JPH10129517A - 駆動装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 車両の変速及び走行方向変更を簡単な機構で
でき、かつ、旋回半径を小さくすること。 【解決手段】 車輪３０の軸方向に回転可能で、車輪３
０の円周方向に移動不能となるように車輪３０の円周方
向に複数配設されたローラー１５と、該ローラー１５に
当接し、かつ該ローラー１５の回転方向に対する角度が
変更可能な回転方向を有する駆動ローラー１４、１４ｘ
と、該駆動ローラー１４、１４ｘを所定速度で回転させ
る駆動源１１、１１ｘと、角度を左右両車輪３０の駆動
ローラー１４、１４ｘに対して独立に変更可能な駆動ロ
ーラー回転方向変更手段とを備えた駆動装置。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、駆動装置に関し、
特に、簡単な構造で車速の変更及び旋回ができる駆動装
置に関するものである。

【０００２】

【従来の技術】一般の自動車では、駆動源（エンジン）
の回転数及び変速機の変速段を変えることにより車速を
変更している。また、前記変速機とは別個のステアリン
グ機構を操作することにより車輪の向きを変えて進行方
向を変更している。

【０００３】

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、上述の
従来例では、車速の変更手段と進行方向の変更手段が分
かれているため、車速の変更と進行方向の変更のための
ユニットが多くなり、その機構も複雑であった。また、
基本的に左右の駆動用車輪の回転方向は同じであるた
め、車両の進行方向転換は弧を描き、車両の向きを変え
るのにスペースを要するという欠点があった。したがっ
て、本願発明の目的は、上述の従来例の欠点をなくし、
車両の進行方向転換及び車速の変更を簡単な機構でで
き、かつ、小さな回転半径で旋回できる駆動装置を提供
することである。

【０００４】

【課題を解決するための手段】上記課題を解決するた
め、本願の第１の発明の構成は、車輪軸方向に回転可能
で、車輪円周方向に移動不能となるように車輪の円周方
向に複数配設されたローラーと、該ローラーに当接し、
かつ該ローラーの回転方向に対する角度が変更可能な回
転方向を有する駆動ローラーと、該駆動ローラーを所定
速度で回転させる駆動源と、前記角度を左右両車輪の駆
動ローラーに対して独立に変更可能な駆動ローラー回転
方向変更手段とを備えた駆動装置である。

【０００５】上記第１の発明の構成により、駆動ローラ
ーの回転速度は一定であっても駆動ローラーのローラー
に対する回転方向を変更することで駆動ローラーに当接
するローラーに伝達される車輪円周方向トルクとスピー
ドは変化する。そのため、駆動ローラー回転方向変更手
段を操作することにより前進、後退及び車速を変更でき
る。また、駆動ローラー回転方向変更手段は左右両車輪
に対して独立に駆動ローラーの回転方向を変更できるの
で、左右両車輪の回転速度を異ならせて進行方向を変更
できる。即ち、駆動ローラー回転方向変更手段だけを操
作することで前進、後退、車速及び進行方向を変更でき
る。

【０００６】更に、第２の発明の構成は、上記第１の発
明の構成において、前記駆動ローラー回転方向変更手段
は、前後方向、左右方向へ傾動する操作レバーと、前記
操作レバーを前後方向へ操作することで前記駆動ローラ
ーの回転方向を同じように変更し、前記操作レバーを左
右方向へ操作することで左右両車輪の前記駆動ローラー
の回転方向を異ならしめる本体部とからなることであ
る。

【０００７】上記第２の発明の構成により、上記第１の
発明の構成による作用とともに、操作レバーを前後に操
作することにより本体部が駆動ローラーの回転方向を同
じように変更するので、前進、後退又は車速の変更をす
ることができ、更に、操作レバーを左右方向に操作する
ことにより前記本体部が前記駆動ローラーの回転方向を
左右両車輪において異ならせるので、車両の進行方向を
左右に変更することができる。

【０００８】

【発明の実施の形態】次に、本願発明の実施の形態を図
面を参照して説明する。図１は本願発明の実施の形態の
外観の概略を示し、図２は該実施の形態の側面を示し、
図３は該実施の形態の背面を示し、図４は該実施の形態
の平面の一部分を示し、図５及び図６は該実施の形態の
主要部を示している。図１〜図６において、ボディ１及
びシート３ａ、３ｂがフレーム２に固定されている。駆
動用車輪３０、３０ａがフレーム２の両側に回転可能に
取付られ、キャスター４がフレーム２の前部に取付られ
ている。このため、車両は一対の車輪３０、３０ａ及び
キャスター４により支えられている。運転者５ａ、５ｂ
がシート３ａ、３ｂに座っている。なお、車軸３１はフ
レーム２に固定されている。車輪３０はベアリング３１
ａを介して回転自在に車軸３１ａに支えられている。６
は地面である。

【０００９】駆動部１０の主要部分は、駆動モータ１
１、駆動ローラー１４及びフリーローラー１５からな
る。駆動モータ１１の回転軸１１ａの先端には傘歯車１
２が固定され、該傘歯車１２は傘歯車１３と螺合してい
る。該傘歯車１３は駆動ローラー１４の軸１４ａの先端
に固定されている。駆動ローラー１４は、フリーローラ
ー１５に当接し、フリーローラー１５を駆動できるよう
に配設されている。なお、駆動モータ１１及び後述する
各駆動モータの電源は図示しない車積バッテリーであ
る。アーム１５ａが車輪３０に取付られ、軸１５ｂがア
ーム１５ａに固定されている。円周状に配置された１２
個のフリーローラー１５がベアリング１５ｃを介して回
転自在に軸１５ｂに支ええられている。このため、フリ
ーローラー１５は、車輪３０の車軸３１方向に回転可能
で、車輪３０の円周方向に移動不能である。なお、駆動
ローラ１４の回転方向のフリーローラー１５の回転方向
にたいする角度は、後述する操作レバー５２（又は操作
レバー５３、５３ａ）の操作により変更可能である。

【００１０】駆動モータ１１の回転軸１１ａの回転によ
り、傘歯車１２、１３を介して駆動ローラー１４が回転
駆動され、更に、フリーローラー１５が駆動ローラー１
４により回転駆動される。このとき、駆動ローラー１４
の回転方向とフリーローラー１５の回転方向が一致する
と、車輪３０は停止状態となり、駆動ローラー１４の回
転方向とフリーローラー１５の回転方向との角度が直角
のときは、車輪３０は最大速度で回転する。このよう
に、前記角度が０°から９０°まで連続的に変化する
と、車輪３０は停止状態から最大速度で回転するように
連続的に変化する。更に、駆動ローラー１４を反対の角
度に旋回させると、駆動モータ１１の回転方向を変える
ことなく車輪３０の回転方向を反対方向にすることがで
きる。なお、各フリーローラー１５の駆動ローラー１４
側の各側面１５ｐをつなげるとほぼ円状となるように各
フリーローラー１５が配設され、車輪３０が回転状態
（車両が走行状態）のときは、駆動ローラー１４は次々
に各フリーローラー１５に当接するように回転する。こ
のため、各フリーローラー１５相互の間隔は駆動ローラ
ー１４の回転を妨げない程度の間隔となっている。

【００１１】スリーブ状部材２１がホルダーとなる筒体
２０の内側にベアリング２０ａにより回転可能に装着さ
れている。該スリーブ状部材２１の内側にパイプ状部材
２２がスラスト軸受２１ａにより回転可能で長手方向に
移動可能状態に装着されている。前記スリーブ状部材２
１に固定されたキー２１ｂがパイプ状部材２２の長孔２
２ａに係合し、該パイプ状部材２２が回転しないように
している。駆動ローラー１４はベアリング２８ａを介し
てブラケット２８に回転可能に取付られている。連結板
２７がブラケット２８の基部分と駆動モータ１１のケー
スとを連結するように配設され、基板２４の一方の面が
前記連結板２７に固定され、基板２４の他方の面が前記
パイプ状部材２２の一端に固定されている。コイルばね
２３は基板２４をフリーローラー１５方向に付勢してい
る。このため、駆動ローラー１４はコイルばね２３によ
りフリーローラー１５方向に付勢されている。この結
果、駆動ローラー１４の回転力が確実にフリーローラー
１５に伝わるようになっている。

【００１２】シャフト２５は、スリーブ状部材２１の底
部の孔に螺合している。このシャフト２５の位置を調節
することによりコイルばね２３の圧縮の程度を調節で
き、その結果コイルばね２３の前記付勢力を調節するこ
とができる。筒体２０は支持具２９に固定されている。
シャフト２５を介してスリーブ状部材２１の底部に固定
された傘歯車２６が後述する駆動ローラー回転方向変更
手段４０の傘歯車５１（図９参照）に螺合している。こ
のため、駆動ローラー回転方向変更手段４０の操作レバ
ー５２又は操作レバー５３の操作により傘歯車５１が回
転し、この結果傘歯車２６が回転し、駆動ローラー１４
及び駆動モータ１１が一体となって旋回する。このた
め、駆動ローラー１４の回転方向のフリーローラー１５
の回転方向に対する角度を連続的に変えることができ
る。なお、駆動モータ１１ｘ、傘歯車１２ｘ、傘歯車１
３ｘ、駆動ローラー１４ｘ、筒体２０ｘ及び傘歯車２６
ｘを主要部とする部分が設られ、上記駆動モータ１１、
傘歯車１２、傘歯車１３、駆動ローラー１４、筒体２０
及び傘歯車２６と同様の働きをしている。しかし、駆動
モータ１１ｘ、傘歯車１２ｘ、傘歯車１３ｘ、駆動ロー
ラー１４ｘ、筒体２０ｘ及び傘歯車２６ｘを主要部とす
る部分はなくてもよい。

【００１３】図７及び図８は上記実施の形態の変形例を
示している。図７及び図８において、傘歯車７１（傘歯
車２６に相当する。）及び傘歯車７１ｘ（傘歯車２６ｘ
に相当する。）が傘歯車７２（傘歯車５１に相当す
る。）に螺合している。コイルばね７３は傘歯車７１と
傘歯車７１ｘとを離す方向に両者の軸を付勢している。
なお、コイルばね２３に相当するものはない。このた
め、コイルばね７３により駆動ローラー１４、１４ｘが
フリーローラー１５方向に付勢されている。その他は上
記実施の形態と同じである。図７においては、駆動ロー
ラー１４、１４ｘの回転方向とフリーローラー１５の回
転方向が一致しているので、車輪３０は停止状態であ
る。一方、図８においては、駆動ローラー１４、１４ｘ
の回転方向とフリーローラー１５の回転方向との間には
約４５°の角度があるので、車輪３０は走行状態であ
る。

【００１４】図９は、イメージ図であり、本願発明の実
施の形態の操作部分を示している。図９において、駆動
ローラー回転方向変更手段４０は本体部４０ａと操作レ
バー５２、５３、５３ａからなる。なお、一人用操作レ
バー５２と二人用操作レバー５３、５３ａとはどちらか
一方が配設されている。本体部４０ａは、シャフト４
１、傘歯車４２、４３、４３ａ，保持部材４４、４４
ａ、シャフト４５、４５ａ、平歯車４６、４６ａ、歯付
ベルト４７、４７ａ、平歯車４８、４８ａ、ローラー４
９、４９ａ、軸５０、５０ａ及び傘歯車５１、５１ａか
らなる。

【００１５】一人用操作レバー５２はシャフト４１に連
結され、中間ギアとなる傘歯車４２がシャフト４１の先
端に固定されている。傘歯車４２は傘歯車４３及び傘歯
車４３ａに螺合している。操作レバー５２を前後に倒す
と（図１０（ｂ）参照）、傘歯車４２を介して傘歯車４
３と傘歯車４３ａとは同一方向に回転する。一方、操作
レバー５２を左右に倒すと（図１０（ｃ）参照）、傘歯
車４２を介して傘歯車４３と傘歯車４３ａとは逆方向に
回転する。これにより、一つの操作レバー５２により車
の前進、後退、左折、右折、左右のスピンターンが可能
となる。シャフト４５の一端に前記傘歯車４３が固定さ
れ、平歯車４６が前記シャフト４５の他端に固定されて
いる。保持部材４４が前記シャフト４５に固定されてい
る。二人用操作レバーの一方５３の基部分が保持部材４
４の孔にねじ込まれている。なお、シャフト４１とシャ
フト４５、４５ａは直交している。歯付きベルト４７が
平歯車４６と平歯車４８とを連結している。なお、ロー
ラー４９は歯付きベルト４７の弛みを防いでいる。軸５
０の一端に前記平歯車４８が固定され、傘歯車５１が軸
５０の他端に固定されている。傘歯車５１が傘歯車２
６、２６ｘに螺合している。

【００１６】同様に、シャフト４５ａの一端に前記傘歯
車４３ａが固定され、平歯車４６ａが前記シャフト４５
ａの他端に固定されている。保持部材４４ａが前記シャ
フト４５ａに固定されている。二人用操作レバーの一方
５３ａの基部分が保持部材４４ａの孔にねじ込まれてい
る。歯付きベルト４７ａが平歯車４６ａと平歯車４８ａ
とを連結している。なお、ローラー４９ａは歯付きベル
ト４７ａの弛みを防いでいる。軸５０ａの一端に前記平
歯車４８ａが固定され、傘歯車５１ａが軸５０ａの他端
に固定されている。傘歯車５１ａが傘歯車２６ａ、２６
ｙに螺合している。なお、車輪３０ａ側にも駆動部１０
と同様のものが配設されている。そのうち、傘歯車２６
ａは傘歯車２６に対応し、傘歯車２６ｙは傘歯車２６ｘ
に対応している。

【００１７】一人用操作レバー５２を取り外して二人用
操作レバー５３、５３ａを取付ると、操作レバー５３が
単独で車輪３０の前進、後退及び速度変更（切替）を制
御し、操作レバー５３ａが単独で車輪３０ａの前進、後
退及び速度変更を制御する。このため、二人で息を合わ
せて楽しい運転をすることができる。

【００１８】図１０は、操作レバー５２の操作方向を示
している。図１０（ａ）は該操作状態の平面図であり、
図１０（ｂ）は該操作状態のうち前進、後退及び進行速
度の変更を示し、図１０（ｃ）は該操作方向のうち進行
方向の変更を示している。図１０（ａ）において、操作
レバー５２が中心の位置にあるときは車両は停止状態で
ある。図示左方向（車両の前方向）に操作レバー５２を
倒すと車両は前進し、図示右方向に操作レバー５２を倒
すと車両は後退する。また、図示上方向に操作レバー５
２を倒すと進行方向は右に曲がり、図示下方向に操作レ
バー５２を倒すと進行方向は左に曲がる。図１０（ｂ）
において、操作レバー５２が直立しているときは、車両
は停止状態であり、図示左方向（車両の前方向）に操作
レバー５２を倒すと車両は前進し、図示右方向に操作レ
バー５２を倒すと車両は後退する。なお、この場合、操
作レバー５２を倒す程度を大きくすると車両の速度が大
きくなる。図１０（ｃ）において、操作レバー５２を図
示右方向（車両の右方向）に倒すと車両の進行方向は右
方向に変更され、車両は右旋回する。一方、操作レバー
５２を図示左方向に倒すと車両の進行方向は左方向に変
更され、車両は左旋回する。なお、この場合、操作レバ
ー５２を倒す程度を大きくすると旋回半径が小さくな
る。また、ストッパー５４、５４ａが操作レバー５２の
下端の動く範囲を所定の範囲内に制限している。また、
操作レバー５２の図示下端は簡単のため棒状に示してあ
る。

【００１９】図１１及び図１２は、操作レバー５２に関
連した部分の実際の構造を示している。図１１は側面図
であり、前進、後退及び車速の変更操作を示している。
一方、図１２は正面図であり、走行方向の変更操作を示
している。図１１及び図１２において、操作レバー５２
（図９での操作レバー５２とは形状が異なる。）はシャ
フト４１に固定されている。シャフト４１に固定されて
いる傘歯車４２は、傘歯車４３、４３ａと螺合してい
る。シャフト４１はベアリング５５ｒにより回転自在に
支持されているので、操作レバー５２は図１２に示すよ
うに動くことができる。

【００２０】傘歯車４３はベアリング４３ｐを介してシ
ャフト４５に回転自在に装着され、平歯車４６はベアリ
ング４６ｐを介してシャフト４５に回転自在に装着さ
れ、傘歯車４３と平歯車４６とは連結されている。この
ため、傘歯車４３と平歯車４６とは連動する。シャフト
４５はベアリング５５ｐを介して支柱５５に回転自在に
支えられている。同様に、傘歯車４３ａはベアリング４
３ｑを介してシャフト４５ａに回転自在に装着され、平
歯車４６ａはベアリング４６ｑを介してシャフト４５ａ
に回転自在に装着され、傘歯車４３ａと平歯車４６ａと
は連結されている。このため、傘歯車４３ａと平歯車４
６ａとは連動する。シャフト４５ａはベアリング５５ｑ
を介して支柱５５ａに回転自在に支えられている。な
お、支柱５５、５５ａはフレーム２に固定されている。

【００２１】図１３は、イメージ図であり、図９の変形
例を示している。図１３において、シャフト４５の端に
レバー６１が固定され、ワイヤ６２の一端がレバー６１
に結合されている。更に、ワイヤ６２の他端がレバー６
４に結合され、レバー６４は軸５０の端に固定されてい
る。なお、ワイヤ６２はケーブル６３中を移動可能であ
る。同様に、シャフト４５ａの端にレバー６１ａが固定
され、ワイヤ６２ａの一端がレバー６１ａに結合されて
いる。更に、ワイヤ６２ａの他端がレバー６４ａに結合
され、レバー６４ａは軸５０ａの端に固定されている。
なお、ワイヤ６２ａはケーブル６３ａ中を移動可能であ
る。その他は、上記図９と同じである。このため、操作
レバー５２、５３の操作により図９の場合と同様にシャ
フト４５が回転し、レバー６１が回転し、ワイヤ６２が
レバー６１により押し引きされ、このワイヤ６２の動き
に応じてレバー６４が回動し、傘歯車５１が回転する。
更に、操作レバー５２、５３ａの操作によりシャフト４
５ａが回転し、レバー６１ａが回転し、ワイヤ６２ａが
レバー６１ａにより押し引きされ、このワイヤ６２ａの
動きに応じてレバー６４ａが回転し、傘歯車５１ａが回
転する。なお、ワイヤ６２、６２ａを使用することによ
り、上述の歯付きベルト４７、４７ａを使用する場合よ
りも必要なスペースを小さくすることができる。

【００２２】以上の構成により、駆動ローラー１４、１
４ｘの回転速度は一定であっても駆動ローラー１４、１
４ｘのフリーローラー１５に対する回転方向を変更する
ことで駆動ローラー１４に当接するフリーローラー１５
に伝達される車輪３０の円周方向トルク及びスピードは
変化する。そのため、駆動ローラー回転方向変更手段４
０を操作することにより前進、後退及び車速を変更でき
る。また、駆動ローラー回転方向変更手段４０は左右両
車輪３０、３０ａのフリーローラー１５に対して独立に
駆動ローラー１４、１４ｘ等の回転方向を変更できるの
で、左右両車輪３０、３０ａの回転速度を異ならせて進
行方向を変更できる。即ち、駆動ローラー回転方向変更
手段４０だけを操作することで前進、後退、車速及び進
行方向を変更できる。更に、操作レバー５２、５３、５
３ａを前後に倒すことにより駆動ローラー回転方向変更
手段４０の本体部４０ａが車速の変更をすることがで
き、更に、操作レバー５２、５３、５３ａを左右方向に
倒すことにより前記本体部４０ａが車両の進行方向を左
右に変更することができる。なお、上述の実施例におい
て、駆動モータが使用されているが、これに限定され
ず、駆動モータの代わりにエンジンを使用することもで
きる。

【００２３】

【発明の効果】本願の第１の発明に係わる駆動装置によ
れば、駆動ローラー回転方向変更手段は左右両車輪に対
して独立に駆動ローラーの回転方向を変更できるので、
左右両車輪の回転速度を異ならせて進行方向を変更でき
る。即ち、駆動ローラー回転方向変更手段だけを操作す
ることで前進、後退、車速及び進行方向を変更できる。
このため、車両の前進、後退、車速の変更及び進行方向
の変更のための機構が著しく簡単になる。更に、車輪の
中又はその近傍に駆動用ユニットを設けることにより、
従来ボデーの中に配設されていたエンジン、ミッショ
ン、ステアリング等がなくなり、車内スペースが増加す
る。更に、左右の車輪の回転を独立して制御することが
可能であるので、スピーンターンができ、少ないスペー
スでの方向転換が可能になる。更に、車速の制御と方向
転換が全てメカ的な操作でできるので、電気制御に比べ
て非常に信頼性が高くなる。更に、通常の車ではブレー
キユニットが別に必要であるが、本願発明によれば駆動
ローラーの回転方向を車輪に対して垂直にすれば車輪が
動かなくなるため、ブレーキユニットが不要になる。

【００２４】更に、第２の発明に係わる駆動装置によれ
ば、上記第１の発明の効果とともに、操作レバーを前後
に倒すことにより前進、後退及び車速の変更をすること
ができ、更に、操作レバーを左右方向に倒すことにより
進行方向を左右に変更することができる。このため、操
作レバーによる車両の操縦が容易になる。更に、操作レ
バーの操作のみのため、足の不自由な人でも運転が可能
である。更に、左右のどちらのシートからも運転ができ
るため、運転交代がすばやくでき、また、右ハンドル感
覚及び左ハンドル感覚の両方が楽しめる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本願発明の実施の形態の外形の概略を示す斜視
図である。

【図２】該実施の形態の内部構造を示す側面図である。

【図３】該実施の形態の内部構造を示す背面図である。

【図４】該実施の形態の内部の一部分を示す平面図であ
る。

【図５】該実施の形態の要部を示す一部切欠説明図であ
る。

【図６】該実施の形態のフリーローラーの一部切欠説明
図である。

【図７】該実施の形態の変形例の車両停止状態の説明図
である。

【図８】前記変形例の車両走行状態の説明図である。

【図９】該実施の形態の駆動ローラー回転方向変更手段
の斜視図である。

【図１０】前記駆動ローラー回転方向変更手段の操作説
明図である。

【図１１】前記駆動ローラー回転方向変更手段の要部の
側面図である。

【図１２】前記駆動ローラー回転方向変更手段の要部の
正面図である。

【図１３】前記駆動ローラー回転方向変更手段の変形例
の斜視図である。

【符号の説明】

１０ 駆動部 １１、１１ｘ 駆動モータ １４、１４ｘ 駆動ローラー １５ フリーローラー ３０、３０ａ 車輪 ３１ 車軸 ４０ 駆動ローラー回転方向変更手段 ４０ａ 駆動ローラー回転方向変更手段の本体部 ５２、５３、５３ａ 操作レバー

Claims (2)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 車輪軸方向に回転可能で、車輪円周方向
   に移動不能となるように車輪の円周方向に複数配設され
   たローラーと、該ローラーに当接し、かつ該ローラーの
   回転方向に対する角度が変更可能な回転方向を有する駆
   動ローラーと、該駆動ローラーを所定速度で回転させる
   駆動源と、前記角度を左右両車輪の駆動ローラーに対し
   て独立に変更可能な駆動ローラー回転方向変更手段とを
   備えた駆動装置。
2. 【請求項２】 前記駆動ローラー回転方向変更手段は、
   前後方向、左右方向へ傾動する操作レバーと、前記操作
   レバーを前後方向へ操作することで前記駆動ローラーの
   回転方向を同じように変更し、前記操作レバーを左右方
   向へ操作することで左右両車輪の前記駆動ローラーの回
   転方向を異ならしめる本体部とからなることを特徴とす
   る請求項１記載の駆動装置。