JP7298783B2 - 駆動輪及び台車 - Google Patents

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

引用文献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。そして、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、旋回軸に対して車輪をオフセットした態様の駆動輪では、オフセット量に基づく旋回半径と、車輪半径との関係性において、例えば、旋回半径と車輪半径とが等しい場合、車輪の回転速度と旋回速度が等しく旋回半径が大きくなり、駆動輪の占有する領域が大きくなってしまう。しかも、旋回半径と車輪半径とが等しい場合、受動的旋回による手動操舵の取り回しがし難い傾向となる。これらの問題を考慮し、車輪半径を旋回半径よりも大きくすると、車輪の回転速度が旋回速度よりも大きくなる。これでは、駆動輪による進路変更の制御が難しくなるため、車輪の回転速度を抑えた制御をすることとなる。この結果、オフセットした態様の駆動輪は、駆動源の出力である最高回転数が発揮できず、効率が低下する。

本開示は、上記の課題に鑑みてなされたものであって、旋回軸に対して車輪をオフセットした形態において、駆動効率を向上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、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、前記第一入力軸の回転力を前記第一出力軸に伝達する第一伝達機構と、前記第二入力軸の回転力を前記第二出力軸に伝達する第二伝達機構と、車軸に連結される車輪と、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、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、を備え、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が、前記旋回軸の軸心に対して前記車軸の軸心に直交する水平方向にずれて配置される、駆動輪であって、前記車輪の半径Ｒ１と、前記回転軸心と前記旋回軸の軸心との軸間距離Ｒ２と、前記車輪の回転数ｎ１と、前記旋回軸の回転数ｎ２と、前記車輪の回転速度Ｖ１と、前記旋回軸の旋回にて前記車輪が床面を蹴るときの操舵回転速度Ｖ２と、において、Ｖ１＝Ｖ２のとき、Ｖ１＝２π×Ｒ１×ｎ１、Ｖ２＝２π×Ｒ２×ｎ２、ｎ１＝ｎ２（Ｒ２／Ｒ１）、の関係を満たす。

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及び前記第二動力変換機構の減速比、または前記第一動力変換機構及び前記第二動力変換機構の噛み合う歯車の歯数比を、（Ｒ２／Ｒ１）±１０％の関係とする。

上記駆動輪の望ましい態様として、前記第一伝達機構及び前記第二伝達機構の減速比、または前記第一伝達機構及び前記第二伝達機構の噛み合う歯車の歯数比を、Ｒ２／Ｒ１の関係とする。

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と前記第二動力変換機構は、前記車軸の軸心方向に交差する鉛直方向における上方に配置される。

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車軸の一端部との間に第一動力伝達機構が設けられ、前記第二動力変換機構と前記車軸の他端部との間に第二動力伝達機構が設けられる。

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、前記車輪に対して前記車軸の軸心方向における両側に第一支持部材及び第二支持部材が連結され、前記車軸は、軸心方向の各端部が前記第一支持部材及び前記第二支持部材に回転自在に支持される。

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、旋回軸に対して車輪をオフセットした形態において、駆動効率を向上できる。

図１は、駆動輪の構成例を表す斜視図である。 図２は、駆動輪を表す正面図である。 図３は、駆動輪を表す側面図である。 図４は、図２のＡ－Ａ断面図である。 図５は、図４のＢ－Ｂ断面図である。 図６は、図４のＣ－Ｃ断面図である。 図７は、駆動輪の駆動力伝達経路を表す模式図である。 図８は、駆動輪の駆動効率の改善手法を説明する斜視図である。 図９は、駆動輪の駆動効率の改善手法を説明する斜視図である。 図１０は、動力変換機構の一例を表す部分斜視図である。 図１１は、動力変換機構の一例を表す部分斜視図である。 図１２は、動力変換機構の一例を表す部分斜視図である。 図１３は、動力変換機構の一例を表す部分正面図である。 図１４は、台車の構成例を表す概略図である。 図１５は、駆動輪の変形例を表す要部正面図である。 図１６は、駆動輪の変形例を表す要部側面図である。

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］
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１００Ａ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１００Ａ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１００Ａ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１００Ａ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、回転可能であると共に操舵可能となっている。また、台車本体１００Ａ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１００Ａ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１００Ａ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、図２は、駆動輪を表す正面図、図３は、駆動輪を表す側面図である。

図１から図３に示すように、駆動輪１０３は、入力部１１と、旋回部１２と、平歯車機構（伝達機構）１３と、出力部１４と、動力変換機構としての傘歯車機構１５と、車輪１６とを有する。

入力部１１は、本体１０１の上方に配置され、上端部が基板２１に固定され、基板２１が複数（ここでは４本）の支柱２２により本体１０１に支持されている。入力部１１は、下部が本体１０１を貫通して下方に延出している。旋回部１２は、入力部１１の下部の外側に配置され、水平方向にずれた下部が本体１０１を貫通して下方に延出している。平歯車機構１３は、入力部１１の回転力を伝達するものである。出力部１４は、入力部１１から入力された回転力により回転する。傘歯車機構１５は、出力部１４の回転力を車輪１６に伝達するものである。車輪１６は、入力された回転力により回転可能であると共に、操舵可能となっている。

以下、入力部１１、旋回部１２、平歯車機構１３、出力部１４、傘歯車機構１５、車輪１６について詳細に説明する。図４は、図２のＡ－Ａ断面図、図５は、図４のＢ－Ｂ断面図、図６は、図４のＣ－Ｃ断面図である。

図４から図６に示すように、入力部１１は、２軸一体型モータ３０を有し、車輪１６の旋回軸心上に２つの回転力を入力することができる。即ち、基板２１の下部に円筒形状をなす支持筒３１が固定され、この支持筒３１の内側に第一回転筒３２Ａが軸受３３Ａにより軸心Ｏ１を中心として回転自在に支持されると共に、外側に第二回転筒３２Ｂが軸受３３Ｂにより軸心Ｏ１を中心として回転自在に支持される。支持筒３１は、内周面と外周面にそれぞれコイル（図示略）が設けられる。第一回転筒３２Ａは、外周面に磁石（図示略）が設けられ、下部に軸心Ｏ１方向に沿って延出する第一入力軸３４Ａが設けられる。第二回転筒３２Ｂは、内周面に磁石（図示略）が設けられ、下部に軸心Ｏ１方向に沿って延出する第二入力軸３４Ｂが設けられる。第二入力軸３４Ｂは、円筒形状をなし、第一入力軸３４Ａの外側に配置される。第一入力軸３４Ａ及び第二入力軸３４Ｂは、本体１０１を貫通して下方まで延出される。入力部１１は、支持筒３１、第一回転筒３２Ａ、第二回転筒３２Ｂからなるモータ３０と、第一入力軸３４Ａと、第二入力軸３４Ｂにより構成される。そのため、支持筒３１の各コイルに通電すると、第一回転筒３２Ａを介して第一入力軸３４Ａを回転可能であると共に、第二回転筒３２Ｂを介して第二入力軸３４Ｂを回転可能である。一方、支持筒３１の各コイルに通電しないときは、支持筒３１に対して第一回転筒３２Ａ及び第一入力軸３４Ａが回転自在であると共に、第二回転筒３２Ｂ及び第二入力軸３４Ｂが回転自在である。第二入力軸３４Ｂの外側には、旋回軸３５が配置される。

旋回軸３５は、円筒形状をなし、第二入力軸３４Ｂの外側に配置され、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。即ち、第一入力軸３４Ａと第二入力軸３４Ｂと旋回軸３５は、軸心Ｏ１に沿う同軸上に回転自在に配置される。第一入力軸３４Ａと第二入力軸３４Ｂとの間に軸受４３が設けられ、第二入力軸３４Ｂと旋回軸３５との間に軸受４４が設けられ、旋回軸３５と本体１０１の間に軸受４５が設けられる。旋回軸３５は、円筒形状をなす本体３５ａと、本体３５ａの下部に一体に設けられるフランジ部３５ｂとを有し、フランジ部３５ｂの下部にカバー部材３５ｃが設けられている。旋回軸３５は、カバー部材３５ｃの下部で車輪１６の水平方向の両側に第一支持部材３６Ａと第二支持部材３６Ｂが下方に延出するように設けられる。車輪１６は、中心部から水平方向にずれた位置に軸心Ｏ１方向に直交する軸心Ｏ２方向に沿う車軸３７が一体に設けられる。車軸３７は、軸心Ｏ２方向に沿う一端部が第一支持部材３６Ａの下部に回転自在に支持されると共に、軸心Ｏ２方向に沿う他端部が第二支持部材３６Ｂの下部に回転自在に支持される。旋回部１２は、旋回軸３５、第一支持部材３６Ａ、第二支持部材３６Ｂにより構成される。そのため、車軸３７の軸心Ｏ２方向に交差する鉛直方向に沿う車輪１６の回転軸心Ｏ５は、旋回軸３５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。

第一入力軸３４Ａは、下端部に第一駆動平歯車３８Ａが固定され、第二入力軸３４Ｂは、下端部に第二駆動平歯車３８Ｂが固定される。第一駆動平歯車３８Ａは、第一従動平歯車３９Ａに噛み合い、第二駆動平歯車３８Ｂは、第二従動平歯車３９Ｂに噛み合う。第二駆動平歯車３８Ｂと第一駆動平歯車３８Ａは、上下に積層されて軸心Ｏ１を中心として回転する。第一従動平歯車３９Ａは、第一出力軸４０Ａの上部に固定される。第一出力軸４０Ａは、上部が旋回軸３５のフランジ部３５ｂ及びカバー部材３５ｃを貫通して支持され、下部が第一支持部材３６Ａに支持され、軸心Ｏ３を中心として回転自在に支持される。第二従動平歯車３９Ｂは、第二出力軸４０Ｂの上部に固定される。第二出力軸４０Ｂは、上部が旋回軸３５のフランジ部３５ｂ及びカバー部材３５ｃを貫通して支持され、下部が第二支持部材３６Ｂに支持され、軸心Ｏ４を中心として回転自在に支持される。軸心Ｏ３と軸心Ｏ４は、軸心Ｏ１と平行をなす。ここで、第一駆動平歯車３８Ａと第二駆動平歯車３８Ｂと第一従動平歯車３９Ａと第二駆動平歯車３８Ｂは、旋回軸３５及びカバー部材３５ｃにより被覆される。

第一従動平歯車３９Ａと第一駆動平歯車３８Ａ及び第二駆動平歯車３８Ｂと第二従動平歯車３９Ｂは、軸心Ｏ１と軸心Ｏ３と軸心Ｏ４が三角形をなすように配置される。即ち、車輪１６の回転軸心Ｏ５は、旋回軸３５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。そして、第一従動平歯車３９Ａ及び第一出力軸４０Ａと、第二従動平歯車３９Ｂ及び第二出力軸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。なお、各平歯車３８Ａ，３８Ｂ，３９Ａ，３９Ｂは、ピッチ円直径、歯形、歯数など同形状であるが、異なる形状であってもよく、例えば、各駆動平歯車３８Ａ，３８Ｂと各従動平歯車３９Ａ，３９Ｂを異なる形状としてもよい。平歯車機構１３は、第一平歯車機構（第一伝達機構）１３Ａと第二平歯車機構（第二伝達機構）１３Ｂを有し、第一平歯車機構１３Ａは、第一駆動平歯車３８Ａ、第一従動平歯車３９Ａにより構成され、第二平歯車機構１３Ｂは、第二駆動平歯車３８Ｂ、第二従動平歯車３９Ｂにより構成される。また、出力部１４は、第一出力軸４０Ａ、第二出力軸４０Ｂにより構成される。

第一出力軸４０Ａは、下部に第一駆動傘歯車４１Ａが固定され、第二出力軸４０Ｂは、下部に第二駆動傘歯車４１Ｂが固定される。一方、車軸３７は、軸心Ｏ２方向の一端部に第一従動傘歯車４２Ａが固定され、軸心Ｏ２方向の他端部に第二従動傘歯車４２Ｂが固定される。第一駆動傘歯車４１Ａは、第一従動傘歯車４２Ａに噛み合う。第二駆動傘歯車４１Ｂは、第二従動傘歯車４２Ｂに噛み合う。傘歯車機構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を有する。第一傘歯車機構１５Ａは、第一駆動傘歯車４１Ａ、第一従動傘歯車４２Ａにより構成される。第二傘歯車機構１５Ｂは、第二駆動傘歯車４１Ｂ、第二従動傘歯車４２Ｂにより構成される。

駆動輪１０３は、モータ３０により第一回転筒３２Ａと第二回転筒３２Ｂを介して第一入力軸３４Ａと第二入力軸３４Ｂを回転することで車輪１６の回転と操舵を行うことができる。即ち、第一入力軸３４Ａを回転し、第二入力軸３４Ｂを第一入力軸３４Ａと逆方向に回転すると共に、第一入力軸３４Ａと第二入力軸３４Ｂの回転数（回転速度）を同じにすることで、車輪１６を操舵せずに回転することができる。このとき、第一入力軸３４Ａと第二入力軸３４Ｂ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。

ここで、駆動輪１０３の作動について説明する。図７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７に示すように、第一入力軸３４Ａを第一方向Ａ１に回転すると、第一駆動平歯車３８Ａが同方向に回転し、第一駆動平歯車３８Ａに噛み合う第一従動平歯車３９Ａが第二方向Ａ２に回転する。第一従動平歯車３９Ａが第二方向Ａ２に回転すると、第一従動平歯車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、第二入力軸３４Ｂを第一方向Ａ１と逆方向の第一方向Ｂ１に回転すると、第二駆動平歯車３８Ｂが同方向に回転し、第二駆動平歯車３８Ｂに噛み合う第二従動平歯車３９Ｂが第二方向Ｂ２に回転する。第二従動平歯車３９Ｂが第二方向Ｂ２に回転すると、第二従動平歯車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、第一入力軸３４Ａと第二入力軸３４Ｂが同回転数であれば、車輪１６が旋回せずに回転する。

このとき、第一入力軸３４Ａの回転数に対して第二入力軸３４Ｂ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３５が回転し、車輪１６を旋回して操舵する。また、第二入力軸３４Ｂ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。

即ち、各平歯車３８Ａ，３８Ｂ，３９Ａ，３９Ｂの歯車比が同じで、各傘歯車４１Ａ，４１Ｂ，４２Ａ，４２Ｂの歯車比が同じであるとき、第一入力軸３４Ａの回転数をＮＡ、第二入力軸３４Ｂの回転数をＮＢ、旋回軸３５の回転数をＮＳ、車輪１６の回転数をＮＷとすると、旋回軸３５の回転数ＮＳと車輪１６の回転数ＮＷは、下記数式の関係となる。
ＮＷ＝（１／２）ＮＡ－（１／２）ＮＢ
ＮＳ＝－（１／２）ＮＡ－（１／２）ＮＢ
ＮＡ＝ＮＷ－ＮＳ
ＮＢ＝－ＮＷ－ＮＳ

このように、駆動輪１０３は、同軸上に配置される第一入力軸３４Ａ及び第二入力軸３４Ｂ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、第一入力軸３４Ａの回転力を第一出力軸４０Ａに伝達する第一平歯車機構１３Ａと、第二入力軸３４Ｂの回転力を第二出力軸４０Ｂに伝達する第二平歯車機構１３Ｂと、車軸３７に連結される車輪１６と、車軸３７を介して車輪１６を旋回可能に支持する旋回軸３５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１５Ｂとを備える。

そのため、駆動輪１０３は、第一入力軸３４Ａ及び第二入力軸３４Ｂの回転力は、第一平歯車機構１３Ａ及び第二平歯車機構１３Ｂ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。ここで、駆動輪１０３は、第一入力軸３４Ａ及び第二入力軸３４Ｂ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。

さらに、駆動輪１０３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３５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。即ち、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。

なお、本実施形態の駆動輪１０３は、図１から図４に示すように、旋回位置検出部５０を有している。旋回位置検出部５０は、本体１０１に設けられている。旋回位置検出部５０は、旋回軸３５と共に軸心Ｏ１の廻りに回転する第一平歯車５０ａと、第一平歯車５０ａ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５０ｂと、第二平歯車５０ｂの回転位置を検出する検出器５０ｃと、を有している。従って、旋回軸３５と共に第一平歯車５０ａが回転し、この第一平歯車５０ａの回転位置を第二平歯車５０ｂの回転位置として検出器５０ｃで検出することで、旋回軸３５の回転位置、即ち、本体１０１に対する旋回部１２の回転位置を検出できる。検出器５０ｃの検出信号は、台車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。

以下、上述した駆動輪１０３における駆動効率の改善手法を説明する。図８は、駆動輪の駆動効率の改善手法を説明する斜視図である。図９は、駆動輪の駆動効率の改善手法を説明する斜視図である。

図８において、Ｒ１は車輪１６の半径（車輪半径という）［ｍｍ］である。Ｒ２は、旋回軸３５の軸心Ｏ１と回転軸心Ｏ５との間の距離であって、上記水平方向へのずれ量に相当する車軸３７の旋回半径［ｍｍ］である。ｎ１は、車輪１６の回転数（車輪回転数という）［ｓ］である。ｎ２は、旋回軸３５の回転数（旋回軸回転数という）［ｓ］である。Ｖ１は、車輪１６の回転速度（車輪回転速度という）［ｍ／ｓ］である。Ｖ２は、旋回軸３５を中心とした旋回にて車輪１６が床面Ｇ（図１４参照）を蹴るときの回転速度（操舵回転速度という）［ｍ／ｓ］である。

これら、車輪半径Ｒ１、旋回半径Ｒ２、車輪回転数ｎ１、旋回軸回転数ｎ２、車輪回転速度Ｖ１、及び操舵回転速度Ｖ２の関係は、下記数式（１）、（２）によりあらわす。
Ｖ１＝２π×Ｒ１×ｎ１・・・（１）
Ｖ２＝２π×Ｒ２×ｎ２・・・（２）

そして、Ｖ１＝Ｖ２のとき、第一出力軸４０Ａと第二出力軸４０Ｂとの差動回転は、効率良く車輪１６を動かすことができるので、車軸３７と旋回軸３５との関係は、下記数式（３）であらわすことができる。
Ｒ１×ｎ１＝Ｒ２×ｎ２・・・（３）

そして、旋回軸回転数ｎ２を定数としたとき、車輪回転数ｎ１は、下記数式（４）であらわされる。
ｎ１＝ｎ２（Ｒ２／Ｒ１）・・・（４）

つまり、車輪半径Ｒ１と旋回半径Ｒ２との比の倍数だけ、車輪回転数ｎ１を減らせば効率が良いことが分かる。そこで、旋回軸３５からの入力に対して車輪１６の減速比を下記数式（５）とする。
Ｒ２／Ｒ１・・・（５）

従って、数式（５）の減速比、または減速比に近い値となるように、噛み合う歯車の歯数比を設定することで、差動方式で車輪１６を効率良く移動させる動作が可能となる。

具体的に、駆動輪１０３は、図８で示す車輪半径Ｒ１と旋回半径Ｒ２との比Ｒ２／Ｒ１が２／３であったとする。そして、駆動輪１０３は、図９において、第一平歯車機構１３Ａの第一駆動平歯車３８Ａと第一従動平歯車３９Ａとの歯数を同じ（例えば、３０）とし、かつ第二平歯車機構１３Ｂの第二駆動平歯車３８Ｂと第二従動平歯車３９Ｂとの歯数を同じ（例えば、３０）とする。この場合、駆動輪１０３は、２／３または２／３に近い値となるように、第一傘歯車機構１５Ａの第一駆動傘歯車４１Ａの歯数を例えば２０として、第一従動傘歯車４２Ａの歯数を例えば３０とし、かつ第二傘歯車機構１５Ｂの第二駆動傘歯車４１Ｂの歯数を例えば２０として、第二従動傘歯車４２Ｂの歯数を例えば３０とする。この結果、駆動輪１０３は、差動方式で車輪１６を効率良く移動させる動作が可能となる。なお、第一傘歯車機構１５Ａの第一駆動傘歯車４１Ａの歯数、及び第二傘歯車機構１５Ｂの第二駆動傘歯車４１Ｂの歯数は、上記車輪半径Ｒ１と旋回半径Ｒ２との比Ｒ２／Ｒ１が好ましいが、Ｒ２／Ｒ１に近い値（（Ｒ２／Ｒ１）±１０％）であってもよい。

また、駆動輪１０３は、図８で示す車輪半径Ｒ１と旋回半径Ｒ２との比Ｒ２／Ｒ１が２／３であったとする。そして、駆動輪１０３は、図９において、第一傘歯車機構１５Ａの第一駆動傘歯車４１Ａと第一従動傘歯車４２Ａとの歯数を同じ（例えば３０）とし、かつ第二傘歯車機構１５Ｂの第二駆動傘歯車４１Ｂと第二従動傘歯車４２Ｂとの歯数を同じ（例えば３０）とする。この場合、駆動輪１０３は、２／３または２／３に近い値となるように、第一平歯車機構１３Ａの第一駆動平歯車３８Ａの歯数を例えば７８として、第一従動平歯車３９Ａとの歯数を例えば５２とし、かつ第二平歯車機構１３Ｂの第二駆動平歯車３８Ｂの歯数を例えば７８として、第二従動平歯車３９Ｂとの歯数を例えば５２とする。この結果、駆動輪１０３は、差動方式で車輪１６を効率良く移動させる動作が可能となる。なお、第一平歯車機構１３Ａの第一駆動平歯車３８Ａの歯数、及び第二平歯車機構１３Ｂの第二駆動平歯車３８Ｂの歯数は、上記車輪半径Ｒ１と旋回半径Ｒ２との比Ｒ２／Ｒ１が好ましいが、Ｒ２／Ｒ１に近い値（（Ｒ２／Ｒ１）±１０％）であってもよい。

図１０は、動力変換機構の一例を表す部分斜視図である。図１１は、動力変換機構の一例を表す部分斜視図である。図１２は、動力変換機構の一例を表す部分斜視図である。図１３は、動力変換機構の一例を表す部分正面図である。

上述したように、動力変換機構は、第一傘歯車機構１５Ａと第二傘歯車機構１５Ｂを有する傘歯車機構１５であることを説明したが、この限りではない。

図１０では、傘歯車機構１５から替えた動力変換機構の一例として、はすば歯車機構１７を示している。はすば歯車機構１７は、出力部１４の回転力を車輪１６に伝達するものである。はすば歯車機構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とを有する。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。

そして上述したように、第一入力軸３４Ａ及び第二入力軸３４Ｂの回転力は、第一平歯車機構１３Ａ及び第二平歯車機構１３Ｂ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。ここで、第一入力軸３４Ａ及び第二入力軸３４Ｂ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。このような構成において、駆動輪１０３は、第一駆動はすば歯車５１Ａと第一従動はすば歯車５２Ａとの歯数、及び第二駆動はすば歯車５１Ｂと第二従動はすば歯車５２Ｂとの歯数を、図８で示す車輪半径Ｒ１と旋回半径Ｒ２との比Ｒ２／Ｒ１、またはＲ２／Ｒ１に近い値（（Ｒ２／Ｒ１）±１０％）にする。または、駆動輪１０３は、上記歯数を同じくする一方で、上述したように第一平歯車機構１３Ａの第一駆動平歯車３８Ａと第一従動平歯車３９Ａとの歯数、及び第二平歯車機構１３Ｂの第二駆動平歯車３８Ｂと第二従動平歯車３９Ｂとの歯数を図８で示す車輪半径Ｒ１と旋回半径Ｒ２との比Ｒ２／Ｒ１、またはＲ２／Ｒ１（（Ｒ２／Ｒ１）±１０％）に近い値にする。この結果、駆動輪１０３は、差動方式で車輪１６を効率良く移動させる動作が可能となる。

図１１では、傘歯車機構１５から替えた動力変換機構の一例として、ウォーム歯車機構１８を示している。ウォーム歯車機構１８は、出力部１４の回転力を車輪１６に伝達するものである。ウォーム歯車機構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とを有する。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６１Ａ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６１Ａに噛み合う第一ウォームホイール６２Ａ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６１Ｂ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６１Ｂに噛み合う第二ウォームホイール６２Ｂとにより構成されている。

そして、上述したように、第一入力軸３４Ａ及び第二入力軸３４Ｂの回転力は、第一平歯車機構１３Ａ及び第二平歯車機構１３Ｂ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。ここで、第一入力軸３４Ａ及び第二入力軸３４Ｂ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。このような構成において、駆動輪１０３は、第一ウォーム６１Ａと第一ウォームホイール６２Ａとの歯数、及び第二ウォーム６１Ｂと第二ウォームホイール６２Ｂとの歯数を、図８で示す車輪半径Ｒ１と旋回半径Ｒ２との比Ｒ２／Ｒ１、またはＲ２／Ｒ１に近い値（（Ｒ２／Ｒ１）±１０％）にする。または、駆動輪１０３は、上記歯数を同じくする一方で、上述したように第一平歯車機構１３Ａの第一駆動平歯車３８Ａと第一従動平歯車３９Ａとの歯数、及び第二平歯車機構１３Ｂの第二駆動平歯車３８Ｂと第二従動平歯車３９Ｂとの歯数を図８で示す車輪半径Ｒ１と旋回半径Ｒ２との比Ｒ２／Ｒ１、またはＲ２／Ｒ１に近い値（（Ｒ２／Ｒ１）±１０％）にする。この結果、駆動輪１０３は、差動方式で車輪１６を効率良く移動させる動作が可能となる。

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６２Ａ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６１Ａ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６２Ｂ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６１Ｂが固定されて構成されていてもよい。

図１２では、傘歯車機構１５から替えた動力変換機構の一例として、冠歯車機構１９を示している。冠歯車機構１９は、出力部１４の回転力を車輪１６に伝達するものである。冠歯車機構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７１Ａ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７１Ａに噛み合う第一平歯車７２Ａ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７１Ｂ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７１Ｂに噛み合う第二平歯車７２Ｂとにより構成されている。

そして、上述したように、第一入力軸３４Ａ及び第二入力軸３４Ｂの回転力は、第一平歯車機構１３Ａ及び第二平歯車機構１３Ｂ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。ここで、第一入力軸３４Ａ及び第二入力軸３４Ｂ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。このような構成において、駆動輪１０３は、第一冠歯車７１Ａと第一平歯車７２Ａとの歯数、及び第二冠歯車７１Ｂと第二平歯車７２Ｂとの歯数を、図８で示す車輪半径Ｒ１と旋回半径Ｒ２との比Ｒ２／Ｒ１、またはＲ２／Ｒ１に近い値（（Ｒ２／Ｒ１）±１０％）にする。または、駆動輪１０３は、上記歯数を同じくする一方で、上述したように第一平歯車機構１３Ａの第一駆動平歯車３８Ａと第一従動平歯車３９Ａとの歯数、及び第二平歯車機構１３Ｂの第二駆動平歯車３８Ｂと第二従動平歯車３９Ｂとの歯数を図８で示す車輪半径Ｒ１と旋回半径Ｒ２との比Ｒ２／Ｒ１、またはＲ２／Ｒ１に近い値（（Ｒ２／Ｒ１）±１０％）にする。この結果、駆動輪１０３は、差動方式で車輪１６を効率良く移動させる動作が可能となる。

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７２Ａが固定され、車軸３７の軸心Ｏ２方向の一端部に第一冠歯車７１Ａ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７２Ｂが固定され、車軸３７の軸心Ｏ２方向の他端部に第二冠歯車７１Ｂが固定されて構成されていてもよい。

図１３では、傘歯車機構１５から替えた動力変換機構の一例として、自在継手機構（ユニバーサルジョイント機構）２０を示している。自在継手機構２０は、出力部１４の回転力を車輪１６に伝達するものである。自在継手機構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８１Ａ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８２Ａと、第一駆動継手８１Ａ及び第一従動継手８２Ａを連結する第一連結部８３Ａ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８１Ｂ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８２Ｂと、第二駆動継手８１Ｂ及び第二従動継手８２Ｂを連結する第二連結部８３Ｂ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８３Ａの一端が第一出力軸４０Ａの下端に固定され、第一連結部８３Ａ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８１Ａ及び第一従動継手８２Ａ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８３Ｂの一端が第二出力軸４０Ｂの下端に固定され、第二連結部８３Ｂ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８１Ｂ及び第二従動継手８２Ｂ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。

そして、上述したように、第一入力軸３４Ａ及び第二入力軸３４Ｂの回転力は、第一平歯車機構１３Ａ及び第二平歯車機構１３Ｂ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。ここで、第一入力軸３４Ａ及び第二入力軸３４Ｂ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。この場合、駆動輪１０３は、上述したように第一平歯車機構１３Ａの第一駆動平歯車３８Ａと第一従動平歯車３９Ａとの歯数、及び第二平歯車機構１３Ｂの第二駆動平歯車３８Ｂと第二従動平歯車３９Ｂとの歯数を図８で示す車輪半径Ｒ１と旋回半径Ｒ２との比Ｒ２／Ｒ１、またはＲ２／Ｒ１に近い値（（Ｒ２／Ｒ１）±１０％）にする。この結果、駆動輪１０３は、差動方式で車輪１６を効率良く移動させる動作が可能となる。

なお、上述した駆動輪１０３では、第一出力軸４０Ａと第二出力軸４０Ｂを車輪１６に対して車軸３７の軸心Ｏ２方向における両側に配置する。そのため、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、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。

また、駆動輪１０３では、第一傘歯車機構１５Ａと第二傘歯車機構１５Ｂを車輪１６に対して車軸３７の軸心Ｏ２方向における両側に配置する。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、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。

また、駆動輪１０３では、第一傘歯車機構１５Ａと第二傘歯車機構１５Ｂを車軸３７の軸心Ｏ２方向に交差する鉛直方向における上方に配置する。従って、駆動輪１０３は、車軸３７の軸心Ｏ２方向における両側に各傘歯車機構１５Ａ，１５Ｂを配置する必要がなく、差動機構の小型化を図ることができる。

また、駆動輪１０３では、旋回軸３５に車輪１６に対して車軸３７の軸心Ｏ２方向における両側に第一支持部材３６Ａ及び第二支持部材３６Ｂを連結し、車軸３７の軸心Ｏ２方向の各端部を第一支持部材３６Ａ及び第二支持部材３６Ｂに回転自在に支持する。そのため、駆動輪１０３は、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。

駆動輪１０３では、旋回軸３５を第一入力軸３４Ａ及び第二入力軸３４Ｂと同軸上に配置する。そのため、駆動輪１０３は、小型化及び構造の簡素化を図ることができる。

また、上述した台車１００は、駆動輪１０３と、駆動輪１０３が取付けられる本体１０１とを備える。そのため、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。

ところで、駆動輪１０３では、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、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、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、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の他端部に伝達する。

また、駆動輪１０３では、上述したように、入力部１１が２軸一体型モータ３０を有し、車輪１６の旋回軸心上に２つの回転力を入力する構成とするため、第一入力軸３４Ａと第二入力軸３４Ｂと旋回軸３５とを軸心Ｏ１に沿う同軸上に回転自在に配置している。さらに、駆動輪１０３では、これら第一入力軸３４Ａ及び第二入力軸３４Ｂの回転力を第一平歯車機構１３Ａ及び第二平歯車機構１３Ｂを介して第一出力軸４０Ａ及び第二出力軸４０Ｂに伝達するため、第一出力軸４０Ａの軸心Ｏ３及び第二出力軸４０Ｂの軸心Ｏ４を軸心Ｏ１と平行にしている。さらに、車輪１６の車軸３７は、軸心Ｏ１方向に直交する軸心Ｏ２方向に沿うため、第一出力軸４０Ａ及び第二出力軸４０Ｂの回転力を軸心方向が９０度異なる車軸３７に伝達するために、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）及び第二動力変換機構（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）を要している。

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。

［変形例］
図１５は、駆動輪の変形例を表す要部正面図、図１６は、駆動輪の変形例を表す要部側面図である。なお、上述した駆動輪１０３と同様の機能を有する部材には、同一の符号を付して詳細な説明は省略する。

図１５及び図１６に示すように、駆動輪１２１は、入力部１１と、旋回部１２と、平歯車機構１３と、出力部１４（１４Ａ，１４Ｂ）と、動力変換機構としての傘歯車機構１５（１５Ａ，１５Ｂ）と、動力伝達機構８１と、車輪１６とを有する。ここで、入力部１１、旋回部１２、平歯車機構１３は、図１及び図４に示すように、上述した駆動輪１０３と同様である。

第一入力軸３４Ａと第二入力軸３４Ｂと旋回軸３５は、軸心Ｏ１に沿う同軸上に回転自在に配置される。第一入力軸３４Ａは、下端部に第一駆動平歯車３８Ａが固定され、第二入力軸３４Ｂは、下端部に第二駆動平歯車３８Ｂが固定される。第一駆動平歯車３８Ａは、第一従動平歯車３９Ａに噛み合い、第二駆動平歯車３８Ｂは、第二従動平歯車３９Ｂに噛み合う。第二駆動平歯車３８Ｂと第一駆動平歯車３８Ａは、上下に積層されて軸心Ｏ１を中心として回転する。第一従動平歯車３９Ａは、第一出力軸４０Ａの上部に固定され、第一出力軸４０Ａは、旋回軸３５に軸心Ｏ３を中心として回転自在に支持される。第二従動平歯車３９Ｂは、第二出力軸４０Ｂの上部に固定され、第二出力軸４０Ｂは、旋回軸３５に軸心Ｏ４を中心として回転自在に支持される。

第一出力軸４０Ａは、下部に第一駆動傘歯車４１Ａが固定され、第二出力軸４０Ｂは、下部に第二駆動傘歯車４１Ｂが固定される。第一駆動傘歯車４１Ａに噛み合う第一従動傘歯車４２Ａと第二駆動傘歯車４１Ｂに噛み合う第二従動傘歯車４２Ｂは、連結軸９１に固定される。連結軸９１は、軸心Ｏ１に直交すると共に軸心Ｏ２に平行をなす。第一傘歯車機構１５Ａと車軸３７の一端部との間に第一動力伝達機構８１Ａが設けられ、第二傘歯車機構１５Ｂと車軸３７の他端部との間に第二動力伝達機構８１Ｂが設けられる。

傘歯車機構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を有し、第一傘歯車機構１５Ａは、第一駆動傘歯車４１Ａ、第一従動傘歯車４２Ａにより構成され、第二傘歯車機構１５Ｂは、第二駆動傘歯車４１Ｂ、第二従動傘歯車４２Ｂにより構成される。なお、第一実施形態で説明したように、第一動力変換機構は、第一傘歯車機構１５Ａに替えて、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を適用でき、第二動力変換機構は、第二傘歯車機構１５Ｂに替えて、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を適用できる。

即ち、連結軸９１は、軸心Ｏ６方向の一端部に第一駆動プーリ９２Ａが固定され、軸心Ｏ６方向の他端部に第二駆動プーリ９２Ｂが固定される。また、車軸３７は、軸心Ｏ２方向の一端部に第一従動プーリ９３Ａが固定され、軸心Ｏ２方向の他端部に第二従動プーリ９３Ｂが固定される。そして、第一駆動プーリ９２Ａと第一従動プーリ９３Ａとの間に無端の第一駆動ベルト９４Ａが掛け回され、第二駆動プーリ９２Ｂと第二従動プーリ９３Ｂとの間に無端の第二駆動ベルト９４Ｂが掛け回される。ここで、第一動力伝達機構８１Ａは、第一駆動プーリ９２Ａと第一従動プーリ９３Ａと第一駆動ベルト９４Ａにより構成され、第二動力伝達機構８１Ｂは、第二駆動プーリ９２Ｂと第二従動プーリ９３Ｂと第二駆動ベルト９４Ｂにより構成される。

そのため、第一入力軸３４Ａを回転すると、第一駆動平歯車３８Ａが回転し、第一従動平歯車３９Ａが回転する。第一従動平歯車３９Ａが回転すると、第一出力軸４０Ａと共に第一駆動傘歯車４１Ａが回転する。すると、第一駆動傘歯車４１Ａに噛み合う第一従動傘歯車４２Ａが回転し、連結軸９１が回転する。連結軸９１の回転力は、第一駆動プーリ９２Ａ、第一駆動ベルト９４Ａ、第一従動プーリ９３Ａを介して車軸３７に伝達され、車軸３７が回転する。一方、第二入力軸３４Ｂを第一入力軸３４Ａと逆方向に回転すると、第二駆動平歯車３８Ｂが回転し、第二従動平歯車３９Ｂが回転する。第二従動平歯車３９Ｂが回転すると、第二出力軸４０Ｂと共に第二駆動傘歯車４１Ｂが回転する。すると、第二駆動傘歯車４１Ｂに噛み合う第二従動傘歯車４２Ｂが回転し、連結軸９１が回転する。連結軸９１の回転力は、第二駆動プーリ９２Ｂ、第二駆動ベルト９４Ｂ、第二従動プーリ９３Ｂを介して車軸３７に伝達され、車軸３７が回転する。

なお、駆動輪１２１は、図には明示しないが、第一駆動プーリ９２Ａ及び第一従動プーリ９３Ａをスプロケットとして第一駆動ベルト９４Ａをチェーンとし、第二駆動プーリ９２Ｂ及び第二従動プーリ９３Ｂをスプロケットとして第二駆動ベルト９４Ｂをチェーンとしてもよい。また、駆動輪１２１は、図には明示しないが、第一駆動プーリ９２Ａ及び第一従動プーリ９３Ａを平歯車として第一駆動ベルト９４Ａを各平歯車に噛み合う平歯車に替え、第二駆動プーリ９２Ｂ及び第二従動プーリ９３Ｂを平歯車として第二駆動ベルト９４Ｂを各平歯車に噛み合う平歯車に替えてもよい。また、駆動輪１２１は、図には明示しないが、車軸３７の一端部に設けた傘歯車と第一従動傘歯車４２Ａとの間に、相互の傘歯車と噛み合う傘歯車を両端部に有するプロペラシャフトを設け、かつ車軸３７の他端部に設けた傘歯車と第二従動傘歯車４２Ｂとの間に、相互の傘歯車と噛み合う傘歯車を両端部に有するプロペラシャフトを設けてもよい。

この駆動輪１２１は、モータ３０により第一回転筒３２Ａと第二回転筒３２Ｂを介して第一入力軸３４Ａと第二入力軸３４Ｂを回転することで車輪１６の回転と操舵を行うことができる。即ち、第一入力軸３４Ａを回転し、第二入力軸３４Ｂを第一入力軸３４Ａと逆方向に回転すると共に、第一入力軸３４Ａと第二入力軸３４Ｂの回転数（回転速度）を同じにすることで、車輪１６を操舵せずに回転することができる。このとき、第一入力軸３４Ａと第二入力軸３４Ｂ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。

なお、駆動輪１２１の回転と操舵の作動は、上述した駆動輪１０３とほぼ同様であることから、説明は省略する。

このように、駆動輪１２１では、第一傘歯車機構１５Ａと車軸３７の一端部との間に第一動力伝達機構８１Ａを設け、第二傘歯車機構１５Ｂと車軸３７の他端部との間に第二動力伝達機構８１Ｂを設けている。従って、駆動輪１２１は、傘歯車機構１５Ａ，１５Ｂの駆動力を動力伝達機構８１Ａ，８１Ｂにより容易に車軸３７に伝達することができる。

１１ 入力部
１２ 旋回部
１３ 平歯車機構（伝達機構）
１３Ａ 第一平歯車機構（第一伝達機構）
１３Ｂ 第二平歯車機構（第二伝達機構）
１４ 出力部
１５ 傘歯車機構（動力変換機構）
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 はすば歯車機構（動力変換機構）
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 ウォーム歯車機構（動力変換機構）
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 冠歯車機構（動力変換機構）
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 自在継手機構
２０Ａ 第一自在継手機構
２０Ｂ 第二自在継手機構
３０ モータ
３１ 支持筒
３２Ａ 第一回転筒
３２Ｂ 第二回転筒
３３Ａ 軸受
３３Ｂ 軸受
３４Ａ 第一入力軸
３４Ｂ 第二入力軸
３５ 旋回軸
３６Ａ 第一支持部材
３６Ｂ 第二支持部材
３７ 車軸
３８Ａ 第一駆動平歯車
３８Ｂ 第二駆動平歯車
３９Ａ 第一従動平歯車
３９Ｂ 第二従動平歯車
４０Ａ 第一出力軸
４０Ｂ 第二出力軸
４１Ａ 第一駆動傘歯車
４１Ｂ 第二駆動傘歯車
４２Ａ 第一従動傘歯車
４２Ｂ 第二従動傘歯車
４３，４４，４５ 軸受
８１ 動力伝達機構
８１Ａ 第一動力伝達機構
８１Ｂ 第二動力伝達機構
９１ 連結軸
９２Ａ 第一駆動プーリ
９２Ｂ 第二駆動プーリ
９３Ａ 第一従動プーリ
９３Ｂ 第二従動プーリ
９４Ａ 第一駆動ベルト
９４Ｂ 第二駆動ベルト
１００ 台車
１００Ａ 台車本体
１０２ 取手部
１０３，１２１ 駆動輪
１０４ 電源部
１０５ 制御装置
１０６ 操作部

Claims (8)

1. 同軸上に配置される第一入力軸及び第二入力軸と、
   別軸上に独立して回転自在に配置される第一出力軸及び第二出力軸と、
   前記第一入力軸の回転力を前記第一出力軸に伝達する第一伝達機構と、
   前記第二入力軸の回転力を前記第二出力軸に伝達する第二伝達機構と、
   車軸に連結される車輪と、
   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、
   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、
   を備え、
   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が、前記旋回軸の軸心に対して前記車軸の軸心に直交する水平方向にずれて配置される、駆動輪であって、
   前記車輪の半径Ｒ１と、前記回転軸心と前記旋回軸の軸心との軸間距離Ｒ２と、前記車輪の回転数ｎ１と、前記旋回軸の回転数ｎ２と、前記車輪の回転速度Ｖ１と、前記旋回軸の旋回にて前記車輪が床面を蹴るときの操舵回転速度Ｖ２と、において、Ｖ１＝Ｖ２のとき、
   Ｖ１＝２π×Ｒ１×ｎ１、Ｖ２＝２π×Ｒ２×ｎ２、ｎ１＝ｎ２（Ｒ２／Ｒ１）、の関係を満たし、
   前記第一動力変換機構及び前記第二動力変換機構の減速比、または前記第一動力変換機構及び前記第二動力変換機構の噛み合う歯車の歯数比を、（Ｒ２／Ｒ１）±１０％の関係とする、駆動輪。
2. 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に記載の駆動輪。
3. 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または請求項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、前記車軸の軸心方向に交差する鉛直方向における上方に配置される、請求項３に記載の駆動輪。
5. 前記第一動力変換機構と前記車軸の一端部との間に第一動力伝達機構が設けられ、前記第二動力変換機構と前記車軸の他端部との間に第二動力伝達機構が設けられる、請求項４に記載の駆動輪。
6. 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から請求項５のいずれか一項に記載の駆動輪。
7. 前記旋回軸は、前記車輪に対して前記車軸の軸心方向における両側に第一支持部材及び第二支持部材が連結され、前記車軸は、軸心方向の各端部が前記第一支持部材及び前記第二支持部材に回転自在に支持される、請求項１から請求項６のいずれか一項に記載の駆動輪。
8. 請求項１から請求項７のいずれか一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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