(57)【要約】  【課題】オルダムカップリングと比較してフリクションがより小さく、スムーズなトルク伝達が可能なカップリング装置を提供する。  【解決手段】前記主軸Ａの軸端と前記従動軸Ｂの軸端との間に介在する中間部材９３と、所定の軌跡Ｔに沿って前記主軸Ａが相対変位可能であるように主軸Ａと中間部材９３とを連結する第一のリンク機構９１と、軸心方向から見て前記所定の軌跡Ｔと交わる軌跡に沿って前記従動軸Ｂが相対変位可能であるように従動軸と中間部材とを連結する第二のリンク機構とを具備するカップリング装置９を構成した。  【選択図】図４
2005098398.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
主軸の軸端と従動軸の軸端との間に介在する中間部材と、前記主軸を前記中間部材に対し所定の軌跡に沿って相対変位可能であるように連結する第一のリンク機構と、前記従動軸を前記中間部材に対し軸心方向から見て前記所定の軌跡と交わる軌跡に沿って相対変位可能であるように連結する第二のリンク機構とを具備するカップリング装置であって、
前記第一のリンク機構並びに前記第二のリンク機構はそれぞれ、前記主軸の軸端または前記従動軸の軸端に固設される軸端部材と、前記軸端部材と前記中間部材とを連結すべくこれら両者に回転軸を介して取り付けられる複数のリンクメンバとを包含し、一のリンクメンバと他のリンクメンバとが互いに相反する回転方向に揺動することで前記主軸または前記従動軸を前記中間部材に対し相対変位させるものであることを特徴とするカップリング装置。
【請求項２】
主軸の軸端と従動軸の軸端との間に介在する中間部材と、前記主軸を前記中間部材に対し所定の軌跡に沿って相対変位可能であるように係合させる第一のガイド機構と、前記従動軸を前記中間部材に対し軸心方向から見て前記所定の軌跡と交わる軌跡に沿って相対変位可能であるように係合させる第二のガイド機構とを具備するカップリング装置であって、
前記第一のガイド機構並びに前記第二のガイド機構はそれぞれ、前記主軸の軸端または前記従動軸の軸端に固設される軸端部材と、各々が前記軸端部材または前記中間部材の何れかに形成される複数の溝穴と、各溝穴に対向するように前記軸端部材または前記中間部材の何れかに取り付けられ該溝穴に収容される溝穴と同数の軸受とを包含し、軸心方向から見て前記複数の溝穴が直線上に並ばない位置に配置されており、各軸受が各溝穴に沿って移動することで前記主軸または前記従動軸を前記中間部材に対し相対変位させるものであることを特徴とするカップリング装置。
【請求項３】
主軸と従動軸とを平行偏心可能に連結するカップリング装置であって、
前記主軸に従動して回転することを通じて前記従動軸を回転駆動する伝動軸と、
前記主軸と前記伝動軸との間に介在する、または前記従動軸と前記伝動軸との間に介在する巻掛伝動機構とを具備してなり、
前記巻掛伝動機構を介して前記伝動軸と接続している前記主軸または前記従動軸を、伝動軸を中心として揺動可能としたことを特徴とするカップリング装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、主軸と従動軸とを平行偏心可能に連結するためのカップリング装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
主軸と主軸に従動して回転する従動軸とが平行でこれらの軸心にずれが存在する場合に用いられるカップリング装置として、オルダムカップリング（例えば、下記特許文献１を参照）や、リンク式カップリング（例えば、下記特許文献２を参照）が既に知られている。
【特許文献１】特開２００３−１８４９０３号公報
【特許文献２】特開平０４−２１９５２６号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００３】
ところが、オルダムカップリングは、主軸または従動軸の軸端に固設された継手部分と中間板との間には溝（キー溝）及び突条（キー）より構成される凹凸係合が形成され、その突条が溝に沿って摺動することを通じて中間板の公転運動を惹起して主軸と従動軸との平行偏心を吸収するものであるために、フリクションが大きく、エネルギーロスや摩耗の面で不利である。
【０００４】
一方で、上記例の如きリンク式カップリングでは、主軸の回転に伴い公転運動する中間板の公転速度が一周期の間で大きく変動するため、振動が発生し易いという不具合がある。
【０００５】
以上の問題に鑑みてなされた本発明は、フリクションや振動がより小さく、主軸から従動軸へトルクがスムーズに伝達されるようなカップリング装置を提供しようとするものである。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
本発明では、主軸の軸端と従動軸の軸端との間に介在する中間部材と、中間部材と主軸とを連結する第一のリンク機構と、中間部材と従動軸とを連結する第二のリンク機構とを具備するカップリング装置を構成した。該カップリング装置において、第一のリンク機構は、主軸の回転を伝達して中間部材を運動させ得るように、かつ主軸が中間部材に対しその軸心に垂直な方向に相対変位可能であるように、これら主軸と中間部材とを連結する。第二のリンク機構は、中間部材の運動を伝達して従動軸を回転させ得るように、かつ従動軸が中間部材に対しその軸心に垂直な方向に相対変位可能であるようにこれら従動軸と中間部材とを連結する。その上で、主軸または従動軸の軸心方向から見たとき、（第一のリンク機構を介した）主軸の中間部材に対する相対変位の軌跡と（第二のリンク機構を介した）従動軸の中間部材に対する相対変位の軌跡とが交わるものとしている。
【０００７】
詳述すると、前記第一のリンク機構は、前記主軸の軸端に固設される主軸側の軸端部材と、前記主軸側の軸端部材及び前記中間部材に対して揺動可能であるようにこれら両者に回転軸を介して取り付けられる複数のリンクメンバとを包含してなり、一のリンクメンバと他のリンクメンバとが互いに相反する回転方向に揺動することで前記主軸が前記中間部材に対し相対変位する。並びに、前記第二のリンク機構は、前記従動軸の軸端に固設される従動軸側の軸端部材と、前記従動軸側の軸端部材及び前記中間部材に対して揺動可能であるようにこれら両者に回転軸を介して取り付けられる複数のリンクメンバとを包含してなり、一のリンクメンバと他のリンクメンバとが互いに相反する回転方向に揺動することで前記従動軸が前記中間部材に対し相対変位する。
【０００８】
該カップリング装置によれば、第一のリンク機構または第二のリンク機構によって定められる軌跡の範囲内で主軸及び従動軸がそれぞれ中間部材に対し相対的に変位可能であって、その軸間距離を自在に変化させることができる。主軸を回転駆動すると、主軸の回転に伴い中間部材が運動し、さらに中間部材の運動によって従動軸が駆動される。その際、主軸に対する中間部材の相対変位と従動軸に対する中間部材の相対変位との関係から決まる矛盾しない位置に該中間部材が変位して、主軸と従動軸との間の平行偏心を吸収しつつトルクを伝達する。従って、主軸の軸心と従動軸の軸心との間にずれが存在していても、両軸を適切に連結することができる。また、既存のオルダムカップリングのように溝と突条との摺動にはよらないものとしたため、フリクションを低減させることが可能となる。しかも、主軸または従動軸の中間部材に対する相対変位の軌跡を概ね直線状とすることが可能である。即ち、オルダムカップリングと同様の作用を営ませることができる。よって、主軸を駆動して従動軸を回転させるときの中間部材の公転の軌道が円軌道に近づき、その速度変動も小さくなる。結果として、発生する振動も小さなものとなる。
【０００９】
あるいは、主軸の軸端と従動軸の軸端との間に介在する中間部材と、前記主軸を前記中間部材に対し所定の軌跡に沿って相対変位可能であるように係合させる第一のガイド機構と、前記従動軸を前記中間部材に対し軸心方向から見て前記所定の軌跡と交わる軌跡に沿って相対変位可能であるように係合させる第二のガイド機構とを具備するカップリング装置を構成することも考えられる。このとき、前記第一のガイド機構は、前記主軸の軸端に固設される主軸側の軸端部材と、各々が前記主軸側の軸端部材または前記中間部材の何れかに形成される複数の溝穴と、各溝穴に対向するように主軸側の軸端部材または前記中間部材の何れかに取り付けられ該溝穴に収容される前記溝穴と同数の軸受とを包含し、（前記主軸または前記従動軸の）軸心に対して前記複数の溝穴が一直線上に並ばない位置に軸対称に配置されたものとする。前記第二のガイド機構は、前記従動軸の軸端に固設される従動軸側の軸端部材と、各々が前記従動軸側の軸端部材または前記中間部材の何れかに形成される複数の溝穴と、各溝穴に対向するように従動軸側の軸端部材または前記中間部材の何れかに取り付けられ該溝穴に収容される前記溝穴と同数の軸受とを包含し、軸心方向から見て前記複数の溝穴が一直線上に並ばない位置に軸対称に配置されたものとする。第一のガイド機構並びに第二のガイド機構において、各軸受が各溝穴に沿って移動することにより、主軸または従動軸の中間部材に対する相対変位が惹起される。第一のガイド機構における溝穴の延伸方向と第二のガイド機構における溝穴の延伸方向とが軸心方向から見て交差する（非平行である）ことは言うまでもない。
【００１０】
主軸に従動して回転しかつその回転を通じて従動軸を回転駆動する伝動軸と、主軸と伝動軸との間及び／または従動軸と伝動軸との間に介在する巻掛伝動機構とを具備するカップリング装置を構成することもできる。巻掛伝動機構は、チェーンまたはベルトと、このチェーンまたはベルトが巻掛けられる車（鎖車またはベルト車）とを用いてなる。従動軸と伝動軸との間に巻掛伝動機構を介在させる場合、従動軸と伝動軸との各々に車を取り付け、これらの車にチェーンまたはベルトを巻掛けることで巻掛伝動機構を構築する。主軸と伝動軸との間に巻掛伝動機構を介在させる場合には、主軸軸と伝動軸との各々に車を取り付けこれらの車にベルト等を巻掛けることは言うまでもない。上記の構成により、巻掛伝動機構を介して伝動軸と接続している主軸及び／または従動軸を伝動軸を中心として揺動させ得るため、主軸及び／または従動軸を揺動させて軸間距離を変化させることが可能となる。
【発明の効果】
【００１１】
本発明によれば、フリクションや振動がより小さく、トルク伝達がスムーズに行われる好適なカップリング装置を実現できる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１２】
＜第１実施形態＞以下、本発明の実施の形態を、図面を参照して説明する。本実施形態におけるカップリング装置９は、図１ないし図４に示すように、主軸Ａの軸端と従動軸Ｂの軸端との間に介在する中間部材９３と、中間部材９３と主軸Ａとを連結している第一のリンク機構９１と、中間部材９３と従動軸Ｂとを連結している第二のリンク機構９２とを具備してなる。
【００１３】
第一のリンク機構９１は、複数のリンクメンバ９１１、９１３及び軸端部材９１２を要素として構成される。リンクメンバ９１１、９１３及び軸端部材９１２は、互いに回り対偶を形成するものである。即ち、リンクメンバ９１１と軸端部材９１２とは回転軸９１６を介して連結され、リンクメンバ９１３と軸端部材９１２とは回転軸９１７を介して連結されており、各々が互いに相対的に回動可能となっている。これらリンクメンバ９１１、９１３及び軸端部材９１２を組み合わせてなる第一のリンク機構９１は、例えば複数のピン９１４、９１５を介して中間部材９３の一方側に取り付けられる。より具体的には、図１に示しているように、リンクメンバ９１１、９１３及び軸端部材９１２をちょうどＺ字型をなすように配置し、そのＺ字型の両端部分で２本のピン９１４、９１５を介して中間部材９３に取り付ける。ピン９１４、９１５と直接に係わり合うリンクメンバ９１１、９１３はそれぞれ、このピン９１４、９１５を回転軸として中間部材９３に対して相対的に回動可能となる。同時に、各リンクメンバ９１１、９１３及び軸端部材９１２は、中間部材９３の一方側面に略平行に相対変位可能となる。因みに、本実施形態では、回転軸９１６、９１７が主軸Ａに対称に配置される。加えて、回転軸９１６とピン９１４との間の距離と、回転軸９１７とピン９１５との間の距離とが略一致する。さらに、ピン９１４、９１５が中間部材９３の中心に対称に配置されている。
【００１４】
しかして、軸端部材９１２に、主軸Ａの軸端が固定される。リンクメンバ９１１が回転軸たるピン９１４回りに揺動し、かつリンクメンバ９１３が回転軸たるピン９１５回りに揺動することで、軸端部材９１２ひいては主軸Ａが中間部材９３の一方側面に略平行に相対変位する。リンクメンバ９１１とリンクメンバ９１３とは軸端部材９１２を介して連結された状態となっているため、互いに相反する回転方向に揺動する。つまり、図１の側面図上でリンクメンバ９１１がピン９１４回りに右回転（左回転）するとき、リンクメンバ９１３はピン９１５回りに左回転（右回転）する。主軸Ａの相対変位の方向は、その軸心に略垂直な方向である。結果的に、主軸Ａは、第一のリンク機構９１によって規定される所定の軌跡Ｔ（図４上の一点鎖線で示しているような、概ね直線状ないし緩やかな曲線状の軌跡）に沿って中間部材９３に対して相対的に変位し得る。
【００１５】
第二のリンク機構９２は、上述した第一のリンク機構９１に相似するものである。第二のリンク機構９２もまた、複数のリンクメンバ９２１、９２３及び軸端部材９２２を要素として構成される。リンクメンバ９２１と軸端部材９２２とは回転軸９２６を介して連結され、リンクメンバ９２３と軸端部材９２２とは回転軸９２７を介して連結されており、各々が互いに相対的に回動可能となっている。そして、図３に示しているように、リンクメンバ９２１、９２３及び軸端部材９２２をちょうどＮ字型をなすように配置し、そのＮ字型の両端部分で２本のピン９２４、９２５を介して中間部材９３に取り付けてある。従動軸Ｂの軸端は、軸端部材９２２に固定される。因みに、本実施形態では、回転軸９２６、９２７が従動軸Ｂに対称に配置される。加えて、回転軸９２６とピン９２４との間の距離と、回転軸９２７とピン９２５との間の距離とが略一致する。さらに、ピン９２４、９２５が中間部材９３の中心に対称に配置されている。
【００１６】
リンクメンバ９２１が回転軸たるピン９２４回りに揺動し、かつリンクメンバ９２３が回転軸たるピン９２５回りに揺動することで、軸端部材９２２ひいては従動軸Ｂが中間部材９３の一方側面に略平行に相対変位する。リンクメンバ９２１とリンクメンバ９２３とが互いに相反する回転方向に揺動することは言うまでもない。従動軸Ｂの相対変位の方向は、その軸心に略垂直な方向である。結果的に、従動軸Ｂは、第二のリンク機構９２によって規定される所定の軌跡に沿って中間部材９３に対して相対的に変位し得る。但し、主軸Ａまたは従動軸Ｂの軸心方向から見て、従動軸Ｂの相対変位の軌跡は主軸Ａの相対変位の軌跡Ｔに対して略垂直であり、両者は交差する。これは、第二のリンク機構９２の中間部材９３への取付変位を、第一のリンク機構９１の中間部材９３への取付変位とは異ならせている（図示例では、略９０度回転させている）ことによる。
【００１７】
また、主軸Ａの軸心と従動軸Ｂの軸心とが略一致した状態で、これら主軸Ａ及び従動軸Ｂが軸心方向から見て中間部材９３に重合する。主軸Ａと従動軸Ｂとの間のずれが大きくならないような状況下では、総体的にコンパクトとなる。因みに、図示例における中間部材９３は略円板状をなしているが、中間部材９３の形状は円板形状には限られず、例えば棒状であってもよい。また、中間部材９３を環状に成形したり、リンクメンバ９１１、９１２、９１３、９２１、９２２、９２３を湾曲（特に、円弧）形状に成形したりすることで、カップリング装置９の中心部に空隙を設けることも考えられる。
【００１８】
主軸Ａを回転駆動すると、主軸Ａの回転に伴い中間部材９３が運動し、さらに中間部材９３の運動によって従動軸Ｂが駆動される。その際、主軸Ａに対する中間部材９３の相対変位と従動軸Ｂに対する中間部材９３の相対変位との関係から決まる矛盾しない位置に、該中間部材９３が変位する。具体的には、主軸Ａ、従動軸Ｂの各々から見た相対的な変位の軌道が交わるような位置に中間部材９３が変位する。つまり、中間部材９３がちょうどオルダムカップリングにおける中間板の役割を果たし、弧を描くように公転運動しながら主軸Ａの回転を従動軸Ｂに伝達する。その結果、主軸Ａと従動軸Ｂとの間の平行偏心を吸収しながらトルクの伝達を行うことができる。このとき、主軸Ａの回転の角速度と従動軸Ｂの回転の角速度とは略同期する。該カップリング装置９によれば、既存のオルダムカップリングの如く溝と突条との摺動にはよらないため、オルダムカップリングよりもフリクションを低減させることが可能となる。しかも、オルダムカップリングと比較して、主軸Ａと従動軸Ｂとのより大きな平行偏心を許容し得る。従動軸Ｂを回転駆動することで主軸Ａを従動回転させることができる、即ち、主軸Ａと従動軸Ｂとの関係を入れ替えできることは当然である。
【００１９】
なお、中間部材９３の一方側面に取り付けられたピン９１４の取付位置と他方側面に取り付けられたピン９２５の取付位置とが該中間部材９３を挟んで略一致している（ピン９１４の軸心とピン９２５の軸心とが略一致している）とともに、中間部材９３の一方側面に取り付けられたピン９１５の取付位置と他方側面に取り付けられたピン９２４の取付位置とが該中間部材９３を挟んで略一致している。このことにより、主軸を駆動して従動軸を回転させるときの運転状態が安定し、振動の発生をより小さくできる。ピン９１４とピン９２５とを共通化し、及び／または、ピン９１５とピン９２４とを共通化することも可能となる。
【００２０】
以降、本実施形態のカップリング装置９の使用例の一について述べる。図５、図６に示すものは、段差を昇降する機能を有する走行装置である。走行装置の本体１は、少なくとも一対の主輪２によって走行可能に支持されている。本体１には、人や物を載置するためのシート部（図示せず）が設けられる。例えば、既存の車椅子等の如く、被介護者等が着座できるシート部が本体１の適宜の部位に取り付けられる。かつ、該走行装置は、段差や障害物の存在する道程を踏破するための段差昇降機構を具備する。段差昇降機構は、前記主輪２の回転を妨げない位置に回転駆動可能に取り付けられたクランク３と、このクランク３の軸心即ち回転中心から変位した部位に取り付けられたアーム４と、これらクランク３、アーム４を駆動するための駆動力を出力するアクチュエータ６ａ、６ｂとを包含してなる。該アーム４は、前記クランク３を足場に駆動されて、その先端部を回転中心から遠ざける方向へ移動させることが可能となっている。
【００２１】
段差昇降機構に関して詳述する。クランク駆動用アクチュエータ６ａとアーム駆動用アクチュエータ６ｂとは、互いに独立に駆動可能である。クランク３は、基端を前記クランク駆動用アクチュエータ６ａに軸６ａ１を介して固定され、その先端を主輪２間において軸６ａ１周りに回転し得るように延出させたものである。アーム４は、前記クランク３の延出端に水平支軸４１を介して設けられる。即ち、アーム４はクランク３の延出端を足場（言い換えるならば、支点）として前記水平支軸４１を軸に回動駆動される。また、アーム４の先端側には、側面視主輪２とほぼ同径の部分円弧状または楕円弧状をなす接地面を有する接地部４２を設けてある。そして、前記水平支軸４１には、スプロケット７ａが固定されている。該スプロケット７ａは、スプロケットチェーン７ｂを介して、前記アーム駆動用アクチュエータ６ｂの軸６ｂ１に取り付けたスプロケット７ｃに接続されている。つまり、水平支軸４１に固定されたスプロケット７ａは、スプロケットチェーン７ｂを介してアーム駆動用アクチュエータ６ｂから駆動力の伝達を受ける。このように、クランク３はクランク駆動用アクチュエータ６ａによって駆動可能とされ、アーム４はアーム駆動用アクチュエータ６ｂによって駆動可能とされている。図示例では、クランク駆動用アクチュエータ６ａの駆動軸６ａ１、アーム駆動用アクチュエータ６ｂの駆動軸６ｂ１が主輪２を受ける車軸５と略同一軸線上に配置されているが、これらは車軸５と同一軸線上にあるとは限られない。
【００２２】
クランク３及びアーム４は、プログラム制御できる。本実施形態では、図示しないコントローラによりアクチュエータ６ａ、６ｂを制御することで、クランク３及びアーム４の運動をプログラム制御するものとしている。
【００２３】
走行装置が下段差を降りる際の動作について説明する。主輪２が下段差に臨んだとき、図７に示すように、クランク駆動用アクチュエータ６ａによってクランク３を回転し、かつアーム駆動用アクチュエータ６ｂによってアーム４を駆動して、該アーム４の端部若しくはアーム４の先端に設けた接地部４２を下段差の段床に接地させる。そして、接地部４２が転動しながら車軸５あるいはクランク３の回転中心（クランク駆動用アクチュエータ６ａの軸心）に近づくようにクランク３及びアーム４を駆動し、図８に示すように、走行装置を下降させて主輪２を下段床に接地させる。
【００２４】
続いて、走行装置が上段差を昇る際の動作について説明する。主輪２が上段差に臨んだとき、図８に示すように、クランク駆動用アクチュエータ６ａ及びアーム駆動用アクチュエータ６ｂによってクランク３及びアーム４を駆動して、接地部４２を下段床に接地させる。そして、図７に示すように、アーム４の先端に設けた接地部４２を車軸５から遠ざかる方向へ移動させる。即ち、接地部４２が下段床に接地して転動している状態において、クランク３の基端が軸着されている軸６ａ１を中心としてクランク３が回転運動をし、その反作用によって走行装置が上段差を越えることができる位置まで持ち上がることとなる。
【００２５】
因みに、接地部４２を接地させた状態でアーム４を駆動し、走行装置自体を前後にチルトさせることも可能である。さらに、床に予め（例えば凸型の）ブロックを置いておき、このブロックをアーム４の接地部４２に踏ませるようにして、走行装置自体を左右にチルトさせることも可能である。これらの動作を組み合わせ、繰り返すことで、走行装置に搭乗している被介護者等のじょくそうを予防できる。同様にして、人を載せるための図示しないシート部をアーム４で駆動することでじょくそうの予防を図ることも考えられる。
【００２６】
本体１には、上方または後上方に延出するハンドル部１１を取り付けてある。搭乗者以外の運転者が走行装置を運転する場合、このハンドル部１１を把持して、本体１を操作することができる。また、本体１に、前輪または後輪として機能し主輪２とともに本体１を移動可能に支持する副輪１２を設けている。但し、ハンドル部１１、副輪１２は、必須の構成要素ではない。
【００２７】
上記の走行装置において、本実施形態では、段差昇降機構が内包しているアクチュエータ、即ちクランク駆動用アクチュエータ６ａ、アーム駆動用アクチュエータ６ｂよりもたらされる駆動力を利用して、走行装置を走行運転し得るように構成している。より具体的に述べると、主輪２とは別個の駆動輪２Ｘにアクチュエータ６ａ、６ｂの駆動力を伝達し、この駆動輪２Ｘを回転駆動できるようにしている。駆動輪２Ｘを走行路面に接地させ、その状態で駆動輪２Ｘを回転させれば、走行装置を連続的に走行させることができる。
【００２８】
駆動輪２Ｘは、走行装置の幅方向の中央部位に（より好ましくは、主輪２の接地位置と駆動輪２Ｘの接地位置とが側面視近接しているように、または重なっているように）配置される。駆動輪２Ｘの軸Ｂ（従動軸に該当する）は、支持体８１に軸支されている。この支持体８１は、水平軸８２を介して本体１に支持されており、水平軸８２回りに揺動可能である。即ち、支持体８１に支持されている駆動輪２Ｘが、支持体８１の揺動に伴い上下動可能となっている。このため、凹凸の存在する路面に柔軟に対応することができる。駆動輪２Ｘの軸Ｂ（の一端）は、外方に延伸している。支持体８１は、スプリング等の付勢手段（図示せず）により、駆動輪２Ｘを路面に押しつける方向に常に付勢されている。
【００２９】
かつ、アーム４に近接する部位に、連結板８３が配置される。連結板８３は、主軸Ａの一端に固定される。主軸Ａは、本体１に回転可能に支持されるとともに、その他端が駆動輪２Ｘの軸Ｂの軸端に近づくように内方に延伸しているものである。連結板８３は、アーム４と係合することで、アーム４の運動に伴い主軸Ａとともに回転する。連結板８３の外側面には、凹溝８４が形成されている。一方で、他方、アーム４には、走行装置の本体１の幅方向に沿って延伸し連結板８３の凹溝８４に進入させることが可能な作動体４３が突設されている。作動体４３は、例えばピン、カムフォロア等である。図示例では、作動体４３が、アーム４の接地部４２より内向きに突出している。クランク３及びアーム４を動作させ、作動体４３を連結板８３の凹溝８４内に位置づけることで、作動体４３を介してアーム４を連結板８３に係合させることができる。そして、作動体４３が主軸Ａ周りに公転運動するようにクランク３、アーム４を駆動すれば、連結板８３を正逆回転させることができる。逆に、連結板８３に臨む作動体４３を凹溝８４外に導くことで、アーム４と連結板８３との係合を容易に解消できる。
【００３０】
基本的に、主軸Ａは、走行装置の本体１に対してその位置を変化させることはない。また、プログラムによるクランク３、アーム４の駆動制御（即ち、作動体４３の運動の軌跡の制御）は、駆動輪２Ｘ及びその軸の上下方向の変動に必ずしも柔軟に対応できない。だが、上述したカップリング装置９を用いて主軸Ａの軸端と、従動軸Ｂたる駆動輪２Ｘの軸Ｂの軸端とを連結することにより、主軸Ａに対する駆動輪２Ｘ及びその軸の変位を許容しながら主軸Ａのトルクを駆動輪２Ｘの軸Ｂに伝達することが可能となる。ひいては、アクチュエータ６ａ、６ｂによって供給される駆動力を利用して駆動輪２Ｘを回転駆動することが可能となる。
【００３１】
因みに、駆動輪２Ｘは前方に配置することもできる。
【００３２】
本実施形態によれば、主軸Ａの軸端と従動軸Ｂの軸端との間に介在する中間部材９３と、前記主軸Ａを前記中間部材９３に対し所定の軌跡Ｔに沿って相対変位可能であるように連結する第一のリンク機構９１と、前記従動軸Ｂを前記中間部材９３に対し軸心方向から見て前記所定の軌跡Ｔと交わる軌跡に沿って相対変位可能であるように連結する第二のリンク機構９２とを具備するカップリング装置９において、前記第一のリンク機構９１並びに前記第二のリンク機構９２をそれぞれ、前記主軸Ａの軸端または前記従動軸Ｂの軸端に固設される軸端部材９１２、９２２と、前記軸端部材９１２、９２２と前記中間部材９３とを連結すべくこれら両者に回転軸９１４、９１５、９１６、９１７、９２４、９２５、９２６、９２７を介して取り付けられる複数のリンクメンバ９１１、９１３、９２１、９２３とを包含し、一のリンクメンバ９１１、９２１と他のリンクメンバ９１３、９２３とが互いに相反する回転方向に揺動することで前記主軸Ａまたは前記従動軸Ｂを前記中間部材９３に対し相対変位させるものとしたため、フリクションや振動がより小さくなり、トルク伝達がスムーズに行われる。また、軸端部材９１２、９２２やリンクメンバ９１１、９１３、９２１、９２３の寸法等を調整することで、主軸Ａまたは従動軸Ｂの中間部材９３に対する相対変位の可能範囲を拡縮させることができる。即ち、主軸Ａと従動軸Ｂとの平行偏心の可能範囲を拡縮させることができることから、既存のものと比較してより大きな平行偏心を許容するようなカップリング装置を製造可能となる。
【００３３】
なお、本実施形態は以上に詳述したような態様には限られない。各部の具体的構成は、本発明の趣旨を逸脱しない範囲で種々の変形が可能である。特に、第一のリンク機構９１、第二のリンク機構９２の構成は、上述したものには限られない。よって、例えば、リンクメンバの数、リンクメンバの組み合わせの形、中間部材９３への取り付けにおける取付変位、その他は、種々に変更することが許される。
【００３４】
＜第２実施形態＞本実施形態におけるカップリング装置９Ｅは、図９、図１０に示すように、主軸Ａの軸端と従動軸Ｂの軸端との間に介在する中間部材９６と、中間部材９６と主軸Ａとを相対変位可能に係合させる第一のガイド機構と、中間部材９６と従動軸Ｂとを相対変位可能に係合させる第二のガイド機構とを具備してなる。以下、第１実施形態におけるカップリング装置９との相違点を中心に説明する。
【００３５】
第一のガイド機構は、複数の軸受９７と、これら軸受９７と同数の溝穴９６１とを各々係合させた係合構造を用いてなる。例えば、主軸Ａの軸端が固定されるべき軸端部材９４に二個の軸受９７を取り付けるとともに、これら軸受９７をそれぞれ収容する二つの溝穴９６１を中間部材９６に形成する。但し、軸受９７の個数及び溝穴９６１の数は二つには限られない。軸受９７は、典型的にはカムフォロアであるが、カムフォロア以外のものを採用しても構わない。溝穴９６１は、部材を貫通する貫通孔であってもよく、部材を貫通しない有底溝であってもよいが、図示例では貫通孔としてある。軸端部材９４に固定される主軸Ａの軸心方向から見て、複数の溝穴９６１は互いに略平行に延伸するとともに、一直線上に並ばないように（さらには、軸対称に）並行配置される。しかして、各軸受９７を各溝穴９６１に収容するように軸端部材９４と中間部材９６とを係合することで第一のガイド機構が構成され、軸受９７を溝穴９６１に沿って移動させることで軸端部材９４ひいては主軸Ａが中間部材９６に対して相対変位することとなる。主軸Ａの中間部材９６に対する相対変位の軌跡は、溝穴９６１の位置及び形状に依存する。本実施形態では、主軸Ａが略直線的に中間部材９６に対して相対変位し得る。因みに、本実施形態では、軸受９７が主軸Ａに対称に配置されるとともに、直線的に延伸する溝穴９６１が中間部材９６の中心に対称に配置される。
【００３６】
第二のガイド機構は、上述した第一のガイド機構に相似する。即ち、従動軸Ｂの軸端が固定されるべき軸端部材９５に二個の軸受９８を取り付けるとともに、これら軸受９８をそれぞれ収容する二つの溝穴９６２を中間部材９６に形成する。但し、軸受９８の個数及び溝穴９６２の数は二つには限られない。第二のガイド機構においても、複数の溝穴９６２は、軸端部材９５に固定される従動軸Ｂの軸心方向から見て互いに平行に延伸するとともに、一直線上に並ばないように（さらには、軸対称に）並行配置される。また、軸心方向から見て、第二のガイド機構における溝穴９６２の延伸方向と第一のガイド機構における溝穴９６１の軸心方向とが互いに略垂直となる。しかして、各軸受９８を各溝穴９６２に収容するように軸端部材９５と中間部材９６とを係合することで第二のガイド機構が構成され、軸受９８を溝穴９６２に沿って移動させることで軸端部材９５ひいては従動軸Ｂが中間部材９６に対して相対変位することとなる。従動軸Ｂの中間部材９６に対する相対変位の軌跡は、溝穴９６２の位置及び形状に依存する。本実施形態では、従動軸Ｂが略直線的に中間部材９６に対して相対変位し得る。かつ、軸心方向から見て、従動軸Ｂの相対変位の軌跡は主軸Ａの相対変位の軌跡に対して略垂直であり、両者は交差する。因みに、本実施形態では、軸受９８が従動軸Ｂに対称に配置されるとともに、溝穴９６２が中間部材９６の中心に対称に配置される。
【００３７】
但し、第一のガイド機構または第二のガイド機構において、複数の溝穴９６１、９６２を軸端部材９４、９５に形成し、これら溝穴９６１、９６２の各々に対向するように同数の軸受９７、９８を中間部材９６に取り付けるものとしてもよい。さらに、複数の軸受９７、９８の全てが軸端部材９４、９５（若しくは、中間部材９６）に取り付けられるとは限られず、複数の溝穴９６１、９６２の全てが中間部材９６（若しくは、軸端部材９４、９５）に形成されるとは限られない。複数の軸受９７、９８のうち一部を中間部材９６に取り付け、これに対応する溝穴９６１、９６２を軸端部材９４、９５に形成することも可能である。総じて言えば、軸端部材９４、９５と中間部材９６とのうち一方に設けられた軸受９７、９８と他方に設けられた溝穴９６１、９６２との組を複数介在させることによって第一のガイド機構または第二のガイド機構が成り立つ。
【００３８】
本実施形態におけるカップリング装置９Ｅは、オルダムカップリングの弱点であるフリクションを低減するべく、ボールベアリング、ニードルベアリング（カムフォロア）、ローラーベアリング等を内包する軸受９７、９８を（突条に替えて）採用したものである。その上で、複数の軸受９７、９８を収容する各溝穴９６１、９６２を略平行に配置することで、溝穴９６１、９６２の長さ寸法を稼ぎ、軸受９７、９８の可動範囲をできるだけ拡げるようにしている。このことから、中間部材９６に対する主軸Ａまたは従動軸Ｂの相対変位の可能範囲が拡がり、主軸Ａと従動軸Ｂとのより大きな平行偏心が許容される。
【００３９】
本実施形態によれば、主軸Ａの軸端と従動軸Ｂの軸端との間に介在する中間部材９６と、前記主軸Ａを前記中間部材９６に対し所定の軌跡に沿って相対変位可能であるように係合させる第一のガイド機構と、前記従動軸Ｂを前記中間部材９６に対し軸心方向から見て前記所定の軌跡と交わる軌跡に沿って相対変位可能であるように係合させる第二のガイド機構とを具備するカップリング装置９Ｅにおいて、前記第一のガイド機構並びに前記第二のガイド機構をそれぞれ、前記主軸Ａの軸端または前記従動軸Ｂの軸端に固設される軸端部材９４、９５と、各々が前記軸端部材９４、９５または前記中間部材９６の何れかに形成される複数の溝穴９６１、９６２と、各溝穴９６１、９６２に対向するように前記軸端部材９４、９５または前記中間部材９６の何れかに取り付けられ該溝穴９６１、９６２に収容される同数の軸受９７、９８とを包含し、軸心方向から見て前記複数の溝穴９６１、９６２が一直線上に並ばない位置に軸対称に配置され、各軸受９７、９８が各溝穴９６１、９６２に沿って移動することで前記主軸Ａまたは前記従動軸Ｂを前記中間部材９６に対し相対変位させるものとしたため、フリクションや振動がより小さくなり、トルク伝達がスムーズに行われる。
【００４０】
なお、本実施形態は以上に詳述したような態様には限られない。各部の具体的構成は、本発明の趣旨を逸脱しない範囲で種々の変形が可能である。特に、第一のガイド機構、第二のガイド機構の構成は、上述したものには限られない。例えば、軸受及び溝穴の数や配置、形状その他は、種々に変更することが許される。軸穴９６１、９６２は直線状に延伸する形状のものには限られず、カーブするものであっても構わない。また、主軸側／従動軸側の一方を、上記第１実施形態において述べたリンク機構とすることも可能である。
【００４１】
＜第３実施形態＞本実施形態におけるカップリング装置９Ｘは、図１１、図１２に示すように、主軸Ａに従動して回転しかつその回転を通じて従動軸Ｂを回転駆動する、主軸Ａ及び従動軸Ｂとは別体をなす伝動軸Ｃを設け、この伝動軸Ｃと主軸Ａ及び／または従動軸Ｂとの間に巻掛伝動機構を介在させてなるものである。
【００４２】
巻掛伝動機構は、チェーンまたはベルトと、このチェーンまたはベルトが巻掛けられる車（鎖車またはベルト車）とを用いてなる。従動軸Ｂと伝動軸Ｃとの間に巻掛伝動機構を介在させる場合、従動軸Ｂと伝動軸Ｃとの各々に車を取り付け、これらの車にチェーン等を巻掛けることで巻掛伝動機構を構築する。主軸Ａと伝動軸Ｃとの間に巻掛伝動機構を介在させる場合には、主軸Ａ軸と伝動軸Ｃとの各々に車を取り付けこれらの車にベルト等を巻掛けることは言うまでもない。図示例では、主軸Ａ及び従動軸Ｂのそれぞれに鎖車９Ｘ１、９Ｘ２を固定し、かつ各鎖車９Ｘ１、９Ｘ２と対向する鎖車９Ｘ３、９Ｘ４を伝動軸Ｃに固定してある。その上で、対をなす鎖車９Ｘ１及び９Ｘ３、並びに９Ｘ２及び９Ｘ４にチェーン９Ｘ５、９Ｘ６を巻掛けることにより、主軸Ａと伝動軸Ｃとの間に巻掛伝動機構を構成し、並びに伝動軸Ｃと従動軸Ｂとの間に巻掛伝動機構を構成している。
【００４３】
このような構成により、図１３に示すように、巻掛伝動機構を介して伝動軸Ｃと接続している主軸Ａ及び／または従動軸Ｂを、伝動軸Ｃを中心として揺動させることが可能となる。そして、主軸Ａ及び／または従動軸Ｂを揺動させることを通じて、主軸Ａと従動軸Ｂとの間の距離を変化させることが可能となる。
【００４４】
上記第１実施形態で述べた走行装置に該カップリング装置９Ｘを実装するにあたっては、連結板８３が固定された軸を主軸Ａとし、駆動輪２Ｘの軸を従動軸Ｂとすればよい。また、伝動軸Ｃは、例えば走行装置の本体１に支持させればよい。この場合には、伝動軸Ｃを中心に駆動輪２Ｘ及びその軸Ｂが揺動可能となる。従って、伝動軸Ｃと、駆動輪２Ｘを軸支する支持体８１を支持している水平軸８２とを、略同一軸線上に配置することが望ましいと言える。
【００４５】
なお、本実施形態は以上に詳述したような態様には限られない。各部の具体的構成は、本発明の趣旨を逸脱しない範囲で種々の変形が可能である。また、伝動軸Ｃをアーム４で回転駆動する態様もとり得る。
【図面の簡単な説明】
【００４６】
【図１】本発明の一実施形態におけるカップリング装置を示す右側面図。
【図２】同正面図。
【図３】同左側面図。
【図４】カップリング装置の動作を説明する図。
【図５】本発明に係るカップリング装置を適用した走行装置を示す要部側面図。
【図６】同要部下面図。
【図７】走行装置の段差昇降機構の動作を説明する図。
【図８】走行装置の段差昇降機構の動作を説明する図。
【図９】本発明の一実施形態におけるカップリング装置を示す分解斜視図。
【図１０】同縦断面図。
【図１１】本発明の一実施形態におけるカップリング装置を示す右側面図。
【図１２】同下面図。
【図１３】カップリング装置の動作を説明する図。
【符号の説明】
【００４７】
Ａ…主軸
Ｂ…従動軸
９、９Ｅ、９Ｘ…カップリング装置
９１…第一のリンク機構
９２…第二のリンク機構
９１２、９４…主軸側の軸端部材
９２２、９５…従動軸側の軸端部材
９３、９６…中間部材
９７、９８…軸受
９６１、９６２…溝穴
Ｃ…伝動軸
【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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【図１２】
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【図１３】
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