KR102514233B1 - 휠 프레임 구성요소 - Google Patents

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KR102514233B1
KR102514233B1 KR1020177021945A KR20177021945A KR102514233B1 KR 102514233 B1 KR102514233 B1 KR 102514233B1 KR 1020177021945 A KR1020177021945 A KR 1020177021945A KR 20177021945 A KR20177021945 A KR 20177021945A KR 102514233 B1 KR102514233 B1 KR 102514233B1
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피터 맥킨논
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로타캐스타 휠 피티와이 리미티드
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Abstract

동일한 구성요소 부분들(21ⅰ-ⅱ)을 구비하는 휠 프레임(20)을 포함하는 다중 방향성 휠(10)이 제공되어 있다. 휠 프레임 구성요소들(21ⅰ-ⅱ) 각각은: 다중 방향성 휠(10)이 중심으로 삼아 회전하도록 되어 있는 주축(1)을 가지는 허브(30); 허브(30)를 반경방향으로 둘러싸는 허브 림(31); 제 1 평면에 정렬되어 있고 허브 림(31)으로부터 반경방향으로 뻗어있는 복수의(4개가 나타나 있음) 제 1 외주방향 롤러 지지용 아암(22)들("제 1 아암들"); 및 그 각각의 부재 아암이 반경방향 내측 베이스(24)를 가질 뿐만 아니라 복수의 제 1 외주방향 롤러 지지용 아암(22)들의 대각선방향으로 인접한 부재들에 대하여 원주방향으로 오프셋되어 있는 복수의 제 2 외주방향 롤러 지지용 아암(23)들("제 2 아암들");을 구비한다. 각각의 휠 프레임 구성요소들(21ⅰ-ⅱ)은: 복수의 제 2 외주방향 롤러 지지용 아암(23)들의 부재 아암들의 개수에 대응하는 복수의 빔(25)들로서, 각각의 개별적인 빔(25)은 허브 림(31)으로부터 복수의 제 2 외주방향 롤러 지지용 아암(23)들의 부재 아암의 대응하는 내측 베이스(26) 쪽으로 뻗어있는, 복수의 빔(25)들; 및 각각의 대응하는 하나의 빔(25) 또는 내측 베이스(26)로부터 뻗어있는 복수의 스피것(40)들;을 더 구비한다. 복수의 제 2 외주방향 롤러 지지용 아암(23)들은 제 1 평면으로부터 이격되어 있으면서 제 1 평면에 대해 평행한, 주축(1)에 대해 직각을 이루는 제 2 평면에 놓여 있고, 그리고 휠 프레임 구성요소들(21ⅰ-ⅱ) 중 하나의 스피것(40)들 각각은 휠 프레임(20)을 형성하도록 휠 프레임 구성요소들(21ⅰ-ⅱ)을 결합하기 위해서 휠 프레임 구성요소들(21ⅰ-ⅱ) 중 상보적인 하나의 대향하는 표면(35)에 형성되어 있는 리세스(27)에 수용되어 있다.

Description

휠 프레임 구성요소
본 발명은 휠 프레임 구성요소에 관한 것이다. 보다 상세하게는, 본 발명은 다중 방향성 휠의 부분을 형성하는 휠 프레임 구성요소에 관한 것이다.
종래의 제안이나 제품에 관한 다음에 오는 참조사항과 설명은 당해 기술분야에서의 일반적인 상식에 관한 인정이나 언급으로 의도된 것이 아닐뿐만 아니라 이러한 것으로 해석되어서는 안된다. 특히, 다음에 오는 종래의 논의는 당해 기술분야에서의 통상의 기술자에게 잘 알려지거나 공통된 것에 관한 것이 아니지만, 일 부분을 제외하고는 관련된 종래 기술의 제안에 관하여 확인할 수 있는 본 발명의 진보성을 파악하는데 도움이 된다.
다중 방향성 휠(multiple directional wheels) 또는 옴니 휠(omni-wheels)을 위한 휠 프레임은 대체로, 다중 방향성 휠이 중심으로 삼아 회전하도록 되어 있는 주축을 가지는 허브; 허브를 반경방향으로 둘러싸는 허브 림; 제 1 평면에서 허브 림으로부터 반경방향으로 뻗어있는 복수의 제 1 외주방향 롤러 지지용 아암들; 및 그 각각의 부재 아암이 반경방향 내측 베이스를 가질 뿐만 아니라 복수의 제 1 외주방향 롤러 지지용 아암들의 대각선방향으로 인접한 부재들에 대하여 원주방향으로 오프셋되어 있는 복수의 제 2 외주방향 롤러 지지용 아암들;을 포함한다. 대각선방향으로 인접한 롤러들은 중첩되어서, 롤러들 중 적어도 하나의 작동가능한 부위는 전체적으로 주축을 중심으로 하는 휠의 회전에 의해 주축에 대해 직각을 이루는 전방 방향과 원만하게 접촉하는 적어도 하나의 롤러의 회전에 의해 주축에 대해 평행한 벡터 성분을 가지는 측면 방향 양쪽 모두로 휠을 움직이게 하도록 사용시 접지되어 있다. 종래 기술의 다중 방향성 휠 프레임의 제조 비용은 시간과 재료 측면 모두에서 많이 든다. 불충분한 승차감은 종래의 시도가 뛰어넘지 못하는 다른 요인이다. 승차감은 롤러가 지나가는 길이(roller pass-off length)와 직접 관련되어 있다. 또한, 종래 기술의 시도는 열악한 롤러 축 하우징 끼워맞춤과 충격 저항으로 어려움을 겪었다. 이는 휠의 상당한 마모와 그 성능의 악화를 초래하며, 헐거운 액슬 마운트와 충격 손상은 기계적인 고장이나 성능의 악화에 대해 취약한 많은 적용처에서의 사용에 지장을 준다. 나아가, 종래의 시도는 무르거나 약한 재료로 만들어진 움직이는 구성요소와 맞물려 있는 액슬과 같은 금속 구성요소를 사용하는 경향이 있고, 이로써 비용이 증가할 수 있고 기계적인 고장이나 가속되는 마모와 파열의 가능성이 있다. 종래 기술의 하나 이상의 전술한 단점을 개선한 휠 프레임을 제공하는 것이나 적어도 이에 대한 유용한 대안을 제공하는 것이 유리할 수 있다.
하나 이상의 양태에 따르는 본 발명은 독립항에서 정의된 바와 같다. 본 발명의 일부 선택적인 그리고/또는 바람직한 특징은 종속항에서 정의되어 있다.
따라서, 본 발명의 일 양태에는 다중 방향성 휠을 위한 휠 프레임의 구성요소가 제공되어 있고, 휠 프레임 구성요소는:
다중 방향성 휠이 중심으로 삼아 회전하도록 되어 있는 주축을 가지는 허브;
허브를 반경방향으로 둘러싸는 허브 림;
제 1 평면에 놓여 있고 허브 림으로부터 반경방향으로 뻗어있는 복수의 제 1 외주방향 롤러 지지용 아암들; 및
복수의 제 2 외주방향 롤러 지지용 아암들로서, 복수의 제 2 외주방향 롤러 지지용 아암들의 각각의 부재 아암은 반경방향 내측 베이스를 가질 뿐만 아니라 복수의 제 1 외주방향 롤러 지지용 아암들의 대각선방향으로 인접한 부재들에 대하여 원주방향으로 오프셋되어 있는 복수의 제 2 외주방향 롤러 지지용 아암들;
을 구비하는, 휠 프레임의 구성요소에 있어서,
휠 프레임 구성요소는 복수의 제 2 외주방향 롤러 지지용 아암들의 부재 아암들의 개수에 대응하는 복수의 빔들을 구비하고, 각각의 개별적인 빔은 허브 림으로부터 복수의 제 2 외주방향 롤러 지지용 아암들의 부재 아암의 대응하는 내측 베이스 쪽으로 뻗어있고, 그리고
복수의 제 2 외주방향 롤러 지지용 아암들은 제 1 평면으로부터 이격되어 있으면서 제 1 평면에 대해 평행한, 주축에 대해 직각을 이루는 제 2 평면에 놓여 있는 것을 특징으로 한다.
다른 양태에서, 본 발명은:
동일한 구성요소 부분들을 구비하는 휠 프레임을 포함하는 다중 방향성 휠을 제공하고, 여기에서 각각의 휠 프레임 구성요소들은:
다중 방향성 휠이 중심으로 삼아 회전하도록 되어 있는 주축을 가지는 허브;
허브를 반경방향으로 둘러싸는 허브 림;
제 1 평면에 놓여 있고 허브 림으로부터 반경방향으로 뻗어있는 복수의 제 1 외주방향 롤러 지지용 아암들; 및
복수의 제 2 외주방향 롤러 지지용 아암들로서, 복수의 제 2 외주방향 롤러 지지용 아암들의 각각의 부재 아암은 반경방향 내측 베이스를 가질 뿐만 아니라 복수의 제 1 외주방향 롤러 지지용 아암들의 대각선방향으로 인접한 부재들에 대하여 원주방향으로 오프셋되어 있는, 복수의 제 2 외주방향 롤러 지지용 아암들;
을 구비하는, 다중 방향성 휠에 있어서,
각각의 휠 프레임 구성요소들은: 복수의 제 2 외주방향 롤러 지지용 아암들의 부재 아암들의 개수에 대응하는 복수의 빔들로서, 각각의 개별적인 빔은 허브 림으로부터 복수의 제 2 외주방향 롤러 지지용 아암들의 부재 아암의 대응하는 내측 베이스 쪽으로 뻗어있는, 복수의 빔들; 및 각각의 대응하는 빔 또는 내측 베이스로부터 뻗어있는 복수의 스피것(spigot)들;을 더 구비하고,
복수의 제 2 외주방향 롤러 지지용 아암들은 제 1 평면으로부터 이격되어 있으면서 제 1 평면에 대해 평행한, 주축에 대해 직각을 이루는 제 2 평면에 놓여 있고, 그리고
각각의 스피것들은 휠 프레임을 형성하도록 휠 프레임 구성요소들을 결합하기 위해서 휠 프레임 구성요소들 중 상보적인 하나의 대향하는 표면에 형성되어 있는 리세스에 수용되어 있는 것을 특징으로 한다.
휠은 로봇식 휠이나, 특히 캐스터 휠이 이용되는 다른 휠 적용처와 같은 양쪽 구동식 프리 롤링 컨베이어 전달 시스템, 검사 테이블, 볼 전달 스테이션에서 사용될 수 있다.
휠 프레임 구성요소들은 동일하거나 상이할 수 있지만, 바람직하게는 제조 비용을 줄이기 위해서 동일하다. 휠 프레임은 조립되기만 하면 2개 이상의 휠 프레임 구성요소를 구비할 수 있다. 휠 프레임은 바람직하게는 동일한 반쪽 휠 프레임 구성요소들로 형성되어 있다. 휠 프레임 구성요소들은 CNC 머신을 사용하는 것과 같이 몰딩, 캐스팅, 3D 프린팅, 레이저 커팅에 의해 형성될 수 있을 뿐만 아니라, 당해 기술분야에서의 통상의 기술자에게 알려진 다른 형태의 3D 물체 제조법으로 형성될 수 있다. 바람직하게는, 휠 프레임은 아세탈 강화 폴리프로필렌과 같은 중합 재료나 다른 적합한 중합체 재료로 형성된다. 휠 프레임은 또한 휠에 요구되는 부식 및 강도 저항 물성에 따라 여러 가지 등급의 강철과 같은 금속 재료로 형성될 수 있다. 바람직한 실시예에서, 휠은 가벼운 중합 재료로 만들어 진다.
바람직하게는, 프레임은 ABS 또는 아세탈로 몰딩되어 있다. 다양한 대체 허브 보어 삽입부를 수용하도록 되어 있는 표준 원통형 허브 보어를 제공함으로써, 휠은 다수의 상이한 적용처에 적합하게 되어 있을 수 있다. 예를 들어, 여러 가지 허브 삽입부들은 직경이 4.8 mm, 6mm 내지 8mm로 변하는 보어를 정의할 수 있다. 허브 삽입부는 다각형이나 십자 형상의 축방향 보어를 정의할 수 있다. 허브 삽입부는 바람직하게는 부싱의 형태로 되어 있다. 허브 삽입부는 이격되어 있는 축방향 보어 개구들을 형성하도록 서로 맞물림가능하거나 허브와 각각 맞물림가능한 한 쌍의 마주보는 부싱을 구비할 수 있다.
제 1 구성요소는, 반경방향으로도 뻗어있지만 링으로부터 축방향으로 오프셋되어 있으면서 각각의 빔의 원격 단부로부터 반경방향으로 뻗어있는 제 2 지지 아암을 지지하도록 외팔보형 빔이 림으로부터 축방향으로 평행하게 뻗어있되 제 1 지지 아암이 반경방향으로 뻗어있는 원형 링이 형성되어 있는 림을 포함하는 프레임, 제 2 지지용 아암으로부터 원주방향으로 오프셋되어 있는 제 1 지지용 아암, 각각의 제 2 지지용 아암의 베이스로부터 뻗어있는 스피것, 및 유사하게 되어 있는 마주하는 스피것과 짝이 되는 제 2 구성요소를 수용하도록 각각의 제 1 지지용 아암의 베이스에 형성되어 있는 리세스를 가진다.
롤러들은 중실 바디를 구비하는 싱글 피스와 같이 단일형이나 일체형으로 형성될 수 있다. 각각의 롤러는 이격되어 마주하고 있는 지지 헤드들에 개별적으로 맞물리는 한 쌍의 단부 돌출형 축방향 스터브(stub)를 가질 수 있다. 이렇게 형성된 롤러들은 나일론이나 폴리우레탄과 같이 대체로 강성인 중합체로 만들어 질 수 있는데, 폴리우레탄은 우수한 내절단성과 내파열성이 요구되는 곳에 적합하고 또는 이와 같은 산업용 적용처에서 요구될 수 있다.
이와 달리, 더 큰 수축이나 더 조용한 승차 특성을 위하여 무른 롤러 재료가 요구되는 경우, 롤러들은 출원인의 특허 출원 공보 WO2011047443에 기술되어 있는 바와 같이 오버몰딩될 수 있고, 그 전체 내용은 본 명세서에 통합되어 있다. 롤러들의 오버몰딩은 아세탈과 같은 구조적 구성요소를 형성하기에 적합한 더 단단하고 더 강성인 재료로 된 액슬들에 걸쳐서 수행될 수 있다. 어떤 경우에는, 하나 이상의 금속 구성요소로 휠을 형성하는 것이 본 발명의 범위 내에 있더라도, 롤러들과 프레임이 중합 재료로 만들어 지는 경우, 상대적으로 움직이는 부분들에 맞물려 있거나 이를 구성하는 액슬들과 같은 구성요소들은 마모와 파열 관련 성능 고장의 조기 시작과 상대적인 침식을 최소화하는 금속 이외의 재료로 만들어 진다.
휠 허브는 원형일 수 있고, 액슬, 저널, 베어링 및/또는 드라이브 샤프트를 수용하도록 되어 있을 수 있고 그리고/또는 액슬, 저널, 베어링 및/또는 드라이브 샤프트에 맞물리도록 되어 있을 수 있다. 이와 관련하여, 하나의 휠 프레임 구성요소로부터 축방향으로 평행한 방향으로 뻗어있는 스피것들은 제 2 휠 프레임 구성요소의 대응하는 리세스들을 통해 그 속으로 뻗어있을 수 있다. 리세스는 키웨이 스플라인(keyway spline)을 사용하여 키가공될 수 있다. 리세스는 그 단면이 다각형일 수 있고, 압축 끼워맞춤이나 억지 끼워맞춤으로 스피것을 수용하도록 되어 있을 수 있다.
리세스는 제 2 휠 프레임 구성요소 구조 속으로 오목하게 되어 있는 캐버티일 수 있다. 이와 달리, 리세스는 제 2 휠 프레임 구성요소를 완전히 관통하여 뻗어있는 보어나 구멍일 수 있다. 스피것은 보어나 구멍을 통해 뻗어있을 수 있고, 제 2 휠 프레임 구성요소의 다른 측면 상에서 도드라져 돌출되어 있다.
구동 수단은 휠에 장착될 수 있다. 휠은 주축을 중심으로 하는 휠의 회전을 구동 수단에 작동가능하게 연결하는 구동 맞물림 장치를 포함할 수 있다. 돌출형 스피것은 이후 구동 수단을 장착하는데 사용될 수 있다.
구동 수단은 돌출형 스피것을 수용하도록 대응하는 리세스를 가지고 있는 스프로켓의 형태로 되어 있을 수 있다. 구동 수단은 드라이브 샤프트와 비교되는 횔의 상대적인 회전비가 필요한 만큼 변경되게 하는 기어 어셈블리를 포함할 수 있다. 구동 수단은 구동 수단에 작동가능하게 연결되어 있는 드라이브 모터를 포함할 수 있다. 구동 수단은 인접한 휠 프레임 구성요소에 접해있으면서 대향하도록 되어 있는 내부 플레이트를 포함할 수 있다.
구동 수단은 프로파일형성된 보어 또는 키웨이 구획 보어에 작동가능하게 맞물리도록 키가공됨으로써 휠에 맞물릴 수 있다. 이와 달리, 구동 수단은 허브 맞물림 타인(hub engaginf tine)을 포함할 수 있다. 허브 맞물림 타인은 휘어질 수 있다. 타인은 허브에 가까이 결합되어 형성된 리세스들이나 대응하는 리세스에 맞물림가능할 수 있다. 허브 맞물림 타인들은 원형으로 배열됨으로써 인접한 휠 프레임 구성요소의 원형 허브 속으로 삽입될 수 있다. 타인들은 균일하게 이격될 수 있다. 허브 맞물림 장치를 구성하는 2개 이상의 타인들이 있을 수 있다. 타인들은 각각 곡선 형상을 가질 수 있다. 특정 허브에 맞물리는 타인들은 타인들의 측면들을 구획하는 원호상 틈(arc gap)들이 있는 끊어진 원 형상으로 집합적으로 되어 있는 타인 세트를 형성할 수 있다. 곡선형 타인들은 바람직하게는 허브 림 외측면에 형성된 상보적인 리세스들에 맞물리도록 되어 있다. 스피것은 바람직하게는 제 1 휠 프레임 구성요소로부터 구동 수단 속으로 부분적으로만 뻗어있다. 스피것은 바람직하게는 제 1 휠 프레임 구성요소로부터 구동 수단 쪽으로 완전히 관통하여 뻗어있지 않다.
롤러들은 절두 방추형이나 통 형상으로 형성된 타이어를 구비할 수 있다. 각각의 롤러는 액슬을 구비한다. 액슬은 바람직하게는 롤러에 대하여 동축이다. 액슬은 바람직하게는 롤러 안의 축방향 보어를 통해 뻗어있다. 액슬은 바람직하게는 롤러의 양쪽 단부를 넘어 뻗어있다. 각각의 롤러 액슬은 바람직하게는 외주방향 롤러 지지용 아암의 헤드에 맞물릴 수 있다. 헤드는 바람직하게는 휠의 림이나 반경방향 바깥쪽 외주에 위치되어 있다.
각각의 롤러 액슬은 롤러 부싱을 가질 수 있다. 롤러 부싱은 별도로 형성될 수 있다. 이와 달리, 롤러 부싱은 광폭 원통형 부싱의 형태로 되어 있을 수 있다. 액슬은 광폭 원통형 부싱과 단일형이나 일체형으로 몰딩될 수 있다. 광폭 원통형 부싱은 외측 롤러 타이어에 의해 말리거나 슬리브형성될 수 있다. 롤러 타이어는 몰딩되거나 광폭 원통형 부싱 주위에 이와 다르게 적용될 수 있다. 광폭 원통형 부싱은 롤러 액슬에 따로따로 적용될 수 있다. 바람직하게는, 비용을 최소화하기 위하여, 롤러 액슬과 롤러 부싱은 각각의 롤러를 위한 단일의 구성요소와 같이 몰딩되어 있는 단일 피스이다. 따라서, 롤러 액슬과 부싱은 강화 또는 경화 중합 재료와 같은 강하면서도 비교적 잘 구부러지지 않는 재료로 만들어 질 수 있다. 유리하게는, 액슬 핀들/헤드들을 통합하는 싱글 피스 몰딩된 롤러 코어가 사용될 수 있다. 이와 달리, 롤러는 완전한 중실 피스 롤러를 구비할 수 있다. 다른 대안으로, 개선된 내마모성과 내파열성, 마킹이 없거나 개선된 수축 등, 또는 다른 원하는 롤러 기반 맞물림 물성에 맞게 되어 있는 선택된 재료로 오버몰딩될 수 있는, 직경이 작은 롤러가 사용될 수 있다.
외주방향 롤러 지지용 아암들 각각은 반경방향 바깥쪽으로 뻗어있을 수 있다. 외주방향 롤러 지지용 아암은 휠의 방사상 외주에 가까운 방사상 범위에서 말단을 이룰 수 있다. 휠의 외측 범위에 대응하는 방사상 외주는 측면 프로파일에서 휠이 보이는 경우 롤러들에 의해 구획될 수 있다.
각각의 헤드는 주축의 라인에서 측면에서 바라보면 롤러들로부터 뻗어있는 롤러 액슬 핀들을 수용하도록 그 이등변 각진 측면들 중 어느 하나 위에 리세스들을 구비하고 있는 대체로 삼각형 바디를 구비할 수 있다. 각각의 헤드는 휠 프레임의 구성요소 부분들의 조립시 완성될 수 있다. 헤드는 구성요소 휠 프레임 부분들의 맞물림을 고정시키는 외측 외주방향 맞물림 수단을 포함할 수 있다.
외주방향 롤러 지지용 아암은 허브 림으로부터 헤드 쪽으로 뻗어있는 방사상 샤프트를 포함할 수 있고, 헤드를 향하여 테이퍼가공되어 있는 허브 림에 인접한 넓은 베이스를 구비할 수 있다.
조립 동안, 롤러들은 그 마주하면서 이격되어 있는 개별적인 지지 헤드 장착부들 속에 압축 끼워맞춤되어 있을 수 있어서, 인접한 방사상 헤드들은 조립 동안 롤러들을 유지하는데 도움이 된다.
방사상 헤드들은 바람직하게는 마주하여 맞물린 개별적인 표면들 사이에 갭(gap)이 있을 가능성을 최소화하도록 더 밀착되는 끼워맞춤을 보장하기 위해서 수정된 구조용 부재들을 포함한다. 유리하게는, 각각 헤드를 형성하도록 되어 있는 각각의 마주하는 부분은 외측 외주 가까이에서 가장자리가 올라가 있는 영역에 의해 막혀있는 대체로 평평한 표면을 구비한다. 하나 또는 양쪽 모든 대향하는 표면은 올라가 있을 수 있어서, 마주하는 면들의 반경방향 안쪽 영역은, 높이가 같은 맞물림상태가 되게 마주하는 부분들을 구부리면서 밀어내도록 되어 있다. 쌍을 이루는 각각의 지지 헤드의 외측 외주는 어느 하나 위에서는 플랜지를 포함하고 있되 다른 하나 위에서는 대응하는 리세스를 포함하는 상보적인 수형 및 암형 끼워맞춤 부재들을 가질 수 있다.
샤프트는 축방향으로 정렬되어 있는 스피것을 수용하는 내측 대향 리세스를 포함할 수 있다. 내측 대향 리세스는 그 형상이 다각형일 수 있다. 바람직하게는, 내측 대향 리세스는 그 형상이 육각형이다. 바람직하게는, 스피것은 그 단면이 둥글다. 스피것들의 직경은 점진적으로 단차형성되어 있거나 테이퍼가공되어 있는 중간의 그 개별적인 길이들이다. 따라서, 단면이 둥근 형상의 스피것은 밀착되는 억지 끼워맞춤을 위하여 육각형 내측 리세스 속으로 삽입될 수 있다. 스피것은 스피것의 자유 단부나 말단 단부 보다 더 큰 직경을 가지는 베이스를 가질 수 있다. 스피것의 베이스는 내측 대향 리세스 안에서 억지 끼워맞춤을 제공할 수 있다. 더 작은 직경을 가질 수 있는, 스피것의 보다 협소하거나 작은 치수의 말단 단부는 마주하는 휠 프레임 구성요소를 부분적으로나 완전히 관통하여 뻗어있을 수 있다. 스피것은 본 발명의 일부 실시예에서 구동 수단과의 맞물림을 위하여 다른 측면 밖으로 완전히 관통하여 뻗어있을 수 있다.
유리하게는, 스피것은 바람직하게는 일정한 단면을 가지거나 계속해서 달라지는 단면을 가지는 짧은 스터브일 수 있다. 따라서, 스피것은 단차형성된 샤프트 프로파일을 포함하지 않을 수 있다. 바람직하게는, 스피것의 전체 길이는 해제 불가능한 마찰 끼워맞춤을 위하여 리세스의 대응하는 수용 보어 안에 맞물림 표면을 제공한다. 바람직하게는, 리세스는 작은 프레임 구성요소들 안에서의 피로와 기계적 고장을 최소화하기 위해서나 미적 이유로 블라인드 홀(blind hole)이다. 그러나, 리세스가 더 큰 바디의 재료로 형성되어 있는 커다란 휠 프레임에서는, 상술된 바와 같이 리세스를 위해서는 관통 홀(through hole)이 바람직할 수있다.
따라서, 스피것은 억지 끼워맞춤으로 상보적인 리세스에 기계적으로 결합되는 축방향 볼트나 스터드의 형태로 되어 있는 상보적인 고정 장치를 제공할 수 있다. 바람직하게는, 고정 장치는 주축에 대해 평행하게 뻗어있다. 각각의 고정 장치는 대응하는 빔에 대해 대체로 평행하게 뻗어있을 수 있다. 하나 이상의 고정 장치는 대응하는 빔에 대하여 대체로 동축방향으로 뻗어있다.
각각의 빔은 바람직하게는 외팔보형이고, 축방향으로 평행하게 정렬되어, 즉 허브 림으로부터 주축에 대해 대체로 평행하게 뻗어있다. 빔은 그 단면이 다각형일 수 있다. 빔은 바람직하게는 단면이 사다리꼴이다. 보다 더 바람직하게는, 빔은 그 단면이, 커다랗고 기다란 대체로 직사각형이면서 평행한 면이 허브 림의 외측 외주에 대응하는 이등변 사다리꼴일 수 있다. 작은 평행한 면은 허브 림의 내측 외주에 대응할 수 있다.
따라서, 일렬로 되어 있는 허브 림, 빔 및 스피것으로 된 직선 구조는 매우 강하다. 그 바람직한 형태로, 휠 프레임의 허브 림의 강하면서 강성인 내측 구조가 제공되어 있다. 휠이 구동 수단에 결합되어 있는 경우, 구동 수단은 바람직하게는 휠 쪽으로의 가장 효율적이면서 효과적인 동력의 전달을 위하여 휠 프레임의 가장 강한 부분을 통해 맞물려 있다. 빔은 대응하는 롤러에 대하여 축방향으로 평행하게 반경방향 안쪽으로 뻗어있기에 충분히 길다. 각각의 빔의 길이는 복수의 제 2 외주방향 롤러 지지용 아암들의 부재를 위한 공간이 휠의 조립된 휠 프레임 측면 프로파일 내부에서 반경방향 바깥쪽으로 뻗어있는 것을 허용한다. 복수의 제 2 외주방향 롤러 지지용 아암들의 각각의 부재는 외주방향 롤러 지지용 헤드 쪽으로 반경방향 바깥쪽으로 테이퍼가공되어 있는 내측 베이스에 넓은 베이스가 있는 방사상 샤프트를 구비한다. 헤드는 바람직하게는 복수의 제 1 외주방향 롤러 지지용 아암들의 오프셋되어 있으면서 대각선방향으로 인접한 헤드들과 같이 동일한 방향으로 대향한다.
따라서, 그 개별적인 스피것들이 대응하는 마주하는 내측 리세스들에 의해 수용되도록 맞추어져 서로 대향하고 있는 쌍을 이루는 유사한 프레임 구성요소들을 제공함으로써, 휠 프레임 구성요소들은 억지 끼워맞춤되게 기계적으로 함께 합쳐질 수 있고, 단일의 휠 프레임을 형성하도록 맞물릴 수 있다. 선택적으로, 휠 프레임, 허브 또는 중심 보어 인터페이스는 그 구동 수단에 추가로 장착될 수 있다. 억지 끼워맞춤은 쌍을 이루는 구성요소들을 확실하게 결합시키기에 기계적으로 충분할 수 있고, 또는 접착제나 용접 또는 이들의 조합의 형태로 되어 있는 추가 강화가 바람직할 수 있다. 용접은 초음파 용접의 형태로 되어 있을 수 있다. 바람직하게는, 쌍을 이루는 구성요소들의 개별적인 맞물림은 추가적인 접착 수단없이도 억지 끼워맞춤만으로 달성된다.
본 발명은 바람직한 실시예에 관한 다음에 오는 제한없는 설명으로 더욱 잘 이해될 수 있다.
도 1은 본 발명의 제 1 실시예에 따르는 휠의 분해 사시도이다.
도 2는 본 발명의 제 2 실시예에 따르는 휠의 분해 사시도이다.
도 3은 다른 각도에서 바라본 제 2 실시예의 사시도이다.
도 4는 도 1이나 도 2에 나타나 있는 제 1 실시예나 제 2 실시예에 따르는 조립된 휠의 사시도이다.
도 5는 제 3 실시예에 따르는 휠의 측면도이다.
도 6은 부싱이 함께 있는 제 3 실시예에 따르는 휠의 단면도(end view)이다.
도 7은 도 6에 나타나 있는 휠의 분해 사시도이다.
도 8a-d는 제 3 실시예에 끼워맞추기 위한 대체 부싱들의 사시도이다.
도 9는 중실 몰딩된 롤러의 개략적인 측면도이다.
도 10은 제 3 실시예에 따라 만들어진 휠의 지지 기둥의 개략적인 측단면도이다.
이어서 본 발명의 바람직한 특징이 첨부의 도면을 특히 참조하여 기술될 것이다. 그러나, 도면을 참조하여 기술되어 있으면서 도시되어 있는 특징들이 본 발명의 범위를 제한하는 것으로 해석되어서는 안된다는 것을 알 수 있을 것이다.
도 1을 참조하면, 동일한 구성요소 부분들(21ⅰ-ⅱ)을 구비하는 휠 프레임(20)을 포함하는 다중 방향성 휠(10)이 나타나 있다. 휠 프레임 구성요소들(21ⅰ-ⅱ) 각각은: 다중 방향성 휠(10)이 중심으로 삼아 회전하도록 되어 있는 주축(1)을 가지는 허브(30); 허브(30)를 반경방향으로 둘러싸는 허브 림(31); 제 1 평면에 정렬되어 있고 허브 림(31)으로부터 반경방향으로 뻗어있는 복수의(4개가 나타나 있음) 제 1 외주방향 롤러 지지용 아암(22)들("제 1 아암들"); 및 복수의 제 2 외주방향 롤러 지지용 아암들로서, 복수의 제 2 외주방향 롤러 지지용 아암들의 각각의 부재 아암은 반경방향 내측 베이스(24)를 가질 뿐만 아니라 복수의 제 1 외주방향 롤러 지지용 아암(22)들의 대각선방향으로 인접한 부재들에 대하여 원주방향으로 오프셋되어 있는, 복수의 제 2 외주방향 롤러 지지용 아암(23)들("제 2 아암들");을 구비한다. 휠 프레임 구성요소들(21ⅰ-ⅱ) 각각은: 복수의 제 2 외주방향 롤러 지지용 아암(23)들의 부재 아암들의 개수에 대응하는 복수의 빔(25)들로서, 각각의 개별적인 빔(25)은 허브 림(31)으로부터 복수의 제 2 외주방향 롤러 지지용 아암(23)들의 부재 아암의 대응하는 내측 베이스(26) 쪽으로 뻗어있는, 복수의 빔(25)들; 및 각각의 대응하는 하나의 빔(25) 또는 내측 베이스(26)로부터 뻗어있는 복수의 스피것(40)들;을 더 구비한다. 복수의 제 2 외주방향 롤러 지지용 아암(23)들은 제 1 평면으로부터 이격되어 있으면서 제 1 평면에 대해 평행한, 주축(1)에 대해 직각을 이루는 제 2 평면에 놓여 있고, 그리고 휠 프레임 구성요소들(21ⅰ-ⅱ) 중 하나의 스피것(40)들 각각은 휠 프레임(20)을 형성하도록 휠 프레임 구성요소들(21ⅰ-ⅱ)을 결합하기 위해서 휠 프레임 구성요소들(21ⅰ-ⅱ) 중 상보적인 하나의 대향하는 표면(35)에 형성되어 있는 리세스(27)에 수용되어 있다.
허브 림(31)은 원형 허브(30)를 정의한다. 8개의 롤러 휠들(10-10c)의 프레임(20)은 별 모양으로 되어 있고, 제 1 아암(22)들의 부분을 형성하면서 그 사이에 뻗어있는 오목한 곡선형 벽(32)들을 가진다. 별 모양은 그 샤프트(29)에 걸쳐 테이퍼가공되어 있는 제 1 아암(22)의 넓은 베이스(28)를 제 1 롤러 액슬 장착 헤드(12)에 제공하는 것을 수월하게 한다.
빔(25)들 각각은 허브 림(31)으로부터 그 대응하는 내측 베이스(26) 쪽으로의 그 길이 전체에 걸쳐 두께가 대체로 일정하게 되어 있는 두꺼운 구조이지만, 약간의 변형이 재료를 최소화하면서도 강도의 최적화를 달성할 수 있다는 것을 통상의 기술자라면 알 수 있을 것이다. 빔(25)은 대체로 직선형이고, 주축(1)에 대해 평행하게 정렬되어 있다. 허브 림(31), 단부와 단부가 가까이에 있는 상태(end-on-end)의 뻗어있는 빔(25), 횡단방향으로 뻗어있는 제 2 아암(23)의 내측 베이스(26) 및 기다란 스피것(40)은 일렬로 정렬되어 있으면서 대체로 직선형으로 정렬되어 있다. 빔은 허브 림(31)으로부터 외팔보형으로 되어 있고, 이러한 구조는 재료의 최소화를 고려하면서도, 조립되기만 하면 롤러들을 우선 삽입되게 하고 나서 이후 고정되면서 갇히게 함으로써 휠(10)의 용이한 조립을 가능하게 한다. 조립된 휠(10)은 주축(1)에 대해 평행한 직선 방향에 걸쳐 외팔보형 빔(25)과 허브 림(31)의 두께를 일정하게 유지시킴으로써 매우 단단하면서도 강성인 허브 림(31)과 내측 베이스(26) 구조를 제공한다.
스피것(40)은 넓은 스피것 베이스(41)와 얇은 돌출형 말단 단부(42) 사이에서 가변 직경을 가지도록 단차형성되어 있다. 스피것 베이스(41)는 단단한 기계적인 억지 끼워맞춤 및 해제 불가능한 끼워맞춤으로 대응하는 리세스(27)에 수용되도록 되어 있어서, 말단 단부(42)는 리세스(27)와 이어져 있는 홀(33)을 통해 상보적인 다른 휠 프레임 구성요소(21ⅱ)의 다른 측면을 넘어 도드라져 뻗어있다.
스피것(40)의 도드라진 말단 단부(42)는 스프로켓(50)의 바디(52)에 형성되어 있는 복수의 관통 구멍(51)들 중 하나 속으로 스피것 단부(42)를 삽입함으로써 도 1 에 나타나 있는 바와 같이 기어 세트와 같은 구동 장치, 드라이브 모터 또는 스프로켓(50)에 맞물리는데 사용될 수 있다.
개별적인 롤러 액슬 지지용 헤드 부분(12)은 롤러(60)의 액슬 핀(61)이 얕은 반구형 액슬 핀 리세스(63) 안에 수용되어 있는 대체로 이등변 삼각형 바디를 구비한다. 2개의 반쪽 구성요소들(21ⅰ-ⅱ)의 조립시에만 각각의 헤드(12)는 완성되고, 롤러 액슬 핀(61)은 그 개별적인 완성된 리세스(63) 안에 고정되면서 갇혀게 된다. 헤드 부분(12)은, 제 1 구성요소(21ⅰ)의 대향하는 헤드(13)에 형성되어 있을 뿐만 아니라 제 2 구성요소(21ⅱ)의 헤드(12)에 형성되어 있는 상보적인 곡선형 암형 그루브(female groove)(16)와 외측 휠 림의 윤곽을 따라가도록 곡선형으로 되어 있는 수형 설상부(male tongue) 또는 플랜지(14)의 형태로 되어 있는 외주방향 상보적인 맞물림 부위를 구비한다.
제 2 실시예의 여러 가지 구성요소들이 설명되어 있는 도 2 내지 도 4를 참조하면, 유사한 부재는 동일한 참조 번호로 지시되어 있을 것이고, 도 1에 나타나 있는 실시예의 변형예는, 그 휠(10b)이 휠(10)과 대체로 유사하지만 상이한 허브(30b) 형상과 스피것(40b) 형상을 가지는 것으로 제공되어 있다. 스피것(40b)은 단차형성되어 있지만, 두꺼운 베이스 부위(41a)(도 1에 나타나 있는 스피것(40)의 부위(41)에 대응함)로 말단을 이루고, 제 1 휠 프레임 구성요소(22b)로부터 제 2 휠 프레임 구성요소(23b)의 외측 벽(34)과 높이가 같게 마무리되어 있는 범위까지만 뻗어있다. 이와 유사하게, 휠 프레임 구성요소(22b)로부터 뻗어있는 상보적인 시피것(41b)은 휠 프레임 구성요소(23b)에서 리세스(27b)를 통해 뻗어있고, 휠 프레임 구성요소(23b)의 외측 벽(35b)과 높이가 같게 마무리되어 있다. 휠 프레임 구성요소(22b-23b)의 허브 림(31b)은 허브 림(31b)과 직접 맞물리도록 되어 있는 스프로켓(50b)의 제 2 형태인 단일 몰딩으로 제공되어 있는 상보적 형상의 타인이나 핑거(53b)를 위하여 함께 작동하는 리세스를 형성하도록 되어 있는 쐐기형으로 절단된 리세스(37b)를 구비하므로, 스프로켓(50b)을 부착하는데 스피것(40b, 41b)이 필요하지 않다. 타인(53b)들은 원형 패턴으로 배열되어 있고, 대응하는 쐐기 형상의 리세스(37b)에 기계적 억지 끼워맞춤으로 수용되면서 삽입되도록 동일하게 이격되어 있어서, 스프로켓(50a)이나 다른 적합한 구동 수단이 도 4에 나타나 있는 바와 같이 함께 회전하도록 휠(10a)에 맞물리게 되거나 장착될 수 있다.
도 5 내지 도 8d를 참조하여 나타나 있는 추가적인 실시예들은 이어서 기술될 것이고, 여기에서 유사한 대응하는 부재들은 유사한 참조 번호로 확인되어 있다.
조립된 형태의 휠(10c)은 도 5 내지 도 10을 참조하여 설명될 것이고, 여기에서 스피것(40c)을 수용하는 리세스(27c)는 리세스(27c)를 둘러싸는 프레임(20c) 구조의 완전성과 강도를 보존하기 위해서 한쪽 단부에서 막혀있고 외부에서 보이지 않게 되어 있다는 것을 지시하도록 점선으로 나타나 있는 블라인드 리세스이다.
스피것(40c)은 일정한 단면을 가지고 있고, 단차형성되어 있지 않음으로써 리세스(27c)의 벽과의 마찰 끼워맞춤과 맞물림 표면을 극대화시킨다.
개별적인 구성요소들(21ⅰ-ⅱ)은 도 10에 나타나 있는 바와 같이 서로에 대해 맞물리는 경우 마주하고 있는 표면들(35c-36c)에서 서로 대향한다. 면들(35c-36c)은 핀 리세스(63c)에 반경방향 안쪽으로 인접한 헤드(12c)의 반경방향 외측 영역(37c-38c)에서 올라가 있음으로써 마주하는 표면들(35c-36c) 사이에 얕은 반경방향 안쪽 캐버티(38c)를 만들어 낸다. 이 갭(39c)은 서로에 대한 개별적인 구성요소들(21ⅰ-ⅱ)의 양호한 접착을 수월하게 하고, 올라가 있는 표면들 주위에서 캐버티(39c) 속으로의 구부림을 가능하게 한다.
제 1 구성요소(21ⅰ)의 외주방향 림은 개별적인 구성요소들(21ⅰ-ⅱ)의 맞물림을 수월하게 하기 위해서 암형 리세스나 레지(ledge)(16c)와 함께 작동하는 수형 플랜지(14c)를 가진다.
롤러(60c)는 단일의 몰딩으로 형성되는 중실 단일 구조이고, 폴리우레탄이나 우수한 절단, 파열 및 전단 강도를 가지는 다른 중합 재료와 같은 균질화된 재료로 만들어진다. 큰 수축을 제공하면서 롤러 부쉬 액슬 기판 상에 오버몰딩될 수 있는 무른 재료는 특정 적용처에 적합할 수 있다. 도 9에 나타나 있는 바와 같이, 롤러(60c)는 중실 통 형상의 바디(65c), 및 구성요소들(21ⅰ-ⅱ)에 의해 형성되는 컵 형상의 리세스(63c)에 수용되도록 되어 있는 한 쌍의 이격되어 있는 동축 단부 핀(61c)을 포함하는 싱글 피스로 단일형이나 일체형으로 형성될 수 있다.
도 7과 도 8에 나타나 있는 바와 같이, 액슬 보어(30, 30c)의 형상은 각각 타인(53c)을 가짐으로써 림(31c)에 연결되도록 상호간의 리세스(37c)들과 맞물리는 다양하고 상이한 부싱들(70a-d) 중 임의의 것으로 대체함으로써 수정될 수 있다. 부싱(70a-d)은 4.8mm 내지 8.0mm의 범위 내에서 변하는 보어를 가지지만, 본 발명의 범위 내에 있는 다른 크기를 고려해볼 수는 있으며, 이로써 더 크거나 더 작은 액슬, 베어링 및 저널에 유연하게 끼워맞추도록 되어 있을 수 있다. 메인 보어(30, 30c)를 관통해서 뻗어있는 액슬은 프레임(20c)이 메인 액슬과 회전하는 것을 보장하도록 키가공될 수 있다. 부싱(70c)은 별 모양의 보어 프로파일(73c)을 가지는 반면, 부싱(70d)의 보어는 네잎 클로버 키가공 형상부(74c)를 가진다.
본 명세서와 청구범위 전체에 걸쳐서 "구비하다(comprise)"는 단어와 그 파생어는 정반대의 의미가 명백하게 언급되어 있거나 문맥상 이와 달리 필요로 하는 경우가 아니라면 배타적인 의미보다는 포괄적인 의미를 가지도록 의도되어 있다. 즉, "구비하다"라는 단어와 그 파생어는 정반대의 의미가 명백하게 언급되어 있거나 문맥상 이와 달리 필요로 하는 경우가 아니라면 직접 언급하여 열거되는 구성요소들, 단계들 또는 부재들 뿐만 아니라 특별히 열거되지 않은 다른 구성요소들, 단계들 또는 부재들을 내포하는 것으로 지시하도록 받아들여질 것이다.
본 명세서에서, "기구(apparatus)", "수단(means)", "장치(device)" 및 "부재(member)"와 같은 용어들은 단수나 복수의 아이템을 지칭할 수 있고, 하나 이상의 부분들을 가지는 하나 이상의 아이템이나 구성요소들에 의해 행해지는 세트를 이루는 물성, 기능 또는 특징을 지칭하도록 의도되어 있는 용어들이다.
"기구", "수단", "장치" 또는 "부재" 또는 유사한 용어가 단일의 대상으로 기술되는 경우에는 다수의 구성요소들을 가지는 기능적으로 동등한 대상이 그 용어의 범위 내에 있는 것으로 여겨진다는 점, 및 이와 유사하게 "기구", "어셈블리", "수단", "장치" 또는 "부재"가 다수의 구성요소들을 가지는 것으로 기술되는 경우에는 정반대의 의미가 명백하게 언급되어 있거나 문맥상 이와 달리 필요로 하는 경우가 아니라면 기능적으로 동등하지만 단일의 대상 또한 그 용어의 범위 내에 있는 것으로 여겨진다는 점을 예상할 수 있다.
수직, 수평, 정상, 바닥, 상부 및 하부와 같은 본 명세서와 첨구범위에서 사용되는 배향에 관한 용어들은 상대적인 것으로 해석되어야 하고, 통상적으로 휠은 바로선 것으로 나타나 있으며 주축은 수평방향으로 정렬되어 있는 상태에서 구성요소, 아이템, 물품, 기구, 장치 또는 기기가 특정 배향상태에 있는 것으로 여겨지는 것이 보통일 것이라는 가정에 기초하고 있다.
당해 기술분야에서의 통상의 기술자라면 본 발명의 사상과 범위를 벗어나지 않으면서 본 명세서에 기술된 본 발명의 방법에 대한 다양한 수정과 변경이 행해질 수 있다는 것을 알 수 있을 것이다.

Claims (15)

  1. 다중 방향성 휠을 위한 휠 프레임의 구성요소로서, 상기 휠 프레임 구성요소는:
    상기 다중 방향성 휠이 중심으로 삼아 회전하도록 되어 있는 주축을 가지는 허브;
    상기 허브를 반경방향으로 둘러싸는 허브 림;
    제 1 평면에 놓여 있고 상기 허브 림으로부터 반경방향으로 뻗어있는 복수의 제 1 외주방향 롤러 지지용 아암들; 및
    복수의 제 2 외주방향 롤러 지지용 아암들로서, 상기 복수의 제 2 외주방향 롤러 지지용 아암들의 각각의 외주방향 롤러 지지용 아암은 반경방향 내측 베이스를 가질 뿐만 아니라 상기 복수의 제 1 외주방향 롤러 지지용 아암들의 대각선방향으로 인접한 부재들에 대하여 원주방향으로 오프셋되어 있는, 복수의 제 2 외주방향 롤러 지지용 아암들;
    을 구비하는, 휠 프레임의 구성요소에 있어서,
    상기 휠 프레임 구성요소는 상기 복수의 제 2 외주방향 롤러 지지용 아암들의 외주방향 롤러 지지용 아암들의 개수에 대응하는 복수의 빔들을 구비하고,
    상기 복수의 제 2 외주방향 롤러 지지용 아암들은 제 1 평면으로부터 이격되어 있으면서 제 1 평면에 대해 평행한, 상기 주축에 대해 직각을 이루는 제 2 평면에 놓여 있고, 그리고
    각각의 상기 복수의 빔들은 상기 허브 림으로부터 외팔보형으로 되어 있고, 직선형이며, 상기 허브 림으로부터 상기 복수의 제 2 외주방향 롤러 지지용 아암들의 상기 외주방향 롤러 지지용 아암의 상기 대응하는 내측 베이스 쪽으로 뻗어있는 상기 주축에 대해 평행하게 정렬되어 있는 구성요소.
  2. 제 1 항에 있어서,
    롤러들은 중실 바디, 및 이격되어 마주하고 있는 지지 헤드들에 개별적으로 맞물리도록 되어 있는 한 쌍의 단부 돌출형 축방향 스터브들을 구비하는 싱글 피스와 같이 단일형이나 일체형으로 형성되어 있는 것을 특징으로 하는 구성요소.
  3. 제 1 항에 있어서,
    상기 휠 프레임 구성요소들은 동일한 것을 특징으로 하는 구성요소.
  4. 제 1 항에 있어서,
    상기 휠은 부싱의 형태로 되어 있는 다양한 대체 보어 허브 삽입부들을 수용하도록 되어 있는 표준 원통형 허브 보어를 구비하는 것을 특징으로 하는 구성요소.
  5. 제 4 항에 있어서,
    상기 허브 삽입부들은, 이격되어 있는 축방향 보어 개구들을 형성하도록 서로 각각 맞물림가능하거나 상기 허브와 각각 맞물림가능한 한 쌍의 마주보는 부싱들을 포함하는 것을 특징으로 하는 구성요소.
  6. 제 1 항에 있어서,
    구동 수단은 상기 휠에 장착되어 있고, 상기 주축을 중심으로 상기 휠과 회전하도록 작동가능하게 연결되어 있는 것을 특징으로 하는 구성요소.
  7. 제 6 항에 있어서,
    상기 구동 수단은 프로파일형성된 보어 또는 키웨이 구획 보어에 작동가능하게 맞물리도록 키가공됨으로써 상기 휠에 맞물리는 것을 특징으로 하는 구성요소.
  8. 제 6 항에 있어서,
    상기 구동 수단은 상기 구동 수단을 상기 휠에 맞물리는 허브 맞물림 타인들을 포함하고, 상기 허브 맞물림 타인들은 상기 허브에 가까이 결합되어 형성된 대응하는 리세스 또는 리세스들에 맞물림가능한 것을 특징으로 하는 구성요소.
  9. 제 8 항에 있어서,
    상기 허브 맞물림 타인들은 원형으로 배열됨으로써 상기 인접한 휠 프레임 구성요소의 원형 허브 속으로 삽입되는 것을 특징으로 하는 구성요소.
  10. 제 1 항에 있어서,
    각각의 방사상 헤드는 마주하는 구성요소 부분들로 형성되어 있고, 각각의 헤드는 외측 외주 가까이에서 가장자리가 올라가 있는 영역에 의해 막혀있는 평평한 표면을 구비하는 것을 특징으로 하는 구성요소.
  11. 제 10 항에 있어서,
    양쪽 모든 대향하는 표면들은 마주하는 면들의 반경방향 안쪽 영역에 비해 올라가 있고, 이로써 마주하는 표면들은, 장력 하에서 높이가 같은 맞물림상태가 되게 마주하는 부분들을 구부리면서 밀어내도록 되어 있는 것을 특징으로 하는 구성요소.
  12. 제 1 항에 있어서,
    각각의 빔은 외팔보형으로 되어 있고, 축방향으로 평행하게 정렬되어 뻗어있는 것을 특징으로 하는 구성요소.
  13. 동일한 구성요소들을 구비하는 휠 프레임을 포함하는 다중 방향성 휠로서, 각각의 상기 휠 프레임 구성요소들은:
    상기 다중 방향성 휠이 중심으로 삼아 회전하도록 되어 있는 주축을 가지는 허브;
    상기 허브를 반경방향으로 둘러싸는 허브 림;
    제 1 평면에 놓여 있고 상기 허브 림으로부터 반경방향으로 뻗어있는 복수의 제 1 외주방향 롤러 지지용 아암들; 및
    복수의 제 2 외주방향 롤러 지지용 아암들로서, 상기 복수의 제 2 외주방향 롤러 지지용 아암들의 각각의 외주방향 롤러 지지용 아암은 반경방향 내측 베이스를 가질 뿐만 아니라 상기 복수의 제 1 외주방향 롤러 지지용 아암들의 대각선방향으로 인접한 부재들에 대하여 원주방향으로 오프셋되어 있는, 복수의 제 2 외주방향 롤러 지지용 아암들;
    을 구비하고,
    각각의 상기 휠 프레임 구성요소들은: 상기 복수의 제 2 외주방향 롤러 지지용 아암의 외주방향 롤러 지지용 아암들의 개수에 대응하는 복수의 빔들로서, 각각의 개별적인 빔은 상기 허브 림으로부터 상기 복수의 제 2 외주방향 롤러 지지용 아암들의 외주방향 롤러 지지용 아암의 대응하는 내측 베이스 쪽으로 뻗어있는, 복수의 빔들; 및 상기 빔들이나 상기 내측 베이스들 중에서 각각 대응하는 하나로부터 뻗어있는 복수의 스피것들;을 더 구비하고, 그리고
    상기 복수의 제 2 외주방향 롤러 지지용 아암들은 제 1 평면으로부터 이격되어 있으면서 제 1 평면에 대해 평행한, 상기 주축에 대해 직각을 이루는 제 2 평면에 놓여 있는, 다중 방향성 휠에 있어서,
    각각의 상기 복수의 빔들은 상기 허브 림으로부터 외팔보형으로 되어 있고, 직선형이며, 그리고 상기 허브 림으로부터 상기 복수의 제 2 외주방향 롤러 지지용 아암들의 상기 외주방향 롤러 지지용 아암의 상기 대응하는 내측 베이스 쪽으로 뻗어있는 상기 주축에 대해 평행하게 정렬되어 있고,
    각각의 상기 스피것들은 휠 프레임을 형성하도록 상기 휠 프레임 구성요소들을 결합하기 위해서 상기 휠 프레임 구성요소들 중 상보적인 하나의 대향하는 표면에 형성되어 있는 리세스에 수용되어 있고, 그리고
    상기 허브 림, 단부와 단부가 가까이에 있는 상태(end-on-end)로 뻗어있는 각각의 상기 빔들, 상기 복수의 제 2 외주방향 롤러 지지용 아암들의 대응하는 횡단방향과 반경방향으로 뻗어있는 외주방향 롤러 지지용 아암의 상기 내측 베이스 및 기다란 스피것은 일렬로 정렬되어 있으면서 직선형으로 정렬되어 있는 다중 방향성 휠.
  14. 제 13 항에 있어서,
    상기 스피것들은 하나의 휠 프레임 구성요소로부터 축방향으로 평행한 방향으로 뻗어있을 뿐만 아니라, 상기 제 2 휠 프레임 구성요소의 대응하는 리세스들 속으로 뻗어있는 것을 특징으로 하는 다중 방향성 휠.
  15. 제 14 항에 있어서,
    상기 리세스들은 키웨이 스플라인을 사용하여 키가공되고, 압축 끼워맞춤이나 억지 끼워맞춤으로 상기 스피것을 수용하도록 되어 있는 것을 특징으로 하는 다중 방향성 휠.
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