JP5303411B2 - 摩擦式駆動装置および倒立振子型移動体 - Google Patents

Description

本発明は、摩擦式駆動装置および倒立振子型移動体に関し、特に、走行ユニットとして用いられる摩擦式駆動装置およびそれを用いた倒立振子型移動体に関する。

全方向移動体のための走行駆動装置として、環状体と前記環状体の環方向に複数個配置され各々自身の配置位置に於ける前記環状体の接線方向の軸線周りに回転可能なドリブンローラとを含む主輪と、前記主輪の軸線方向の左右両側に各々自身の中心軸線周りに回転可能に配置された左右のドライブディスクと、前記左右のドライブディスクの各々に当該ドライブディスクの中心軸線に対してねじれの関係をなす軸線周りに回転可能に配置され、外周面をもって前記ドリブンローラの外周面に接触する複数個のドライブローラとを有する摩擦式駆動装置がある（例えば、特許文献１）。

この摩擦式駆動装置は、一輪式の倒立振子型移動体の走行ユニット等として用いられ、左右のドライブディスクが倒立振子型移動体のフレームより回転可能に支持され、左右のドライブローラがドリブンローラを左右より挟むようにして主輪を回転（公転）可能に支持する。

この摩擦式駆動装置が用いられた倒立振子型移動体では、ドライブローラがドリブンローラに押し付けられ、ドライブローラとドリブンローラとの摩擦によってドライブディスクの回転がドライブローラよりドリブンローラに伝達され、左右のドライブディスクが互いに同方向に同速度で回転駆動された場合には、主輪が公転し、左右のドライブディスクが互いに異なる方向あるいは異なる速度で回転駆動された場合には、主輪が公転しつつドリブンローラが自転（環状体の接線方向の軸線周りに回転）あるいは主輪が公転せずドリブンローラが自転し、倒立振子制御によって起立した姿勢で、前後左右、斜めに、移動（走行）することができる。

国際公開２００８／１３２７７９号パンフレット

上述の摩擦式駆動装置では、複数個のドライブローラを各々個別のブラケットに回転可能に取り付け、各ブラケットを個々にドライブディスクにねじ等によって固定している。この場合、各ブラケットのドライブディスクに対する組み付け精度は、作業者の熟練度に依存することになり、ドライブローラの配置精度を高度に保証することが難しい。このことは、摩擦式駆動装置の性能を低下させる原因になる。

また、従来の摩擦式駆動装置では、各ブラケットをドライブディスクに個々にねじ止めしているので、ねじ止めに時間がかかり、組立作業性、分解作業性が悪い。

本発明が解決しようとする課題は、ドライブローラをドライブディスクに取り付ける構成を工夫し、ドライブローラの配置精度を高度に保証し、併せて組立作業性、分解作業性を改善することである。

本発明による摩擦式駆動装置は、環状体と前記環状体の環方向に複数個配置され各々自身の配置位置に於ける前記環状体の接線方向の軸線周りに回転可能なドリブンローラとを含む主輪と、前記主輪の軸線方向の左右両側に各々自身の中心軸線周りに回転可能に配置され、外周部に外周部に自身の中心軸線を対称中心線とした回転対称の位置に複数個のディスク側嵌合凹凸部を形成された左右のドライブディスクと、前記ディスク側嵌合凹凸部の各々に個別に、径方向抜け止め状態でスライド嵌合するブラケット側嵌合凹凸部を底部に形成された複数個のローラブラケットと、前記ローラブラケットの各々に回転可能に取り付けられた複数個のドライブローラと、前記左右のドライブディスクを個々に当該ドライブディスクの中心軸線周りに回転駆動する左右の回転アクチュエータとを有し、前記複数個のディスク側嵌合凹凸部と、前記複数個のローラブラケットの前記ブラケット側嵌合凹凸部とは、互いの嵌合によって、前記ドライブローラが各々の配置位置において前記ドライブディスクの中心軸線に対して平行でも直交でもない一つの仮想面に沿った回転面を有する配置になるよう形成され、且つ全て前記ドライブディスクの軸線方向において同じ側から抜き差し可能で、前記ドライブディスクの軸線方向において抜き差し側とは反対の側においてスライド止めする形状に形成され、前記抜き差し側の前記ドライブディスクの一端面には前記ブラケット側嵌合凹凸部が前記ディスク側嵌合凹凸部より抜け出することを一斉に止める円環部材が着脱可能に固定されている。

本発明による摩擦式駆動装置は、好ましくは、前記円環部材は、内周面に雌ねじを形成され、前記ドライブディスクに形成された雄ねじにねじ係合する。

本発明による倒立振子型移動体は、走行ユニットとして、上述の発明による摩擦式駆動装置を含む。

本発明による摩擦式駆動装置によれば、各ドライブローラの配置がディスク側嵌合凹凸部とブラケット側嵌合凹凸部との嵌合によって決まるから、ドライブローラの配置精度が、組み付け時の作業者の熟練度に依らずに、ディスク側嵌合凹凸部とブラケット側嵌合凹凸部の機械加工精度により決まる。

また、円環部材によってブラケット側嵌合凹凸部がディスク側嵌合凹凸部より抜け出することが一斉に止められるので、複数個のローラブラケットを個々にドライブディスクにねじ止めする必要がなくなり、組立作業性、分解作業性が改善される。

本発明による摩擦式駆動装置を走行ユニットとして含む倒立振子型移動体の一つの実施例を示す斜視図。 本実施例による摩擦式駆動装置の縦断面図。 本実施例による摩擦式駆動装置の要部の側面図。 本実施例による摩擦式駆動装置の要部の斜視図。 本実施例による摩擦式駆動装置に用いられるローラブラケットの拡大側面図。

以下に、本発明による摩擦式駆動装置および倒立振子型移動体の実施例を、図１〜図５を参照して説明する。尚、上下、前後、左右の直交三次元座標軸を、移動体の移動方向に準じて図示のように定義する。

まず、図１を参照して本実施例による摩擦式駆動装置を走行ユニットとして含む倒立振子型移動体の全体構成について説明する。

倒立振子型移動体はコラム状のフレーム１０を有する。フレーム１０の下部には、後述する円環状部材２４Ｌ、２４Ｒと円筒状部材２６Ｌ、２６Ｒとによって、走行ユニット４０（摩擦式駆動装置）と、左右のステップ１４Ｌ、１４Ｒとが取り付けられている。フレーム１０の上部前側にはサドルアーム１６によってサドル１８が取り付けられている。

走行ユニット４０は、一輪式のものであり、フレーム１０に内蔵のジャイロスコープ、荷重センサ（図示省略）を用いた倒立振子制御のもとに、フレーム１０を起立姿勢に保ち、一輪車として前後左右、斜めの全方向の走行を担う。

つぎに、本実施例による走行ユニット４０（摩擦式駆動装置）の詳細を、図２〜図４を参照して説明する。

フレーム１０は、下部に、左右方向に間隔をおいて互いに対向する左側壁片部１２Ｌと右側壁片部１２Ｒとを有する。左側壁片部１２Ｌ、右側壁片部１２Ｒには、各々、下部取付基部をなす円環状部材２４Ｌ、２４Ｒと、円筒状部材２６Ｌ、２６Ｒが固定装着されている。円環状部材２４Ｌ、２４Ｒには前述のステップ１４Ｌ、１４Ｒが固定されている。

走行ユニット４０は、円筒状の左右のマウント部材４２Ｌ、４２Ｒを有する。左右のマウント部材４２Ｌ、４２Ｒは、各々、リング部材４３Ｌ、４３Ｒと共に、取付ボルト４４によって円筒状部材２６Ｌ、２６Ｒに固定装着されている。左右のマウント部材４２Ｌ、４２Ｒは円筒状部材２６Ｌ、２６Ｒの内側に配置され、左右方向に延在する一つの中心軸線Ａを共通の中心軸線としている。すなわち、左右のマウント部材４２Ｌ、４２Ｒは、中心軸線Ａをもって互いに同心にフレーム１０に固定されている。

左右のマウント部材４２Ｌ、４２Ｒはクロスローラ軸受４６Ｌ、４６Ｒのアウタレースを兼ねており、マウント部材４２Ｌ、４２Ｒの内側にはクロスローラ軸受４６Ｌ、４６Ｒのインナレース４７Ｌ、４７Ｒが回転自在に設けられている。クロスローラ軸受４６Ｌ、４６Ｒは、ラジアル荷重とアキシャル荷重（スラスト荷重）を受け持つことができるころがり軸受である。

インナレース４７Ｌ、４７Ｒには、ボルト４５によって後述する波動歯車装置７２Ｌ、７２Ｒの内歯部材８０Ｌ、８０Ｒと共に左右のドライブディスク４８Ｌ、４８Ｒが固定連結されている。

左右のドライブディスク４８Ｌ、４８Ｒは、各々、円錐状部分４８１Ｌ、４８１Ｒを有して切頭円錐形状をなしていて、その切頭側で内歯部材８０Ｌ、８０Ｒを介してインナレース４７Ｌ、４７Ｒに固定され、中心軸線Ａを回転中心として各々個別に回転可能になっている。

これにより、円環状部材２４Ｌ、２４Ｒならびにマウント部材４２Ｌ、４２Ｒは、左右のドライブディスク４８Ｌ、４８Ｒの円錐状部分４８１Ｌ、４８１Ｒの内側に配置されることになる。

ドライブディスク４８Ｌ、４８Ｒの円錐状部分４８１Ｌ、４８１Ｒの外周部には、各々、円周方向に等間隔をおいてドライブディスク４８Ｌ、４８Ｒの中心軸線を対称中心線として回転対称に複数個のローラブラケット５０Ｌ、５０Ｒが取り付けられている。ローラブラケット５０Ｌ、５０Ｒはローラ支持軸５４Ｌ、５４Ｒ(図５参照）によってドライブローラ５６Ｌ、５６Ｒを回転可能に支持している。

左右のドライブディスク４８Ｌ、４８Ｒにおける左右のドライブローラ５６Ｌ、５６Ｒの配置姿勢は、ローラ軸５４Ｌ、５４Ｒの軸線方向がドライブディスク４８Ｌ、４８Ｒの中心軸線に対して平行でも直交でもない一つの仮想面を直交する方向に延在していることにより、ドライブディスク４８Ｌ、４８Ｒの中心軸線に対して平行でも直交でもない一つの仮想面に平行な面に回転面を有する配置になる。

換言すると、左右のローラ軸５４Ｌ、５４Ｒは、左右対称の配置で、各々、中心軸線Ａに対してねじれの関係をなす軸線方向に延在している。これにより、左右のローラ軸５４Ｌ、５４Ｒにより支持された左右のドライブローラ５６Ｌ、５６Ｒは、左右対称で、はすば歯車の歯すじと同様の傾斜配置になる。

ドライブディスク４８Ｌ、４８Ｒに対するローラブラケット５０Ｌ、５０Ｒの取付構造、ローラブラケット５０Ｌ、５０Ｒの構造については、詳しく後述する。

左右のドライブディスク４８Ｌ、４８Ｒは、各々、切頭側より軸線方向に互いに近付く方向に延出した円筒延長部４８３Ｌ、４８３Ｒを有する。円筒延長部４８３Ｌと４８３Ｒとは、クロスローラ軸受５８によって相対回転可能に連結されている。クロスローラ軸受５８は、ラジアル荷重とアキシャル荷重（スラスト荷重）を受け持つことができるころがり軸受であり、インナレースをもって一方の円筒延長部４８３Ｌの外周面に嵌合し、アウタレースをもって他方の円筒延長部４８３Ｒの内周面に嵌合している。クロスローラ軸受５８のインナレースは円筒延長部４８３Ｌの外周にねじ締結された締結リング６２によって円筒延長部４８３Ｌに軸線方向に固定され、クロスローラ軸受５８のアウタレースは円筒延長部４８３Ｌの外周にねじ締結された締結リング６０によって円筒延長部４８３Ｌに軸線方向に固定されている。

クロスローラ軸受５８は、左右のドライブディスク４８Ｌ、４８Ｒを相対回転可能に連結する連結機構の主要部をなしており、上述の組み付けにより、左右のドライブディスク４８Ｌ、４８Ｒの径方向と軸線方向の双方の相対変位を規制（禁止）している。換言すると、クロスローラ軸受５８は、左右のドライブディスク４８Ｌ、４８Ｒを、相対回転可能に同心に連結し、且つ互いに軸線方向に変位できないようにしている。

これにより、左右のドライブディスク４８Ｌ、４８Ｒの相互の同心精度が保証されると共に、左右のドライブディスク４８Ｌ、４８Ｒの軸線方向の離間量が所定値に不変設定される。

左右のインナレース４７Ｌ、４７Ｒの更の内側には、電動モータ６４Ｌ、６４Ｒが配置されている。左右の電動モータ６４Ｌ、６４Ｒは、ステータコイル（図示省略）等を内蔵したアウタハウジング６６Ｌ、６６Ｒをボルト６８によって左右のマウント部材４２Ｌ、４２Ｒに固定されている。左右の電動モータ６４Ｌ、６４Ｒは、ともに中心軸線Ａと同心配置で、軸線方向に互いに近付く方向に延出したロータ軸７０Ｌ、７０Ｒを有する。

ロータ軸７０Ｌ、７０Ｒの先端部には、左右の波動歯車装置７２Ｌ、７２Ｒのウェーブプラグ７４Ｌ、７４Ｒが固定連結されている。波動歯車装置７２Ｌ、７２Ｒは、周知の構造のものであり、左右の電動モータ６４Ｌ、６４Ｒと共に中心軸線Ａと同心配置で、入力部材である楕円形輪郭をした高剛性のウェーブプラグ７４Ｌ、７４Ｒと、ウェーブプラグ７４Ｌ、７４Ｒの外周面に嵌め込み装着されたウェーブベアリング７６Ｌ、７６Ｒと、ウェーブベアリング７６Ｌ、７６Ｒの外周面に摩擦係合し外周面に外歯を有するフランジ付き薄肉円筒形状の可撓性外歯部材７８Ｌ、７８Ｒと、可撓性外歯部材７８Ｒ、７８Ｌの外歯と噛合する内歯を有する高剛性のリング形状の内歯部材８０Ｌ、８０Ｒとを有する。内歯部材８０Ｌ、８０Ｒは、出力部材であり、前述したようにボルト４５によって左右のドライブディスク４８Ｌ、４８Ｒに固定連結されている。

これにより、左右の電動モータ６４Ｌ、６４Ｒの出力回転は、左右の波動歯車装置７２Ｌ、７２Ｒによって減速され、左右のドライブディスク４８Ｌ、４８Ｒに個別に伝達される。

左右のドライブディスク４８Ｌ、４８Ｒは、左右の複数個のドライブローラ５６Ｌ、５６Ｒによる円環状ローラ群によって左右両側より挟むようにして主輪８４を中心軸線Ａと同一あるいは近似の中心軸線上に支持している。換言すると、主輪８４は、左右の複数個のドライブローラ５６Ｌ、５６Ｒによる円環状配置のローラ群によって左右両側より挟まれるようにして左右のドライブディスク４８Ｌ、４８Ｒより、中心軸線Ａと同一あるいは近似の中心軸線上に無軸で支持され、自身の中心周りに回転（公転）可能になっている。

主輪８４は、角柱体により構成された無端円環状の環状体８６と、環状体８６の外周に嵌合装着された複数個のインナスリーブ８８と、各インナスリーブ８８の外周にボール軸受９０によって回転可能に取り付けられた複数のドリブンローラ９２とにより構成されている。 ドリブンローラ９２は、接地するローラであり、各々、ボール軸受９０と嵌合する金属製円筒部９２Ａと、金属製円筒部９２Ａの外周に加硫接着されたゴム製円筒部９２Ｂとにより構成されている。

ドリブンローラ９２は、インナスリーブ８８と共に環状体８６の環方向（周方向）に複数個あり、自身の配置位置における環状体８６の接線方向の軸線周りに回転（自転）可能になっている。

左右のドライブローラ５６Ｌ、５６Ｒは、外周面をもって主輪８４の実質的な外周面をなすドリブンローラ９２のゴム製円筒部９２Ｂの外周面に接触し、摩擦によってドライブディスク４８Ｌ、４８Ｒの回転（推進力）をドリブンローラ９２に伝達する。

ドリブンローラ９２と左右のドライブローラ５６Ｌ、５６Ｒとの関係（個数)は、最下部分において接地しているドリブンローラ９２には必ず少なくとも一組の左右のドライブローラ５６Ｌ、５６Ｒが接触し、ドライブローラ５６Ｌ、５６Ｒより、少なくとも接地状態にあるドリブンローラ９２に常に推進力（回転力）が与えられる設定になっている。

左右のドライブローラ５６Ｌ、５６Ｒは、各々、主輪８４の中心軸線（輪中心）周りの回転方向、より正確には、各ドライブローラ５６Ｌ、５６Ｒのドリブンローラ９２との接触箇所における接線方向に対して、直交および平行の何れでもない方向に延在する中心軸線周りに回転自在に配置されている。

つまり、左右のドライブローラ５６Ｌ、５６Ｒは、各々、主輪８４の中心軸線周りの回転方向（公転方向）に対して傾斜し、ドライブディスク４８Ｌ、４８Ｒの回転軸線に対してねじれの関係をなす回転軸線を有し、ドライブディスク４８Ｌ、４８Ｒの中心軸線に対して平行でも直交でもない一つの仮想面に沿った回転面を有する配置になっている。

換言すると、左右の各ドライブローラ５６Ｌ、５６Ｒの中心軸線は、ドリブンローラ９２の中心軸相当の環状体８６の半径線に対してある角度をもって傾いていると同時に、環状体８６の中心線が接する仮想平面に対してある角度をもって傾いている。この三次元的な中心軸線の傾きにより、ドライブディスク４８Ｌ、４８Ｒにおけるドライブローラ５６Ｌ、５６Ｒの配置は、喩えると、ある角度の円錐面上に置かれた「はす歯傘歯車」の歯（歯すじ）の傾きに似ている。このことについて、より詳細な説明が必要ならば、国際公開２００８／１３９７４０号パンフレットを参照されたい。

本実施例では、左右の電動モータ６４Ｌ、６４Ｒによって左右のドライブディスク４８Ｌ、４８Ｒの回転方向あるいは（および）回転速度を互いに違えると、ドライブディスク４８Ｌ、４８Ｒの回転力による円周（接線）方向の力に対し、この力に直交する向きの分力が左右のドライブローラ５６Ｌ、５６Ｒとドリブンローラ９２との接触面に作用する。この分力により、ドリブンローラ９２の外表面には、これを捩る力が作用し、ドリブンローラ９２が自身の中心軸線周りに回転（自転）することになる。

このドリブンローラ９２の回転は、左右のドライブディスク４８Ｌ、４８Ｒの回転速度差によって定まる。例えば、左右のドライブディスク４８Ｌ、４８Ｒを互いに同一速度で逆向きに回転させると、主輪８４は全く公転せず、ドリブンローラ９２の自転だけが生じる。これにより、主輪８４には左右方向の走行力が加わることになり、倒立振子移動体は、左右方向に移動（真横移動）する。

これに対し、左右のドライブディスク４８Ｌ、４８Ｒの回転方向および回転速度が同一である場合には、ドリブンローラ９２が自転することがなく、主輪８４が公転し、倒立振子移動体１０は、前進（直進）あるいは後進する。

このように、左右の電動モータ６４Ｌ、６４Ｒによって左右のドライブディスク４８Ｌ、４８Ｒの回転速度および回転方向を独立に制御することにより、倒立振子移動体は、路面上で全方向へ移動することができる。

上述の実施例では、左右のドライブディスク４８Ｌ、４８Ｒの駆動源である左右の電動モータ６４Ｌ、６４Ｒが、各々、左右のドライブディスク４８Ｌ、４８Ｒと同一軸線（中心軸線Ａ）上に配置されているので、左右のドライブディスク４８Ｌ、４８Ｒと左右の電動モータ６４Ｌ、６４Ｒとを、一つの回転中心軸線上で、左右の波動歯車装置７２Ｌ、７２Ｒを介在させて駆動連結することができる。

これにより、左側の電動モータ６４Ｌ、波動歯車装置７２Ｌ、複数個のドライブローラ５６Ｌを取り付けられたドライブディスク４８Ｌと、右側の電動モータ６４Ｒ、波動歯車装置７２Ｒ、複数個のドライブローラ５６Ｒを取り付けられたドライブディスク４８Ｒとを、各々、一つの組立体（サブアッセンブリ）として構成することができる。

このサブアッセンブリ化により、左右のドライブディスク４８Ｌ、４８Ｒ、左右の電動モータ６４Ｌ、６４Ｒ、左右の波動歯車装置７２Ｌ、７２Ｒの下部フレーム１０に対する取り付け、取り外しを一括して作業性よく行えるようになり、メンテナンス性が改善される。

本実施例では、更に、左右のドライブディスク４８Ｌ、４８がクロスローラ軸受５８によって連結されていることにより、図４に示されているように、上述の左右のサブアッセンブリを単一ユニット化、つまり、左右の電動モータ６４Ｌ、６４Ｒ、波動歯車装置７２Ｌ、７２Ｒ、ドライブディスク４８Ｌ、４８Ｒの全体を一つの組立体として取り扱うことができ、走行ユニット４０の下部フレーム１０に対する取り付け、取り外しを一括して更に作業性よく行えるようになる。

これにより、電動モータ６４Ｌ、６４Ｒ、波動歯車装置７２Ｌ、７２Ｒを含む左右のドライブディスク４８Ｌ、４８Ｒの下部フレーム１０に対する組み付け、取り外しの作業性がよくなる。

また、左右の電動モータ６４Ｌ、６４Ｒが左右のドライブディスク４８Ｌ、４８Ｒの中心部に同軸配置されることにより、電動モータ６４Ｌ、６４Ｒがドライブディスク４８Ｌ、４８Ｒより径方向外方に離れた位置に配置される場合に比して、電動モータ６４Ｌ、６４Ｒを含む駆動系の占有スペースを削減できる。

これにより、コンパクトな設計が可能になり、走行ユニット４０の小型化を図ることができる。特に、左右の電動モータ６４Ｌ、６４Ｒが左右のドライブディスク４８Ｌ、４８Ｒの一つの半径方向で見て左右のドライブローラ５６Ｌ、５６Ｒと軸線方向に重複する部分を含んでいることにより、走行ユニット４０（摩擦式駆動装置）の左右方向の幅寸法を小さくできる。

また、左右の電動モータ６４Ｌ、６４Ｒが左右のドライブディスク４８Ｌ、４８Ｒの中心部に同軸配置されることにより、コンパクトな減速装置である波動歯車装置を用いることができ、このことによっても、走行ユニット４０（摩擦式駆動装置）の小型化が図られる。

つぎに、図３〜図５を参照してドライブディスク４８Ｌ、４８Ｒに対するローラブラケット５０Ｌ、５０Ｒの取付構造、ローラブラケット５０Ｌ、５０Ｒの構造について説明する。

左右のドライブディスク４８Ｌ、４８Ｒの円錐状部分４８１Ｌ、４８１Ｒの外周部には、円周方向に等間隔をおいてドライブディスク４８Ｌ、４８Ｒの中心軸線を対称中心線とした回転対称位置に各々ディスク側嵌合凹部３０Ｌ、３０Ｒが形成されている。

ディスク側嵌合凹部３０Ｌ、３０Ｒは、各々、リップ片部３０１Ｌ、３０１Ｒを有する鈎形横断面形状の凹溝で、ドライブディスク４８Ｌ、４８Ｒの中心軸線に対して平行でも直交でもない方向に直線状に延在している。換言すると、ディスク側嵌合凹部３０Ｌ、３０Ｒは、左右のドライブディスク４８Ｌ、４８Ｒにおいて左右対称で、はすば歯車の歯すじと同様の傾斜配置になる。

そして、ディスク側嵌合凹部３０Ｌ、３０Ｒは、全て長手方向の一方においてドライブディスク４８Ｌ、４８Ｒの同じ側の端面に開口し、この開口がブラケット抜き差し口３０２Ｌ、３０２Ｒになっている。ディスク側嵌合凹部３０Ｌ、３０Ｒの長手方向の他方は、壁によって塞がれ、スライド止め部３０３Ｌ、３０３Ｒになっている。

ローラブラケット５０Ｌ、５０Ｒは、図５に示されているように、上方開口のボックス型のものであり、ボックス内にドライブローラ５６Ｌ、５６Ｒを収容し、ローラ軸５４Ｌ、５４Ｒによってドライブローラ５６Ｌ、５６Ｒを回転可能に支持している。ローラブラケット５０Ｌ、５０Ｒの底部には、ディスク側嵌合凹部３０Ｌ、３０Ｒに抜き差し可能にスライド嵌合するブラケット側嵌合凸部３２Ｌ、３２Ｒが一体形成されている。

ブラケット側嵌合凸部３２Ｌ、３２Ｒは、ディスク側嵌合凹部３０Ｌ、３０Ｒの横断面形状と補形をなす鈎形の横断面形状の突条で、ローラ軸５４Ｌ、５４Ｒの中心軸線と９０度のねじれの関係をなす方向に直線状に延在している。

ローラブラケット５０Ｌ、５０Ｒは、ブラケット側嵌合凸部３２Ｌ、３２Ｒを、ブラケット抜き差し口３０２Ｌ、３０２Ｒよりディスク側嵌合凹部３０Ｌ、３０Ｒに差し込まれことにより、径方向に抜け止め状態でドライブディスク４８Ｌ、４８Ｒに取り付けられる。

これにより、複数個のディスク側嵌合凹部３０Ｌ、３０Ｒと、複数個のブラケット側嵌合凸部３２Ｌ、３２Ｒとは、互いのスライド嵌合によって、ローラブラケット５０Ｌ、５０Ｒに支持されているドライブローラ５６Ｌ、５６Ｒを、各々の配置位置において、ドライブディスク４８Ｌ、４８Ｒの中心軸線に対して平行でも直交でもない一つの仮想面に沿った回転面を有する配置にすることになる。

この複数個のディスク側嵌合凹部３０Ｌ、３０Ｒと、複数個のブラケット側嵌合凸部３２Ｌ、３２Ｒとは、ブラケット抜き差し口３０２Ｌ、３０２Ｒがディスク側嵌合凹部３０Ｌ、３０Ｒの長手方向の同じ側にあることにより、全てドライブディスク４８Ｌ、４８Ｒの軸線方向において同じ側から抜き差し可能で、ドライブディスク４８Ｌ、４８Ｒの軸線方向において抜き差し側とは反対の側に、スライド止め形状として突き当たり壁(凹部を塞ぐ壁）によるスライド止め部３０３Ｌ、３０３Ｒがある。なお、ディスク側嵌合凹部３０Ｌ、３０Ｒは、ブラケット抜き差し口３０２Ｌ、３０２Ｒの側よりスライド止め部３０３Ｌ、３０３Ｒの側へ向かうに従ってドライブディスク４８Ｌ、４８Ｒの中心軸線に近付く方向に傾斜している。

ドライブディスク４８Ｌ、４８Ｒのブラケット抜き差し口３０２Ｌ、３０２Ｒの側の端部には円環部材３４Ｌ、３４Ｒが配置されている。円環部材３４Ｌ、３４Ｒは、内周面に雌ねじ３４１Ｌ、３４１Ｒを形成され、雌ねじ３４１Ｌ、３４１Ｒをもってドライブディスク４８Ｌ、４８Ｒの前記一端面の側に形成された雄ねじ４８４Ｌ、４８３Ｒにねじ係合することにより、ドライブディスク４８Ｌ、４８Ｒに着脱可能に固定される。円環部材３４Ｌ、３４Ｒには、ねじ回しのための工具係合孔３４２Ｌ、３４２Ｒがあけられている。

円環部材３４Ｌ、３４Ｒは、ドライブディスク４８Ｌ、４８Ｒに固定されることにより、複数個のブラケット抜き差し口３０２Ｌ、３０２Ｒを一斉に塞ぎ、ブラケット側嵌合凸部３２Ｌ、３２Ｒがディスク側嵌合凹部３０Ｌ、３０Ｒより抜け出することを一斉に止める。

ローラブラケット５０Ｌ、５０Ｒの取り付けは、円環部材３４Ｌ、３４Ｒを外した状態で、ブラケット側嵌合凸部３２Ｌ、３２Ｒをブラケット抜き差し口３０２Ｌ、３０２Ｒよりドライブディスク４８Ｌ、４８Ｒのディスク側嵌合凹部３０Ｌ、３０Ｒにスライド嵌合式に差し込むことにより行われる。全てのローラブラケット５０Ｌ、５０Ｒの差し込みが完了すれば、円環部材３４Ｌ、３４Ｒをドライブディスク４８Ｌ、４８Ｒにねじ締結する。

これにより、ブラケット側嵌合凸部３２Ｌ、３２Ｒがディスク側嵌合凹部３０Ｌ、３０Ｒより抜け出することが一斉に阻止され、ローラブラケット５０Ｌ、５０Ｒ、ついてはドライブローラ５６Ｌ、５６Ｒの取り付けが完了する。

上述の取付構造によれば、各ドライブローラ５６Ｌ、５６Ｒの配置がディスク側嵌合凹部３０Ｌ、３０Ｒとブラケット側嵌合凸部３２Ｌ、３２Ｒとの嵌合によって決まる。このため、ドライブローラ５６Ｌ、５６Ｒの配置精度は、組み付け時の作業者の熟練度に依らずに、ディスク側嵌合凹部３０Ｌ、３０Ｒとブラケット側嵌合凸部３２Ｌ、３２Ｒの機械加工精度により決まり、ばらつきのないものとすることができる。

また、ディスク側嵌合凹部３０Ｌ、３０Ｒが、左右のドライブディスク４８Ｌ、４８Ｒにおいて、はすば歯車の歯すじと同様の傾斜配置であることにより、所要のローラ配置姿勢を確保した上で、ドライブローラ５６Ｌ、５６Ｒを、ドライブディスク４８Ｌ、４８Ｒの円周廻りに高密度に配置することが可能になる。

このことは、最下部分において接地している後述の主輪８４のドリブンローラ９２には必ず少なくとも一組の左右のドライブローラ５６Ｌ、５６Ｒが接触し、ドライブローラ５６Ｌ、５６Ｒより少なくとも接地状態にあるドリブンローラ９２に常に推進力（回転力）が与えられる設定にすることに大きく寄与する。

また、円環部材３４Ｌ、３４Ｒによってブラケット側嵌合凸部３２Ｌ、３２Ｒがディスク側嵌合凹部３０Ｌ、３０Ｒより抜け出することが一斉に止められるので、複数個のローラブラケット５０Ｌ、５０Ｒを個々にドライブディスク４８Ｌ、４８Ｒにねじ止めする必要がなくなり、組立作業性、分解作業性が改善される。

また、ディスク側嵌合凹部３０Ｌ、３０Ｒは、ブラケット抜き差し口３０２Ｌ、３０２Ｒの側よりスライド止め部３０３Ｌ、３０３Ｒの側へ向かうに従ってドライブディスク４８Ｌ、４８Ｒの中心軸線に近付く方向に傾斜しているので、逆傾斜である場合に比して、ドライブローラ５６Ｌ、５６Ｒに作用する荷重が円環部材３４Ｌ、３４Ｒにかからなくなり、ローラブラケット５０Ｌ、５０Ｒの取付強度の面で有利になる。

なお、上述の実施例では、ドライブディスク側が嵌合凹部に、ローラブラケット側が嵌合凸部になっているが、この凹凸嵌合の関係は、逆であってもよく、ドライブディスク側に嵌合凸部が、ローラブラケット側に嵌合凹部が形成されてもよい。また、この嵌合凹凸部の断面形状は、凹部側が片側にのみリップ部がある溝形状、凸部側が鈎形状であることに限られることはなく、凹部側が両側にリップ部がある溝形状、凸部側が上下反転のＴ形状や、アリ溝係合等、径方向に抜け出すことがない係合によるものであればよい。

また、スライド止め形状は、凹部を塞ぐ突き当たり壁によるものに限られることはなく、溝底部に形成された突起等であってもよい。

１０ フレーム
１４Ｌ、１４Ｒ ステップ
１８ サドル
３０Ｌ、３０Ｒ ディスク側嵌合凹部
３２Ｌ、３２Ｒ ブラケット側嵌合凸部
４０ 走行ユニット
４２Ｌ、４２Ｒ マウント部材
４７Ｌ、４７Ｒ 側壁部
４８Ｌ、４８Ｒ ドライブディスク
５０Ｌ、５０Ｒ ローラブラケット
５４Ｌ、５４Ｒ ローラ軸
５６Ｌ、５６Ｒ ドライブローラ
６４Ｌ、６４Ｒ 電動モータ
７２Ｌ、７２Ｒ 波動歯車装置
８４ 主輪
８６ 環状体
９２ ドリブンローラ

Claims (3)

1. 環状体と前記環状体の環方向に複数個配置され各々自身の配置位置に於ける前記環状体の接線方向の軸線周りに回転可能なドリブンローラとを含む主輪と、
   前記主輪の軸線方向の左右両側に各々自身の中心軸線周りに回転可能に配置され、外周部に自身の中心軸線を対称中心線とした回転対称の位置に複数個のディスク側嵌合凹凸部を形成された左右のドライブディスクと、
   前記ディスク側嵌合凹凸部の各々に個別に、径方向抜け止め状態でスライド嵌合するブラケット側嵌合凹凸部を底部に形成された複数個のローラブラケットと、
   前記ローラブラケットの各々に回転可能に取り付けられた複数個のドライブローラと、
   前記左右のドライブディスクを個々に当該ドライブディスクの中心軸線周りに回転駆動する左右の回転アクチュエータとを有し、
   前記複数個のディスク側嵌合凹凸部と、前記複数個のローラブラケットの前記ブラケット側嵌合凹凸部とは、互いの嵌合によって、前記ドライブローラが各々の配置位置において前記ドライブディスクの中心軸線に対して平行でも直交でもない一つの仮想面に沿った回転面を有する配置になるよう形成され、且つ全て前記ドライブディスクの軸線方向において同じ側から抜き差し可能で、前記ドライブディスクの軸線方向において抜き差し側とは反対の側においてスライド止めする形状に形成され、
   前記抜き差し側の前記ドライブディスクの一端面には前記ブラケット側嵌合凹凸部が前記ディスク側嵌合凹凸部より抜け出することを一斉に止める円環部材が着脱可能に固定されている摩擦式駆動装置。
2. 前記円環部材は、内周面に雌ねじを形成され、前記ドライブディスクに形成された雄ねじにねじ係合する請求項１に記載の摩擦式駆動装置。
3. 走行ユニットとして、請求項１または２に記載の摩擦式駆動装置を含む倒立振子型移動体。

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