JP6661304B2

JP6661304B2 - 全方向移動車両用車輪

Info

Publication number: JP6661304B2
Application number: JP2015167312A
Authority: JP
Inventors: 韶得辻; 重法坂本; 和洋浜口; 佐伯　誠; 佐伯　　誠; 敦司峯政
Original assignee: 株式会社土佐電子
Priority date: 2015-08-27
Filing date: 2015-08-27
Publication date: 2020-03-11
Anticipated expiration: 2035-08-27
Also published as: JP2017043218A

Description

本発明は、全方向移動車両に設置される全方向移動車両用車輪に関するものである。

従来より、全方向移動車両に設置される全方向移動車両用車輪が公知である。例えば、周方向に連なって配置された複数のローラを支持する第１リムと第２リムとを備え、夫々のローラをリムの回転軸心に対して傾いたローラ回転軸心を中心として回転自在に設置し、夫々のリムの間に周方向、全方向移動車両用車輪回転軸心に直交する方向、第１リム回転軸心、第２リム回転軸心に直交する方向、ならびに相対的に傾斜する方向のうちの少なくとも１つの方向において限定された相対運動を可能とする制御手段を備えるものが公知である（特許文献１参照）。

特開２０１４−５２６４１９号公報

しかしながら、特許文献１の構造では、２つのリムによって不安定な走行状態を回避するものであるが、当該車輪に設置されるローラ自体については従来のものと略同様であるため、車両の走行挙動によっては一方のリムにおけるローラの端部に負荷が掛かってしまい、ローラの芯材に亀裂が入ってしまったり、当該芯材がローラから抜けてしまったりする等の損傷によって、安定した走行に影響を及ぼすことが懸念されるものであった。

そこで、本発明はこのような問題点を解決するものであって、車両の走行挙動によっても、ローラの芯材が損傷するのを防止し、安定した走行を行うことができる全方向移動車両用車輪を提供することを課題とする。

前記問題点を解決するために、本発明の請求項１に記載の全方向移動車両用車輪は、回転軸にて回転自在に支持される回転支持体の周方向にて、前記回転軸に対して４５度傾斜して設けられる軸部に回転自在に支持されるローラを備える全方向移動車両用車輪であって、前記ローラは、芯材と前記芯材の外周を覆設する接地部とを備え、前記芯材は前記接地部内にて前記芯材の外周方向へ突出する壁部及び内部に両端縁部に固着したブッシュを介して、パイプに挿入された前記軸部を挿通可能とする挿通孔が形成され、前記軸部が、前記回転支持体の基部に形成される一対のブラケットの間にナットで固定されることで、ワッシャーを介した状態で前記一対のブラケットに設置されることを特徴とするものである。

また、本発明の請求項２に記載の全方向移動車両用車輪は、請求項１に記載の全方向移動車両用車輪において、前記壁部は、少なくとも前記芯材の両端側に設けられるものである。

また、本発明の請求項３に記載の全方向移動車両用車輪は、請求項１又は請求項２に記載の全方向移動車両用車輪において、前記壁部は、前記芯材の周方向に対して連続的に形成されるものである。

また、本発明の請求項４に記載の全方向移動車両用車輪は、請求項１又は請求項２に記載の全方向移動車両用車輪において、前記壁部は、前記芯材の周方向に対して所定の間隙を有した状態で断続的に形成されるものである。

また、本発明の請求項５に記載の全方向移動車両用車輪は、請求項１から請求項４のいずれか１項に記載の全方向移動車両用車輪において、前記壁部は、前記芯材と一体に形成されるものである。

本発明の全方向移動車両用車輪では、ローラにおける芯材から外周方向へ突出する壁部を備えるので、芯材の強度を高めることができ、車両の走行挙動によっても、芯材が損傷するのを防止し、安定した走行を行うことができる。

本発明の実施例における全方向移動車両用車輪の正面図である。本発明の実施例における全方向移動車両用車輪の側面図である。本発明の実施例における全方向移動車両用車輪の一部分解斜視図である。本発明の実施例における全方向移動車両用車輪のローラの斜視図である。

以下、本発明の実施の形態における全方向移動車両用車輪を図面に基づいて説明する。当該全方向移動車両用車輪は、いわゆる、メカナムホイールとされ、回転軸にて回転自在に支持される回転支持体１０の周方向にて、回転軸に対して傾斜して設けられる軸部３０に回転自在に支持されるローラ２０を備えてなり、ローラ２０は、芯材２１と芯材２１の外周を覆設する接地部２２とを備え、芯材２１は接地部２２内にて芯材２１の外周方向へ突出する壁部２４を備えるものである。全方向移動車両用車輪は、全方向移動車両の回転軸（図示しない）に設置されることで使用される。

本発明の実施例に係る全方向移動車両用車輪は、図１から図４に示すように、全方向移動車両の回転軸（図示しない）に対して回転自在となるよう支持される回転支持体１０と、回転支持体１０の周方向で当該回転軸に対して傾斜して設けられる軸部３０に回転自在となるよう支持されるローラ２０とを備えてなる。

回転支持体１０は、全方向移動車両に回転軸に設置される基部１１と、基部１１の外形縁部から外側方向に延出して形成されるブラケット１２とから形成される左右一対の支持片１３を対向配置させて、ボルト等の固定手段１４を介して固定することで構成される。当該一対の支持片１３は、例えば、金属板等をプレス加工して形成されるが、合成樹脂等から形成することもできる。

基部１１の略中央部には、全方向移動車両の回転軸を挿通するための回転軸孔１５が形成されており、当該回転軸孔１５の周辺には、一対の支持片１３の両者を固定するための固定孔（図示しない）が所定の個数形成されている。また、ブラケット１２は、基部１１の外形縁部から外側方向に向かう長さ寸法の略中央部を対向配置される支持片１３側へ折曲して形成されており、先端部側に軸部３０を挿通するための貫通孔１６が形成されている。

当該左右一対の支持片１３においては、対向する両者のブラケット１２間に所定の間隔を有した状態でボルト等の固定手段１４を介して固定されることで回転支持体１０が構成される。そして、夫々の対向するブラケット１２間に軸部３０を軸支し、当該軸部３０にローラ２０を回転可能な状態で軸支している。このとき、図２に示すように、回転支持体１０に挿通される回転軸に対して、軸部３０が傾斜するよう回転支持体１０が構成されている。

本実施例においては、基部１１に形成されるブラケット１２の個数は１２個とされ、回転支持体１０の周方向において等間隔にローラ２０が設置されるとともに、回転支持体１０に挿通される回転軸に対して、軸部３０が４５度傾斜するよう設置されるものである。このような回転支持体１０の基本構造は、公知の構造と略同様であるため、適宜変更することができるのは勿論であり、特に制限されるものではない。

ローラ２０は、図３及び図４に示すように、回転支持体１０の軸部３０を挿通する芯材２１と、芯材２１の外周を覆設する接地部２２とから構成される。当該芯材２１は、内部に軸部３０を挿通可能とする挿通孔２３が形成されており、例えば、アルミニウム合金、鋼鉄等からなり、後述の壁部を除いて円筒状の部材とされる。また、芯材２１の外周に覆設される接地部２２は、例えば、ウレタンゴム、天然ゴム等の弾性体、６ナイロン、６６ナイロン等の合成樹脂からなる略円筒状、略樽状等の部材とされる。

また、芯材２１には、接地部２２内にて芯材２１の外周方向へ突出する壁部２４が設けられる。当該壁部２４は、芯材２１と一体に形成されるものであって、芯材２１の外形より大きく、芯材２１における軸方向の所定の幅寸法を有するよう形成されるものであれば、特に制限されるものではない。すなわち、壁部２４は、芯材２１の周方向に対して連続的に形成されるものであってもよいし、所定の間隙を有した状態で断続的に形成されるものであってもよく、芯材２１から外周方向へ突出する段部が形成されていればよい趣旨である。

具体的には、芯材２１の周方向に対して連続的に形成される壁部２４は、例えば、環状、四角形状、多角形状等の形状から形成されるが、走行時における芯材２１に対する荷重の観点から、環状又は環状に近似する多角形状とすることが望ましい。すなわち、壁部２４は、環状を包含する略環状に形成されることが望ましい。

また、芯材２１の周方向に対して、所定の間隙を有した状態で断続的に形成される壁部２４は、例えば、対向する位置の２箇所、所定間隙を有した３箇所等、周方向に等間隔に形成されるが、走行時における芯材２１に対する荷重の観点から、環状に近似するよう放射状に形成することが望ましい。

また、壁部２４は、芯材２１における軸方向において、少なくとも両端側に設けられる。具体的には、少なくとも芯材２１の両端側に壁部２４が形成されることから、当該壁部２４を芯材２１の両端縁部に形成することもできるし、芯材２１の縁部から所定寸法だけ内側に位置した状態で両端側に形成することもできる。また、両壁部２４の間に所定間隔を有した状態で別途の壁部２４を形成することもできるし、これに限られない。

これにより、芯材２１における両端側の強度を高めることができ、車両の走行挙動によって、ローラ２０の端部に荷重が掛かってしまう場合であっても、芯材２１に亀裂等が入るのを防止することができる。また、ローラ２０の端部に掛かる荷重が大きいものであって、仮に芯材２１に亀裂等が入ってしまった場合であっても、壁部２４が芯材２１と一体となって形成されるとともに、壁部２４が芯材２１の外形より大きく形成されるため、その損傷を芯材２１の縁部にて留める、又は縁部から壁部２４が設けられる位置に至るまでに留めることができる。

さらには、車両の走行挙動によって、ローラ２０の側面側から軸方向に荷重が掛かってしまった場合であっても、壁部２４によって芯材２１から外周方向へ突出する段部が形成されているため、応力が分散されることで芯材２１が接地部２２から抜けてしまうのを防止することができる。これらにより、結果として、ローラ２０の耐久性を向上させることができ、商品価値を高めることができる。

本実施例においては、接地部２２は略樽状のウレタンゴムからなり、円筒状のアルミニウム合金に切削加工を行うことによって、芯材２１と壁部２４が一体に形成され、芯材２１における軸方向において、芯材２１の縁部から所定寸法だけ内側に位置した状態で両端側の２箇所に環状の壁部２４が形成される。具体的には、芯材２１の縁部から壁部２４までの長さ寸法と、壁部２４の幅寸法と、芯材２１における軸方向の全長寸法との比率は、１対１．２対１０程度とされる。また、芯材２１の外形寸法と、壁部２４の外形寸法と、ローラ２０の最大外形寸法との比率は、１対１．３対２程度とされる。このようにして構成されるローラ２０は、図３に示すように、両端縁部にブッシュ３１等を固着し、ワッシャ３２を介した状態でパイプ３３と軸部３０を挿通してナット３４で固定することで、回転支持体１０の周方向において等間隔に設置される。

以上、説明した本発明に係る全方向移動車両用車輪によれば、ローラ２０における芯材２１の軸方向において、少なくとも両端側に芯材２１から外周方向へ突出する壁部２４を備えるので、車両の走行挙動によっても、ローラ２０の芯材２１が損傷するのを防止するとともに、ローラ２０の耐久性を向上させることでき、全方向移動車両の安定した走行を行うことができる。

上述した実施例において、回転支持体１０、芯材２１、接地部２２及び壁部２４を含んだローラ２０の形状、寸法等を適宜変更して実施することが可能である。さらに、一部構成を省略することができるし、一部抽出した構成とすることができるのは勿論である。

１０回転支持体
２０ローラ
２１芯材
２２接地部
２４壁部
３０軸部

Claims

回転軸にて回転自在に支持される回転支持体の周方向にて、前記回転軸に対して４５度傾斜して設けられる軸部に回転自在に支持されるローラを備える全方向移動車両用車輪であって、
前記ローラは、芯材と前記芯材の外周を覆設する接地部とを備え、前記芯材は前記接地部内にて前記芯材の外周方向へ突出する壁部及び内部に両端縁部に固着したブッシュを介して、パイプに挿入された前記軸部を挿通可能とする挿通孔が形成され、前記軸部が、前記回転支持体の基部に形成される一対のブラケットの間にナットで固定されることで、ワッシャを介した状態で前記一対のブラケットに設置されることを特徴とする全方向移動車両用車輪。
前記壁部は、少なくとも前記芯材の両端側に設けられる請求項１に記載の全方向移動車両用車輪。
前記壁部は、前記芯材の周方向に対して連続的に形成される請求項１又は請求項２に記載の全方向移動車両用車輪。
前記壁部は、前記芯材の周方向に対して所定の間隙を有した状態で断続的に形成される請求項１又は請求項２に記載の全方向移動車両用車輪。
前記壁部は、前記芯材と一体に形成される請求項１から請求項４のいずれか１項に記載の全方向移動車両用車輪。