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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】P2024079561
(43)【公開日】2024-06-11
(54)【発明の名称】履帯式走行体及び走行装置
(51)【国際特許分類】
B62D 55/30 20060101AFI20240604BHJP
B62D 55/06 20060101ALI20240604BHJP
B62D 55/104 20060101ALI20240604BHJP
B60K 7/00 20060101ALI20240604BHJP
【ＦＩ】
B62D55/30 B
B62D55/06
B62D55/104
B60K7/00
【審査請求】未請求
【請求項の数】10
【出願形態】ＯＬ
(21)【出願番号】P 2023144662
(22)【出願日】2023-09-06
(31)【優先権主張番号】P 2022191860
(32)【優先日】2022-11-30
(33)【優先権主張国・地域又は機関】JP
(71)【出願人】
【識別番号】000006747
【氏名又は名称】株式会社リコー
(74)【代理人】
【識別番号】100107766
【弁理士】
【氏名又は名称】伊東 忠重
(74)【代理人】
【識別番号】100070150
【弁理士】
【氏名又は名称】伊東 忠彦
(72)【発明者】
【氏名】高橋 泰史
(72)【発明者】
【氏名】岡本 寛
【テーマコード（参考）】
3D235
【Ｆターム（参考）】
3D235AA11
3D235AA24
3D235CC42
3D235GA03
3D235GB37
3D235GB42
(57)【要約】
【課題】履帯式走行体の停止制御の精度を向上する。
【解決手段】履帯式走行体１０は、履帯１１と、履帯１１に駆動力を与えるインホイールモータ１４と、インホイールモータ１４が内蔵される駆動輪１３と、駆動輪１３の下方に配置された少なくとも二つの転輪１５ａ、１５ｂと、駆動輪１３と転輪１５ａ、１５ｂに掛け回された履帯１１に駆動輪１３を押し当てることによって履帯１１にテンションを与えるテンショナ２５Ａと、駆動力を規制して履帯１１の回転を止めるためのブレーキユニット３０と、を備える。
【選択図】図１
【解決手段】履帯式走行体１０は、履帯１１と、履帯１１に駆動力を与えるインホイールモータ１４と、インホイールモータ１４が内蔵される駆動輪１３と、駆動輪１３の下方に配置された少なくとも二つの転輪１５ａ、１５ｂと、駆動輪１３と転輪１５ａ、１５ｂに掛け回された履帯１１に駆動輪１３を押し当てることによって履帯１１にテンションを与えるテンショナ２５Ａと、駆動力を規制して履帯１１の回転を止めるためのブレーキユニット３０と、を備える。
【選択図】図１
【特許請求の範囲】
【請求項1】
履帯と、
前記履帯に駆動力を与えるインホイールモータと、
前記インホイールモータが内蔵される駆動輪と、
前記駆動輪の下方に配置された少なくとも二つの転輪と、
前記駆動輪と前記転輪に掛け回された前記履帯に前記駆動輪を押し当てることによって前記履帯にテンションを与えるテンショナと、
を備える履帯式走行体において、
前記駆動力を規制して前記履帯の回転を止めるためのブレーキユニット
を備える履帯式走行体。
前記履帯に駆動力を与えるインホイールモータと、
前記インホイールモータが内蔵される駆動輪と、
前記駆動輪の下方に配置された少なくとも二つの転輪と、
前記駆動輪と前記転輪に掛け回された前記履帯に前記駆動輪を押し当てることによって前記履帯にテンションを与えるテンショナと、
を備える履帯式走行体において、
前記駆動力を規制して前記履帯の回転を止めるためのブレーキユニット
を備える履帯式走行体。
【請求項2】
前記ブレーキユニットおよび前記テンショナは、前記インホイールモータの回転の中心軸上に配置される、
請求項１に記載の履帯式走行体。
請求項１に記載の履帯式走行体。
【請求項3】
前記インホイールモータは、前記中心軸まわりに配置されて回転駆動する回転体を有し、
前記ブレーキユニットは、前記インホイールモータの前記回転体に接続され、
前記テンショナは前記中心軸に連結され、
前記ブレーキユニットの前記インホイールモータとの接続部分は、前記インホイールモータと前記テンショナとの間に配置される、
請求項２に記載の履帯式走行体。
前記ブレーキユニットは、前記インホイールモータの前記回転体に接続され、
前記テンショナは前記中心軸に連結され、
前記ブレーキユニットの前記インホイールモータとの接続部分は、前記インホイールモータと前記テンショナとの間に配置される、
請求項２に記載の履帯式走行体。
【請求項4】
前記ブレーキユニットおよび前記テンショナは、前記駆動輪の径方向視において少なくとも一部が重畳するよう配置される、
請求項２に記載の履帯式走行体。
請求項２に記載の履帯式走行体。
【請求項5】
前記ブレーキユニットは、前記インホイールモータとの接続部分を含む部分が前記インホイールモータ側に窪んで形成される凹部を有し、
前記テンショナは前記凹部に配置される、
請求項２に記載の履帯式走行体。
前記テンショナは前記凹部に配置される、
請求項２に記載の履帯式走行体。
【請求項6】
前記インホイールモータの軸方向外側に配置され、前記中心軸を保持する平板状の側板を備え、
前記テンショナは前記側板の前記軸方向外側の面に設置され、
前記ブレーキユニットの前記凹部は前記側板と前記インホイールモータとの間に配置され、
前記側板は開口部を有し、
前記ブレーキユニットは前記凹部に対して前記軸方向外側に突出する凸部を有し、
前記ブレーキユニットの前記凸部は前記開口部を通して前記側板より前記軸方向外側に突出して配置される、
請求項５に記載の履帯式走行体。
前記テンショナは前記側板の前記軸方向外側の面に設置され、
前記ブレーキユニットの前記凹部は前記側板と前記インホイールモータとの間に配置され、
前記側板は開口部を有し、
前記ブレーキユニットは前記凹部に対して前記軸方向外側に突出する凸部を有し、
前記ブレーキユニットの前記凸部は前記開口部を通して前記側板より前記軸方向外側に突出して配置される、
請求項５に記載の履帯式走行体。
【請求項7】
走行を制御する制御部を有し、
前記インホイールモータは回転体を有し、
前記ブレーキユニットは前記回転体と連結される連結板を有し、
前記制御部は前記連結板の回転を制御して前記回転体の回転を規制する、
請求項１に記載の履帯式走行体。
前記インホイールモータは回転体を有し、
前記ブレーキユニットは前記回転体と連結される連結板を有し、
前記制御部は前記連結板の回転を制御して前記回転体の回転を規制する、
請求項１に記載の履帯式走行体。
【請求項8】
請求項１～７のいずれか一項に記載の履帯式走行体と、
少なくとも二つの前記履帯式走行体を支持する本体と、
を備える走行装置。
少なくとも二つの前記履帯式走行体を支持する本体と、
を備える走行装置。
【請求項9】
前記履帯式走行体は、前記本体の幅方向の両側に１つずつ配置され、
前記ブレーキユニットは、前記履帯式走行体の前記幅方向の外側に配置される、
請求項８に記載の走行装置。
前記ブレーキユニットは、前記履帯式走行体の前記幅方向の外側に配置される、
請求項８に記載の走行装置。
【請求項10】
前記履帯式走行体は、前記駆動輪及び前記転輪の軸方向両側に配置されて軸支する一対の側板を備え、
前記一対の側板は、中空の筒体により連結され、
前記ブレーキユニットと前記本体内の制御部とを電気的に接続する配線は、前記筒体を通って前記履帯式走行体の軸方向外側から軸方向内側の前記本体に導入される、
請求項９に記載の走行装置。
前記一対の側板は、中空の筒体により連結され、
前記ブレーキユニットと前記本体内の制御部とを電気的に接続する配線は、前記筒体を通って前記履帯式走行体の軸方向外側から軸方向内側の前記本体に導入される、
請求項９に記載の走行装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【0001】
本発明は、履帯式走行体及び走行装置に関する。
【背景技術】
【0002】
走行時の安定性を高めるため、履帯式の走行体を備えた走行装置が知られている。例えば、特許文献１には、内蔵しているインホイールモータにより、履帯に動力を与えて走行装置を走行させる、履帯式の走行体を備えた走行装置が開示されている。
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【0003】
しかし特許文献１などに記載される従来の履帯式走行体では、インホイールモータの制御によって走行体の停止制御が行われる。このため、例えば坂道や悪路など路面状況によって走行体の挙動にばらつきが生じるなど、走行体の停止制御を所望のタイミングで行うことができない場合が考えられる。このように従来の履帯式走行体では停止制御に改善の余地がある。
【0004】
本発明は、履帯式走行体の停止制御の精度を向上することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【0005】
上述した課題を解決するために、本発明の一観点に係る履帯式走行体は、履帯と、前記履帯に駆動力を与えるインホイールモータと、前記インホイールモータが内蔵される駆動輪と、前記駆動輪の下方に配置された少なくとも二つの転輪と、前記駆動輪と前記転輪に掛け回された前記履帯に前記駆動輪を押し当てることによって前記履帯にテンションを与えるテンショナと、を備える履帯式走行体において、前記駆動力を規制して前記履帯の回転を止めるためのブレーキユニットを備える。
【発明の効果】
【0006】
履帯式走行体の停止制御の精度を向上できる。
【図面の簡単な説明】
【0007】
【図1】実施形態に係る走行装置の概略構成を示す斜視図
【図3】走行装置のハードウェア構成の一例を示す図
【図4】履帯式走行体のうちインホイールモータに組付ける要素を示す斜視図
【図5】インホイールモータの斜視図
【図6】ブレーキユニットを幅方向外側から視た斜視図
【図7】ブレーキユニットを幅方向内側から視た斜視図
【図8】インホイールモータ周辺の部品配置を模式的に示す平面図
【図9】ブレーキユニットの内部構成の一例を模式的に示す図
【図10】ブレーキユニットの内部構成の他の例を模式的に示す図
【図11】ブレーキユニットとテンショナとの配置の一例を模式的に示す図
【図12】ブレーキユニットとテンショナとの配置の他の例を模式的に示す図
【図13】ブレーキユニットとテンショナの配置の第１変形例を示す平面図
【図14】ブレーキユニットとテンショナの配置の第２変形例を示す平面図
【図15】ブレーキユニットとテンショナの配置の第３変形例を示す平面図
【図16】ブレーキユニットとテンショナの配置の第４変形例を示す平面図
【発明を実施するための形態】
【0008】
以下、添付図面を参照しながら実施形態について説明する。説明の理解を容易にするため、各図面において同一の構成要素に対しては可能な限り同一の符号を付して、重複する説明は省略する。
【0009】
なお、以下の説明において、Ｘ方向、Ｙ方向、Ｚ方向は互いに垂直な方向である。Ｘ方向及びＹ方向は水平方向であり、Ｚ方向は鉛直方向である。Ｘ方向は走行装置１の前後方向である。Ｙ方向は、走行装置１の左右方向である。また、以下では説明の便宜上、Ｚ正方向側を上側、Ｚ負方向側を下側とも表現する場合がある。
【0010】
＜走行装置の構成＞
まず図１～図３を参照して、実施形態に係る履帯式走行体１０ａ、１０ｂを備える走行装置１の構成について説明する。図１は、実施形態に係る走行装置１の概略構成を示す斜視図である。図２は、図１中の履帯式走行体１０の側面図である。なお、図２では、一対の履帯式走行体１０ａ、１０ｂは構成が同一であるため、纏めて符号１０として図示している。また、図２では、側板２０ａの形状が簡略化して図示されているが、実際には図１や図４などに示す形状と同形状であり、開口部２１ａ、２１ｂも有する。
まず図１～図３を参照して、実施形態に係る履帯式走行体１０ａ、１０ｂを備える走行装置１の構成について説明する。図１は、実施形態に係る走行装置１の概略構成を示す斜視図である。図２は、図１中の履帯式走行体１０の側面図である。なお、図２では、一対の履帯式走行体１０ａ、１０ｂは構成が同一であるため、纏めて符号１０として図示している。また、図２では、側板２０ａの形状が簡略化して図示されているが、実際には図１や図４などに示す形状と同形状であり、開口部２１ａ、２１ｂも有する。
【0011】
図１に示すように、走行装置１は、Ｙ方向の中央に本体５０を有し、本体５０のＹ方向両側に、走行面と接地して駆動する一対の履帯式走行体１０ａ、１０ｂを有する。走行装置１は、一対の履帯式走行体１０ａ、１０ｂのそれぞれに速度差を付けることによって進行方向を変更するよう構成される。
【0012】
図１、図２に示すように、走行装置１は、姿勢を安定させて走行させるために、インホイールモータ１４を内蔵した駆動輪１３と二つの転輪１５ａ、１５ｂによって形成される三角形の履帯式の走行体１０を用いる。このように履帯式走行体１０を有する走行装置１は、高い走行性能を持ち、凹凸のある不整地を安定して走行することができる。
【0013】
履帯式走行体１０ａ、１０ｂは、走行装置１の移動手段となるユニットである。また、履帯式走行体１０ａ、１０ｂは、金属またはゴム製のベルトを用いた履帯式（クローラ式）の走行体である。履帯式の走行体は、自動車のようなタイヤで走行する走行体と比較して接地面積が広く、例えば、足場の悪い環境においても、安定した走行を行うことができる。また、タイヤで走行する走行体は、回転動作を行う際に旋回スペースを必要とするのに対して、履帯式の走行体を備えた走行装置は、いわゆる超信地旋回を行うことができるため、限られたスペースでも回転動作をスムーズに行うことができる。
【0014】
本体５０は、履帯式走行体１０ａ、１０ｂを走行可能な状態で支持する支持体であるとともに、走行装置１を駆動させるための制御を行う制御装置である。また、本体５０は、履帯式走行体１０ａ、１０ｂを駆動させるための電力を供給する、後述のバッテリ５３０を搭載する。
【0015】
図１に示すように、走行装置１の本体５０は、非常停止ボタン３１、状態表示ランプ３３を備える。非常停止ボタン３１は、走行装置１の周辺にいる人が、走行中の走行装置１を停止させる際に押下する操作手段である。
【0016】
状態表示ランプ３３は、走行装置１の状態を通知するための通知手段である。状態表示ランプ３３は、例えば、バッテリ残量の低下等の走行装置１の状態が変化した場合、周囲の人に、走行装置１の状態変化を知らせるために点灯する。また、状態表示ランプ３３は、例えば、走行装置１の走行を妨げる障害物の存在等が検知された場合等、異常発生のおそれがある場合に点灯する。なお、図１は、走行装置１に状態表示ランプ３３が一つ備えられている例を示すが、状態表示ランプ３３の数は、二つ以上であってもよい。また、通知手段は、状態表示ランプ３３のみならず、スピーカから発せられる警告音等によって走行装置１の状態を通知する構成であってもよい。
【0017】
図２に示すように、履帯式走行体１０は、駆動輪１３と二つの転輪１５ａ，１５ｂによって形成された三角形の形状を有する。三角形の形状の履帯式走行体１０は、例えば、走行体の前後のサイズに制約がある場合、前後の限られたサイズの中で接地面積を大きくすることができるので、走行時の安定性を向上させることができる。一方で、下側（転輪側）よりも上側（駆動輪側）の方が長い、いわゆる戦車タイプのクローラでは、前後のサイズの制約がある場合には全体的に接地面積が小さくなって不安定になる。このように、本実施形態の履帯式走行体１０は、比較的に小型の走行装置１の走行性を高める場合に有効である。
【0018】
履帯式走行体１０は、履帯１１、駆動輪１３、インホイールモータ１４、転輪１５ａ，１５ｂ、アイドラ１８ａ，１８ｂ、リンク１９、側板２０ａ，２０ｂ、テンショナ２５、及びブレーキユニット３０を備える。
【0019】
履帯１１は、クローラとも呼ばれて、金属またはゴムで形成されている。履帯１１は、駆動輪１３と転輪１５ａ，１５ｂに掛け回される。履帯１１は、駆動輪１３の回転方向に従って移動しながら、転輪１５ａ，１５ｂを従動させることによって、履帯式走行体１０を回転させる。また、履帯１１の表面には、複数の突起部１１ａ，１１ｂが設けられている。履帯１１の外側の突起部１１ａは、例えば、路面上の石等の小さな障害物を安定して乗り越えて走行するために設けられている。また、内側の突起部１１ｂは、例えば、駆動輪１３または転輪１５ａ，１５ｂからの脱輪を防止するために設けられている。
【0020】
駆動輪１３は、履帯１１に対して、履帯式走行体１０を回転させるための駆動力を伝達する。履帯式走行体１０は、インホイールモータ１４が駆動輪１３に伝達した駆動力（回転力）を、履帯１１を介して、転輪１５ａ，１５ｂに伝達する。
【0021】
インホイールモータ１４は、駆動輪１３の内部に内蔵されており、駆動輪１３に回転力を伝達する。インホイールモータ１４は、モータ軸１４１を中心にして回転駆動する。インホイールモータ１４の回転の中心軸（モータ軸１４１）は、駆動輪１３の回転の中心軸となり、インホイールモータ１４の回転力によって駆動輪１３が回転する。そして、インホイールモータ１４の回転力は、駆動力として履帯１１に伝達される。具体的には、インホイールモータ１４は、駆動輪１３に対して、走行装置１を前進させる正方向の回転、または走行装置１を後退させる負方向の回転を与える。
【0022】
また、インホイールモータ１４は、駆動輪１３に内蔵されることで構造を簡略化することができ、例えば、駆動チェーンまたはギア等の部品を用いないことで、それらの部品に起因する故障等のリスクを低減することができる。さらに、インホイールモータ１４は、駆動輪１３に内蔵させることで、履帯式走行体１０の外周付近で駆動力を出すことができるため、トルクを大きくすることができる。
【0023】
転輪１５ａ，１５ｂは、履帯式走行体１０に回転自在に取り付けられている。転輪１５ａ，１５ｂは、履帯１１を介して駆動輪１３から伝達された駆動力（回転力）によって、転輪軸１５１ａ，１５１ｂを回転軸として回転する。
【0024】
ここで、駆動輪１３と転輪１５ａと転輪１５ｂは、側面視において、三角形を形成する。履帯１１は、駆動輪１３と転輪１５ａと転輪１５ｂとに掛け回されて、転輪１５ａと転輪１５ｂの間の範囲が接地する。すなわち、インホイールモータ１４が内蔵された駆動輪１３は、路面に接地しない。よって、履帯式走行体１０は、例えば、水溜まりを走行した場合であってもインホイールモータ１４が浸水することはないため、インホイールモータ１４に対して特別な防水機構を設置する必要はない。
【0025】
また、駆動輪１３と転輪１５ａ，１５ｂの径は異なる。走行体は、要求されるサイズの制限や走行性等の要因を踏まえてレイアウト設計する必要がある。一般的に、モータは径が小さいほどモータの厚み（幅）における単位幅当たりのトルクが下がる傾向にある。そのため、インホイールモータを内蔵した駆動輪は、要求されるトルク性能に対応できるようなモータ径以上の径を有する必要がある。したがって、履帯式走行体１０は、走行装置１または履帯式走行体１０のサイズ制限を満たすとともに、要求される走行性能を満たすようなレイアウトとして、上方に設置された駆動輪１３の径を、転輪１５ａ，１５ｂの径よりも大きくなるように設計する。なお、サイズが制限される中で転輪の径も大きくすると、接地面積が小さくなり走行安定性が損なわれる。そのため、駆動輪１３の径を踏まえて比較的小さい径の転輪１５ａ，１５ｂを採用する利点もある。
【0026】
アイドラ１８ａ，１８ｂは、二つの転輪１５ａ，１５ｂの間に設けられ、履帯１１に従動して回転する補助輪である。アイドラ１８ａ，１８ｂは、アイドラ軸１８１ａ，１８１ｂを回転軸としてそれぞれ回転する。また、リンク１９は、アイドラ１８ａおよびアイドラ１８ｂを支持する支持体である。
【0027】
側板２０ａは、履帯式走行体１０において、駆動輪１３、転輪１５ａ，１５ｂ、およびアイドラ１８ａ，１８ｂを支持する。側板２０ａは、履帯式走行体１０のＹ正方向側の側面に設置される。また、側板２０ａの反対側、履帯式走行体１０のＹ負方向側の側面には側板２０ａと同一形状の側板２０ｂが設定される。履帯式走行体１０は、二つの側板２０ａ，２０ｂを用いて、駆動輪１３および転輪１５ａ，１５ｂ等を支持する両持ち構造になっている。側板２０ａ，２０ｂは、モータ軸１４１を用いて、駆動輪１３を支持する。また、側板２０ａ，２０ｂは、転輪軸１５１ａ，１５１ｂを用いて、転輪１５ａ，１５ｂをそれぞれ支持する。さらに、側板２０ａ，２０ｂは、アイドラ１８ａ，１８ｂを支持するリンク１９のリンク軸１９１を介して、アイドラ１８ａ，１８ｂを支持する。
【0028】
テンショナ２５は、バネ等の弾性部材で形成されており、インホイールモータ１４および駆動輪１３の回転の中心軸であるモータ軸１４１に接続される。テンショナ２５は、駆動輪１３が履帯１１の内側に押し当たるように設置されて、履帯１１にテンションを与える。テンショナ２５は、走行時に、駆動輪１３から履帯１１に与えるテンションを調整する役割を担う。テンショナ２５は、例えば、履帯式走行体１０の静止時のテンションを基準として、基準となるテンションを走行時に略一定に保つための役割を担う。また、履帯式走行体１０は、テンショナ２５によって履帯１１のたるみが調整されることによって、履帯１１による正常な駆動力の伝達を維持する。また、履帯式走行体１０は、テンショナ２５によって履帯１１にテンションを与えることで、履帯１１の脱輪を防止することができる。
【0029】
ブレーキユニット３０は、インホイールモータ１４の回転を規制して、走行装置１の停止時に履帯１１の回転を止める。ブレーキユニット３０は、インホイールモータ１４のモータ軸１４１まわりに、モータ軸１４１の外周を包囲するように配置される。
【0030】
なお、上述のように走行装置１は一対の履帯式走行体１０ａ、１０ｂを備え、図２ではこれらを纏めて「履帯式走行体１０」と表記している。同様に、図２を参照して説明したインホイールモータ１４及びブレーキユニット３０は、一対の履帯式走行体１０ａ、１０ｂにそれぞれ設けられるので、走行装置１はそれぞれ一対を有することになる。以下の説明では、各履帯式走行体１０ａ、１０ｂに設けられる一対について、「インホイールモータ１４ａ、１４ｂ」及び「ブレーキユニット３０ａ、３０ｂ」とも表記する場合がある。
【0031】
ここで、図１および図２に示されているように、履帯式走行体１０は、駆動輪１３を中心に、走行方向の前後に略対称の構造を有する。より詳細には、履帯式走行体１０は、図１および図２に示されているようなＹ軸方向から見た側面視において、二つの転輪１５ａ，１５ｂの転輪軸を結ぶ直線に対するインホイールモータ１４のモータ軸１４１からの垂線に対しておおよそ線対称の構造である。
【0032】
例えば、オフィスの廊下などの狭いスペースで走行する走行装置は、前進後進や超信地旋回を頻繁に行う必要がある。この場合、走行装置は、履帯の形状、または駆動輪、転輪もしくはテンショナ等の配置が前後に非対称だと、前進後進で駆動特性が変わったり、超信地旋回時に中心回転できなかったりする場合がある。そこで、履帯式走行体１０は、レイアウト（構造）を前後に略対称にすることによって、走行装置１の走行時の安定性の向上や制御の簡略化を図ることができる。また、履帯式走行体１０は、走行装置１の左右を意識せずに取り付けることができるため、部品点数の削減等を図ることができる。
【0033】
図３は、走行装置１のハードウェア構成の一例を示す図である。走行装置１は、図１に示されているように、走行装置１の処理または動作を制御する本体５０を備える。本体５０は、ラジコン受信部５０１、ＣＰＵ（Central Processing Unit）５０２、メモリ５０３、通信Ｉ／Ｆ(Interface)５０６、バッテリ５３０、走行制御用モータドライバ５４０、姿勢制御用モータドライバ５５０、および姿勢制御用モータ５５５ａ，５５５ｂを備える。また、ラジコン受信部５０１、ＣＰＵ５０２、メモリ５０３、通信Ｉ／Ｆ５０６、バッテリ５３０、走行制御用モータドライバ５４０、および姿勢制御用モータドライバ５５０は、システムバス５１０を介して接続している。システムバス５１０は、上記各構成要素を電気的に接続するためのアドレスバスやデータバス等であり、アドレス信号、データ信号、および各種制御信号等を伝送する。
【0034】
ラジコン受信部５０１は、走行装置１の操作者が使用するＰＣ等の送信機から送信される動作指示信号を受信する。
【0035】
ＣＰＵ５０２は、走行装置１全体の制御を行う。ＣＰＵ５０２は、メモリ５０３に格納された、プログラムＰ１または走行装置１を動作させるのに必要な各種データを読み出し、処理を実行することで、走行装置１の各機能を実現する演算装置である。
【0036】
メモリ５０３は、ＣＰＵ５０２が実行するプログラムＰ１をはじめ、走行装置１を動作させるのに必要な各種データを記憶する。プログラムＰ１は、メモリ５０３に予め組み込まれて提供される。
【0037】
また、プログラムＰ１は、インストール可能な形式、または実行可能な形式のファイルでＣＤ－ＲＯＭ、フレキシブルディスク（ＦＤ）、ＣＤ－ＲまたはＤＶＤ（Digital Versatile Disc）等のＣＰＵ５０２（コンピュータ）で読み取り可能な記録媒体に記録して提供するように構成してもよい。さらに、プログラムＰ１は、インターネット等のネットワークに接続されたコンピュータ上に格納し、ネットワーク経由で走行装置１にダウンロードさせることにより提供されるように構成してもよい。また、プログラムＰ１は、インターネット等のネットワーク経由で提供または配布されるように構成してもよい。プログラムＰ１が外部から提供される場合、ＣＰＵ５０２は、通信Ｉ／Ｆ５０６を介してプログラムＰ１を読み込む。なお、走行装置１は、ＣＰＵ５０２をプログラムＰ１に従って動作させる代わりに、プログラムＰ１が実行するのと同じ演算機能および制御機能を有する専用のＡＳＩＣ（Application Specific Integrated Circuit）を実装することによって、ハードウェア的に動作させてもよい。
【0038】
通信Ｉ／Ｆ５０６は、通信ネットワークを経由して、他の機器または装置との通信（接続）を行う通信インターフェースである。通信Ｉ／Ｆ５０６は、例えば、有線または無線ＬＡＮ（Local Area Network）等の通信インターフェースである。なお、通信Ｉ／Ｆ５０６は、３Ｇ（3rd Generation）、ＬＴＥ（Long Term Evolution）、４Ｇ（4th Generation）、５Ｇ（5th Generation）、Ｗｉ－Ｆｉ（Wireless Fidelity）（登録商標）、ＷｉＭＡＸ（Worldwide Interoperability for Microwave Access）、Ｚｉｇｂｅｅ（登録商標）、またはミリ波無線通信等の通信インターフェースを備えてもよい。また、走行装置１は、ＮＦＣ（Near Field communication）またはＢｌｕｅｔｏｏｔｈ（登録商標）等の近距離無線通信を行うための通信回路を備えていてもよい。
【0039】
バッテリ５３０は、走行装置１の処理または動作に必要な電力を供給する電力供給ユニットである。バッテリ５３０は、例えば、インホイールモータ１４ａ，１４ｂおよび姿勢制御用モータ５５５ａ，５５５ｂに対して電力を供給する。一方、走行装置１の本体５０の表面には、接触充電部３５が設けられる。バッテリ５３０は、接触充電部３５と電気的に接続され、充電タスクの際には接触充電部３５を介して外部の充電装置から電力が供給されて充電が行われる。
【0040】
走行制御用モータドライバ５４０は、インホイールモータ１４ａ，１４ｂに対して、モータ駆動信号をそれぞれ供給することによって、インホイールモータ１４ａ，１４ｂを駆動させる。また、走行制御用モータドライバ５４０は、ブレーキユニット３０ａ、３０ｂにも電気的に接続され、ブレーキユニット３０ａ、３０ｂに制御信号をそれぞれ供給することによってブレーキユニット３０ａ、３０ｂを作動させる。
【0041】
インホイールモータ１４ａ，１４ｂは、履帯式走行体１０ａの駆動輪１３、履帯式走行体１０ｂの駆動輪１３の内部にそれぞれ設置されており、各駆動輪１３に回転力を伝達する。インホイールモータ１４ａ，１４ｂは、履帯式走行体１０ａ、１０ｂの各駆動輪１３に対して、走行装置１を前進させる正方向の回転、または走行装置１を後退させる負方向の回転を与える。さらに、インホイールモータ１４ａ，１４ｂは、履帯式走行体１０ａ、１０ｂの各駆動輪１３の一方のみを正方向または負方向に回転させて、他方を停止させることによって、走行装置１を信地旋回させる。また、インホイールモータ１４ａ，１４ｂは、履帯式走行体１０ａ、１０ｂの各駆動輪１３の一方を正方向に回転させて、他方を負方向に回転させることによって、走行装置１を超信地旋回させる。
【0042】
ブレーキユニット３０ａ、３０ｂは、それぞれ履帯式走行体１０ａ、１０ｂに設置され、各走行体のインホイールモータ１４ａ、１４ｂの回転を個別に停止させることができる。これにより、履帯式走行体１０ａ、１０ｂの各駆動輪１３の回転を個別に停止させることが可能となるので、走行装置１の停止や信地旋回などの制御をより確実かつ高精度に行わせることができる。
【0043】
姿勢制御用モータドライバ５５０は、姿勢制御用モータ５５５ａ，５５５ｂに対して、モータ駆動信号をそれぞれ供給することによって、姿勢制御用モータ５５５ａ，５５５ｂを駆動させる。姿勢制御用モータ５５５ａ，５５５ｂは、例えば、姿勢制御用モータドライバ５５０からの制御信号に応じて、リンク１９の高さを上下に変更することで、アイドラ１８ａ，１８ｂの高さを調整する。また、姿勢制御用モータ５５５ａ，５５５ｂは、例えば、本体５０の姿勢を制御することによって、走行装置１の転倒を防止する。
【0044】
なお、走行装置１は、ラジコン受信部５０１に受信された動作指示に応じて走行する構成に限られず、自律走行またはライントレース等の技術を用いて走行する構成であってもよい。また、走行装置１は、通信ネットワークを介して送信された動作指示信号を通信Ｉ／Ｆ５０６で受信することで、遠隔地にいるユーザから遠隔操作によって走行する構成であってもよい。また、走行装置１は、操作者の手動遠隔操作の他に、サーバなどの上位システムによって自動的に走行や各種タスクなどの操作を自動的に行う構成とすることもできる。この場合、走行装置１は、ラジコン受信部５０１や通信Ｉ／Ｆ５０６を介して、上位システムからの動作指示信号を受信することができる。
【0045】
【0046】
＜インホイールモータ１４周辺の構成＞
図４～図１６を参照して、履帯式走行体１０のインホイールモータ１４周辺の構成の詳細について説明する。なお、以下の説明及び図面では、走行装置１が備える一対の履帯式走行体１０ａ、１０ｂのうち、Ｙ正方向側に配置される履帯式走行体１０ａの配置を例示する。つまり、図４では図面奥側に本体５０が配置され、図面手前側が走行装置１の側面外側となる。
図４～図１６を参照して、履帯式走行体１０のインホイールモータ１４周辺の構成の詳細について説明する。なお、以下の説明及び図面では、走行装置１が備える一対の履帯式走行体１０ａ、１０ｂのうち、Ｙ正方向側に配置される履帯式走行体１０ａの配置を例示する。つまり、図４では図面奥側に本体５０が配置され、図面手前側が走行装置１の側面外側となる。
【0047】
図４は、履帯式走行体１０のうちインホイールモータ１４に組付ける要素を示す斜視図である。図４では、履帯１１や転輪１５ａ、１５ｂなどの以降の説明と関連性の低い部分は非表示にしている。図４には、インホイールモータ１４に組付ける要素として、駆動輪１３、側板２０ａ、２０ｂ、テンショナ２５、ブレーキユニット３０が図示されている。
【0048】
テンショナ２５は、インホイールモータ１４のモータ軸１４１に接続される。テンショナ２５は、駆動輪１３を履帯１１に押し当てることにより、履帯１１に対してテンションを与える。図２では、側板２０ａに取り付けられたテンショナ２５が外装部２５１によって覆われている状態を示しているが、図４に示すように外装部２５１が無い構成でもよい。テンショナ２５は、駆動輪１３に内蔵されたインホイールモータ１４のモータ軸１４１に接続されている。
【0049】
テンショナ２５は、ブロック２５２と、一対の軸部２５３ａ、２５３ｂと、一対の弾性体２５４ａ、２５４ｂと、を有する。
【0050】
ブロック２５２は、モータ軸１４１を貫通させて、テンショナ２５をモータ軸１４１に接続させる。ブロック２５２とモータ軸１４１とは、例えば図４に示すようにボルト締結により一体的に連結される。
【0051】
一対の軸部２５３ａ、２５３ｂは、それぞれ弾性体２５４ａ、２５４ｂの弾性変形のガイドとなる部材である。弾性体２５４ａ、２５４ｂは、軸部２５３ａ、２５３ｂに沿ってそれぞれ設けられたバネ等の弾性部材である。弾性体２５４ａ、２５４ｂは、軸部２５３ａ、２５３ｂをガイドにして、上下方向に弾性変形する。
【0052】
一対の軸部２５３ａ、２５３ｂは、モータ軸１４１を挟んでＸ方向に等間隔で配置される。また、ブロック２５２は、Ｘ方向の中央部にてモータ軸１４１と連結され、連結部分を挟んでＸ方向の両側にて軸部２５３ａ、２５３ｂのそれぞれを貫通して設置される。これにより、ブロック２５２は、軸部２５３ａ、２５３ｂの軸方向に沿って摺動することができる。
【0053】
また、一対の軸部２５３ａ、２５３ｂは、例えば図４に示すようにその上端部及び下端部が側板２０ａに固設される。すなわちテンショナ２５は、軸部２５３ａ、２５３ｂを介して側板２０ａに保持されている。弾性体２５４ａ、２５４ｂは、ブロック２５２よりも下方で軸部２５３ａ、２５３ｂに設置され、走行体停止時には上方向に付勢されている。これにより、テンショナ２５は、弾性体２５４ａ、２５４ｂの変形と連動して、ブロック２５２を介してモータ軸１４１を押し上げて、駆動輪１３を履帯１１に押し当てることが可能となり、履帯１１に対してテンションを与えることができる。なお、テンショナ２５は、弾性体２５４ａ、２５４ｂに変えて、例えばオイルダンパなど、上下方向に伸縮可能な部材または機構を設けることで、駆動輪１３を上下方向に動作させる構成であってもよい。
【0054】
図５は、インホイールモータ１４の斜視図である。インホイールモータ１４は、モータ軸１４１と、回転体１４２とを有する。回転体１４２は、円板状の部材であり、内部に駆動源を有する。回転体１４２の円板形状の中心の位置にモータ軸１４１が配置される。したがって、インホイールモータ１４は、モータ軸１４１が固定された状態で、回転体１４２がモータ軸１４１の軸周りに回転することによって駆動する。回転体１４２の一方の主面１４２Ａ（図５ではＹ正方向側）に、モータ軸１４１の周囲を囲んで主面から突出する円筒部１４３が設けられる。この円筒部１４３の端面１４３Ａに、ブレーキ取り付け用の複数（図５の例では６個）のボルト穴１４４が設けられている。例えば端面１４３Ａは直径４４ｍｍの円環状であり、この端面１４３Ａの周方向に沿って６か所に、ボルト穴１４４としてのＭ５のタップが設けられる。ここにブレーキユニット３０を取り付けることで、インホイールモータ１４の回転を規制して、ブレーキ機能を持たせることが可能となる。
【0055】
【0056】
図６、図７では、ブレーキユニット３０の筐体３０１に包囲された外形のみを図示している。筐体３０１の内部には、ブレーキ機能に係る部品群が収容されている。筐体３０１は、例えば図６、図７に示すように２つの筐体部材３０１Ａ、３０１Ｂを有し、これら２つの筐体部材３０１Ａ、３０１Ｂの内部にブレーキ機能に係る部品群を設置した後に、筐体部材３０１Ａ、３０１Ｂをネジ締結などによって連結して、一体的な筐体とすることができる。また、２つの筐体部材３０１Ａと３０１Ｂの間には薄いゴムを挟みこむことで、筐体３０１の内部への浸水を防止する防水性能を持たせている。なお、ブレーキユニット３０に内蔵されるブレーキ機能に係る部品群の詳細については図９などを参照して後述する。
【0057】
図６に示すように、筐体３０１のＹ正方向側には、Ｘ方向及びＹ方向の中央位置に、モータ軸１４１を貫通する貫通孔３０２が設けられる。また、この貫通孔３０２を含むＹ方向の中央部分に対してＹ方向両側の部分がＹ正方向側に突出して一対の凸部３０３ａ、３０３ｂを形成している。つまり、一対の凸部３０３ａ、３０３ｂに挟まれ、貫通孔３０２を含むＹ方向の中央部分は、凹部３０４となる。
【0058】
図７に示すように、筐体３０１のＹ負方向側には、貫通孔３０２と同心円状に開口される円形開口３０５が設けられる。円形開口３０５の中心位置には、貫通孔３０２が露出している。円形開口３０５の貫通孔３０２の外周側には、円環状の連結板３０６が配置されている。連結板３０６には、インホイールモータ１４のボルト穴１４４と対向する位置に、複数（図６の例では６個）の孔部３０７が設けられる。この孔部３０７には、筐体３０１の内部側からボルト３０８が挿通されている。
【0059】
ブレーキユニット３０の設置時には、例えばまず筐体部材３０１Ｂの円形開口３０５にインホイールモータ１４のモータ軸１４１を通し、さらに連結板３０６の円環形状の中央穴にもモータ軸１４１を通して、連結板３０６を円形開口３０５内に配置して、インホイールモータ１４の端面１４３Ａと対応配置する。そして、連結板３０６の複数の孔部３０７の位置を端面１４３Ａの複数のボルト穴１４４の位置と合わせて、Ｙ正方向側から複数（図６の例では６本）のボルト３０８を通して締結する。これにより、ブレーキユニットの連結板３０６が、インホイールモータ１４の回転体１４２に固定される。したがって、連結板３０６は、インホイールモータ１４の駆動時には、回転体１４２と一体的に回転する。
【0060】
その後に、ブレーキ機能に係る部品群を筐体部材３０１ＢよりＹ正方向側に設置して、最後に筐体部材３０１Ａを被せて筐体部材３０１Ｂに固定する。これによりブレーキユニット３０が一体的に組み立てられて、インホイールモータ１４に連結される。
【0061】
ブレーキユニット３０は、筐体３０１の内部の部品群によって、連結板３０６、または筐体３０１の内部に収容されて連結板３０６と一体的に回転する回転部材３０６ａ（図９、図１０参照）、の回転を規制する機能を有する。ブレーキユニット３０は、インホイールモータ１４の駆動時にこの機能を実行することによって、インホイールモータ１４の回転を強制的に停止させることができる。またインホイールモータ１４の回転制御による回転停止が行われていない状態（例えばインホイールモータ１４が通電されておらず自由回転可能な状態など）でも、ブレーキユニット３０を作動させることによって、インホイールモータ１４の回転を停止した状態を維持させることができる。
【0062】
また、図６、図７の例では、ブレーキユニット３０のＸ正方向側の凸部３０３ａにコネクタ３０９が設けられる。コネクタ３０９は、本体５０の内部にある制御部と電気的に接続されており、また、筐体内部の部品群とも電気的に接続されている。
【0063】
図８は、インホイールモータ１４周辺の部品配置を模式的に示す平面図である。なお、図８では、本体５０のＹ正方向側に設置される一方の履帯式走行体１０ａ（図１参照）の場合を例示しているが、本体５０のＹ負方向側に設置される他方の履帯式走行体１０ｂの場合もＹ方向の配置が逆向きになる点のみ相違し、各部品の位置関係は同様である。また、図８では、一方の履帯式走行体１０ａと本体５０との位置関係も模式的に示しているが、履帯式走行体１０ａの本体５０への接続構造については図示を省略している。図８に示すように、インホイールモータ１４のモータ軸１４１を両持ち支持するための一対の側板２０ａ、２０ｂは、インホイールモータ１４から軸方向に略等距離に配置される。
【0064】
また、テンショナ２５は一対の側板２０ａ、２０ｂにそれぞれ設置される。すなわち、単一の履帯式走行体１０には、図８に示すように一対のテンショナ２５Ａ、２５Ｂが設置される。上述の「テンショナ２５」は、図８に示す一対のテンショナ２５Ａ、２５ＢのうちＹ正方向側に配置されるテンショナ２５Ａに対応する。これらのテンショナ２５Ａ、２５Ｂも、駆動輪１３から履帯１１の幅方向（Ｙ方向）に略均等にテンションを付加するためには、インホイールモータ１４から軸方向に略等距離に配置されるのが好ましい。
【0065】
ここで、履帯式走行体１０のサイズを考慮すると、ブレーキユニット３０は理想的には側板２０ａの内側、すなわちインホイールモータ１４と側板２０ａとの間に配置されるのが好ましい。しかし、従来の履帯式走行体と同様に、インホイールモータ１４と側板２０ａとの間隔はブレーキユニット３０のサイズに対して狭く、その狭い範囲にブレーキ構成を入れることは構成上難しい。一方、ブレーキユニット３０のＹ方向寸法に合わせて側板２０ａを外側に移動すると、テンショナ２５Ａも同様に外側に移動するため、履帯式走行体１０の幅が大きくなる。そこで本実施形態では、ブレーキユニット３０を側板２０ａの内側に配置することと、履帯式走行体１０の幅の増加を抑制すること、の両方の要件を満たすことができるように、ブレーキユニット３０とテンショナ２５ＡとをＸ方向視においてオーバーラップさせる構成とする。
【0066】
側板２０ａには、Ｘ方向に沿って２つの開口部２１ａ、２１ｂが設けられる。ブレーキユニット３０のうち凹部３０４を含む接続部分３１１（図８にドット柄で示す部分）は、側板２０ａとインホイールモータ１４の間に配置され、凸部３０３ａ、３０３ｂは、開口部２１ａ、２１ｂから外側に突き出して配置される。
【0067】
そして、テンショナ２５Ａは、ブレーキユニット３０の凹部３０４に収容されて、凹部３０４の外側に配置される側板２０ａに設置される。これにより、テンショナ２５ＡのＹ正方向側の端面の位置をインホイールモータ１４側に押し込めることができる。他方のテンショナ２５ＢのＹ方向の位置は、テンショナ２５Ａの位置に合わせてインホイールモータ１４から軸方向に略等距離に配置される。これらの構成により、本実施形態の履帯式走行体１０は、ブレーキユニット３０を側板２０ａの内側に配置することと、履帯式走行体１０の軸方向のサイズ増大を抑制すること、の両方の要件を満たすことができる。
【0068】
また、本実施形態では、図８に示すように、側板２０ａと側板２０ｂとは、中空の筒体４０Ａ、４０Ｂで連結されている。筒体４０Ａ、４０Ｂは、側板２０ａ、２０ｂのそれぞれの表面に開口している。本実施形態では、ブレーキユニット３０のコネクタ３０９は、Ｘ正方向側の筒体４０Ａの開口の位置付近に設けられる。図８に示すように、コネクタ３０９から配線３１０が引き出され、開口から筒体４０Ａを通して、本体５０の内部に導入される。これにより、本体５０とブレーキユニット３０とを電気的に接続でき、本体５０によってブレーキユニット３０の動作を制御することができる。
【0069】
【0070】
図９に示すように、ブレーキユニット３０は、Ｙ方向の寸法が最も薄い凹部３０４に連結板３０６などインホイールモータ１４との連結要素が収容される。これらの連結要素は主に連結板３０６のような板状であるので、狭いスペースに収容できる。すなわち凹部３０４を含む薄型の部分がブレーキユニット３０のうちインホイールモータ１４との接続部分３１１（図８参照）となる。一方、連結板３０６などの連結要素の回転を停止させるための部品群など（たとえば筐体３０１の内部に収容されて連結板３０６と一体的に回転する回転部材３０６ａの回転規制を制御する制御機構３１２）は、相対的に容積が大きい凸部３０３ａ、３０３ｂに収容される。
【0071】
回転部材３０６ａが小型である場合は、凹部３０４に設けてもよいが、連結板３０６また回転部材３０６ａの回転規制を制御する制御機構３１２については、比較的大型となるため、凸部３０３ａ、３０３ｂに収容されることが望ましい。
【0072】
図１０は、ブレーキユニット３０の内部構成の他の例を模式的に示す図である。インホイールモータ１４のボルト穴１４４の位置を図５、図９に示す配置より径方向外側に移動させ、図１０に示すように、ブレーキユニット３０のボルト３０８も、ボルト穴１４４の位置に合わせて図７、図９に示す配置よりインホイールモータ１４の径方向外側に移動させて設ける構成としてもよい。これにより、ボルト３０８と、連結板３０６とボルト３０８とを一体化する部品や回転部材３０６ａ等を、凹部３０４から凸部３０３ａ、３０３ｂに配置することができる。この結果、図１０に示すように、図９の構成と比較して凹部３０４をさらに薄型化させることができ、かつインホイールモータ１４に対して制動トルクを大きくすることができるので規制性能も向上する。また、凹部３０４を薄型化することにより、テンショナ２５Ａを図９、図１０に示す位置からさらにＹ負方向側（すなわちインホイールモータ１４側）に移動させて、ブレーキユニット３０とのオーバーラップの量を増やすことができ、さらなる小型化を図れる。
【0073】
次に本実施形態に係る履帯式走行体１０の効果を説明する。本実施形態の履帯式走行体１０は、履帯１１と、履帯１１に駆動力を与えるインホイールモータ１４と、インホイールモータ１４が内蔵される駆動輪１３と、駆動輪１３の下方に配置された少なくとも二つの転輪１５ａ、１５ｂと、駆動輪１３と転輪１５ａ、１５ｂに掛け回された履帯１１に駆動輪１３を押し当てることによって履帯１１にテンションを与えるテンショナ２５Ａと、駆動力を規制して履帯１１の回転を止めるためのブレーキユニット３０と、を備える。
【0074】
従来の履帯式走行体では、インホイールモータ１４の制御によって走行体の停止制御が行われるのが一般的である。例えば、履帯１１の回転を止めたい場合には、インホイールモータ１４の回転を停止させる制御指令を送信し、制御指令に応じてインホイールモータ１４が停止した後に走行体の回転も停止する。このため、例えば坂道や悪路など路面状況によっては履帯１１が路面から受ける外力が変動して、履帯式走行体の挙動にばらつきが生じるなど、履帯式走行体の停止制御を所望のタイミングで行うことができない場合が考えられる。
【0075】
これに対して本実施形態の履帯式走行体１０では、ブレーキユニット３０を設け、ブレーキユニット３０によって能動的かつ強制的にインホイールモータ１４の回転を停止させることが可能となる。これにより、インホイールモータ１４の回転を任意のタイミングで、かつ確実に規制することができるので、インホイールモータ１４が内蔵される駆動輪１３の回転も自由に停止させることも可能となり、駆動輪１３から履帯１１への駆動力の伝達の停止も任意に精度良く行うことが可能となる。具体的な適用例としては、例えば、履帯式走行体１０を備える走行装置１が緊急停止やバッテリ切れなどによって斜面で停止した場合に、本体５０の電源が落ちると自動的にブレーキユニット３０を作動するよう設定する。これにより、履帯式走行体１０や走行装置１の自重によって斜面の下り方向に動き出さないようにできる。このように、本実施形態では、インホイールモータ１４の駆動輪１３を履帯１１に押し当てるテンショナ２５を有する履帯式走行体１０に、履帯１１の回転を止めるブレーキユニット３０を配置して、履帯式走行体１０の停止制御の精度を向上することができる。この結果、設置された状況に関係なく履帯式走行体１０が停止できる。
【0076】
また、本実施形態の履帯式走行体１０では、ブレーキユニット３０およびテンショナ２５Ａは、インホイールモータ１４の回転の中心軸であるモータ軸１４１上に配置される。ここでブレーキユニット３０およびテンショナ２５Ａの長手方向が共に、モータ軸１４１の軸方向（Ｙ方向）と直交するＸＺ平面に沿って配置され、かつ、ブレーキユニット３０およびテンショナ２５Ａにモータ軸１４１が貫通している。本実施形態では、図１、図４などに示すように、ブレーキユニット３０は長手方向がＸ方向となるよう設置され、テンショナ２５Ａは長手方向がＺ方向となるように設置されている。また前記テンショナ２５Ａと前記ブレーキユニット３０はそれぞれ全体として平板状であって、それぞれ平板の短い辺がインホイールモータ１４の回転の中心軸方向に延びるよう配置されている。したがって、回転の中心軸方向、つまり履帯式走行体１０が進行するときの幅方向のサイズを抑えることができる。
【0077】
また、本実施形態の履帯式走行体１０では、インホイールモータ１４は、モータ軸１４１まわりに配置されて回転駆動する回転体１４２を有し、ブレーキユニット３０はインホイールモータ１４の回転体１４２に接続され、テンショナ２５Ａはモータ軸１４１に連結される。ブレーキユニット３０のインホイールモータ１４との接続部分３１１は、インホイールモータ１４とテンショナ２５Ａとの間に配置される。
【0078】
テンショナ２５Ａ、２５Ｂは、駆動輪１３を履帯１１に押し当てることによって履帯にテンションを与える機能を効率良くかつ安定して発揮させるためには、インホイールモータ１４に対して軸方向のできるだけ外側に配置されるのが好ましい。これによりテンショナ２５Ａ、２５Ｂのシャフト（図４に示す軸部２５３ａ、２５３ｂ）のストロークを長くすることが可能となるためである。テンショナ２５Ａ、２５Ｂの機能を安定化できると、例えばインホイールモータ１４のモータ軸１４１が上下に移動する際に、モータ軸１４１が傾くことを防止して、スムーズな上下方向の移動が可能となる。本実施形態では、ブレーキユニット３０はインホイールモータ１４とテンショナ２５Ａとの間に配置されるので、テンショナ２５Ａの機能を維持しつつ、ブレーキユニット３０を設置できる。
【0079】
また、本実施形態の履帯式走行体１０では、ブレーキユニット３０およびテンショナ２５Ａは、駆動輪１３の径方向視において少なくとも一部が重畳するよう配置される。より詳細には、本実施形態では図８などに示すように、ブレーキユニット３０は、インホイールモータ１４との接続部分３１１を含む部分がインホイールモータ１４側に窪んで形成される凹部３０４を有し、テンショナ２５Ａは凹部３０４に配置される。
【0080】
上述のように、従来の履帯式走行体では、インホイールモータ１４の制御によって走行体の停止制御が行われるのが一般的であり、ブレーキユニット３０を設置するという思想がなかった。このため、従来の構成においてブレーキユニット３０を追加設置しようとすると、従来の構成ではインホイールモータ１４の近傍へのブレーキユニット３０の配置場所が考慮されていないので、このままブレーキユニット３０を追加した場合、履帯式走行体１０や、この履帯式走行体１０を備える走行装置１の体格の大型化が懸念される。これに対して本実施形態では、ブレーキユニット３０およびテンショナ２５Ａが駆動輪１３の径方向視において少なくとも一部が重畳する構成、すなわちブレーキユニット３０とテンショナ２５Ａとがオーバーラップする構成をとる。これにより、ブレーキユニット３０の追加による履帯式走行体１０の軸方向の体格の大型化を抑制することができる。
【0081】
なお、ブレーキユニット３０およびテンショナ２５Ａが駆動輪１３の径方向視において少なくとも一部が重畳する構成、すなわちブレーキユニット３０とテンショナ２５Ａとがオーバーラップするための具体的な構成は、図８などに示す凹部３０４にテンショナ２５Ａを収容する構成に限られない。例えば、ブレーキユニット３０の筐体３０１のＹ正方向側の面において、Ｘ方向の一端に段差や切り欠きを設け、これらの部分にテンショナ２５Ａを設置する構成でもよい。この場合、ブレーキユニット３０のうちＹ方向の寸法が相対的に小さい段差や切り欠きを含む部分を、インホイールモータ１４との接続部分３１１として、体格大型化を抑制できる構成とするのが好ましい。
【0082】
図１１は、ブレーキユニット３０とテンショナ２５Ａとの配置の一例を模式的に示す図である。図１１の例では、ブレーキユニット３０のＸ負方向側の端部に、筐体３０１のＹ正方向側の面からＹ負方向側に凹む段差部３０４Ａが設けられる。この場合、段差部３０４Ａにテンショナ２５Ａを設置することができる。また、図１１の構成の場合、テンショナ２５Ａはインホイールモータ１４のモータ軸１４１に接続されるので、ブレーキユニット３０もＸ負方向側の端部の段差部３０４Ａにモータ軸１４１が挿通されるように配置される。すなわち、図１１に示すように、図８などに例示した構成と比較すると、ブレーキユニット３０は、インホイールモータ１４及びテンショナ２５Ａに対してＸ正方向側に全体が移動して配置される。
【0083】
図１２は、ブレーキユニット３０とテンショナ２５Ａとの配置の他の例を模式的に示す図である。図１２の例では、ブレーキユニット３０のＸ正方向側の端部に、筐体３０１のＹ正方向側の面からＹ負方向側に凹む段差部３０４Ｂが設けられる。この場合、段差部３０４Ｂにテンショナ２５Ａを設置することができる。また、図１２の構成の場合、テンショナ２５Ａはインホイールモータ１４のモータ軸１４１に接続されるので、ブレーキユニット３０もＸ正方向側の端部の段差部３０４Ｂにモータ軸１４１が挿通されるように配置される。すなわち、図１２に示すように、図８などに例示した構成と比較すると、ブレーキユニット３０は、インホイールモータ１４及びテンショナ２５Ａに対してＸ負方向側に全体が移動して配置される。
【0084】
また、本実施形態の履帯式走行体１０では、インホイールモータ１４の軸方向外側に配置され、モータ軸１４１を保持する平板状の側板２０ａを備える。テンショナ２５Ａは側板２０ａの軸方向外側の面に設置され、ブレーキユニット３０の凹部３０４は側板２０ａとインホイールモータ１４との間に配置される。側板２０ａは開口部２１ａ、２１ｂを有する。ブレーキユニット３０は凹部３０４に対して軸方向外側に突出する凸部３０３ａ、３０３ｂを有する。ブレーキユニット３０の凸部３０３ａ、３０３ｂは開口部２１ａ、２１ｂを通して側板２０ａより軸方向外側に突出して配置される。
【0085】
この構成により、従来の履帯式走行体の側板２０ａに開口部２１ａ、２１ｂを追加形成すれば、従来の履帯式走行体におけるインホイールモータ１４と側板２０ａとの間隔のままでブレーキユニット３０を設置することが可能となり、かつ、従来の側板２０ａとテンショナ２５Ａとの取付構造も流用できる。これにより、従来の履帯式走行体の既存の部品を多く流用してブレーキユニット３０を設置することができ、製造コストを抑えることができる。
【0086】
また、本実施形態の履帯式走行体１０は、走行を制御する制御部としての走行制御用モータドライバ５４０を有する。インホイールモータ１４は回転体１４２を有する。ブレーキユニット３０は回転体１４２と連結される連結板３０６を有する。走行制御用モータドライバ５４０は連結板３０６の回転を制御して回転体１４２の回転を規制する。この構成により、ブレーキユニット３０は連結板３０６の回転を規制することによって、インホイールモータ１４の回転を停止させる制御を行うことができるので、停止制御をより容易にかつ確実に行うことが可能となる。
【0087】
また、本実施形態の走行装置１は、上記の一対の履帯式走行体１０ａ、１０ｂと、履帯式走行体１０ａ、１０ｂを支持する本体５０と、を備える。履帯式走行体１０ａ、１０ｂは、本体５０の幅方向両側に１つずつ配置され、各履帯式走行体１０ａ、１０ｂが有するブレーキユニット３０ａ、３０ｂは、履帯式走行体１０ａ、１０ｂの幅方向の外側に配置される。
【0088】
この構成により、ブレーキユニット３０ａ、３０ｂが走行装置１の側方に露出しているので、履帯式走行体１０ａ、１０ｂを本体５０に取り付けた状態のままでもブレーキユニット３０ａ、３０ｂをメンテナンスすることが可能である。このため、ブレーキユニット３０ａ、３０ｂのメンテナンス作業を容易にでき、メンテナンス性を向上できる。また、履帯式走行体１０と本体５０との間でブレーキユニット３０が干渉することを防止できる。
【0089】
また、本実施形態の走行装置１では、履帯式走行体１０ａ、１０ｂのそれぞれは、駆動輪１３及び転輪１５ａ、１５ｂの軸方向両側に配置されて軸支する一対の側板２０ａ、２０ｂを備える。一対の側板２０ａ、２０ｂは、中空の筒体４０Ａ、４０Ｂにより連結される。ブレーキユニット３０ａ、３０ｂと本体５０内の制御部（例えば図３に示す走行制御用モータドライバ５４０）とを電気的に接続する配線３１０は、筒体４０Ａを通って履帯式走行体１０ａ、１０ｂの軸方向外側から軸方向内側の本体５０に導入される。
【0090】
この構成により、上述のようにブレーキユニット３０ａ、３０ｂのメンテナンス性向上のためにブレーキユニット３０ａ、３０ｂを履帯式走行体１０ａ、１０ｂの側方外側に配置する構成でも、走行装置１の幅方向中心に配置される本体５０内の制御部と、ブレーキユニット３０ａ、３０ｂとを電気的に接続することが可能となる。また、一対の側板２０ａ、２０ｂを連結する連結部材である筒体４０Ａの中に配線３１０を通すので、配線経路を安全に確保することが可能になる。
【0091】
なお、本実施形態では、図４、図８などに示すように、一対の側板２０ａ、２０ｂを連結する部材をすべてパイプ状の中空の筒体４０Ａ、４０Ｂとする構成を例示したが、少なくともブレーキユニット３０と本体５０との間の配線３１０を通す部材のみをパイプ状とし、他の連結部分には中実の棒状部材などを用いる構成でもよい。
【0092】
次に図１３～図１６を参照して変形例を説明する。ブレーキユニット３０とテンショナ２５Ａの軸方向の配置は、図８に示す構成に限れられない。ブレーキユニット３０およびテンショナ２５Ａは、少なくともインホイールモータ１４の回転の中心軸（モータ軸１４１）上に配置される構成であればよい。
【0093】
図１３は、ブレーキユニット３０とテンショナ２５Ａの配置の第１変形例を示す平面図である。図１３と、後述する図１４～図１６の概要は図８と同様である。図１３に示す第１変形例のように、側板２０ａに開口部２１ａ、２１ｂを設けず、側板２０ａの形状を、ブレーキユニット３０との凸部３０３ａ、凹部３０４、凸部３０３ｂに沿った形状としてもよい。この場合、側板２０ａのうち、ブレーキユニット３０の凹部３０４と対向する位置に凹部２０１を設け、側板２０ａの凹部２０１がブレーキユニット３０の凹部３０４に篏合する構成とすれば、履帯式走行体１０の軸方向寸法を上記実施形態と同程度に維持できる。
【0094】
また、図１３に示す第１変形例の構成では、ブレーキユニット３０の凸部３０３ａ、３０３ｂも側板２０ａよりインホイールモータ１４側に配置され、ブレーキユニット３０の全体が側板２０ａよりインホイールモータ１４側に配置される。これによりブレーキユニット３０が外部に露出しないので、例えば履帯式走行体１０の転倒時などにブレーキユニット３０が外部の障害物などに直接衝突して破損するなどの事態を防止できる。
【0095】
図１４は、ブレーキユニット３０とテンショナ２５Ａの配置の第２変形例を示す平面図である。図１４に示す第２変形例のように、ブレーキユニット３０に凹部３０４を設けず、Ｙ正方向側の端面を平坦とする構成としてもよい。
【0096】
図１４に示す第２変形例の構成では、ブレーキユニット３０の外側に側板２０ａが配置され、さらに外側にテンショナ２５Ａが配置される。図８、図１３のようにブレーキユニット３０の凹部３０４にテンショナ２５Ａを収容する構成と比較して、テンショナ２５Ａとインホイールモータ１４との軸方向の距離は大きくなる。このため、反対側のテンショナ２５Ｂとインホイールモータ１４との距離もテンショナ２５Ａに合わせて増やされる。上述のように、テンショナ２５Ａ、２５Ｂは、駆動輪１３を履帯１１に押し当てることによって履帯１１にテンションを与える機能を効率良く発揮させるためには、インホイールモータ１４に対して軸方向のできるだけ外側に配置されるのが好ましい。図１４の第２変形例ではテンショナ２５Ａ、２５Ｂとインホイールモータ１４との距離を上記実施形態より大きくできるので、履帯１１にテンションを与える機能をより一層効率良く発揮させることができる。
【0097】
また、図１４の構成でも、図１３の第１変形例と同様にブレーキユニット３０の全体が側板２０ａよりインホイールモータ１４側に配置される。これによりブレーキユニット３０が外部に露出しないので、例えば履帯式走行体１０の転倒時などにブレーキユニット３０が外部の障害物などに直接衝突して破損するなどの事態を防止できる。
【0098】
図１５は、ブレーキユニット３０とテンショナ２５Ａの配置の第３変形例を示す平面図である。図１５に示す第３変形例のように、テンショナ２５Ａよりも軸方向外側にブレーキユニット３０を配置する構成としてもよい。この場合、図１５に示すように、ブレーキユニット３０、テンショナ２５Ａ、及び側板２０ａの形状を上記実施形態と同一として、各要素の軸方向の方向を反転して設置するのが好ましい。これにより、図１５の構成でも、ブレーキユニット３０の凹部３０４内にテンショナ２５Ａを配置できるので、履帯式走行体１０の軸方向寸法を上記実施形態と同程度に維持できる。
【0099】
また、図１５の構成の場合、ブレーキユニット３０のボルト３０８は、例えば凹部３０４の側壁とテンショナ２５Ａとの隙間を通り、かつ、側板２０ａに挿通孔を設けてこの挿通孔を通る構成とすれば、ブレーキユニット３０とインホイールモータ１４とを連結させることが可能である。
【0100】
図１６は、ブレーキユニット３０とテンショナ２５Ａの配置の第４変形例を示す平面図である。図１６に示す第４変形例のように、軸方向の内側から外側に沿って、側板２０ａ、ブレーキユニット３０、テンショナ２５Ａの順で配置される構成でもよい。この構成では、テンショナ２５Ａは、側板２０ａではなく、ブレーキユニット３０の筐体３０１のうち凹部３０４の底面に設置される。図１６の構成でも、ブレーキユニット３０の凹部３０４内にテンショナ２５Ａを配置できるので、履帯式走行体１０の軸方向寸法を上記実施形態と同程度に維持できる。
【0101】
なお図８、図１３～図１６に示すように、上記実施形態及び変形例では、ブレーキユニット３０がインホイールモータ１４の軸方向外側に配置される構成を例示したが、ブレーキユニット３０をインホイールモータ１４の軸方向内側、すなわちインホイールモータ１４と本体５０との間に配置する構成としてもよい。これらの構成の場合、図８、図１３～図１６の各例では本体５０が図面下側に配置されることになる。
【0102】
以上、具体例を参照しつつ本実施形態について説明した。しかし、本開示はこれらの具体例に限定されるものではない。これら具体例に、当業者が適宜設計変更を加えたものも、本開示の特徴を備えている限り、本開示の範囲に包含される。前述した各具体例が備える各要素およびその配置、条件、形状などは、例示したものに限定されるわけではなく適宜変更することができる。前述した各具体例が備える各要素は、技術的な矛盾が生じない限り、適宜組み合わせを変えることができる。
【0103】
本発明の態様は、例えば、以下のとおりである。
＜１＞ 履帯と、
前記履帯に駆動力を与えるインホイールモータと、
前記インホイールモータが内蔵される駆動輪と、
前記駆動輪の下方に配置された少なくとも二つの転輪と、
前記駆動輪と前記転輪に掛け回された前記履帯に前記駆動輪を押し当てることによって前記履帯にテンションを与えるテンショナと、
を備える履帯式走行体において、
前記駆動力を規制して前記履帯の回転を止めるためのブレーキユニット
を備える履帯式走行体。
＜２＞ 前記ブレーキユニットおよび前記テンショナは、前記インホイールモータの回転の中心軸上に配置される、
前記＜１＞に記載の履帯式走行体。
＜３＞ 前記インホイールモータは、前記中心軸まわりに配置されて回転駆動する回転体を有し、
前記ブレーキユニットは、前記インホイールモータの前記回転体に接続され、
前記テンショナは前記中心軸に連結され、
前記ブレーキユニットの前記インホイールモータとの接続部分は、前記インホイールモータと前記テンショナとの間に配置される、
前記＜２＞に記載の履帯式走行体。
＜４＞ 前記ブレーキユニットおよび前記テンショナは、前記駆動輪の径方向視において少なくとも一部が重畳するよう配置される、
前記＜１＞～＜３＞のいずれか一項に記載の履帯式走行体。
＜５＞ 前記ブレーキユニットは、前記インホイールモータとの接続部分を含む部分が前記インホイールモータ側に窪んで形成される凹部を有し、
前記テンショナは前記凹部に配置される、
前記＜１＞～＜４＞のいずれか一項に記載の履帯式走行体。
＜６＞ 前記インホイールモータの軸方向外側に配置され、前記中心軸を保持する平板状の側板を備え、
前記テンショナは前記側板の軸方向外側の面に設置され、
前記ブレーキユニットの前記凹部は前記側板と前記インホイールモータとの間に配置され、
前記側板は開口部を有し、
前記ブレーキユニットは前記凹部に対して軸方向外側に突出する凸部を有し、
前記ブレーキユニットの前記凸部は前記開口部を通して前記側板より軸方向外側に突出して配置される、
前記＜５＞に記載の履帯式走行体。
＜７＞ 走行を制御する制御部を有し、
前記インホイールモータは回転体を有し、
前記ブレーキユニットは前記回転体と連結される連結板を有し、
前記制御部は前記連結板の回転を制御して前記回転体の回転を規制する、
前記＜１＞～＜６＞のいずれか一項に記載の履帯式走行体。
＜８＞ 前記＜１＞～＜７＞のいずれか一項に記載の履帯式走行体と、
少なくとも二つの前記履帯式走行体を支持する本体と、
を備える走行装置。
＜９＞ 前記履帯式走行体は、前記本体の幅方向両側に１つずつ配置され、
前記ブレーキユニットは、前記履帯式走行体の幅方向の外側に配置される、
前記＜８＞に記載の走行装置。
＜１０＞
前記履帯式走行体は、前記駆動輪及び前記転輪の軸方向両側に配置されて軸支する一対の側板を備え、
前記一対の側板は、中空の筒体により連結され、
前記ブレーキユニットと前記本体内の制御部とを電気的に接続する配線は、前記筒体を通って前記履帯式走行体の軸方向外側から軸方向内側の前記本体に導入される、
前記＜９＞に記載の走行装置。
＜１＞ 履帯と、
前記履帯に駆動力を与えるインホイールモータと、
前記インホイールモータが内蔵される駆動輪と、
前記駆動輪の下方に配置された少なくとも二つの転輪と、
前記駆動輪と前記転輪に掛け回された前記履帯に前記駆動輪を押し当てることによって前記履帯にテンションを与えるテンショナと、
を備える履帯式走行体において、
前記駆動力を規制して前記履帯の回転を止めるためのブレーキユニット
を備える履帯式走行体。
＜２＞ 前記ブレーキユニットおよび前記テンショナは、前記インホイールモータの回転の中心軸上に配置される、
前記＜１＞に記載の履帯式走行体。
＜３＞ 前記インホイールモータは、前記中心軸まわりに配置されて回転駆動する回転体を有し、
前記ブレーキユニットは、前記インホイールモータの前記回転体に接続され、
前記テンショナは前記中心軸に連結され、
前記ブレーキユニットの前記インホイールモータとの接続部分は、前記インホイールモータと前記テンショナとの間に配置される、
前記＜２＞に記載の履帯式走行体。
＜４＞ 前記ブレーキユニットおよび前記テンショナは、前記駆動輪の径方向視において少なくとも一部が重畳するよう配置される、
前記＜１＞～＜３＞のいずれか一項に記載の履帯式走行体。
＜５＞ 前記ブレーキユニットは、前記インホイールモータとの接続部分を含む部分が前記インホイールモータ側に窪んで形成される凹部を有し、
前記テンショナは前記凹部に配置される、
前記＜１＞～＜４＞のいずれか一項に記載の履帯式走行体。
＜６＞ 前記インホイールモータの軸方向外側に配置され、前記中心軸を保持する平板状の側板を備え、
前記テンショナは前記側板の軸方向外側の面に設置され、
前記ブレーキユニットの前記凹部は前記側板と前記インホイールモータとの間に配置され、
前記側板は開口部を有し、
前記ブレーキユニットは前記凹部に対して軸方向外側に突出する凸部を有し、
前記ブレーキユニットの前記凸部は前記開口部を通して前記側板より軸方向外側に突出して配置される、
前記＜５＞に記載の履帯式走行体。
＜７＞ 走行を制御する制御部を有し、
前記インホイールモータは回転体を有し、
前記ブレーキユニットは前記回転体と連結される連結板を有し、
前記制御部は前記連結板の回転を制御して前記回転体の回転を規制する、
前記＜１＞～＜６＞のいずれか一項に記載の履帯式走行体。
＜８＞ 前記＜１＞～＜７＞のいずれか一項に記載の履帯式走行体と、
少なくとも二つの前記履帯式走行体を支持する本体と、
を備える走行装置。
＜９＞ 前記履帯式走行体は、前記本体の幅方向両側に１つずつ配置され、
前記ブレーキユニットは、前記履帯式走行体の幅方向の外側に配置される、
前記＜８＞に記載の走行装置。
＜１０＞
前記履帯式走行体は、前記駆動輪及び前記転輪の軸方向両側に配置されて軸支する一対の側板を備え、
前記一対の側板は、中空の筒体により連結され、
前記ブレーキユニットと前記本体内の制御部とを電気的に接続する配線は、前記筒体を通って前記履帯式走行体の軸方向外側から軸方向内側の前記本体に導入される、
前記＜９＞に記載の走行装置。
【符号の説明】
【0104】
１ 走行装置
５０ 本体
１０、１０ａ、１０ｂ 履帯式走行体
１１ 履帯
１３ 駆動輪
１４ インホイールモータ
１４１ モータ軸（中心軸）
１４２ 回転体
１４２Ａ Ｙ正方向側の主面
１４３ 円筒部
１４３Ａ 端面
１４４ ボルト穴
１５ａ、１５ｂ 転輪
２５ テンショナ
２０ａ 側板
２１ａ、２１ｂ 開口部
３０ ブレーキユニット
３０３ａ、３０３ｂ 凸部
３０４ 凹部
３０６ 連結板
３１１ モータ軸（中心軸）との接続部分
５４０ 走行制御用モータドライバ（制御部）
５０ 本体
１０、１０ａ、１０ｂ 履帯式走行体
１１ 履帯
１３ 駆動輪
１４ インホイールモータ
１４１ モータ軸（中心軸）
１４２ 回転体
１４２Ａ Ｙ正方向側の主面
１４３ 円筒部
１４３Ａ 端面
１４４ ボルト穴
１５ａ、１５ｂ 転輪
２５ テンショナ
２０ａ 側板
２１ａ、２１ｂ 開口部
３０ ブレーキユニット
３０３ａ、３０３ｂ 凸部
３０４ 凹部
３０６ 連結板
３１１ モータ軸（中心軸）との接続部分
５４０ 走行制御用モータドライバ（制御部）
【先行技術文献】
【特許文献】
【0105】
【特許文献1】特開２０２１－１１６０６１号公報
【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】