(57)【要約】【課題】駆動輪及び台車において、車輪を非接地状態として容易に操舵可能とする。【解決手段】自転部１１と、自転部１１に回転自在に支持される車輪１２，１３と、第１モータ１４と、第１モータ１４により回転可能であると共に軸方向に移動可能な回転軸１５と、回転軸１５の回転力を自転部１１に伝達する回転力伝達機構１６と、第１モータ１４の回転力を回転軸１５の回転動作と軸方向移動動作に切替える切替機構１７とを設ける。【選択図】図１
2019202566.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
自転部と、
前記自転部に回転自在に支持される車輪と、
第１モータと、
前記第１モータにより回転可能であると共に軸方向に移動可能な回転軸と、
前記回転軸の回転力を前記自転部に伝達する回転力伝達機構と、
前記第１モータの回転力を前記回転軸の回転動作と軸方向移動動作に切替える切替機構と、
を備える駆動輪。
【請求項２】
前記第１モータの出力部と前記自転部との間にねじ部が設けられ、前記切替機構は、前記回転軸の回転を阻止する第１阻止部材と、前記回転軸の軸方向移動を阻止する第２阻止部材とを有する、請求項１に記載の駆動輪。
【請求項３】
前記回転軸の軸方向の移動により前記第１阻止部材による前記回転軸の回転阻止が解除される、請求項２に記載の駆動輪。
【請求項４】
前記第１阻止部材による前記回転軸の回転阻止が解除されると、前記第２阻止部材により前記回転軸の軸方向の移動が阻止され、前記回転力伝達機構が作動する、請求項３に記載の駆動輪。
【請求項５】
前記第１阻止部材による前記回転軸の回転阻止が解除される前に、前記回転軸と前記回転力伝達機構が連結される、請求項４に記載の駆動輪。
【請求項６】
前記自転部の回転を拘束可能な拘束機構が設けられる、請求項１から請求項５のいずれか一項に記載の駆動輪。
【請求項７】
前記回転軸は、下端部に相対回転自在な回転体が設けられる、請求項１から請求項６のいずれか一項に記載の駆動輪。
【請求項８】
前記車輪は、走行用の第２モータが設けられ、前記自転部は、筒形状をなし、内部に前記第２モータに接続される電源ケーブルが配置される、請求項１から請求項７のいずれか一項に記載の駆動輪。
【請求項９】
前記回転軸は、筒形状をなして前記自転部内に配置され、内部に前記電源ケーブルが配置されると共に、下部に前記電源ケーブルが貫通する相対回転部が設けられる、請求項８に記載の駆動輪。
【請求項１０】
前記回転軸は、前記自転部の外部に隣接して配置される、請求項１から請求項８のいずれか一項に記載の駆動輪。
【請求項１１】
請求項１から請求項１０のいずれか一項に記載の駆動輪と、
前記駆動輪が取付けられる本体と、
を備える台車。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、駆動輪及び台車に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
荷物を積載して自走する走行台車は、モータを備えた駆動輪が搭載される。従来の駆動輪としては、例えば、下記特許文献に記載されたものがある。
【０００３】
特許文献１は、取付け板に操舵軸を回転自在に支持し、操舵軸の一端に操舵軸に交差するようにモータホルダを設け、モータホルダに一対の車輪を設け、電動モータにより独立して回転可能としたものである。特許文献２は、筐体に２個のモータを設け、第１モータにより旋回軸からオフセットされた一対の車輪を回転可能とし、第２モータにより一対の車輪を旋回可能としたものである。特許文献３は、車両本体に操舵軸駆動用アクチュエータと駆動輪軸駆動用アクチュエータとを設け、操舵軸駆動用アクチュエータによりオフセットした駆動輪を旋回可能とすると共に、駆動輪軸駆動用アクチュエータにより駆動輪を回転可能とするものである。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
【特許文献１】特許第５６５４８１９号公報
【特許文献２】特開２０１６−０４９９２１号公報
【特許文献３】特許第３７９１６６３号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
各特許文献の技術では、台車の静止状態から走行方向を変更するとき、駆動輪を旋回させると台車が動いてしまうという課題がある。
【０００６】
本発明は上述した課題を解決するものであり、車輪を非接地状態として容易に操舵可能とする駆動輪及び台車を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
上記の目的を達成するための本発明の駆動輪は、自転部と、前記自転部に回転自在に支持される車輪と、第１モータと、前記第１モータにより回転可能であると共に軸方向に移動可能な回転軸と、前記回転軸の回転力を前記自転部に伝達する回転力伝達機構と、前記第１モータの回転力を前記回転軸の回転動作と軸方向移動動作に切替える切替機構と、を備えるものである。
【０００８】
そのため、切替機構により第１モータの回転力を回転軸の軸方向動作に切替えると、第１モータの回転により回転軸が軸方向に移動する。このとき、回転軸が鉛直方向の下方に移動すると、回転軸の下端部が床面に当接して自転部を上昇させ、車輪を床面から持ち上げることができる。ここで、切替機構により第１モータの回転力を回転軸の回転動作に切替えると、第１モータの回転により回転軸が回転する。すると、回転軸が回転し、自転部と共に車輪が回転して操舵することができる。そして、再び、切替機構により第１モータの回転力を回転軸の軸方向動作に切替えると、第１モータの回転により回転軸が軸方向に移動する。このとき、回転軸が鉛直方向の上方に移動すると、回転軸の下端部が床面から離間して自転部を下降させ、車輪を床面に接地させることができる。その結果、車輪を非接地状態として容易に操舵することができる。
【０００９】
本発明の駆動輪の望ましい態様として、前記第１モータの出力部と前記自転部との間にねじ部が設けられ、前記切替機構は、前記回転軸の回転を阻止する第１阻止部材と、前記回転軸の軸方向移動を阻止する第２阻止部材とを有する。
【００１０】
そのため、第１阻止部材により回転軸の回転が阻止されると、第１モータの回転力によりねじ部が作動して回転軸を軸方向に移動することができ、第２阻止部材により回転軸の軸方向移動が阻止されると、ねじ部が一体となることから回転軸が回転することができ、簡単な構成で回転軸の回転動作と軸方向移動動作に容易に切替えることができる。
【００１１】
本発明の駆動輪の望ましい態様として、前記回転軸の軸方向の移動により前記第１阻止部材による前記回転軸の回転阻止が解除される。
【００１２】
そのため、第１阻止部材により回転軸の回転が阻止されるとき、回転軸が軸方向に所定長さだけ移動すると、第１阻止部材による回転軸の回転阻止が解除されるため、回転軸の回転阻止から回転阻止解除への動作を自動的に行うことができる。
【００１３】
本発明の駆動輪の望ましい態様として、前記第１阻止部材による前記回転軸の回転阻止が解除されると、前記第２阻止部材により前記回転軸の軸方向の移動が阻止され、前記回転力伝達機構が作動する。
【００１４】
そのため、回転軸が軸方向に所定長さだけ移動すると、第１阻止部材による回転軸の回転阻止が解除されると共に、第２阻止部材により回転軸の軸方向の移動が阻止されるため、回転軸の回転阻止解除と軸方向の移動阻止をほぼ同時に自動的に行うことができる。
【００１５】
本発明の駆動輪の望ましい態様として、前記第１阻止部材による前記回転軸の回転阻止が解除される前に、前記回転軸と前記回転力伝達機構が連結される。
【００１６】
そのため、回転軸の回転阻止が解除される前に回転軸と回転力伝達機構が連結されることから、回転軸の回転阻止解除状態と軸方向の移動阻止解除状態とが重なる状態の発生が阻止され、非動力伝達状態の発生を防止することができる。
【００１７】
本発明の駆動輪の望ましい態様として、前記自転部の回転を拘束可能な拘束機構が設けられる。
【００１８】
そのため、切替機構により第１モータの回転力を回転軸の回転動作が可能な状態に切替えられていても、拘束機構が自転部の回転を拘束することから、第１モータの回転力により回転軸を軸方向に移動することができる。
【００１９】
本発明の駆動輪の望ましい態様として、前記回転軸は、下端部に相対回転自在な回転体が設けられる。
【００２０】
そのため、回転軸の下端部に回転体が設けられることから、回転軸の下端部が床面に接地すると共に車輪が床面から離間したとき、自転部と車輪を回転軸と共に回転することができ、車輪の操舵を容易に行うことができる。
【００２１】
本発明の駆動輪の望ましい態様として、前記車輪は、走行用の第２モータが設けられ、前記自転部は、筒形状をなし、内部に前記第２モータに接続される電源ケーブルが配置される。
【００２２】
そのため、自転部の内部に第２モータに接続される電源ケーブルが配置されることから、電源ケーブルが車輪に巻き付くことなく、安全性を向上することができる。
【００２３】
本発明の駆動輪の望ましい態様として、前記回転軸は、筒形状をなして前記自転部内に配置され、内部に前記電源ケーブルが配置されると共に、下部に前記電源ケーブルが貫通する相対回転部が設けられる。
【００２４】
そのため、回転軸を自転部内に配置し、内部に電源ケーブルを配置して相対回転部を貫通させることから、回転軸の下端部が床面に接地すると共に車輪が床面から離間したとき、自転部と車輪を回転軸と共に回転させるとき、相対回転部を貫通する電源ケーブルが回転軸と共に回転することはなく、電源ケーブルが回転軸に巻き付くことがなく、安全性を向上することができる。
【００２５】
本発明の駆動輪の望ましい態様として、前記回転軸は、前記自転部の外部に隣接して配置される。
【００２６】
そのため、回転軸を自転部の外部に配置することから、回転軸や自転部の構成を簡素化することができる。
【００２７】
また、本発明の台車は、前記駆動輪と、前記駆動輪が取付けられる本体と、を備えるものである。
【００２８】
そのため、車輪を非接地状態として容易に操舵することができ、台車を静止したままで操舵することができる。
【発明の効果】
【００２９】
本発明の駆動輪及び台車によれば、車輪を非接地状態として容易に操舵することができる。
【図面の簡単な説明】
【００３０】
【図１】図１は、第１実施形態の駆動輪の構成例を表す模式図である。
【図２】図２は、駆動輪の上昇時における模式図である。
【図３】図３は、駆動輪の操舵時における模式図である。
【図４】図４は、第１実施形態の台車の構成例を表す概略図である。
【図５】図５は、第２実施形態の駆動輪の構成例を表す模式図である。
【図６】図６は、駆動輪の上昇時における模式図である。
【発明を実施するための形態】
【００３１】
以下に図面を参照して、本発明に係る駆動輪及び台車の好適な実施形態を詳細に説明する。なお、この実施形態により本発明が限定されるものではなく、また、実施形態が複数ある場合には、各実施形態を組み合わせて構成するものも含むものである。また、実施形態における構成要素には、当業者が容易に想定できるもの、実質的に同一のもの、いわゆる均等の範囲のものが含まれる。
【００３２】
［第１実施形態］
図４は、第１実施形態の台車の構成例を表す概略図である。
【００３３】
第１実施形態において、図４に示すように、台車１００は、本体１０１と、取手部１０２と、２個の駆動輪１０３と、２個の従動輪１０４と、電源部１０５と、制御装置１０６と、操作部１０７とを備えている。
【００３４】
本体１０１は、例えば、平板材であり、平面視が矩形形状をなしている。本体１０１は、長手方向の一方側に取手部１０２が固定されている。本体１０１は、裏面側に２個の駆動輪１０３と２個の従動輪１０４が四隅に装着されている。２個の駆動輪１０３は、本体１０１における取手部１０２側に配置され、２個の従動輪１０４は、本体１０１における取手部１０２とは逆側に配置されている。また、本体１０１は、駆動輪１０３と従動輪１０４の間の裏面に電源部１０５と制御装置１０６が装着され、取手部１０２に操作部１０７が装着されている。
【００３５】
以下、駆動輪１０３について詳細に説明する。図１は、第１実施形態の駆動輪の構成例を表す模式図である。
【００３６】
第１実施形態において、図１に示すように、駆動輪１０３は、自転部１１と、車輪１２，１３と、第１モータ１４と、回転軸１５と、回転力伝達機構１６と、切替機構１７とを備えている。
【００３７】
台車１００（図４参照）の本体１０１は、下面部に円筒形状をなす第１支持筒２１が鉛直方向に沿って設けられ、第１支持筒２１の下端部の内側に水平方向に沿う円板リング形状をなす支持板２２が固定されている。自転部１１は、円筒形状をなし、上端部に水平方向に沿う円板リング形状をなす支持板２３が固定されている。自転部１１は、支持板２３の外周部が第１支持筒２１の支持板２２の内周部に軸受２４により回転自在に支持されている。そのため、自転部１１は、本体１０１に対して鉛直方向に沿う中心線Ｏ１を中心として回転することができる。
【００３８】
自転部１１は、下端部に水平方向に沿う左右一対の支持軸２５，２６が設けられ、支持軸２５，２６の先端部にそれぞれ車輪１２，１３が回転自在に支持されている。この車輪１２，１３は、それぞれ走行用の第２モータ２７とブレーキ装置２８が設けられている。第２モータ２７は、車輪１２，１３を同期して駆動回転可能であり、ブレーキ装置２８は、車輪１２，１３を同期して制動可能である。なお、第２モータ２７を両方の車輪１２，１３に設けて独立して駆動回転可能としたり、ブレーキ装置２８を両方の車輪１２，１３に設けて独立して制動可能としたりしてもよい。そのため、車輪１２，１３は、自転部１１に対して水平方向に沿う中心線Ｏ２を中心として駆動回転し、床面Ｇ上を転動することができる。なお、中心線Ｏ１と中心線Ｏ２は、直交するように交差している。
【００３９】
回転軸１５は、円筒形状をなし、自転部１１の内部に中心線Ｏ１を中心とした同心状に配置されている。回転軸１５は、鉛直方向に沿って配置され、上端部が本体１０１を貫通し、外周部が軸受２９により本体１０１に回転自在に支持され、下端部が支持軸２５，２６より下方に延出し、外周部が軸受３０により自転部１１に回転自在に支持されている。
【００４０】
第１モータ１４は、本体１０１上に載置され、上方に延出された出力軸３１に駆動歯車３２が固定されている。従動歯車３３は、円筒形状をなす円筒部３４が回転軸１５の外側に配置され、円筒部３４の外周部が上述した軸受２９により本体１０１に回転自在に支持されている。従動歯車３３は、駆動歯車３２に噛み合うと共に、円筒部３４（第１モータ１４の出力部）と回転軸１５との間にねじ部３５が配置されている。ねじ部３５は、円筒部３４の内周面に固定された雌ねじ部３５ａと、回転軸１５の外周面に固定された雄ねじ部３５ｂにより構成され、雌ねじ部３５ａと雄ねじ部３５ｂはねじ係合している。
【００４１】
そのため、第１モータ１４を駆動すると、出力軸３１の回転力が駆動歯車３２を介して従動歯車３３に伝達される。ここで、回転軸１５の回転が阻止されると、従動歯車３３の回転力がねじ部３５に作用し、回転軸１５が軸方向の一方または他方に移動する。即ち、従動歯車３３が回転すると、従動歯車３３と共に雌ねじ部３５ａが回転し、雄ねじ部３５ｂを介して回転軸１５が軸方向に移動する。一方、回転軸１５の軸方向移動が阻止されると、従動歯車３３の回転力がねじ部３５を介して回転軸１５に伝達され、回転軸１５が周方向の一方または他方に回転する。即ち、雌ねじ部３５ａと雄ねじ部３５ｂが相対回転しないことから、従動歯車３３が回転すると、従動歯車３３とねじ部３５が一体に回転し、回転軸１５が回転する。
【００４２】
本体１０１は、下面部に第１支持筒２１より内側に円筒形状をなす第２支持筒３６が鉛直方向に沿って設けられ、第２支持筒３６の下端部の内側に水平方向に沿う円板リング形状をなす支持板３７が固定されている。一方、回転軸１５は、支持板３７に対向する外周部に円板形状をなす支持板３８が固定されている。そして、本体１０１の支持板３７の内周部と回転軸１５の支持板３８の外周部と自転部１１の支持板２３の内周部との間に、切替機構１７が設けられている。切替機構１７は、第１モータ１４の回転力を回転軸１５の回転動作と軸方向移動動作に切替えるものであり、回転軸１５の回転を阻止する第１阻止部材と、回転軸の軸方向移動を阻止する第２阻止部材とを有する。
【００４３】
即ち、本体１０１は、支持板３７の内周部に第１スプライン３９が固定され、回転軸１５は、支持板３８の外周部に第２スプライン４０が固定され、自転部１１は、支持板２３の内周部に第３スプライン４１が固定されている。また、回転軸１５は、上端の外周部に円板形状をなすストッパ４２が固定されている。切替機構１７として、回転軸１５の回転を阻止する第１阻止部材は、第１スプライン３９と第２スプライン４０により構成され、回転軸１５の軸方向移動を阻止する第２阻止部材は、回転軸１５の上端外周部に固定されたストッパ４２により構成される。
【００４４】
また、回転力伝達機構１６は、回転軸１５の回転力を自転部１１に伝達して回転させるものであり、第２スプライン４０と第３スプライン４１により構成される。回転軸１５は、第２スプライン４０が第１スプライン３９に嵌合することで回転が阻止され、ストッパ４２が従動歯車３３の雌ねじ部３５ａの端面に当接することで軸方向の下方への移動が阻止される。なお、切替機構１７は、スプラインに限らず、例えば、ドグクラッチなどであってもよい。
【００４５】
そのため、本体１０１の第１スプライン３９と回転軸１５の第２スプライン４０が嵌合すると、回転軸１５の回転が阻止されて軸方向のみ移動可能となる。そして、回転軸１５が軸方向に下方に移動し、回転軸１５の第２スプライン４０が本体１０１の第１スプライン３９から外れると、回転軸１５の回転の阻止が解除されて回転可能となる。また、このとき、回転軸１５の第２スプライン４０が自転部１１の第３スプライン４１に嵌合すると、回転力伝達機構１６が作動し、回転軸１５の回転力が自転部１１に伝達可能となる。そして、回転軸１５が更に軸方向に下方に移動し、ストッパ４２が雌ねじ部３５ａの端面に当接すると、回転軸１５の軸方向の移動が阻止され、回転軸１５と共に自転部１１が回転する。即ち、切替機構１７は、回転軸１５における軸方向の位置に応じて第１モータ１４の回転力を回転軸１５の回転と軸方向移動に切替えることができる。
【００４６】
本体１０１と自転部１１との間に自転部１１の回転を拘束可能な拘束機構４３が設けられている。本体１０１は、下面部に第１支持筒２１より外側に円筒形状をなす第３支持筒４４が鉛直方向に沿って設けられている。一方、自転部１１は、外周部に外方に延出してから上方に延出する支持部４５が設けられ、第３支持筒４４の上端部に第３支持筒４４を挟持可能な挟持部４５ａが設けられている。挟持部４５ａが第３支持筒４４を挟持すると、自転部１１が本体１０１に拘束されて回転不能となる。
【００４７】
回転軸１５は、下端部に軸受４６を介して相対回転部４７が回転自在に支持され、相対回転部４７は、下端部に軸受４８を介して回転体４９が回転自在に支持されている。回転軸１５と相対回転部４７と回転体４９は、中心線Ｏ１を中心として相対回転することができる。回転軸１５は、内部に電源ケーブル５１とブレーキケーブル５２が配置されている。この電源ケーブル５１とブレーキケーブル５２は、それぞれ一端部が第２モータ２７とブレーキ装置２８に接続され、他端部が上方の本体１０１まで延出されている。そして、電源ケーブル５１とブレーキケーブル５２は、相対回転部４７を貫通している。
【００４８】
ここで、駆動輪１０３の作動について説明する。図２は、駆動輪の上昇時における模式図、図３は、駆動輪の操舵時における模式図である。
【００４９】
図１及び図４に示すように、２個の駆動輪１０３と２個の従動輪１０４が床面Ｇ上に接地しているとき、台車１００は、手動または自動により移動することができる。即ち、拘束機構４３により本体１０１に対して自転部１１を拘束し、作業者が取手部１０２を持って台車１００を移動すると、駆動輪１０３との従動輪１０４は、床面Ｇ上を転動することができる。また、作業者が操作部１０７を操作し、各駆動輪１０３の第２モータ２７を駆動すると、各車輪１２，１３が駆動回転し、台車１００を移動することができる。
【００５０】
台車１００を自動運転し、走行方向を変更するときは、各駆動輪１０３を上昇させて操舵を行う。即ち、第１モータ１４を駆動し、出力軸３１を駆動回転し、駆動歯車３２の回転力を従動歯車３３に伝達して回転させる。ここで、自転部１１は、拘束機構４３による本体１０１への拘束が解除され、回転軸１５は、第２スプライン４０が本体１０１の第１スプライン３９に嵌合しているため、自転部１１と回転軸１５の回転動作が阻止され、回転軸１５の軸方向のみの移動（下降）が許可されている。そのため、第１モータ１４を正転駆動し、駆動歯車３２を介して従動歯車３３を一方方向に回転すると、回転力がねじ部３５に作用し、回転軸１５が回転せずに軸方向の下方に移動する。
【００５１】
本体１０１及び自転部１１に対して回転軸１５が下降すると、図２に示すように、回転軸１５は、下端部の回転体４９が床面Ｇに接地する。そして、今度は、回転軸１５に対して本体１０１及び自転部１１が上昇し、車輪１２，１３が床面Ｇから離間する。そして、本体１０１及び自転部１１と回転軸１５が鉛直方向に所定距離だけ相対移動すると、回転軸１５の第２スプライン４０が本体１０１の第１スプライン３９から離脱し、自転部１１の第３スプライン４１に嵌合する。このとき、回転軸１５は、第２スプライン４０が一時的に本体１０１の第１スプライン３９と自転部１１の第３スプライン４１の両方に嵌合することから、回転軸１５の空回りが阻止される。
【００５２】
そして、本体１０１及び自転部１１と回転軸１５が鉛直方向に更に相対移動すると、回転軸１５の第２スプライン４０と本体１０１の第１スプライン３９との嵌合が完全に外れ、回転軸１５の回転の阻止が解除されて回転可能となる。また、回転軸１５は、ストッパ４２が本体１０１の雌ねじ部３５ａの端面に当接し、回転軸１５の軸方向の移動が阻止される。すると、雌ねじ部３５ａと雄ねじ部３５ｂが相対回転しないことから、従動歯車３３の回転力がねじ部３５を介して回転軸１５に伝達され、回転軸１５が回転する。
【００５３】
回転軸１５が回転すると、回転力が第２スプライン４０から第３スプライン４１を介して自転部１１に伝達され、自転部１１が回転する。図３に示すように、自転部１１が回転すると、自転部１１と共に一対の車輪１２，１３が中心線Ｏ１を中心に回転する。このとき、第１モータ１４の回転数を制御することで、車輪１２，１３の回転位置、つまり、車輪１２，１３を回転して停止する操舵角度を規定することができる。図３に示す停止位置は、自転部１１と共に車輪１２，１３を、中心線Ｏ１を中心として９０度だけ回転した位置であり、ここで、第１モータ１４の回転を停止する。このとき、車輪１２，１３は、床面Ｇから離間した位置で回転して操舵されるため、床面Ｇを損傷させることがない。また、回転軸１５は、下端部と床面Ｇに接地している回転体４９との間に相対回転部４７が設けられており、この相対回転部４７に電源ケーブル５１とブレーキケーブル５２が支持されていることから、この電源ケーブル５１とブレーキケーブル５２がねじれることはない。
【００５４】
車輪１２，１３が所定の操舵角度で停止すると、自転部１１は、拘束機構４３により本体１０１に対して拘束され、回転軸１５は、第２スプライン４０が自転部１１の第３スプライン４１に嵌合しているため、自転部１１と回転軸１５の回転動作が阻止され、回転軸１５の軸方向の上方への移動のみ許可される。そのため、第１モータ１４を逆転駆動し、駆動歯車３２を介して従動歯車３３を他方方向に回転すると、回転力がねじ部３５に作用し、回転軸１５が回転せずに軸方向の上方へ移動する。
【００５５】
即ち、回転軸１５は、下部が床面Ｇに接地しているため、回転軸１５に対して本体１０１及び自転部１１が下降し、車輪１２，１３が床面Ｇに接地する。そして、今度は、車輪１２，１３が設けられた本体１０１及び自転部１１に対して回転軸１５が上昇し、図１に示すように、下端部が床面Ｇから離間する。そして、本体１０１及び自転部１１に対して回転軸１５が上方に移動すると、回転軸１５の第２スプライン４０が自転部１１の第３スプライン４１から離脱し、本体１０１の第１スプライン３９に嵌合する。このとき、回転軸１５は、第２スプライン４０が一時的に自転部１１の第３スプライン４１と本体１０１の第１スプライン３９との両方に嵌合することから、回転軸１５の空回りが阻止される。
【００５６】
本体１０１及び自転部１１に対して回転軸１５が上方に移動し、回転軸１５の第２スプライン４０と自転部１１の第３スプライン４１との嵌合が完全に外れ、本体１０１の第１スプライン３９のみに嵌合する。そして、回転軸１５は、回転が阻止されたままで更に上昇し、所定の位置で停止する。
【００５７】
このように第１実施形態の駆動輪にあっては、自転部１１と、自転部１１に回転自在に支持される車輪１２，１３と、第１モータ１４と、第１モータ１４により回転可能であると共に軸方向に移動可能な回転軸１５と、回転軸１５の回転力を自転部１１に伝達する回転力伝達機構１６と、第１モータ１４の回転力を回転軸１５の回転動作と軸方向移動動作に切替える切替機構１７とを設けている。
【００５８】
そのため、切替機構１７により第１モータ１４の回転力を回転軸１５の軸方向動作に切替えると、第１モータ１４の回転により回転軸１５が軸方向に移動する。このとき、回転軸１５が鉛直方向の下方に移動すると、回転軸１５の下端部が床面Ｇに当接して自転部１１を上昇させ、車輪１２，１３を床面Ｇから持ち上げることができる。ここで、切替機構１７により第１モータ１４の回転力を回転軸１５の回転動作に切替えると、第１モータ１４の回転により回転軸１５が回転する。すると、回転軸１５が回転し、自転部１１と共に車輪１２，１３が回転して操舵することができる。そして、再び、切替機構１７により第１モータ１４の回転力を回転軸の軸方向動作に切替えると、第１モータ１４の回転により回転軸１５が軸方向に移動する。このとき、回転軸１５が鉛直方向の上方に移動すると、回転軸１５の下端部が床面Ｇから離間して自転部１１を下降させ、車輪１２，１３を床面Ｇに接地させることができる。その結果、車輪１２，１３を非接地状態として容易に操舵することができる。
【００５９】
第１実施形態の駆動輪では、第１モータ１４により回転する従動歯車３３と自転部１１との間にねじ部３５を設け、切替機構１７は、回転軸１５の回転を阻止する第１阻止部材としての第１スプライン３９及び第２スプライン４０と、回転軸１５の軸方向移動を阻止する第２阻止部材としてのストッパ４２を設けている。そのため、第１スプライン３９により回転軸１５の回転が阻止されると、第１モータ１４の回転力によりねじ部３５が作動して回転軸１５を軸方向に移動することができ、ストッパ４２により回転軸１５の軸方向移動が阻止されると、ねじ部３５が一体となることから回転軸１５が回転することができ、簡単な構成で回転軸１５の回転動作と軸方向移動動作に容易に切替えることができる。
【００６０】
第１実施形態の駆動輪では、回転軸１５の軸方向の移動により第１スプライン３９による回転軸１５の回転阻止が解除される。そのため、第１スプライン３９により回転軸１５の回転が阻止されるとき、回転軸１５が軸方向に所定長さだけ移動すると、第１スプライン３９による回転軸１５の回転阻止が解除されるため、回転軸１５の回転阻止から回転阻止解除への動作を自動的に行うことができる。
【００６１】
第１実施形態の駆動輪では、第１スプライン３９による回転軸１５の回転阻止が解除されると、ストッパ４２により回転軸１５の軸方向の移動が阻止され、回転力伝達機構１６が作動する。そのため、回転軸１５の回転阻止解除と軸方向の移動阻止をほぼ同時に自動的に行うことができる。
【００６２】
第１実施形態の駆動輪では、第１スプライン３９による回転軸１５の回転阻止が解除される前に、回転軸１５と回転力伝達機構１６が第３スプライン４１により連結される。そのため、回転軸１５の回転阻止解除状態と軸方向の移動阻止解除状態とが重なる状態の発生が阻止され、非動力伝達状態の発生を防止することができる。
【００６３】
第１実施形態の駆動輪では、自転部１１の回転を拘束可能な拘束機構４３を設けている。そのため、切替機構１７により第１モータ１４の回転力を回転軸１５の回転動作が可能な状態に切替えられていても、拘束機構４３が自転部１１の回転を拘束することから、第１モータの回転力により回転軸１５を軸方向に移動することができる。
【００６４】
第１実施形態の駆動輪では、回転軸１５の下端部に相対回転自在な回転体４９を設けている。そのため、回転軸１５の下端部が床面Ｇに接地すると共に車輪１２，１３が床面Ｇから離間したとき、自転部１１と車輪１２，１３を回転軸１５と共に回転することができ、車輪１２，１３の操舵を容易に行うことができる。
【００６５】
第１実施形態の駆動輪では、車輪１２，１３の走行用の第２モータ２７と制動用のブレーキ装置２８を設け、自転部１１を筒形状とし、内部に電源ケーブル５１とブレーキケーブル５２を配置している。そのため、電源ケーブル５１とブレーキケーブル５２が車輪１２，１３に巻き付くことなく、安全性を向上することができる。
【００６６】
第１実施形態の駆動輪では、回転軸１５を筒形状とし、自転部１１内に配置し、内部に電源ケーブル５１とブレーキケーブル５２を配置すると共に、下部に電源ケーブル５１とブレーキケーブル５２が貫通する相対回転部４７を設けている。そのため、回転軸１５の下端部が床面Ｇに接地すると共に車輪１２，１３が床面Ｇから離間したとき、自転部１１と車輪１２，１３を回転軸１５と共に回転させるとき、相対回転部４７を貫通する電源ケーブル５１とブレーキケーブル５２が回転軸１５と共に回転することはなく、電源ケーブル５１とブレーキケーブル５２が回転軸１５に巻き付くことがなく、安全性を向上することができる。
【００６７】
また、本発明の台車にあっては、本体１０１の下部に４個の駆動輪１０３を設けている。そのため、車輪１２，１３を非接地状態として容易に操舵することができ、台車１００を静止したままで操舵することができる。
【００６８】
［第２実施形態］
図５は、第２実施形態の駆動輪の構成例を表す模式図である。なお、上述した第１実施形態と同様の機能を有する部材には、同一の符号を付して詳細な説明は省略する。
【００６９】
第２実施形態において、図５に示すように、駆動輪１０３Ａは、自転部６１と、車輪１２，１３と、第１モータ１４と、回転軸６２と、回転力伝達機構６３と、切替機構６４とを備えている。
【００７０】
自転部６１は、円筒形状をなし、上端部の外側に水平方向に沿う円板リング形状をなす支持板７１が固定されている。自転部６１は、支持板７１の外周部が本体１０１の内周部に軸受７２により回転自在に支持されている。そのため、自転部６１は、本体１０１に対して鉛直方向に沿う中心線Ｏ１を中心として回転することができる。
【００７１】
自転部６１は、下端部に水平方向に沿う左右一対の支持軸７３，７４が設けられ、支持軸７３，７４の先端部にそれぞれ車輪１２，１３が回転自在に支持されている。この車輪１２，１３は、それぞれ走行用の第２モータ２７とブレーキ装置２８が設けられている。そのため、車輪１２，１３は、自転部６１に対して水平方向に沿う中心線Ｏ２を中心として駆動回転し、床面Ｇ上を転動することができる。
【００７２】
回転軸６２は、自転部６１の外部に隣接して配置されている。回転軸６２は、円柱形状をなし、自転部６１の中心線Ｏ１と平行な中心線Ｏ３に沿って配置されている。回転軸６２は、鉛直方向に沿って配置され、本体１０１に対して回転自在で、且つ、軸方向に移動自在に支持されている。
【００７３】
第１モータ１４は、本体１０１上に載置され、下方に延出された出力軸３１にねじ軸７５が固定されている。一方、回転軸６２は、上方に貫通するねじ穴７６が形成され、ねじ軸７５がねじ穴７６に螺合している。ねじ軸７５とねじ穴７６は、中心線Ｏ３に沿って同心状に配置され、このねじ軸７５とねじ穴７６によりねじ部７７が構成されている。そのため、第１モータ１４を駆動すると、出力軸３１の回転力がねじ軸７５に伝達される。ここで、回転軸６２の回転が阻止されると、ねじ軸７５の回転力がねじ穴７６に作用し、回転軸６２が軸方向の一方または他方に移動する。一方、回転軸６２の軸方向移動が阻止されると、ねじ軸７５の回転力がねじ穴７６を介して回転軸６２に伝達され、回転軸６２が周方向の一方または他方に回転する。
【００７４】
本体１０１は、下面部に支持板７８が鉛直方向に沿って設けられ、支持板７８の下端部に水平方向に沿う支持板７９が固定されている。一方、自転部６１は、支持板７９の下方に対向する外周部に円板リング形状の支持板８０が固定されている。更に、回転軸６２は、支持板７９に対向する外周部に支持板８１が固定されている。そして、本体１０１の支持板７９の端部と回転軸６２の支持板８１の外周部と自転部６１の支持板８０の外周部との間に、切替機構６４が設けられている。切替機構６４は、第１モータ１４の回転力を回転軸６２の回転動作と軸方向移動動作に切替えるものであり、回転軸６２の回転を阻止する第１阻止部材と、回転軸の軸方向移動を阻止する第２阻止部材とを有する。
【００７５】
即ち、本体１０１は、支持板７９の端部に第１スプライン８２が固定され、回転軸６２は、支持板８１の外周部に第２スプライン８３が固定され、自転部６１は、支持板８０の外周部に第３スプライン８４が固定されている。また、回転軸６２は、ねじ穴７６の上端部にストッパ８５が固定されている。切替機構６４として、回転軸６２の回転を阻止する第１阻止部材は、第１スプライン８２と第２スプライン８３により構成され、回転軸６２の軸方向移動を阻止する第２阻止部材は、回転軸６２の上端外周部に固定されたストッパ８５により構成される。
【００７６】
また、回転力伝達機構６３は、回転軸６２の回転力を自転部６１に伝達して回転させるものであり、第２スプライン８３と第３スプライン８４により構成される。回転軸６２は、第２スプライン８３が第１スプライン８２に嵌合することで回転が阻止され、ストッパ８５がねじ軸７５の端面に当接することで軸方向の下方への移動が阻止される。
【００７７】
そのため、本体１０１の第１スプライン８２と回転軸６２の第２スプライン８３が嵌合すると、回転軸６２の回転が阻止されて軸方向のみ移動可能となる。そして、回転軸６２が軸方向に下方に移動し、回転軸６２の第２スプライン８３が本体１０１の第１スプライン８２から外れると、回転軸６２の回転の阻止が解除されて回転可能となる。また、このとき、回転軸６２の第２スプライン８３が自転部６１の第３スプライン８４に嵌合すると、回転力伝達機構６３が作動し、回転軸６２の回転力が自転部６１に伝達可能となる。そして、回転軸６２が更に軸方向に下方に移動し、ストッパ８５がねじ軸７５の端面に当接すると、回転軸６２の軸方向の移動が阻止され、回転軸６２と共に自転部６１が回転する。即ち、切替機構６４は、回転軸６２における軸方向の位置に応じて第１モータ１４の回転力を回転軸６２の回転と軸方向移動に切替えることができる。
【００７８】
本体１０１と自転部６１との間に自転部６１の回転を拘束可能な拘束機構８６が設けられている。本体１０１は、下面部に円筒形状をなす支持筒８７が鉛直方向に沿って設けられている。一方、自転部６１は、外周部に外方に延出してから上方に延出する支持部８８が設けられ、支持部８８の上端部に支持筒８７を挟持可能な挟持部８９が設けられている。挟持部８９が支持筒８７を挟持すると、自転部６１が本体１０１に拘束されて回転不能となる。
【００７９】
回転軸６２は、下端部に軸受９０を介して回転体９１が回転自在に支持されている。回転軸６２と回転体９１は、中心線Ｏ３を中心として相対回転することができる。自転部６１は、内部に電源ケーブル５１とブレーキケーブル５２が配置されている。この電源ケーブル５１とブレーキケーブル５２は、それぞれ一端部が第２モータ２７とブレーキ装置２８に接続され、他端部が上方の本体１０１まで延出されている。
【００８０】
ここで、駆動輪１０３Ａの作動について説明する。図６は、駆動輪の上昇時における模式図である。
【００８１】
図５に示すように、台車１００（図４参照）を自動運転し、走行方向を変更するときは、各駆動輪１０３Ａを上昇させて操舵を行う。即ち、第１モータ１４を駆動し、出力軸３１を駆動回転し、ねじ軸７５を回転させる。ここで、自転部６１は、拘束機構８６による本体１０１への拘束が解除され、回転軸６２は、第２スプライン８３が本体１０１の第１スプライン８２に嵌合しているため、自転部６１と回転軸６２の回転動作が阻止され、回転軸６２の軸方向のみの移動（下降）が許可されている。そのため、第１モータ１４を正転駆動し、ねじ軸７５を一方方向に回転すると、回転力がねじ穴７６に作用し、回転軸６２が回転せずに軸方向の下方に移動する。
【００８２】
本体１０１及び自転部６１に対して回転軸６２が下降すると、図６に示すように、回転軸６２は、下端部の回転体９１が床面Ｇに接地する。そして、今度は、回転軸６２に対して本体１０１及び自転部６１が上昇し、車輪１２，１３が床面Ｇから離間する。そして、本体１０１及び自転部６１と回転軸６２が鉛直方向に所定距離だけ相対移動すると、回転軸６２の第２スプライン８３が本体１０１の第１スプライン８２から離脱し、自転部６１の第３スプライン８４に嵌合する。このとき、回転軸６２は、第２スプライン８３が一時的に本体１０１の第１スプライン８２と自転部６１の第３スプライン８４の両方に嵌合することから、回転軸６２の空回りが阻止される。
【００８３】
そして、本体１０１及び自転部６１と回転軸６２が鉛直方向に更に相対移動すると、回転軸６２の第２スプライン８３と本体１０１の第１スプライン８２との嵌合が完全に外れ、回転軸６２の回転の阻止が解除されて回転可能となる。また、回転軸６２は、ストッパ８５が本体１０１のねじ軸７５の端面に当接し、回転軸６２の軸方向の移動が阻止される。すると、ねじ軸７５とねじ穴７６が相対回転しないことから、ねじ軸７５の回転力が回転軸６２に伝達され、回転軸６２が回転する。
【００８４】
回転軸６２が回転すると、回転力が第２スプライン８３から第３スプライン８４を介して自転部６１に伝達され、自転部６１が回転する。自転部６１が回転すると、自転部６１と共に一対の車輪１２，１３が中心線Ｏ１を中心に回転し、所定の回転位置、つまり、車輪１２，１３の操舵角度を規定する。
【００８５】
車輪１２，１３が所定の操舵角度で停止すると、自転部６１は、拘束機構８６により本体１０１に対して拘束され、回転軸６２は、第２スプライン８３が自転部６１の第３スプライン８４に嵌合しているため、自転部６１と回転軸６２の回転動作が阻止され、回転軸６２の軸方向の上方への移動のみ許可される。そのため、第１モータ１４を逆転駆動し、ねじ軸７５を他方方向に回転すると、回転力がねじ穴７６に作用し、回転軸６２が回転せずに軸方向の上方へ移動する。
【００８６】
即ち、回転軸６２は、下部が床面Ｇに接地しているため、回転軸６２に対して本体１０１及び自転部６１が下降し、車輪１２，１３が床面Ｇに接地する。そして、今度は、車輪１２，１３が設けられた本体１０１及び自転部６１に対して回転軸６２が上昇し、図５に示すように、下端部が床面Ｇから離間する。そして、本体１０１及び自転部６１に対して回転軸６２が上方に移動すると、回転軸６２の第２スプライン８３が自転部６１の第３スプライン８４から離脱し、本体１０１の第１スプライン８２に嵌合する。
【００８７】
本体１０１及び自転部６１に対して回転軸６２が上方に移動し、回転軸６２の第２スプライン８３と自転部６１の第３スプライン８４との嵌合が完全に外れ、本体１０１の第１スプライン８２のみに嵌合する。そして、回転軸６２は、回転が阻止されたままで更に上昇し、所定の位置で停止する。
【００８８】
このように第２実施形態の駆動輪にあっては、自転部６１と、自転部６１に回転自在に支持される車輪１２，１３と、第１モータ１４と、第１モータ１４により回転可能であると共に軸方向に移動可能な回転軸６２と、回転軸６２の回転力を自転部６１に伝達する回転力伝達機構６３と、第１モータ１４の回転力を回転軸６２の回転動作と軸方向移動動作に切替える切替機構６４とを設け、回転軸６２を自転部６１の外部に隣接して配置している。
【００８９】
そのため、車輪１２，１３を非接地状態として容易に操舵することができる。また、回転軸６２を自転部６１の外部に配置することから、回転軸６２や自転部６１の構成を簡素化することができる。
【００９０】
なお、上述した実施形態にて、自転部１１，６１の中心線Ｏ１と車輪１２，１３を支持する支持軸２５，２６，７３，７４の中心線Ｏ２とを直交するように交差して配置したが、自転部１１，６１の中心線Ｏ１と車輪１２，１３を支持する支持軸２５，２６，７３，７４の中心線Ｏ２とが直交しても水平方向にずらして配置してもよい。
【００９１】
また、上述した実施形態にて、車輪１２，１３を駆動する第２モータ２７を車輪１２，１３に設けたが、本体１０１に設け、歯車機構やベルト機構などにより駆動力を伝達してもよい。
【符号の説明】
【００９２】
１１，６１  自転部
１２，１３  車輪
１４  第１モータ
１５，６２  回転軸
１６，６３  回転力伝達機構
１７，６４  切替機構
２５，２６，７３，７４  支持軸
２７  第２モータ
２８  ブレーキ装置
３１  出力軸
３２  駆動歯車
３３  従動歯車
３４  円筒部（出力部）
３５  ねじ部
３９，８２  第１スプライン（第１阻止部材）
４０，８３  第２スプライン（第１阻止部材）
４１，８４  第３スプライン
４２，８５  ストッパ（第２阻止部材）
４７  相対回転部
４９，９１  回転体
５１  電源ケーブル
５２  ブレーキケーブル
７５  ねじ軸
７６  ねじ穴
７７  ねじ部
１００  台車
１０１  本体
１０２  取手部
１０３，１０３Ａ  駆動輪
１０４  従動輪
１０５  電源部
１０６  制御装置
１０７  操作部
【図１】
2019202566.tif 000003
【図２】
2019202566.tif 000004
【図３】
2019202566.tif 000005
【図４】
2019202566.tif 000006
【図５】
2019202566.tif 000007
【図６】
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