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(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】P2024179913
(43)【公開日】2024-12-26
(54)【発明の名称】駆動輪及び台車
(51)【国際特許分類】
   F16H 1/06 20060101AFI20241219BHJP
   F16H 1/12 20060101ALI20241219BHJP
   B62D 7/14 20060101ALI20241219BHJP
   B62B 3/00 20060101ALI20241219BHJP
【FI】
F16H1/06
F16H1/12
B62D7/14 Z
B62B3/00 B
【審査請求】未請求
【請求項の数】8
【出願形態】OL
(21)【出願番号】P 2023099247
(22)【出願日】2023-06-16
(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】藤岡 紘
【テーマコード(参考)】
3D034
3D050
3J009
【Fターム(参考)】
3D034CB09
3D034CC18
3D034CD12
3D034CE05
3D050AA01
3D050BB02
3D050DD01
3D050EE08
3D050EE15
3D050KK03
3D050KK14
3J009DA17
3J009EA05
3J009EA11
3J009EA15
3J009EA25
3J009EA37
3J009EC01
(57)【要約】
【課題】差動式の全方向移動機構を備えつつ構成を簡素化すること。
【解決手段】駆動輪110は、同軸上に配置される第一入力軸25A及び第二入力軸25Bと、別軸上に配置される第一出力軸40A及び第二出力軸40Bと、第一入力軸25Aの回転力を第一出力軸40Aに伝達する第一伝達平歯車機構(第一伝達機構)13Aと、第二入力軸25Bの回転力を第二出力軸40Bに伝達する第二伝達平歯車機構(第二伝達機構)13Bと、車輪15に接続される主軸50と、第一出力軸40Aの回転力を主軸50の所定部に伝達する第一変換ねじ歯車機構(第一動力変換機構)14Aと、第二出力軸40Bの回転力を主軸50の前記所定部に伝達する第二変換ねじ歯車機構(第二動力変換機構)14Bと、主軸50を介して車輪15を旋回可能に支持する旋回軸35と、を備える。
【選択図】図9
【特許請求の範囲】
【請求項1】
同軸上に配置される第一入力軸及び第二入力軸と、
別軸上に配置される第一出力軸及び第二出力軸と、
前記第一入力軸の回転力を前記第一出力軸に伝達する第一伝達機構と、
前記第二入力軸の回転力を前記第二出力軸に伝達する第二伝達機構と、
車輪に接続される主軸と、
前記第一出力軸の回転力を前記主軸の所定部に伝達する第一動力変換機構と、
前記第二出力軸の回転力を前記主軸の前記所定部に伝達する第二動力変換機構と、
前記主軸を介して前記車輪を旋回可能に支持する旋回軸と、
を備える、駆動輪。
【請求項2】
前記車輪が固定される車軸と、
前記主軸の回転力を前記車軸に伝達する回転力伝達機構と、
を含み、
前記回転力伝達機構によって、前記車軸の軸心に交差して鉛直方向に沿う前記車輪の回転軸心を、前記旋回軸の軸心に対して前記車軸の軸心に直交する水平方向にずれて配置する、請求項1に記載の駆動輪。
【請求項3】
前記回転力伝達機構は、ベルト伝達機構からなる、請求項2に記載の駆動輪。
【請求項4】
前記車輪が前記主軸に固定される、請求項1に記載の駆動輪。
【請求項5】
前記車輪が前記主軸に固定され、
前記第一伝達機構は、前記第一入力軸の回転力を別の第一出力軸にも伝達するように1対設けられ、
前記第二伝達機構は、前記第二入力軸の回転力を別の第二出力軸にも伝達するように1対設けられ、
前記第一動力変換機構は、前記第一出力軸の回転力を前記主軸の一端部に伝達すると共に前記別の第一出力軸の回転力を前記主軸の他端部に伝達するように1対設けられ、
前記第二動力変換機構は、前記第二出力軸の回転力を前記主軸の一端部に伝達すると共に前記別の第二出力軸の回転力を前記主軸の他端部に伝達するように1対設けられる、
請求項1に記載の駆動輪。
【請求項6】
前記第一伝達機構は、前記第一入力軸に固定される第一伝達駆動平歯車と、前記第一出力軸に固定される第一伝達従動平歯車と、を含み、
前記第二伝達機構は、前記第二入力軸に固定される第二伝達駆動平歯車と、前記第二出力軸に固定される第二伝達従動平歯車と、を含み、
前記第一伝達機構と前記第二伝達機構との歯車比を同じくしつつ、第一伝達駆動平歯車と第二伝達駆動平歯車とのピッチ円直径を異ならせると共に、第一伝達従動平歯車と第二伝達従動平歯車とのピッチ円直径を異ならせることで、前記主軸の軸心に交差して鉛直方向に沿う前記車輪の回転軸心を、前記旋回軸の軸心に対して前記主軸の軸心に直交する水平方向にずれて配置する、請求項4または5に記載の駆動輪。
【請求項7】
前記主軸の軸心に交差して鉛直方向に沿う前記車輪の回転軸心を、前記旋回軸の軸心に対して前記主軸の軸心に沿う水平方向にずれて配置する、請求項4に記載の駆動輪。
【請求項8】
駆動輪と、
前記駆動輪が取付けられる台車本体と、
を備え、
前記駆動輪は、
同軸上に配置される第一入力軸及び第二入力軸と、
別軸上に配置される第一出力軸及び第二出力軸と、
前記第一入力軸の回転力を前記第一出力軸に伝達する第一伝達機構と、
前記第二入力軸の回転力を前記第二出力軸に伝達する第二伝達機構と、
車輪に接続される主軸と、
前記第一出力軸の回転力を前記主軸の所定部に伝達する第一動力変換機構と、
前記第二出力軸の回転力を前記主軸の前記所定部に伝達する第二動力変換機構と、
前記主軸を介して前記車輪を旋回可能に支持する旋回軸と、
を備える、台車。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【0001】
本発明は、駆動輪及び台車に関するものである。
【背景技術】
【0002】
特許文献1に駆動輪及び駆動輪を用いた台車について開示されている。この駆動輪は、同軸上に配置される第一入力軸及び第二入力軸と、別軸上に配置される第一出力軸及び第二出力軸と、第一入力軸の回転力を第一出力軸に伝達する第一平歯車機構と、第二入力軸の回転力を第二出力軸に伝達する第二平歯車機構と、車軸に連結される車輪と、車軸を介して車輪を旋回可能に支持する旋回軸と、第一出力軸の回転力を車軸の一端部に伝達する第一動力変換機構と、第二出力軸の回転力を車軸の他端部に伝達する第二動力変換機構と、を備えるものである。
【先行技術文献】
【特許文献】
【0003】
【特許文献1】特開2020-024033号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【0004】
引用文献1に記載の駆動輪は、差動式の全方向移動機構を備える。そして、このような差動式の全方向移動機構を備えつつ、その基本構成を極力簡素化することが望まれる。
【0005】
本開示は、上記の課題に鑑みてなされたものであって、差動式の全方向移動機構を備えつつ基本構成を簡素化することのできる駆動輪及び台車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】
上記の目的を達成するための本開示の一態様の駆動輪は、同軸上に配置される第一入力軸及び第二入力軸と、別軸上に配置される第一出力軸及び第二出力軸と、前記第一入力軸の回転力を前記第一出力軸に伝達する第一伝達機構と、前記第二入力軸の回転力を前記第二出力軸に伝達する第二伝達機構と、車輪に接続される主軸と、前記第一出力軸の回転力を前記主軸の所定部に伝達する第一動力変換機構と、前記第二出力軸の回転力を前記主軸の前記所定部に伝達する第二動力変換機構と、前記主軸を介して前記車輪を旋回可能に支持する旋回軸と、を備える。
【0007】
上記駆動輪の望ましい態様として、前記車輪が固定される車軸と、前記主軸の回転力を前記車軸に伝達する回転力伝達機構と、を含み、前記回転力伝達機構によって、前記車軸の軸心に交差して鉛直方向に沿う前記車輪の回転軸心を、前記旋回軸の軸心に対して前記車軸の軸心に直交する水平方向にずれて配置する。
【0008】
上記駆動輪の望ましい態様として、前記回転力伝達機構は、ベルト伝達機構からなる。
【0009】
上記駆動輪の望ましい態様として、前記車輪が前記主軸に固定される。
【0010】
上記駆動輪の望ましい態様として、前記車輪が前記主軸に固定され、前記第一伝達機構は、前記第一入力軸の回転力を別の第一出力軸にも伝達するように1対設けられ、前記第二伝達機構は、前記第二入力軸の回転力を別の第二出力軸にも伝達するように1対設けられ、前記第一動力変換機構は、前記第一出力軸の回転力を前記主軸の一端部に伝達すると共に前記別の第一出力軸の回転力を前記主軸の他端部に伝達するように1対設けられ、前記第二動力変換機構は、前記第二出力軸の回転力を前記主軸の一端部に伝達すると共に前記別の第二出力軸の回転力を前記主軸の他端部に伝達するように1対設けられる。
【0011】
上記駆動輪の望ましい態様として、前記第一伝達機構は、前記第一入力軸に固定される第一伝達駆動平歯車と、前記第一出力軸に固定される第一伝達従動平歯車と、を含み、前記第二伝達機構は、前記第二入力軸に固定される第二伝達駆動平歯車と、前記第二出力軸に固定される第二伝達従動平歯車と、を含み、前記第一伝達機構と前記第二伝達機構との歯車比を同じくしつつ、第一伝達駆動平歯車と第二伝達駆動平歯車とのピッチ円直径を異ならせると共に、第一伝達従動平歯車と第二伝達従動平歯車とのピッチ円直径を異ならせることで、前記主軸の軸心に交差して鉛直方向に沿う前記車輪の回転軸心を、前記旋回軸の軸心に対して前記主軸の軸心に直交する水平方向にずれて配置する。
【0012】
上記駆動輪の望ましい態様として、前記車輪が前記主軸に固定され、前記主軸の軸心に交差して鉛直方向に沿う前記車輪の回転軸心を、前記旋回軸の軸心に対して前記主軸の軸心に沿う水平方向にずれて配置する。
【0013】
上記の目的を達成するための本開示の一態様の台車は、上述のいずれか1つの駆動輪と、前記駆動輪が取付けられる台車本体と、を備える。
【発明の効果】
【0014】
本開示によれば、差動式の全方向移動機構を備えつつ基本構成を簡素化できる。
【図面の簡単な説明】
【0015】
図1図1は、実施形態1の駆動輪の基本構成を表す斜視図である。
図2図2は、実施形態1の駆動輪の基本構成を表す平面図である。
図3図3は、実施形態1の駆動輪の基本構成を表す正面図である。
図4図4は、実施形態1の駆動輪の基本構成を表す右側面図である。
図5図5は、実施形態1の駆動輪の基本構成を表す左側面図である。
図6図6は、実施形態1の駆動輪の駆動系を表す右側面図である。
図7図7は、実施形態1の駆動輪の駆動系を表す平面図である。
図8図8は、実施形態1の駆動輪の駆動系を表す正面図である。
図9図9は、実施形態1の駆動輪の駆動系を表す断面図である。
図10図10は、実施形態1の駆動輪の駆動力伝達経路を表す模式図である。
図11図11は、実施形態2の駆動輪の基本構成を表す斜視図である。
図12図12は、実施形態2の駆動輪の基本構成を表す正面図である。
図13図13は、実施形態2の駆動輪の駆動系を表す右側面図である。
図14図14は、実施形態2の駆動輪の駆動系を表す平面図である。
図15図15は、実施形態2の駆動輪の駆動系を表す正面図である。
図16図16は、実施形態2の駆動輪の駆動系を表す断面図である。
図17図17は、実施形態2の駆動輪の駆動力伝達経路を表す模式図である。
図18図18は、実施形態3の駆動輪の駆動系を表す正面図である。
図19図19は、実施形態3の駆動輪の駆動系を表す右側面図である。
図20図20は、実施形態4の駆動輪の基本構成を表す斜視図である。
図21図21は、実施形態4の駆動輪の基本構成を表す正面図である。
図22図22は、実施形態4の駆動輪の駆動系を表す左側面図である。
図23図23は、実施形態4の駆動輪の駆動系を表す断面図である。
図24図24は、実施形態4の駆動輪の駆動系を表す断面図である。
図25図25は、実施形態4の駆動輪の駆動系を表す斜視図である。
図26図26は、実施形態4の駆動輪の駆動力伝達経路を表す模式図である。
図27図27は、実施形態の台車の構成例を表す概略図である。
【発明を実施するための形態】
【0016】
以下に図面を参照して、本開示に係る駆動輪及び台車の好適な実施形態を詳細に説明する。なお、この実施形態により本発明が限定されるものではなく、また、実施形態が複数ある場合には、各実施形態を組み合わせて構成するものも含むものである。また、実施形態における構成要素には、当業者が容易に想定できるもの、実質的に同一のもの、いわゆる均等の範囲のものが含まれる。
【0017】
図27は、実施形態の台車の構成例を表す概略図である。
【0018】
台車100は、台車本体101と、取手部102と、4個の駆動輪110(120,130,140)と、電源部104と、制御装置105と、を含む。
【0019】
台車本体101は、例えば、平板材であり、平面視が矩形形状をなしている。台車本体101は、長手方向の一方側に取手部102が固定されている。台車本体101は、裏面側に4個の駆動輪110が四隅に装着される。4個の駆動輪110は、回転可能であると共に操舵可能となっている。また、台車本体101は、前後の駆動輪110の間の裏面に電源部104と制御装置105が装着されている。制御装置105は、コンピュータシステムを含む。コンピュータシステムは、CPUのようなプロセッサ、及びROMまたはRAMのようなメモリを含む。従って、台車100は、制御装置105が駆動輪110を制御する。
【0020】
台車本体101は、平坦な面を構成することで、当該平坦な面に被運搬物を載せることができる。即ち、台車100は、無人搬送車(AGV:Automatic Guided Vehicle)として構成することができる。また、台車100は、台車本体101の平坦な面に沿って機材を配置することで走行する機器として構成することができる。機器としては、例えば、ハンドリフタや、フォークリフトや、ピッキングロボットや、医療機材等様々なものがある。
【0021】
なお、台車100及び機器は、駆動輪110の数や配置について上述した構成に限定されるものではない。例えば、台車100及び機器は、上述した4輪の形態において、台車100の後方側に1対の駆動輪110を取り付け、台車100の前方側に1対の従動輪を取り付けてもよい。また、図には明示しないが、台車100及び機器は、3輪以上の形態において、駆動輪110が1つであって他の車輪が全て従動輪であってもよい。また、図には明示しないが、台車100及び機器は、3輪以上の形態において、従動輪を有さず全ての車輪が駆動輪110であってよい。即ち、台車100及び機器は、3輪以上の形態において、駆動輪110が少なくとも1つあればよい。
【0022】
[駆動輪の実施形態1]
以下、駆動輪110について詳細に説明する。図1は、実施形態1の駆動輪の基本構成を表す斜視図である。図2は、実施形態1の駆動輪の基本構成を表す平面図である。図3は、実施形態1の駆動輪の基本構成を表す正面図である。図4は、実施形態1の駆動輪の基本構成を表す右側面図である。図5は、実施形態1の駆動輪の基本構成を表す左側面図である。図6は、実施形態図1の駆動輪の駆動系を表す右側面図である。図7は、実施形態図1の駆動輪の駆動系を表す平面図である。図8は、実施形態図1の駆動輪の駆動系を表す正面図である。図9は、実施形態図1の駆動輪の駆動系を表す断面図(図3のA-A断面図)である。図10は、実施形態1の駆動輪の駆動力伝達経路を表す模式図である。
【0023】
なお、以下の説明では、互いに交差する第一方向、第二方向、及び第三方向のうち、第一方向を「前後方向X」といい、第二方向を「幅方向Y」といい、第三方向を「上下方向Z」という。前後方向Xと幅方向Yと上下方向Zとは、相互に直交する。前後方向Xは、典型的には、駆動輪110が直進する方向に沿う方向に相当する。
【0024】
駆動輪110は、上述したような台車100の台車本体101に固定される本体10を有し、この本体10を基に、駆動機構11と、旋回部12と、伝達機構13と、動力変換機構14と、回転力伝達機構16と、車輪15と、が設けられる。
【0025】
本体10は、上下に板面を向けた板状に形成される。駆動機構11は、回転力を入力するもので主に本体10の上方に設けられる。旋回部12は、主に本体10の下方に配置される。伝達機構13は、駆動機構11によって入力された回転力を伝達する。動力変換機構14は、伝達機構13の回転力を車輪15に伝達する。車輪15は、駆動機構11、伝達機構13、動力変換機構14、及び回転力伝達機構16を介して入力された回転力によって回転自在であると共に、旋回部12によって操舵可能となっている。
【0026】
駆動機構11は、第一駆動機構としての第一ベルト駆動機構22Aと、第二駆動機構としての第二ベルト駆動機構22Bと、を有する。第一ベルト駆動機構22Aは、第一駆動部23A、第一駆動プーリ24A、第一入力軸25A、第一従動プーリ26A、及び第一駆動ベルト27Aを含む。第一駆動部23Aは、モータで構成される。第一駆動部23Aは、本体10に固定される。第一駆動部23Aは、本体10の上方に突出して上下方向に延びる駆動軸23Aaを有する。第一駆動プーリ24Aは、駆動軸23Aaに固定される。第一入力軸25Aは、駆動軸23Aaと平行となるように上下方向に延びて設けられ、軸心O1を中心として回転自在に支持される。第一従動プーリ26Aは、第一入力軸25Aの本体10の上方に突出した部分に固定される。第一従動プーリ26A及び第一駆動プーリ24Aは、第一入力軸25A及び駆動軸23Aaに直交する方向で並んで設けられる。第一駆動ベルト27Aは、環状に形成され、第一従動プーリ26A及び第一駆動プーリ24Aに掛け回される。従って、第一ベルト駆動機構22Aは、第一駆動部23Aの駆動により、第一駆動プーリ24Aが回転し、この回転が第一駆動プーリ24Aから第一駆動ベルト27Aを介して第一従動プーリ26Aに伝達されて第一入力軸25Aが回転する。
【0027】
第二ベルト駆動機構22Bは、第二駆動部23B、第二駆動プーリ24B、第二入力軸25B、第二従動プーリ26B、及び第二駆動ベルト27Bを含む。第二駆動部23Bは、モータで構成される。第二駆動部23Bは、本体10に固定される。第二駆動部23Bは、本体10の上方に突出して上下方向に延びる駆動軸23Baを有する。第二駆動プーリ24Bは、駆動軸23Baに固定される。第二駆動プーリ24Bは、第一駆動プーリ24Aと同径に形成される。第二入力軸25Bは、駆動軸23Baと平行となるように上下方向に延びて設けられ、軸心O1を中心として回転自在に支持される。第二入力軸25Bは、円筒形状をなして第一入力軸25Aを挿通し、第一入力軸25Aとは独立して回転するように第一入力軸25Aの外側に1対の中間軸受44(図9参照)を介して配置される。第二従動プーリ26Bは、第二入力軸25Bの本体10の上方に突出した部分に固定される。第二従動プーリ26Bは、第一従動プーリ26Aと同径に形成され、第一従動プーリ26Aの下方に位置する。第二従動プーリ26B及び第二駆動プーリ24Bは、第二入力軸25B及び駆動軸23Baに直交する方向で並んで設けられる。第二駆動ベルト27Bは、環状に形成され、第二従動プーリ26B及び第二駆動プーリ24Bに掛け回される。従って、第二ベルト駆動機構22Bは、第二駆動部23Bを駆動することで、第二駆動プーリ24Bが回転し、この回転が第二駆動プーリ24Bから第二駆動ベルト27Bを介して第二従動プーリ26Bに伝達されて第二入力軸25Bが回転する。
【0028】
旋回部12は、旋回軸35と、第一支持部材36Aと、第二支持部材36Bと、支持部35bと、を含む。旋回軸35は、円板形状の中心を軸心O1とし、本体10において上下方向に貫通して形成された円形状の貫通部10aに旋回軸受45(図1及び図9参照)を介して回転自在に支持される。これにより、旋回軸35は、本体10に対して軸心O1を中心として相対的に回転可能に支持される。
【0029】
旋回軸35は、図9に示すように、第一ベルト駆動機構22Aの第一入力軸25Aを軸心O1に沿って上下方向に貫通して配置し、第一入力軸受43(図9参照)を介して回転自在に支持する。従って、第一入力軸25Aは、旋回軸35に対して軸心O1を中心として相対的に回転可能に支持され、かつ本体10に対しても軸心O1を中心として相対的に回転可能に支持される。即ち、旋回軸35は、第一入力軸25Aの回転に関わらず、本体10に対して回転可能に設けられる。このため、実施形態の駆動輪110は、車輪15の旋回軸心である軸心O1上の第一入力軸25Aに回転力を入力することができる。また、旋回軸35は、第二ベルト駆動機構22Bの第二入力軸25Bを上方に向けて配置し、第二入力軸受49(図9参照)を介して回転自在に支持する。第二入力軸25Bは、上述したように、第一入力軸25Aを挿通し、第一入力軸25Aの外側に中間軸受44を介して回転自在に配置される。従って、第二入力軸25Bは、第一入力軸25Aを介し、旋回軸35に対して軸心O1を中心として相対的に回転可能に支持され、かつ本体10に対しても軸心O1を中心として相対的に回転可能に支持される。即ち、旋回軸35は、第二入力軸25Bの回転に関わらず、本体10に対して回転可能に設けられる。このため、実施形態の駆動輪110は、車輪15の旋回軸心である軸心O1上の第二入力軸25Bに回転力を入力することができる。このような構成により、第一入力軸25Aと第二入力軸25Bと旋回軸35とは、軸心O1に沿う同軸上に回転可能に配置される。
【0030】
旋回軸35は、円板形状の下部で車輪15の幅方向Yの両側に第一支持部材36Aと第二支持部材36Bが下方に延出するように設けられる。車輪15は、軸心O1が延びる方向(上下方向Z)に直交する軸心O2に沿って幅方向Yに沿って延びる車軸37が一体に設けられる。車軸37は、軸心O2に沿う一端部が第一支持部材36Aに対して車輪軸受48(図4及び図8参照)を介して回転自在に支持されると共に、軸心O2に沿う他端部が第二支持部材36Bに対して車輪軸受48を介して回転自在に支持される。
【0031】
伝達機構13は、図6から図9に示すように、第一伝達平歯車機構(第一伝達機構)13Aと第二伝達平歯車機構(第二伝達機構)13Bを有する。第一伝達平歯車機構13Aは、第一伝達駆動平歯車38A、第一伝達従動平歯車39A、第一出力軸40Aを含み構成される。第二伝達平歯車機構13Bは、第二伝達駆動平歯車38B、第二伝達従動平歯車39B、第二出力軸40Bを含み構成される。
【0032】
第一伝達平歯車機構13Aにおいて、図9に示すように、第一伝達駆動平歯車38A及び第一伝達従動平歯車39Aは、旋回軸35の内部がくり抜かれて形成された収容部35aに収容される。従って、第一伝達駆動平歯車38A及び第一伝達従動平歯車39Aは、旋回軸35の上下の厚み内に配置される。第一伝達駆動平歯車38Aは、第一入力軸25Aに固定される。第一入力軸25Aは、旋回軸35に貫通して設けられ、収容部35aの内部において第一伝達駆動平歯車38Aが固定される。また、第一入力軸25Aは、軸心O1に沿って上下方向に旋回軸35を貫通して設けられ、収容部35aにおいて第一入力軸受43を介して回転自在に支持される。従って、第一伝達駆動平歯車38Aは、軸心O1を中心として回転する。第一伝達駆動平歯車38Aは、第一伝達従動平歯車39Aが噛み合う。第一伝達従動平歯車39Aは、第一出力軸40Aに固定される。第一出力軸40Aは、収容部35aに一部が配置されて他の一部が旋回軸35の下部に突出して設けられる。第一出力軸40Aは、1対の第一出力軸受46(図6参照)を介して旋回軸35に支持されて、軸心O1に平行な軸心O3を中心として回転自在に支持される。
【0033】
第二伝達平歯車機構13Bにおいて、図9に示すように、第二伝達駆動平歯車38B及び第二伝達従動平歯車39Bは、第一伝達平歯車機構13Aと同じく収容部35aに収容される。従って、第二伝達駆動平歯車38B及び第二伝達従動平歯車39Bは、旋回軸35の上下の厚み内に配置される。第二伝達駆動平歯車38Bは、第二入力軸25Bに固定される。第二入力軸25Bは、軸心O1に沿ってその一部が収容部35aに入り込み、収容部35aの内部において第二伝達駆動平歯車38Bが固定される。また、第二入力軸25Bは、第一入力軸25Aの外側に1対の中間軸受44を介して配置され、軸心O1を中心として回転自在に支持される。さらに、第二入力軸25Bは、収容部35aにおいて第二入力軸受49を介して回転自在に支持される。従って、第二伝達駆動平歯車38Bは、軸心O1を中心として回転する。第二伝達駆動平歯車38Bは、第二伝達従動平歯車39Bが噛み合う。第二伝達従動平歯車39Bは、第二出力軸40Bに固定される。第二出力軸40Bは、収容部35aに一部が配置されて他の一部が旋回軸35の下部に突出して設けられる。第二出力軸40Bは、1対の第二出力軸受47(図6参照)を介して旋回軸35に支持され、かつ下部が第二支持部材36Bに対して第二出力軸受47を介して支持されて、軸心O1に平行な軸心O4を中心として回転自在に支持される。
【0034】
伝達機構13は、第一伝達平歯車機構13Aの第一出力軸40Aと、第二伝達平歯車機構13Bの第二出力軸40Bは、正面視(図3及び図8参照)で車輪15の幅方向Yの一方の側に片寄って配置される。第一出力軸40Aと第二出力軸40Bは、軸心O3と軸心O4が側面視(図6参照)で平行をなす。第一出力軸40Aと第二出力軸40Bは、軸心O3と軸心O4が側面視(図6参照)で軸心O1と等間隔に配置される。
【0035】
動力変換機構14は、図6及び図9に示すように、第一動力変換機構としての第一変換ねじ歯車機構14Aと、第二動力変換機構としての第二変換ねじ歯車機構14Bとを有する。第一変換ねじ歯車機構14Aは、第一変換駆動ねじ歯車41A、従動ねじ歯車42により構成される。第二変換ねじ歯車機構14Bは、第二変換駆動ねじ歯車41B、上記従動ねじ歯車42により構成される。
【0036】
第一変換ねじ歯車機構14Aにおいて、第一変換駆動ねじ歯車41Aは、第一出力軸40Aの下部に固定される。従って、第一変換駆動ねじ歯車41Aは、第一出力軸40Aと共に軸心O3の廻りに回転する。また、従動ねじ歯車42は、主軸50に固定される。主軸50は、図3から図6図8及び図9に示すように、1対の支持部35bに支持される。1対の支持部35bは、旋回軸35の下部から上下方向Zに沿って下方に延びて幅方向Yに向き合って配置される。主軸50は、この1対の支持部35bに対し、軸受51を介し、軸心O2と平行な軸心O6を中心として回転自在に支持される。従って、従動ねじ歯車42は、軸心O6を中心として回転する。主軸50の軸心O6は、第一出力軸40Aの軸心O3、及び第二出力軸40Bの軸心O4に直交する。そして、第一変換駆動ねじ歯車41Aは、従動ねじ歯車42に噛み合う。従って、第一変換ねじ歯車機構14Aは、第一出力軸40Aの軸心O3の廻りの回転を、主軸50の軸心O6の廻りの回転に変換する。
【0037】
第二変換ねじ歯車機構14Bにおいて、第二変換駆動ねじ歯車41Bは、第二出力軸40Bの下部に固定される。従って、第二変換駆動ねじ歯車41Bは、第二出力軸40Bと共に軸心O4の廻りに回転する。そして、第二変換駆動ねじ歯車41Bは、従動ねじ歯車42に噛み合う。従って、第二変換ねじ歯車機構14Bは、第二出力軸40Bの軸心O4の廻りの回転を、主軸50の軸心O6の廻りの回転に変換する。
【0038】
この動力変換機構14において、第一変換ねじ歯車機構14Aの第一変換駆動ねじ歯車41Aと、第二変換ねじ歯車機構14Bの第二変換駆動ねじ歯車41Bは、ピッチ円直径及び歯数が相互に同じである。
【0039】
主軸50は、図3から図5及び図8に示すように、上述した第一支持部材36A及び第二支持部材36Bを、それぞれ軸受52を介し、軸心O6を中心として回転自在に支持する。第一支持部材36A及び第二支持部材36Bは、連結部材53で連結される。従って、第一支持部材36A及び第二支持部材36Bは、旋回軸35に対して1対の支持部35bで支持された主軸50の軸心O6を中心とし、前後方向Xに一体に揺動可能に設けられる。また、第一支持部材36A及び第二支持部材36Bは、ダンパ54を介して旋回軸35に連結される。ダンパ54は、幅方向Yから視てZ字形状に形成されて一端と他端との間で弾性を有し、幅方向Yに沿って延びる支軸54aによって一端が旋回軸35に支持され、他端が第一支持部材36A及び第二支持部材36Bに支持される。従って、第一支持部材36A及び第二支持部材36Bは、ダンパ54の一端と他端との間の長さ、及び弾性によって、軸心O6を中心として前後方向Xの所定の範囲で揺動可能に設けられる。このため、第一支持部材36A及び第二支持部材36Bに支持される車輪15は、軸心O6を中心として前後方向Xの所定の範囲で揺動可能に設けられる。また、第一支持部材36A及び第二支持部材36Bに支持される車輪15は、車軸37の軸心O2に交差する鉛直方向に沿う車輪15の回転軸心O5が、旋回軸35の軸心O1に対して車軸37の軸心O2に直交する水平方向にずれて(オフセットして)配置される。
【0040】
回転力伝達機構16は、図3図5及び図8に示すように、3つのプーリ55と、各プーリ55に掛け回されるタイミングベルト56と、を含むベルト伝達機構として構成される。1つのプーリ55は、車軸37に固定される。また、もう1つのプーリ55は、主軸50に固定される。また、もう1つのプーリ55は、車軸37の軸心O2及び主軸50の軸心O6と平行に延びて第二支持部材36Bに固定された支軸57を介して回転可能に支持される。従って、回転力伝達機構16は、主軸50の軸心O6の廻りの回転力を、3つのプーリ55及びタイミングベルト56を介して車軸37の軸心O2の廻りの回転力として伝達することで、車軸37を介して車輪15に駆動力を伝達する。
【0041】
この駆動輪110は、駆動機構11によって第一入力軸25Aと第二入力軸25Bを回転することで車輪15の回転と操舵を行うことができる。例えば、第一入力軸25Aを回転し、第二入力軸25Bを第一入力軸25Aと逆方向に回転すると共に、第一入力軸25Aと第二入力軸25Bの回転数(回転速度)を同じにすることで、車輪15を操舵せずに回転することができる。このとき、第一入力軸25Aと第二入力軸25Bの回転数(回転速度)を異ならせることで、車輪15を回転または停止した状態で操舵することができる。
【0042】
ここで、駆動輪110の作動について説明する。図10に示すように、駆動輪110は、第一入力軸25Aを第一方向A1に回転すると、第一伝達駆動平歯車38Aが同方向に回転し、第一伝達駆動平歯車38Aに噛み合う第一伝達従動平歯車39Aが第二方向A2に回転する。第一伝達従動平歯車39Aが第二方向A2に回転すると、第一伝達従動平歯車39Aに第一出力軸40Aを介して一体に設けられた第一変換駆動ねじ歯車41Aが同方向に回転する。すると、第一変換駆動ねじ歯車41Aに噛み合う従動ねじ歯車42が第三方向Cに回転し、従動ねじ歯車42と一体の主軸50に第三方向Cの回転力を与える。一方、駆動輪110は、第二入力軸25Bを第一方向A1と逆方向の第一方向B1に回転すると、第二伝達駆動平歯車38Bが同方向に回転し、第二伝達駆動平歯車38Bに噛み合う第二伝達従動平歯車39Bが第二方向B2に回転する。第二伝達従動平歯車39Bが第二方向B2に回転すると、第二伝達従動平歯車39Bに第二出力軸40Bを介して一体に設けられた第二変換駆動ねじ歯車41Bが同方向に回転する。すると、第二変換駆動ねじ歯車41Bに噛み合う従動ねじ歯車42が第三方向Cに回転し、従動ねじ歯車42と一体の主軸50に第三方向Cの回転力を与える。さらに、主軸50が第三方向Cに回転すると、プーリ55及びタイミングベルト56を介して車軸37が同方向の第四方向Dに回転する。ここで、第二方向A2と第二方向B2が逆の回転方向であることから、第一入力軸25Aと第二入力軸25Bが同回転数であれば、車輪15が旋回せずに回転する。
【0043】
このとき、駆動輪110は、第一入力軸25Aの回転数に対して第二入力軸25Bの回転数を低下させると、第二変換駆動ねじ歯車41Bから従動ねじ歯車42を介して主軸50及び車軸37に入力する回転数が、第一変換駆動ねじ歯車41Aから従動ねじ歯車42を介して主軸50及び車軸37に入力する回転数より低くなる。すると、その回転数差だけ旋回軸35が回転し、車輪15を旋回して操舵する。また、駆動輪110は、第一入力軸25Aまたは第二入力軸25Bの回転を停止すると、第一変換駆動ねじ歯車41Aまたは第二変換駆動ねじ歯車41Bから従動ねじ歯車42を介して主軸50及び車軸37に入力する回転数が0となり、車輪15が回転せずに旋回して操舵する。
【0044】
なお、実施形態の駆動輪110は、図には明示しないが、旋回位置検出部を有している。旋回位置検出部は、本体10に設けられ、旋回軸35の回転位置、即ち、本体10に対する旋回部12の回転位置を検出する。検出器の検出信号は、台車(機器)100の制御装置105に入力される。この結果、制御装置105において駆動輪110の旋回を制御できる。
【0045】
上述した実施形態の駆動輪110は、同軸上に配置される第一入力軸25A及び第二入力軸25Bと、別軸上に配置される第一出力軸40A及び第二出力軸40Bと、第一入力軸25Aの回転力を第一出力軸40Aに伝達する第一伝達平歯車機構(第一伝達機構)13Aと、第二入力軸25Bの回転力を第二出力軸40Bに伝達する第二伝達平歯車機構(第二伝達機構)13Bと、車輪15に接続される主軸50と、第一出力軸40Aの回転力を主軸50の所定部に伝達する第一変換ねじ歯車機構(第一動力変換機構)14Aと、第二出力軸40Bの回転力を主軸50の前記所定部に伝達する第二変換ねじ歯車機構(第二動力変換機構)14Bと、主軸50を介して車輪15を旋回可能に支持する旋回軸35と、を備える。
【0046】
この駆動輪110は、差動式の全方向移動機構を有する。即ち、駆動輪110では、第一入力軸25A及び第二入力軸25Bの回転力は、第一伝達平歯車機構13A及び第二伝達平歯車機構13Bを介して第一出力軸40A及び第二出力軸40Bに伝達され、第一出力軸40A及び第二出力軸40Bから第一変換ねじ歯車機構14A及び第二変換ねじ歯車機構14Bを介して主軸50の所定部に伝達される。この駆動輪110は、第一入力軸25A及び第二入力軸25Bの回転数を調整することで、主軸50が接続される車輪15の回転と車輪15の操舵を切替えることができる。
【0047】
特に、この駆動輪110は、第一変換ねじ歯車機構14Aが第一出力軸40Aの回転力を主軸50の所定部である従動ねじ歯車42に伝達し、第二変換ねじ歯車機構14Bが第二出力軸40Bに伝達された回転力を主軸50の前記所定部である従動ねじ歯車42に伝達する。従って、従来(例えば、特許文献1)では、第一出力軸及び第二出力軸の各回転力は、それぞれ車軸の異なる部分に伝達されているが、この駆動輪110は、第一変換ねじ歯車機構14A及び第二変換ねじ歯車機構14Bは、第一出力軸40A及び第二出力軸40Bの各回転力を同じ従動ねじ歯車42に伝達する。この結果、実施形態の駆動輪110は、基本構成を簡素化できる。
【0048】
また、実施形態の駆動輪110は、車輪15が固定される車軸37と、主軸50の回転力を車軸37に伝達する回転力伝達機構16と、を含み、回転力伝達機構16によって、車軸37の軸心O2に交差して鉛直方向に沿う車輪15の回転軸心O5を、旋回軸35の軸心O1に対して車軸37の軸心O2に直交する水平方向にずれて配置する。
【0049】
この駆動輪110によれば、車輪15を駆動しないとき、車輪15は水平方向から作用する外力により受動的に旋回することができる。即ち、台車100を自動走行及び自動操舵することができ、かつ作業者が手動走行及び手動操舵することができる。
【0050】
また、実施形態の駆動輪110では、回転力伝達機構16は、ベルト伝達機構からなる。
【0051】
この駆動輪110によれば、回転力伝達機構16をベルト伝達機構とすることで、車軸37の軸心O2に交差して鉛直方向に沿う車輪15の回転軸心O5を、旋回軸35の軸心O1に対して車軸37の軸心O2に直交する水平方向にずれて配置する構成を簡易に実施できる。
【0052】
また、実施形態の台車100は、上述した駆動輪110と、駆動輪110が取り付けられる台車本体101とを備える。そのため、台車100は、基本構造の簡素化を図ることができる。
【0053】
[駆動輪の実施形態2]
図11は、実施形態2の駆動輪の基本構成を表す斜視図である。図12は、実施形態2の駆動輪の基本構成を表す正面図である。図13は、実施形態2の駆動輪の駆動系を表す右側面図である。図14は、実施形態2の駆動輪の駆動系を表す平面図である。図15は、実施形態2の駆動輪の駆動系を表す正面図である。図16は、実施形態2の駆動輪の駆動系を表す断面図(図12のB-B断面図)である。図17は、実施形態2の駆動輪の駆動力伝達経路を表す模式図である。
【0054】
実施形態2の駆動輪120は、上述した実施形態1の駆動輪110における主軸50を車軸として構成し、支持部35b及びダンパ54を有さず、かつ回転力伝達機構16を有さない点が主に異なる。以下の実施形態2の駆動輪120の説明では、実施形態1の駆動輪110と同等部分には同一の符号を付して説明を省略する。
【0055】
駆動輪120は、上述したような台車100の台車本体101に固定される本体10を有し、この本体10を基に、駆動機構11と、旋回部12と、伝達機構13と、動力変換機構14と、車輪15と、が設けられる。
【0056】
旋回部12において、旋回軸35の下部で車輪15の幅方向Yの両側に、第一支持部材36Aと第二支持部材36Bが下方に延出するように設けられる。車輪15は、軸心O1が延びる方向(上下方向Z)に直交する軸心O2に沿って延びる主軸50が一体に設けられる。主軸50は、軸心O2に沿う一端部が第一支持部材36Aに対して車輪軸受48を介して回転自在に支持されると共に、軸心O2に沿う他端部が第二支持部材36Bに対して車輪軸受48を介して回転自在に支持される(図13から図15参照)。そして、旋回軸35、第一支持部材36A、第二支持部材36Bは、旋回部12を構成する。
【0057】
伝達機構13において、第一伝達平歯車機構13Aの第一出力軸40Aと、第二伝達平歯車機構13Bの第二出力軸40Bは、正面視(図15参照)で車輪15の幅方向Yの一方の側に片寄って配置され、第一支持部材36Aに支持される。第一出力軸40Aと第二出力軸40Bは、軸心O3と軸心O4が側面視(図13参照)で平行をなす。第一出力軸40Aと第二出力軸40Bは、軸心O3と軸心O4が側面視(図13参照)で軸心O1と非等間隔に配置される。具体的に、図14に示すように、伝達機構13において、軸心O1を中心とする第一伝達平歯車機構13Aの第一伝達駆動平歯車38Aと、第二伝達平歯車機構13Bの第二伝達駆動平歯車38Bは、ピッチ円直径DA,DBが異なって形成される。また、第一伝達駆動平歯車38Aに噛み合う第一伝達従動平歯車39Aと、第二伝達駆動平歯車38Bに噛み合う第二伝達従動平歯車39Bもピッチ円直径dA,dBが異なって形成される。これにより、第一伝達従動平歯車39Aが固定される第一出力軸40Aの軸心O3と、第二伝達従動平歯車39Bが固定される第二出力軸40Bの軸心O4とが、上記配置で設けられる。なお、第一伝達平歯車機構13Aの第一伝達駆動平歯車38Aと第一伝達従動平歯車39Aが噛み合う歯車比と、第二伝達平歯車機構13Bの第二伝達駆動平歯車38Bと第二伝達従動平歯車39Bが噛み合う歯車比とは、相互に同じである。
【0058】
動力変換機構14において、従動ねじ歯車42は、主軸50に固定される。従って、従動ねじ歯車42は、主軸50の軸心O2を中心として回転する。そして、第一出力軸40Aに固定された第一変換駆動ねじ歯車41Aは、従動ねじ歯車42に噛み合う。従って、第一変換ねじ歯車機構14Aは、第一出力軸40Aの軸心O3の廻りの回転を、主軸50の軸心O2の廻りの回転に変換する。また、第二出力軸40Bに固定された第二変換駆動ねじ歯車41Bは、従動ねじ歯車42に噛み合う。従って、第二変換ねじ歯車機構14Bは、第二出力軸40Bの軸心O4の廻りの回転を、主軸50の軸心O2の廻りの回転に変換する。
【0059】
また、第一支持部材36A及び第二支持部材36Bに支持される車輪15は、主軸50の軸心O2に交差する鉛直方向に沿う車輪15の回転軸心O5が、旋回軸35の軸心O1に対して主軸50の軸心O2に直交する水平方向にずれて(オフセットして)配置される。この車輪15の配置は、上述した第一出力軸40Aの軸心O3と、第二伝達従動平歯車39Bが固定される第二出力軸40Bの軸心O4の配置によりなされる。
【0060】
この駆動輪120は、駆動機構11によって第一入力軸25Aと第二入力軸25Bを回転することで車輪15の回転と操舵を行うことができる。例えば、第一入力軸25Aを回転し、第二入力軸25Bを第一入力軸25Aと逆方向に回転すると共に、第一入力軸25Aと第二入力軸25Bの回転数(回転速度)を同じにすることで、車輪15を操舵せずに回転することができる。このとき、第一入力軸25Aと第二入力軸25Bの回転数(回転速度)を異ならせることで、車輪15を回転または停止した状態で操舵することができる。
【0061】
ここで、駆動輪120の作動について説明する。図17に示すように、駆動輪120は、第一入力軸25Aを第一方向A1に回転すると、第一伝達駆動平歯車38Aが同方向に回転し、第一伝達駆動平歯車38Aに噛み合う第一伝達従動平歯車39Aが第二方向A2に回転する。第一伝達従動平歯車39Aが第二方向A2に回転すると、第一伝達従動平歯車39Aに第一出力軸40Aを介して一体に設けられた第一変換駆動ねじ歯車41Aが同方向に回転する。すると、第一変換駆動ねじ歯車41Aに噛み合う従動ねじ歯車42が第三方向Cに回転し、従動ねじ歯車42と一体の主軸50に第三方向Cの回転力を与える。一方、駆動輪120は、第二入力軸25Bを第一方向A1と逆方向の第一方向B1に回転すると、第二伝達駆動平歯車38Bが同方向に回転し、第二伝達駆動平歯車38Bに噛み合う第二伝達従動平歯車39Bが第二方向B2に回転する。第二伝達従動平歯車39Bが第二方向B2に回転すると、第二伝達従動平歯車39Bに第二出力軸40Bを介して一体に設けられた第二変換駆動ねじ歯車41Bが同方向に回転する。すると、第二変換駆動ねじ歯車41Bに噛み合う従動ねじ歯車42が第三方向Cに回転し、従動ねじ歯車42と一体の主軸50に第三方向Cの回転力を与える。ここで、第二方向A2と第二方向B2が逆の回転方向であることから、第一入力軸25Aと第二入力軸25Bが同回転数であれば、車輪15が旋回せずに回転する。
【0062】
このとき、駆動輪120は、第一入力軸25Aの回転数に対して第二入力軸25Bの回転数を低下させると、第二変換駆動ねじ歯車41Bから従動ねじ歯車42を介して主軸50に入力する回転数が、第一変換駆動ねじ歯車41Aから従動ねじ歯車42を介して主軸50に入力する回転数より低くなる。すると、その回転数差だけ旋回軸35が回転し、車輪15を旋回して操舵する。また、駆動輪120は、第一入力軸25Aまたは第二入力軸25Bの回転を停止すると、第一変換駆動ねじ歯車41Aまたは第二変換駆動ねじ歯車41Bから従動ねじ歯車42を介して主軸50に入力する回転数が0となり、車輪15が回転せずに旋回して操舵する。
【0063】
上述した実施形態の駆動輪120は、同軸上に配置される第一入力軸25A及び第二入力軸25Bと、別軸上に配置される第一出力軸40A及び第二出力軸40Bと、第一入力軸25Aの回転力を第一出力軸40Aに伝達する第一伝達平歯車機構(第一伝達機構)13Aと、第二入力軸25Bの回転力を第二出力軸40Bに伝達する第二伝達平歯車機構(第二伝達機構)13Bと、車輪15に接続される主軸50と、第一出力軸40Aの回転力を主軸50の所定部に伝達する第一変換ねじ歯車機構(第一動力変換機構)14Aと、第二出力軸40Bの回転力を主軸50の前記所定部に伝達する第二変換ねじ歯車機構(第二動力変換機構)14Bと、主軸50を介して車輪15を旋回可能に支持する旋回軸35と、を備え、車輪15が主軸50に固定される。
【0064】
この駆動輪120は、差動式の全方向移動機構を有する。即ち、駆動輪120では、第一入力軸25A及び第二入力軸25Bの回転力は、第一伝達平歯車機構13A及び第二伝達平歯車機構13Bを介して第一出力軸40A及び第二出力軸40Bに伝達され、第一出力軸40A及び第二出力軸40Bから第一変換ねじ歯車機構14A及び第二変換ねじ歯車機構14Bを介して主軸50の所定部に伝達される。この駆動輪120は、第一入力軸25A及び第二入力軸25Bの回転数を調整することで、主軸50に固定される車輪15の回転と車輪15の操舵を切替えることができる。
【0065】
特に、この駆動輪120は、第一変換ねじ歯車機構14Aが第一出力軸40Aの回転力を主軸50の所定部である従動ねじ歯車42に伝達し、第二変換ねじ歯車機構14Bが第二出力軸40Bの回転力を主軸50の前記所定部である従動ねじ歯車42に伝達する。従って、従来(例えば、特許文献1)では、第一出力軸及び第二出力軸の各回転力は、それぞれ車軸の異なる部分に伝達されているが、この駆動輪120は、第一変換ねじ歯車機構14A及び第二変換ねじ歯車機構14Bは、第一出力軸40A及び第二出力軸40Bの各回転力を同じ従動ねじ歯車42に伝達する。この結果、実施形態の駆動輪120は、基本構成を簡素化できる。
【0066】
また、実施形態の駆動輪120では、第一伝達平歯車機構13Aは、第一入力軸25Aに固定される第一伝達駆動平歯車38Aと、第一出力軸40Aに固定される第一伝達従動平歯車39Aと、を含み、第二伝達平歯車機構13Bは、第二入力軸25Bに固定される第二伝達駆動平歯車38Bと、第二出力軸40Bに固定される第二伝達従動平歯車39Bを含み、第一伝達平歯車機構13Aと第二伝達平歯車機構13Bとの歯車比を同じくしつつ、第一伝達駆動平歯車38Aと第二伝達駆動平歯車38Bとのピッチ円直径を異ならせると共に、第一伝達従動平歯車39Aと第二伝達従動平歯車39Bとのピッチ円直径を異ならせることで、主軸50の軸心O2に交差して鉛直方向に沿う車輪15の回転軸心O5を、旋回軸35の軸心O1に対して主軸50の軸心O2に直交する水平方向にずれて配置する。
【0067】
この駆動輪120によれば、車輪15を駆動しないとき、車輪15は水平方向から作用する外力により受動的に旋回することができる。即ち、台車100を自動走行及び自動操舵することができ、かつ作業者が手動走行及び手動操舵することができる。
【0068】
また、実施形態の台車100は、上述した駆動輪120と、駆動輪120が取り付けられる台車本体101とを備える。そのため、台車100は、基本構造の簡素化を図ることができる。
【0069】
[駆動輪の実施形態3]
図18は、実施形態3の駆動輪の駆動系を表す正面図である。図19は、実施形態3の駆動輪の駆動系を表す右側面図である。
【0070】
実施形態3の駆動輪130は、上述した実施形態2の駆動輪120に対し、伝達機構13が、1対の第一伝達平歯車機構(第一伝達機構)13A,13A’、及び1対の第二伝達平歯車機構(第二伝達機構)13B,13B’を有し、動力変換機構14が、1対の第一変換ねじ歯車機構(第一動力変換機構)14A,14A’、及び1対の第二変換ねじ歯車機構(第二動力変換機構)14B,14B’を有する点が異なる。以下の実施形態2の駆動輪120の説明では、実施形態1,2の駆動輪110,120と同等部分には同一の符号を付して説明を省略する。
【0071】
伝達機構13において、第一伝達平歯車機構13Aは、上述した駆動輪120と同様に構成される。伝達機構13において、第一伝達平歯車機構13A’は、図18に示すように、第一伝達駆動平歯車38A、第一伝達従動平歯車39A’、第一出力軸(別の第一出力軸)40A’を含み構成される。第一伝達駆動平歯車38Aは、第一伝達平歯車機構13Aと共通であり、第一入力軸25Aに固定される。第一伝達従動平歯車39A’は、旋回軸35に配置され、第一伝達駆動平歯車38Aに噛み合う。第一伝達従動平歯車39A’は、第一出力軸40A’に固定される。第一出力軸40A’は、収容部35aに一部が配置されて他の一部が旋回軸35の下部に突出して設けられる。第一出力軸40A’は、第一出力軸受46’を介して旋回軸35に支持されて、軸心O1に平行な軸心O3’を中心として回転自在に支持される。
【0072】
伝達機構13において、第二伝達平歯車機構13Bは、上述した駆動輪120と同様に構成される。伝達機構13において、第二伝達平歯車機構13B’は、図19に示すように、第二伝達駆動平歯車38B、第二伝達従動平歯車39B’、第二出力軸(別の第二出力軸)40B’を含み構成される。第二伝達駆動平歯車38Bは、第二伝達平歯車機構13Bと共通であり、第二入力軸25Bに固定される。第二伝達従動平歯車39B’は、旋回軸35に配置され、第二伝達駆動平歯車38Bに噛み合う。第二伝達従動平歯車39B’は、第二出力軸40B’に固定される。第二出力軸40B’は、収容部35aに一部が配置されて他の一部が旋回軸35の下部に突出して設けられる。第二出力軸40B’は、第二出力軸受47’を介して旋回軸35に支持されて、軸心O1に平行な軸心O4’を中心として回転自在に支持される。
【0073】
この伝達機構13において、第一伝達平歯車機構13A’の第一出力軸40A’と、第二伝達平歯車機構13B’の第二出力軸40B’は、正面視(図18参照)で車輪15の幅方向Yの他方の側に片寄って配置され、第二支持部材36Bに支持される。第一出力軸40A’と第二出力軸40B’は、軸心O3’と軸心O4’が側面視(図19参照)で平行をなす。第一出力軸40A’と第二出力軸40B’は、軸心O3’と軸心O4’が側面視(図19参照)で軸心O1と非等間隔に配置される。具体的に、伝達機構13において、軸心O1を中心とする第一伝達平歯車機構13A’の第一伝達駆動平歯車38Aと、第二伝達平歯車機構13B’の第二伝達駆動平歯車38Bは、ピッチ円直径DA,DB(図14参照)が異なって形成される。また、第一伝達駆動平歯車38Aに噛み合う第一伝達従動平歯車39A’と、第二伝達駆動平歯車38Bに噛み合う第二伝達従動平歯車39B’も駆動輪120と同様にピッチ円直径dA,dB(図14参照)が異なって形成される。これにより、第一伝達従動平歯車39A’が固定される第一出力軸40A’の軸心O3’と、第二伝達従動平歯車39B’が固定される第二出力軸40B’の軸心O4’とが、上記配置で設けられる。なお、第一伝達平歯車機構13A’の第一伝達駆動平歯車38Aと第一伝達従動平歯車39A’が噛み合う歯車比と、第二伝達平歯車機構13B’の第二伝達駆動平歯車38Bと第二伝達従動平歯車39B’が噛み合う歯車比とは、相互に同じである。また、第一伝達平歯車機構13A’の第一伝達従動平歯車39A’と、第一伝達平歯車機構13Aの第一伝達従動平歯車39Aとは、ピッチ円直径及び歯数が相互に同じである。さらに、第二伝達平歯車機構13B’の第二伝達従動平歯車39B’と、第二伝達平歯車機構13Bの第二伝達従動平歯車39Bとは、ピッチ円直径及び歯数が相互に同じである。また、第一伝達平歯車機構13A’の第一出力軸40A’と、第二伝達平歯車機構13B’の第二出力軸40B’は、図18及び図19に示すように、側面視(図19参照)で一致する。従って、第一出力軸40A’の軸心O3’と、第二出力軸40B’の軸心O4’は、側面視(図19参照)で一致する。
【0074】
動力変換機構14において、第一変換ねじ歯車機構14Aは、上述した駆動輪120と同様に構成される。動力変換機構14において、第一変換ねじ歯車機構14A’は、図19に示すように、第一変換駆動ねじ歯車41A’、従動ねじ歯車42’を含み構成される。第一変換駆動ねじ歯車41A’は、第一出力軸40A’の下部に固定される。従って、第一変換駆動ねじ歯車41A’は、第一出力軸40A’と共に軸心O3’の廻りに回転する。また、従動ねじ歯車42’は、主軸50に固定される。従って、従動ねじ歯車42’は、主軸50の軸心O6を中心として回転する。そして、第一変換駆動ねじ歯車41A’は、従動ねじ歯車42’に噛み合う。従って、第一変換ねじ歯車機構14A’は、第一出力軸40A’の軸心O3’の廻りの回転を、主軸50の軸心O6の廻りの回転に変換する。
【0075】
動力変換機構14において、第二変換ねじ歯車機構14Bは、上述した駆動輪120と同様に構成される。動力変換機構14において、第二変換ねじ歯車機構14B’は、図19に示すように、第二変換駆動ねじ歯車41B’、従動ねじ歯車42’を含み構成される。第二変換駆動ねじ歯車41B’は、第二出力軸40B’の下部に固定される。従って、第二変換駆動ねじ歯車41B’は、第二出力軸40B’と共に軸心O4’の廻りに回転する。また、従動ねじ歯車42’は、第一変換駆動ねじ歯車41A’と共通である。そして、第二変換駆動ねじ歯車41B’は、従動ねじ歯車42’に噛み合う。従って、第二変換ねじ歯車機構14B’は、第二出力軸40B’の軸心O4’の廻りの回転を、主軸50の軸心O6の廻りの回転に変換する。
【0076】
この動力変換機構14において、第一変換ねじ歯車機構14A’の第一変換駆動ねじ歯車41A’と、第一変換ねじ歯車機構14Aの第一変換駆動ねじ歯車41Aとは、ピッチ円直径及び歯数が相互に同じであるが逆ネジである。また、第二変換ねじ歯車機構14B’の第二変換駆動ねじ歯車41B’と、第二変換ねじ歯車機構14Bの第二変換駆動ねじ歯車41Bとは、ピッチ円直径及び歯数が相互に同じであるが逆ネジである。また、第一変換ねじ歯車機構14A’の第一変換駆動ねじ歯車41A’と、第二変換ねじ歯車機構14B’の第二変換駆動ねじ歯車41B’は、ピッチ円直径及び歯数が相互に同じである。
【0077】
この駆動輪130は、駆動機構11によって第一入力軸25Aと第二入力軸25Bを回転することで車輪15の回転と操舵を行うことができる。例えば、第一入力軸25Aを回転し、第二入力軸25Bを第一入力軸25Aと逆方向に回転すると共に、第一入力軸25Aと第二入力軸25Bの回転数(回転速度)を同じにすることで、車輪15を操舵せずに回転することができる。このとき、第一入力軸25Aと第二入力軸25Bの回転数(回転速度)を異ならせることで、車輪15を回転または停止した状態で操舵することができる。
【0078】
駆動輪130の作動について、図17を参照するように、基本的に駆動輪120と同様である。加えて、駆動輪130では、第一伝達駆動平歯車38Aに噛み合う第一伝達従動平歯車39A’が第二方向A2とは逆方向に回転する。そして、第一伝達従動平歯車39A’に第一出力軸40A’を介して一体に設けられた第一変換駆動ねじ歯車41A’が同方向に回転する。すると、第一変換駆動ねじ歯車41A’に噛み合う従動ねじ歯車42’が第三方向Cに回転し、従動ねじ歯車42’と一体の主軸50に第三方向Cの回転力を与える。一方、駆動輪130は、第二伝達駆動平歯車38Bに噛み合う第二伝達従動平歯車39B’が第二方向B2とは逆方向に回転する。そして、第二伝達従動平歯車39B’に第二出力軸40B’を介して一体に設けられた第二変換駆動ねじ歯車41B’が同方向に回転する。すると、第二変換駆動ねじ歯車41B’に噛み合う従動ねじ歯車42’が第三方向Cに回転し、従動ねじ歯車42’と一体の主軸50に第三方向Cの回転力を与える。ここで、第二方向A2と第二方向B2が逆の回転方向であることから、第一入力軸25Aと第二入力軸25Bが同回転数であれば、車輪15が旋回せずに回転する。
【0079】
このとき、駆動輪130は、第一入力軸25Aの回転数に対して第二入力軸25Bの回転数を低下させると、第二変換駆動ねじ歯車41Bから従動ねじ歯車42を介して主軸50に入力する回転数、及び第二変換駆動ねじ歯車41B’から従動ねじ歯車42’を介して主軸50に入力する回転数が、第一変換駆動ねじ歯車41Aから従動ねじ歯車42を介して主軸50に入力する回転数、及び第一変換駆動ねじ歯車41A’から従動ねじ歯車42’を介して主軸50に入力する回転数より低くなる。すると、その回転数差だけ旋回軸35が回転し、車輪15を旋回して操舵する。また、駆動輪130は、第一入力軸25Aまたは第二入力軸25Bの回転を停止すると、第一変換駆動ねじ歯車41A及び第一変換駆動ねじ歯車41A’または第二変換駆動ねじ歯車41B及び第二変換駆動ねじ歯車41B’から従動ねじ歯車42及び従動ねじ歯車42’を介して主軸50に入力する回転数が0となり、車輪15が回転せずに旋回して操舵する。
【0080】
上述した実施形態の駆動輪130は、同軸上に配置される第一入力軸25A及び第二入力軸25Bと、別軸上に配置される第一出力軸40A及び第二出力軸40Bと、第一入力軸25Aの回転力を第一出力軸40Aに伝達する第一伝達平歯車機構(第一伝達機構)13Aと、第二入力軸25Bの回転力を第二出力軸40Bに伝達する第二伝達平歯車機構(第二伝達機構)13Bと、車輪15に接続される主軸50と、第一出力軸40Aの回転力を主軸50の所定部に伝達する第一変換ねじ歯車機構(第一動力変換機構)14Aと、第二出力軸40Bの回転力を主軸50の前記所定部に伝達する第二変換ねじ歯車機構(第二動力変換機構)14Bと、主軸50を介して車輪15を旋回可能に支持する旋回軸35と、を備え、車輪15が主軸50に固定され、され、第一伝達平歯車機構13A,13A’は、第一入力軸25Aの回転力を別の第一出力軸40A’にも伝達するように1対設けられ、第二伝達平歯車機構13B,13B’は、第二入力軸25Bの回転力を別の第二出力軸40B’にも伝達するように1対設けられ、第一動力変換ねじ歯車機構14A,14A’は、第一出力軸40Aの回転力を主軸50の一端部に伝達すると共に別の第一出力軸40A’の回転力を主軸50の他端部に伝達するように1対設けられ、第二動力変換ねじ歯車機構14B,14B’は、第二出力軸40Bの回転力を主軸50の一端部に伝達すると共に別の第二出力軸40B’の回転力を主軸50の他端部に伝達するように1対設けられる。
【0081】
この駆動輪130は、差動式の全方向移動機構を有する。即ち、駆動輪130では、第一入力軸25A及び第二入力軸25Bの回転力は、第一伝達平歯車機構13A,13A’及び第二伝達平歯車機構13B,13B’を介して第一出力軸40A,40A’及び第二出力軸40B,40B’に伝達され、第一出力軸40A,40A’及び第二出力軸40B,40B’から第一変換ねじ歯車機構14A,14A’及び第二変換ねじ歯車機構14B,14B’を介して主軸50の一端部及び他端部に伝達される。この駆動輪130は、第一入力軸25A及び第二入力軸25Bの回転数を調整することで、主軸50に固定される車輪15の回転と車輪15の操舵を切替えることができる。
【0082】
特に、この駆動輪130は、第一変換ねじ歯車機構14Aが第一出力軸40Aの回転力を主軸50の一端部である従動ねじ歯車42に伝達し、第二変換ねじ歯車機構14Bが第二出力軸40Bの回転力を主軸50の一端部である従動ねじ歯車42に伝達する。さらに、この駆動輪130は、第一変換ねじ歯車機構14A’が第一出力軸40A’の回転力を主軸50の他端部である従動ねじ歯車42’に伝達し、第二変換ねじ歯車機構14B’が第二出力軸40B’の回転力を主軸50の他端端である従動ねじ歯車42’に伝達する。従って、この結果、実施形態の駆動輪130は、基本構成を簡素化でき、かつ上述した駆動輪110,120と比較して、主軸50を介した車輪15への伝達トルクを大きくできる。
【0083】
また、実施形態の駆動輪130では、第一伝達平歯車機構13A,13A’は、第一入力軸25Aに固定される第一伝達駆動平歯車38Aと、第一出力軸40A,40A’に固定される第一伝達従動平歯車39A,39A’と、を含み、第二伝達平歯車機構13B,13B’は、第二入力軸25Bに固定される第二伝達駆動平歯車38Bと、第二出力軸40B,40B’に固定される第二伝達従動平歯車39B,39B’を含み、第一伝達平歯車機構13A,13A’と第二伝達平歯車機構13B,13B’との歯車比を同じくしつつ、第一伝達駆動平歯車38Aと第二伝達駆動平歯車38Bとのピッチ円直径を異ならせると共に、第一伝達従動平歯車39A,39A’と第二伝達従動平歯車39B,39B’とのピッチ円直径を異ならせることで、主軸50の軸心O2に交差して鉛直方向に沿う車輪15の回転軸心O5を、旋回軸35の軸心O1に対して主軸50の軸心O2に直交する水平方向にずれて配置する。
【0084】
この駆動輪130によれば、車輪15を駆動しないとき、車輪15は水平方向から作用する外力により受動的に旋回することができる。即ち、台車100を自動走行及び自動操舵することができ、かつ作業者が手動走行及び手動操舵することができる。
【0085】
また、実施形態の台車100は、上述した駆動輪130と、駆動輪130が取り付けられる台車本体101とを備える。そのため、台車100は、基本構造の簡素化を図り、かつ比較的大きなトルクを得ることができる。
【0086】
[駆動輪の実施形態4]
図20は、実施形態4の駆動輪の基本構成を表す斜視図である。図21は、実施形態4の駆動輪の基本構成を表す正面図である。図22は、実施形態4の駆動輪の駆動系を表す左側面図である。図23は、実施形態4の駆動輪の駆動系を表す断面図(図22のC-C断面図)である。図24は、実施形態4の駆動輪の駆動系を表す断面図(図21のD-D断面図)である。図25は、実施形態4の駆動輪の駆動系を表す斜視図である。図26は、実施形態4の駆動輪の駆動力伝達経路を表す模式図である。
【0087】
なお、以下の実施形態4の駆動輪140の説明では、実施形態1の駆動輪110と同等部分には同一の符号を付す。
【0088】
本実施形態の駆動輪140は、他の実施形態と比較して、旋回軸35の軸心O1に対して主軸50の軸心O2に沿う水平方向(幅方向Y)にずれて(オフセットして)配置される点が異なる。
【0089】
駆動輪140は、上述したような台車100の台車本体101に固定される本体10を有し、この本体10を基に、駆動機構11と、旋回部12と、伝達機構13と、動力変換機構14と、車輪15と、が設けられる。
【0090】
駆動機構11は、第一駆動機構21Aと、第二駆動機構21Bと、を有する。
【0091】
第一駆動機構21Aは、モータである第一駆動部で構成される。第一駆動機構21Aは、第一駆動軸21Acの軸心O6(図23参照)が上下方向Zに沿って延びるように本体10に取り付けられる。
【0092】
第二駆動機構21Bは、モータである二駆動部で構成される。第二駆動機構21Bは、第二駆動軸21Bcの軸心O7(図23参照)が上下方向Zに沿って延びるように本体10に取り付けられる。
【0093】
旋回部12は、旋回軸35と、第一支持部材36Aと、第二支持部材36Bと、連結部材36Cを含む。旋回軸35は、円板形状の中心を軸心O1とし、本体10の外周に設けられた軸受45(図23及び図24参照)を介して回転自在に支持される。これにより、旋回軸35は、本体10に対して軸心O1を中心として相対的に回転可能に支持される。
【0094】
旋回軸35は、第一入力軸25Aを軸心O1と同軸上に上下方向Zに貫通して配置し、軸受43b(図23及び図24参照)を介して回転自在に支持する。第一入力軸25Aは、本体10に対して軸心O1と同軸上において軸受43a(図23及び図24参照)を介して回転自在に支持される。従って、第一入力軸25Aは、旋回軸35に対して軸心O1を中心として相対的に回転可能に支持され、かつ本体10に対しても軸心O1を中心として相対的に回転可能に支持される。即ち、旋回軸35は、第一入力軸25Aの回転に関わらず、本体10に対して回転可能に設けられる。このため、実施形態の駆動輪110は、車輪15の旋回軸心である軸心O1上の第一入力軸25Aに回転力を入力することができる。
【0095】
旋回軸35は、第二入力軸25Bを上下方向Zに沿って配置する。第二入力軸25Bは、第一入力軸25Aを挿通し、第一入力軸25Aの外側に軸受44(図23及び図24参照)を介して回転自在に配置される。従って、第二入力軸25Bは、第一入力軸25Aを介し、旋回軸35に対して軸心O1を中心として相対的に回転可能に支持され、かつ本体10に対しても軸心O1を中心として相対的に回転可能に支持される。即ち、旋回軸35は、第二入力軸25Bの回転に関わらず、本体10に対して回転可能に設けられる。このため、実施形態の駆動輪110は、車輪15の旋回軸心である軸心O1上の第二入力軸25Bに回転力を入力することができる。このような構成により、第一入力軸25Aと第二入力軸25Bと旋回軸35とは、軸心O1に沿う同軸上に回転可能に配置される。
【0096】
旋回軸35は、その下部で車輪15を幅方向Yの外側に配置するように第一支持部材36Aと第二支持部材36Bが下方に延出して設けられる。第一支持部材36Aと第二支持部材36Bの下部は、連結部材36Cで連結される。車輪15は、軸心O1が延びる方向(上下方向Z)に直交する軸心O2に沿って幅方向Yに沿って延びる主軸50が一体に設けられる。主軸50は、軸心O2に沿って第一支持部材36Aに対して軸受48(図23参照)を介して回転自在に支持されると共に、他端部が第二支持部材36Bに対して軸受48を介して回転自在に支持される。主軸50は、端部が第二支持部材36Bの幅方向の外側に貫通して突出して設けられ、そこに車輪15が固定される。
【0097】
旋回軸35は、第一出力軸40Aを軸心O1と平行で上下方向Zに貫通して配置し、軸受46(図24参照)を介して回転自在に支持する。従って、第一出力軸40Aは、旋回軸35に対して軸心O1と平行な軸心O3を中心として相対的に回転可能に支持される。
【0098】
旋回軸35は、第二出力軸40Bを軸心O1と平行で上下方向Zに貫通して配置し、軸受47(図24参照)を介して回転自在に支持する。従って、第二出力軸40Bは、旋回軸35に対して軸心O1と平行な軸心O4を中心として相対的に回転可能に支持される。
【0099】
伝達機構13は、図23から図25に示すように、第一伝達歯車機構(第一伝達機構)13Aと第二伝達歯車機構(第二伝達機構)13Bを有する。
【0100】
第一伝達歯車機構13Aは、第一駆動軸22Acの回転力を第一入力軸25Aを介して第一出力軸40Aに伝達する。第一伝達歯車機構13Aは、第一伝達駆動歯車31A、第一伝達主従動歯車32A、第一伝達副従動歯車33A、及び第一伝達出力歯車34Aを含む。駆動輪140では、第一伝達駆動歯車31A、第一伝達主従動歯車32A、第一伝達副従動歯車33A、及び第一伝達出力歯車34Aは、平歯車にて構成される。第一伝達駆動歯車31A、第一伝達主従動歯車32A、第一伝達副従動歯車33A、及び第一伝達出力歯車34Aは、はすば歯車であってもよい。
【0101】
第一伝達歯車機構13Aにおいて、第一伝達駆動歯車31Aは、第一駆動機構22Aの第一駆動軸22Acに固定される。従って、第一伝達駆動歯車31Aは、第一駆動機構22Aが駆動する回転力によって第一駆動軸22Acの軸心O6を中心として回転する。第一伝達主従動歯車32A及び第一伝達副従動歯車33Aは、第一入力軸25Aに固定される。従って、第一伝達主従動歯車32A及び第一伝達副従動歯車33Aは、第一入力軸25Aの軸心O1を中心として回転する。第一伝達出力歯車34Aは、第一出力軸40Aに固定される。従って、第一伝達出力歯車34Aは、第一出力軸40Aの軸心O3を中心として回転する。第一伝達駆動歯車31Aは、第一伝達主従動歯車32Aが噛み合う。第一伝達副従動歯車33Aは、第一伝達出力歯車34Aが噛み合う。従って、第一伝達歯車機構13Aは、第一駆動機構22Aの回転力を第一伝達駆動歯車31Aから第一伝達主従動歯車32Aに伝達して第一入力軸25Aに回転力を与え、さらに第一入力軸25Aの回転力を第一伝達副従動歯車33Aから第一伝達出力歯車34Aに伝達して第一出力軸40Aに回転力を与える。
【0102】
第二伝達歯車機構13Bは、第二駆動軸22Bcの回転力を第二入力軸25Bを介して第二出力軸40Bに伝達する。第二伝達歯車機構13Bは、第二伝達駆動歯車31B、第二伝達主従動歯車32B、第二伝達副従動歯車33B、及び第二伝達出力歯車34Bを含む。駆動輪140では、第二伝達駆動歯車31B、第二伝達主従動歯車32B、第二伝達副従動歯車33B、及び第二伝達出力歯車34Bは、平歯車にて構成される。第二伝達駆動歯車31B、第二伝達主従動歯車32B、第二伝達副従動歯車33B、及び第二伝達出力歯車34Bは、はすば歯車であってもよい。
【0103】
第二伝達歯車機構13Bにおいて、第二伝達駆動歯車31Bは、第二駆動機構22Bの第二駆動軸22Bcに固定される。従って、第二伝達駆動歯車31Bは、第二駆動機構22Bが駆動する回転力によって第二駆動軸22Bcの軸心O7を中心として回転する。第二伝達主従動歯車32B及び第二伝達副従動歯車33Bは、第二入力軸25Bに固定される。従って、第二伝達主従動歯車32B及び第二伝達副従動歯車33Bは、第二入力軸25Bの軸心O1を中心として回転する。この第二伝達主従動歯車32B及び第二伝達副従動歯車33Bは、第一伝達歯車機構13Aの第一伝達主従動歯車32Aと第一伝達副従動歯車33Aとの間に配置される。第二伝達出力歯車34Bは、第二出力軸40Bに固定される。従って、第二伝達出力歯車34Bは、第二出力軸40Bの軸心O4を中心として回転する。第二伝達駆動歯車31Bは、第二伝達主従動歯車32Bが噛み合う。第二伝達副従動歯車33Bは、第二伝達出力歯車34Bが噛み合う。従って、第二伝達歯車機構13Bは、第二駆動機構22Bの回転力を第二伝達駆動歯車31Bから第二伝達主従動歯車32Bに伝達して第二入力軸25Bに回転力を与え、さらに第二入力軸25Bの回転力を第二伝達副従動歯車33Bから第二伝達出力歯車34Bに伝達して第二出力軸40Bに回転力を与える。
【0104】
この伝達機構13において、第一伝達歯車機構13Aの第一伝達駆動歯車31Aと、第二伝達歯車機構13Bの第二伝達駆動歯車31Bとは、ピッチ円直径及び歯数が相互に同じである。また、伝達機構13において、第一伝達歯車機構13Aの第一伝達主従動歯車32Aと、第二伝達歯車機構13Bの第二伝達主従動歯車32Bとは、ピッチ円直径及び歯数が相互に同じである。また、伝達機構13において、第一伝達歯車機構13Aの第一伝達副従動歯車33Aと、第二伝達歯車機構13Bの第二伝達副従動歯車33Bとは、ピッチ円直径及び歯数が相互に同じである。また、伝達機構13において、第一伝達歯車機構13Aの第一伝達出力歯車34Aと、第二伝達歯車機構13Bの第二伝達出力歯車34Bとは、ピッチ円直径及び歯数が相互に同じである。
【0105】
動力変換機構14は、図24及び図25に示すように、第一変換歯車機構(第一動力変換機構)14Aと、第二変換歯車機構(第二動力変換機構)14Bと、を有する。
【0106】
第一変換歯車機構14Aは、第一出力軸40Aの回転力を車軸37に伝達する。第一変換歯車機構14Aは、第一変換駆動歯車41A及び変換従動歯車42により構成される。駆動輪140では、第一変換歯車機構14A及び変換従動歯車42は、ねじ歯車にて構成される。
【0107】
第一変換駆動歯車41Aは、第一出力軸40Aの下部に固定される。従って、第一変換駆動歯車41Aは、第一出力軸40Aと共に軸心O3の廻りに回転する。また、変換従動歯車42は、第一支持部材36Aと第二支持部材36Bの間で主軸50に固定される。従って、変換従動歯車42は、主軸50と共に軸心O2の廻りに回転する。そして、第一変換駆動歯車41Aは、変換従動歯車42に噛み合う。従って、第一変換歯車機構14Aは、第一出力軸40Aの軸心O3の廻りの回転を、主軸50の軸心O2の廻りの回転に変換する。
【0108】
第二変換歯車機構14Bは、第二出力軸40Bの回転力を車軸37に伝達する。第二変換歯車機構14Bは、第二変換駆動歯車41B及び上記変換従動歯車42により構成される。即ち、変換従動歯車42は、第一変換駆動歯車41A及び第二変換歯車機構14Bにおいて供用される。駆動輪140では、第二変換歯車機構14B及び変換従動歯車42は、ねじ歯車にて構成される。
【0109】
第二変換駆動歯車41Bは、第二出力軸40Bの下部に固定される。従って、第二変換駆動歯車41Bは、第二出力軸40Bと共に軸心O4の廻りに回転する。そして、第二変換駆動歯車41Bは、変換従動歯車42に噛み合う。従って、第二変換歯車機構14Bは、第二出力軸40Bの軸心O4の廻りの回転を、主軸50の軸心O2の廻りの回転に変換する。
【0110】
また、図23に示すように、駆動輪140は、主軸50の軸心O2に交差する鉛直方向に沿う車輪15の回転軸心O5が、旋回軸35の軸心O1に対して主軸50の軸心O2に沿う水平方向(幅方向Y)にずれて(オフセットして)配置される。
【0111】
この駆動輪140は、駆動機構11によって第一入力軸25Aと第二入力軸25Bを回転することで車輪15の回転と操舵を行うことができる。例えば、第一入力軸25Aを回転し、第二入力軸25Bを第一入力軸25Aと逆方向に回転すると共に、第一入力軸25A及び第二入力軸25Bへ伝達する回転数(回転速度)を同じにすることで、車輪15を操舵せずに回転することができる。このとき、第一入力軸25Aと第二入力軸25Bの回転数(回転速度)を異ならせることで、車輪15を回転または停止した状態で操舵することができる。
【0112】
ここで、駆動輪140の作動について説明する。図26に示すように、駆動輪140は、第一入力軸25AをA1方向に回転すると、第一伝達主従動歯車32A及び第一伝達副従動歯車33Aが同方向に回転し、第一伝達副従動歯車33Aに噛み合う第一伝達出力歯車34AがA1方向とは逆方向のA2方向に回転する。第一伝達出力歯車34AがA2方向に回転すると、第一伝達出力歯車34Aに第一出力軸40Aを介して一体に設けられた第一変換駆動歯車41Aが同方向に回転する。すると、第一変換駆動歯車41Aに噛み合う変換従動歯車42がC方向に回転し、変換従動歯車42と一体の主軸50を同方向に回転させる。一方、駆動輪140は、第二入力軸25BをA1方向と逆方向のB1方向に回転すると、第二伝達主従動歯車32B及び第二伝達副従動歯車33Bが同方向に回転し、第二伝達副従動歯車33Bに噛み合う第二伝達出力歯車34BがB1方向とは逆方向のB2方向に回転する。第二伝達出力歯車34BがB2方向に回転すると、第二伝達出力歯車34Bに第二出力軸40Bを介して一体に設けられた第二変換駆動歯車41Bが同方向に回転する。すると、第二変換駆動歯車41Bに噛み合う変換従動歯車42がC方向に回転し、変換従動歯車42と一体の主軸50を同方向に回転させる。
【0113】
このとき、駆動輪140は、第一入力軸25Aの回転数に対して第二入力軸25Bの回転数を低下させると、第二変換駆動歯車41Bから変換従動歯車42を介して主軸50に入力する回転数が、第一変換駆動歯車41Aから変換従動歯車42を介して主軸50に入力する回転数より低くなる。すると、その回転数差だけ旋回軸35が回転し、車輪15を旋回して操舵する。また、駆動輪140は、第一入力軸25Aまたは第二入力軸25Bの回転を停止すると、第一変換駆動歯車41Aまたは第二変換駆動歯車41Bから変換従動歯車42を介して主軸50に入力する回転数が0となり、車輪15が回転せずに旋回して操舵する。
【0114】
上述した実施形態の駆動輪140は、同軸上に配置される第一入力軸25A及び第二入力軸25Bと、別軸上に配置される第一出力軸40A及び第二出力軸40Bと、第一入力軸25Aの回転力を第一出力軸40Aに伝達する第一伝達歯車機構(第一伝達機構)13Aと、第二入力軸25Bの回転力を第二出力軸40Bに伝達する第二伝達歯車機構(第二伝達機構)13Bと、車輪15に接続される主軸50と、第一出力軸40Aの回転力を主軸50の所定部に伝達する第一変換歯車機構(第一動力変換機構)14Aと、第二出力軸40Bの回転力を主軸50の前記所定部に伝達する第二変換歯車機構(第二動力変換機構)14Bと、主軸50を介して車輪15を旋回可能に支持する旋回軸35と、を備え、車輪15が主軸50に固定される。
【0115】
この駆動輪140は、差動式の全方向移動機構を有する。即ち、駆動輪140では、第一入力軸25A及び第二入力軸25Bの回転力は、第一伝達歯車機構13A及び第二伝達歯車機構13Bを介して第一出力軸40A及び第二出力軸40Bに伝達され、第一出力軸40A及び第二出力軸40Bから第一変換歯車機構14A及び第二変換歯車機構14Bを介して主軸50の所定部に伝達される。この駆動輪140は、第一入力軸25A及び第二入力軸25Bの回転数を調整することで、主軸50に固定される車輪15の回転と車輪15の操舵を切替えることができる。
【0116】
特に、この駆動輪140は、第一変換歯車機構14Aが第一出力軸40Aの回転力を主軸50の所定部である変換従動歯車42に伝達し、第二変換歯車機構14Bが第二出力軸40Bの回転力を主軸50の前記所定部である変換従動歯車42に伝達する。従って、従来(例えば、特許文献1)では、第一出力軸及び第二出力軸の各回転力は、それぞれ車軸の異なる部分に伝達されているが、この駆動輪140は、第一変換歯車機構14A及び第二変換歯車機構14Bは、第一出力軸40A及び第二出力軸40Bの各回転力を同じ変換従動歯車42に伝達する。この結果、実施形態の駆動輪140は、基本構成を簡素化できる。
【0117】
また、実施形態の駆動輪140では、主軸50の突出した端部に車輪15を固定し、主軸50の軸心O2に交差して鉛直方向に沿う車輪15の回転軸心O5を、旋回軸35の軸心O1に対して主軸50の軸心O2に沿う水平方向にずれて配置する。
【0118】
この駆動輪140によれば、車輪15を駆動しないとき、車輪15は水平方向から作用する外力により受動的に旋回することができる。即ち、台車100を自動走行及び自動操舵することができ、かつ作業者が手動走行及び手動操舵することができる。しかも、上述した駆動輪110,120,130では、主軸50の軸心O2に交差して鉛直方向に沿う車輪15の回転軸心O5を、旋回軸35の軸心O1に対して主軸50の軸心O2に直交する水平方向にずれて配置しているが、駆動輪140は、この構成と比較して前後方向Xへの延伸を避けることで、小型化を図ることができる。
【0119】
また、実施形態の台車100は、上述した駆動輪140と、駆動輪140が取り付けられる台車本体101とを備える。そのため、台車100は、基本構造の簡素化を図ることができ、かつ小型化を図ることができる。
【0120】
[変形例]
上述した駆動輪110,120,130,140において、動力変換機構14は、ねじ歯車機構14A,14A’,14B,14B’として説明したが、この限りではない。例えば、動力変換機構14は、図には明示しないが、傘歯車機構や、ウォーム歯車機構等であってもよい。
【符号の説明】
【0121】
13A,13A’ 第一平歯車機構(第一伝達機構)
13B,13B’ 第二平歯車機構(第二伝達機構)
14A,14A’ 第一変換ねじ歯車機構(第一動力変換機構)
14B,14B’ 第二変換ねじ歯車機構(第二動力変換機構)
15 車輪
25A 第一入力軸
25B 第二入力軸
35 旋回軸
38A 第一伝達駆動平歯車
38B 第二伝達駆動平歯車
39A,39A’ 第一伝達従動平歯車
39B,39B’ 第二伝達従動平歯車
50 主軸
40A,40A’ 第一出力軸
40B,40B’ 第二出力軸
100 台車
101 台車本体
110,120,130,140 駆動輪
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