JP7349959B2 - ドライブディスク - Google Patents

Description

本発明は、摩擦式駆動装置において使用されるドライブディスクに関する。

倒立振子型車両の駆動装置として使用される摩擦式駆動装置が公知である（例えば、特許文献１）。摩擦式駆動装置は、フレームと、フレームに回転可能に支持された一対のドライブディスクと、一対のドライブディスクの間に配置された環状の主輪と、ドライブディスクのそれぞれを独立して駆動する一対のアクチュエータとを有する。ドライブディスクは、フレームに対して回転可能な円盤状のベースと、ベースの外周部に回転可能に支持され、主輪に接触する複数のドライブローラとを有する。複数のドライブローラは、ベースの回転軸線を中心として回転対称に配置されている。主輪は、中心軸線回り、及び環状の軸線回りに回転することができる。摩擦式駆動装置は、一対のドライブディスクの回転方向及び回転量を制御することによって、主輪の中心軸線回り、及び環状の軸線回りに回転を制御し、前後左右を含む全方向に移動することができる。

特許文献１に係るドライブディスクは、ドライブローラを受容するためのスロットと、各スロットを画定する側壁部に形成された軸受孔と、軸受孔に軸線方向から挿入され、ドライブローラを回転可能に支持するローラ軸とを有する。

特開２０１１－６３２１４号公報

特許文献１に係るドライブディスクは、ベースに複数のドライブローラを回転可能に支持するための複数の軸受壁及び軸受壁の間に形成されるスロットを有する。複数の軸受壁及びスロットはそれぞれ向きが異なるため、加工が困難であり、費用が増大するという問題がある。複数の軸受壁を別部材として用意し、ベースに組み付けるという製造方法も考えられるが、ベースに組み付けるべき軸受壁の数が多く、作業工数が多くなるという問題がある。

本発明は、以上の背景を鑑み、製造が容易なドライブディスクを提供することを課題とする。

上記課題を解決するために本発明のある態様は、環状の主輪（５）の両側にそれぞれ配置され、前記主輪に摩擦力を与えて前記主輪を中心軸線回り及び環状の軸線回りに回転させるドライブディスク（４）であって、フレーム（３）に回転可能に支持される円盤状のベース（２０）と、前記ベースの外周部に互いに傾斜して回転可能に支持され、前記主輪に接触する複数のローラ（２１）とを有し、前記ベースは、第１板金部材（４７）及び第２板金部材（４８）を有し、前記第１板金部材は、第１中央部（５１）と、前記第１中央部から径方向外方に延びる複数の第１アーム部（５２）とを有し、前記第２板金部材は、第２中央部（６１）と、前記第２中央部から径方向外方に延びる複数の第２アーム部（６２）とを有し、前記第１中央部と前記第２中央部とは互いに同軸に配置され、前記ローラのそれぞれは、それぞれの軸線方向において第１端（４３Ａ）と第２端（４３Ｂ）とを有し、前記第１アーム部及び前記第２アーム部のそれぞれは、隣り合う２つの前記ローラの一方の前記第１端と、隣り合う２つの前記ローラの他方の前記第２端とを支持する。

この態様によれば、複数のローラを回転可能に支持するベースを２つの板金部材によって形成することができるため、ドライブディスクの製造を容易にすることができる。

上記の態様において、前記ベースの周方向において、隣り合う２つの前記第１アーム部の先端部（５４）の間に複数の前記第２アーム部の１つの先端部（６７）が配置されているとよい。

この態様によれば、ドライブローラの周方向において第１アーム部と第２アーム部とが交互に配置される。そして、第１アーム部と第２アーム部との間のそれぞれに、ローラが配置される。

上記の態様において、前記第１アーム部の前記先端部のそれぞれと、前記第２アーム部の前記先端部のそれぞれとは、前記ベースの回転軸線に直交する１つの仮想平面上に配置されているとよい。

この態様によれば、ドライブローラの周方向において第１アーム部と第２アーム部とが交互に配置される。

上記の態様において、前記第１アーム部の前記先端部は前記ベースの径方向外方に延び、前記第２アーム部の前記先端部は前記ベースの径方向内方に延びているとよい。

この態様によれば、第１アーム部と第２アーム部との干渉を避けつつ、ドライブローラの周方向において第１アーム部と第２アーム部とを交互に配置することができる。

上記の態様において、前記第１アーム部のそれぞれは、第１支持部（７１）と、前記第１アーム部において前記第１支持部よりも前記ベースの径方向内方に配置された第２支持部（７２）とを有し、前記第２アーム部のそれぞれは、第３支持部（７３）と、前記第２アーム部において前記第３支持部よりも前記ベースの径方向外方に配置された第４支持部（７４）とを有し、隣り合う２つの前記ローラの一方は、前記第１端において前記第１支持部に支持されると共に前記第２端において前記第３支持部に支持され、隣り合う２つの前記ローラの他方は、前記第１端において前記第４支持部に支持されると共に前記第２端において前記第２支持部に支持されるとよい。

この態様によれば、第１アーム部と第２アーム部との間のそれぞれに、ローラを配置することができる。また、各ローラをドライブディスクの軸線を中心とした回転対称位置に配置することができる。

上記の態様において、前記ローラの前記第１端又は前記第２端は、前記第１アーム部又は前記第２アーム部に対する前記ローラの角度を変更するためのブッシュ（７６）を介して前記第１～第４支持部に支持されているとよい。

この態様によれば、第１アーム部において第１支持部と第２支持部とを同一平面上に配置することができる。すなわち、第１支持部と第２支持部とを互いに傾斜させる必要がない。同様に、第２アーム部において第３支持部と第４支持部とを同一平面上に配置することができ、第３支持部と第４支持部とを互いに傾斜させる必要がない。

上記の態様において、前記ブッシュは、前記第１～第４支持部の少なくとも１つに当接する外周面（７７Ａ）と、前記ローラの前記第１端又は前記第２端に当接する内周面（７９）とを有し、前記外周面の軸線と前記内周面の軸線とが互いに傾斜しているとよい。また、前記ブッシュは、前記第１～第４支持部の少なくとも１つに受容される第１部分と、前記第１部分の端部に設けられ、前記第１部分よりも幅が大きい第２部分と、前記第１部分及び前記第２部分を貫通する内孔とを有し、前記第２部分は前記第１部分側に前記第１アーム部又は前記第２アーム部に面接触する端面を有し、前記第２部分の前記端面に垂直な直線と前記内孔の軸線とが互いに傾斜しているとよい。

この態様によれば、ブッシュの構成を簡素にすることができる。

上記の態様において、前記外周面は、周方向において中心からの距離が異なり、前記第１～第４支持部の少なくとも１つに対して回転不能に支持されているとよい。

この態様によれば、第１アーム部又は第２アーム部に対するブッシュの回転を規制することができ、ロータの回転軸線を一定方向に維持することができる。

上記の態様において、前記第１支持部及び前記第３支持部の少なくとも一方は前記主輪側に開口した溝であり、前記第２支持部及び前記第４支持部の少なくとも一方は前記主輪側に開口した溝であるとよい。

この態様によれば、溝にローラの第１端又は第２端を挿入することによって第１アーム部及び第２アーム部にローラの取り付けることができ、ローラの取付作業を容易にすることができる。

以上の構成によれば、製造が容易なドライブディスクを提供することができる。

実施形態に係るドライブディスクを備えた倒立振子型車両の斜視図 摩擦式駆動装置の側面図 図２のIII－III断面図 ドライブディスク及びドライブローラの斜視図 第１板金部材の斜視図 第１板金部材を第１中央部の第１面側から見た平面図 第１板金部材を第１中央部の第２面側から見た平面図 第２板金部材の斜視図 第２板金部材を第２中央部の第１面側から見た平面図 第２板金部材を第２中央部の第２面側から見た平面図 （Ａ）ブッシュの斜視図、（Ｂ）ブッシュの側面図 ドライブディスクのローラ受容部を示す分解斜視図 ドライブディスクのローラ受容部を示す斜視図 ドライブディスクのローラ受容部を示す分解斜視図 変形例に係るドライブディスクを有する摩擦式駆動装置の断面図

以下、図面を参照して、本発明に係るドライブディスクの実施形態について説明する。ドライブディスクは摩擦式駆動装置に使用される。摩擦式駆動装置は、例えば倒立振子型車両に使用される。

図１～図３に示すように、倒立振子型車両１は、摩擦式駆動装置２を有する。摩擦式駆動装置２は、フレーム３と、フレーム３に回転可能に支持された一対のドライブディスク４と、左右のドライブディスク４の間に配置された環状の主輪５と、一対のドライブディスク４をそれぞれ独立して回転させる一対のアクチュエータ６とを有する。

図１に示すように、フレーム３は、略直方体の上部フレーム１１と、上部フレーム１１の左右の下端からそれぞれ下方に延びた左右の下部フレーム１２と、下部フレーム１２のそれぞれに結合された左右の下部プレート１３と、左右の下部フレーム１２間に掛け渡された支持軸１４（図３参照）とを有する。上部フレーム１１の上部には乗員の臀部を支持するサドル１６が取り付けられる。下部プレート１３の下端には、乗員の足裏を支持する左右のフットレスト１７が取り付けられている。

図３に示すように、支持軸１４は、左右に延び、左右の下部フレーム１２に結合している。支持軸１４の左端は左側の下部フレーム１２を通過し、支持軸１４の右端は右側の下部フレーム１２を通過している。支持軸１４は基端にボルト頭部１４Ａを有し、ボルト頭部１４Ａにおいて下部フレーム１２に当接する。支持軸１４の先端にはナット１８が装着されることによって、支持軸１４は下部フレーム１２に固定される。

ドライブディスク４は、環状の主輪５の両側にそれぞれ配置され、主輪５に摩擦力を与えて主輪５を中心軸線回り及び環状の軸線回りに回転させる。ドライブディスク４は、フレーム３に回転可能に支持される円盤状のベース２０と、ベース２０の外周部に互いに傾斜して回転可能に支持され、主輪５に接触する複数のドライブローラ２１（ローラ）とを有する。

本実施形態では、左右のドライブディスク４は、支持軸１４に回転可能に支持され、左右の下部フレーム１２の間に配置されている。左右のドライブディスク４は、円板状に形成され、中心部に貫通孔である軸受孔２３を有する。支持軸１４は、左右のドライブディスク４の軸受孔２３のそれぞれを通過している。左右のドライブディスク４は、軸線Ｘ１を中心として回転可能に支持軸１４に支持されている。各軸受孔２３にはボールベアリング等の軸受２４が装着され、軸受２４を介して支持軸１４に左右のドライブディスク４が支持されている。

左右のドライブディスク４の互いに相反する面にはドリブンプーリ３１がそれぞれ設けられている。ドリブンプーリ３１はドライブディスク４と同軸に設けられている。上部フレーム１１には、右側のドライブディスク４を駆動させるための右側のアクチュエータ６と、左側のドライブディスク４を駆動させるための左側のアクチュエータ６とが設けられている。アクチュエータ６は、例えば電動モータである。各アクチュエータ６の出力軸にはドライブプーリ３２が設けられている。左右において対応するドライブプーリ３２とドリブンプーリ３１とはベルト３３によって連結されている。左右のアクチュエータ６は互いに独立して回転可能であり、左右のドライブディスク４を独立して回転させる。

図１～図３に示すように、主輪５は、環状をなし、一対のドライブディスク４の間にドライブディスク４と同軸に配置され、複数のドライブローラ２１に接触し、中心軸線回り及び環状の軸線回りに回転可能となっている。本実施形態では、主輪５は、円環状の芯体３５と、芯体３５に回転可能に支持された複数のドリブンローラ３６とを有する。複数のドリブンローラ３６は、芯体３５の円周方向に等間隔で配列されている。各ドリブンローラ３６は、環状の芯体３５の軸線Ｘ３（環状の軸線）を中心として回転可能に芯体３５に支持されている。詳細には、各ドリブンローラ３６は、芯体３５に対するそれぞれの位置において、芯体３５の接線を中心として回転することができる。各ドリブンローラ３６は、外力を受けて芯体３５に対して回転する。

主輪５は、左右のドライブディスク４の外周部に沿って配置され、左右のドライブディスク４に設けられた複数のドライブローラ２１と接触している。左右のドライブディスク４のドライブローラ２１は、主輪５の内周部に接触し、左右両側から主輪５を挟持する。また、左右のドライブディスク４のドライブローラ２１は、主輪５の内周部に接触することによって、ドライブディスク４の軸線Ｘ１を中心とした径方向への変位を規制する。これにより、主輪５は左右のドライブディスク４に支持され、主輪５（芯体３５）の中心軸線は左右のドライブディスク４の軸線Ｘ１と同軸に配置される。主輪５は、複数のドリブンローラ３６において、左右のドライブディスク４の複数のドライブローラ２１に接触する。

図１に示すように、左右の下部プレート１３には尾輪アーム３８の左右の前端が左右に延びる軸線を中心として回動可能に支持されている。尾輪アーム３８の回転軸線は、ドライブディスク４の軸線Ｘ１と一致していてもよい。尾輪アーム３８は、前端から後方に向けて延び、前端が二股に分岐している。尾輪アーム３８の後端には、尾輪３９が設けられている。尾輪３９は、例えばオムニホイールであり、前後に延びる軸線を中心として回転可能に尾輪アーム３８の後端に支持されている。尾輪３９は尾輪アーム３８の後端に設けられた電動モータである尾輪モータ４０によって回転される。

左右のドライブディスク４が同一方向に同一の回転速度で回転する場合には、主輪５は左右のドライブディスク４と共に回転する。すなわち、主輪５は軸線Ｘ１と一致する自身の回転軸線を中心として回転し、倒立振子型車両１は前進あるいは後進する。このとき、ドライブディスク４のドライブローラ２１及び主輪５のドリブンローラ３６は芯体３５に対して回転しない。

左右のドライブディスク４間に回転速度差が生じる場合には、左右のドライブディスク４の回転に起因する円周（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２１から主輪５のドリブンローラ３６に作用する。ドライブローラ２１の軸線がドライブローラ２１の周方向に対して傾斜しているため、ドライブディスク４間に回転速度差に起因して分力が生じる。この分力によって、ドライブローラ２１がベース２０に対して回転すると共に、ドリブンローラ３６が芯体３５に対して回転する。これにより、主輪５は、回転軸線に沿った方向、すなわち倒立振子型車両１の左右方向に駆動力を発生させる。これにより、倒立振子型車両１は尾輪３９を中心として左右に回転する。

以下、図４～図１４を参照してドライブディスク４について詳細に説明する。ドライブディスク４の軸線Ｘ１に沿った方向において、主輪５側を向く方向を第１方向、相反する方向を第２方向とする。

図１２～図１４に示すように、各ドライブローラ２１は、軸部４３と、軸部４３の中央に設けられ、軸部４３に対して直径が大きいローラ本体部４４とを有する。ローラ本体部４４は、軸部４３に一体に形成されていてもよく、軸部４３に回転可能に支持されていてもよい。各ドライブローラ２１は、ドライブディスク４において、ドライブディスク４の軸線Ｘ１を中心として回転対称に配置される。各ドライブローラ２１は、ドライブディスク４の外周部に、周方向に等間隔に配置される。各ドライブローラ２１の軸部４３は、ドライブディスク４の周方向（接線方向）に対して傾斜し、かつドライブディスク４の軸線Ｘ１と直交する面に対して傾斜するように配置される。各ドライブローラ２１の一部は、ベース２０に対して第１方向に突出している。ドライブディスク４の周方向における一方側に配置される軸部４３の端部を第１端４３Ａとし、相反する側の端部を第２端４３Ｂとする。

図４に示すように、各ドライブディスク４のベース２０は、第１板金部材４７及び第２板金部材４８を有する。第１板金部材４７及び第２板金部材４８のそれぞれは、１枚の平板状の板金を切断加工、穴あけ加工、及び曲げ加工することによって形成されている。第１板金部材４７及び第２板金部材４８は、例えばステンレス等の合金鋼や炭素鋼、アルミニウム等の非鉄鋼材から形成されているとよい。

図５～図７に示すように、第１板金部材４７は、第１中央部５１と、第１中央部５１から径方向外方に延びる複数の第１アーム部５２とを有する。第１中央部５１は、円板形に形成されている。第１中央部５１は、第１方向を向く第１面５１Ａと、第２方向を向く第２面５１Ｂとを有する。第１中央部５１の軸線は、ドライブディスク４の軸線Ｘ１及びベース２０の軸線と一致する。

第１中央部５１の中心には、第１面５１Ａから第２面５１Ｂに貫通する円形の第１孔５１Ｃが形成されている。また、第１中央部５１において、第１孔５１Ｃの周囲には複数の第１ボルト孔５１Ｄが形成されている。第１孔５１Ｃは、ドライブディスク４の軸線Ｘ１と同軸に配置されている。

複数の第１アーム部５２は、ドライブディスク４の軸線Ｘ１を中心として互いに回転対称に形成されている。複数の第１アーム部５２は、ドライブディスク４の軸線Ｘ１を中心として互いに等間隔に配置されている。各第１アーム部５２は、第１中央部５１から径方向外方に延びる第１アーム基端部５３と、第１アーム基端部５３の先端から第１アーム基端部５３と異なる方向に延びる第１アーム先端部５４とを有する。

第１アーム基端部５３は、第１中央部５１と同一の平面上に配置されている。ドライブディスク４の軸線Ｘ１に沿った方向から見て、第１アーム基端部５３の延在方向は、第１中央部５１の径方向に対して角度を有してもよい。第１アーム基端部５３は、平板状に形成されている。第１アーム基端部５３は、第１中央部５１の第１面５１Ａと同一の平面上に配置された第１面５３Ａと、第１中央部５１の第２面５１Ｂと同一の平面上に配置された第２面５３Ｂとを有する。

第１アーム先端部５４と第１アーム基端部５３との境界には、直線状に延びる屈曲部５６が形成されている。屈曲部５６において、第１アーム先端部５４は第１アーム基端部５３に対して第２方向に屈曲されている。屈曲部５６において第１アーム基端部５３と第１アーム先端部５４とは鋭角をなすように屈曲されている。

第１アーム先端部５４は第１アーム基端部５３の先端からドライブディスク４の径方向外方に延びている。また、ドライブディスク４の軸線Ｘ１に沿った方向から見て、第１アーム先端部５４は第１アーム基端部５３に対して傾斜して延びている。ドライブディスク４の軸線Ｘ１に沿った方向から見て、第１アーム先端部５４は例えば第１アーム基端部５３に対して略垂直に延びている。また、第１中央部５１の第１面５１Ａ側から見て、第１アーム先端部５４は、第１アーム基端部５３からドライブディスク４の軸線Ｘ１を中心とした右回り方向に延びている。

第１アーム先端部５４は、平板状に形成されている。第１アーム先端部５４の第１面５４Ａは、第２方向かつドライブディスク４の軸線Ｘ１を中心とした周方向における一方側を向いている。第１アーム先端部５４の第２面５４Ｂは、第１方向かつドライブディスク４の軸線Ｘ１を中心とした周方向における他方側を向いている。

第１アーム先端部５４の第１面５４Ａは、屈曲部５６における曲面を介して第１アーム基端部５３の第１面５３Ａに連続している。同様に、第１アーム先端部５４の第２面５４Ｂは、屈曲部５６における曲面を介して第１アーム基端部５３の第２面５３Ｂに連続している。第１アーム先端部５４は、第１アーム先端部５４の長手方向に延びる第１側縁５４Ｃと第２側縁５４Ｄを有する。第１側縁５４Ｃは、第２側縁５４Ｄに対して第１方向に配置されている。

図３及び図４に示すように、第２板金部材４８は、第１板金部材４７に対して第２方向に配置されている。図８～図１０に示すように、第２板金部材４８は、第２中央部６１と、第２中央部６１から径方向外方に延びる複数の第２アーム部６２とを有する。第２中央部６１は、円板形に形成されている。第２中央部６１は、第１方向を向く第１面６１Ａと、第２方向を向く第２面６１Ｂとを有する。第２中央部６１の軸線は、ドライブディスク４の軸線Ｘ１と同軸に配置されている。第１中央部５１と第２中央部６１とは、互いに同軸に配置されている。

第２中央部６１の中心には、第１面６１Ａから第２面６１Ｂに貫通する円形の第２孔６１Ｃが形成されている。また、第２中央部６１において、第２孔６１Ｃの周囲には複数の第２ボルト孔６１Ｄが形成されている。第２孔６１Ｃは、ドライブディスク４の軸線Ｘ１と同軸に配置されている。

図３に示すように、第１中央部５１と第２中央部６１とは、スペーサ２６を介して複数のボルト６４及びナット６５によって締結されている。各ボルト６４は、第１ボルト孔５１Ｄ、スペーサ２６に形成されたボルト孔（不図示）、第２ボルト孔６１Ｄを通過している。軸受孔２３は、スペーサ２６の中央部にドライブディスク４の軸線Ｘ１と同軸に形成されている。

図８～図１０に示すように、複数の第２アーム部６２は、ドライブディスク４の軸線Ｘ１を中心として互いに回転対称に形成されている。複数の第２アーム部６２は、ドライブディスク４の軸線Ｘ１を中心として互いに等間隔に配置されている。各第２アーム部６２は、第２中央部６１から径方向外方に延びる第２アーム基端部６６と、第２アーム基端部６６の先端から第２アーム基端部６６と異なる方向に延びる第２アーム先端部６７とを有する。

第２アーム基端部６６は、第２中央部６１と同一の平面上に配置されている。ドライブディスク４の軸線Ｘ１に沿った方向から見て、第２アーム基端部６６の延在方向は、第１中央部５１の径方向に対して角度を有してもよい。第２アーム基端部６６は、平板状に形成されている。第２アーム基端部６６は、第２中央部６１の第１面６１Ａと同一の平面上に配置された第１面６６Ａと、第２中央部６１の第２面６１Ｂと同一の平面上に配置された第２面６６Ｂとを有する。

第２アーム先端部６７と第２アーム基端部６６との境界には、直線状に延びる屈曲部６８が形成されている。屈曲部６８において、第２アーム先端部６７は第２アーム基端部６６に対して第１方向に屈曲されている。屈曲部６８において第２アーム基端部６６と第２アーム先端部６７とは鈍角をなすように屈曲されている。

第２アーム先端部６７は第２アーム基端部６６の先端からドライブディスク４の径方向内方に延びている。また、第２中央部６１の第１面６１Ａ側から見て、第２アーム先端部６７は、第２アーム基端部６６からドライブディスク４の軸線Ｘ１を中心とした左回り方向に延びている。

第２アーム先端部６７は、平板状に形成されている。第２アーム先端部６７の第１面６７Ａは、第１方向かつドライブディスク４の軸線Ｘ１を中心とした周方向における一方側を向いている。第２アーム先端部６７の第２面６７Ｂは、第２方向かつドライブディスク４の軸線Ｘ１を中心とした周方向における他方側を向いている。

第２アーム先端部６７の第１面６７Ａは、屈曲部６８における曲面を介して第２アーム基端部６６の第１面６６Ａに連続している。同様に、第２アーム先端部６７の第２面６７Ｂは、屈曲部６８における曲面を介して第２アーム基端部６６の第２面６６Ｂに連続している。第２アーム先端部６７は、第２アーム先端部６７の長手方向に延びる第３側縁６７Ｃと第４側縁６７Ｄを有する。第３側縁６７Ｃは、第４側縁６７Ｄに対して第１方向に配置されている。

図４、図１２、及び図１３に示すように、ベース２０の周方向において、隣り合う２つの第１アーム先端部５４の間に複数の第２アーム先端部６７の１つが配置されている。同様に、ベース２０の周方向において、隣り合う２つの第２アーム先端部６７の間に複数の第１アーム先端部５４の１つが配置されている。すなわち、ベース２０の軸線Ｘ１を中心とした周方向において、第１アーム先端部５４と第２アーム先端部６７とは交互に配置されている。第１アーム先端部５４のそれぞれと第２アーム先端部６７のそれぞれとは、ベース２０の回転軸線に直交する１つの仮想平面上に配置されている。

隣り合う第１アーム先端部５４と第２アーム先端部６７は、ドライブローラ２１のローラ本体部４４を受容するローラ受容部６９を画定する。ローラ受容部６９は、第１アーム先端部５４の第２面５４Ｂと第２アーム先端部６７の第２面６７Ｂとによって画定される第１ローラ受容部６９Ａと、第１アーム先端部５４の第１面５４Ａと第２アーム先端部６７の第１面６７Ａとによって画定される第２ローラ受容部６９Ｂとを含む。第１ローラ受容部６９Ａと第２ローラ受容部６９Ｂとは、ベース２０の周方向に交互に配置されている。各ローラ受容部６９は、第１方向に向けて開口している。

図４～図７に示すように、第１アーム部５２のそれぞれは、第１支持部７１と、第１アーム部５２において第１支持部７１よりベース２０の径方向内方に配置された第２支持部７２とを有する。第１支持部７１と第２支持部７２とは第１アーム先端部５４に設けられ、第２支持部７２は第１支持部７１よりも第１アーム先端部５４の基端側に配置されている。

図４、及び図８～図１０に示すように、第２アーム部６２のそれぞれは、第３支持部７３と、第２アーム部６２において第３支持部７３よりベース２０の径方向外方に配置された第４支持部７４とを有する。第３支持部７３と第４支持部７４とは第２アーム先端部６７に設けられ、第４支持部７４は第３支持部７３よりも第２アーム先端部６７の基端側に配置されている。

図４及び図１３に示すように、隣り合う２つのドライブローラ２１の一方は、第１端４３Ａにおいて第１支持部７１に支持されると共に第２端４３Ｂにおいて第３支持部７３に支持される。また、隣り合う２つのローラの他方は、第１端４３Ａにおいて第４支持部７４に支持されると共に第２端４３Ｂにおいて第２支持部７２に支持される。これにより、第１アーム部５２及び第２アーム部６２のそれぞれは、隣り合う２つのドライブローラ２１の一方の第１端４３Ａと、隣り合う２つのドライブローラ２１の他方の第２端４３Ｂとを支持する。

図４～図１３に示すように、第１～第４支持部７１～７４は、ドライブローラ２１の軸部４３を受容する孔や溝であるとよい。第１支持部７１及び第３支持部７３の少なくとも一方は主輪５側、すなわち第１方向に開口した溝であることが好ましい。また、第２支持部７２及び第４支持部７４の少なくとも一方は、主輪５側、すなわち第１方向に開口した溝であるとよい。本実施形態では、第１支持部７１及び第２支持部７２は、第１アーム先端部５４の第１側縁５４Ｃに凹設された溝であり、第１アーム先端部５４の第１面５４Ａから第２面５４Ｂに貫通している。また、第３支持部７３及び第４支持部７４は、第２アーム先端部６７の第３側縁６７Ｃに凹設された溝であり、第２アーム先端部６７の第１面６７Ａから第２面６７Ｂに貫通している。

図１３に示すように、第１アーム先端部５４の第１面５４Ａと第２アーム先端部６７の第１面６７Ａとは、互いに傾斜して対向している。同様に、第１アーム先端部５４の第２面５４Ｂと第２アーム先端部６７の第２面６７Ｂとは、互いに傾斜して対向している。このため、任意のドライブローラ２１の第１端４３Ａを支持する第１支持部７１の軸線と、第２端４３Ｂを支持する第３支持部７３の軸線とは互いに傾斜している。また、任意のドライブローラ２１の第１端４３Ａを支持する第４支持部７４の軸線と、第２端４３Ｂを支持する第２支持部７２の軸線とは互いに傾斜している。

図４、及び図１４に示すように、ドライブローラ２１の第１端４３Ａ又は第２端４３Ｂは、第１アーム部５２又は第２アーム部６２に対するドライブローラ２１の角度を変更するためのブッシュ７６を介して第１～第４支持部７１～７４に支持されている。図１１及び図１４に示すように、ブッシュ７６は、第１～第４支持部７１～７４の少なくとも１つに当接する外周面７７Ａと、ドライブローラ２１の第１端４３Ａ又は第２端４３Ｂに当接する内周面とを有し、外周面７７Ａの軸線と内周面の軸線とが互いに傾斜している。また、外周面７７Ａは、周方向において中心からの距離が異なり、第１～第４支持部７１～７４の少なくとも１つに対して回転不能に支持されている。すなわち、ブッシュ７６は、第１～第４支持部７１～７４の少なくとも１つに回転不能に嵌合する。

本実施形態では、ブッシュ７６は、各ドライブローラ２１の第１端４３Ａに装着され、第１支持部７１及び第４支持部７４に支持されている。ブッシュ７６は、第１部分７７と、第１部分７７の端部に設けられた第２部分７８とを有する。第１部分７７及び第２部分７８の内部にはそれぞれを直線状に貫通する断面円形の内孔７９が形成されている。ブッシュ７６の内周面は、内孔７９の壁面によって形成されている。

内孔７９と略直交する方向において、第２部分７８の幅は第１部分７７の幅よりも大きく形成されている。第２部分７８の第１部分７７側の端面７８Ａは、第１部分７７の外周面７７Ａと直交する平面に形成されている。第２部分７８の第１部分７７と相反する側の端面７８Ｂは、内孔７９と直交する平面に形成されている。第２部分７８の外周面７８Ｃは、内孔７９と同軸となる円周面に形成されているとよい。第１部分７７の外周面７７Ａは、周方向において半径が異なっており、例えば半円筒部と、半円筒部の直径を一辺の長さとする直方体部とを組み合わせて形成されているとよい。第２部分７８の端面７８Ａに垂直な直線と、内孔７９の軸線とは互いに傾斜している。

第１部分７７の外周面７７Ａは、溝形に形成された第１支持部７１及び第４支持部７４に、回転不能に嵌合する。このとき、第２部分７８は、第１支持部７１及び第４支持部７４に嵌合することはできない。第２部分７８の端面７８Ａは、第１アーム先端部５４の第２面５４Ｂ又は第２アーム先端部６７の第１面６７Ａに当接し、ブッシュ７６の第１支持部７１の軸線方向又は第４支持部７４の軸線方向への移動を規制する。第２部分７８の端面７８Ａは、第１アーム先端部５４の第２面５４Ｂ又は第２アーム先端部６７の第１面６７Ａに対して平行に配置され、面接触することが好ましい。

ドライブローラ２１をベース２０に装着する方法について説明する。最初に、作業者は、ドライブローラ２１の第１端４３Ａをブッシュ７６の内孔７９に挿入する。このとき、作業者は、第１端４３Ａを第２部分７８の端面７８Ｂ側から内孔７９に挿入する。

第１ローラ受容部６９Ａにドライブローラ２１を配置する場合、作業者は、ブッシュ７６を第１支持部７１に挿入すると共に、第２端４３Ｂを第３支持部７３に挿入する。これにより、ブッシュ７６の端面７８Ａは、第１アーム先端部５４の第２面５４Ｂに対向する。第１支持部７１に支持されたブッシュ７６の内孔７９の軸線は、第１支持部７１の軸線に対して傾斜し、第３支持部７３の軸線と一致する。これにより、ドライブローラ２１の軸線は、第１支持部７１に支持されたブッシュ７６の内孔７９の軸線及び第３支持部７３の軸線と一致する。

第２ローラ受容部６９Ｂにドライブローラ２１を配置する場合、作業者は、ブッシュ７６を第４支持部７４に挿入すると共に、第２端４３Ｂを第２支持部７２に挿入する。これにより、ブッシュ７６の端面７８Ａは、第２アーム先端部６７の第１面６７Ａに対向する。第４支持部７４に支持されたブッシュ７６の内孔７９の軸線は、第４支持部７４の軸線に対して傾斜し、第２支持部７２の軸線と一致する。これにより、ドライブローラ２１の軸線は、第４支持部７４に支持されたブッシュ７６の内孔７９の軸線及び第２支持部７２の軸線と一致する。

本実施形態に係るドライブディスク４では、複数のドライブローラ２１を回転可能に支持するベース２０の主要部を第１板金部材４７及び第２板金部材４８によって形成することができるため、ドライブディスク４の製造を容易にすることができる。第１アーム部５２及び第２アーム部６２のそれぞれは、隣り合う２つのドライブローラ２１の一方の第１端４３Ａと、隣り合う２つのドライブローラ２１の他方の第２端４３Ｂとを支持するため、ドライブローラ２１をスペース効率良く配置することができる。具体的には、複数の第１アーム部５２と複数の第２アーム部６２とがドライブディスク４の周方向に交互に配置され、１つの第１アーム部５２が第１支持部７１及び第２支持部７２を有し、１つの第２アーム部６２が第３支持部７３及び第４支持部７４を有するため、ドライブローラ２１をスペース効率良く配置することができる。

ドライブローラ２１の一方の端部である第１端４３Ａに、外周面７７Ａに対して傾斜した内孔７９を有するブッシュ７６を装着したため、第１アーム部５２において第１支持部７１と第２支持部７２とを同一平面上に配置することができる。すなわち、第１支持部７１と第２支持部７２とを互いに傾斜させる必要がない。同様に、第２アーム部６２において第３支持部７３と第４支持部７４とを同一平面上に配置することができ、第３支持部７３と第４支持部７４とを互いに傾斜させる必要がない。このため、第１アーム部５２及び第２アーム部６２の加工を容易にすることができる。

第１～第４支持部７１～７４を溝形にしたため、ドライブローラ２１の取付作業を容易にすることができる。ドライブディスク４と主輪５とが組み合わされた状態では、主輪５が各ドライブローラ２１を第２方向に押すため、各ドライブローラ２１は第１～第４支持部７１～７４に支持された状態に維持される。

以上で具体的実施形態の説明を終えるが、本発明は上記実施形態に限定されることなく幅広く変形実施することができる。例えば、ベース２０において、第１板金部材４７と第２板金部材４８とに介装されたスペーサ２６は省略してもよい。この場合、図１５に示すように、第１板金部材４７と第２板金部材４８とが直接に当接するとよい。例えば、第１板金部材４７の第１中央部５１に第２方向に膨出する第１突当部８１を設け、第２板金部材４８の第２中央部６１に第１方向に膨出する第２突当部８２を設けるとよい、第１突当部８１と第２突当部８２とがドライブディスク４の軸線Ｘ１に沿った方向に互いに当接することによって、第１板金部材４７と第２板金部材４８との相対位置が定まる。第１突当部８１と第２突当部８２とは、ボルト６４及びナット６５によって互いに締結されているとよい。また、第１突当部８１の中央に第１方向に延びる円筒形の第１ボス８３が設けられ、第２突当部８２の中央に第２方向に延びる円筒形の第２ボス８４が設けられるとよい。軸受孔２３は、第１ボス８３及び第２ボス８４の内孔によって形成されるとよい。

ドライブローラ２１の第２端４３Ｂは、内周面及び外周面が同軸に形成された円筒形のブッシュを介して第２支持部７２及び第３支持部７３に支持されてもよい。

ブッシュ７６は、第１端４３Ａに代えて第２端４３Ｂに装着されてもよい。すなわち、ドライブローラ２１は、第１支持部７１と同軸に配置され、ブッシュ７６によって第３支持部７３に対して傾斜して配置されてもよい。同様に、ドライブローラ２１は、第１支持部７１と同軸に配置され、ブッシュ７６によって第３支持部７３に対して傾斜して配置されてもよい。

１ ：倒立振子型車両
２ ：摩擦式駆動装置
４ ：ドライブディスク
５ ：主輪
２１ ：ドライブローラ
２６ ：スペーサ
４３Ａ ：第１端
４３Ｂ ：第２端
４４ ：ローラ本体部
４７ ：第１板金部材
４８ ：第２板金部材
５１ ：第１中央部
５２ ：第１アーム部
５３ ：第１アーム基端部
５４ ：第１アーム先端部
６１ ：第２中央部
６２ ：第２アーム部
６６ ：第２アーム基端部
６７ ：第２アーム先端部
６９ ：ローラ受容部
６９Ａ ：第１ローラ受容部
６９Ｂ ：第２ローラ受容部
７１ ：第１支持部
７２ ：第２支持部
７３ ：第３支持部
７４ ：第４支持部
７６ ：ブッシュ
７７ ：第１部分
７７Ａ ：外周面
７８ ：第２部分
７８Ａ ：端面
７８Ｂ ：端面
７８Ｃ ：外周面
７９ ：内孔

Claims (9)

1. 環状の主輪の両側にそれぞれ配置され、前記主輪に摩擦力を与えて前記主輪を中心軸線回り及び環状の軸線回りに回転させるドライブディスクであって、
   フレームに回転可能に支持される円盤状のベースと、
   前記ベースの外周部に互いに傾斜して回転可能に支持され、前記主輪に接触する複数のローラとを有し、
   前記ベースは、第１板金部材及び第２板金部材を有し、
   前記第１板金部材は、第１中央部と、前記第１中央部から径方向外方に延びる複数の第１アーム部とを有し、
   前記第２板金部材は、第２中央部と、前記第２中央部から径方向外方に延びる複数の第２アーム部とを有し、
   前記第１中央部と前記第２中央部とは互いに同軸に配置され、
   前記ローラのそれぞれは、それぞれの軸線方向において第１端と第２端とを有し、
   前記第１アーム部及び前記第２アーム部のそれぞれは、隣り合う２つの前記ローラの一方の前記第１端と、隣り合う２つの前記ローラの他方の前記第２端とを支持するドライブディスク。
2. 前記ベースの周方向において、隣り合う２つの前記第１アーム部の先端部の間に複数の前記第２アーム部の１つの先端部が配置されている請求項１に記載のドライブディスク。
3. 前記第１アーム部の前記先端部のそれぞれと、前記第２アーム部の前記先端部のそれぞれとは、前記ベースの回転軸線に直交する１つの仮想平面上に配置されている請求項２に記載のドライブディスク。
4. 前記第１アーム部の前記先端部は前記ベースの径方向外方に延び、
   前記第２アーム部の前記先端部は前記ベースの径方向内方に延びている請求項３に記載のドライブディスク。
5. 前記第１アーム部のそれぞれは、第１支持部と、前記第１アーム部において前記第１支持部よりも前記ベースの径方向内方に配置された第２支持部とを有し、
   前記第２アーム部のそれぞれは、第３支持部と、前記第２アーム部において前記第３支持部よりも前記ベースの径方向外方に配置された第４支持部とを有し、
   隣り合う２つの前記ローラの一方は、前記第１端において前記第１支持部に支持されると共に前記第２端において前記第３支持部に支持され、
   隣り合う２つの前記ローラの他方は、前記第１端において前記第４支持部に支持されると共に前記第２端において前記第２支持部に支持される請求項１～請求項４のいずれか１つの項に記載のドライブディスク。
6. 前記ローラの前記第１端又は前記第２端は、前記第１アーム部又は前記第２アーム部に対する前記ローラの角度を変更するためのブッシュを介して前記第１～第４支持部に支持されている請求項５に記載のドライブディスク。
7. 前記ブッシュは、前記第１～第４支持部の少なくとも１つに当接する外周面と、前記ローラの前記第１端又は前記第２端に当接する内周面とを有し、
   前記外周面の軸線と前記内周面の軸線とが互いに傾斜している請求項６に記載のドライブディスク。
8. 前記外周面は、周方向において中心からの距離が異なり、前記第１～第４支持部の少なくとも１つに対して回転不能に支持されている請求項７に記載のドライブディスク。
9. 前記第１支持部及び前記第３支持部の少なくとも一方は前記主輪側に開口した溝であり、
   前記第２支持部及び前記第４支持部の少なくとも一方は前記主輪側に開口した溝である請求項５～請求項８のいずれか１つの項に記載のドライブディスク。

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