JP2018176835A - 偏心作用を利用した推進装置 - Google Patents

Abstract

【課題】小型且つ軽量であり、安価で、消費電力が少なく、使い勝手の良い推進装置を提供する。
【解決手段】推進装置１は、ハウジング２と、ハウジング２に設けられ、中心軸３ａから半径方向に離間された重り４を前記中心軸３ａを中心に円運動させる駆動部材３（回転モータ）と、ハウジング２を接地する複数の接地部材５（繊毛状の複数の脚５ａ，５ｂ）とを備える。複数の接地部材５は各々、ハウジング２と接面９との距離を変化させるバネ性を有しており、重り４を円運動させることによって生じさせた偏心作用と複数の接地部材５のバネ性とを利用して、進行方向（前後、左右）に応じて大小関係を有する推進力を複数の接地部材５に発生させる。
【選択図】図１

Description

本発明は、推進装置、更に言えば、偏心作用を利用して所望の方向に推進させることができる推進装置に関する。

例えば、配管などの狭隘空間や不整地を探査するための推進用のロボットでは、一般に、ロボットの推進力を車輪を通じて得るものとなっている。

しかしながら、車輪を利用することによって装置は大型化且つ重量化し、配管等の狭隘空間に装置を進入させることが困難或いは不可能になることも多かった。また、車輪を用いた装置は方向転換が容易ではなく、しかも、車輪を駆動するため又は方向転換を行うために比較的大きな電力を要し、更に、このような大きな電力を送るために装置にケーブルを接続しなければならない等、使い勝手がよいものではなかった。更にまた、このような装置は一般に高価であり、配管等への挿入後に回収が不可能となる状況、例えば、放射能汚染が深刻な場所等では、コストの問題から使用がためらわれていたという事情もあった。

本願発明は、このような従来技術における問題点を解決するためになされたものであり、小型且つ軽量であり、安価で、消費電力が少なく、使い勝手の良い推進装置を提供することを目的とする。

上記の課題を解決するため、本発明の一態様による推進装置は、ハウジングと、前記ハウジングに設けられ、中心軸から半径方向に離間された重りを前記中心軸を中心に円運動させる駆動部材と、前記ハウジングを接地する複数の接地部材と、を備え、前記複数の接地部材は各々、前記ハウジングと接面との距離を変化させるバネ性を有しており、前記重りを円運動させることによって生じさせた偏心作用と前記複数の接地部材のバネ性とを利用して、進行方向に応じて大小関係を有する推進力を前記複数の接地部材に発生させることを特徴として有する。
この態様の推進装置によれば、進行方向に応じて大小関係を有する推進力を複数の接地部材に発生させることにより、例えば、推進力に指向性を与えるように複数の接地部材を規則性をもって配列することにより、推進装置を所望の進行方向に推進させることができる。

上記態様の推進装置において、前記重りは、前記中心軸に沿う方向において前記進行方向に寄った側に配置されていてもよい。
この構成によれば、重りに近い側に配置された接地部材は、それ以外の接地部材に比べて偏心作用を受けやすくなり、前者の接地部材については、後者の接地部材よりも、ハウジングと接面との距離をより大きく変化させることができる。この結果、前者の接地部材は、後者の接地部材よりも大きな反作用を接面から受け、これらの接地部材の相互作用によって、推進装置を中心軸に沿う前後方向に沿って進行方向に向って推進させることができる。

また、上記態様の推進装置において、前記重りを円運動させる速度、及び／又は、前記重りを円運動させる周期、及び／又は、前記重りの円運動の大きさ、及び／又は、前記重りが前記中心軸から半径方向に離間される距離を調整することができるのが好ましい。
このように、装置の推進力を調整するために偏心作用を制御してもよい。

更に、上記態様の推進装置において、前記複数の接地部材のうち、前記進行方向に寄った側に配置された接地部材のバネ定数は、それ以外の接地部材のバネ定数よりも小さく設定されてもよい。
このように装置の推進力を調整するためにバネ定数を調整してもよい。

また、上記態様の推進装置において、前記複数の接地部材のうちの少なくとも一部において、該少なくとも一部の接地部材のそれぞれにおいて前記接面の近傍に位置する少なくとも一部に、前記進行方向に寄った側に突出する曲がりが形成されていてもよい。
進行方向に寄った側に突出する曲がりが形成された接地部材は、曲げ側に向って偏心作用を受けやすくなり、これに応答して推進力も変わるため、推進装置を所望とする進行方向に、また、所望の力で推進させることができる。

また、上記態様の推進装置において、前記駆動部材は、前記重りを回転させる回転モータであってもよい。
回転モータを使用することにより、装置構成を簡易化し、また、安価にすることができる。

上記態様の推進装置において、前記駆動部材は、前記重りを時計周り又は反時計周りに回転させることができるのが好ましい。
重りの回転方向を変更することにより、偏心作用を制御して、推進装置を所望の進行方向に、また、所望の力で推進させることができる。

また、上記態様の推進装置において、前記複数の接地部材のうちの少なくとも一部は、前記中心軸を通る垂直面と交差する方向に沿って配列されていてもよい。
本構成によれば、中心軸に沿う前後方向のみならず、中心軸を通る垂直面に対して交差する方向、即ち、左右方向にも運動成分を与えることができ、推進装置を前後方向のみならず左右方向にも推進させることができる。

更に、上記態様の推進装置において、複数の前記推進装置を前記中心軸に沿う方向において互いに独立して推進可能な状態で連結し、連結された前記複数の推進装置のうちの少なくとも１つの推進装置における前記複数の接地部材のうちの少なくとも一部を、前記垂直面と鋭角を成すように配列し、且つ、連結された前記複数の推進装置のうちの他の少なくとも１つの推進装置における前記複数の接地部材のうちの少なくとも一部を、前記垂直面と鈍角を成すように配列してもよい。
この構成によれば、中心軸を通る垂直面と鋭角を成すように設定した推進装置と、中心軸を通る垂直面に対して鈍角を成すように設定した推進装置のそれぞれに、左右いずれか一方の運動成分が与えられ、連結された複数の推進装置を全体として、所望の方向に推進させることができる。

上記態様の推進装置において、前記推進装置を探査ロボットに適用することもできる。

本願発明によれば、小型且つ軽量であり、安価で、消費電力が少なく、使い勝手の良い推進装置が提供される。

装置の側面側の概略図であって、装置を前後方向に沿って推進させる基本原理を概念的に示したものである。 装置の背面側の概略図であって、装置を左右方向に沿って推進させる原理を概念的に示したものである。 装置の背面概略図であって、装置を左右方向に沿って推進させるための原理を概念的に示したものである。 本発明の一実施形態による装置の上側斜視図である。 図４の装置の正面図である。 図４の装置の底面図である。 図４の装置の左側側面図である。 図４の装置の底側斜視図である。 本発明の装置の変形例であって、該装置の上側斜視図である。 図９の装置の正面図である。 図９の装置の平面図である。 図９の装置の底面図である。 図９の装置の左側側面図である。 図９の装置の底側斜視図である

添付図面を参照しつつ、本発明の好適な一つの実施形態について説明する。ここでは、好適な実施形態のみを説明するが、勿論、これによって本発明を限定しようとするものではない。

図１乃至図３を参照して、本発明の推進装置１を推進させるための基本原理を説明する。図１は、装置１の側面側の概略図、図２、図３は、装置１の背面側の概略図であって、図１は、装置１を、前後方向「γ」に沿って、進行方向「ア」に向って推進させるための基本原理を概念的に示したもの、また、図２は、装置１を、左右方向「β」に沿って、進行方向「イ」に向って推進させるための原理を概念的に示したもの、一方、図３は、装置１を、左右方向「β」に沿って、進行方向「イ」とは逆の進行方向「イ’」に向って推進させるための基本原理を概念的に示したものである。

これらの図から明らかなように、装置１は、主に、ハウジング２と、ハウジング２に例えば内蔵された駆動部材、例えば、回転モータ３と、ハウジング２の例えば外周面に設けた複数の接地部材、例えば、繊毛状の複数の脚５を含む。

回転モータ３は、従来の駆動装置に設けられていた、車輪を駆動するためのモータに比べて小型のものであって、例えば、おもちゃのプラモデル模型に使用されるような市販の小型モータ等であってもよい。回転モータ３を駆動するための電力は、ハウジング２の内部に設けた釦電池（図示されていない）から得ることもできる。この場合、装置１に電力供給用のケーブル等を接続する必要もない。

複数の脚５は各々、ハウジング２と接面９との距離を変化させるバネ性を有しており、これらの複数の脚５によって、ハウジング２は接面９に接地される。以下の説明から明らかなように、接地部材は、偏心作用を受けたときに所定の推進力を発生させるバネ性を有するものであればよく、図示のような、繊毛状の脚５に限定されるものではない。特に図示しないが、例えば、ハウジング２の周囲に巻回されたゴム製のものであってもよい。

回転モータ３の中心軸３ａには、中心軸３ａから半径方向「エ」（図２、図３参照）において所定距離「ｅ」だけ離間された位置に重り４が設けられている。重り４は、回転モータ３によって、中心軸３ａを中心に所定の角度範囲で円運動、例えば、回転運動を行うようになっている。この結果、ハウジング２に偏心作用が生じることになり、この偏心作用を通じて、ハウジング２には、少なくとも上下方向「α」及び左右方向「β」に運動成分が生ず得る。

上下方向「α」における運動成分に応答して、バネ性を有する複数の脚５ａ、５ｂは、図１に一点鎖線で示したi）の状態、即ち、実質的に曲がりを有しない状態から、同図１に二点鎖線で示したii）の状態、即ち、曲がりを有する状態に変化する。この結果、これら複数の脚５ａ、５ｂは、図示矢印「ウ」の方向において、接面９から所定の反作用を受ける。例えば、脚５ａについてみると、ハウジング２と接面９との距離は、i）の状態における「ｆ」から、ii）の状態における「ｆ’」に変化し、この結果、脚５ａには、所定の力、即ち、バネ定数×（ｆ−ｆ’）に相当する推進力が働くことになる。

本装置１において、重り４は、中心軸３ａに沿う前後方向「γ」において、進行方向「ア」に寄った側に配置されている。このため、重り４に近い側に配置された脚５ｂは、それ以外の脚、例えば、重り４から遠い側に配置された脚５ａに比べて、偏心作用を受けやすく、前者の脚５ｂは、後者の脚５ａよりも、接面９との距離をより大きく変化させ、より大きな反作用を接面９から受けることになる。この結果、ハウジング２は、二点鎖線で示したii）の状態から、実践で示したiii）の状態、言い換えれば、上下方向「α」においては、i）の状態と実質的に同じ位置であるが、これに対し、前後方向「γ」においては、i）の状態よりも進行方向「ア」に向って進んだ位置へ移動することになる。脚５ａ及び５ｂのこのような相互作用によって、装置１を、中心軸３ａに沿う前後方向「γ」に沿って、進行方向「ア」に向って推進させることができる。

同様の原理により、左右方向「β」における運動成分に応答して、装置１を、左右方向「β」に沿って、進行方向「イ」又は「イ’」に向って推進させることができる。図２に示すように、重り４が反時計周りに回転したとき、重り４が接近する側に配置された脚５ｃは、それ以外の脚、例えば、重り４が遠ざかる側に配置された脚５ｄに比べて、接面９へ接近する側へと大きく変化し、一方、重り４が遠ざかる側に配置された脚５ｄは、それ以外の脚、例えば、重り４が接近する側に配置された脚５ｃに比べて、接面９から遠ざかる側へと大きく変化する。この場合、前者の脚５ｃは、後者の脚５ｄよりも、より大きな反作用を接面９から受けることになり、この結果、これらの脚５ｃ及び５ｄの相互作用によって、装置１を、進行方向「イ」に推進させることができる。逆に、重り４が時計周りに回転したときは、図３に示すように、同様の原理によって、装置１を、進行方向「イ’」に推進させることができる。

次いで、図４乃至図８を参照して、本実施形態による装置１０の一例を説明する。図４は、装置１０の上側斜視図、図５は、その正面図、図６は、その底面図、図７は、その左側側面図、図８は、その底側斜視図である。

装置１０は、互いに連結された装置１０Ａ及び装置１０Ｂの２種類を含む。但し、装置１０を構成する装置１０Ａ、１０Ｂは、互いに連結させずに、個々に用いることもできる。装置１０Ａと装置１０Ｂの実質的な相違は、ハウジング１０Ａ、１０Ｂに対する、それらの脚５０Ａ、５０Ｂの配列方向だけである。配列方向の相違によって、装置１０Ａの進行方向は、図４、図６に示すように、前後方向「γ」に沿う進行方向「サ」と、左右方向「β」に沿う進行方向「シ」と、を合成した方向「ス」となり、装置１０Ｂの進行方向は、進行方向「サ」と進行方向「シ’」とを合成した方向「ス’」となる。装置１０Ａ、１０Ｂにおけるこれらの進行方向は、それぞれ、例えば、脚５０Ａ、５０Ｂの配列方向によって制御することができる。

各装置１０Ａ、１０Ｂは、略円筒状のハウジング２０Ａ、２０Ｂと、ハウジング２０Ａ、２０Ｂの前側に取り付けた円形状の前板部２１Ａ、２１Ｂ、及び、後板部２３Ａ、２３Ｂを含む。また、各装置１０Ａ及び１０Ｂには、それぞれ、図１乃至図３に示した装置１と同様の方法で、ハウジング２０Ａ、２０Ｂの内部に回転モータ３０（図５参照）と重りが設けられている。更に詳細には、装置１０Ａ及び装置１０Ｂのそれぞれにおいて、重りは、モータ３０の中心軸に沿う前後方向「γ」において進行方向「サ」に寄った側、且つ、半径方向に所定距離だけ離間された位置に配置されている。

以下に詳細に説明するように、装置１０Ａにおける複数の脚５０Ａは、進行方向「ス」、更に詳細には、進行方向「サ」と進行方向「シ」の合成方向に応じて、一方、装置１０Ｂにおける複数の脚５０Ｂは、進行方向「ス’」、更に詳細には、進行方向「サ」と進行方向「シ’」の合成方向に応じて、大小関係を有する推進力を発生させるように、例えば、推進力に指向性を与えるように規則性をもって配列されている。

装置１０Ａの脚５０Ａは、互いに相隣り合う脚で構成された３つのグループ５０ａＡ、５０ｂＡ、５０ｃＡにグループ分けすることができる。各グループ５０ａＡ、５０ｂＡ、５０ｃＡの脚は、それぞれ、ハウジング２０Ａの底側に設けた斜円弧部２２ａＡ、２２ｂＡ、２２ｃＡに取り付けられることによって互いに平行に配列されており、また、ハウジング２０Ａの中心軸（２１ａ）を通る垂直面「ｇ」（図４、図５、図６参照）と交差する方向「カ」（図６参照）に沿って、更に詳細には、垂直面「ｇ」と鋭角「θ」を成すように配列されている。脚５０Ａをこのように規則性をもって配列することにより、中心軸（２１ａ）に沿う前後方向「γ」のみならず、垂直面「ｇ」に対して交差する方向「カ」（図６参照）、つまり、左右方向「β」にも運動成分を生じさせることができる。この場合、装置１０Ａについては、進行方向「サ」のみならず、進行方向「シ」にも推進力が与えられることになるから、この結果、装置１０Ａは、これらの進行方向の合成方向である進行方向「ス」に推進することになる。尚、装置１０Ａにおいて、重りを、モータの中心軸に沿う前後方向「γ」において、進行方向「サ」とは逆方向に寄った側に配置した場合には、進行方向「サ」とは逆方向と、進行方向「シ」との合成方向に、装置１０Ａを推進させることができる。このように、モータの位置を調整することにより、装置１０Ａを、容易に前後いずれの側へも推進させることができる。

同様に、装置１０Ｂの脚５０Ｂは、互いに相隣り合う脚で構成された３つのグループ５０ａＢ、５０ｂＢ、５０ｃＢにグループ分けすることができる。各グループ５０ａＢ、５０ｂＢ、５０ｃＢの脚は、それぞれ、ハウジング２０Ｂの底側に設けた斜円弧部２２ａＢ、２２ｂＢ、２２ｃＢに取り付けられることによって互いに平行に配列されており、また、ハウジング２０Ｂの中心軸（２１ａ）を通る垂直面「ｇ」（図４、図５、図６参照）と交差する方向「キ」（図６参照）に沿って、更に詳細には、垂直面「ｇ」と鈍角「θ’」を成すように配列されている。脚５０Ｂをこのように規則性をもって配列することにより、中心軸（２１ａ）に沿う前後方向「γ」のみならず、垂直面「ｇ」に対して交差する方向「キ」、つまり、左右方向「β」にも運動成分を生じさせることができる。この場合、装置１０Ｂについては、進行方向「サ」のみならず、進行方向「シ’」にも推進力が与えられることになるから、この結果、装置１０Ｂは、これらの進行方向の合成方向である進行方向「ス’」に推進することになる。尚、装置１０Ｂにおいて、重りを、モータの中心軸に沿う前後方向「γ」において、進行方向「サ」とは逆方向に寄った側に配置した場合には、進行方向「サ」と逆の方向と、進行方向「シ’」との合成方向に、装置１０Ｂを推進させることができる。このように、モータの位置を調整することにより、装置１０Ｂを、容易に前後いずれの側へも推進させることができる。従って、装置１０Ｂは、前後いずれの側へも推進することができる。

ハウジング２０Ａや２０Ｂの上側表面に、底面と同様の斜円弧部２４Ａ、２４Ｂを設ける等して、これらの部分に底面と同様の方法で脚を配列してもよい。この場合、装置１０を、上下反対に接地しても、同様の方法で装置を推進させることができる。ハウジング２０Ａや２０Ｂの側面に設けた場合も同様である。更に、ハウジング２０Ａ、２０Ｂの全周面に、同様に脚を配列することにより、装置のいずれの周面においても接地することを可能として、同様の方法で装置を推進させることもできる。尚、必ずしも、脚を設けるために斜円弧部を設ける必要がないことは勿論である。

装置１０Ａ、１０Ｂは、それぞれ単独で使用することもできるが、図４等に示すように、これらを組とした装置１０として使用することもできる。装置１０Ａ、１０Ｂのハウジング２０Ａ、２０Ｂを構成する前板部２１Ａ、２１Ｂ及び後板部２３Ａ、２３Ｂには、それぞれ、装置１０Ａと装置１０Ｂ同士、又は、装置１０Ａ同士、又は、装置１０Ｂ同士を連結するための連結部２１ａが、モータの中心軸に沿う方向に延びている。これらの連結部２１ａに、連結具４０ａや連結具４０ｂをそれぞれ固定し、これらの連結具４０ａと連結具４０ｂとを、互いに回転可能な状態で連結することにより、装置１０Ａ、１０Ｂ同士を、中心軸に沿う前後方向「γ」において、互いに独立して推進可能な状態で連結することができる。このように装置１０Ａと装置１０Ｂを、また、これらの装置を更に複数連結した場合には、それらの装置間の推進力の力関係に応じて、連結された全体としての装置１０の進行方向を決定することができる。

例えば、装置１０Ａと装置１０Ｂが１つずつ連結され、進行方向「サ」と進行方向「シ」を合成した方向「ス」に推進される装置１０Ａと、進行方向「サ」と進行方向「シ’」を合成した方向「ス’」に推進される装置１０Ｂとが、同じ推進力を同時に発生する場合には、全体としての装置１０は、進行方向「サ」にのみ推進されることになる。また、装置１０Ａと装置１０Ｂが１つずつ連結され、装置１０Ａだけを動作状態とし、装置１０Ｂを休止状態とした場合、全体としての装置１０は、装置１０Ａの推進力のみを得て、進行方向「ス」に推進されることになり、逆に、装置１０Ｂだけを動作状態とし、装置１０Ａを休止状態とした場合、全体としての装置１０は、装置１０Ｂの推進力のみを得て、進行方向「ス’」に推進されることになる。更に、装置１０Ａと装置１０Ｂが１つずつ連結され、装置１０Ａに装置１０Ｂよりも大きな推進力を発生させるように調整した場合には、全体としての装置１０は、進行方向「ス」に進みつつ、且つ、進行方向「ス’」にも若干進むような推進力を得ることになる。
このように、複数の装置１０Ａ、１０Ｂを様々な組み合わせで連結することにより、また、これら連結された装置の推進力を調整することにより、全体としての装置１０を、前後及び左右のいずれの方向をも含む、所望の方向に推進させることができる。また、脚をハウジングの周面に設ける等した場合には、前後左右方向のみならず、上下方向にも推進させることも可能となる。

装置の推進力は、例えば、脚の形状を調整することによっても制御することができる。この点について、図９等を参照して以下に説明する。

図９は、装置１０の変形例である装置１１の上側斜視図、図１０は、その正面図、図１１は、その平面図、図１２は、その底面図、図１３は、その左側側面図、図１４は、その底側斜視図である。

これらの図に示した装置１１と、図４等に示した装置１０との実質的な相違は、脚５１の形状だけである。その他の相異は本質的なものではなく、従って、特に説明しない点については、装置１０に関する説明が、そのまま妥当するか、または、同様に適用できるものと考えてよい。

装置１１は、装置１１Ａ及び装置１１Ｂの２種類を含む。これらの装置１１Ａと装置１１Ｂの実質的な相違は、図４等に示した装置１０と同様に、ハウジング１１Ａ、１１Ｂに対する、それらの脚５１Ａ、５１の配列方向だけである。この相違によって、装置１１Ａの進行方向は、図９、１１、１２に示すように、前後方向「γ」に沿う進行方向「サ」と、左右方向「β」に沿う進行方向「シ」と、を合成した方向「ス」となり、装置１１Ｂの進行方向は、進行方向「サ」と進行方向「シ’」とを合成した方向「ス’」となる。装置１１Ａ、１１Ｂにおけるこれらの進行方向は、それぞれ、例えば、脚５１Ａ、５１Ｂの配列方向によって制御することができる。

装置１０Ａと同様に、装置１１Ａにおいて、複数の脚５１Ａは、進行方向「ス」、更に詳細には、進行方向「サ」と進行方向「シ」との合成方向に応じて、また、装置１１Ｂにおける複数の脚５１Ｂは、進行方向「ス’」、更に詳細には、進行方向「サ」と進行方向「シ’」との合成方向に応じて、大小関係を有する推進力を発生させるように、例えば、推進力に指向性を与えるように規則性をもって配列されている。

装置１１Ａの脚５１Ａは、互いに相隣り合う脚で構成された４つのグループ５１ａＡ、５１ｂＡ、５１ｃＡ、５１ｄＡに分類することができる。尚、ここではより大きな推進力を得るため、図４等に示した実施形態よりも脚の数を増やしているが、勿論、図４等に示した実施形態と同様に、３つの脚グループだけを設けてもよい。各グループ５１ａＡ、５１ｂＡ、５１ｃＡ、５１ｄＡの脚は、それぞれ、ハウジング２７Ａの底側において互いに平行に配列されており、且つ、ハウジング２７Ａの中心軸（２８ａ）を通る垂直面「ｇ」（図９、図１０、図１２参照）と交差する方向「カ」（図１２参照）に沿って、更に詳細には、垂直面「ｇ」と鋭角「θ」（図１２参照）を成すように配列されている。脚５１Ａをこのように規則性をもって配列することにより、中心軸（２８ａ）に沿う前後方向「γ」のみならず、垂直面「ｇ」に対して交差する方向「カ」（図１２参照）、つまり、左右方向「β」にも運動成分を生じさせることができる。この場合、装置１１Ａについては、進行方向「サ」のみならず、進行方向「シ」にも推進力が与えられることになるから、この結果、装置１１Ａは、これらの進行方向の合成方向である進行方向「ス」に推進することになる。

同様に、装置１１Ｂの脚５１Ｂは、互いに相隣り合う脚で構成された４つのグループ５１ａＢ、５１ｂＢ、５１ｃＢ、５１ｄＢに分類することができる。尚、装置１１Ｂの脚の数を、３つの脚グループだけとすることにより、装置１１Ａの推進力と装置１１Ｂの推進力との間に差を設けることもできる。各グループ５１ａＢ、５１ｂＢ、５１ｃＢ、５１ｄＢの脚は、それぞれ、各グループに対応してハウジング２７Ｂの底側において互いに平行に配列されており、且つ、中心軸（２８ａ）を通る垂直面「ｇ」（図９、図１０、図１２参照）と交差する方向「キ」（図１２参照）に沿って、更に詳細には、垂直面「ｇ」と鈍角「θ’」（図１２参照）を成すように配列されている。脚５１Ｂをこのように規則性をもって配列することにより、中心軸（２８ａ）に沿う前後方向「γ」のみならず、垂直面「ｇ」に対して交差する方向「キ」（図１２参照）、つまり、左右方向「β」にも運動成分を生じさせることができる。この場合、装置１１Ｂについては、進行方向「サ」のみならず、進行方向「シ’」にも推進力が与えられることになるから、この結果、装置１１Ｂは、これらの進行方向の合成方向である進行方向「ス’」に推進することになる。

装置１１Ａの脚５１Ａの少なくとも一部について、更に言えば、これら少なくとも一部の脚５１Ａにおける、接面９の近傍に位置する少なくとも一部において、進行方向「サ」及び「シ」に寄った側に突出する曲がりが形成されていてもよい。同様に、装置１１Ｂの脚５１Ｂの少なくとも一部について、更に言えば、これら少なくとも一部の脚５１Ｂにおける、接面９の近傍に位置する少なくとも一部において、進行方向「サ」及び「シ’」に寄った側に突出する曲がりが形成されていてもよい。これらの曲がりを設けたことにより、脚５１Ａ、５１Ｂは、曲げ側に向って偏心作用を受けやすくなり、この結果、推進装置を、所望とする進行方向に、又、所望の力で推進させることができる。

偏心作用は、脚のバネ定数を調整することによっても調整することができる。例えば、進行方向に寄った側に配置された脚のバネ定数を、それ以外の脚のバネ定数より小さく設定した場合、進行方向に寄った側に配置された脚は、それ以外の脚よりも、偏心作用を受けやすくなり、前者の脚は、後者の脚よりも、ハウジングと接面との距離をより大きく変化させることになる。この結果、装置を、所望とする進行方向に、また、所望の力で推進させることができる。

尚、装置の推進力は、例えば、偏心作用を制御することによっても容易に調整することができる。例えば、回転モータ３によって重り４を円運動させる速度、回転モータ３によって重り４を円運動させる周期、重り４の円運動の大きさ、重りが中心軸３ａから半径方向「エ」に離間される距離「ｅ」を変更する等することによって、偏心作用を制御してもよい。

また、モータにおける重りの回転方向を変更することによって、偏心作用を制御することもできる。例えば、図９等に示した変形例において、ハウジング２７Ａの内部に設けたモータを、装置１１Ａにおける脚５１Ａの曲がり方向に沿う方向、即ち、半時計周り「オ」（図９参照）に回転させた場合、脚５１Ａは、時計周り「オ’」（図９参照）に回転させた場合に比べて、より大きな力を受けることになり、この結果、推進力を増すことになる。その一方、装置１１Ｂにおいて、同様に、ハウジング２７Ｂに設けたモータを、半時計周り「オ」に回転させた場合、脚５１Ｂは、時計周り「オ’」に回転させた場合に比べて、より小さな力を受けることになり、この結果、推進力を減らすことになる。このように、モータの回転方向を制御することによっても、偏心作用を制御して、装置を、所望とする進行方向に、また、所望の力で推進させることができる。

本発明は、上述した実施の形態に限定されるわけではなく、その他種々の変更が可能である。例えば、上に説明した実施形態では、装置１０Ａ、１０Ｂ、又は、装置１１Ａ、１１Ｂのそれぞれにおいて、各装置に設けた全ての脚に同じ指向性、例えば、中心軸を通る垂直面に対する交差角度「θ」や曲がり等を与えていたが、必ずしも全ての脚に同じ指向性を与える必要はなく、所望の推進力が得られるように、脚同士の間で、指向性を変更してもよい。また、交差角度を、それぞれ変更して、進行方向を調整することもできる。更に、装置１０Ａ、１０Ｂや、装置１１Ａ、１１Ｂの組み合わせは限定されるものではなく、それらの数を変更してもよいし、連結する装置の種類を変更してもよい。装置の使用状況に応じて、様々な組み合わせが可能であることは言うまでもない。また、重りは必ずしも回転させる必要はなく、例えば、振り子運動等をさせてもよい。偏心作用を生じさせる運動を行うものであれば十分である。

尚、本装置の適用範囲は広く、様々な推進装置に適用することができる。例えば、本装置を、探査装置に適用することができる。この場合、探査装置のいずれかの部分に、検査用のカメラやビデオ等を取り付けてもよい。また、各種玩具に応用することもできる。

１ 推進装置
２ ハウジング
３ 回転モータ（駆動部材）
３ａ 中心軸
４ 重り
５ 脚（接地部材）
９ 接面
１０ 推進装置
１１ 推進装置
２０ ハウジング
２７ ハウジング
３０ 回転モータ（駆動部材）
５０ 脚（接地部材）
５１ 曲がりを有する脚

Claims (10)

1. ハウジングと、
   前記ハウジングに設けられ、中心軸から半径方向に離間された重りを前記中心軸を中心に円運動させる駆動部材と、
   前記ハウジングを接地する複数の接地部材と、
   を備え、
   前記複数の接地部材は各々、前記ハウジングと接面との距離を変化させるバネ性を有しており、
   前記重りを円運動させることによって生じさせた偏心作用と前記複数の接地部材のバネ性とを利用して、進行方向に応じて大小関係を有する推進力を前記複数の接地部材に発生させることを特徴とする推進装置。
2. 前記重りは、前記中心軸に沿う方向において前記進行方向に寄った側に配置されている、請求項１に記載の推進装置。
3. 前記重りを円運動させる速度、及び／又は、前記重りを円運動させる周期、及び／又は、前記重りの円運動の大きさ、及び／又は、前記重りが前記中心軸から半径方向に離間される距離を調整することができる、請求項１又は２に記載の推進装置。
4. 前記複数の接地部材のうち、前記進行方向に寄った側に配置された接地部材のバネ定数は、それ以外の接地部材のバネ定数よりも小さく設定されている、請求項１乃至３のいずれかに記載の推進装置。
5. 前記複数の接地部材のうちの少なくとも一部において、該少なくとも一部の接地部材のそれぞれにおいて前記接面の近傍に位置する少なくとも一部に、前記進行方向に寄った側に突出する曲がりが形成されている、請求項１乃至４のいずれかに記載の推進装置。
6. 前記駆動部材は、前記重りを回転させる回転モータである、請求項１乃至５のいずれかに記載の推進装置。
7. 前記駆動部材は、前記重りを時計周り又は反時計周りに回転させることができる、請求項６に記載の推進装置。
8. 前記複数の接地部材のうちの少なくとも一部は、前記中心軸を通る垂直面と交差する方向に沿って配列されている、請求項１乃至７のいずれかに記載の推進装置。
9. 複数の前記推進装置を前記中心軸に沿う方向において互いに独立して推進可能な状態で連結し、
   連結された前記複数の推進装置のうちの少なくとも１つの推進装置における前記複数の接地部材のうちの少なくとも一部を、前記垂直面と鋭角を成すように配列し、且つ、連結された前記複数の推進装置のうちの他の少なくとも１つの推進装置における前記複数の接地部材のうちの少なくとも一部を、前記垂直面と鈍角を成すように配列する、請求項８に記載の推進装置。
10. 前記推進装置を探査ロボットに適用した、請求項１乃至９のいずれかに記載の推進装置。

Images