JPWO2015156263A1

JPWO2015156263A1 - 移動搬送機構

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Publication number: JPWO2015156263A1
Application number: JP2016512731A
Authority: JP
Inventors: 雅晴小森
Original assignee: Kyoto University
Current assignee: Kyoto University
Priority date: 2014-04-10
Filing date: 2015-04-06
Publication date: 2017-04-13
Anticipated expiration: 2035-04-06
Also published as: JP6422482B2; WO2015156263A1

Abstract

主車輪が回転するときの振動を抑制することができる移動搬送機構を提供する。ホイール回転中心軸（２２ｘ）を中心に回転自在に支持されるホイール部材（２２）と、ホイール回転中心軸（２２ｘ）方向に互いに離れホイール回転中心軸（２２ｘ）を中心とする第１及び第２の仮想円周に沿ってそれぞれ延在する回転中心軸を中心に回転自在にホイール部材（２２）に支持された第１及び第２の副車輪（２４，２６）とが、差動機構（３０）を介して回転駆動される。ホイール回転中心軸（２２ｘ）の方向から見ると、ホイール回転中心軸（２２ｘ）を中心とする仮想外形円（２１）の内側に、仮想外形円（２１）に接近又は接するように第１及び第２の副車輪（２４，２６）が配置され、かつ、仮想外形円（２１）に沿って第１の副車輪（２４）の隣に第２の副車輪（２６）が配置されている。

Description

本発明は移動搬送機構に関し、詳しくは、全方向移動可能な車輪を備えた移動搬送機構に関する。

平面上を全方向に移動可能なロボットや、工場内の搬送設備等において、オムニホイールと呼ばれる車輪が用いられている。このオムニホイールは、主車輪の外周に副車輪を並べたものであり、副車輪の回転中心軸は主車輪の円周方向と略一致する方向に延在し、副車輪は回転自在である。オムニホイールを駆動する場合は、主車輪のみを回転駆動する。

また、例えば図７及び図８に示すように、主車輪の回転駆動と副車輪の回転駆動とを行うことができる移動搬送機構が提案されている。図７は、この移動搬送機構の断面図であり、図８は図７の線Ａ−Ａに沿って切断した断面図である。図７及び図８に示すように、移動搬送機構１１０は、ホイール回転中心軸１２１を中心に回転自在にケーシング１１２に支持されているホイール部材１２０に、副車輪１３０が回転自在に支持されている。副車輪１３０の回転中心軸１３１は、ホイール回転中心軸１２１を中心とする仮想円周に沿って延在している。ホイール部材１２０と副車輪１３０は、モータ１１４ａ，１１４ｂの回転が差動機構１４０を介して配分されて回転する。差動機構１４０は、ホイール回転中心軸１２１と同軸に回転自在に配置された第１及び第２の入力かさ歯車１１８ａ，１１８ｂと、第１及び第２の入力かさ歯車１１８ａ，１１８ｂの両方に噛み合い、自転可能、かつ、ホイール回転中心軸１２１のまわりを公転可能である出力かさ歯車１４２とを含む。出力かさ歯車１４２は回転軸１４３の一端に固定され、回転軸１４３は、ホイール部材１２０に固定された回転支持部材１２６によって、回転自在に支持されている。モータ１１４ａ，１１４ｂの回転が第１及び第２の入力かさ歯車１１８ａ，１１８ｂに伝達されたとき、出力かさ歯車１４２が自転すると、出力かさ歯車１４２の自転による回転が副車輪１３０に伝達され、副車輪１３０が回転する。モータ１１４ａ，１１４ｂの回転が第１及び第２の入力かさ歯車１１８ａ，１１８ｂに伝達されて出力かさ歯車１４２が公転すると、出力かさ歯車１４２の公転に伴ってホイール部材１２０が回転する。ホイール部材１２０の回転は主車輪の回転を意味する（例えば、特許文献１参照）。

特許第５１５８６９８号公報

この移動搬送機構１１０には、円周方向に隣り合う副車輪１３０の間に隙間があるため、ホイール部材１２０が回転する（主車輪が回転する）と床面１０２との接触が断続的になり、振動が発生するという課題がある。

本発明は、かかる実情に鑑み、主車輪が回転するときの振動を抑制することができる移動搬送機構を提供しようとするものである。

本発明は、上記課題を解決するために、以下のように構成した移動搬送機構を提供する。

移動搬送機構は、（ａ）ホイール回転中心軸を中心に回転自在に支持されるホイール部材と、（ｂ）前記ホイール回転中心軸を中心とする第１の仮想円周に沿って延在する回転中心軸を中心に回転自在に、前記ホイール部材に支持された第１の副車輪と、（ｃ）前記ホイール回転中心軸方向に前記第１の仮想円周から離れた位置において、前記ホイール回転中心軸を中心とする第２の仮想円周に沿って延在する回転中心軸を中心に回転自在に、前記ホイール部材に支持された第２の副車輪と、（ｄ）前記ホイール回転中心軸と同軸に回転自在に配置された第１及び第２の入力部材と、前記第１及び第２の入力部材の両方に接触し、自転中心軸を中心に自転可能、かつ、前記ホイール回転中心軸のまわりを公転可能である出力部材とを含む差動機構と、（ｅ）前記ホイール部材に固定され、前記差動機構の前記出力部材を、前記自転中心軸を中心に回転自在に支持する回転支持部材と、（ｆ）前記第１及び第２の副車輪のうち少なくとも一つの副車輪と前記差動機構の前記出力部材との間を結合し、前記出力部材の前記自転中心軸を中心とする自転による回転を当該副車輪に伝達して当該副車輪を回転させる回転伝達部材と、を備える。前記第１及び第２の副車輪は、前記ホイール回転中心軸の方向から見ると、前記ホイール回転中心軸を中心とする仮想外形円の内側に、前記仮想外形円に接近又は接するように配置され、かつ、前記仮想外形円に沿って前記第１の副車輪の隣に前記第２の副車輪が配置されている。前記ホイール部材は、前記差動機構の前記出力部材の前記ホイール回転中心軸のまわりの公転に伴って、前記ホイール回転中心軸を中心に回転する。

上記構成によれば、ホイール回転中心軸の方向から見ると、仮想外形円に沿って第１の副車輪の隣りに第２の副車輪を配置して、円周方向に隣り合う副車輪の間の隙間を少なくし又は無くすことによって、ホイール部材が回転して（主車輪が回転して）副車輪が順次床面に接するときに、円周方向に隣り合う副車輪間の隙間に起因して発生する振動を抑制することができる。

好ましくは、前記第１及び第２の副車輪は、前記ホイール回転中心軸の方向から見ると、前記仮想外形円に沿って交互に配置されている。

この場合、仮想外形円の全周に沿って、円周方向に隣り合う副車輪の間の隙間を少なくし又は無くすことができ、円周方向に隣り合う副車輪間の隙間に起因する振動を、主車輪の回転角度に制約されることなく抑制することができる。

好ましくは、前記ホイール回転中心軸方向に垂直な方向から見ると、前記第１の副車輪と前記第２の副車輪は前記ホイール回転中心軸方向に離れて配置され、前記第１の副車輪と前記第２の副車輪の間に前記差動機構が配置されている。

この場合、第１の副車輪と第２の副車輪との間に差動機構を配置することによって、第１及び第２の副車輪を回転駆動するための構成を簡素化することができる。

好ましくは、接触面に接していない前記第１及び第２の副車輪を、前記ホイール回転中心軸を中心とする径方向の外側に移動させ、当該第１及び第２の副車輪と前記差動機構の前記出力部材との間の前記回転伝達部材による結合を解除又は低減させる駆動低減機構をさらに備える。

この場合、接触面に接していない第１及び第２の副車輪を駆動する無駄をなくして、第１及び第２の副車輪を効率よく駆動することができる。

本発明によれば、主車輪が回転するときの振動を抑制することができる。

移動搬送機構の断面図である。（実施例１）図１の線Ａ−Ａに沿って切断した断面図である。（実施例１）図１の線Ｂ−Ｂに沿って切断した断面図である。（実施例１）図１の線Ｃ−Ｃに沿って切断した断面図である。（実施例１）移動搬送機構の動作を説明するための模式図である。（実施例１）移動搬送機構の要部構成図である。（実施例１の変形例１）移動搬送機構の断面図である。（従来例１）図７の線Ａ−Ａに沿って切断した断面図である。（従来例１）

以下、本発明の実施の形態について、図面を参照しながら説明する。

＜実施例１＞まず、移動搬送機構１０の構成について、図１乃至図４を参照しながら説明する。図１は、移動搬送機構１０の構成を示す断面図である。図２は、図１の線Ａ−Ａに沿って切断した断面図である。図３は、図１の線Ｂ−Ｂに沿って切断した断面図である。図４は、図１の線Ｃ−Ｃに沿って切断した断面図である。

図１に示すように、移動搬送機構１０のケーシング１２に、ホイール部材２２と、第１及び第２の回転軸３３，３５とが回転自在に支持されている。

第１の回転軸３３の一端に、ケーシング１２に固定された第１のモータ５２から回転が伝達される。第２の回転軸３５は、第１の回転軸３３の外側に、第１の回転軸３３と同心に配置された中空円筒状の部材である。第２の回転軸３５の一端に、ケーシング１２に固定された第２のモータ５４から歯車５６，５８を介して、回転が伝達される。

ホイール部材２２の中心には貫通穴２３が形成され、貫通穴２３内に、ホイール部材２２のホイール回転中心軸２２ｘと同心に、第１及び第２の回転軸３３，３５の他端側が配置されている。第１及び第２の回転軸３３，３５の他端側とホイール部材２２とは、軸受を介して相対回転自在に支持されている。

図１、図２及び図４に示すように、ホイール部材２２は、第１及び第２の副車輪２４，２６を回転自在に支持している。なお、図２及び図４には、ホイール部材２２に固定された軸２４ｋ，２６ｋを中心に、第１及び第２の副車輪２４，２６が軸受を介して回転自在に支持される構成を示しているが、これに限るものではない。第１の副車輪２４と第２の副車輪２６とは、ホイール回転中心軸２２ｘ方向に離れており、第１の副車輪２４と第２の副車輪２６との間に差動機構３０が配置されている。

図１及び図３に示すように、差動機構３０は、第１及び第２の回転軸３３，３５の他端側に固定され互いに対向する入力かさ歯車３２，３４と、入力かさ歯車３２，３４に噛み合う３つの出力かさ歯車３６とを含む。出力かさ歯車３６は、出力かさ歯車軸３７の一端に固定されている。出力かさ歯車軸３７は、ホイール部材２２に固定された軸受３９によって回転自在に支持されている。出力かさ歯車軸３７の他端には、かさ歯車３８が固定されている。入力かさ歯車３２，３４は、差動機構の第１及び第２の入力部材である。出力かさ歯車３６、出力かさ歯車軸３７は、差動機構の出力部材である。軸受３９は、回転支持部材である。

差動機構には、かさ歯車の代わりに、フェースギヤ、ハイポイドギヤなどの歯車や、円筒歯車を用いた遊星歯車装置等、歯が噛み合う構成を用いることができる。また、フリクションドライブ（摩擦伝動を利用するもの）、トラクションドライブ（トラクションオイルを利用するもの）等のように、噛み合う歯がない構成を用いてもよい。ベルトやワイヤ等を介して回転を伝達する差動機構を用いてもよい。

図２及び図４に示すように、第１及び第２の副車輪２４，２６は、樽状の外形を有し、第１及び第２の副車輪２４，２６の回転中心軸２４ｘ，２６ｘは、ホイール回転中心軸２２ｘを中心とする仮想円周２２ｐ，２２ｑに沿って延在している。第１及び第２の副車輪２４，２６は、ホイール部材２２よりも径方向外側に突出しており、ホイール部材２２の回転に応じて床面２に接する。

図１に示すように、第１及び第２の副車輪２４，２６は、第１及び第２の副車輪２４，２６の外周面２４ａ，２６ａに接触する第１及び第２の駆動ローラ２５，２７によって回転駆動される。図３に示すように、第１及び第２の駆動ローラ２５，２７は、それぞれ、第１及び第２の駆動ローラ軸４５，４７に固定され、第１及び第２の駆動ローラ軸４５，４７はホイール部材２２に回転自在に支持されている。第１及び第２の駆動ローラ軸４５，４７の一端には、互いに噛み合うかさ歯車４６，４８が固定されている。第１の駆動ローラ軸４５の他端にはかさ歯車４４が固定され、このかさ歯車４４は、出力かさ歯車軸３７の他端に固定されたかさ歯車３８と噛み合っている。これらの第１及び第２の駆動ローラ２５，２７と、第１及び第２の駆動ローラ軸４５，４７と、かさ歯車３８，４４，４６，４８は、回転伝達部材であり、出力かさ歯車軸３７の回転を第１及び第２の副車輪２４，２６に伝達して第１及び第２の副車輪２４，２６を回転させる。

次に、移動搬送機構１０の動作について、図５の模式図を参照しながら説明する。図５は、床面２から移動搬送機構１０とケーシング１２を見た様子を示す。図５では、ホイール部材２２に第１及び第２の副車輪２４，２６が配置された主車輪２０について、第１及び第２の副車輪２４，２６のうち、床面２に接する一つの副車輪２８のみが図示されている。ここでは、差動機構３０の一対の入力かさ歯車３２，３４の歯数が同じ場合をとりあげて説明する。

差動機構３０の１対の入力かさ歯車３２，３４の両方を同じ方向に同じ角速度で回転駆動すると、出力かさ歯車３６は自転することなく、ホイール回転中心軸２２ｘのまわりを公転する。これによって、図５（ａ）に示すように、第１及び第２の副車輪２４，２６は停止した状態で、すなわち、第１及び第２の副車輪２４，２６が自転しない状態で、ホイール部材２２が回転し、主車輪２０が矢印８３に示すように回転する。その結果、矢印８６で示すように、ケーシング１２は床面２に対して、前後方向（図５（ａ）において上下方向）に相対的に移動する。

差動機構３０の１対の入力かさ歯車３２，３４を互いに逆方向に、絶対値が同じ角速度で回転駆動すると、出力かさ歯車３６は公転することなく、自転する。これによって、図５（ｂ）に示すように、ホイール部材２２が停止した状態で、矢印８５で示すように副車輪２８が回転中心軸２８ｘのまわりを回転（自転）する。その結果、矢印８８で示すように、ケーシング１２は床面２に対して、左右方向（図５（ｂ）において左右方向）に相対的に移動する。

差動機構３０の１対の入力かさ歯車３２，３４を互いに絶対値が異なる角速度で回転駆動すると、出力かさ歯車３６は、自転し、かつ公転する。これによって、図５（ｃ）において矢印８３で示すように主車輪２０が回転し、矢印８５で示すように副車輪２８が回転（自転）する。その結果、例えば矢印８７で示すように、ケーシング１２は床面２に対して図５（ｃ）に示すように斜め方向に相対的に移動する。

移動搬送機構１０は、モータ５２，５４の回転を制御することで、平面内の全方向の移動が可能である。

すなわち、ケーシング１２を床面２に対して前後方向（図５（ａ）において矢印８６で示す方向）に移動させたい場合には、第１及び第２の副車輪２４，２６が回転しない状態でホイール部材２２を回転させればよいので、出力かさ歯車３６が公転しかつ自転しないように、入力かさ歯車３２，３４の両方を同じ方向に同じ角速度（第１の角速度比）で回転駆動するように、モータ５２，５４の回転を制御する。

ケーシング１２を床面２に対して左右方向（図５（ｂ）において矢印８８で示す方向）に移動させたい場合には、第１及び第２の副車輪２４，２６が自転し、ホイール部材２２が回転しないようにすればよいので、出力かさ歯車３６が自転しかつ公転しないように、入力かさ歯車３２，３４を互いに逆方向に絶対値が同じ角速度（第２の角速度比）で回転駆動するように、モータ５２，５４の回転を制御する。

ケーシング１２を床面２に対して前後方向でも左右方向でもない斜め方向（図５（ｃ）において、例えば矢印８７で示す方向）に移動させたい場合には、第１及び第２の副車輪２４，２６が自転し、かつホイール部材２２が回転すればよいので、出力かさ歯車３６が自転しかつ公転するように、入力かさ歯車３２，３４を、第１の角速度の比と異なりかつ第２の角速度の比と異なる角速度比で回転駆動するように、モータ５２，５４の回転を制御する。

移動搬送機構１０は、駆動用の全てのモータ５２，５４をケーシング１２上に配置することができるので、使用できるモータに関する制約は少なく、幅広い種類やサイズのモータを利用することが可能である。例えば、副車輪駆動用のモータを主車輪に内蔵する場合よりも、大トルクのモータを用いることができる。したがって、副車輪のトルクを大きくすることができ、主車輪と副車輪の駆動力の差を小さくし、あるいは差を無くすことができる。また、移動搬送機構１０は、モータを主車輪に内蔵しないので、モータへの電気供給等の配線が容易である。

移動搬送機構１０は、図３に示すように、第１及び第２の副車輪２４，２６が、ホイール回転中心軸２２ｘの方向から見ると、仮想外形円２１に沿って交互に配置されている。そのため、仮想外形円２１の全周に沿って副車輪２４，２６の間の隙間を少なくし又は無くすことができ、円周方向に隣り合う副車輪２４，２６間の隙間に起因する振動を、主車輪２０の回転角度に制約されることなく抑制することができる。

なお、主車輪２０の回転が１回転より小さい範囲に限定される場合や、主車輪２０の一部の回転角度範囲での振動の抑制が必要な場合には、第１及び第２の副車輪２４，２６が交互に配置されない部分があっても構わない。この場合、仮想外形円２１の一部分に沿って隣り合うように副車輪２４，２６を配置すれば、主車輪２０の一部の回転角度範囲では、円周方向に隣り合う副車輪間の隙間に起因する振動を抑制することができる。

第１及び第２の副車輪２４，２６が樽状の形状を有していると、ホイール回転中心軸２２ｘの方向から見たとき、第１及び第２の副車輪２４，２６を仮想外形円２１にできるだけ近付けることができるので、主車輪２０が回転（ホイール部材２２が回転）したときの移動搬送機構１０の振動を抑制することが容易である。

第１の副車輪２４と第２の副車輪２６との間に、差動機構３０を配置すると、第１及び第２の副車輪２４，２６を回転駆動するための構成を簡素にすることができる。

第１及び第２の副車輪２４，２６が、第１及び第２の副車輪２４，２６の外周面２４ａ，２６ａに接する駆動ローラ２５，２７によって回転駆動されるように構成すると、第１及び第２の副車輪２４，２６の軸方向の端部から駆動力を伝達する場合に比べるとスペースに余裕ができるため、設計が容易になる。また、第１及び第２の副車輪２４，２６を軸方向に長くすることができるため、第１及び第２の副車輪２４，２６の中に大きい軸受を配置することも可能であり、耐荷重を高めることが容易である。

＜変形例１＞実施例１の変形例１について、図６を参照しながら説明する。図６は、実施例１の変形例１の移動搬送機構の要部構成図である。

図６（ａ）に示すように、移動搬送機構１０のホイール部材２２に一端側が回転自在に支持され揺動自在である支持梁５０の他端側に、第１及び第２の副車輪２４，２６の軸２４ｋ，２６ｋが支持されている。第１及び第２の副車輪２４，２６は、軸２４ｋ，２６ｋに対して回転自在に支持されている。支持梁５０は、ばね等の弾性部材６２によって付勢され、鎖線で示すように、床面に接していない副車輪２４ｓ，２６ｓが、ホイール回転中心軸から離れる方向（図では下向き）に移動し、第１及び第２の副車輪２４ｓ，２６ｓの外周面と第１及び第２の駆動ローラ２５，２７との接触が解除又は低減される。実線で示すように、床面に接している副車輪２４，２６は、ホイール回転中心軸に近づく方向（図では上向き）に移動して、第１及び第２の駆動ローラ２５，２７と接触し、回転駆動される。なお、弾性部材６２は無くてもよい。

図６（ｂ）に示すように、移動搬送機構１０のホイール部材２２に設けられ、副車輪２４，２６の軸２４ｋ，２６ｋを支持する支持箱６６が、ホイール回転中心軸に近づいたり離れたりする方向（図では上下方向）に移動自在に支持されている。支持箱６６は、ゴム等の弾性部材６４を介して、ホイール回転中心軸から離れる方向（図では下向き）に付勢されている。第１及び第２の副車輪２４，２６は、軸２４ｋ，２６ｋに対して回転自在に支持されている。鎖線で示すように、床面に接していない副車輪２４ｔ，２６ｔは、ホイール回転中心軸から離れる方向（図では下方向）に移動し、駆動ローラ２５、２７との接触が解除又は低減される。実線で示すように、床面に接している副車輪２４，２６は、ホイール回転中心軸に近づく方向（図において上向き）に移動して、第１及び第２の駆動ローラ２５，２７と接触し、回転駆動される。なお、弾性部材６４は無くてもよい。

このように、床面に接していない第１及び第２の副車輪２４ｓ，２６ｓ；２４ｔ，２６ｔを、ホイール回転中心軸を中心とする径方向の外側に移動させ、床面に接していない第１及び第２の副車輪２４ｓ，２６ｓ；２４ｔ，２６ｔと差動機構の出力部材との間の回転伝達部材による結合を解除又は低減させる駆動低減機構をさらに備えると、移動搬送機構１０の移動の際に床面に接していない第１及び第２の副車輪２４ｓ，２６ｓ；２４ｔ，２６ｔを駆動する無駄をなくして、第１及び第２の副車輪２４，２６を効率よく駆動することができる。

支持梁や支持箱、弾性部材の代わりに、副車輪を支持するホイール部材の一部を弾性変形しやすい構造にした駆動低減機構としてもよい。

＜まとめ＞以上に説明したように、第１の副車輪２４と第２の副車輪２６とを、ホイール回転中心軸２２ｘの方向に離し、かつ、ホイール回転中心軸２２ｘの方向から見ると、仮想外形円２１の内側に、仮想外形円２１に接近又は接するように配置すると、円周方向に隣り合う副車輪間の隙間に起因して主車輪が回転するときに発生する振動を抑制することができる。

なお、本発明は、上記実施の形態に限定されるものではなく、種々変更を加えて実施することが可能である。

実施例１では第１の副車輪を３個、第２の副車輪を３個用いる場合をとりあげて説明したが、第１の副車輪の数や第２の副車輪の数は３以外でもよい。例えば、第１の副車輪は１個以上であればよく、第２の副車輪は１個以上であればよい。第１及び第２の副車輪は、実施例以外の方法で回転駆動しても構わない。例えば、第１及び第２の副車輪の軸端に回転伝達部材を結合して、第１及び第２の副車輪を回転させても構わない。

回転伝達部材には歯車、ベルト、歯付きベルト、チェーン、ワイヤ、回転軸、軸継手などを用いることができる。

回転伝達部材には、丸ベルトを用いてもよい。丸ベルトの循環経路を折り曲げることにより、差動機構と副車輪との間の伝達経路が簡単になる。丸ベルトは、通常は、断面が円形の無端ベルト部材であるが、断面が一定の大きさでなくてもよく、例えば、中心軸方向に断面の大きさが周期的に変化して表面に歯のような凹凸形状が形成されるものであってもよい。

回転伝達部材には、副車輪に係合し、副車輪の外周面のうち接地面に沿って延在する表面を有する無端循環部材を用いてもよい。

副車輪と駆動ローラとが接触する面に、凸部及び凹部を形成して噛み合わせるようにすれば、駆動ローラと副車輪との間ですべりが生じるのを防ぎ、副車輪が確実に回転駆動されるようにすることができる。

副車輪の形状は樽状の形状以外でもよい。

副車輪は、その回転中心軸の少なくとも一部を円弧状に保ったままその回転中心軸のまわりを変形しながら回転するものでもよい。例えば、弾性部材を用いたり、円筒形状の部品を蛇腹状に重ね合わせたりすることによって、その回転中心軸を円弧状に保ったままその回転中心軸のまわりを変形しながら回転するように構成してもよい。

複数個の副車輪を用いる場合は、回転伝達部材を介して全ての副車輪が直接回転されるようにしてもよい。あるいは、回転伝達部材を介して直接は回転されない副車輪が、回転伝達部材を介して直接回転される副車輪と回転が伝わるように連結され、両方の副車輪が同時に回転されるようにしてもよい。

第１の副車輪と第２の副車輪に加えて、他の副車輪を用いてもよい。例えば、ホイール回転中心軸方向に第１の副車輪と第２の副車輪から離れた（第１の仮想円周と第２の仮想円周から離れた）位置において、ホイール回転中心軸を中心とする第３の仮想円周に沿って延在する回転中心軸を中心に回転自在に、ホイール部材に支持された第３の副車輪を用いてもよい。この場合、第１乃至第３の副車輪は、ホイール回転中心軸の方向から見ると、ホイール回転中心軸を中心とする仮想外形円の内側に、仮想外形円に接近又は接するように配置され、かつ、仮想外形円に沿って第１の副車輪の隣に第２の副車輪が配置され、第２の副車輪の隣に第３の副車輪が配置されてもよい。さらに、仮想外形円に沿って第３の副車輪の隣に第１の副車輪が配置されて、仮想外形円に沿って第１の副車輪、第２の副車輪、第３の副車輪、第１の副車輪、第２の副車輪、・・・の順に配置されてもよい。同様に、第１乃至第３の副車輪に加えて、さらに他の副車輪を用いてもよい。第１及び第２の副車輪以外の他の副車輪は、回転駆動されるものでも、回転自在なもの（回転駆動されないもの）でもよい。他の副車輪が回転駆動される場合、第１及び第２の副車輪に回転を伝達する差動機構から他の副車輪に回転が伝達されても、第１及び第２の副車輪に回転を伝達する差動機構とは別系統から他の副車輪に回転が伝達されてもよい。

出力かさ歯車の数は３以外でもよい。１つの出力かさ歯車が第１及び第２の副車輪の両方を駆動してもよいし、第１及び第２の副車輪を駆動する出力かさ歯車を別々にしてもよい。１つの出力かさ歯車が１つの副車輪を駆動してもよい。

差動機構は第１の副車輪と第２の副車輪の間以外に配置してもよい。

樽状の形状の副車輪は外周面の場所によって副車輪の回転中心軸からの半径が異なるため、副車輪の角速度が一定でも場所によって外周面上の速度が異なる。副車輪の回転による床面上の移動速度を、狙った速度にするためには、副車輪の外周面の床面に接している場所に応じて、差動機構の入力部材の角速度を調整すればよい。

本発明の移動搬送機構は、副車輪が下方に突出して床面等に接する移動搬送装置に限らず、上下を反転した構成で用いることもできる。例えば、上方に突出した副車輪で被搬送物を下から支え、主車輪及び副車輪の回転の組み合わせによって、被搬送物を所望の方向に移動させたり旋回させたりする移動搬送装置にも用いることができる。

本発明は、前進・後進のみならず、横方向、斜め方向の移動が求められる機器、例えば、車椅子、高齢者用移動装置などの福祉機器や、工場や倉庫で使用される搬送台車、搬送車、フォークリフト、移動車両などの移動搬送機器などの用途に適用できる。

２床面（接触面）
１０移動搬送機構
１２ケーシング
２０主車輪
２１仮想外形円
２２ホイール部材
２２ｐ仮想円周（第１の仮想円周）
２２ｑ仮想円周（第２の仮想円周）
２２ｘホイール回転中心軸
２４第１の副車輪
２４ｘ回転中心軸
２５第１の駆動ローラ（回転伝達部材）
２６第２の副車輪
２６ｘ回転中心軸
２７第２の駆動ローラ（回転伝達部材）
２８副車輪
２８ｘ回転中心軸
３０差動機構
３２入力かさ歯車（差動機構の第１の入力部材）
３３第１の回転軸
３４入力かさ歯車（差動機構の第２の入力部材）
３５第２の回転軸
３６出力かさ歯車（差動機構の出力部材）
３７出力かさ歯車軸（差動機構の出力部材）
３８かさ歯車（回転伝達部材）
３９軸受（回転支持部材）
４４かさ歯車（回転伝達部材）
４５第１の駆動ローラ軸（回転伝達部材）
４６かさ歯車（回転伝達部材）
４７第２の駆動ローラ軸（回転伝達部材）
４８かさ歯車（回転伝達部材）
５０支持梁（駆動低減機構）
５２第１のモータ
５４第２のモータ
６２，６４弾性部材（駆動低減機構）
６６支持箱（駆動低減機構）

Claims

ホイール回転中心軸を中心に回転自在に支持されるホイール部材と、
前記ホイール回転中心軸を中心とする第１の仮想円周に沿って延在する回転中心軸を中心に回転自在に、前記ホイール部材に支持された第１の副車輪と、
前記ホイール回転中心軸方向に前記第１の仮想円周から離れた位置において、前記ホイール回転中心軸を中心とする第２の仮想円周に沿って延在する回転中心軸を中心に回転自在に、前記ホイール部材に支持された第２の副車輪と、
前記ホイール回転中心軸と同軸に回転自在に配置された第１及び第２の入力部材と、前記第１及び第２の入力部材の両方に接触し、自転中心軸を中心に自転可能、かつ、前記ホイール回転中心軸のまわりを公転可能である出力部材とを含む差動機構と、
前記ホイール部材に固定され、前記差動機構の前記出力部材を、前記自転中心軸を中心に回転自在に支持する回転支持部材と、
前記第１及び第２の副車輪のうち少なくとも一つの副車輪と前記差動機構の前記出力部材との間を結合し、前記出力部材の前記自転中心軸を中心とする自転による回転を当該副車輪に伝達して当該副車輪を回転させる回転伝達部材と、
を備え、
前記第１及び第２の副車輪は、前記ホイール回転中心軸の方向から見ると、前記ホイール回転中心軸を中心とする仮想外形円の内側に、前記仮想外形円に接近又は接するように配置され、かつ、
前記仮想外形円に沿って前記第１の副車輪の隣に前記第２の副車輪が配置され、
前記ホイール部材は、前記差動機構の前記出力部材の前記ホイール回転中心軸のまわりの公転に伴って、前記ホイール回転中心軸を中心に回転することを特徴とする移動搬送機構。
前記第１及び第２の副車輪は、前記ホイール回転中心軸の方向から見ると、前記仮想外形円に沿って交互に配置されていることを特徴とする、請求項１に記載の移動搬送機構。
前記ホイール回転中心軸方向に垂直な方向から見ると、前記第１の副車輪と前記第２の副車輪は前記ホイール回転中心軸方向に離れて配置され、前記第１の副車輪と前記第２の副車輪の間に前記差動機構が配置されていることを特徴とする、請求項１又は２に記載の移動搬送機構。
接触面に接していない前記第１及び第２の副車輪を、前記ホイール回転中心軸を中心とする径方向の外側に移動させ、当該第１及び第２の副車輪と前記差動機構の前記出力部材との間の前記回転伝達部材による結合を解除又は低減させる駆動低減機構をさらに備えたことを特徴とする、請求項１乃至３のいずれか一つに記載の移動搬送機構。