(57)【要約】【課題】  同軸２輪車を有する搬送体における接触方式の制動を実現する。【解決手段】  回転軸３０５，３０４はブレーキ機構外囲部３０３に設けられ、回転軸保持器３１２，３１１により回転軸の長手方向の軸を中心として回転自由に保持されると共に、結合器３００，３０１を介してモータ１４，１５の回転軸に結合される。さらに回転軸３０５の先端はプーリ３０６を介してブレーキ車３０８の内周側で内接し、回転軸３０４の先端はプーリ３０７を介してブレーキ車３０９の外周側で外接している。またブレーキ車３０８，３０９の中心にはブレーキ車回転軸保持器３１３，３１４が設けられ、これらの中心をブレーキ車回転軸保持器保持棒３１０が貫いてその長手方向に移動可能となされている。そして移動レバー３１６と移動レバー回転軸３１７とベアリング３１５により、ブレーキ車３０８，３０９を接触させたり、離間させたりする制御が行われる。【選択図】        図２
2005039962.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
回転中心が略同軸に配置され走行面に接する、第１の車輪および第２の車輪と、
前記第１の車輪および前記第２の車輪が回転自在に保持され、搬送物の重心の移動に応じて走行方向における傾き角度が変化するステップ台と、
前記ステップ台に前記傾き角度の変化を生じさせる力であるトルク反作用力が作用するように設けられ、前記第１の車輪を回転させる第１の動力発生手段および前記第２の車輪を回転させる第２の動力発生手段と、
前記傾き角度を検出する傾き角度検出手段と、
前記傾き角度を所定の角度に維持するように前記重心の移動に応じて、前記第１の動力発生手段から発生する第１の動力の大きさを制御する第１の制御手段および前記第２の動力発生手段から発生する第２の動力の大きさを制御する第２の制御手段と、
前記第１の車輪の回転により生じる第１の回転力と前記第２の車輪の回転により生じる第２の回転力とを相互に減殺する回転力減殺手段と、
を備える搬送体。
【請求項２】
前記回転力減殺手段は、
前記第１の車輪の回転に応じて、ブレーキ車回転軸を中心として回転する第１のブレーキ車と、
前記第２の車輪の回転に応じて、前記第１のブレーキ車の回転方向とは異なる回転方向に前記ブレーキ車回転軸を中心として回転する第２のブレーキ車と、
前記第１のブレーキ車と前記第２のブレーキ車の相対する２面の押圧力を変化させることにより前記第１のブレーキ車と前記第２のブレーキ車の間で相互に伝達する回転力の伝達量を制動力に応じて調整する伝達量調整制御機構と、
を備える請求項１記載の搬送体。
【請求項３】
前記回転力減殺手段は、
前記第１の車輪の回転に応じて回転する第１の回転子と、
前記第２の車輪の回転に応じて回転する第２の回転子と、
前記第１の回転子に対抗配置される第１の固定子および前記第２の回転子に対抗配置され前記第１の固定子と固着される第２の固定子と、
前記第１の回転子と前記第１の固定子との間で生じる回転相対運動に応じた電力を発生し、かつ、電力を供給することにより前記第１の回転子と前記第１の固定子との間で回転相対運動を生じるように設けられる第１の巻き線と、
前記第２の回転子と前記第２の固定子との間で生じる回転相対運動に応じた電力を発生し、かつ、電力を供給することにより前記第２の回転子と前記第２の固定子との間で回転相対運動を生じるように設けられる第２の巻き線と、
前記第１の巻き線と前記第２の巻き線との接続方向および結合度を制動量に応じて調整する接続手段と、
を備える請求項１記載の搬送体。
【請求項４】
第１の車輪を第１の動力発生手段により回転するように駆動し、
前記第１の車輪に対して回転中心が略同軸に配置される第２の車輪を第２の動力発生手段により回転するように駆動し、
前記第１の車輪および前記第２の車輪により走行面上を走行して搬送物を搬送する搬送方法であって、
前記第１の車輪および前記第２の車輪を回転自在に保持するステップ台に、前記第１の動力発生手段により生じるトルク反作用力および前記第２の動力発生手段により生じるトルク反作用力が作用し、
前記搬送物の重心の移動に応じて前記ステップ台に回転作用力が作用し、
前記トルク反作用力と前記回転作用力との大きさに応じて前記ステップ台の走行方向における傾き角度が変化し、
前記傾き角度が所定の値となるように前記第１の動力手段の発生する動力の量および前記第２の動力手段の発生する動力の量を調整し、
前記第１の車輪の回転により生じる第１の回転力と前記第２の車輪の回転により生じる第２の回転力とを減殺するように制動量に応じた所定の量だけ相互に伝達する搬送方法。
【請求項５】
第１の車輪と第２の車輪とを備える搬送体の制動装置であって、
前記第１の車輪の回転により生じる第１の回転力と前記第２の車輪の回転により生じる第２の回転力とを相互に減殺する回転力減殺手段を備える搬送体の制動装置。
【請求項６】
前記回転力減殺手段は、
前記第１の車輪の回転に応じて、ブレーキ車回転軸を中心として回転する第１のブレーキ車と、
前記第２の車輪の回転に応じて、前記第１のブレーキ車の回転方向とは異なる回転方向に前記ブレーキ車回転軸を中心として回転する第２のブレーキ車と、
前記第１のブレーキ車と前記第２のブレーキ車の相対する２面の押圧力を変化させることにより前記第１のブレーキ車と前記第２のブレーキ車の間で相互に伝達する回転力の伝達量を制動力に応じて調整する伝達量調整制御機構と、
を備える請求項５記載の搬送体の制動装置。
【請求項７】
前記回転力減殺手段は、
前記第１の車輪の回転に応じて回転する第１の回転子と、
前記第２の車輪の回転に応じて回転する第２の回転子と、
前記第１の回転子に対抗配置される第１の固定子および前記第２の回転子に対抗配置され前記第１の固定子と固着される第２の固定子と、
前記第１の回転子と前記第１の固定子との間で生じる第１の回転相対運動に応じた電力を発生し、かつ、電力を供給することにより前記第１の回転子と前記第１の固定子との間で回転相対運動を生じるように設けられる第１の巻き線と、
前記第２の回転子と前記第２の固定子との間で生じる第２の回転相対運動に応じた電力を発生し、かつ、電力を供給することにより前記第２の回転子と前記第２の固定子との間で回転相対運動を生じるように設けられる第２の巻き線と、
前記第１の巻き線と前記第２の巻き線との接続方向および結合度を制動量に応じて調整する接続手段と、
を備える請求項５記載の搬送体の制動装置。
【請求項８】
第１の車輪と第２の車輪とを備える搬送体の制動方法であって、
前記第１の車輪の回転により生じる第１の回転力と前記第２の車輪の回転により生じる第２の回転力とを減殺するように所定の量だけ相互に伝達し、
前記第１の車輪の回転および前記第２の車輪の回転の回転速度を低減する搬送体の制動方法。
【請求項９】
前記所定の量は、
前記搬送体を制動する制動力の大きさに応じて調整されることを特徴とする請求項８記載の搬送体の制動方法。
【請求項１０】
ブレーキ機構外囲部に結合されるブレーキ車回転軸を中心として回転自在に保持される略円盤形状の第１のブレーキ車と、
前記ブレーキ車回転軸を中心として回転自在に保持される略円盤形状の第２のブレーキ車と、
前記第１のブレーキ車と前記第２のブレーキ車の相対する２面の押圧力を変化させることにより前記第１のブレーキ車と前記第２のブレーキ車との間で相互に伝達する回転力の大きさを調整する伝達量調整制御機構と、
前記ブレーキ機構外囲部に第１の回転軸保持器で保持される第１の回転軸を中心として回転自在に保持され、前記第１のブレーキ車に回転力を伝えるために設けられる略円盤形状の第１のプーリまたは第１の歯車と、
前記第１の回転軸と同軸配置され前記ブレーキ機構外囲部に第２の回転軸保持器で回転自由に保持される第２の回転軸を中心として回転する、前記第２のブレーキ車に回転力を伝えるために設けられる略円盤形状の第２のプーリまたは第２の歯車と、
を備える制動装置。
【請求項１１】
前記第１の回転軸と前記第２の回転軸とが同方向に回転するとき、前記第１のブレーキ車と前記第２のブレーキ車とが異なる方向に回転するように回転力が伝達されることを特徴とする請求項１０記載の制動装置。
【請求項１２】
前記第１の回転軸と前記第２の回転軸とが異なる方向に回転するとき、前記第１のブレーキ車と前記第２のブレーキ車とが異なる方向に回転するように回転力が伝達されることを特徴とする請求項１０記載の制動装置。
【請求項１３】
前記伝達量調整制御機構は、
前記第１のブレーキ車若しくは前記第２のブレーキ車の少なくともいずれか一つを前記ブレーキ車回転軸に沿って移動させる移動機構を備える請求項１０乃至請求項１２の１項記載の制動装置。
【請求項１４】
前記移動機構は、
前記第１のブレーキ車若しくは前記第２のブレーキ車の少なくともいずれか一つを前記ブレーキ車回転軸に沿って移動させるための電力駆動アクチュエータと、
前記第１の回転軸および前記第２の回転軸を中心として同心円状であってブレーキ機構外囲部表面に配置される前記電力駆動アクチュエータに電力を供給する、第１のスリップリングと第２のスリップリングと、
を備える請求項１３記載の制動装置。
【請求項１５】
ブレーキ機構外囲部に結合される第１のブレーキ車回転軸を回転中心とする略円盤形状の第１のブレーキ車および前記ブレーキ機構外囲部に結合される第２のブレーキ車回転軸を回転中心とする略円盤形状の第３のブレーキ車と、
前記第１のブレーキ車回転軸を回転中心とし前記第１のブレーキ車の略円盤形状面に略円盤形状面が相対する第２のブレーキ車および前記第２のブレーキ車回転軸を回転中心とし前記第３のブレーキ車の略円盤形状面に略円盤形状面が相対する第４のブレーキ車と、
前記第１のブレーキ車と前記第２のブレーキ車の相対する２面の押圧力を変化させることにより前記第１のブレーキ車と前記第２のブレーキ車との間で制動量に応じて相互に伝達する回転力の大きさを調整する第１の伝達量調整制御機構と、
前記第３のブレーキ車と前記第４のブレーキ車の相対する２面の押圧力を変化させることにより前記第３のブレーキ車と前記第４のブレーキ車との間で制動量に応じて相互に伝達する回転力の大きさを調整する第２の伝達量調整制御機構と、
前記ブレーキ機構外囲部に第１の回転軸保持器で保持される第１の回転軸を中心として回転自在に保持され前記第１のブレーキ車に回転力を伝えるために設けられる、略円盤形状の第１のプーリ若しくは第１の歯車および前記第３のブレーキ車に回転力を伝えるために設けられる略円盤形状の第３のプーリ若しくは第３の歯車と、
前記ブレーキ機構外囲部に第２の回転軸保持器で保持され前記第１の回転軸と同軸配置される第２の回転軸を中心として回転自在に保持され前記第２のブレーキ車に回転力を伝えるために設けられる、略円盤形状の第２のプーリ若しくは第２の歯車および前記第４のブレーキ車に回転力を伝えるために設けられる略円盤形状の第４のプーリ若しくは第４の歯車と、
を備え、
前記第１のブレーキ車と前記第２のブレーキ車との回転方向または前記第３のブレーキ車と前記第４のブレーキ車との回転方向のいずれかが異なることを特徴とする制動装置。
【請求項１６】
前記第１の伝達量調整制御機構は、
前記第１のブレーキ車若しくは前記第２のブレーキ車の少なくともいずれか一つを前記第１のブレーキ車回転軸に沿って移動させる第１の移動機構を備え、
前記第２の伝達量調整制御機構は、
前記第３のブレーキ車若しくは前記第４のブレーキ車の少なくともいずれか一つを前記第２のブレーキ車回転軸に沿って移動させる第２の移動機構を備える請求項１５記載の制動装置。
【請求項１７】
前記第１の移動機構は、
第１の電力駆動アクチュエータと、
前記第１の回転軸および前記第２の回転軸を中心とする同心円状であってブレーキ機構外囲部表面に配置される、前記第１の電力駆動アクチュエータに電力を供給する第１のスリップリングおよび第２のスリップリングと、
を備え、
前記第２の移動機構は、
第２の電力駆動アクチュエータと、
前記第２の電力駆動アクチュエータに電力を供給する、前記第１のスリップリングおよび前記第２のスリップリング、または、前記第１の回転軸および前記第２の回転軸を中心とする同心円状であってブレーキ機構外囲部表面に配置される第３のスリップリングおよび第４のスリップリングと、
を備える請求項１６記載の制動装置。
【請求項１８】
第１の回転軸に結合される第１の回転子と、
第１の回転軸と分離して同軸配置される第２の回転軸に結合される第２の回転子と、
前記第１の回転軸および前記第２の回転軸を回転可能に保持するブレーキ機構外囲部と、
前記ブレーキ機構外囲部に固着される、前記第１の回転子および前記第２の回転子に対抗配置される固定子と、
前記第１の回転子と前記固定子との間で生じる第１の回転相対運動に応じた電力を回収し、かつ、電力を供給することにより前記第１の回転子と前記固定子との間で回転相対運動を生じるように設けられる第１の巻き線と、
前記第２の回転子と前記固定子との間で生じる第２の回転相対運動に応じた電力を回収し、かつ、電力を供給することにより前記第２の回転子と前記固定子との間で回転相対運動を生じるように設けられる第２の巻き線と、
前記第１の巻き線と前記第２の巻き線とを接続する接続手段と、
を備える制動装置。
【請求項１９】
前記接続手段は、
前記第１の巻き線と前記第２の巻き線の接続の組み合わせを選択するスイッチと、
制動力の大きさに依存して零を含む抵抗値の大きさを可変して前記結合度を調整する可変抵抗器と、
を備える請求項１７記載の制動装置。
【請求項２０】
第１の回転軸に発生する回転と、前記第１の回転軸と同軸配置される第２の回転軸に発生する回転とを制動する制動方法であって、
前記第１の回転軸の回転方向と前記第２の回転軸の回転方向とに応じて、前記第１の回転軸の回転を伝える第１のブレーキ車の回転方向と前記第２の回転軸の回転を伝える第２のブレーキ車の回転方向とが異なる回転方向に回転するように回転力を伝達し、
前記第１の回転軸の回転力と前記第２の回転軸の回転力とを減殺するように所定の量だけ相互に伝達する制動方法。
【請求項２１】
前記所定の量は、
制動量に応じた量とする請求項２０記載の制動方法。
【請求項２２】
前記減殺するように所定の量だけ相互に伝達は、
前記第１のブレーキ車の回転面と前記第１のブレーキ車とは異なる方向に回転する前記第２のブレーキ車の回転面とを、所定の押圧力で押し付けることにより行われる請求項２０記載の制動方法。
【請求項２３】
第１の回転軸に発生する回転と、前記第１の回転軸と同軸配置される第２の回転軸に発生する回転とを制動する制動方法であって、
前記第１の回転軸の回転に応じて第１の電力を発電し、または、第１の電力に応じて前記第１の回転軸に回転力を発生し、
前記第２の回転軸の回転に応じて第２の電力を発電し、または、第２の電力に応じて前記第２の回転軸に回転力を発生し、
前記第１の電力と前記第２の電力のうち制動力に応じた所定の電力を前記第１の回転軸および前記第２の回転軸の回転力の減殺に用いる制動方法。
【請求項２４】
前記所定の電力は、制動量に応じた量とする請求項２３記載の制動方法。
【請求項２５】
第１の回転軸に結合される第１の回転子と、
第１の回転軸と分離して同軸配置される第２の回転軸に結合される第２の回転子と、
前記第１の回転軸および前記第２の回転軸を回転可能に保持するブレーキ機構外囲部と、
前記ブレーキ機構外囲部に固着される、前記第１の回転子および前記第２の回転子に対抗配置される固定子と、
前記第１の回転子と前記固定子との間で生じる第１の回転相対運動に応じた電力を回収し、かつ、電力を供給することにより前記第１の回転子と前記固定子との間で回転相対運動を生じるように設けられる第１の巻き線と、
前記第２の回転子と前記固定子との間で生じる第２の回転相対運動に応じた電力を回収し、かつ、電力を供給することにより前記第２の回転子と前記固定子との間で回転相対運動を生じるように設けられる第２の巻き線と、
を備える制動装置機構。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、例えば人を乗せて走行する乗り物に使用して好適な搬送体および搬送方法、搬送体の制動装置、搬送体の制動方法、制動装置、制動方法および制動装置機構に関する。より詳しくは、同軸上に設けられる２つの車輪により走行する搬送体、およびそのような搬送体の搬送方法、そのような搬送体において用いるに好適な搬送体の制動装置および搬送体の制動方法、そのような搬送体の制動装置に用いるに好適な制動装置および制動方法並びに制動装置機構に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
従来から、２輪により路面上を走行する搬送体が提案されている（例えば、特許文献１乃至特許文献８参照。）。
【０００３】
上述の２輪車は、車輪が同軸に設けられていながら、制御ループの作用により倒れることなく、路面上を所定の姿勢を保ちつつ安定に走行するものである。このような搬送体の構成の概略を、図７を参照して説明し、その作用の概略を、図８を参照して説明する。
【０００４】
図７において、搬送体１１０は、搬送体の筺体の一部を構成して搬送者が身体を保持する台であるステップ台１１１と、ステップ台１１１に設けられた２つのモータ１１４および１１１５と、車輪１１２および車輪１１３と、モータ１１４の回転を車輪１１２に伝える車軸１１６およびモータ１１５の回転を車輪１１３に伝える車軸１１７と、ステップ台１１１に結合されてその先端部にハンドル１１９を有するステー１１８と、ステップ台１１１に設けられた図示しないセンサ部と制御部とバッテリーとからなる。
【０００５】
また、車輪１１２と車輪１１３は、同軸に配置され、車軸１１６および車軸１１７並びにモータ１１４およびモータ１１５を介してステップ台１１１に結合される。ここで、車軸１１６および車軸１１７は、ステップ台１１１に設けられるモータ１１４およびモータ１１５に設けられる図示しないベアリング保持部に支えられるので、車輪１２と車輪１３はステップ台１１１に対して回転自由とされる。なお、モータの回転力を車輪に伝えるに際して、車軸から直接にモータに回転を伝達することなく、歯車やベルト等により構成される伝達機構を介在しても良い。そして車輪１１２および車輪１１３は略一点である接地点１２２および１２３により路面１２５に接している。
【０００６】
さらに、図８を参照して、搬送体１１０の動作を以下に説明する。すなわち、ステップ台１１１には、搬送体により移送される搬送者、若しくは搬送される物体（以下、両方を含めて搬送物で代表する）が乗る。ここで、搬送体１１０は、車輪１１２および車輪１１３の外周部の１点である点１２２および１２３で路面１２５と接しているので、搬送者が姿勢を変化させると搬送物を含めた搬送体１１０の重心の位置である重心点が移動する。
【０００７】
そこで、搬送体１１０全体を力学系として見て、上述の重心の移動がある場合のステップ台１１１と路面との位置関係に及ぼす作用について、図８を用いて説明する。まず、図８において、点１２２および点１２３が同じ点である射影接地点１８４に射影され、かつ、重力の働く方向に向かう直線である重力線１８１を含む平面を射影平面と定義する。図８において、射影平面は、紙面と同一面である。
【０００８】
さらに、図８を用いて射影平面における動作を説明する。ここで、射影平面（紙面）に射影される重心点の位置を重心射影点１８２と定義し、射影平面に射影される回転軸の位置を射影車軸点１８３と定義する。従って、射影平面において、この重心射影点１８２と射影接地点１８４とが重力線１８１の線上にある場合には、この重心位置は平衡点であり、重心の位置は移動することがない。
【０００９】
しかしながら、重心射影点１８２の位置が重力線１８１の線上の位置から移動をして、例えば重心射影点１８０となると、重力に応じて生じる重力加速度Ｗｇにより、車軸の射影点である射影車軸点１８３を中心として、ステップ台１１１に回転力が生じる。このときの回転力の大きさＴｇは、射影車軸点１８３から重心射影点１８０までの距離をＬとして、〔数１〕で表される。
【００１０】
（数１）
Ｔｇ＝Ｈｇ×Ｌ
【００１１】
この〔数１〕において、値Ｈｇは、射影車軸点１８３と重心射影点１８０とを結ぶ直線と直交方向に働く力であり、射影車軸点１８３を中心とする回転力である。ここで、Hgは、搬送物を含めた搬送体１１０の重力加速度Wgの分力成分である。従って、Ｈｇの大きさは、射影車軸点１８３と重心射影点１８０とを結ぶ直線と重力線１８１のなす角度をΘとして、〔数２〕で表される。
【００１２】
（数２）
Ｈｇ＝Wg×ＳｉｎΘ
【００１３】
一方、別の作用である、モータ１１６およびモータ１１７が回転に伴いステップ台１１１が受ける力について説明する。モータ１１６およびモータ１１７は、ロータとステータからなり、両者は他の一方に対して相対的に回転運動をする。そして一般的なインナーロータ形のモータにおいて、ステータはモータを覆うモータ外囲部の一部をなし、モータ外囲部はステップ台１１１に固定されて、モータ回転軸の回転はモータ外囲部に対する相対運動として生じるものである。
【００１４】
従って、モータの回転軸に結合される車軸１１６および車軸１１７に負荷が結合されている場合においては、この負荷の大きさに応じて、ステップ台１１１を、射影車軸点１８３を回転中心として傾ける反作用力が生じる。この反作用力をトルク反作用力と定義して以下用いる。このときのトルク反作用力Frの大きさは、負荷の大きさに比例したものとなる。すなわち、負荷が大きくなれば、トルク反作用力Frも大きくなるものである。負荷の大きさは、路面を車輪が転がる場合の転がり摩擦力と車輪の走行速度とに比例した大きさである。
【００１５】
ここで、トルク反作用は、射影車軸点１８３より距離ｒ離間して配置されるモータのステータに集中すると考えることができるので、１のモータにより生じるトルク反作用Frによりステップ台１１１を回転させる力であるトルク反作用回転力Ｔｓの大きさは、下記の〔数３〕で表される。なおこの場合に、ステップ台１１１は１枚の剛性の高い板で構成されているので、力が加わることによる構造の変化はない。
【００１６】
（数３）
Ｔｓ＝Ｆｒ×ｒ
【００１７】
さらにステップ台１１１に加わるトルク反作用回転力は、左の車輪１１２を回転駆動するモータ１１４によるトルク反作用回転力と、右の車輪１１３を回転駆動するモータ１１５によるトルク反作用回転力との合成力となる。従って、モータ１１４により発生するトルク反作用回転力Ｔｓ１と、モータ１１５により発生するトルク反作用回転力Ｔｓ２とを合成した値が、下記の〔数４〕で表される総合のトルク反作用回転力Ｔｓａとなる。
【００１８】
なお、進行方向を変える旋回運動を行う場合においては、値Ｔｓ１と値Ｔｓ２とは異なったものであるが、直進運動（走行面上を真っ直ぐ前方または後方に進行する運動をいう。）をする場合においては値Ｔｓ１と値Ｔｓ２とは略同じ大きさとなるので、以下、この状態を代表して説明する。
【００１９】
（数４）
Ｔｓａ＝Ｔｓ１＋Ｔｓ２＝２×Ｆｒ×ｒ
【００２０】
搬送体を力学系として見る場合、上述の重力加速度による回転力Ｔｇと、モータ１１４およびモータ１１５により発生する合成のトルク反作用回転力Ｔｓａとの方向が逆向きで、大きさが等しく、下記の〔数５〕が成立する場合には、搬送体によって搬送される搬送者は、重心位置を所定の位置に保持していることができる。
【００２１】
（数５）
Ｔｇ−Ｔｓａ＝０
【００２２】
さらに、〔数５〕に上述の諸式を代入して、結論として〔数６〕を得ることができる。
【００２３】
（数６）
Θ＝Ｓｉｎ−１（２×Ｆｒ×ｒ／Ｌ×Ｗｇ）
【００２４】
ここで、値Ｗｇは略定数と考えられるが、値Ｌと値Θは搬送者が身体を移動させると変化する変数である。搬送体の安定状態を維持するためには〔数６〕に示す関係式が、搬送者のステップ台上の行動によってどのように重心の位置が移動したとしても常に成り立つようにしなければならない。
【００２５】
すなわち、〔数６〕で示す関係を維持するためには、射影重心点の位置をトルク反作用による回転力の大きさに応じて常に制御しなければならないこととなる。しかしながら、搬送体によって搬送される搬送者にこれを要求することは極めて困難であるところから、サーボループの作用により自動的にこれを行う。
【００２６】
具体的には、ステップ台１１１上のセンサ部に設けられる角度検出センサで、射影平面におけるステップ台１１１の重力方向との傾き角度Θを検出し、この検出される値に所定のゲインを掛けたり、位相補償を施したりした後の角度Θに応じる信号を、モータ１１４およびモータ１１７に入力することにより、射影重心点１８０の位置を保持することができる。
【００２７】
すなわち、このようなサーボを行えば、例えば搬送者が重心の位置を前に移動させれば搬送体１１０は前進し、重心の位置を前に移動すればするほど進行速度は速くなって安定に走行する。また、後退する場合には、重心を後方に移動させることにより、同様の操作を行うことができる。
【００２８】
さらに、搬送体１１０の進行方向を変更する場合においては、上述のサーボを行いながら、モータ１１２に所定の電圧を加え、モータ１１３に所定の電圧を減ずることにより左右の車輪の回転数を異ならせて、自由に方向を変えて走行することができる。
【００２９】
なお、上述の〔特許文献１〕〜〔特許文献７〕にはこのような搬送体およびこのような搬送体を制御する技術が開示されている。また、〔特許文献８〕には、重力方向に対する傾きではなく、走行面と搬送体のステップ台との相対的な傾き角度を検出することにより、走行面と所定の角度を維持しつつ安定に走行する搬送体の技術も開示されている。さらにこのような搬送体の制御は図９のブロック図で示す制御系により行われる旨が開示されている。
【００３０】
図９において、角度検出部４０１はステップ台１１１の垂線（重力の向かう方向の直線）または走行面を基準とする傾き角度、すなわちピッチ角度Θ（４０２）を検出する。また、旋回信号発生部４０３は搬送体を走行面上で旋回動作させるための信号である。また、制御部４０４は、制御ゲインや制御演算則を決定する部分である。さらに電力増幅部４０５、４０６はモータ１１４およびモータ１１５に電力を供給する部分である。
【特許文献１】特表２００１−５２１８５６
【特許文献２】特開平０１−３１６８１０
【特許文献３】ＵＳ−６２２３１０４
【特許文献４】特開昭６２−１８１９８５
【特許文献５】特開昭６３−３０５０８２
【特許文献６】ＵＳ−５７０１９６５
【特許文献７】ＵＳ−５７９１０９１
【特許文献８】特開昭６２−１８１９８５
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【００３１】
ところで、４輪車や、例えば自転車のような車輪が同軸上に配置されない２輪車においては、機械的なブレーキが使用される。これらのブレーキは、搬送体を構成する筺体の一部と車輪との間に摩擦を発生させ、車輪の回転運動エネルギーを摩擦により熱エネルギーに変換をして搬送体の移動を停止させるものである。このようなブレーキは、周知慣用技術として、３輪車、４輪車や、車輪が前後方向に配置される従来の自転車、オートバイのような２輪車に多用されている。
【００３２】
このようなブレーキの原理図を図１０に示す。図１０のＡは走行中の４輪車（自動車）２００の断面図である。ここで４輪車２００はタイヤ２０１を有しており、図示しない車軸に結合される回転中心２０２を中心として回転することにより４輪車は移動する。このときの移動力は、タイヤ２０１と走行面とが接する接触点に働く駆動力Ｐｆ（２０３）により生じる。後輪についても同様な作用により４輪車は矢印２０４の方向へと進行する。
【００３３】
ここで、接触方式のブレーキにより制動が行われる場合の力の釣り合いの概念図を図１０のＢに示す。この場合に、接触式のブレーキは４輪車の筐体に設けられるブレーキパッドをタイヤ２０１とともに回転する図示しないドラムに押圧することにより摩擦力を生じさせ、運動エネルギーを熱エネルギーに変換して行う。このとき４輪車２００の全体には回転中心２０２を中心とする回転力が生じる。
【００３４】
この回転モーメントの大きさを値Ｔｆとすると、値Ｔｆは、Ｔｆ＝Ｐｆ＊Ｒｔで表される。ここで、値Ｒｔは接触点と回転中心２０２との距離である。一方、４輪車２００の重量が値Ｗである場合の回転中心２０２を中心とする回転モーメントの大きさを値Ｔｗとすると、Ｔｗ＝Ｗ＊Ｒｆで表される。ここで、値Ｒｆは重量の中心点Ｐｗ（２０５）と回転中心２０２との距離である。
【００３５】
ここで、４輪車においては、値Ｒｔと値Ｒｆの関係は、Ｒｆ＞＞Ｒｔであり、ブレーキ操作が行われる場合においては、値Ｗと値Ｔｗの関係が、Ｗ＞Ｐｆであるので、実際には４輪車は回転中心２０２を中心として回転することはない。しかし搬送体の重量Ｗが軽い場合や、重心位置が回転中心２０２に近いために値Ｒｆが小さい場合には、４輪車２００は容易に回転してしまうことになる。これは、進行方向が逆向きの場合についても、また後輪についても同様なことが言える。
【００３６】
すなわち、上述した従来の同軸上に配置される２輪により移動する搬送体においては、搬送体の重量Ｗが軽く、重心位置が回転中心に近く値Ｒｆが小さいものであり、容易に回転してしまうことになる。従って、上述の２輪により移動する搬送体においては、摩擦力を用いたブレーキにより停止する技術は、知られておらず、停止においては、搬送者が重心を移動させることにより、前後に移動する搬送体の位置を制御できるに過ぎなかった。
【００３７】
このために、従来の装置においては、例えば最初に搬送体に搬送者が乗り込む際に片方ずつ足を乗せる必要があり、搬送者においては重心の位置の制御が困難であり、搬送体を一定の位置に保つのに技量と熟練が必要である。また、急に障害物が走行している搬送体の目前に現れた場合には、急停止を体重移動で行わなければならず、搬送者の体重移動がうまく行えない場合には、障害物と接触するなどの虞がある。
【００３８】
この点、ブレーキパッドを接触させて車輪の回転を止めることによるブレーキ方式は長年多用されてきた点において信頼性が高いと言える。しかしながら、同軸上に配置される２つの車輪を備える搬送体が、摩擦力によるブレーキを用いることにおいては解決すべき課題がある。
【００３９】
すなわち、不用意に搬送体のステップ台を含む筐体と車輪とを摩擦力により固定するブレーキを用いれば、搬送体の筐体の全体に車輪の車軸を中心とする回転モーメントが働き、上述のように搬送体の重量も小さくかつ重心位置と回転中心との距離も小さいために搬送体の筐体は車輪の回転に伴い回転運動を生ずることとなる。また、車軸を中心としてのみ車輪が筐体と回転可能に保持されていなければ、動力発生手段によるトルク反作用を筐体に発生させることが困難となりトルク反作用を用いて搬送体の姿勢の維持を図ることができない。この結果、搬送体の筐体の姿勢を所定の安定状態に維持することができず、搬送体と走行面とが接触をしてしまう問題がある。
【００４０】
そのために、それに変わる搬送体の停止方法として、走行方向とは反対側に駆動力を発生させ逆方向に進行させる方法が採用される。しかしながら、この方法では、搬送者が重心を移動させて走行方向とは反対側に車輪駆動力を発生させなければならず、搬送者に過大な負担を負わせる。それとともに、急な停止を必要とする場合に、搬送者の判断により一瞬に重心の移動を行わなければならず、無条件に停止動作を行う従来のブレーキ操作とは異なったものであり、安全面からも解決すべき課題とされている。なお、以下において、ブレーキ（制動）の用語は、搬送物の重心移動によらず、搬送体、搬送体の制動装置、制動装置および制動装置機構における回転運動を停止する作用を示すものとして用いる。
【００４１】
このため、上述の２輪により移動する搬送体においては、摩擦力を用いたブレーキにより停止する技術は用いられていなかったものである。本発明は、このような課題を解決し、同軸配置される２輪により走行する搬送体および搬送方法、このような搬送体に用いるに好適な搬送体の制動装置および搬送体の制動方法、このような搬送体の制動装置に用いるに好適な制動装置および制動方法、並びにこのような制動装置に用いるのに好適な制動装置機構を提案する。
【課題を解決するための手段】
【００４２】
このため本発明においては、第１の車輪の回転により生じる第１の回転力と第２の車輪の回転により生じる第２の回転力とを相互に減殺するものであって、これによれば、搬送体の筐体には反作用の及ぶことがなく、２輪により移動する搬送体においてもブレーキにより停止する技術を実現することができる。
【発明の効果】
【００４３】
本発明の搬送体によれば、回転中心が略同軸に配置される２輪で走行する搬送の姿勢を所定の状態に維持しつつ、停止する技術が可能となるので、例えば最初に搬送体に搬送者が乗り込む際に、制動（ブレーキ）を十分に作用させておけば、熟練の必要なくどのような乗り方をしても搬送体は移動することがない。また、障害物が走行している搬送体の目前に現れた場合には、制動が姿勢の維持とは独立に行えるので、搬送者がどのような姿勢を取っても安全に停止することができる。従い、乗り物として快適で安全、かつ、搬送物の運搬車両に用いるのに産業上有用な、搬送体を提供することができる。
【００４４】
本発明の搬送方法によれば、回転中心が略同軸に配置される２輪で走行する搬送の姿勢を所定の状態に維持し、両方の車輪の回転力を相互に減殺する制動方法が可能となるので、安全、有用な搬送方法を提供することができる。
【００４５】
本発明の搬送体の制動装置によれば、回転する２輪の回転力を相互に伝達する回転力伝達手段により、搬送体の筺体に負担を生ぜずに搬送体を停止する技術が可能となる。従い、従来の筺体と車輪とを接触させて制動を行う制動装置では、不可能であった同軸配置の２輪で走行する搬送体の制動装置を提供できる。また、従来の４輪を有する搬送体の制動装置として採用する場合においても、制動時において、車輪と筐体との間で大きな力が加わることもないので、筺体の軽量化が図れるという効果も奏する。
【００４６】
本発明の搬送体の制動方法によれば、回転する２輪の回転力を相互に伝達し、２輪の回転速度を減じ、搬送体の運動の制動を行うことができるので、従来不可能であった略同軸配置される２輪車の制動ができる。また、従来の４輪車の制動方法として用いても良好な制動特性を奏するものである。
【００４７】
本発明の制動装置は、対抗するブレーキ車を接触することにより、異なる回転軸に発生する回転力を機械的な接触方式により相互に減殺する制動装置を提供することができる。このような制動装置は同軸配置される車輪を有する搬送体のみならず、同軸配置されるあらゆる回転機器に採用することができるものであり、産業上有用な制動装置を提供するものである。
【００４８】
また、別の本発明の制動装置は、異なる回転軸に発生する回転運動に応じた電力を相互に伝達して、回転力を相互に減殺する制動装置を提供することができる。制動量の大きさが電気的に調整できるので、制動機構と接続手段とを配線で接続し分離は配置が可能であり、装置全体の小型化が可能となる。このような制動装置は同軸配置される車輪を有する搬送体のみならず、同軸配置されるあらゆる回転機器に採用することができるものであり、産業上有用な制動装置を提供するものである。
【００４９】
本発明の制動方法は、対抗するブレーキ車を接触することにより、異なる回転軸に発生する回転力を機械的な接触方式により相互に減殺し、回転運動の制動を行うことができる。このような制動方法は、同軸配置されるあらゆる回転軸の制動方法として産業上広く用いうるものである。
【００５０】
本発明の制動装置機構は、異なる回転軸に発生する回転運動に応じた電力を相互に伝達可能な機構を提供するので、これと接続手段とを組み合わせ電気的に、回転力を相互に減殺し、回転運動の制動を行うことができ、これを用いる制動装置、搬送体の制動装置、搬送体を実現できる産業上有用な制動装置機構である。
【発明を実施するための最良の形態】
【００５１】
本発明の搬送体は、回転中心が略同軸に配置され走行面に接する、第１の車輪および第２の車輪と、第１の車輪および第２の車輪が回転自在に保持され、搬送物の重心の移動に応じて走行方向における傾き角度が変化するステップ台と、ステップ台に傾き角度の変化を生じさせる力であるトルク反作用力が作用するように設けられ、第１の車輪を回転させる第１の動力発生手段および第２の車輪を回転させる第２の動力発生手段と、傾き角度を検出する傾き角度検出手段と、傾き角度を所定の角度に維持するように重心の移動に応じて、第１の動力発生手段から発生する第１の動力の大きさを制御する第１の制御手段および第２の動力発生手段から発生する第２の動力の大きさを制御する第２の制御手段と、第１の車輪の回転により生じる第１の回転力と第２の車輪の回転により生じる第２の回転力とを相互に減殺する回転力減殺手段と、を備えるものである。
【００５２】
本発明の搬送方法は、第１の車輪を第１の動力発生手段により回転するように駆動し、第１の車輪に対して回転中心が略同軸に配置される第２の車輪を第２の動力発生手段により回転するように駆動し、第１の車輪および第２の車輪により走行面上を走行して搬送物を搬送する搬送方法であって、第１の車輪および第２の車輪を回転自在に保持するステップ台に、第１の動力発生手段により生じるトルク反作用力および第２の動力発生手段により生じるトルク反作用力が作用し、搬送物の重心の移動に応じてステップ台に回転作用力が作用し、トルク反作用力と回転作用力との大きさに応じてステップ台の走行方向における傾き角度が変化し、傾き角度が所定の値となるように第１の動力手段の発生する動力の量および第２の動力手段の発生する動力の量を調整し、第１の車輪の回転により生じる第１の回転力と第２の車輪の回転により生じる第２の回転力とを減殺するように制動量に応じた所定の量だけ相互に伝達するものである。
【００５３】
本発明の搬送体の制動装置は、第１の車輪と第２の車輪とを備える搬送体の制動装置であって、第１の車輪の回転により生じる第１の回転力と第２の車輪の回転により生じる第２の回転力とを相互に減殺する回転力減殺手段を備えるものである。
【００５４】
本発明の搬送体の制動方法は、第１の車輪と第２の車輪とを備える搬送体の制動方法であって、第１の車輪の回転により生じる第１の回転力と第２の車輪の回転により生じる第２の回転力とを減殺するように所定の量だけ相互に伝達し、第１の車輪の回転および第２の車輪の回転の回転速度を低減するものである。
【００５５】
本発明の制動装置は、ブレーキ機構外囲部に結合されるブレーキ車回転軸を中心として回転自在に保持される略円盤形状の第１のブレーキ車と、ブレーキ車回転軸を中心として回転自在に保持される略円盤形状の第２のブレーキ車と、第１のブレーキ車と第２のブレーキ車の相対する２面の押圧力を変化させることにより第１のブレーキ車と第２のブレーキ車との間で相互に伝達する回転力の大きさを調整する伝達量調整制御機構と、ブレーキ機構外囲部に第１の回転軸保持器で保持される第１の回転軸を中心として回転自在に保持され、第１のブレーキ車に回転力を伝えるために設けられる略円盤形状の第１のプーリまたは第１の歯車と、第１の回転軸と同軸配置されブレーキ機構外囲部に第２の回転軸保持器で回転自由に保持される第２の回転軸を中心として回転する、第２のブレーキ車に回転力を伝えるために設けられる略円盤形状の第２のプーリまたは第２の歯車と、を備えるものである。
【００５６】
また、別の本発明の制動装置は、ブレーキ機構外囲部に結合される第１のブレーキ車回転軸を回転中心とする略円盤形状の第１のブレーキ車およびブレーキ機構外囲部に結合される第２のブレーキ車回転軸を回転中心とする略円盤形状の第３のブレーキ車と、第１のブレーキ車回転軸を回転中心とし第１のブレーキ車の略円盤形状面に略円盤形状面が相対する第２のブレーキ車および第２のブレーキ車回転軸を回転中心とし第３のブレーキ車の略円盤形状面に略円盤形状面が相対する第４のブレーキ車と、第１のブレーキ車と第２のブレーキ車の相対する２面の押圧力を変化させることにより第１のブレーキ車と第２のブレーキ車との間で制動量に応じて相互に伝達する回転力の大きさを調整する第１の伝達量調整制御機構と、第３のブレーキ車と第４のブレーキ車の相対する２面の押圧力を変化させることにより第３のブレーキ車と第４のブレーキ車との間で制動量に応じて相互に伝達する回転力の大きさを調整する第２の伝達量調整制御機構と、ブレーキ機構外囲部に第１の回転軸保持器で保持される第１の回転軸を中心として回転自在に保持され第１のブレーキ車に回転力を伝えるために設けられる、略円盤形状の第１のプーリ若しくは第１の歯車および第３のブレーキ車に回転力を伝えるために設けられる略円盤形状の第３のプーリ若しくは第３の歯車と、ブレーキ機構外囲部に第２の回転軸保持器で保持され第１の回転軸と同軸配置される第２の回転軸を中心として回転自在に保持され第２のブレーキ車に回転力を伝えるために設けられる、略円盤形状の第２のプーリ若しくは第２の歯車および第４のブレーキ車に回転力を伝えるために設けられる略円盤形状の第４のプーリ若しくは第４の歯車と、を備え、第１のブレーキ車と第２のブレーキ車との回転方向または第３のブレーキ車と第４のブレーキ車との回転方向のいずれかが異なることを特徴とするものである。
【００５７】
更に、別の本発明の制動装置は、第１の回転軸に結合される第１の回転子と、第１の回転軸と分離して同軸配置される第２の回転軸に結合される第２の回転子と、第１の回転軸および第２の回転軸を回転可能に保持するブレーキ機構外囲部と、ブレーキ機構外囲部に固着される、第１の回転子および第２の回転子に対抗配置される固定子と、第１の回転子と固定子との間で生じる第１の回転相対運動に応じた電力を回収し、かつ、電力を供給することにより第１の回転子と固定子との間で回転相対運動を生じるように設けられる第１の巻き線と、第２の回転子と固定子との間で生じる第２の回転相対運動に応じた電力を回収し、かつ、電力を供給することにより第２の回転子と固定子との間で回転相対運動を生じるように設けられる第２の巻き線と、第１の巻き線と第２の巻き線とを接続する接続手段と、を備えるものである。
【００５８】
本発明の制動方法は、第１の回転軸に発生する回転と、第１の回転軸と同軸配置される第２の回転軸に発生する回転とを制動する制動方法であって、第１の回転軸の回転方向と第２の回転軸の回転方向とに応じて、第１の回転軸の回転を伝える第１のブレーキ車の回転方向と第２の回転軸の回転を伝える第２のブレーキ車の回転方向とが異なる回転方向に回転するように回転力を伝達し、第１の回転軸の回転力と第２の回転軸の回転力とを減殺するように所定の量だけ相互に伝達するものである。
【００５９】
また、別の本発明の制動方法は、第１の回転軸に発生する回転と、第１の回転軸と同軸配置される第２の回転軸に発生する回転とを制動する制動方法であって、第１の回転軸の回転に応じて第１の電力を発電し、または、第１の電力に応じて第１の回転軸に回転力を発生し、第２の回転軸の回転に応じて第２の電力を発電し、または、第２の電力に応じて第２の回転軸に回転力を発生し、第１の電力と第２の電力のうち制動力に応じた所定の電力を第１の回転軸および第２の回転軸の回転力の減殺に用いるものである。
【００６０】
本発明の制動装置機構は、第１の回転軸に結合される第１の回転子と、第１の回転軸と分離して同軸配置される第２の回転軸に結合される第２の回転子と、第１の回転軸および第２の回転軸を回転可能に保持するブレーキ機構外囲部と、ブレーキ機構外囲部に固着される、第１の回転子および第２の回転子に対抗配置される固定子と、第１の回転子と固定子との間で生じる第１の回転相対運動に応じた電力を回収し、かつ、電力を供給することにより第１の回転子と固定子との間で回転相対運動を生じるように設けられる第１の巻き線と、第２の回転子と固定子との間で生じる第２の回転相対運動に応じた電力を回収し、かつ、電力を供給することにより第２の回転子と固定子との間で回転相対運動を生じるように設けられる第２の巻き線と、を備えるものである。
【実施例１】
【００６１】
図１、図２のＡおよびＢを参照して、本発明の好ましい第１の実施例を説明する。図１には、本発明の搬送体の概略を示す。図１に示す搬送体は、制動装置３０２を回転力減殺手段として新規に備える以外は、図７に示した従来の装置におけるものと構成において何ら異なる点はない。また、通常の走行においては、作用も図７に示した従来の装置と同じであり、何ら異なる点はない。
【００６２】
すなわち、図１と図７との対比において、搬送体１０は搬送体１１０に、ステップ台１１はステップ台１１１に、動力発生手段であるモータ１４およびモータ１５はモータ１１４およびモータ１１１５に、車輪１２および車輪１３は車輪１１２および車輪１１３に、車軸１６および車軸１７は車軸１１６および車軸１１７に、ハンドル１９はハンドル１１９に、ステー１８はステー１１８に各々対応する。また、図１には、図示しないが、図９に示す角度検出部４０１に設けられる角度検出手段である角度センサ、制御部４０４、電力増幅部４０５、４０６、もステップ台１１に設けられている。
【００６３】
すなわち、第１の車輪である車輪１２および第２の車輪である車輪１３は略同軸に配置されており、両方の車輪が走行面に接地点２２と接地点２３とで接することにより走行面上を走行する。第１の車輪は、ステップ台１１に車軸１６とモータ１４を介して回転自在に保持されている。第２の車輪も、ステップ台１１に車軸１７とモータ１５を介して回転自在に保持されている。従いモータの回転に伴い走行面上を走行することができる。
【００６４】
ここで、車輪は、走行面上で車軸方向には接地点２２と接地点２３との２点で接地しているとみなせるので、ステップ台１１は、搬送物の重心が移動したとしても車軸方向には安定した姿勢を維持できる。一方、車輪は、走行面上で走行方向には接地点２２と接地点２３とが１点で接地しているとみなせるので、ステップ台１１は、搬送物の重心が移動した場合に姿勢の維持が困難である。すなわち、搬送物の重心の移動に応じて走行方向における傾き角度が変化してしまうのである。
【００６５】
また、走行方向については、重心の移動のみならず、動力発生手段であるモータが回転して車輪を回転させても、トルク反作用が生じステップ台１１の走行方向における傾き角度が変化する。
【００６６】
ステップ台１１にはステップ台１１の走行方向における傾き角度を検出する傾き角度検出手段が設けられているので、搬送物の重心の移動に応じて、モータの回転力を調整すれば搬送体は、一定の傾き角度を維持して走行を続けることができる。
【００６７】
このときに、第１の動力発生手段である第１のモータ１２と第２の動力発生手段である第２のモータとを備えるので、両方のモータの出力比率を加減することにより、直進走行のみならず、その場で回転し、あるいは、回転しながら走行する旋回動作が可能となる。この場合においても、傾き角度を検出しながら、第１のモータ１２と第２のモータ１３との総合したステップ台１１に働くトルク反作用力を制御系の作用により暫時調整するので、所定の傾き角度を維持しての走行が可能となる。このような制御は図９に示す制御部で行われる。以上は、以下の説明のための従来の技術の再確認である。
【００６８】
このような搬送体において、車輪１２および車輪１３の回転を止めれば、制動が働くことは明らかであるが、上述した理由で筐体に設けられるブレーキパッドで車輪の回転を止めることはできない。そこで、最初に、車輪１２と車輪１３が同方向に回転している直進運動の場合におけるブレーキ（制動）の動作をどのよう行うかについて説明をする。なお、ここで、筐体とは、ステップ台１１とステー１８を含むものであり、機構部品、制御回路部品や蓄電池のような部品を保持する部分の全体をいうものである。
【００６９】
制動の動作を行うには回転減殺手段を用いる。回転減殺手段は第１の車輪の回転により生じる第１の回転力と第２の車輪の回転により生じる第２の回転力とを相互に減殺するものである。図１において、制動装置３０２として表されるものが回転力減殺手段の一態様である。第１の実施例における制動装置３０２の原理的な作用は車輪１２の回転力と車輪１３の回転力を機械的摩擦力によりにキャンセルして搬送体の筐体を介在することなく車輪１２および車輪１３の回転を停止させるものである。
【００７０】
まず、制動装置が搬送体および搬送体の制動装置の全体のなかでどのように用いられるかを説明する。すなわち図２のＡに示す第１の回転軸３０５は、ブレーキ機構外囲部３０３に設けられ、例えばベアリングを用いた第１の回転軸保持器３１２により保持されて回転軸の長手方向の軸を中心として回転自由に保持される。また、図１に示すように、第１の回転軸３０５は第１の結合器３００を介して第１のモータ１４の回転軸に結合される。
【００７１】
ここで、第１のモータ１４の回転軸は制動装置３０２の第１の回転軸３０５に結合されるのみならず、第１の車輪１２の車軸である車軸１６にも結合される。そのために、第１の車輪１２、第１のモータ１４、制動装置３０２は、同軸状に１列に配置される。同様に第２の車輪１３、第２のモータ１６、制動装置３２も同軸状に１列に配置される。
【００７２】
このような配置とすることにより、第１の車輪の回転により生じる第１の回転力を制御装置３０２に導くことができ、第２の車輪の回転により生じる第２の回転力を制御装置３０２に導くことができると同時に、第１の動力発生手段である第１のモータの回転を第１の車輪に導き、第２の動力発生手段である第２のモータの回転を第２の車輪に導くことができる。
【００７３】
次に、図２のＡおよびＢに沿って回転力減殺手段である制動装置３０２の構成およびその作用につき具体的に説明する。図２のＡおよびＢは制動装置３０２の作用が解るように、構成の概念を示す断面図である。制動装置３０２はブレーキ機構外囲部３０３によりすべての機構部品が保持されている。第１の回転軸３０５の先端には第１のプーリ（又は歯車）３０６が設けられており、第１のブレーキ車３０８の外周部に設けられるつばの内周側で接している。
【００７４】
ここで、第１のブレーキ車３０８の中心には、回転自在とするための、例えばベアリングを用いた第１のブレーキ車回転軸保持器３１４が設けられている。そして第１のブレーキ車回転軸保持器３１４の中心にはブレーキ車回転軸３１０が備えられ、第１のブレーキ車３０８はブレーキ車回転軸３１０を中心として回転する。なお、ブレーキ車回転軸３１０はブレーキ機構外囲部３０３に固着される。
【００７５】
同様に、第２の回転軸３０４は、ブレーキ機構外囲部３０３に設けられ、例えばベアリングを用いた第２の回転軸保持器３１１により保持されて回転軸の長手方向の中心軸を中心として回転自由に保持される。また、第２の回転軸３０４は第２の結合器３０１を介して第２のモータ１５の回転軸に結合される。さらに、第２の回転軸３０４の先端には第２のプーリ（又は歯車）３０７が設けられており、第２のブレーキ車３０９の外周部の外周側で接している。
【００７６】
ここで、第２のブレーキ車３０９の中心には、回転自在とするための、例えばベアリングを用いた第２のブレーキ車回転軸保持器３１３が設けられている。そして、第２のブレーキ車回転軸保持器３１３の中心をブレーキ車回転軸３１０が貫いているが、第２のブレーキ車回転軸保持器３１３はブレーキ車回転軸３１０の長手方向に移動可能となされている。そのためには、第２のブレーキ車回転軸保持器３１３のベアリングは回転方向およびブレーキ車回転軸３１０の長手方向に回転可能とされている。
【００７７】
すなわち、長手方向への移動は移動レバー３１６により行われる。この移動レバー３１６は、移動レバー回転軸３１７により第１のブレーキ車３０８と第２のブレーキ車３０９とを接触させたり、離間されたり制御することができる。なお、離間状態を示すのが図２のＡであり、接触状態を示すのが図２のＢである。
【００７８】
ここで、移動レバー３１６、移動レバー回転軸３１７、第１のブレーキ車３０８、第２のブレーキ車３０９は伝達量調整制御機構として作用をして、第１のブレーキ車３０８と第２のブレーキ車３０９との押圧力を調整することにより回転力の相互に伝達する量が調整される。
【００７９】
さらに、第２のブレーキ車３０９の外周部には溝が設けられベアリング３１５が内挿されている。ここでベアリング３１５は移動レバー３１６により移動されるので、第２のブレーキ車３０９の回転運動を損なうことはない。また、第１のブレーキ車３０８と第２のブレーキ車３０９との接触面は、摩擦力が大きくかつ耐摩耗性の高い材料が貼られている。
【００８０】
続いて、制動装置３０２の作用について説明をする。図２のAの状態、すなわち、移動レバー３１６により、第１のブレーキ車３０８と第２のブレーキ車３０９とが離間するようになされている場合には、第１の回転軸３０５および第２の回転軸３０４のいずれも他の回転軸の回転の影響を受けることなく自由に回転する。すなわち、搬送体の通常の走行状態においては、第１のブレーキ車３０８と第２のブレーキ車３０９とは、移動レバー３１６の操作により図２のＡに示すように第１のブレーキ車３０８と第２のブレーキ車３０９の相対する２面は離間した位置関係にあり、作用においては、従来の技術における走行状態となんら異なるところはない。
【００８１】
移動レバー３１６を操作して、図２のＢに示す状態、すなわち、第１のブレーキ車３０８と第２のブレーキ車３０９とが接触する場合における回転力の伝達について説明する。第１の車輪の回転に応じて、ブレーキ車回転軸を中心として第１のブレーキ車は回転する。一方、第２の車輪の回転に応じて、ブレーキ車回転軸を中心として第２のブレーキ車は回転する。ここで、第１の車輪１２と第２の車輪１３とが同方向に回転している場合においては、第２のブレーキ車は第１のブレーキ車の回転方向とは異なる回転方向に回転する。その理由は、第１のブレーキ車３０８には内周側から力が伝達され、第２のブレーキ車３０９には外周側から力が伝達されるからである。
【００８２】
ここで、プーリを用いる場合においては、第１のブレーキ車３０８の内周の直径と第１のプーリ３０６の直径との比が、第２のブレーキ車３０９の外周の直径と第２のプーリ３０７の直径との比と等しくなる場合には、最終的に第１の車輪と第２の車輪の回転数が等しくなるように回転力が伝達される。
【００８３】
なお、歯車を用いる場合においては、第１のプーリ３０６を第１の歯車３０６、第２のプーリ３０７を第２の歯車３０７と読み替えて説明をすると、第１のブレーキ車３０８の内周に設けられる歯数と第１の歯車３０６に設けられる歯数との比が、第２のブレーキ車３０９の外周に設けられる歯数と第２の歯車３０７に設けられる歯数との比がと等しくなる場合に、第１の車輪の回転数と第１のブレーキ車の回転数の比と第２の車輪の回転数と第２のブレーキ車の回転数の比とが等しくなり、最終的に第１の車輪と第２の車輪の回転数が等しくなるように回転力が伝達される。なお、上述のブレーキ車およびプーリ（歯車）の形状は略円盤形状である。
【００８４】
そして、このような制動装置を用いる場合においては、第１の車輪１２の負荷が第２の車輪１３となり、この逆、すなわち、第２の車輪１３の負荷が第１の車輪１２となることも同時に成立する。従い、第１の車輪の力と第２の車輪の初期回転力とが等しい場合には相互の車輪の回転力が他方の車輪の回転力により打ち消されて最終的には両方の車輪の回転は停止してしまう。この場合に、両方の車輪相互の回転力のやり取りにおいては、搬送体のステップ台１１には何の反作用も及ぶことはない。
【００８５】
一方、モータが回転することによるステップ台１１への反作用は、従来と同様に作用し、ステップ台１１の傾き角度を変化させるので、図９のブロックに示すピッチ角制御部の作用によりステップ台１１の走行方向の傾き角度、すなわち、ピッチ傾き角度θの制御は、従来と同様にブレーキ操作の有無に関わらず行えることとなる。
【００８６】
ここで、第１のブレーキ車３０８と第２のブレーキ車３０９の相対する２面の押圧力を変化させることにより第１のブレーキ車と第２のブレーキ車の間で相互に伝達する回転力の伝達量を制動力に応じて調整することができる。
【００８７】
すなわち、制動装置３０２は、第１のブレーキ車３０８と第２のブレーキ車３０９の相対する２面の押圧力を変化させることにより第１のブレーキ車と第２のブレーキ車の間で相互に伝達する回転力の伝達量を制動力に応じて調整する伝達量調整制御機構を備えるものである。
【００８８】
搬送体の制動装置として制動装置３０２を用いる場合には、制動をかける際には、移動レバー３１６の操作により図２のＢに示すように第１のブレーキ車３０８と第２のブレーキ車３０９との相対する２面とが接触するような位置関係とすることし、移動レバー３１６の操作量に応じて接触圧が異なるので接触圧に応じて、車輪相互の間で伝達する伝達量を可変することができ、この結果、制動量が制御できることとなる。
【００８９】
すなわち、第１の実施例においては、第１の回転軸３０５と第２の回転軸３０４とが同方向に回転するとき、第１のブレーキ車３０８と第２のブレーキ車３０９とが異なる方向に回転するように回転力が伝達され、第１のブレーキ車３０８と第２のブレーキ車３０９の接触面で発生する摩擦熱に回転エネルギーが変換されることにより制動作用を奏する。
【００９０】
また、第２のブレーキ車３０８を移動するのみでなく、第１のブレーキ車３０８と第２のブレーキ車３０９のいずれか一方、または、双方を移動させることにより離間距離を調整するものでも良い。
【００９１】
こうして、上述の装置において、第１の車輪の回転方向に応じて第１のブレーキ車を回転させ、第２の車輪の回転方向に応じて第２のブレーキ車を回転させ、第１のブレーキ車の回転力と第２のブレーキ車の回転力とを相互に伝達して第１の車輪および第２の車輪の回転力を減殺することによって、搬送体の筐体には反作用の及ぶことがなく、２輪により移動する搬送体においても良好に摩擦力を用いたブレーキにより停止する技術を実現することができる。
【００９２】
なお、上述の装置において、第１の車輪および第２の車輪の制動を行う直前の回転速度が等しい場合には第１の車輪１２の回転力と第２の車輪１３の回転力は制動装置を通じて相互に伝達されるために、原理的には、時間経過に対して同じ割合で回転力が減衰し、常に第１の車輪１２の回転力と第２の車輪１３の回転力等しいものとなる。このために、第１の回転軸の回転が固定子を通じてブレーキ機構外囲部３０３に与える反作用力と第２の回転軸の回転が固定子を通じてブレーキ機構外囲部３０３に与える反作用力とは向きが逆で大きさが等しいものとなる。
【００９３】
この結果、ブレーキ機構外囲部３０３はステップ台１１に対して相対的に運動をすることがなく、ブレーキ機構外囲部３０３をステップ台１１に固着することが可能となる。
【００９４】
従い、レバー３１６はステップ台１１と常に一定の位置関係を保つためにレバー３１６の操作は容易に行え、レバー３１６の操作は、搬送者が直接手動により行つても良く、また、ワイヤーを介してレバー３１６の操作を行っても良く、あるいは電磁的な電力駆動アクチュエータを介して行う等の如何なる移動機構を採用するものであっても良い。また、その操作量も、搬送者が直接、あるいは電磁的若しくは静電的な作用を用いる電力駆動アクチュエータを介して、任意に制御することができるものである。
【実施例２】
【００９５】
上述の第１の実施例においては、第１のブレーキ車と第２のブレーキ車の回転数が等しい場合、例えば、両方のブレーキ車に両方の車輪から等しい回転比率で回転が伝達される場合において、両方の車輪の回転速度が等しい場合について説明した。この場合は、ブレーキ機構外囲部３０３にはなんら反作用は生じず、ブレーキ機構外囲部３０３をステップ台１１に固着することが可能となる。
【００９６】
しかしながら、第１の車輪１２と第１のブレーキ車との回転比率と第１の車輪１２と第１のブレーキ車との回転比率とが１：１ではない場合や、第１の車輪１２の初期回転力と第２の車輪１３の初期回転力とが異なる大きさである場合には、第１の回転軸３０５および第２の回転軸３０４を回転中心としてブレーキ機構外囲部３０３に回転力が生じてしまう。ここで、ブレーキ機構外囲部３０３がステップ台に固着されているとブレーキ力に応じてステップ台１１がブレーキ機構外囲部３０３のトルク反作用により傾斜されることとなる。
【００９７】
このような傾斜に対しては、図９に示す制御部の作用により、このような外乱がある場合でも制御部４０４の作用により所定のピッチ角度に保とうとしてモータ１４およびモータ１５には不要な電力が印加されることとなる。更に、制動作用と姿勢維持の作用とが干渉してしまい搬送体の姿勢維持に不安定要因となる。それ故、制動作用とピッチ角制御作用を完全に分離することは、制御の自由度を増すこととなり、更に不要な電力がモータに印加されることもなくなるので、省電力化を達成する観点より望ましいものである。
【００９８】
以下に、制動機構とピッチ角制御機構を完全に分離する第２の実施例について、図３を参照して説明する。上述したように、第１の車輪１２の初期回転力と第２の車輪１３の初期回転力とが異なる場合には、制動装置３０２がステップ台１１に対して相対的に運動する。のみならず、初期回転力が小さい方の車輪の回転がより速やかに零となり、その後は、他方の車輪の回転力の影響を受けて、それまでとは逆方向へと車輪は回転する。そして、最終状態では第１のブレーキ車３０８と第２のブレーキ車３０９とは同じ速さで同方向に回転をするようになり、制動はもはや行われなくなってしまう。
【００９９】
このような状況を搬送体の動作として見る場合には、回転力減殺手段の作用により、最終的に、第１の車輪１２と第２の車輪１３の回転は、回転方向が異なり同じ回転数となることとなり、搬送体は回転運動を生じてしまい制動は行われなくなってしまう。従って、このような場合には、異なる手段を採用して車輪の回転を止める必要があるが、これについては、後述する。
【０１００】
図３を参照して、第２の実施例に係る回転力減殺手段である制動装置３３２の説明をする。制動装置３３２は、第１の実施例に用いる制動装置３０２の構成に加えて、移動機構として電力駆動アクチュエータの１種であるプランジャー機構、すなわち、ブレーキ機構外囲部３０３に固着されるプランジャー外囲部３２０およびプランジャー可動部３２１およびバネ３２２を付加し、更に、第１の回転軸３０５および前記第２の回転軸３０４を中心とする同心円状であってブレーキ機構外囲部表面に配置される、第１のスリップリング３２３および第２のスリップリング３２４を付加するものである。プランジャー外囲部３２０はコイル巻き枠にコイルが巻かれ、コイルの両端が引き出されている。その他の部材については、第１の実施例と同一の符号を付して、各部の構成および作用の説明は省略する。
【０１０１】
ここで、プランジャー可動部３２１は、例えば軟鉄でできている。コイルに電流を流すとプランジャー外囲部３２０に設けられる空洞に、この軟鉄を電磁力により吸い込む力が働く。この結果、バネ３２２のバネ力に打ち勝って移動レバー回転軸３１７を中心として移動レバー３１６を移動させ、第１のブレーキ車３０８と第２のブレーキ車３０９とを接触させるものである。
【０１０２】
さらにコイルからの線は、第１のスリップリング３２３および第２のスリップリング３２４に接続されている。第１のスリップリング３２３および第２のスリップリング３２４は、第１の回転軸３０５および第２の回転軸３０４を中心として、同心円状に配置されるので、スリップリングに接する接点を用いて、ブレーキ機構外囲部３０３がステップ台１１に対して移動してもコイルに電流を供給することができる。
【０１０３】
第１のスリップリング３２３と第２のスリップリング３２４は、電力アクチュエータに電流を流すために用いられるが、これらを使用せずに同様の作用を奏することができる。例えば、ブレーキ機構外囲部３０３に固着される電力駆動アクチュエータ駆動に用いる図示しない電源と、電力駆動アクチュエータを制御する図示しない電力駆動アクチュエータ制御部を備え、電力駆動アクチュエータ制御部は、ステップ台１１を操作する搬送者から無線操作ができる構成を採用すれば、第１のスリップリング３２３と第２のスリップリング３２４は不要となる。
【０１０４】
すなわち、第２の実施例に係る制動装置３３２は、第１のブレーキ車３０８若しくは第２のブレーキ車３０９の少なくともいずれか一つをブレーキ車回転軸３１０に沿って移動させるための電力駆動アクチュエータと、を備えるものである。
更に、第２の実施例に係る制動装置３３２は、第１の回転軸３０５および第２の回転軸３０４を中心として同心円状であってブレーキ機構外囲部表面に配置される電力駆動アクチュエータに電力を供給する、第１のスリップリング３２３と第２のスリップリングと３２４とを備えるものであっても良く、ブレーキ機構外囲部３０３に固着される電力駆動アクチュエータ駆動に用いる電源と、電力駆動アクチュエータを制御する電力駆動アクチュエータ制御部を備えるものであっても良い。
【０１０５】
このような構成を採用することにより、制動装置は、第１の回転軸３０５と第２の回転軸３０４との回転数が異なる場合においても、第１のスリップリング３２３および第２のスリップリング３２４を介して電力アクチュエータに電流を流し、あるいは、スリップリングを設けることなく無線操作にて電力アクチュエータに電流を流して制動力を調整することができる。
【０１０６】
搬送体の制動装置および搬送体にこのような制動装置を用いると、第１の回転軸３０５を第１の車輪１２に結合器３００を介して結合し、第２の回転軸３０４を第２の車輪１３に結合器３０１を介して結合し、図３に示す制動装置３３２の外囲部３０３をステップ台１１から可動自由となし、電力アクチュエータに電流を流し制動量を調整できる。その結果として制動作用とピッチ角の制御を独立に制御することが可能となるので、搬送体の姿勢維持が良好に行え、搬送体の制動装置として良好な制動特性を生じるものである。
【実施例３】
【０１０７】
上述の第１の実施例および第２の実施例においては、第１の車輪と第２の車輪が同方向に回転する場合にはブレーキとして作用をした。しかしながら、第１の車輪１２と第２の車輪１３が逆方向に回転する場合、すなわち、同じ位置で搬送体が回転運動をする場合や旋回運動をする場合においては、第１のブレーキ車３０８と第２のブレーキ車３０９との回転方向が等しくなるために制動の作用は少ない。
【０１０８】
また、第１の実施例および第２の実施例においては、制動動作の最終の定常状態では第１のブレーキ車と第２のブレーキ車との回転の方向および速さが等しくなり、第１の車輪の回転方向と第２の車輪の回転方向とは逆方向で等速の回転となり、同じ位置で搬送体は回転をしてしまい、もはやそれ以上の制動は不可能となる。
【０１０９】
そこで、第３の実施例は、第１の車輪１２と第２の車輪１３とが逆方向に回転する場合における制動装置を示すものである。図４に、第３の実施例において回転力減殺手段として用いられる制動装置３３３を示す。なお図４の説明において、上述の第１の実施例および第２の実施例におけるのと同一の構成および作用を奏する部材については、同一の符号を付して、あるいは符号を付さずに図中に記載して説明を省略する。
【０１１０】
図４において、第１の車輪１２の回転は第１のプーリ（または歯車）３２５に伝えられ、第１のブレーキ車（プーリまたは歯車）３２６を回転させる。第２の車輪１３の回転は第２のプーリ（または歯車）３２９に伝えられ、第２のブレーキ車（プーリまたは歯車）３３０を回転させる。ここで、第１の車輪１２と第２の車輪１３との回転方向が異なる場合、すなわち、第１の回転軸３０５と第２の回転軸３０４とが異なる方向に回転するとき、第１のブレーキ車３２６と第２のブレーキ車３３０とが異なる方向に回転するように回転力が伝達される。
【０１１１】
第１のブレーキ車３２６と第２のブレーキ車３３０の回転方向は逆向きであるので、第１の車輪１２の回転力と第２の車輪１３の回転力は減殺されることとなり制動が十分に行われる。
【０１１２】
なお、第１のブレーキ車３３６と第２のブレーキ車３３０との相対する２面の各々には、摩擦係数の大きい材料が表面処理により塗布され、又は、貼り付け処理がなされている点、ブレーキ車回転軸３４０を中心として第１のブレーキ車３２６および第２のブレーキ車３３０が回転する点、ブレーキ車回転軸保持器によりブレーキ車が保持される点も第１の実施例の構成と同じである。異なる点は、第１のブレーキ車の外周部の外側で第１のプーリ３２５と接する点のみである。
【０１１３】
このような構成の制動装置を搬送体および搬送体の制動装置に用いれば、第１の車輪と第２の車輪とが異なる方向に回転する場合に、第１のブレーキ車３２６と第２のブレーキ車３３０とは異なる方向に回転するので、第１の車輪の回転力と第２の車輪の回転力を減殺することができ、搬送体においては、所定の姿勢を維持しつつ制動作用を奏することができ、搬送体の制動装置においては良好な制動特性を得ることができる。
【０１１４】
そしてこの第３の実施例においても、図３に示した如く、プランジャーとバネを用いることにより制動作用とピッチ角制御との分離を図ることができる。
【０１１５】
すなわち、第３の実施例に係る制動装置は、第１の回転軸３０５と第２の回転軸３０４とが異なる方向に回転するとき、第１のブレーキ車３２６と第２のブレーキ車３３０とが異なる方向に回転するように回転力が伝達されることを特徴とするものである。
【実施例４】
【０１１６】
第４の実施例は、第１の車輪１２の回転方向と第２の車輪１３の回転方向との関係がどのようなものであるかに関わりなく制動が可能となるものである。第４の実施例における回転力減殺手段である制動装置３３４の構成を図５に示して説明する。
【０１１７】
図５に示す制動装置３３４は、上述の図２、図３で述べた第１の車輪と第２の車輪とが同方向に回転する場合における制動装置３０２の要部と、図４で述べた第１の車輪と第２の車輪とが逆方向に回転する場合における制動装置３３３の要部とを組み合わせ新たな制動装置となすものである。
【０１１８】
なお、以下の説明において、第３の実施例における第１のブレーキ車３２６を第３のブレーキ車３２６と、第２のブレーキ車３３０を第４のブレーキ車３３０と、第１のプーリ３２５（または歯車）を第３のプーリ３２５（または歯車）と、第２のプーリ３２９（または歯車）を第４のプーリ３２９（または歯車）と、ブレーキ車回転軸３１０を第１のブレーキ車回転軸３１０と、ブレーキ車回転軸３４０を第２のブレーキ車回転軸３４０と、読み替える以外は、第上述の説明において説明した部材で同一の構成で同一の作用を奏するものについては、同一の符号を付して、あるいは符号を付さずに図中に記載して説明を省略する。
【０１１９】
この図５において、第１の車輪１２の回転は、第１の回転軸３０５を介して、第１のプーリ（または歯車）３０６に伝えられて第１のブレーキ車（プーリまたは歯車）３０８を回転させると同時に、第３のプーリ（または歯車）３２５に伝えられて第３のブレーキ車（プーリまたは歯車）３２６を回転させる。また、第２の車輪１３の回転は、第２のプーリ（または歯車）３０７に伝えられて第２のブレーキ車（プーリまたは歯車）３０９を回転させると同時に、第４のプーリ（または歯車）３２９に伝えられて第４のブレーキ車（プーリまたは歯車）３３０を回転させる。
【０１２０】
このようにすれば、第１の車輪１２と第２の車輪１３の回転方向の如何に関わらず、第１のブレーキ車３０８と第２のブレーキ車３０９との回転方向、または第３のブレーキ車３２８と第４のブレーキ車３３０の回転方向のいずれかが逆向きとなるので、回転力を減殺する制動を行うことができる。
【０１２１】
またこの場合に、回転が同方向となるブレーキ車の組は、最終的には、同一の回転速度となるように回転力の伝達を行うので、制動動作に害となることはない。ここで、第２のブレーキ車３０９を移動させるためのプランジャー外囲部３２０のコイル巻き枠に設けられたコイルの引き出し線と、第４のブレーキ車３３０を移動させるためのプランジャー外囲部３３１のコイル巻き枠に設けられたコイルの引き出し線とは、同一電流方向に対して制動動作が行われるように各々のコイルの端がスリップリング第１のスリップリング３２３および第２のスリップリング３２４に結合されており、両方のプランジャーは同時に動作するようになされている。
【０１２２】
すなわち、制動装置３３４は、ブレーキ機構外囲部３０３に結合される第１のブレーキ車回転軸３１０を回転中心とする略円盤形状の第１のブレーキ車３０８およびブレーキ機構外囲部３０３に結合される第２のブレーキ車回転軸３４０を回転中心とする略円盤形状の第３のブレーキ車３２６と、第１のブレーキ車回転軸３１０を回転中心とし第１のブレーキ車３０８の略円盤形状面に略円盤形状面が相対する第２のブレーキ車３０９および第２のブレーキ車回転軸３４０を回転中心とし第３のブレーキ車３２６の略円盤形状面に略円盤形状面が相対する第４のブレーキ車３３０とを備えるものである。
【０１２３】
これにより、第１のブレーキ車３０８と第２のブレーキ車３０９の略円盤形状面を回転させながら対抗させることができ、第３のブレーキ車３２６と第４のブレーキ車３３０の略円盤形状面を回転させながら対抗させることができるものである。
【０１２４】
また、制動装置３３４は、第１のブレーキ車３０８と第２のブレーキ車３０９の相対する２面の押圧力を変化させることにより第１のブレーキ車と第２のブレーキ車との間で制動量に応じて相互に伝達する回転力の大きさを調整する第１の伝達量調整制御機構と、第３のブレーキ車３２６と第４のブレーキ車３３０の相対する２面の押圧力を変化させることにより第３のブレーキ車３２６と第４のブレーキ車３３０との間で制動量に応じて相互に伝達する回転力の大きさを調整する第２の伝達量調整制御機構とを備えるものである。
【０１２５】
第１の伝達量調整制御機構を備えることにより、第１のブレーキ車３０８と第２のブレーキ車３０９との間で相互に回転力を伝達することができるものであり、第２の伝達量調整制御機構を備えることにより、第３のブレーキ車３２６と第４のブレーキ車３３０との間で相互に回転力を伝達することができるものである。
【０１２６】
また、制動装置３３４は、ブレーキ機構外囲部３０３に第１の回転軸保持器３１２で保持される第１の回転軸３０５を中心として回転自在に保持され第１のブレーキ車３０８に回転力を伝えるために設けられる、略円盤形状の第１のプーリ若しくは第１の歯車３０６および第３のブレーキ車３２６に回転力を伝えるために設けられる略円盤形状の第３のプーリ若しくは第３の歯車３２５と、ブレーキ機構外囲部３０３に第２の回転軸保持器３１１で保持され第１の回転軸３０５と同軸配置される第２の回転軸３０４を中心として回転自在に保持され第２のブレーキ車３０９に回転力を伝えるために設けられる、略円盤形状の第２のプーリ若しくは第２の歯車３０７および第４のブレーキ車３３０に回転力を伝えるために設けられる略円盤形状の第４のプーリ若しくは第４の歯車３２９とを備えるものである。
【０１２７】
これにより、第１の回転軸３０５の回転を第１のブレーキ車３０８および第３のブレーキ車３２６に伝えることができ、第２の回転軸３０４の回転を第２のブレーキ車３０９および第４のブレーキ車３３０に伝えることができるものである。
【０１２８】
更に、制動装置３３４は、第１のブレーキ車３０８と第２のブレーキ車３０９との回転方向または第３のブレーキ車３２６と第４のブレーキ車３３０との回転方向のいずれかが異なることを特徴とするものである。
【０１２９】
これにより、第１の第１の回転軸３０５と第２の回転軸３０４とが同方向に回転する場合においても、異なる方向に回転する場合においても第１の回転軸３０５と第２の回転軸３０４の回転を相互に減殺することができ、良好な制動効果を奏するものである。
【０１３０】
また、第１の伝達量調整制御機構は、第１のブレーキ車３０８若しくは第２のブレーキ車３０９の少なくともいずれか一つを第１のブレーキ車回転軸３１０に沿って移動させる第１の移動機構を備え、第２の伝達量調整制御機構は、第３のブレーキ車３２６若しくは第４のブレーキ車３３０の少なくともいずれか一つを第２のブレーキ車回転軸３４０に沿って移動させる第２の移動機構を備えるものであっても良い。
【０１３１】
例えば、第１の移動機構は、第１の電力駆動アクチュエータと、第１の回転軸および第２の回転軸を中心とする同心円状であってブレーキ機構外囲部３０３の表面に配置され、第１の電力駆動アクチュエータに電力を供給する第１のスリップリング３２３および第２のスリップリング３２４と、を備え、第２の移動機構は、第２の電力駆動アクチュエータと、第２の電力駆動アクチュエータに電力を供給する、第１のスリップリング３２３および第２のスリップリング３２４と、を備えるものであっても良い。
【０１３２】
ここで、第１の電力駆動アクチュエータは、プランジャー機構、すなわち、プランジャー外囲部３２０およびプランジャー可動部３２１およびバネ３２２で構成することができる。第２のアクチュエータも同様な構成が可能である。
【０１３３】
すなわち、この制動装置３３４において、第１のブレーキ車３０８と第２のブレーキ車３０９との接触動作、および第３のブレーキ車３２８と第４のブレーキ車３３０との接触動作を同一のスリップリングである第１のスリップリングと第２のスリップリングとにより同時に行うことができるものである。
【０１３４】
又、プランジャー外囲部３２０のコイル巻き枠に設けられたコイルである第１のコイルの引き出し線を第１のスリップリング３２３および第２のスリップリング３２４に結合し、プランジャー外囲部３３１のコイル巻き枠に設けられたコイルである第２のコイルの引き出し線を同心円状に配置される図示しない更に追加する第３のスリップリングおよび第４のスリップリングに結合し、第１のコイルの引き出し線への電流と第２のコイルの引き出し線への電流とを独立に制御をしても良い。
【０１３５】
この場合には、第１の車輪１２の回転方向、すなわち第１の回転軸の回転方向、を検出する図示しない第１の回転方向検出器および第２の車輪１３の回転方向、すなわち第２の回転軸の回転方向、を検出する図示しない第２の回転方向検出器を更に設け、第１の回転方向検出器と第２の回転方向検出器が示す回転方向が一致する場合には、第１のコイルの引き出し線に電流を供給し、第１の回転方向検出器と第２の回転方向検出器が示す回転方向が異なる場合には、第１のコイルの引き出し線に電流を供給する。このようにすれば、ブレーキ車が接触する時間が両方のコイルに同時に電流を流す場合に比べて短くなるので、制動装置の長寿命化が図れる。
【０１３６】
ここで、従来の制御系を示す図９において、モータ１１４をモータ１４とモータ１１５をモータ１５と読み替えることにより、制動装置３３４を用いる搬送体がどのように制御されるかを図９のブロック図に沿って説明をする。制御系の作用は、他の実施例においても同様である。
【０１３７】
制御部４０４は、例えば、マイコンやDSP（Digital Signal Processor）で構成されており、種々の演算を並列的に行う。
【０１３８】
その演算の一つとして、角度検出部から検出される傾き角度に応じて、第１の車輪を回転させる第１の動力発生手段であるモータ１４を駆動するための制御信号を発生させる。この制御信号は第１の電力増幅部４０５により電力増幅され第１のモータ１４を制御する。すなわち、制御部４０４と第１の電力部４０５とは、第１の動力発生手段であるモータ１４を制御する第１の制御手段を構成する。
【０１３９】
同様に、第２の車輪を回転させる第２の動力発生手段であるモータ１５を駆動するための制御信号を制御部４０４は発生させる。この制御信号は第２の電力増幅部４０６により電力増幅され第２のモータ１５を制御する。すなわち、制御部４０４と第２の電力部４０６とは、第２の動力発生手段であるモータ１５を制御する第２の制御手段を構成する。
【０１４０】
このような制御系を構成することにより搬送体のステップ台１１は所定の角度を維持しつつ走行面上を走行可能となる。ここで、角度信号は、重力方向を基準としてステップ台１１の傾き角度（絶対角度）を検出するものであっても、走行面を基準としてステップ台１１の傾き角度（相対角度）を検出するものであっても良い。
【０１４１】
また、搬送体の第１の車輪と第２の車輪との回転数を異ならせて進行方向を変更したり、その場で回転したり、旋回運動をしたりする場合には、制御部４０４には旋回信号発生部４０９により発生される搬送体を回転させるための旋回信号が入力される。演算部４０４は旋回信号を加味して制御信号を発生させるので、搬送体のステップ台１１は所定の角度を維持しつつ搬送体は旋回走行が可能となる。
【０１４２】
図９のブロック図に示す制御を行いながら、制動装置３３４に設けられる第１のコイル若しくは第２のコイルのいずれか、または、その両方に電流を流し制動装置３３４を作用させると、直進運動、回転運動、旋回運動のいずれの運動を行つている場合であっても、搬送体の姿勢を維持しつつ、制動が行われる。この場合において姿勢の維持と制動とを独立して行うことができる。したがい、搬送者のステップ台１１上での姿勢と制動とは無関係である。
【０１４３】
しかしながら、例えば、搬送者から見て前方に走行中に制動を行うと、搬送者は、慣性の作用により前のめりとなる。この結果、搬送体は、より速度を出して前方に進行しようとして、制動を妨げることとなる。
【０１４４】
そこで、制動信号に連動して制御部４０４において角度信号にオフセットを加えるのが望ましい。すなわち、前進中に制動を行う場合には、ステップ台１１の前部を上げるようなオフセットを加え、後進中に制動を行う場合には、ステップ台１１の前部を下げるようなオフセットを加えるのである。このようにすれば、慣性力とステップ台１１とが傾くことによる重力加速度とが釣り合い無理なく制動を行うことができる。
【０１４５】
すなわち、前方に移動している場合には、制動を行うと同時にステップ台１１の前部を進行速度と制動の量に応じて持ち上げれば、操車者の重心位置は後方に移動し、操作者の慣性による加速度と打ち消しあい、操車者にとっても好ましい乗り心地となるのである。後方に移動をしている場合には、オフセットの向きを逆方向とすれば、同様に操車者の慣性力による加速度とステップ台１１が傾くことによる重心移動とを打ち消すことができる。
【０１４６】
こうして上述の制動装置３３４を用いる搬送体においては、動力発生手段の発生するトルク反作用力により、傾き角度検出手段で検出する傾き角度に基づき、搬送体の姿勢を所定の状態に維持することができるとともに、第１の車輪１２の回転により生じる第１の回転力と第２の車輪１３の回転により生じる第２の回転力とを制動装置３３４により減殺して搬送体の制動を行うことができる。
【０１４７】
更に、上述の制動装置３３４を用いる搬送体の制動装置においては、第１の車輪の回転方向に応じて第１および第３のブレーキ車を回転させ、第２の車輪の回転方向に応じて第２および第４のブレーキ車を回転させ、第１および第２のブレーキ車の回転力と、第３および第４のブレーキ車の回転力とを相互に伝達して第１の車輪および第２の車輪の回転力を減殺することによって、同軸に配置された２輪車を有する搬送体における接触方式による制動が、車輪の回転方向に関わらず可能となる。
【実施例５】
【０１４８】
第５の実施例を説明する。第５の実施例に示す回転減殺手段として用いるに好ましい制動装置６００は、第１の車輪１２の回転力と第２の車輪１３の回転力とを一旦電力に変換して、第１の車輪１２の回転力と第２の車輪１３の回転力とを減殺するものである。このような制動装置６００を実現する制動装置機構５００および接続手段５５０を、図６を参照して説明する。
【０１４９】
回転減殺手段として好適な、第５の実施例における制動装置機構５００は、ブレーキ機構外囲部５０１に、例えばベアリングを用いた第１の回転軸保持器５０６により、回転軸の長手方向の軸を中心として回転自由に保持される第１の回転軸５０４を備える。また、第１の回転軸５０４は、図１に示す第１の結合器３００を介して第１のモータ１４の回転軸に結合され、後述する第２の回転軸５０５も、第２の結合器３０１を介して第２のモータ１５の回転軸に結合される点は上述の実施例におけると同様である。
【０１５０】
第１の回転軸５０４の先端には第１の回転子５０２が設けられており、回転子は通常の直流モータにおけると同様に磁性体の積層コアー等により構成される。回転子には、第１の巻き線５１６が施され、巻き線の分割端は第１の整流子５１８に接続される。第１のブラシ５０８および第２のブラシ５０９が、第１の整流子５１８に、接触摺動するように設けられる。ブラシ端には、第１のスリップリング５１０および第２のスリップリング５１１が設けられる。第１のスリップリング５１０および第２のスリップリング５１１は第１の回転軸および第２の回転軸を中心として同心円形状をしている。
【０１５１】
制動装置機構５００は、図６に示すように左右対称構造をしており、第２の回転軸保持器５０７、第２の回転軸５０５、第２の回転子５０３、第２の巻き線５１６、第２の整流子５１９、第３のブラシ５１２、第４のブラシ５１３、第３のスリップリング５１４および第４のスリップリング５１５を備える。
【０１５２】
第１の固定子は磁石５２０および磁石５２１からなり、ブレーキ機構外囲部５０１に固着され、第２の固定子を構成する磁石５２２および５２３もブレーキ機構外囲部５０１に固着されるので、結果として第１の固定子と第２の固定子とは一体に固着される。ここで、磁石５２０は永久磁石であり、第１の回転子に対抗する側が、例えばN極に着磁され、磁石５２１も永久磁石であり、第１の回転子に対抗する側が、例えばS極に着磁されるものである。
【０１５３】
また、磁石５２２も永久磁石であり、第２の回転子に対抗する側が、例えばN極に着磁さる。磁石５２３も永久磁石であり、第２の回転子に対抗する側が、例えばS極に着磁されるものである。しかしながら、第１の固定子と第２の固定子とが固着されていれば良く、着磁極性は任意に選べるものである。また、通常の直流モータにおけると同様に、第１の固定子に用いる磁石の数も１または任意の複数個用いることができる。実施例では、磁石は２個用い、側面の断面形状は、略半円月の形状のものである。第２の固定子についても同様である。
【０１５４】
第１の固定子の着磁極性と第２の固定子の着磁極性とが同一極性である場合には、第１の固定子と第２の固定子とは一体成型されるものであっても良く、例えば、磁石５２０と磁石５２２とを一体の磁石とし、磁石５２１と磁石５２３とを一体の磁石とするものであっても良い。
【０１５５】
このように、固定子を固着するか共通にし、２つの回転子を備える制動機構の構造は従来の直流モータを２つ用い、その固定子同士を結合するものと大きな作用の異なりはない。すなわち、第１の巻き線に直流電力を印加すると、第１の回転軸を中心として第１の回転子は回転を行う。一方、第１の回転軸を中心として第１の回転子が回転を行うと、第１の巻き線には直流電力が生じる。
【０１５６】
同様に、第２の巻き線に直流電力を印加すると、第２の回転軸を中心として第１の回転子は回転を行う。一方、第２の回転軸を中心として第２の回転子が回転を行うと、第２の巻き線には直流電力が生じる。なお、制動装置機構は、直流機に限らず交流機の特性を生じる機構としても、本発明の作用効果を奏することができるので、第５の実施例の機構に限られず、本発明の制動装置の制動機構、本発明の搬送体の制動装置および本発明の搬送体の回転力減殺手段として用いることができる。更に、第１の巻き線および第２の巻き線の一方、または、双方が固定極側に設けられる構造を採用するものであっても良い
【０１５７】
次に、作用の説明をする。第１の回転軸５０４が図６の紙面に直行する右側面から見た場合に右回転するときに、第１のスリップリング５１０が正極性、第２のスリップリング５１０が負極性となる電圧が発生するように第１の固定子の磁石極性および第１の巻き線の巻き方向が設定されているとする。
【０１５８】
また、第２の回転軸５０５が図６の紙面に直行する右側面から見た場合に右回転するときに、第２のスリップリング５１４が正極性、第２のスリップリング５１５が負極性となる電圧が発生するものとする。
【０１５９】
上述の発電極性を生じる場合においては、第１のスリップリング５１０が正極性、第２のスリップリング５１０が負極性となる電圧を印加すると、第１の回転軸５０４が図６の紙面に直行する右側面から見た場合に右回転することとなる。同様に、第３のスリップリング５１４が正極性、第４のスリップリング５１５が負極性となる電圧を印加すると、第２の回転軸５０５が図６の紙面に直行する右側面から見た場合に右回転することとなる。
【０１６０】
制動装置機構５００と接続手段５５０とは、スリップリング５１０、５１１、５１４、５１５とこれらに接する矢印で示す摺動接点により電気的に接続される。制動装置機構５００の全体がステップ台１１に対して回転運動を生じても、摺動接点がスリップリング上を滑りながら接続を保つので、制動装置機構５００と接続手段５５０との間で電力のやり取りが可能となる。
【０１６１】
接続手段５５０の説明をする。接続手段はスイッチ５６１と可変抵抗器５５７とスイッチ制御器５５８とからなる。可変抵抗器５５７は零を含む抵抗値が連続的に変化することを可能とし、抵抗値を小さくするほど、第１の巻き線５１６と第２の巻き線５１７との間でやり取りする電力の量は大きくなり、制動の量は大きくなる。すなわち、第１の巻き線５１６と第２の巻き線５１７の結合度は抵抗値が零のとき最大となり、抵抗値が大きくなるにしたがい減少するのである。従い、抵抗値の調整により制動量を可変とできる。
【０１６２】
スイッチ５６１は、２回路２接点構成となっている。接点５５１と接点５５４とが中点である。接点５５１は接点５５２または接点５５３のいずれかと接続され、接点５５４は接点５５５または接点５５６のいずれかと接続され、接点５５２と接点５５５とが同時に選択されるか、または接点５５３と接点５５６とが同時に選択される。
【０１６３】
スイッチの制御は制御信号５６１により行われる。第１の入力信号５５９には第１の回転軸の回転方向、または、第１の車輪１２の回転方向が入力される。一方、第２の入力信号５６０には第２の回転軸の回転方向、または、第２の車輪１３の回転方向が入力される。回転方向は図示しないタコメータ等により容易に判別可能である。
【０１６４】
スイッチ制御器５５８は排他的論理和の演算を行い、第１の回転軸５０４と第２の回転軸５０５とが同方向に回転する場合には、制御信号５６１として１を出力し、第１の回転軸５０４と第２の回転軸５０５とが逆方向に回転する場合には、制御信号５６１として０を出力する。
【０１６５】
従い、制御信号５６１として１を出力する場合には、発電機としての作用に注目すれば第１の巻き線と第２の巻き線とには同極性の電圧が発生する。このような場合には、制御信号５６１によって、接点５５１と接点５５２が導通し、接点５５４と接点５５５とが導通するような接続がなされるように予め設定される。
【０１６６】
一方、このような場合には、電動機としての特性に注目すれば、お互いの回転軸の回転力を減ずる向きの電流が流れ込み、両方の回転軸の回転速度を減ずる。これにより制動動作が行われる。
【０１６７】
一方、制御信号５６１として０を出力する場合には、発電機としての作用に注目すれば両方の巻き線には逆極性の電圧が発生する。このような場合には、制御信号５６１によって、接点５５１と接点５５３が導通し、接点５５４と接点５５６とが導通するような接続がなされるように予め設定されている。このとき、電動機としての特性に注目すれば、お互いの回転軸の回転力を減ずる向きの電流が流れ込み、両方の回転軸の回転速度を減ずる。これにより制動動作が行われる。
【０１６８】
なお、スリップリングを経由して電力をステップ台１１に配置される接続手段５５０に送り、第１の巻き線５１６と第２の巻き線５１７との間で電力のやり取りを行うために、固定子が設けられるブレーキ機構外囲部５０１に、ステップ台１１との相対運動が生じたとしても、ステップ台１１には何ら作用力を及ぼすものではない。
【０１６９】
スリップリング５１０、スリップリング５１１、スリップリング５１４、スリップリング５１５を用いない場合は、接続手段５５０をブレーキ機構外囲部５０１に固着し、ブレーキ機構外囲部５０１に固着した第１のタコメータにより第１の回転軸５０４の回転方向を検出し、ブレーキ機構外囲部５０１に固着した第２のタコメータにより第２の回転軸５０５の回転方向を検出し、可変抵抗器５５７の抵抗値を無線信号によりリモートコントロール（遠隔操作）するものであっても良い。
【０１７０】
このような構成を採用する場合には、スリップリングを採用することなく、ブラシから直接に電力の入出力ができる。また、無線信号により可変抵抗器５５７の抵抗値を制御することにより、ブレーキ機構外囲部５０１はステップ台１１から自由に運動可能となる。
【０１７１】
すなわち、第５の実施例に用いる制動装置６００は、第１の回転軸５０４に結合される第１の回転子５０２と、第１の回転軸５０４と分離して同軸配置される第２の回転軸５０５に結合される第２の回転子５０３とを備えるので、第１の回転子５０２と第２の回転子５０３とを独立して回転させることができる。
【０１７２】
制動装置６００は、また、第１の回転軸５０４および第２の回転軸５０５を回転可能に保持するブレーキ機構外囲部５０１と、ブレーキ機構外囲部５０１に固着される、第１の回転子５０２および第２の回転子５０３に対抗配置される固定子５２０乃至５２３と、第１の回転子と固定子５２０乃至５２３との間で生じる第１の回転相対運動に応じた電力を回収し、かつ、電力を供給することにより第１の回転子５０２と固定子５２０乃至５２３との間で回転相対運動を生じるように設けられる第１の巻き線５１６と、を備えるので、電力を発生する発電機および動力を発生する電動機として動作させることが可能となる。
【０１７３】
制動装置６００は、また、第２の回転子５０３と固定子５２０乃至５２３との間で生じる第２の回転相対運動に応じた電力を回収し、かつ、電力を供給することにより第２の回転子５０３と固定子５２０乃至５２３との間で回転相対運動を生じるように設けられる第２の巻き線５１７と、を備えるので、独立して発電する別の発電機および独立して動力を発生する別の電動機として動作させることが可能となる。
【０１７４】
制動装置６００は、また、第１の巻き線５１６と第２の巻き線５１７とを接続する接続手段５５０を備えるので、制動動作を行うことができる。
【０１７５】
更に、接続手段５５０は、第１の巻き線５１６と第２の巻き線５１７の接続の組み合わせを選択するスイッチ５６１と、制動力の大きさに依存して零を含む抵抗値の大きさが可変する可変抵抗器５５７とを備えるので、制動力の大きさを調整可能である。
【０１７６】
また、実施例における制動装置機構５００は、第１の回転軸５０４に結合される第１の回転子５０２と、第１の回転軸５０４と分離して同軸配置される第２の回転軸５０５に結合される第２の回転子５０３と、第１の回転軸５０４および第２の回転軸５０５を回転可能に保持するブレーキ機構外囲部５０１と、ブレーキ機構外囲部５０１に固着される、第１の回転子５０２および第２の回転子５０３に対抗配置される固定子５２０乃至５２３と、第１の回転子５０２と固定子５２０乃至５２３との間で生じる第１の回転相対運動に応じた電力を回収し、かつ、電力を供給することにより第１の回転子と固定子５２０乃至５２３との間で回転相対運動を生じるように設けられる第１の巻き線５１６と、第２の回転子と固定子５２０乃至５２３との間で生じる第２の回転相対運動に応じた電力を回収し、かつ、電力を供給することにより第２の回転子と固定子５２０乃至５２３との間で回転相対運動を生じるように設けられる第２の巻き線５１７と、を備えるものである。
【０１７７】
このような制動装置機構５００は、第１の巻き線５１６と第２の巻き線５１７とを種々の方法に基づく接続手段により接続することにより、制動装置、搬送体の制動装置、搬送体に用いることができる。
【０１７８】
なお本発明は、上述の説明した実施例の態様に限定されるものではなく、本発明の技術的思想の範囲を逸脱することなく種々の変形が可能とされるものである。
【産業上の利用可能性】
【０１７９】
なお本発明は、上述の説明した実施形態に限定されるものではなく、本発明の精神を逸脱することなく種々の変形が可能とされるものである。
【図面の簡単な説明】
【０１８０】
【図１】本発明の適用される搬送体の一実施形態の概略を示す構成図である。
【図２】本発明の第１の実施例に係る制動装置を説明するための断面図である。
【図３】制動機構とピッチ角制御機構を完全に分離する本発明の第２の実施例に係る制動装置の説明のための断面図である。
【図４】第１の車輪と第２の車輪とが逆方向に回転する場合に用いる本発明の第３の実施例に係る制動装置の説明のための断面図である。
【図５】第１の車輪１２と第２の車輪の関係がどのようなものであるかに関わりなく制動が可能とする本発明の第４の実施例に係る制動装置の説明のための断面図である。
【図６】第１の車輪１２と第２の車輪の関係がどのようなものであるかに関わりなく制動が可能とする本発明の第５の実施例に係る制動装置の説明のための断面図である。
【図７】従来の搬送体の構成図である。
【図８】その動作の説明のための図である。
【図９】その説明のための制御装置のブロック図である。
【図１０】従来の機械式制動方式の制動動作の説明のための図である。
【符号の説明】
【０１８１】
３００，３０１…結合器、３０２、３３２、３３３、３３４、６００…制動装置、３０３、５０１…ブレーキ機構外囲部、３０４，３０５、５０４、５０５…回転軸、３０６，３０７、３２５、３２９…プーリ（歯車）、３０８，３０９、３２６、３３０…ブレーキ車、３１０、３４０…ブレーキ車回転軸、３１１，３１２…回転軸保持器、３１３，３１４…ブレーキ車回転軸保持器、３１５…ベアリング、３１６…移動レバー、３１７…移動レバー回転軸、５００…制動装置機構、５５０…接続手段、５０２、５０３…回転子、５１６、５１７…巻き線、５２０、５２１、５２２、５２３…固定子
【図１】
2005039962.tif 000003
【図２】
2005039962.tif 000004
【図３】
2005039962.tif 000005
【図４】
2005039962.tif 000006
【図５】
2005039962.tif 000007
【図６】
2005039962.tif 000008
【図７】
2005039962.tif 000009
【図８】
2005039962.tif 000010
【図９】
2005039962.tif 000011
【図１０】
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