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公開番号2025116471
公報種別公開特許公報(A)
公開日2025-08-08
出願番号2024010911
出願日2024-01-29
発明の名称関節車輪機構
出願人株式会社SOKEN,株式会社デンソー
代理人個人,個人,個人,個人,個人
主分類B60B 19/00 20060101AFI20250801BHJP(車両一般)
要約【課題】移動体を走行させる車輪と、移動体の本体に対する車輪の支持角度を変更する関節とを備える関節車輪機構において、車輪を駆動する動力と関節を駆動する動力との一方を他方に利用可能とする。
【解決手段】関節車輪機構20は、本体(21)と、車輪(22)と、本体に対する車輪の支持角度を変更する関節(32、33)と、車輪を駆動する動力を発生する第1モータ(MA)と、関節を駆動する動力を発生する第2モータ(MB)と、を備える。関節車輪機構は、車輪と関節との間で動力を伝達する差動機構(30)と、第1モータ及び第2モータの回転状態を制御する制御部(40)と、を備える。
【選択図】図1
特許請求の範囲【請求項１】
本体（２１）と、
車輪（２２）と、
前記本体に対する前記車輪の支持角度を変更する関節（３２、３３）と、
前記車輪を駆動する動力を発生する第１モータ（ＭＡ）と、
前記関節を駆動する動力を発生する第２モータ（ＭＢ）と、
前記車輪と前記関節との間で動力を伝達する差動機構（３０、１３０、２３０、３３０Ａ、３３０Ｂ）と、
前記第１モータ及び前記第２モータの回転状態を制御する制御部（４０）と、
を備える、関節車輪機構（２０）。
続きを表示（約 860 文字）【請求項２】
前記差動機構は、遊星歯車機構（３０、１３０、３３０Ａ、３３０Ｂ）である、請求項１に記載の関節車輪機構。
【請求項３】
前記遊星歯車機構（３０）は、前記車輪に固定された太陽歯車（３１）、前記太陽歯車と互いに動力を伝達する遊星歯車（３２）、及び前記太陽歯車と前記遊星歯車とを連結するキャリア（３３）を備え、
前記第１モータは、前記太陽歯車へ動力を入力し、
前記第２モータは、前記遊星歯車へ動力を入力し、
前記遊星歯車及び前記キャリアにより前記関節が構成されている、請求項２に記載の関節車輪機構。
【請求項４】
前記第１モータ及び前記遊星歯車機構は、前記車輪の内部に収納されている、請求項３に記載の関節車輪機構。
【請求項５】
前記制御部は、前記車輪の目標回転速度及び前記関節の目標角度に基づいて、前記太陽歯車の目標回転速度及び前記遊星歯車の目標回転速度をそれぞれ算出し、前記太陽歯車の目標回転速度及び前記遊星歯車の目標回転速度に基づいて、前記第１モータの目標回転速度及び前記第２モータの目標回転速度をそれぞれ算出し、前記第１モータの回転速度及び前記第２モータの回転速度を前記第１モータの目標回転速度及び前記第２モータの目標回転速度にそれぞれフィードバック制御する、請求項３又は４に記載の関節車輪機構。
【請求項６】
前記制御部は、前記車輪の目標回転方向に応じて、前記遊星歯車から前記太陽歯車に伝達される動力の方向が、前記車輪を前記目標回転方向に回転させる方向になるように前記関節の目標角度方向を算出する、請求項５に記載の関節車輪機構。
【請求項７】
前記遊星歯車は、第１遊星歯車（３２）と第２遊星歯車（３４）とを含み、
前記第２モータは、前記第１遊星歯車へ動力を入力し、
前記太陽歯車と前記第１遊星歯車とは、前記第２遊星歯車を介して互いに動力を伝達する、請求項３又は４に記載の関節車輪機構。

発明の詳細な説明【技術分野】
【０００１】
本発明は、移動体を走行させる車輪と、移動体の本体に対する車輪の支持角度を変更する関節とを備える関節車輪機構に関する。
続きを表示（約 2,000 文字）【背景技術】
【０００２】
例えば、本体に回転可能に連結され本体を支持する第１の回転軸と、第１の回転軸を回転させるモータと、第１の回転軸に固定された第１のプーリと、車輪を回転させる第２の回転軸と、第２の回転軸に固定された第２のプーリと、第１のプーリと第２プーリとを連結するベルトと、第１のプーリと第２のプーリとをベルトと並行して連結するアームと、を備える移動体がある（特許文献１参照）。特許文献１に記載の移動体では、車輪が段差に接触して回転が停止することにより第２のプーリの回転が停止し、モータの回転トルクによりアームが回転させられる。これにより、アームが本体を持ち上げて重心を段差の先へ移動させ、本体の荷重により第２の回転軸周りのアームの回転が停止した後、第１の回転軸周りにアームが回転して車輪を段差の上に引き上げる。特許文献１に記載の移動体は、車輪を駆動するモータとは別に、アームを駆動するアクチュエータを必要とせず、構造を簡単にすることができる。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
特開２０１２－２４０６６１号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
ところで、特許文献１に記載の移動体（関節車輪機構）は、構造を簡単にすることができるものの、車輪の駆動とアーム（関節）の駆動とを同時に制御することができない。また、特許文献１に記載の移動体は、車輪を駆動する動力とアームを駆動する動力との一方を他方に利用することができず、未だ改善の余地がある。
【０００５】
本発明は、上記課題を解決するためになされたものであり、その主たる目的は、移動体を走行させる車輪と、移動体の本体に対する車輪の支持角度を変更する関節とを備える関節車輪機構において、車輪を駆動する動力と関節を駆動する動力との一方を他方に利用可能とすることにある。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
上記課題を解決するための第１の手段は、関節車輪機構（２０）であって、
本体（２１）と、
車輪（２２）と、
前記本体に対する前記車輪の支持角度を変更する関節（３２、３３）と、
前記車輪を駆動する動力を発生する第１モータ（ＭＡ）と、
前記関節を駆動する動力を発生する第２モータ（ＭＢ）と、
前記車輪と前記関節との間で動力を伝達する差動機構（３０、１３０、２３０、３３０Ａ、３３０Ｂ）と、
前記第１モータ及び前記第２モータの回転状態を制御する制御部（４０）と、
を備える。
【０００７】
上記構成によれば、前記車輪を駆動する動力を発生する第１モータを制御部が制御することにより、車輪の駆動を制御することができる。また、前記関節を駆動する動力を発生する第２モータを制御部が制御することにより、前記本体に対する前記車輪の支持角度を制御することができる。
【０００８】
ここで、差動機構は、前記車輪と前記関節との間で動力を伝達する。このため、例えば第１モータにより車輪を駆動している状態で、第２モータの動力を差動機構を介して車輪に伝達することができる。したがって、関節を駆動する動力を、車輪を駆動する動力に利用可能となる。その結果、第１モータの定格出力を低下させることができ、第１モータを小型化することができる。あるいは、第１モータ及び第２モータの動力で車輪を駆動することにより、車輪を駆動する力の最大値を増加させることができる。
【図面の簡単な説明】
【０００９】
第１実施形態の関節車輪機構の部分断面斜視図。
図１の関節車輪機構の正面図。
図１の関節車輪機構の車輪の駆動態様を示す部分断面斜視図。
図１の関節車輪機構の関節の駆動態様を示す部分断面斜視図。
図１の関節車輪機構の通常制御を示すブロック図。
図１の関節車輪機構のアシスト制御を示すブロック図。
移動体が段差を乗り越える態様を示す模式図。
第２実施形態の関節車輪機構の部分断面斜視図。
図８の関節車輪機構の正面図。
図８の関節車輪機構の車輪の駆動態様を示す部分断面斜視図。
図８の関節車輪機構の関節の駆動態様を示す部分断面斜視図。
関節車輪機構の変更例の部分断面図。
関節車輪機構の他の変更例の斜視図。
関節車輪機構の他の変更例の斜視図。
【発明を実施するための形態】
【００１０】
（第１実施形態）
以下、移動体に搭載される関節車輪機構に具現化した第１実施形態について、図面を参照しつつ説明する。移動体は、例えば４つの関節車輪機構と、上位コントローラとを備え、４輪により走行する。
（【００１１】以降は省略されています）

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