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移動搬送機構 新技術説明会

国内特許コード P10A015565
整理番号 1823
掲載日 2010年7月16日
出願番号 特願2008-018089
公開番号 特開2009-179110
登録番号 特許第5158698号
出願日 平成20年1月29日(2008.1.29)
公開日 平成21年8月13日(2009.8.13)
登録日 平成24年12月21日(2012.12.21)
発明者
  • 小森 雅晴
出願人
  • 国立大学法人京都大学
発明の名称 移動搬送機構 新技術説明会
発明の概要

【課題】簡単な構成で主車輪の回転駆動と副車輪の回転駆動とを行うことができる移動搬送機構を提供する。
【解決手段】ホイール回転中心軸20sを中心に回転自在に支持されるホイール部材20に、少なくとも1つの副車輪30が回転自在に支持されている。ホイール回転中心軸20sと同軸に回転自在に配置された第1及び第2の入力部材18a,18bと、第1及び第2の入力部材18a,18bの両方に係合し、自転可能、かつ、ホイール回転中心軸20sのまわりを公転可能である出力部材42とを含む、差動機構を備える。出力部材42は、ホイール部材20に固定された回転支持部材26に回転自在に支持され、少なくとも一つの副車輪30との間が回転伝達部材43,47,48,49,32で結合され、出力部材42の自転による回転が副車輪30に伝達される。ホイール部材20は、出力部材42の公転に伴って回転する。
【選択図】図1

従来技術、競合技術の概要


平面上を全方向に移動可能なロボットや、工場内の搬送設備等において、オムニホイールと呼ばれる車輪が用いられている。このオムニホイールは、主車輪の外周に副車輪を並べたものであり、副車輪の回転中心軸は主車輪の円周方向と略一致する方向に延在し、副車輪は回転自在である。オムニホイールを駆動する場合は、主車輪のみを回転駆動する。



2つのオムニホイールを組み合わせ、例えば直角に配置すると、前後移動と、左右移動の2自由度の移動搬送装置を実現できる。3つ以上のオムニホイールを組み合わせて用いると、前後、左右の移動に加え、旋回も可能となり、3自由度の移動搬送装置を実現できる。



また、副車輪を回転駆動するように構成した全方向移動車輪が提案されている。例えば図28の斜視図、図29の要部拡大図に示すように、移動搬送装置の車軸に取り付けられるホイール部材102の外周面に複数の支持部材103を突設して、副車輪となる複数の樽型分割ローラ104を回転自在に支持する。隣接する樽型分割ローラ104間を動力伝達手段106で連結し、ホイール部材102内に配置したモータ151の回転を、チェーン153を介して一つの樽型分割ローラ104に伝達することにより、全ての樽型分割ローラ104を回転駆動する(例えば、特許文献1参照)。

【特許文献1】特開2005-67334号公報

【特許文献2】特開2006-168659号公報

【特許文献3】特開2007-106254号公報

【特許文献4】特開平8-67268号公報

産業上の利用分野


本発明は移動搬送機構に関し、詳しくは、全方向移動可能な車輪を備えた移動搬送機構及びそれを用いた移動搬送装置に関する。

特許請求の範囲 【請求項1】
ホイール回転中心軸を中心に回転自在に支持される少なくとも1つのホイール部材と、
前記ホイール回転中心軸を中心とする円周に沿ってそれぞれの副車輪回転中心軸が延在し、前記ホイール部材にそれぞれ回転自在に支持された、少なくとも1つの副車輪と、
前記ホイール回転中心軸と同軸に回転自在に配置された第1及び第2の入力部材と、前記第1及び第2の入力部材の両方に接触し、自転中心軸を中心に自転可能、かつ、前記ホイール回転中心軸のまわりを公転可能である出力部材とを含む差動機構と、
前記ホイール部材に固定され、前記差動機構の前記出力部材を、前記自転中心軸を中心に回転自在に支持する、回転支持部材と、
前記差動機構の前記出力部材と少なくとも一つの前記副車輪との間を結合し、前記出力部材の前記自転中心軸を中心とする自転による回転を前記副車輪に伝達して前記副車輪を回転させる、回転伝達部材と、
を備え、
前記ホイール部材は、前記差動機構の前記出力部材の前記ホイール回転中心軸のまわりの公転に伴って、前記ホイール回転中心軸を中心に回転することを特徴とする、移動搬送機構。

【請求項2】
前記差動機構の前記第1の入力部材は、前記出力部材と係合する第1の係合部を有し、
前記差動機構の前記第2の入力部材は、前記出力部材と係合する第2の係合部を有し、
前記第1の係合部と前記第2の係合部とは互いに対向し、
前記差動機構の前記出力部材のうち少なくとも一つは、前記ホイール回転中心軸に垂直なある方向から透視したときに、前記ホイール回転中心軸に関して片側にのみ配置されていることを特徴とする、請求項1に記載の移動搬送機構。

【請求項3】
前記差動機構の前記出力部材の前記自転中心軸は、前記ホイール回転中心軸に対して非平行に配置され、
前記差動機構の前記出力部材は、前記差動機構の前記第1の入力部材の前記第1の係合部と前記差動機構の前記第2の入力部材の前記第2の係合部との両方に係合する第3の係合部を有することを特徴とする、請求項2に記載の移動搬送機構。

【請求項4】
前記第1及び第2の係合部、又は前記第1乃至第3の係合部が、かさ歯車の歯面であることを特徴とする、請求項2又は3に記載の移動搬送機構。

【請求項5】
前記副車輪は、前記副車輪回転中心軸の少なくとも一部を円弧状に保ったまま前記副車輪回転中心軸のまわりを変形しながら回転することを特徴とする、請求項1乃至4のいずれか一つに記載の移動搬送機構。

【請求項6】
前記回転伝達部材は、前記副車輪に係合し、前記副車輪の外周面のうち接地面に沿って延在する表面を有する無端循環部材を含むことを特徴とする、請求項1乃至5のいずれか一つに記載の移動搬送機構。

【請求項7】
前記回転伝達部材は、前記副車輪の前記ホイール回転中心軸方向両側にそれぞれ接する前記ホイール回転中心軸に垂直な一対の仮想的な平面の間の領域内に配置されることを特徴とする、請求項1乃至6のいずれか一つに記載の移動搬送機構。

【請求項8】
前記回転伝達部材の少なくとも一部が、前記副車輪の前記ホイール回転中心軸方向両側にそれぞれ接する前記ホイール回転中心軸に垂直な一対の仮想的な平面の間の領域の外側に配置されることを特徴とする、請求項1乃至6のいずれか一つに記載の移動搬送機構。

【請求項9】
前記回転伝達部材は、丸ベルトを含むことを特徴とする、請求項1乃至8のいずれか一つに記載の移動搬送機構。

【請求項10】
請求項1乃至9のいずれか一つに記載の少なくとも1つの移動搬送機構と、
前記移動搬送機構の前記ホイール部材を、前記ホイール回転中心軸を中心に回転自在に支持する本体と、
前記本体に固定され、前記移動搬送機構の前記差動機構の前記第1及び第2の入力部材にそれぞれ結合され、前記第1及び第2の入力部材をそれぞれ回転駆動する第1及び第2の駆動源と、
を備えたことを特徴とする移動搬送装置。

【請求項11】
主車輪と、
前記主車輪の外周に沿って配置された副車輪と、
第1及び第2の入力部材と、前記第1及び第2の入力部材に係合する出力部材とを有し、前記主車輪において前記副車輪よりも前記主車輪の径方向内側に配置された差動機構と、
を備え、
前記差動機構の前記出力部材の公転により前記主車輪が回転し、前記差動機構の前記出力部材の自転により前記副車輪が回転するように構成された移動搬送機構を準備する工程と、
前記主車輪のみを回転させるときには、前記差動機構の前記出力部材が公転しかつ自転しない第1の角速度比で、前記差動機構の前記第1及び第2の入力部材を回転駆動し、
前記副車輪のみを回転させるときには、前記差動機構の前記出力部材が自転しかつ公転しない第2の角速度比で、前記差動機構の前記第1及び第2の入力部材を回転駆動し、
前記主車輪と前記副車輪の両方を回転させるときには、前記第1の角速度比と異なりかつ前記第2の角速度比と異なる角速度比で、前記差動機構の前記第1及び第2の入力部材を回転駆動する工程と、
を備えたことを特徴とする、移動搬送機構の駆動方法。
産業区分
  • 自動車
  • 工業用ロボット
国際特許分類(IPC)
画像

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JP2008018089thum.jpg
出願権利状態 権利存続中
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