JP6318081B2

JP6318081B2 - 球体駆動モジュール及びそれを使用した自走台車

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Publication number: JP6318081B2
Application number: JP2014248845A
Authority: JP
Inventors: 政男森; 良美竹本; 吉太郎谷本
Original assignee: REIF CO., LTD.
Current assignee: REIF CO., LTD.
Priority date: 2014-12-09
Filing date: 2014-12-09
Publication date: 2018-04-25
Anticipated expiration: 2033-12-11
Also published as: JP2015117011A

Description

本発明は、台車フレームの底に装着して、台車フレームを移動させる際に使用する球体駆動モジュール及びそれを使用した自走台車に関する。

図１０に示すように、搬送物を積載した搬送台車の台車フレームの底部に取付けられて、搬送台車を床面（走行面）１００上で移動させる駆動装置１０１の駆動機構１０２として、球体１０３と、球体１０３に当接し球体１０３を中心で直交するＸ、Ｙ軸に沿ってそれぞれ回転駆動する駆動ロータ１０４と、球体１０３の中心より下方、かつ床面１００の上方にあって、駆動ロータ１０４を載置すると共に、球体１０３の下部を突出させて床面１００に当接させる開口部１０５を備えた台座１０６と、側面視して略円弧状となって、基側が台座１０６に固定され、先側に回転可能に取付けたローラ１０７を、駆動ロータ１０４の球体１０３への当接部分の反対側となるそれぞれの部位に押圧する第１の支持部材１０８と、平面視して球体１０３の赤道より外側となる台座１０６上の領域に基側が固定され、先端が球体１０３の上方に位置するように斜め上方に向けて傾斜して、先端部に回転可能に設けたボール１０９を、球体１０３の頂部に押圧する第２の支持部材１１０とを有するものが開示されている（例えば、特許文献１参照）。

特開２００４−１５３９６８号公報

特許文献１の駆動機構１０２では、第１の支持部材１０８が略円弧状に湾曲していることによりローラ１０７を球体１０３に適当な付勢力で押付けて、球体１０３と駆動ロータ１０４の接触状態を維持することができ、また、第２の支持部材１１０を傾斜状態で台座１０６に取付けることによりボール１０９を球体１０３に適当な付勢力で押付けて、球体１０３を床面１００に適当な付勢力で押付けることができるので、球体１０３を回転させることにより、駆動装置１０１が取付けられた搬送台車を球体１０３の回転方向に移動させることができる。

しかしながら、搬送台車に積載した搬送物の重量が大きくなると、台車フレームを介して搬送物の重量が球体１０３に負荷され、球体１０３と床面１００との摩擦力が大きくなる。このため、球体１０３と床面１００との間の摩擦力が、第１の支持部材１０８により球体１０３を駆動ロータ１０４に押付ける荷重に伴う球体１０３と駆動ロータ１０４間の摩擦力を上回ると、球体１０３に対して駆動ロータ１０４がスリップを起こし、球体１０３に回転駆動力を伝達することができなくなって、搬送台車を移動させることができなくなるという問題が生じる。

本発明はかかる事情に鑑みてなされたもので、台車フレームの底に装着して、台車フレームに負荷される荷重が変化しても球体に回転駆動力を確実に伝達して、台車フレームを移動させることが可能な球体駆動モジュール及びそれを使用した自走台車を提供することを目的とする。

前記目的に沿う第１の発明に係る球体駆動モジュールは、台車フレームの底に装着して使用する球体駆動モジュールであって、
球体と、該球体の上下方向中央位置を水平面内のＸＹ方向から接する第１、第２の駆動車輪と、該第１、第２の駆動車輪と反対側にあって該第１、第２の駆動車輪からの反力を受ける第１、第２の自在球軸受機構と、前記球体の上位置にあって、前記球体に掛かる荷重を受けて前記球体を保持する第３の自在球軸受機構と、前記球体の上位置にあって、第１、第２の駆動車輪及び前記第１〜第３の自在球軸受機構を支持する基台とを備え、前記球体は、１）硬質プラスチック若しくは金属からなる球状の芯材と該芯材の周囲に形成されるゴム又は軟質プラスチックからなる外殻とを有する複数層構造、又は２）硬質プラスチック若しくは金属からなる均一構造からなり、
前記第３の自在球軸受機構は、前記球体の赤道より上位置にあって、前記第１、第２の駆動車輪から反力を受ける第１、第２の自在ボール支持体と、前記球体の上部に偏心して設けられ、前記球体に掛かる荷重を受けて、該球体を前記第１、第２の駆動車輪に押し付ける第３の自在ボール支持体とを有する。

ここで、第１〜第３の自在ボール支持体は、例えば、フリーベア（登録商標）であって、自在ボール（自在球体）の直径は球体駆動モジュールの球体の直径の、例えば、１／５〜１／２０である。

第１の発明に係る球体駆動モジュールにおいて、前記球体に横方向から接して付着するゴミを除去する清掃機構が設けられていることが好ましい。

第１の発明に係る球体駆動モジュールにおいて、前記基台には、前記球体の落下を防止するカバーが設けられていることが好ましい。

第２の発明に係る球体駆動モジュールは、台車フレームの底に装着して使用する球体駆動モジュールであって、
球体と、該球体の上下方向中央位置を水平面内のＸＹ方向から接する第１、第２の駆動車輪と、該第１、第２の駆動車輪と反対側にあって該第１、第２の駆動車輪からの反力を受ける第１、第２の自在球軸受機構と、前記球体の上位置にあって、前記球体に掛かる荷重を受けて前記球体を保持する第３の自在球軸受機構と、前記球体の上位置にあって、第１、第２の駆動車輪及び前記第１〜第３の自在球軸受機構を支持する基台とを備え、前記球体は、１）硬質プラスチック若しくは金属からなる球状の芯材と該芯材の周囲に形成されるゴム又は軟質プラスチックからなる外殻とを有する複数層構造、又は２）硬質プラスチック若しくは金属からなる均一構造からなり、
前記第３の自在球軸受機構は、前記球体の頂部にある第１の自在ボール支持体と、該第１の自在ボール支持体を囲んで複数配置された第２の自在ボール支持体とを有し、前記第１、第２の自在球軸受機構はそれぞれ前記球体の赤道を挟んで上下に配置されて前記第１、第２の駆動車輪の押圧力を受ける第３、第４の自在ボール支持体を有する。
ここで、第１〜第４の自在ボール支持体は、例えば、フリーベア（登録商標）であって、自在ボール（自在球体）の直径は球体駆動モジュールの球体の直径の、例えば、１／５〜１／２０である。

第２の発明に係る球体駆動モジュールにおいて、前記球体に横方向から接して付着するゴミを除去する清掃機構が設けられていることが好ましい。

前記目的に添う第３の発明に係る自走台車は、第１の発明に係る球体駆動モジュールが少なくとも２個、サスペンション機構を介して前記台車フレームに設けられているのが好ましい。

前記目的に添う第４の発明に係る自走台車は、第１の発明に係る球体駆動モジュールが少なくとも２個、力覚センサを介して前記台車フレームに設けられている。

第１、第２の発明に係る球体駆動モジュールにおいては、球体と、球体の上下方向中央位置を水平面内のＸＹ方向（例えば、直交する２方向）から接する第１、第２の駆動車輪と、第１、第２の駆動車輪と反対側にあって第１、第２の駆動車輪からの反力を受ける第１、第２の自在球軸受機構と、球体の上位置にあって、球体に掛かる荷重を受けて球体を保持する第３の自在球軸受機構とを有するので、球体に荷重が掛かっても球体が大きく変形することを抑制すると共に、球体と第１、第２の駆動車輪との接触を維持することができ、第１、第２の駆動車輪から球体に回転駆動力を確実に伝達することができる。

第１の発明に係る球体駆動モジュールにおいては、第３の自在球軸受機構が、球体の赤道より上位置にあって、第１、第２の駆動車輪から反力を受ける第１、第２の自在ボール支持体と、球体の上部に偏心して設けられ、球体に掛かる荷重を受けて、球体を第１、第２の駆動車輪に押し付ける第３の自在ボール支持体とを有するので、球体に荷重が負荷されて球体と床面との摩擦力が大きくなっても、球体と第１、第２の駆動車輪との間の摩擦力も大きくすることができ、球体に対して第１、第２の駆動車輪がスリップを起こすことを防止できる。

第１の発明に係る球体駆動モジュールにおいて、球体に横方向から接して付着するゴミを除去する清掃機構が設けられている場合、球体の表面の清浄性が保たれ、球体と第１、第２の駆動車輪との間のスリップの発生、球体と床面との間のスリップの発生を防止することができる。

第１の発明に係る球体駆動モジュールにおいて、基台に、球体の落下を防止するカバーが設けられている場合、球体駆動モジュールを床面から離脱させた際に、球体が脱落することを防止できる。

第２の発明に係る球体駆動モジュールにおいては、第３の自在球軸受機構が、球体の頂部にある第１の自在ボール支持体と、第１の自在ボール支持体を囲んで複数配置された第２の自在ボール支持体とを有し、第１、第２の自在球軸受機構がそれぞれ球体の赤道を挟んで上下に配置されて第１、第２の駆動車輪の押圧力を受ける第３、第４の自在ボール支持体を有するので、球体に掛かる荷重をバランスよく受けることができ、球体を所定位置に安定して保持することができると共に、球体と第１、第２の駆動車輪との接触を維持して第１、第２の駆動車輪の反力を均等に受けて、球体の回転制御を安定して行うことができる。

第２の発明に係る球体駆動モジュールにおいて、球体に横方向から接して付着するゴミを除去する清掃機構が設けられている場合、球体の表面の清浄性が保たれ、球体と第１、第２の駆動車輪との間のスリップの発生、球体と床面との間のスリップの発生を防止することができる。

第３の発明に係る自走台車においては、第１の発明に係る球体駆動モジュールが少なくとも２個、サスペンション機構を介して台車フレームに設けられているので、不整状態の（凹凸が存在する）床面でも、回転する球体を床面に確実に接触させることができ、安定した移動を行うことができる。

第４の発明に係る自走台車においては、第１の発明に係る球体駆動モジュールが少なくとも２個、力覚センサを介して台車フレームに設けられているので、移動のためのアシスト操作を台車フレームのどの場所から行っても、アシスト移動方向に自走台車を移動させることができる。

本発明の第１の実施の形態に係る球体駆動モジュールをサスペンション機構を介して自走台車の台車フレームに取付けた説明図である。（Ａ）は図１のＰ−Ｐ矢視断面図、（Ｂ）は清掃機構の平面図である。球体と第１〜第５の自在ボール支持体の位置関係を示す平面図である。自走台車の底面図である。変形例に係る自走台車及び自走台車を用いて搬送する搬送台車の側面図である。同自走台車の正面図である。同自走台車と搬送台車の接続状態を示す側面図である。本発明の第２の実施の形態に係る球体駆動モジュールの説明図である。同球体駆動モジュールの説明図である。従来例に係る球体の回転駆動を利用した駆動装置の説明図である。

続いて、添付した図面を参照しつつ、本発明を具体化した実施の形態につき説明し、本発明の理解に供する。
図１、図２（Ａ）に示すように、本発明の第１の実施の形態に係る球体駆動モジュール１０は、台車フレーム１１の底に、少なくとも２個のサスペンション機構１２を介して装着して使用するものであって、床面１３に上方から当接する球体１４と、球体１４の上下方向中央位置（赤道）を水平面内の異なる例えば直交する２方向（ＸＹ方向）から接する第１、第２の駆動車輪１５、１６と、第１、第２の駆動車輪１５、１６と反対側にあって第１、第２の駆動車輪１５、１６からの反力を受ける第１、第２の自在球軸受機構１７、１８と、球体１４の上位置にあって、球体１４に掛かる荷重を受けて球体１４を保持する第３の自在球軸受機構１９と、球体１４の上位置あって、第１、第２の駆動車輪１５、１６及び第１〜第３の自在球軸受機構１７〜１９を懸垂状態で支持する基台２０と、球体１４に横方向から接して球体１４に付着するゴミを除去する清掃機構２１とを有している。また、基台２０には、球体１４の落下を防止するカバー２２が、支持部材２３を介して設けられている。以下、詳細に、説明する。

球体１４は、例えば、球状の芯材と、芯材を被覆して、床面１３に当接する外殻とを有する複数層構造（具体的には二重構造）をしている。ここで、芯材は、例えば、ＭＣナイロン等の硬質プラスチック又は金属で形成され、外殻は、例えば、ウレタン等のゴムやポリアセタール樹脂（軟質プラスチックの一例）で形成する。なお、球体１４の直径は、例えば、１００〜１５０ｍｍの範囲であって、ゴムや軟質プラスチックから形成されている外殻の厚さは５〜１５ｍｍである。このような構成とすることにより、球体１４に荷重が掛かっても球体１４の変形を抑制することができると共に、球体１４と床面１３との間でスリップが生じ難く、球体１４に回転力を与えると、球体１４は床面１３で移動することができる。ここで、球体を均一のプラスチック（硬質プラスチックが望ましい）又は金属によって構成することもできる。

図２（Ｂ）に示すように、清掃機構２１は、球体１４の表面の一部に当接するゴミ除去部材２４と、ゴミ除去部材２４を球体１４と同一曲率を有する曲面状態で保持する保持部材２５と、保持部材２５に弾性部材の一例であるばね（図示せず）を介して接続する第１の取付け部材２６と、第１の取付け部材２６を基台２０の下方位置に保持する第２の取付け部材２７とを有する。このような構成とすることにより、ばねを圧縮状態に保持すると、第２の取付け部材２７に対して保持部材２５を球体１４側に付勢することができ、ゴミ除去部材２４で球体１４表面を押圧して、球体１４の表面に付着したゴミをゴミ除去部材２４側に移動させて、球体１４表面からゴミを除去することができる。なお、ゴミ除去部材２４は、布、不織布等で形成することができる。

第１、第２の駆動車輪１５、１６は、平面視して球体１４の中心に向けて直交するＸＹ方向から球体１４に当接している。そして、第１、第２の駆動車輪１５、１６は、第１、第２の回転駆動源２８、２９と減速機構３０を介してそれぞれ接続している。ここで、第１、第２の駆動車輪１５、１６はそれぞれ、球体１４に当接する外周側が凸断面円弧状となって硬質ゴム（例えばウレタン）又は樹脂（例えばポリアセタール）から形成されている。また、第１、第２の回転駆動源２８、２９は、例えば、電動機である。なお、第１、第２の駆動車輪１５、１６の内側は金属又は硬質プラスチックによって構成されている。

なお、図１、図２（Ａ）では、第１、第２の回転駆動源２８、２９及び減速機構３０は基台２０の上方に、第１、第２の駆動車輪１５、１６は基台２０の下方にそれぞれ配置されており、減速機構３０の出力軸に取付けられたプーリ３１と第１、第２の回転駆動源２８、２９の車軸にそれぞれ取付けられたプーリ３１ａは、ベルト３１ｂを介して連結している。また、第１、第２の回転駆動源と第１、第２の駆動車輪を直結することもできる。第１、第２の回転駆動源と第１、第２の駆動車輪を直結すると、基台２０の下側に、第１、第２の回転駆動源と第１、第２の駆動車輪を配置することができる。

第３の自在球軸受機構１９は、球体１４の赤道より上位置にあって、第１、第２の駆動車輪１５、１６から反力を受ける第１、第２の自在ボール支持体３２、３３と、球体１４の上部に偏心して設けられ、球体１４に掛かる荷重を受けて、球体１４を第１、第２の駆動車輪１５、１６に押し付ける第３の自在ボール支持体３４とを有する。例えば、図３に示すように、平面視して、第２の駆動車輪１６を０°位置に、第１の駆動車輪１５を第２の駆動車輪１６から反時計回り９０°位置にそれぞれ配置する場合、第２の自在ボール支持体３３は、第２の駆動車輪１６から反時計回り１８０°の角度位置にあって、球体１４の半径をＲとして、球体１４の中心から０．２Ｒ〜０．５Ｒの範囲に配置する。また、第１の自在ボール支持体３２は、第２の駆動車輪１６から反時計回り２７０°の角度位置にあって、球体１４の中心から０．２Ｒ〜０．５Ｒの範囲に、第３の自在ボール支持体３４は、第２の駆動車輪１６から反時計回り２００°〜２５０°の角度範囲にあって、球体１４の中心から０．０５Ｒ〜０．２Ｒの範囲にそれぞれ配置する。
なお、第３の自在ボール支持体３４は球体１４に上方から鉛直方向に向けて当接するように第３の取付け台３５を介して、第１、第２の自在ボール支持体３２、３３は、球体１４の中心に向けて当接するように第１、第２の取付け台３６、３７を介して基台２０の下面に取付けられている。

図１〜図３に示すように、第１の自在球軸受機構１７は、第１の駆動車輪１５と球体１４の赤道との接触部位の反対側の赤道上の部位に、球体１４の中心に向けて当接するように設けられた第４の自在ボール支持体３８と、基台２０の下面に取付けられて第４の自在ボール支持体３８を保持して、球体１４の中心に対して進退する位置調節機構３９とを有している。また、第２の自在球軸受機構１８は、第２の駆動車輪１６と球体１４の赤道との接触部位の反対側の赤道上の部位に、球体１４の中心に向けて当接するように設けられた第５の自在ボール支持体４０と、基台２０の下面に取付けられて第５の自在ボール支持体４０を保持して、球体１４の中心に対して進退する位置調節機構４１とを有している。

第１、第２の自在球軸受機構１７、１８を設けることにより、球体１４に荷重が掛かっても、球体１４と第１、第２の駆動車輪１５、１６との接触を維持することができる。また、第３の自在球軸受機構１９（第１〜第３の自在ボール支持体３２〜３４）を設けることにより、第３の自在球軸受機構１９が球体１４に掛かる荷重を受けた際、球体１４を第１、第２の駆動車輪１５、１６に押し付けることができる。これによって、球体１４に荷重が負荷されて球体１４と床面１３との摩擦力が大きくなっても、球体１４と第１、第２の駆動車輪１５、１６との間の摩擦力も大きくすることができる。その結果、球体１４に対して第１、第２の駆動車輪１５、１６がスリップを起こすことを防止でき、第１、第２の駆動車輪１５、１６から球体１４に回転駆動力を確実に伝達することができる。

図１、図４に示すように、本発明の第１の実施の形態に係る球体駆動モジュール１０がサスペンション機構１２を介して台車フレーム１１に設けられた自走台車４２では、台車フレーム１１の長手方向（図４において、紙面の上下方向）一側の幅方向両側の下側にそれぞれ自在車輪４３が取付けられ、台車フレーム１１の長手方向他側の幅方向両側の下側にそれぞれ自在車輪４４が取付けられている。そして、球体駆動モジュール１０は、台車フレーム１１に取付けられた自在車輪４３、４４の間にそれぞれ取付けられている。なお、自在車輪４３、４４のいずれか一方は、台車フレーム１１に対して、昇降機構（例えば、流体圧シリンダ）を介して取付けることが好ましい。これによって、自在車輪４３、４４のいずれか一方の上下位置を調整することができ、自在車輪４３、４４と共に球体駆動モジュール１０の球体１４を床面１３に確実に当接させることができる。この実施の形態では、台車フレーム１１は、図４に示すように、平面視して長方形であったが、平面視して正方形とすることもでき、この場合、以上の説明における長手方向は対向する２つの球体駆動モジュール１０を結ぶ直線に直交する方向になる。

サスペンション機構１２は、台車フレーム１１に設けられた連結部材４５に固定される第１の締結手段４６と、球体駆動モジュール１０の基台２０の上方に図示しない支持部材を介して配置されるモジュールフレーム４７に固定される第２の連結部材４８と、台車フレーム１１とモジュールフレーム４７の間に挟持され、圧縮状態に保持された弾性部材４９（例えば、ばね、ゴム部材）とを有している。このような構成とすることにより、床面１３に凹凸が存在していても、凹凸状態に追従して床面１３に球体駆動モジュール１０の球体１４を当接させることができる。

図５、図６に変形例に係る自走台車５０を示す。自走台車５０は、自走台車４２と比較して、球体駆動モジュール１０が、少なくとも２個の力覚センサ５１を介して台車フレーム５２に設けられていることが特徴となっている。ここで、力覚センサ５１は、例えば、水平面内で直交するＸ方向及びＹ方向の２方向と、水平面に直交するＺ方向の力成分を検知すると共に、Ｚ方向回りのモーメント量を検知する。力覚センサ５１を介して、球体駆動モジュール１０を台車フレーム５２に設けることにより、自走台車５０の移動のためのアシスト操作を自走台車５０（台車フレーム５２）に対して行うと、アシスト移動方向を力覚センサ５１により検知することができる。従って、力覚センサ５１の出力に基づいて球体駆動モジュール１０を駆動させる制御装置（図示せず）を台車フレーム５２に搭載することにより、自走台車５０をアシスト移動方向に移動させることができる。

ここで、符号５３は、台車フレーム５２の長手方向一側に立設されてアシスト操作に使用するハンドル、符号５４、５５は台車フレーム５２の長手方向一側及び他側の幅方向両側の下側に設けた自在車輪、符号５６は自在車輪５４の上下方向位置を調節する昇降機構である。そして、自走台車５０を用いて車輪５７付の搬送台車５８を移動させる場合、自走台車５０の台車フレーム５２の他側の幅方向両側に駆動手段５９を介して昇降する連結金具６０を、搬送台車５８の搬送台車フレーム５８ａの一側の幅方向両側に連結金具６０に掛合する受金具６１をそれぞれ設けると共に、台車フレーム５２と搬送台車フレーム５８ａにそれぞれ対となって掛合する位置決め部材６２、６３を設ける。更に、自走台車５０の台車フレーム５２には、位置決め部材６２、６３の掛合状態を確認する接続確認スイッチ６４を設ける。

このような構成とすることにより、自走台車５０の他側を搬送台車５８の一側に接近させることにより、図７に示すように、連結金具６０と受金具６１を掛合させて、自走台車５０と搬送台車５８を接続することができる。なお、自走台車５０を用いて車輪５７付の搬送台車５８を移動させる場合は、駆動手段５９を用いて連結金具６０を上昇させることにより搬送台車５８の一側を持ち上げて、搬送台車５８に設けた受金具６１を介して台車フレーム５２の他側に搬送台車５８の一側を載置する。

図８、図９に示すように、本発明の第２の実施の形態に係る球体駆動モジュール６５は、床面１３に上方から当接して回転する球体６６と、球体６６の上下方向中央位置を水平面内で直交する２方向（ＸＹ方向）から接する第１、第２の駆動車輪６７、６８と、第１、第２の駆動車輪６７、６８と反対側にあって第１、第２の駆動車輪６７、６８の反力を受ける第１、第２の自在球軸受機構６９、７０と、球体６６の上位置にあって球体６６に掛かる荷重を受ける第３の自在球軸受機構８０とを有している。ここで、球体６６は、球体１４と同じ構成とすることができる。

第１、第２の駆動車輪６７、６８は、平面視して球体６６の中心に向けて直交するＸＹ方向から球体６６に当接している。そして、第１、第２の駆動車輪６７、６８は、第１、第２の回転駆動源７１、７２と第１、第２の減速機構７３、７４を介してそれぞれ接続している。ここで、第１、第２の駆動車輪６７、６８はそれぞれ、球体６６に当接する外周側が凸断面円弧状となって硬質ゴム（例えばウレタン）又は樹脂（例えばポリアセタール）から形成されている。また、第１、第２の回転駆動源７１、７２は、例えば、電動機である。

球体駆動モジュール６５の第１、第２の自在球軸受機構６９、７０は、球体６６の赤道の上部及び赤道の下部に、球体６６の中心に向けてそれぞれ設けられ、第１、第２の駆動車輪６７、６８の押圧力を受ける第３、第４の自在ボール支持体７６、７７と、第３、第４の自在ボール支持体７６、７７を保持して、球体６６の中心に対して進退する位置調節機構７８、７９とを有している。また、第３の自在球軸受機構８０は、球体６６の頂部に配置される第１の自在ボール支持体８１及び球体６６の上位置で第１の自在ボール支持体８１の周囲に配置される少なくとも３つ（図８では、平面視して、第１の自在ボール支持体８１を中心とした円周の周方向を３等分する位置にそれぞれ配置されている）の第２の自在ボール支持体８２と、第１の自在ボール支持体８１及び第２の自在ボール支持体８２の各中心軸が球体６６の中心を通るように第１の自在ボール支持体８１及び第２の自在ボール支持体８２を保持する取付け台８３、８４とを有している。

第１、第２の自在球軸受機構６９、７０の位置調節機構７８、７９により、球体６６の赤道の上部及び赤道の下部に第３、第４の自在ボール支持体７６、７７を確実に当接させることができ、球体６６と第１、第２の駆動車輪６７、６８との当接状態を維持することができると共に、第１、第２の駆動車輪６７、６８の反力を均等に受けることができる。これにより、球体６６の回転制御を安定して行うことができる。また、第３の自在球軸受機構８０が、球体６６の頂部に配置される第１の自在ボール支持体８１及び球体６６の上位置で第１の自在ボール支持体８１の周囲に配置される３つの第２の自在ボール支持体８２を有するので、球体６６に掛かる荷重をバランスよく受けることができると共に、球体６６を所定位置に安定して保持することができる。

更に、球体駆動モジュール６５は、第１、第２の駆動車輪６７、６８、第１〜第３の自在球軸受機構６９、７０、８０を取付ける基台８５と、複数の支持部材８６を介して基台８５に取付けられて第１、第２の駆動車輪６７、６８、第１〜第３の自在球軸受機構６９、７０、８０を覆うと共に、下面に形成された開口部８７から球体６６の下部を露出させるカバー８８とを有している。
なお、球体駆動モジュール６５は、球体駆動モジュール１０と同様の方法で使用することができるので、球体駆動モジュール６５を使用した自走台車の説明は省略する。

以上、本発明を、実施の形態を参照して説明してきたが、本発明は何ら上記した実施の形態に記載した構成に限定されるものではなく、特許請求の範囲に記載されている事項の範囲内で考えられるその他の実施の形態や変形例も含むものである。
更に、本実施の形態とその他の実施の形態や変形例にそれぞれ含まれる構成要素を組合わせたものも、本発明に含まれる。
例えば、球体駆動モジュールを、台車フレームの底に、サスペンション機構と力覚センサを介して設けることもできる。

１０：球体駆動モジュール、１１：台車フレーム、１２：サスペンション機構、１３：床面、１４：球体、１５：第１の駆動車輪、１６：第２の駆動車輪、１７：第１の自在球軸受機構、１８：第２の自在球軸受機構、１９：第３の自在球軸受機構、２０：基台、２１：清掃機構、２２：カバー、２３：支持部材、２４：ゴミ除去部材、２５：保持部材、２６：第１の取付け部材、２７：第２の取付け部材、２８：第１の回転駆動源、２９：第２の回転駆動源、３０：減速機構、３１、３１ａ：プーリ、３１ｂ：ベルト、３２：第１の自在ボール支持体、３３：第２の自在ボール支持体、３４：第３の自在ボール支持体、３５：第３の取付け台、３６：第１の取付け台、３７：第２の取付け台、３８：第４の自在ボール支持体、３９：位置調節機構、４０：第５の自在ボール支持体、４１：位置調節機構、４２：自走台車、４３、４４：自在車輪、４５：連結部材、４６：第１の締結手段、４７：モジュールフレーム、４８：第２の締結手段、４９：弾性部材、５０：自走台車、５１：力覚センサ、５２：台車フレーム、５３：ハンドル、５４、５５：自在車輪、５６：昇降機構、５７：車輪、５８：搬送台車、５８ａ：搬送台車フレーム、５９：駆動手段、６０：連結金具、６１：受金具、６２、６３：位置決め部材、６４：接続確認スイッチ、６５：球体駆動モジュール、６６：球体、６７：第１の駆動車輪、６８：第２の駆動車輪、６９：第１の自在球軸受機構、７０：第２の自在球軸受機構、７１：第１の回転駆動源、７２：第２の回転駆動源、７３：第１の減速機構、７４：第２の減速機構、７６：第３の自在ボール支持体、７７：第４の自在ボール支持体、７８、７９：位置調節機構、８０：第３の自在球軸受機構、８１：第１自在ボール支持体、８２：第２の自在ボール支持体、８３、８４：取付け台、８５：基台、８６：支持部材、８７：開口部、８８：カバー

Claims

台車フレームの底に装着して使用する球体駆動モジュールであって、
球体と、該球体の上下方向中央位置を水平面内のＸＹ方向から接する第１、第２の駆動車輪と、該第１、第２の駆動車輪と反対側にあって該第１、第２の駆動車輪からの反力を受ける第１、第２の自在球軸受機構と、前記球体の上位置にあって、前記球体に掛かる荷重を受けて前記球体を保持する第３の自在球軸受機構と、前記球体の上位置にあって、第１、第２の駆動車輪及び前記第１〜第３の自在球軸受機構を支持する基台とを備え、前記球体は、１）硬質プラスチック若しくは金属からなる球状の芯材と該芯材の周囲に形成されるゴム又は軟質プラスチックからなる外殻とを有する複数層構造、又は２）硬質プラスチック若しくは金属からなる均一構造からなり、
前記第３の自在球軸受機構は、前記球体の赤道より上位置にあって、前記第１、第２の駆動車輪から反力を受ける第１、第２の自在ボール支持体と、前記球体の上部に偏心して設けられ、前記球体に掛かる荷重を受けて、該球体を前記第１、第２の駆動車輪に押し付ける第３の自在ボール支持体とを有することを特徴とする球体駆動モジュール。
請求項１記載の球体駆動モジュールにおいて、前記球体に横方向から接して付着するゴミを除去する清掃機構が設けられていることを特徴とする球体駆動モジュール。
請求項１又は２記載の球体駆動モジュールにおいて、前記基台には、前記球体の落下を防止するカバーが設けられていることを特徴とする球体駆動モジュール。
台車フレームの底に装着して使用する球体駆動モジュールであって、
球体と、該球体の上下方向中央位置を水平面内のＸＹ方向から接する第１、第２の駆動車輪と、該第１、第２の駆動車輪と反対側にあって該第１、第２の駆動車輪からの反力を受ける第１、第２の自在球軸受機構と、前記球体の上位置にあって、前記球体に掛かる荷重を受けて前記球体を保持する第３の自在球軸受機構と、前記球体の上位置にあって、第１、第２の駆動車輪及び前記第１〜第３の自在球軸受機構を支持する基台とを備え、前記球体は、１）硬質プラスチック若しくは金属からなる球状の芯材と該芯材の周囲に形成されるゴム又は軟質プラスチックからなる外殻とを有する複数層構造、又は２）硬質プラスチック若しくは金属からなる均一構造からなり、
前記第３の自在球軸受機構は、前記球体の頂部にある第１の自在ボール支持体と、該第１の自在ボール支持体を囲んで複数配置された第２の自在ボール支持体とを有し、前記第１、第２の自在球軸受機構はそれぞれ前記球体の赤道を挟んで上下に配置されて前記第１、第２の駆動車輪の押圧力を受ける第３、第４の自在ボール支持体を有することを特徴とする球体駆動モジュール。
請求項４記載の球体駆動モジュールにおいて、前記球体に横方向から接して付着するゴミを除去する清掃機構が設けられていることを特徴とする球体駆動モジュール。
請求項１〜３のずれか１に記載の球体駆動モジュールが少なくとも２個、サスペンション機構を介して前記台車フレームに設けられたことを特徴とする自走台車。
請求項１〜３のいずれか１に記載の球体駆動モジュールが少なくとも２個、力覚センサを介して前記台車フレームに設けられたことを特徴とする自走台車。