JP2009063107A - 回転支持ベアリング、回転支持機構及びロボット装置 - Google Patents

Abstract

【課題】回転体を回転可能に支持すると共に軸方向の変位幅を抑え得るようにする。
【解決手段】回転支持機構３０は、ベース２１に対し回転中心軸線Ｌ１を中心に回転する右側車輪１２の内側に薄型円筒状の環帯部１２Ｂを設け、環帯部１２Ｂの内周面１２Ｂ１と当接すると共に当該回転中心軸線Ｌ１とほぼ平行な回転軸を中心にそれぞれ回転する径方向ベアリング３１Ａ、３１Ｂ及び３１Ｃにより径方向に支持し、環帯部１２Ｂの上底面１２Ｂ２及び下底面１２Ｂ３を上下双方向から支持する軸方向ベアリング３２Ａ、３２Ｂ及び３２Ｃにより軸方向に支持することにより、右側車輪１２をベース２１に対し中心回転軸線Ｌ１を中心に自在に回転させ得ると共に、当該右側車輪１２の軸方向への変位幅を合計間隔ｇｖｓ２に抑えることができる。
【選択図】図７

Description

本発明は、回転支持ベアリング、回転支持機構及びロボット装置に関し、例えばベアリングを介して回転体を回転可能に支持する回転支持装置に適用して好適なものである。

従来、回転支持装置においては、固定されたベース部分に対し回転する回転体を、ベアリング（軸受け）により回転可能に支持するようになされたものが広く利用されている。

ベアリングのなかには、所定のベアリング軸を中心に自らも回転することにより、回転体の回転抵抗を低減させスムーズに回転させるようになされたものもある（以下、これを回転ベアリングと呼ぶ）。

さらに、回転支持装置のなかには、回転体の回転ベアリングと当接する部分をその周囲よりも隆起させてリング状に形成すると共に、回転ベアリングの当該リング状部分と当接する部分のみ径を小さく形成されたものが提案されている（例えば、特許文献１参照）。

この場合、回転支持装置は、回転体の回転軸方向への移動を回転ベアリングにより規制することができる。
特開平５−２１５１３０号公報（第１図）

ところで、かかる回転支持装置を応用することにより、リング状部分に相当する環帯部を回転体の内側面に設けた回転支持機構を構成することができる。

例えば図１に示す回転支持機構Ｕ１は、略円板状のベースＵ２に対しほぼ垂直をなす仮想的な回転中心軸線Ｌ１を回転中心として、ベースＵ２よりも径が大きい略円環状の回転体Ｕ３を回転させるようになされている。

回転ベアリングＵ４Ａ、Ｕ４Ｂ及びＵ４Ｃは、ベースＵ２に対しそれぞれ回転中心軸線Ｌ１とほぼ平行なベアリング軸Ｕ５Ａ、Ｕ５Ｂ及びＵ５Ｃにより回転自在に取り付けられている。なおベアリング軸Ｕ５Ａ、Ｕ５Ｂ及びＵ５Ｃは、その上端部分が円板状に形成されており、当該上端部分とベースＵ２との間で回転ベアリングＵ４Ａ、Ｕ４Ｂ及びＵ４Ｃの軸方向（すなわち上方向又は下方向）への動きを規制するようになされている。

なお、回転ベアリングＵ４Ａ、Ｕ４Ｂ及びＵ４Ｃはいずれも同形状に形成されているため、以下では回転ベアリングＵ４Ａを中心に説明する。

図１のＮ１−Ｎ２断面を図２に示すように、回転ベアリングＵ４Ａは、略円筒状でなる中心部Ｕ４Ａ１の上側及び下側にそれぞれ略円板状のフランジ部Ｕ４Ａ２及びＵ４Ａ３が設けられている。

さらに回転ベアリングＵ４Ａの上端部及び下端部には、中心部Ｕ４Ａ１よりも小径の略円筒状でなる上端部Ｕ４Ａ４及び下端部Ｕ４Ａ５が設けられており、ベアリング軸Ｕ５Ａの上端部Ｕ５Ａ１及びベースＵ２と接触面積を小さくすることにより回転ベアリングＵ４Ａの回転摩擦を抑えスムーズに回転させるようになされている。

かかる構成により回転支持機構Ｕ１は、ベースＵ２に対し回転中心軸線Ｌ１を回転中心に保ちながら回転体Ｕ３を自在に回転させることができ、且つベースＵ２に対し回転体Ｕ３を上下方向へ移動させないよう支持することができる。

しかしながら回転支持機構Ｕ１は、回転体Ｕ３及び回転ベアリングＵ４Ａ等をスムーズに回転させる為に、互いに摺動する部分を完全に密着させるのではなく、ある程度の間隔（いわゆる遊び）を設ける必要がある。

具体的に回転支持機構Ｕ１は、回転ベアリングＵ４Ａの上端部Ｕ４Ａ４とベアリング軸Ｕ５Ａの上端部Ｕ５Ａ１との間隔ｇｖ１、回転ベアリングＵ４Ａの下端部Ｕ４Ａ５とベースＵ２との間隔ｇｖ２、並びに回転ベアリングＵ４Ａのフランジ部Ｕ４Ａ２及びＵ４Ａ３と回転体Ｕ３との間隔ｇｖ３及びｇｖ４を設けている。

このため回転支持機構Ｕ１は、ベースＵ２に対する回転体Ｕ３の軸方向への変位幅を、間隔ｇｖ１、ｇｖ２、ｇｖ３及びｇｖ４を加算した値（以下、これを加算値ｇｖｓ１と呼ぶ）にまで広げてしまい、比較的大きく変位してしまう、すなわちガタついてしまうという問題があった。

本発明は以上の点を考慮してなされたもので、回転体を回転可能に支持すると共に軸方向の変位幅を抑え得る回転支持ベアリング、回転支持機構及びロボット装置を提案しようとするものである。

かかる課題を解決するため本発明の回転支持ベアリングにおいては、所定のベースに設けられ、当該ベースに対し仮想的な回転中心軸線を中心として回転する回転体に固定され回転中心軸線を中心とし所定厚さの円筒状に形成された環帯部における、環帯部における回転中心軸線を中心とした径方向への動きを規制する径方向ベアリングと、ベースに設けられ、環帯部における回転中心軸線に沿った軸方向の動きを規制する軸方向ベアリングとを設けるようにした。

これにより、ベースに対して軸方向ベアリング自体を回転させる必要が無いため、ベースに対して軸方向ベアリングを軸方向に隙間を設けずに固定することができるので、軸方向ベアリングにより規制する環帯部の変位幅を、そのままベースに対する回転体の変位幅とすることができる。

また本発明の回転支持機構においては、所定のベースと、当該ベースに対し仮想的な回転中心軸線を中心として回転する回転体と、回転体に固定され、回転中心軸線を中心とし所定厚さの円筒状に形成された環帯部と、ベースに設けられ、環帯部における回転中心軸線を中心とした径方向への動きを規制する径方向ベアリングと、ベースに設けられ、環帯部における回転中心軸線に沿った軸方向の動きを規制する軸方向ベアリングとを設けるようにした。

これにより、ベースに対して軸方向ベアリング自体を回転させる必要が無いため、ベースに対して軸方向ベアリングを軸方向に隙間を設けずに固定することができるので、軸方向ベアリングにより規制する環帯部の変位幅をそのままベースに対する回転体の変位幅とすることができる。

さらに本発明のロボット装置においては、筐体部と、筐体部に対し仮想的な回転中心軸線を中心として回転する回転体と、筐体部に取り付けられ、回転体を駆動する駆動部と、回転体に固定され、回転中心軸線を中心とし所定厚さの円筒状に形成された環帯部と、筐体部に設けられ、環帯部における回転中心軸線を中心とした径方向への動きを規制する径方向ベアリングと、筐体部に設けられ、環帯部における回転中心軸線に沿った軸方向の動きを規制する軸方向ベアリングとを設けるようにした。

これにより、筐体部に対して軸方向ベアリング自体を回転させる必要が無いため、筐体部に対して軸方向ベアリングを軸方向に隙間を設けずに固定することができるので、軸方向ベアリングにより規制する環帯部の変位幅をそのまま筐体部に対する回転体の変位幅とすることができる。

本発明によれば、ベースに対して軸方向ベアリング自体を回転させる必要が無いため、ベースに対して軸方向ベアリングを軸方向に隙間を設けずに固定することができるので、軸方向ベアリングにより規制する環帯部の変位幅をそのままベースに対する回転体の変位幅とすることができ、かくして回転体を回転可能に支持すると共に軸方向の変位幅を抑え得る回転支持ベアリング及び回転支持機構を実現できる。

また本発明によれば、筐体部に対して軸方向ベアリング自体を回転させる必要が無いため、筐体部に対して軸方向ベアリングを軸方向に隙間を設けずに固定することができるので、軸方向ベアリングにより規制する環帯部の変位幅をそのまま筐体部に対する回転体の変位幅とすることができ、かくして回転体を回転可能に支持すると共に軸方向の変位幅を抑え得るロボット装置を実現できる。

以下、図面について、本発明の一実施の形態を詳述する。

（１）音楽ロボット装置の外観構成
図３（Ａ）及び（Ｂ）並びに図４において、１は全体として本発明を適用した音楽ロボット装置を示しており、内蔵する音楽処理回路等により音楽を再生し、左右に設けられたスピーカ１０及び１１により音声として出力し得るようになされている。

かかる音楽ロボット装置１は、例えば全体として略楕円体状の装置筺体（以下、これを楕円体状筐体とも呼ぶ）２を有している。

楕円体状筐体２は、中央の略樽型形状の部分でなる筐体中央部３の互いに対向する一対の端部のうち、一方の端部（以下、これを右側端部とも呼ぶ）側に略円錐台形状の部分でなる第１の筐体回動部（以下、これを右側回動部とも呼ぶ）４が設けられている。

また楕円体状筐体２は、筐体中央部３の他方の端部（以下、これを左側端部とも呼ぶ）側に、略円錐台形状の部分でなる第２の筐体回動部（以下、これを左側回動部とも呼ぶ）５が設けられている。

さらに楕円体状筐体２は、右側回動部４の右側に、略ドーム形状の部分でなる第１の筐体開閉部（以下、これを右側開閉部とも呼ぶ）６が設けられている。

さらにまた楕円体状筐体２は、左側回動部５の左側に、略ドーム形状の部分でなる第２の筐体開閉部（以下、これを左側開閉部とも呼ぶ）７が設けられている。

ところで、以下の説明では、楕円体状筐体２の中心点Ｐ１から当該楕円体状筐体２表面の最も遠い右側及び左側の両頂点Ｐ２、Ｐ３を結ぶ仮想の直線でなる線分（すなわち、楕円体の長軸）を水平回動軸線Ｌ１とも呼ぶ。

そして右側回動部４は、筐体中央部３の右側端部に対し、水平回動軸線Ｌ１を中心にして例えば
約３２０度の回転角度範囲で軸回り一方向Ｄ１及びこれとは逆の軸回り他方向に回動可能に枢支されている。

また左側回動部５は、筐体中央部３の左側端部に対し、水平回動軸線Ｌ１を中心にして例えば
約３２０度の回転角度範囲で軸回り一方向Ｄ１及び軸回り他方向に回動可能に枢支されている。

さらに図５に示すように、右側開閉部６は、右側回動部４に対し開閉機構部８を介して所定の回転角度範囲で開閉可能に取り付けられている。

この場合、右側開閉部６は、例えば右側回動部４の外壁右側縁部４Ａに対し開口縁部６Ａを当接させる基準の回転角度から、当該外壁右側縁部４Ａに対し開口縁部６Ａを略80度等となる所定の回転角度までの回転角度範囲内で任意の角度に開くようになされている。

実際に右側開閉部６は、開閉機構部８の内部に収納されたモータ（図示せず）により駆動され開閉し得るようになされている。

一方、左側開閉部７は、左側回動部５に対し開閉機構部９を介して所定の回転角度範囲で開閉可能に取り付けられている。

この場合、左側開閉部７は、例えば左側回動部５の外壁左側縁部５Ａに対し開口縁部７Ａを当接させる基準の回転角度から、当該外壁左側縁部５Ａに対し開口縁部７Ａを略80度等となる所定の回転角度までの回転角度範囲内で任意の角度に開くようになされている。

実際に左側開閉部７は、開閉機構部９の内部に収納されたモータ（図示せず）により駆動され開閉し得るようになされている。そして左側開閉部７は、右側開閉部６とは独立して開閉し得るようになされている。

また右側回動部４は、右側端部４Ｂが山形に突出し、頂上部分に穴部４Ｃが穿設された筒状に形成されている。

そして右側回動部４の内部には、ステレオ用の一対の第１及び第２のスピーカ１０及び１１のうち、右チャンネル用の第１のスピーカ（以下、これを右スピーカとも呼ぶ）１０がドーム形状の振動板の正面を穴部４Ｃから突出させて収納されている。

従って右側開閉部６は、開閉機構部８を介して回転して、開口縁部６Ａを右側回動部４の外壁右側縁部４Ａに当接させて閉じた場合、右スピーカ１０の振動板を外部から隠すことができる。

また右側開閉部６は、開閉機構部８を介して回転して、開口縁部６Ａを右側回動部４の外壁右側縁部４Ａから離間させるように開いた場合、右スピーカ１０の振動板を外部に露出させるようになされている。

一方、左側回動部５も、左側端部５Ｂが山形に突出し、頂上部分に穴部５Ｃが穿設された筒状に形成されている。

そして左側回動部５の内部には、右スピーカ１０と同様構成及び同様形状でなる左チャンネル用の第２のスピーカ（以下、これを左スピーカとも呼ぶ）１１がドーム形状の振動板の正面のみを穴部５Ｃから突出させて収納されている。

従って左側開閉部７は、開閉機構部９を介して回転して、開口縁部７Ａを左側回動部５の外壁左側縁部５Ａに当接させて閉じた場合、左スピーカ１１の振動板を外部から隠すことができる。

また左側開閉部７は、開閉機構部９を介して回転して、開口縁部７Ａを左側回動部５の外壁左側縁部５Ａから離間させるように開いた場合、左スピーカ１１の振動板の正面を外部に露出させるようになされている。

また図６に示すように、右側回動部４は、左側回動部５とは独立して回動し得るようになされている。

そして右側回動部４は、右側開閉部６の開閉動作からも独立して回動し得るようになされている。また左側回動部５も、左側開閉部７の開閉動作とは独立して回動し得るようになされている。

これに加えて図３（Ａ）及び（Ｂ）並びに図４に示したように、筐体中央部３の右側端部には、円環形状の右側車輪１２が水平回動軸線Ｌ１を中心にして軸回り一方向Ｄ１及び軸回り他方向に回転可能に枢支されている。

また筐体中央部３の左側端部には、右側車輪１２と同様形状（すなわち、円環形状）の左側車輪１３が水平回動軸線Ｌ１を中心にして軸回り一方向Ｄ１及び軸回り他方向に回転可能に枢支されている。

この場合、右側車輪１２は、筐体中央部３の最大外径よりも大きい所定外径を有している。また左側車輪１３は、右側車輪１２と同様の外径を有している。

これにより右側車輪１２及び左側車輪１３は、共に軸回り一方向Ｄ１及び軸回り他方向に回転して楕円体状筐体２を自走させ得るようになされている。

また右側車輪１２及び左側車輪１３は、互いに独立して回転し得るようになされている。よって右側車輪１２及び左側車輪１３は、楕円体状筐体２を旋回やその場での回転のように、種々のパターンで走行させ得るようになされている。

また筐体中央部３内には、内壁中央の所定位置にバッテリ等でなる重り１４が固定されている。

そして筐体中央部３は、楕円体状筐体２の中心点Ｐ１から右側端部（すなわち、右側車輪１２）までの長さと、当該楕円体状筐体２の中心点Ｐ１から左側端部（すなわち、左側車輪１３）までの長さとがほぼ等しい所定長さに選定されている。

さらに右側回動部４及び左側回動部５は、互いに同じ形状でなり、互いの幅がほぼ等しい所定幅に選定されている。

さらにまた右側開閉部６及び左側開閉部７も、互いに同じ形状でなり、それぞれ開口縁部６Ａ及び７Ａから表面の頂点Ｐ２及びＰ３までの幅がほぼ等しい所定幅に選定されている。

すなわち楕円体状筐体２は、当該楕円体状筐体２の中心Ｐ１を通り、水平回動軸線Ｌ１を垂線とする仮想平面（図示せず）に対し左右が面対称に形成されている。

このため楕円体状筐体２は、机の天板や床等に載上される場合、筐体中央部３の最大外形部分の外周面を当該床等の表面から僅かに離間させ、かつ水平回動軸線Ｌ１を床等の表面と平行にした姿勢で右側車輪１２及び左側車輪１３により支持される。

因みに、以下の説明では、楕円体状筐体２が載上される机の天板や床等をまとめて床とも呼ぶ。

これに加えて楕円体状筐体２は、筐体中央部３内の重り１４により当該筐体中央部３の重心が中心点Ｐ１から内壁寄りにずれている。

このため楕円体状筐体２は、床に載上された場合、重り１４を鉛直下側に位置させた（すなわち、重り１４部分でなる重心を床の表面に極力近づけた）姿勢（以下、これを基準姿勢とも呼ぶ）となる。

そして筐体中央部３内の重り１４は、重さが比較的重く選定されている。従って楕円体状筐体２は、右側車輪１２及び左側車輪１３によって支持された状態で床に載上された場合、右側開閉部６及び左側開閉部７がそれぞれ独立して任意の角度に開かれても、右側及び左側等に傾くことなく基準姿勢を維持することができる。

また楕円体状筐体２は、右側開閉部６及び左側開閉部７がそれぞれ独立して開かれた状態で右側回動部４及び左側回動部５がそれぞれ独立して回転しても、右側及び左側等に傾くことなく基準姿勢を維持することができる。

さらに上述のように、楕円体状筐体２は、重り１４によって筐体中央部３の重心が中心点Ｐ１から内壁寄りにずれている。

このため楕円体状筐体２は、床の上を自走する場合も筐体中央部３自体が水平回動軸線Ｌ１を中心にして軸回り一方向Ｄ１や軸回り他方向へ回転することを抑制し得るようになされている。

さらに楕円体状筐体２は、重り１４が比較的重いため、自走する際に右側開閉部６及び左側開閉部７がそれぞれ独立して任意の角度に開かれても、右側及び左側等にはほとんど傾くことなく基準姿勢をほぼ維持することができる。

また楕円体状筐体２は、自走する際に右側開閉部６及び左側開閉部７がそれぞれ独立して開かれた状態で右側回動部４及び左側回動部５がそれぞれ独立して回転しても、右側及び左側等にほとんど傾くことなく基準姿勢をほぼ維持することができる。

ところで筐体中央部３の表面には、基準姿勢で鉛直上側となる位置に、指や手等が接触したことを検知するための接触検知センサ１５が設けられている。

また右側車輪１２の右側には、光を発する環状の右側発光部１６が設けられている。さらに左側車輪１３の左側にも、右側発光部１６と同様構成の、光を発する環状の左側発光部１７が設けられている。

そして右側発光部１６及び左側発光部１７は、それぞれ全体や一部分、また発光色等のように発光状態を可変して発光し得るようになされている。

このように音楽ロボット装置１は、筐体中央部３に対して右側車輪１２及び左側車輪１３をそれぞれ回転させることにより自走し得るようになされており、さらに当該筐体中央部３に対して右側回動部４及び左側回動部５をそれぞれ自在に回動させ得るようになされている。

（２）回転支持機構の構成
次に、筐体中央部３に対して右側車輪１２、左側車輪１３を回転自在に支持し、また当該筐体中央部３に対して右側回動部４及び左側回動部５を回動自在に支持する回転支持機構について説明する。

因みに音楽ロボット装置１は、筐体中央部３に対する右側車輪１２、左側車輪１３、右側回動部４及び左側回動部５の回転支持機構を同様に構成しているため、ここでは筐体中央部３に対し右側車輪１２を回転自在に支持する回転支持機構を例に説明する。

図７に示すように、回転支持機構３０は、筐体中央部３の右側面であるベース２１に対し、径方向ベアリング３１Ａ、３１Ｂ及び３１Ｃ並びに軸方向ベアリング３２Ａ、３２Ｂ及び３２Ｃを介して右側車輪１２を支持しており、全体として筐体中央部３に対し水平回動軸線Ｌ１を中心に右側車輪１２を回転自在に支持するようになされている。

以下では、説明の都合上、音楽ロボット装置１における右方向を上側に向けるよう回転した状態、すなわち水平回動軸線Ｌ１が上下に渡る状態にあるものとし、水平回動軸線Ｌ１を回転中心軸線Ｌ１とも呼ぶ。

また径方向ベアリング３１Ａ、３１Ｂ及び３１Ｃはいずれも同形状であるため、代表して径方向ベアリング３１Ａについて説明する。同様に、軸方向ベアリング３２Ａ、３２Ｂ及び３２Ｃも全て同形状であるため、代表して軸方向ベアリング３２Ａについて説明する。

右側車輪１２は、図７におけるＪ１−Ｊ２断面を図８に示すように、車輪として床等と接する外周部１２Ａと、その内側に突出した環帯部１２Ｂとによって構成されており、回転中心軸線Ｌ１を中心軸としたほぼ回転対称な形状となっている。因みに右側車輪１２は、例えば樹脂材料が射出成形されることにより構成されている。

環帯部１２Ｂは、回転中心軸線Ｌ１を中心軸とし厚さｄ１２Ｂでなる扁平な円筒状に形成されており、上底面１２Ｂ２及び下底面１２Ｂ３をいずれも回転中心軸線Ｌ１に対しほぼ垂直としている。

径方向ベアリング３１Ａは、略円筒形状の管状部３１Ａ１における上下方向の中央部分に、当該管状部３１Ａ１よりも径が大きい当接部３１Ａ２が設けられている。また径方向ベアリング３１Ａは、管状部３１Ａ１を上下に貫通する貫通穴３１ＡＨが設けられている。

図７におけるＪ１−Ｊ２断面を図１０に示すように、径方向ベアリング３１Ａは、ベアリング軸３２Ａにより貫通穴３１ＡＨを介してベース２１に対し回転自在に取り付けられるようになされている。

径方向ベアリング３１Ａは、ベース２１に取り付けられた際、ベアリング軸３３Ａの上端に設けられた平板部３３Ａ１の下面と当該径方向ベアリング３１Ａの上面との間に所定の間隔ｇｖ１を形成し、また当該径方向ベアリング３１Ａの下面とベース２１の上面との間に所定の間隔ｇｖ２を形成するようになされている。

また径方向ベアリング３１Ａは、貫通穴３１ＡＨの内径がベアリング軸３３Ａの軸径よりも僅かに大きくなるようになされており、当該貫通穴３１ＡＨにベアリング軸３３Ａが挿通された状態で間隔ｇｈ１を形成し得るようになされている。

これにより径方向ベアリング３１は、抵抗を殆ど受けることなくベアリング軸３３Ａを回転軸として回転し得るようになされている。因みに径方向ベアリング３１は、間隔ｇｖ１及びｇｖ２並びに間隔ｇｈ１にグリス等の潤滑剤が塗布されており、これによりスムーズに回転し得るようになされている。

また径方向ベアリング３１Ａは、当接部３１Ａ２の周側面により右側車輪１２における環帯部１２Ｂの内周面１２Ｂ１（図８）と当接するようになされている。このため径方向ベアリング３１Ａは、図示しない駆動機構等により右側車輪１２が回転中心軸線Ｌ１を中心に回転されると、当該右側車輪１２における環帯部１２Ｂの内周面１２Ｂ１から当接部３１Ａ２の周側面に対し回転方向への力が伝達され、ベアリング軸３３Ａを回転軸として回転する。

さらに径方向ベアリング３１Ａは、右側車輪１２に対し外径側から外力Ｆ１が加えられたとしても、ベース２１に固定されたベアリング軸３３Ａにより軸支された状態を維持し、当該右側車輪１２を径方向（すなわち外径方向又は内径方向）に支え得るようになされている。

回転支持機構３０は、上述したように、径方向ベアリング３１Ａ、３１Ｂ及び３１Ｃをベース２１（図７）の上面に、それぞれ回転中心軸線Ｌ１からほぼ等距離となり、且つ径方向ベアリング３１Ａ、３１Ｂ及び３１Ｃの互いの距離もほぼ等距離となるような位置に取り付けている。

すなわち径方向ベアリング３１Ａ、３１Ｂ及び３１Ｃは、右側車輪１２を内側から３点でそれぞれ外径方向へ支持しており、これにより右側車輪１２のいずれの部分に対し内径方向への外力が加えられた場合であっても、当該右側車輪１２を支えることができる。

かくして回転支持機構３０は、径方向ベアリング３１Ａ、３１Ｂ及び３１Ｃにより回転中心軸線Ｌ１を回転の中心に保ったまま右側車輪１２を回転させることができる。

一方、軸方向ベアリング３２Ａは、図１１に示すように、略円筒状の管状部３２Ａ１における上端部及び下端部に、当該管状部３２Ａ１よりも半径が大きいそれぞれ略円板状のフランジ部３２Ａ２及び３２Ａ３が設けられている。また軸方向ベアリング３２Ａは、管状部３２Ａ１並びにフランジ部３２Ａ２及び３２Ａ３を上下に貫通する貫通穴３２ＡＨが設けられている。

フランジ部３２Ａ２の下面には、周囲よりも下方へ隆起した当接突起３２Ａ４が突設されている。またフランジ部３２Ａ３における上面のうちフランジ部３２Ａ２の当接突起３２Ａ４と対向する位置には、周囲よりも上方へ隆起した当接突起３２Ａ５が突設されている。因みに当接突起３２Ａ４及び突起３２Ａ５における辺部分及び角部分には、それぞれ丸め処理が施されている。

さらにフランジ部３２Ａ３の下面には、下方へ突出した固定突起３２Ａ６が突設されている。またフランジ部３２Ａ２の上面には、固定突起３２Ａ６と対応する形状の切欠部３２Ａ７が穿設されている。

軸方向ベアリング３２Ａは、図７におけるＫ１−Ｋ２断面を図１２に示すように、取付部材３４Ａにより貫通穴３２ＡＨを介してベース２１に対し取付固定されるようになされている。このとき軸方向ベアリング３２Ａは、ベース２１に設けられた取付孔２１ＨＡに固定突起３２Ａ６が嵌ることにより、径方向ベアリング３１Ａの場合とは異なり、取付部材３４Ａを中心に回転されることはない。

また取付部材３４Ａは、上側の円板部３４Ａ１が比較的大きな半径を有する円板状に形成されており、当該円板部３４Ａ１によりフランジ部３２Ａ２における上面の大部分を覆うように当接している。

すなわち軸方向ベアリング３２Ａは、ベース２１に対し上下方向へ移動されることなく完全に固定された状態で取り付けられるようになされている。

また軸方向ベアリング３２Ａは、当接突起３２Ａ４と３２Ａ５との間隔が右側車輪１２における環帯部１２Ｂの厚さｄ１２Ｂよりも僅かに広くなるようになされている。このため軸方向ベアリング３２Ａは、図１２に示したように、当接突起３２Ａ４と３２Ａ５との間に環帯部１２Ｂを挟むように挿通させ得るようになされている。

このとき軸方向ベアリング３２Ａは、当接突起３２Ａ４と環帯部１２Ｂの上底面１２Ｂ２との間に所定の間隔ｇｖ１を形成すると共に、当接突起３２Ａ５と環帯部１２Ｂの下底面１２Ｂ３との間に所定の間隔ｇｖ２を形成する。

この間隔ｇｖ１及び間隔ｇｖ２は、右側車輪１２が回転される際に、環帯部１２Ｂが当接突起３２Ａ４及び３２Ａ５との間で殆ど摩擦抵抗を生じること無く、且つ必要最小限の距離となるようになされている。

これにより軸方向ベアリング３２Ａは、ベース２１に対する右側車輪１２の軸方向（すなわち回転中心軸線Ｌ１に沿った上方向又は下方向）への最大の移動幅を間隔ｇｖ１及び間隔ｇｖ２の和（以下、これを合計間隔ｇｖｓ２と呼ぶ）に抑えることができる。

ところで径方向ベアリング３１Ａ（図１０）は、上述したようにベアリング軸３３Ａとの間隔ｇｖ１及びベース２１との間隔ｇｖ２を有しているため、最大で間隔ｇｖ１及びｇｖ２を加算した距離だけ軸方向に移動し得る、すなわちガタを有することになる。

しかしながら回転支持機構３０は、軸方向ベアリング３２Ａにより右側車輪１２の軸方向への移動範囲を規制しているため、径方向ベアリング３１Ａにおける軸方向のガタつきの影響を受けることがない。

因みに当接突起３２Ａ４及び３２Ａ５の表面、並びに環帯部１２Ｂの上底面１２Ｂ２及び下底面１２Ｂ３にそれぞれグリス等の潤滑剤が塗布されており、右側車輪１２の回転時に互いに当接した際の抵抗を軽減するようになされている。

また軸方向ベアリング３２Ａは、フランジ部３２Ａ２の下面において当接突起３２Ａ４を所定高さだけ下方へ隆起させているため、当接突起３２Ａ４以外の部分を環帯部１２Ｂの上底面１２Ｂ２から十分に離隔させることができる。

同様に軸方向ベアリング３２Ａは、フランジ部３２Ａ３の上面において当接突起３２Ａ５を所定高さだけ上方へ隆起させているため、当接突起３２Ａ５以外の部分を環帯部１２Ｂの下底面１２Ｂ３から十分に離隔させることができる。

さらに軸方向ベアリング３２Ａは、管状部３２Ａ１の環帯部１２Ｂと対向する部分を、当該環帯部１２Ｂの内周面１２Ｂ１からある程度離隔させるようになされている。

すなわち軸方向ベアリング３２Ａは、当接突起３２Ａ４及び３２Ａ５により環帯部１２Ｂと当接する可能性があるものの、他の部分を当該環帯部１２に当接させないようになされている。

この結果、軸方向ベアリング３２Ａは、右側車輪１２を軸方向に殆ど移動させることなく、且つ回転時に摺動抵抗を殆ど発生させることなく支持することができる。

かくして回転支持機構３０は、右側車輪１２を径方向ベアリング３１Ａ、３１Ｂ及び３１Ｃにより径方向（すなわち内周方向又は外周方向）に支持し、且つ軸方向ベアリング３２Ａ、３２Ｂ及び３２Ｃにより軸方向（すなわち回転中心軸線Ｌ１に沿った上方向又は下方向）に支持することができる。

これにより回転支持機構３０は、ベース２１に対する右側車輪１２の位置を保ったまま回転中心軸線Ｌ１を中心として右側車輪１２を自在に回転させることができる。

因みに音楽ロボット装置１では、右側部分について、ベース２１に設けられた径方向ベアリング３１Ａ及び軸方向ベアリング３２Ａにより回転中心軸線Ｌ１を中心に右側車輪１２を回転自在に支持することに加え、さらに当該ベース２１に設けられた径方向ベアリング及び軸方向ベアリングにより当該回転中心軸線Ｌ１を中心に右側回動部４を回動自在に支持するようになされている。また左側部分についても同様である。

（３）回転可能な状態の維持
ところで回転支持機構３０は、上述したようにベース２１に対し右側車輪１２を自在に回転させるのみでなく、この回転可能な状態を極力維持し得るようになされている。

（３−１）環帯部の変形への対応
回転支持機構３０の径方向ベアリング３１Ａは、上述したようにベアリング軸３３Ａを介してベース２１に取り付けられており、右側車輪１２に対し外力が加わると当該ベアリング軸３３Ａに支えられて当該右側車輪１２を径方向に支えることになる。

ここで音楽ロボット装置１（図３）は、右側車輪１２及び左側車輪１３を回転させることにより自走し得るようになされているため、例えば走行中に壁面等に衝突した際に、当該右側車輪１２及び左側車輪１３に対し比較的大きな衝撃が加えられる恐れがある。

また音楽ロボット装置１は、ユーザに持ち運ばれる場合もあり、このとき当該ユーザの不注意等により床等に落下される恐れがある。このとき音楽ロボット装置１は、右側車輪１２及び左側車輪１３が最初に床等に当接する可能性が高いことから、当該右側車輪１２及び左側車輪１３に比較的大きな衝撃が加えられる恐れがある。

このような場合、音楽ロボット装置１は、右側車輪１２に加えられた外力Ｆ１を環帯部１２Ｂから径方向ベアリング３１Ａに加え、その反力Ｆ２を径方向ベアリング３１Ａから右側車輪１２の環帯部１２Ｂに加えることになる。

このとき右側車輪１２の環帯部１２Ｂは、当該環帯部１２Ｂの強度と径方向ベアリング３１Ａの強度との関係等により、図１３（Ａ）に断面図を示すように、外周方向へ僅かに陥没すると共に、上下方向へ僅かに隆起するよう塑性変形する可能性がある（以下、隆起した部分を隆起部１２ＢＲと呼ぶ）。

ここで、本発明の回転支持機構３０と比較するために、従来の回転支持機構Ｕ１（図１）において、右側車輪１２に相当する回転体Ｕ３に対し同様に外力Ｆ１が加えられた場合を想定する。すなわち回転体Ｕ３は、右側車輪１２と同様に環帯部Ｕ３Ｂが塑性変形し隆起部Ｕ３ＢＲが形成されたものとする（図１３（Ａ））。

このとき従来の回転ベアリングＵ４Ａは、当該隆起部Ｕ３ＢＲにおける上下方向への隆起量の合計値が間隔ｇｖ３及びｇｖ４の加算値と同等以上であれば、図１３（Ｂ）に示すように、フランジ部Ｕ４Ａ２及びＵ４Ａ３の間に隆起部Ｕ３ＢＲを当接させ、或いは干渉させる恐れがある。この結果、回転ベアリングＵ４Ａは、摩擦抵抗等により回転体Ｕ３の回転を阻害してしまうことになる。

これに対し本発明の回転支持機構３０では、上述したように、回転ベアリングＵ４Ａに代わる径方向ベアリング３１Ａ（図９）及び軸方向ベアリング３２Ａ（図１１）の組み合わせにより右側車輪１２を支持している。

径方向ベアリング３１Ａは、図１０に示したように、右側車輪１２の環帯部１２Ｂに対し内周面１２Ｂ１（図８）に当接するものの、上底面１２Ｂ２及び下底面１２Ｂ３には近接しない構造となっている。

このため径方向ベアリング３１Ａは、図１３（Ｃ）に示すように、環帯部１２Ｂの上底面１２Ｂ２及び下底面１２Ｂ３に隆起部１２ＢＲが形成されていることによる影響を何ら受けることなく、ベアリング軸３３Ａを中心に回転することができる。

また軸方向ベアリング３２Ａは、図１２に示したように、右側車輪１２の環帯部１２Ｂにおける上底面１２Ｂ２及び下底面１２Ｂ３のうち比較的外周寄りの部分に当接するよう当接突起３２Ａ４及び当接突起３２Ａ５を設けており、その他の部分は環帯部１２Ｂからある程度の間隔をとるようになされている。

因みに軸方向ベアリング３２Ａは、想定され得る隆起部１２ＢＲの大きさ等が考慮された上で、フランジ部３２Ａ２及び３２Ａ３の間隔等が設定されている。

このため軸方向ベアリング３２Ａは、図１３（Ｄ）に示すように、環帯部１２Ｂに隆起部１２ＢＲが形成されていたとしても、フランジ部３２Ａ２及び３２Ａ３を隆起部１２ＢＲに当接又は干渉させることがない。

この結果、回転支持機構３０は、環帯部１２Ｂに隆起部１２ＢＲが形成されたとしても、当該隆起部１２ＢＲを径方向ベアリング３１Ａ及び軸方向ベアリング３２Ａのいずれにも当接或いは干渉させることなく、右側車輪１２を回転自在に支持し続けることができる。

（３−２）ベアリングの傾きへの対応
回転支持機構３０の径方向ベアリング３１Ａ（図１０）及び軸方向ベアリング３２Ａ（図１２）は、上述したように、それぞれベアリング軸３３Ａ及び取付部材３４Ａによりベース２１に対して取り付けられている。

ここで径方向ベアリング３１Ａ及び軸方向ベアリング３２Ａは、貫通穴３１ＡＨ及び３２ＡＨの中心軸がそれぞれ回転中心線軸Ｌ１とほぼ平行になるよう、すなわちベアリング軸３３Ａ及び取付部材３４Ａの軸部分がそれぞれ回転中心線軸Ｌ１とほぼ平行になるよう、ベース２１に取り付けられることを前提としている。

しかしながら回転支持機構３０では、取付加工精度の低さや異物の介在、或いは上述した外力等の影響により、ベアリング軸３３Ａ及び取付部材３４Ａの軸部分がそれぞれ回転中心線軸Ｌ１に対して傾いてしまう可能性がある。

ここで、本発明の回転支持機構３０と比較するために、従来の回転支持機構Ｕ１（図１）により回転体Ｕ３を回転自在に支持する場合おいて、ベアリング軸Ｕ５Ａが理想的な取付状態（図２）から傾いた状態を想定する。

従来の回転支持機構Ｕ１は、図２に示したように、回転体Ｕ３の環帯部Ｕ３Ｂと回転ベアリングＵ４Ａのフランジ部Ｕ４Ａ２及びＵ４Ａ３とが近接する部分の径方向に関する長さ（以下これを近接長さｗ１と呼ぶ）が比較的長くなっている。これは、フランジ部Ｕ４Ａ２及びＵ４Ａ３が回転ベアリングＵ４Ａと一体に回転する構造上、環帯部Ｕ３Ｂと対向する部分の近接長さｗ１が当該環帯部Ｕ３Ｂの最内周側まで至ってしまうことによるものである。

この回転支持機構Ｕ１では、ベアリング軸Ｕ５Ａが理想的な取付状態から所定角度θだけ傾いた場合、図１４（Ａ）に示すように、環帯部Ｕ３Ｂの最内周側上端部分が回転ベアリングＵ４Ａの中心部Ｕ４Ａ１に当接する。さらに回転支持機構Ｕ１では、環帯部Ｕ３Ｂの最内周側下端部分がフランジ部Ｕ４Ａ３の上面に当接し、フランジ部Ｕ４Ａ２の下面最外周側が環帯部Ｕ３Ｂの上面に当接することになる。

すなわち回転ベアリングＵ４Ａは、フランジ部Ｕ４Ａ２及びＵ４Ａ３により環帯部Ｕ３Ｂに対し上下双方から当接し力を加えることになる。

かくして従来の回転支持機構Ｕ１は、回転ベアリングＵ４Ａが角度θだけ傾くと、当該回転ベアリングＵ４Ａにより回転体Ｕ３の回転を妨げることになる。

これに対し本発明の回転支持機構３０では、図１４（Ｂ）に示すように、ベアリング軸３３Ａが当該角度θだけ傾いた場合、環帯部１２Ｂにおける内周面１２Ｂ１の上端部分が径方向ベアリング３１Ａの当接部３１Ａ２と部分的に当接し、他に当接する部分がない。すなわち径方向ベアリング３１Ａは、右側車輪１２の回転を妨げることはない。

また軸方向ベアリング３２Ａは、図１２に示したように、環帯部１２Ｂとの接触抵抗を軽減する観点から、当接突起３２Ａ４及び３２Ａ５と環帯部１２Ｂとが互いに近接する部分の径方向に関する長さ（以下これを近接長さｗ２と呼ぶ）を従来の回転支持機構Ｕ１における近接長さｗ１よりも短くするようになされている。

因みに軸方向ベアリング３２Ａは、回転することなくベース２１に対して固定されているため、従来の回転ベアリングＵ４Ａと異なり、フランジ部３２Ａ２及び３２Ａ３の一部分に設けた当接突起３２Ａ４又は３２Ａ５のみにより環帯部１２Ｂと当接し得るようになされている。

かかる近接長さｗ同士の関係により、軸方向ベアリング３２Ａは、図１４（Ｃ）に示すように、取付部材３４Ａが角度θだけ傾いたとしても、当接突起３２Ａ４及び３２Ａ５が環帯部１２Ｂに全く当接しないか、或いは当接突起３２Ａ４及び３２Ａ５のいずれか一方が当該環帯部１２Ｂに軽く当接するだけで済む。

すなわち軸方向ベアリング３２Ａは、フランジ部３２Ａ２及び３２Ａ３の当接突起３２Ａ４及び３２Ａ５により環帯部１２Ｂに対し殆ど力を加えることがない。

かくして回転支持機構３０は、径方向ベアリング３１Ａ及び軸方向ベアリング３２Ａの少なくとも一方が角度θだけ傾いたとしても、右側車輪１２の回転を妨げることがない。

このように回転支持機構３０は、従来の回転支持機構Ｕ１において回転ベアリングＵ４Ａが回転体Ｕ３の回転を妨げるような角度θだけ、径方向ベアリング３１Ａ及び軸方向ベアリング３２Ａの少なくとも一方が傾いたとしても、右側車輪１２を回転可能に支持することができる。

（３−３）車輪に対する軸方向の外力への対応
また回転支持機構３０の軸方向ベアリング３２Ａは、図１２に示したように、取付部材３４Ａおよびベース２１によって上下から挟まれるように、ベース２１に対して取付固定されている。

径方向ベアリング３２Ａのフランジ部３２Ａ２は、上述したように、取付部材３４Ａの円板部３４Ａ１によりその大部分が上方から覆われることにより、当該円板部３４Ａ１における中心部分から最外周近傍までを上方から支えられていることになる。

このため軸方向ベアリング３２Ａは、仮に右側車輪１２に対し上方への外力が加えられた場合、当接突起３２Ａ４を介してフランジ部３２Ａ２に上方への力が加えられるものの、取付部材３４Ａの円板部３４Ａ１によって支えられていることにより、当該フランジ部３２Ａ２がこの力を受け止めきれずに折れるといった破損を未然に防止できる。

またフランジ部３２Ａ３は、上述したように、その下面のほぼ全部分がベース２１に当接しており、下方から支えられていることになる。

このため軸方向ベアリング３２Ａは、仮に右側車輪１２に対し下方への外力が加えられた場合、当接突起３２Ａ５を介してフランジ部３２Ａ２に下方への力が加えられるものの、ベース２１によって支えられていることにより、当該フランジ部３２Ａ３がこの力を受け止めきれずに折れるといった破損を未然に防止できる。

因みに径方向ベアリング３１Ａ（図１０）は、仮に右側車輪１２に対し上方又は下方への外力が加えられたとしても、当該外力を受けることなく、当接部３１Ａ２に対し環帯部１２Ｂの内周面１２Ｂ１を上方又は下方へ滑らせることができるため、破損される危険性はない。

このように回転支持機構３０の軸方向ベアリング３２Ａは、右側車輪１２に上方又は下方への（すなわち軸方向の）外力が加えられたとしても、取付部材３４Ａの円板部３４Ａ１及びベース２１の支持によりフランジ部３２Ａ２及び３２Ａ３の破損を防止し得るようになされている。

（４）回路構成
次いで図１５を用いて、音楽ロボット装置１の回路構成について説明する。かかる音楽ロボット装置１は、当該音楽ロボット装置１全体を統括的に制御する制御部４０を有している。

また音楽ロボット装置１は、駆動部４１を介して可動部４２を駆動制御すると共に、発光部４３を制御する駆動制御部４４も有している。

この場合、音楽ロボット装置１の可動部４２とは、上述した右側回動部４、左側回動部５、右側開閉部６、左側開閉部７、右側車輪１２、左側車輪１３である。

また音楽ロボット装置１の発光部４３とは、上述した右側発光部１６及び左側発光部１７である。

ここで駆動部４１は、右側回動部４、左側回動部５、右側開閉部６、左側開閉部７、右側車輪１２、左側車輪１３をそれぞれ個別に駆動する６個のモータを有している。

また駆動部４１は、これら６個のモータそれぞれについて出力軸の回転を検出するためのロータリエンコーダ等でなる６個の回転検出センサも有している。

そして駆動制御部４４は、音楽データをもとに生成された音楽ロボット装置１を動かすためのロボット動きデータに基づいて駆動部４１の個々のモータをそれぞれ駆動制御する。

これにより駆動制御部４４は、駆動部４１の個々のモータによって、対応する右側回動部４、左側回動部５、右側開閉部６、左側開閉部７、右側車輪１２、左側車輪１３を駆動する。

さらに音楽ロボット装置１は、入力部４５として、上述した接触検知センサ１５と共に、例えば筐体中央部３に収納され楕円体状筐体２に生じる加速度を検出する加速度センサ４６を有している。

この場合、接触検知センサ１５は、ユーザの指等が接触すると、当該指等が接触している間だけ接触検知信号を駆動制御部４４に送出する。

そして駆動制御部４４は、接触検知センサ１５から接触検知信号が与えられると、その接触検知信号に基づいて、接触検知センサ１５に対する指等の接触状態を判別する。

因みに駆動制御部４４が判別する接触検知センサ１５への指等の接触状態とは、例えば、接触検知センサ１５を指先で軽くたたくような単独の接触や２回以上の連続的な接触、また指等が接触したままの状態等である。

また加速度センサ４６は、例えば常時、楕円体状筐体２に生じる互いに直交する３軸（Ｘ軸、Ｙ軸及びＺ軸）それぞれの加速度を、Ｘ軸検出加速度値、Ｙ軸検出加速度値及びＺ軸検出加速度値として検出している。

そして加速度センサ４６は、そのＸ軸検出加速度値、Ｙ軸検出加速度値及びＺ軸検出加速度値を加速度検出信号として駆動制御部４４に送出している。

因みに加速度検出用の３軸のうちＸ軸は、楕円体状筐体２の水平回動軸線Ｌ１と並行又は一致する軸であり、楕円体状筐体２に対する左右方向と並行な軸でもある。

またＺ軸は、楕円体状筐体２が基準姿勢の際の鉛直方向と並行な軸であり、楕円体状筐体２に対する上下方向と並行な軸でもある。

さらにＹ軸は、水平回動軸線Ｌ１、及び楕円体状筐体２が基準姿勢の際の鉛直方向とそれぞれ直交する軸であり、楕円体状筐体２に対する前後方向と並行な軸でもある。

駆動制御部４４は、楕円体状筐体２が水平な床に載上され静止した状態でのＸ軸、Ｙ軸、Ｚ軸それぞれの加速度をＸ軸基準加速度値、Ｙ軸基準加速度値及びＺ軸基準加速度値として、例えば内部のメモリに予め記憶している。

因みに、以下の説明では、これらＸ軸基準加速度値、Ｙ軸基準加速度値及びＺ軸基準加速度値をまとめて基準加速度値とも呼ぶ。

そして駆動制御部４４は、加速度センサ４６から加速度検出信号が与えられると、その加速度検出信号と基準加速度値とに基づいて、楕円体状筐体２の状態を判別する。

因みに駆動制御部４４が判別する楕円体状筐体２の状態とは、例えば、楕円体状筐体２が床の上に置かれて静止している状態や床の上で動いている状態、ユーザにより手で持たれて所定方向へ振り動かされている状態等である。

駆動制御部４４は、入力部４５から接触検知信号や加速度検出信号が入力されると、そのときの接触検知センサ１５に対する指等の接触状態と楕円体状筐体２の状態との組み合せに応じて、ユーザによる音楽ロボット装置１への命令の入力の有無を判別する。

また駆動制御部４４は、ユーザにより音楽ロボット装置１に命令が入力されたときには、その命令の種類も判別する。

そして駆動制御部４４は、ユーザにより命令が入力されると、どのような命令が入力されたかを制御部４０へ通知する。

因みに音楽ロボット装置１は、接触検知センサ１５に対する指等の接触状態と楕円体状筐体２の状態との組み合せにより、音楽データの再生命令や、再生する音楽データの選択命令等のように種々の命令を入力させ得るようになされている。

制御部４０は、駆動制御部４４から種々の命令の入力が通知されると、これに応じて音楽ロボット装置１全体を制御すると共に、種々の処理を実行する。

また制御部４０は、無線通信部４７を介してパーソナルコンピュータのような情報処理装置（図示せず）と無線通信すると、当該情報処理装置を主体とし自己を従属的に機能させるようにして各種処理を実行し得るようにもなされている。

制御部４０は、例えば情報処理装置から圧縮符号化されている音楽データと、これに対応するロボット動きデータとが転送されると、これら音楽データ及びロボット動きデータを無線通信部４７によって受信して取り込む。

そして制御部４０は、その音楽データ及びロボット動きデータを記憶部４８に送出する。これにより制御部４０は、記憶部４８に対し、これら音楽データ及びロボット動きデータを対応付けて記憶する。

このようにして制御部４０は、記憶部４８に対し、複数の音楽データをそれぞれロボット動きデータと対応付けて記憶し得るようになされている。

また制御部４０は、例えば音楽ロボット装置１が床の上に置かれた状態でユーザにより再生命令が入力されると、記憶部４８から音楽データを読み出して復号等の再生処理を施しながら、右スピーカ１０及び左スピーカ１１等を有する出力部４９に送出する。

これにより制御部４０は、音楽データに基づく音楽を右スピーカ１０及び左スピーカ１１から出力してユーザに聴かせることができる。

このとき制御部４０は、記憶部４８から、音楽データの再生に合わせて当該音楽データに対応するロボット動きデータも読み出しながら駆動制御部４４に送出する。

駆動制御部４４は、制御部４０から与えられたロボット動きデータに基づいて駆動部４１を制御する。

これにより駆動制御部４４は、駆動部４１を介して可動部４２としての右側回動部４、左側回動部５、右側開閉部６、左側開閉部７、右側車輪１２及び左側車輪１３を駆動する。

また駆動制御部４４は、かかるロボット動きデータに基づいて発光部４３としての右側発光部１６及び左側発光部１７を制御する。

これにより制御部４０は、出力部４９から音楽を出力（すなわち、放音）させている間、例えば当該音楽の曲調に同期させて可動部４２を順次所定の動きパターンで動かし、また発光部４３を順次所定の発光パターンで発光させる。

このようにして制御部４０は、音楽をユーザに聴かせながら、例えば、その音楽に合わせて、あたかも音楽ロボット装置１全体を踊っているかのように動かしてユーザに見せることができる。

（５）動作及び効果
以上の構成において、回転支持機構３０は、ベース２１に対し回転中心軸線Ｌ１を中心に回転する右側車輪１２の内側に、薄型円筒状の環帯部１２Ｂを設ける。

また回転支持機構３０は、環帯部１２Ｂの内周面１２Ｂ１と当接すると共に当該回転中心軸線Ｌ１とほぼ平行な回転軸を中心にそれぞれ回転する径方向ベアリング３１Ａ、３１Ｂ及び３１Ｃにより右側車輪１２を径方向に支持する。

さらに回転支持機構３０は、環帯部１２Ｂの上底面１２Ｂ２及び下底面１２Ｂ３を上下双方向から僅かな間隔ｇｖ１及びｇｖ２を介して支持する軸方向ベアリング３２Ａ、３２Ｂ及び３２Ｃにより右側車輪１２を軸方向に支持する。

従って回転支持機構３０は、ベース２１に対し中心回転軸線Ｌ１を中心に右側車輪１２を自在に回転させ得ると共に、当該右側車輪１２の軸方向への変位幅を合計間隔ｇｖｓ２に抑えることができる。

ここで従来の回転支持機構Ｕ１（図１及び図２）は、軸方向に関しベースＵ２に対する回転体Ｕ３の変位幅が合計間隔ｇｖｓ１（間隔ｇｖ１、ｇｖ２、ｇｖ３及びｇｖ４の和）であった。これに対し回転支持機構３０は、軸方向ベアリング３２Ａがベース２１に対して固定されているため、右側車輪１２の軸方向への変位幅を合計間隔ｇｖｓ２（間隔ｇｖ１及びｇｖ２の和）に抑えることができる。

すなわち回転支持機構３０は、従来の回転支持機構Ｕ１と同様に右側車輪１２を回転自在に支持しながら、右側車輪１２の軸方向へのがたつきを従来の回転支持機構Ｕ１よりも格段に低減することができる。

また回転支持機構３０は、軸方向ベアリング３２Ａのフランジ部３２Ａ２及び３２Ａ３において、環帯部１２Ｂの上底面１２Ｂ２及び下底面１２Ｂ３における外径側部分のみに当接し得る位置に当接突起３２Ａ４及び３２Ａ５を設けている。このため回転支持機構３０は、外部からの衝撃等により当該環帯部１２Ｂの内周側が塑性変形し隆起部１２ＢＲ（図１３（Ａ））が形成された場合であっても、当接突起３２Ａ４及び３２Ａ５を当該隆起部と干渉させることなく、右側車輪１２をスムーズに回転させることができる。

これにより回転支持機構３０は、例えば音楽ロボット装置１が移動中に壁面等に衝突し、或いはある程度の高さから落下され右側車輪１２に対し大きな衝撃が加えられて、環帯部１２Ｂの内径側に隆起部１２ＢＲが形成されたとしても、当該右側車輪１２の回転機能、すなわち音楽ロボット装置１の移動機能を維持できる可能性を高めることができる。

さらに回転支持機構３０は、軸方向ベアリング３２Ａをベース２１に対して固定したことにより、回転ベアリングＵ４が回転する従来の回転支持機構Ｕ１における近接長さｗ１よりも当接突起３２Ａ４及び３２Ａ５の近接長さｗ２を短くすることができる。このため回転支持機構３０は、従来の回転支持機構Ｕ１では回転体Ｕ２の回転を妨げてしまうような角度θ（図１４（Ａ））だけ軸方向ベアリング３２Ａがベース２１に対し傾けられている場合でも、当該軸方向ベアリング３２Ａを環帯部１２Ｂに強く当接させ又は干渉させることがないため、右側車輪１２を自在に回転させることができる。

また従来の回転支持機構Ｕ１では、回転ベアリングＵ４Ａを自在に回転させるために径方向に関する回転ベアリングＵ４Ａとベアリング軸Ｕ５Ａとの間隔ｇｈ１を有しており、この間隔ｇｈ１と間隔ｇｖ３及びｇｖ４との相乗効果によりベースＵ２に対し回転ベアリングＵ４Ａが傾きを有してしまう可能性もあった。

これに対し本発明の回転支持機構３０では、ベース２１に対し軸方向ベアリング３２Ａを隙間無く固定しているため、このような傾きが生じる可能性を排除することができる。

さらに従来の回転支持機構Ｕ１（図２）では、回転ベアリングＵ４Ａの回転摩擦を抑えるべく、上端部Ｕ４Ａ４及び下端部Ｕ４Ａ５とベアリング軸Ｕ５Ａの上端部Ｕ５Ａ１及びベースＵ２と接触面積を小さくしている。これにより従来の回転支持機構Ｕ１は、回転体Ｕ３に対し上方又は下方への力が加えられた際に、中心部Ｕ４Ａ１に対するフランジ部Ｕ４Ａ２又はＵ４Ａ３の接続部分に過大な力が加わり破損してしまう恐れがあった。

これに対し本発明の回転支持機構３０では、軸方向ベアリング３２Ａを回転させる必要がなく、当該軸方向ベアリング３２Ａにおけるフランジ部３２Ａ２及び３２Ａ３の大部分を取付部材３４Ａ及びベース２１により上方及び下方から当接し支持している。このため回転支持機構３０は、右側車輪１２に上方又は下方への（すなわち軸方向の）外力が加えられたとしても、当該フランジ部３２Ａ２及び３２Ａ３の破損を未然に防止することができる。

以上の構成によれば、回転支持機構３０は、ベース２１に対し回転中心軸線Ｌ１を中心に回転する右側車輪１２の内側に薄型円筒状の環帯部１２Ｂを設け、環帯部１２Ｂの内周面１２Ｂ１と当接すると共に当該回転中心軸線Ｌ１とほぼ平行な回転軸を中心にそれぞれ回転する径方向ベアリング３１Ａ、３１Ｂ及び３１Ｃにより径方向に支持し、環帯部１２Ｂの上底面１２Ｂ２及び下底面１２Ｂ３を上下双方向から支持する軸方向ベアリング３２Ａ、３２Ｂ及び３２Ｃにより軸方向に支持することにより、右側車輪１２をベース２１に対し中心回転軸線Ｌ１を中心に自在に回転させ得ると共に、当該右側車輪１２の軸方向への変位幅を合計間隔ｇｖｓ２に抑えることができる。

（６）他の実施の形態
なお上述した実施の形態においては、右側車輪１２のように、外周側に他の部品を突出させないために、外周部１２Ａ（図８）の内側に環帯部１２Ｂを設けると共に当該外周部１２Ａよりも内径側に径方向ベアリング３１Ａ及び軸方向ベアリング３２Ａを設けるようにした場合について述べたが、本発明はこれに限らず、所定の回転体の外周側に環帯部、径方向ベアリング３１Ａ及び軸方向ベアリング３２Ａを設けるようにしても良い。

例えば図７と対応する部分に同一符号を付した図１６に示すように、回転支持機構１００は、ベース１０１に対し、当該ベース１０１とほぼ直交する回転中心軸線Ｌ１を中心に回転体１０２を回転させるようになされている。回転体１０２の外周側には、環帯部１２Ｂ（図８）と対応する環帯部１０２Ｂが形成されている。

さらにベース１０１には、図１６におけるＭ１−Ｍ２断面図を図１７に示すように、回転体１０２の環帯部１０２Ｂにおける外周面と当接する径方向ベアリング３１Ａ、３１Ｂおよび３１Ｃが設けられると共に、環帯部１０２Ｂの上底面及び下底面を上下方向から支持する軸方向ベアリング３２Ａ、３２Ｂ及び３２Ｃが設けられている。

かかる構成により、回転支持機構１００は、回転支持機構３０と同様に、回転体１０２を自在に回転させ得ると共に軸方向への移動幅を抑えることができる。

また上述した実施の形態においては、３つの径方向ベアリング３１Ａ、３１Ｂ及び３１Ｃと、３つの軸方向ベアリング３２Ａ、３２Ｂ及び３２Ｃとにより環帯部１２Ｂを介して右側車輪１２を回転自在に支持するようにした場合について述べたが、本発明はこれに限らず、それぞれ任意数の径方向ベアリング及び軸方向ベアリングにより環帯部１２Ｂを介して右側車輪１２を回転自在に支持するようにしても良い。

具体的には、例えば右側車輪１２に加わると想定される外力に応じて径方向ベアリング及び軸方向ベアリングを増設することにより、各径方向ベアリング及び軸方向ベアリングに加わる力を分散することができる。また、径方向ベアリング及び軸方向ベアリングの配置については、必ずしも互いに等間隔とする必要はなく、例えば音楽ロボット装置１の全重量が恒常的に加えられる、当該音楽ロボット装置１の下方に当該径方向ベアリング及び軸方向ベアリングを配置する等しても良い。

因みに径方向ベアリングに関しては、３以上の任意数であり回転中心軸線Ｌ１を内部に有する多角形を構成するよう配置されていれば、右側車輪１２の位置を一定に保つことができる。しかしながら径方向ベアリングを４以上とした場合には、高度な位置精度が要求されることになるため、製造工程の省力化等の観点から、回転支持機構３０のように３つとすることが望ましいと考えられる。

また軸方向ベアリングに関しても、同様に３以上の任意数であれば良いものの、同様の理由から、回転支持機構３０のように３つとすることが望ましいと考えられる。

さらに上述した実施の形態においては、径方向ベアリング３１Ａの当接部３１Ａ２よりも管状部３１Ａ１の外径を小さくすることにより、ベース２１及びベアリング軸３３Ａとの接触抵抗を低減するようにした場合について述べたが、本発明はこれに限らず、任意の外径、或いは任意の形状としても良い。また、当接部３１Ａ２の軸方向（上下方向）の幅は、必ずしも環帯部１２Ｂの内周面１２Ｂ１における軸方向の幅に揃える必要はなく、異なっていても良い。

すなわち径方向ベアリングは、少なくとも環帯部１２Ｂの内周面１２Ｂ１と当接しながら、右側車輪１２の回転中心軸線Ｌ１とほぼ平行な回転軸を中心に回転し得るようになされていれば良い。

さらに上述した実施の形態においては、軸方向ベアリング３２Ａを管状部３２Ａ１の上下両端に円板状のフランジ部３２Ａ２及び３２Ａ３をそれぞれ設け、当該フランジ部３２Ａ２及び３２Ａ３の互いに対向する内面に当接突起３２Ａ４及び３２Ａ５をそれぞれ設け、取付部材３４によりベース２１に取付固定されるようにした場合について述べたが、本発明はこれに限らず、他の種々の形状としても良い。

軸方向ベアリングは、例えば当接突起３２Ａ４及び３２Ａ５がそれぞれ環帯部１２Ｂの内周側部分にも当接するようになされていても良く、また当接突起３２Ａ４を有する部材と当接突起３２Ａ５を有する部材とを別体に構成し、当接突起３２Ａ４と３２Ａ５とが互いに対向しないように配置する等しても良い。

すなわち軸方向ベアリングは、少なくとも２つの当接突起が環帯部１２Ｂの上底面及び下底面にそれぞれ近接し、両者の軸方向に関する距離が環帯部１２Ｂの厚さｄ１２Ｂ（図８）よりも僅かに大きくなされ、且つベース２１に対して固定されていれば良い。

さらに上述した実施の形態においては、取付部材３４Ａにより軸方向ベアリング３２Ａをベース２１に固定するようにした場合について述べたが、本発明はこれに限らず、例えば取付部材３４Ａに代えてビス等を用い、軸方向ベアリング３２Ａの上方若しくはベース２１の下方からねじ止めし、或いはベース２１に対し軸方向ベアリング３２Ａを融着や接着等により固定する等、種々の手段により軸方向ベアリング３２Ａをベース２１に固定するようにしても良い。この場合、軸方向ベアリング３２Ａは、フランジ部３２Ａ２及び３２Ａ３における上下方向（軸方向）の厚さを増加することにより強度を保つ等すれば良い。

さらに上述した実施の形態においては、回転支持機構３０により、筐体中央部３に対し右側車輪１２及び左側車輪１３を回転させ、さらに右側回動部４及び左側回動部５を回動させるようにした場合について述べたが、本発明はこれに限らず、任意のベースに対し任意の形状でなる回転体を回転させるようにしても良い。

この場合、回転体と環帯部とは必ずしも一体に形成されている必要はなく、例えば環帯部が回転体と別部品として形成され、ビス等により当該回転体に固定されていても良い。

さらに上述した実施の形態においては、ベース２１の上面を平面状とした場合について述べたが、本発明はこれに限らず、当該ベース２１の上面が任意の形状であっても良い。この場合、ベース２１は、少なくとも回転体及び環帯部が回転する際に当該回転体及び環帯部と干渉せず、且つ径方向ベアリングを環帯部と当接しながら回転し得るよう支持し、さらに軸方向ベアリングを固定できれば良い。

さらに上述した実施の形態においては、本発明の回転支持機構３０により音楽ロボット装置１の右側車輪１２及び左側車輪１３を回転させ、また右側回動部４及び左側回動部５をそれぞれ回動させるようにした場合について述べたが、本発明はこれに限らず、本発明の回転支持機構により他の種々の部材を回転させ、又は回動させるようにしても良い。

本発明は、各種機械の回転する部分でも利用できる。

従来の回転支持機構の構成を示す略線的上面図である。 従来の回転ベアリングによる回転体の支持の様子を示す略線的断面図である。 本実施の形態による音楽ロボット装置の外観構成を示す略線的斜視図である。 音楽ロボット装置の背面構成を示す略線的背面図である。 右側開閉部及び左側開閉部の開閉の様子を示す略線的正面図である。 右側回動部及び左側回動部の回動の様子を示す略線的側面図である。 回転支持機構の構成を示す略線的上面図である。 車輪の構成を示す略線的斜視図である。 径方向ベアリングの構成を示す略線的斜視図である。 径方向ベアリングによる車輪の支持の説明に供する略線的断面図である。 軸方向ベアリングの構成を示す略線的斜視図である。 軸方向ベアリングによる車輪の支持の説明に供する略線的断面図である。 環帯部の変形による各ベアリングとの干渉の説明に供する略線的断面図である。 ベアリングの傾斜と環帯部との干渉の説明に供する略線的断面図である。 音楽ロボット装置の回路構成を示す略線的ブロック図である。 他の実施の形態による回転支持機構の構成（１）を示す略線的上面図である。 他の実施の形態による回転支持機構の構成（２）を示す略線的斜視図である。

符号の説明

１……音楽ロボット装置、３……筐体中央部、１２……右側車輪、１２Ａ……外周部、１２Ｂ、Ｕ３Ｂ……環帯部、１２Ｂ１……内周面、１２Ｂ２……上底面、１２Ｂ３……下底面、１３……左側車輪、２１、Ｕ２……ベース、３０、Ｕ１……回転支持機構、３１Ａ、３１Ｂ、３１Ｃ……径方向ベアリング、３１Ａ２……当接部、３２Ａ、３２Ｂ、３２Ｃ……軸方向ベアリング、３２Ａ１、Ｕ４Ａ１……管状部、３２Ａ２、３２Ａ３、Ｕ４Ａ２、Ｕ４Ａ３……フランジ部、３２Ａ４、３２Ａ５……当接突起、３３Ａ、３３Ｂ、３３Ｃ……ベアリング軸、３４Ａ、３４Ｂ、３４Ｃ……取付部材、Ｌ１……回転中心軸線、Ｕ３……回転体、Ｕ４Ａ、Ｕ４Ｂ、Ｕ４Ｃ……回転ベアリング、ｇｖ１、ｇｖ２、ｇｖ３、ｇｖ４、ｇｈ１……隙間。

Claims (9)

1. 所定のベースに設けられ、当該ベースに対し仮想的な回転中心軸線を中心として回転する回転体に固定され上記回転中心軸線を中心とし所定厚さの円筒状に形成された環帯部における、上記環帯部における上記回転中心軸線を中心とした径方向への動きを規制する径方向ベアリングと、
   上記ベースに固定され、上記環帯部における上記回転中心軸線に沿った軸方向の動きを規制する軸方向ベアリングと
   を具えることを特徴とする回転支持ベアリング。
2. 上記径方向ベアリングは、
   上記環帯部の周側面に当接することにより、上記回転体の上記径方向への動きを規制する
   ことを特徴とする請求項１に記載の回転支持ベアリング。
3. 上記径方向ベアリングは、
   略円筒状に構成され、上記回転中心軸線と略平行なベアリング軸を中心に、上記環帯部の周側面に当接しながら回転する
   ことを特徴とする請求項２に記載の回転支持ベアリング。
4. 上記軸方向ベアリングは、
   上記環帯部における上記回転中心軸線に略垂直な上底面及び下底面にそれぞれ最も近接する近接部を有し、上記軸方向に関する当該近接部同士の近接部間隔が上記所定厚さよりも僅かに広く設定されている
   ことを特徴とする請求項１に記載の回転支持ベアリング。
5. 上記径方向ベアリングは、
   上記環帯部の内周側面に当接し、
   上記軸方向ベアリングは、
   上記上底面及び下底面のうち、上記環帯部における穴部分の内周側面から所定距離以上離隔した外径側部分のみに上記近接部を近接させることにより、当該外径側部分よりも内径側となる内径側部分と上記軸方向ベアリングとの当接を防止する
   ことを特徴とする請求項４に記載の回転支持ベアリング。
6. 所定のベースと、
   上記ベースに対し仮想的な回転中心軸線を中心として回転する回転体と、
   上記回転体に固定され、上記回転中心軸線を中心とし所定厚さの円筒状に形成された環帯部と、
   上記ベースに設けられ、上記環帯部における上記回転中心軸線を中心とした径方向への動きを規制する径方向ベアリングと、
   上記ベースに固定され、上記環帯部における上記回転中心軸線に沿った軸方向の動きを規制する軸方向ベアリングと
   を具えることを特徴とする回転支持機構。
7. 上記ベースに対し上記回転中心軸線を中心として上記回転体と独立に回転する第２回転体と、
   上記第２回転体に固定され、上記回転中心軸線を中心とし所定厚さの円筒状に形成された第２環帯部と、
   上記ベースに設けられ、上記第２環帯部における上記回転中心軸線を中心とした径方向への動きを規制する第２径方向ベアリングと、
   上記ベースに設けられ、上記第２環帯部における上記回転中心軸線に沿った軸方向の動きを規制する第２軸方向ベアリングと
   をさらに具えることを特徴とする請求項６に記載の回転支持機構。
8. 筐体部と、
   上記筐体部に対し仮想的な回転中心軸線を中心として回転する回転体と、
   上記筐体部に取り付けられ、上記回転体を駆動する駆動部と、
   上記回転体に固定され、上記回転中心軸線を中心とし所定厚さの円筒状に形成された環帯部と、
   上記筐体部に設けられ、上記環帯部における上記回転中心軸線を中心とした径方向への動きを規制する径方向ベアリングと、
   上記筐体部に固定され、上記環帯部における上記回転中心軸線に沿った軸方向の動きを規制する軸方向ベアリングと
   を具えることを特徴とするロボット装置。
9. 上記回転体は、
   上記筐体部を移動させるための車輪でなる
   ことを特徴とする請求項８に記載のロボット装置。

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