JP2007099248A

JP2007099248A - 全方向移動ローラ、移動装置、搬送装置およびマッサージ装置

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Publication number: JP2007099248A
Application number: JP2005295781A
Authority: JP
Inventors: Shinichiro Fuji; 伸一郎藤
Original assignee: Individual
Current assignee: Individual
Priority date: 2005-10-07
Filing date: 2005-10-07
Publication date: 2007-04-19

Abstract

【課題】各回転体の回転軸方向の位置によらず、横行する走行面上にある障害物の乗越え性能が高い全方向移動ローラ、移動装置、搬送装置およびマッサージ装置を提供する。
【解決手段】各回転体２が、回転軸方向に伸縮可能なベローズ２ａを弾性体２ｂで被覆して成る。各回転体２は、回転軸を湾曲可能な可撓性を有している。各回転体２は、ホイール４の外周をリング状に包囲するよう湾曲して、ホイール４に設けられている。各回転体２は、それぞれホイール４の回転軸に対する同一垂直面に沿った曲線の回転軸を中心として回転可能である。各回転体２は、その回転軸方向に圧縮されている。ホイール４は、各回転体２の両端を回転可能に支持する回転体支持部６を有している。芯材３が、各回転体２の内部に挿入されて、両端が回転体支持部６に結合されている。
【選択図】図２

Description

本発明は、全方向移動ローラ、並びに、全方向移動ローラを有する移動装置、搬送装置およびマッサージ装置に関する。

従来、全方向に移動可能な移動装置で使用される全方向移動ローラは、ホイールの外周に設置される複数の回転体の材質が、金属や硬質ゴムのような剛性のある構造体から成っている（例えば、特許文献１，２，３，４，５，６または７参照）。

特許第３２４４７０６号公報特許第３３８１８４８号公報特許第３４２１２９０号公報特開２００１−２１３１０３号公報特開２００２−１３７６０２号公報特開２００４−３４４２８９号公報特開２００５−６７３３４号公報

しかしながら、特許文献１乃至７に記載の全方向移動ローラでは、各回転体が剛体から成るため、各回転体の回転軸が可撓性を持たない直線となる。この場合、ホイールの外周をリング状に形成するためには、各回転体を、外径が回転体の回転軸方向で変化する太鼓状や釣鐘状に形成する必要がある。しかし、このような各回転体の回転によって横行しようとすると、各回転体の回転軸方向の位置によって外径が変化し、外径が小さくなるときには、横行する走行面上にある障害物の乗越え性能が極端に悪化したり、更に外径が小さい場合には回転体が回転できず摺動するという課題があった。

本発明は、このような課題に着目してなされたもので、各回転体の回転軸方向の位置によらず、横行する走行面上にある障害物の乗越え性能が高い全方向移動ローラ、移動装置、搬送装置およびマッサージ装置を提供することを目的とする。

第１の本発明に係る全方向移動ローラは、複数の回転体とホイールとを有し、各回転体は、回転軸を湾曲可能な可撓性および前記回転軸に垂直な方向に撓み抵抗性を有する強度異方性の構造体を有し、前記ホイールの外周をリング状に包囲するよう湾曲してそれぞれ前記ホイールの回転軸に対する同一垂直面に沿った曲線の回転軸を中心として回転可能に、各回転体の回転軸方向に圧縮されて前記ホイールに設けられていることを、特徴とする。

第１の本発明に係る全方向移動ローラで、各回転体は、前記構造体が回転軸方向に伸縮可能なベローズから成っていてもよい。また、各回転体は、前記構造体が概ね円筒状で、円周方向に沿った複数の切込みを有し、各切込みは厚み方向に貫通して設けられ、回転軸方向で隣合う切込みに対してずれて配置されることで、回転軸を湾曲可能な可撓性を有していてもよい。各回転体は、前記構造体が異形断面線材のコイルスプリングから成っていてもよい。各回転体は、前記構造体が切削加工によりコイルスプリング状に成形されたバネから成っていてもよい。各回転体は、前記構造体が複数の同径および同ピッチのコイルスプリングを有し、互いに線材間に他のコイルスプリングの線材が配置されるよう、各コイルスプリングを中心軸を一致させて配置して成っていてもよい。各回転体は、前記構造体が大径のコイルスプリングと、前記大径のコイルスプリングの内径より小さい外径を有する小径のコイルスプリングとを有し、前記大径のコイルスプリングの内側に前記小径のコイルスプリングを設けて成っていてもよい。各回転体は、前記構造体が外周部に滑り止め用の複数の突起部材を有していてもよい。各回転体は、前記構造体がプラスチック製のコイルスプリングを有し、前記コイルスプリングの内側を覆うよう前記コイルスプリングの内側にプラスチック製のフィルムを円筒状に貼り付けて成っていてもよい。各回転体は、前記構造体がコイルスプリングから成っていてもよい。

さらに、第１の本発明に係る全方向移動ローラで、各回転体は、前記構造体と、接地の弾力性を受持つ弾性体とから成っていてもよい。各回転体は、前記構造体の外周を前記弾性体で概ね円筒状に覆って成っていてもよい。各回転体は、前記構造体を前記弾性体で概ね円筒状に被覆して成っていてもよい。各回転体は、前記構造体の線材を前記弾性体で被覆して成っていてもよい。各回転体は、前記弾性体の外面に溝を有していてもよい。各回転体は、前記弾性体の外面または内面の少なくとも一方に溝を有していてもよい。各回転体は、前記弾性体の外面にトレッドパターンの凹凸が形成されていてもよい。

第２の本発明に係る全方向移動ローラは、複数の回転体とホイールとを有し、各回転体は可撓性構造体を弾性体で概ね円筒状に被覆して成り、内面に前記可撓性構造体の間隙に沿った溝を有し、外面にスパイラルまたは円周方向に沿った溝を有し、回転軸を湾曲可能な可撓性を有し、前記ホイールの外周をリング状に包囲するよう湾曲してそれぞれ前記ホイールの回転軸に対する同一垂直面に沿った曲線の回転軸を中心として回転可能に、各回転体の回転軸方向に圧縮されて前記ホイールに設けられていることを、特徴とする。

第３の本発明に係る全方向移動ローラは、複数の回転体とホイールとを有し、各回転体は両端から中央にかけて凸状に連続的に湾曲した側面、両端部が凹状で中央部が凸状に連続的に湾曲した側面または太鼓型の側面を有し、回転軸を湾曲可能な可撓性を有し、前記ホイールの外周をリング状に包囲するよう湾曲してそれぞれ前記ホイールの回転軸に対する同一垂直面に沿った曲線の回転軸を中心として回転可能に、各回転体の回転軸方向に圧縮されて前記ホイールに設けられていることを、特徴とする。

第４の本発明に係る全方向移動ローラは、複数の回転体とホイールとを有し、各回転体は外面または内面の少なくとも一方に溝を有する弾性体から成り、回転軸を湾曲可能な可撓性を有し、前記ホイールの外周をリング状に包囲するよう湾曲してそれぞれ前記ホイールの回転軸に対する同一垂直面に沿った曲線の回転軸を中心として回転可能に、各回転体の回転軸方向に圧縮されて前記ホイールに設けられていることを、特徴とする。

第５の本発明に係る全方向移動ローラは、複数の回転体とホイールとを有し、各回転体はドーナツ面の内周面に前記ドーナツ面の回転軸を中心とする環状の溝孔を形成した形状のタイヤ型部材を前記ドーナツ面の回転軸方向に連結して成り、回転軸を湾曲可能な可撓性を有し、前記ホイールの外周をリング状に包囲するよう湾曲してそれぞれ前記ホイールの回転軸に対する同一垂直面に沿った曲線の回転軸を中心として回転可能に、各回転体の回転軸方向に圧縮されて前記ホイールに設けられていることを、特徴とする。

第６の本発明に係る全方向移動ローラは、複数の回転体とホイールとを有し、各回転体は平行に間隔をあけて配置した複数のリングを連結するよう、円筒状の弾性材で各リングの外周面を覆って成り、回転軸を湾曲可能な可撓性を有し、前記ホイールの外周をリング状に包囲するよう湾曲してそれぞれ前記ホイールの回転軸に対する同一垂直面に沿った曲線の回転軸を中心として回転可能に、各回転体の回転軸方向に圧縮されて前記ホイールに設けられていることを、特徴とする。

第７の本発明に係る全方向移動ローラは、複数の回転体とホイールとを有し、各回転体は回転軸方向に伸縮可能なベローズを弾性体で被覆して成り、回転軸を湾曲可能な可撓性を有し、前記ホイールの外周をリング状に包囲するよう湾曲してそれぞれ前記ホイールの回転軸に対する同一垂直面に沿った曲線の回転軸を中心として回転可能に、各回転体の回転軸方向に圧縮されて前記ホイールに設けられていることを、特徴とする。

第８の本発明に係る全方向移動ローラは、複数の回転体とホイールとを有し、各回転体は概ね円筒状の構造体から成り、円周方向に沿った複数の切込みを有し、各切込みは厚み方向に貫通して設けられ、回転軸方向で隣合う切込みに対してずれて配置され、回転軸を湾曲可能な可撓性を有し、前記ホイールの外周をリング状に包囲するよう湾曲してそれぞれ前記ホイールの回転軸に対する同一垂直面に沿った曲線の回転軸を中心として回転可能に、各回転体の回転軸方向に圧縮されて前記ホイールに設けられていることを、特徴とする。

第９の本発明に係る全方向移動ローラは、複数の回転体とホイールとを有し、各回転体は異形断面線材のコイルスプリングを弾性体で概ね円筒状に被覆して成り、回転軸を湾曲可能な可撓性を有し、前記ホイールの外周をリング状に包囲するよう湾曲してそれぞれ前記ホイールの回転軸に対する同一垂直面に沿った曲線の回転軸を中心として回転可能に、各回転体の回転軸方向に圧縮されて前記ホイールに設けられていることを、特徴とする。

第１０の本発明に係る全方向移動ローラは、複数の回転体とホイールとを有し、各回転体は切削加工によりコイルスプリング状に成形されたバネから成り、回転軸を湾曲可能な可撓性を有し、前記ホイールの外周をリング状に包囲するよう湾曲してそれぞれ前記ホイールの回転軸に対する同一垂直面に沿った曲線の回転軸を中心として回転可能に、各回転体の回転軸方向に圧縮されて前記ホイールに設けられていることを、特徴とする。

第１１の本発明に係る全方向移動ローラは、複数の回転体とホイールとを有し、各回転体は複数の同径および同ピッチのコイルスプリングを有し、互いに線材間に他のコイルスプリングの線材が配置されるよう、各コイルスプリングを中心軸を一致させて配置した多条構造を形成して成り、回転軸を湾曲可能な可撓性を有し、前記ホイールの外周をリング状に包囲するよう湾曲してそれぞれ前記ホイールの回転軸に対する同一垂直面に沿った曲線の回転軸を中心として回転可能に、各回転体の回転軸方向に圧縮されて前記ホイールに設けられていることを、特徴とする。

第１２の本発明に係る全方向移動ローラは、複数の回転体とホイールとを有し、各回転体は大径のコイルスプリングと、前記大径のコイルスプリングの内径より小さい外径を有する小径のコイルスプリングとを有し、前記大径のコイルスプリングの内側に前記小径のコイルスプリングを設けて成り、回転軸を湾曲可能な可撓性を有し、前記ホイールの外周をリング状に包囲するよう湾曲してそれぞれ前記ホイールの回転軸に対する同一垂直面に沿った曲線の回転軸を中心として回転可能に、各回転体の回転軸方向に圧縮されて前記ホイールに設けられていることを、特徴とする。

第１３の本発明に係る全方向移動ローラは、複数の回転体とホイールとを有し、各回転体は外周部に滑り止め用の複数の突起部材を有し、回転軸を湾曲可能な可撓性を有し、前記ホイールの外周をリング状に包囲するよう湾曲してそれぞれ前記ホイールの回転軸に対する同一垂直面に沿った曲線の回転軸を中心として回転可能に、各回転体の回転軸方向に圧縮されて前記ホイールに設けられていることを、特徴とする。

第１４の本発明に係る全方向移動ローラは、複数の回転体とホイールとを有し、各回転体はプラスチック製のコイルスプリングを有し、前記コイルスプリングの内側を覆うよう前記コイルスプリングの内側にプラスチック製のフィルムを円筒状に貼り付けて成り、回転軸を湾曲可能な可撓性を有し、前記ホイールの外周をリング状に包囲するよう湾曲してそれぞれ前記ホイールの回転軸に対する同一垂直面に沿った曲線の回転軸を中心として回転可能に、各回転体の回転軸方向に圧縮されて前記ホイールに設けられていることを、特徴とする。

第１５の本発明に係る全方向移動ローラは、複数の回転体とホイールとを有し、各回転体はコイルスプリングから成り、回転軸を湾曲可能な可撓性を有し、前記ホイールの外周をリング状に包囲するよう湾曲してそれぞれ前記ホイールの回転軸に対する同一垂直面に沿った曲線の回転軸を中心として回転可能に、各回転体の回転軸方向に圧縮されて前記ホイールに設けられていることを、特徴とする。

第１６の本発明に係る全方向移動ローラは、複数の回転体とホイールとを有し、各回転体はコイルスプリングと、前記コイルスプリングの外周を覆う概ね円筒状の弾性体とを有し、回転軸を湾曲可能な可撓性を有し、前記ホイールの外周をリング状に包囲するよう湾曲してそれぞれ前記ホイールの回転軸に対する同一垂直面に沿った曲線の回転軸を中心として回転可能に、各回転体の回転軸方向に圧縮されて前記ホイールに設けられていることを、特徴とする。

第１７の本発明に係る全方向移動ローラは、複数の回転体とホイールとを有し、各回転体はコイルスプリングを有し、前記コイルスプリングの線材が弾性体で被覆されており、回転軸を湾曲可能な可撓性を有し、前記ホイールの外周をリング状に包囲するよう湾曲してそれぞれ前記ホイールの回転軸に対する同一垂直面に沿った曲線の回転軸を中心として回転可能に、各回転体の回転軸方向に圧縮されて前記ホイールに設けられていることを、特徴とする。

第１８の本発明に係る全方向移動ローラは、複数の回転体とホイールとを有し、各回転体はコイルスプリングを弾性体で概ね円筒状に被覆して成り、回転軸を湾曲可能な可撓性を有し、前記ホイールの外周をリング状に包囲するよう湾曲してそれぞれ前記ホイールの回転軸に対する同一垂直面に沿った曲線の回転軸を中心として回転可能に、各回転体の回転軸方向に圧縮されて前記ホイールに設けられていることを、特徴とする。

第１９の本発明に係る全方向移動ローラは、複数の回転体とホイールとを有し、各回転体は外面にトレッドパターンの凹凸が形成されている弾性体から成り、回転軸を湾曲可能な可撓性を有し、前記ホイールの外周をリング状に包囲するよう湾曲してそれぞれ前記ホイールの回転軸に対する同一垂直面に沿った曲線の回転軸を中心として回転可能に、各回転体の回転軸方向に圧縮されて前記ホイールに設けられていることを、特徴とする。

第１乃至第１９の本発明に係る全方向移動ローラでは、各回転体が回転軸を湾曲可能な可撓性を有しているため、各回転体を概ね円筒状に形成しても、ホイールの外周をリング状に形成することができる。このため、各回転体の回転軸方向で外径が変化せず、全方向移動ローラが横行する走行面上にある障害物の乗越えは、常に各回転体の最大径の部分によって行われ、各回転体の最大の乗越え性能が常に発揮される。このように、第１乃至第１９の本発明に係る全方向移動ローラは、各回転体の回転軸方向の位置によらず、横行する走行面上にある障害物の乗越え性能が高い。なお、第３の本発明に係る全方向移動ローラでは、各回転体の外径が変化しているが、用途に応じて許容される最小径が確保されるよう設計可能である。

各回転体がそれぞれホイールの回転軸に対する同一垂直面に沿った曲線の回転軸を中心として回転可能にホイールに設けられているため、各回転体をホイールの回転方向に対して垂直方向に回転させることができる。これにより、例えば車輪として使用した場合、車軸を固定しても任意の方向に方向転換することができる。このため、キャスターに求められるような車輪の方向転換のためのスペースが不要であり、車輪の径を大きくして、悪路での走破性を高めることができる。また、車軸姿勢が変らないので駆動機構を盛込むことが容易であり、その場合走破性をさらに向上させることができる。

また、各回転体がホイールの外周をリング状に包囲するよう湾曲して設けられているため、点接触で接地することができる。このため、走行する面が平滑な一平面でなくてもよく、凹凸を有する悪路や曲面などでも走行することができる。各回転体が回転軸方向に圧縮されているため、各回転体に引張応力が加わるときに比べ、その耐久性を向上させることができる。また、接地面からの反力で、各回転体が回転軸方向に変位したり、回転軸湾曲のたわみ量が変化したりするのを抑制することもできる。

なお、第１乃至第１９の本発明に係る全方向移動ローラで、各回転体は、径方向の潰し力に対する抵抗力を有している。また、各回転体は、径方向の荷重を受け持つ構造と、接地時の弾力性を発揮する弾性性能とを、ともに有していることが好ましい。

第１乃至第１９の本発明に係る全方向移動ローラで、前記ホイールは各回転体の両端を回転可能に支持する回転体支持部を有することが好ましい。この場合、各回転体に荷重が加えられたとき、その回転軸の変位を乗り心地に影響しないよう小さくすることができる。また、回転軸の曲率を概ね維持したまま、各回転体を回転させることができる。特に各回転体への荷重が軽負荷の場合は、このような簡略な構造をとることで、軽量化とコストの低減を図ることができる。

第１乃至第１９の本発明に係る全方向移動ローラは、各回転体の内部に挿入され、両端が前記回転体支持部に結合されている芯材を有していてもよい。この場合、芯材の形状により回転体の湾曲形状を好ましい形に強制することができ、また各回転体に過荷重が加わった場合にも回転体内壁を支持することで過大な変位を抑えることができ、乗り心地への影響を小さくすることができる。また、回転体が大きく変形して破損するのを防ぐこともできる。各回転体を屈曲した状態で組立ておくことができるため、予め予備品を準備しておくことができる。これにより、万一の各回転体の破損時など交換が必要になった場合、簡単な工具で容易に各回転体を交換することができ、使用者自身での保守修理が可能となり、メンテナンスの迅速性の確保や、そのコストの低減を図ることもできる。

第１乃至第１９の本発明に係る全方向移動ローラで、前記芯材は両端間の所定の位置に、各回転体を回転可能に支持するよう設けられた中間支持部材を有していてもよい。この場合、過荷重が加わったときの各回転体の変形をさらに抑制することができる。また、組立時の各回転体の形状を強制することによって車輪外周の形状を矯正し、より真円に近づけることで無負荷時の多角形回転効果による走行振動を軽減することができる。各回転体の寸法を長くすることにより、回転体支持部の設置数を削減し、デザイン性の向上やコストの低減を図ることができる。中間支持部材は、転がり軸受や滑り軸受などの軸受から成ることが好ましい。

第１乃至第１９の本発明に係る全方向移動ローラで、前記ホイールは中心軸に位置するホイール本体と、前記ホイール本体と前記回転体支持部とを接続する複数のスポークとを有していてもよい。スポークによって回転体支持部をホイール中心に向かって引き寄せることで、回転体支持部等で形成されるリング状の部品列が、各部品のホイール半径方向端面で強く押し当てられ緊縛することで荷重に耐えうる強固な１個のリングを形成することができる。この場合、大径の全方向移動ローラを構成するとき、小径のホイール本体と複数のスポークとにより回転体支持部を支持することができ、大径のホイール本体を必要としないため、大幅な軽量化を図ることができる。

第１乃至第１９の本発明に係る全方向移動ローラは、各回転体の両端にその両端の開口を塞ぐシール部材を有していてもよい。この場合、砂地などを走行するときでも、各回転体の内部や隙間に砂塵が入り込むのを防ぐことができる。このため、各回転体の内部や隙間に砂塵が入り込んで、次第に回転メカロスが増大し、横行に力を要する状態になるのを防止することができる。シール部材は、金属あるいはプラスチック製の皿バネ構造のシールリングから成ることが好ましい。このとき、皿バネの高さを圧縮することでシール圧力とすることができる。

本発明に係る移動装置は、本体に第１乃至第１９の本発明に係る全方向移動ローラのいずれか１つの全方向移動ローラを車輪として有することを特徴とする。本発明に係る搬送装置は、本体に第１乃至第１９の本発明に係る全方向移動ローラのいずれか１つの全方向移動ローラを搬送用ローラとして有することを特徴とする。本発明に係るマッサージ装置は、本体に第１乃至第１９の本発明に係る全方向移動ローラのいずれか１つの全方向移動ローラをマッサージ用揉み玉として有することを特徴とする。このように、第１乃至第１９の本発明に係る全方向移動ローラは、車輪、搬送用ローラ、マッサージ用揉み玉として使用することができる。

本発明によれば、各回転体の回転軸方向の位置によらず、横行する走行面上にある障害物の乗越え性能が高い全方向移動ローラ、移動装置、搬送装置およびマッサージ装置を提供することができる。

以下、図面に基づき、本発明の実施の形態について説明する。
図１乃至図７は、本発明の実施の形態の全方向移動ローラを示している。
図１乃至図３に示すように、全方向移動ローラ１は、複数の回転体２と芯材３とホイール４とを有している。

図２に示すように、各回転体２は、回転軸方向に伸縮可能なベローズ２ａを弾性体２ｂで被覆して成っている。弾性体２ｂは、例えば、ポリウレタン、シリコンゴム、発泡ゴムなどから成る。各回転体２は、径方向には潰れにくい強度を持ちながら、同時に回転軸を湾曲可能な可撓性を有している。

図３に示すように、芯材３は、円柱を円弧状に湾曲させた形状を有している。芯材３は、回転体２の内径よりも小さい径を有し、回転体２の内壁との間に隙間を有するよう、回転体２の内部に挿入されている。

図１に示すように、ホイール４は、金属製またはプラスチック製で、ホイール本体５と回転体支持部６とを有している。ホイール本体５は、外周に複数の支持部固定面５ａを有している。各回転体支持部６は、ホイール本体５の各支持部固定面５ａの大きさよりやや小さい固定板部６ａと、固定板部６ａの中央から垂直に伸びて設けられた支持板部６ｂとを有している。図１に示すように、各回転体支持部６は、支持板部６ｂがホイール本体５の回転方向に対して垂直になるよう、固定板部６ａをホイール本体５の各支持部固定面５ａにネジ７で固定して取り付けられている。各回転体支持部６は、ホイール本体５の外周に放射状に固定されている。

図３に示すように、回転支持部６は、支持板部６ｂに着脱可能なキャップ８を有している。キャップ８は、中央固定部８ａと、ベアリング８ｂを介して中央固定部８ａの周囲に設けられた回転円周部８ｃとを有している。キャップ８は、中央固定部８ａを支持板部６ｂに着脱可能になっている。また、中央固定部８ａには突起８ｅが設けられており、中央固定部８ａと支持板部６ｂとの回転方向の位置決め（廻り止め）となっている。これによって、芯材３の姿勢を固定している。キャップ８は、回転体２の両端に、その開口を塞ぐよう取り付けられている。キャップ８は、中央固定部８ａが芯材３に押さえボルト８ｄで固定され、回転円周部８ｃが回転体２の端部に固定されている。これにより、各回転体２は、キャップ８の中央固定部８ａおよび芯材３に対して、回転円周部８ｃとともに滑らかに回転可能に構成されている。

図１に示すように、全方向移動ローラ１は、各回転体２をその回転軸方向に圧縮して、ホイール４の外周をリング状に包囲するよう湾曲させ、それぞれ各回転体支持部６の間に配置して、各回転体２の両端に取り付けられたキャップ８の中央固定部８ａを支持板部６ｂに固定している。全方向移動ローラ１は、各回転体支持部６が各回転体２の両端を回転可能に支持し、各回転体２の円筒を円弧状に湾曲させた形状に保持している。また、全方向移動ローラ１は、芯材３の両端が２つの回転体支持部６に結合され、芯材３を円弧状に湾曲させた形状に保持している。こうして、各回転体２は、それぞれホイール４の回転軸に対する同一垂直面に沿った曲線の回転軸を中心として回転可能になっている。

次に、作用について説明する。
全方向移動ローラ１では、各回転体２が回転軸を湾曲可能な可撓性を有しているため、各回転体２を概ね円筒状に形成しても、ホイール４の外周をリング状に形成することができる。このため、各回転体２の回転軸方向で外径が変化せず、全方向移動ローラ１が横行する走行面上にある障害物の乗越えは、常に各回転体２の最大径の部分によって行われ、各回転体２の最大の乗越え性能が常に発揮される。このように、全方向移動ローラ１は、各回転体２の回転軸方向の位置によらず、横行する走行面上にある障害物の乗越え性能が高い。

各回転体２がそれぞれホイール４の回転軸に対する同一垂直面に沿った曲線の回転軸を中心として回転可能にホイール４に設けられているため、各回転体２をホイール４の回転方向に対して直角方向に回転させることができる。これにより、例えば車輪として使用した場合、車軸を固定しても任意の方向に方向転換することができる。このため、キャスターに求められるような車輪の方向転換のためのスペースが不要であり、車輪の径を大きくして、悪路での走破性を高めることができる。

また、各回転体２がホイール４の外周をリング状に包囲するよう湾曲して設けられているため、点接触で接地することができる。このため、走行する面が平滑な一平面でなくてもよく、凹凸を有する悪路や曲面などでも走行することができる。各回転体２が回転軸方向に圧縮されているため、各回転体２に引張応力が加わるときに比べ、その耐久性を向上させることができる。また、接地面からの反力で、各回転体２が回転軸方向に変位したり、回転軸の湾曲のたわみ量が変化するのを抑制することもできる。

各回転体２が回転軸方向に伸縮可能なベローズ２ａを弾性体２ｂで被覆して成るため、成形精度が高く、回転トルクムラを小さくすることができる。このため、横行時の操作力をより小さくすることができる。両端をベアリング支持箱として成型したり、さらには弾性体２ｂの注型時にベローズ２ａを壁面として利用できるので、注型製作が容易になる。また、注型時に、剥離材使用の必要が無く下地剤を使用できることから弾性体２ｂの接着が強く、耐久性の高い回転体２とすることができる。弾性体２ｂが破損した場合にも、耐水、耐塵へのシール性に優れ、特に車輪として使用されたときの信頼性が高い。

回転体支持部６により、各回転体２に荷重が加えられたとき、その回転軸の変位を乗り心地に影響しないよう小さくすることができる。また、回転軸の曲率を維持したまま、各回転体２を回転させることができる。芯材３の形状により回転体２の湾曲形状を好ましい形に強制することができ、また各回転体２に過荷重が加わった場合にも回転体２の内壁を支持することで過大な変位を抑えることができ、さらに乗り心地への影響を小さくすることができる。また、芯材３により、回転体２が大きく変形して破損するのを防ぐこともできる。芯材３により、各回転体２を屈曲した状態で組立ておくことができるため、予め予備品を準備しておくことができる。これにより、万一の各回転体２の破損時など交換が必要になった場合、簡単な工具で容易に各回転体２を交換することができ、使用者自身での保守修理が可能となり、メンテナンスの迅速性の確保や、そのコストの低減を図ることもできる。

なお、図４に示すように、全方向移動ローラ１は、芯材３の代わりにベアリング押え８ｆを設けてもよい。この構成は、過負荷の可能性がない場合、あるいは仮に過負荷が加わったとしても車軸高さの変位量をある程度に制限しようという意図が無い場合に、充分に機能することができる。芯材３を省略することにより、軽量化とコストの低減を図ることができる。

また、図５に示すように、全方向移動ローラ１で、芯材３は、両端間の所定の位置に、各回転体２を回転可能に支持するよう設けられ、ベアリング９ａを有する転がり軸受から成る中間支持部材９を有していてもよい。この場合、過荷重が加わったときの各回転体２の変形をさらに抑制しつつ、滑り摩擦によるメカロスを回避することができる。また、組立時の各回転体２の形状を強制することによって車輪外周の形状を矯正し、より真円に近づけることで無負荷時の多角形回転効果による走行振動を軽減することができる。各回転体２の寸法を長くすることにより、回転体支持部６の設置数を削減し、デザイン性の向上やコストの低減を図ることができる。

図６に示すように、全方向移動ローラ１で、ホイール４は、中心軸に位置する小径のホイール本体５と、ホイール本体５と回転体支持部６とを接続する複数のスポーク１０とを有していてもよい。この場合、大径の全方向移動ローラ１を構成するとき、小径のホイール本体５と複数のスポーク１０とにより回転体支持部６を支持することができ、大径のホイール本体を必要としないため、大幅な軽量化を図ることができる。スポーク１０によって回転体支持部６をホイール４中心に向かって引き寄せることで、芯材３、ベアリング８ｂ、キャップ８、回転体支持部６で形成されるリング状の部品列が、各部品のホイール４半径方向端面で強く押し当てられ緊縛することで荷重に耐えうる強固な１個のリングを形成することができる。

図７に示すように、全方向移動ローラ１は、回転体支持部６の支持板部６ｂとキャップ８との間に、皿バネから成り、各回転体２の両端の開口を塞ぐシール部材１１を有していてもよい。この場合、砂地などを走行するときでも、各回転体２の内部や隙間に砂塵が入り込むのを防ぐことができる。このため、各回転体２の内部や隙間に砂塵が入り込んで、次第に回転メカロスが増大し、横行に力を要する状態になるのを防止することができる。なお、シール部材１１は、皿バネの高さを圧縮することでシール圧力を調整することができる。

図８に示すように、全方向移動ローラ１で、各回転体２は、円筒の直径線を挟んで対向した複数の切込み２０を有し、各切込み２０は回転軸方向で隣合う切込み２０に対してずれて配置されることで径方向の耐荷重性と回転軸方向の可撓性を実現した概ね円筒状の構造体から成っていてもよい。

図９に示すように、全方向移動ローラ１で、各回転体２は、異形断面線材のコイルスプリング２１をたとえば弾性体（図示せず）で概ね円筒状に被覆して成っていてもよい。この場合、コイルスプリング２１の線材間の隙間を大きくとることができるため、円形断面のコイルスプリングに較べて曲率を大きくとることができる。このため、小径の全方向移動ローラを構成するのが容易である。また、径方向への変形抵抗を大きくすることにより、耐荷重性を上げることができる。弾性体とコイルスプリング２１との接触面積増大により接着力が向上するため、耐久性を高めることができる。

図１０に示すように、全方向移動ローラ１で、異形線材が条帯である場合は、各回転体２は、竹の子ばねとなる。

図１１に示すように、全方向移動ローラ１で、各回転体２は、切削によりコイルスプリング状に加工されたバネから成っていてもよい。この場合、巻線型のコイルスプリングに較べ、高精度に機械加工ができ、図１２に示すように容易に多条化が可能であるため、湾曲した状態での回転トルクムラを小さくすることができ、より小さな力で横行時の操作が可能となる。両端の加工度を上げることにより、ベアリング嵌合部等を一体に形成することができ、精度や組立加工性を向上することができる。なお、各回転体２は、両端に押さえ用のフランジ２２が加工されていてもよい。

図１２に示すような切削によらずとも、複数の同径および同ピッチのコイルスプリング２３ａ，２３ｂを有し、互いに線材間に他のコイルスプリング２３ａ，２３ｂの線材が配置されるよう、各コイルスプリング２３ａ，２３ｂを中心軸を一致させて配置して成っていてもよい。この場合、座巻のない切離しのコイルスプリング２３ａ，２３ｂを、例えば１８０度位相をずらして固定した２条バネとして各回転体２を形成すると、座巻精度の影響が緩和されるため、回転トルクムラを少なくすることができる。

図１３に示すように、全方向移動ローラ１で、各回転体２は、大径のコイルスプリング２４ａと、大径のコイルスプリング２４ａの内径より小さい外径を有する小径のコイルスプリング２４ｂとを有し、大径のコイルスプリング２４ａの内側に小径のコイルスプリング２４ｂを設けて成っていてもよい。この場合、２個のコイルスプリング２４ａ，２４ｂにより、回転メカロスむらを相殺してメカロスを軽減することができる。右巻きのコイルスプリングの内側に、左巻きのコイルスプリングを組合せてもよい。特に、超重荷重用として好適に使用可能である。寸法制限や材料寸法の制限があるときでも、超重荷重用として構成可能である。なお、各回転体２は、両端に位置規制リング２５を有していてもよい。

図１４に示すように、全方向移動ローラ１で、各回転体２は、外周部に滑り止め用の複数の突起部材２６を有するコイルスプリング２７から成っていてもよい。この場合、突起部材２６により、接地のグリップ効果を向上させることができ、特に軟弱路面での滑りを軽減することができる。

図１５に示すように、全方向移動ローラ１で、各回転体２は、プラスチック製のコイルスプリング２８を有し、コイルスプリング２８の内側を覆うようコイルスプリング２８の内側にプラスチック製のフィルム２９を円筒状に貼り付けあるいは成形して成っていてもよい。この場合、特に超軽荷重用として好適に使用可能である。

図１６に示すように、全方向移動ローラ１で、各回転体２は、コイルスプリング３０と、コイルスプリング３０の外周を覆うように嵌め合わせて接着等で固定した概ね円筒状の弾性体３１とを有していてもよい。

図１７に示すように、全方向移動ローラ１で、各回転体２は、例えばコイルスプリング３２を有し、コイルスプリング３２の線材が弾性体３３で被覆されていてもよい。この場合、車輪としての砂地や軟弱地盤での走行に適している。すなわち、各回転体２が砂地や軟弱地盤に埋め込まれることにより、多角形回転による走行振動が問題とならず、各回転体２の凹凸による引き掛かり効果によって高い推進力が得られる。なお、弾性体３３の薄いチューブを各回転体２の内径に付加し、内径側への異物侵入を防止する構成としてもよい。

図１８に示すように、全方向移動ローラ１で、各回転体２は、例えばコイルスプリング３４を弾性体３５で概ね円筒状に被覆して成っていてもよい。

図１９に示すように、全方向移動ローラ１で、各回転体２は、外面に溝３６を有する弾性体と組み合わせて成っていてもよい。この場合、外面の溝３６はコイルスプリングのようにスパイラル状であってもよく、またはリング状であっても良い。

図２０に示すように、全方向移動ローラ１で、各回転体２は、例えばコイルスプリング３７を弾性体３８で概ね円筒状に被覆して成り、内面に溝３９を有していてもよい。この場合、内面の溝３９はコイルスプリング３７の線間にスパイラル状に配置され、できるだけ座巻近くまで形成されているのが好ましい。

図２１に示すように、全方向移動ローラ１で、各回転体２は、例えばコイルスプリング４０を弾性体４１で概ね円筒状に被覆して成り、コイルスプリング４０の間隙に沿って外面および内面に溝４２ａ，４２ｂを有していてもよい。この場合、溝４２ａ，４２ｂにより、弾性体４１の圧縮抵抗力を大幅に軽減させることができ、回転メカロスを小さくすることができる。

図２２に示すように、全方向移動ローラ１で、各回転体２は、外面にトレッドパターンの凹凸４３が形成されている弾性体と組み合わされて成っていてもよい。

図２３に示すように、全方向移動ローラ１で、各回転体２は、両端から中央にかけて凸状に連続的に湾曲した側面４４を有していてもよい。この場合、小径の全方向移動ローラ１を構成するとき、実施が容易である。

図２４に示すように、全方向移動ローラ１で、各回転体２は、ドーナツ面の内周面にドーナツ面の回転軸を中心とする環状の溝孔４５を形成した形状のタイヤ型部材４６を、ドーナツ面の回転軸方向に連結ピン４７により連結して成っていてもよい。

図２５に示すように、全方向移動ローラ１で、各回転体２は、平行に間隔をあけて配置した複数のリング４８を連結するよう、円筒状の弾性体４９で各リング４８の外周面を覆って成っていてもよい。

本発明の実施の形態の全方向移動ローラを示す斜視図である。図１に示す全方向移動ローラの回転体を示す縦断面図である。図１に示す全方向移動ローラの回転体、芯材およびキャップを示す縦断面図である。図１に示す全方向移動車輪の芯材がない変形例を示す縦断面図である。図１に示す全方向移動車輪の中間支持部材を有する変形例を示す縦断面図である。図１に示す全方向移動車輪のスポークを有する変形例を示す正面図である。図１に示す全方向移動車輪のシール部材を有する変形例を示す縦断面図である。図１に示す全方向移動車輪の回転体の第１の変形例を示す縦断面図である。図１に示す全方向移動車輪の回転体の第２の変形例を示す縦断面図である。図１に示す全方向移動車輪の回転体の第３の変形例を示す斜視図である。図１に示す全方向移動車輪の回転体の第４の変形例を示す縦断面図である。図１に示す全方向移動車輪の回転体の第５の変形例を示す縦断面図である。図１に示す全方向移動車輪の回転体の第６の変形例を示す縦断面図である。図１に示す全方向移動車輪の回転体の第７の変形例を示す縦断面図である。図１に示す全方向移動車輪の回転体の第８の変形例を示す縦断面図である。図１に示す全方向移動車輪の回転体の第９の変形例を示す縦断面図である。図１に示す全方向移動車輪の回転体の第１０の変形例を示す縦断面図である。図１に示す全方向移動車輪の回転体の第１１の変形例を示す縦断面図である。図１に示す全方向移動車輪の回転体の第１２の変形例を示す縦断面図である。図１に示す全方向移動車輪の回転体の第１３の変形例を示す縦断面図である。図１に示す全方向移動車輪の回転体の第１４の変形例を示す縦断面図である。図１に示す全方向移動車輪の回転体の第１５の変形例を示す縦断面図である。図１に示す全方向移動車輪の回転体の第１６の変形例を示す（ａ）回転体の縦断面図、（ｂ）全体の正面図である。図１に示す全方向移動車輪の回転体の第１７の変形例を示す縦断面図である。図１に示す全方向移動車輪の回転体の第１８の変形例を示す縦断面図である。

符号の説明

１全方向移動ローラ
２回転体
３芯材
４ホイール
５ホイール本体
６回転体支持部
８キャップ

Claims

複数の回転体とホイールとを有し、
各回転体は、回転軸を湾曲可能な可撓性および前記回転軸に垂直な方向に撓み抵抗性を有する強度異方性の構造体を有し、前記ホイールの外周をリング状に包囲するよう湾曲してそれぞれ前記ホイールの回転軸に対する同一垂直面に沿った曲線の回転軸を中心として回転可能に、各回転体の回転軸方向に圧縮されて前記ホイールに設けられていることを、
特徴とする全方向移動ローラ。
各回転体は、前記構造体が回転軸方向に伸縮可能なベローズから成ることを、特徴とする請求項１記載の全方向移動ローラ。
各回転体は、前記構造体が概ね円筒状で、円周方向に沿った複数の切込みを有し、各切込みは厚み方向に貫通して設けられ、回転軸方向で隣合う切込みに対してずれて配置されることで、回転軸を湾曲可能な可撓性を有することを、特徴とする請求項１記載の全方向移動ローラ。
各回転体は、前記構造体が異形断面線材のコイルスプリングから成ることを、特徴とする請求項１記載の全方向移動ローラ。
各回転体は、前記構造体が切削加工によりコイルスプリング状に成形されたバネから成ることを、特徴とする請求項１記載の全方向移動ローラ。
各回転体は、前記構造体が複数の同径および同ピッチのコイルスプリングを有し、互いに線材間に他のコイルスプリングの線材が配置されるよう、各コイルスプリングを中心軸を一致させて配置して成ることを、特徴とする請求項１記載の全方向移動ローラ。
各回転体は、前記構造体が大径のコイルスプリングと、前記大径のコイルスプリングの内径より小さい外径を有する小径のコイルスプリングとを有し、前記大径のコイルスプリングの内側に前記小径のコイルスプリングを設けて成ることを、特徴とする請求項１記載の全方向移動ローラ。
各回転体は、前記構造体が外周部に滑り止め用の複数の突起部材を有することを、特徴とする請求項１記載の全方向移動ローラ。
各回転体は、前記構造体がプラスチック製のコイルスプリングを有し、前記コイルスプリングの内側を覆うよう前記コイルスプリングの内側にプラスチック製のフィルムを円筒状に貼り付けて成ることを、特徴とする請求項１記載の全方向移動ローラ。
各回転体は、前記構造体がコイルスプリングから成ることを、特徴とする請求項１記載の全方向移動ローラ。
各回転体は、前記構造体と、接地の弾力性を受持つ弾性体とから成ることを、特徴とする請求項１乃至１０のいずれか一項に記載の全方向移動ローラ。
各回転体は、前記構造体の外周を前記弾性体で概ね円筒状に覆って成ることを、特徴とする請求項１１記載の全方向移動ローラ。
各回転体は、前記構造体を前記弾性体で概ね円筒状に被覆して成ることを、特徴とする請求項１１記載の全方向移動ローラ。
各回転体は、前記構造体の線材を前記弾性体で被覆して成ることを、特徴とする請求項４，５，６，７，８，１０のいずれか一項に記載の全方向移動ローラ。
各回転体は、前記弾性体の外面に溝を有することを、特徴とする請求項１２記載の全方向移動ローラ。
各回転体は、前記弾性体の外面または内面の少なくとも一方に溝を有することを、特徴とする請求項１３記載の全方向移動ローラ。
各回転体は、前記弾性体の外面にトレッドパターンの凹凸が形成されていることを、特徴とする請求項１２，１３のいずれか一項に記載の全方向移動ローラ。
複数の回転体とホイールとを有し、
各回転体は可撓性構造体を弾性体で概ね円筒状に被覆して成り、内面に前記可撓性構造体の間隙に沿った溝を有し、外面にスパイラルまたは円周方向に沿った溝を有し、回転軸を湾曲可能な可撓性を有し、前記ホイールの外周をリング状に包囲するよう湾曲してそれぞれ前記ホイールの回転軸に対する同一垂直面に沿った曲線の回転軸を中心として回転可能に、各回転体の回転軸方向に圧縮されて前記ホイールに設けられていることを、
特徴とする全方向移動ローラ。
複数の回転体とホイールとを有し、
各回転体は両端から中央にかけて凸状に連続的に湾曲した側面、両端部が凹状で中央部が凸状に連続的に湾曲した側面または太鼓型の側面を有し、回転軸を湾曲可能な可撓性を有し、前記ホイールの外周をリング状に包囲するよう湾曲してそれぞれ前記ホイールの回転軸に対する同一垂直面に沿った曲線の回転軸を中心として回転可能に、各回転体の回転軸方向に圧縮されて前記ホイールに設けられていることを、
特徴とする全方向移動ローラ。
複数の回転体とホイールとを有し、
各回転体は外面または内面の少なくとも一方に溝を有する弾性体から成り、回転軸を湾曲可能な可撓性を有し、前記ホイールの外周をリング状に包囲するよう湾曲してそれぞれ前記ホイールの回転軸に対する同一垂直面に沿った曲線の回転軸を中心として回転可能に、各回転体の回転軸方向に圧縮されて前記ホイールに設けられていることを、
特徴とする全方向移動ローラ。
複数の回転体とホイールとを有し、
各回転体はドーナツ面の内周面に前記ドーナツ面の回転軸を中心とする環状の溝孔を形成した形状のタイヤ型部材を前記ドーナツ面の回転軸方向に連結して成り、回転軸を湾曲可能な可撓性を有し、前記ホイールの外周をリング状に包囲するよう湾曲してそれぞれ前記ホイールの回転軸に対する同一垂直面に沿った曲線の回転軸を中心として回転可能に、各回転体の回転軸方向に圧縮されて前記ホイールに設けられていることを、
特徴とする全方向移動ローラ。
複数の回転体とホイールとを有し、
各回転体は平行に間隔をあけて配置した複数のリングを連結するよう、円筒状の弾性材で各リングの外周面を覆って成り、回転軸を湾曲可能な可撓性を有し、前記ホイールの外周をリング状に包囲するよう湾曲してそれぞれ前記ホイールの回転軸に対する同一垂直面に沿った曲線の回転軸を中心として回転可能に、各回転体の回転軸方向に圧縮されて前記ホイールに設けられていることを、
特徴とする全方向移動ローラ。
前記ホイールは各回転体の両端を回転可能に支持する回転体支持部を有することを、特徴とする請求項１乃至２２のいずれか１項に記載の全方向移動ローラ。
各回転体の内部に挿入され、両端が前記回転体支持部に結合されている芯材を有することを、特徴とする請求項２３記載の全方向移動ローラ。
前記芯材は両端間の所定の位置に、各回転体を回転可能に支持するよう設けられた中間支持部材を有することを、特徴とする請求項２４記載の全方向移動ローラ。
前記ホイールは中心軸に位置するホイール本体と、前記ホイール本体と前記回転体支持部とを接続する複数のスポークとを有することを、特徴とする請求項２４または２５記載の全方向移動ローラ。
各回転体の両端にその両端の開口を塞ぐシール部材を有することを、特徴とする請求項１乃至２６のいずれか１項に記載の全方向移動ローラ。
本体に請求項１乃至２７のいずれか１項に記載の全方向移動ローラを車輪として有することを特徴とする移動装置。
本体に請求項１乃至２７のいずれか１項に記載の全方向移動ローラを搬送用ローラとして有することを特徴とする搬送装置。
本体に請求項１乃至２７のいずれか１項に記載の全方向移動ローラをマッサージ用揉み玉として有することを特徴とするマッサージ装置。