JPH08133119A

JPH08133119A - 車両の駆動装置

Info

Publication number: JPH08133119A
Application number: JP27790094A
Authority: JP
Inventors: Takahiro Onoda; 貴啓小野田; Takashi Sugiyama; 敬史杉山; Yoshihiro Hori; 義博堀; Shigeru Iketani; 茂池谷; Shinji Fukamachi; 信二深町; Shuichi Ozaki; 修一尾崎; Hironari Suzuki; 博斉鈴木; Yutaka Tsuzuki; 豊都築; Koichi Inoue; 浩一井上; Naoya Nagahama; 直哉長浜
Original assignee: Toyota Motor Corp
Current assignee: Toyota Motor Corp
Priority date: 1994-11-11
Filing date: 1994-11-11
Publication date: 1996-05-28

Abstract

(57)【要約】【目的】タイヤの向きを変えることなく前後左右斜め
任意方向への動きを可能にした車両の駆動装置を提供
し、運転操作を容易にすること。【構成】レッグ５の下端に設けたホイール１１を、ス
プロケット１５とチエーン１６を介して第１駆動モータ
１７で回転駆動する。ホイール１１の円周上に配置した
８本の樽型車輪２０の軸端のスプロケットと、ホイール
１１に突設したデフケース１２，１３内のサイドギヤ２
６〜２９に噛合するピニオン２３のスプロケットとをチ
エーンで接続し、第２駆動モータ３４が、チェーン３
３、スプロケット３２、スプラインシャフト３１、サイ
ドギヤ２７，２９を介して樽型車輪２０を回転駆動する
ように構成する。この樽型車輪２０がホイール１１と共
に回転する第１の車輪としての回転接地面と、第１の車
輪の回転方向に垂直な方向に回転する第２の車輪として
の回転接地面とを兼ねる。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、車両の駆動装置に関す
る。

【０００２】

【従来の技術】従来の車両、例えば自動車では、ドライ
バーがステアリング系を操作してタイヤの向きを変え、
その方向にタイヤが転動して始めて旋回や方向転換がで
きるようになっている。

【０００３】

【発明が解決しようとする課題】したがって、ステアリ
ングの舵角で旋回半径が規制されるから、もっと自由に
方向転換したいという要望がある。自動車の車庫入れや
縦列駐車等において、ステアリング操作に手間取ってい
るドライバーが多いからである。ところで、特開平4-29
7368号公報には、ステアリング系とは別に、ステアリン
グホイールの旋回動作に連動して、左右輪に制動力と駆
動力を別々に作用させ、ステアリング特性を改善するよ
うにした例が開示されている。しかしながら、この技術
によっても、車両の真横への動きには、依然として限界
があった。また、通常の車両では運転席は前進方向を向
いたままであり、後退するときなど運転がしずらいとい
う問題があった。

【０００４】そこで本発明は、タイヤの向きを変えるこ
となく車両の真横への動きを可能にし、さらに、運転席
の向きを変えることができるようにして車両の運転操作
を容易にすることを解決すべき技術的課題とする。

【０００５】

【課題を解決するための手段】このために、以下のよう
な車両の駆動装置を創作した。すなわち、第１の発明
は、車輪を備えた車両の駆動装置において、車輪の回転
方向に垂直な方向に回転する第２の車輪を車輪の回転接
地面と第２の車輪の回転接地面とを兼ねるように設ける
とともに、車輪、第２の車輪を別々に駆動する車輪駆動
手段を設けたことを特徴としている。また、第２の発明
は、上記の車両の駆動装置において、コックピットの向
きを前記車輪駆動手段とは独立して制御し得るコックピ
ット制御手段と、コックピットの向きを常に、前進方向
と判断して、前記車輪駆動手段を制御する車両駆動手段
とを設けたことを特徴としている。

【０００６】

【作用】したがって、車輪の回転方向に垂直な方向に回
転する第２の車輪を駆動することにより、車両を真横に
も動かすことができる。また、コックピットの向きが単
独に変更されても、コックピットの向きを常に、前進方
向と判断して、前記車輪駆動手段を制御するため、運転
者の方向感覚にマッチした操作性を保持することができ
る。

【０００７】

【実施例】本発明の一実施例を図面に基づいて説明す
る。図１に示す車両１は、大別すると、運転者を乗せる
コックピット２が設けられたアッパーボデー３、アッパ
ーボデー３を回動自在に支持するアンダボデー４、アン
ダボデー４から下方に延びスイング動作可能な３本のレ
ッグ５、各レッグ５先端に取付けられた複合車輪６から
構成されている。

【０００８】まず、アッパーボデー３の回動機構につい
て説明する。図３及び図４に示すように、前記アンダボ
デー４に立軸のモータ７が備えられ、モータ７の出力軸
端に駆動ギヤ７ａが取付けられている。一方、アンダボ
デー４にベアリング４ａを介して鉛直軸線回りの回動が
自在に支持されたアッパーボデー３には、駆動ギヤ７ａ
が噛合するリングギヤ３ａが設けられ、駆動ギヤ７ａの
回転によってアッパーボデー３が回動するようになって
いる。図１中、８は電源となるバッテリーを示し、９は
運転制御装置を示している。この運転制御装置９に、モ
ータ７を回転させるコックピット旋回スイッチ（図示省
略）が設けられていて、本発明でいうコックピット制御
手段が上記のように構成されている。なお、運転制御装
置９は、アンダボデー４に対するアッパーボデー３の回
転角位置を検出するロータリーエンコーダや、操縦桿
（ジョイスティックともいう）等が接続されているが、
それらについては、制御の概要とともに後述する。

【０００９】次に、レッグ５のスイング機構について説
明する。図１及び図２に示すように、３本のレッグ５は
アンダボデー４のスカート部４ｂに設けられた支軸４ｃ
により回動自在に支持されて１２０°間隔で放射状に延
び、レッグ５の先端部には複合車輪６が取付けられ、後
端部にはエアシリンダ１０のロッド１０ａが接続されて
いる。エアシリンダ１０は、図５参照、前記スカート部
４ｂに設けられた支持フレーム４ｄに軸４ｅ回りの回動
が可能に取付けられており、ロッド１０ａが伸縮する
と、複合車輪６を接地させた状態でレッグ５が回動する
結果、アンダボデー４がその上のコックピット２と共に
昇降動する（図１参照）。なお、本例の場合、エアシリ
ンダ１０は、図示省略のエアボンベから高圧エアの供給
を受けて作動する構成である。図５中、１７及び３３
は、次述する複合車輪６の第１及び第２駆動モータを示
す。

【００１０】次に、複合車輪６及び車輪駆動手段につい
て説明する。図６及び図７に示すように、レッグ５の下
端部に配置される円盤状ホイール１１の中心部左右側面
にデフケース１２，１３が突設され、図示左側のデフケ
ース１２が、レッグ５に取付けられたベアリング１４を
介して水平軸線回りに回動自在に支持されている。さら
に、デフケース１２に固設されたスプロケット１５がチ
ェーン１６により第１駆動モータ１７のスプロケット１
７ａに連結され、第１駆動モータ１７にてホイール１１
が回転駆動されるようになっている。

【００１１】ホイール１１の左右両面には略Ｌ字状のブ
ラケット１８がホイール１１の円周上９０°等分位置に
配設され、それらのブラケット１８にて樽型車輪２０の
車軸１９が支持されていて、樽型車輪２０で複合車輪６
の外周面が形成されている。すなわち、これらの樽型車
輪２０は、ホイール１１の中心軸線回りに回る第１の車
輪としての回転接地面と、第１の車輪の回転方向に垂直
な方向に回る第２の車輪としての回転接地面とを兼ねる
ように設けられているのである。なお、本例では複合車
輪６を構成する樽型車輪２０を８本としたので、ホイー
ル１１の左右両面において、樽型車輪２０の取付位置は
ホイールの周方向に４５°オフセットしてあり、ホイー
ル１１の回転角位置にかかわらず、常に、いずれかの樽
型車輪２０が確実に接地するようになっている。

【００１２】また、各樽型車輪２０の片側の車軸１９に
取付けられたスプロケット２１と、デフケース１２，１
３内にベアリング２２を介して回動自在に設けられたピ
ニオン２３の各支軸に取付けられたスプロケット２４と
がチェーン２５にて連結されていて、図６に示すホイー
ル１１左側の４個のピニオン２３はデフケース１２内の
サイドギヤ２６，２７と噛合し、ホイール１１右側の４
個のピニオン２３はデフケース１３内のサイドギヤ２
８，２９と噛合している。なお、サイドギヤ２６，２８
はそれぞれ回動自在に軸支されているが、サイドギヤ２
７，２９は、レッグ５にベアリング３０を介して支持さ
れたスプラインシャフト３１に結合されて一体回転する
ようになっている。そして、スプラインシャフト３１に
固着されたスプロケット３２がチェーン３３により第２
駆動モータ３４のスプロケット３４ａに連結されてい
る。

【００１３】したがって、各レッグ５において、第１駆
動モータ１７が回転すると、チェーン１６を介してスプ
ロケット１５が回り、デフケース１２とホイール１１と
デフケース１３とが一体で回転する。すなわち、ホイー
ル１１の回転と共に樽型車輪２０が回転（公転）して第
１の車輪として作用する。他方、第２駆動モータ３４が
回転すると、チェーン３３、スプロケット３２及びスプ
ラインシャフト３１を介してサイドギヤ２６，２８が回
転し、さらにピニオン２３、スプロケット２４、チェー
ン２５及びスプロケット２１を介して樽型車輪２０が駆
動されて、樽型車輪２０が第１の車輪の回転方向に垂直
な方向に回転（自転）して第２の車輪として作用する。
すなわち、両モータ１７，３４を同時に制御することに
よって、複合車輪６を、車輪の向きを変えることなく、
前後左右斜めの任意方向へ動かすことができるのであ
る。

【００１４】次に、前記運転制御装置９について説明す
る。図８は制御の概要を示すブロック図である。運転制
御装置９には、同図に示す操縦桿４１、コックピット旋
回スイッチ４２、アンダーボデー旋回スイッチ４３、ボ
デー昇降スイッチ４４が設けられており、操縦桿４１操
作時の進行方向指令信号がマイコン４５に入力され、上
記各スイッチによる動作指令信号がコントローラ（Ｐ
Ｃ）４６に入力されるようになっている。マイコン４５
は、ロータリーエンコーダ４７からのアッパーボデー３
の回転角位置検出信号と、コントローラ４６を介した上
記各スイッチによる動作指令信号とに基づいて、予め記
憶している所定のプログラムによって前述の各モータ１
７，３４の回転速度と回転方向とを演算し、その結果の
制御信号を出力する。この場合、コックピット２の正面
が常に進行方向と規定され、その進行方向に全部の複合
車輪６を転動させるべく、各レッグ５のホイール１１及
び樽形車輪２０の回転速度が演算される。マイコン４５
の出力側は、電源バッテリーと各モータ７，１７，３４
との間に設けられたモータ速度制御用トランジスタ４８
と、コントローラ４６とに接続されている。また、コン
トローラ４６は、各モータ７，１７，３４の回転方向を
切り換えるリレー４９と、ボデー昇降用のエアシリンダ
１０とエアボンベ１０ａ間に介装されたソレノイドバル
ブ１０ｂとを制御できるように接続されている。本発明
でいう車両駆動手段は上記のように構成されている。な
お、本例では、前述したコックピット制御手段を構成す
るコックピット旋回スイッチ４２とモータ７とを運転制
御装置９（図９参照）内に示しているが、これらを運転
制御装置９から外して独立した回路構成にすることもで
きる。

【００１５】上述の駆動装置を備えた車両１の運転操作
について、以下に説明する。さて、コックピット２に入
った運転者がコックピット旋回スイッチ４２を押すと、
アッパーボデー３共々コックピット２が旋回する。ま
た、所望の方向に操縦桿４１を倒すと、コックピット２
の正面が、常に、前進方向と判断されたうえでそのとき
の操縦桿４１の倒れた方向に対応させてホイール１１及
び樽形車輪２０が回転駆動されるため、車両１を所望の
方向に進めることができる。また、アンダーボデー旋回
スイッチ４３を押すと、樽形車輪２０の回転によってア
ンダボデー４がその場で旋回する。このときには、アッ
パーボデー３はアンダボデー４に対して反対方向に回転
して、コックピット２の向きを変えないようになってい
る。したがって、これらの制御によって運転者の方向感
覚にマッチした操作性を保持することができるため、狭
い場所での運転が容易にできる。

【００１６】さらに、ボデー昇降スイッチ４４を押す
と、３本のレッグ５がスイング動作をし、アンダボデー
４、アッパーボデー３及びコックピット２が一緒に上下
に動く。この機能は、ラフロードの走行に便利である。
なお、レッグ５を個別に制御し、ボデーの昇降に合わせ
て、ホイール１１及び樽形車輪２０を適宜に回転駆動す
ることによって、尺とり虫のような動きで前進すること
ができるから、例えば段差を乗り越えることが簡単にで
きる。

【００１７】本実施例の車両１の駆動装置は上記の構成
となっているから、以下の効果を奏する。複合車輪６は樽形車輪２０の回転により、路面との滑
りがほとんどなく、最適なグリップ力が得られ、車輪の
磨耗が少ない。その場旋回を応用すれば、車庫入れ、幅寄せ、方向転
換が操縦桿４１を使って誰でも迅速かつ容易に行える。複合車輪６の向きを変えずに、前後左右斜め任意の方
向に走行できるため、ぬかるみやラフロードであっても
路面を選んで走行できる。また、コックピット２は、常
に進行方向を向いているが、必要に応じて自在に向きを
変えることができる。したがって、運転者は、常に進行方向を向いて操縦桿
を自身の感覚どうりに操作すれば良いから、運転し易
く、かつ安全性が確保される。

【００１８】ところで、前述した複合車輪６の例では、
図７参照、８本の樽型車輪２０をホイール１１と同心の
真円を作るように配置したが、この樽型車輪２０を例え
ばソリッドタイヤにすると、樽の真ん中と両端部とでは
ゴムの厚みが異なるから、タイヤが転動するときに変形
量に差ができてしまう。これを解決するためには、図９
に示すように、樽型車輪１２０の外形を車輪の半径Ｒよ
り大きな曲率の樽形とし、樽型車輪１２０の両端部を真
円からはみ出させて配置して、予め車輪外形を補正して
おくことが考えられる。なお、前述の樽型車輪２０と比
べた形状の差を、図中にＳで代表して示す。このように
すると、使用時に樽型車輪１２０の変形量に極端な差が
できず、転動が滑らかになり、車輪の回転角位置によっ
て車軸が上下動することが少なくなって乗り心地が良く
なるという作用効果がある。

【００１９】なお、上記実施例の車両１の駆動装置にお
いて、複合車輪６の数に制約はなく、また各部の動力伝
達機構を適宜な機構、例えばベルト式に置き換えても良
い。この他、当業者の知識に基づき、種々の変更を加え
た態様で本発明を実施し得ることは勿論である。

【００２０】

【発明の効果】以上説明したように、本発明によれば、
車輪の回転方向に垂直な方向に回転する第２の車輪を駆
動することにより、車両を真横にも動かすことができる
から、車両の旋回や方向転換が容易になる。また、コッ
クピットの向きを常に、前進方向と判断して車輪駆動手
段を制御するため、運転者の方向感覚にマッチした操作
性を保持することができ、車両の運転が楽にできる。

【図面の簡単な説明】

【図１】実施例の車両を示す概略正面図である。

【図２】アッパーボデーを取り外した車両の平面図であ
る。

【図３】アッパーボデーの平面図である。

【図４】アッパーボデーとアンダーボデーの要部を破断
した側面図である。

【図５】レッグの説明図である。

【図６】レッグ下端部の断面図であり、複合車輪の正面
を示す。

【図７】図６のＡ−Ａ断面図であり、複合車輪の側面を
示す。

【図８】制御ブロック図である。

【図９】樽型車輪の別例の説明図である。

【符号の説明】

１車両２コックピット３アッパーボデー４アンダーボデー５レッグ６複合車輪７モータ９運転制御装置１１ホイール１７第１駆動モータ２０樽型車輪３４第２駆動モータ４１操縦桿４５マイコン４６コントローラ４７ロータリーエンコーダ

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者池谷茂愛知県豊田市トヨタ町１番地トヨタ自動車株式会社内 (72)発明者深町信二愛知県豊田市トヨタ町１番地トヨタ自動車株式会社内 (72)発明者尾崎修一愛知県豊田市トヨタ町１番地トヨタ自動車株式会社内 (72)発明者鈴木博斉愛知県豊田市トヨタ町１番地トヨタ自動車株式会社内 (72)発明者都築豊愛知県豊田市トヨタ町１番地トヨタ自動車株式会社内 (72)発明者井上浩一愛知県豊田市トヨタ町１番地トヨタ自動車株式会社内 (72)発明者長浜直哉愛知県豊田市トヨタ町１番地トヨタ自動車株式会社内 (72)発明者松浦鉄也愛知県豊田市トヨタ町１番地トヨタ自動車株式会社内 (72)発明者梅田倫伯愛知県豊田市トヨタ町１番地トヨタ自動車株式会社内

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】車輪を備えた車両の駆動装置において、
車輪の回転方向に垂直な方向に回転する第２の車輪を車
輪の回転接地面と第２の車輪の回転接地面とを兼ねるよ
うに設けるとともに、車輪、第２の車輪を別々に駆動す
る車輪駆動手段を設けたことを特徴とする車両の駆動装
置。
【請求項２】コックピットの向きを前記車輪駆動手段
とは独立して制御し得るコックピット制御手段と、コッ
クピットの向きを常に、前進方向と判断して、前記車輪
駆動手段を制御する車両駆動手段とを設けたことを特徴
とする請求項１に記載の車両の駆動装置。