JP6914088B2 - 全方向車輪 - Google Patents

Description

本発明は全方向車輪に関する。

このような全方向車輪として、外周面を形成する複数のローラと、該複数のローラをそれぞれ回転可能に支持する複数の支軸と、該複数の支軸を２つずつ支持する複数の支持部材と、該全方向車輪の回転軸線に沿った方向に間隔をおいて配置され、それぞれ前記回転軸線周りに回転する一対のプレート部材とを備え、各支持部材が金属ブロックを削って形成されたものであり、各支持部材が一対のプレート部材にボルトで固定されたものが知られている（例えば、特許文献１参照。）。

また、他の全方向車輪として、外周面を形成する複数のローラと、該複数のローラをそれぞれ回転可能に支持する複数の支持フレームと、該全方向車輪の回転軸線に沿った方向に間隔をおいて配置され、それぞれ前記回転軸線周りに回転する一対の回転部材とを備え、各支持フレームは前記複数のローラのうち１つを収容するように金属ブロックを削って形成されており、各支持フレームが一対の回転部材に固定されたものが知られている（例えば、特許文献２参照。）。

また、他の全方向車輪として、外周面を形成する複数のローラと、該複数のローラをそれぞれ回転可能に支持する複数の支軸と、ハブから径方向外側に向かって放射状に延びる複数の板状部材とを備え、該複数の板状部材の径方向外側端で前記複数の支軸を支持するものが知られている（例えば特許文献３参照。）。

特開２０１５−８５７５０号公報 特開２００８−２９０６３８号公報 国際公開第８６／０３１３２号

特許文献１および特許文献２の全方向車輪では、ローラの数に応じて支持部材又は支持フレームが設けられている。また、支持部材および支持フレームが金属ブロックを削って形成されており、各ローラに加わる衝撃力に耐えるように十分な厚さ寸法を有するものなので、支持部材又は支持フレームが複数存在することにより全方向車輪が重くなっていた。

一方、特許文献３の全方向車輪は、ハブから径方向外側に向かって放射状に延びる複数の板状部材を使って各ローラを支持している。しかし、各板状部材は、その径方向内側端がハブの外周面に固定されると共に径方向外側に向かって延びる部材なので、径方向外側端に力が加わることにより各板状部材に撓みや変形が生じやすい。例えば、乗車者や荷物等の荷重が加わった状態で段差を乗り越える際に、各ローラのうち１つ又は２つが段差に衝突することになるが、この時に各ローラには径方向の力と共に車両幅方向や車両前後方向の力も加わり、特許文献３のような板状部材は簡単に変形してしまう。

本発明は、このような事情に鑑みてなされたものであって、重量低減を図りつつ強度を維持することができる全方向車輪の提供を目的とする。

上記課題を解決するために、本発明は以下の手段を採用する。
本発明の基本的な態様の全方向車輪は、外周面が複数のローラにより形成され、回転軸線周りに回転する全方向車輪であって、前記回転軸線周りに回転する第１の支持部と、該第１の支持部と前記回転軸線に沿った方向に間隔をおいて配置され、前記第１の支持部と共に前記回転軸線周りに回転する第２の支持部と、前記複数のローラを支持するための複数の支軸と、前記第１の支持部および前記第２の支持部に固定された複数の支持プレートとを備え、前記各支持プレートには、１つ又は複数の前記支軸が固定されており、前記各支持プレートにおける前記回転軸線に沿った方向の一端には、前記第１の支持部に固定されている第１の被固定部が設けられ、前記各支持プレートにおける前記回転軸線に沿った方向の他端には、前記第２の支持部に固定されている第２の被固定部が設けられている。
また、本発明の第１の態様は、外周面が複数のローラにより形成され、回転軸線周りに回転する全方向車輪であって、前記回転軸線周りに回転する第１の支持部と、該第１の支持部と前記回転軸線に沿った方向に間隔をおいて配置され、前記第１の支持部と共に前記回転軸線周りに回転する第２の支持部と、前記複数のローラをそれぞれ支持する複数の支軸と、前記第１の支持部および前記第２の支持部に固定され、前記回転軸線に沿った方向において前記第１および第２の支持部の間に前記複数の支軸をそれぞれ１つ又は複数支持する複数の支持プレートとを備え、当該各支持プレートにおいて、前記第１の支持部に固定された第１の被固定部の車輪径方向の外側端および前記第２の支持部に固定された第２の被固定部の前記径方向の外側端の少なくとも一方が、該支持プレートに固定された前記支軸における該支持プレート側の端部の前記径方向の内側端よりも前記径方向の外側に配置されている。

前記基本的な態様では、第１および第２の支持部は回転軸線に沿った方向に間隔をおいて配置され、第１および第２の支持部の間において各支持プレートにより各支軸が支持されているので、各ローラに加わる力による各支持プレートの車両幅方向への変形を抑制する上で有利であり、車輪の径方向周りの回転方向への変形を抑制する上でも有利である。
また、基本的な態様において、好ましくは、前記第２の支持部には、この全方向車輪の周方向に間隔をおいて複数の孔が設けられ、また、前記第２の支持部の外周には、前記周方向に間隔をおいて複数の切欠きが設けられ、前記各支持プレートの前記第２の被固定部は、前記複数の孔のうち対応する前記孔、および、前記複数の切欠きのうち対応する前記切欠きに挿入されている。

また、前記第１の態様では、各支持プレートの第１および第２の被固定部の前記径方向の外側端の少なくとも一方が、該支持プレートに固定された支軸における該支持プレート側の端部の前記径方向の内側端よりも前記径方向の外側に配置されているので、各ローラに加わる力による各支持プレートの、車両幅方向に延びる軸線周りの回転方向への変形を抑制する上でより有利である。当該構造は支持プレートの板厚を薄くする上でより有用である。

上記課題を解決するために、本発明は以下の手段を採用する。
本発明の第２の態様は、外周面が複数のローラにより形成され、回転軸線周りに回転する全方向車輪であって、前記回転軸線周りに回転する第１の支持部と、該第１の支持部と前記回転軸線に沿った方向に間隔をおいて配置され、前記第１の支持部と共に前記回転軸線周りに回転する第２の支持部と、前記複数のローラをそれぞれ支持する複数の支軸と、前記第１の支持部および前記第２の支持部に固定され、前記回転軸線に沿った方向において前記第１および第２の支持部の間に前記複数の支軸をそれぞれ１つ又は複数支持する複数の支持プレートとを備え、各支持プレートにおいて、前記第１の支持部に固定された第１の被固定部の車輪径方向の中央位置が、前記第２の支持部に固定された第２の被固定部の前記径方向の外側端よりも前記径方向の外側に配置されている。

第２の態様では、第１および第２の支持部は回転軸線に沿った方向に間隔をおいて配置され、第１および第２の支持部の間において各支持プレートにより各支軸が支持されているので、各ローラに加わる力による各支持プレートの車両幅方向への変形を抑制する上で有利であり、車輪の径方向周りの回転方向への変形を抑制する上でも有利である。

また、第１の被固定部が第２の被固定部よりも前記径方向の外側に配置されているので、各支持プレートに固定された支軸における該支持プレート側の端部の前記径方向の位置と第１の被固定部の前記径方向の位置とを近付ける、又は、同一とすることができる。当該構造は、各ローラに加わる力による各支持プレートの、車両幅方向に延びる軸線周りの回転方向への変形を抑制する上でも有利である。

上記各態様において、前記第１の被固定部の前記径方向の内側端の前記径方向における位置と前記第２の被固定部の前記外側端の前記径方向における位置とが実質的に同一であってもよい。
このように構成すると、第１の被固定部が第２の被固定部に対しより明確に径方向外側に配置され、各ローラに加わる力による各支持プレートの、車両幅方向に延びる軸線周りの回転方向への変形を抑制する上で有利である。

上記各態様において、前記第１の支持部が中心に孔が設けられた板状部材であると共に、前記第２の支持部が板状部材であり、前記第２の支持部の外周形状が前記第１の支持部の前記孔よりも前記径方向に小さいことが好ましい。
このように構成すると、第１および第２の支持部をプレス成形により形成し、その際に第１の支持部の中心の孔を設けるために打ち抜かれた板材を用いて第２の支持部を形成することができる。このため、端材の量を低減し、効率的な製造を行うことができる。

上記各態様において、前記第１の支持部が前記第２の支持部よりも車両幅方向の内側に配置されることが好ましい。
支持プレートに固定された支軸における該支持プレート側の端部の径方向の位置と、第１の被固定部の径方向の位置とを近付ける、又は、同一とすると、第１の被固定部と各ローラの支軸とが車輪の回転軸線に沿った方向に並ぶことになる。つまり、各ローラの支軸と第１の被固定部とが車両幅方向に並ぶことになる。

この状態で、第１の被固定部が車両幅方向の外側に配置されていると、当該全方向車輪がその幅方向外側に配置された障害物に接触する場合に、各ローラよりも先に第１の被固定部が障害物に接触することになる。一方、支持プレートに固定された支軸における該支持プレート側の端部の径方向の位置に対し、第２の被固定部を径方向内側に配置すると、第２の被固定部を各ローラの支軸と車輪の回転軸線に沿った方向に並ばないように配置することができる。

つまり、第２の被固定部を各ローラよりも車輪幅方向の内側に配置することも可能となる。この構成では、第２の被固定部が車両幅方向の外側に配置され、該全方向車輪がその幅方向外側に配置された障害物に接触する場合に、各ローラよりも先に第２の被固定部が障害物に接触することを極力防止することが可能となる。

上記各態様において、該全方向車輪を前記回転軸線周りに回転可能に支持する車軸と前記第１の支持部および前記第２の支持部との間に緩衝部材が設けられていることが好まし。
このように構成すると、接地面と各ローラとの間等で生ずる振動が緩衝部材で低減されて車軸に伝達され、車両の振動低減を行う上で有利である。

上記各態様において、前記第１の支持部が、前記第１の被固定部を固定するための固定部を有する板状部材であり、該板状部材がインサート成形により樹脂部材と一体成形されており、前記樹脂部材が前記緩衝部材の外周側に支持されていることが好ましい。
このように、第１の支持部が板状部材であると共に樹脂部材と一体成形され、樹脂部材が緩衝部材の外周側に支持されるので、第１の支持部を強度のために金属製とした場合でも、樹脂部材を用いる分だけ全方向車輪の重量を低減することができる。

本発明によれば、重量低減を図りつつ強度を維持することができる。

本発明の一実施形態に係る全方向車輪の一部断面斜視図である。 本実施形態の全方向車輪の車両幅方向の外側から見た状態の側面図である。 本実施形態の全方向車輪の転動方向から見た状態の側面図である。 本実施形態の全方向車輪の車両幅方向の内側から見た状態の側面図である。 図２の全方向車輪のＶ−Ｖ線断面図である。 本実施形態の全方向車輪の電動モビリティへの取付状態を示す図である。 本実施形態の全方向車輪が取付けられた電動モビリティの前方斜視図である。 本実施形態の全方向車輪が取付けられた電動モビリティの後方斜視図である。 本実施形態の全方向車輪に用いられる支持プレートの平面図である。 本実施形態の全方向車輪に用いられる支持プレートの側面図である。 本発明の全方向車輪の変形例を示す一部断面斜視図である。

本発明の一実施形態に係る全方向車輪１を図面を参照して以下に説明する。
この全方向車輪１は、図１〜図５に示すように、車軸２に幅方向一対のベアリング２ａを介して支持された幅方向一対の防振部材１０と、一対の防振部材１０の外周側に固定された第１および第２のハブ部材２０，３０と、第１および第２のハブ部材２０，３０に固定された複数の支持プレート４０と、支持プレート４０に支持された複数のローラ５１，５２とを有し、例えば電動モビリティ１００の前輪として用いられる。電動モビリティの後輪や、その他の車両の車輪として用いることもできる。以下の説明では、電動モビリティ１００の車両前後方向を前後方向と称し、車両幅方向を幅方向と称する場合がある。

この電動モビリティは、例えば図７および図８に示すように、前輪としての全方向車輪１、後輪１２０、並びに全方向車輪１および後輪１２０により支持されたボディ１３０を有するモビリティ本体１１０と、モビリティ本体１１０に着脱自在に取付けられた座席ユニット（座席）１４０と、モビリティ本体１１０に取付けられ、全方向車輪１および後輪１２０の少なくとも一方を駆動するためのモータ等の駆動装置（図示せず）とを有する。

全方向車輪１の外周面は複数のローラ５１，５２により形成されている。各支持プレート４０は、プレス成形（打ち抜き成形）により形成されており、支持プレート４０の平面視で図９に示すような形状を有する。各支持プレート４０には、図１０に示すように、支持プレート４０の厚さ方向一方の面から該厚さ方向に突出している第１の支軸４１と、支持プレート４０の厚さ方向他方の面から該厚さ方向に突出している第２の支軸４２とが固定されている。

各支軸４１，４２の中心軸線は、車輪の回転軸線（本実施形態では図６に示す車軸２の中心軸線）１ａに対する垂直面内に配置されると共に、車輪の径方向（回転軸線１ａの垂直方向）に直交する方向に延びている。

各支持プレート４０は車輪の周方向に並んでおり、各支持プレート４０には２つのローラ５１又は２つのローラ５２が支持されている。また、一対のローラ５１を第１および第２の支軸４１，４２で支持する支持プレート４０と、一対のローラ５２を第１および第２の支軸４１，４２で支持する支持プレート４０とが、車輪の周方向に交互に並んでいる。つまり、図２等に示すように、この全方向車輪１では一対のローラ５１と一対のローラ５２とが車輪の周方向に交互に並んでいる。

また、上記構成により、各ローラ５１，５２は、車輪の回転軸線１ａに対する垂直面内に配置されると共に車輪の径方向に直交する方向に延びる軸線周りに回転することができる。
各ローラ５１はその回転軸線に沿った一方から他方に向かって外径が徐々に小さくなるように形成されている。より具体的には、各ローラ５１は略円錐台形状を有し、一対のローラ５１は大径側の端面が互いに向き合うように第１および第２の支軸４１，４２に取付けられている。

各ローラ５２もその回転軸線に沿った一方から他方に向かって外径が徐々に小さくなるように形成されている。より具体的には、各ローラ５２は略円錐台形状を有し、一対のローラ５２は大径側の端面が互いに向き合うように第１および第２の支軸４１，４２に取付けられている。ローラ５２はローラ５１よりも大きな外径を有する。

各ローラ５１，５２は、図５に示すように、金属製の芯部材５１ａ，５２ａと、各ローラ５１，５２の外周面を形成する外周部材５１ｂ，５２ｂとを有し、外周部材５１ｂ，５２ｂはゴム状弾性を有する材料から形成されている。また、外周部材５１ｂ，５２ｂの外周面にはそれぞれ周方向に延びる複数の溝が設けられている（図２等参照）。なお、図７および図８には作図上の理由により外周部材５１ｂ，５２ｂの外周面の溝は描いていない。

また、図３等に示すように、大径ローラである各ローラ５２の小径端には凹部５２ｃが形成され、該凹部５２ｃに小径ローラである隣のローラ５１の小径端の一部が入り込むように、各ローラ５１，５２が各々の支軸４１，４２に支持されている。各ローラ５１，５２が円錐台形状を有し、ローラ５２の小径端の凹部５２ｃにローラ５１の小径端の一部が入り込んでいるので、全方向車輪１の外周面が円形に近い状態となっている。

第１のハブ部材２０は、図４に示すように、中心に孔２１ａが設けられたリング形状を有する第１の板状部材（第１の支持部）２１と、インサート成形により第１の板状部材２１と一体に形成された樹脂部材２２とを有する。第１の板状部材２１は、数ｍｍの厚さ寸法を有し、多角形形状（実施形態では６角形形状）を有する外周２１ｂと、外周２１ｂと同様に多角形形状（本実施形態では６角形形状）を有する内周２１ｃとを有し、プレス成形（打ち抜き成形）により形成されている。

第２のハブ部材３０は、図２に示すように、中心に孔３１ａが設けられたリング形状を有する第２の板状部材（第２の支持部）３１と、インサート成形により第２の板状部材３１と一体に形成された樹脂部材３２とを有する。第２の板状部材３１は、数ｍｍの厚さ寸法を有し、多角形形状（実施形態では６角形形状）を有する外周３１ｂと、外周３１ｂと同様に多角形形状（本実施形態では６角形形状）を有する内周３１ｃとを有し、プレス成形（打ち抜き成形）により形成されている。

本実施形態では、板材を打ち抜いて第１の板状部材２１の孔２１ａを形成する際に、第２の板状部材３１の外周３１ｂが形成される。つまり、第１の板状部材２１の孔２１ａを形成するために打ち抜かれた板材を用いて第２の板状部材３１が形成されている。このため、第２の板状部材３１の外周３１ｂの形状は第１の板状部材２１の孔２１ａより径方向に小さい。

樹脂部材２２，３２は、カーボンファイバ、ガラスファイバ等の補強材を含有する強化プラスチックから成り、図１、図５等に示すように、周方向に連続している内周部２２ａ，３２ａと、周方向に連続しており第１又は第２の板状部材２１，３１に固定された外周部２２ｂ，３２ｂと、内周部２２ａ，３２ａと外周部２２ｂ，３２ｂとの間を接続する複数のスポーク部２２ｃ，３２ｃとを有する。内周部２２ａ，３２ａには、互いに対向する円板部２２ｄ，３２ｄと、円板部２２ｄ，３２ｄから互いに近付く方向に延びる突出部２２ｅ，３２ｅとを有する。

各防振部材１０は、円筒形状であり金属製のインナーリング１１と、インナーリング１１の外周側に配置された円筒形状であり金属製のアウターリング１２と、インナーリング１１とアウターリング１２との間に配置されたゴム状弾性を有する材料から成るリング形状の緩衝部材１３とを有する。緩衝部材１３の内周面は加硫接着等によりインナーリング１１に固定され、緩衝部材１３の外周面も加硫接着等によりアウターリング１２に固定されている。一対の防振部材１０のインナーリング１１はそれぞれベアリング２ａの外輪に固定されている。

アウターリング１２にはその外周面から車輪の径方向外側に延びるフランジ部１２ａが設けられている。一対の防振部材１０のフランジ部１２ａの間に板状部材２１，３１の内周部２２ａ，３２ａが配置され、一対のフランジ部１２ａの間に内周部２２ａ，３２ａが複数のボルト（締結部材）ＦＭを用いて共締めされている。これにより、一対の防振部材１０の外周側に第１および第２のハブ部材２０，３０が固定されている。

また、図１に示すように、一対の防振部材１０のインナーリング１１に金属製のリング３が支持されており、リング３はその外周面から径方向外側に延びる円板状の突出部３ａが設けられている。前述のように一対の防振部材１０の外周側に第１および第２のハブ部材２０，３０が固定されると、図５に示すように第１および第２のハブ部材２０，３０の突出部２２ｅ，３２ｅの間に突出部３ａが配置される。突出部２２ｅ，３２ｅの内径は突出部３ａの外径よりも小さい。

このように構成されているので、緩衝部材１３が破損した場合でも、突出部３ａに突出部２２ｅ，３２ｅが引っ掛かり、第１および第２のハブ部材２０，３０の車軸２からの脱落が防止される。
一方、突出部３ａと突出部２２ｅ，３２ｅとの間には回転軸線１ａに沿った方向に間隔が設けられ、緩衝部材１３が緩衝のために弾性変形した際の突出部３ａと突出部２２ｅ，３２ｅとの接触が防止又は低減されている。

図４に示すように、第１の板状部材２１の外周２１ｂには周方向に間隔をおいて複数の切欠き２１ｄが設けれ、内周２１ｃには周方向に間隔をおいて複数の孔２１ｅが設けられている。各切欠き２１ｄおよび各孔２１ｅは第１の板状部材２１をその板厚方向に貫通している。

また、図２に示すように、第２の板状部材３１の外周３１ｂには周方向に間隔をおいて複数の切欠き３１ｄが設けれ、内周３１ｃには周方向に間隔をおいて複数の孔３１ｅが設けられている。各切欠き３１ｄおよび各孔３１ｅは第２の板状部材３１をその板厚方向に貫通している。

一方、図９および図１０に示すように、各支持プレート４０における車輪の回転軸線１ａに沿った方向の一端には、車輪の径方向に間隔をおいて２つの凸部４０ａ，４０ｂが設けられ、各支持プレート４０における車輪の回転軸線１ａに沿った方向の他端には、車輪の径方向に間隔をおいて２つの凸部４０ｃ，４０ｄが設けられている。

図１、図２、図４、図５等に示すように、凸部４０ａ，４０ｂ，４０ｃ，４０ｄはそれぞれ切欠き２１ｄ、孔２１ｅ、切欠き３１ｄ、又は孔３１ｅに挿入され、第１の板状部材２１又は第２の板状部材３１に溶接等により固定される。
つまり、凸部４０ａ，４０ｂは支持プレート４０において第１の板状部材２１に固定される第１の被固定部Ｆ１として機能し、凸部４０ｃ，４０ｄは支持プレート４０において第２の板状部材３１に固定される第２の被固定部Ｆ２として機能する。

図９において、ハッチングした範囲が第１の被固定部Ｆ１および第２の被固定部Ｆ２として機能する範囲である。このため、回転軸線１ａに沿った方向において、第１の被固定部Ｆ１と第２の被固定部Ｆ２との間に各支軸４１，４２が配置されている。
一方、第１の板状部材２１の切欠き２１ｄおよび孔２１ｅは第１の被固定部Ｆ１を固定するための固定部として機能し、第２の板状部材３１の切欠き３１ｄおよび孔３１ｅは第２の被固定部Ｆ２を固定するための固定部として機能する。

このように構成された全方向車輪は、車輪全体が転動することにより回転軸線１ａと直交する方向に転動し、各ローラ５１，５２が回転することにより回転軸線１ａに沿った方向にも移動する。

本実施形態では、第１および第２の板状部材２１，３１は回転軸線１ａに沿った方向に間隔をおいて配置され、第１および第２の板状部材２１，３１の間において各支持プレート４０により各支軸４１，４２が支持されている。当該構造は、各ローラ５１，５２に加わる力による各支持プレート４０の車両幅方向（図９の矢印Ａの方向）への変形を抑制する上で有利であり、車輪の径方向周りの回転方向（図９の矢印Ｂの方向）への変形を抑制する上でも有利である。

また、図９に示すように、各支持プレート４０の第１の被固定部Ｆ１の外側端の径方向位置ｒ１（回転軸線１ａに関する径方向の位置）が、該支持プレート４０に固定された支軸４１，４２の支持プレート４０側の端部の径方向の内側端の径方向位置ｒ２よりも径方向外側に配置されている。このため、各ローラ５１，５２に加わる力による各支持プレート４０の、車両幅方向に延びる軸線周りの回転方向（図１０の矢印Ｃの方向）への変形を抑制する上で有利である。当該構造は支持プレート４０の板厚を薄くするために有用である。

また、本実施形態では、図９に示すように、第１の被固定部Ｆ１の径方向（回転軸線１ａに関する径方向）の中央位置の径方向位置ｒ３が、第２の被固定部Ｆ２の径方向の外側端の径方向位置ｒ４よりも径方向外側に配置されている。

このように、第１の被固定部Ｆ１が第２の被固定部Ｆ２よりも径方向の外側に配置されているので、各支持プレート４０に固定された支軸４１，４２における該支持プレート側４０の端部、例えば、図９および図１０に示すように、支持プレート４０の厚さ方向一方の面４０ｅから突出している支軸４１において、該厚さ方向一方の面４０ｅに最も近い部分（図１０にあらわれている支軸４１の左端部分）の径方向内側の位置ｒ２と第１の被固定部Ｆ１の径方向の位置（例えば第１の被固定部Ｆ１の径方向外側端の位置）とを近付ける、又は、同一とすることができる。この構造は、各ローラ５１，５２に加わる力による各支持プレート４０の車両幅方向に延びる軸線周りの回転方向（図１０の矢印Ｃの方向）への変形を抑制する上で有利である。

また、図９では、第１の被固定部Ｆ１の径方向の内側端の径方向位置ｒ５に対し、第２の被固定部Ｆ２の外側端の径方向位置ｒ４が小さく形成されているが、径方向位置ｒ５と径方向位置ｒ４が同一であってもよい。このように構成すると、第１の被固定部Ｆ１が第２の被固定部Ｆ２に対しより明確に径方向外側に配置され、各ローラ５１，５２に加わる力による各支持プレート４０の、車両幅方向に延びる軸線周りの回転方向（図１０の矢印Ｃの方向）への変形を抑制する上で有利である。

また、第１の板状部材２１の中心に孔２１ａが設けられ、第２の板状部材３１が第１の板状部材２１の孔２１ａ内に入る形状を有するので、第１および第２の板状部材２１，３１をプレス成形により形成し、その際に第１の板状部材２１の中心の孔２１ａを設けるために打ち抜かれた板材を用いて第２の板状部材３１を形成することができる。

また、第１の板状部材２１が第２の板状部材３１よりも車両幅方向の内側に配置される。第１の板状部材２１は第１の被固定部Ｆ１を径方向外側で固定する必要があるので、図３に示すように各ローラ５１，５２よりも幅方向の外側に配置される。これに対し、第２の板状部材３１は第１の板状部材２１よりも小径に作ることができるので、図３に示すように各ローラ５１，５２よりも幅方向の内側に配置されるように形成することができる。
この構成では、全方向車輪１がその幅方向外側に配置された障害物に接触する場合に、各ローラ５１，５２よりも先に、硬い第２の板状部材３１が障害物に接触することを、極力防止することが可能となる。

また、車軸２と第１の板状部材２１および第２の板状部材３１との間に緩衝部材１３が設けられている。このため、接地面と各ローラ５１，５２との間等で生ずる振動が緩衝部材１３で低減されて車軸２に伝達され、車両の振動低減を行う上で有利である。

また、第１および第２の板状部材２１，３１がインサート成形により樹脂部材２２，３２と一体成形されており、樹脂部材２２，３２が緩衝部材１３の外周側に支持されている。このため、第１および第２の板状部材２１，３１を強度のために金属製とした場合でも、樹脂部材２２，３２を用いる分だけ全方向車輪１の重量を低減することができる。

また、図２、図４等に示されているように、大径ローラであるローラ５２を支持する支持プレート４０の第１および第２の被固定部Ｆ１，Ｆ２の径方向の位置は、小径ローラであるローラ５２を支持する支持プレート４０の第１および第２の被固定部Ｆ１，Ｆ２の径方向の位置よりも、それぞれ径方向内側に配置されている。このため、同一形状の複数の支持プレート４０を用いて、小径ローラであるローラ５１と大径ローラであるローラ５２を支持することができる。
なお、ローラ５１を支持する支持プレート４０とローラ５２を支持する支持プレート４０とを異ならせることも可能であるが、前述のように同じである方が好ましい。

また、第２の板状部材３１の外形が第１の板状部材２１の孔２１ａに対しさらに小さくてもよい。一方、第２の板状部材３１が第１の板状部材２１の孔２１ａに入らない形状であってもよい。例えば、図１１に示すように、第２のハブ部材３０が第１のハブ部材２０と同じ構造を有するものとし、それに適合するように支持プレート４０の形状を変更することができる。

また、本実施形態では、第１の被固定部Ｆ１が凸部４０ａ，４０ｂから成り、第２の被固定部Ｆ２が凸部４０ｃ，４０ｄから成るものを示した。これに対し、凸部４０ａ，４０ｂが繋がった形状の凸部を第１の被固定部Ｆ１とし、凸部４０ｃ，４０ｄが繋がった形状の凸部を第２の被固定部Ｆ２とすることも可能である。

また、支持プレート４０を鍛造、切削加工等の他の加工方法により形成することも可能であり、硬質プラスチック等の他の材質を用いて形成することも可能である。
また、本実施形態では、第１の板状部材２１および第２の板状部材３１がそれぞれ第１の支持部および第２の支持部として機能するものを示した。これに対し、第１のハブ部材２０の全体をプレス成形により一体に形成し、また、第２のハブ部材３０の全体もプレス成形により一体に成形することも可能である。

この場合、第１のハブ部材２０において切欠き２１ｄおよび孔２１ｅが設けられる位置が第１の支持部として機能し、第２のハブ部材３０において切欠き３１ｄおよび孔３１ｅが設けられる位置が第２の支持部として機能する。この場合でも、回転軸線１ａに沿った方向において第１および第２の支持部の間に支軸４１，４２が配置されるように、各支持プレート４０が第１および第２の支持部に支持される。

また、本実施形態では、切欠きや孔に支持プレート４０の一部を挿入して溶接等により固定するものを示したが、他の方法により支持プレート４０の一部を第１および第２の板状部材２１，３１に固定することも可能である。
また、各支持プレート４０によってローラ５１又はローラ５２を１つずつ支持することも可能であり、各支持プレート４０によってローラ５１又はローラ５２を３つ以上支持することも可能である。

また、本実施形態では緩衝部材１３の内周面および外周面がそれぞれインナーリング１１およびアウターリング１２に接着により固定されているものを示したが、インナーリング１１およびアウターリング１２に接着されず、インナーリング１１とアウターリング１２との間に挟まっているだけの緩衝部材１３を用いることも可能である。

１ 全方向車輪
１ａ 回転軸線
２ 車軸
２ａ ベアリング
３ リング
３ａ 突出部
１０ 防振部材
１１ インナーリング
１２ アウターリング
１３ 緩衝部材
２０ 第１のハブ部材
２１ 第１の板状部材（第１の支持部）
２１ｄ 切欠き
２１ｅ 孔
２２ 樹脂部材
２２ｅ 突出部
３０ 第２のハブ部材
３１ 第２の板状部材（第２の支持部）
３１ｄ 切欠き
３１ｅ 孔
３２ 樹脂部材
３２ｅ 突出部
４０ 支持プレート
４０ａ〜４０ｄ 凸部
４１ 第１の支軸
４２ 第２の支軸
５１ ローラ
５２ ローラ
ＦＭ ボルト（締結部材）
Ｆ１ 第１の被固定部
Ｆ２ 第２の被固定部

Claims (18)

1. 外周面が複数のローラにより形成され、回転軸線周りに回転する全方向車輪であって、
   前記回転軸線周りに回転する第１の支持部と、
   該第１の支持部と前記回転軸線に沿った方向に間隔をおいて配置され、前記第１の支持部と共に前記回転軸線周りに回転する第２の支持部と、
   前記複数のローラを支持するための複数の支軸と、
   前記第１の支持部および前記第２の支持部に固定された複数の支持プレートとを備え、
   前記各支持プレートには、１つ又は複数の前記支軸が固定されており、
   前記各支持プレートにおける前記回転軸線に沿った方向の一端には、前記第１の支持部に固定されている第１の被固定部が設けられ、前記各支持プレートにおける前記回転軸線に沿った方向の他端には、前記第２の支持部に固定されている第２の被固定部が設けられ、
   前記第２の支持部には、この全方向車輪の周方向に間隔をおいて複数の孔が設けられ、また、前記第２の支持部の外周には、前記周方向に間隔をおいて複数の切欠きが設けられ、
   前記各支持プレートの前記第２の被固定部は、前記複数の孔のうち対応する前記孔、および、前記複数の切欠きのうち対応する前記切欠きに挿入されている全方向車輪。
2. 前記第１の支持部には、この全方向車輪の周方向に間隔をおいて複数の孔が設けられ、
   前記各支持プレートの前記第１の被固定部は、前記第１の支持部の前記複数の孔のうち対応する前記孔に挿入されている、請求項１に記載の全方向車輪。
3. 前記第１の支持部には、この全方向車輪の周方向に間隔をおいて複数の孔が設けられ、また、前記第１の支持部の外周には、前記周方向に間隔をおいて複数の切欠きが設けられ、
   前記各支持プレートの前記第１の被固定部は、前記第１の支持部の前記複数の孔のうち対応する前記孔、および、前記第１の支持部の前記複数の切欠きのうち対応する前記切欠きに挿入されている、請求項１に記載の全方向車輪。
4. 前記各支持プレートにおける前記回転軸線に沿った方向の前記一端には、前記第１の被固定部として、車輪径方向に間隔をおいて２つの凸部が設けられている、請求項３に記載の全方向車輪。
5. 前記各支持プレートにおける前記回転軸線に沿った方向の前記他端には、前記第２の被固定部として、車輪径方向に間隔をおいて２つの凸部が設けられている、請求項１に記載の全方向車輪。
6. 前記第２の被固定部は、溶接によって前記第２の支持部に固定されている、請求項１〜５の何れかに記載の全方向車輪。
7. 前記各支持プレートの厚さ方向の面から、前記１つ又は複数の前記支軸が、前記各支持プレートの前記厚さ方向に突出している、請求項１〜６の何れかに記載の全方向車輪。
8. 前記各支持プレートは、打ち抜き成形によって形成されている、請求項１〜７の何れかに記載の全方向車輪。
9. 前記第１の支持部の外周部は多角形形状を有し、
   前記複数のローラは、小径ローラと、前記小径ローラよりも大きな外径を有する大径ローラとを含み、
   前記複数の支持プレートの各々には、一対の前記小径ローラ又は一対の前記大径ローラが支持され、
   前記一対の小径ローラと前記一対の大径ローラとがこの全方向車輪の周方向に交互に並んでおり、
   前記大径ローラを支持する前記支持プレートの前記第１の被固定部および前記第２の被固定部の径方向の位置は、前記小径ローラを支持する前記支持プレートの前記第１の被固定部および前記第２の被固定部の径方向の位置よりも、それぞれ車輪径方向の内側に配置されている、請求項１〜８の何れかに記載の全方向車輪。
10. 前記各支持プレートは、前記第１の支持部と前記第２の支持部との間に少なくとも一部が配置されている、請求項１〜９の何れかに記載の全方向車輪。
11. 前記第１の支持部が前記第２の支持部よりも車両幅方向の内側に配置され、
    前記第２の支持部が、前記各ローラに対して、前記車両幅方向に突出していない、請求項１〜１０の何れかに記載の全方向車輪。
12. 前記各支持プレートにおいて、前記第１の支持部に固定された前記第１の被固定部の車輪径方向の外側端および前記第２の支持部に固定された前記第２の被固定部の前記車輪径方向の外側端の少なくとも一方が、該支持プレートに固定された前記支軸における該支持プレート側の端部の前記車輪径方向の内側端よりも前記車輪径方向の外側に配置されている、請求項１〜６の何れかに記載の全方向車輪。
13. 前記各支持プレートにおいて、前記第１の支持部に固定された前記第１の被固定部の車輪径方向の中央位置が、前記第２の支持部に固定された前記第２の被固定部の前記車輪径方向の外側端よりも前記車輪径方向の外側に配置されている、請求項１〜６の何れかに記載の全方向車輪。
14. 前記第１の被固定部の前記車輪径方向の内側端の前記車輪径方向における位置と前記第２の被固定部の前記外側端の前記車輪径方向における位置とが実質的に同一である請求項１２又は１３に記載の全方向車輪。
15. 前記第１の支持部が中心に孔が設けられた板状部材であると共に、前記第２の支持部が板状部材であり、
    前記第２の支持部の外周形状が前記第１の支持部の前記孔よりも小さい請求項１２〜１４の何れかに記載の全方向車輪。
16. 前記第１の支持部が前記第２の支持部よりも車両幅方向の内側に配置される請求項１２〜１５の何れかに記載の全方向車輪。
17. 該全方向車輪を前記回転軸線周りに回転可能に支持する車軸と、前記第１の支持部および前記第２の支持部との間に、緩衝部材が設けられている請求項１２〜１６の何れかに記載の全方向車輪。
18. 前記第１の支持部が、前記第１の被固定部を固定するための固定部を有する板状部材であり、該板状部材がインサート成形により樹脂部材と一体成形されており、
    前記樹脂部材が前記緩衝部材の外周側によって支持されている請求項１７に記載の全方向車輪。

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