称かつ等間隔に複数設けられる。
【0106】
これにより、車輪１は、周方向に均等になるので、走行時の安定性を向上させることができる。また、車輪１は、段差に到達した際に、爪部材４０が段差に引っ掛かるまでに空転する量を抑制することができる。
【0107】
［適用形態］
次に、車輪１の適用例としての車両１００の構成について、図７を参照して説明する。図７は、実施形態に係る車輪１を搭載する適用例としての車両１００の構成例を模式的に示す斜視図である。図７において、車輪１が段差の走破が可能な方向へ回転する場合の車両１００の進行方向が、車両１００の前方である。すなわち、車両１００の前方は、図７において、右方である。また、図７は、車両１００を右方から視た側面図である。
次に、車輪１の適用例としての車両１００の構成について、図７を参照して説明する。図７は、実施形態に係る車輪１を搭載する適用例としての車両１００の構成例を模式的に示す斜視図である。図７において、車輪１が段差の走破が可能な方向へ回転する場合の車両１００の進行方向が、車両１００の前方である。すなわち、車両１００の前方は、図７において、右方である。また、図７は、車両１００を右方から視た側面図である。
【0108】
適用形態の車両１００は、車両１００の車体１０１と、４つの車輪１（左側に配置される車輪１は不図示）と、を備える台車である。車体１０１には、例えば、爪用アクチュエータ６５及び本体用アクチュエータ７５（図２参照）に供給する電力の電源、爪用アクチュエータ６５及び本体用アクチュエータ７５の回転方向及び回転速度を制御する制御部８０、進行方向の段差を検出する検出装置等が搭載される。検出装置は、例えば、段差までの距離を検出する赤外線センサ等のセンサを含んでもよい。検出装置は、例えば、段差を撮像する撮像部を含み、撮像画像に基づいて段差を検出してもよい。
【0109】
４つの車輪１は、支持部９０を介して車体１０１に固定される。４つの車輪１は、車体１０１の左右前後に配置される。これにより、車輪１の車軸Ａｗ及び本体駆動回転軸Ａｄが車体１０１に固定される。車輪１は、適用形態において、支持部９０の上端部が、車体１０１の下面に固体される。車両１００は、適用形態において、４つの車輪１が左右前後に配置されるが、車輪１を自走車に適用する場合、３つ以上の車輪１を備えればよい。車両１００の左右方向への旋回は、操舵にステアリング装置を用いるのではなく、右側の車輪１と左側の車輪１との回転速度差を用いる。
【0110】
次に、車両１００の動作について、図８から図２３までを参照して説明する。図８から図２３までは、図７に示す車両１００による段差乗り越え動作を説明するための説明図である。車両１００は、車輪１が正回転方向Ｒ１に回転する方向に移動しているものとし、進行方向に段差があるものとする。また、１段の段差は、車輪１の半径より高く車輪１の直径より低いものを想定する。
【0111】
図８のステップＳ１において、車両１００は、段差に到達せず、平地走行中である。この場合、車輪１は、車軸部材１０と車輪本体２０とが同回転方向かつ同回転速度で回転するよう、制御部８０が爪用アクチュエータ６５及び本体用アクチュエータ７５を制御することにより、腕部材３０の収容位置を維持させる。これにより、車輪１が円形を維持するので、車輪本体２０の外輪部２３の外周面２３ｂ（図１参照）が全周に亘って転動周面を構成する。
【0112】
図９のステップＳ２において、車両１００は、段差に接近する。この際、車輪１は、車軸部材１０の正回転方向Ｒ１への回転速度が車輪本体２０の正回転方向Ｒ１への回転速度より大きくなるように、制御部８０が爪用アクチュエータ６５及び本体用アクチュエータ７５を制御することにより、腕部材３０を収容位置から突出位置へ移動させる。これにより、前輪側の車輪１は、爪部材４０が車輪本体２０の外周より径方向外側に突出することによって変形する。腕部材３０が突出位置に達した後は、車軸部材１０と車輪本体２０とが同回転方向かつ同回転速度で回転するように、制御部８０が爪用アクチュエータ６５及び本体用アクチュエータ７５を制御することにより、腕部材３０の突出位置を維持させる。
【0113】
なお、腕部材３０を突出方向Ｒｐに回転させるタイミングは、前輪側の車輪１が段差に到達してぶつかった時でもよい。すなわち、段差の接近を撮像装置等で検出する場合は、前輪側の車輪１が段差に到達する前に予め腕部材３０を突出方向Ｒｐに回転させてもよいが、例えば、加速度センサ等で段差への衝突を検出する場合は、前輪側の車輪１が段差に到達してぶつかった時に突出方向Ｒｐに回転させる。
【0114】
図９のステップＳ２における車輪１の回転位置では、走行面に接地する爪部材４０の接地面から受ける反力Ｆｒの方向が、接地点Ｐｃと爪回転軸Ａｃとを結ぶ仮想線Ｌｖより伸展方向Ｒｅ側である。したがって、爪部材４０は、伸展位置を維持する。車輪１は、爪部材４０の先端部４０ｄの接地点Ｐｃを支点として、車輪本体２０が走行面から浮き上がる。
【0115】
図１０のステップＳ３に示すように、車両１００は、前輪側の車輪１が段差に到達する（図１１のステップＳ４）まで、爪部材４０を突出させた状態で走行を続ける。図１０のステップＳ３における車輪１の回転位置では、走行面に接地する爪部材４０の接地面から受ける反力Ｆｒの方向が、接地点Ｐｃと爪回転軸Ａｃとを結ぶ仮想線Ｌｖより屈曲方向Ｒｆ側である。したがって、爪部材４０は、屈曲方向Ｒｆに回転する。これにより、屈曲位置の爪部材４０は、凸状円弧壁部４０ａ（図４等参照）が車輪本体２０と共に車輪１の転動周面の一部を構成する。
【0116】
図１１のステップＳ４において、車両１００の前輪側の車輪１は、段差に到達する。この際、前輪側の車輪１の前方側に位置する爪部材４０は、凹状円弧壁部４０ｂ（図４等参照）側を段差の上面に引っ掛ける。この際、段差の上面に接地する爪部材４０の接地面から受ける反力Ｆｒの方向が、接地点Ｐｃと爪回転軸Ａｃとを結ぶ仮想線Ｌｖより伸展方向Ｒｅ側である。したがって、爪部材４０は、伸展位置を維持する。
【0117】
なお、爪部材４０の車軸Ａｗ回りの回転位置によって、爪部材４０が段差に引っ掛からないことがある。このような場合は、爪部材４０の１つが、段差の上面に引っ掛かるまで、車輪１が段差の手前で正回転方向Ｒ１に空転することによって、逆回転方向Ｒ２側に隣接する爪部材４０が段差に引っ掛かる。
【0118】
図１２のステップＳ５において、車輪１は、さらに正回転方向Ｒ１に回転する。これにより、前輪側の車輪１は、爪部材４０の先端部４０ｄの接地点Ｐｃを支点として、車輪本体２０が走行面から浮き上がる。この際、段差下の走行面に接地する爪部材４０は、車輪本体２０が走行面から浮き上がるのに伴って、爪付勢部５０（図６等参照）の付勢力によって伸展方向Ｒｅに回転しながら、走行面と接触し続ける。
【0119】
図１３のステップＳ６において、車輪１は、さらに正回転方向Ｒ１に回転する。図１２のステップＳ５で前輪側の車輪１の段差下の走行面に接地していた爪部材４０は、伸展位置に達し、走行面から浮き上がる。また、後輪側の車輪１の走行面に接地して車輪本体２０の外周より径方向内側に収容されていた爪部材４０は、正回転方向Ｒ１へ移動することにより走行面からの反力Ｆｒから解放されるので、爪付勢部５０（図６等参照）の付勢力によって伸展方向Ｒｅに回転する。
【0120】
図１４のステップＳ７において、前輪側の車輪１は、段差の上面に接地する爪部材４０が伸展位置を維持しながら、段差に乗り上げる。なお、この際の後輪側の車輪１の動作は、図９のステップＳ２と同様であるため、説明を省略する。
【0121】
図１５のステップＳ８及び図１６のステップＳ９において、車輪１は、さらに正回転方向Ｒ１に回転する。この際、前輪側の車輪１は、段差の上面を走行し、後輪側の車輪１は、段差下の走行面を走行する。なお、この際の車輪１の爪部材４０の動作は、図１０のステップＳ３と同様であるため、説明を省略する。
【0122】
図１７のステップＳ１０において、車両１００の後輪側の車輪１は、段差に到達する。図１７のステップＳ１０における車輪１の回転位置では、後輪側の車輪１の前方側に位置する爪部材４０が段差の側面と接地する。この際、爪部材４０が接地面から受ける反力Ｆｒの方向は、接地点Ｐｃと爪回転軸Ａｃとを結ぶ仮想線Ｌｖより屈曲方向Ｒｆ側である。したがって、爪部材４０は、屈曲方向Ｒｆに回転する。これにより、爪部材４０は、車輪本体２０の外周より径方向内側に収容される。
【0123】
図１８のステップＳ１１において、図１７のステップＳ１０で収容された爪部材４０の逆回転方向Ｒ２側に隣接する爪部材４０が、凹状円弧壁部４０ｂ（図４等参照）側を段差の上面に引っ掛ける。この際、段差の上面に接地する爪部材４０の接地面から受ける反力Ｆｒの方向が、接地点Ｐｃと爪回転軸Ａｃとを結ぶ仮想線Ｌｖより伸展方向Ｒｅ側である。したがって、爪部材４０は、伸展位置を維持する。
【0124】
図１９のステップＳ１２、図２０のステップＳ１３、図２１のステップＳ１４、及び図２２のステップＳ１５において、車輪１は、さらに正回転方向Ｒ１に回転し、後輪側の車輪１は、段差に乗り上げる。なお、この際の後輪側の車輪１の動作は、図１２のステップＳ５、図１３のステップＳ６、図１４のステップＳ７、及び図１５のステップＳ８における前輪側の車輪１の動作と同様であるため、説明を省略する。
【0125】
前輪側の車輪１及び後輪側の車輪１が段差を走破すると、車輪１は、車軸部材１０の正回転方向Ｒ１への回転速度が車輪本体２０の正回転方向Ｒ１への回転速度より小さくなるように、制御部８０が爪用アクチュエータ６５及び本体用アクチュエータ７５を制御することにより、腕部材３０を突出位置から収容位置へ移動させる。
【0126】
図２３のステップＳ１６に示すように、腕部材３０が収容位置に達した後は、車軸部材１０と車輪本体２０とが同回転方向かつ同回転速度で回転するように、制御部８０が爪用アクチュエータ６５及び本体用アクチュエータ７５を制御することにより、腕部材３０の収容位置を維持させる。これにより、車輪１が再び円形を維持するので、車輪本体２０の外輪部２３の外周面２３ｂ（図１参照）が全周に亘って転動周面を構成する。
【0127】
以上説明したように、適用形態の車両１００は、車輪１と、車軸部材１０を車軸Ａｗ回りに回動可能に支持する車体１０１と、を備える。
【0128】
車両１００は、平地走行時には爪部材４０を車輪本体２０の外周より径方向内側に収容することによって車輪本体２０の外周が全周に亘って転動周面を構成する車輪１を備えるので、平地走行時の安定性を維持することができる。また、車両１００は、爪付勢部５０によって爪部材４０が腕部材３０に対して伸展する方向に常時付勢されており、段差走行時には腕部材３０に対して伸展する位置にある爪部材４０の一部が車輪本体２０の外周より径方向外側に突出するように腕部材３０を車輪本体２０に対して移動させることができる。車両１００は、爪部材４０の一部が車輪本体２０の外周より径方向外側に突出するよう車輪１が変形することによって、進行方向に位置する爪部材４０が段差を捉えて走破することができる。爪部材４０は、車軸部材１０と車輪本体２０とを相対回転させるという単純な構造で、突出及び収容することができる。さらに、車両１００は、車輪１が変形している状態においても、爪部材４０が屈曲する方向に外力を受けることによって、外力を受けた爪部材４０が爪付勢部５０の付勢力に抗して車輪本体２０の外周より径方向内側に収容される。これにより、段差の直前及び直後や、段差走破中において、車輪１を変形させている状態でも、爪部材４０の先端直径を小さくすることができるので、車輪１自体の上下動を抑制することができる。
【0129】
なお、実施形態の車輪１及び車両１００は、一部の構成を適宜変更してもよい。例えば、腕部材３０及び爪部材４０の数及び形状は、実施形態に限定されない。また、腕部材３０は、車輪本体２０の規制部２５によって突出方向Ｒｐ側への回転量に制限を設けているが、別途設けるリミッタ部品によるものでもよい。
【0130】
また、車輪本体２０は、実施形態では支持部９０の外側面９０ａ側に設けられるが、実施形態の構成に限定されず、内側面９０ｂ側に設けられてもよい。腕部材３０は、実施形態では、車輪本体２０の外側面２２ａ側に設けられるが、実施形態の構成に限定されず、内側面２２ｂ側に設けられてもよい。また、車軸部材１０は、実施形態では支持部９０によって片持ちで支持されるが、実施形態の構成に限定されず、正面視断面が逆Ｕ字状の支持部に両持ちで支持されてもよい。
【0131】
また、爪用アクチュエータ６５は、実施形態では出力軸６６が車軸部材１０に直接固定されるが、減速機を介して車軸部材１０に接続してもよい。同様に、本体用アクチュエータ７５は、実施形態では出力軸７６が本体駆動軸７１に直接固定されるが、減速機を介して本体駆動軸７１に接続してもよい。
【0132】
また、車輪本体２０は、実施形態では車軸部材１０を介して支持部９０に対して支持されるが、車軸部材１０を介さずに支持部９０に対して支持されてもよい。例えば、車輪本体２０は、支持部９０の外側面９０ａ側に設けられた筒状部の外周面に軸受Ｂ２を介して筒状部２１の内周面２１ａを固定してもよい。また、爪用アクチュエータ６５（および減速機）は、支持部９０の外側面９０ａ側に設けられた筒状部に収容されるように設けられてもよい。なお、支持部９０の外側面９０ａ側に設けられた筒状部は、車軸Ａｗを軸心としかつ外径が筒状部２１の内径より小さい。
【符号の説明】
【0133】
１ 車輪
１０ 車軸部材
１０ａ 内端面
１０ｂ 軸穴
１０ｃ 外端面
１１ 被支持部
１２ 本体支持部
１３ 歯車固定部
１４ 腕作動歯車
１４ａ 軸孔
１４ｂ 歯部
２０ 車輪本体
２１ 筒状部
２１ａ 内周面
２１ｂ 外周面
２２ 円板状部
２２ａ 外側面
２２ｂ 内側面
２３ 外輪部
２３ａ 内周面
２３ｂ 外周面
２４ 腕支持軸部
２５ 規制部
２６ 本体歯車
２６ａ 軸孔
２６ｂ 歯部
３０ 腕部材
３１ 軸孔
３２ 腕基部
３２ａ 円筒状部
３２ｂ 凸状部
３２ｃ 歯部
３２ｄ 規制壁部
３３ 爪支持軸部
３４ 連結部
４０ 爪部材
４０ａ 凸状円弧壁部
４０ｂ 凹状円弧壁部
４０ｃ 規制壁部
４０ｄ 先端部
４１ 軸孔
５０ 爪付勢部
５１ コイル部
５２ 第１端部
５３ 第２端部
６０ 車軸駆動部
６５ 爪用アクチュエータ
６６ 出力軸
７０ 本体駆動部
７１ 本体駆動軸
７２ 本体駆動歯車
７２ａ 軸孔
７２ｂ 歯部
７５ 本体用アクチュエータ
７６ 出力軸
８０ 制御部
９０ 支持部
９０ａ 外側面
９０ｂ 内側面
９１ 第１貫通孔
９２ 第１筒状部
９３ 第２貫通孔
９４ 第２筒状部
１００ 車両
１０１ 車体
Ｂ１、Ｂ２、Ｂ３、Ｂ４、Ｂ５ 軸受
Ａｗ 車軸
Ａａ 腕回転軸
Ａｃ 爪回転軸
Ａｄ 本体駆動回転軸
Ｒ１ 正回転方向
Ｒ２ 逆回転方向
Ｒｐ 突出方向
Ｒｓ 収容方向
Ｒｅ 伸展方向
Ｒｆ 屈曲方向
Ｐｃ 接地点
Ｌｖ 仮想線
Ｆｒ 反力
Ｓ１、Ｓ２、Ｓ３、Ｓ４、Ｓ５、Ｓ６、Ｓ７、Ｓ８、Ｓ９、Ｓ１０、Ｓ１１、Ｓ１２、Ｓ１３、Ｓ１４、Ｓ１５、Ｓ１６ ステップ
１０ 車軸部材
１０ａ 内端面
１０ｂ 軸穴
１０ｃ 外端面
１１ 被支持部
１２ 本体支持部
１３ 歯車固定部
１４ 腕作動歯車
１４ａ 軸孔
１４ｂ 歯部
２０ 車輪本体
２１ 筒状部
２１ａ 内周面
２１ｂ 外周面
２２ 円板状部
２２ａ 外側面
２２ｂ 内側面
２３ 外輪部
２３ａ 内周面
２３ｂ 外周面
２４ 腕支持軸部
２５ 規制部
２６ 本体歯車
２６ａ 軸孔
２６ｂ 歯部
３０ 腕部材
３１ 軸孔
３２ 腕基部
３２ａ 円筒状部
３２ｂ 凸状部
３２ｃ 歯部
３２ｄ 規制壁部
３３ 爪支持軸部
３４ 連結部
４０ 爪部材
４０ａ 凸状円弧壁部
４０ｂ 凹状円弧壁部
４０ｃ 規制壁部
４０ｄ 先端部
４１ 軸孔
５０ 爪付勢部
５１ コイル部
５２ 第１端部
５３ 第２端部
６０ 車軸駆動部
６５ 爪用アクチュエータ
６６ 出力軸
７０ 本体駆動部
７１ 本体駆動軸
７２ 本体駆動歯車
７２ａ 軸孔
７２ｂ 歯部
７５ 本体用アクチュエータ
７６ 出力軸
８０ 制御部
９０ 支持部
９０ａ 外側面
９０ｂ 内側面
９１ 第１貫通孔
９２ 第１筒状部
９３ 第２貫通孔
９４ 第２筒状部
１００ 車両
１０１ 車体
Ｂ１、Ｂ２、Ｂ３、Ｂ４、Ｂ５ 軸受
Ａｗ 車軸
Ａａ 腕回転軸
Ａｃ 爪回転軸
Ａｄ 本体駆動回転軸
Ｒ１ 正回転方向
Ｒ２ 逆回転方向
Ｒｐ 突出方向
Ｒｓ 収容方向
Ｒｅ 伸展方向
Ｒｆ 屈曲方向
Ｐｃ 接地点
Ｌｖ 仮想線
Ｆｒ 反力
Ｓ１、Ｓ２、Ｓ３、Ｓ４、Ｓ５、Ｓ６、Ｓ７、Ｓ８、Ｓ９、Ｓ１０、Ｓ１１、Ｓ１２、Ｓ１３、Ｓ１４、Ｓ１５、Ｓ１６ ステップ
【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】
【図14】
【図15】
【図16】
【図17】
【図18】
【図19】
【図20】
【図21】
【図22】
【図23】