JP2011063156A - 環状軸体の製造方法 - Google Patents

Abstract

【課題】無端円環状の環状軸体に複数のドリブンローラを組み付けた構造を有する摩擦式駆動装置における環状軸体の製造を好適に行う。
【解決手段】板状ブランク材７１を旋盤にセットして、多角形断面形状の環状中間ブロック材７３を加工して切り取り、環状中間ブロック材を円盤状治具７４にセットして正八角形断面形状の環状軸体用素材８１を形成し、その環状軸体用素材の一部を切除してＣ字状軸主体を形成すると共に、別の環状軸体用素材から軸補完部材を切り取り、C字状軸主体と軸補完部材とを組み付けて環状軸体を形成する。ベンダで曲げる場合の曲げによる断面形状の変形も無く、高精度な多角形断面形状の無端円環状の環状軸体を形成でき、環状軸体の周方向に複数のドリブンローラを配置する構造の車輪の製造において、車輪の基準となる環状軸体を高精度に形成することができる。
【選択図】図７

Description

本発明は、環状軸体の製造方法に関し、特に、全方向移動車に用いられる車輪を構成する環状軸体の製造方法に関するものである。

全方向移動体のための走行駆動装置として、無端円環状の環状軸体とその環状軸体の環方向に複数個配置され各々自身の配置位置に於ける環状軸体の接線方向の軸線周りに回転可能なドリブンローラとを含む主輪と、主輪の中心軸線方向の左右両側に各々自身の中心軸線周りに回転可能に配置された左右のドライブディスクと、左右のドライブディスクの各々にドライブディスクの中心軸線に対してねじれの関係をなす軸線周りに回転可能に配置され、外周面をもってドリブンローラの外周面に接触する複数個のドライブローラとを有する摩擦式駆動装置がある（例えば、特許文献１）。

この摩擦式駆動装置は、一輪式の倒立振子型移動体の走行ユニット等として用いられ、左右のドライブディスクが倒立振子型移動体のフレームより回転可能に支持され、左右のドライブローラがドリブンローラを左右より挟むようにして主輪を回転（公転）可能に支持する。

この摩擦式駆動装置が用いられた倒立振子型移動体では、ドライブローラがドリブンローラに押し付けられ、ドライブローラとドリブンローラ（フリーローラ）との摩擦によってドライブディスクの回転がドライブローラよりドリブンローラに伝達され、左右のドライブディスクが互いに同方向に同速度で回転駆動された場合には、主輪が公転し、左右のドライブディスクが互いに異なる方向あるいは異なる速度で回転駆動された場合には、主輪が公転しつつドリブンローラが自転（環状軸体の接線方向の軸線周りに回転）あるいは主輪が公転せずドリブンローラが自転し、前後左右、斜めに、移動（走行）することができる。

上述のような摩擦式駆動装置では、無端円環状の環状軸体の環方向に複数のドリブンローラを配置しており、ドリブンローラを環状軸体に組み付けるためには環状軸体の一部を取り除けるようにして、その一部を取り除いた隙間からドリブンローラを１個ずつ組み付けることが考えられる。そのためには、例えば、環状軸体を、一部を取り除かれた形状のＣ字環状の軸主体と、その取り除いた一部に対応する短い円弧状の軸補完部材とを互いに連結して形成するようにしたものが本出願人により提案されている（特許文献２）。

国際公開２００８／１３２７７９号パンフレット 特願２００９−０９８７０５

一方、ドリブンローラを環状軸体に対して環方向軸線周りに回転自在に組み付けるには、ドリブンローラをベアリングを介して環状軸体に組み付けることが考えられる。その場合に、ベアリングのインナレースは円筒状であり、そのままでは環状軸体に組み付けることができないため、上記特許文献２に記載されているように、環状軸体を例えば正八角形断面形状に形成し、その正八角形の外周の形状に対応した正八角形孔を有すると共にインナレースが嵌装される外周面を有するインナスリーブを環状軸体に組み付けると良い。

しかしながら、環状軸体を、正八角形に限られないが任意の多角形断面形状に形成し、かつドリブンローラの組み付けのために上記したようにＣ字環状の軸主体と円弧状の軸補完部材とにより形成する必要があり、そのような形状の環状軸体を形成する方法は不明かつ確立されていない。したがって、Ｃ字環状の軸主体と円弧状の軸補完部材とからなる環状軸体の製造が困難であるという問題があった。

このような課題を解決して、無端円環状の環状軸体に複数のドリブンローラを組み付けた構造を有する摩擦式駆動装置における環状軸体の製造を好適に行うことを実現するために、本発明に於いては、無端円環状の環状軸体（５１）と、前記環状軸体（５１）の周方向に配置されかつ前記環状軸体（５１）の接線方向軸線周りに回転可能に取り付けられた複数のドリブンローラ（５２）とにより構成された車輪（５０）における前記環状軸体（５１）が多角形断面形状に形成されている環状軸体の製造方法であって、前記環状軸体（５１）に対応する形状の板状ブランク材（７１）に対して前記環状軸体（５１）の径方向の内外周部分を形成する工程と、前記ブランク材（７１）から前記内外周部分が形成された状態の環状中間ブロック材（７３）を切り取る工程と、前記環状中間ブロック材（７３）に対して前記環状軸体（５１）の中心軸線方向幅部分を形成する工程とを有し、前記環状軸体（５１）の径方向の内外周部分を形成する工程と前記環状軸体（５１）の中心軸線方向幅部分を形成する工程とにより前記環状軸体（５１）の前記多角形断面形状を形成するものとした。

これによれば、例えば、円板形状のブランク材を旋盤の三爪チャックで径方向に把持して保持することにより、旋盤加工でブランク材から環状部材における内外周面を形成することができ、そのようにして形成された環状部分をさらにブランク材から切り取って環状中間ブロック材を形成することができる。その環状中間ブロック材を位置決め状態に受容し得る環状溝を設けた治具を用い、その環状溝に受容された状態の環状中間ブロック材を固定具により固定して、環状軸体の中心軸線方向に臨む部分（環状中間ブロック材における環状溝から外方に臨む部分）をＮＣ加工機により加工することにより、ブランク材から多角形断面形状の環状軸体を形成することができる。

環状軸体の形成では、例えば直線状の棒材をベンダで曲げて両端を溶接することが考えられるが、そのように加工された場合には環状軸体の径方向内周側では縮み変形し、外周側では伸び変形することから直線状における多角形断面形状が変形してしまうことが考えられ、例えばドリブンローラを組み付ける場合の軸受用インナスリーブの多角形断面形状との整合性を取るのが困難であるという問題がある。

それに対して、上記製造方法により、例えば正多角形の断面形状に形成する場合でも高精度に形成することができ、環状軸体に他の部材を組み付ける場合に何等問題が生じることがない。

さらに、前記環状軸体（５１）に前記ドリブンローラ（５２）が通過可能な間隙（Ｓ）を設けるべく前記環状軸体（５１）の一部を切除したＣ字状軸主体（６１）を形成する工程と、前記Ｃ字状軸主体（６１）の隙間を埋めて前記環状軸体（５１）を形成するための軸補完部材（６２）を形成する工程とを有すると良い。また、前記軸補完部材（６２）が、別の前記環状軸体（５１）から複数個切り出されて形成されると良い。

これによれば、無端円環状の環状軸体にその周方向に複数のドリブンローラを配置する構造において、環状軸体をＣ字状軸主体と軸補完部材とにより形成することにより、Ｃ字状軸主体の隙間からドリブンローラ構成部品を組み付けることができるため、簡単な組み付け性を確保し得る。また、Ｃ字状軸主体を形成することにより切り出される軸補完部材に相当する部分は切りしろ分だけ小さくなってしまうため、その部分を軸補完部材として用いることができないが、軸補完部材を別の環状軸体から切り出すことにより高精度な形状の軸補完部材を形成することができると共に１つの環状軸体から複数個の軸補完部材を好適に切り出すことができる。

このように本発明によれば、例えば円板形状のブランク材から無端環状かつ多角形断面形状の環状軸体を形成することができ、ベンダで曲げる場合の曲げによる断面形状の変形も無く、高精度な多角形断面形状の環状軸体を形成することができるため、環状軸体の周方向に複数のドリブンローラを配置する構造の車輪の製造において、車輪の基準となる環状軸体を高精度に形成することができることから、複数のドリブンローラによる高精度な走行制御を容易に実現し得る。

本発明による車輪およびそれを用いた摩擦式駆動装置、全方向移動車の一つの実施形態を示す斜視図。 本実施形態による車輪およびそれを用いた摩擦式駆動装置、全方向移動車の要部を示す拡大正面図。 本実施形態による車輪を示す拡大断面図。 本実施形態による車輪の要部の拡大斜視図。 本実施形態による車輪の要部（図４のＶ−Ｖ断面）の拡大断面図。 本発明が適用されたブランク材の加工要領を示す正面図である。 （ａ）、（ｂ）、（ｃ）は環状軸体の加工方法を順番に示す要部拡大断面図である。 環状軸体の円盤状治具に対するセットを示す斜視図である。 環状軸体からＣ字状軸主体を切り出す要領を示す図である。 Ｃ字状軸主体と軸補完部材との組み付け要領を示す図である。 環状軸体から軸補完部材を切り出す要領を示す図である。

以下に、本発明による環状軸体を用いて構成された車輪を用いた摩擦式駆動装置、全方向移動車の実施形態を、図１〜図５を参照して説明する。

本実施形態の全方向移動車１は、図１、図２に示されているように、門形の車体７を有し、車体７が後述する駆動ローラ（３Ｌ、３Ｒ）を介して車輪５０を回転可能に支持している。

車体７は、左側脚部材７Ｌと、左側脚部材７Ｌにヒンジ軸７１によってヒンジ接続された右側脚部材７Ｒとを有する。右側脚部材７Ｒの外側には右側ステップ３２Ｒが、左側脚部材７Ｌの外側には左側ステップ３２Ｌが各々略水平に取り付けられている。車体７の左側脚部材７Ｌの上部にはポール３３の下端部が固定されている。ポール３３は、車体７より垂直に立てられており、ポール３３の上端部には水平かつ左右方向に延出するハンドルバー３４が取り付けられている。車体７の右側脚部材７Ｒと左側脚部材７Ｌとの間には圧縮コイルばね８が設けられている。圧縮コイルばね８は、右側脚部材７Ｒと左側脚部材７Ｌを互い近づける方向に付勢する。

車体７、左右のステップ３２Ｒ、３２Ｌ、ポール３３、ハンドルバー３４は、互いに一体構造であり、本実施形態では、車体７、左右のステップ３２Ｒ、３２Ｌ、ポール３３、ハンドルバー３４の全体が、全方向移動車１の車体であると云える。

車体７にはアーム３６によって補助輪３５が取り付けられている。アーム３６は、上端を車体７の後部に枢支され、跳ね上げ可能になっている。補助輪３５は、車輪５０に対して車体７の前後方向後方にあり、水平軸線周りに回転可能になっている。ハンドルバー３４にはグリップレバー３７が設けられている。グリップレバー３７は、公知のボーデンケーブル（図示せず）によってアーム３６の先端部と連結され、ハンドルバー３４と共に手にて握られてアーム３６の跳ね上げを行う。

右側脚部材７Ｒは支持軸６Ｒによって右側の駆動回転部材４Ｒを回転可能に支持している。左側脚部材７Ｌは支持軸６Ｌによって左側の駆動回転部材４Ｌを回転可能に支持している。これにより、左右の駆動回転部材４Ｒ、４Ｌは、所定の軸線方向間隔（左右方向間隔）をおいて、車体７に、互いに同一の中心軸線（図２のＡ）周りに、各々回転可能に取り付けられる。

駆動回転部材４Ｒ、４Ｌには、プーリ９Ｒ、９Ｌ（或いはスプロケット）が同心位置に一体的に形成されている。右側脚部材７Ｒと、左側脚部材７Ｌには、各々、電動モータ５Ｒ、５Ｌが取り付けられている。電動モータ５Ｒは、無端ベルト１０Ｒ（或いはリンクチェーン）によってプーリ９Ｒと駆動連結され、プーリ９Ｒを回転駆動する。電動モータ５Ｌは、無端ベルト１０Ｌ（或いはリンクチェーン）によってプーリ９Ｌと駆動連結され、プーリ９Ｌを回転駆動する。

なお、車体７、ポール３３には、図示していないが、電動モータ５Ｒ、５Ｌの電源として、リーチャージブルなバッテリ電源、制御装置が搭載される。

駆動回転部材４Ｒ、４Ｌは、互い対向する側に切頭円錐状のテーパ外周面４１Ｒ、４１Ｌを有する。駆動回転部材４Ｒのテーパ外周面４１Ｒには、複数個の右側駆動ローラ３Ｒが、各々ブラケット４２Ｒによって、駆動回転部材４Ｒの円周方向に等間隔に配設されかつ各々回転可能に取り付けられている。駆動回転部材４Ｌのテーパ外周面４１Ｌには、複数個の左側駆動ローラ３Ｌが、各々ブラケット４２Ｌによって、駆動回転部材４Ｌの円周方向に等間隔に配設されかつ各々回転可能に取り付けられている

車輪５０は、左右の駆動回転部材４Ｒ、４Ｌの間に配置され、内周側の左右両側部分を右側駆動ローラ３Ｒ、左側駆動ローラ３Ｌによって挟まれるようにして左右の駆動回転部材４Ｒ、４Ｌの中心軸線Ａと同一の中心軸線（図３に示される環状軸体５１の環中心）Ｂ周りに回転可能に支持されている。

車輪５０は、図３、図４に示されているように、無端円環状の環状軸体５１と、環状軸体５１に各々当該環状軸体５１の接線方向軸線周りに回転可能に取り付けられた複数のドリブンローラ５２と、隣接するドリブンローラ５２間に配置されたスペーサ５３により構成されている。本実施例では、環状軸体５１は、図６に示されているように、当該環状軸体５１の中心軸線Ｃに対して直交する断面形状が正八角形になるように形成されている。

環状軸体５１の外周には、当該環状軸体５１の曲率と同じ曲率で曲がった正八角形孔による装着孔５４Ａを有する金属製のインナスリーブ５４が各ドリブンローラ５２毎に装着孔５４Ａをもって回転不能に嵌着されている。インナスリーブ５４の外周面５４Ｂは円筒面になっており、当該外周面５４Ｂにはニードルベアリング５５のインナレース５６が嵌合している。

ドリブンローラ５２は、駆動力を作用させる対象物に接触するローラであって、数珠繋ぎ状に環状軸体５１に装着され、各々、円筒状の金属製スリーブ５２Ａと、金属製スリーブ５２Ａの外周に接合されてドリブンローラ５２の外周面５２Ｃを構成する円筒状のゴム状弾性体製の外周部材５２Ｂとにより構成されている。ドリブンローラ５２を構成する金属製スリーブ５２Ａは、ニードルベアリング５５のアウタレースとして環状軸体５１の環方向（周方向）に対応する接線方向軸線周りに回転可能に取り付けられている。ここに、ドリブンローラ５２は、各々、自身の中心軸線周りに個々に回転可能であり、このドリブンローラ５２の回転をドリブンローラ５２の自転と云う。

スペーサ５３は、環状軸体５１の曲率と同じ曲率で曲がった正八角形孔による装着孔５３Ａを有する金属製のものであり、装着孔５３Ａをもって環状軸体５１の外周に回転不能に嵌着され、隣接するドリブンローラ５２同士が接触することを避けるもの（ディスタンス機構）として設けられている。

スペーサ５３は、インナスリーブ５４、インナレース５６と軸線方向（周方向）端面同士で密に接触している。このことは、後述のスペーサ５７も同じで、インナスリーブ５４、インナレース５６と端面同士で密に接触している。

これにより、環状軸体５１の外周において、スペーサ５３、５７とインナスリーブ５４、インナレース５６とが環状軸体５１の円周方向に剛体接続された無端円環状（閉ループ）をなす。これは、環状軸体５１の補強構造体となり、車両用の車輪５０として、車輪５０に積載荷重が作用した時に、環状軸体５１が楕円に撓むことを防止する補強効果を奏する。

環状軸体５１は、金属製の正八角形断面形状かつ円弧状のＣ字状軸主体６１と、Ｃ字状軸主体６１と同じ金属製の正八角形断面形状に形成され、Ｃ字状軸主体６１の隙間を埋める円弧形状に形成されて、Ｃ字状軸主体６１と補完し合って無端円環状を形成する軸補完部材６２とにより構成されている。

軸補完部材６２の両端（図４における左右端部）にできるＣ字状軸主体６１と軸補完部材６２との接合部６３は、環状軸体５１の円環状の断面中心線Ｃに対して直交しない非直交面として、断面中心線Ｃを含む面と平行な接合面６１Ａ、６２Ａを含む段違い形状になっている。Ｃ字状軸主体６１には接合面６１Ａを環状軸体５１の径方向に貫通するねじ孔６１Ｂが、軸補完部材６２には接合面６２Ａを環状軸体５１の断面径方向に貫通するボルト通し孔６２Ｂが各々貫通形成されている。本実施例では、ボルト通し孔６２Ｂがねじ孔６１Ｂより環状軸体５１の断面径方向で見て外側にある。

Ｃ字状軸主体６１と軸補完部材６２とは、ボルト通し孔６２Ｂに通されてねじ孔６１Ｂにねじ係合するボルト６４によって分解可能に固定連結される。この固定連結により環状軸体５１は無端円環状の閉鎖状態になる。

環状軸体５１に、ドリブンローラ５２とニードルベアリング５５とインナレース５６とインナスリーブ５４の組立体（以下、ドリブンローラ組立体と称す）と、スペーサ５３を組み付ける際には、ボルト６４を外してＣ字状軸主体６１より軸補完部材６２を取り外し、軸補完部材６２を取り外した部分に、ドリブンローラ５２、スペーサ５３等の組立作業用間隙（図４のＳ）が画定される開放状態とする。この組立作業用間隙Ｓは、組立作業時に、ドリブンローラ５２やスペーサ５３をＣ字状軸主体６１に通せるように設けられた部分である。

この開放状態で、ドリブンローラ組立体とスペーサ５３とを交互に組立作業用間隙ＳよりＣ字状軸主体６１に挿入して組み付ける。また、軸補完部材６２にもインナスリーブ５４の組立体とスペーサ５３とを交互に挿入して組み付ける。これにより、ドリブンローラ５２やインナレース５６等を半割構造にすることなく、これらを環状軸体５１に組み込みができる。

Ｃ字状軸主体６１と軸補完部材６２に対して所定個数のドリブンローラ組立体とスペーサ５３の組み付けが完了すれば、Ｃ字状軸主体６１に軸補完部材６２を組み付け、結合部６３のボルト通し孔６１Ｂにボルト６４を通し、ボルト６４をねじ孔６２Ｂにねじ係合させる。これにより、Ｃ字状軸主体６１と軸補完部材６２とが固定連結され、この固定連結により上記したように環状軸体５１は無端円環状の閉鎖状態になる。

ボルト６４のねじ締結は、ボルト通し孔６２Ｂがねじ孔６１Ｂより環状軸体５１の断面径方向で見て外側にあることにより、ドリブンローラ組立体とスペーサ５３の組み付け完了後に、環状軸体５１の外側より行うことができる。

これらのことにより、複数のドリブンローラ５２を個々に回転可能にかつ等間隔に配置する組み付けを容易に行うことができ、車輪５０を、所要の車輪性能を確保し得る形に作業性よく生産することができる。

図５に示されるように、結合部６３においては、後付け可能な馬蹄形のスペーサ５７が用いられる。スペーサ５７にはボルト通し孔５７Ａが形成されており、ボルト通し孔５７Ａにボルト６４を通して軸補完部材６２と共にＣ字状軸主体６１にスペーサ５７が共締め固定される。これにより、結合部６３においても、隣接するドリブンローラ５２同士が接触することを避ける機構が構成される。

接合面６１Ａ、６２Ａは、環状軸体５１の断面中心線Ｃに対して直交する断面で見て最大線分となる部分にて環状軸体５１の接線方向に延在している。このことにより、接合面６１Ａ、６２Ａの幅寸法（図５で見て左右方向の寸法）を大きく取ることができ、これに応じてボルト通し孔６２Ｂ、ねじ孔６１Ｂの径を大きくすることができ、ボルト６４も大きい径のものを用いることができる。なお、高いねじ結合力を確保するべく、ねじ孔６１Ｂの軸線方向長さをできるだけ長くするように、環状軸体５１の断面中心線Ｃより外側（環状軸体５１の外周側）に接合面６１Ａ、６２Ａが位置するようにされている。このようにして、結合部６３の機械的強度を保って高い締結強度を得ることができる。

なお、図４に符号８０により示されている部分の構造のように、スペーサ５３とインナスリーブ５４とを一体構造品として構成することもできる。この場合には、部品点数、組み付け個数の削減を図ることができる。

ドリブンローラ５２と右側駆動ローラ３Ｒ、左側駆動ローラ３Ｌとの関係（個数)は、ドリブンローラ５２の空すべりを回避するために、接地しているドリブンローラ５２には必ず少なくとも一つの右側駆動ローラ３Ｒ、左側駆動ローラ３Ｌが接触し、右側駆動ローラ３Ｒ、左側駆動ローラ３Ｌより接地状態にあるドリブンローラ５２に常に推進力（回転力）が与えられるような設定になっている。

右側駆動ローラ３Ｒ、左側駆動ローラ３Ｌは、前述の圧縮コイルばね８のばね力によってドリブンローラ５２の外周面５２Ｃに向けて付勢されて外周面３Ｒａ、３Ｌａをもってドリブンローラ５２の外周面５２Ｃに接触し、摩擦によって推進力（回転力）をドリブンローラ５２に伝達する。つまり、右側駆動ローラ３Ｒ、左側駆動ローラ３Ｌの外周面３Ｒａ、３Ｌａが、ドリブンローラ５２の外周面５２Ｃに摩擦力をもって運動（回転と並進）を車輪５０に伝達する動力伝達関係で接触している。

右側駆動ローラ３Ｒ、左側駆動ローラ３Ｌは、車輪５０の中心軸線Ｂ周り（駆動回転部材４Ｒ、４Ｌの中心軸線Ａ周りと同じ）の回転方向（より正確には、接触箇所における中心軸線Ｂ周りの円周の接線方向）に対して、直交および平行の何れでもない方向（一つの仮想面を直交する方向）に延在する中心軸線Ｄ周りに回転自在に配置されている。つまり、右側駆動ローラ３Ｒ、左側駆動ローラ３Ｌの各ローラ軸は、左右対称の配置で、各々車輪５０の中心軸線Ｂに対してねじれの関係をなす軸線方向に延在している。これにより、左右のローラ軸により支持された左右の駆動ローラ３Ｒ、３Ｌは、左右対称で、はすば歯車の歯すじと同様の傾斜配置になる。

この実施形態の車輪５０では、駆動回転部材４Ｒ、４Ｌと共に回転移動する右側駆動ローラ３Ｒ、左側駆動ローラ３Ｌとの接触によってドリブンローラ５２が環状軸体５１の接線方向軸線周りに回転し、左右方向への駆動力を接地面に作用させることができると共に、車輪５０全体の中心軸線Ｂ周りの回転による円周方向移動により、前後方向への駆動力を接地面に作用させることができる。

本実施形態の全方向移動車１では、左右の電動モータ５Ｒ、５Ｌによって左右の駆動回転部材４Ｒ、４Ｌの回転方向あるいは（および）回転速度を互いに違えると、駆動回転部材４Ｒ、４Ｌの回転力による円周（接線）方向の力に対し、この力に直交する向きの分力が車輪５０における右側駆動ローラ３Ｒ、左側駆動ローラ３Ｌの当接面（接触面）に作用する。この分力により、車輪５０のドリブンローラ５２の外表面には、これを捩る力、ドリブンローラ５２の中心軸線周りの回転駆動力が作用し、ドリブンローラ５２が自身の中心軸線周りに回転、つまり自転することになる。

このドリブンローラ５２の自転は、駆動回転部材４Ｒ、４Ｌ同士の回転速度差によって定まる。例えば、駆動回転部材４Ｒ、４Ｌを互いに同一速度で逆向きに回転させると、車輪５０は中心軸線Ｂ周りには回転せず、ドリブンローラ５２の自転することになる。これにより、車輪５０には、車輪５０の中心軸線Ｂと同じ方向、つまり左右方向の駆動力が加わることになり、車体７は、換言すると、全方向移動車１は、左右方向移動する。

これに対し、左右の駆動回転部材４Ｒ、４Ｌの回転方向および回転速度が同一である場合には、ドリブンローラ５２が自転することがなく、車輪５０が中心軸線Ｂ周りに回転し、全方向移動車１は、旋回することなく前進あるいは後進する。

このように、電動モータ５Ｒ、５Ｌによって駆動回転部材４Ｒ、４Ｌの回転速度および回転方向を独立に制御することにより、全方向移動車１は、路面上で全方向へ移動することができる。

次に、このようにして構成される全方向移動車１に用いられる車輪５０の大円となる円環形状を形成する環状軸体５１の製造方法について図６〜図１１を参照して以下に説明する。

先ず、図６に示されるように、環状軸体５１を加工する基となる円形の板状ブランク材７１を、例えば旋盤７２に、その三爪チャック７２ａにより径方向に把持して旋盤加工可能な状態にセットする。なお、板状ブランク材７１の外径は環状軸体５１の外径より切りしろ分を含めて拡径された大きさで良い。そして、図７に示されるように板状ブランク材７１の外周近傍部分に対して旋盤加工する。

旋盤加工における第１段階では、図７（ａ）に示されるように、環状軸体５１の円環形状における内径Ｄｉと外径Ｄｏとに対応した内外周面７１ａ、７１ｂを形成する。なお、内外周面７１ａ、７１ｂの各高さ（切り込み深さ）ｈは環状軸体５１の八角形断面形状における最大幅（Ｄｏ／２−Ｄｉ／２）より長くする。この加工において、板状ブランク材７１の露出している側の中心軸線方向端面を八角形断面形状の一面として用いることができるが、ブランク材の面精度が悪い場合にはその面（上記一面）の仕上げを行うことができる。

第２段階では、図７（ｂ）の実線で示されるように環状軸体５１の八角形断面形状の一部（図示例では５つの角）を形成し、またカッタ７２ｂが板状ブランク材７１の径方向外側から切り込み可能にする深さの凹部７１ｃを形成する。そして、カッタ７２ｂにより、上記高さｈを確保し得る切断面７１ｄで切断し、残り２つの角が未加工状態（仕上げの切りしろを残した形状）の七角形断面形状の環状中間ブロック材７３を切り取る。

第３段階では、図７（ｃ）に示されるように、環状中間ブロック材７３の内周面７１ａを円盤治具７４により中心側から支持するように固定配置すると共に、三爪チャック７２ｃにより半径方向外側から環状中間ブロック材７３を固定する。なお、三爪チャック７２ｃは、環状中間ブロック材７３の外周面７１ｂに当接する部分と、環状中間ブロック材７３の加工済み中心軸線方向端面７１ｃを支持する部分とを有する凸状に形成されている。このようにして、内外周面７１ａ・７１ｂ及び加工済み中心軸線方向端面７１ｃの三面が固定支持されて位置決めされた環状中間ブロック材７３に対して、残りの２つの角に対する加工を行う。なお、環状中間ブロック材７３の加工は旋盤に限られるものではなく、例えばＮＣ加工機により加工することもできる。

上記加工により、環状軸体５１の八角形断面形状の上記残りの２つの角に相当する部分（図の二点鎖線）を形成して、製品としての環状軸体５１と同寸法の八角形断面形状の環状軸体用素材８１が形成される。

このようにして形成された無端円環状の環状軸体用素材８１を、図８に示されるように、円盤状治具７６にセットする。円盤状治具７６は、環状軸体用素材８１をその中心軸線方向に載置した状態にセットし、環状軸体用素材８１の内外周面及び下面の３方を位置決め可能に受容する環状溝７６ａを有している。さらに、図９に併せて示されるように、円盤状治具７６の環状溝７６ａの外周側を形成する外周壁には、周方向に所定の間隔をおいて２つの径方向スリット７６ｂが設けられている。径方向スリット７６ｂは、円盤状治具７６の外周面に開口しかつその開口から環状溝７６ａに至るまで切り込まれた形状に形成されている。

また、環状溝７６ａに受容された環状軸体用素材８１の一部を、環の中心軸線方向に押さえ付けて固定する固定具７５が設けられているが、その固定対象位置は２つの径方向スリット７６ｂの間である。円盤状治具７６には、固定具７５を構成する固定バー７５ａをねじ７５ｂにより結合するためのねじ孔７６ｃが所定の位置に設けられている。また、固定バー７５ａには、ねじ７５ｂを挿通するための長孔と、環状軸体用素材８１の環状溝７６ａから外方に臨む上面（露出面）を押さえ付けるための押さえねじ７５ｃをねじ込むためのねじ孔７５ｄが設けられている。

次に、円盤状治具７６にセットされた環状軸体用素材８１からＣ字状軸主体６１を形成する。図９に示されるように、例えばワイヤ加工機のワイヤカッタ７７を、移動制御して、先ず径方向スリット７６ｂを通過させて環状軸体用素材８１の外周に至らせ、さらに半径方向内側に所定長移動して環状軸体用素材８１に切り込み、次に周方向に所定長移動して切り込んだ後、再度半径方向内側に移動して、環状軸体用素材８１が径方向にクランク状に切断される。この切断により上記したＣ字状軸主体６１の接合面６１Ａが形成され、他方の径方向スリット７６ｂからの同様（対称形）の切断により、Ｃ字状軸主体６１が形成される。

このようにして形成されたＣ字状軸主体６１は図１０に示されるようになり、この切断により切除された切除部材７８は、図の二点鎖線で示されるように、切りしろ分だけ軸補完部材６２より小さくなってしまう。したがって、切除部材７８を軸補完部材６２としては用いることができない。

軸補完部材６２は、図１１に示されるように、別の環状軸体用素材８１から上記と同様にワイヤ加工機を用いて切り取る。この場合には軸補完部材６２の接合面６２Ａを形成する寸法で切断する。軸補完部材６２の周方向長さは環状軸体用素材８１に対して十分短いため、１つの環状軸体用素材８１から複数の軸補完部材６２を切り取ることができ、取り得る最大数で切り取るようにすると良い。図示例では、１個の環状軸体用素材８１から６個の軸補完部材６２を形成することができ、ワイヤ加工機を共用して効率的に軸補完部材６２を形成することができる。

このようにして形成されたＣ字状軸主体６１と軸補完部材６２とに、上述したように固定連結するためのねじ孔６１Ｂとボルト通し孔６２Ｂとを形成し、軸補完部材６２を図１０に示されるようにＣ字状軸主体６１の切除された部分に嵌め込み、最終的にボルト６４のねじ締結により１つの環状軸体５１が形成される。図示例では、７個の環状軸体用素材８１から６個の環状軸体５１を製造することができる。

なお、上記実施の形態では、環状軸体５１をＣ字状軸主体６１と軸補完部材６２との２部材で無端円環状に形成したが、例えばドリブンローラ５２を二つ割り構造にすれば、環状軸体用素材８１をそのまま環状軸体として用いることができ、そのようにしても良い。

５０ 車輪
５１ 環状軸体
５２ ドリブンローラ
６１ Ｃ字状軸主体
６２ 軸補完部材
７１ 板状ブランク材
７３ 環状中間ブロック材
Ｓ 間隙

Claims (3)

1. 無端円環状の環状軸体と、前記環状軸体の周方向に配置されかつ前記環状軸体の接線方向軸線周りに回転可能に取り付けられた複数のドリブンローラとにより構成された車輪における前記環状軸体が多角形断面形状に形成されている環状軸体の製造方法であって、
   前記環状軸体に対応する形状の板状ブランク材に対して前記環状軸体の径方向の内外周部分を形成する工程と、
   前記ブランク材から前記内外周部分が形成された状態の環状中間ブロック材を切り取る工程と、
   前記環状中間ブロック材に対して前記環状軸体の中心軸線方向幅部分を形成する工程とを有し、
   前記環状軸体の径方向の内外周部分を形成する工程と前記環状軸体の中心軸線方向幅部分を形成する工程とにより前記環状軸体の前記多角形断面形状を形成することを特徴とする環状軸体の製造方法。
2. 請求項１で形成された前記環状軸体に前記ドリブンローラが通過可能な隙間を設けるべく前記環状軸体の一部を切除したＣ字状軸主体を形成する工程と、
   前記Ｃ字状軸主体の隙間を埋めて前記環状軸体を形成するための軸補完部材を形成する工程とを有することを特徴とする請求項１に記載の環状軸体の製造方法。
3. 前記軸補完部材が、別の前記環状軸体から複数個切り出されて形成されることを特徴とする請求項２に記載の環状軸体の製造方法。

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