(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
回転軸が互いに並列に配置されているとともに回転動作が互いに連動する複数の車輪と、前記複数の車輪を回転可能に保持しているとともに車輪公転軸を中心として回転可能な車輪フレームと、を有する車輪ユニットを備え、前記複数の車輪が前記回転軸周りに回転することにより走行する第１走行モードと、前記複数の車輪の前記回転軸周りの回転が規制された場合に前記複数の車輪と前記車輪フレームとが一体となって前記車輪公転軸を中心として回転することにより走行する第２走行モードと、に切り替わりが可能な走行装置であって、
前記車輪ユニットは、
駆動源により回転力を付与されて回転する太陽歯車と、
前記車輪フレームと一体に設けられた内歯車と、
前記内歯車と前記太陽歯車との双方に噛み合っている２つ以上の遊星歯車と、
前記遊星歯車を個別に回転可能に保持しているとともに、前記車輪フレームに対して回転可能な遊星キャリアと、
前記遊星キャリアと一体に設けられた出力歯車と、
前記複数の車輪の各々と一体に設けられた車輪歯車と、
前記車輪歯車と前記出力歯車との双方に噛み合っている逆転歯車と、
を備えている走行装置。
【請求項２】
前記太陽歯車と、前記遊星歯車と、前記内歯車と、が互いに同一平面上に配置されている請求項１に記載の走行装置。
【請求項３】
前記逆転歯車は、
前記出力歯車に対して噛み合っている第１歯車部と、
前記第１歯車部に対して一体且つ同軸に設けられ、前記車輪歯車に対して噛み合っている第２歯車部と、
を備え、
前記第１歯車部の歯数よりも前記第２歯車部の歯数の方が多い請求項１又は２に記載の走行装置。
【請求項４】
当該走行装置は、
進行方向に対して直交する幅方向に離間して配置された少なくとも一対の前記車輪ユニットと、
前記少なくとも一対の車輪ユニットを相互に連結しているフレームと、
を備え、
前記少なくとも一対の車輪ユニットの前記車輪が梁状体の上向き面にそれぞれ接地されることにより、前記梁状体から吊り下がった状態で前記梁状体に沿って走行可能である請求項１から３のいずれか一項に記載の走行装置。
【請求項５】
前記車輪ユニットにおける隣り合う前記車輪どうしの間の部分が、前記複数の車輪の包絡線よりも、前記車輪公転軸を中心とする径方向の内側に窪んでおり、
前記車輪公転軸は、当該走行装置の幅方向中央側に向けて高さ位置が高くなる向きに傾斜している請求項４に記載の走行装置。
【請求項６】
前記梁状体の両側面を挟持する少なくとも一対の挟持部を備え、
前記挟持部の各々が、鉛直な回転軸周りに回転可能で且つ前記梁状体の側面を挟持するローラを備えている請求項５に記載の走行装置。
【請求項７】
前記挟持部は、
前記進行方向において相互に離間して配置されている一対の前記ローラと、
前記一対のローラをそれぞれ回転可能に保持している保持部と、
を備え、
前記保持部は、前記進行方向において前記一対のローラの間に位置する鉛直な回転軸周りに前記フレームに対して回転可能となっている請求項６に記載の走行装置。
【請求項８】
各挟持部が個別の前記車輪ユニットを備えている請求項６又は７に記載の走行装置。
【請求項９】
前記一対の挟持部の対向間隔を調整するための間隔調整機構を備え、
前記間隔調整機構は、平面視において前記進行方向に対して直交する幅方向に前記一対の挟持部をそれぞれ摺動可能にガイドする一対のガイドレールを備えて構成されている請求項６から８のいずれか一項に記載の走行装置。
【請求項１０】
前記間隔調整機構は、
前記一対の挟持部のうちの一方の動きを変換して他方に伝達する変換伝達機構を備え、
前記変換伝達機構は、前記一対の挟持部のうちの一方が他方の側に近づく動きを、他方が一方の側に近づく動きに変換して伝達するとともに、前記一対の挟持部のうちの一方が他方から遠ざかる動きを、他方が一方から遠ざかる動きに変換して伝達する請求項９に記載の走行装置。
【請求項１１】
前記間隔調整機構は、前記一対の挟持部を相互に近づく方向に弾性的に付勢可能な付勢部を備えている請求項９又は１０に記載の走行装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、走行装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
障害物を乗り越えて走行することが可能な走行装置としては、特許文献１、２に記載のものがある。
【０００３】
特許文献１の走行装置（階段昇降装置）は、複数の車輪を回転可能に保持している車輪フレーム（駆動輪アーム）と、モータにより回転力を付与される駆動歯車と、駆動歯車と噛み合っている太陽歯車と、車輪に設けられた車輪歯車と、太陽歯車及び車輪歯車の双方と噛み合っている遊星歯車と、を備えており、車輪フレームは車軸を中心として回転可能となっている。
特許文献１には、階段などの段差に接触して車輪の回転が停止すると、車軸を中心として車輪フレームが回転することにより、段差に乗り上げることができる旨が記載されている。
【０００４】
同様に、特許文献２の走行装置（ロボット用走行機構）は、複数の車輪を回転可能に保持している車輪フレーム（回転盤）と、モータにより回転力を付与される太陽歯車と、車輪に設けられた車輪歯車（車輪回転用歯車）と、太陽歯車及び車輪歯車の双方と噛み合っている遊星歯車と、を備えており、車輪フレームは車軸（主軸）を中心として回転可能となっている。
特許文献２にも、階段などの障害物に当たって車輪が回転し難くなると、太陽歯車がモータの駆動によりなおも回転しようとするので回転盤を車軸の周りに回転させることにより、障害物に乗り上げることができる旨が記載されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００５】
【特許文献１】特開２００２−２６４８５６号公報
【特許文献２】特開平８−２７６８７６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１、２の技術では、障害物に乗り上げる際において、駆動源（モータ）から車輪フレームに動力を伝達する経路に、歯車の支軸（遊星歯車の支軸等）が介在している。このため、駆動源から車輪フレームに動力を伝達する際に、歯車の支軸に対し、該支軸が倒れる方向の負荷が作用してしまう。
【０００７】
本発明は、上記の課題に鑑みてなされたものであり、障害物を乗り越える動作時において、駆動源から車輪フレームに動力を伝達するまでの過程で歯車の支軸に作用する負荷を抑制することが可能な構造の走行装置を提供するものである。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
本発明によれば、回転軸が互いに並列に配置されているとともに回転動作が互いに連動する複数の車輪と、前記複数の車輪を回転可能に保持しているとともに車輪公転軸を中心として回転可能な車輪フレームと、を有する車輪ユニットを備え、前記複数の車輪が前記回転軸周りに回転することにより走行する第１走行モードと、前記複数の車輪の前記回転軸周りの回転が規制された場合に前記複数の車輪と前記車輪フレームとが一体となって前記車輪公転軸を中心として回転することにより走行する第２走行モードと、に切り替わりが可能な走行装置であって、前記車輪ユニットは、駆動源により回転力を付与されて回転する太陽歯車と、前記車輪フレームと一体に設けられた内歯車と、前記内歯車と前記太陽歯車との双方に噛み合っている２つ以上の遊星歯車と、前記遊星歯車を個別に回転可能に保持しているとともに、前記車輪フレームに対して回転可能な遊星キャリアと、前記遊星キャリアと一体に設けられた出力歯車と、前記複数の車輪の各々と一体に設けられた車輪歯車と、前記車輪歯車と前記出力歯車との双方に噛み合っている逆転歯車と、を備えている走行装置が提供される。
【発明の効果】
【０００９】
本発明によれば、障害物を乗り超える動作時において、駆動源から車輪フレームに動力を伝達するまでの過程で歯車の支軸に作用する負荷を抑制することができる。
【図面の簡単な説明】
【００１０】
【図１】第１の実施形態に係る走行装置の斜視図である。
【図２】第１の実施形態に係る走行装置の平面図である。
【図３】第１の実施形態に係る走行装置の側面図である。
【図４】第１の実施形態に係る走行装置の正面図である。
【図５】第１の実施形態に係る走行装置の間隔調整機構のレバーをレバー係止部から外した状態を示す正面図である。
【図６】第１の実施形態に係る走行装置の車輪ユニットの斜視図である。
【図７】第１の実施形態に係る走行装置の車輪ユニットが備える歯車機構を示す図である。
【図８】第１の実施形態に係る走行装置の車輪ユニットが備える歯車機構を示す模式図である。
【図９】第１の実施形態に係る走行装置の使用状態の一例を示す斜視図である。
【図１０】第１の実施形態に係る走行装置が障害物を乗り越える動作の一例を示す模式図である。
【図１１】第２の実施形態に係る走行装置の斜視図である。
【発明を実施するための形態】
【００１１】
以下、本発明の実施形態について、図面を用いて説明する。なお、すべての図面において、同様の構成要素には同一の符号を付し、適宜に説明を省略する。
本実施形態では、各構成要素の位置関係を分かりやすく説明するために、前後左右上下等の方向を規定して説明する場合がある。しかし、これらの方向の規定は便宜的なものであり、本発明を実施する製品の製造時や使用時の方向を限定するものではない。なお、走行装置の進行方向（図１の矢印Ａ方向）を前方、進行方向に対する反対方向を後方とする。また、平面視において、走行装置の進行方向に対して直交する方向を幅方向という。また、幅方向のうち、進行方向を向いた状態で右側となる方向を右方、進行方向を向いた状態で左側となる方向を左方という。
また本発明の各種の構成要素は、個々に独立した存在である必要はなく、一つの構成要素が他の構成要素の一部であること、ある構成要素の一部と他の構成要素の一部とが重複していること、等を許容する。
【００１２】
〔第１の実施形態〕
先ず、図１から図１０を用いて第１の実施形態を説明する。
本実施形態に係る走行装置１は、回転軸（図８に示す車輪軸５２の軸心）が互いに並列に配置されているとともに回転動作が互いに連動する複数の車輪５１と、複数の車輪５１を回転可能に保持しているとともに車輪公転軸７０（図４、図８）を中心として回転可能な車輪フレーム５３と、を有する車輪ユニット５０を備えている。
走行装置１の走行モードは、第１走行モードと第２走行モードとに切り替わりが可能である。
第１走行モードは、複数の車輪５１が回転軸周りに回転することにより走行するモードである。
第２走行モードは、複数の車輪５１の回転軸周りの回転が規制された場合に複数の車輪５１と車輪フレーム５３とが一体となって車輪公転軸７０を中心として回転することにより走行するモードである。
典型的には、第１走行モードは、複数の車輪５１のうち互いに隣り合う２つの車輪５１が進行方向において互いに前後する配置でそれぞれ接地して回転することにより走行するモードである。また、第２走行モードは、上記２つの車輪５１のうちの前側の車輪５１が障害物に突き当たって回転が規制された場合に複数の車輪５１と車輪フレーム５３とが一体となって車輪公転軸７０を中心として回転することにより複数の車輪５１が順次に接地することで走行するモードである。
図８及び図７に示すように、車輪ユニット５０は、駆動源（例えばモータ１０）により回転力を付与されて回転する太陽歯車６１と、車輪フレーム５３と一体に設けられた内歯車６２と、内歯車６２と太陽歯車６１との双方に噛み合っている２つ以上の遊星歯車６３と、遊星歯車６３を個別に回転可能に保持しているとともに車輪フレーム５３に対して回転可能な遊星キャリア６４と、遊星キャリア６４と一体に設けられた出力歯車６５と、複数の車輪５１の各々と一体に設けられた車輪歯車６６と、車輪歯車６６と出力歯車６５との双方に噛み合っている逆転歯車６７と、を備えている。
以下、詳細に説明する。
【００１３】
図９に示すように、本実施形態の場合、走行装置１は、橋梁等の高架構造物が有する梁状体２８から吊り下がった状態で梁状体２８に沿って走行可能な吊下型走行装置である。
走行装置は、進行方向に対して直交する幅方向に離間して配置された少なくとも一対の車輪ユニット５０と、少なくとも一対の車輪ユニット５０を相互に連結しているフレーム２と、を備えている。そして、少なくとも一対の車輪ユニット５０の車輪５１が梁状体２８の上向き面２８ｂにそれぞれ接地されることにより、梁状体２８から吊り下がった状態で梁状体２８に沿って走行可能である。
梁状体２８は、車輪５１が接地される上向き面２８ｂを有し、略水平方向に延在するものであれば、特に限定されない。具体的には、例えば、梁状体２８は、橋梁の下面に沿って延在するＩ桁材であることが挙げられる。
【００１４】
より詳細には、走行装置１は、フレーム２の前部に配置された左右一対の車輪ユニット５０と、フレーム２の後部に配置された左右一対の車輪ユニット５０と、の合計４つの車輪ユニット５０を備えている。すなわち、フレーム２の左前部と、フレーム２の右前部と、フレーム２の左後部と、フレーム２の右後部と、にそれぞれ車輪ユニット５０が設けられている。
【００１５】
フレーム２は、各種の鋼材等の構造材を相互に組み付けることにより、所望の形状に構成されている。本実施形態の場合、フレーム２は、例えば、図１、図３及び図４等に示すように、扁平な形状に形成されている。ただし、フレーム２の形状はこの例に限らない。
【００１６】
なお、走行装置１は、フレーム２の下面から下方に突出している複数の（例えば４つの）脚部２７を備えており、保管時等にはこれら脚部２７が接地した状態で自立可能となっている。
【００１７】
走行装置１は、梁状体２８の両側面（図９に示される側面２８ａと反対側の側面２８ａ（不図示）を挟持する少なくとも一対の挟持部３を備えている。そして、挟持部３の各々が、鉛直な回転軸周りに回転可能で且つ梁状体２８の側面を挟持するローラ８を備えている。
【００１８】
走行装置１は、車輪５１とローラ８とによって当該走行装置１の荷重が支えられて、梁状体２８から吊り下がった状態（吊り下がり状態）となる。この吊り下がり状態において、走行装置１の走行モードが第１走行モードの時には、モータ１０の駆動により車輪５１が車輪軸５２周りに回転することによって、走行装置１が梁状体２８に沿って走行する。
ただし、車輪５１が障害物に突き当たって、走行装置１の走行モードが第２走行モードに切り替わると、例えば、図１０に示すように、車輪ユニット５０が有する複数の車輪５１と車輪フレーム５３とが一体となって車輪公転軸７０を中心として回転することにより、複数の車輪５１が順次に接地しながら走行する。
なお、各ローラ８は、空回りするようになっており、走行装置１が走行する際に梁状体２８の側面２８ａから受ける摩擦抵抗によって回転する。
【００１９】
より詳細には、走行装置１は、フレーム２の前部に配置された左右一対の挟持部３（挟持部３ａ及び挟持部３ｂ）と、フレーム２の後部に配置された左右一対の挟持部３（挟持部３ｃ及び挟持部３ｄ）と、の合計４つの挟持部３を備えている。すなわち、走行装置１は、フレーム２の左前部に設けられた挟持部３ａと、フレーム２の右前部に設けられた挟持部３ｂと、フレーム２の左後部に設けられた挟持部３ｃと、フレーム２の右後部に設けられた挟持部３ｄと、を備えている。
そして、４つの挟持部３の各々が、個別の車輪ユニット５０を備えている。
【００２０】
フレーム２の上面側には、各挟持部３を幅方向にスライド可能にガイドする複数のガイドレール１２が設けられている。
すなわち、フレーム２の左前部の上面側には、挟持部３ａを左右にガイドするガイドレール１２が、水平に且つ左右に延在するように設けられている。同様に、フレーム２の右前部の上面側には、挟持部３ｂを左右にガイドするガイドレール１２が、水平に且つ左右に延在するように設けられている。本実施形態の場合、挟持部３ａをガイドするガイドレール１２と、挟持部３ｂをガイドするガイドレール１２とは、互いに同一直線上に配置されている。なお、これら２つのガイドレール１２は、幅方向において互いに離間しており、これら２つのガイドレール１２の間には、後述する間隔調整機構のピニオン１５が配置されている。
また、フレーム２の左後部の上面側には挟持部３ｃを左右にガイドするガイドレール１２が、フレーム２の右後部の上面側には挟持部３ｄを左右にガイドするガイドレール１２が、それぞれ水平に且つ左右に延在するように設けられており、これらガイドレール１２は互いに同一直線上に配置されている。また、これら２つのガイドレール１２は、幅方向において互いに離間しており、これら２つのガイドレール１２の間にもピニオン１５が配置されている。
【００２１】
各挟持部３は、フレーム２によって支持されている挟持部ベース４と、挟持部ベース４から起立している支柱部５と、を備えている。
より詳細には、挟持部ベース４は、ガイドレール１２によって保持されることによって、ガイドレール１２を介してフレーム２により支持されている。挟持部ベース４は、ガイドレール１２によって保持されるとともに、左右にスライド可能にガイドレール１２によりガイドされている。つまり、挟持部ベース４は、フレーム２に対して相対的に左右に移動可能である。
なお、支柱部５は挟持部ベース４によって支持されているため、挟持部ベース４と一体となって、フレーム２に対して相対的に左右に移動可能である。
また、フレーム２の幅方向における各ガイドレール１２の終端位置には、ガイドレール１２からの挟持部ベース４の脱落を規制するストッパ１３が、ガイドレール１２よりも上方に起立した状態に設けられている。
【００２２】
挟持部３は、進行方向において相互に離間して配置されている一対のローラ８と、一対のローラ８をそれぞれ回転可能に保持している保持部７と、を備えている。なお、各ローラ８の回転軸は鉛直に配置されている。
保持部７は、進行方向において一対のローラ８の間に位置する鉛直な回転軸周りにフレーム２に対して首振り回転可能となっている。
【００２３】
より詳細には、保持部７は、フレーム２に対して左右にスライド移動可能な挟持部ベース４及び支柱部５によって軸支されており、挟持部ベース４及び支柱部５に対して、鉛直な回転軸周りに首振り回転可能となっている。
挟持部ベース４及び支柱部５が保持部７を軸支している軸支部６は、進行方向において一対のローラ８の間に位置している。
保持部７は、軸支部６を支点として、図２に示す矢印Ｂ方向及び矢印Ｃ方向に回転可能となっている。
ここで、支柱部５の上部は、フレーム２の幅方向における中央寄りの方向に向けてオーバーハング状態で突出したオーバーハング部を有しており、このオーバーハング部と、挟持部ベース４におけるオーバーハング部の直下の部分とにより、保持部７が軸支されている。
各挟持部３の保持部７は、当該保持部７の前端部において、一対のローラ８のうちの一方を軸支しており、当該保持部７の後端部において、一対のローラ８のうちの他方を軸支している。
【００２４】
なお、各ローラ８を保持している保持部７が梁状体２８に対して干渉することなく、各ローラ８が梁状体２８の側面２８ａに対して接触可能となるように、保持部７に対する各ローラ８の配置が設定されている。
【００２５】
各挟持部３は、支柱部５の上部に固定されたモータ１０を備えている。
モータ１０は、モータボックス７９（図１において挟持部３ｄについて付された符号を参照）に固定されており、このモータボックス７９が支柱部５の上部に固定されている。
モータ１０は、当該モータ１０の出力軸であるモータ軸１０ａ（図８）を備えており、このモータ軸１０ａの先端側部分は、モータボックス７９に形成された挿通孔（不図示）を介してモータボックス７９の外部に突出している。
また、このモータボックス７９に対してそれぞれ車輪ユニット５０が取り付けられている。詳細は後述するが、各車輪ユニット５０が備える軸受け機構７１の固定プレート７５及び第２部分７３がモータボックス７９に固定されることによって、車輪ユニット５０がモータボックス７９に取り付けられている。
なお、モータ１０は、モータ軸１０ａが傾斜する姿勢で配置されている。
図８に示すように、モータ軸１０ａの先端には、車輪ユニット５０の太陽歯車６１が、該モータ軸１０ａと同軸に固定されている。これにより、モータ軸１０ａの軸心は、車輪公転軸７０と一致している。
図４に示すように、左右の車輪ユニット５０の車輪公転軸７０の各々は、走行装置１の幅方向中央側に向けて高さ位置が高くなる向きに傾斜している。すなわち、図４において、左側の車輪ユニット５０の車輪公転軸７０は右上がりに傾斜しており、右側の車輪ユニット５０の車輪公転軸７０は左上がりに傾斜している。
【００２６】
以下、図６から図８を用いて車輪ユニット５０について詳述する。
図６は車輪ユニット５０の斜視図である。
図７及び図８は主として車輪ユニット５０が備える歯車機構を示す図である。このうち図７は車輪公転軸７０の方向に車輪ユニット５０を視た図である。また、図８は、車輪公転軸７０に対して直交する方向に車輪ユニット５０を視た模式図である。なお、以下の説明において、歯車機構とは、太陽歯車６１、内歯車６２、遊星歯車６３、遊星キャリア６４、出力歯車６５、車輪歯車６６及び逆転歯車６７を含む機構を意味する。
【００２７】
本実施形態の場合、車輪ユニット５０は、３つの車輪５１を備えている。
図７に示すように、車輪フレーム５３は、車輪公転軸７０の方向に視た形状が略正三角形状に形成されている。ただし、正三角形の頂点間の部分は、正三角形の中心向きに窪んでいる。図６に示すように、車輪フレーム５３は、例えば、互いに同形状の２枚の板状部材、すなわち第１板部材５４及び第２板部材５５を備えている。第１板部材５４及び第２板部材５５の各々が、上記のように頂点間の部分が中心向きに窪んだ正三角形状に形成されている。
図８に示すように、第１板部材５４と第２板部材５５とは、互いに所定間隔を隔てて平行に対向して配置されている。これら第１板部材５４と第２板部材５５とは、例えば、ボルトやナット等により構成される適宜の連結部材５３ａを介して相互に連結固定されている。
歯車機構は、車輪フレーム５３の第１板部材５４と第２板部材５５との間に配置され、且つ、これら第１板部材５４及び第２板部材５５によって保持されている。
【００２８】
図６に示すように、各車輪５１は、例えば、椀型の一対の車輪部材５１ａを互いに同軸の配置で備えている。一対の車輪部材５１ａの各々は、図示しない固定部材を介して車輪軸５２（図８）に対して固定されている。
車輪ユニット５０は、車輪５１と同数の車輪軸５２を備えており、各車輪軸５２は、車輪フレーム５３の三角形の頂点の近傍において、車輪フレーム５３を貫通した状態に設けられている。各車輪軸５２は、各車輪軸５２の軸周りに回転可能に、車輪フレーム５３によって保持されている。
各車輪軸５２の軸方向は、車輪公転軸７０に対して平行に配置されている。
各車輪軸５２における第１板部材５４と第２板部材５５との間の部分には、車輪軸５２と同軸に車輪歯車６６が固定されている。したがって、車輪歯車６６は、当該車輪歯車６６の軸周りに回転可能に、車輪フレーム５３によって保持されていることになる。
なお、車輪ユニット５０が備える車輪歯車６６の数も、車輪５１と同数であり、本実施形態では３つである。
各車輪部材５１ａは、接地面に対して接地する部分である。各車輪部材５１ａは、接地面に対する良好なグリップ性が得られるように、ゴム等により構成されていることが好ましい。
【００２９】
内歯車６２は、円環状の部材であり、内周面に歯が形成されている。内歯車６２は、例えば、第１板部材５４と第２板部材５５とのうち、モータ１０側に位置する第１板部材５４に固定されている。図８に示すように、第１板部材５４において第２板部材５５側を向く面に、内歯車６２が固定されている。内歯車６２は、車輪公転軸７０と同軸に配置されている。
【００３０】
車輪ユニット５０が備える遊星歯車６３の数は、２以上の適宜の数とすることができる。本実施形態の場合、車輪ユニット５０は２つの遊星歯車６３を備えている。
これら遊星歯車６３は、各々の軸心を中心として回転可能に、遊星キャリア６４によって保持されている。各遊星歯車６３の軸方向は、車輪公転軸７０に対して平行に配置されている。
各遊星歯車６３は、内歯車６２と太陽歯車６１との双方に噛み合っている。
各遊星歯車６３は、互いに同径、且つ、互いに同一の歯数となっている。
【００３１】
図８に示すように、太陽歯車６１と、遊星歯車６３と、内歯車６２と、が互いに同一平面上に配置されている。
【００３２】
車輪ユニット５０は、１つの出力歯車６５を備えている。出力歯車６５は、遊星キャリア６４と一体に設けられ、且つ、車輪公転軸７０と同軸に配置されている。出力歯車６５は、当該出力歯車６５の軸周りに回転可能に、車輪フレーム５３によって保持されている。
【００３３】
本実施形態の場合、逆転歯車６７は、出力歯車６５に対して噛み合っている第１歯車部６８と、第１歯車部６８に対して一体且つ同軸に設けられているとともに車輪歯車６６に対して噛み合っている第２歯車部６９と、を備えて構成されている。
本実施形態の場合、第１歯車部６８よりも第２歯車部６９の方が大径に形成されており、第１歯車部６８の歯数よりも第２歯車部６９の歯数の方が多い。これにより、車輪５１を適度に増速できるようになっている。
ただし、車輪ユニット５０の歯車機構全体では、例えば、太陽歯車６１の回転数に比して、車輪５１の回転数を減速させることができる。
【００３４】
なお、車輪ユニット５０が備える逆転歯車６７の数は、車輪歯車６６の数（車輪５１の数）と等しく、本実施形態では３つである。
各逆転歯車６７の第１歯車部６８どうしは、互いに同径、且つ、互いに同一の歯数となっている。また、各逆転歯車６７の第２歯車部６９どうしは、互いに同径、且つ、互いに同一の歯数となっている。
各逆転歯車６７は、各逆転歯車６７の軸周りに回転可能に、車輪フレーム５３によって保持されている。
例えば、図８に示すように、逆転歯車６７の第２歯車部６９の一部分の周縁部が、遊星キャリア６４において遊星歯車６３を保持している部分と、出力歯車６５との間に入り込むように、逆転歯車６７を配置することができる。
【００３５】
歯車機構が備える各歯車（太陽歯車６１、内歯車６２、遊星歯車６３、遊星キャリア６４、出力歯車６５、車輪歯車６６及び逆転歯車６７）の歯数は、特に限定されず、後述する動作を実現できる範囲において、適宜に設定することができる。
【００３６】
第１板部材５４、第２板部材５５及び出力歯車６５等の盤状（板状）の部材には、車輪ユニット５０の軽量化のため、各々の機能を阻害しない範囲で、盤面を貫通する開口が形成されていても良い。
【００３７】
また、図７に示すように、車輪ユニット５０における隣り合う車輪５１どうしの間の部分が、複数の車輪５１の包絡線７８よりも、車輪公転軸７０を中心とする径方向の内側に窪んでいる。
【００３８】
車輪ユニット５０は、以下に説明する軸受け機構７１（図６、図８）を備えている。車輪ユニット５０の車輪フレーム５３は、軸受け機構７１を介してモータボックス７９に固定されている。これにより、車輪フレーム５３は、モータボックス７９に対して軸受け機構７１の軸周りに回転可能なように、モータボックス７９によって保持されている。軸受け機構７１の軸心は、車輪公転軸７０と一致している。
【００３９】
図８に示すように、軸受け機構７１は、例えば、それぞれ環状の盤状に形成された第１部分７２、第２部分７３及び固定プレート７５と、第１部分７２と第２部分７３とを相互に回転可能に連結しているベアリング７４と、を備えている。
【００４０】
第１部分７２は、例えば、複数の軸受け固定ピン７７を介して車輪フレーム５３の第１板部材５４に対して固定されている。なお、軸受け固定ピン７７は、第１板部材５４を基準として、歯車機構が配置されている側とは反対側に向けて起立している。軸受け固定ピン７７は、モータ軸１０ａの周囲の位置であって、各車輪５１と干渉しない位置に配置されている。
【００４１】
第２部分７３は、円環状に形成されており、第１部分７２の径方向内側に配置されている。すなわち、第２部分７３の外周面の周囲に第１部分７２の内周面が配置されている。
【００４２】
ベアリング７４は、例えば、円環状に形成されており、第２部分７３の外周面と第１部分７２の内周面との間に挟持されている。これにより、第１部分７２は、第２部分７３に対して相対的に、軸受け機構７１の軸心（車輪公転軸７０と一致する軸心）周りにスムーズに回転可能となっている。
【００４３】
固定プレート７５は、第２部分７３及び第１部分７２と、モータボックス７９との間に介装されている。
第２部分７３が固定プレート７５とともにモータボックス７９に対して固定されることにより、車輪ユニット５０がモータボックス７９に取り付けられている。
ここで、第２部分７３及び固定プレート７５はモータボックス７９と一体化されるが、第１部分７２は第２部分７３に対して回転可能であり、且つ、第１部分７２は軸受け固定ピン７７を介して車輪フレーム５３の第１板部材５４に固定されている。このため、車輪フレーム５３、ひいては車輪ユニット５０全体は、モータボックス７９に対して、軸受け機構７１の軸周りに回転可能となっている。
【００４４】
図８に示すように、軸受け機構７１には、当該軸受け機構７１の軸心を貫通する挿通孔７６が形成されており、挿通孔７６にモータ軸１０ａが挿通されている。
また、モータ軸１０ａは、第１板部材５４も貫通しており、太陽歯車６１は第１板部材５４と第２板部材５５との対向間隔に配置されている。
【００４５】
図４に示すように、各車輪５１において接地面（梁状体２８の上向き面２８ｂ等）に接地する部分が、ローラ８よりもフレーム２の幅方向に中央寄りに位置するように、各車輪ユニット５０が配置されている。
【００４６】
なお、本実施形態の場合、図２に示すように、４つの車輪ユニット５０が、平面視において正格子状に配置されている。
【００４７】
図３に示すように、各挟持部３において、ローラ８の上端８ａの高さ位置は、２つの車輪５１が同時に水平面に接地した状態でのこれら車輪５１の下端の高さ位置５１ｂよりも上方に位置している。
また、各挟持部３において、ローラ８の下端８ｂの高さ位置は、上記高さ位置５１ｂよりも下方に位置している。
【００４８】
走行装置１は、更に、左右一対の挟持部３の対向間隔を調整するための間隔調整機構を備えている。
すなわち、走行装置１は、挟持部３ａと挟持部３ｂとの対向間隔を調整するための間隔調整機構と、挟持部３ｃと挟持部３ｄとの対向間隔を調整するための間隔調整機構と、を備えている。
間隔調整機構は、平面視において進行方向に対して直交する幅方向に一対の挟持部３をそれぞれ摺動可能にガイドする一対のガイドレール１２を備えて構成されている。
【００４９】
間隔調整機構は、一対の挟持部３のうちの一方の動きを変換して他方に伝達する変換伝達機構を備えている。この変換伝達機構は、一対の挟持部３のうちの一方が他方の側に近づく動きを、他方が一方の側に近づく動きに変換して伝達するとともに、一対の挟持部３のうちの一方が他方から遠ざかる動きを、他方が一方から遠ざかる動きに変換して伝達する。
すなわち、前側に配置された一対の挟持部３ａ、３ｂについて説明すると、変換伝達機構は、図２の矢印Ｄ方向への挟持部３ａの動きを、矢印Ｅ方向への動きに変換して挟持部３ｂに伝達する。また、矢印Ｄ方向に対する反対方向（矢印Ｅ方向）への挟持部３ａの動きを、矢印Ｅ方向に対する反対方向（矢印Ｄ方向）への動きに変換して挟持部３ｂに伝達する。同様に、変換伝達機構は、図２の矢印Ｅ方向への挟持部３ｂの動きを、矢印Ｄ方向への動きに変換して挟持部３ａに伝達する。また、矢印Ｅ方向に対する反対方向への挟持部３ｂの動きを、矢印Ｄ方向に対する反対方向への動きに変換して挟持部３ａに伝達する。
【００５０】
より詳細には、図１及び図２に示すように、変換伝達機構は、挟持部３と一体に設けられたラック１４と、ピニオン１５と、を備えて構成されている。ピニオン１５は、フレーム２によって回転可能に保持されているとともに、ラック１４に対して噛み合っており、挟持部３及びラック１４が幅方向に移動する際に回転する。
ラック１４は、各挟持部３の挟持部ベース４に固定されており、当該ラック１４の長手方向が、幅方向に延在している。
各ラック１４は、当該ラック１４が設けられている挟持部ベース４から、フレーム２の幅方向における中央寄りの方向に向けて延出している。
つまり、挟持部３ｃのラック１４は、挟持部３ｃの挟持部ベース４から右方に向けて延出しており、挟持部３ｄのラック１４は、挟持部３ｃの挟持部ベース４から左方に向けて延出している。ここで、挟持部３ｃのラック１４と挟持部３ｄのラック１４とが干渉しないように、例えば、挟持部３ｃのラック１４は挟持部ベース４の前部に固定されている一方で、挟持部３ｄのラック１４は挟持部ベース４の後部に固定されている。挟持部３ｃのラック１４と挟持部３ｄのラック１４とは、互いの歯列が対向するように配置されている。
同様に、挟持部３ａのラック１４は、挟持部３ａの挟持部ベース４から右方に向けて延出しており、挟持部３ｂのラック１４は、挟持部３ｂの挟持部ベース４から左方に向けて延出している。そして、挟持部３ａのラック１４と挟持部３ｂのラック１４とが干渉しないように、例えば、挟持部３ａのラック１４は挟持部ベース４の前部に固定されている一方で、挟持部３ｂのラック１４は挟持部ベース４の後部に固定されている。挟持部３ａのラック１４と挟持部３ｂのラック１４とは、互いの歯列が対向するように配置されている。
【００５１】
ピニオン１５は、一対のラック１４に対してそれぞれ噛み合っている。
すなわち、挟持部３ａと挟持部３ｂとの対向間隔を調整するための間隔調整機構のラック１４は、挟持部３ａに設けられたラック１４と、挟持部３ｂに設けられたラック１４と、の双方に対して噛み合っている。
また、挟持部３ｃと挟持部３ｄとの対向間隔を調整するための間隔調整機構のラック１４は、挟持部３ｃに設けられたラック１４と、挟持部３ｄに設けられたラック１４と、の双方に対して噛み合っている。
各ピニオン１５は、例えば、フレーム２の幅方向における中央部に配置されており、鉛直な回転軸周りに回転可能なように、フレーム２によって保持されている。
【００５２】
間隔調整機構が上記のように構成されていることによって、左右一対の挟持部３の動作が連動（幅方向において、互いに反対方向に移動）するようになっている。
すなわち、挟持部３ｄがガイドレール１２に沿って右方に移動する際には、挟持部３ｄに設けられたラック１４も右方に移動し、このラック１４と噛み合っているピニオン１５が平面視において反時計回りに回転する。これにより、挟持部３ｃに設けられたラック１４が左方に移動し、従って、挟持部３ｃがガイドレール１２に沿って左方に移動する。
一方、挟持部３ｄがガイドレール１２に沿って左方に移動する際には、挟持部３ｄに設けられたラック１４も左方に移動し、このラック１４と噛み合っているピニオン１５が平面視において時計回りに回転する。これにより、挟持部３ｃに設けられたラック１４が右方に移動し、従って、挟持部３ｃがガイドレール１２に沿って右方に移動する。
挟持部３ａと挟持部３ｂについても、挟持部３ｃと挟持部３ｄの関係と同様に、互いに連動する。
【００５３】
なお、間隔調整機構は、ピニオン１５に対する一対のラック１４の噛み合い状態を維持させるために、一対のラック１４が進行方向において互いに離間してしまうことを規制する離間規制機構を備えている。
この離間規制機構は、例えば、連結バー１６と、連結バー１６の両端にそれぞれ設けられた一対のガイドローラ１７と、を備えて構成されている。
連結バー１６は、例えば、進行方向に延在する板状部材であり、間隔調整機構の一対のラック１４の上面間に架け渡されており、且つ、当該連結バー１６の長手方向における中央部に、間隔調整機構のピニオン１５の回転軸の上端が設けられている。
一対のガイドローラ１７の各々は、鉛直な回転軸周りに回転可能に、連結バー１６の端部と、フレーム２との間において、それぞれ軸支されている。
離間規制機構の一対のガイドローラ１７のうち、前側のガイドローラ１７の周面は、間隔調整機構の一対のラック１４のうち前側のラック１４の前面に接しており、後側のガイドローラ１７の周面は、間隔調整機構の一対のラック１４のうち後側のラック１４の後面に接している。
これにより、離間規制機構によって、間隔調整機構の一対のラック１４が進行方向において互いに離間してしまうことが規制され、その結果、ピニオン１５に対する一対のラック１４の噛み合い状態が維持されるようになっている。
なお、ラック１４が左右に移動する際、当該ラック１４に当接しているガイドローラ１７が定位置で回転する。
【００５４】
また、間隔調整機構は、左右一対の挟持部３を相互に近づく方向に弾性的に付勢可能な付勢部を備えている。
本実施形態の場合、付勢部は、シリンダ１９とピストンロッド２０とを有する伸縮式のシリンダダンパ１８である。シリンダダンパ１８は、ピストンロッド２０がシリンダ１９に対してより深く入り込む際に抵抗を与えるように構成されている。
そして、間隔調整機構は、シリンダダンパ１８と連結されているとともにシリンダダンパ１８を縮める方向及びその反対方向に揺動可能なレバー２１と、レバー２１によりシリンダダンパ１８を縮めた状態でレバー２１が係止可能なレバー係止部２６と、を更に備えている。
【００５５】
図５に示すように、レバー２１の一端部は、レバー軸支部２２においてフレーム２に対して軸支されており、レバー２１は、レバー軸支部２２を支点として揺動可能となっている。レバー２１の回転軸（揺動軸）は、水平方向且つ前後方向に延在している。
シリンダダンパ１８の一端部は、ダンパ軸支部２３においてレバー２１に対して軸支されている。ダンパ軸支部２３は、レバー２１の長手方向における中央部よりもレバー軸支部２２の近くに位置していることが好ましい。
【００５６】
ここで、前後二対の挟持部３のうち、前側に配置されている挟持部３ａ、３ｂの間隔を調整するための間隔調整機構に関して説明すると、一対のラック１４のうち、前側に位置するラック１４の先端部には、連結部２４が固定されている。連結部２４は、例えば、上下に長尺な板状部材であり、ラック１４の先端部から下方に垂下している。
一方、前後二対の挟持部３のうち、後側に配置されている挟持部３ａ、３ｂの間隔を調整するための間隔調整機構に関して説明すると、一対のラック１４のうち後側に位置するラック１４の先端部に連結部２４が固定されている。
【００５７】
シリンダダンパ１８の他端部は、ダンパ軸支部２５において、連結部２４の下端部に対して軸支されている。
ダンパ軸支部２３及びダンパ軸支部２５におけるシリンダダンパ１８の回転軸は、レバー軸支部２２におけるレバー２１の回転軸に対して平行となっている。
また、レバー係止部２６は、レバー２１の軌跡が形成する円に対して直交するようにフレーム２から突出して設けられており、レバー２１は、レバー係止部２６に対して係脱自在となっている。
【００５８】
図５はレバー２１をレバー係止部２６から外した状態の正面図である。
一方、図４はレバー２１をレバー係止部２６に対して係止した状態の正面図である。
【００５９】
なお、走行装置１は、例えば、平面視において、前後対称且つ左右対称に形成されていることが好ましい。
フレーム２には、走行装置１の用途に応じた各種の搭載物２９（図３）を搭載することができる。一例として、走行装置１は、橋梁の劣化診断に用いることができ、その場合、搭載物２９には、カメラ等が含まれる。
搭載物２９は、図３に示すように、フレーム２の下面側に配置されても良いし、フレーム２の上面側に配置されても良い。または、搭載物２９は、フレーム２よりも側方に突出する状態で、フレーム２によって保持されても良い。
【００６０】
走行装置１は、各挟持部３のモータ１０の動作制御を行うための図示しない制御部を備えている。各挟持部３のモータ１０が制御部によって同期制御されることによって、各挟持部３の車輪ユニット５０が足並みを揃えて前進する結果、走行装置１が前進することができる（詳細後述）。
なお、制御部は、例えば、搭載物２９とともにフレーム２に搭載することができる。
【００６１】
また、モータ１０はモータ軸１０ａを一方向にのみ回転させるものであっても良いし、モータ軸１０ａを正／逆回転させることが可能なものであっても良い。前者の場合、走行装置１は、一方向にのみ走行が可能（前進のみ可能）となり、後者の場合、走行装置１は、前進と後退とが可能となる。また、モータ軸１０ａの回転方向が一方向であっても、モータ軸１０ａから太陽歯車６１に回転を伝達する伝達機構を備えているとともに、この伝達機構が、太陽歯車６１の回転方向を正回転と逆回転とに切り替え可能な切り替え機構を含んでいる場合には、走行装置１を前進と後退とが可能な構成とすることができる。
【００６２】
次に、動作を説明する。
【００６３】
図９に示すように、走行装置１は、梁状体２８から吊り下がった状態で、梁状体２８に沿って走行することができる。梁状体２８は、例えば、橋梁の下面側に設けられたＩ桁材であり、下端部２８１がフランジ状に形成されている。走行装置１は、このフランジ状の下端部２８１の上面である上向き面２８ｂに車輪ユニット５０の車輪５１が接地され、且つ、下端部２８１の両方の側面２８ａを左右の挟持部３のローラ８によって挟持することによって、梁状体２８から吊り下がった状態となる。
【００６４】
走行装置１が梁状体２８から吊り下がった状態とするためには、先ず、各間隔調整機構のレバー２１をレバー係止部２６から外した状態（図５参照）で、各車輪ユニット５０及び各ローラ８を、それぞれ対応する上向き面２８ｂ及び側面２８ａに対して位置合わせする。
なお、この状態では、左右の車輪ユニット５０の対向間隔が、フランジ状の下端部２８１の左右幅よりも広くなるように、走行装置１が構成されているものとする。
【００６５】
次に、各間隔調整機構のレバー２１をレバー係止部２６に対して係止させることによって、左右の車輪ユニット５０の対向間隔を、フランジ状の下端部２８１の左右幅よりも狭める。
これにより、左右の車輪ユニット５０の車輪５１を上向き面２８ｂ上に接地可能となるとともに、左右の挟持部３のローラ８によって左右の側面２８ａが挟持され、走行装置１を梁状体２８から吊り下がった状態とすることができる。
なお、通常は、各車輪ユニット５０毎に、２つずつの車輪５１が上向き面２８ｂに接地された状態となる。各車輪５１は、下端部２８１の幅方向における縁部に配置されることが好ましい。
ここで、レバー２１をレバー係止部２６に対して係止させる際に、レバー２１によってシリンダダンパ１８が圧縮されて縮む。このため、シリンダダンパ１８の付勢力によって、各ローラ８が梁状体２８の側面２８ａに対して密着する。
【００６６】
次に、走行装置１の走行動作を説明する。
【００６７】
走行装置１が梁状体２８から吊り下がった状態で走行する際には、各車輪ユニット５０のいずれか１つ以上の車輪５１が上向き面２８ｂに接地されていて、それぞれ走行装置１の荷重を支える。このため、梁状体２８からの走行装置１の吊り下げ状態を安定的に維持することが可能である。
また、走行装置１が梁状体２８に沿って走行する際、各ローラ８は、側面２８ａから受ける摩擦抵抗により回転可能である。
なお、４つの車輪ユニット５０によって支えられる荷重は、走行装置１及び搭載物２９の全荷重のうち、ローラ８と側面２８ａとの上下方向における摩擦抵抗を差し引いた残りの荷重であり、この荷重を４つの車輪ユニット５０で分担して支えることとなる。
【００６８】
また、上述のように、走行装置１の走行モードは、第１走行モードと第２走行モードとに切り替わりが可能である。
【００６９】
第１走行モードは、すべての車輪ユニット５０について、複数の車輪５１が回転軸周りに回転することにより走行するモードである。典型的には、第１走行モードは、すべての車輪ユニット５０について、複数の車輪５１のうち隣り合う２つの車輪５１が進行方向において互いに前後する配置でそれぞれ接地して回転することにより走行するモードである。
一方、第２走行モードは、少なくとも１つの車輪ユニット５０について、複数の車輪５１の回転軸周りの回転が規制された場合に複数の車輪５１と車輪フレーム５３とが一体となって車輪公転軸７０を中心として回転することにより走行するモードである。典型的には、第２走行モードは、例えば、少なくとも１つの車輪ユニット５０について、複数の車輪５１と車輪フレーム５３とが一体となって車輪公転軸７０を中心として回転することにより、複数の車輪５１が順次に接地することで走行するモードである。
【００７０】
第１走行モードの際には、以下のようにして、モータ１０から車輪５１に動力が伝達される。
図７において、モータ軸１０ａに直結された太陽歯車６１が時計回りに回転すると、各遊星歯車６３は反時計回りに自転しながら時計回りに公転する。なお、各遊星歯車６３の自転軸は、各遊星歯車６３の軸心であり、公転軸は、車輪公転軸７０と一致している。
遊星歯車６３が公転することにより、遊星キャリア６４を介して遊星歯車６３と連結されている出力歯車６５も時計回りに回転する。出力歯車６５の回転軸は、車輪公転軸７０と一致している。
出力歯車６５が時計回りに回転することにより、逆転歯車６７は反時計回りに回転し、車輪歯車６６及び車輪５１は時計回りに回転する。
つまり、第１走行モードにおいて、各車輪５１は、太陽歯車６１と同方向に回転する。なお、各車輪５１の回転軸は、車輪軸５２の軸心である。
各車輪ユニット５０の各車輪５１が回転することにより、走行装置１が梁状体２８に沿って走行することができる。
なお、左右の車輪ユニット５０の各車輪５１が同一の進行方向への推進力を走行装置１に与えることができるように、各モータ１０の回転方向が設定されている。
【００７１】
第１走行モードは、主として走行装置１が水平面に沿って走行する際に生じる走行モードである。走行装置１が水平面に沿って走行する場合には、車輪フレーム５３は車輪公転軸７０周りに回転することなく、一定の姿勢に維持される。
ただし、走行装置１がある程度の凹凸面上を走行する場合でも、第１走行モードでの走行が可能である。凹凸面上を第１走行モードで走行する場合には、車輪フレーム５３が僅かに車輪公転軸７０周りに回転しながら走行装置１が走行する。
【００７２】
ここで、当該梁状体２８の長手方向において間欠的に、垂直補剛材３０や上面構造物３１が設けられている。
上面構造物３１は、上向き面２８ｂに沿って配置された板状部材であり、ボルト等によって、フランジ状の下端部２８１に固定されている。
走行装置１は、例えば、第１走行モードの走行において、上面構造物３１程度であれば乗り上げることが可能（乗り越えることが可能）に構成されている。
ただし、第１走行モードでの走行が許容される凹凸の程度（第１走行モードで許容される、障害物の乗り越え高さは）は、車輪５１の摩擦係数の大きさや、歯車機構のギア比等に応じて変化する。
【００７３】
次に、第１走行モードから第２走行モードへの切り替わりのメカニズムを説明する。
先ず、第１走行モードにおいて、例えば、進行方向にて互いに前後する配置でそれぞれ接地して回転していた２つの車輪５１のうちの前側の車輪５１が障害物に突き当たることにより、当該車輪５１の回転が規制（例えば停止）される。すると、車輪５１の回転が規制されることにより、車輪歯車６６、逆転歯車６７及び出力歯車６５の回転（それぞれ自転）と、各遊星歯車６３の公転及び自転が規制される。
しかし、モータ１０は依然としてモータ軸１０ａを回転させようとすることから、太陽歯車６１には回転力が付与される。このため、太陽歯車６１、遊星歯車６３及び内歯車６２が互いに定位置（またはほぼ定位置）で噛み合った状態で、複数の車輪５１と車輪フレーム５３とが一体となって、車輪公転軸７０を中心として回転し始める。
このように、第２走行モードでは、複数の車輪５１及び車輪歯車６６、逆転歯車６７、出力歯車６５、遊星キャリア６４、遊星歯車６３、内歯車６２、太陽歯車６１及び車輪フレーム５３が実質的に一体となって（実質的に剛体となって）回転する。
複数の車輪５１と車輪フレーム５３とが一体となって回転することにより、車輪ユニット５０が容易に障害物を乗り越えて走行することが可能となる。
第２走行モードでの走行中に、接地したすべての車輪５１がスムーズに回転軸周りに回転できる状態に移行した場合は、第２走行モードから第１走行モードに復帰する。
【００７４】
なお、第２走行モードでの車輪フレーム５３の回転方向は、モータ軸１０ａの回転方向と同じである。すなわち、車輪ユニット５０が逆転歯車６７を備えていることにより、第２走行モードにおいて、モータ軸１０ａ及び太陽歯車６１の回転方向と、車輪フレーム５３の回転方向とを一致させることができる。
【００７５】
車輪ユニット５０は、第２走行モードにおいて、段差のような障害物を乗り越えることができるほか、図９に示すような垂直補剛材３０を乗り越えることも可能である。
垂直補剛材３０は、上向き面２８ｂから起立した板状部材であり、例えば、図９に示すように、下端部２８１の幅方向における端部まで存在している場合がある。
車輪５１が垂直補剛材３０に突き当たって回転が規制されることにより、走行装置１の走行モードが第１走行モードから第２走行モードに切り替わった際には、図１０各図に示すような動作により、垂直補剛材３０を乗り越えることができる。
すなわち、図１０（ａ）に示す車輪５１のうち最も右側の車輪５１が垂直補剛材３０に突き当たって回転が規制されると、複数の車輪５１と車輪フレーム５３とが一体となって回転し始める（図１０（ｂ））。
【００７６】
ここで、上述のように、車輪ユニット５０における隣り合う車輪５１どうしの間の部分が、複数の車輪５１の包絡線７８（図７）よりも、車輪公転軸７０を中心とする径方向の内側に窪んでいる。しかも、車輪公転軸７０は、走行装置１の幅方向中央側に向けて高さ位置が高くなる向きに傾斜している（図４）。
このため、上向き面２８ｂから上に持ち上がった車輪５１が車輪公転軸７０周りに回転する際には、当該車輪５１が垂直補剛材３０よりも幅方向外側の経路を通過することができる。つまり、持ち上がった車輪５１が垂直補剛材３０を迂回することができるので、当該車輪５１と垂直補剛材３０との干渉を回避できる。このため、車輪ユニット５０が上向き面２８ｂから側方に脱落することなく、走行装置１が走行することが可能となる。
【００７７】
上向き面２８ｂから上に持ち上がった車輪５１は、垂直補剛材３０の外側を迂回することにより垂直補剛材３０を跨いだ後、垂直補剛材３０の前方において、上向き面２８ｂに接地する（図１０（ｃ））。
なお、図１０（ｃ）において最も左側の車輪５１は、最も右側の車輪５１に牽引されて前進可能であるため、図１０（ｃ）の後は、第１走行モードにて、図１０（ｃ）において最も左側の車輪５１が垂直補剛材３０を乗り越えることが期待できる。
ただし、図１０（ｃ）において最も左側の車輪５１が垂直補剛材３０に突き当たることにより、当該車輪５１の回転が規制された場合には、第２走行モードが継続することによって、当該車輪５１が垂直補剛材３０を乗り越えることができる。
【００７８】
ここで、梁状体２８のフランジ状の下端部２８１の幅寸法は、必ずしも一定ではなく、部分的に広がったり狭まったりする場合がある。
このような事情に対し、本実施形態では、保持部７は、進行方向において一対のローラ８の間に位置する鉛直な回転軸周りにフレーム２に対して回転可能となっている。このため、下端部２８１の幅の変化に応じてフレーム２が首振り回転することにより、各ローラ８が常に側面２８ａに対して密着した状態を維持することができる。
【００７９】
更に、走行装置１は、一対の挟持部３の対向間隔を調整するための間隔調整機構を有するため、下端部２８１の幅の変化に応じて、一対の挟持部３の対向間隔が自動的に調整される。よって、各ローラ８が常に側面２８ａに対して密着した状態を維持することができる。
特に、間隔調整機構は、一対の挟持部３を相互に離間する方向に弾性的に付勢可能な付勢部であるシリンダダンパ１８を備えている。よって、シリンダダンパ１８による付勢によって、常に各ローラ８が側面２８ａに対して密着した状態を維持することができる。
【００８０】
以上のような第１の実施形態によれば、走行装置１の走行モードが第１走行モードと第２走行モードとに切り替わりが可能であるため、第１走行モードにおいてはスムーズな走行が可能である一方で、第２走行モードにおいては障害物を容易に乗り越えることができる。
なお、車輪５１の回転が規制されない程度の段差等であれば、車輪ユニット５０が車輪公転軸７０周りに僅かに回転することにより、第１走行モードにおいても走行が可能である。
【００８１】
また、車輪ユニット５０は、モータ１０により回転力を付与されて回転する太陽歯車６１と、車輪フレーム５３と一体に設けられた内歯車６２と、内歯車６２と太陽歯車６１との双方に噛み合っている２つ以上の遊星歯車６３と、遊星歯車６３を個別に回転可能に保持しているとともに車輪フレーム５３に対して回転可能な遊星キャリア６４と、遊星キャリア６４と一体に設けられた出力歯車６５と、複数の車輪５１の各々と一体に設けられた車輪歯車６６と、車輪歯車６６と出力歯車６５との双方に噛み合っている逆転歯車６７と、を備えている。
このため、第２走行モードにおいて、太陽歯車６１から車輪フレーム５３に対して動力を伝達する経路は、太陽歯車６１、遊星歯車６３、及び、車輪フレーム５３に設けられた内歯車６２を経る経路となるため、この伝達経路において、歯車の支軸に対して倒れる方向の負荷が作用することがない。すなわち、第２走行モードにおいては、太陽歯車６１、遊星歯車６３及び内歯車６２の相互の噛み合い部分を介して、太陽歯車６１から車輪フレーム５３に動力が伝達される。
このように、本実施形態によれば、障害物を乗り超える動作時において、モータ１０から車輪フレーム５３に動力を伝達するまでの過程で歯車の支軸の倒れ方向に作用する負荷を抑制することができる。
【００８２】
特に、太陽歯車６１と、遊星歯車６３と、内歯車６２と、が互いに同一平面上に配置されているため、これら太陽歯車６１、遊星歯車６３及び内歯車６２は、いわば一枚の盤状の剛体となるため、各部の破損を抑制しつつ、太陽歯車６１から車輪フレーム５３に動力を伝達することが可能となる。
【００８３】
〔第２の実施形態〕
次に、図１１を用いて第２の実施形態を説明する。
本実施形態に係る走行装置１は、左右一対の吊下型走行部８０と、これら吊下型走行部８０を相互に連結している連結部材３２と、を備えている。
各吊下型走行部８０は、上記の第１の実施形態における走行装置１と同様に構成されている。吊下型走行部８０は、互いに並列に延在する２つの梁状体２８の一方ずつから吊り下がった状態で、対応する梁状体２８に沿って走行可能である。
本実施形態の場合、各吊下型走行部８０の各モータ１０を同期制御することにより、左右の吊下型走行部８０を、互いに足並みを揃えて走行させることができる。
本実施形態の場合、連結部材３２に搭載物２９を搭載することができるが、必要に応じて、各吊下型走行部８０のフレーム２にも搭載物２９を搭載しても良い。
【００８４】
以上、図面を参照して各実施形態を説明したが、これらは本発明の例示であり、上記以外の様々な構成を採用することもできる。
【００８５】
例えば、車輪ユニット５０が備える車輪５１の数が３つの例を説明したが、車輪ユニット５０が備える車輪５１の数は、２つであっても良いし、４つ以上であっても良い。
車輪５１の数が２つの場合は、車輪フレーム５３は、車輪公転軸７０に対して直交する方向に延在する棒状に構成することができ、車輪５１は、車輪フレーム５３の両端部にそれぞれ設けることができる。すなわち、車輪ユニット５０は亜鈴状の形状となる。
車輪５１の数が４つ以上の場合、車輪５１の数をＮとすると、車輪フレーム５３は、略正Ｎ角形に形成することができ、車輪フレーム５３の各頂点の近傍にそれぞれ車輪５１を設けることができる。このことは、車輪５１の数が３つの場合も同様である。
【００８６】
また、逆転歯車６７が第１歯車部６８と第２歯車部６９とを有する２段構成となっている例を説明したが、逆転歯車６７は１段構成の歯車であって、車輪歯車６６と出力歯車６５との双方に対して噛み合っていても良い。
【００８７】
また、走行装置１が備える４つの車輪ユニット５０が、平面視において正格子状に配置されている例を説明したが、本発明は、この例に限らない。
例えば、４つの車輪ユニット５０が、平面視において千鳥格子状に配置されていても良い。
なお、車輪ユニット５０が千鳥格子状に配置されている場合、左右一対の挟持部３に対して設けられた一対のガイドレール１２は、前後方向において互いにズレた位置に配置することができる。そして、ピニオン１５を十分に大径に形成することによって、左右一対の挟持部３に対してそれぞれ設けられた一対のラック１４に対してそれぞれピニオン１５を噛み合わせることができる。或いは、一対のラック１４の間に、３つ以上の奇数個のピニオン１５を配置し、一方のラック１４から他方のラック１４に対して、３つ以上のピニオン１５を順次に介して回転力を伝達するようにしても良い。
或いは、車輪ユニット５０が千鳥格子状に配置されている場合に、左右一対の挟持部３に対して設けられた一対のガイドレール１２を、平面視において左右一対の挟持部３の軸支部６を結ぶ直線上に配置しても良い。この場合、左右一対の挟持部３が備える４つのローラ８が、平面視において平行四辺形の各頂点に配置される。
【００８８】
また、各挟持部３が前後一対のローラ８を備えている例を説明したが、各挟持部３は、１つ以上のローラ８を備えていれば良い。
【００８９】
また、各挟持部３が前後一対のローラ８を備えている場合に、そのうち一方のローラ８は、下方に向けてテーパー状に縮径していても良い。このようにすることにより、このテーパー状のローラ８と側面２８ａとの摩擦抵抗を低減することができる。
このため、車輪ユニット５０が段差や隆起に乗り上げたり、段差や隆起から降りる際に、ローラ８と側面２８ａとの間に生じる上下方向の摩擦抵抗を低減できる。よって、車輪ユニット５０が段差や隆起に乗り上げたり段差や隆起から降りる際の動作をスムーズにすることができる。
【００９０】
また、走行装置１は、上記のように垂直補剛材３０を乗り越えたり、上面構造物３１等の段差を乗り越えたりして走行することができる他、第２走行モードが発動することにより、階段等の段差を乗り越えて走行することもできる。
【００９１】
本実施形態は以下の技術思想を包含する。
（１）回転軸が互いに並列に配置されているとともに回転動作が互いに連動する複数の車輪と、前記複数の車輪を回転可能に保持しているとともに車輪公転軸を中心として回転可能な車輪フレームと、を有する車輪ユニットを備え、前記複数の車輪が前記回転軸周りに回転することにより走行する第１走行モードと、前記複数の車輪の前記回転軸周りの回転が規制された場合に前記複数の車輪と前記車輪フレームとが一体となって前記車輪公転軸を中心として回転することにより走行する第２走行モードと、に切り替わりが可能な走行装置であって、前記車輪ユニットは、駆動源により回転力を付与されて回転する太陽歯車と、前記車輪フレームと一体に設けられた内歯車と、前記内歯車と前記太陽歯車との双方に噛み合っている２つ以上の遊星歯車と、前記遊星歯車を個別に回転可能に保持しているとともに、前記車輪フレームに対して回転可能な遊星キャリアと、前記遊星キャリアと一体に設けられた出力歯車と、前記複数の車輪の各々と一体に設けられた車輪歯車と、前記車輪歯車と前記出力歯車との双方に噛み合っている逆転歯車と、を備えている走行装置。
（２）前記太陽歯車と、前記遊星歯車と、前記内歯車と、が互いに同一平面上に配置されている（１）に記載の走行装置。
（３）前記逆転歯車は、前記出力歯車に対して噛み合っている第１歯車部と、前記第１歯車部に対して一体且つ同軸に設けられ、前記車輪歯車に対して噛み合っている第２歯車部と、を備え、前記第１歯車部の歯数よりも前記第２歯車部の歯数の方が多い（１）又は（２）に記載の走行装置。
（４）前記車輪ユニットにおける隣り合う前記車輪どうしの間の部分が、前記複数の車輪の包絡線よりも、前記車輪公転軸を中心とする径方向の内側に窪んでおり、前記車輪公転軸は、当該走行装置の幅方向中央側に向けて高さ位置が高くなる向きに傾斜している（１）から（３）のいずれか一項に記載の走行装置。
（５）当該走行装置は、進行方向に対して直交する幅方向に離間して配置された少なくとも一対の前記車輪ユニットと、前記少なくとも一対の車輪ユニットを相互に連結しているフレームと、を備え、前記少なくとも一対の車輪ユニットの前記車輪が梁状体の上向き面にそれぞれ接地されることにより、前記梁状体から吊り下がった状態で前記梁状体に沿って走行可能である（１）から（４）のいずれか一項に記載の走行装置。
（６）前記梁状体の両側面を挟持する少なくとも一対の挟持部を備え、前記挟持部の各々が、鉛直な回転軸周りに回転可能で且つ前記梁状体の側面を挟持するローラを備えている（５）に記載の走行装置。
（７）前記挟持部は、前記進行方向において相互に離間して配置されている一対の前記ローラと、前記一対のローラをそれぞれ回転可能に保持している保持部と、を備え、前記保持部は、前記進行方向において前記一対のローラの間に位置する鉛直な回転軸周りに前記フレームに対して回転可能となっている（６）に記載の走行装置。
（８）前記挟持部が備える前記一対のローラのうちの一方が、下方に向けてテーパー状に縮径している（７）に記載の走行装置。
（９）各挟持部が個別の前記車輪ユニットを備えている（７）又は（８）に記載の走行装置。
（１０）前記一対の挟持部の対向間隔を調整するための間隔調整機構を備え、前記間隔調整機構は、平面視において前記進行方向に対して直交する幅方向に前記一対の挟持部をそれぞれ摺動可能にガイドする一対のガイドレールを備えて構成されている（６）から（９）のいずれか一項に記載の走行装置。
（１１）前記間隔調整機構は、前記一対の挟持部のうちの一方の動きを変換して他方に伝達する変換伝達機構を備え、前記変換伝達機構は、前記一対の挟持部のうちの一方が他方の側に近づく動きを、他方が一方の側に近づく動きに変換して伝達するとともに、前記一対の挟持部のうちの一方が他方から遠ざかる動きを、他方が一方から遠ざかる動きに変換して伝達する（１０）に記載の走行装置。
（１２）前記間隔調整機構は、前記一対の挟持部を相互に近づく方向に弾性的に付勢可能な付勢部を備えている（１０）又は（１１）に記載の走行装置。
（１３）前記付勢部は、シリンダとピストンロッドとを有する伸縮式のシリンダダンパであり、前記間隔調整機構は、前記シリンダダンパと連結されているとともに前記シリンダダンパを縮める方向及びその反対方向に揺動可能なレバーと、前記レバーにより前記シリンダダンパを縮めた状態で前記レバーが係止可能なレバー係止部と、を更に備えている（１２）に記載の走行装置。
（１４）前記フレームの前部に配置された一対の前記挟持部と、前記フレームの後部に配置された一対の前記挟持部と、の合計４つの前記挟持部を備え、４つの前記挟持部の各々が前記車輪ユニットを備えている（６）から（１３）のいずれか一項に記載の走行装置。
【符号の説明】
【００９２】
１  走行装置
２  フレーム
３  挟持部
４  挟持部ベース
５  支柱部
６  軸支部
７  保持部
８  ローラ
８ａ  上端
８ｂ  下端
１０  モータ（駆動源）
１０ａ  モータ軸
１２  ガイドレール
１３  ストッパ
１４  ラック
１５  ピニオン
１６  連結バー
１７  ガイドローラ
１８  シリンダダンパ
１９  シリンダ
２０  ピストンロッド
２１  レバー
２２  レバー軸支部
２３、２５  ダンパ軸支部
２４  連結部
２６  レバー係止部
２７  脚部
２８  梁状体
２８ａ  側面
２８ｂ  上向き面
２９  搭載物
３０  垂直補剛材
３１  上面構造物
３２  連結部材
５０  車輪ユニット
５１  車輪
５１ａ  車輪部材
５１ｂ  下端
５２  車輪軸
５３  車輪フレーム
５３ａ  連結部材
５４  第１板部材
５５  第２板部材
６１  太陽歯車
６２  内歯車
６３  遊星歯車
６４  遊星キャリア
６５  出力歯車
６６  車輪歯車
６７  逆転歯車
６８  第１歯車部
６９  第２歯車部
７０  車輪公転軸
７１  軸受け機構
７２  第１部分
７３  第２部分
７４  ベアリング
７５  固定プレート
７６  挿通孔
７８  包絡線
７７  軸受け固定ピン
７９  モータボックス
８０  吊下型走行部
【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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【図９】
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【図１０】
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【図１１】
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