JP7221712B2 - wheel - Google Patents
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Description
本発明は、ホイールに関する。 The present invention relates to wheels.
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。 Mecanum wheels are known as conventional wheels for mobile vehicles. A mecanum wheel comprises a driven wheel body and a number of roller bodies. The wheel body has two support members that are generally disc-shaped. Each of the multiple roller bodies has a crowned or barrel-shaped surface. Each of the multiple roller bodies is rotatably provided between two support members. A roller body is sometimes called a barrel.
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。 A conventional mecanum wheel is described, for example, in Japanese Patent Publication No. 2009-504465 (Patent Document 1). WO 2005/010002 discloses a ratio of the outer diameter of the wheel to the maximum radius of the roller body in the range 1.08 to 1.13, in particular in the range 1.09 to 1.12.
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。 However, the conventional Mecanum wheel has a problem in that the barrels are mounted in positions that deviate from their designed positions, resulting in uneven loads applied to each of the plurality of barrels during rotation. This uneven loading on the barrel results in erratic driving behavior in mobile vehicles with conventional Mecanum wheels.
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。 SUMMARY OF THE INVENTION It is an object of the present invention to provide a wheel that allows the barrel to be attached to the support member with precision.
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。 A wheel according to one embodiment of the present invention includes a wheel body having a pair of support members, a barrel shaft disposed between the pair of support members, a barrel attached to the barrel shaft, and the barrel attached to the barrel shaft. a bearing that supports the barrel rotatably around a rotation axis and restricts movement of the barrel with respect to the barrel shaft in a rotation axis direction along the rotation axis.
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。 A wheel according to one embodiment of the present invention includes a retaining ring fixed to the barrel shaft and restricting movement of the bearing in the direction of the rotation axis.
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。 A wheel according to one embodiment of the present invention comprises a spacer provided between the barrel and the retaining ring.
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。 In the wheel according to one embodiment of the present invention, both ends of the barrel shaft are fixed to the outer peripheral surfaces of the pair of support members.
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。 In the wheel according to one embodiment of the present invention, each of the pair of support members has a recess formed in the outer peripheral surface, and the barrel shaft is fixed to the pair of support members in the recess.
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。 In the wheel according to one embodiment of the present invention, each of the pair of support members has a groove formed in the outer peripheral surface, and the barrel shaft is fixed to the pair of support members in the groove.
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。 One embodiment of the present invention comprises a wheel body having a pair of support members, a barrel shaft arranged between the pair of support members, and a barrel supported by the barrel shaft so as to be rotatable around a rotation axis. relates to an assembly method for assembling a wheel comprising The assembly method includes adjusting the position of the barrel with respect to the barrel shaft in a direction of rotation along the axis of rotation.
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。 A wheel according to an embodiment of the present invention includes a wheel body having a pair of support members, a plurality of barrel shafts arranged between the pair of support members, and a plurality of barrel shafts arranged on the plurality of barrel shafts. and a plurality of barrels rotatable thereabout. In this embodiment, each of the plurality of barrels is attached to the barrel shaft or support via a bearing, and the position of each of the plurality of barrels in the barrel shaft direction can be adjusted by the position of the bearing. and
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。 In one embodiment of the present invention, the position of the bearing can be adjusted according to the mounting error of the mounting position of the barrel relative to the barrel shaft or support in the bearing direction.
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。 A wheel according to one embodiment of the present invention comprises a retaining ring at the bearing-direction end of the bearing. In this embodiment, the mounting position of the barrel relative to the barrel shaft or support in the bearing direction can be adjusted by adjusting the position of the retaining ring provided at the end of the bearing in the bearing direction.
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。 In one embodiment of the present invention, both ends of each of the plurality of barrel shafts arranged between the pair of support members are fixed to the outer peripheral surfaces of the pair of support members.
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。 In one embodiment of the present invention, recesses are formed in the outer peripheral surface. In this embodiment, both ends of each of the plurality of barrel shafts arranged between the pair of support members are fixed to recesses in the outer peripheral surfaces of the pair of support members.
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。 In one embodiment of the invention, the recess is a groove with a tapered surface.
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。 One embodiment of the present invention includes a wheel body having a pair of support members, a plurality of barrel shafts arranged between the pair of support members, and a barrel shaft arranged on each of the plurality of barrel shafts, and A method for assembling a wheel comprising a plurality of rotatable barrels. In this embodiment, with the pair of support members assembled, the positions of the plurality of barrels can be adjusted on the outer peripheral surfaces of the pair of support members.
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。 According to one embodiment of the present invention, the barrel can be attached to the support member with high precision.
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。
BEST MODE FOR CARRYING OUT THE INVENTION Hereinafter, embodiments of the present invention will be described with reference to the drawings. First, an embodiment of the present invention will be described with reference to FIGS. 1a-1c and 2. FIG. Figures 1a-1c and 2 schematically show a
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。
The
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。
A plurality of
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。
The
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。
In one embodiment, the ratio of the outer diameter of
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。
The
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。
As shown,
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。
The cylindrical member 5b has a concave portion 5b1 that is recessed from the end in the D1 direction of the rotation axis direction toward the center C of the
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。
The
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。
Both ends of the
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。
A
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。
A
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。
Next, a method for assembling the
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。
Next, the effects of the above embodiment will be described. In the
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。
In the above embodiment, the snap ring 7 restricts the movement of the
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。
In one embodiment described above, a
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。
In the above embodiment, both end portions of the
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。
According to the method of assembling the
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。 The dimensions, materials, and arrangements of each component described herein are not limited to those explicitly described in the embodiments, and each component may be included within the scope of the present invention. can be modified to have dimensions, materials, and arrangements of Also, components not explicitly described in this specification may be added to the described embodiments, and some of the components described in each embodiment may be omitted. Features described in relation to one of the various embodiments above may also be applied to other embodiments.
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 (4)
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、
前記バレルシャフトの表面に形成された溝に嵌め込まれている止め輪と、
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、
前記回転軸方向において前記軸受と前記止め輪との間に設けられたスペーサと、
を備えるホイール。 a wheel body having a pair of support members;
a barrel shaft disposed between the pair of support members;
a barrel attached to the barrel shaft;
a retaining ring fitted in a groove formed on the surface of the barrel shaft;
a bearing that supports the barrel on the barrel shaft so as to be rotatable about a rotation axis and restricts movement of the barrel relative to the barrel shaft in a rotation axis direction along the rotation axis;
a spacer provided between the bearing and the snap ring in the rotation axis direction;
wheel .
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2に記載のホイール。 each of the pair of support members has a recess formed in the outer peripheral surface,
3. The wheel of claim 2 , wherein said barrel shaft is secured to said pair of support members at said recess.
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2に記載のホイール。 Each of the pair of support members has a groove formed on the outer peripheral surface,
3. The wheel of claim 2 , wherein said barrel shaft is secured to said pair of support members at said groove.
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