JP2022185915A - 差動機構及び懸架機構 - Google Patents

Abstract

【課題】歯車のバックラッシュによる振動を抑制し、剛性を高めるとともに小型な差動機構を提供する。【解決手段】第１固定板１９と、第１サーキュラスプライン２１１、第１フレクスプライン２２１及び第１ウェーブジェネレータ２３１を備え、第１固定板１９に第１サーキュラスプライン２１１が固定された第１波動歯車装置１と、第１フレクスプライン２２１に接続された第１回転軸１２と、第２サーキュラスプライン２１２、第２フレクスプライン２２２及び第２ウェーブジェネレータ２３２を備え、第１固定板１９に第２フレクスプライン２２２が固定された第２波動歯車装置２と、第２サーキュラスプライン２１２に接続された第２回転軸１３と、第１ウェーブジェネレータ２３１と第２ウェーブジェネレータ２３２とを接続する第３回転軸１４と、を備えている。【選択図】図１

Description

本発明は、差動機構及び懸架機構に関する。

月や惑星の表面、あるいは砂漠等をはじめとする不整地環境を、探査機等の車両が走行するとき、軟弱な地表を走行したり、岩石や起伏の凹凸を乗り越えたりするためには、車両のすべての走行機構が地面と接した状態を保つことが重要である。
例えば、ロッカークローラを付加した走行機構に、差動ギアを用いた差動機構を付加した構造が提案されている（例えば、特許文献１）。

特開２００８－３０２８３０号公報

上述の構造においては、差動ギアとして３枚のかさ歯車が用いられている。このとき、かさ歯車のバックラッシュが原因となり、車体の重心が車体中心と異なる場合、車体が前のめる、あるいは後部側が沈みこむといったピッチング、車体の走行に伴う前後の振動が生じる可能性がある。

このピッチング等の影響を低減するためには、差動機構に用いられる歯車の歯を小さくする、あるいは歯車のピッチ円直径を大きくすることが不可欠である。しかしながら、歯車を小さくした場合には差動機構の強度や剛性が低下し、歯車の直径を大きくした場合には差動機構全体が大きくなるという問題点がある。更に、かさ歯車による差動機構は構造上、少なくとも３つの回転軸を必要とする。よって、差動機構が大型となり、より小型な車両を必要とする需要に対応できないという課題があった。

本発明は、前述した事情に鑑みてなされたものであって、歯車のバックラッシュによる振動を抑制し、剛性を高めるとともに小型な差動機構を提供することを目的とする。

前記課題を解決するために、本発明は以下の手段を提案している。
本発明に係る差動機構は、固定板と、第１サーキュラスプライン、第１フレクスプライン及び第１ウェーブジェネレータを備え、前記固定板に前記第１サーキュラスプラインが固定された第１波動歯車装置と、前記第１フレクスプラインに接続された第１回転軸と、第２サーキュラスプライン、第２フレクスプライン及び第２ウェーブジェネレータを備え、前記固定板に前記第２フレクスプラインが固定された第２波動歯車装置と、前記第２サーキュラスプラインに接続された第２回転軸と、前記第１ウェーブジェネレータと前記第２ウェーブジェネレータとを接続する第３回転軸と、を備えている。

この発明によれば、まず、第１回転軸に入力された回転が、第１フレクスプラインに伝達される。第１フレクスプラインに入力された回転は第１波動歯車装置によって増速され、かつ、逆方向の回転として第１ウェーブジェネレータに出力される。第１ウェーブジェネレータの回転は、第３回転軸で接続された第２ウェーブジェネレータへ伝達される。第２ウェーブジェネレータの回転は、第２波動歯車装置によって減速され、かつ、同じ方向の回転として第２サーキュラスプラインに出力される。第２サーキュラスプラインの回転は、第２回転軸に伝達される。なお、第２回転軸に入力された回転は、上述の過程を逆行して第１回転軸に伝達される。

このように、第３回転軸で接続された第１ウェーブジェネレータと第２ウェーブジェネレータとが同じ方向に回転するのに対し、上述の構成により第１波動歯車装置は、第１回転軸から入力された回転に対して逆方向の回転を第３回転軸に出力し、第２波動歯車装置は、第３回転軸から入力された回転に対して同じ方向の回転を第２回転軸に出力する。

このような構造とすることで、バックラッシュによる振動を抑えた差動機構を、より小型かつ高剛性にすることができる。
上述の構成は、例えば、産業用ロボット等の分野においてより振動を抑えた差動機構を必要とする場合に好適に用いることができる。

また、本発明に係る懸架機構は、長手方向の両端部に複数の走行機構を備えた第１ロッカーアーム及び第２ロッカーアームと、前記差動機構と、を備え、前記第１ロッカーアームにおける前記長手方向の中央が、前記長手方向に直交する前記第１回転軸に接続され、前記第２ロッカーアームにおける前記長手方向の中央が、前記長手方向に直交する前記第２回転軸に接続され、前記第１ロッカーアームと前記第２ロッカーアームとは、前記第１回転軸または前記第２回転軸を中心として受動的に、かつ逆方向に回転する。

この発明によれば、長手方向の両端部に複数の走行機構を備えた第１ロッカーアームと第２ロッカーアームとは、長手方向に直交する方向を回転軸として受動的に、かつ逆方向に回転する。
ここで、このような懸架機構を備えた車両が、第１ロッカーアーム及び第２ロッカーアームの長手方向を進行方向として走行機構により平地を移動しているとする。例えば、第１ロッカーアームにおける進行方向側の走行機構が段差に乗り上げたとき、ロッカーアームが接続された第１回転軸が、ロッカーアームの角度変化に伴い回転する。これに伴い、第２回転軸が第１回転軸と逆方向に回転する。これにより、第２ロッカーアームを長手方向に直交する方向に回転させる。

このような第２ロッカーアームの回転は、第２ロッカーアームの車両方向側の走行機構を支点としたとき、第２ロッカーアームの車両方向と反対の側の走行機構を地面に押し付けるように作用する。結果として、段差に乗り上げた走行機構以外の走行機構が、いずれも地面に接した状態を保つことができる。よって、路面状況が悪い場所においてより高い走破性を有する車両とすることができる。

また、上述のように本発明に係る差動機構は小型かつ高剛性とすることができ、更に振動を抑えることができる。よって、車体のピッチングや振動を抑制し安定した走行ができ、かつ小型な車両とすることができる。
上述の構成は、例えば、この懸架機構を、月面、あるいは砂漠といった不整地環境等を走行する車両に好適に用いることができる。具体的には、月面探査機や、砂漠における物資運搬車両等に好適に用いることができる。

本発明によれば、歯車のバックラッシュによる振動を抑制し、剛性を高めるとともに小型な差動機構を提供することができる。

本発明に係る差動機構の全体図である。 本発明に用いられる波動歯車装置の基礎構造を示す斜視図である。 図１に示す差動機構における第１波動歯車装置を含む構造の斜視図である。 図１に示す差動機構における第２波動歯車装置を含む構造の斜視図である。 本発明に係る差動機構を車両に適用した例を示す斜視図である。 図５に示す車両に車体本体を積載した例を示す斜視図である。 図６に示す車両が備える走行機構の１つが、岩石を乗り越える例である。

以下、図面を参照し、本発明の一実施形態に係る差動機構２４を説明する。
図１は、本発明に係る差動機構２４の実施例を示したものである。差動機構２４は、第１波動歯車装置１と、第２波動歯車装置２と、第１固定部３と、第２固定部４と、第３固定部５と、第４固定部６と、第５固定部７と、第１フランジ８と、第２フランジ９と、第３フランジ１０と、第４フランジ１１と、第１回転軸１２と、第２回転軸１３と、第３回転軸１４と、第１固定円板１５と、第２固定円板１６と、第１軸受ハウジング１７と、第２軸受ハウジング１８と、第１固定板１９と、第２固定板２０と、を備える。

第１波動歯車装置１及び第２波動歯車装置２は、図２に示すように、それぞれサーキュラスプライン２１と、フレクスプライン２２と、ウェーブジェネレータ２３と、を備える、いわゆるハーモニックドライブ（登録商標）である。一般的な波動歯車装置は、ウェーブジェネレータ２３から入力された回転を減速してフレクスプライン２２から出力する構造を備える。

また、サーキュラスプライン２１を基準としたとき、フレクスプライン２２とウェーブジェネレータ２３とが逆方向に回転する。これを言い換えると、フレクスプライン２２を基準としたとき、サーキュラスプライン２１とウェーブジェネレータ２３とは同じ方向に回転する。

本発明に係る差動機構２４の備え、第１波動歯車装置１及び第２波動歯車装置２はそれぞれ同一の波動歯車装置であるが、第１固定板１９に対する固定の形態が異なる（詳細は後述する）。
以下において、第１波動歯車装置１の備える上述の各構成を、特に第１サーキュラスプライン２１１、第１フレクスプライン２２１、第１ウェーブジェネレータ２３１と呼称することがある。また、第２波動歯車装置２の備える上述の各構成を、特に第２サーキュラスプライン２１２、第２フレクスプライン２２２、第２ウェーブジェネレータ２３２と呼称することがある。

第１固定板１９は、断面Ｕ字状の部材であり、その上には差動機構２４の各構成部品が固定される。あるいは、差動機構２４を外部の構造物に組み込む際、第１固定板１９と外部の構造物とが接続される。このように、第１固定板１９は、いわゆる差動機構２４における骨格部品の役割を有する。

第１固定部３は、第１波動歯車装置１の第１サーキュラスプライン２１１を第１固定板１９に固定する。これにより、第１波動歯車装置１は、第１フレクスプライン２２１と第１ウェーブジェネレータ２３１とが回転可能となる。
図３に示すように、第１固定部３は、上述の構造を担保するため、第１側面３ａ、第２側面３ｂ、底面３ｃからなる断面Ｕ字状の形状を備える。第１側面３ａ及び第２側面３ｂには、第１固定板１９に対して固定するためのボルト穴（不図示）を備えている。また、底面３ｃには第１サーキュラスプライン２１１をボルト固定するためのボルト穴（不図示）と、第１ウェーブジェネレータ２３１に第３回転軸１４（後述する）を接続可能とするための貫通穴と、を備えている。

第２固定部４は、第１フレクスプライン２２１と第１フランジ８とを連結する。第２固定部４と第１フレクスプライン２２１との固定は、例えば、ボルトによる固定が好適に用いられる。第２固定部４と第１フランジ８の接続は、ボルトによる固定が好適に用いられる。
図３に示すように、第２固定部４は、上述の構造を担保するため、第１フレクスプライン２２１の外径と同等の外径を備えた円筒状であり、前記円筒状の軸方向における一方の端部に、第１フレクスプライン２２１と固定するためのボルト穴（不図示）を備え、他方の端部に第１フランジ８と固定するためのボルト穴（不図示）が備えられている。

第３固定部５は、第２フレクスプライン２２２を第１固定板１９に固定する。これにより、第２波動歯車装置２は、第２サーキュラスプライン２１２と第２ウェーブジェネレータ２３２とが回転可能となる。図４に示すように、第３固定部５は、上述の機能を担保するため、上面５ａ、下面５ｂ、中央部５ｃからなる断面Ｉ字状の形状を備える。上面５ａ及び下面５ｂには、第１固定板１９に対して固定するためのボルト穴（不図示）を備えている。また、中央部５ｃには、第２フレクスプライン２２２を固定するためのボルト穴（不図示）を備えている。

第４固定部６は、第２サーキュラスプライン２１２と第３フランジ１０とを連結する。第４固定部６と第２サーキュラスプライン２１２との固定は、例えば、ボルトによる固定が好適に用いられる。第４固定部６と第３フランジ１０との接続は、ボルトによる固定が好適に用いられる。
図４に示すように、第４固定部６は、上述の構造を担保するため、第１面６ａと、第２面６ｂと、連結部６ｃと、を備える。第１面６ａは平板状であり、第２サーキュラスプライン２１２に対して固定するためのボルト穴（不図示）を備えている。第２面６ｂは平板状であり、第３フランジ１０に対して固定するためのボルト穴（不図示）を備えている。第１面６ａと、第２面６ｂとは、連結部６ｃによって固定されている。第２波動歯車装置２の回転軸の方向において、連結部６ｃのある部位には、第３固定部５の中央部５ｃが位置している。このような形状とすることで、第２フレクスプライン２２２の回転を、第３固定部５の中央部５ｃを避けて第３フランジ１０に伝達する。
また、連結部６ｃは、図４における紙面手前側のみに備えられていてもよいし、紙面奥側において紙面手前側と対称に設けられていてもよい。

第５固定部７は、第３回転軸１４を保持する第１軸受ハウジング１７と、第２サーキュラスプライン２１２とを連結する。ここで、上述のように第２サーキュラスプライン２１２は、第３固定部５によって第１固定板１９に固定されている。第５固定部７と、第１軸受ハウジング１７及び第２サーキュラスプライン２１２との固定には、ボルトによる固定が好適に用いられる。
図４に示すように、第５固定部７は、上述の構造を担保するため、第２サーキュラスプライン２１２の外径に対応した部位と、第１軸受ハウジング１７の外径に対応した部位と、を備える。また、両部位において、それぞれ第２サーキュラスプライン２１２及び第１軸受ハウジング１７に固定するためのボルト穴（不図示）を備えている。

第１フランジ８は、第２固定部４と第１回転軸１２とを連結する。このため、図３に示すように、第１フランジ８は、第２固定部４に固定するためのボルト穴（不図示）と、第１回転軸１２を連結するための挿入穴と、を備える。第１フランジ８に連結された第１回転軸１２は、例えば、ボルトにより固定されることが好ましい。
第２フランジ９は、第１回転軸１２と第２固定円板１６とを連結する。第２フランジ９は、例えば、第１フランジ８と同等の形状を備える。つまり、第２フランジ９と第１回転軸１２とは挿入穴に第１回転軸１２が挿入されることで固定され、第２フランジ９と第２固定円板１６とはボルトによって固定される。

第３フランジ１０は、第４固定部６と第２回転軸１３とを連結する。このため、図４に示すように、第３フランジ１０は、第４固定部６に固定するためのボルト穴（不図示）と、第２回転軸１３を連結するための挿入穴と、を備える。第３フランジ１０に連結された第２回転軸１３は、例えば、ボルトによって固定されることが好ましい。
第４フランジ１１は、第２回転軸１３と第１固定円板１５とを連結する。第４フランジ１１は、例えば、第３フランジ１０と同等の形状を備える。つまり、第４フランジ１１と第２回転軸１３とは挿入穴に第２回転軸１３が挿入されることで固定され、第４フランジ１１と第１固定円板１５とはボルトによって固定される。

第１回転軸１２は、上述の構成により、第１波動歯車装置１と第２固定円板１６とを連結する。第１回転軸１２は、第２固定円板１６から入力された回転を、第１波動歯車装置１に伝達する。あるいは、第１波動歯車装置１から出力された回転を、第２固定円板１６に伝達する。
第２回転軸１３は、上述の構成により、第２波動歯車装置２と第１固定円板１５とを連結する。第２回転軸１３は、第１固定円板１５から入力された回転を、第２波動歯車装置２に伝達する。あるいは、第２波動歯車装置２から出力された回転を、第１固定円板１５に伝達する。

第３回転軸１４は、第１ウェーブジェネレータ２３１と第２ウェーブジェネレータ２３２とを接続する。これにより、第１波動歯車装置１と第２波動歯車装置２が互いに連結される。つまり、上述の構成と合わせて、第１回転軸１２と第２回転軸１３とが第１波動歯車装置１及び第２波動歯車装置２を介して接続されることとなる。結果として、第２固定円板１６からの回転入力が第１回転軸１２を介して第２回転軸１３に伝達されたり、第１固定円板１５からの回転入力が第２回転軸１３を介して第１回転軸１２に伝達されたりする構造となる。

第１固定円板１５は、差動機構２４において、一方の側の端部に設けられる。第１固定円板１５は、例えば、製品あるいは装置の一部品として差動機構２４が組み込まれる際、他の構成部品に接続される部位である。第１固定円板１５は、第２回転軸１３の軸方向を中心軸として回転可能である。これにより、構成部品からの回転入力を第２回転軸１３に伝達する。
第２固定円板１６は、差動機構２４において、他方の側の端部に設けられる。第２固定円板１６は、例えば、製品あるいは装置の一部品として差動機構２４が組み込まれる際、他の構成部品に接続される部位である。第２固定円板１６は、第１回転軸１２の軸方向を中心軸として回転可能である。これにより、構成部品からの回転入力を第１回転軸１２に伝達する。

第１軸受ハウジング１７は、第３回転軸１４の周方向において摺動可能に接している。これにより、第３回転軸１４が軸方向に回転する際に軸がぶれることのないように保持する役割を有する。第１軸受ハウジング１７は、上述のように第５固定部７によって第２サーキュラスプライン２１２に連結されている。

第２軸受ハウジング１８は第１固定板１９に固定され、図１に示すように、第１回転軸１２の軸方法の両端部及び第２回転軸１３の軸方向の両端部を保持する。差動機構２４の長手方向の両端部に設けられた第２軸受ハウジング１８は、第２固定板２０によって保持されている。

第２固定板２０は、上述の第１固定板１９の長手方向の両端に設けられる。第２固定板２０は、第１固定板１９の長手方向の両端における開口を閉塞することで、第１固定板１９を箱状にする。これにより、第１固定板１９を補強し、あるいは第１固定板１９の両端に設けられた第２軸受ハウジング１８を保持する役割を有する。このような構成により、第１回転軸１２、第２回転軸１３及び第３回転軸１４は、差動機構２４において第２軸受ハウジング１８及び第１固定板１９によって同一直線上に固定されている。

つぎに、上述の構成を備える差動機構２４における第１回転軸１２と第２回転軸１３との間における、第１波動歯車装置１及び第２波動歯車装置２を介した回転の伝達について説明する。
まず、図１に示す第１波動歯車装置１のように、第１ウェーブジェネレータ２３１からの入力に対して、第１サーキュラスプライン２１１を固定し、第１フレクスプライン２２１を出力とした場合について考える。この場合、第１ウェーブジェネレータ２３１の回転は第１フレクスプライン２２１で減速され、第１フレクスプライン２２１は逆方向に回転する。
次に、第２波動歯車装置２のように、第２ウェーブジェネレータ２３２からの入力に対して、第２フレクスプライン２２２を固定し、第２サーキュラスプライン２１２を出力とした場合について考える。この場合、第２ウェーブジェネレータ２３２の回転は、第２サーキュラスプライン２１２で減速され、第２サーキュラスプライン２１２は同じ方向に回転する。

上述のように、第１波動歯車装置１の第１ウェーブジェネレータ２３１と第２波動歯車装置２の第２ウェーブジェネレータ２３２は、第３回転軸１４によって接続されている。つまり、第３回転軸１４によって、第１ウェーブジェネレータ２３１と第２ウェーブジェネレータ２３２とは、同じ方向に回転する。このとき、第３回転軸１４から入力された回転に対して、第１波動歯車装置１は逆方向の回転を出力する。また、第３回転軸１４から入力された回転に対して、第２波動歯車装置２は同じ方向の回転を出力する。よって、差動機構２４において、第１回転軸１２と第２回転軸１３とは、上述の構成によって互いに逆方向に回転する。

このような構成により、例えば、第１回転軸１２に入力された回転は、下記のように第２回転軸１３に伝達される。すなわち、まず、第１回転軸１２に入力された回転が、第１フレクスプライン２２１に伝達される。第１フレクスプライン２２１に入力された回転は第１波動歯車装置１によって増速され、かつ、逆方向の回転として第１ウェーブジェネレータ２３１に出力される。第１ウェーブジェネレータ２３１の回転は、第３回転軸１４で接続された第２ウェーブジェネレータ２３２へ伝達される。第２ウェーブジェネレータ２３２の回転は、第２波動歯車装置２によって減速され、かつ、同じ方向の回転として第２サーキュラスプライン２１２に出力される。第２サーキュラスプライン２１２の回転は、第２回転軸１３に伝達される。なお、第２回転軸１３に入力された回転は、上述の過程を逆行して第１回転軸１２に伝達される。

ここで、波動歯車装置において、上述のように、サーキュラスプライン２１を固定した場合と、フレクスプライン２２とを固定した場合においては、ウェーブジェネレータ２３からの入力に対する減速比が異なる。具体的には、波動歯車装置の構造上、サーキュラスプライン２１を固定した場合の減速比は、フレクスプライン２２を固定した場合の減速比に対して１大きくなる。

このため、第１波動歯車装置１に接続された第１回転軸１２と、第２波動歯車装置２に接続された第２回転軸１３とでは、出力される回転数が等しくならない。これに対しては、第１波動歯車装置１及び第２波動歯車装置２に用いる波動歯車装置の減速比を大きくすることで、減速比の差による影響を無視できる程度に小さくすることができる。これにより、上述の影響によって実用上の問題が生じることを防ぐことができる。

上述の構成を備える差動機構２４は、以下のような装置に用いられる。すなわち、例えば、産業用ロボットのアームに用いることができる。あるいは、車両Ｒの懸架機構において用いることができる。以下において、本実施形態に係る差動機構２４の使用例として、車両Ｒの懸架機構として用いた場合について説明する。

図５に示す車両Ｒは、差動機構２４と、第１ロッカーアーム２５と、第２ロッカーアーム２６と、第１走行機構２７と、第２走行機構２８と、第３走行機構２９と、第４走行機構３０と、を備える。車両Ｒは、例えば、月面探査機である。
第１ロッカーアーム２５は、車両Ｒの進行方向の右側に設けられ、長手方向が進行方向と平行に設けられている。第１ロッカーアーム２５において、進行方向の前方の端部には第１走行機構２７、進行方向の後方の端部には第２走行機構２８が設けられる。
第２ロッカーアーム２６は、車両Ｒの進行方向の左側に設けられ、長手方向が進行方向と平行に設けられている。第２ロッカーアーム２６において、進行方向の前方の端部には第３走行機構２９、進行方向の後方の端部には第４走行機構３０が設けられる。
第１走行機構２７、第２走行機構２８、第３走行機構２９、第４走行機構３０は、いずれも車両Ｒにおける車輪である。これらは、それぞれ第１ロッカーアーム２５及び第２ロッカーアーム２６との接続部に設けられたモータによって駆動する。

上述の構成を備える第１ロッカーアーム２５及び第２ロッカーアーム２６は次のように車両Ｒに組み込まれる。すなわち、図５に示すように、第１ロッカーアーム２５の長手方向の中央は第１固定円板１５に接続され、第２ロッカーアーム２６の長手方向の中央は第２固定円板１６に接続される。また、上述の構成を基礎として、図６に示すように、差動機構２４の上に物資の貯蔵庫あるいは制御盤等を搭載した車体本体３１を設けてもよい。

上述の車両Ｒにおいて、例えば、図７に示すように、第３走行機構２９が岩石等の障害物を乗り越える場合について考える。第３走行機構２９が取り付けられた第２ロッカーアーム２６には、第２固定円板１６との接続部を中心とした回転モーメントが発生する。この回転モーメントは、第２固定円板１６、第２フランジ９、第１回転軸１２、第１フランジ８、第２固定部４を介して、第１フレクスプライン２２１に伝達される。これにより、第１フレクスプライン２２１が回転し、第１ウェーブジェネレータ２３１、第１波動歯車装置１の減速比の分だけ増速されて逆方向に回転する。

次に、第１ウェーブジェネレータ２３１の回転は、第３回転軸１４を介して、第２ウェーブジェネレータ２３２に伝達される。これにより、第１波動歯車装置１及び第２波動歯車装置２のウェーブジェネレータ２３が同じ方向に同じ回転数だけ回転する。第２ウェーブジェネレータ２３２の回転は、第２サーキュラスプライン２１２に伝達される。第２サーキュラスプライン２１２は、第２波動歯車装置２の減速比＋１の分だけ減速され、第２ウェーブジェネレータ２３２と同じ方向に回転する。

その後、第２サーキュラスプライン２１２の回転は、第４固定部６、第３フランジ１０、第２回転軸１３、第４フランジ１１、第１固定円板１５を介して、第１ロッカーアーム２５に伝達される。これにより、第１ロッカーアーム２５には第２ロッカーアーム２６と逆方向に回転するモーメントが、第１固定円板１５と第１ロッカーアーム２５との接続部を中心に発生する。この回転モーメントは、図７に示す状態において、第２走行機構２８を押し下げるようとする方向に作用する。このとき、第１ロッカーアーム２５に取り付けられた第１走行機構２７及び第２走行機構２８が同一平面上に接地している場合には、差動機構２４及び第４走行機構３０が第２ロッカーアーム２６と同じ方向に回転する。これにより、第１走行機構２７、第２走行機構２８、第３走行機構２９、第４走行機構３０のいずれもが、常に地面と接地することができる。よって、より高い走破性を確保することができる。

以上説明したように、本実施形態に係る差動機構２４によれば、まず、第１回転軸１２に入力された回転が、第１フレクスプライン２２１に伝達される。第１フレクスプライン２２１に入力された回転は第１波動歯車装置１によって増速され、かつ、逆方向の回転として第１ウェーブジェネレータ２３１に出力される。第１ウェーブジェネレータ２３１の回転は、第３回転軸１４で接続された第２ウェーブジェネレータ２３２へ伝達される。第２ウェーブジェネレータ２３２の回転は、第２波動歯車装置２によって減速され、かつ、同じ方向の回転として第２サーキュラスプライン２１２に出力される。第２サーキュラスプライン２１２の回転は、第２回転軸１３に伝達される。なお、第２回転軸１３に入力された回転は、上述の過程を逆行して第１回転軸１２に伝達される。

このように、第３回転軸１４で接続された第１ウェーブジェネレータ２３１と第２ウェーブジェネレータ２３２とが同じ方向に回転するのに対し、上述の構成により第１波動歯車装置１は、第１回転軸１２から入力された回転に対して逆方向の回転を第３回転軸１４に出力し、第２波動歯車装置２は、第３回転軸１４から入力された回転に対して同じ方向の回転を第２回転軸１３に出力する。

このような構造とすることで、バックラッシュによる振動を抑えた差動機構２４を、より小型かつ高剛性にすることができる。
上述の構成は、例えば、産業用ロボット等の分野においてより振動を抑えた差動機構２４を必要とする場合に好適に用いることができる。

また、長手方向の両端部に複数の走行機構を備えた第１ロッカーアーム２５と第２ロッカーアーム２６とは、長手方向に直交する方向を回転軸として受動的に、かつ逆方向に回転する。
ここで、このような懸架機構を備えた車両Ｒが、第１ロッカーアーム２５及び第２ロッカーアーム２６の長手方向を進行方向として走行機構により平地を移動しているとする。例えば、第１ロッカーアーム２５における進行方向側の走行機構が段差に乗り上げたとき、ロッカーアームが接続された第１回転軸１２が、ロッカーアームの角度変化に伴い回転する。これに伴い、第２回転軸１３が第１回転軸１２と逆方向に回転する。これにより、第２ロッカーアーム２６を長手方向に直交する方向に回転させる。

このような第２ロッカーアーム２６の回転は、第２ロッカーアーム２６の車両方向側の走行機構を支点としたとき、第２ロッカーアーム２６の車両方向と反対の側の走行機構を地面に押し付けるように作用する。結果として、段差に乗り上げた走行機構以外の走行機構が、いずれも地面に接した状態を保つことができる。よって、路面状況が悪い場所においてより高い走破性を有する車両Ｒとすることができる。

また、上述のように本発明に係る差動機構２４は小型かつ高剛性とすることができ、更に振動を抑えることができる。よって、車体のピッチングや振動を抑制し安定した走行ができ、かつ小型な車両Ｒとすることができる。
上述の構成は、例えば、この懸架機構を、月面、あるいは砂漠といった不整地環境等を走行する車両Ｒに好適に用いることができる。具体的には、月面探査機や、砂漠における物資運搬車両等に好適に用いることができる。

なお、本発明の技術的範囲は前記実施形態に限定されるものではなく、本発明の趣旨を逸脱しない範囲において種々の変更を加えることが可能である。
例えば、第１走行機構２７、第２走行機構２８、第３走行機構２９、第４走行機構３０は、通常の車輪に限らず、クローラ機構としてもよい。あるいは、通常の車輪とクローラ機構とが混在していてもよい。例えば、車両Ｒの進行方向前方の第１走行機構２７と第３走行機構２９とが通常のタイヤで、進行方向後方の第２走行機構２８と第４走行機構３０とがクローラとなるようにしてもよいし、その逆としてもよい。
また、上述の各構成において、ボルトによる固定と記載された部位については、いずれもボルトによる締結以外の方法により固定されてもよい。

その他、本発明の趣旨に逸脱しない範囲で、前記実施形態における構成要素を周知の構成要素に置き換えることは適宜可能であり、また、前記した変形例を適宜組み合わせてもよい。

１ 第１波動歯車装置
２ 第２波動歯車装置
３ 第１固定部
３ａ 第１側面
３ｂ 第２側面
３ｃ 底面
４ 第２固定部
５ 第３固定部
５ａ 上面
５ｂ 下面
５ｃ 中央部
６ 第４固定部
６ａ 第１面
６ｂ 第２面
６ｃ 連結部
７ 第５固定部
８ 第１フランジ
９ 第２フランジ
１０ 第３フランジ
１１ 第４フランジ
１２ 第１回転軸
１３ 第２回転軸
１４ 第３回転軸
１５ 第１固定円板
１６ 第２固定円板
１７ 第１軸受ハウジング
１８ 第２軸受ハウジング
１９ 第１固定板
２０ 第２固定板
２１ サーキュラスプライン
２２ フレクスプライン
２３ ウェーブジェネレータ
２４ 差動機構
２５ 第１ロッカーアーム
２６ 第２ロッカーアーム
２７ 第１走行機構
２８ 第２走行機構
２９ 第３走行機構
３０ 第４走行機構
３１ 車体本体
２１１ 第１サーキュラスプライン
２１２ 第２サーキュラスプライン
２２１ 第１フレクスプライン
２２２ 第２フレクスプライン
２３１ 第１ウェーブジェネレータ
２３２ 第２ウェーブジェネレータ
Ｒ 車両

Claims (2)

1. 固定板と、
   第１サーキュラスプライン、第１フレクスプライン及び第１ウェーブジェネレータを備え、前記固定板に前記第１サーキュラスプラインが固定された第１波動歯車装置と、
   前記第１フレクスプラインに接続された第１回転軸と、
   第２サーキュラスプライン、第２フレクスプライン及び第２ウェーブジェネレータを備え、前記固定板に前記第２フレクスプラインが固定された第２波動歯車装置と、
   前記第２サーキュラスプラインに接続された第２回転軸と、
   前記第１ウェーブジェネレータと前記第２ウェーブジェネレータとを接続する第３回転軸と、
   を備えている、
   差動機構。
2. 長手方向の両端部に複数の走行機構を備えた第１ロッカーアーム及び第２ロッカーアームと、
   請求項１に記載の差動機構と、
   を備え、
   前記第１ロッカーアームにおける前記長手方向の中央が、前記長手方向に直交する前記第１回転軸に接続され、
   前記第２ロッカーアームにおける前記長手方向の中央が、前記長手方向に直交する前記第２回転軸に接続され、
   前記第１ロッカーアームと前記第２ロッカーアームとは、前記第１回転軸または前記第２回転軸を中心として受動的に、かつ逆方向に回転する、
   懸架機構。

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