JPH052554B2 - - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 （産業上の利用分野） 本発明は各一対の前輪および後輪を四角形に配
置し、対角位置の２つの車輪を駆動輪とし、各車
輪を垂直な操向軸回りに回動させてステアリング
する電動車輌のステアリング装置に関するもので
ある。

（発明の背景） 床清掃用車などの電動車輌において、四角形に
配設した４つの車輪のうち対角位置の２つの車輪
を駆動輪とし、各車輪をそれぞれ垂直な操向軸回
りに転舵可能とした電動車輌が考えられている。
この場合、走行用電動機と駆動輪とを一体化して
ユニツトを形成し、２つのユニツト全体を垂直な
操向軸回りに回動して操舵するように構成するこ
とにより構成の簡単化を図つたものがある（例え
ば特願昭60−279892号）。ここに従来はこの２つ
のユニツトを駆動輪の接地点を通る操向軸回りに
回動自在に取付け、他の２つの非駆動輪をキヤス
タ輪としていた。

このように駆動輪をその接地点を中心に転舵さ
せ、また非駆動輪をキヤスタ輪とする車輌では、
車輌停止状態で操舵した場合すなわちすえ切りを
行う場合に駆動輪が床面を強くこすることにな
り、床面を傷付けるという問題が生じる。またす
え切り後の走行方向によつては非駆動輪であるキ
ヤスタ輪が走行方向に円滑に追随できず。特にす
え切り転舵後の走行初期の動きが円滑でなくなる
という問題が生じる。

（発明の目的） 本発明はこのような事情に鑑みなされたもので
あり、対角位置の２つの車輪を駆動輪とし、全て
の車輪を転舵可能とした電動車輌において、車輌
を停止したまますえ切り転舵しても床面を傷める
おそれがなく、すえ切り転舵後の走行が円滑にな
る電動車輌のステアリング装置を提供することを
目的とする。

（発明の構成） 本発明によればこの目的は、左右一対の前輪お
よび左右一対の後輪をそれぞれ左右対称に配置
し、対角位置の２つの車輪をそれぞれ別個の直流
電動機で独立に駆動される駆動輪とし、他の２つ
の車輪を非駆動輪とする一方、各車輪を垂直な操
向軸回りに回動させてステアリングする電動車輌
のステアリング装置において、２つの前輪および
２つの後輪をそれぞれ連動して逆方向に転舵する
と共に、両前輪および両後輪の一方の各車輪の操
向軸をこれらの車輪の間に、また他方の各車輪の
操向軸をこれらの車輪の外側にそれぞれ車輪の中
心から車輪軸方向に偏位させ、前記各電動機を直
列接続して共通１個の制御系で制御することを特
徴とする電動車輌のステアリング装置、により達
成される。

（実施例） 第１図は本発明の一実施例である自走式床清掃
ロボツトのステアリング装置を示す平面図、第２
図はこのロボツトの斜視図である。

これらの図で符号１０，１０Ａ〜１０Ｄは４個
の同径の車輪である。各車輪１０は４角形を形成
するように配置され、対角位置の２つの車輪１０
Ａと１０Ｃには走行用直流電動機１２，１２が一
体に組付けられ、ユニツト１４，１４が形成され
ている。このユニツト１４，１４に含まれる車輪
１０Ａ，１０Ｃが駆動輪となる。前輪１０Ａ，１
０Ｂは左右対称に配置され、これらの操向軸１６
Ａ，１６Ｂは前輪１０Ａ，１０Ｂの車輪軸上を車
体の外側へ偏位した位置にあつて垂直である。ま
た後輪１０Ｃ，１０Ｄは左右対称に配置され、こ
れらの操向軸１６Ｃ，１６Ｄは後輪１０Ｃ，１０
Ｄの車輪軸上を車体の内側内側に偏位した位置に
あつて垂直である。両駆動軸１０Ａ，１０Ｃの電
動機１２，１２は直列接続され、これらは共通１
個の制御系によつて制御される。

左右の前輪１０Ａ，１０Ｂは歯車列によつて一
体的に転舵するよう連動し、その転舵角は電動機
２０により制御される。左右の後輪１０Ｃ，１０
Ｄも同様に歯車列によつて一体的に転舵するよう
に連動し、その転舵角は電動機２２により制御さ
れる。

なお第２図において２４は電池、２６は回転パ
ツド、２８は散水・回収タンク、３０は制御機、
３２は操作盤である。回転パツド２６はこのロボ
ツトの走行中に床面を研摩する。３４，３４は吸
引装置であり、ロボツトの走行中に回転パツド２
６の前方から散布された洗剤や水やワツクス等を
回転パツド２６の後方で吸引して回収するもので
ある。このロボツトは、多数の距離センサなどに
よつて壁との接触を避けつつ床面をくまなく移動
するように自動制御されて清掃を行う。

今ロボツトの停車中に電動機２０，２２を駆動
すれば、歯車列によつて左右一対の前輪１０Ａ，
１０Ｂあるいは左右一対の後輪１０Ｃ，１０Ｄは
それぞれの操向軸１６を中心にして左右に転舵さ
れる。この時、操向軸１６は各車輪１０の中心Ａ
〜Ｄから車輪軸上で偏位しているから、各車輪１
０は操向軸１６を中心とする円上を転動する。す
なわち操向軸１６は各車輪１０の接地点上にはな
いから、転舵によつて車輪１０が床面を強くこす
ることがなくなり、床面を傷めることがない。

また非駆動輪１０Ｂ，１０Ｄはキヤスタ輪では
なく、駆動輪１０Ａ，１０Ｃと連動して転舵され
るから、停車したままの転舵すなわちすえ切り転
舵後の走行時に非駆動輪１０Ｂ，１０Ｄが円滑に
追随し、円滑な走行が可能になる。

従つて左旋回時には外輪側の駆動輪１０Ａは減
速し、内輪側にある駆動輪１０Ｃが増速し、両者
の和はほぼ零となつて打消し合う。このため逆起
電圧の合計はほとんど変化せず、両電動機１２，
１２の安定した運転が可能になる。

以上の実施例では両前輪１０Ａ，１０Ｂあるい
は両後輪１０Ｃ，１０Ｄを歯車列を用いて連動さ
せているが、本発明はこれに代えてリンク機構に
より連動させたり、他の機構で連動させてもよい
のは勿論である。

また実施例では前輪１０Ａ，１０Ｂを操向軸１
６Ａ，１６Ｂより車体内側へ配置したが、前後逆
にして前輪を操向軸より車体外側に、後輪を操向
軸より車体内側に配設しても同様の効果が得られ
る。

（発明の効果） 本発明は以上のように前後輪を互いに逆方向に
転舵すると共に、各車輪の操向軸を車輪の中心か
ら車輪軸方向に偏位させたものであるから、特に
車体を停止した状態で転舵するすえ切り時に車輪
が床面を強くこすることなく転動する。このため
床面を傷めることなく円滑な転舵が可能になる。

また前・後輪の一方の操向軸は両車輪の間に、
他方の操向軸は両車輪の外側に配置したから、両
駆動輪の転舵時には一方が増速し他方が減速する
ことになる。ここに両駆動輪の電動機の逆起電圧
は一方が増加し他方が減少するが、これら電動機
は直列接続されているので両逆起電圧の和の増減
はほとんど無くなる。このため共通１個の制御系
で安定した運転が可能になる。

さらに１個の電動機の駆動力を機械的な差動装
置や機械的な連動機構を介して各駆動輪に伝える
もののように機械的部材が増えず、構造が簡単に
なる。従つて各部材の配置上の制約が少なく設計
自由度が増える効果もある。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明の一実施例を示す平面図、第２
図はこれを適用した清掃ロボツトの斜視図であ
る。 １０Ａ，１０Ｃ……駆動輪、１０Ｂ，１０Ｄ…
…非駆動輪、１２……走行用直流電動機、１６…
…操向軸、Ａ〜Ｄ……車輪中心。

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １ 左右一対の前輪および左右一対の後輪をそれ
   ぞれ左右対称に配置し、対角位置の２つの車輪を
   それぞれ別個の直流電動機で独立に駆動される駆
   動輪とし、他の２つの車輪を非駆動輪とする一
   方、各車輪を垂直な操向軸回りに回動させてステ
   アリングする電動車輌のステアリング装置におい
   て、 ２つの前輪および２つの後輪をそれぞれ連動し
   て逆方向に転舵すると共に、両前輪および両後輪
   の一方の各車輪の操向軸をこれらの車輪の間に、
   また他方の各車輪の操向軸をこれらの車輪の外側
   にそれぞれ車輪の中心から車輪軸方向に偏位さ
   せ、前記各電動機を直列接続して共通１個の制御
   系で制御することを特徴とする電動車輌のステア
   リング装置。