特開 2023-79587 ４輪走行装置

(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】P2023079587

(43)【公開日】2023-06-08

(54)【発明の名称】４輪走行装置

(51)【国際特許分類】

   B62D 7/14 20060101AFI20230601BHJP

【ＦＩ】

B62D7/14 A

【審査請求】未請求

【請求項の数】12

【出願形態】ＯＬ

(21)【出願番号】P 2021193118

(22)【出願日】2021-11-29

(71)【出願人】

【識別番号】519029295

【氏名又は名称】株式会社Ｈａｋｏｂｏｔ

(74)【代理人】

【識別番号】100131451

【弁理士】

【氏名又は名称】津田 理

(74)【代理人】

【識別番号】100106840

【弁理士】

【氏名又は名称】森田 耕司

(74)【代理人】

【識別番号】100167933

【弁理士】

【氏名又は名称】松野 知紘

(74)【代理人】

【識別番号】100174137

【弁理士】

【氏名又は名称】酒谷 誠一

(74)【代理人】

【識別番号】100184181

【弁理士】

【氏名又は名称】野本 裕史

(72)【発明者】

【氏名】平田 泰大

(72)【発明者】

【氏名】長谷川 優稀

【テーマコード（参考）】

3D034

【Ｆターム（参考）】

3D034AA03

3D034BC02

3D034BC03

3D034BC05

3D034BC30

3D034CA01

3D034CC02

3D034CC03

3D034CC09

3D034CC17

3D034CD01

3D034CD18

3D034CE02

3D034CE03

3D034CE13

(57)【要約】

【課題】新たなステアリング機構を有する４輪走行装置を提供する。
【解決手段】１つのリニアアクチュエータの伸縮運動をリンクを介して第１前輪、第２前輪、第１後輪および第２後輪の水平面内での回転運動に変換することによってステアリングを行う４輪走行装置であって、前記リニアアクチュエータは、前記第１前輪および前記第２前輪を結ぶ線と平行に伸縮する、４輪走行装置が提供される。
【選択図】図３Ａ

【特許請求の範囲】

【請求項1】

１つのリニアアクチュエータの伸縮運動をリンクを介して第１前輪、第２前輪、第１後輪および第２後輪の水平面内での回転運動に変換することによってステアリングを行う４輪走行装置であって、
前記リニアアクチュエータは、前記第１前輪および前記第２前輪を結ぶ線と平行に伸縮する、４輪走行装置。

【請求項2】

１つのリニアアクチュエータの伸縮運動をリンクを介して第１前輪、第２前輪、第１後輪および第２後輪の水平面内での回転運動に変換することによってステアリングを行う４輪走行装置であって、
前記第１前輪用のリンクと、前記第２前輪用のリンクと、前記第１後輪用のリンクと、前記第２後輪用のリンクと、のうち少なくとも２つは同一形状である、４輪走行装置。

【請求項3】

前記第１前輪用のリンクと、前記第２前輪用のリンクと、前記第１後輪用のリンクと、前記第２後輪用のリンクと、はいずれも同一形状である、請求項２に記載の４輪走行装置。

【請求項4】

１つのリニアアクチュエータの伸縮運動をリンクを介して第１前輪、第２前輪、第１後輪および第２後輪の水平面内での回転運動に変換することによってステアリングを行う４輪走行装置であって、
前記第１前輪用のリンクと前記第１後輪用のリンクはほぼ第１水平面にあって、前記第１水平面内で回転し、
前記第２前輪用のリンクと前記第２後輪用のリンクはほぼ第２水平面にあって、前記第２水平面内で回転し、
前記第１水平面と前記第２水平面は異なる、４輪走行装置。

【請求項5】

前記第１前輪と、
前記第２前輪と、
前記第１前輪の後方に位置する前記第１後輪と、
前記第２前輪の後方に位置する前記第２後輪と、
前記リニアアクチュエータと、
前記リンクと、を備え、
前記リンクは、前記第１前輪用の第１リンク、前記第２前輪用の第２リンク、前記第１後輪用の第３リンクおよび前記第２後輪用の第４リンクを含む、請求項１乃至４のいずれかに記載の４輪走行装置。

【請求項6】

前記リニアアクチュエータは、所定方向に伸縮するロッドを有し、
当該４輪走行装置は、前記ロッドと連動して前記所定方向に移動するブリッジを備え、
前記第１リンクおよび前記第３リンクは、前記ロッドに設けられた第１シャフトによって前記リニアアクチュエータの伸縮に連動して水平面内で回転し、
前記第２リンクおよび前記第４リンクは、前記ブリッジに設けられた第２シャフトによって前記リニアアクチュエータの伸縮に連動して水平面内で回転する、請求項５に記載の４輪走行装置。

【請求項7】

前記第１リンクおよび前記第３リンクのそれぞれには、スリットが設けられ、
前記第１シャフトが、前記第１リンクおよび前記第３リンクの前記スリットに滑動可能に嵌まっている、請求項６に記載の４輪走行装置。

【請求項8】

前記第２リンクおよび前記第４リンクのそれぞれには、スリットが設けられ、
前記第２シャフトが、前記第２リンクおよび前記第４リンクの前記スリットに滑動可能に嵌まっている、請求項６または７に記載の４輪走行装置。

【請求項9】

前記スリットは、直進時の状態において、前記第１前輪と前記第１後輪とを結ぶ線と平行に延びている、請求項７または８に記載の４輪走行装置。

【請求項10】

前記第１乃至第４リンクのそれぞれには、前記ロッドと連動しない第３シャフトが嵌められた小孔が設けられ、
前記第１乃至第４リンクのそれぞれは、前記小孔を中心として水平面内で回転する、請求項５乃至９のいずれかに記載の４輪走行装置。

【請求項11】

前記リニアアクチュエータは、前記第１前輪と前記第２前輪の中心と、前記第１後輪と前記第２後輪の中心と、を結ぶ線より前記第１前輪および前記第１後輪側に配置され、
前記リニアアクチュエータのロッドが基準位置にある場合、当該４輪走行装置は直進し、
前記リニアアクチュエータのロッドが基準位置から伸びた場合、当該４輪走行装置は第２前輪および前記第２後輪側の方向に曲がり、
前記リニアアクチュエータのロッドが基準位置から縮んだ場合、当該４輪走行装置は第１前輪および前記第１後輪側の方向に曲がる、請求項５乃至１０のいずれかに記載の４輪走行装置。

【請求項12】

カメラと、
前記カメラの映像に基づいて前記リニアアクチュエータの伸縮を自動制御するコントローラと、を備える、請求項５乃至１１のいずれかに記載の４輪走行装置。

【発明の詳細な説明】

【技術分野】

【0001】

本発明は、４輪走行装置に関する。

【背景技術】

【0002】

特許文献１には、走行車両のステアリング装置が開示されている。

【先行技術文献】

【特許文献】

【0003】

【特許文献1】特許第４１０９３６１号公報

【発明の概要】

【発明が解決しようとする課題】

【0004】

本発明の課題は、新たなステアリング機構を有する４輪走行装置を提供することである。

【課題を解決するための手段】

【0005】

本発明の一態様によれば、１つのリニアアクチュエータの伸縮運動をリンクを介して第１前輪、第２前輪、第１後輪および第２後輪の水平面内での回転運動に変換することによってステアリングを行う４輪走行装置であって、前記リニアアクチュエータは、前記第１前輪および前記第２前輪を結ぶ線と平行に伸縮する、４輪走行装置が提供される。

【0006】

ここで、第１前輪、第２前輪、第１後輪および第２後輪は、例えばそれぞれ左前輪、右前輪、左後輪および右後輪である。リニアアクチュエータが左前輪と右前輪とを結ぶ線と平行に伸縮することで、４輪走行装置を小型化できる。

【0007】

本発明の一態様によれば、１つのリニアアクチュエータの伸縮運動をリンクを介して第１前輪、第２前輪、第１後輪および第２後輪の水平面内での回転運動に変換することによってステアリングを行う４輪走行装置であって、前記第１前輪用のリンクと、前記第２前輪用のリンクと、前記第１後輪用のリンクと、前記第２後輪用のリンクと、のうち少なくとも２つは同一形状である、４輪走行装置が提供される。

【0008】

前記第１前輪用のリンクと、前記第２前輪用のリンクと、前記第１後輪用のリンクと、前記第２後輪用のリンクと、はいずれも同一形状であってもよい。

【0009】

ここで、第１前輪、第２前輪、第１後輪および第２後輪は、例えばそれぞれ左前輪、右前輪、左後輪および右後輪である。左前輪用のリンクと、右前輪用のリンクと、左後輪用のリンクと、右後輪用のリンクと、のうち少なくとも２つ（望ましくは４つ全て）を同一形状とすることで、製造コストを削減できる。

【0010】

本発明の一態様によれば、１つのリニアアクチュエータの伸縮運動をリンクを介して第１前輪、第２前輪、第１後輪および第２後輪の水平面内での回転運動に変換することによってステアリングを行う４輪走行装置であって、前記第１前輪用のリンクと前記第１後輪用のリンクはほぼ第１水平面にあって、前記第１水平面内で回転し、前記第２前輪用のリンクと前記第２後輪用のリンクはほぼ第２水平面にあって、前記第２水平面内で回転し、前記第１水平面と前記第２水平面は異なる、４輪走行装置が提供される。

【0011】

ここで、第１前輪、第２前輪、第１後輪および第２後輪は、例えばそれぞれ左前輪、右前輪、左後輪および右後輪である。左前輪用のリンクと左後輪用のリンクとが同一水平面内で回転し、右前輪用のリンクと右後輪用のリンクとが別の同一水平面内で回転するようにすることで、４輪走行装置を小型化できる。

【0012】

４輪走行装置は、前記第１前輪と、前記第２前輪と、前記第１前輪の後方に位置する前記第１後輪と、前記第２前輪の後方に位置する前記第２後輪と、前記リニアアクチュエータと、前記リンクと、を備え、前記リンクは、前記第１前輪用の第１リンク、前記第２前輪用の第２リンク、前記第１後輪用の第３リンクおよび前記第２後輪用の第４リンクを含んでいてよい。

【0013】

前記リニアアクチュエータは、所定方向に伸縮するロッドを有し、当該４輪走行装置は、前記ロッドと連動して前記所定方向に移動するブリッジを備え、前記第１リンクおよび前記第３リンクは、前記ロッドに設けられた第１シャフトによって前記リニアアクチュエータの伸縮に連動して水平面内で回転し、前記第２リンクおよび前記第４リンクは、前記ブリッジに設けられた第２シャフトによって前記リニアアクチュエータの伸縮に連動して水平面内で回転してよい。

【0014】

前記第１リンクおよび前記第３リンクのそれぞれには、スリットが設けられ、前記第１シャフトが、前記第１リンクおよび前記第３リンクの前記スリットに滑動可能に嵌まっていてよい。

【0015】

前記第２リンクおよび前記第４リンクのそれぞれには、スリットが設けられ、前記第２シャフトが、前記第２リンクおよび前記第４リンクの前記スリットに滑動可能に嵌まっていてよい。

【0016】

前記スリットは、直進時の状態において、前記第１前輪と前記第１後輪とを結ぶ線と平行に延びていてよい。

【0017】

前記第１乃至第４リンクのそれぞれには、前記ロッドと連動しない第３シャフトが嵌められた小孔が設けられ、前記第１乃至第４リンクのそれぞれは、前記小孔を中心として水平面内で回転してよい。

【0018】

前記リニアアクチュエータは、前記第１前輪と前記第２前輪の中心と、前記第１後輪と前記第２後輪輪の中心と、を結ぶ線より前記第１前輪および前記第１後輪側に配置され、前記リニアアクチュエータのロッドが基準位置にある場合、当該４輪走行装置は直進し、前記リニアアクチュエータのロッドが基準位置から伸びた場合、当該４輪走行装置は第２前輪および前記第２後輪側の方向に曲がり、前記リニアアクチュエータのロッドが基準位置から縮んだ場合、当該４輪走行装置は第１前輪および前記第１後輪側の方向に曲がってよい。

【0019】

具体例として、リニアアクチュエータは左側に配置され、リニアアクチュエータのロッドが基準位置にある場合、当該４輪走行装置は直進し、リニアアクチュエータのロッドが基準位置から右側に伸びた場合、当該４輪走行装置は右方向に曲がり、リニアアクチュエータのロッドが基準位置から左方向に縮んだ場合、当該４輪走行装置は左側に曲がってよい。

【0020】

４輪走行装置は、カメラと、前記カメラの映像に基づいて前記リニアアクチュエータの伸縮を自動制御するコントローラと、を備えてよい。

【図面の簡単な説明】

【0021】

【図1】地図情報を模式的に示す図。

【図2】一実施形態に係る４輪走行装置の機能ブロック図。

【図3A】一実施形態に係る４輪走行装置の主要部の概略上面図（直進時）。

【図3B】一実施形態に係る４輪走行装置の主要部の概略上面図（右折時）。

【図3C】一実施形態に係る４輪走行装置の主要部の概略上面図（左折時）。

【図4A】フロアプレート２、アクチュエータ３、フロアプレート２、ブリッジ４およびマウント５の概略上面図（直進時）。

【図4B】フロアプレート２、アクチュエータ３、フロアプレート２、ブリッジ４およびマウント５の概略上面図（右折時）。

【図4C】フロアプレート２、アクチュエータ３、フロアプレート２、ブリッジ４およびマウント５の概略上面図（左折時）。

【図5A】フロアプレート２、アクチュエータ３、フロアプレート２、ブリッジ４およびマウント５の概略斜視図（直進時）。

【図5B】フロアプレート２、アクチュエータ３、フロアプレート２、ブリッジ４およびマウント５の概略斜視図（右折時）。

【図5C】フロアプレート２、アクチュエータ３、フロアプレート２、ブリッジ４およびマウント５の概略斜視図（左折時）。

【図6A】左前輪１ＦＬ用のリンク６ＦＬ、タイロッド７ＦＬおよびナックル８ＦＬの概略斜視図（直進時）。

【図6B】左前輪１ＦＬ用のリンク６ＦＬ、タイロッド７ＦＬおよびナックル８ＦＬの概略斜視図（右折時）。

【図6C】左前輪１ＦＬ用のリンク６ＦＬ、タイロッド７ＦＬおよびナックル８ＦＬの概略斜視図（左折時）。

【図7】左前輪１ＦＬ用のモータ１０ＦＬ、ギヤボックス１１ＦＬ、キングピン１２ＦＬ、サスペンションアーム１３ＦＬ、サスペンション１４ＦＬの概略斜視図。

【図8】ロッド３２の伸縮と４輪走行装置の進行方向との関係を模式的に示す図。

【発明を実施するための形態】

【0022】

以下、本発明に係る実施形態について、図面を参照しながら具体的に説明する。

【0023】

本実施形態では、地図情報に基づいて自走する４輪走行装置を例示する。地図情報は、図１に示すように、出発地Ｓ、目的地Ｇの他、壁、天井、床などに予め設置されたマーカＭ１～Ｍ３（例えばＡＲマーカ）の位置情報を含んでいる。これらのマーカは４輪走行装置が自位置を把握するために用いられる。

【0024】

図２は、一実施形態に係る４輪走行装置の機能ブロック図である。４輪走行装置は、カメラ１００、メモリ１０１、コントローラ１０２、タブレット端末１０３、電動リニアアクチュエータ３、車輪１（左前輪、右前輪、左後輪および右後輪の総称）などを備えている。

【0025】

カメラ１００は４輪走行装置の前面、後面、左側面および右側面に設けられる。メモリ１０１には、ユーザインターフェースとしてのタブレット端末１０３を介してユーザが設定可能な地図情報（図１）が記憶されている。コントローラ１０２はカメラ１００の映像および地図情報に基づいてステアリングを行う。具体的には、コントローラ１０２はカメラ１００の映像から地図情報におけるマーカＭ１～Ｍ３を検知し、４輪走行装置の自位置を把握する。そして、コントローラ１０２は出発地Ｓから目的地Ｇに達するよう電動リニアアクチュエータ３を伸縮させることによって車輪１の向きを制御する。

【0026】

例えば、図１において、前面に設けられたカメラ１００の映像からマーカＭ１が検知されると、コントローラ１０２は自位置がＰ１であることを把握する。そして、コントローラ１０２は４輪走行装置が右折するようステアリングする。その後、前面に設けられたカメラ１００の映像からマーカＭ２が検知され、右側面に設けられたカメラ１００の映像からマーカＭ３が検知されると、コントローラ１０２は自位置がＰ２であることを把握する。そして、コントローラ１０２は４輪走行装置が左折するようステアリングする。このようにして、４輪走行装置は出発地Ｓから目的地Ｇまで自走する。

【0027】

その他、４輪走行装置に超音波センサやレーザといった測距センサを設け（例えば、前面、左側面および右側面の３か所）、近くに物体が検知された場合には４輪走行装置の移動を停止させるようにしてもよい。

【0028】

図３Ａ～図３Ｃは、一実施形態に係る４輪走行装置の主要部の概略上面図である。図３Ａは直進時、図３Ｂは右折時、図３Ｃは左折時を示している。なお、主要部といっても必須ということではなく、適宜省略したり変形したりしてもよい。

【0029】

本４輪走行装置は、左前輪１ＦＬ、右前輪１ＦＲ、左後輪１ＲＬおよび右後輪１ＲＲからなる４輪を備えており、これらを総称して「車輪１」と呼ぶことがある。また、４輪走行装置は、前枠体２０１、中央枠体２０２および後枠体２０３を備えており、これらを総称して「本体２００」と呼ぶことがある。

【0030】

直進時において、左前輪１ＦＬと右前輪１ＦＲの中心どうしを結ぶ直線と、左後輪１ＲＬと右後輪１ＲＲの中心どうしを結ぶ直線は互いに平行である。以下、この方向を便宜上ｘ方向と呼ぶことがある。また、左前輪１ＦＬと左後輪１ＲＬの中心どうしを結ぶ直線と、右前輪１ＦＲと右後輪１ＲＲの中心どうしを結ぶ直線は互いに平行である。以下、この方向を便宜上ｙ方向と呼ぶことがある。ｘ方向とｙ方向は互いに直交している。

【0031】

図３Ａに示すように、直進時には、左前輪１ＦＬ、右前輪１ＦＲ、左後輪１ＲＬおよび右後輪１ＲＲはいずれもｙ方向に平行となる。

【0032】

図３Ｂに示すように、右折時には、左前輪１ＦＬおよび右前輪１ＦＲは本体２００に対して右を向き、左後輪１ＲＬおよび右後輪１ＲＲは本体２００に対して左を向く。言い換えると、左前輪１ＦＬおよび右前輪１ＦＲは水平面内において時計回りに回転する。一方、左後輪１ＲＬおよび右後輪１ＲＲは水平面内において反時計回りに回転する。

【0033】

図３Ｃに示すように、左折時には、左前輪１ＦＬおよび右前輪１ＦＲは本体２００に対して左を向き、左後輪１ＲＬおよび右後輪１ＲＲは本体２００に対して右を向く。言い換えると、左前輪１ＦＬおよび右前輪１ＦＲは水平面内において反時計回りに回転する。一方、左後輪１ＲＬおよび右後輪１ＲＲは水平面内において時計回りに回転する。

【0034】

本実施形態では、このような直進・右折・左折のステアリングを１つの電動リニアアクチュエータ３（直動シリンダ）を用いて行うこと、より具体的には、１つの電動リニアアクチュエータ３の直線運動を、左前輪１ＦＬ、右前輪１ＦＲ、左後輪１ＲＬおよび右後輪１ＲＲの水平面内における回転運動に変換することが１つの特徴である。このようにステアリングする仕組みを説明する。

【0035】

図４Ａ（直進時）、図４Ｂ（右折時）および図４Ｃ（左折時）に概略上面図を、図５Ａ（直進時）、図５Ｂ（右折時）および図５Ｃ（左折時）に概略斜視図を示すように、本４輪走行装置は、フロアプレート２、電動リニアアクチュエータ３（以下、単に「アクチュエータ３」という。）と、ステアリングリンクブリッジ４（以下、単に「ブリッジ４」という。）と、２つのステアリングリンクマウント５Ｆ，５Ｒ（以下、単に「マウント５Ｆ，５Ｒ」という。）を備えている。

【0036】

フロアプレート２は４輪走行装置の中央枠体２０２（図４には不図示、図３Ａ参照）に固定されている。また、フロアプレート２には、ｘ方向に延びるリニアガイド２１と、アクチュエータマウント２２が固定配置されている。

【0037】

アクチュエータ３はフロアプレート２上に固定される。より具体的には、アクチュエータ３は、フロアプレート２の左側においてアクチュエータマウント２２上に固定される本体部分３１と、ｘ方向に伸縮運動するロッド３２とを有する。ロッド３２の伸縮はカメラ１００の映像に基づいてコントローラ１０２によって自動で（オペレータの指示なしで）制御されるのが望ましい。ロッド３２の先端付近には、上向きのシャフト３３と、下向きの連結部材３４とが設けられている。

【0038】

ロッド３２は斜め方向ではなく（水平面内において）ｘ方向に伸縮するのが望ましく、これにより４輪走行装置を小型化できる。後述するように、ロッド３２は、直進時には所定の基準位置（例えば、最も伸びた状態と最も縮んだ状態の中間）にあり、右折時には基準位置からｘ方向右側に伸び、左折時には基準位置からｘ方向左側に縮む。

【0039】

ブリッジ４はｘ方向に延びている。また、ブリッジ４の鉛直方向断面は下向きコの字形状である。そして、ブリッジ４はフロアプレート２のリニアガイド２１を覆う（リニアガイド２１に嵌まる）ように配置される。

【0040】

図５Ａ等に示すように、ブリッジ４の左側部分は連結部材３４を介してアクチュエータ３のロッド３２と連結される。よって、ロッド３２の伸縮と連動してブリッジ４はリニアガイド２１に沿って左右方向（ｘ方向）に移動する。

【0041】

ブリッジ４の右側部分には、上向きのシャフト４１が設けられる。図５Ａ等に示すように、このシャフト４１の上端は、ロッド３２のシャフト３３の上端と同じ高さでないのが望ましく、本実施形態では低い位置にあるとする。また、ロッド３２のシャフト３３より右側にブリッジ４のシャフト４１が位置する。すなわち、シャフト３３は左前輪１ＦＬおよび左後輪１ＲＬに対応しており、シャフト４１は右前輪１ＦＲおよび右後輪１ＲＲに対応している。

【0042】

マウント５Ｆ，５Ｒはフロアプレート２上に固定されており、ロッド３２の伸縮とは連動しない。図４Ａ等に示すように、前側（前輪用）のマウント５Ｆ上には、左前輪１ＦＬおよび右前輪１ＦＲにそれぞれ対応する２つのシャフト５１ＦＬ，５１ＦＲが設けられている。本実施形態では、ロッド３２のシャフト３３の上端よりブリッジ４のシャフト４１の上端より低いため、左前輪１ＦＬに対応するシャフト５１ＦＬは右前輪１ＦＲに対応するシャフト５１ＦＲより高いのが望ましい。具体的には、シャフト５１ＦＬはシャフト３３とほぼ同じ高さであり、シャフト５１ＦＲはシャフト４１とほぼ同じ高さである。

【0043】

同様に、後側（後輪用）のマウント５Ｒ上には、左後輪１ＲＬおよび右後輪１ＲＲにそれぞれ対応する２つのシャフト５１ＲＬ，５１ＲＲが設けられている。本実施形態では、ロッド３２のシャフト３３の上端よりブリッジ４のシャフト４１の上端より低いため、左後輪１ＲＬに対応するシャフト５１ＲＬは右後輪１ＲＲに対応するシャフト５１ＲＲより高いのが望ましい。具体的には、シャフト５１ＲＬはシャフト３３とほぼ同じ高さであり、シャフト５１ＲＲはシャフト４１とほぼ同じ高さである。

【0044】

なお、図４Ａ～図４Ｃおよび図５Ａ～図５Ｃに示されるステアリングリンクプレート６ＦＬ，６ＦＲ，６ＲＬ，６ＬＬ（以下、単に「リンク６ＦＬ，６ＦＲ，６ＲＬ，６ＬＬ」という。）については、次の図６Ａ～図６Ｃを用いて説明する。

【0045】

また、本４輪走行装置は、各車輪に対応する４つずつのリンク６ＦＬ，６ＦＲ，６ＲＬ，６ＬＬ、タイロッド７ＦＬ，７ＦＲ，７ＲＬ，７ＬＬ、ナックル８ＦＬ，８ＦＲ，８ＲＬ，８ＬＬと、ジョイント９ＦＬ，９ＦＲ，９ＲＬ，９ＲＲを備えており、左前輪１ＦＬに関連するものの概略斜視図を図６Ａ（直進時）、図５Ｂ（右折時）および図５Ｃ（左折時）に示す。なお、本明細書において、符号末尾のＦＬ，ＦＲ，ＲＬおよびＲＲはそれぞれ左前輪１ＦＬ、右前輪１ＦＲ、左後輪１ＲＬおよび右後輪１ＲＲにそれぞれ対応することを意味している。また、「リンク６」のように末尾にＦＬ等を付さない場合、各部材の総称であることを意味する。

【0046】

リンク６ＦＬの左側には、直進時においてｙ方向に並ぶ２つの小孔（後側の小孔６１ＦＬと、前側の小孔６２ＦＬ）が設けられている。後側の小孔６１ＦＬには、マウント５Ｆのシャフト５１ＦＬがベアリング６４ＦＬを介して回動可能に嵌っている。前側の小孔６２ＦＬには、タイロッド７ＦＬの一端がベアリング６５ＦＬ（望ましくは、ロッドエンドベアリング）を介して嵌っている。

【0047】

また、リンク６ＦＬの右側には、直進時においてｙ方向に延びるスリット６３ＦＬ（長穴）が設けられている。スリット６３ＦＬには、ロッド３２のシャフト３３が嵌っている。ロッド３２の伸縮運動と連動してシャフト３３がスリット６３ＦＬ内で滑動可能である。これにより、リンク６ＦＬはシャフト３３によってアクチュエータ３の伸縮に連動して水平面内で回転する。

【0048】

リンク６ＦＬは（後述のタイロッド７ＦＬおよびナックル８ＦＬと協働して）アクチュエータ３のｘ方向の直線運動（伸縮）を左前輪１ＦＬの水平面内における回転運動に変換する。

【0049】

タイロッド７ＦＬは棒状の部材であり、その右端がリンク６ＦＬの小孔６２ＦＬに嵌っており、左端がベアリング７１ＦＬを介して後述するナックル８ＦＬの小孔８１ＦＬに嵌っている。直進時、タイロッド７ＦＬはｘ方向と平行ではなく、リンク６ＦＬ側（右側）よりナックル８ＦＬ側（左側）が前方に位置している。

【0050】

ナックル８ＦＬは、右側先端部分に小孔８１ＦＬが設けられ、ベアリング７１ＦＬを介してタイロッド７の左端が嵌っている。ナックル８ＦＬの左側はジョイント９ＦＬに連結されている。

【0051】

ジョイント９ＦＬは左前輪１ＦＬの中心より後側に位置している。そして、ジョイント９ＦＬは後側がナックル８ＦＬに連結されている。また、ジョイント９ＦＬには小孔９１ＦＬが設けられている。図６を用いて後述するが、ジョイント９ＦＬは別の部材を介して前枠体２０１に連結される。

【0052】

以上は左前輪１ＦＬ用のリンク６ＦＬ、タイロッド７ＦＬ、ナックル８ＦＬおよびジョイント９ＦＬについての説明であるが、左後輪１ＲＬ用、右前輪１ＦＲ用および右後輪１ＲＲ用もほぼ同様である。ただし、右前輪１ＦＲ用および右後輪１ＲＲ用のリンク６ＦＲ，６ＲＲのスリット６３ＦＲ，６３ＲＲには、ロッド３２のシャフト３３ではなく、ブリッジ４のシャフト４１が滑動可能に嵌っている。これにより、リンク６ＦＲ，６ＲＲはシャフト４１によってアクチュエータ３の伸縮に連動して水平面内で回転する。

【0053】

また、図４Ａ～図４Ｃおよび図５Ａ～図５Ｃに示すように、左前輪１ＦＬ用のリンク６ＦＬの上に左後輪１ＲＬ用のリンク６ＲＬが重ねて配置される。そのため、後者の方がわずか（リンク６ＦＬの厚み分だけ）に上方に位置する。すなわち、これらのリンク６ＦＬ，６ＲＬはほぼ同一水平面にある。図４Ａに示すように、直進時において、リンク６ＦＬのスリット６３ＦＬはリンク６ＲＬのスリット６３ＲＬとほぼ重なっている。

【0054】

同様に、右前輪１ＦＲ用のリンク６ＦＲの上に右後輪１ＲＲ用のリンク６ＲＲが重ねて配置される。すなわち、これらのリンク６ＦＲ，６ＲＲはほぼ同一水平面にある。

【0055】

そして、ロッド３２のシャフト３３の上端よりブリッジ４のシャフト４１の上端の方が高い位置にある。よって、図５Ａに示すように、シャフト３３が嵌っているリンク６ＦＬ，６ＲＬは、シャフト４１が嵌っているリンク６ＦＲ，６ＲＲより高い位置にある。このように、リンク６ＦＬ，６ＲＬとリンク６ＦＲ，ＲＲは高さ方向に互いにずれているのが望ましい。これにより、リンク６ＦＬ，６ＲＬとリンク６ＦＲ，ＲＲは異なる水平面内で回転運動することとなる。よって、リンク６ＦＬ，６ＲＬとリンク６ＦＲ，ＲＲとを隣接配置しても右左折時に互いに干渉することなく、４輪走行装置を小型化できる。

【0056】

ここで、製造コスト削減のため、左前輪１ＦＬ用のリンク６ＦＬは右前輪１ＦＲ用のリンク６ＦＲと同一形状であるのが望ましい。同様に、左後輪１ＲＬ用のリンク６ＲＬは右後輪１ＲＲ用のリンク６ＲＲと同一形状であるのが望ましい。なお、ここでの同一形状とは、必ずしも完全に厳密に一致している必要はなく、同一工程にて製造可能であることを意味する。

【0057】

また、左後輪１ＲＬ用のリンク６ＲＬはｘ方向に対して左前輪１ＦＬ用のリンク６ＦＬを反転した形状（あるいは同一形状で上下反転して使用可能）であるのが望ましい。右後輪１ＲＲ用のリンク６ＲＲはｘ方向に対して右前輪１ＦＲ用のリンク６ＦＲを反転（あるいは同一形状で上下反転して使用可能）した形状であるのが望ましい。すなわち、４つのリンク６が全て同一形状でもよいし、４つのうち少なくとも２つが同一形状でもよく、このようにすることで、４つがいずれも異なる形状である場合に比べて、製造コストを低減できる。そして、直進時において、ロッド３２を軸としてリンク６、タイロッド７およびナックル８が前後対称に配置されるのが望ましい。

【0058】

また、本４輪走行装置は、各車輪に対応する４つずつのモータ１０ＦＬ，１０ＦＲ，１０ＲＬ，１０ＲＲ、ギヤボックス１１ＦＬ，１１ＦＲ，１１ＲＬ，１１ＲＲ、キングピン１２ＦＬ，１２ＦＲ，１２ＲＬ，１２ＲＲと、サスペンションアーム１３ＦＬ，１３ＦＲ，１３ＲＬ，１３ＲＲと、サスペンション１４ＦＬ，１４ＦＲ，１４ＲＬ，１４ＲＲとを備えており、左前輪１ＦＬに関連するものの概略斜視図を図７に示す。

【0059】

モータ１０ＦＬの出力軸がギヤボックス１１ＦＬに接続され、ギヤボックス１１ＦＬの出力軸が左前輪１ＦＬに連結される。モータ１０ＦＬの回転がギヤボックス１１ＦＬによって所定比で減速されて左前輪１ＦＬに伝達され、左前輪１ＦＬが回転する。また、ギヤボックス１１ＦＬはジョイント９ＦＬに固定されている。モータ１０ＦＬ、ギヤボックス１１ＦＬおよび左前輪１ＦＬは一体化されている。

【0060】

キングピン１２ＦＬは、ピン本体１２１ＦＬと、ボルト（ピン頭）１２２ＦＬ、ベアリング１２３ＦＬ、ナット１２４ＦＬから構成される。

【0061】

ピン本体１２１ＦＬはジョイント９ＦＬに設けられた小孔９１Ｆ（図５Ａ～図５Ｃ参照）を貫通しており、ボルト１２２ＦＬおよびナット１２４ＦＬによって固定されている。ベアリング１２３ＦＬはサスペンションアーム１３ＦＬを介して前枠体２０１（図３Ａ～図３Ｃ参照）に固定される。

【0062】

以上の構成により、ナックル８ＦＬの移動に連動して、一体化されたモータ１０ＦＬ、ギヤボックス１１ＦＬおよび左前輪１ＦＬがキングピン１２ＦＬを中心とし、前枠体２０１に対して水平面内で回転移動する。

【0063】

サスペンション１４ＦＬは、上端がサスペンションアーム１３ＦＬを介して前枠体２０１に固定され、下端はジョイント９ＦＬに接続される。タイロッド７ＦＬの一端とリンク６ＦＬとをそれぞれロッドエンドベアリング６５ＦＬを介して連結することで、左前輪１ＦＬの鉛直方向の運動に自由度を与え、ステアリング機構への制約を減らすことができる。

【0064】

本４輪走行装置の動作は以下のとおりである。
図４Ａ等に示すように、マウント５Ｆ，５Ｒはフロアプレート２に固定されていてロッド３２の伸縮とは連動しない。そのため、マウント５Ｆ，５Ｒに設けられたシャフト５１ＦＬ，５１ＦＲ，５１ＲＬ，５１ＲＲの位置は固定であり、したがってリンク６の小孔６１（図６Ａ等参照）の位置も固定である。

【0065】

一方、ブリッジ４はロッド３２の伸縮と連動して移動するため、ロッド３２に設けられたシャフト３３およびブリッジ４に設けられたシャフト４１はロッド３２の伸縮と連動して移動する。これにより、リンク６も移動する。より具体的には、リンク６は位置が固定である小孔６１の位置を中心として水平面内で回転する。その結果、リンク６にそれぞれ連結されたタイロッド７、ひいてはナックル８が移動し、車輪の方向が制御される。

【0066】

具体的には、図３Ａ、図４Ａおよび図５Ａに示すように、直進時には、アクチュエータ３のロッド３２が所定の基準位置にあるようコントローラ１０２によって制御される。このとき、シャフト３３は直進時には、左前輪１ＦＬ、右前輪１ＦＲ、左後輪１ＲＬおよび右後輪１ＲＲはいずれもｙ方向に平行となる。

【0067】

図３Ｂ、図４Ｂおよび図５Ｂに示すように、右折時には、アクチュエータ３のロッド３２が基準位置から右方向に伸びた状態となるようコントローラ１０２によって制御される。ロッド３２が右方向に伸びることに連動して、ブリッジ４、リンク６、タイロッド７およびナックル８が移動する。

【0068】

詳細には、ロッド３２が右方向に伸びることにより、シャフト３３が左前輪１ＦＬ用のリンク６ＦＬのスリット６３ＦＬの後輪側に相対的に移動し、リンク６ＦＬは小孔６１ＦＬの位置を中心として反時計回りに回転する（図６Ｂ参照）。それによって、タイロッド７ＦＬが連結された小孔６２ＦＬは左側に移動し、それによって、タイロッド７ＦＬに連結されたナックル８ＦＬも左側に移動する。それによって、左前輪１ＦＬ、ギヤボックス１１ＦＬおよびモータ１０ＦＬはキングピン１２ＦＬ（ジョイント９ＦＬの小孔９１ＦＬ）を中心として一体となって水平面内で時計回りに回転する。結果として、左前輪１ＦＬは右を向く。

【0069】

また、ロッド３２が右方向に伸びることにより、シャフト３３が右前輪１ＦＲ用のリンク６ＦＲのスリット６３ＦＲの後輪側に相対的に移動し、リンク６ＦＲは小孔６１ＦＲの位置を中心として反時計回りに回転する。それによって、タイロッド７ＦＲが連結された小孔６２ＦＲは左側に移動し、それによって、タイロッド７ＦＲに連結されたナックル８ＦＲも左側に移動する。それによって、右前輪１ＦＲ、ギヤボックス１１ＦＲおよびモータ１０ＦＲはキングピン１２ＦＲ（ジョイント９ＦＲの小孔９１ＦＲ）を中心として一体となって水平面内で時計回りに回転する。結果として、右前輪１ＦＲは右を向く。

【0070】

また、ロッド３２が右方向に伸びることにより、シャフト３３が左後輪１ＲＬ用のリンク６ＲＬのスリット６３ＲＬの前輪側に相対的に移動し、リンク６ＲＬは小孔６１ＲＬの位置を中心として時計回りに回転する。それによって、タイロッド７ＲＬが連結された小孔６２ＲＬは左側に移動し、それによって、タイロッド７ＲＬに連結されたナックル８ＲＬも左側に移動する。それによって、左後輪１ＲＬ、ギヤボックス１１ＲＬおよびモータ１０ＲＬはキングピン１２ＲＬ（ジョイント９ＲＬの小孔９１ＲＬ）を中心として一体となって水平面内で反時計回りに回転する。結果として、左後輪１ＲＬは右を向く。

【0071】

また、ロッド３２が右方向に伸びることにより、シャフト３３が右後輪１ＲＲ用のリンク６ＲＲのスリット６３ＲＲの前輪側に相対的に移動し、リンク６ＲＲは小孔６１ＲＲの位置を中心として時計回りに回転する。それによって、タイロッド７ＲＲが連結された小孔６２ＲＲは左側に移動し、それによって、タイロッド７ＲＲに連結されたナックル８ＲＲも左側に移動する。それによって、右後輪１ＲＲ、ギヤボックス１１ＲＲおよびモータ１０ＲＲはキングピン１２ＲＲ（ジョイント９ＲＲの小孔９１ＲＲ）を中心として一体となって水平面内で反時計回りに回転する。結果として、右後輪１ＲＲは右を向く。

【0072】

以上のようにして、ロッド３２が右方向に伸びたことに連動して、左前輪１ＦＬおよび右前輪１ＦＲが水平面内で時計回りに回転して右を向くとともに、左後輪１ＲＬおよび右後輪１ＲＲが水平面内で反時計回りに回転して左を向く。

【0073】

続いて、左折について説明する。図３Ｃに示すように、左折時には、アクチュエータ３のロッド３２が基準位置から左方向に縮んだ状態となるようコントローラ１０２によって制御される。ロッド３２が左方向に縮むことに連動して、ブリッジ４、リンク６、タイロッド７およびナックル８が移動する。

【0074】

詳細には、ロッド３２が左方向に縮むことにより、シャフト３３が左前輪１ＦＬ用のリンク６ＦＬのスリット６３ＦＬの前輪側に相対的に移動し、リンク６ＦＬは小孔６１ＦＬの位置を中心として時計回りに回転する（図６Ｃ参照）。それによって、タイロッド７ＦＬが連結された小孔６２ＦＬは右側に移動し、それによって、タイロッド７ＦＬに連結されたナックル８ＦＬも右側に移動する。それによって、左前輪１ＦＬ、ギヤボックス１１ＦＬおよびモータ１０ＦＬはキングピン１２ＦＬ（ジョイント９ＦＬの小孔９１ＦＬ）を中心として一体となって水平面内で反時計回りに回転する。結果として、左前輪１ＦＬは左を向く。

【0075】

また、ロッド３２が左方向に縮むことにより、シャフト３３が右前輪１ＦＲ用のリンク６ＦＲのスリット６３ＦＲの前輪側に相対的に移動し、リンク６ＦＲは小孔６１ＦＲの位置を中心として時計回りに回転する。それによって、タイロッド７ＦＲが連結された小孔６２ＦＲは右側に移動し、それによって、タイロッド７ＦＲに連結されたナックル８ＦＲも右側に移動する。それによって、右前輪１ＦＲ、ギヤボックス１１ＦＲおよびモータ１０ＦＲはキングピン１２ＦＲ（ジョイント９ＦＲの小孔９１ＦＲ）を中心として一体となって水平面内で反時計回りに回転する。結果として、右前輪１ＦＲは左を向く。

【0076】

また、ロッド３２が左方向に縮むことにより、シャフト３３が左後輪１ＲＬ用のリンク６ＲＬのスリット６３ＲＬの後輪側に相対的に移動し、リンク６ＲＬは小孔６１ＲＬの位置を中心として反時計回りに回転する。それによって、タイロッド７ＲＬが連結された小孔６２ＲＬは右側に移動し、それによって、タイロッド７ＲＬに連結されたナックル８ＲＬも右側に移動する。それによって、左後輪１ＲＬ、ギヤボックス１１ＲＬおよびモータ１０ＲＬはキングピン１２ＲＬ（ジョイント９ＲＬの小孔９１ＲＬ）を中心として一体となって水平面内で時計回りに回転する。結果として、左後輪１ＲＬは右を向く。

【0077】

また、ロッド３２が左方向に縮むことにより、シャフト３３が右後輪１ＲＲ用のリンク６ＲＲのスリット６３ＲＲの後輪側に相対的に移動し、リンク６ＲＲは小孔６１ＲＲの位置を中心として反時計回りに回転する。それによって、タイロッド７ＲＲが連結された小孔６２ＲＲは右側に移動し、それによって、タイロッド７ＲＲに連結されたナックル８ＲＲも右側に移動する。それによって、右後輪１ＲＲ、ギヤボックス１１ＲＲおよびモータ１０ＲＲはキングピン１２ＲＲ（ジョイント９ＲＲの小孔９１ＲＲ）を中心として一体となって水平面内で時計回りに回転する。結果として、右後輪１ＲＲは左を向く。

【0078】

以上のようにして、ロッド３２が左方向に縮んだことに連動して、左前輪１ＦＬおよび右前輪１ＦＲが水平面内で反時計回りに回転して左を向くとともに、左後輪１ＲＬおよび右後輪１ＲＲが水平面内で時計回りに回転して右を向く。

【0079】

図８は、ロッド３２の伸縮と４輪走行装置の進行方向との関係を模式的に示す図である。横軸はロッド３２の位置であり、「０」が基準位置、正が基準位置から右方向に伸びた状態であることを意味し、負が基準位置から左方向に縮んだ状態であることを意味する。縦軸は進行方向であり、便宜上、「０」を直進、正を右折の角度、負を左折の角度としている。

【0080】

図示のように、ロッド３２が右方向に伸びるほど大きく右に曲がり、ロッド３２が左方向に縮むほど大きく左に曲がる。

【0081】

ここで、基準位置に対して進行方向は左右対称でなくてもよい。特に、自動走行である場合、人ではなくコントローラ１０２がアクチュエータ３を制御するため、非対称性は問題とならない。リンク６の形状（例えば、スリット６３の形状や位置、小孔６１，６２の位置）を工夫することで基準位置に対して進行方向を左右対称にすることも可能ではある。しかし、リンク６を同一形状とし、リンク６を対称な形状とすることで、製造コストを抑えることができる。

【0082】

上記の記載に基づいて、当業者であれば、本発明の追加の効果や種々の変形例を想到できるかもしれないが、本発明の態様は、上述した個々の実施形態には限定されるものではない。特許請求の範囲に規定された内容およびその均等物から導き出される本発明の概念的な思想と趣旨を逸脱しない範囲で種々の追加、変更および部分的削除が可能である。
例えば、本明細書において１つの部材として説明されるもの（図面において１つの部材として描かれているものを含む）を複数の部材によって実現してもよい。逆に、本明細書において複数の部材として説明されるもの（図面において複数の部材として描かれているものを含む）を１つの部材によって実現してもよい。

【0083】

また、本明細書に記載された事項の全てが必須の要件というわけではない。特に、本明細書に記載され、特許請求の範囲に記載されていない事項は任意の付加的事項ということができる。

【0084】

なお、本出願人は本明細書の「先行技術文献」欄の文献に記載された文献公知発明を知っているにすぎず、本発明は必ずしも同文献公知発明における課題を解決することを目的とするものではないことにも留意されたい。本発明が解決しようとする課題は本明細書全体を考慮して認定されるべきものである。例えば、本明細書において、特定の構成によって所定の効果を奏する旨の記載がある場合、当該所定の効果の裏返しとなる課題が解決されるということもできる。ただし、必ずしもそのような特定の構成を必須の要件とする趣旨ではない。

【符号の説明】

【0085】

１ 車輪
１ＦＬ 左前輪
１ＦＲ 右前輪
１ＲＬ 左後輪
１ＲＲ 右後輪
２ フロアプレート
２１ リニアガイド
２２ アクチュエータマウント
３ アクチュエータ（電動リニアアクチュエータ）
３１ 本体部分
３２ ロッド
３３ シャフト
３４ 連結部材
４ ブリッジ（ステアリングリンクブリッジ）
４１ シャフト
５ マウント（ステアリングリンクマウント）
５１ シャフト
６ リンク（ステアリングリンクプレート）
６１，６２ 小孔
６３ スリット
６４，６５ ベアリング
７ タイロッド
７１ ベアリング
８ ナックル
８１ 小孔
９ ジョイント
９１ 小孔
１０ モータ
１１ ギヤボックス
１２ キングピン
１２１ ピン本体
１２２ ボルト
１２３ ベアリング
１２４ ナット
１３ サスペンションアーム
１４ サスペンション
１００ カメラ
１０１ メモリ
１０２ コントローラ
１０３ タブレット端末
２０１ 前枠体
２０２ 中央枠体
２０３ 後枠体

【図1】

【図2】

【図3A】

【図3B】

【図3C】

【図4A】

【図4B】

【図4C】

【図5A】

【図5B】

【図5C】

【図6A】

【図6B】

【図6C】

【図7】

【図8】