JP6006780B2

JP6006780B2 - 移動体

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Inventors: 梓網野; 亮介中村; 泰士上田
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Description

本発明は、走行面に２つの車輪が接地し倒立して走行する態様の倒立２輪による移動手段を備え、前後方向(進行方向)と左右方向の安定性を備える移動体に関する。

従来、進行方向への走行中に車体の向きを変えずに走行方向を変更する移動体は、例えば、特許文献１に記載の技術が知られている。

特許文献１に開示される方法によれば、移動体の前後にそれぞれ備えられた左右の車輪と異なる向きの別の左右の車輪を、車体に支持軸を介して回動自在に取り付ける。そして、状況に応じて前後の各左右の車輪の接地と、これとは異なる向きの別の左右の車輪の接地とを切り替えて走行方向を変更する。

特開平９−８６１９７号公報(図１、図２等)

しかしながら、特許文献１の従来技術では、移動方向を変更する瞬間に車体の重量を支持する車輪が異なる別の車輪に切り替わるため、異なる別の車輪が走行面から外力を受け、車体に上下方向の衝撃力が発生する。そのため、車体の荷重バランス、すなわち車体の重心と当該衝撃力の位置関係によっては、車輪の切り替え時に車体がバランスを崩す可能性がある。また、この方式は２組の移動機構のうちの１組を車体の走行の向き(走行方向)により選択する構造のため、移動機構自体の重量が大きくなる可能性がある。

また、通常の乗用車に用いられるような構造において、ステアリングにより車輪を全方向に(鉛直軸廻りに３６０度)操舵しようとした場合、サスペンションや車輪を支持する構造部材が、車輪を片持ち支持する構造のためにステアリング操舵の際に車輪と構造的に干渉する、すなわちぶつかることから、車輪の操舵角度に制限が生じる。

そこで、従来の構造を基に図１１に示すように、車輪２００の上に操舵機構(ステアリング機構２０１)とサスペンション２０２とを鉛直方向に積み上げて構成すると、車輪２００がサスペンション２０２、操舵機構のステアリング機構２０１と干渉しないために全方向に(鉛直軸廻りに３６０度)操舵は可能であるが、機構の全体の構成が上下方向に大きくなるという新たな問題を生じる。そのため、機構部の重量増、燃料増を招来し、コスト増の起因となる。

本発明は上記実状に鑑み、車体の向きと走行方向とを独立にできるとともに、低重心、軽量化が可能な移動体の提供を目的とする。

上記目的を達成すべく、本発明の請求項１に関わる移動体は、車体と、前記車体の左右に備えられ、鉛直軸回りに駆動可能なステアリングアクチュエータと、前記ステアリングアクチュエータに駆動される左右のステアリングハブと、前記ステアリングハブに固定される車輪アクチュエータと、前記車輪アクチュエータにより駆動され、鉛直方向に対して傾斜して配置される車輪とを備え、前記ステアリングアクチュエータと前記ステアリングハブとの接続を、スプラインと、前記スプラインに沿って伸縮するサスペンション部材とで構成し、前記サスペンション部材は、前記車体と前記ステアリングハブとで懸架されている。

本発明によれば、車体の向きと走行方向とを独立にできるとともに、低重心、軽量化が可能な移動体を実現できる。

本発明に係る実施形態の移動体を進行方向の斜め上方から目視した図である。移動体の制御系を示すブロック図である。図１のＡ−Ａ線断面図である。（ａ）は移動体が正面に向けて走行するために車輪を正面に向けた状態であり、（ｂ）はこの場合の車輪の地面との接地状態を示す（ａ）のステアリング軸を通るＸＺ面の断面図であり、（c）は移動体を車体側の左側面から見た図である。移動体の制御の一例のブロック図である。（ａ）は車輪を車体の進行方向とは直角に向け、移動体を車体の進行方向に対して左右方向に移動させる状態を示す図であり、（ｂ）は車輪を車体の進行方向から変化させて移動する状態を示す図である。変形形態１の移動体を前方斜め上方から目視した斜視図である変形形態２の移動体を前方斜め上方から目視した斜視図である。変形形態２の別例の移動体を前方斜め上方から目視した斜視図である。変形形態３の移動体を前方斜め上方から目視した斜視図である。従来の車輪の上に操舵機構とサスペンションとを鉛直方向に積み上げて構成する状態を示す図である。

以下、本発明の実施形態について添付図面を参照して説明する。
図１は、本発明に係る実施形態の移動体１を進行方向の斜め上方から目視した図である。図１において、移動体１の進行方向をＹ軸とし、Ｙ軸の軸回りをロール方向、Ｙ軸と直角で進行方向の水平面と平行な軸をＸ軸、Ｘ軸の軸回りをピッチ方向、Ｘ軸とＹ軸とに直交する鉛直方向の軸をＺ軸、Ｚ軸の軸回りをヨー方向と称し、以下特別な表記がない場合はこれを用いるものとする。

実施形態の移動体１は、鉛直面のＹＺ面に対称な形状の車体２と、車体２の左右に取り付けられ、鉛直軸のＺ軸回り(ヨー方向)に出力部の回転方向を有するステアリングアクチュエータ１０Ｌ、１０Ｒと、ステアリングアクチュエータ１０Ｌ、１０Ｒの出力部によってベルトなどの伝達手段を介してＺ軸回り(ヨー方向)に回動するスプライン１１Ｌ、１１Ｒとを備える。なお、スプライン１１Ｌ、１１ＲはＺ軸方向(鉛直方向)に延在する長い形状を有する。

さらに、移動体１は、スプライン１１Ｌ、１１Ｒの下端とそれぞれ接続されるステアリングハブ１４Ｌ、１４Ｒと、ステアリングハブ１４Ｌ、１４Ｒにそれぞれ固定され接続されるとともにＸ軸(水平軸)に対しその回転軸が所定の角度傾斜する車輪アクチュエータ１３Ｌ、１３Ｒと、車輪アクチュエータ１３Ｌ、１３Ｒの回転軸に結合され回転駆動される車輪１５Ｌ、１５Ｒとを備える。

車体２とステアリングハブ１４Ｌ、１４Ｒとの間にはそれぞれ、車輪１５Ｌ、１５Ｒに加わる外力の車体２への伝達を抑制するための防振機構のサスペンションバネ１２Ｌ、１２Ｒが設けられている。

サスペンションバネ１２Ｌ、１２Ｒは、それぞれ上端が車体２の左右下部に当接されるとともに下端がステアリングハブ１４Ｌ、１４Ｒに当接され、中央部を貫通して配置されるスプライン１１Ｌ、１１Ｒをガイドとし、弾性変形により伸縮する。

＜移動体の制御系＞
図２は、移動体の制御系を示すブロック図である。
車体２には、自己の姿勢(角度や角速度)を計測するジャイロスコープなどの角度センサの姿勢計測手段２１と、自己の姿勢や状況を元に移動体１のステアリングアクチュエータ１０Ｌ、１０Ｒおよび車輪アクチュエータ１３Ｌ、１３Ｒを制御する制御装置２２とが内設されている。

ステアリングアクチュエータ１０Ｌ、１０Ｒおよび車輪アクチュエータ１３Ｌ、１３Ｒは、動力源（例えば電気モータ）と、その減速比を変更する減速機と、回転角度を検出する角度検出器とを内蔵し、その出力端に接続される部品を駆動制御する。角度検出器は、ロータリエンコーダやポテンショメータなどが使用される。

制御装置２２は、車体２に内蔵された姿勢計測手段２１の車体２の姿勢に係る計測信号(車体２の角度や角速度を示す計測値)を読み取り、車輪１５Ｌ、１５Ｒによる倒立姿勢(図１参照)を維持するように、ステアリングアクチュエータ１０Ｌ、１０Ｒや、車輪アクチュエータ１３Ｌ、１３Ｒを駆動し、車輪１５Ｌ、１５Ｒを制御する。

＜懸架装置＞
図３は、図１のＡ−Ａ線断面図（図１のスプライン１１Ｌ中央を通るＹＺ面の断面図）である。
移動体１は、鉛直面のＹＺ面に対して対称な形状であるため、以下では左半分の構造(図３参照)を用いて詳細に説明し、右半分の構造の説明は省略する。
ステアリングアクチュエータ１０Ｌの出力部には、Ｚ軸回り(ヨー方向)に回動するステアリングアクチュエータプーリ１９Ｌが取り付けられており、巻き掛け伝動のベルト１８Ｌを介してスプラインガイド１６Ｌを所定の位置に回転駆動する。

スプラインガイド１６Ｌは、略円筒状の形状を呈する部材であり、外側下部はプーリ１６Ｌ１が形成されてベルト１８Ｌが巻装され駆動される一方、外側上部はベアリング１７Ｌを介して車体２に対して鉛直軸のＺ軸回りに回転可能に取り付けられる。ベアリング１７Ｌは、車体２およびスプラインガイド１６ＬからのＺ軸回り(ヨー方向)およびＸ軸回り(ピッチ方向)のモーメントを受けることができるベアリングであり、例えばころが線接触するクロスローラベアリングが使用される。
スプラインガイド１６Ｌの内面は、Ｚ方向に凹状の溝が刻設されており、スプライン１１Ｌの凸部と噛み合いＺ軸回りの回転を伝達しつつ、Ｚ軸方向(鉛直方向)にスライド可能に接続されている。

スプライン１１Ｌは略円筒状の形状を呈する部材であり、外側部はＺ方向に凹状の溝が刻設されており、内部側には車輪アクチュエータ１３Ｌに接続される配線が挿通する空間が形成されている。スプライン１１Ｌの下端には、車輪アクチュエータ１３Ｌが固設されるステアリングハブ１４Ｌが固定され接続されている。
スプライン１１Ｌは、その最上部がスプラインガイド１６Ｌの内径よりも大きく形成されており、スプラインガイド１６Ｌからの脱落を防止している。

サスペンションバネ１２Ｌは、圧縮コイルバネであり、中央部を貫通するスプライン１１Ｌが、弾性変形の伸縮運動の際のガイドとして配置されている。
サスペンションバネ１２Ｌは、その上・下端でそれぞれスプラインガイド１６Ｌとステアリングハブ１４Ｌとに懸架されている。これにより、地面の凹凸などによる衝撃は、車輪１５Ｌに入力され、ステアリングハブ１４Ｌを介してサスペンションバネ１２Ｌにより緩和される。つまり、車輪１５Ｌや車体２に地面(走行面)などから加わる外力は、サスペンションバネ１２Ｌの弾性変形による弾性エネルギやバネ線材の内部摩擦などにより吸収される。

＜車輪１５Ｌ(１５Ｒ)回りの構成＞
図４（ａ）は移動体１が正面に向けて走行するために車輪１５Ｌを正面に向けた状態である。この場合の車輪１５Ｌの地面との接地状態を、図４（ａ）のステアリング軸１０１Ｌを通るＸＺ面の断面図の図４（ｂ）に示す。図４（c）は移動体１を車体２側の左側面から目視した図である。

図４（ｂ）に示すように、車輪断面円中心点１０２Ｌは、スプライン１１Ｌの中心軸のステアリング軸１０１Ｌ上に配置され、車輪１５Ｌと地面１００との接地点１００ｓをステアリング軸１０１Ｌ上に配置している。
何故なら、車輪１５Ｌと地面１００との接地点１００ｓがスプライン１１Ｌの中心軸(ステアリング軸１０１Ｌ)上に配置されることにより、車輪１５Ｌが地面１００から受ける力のステアリング軸１０１Ｌ(スプライン１１Ｌの中心軸)回りのモーメントが“０”となるからである。また、車体２から接地点１００ｓまでの距離を最小にできる。そのため、スプライン１１Ｌ、車体２に地面１００から車輪１５Ｌを介して受ける外力の影響を可及的に少なくできる。

そして、ステアリング軸１０１Ｌを通る車輪１５ＬのＸＺ断面は、ステアリング軸１０１Ｌ上に配置される車輪断面円中心点１０２Ｌを中心とした半径Ｒの円の左右の一部を取り除いた形状としている。これにより、車輪１５Ｌの地面１００との接地点１００ｓに対して車輪１５Ｌの地面１００に接触する形状がＸ軸方向に対称となる。

そのため、車輪１５Ｌが地面１００から受ける力が接地点１００ｓに対してＸ軸方向に対称となり、車輪１５Ｌが地面１００から受ける力のバランスをとることができる。つまり、車輪１５Ｌが接地点１００ｓに対してＸ軸方向に対称な力を受けることとなる。
加えて、図４（ｂ）に示すように、車輪１５Ｌの車輪断面形状が円形で構成されているため、移動体１が傾いた場合でも急激な接地状況の変化が起こることを避けられる。

＜車輪１５Ｌ(１５Ｒ)とサスペンションバネ１２Ｌ(１２Ｒ)とが接触しないための条件＞
車輪１５Ｌ(１５Ｒ)とサスペンションバネ１２Ｌ(１２Ｒ)との接触を避けるための条件として、次式(１)が幾何学的に導かれる。
図４（ｂ）に示す車輪１５Ｌの内側の径である内径をｒ、車輪断面円中心点１０２Ｌから車輪１５Ｌのステアリング側断面の距離をｓ、車輪１５Ｌのステアリング軸１０１Ｌからの傾斜角をθ、サスペンションバネ１２Ｌのステアリング中心軸１０１Ｌ(スプライン１１Ｌの中心軸)からの車輪１５Ｌ側の距離をｄとすると、車輪１５Ｌとサスペンションバネ１２Ｌとが干渉しないための寸法関係は、次式(１)で表すことができる。

移動体１は、式(１)の寸法関係を用いて構成している。
なお、式(１)を満足するように、車輪１５Ｌ(１５Ｒ)内側の肉を削って凹んだ形状に形成してもよい。

図４（ｂ）に示すように、車輪１５Ｌの地面との接地点１００ｓがステアリング軸１０１Ｌ上に存在するため、図４（c）に示すように、車輪１５Ｌの回転中心１５ｃは、ステアリング軸１０１Ｌを通るＸＺ平面上に位置する。これにより、ステアリングアクチュエータ１０Ｌを駆動し、車輪１５Ｌをステアリング軸１０１Ｌ回りに回転させ、車輪１５Ｌの向きを任意に変更しても、車輪１５Ｌと地面１００との接地点１００ｓとステアリング軸１０１Ｌとの位置関係は常に一直線状にあり変化しない。さらに、前記したように、接地点１００ｓから車体２までの距離が最小となる。

そのため、車輪１５Ｌと接地面である地面１００との摩擦力(動摩擦力や静摩擦力)が移動体１に働く力を最小とすることが可能となる。また、ステアリングアクチュエータ１０Ｌ、１０Ｒに余分なトルクがかかることがないので大きなトルクを必要とせず、小さな出力のアクチュエータで済む。

これに対して、本構成と異なり車輪１５Ｌと地面１００との接地点１００ｓがステアリング軸１０１Ｌ(スプライン１１Ｌの中心軸)上にない場合には、ステアリング軸１０１Ｌと接地点１００ｓとの距離をウデの長さとするモーメントが、スプライン１１Ｌを介して、車体２に加わることとなる。また、接地点１００ｓから車体２までの距離が大きくなる。そのため、地面１００から移動体１に働く力が大きくなり、ステアリングアクチュエータ１０Ｌに無用なトルクが働くこととなる。

また、図３に示すステアリングアクチュエータ１０Ｌのステアリングアクチュエータプーリ１９Ｌとスプラインガイド１６Ｌのプーリ１６Ｌ１との減速比を小さくとることにより、車輪１５Ｌのステアリングの動作速度を高めることも可能である。

加えて、図４（ａ）で示すように、車輪１５Ｌを鉛直方向から傾斜させ、車輪アクチュエータ１３Ｌに近接した位置にサスペンションバネ１２Ｌを接続できる構成のため、ステアリングアクチュエータ１０Ｌからスプラインガイド１６Ｌの構成(図３参照)や、スプライン１１Ｌ、ステアリングハブ１４Ｌなどの構成部材の小型化が可能である。そのため、車輪１５Ｌ回りの全ての構成部品を車輪１５Ｌに近付けて低重心化することができ、移動体１の重心が下方に配置され、もって移動体１の安定性が向上する。

なお、本構成では、車輪１５Ｌと地面１００との接地点１００ｓがステアリング軸１０１Ｌ(スプライン１１Ｌの中心軸)上に配置する構成を例示したが、接地点１００ｓをステアリング軸１０１Ｌ上近くに配置すれば、必ずしも接地点１００ｓをステアリング軸１０１Ｌ上に配置しなくてもよい。但し、前記したように、接地点１００ｓをステアリング軸１０１Ｌ上に配置することが最も望ましい。

＜移動体１の制御の一例＞
次に、移動体１の制御の一例について説明する。
図５は移動体１の制御の一例のブロック図である。
車体２の姿勢計測手段２１(図２参照)である角度センサ２１ａは、車体２に搭載され、車体２の重力方向(Ｚ軸方向)に対する前後方向(走行方向)(Ｙ軸方向)の倒れや左右方向(水平面における走行方向に垂直な方向)(Ｘ軸方向)の倒れの傾斜角度、角速度を検出する。制御装置２２は、角度センサ２１ａが検出したセンサ信号の検出情報を元に、車体２の傾きと角速度を目標値に一致させるようにフィードバック制御を行い、ステアリングアクチュエータ１０Ｌ、１０Ｒや車輪アクチュエータ１３Ｌ、１３Ｒなどの駆動手段２３を適切に制御する。

図６（ａ）は車輪１５Ｌ、１５Ｒを車体２の進行方向(Ｙ軸方向)とは直角に向け(Ｘ軸方向)、移動体１を車体２の進行方向に対して左右方向に移動させる状態である。
移動体１の通常移動時は、図１のように車体２の進行方向(Ｙ軸方向)に車輪１５Ｌ、１５Ｒを平行に向け、倒立２輪の状態で移動を行う。

一方、図６（ａ）に示すように、車体２の向きを変えずに移動体１を左右に移動したい場合や、走行面である路面の段差による突き上げ(Ｚ軸方向の衝撃力)や、移動体１と走行路の障害物との接触により、移動体１が左右のバランスを失った場合は図６（ａ）のように車輪１５Ｌ、１５Ｒの進行方向を車体２の進行方向(Ｙ軸方向)と直角に向け、移動体１を左右(Ｘ軸方向)に移動させ、車体２の左右方向への倒れを抑制することができる。

また、車体２の向きを変えずに走行経路だけを変更したい場合には、図６（ｂ）の実線矢印または破線矢印のように、車輪１５Ｌ、１５Ｒを車体２の進行方向(Ｙ軸方向)(図６（ｂ）の二点鎖線の矢印方向)から進行方向を変化させ、移動することが可能である。

つまり、移動体１は、図４に示すように、車輪１５Ｌ、１５Ｒをステアリングアクチュエータ１０Ｌ、１０Ｒによりスプライン１１Ｌ、１１Ｒ回り(鉛直軸のＺ軸回り)に車体２と独立して回転させる構成のため、車体２の向きと車体２の移動方向とをそれぞれ自由に独立して制御できる。
このように、本実施形態の移動体１は、前後方向(走行方向)の安定性は倒立２輪状態の車輪１５Ｌ、１５Ｒの回転による移動によって実現する。

一方、サスペンションバネ１２Ｌ、１２Ｒで吸収しきれない車体２の向き(Ｙ軸方向)に垂直な左右方向(Ｘ軸方向)の外乱は、左右の車輪１５Ｌ、１５Ｒの向きを変更し車輪１５Ｌ、１５Ｒを駆動し、車体２に印加される外力を逃がす方向(車体２に外力が印加される向き)へ移動体１を移動させることで、車体２の安定を確保することが可能である。

また、図１に示すように、車輪１５Ｌ、１５Ｒを互いに対称になるように傾斜して設けることにより、車輪１５Ｌ、１５Ｒの進行方向に垂直な方向に働く力およびモーメントを打ち消すことができ、移動体１の安定走行が行える。

実施形態によれば、車輪１５Ｌ、１５Ｒを鉛直方向から傾け、車輪１５Ｌ、１５Ｒをそれぞれスプライン１１Ｌ、１１Ｒ回りに回転させてステアリングを行うので、車輪１５Ｌ、１５Ｒを全方向(鉛直軸のＺ軸回りに３６０度)に操舵可能であり、車輪１５Ｌ、１５Ｒが懸架装置の部品に接触しない構成が可能である。また、車体２の向きと車輪１５Ｌ、１５Ｒによる走行方向とを独立にできる。

また、ステアリング軸１０１Ｌ(スプライン１１Ｌの中心軸)と車輪１５Ｌの接地点１００ｓが同軸上にあるためステアリング駆動時のトルクが少なくて済む。
さらに、車輪１５Ｌ、１５Ｒを傾け、サスペンションバネ１２Ｌ、１２Ｒをそれぞれ車輪１５Ｌ、１５Ｒに近く配置できる構成なので、車輪１５Ｌ、１５Ｒ回りの部品を車輪１５Ｌ、１５Ｒに近付けることができる。そのため、移動体１の低重心化が可能であり、移動体１の安定性が向上する。また、車輪１５Ｌ、１５Ｒの懸架装置の部品の小型化が可能であり、移動体１の軽量化が可能となる。そのため、移動体１の燃費性能が向上する。

＜＜変形形態１＞＞
図７は、変形形態１の移動体を前方斜め上方から目視した斜視図である。
変形形態１の移動体１Ａは、車体２の進行方向の前側に水平軸ｓ１回りおよび鉛直軸ｅ１回りに自由に回転できる車輪１５Ｏを車体２に設けたものである。つまり、車体２はＴ字型をしている。
これ以外の構成は、実施形態と同様であるから同一の構成要素には、同一の符号を付して示し、詳細な説明は省略する。

変形形態１によれば、移動体１Ａは、三輪車となるので、安定性が向上する。そのため、簡易な乗り物として使用できる。例えば、主婦や老人などの一人用の乗り物として、買い物、通院などに使用できる。

＜＜変形形態２＞＞
図８は、変形形態２の移動体を前方斜め上方から目視した斜視図である。
変形形態２の移動体１Ｂは、車体２の進行方向の前側に水平軸ｓ１回りおよび鉛直軸ｅ１回りに自由に回転できる２つの車輪１５Ｏ１、１５Ｏ２を設けたものである。
これ以外の構成は、実施形態と同様であるから同一の構成要素には、同一の符号を付して示し、詳細な説明は省略する。
図９は、変形形態２の別例の移動体を前方斜め上方から目視した斜視図である。

変形形態２の別例の移動体１Ｂ１は、車体２の進行方向の後側に水平軸ｓ１回りおよび鉛直軸ｅ１回りに自由に回転できる２つの車輪１５Ｏ１、１５Ｏ２を設けたものである。つまり、車体２はＨ字型をしている。
これ以外の構成は、実施形態と同様であるから同一の構成要素には、同一の符号を付して示し、詳細な説明は省略する。

変形形態２によれば、移動体１Ａは、４輪車なので、２輪車、３輪車よりも安定性が向上する。そのため、ある程度の重量がある荷物を運ぶ簡易な乗り物として使用できる。例えば、一人または二人用の簡易な乗り物として使用できる。

＜＜変形形態３＞＞
図１０は、変形形態３の移動体を前方斜め上方から目視した斜視図である。
変形形態３の移動体１Ｃは、車体２の進行方向の前側および後側にそれぞれ、一対の車輪１５Ｌ、１５Ｒを車体２に設けたものである。
これ以外の構成は、実施形態と同様であるから同一の構成要素には、同一の符号を付して示し、詳細な説明は省略する。

変形形態３によれば、一対の車輪１５Ｌ、１５Ｒを車体２の前側および後側にそれぞれ設けたので、車体２の安定性が向上する。また、移動体１Ｃは、４輪駆動なので、走行性能が向上し、きめ細かい走行制御が可能である。

＜＜その他の実施形態＞＞
なお、前記実施形態、変形形態では、防振装置のサスペンション部材として、サスペンションバネ１２Ｒ、１２Ｌを例示したが、減衰作用をもつショックアブソーバを付加してもよい。この場合、ショックアブソーバは、車体２または／およびステアリングハブ１４Ｌ、１４Ｒにフリーに取着される。また、式(１)を条件にショックアブソーバの車輪１５Ｌ、１５Ｒとの接触を防ぐとよい。
或いは、弾性作用のサスペンションバネと減衰作用のショックアブソーバとを一体としたコイルオーバとしてもよい。この場合、式(１)を用いて、コイルオーバと車輪１５Ｌ、１５Ｒとの接触を防ぐとよい。

また、サスペンションバネ１２Ｒ、１２Ｌと同様な弾性作用を有すれば、サスペンションバネ１２Ｒ、１２Ｌに代替して、他の弾性材を使用してもよい。
なお、前記実施形態では、ステアリングアクチュエータ１０Ｌ、１０Ｒの駆動力を、巻き掛け伝動のベルト１８Ｌ(１８Ｒ)を介してスプライン１１Ｌ、１１Ｒに伝達する場合を例示したが、歯車など、他の伝達手段を用いてもよい。或いは、ステアリングアクチュエータ１０Ｌ、１０Ｒでスプライン１１Ｌ、１１Ｒをダイレクトドライブしてもよい。

なお、前記実施形態では、車体２の向きに対して、車輪１５Ｌ、１５Ｒを左右方向に配置する場合を例示したが、車輪１５Ｌ、１５Ｒを車体２の向きに沿って、車体２の進行方向に沿って配置することもできるが、実施形態で説明したように、車体２の向きに対して、車輪１５Ｌ、１５Ｒを左右方向に配置するのが最も望ましい。

以上、本発明の実施形態、変形形態を述べたが、その説明は典型的であることを意図している。従って、本発明の範囲内で様々な修正と変更が可能である。すなわち、本発明は発明の趣旨を変更しない範囲において適宜、任意に変更可能である。

１移動体
２車体
１０Ｌ、１０Ｒステアリングアクチュエータ
１１Ｌ、１１Ｒスプライン
１２Ｌ、１２Ｒサスペンションバネ(サスペンション部材)
１３Ｌ、１３Ｒ車輪アクチュエータ
１４Ｌ、１４Ｒステアリングハブ
１５Ｌ、１５Ｒ車輪
１５Ｏ、１５Ｏ１、１５Ｏ２車輪(第２の車輪)
１００地面(走行面)
１００ｓ接地点
１０１Ｌステアリング軸(ステアリングアクチュエータによる駆動軸)
１０２Ｌ車輪断面円中心点(断面円の中心点)
d サスペンションバネのステアリング軸からの車輪側の距離
ｒ車輪の内径
ｓ車輪の前記断面円の中心点からの車輪のステアリング側断面の距
Ｚ鉛直軸
θ ステアリング軸からの傾斜角

Claims

車体と、
前記車体の左右に備えられ、鉛直軸回りに駆動可能なステアリングアクチュエータと、
前記ステアリングアクチュエータに駆動される左右のステアリングハブと、
前記ステアリングハブに固定される車輪アクチュエータと、
前記車輪アクチュエータにより駆動され、鉛直方向に対して傾斜して配置される車輪とを備え、
前記ステアリングアクチュエータと前記ステアリングハブとの接続を、スプラインと、前記スプラインに沿って伸縮するサスペンション部材とで構成し、
前記サスペンション部材は、前記車体と前記ステアリングハブとで懸架される
ことを特徴とする移動体。
請求項１に記載の移動体において、
前記車輪は、前記車輪の進行方向と垂直の面での中央の断面が円形の断面円の左右を削除した形状であり、
前記断面円の中心は、ステアリング軸上に存在する
ことを特徴とする移動体。
請求項１に記載の移動体において、
前記サスペンション部材は、サスペンションバネである
ことを特徴とする移動体。
請求項２記載の移動体において、
前記サスペンション部材は、サスペンションバネであり、
前記車輪の内径をr、前記車輪の前記断面円の中心点からの前記車輪の前記ステアリング側断面の距離をs、前記車輪の前記ステアリング軸からの傾斜角をθ、前記サスペンションバネの前記ステアリング軸からの前記車輪側の距離をdとした場合、

の関係を満足する
ことを特徴とする移動体。
請求項１または請求項４に記載の移動体において、
前記車輪は、前記車体の進行方向に垂直な方向に一対設けられ、
前記車輪とは別に、鉛直軸回りおよび水平軸回りに自在に回転する第２の車輪を備える
ことを特徴とする移動体。