JP5484019B2 - 摩擦駆動式車両 - Google Patents

Description

本発明は、摩擦駆動式車両に関し、特におよび二次元平面上の全方向に移動可能な車両として実現するのに適する摩擦駆動式車両に関する。

床面上を自在に動き回れる全方向移動車両が、例えば、特許文献１により公知となっている。特に、図１７、図１８に示されている第３実施形態を参照されたい。ここで図示されている駆動装置は、回転駆動される被駆動輪と、当該駆動輪の外周に各々自転可能に取り付けられ、かつ接線方向に延出する複数の軸とを有する。各軸には、複数の部分に分割された樽型のローラが、軸周りに回転可能に支持され、各樽型ローラの、対応する軸周りの回転が、1つのローラから他のローラに向けて伝達されるように、各樽型ローラは隣接するローラに係合している。樽型ローラの１つは、被駆動輪に内蔵されたモータにより、対応する軸周りに回転駆動される。
特許第３８２０２３９号公報

この駆動装置は、被駆動輪の回転は、各樽型ローラを介して、路面に対して前後方向（被駆動輪の回転方向）のトラクションを加える。また、個々の樽型ローラの対応する軸周りの回転は、樽型ローラの接地面に対して、横方向（樽型ローラの回転方向）のトラクションを加える。従って、前後方向のトラクション及び横方向のトラクションの寄与の度合いを適宜選択することにより、車両を所望の方向に走行させることができる。
このような全方向に移動可能な車両に於いては、駆動ローラから被駆動ローラ（車輪）に効率よく動力伝達を行うためには、駆動ローラと被駆動ローラとを適正な接触圧をもって接触させる必要がある。駆動ローラと被駆動との接触圧が不足すると、駆動ローラと従動ローラとの間で滑りが生じ、駆動ローラの空回りにより動力伝達効率が低下する。これに対し駆動ローラと被駆動ローラとの接触圧が過剰であると、駆動ローラと被駆動ローラとの間の摩擦抵抗が過大になって駆動ローラの円滑な回転が阻害され、動力伝達効率が低下する。しかも、過大な接触圧は、駆動ローラ或いは被駆動ローラの軸受に対して悪影響を及ぼす。

また、駆動ローラと被駆動ローラとの適正接触圧は、一定値でなく、積載荷重に応じて変化する。積載荷重が重くなると、それだけ大きなトラクションが必要となり、所要の動力が駆動ローラから被駆動ローラに伝達されるように、接触圧を対応する度合いで増大させる必要がある。

このような従来技術の問題点及び発明者の知見に鑑み、本発明の第１の目的は、あらゆる負荷条件下に於いて、駆動ローラと被駆動ローラとの接触圧を最適値にすることができる摩擦駆動式の車両を提供することにある。

本発明の第２の目的は、複雑な機構を要することなく、駆動ローラと被駆動ローラとの接触圧を最適値に自動的に調節することができる摩擦駆動式の車両を提供することにある。

本発明の第３の目的は、全方向に移動可能な車両として好適に適用可能な摩擦駆動式の車両を提供することにある。

このような目的は、本発明によれば、摩擦駆動式車両であって、荷重を受ける荷重受け部を有する車体と、前記車体に設けられた原動機と、前記車体に設けられ前記原動機によって駆動される駆動部材と、前記車体に対して回転中心周りを回転可能に支持され、前記駆動部材と接触し、当該駆動部材によって摩擦駆動される車輪とを有し、前記荷重受け部に作用する荷重の増加により、前記駆動部材が前記車輪に近づく方向に付勢されるようにした摩擦駆動式車両を提供することにより少なくとも部分的に達成することができる。特に、当該摩擦駆動式車両が、更に前記荷重受け部により支持された荷重を、前記駆動部材を前記車輪に向けて付勢する方向に伝達するための力伝達部材を有するものとすると良い。

このようにして、駆動部材と車輪との間の接触圧は、前記荷重受け部に作用する負荷に応じて変化するようになる。従って、駆動部材と車輪との間の接触圧を、常に最適値に維持することができる。そのため、回転部分の軸受に対して過大な力を加えることなく、十分なトラクションを得ることができる。

全方向移動車両として適用するのに適する、本発明の或る好適実施例によれば、前記駆動部材が、回転可能部材と、それぞれ、前記車輪の前記回転中心に対して捩れの位置関係にある回転中心周りに回転し得るように前記回転可能部材に支持された複数の駆動ローラとを含み、前記車輪が、前記回転可能部材に対して概ね同軸をなすように配置された環状体と、それぞれ、前記環状体に対して、その接線方向軸線周りに回転し得るように軸支された複数の被駆動ローラとを含む摩擦駆動式車両が提供される。

本発明の摩擦駆動式車両は、前記車体に回転可能に設けられ、別の原動機により別個に駆動されるように構成された別の駆動部材を更に有し、前記両駆動部材間に前記車輪が配置され、前記両駆動部材のそれぞれが、回転可能部材と、それぞれ、前記車輪の前記回転中心に対して捩れの位置関係にある回転中心周りに回転し得るように前記回転可能部材に支持された複数の駆動ローラとを含み、前記車輪が、前記回転可能部材に対して概ね同軸をなすように配置された環状体と、それぞれ、前記環状体に対して、その接線方向軸線周りに回転し得るように軸支された複数の被駆動ローラとを含むものであってよい。

力伝達部材は、座席、ステップ、荷台等からなる荷重受け部により支持された荷重を、前記駆動部材を前記車輪に向けて付勢する力に変換し得るものであればどのような部材或いは装置からなるものであって良い。例えば、前記力伝達部材は、車体に枢支された中間部と、前記駆動部材に枢支された第１端と、前記荷重受け部に結合された第２端とを有するレバー部材を含むものであってよい。特に、前記力伝達部材が４節平行リンクからなるものとすることにより、駆動部材が平行運動により車輪に向けて付勢されるようにすると良い。

本発明の別の好適実施例によれば、前記力伝達部材が、前記駆動部材を枢支するスレーブシリンダ装置のピストン及び、該ピストンに向けて前記荷重受け部に支持された負荷を油圧により伝達するマスターシリンダ装置のピストンを含む。或いは、前記力伝達部材が、前記荷重受け部に支持された負荷を電力又は信号に変換するための第１の力−電気トランスデューサと、該第１の力−電気トランスデューサにより生成された前記電力又は信号を前記駆動部材を前記車輪に向けて付勢する力に変換する第２の力−電気トランスデューサとを有する。後者の場合、前記第１の力−電気トランスデューサがロードセルを含み、前記第２の力−電気トランスデューサがピエゾ素子を含むものであってよい。

以下に、本発明による摩擦駆動式の車両の一つの実施形態を、図１〜図３を参照して説明する。

本実施形態の全方向移動車１は、車体８を有し、車体８は左右１対の脚部の上端部を互いに結合する横部材とを有する。横部材の中間部からはポール３３が上向きに延出し、ポール３３の上端部には水平方向に延在するハンドルバー３４が設けられている。

車体８の内側には、対応する脚部に平行に延在する右側部材７Ｒ及び左側部材７Ｌからなる左右１対の垂直部材が、それぞれ四節平行リンク機構４０、５０を介して車体８の脚部に支持されている。

左側四節平行リンク機構４０は、互いに平行な同長の上下リンク要素４１、４２を有し、上下リンク要素４１、４２は、中間部を各々前後方向枢軸４３、４５によって車体８の脚部に枢動可能に連結され、内端を各々前後方向枢軸４６、４７によって右側部材７Ｒの中間部に枢動可能に連結されている。上下リンク要素４１、４２の外端は、前後方向枢軸４８、４９を介して、右側ステップ部３２Ｒの垂直延長部に連結されている。また、上下リンク要素４１、４２は、内方から外方にかけて上向きの勾配を有す。これにより、右側部材７Ｒは、車体８の対応する脚部に対して左右に離接する方向に平行移動可能になる。特に、右側ステップ部３２Ｒの下方への変位に伴い、右側部材７Ｒは内方に変位する。

右側四節平行リンク機構５０は、互いに平行な同長の上下リンク要素５１、５２を有し、上下リンク要素５１、５２は、中間部を各々前後方向枢軸５３、５５によって車体８の脚部に枢動可能に連結され、内端を各々前後方向枢軸５６、５７によって左側部材７Ｌの中間部に枢動可能に連結されている。上下リンク要素５１、５２の外端は、前後方向枢軸５８、５９を介して、左側ステップ部３２Ｌの垂直延長部に連結されている。また、上下リンク要素５１、５２は、内方から外方にかけて上向きの勾配を有す。これにより、左側部材７Ｌは、車体８の対応する脚部に対して左右に離接する方向に平行移動可能になる。特に、左側ステップ部３２Ｌの下方への変位に伴い、左側部材７Ｌは内方に変位する。

車体８の横部材の中間部から斜め下方向に延出するアーム３６の遊端部には補助輪３５が取り付けられている。アーム３６は、その基端を車体８の横部材の後面（背面）に枢支され、跳ね上げ可能になっている。補助輪３５は、車輪２の前後方向後方にあり、左右軸線周りに回転可能になっている。ハンドルバー３４にはグリップレバー３７が設けられている。グリップレバー３７は、公知のボーデンケーブル（図示せず）によってアーム３６の先端部と連結され、ハンドルバー３４と共に手にて握られてアーム３６の跳ね上げを行う。

右側部材７Ｒは支持軸６Ｒによって右側の回転部材（回転可能部材）４Ｒを回転可能に支持している。左側部材７Ｌは支持軸６Ｌによって左側の回転部材（回転可能部材）４Ｌを回転可能に支持している。これにより、左右の回転部材４Ｒ、４Ｌは、軸線方向間隔（左右方向間隔）をおいて、右側部材７Ｒ、左側部材７Ｌに、互いに同一の中心軸線（Ａ）周りに、各々回転可能に取り付けられる。

回転部材４Ｒ、４Ｌには、プーリ９Ｒ、９Ｌ（或いはスプロケット）が同心位置に一体的に形成されている。右側部材７Ｒと、左側部材７Ｌには、各々、ブラケット１１Ｒ、１１Ｌによって電動モータ５Ｒ、５Ｌが取り付けられている。電動モータ５Ｒは、無端ベルト１０Ｒ（或いはリンクチェーン）によってプーリ９Ｒと駆動連結され、プーリ９Ｒを回転駆動する。電動モータ５Ｌは、無端ベルト１０Ｌ（或いはリンクチェーン）によってプーリ９Ｌと駆動連結され、プーリ９Ｌを回転駆動する。

なお、図示していないが、車体８あるいは右側部材７Ｒ、左側部材７Ｌには、電動モータ５Ｒ、５Ｌの電源として、リーチャージブルなバッテリ電源が搭載される。

回転部材４Ｒ、４Ｌは、互い対向する側に切頭円錐状のテーパ外周面１２Ｒ、１２Ｌを有する。回転部材４Ｒのテーパ外周面１２Ｒには、複数個の右側駆動ローラ３Ｒが、各々ブラケット１３Ｒによって、回転部材４Ｒの円周方向に等間隔に各々回転可能に取り付けられている。回転部材４Ｌのテーパ外周面１２Ｌには、複数個の左側駆動ローラ３Ｌが、各々ブラケット１３Ｌによって、回転部材４Ｌの円周方向に等間隔に各々回転可能に取り付けられている。各駆動ローラ３Ｒ、３Ｌは、それぞれ、回転部材４Ｒ、４Ｌの中心軸線（Ａ）に対して捩れの位置関係にある回転中心軸線（Ｄ）を有し、駆動ローラ３Ｒ、３Ｌは、中心軸線（Ａ）周りに回転対称をなすように、対応する回転部材４Ｒ、４Ｌに取り付けられている。

車輪２は、左右の回転部材４Ｒ、４Ｌの間に配置され、当該車輪２の中心軸線の延在方向両側（左右両側）より左右の回転部材４Ｒ、４Ｌの右側駆動ローラ３Ｒ、左側駆動ローラ３Ｌによって挟まれるようにして左右の回転部材４Ｒ、４Ｌの中心軸線（Ａ）と同一の中心軸線（Ｂ）周りに回転可能に支持されている。このようにして、車体８が、間接的ではあるが、走行輪をなす車輪２を回転可能に支持している。

車輪２は、環状体２２と、環状体２２の外周に、各々、当該環状体２２の接線方向軸線周りに回転可能に取り付けられた複数の従動ローラ２５とにより構成されている。

より詳細には、図３に示されているように、環状体２２は、金属製の環状軸体により構成されている。環状体２２の外周には、当該環状体２２の曲率と同じ曲率で曲がった装着孔２３Ａを有する多数のインナスリーブ２３が周方向移動不能かつ回転不能に嵌着されている。インナスリーブ２３の外周面２３Ｂは円筒面になっている。なお、環状体２２は、多角形や円環ユニットを組み合わせたものであってもよい。

複数の従動ローラ２５は、各々、円筒状の金属製スリーブ２５Ａと、金属製スリーブ２５Ａの外周に接合されて従動ローラ２５の外周面２５Ｃを構成する円筒状の外周部材２５Ｂとにより構成され、各々、インナスリーブ２３の外周面２３Ｂにニードルベアリング２４を介して回転可能に装着されている。

従動ローラ２５の外周部材２５Ｂは、ウレタンゴム等のゴム状弾性体や、その他のエラストマ材料により構成されている。

右側駆動ローラ３Ｒ、左側駆動ローラ３Ｌは、前述の圧縮コイルばね８のばね力によって従動ローラ２５の外周面２５Ｃに向けて付勢されて外周面３Ｒａ、３Ｌａをもって従動ローラ２５の外周面２５Ｃに接触し、摩擦によって推進力（回転力）を従動ローラ２５に伝達する。つまり、右側駆動ローラ３Ｒ、左側駆動ローラ３Ｌの外周面３Ｒａ、３Ｌａが、従動ローラ２５の外周面２５Ｃに摩擦力をもって運動（回転と並進）を車輪２に伝達する動力伝達関係で接触している。

右側駆動ローラ３Ｒ、左側駆動ローラ３Ｌは、車輪２の中心軸線（Ｂ）周り（回転部材４Ｒ、４Ｌの中心軸線（Ａ）周りと同じ）の回転方向（より正確には、接触箇所における中心軸線（Ｂ）周りの円周の接線方向）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（Ｄ）周りに回転自在に配置されている。つまり、右側駆動ローラ３Ｒ、左側駆動ローラ３Ｌは、車輪２の中心軸線（Ｂ）周りの回転方向に対して傾斜し、回転部材４Ｒ、４Ｌの回転軸線（中心軸線（Ａ））に対してねじれの関係をなす回転軸線（中心軸線（Ｄ））を有する。

従動ローラ２５は、駆動力を作用させる対象物に接触するフリーローラであって、数珠繋ぎ状に環状体２２に装着され、各々、環状体２２の接線方向軸線周り、つまり、断面中心線（Ｃ）周りと同等の軸線周りに回転可能、更に換言すると、各従動ローラ２５自体の中心軸線周りに回転可能になっている。この場合、従動ローラ２５と右側駆動ローラ３Ｒ、左側駆動ローラ３Ｌとの関係（個数）は、接地している従動ローラ２５には必ず少なくとも一つの右側駆動ローラ３Ｒ、左側駆動ローラ３Ｌが接触し、右側駆動ローラ３Ｒ、左側駆動ローラ３Ｌより接地状態にある従動ローラ２５に常に回転力が与えられるような設定になっており、従動ローラ２５の空すべりが回避される。

この実施形態の車輪２の断面中心線は、従動ローラ２５の回転軸線同士をリング状に繋げたものとなり、車輪２の断面中心線（Ｃ）周りの回転は、従動ローラ２５自体の回転（自転）によって得られる。

この実施形態の車輪２では、回転部材４Ｒ、４Ｌと共に回転移動する右側駆動ローラ３Ｒ、左側駆動ローラ３Ｌとの接触によって従動ローラ２５が環状体２２の周り（断面中心線（Ｃ）周り）に回転し、左右方向への駆動力を接地面に作用させることができると共に、車輪２全体の中心軸線（Ｂ）周りの回転による円周方向移動により、前後方向への駆動力を接地面に作用させることができる。

本実施形態の全方向移動車１では、左右の電動モータ５Ｒ、５Ｌによって左右の回転部材４Ｒ、４Ｌの回転方向あるいは（および）回転速度を互いに違えると、回転部材４Ｒ、４Ｌ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車輪２における右側駆動ローラ３Ｒ、左側駆動ローラ３Ｌの当接面（接触面）に作用する。この分力により、車輪２の従動ローラ２５の外表面には、これを捩る力、即ち車輪２の断面中心線（Ｃ）周りについての回転駆動力が作用し、車輪２が断面中心線（Ｃ）周りに回転することになる。

この車輪２の断面中心線（Ｃ）周りの回転は、回転部材４Ｒ、４Ｌ同士の回転速度差によって定まる。例えば、回転部材４Ｒ、４Ｌを互いに同一速度で逆向きに回転させると、車輪２は中心軸線（Ｂ）（対称軸線）周りには回転せず、断面中心線（Ｃ）周りについて回転することになる。これにより、車輪２には、車輪２の中心軸線（Ｂ）と同じ方向、つまり左右方向の駆動力が加わることになり、車体８は、換言すると、全方向移動車１は、左右方向移動する。

左右の回転部材４Ｒ、４Ｌの回転方向および回転速度が同一である場合には、従動ローラ２５が断面中心線（Ｃ）周りに回転することがなく、車輪２が中心軸線（Ｂ）周りに回転し、全方向移動車１は、旋回することなく前進あるいは後進する。

このように、電動モータ５Ｒ、５Ｌによって回転部材４Ｒ、４Ｌ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、全方向移動車１は、路面上で全方向へ移動することができる。

また、補助輪３５を接地させた状態で、電動モータ５Ｒ、５Ｌによって車輪２を断面中心線（Ｃ）周りに回転させると、補助輪３５の接地による左右方向（車輪２の中心軸線（Ｂ）の方向）の横力により進行方向が拘束されることから、車輪２にはヨー軸（垂直方向）周りのモーメントが作用し、車体８（全方向移動車１）は旋回することができる。つまり、補助輪３５を用いて、車輪２の接地点と補助輪３５の接地点とを結ぶ直線に一致しない方向に摩擦力を発生させることにより、ヨー軸方向のモーメントを作用させことができる。これにより、車体８は、比較的小さな旋回半径をもって方向転換を行うことができる。

全方向移動車１は、ハンドルバー３４の左右端部を左右の手で握り、左側ステップ部３２Ｌと右側ステップ部３２Ｒに左右の足を載せて運転を行う。

左側ステップ部３２Ｌ、右側ステップ部３２Ｒに左右の足が載せられることにより、左側ステップ部３２Ｌ、右側ステップ部３２Ｒに乗員の体重Ｗに作用し、左側部材７Ｌと右側部材７Ｒとに下向きの力が作用する。

これにより、右側部材７Ｒの四節平行リンク機構４０の上下リンク要素４１、４２が図２で見て反時計廻り方向に回動し、右側部材７Ｒが車輪２に近づく側（図２で見て右側）に平行移動する。また、左側部材７Ｌの四節平行リンク機構５０の上下リンク要素５１、５２が図２で見て時計廻り方向に回動し、左側部材７Ｌが車輪２に近づく側（図２で見て左側）に平行移動する。この四節平行リンク機構４０、５０は、荷重受け部である左側ステップ部３２Ｌ、右側ステップ部３２Ｒに作用する上下方向荷重を、横方向の荷重に変換する機構であると云える。

このように、右側部材７Ｒ、左側部材７Ｌが、左側ステップ部３２Ｌ、右側ステップ部３２Ｒに作用する乗員の体重Ｗ、つまり積載荷重に応じて車輪２に近づく側に変位し、この変位に応じて、右側駆動ローラ３Ｒ、左側駆動ローラ３Ｌが車輪２の従動ローラ２５に強く押し付けられるようになる。

換言すると、右側部材７Ｒの右側駆動ローラ３Ｒ、左側部材７Ｌの左側駆動ローラ３Ｌが、左側ステップ部３２Ｌ、右側ステップ部３２Ｒに作用する積載荷重の増加に応じて車輪２に近づく側に付勢され、右側駆動ローラ３Ｒ、左側駆動ローラ３Ｌが車輪２の従動ローラ２５に強く押し付けられるようになる。

なお、積載荷重がゼロの状態でも、右側駆動ローラ３Ｒ、左側駆動ローラ３Ｌが、車輪２に近づく側に付勢されていてよく、左側ステップ部３２Ｌ、右側ステップ部３２Ｒに作用する積載荷重の増加に応じて付勢力が増加すればよい。

この結果、右側駆動ローラ３Ｒ、左側駆動ローラ３Ｌと従動ローラ２５との接触圧が積載荷重に応じて変化し、当該接触圧が積載荷重の如何に拘わらず、積載荷重に応じた過不足のない適正値に設定されることになる。これにより、積載荷重の如何に拘わらず、右側駆動ローラ３Ｒ、左側駆動ローラ３Ｌと従動ローラ２５との間の動力伝達が、高効率で、大きい動力損失を生じることなく行われる。

次に、本発明による摩擦駆動式の車両の他の実施形態を、図４を参照して説明する。なお、図４において、図２に対応する部分は、図２に付した符号と同一の符号を付けて、その説明を省略する。

図４に示された実施形態では、車体８の横部材の上に、前実施形態のポール３３及びハンドルバー３４に代えて、座席３８が設けられている。乗員は、座席３８に座り、足を左右のステップ部３２Ｌ、３２Ｒの上に置く。補助輪３５のアーム３６の上下運動は、図示されない電気アクチュエータ及び該電気アクチュエータを操作するスイッチにより行う。

図５は、本発明による摩擦駆動式の車両の更に別の実施形態を示す。なお、図５において、図２に対応する部分は、図２に付した符号と同一の符号を付けて、その説明を省略する。

本実施形態では、右側部材７Ｒと左側部材７Ｌとが上端部において連結部１５によって互い連結され、右側部材７Ｒと左側部材７Ｌと連結部１５とで一体構造の門形の車体８を構成している。

右側部材７Ｒ、左側部材７Ｌには、加圧用の流体圧シリンダ装置６０、７０が組み込まれている。流体圧シリンダ装置６０は、中心軸線（Ａ）と同心配置で、右側部材７Ｒに形成されたシリンダボア６１と、シリンダボア６１に中心軸線（Ａ）の延在方向に移動可能に嵌合したピストン６２とを含み、図５で見てピストン６２の左側に圧力室６３を画定している。ピストン６２は軸受孔６４を同軸的に有し、軸受孔６４によって回転部材４Ｒの支持軸６Ｒを回転可能に支持している。流体圧シリンダ装置６０は、圧力室６３の内圧上昇に応じた力をもってピストン６２によって支持軸６Ｒを車輪２に近づく側（図５で見て右側）に付勢する。

流体圧シリンダ装置７０は、中心軸線（Ａ）と同心配置で、左側部材７Ｌに形成されたシリンダボア７１と、シリンダボア７１に中心軸線（Ａ）の延在方向に移動可能に嵌合したピストン７２とを含み、図５で見てピストン７２の右側に圧力室７３を画定している。ピストン７２は軸受孔７４を有し、軸受孔７４によって回転部材４Ｌの支持軸６Ｌを回転可能に支持している。流体圧シリンダ装置７０は、圧力室７３の内圧上昇に応じた力をもってピストン７２によって支持軸６Ｌを車輪２に近づく側（図５で見て左側）に付勢する。

右側ステップ部３２Ｒ、左側ステップ部３２Ｌには、受圧用の流体圧シリンダ装置８０、９０が組み込まれている。流体圧シリンダ装置８０は、右側ステップ部３２Ｒに形成された上向き開口のシリンダボア８１と、シリンダボア８１に上下方向に移動可能に嵌合したピストン８２とを含み、ピストン８２の下側に圧力室８３を画定している。ピストン８２は、右側ステップ部３２Ｒの上部に露呈する上端を有し、上面８４上に右足を載せられる足載せ台をなしている。

流体圧シリンダ装置９０は、左側ステップ部３２Ｌに形成された上向き開口のシリンダボア９１と、シリンダボア９１に上下方向に移動可能に嵌合したピストン９２とを含み、ピストン９２の下側に圧力室９３を画定している。ピストン９２は、左側ステップ部３２Ｌの上部に露呈する上端を有し、上面９４上に左足を載せられる足載せ台をなしている。

右側部材７Ｒ、右側ステップ部３２Ｒには、圧力室６３と８３とを連通接続する流体圧通路８５が形成されている。圧力室６３、８３、流体圧通路８５には、オイル等の非圧縮性流体が圧力伝搬媒体として、充填封入されている。また、左側部材７Ｌ、左側ステップ部３２Ｌには、圧力室７３と９３とを連通接続する流体圧通路９５が形成されている。圧力室７３、９３、流体圧通路９５には、オイル等の非圧縮性流体が圧力伝播媒体として、充填封入されている。

本実施形態では、ハンドルバー３４（図１参照）の左右端部を左右の手で握り、左側ステップ部３２Ｌのピストン９２の上面９４上に左足を載せ、右側ステップ部３２Ｒのピストン８２の上面８４上に右足を載せて運転を行う。

左側ステップ部３２Ｌのピストン９２、右側ステップ部３２Ｒのピストン８２に左右の足が載せられることにより、これらピストン８２、９２に乗員の体重Ｗに作用し、ピストン８２、９２に下向きの力が作用する。これにより、圧力室８３、９３の内圧が上昇し、圧力室８３、９３の内圧上昇が流体圧通路８５、９５の非圧縮性流体によって圧力室６３、７３に伝播され、右側のピストン６２によって右側部材７Ｒが車輪２に近づく側（図５で見て右側）に押圧され、左側のピストン７２によって左側部材７Ｌが車輪２に近づく側（図５で見て左側）に押圧される。

このように、右側部材７Ｒ、左側部材７Ｌが、左側ステップ部３２Ｌのピストン９２、右側ステップ部３２Ｒのピストン８２に作用する乗員の体重Ｗ、つまり積載荷重に応じて車輪２に近づく側に変位し、この変位に応じて、右側駆動ローラ３Ｒ、左側駆動ローラ３Ｌが車輪２の従動ローラ２５に強く押し付けられるようになる。

この結果、この実施形態でも、右側駆動ローラ３Ｒ、左側駆動ローラ３Ｌと従動ローラ２５との接触圧が積載荷重に応じて変化し、当該接触圧が積載荷重の如何に拘わらず、積載荷重に応じた過不足のない適正値に設定されることになる。これにより、積載荷重の如何に拘わらず、右側駆動ローラ３Ｒ、左側駆動ローラ３Ｌと従動ローラ２５との間の動力伝達が、高効率で、大きい動力損失を生じることなく行われる。

次に、本発明による摩擦駆動式の車両および全方向移動車両のもう一つの実施形態を、図６を参照して説明する。なお、図６においても、図２に対応する部分は、図２に付した符号と同一の符号を付けて、その説明を省略する。

右側部材７Ｒ、左側部材７Ｌには、加圧用のリニアアクチュエータとして、ピエゾ素子積層体１００Ｒ、１００Ｌが組み込まれている。ピエゾ素子積層体１００Ｒ、１００Ｌは、中心軸線（Ａ）と同心配置で、ピストン６２、７２を挟んで左右の支持軸６Ｒ、６Ｌの軸端に対向し、印加電圧に応じて支持軸６Ｒ、６Ｌを車輪２に近づく側に付勢する。

右側ステップ部３２Ｒ、左側ステップ部３２Ｌには、荷重検出手段として、ロードセル１１０Ｒ、１１０Ｌが取り付けられている。ロードセル１１０Ｒ、１１０Ｌは、乗員の左右の足を載せられることにより、乗員の体重Ｗ、つまり積載荷重を検出する。

ピエゾ素子積層体１００Ｒ、１００Ｌは、対応するロードセル１１０Ｒ、１１０Ｌに電気的に接続され、ロードセル１１０Ｒ、１１０Ｌが検出した荷重に応じた大きさの電圧を印加される。

これにより、積載荷重に応じて左右の支持軸６Ｒ、６Ｌが車輪２に近づく側に付勢され、右側駆動ローラ３Ｒ、左側駆動ローラ３Ｌと従動ローラ２５との接触圧が積載荷重に応じて変化する。

この結果、この実施形態でも、右側駆動ローラ３Ｒ、左側駆動ローラ３Ｌと従動ローラ２５との接触圧が積載荷重に応じて変化し、当該接触圧が積載荷重の如何に拘わらず、積載荷重に応じた過不足のない適正値に設定されることになり、積載荷重の如何に拘わらず、右側駆動ローラ３Ｒ、左側駆動ローラ３Ｌと従動ローラ２５との間の動力伝達が、高効率で、大きい動力損失を生じることなく行われる。

なお、本実施態様に於ける加圧用のリニアアクチュエータは、ピエゾ素子積層体に限られることなく、電磁式のもの、油圧、空気圧による流体圧制御式のものであってもよい。

以上、本発明を特定の実施例について説明したが、当業者であれは容易に理解できるように、本発明の発明概念から逸脱することなく様々な変形・変更が可能であって、本発明の発明概念は、添付の請求の範囲に記載された通りである。また、本明細書中で引用された従来技術は、それに言及することをもって、その内容を本願の一部とする。

本発明による摩擦駆動式の車両の一つの実施形態を示す斜視図である。 本実施形態による摩擦駆動式の車両の要部を示す拡大正面図である。 本実施形態による摩擦駆動式の車両に用いられる車輪を示す拡大断面図である。 本発明による摩擦駆動式の車両の別の実施形態の要部を示す斜視図である。 本発明による摩擦駆動式の車両の更に別の実施形態の要部を示す拡大正面図である。 本発明による摩擦駆動式の車両の更に別の実施形態の要部を示す拡大正面図である。

１ 全方向移動車車両 ２ 車輪 ３Ｒ 右側駆動ローラ ３Ｌ 左側駆動ローラ ４Ｒ、４Ｌ 回転部材 ８ 車体８Ｒ 右側部材 ７Ｌ 左側部材 ８ 車体 ２２ 環状体 ２５ 従動ローラ ３２Ｒ 右側ステップ部 ３２Ｌ 左側ステップ部 ４０、５０ 四節平行リンク機構 ６０、７０、８０、９０ 流体圧シリンダ装置 １００Ｒ、１００Ｌ ピエゾ素子積層体

Claims (5)

1. 車体と、
   上下２個のリンク要素を含み、前記各リンク要素の中間部を各々前記車体に枢動可能に連結され、前記車体より支持された左側および右側の四節平行リンク機構と、
   前記左側の四節平行リンク機構の前記上下２個のリンク要素の各々の車幅方向内側の端部に枢動可能に連結された左側部材と、
   前記右側の四節平行リンク機構の前記上下２個のリンク要素の各々の車幅方向内側の端部の各々に枢動可能に連結された右側部材と、
   前記左側部材および前記右側部材に設けられた左右の原動機と、
   前記左側部材および前記右側部材に設けられ前記左右の原動機によって個別に駆動される左右の駆動部材と、
   前記左右の駆動部材間にあって当該左右の駆動部材によって挟まれるようにして回転可能に支持され、前記左右の駆動手段との接触によって摩擦駆動される車輪と、
   前記左側の前記四節平行リンク機構の前記上下２個のリンク要素の各々の車幅方向外側の端部に枢動可能に連結された左側のステップ部と、
   前記右側の前記四節平行リンク機構の前記上下２個のリンク要素の各々の車幅方向外側の端部に枢動可能に連結された右側のステップ部とを有し、
   前記左側の四節平行リンク機構は前記左側のステップ部に作用する積載荷重によって前記左側部材が前記車輪に近付く方向に付勢して前記左側のステップ部に作用する積載荷重の増加に伴って前記左側の駆動部材と前記車輪との接触圧を増大し、
   前記右側の四節平行リンク機構は前記右側のステップ部に作用する積載荷重によって前記右側部材が前記車輪に近付く方向に付勢して前記右側のステップ部に作用する積載荷重の増加に伴って前記右側の駆動部材と前記車輪との接触圧を増大する摩擦駆動式車両。
2. 荷重を受ける荷重受け部を有する車体と、
   前記車体に設けられた左右の原動機と、
   各々前記車体に対して車幅方向に移動可能に設けられ、前記左右の原動機によって個別に駆動される左右の駆動部材と、
   前記左右の駆動部材間にあって当該左右の駆動部材によって挟まれるようにして回転可能に支持され、前記左右の駆動手段との接触によって摩擦駆動される車輪と、
   前記荷重受け部に作用する荷重を油圧に変換する受圧用流体圧シリンダ装置と、
   前記車体と前記左右の駆動部材との間に設けられ、前記受圧用流体圧シリンダ装置より油圧を供給され、当該油圧によって前記左右の駆動部材が前記車輪に近付く方向に付勢して前記左右の駆動部材と前記車輪との接触圧を増大する加圧用流体圧シリンダ装置とを有する摩擦駆動式車両。
3. 荷重を受ける荷重受け部を有する車体と、
   前記車体に設けられた左右の原動機と、
   各々前記車体に対して車幅方向に移動可能に設けられ、前記左右の原動機によって個別に駆動される左右の駆動部材と、
   前記左右の駆動部材間にあって当該左右の駆動部材によって挟まれるようにして回転可能に支持され、前記左右の駆動手段との接触によって摩擦駆動される車輪と、
   前記荷重受け部に作用する荷重を電力又は信号に変換する第１の力−電気トランスデューサと、
   前記車体と前記左右の駆動部材との間に設けられ、前記第１の力−電気トランスデューサにより生成された前記電力又は信号を、前記駆動部材を前記車輪に向けて付勢する力に変換し、前記左右の駆動部材と前記車輪との接触圧を増大する第２の力−電気トランスデューサとを有する摩擦駆動式車両。
4. 前記第１の力−電気トランスデューサがロードセルを含み、前記第２の力−電気トランスデューサがピエゾ素子を含む請求項３に記載の摩擦駆動式車両。
5. 前記駆動部材が、回転可能部材と、それぞれ、前記車輪の前記回転中心に対して捩れの位置関係にある回転中心周りに回転し得るように前記回転可能部材に支持された複数の駆動ローラとを含み、
   前記車輪が、前記回転可能部材に対して概ね同軸をなすように配置された環状体と、それぞれ、前記環状体に対して、その接線方向軸線周りに回転し得るように軸支された複数の被駆動ローラとを含む請求項１から請求項４の何れか一項に記載の摩擦駆動式車両。

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