JP2019137390A

JP2019137390A - ホイール

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Publication number: JP2019137390A
Application number: JP2019014964A
Authority: JP
Inventors: 隆成瀬; Takashi Naruse
Original assignee: Nabtesco Corp
Current assignee: Nabtesco Corp
Priority date: 2018-02-05
Filing date: 2019-01-31
Publication date: 2019-08-22
Anticipated expiration: 2039-01-31
Also published as: JP7221712B2; TWI802647B; TW201934368A

Abstract

【課題】バレルを支持部材に対して精度良く取り付けることができるホイールを提供すること。【解決手段】一対の支持部材を有するホイール体と、該一対の支持部材の間に配置される複数のバレルシャフト４と、該複数のバレルシャフトにそれぞれ配置され、各バレルシャフト回りに回転可能な複数のバレル５と、を備え、該複数のバレルのそれぞれは、軸受６を介して前記バレルシャフト又は支持体に取付けられ、該複数のバレルのそれぞれの、該バレルシャフト方向における位置を、該軸受の位置で調整可能に構成される。【選択図】図２

Description

本発明は、ホイールに関する。

従来の移動車両用のホイールとしてメカナムホイールが知られている。メカナムホイールは、駆動されるホイール体と、多数のローラ体と、を備える。このホイール体は、概ね円盤状に形成された２つの支持部材を有する。多数のローラ体の各々は、その表面が中高の（crowned or barrel-shaped）形状を有する。多数のローラ体の各々は、２つの支持部材の間に回転可能に設けられる。ローラ体は、バレルと呼ばれることもある。

従来のメカナムホイールは、例えば、特表２００９−５０４４６５号公報（特許文献１）に記載されている。特許文献１は、ホイールの外径とローラ体の最大半径との比を１．０８から１．１３の範囲、特に１．０９から１．１２の範囲にすることを開示している。

特表２００９−５０４４６５号公報

しかしながら、従来のメカナムホイールでは、バレルが設計位置からずれた位置に取り付けられてしまい、その結果、回転時に複数のバレルの各々にかかる負荷が不均一になってしまうという問題がある。このバレルにかかる負荷の不均一さのため、従来のメカナムホイールを備えた移動車両においては、運転時の挙動が不安定になってしまう。

本発明の目的の一つは、バレルを支持部材に対して精度良く取り付けることができるホイールを提供することである。

本発明の一実施形態によるホイールは、一対の支持部材を有するホイール体と、前記一対の支持部材の間に配置されるバレルシャフトと、前記バレルシャフトに取り付けられるバレルと、前記バレルを前記バレルシャフトに回転軸の周りで回転可能に支持し、前記回転軸に沿う回転軸方向における前記バレルの前記バレルシャフトに対する移動を規制する軸受と、を備える。

本発明の一実施形態によるホイールは、前記バレルシャフトに固定され、前記軸受の前記回転軸方向における移動を規制する止め輪を備える。

本発明の一実施形態によるホイールは、前記バレルと前記止め輪との間に設けられたスペーサを備える。

本発明の一実施形態によるホイールにおいて、前記バレルシャフトは、その両端が前記一対の支持部材の外周面に固定される。

本発明の一実施形態によるホイールにおいて、前記一対の支持部材の各々は、前記外周面に形成された凹部を有し、前記バレルシャフトは、前記凹部において前記一対の支持部材に固定される。

本発明の一実施形態によるホイールにおいて、前記一対の支持部材の各々は、前記外周面に形成された溝部を有し、前記バレルシャフトは、前記溝部において前記一対の支持部材に固定される。

本発明の一実施形態は、一対の支持部材を有するホイール体と、前記一対の支持部材の間に配置されるバレルシャフトと、前記バレルシャフトに回転軸の周りで回転可能に支持されるバレルと、を備えるホイールを組み立てる組立て方法に関する。当該組み立て方法は、前記回転軸に沿う回転軸方向において、前記バレルの前記バレルシャフトに対する位置を調整する工程を備える。

本発明の一実施形態によるホイールは、一対の支持部材を有するホイール体と、該一対の支持部材の間に配置される複数のバレルシャフトと、該複数のバレルシャフトにそれぞれ配置され、各バレルシャフト回りに回転可能な複数のバレルと、を備える。当該実施形態において、前記複数のバレルのそれぞれは、軸受を介して前記バレルシャフト又は支持体に取付けられ、該複数のバレルのそれぞれの、該バレルシャフト方向における位置を、該軸受の位置で調整可能とした。

本発明の一実施形態においては、前記バレルの、前記バレルシャフト又は支持体に対する前記軸受方向の取付位置の取付誤差に応じて、前記軸受の位置が調整可能とされる。

本発明の一実施形態によるホイールは、前記軸受の前記軸受方向端部に止め輪を備える。当該実施形態においては、前記バレルの、前記バレルシャフト又は支持体に対する前記軸受方向の取付位置が、前記軸受の前記端部に設けられた止め輪の前記軸受方向の位置により調整可能とされる。

本発明の一実施形態において、前記一対の支持部材の間に配置される複数のバレルシャフトのそれぞれは、その両端が該一対の支持部材の外周面に固定される。

本発明の一実施形態において、前記外周面に凹部が形成される。当該実施形態において、前記一対の支持部材の間に配置される複数のバレルシャフトのそれぞれは、その両端が該一対の支持部材の外周面の凹部に固定される。

本発明の一実施形態において、前記凹部は、テーパ面を備えた溝である。

本発明の一実施形態は、一対の支持部材を有するホイール体と、該一対の支持部材の間に配置される複数のバレルシャフトと、該複数のバレルシャフトにそれぞれ配置され、各バレルシャフト回りに回転可能な複数のバレルと、を備えるホイールの組立て方法に関する。当該実施形態においては、前記一対の支持部材が組み付けられた状態で、前記一対の支持部材の外周面に、前記複数のバレルの位置が調整可能とされる。

本発明の一実施形態により、バレルを支持部材に対して精度良く取り付けることができる。

本発明の一実施形態のホイールの斜視図である。本発明の一実施形態に係るホイールの上面図である。本発明の一実施形態に係るホイールの正面図である。図１ａ〜図１ｃのホイールが有するバレルの断面を概略的に示す図である。本発明の別の実施形態のホイールの斜視図である。本発明の別の実施形態のホイールの斜視図である。

以下、本発明の実施形態について図面を参照して説明する。まず、本発明の一実施形態について、図１a〜図１ｃ及び図２を参照して説明する。図１a〜図１ｃ及び図２は、本発明の一実施形態に係るホイール１を概略的に示している。

これらの図に示されているホイール１は、一対の支持部材３を有するホイール体２と、この一対の支持部材３の間に配置される複数のバレル５と、を備える。一対の支持部材３は、概ねディスク状の形状を有する。一対の支持部材３の各々の外周面９には、複数の凹部１０が設けられている。

バレル５は、回転軸１５に沿って延びるバレルシャフト４を有する。バレルシャフト４は、その両端部分において一対の支持部材３の外周面９の凹部１０に固定される。バレル５は、バレルシャフト４の周りで回転可能に一対の支持部材３に支持される。したがって、バレル５は、図１ｃに示されている回転軸１５の周りで回転可能である。一対の支持部材３は、図示しない駆動装置によって駆動される。一対の支持部材３は互いに固定されている。ホイール体２は、回転軸１２の周りの両方向へ回転することができる。

複数のバレル５は、一対の支持部材３の間に、互いに均等な間隔をおいて配置されている。図示のホイール１は、８つのバレル５を有している。ホイール１が備えるバレル５の数は８つに限られず、適宜変更可能である。図示の実施形態において、バレル５は、中高の（crowned or barrel-shaped）外側輪郭を有している。バレル５の回転軸１５は、ホイール体２の回転軸１２に対して角度αをなす。角度αは、例えば４５°である。角度αは、４５°に限られず、適宜変更可能である。

バレル５は、図１ｂに示されているように、その一部が一対の支持部材３の外周よりも径方向外側にわずかに突き出るように、支持部材３に取り付けられる。バレル５は、この支持部材３の外周よりも径方向外側に突き出ている部位において地面又は床面と接する。

一実施形態において、ホイール１の外径と最大のバレル半径との比は、１．１０７である。これにより、ホイール１の外径に関わりなく、ホイール１の最善のローラ挙動を得ることができる。

次に、図２を参照して、バレル５についてさらに説明する。図２は、バレル５の回転軸１５に沿った断面を模式的に示している。図示のように、バレル５は、本体５ａと、筒状部材５ｂと、を有する。本体５ａは、回転軸１５に沿って一端から他端まで延びる。本体５ａは、中高の外側輪郭を有する。本体５ａは、回転軸１５に沿って一端から他端まで延びる貫通孔を有しており、この貫通孔に筒状部材５ｂが設けられている。筒状部材５ｂも、回転軸１５に沿って一端から他端まで延びる貫通孔を有しており、この貫通孔にバレルシャフト４が挿入されている。

図示のように、バレル５は、２つの軸受６及び２つの軸受１３を介してバレルシャフト４に取付けられる。２つの軸受６は、バレルシャフト４の回転軸方向の中心Ｃに対して互いと対称な位置に設けられてもよい。２つの軸受１３は、バレルシャフト４の回転軸方向の中心Ｃに対して互いと対称な位置に設けられてもよい。図示の実施形態において、軸受６は、スラスト軸受であり、軸受１３は、ラジアル軸受である。軸受６は、スラストワッシャーであってもよい。軸受６及び軸受１３は、アンギュラ軸受、テーパ軸受、及びこれら以外の公知の軸受であってもよい。回転軸１５に沿う軸方向（以下、単に「回転軸方向」ということがある。）において、バレル５のバレルシャフト４に対する位置は、軸受６により定められる。

筒状部材５ｂは、その回転軸方向のＤ１方向の端からバレルシャフト４の中心Ｃに向かって凹む凹部５ｂ１を有し、また、回転軸方向のＤ２方向の端からバレルシャフト４の中心Ｃに向かって凹む凹部５ｂ２を有する。２つ軸受６の各々は、この凹部５ｂ１及び凹部５ｂ２に収容される。軸受６は、第１の軌道輪６ａと、第２の軌道輪６ｂと、この第１の軌道輪６ａと第２の軌道輪６ｂとの間に配置された複数の転動体６ｃと、を有する。第１の軌道輪６ａは、バレルシャフト４に取り付けられており、第２の軌道輪６ｂは、筒状部材５ｂに取り付けられている。

バレルシャフト４は、その周方向に延びる２つの溝を有しており、当該２つの溝の各々には規制部材が設けられる。図示の実施形態においては、規制部材として止め輪７が用いられている。止め輪７は、溝に嵌め込まれている。このため、止め輪７の回転軸方向への移動は規制されている。止め輪７と筒状部材５ｂとの間にはスペーサ１４が設けられている。図示の実施形態では、スペーサ１４は、止め輪７と軸受６との間に設けられている。止め輪７は、その中心を通る貫通孔を有しており、その貫通孔にバレルシャフト４が挿入されている。同様に、スペーサ１４は、リング状の形状を有する。スペーサ１４は、その中心を通る貫通孔を有しており、その貫通孔にバレルシャフト４が挿入されている。スペーサ１４と止め輪７との間には、不図示のシムが設けられてもよい。シムは、スペーサ１４と軸受６との間に設けられてもよい。回転軸方向におけるスペーサ１４の位置と止め輪７の位置とを入れ替えてもよい。言い換えると、なくともよい。例えば、スペーサ１４は、軸受６と筒状部材５ｂとの間に設けられてもよい。規制部材としてネジを使用してもよい。

バレルシャフト４の両端には、回転軸１５と直交する方向に延びる穴１６が設けられている。穴１６には、ボルト８が挿入される。支持部材３の凹部１０には、ボルト８を受け入れるネジ穴が設けられている。バレルシャフト４は、ボルト８を凹部１０のネジ穴にねじ込むことにより支持部材３に固定される。このように、バレルシャフト４は、ボルト８により支持部材３に取り付けられる。一実施形態において、穴１６の内径は、ボルト８の軸部の外径よりも大きい。このため、ボルト８の軸部と穴１６の内周面との間には隙間がある。よって、この隙間の間隔だけ支持部材３に対するバレルシャフト４の取付け位置を調整できる。バレルシャフト４は、ボルト８による締結以外の公知の手法により凹部１０に固定されてもよい。

次に、図３を参照して本発明の他の実施形態によるホイール１について説明する。図３に示されているホイール１は、支持部材３の外周面９に凹部１０に代えて溝部１１が形成されている点で図１ａ〜図１ｃに示されているホイール１と異なっている。溝部１１は、支持部材３の外周面９から当該支持部材の径方向の内側に延びるテーパ面を有している。バレルシャフト４は、その両端部分が溝部１１に固定される。バレルシャフト４は、例えば、ボルト８によって溝部１１に固定される。

次に、図４を参照して本発明の他の実施形態によるホイール１について説明する。図４に示されているホイール１においては、複数の凹部１０のうちの一部が溝部１１で代替されている。複数のバレルシャフト４は、凹部１０又は溝部１１において支持部材３に取り付けられる。

次に、本発明の一実施形態に係るホイール１の組立て方法について説明する。まず、一対の支持部材３が互いに固定されたホイール体２を準備する。次に、バレルシャフト４に軸受６を介して取り付けられたバレル５を準備する。次に、一対の支持部材３に対して、バレルシャフト４を固定する。このようにして、一対の支持部材３に複数のバレルシャフト４が取り付けられる。次に、一対の支持部材３に組み付けられたバレル５のバレルシャフト４に対する位置を調整する。上記のように、穴１６とボルト８との間には隙間があるため、この隙間分だけ支持部材３に対するバレルシャフト４の位置を調整できる。バレルシャフト４は、支持部材３の凹部１０または溝部１１に取り付けられるので、一対の支持部材３を互いに固定してホイール体２を作成した後に、バレルシャフト４の位置を調整することができる。。このように、ホイール体２を組み立てた後に、バレルシャフト４の位置を調整し、これによりバレル５の支持部材３に対する位置を調整することができる。

続いて、上記の実施形態の作用効果について説明する。上記のホイール１においては、バレル５のバレルシャフト４に対する移動（回転軸方向における移動）が軸受６によって規制されている。よって、回転軸方向におけるバレルシャフト４に対する軸受６の取付位置に応じて、及び／または、回転軸方向における軸受６の寸法に応じて、バレルシャフト４に対するバレル５の取付位置を定めることができる。これにより、軸受６の取付位置や寸法を調整することにより、バレル５の取付位置を調整し、その結果、支持部材３に対してバレル５を精度良く取り付けることができる。

上記の一実施形態においては、止め輪７によって、バレル５の回転軸方向における移動が規制されている。よって、回転軸方向におけるバレルシャフト４に対する止め輪７の取付位置に応じて、及び／または、回転軸方向における止め輪７の寸法に応じて、バレルシャフト４に対するバレル５の取付位置を定めることができる。これにより、止め輪７の取付位置や寸法を調整することにより、バレル５の取付位置を調整し、その結果、支持部材３に対してバレル５を精度良く取り付けることができる。

上記の一実施形態においては、止め輪７と軸受との間にスペーサ１４が設けられている。よって、回転軸方向におけるスペーサ１４の寸法に応じて、バレルシャフト４に対するバレル５の取付位置を定めることができる。これにより、スペーサ１４の寸法を調整することにより、バレル５の取付位置を調整し、その結果、支持部材３に対してバレル５を精度良く取り付けることができる。

上記の一実施形態においては、支持部材３の凹部１０又は溝部１１にバレルシャフト４の両端部分が固定される。これにより、バレルシャフト４の周方向の位置合わせを精度良く行うことができる。その結果、支持部材３に対するバレル５の取付誤差を低減することができる。また、バレルシャフト４を凹部１０又は溝部１１に隙間なく取り付けることができるので、バレル５を支持部材３に精度良く取り付けることができる。

上記のホイール１の組立て方法によれば、一対の支持部材３に組み付けられたバレル５のバレルシャフト４に対する位置を調整することができる、このため、バレルシャフト４に対するバレル５の取付位置を調整することにより、支持部材３に対してバレル５を精度良く取り付けることができる。また、バレルシャフト４に対するバレル５の取付位置の調整をホイール体２を組み立てた後に行うことができる。このため、バレル５の取付位置の調整を容易に行うことができる。

本明細書で説明された各構成要素の寸法、材料、及び配置は、実施形態中で明示的に説明されたものに限定されず、この各構成要素は、本発明の範囲に含まれうる任意の寸法、材料、及び配置を有するように変形することができる。また、本明細書において明示的に説明していない構成要素を、説明した実施形態に付加することもできるし、各実施形態において説明した構成要素の一部を省略することもできる。上述の様々な実施形態のうちの１つに関連して説明された特徴は、他の実施形態にも適用され得る。

１ホイール
２ホイール体
３支持部材
４バレルシャフト
５バレル
５ａ本体
５ｂ筒状部材
６スラスト軸受
７規制部材
８ボルト
９外周面
１０凹部
１１溝部
１２回転軸
１３ラジアル軸受
１４スペーサ
１５回転軸
１６穴

Claims

一対の支持部材を有するホイール体と、
前記一対の支持部材の間に配置されるバレルシャフトと、
前記バレルシャフトに取り付けられるバレルと、
前記バレルを前記バレルシャフトに回転軸の周りで回転可能に支持し、前記回転軸に沿う回転軸方向における前記バレルの前記バレルシャフトに対する移動を規制する軸受と、
ホイール。
前記バレルシャフトに固定され、前記軸受の前記回転軸方向における移動を規制する止め輪を備える請求項１に記載のホイール。
前記バレルと前記止め輪との間に設けられたスペーサを備える請求項１又は請求項２に記載のホイール。
前記バレルシャフトは、その両端が前記一対の支持部材の外周面に固定される、請求項１から請求項３のいずれか１項に記載のホイール。
前記一対の支持部材の各々は、前記外周面に形成された凹部を有し、
前記バレルシャフトは、前記凹部において前記一対の支持部材に固定される、請求項４に記載のホイール。
前記一対の支持部材の各々は、前記外周面に形成された溝部を有し、
前記バレルシャフトは、前記溝部において前記一対の支持部材に固定される、請求項４に記載のホイール。
一対の支持部材を有するホイール体と、前記一対の支持部材の間に配置されるバレルシャフトと、前記バレルシャフトに回転軸の周りで回転可能に支持されるバレルと、を備えるホイールを組み立てる組立て方法であって、
前記回転軸に沿う回転軸方向において、前記バレルの前記バレルシャフトに対する位置を調整する工程を備える組立て方法。
一対の支持部材を有するホイール体と、該一対の支持部材の間に配置される複数のバレルシャフトと、該複数のバレルシャフトにそれぞれ配置され、各バレルシャフト回りに回転可能な複数のバレルと、を備え、
該複数のバレルのそれぞれは、軸受を介して前記バレルシャフト又は支持体に取付けられ、該複数のバレルのそれぞれの、該バレルシャフト方向における位置を、該軸受の位置で調整可能としたことを特徴とするホイール。
前記バレルの、前記バレルシャフト又は支持体に対する前記軸受方向の取付位置の取付誤差に応じて、前記軸受の位置を調整可能とした、請求項８に記載のホイール。
前記軸受の前記軸受方向端部に止め輪を備え、前記バレルの、前記バレルシャフト又は支持体に対する前記軸受方向の取付位置を、前記軸受の前記端部に設けられた止め輪の前記軸受方向の位置により調整可能とした、請求項８又は請求項９に記載のホイール。
前記一対の支持部材の間に配置される複数のバレルシャフトのそれぞれは、その両端が該一対の支持部材の外周面に固定される、請求項８から請求項９のいずれか１項に記載のホイール。
前記外周面に凹部が形成され、前記一対の支持部材の間に配置される複数のバレルシャフトのそれぞれは、その両端が該一対の支持部材の外周面の凹部に固定される、請求項１１に記載のホイール。
前記凹部は、テーパ面を備えた溝である、請求項１２に記載のホイール。
一対の支持部材を有するホイール体と、該一対の支持部材の間に配置される複数のバレルシャフトと、該複数のバレルシャフトにそれぞれ配置され、各バレルシャフト回りに回転可能な複数のバレルと、を備えるホイールの組立て方法であって、
前記一対の支持部材が組み付けられた状態で、前記一対の支持部材の外周面に、前記複数のバレルの位置を調整可能とすることを特徴とするホイールの組立て方法。