JP2023037215A - 駆動輪及び台車 - Google Patents

Abstract

【課題】低床化を実現すること。【解決手段】駆動輪１０３は、回転自在に設けられる円環形状の第一入力部材３６Ａと、第一入力部材と同軸上で軸心Ｏ１方向にずれて配置されて第一入力部材と互いに独立して回転自在に設けられる円環形状の第二入力部材３６Ｂと、別軸上に配置される第一出力軸４０Ａ及び第二出力軸４０Ｂと、第一入力部材の内周に係合して第一入力部材の回転力を第一出力軸に伝達する第一平歯車３９Ａと、第二入力部材の内周に係合して第二入力部材の回転力を第二出力軸に伝達する第二平歯車３９Ｂと、車軸３７に固定される車輪１６と、第一出力軸の回転力を車軸の一端部に伝達する第一傘歯車機構１５Ａと、第二出力軸の回転力を車軸の他端部に伝達する第二傘歯車機構１５Ｂと、車軸を介して車輪を旋回可能に支持する旋回軸３４と、を備える。【選択図】図３

Description

本発明は、駆動輪及び台車に関するものである。

特許文献１に駆動輪及び駆動輪を用いた台車について開示されている。この駆動輪は、同軸上に配置される第一入力軸及び第二入力軸と、別軸上に配置される第一出力軸及び第二出力軸と、第一入力軸の回転力を第一出力軸に伝達する第一平歯車機構と、第二入力軸の回転力を第二出力軸に伝達する第二平歯車機構と、車軸に連結される車輪と、車軸を介して車輪を旋回可能に支持する旋回軸と、第一出力軸の回転力を車軸の一端部に伝達する第一動力変換機構と、第二出力軸の回転力を車軸の他端部に伝達する第二動力変換機構と、を備えるものである。また、駆動輪は、望ましい態様として、車軸の軸心方向に交差する鉛直方向に沿う車輪の回転軸心が、旋回軸の軸心に対して車軸の軸心方向に直交する水平方向にオフセットして配置される。

特開２０２０－０２４０３３号公報

特許文献１に記載の駆動輪は、車輪の向きの変更と車輪の回転のいずれの動作であっても、搭載する２つの駆動装置が同時に動作することを可能としながらも、構造の簡素化を図ると共に十分な最低地上高を確保可能とする。さらに、駆動輪は、オフセットした態様とすることで、車輪を駆動しないとき、車輪は水平方向から作用する外力により受動的に旋回することができる。

ここで、特許文献１に記載の駆動輪は、搭載する２つの駆動装置が同時に動作することを可能とするにあたり、車輪の旋回中心に同軸上に第一入力軸及び第二入力軸があり、各入力軸が貫通する基板の上側に入力部（２軸一体モータ）が配置される。そして、当該駆動輪を台車などに取り付ける場合、入力部を避ける必要がある。このため、台車において従動輪となる旋回キャスタと同じ高さでの取り付けが難しい課題がある。

本開示は、上記の課題に鑑みてなされたものであって、低床化を実現することのできる駆動輪及び台車を提供することを目的とする。

上記の目的を達成するため、本開示の一態様の駆動輪は、回転自在に設けられる円環形状の第一入力部材と、前記第一入力部材と同軸上で軸心方向にずれて配置されて前記第一入力部材と互いに独立して回転自在に設けられる円環形状の第二入力部材と、別軸上に配置される第一出力軸及び第二出力軸と、前記第一入力部材の内周に係合して前記第一入力部材の回転力を前記第一出力軸に伝達する第一伝達機構と、前記第二入力部材の内周に係合して前記第二入力部材の回転力を前記第二出力軸に伝達する第二伝達機構と、車軸に固定される車輪と、前記第一出力軸の回転力を前記車軸の一端部に伝達する第一動力変換機構と、前記第二出力軸の回転力を前記車軸の他端部に伝達する第二動力変換機構と、前記車軸を介して前記車輪を旋回可能に支持する旋回軸と、を備える。

上記駆動輪の望ましい態様として、前記第一入力部材の円環状の外周に係合して前記第一入力部材に回転力を入力する第一入力部と、前記第二入力部材の円環状の外周に係合して前記第二入力部材に回転力を入力する第二入力部と、を備える。

上記駆動輪の望ましい態様として、前記第一出力軸と前記第二出力軸は、前記車輪に対して前記車軸の軸心方向における両側に配置される。

上記駆動輪の望ましい態様として、前記第一動力変換機構と前記第二動力変換機構は、前記車輪に対して前記車軸の軸心方向における両側に配置される。

上記駆動輪の望ましい態様として、前記第一動力変換機構は、前記第一出力軸の回転力を前記第一出力軸に対して軸心方向の異なる前記車軸の一端部に伝達するもので、傘歯車機構、はすば歯車機構、ウォーム歯車機構、冠歯車機構、または自在継手機構のいずれか１つが適用され、前記第二動力変換機構は、前記第二出力軸の回転力を前記第二出力軸に対して軸心方向の異なる前記車軸の一端部に伝達するもので、傘歯車機構、はすば歯車機構、ウォーム歯車機構、冠歯車機構、または自在継手機構のいずれか１つが適用される。

上記駆動輪の望ましい態様として、前記旋回軸は、前記車軸の軸心に交差して鉛直方向に沿う前記車輪の回転軸心に対して前記車軸の軸心に直交する水平方向に自身の軸心がずれて配置される。

上記の目的を達成するため、本開示の一態様の台車は、上記の駆動輪と、前記駆動輪が取付けられる台車本体と、を備える。

本開示によれば、低床化を実現できる。

図１は、駆動輪の構成例を表す斜視図である。 図２は、駆動輪を表す平面図である。 図３は、駆動輪を表す底面図である。 図４は、図２のＡ－Ａ断面図である。 図５は、図２のＢ－Ｂ断面図である。 図６は、駆動輪の駆動力伝達経路を表す模式図である。 図７は、駆動輪の他の構成例を表す斜視図である。 図８は、駆動輪の他の構成例を表す平面図である。 図９は、駆動輪の他の構成例を表す底面図である。 図１０は、図８のＣ－Ｃ断面図である。 図１１は、動力変換機構の構成例を表す斜視図である。 図１２は、動力変換機構の構成例を表す斜視図である。 図１３は、動力変換機構の構成例を表す正面図である。 図１４は、台車の構成例を表す概略図である。

以下、発明を実施するための形態につき図面を参照しつつ詳細に説明する。なお、下記の形態により本発明が限定されるものではない。また、下記形態における構成要素には、当業者が容易に想定できるもの、実質的に同一のもの、いわゆる均等の範囲のものが含まれる。さらに、下記形態で開示した構成要素は適宜組み合わせることが可能である。

［実施形態１］
図１４は、の台車の構成例を表す概略図である。

図１４に示すように、台車１００は、台車本体１０１と、取手部１０２と、４個の駆動輪１０３と、電源部１０４と、制御装置１０５と、操作部１０６とを備えている。

台車本体１０１は、例えば、平板材であり、平面視が矩形形状をなしている。台車本体１０１は、長手方向の一方側に取手部１０２が固定されている。台車本体１０１は、裏面側に４個の駆動輪１０３が四隅に装着されている。４個の駆動輪１０３は、回転自在であると共に操舵可能となっている。また、台車本体１０１は、前後の駆動輪１０３の間の裏面に電源部１０４と制御装置１０５が装着され、取手部１０２に操作部１０６が装着されている。制御装置１０５は、コンピュータシステムを含む。コンピュータシステムは、ＣＰＵのようなプロセッサ、及びＲＯＭまたはＲＡＭのようなメモリを含む。

従って、台車１００は、操作部１０６の操作信号を入力した制御装置１０５が駆動輪１０３を制御する。これにより、台車１００は、自動で走行や旋回できる。なお、操作部１０６は、台車１００（取手部１０２）に設けられず、台車１００から離れたリモートコントロール装置として構成されていてもよく、これにより、台車１００は、有線または無線にて遠隔操作が可能である。

台車本体１０１は、平坦な面を構成することで、当該平坦な面に被運搬物を載せることができる。即ち、台車１００は、無人搬送車（ＡＧＶ：Automatic Guided Vehicle）として構成することができる。また、台車１００は、台車本体１０１の平坦な面に沿って機材を配置することで走行する機器として構成することができる。機器としては、例えば、ハンドリフタや、フォークリフトや、ピッキングロボットや、医療機材など様々なものがある。

なお、台車１００及び機器は、駆動輪１０３の数や配置について上述した構成に限定されるものではない。例えば、台車１００及び機器は、上述した４輪の形態において、台車１００の前方側に１対の駆動輪１０３を取り付け、台車１００の後方側に従動輪（単軸で旋回しない従動輪）を取り付けてもよい。また、図には明示しないが、台車１００及び機器は、３輪以上の形態において、駆動輪１０３が１つであって他の車輪が全て従動輪であってもよい。また、図には明示しないが、台車１００及び機器は、３輪以上の形態において、従動輪を有さず全ての車輪が駆動輪１０３であってよい。即ち、台車１００及び機器は、３輪以上の形態において、駆動輪１０３が少なくとも１つあればよい。

以下、駆動輪１０３について詳細に説明する。図１は、駆動輪の構成例を表す斜視図である。図２は、駆動輪を表す平面図である。図３は、駆動輪を表す底面図である。図４は、図２のＡ－Ａ断面図である。図５は、図２のＢ－Ｂ断面図である。

駆動輪１０３は、入力部１１と、旋回部１２と、入力部材１３と、伝達機構１４と、動力変換機構１５と、車輪１６とを有する。

入力部１１は、上下に板面を向けた板状の本体１０の下方に配置されている。本体１０は、台車１００において台車本体１０１に固定される。入力部１１は、支持部材（図示略）によって本体１０に固定される。旋回部１２は、入力部１１とは別体で本体１０の下方に配置される。入力部材１３は、入力部１１の回転力が入力されるものである。伝達機構１４は、入力部材１３に入力された回転力を伝達するものである。動力変換機構１５は、伝達機構１４の回転力を車輪１６に伝達するものである。車輪１６は、入力部１１、入力部材１３、伝達機構１４、及び動力変換機構１５を介して入力された回転力によって回転自在であると共に、旋回部１２によって操舵可能となっている。

以下、入力部１１、旋回部１２、入力部材１３、伝達機構１４、動力変換機構１５、車輪１６について詳細に説明する。

入力部１１は、第一入力部３０Ａと第二入力部３０Ｂとを有する。第一入力部３０Ａは、モータで構成される。第一入力部３０Ａは、本体１０に固定される。第一入力部３０Ａは、第一入力軸３０Ａａに第一入力歯車３２Ａが設けられる。第一入力歯車３２Ａは、実施形態では、平歯車で構成される。第一入力歯車３２Ａは、第一入力部３０Ａの駆動によって第一入力軸３０Ａａを介して回転することで入力部材１３（第一入力部材３６Ａ）に回転力を入力する。一方、第一入力部３０Ａの非駆動時は、第一入力軸３０Ａａが回転自在であると共に、第一入力歯車３２Ａが回転自在である。

第二入力部３０Ｂは、モータで構成される。第二入力部３０Ｂは、本体１０に固定される。第二入力部３０Ｂは、第二入力軸３０Ｂａに第二入力歯車３２Ｂが設けられる。第二入力歯車３２Ｂは、実施形態では、平歯車で構成される。第二入力歯車３２Ｂは、第二入力部３０Ｂの駆動によって第二入力軸３０Ｂａを介して回転することで入力部材１３（第二入力部材３６Ｂ）に回転力を入力する。一方、第二入力部３０Ｂの非駆動時は、第二入力軸３０Ｂａが回転自在であると共に、第二入力歯車３２Ｂが回転自在である。

旋回部１２は、円板状に形成され、本体１０に対して軸受３３によって円板状の中心に位置する軸心Ｏ１を中心として回転自在に支持される。従って、旋回部１２は、旋回軸３４を構成する。言い換えると、旋回軸３４は、軸心Ｏ１が延びる軸心Ｏ１方向に沿って延出されると共に、軸心Ｏ１を中心として回転自在に支持される。なお、旋回軸３４の中心である軸心Ｏ１は、第一入力部３０Ａの第一入力軸３０Ａａ、及び第二入力部３０Ｂの第二入力軸３０Ｂａの軸心と平行に設けられる。この旋回部１２は、入力部材１３、伝達機構１４、動力変換機構１５、車輪１６を支持する。また、旋回部１２は、伝達機構１４、動力変換機構１５、車輪１６を収容するケーシング３５を有する。ケーシング３５は、本体１０よりも下方に配置される。そして、旋回部１２は、入力部材１３、伝達機構１４、動力変換機構１５、及び車輪１６を伴って、旋回軸３４の軸心Ｏ１を中心として回転自在に支持される。

入力部材１３は、第一入力部材３６Ａと第二入力部材３６Ｂとを有する。第一入力部材３６Ａは、円環状に形成され、軸心Ｏ１に沿う同軸上に回転自在に配置される。第一入力部材３６Ａは、円環状の外周に沿って外歯３６Ａａが形成される。第一入力部材３６Ａは、外歯３６Ａａが、入力部１１における第一入力歯車３２Ａに噛み合って係合する。従って、第一入力部材３６Ａは、第一入力歯車３２Ａから回転力が入力される。また、第一入力部材３６Ａは、円環状の内周に沿って内歯３６Ａｂが形成される。第一入力部材３６Ａは、内歯３６Ａｂが、第一支持歯車３８Ａに噛み合って係合する。第一支持歯車３８Ａは、図４に示すように、軸心Ｏ１と軸心が平行に設けられた支持軸３８Ｃに対して軸受３８Ａａを介して回転自在に支持される。支持軸３８Ｃは、旋回部１２に固定される。第一支持歯車３８Ａは、第一入力部材３６Ａの円環状の複数個所に設けられていてもよい。従って、第一入力部材３６Ａは、旋回部１２に対して第一支持歯車３８Ａを介して軸心Ｏ１に沿う同軸上に回転自在に配置され、かつ第一入力部３０Ａの駆動によって第一入力歯車３２Ａから回転力が入力される。

第二入力部材３６Ｂは、第一入力部材３６Ａと同径の円環状に形成され、軸心Ｏ１に沿う同軸上に軸心Ｏ１方向にずれて配置され、かつ第一入力部材３６Ａと互いに独立して回転自在に配置される。第二入力部材３６Ｂは、第一入力部材３６Ａと同じ大きさ及び形状に形成される。第二入力部材３６Ｂは、円環状の外周に沿って外歯３６Ｂａが形成される。外歯３６Ｂａは、第一入力部材３６Ａの外歯３６Ａａと、径、歯形、歯数及びピッチが同じである。第二入力部材３６Ｂは、外歯３６Ｂａが、入力部１１における第二入力歯車３２Ｂに噛み合って係合する。従って、第二入力部材３６Ｂは、第二入力歯車３２Ｂから回転力が入力される。また、第二入力部材３６Ｂは、円環状の内周に沿って内歯３６Ｂｂが形成される。内歯３６Ｂｂは、第一入力部材３６Ａの内歯３６Ａｂと、径、歯形、歯数及びピッチが同じである。第二入力部材３６Ｂは、内歯３６Ｂｂが、第二支持歯車３８Ｂに噛み合って係合する。第二支持歯車３８Ｂは、図４に示すように、軸心Ｏ１と軸心が平行に設けられた支持軸３８Ｃに対して軸受３８Ｂａを介して回転自在に支持される。第二支持歯車３８Ｂは、支持軸３８Ｃに対して第一支持歯車３８Ａと同軸上で配置され、かつ第一支持歯車３８Ａと同じ大きさ及び形状に形成される。第二支持歯車３８Ｂは、第二入力部材３６Ｂの円環状の複数個所に設けられていてもよい。従って、第二入力部材３６Ｂは、旋回部１２に対して第二支持歯車３８Ｂを介して軸心Ｏ１に沿う同軸上に回転自在に配置され、かつ第二入力部３０Ｂの駆動によって第二入力歯車３２Ｂから回転力が入力される。

伝達機構１４は、第一伝達機構である第一平歯車３９Ａと第二伝達機構である第二平歯車３９Ｂとを有する。第一平歯車３９Ａは、入力部材１３における第一入力部材３６Ａの内歯３６Ａｂに噛み合う。第一平歯車３９Ａは、第一出力軸４０Ａに固定される。第一出力軸４０Ａは、図５に示すように、上下方向に延びて設けられる。第一出力軸４０Ａは、上端が旋回部１２の円板状の部分に対して軸受４０Ａａによって回転自在に支持され、下端が旋回部１２のケーシング３５に対して軸受４０Ａｂによって回転自在に支持される。従って、第一平歯車３９Ａは、第一出力軸４０Ａを介し、軸心Ｏ１と平行な軸心Ｏ３を中心として回転自在に支持される。

第二平歯車３９Ｂは、入力部材１３における第二入力部材３６Ｂの内歯３６Ｂｂに噛み合う。第二平歯車３９Ｂは、第一平歯車３９Ａと、径、歯形、歯数及びピッチが同じである。第二平歯車３９Ｂは、第二出力軸４０Ｂに固定される。第二出力軸４０Ｂは、図５に示すように、上下方向に延びて設けられる。第二出力軸４０Ｂは、上端が旋回部１２の円板状の部分に対して軸受４０Ｂａによって回転自在に支持され、下端が旋回部１２のケーシング３５に対して軸受４０Ｂｂによって回転自在に支持される。従って、第二平歯車３９Ｂは、第二出力軸４０Ｂを介し、軸心Ｏ１と平行な軸心Ｏ４を中心として回転自在に支持される。

なお、実施形態の駆動輪１０３は、第一入力部材３６Ａに対し、外歯３６Ａａに第一入力歯車３２Ａが噛み合い、内歯３６Ａｂに第一支持歯車３８Ａ及び第一平歯車３９Ａが噛み合う。従って、第一入力部材３６Ａは、周方向の異なる３か所で第一入力歯車３２Ａ、第一支持歯車３８Ａ及び第一平歯車３９Ａによって周方向に回転自在に支持される。このため、実施形態の駆動輪１０３は、第一入力部材３６Ａに対し、第一支持歯車３８Ａを１カ所のみで配置できる。また、実施形態の駆動輪１０３は、第二入力部材３６Ｂに対し、外歯３６Ｂａに第二入力歯車３２Ｂが噛み合い、内歯３６Ｂｂに第二支持歯車３８Ｂ及び第二平歯車３９Ｂが噛み合う。従って、第二入力部材３６Ｂは、周方向の異なる３か所で第二入力歯車３２Ｂ、第二支持歯車３８Ｂ及び第二平歯車３９Ｂによって周方向に回転自在に支持される。このため、実施形態の駆動輪１０３は、第二入力部材３６Ｂに対し、第二支持歯車３８Ｂを１カ所のみで配置できる。

動力変換機構１５は、傘歯車機構であり、伝達機構１４の回転力を車輪１６に伝達するものである。動力変換機構１５は、第一動力変換機構としての第一傘歯車機構１５Ａと、第二動力変換機構としての第二傘歯車機構１５Ｂとを有する。第一傘歯車機構１５Ａは、第一駆動傘歯車４１Ａ及び第一従動傘歯車４２Ａを有する。第一駆動傘歯車４１Ａは、伝達機構１４における第一出力軸４０Ａに固定される。従って、第一駆動傘歯車４１Ａは、第一伝達機構である第一平歯車３９Ａと共に軸心Ｏ３を中心として回転自在に支持される。第一従動傘歯車４２Ａは、車軸３７に固定される。車軸３７は、軸心Ｏ１方向及び軸心Ｏ３方向に直交する軸心Ｏ２方向に延出され、両端が旋回部１２のケーシング３５に対して軸受３７ａによって回転自在に支持される。車軸３７は、その中央に車輪１６が固定される。第一従動傘歯車４２Ａは、車軸３７の一端側に固定され、車輪１６と共に軸心Ｏ２を中心に回転自在に支持される。そして、第一駆動傘歯車４１Ａと第一従動傘歯車４２Ａとは、相互に噛み合う。

第二傘歯車機構１５Ｂは、第二駆動傘歯車４１Ｂ及び第二従動傘歯車４２Ｂを有する。第二駆動傘歯車４１Ｂは、第一駆動傘歯車４１Ａと、径、歯形、歯数及びピッチが同じである。第二駆動傘歯車４１Ｂは、伝達機構１４における第二出力軸４０Ｂに固定される。従って、第二駆動傘歯車４１Ｂは、第二伝達機構である第二平歯車３９Ｂと共に軸心Ｏ４を中心として回転自在に支持される。第二従動傘歯車４２Ｂは、車軸３７の他端側に固定され、車輪１６と共に軸心Ｏ２を中心に回転自在に支持される。即ち、第二従動傘歯車４２Ｂは、車軸３７に対して第一従動傘歯車４２Ａとの間で車輪１６を挟むように配置される。即ち、第一平歯車３９Ａ及び第一駆動傘歯車４１Ａが固定される第一出力軸４０Ａと、第二平歯車３９Ｂ及び第二駆動傘歯車４１Ｂが固定される第二出力軸４０Ｂとは、車輪１６に対して車軸３７の軸心Ｏ２方向における両側に配置される。そして、第二駆動傘歯車４１Ｂと第二従動傘歯車４２Ｂとは、相互に噛み合う。

車輪１６は、上述したように車軸３７に固定される。車輪１６は、車軸３７の軸心Ｏ２方向に交差して自身の鉛直方向に沿う回転軸心Ｏ５が、旋回軸３４の軸心Ｏ１に対して車軸３７の軸心Ｏ２方向に直交する水平方向にずれて配置される。実施形態の駆動輪１０３は、図２及び図３に示すような平面視で、第一平歯車３９Ａ及び第一駆動傘歯車４１Ａが固定される第一出力軸４０Ａと、第二平歯車３９Ｂ及び第二駆動傘歯車４１Ｂが固定される第二出力軸４０Ｂとが、軸心Ｏ２上に配置される。また、実施形態の駆動輪１０３は、車輪１６の回転軸心Ｏ５が軸心Ｏ２方向に直交する水平方向にずれて配置される。このため、実施形態の駆動輪１０３は、平面視で、旋回部１２の軸心Ｏ１と、軸心Ｏ３と軸心Ｏ４とが二等辺三角形をなすように配置される。そして、車輪１６は、図４及び図５に示すように、その下端部がケーシング３５の下方に突出して設けられる。従って、車輪１６は、回転軸心Ｏ５を含む下端部が床面Ｇ（図１４参照）に接触できる。なお、図には明示しないが、実施形態の駆動輪１０３及び後述する駆動輪１０３’において、車輪１６は、回転軸心Ｏ５が旋回軸３４の軸心Ｏ１に対して一致する構成としてもよい。

実施形態の駆動輪１０３は、モータである第一入力部３０Ａ及び第二入力部３０Ｂの駆動によって、第一出力軸４０Ａと第二出力軸４０Ｂとを回転させることで車輪１６の回転と操舵を行うことができる。即ち、駆動輪１０３は、第一入力部３０Ａの駆動によって、第一入力歯車３２Ａ、第一入力部材３６Ａ及び第一平歯車３９Ａを介して第一出力軸４０Ａを回転させることで、第一駆動傘歯車４１Ａ及び第一従動傘歯車４２Ａを介して車軸３７を回転させる。また、駆動輪１０３は、第二入力部３０Ｂの駆動によって、第二入力歯車３２Ｂ、第二入力部材３６Ｂ及び第二平歯車３９Ｂを介して第二出力軸４０Ｂを回転させることで、第二駆動傘歯車４１Ｂ及び第二従動傘歯車４２Ｂを介して車軸３７を回転させる。そして、駆動輪１０３は、第一出力軸４０Ａと第二出力軸４０Ｂとを互いに同方向に回転させると共に、第一出力軸４０Ａと第二出力軸４０Ｂとの回転数（回転速度）を同じにすることで、車輪１６を回転させ、前進または後退することができる。また、駆動輪１０３は、第一出力軸４０Ａと第二出力軸４０Ｂとを互いに逆方向に回転すると共に、第一出力軸４０Ａと第二出力軸４０Ｂとの回転数（回転速度）を同じにすることで、車輪１６を操舵せずに回転させことができる。このとき、駆動輪１０３は、第一出力軸４０Ａと第二出力軸４０Ｂとの回転数（回転速度）を異ならせることで、車輪１６を回転または停止した状態で操舵することができる。一方、駆動輪１０３は、モータである第一入力部３０Ａ及び第二入力部３０Ｂを駆動しないことによって、車輪１６の回転と操舵を従動させることができる。

ここで、駆動輪１０３の作動について説明する。図６は、駆動輪の駆動力伝達経路を表す模式図である。

駆動輪１０３において、図６に示すように、第一入力部材３６Ａを第一方向Ａ１に回転すると、第一平歯車３９Ａが同方向の第二方向Ａ２に回転する。第一平歯車３９Ａが第二方向Ａ２に回転すると、第一平歯車３９Ａに第一出力軸４０Ａを介して一体に設けられた第一駆動傘歯車４１Ａが同方向に回転する。すると、第一駆動傘歯車４１Ａに噛み合う第一従動傘歯車４２Ａが第三方向Ａ３に回転し、第一従動傘歯車４２Ａと一体の車軸３７を同方向に回転させる。一方、駆動輪１０３において、第二入力部材３６Ｂを第一方向Ａ１と逆方向の第一方向Ｂ１に回転すると、第二平歯車３９Ｂが同方向の第二方向Ｂ２に回転する。第二平歯車３９Ｂが同方向の第二方向Ｂ２に回転すると、第二平歯車３９Ｂに第二出力軸４０Ｂを介して一体に設けられた第二駆動傘歯車４１Ｂが同方向に回転する。すると、第二駆動傘歯車４１Ｂに噛み合う第二従動傘歯車４２Ｂが第三方向Ｂ３に回転し、第二従動傘歯車４２Ｂと一体の車軸３７を同方向に回転させる。ここで、第三方向Ａ３と第三方向Ｂ３同じ回転方向であることから、第一入力部材３６Ａと第二入力部材３６Ｂが同回転数であれば、車輪１６が旋回せずに回転し、駆動輪１０３は前進または後退する。

このとき、第一入力部材３６Ａの回転数に対して第二入力部材３６Ｂの回転数を低下させると、第二駆動傘歯車４１Ｂから第二従動傘歯車４２Ｂを介して車軸３７に入力する回転数が、第一駆動傘歯車４１Ａから第一従動傘歯車４２Ａを介して車軸３７に入力する回転数より低くなる。すると、その回転数差だけ旋回軸３４が回転し、車輪１６を旋回して操舵する。また、第二入力部材３６Ｂの回転を停止すると、第二駆動傘歯車４１Ｂから第二従動傘歯車４２Ｂを介して車軸３７に入力する回転数が０となり、車輪１６が回転せずに旋回して操舵する。

なお、駆動輪１０３は、図には明示しないが、旋回位置検出部を有する。旋回位置検出部は、本体１０に設けられている。旋回位置検出部は、例えば、旋回軸３４と共に軸心Ｏ１の廻りに回転する第一平歯車と、第一平歯車と噛み合って軸心Ｏ１と平行な軸心の廻りに従動回転する第二平歯車と、第二平歯車の回転位置を検出する検出器と、を有する。従って、駆動輪１０３は、旋回軸３４と共に第一平歯車が回転し、この第一平歯車の回転位置を第二平歯車の回転位置として検出器で検出することで、旋回軸３４の回転位置、即ち、本体１０に対する旋回部１２の回転位置を検出できる。検出器の検出信号は、台車（機器）１００の制御装置１０５に入力される。この結果、制御装置１０５において駆動輪１０３の旋回を制御できる。

このように、実施形態の駆動輪１０３は、回転自在に設けられる円環形状の第一入力部材３６Ａと、第一入力部材３６Ａと同軸上で軸心Ｏ１方向にずれて配置されて第一入力部材３６Ａと互いに独立して回転自在に設けられる円環形状の第二入力部材３６Ｂと、別軸上に配置される第一出力軸４０Ａ及び第二出力軸４０Ｂと、第一入力部材３６Ａの内周に係合して第一入力部材３６Ａの回転力を第一出力軸４０Ａに伝達する第一平歯車（第一伝達機構）３９Ａと、第二入力部材３６Ｂの内周に係合して第二入力部材３６Ｂの回転力を第二出力軸４０Ｂに伝達する第二平歯車（第二伝達機構）３９Ｂと、車軸３７に固定される車輪１６と、第一出力軸４０Ａの回転力を車軸３７の一端部に伝達する第一傘歯車機構（第一動力変換機構）１５Ａと、第二出力軸４０Ｂの回転力を車軸３７の他端部に伝達する第二傘歯車機構（第二動力変換機構）１５Ｂと、車軸３７を介して車輪１６を旋回可能に支持する旋回軸３４と、を備える。

そのため、実施形態の駆動輪１０３は、第一入力部材３６Ａ及び第二入力部材３６Ｂの回転力は、第一平歯車３９Ａ及び第二平歯車３９Ｂを介して第一出力軸４０Ａ及び第二出力軸４０Ｂに伝達され、第一出力軸４０Ａ及び第二出力軸４０Ｂから第一傘歯車機構１５Ａ及び第二傘歯車機構１５Ｂを介して車軸３７の各端部に伝達される。この構成により、駆動輪１０３は、第一入力部材３６Ａ及び第二入力部材３６Ｂの回転数を調整することで、車輪１６の回転と操舵を切替えることができる。そのため、駆動輪１０３は、車軸３７の各端部にそれぞれ傘歯車機構１５Ａ，１５Ｂを配置することから、車輪１６への回転力の伝達系統を簡素化することとなり、構造の簡素化を図ることができると共に、十分な最低地上高を確保することができる。

しかも、実施形態の駆動輪１０３は、同軸上で軸心Ｏ１方向にずれて配置されて互いに独立して回転自在に設けられる円環形状の第一入力部材３６Ａ及び第二入力部材３６Ｂを備え、第一入力部材３６Ａ及び第二入力部材３６Ｂの回転力が第一平歯車３９Ａ及び第二平歯車３９Ｂを介して第一出力軸４０Ａ及び第二出力軸４０Ｂに伝達される。そのため、駆動輪１０３は、第一入力部材３６Ａ及び第二入力部材３６Ｂの円環状の外周から回転力を入力できることから、入力部１１を、回転の外側に展開して配置できる。この結果、駆動輪１０３は、入力部１１を、回転の軸心方向に沿って配置することと比較して、低床化を実現できる。

実施形態の駆動輪１０３では、第一入力部材３６Ａの円環状の外周に係合して第一入力部材３６Ａに回転力を入力する第一入力部３０Ａと、第二入力部材３６Ｂの円環状の外周に係合して第二入力部材３６Ｂに回転力を入力する第二入力部３０Ｂと、を備える。そのため、駆動輪１０３は、第一入力部３０Ａ及び第二入力部３０Ｂが第一入力部材３６Ａ及び第二入力部材３６Ｂの回転の外側に配置され、低床化を実現できる。

実施形態の駆動輪１０３では、第一出力軸４０Ａと第二出力軸４０Ｂは、車輪１６に対して車軸３７の軸心Ｏ２方向における両側に配置される。従って、駆動輪１０３は、回転力を車軸３７における軸心Ｏ２方向の両側から入力することとなり、低床化を実現できると共に、車輪１６を操舵するための差動機構の簡素化を図ることができる。

実施形態の駆動輪１０３では、第一傘歯車機構１５Ａと第二傘歯車機構１５Ｂは、車輪１６に対して車軸３７の軸心Ｏ２方向における両側に配置される。従って、駆動輪１０３は、回転力を車軸３７における軸心Ｏ２方向の両側から入力することとなり、低床化を実現できると共に、車輪１６を操舵するための差動機構の簡素化を図ることができる。

実施形態の駆動輪１０３では、車軸３７の軸心Ｏ２に交差する鉛直方向に沿う車輪１６の回転軸心Ｏ５が、旋回軸３４の軸心Ｏ１に対して車軸３７の軸心Ｏ２に直交する水平方向にずれて配置される。そのため、駆動輪１０３は、車輪１６を駆動しないとき、車輪１６が水平方向から作用する外力により受動的に旋回することができる。即ち、駆動輪１０３は、台車１００を自動走行及び自動操舵することができると共に、作業者が手動走行及び手動操舵することができる。

実施形態の台車１００は、駆動輪１０３と、駆動輪１０３が取付けられる台車本体１０１とを備える。そのため、台車１００は、低床化を実現できる。

図７は、駆動輪の他の構成例を表す斜視図である。図８は、駆動輪の他の構成例を表す平面図である。図９は、駆動輪の他の構成例を表す底面図である。図１０は、図８のＣ－Ｃ断面図である。

図７から図１０に示す駆動輪１０３’は、図１から図６に示して説明した駆動輪１０３に対し、動力変換機構１７が異なり、他の構成は同等である。従って、駆動輪１０３’において、駆動輪１０３と同等部分には同一の符号を付して説明を省略する。

動力変換機構１７は、はすば歯車機構であり、伝達機構１４の回転力を車輪１６に伝達するものである。動力変換機構１７は、第一動力変換機構としての第一はすば歯車機構１７Ａと、第二動力変換機構としての第二はすば歯車機構１７Ｂを有する。第一はすば歯車機構１７Ａは、第一出力軸４０Ａの下部に固定された第一駆動はすば歯車５１Ａと、車輪１６に設けられた車軸３７の軸心Ｏ２方向の一端部に固定されて第一駆動はすば歯車５１Ａに噛み合う第一従動はすば歯車５２Ａと、により構成されている。第二はすば歯車機構１７Ｂは、第二出力軸４０Ｂの下部に固定された第二駆動はすば歯車５１Ｂと、車軸３７の軸心Ｏ２方向の他端部に固定されて第二駆動はすば歯車５１Ｂに噛み合う第二従動はすば歯車５２Ｂと、により構成されている。

実施形態の駆動輪１０３’は、第一入力部材３６Ａ及び第二入力部材３６Ｂの回転力は、第一平歯車３９Ａ及び第二平歯車３９Ｂを介して第一出力軸４０Ａ及び第二出力軸４０Ｂに伝達され、第一出力軸４０Ａ及び第二出力軸４０Ｂから第一はすば歯車機構１７Ａ及び第二はすば歯車機構１７Ｂを介して車軸３７の各端部に伝達される。そして、駆動輪１０３’は、第一入力部材３６Ａ及び第二入力部材３６Ｂの回転数を調整することで、車輪１６の回転と操舵を切替えることができる。そのため、駆動輪１０３’は、車軸３７の各端部にそれぞれはすば歯車機構１７Ａ，１７Ｂを配置することから、車輪１６への回転力の伝達系統を簡素化することとなり、構造の簡素化を図ることができ、低床化に寄与できる。

このように、駆動輪１０３’は、駆動輪１０３に対して動力変換機構１７を替えて構成できる。

また、駆動輪１０３，１０３’に対して動力変換機構を替える構成例は、この限りではない。

図１１は、動力変換機構の構成例を表す斜視図である。図１２は、動力変換機構の構成例を表す斜視図である。図１３は、動力変換機構の構成例を表す正面図である。なお、図１１から図１３で示す動力変換機構１８，１９，２０を備える駆動輪の構成は、上述した駆動輪１０３と同等であり、同等部分には同一の符号を付して説明を省略する。

図１１に示す動力変換機構１８は、ウォーム歯車機構であり、伝達機構１４の回転力を車輪１６に伝達するものである。動力変換機構１８は、第一動力変換機構としての第一ウォーム歯車機構１８Ａと、第二動力変換機構としての第二ウォーム歯車機構１８Ｂを有する。第一ウォーム歯車機構１８Ａは、第一出力軸４０Ａの下部に固定された第一ウォーム５３Ａと、車輪１６に設けられた車軸３７の軸心Ｏ２方向の一端部に固定されて第一ウォーム５３Ａに噛み合う第一ウォームホイール５４Ａと、により構成されている。第二ウォーム歯車機構１８Ｂは、第二出力軸４０Ｂの下部に固定された第二ウォーム５３Ｂと、車軸３７の軸心Ｏ２方向の他端部に固定されて第二ウォーム５３Ｂに噛み合う第二ウォームホイール５４Ｂと、により構成されている。

この動力変換機構１８を備える駆動輪は、第一入力部材３６Ａ及び第二入力部材３６Ｂの回転力は、第一平歯車３９Ａ及び第二平歯車３９Ｂを介して第一出力軸４０Ａ及び第二出力軸４０Ｂに伝達され、第一出力軸４０Ａ及び第二出力軸４０Ｂから第一ウォーム歯車機構１８Ａ及び第二ウォーム歯車機構１８Ｂを介して車軸３７の各端部に伝達される。そして、この駆動輪は、第一入力部材３６Ａ及び第二入力部材３６Ｂの回転数を調整することで、車輪１６の回転と操舵を切替えることができる。そのため、この駆動輪は、車軸３７の各端部にそれぞれウォーム歯車機構１８Ａ，１８Ｂを配置することから、車輪１６への回転力の伝達系統を簡素化することとなり、構造の簡素化を図ることができ、低床化に寄与できる。

なお、第一ウォーム歯車機構１８Ａは、第一出力軸４０Ａの下部に第一ウォームホイール５４Ａが固定され、車軸３７の軸心Ｏ２方向の一端部に第一ウォーム５３Ａが固定されて構成されていてもよい。また、第二ウォーム歯車機構１８Ｂは、第二出力軸４０Ｂの下部に第二ウォームホイール５４Ｂが固定され、車軸３７の軸心Ｏ２方向の他端部に第二ウォーム５３Ｂが固定されて構成されていてもよい。

図１２に示す動力変換機構１９は、冠歯車機構であり、伝達機構１４の回転力を車輪１６に伝達するものである。動力変換機構１９は、第一動力変換機構としての第一冠歯車機構１９Ａと第二動力変換機構としての第二冠歯車機構１９Ｂを有する。第一冠歯車機構１９Ａは、第一出力軸４０Ａの下部に固定された第一冠歯車５５Ａと、車輪１６に設けられた車軸３７の軸心Ｏ２方向の一端部に固定されて第一冠歯車５５Ａに噛み合う第一平歯車５６Ａと、により構成されている。第二冠歯車機構１９Ｂは、第二出力軸４０Ｂの下部に固定された第二冠歯車５５Ｂと、車軸３７の軸心Ｏ２方向の他端部に固定されて第二冠歯車５５Ｂに噛み合う第二平歯車５６Ｂと、により構成されている。

この動力変換機構１９を備える駆動輪は、第一入力部材３６Ａ及び第二入力部材３６Ｂの回転力は、第一平歯車３９Ａ及び第二平歯車３９Ｂを介して第一出力軸４０Ａ及び第二出力軸４０Ｂに伝達され、第一出力軸４０Ａ及び第二出力軸４０Ｂから第一冠歯車機構１９Ａ及び第二冠歯車機構１９Ｂを介して車軸３７の各端部に伝達される。そして、この駆動輪は、第一入力部材３６Ａ及び第二入力部材３６Ｂの回転数を調整することで、車輪１６の回転と操舵を切替えることができる。そのため、この駆動輪は、車軸３７の各端部にそれぞれ冠歯車機構１９Ａ，１９Ｂを配置することから、車輪１６への回転力の伝達系統を簡素化することとなり、構造の簡素化を図ることができ、低床化に寄与できる。

なお、第一冠歯車機構１９Ａは、第一出力軸４０Ａの下部に第一平歯車５６Ａが固定され、車軸３７の軸心Ｏ２方向の一端部に第一冠歯車５５Ａが固定されて構成されていてもよい。また、第二冠歯車機構１９Ｂは、第二出力軸４０Ｂの下部に第二平歯車５６Ｂが固定され、車軸３７の軸心Ｏ２方向の他端部に第二冠歯車５５Ｂが固定されて構成されていてもよい。

図１３に示す動力変換機構２０は、自在継手機構（ユニバーサルジョイント機構）であり、伝達機構１４の回転力を車輪１６に伝達するものである。動力変換機構２０は、第一動力変換機構としての第一自在継手機構２０Ａと第二動力変換機構としての第二自在継手機構２０Ｂを有する。第一自在継手機構２０Ａは、第一出力軸４０Ａの下端に固定された第一駆動継手５７Ａと、車輪１６に設けられた車軸３７の軸心Ｏ２方向の一端に固定された第一従動継手５８Ａと、第一駆動継手５７Ａ及び第一従動継手５８Ａを連結する第一連結部５９Ａと、により構成されている。第二自在継手機構２０Ｂは、第二出力軸４０Ｂの下端に固定された第二駆動継手５７Ｂと、車軸３７の軸心Ｏ２方向の他端に固定された第二従動継手５８Ｂと、第二駆動継手５７Ｂ及び第二従動継手５８Ｂを連結する第二連結部５９Ｂと、により構成されている。なお、図には明示しないが、第一自在継手機構２０Ａは、第一連結部５９Ａの一端が第一出力軸４０Ａの下端に固定され、第一連結部５９Ａの他端が車軸３７の軸心Ｏ２方向の一端に固定され、中間部に第一駆動継手５７Ａ及び第一従動継手５８Ａに相当する単一または複数の継手が設けられた構成であってもよい。同様に、図には明示しないが、第二自在継手機構２０Ｂは、第二連結部５９Ｂの一端が第二出力軸４０Ｂの下端に固定され、第二連結部５９Ｂの他端が車軸３７の軸心Ｏ２方向の他端に固定され、中間部に第二駆動継手５７Ｂ及び第二従動継手５８Ｂに相当する単一または複数の継手が設けられた構成であってもよい。

この動力変換機構２０を備える駆動輪は、第一入力部材３６Ａ及び第二入力部材３６Ｂの回転力は、第一平歯車３９Ａ及び第二平歯車３９Ｂを介して第一出力軸４０Ａ及び第二出力軸４０Ｂに伝達され、第一出力軸４０Ａ及び第二出力軸４０Ｂから第一自在継手機構２０Ａ及び第二自在継手機構２０Ｂを介して車軸３７の各端部に伝達される。そして、この駆動輪は、第一入力部材３６Ａ及び第二入力部材３６Ｂの回転数を調整することで、車輪１６の回転と操舵を切替えることができる。そのため、車軸３７の各端部にそれぞれ自在継手機構２０Ａ，２０Ｂを配置することから、車輪１６への回転力の伝達系統を簡素化することとなり、構造の簡素化を図ることができ、低床化に寄与できる。

ところで、上述した実施形態の駆動輪１０３，１０３’にあっては、第一出力軸４０Ａと車軸３７とは、相互の軸心方向が９０度異なる。このため、駆動輪１０３，１０３’は、第一出力軸４０Ａの回転力を車軸３７の一端部に伝達する第一動力変換機構（第一傘歯車機構１５Ａ、第一はすば歯車機構１７Ａ、第一ウォーム歯車機構１８Ａ、第一冠歯車機構１９Ａ、第一自在継手機構２０Ａ）は、第一出力軸４０Ａの回転力を第一出力軸４０Ａに対して軸心方向の異なる車軸３７の一端部に伝達する。また、上述した実施形態の駆動輪１０３，１０３’にあっては、第二出力軸４０Ｂと車軸３７とは、相互の軸心方向が９０度異なる。このため、駆動輪１０３，１０３’は、第二出力軸４０Ｂの回転力を車軸３７の一端部に伝達する第二動力変換機構（第二傘歯車機構１５Ｂ、第二はすば歯車機構１７Ｂ、第二ウォーム歯車機構１８Ｂ、第二冠歯車機構１９Ｂ、第二自在継手機構２０Ｂ）は、第二出力軸４０Ｂの回転力を第二出力軸４０Ｂに対して軸心方向の異なる車軸３７の一端部に伝達する。なお、動力変換機構は、上述した構成に限らず、出力軸４０Ａ，４０Ｂの回転力を、出力軸４０Ａ，４０Ｂに対して軸心方向の異なる車軸３７に伝達する構成であればよい。

１５ 動力変換機構（傘歯車機構）
１５Ａ 第一傘歯車機構（第一動力変換機構）
１５Ｂ 第二傘歯車機構（第二動力変換機構）
１６ 車輪
１７ 動力変換機構（はすば歯車機構）
１７Ａ 第一はすば歯車機構（第一動力変換機構）
１７Ｂ 第二はすば歯車機構（第二動力変換機構）
１８ 動力変換機構（ウォーム歯車機構）
１８Ａ 第一ウォーム歯車機構（第一動力変換機構）
１８Ｂ 第二ウォーム歯車機構（第二動力変換機構）
１９ 動力変換機構（冠歯車機構）
１９Ａ 第一冠歯車機構（第一動力変換機構）
１９Ｂ 第二冠歯車機構（第二動力変換機構）
２０ 動力変換機構（自在継手機構）
２０Ａ 第一自在継手機構（第一動力変換機構）
２０Ｂ 第二自在継手機構（第二動力変換機構）
３０Ａ 第一入力部
３０Ｂ 第二入力部
３４ 旋回軸
３６Ａ 第一入力部材
３６Ｂ 第二入力部材
３７ 車軸
３９Ａ 第一平歯車（第一伝達機構）
３９Ｂ 第二平歯車（第二伝達機構）
４０Ａ 第一出力軸
４０Ｂ 第二出力軸
１００ 台車
１０１ 台車本体
１０３，１０３’ 駆動輪

Claims (7)

1. 回転自在に設けられる円環形状の第一入力部材と、
   前記第一入力部材と同軸上で軸心方向にずれて配置されて前記第一入力部材と互いに独立して回転自在に設けられる円環形状の第二入力部材と、
   別軸上に配置される第一出力軸及び第二出力軸と、
   前記第一入力部材の内周に係合して前記第一入力部材の回転力を前記第一出力軸に伝達する第一伝達機構と、
   前記第二入力部材の内周に係合して前記第二入力部材の回転力を前記第二出力軸に伝達する第二伝達機構と、
   車軸に固定される車輪と、
   前記第一出力軸の回転力を前記車軸の一端部に伝達する第一動力変換機構と、
   前記第二出力軸の回転力を前記車軸の他端部に伝達する第二動力変換機構と、
   前記車軸を介して前記車輪を旋回可能に支持する旋回軸と、
   を備える、駆動輪。
2. 前記第一入力部材の円環状の外周に係合して前記第一入力部材に回転力を入力する第一入力部と、
   前記第二入力部材の円環状の外周に係合して前記第二入力部材に回転力を入力する第二入力部と、
   を備える、請求項１に記載の駆動輪。
3. 前記第一出力軸と前記第二出力軸は、前記車輪に対して前記車軸の軸心方向における両側に配置される、請求項１または２に記載の駆動輪。
4. 前記第一動力変換機構と前記第二動力変換機構は、前記車輪に対して前記車軸の軸心方向における両側に配置される、請求項１から３のいずれか１項に記載の駆動輪。
5. 前記第一動力変換機構は、前記第一出力軸の回転力を前記第一出力軸に対して軸心方向の異なる前記車軸の一端部に伝達するもので、傘歯車機構、はすば歯車機構、ウォーム歯車機構、冠歯車機構、または自在継手機構のいずれか１つが適用され、前記第二動力変換機構は、前記第二出力軸の回転力を前記第二出力軸に対して軸心方向の異なる前記車軸の一端部に伝達するもので、傘歯車機構、はすば歯車機構、ウォーム歯車機構、冠歯車機構、または自在継手機構のいずれか１つが適用される、請求項１から４のいずれか１項に記載の駆動輪。
6. 前記旋回軸は、前記車軸の軸心に交差して鉛直方向に沿う前記車輪の回転軸心に対して前記車軸の軸心に直交する水平方向に自身の軸心がずれて配置される、請求項１から５のいずれか１項に記載の駆動輪。
7. 請求項１から６のいずれか１項に記載の駆動輪と、
   前記駆動輪が取付けられる台車本体と、
   を備える、台車。

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