JPH0810005Y2 - 車輪ユニット - Google Patents

Description

【考案の詳細な説明】 ［産業上の利用分野］ 本考案の車輪ユニットに係わり、更に詳しくは、複数
個の車輪の各々を個々独立的に駆動制御して、車台を旋
回走行、前後左右走行、カーブ走行等所望の走行モード
を可能にした運搬車、作業車等の車両に於ける上記車輪
として適用される車輪の改良に関する。

［従来の技術］ 近頃、倉庫内運搬車、作業車、ロボット的車両等に於
いては、車台に複数個の車輪を配設し、上記の各個の車
輪を個々独立的に駆動制御して、車台を旋回走行、前後
左右走行、カーブ走行等所望の走行モードを可能にした
ものが提案されている。

１つの従来例は、実開昭61−113102である。即ち、互
いに所定の間隔を置いて平行配置された一対の要素車輪
を有しこれらの２つの要素車輪の各々は、ブレーキ・キ
ヤードモータによって個々独立的に回転制御されて成
り、更に中心軸を旋回機構を介して旋回自在に取着せし
められているものであって、ケーシングを車台の底部に
旋回自在に支承し、ケーシングの中に一対の車輪を配
し、且つケーシングの外の両側に各々モータを配し、各
モータの各出力軸をケーシングの各側板を貫いて、中の
各車輪の所まで延長せしめて各車輪に連結したものであ
る。

もう１つの従来技術は、単に車輪ユニットであるが、
実開昭61−92580号公報にみられる。即ち、車輪の軸の
端部にスプロケットを設け、車台上のモータの回転をチ
ェーンを介して上記スプロケットに伝え、もって軸を回
し、軸からは車輪の中に配した歯車列によって車輪に伝
え回転させるようにしたものである。

更に別の従来技術は、幅広のローラであるが、特公昭
40−7441号に提案されている。即ち極端に幅の広いロー
ラのような車輪の中にモータを配し、もって車輪を回す
ようにしたものである。

上記従来技術によると、次の点に於て不具合を有する
ことが分かった。

即ち、実開昭61−113102号の技術の場合ケーシングの
外のモータの出力軸を延ばし、その先端に要素車輪の各
々を取り付けたことにより、モータ出力軸の延長した長
さを有してしまい、車輪ユニット全体が左右幅に於いて
長くなってしまうものであった。

そして、実開昭61−92580号の場合には、これを旋回
中心軸を中心として旋回できるようにしても、車台上に
モータを置かねばならず、車台上のスペースの省スペー
ス化を図りがたかった。

加えて、特公昭40−7441号の技術の場合、これを旋回
中心軸を中心として旋回できるようにしても、モータを
内蔵しているので車輪の幅が極めて長いと共に、モータ
の修理もしずらい問題があった。

［考案が解決しようとする課題］ 従って本考案の目的とする所は、旋回中心軸を中にし
た左右一対の車輪間の幅を短くできると共に、車台上に
モータを置くことなく車台上のスペースを省スペース化
でき、而も車輪を駆動するモータの保守、修理がし易
い、小型コンパクトで取扱易い旋回中心軸を中心として
旋回可能に構成された車輪ユニットを提供するにある。

［課題を解決する為の手段］ 上記目的を解決する為に本考案は次の技術的手段を有
する。

即ち、実施例に対応する添付図面中の符号を用いて説
明すると本考案は車台２下部に取り付けた旋回中心軸３
と、この旋回中心軸３周りに平行配置された一対の要素
車輪5a,5bを有し、上記２つの要素車輪5a,5bは、電動モ
ータ６によって個々独立的に回転制御されると共に、上
記旋回中心軸３を中心として旋回可能に構成されたユニ
ットに於て； 上記各要素車輪5a,5bの各内径面42によって画成され
る各内部空間40内の、旋回中心軸３に寄った側の一側41
に、各要素車輪5a,5bの幅Ａから外へ突出することな
く、内径面42にわたって軸受け体８を配し、この軸受け
体８の外周面と各要素車輪5a,5bの内径面42間にベアリ
ング11を配して、各要素車輪5a,5bを各軸受け体８に対
して回転自在とすると共に、上記一側41と反対になる各
要素車輪5a,5bの他側に電動モータ６を配し、その出力
軸７を各要素車輪5a,5bの外に露出することなく上記内
部空間40内に通して、上記軸受け体８により軸支せし
め、而もこの出力軸７に取着された上記内部空間40内の
第一の歯車10aに噛み合う、上下一対の上記内部空間40
内の第二の歯車10bを上記軸受け体８に支持された歯車
軸12に回動自在に支持せしめ、この内部空間40内の上記
第二の歯車10bが各要素車輪5a,5bの内径面40に形成され
た内歯車13に噛み合うように構成されていることを特徴
とする車輪ユニットである。

［作用］ 上記構成に基づくと、電動モータ６を回転させた時、
この電動モータ６の出力軸７の回転を、第１の歯車列10
a及び第２の歯車列10bを介して、出力軸７の回転が軸受
け体８の周りのベアリング11を介して回転自在に取着さ
れた要素車輪5a,5bへ、伝達可能となり、各要素車輪5a,
5bを回転させることができる。そして、上記車輪ユニッ
トを適用した車両等に於て、上記要素車輪5a,5bの各々
を同一の回転数で回転せしめれば車両等を前後左右に直
線的に走行せしめることができ、各々の要素車輪5a,5b
の回転数に差を持たせれば、車両等を旋回走行、カーブ
走行等自由に走行せしめることができる。

更に、上記各電動モータ６は各々要素車輪5a,5bの横
に、外に出た形で配されているので、即ち車輪内にある
わけではないので修理や保守が容易であると共に、各要
素車輪5a,5bの横に、外に出た形で配設されていても、
その出力軸７は車輪5a,5bの内部空間40中に入っている
ので、一対の要素車輪5a,5bの各電動モータ６間の距離
Ｌを、上記出力軸７の２つ分の長さだけ短くできる。而
も上述したように電動モータ６は各要素車輪5a,5bの横
に配置されていて、車台２上にあるわけではないから車
台２上のスペースを省力化できる。

［実施例］ 次に添付図面に従い本考案の実施例を詳述する。

第１図から第３図は第１の実施例であり、図中１は車
輪ユニット本体を示し、運搬車、作業車等の車台２等の
底面に取着して、旋回走行、前後左右走行、カーブ走行
等の所望の走行モードを可能にするものである。そし
て、上記車台２には旋回中心軸３が連なっていて、この
旋回中心軸３にベアリング４を介して、一対の要素車輪
5a,5bが回転自在に平行配置されている。上記旋回中心
軸３は、この例では旋回固定中心軸3aであり、上記車台
２に固定保持されていると共に、上記ベアリング４はボ
ールベアリング４である。又、23は旋回固定中心軸3aの
外周面である。そして、上記要素車輪5a,5bは、車台２
に固定保持された旋回固定中心軸3aの周りを上記ボール
ベアリング４によって旋回可能になっている。

更に一つの要素車輪4aに着目してみると、要素車輪4a
の内部の旋回固定中心軸3a寄りに電動モータ６の出力軸
７及び後述する歯車軸12を軸受けする為の軸受け体８が
形成されている。

より詳述すると上記軸受け体８は、要素車輪5a,5bの
内部空間40内の旋回固定中心軸3a寄りの一側41から外へ
出っ張ることなく、即ち車輪5aの幅Ａ内であって旋回固
定中心軸3a寄りの一側41に、車輪5aの内径面42を覆うよ
うにして配設されている。そして、上記電動モータ６
は、上記軸受け体８が配されている側と反対の要素車輪
5aの側面に位置していると共に、電動モータ６の回転を
伝える増減速用ギヤ９及び出力軸７が要素車輪4a内部に
入っており、外観上は要素車輪5a及び電動モータ６のみ
が見えるものである。上記増減速用ギヤ９は、電動モー
タ６からの回転速度を増速或いは減速させるものであ
り、上記増減速用ギヤ９からの回転出力は出力軸７に伝
えられ、その回転出力は、上記軸受け体８の内部に配設
した歯車10aを介して、要素車輪5aに伝達される。更に
詳しくは、出力軸７を回転中心とする第１の歯車10a
と、上記軸受け体８に通された歯車軸12を回転中心と
し、第１の歯車10aと噛み合う２つの第２の歯車10bとか
ら成り、上記２つの第２の歯車10bは、要素車輪5aの内
側に形成された要素車輪の内歯車13と噛み合うものであ
り、上記軸受け体８の周りのベアリング11によって、要
素車輪5aの回転を滑らかにする。

上記軸受け体８の周りのベアリング11はボールベアリ
ング11である。又、第２の歯車10bの回転を滑らかにす
る為のベアリング24が設けられていて、このベアリング
24はボールベアリングである。

更に、上記要素車輪5aの軸受け体８にはブレーキライ
ナー面14aが形成されていると共に、旋回固定中心軸3a
の上部及び下部にブレーキ体14bが設けられていて、こ
のブレーキライナー面14aとブレーキ体14bでブレーキ機
構を成している。上記ブレーキ機構は電気式のものであ
り、通電時は開放され、無電時には図示せざるバネ等に
よって、ブレーキ体14bがブレーキライナー面14aに押し
つけられていてブレーキがきくものである。

以上は、一つの要素車輪5aの構成を述べたが、もう一
つの要素車輪5bの構成も上記要素車輪5aの構成と同様で
ある。そして、上記要素車輪5a,5bを回転させる各々の
電動モータ６は、回転駆動制御部15によって個別にその
回転数及び回転方向が制御されながら駆動するように成
されており、その時点に於ける回転数及び回転方向は図
示せざる検出手段によって検出されて信号回路16を介し
て上記回転駆動制御部にフィードバックされるように成
されている。従って上記要素車輪5a,5bは互いに他に対
して独立的に回転することができる。

このように構成された車輪ユニット本体１は、運搬車
や作業車等の車台２の底面に、例えば第５図に示すよう
に４個配設して使用する。

尚、図中18は速度・方向指示部であり、車両上に直接
設けて行なう場合には、例えばハンドルとアクセルで構
成することもでき、リモート的に行なう場合には押しボ
タン等によって構成することもできる。

以上の構成によりその動作を説明する。

上記車輪ユニット本体１を運搬車や作業車等の車台２
の底面に取着せしめ、次に各々の電動モータ６と回転駆
動制御部15間を動力線17で接続する。

これにより、運転準備が完了するので、速度・方向指
示部18を操作して運転を開始する。

即ち、車台２を前進させたい時には速度・方向指示部
18を前進にセットして駆動せしめれば回転駆動制御部15
が全ての電動モータ６を正方向に同一の回転数で回転せ
しめるので車台２は第６図矢示Ａで示すように前進し、
速度・方向指示部18を後退にセットして駆動せしめれ
ば、回転駆動制御部15が全ての電動モータ６を回転せし
めて車台２を第６図矢示Ｂで示す如く後退せしめる。

又、車台２を横行せしめたい時には回転駆動制御部15
が電動モータ６の回転数に差を与えたり、或いは、それ
ぞれ他の電動モータ６に対して逆方向に回転せしめるこ
とによって要素車輪5a,5bをそれぞれ逆方向に回転せし
めることができる。即ち、要素車輪5a,5bを互いに他に
対して逆方向に回動せしめると、要素車輪5a,5bは、旋
回固定中心軸3aを中心として旋回する。従って要素車輪
5a,5bをこのようにして90度旋回せしめた後に、電動モ
ータ６の全てを同一回転数で正逆方向に回転せしめるよ
うにすれば車台２を第６図中矢印C,Dで示すように左右
方向に横行せしめることができる。

更に第６図中矢印Ｅで示すように、電動モータ６を45
度回してから要素車輪5a,5bの全てを同一回転数で同一
方向に回転せしめれば車台２をその場で旋回せしめるこ
とができる。

又、第６図中矢印Ｆで示すように、特定の要素車輪5
a,5bのみ回転数に差を持たせれば車台２をカーブ走行せ
しめることができる。

上記種々の走行モードで車台２を走行せしめる時に
は、要素車輪5a,5bの回転数及びその回転方向は信号回
路16を介して回転駆動制御部15にフィードバックされて
いるので、回転方向の制御は回転駆動制御部15によって
全て自動的に行なうことができ、従って操作者は車台２
の進行方向及び進行速度を指示するだけでよい。

又、上記進行方向及び進行速度があらかじめ定まって
いる場合にはこれをプログラム化して、コンピュータに
インプットしておけば、車台２を無人自動走行せしめる
ことができる。

上記に於いて、電動モータ６は各車輪5a又は5bの中に
入っていないので、電動モータ６の保守、修理は簡単に
できる。

而も、各電動モータ６が各車輪5a,5bの横に出ていて
も、車輪5a,5bの内径面42によって画成される内部空間4
0内に、電動モータ６の出力軸７が入ってしまっている
ので、左右一対の電動モータ６間の距離Ｌを、出力軸７
の２つの長さ分だけ短くすることもできる。而も、上述
したように電動モータ６は車輪5a,5bの側面に配置さ
れ、車台上に位置しているわけではないので車台上のス
ペースを省スペース化できる。

次に、第４図を参照して第２の実施例を説明する。こ
の例では第１の実施例と略同様の部分は省略し、異なる
部分のみを述べる。第１の実施例では、旋回中心軸３を
車台２に固定保持した旋回固定中心軸3aとし、要素車輪
5a,5bが旋回する時にはベアリング４を介してこの旋回
固定中心軸3aの周りを旋回するようにしたが、この例で
は、旋回中心軸３に要素車輪5a,5bを固定保持し、この
旋回中心軸３が回転する旋回可能中心軸3bとし、従って
旋回可能中心軸3bの回転に伴って要素車輪5a,5bが回転
するようにしたものである。更に詳しくは、車台２の下
部に旋回中心軸受19を設け、この旋回中心軸受19の内側
に頭部ベアリング20を介して旋回可能中心軸3bの頭部3b
Aが隣接している。これによって、要素車輪5a,5bの回転
数の差によって要素車輪5a,5bが旋回しようとする時、
上記要素車輪5a,5bに連なった旋回可能中心軸3bが上記
頭部ベアリング20の作用によって回転することで要素車
輪5a,5bは旋回するものである。

尚、上記ベアリング20はボールベアリングである。

又、ブレーキ機構に於て、この例ではディスクブレー
キを採用しており、詳しくは、上記旋回可能中心軸3bの
頭部3bA下面に、旋回可能中心軸3bに伴って回転するデ
ィスク板21を固定付着し、そして、このディスク板21の
回転を止める為のブレーキ体22が設けられている。上記
ディスクブレーキ機構は、電気式のものであり、通電時
には開放され、無電時には、バネ等でディスク板21にブ
レーキ体22が押しつけられていてブレーキがきくもので
ある。

即ち、要素車輪5a,5bがある方向に進んでいる最中は
ブレーキ体22がディスク板21に押しつけられて要素車輪
5a,5bの向きはロックされていると共に、旋回走向、カ
ーブ走行等を行う際には要素車輪5a,5bが旋回可能なよ
うにブレーキが開放して要素車輪5a,5bが旋回し、そし
て所定の角度だけ旋回した所で再び旋回をロックし、旋
回走行、カーブ走行等を行うものである。

尚、ブレーキ機構は第１及び第２の実施例で用いた機
構以外の構成のもの、例えばピン穴より成るものでもよ
い。又、ベアリング4,11,20,24はボールベアリングを用
いたが、他のベアリングでもよい。

以上の様に、電動モータ６を回転させることにより、
その電動モータ６の出力軸７の回転を第１の歯車10a及
び第２の歯車10bを介して、各々の要素車輪5a,5bに伝達
可能とし、各々の要素車輪5a,5bを回転させることがで
きる。そして、上記車輪ユニット本体１を適用した運搬
車や作業車等の車両等に於て、上記要素車輪5a,5bの各
々を同一の回転数で回転せしめれば、車台２を前後左右
に直線的に走行せしめることができ、各々の要素車輪5
a,5bの回転数に差を持たせれば、車台２を旋回走行、カ
ーブ走行等自由に走行せしめることができるのは勿論の
こと、各車輪5a,5b駆動の為の電動モータ６を車台上に
配した場合の車台上スペースの占有や、極めて幅広のロ
ーラ内に電動モータを配した場合の電動モータの修理や
保守のしずらさを回避できた上で、一対の車輪の為の一
対の電動モータ６間の距離Ｌを短くでき、全体が極めて
小型コンパクトとなり、而も取扱い易いものである。

［考案の効果］ 以上詳述した如く本考案は、電動モータを回転させた
時、この電動モータの出力軸の回転が、歯車列を介し
て、各々の要素車輪へ伝達可能となり、各々の要素車輪
を回転させることができると共に、上記車輪ユニット本
体を適用した車両等に於て、上記要素車輪の各々を同一
の回転数で回転せしめれば車両等を前後左右に直線的に
走行せしめることができ、各々の要素車輪の回転数に差
を持たせれば、車両等を旋回走行、カーブ走行等所望の
走行モードが得られるのは勿論のこと、特に旋回中心軸
を中にして左右一対に配した車輪5a,5bの為の一対の電
動モータ６間の距離Ｌを、各電動モータ６の出力軸７を
各車輪5a,5bの内部空間40内に配したので、上記出力軸
の２倍の長さ分だけ短くできると共に、電動モータが車
台上に在ることが、完全に車輪内に入ってしまっている
わけではないので、車台上のスペースを省スペース化で
き、而も保守、修理が容易である。

【図面の簡単な説明】 添付図面は本考案の実施例を示し、第１図から第３図ま
では第１の実施例であり、第１図は片側断面の正面図、
第２図は断面側面図、第３図は片側断面の上面図、第４
図は第２の実施例であり、片側断面の正面図、第５図は
制御系統説明図、第６図は走行モード説明図である。 図面中の符号は、 １……車輪ユニット本体 ２……車台 ３……旋回中心軸 3a……旋回固定中心軸 3b……旋回可能中心軸 3bA……旋回可能中心軸の頭部 ４……要素車輪旋回の為のベアリング 5a,5b……要素車輪 ６……電動モータ ７……出力軸 ８……軸受け体 ９……増減速用ギヤ 10……歯車列 10a……第１の歯車 10b……第２の歯車 11……要素車輪回転の為のベアリング 12……歯車軸 13……要素車輪の内歯車 14a……ブレーキライナー面 14b……第１の例のブレーキ体 15……回転駆動制御部

Claims (3)

【実用新案登録請求の範囲】
1. 【請求項１】車台２下部に取り付けた旋回中心軸３と、
   この旋回中心軸３周りに平行配置された一対の要素車輪
   5a,5bを有し、上記２つの要素車輪5a,5bは、電動モータ
   ６によって個々独立的に回転制御されると共に、上記旋
   回中心軸３を中心として旋回可能に構成されたユニット
   に於て； 上記各要素車輪5a,5bの各内径面42によって画成される
   各内部空間40内の、旋回中心軸３に寄った側の一側41
   に、各要素車輪5a,5bの幅Ａから外へ突出することな
   く、内径面42にわたって軸受け体８を配し、この軸受け
   体８の外周面と各要素車輪5a,5bの内径面42間にベアリ
   ング11を配して、各要素車輪5a,5bを各軸受け体８に対
   して回転自在とすると共に、上記一側41と反対になる各
   要素車輪5a,5bの他側に電動モータ６を配し、その出力
   軸７を各要素車輪5a,5bの外に露出することなく上記内
   部空間40内に通して、上記軸受け体８により軸支せし
   め、而もこの出力軸７に取着された上記内部空間40内の
   第一の歯車10aに噛み合う、上下一対の上記内部空間40
   内の第二の歯車10bを上記軸受け体８に支持された歯車
   軸12に回動自在に支持せしめ、この内部空間40内の上記
   第二の歯車10bが各要素車輪5a,5bの内径面40に形成され
   た内歯車13に噛み合うように構成されていることを特徴
   とする車輪ユニット。
2. 【請求項２】上記旋回中心軸３は、旋回固定中心軸3aで
   あり、その外周面23におけるベアリング４を介して上記
   ２つの要素車輪5a,5bの各々の軸受け体８が旋回自在で
   あることを特徴とする請求項第１項記載の車輪ユニッ
   ト。
3. 【請求項３】上記旋回中心軸３は、旋回可能中心軸3bで
   あることを特徴とする請求項第１項記載の車輪ユニッ
   ト。