JP2019196146A

JP2019196146A - 多方向移動型車輪およびそれを備えた移動車両

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Publication number: JP2019196146A
Application number: JP2018092273A
Authority: JP
Inventors: 田中　宏典; Hironori Tanaka; 宏典田中; 高　京介; Kyosuke Ko; 京介高; 岡橋　義孝; Yoshitaka Okabashi; 義孝岡橋; 菊池吉晃; Yoshiaki Kikuchi; 吉晃菊池; 篤史樋口; Atsushi Higuchi
Original assignee: Sharp Corp
Current assignee: Sharp Corp
Priority date: 2018-05-11
Filing date: 2018-05-11
Publication date: 2019-11-14

Abstract

【課題】重量およびコストが増加することなく強度を高めかつ振動を抑制することができる多方向移動型車輪を提供すること。【解決手段】車輪本体３２ａと、前記車輪本体の外周部に設けられた複数のコロベース３２ｂと、前記複数のコロベース間に設けられた複数のコロシャフト３２ｃと、前記複数のコロシャフトに回転可能に設けられた複数のコロ３２ａとを備え、前記コロベースは、前記車輪本体の前記外周部に固定されるベース部と、前記車輪本体の径方向外方へ突出するように前記ベース部に連設されたアーム部とを有し、前記アーム部の径方向外方に延びた先端部が、前記車輪本体の回転軸心を中心としかつ前記複数のコロの外周部に接する仮想円と一致する位置または前記仮想円の付近位置まで達していることを特徴とする多方向移動型車輪。【選択図】図３

Description

本発明は、多方向移動型車輪およびそれを備えた移動車両する。

コンテナ、電動台車およびロボット等に利用される車輪として、例えば特許文献１には、車輪本体と、車輪本体の外周部に設けられた複数の軸受アームと、複数の軸受アーム間に設けられた複数の回転軸と、複数の回転軸に回転可能に設けられた複数の回転体とを備えた回転体付き車輪（多方向移動型車輪）が提案されている。

また、特許文献２には、一対のオムニホイール（登録商標：株式会社冨士製作所）を同一回転軸にて連結し、かつ一対のオムニホイールの樽型ローラ同士を位相差をもって隣接させてなる特殊自在キャスタ輪（多方向移動型車輪）が提案されている。

特開２００２−１３７６０２号公報特開２０１３−１２０７号公報

多方向移動型車輪は外周部の複数のローラ間の隙間が大きいと振動が大きくなってしまうため、特許文献１の場合、ゴム製の各回転体の一端部を隣接する各他方の回転体の方へ延ばして隙間を小さくしている。しかしながら、回転体の延ばした一端部は構造上ゴムが薄肉になってしまうため強度に劣る。
また、特許文献２の場合、一対のオムニホイールの樽型ローラ同士を位相差をもって隣接させることにより多方向移動型車輪の回転時の振動を抑えるようにしているが、重量およびコストが増加する。

本発明は、このような課題に鑑みなされたものであり、重量およびコストが増加することなく強度を高めかつ振動を抑制することができる多方向移動型車輪を提供することを目的とする。

かくして、本発明によれば、車輪本体と、前記車輪本体の外周部に設けられた複数のコロベースと、前記複数のコロベース間に設けられた複数のコロシャフトと、前記複数のコロシャフトに回転可能に設けられた複数のコロとを備え、
前記コロベースは、前記車輪本体の前記外周部に固定されるベース部と、前記車輪本体の径方向外方へ突出するように前記ベース部に連設されたアーム部とを有し、前記アーム部の径方向外方に延びた先端部が、前記車輪本体の回転軸心を中心としかつ前記複数のコロの外周部に接する仮想円と一致する位置または前記仮想円の付近位置まで達している多方向移動型車輪が提供される。

本発明の多方向移動型車輪は、アーム部の径方向外方に延びた先端部が、車輪本体の回転軸心を中心としかつ複数のコロの外周部に接する仮想円と一致する位置または前記仮想円の付近位置まで達しているため、隣接するコロ間の隙間が小さくなる。この結果、重量およびコストが増加することなく強度を高めかつ振動を抑制することができる。また、隣接するコロ間に小石といった異物が入り込みにくくなるため、小石が入り込んでスパイクのように突出することによる振動および小石の詰まりによるコロの回転性低下を抑制することができる。

本発明の実施形態１の多方向移動型車輪を備えた移動車両の構成図である。実施形態１の多方向移動型車輪の正面図である。（Ａ）は図２の多方向移動型車輪の横断面図であり、（Ｂ）は（Ａ）のI-I矢視断面図である。図３（Ａ）の一部拡大断面図である。図３（Ｂ）の一部拡大断面図である。実施形態１のコロベースを示す斜視図である。（Ａ）は図６のコロベースの縦断面図であり、（Ｂ）は（Ａ）のII-II矢視断面図である。実施形態１のコロにおける芯材を示す斜視図である。実施形態２のコロベースを示す斜視図である。（Ａ）は図９のコロベースの縦断面図であり、（Ｂ）は（Ａ）のIII-III矢視断面図である。実施形態２の図４対応図である。実施形態３のコロベースを示す斜視図である。（Ａ）は図１２のコロベースの縦断面図であり、（Ｂ）は（Ａ）のIV-IV矢視断面図である。実施形態３の図４対応図である。

（実施形態１）
図１は本発明の実施形態１の多方向移動型車輪を備えた移動車両の構成図である。
本発明における移動車両１０は、車台本体１１と、車台本体１１の前後左右に設けられた４つの車輪と、４つの車輪のうち少なくとも前後一方側の左右一対の車輪を個別に回転駆動する２つの電動モータ４１Ｒ、４１Ｌと、２つの電動モータ４１Ｒ、４１Ｌに電力を供給するバッテリ４０と、図示しない距離検出部および制御ユニットとを備える。なお、車台本体１１上には、昇降機構によって昇降するカメラが設けられてもよい。

実施形態１の場合、図１に示すように、電動車台部１０は矢印Ａ方向に前進するため、矢印Ａ側の左右の車輪が前輪２１、３１であり、残りの左右の車輪が後輪２２、３２であり、左右の前輪２１、３１が２つの電動モータ４ＲＬ、４３Ｌにて個別に駆動制御される。なお、左右の後輪２２、３２には、後述する本発明の多方向移動型車輪が使用されている（図２参照）。

＜車台本体について＞
車台本体１１には、前輪２１、３１および後輪２２、３２をそれぞれ回転支持する車軸２１ａ、３１ａおよび車軸２２ａ、３２ａが設けられている。前輪２１、３１の車軸２１ａ、３１ａは同一の第１軸心Ｐ₁上に配置されると共に、後輪２２、３２の車軸２２ａ、３２ａは同一の第２軸心Ｐ₂上に配置されている。
なお、各車軸２１ａ、３１ａ、２２ａ、３２ａは、動力伝達部材によって結合されない場合は、独立して回転可能となっている。

右および左のそれぞれ一対の前輪２１、３１と後輪２２、３２は、動力伝達部材であるベルト２３、３３によって連動する。具体的には、右側の前輪２１の車軸２１ａにはプーリ２１ｂが設けられ、後輪２２の車軸２２ａにはプーリ２２ｂが設けられる。また、前輪２１のプーリ２１ｂと後輪２２のプーリ２２ｂとの間には、例えばプーリ２１ｂ、２２ｂの外周面に設けられた複数の溝と歯合する突起を内面側に設けたベルト２３が巻架されている。同様に、左側の前輪３１の車軸３１ａにはプーリ３１ｂが設けられると共に、後輪３２の車軸３２ａにはプーリ３２ｂが設けられており、前輪３１のプーリ３１ｂと後輪３２のプーリ３２ｂとの間には、ベルト２３と同様の構造を持つベルト３３が巻架されている。

したがって、右と左の前輪と後輪（２１と２２、３１と３２）は、ベルト（２３、３３）によって連結駆動されるので、一方の車輪を駆動すればよい。実施形態１では、前輪２１、３１を駆動する場合を例示している。一方の車輪を駆動輪とした場合に、他方の車輪は、動力伝達部材であるベルトによってスリップすることなく駆動される従動輪として機能する。
前輪と後輪とを連結駆動する動力伝達部材としては、プーリとこのプーリの外周面の複数の溝に歯合する突起を設けたベルトを用いるほか、例えば、スプロケットとこのスプロケットに歯合するチェーンを用いてもよい。さらに、スリップが許容できる場合は、摩擦の大きなプーリとベルトを動力伝達部材として用いてもよい。ただし、駆動輪と従動輪の回転数が同じとなるように動力伝達部材を構成する。
図１では、前輪（２１、３１）が駆動輪に相当し、後輪（２２、３２）が従動輪に相当する。

車台本体１１の前輪側には、右側の前後輪２１、２２を駆動するための電動モータ４１Ｒと、左側の前後輪３１、３２を駆動するための電動モータ４１Ｌの２つのモータが設けられている。右側の電動モータ４１Ｒのモータ軸４２Ｒと右側の前輪２１の車軸２１ａとの間には、動力伝達機構としてギアボックス４３Ｒが設けられている。同様に、左側の電動モータ４１Ｌのモータ軸４２Ｌと左側の前輪３１の車軸３１ａとの間には、動力伝達機構としてギアボックス４３Ｌが設けられている。ここでは、２つの電動モータ４１Ｒ、４１Ｌは車台本体１１の進行方向（矢印Ａ方向）の中心線ＣＬに対して左右対称となるように並列配置されており、ギアボックス４３Ｒ、４３Ｌもそれぞれ電動モータ４１Ｒ、４１Ｌの左右外側に配設されている。

ギアボックス４３Ｒ、４３Ｌは、複数の歯車や軸などから構成され、電動モータからの動力をトルクや回転数、回転方向を変えて出力軸である車軸に伝達する組立部品であり、動力の伝達と遮断を切替えるクラッチを含んでいてもよい。なお、一対の後輪２２、３２はそれぞれ軸受４４Ｒ、４４Ｌによって軸支されており、軸受４４Ｒ、４４Ｌはそれぞれ車台本体１１の右側面１２Ｒ、左側面１２Ｌに近接させて配設されている。

以上の構成により、進行方向右側の前後輪２１、２２と、左側の前後輪３１、３２とは、独立して駆動することが可能となる。すなわち、右側の電動モータ４１Ｒの動力はモータ軸４２Ｒを介してギアボックス４３Ｒに伝わり、ギアボックス４３Ｒによって回転数、トルクあるいは回転方向が変更されて車軸２１ａに伝達される。そして、車軸２１ａの回転によって前輪２１が回転するとともに、車軸２１ａの回転は、プーリ２１ｂ、ベルト２３、および、プーリ２２ｂを介して後軸２２ｂに伝わり、後輪２２を回転させることになる。左側の電動モータ４１Ｌからの前輪３１および後輪３２への動力の伝達については上記した右側の動作と同様である。

右と左の電動モータ４１Ｒ、４１Ｌの回転数が同じである場合、各ギアボックス４３Ｒ、４３Ｌのギア比（減速比）を同じにすれば、移動車両１０は前進あるいは後進を行うことになる。移動車両１０の速度を変更する場合は、各ギアボックス４３Ｒ、４３Ｌのギア比を同じ値に維持しつつ変化させればよい。

また、進行方向を変える場合は、各ギアボックス４３Ｒ、４３Ｌのギア比を変更して、右側の前輪２１および後輪２２の回転数と左側の前輪３１および後輪３２の回転数とに、回転差を持たせればよい。さらに、各ギアボックス４３Ｒ、４３Ｌからの出力の回転方向を変えることにより、右と左の車輪の回転方向を反対にかつ回転速度を同じにすることで、一対の前輪２１、３１および一対の後輪２２、３２の４つの接地中心点Ｇ₂₁、Ｇ₃₁、Ｇ₂₂、Ｇ₃₂で囲まれた矩形エリアの中心点ＣＰを中心とした超信地旋回が可能になる。なお、実施形態１の場合、車台本体１１の中央部が前記中心点ＣＰとほぼ一致するように設定される。

移動車両１０を超信地旋回させる場合は、前後の車輪の角度を可変にするステアリング機構が設けられていないため、前後の車輪の間隔（ホイールベース）が大きいほど、車輪にかかる抵抗が大きくなり、旋回のために大きな駆動トルクが必要となる。しかし、各ギアボックス４３Ｒ、４３Ｌ内のギア比は可変にしているので、旋回時の車輪の回転数を下げるだけで車輪に大きなトルクを与えることができる。

前輪２１、３１は、車輪本体と、車輪本体の外周部に取り付けられて空気を充填されたタイヤとを有してなる。
駆動輪である左右の前輪２１、３１が空気を充填されたタイヤを備えるものであることにより、移動車両１０の凹凸路面の走行時において、左右の前輪２１、３１のタイヤによって振動を吸収することができる。

＜後輪について＞
図２は実施形態１の多方向移動型車輪の正面図である。図３（Ａ）は図２の多方向移動型車輪の横断面図であり、（Ｂ）は（Ａ）のI-I矢視断面図である。図４は図３（Ａ）の一部拡大断面図であり、図５は図３（Ｂ）の一部拡大断面図である。図６は実施形態１のコロベースを示す斜視図である。図７（Ａ）は図６のコロベースの縦断面図であり、（Ｂ）は（Ａ）のII-II矢視断面図である。図８は実施形態１のコロにおける芯材を示す斜視図である。なお、図２〜図５では、図１で示した移動車両１０の左側の後輪３２を示している。
以下、左側の後輪３２について説明するが、右側の後輪２２は左側の後輪３２と同一の構成を有するものであるため説明を省略する。

図２〜図７（Ａ）、（Ｂ）に示すように、後輪３２は、車輪本体３２ａと、車輪本体３２ａの外周部に設けられた複数のコロベース３２ｂと、複数のコロベース３２ｂ間に設けられた複数のコロシャフト３２ｃと、複数のコロシャフト３２ｃに回転可能に設けられた複数のコロ３２ｄとを備えた多方向移動型車輪である。

図２〜図５に示すように、車輪本体３２ａは、車台本体１１の車軸３２ａ（図１）の先端部を通す中心孔３２ａ₁₁および車軸先端部に設けられたフランジ部（不図示）とボルト・ナット結合するための複数のボルト挿通孔３２ａ₁₂を有する円板部３２ａ₁と、円板部３２ａ₁の外周部に沿ってかつ円板部３２ａ₁の両面側に同一寸法で突出するように設けられたフランジ部３２ａ₂とを有する。
車輪本体３２ａにおいて、フランジ部３２ａ₂は、外周面側に設けられた凹周溝３２ａ₂₁と、凹溝３２ａ₂₁における両側壁に周方向等間隔で設けられたボルト挿通孔３２ａ₂₂とを有する。

図３〜図７（Ａ）、（Ｂ）に示すように、コロベース３２ｂは、車輪本体３２ａの外周部の凹周溝３２ａ₂₁内に固定されるベース部３２ｂ₁と、車輪本体３２ａの径方向外方へ突出するようにベース部３２ｂ₁の一端部から屈曲したアーム部３２ｂ₂とを有し、側面視略Ｌ形に形成されている。
コロベース３２ｂにおいて、ベース部３２ｂ₁は、側面視略円弧形の板状部分であり、そのアーム部３２ｂ₂側の端部には、厚みと直交する方向に貫通するボルト挿通孔３２ｂ₁₁および厚み方向の深さを有する切欠き部３２ｂ₁₂が設けられている。

コロベース３２ｂにおいて、アーム部３２ｂ₂は、比較的厚みの厚いベース部３２ｂ₁側の基端部３２ｂ₂₁と、基端部３２ｂ₂₁に連設された比較的厚みの薄い中間部３２ｂ₂₂および先端部３２ｂ₂₃とを有する板状部分である。
また、実施形態１の場合、アーム部３２ｂ₂の先端部３２ｂ₂₃の厚みはほぼ一定となっている。

また、アーム部３２ｂ₂において、基端部３２ｂ₂₁はベース部３２ｂ₁の切欠き部３２ｂ₁₂とは反対側に屈曲し、中間部３２ｂ₂₂および先端部３２ｂ₂₃は基端部３２ｂ₂₁とは反対側に屈曲し、中間部３２ｂ₂₂および先端部３２ｂ₂₃にはコロシャフト３２ｃの端部を挿入するための厚み方向に貫通する大小の挿入孔３２ｂ₂₂₁、３２ｂ₂₃₁が設けられている。
なお、コロベース３２ｂのベース部３２ｂ₁およびアーム部３２ｂ₂を含む長さＬ₁は所定寸法に設定されており、これについて詳しくは後述する。

図４に示すように、コロシャフト３２ｃは、同一径円柱形の胴部３２ｃ₁と、胴部の一端側の小径端部３２ｃ₂と、胴部の他端側の大径端部３２ｃ₃と、胴部３２ｃ₁と大径端部３２ｃ₃との間のフランジ部３２ｃ₄とを有する。

図４と図８に示すように、コロ３２ｄは、芯材３２ｄ₁と弾性体層３２ｄ₂とによって構成されている。
コロ３２ｄは、例えば、芯材３２ｄ₁を内部に入れ込んだ型内に弾性体材料を流し込んで固化させ、芯材３２ｄ₁の周囲に弾性体層３２ｄ₂を形成するインサート成形によって得ることができる。
芯材３２ｄ₁の材料としては、硬質なものであれば特に限定されるものではないが、例えば、鉄やアルミニウム等の金属、硬質の樹脂等を好適に用いることができる。なお、実施形態１ではアルミニウムが使用されている。
弾性体層３２ｄ₂の材料としては、ゴム、弾性樹脂等のクッション性を有する弾性体材料を好適に用いることができる。なお、実施形態１ではゴムが使用されている。

芯材３２ｄ₁は、貫通孔３２ｄ₁₁₁を有する円筒形の軸部３２ｄ₁₁と、軸部３２ｄ₁₁の周囲に設けられた複数のリブ３２ｄ₁₂と、軸部３２ｄ₁₁の一端側の周囲にかつ複数のリブ３２ｄ₁₂を連結するように設けられたフランジ部３２ｄ₁₃とを有する。
複数のリブ３２ｄ₁₂は、軸部３２ｄ₁₁の外周面から放射状に突出するようにかつ軸心方向に沿って延びて形成されており、フランジ部３２ｄ₁₃側へ向かって径方向外方へ広がっている。
弾性体層３２ｄ₂は、フランジ部３２ｄ₁₃の外周面を覆うように、かつ軸部３２ｄ₁₁の他端側から一端側（フランジ部３２ｄ₁₃側）へ向かって拡径する円錐台形状に形成されている。なお、弾性体層３２ｄ₂の一端側にはフランジ部３２ｄ₁₃の外面が露出した凹部３２ｄ₂₁が形成されている。

このように構成されたコロ３２ｄによれば、芯材３２ｄ₁と弾性体層３２ｄ₂との間での回転力の伝達および周方向のずれ防止がリブ３２ｄ₁₂において行われると共に、芯材３２ｄ₁と弾性体層３２ｄ₂との軸方向のずれ防止がフランジ部３２ｄ₁₃において行われる。

＜多方向移動型車輪の組み立て構造について＞
車輪本体３２ａの凹周溝３２ａ₂₁内にコロベース３２ｂのベース部３２ｂ₁が配置され、凹周溝３２ａ₂₁とベース部３２ｂ₁の各ボルト挿通孔３２ａ₂₂、３２ｂ₁₁にボルト３２ｂｖを挿入しナット３２ｂｎにて締め付けることにより、コロベース３２ｂが車輪本体３２ａに固定される。
複数のコロベース３２ｂが同じ向きで車輪本体３２ａに固定される際、一つのコロベース３２ｂのベース部３２ｂ₁の切欠き部３２ｂ₁₂に、隣接する他のコロベース３２ｂのベース部３２ｂ₁の端部が嵌り込む。

コロ３２ｄは、コロシャフト３２ｃを介して隣接する２つのコロベース３２ｂ間に取り付けられる。この際、コロ３２ｄの貫通孔３２ｄ₁₁₁内にコロシャフト３２ｃが挿入され、コロシャフト３２ｃの大径端部３２ｃ₃と小径端部３２ｃ₂が隣接する２つのコロベース３２ｂの大小の挿入孔３２ｂ₂₂₁、３２ｂ₂₃₁内に挿入されることにより、コロシャフト３２ｃが隣接する２つのコロベース３２ｂ間に取り付けられる。
なお、コロ３２ｄの貫通孔３２ｄ₁₁₁の両端側の開口端部それぞれにフランジを有する円筒形の滑り軸受３２ｅが挿入されていてもよく、これによりコロ３２ｄがコロシャフト３２ｃに対して摺動回転しやすくなる。

さらに、コロシャフト３２ｃの小径端部３２ｃ₂側における滑り軸受３２ｅとコロベース３２ｂとの間にポリスライダーワッシャ３２ｆおよびウレタン等の弾性ワッシャ３２ｇを介装してもよく、コロシャフト３２ｃの大径端部３２ｃ₃側における滑り軸受３２ｅとフランジ部３２ｃ₄との間にポリスライダーワッシャ３２ｆおよび弾性ワッシャ３２ｇを介装してもよく、フランジ部３２ｃ₄とコロベース３２ｂとの間に弾性ワッシャ３２ｇおよびポリスライダーワッシャ３２ｆを介装してもよい。ポリスライダーワッシャ３２ｆを設けることにより、コロベース３２ｂとコロシャフト３２ｃとコロ３２ｄとの部材間での摺動性確保と部材間でのがたつきにより生じる異音の抑制を行うことができる。

このようにして車輪本体３２ａに複数のコロベース３２ｂ、コロシャフト３２ｃおよびコロ３２ｄが組み立てられた後輪３２としての多方向移動型車輪は、図４に示すように、複数のコロベース３２ｂのアーム部３２ｂ₂の径方向外方に延びた先端部３２ｂ₂₃が、車輪本体３２ａの回転軸心Ｐ（図３（Ａ））を中心としかつ複数のコロ３２ｄの外周部に接する仮想円Ｃの付近まで達している。
すなわち、複数のコロベース３２ｂのアーム部３２ｂ₂の先端部３２ｂ₂₃が、前記仮想円Ｃよりも所定寸法Ｄ₁だけ径方向内方へ埋没した状態となるように、コロベース３２ｂの長さＬ₁（図７（Ａ））が設定されている。この所定寸法Ｄ₁としては、後輪３２の直径、コロ３２ｄのサイズ、コロ３２ｄの弾性体層３２ｄ₂のクッション性および耐摩耗性等にもよるが、例えば、０．５〜２ｍｍ程度とすることができる。

このようにコロベース３２ｂの長さＬ₁を設定することにより、隣接する２つのコロ３２ｄ間の隙間をコロベース３２ｂのアーム部３２ｂ₂の先端部３２ｂ₂₃によって小さくすることができるため、多方向移動型車輪（後輪３２）が走行面上を走行する際の振動を小さく抑えることができる。また、コロ３２ｄ間の隙間に小石等の異物が挟まり、異物がコロ３２ｄよりも径方向外方へ突出することによる走行時の振動が大きくなること、およびコロ３２ｄ間の隙間に異物が詰まることによりコロ３２ｄの回転が妨げられることを抑制することができる。

さらに、コロベース３２ｂのアーム部３２ｂ₂の先端部３２ｂ₂₃が、前記仮想円Ｃよりも所定寸法Ｄ₁だけ径方向内方へ埋没した状態となっているため、コロ３２ｄの弾性体層３２ｄ₂が軽度に摩耗しても、それによってコロベース３２ｂの金属製の先端部３２ｂ₂₃が走行面に当たって振動が生じるといった不具合を回避することができる。なお、実施形態１の場合、コロ３２ｄの弾性体層３２ｄ₂がある程度摩耗し、それによってコロベース３２ｂの金属製の先端部３２ｂ₂₃が走行面に当たって振動が生じるようになれば、コロ３２が寿命を迎えたため交換する必要がある。

（実施形態２）
図９は実施形態２のコロベースを示す斜視図である。図１０（Ａ）は図９のコロベースの縦断面図であり、（Ｂ）は（Ａ）のIII-III矢視断面図である。図１１は実施形態２の図４対応図である。なお、図９〜図１１において、図４、図６および図７（Ａ）、（Ｂ）中の要素と同様の要素には同一の符号を付している。

図９〜図１１に示すように、実施形態２の後輪１３２としての多方向移動型車輪は、コロベース１３２ｂの構成が実施形態１におけるコロベース２３ｂとは異なる以外は、実施形態１と同様に構成されている。

実施形態２におけるコロベース１３２ｂは、実施形態１におけるコロベース３２ｂと基本構造は同じであるが、そのアーム部１３２ｂ₂の先端部１３２ｂ₂₃は、回転軸心Ｐ（図３（Ａ））の方向から視て、径方向外方へ向かって広がった形状を有していることが実施形態１とは異なる点である。

コロベース１３２ｂをこのように構成することにより、アーム部１３２ｂ₂の先端部１３２ｂ₂₃によって隣接する２つのコロ３２ｄ間の隙間をより小さくすることができるため、多方向移動型車輪（後輪１３２）が走行面上を走行する際の振動をより小さく抑えることができる。また、コロ３２ｄ間の隙間に小石等の異物が挟まり、異物がコロ３２ｄよりも径方向外方へ突出することによる走行時の振動が大きくなること、およびコロ３２ｄ間の隙間に異物が詰まることによりコロ３２ｄの回転が妨げられることをより効果的に抑制することができる。

なお、実施形態２におけるコロベース１３２ｂの長さＬ₁は、実施形態１と同様に、コロベース３２ｂのアーム部３２ｂ₂の先端部３２ｂ₂₃が、前記仮想円Ｃよりも所定寸法Ｄ₁だけ径方向内方へ埋没した状態となる長さに設定されているため、コロ３２ｄの弾性体層３２ｄ₂が軽度に摩耗し、それによってコロベース１３２ｂの金属製の先端部１３２ｂ₂₃が走行面に当たって振動が生じるといった不具合も回避することができる。なお、実施形態２の場合も、コロ３２ｄの弾性体層３２ｄ₂がある程度摩耗し、それによってコロベース１３２ｂの金属製の先端部１３２ｂ₂₃が走行面に当たって振動が生じるようになれば、コロ３２が寿命を迎えたため交換する必要がある。

（実施形態３）
図１２は実施形態３のコロベースを示す斜視図である。図１３（Ａ）は図１２のコロベースの縦断面図であり、（Ｂ）は（Ａ）のIV-IV矢視断面図である。図１４は実施形態３の図４対応図である。なお、図１２〜図１４において、図４、図６および図７（Ａ）、（Ｂ）中の要素と同様の要素には同一の符号を付している。

図１２〜図１４に示すように、実施形態３の後輪２３２としての多方向移動型車輪は、コロベース２３２ｂの構成が実施形態１におけるコロベース２３ｂとは異なる以外は、実施形態１と同様に構成されている。

実施形態３におけるコロベース２３２ｂは、実施形態１におけるコロベース３２ｂと基本構造は同じであるが、そのアーム部２３２ｂ₂の先端部２３２ｂ₂₃は、（ａ）回転軸心Ｐ（図３（Ａ））の方向から視て径方向外方へ向かって広がった形状を有する点、（ｂ）先端部２３２ｂ₂₃が弾性体材料からなる点、および（ｃ）車輪本体３２ａの回転軸心Ｐ（図３（Ａ））を中心としかつ複数のコロ３２ｄの外周部に接する仮想円Ｃと一致する位置まで達する長さＬ₂を有している点が実施形態１とは異なる。

実施形態３の場合、コロベース２３２ｂにおいて、ベース部３２ｂ₁、アーム部２３２ｂ₂の基端部３２ｂ₂₁および中間部３２ｂ₂₂を構成する中間部品２３２ｂｘは金属（この場合アルミニウム）にて一体成形されている。
また、この中間部品２３２ｂｘの中間部３２ｂ₂₂における先端部２３２ｂ₂₃側の端部には、先端部２３２ｂ₂₃との接合のための複数（この場合３つ）の小突片２３２ｂ₂₂₁が幅方向に一列で配置されている。

コロベース２３２ｂの先端部２３２ｂ₂₃は、コロ３２ｄの弾性体層３２ｄ₂と同じ弾性体材料（この場合ゴム）からなり、複数の小突片２３２ｂ₂₂₁を覆うように中間部品２３２ｂｘの中間部３２ｂ₂₂の端部に接合一体化されている。
金属からなる中間部品２３２ｂｘの中間部３２ｂ₂₂と弾性体材料からなる先端部２３２ｂ₂₃との接合は、例えば、中間部品２３２ｂｘを内部に入れ込んだ型内に弾性体材料を流し込んで固化させ、中間部品２３２ｂｘの中間部３２ｂ₂₂の端部に先端部２３２ｂ₂₃を形成するインサート成形によって行うことができる。

実施形態３のコロベース２３２ｂによれば、前記構成（ａ）〜（ｃ）を備えることにより、アーム部２３２ｂ₂の先端部２３２ｂ₂₃によって隣接する２つのコロ３２ｄ間の隙間をより一層小さくすることができるため、多方向移動型車輪（後輪２３２）が走行面上を走行する際の振動をより一層小さく抑えることができる。また、コロ３２ｄ間の隙間に小石等の異物が挟まり、異物がコロ３２ｄよりも径方向外方へ突出することによる走行時の振動が大きくなること、およびコロ３２ｄ間の隙間に異物が詰まることによりコロ３２ｄの回転が妨げられることをより一層効果的に抑制することができる。

さらに、コロ３２ｄの弾性体層３２ｄ₂とアーム部２３２ｂ₂の弾性体材料からなる先端部２３２ｂ₂₃とが同様に摩耗するため、コロ３２ｄ間の隙間が広がりにくくなり、寿命となったコロ３２ｄを交換するまで前記効果を持続させることができる。なお、実施形態３の場合、弾性体層３２ｄ２の摩耗によるコロ３２ｄの交換と同時に、先端部２３２ｂ₂₃の摩耗によるコロベース２３２ｂの交換を行うことが好ましい。

（他の実施形態）
１．実施形態１〜３では円錐台形のコロを有する多方向移動型車輪を例示したが、コロの形状は円錐台形に限定されるものではなく、本発明の多方向移動型車輪は同一径の円筒形、樽形等のコロにも適用可能である。
２．実施形態３ではコロベース２３２ｂのアーム部２３２ｂ₂における中間部２３２ｂ₂₂の端部に複数の小突片２３２ｂ₂₂₁を設けた場合を例示したが、これらの小突片２３２ｂ₂₂₁を少し大きくしてそれらに貫通孔を形成してもよい。このようにすれば、アーム部２３２ｂ₂における金属製の中間部２３２ｂ₂₂と弾性材料からなる先端部２３２ｂ₂₃との接合がより強固となる。

（まとめ）
本発明の多方向移動型車輪は、車輪本体と、前記車輪本体の外周部に設けられた複数のコロベースと、前記複数のコロベース間に設けられた複数のコロシャフトと、前記複数のコロシャフトに回転可能に設けられた複数のコロとを備え、
前記コロベースは、前記車輪本体の前記外周部に固定されるベース部と、前記車輪本体の径方向外方へ突出するように前記ベース部に連設されたアーム部とを有し、前記アーム部の径方向外方に延びた先端部が、前記車輪本体の回転軸心を中心としかつ前記複数のコロの外周部に接する仮想円と一致する位置または前記仮想円の付近位置まで達している。

本発明の多方向移動型車輪は、次のように構成されてもよく、それらが適宜組み合わされてもよい。
（１）前記アーム部の前記先端部は、前記回転軸心の方向から視て、径方向外方へ向かって広がった形状を有していてもよい。
この構成によれば、アーム部の先端部によってコロ間の隙間をより小さくすることができる。

（２）前記コロは、弾性体層を外周部に有し、
前記アーム部は、全体が金属からなり、かつ前記先端部が前記仮想円の付近位置まで達していてもよい。
この構成によれば、アーム部全体が金属製の場合、先端部が前記仮想円の付近位置まで達していること（前記仮想円まで達していないこと）により、コロの弾性体層が摩耗しても走行面にアーム部の先端部が当たることはないため、アーム部の先端部が走行面に当たることにより生じる振動を回避することができる。

（３）前記コロは、弾性体層を外周部に有し、
前記アーム部は、前記先端部を除く部分が金属からなり、かつ前記先端部が弾性体材料からなるのもよい。
この構成によれば、コロの外周部とアーム部の先端部とを弾性体材料にて形成することにより、コロの外周部である弾性体層とアーム部の先端部とを同様に摩耗させることができる。そのため、前記先端部が前記仮想円と一致する位置まで達していることにより、コロ間の隙間をより小さくすることができると共に、前記（２）のようなコロの外周部の摩耗によってアーム部の金属製の先端部が走行面に当たって振動が発生するということがない。また、超信地旋回によるアーム部の先端部の過度なすり減りを生じることもない。

なお、開示された実施の形態は、全ての点で例示であって制限的なものではないと考えられるべきである。本発明の範囲は上述の説明ではなくて特許請求の範囲によって示され、特許請求の範囲と均等の意味及び範囲内での全ての変更が含まれることが意図される。

１０移動車両
１１車台本体
３２、１３２、２３２後輪（多方向移動型車輪）
３２ａ車輪本体
３２ｂ、１３２ｂ、２３２ｂコロベース
３２ｂ₁ ベース部
３２ｂ₂、２３２ｂ₂ アーム部
３２ｂ₂₃、２３２ｂ₂₃ 先端部
３２ｃコロシャフト
３２ｄコロ
３２ｄ₂ 弾性体層
Ｃ仮想円
Ｐ回転軸心

Claims

車輪本体と、前記車輪本体の外周部に設けられた複数のコロベースと、前記複数のコロベース間に設けられた複数のコロシャフトと、前記複数のコロシャフトに回転可能に設けられた複数のコロとを備え、
前記コロベースは、前記車輪本体の前記外周部に固定されるベース部と、前記車輪本体の径方向外方へ突出するように前記ベース部に連設されたアーム部とを有し、前記アーム部の径方向外方に延びた先端部が、前記車輪本体の回転軸心を中心としかつ前記複数のコロの外周部に接する仮想円と一致する位置または前記仮想円の付近位置まで達していることを特徴とする多方向移動型車輪。
前記アーム部の前記先端部は、前記回転軸心の方向から視て、径方向外方へ向かって広がった形状を有している請求項１に記載の車輪。
前記コロは、弾性体層を外周部に有し、
前記アーム部は、全体が金属からなり、かつ前記先端部が前記仮想円の付近位置まで達している請求項１または２に記載の車輪。
前記コロは、弾性体層を外周部に有し、
前記アーム部は、前記先端部を除く部分が金属からなり、かつ前記先端部が弾性体材料からなる請求項１または２に記載の車輪。
前記先端部が前記仮想円と一致する位置まで達している請求項４に記載の車輪。
車台本体と、前記車台本体に回転可能に設けられた請求項１〜５のいずれか１つに記載の多方向移動型車輪とを備えた移動車両。