JP2006204059A - 走行装置 - Google Patents

Abstract

【課題】走行装置に関し、故障時等には、自動的に直進性が妨げられて斜面からの駆け下りが防止することを目的とする。
【解決手段】動力源１に駆動輪２が連結され、駆動輪２側からのバックドライブが可能な各々独立駆動される一対の駆動系３を有し、
バックドライブモードにおける走行特性が斜行特性を有するように構成する。
【選択図】 図１

Description

本発明は、走行装置に関するものである。

無人運転が可能な走行装置としては、特許文献１に記載のものが知られている。この従来例において、走行装置は、車輪駆動用モータにより独立駆動される一対の車輪と、車輪駆動用モータに並列接続される発電抵抗とを備える。

走行中に故障等が発生した場合には、車輪駆動用モータへの給電回路は、発電抵抗を含む回路に切り替えられ、以後、車輪駆動用モータは発電機として機能する。上記発電抵抗の抵抗値は、左右輪において相違しており、発電機として機能する場合には、左右輪での回転抵抗が相違するために、走行装置の直進性が阻害されることとなり、斜面走行時における斜面の駆け下りが防止される。
特開平９-２４７８０４号公報

しかし、上述した従来例において、モータのモード変更には、スイッチの接点変更が必要であるために、故障時等における方向転換が不可能であるという問題がある。

本発明は、以上の欠点を解消すべくなされたものであって、故障時等には、自動的に直進性が妨げられて斜面からの駆け下りが防止される走行装置の提供を目的とする。

走行装置は、駆動輪２を含む一対の駆動系３、３を独立駆動することにより前進、後退移動が可能であり、左右の駆動輪２の駆動回転数を異ならせることにより走行方向の転換をすることができる。各駆動系３は、駆動輪２側からの入力（バックドライブ）が許容され、動力源１が停止状態であっても、例えば、駆動系３が取り付けられている車体を押し、あるいは、斜面上を自重により降下して移動することができる。

上記バックドライブモードにおいて直進することなく、斜行するように駆動系３が構成される本発明において、走行装置の斜面での運用中に動力源１の故障が発生し、駆動輪２への動力供給が停止されると、走行装置は自動的にバックドライブモードに切り替わる。バックドライブモードにおいて走行装置は斜行するために、以後、斜面側縁側に方向転換して減速停止する。

この結果、斜面上で故障が発生した際には、何等のスイッチ操作を要することなく、自動的に方向転換動作が行われるために、故障時の斜面側方への退避信頼性が向上する。

本発明によれば、斜面走行時に動力源が故障した場合には、自動的に直進性が妨げられて方向転換し、斜面からの駆け下りが防止される。

図１に示すように、走行装置は、車体ベース６の後部両側方に配置される２個の駆動輪２、２と、車体ベース６の前縁部に配置される１個の従動輪７とを備える。従動輪７は、車体ベース６に対して支軸８周りに水平回転自在な車輪支持部材９に対して垂直回転自在に軸支されており、車体ベース６の前部中央部に配置される。車輪支持部材９は、後輪となる駆動輪２のトルクバランスが左右でとれている場合には、不用意に水平回転して斜行することなく、かつ、トルクバランスが崩れた際には、それに追随して水平回転する程度の回転抵抗を有して車体ベース６に軸支される。

一方、各駆動輪２には、動力源１となるアクチュエータが連結されて駆動系３が構成される。アクチュエータとしてはモータが使用され、車体ベース６上には、モータ１に給電するためのバッテリ１２が搭載される。また、モータ１のシャフト１ａの先端に固定される駆動輪２には、円滑な回転を助けるためのフライホイール１０が取り付けられる。なお、図１においては、説明を簡単にするために、駆動輪２がモータ１のシャフト１ａに直接固定される場合を示しているが、適宜の減速ギア列を介装することも可能である。

図１（ｂ）に示すように、各駆動系３は、モータ１のステータ１ｂ内に配置されるロータ１ｃ、シャフト１ａ、フライホイール１０、および駆動輪２からなる一体的な回転要素を有しており、これらのうち、フライホイール１０の径（Ｄ）のみが左右の駆動系３で異なるように形成される。この結果、駆動輪２の回転中心軸に対する慣性モーメントは左右非対称となっており、車体ベース６上に搭載される制御部１１は、左右のモータ１に対する給電量を非対称とすることことによって、慣性モーメントの違いに基づく左右駆動輪２の転がり特性の非対称性が解消される。

したがってこの実施の形態において、走行装置は、モータ１によって駆動輪２が駆動されているときには、制御部１１による左右駆動系３に対する給電量を調整することによって走行方向を決定することができる。これに対し、図２に示すように、斜面上でモータ１が故障した場合には、走行装置の自重による斜面からのずり落ち方向の力により駆動輪２がバックドライブされる。

上述したように、バックドライブモードにおいては、左右の駆動系３の慣性モーメントが非対称であるために、走行装置は図２において破線で示す直進経路を走行することなく、実線で示すように、斜行する。斜面上を斜行することによって、前後輪間の高低差が徐々に減少するために、バックドライブが小さくなり、やがて停止する。

なお、以上においては、フライホイール１０の径（Ｄ）を異ならせることにより左右の駆動系３に慣性モーメントのアンバランスを発生させ、バックドライブモードにおける斜行特性を得る方法を示したが、慣性モーメントを左右で非対称にするためには、この他に、フライホイール１０の重量を非対称としたり、あるいは、モータ１のロータ１ｃ、シャフト１ａ、さらには減速ギア列の径、重量等を非対称にしてもよい。

また、斜行特性を得るためには、駆動系３の左右の慣性モーメントを不均一にして回転加速に要するトルクをアンバランスさせる以外に、駆動系３の損失トルクを非対称にすることによっても実現できる。損失トルクを非対称にするためには、駆動系３の可動部に供給されるオイル等の粘度を非対称として粘性抵抗を左右でアンバランスさせることができる。

図３に本発明の第２の実施の形態を示す。なお、この実施の形態の説明において、上述した実施の形態と実質的に同一の構成要素は、図中に同一の符号を付して説明を省略する。

本実施の形態において、モータ１の動力は、ベルト５を介して駆動輪２に伝えられる。図中１３はベルト５を巻き掛けるためにモータ１のシャフト１ａ、および駆動輪２の回転軸に固定されるプーリを示し、プーリ１３へのベルト５の接触圧を確保するために、テンショナローラ４が配置される。

図示の例で、テンショナローラ４は、モータ１により前方への駆動力が与えられている状態で、左車輪側がベルト５張り側に、他方が弛み側に配置される。

したがってこの実施の形態において、図３において矢印で示すように、モータ１により駆動力が供給されている場合には、制御部１１はベルト５の弾性変形によるトルク損失を考慮に入れて駆動トルクを双方の駆動輪２に供給することにより、直進を含む任意方向に走行装置を走行させることができる。

これに対し、斜面上でモータ１故障等が生じ、自重による駆動輪２のバックドライブモードに変化すると、左車輪側が弛み側になり、他方が張り側になる。この状態でモータ１にはバックドライブに対する抵抗トルクが発生するために、左右輪にはトルク損失のアンバランスが発生し、走行装置は斜行する。

本発明を示す図で、（ａ）は平面図、（ｂ）は駆動系の断面図である。 バックドライブモードにおける走行装置の斜面上での走行状態を示す斜視説明図である。 本発明の第２の実施の形態を示す図で、（ａ）は平面図、（ｂ）は（ａ）の１Ｂ方向矢視図、（ｃ）は（ａ）の１Ｃ方向矢視図である。

符号の説明

１ 動力源
２ 駆動輪
３ 駆動系
４ テンショナローラ
５ ベルト

Claims (5)

1. 動力源に駆動輪が連結され、駆動輪側からのバックドライブが可能な各々独立駆動される一対の駆動系を有し、
   バックドライブモードにおける走行特性が斜行特性を有する走行装置。
2. 動力源に駆動輪が連結され、駆動輪側からのバックドライブが可能な各々独立駆動される一対の駆動系を有し、
   前記駆動系のバックドライブモードにおける回転加速に要するトルクが左右非対称である走行装置。
3. 前記一対の駆動系の慣性モーメントが非対称である請求項１または２記載の走行装置。
4. 前記一対の駆動系の動摩擦が非対称である請求項１、２または３記載の走行装置。
5. 前記駆動系は、テンショナローラによりベルト張力を得て駆動輪に動力伝達する巻き掛け伝動ベルトを有し、
   かつ、前記テンショナローラは、一方が巻き掛け伝動ベルトの張り側に、他方がゆるみ側に配置される請求項１、２、３または４記載の走行装置。
   
   
   

Images