JP2022067131A - 履帯式走行体および走行装置 - Google Patents

Abstract

【課題】走行装置の走行時の安定性を高める履帯式走行体を提供することを目的とする。
【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、二つの転輪１５ａ,１５ｂの間に設けられ、二つのアイドラ１８ａ,１８ｂ（補助輪の一例）が揺動可能に設けられた補助機構８と、を備え、アイドラ１８ａ（一方の補助輪の一例）が垂直方向に押し上げられた際のアイドラ１８ａの押上量ｙ_０が、アイドラ１８ｂ（他方の補助輪の一例）の押下量ｙ_１よりも大きい。
【選択図】図１９

Description

本開示内容は、履帯式走行体および走行装置に関する。

近年、様々な使用環境や用途において、従来の人手で行われていた作業の支援や人が対応できない環境での作業を行うための移動型のロボット（走行装置）が活用されている。このような走行装置において、劣悪な路面環境や限られたスペースでの走行にも対応できるように、走行機構には、高い機動性と信頼性が求められる。

また、走行時の安定性を高めるため、履帯式（クローラ式）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、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を内蔵した起動輪と二つの転輪によって形成される三角形の履帯式の走行ユニットを用いる内容が開示されている。さらに、特許文献２には、トラクタに装備されるクローラ走行装置において、三角配置された駆動輪と二つの従動輪の底辺に、複数の遊動輪を配置する構成が開示されている。

特開２０１７－２１８１０５号公報 特開２０１５－１５５３０２号公報

しかしながら、従来の方法では、履帯式の走行体の場合、遊動輪のような補助機構を配置可能な範囲が限られており、走行性能の向上と限られたサイズの中での補助機構の配置の両立を図る必要があるという課題があった。

上述した課題を解決すべく、請求項１に係る発明は、履帯と、前記履帯に駆動力を与える駆動輪と、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、を備え、前記駆動輪と前記転輪との間に前記履帯を掛け回した履帯式走行体であって、前記二つの転輪の間に設けられ、二つの補助輪が揺動可能に設けられた補助機構を備え、一方の補助輪が垂直方向に押し上げられた際の当該一方の補助輪の押上量が、他方の補助輪の押下量よりも大きい履帯式走行体である。

本発明によれば、走行装置の走行時の安定性を高める履帯式走行体を提供することができるという効果を奏する。

（Ａ）～（Ｃ）走行装置の外観の一例を示す図である。 走行装置の走行状態の一例を示す図である。 走行装置のハードウエア構成の一例を示す図である。 履帯式走行体の構成の一例を示す図である。 履帯式走行体の構成の一例を示す図である。 （Ａ）（Ｂ）履帯式走行体に備えられたテンショナの構成の一例を示す図である。 テンショナの詳細構成の一例を示す斜視図である。 テンショナの状態変化について説明するための図である。 履帯式走行体に備えられた側板の構成の一例を示す図である。 履帯式走行体に備えられた側板の特徴について説明するための図である。 履帯式走行体に備えられた側板の特徴について説明するための図である。 （Ａ）～（Ｃ）履帯式走行体に備えられた駆動輪の構成の一例を示す図である。 （Ａ）～（Ｃ）履帯式走行体に備えられた転輪の構成の一例を示す図である。 転輪における軸部の内部構造の一例を示す図である。 補助機構の構成の一例を示す図である。 リンクの内部構造の一例を示す図である。 （Ａ）～（Ｃ）アイドラの構成の一例を示す図である。 補助機構の詳細構成の一例を説明するための図である。 補助機構の詳細構成の一例を説明するための図である。 補助機構における押上量と押下量の関係の一例を示す図である。 補助機構における押上量と押下量の関係の一例を示す図である。 （Ａ）（Ｂ）補助機構における押上量と押下量の関係の一例を示す図である。 補助機構における押上量と押下量の関係の一例を示す図である。

以下、図面を参照しながら、発明を実施するための形態を説明する。なお、図面の説明において同一要素には同一符号を付し、重複する説明は省略する。

●実施形態●
●走行装置
図１（Ａ）は、走行装置の外観斜視図である。走行装置１は、履帯式走行体１０ａ,１０ｂおよび本体５０によって構成される。

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（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。履帯式走行体１０ａ,１０ｂの詳細な構成については後述する。

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。

図１（Ｂ）は、走行装置の前面図（Ｐ矢視図）である。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および蓋部３５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。

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が二つ備えられている例を示すが、状態表示ランプ３３の数は、一つであってもよく、三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。

蓋部３５は、本体５０の上面に設けられ、本体５０の内部を覆っている。また、蓋部３５は、本体５０の内部の通気を行うための通気口を有する通気部３５ａを有する。

また、二つの履帯式走行体１０ａ,１０ｂは、本体５０を挟んで、後述の履帯１１ａと履帯１１ｂとが略平行になるように、すなわち走行装置１が走行可能な状態で設置される。なお、履帯式走行体の数は、二つに限定されるものではなく、三つ以上であってもよい。例えば、走行装置１は、三つの履帯式走行体を平行に三列に整列させる等、走行装置１が走行可能な状態で設置されてもよい。また、例えば、走行装置１は、四つの履帯式走行体を自動車のタイヤのように前後左右に配列させてもよい。

図１（Ｃ）は、走行装置の側面図（Ｑ矢視図）である。履帯式走行体１０ａは、後述する駆動輪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１０ａ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、履帯式走行体１０ａ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。

ここで、図２を用いて、走行装置１が走行している様子を概略的に説明する。図２は、走行装置の走行状態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な履帯式走行体１０ａ,１０ｂを備えることにより、図２に示されているような不整地Ｊにおいても安定して走行することができる。

履帯式の走行体は、不整地Ｊの走行路面の凹凸によって、履帯の一部が接地できずに浮いたりする。そのため、従来から独立型のサスペンション等を設け、走行路面に倣うように各車輪のそれぞれを独立して可動させるような走行体が存在する。しかしながら、このような従来の方法は、比較的大型のサイズの走行体に対するものであり、小型の走行体に対しては設置サイズや部品コストの面で採用することが困難であった。

そこで、走行装置１は、後述する補助機構８を設けた履帯式走行体１０ａ,１０ｂを用い、各車輪が走行路面に倣うように独立して可動させることができることで、接地性および走行安定性を向上させることができる。

○ハードウエア構成○
続いて、図３を用いて、実施形態に係る走行装置のハードウエア構成について説明する。なお、図３に示されているハードウエア構成は、必要に応じて構成要素が追加または削除されてもよい。

図３は、走行装置のハードウエ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。

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。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。

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。

なお、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通信ネットワークに接続されたコンピュータ上に格納し、通信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通信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。

また、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、ハードウエア的に動作させてもよい。

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インターフェースを備えてもよい。

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。

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。

インホイールモータ１４ａ,１４ｂは、履帯式走行体１０ａの駆動輪１３ａ、履帯式走行体１０ｂの駆動輪１３ｂの内部にそれぞれ設置されており、駆動輪１３ａ,１３ｂに回転力を伝達する。インホイールモータ１４ａ,１４ｂは、駆動輪１３ａ,１３ｂ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、一方の駆動輪１３ａ（または１３ｂ）のみを正方向または負方向に回転させて、他方の駆動輪１３ｂ（または１３ａ）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、一方の駆動輪１３ａ（または１３ｂ）を正方向に回転させて、他方の駆動輪１３ｂ（または１３ａ）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。

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、後述するリンク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。

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。

●履帯式走行体
続いて、図４乃至図２３を用いて、走行装置１を構成する履帯式走行体１０ａ,１０ｂについて説明する。まず、図４および図５を用いて、履帯式走行体１０ａ,１０ｂの全体構成について説明する。なお、走行装置１は、図１に示されているように、二つの履帯式走行体１０ａ,１０ｂを備えるが、以下の説明では、これらの構成は同一であるため、履帯式走行体１０の構成として説明する。図４よび図５は、履帯式走行体の構成の一例を示す図である。図４および図５は、図１（Ｃ）と同様の方向から見た、履帯式走行体１０の側面図である。

図４に示されているように、履帯式走行体１０は、履帯１１、駆動輪１３、転輪１５ａ，１５ｂ、補助機構８、側板２０ａおよびテンショナ２５を備える。このうち、補助機構８は、アイドラ１８ａ,１８ｂ、およびリンク１９を含む。また、図５は、図４に示されている履帯式走行体１０から側板２０ａを取り外した状態を示す図である。図５に示されている履帯式走行体１０は、さらに、インホイールモータ１４、モータ軸１４１、側板２０ｂ、側板支持体２７ａ,２７ｂ,２７ｃ,２７ｄ、転輪軸１６１ａ,１６１ｂ、並びに補助機構８に含まれるアイドラ軸１８１ａ,１８１ｂおよびリンク軸１９１を備える。

履帯１１は、クローラとも呼ばれて、金属またはゴムによって形成されている。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は、表面に複数の突起部１１１ａ,１１１ｂを有する。履帯１１の外側の突起部１１１ａ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１１１ｂ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。

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。

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、駆動軸となるモータ軸１４１を中心にして回転駆動する。インホイールモータ１４の回転軸（モータ軸１４１）は、駆動輪１３の回転軸（駆動軸）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。

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。

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１６１ａ,１６１ｂを回転軸として回転する。

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。これにより、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ける必要がない。

また、図５に示されているように、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、走行体は、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、履帯式走行体１０は、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。

補助機構８は、履帯１１に従動して回転する補助輪（アイドラ１８ａ,１８ｂ）を、揺動軸（リンク軸１９１）回りに揺動可能（アイドラ１８ａ,１８ｂ）に設けている。補助機構８は、例えば、揺動機構、天秤型補助機構、天秤型揺動機構、天秤型揺動輪または天秤型揺動転輪とも称される。また、補助機構８は、側面視において、駆動輪１３と転輪１５ａ,１５ｂによって形成される三角形形状の底辺に設けられている。

補助機構８は、アイドラ１８ａ,１８ｂ、およびリンク１９を含む。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。

側板２０ａ,２０ｂは、履帯式走行体１０において、駆動輪１３、転輪１５ａ,１５ｂ、および補助機構８を支持する。履帯式走行体１０は、二つの側板２０ａ,２０ｂを用いて、駆動輪１３、転輪１５ａ,１５ｂおよび補助機構８を支持する両持ち構造になっている。二つの側板２０ａ,２０ｂは、複数の側板支持体２７ａ,２７ｂ,２７ｃ,２７ｄによって支持される。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１６１ａ,１６１ｂ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、補助機構８を支持する。

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。

ここで、図４および図５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４および図５に示されているようなＸ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。

例えば、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。

○テンショナの構成○
続いて、図６乃至図８を用いて、履帯式走行体１０に備えられたテンショナ２５の詳細な構成について説明する。図６（Ａ）は、履帯式走行体に取り付けられたテンショナの構成の一例を示す側面図である。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６（Ａ）は、側板２０に取り付けられたテンショナ２５が外装部２５９によって覆われている状態を示す。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。

図６（Ｂ）は、ＡＡ´断面におけるテンショナの断面図（Ｑ矢視図）である。また、図７は、テンショナの詳細構成の一例を示す斜視図である。テンショナ２５は、固定部２５１、軸部２５３ａ,２５３ｂ、弾性体２５５ａ,２５５ｂおよびブロック２５７を備える。

固定部２５１は、駆動輪１３およびインホイールモータ１４の回転軸であるモータ軸１４１を固定するための部材である。テンショナ２５は、固定部２５１を用いてブロック２５７とモータ軸１４１を固定することで、モータ軸１４１の回転を防止する。

軸部２５３ａ,２５３ｂは、それぞれ弾性体２５５ａ,２５５ｂの弾性変形のガイドとなる部材である。弾性体２５５ａ,２５５ｂ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２５５ａ,２５５ｂは、軸部２５３ａ,２５３ｂをガイドにして、上下方向に弾性変形する。

ブロック２５７は、モータ軸１４１を貫通させて、テンショナ２５をモータ軸１４１に接続させる役割を担う。また、ブロック２５７は、軸部２５３ａ,２５３ｂを貫通させて、軸部２５３ａ,２５３ｂに沿って、軸方向に摺動する。これにより、テンショナ２５は、弾性体２５５ａ,２５５ｂの変形と連動して、モータ軸１４１を中心とした上下方向に駆動輪１３を動作させることができる。これにより、履帯式走行体１０は、弾性体２５５ａ,２５５ｂの変形によってモータ軸１４１を押し上げることで、駆動輪１３自体をテンショナとして履帯１１に押し当てることで、履帯１１に対してテンションを与える。なお、テンショナ２５は、弾性体２５５ａ,２５５ｂに変えて、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。

図８は、テンショナの状態変化について説明するための図である。図８に示されているように、弾性体２５５ａ,２５５ｂは、駆動輪１３に上方から圧力が掛かることによって変形して伸縮する。図８の左図（図６（Ｂ）と同様）に示すテンショナ２５は、弾性体２５５ａ,２５５ｂが伸びた状態であり、履帯１１に対してテンションを与えている状態である。一方で、図８の右図は、上方から加えられた圧力によって弾性体２５５ａ,２５５ｂが収縮したテンショナ２５の状態を示す。例えば、走行中に路面の障害物等に履帯１１が押し付けられた場合、履帯式走行体１０は、弾性体２５５ａ,２５５ｂが収縮して履帯１１に与えられるテンションを低減させることにより、履帯１１へのダメージを低減させることができる。

ここで、インホールモータを内蔵した駆動輪を上方に配置した三角形形状の履帯式の走行体において、モータのトルクを上げるためには、インホイールモータのモータ径を大きくする必要がある。モータ径を大きくすると、一般的に重量が大きいモータの重量がさらに増大するため、上方に駆動輪を配置した走行体の重心は高くなり、走行安定性が低下する。また、従来の三角形形状の履帯式の走行体は、車輪の脱輪を防止するために別途テンショナを設けられる。テンショナは、テンションの変動を吸収するため、履帯がテンショナと共に自由に動ける位置に置く必要がある。そのため、三角形状の履帯式走行体は、テンショナを上部に置くこととなる。よって、テンショナを設けるスペースを確保するために駆動輪の位置が高くなる。

そこで、履帯式走行体１０は、テンショナ２５を駆動輪１３の回転軸（モータ軸１４１）に接続することで、駆動輪１３自体をテンショナとして機能させる。これにより、履帯式走行体１０は、テンショナの設置スペースを無くすことにより、駆動輪１３を低い位置にレイアウトすることができるので、走行安定性を向上させることができる。

○側板の構成○
続いて、図９乃至図１１を用いて、履帯式走行体１０に備えられた側板２０ａ,２０ｂの詳細な構成について説明する。図９は、履帯式走行体に備えられた側板の構成の一例を示す図である。このうち、図９（Ａ）は、履帯式走行体１０から履帯１１を取り外した状態の外観斜視図である。図９（Ｂ）は、履帯式走行体１０から履帯１１を取り外した状態の側面図（Ｐ矢視図）である。駆動輪１３、転輪１５ａ,１５ｂ、並びにアイドラ１８ａおよびアイドラ１８ｂを接続したリンク１９は、二つの側板２０ａ,２０ｂによって接続されている。また、二つの側板２０ａ,２０ｂは、複数の側板支持体２７ａ,２７ｂ,２７ｃ,２７ｄ（２７ｃ,２７ｄは不図示）によって接続されている。駆動輪１３、転輪１５ａ,１５ｂ、並びにアイドラ１８ａおよびアイドラ１８ｂを接続したリンク１９は、それぞれ二つの側板２０ａ,２０ｂによって両持ち構造で支持されている。なお、側板支持体の数は、これに限られない。

このように、履帯式走行体１０は、駆動輪１３および転輪１５ａ,１５ｂのそれぞれ車軸（モータ軸１４１、転輪軸１６１ａ,１６１ｂ）を、二つの側板２０ａ,２０ｂによる両持ち構造で支持する。駆動輪１３に内蔵されたインホイールモータ１４は、大型でかつ重量があるとともに、モータ軸１４１にテンショナ２５が接続されるため、駆動輪と転輪を片持ちで支持する構造では、別途大型のアーム（支持体）を備える必要がある。そこで、履帯式走行体１０は、駆動輪１３および転輪１５ａ,１５ｂを、側板２０ａ,２０ｂによる両持ち構造にすることにより、コンパクトな構造で安定してテンションを履帯１１に与えることができる。また、履帯式走行体１０は、アイドラ１８ａ,１８ｂを含む全ての車輪を、側板２０ａ,２０ｂで両持ちにすることにより、レイアウト（構造）を単純、堅牢にすることができる。さらに、履帯式走行体１０は、各車輪の車輪軸を、側板２０ａ,２０ｂによって両持ちで支持することで、高い剛性を得ることができる。

また、図１０および図１１を用いて、履帯式走行体１０に備えられた側板２０ａ,２０ｂの特徴について説明する。なお、図１０に示されている側板２０ａ,２０ｂは、それぞれ同じ構造であるため、図１０および図１１は、側板２０ａの特徴として説明する。図１０に示されているように、側板２０ａは、履帯１１の接地面側（底面側）の領域が切り欠かれた切欠部２０１ａ,２０３ａを有する。履帯式走行体１０は、上述にように二つの側板２０ａ,２０ｂによる両持ち構造であるため、車輪と側板の間に木の枝や石などの異物が巻き込まれる可能性が高くなり、車輪がロックされるおそれがある。そこで、履帯式走行体１０は、側板２０ａに切欠部２０１ａ,２０３ａを設け、アイドラ１８ａ,１８ｂが側板２０ａによって覆われないようにすることで、側板２０ａとアイドラ１８ａ,１８ｂの間の異物の入り込みを防止することができる。なお、切欠部２０１ａ,２０３ａの形状および数は、これに限られず、例えば、転輪１５ａ,１５ｂの一部が側板２０ａによって覆われないように切り欠きを設ける構成であってもよい。

また、図１１に示されているように、側板２０ａは、各車輪と側板２０ａとの間に入り込んだ異物がスムーズに排出されるように、複数の側板穴２０５ａを有する。これにより、履帯式走行体１０は、各車輪と側板２０ａの間に入り込んだ異物による不具合を防止することができる。また、側板２０ａは、側板穴２０５ａを設けることで、履帯式走行体１０の軽量化を図ることができるとともに、履帯式走行体１０の内部の状態をユーザに目視で確認させることができる。さらに、側板２０ａは、側板穴２０５ａを設けることで、例えば、走行装置１における各種配線を、側板穴２０５ａを通して行うことができる。なお、側板穴２０５ａの数または形状は、図１１に示されている例に限られない。

○駆動輪および転輪の構成○
続いて、図１２乃至図１４を用いて、履帯式走行体１０に備えられている駆動輪１３および転輪１５の詳細な構成について説明する。まず、図１２を用いて、駆動輪１３の構成について説明する。図１２（Ａ）は、駆動輪の外観斜視図であり、図１２（Ｂ）は、駆動輪の進行方向に対する前面図（Ｐ矢視図）である。

駆動輪１３は、インホイールモータ１４の回転を履帯１１に伝達するための機能を担うスプロケット１３１によって構成される。また、駆動輪１３は、内部に固定されたインホイールモータ１４を備える。駆動輪１３としてのスプロケット１３１は、モータ軸１４１を回転軸（駆動軸）としてインホイールモータ１４の回転に伴って回転する。また、スプロケット１３１は、車輪１３２と車輪１３４を、連結部材１３６を介して接続するように形成されている。連結部材１３６は、車輪１３２と車輪１３４の間の外周周辺に、等間隔で設けられている。履帯１１の内側に設けられた突起部１１１ｂは、スプロケット１３１の隣接する連結部材１３６の間に入り込みながら回転する。そのため、履帯式走行体１０は、履帯１１と駆動輪１３の間で、より確実な駆動伝達効果を生み出すことができる。さらに、駆動輪１３は、インホイールモータ１４をスプロケット１３１に支持させる複数の支持部材１３８を有する。駆動輪１３は、支持部材１３８の長さを変更することで、異なる幅のインホイールモータ１４を内蔵させることができる。

さらに、駆動輪１３は、インホイールモータ１４のモータ軸１４１と本体５０を接続するための本体ケーブル１４３を備えられている。インホイールモータ１４のモータ軸１４１は、円筒であり、本体ケーブル１４３は、モータ軸１４１を通り、インホイールモータ１４と本体５０を接続する。駆動輪１３は、本体ケーブル１４３を介して、本体５０に備えられたバッテリ５３０からの電力供給を受け付ける。

図１２（Ｃ）は、駆動輪の進行方向に対する側面図（Ｑ矢視図）である。履帯式の走行体は、泥、土砂またはごみ等の異物が履帯との間に入り込むと、駆動輪の回転がロックされたり、履帯が脱輪したりするおそれがある。そのため、駆動輪１３の車輪１３２は、異物の入り込みを防止するため、複数の車輪穴１３３を有している。これにより、駆動輪１３は、履帯１１との間またはスプロケット１３１に入り込んだ異物がスムーズに排出される構造となる。なお、車輪穴１３３の数または形状は、図１２（Ｃ）に示されている例に限られない。また、車輪１３４は、車輪１３２と同様の構成を有する。

次に、図１３および図１４を用いて、転輪１５ａ,１５ｂの構成について説明する。なお、転輪１５ａ,１５ｂの構成は同一であるため、図１３および図１４では、転輪１５ａの構成として説明する。図１３（Ａ）は、転輪の外観斜視図であり、図１３（Ｂ）は、転輪の進行方向に対する前面図（Ｐ矢視図）である。

転輪１５ａは、車輪１５２ａと車輪１５４ａを、軸部１５１ａを介して接続するように形成されている。また、転輪１５ａは、車輪１５２ａと車輪１５４ａの間の外周周辺に、連結部材１５６ａを等間隔に設置している。連結部材１５６ａは、車輪１５２ａと車輪１５４ａの間の外周周辺に、等間隔で設けられている。履帯１１の内側に設けられた突起部１１１ｂは、隣接する連結部材１５６ａの間に入り込みながら回転する。そのため、履帯式走行体１０は、履帯１１と転輪１５ａの履帯１１に対する脱輪を防止することができる。

図１３（Ｃ）は、転輪の進行方向に対する側面図（Ｑ矢視図）である。転輪１５ａの車輪１５２ａは、上記駆動輪１３の場合と同様に、異物の入り込みを防止するため、複数の車輪穴１５３ａを有している。これにより、転輪１５ａは、履帯１１との間に入り込んだ異物がスムーズに排出される構造となる。なお、車輪穴１５３ａの数または形状は、図１３（Ｃ）に示されている例に限られない。また、車輪１５４ａは、車輪１５２ａと同様の構成を有する。

次に、図１４を用いて、転輪１５ａの進行方向（Ｐ方向）に対する軸部１５１ａの断面構造について説明する。図１４は、転輪における軸部の内部構造の一例を示す図である。転輪１５ａは、図１３に示されている構成に加えて、軸部１５１ａとして、転輪の回転軸となる転輪軸１６１ａ、ベアリング１６３ａ、セットカラー１６５ａ１,１６５ａ２、およびオイルシール１６７ａ１,１６７ａ２を有する。

転輪１５ａは、軸部１５１ａにおいて、転輪軸１６１ａの中央部に、一つのベアリング１６３ａを有している。これにより、履帯式走行体１０は、ベアリング１６３ａを一つだけ配置させる構成にすることで、部品点数を減らすとともに、コストダウンを図ることができる。

また、転輪１５ａは、軸部１５１ａにおいて、転輪軸１６１ａの中央部に配置されたベアリング１６３ａを挟むように、ベアリング１６３ａの押さえとなる二つのセットカラー１６５ａ１,１６５ａ２を有している。これにより、履帯式走行体１０は、車輪１５２ａ,１５４ａの転輪軸１６１ａに対するオフセットを容易にすることができる。

さらに、転輪１５ａは、車輪１５２ａ,１５４ａの内側に、それぞれオイルシール１６７ａ１,１６７ａ２を有している。これにより、履帯式走行体１０は、軸部１５１ａにおけるベアリング１６３ａを、外部から侵入する水または埃等の異物から保護することができる。

○補助機構の構成○
続いて、図１５乃至図１７を用いて、履帯式走行体１０に備えられた補助機構８の構成について説明する。図１５は、補助機構の構成の一例を示す図である。図１５に示されているように、補助機構８は、リンク１９、およびリンク１９によって接続された二つのアイドラ１８ａ,１８ｂを有する。リンク１９は、複数のアイドラ１８を支持する支持体である。アイドラ１８ａ,１８ｂは、二つのリンク板１９ａ,１９ｂによって接続されている。また、二つのリンク板１９ａ,１９ｂは、リンク軸１９１によって接続されている。リンク１９は、アイドラ１８ａ,１８ｂを、二つのリンク板１９ａ,１９ｂによって両持ち構造で支持している。また、図４等に示されているように、補助機構８は、リンク１９の二つのリンク板１９２ａ,１９２ｂおよびリンク軸１９１を用いて側板２０ａ,２０ｂに支持されている。アイドラ１８ａ,１８ｂは、補助輪の一例である。また、リンク１９は、接続部の一例である。さらに、リンク軸１９１は、揺動軸の一例である。また、リンク板１９２ａ,１９２ｂは、揺動部の一例である。

次に、図１６を用いて、補助機構８の進行方向（Ｐ方向）に対するリンク１９の断面構造について説明する。図１６は、リンクの内部構造の一例を示す図である。リンク１９は、図１５に示されている構成に加えて、セットカラー１９３ａ,１９３ｂ、およびプッシュ部材１９５ａ,１９５ｂを有する。

リンク１９は、リンク板１９２ａ,１９２ｂの内側に、リンク板１９２ａ,１９２ｂの押さえとなるセットカラー１９３ａ,１９３ｂをそれぞれ有している。これにより、履帯式走行体１０は、リンク板１９２ａ,１９２ｂをセットカラー１９３ａ,１９３ｂでそれぞれ固定することで、リンク軸１９１に対するオフセットを容易にすることができる。

さらに、リンク１９は、リンク軸１９１とリンク板１９２ａ,１９２ｂの接合部に、それぞれプッシュナット等のプッシュ部材１９５ａ,１９５ｂを有している。これにより、履帯式走行体１０は、リンク板１９２ａ,１９２ｂをリンク軸１９１に対してスムーズに揺動回転させることができる。

図１７は、アイドラの構成の一例を示す図である。なお、図１５に示されているアイドラ１８ａ,１８ｂの構成は同じであるため、図１７では、代表してアイドラ１８ａの構成を説明する。図１７（Ａ）は、アイドラの外観斜視図である。図１７（Ｂ）は、アイドラの進行方向に対する前面図（Ｐ矢視図）である。図１７（Ａ）および（Ｂ）に示されているように、アイドラ１８ａは、車輪１８２ａと車輪１８４ａを、軸部１８１ａを介して接続するように形成されている。

図１７（Ｃ）は、アイドラの進行方向に対する側面図（Ｑ矢視図）である。図１７（Ｃ）に示されているように、アイドラ１８ａの車輪１８２ａは、上記転輪１５ａの場合と同様に、異物の入り込みを防止するため、複数の車輪穴１８３ａを有している。これにより、アイドラ１８ａは、履帯１１との間に入り込んだ異物がスムーズに排出される構造となる。なお、車輪穴１８３ａの数または形状は、図１７（Ｃ）に示されている例に限られない。また、車輪１８４ａは、車輪１８２ａと同様の構成を有する。

また、アイドラ１８ａは、図１４で示されている転輪１５ａと同様の断面構造を有する。アイドラ１８ａは、例えば、図１７に示されている構成に加えて、軸部１８１ａとして、アイドラ１８ａの回転軸となる車輪軸１７１ａ、ベアリング１７３ａ、セットカラー１７５ａ１,１７５ａ２、およびオイルシール１７７ａ１,１７７ａ２を有する。車輪軸１７１ａ、ベアリング１７３ａ、セットカラー１７５ａ１,１７５ａ２、およびオイルシール１７７ａ１,１７７ａ２は、図１４に示されている転輪１５ａにおける転輪軸１６１ａ、ベアリング１６３ａ、セットカラー１６５ａ１,１６５ａ２、およびオイルシール１６７ａ１,１６７ａ２の構成とそれぞれ同様であるため、説明を省略する。

ここで、アイドラ１８、駆動輪１３および転輪１５ａ,１５ｂにそれぞれ設けられた車輪穴の径は、例えば、様々な異物の排出をスムーズに行われるために、φ１５以上であることが好ましい。側板２０ａ,２０ｂに設けられた側板穴２０５ａ,２０５ｂについても同様である。

ここで、履帯式走行体１０は、インホイールモータ１４を内蔵した駆動輪１３の回転によって履帯１１を従動させる。そして、転輪１５ａ,１５ｂは、履帯１１の回転力が伝達されることでそれぞれ回転する。また、転輪１５ａ,１５ｂは、履帯１１の内側に設けられた突起部１１１ｂがガイドとなり、履帯１１の移動に伴って回転する。その際に、転輪１５ａと転輪１５ｂとの間の幅が広い場合、履帯１１が転輪１５ａまたは転輪１５ｂから脱輪するおそれがある。そこで、履帯式走行体１０は、転輪１５ａおよび転輪１５ｂの間に、履帯１１に接触する補助機構８を備えることで、履帯１１の脱輪を防止することができる。また、履帯式走行体１０は、接地面に転輪１５ａ,１５ｂの他にアイドラ１８ａ,１８ｂを設けることで、荷重分散を行うことができるので、故障等の発生のリスクを低減することができる。

また、履帯式走行体１０は、接地面積を大きくすると、路面抵抗を大きくすることができるので、走行安定性を高めることができる。一方で、履帯式走行体１０は、接地面積を小さくすると、路面抵抗が小さくなる一方で走行時の旋回性が向上させることができるため、特に、走行装置１による超信地旋回の動作を行いやすくなる。このような特徴を活かすため、履帯式走行体１０は、使用用途または使用環境に応じて、補助機構８の高さを調整することによって、アイドラ１８ａ,１８ｂの履帯１１との接触位置の高さを上下に調整することができる。

具体的には、履帯式走行体１０は、例えば、走行装置１の停止時に、静的に固定されたリンク１９の高さが作業者によって変更されることで、アイドラ１８ａ,１８ｂの高さを上げたり下げたり調節する。また、履帯式走行体１０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の高さを動的に変更可能な構成であってもよい。この場合、走行装置１は、姿勢制御用モータドライバ５５０から送信された制御信号に基づいて姿勢制御用モータ５５５ａ,５５５ｂの駆動させることにより、二つの履帯式走行体１０ａ,１０ｂのリンク１９の高さをそれぞれ調整する。走行装置１は、例えば、路面の状態や走行速度等に応じて、リンク１９の高さ調整の制御を行う。

○補助機構の詳細構成
続いて、図１８乃至図２３を用いて、補助機構８の詳細な構成について説明する。図１８および図１９は、補助機構の詳細構成の一例を説明するための図である。図１８は、補助機構８の進行方向に対する側面図（Ｑ矢視図）である。補助機構８は、二つのアイドラ１８ａ,１８ｂを、リンク板１９２ａを介して、リンク１９に接続させている。また、補助機構８は、リンク１９に含まれるリンク軸１９１を中心にアイドラ１８ａ,１８ｂを揺動可能に接続している。さらに、補助機構８は、リンク軸１９１を中心に前後方向に対して対称となる形状を有する。

ここで、履帯式走行体１０は、限られたスペースの中で、各部材を設置する必要がある。そのため、補助機構８の配置可能範囲および揺動可能な範囲は、他の部材との位置関係によって制限される。具体的には、補助機構８の上部には駆動輪１３が配置されるため、補助機構８の配置可能範囲は、履帯式走行体１０のサイズにおける駆動輪１３の設置位置および大きさによって制約される。また、補助機構８の前後には転輪１５ａ,１５ｂが配置されるため、補助機構８の揺動可能範囲は、履帯式走行体１０のサイズにおける転輪１５ａ,１５ｂの設置位置および大きさによって制約される。

したがって、履帯式走行体１０は、例えば、不整地走行時における接地性を向上させるために補助機構８に限られたスペースの範囲に設ける場合、図１８に示されているようなリンク長、車輪間距離およびリンク角を最適に設計する必要がある。図１９は、図１８に示されている側面図を概略的に示した図である。図１９に示されているように、リンク長Ｌは、リンク軸１９１（軸中心Ｏ）とアイドラ１８ａ,１８ｂのそれぞれの車輪軸１７１ａ,１７１ｂ（軸中心ｗ０,ｗ１）とを結ぶ線分（辺）の長さである。また、車輪間距離Ｗは、車輪軸１７１ａ（軸中心ｗ０）と車輪軸１７１ｂ（軸中心ｗ１）とを結ぶ線分（辺）の長さである。さらに、リンク角θは、リンク長Ｌとなる二つの線分（辺）の成す角度である。ここで、アイドラ１８ａの車輪軸１７１ａ（軸中心ｗ０）とリンク軸１９１（軸中心Ｏ）を結ぶ線分（辺）は、第１の辺の一例である。また、アイドラ１８ｂの車輪軸１７１ｂ（軸中心ｗ１）とリンク軸１９１（軸中心Ｏ）を結ぶ線分（辺）は、第２の辺の一例である。

履帯式の走行体は、例えば、不整地等の走行路面の凹凸によって、履帯の一部が接地されずに浮く場合がある。そこで、履帯式走行体１０は、走行路面に倣うように、アイドラ１８ａ,１８ｂがそれぞれ独立して動くことが好ましい。そこで、履帯式走行体１０は、補助機構８による揺動動作を利用して、一方のアイドラ１８（アイドラ１８ａ）が押し上げられた場合に、他方のアイドラ（例えば、アイドラ１８ｂ）が押し下げられる構成を有する。

ここで、図１９に示されているように、補助機構８の上下方向をｙ軸とし、補助機構８が水平状態の際の車輪軸１７１ａ,１７１ｂ（軸中心ｗ０,ｗ１）の位置を、ｙ＝０とする。また、アイドラ１８ａが垂直方向に押し上げられる押上量をｙ_０とし、アイドラ１８ｂが垂直方向に押し下げられる押下量をｙ_１とする。

補助機構８は、それぞれのアイドラが独立に動くようにし、アイドラ１８ａが押し上げられても、他方のアイドラ１８ｂの押下量を極力小さくすることで、履帯式走行体１０を安定して走行させることができる。すなわち、補助機構８は、一方のアイドラ１８ａの垂直方向への押上量ｙ_０が他方のアイドラ１８ｂの垂直方向への押下量ｙ_１より大きい構成を有する。このような構成にすることで、履帯式走行体１０は、限られたサイズの中で接地性を向上させる補助機構８を設置することができる。

○補助機構の設計形状について
次に、補助機構８の最適な設計形状について説明する。補助機構８のリンク長Ｌおよびリンク角θは、図１８に示されているような配置可能範囲、揺動可能範囲、車輪間距離Ｗ、およびアイドラ１８ａ,１８ｂの車輪径によって決定する。そこで、まず、図２０および図２１を用いて、リンク長Ｌおよびリンク角θのいずれか一方の値を固定し、他方の値を変化された場合における押上量ｙ_０および押下量ｙ_１の関係について説明する。

図２０は、リンク長Ｌを８０ｍｍで固定（Ｌ＝８０）し、リンク角θを９０°,１２０°,１５０°,１８０°のそれぞれに設定した場合の押上量ｙ_０と押下量ｙ_１の関係を示す。図２０に示されているように、押上量ｙ_０に対する押下量ｙ_１の影響は、リンク角θが小さくなるほど少なくなっている。

図２１は、リンク角θを１２０°で固定し（θ＝１２０°）、リンク長Ｌを６０ｍｍ,８０ｍｍ,１００ｍｍ,１２０ｍｍのそれぞれに設定した場合の押上量ｙ_０と押下量ｙ_１の関係を示す。図２１に示されているように、押上量ｙ_０に対する押下量ｙ_１の影響は、リンク長Ｌが短くなるほど少なくなっている。したがって、補助機構８において、押上量ｙ_０に対する押下量ｙ_１の影響は、リンク角θおよびリンク長Ｌが小さくなるほど少なくすることができる。

次に、図２２を用いて、車輪間距離Ｗの値を固定し、リンク長Ｌおよびリンク角θの値を変化された場合における押上量ｙ_０および押下量ｙ_１の関係について説明する。リンク長Ｌ、車輪間距離Ｗおよびリンク角θは、いずれか二つの値が決まれば、残りの一つの値は一意に決定する。すなわち、車輪間距離Ｗが一定であれば、リンク長Ｌとリンク角θの値は、一方が定まれば他方も定まる関係となる。

図２２（Ａ）は、車輪間距離Ｗを１００ｍｍで固定し（Ｗ＝１００）、リンク角θを９０°,１２０°,１５０°,１８０°のそれぞれに設定した場合の押上量ｙ_０と押下量ｙ_１の関係を示す。図２２（Ａ）の場合、θ＝９０°,１２０°,１５０°,１８０°に設定した場合のリンク長Ｌは、それぞれ７０．７ｍｍ,５７．７ｍｍ,５１．８ｍｍ,５０ｍｍとなる。一方で、図２２（Ｂ）は、車輪間距離Ｗを１２０ｍｍで固定し（Ｗ＝１２０）、リンク角θを９０°,１２０°,１５０°,１８０°のそれぞれに設定した場合の押上量ｙ_０と押下量ｙ_１の関係を示す。図２２（Ｂ）の場合、θ＝９０°,１２０°,１５０°,１８０°に設定した場合のリンク長Ｌは、それぞれ８４．９ｍｍ,６９．３ｍｍ,６２．１ｍｍ,６０ｍｍとなる。

図２２（Ａ）および（Ｂ）に示されているように、押上量ｙ_０に対する押下量ｙ_１の影響は、リンク長Ｌを短くした場合と比較してリンク角θを小さくした場合の方が少なくなっている。したがって、補助機構８は、履帯式走行体１０のサイズの制約に応じて、リンク角θを小さくするように設計を行うことで、一方のアイドラ１８の押し上げ（突出）に対する他方のアイドラの押し下げ（沈み込み）の影響を少なくすることができる。

ここで、一方のアイドラ１８ａの押上量ｙ_０が車輪間距離Ｗの長さの１／２である場合に、他方のアイドラ１８ｂの押下量ｙ_１が車輪間距離Ｗの長さの１／４以下となる場合を、履帯式走行体１０の接地性を向上させるための押上量ｙ_０と押下量ｙ_１の好適な関係の一例とする。すなわち、押下量ｙ_１が押上量ｙ_０の半分以下となる場合、履帯式走行体１０は、補助機構８を用いた接地性をより向上させることができる。

図１９に示されている定義を用いて、ｙ_１≦ｙ_０／２の条件を満たすリンク角θとリンク長Ｌの境界値を算出した場合、境界値は、リンク長Ｌには依存せず、リンク角θ≦１０５°となる。また、θ＜９０°の場合、一方のアイドラ１８ａがＷ／２押し上げられると、他方のアイドラ１８ｂは、リンク軸１９１を超えている場合がある。したがって、補助機構８は、リンク角θを９０°より大きく、１０５°以下の角度の範囲（９０°＜θ≦１０５°）で設置することで、履帯式走行体１０の接地性をより向上させることができる。

次に、図２３を用いて、ｙ_１≦Ｗ／４を満たす補助機構８の配置の一例を示す。図２３は、車輪間距離Ｗを１００ｍｍ（Ｗ＝１００）、リンク長Ｌを６５ｍｍ（Ｌ＝６５）、リンク角θを１００°（θ＝１００°）に設定した場合の押上量ｙ_０と押下量ｙ_１の関係を示す。図２３に示されているように、補助機構８は、このような車輪間距離Ｗ、リンク角θおよびリンク長Ｌに設定することで、押下量ｙ_１をＷ／４以下にすることができる。

なお、上記において、押上量に対する押下量の影響の観点で説明したが、一方のアイドラ１８ａが押し下げられた際の押下量ｙ_１に対する他方のアイドラ１８ｂの押上量ｙ_０の影響の観点においても、同様の説明が成り立つ。

●走行装置の適用例
上述した履帯式走行体１０を備えた走行装置１は、使用用途に応じた機能を実現するための装置または部材を本体５０に取り付けることによって、様々な利用シーンで使用することができる。走行装置１は、例えば、旋回性の高さを活かして、通路の狭い工場または倉庫等の拠点において物品の運搬等の軽作業を行う作業用ロボットとして使用される。このような作業用ロボットの場合、走行装置１には、例えば、運搬用の荷台や軽作業用の可動アームが取り付けられる。

また、走行装置１は、例えば、災害現場でのレスキュー用途もしくは復興支援用途、農業用途、建設現場、または屋外の工場、プラントもしくはその他の施設等でも使用される。このような用途において、例えば、瓦礫やごみが散乱して路面が荒れた環境において、走行装置１は、履帯式走行体１０の走行安定性等の特性を活かして、走行中の不具合の発生リスクを低減することができる。

さらに、走行装置１は、撮影装置や表示装置を備えることで、走行装置１の拠点内のユーザと遠隔地にいるユーザとの双方向のコミュニケーション（遠隔通信）を実現するテレプレゼンスロボットとしても使用される。テレプレゼンスロボットを使用することで、拠点内の装置の管理もしくは保守作業等、または拠点内に位置する人の位置もしくは動線の確認等を遠隔で行うことができる。さらに、走行装置１は、遠隔地にいるユーザからの遠隔操作に応じて走行する構成であってもよい。

●実施形態の効果
以上説明したように、走行装置１は、二つのアイドラ１８ａ,１８ｂが揺動可能に設けられた補助機構８を有する履帯式走行体１０を備えることで、走行装置１の接地性を向上させるとともに、転倒を防止した安定した走行を実現することができる。また、走行装置１は、履帯式走行体１０のサイズおよびリンク長Ｌを考慮して決定されたリンク角θのリンク１９を備えた補助機構８を設けることで、履帯式走行体１０の接地性および走行安定性を向上させることができる。

●まとめ●
以上説明したように、本発明の一実施形態に係る履帯式走行体は、履帯１１と、履帯１１に駆動力を与える駆動輪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、を備え、駆動輪１３と転輪１５ａ,１５ｂとの間に履帯１１を掛け回した履帯式走行体１０である。また、履帯式走行体１０は、二つの転輪１５ａ,１５ｂの間に設けられ、二つのアイドラ１８ａ,１８ｂ（補助輪の一例）が揺動可能に設けられた補助機構８を備え、アイドラ１８ａ（一方の補助輪の一例）が垂直方向に押し上げられた際のアイドラ１８ａの押上量ｙ_０が、アイドラ１８ｂ（他方の補助輪の一例）の押下量ｙ_１よりも大きい。これにより、履帯式走行体１０は、走行時の安定性を高めることができる。

また、本発明の一実施形態に係る履帯式走行体において、補助機構８は、二つのアイドラ１８ａ,１８ｂ（補助輪の一例）を揺動可能に接続するリンク１９（接続部の一例）を有し、補助機構８は、リンク１９を介して履帯式走行体１０に接続する。これにより、履帯式走行体１０は、二つのアイドラ１８ａ,１８ｂが独立に動くような補助機構８を設け、アイドラ１８ａが押し上げられても、他方のアイドラ１８ｂの押下量を極力小さくすることで、安定して走行させることができる。

さらに、本発明の一実施形態に係る履帯式走行体において、アイドラ１８ａ（一方の補助輪の一例）の車輪軸１７１ａおよび補助機構８のリンク軸１９１（揺動軸の一例）を結ぶ第１の辺と、アイドラ１８ｂ（他方の補助輪の一例）の車輪軸１７１ｂおよびリンク軸１９１を結ぶ第２の辺との成す角θは、９０°＜θ≦１０５°の範囲である。これにより、履帯式走行体１０は、押下量ｙ_１が押上量ｙ_０の半分以下となるような補助機構８を設けることで、補助機構８を用いた接地性をより向上させることができ、走行時の安定性を高めることができる。

また、本発明の一実施形態に係る走行装置は、履帯式走行体１０と、少なくとも二つの履帯式走行体１０（１０ａ,１０ｂ）を走行可能な状態で支持する本体５０と、を備える。これにより、走行装置１は、本体５０を含めた走行装置１の安定性の向上を図ることができる。

●補足●
これまで本発明の一実施形態に係る履帯式走行体および走行装置について説明してきたが、本発明は上述した実施形態に限定されるものではなく、他の実施形態の追加、変更または削除等、当業者が想到することができる範囲内で変更することができ、いずれの態様においても本発明の作用・効果を奏する限り、本発明の範囲に含まれるものである。

１ 走行装置
８ 補助機構
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
１５ａ,１５ｂ 転輪
１８ａ,１８ｂ アイドラ（補助輪の一例）
１９ リンク（接続部の一例）
２０ａ,２０ｂ 側板
２５ テンショナ
１４１ モータ軸
１６１ａ,１６１ｂ 転輪軸
１６３ａ ベアリング
１６５ａ１,１６５ａ２ セットカラー
１６７ａ１,１６７ａ２ オイルシール
１７１ａ 車輪軸
１７３ａ ベアリング
１７５ａ１,１７５ａ２ セットカラー
１７７ａ１,１７７ａ２ オイルシール
１９１ リンク軸（揺動軸の一例）
１９２ａ,１９２ｂ リンク板（揺動部の一例）
１９３ａ,１９３ｂ セットカラー
１９５ａ,１９５ｂ プッシュ部材

Claims (9)

1. 履帯と、
   前記履帯に駆動力を与える駆動輪と、
   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、を備え、
   前記駆動輪と前記転輪との間に前記履帯を掛け回した履帯式走行体であって、
   前記二つの転輪の間に設けられ、二つの補助輪が揺動可能に設けられた補助機構を備え、
   一方の補助輪が垂直方向に押し上げられた際の当該一方の補助輪の押上量が、他方の補助輪の押下量よりも大きい履帯式走行体。
2. 請求項１に記載の履帯式走行体であって、更に、
   前記補助機構は、前記二つの補助輪を揺動可能に接続する接続部を有し、
   前記補助機構は、前記接続部を介して当該履帯式走行体に接続する履帯式走行体。
3. 前記一方の補助輪の車輪軸および前記補助機構の揺動軸を結ぶ第１の辺と、前記他方の補助輪の車輪軸および前記揺動軸を結ぶ第２の辺との成す角θは、９０°＜θ≦１０５°の範囲である請求項２に記載の履帯式走行体。
4. 前記接続部は、前記補助輪を両持ち構造で支持する揺動部および前記揺動軸を有し、
   前記軸部は、セットカラーによって固定される請求項３に記載の履帯式走行体。
5. 前記接続部は、前記揺動部と前記揺動軸との接合部にプッシュ部材を備える請求項４に記載の履帯式走行体。
6. 前記補助輪は、前記両持ち構造の内側にオイルシールを備える請求項４または５に記載の履帯式走行体。
7. 前記補助輪は、車軸の中央部にベアリングを備える請求項１乃至６のいずれか一項に記載の履帯式走行体。
8. 前記補助輪は、前記ベアリングの両側にセットカラーを備える請求項７に記載の履帯式走行体。
9. 請求項１乃至８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走行可能な状態で支持する本体と、
   を備える走行装置。

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