CN110816155A - 鼓形筒和具备该鼓形筒的轮子 - Google Patents

Abstract

本发明提供一种鼓形筒和具备该鼓形筒的轮子。本公开的目的在于使轮子所使用的鼓形筒高承载能力化。本发明的一实施方式的轮子具备：轮体，其具有一对支承构件；多个筒轴，其配置到所述一对支承构件之间；以及鼓形筒构件，其是配置到所述多个筒轴各自的外方的鼓形筒构件，该鼓形筒构件在所述筒轴的轴向上的端部区域处的厚度比中央区域处的厚度厚。

Description

鼓形筒和具备该鼓形筒的轮子

技术领域

本发明涉及一种鼓形筒和具备该鼓形筒的轮子。

背景技术

作为以往的移动车辆用的轮子，公知有麦克纳姆轮。麦克纳姆轮具备多个鼓形筒和被驱动的轮体。该轮体具有形成为大致圆盘状的两个支承构件。多个鼓形筒分别具有筒轴和配置到筒轴的外方的挠性的鼓形筒构件。鼓形筒构件具有其表面中凸的(鼓形的或桶形的，crowned or barrel-shaped)形状。多个鼓形筒分别借助筒轴以能够旋转的方式设于两个支承构件之间。

以往的麦克纳姆轮记载于例如日本特表2009-504465号公报(专利文献1)。专利文献1公开有如下内容：轮子的外径与辊体的最大半径之比处于1.08～1.13的范围，特别是处于1.09～1.12的范围。

现有技术文献

专利文献

专利文献1：日本特表2009-504465号公报

发明内容

发明要解决的问题

对于轮子，期望的是使承载能力较大。对于以往的轮子，存在如下问题：由于鼓形筒易于破损而承载能力并不大。需要为了高承载能力化而加粗筒轴、或将鼓形筒构件设为厚壁。

本发明的目的之一在于使轮子所使用的鼓形筒高承载能力化。另外，本发明的目的之一在于使具备鼓形筒的轮子高承载能力化。

用于解决问题的方案

本发明的一实施方式的鼓形筒具备：多个筒轴，其配置到一对支承构件之间；和鼓形筒构件，其是配置到所述多个筒轴各自的外方的鼓形筒构件，该鼓形筒构件在所述筒轴的轴向上的端部区域处的厚度比中央区域处的厚度厚。该鼓形筒也可以设置于轮子。

本发明的一实施方式的轮子具备：轮体，其具有一对支承构件；多个筒轴，其配置到所述一对支承构件之间；以及鼓形筒构件，其是配置到所述多个筒轴各自的外方的鼓形筒构件，该鼓形筒构件在所述筒轴的轴向上的端部区域处的厚度比中央区域处的厚度厚。也可以是，所述鼓形筒构件由挠性材料形成。

在本发明的一实施方式中，也可以是，鼓形筒具有：筒轴，其配置于所述一对支承构件之间，并进行了淬火处理；和鼓形筒芯，其以能够绕所述筒轴旋转的方式设置于所述筒轴的外方，并进行了淬火处理。

在本发明的一实施方式中，也可以是，鼓形筒具有：筒轴，其配置到所述一对支承构件之间；和鼓形筒芯，其以能够绕所述筒轴旋转的方式借助轴承保持到所述筒轴。

在本发明的一实施方式中，也可以是，所述鼓形筒芯进行了研磨。在本发明的一实施方式中，也可以是，所述鼓形筒芯形成为桶状。

在本发明的一实施方式中，也可以是，所述轮体的重量是所述轮子的重量的80％。

发明的效果

根据本发明的实施方式，能够使轮子所使用的鼓形筒高承载能力化。另外，根据本发明的实施方式，能够使具备鼓形筒的轮子高承载能力化。

附图说明

图1a是本发明的一实施方式的轮子的立体图。

图1b是图1a的轮子的俯视图。

图1c是图1a的轮子的主视图。

图2是表示设置于图1a的轮子的鼓形筒的图。

图3是表示设置于本发明的另一实施方式的轮子的鼓形筒的图。

图4是表示设置于本发明的另一实施方式的轮子的鼓形筒的图。

附图标记说明

1、轮子；2、轮体；3、支承构件；5、105、205、鼓形筒；5a、105a、205a、鼓形筒构件；5b、105b、鼓形筒芯；5c、筒轴；6、止推轴承；7、挡圈；8、螺纹件；10、凹部；12、轮体的旋转轴线；13、径向轴承；14、衬垫；15、鼓形筒的旋转轴线；16、孔。

具体实施方式

以下，参照附图对本发明的实施方式进行说明。首先，参照图1a～图1c以及图2对本发明的一实施方式进行说明。图1a～图1c概略地示出了本发明的一实施方式的轮子1。图2示意性地示出了设置于轮子1的鼓形筒的截面。

在这些图中示出的轮子1具备：轮体2，其具有一对支承构件3；和多个鼓形筒5，其配置于该一对支承构件3之间。一对支承构件3具有大致盘状的形状。在一对支承构件3各自的外周面设有多个凹部10。

鼓形筒5具有沿着旋转轴线15延伸的筒轴5c。筒轴5c在其两端部分处固定于一对支承构件3的外周面的凹部10。鼓形筒5以能够绕筒轴5c旋转的方式支承于一对支承构件3。因而，鼓形筒5能够绕在图1c中示出的旋转轴线15旋转。一对支承构件3由未图示的驱动装置驱动。一对支承构件3相互固定。轮体2能够绕旋转轴线12向两方向旋转。

多个鼓形筒5相互隔着均等的间隔地配置于一对支承构件3之间。图示的轮子1具有8个鼓形筒5。轮子1所具备的鼓形筒5的数量并不限于8个，能够适当变更。在图示的实施方式中，鼓形筒5具有中凸的(鼓形的或桶形的，crowned or barrel-shaped)外侧轮廓。鼓形筒5的旋转轴线15相对于轮体2的旋转轴线12呈角度α。角度α是例如45°。角度α并不限于45°，而能够适当变更。

如图1b所示，鼓形筒5以其一部分相对于一对支承构件3的外周向径向外侧稍微地突出的方式安装于支承构件3。鼓形筒5在相对于该支承构件3的外周向径向外侧突出的部位处与地面或地板面接触。

在一实施方式中，轮子1的外径与鼓形筒最大的半径之比是1.107。由此，不管轮子1的外径如何，都能够获得轮子1的最好的辊特性。

在本发明的一实施方式中，轮体2的重量设为轮子1整体的重量的80％。轮体2的重量是轮子1整体的重量的80％的意思是：除了包括轮体2的重量是轮子1整体的重量的精确的80％的情况之外，还包括轮体2的重量是轮子1整体的重量的约80％的情况。例如，在轮体2的重量处于轮子1整体的重量的75％～85％的范围、76％～84％的范围、77％～83％的范围、78％～82％的范围、或79％～81％的范围的情况下，均能够称为轮体2的重量是轮子1整体的重量的约80％。通过将轮体2的重量设为轮子1整体的重量的80％，能够减小一对支承构件3被驱动时的轮子1的速度变化，其结果，能够降低作用于鼓形筒5的载荷的变化。如此，通过使较大的载荷不暂时施加于鼓形筒5，从而能够抑制鼓形筒5的破损。由此，能够使鼓形筒5和具备该鼓形筒5的轮子1高承载能力化。

接着，参照图2进一步说明鼓形筒5。图2示意性地示出了鼓形筒5的沿着旋转轴线15的截面。如图示那样，鼓形筒5具有：鼓形筒构件5a、鼓形筒芯5b以及筒轴5c。鼓形筒构件5a具有中凸的外侧轮廓。鼓形筒构件5a具有沿着旋转轴线15从一端延伸到另一端的贯通孔，在该贯通孔设置有鼓形筒芯5b。鼓形筒芯5b的外周面与旋转轴线15平行地延伸。鼓形筒芯5b也具有沿着旋转轴线15从一端延伸到另一端的贯通孔，在该贯通孔插入有筒轴5c。筒轴5c是沿着旋转轴线15从一端5c1延伸到另一端5c2的棒状的构件。

鼓形筒构件5a由例如聚氨酯弹性体等树脂材料形成。鼓形筒构件5a也可以由除了树脂材料以外的具有挠性的材料形成。鼓形筒芯5b和筒轴5c由金属材料形成。对鼓形筒芯5b和筒轴5c实施淬火处理。如此，通过对鼓形筒芯5b和筒轴5c进行淬火处理，能够使鼓形筒芯5b和筒轴5c的强度提高。因此，能够将鼓形筒芯5b和筒轴5c设为小径。另外，通过将鼓形筒芯5b和筒轴5c设为小径，能够加厚鼓形筒构件5a的厚度。由此，能够使鼓形筒5和具备该鼓形筒5的轮子1高承载能力化。

若对鼓形筒芯5b进行淬火处理，则存在鼓形筒芯5b产生变形的可能性。在本发明的一实施方式中，鼓形筒芯5b也可以在淬火处理后研磨其外表面。如此，通过对鼓形筒芯5b的外表面进行研磨处理，能够抑制因鼓形筒芯5b的变形而向鼓形筒构件5a的内周面产生偏载荷。由此，能够抑制鼓形筒构件5a的破损。由此，能够使鼓形筒5和具备该鼓形筒5的轮子1高承载能力化。

如图2所示，鼓形筒芯5b借助两个轴承6和两个轴承13安装于筒轴5c。两个轴承6也可以设置于相对于筒轴5c的旋转轴线方向的中心C相互对称的位置。筒轴5c的旋转轴线方向的中心C是一端5c1与另一端5c2之间的中点。两个轴承13也可以设置于相对于筒轴5c的旋转轴线方向的中心C相互对称的位置。在图示的实施方式中，轴承6是止推轴承，轴承13是径向轴承。轴承6和轴承13中的至少一者也可以是角接触轴承、锥形轴承、或除了这些以外的公知的轴承。在沿着旋转轴线15的轴向(以下，有时简称为“旋转轴线方向”。)上，鼓形筒芯5b相对于筒轴5c的位置由轴承6确定。

鼓形筒芯5b具有从其旋转轴线方向的D1方向的端朝向筒轴5c的中心C凹陷的凹部5b1，另外，具有从旋转轴线方向的D2方向的端朝向筒轴5c的中心C凹陷的凹部5b2。两个轴承6分别收纳于该凹部5b1和凹部5b2。轴承6具有：第1套圈6a、第2套圈6b以及配置到该第1套圈6a与第2套圈6b之间的多个滚动体6c。第1套圈6a安装于筒轴5c，第2套圈6b安装于鼓形筒芯5b。第1套圈6a也可以与筒轴5c构成为一体。也就是说，第1套圈6a和筒轴5c也可以是一体的单件构件。也可以对第1套圈6a实施淬火处理。第2套圈6b也可以与鼓形筒芯5b构成为一体。也就是说，第2套圈6b和鼓形筒芯5b也可以是一体的单件构件。也可以对第2套圈6b实施淬火处理

筒轴5c具有沿着其周向延伸的两个槽，在该两个槽分别设置有限制构件。在图示的实施方式中，使用了挡圈7作为限制构件。挡圈7嵌入槽。因此，挡圈7在旋转轴线方向上的移动受到限制。在挡圈7与筒状构件5b之间设置有衬垫14。在图示的实施方式中，衬垫14设置于挡圈7与轴承6之间。挡圈7具有贯穿其中心的贯通孔，在该贯通孔插入有筒轴5c。同样地，衬垫14具有环状的形状。衬垫14具有贯穿其中心的贯通孔，在该贯通孔插入有筒轴5c。也可以在衬垫14与挡圈7之间设置未图示的垫片。垫片也可以设置于衬垫14与轴承6之间。也可以将旋转轴线方向上的衬垫14的位置和挡圈7的位置调换。例如，衬垫14也可以设置于轴承6与筒状构件5b之间。也可以将螺钉用作限制构件。

在筒轴5c的两端设置有沿着与旋转轴线15正交的方向延伸的孔16。在孔16插入有螺纹件8。在支承构件3的凹部10设置有容纳螺纹件8的螺纹孔。通过将螺纹件8拧入凹部10的螺纹孔，筒轴5c被固定于支承构件3。如此，筒轴5c利用螺纹件8安装于支承构件3。在一实施方式中，孔16的内径比螺纹件8的轴部的外径大。因此，在螺纹件8的轴部与孔16的内周面之间存在间隙。因而，能够将筒轴5c相对于支承构件3的安装位置调整与该间隙相应的间隔。筒轴5c也可以利用除了由螺纹件8进行的紧固以外的公知的方法固定于凹部10。

接着，参照图3对本发明的另一实施方式的轮子的鼓形筒进行说明。图3所示的鼓形筒105在具备鼓形筒构件105a来替代鼓形筒构件5a、而且具备鼓形筒芯105b来替代鼓形筒芯5b这点与图2所示的鼓形筒5不同。对于图3所示的鼓形筒105的构成要素中的、与图1所示的鼓形筒5的构成要素相同或类似的构成要素，标注与图1相同的或类似的附图标记，针对这些相同或类似的构成要素，省略详细的说明。

鼓形筒芯105b以成为桶状的形状的方式形成。也就是说，鼓形筒芯105b具有其外表面为中凸的(鼓形的或桶形的，crowned or barrel-shaped)形状。换言之，鼓形筒芯105b在筒轴5c的旋转轴线方向的中心C附近向径向外侧鼓起。因而，鼓形筒芯105b构成为在筒轴5c的旋转轴线方向的中心C附近的壁厚比旋转轴线方向的端部附近的壁厚厚。

鼓形筒构件105a以覆盖鼓形筒芯105b的外表面的方式设置。鼓形筒构件105a也可以以大致均等的厚度设置于鼓形筒芯105b的外表面。鼓形筒芯105b具有桶状的形状，因此，鼓形筒构件105a在筒轴5c的旋转轴线方向的中心C附近向径向外侧鼓起。

接着，参照图4对本发明的另一实施方式的轮子的鼓形筒进行说明。图4所示的鼓形筒205在具备鼓形筒构件205a来替代鼓形筒构件105a这点与图3所示的鼓形筒105不同。对于图4所示的鼓形筒205的构成要素中的、与图3所示的鼓形筒105的构成要素相同或类似的构成要素，标注与图3相同的或类似的附图标记，针对这些相同或类似的构成要素，省略详细的说明。

鼓形筒构件205a形成为，其厚度在筒轴5c的轴向上看来在鼓形筒构件205a的端部区域处比中央区域厚。鼓形筒构件205a的中央区域的厚度也可以是在筒轴5c的旋转轴线方向上位于中心C的位置的鼓形筒构件205a的厚度t1。鼓形筒构件205a的端部区域处的厚度也可以是在筒轴5c的旋转轴线方向上位于筒轴5c的一端5c1与轴承6的滚动体6c之间的区域的厚度t2，该轴承6是两个轴承6中的与一端5c1相邻的轴承。鼓形筒构件205a构成为，在筒轴5c的旋转轴线方向上，筒轴5c的旋转轴线方向的中心C附近处的厚度t1比端部附近处的厚度t2小。

鼓形筒构件205a构成为，其端部区域处的厚度比中央区域处的厚度厚，因此，与具有均匀的厚度的鼓形筒构件相比较，能够减小中央区域处的压缩量与端部区域处的压缩量之差。由此，应力不会集中于鼓形筒构件205a的一部分，因此，能够使鼓形筒构件205a和具备该鼓形筒构件205a的轮子1高承载能力化。

在本说明书中进行了说明的各构成要素的尺寸、材料以及配置并不限定于在实施方式中明示地进行了说明的内容，该各构成要素能够变形为具有本发明的范围所能包含的任意的尺寸、材料以及配置。另外，也能够将在本说明书中未明示地说明的构成要素附加于进行了说明的实施方式，也能够省略在各实施方式中进行了说明的构成要素的一部分。与上述的各种实施方式中的1个相关联地进行了说明的特征也能适用于其他实施方式。

Claims (8)

1.一种鼓形筒，其中，

该鼓形筒具备：

多个筒轴，其配置到一对支承构件之间；以及

鼓形筒构件，其是配置到所述多个筒轴各自的外方的鼓形筒构件，该鼓形筒构件在所述筒轴的轴向上的端部区域处的厚度比中央区域处的厚度厚。

2.一种轮子，其中，

该轮子具备：

轮体，其具有一对支承构件；

多个筒轴，其配置到所述一对支承构件之间；以及

鼓形筒构件，其是配置于所述多个筒轴各自的外方的鼓形筒构件，该鼓形筒构件在所述筒轴的轴向上的端部区域处的厚度比中央区域处的厚度厚。

3.根据权利要求2所述的轮子，其中，

所述鼓形筒构件由挠性材料形成。

4.一种轮子，其中，

该轮子具备：

轮体，其具有一对支承构件；以及

鼓形筒，其具有：筒轴，其配置于所述一对支承构件之间，并进行了淬火处理；和鼓形筒芯，其以能够绕所述筒轴旋转的方式设置于所述筒轴的外方，并进行了淬火处理。

5.根据权利要求4所述的轮子，其中，

所述鼓形筒芯进行了研磨。

6.一种轮子，其中，

该轮子具备：

轮体，其具有一对支承构件；以及

鼓形筒，其具有：筒轴，其配置到所述一对支承构件之间；和鼓形筒芯，其以能够绕所述筒轴旋转的方式借助轴承保持到所述筒轴。

7.根据权利要求4～6中任一项所述的轮子，其中，

所述鼓形筒芯形成为桶状。

8.一种轮子，其具备：

轮体，其具有一对支承构件；

筒轴，其配置到所述一对支承构件之间；以及

鼓形筒构件，其配置于所述筒轴，并能够绕所述筒轴旋转，该轮子的特征在于，

所述轮体的重量是所述轮子的重量的80％。

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