(57)【要約】【課題】進行方向に障害がある場合により確実に停止できる自走式車両を提供すること。【解決手段】本発明の一実施形態による自走式車両１００は、駆動輪１２と、駆動力を発生させる駆動力発生部２０と、段差に位置したときに変位する段差検知部３０と、段差検知部３０の変位を利用して、駆動力発生部２０から駆動輪１２への駆動力の伝達を機械的に遮断する変位変換部４０とを有する。また、変位変換部４０は、段差検知部３０の変位が所定の大きさになるまでは駆動力発生部２０から駆動輪１２への駆動力の伝達を遮断しない。【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
駆動輪と、
前記駆動輪を駆動する駆動力を発生させる駆動力発生部と、
進行方向にある障害に達したときに変位する変位検知部と、
前記変位検知部の変位を利用して、前記駆動力発生部から前記駆動輪への駆動力の伝達を遮断する変位変換部と、
を有する自走式車両。
【請求項２】
前記変位変換部は、前記変位検知部の変位が所定の大きさになるまでは前記駆動力発生部から前記駆動輪への駆動力の伝達を遮断しない、
請求項１に記載の自走式車両。
【請求項３】
前記変位変換部は、前記変位検知部の変位を、前記駆動力発生部と前記駆動輪との間の相対変位に変換することで、前記駆動力発生部から前記駆動輪への駆動力の伝達を遮断し、
前記変位検知部は、前記変位検知部の変位が所定の大きさ未満の場合に該変位を吸収し、該変位が所定の大きさになるまでは該変位を前記変位変換部に伝えない変位吸収部を含む、
請求項１又は２に記載の自走式車両。
【請求項４】
前記障害は下り段差であり、
前記変位吸収部は、前記変位検知部の変位に応じて変位し、該変位の方向に沿って延びる延長部を有し、該延長部の長さによって、下り段差として検知すべき凹部の深さが決まる、
請求項３に記載の自走式車両。
【請求項５】
前記変位検知部を付勢する付勢要素を有し、
前記付勢要素は、前記変位検知部が段差に位置したときに、前記変位検知部の変位を促進する、
請求項４に記載の自走式車両。
【請求項６】
前記変位吸収部は、前記変位検知部の変位に応じて変位し、前記変位検知部が所定の力以上の力を受けて所定の大きさ以上に変位した際に該変位を前記変位変換部に伝える、
請求項３に記載の自走式車両。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、自走式車両に関する。
【背景技術】
【０００２】
近年開発が進む自走式車両において、落下防止機能及び衝突安全機能は安全上欠かせない技術である。落下防止機能は、典型的には、機体端部に取り付けた非接触式センサ又はリミットスイッチを用いて下り段差を検知することで停止制御を実行する機能である。また、衝突安全機能は、典型的には、機体端部に取り付けた非接触式センサを用いて障害物を検知することで停止制御を実行する機能である。衝突安全機能の適用例としては、光センサを用いた物品保管設備の物品入出庫装置における障害物検出装置（特許文献１参照。）、及び、自律搬送車に搭載されたカメラを用いて自律搬送車が牽引する台車と障害物との接触を検知する自律搬送システム（特許文献２参照。）が知られている。
【０００３】
しかし、このような電気的な落下防止機能及び衝突安全機能は、電気信号及び制御処理を利用した機能であるため、電気系統又はソフトウェアに不具合が発生した場合に正常に作動しないおそれがある。
【０００４】
これに対し、機械的な落下防止機能を備えた自走式掃除機が知られている（特許文献３参照。）。この自走式掃除機は、床面の塵埃を吸引する吸引具を備えた車体部に、走行用の駆動輪と操舵輪とを備える。また、床面の下り段差に進入したときに下降するサイドブラシと、サイドブラシの下降に応じて下降して床面と当接し、車体部の慣性力を利用して駆動輪が浮き上がるように車体部を持ち上げるカム板とを有する。そして、カム板で車体部を持ち上げることによってその走行を停止させる。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００５】
【特許文献１】特許第４９３６０７３号公報
【特許文献２】特開２０１３−１９１１３８号公報
【特許文献３】特開平８−８０２７７号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
しかしながら、特許文献３の自走式掃除機は、モータから駆動輪への駆動力の機械的な伝達を可能としたままその走行を停止させようとする。そのため、駆動輪を床面から浮き上がらせるために必要な力よりも車体部の慣性力が小さい場合、床面と当接したカム板を進行方向前方に摺動させながら走行し続けるおそれがある。
【０００７】
上述の点に鑑み、進行方向に障害がある場合により確実に停止できる自走式車両の提供が望まれる。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
本発明の一実施形態による自走式車両は、駆動輪と、前記駆動輪を駆動する駆動力を発生させる駆動力発生部と、進行方向にある障害に達したときに変位する変位検知部と、前記変位検知部の変位を利用して、前記駆動力発生部から前記駆動輪への駆動力の伝達を遮断する変位変換部とを有する。
【発明の効果】
【０００９】
上述の手段により、進行方向に障害がある場合により確実に停止できる自走式車両が提供される。
【図面の簡単な説明】
【００１０】
【図１】本発明の一実施形態による自走式車両の構成例を示す図である。
【図２】モータ支持部の斜視図である。
【図３】段差検知部の斜視図である。
【図４】変位変換部の斜視図である。
【図５】図１の自走式車両が下り段差に差し掛かったときの駆動力発生部、段差検知部、及び変位変換部の動きを示す図である。
【図６】本発明の一実施形態による自走式車両の別の構成例を示す図である。
【図７】図６の自走式車両が障害物に接触したときの駆動力発生部、障害物検知部、及び変位変換部の動きを示す図である。
【図８】自走式車両に搭載されるブレーキ機構の構成例を示す図である。
【発明を実施するための形態】
【００１１】
最初に、本発明の一実施形態による自走式車両１００の全体構成について説明する。図１は自走式車両１００の構成例を示す図である。また、図１左図は、自走式車両１００の斜視図であり、図１右図は、自走式車両１００の上面図である。
【００１２】
自走式車両１００は、＋Ｘ方向を進行方向として自走する車両であり、主に、本体部１０、駆動力発生部２０、段差検知部３０、及び変位変換部４０を含む。なお、図１は、明瞭化のため、自走式車両１００の進行方向左前側の部分のみを図解し、進行方向右側及び後側の部分、並びに、本体部１０上に搭載される上部構造の図示を省略する。また、図示しない上部構造には、バッテリ、制御装置等が搭載される。
【００１３】
本体部１０は、主に、ベース１１、駆動輪１２、駆動輪側ギア１４を含む。本実施形態では、ベース１１は板状部材であり、駆動輪１２の回転軸１２Ａを回転可能に支持する。駆動輪側ギア１４は、回転軸１２Ａと一体的に回転する動力伝達部材であり、本実施形態ではキー結合機構によって回転軸１２Ａに結合される。なお、駆動輪側ギア１４は、ボルト締結、スプライン締結、焼き嵌め等によって回転軸１２Ａに結合されてもよい。また、図１は、進行方向左側の駆動輪の周辺の構成のみを図示するが、実際には、進行方向右側にも同様の構成が存在する。
【００１４】
駆動力発生部２０は、駆動力を発生させる機能要素であり、主に、モータ２１、モータ支持部２２、及びモータ側ギア２３を含む。
【００１５】
モータ２１は、駆動輪１２を駆動する電動モータであり、上部構造に搭載される制御装置の制御下で、上部構造に搭載されるバッテリの電力によって駆動される。なお、本実施形態では、自走式車両１００は左右の駆動輪の回転速度の差を利用して操舵が行われる。そのため、モータ２１は、進行方向左側の駆動輪１２のみを駆動する。しかしながら、本発明はこの構成に限定されるものではない。例えば、自走式車両１００は、図示しない操舵輪を利用して操舵が行われてもよい。この場合、モータ２１は、左右一対の駆動輪を駆動してもよい。また、モータ２１は、３つ以上の駆動輪を駆動してもよい。
【００１６】
モータ支持部２２は、モータ２１を支持する部材である。図２は、モータ支持部２２の斜視図である。本実施形態では、モータ支持部２２は、Ｙ軸方向に延びる基部２２Ａと、基部２２Ａの＋Ｚ側の面から＋Ｚ方向に延び且つＸ軸方向に延びる上壁部２２Ｂとを含む。また、基部２２Ａの＋Ｘ側の面と上壁部２２Ｂの＋Ｘ側の面は同一平面を形成し、上壁部２２ＢのＸ軸方向の長さは、基部２２ＡのＸ軸方向の長さより大きい。そのため、上壁部２２Ｂは、基部２２Ａの−Ｘ側の面を超えて突出し、その−Ｚ側に空間２２Ｃを形成する。
【００１７】
モータ２１は、回転軸２１ＡがＹ軸方向に延びるように、且つ、上壁部２２ＢをＹ軸方向に貫通するようにして、その非回転部分が上壁部２２Ｂのほぼ中央に取り付けられる。
【００１８】
モータ側ギア２３は、モータ２１の回転軸２１Ａと一体的に回転する動力伝達部材であり、本実施形態ではキー結合機構によって回転軸２１Ａに結合される。また、モータ側ギア２３は、駆動輪側ギア１４とかみ合うことでモータ２１の駆動力を駆動輪１２に伝達できるように構成される。
【００１９】
変位検知部の一例である段差検知部３０は、自走式車両１００の進行方向前方にある下り段差を検知する機能要素である。図３は、段差検知部３０の斜視図である。本実施形態では、段差検知部３０は、主に、従動輪３１、変位伝達部材３２、旋回軸支持部材３３、付勢要素３４、及び付勢要素支持部材３５を含む。そして、段差検知部３０は、駆動輪１２が下り段差に到達する前にその下り段差を検知できるように駆動輪１２に対して進行方向前方に配置される。なお、本実施形態では、下り段差の検知は、段差検知部３０の変位が所定の大きさ以上となることを意味する。また、段差検知部３０の変位は、段差検知部３０の基準姿勢に対する変位を意味する。段差検知部３０の基準姿勢は、段差検知部３０が下り段差に位置していないときの姿勢であり、例えば図１に示すような、駆動輪１２が位置する水平な路面と同じ路面に従動輪３１が位置する場合の姿勢である。
【００２０】
従動輪３１は、駆動輪１２が発生させる推進力を受けて回転する車輪であり、回転軸３１Ａを介して変位伝達部材３２に回転可能に支持される。そして、従動輪３１は、下り段差に位置したときに付勢要素３４が発生させる−Ｚ方向（鉛直下方）の力により−Ｚ方向に変位する。従動輪３１を支持していた路面が消失するためである。なお、段差検知部３０は、付勢要素３４が発生させる−Ｚ方向の力に加え或いはその代わりに、従動輪３１の自重を利用してもよい。
【００２１】
また、本実施形態では、自走式車両１００は、段差検知部３０によって回転可能に支持される従動輪３１に加え、本体部１０によって回転可能に支持される図示しない従動輪を含む。そのため、段差検知部３０は、従動輪３１の代わりに路面と接触する低摩擦部材を有していてもよい。低摩擦部材は、例えば、路面と低摩擦で接触する部分（例えばフリーキャスターのような転動体であってもよく、半球状、半円筒状の非転動体であってもよい。）が先端に取り付けられた棒状部材である。なお、自走式車両１００は、従動輪３１を有するため、本体部１０によって回転可能に支持される図示しない従動輪を省略してもよい。
【００２２】
変位伝達部材３２は、下り段差を検知したことを変位変換部４０に機械的に伝達する部材である。本実施形態では、変位伝達部材３２は、従動輪３１の変位を変位変換部４０に伝える部材であり、棒状部３２Ａ、従動輪支持部３２Ｂ、旋回連結部３２Ｃ、及び変位吸収部３２Ｄを含む。
【００２３】
棒状部３２Ａは、Ｘ軸方向に延びる棒状部材であり、その中央の＋Ｘ側の端部寄りに
に旋回連結部３２Ｃが取り付けられる。
【００２４】
従動輪支持部３２Ｂは、棒状部３２Ａの＋Ｘ側の端部から−Ｚ方向に垂直に突出する部分であり、従動輪３１の回転軸３１Ａを回転可能に支持する。
【００２５】
旋回連結部３２Ｃは、変位伝達部材３２の旋回軸を構成する部分であり、Ｙ軸方向に延びる旋回軸を有する。また、旋回連結部３２Ｃは、棒状部３２Ａの中央の＋Ｘ側の端部寄りに配置され、梃子の支点を構成する。そして、旋回連結部３２Ｃは、棒状部３２Ａの＋Ｘ側の端部の−Ｚ方向への変位を、棒状部３２Ａの−Ｘ側の端部の＋Ｚ方向への変位に変換し且つ増幅する。なお、旋回連結部３２Ｃは、棒状部３２Ａの中央の−Ｘ側の端部寄りに配置されてもよい。この場合、旋回連結部３２Ｃは、棒状部３２Ａの＋Ｘ側の端部の−Ｚ方向への変位を、棒状部３２Ａの−Ｘ側の端部の＋Ｚ方向への変位に変換し且つ縮小できる。
【００２６】
変位吸収部３２Ｄは、段差検知部３０の変位が所定の大きさ未満の場合にその変位を吸収し、その変位が所定の大きさになるまではその変位を変位変換部４０に伝えないように機能する部分である。具体的には、変位吸収部３２Ｄは、段差検知部３０の変位に応じて変位する。そして、変位吸収部３２Ｄは、変位吸収部３２Ｄの変位の方向に沿って延びる延長部を有する。
【００２７】
本実施形態では、変位吸収部３２Ｄは、段差検知部３０が変位する際に描く軌跡に沿って延びる延長部を有する。具体的には、変位吸収部３２Ｄは、棒状部３２Ａの−Ｘ側の端部が変位する際に描く軌跡に沿って、棒状部３２Ａの−Ｘ側の端部から−Ｚ方向に円弧状に延びる延長部を有する。この円弧形状は、変位吸収部３２Ｄが＋Ｚ方向へ変位する際に他の部材と衝突するのを防止する。
【００２８】
また、変位吸収部３２Ｄは、変位変換部４０のスライドピン４２を受け入れる溝部３２Ｄａを有する。スライドピン４２（図１参照。）は、変位変換部４０を作動させるための部材であり、その詳細は後述される。概略的には、変位吸収部３２Ｄの＋Ｚ方向への変位が所定の大きさ未満でありスライドピン４２が溝部３２Ｄａ内にある限り変位変換部４０の作動は開始されない。一方、変位吸収部３２Ｄの＋Ｚ方向への変位が所定の大きさ以上になるとスライドピン４２が溝部３２Ｄａの外に出て変位変換部４０の作動が開始される。
【００２９】
この構成により、変位吸収部３２Ｄは、下り段差として検知されるべきでない程度の路面にある浅い凹部が下り段差として検知されてしまうのを防止できる。その結果、変位吸収部３２Ｄは、そのような浅い凹部の存在によって自走式車両１００の動きが停止してしまうのを防止できる。また、設計者は、変位吸収部３２Ｄの延長部の長さ（円弧長さ）を調整することによって、下り段差として検知すべき凹部のＺ軸方向の大きさ（深さ）を定めることができる。具体的には、円弧長さが短いほど、より浅い凹部が下り段差として検知される。すなわち、円弧長さが長いほど、浅い凹部が下り段差として検出されなくなる。
【００３０】
なお、延長部は、棒状部３２Ａの−Ｘ側の端部が変位する際に描く軌跡から逸脱する方向（例えば−Ｚ方向）に延びてもよい。変位吸収部３２Ｄがスライドピン４２と係合可能であり、且つ、変位吸収部３２Ｄが＋Ｚ方向へ変位する際の他の部材との衝突を回避できるのであれば、延長部の延長方向をその軌跡に沿った方向に限定する必要はないためである。
【００３１】
また、設計者は、従動輪３１のＸ軸方向の大きさ（直径）及びＹ軸方向の大きさ（横幅）を調整することによって、下り段差として検知すべき凹部のＸ軸方向の大きさ（縦幅）及びＹ軸方向の大きさ（横幅）を定める。しかしながら、設計者は、例えば従動輪３１を用いない場合には、他の構造を利用することで、下り段差として検知すべき凹部の大きさ（深さ、縦幅、横幅）を定めてもよい。例えば、設計者は、下り段差として検知すべき凹部の大きさ（深さ、縦幅、横幅）を定めるための構造として、従動輪３１の代わりに路面と接触する低摩擦部材を利用してもよい。この場合、設計者は、低摩擦部材における路面と接触する部分の縦幅及び横幅によって、下り段差として検知すべき凹部の縦幅及び横幅を定めることができる。
【００３２】
旋回軸支持部材３３は、変位伝達部材３２の旋回連結部３２Ｃを支持する部材であり、本体部１０に剛結合される。
【００３３】
付勢要素３４は、段差検知部３０が下り段差に位置したときに段差検知部３０を確実に変位させる部材である。本実施形態では、付勢要素３４は圧縮バネであり、棒状部３２Ａの＋Ｘ側の端部を−Ｚ方向に付勢する。そして、付勢要素３４は、段差検知部３０が下り段差に位置したときにその端部を−Ｚ方向に押し下げることで段差検知部３０の変位を促進する。
【００３４】
なお、付勢要素３４は、２つの永久磁石による斥力を利用できるように、一対の永久磁石で構成されてもよい。この場合、一方の永久磁石が付勢要素支持部材３５に取り付けられ、他方の永久磁石が棒状部３２Ａの＋Ｘ側の端部に取り付けられる。また、付勢要素３４は、従動輪３１の重量が大きい場合には省略されてもよい。付勢要素３４による従動輪３１の押し下げの代わりに従動輪３１の自然落下を利用できるためである。
【００３５】
付勢要素支持部材３５は、付勢要素３４の＋Ｚ側の端部を支持する部材であり、本体部１０に剛結合される。
【００３６】
変位変換部４０は、所定部材の変位を利用して別の部材を変位させる機能要素である。本実施形態では、変位変換部４０は、段差検知部３０の変位を利用して駆動力発生部２０から駆動輪１２への駆動力の伝達を機械的に遮断する。具体的には、変位変換部４０は、段差検知部３０の変位を、駆動力発生部２０と駆動輪１２との間の相対変位に変換する。そして、変位変換部４０は、駆動輪１２から駆動力発生部２０を遠ざけることによって、すなわち、ベース１１からモータ支持部２２を遠ざけることによって、駆動力発生部２０から駆動輪１２への駆動力の伝達を遮断する。
【００３７】
また、変位変換部４０は、段差検知部３０の変位が所定の大きさ未満であれば、ベース１１からモータ支持部２２を遠ざけないように構成される。この構成は、主に、段差検知部３０における変位伝達部材３２の変位吸収部３２Ｄと、変位変換部４０のスライドピン４２とによってもたらされる。その結果、駆動輪側ギア１４とモータ側ギア２３とのかみ合いが維持され、駆動力発生部２０から駆動輪１２への駆動力の伝達が継続される。このとき、モータ支持部２２は標準接触状態にある。標準接触状態は、モータ支持部２２の底面（−Ｚ側の面）がベース１１の表面（＋Ｚ側の面）に接触した状態であり、例えば図１に示す状態である。
【００３８】
一方、変位変換部４０は、段差検知部３０の変位が所定の大きさ以上になると、ベース１１からモータ支持部２２を遠ざけるように変位させる。その結果、駆動輪側ギア１４とモータ側ギア２３とのかみ合いが解除され、駆動力発生部２０から駆動輪１２への駆動力の伝達が遮断される。このとき、モータ支持部２２は、−Ｚ側の面（底面）がベース１１の＋Ｚ側の面（表面）に接触しない浮き上がり状態となる。
【００３９】
図４は、変位変換部４０の斜視図である。変位変換部４０は、主に、スライドピンガイド４１、スライドピン４２、引張バネ４３、引張バネ支持部材４４、圧縮バネ４５、圧縮バネ支持部材４６、及びモータ支持部ガイド４７を含む。
【００４０】
スライドピンガイド４１は、Ｘ軸方向にスライドするスライドピン４２をガイドする部材である。本実施形態では、スライドピンガイド４１は、ベース１１に固定されたブロック状の部材に貫通ガイド穴４１Ｈを形成して構成される。また、スライドピンガイド４１の形状は、モータ支持部２２によって形成される空間２２Ｃ（図２参照。）の形状に適合するように形成される。
【００４１】
貫通ガイド穴４１Ｈの位置は、モータ支持部２２が標準接触状態の場合、モータ支持部２２の基部２２Ａに形成された貫通ガイド穴２２Ｈ（図２参照。）の位置と一致するように形成される。また、貫通ガイド穴４１Ｈの直径は、好適には、貫通ガイド穴２２Ｈの直径と等しくなるように形成される。そして、モータ支持部２２は、スライドピン４２が貫通ガイド穴２２Ｈ及び貫通ガイド穴４１Ｈの双方の中に留まることでその標準接触状態が維持される。
【００４２】
スライドピン４２は、ヘッド部４２Ａ、ネック部４２Ｂ、及び保持部４２Ｃを有する。本実施形態では、スライドピン４２の各部は何れも円柱形状を有する。但し、スライドピン４２の各部は、角柱形状、楕円柱形状等の他の形状を有していてもよい。
【００４３】
ヘッド部４２Ａは、＋Ｘ側の端部に形成され、ネック部４２Ｂは、ヘッド部４２Ａと保持部４２Ｃとの間に形成される。ヘッド部４２Ａとネック部４２Ｂによって形成される凹部は、変位伝達部材３２の変位吸収部３２Ｄとスライドピン４２とを着脱可能に係合（ロック）する機能を果たす。
【００４４】
具体的には、ヘッド部４２Ａは、変位吸収部３２Ｄの溝部３２Ｄａの幅より大きい直径を有する。また、ネック部４２Ｂは、溝部３２Ｄａの幅より小さい直径と溝部３２Ｄａの深さより大きい長さを有する。この構成により、スライドピン４２は、ネック部４２Ｂが変位吸収部３２Ｄの溝部３２Ｄａ内に受け入れられ、ヘッド部４２Ａの−Ｘ側の面が変位吸収部３２Ｄの＋Ｘ側の面と接触して、変位吸収部３２Ｄに着脱可能にロックされる。
【００４５】
保持部４２Ｃは、ネック部４２Ｂの−Ｘ側に形成され、モータ支持部２２をスライドピンガイド４１に拘束するために用いられる。本実施形態では、保持部４２Ｃは、貫通ガイド穴２２Ｈ及び貫通ガイド穴４１Ｈの直径に対応する直径と、貫通ガイド穴２２Ｈ及び貫通ガイド穴４１Ｈの合計長さより大きい長さを有する。なお、保持部４２Ｃが貫通ガイド穴２２Ｈ及び貫通ガイド穴４１Ｈの直径に対応する直径を有するとは、保持部４２Ｃが貫通ガイド穴２２Ｈ及び貫通ガイド穴４１Ｈ内でがたつくことなく円滑にスライドできるように決定された直径を有することを意味する。そして、スライドピン４２は、保持部４２Ｃが貫通ガイド穴２２Ｈ及び貫通ガイド穴４１Ｈの双方に跨るように位置する場合にモータ支持部２２と係合し、モータ支持部２２をスライドピンガイド４１に拘束して標準接触状態とする。
【００４６】
また、ヘッド部４２Ａは、貫通ガイド穴２２Ｈ及び貫通ガイド穴４１Ｈの直径に対応する直径を有する。ヘッド部４２Ａが貫通ガイド穴２２Ｈ及び貫通ガイド穴４１Ｈの直径に対応する直径を有するとは、ヘッド部４２Ａが貫通ガイド穴２２Ｈ及び貫通ガイド穴４１Ｈ内でがたつくことなく円滑にスライドできるように決定された直径を有することを意味する。なお、ヘッド部４２Ａは、望ましくは、貫通ガイド穴４１Ｈ及び貫通ガイド穴２２Ｈの直径より小さい直径を有する。スライドピン４２が貫通ガイド穴２２Ｈ及び貫通ガイド穴４１Ｈ内を円滑に動けるようにするためである。
【００４７】
引張バネ４３は、スライドピン４２を−Ｘ方向に引っ張る力を発生させる。本実施形態では、引張バネ４３は、＋Ｘ側の端部がスライドピン４２に固定され、−Ｘ側の端部が引張バネ支持部材４４に固定される。引張バネ４３は、変位伝達部材３２の変位吸収部３２Ｄとスライドピン４２とが係合している場合に伸張状態にあり、その係合が解除されると収縮してスライドピン４２を−Ｘ方向に移動させる。
【００４８】
引張バネ支持部材４４は、引張バネ４３の−Ｘ側の端部を固定する部材である。本実施形態では、引張バネ支持部材４４は、ベース１１の＋Ｚ側の面（表面）に固定される。
【００４９】
圧縮バネ４５は、モータ支持部２２を＋Ｚ方向に変位させる力を発生させる。本実施形態では、圧縮バネ４５は、−Ｚ側の端部が圧縮バネ支持部材４６に固定される。圧縮バネ４５は、モータ支持部２２が標準接触状態の場合、すなわち変位吸収部３２Ｄとスライドピン４２とが係合している場合に圧縮状態にあり、モータ支持部２２を＋Ｚ方向に付勢している。そして、変位吸収部３２Ｄとスライドピン４２との係合が解除されると伸張してモータ支持部２２を＋Ｚ方向に持ち上げる。具体的には、変位吸収部３２Ｄとスライドピン４２との係合が解除されると、スライドピン４２は、引張バネ４３によって−Ｘ方向に引っ張られ、貫通ガイド穴２２Ｈから抜け出る。スライドピン４２が貫通ガイド穴２２Ｈから抜け出ると、モータ支持部２２とスライドピンガイド４１との拘束が解除され、モータ支持部２２は、圧縮バネ４５によって＋Ｚ方向に持ち上げられる。
【００５０】
圧縮バネ支持部材４６は、圧縮バネ４５の−Ｚ側の端部を固定する部材である。本実施形態では、圧縮バネ支持部材４６は、ベース１１の−Ｚ側の面（底面）に取り付けられるステーで構成される。この場合、圧縮バネ４５は、ベース１１をＺ軸方向に貫通する貫通穴１１Ｈを通る。
【００５１】
モータ支持部ガイド４７は、モータ支持部２２のＺ軸方向の変位をガイドする部材である。本実施形態では、モータ支持部ガイド４７は、Ｚ軸方向に延びる４つのモータブラケットガイドで構成される。そして、４つのモータブラケットガイドは、モータ支持部２２の３軸周りの回転並びにＸ軸方向及びＹ軸方向への平行移動を防止するため、標準接触状態にあるモータ支持部２２に隣接する位置に配置される。
【００５２】
図５は、自走式車両１００が下り段差に差し掛かったときの駆動力発生部２０、段差検知部３０、及び変位変換部４０の動きを示す。また、図５は、上図、中図、及び下図を含み、上図、中図、下図の順で各部の動きが進行する様子を示す。
【００５３】
図５上図に示すように、下り段差に達した従動輪３１は、自重と付勢要素３４による力（矢印ＡＲ１参照。）により、−Ｚ方向に変位する。その結果、変位伝達部材３２は、矢印ＡＲ２で示すように、旋回連結部３２Ｃを中心として反時計回りに旋回し、変位吸収部３２Ｄを＋Ｚ方向に変位させる。変位吸収部３２Ｄの＋Ｚ方向への変位の大きさが所定の大きさを上回ると、変位吸収部３２Ｄとスライドピン４２との係合が解除される。具体的には、変位吸収部３２Ｄが＋Ｚ方向に変位すると、スライドピン４２のネック部４２Ｂは、見掛け上、変位吸収部３２Ｄの溝部３２Ｄａ内を溝部３２Ｄａの端部に向かってスライドする。そして、変位吸収部３２Ｄの＋Ｚ方向への変位の大きさが所定の大きさを上回ると、ネック部４２Ｂは、見かけ上、溝部３２Ｄａの外に出て変位吸収部３２Ｄから解放される。
【００５４】
変位吸収部３２Ｄとスライドピン４２との係合が解除されると、スライドピン４２は、図５中図に示すように、引張バネ４３によって−Ｘ方向に引っ張られ、モータ支持部２２の貫通ガイド穴２２Ｈを通って−Ｘ方向にスライドする。具体的には、スライドピン４２は、ヘッド部４２Ａがモータ支持部２２よりも−Ｘ側に位置するようにスライドする。その結果、スライドピン４２とモータ支持部２２との係合が解除され、モータ支持部２２とスライドピンガイド４１との拘束が解除される。
【００５５】
モータ支持部２２とスライドピンガイド４１との拘束が解除されると、モータ支持部２２は、図５下図に示すように、圧縮バネ４５によって＋Ｚ方向に持ち上げられる。そして、モータ２１の回転軸２１Ａにキー結合されたモータ側ギア２３は、矢印ＡＲ３で示すように、＋Ｚ方向に変位させられ、駆動輪１２の回転軸１２Ａにキー結合された駆動輪側ギア１４とのかみ合いが解除される。
【００５６】
このようにして、変位変換部４０は、段差検知部３０の変位を利用して、駆動力発生部２０から駆動輪１２への駆動力の伝達を遮断する。具体的には、変位変換部４０は、電力を用いることなく、段差検知部３０の従動輪３１の−Ｚ方向への変位によって引き起こされる一連の変位を利用して、モータ２１から駆動輪１２への駆動力の伝達を機械的に遮断する。一連の変位は、段差検知部３０の変位吸収部３２Ｄの＋Ｚ方向への変位、スライドピン４２の−Ｘ方向への変位、及び、モータ支持部２２の＋Ｚ方向への変位を含む。
【００５７】
また、自走式車両１００は、駆動力発生部２０から駆動輪１２への駆動力の伝達を遮断する際に、自走式車両１００が惰性で走行するのを防止するための制動力を発生させる。具体的には、自走式車両１００は、段差検知部３０の変位に応じて路面に向かって変位して路面と摩擦接触するように構成されるパッド、爪等の制動部材を含む。或いは、自走式車両１００は、駆動輪１２にブレーキを取り付けてもよい。具体的には、自走式車両１００は、例えば、段差検知部３０が下り段差を検知した場合に限り遮断状態（開状態）となる常閉型スイッチと、その常閉型スイッチが遮断状態となったときに作動するブレーキとを備えるようにしてもよい。
【００５８】
以上の構成により、自走式車両１００は、段差検知部３０が下り段差を検知したときに駆動力発生部２０から駆動輪１２への駆動力の伝達を機械的に遮断する。具体的には、変位変換部４０によって段差検知部３０の変位を駆動輪側ギア１４とモータ側ギア２３との間の相対変位に変換して駆動輪側ギア１４からモータ側ギア２３を切り離すことで、駆動力発生部２０から駆動輪１２への駆動力の伝達を機械的に遮断する。そのため、自走式車両１００は、電気的な落下防止機能に比べ、駆動輪１２が下り段差に進入して落下するのをより確実に防止できる。
【００５９】
また、段差検知部３０は、段差検知部３０の変位が所定の大きさ未満の場合にその変位を吸収し、その変位が所定の大きさになるまではその変位を変位変換部４０に伝えないようにする変位吸収部３２Ｄを有する。そのため、変位変換部４０は、段差検知部３０の変位が所定の大きさになるまでは駆動力発生部２０から駆動輪１２への駆動力の伝達を遮断しない。その結果、自走式車両１００は、下り段差として検知されるべきでない程度の路面にある浅い凹部が下り段差として検知されてしまうのを防止できる。
【００６０】
また、変位吸収部３２Ｄは、段差検知部３０が変位する際に描く軌跡に沿って延びる延長部を有する。そして、その延長部の長さによって、下り段差として検知すべき凹部の深さが決まる。そのため、設計者は、変位吸収部３２Ｄの長さを調整することによって、下り段差として検知すべき凹部の深さを調整できる。
【００６１】
また、自走式車両１００は、段差検知部３０を付勢する付勢要素３４を有する。そして、付勢要素３４は、段差検知部３０が下り段差に位置したときに、段差検知部３０の変位を促進する。そのため、自走式車両１００は、段差検知部３０が下り段差として検知すべき凹部に位置したときには、段差検知部３０の変位をより早期に所定の大きさ以上とすることができる。その結果、自走式車両１００は、段差をより早期に検知でき、駆動輪１２が下り段差に進入して落下するのをより確実に防止できる。
【００６２】
次に、図６を参照し、自走式車両１００の別の構成例について説明する。なお、図６は自走式車両１００の斜視図であり、明瞭化のため、自走式車両１００の進行方向左前側の部分のみを図解し、進行方向右側及び後側の部分、並びに、本体部１０上に搭載される上部構造の図示を省略する。図示しない上部構造には、バッテリ、制御装置等が搭載される。また、図６の自走式車両１００は、主に、段差検知部３０の代わりに障害物検知部３０Ｍを有する点で図１の自走式車両１００と相違する。
【００６３】
図６の自走式車両１００は、図１の自走式車両１００と同様、＋Ｘ方向を進行方向として自走する車両であり、主に、本体部１０、駆動力発生部２０、障害物検知部３０Ｍ、及び変位変換部４０を含む。
【００６４】
本体部１０は、主に、ベース１１、駆動輪１２、駆動輪側ギア１４を含む。本実施形態では、ベース１１は板状部材であり、駆動輪１２の回転軸１２Ａを回転可能に支持する。駆動輪側ギア１４は、回転軸１２Ａと一体的に回転する動力伝達部材である。また、図６は、進行方向左側の駆動輪の周辺の構成のみを図示するが、実際には、進行方向右側にも同様の構成が存在する。
【００６５】
駆動力発生部２０は、駆動力を発生させる機能要素であり、主に、モータ２１、モータ支持部２２、及びモータ側ギア２３を含む。
【００６６】
モータ２１は、駆動輪１２を駆動する電動モータであり、上部構造に搭載される制御装置の制御下で、上部構造に搭載されるバッテリの電力によって駆動される。
【００６７】
モータ支持部２２は、モータ２１を支持する部材である。本実施形態では、モータ支持部２２は、Ｙ軸方向に延びる基部２２Ａと、基部２２Ａの＋Ｚ側の面から＋Ｚ方向に延び且つＸ軸方向に延びる上壁部２２Ｂとを含む。
【００６８】
モータ２１は、回転軸２１ＡがＹ軸方向に延びるように、且つ、上壁部２２ＢをＹ軸方向に貫通するようにして、その非回転部分が上壁部２２Ｂのほぼ中央に取り付けられる。
【００６９】
モータ側ギア２３は、モータ２１の回転軸２１Ａと一体的に回転する動力伝達部材であり、本実施形態ではキー結合機構によって回転軸２１Ａに結合される。また、モータ側ギア２３は、駆動輪側ギア１４とかみ合うことでモータ２１の駆動力を駆動輪１２に伝達できるように構成される。なお、本実施形態では、自走式車両１００は、本体部１０によって回転可能に支持される図示しない従動輪を含む。
【００７０】
変位検知部の別の一例である障害物検知部３０Ｍは、自走式車両１００の進行方向前方にある障害物を検知する機能要素である。なお、障害物は、人、動物、車両、上り段差、壁、カラーコーン（登録商標）、電柱等を含む。本実施形態では、障害物検知部３０Ｍは、主に、バンパー３１Ｍ、変位伝達部材３２Ｍ、付勢要素３４Ｍ、及び付勢要素支持部材３５Ｍを含む。そして、障害物検知部３０Ｍは、本体部１０が障害物に衝突する前にその障害物を検知できるように駆動輪１２に対して進行方向前方に配置される。なお、本実施形態では、障害物の検知は、障害物検知部３０Ｍの変位が所定の大きさ以上となることを意味する。また、障害物検知部３０Ｍの変位は、障害物検知部３０Ｍの基準姿勢に対する変位を意味する。障害物検知部３０Ｍの基準姿勢は、障害物検知部３０Ｍが障害物に接触していないときの姿勢であり、例えば図６に示すような姿勢である。
【００７１】
バンパー３１Ｍは、進行方向前方にある障害物に本体部１０が接触する前にその障害物に接触するように配置される部材である。本実施形態では、バンパー３１Ｍは、ＹＺ平面に平行な平板で構成され、−Ｘ側の面で変位伝達部材３２Ｍに接続される。なお、本実施形態では、バンパー３１Ｍ及び変位伝達部材３２Ｍは一体的に形成される。但し、バンパー３１Ｍ及び変位伝達部材３２Ｍは個別に形成されてもよい。
【００７２】
変位伝達部材３２Ｍは、障害物を検知したことを変位変換部４０に機械的に伝達する部材である。本実施形態では、変位伝達部材３２Ｍはバンパー３１Ｍの変位を変位変換部４０に伝える部材であり、−Ｘ側の端部には付勢要素３４Ｍが取り付けられる。
【００７３】
付勢要素３４Ｍは、バンパー３１Ｍ及び変位伝達部材３２Ｍを＋Ｘ方向に付勢する部材である。本実施形態では、付勢要素３４Ｍは圧縮バネであり、変位伝達部材３２Ｍと付勢要素支持部材３５Ｍとの間に配置される。そして、バンパー３１Ｍが障害物と接触したときにバンパー３１Ｍをその障害物に押し付ける力を発生させる。
【００７４】
付勢要素支持部材３５Ｍは、付勢要素３４の＋Ｚ側の端部を支持する部材であり、本体部１０に剛結合される。
【００７５】
なお、付勢要素３４Ｍは、２つの永久磁石による斥力を利用できるように、一対の永久磁石で構成されてもよい。この場合、一方の永久磁石が付勢要素支持部材３５Ｍに取り付けられ、他方の永久磁石が変位伝達部材３２Ｍの−Ｘ側の端部に取り付けられる。
【００７６】
また、変位伝達部材３２Ｍは変位吸収部３２ＭＤを含む。変位吸収部３２ＭＤは、バンパー３１Ｍの−Ｘ方向への変位が所定の大きさ未満の場合にその変位を吸収し、その変位が所定の大きさになるまではその変位を変位変換部４０に伝えないようにする。
【００７７】
具体的には、変位吸収部３２ＭＤは、＋Ｚ方向に動こうとする基部２２Ａを押さえ付ける重複部を有する。重複部は、障害物検知部３０Ｍが基準姿勢のときにＺ軸方向においてモータ支持部２２の基部２２Ａと重なり合う。
【００７８】
この構成により、バンパー３１Ｍの−Ｘ方向への変位が所定の大きさ未満であり変位吸収部３２ＭＤが基部２２Ａと重複している場合には変位変換部４０の作動は開始されない。一方、バンパー３１Ｍの−Ｘ方向への変位が所定の大きさ以上になると変位吸収部３２ＭＤと基部２２Ａとの重複が解除されて変位変換部４０の作動が開始される。
【００７９】
したがって、変位吸収部３２ＭＤは、障害物として検知されるべきでない慣性の小さい物体が障害物として検知されてしまうのを防止できる。その結果、変位吸収部３２ＭＤは、そのような慣性の小さい物体の存在によって自走式車両１００の動きが停止してしまうのを防止できる。また、設計者は、変位吸収部３２ＭＤの重複部の幅（Ｘ軸方向の長さ）を調整することによって、障害物として検知すべき物体の慣性を定めることができる。具体的には、重複部の幅が小さいほど慣性の小さい物体が障害物として検知され易くなる。すなわち、重複部の幅が大きいほど慣性の小さい物体が障害物として検出されにくくなる。
【００８０】
なお、設計者は、変位吸収部３２ＭＤの材料の選択、基部２２Ａ及び変位吸収部３２ＭＤのそれぞれの接触面の加工等により重複部と基部２２Ａとの間の機械的摩擦力の大きさを調整し、障害物として検知すべき物体の慣性力を定めることができる。そして、障害物（例えば人）とバンパー３１Ｍとの接触時にその障害物が受ける衝撃力を適切なレベルに調整できる。同様に、設計者は、付勢要素３４Ｍによる付勢力の大きさを調整することで障害物として検知すべき物体の慣性力を定めることができる。そのため、障害物が受ける衝撃力は自走式車両１００の大きさ及び質量には依存しない。
【００８１】
変位変換部４０は、所定部材の変位を利用して別の部材を変位させる機能要素である。本実施形態では、変位変換部４０は、障害物検知部３０Ｍの変位を利用して駆動力発生部２０から駆動輪１２への駆動力の伝達を機械的に遮断する。具体的には、変位変換部４０は、障害物検知部３０Ｍの変位を、駆動力発生部２０と駆動輪１２との間の相対変位に変換する。そして、変位変換部４０は、駆動輪１２から駆動力発生部２０を遠ざけることによって、すなわち、ベース１１からモータ支持部２２を遠ざけることによって、駆動力発生部２０から駆動輪１２への駆動力の伝達を遮断する。
【００８２】
また、変位変換部４０は、障害物検知部３０Ｍの変位が所定の大きさ未満であれば、ベース１１からモータ支持部２２を遠ざけないように構成される。この構成は、主に、変位吸収部３２ＭＤとモータ支持部２２の基部２２Ａとの重複によってもたらされる。その結果、駆動輪側ギア１４とモータ側ギア２３とのかみ合いが維持され、駆動力発生部２０から駆動輪１２への駆動力の伝達が継続される。このとき、モータ支持部２２は標準接触状態にある。標準接触状態は、モータ支持部２２の底面（−Ｚ側の面）がベース１１の表面（＋Ｚ側の面）に接触した状態であり、例えば図６に示す状態である。
【００８３】
一方、変位変換部４０は、障害物検知部３０Ｍの変位が所定の大きさ以上になると、ベース１１からモータ支持部２２を遠ざけるように変位させる。具体的には、障害物検知部３０Ｍの変位が所定の大きさ以上になると、変位吸収部３２ＭＤと基部２２Ａとの重複が解除され、モータ支持部２２は−Ｚ側の面（底面）がベース１１の＋Ｚ側の面（表面）に接触しない浮き上がり状態となる。その結果、駆動輪側ギア１４とモータ側ギア２３とのかみ合いが解除され、駆動力発生部２０から駆動輪１２への駆動力の伝達が遮断される。
【００８４】
より具体的には、変位変換部４０は、主に、圧縮バネ４５、圧縮バネ支持部材４６、モータ支持部ガイド４７、及び変位伝達部材ガイド４８を含む。
【００８５】
圧縮バネ４５は、モータ支持部２２を＋Ｚ方向に変位させる力を発生させる。本実施形態では、圧縮バネ４５は、−Ｚ側の端部が圧縮バネ支持部材４６に固定される。圧縮バネ４５は、モータ支持部２２が標準接触状態の場合、すなわち変位吸収部３２ＭＤと基部２２Ａとが重複（係合）している場合に圧縮状態にあり、モータ支持部２２を＋Ｚ方向に付勢している。そして、変位吸収部３２ＭＤと基部２２Ａとの係合が解除されると伸張してモータ支持部２２を＋Ｚ方向に持ち上げる。
【００８６】
圧縮バネ支持部材４６は、圧縮バネ４５の−Ｚ側の端部を固定する部材である。本実施形態では、圧縮バネ支持部材４６は、ベース１１の−Ｚ側の面（底面）に取り付けられるステーで構成される。また、圧縮バネ４５は、ベース１１をＺ軸方向に貫通する貫通穴１１Ｈを通る。
【００８７】
モータ支持部ガイド４７は、モータ支持部２２のＺ軸方向の変位をガイドする部材である。本実施形態では、モータ支持部ガイド４７は、Ｚ軸方向に延びる２つのガイドピン（図６では１つのみ見えている。）で構成される。具体的には、モータ支持部ガイド４７は、モータ支持部２２の基部２２Ａに形成された貫通ガイド穴２２Ｈを通って延び、モータ支持部２２の３軸周りの回転並びにＸ軸方向及びＹ軸方向への平行移動を防止する。
【００８８】
変位伝達部材ガイド４８は、Ｘ軸方向にスライドする変位伝達部材３２Ｍをガイドする部材である。本実施形態では、変位伝達部材ガイド４８は、ベース１１に固定されたブロック状の部材にガイド溝４８Ｇを形成して構成される。
【００８９】
図７は、自走式車両１００が進行方向前方の障害物に接触したときの駆動力発生部２０、障害物検知部３０Ｍ、及び変位変換部４０の動きを示す。また、図７は、上図及び下図を含み、上図、下図の順で各部の動きが進行する様子を示す。
【００９０】
図７上図に示すように、障害物に接触したバンパー３１Ｍは、付勢要素３４Ｍによる力に抗して−Ｘ方向に変位する（矢印ＡＲ４参照。）。その結果、変位伝達部材３２Ｍは、矢印ＡＲ５で示すように−Ｘ方向に変位し、変位吸収部３２ＭＤを−Ｘ方向に変位させる。変位吸収部３２ＭＤの−Ｘ方向への変位の大きさが所定の大きさを上回ると、変位吸収部３２ＭＤとモータ支持部２２の基部２２Ａとの係合が解除される。具体的には、変位伝達部材３２Ｍが−Ｘ方向に変位すると、変位吸収部３２ＭＤは変位伝達部材ガイド４８のガイド溝４８Ｇ内を−Ｘ方向にスライドする。そして、変位吸収部３２ＭＤの−Ｘ方向への変位の大きさが所定の大きさを上回ると、＋Ｚ方向に浮き上がろうとする基部２２Ａを押さえ付けていた変位吸収部３２ＭＤが基部２２Ａの上から取り除かれる。
【００９１】
変位吸収部３２ＭＤが基部２２Ａの上から取り除かれると、モータ支持部２２は、図７下図に示すように、圧縮バネ支持部材４６で支持された圧縮バネ４５によって＋Ｚ方向に持ち上げられる。そして、モータ支持部ガイド４７にガイドされて＋Ｚ方向に変位させられる。その結果、モータ２１の回転軸２１Ａにキー結合されたモータ側ギア２３は、矢印ＡＲ６で示すように＋Ｚ方向に変位させられ、駆動輪１２の回転軸１２Ａにキー結合された駆動輪側ギア１４とのかみ合いが解除される。
【００９２】
このようにして、変位変換部４０は、障害物検知部３０Ｍの変位を利用して、駆動力発生部２０から駆動輪１２への駆動力の伝達を遮断する。具体的には、変位変換部４０は、電力を用いることなく、障害物検知部３０Ｍのバンパー３１Ｍの−Ｘ方向への変位によって引き起こされる一連の変位を利用して、モータ２１から駆動輪１２への駆動力の伝達を機械的に遮断する。一連の変位は、変位伝達部材３２Ｍ及び変位吸収部３２ＭＤの−Ｘ方向への変位、及び、モータ支持部２２の＋Ｚ方向への変位を含む。
【００９３】
また、自走式車両１００は、駆動力発生部２０から駆動輪１２への駆動力の伝達を遮断する際に、自走式車両１００が惰性で走行するのを防止するための制動力を発生させる。具体的には、自走式車両１００は障害物検知部３０Ｍの変位に応じて作動するブレーキを用いて駆動輪１２の回転を停止させる。
【００９４】
例えば、自走式車両１００は、障害物検知部３０Ｍが障害物を検知した場合に限り遮断状態（開状態）となる常閉型スイッチと、その常閉型スイッチが遮断状態となったときに作動するブレーキとを備えるようにしてもよい。
【００９５】
以上の構成により、自走式車両１００は、障害物検知部３０Ｍが障害物を検知したときに駆動力発生部２０から駆動輪１２への駆動力の伝達を機械的に遮断する。具体的には、変位変換部４０によって障害物検知部３０Ｍの変位を駆動輪側ギア１４とモータ側ギア２３との間の相対変位に変換して駆動輪側ギア１４からモータ側ギア２３を切り離すことで、駆動力発生部２０から駆動輪１２への駆動力の伝達を機械的に遮断する。そのため、自走式車両１００は、電気的な衝突防止機能に比べ、本体部１０が障害物に衝突するのをより確実に防止できる。
【００９６】
また、障害物検知部３０Ｍは、バンパー３１Ｍの変位が所定の大きさ未満の場合にその変位を吸収し、その変位が所定の大きさになるまではその変位を変位変換部４０に伝えないようにする変位吸収部３２ＭＤを有する。そのため、変位変換部４０は、バンパー３１Ｍの変位が所定の大きさになるまでは駆動力発生部２０から駆動輪１２への駆動力の伝達を遮断しない。その結果、自走式車両１００は、障害物として検知されるべきでない慣性の小さい物体が障害物として検知されてしまうのを防止できる。
【００９７】
また、変位吸収部３２ＭＤは、＋Ｚ方向に動こうとする基部２２Ａを押さえ付ける重複部を有する。そして、その重複部のＸ軸方向の長さによって、障害物として検知すべき物体の慣性力が決まる。そのため、設計者は、変位吸収部３２ＭＤの長さを調整することによって、障害物として検知すべき物体の慣性力を調整できる。
【００９８】
また、自走式車両１００は、障害物と障害物検知部３０Ｍとの接触を許容しながら、接触時にその障害物が受ける衝撃力を適切なレベルに調整できる。そのため、「どのようにして障害物との接触を防止するか」という開発思想から「接触時の衝撃力をどのようにして制御するか」という開発思想への転換を促すことができる。その結果、自走式車両１００の衝突安全に対する開発思想及び実際の使用形態をより利用し易い形に発展させることができる。
【００９９】
次に、図８を参照し、自走式車両１００に搭載されるブレーキ機構５０について説明する。なお、図８はブレーキ機構５０の構成例を示す斜視図であり、左図が通常走行時の状態を示し、右図が動力遮断時の状態を示す。また、明瞭化のため、モータ側ギア２３は透過的に示される。
【０１００】
ブレーキ機構５０は、駆動輪１２の回転を制動する機構であり、主に、ブレーキバー２４及びブレーキバー受け入れ溝１２Ｇを含む。
【０１０１】
ブレーキバー２４は、モータ支持部２２の上壁部２２Ｂ（図６参照。）の＋Ｙ側の面から＋Ｙ方向に延びる棒状部材である。
【０１０２】
ブレーキバー受け入れ溝１２Ｇは、ブレーキバー２４を受け入れ可能な溝である。本実施例では、ブレーキバー受け入れ溝１２Ｇは駆動輪１２の内側に複数形成される。
【０１０３】
図８左図に示すように、モータ２１が駆動されると、駆動輪１２は駆動輪側ギア１４及びモータ側ギア２３を介してモータ２１の駆動力を受けて矢印ＡＲ７の方向に回転する。このとき、ブレーキバー２４は、駆動輪側ギア１４とブレーキバー受け入れ溝１２Ｇの端面１２Ｇａとの間の空間に位置し、駆動輪１２の回転を妨げることはない。
【０１０４】
その後、段差検知部３０が下り段差を検知し、或いは、障害物検知部３０Ｍが障害物を検知すると、図８右図に示すように、モータ側ギア２３及びブレーキバー２４はモータ支持部２２と共に＋Ｚ方向に持ち上げられる。モータ側ギア２３が＋Ｚ方向に持ち上げられると、駆動輪側ギア１４とモータ側ギア２３との係合が解除され、モータ２１から駆動輪１２への駆動力の伝達は機械的に遮断される。また、ブレーキバー２４が＋Ｚ方向に持ち上げられると、ブレーキバー２４とブレーキバー受け入れ溝１２Ｇとが係合し、駆動輪１２の回転が停止される。
【０１０５】
このように、ブレーキ機構５０は、モータ支持部２２の＋Ｚ方向への変位を利用してモータ２１から駆動輪１２への駆動力の伝達が機械的に遮断されるときに、モータ支持部２２の＋Ｚ方向への変位を利用して駆動輪１２の回転を機械的に停止させる。そのため、ブレーキ機構５０は駆動輪１２が惰性で回転するのをより確実に防止できる。
【０１０６】
以上、本発明の好ましい実施形態について詳説したが、本発明は、上述した実施形態に制限されることはなく、本発明の範囲を逸脱することなしに上述した実施形態に種々の変形及び置換を加えることができる。
【０１０７】
例えば、上述の実施形態では、変位変換部４０は、モータ支持部２２を＋Ｚ方向へ変位させてモータ側ギア２３を駆動輪側ギア１４から切り離すことによってモータ２１から駆動輪１２への駆動力の伝達を機械的に遮断する。しかしながら、本発明はこの構成に限定されるものではない。例えば、変位変換部４０は、モータ支持部２２を＋Ｚ方向以外の方向（例えばＹ軸方向）に変位させてモータ側ギア２３を駆動輪側ギア１４から切り離すようにしてもよい。ベース１１上のモータ支持部２２の配置、又は他の構成部材との位置関係によっては、モータ支持部２２を＋Ｚ方向に変位させるよりも＋Ｚ方向以外の方向に変位させるほうが容易な場合もあるためである。また、モータ側ギア２３を駆動輪側ギア１４から切り離すことができるのであれば、モータ支持部２２の変位方向を＋Ｚ方向に限定する必要はないためである。そして、モータ支持部２２の変位方向の選択性は、自走式車両１００の設計自由度を高めることができる。
【０１０８】
また、変位変換部４０は、モータ支持部２２を変位させずにモータ側ギア２３を変位させることによってモータ側ギア２３を駆動輪側ギア１４から切り離すようにしてもよい。また、変位変換部４０は、モータ支持部２２を変位させずに駆動輪側ギア１４を変位させることによって駆動輪側ギア１４をモータ側ギア２３から切り離すようにしてもよい。また、変位変換部４０は、駆動輪側ギア１４及びモータ側ギア２３の双方を変位させることによって駆動輪側ギア１４をモータ側ギア２３から切り離すようにしてもよい。ベース１１上のモータ支持部２２の配置、又は他の構成部材との位置関係によっては、モータ支持部２２を変位させることができない場合もあり、また、他の部材を変位させることによってモータ側ギア２３を駆動輪側ギア１４から切り離すことができるのであれば、モータ支持部２２を変位させる必要はないためである。そして、変位対象の選択性は、自走式車両１００の設計自由度を高めることができる。
【０１０９】
また、上述の実施形態では、自走式車両１００は、駆動輪側ギア１４及びモータ側ギア２３を介してモータ２１から駆動輪１２へ駆動力を伝達する。しかしながら、本発明はこの構成に限定されるものではない。例えば、自走式車両１００は、駆動輪側ギア１４及びモータ側ギア２３の代わりに、プーリー機構、チェーン機構、クラッチ機構等の他の任意の動力伝達機構を介してモータ２１から駆動輪１２へ駆動力を伝達してもよい。モータ２１から駆動輪１２へ駆動力を伝達でき、且つ、何れかの部材を変位させることによってその駆動力の伝達が遮断され得るのであれば、動力伝達機構をギア機構に限定する必要はないためである。そして、動力伝達機構の選択性は、自走式車両１００の設計自由度を高めることができる。
【０１１０】
また、上述の実施形態では、段差検知部３０は、従動輪３１の−Ｚ方向への変位を、変位伝達部材３２の旋回運動を介して、変位吸収部３２Ｄの＋Ｚ方向への変位に変換し且つ増幅する。しかしながら、本発明はこの構成に限定されるものではない。例えば、段差検知部３０は、従動輪３１の−Ｚ方向への変位を、別の変位伝達部材の直線運動を介して別の変位吸収部の変位に変換してもよい。また、段差検知部３０は、従動輪３１の変位を必ずしも増幅する必要はなく、その変位を縮小してもよい。
【０１１１】
また、上述の実施形態では、障害物検知部３０Ｍは、バンパー３１Ｍの−Ｘ方向への変位を変位伝達部材３２Ｍ及び変位吸収部３２ＭＤの−Ｘ方向への変位に変換する。しかしながら、本発明はこの構成に限定されるものではない。例えば、障害物検知部３０Ｍは、バンパー３１Ｍの−Ｘ方向への変位を、別の変位伝達部材の回転運動又は直線運動を介して別の変位吸収部の変位に変換してもよい。また、障害物検知部３０Ｍは、バンパー３１Ｍの変位を増幅或いは縮小してもよい。
【０１１２】
また、上述の実施形態では、変位変換部４０は、変位吸収部３２Ｄの溝部３２Ｄａとスライドピン４２との係合が解除された場合にその作動が開始（トリガー）される。具体的には、引張バネ４３によってトリガー部材としてのスライドピン４２をスライドさせ、且つ、圧縮バネ４５によってモータ支持部２２を持ち上げる。或いは、変位変換部４０は、変位吸収部３２ＭＤとモータ支持部２２の基部２２Ａとの重複が解除された場合にその作動が開始（トリガー）される。しかしながら、本発明はこの構成に限定されるものではない。例えば、スライドピン４２、変位吸収部３２ＭＤ以外の他のトリガー部材を用いてその作動が開始されるようにしてもよい。また、スライドピン４２、変位吸収部３２ＭＤのスライドは、他のトリガー部材の回転運動で置き換えられてもよい。また、モータ支持部２２は、持ち上げられる代わりに回転させられてもよい。また、引張バネ４３、圧縮バネ４５等の機械要素の代わりに永久磁石、ぜんまいバネ、アキュムレータ等が用いられてもよい。
【０１１３】
また、本発明の実施形態に係る自走式車両１００は、自走式掃除ロボットに適用されてもよい。
【符号の説明】
【０１１４】
１０・・・本体部  １１・・・ベース  １１Ｈ・・・貫通穴  １２・・・駆動輪  １２Ａ・・・回転軸  １２Ｇ・・・ブレーキバー受け入れ溝  １２Ｇａ・・・端面  １４・・・駆動輪側ギア  ２０・・・駆動力発生部  ２１・・・モータ  ２１Ａ・・・回転軸  ２２・・・モータ支持部  ２２Ａ・・・基部  ２２Ｂ・・・上壁部  ２２Ｃ・・・空間  ２２Ｈ・・・貫通ガイド穴  ２３・・・モータ側ギア  ２４・・・ブレーキバー  ３０・・・段差検知部  ３０Ｍ・・・障害物検知部  ３１・・・従動輪  ３１Ａ・・・回転軸  ３１Ｍ・・・バンパー  ３２、３２Ｍ・・・変位伝達部材  ３２Ａ・・・棒状部  ３２Ｂ・・・従動輪支持部  ３２Ｃ・・・旋回連結部  ３２Ｄ、３２ＭＤ・・・変位吸収部  ３２Ｄａ・・・溝部  ３３・・・旋回軸支持部材  ３４、３４Ｍ・・・付勢要素  ３５、３５Ｍ・・・付勢要素支持部材  ４０・・・変位変換部  ４１・・・スライドピンガイド  ４１Ｈ・・・貫通ガイド穴  ４２・・・スライドピン  ４２Ａ・・・ヘッド部  ４２Ｂ・・・ネック部  ４２Ｃ・・・保持部  ４３・・・引張バネ  ４４・・・引張バネ支持部材  ４５・・・圧縮バネ  ４６・・・圧縮バネ支持部材  ４７・・・モータ支持部ガイド  ４８・・・変位伝達部材ガイド  ４８Ｇ・・・ガイド溝  ５０・・・ブレーキ機構  １００・・・自走式車両
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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【図８】
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