JP2009504465A - ホイール - Google Patents

Abstract

本発明は、駆動されるホイール体（２）を備え、該ホイール体は２つの支持部材（２１，２２）を有しており、該支持部材の間には中高の表面をもつ多数のローラ体（３）が回転可能に配置されており、該ローラ体は少なくとも部分的に前記支持部材（２１，２２）の円周から突き出すとともに、その回転軸は前記ホイール体（２）の回転軸（２３９）に対して斜めに向いているホイール（１）に関するものであり、前記ホイール（１）の外径（Ｄｕ）と前記ローラ体（３）の最大半径（Ｒａ）との比率は１．０８から１．１３の間であり、特に１．０９から１．１２の間である。

Description

本発明は、駆動されるホイール体を備え、該ホイール体は２つの支持部材を有しており、該支持部材の間には中高の表面をもつ多数のローラ体が回転可能に配置されており、該ローラ体は少なくとも部分的に支持部材の円周から突き出すとともに、その回転軸はホイール体の回転軸に対して斜めに向いているホイールに関する。このようなホイールは、特に大型移動車両で用いるのが好ましい。

ドイツ特許第３８４１９７１Ｃ２号明細書より、操舵ローラと被駆動ホイールとが配置された走行台を有する、全方面へ移動可能な無軌道式の産業車両が公知である。被駆動ホイールはローラ体を有しており、その表面は中高すなわち樽形状に構成されるとともに、そのローラ体軸は被駆動ホイールのそれぞれの軸に対して斜めに延びている。このような被駆動ホイールは「メカナムホイール」の名称で知られている。

従来技術から公知のメカナムホイールは、特に、ローラ体がそれぞれ異なる直径のホイール体に組み付けられる場合、走行が不安定になるという欠点を有している。

以上の従来技術を前提とする本発明の課題は、当分野に属するホイールを走行特性に関して改良することにある。

本発明によると、この課題は請求項１の構成要件を備えるホイールによって解決される。本発明の好ましい実施形態と発展例は従属請求項に記載されている。駆動されるホイール体を備え、該ホイール体は２つの支持部材を有しており、該支持部材の間には中高の表面をもつ多数のローラ体が回転可能に配置されており、該ローラ体は少なくとも部分的に支持部材の円周から突き出すとともに、その回転軸はホイール体の回転軸に対して斜めに向いている本発明のホイールは、ホイールの外径とローラ体の最大半径との比率が１．０８から１．１３の間であり、特に１．０９から１．１２の間であることを意図している。驚くべきことに、ホイールの理論上の外径すなわち無負荷ホイールの直径と、ローラ体の最大半径とがこのような比率になっていれば、ホイールはホイールサイズに関わりなく、高い走行安定性と高い走行精度とを有する非常に均等な走行を行うことが見出された。それにより、非常に負荷が高い場合であっても、高精度の位置決め課題を遂行することが可能である。非常に優れたローラ挙動は、１．１０から１．１１の間の比率、特に１．１０７の比率のときに見出されている。

本発明の１つの発展例は、ローラ体が中高の支持体と、支持体の外側円周に設けられた、特にポリウレタンエラストマーからなる、実質的に一定の厚みのプラスチックコーティングとを含んでいることを意図している。ポリウレタンエラストマーは、たとえばＶｕｌｋｏｌｌａｎ（登録商標）で構成されている。支持体の中高の構成により、および支持体の外側円周へ均等に塗布されたプラスチックコーティングにより、プラスチック層の均等な負荷と変形がローラ体半径全体にわたって保証される。中高がプラスチックコーティングによって生起される従来のローラ体では、プラスチックコーティングの材料厚みがもっとも大きい領域で周辺領域とは異なる変形が生じ、このことが不均等な支持・転動挙動につながるのに対して、本発明のローラ体では、ローラ体は、ローラ体のローラ半径全体にわたって変形およびこれに伴う接地面が変わらずに保たれる。

支持体およびこれに伴うローラ体の表面の均等な湾曲は、均等な走行を促進する。
ローラ体の回転軸は、ホイール体の回転軸に対して４５°の角度で配置されるのが好ましく、それにより、転動運動が進行するときに、１つのローラ体から次のローラ体へのほぼ移行部のない交代を行うことができる。驚くべきことに、ホイール体に９つのローラ体が配置されていると、ホイールの外径と最大のローラ半径との好ましい比率で、特別に均等な力と負荷の配分が生じることが判明している。このとき９つのローラ体は、互いに均等に間隔をおきながらホイール体に配置される。

次に、添付の図面を参照しながら本発明について詳しく説明する。
図１には、互いに間隔をおいたホイールディスクとして構成された２つの支持部材２１，２２を有するホイール体２を備えたホイール１が、正面図として示されている。支持部材２１，２２は図示しない駆動装置によって動かすことができ、互いに固定的に結合されている。ホイール体２は、その回転軸２３を中心として、両方向へ回転可能なように支承されている。

互いに固定的に結合された支持部材２１，２２の間に、ローラ体３が互いに均等に間隔をおいて配置されている。ローラ体３は中高の外側輪郭を有しており、その回転軸３３はホイール体２の回転軸２３に対して好ましくは４５°の角度αをなしている。ローラ体３は支持部材２１，２２の間で自由に回転可能なように支承されており、その外側輪郭が支持部材２１，２２の外側円周よりも少しだけ突き出しており、それにより、図示しない床面上でのホイール１の接地面および転動面を形成している。

図２に示す実施形態では、全部で８つのローラ体３が互いに均等に間隔をおいてホイール１に設けられている。本発明の１つの好ましい実施形態は、９つのローラ体３が互いに均等に間隔をおきながら、自由に回転可能なように支持部材２１，２２の間に取り付けられることを意図している。外径Ｄ_ｕすなわちホイール１が回転運動をする直径と、最大のローラ半径Ｒ_ａとは、互いに１．１０７の比率になっているのが好ましく、それにより、外径Ｄ_ｕに関わりなく、ホイール１の最善のローラ挙動が保証される。

図３はローラ体３を断面図として示しており、この図面からは、ローラ体３が好ましくはフェライト鋳鉄等の鋳造材料からなる楕円形の支持体３１と、中高の支持体３１の外面にあるプラスチックコーティング３２とで構成される様子を見て取れる。プラスチックコーティング３２は一定の厚みを有しており、耐荷重性の高いポリウレタンエラストマーで製作されているのが好ましい。最大のローラ半径Ｒ_ａは、支持体３１とプラスチックコーティング３２双方の一定の湾曲をも規定する。

本発明によるホイールを示す正面図である。 図１の側面図である。 ローラ体の単独図を示す断面図である。

Claims (7)

1. 駆動されるホイール体を備え、該ホイール体は２つの支持部材を有しており、該支持部材の間には中高の表面をもつ多数のローラ体が回転可能に配置されており、該ローラ体は少なくとも部分的に前記支持部材の円周から突き出すとともに、その回転軸は前記ホイール体の回転軸に対して斜めに向いているホイールにおいて、前記ホイール（１）の外径（Ｄｕ）と前記ローラ体（３）の最大半径（Ｒａ）との比率は１．０８から１．１３の間であり、特に１．０９から１．１２の間であることを特徴とするホイール。
2. 前記比率は１．１０から１．１１の間であり、特に１．１０７であることを特徴とする、請求項１に記載のホイール。
3. 前記ローラ体（３）は中高の支持体（３１）と、前記支持体（３１）の外側円周に設けられた、特にポリウレタンエラストマーからなる、実質的に一定の厚みのプラスチックコーティング（３２）とを含んでいることを特徴とする、請求項１または２に記載のホイール。
4. 前記支持体（３１）は一定の湾曲を有していることを特徴とする、請求項３に記載のホイール。
5. 前記ローラ体（３）の前記回転軸（３３）は前記ホイール体（２）の前記回転軸（２３）に対して４５°の角度で配置されていることを特徴とする、前記請求項のうちいずれか１項に記載のホイール。
6. ９つの前記ローラ体（３）が互いに均等に間隔をおいて前記ホイール体（２）に配置されていることを特徴とする、前記請求項のうちいずれか１項に記載のホイール。
7. 前記ローラ体（３）が駆動されることを特徴とする、前記請求項のうちいずれか１項に記載のホイール。

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