JP2023074568A - 車輪保持装置 - Google Patents

Abstract

【課題】 環状の芯体と芯体に回転可能に支持された複数のフリーローラとを有する車輪を保持するための車輪保持装置を提供する。【解決手段】 環状の芯体２、及び芯体に回転可能に支持された複数のフリーローラ３を有する車輪４を保持する車輪保持装置１は、径方向に伸縮可能な外周部を有する中心部材４０を有する。中心部材の外周部が車輪の内周部を径方向外方に付勢することによって、中心部材が車輪を保持する。中心部材は、チャック４２と、チャックに径方向に移動可能に支持され、中心部材の外周部を構成する複数のベース４３と、チャックに対してベースのそれぞれを径方向外方に付勢する複数の付勢部材４４とを有してもよい。【選択図】 図１

Description

本発明は、全方向移動装置に使用される車輪を保持するための車輪保持装置に関する。

特許文献１は、全方向移動装置に使用される車輪の製造方法について開示している。車輪は、環状の芯体と、芯体に回転可能に支持された複数のフリーローラとを有する。車輪の製造方法は、直線状のパイプ材に複数の切欠部を形成する第１工程と、直線状のパイプ材に複数のフリーローラを装着する第２工程と、複数の切欠部を埋めるようにパイプ材を複数個所で屈曲させ、パイプ材を環状にする第３工程と、パイプ材の端部同士を溶接すると共に、各切欠部の縁部同士を溶接する第４工程とを含む。

特許第６７４６６５５号明細書

第４工程におけるパイプ材の溶接作業を容易にするために、車輪を保持するための車輪保持装置が要望されている。環状の芯体と芯体に回転可能に支持された複数のフリーローラとを有する車輪は、中心部を有しないため、保持するために適した装置が存在しない。

本発明は、以上の背景に鑑み、環状の芯体と芯体に回転可能に支持された複数のフリーローラとを有する車輪を保持するための車輪保持装置を提供することを課題とする。

上記課題を解決するために本発明のある態様は、環状の芯体（２）、及び前記芯体に回転可能に支持された複数のフリーローラ（３）を有する車輪（４）を保持する車輪保持装置（１）であって、径方向に伸縮可能な外周部を有する中心部材（４０）を有し、前記中心部材の前記外周部が前記車輪の内周部を径方向外方に付勢することによって、前記中心部材が前記車輪を保持する。

この態様によれば、環状の芯体と芯体に回転可能に支持された複数のフリーローラとを有する車輪を保持するための車輪保持装置を提供することができる。中心部材は、環状の車輪の中央部に配置され、その外周部において車輪を保持することができる。中心部材の外周部は、径方向外方に伸長して車輪の内周部に当接することができる。

上記の態様において、前記中心部材は、チャック（４２）と、前記チャックに径方向に移動可能に支持され、前記中心部材の前記外周部を構成する複数のベース（４３）と、前記チャックに対して前記ベースのそれぞれを径方向外方に付勢する複数の付勢部材（４４）とを有してもよい。

この態様によれば、中心部材の構造を簡素にすることができる。

上記の態様において、前記中心部材は、前記チャックに着脱可能に取り付けられたストッパ（５４）を有し、前記ストッパは、前記ベースのそれぞれに当接することによって前記ベースの径方向内方への移動を規制してもよい。

この態様によれば、芯体の径方向内方への収縮を抑制することができる。例えば、溶接時における芯体の収縮を抑制して、芯体を適切な形状に維持することができる。

上記の態様において、前記中心部材は、前記チャックに着脱可能に取り付けられた複数のロック部材（６１）を有し、複数の前記ロック部材は、前記ベースのそれぞれに当接することによって前記ベースの前記チャックに対する移動を規制してもよい。

この態様によれば、ロック部材によって、付勢部材の付勢力に抗してベースを径方向内方に維持することができる。これにより、中心部材の外周に車輪を配置する作業が容易になる。

上記の態様において、前記フリーローラの１つの外周面に沿って延びると共に、前記ベースの１つに着脱可能に取り付けられる両端部を有する少なくとも１つのバンド部材（８１）を有してもよい。

この態様によれば、ロック部材によってベースの位置が固定されている場合において、バンド部材が車輪をベースに密着させることによって、車輪の位置を一定させることができる。

上記の態様において、ブラケット（７１）と、前記ブラケットに設けられ、前記車輪の周方向において複数の前記フリーローラを挟持する一対の保持片（７２）とを有するクランプ装置（７０）を有してもよい。

この態様によれば、芯体の周方向における一部が開裂している場合に、クランプ装置によって芯体を環状に保持することができる。クランプ装置は、例えば、直管のパイプを環状に屈曲させて溶接する場合に有用である。

上記の態様において、前記ブラケットは、前記ベースの１つに着脱可能に取り付けられてもよい。

この態様によれば、ブラケットが車輪から脱落することを防止することができる。

上記の態様において、前記ブラケットは、一対の前記保持片の間に配置された複数の前記フリーローラの間に配置された前記芯体を外部に露出させるための少なくとも１つの開口（７９）を有してもよい。

この態様によれば、クランプ装置を車輪に装着した状態において、芯体に対する溶接等の作業が可能になる。

上記の態様において、一対の前記保持片は、前記ブラケットに着脱可能に取り付けられてもよい。

この態様によれば、ブラケットを車輪に対して配置した後に、一対の保持片をブラケットに取り付けることができる。これにより、クランプ装置の車輪への取り付け作業が容易になる。

上記の態様において、複数の前記ベースは、周方向に延び、前記フリーローラの一部を受容する係合溝（４９）を有してもよい。

この態様によれば、車輪保持装置は車輪を安定性良く保持することができる。

上記の態様において、前記チャックを回転可能に支持する台座（４１）を有してもよい。

この態様によれば、中心部材が回転することによって車輪を回転させることができる。これにより、加工装置の作業部を移動させることなく、加工装置は芯体の周方向における各部分に加工を行うことができる。

以上の構成によれば、環状の芯体と芯体に回転可能に支持された複数のフリーローラとを有する車輪を保持するための車輪保持装置を提供することができる。

実施形態に係る車輪保持装置の正面図 車輪を備えた全方向移動装置の断面図 車輪の側面図 車輪の断面図 直線状の芯体を示す側面図 直線状の芯体を示す断面図 直線状の芯体を示す斜視図 実施形態に係る車輪保持装置の分解斜視図 車輪を保持した車輪保持装置の断面図 車輪を挟持するクランプ装置の断面図

以下、図面を参照して、本発明に係る車輪保持装置１について説明する。図１に示すように、車輪保持装置１は、環状の芯体２、及び芯体２に回転可能に支持された複数のフリーローラ３を有する車輪４を保持する。特に、車輪保持装置１は、車輪４の製造時に使用される。図２に示すように、車輪４は、全方向移動装置５に使用される。全方向移動装置５は、電動車椅子や、台車、パーソナルモビリティに使用される。

（車輪４の構造）
図３に示すように、車輪４は、軸線Ａを中心とした環状に形成された芯体２を有する。芯体２は、断面円形のパイプ材７が円環状に折曲され、その両端部が互いに溶接されることによって形成されている。パイプ材７は、例えばステンレス等の金属によって形成されている。芯体２の断面中心を通過する線を芯体中心線Ｂとする。芯体中心線Ｂは、軸線Ａを中心とした周方向に延びている。

図４に示すように、各フリーローラ３は、ラジアルベアリングであるベアリング８を介して芯体２に支持されている。ベアリング８は、インナレース１１と、アウタレース１２と、インナレース１１及びアウタレース１２の間に介装された複数のボール１３と、複数のボール１３を保持するリテーナ（不図示）とを有する玉軸受であるとよい。

各フリーローラ３は、スリーブ１５と、スリーブ１５の外周面に設けられたゴムリング１６とを有する。スリーブ１５は金属によって形成されているとよい。ゴムリング１６は、スリーブ１５の外周面に加硫接着等によって接着されているとよい。スリーブ１５の内側には、ベアリング８が配置される。本実施形態では、各スリーブ１５の内側に２つのベアリング８が圧入されている。スリーブ１５の内周面の中央部には、径方向内方に突出すると共に周方向に延在する凸部１７が形成されている。２つのベアリング８のアウタレース１２が凸部１７及び円筒形のスペーサ１８に当接することによって、２つのベアリング８は互いに間隔をおいて配置される。

各ベアリング８のインナレース１１は、芯体２の外周面に固定されている。芯体２は、各ベアリング８のインナレース１１に圧入されている。また、芯体２の外周面には外方に突出した係止爪１９が形成されている。係止爪１９は、芯体２の一部を外方に切り起こすことによって形成されている。係止爪１９はインナレース１１の縁部を係止し、芯体２に対する各インナレース１１及びスペーサ１８の軸線Ａを中心とした周方向への移動を規制する。

複数のフリーローラ３のそれぞれは、芯体中心線Ｂを中心として芯体２に対して回転する。また、複数のフリーローラ３のそれぞれは、軸線Ａを中心とした接線と平行な軸線を中心として、芯体２に対して回転する。

（車輪の製造方法）
図５～図７に示すように、芯体２は、直線状に延びる断面円形のパイプ材７を折曲することによって形成される。パイプ材７は、長手方向において第１端部２１及び第２端部２２を有する。直線状に延びる初期状態の芯体２は、長手方向に等間隔に配置された複数のノッチ２３を有する。各ノッチ２３は、同一形状に形成されている。また、各ノッチ２３は、芯体２の芯体中心線Ｂを中心とした周方向において同一位置に配置されている。各ノッチ２３は、芯体２の外周面から内周面に到達している。各ノッチ２３は、初期状態の芯体２の芯体中心線Ｂを中心とした周方向において少なくとも２７０度以上の範囲に延びている。各ノッチ２３は、例えば、芯体２の芯体中心線Ｂを中心とした周方向において３３０度の範囲に延びている。各ノッチ２３は、平面状の第１カット面２４と、平面状の第２カット面２５とによって形成されている。第１カット面２４と第２カット面２５とは直線状の稜線２６によって交わっている。稜線２６と平行な方向から見て、ノッチ２３は三角形に形成されている。ノッチ２３の稜線２６側と相反する側には、拡張部３０が設けられている。パイプ材７の長手方向において、拡張部３０はノッチ２３より大きく形成されている。本実施形態では、稜線２６と平行な方向から見て、ノッチ２３は二等辺三角形に形成されている。第１カット面２４と第２カット面２５とのなす角度は、概ね３６０度をフリーローラ３の数で割った値に設定されるとよい。芯体２において、各ノッチ２３と相反する側の部分を接続部２７という。第１端部２１には第２カット面２５と平行な第１端面２８が形成され、第２端部２２には第１カット面２４と平行な第２端面２９が形成されている。パイプ材７の長手方向において、第１端面２８の隣りには第１カット面２４が配置され、第２端面２９の隣には第２カット面２５が配置されている。

芯体２において、隣り合うノッチ２３の間のそれぞれには、円筒形状のローラ支持部３１が形成される。芯体２の周方向においてノッチ２３と相反する側には、係止爪１９を形成するための複数のスリット３２が形成されている。スリット３２は、各ローラ支持部３１に対して一対設けられている。スリット３２は、芯体２を外周面から内周面に貫通している。スリット３２は、ローラ支持部３１の長手方向における両端に沿って芯体２の周方向に延びる第１部分３２Ａと、第１部分３２Ａの両端からローラ支持部３１と相反する側に延びる一対の第２部分３２Ｂとを有する。各係止爪１９は、第１部分３２Ａ及び一対の第２部分３２Ｂによって画定される。

最初に、第１工程として、直線状の芯体２に複数のノッチ２３と、複数のスリット３２と、第１端面２８と、第２端面２９とが形成される。複数のノッチ２３、複数のスリット３２、第１端面２８、及び第２端面２９は、レーザー加工によって形成されるとよい。

次に、第２工程として、それぞれ一対のベアリング８及びスペーサ１８が装着された複数のフリーローラ３が、直線状の芯体２のローラ支持部３１のそれぞれに配置される。一対のベアリング８はフリーローラ３のスリーブ１５に圧入され、固定される。直線状の芯体２は、その端部から各ベアリング８に圧入される。この状態で、１つのフリーローラ３に装着された一対のベアリング８は、ローラ支持部３１に配置され、一対のスリット３２の間に配置される。

次に、第３工程として、各係止爪１９が芯体２の外方に押し曲げられる。これにより、一対の係止爪１９の間に、一対のベアリング８及びスリーブ１５が挟持され、芯体２の長手方向に対してフリーローラ３の位置が固定される。各係止爪１９は、拡張部３０を通して芯体２の内側に挿入された押圧ロッドによって、芯体２の外方に押し曲げられ、芯体２の外周面に対して突出する。これにより、各係止爪１９の端部は、ベアリング８のインナレース１１の縁部に当接する。

次に、第４工程として、芯体２が各接続部２７で屈曲され、環状に形成される。各接続部２７は、対応するノッチ２３が埋められるように、すなわち対応するノッチ２３の第１カット面２４と第２カット面２５とが互いに当接するように、屈曲される。これにより、芯体２の第１端面２８及び第２端面２９が互いに当接することができる。なお、芯体２を屈曲した状態に維持する保持力が消失すると、芯体２のスプリングバックによって、芯体２の第１端面２８及び第２端面２９は互いに離れた状態となる。

次に、第５工程として、芯体２の第１端面２８及び第２端面２９が互いに溶接されると共に、各ノッチ２３の第１カット面２４と第２カット面２５とが互いに溶接される。これにより、芯体２が環状に維持され、主輪が完成する。本実施形態に係る車輪保持装置１は、第５工程において、溶接前の車輪４を保持するために好適である。

（車輪保持装置）
図１、図８、及び図９に示すように、車輪保持装置１は、径方向に伸縮可能な外周部を有する中心部材４０を有する。車輪保持装置１は、中心部材４０を支持する台座４１を有する。中心部材４０は、チャック４２と、チャック４２に径方向に移動可能に支持され、中心部材４０の外周部を構成する複数のベース４３と、チャック４２に対してベース４３のそれぞれを径方向外方に付勢する複数の付勢部材４４とを有する。

チャック４２は、中心軸線Ｃを中心とした円板形に形成されている。チャック４２は、台座４１に、中心軸線Ｃを中心として回転可能に支持されている。ベース４３のそれぞれは、チャック４２の外周面に対向し、周方向に円弧状に延びた周壁部４６と、周壁部４６からチャック４２の外側面に沿って中心軸線Ｃ側に延びる外側壁４７と、周壁部４６からチャック４２の内側面に沿って中心軸線Ｃ側に延びる内側壁４８とを有する。すなわち、ベース４３の外側壁４７と内側壁４８との間にチャック４２の一部が配置されている。外側壁４７及び内側壁４８は、扇形に形成されているとよい。複数のベース４３は、周方向に延び、フリーローラ３の一部を受容する係合溝４９を有するとよい。係合溝４９は、周壁部４６の外周部に形成され、周壁部４６の周方向における両端部に到達しているとよい。係合溝４９は、半円形の横断面を有するとよい。ベース４３のそれぞれは、互いに同一形状に形成されているとよい。

各ベース４３の外側壁４７には、厚み方向に貫通するガイド溝５１が形成されている。チャック４２には、ガイド溝５１を通過する少なくとも１つのガイドピン５２が結合されている。ガイドピン５２がガイド溝５１に当接することによって、チャック４２に対するベース４３の移動方向が規制されている。本実施形態では、１つのガイド溝５１に対して２つのガイドピン５２が設けられている。２つのガイドピン５２がガイド溝５１に当接することによって、チャック４２に対するベース４３の傾斜角度が一定に維持される。本実施形態では、１つの外側壁４７に２つのガイド溝５１が設けられている。内側壁４８にはガイド溝５１が設けれ、対応するガイドピン５２が設けられていることが好ましい。

各ベース４３のチャック４２に対する移動は、ガイド溝５１とガイドピン５２との当接によって、収縮位置と拡張位置との間に規制される。ベース４３が収縮位置にあるときにベース４３と中心軸線Ｃとの距離が最小になる。ベース４３が拡張位置にあるときにベース４３と中心軸線Ｃとの距離が最大になる。

付勢部材４４は、例えば圧縮コイルばねであり、チャック４２の外周壁と各ベース４３の内周壁との間に設けられている。各付勢部材４４は、対応するベース４３を拡張位置に向けて付勢する。本実施形態では、付勢部材４４は、チャック４２に螺合する筒状の第１部材と、第１部材の内側に移動可能に支持された一端とベース４３に螺合する他端側とを有する第２部材との間に介装されている。

中心部材４０は、チャック４２に着脱可能に取り付けられ、ベース４３のそれぞれに当接することによってベース４３の径方向内方への移動を規制するストッパ５４を有する。チャック４２の中央には、中心軸線Ｃに沿って形成された結合孔５５が形成されている。ストッパ５４は、結合孔５５に挿入される軸部５６と、軸部５６の一端に設けられ、軸部５６よりも径方向に幅が広い頭部５７とを有する。結合孔５５の内周面には雌ねじが形成され、軸部５６の外周面に雌ねじに螺合する雄ねじが形成されてもよい。頭部５７の外周部が、各ベース４３の外側壁４７の中心軸線Ｃ側の端部に当接することによって、各ベース４３の収縮位置側への移動が規制される。頭部５７の外周部が、各ベース４３の外側壁４７の中心軸線Ｃ側の端部に当接するとき、各ベース４３は収縮位置と拡張位置との間の所定の位置に配置されるとよい。

中心部材４０は、チャック４２に着脱可能に取り付けられ、ベース４３のそれぞれに当接することによってベース４３のチャック４２に対する移動を規制する複数のロック部材６１を有する。各ベース４３の外側壁４７及び内側壁４８と、チャック４２とには、貫通孔であるロック孔６２が形成されている。各ロック孔６２にロック部材６１が挿入されることによって、チャック４２に対するベース４３の移動が禁止される。ロック部材６１は、例えばピンであるとよい。

車輪保持装置１は、中心部材４０に加えてクランプ装置７０を有する。クランプ装置７０は、複数のベース４３の１つに取り付けられる。クランプ装置７０は、ブラケット７１と、ブラケット７１に設けられ、車輪４の周方向において複数のフリーローラ３を挟持する一対の保持片７２とを有する。

ブラケット７１は、本体部７４と、本体部７４から互いに間隔をおいて同一方向に延びる第１壁７５及び第２壁７６とを有する。第１壁７５及び第２壁７６は、互いに対向する板状に形成されている。第１壁７５と第２壁７６との距離は、フリーローラ３の外径よりも大きく設定されている。第１壁７５がボルト等の締結部材によって１つのベース４３の外側壁４７の側面に着脱可能に結合され、第２壁７６がボルト等の締結部材によって同じベース４３の内側壁４８の側面に着脱可能に結合される。これにより、本体部７４はベース４３の周壁部４６の径方向外方に間隔をおいて配置される。本体部７４と周壁部４６との距離は、フリーローラ３の外径よりも大きく設定されている。本体部７４は、ベース４３の外周部に保持される車輪４の外方に配置される。

図１０に示すように、一対の保持片７２のそれぞれは、板状に形成されている。保持片７２の一方は本体部７４の中心軸線Ｃを中心とした周方向における一端に結合され、保持片７２の他方は本体部７４の周方向における他端に結合されている。一対の保持片７２は、本体部７４から中心軸線Ｃ側に延び、中心軸線Ｃを中心とした周方向に互いに対向している。一対の保持片７２は、ボルト等の締結部材７８によって本体部７４に着脱可能に取り付けられているとよい。

図１、及び図８～図１０に示すように、ブラケット７１は、一対の保持片７２の間に配置された複数のフリーローラ３の間に配置された芯体２を外部に露出させるための少なくとも１つの開口７９を有する。開口７９は、第１壁７５及び第２壁７６のそれぞれに形成されている。

図１及び図８に示すように、車輪保持装置１は、少なくとも１つのバンド部材８１を有してもよい。バンド部材８１は、中心部材４０の外周部に配置された車輪４のフリーローラ３の１つの外周面に沿って延びると共に、ベース４３の１つに着脱可能に取り付けられる両端部を有する。本実施形態では、各ベース４３に２つのバンド部材８１が取り付けられている。バンド部材８１の両端部はベース４３の外側壁４７の外面及び内側壁４８の外面に設けられた係止部８２に係止される。

溶接前の車輪４（第４工程までの処理が完了した車輪４）を車輪保持装置１に保持させる方法について説明する。溶接前の車輪４は、概ね環状に配置されているが、スプリングバックによって、芯体２の第１端面２８及び第２端面２９が互いに離れている。

最初に、複数のロック部材６１がロック孔６２に挿入され、チャック４２に対して各ベース４３が所定の位置に維持される。これにより、中心部材４０の外周に車輪４を配置する作業が容易になる。また、ストッパ５４がチャック４２に結合される。ロック部材６１がロック孔６２に挿入されている状態において、ストッパ５４と各ベース４３との間には隙間が形成される。次に、溶接前の車輪４が中心部材４０の外周部、すなわち各ベース４３の外周部に配置される。このとき、車輪４の内周部は、各ベース４３の周壁部４６の係止溝に受容される。また、車輪４を構成する芯体２の両端部が、クランプ装置７０が装着されるベース４３の周方向における中央に配置される。

次に、複数のバンド部材８１が対応するベース４３に取り付けられる。これにより、車輪４が複数のベース４３と、複数のバンド部材８１との間に挟持される。複数のバンド部材８１によって、車輪４は各ベース４３の外周部に沿って概ね真円に維持され、芯体２の第１端部２１と第２端部２２とが近接する。

次に、この状態で、図１及び図１０に示すように、クランプ装置７０のブラケット７１がベース４３に取り付けられる。このとき、一対の保持片７２はブラケット７１から取り外されているか、ブラケット７１に移動可能に仮保持されているとよい。ブラケット７１がベース４３に取り付けられた状態で、一対の保持片７２が締結部材７８によってブラケット７１に仮保持される。このとき、一対の保持片７２の間に、芯体２の第１端部２１に取り付けられたフリーローラ３と、芯体２の第２端部２２に取り付けられたフリーローラ３とが配置される。この状態で、締結部材７８が締め込まれることによって一対の保持片７２が互いに近づき、芯体２の第１端部２１に取り付けられたフリーローラ３と、芯体２の第２端部２２に取り付けられたフリーローラ３とが一対の保持片７２によって挟持され、芯体２の第１端面２８と第２端面２９とが当接した状態に維持される。この状態で、ブラケット７１の開口７９を通して、芯体２の第１端面２８と第２端面２９との当接部が外部に露出する。そして、ブラケット７１の開口７９を通して、第１端面２８と第２端面２９との当接部が溶接される。溶接は、例えばレーザー溶接であるとよい。これにより、芯体２が環状に維持される。

次に、一対の保持片７２及びブラケット７１がベース４３から取り外される。また、複数のバンド部材８１がベース４３から取り外される。そして、複数のロック部材６１が対応するベース４３から取り外される。これにより、付勢部材４４の付勢力によって、ベース４３が拡張位置側に移動し、ベース４３の外周部が車輪４の内周部に当接する。

次に、芯体２の第１カット面２４と第２カット面２５との当接部のそれぞれが溶接される。溶接は、レーザー溶接であるとい。このとき、溶接装置の照射部が所定の位置に配置され、チャック４２が回転することによって、車輪４の周方向における溶接位置が変更されるとよい。

溶接に起因する収縮により、車輪４の半径は溶接が進むにつれて漸減する。このとき、各ベース４３が付勢部材４４の付勢力に抗して中心軸線Ｃ側に移動し、車輪４との当接状態を維持する。なお、各ベース４３は、ストッパ５４と当接するまで、中心軸線Ｃ側に移動することができる。各ベース４３がストッパ５４と当接した後は、各ベース４３が車輪４の収縮を抑制するべく、車輪４を内方から支持する。これにより、芯体２を適切な形状に維持することができる。

溶接が完了した後、ストッパ５４がチャック４２から取り外される。これにより、ベース４３が中心軸線Ｃ側に移動可能になる。そして、複数の付勢部材４４の付勢力に抗して複数のベース４３が中心軸線Ｃ側に移動させられることによって、車輪４の内周部と、複数のベース４３の外周部とが離れ、車輪４が中心部材４０から取り外される。

本発明に係る車輪保持装置１は、環状の芯体２と芯体２に回転可能に支持された複数のフリーローラ３とを有する車輪４を保持する。中心部材４０は、環状の車輪４の中央部に配置され、その外周部において車輪４を保持することができる。中心部材４０の外周部は、径方向外方に伸長して車輪４の内周部に当接することができる。

クランプ装置７０は、開裂した芯体２を環状に保持することができ、芯体２の第１端面２８及び第２端面２９の溶接が容易になる。ブラケット７１には開口７９が形成されているため、クランプ装置７０を車輪４に装着した状態において、芯体２に対する溶接作業が可能になる。一対の保持片７２がブラケット７１に着脱可能に取り付けられているため、ブラケット７１を車輪４に対して配置した後に、一対の保持片７２をブラケット７１に取り付けることができる。これにより、クランプ装置７０の車輪４への取り付け作業が容易になる。

ロック部材６１によってベース４３の位置が固定されている場合において、複数のバンド部材８１は車輪４をベース４３に密着させることによって、車輪４の位置を一定させることができる。

車輪４は、全方向移動装置５に使用される。全方向移動装置５は、例えば、図２に示すように、フレーム９１と、フレーム９１に回転可能に支持された一対のドライブディスク９２と、一対のドライブディスク９２の間に配置された環状の車輪４と、ドライブディスク９２のそれぞれを回転させる一対の電動モータとを有する。一対のドライブディスク９２は、電動モータの駆動力を車輪４に駆動力を伝達する。

フレーム９１は、車体の下部から下方に延びる一対の側壁部を有する。図２に示すように、一対のフレーム９１の下端には、左右に延びる支持軸９７が架け渡されている。支持軸９７には、一対のドライブディスク９２が回転可能に支持されている。一対のドライブディスク９２は支持軸９７の軸線を中心として回転する。各ドライブディスク９２は、支持軸９７に対して左右方向における位置が規制されている。各ドライブディスク９２は、左右方向に互いに距離をおいて対向している。

ドライブディスク９２は、環状の車輪４の両側にそれぞれ配置され、車輪４に摩擦力を与えて車輪４を軸線Ａ回り及び環状の芯体中心線Ｂ回りに回転させる。ドライブディスク９２は、フレーム９１に回転可能に支持される円盤状のベース１０１と、ベース１０１の外周部に互いに傾斜して回転可能に支持され、車輪４に接触する複数のドライブローラ１０２とを有する。ベース１０１は、支持軸９７と同軸に配置されている。

各ドライブディスク９２の互いに相反する面にはドリブンプーリ１０４がそれぞれ設けられている。ドリブンプーリ１０４はドライブディスク９２と同軸に設けられている。ドリブンプーリ１０４はベルト１０６によって電動モータの出力軸に設けられたドライブプーリと接続されている。各電動モータが互いに独立して回転することによって、各ドライブディスク９２が互いに独立して回転する。

各全方向移動装置５において、一対のドライブディスク９２が同一方向に同一の回転速度で回転する場合には、車輪４は一対のドライブディスク９２と共に回転する。すなわち、車輪４は軸線Ａを中心として前転又は後転する。このとき、ドライブディスク９２のドライブローラ１０２及び車輪４のフリーローラ３は芯体２に対して回転しない。各全方向移動装置５において、一対のドライブディスク９２間に回転速度差が生じる場合には、一対のドライブディスク９２の回転に起因する円周（接線）方向の力に対し、この力に直交する向きの分力が左右のドライブローラ１０２から車輪４のフリーローラ３に作用する。ドライブローラ１０２の軸線がドライブローラ１０２の周方向に対して傾斜しているため、ドライブディスク９２間に回転速度差に起因して分力が生じる。この分力によって、ドライブローラ１０２がベース１０１に対して回転すると共に、フリーローラ３が芯体２に対して回転する。これにより、車輪４は、左右方向への駆動力を発生させる。

左右の全方向移動装置５が前方に同じ速度で回転することによって、車体が前進する。左右の全方向移動装置５が後方に同じ速度で回転することによって、車体が後退する。左右の全方向移動装置５の前後方向への回転に速度が生じることによって、車体は右方又は左方に旋回する。左右の全方向移動装置５の各車輪４のフリーローラ３が回転することによって、車体は右方又は左方に平行移動する。

以上で具体的実施形態の説明を終えるが、本発明は上記実施形態に限定されることなく幅広く変形実施することができる。台座４１は、中心部材４０の高さ及び向きを変更する機構を有してもよい。ベース４３の形状及び数は任意に変更することができる。クランプ装置７０のブラケット７１は、台座４１に取り付けられてもよい。保持片７２の一方はブラケット７１と一体に形成されてもよい。ブラケット７１の本体部７４は、ベース４３との間に少なくとも１つのフリーローラ３を挟持してもよい。

１ ：車輪保持装置
２ ：芯体
３ ：フリーローラ
４ ：車輪
５ ：全方向移動装置
４０ ：中心部材
４１ ：台座
４２ ：チャック
４３ ：ベース
４４ ：付勢部材
４６ ：周壁部
４７ ：外側壁
４８ ：内側壁
４９ ：係合溝
５１ ：ガイド溝
５２ ：ガイドピン
５４ ：ストッパ
５５ ：結合孔
６１ ：ロック部材
６２ ：ロック孔
７０ ：クランプ装置
７１ ：ブラケット
７２ ：保持片
７８ ：締結部材
７９ ：開口
８１ ：バンド部材
８２ ：係止部

Claims (11)

1. 環状の芯体、及び前記芯体に回転可能に支持された複数のフリーローラを有する車輪を保持する車輪保持装置であって、
   径方向に伸縮可能な外周部を有する中心部材を有し、
   前記中心部材の前記外周部が前記車輪の内周部を径方向外方に付勢することによって、前記中心部材が前記車輪を保持する車輪保持装置。
2. 前記中心部材は、チャックと、前記チャックに径方向に移動可能に支持され、前記中心部材の前記外周部を構成する複数のベースと、前記チャックに対して前記ベースのそれぞれを径方向外方に付勢する複数の付勢部材とを有する請求項１に記載の車輪保持装置。
3. 前記中心部材は、前記チャックに着脱可能に取り付けられたストッパを有し、
   前記ストッパは、前記ベースのそれぞれに当接することによって前記ベースの径方向内方への移動を規制する請求項２に記載の車輪保持装置。
4. 前記中心部材は、前記チャックに着脱可能に取り付けられた複数のロック部材を有し、
   複数の前記ロック部材は、前記ベースのそれぞれに当接することによって前記ベースの前記チャックに対する移動を規制する請求項２又は３に記載の車輪保持装置。
5. 前記フリーローラの１つの外周面に沿って延びると共に、前記ベースの１つに着脱可能に取り付けられる両端部を有する少なくとも１つのバンド部材を有する請求項４に記載の車輪保持装置。
6. ブラケットと、前記ブラケットに設けられ、前記車輪の周方向において複数の前記フリーローラを挟持する一対の保持片とを有するクランプ装置を有する請求項２～５のいずれか１つの項に記載の車輪保持装置。
7. 前記ブラケットは、前記ベースの１つに着脱可能に取り付けられる請求項６に記載の車輪保持装置。
8. 前記ブラケットは、一対の前記保持片の間に配置された複数の前記フリーローラの間に配置された前記芯体を外部に露出させるための少なくとも１つの開口を有する請求項６又は７に記載の車輪保持装置。
9. 一対の前記保持片は、前記ブラケットに着脱可能に取り付けられている請求項６～８のいずれか１つの項に記載の車輪保持装置。
10. 複数の前記ベースは、周方向に延び、前記フリーローラの一部を受容する係合溝を有する請求項２～９のいずれか１つの項に記載の車輪保持装置。
11. 前記チャックを回転可能に支持する台座を有する請求項２～１０のいずれか１つの項に記載の車輪保持装置。

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