WO1993002872A1 - Roue composite - Google Patents

Description

明 細 複 合 車 輪 装 置 技 術 分 野

本発明 は回転走行す る 車輪に係 り 、 と り わ け直交す る

2 つの回転走行方向を有す る複合車輪装置 に関す る 。

背 景 技 術

地上あ る い は床面上な どを走行す る車輪 は、 通常、 車 輪の外周部分を構成す る ゴム製あ る い は金属製な どか ら な る タ イ ヤ部分 と 、 こ の タ イ ヤ部分を支持す る リ ム部分 と 、 車輪軸に取付け ら れ る ハブと 、 リ ム部分 と ハ ブを結 合す る デ ィ ス ク あ る い はス ポ ー ク な どか ら な る 車輪支持 手段 と か ら構成 さ れてい る 。

こ の よ う な車輪は、 車輪軸を中心に回転す る の で、 そ の走行方向 は車輪軸 と 直交す る 方向 に限定 さ れ る 。 こ の た め、 一般に は、 車輪の走行方向を変更す る 場合は、 車 輪軸に連結 さ れた操向装置 （か じ取 り 装置） を用 い て、 車輪軸 自体を走行方向 と 直交す る位置 ま で旋回 さ せ る方 法がと られてい る。

こ の よ う な、 車輪軸 と と も に車輪全体を走行方向 に旋 回 さ せ る方法は、 車輪が停止中 は タ イ ヤ と 地上 （床面上） の接触摩擦力が大 き い た め、 旋回動作が困難な こ と が多 い。 ま た、 所定の走行方向 に 向 く ま でに不必要な 円弧上 の軌跡を迪 ら な ければな らず、 狭い ス ペ ー ス 内では走行 方向の変更が困難であ る と い う 問題があ る。

こ の よ う な問題を解決する手段と し て、 車輪軸 と 直交 しかつ偏心 し た位置に設け られた軸の回 り を車輪全体が 旋回する キ ャ ス タ ー装置が用 い られてい る 。 し力、 し なが ら、 こ の キ ャ ス タ ー装置 も、 上記 した問題点を完全に解 決 した も のではな く 、 停止中の走行方向変更が困難であ る こ と、 あ る い は、 直交する方向への方向転換が困難で あ る こ と な どの問題があ る。 ま た、 走行中 は車輪軸の方 向が容易に変化する ので、 走行速度を大 き く で き な い、 車輪の直径を大き く でき な い な どの使用上の制限があ る。

ま た、 別の解決手段と し て、 相直交する関係に あ る車 輪軸を有する独立 し た 2 つの車輪を組合せた車輪装置が 開発されてい る。 しか し なが ら、 こ の車輪装置では、 一 方の車輪を使用する場合、 他方の車輪が使用 さ れな い よ う 、 車輪の移動引込み手段を特別に設けな ければな らず、 構造が複雑であ る と と も に、 装置が大型化する と い う 欠 点力《め る。

発 明 の 開 示

本発明が解決 し ょ う とす る課題は、 円弧軌跡を描 く こ と な く 車輪の走行方向を簡単に変更す る こ と であ る。 ま た、 こ の よ う な走行方向を簡単に変更で き る車輪装置を 簡単でかつ小型の構造で実現する こ とであ る。

本発明 は上記の課題を解決す る た めに、 車輪の 円形 リ ム部の接線方向 と 同一方向の軸を中心に 回転可能に支持 さ れた複数の副輪を、 円形 リ ム部上に配設す る こ と に よ り タ イ ヤを構成 し た こ と を特徵 と す る 。

本発明 に よ る 複合車輪装置 に よ れば、 タ イ ヤ は車輪軸 の回転方向 に走行す る と と も に、 副輪の 回転に よ り こ れ と 直交す る 方向 に走行す る 。 ま た、 タ イ ヤ の 回転 と 副輪 の回転 と を組合せれば、 車輪軸を走行方向 に旋回 さ せ る こ と な く 、 車輪は任意の方向 に走行す る。

図面の簡単な説明

第 1 図 は、 本発明 に よ る複合車輪装置の一実施例を示す 外観斜視図、 第 2 図は、 デ ィ ス ク と デ ィ ス ク に装着 さ れ る副輪支持プ レ ー ト およ び副輪を断面表示 し た斜視図、 第 3 図は、 副輪支持プ レ ー 卜 に副輪を装着す る 方法を示 す分解斜視図、 第 4 A 図は、 副輪支持プ レ ー ト の一実施 例を示す斜視.図、 第 4 B 図はそ の上平面図 （ b ) 、 第 5 図 は、 デ ィ ス ク に複数の副輪支持プ レ ー ト が装着 さ れた 状態を示す外観斜視図、 第 6 図は、 本発明の第 2 の実施 例を示す外観斜視図、 第 7 図は、 第 2 の実施例に よ る 複 合車輪装置の組立方法を示す外観斜視図、 第 8 図 は、 第 2 の実施例 におけ る副輪の支持構造を示す分解斜視図、 第 9 図は、 第 2 の実施例にお け る副輪支持部材を示す外 観斜視図、 第 1 0 図は、 本発明の第 2 の実施例の変形例 を示す外観斜視図、 第 1 1 図は、 本発明の第 3 の実施例 を示す外観斜視図、 第 1 2 図は、 第 3 の実施例 に お け る 副輪支持部材に副輪を組み付けて い る状態を示す外観斜 視図、 第 1 3 図は、 ジ ョ イ ン ト プロ テ ク タ を示す外観斜 視図、 第 1 4 図は、 第 3 の実施例におけ る 副輪支持構造 を示す外観斜視図、 第 1 5 図は、 第 3 の実施例にお け る 副輪の回転およ び制動機能を説明 し た概略断面図、 第 1 6 図は、 第 3 の実施例の変形例を示す外観斜視図、 第 1 7 図は、 副輪支-持部材の変形例を示す外観斜視図、 第 1 8 図は、 ジ ョ イ ン ト プロ テク タ を示す外観斜視図、 第 1 9 図は、 副輪の変形例を示す外観斜視図、 第 2 0 図は、 組立方法を示す分解斜視図、 第 2 1 図は組み立て られた 1 ブロ ッ ク を示す外観斜視図、 第 2 2 図は、 副輪支持搆 造を示す部分断面図、 第 2 3 図は、 本発明の第 4 の実施 例を示す正面図、 第 2 4 図は、 同側面図、 第 2 5 図 は、 図 2 3 の A — A線断面図、 第 2 6 図は、 本発明の第 5 の 実施例を示す外観斜視図、 第 2 7 図は、 第 5 の実施例 に よ る 複合車輪装置の縱断面図、 第 2 8 図は、 第 5 の実施 例におけ る 副輪軸受けを示す外観斜視図であ る。 発明を実施する た めの最良の形態 以下、 図面を参照 して本発明の実施例につ い て説明す る o

第 1 図は、 本発明 に よ る複合車輪装置 1 0 の一実施例を 示す外観斜視図であ る。

図において符号 1 1 は車輪全体を支持する デ ィ ス ク で あ る。 ディ ス ク 1 1 はそ の外周 に 円形 リ ム部 1 2 が形成 さ れ、 中央部に車輪軸 （図示せず） が挿通す る 開 口 1 3 が設け られてい る。

円形 リ ム部 1 2 に は、 第 2 図に示すよ う に、 円形 リ ム 部 1 2 の軸線 と 同一方向 に複数の溝部 1 4 が等 ピ ッ チで 設け ら てれい る 。 こ の溝部 1 4 に は、 半径外方向 に 向 け て副輪支持プ レ ー ト 2 1 の基端部が嵌挿 さ れて い る 。

副輪支持プ レ ー ト 2 1 は、 第 4 A 図及び第 4 B 図 に詳 細に示すよ う に、 板状を し てお り 、 溝部 1 4 に嵌挿 さ れ る 基端部 2 2 と 、 基端部 2 2 の反対側に設け ら れた副輪 軸受部 2 3 と を備え てい る。

基端部 2 2 は、 溝部 1 4 の幅 T と 同 じ かやや大 き い厚 さ t を有 し てい る 。 ま た、 副輪軸受部 2 3 は、 副輪支持 プ レ ー ト 2 1 を貫通す る 軸受孔を有 し、 こ の軸受孔は、 そ の軸線が副輪支持プ レ ー ト 2 1 に直交す る線か ら それ ぞれ角度 0 だけ基端部 2 2 側へ傾い た軸線 2 4 a , 2 4 b を有す る 2 つ の軸受孔 2 5 a , 2 5 b 力、 ら構成 さ れて い る 。 ま た、 副輪軸受部 2 3 に は、 2 つ の軸受孔 2 5 a , 2 5 b の軸受長 さ を大 き く す る た め に、 副輪支持プ レ ー ト 2 1 に対 し、 それぞれ基端部 2 2 に 向 けて小 さ く な る よ う に角度 0 だけ傾斜 し て形成 さ れた傾斜面 2 6 a を有 す る 2 つ の傾斜形ボス 2 6 が設け られてい る 。 こ の角度 0 は、 円形 リ ム部 1 2 に設け ら れた溝部 1 4 の数、 すな わ ち、 副輪支持プ レ ー ト 2 1 に よ り 支持 さ れ る 副輪の数 に よ り 定ま る。

こ の よ う な構造か ら な る副輪支持プ レー ト 2 1 は、 第 2 図、 第 5 図に示すよ う に、 基端部 2 2 を円形 リ ム部 1 2 の溝部 1 4 に嵌揷す る こ と によ り 、 円形 リ ム部 1 2 の 外周に等 ピ ッ チで固定配置される。

こ の副輪支持プ レー ト 2 1 を円形 リ ム部 1 2 の外周 に 固着す る 際に、 第 3 図に示すよ う に、 副輪支持プ レ ー ト

2 1 の両側か ら、 副輪 3 1 が副輪軸受部 2 3 に対 して装 副輪 3 1 は、 第 1 図、 第 2 図、 第 3 図に示すよ う に、 略円盤状を してお り 、 その両側面の中心位置に回転支持 軸 3 2 がそれぞれ突出 し て形成されてい る。 副輪 3 1 の 外周部分の幅寸法は、 副輪支持プ レー ト 2 1 の基端部側 と干渉 しない限 り 、 でき る だけ大き く する こ とが望ま し い o

ま た、 副輪 3 1 の直径は、 副輪支持プ レー ト 2 1 に装 着後、 そ の半径外方端部分が、 副輪支持プ レ ー ト 2 1 の 最外端部分よ り 突出 し う る だけの大 き さ を有 し てい る。

副輪 3 1 は、 その回転支持軸 3 2 を、 副輪軸受部 2 3 の軸受孔 2 5 a , 2 5 b に挿入する こ と に よ り 、 副輪支 持プ レー ト 2 1 で両端支持される。 副輪 3 1 は回転支持 軸 3 2 を中心と して回転自在と さ れてい る た め、 軸受孔 2 5 a , 2 5 b およ び回転支持軸 3 2 は軸受構造 と さ れ てい る。 こ の軸受構造は、 副輪 3 1 に作用す る 負荷あ る い は副輪 3 1 の回転数に応 じ て、 すべ り 軸受構造、 こ ろ が り 軸受構造な どを採用す る こ と がで き る 。

複数の副輪 3 1 を、 それぞれ副輪支持プ レ ー ト 2 1 で 回転可能に支持す る こ と に よ っ て、 円形 リ ム部 1 2 の外 周囲に等 ピ ッ チで配置 し 、 第 1 図に示すよ う に、 車輪 1 0 の最外周部分 （ タ イ ヤ部分） 4 0 を構成す る。

こ の よ う な構成か ら な る本実施例 に よ る 複合車輪装置 1 0 は、 以下の よ う な作用効果を奏す る 。

複合車輪装置 1 0 は、 デ ィ ス ク 1 1 の開口 1 3 を利用 し て車輪軸に装着 さ れ、 円周上に配置 さ れた複数の副輪 3 1 に よ っ て構成 さ れた タ イ ヤ 4 0 を有す る 車輪 と し て 使用す る こ と がで き る 。 すな わ ち、 車輪軸 （図示せず） を中心 と し て回転す る こ と に よ り 、 通常の車輪 と 同様、 タ イ ヤ 4 Q の こ ろが り 運動 と 同一方向 に走行す る 。

副輪 3 1 をァ ク チ ユ エ一 夕 （図示せず） を用 い て 自 転 さ せた り 、 あ る い は車輪軸 と 同一方向の外力を加え る こ と に よ り 、 副輪 3 1 が単独で回転す る 。 副輪 3 1 が回転 す る こ と に よ り 、 複合車輪装置 1 0 は、 車輪軸 と 同一方 向 （ タ イ ヤ 4 0 の こ ろが り 移動方向 と 直交す る方向） に 移動す る。 こ の移動は、 複合車輪装置 1 0 が停止 し た状 態で も 、 大 き な力を要す る こ と な く 簡単に行われ る 。

タ イ ヤ 4 0 の こ ろが り 運動 と 副輪 3 1 の回転運動を同 時に行え ば、 複合車輪装置 1 0 は、 両運動の合成べ ク ト ル方向 に走行す る。 し たが っ て、 タ イ ヤ 4 0 の こ ろ が り 運動と副輪 3 1 の回転運動を同時に制御する こ と によ り 、 複合車輪装置 1 0 を、 車輪軸を旋回する こ と な く 任意の 方向へ移動させる こ とがで き る。

第 6 図乃至第 9 図は本発明の第 2 の実施例を示す図で

Φ る。

本実施例においては、 副輪 4 1 が回転支持さ れる副輪 支持部材 4 2 を前述 し た実施例の も の と比べて大型化 し、 その強度を大き く し た も のであ る 。

副輪支持部材 4 2 は、 第 9 図に示すよ う に、 断面が台 形状をなす 2 つの傾斜面 4 3 a を有す る傾斜円板状部材 の底部を、 底辺と平行の切断面 4 3 b に よ っ て切除 し た 切欠傾斜円板状部材 4 3 を有 し てい る。 ま た、 こ の切欠 傾斜円扳状部材 4 3 の外周部に は、 2 つの傾斜面 4 3 a よ り さ ら に外方へ突出 し た状態で外周緣部 4 3 c が設け られてい る。

2 つの領斜面 4 3 a は、 それぞれ切断面 4 3 b に直交 する 面に対 し角度 0 だけ互い に接近す る方向 に傾斜 し て い る。 そ し て、 こ の 2 つの僂斜面 4 3 a の う ち の一方に 主軸 4 4 が、 他方に副軸 4 5 がそれぞれ傾斜面 4 3 a に 直交 して突設されてい る。 すなわ ち、 主軸 4 4 およ び副 軸 4 5 の それぞれの軸線 4 4 a、 4 5 a は、 切断面 4 3 b と平行する線に対 し角度 0 だけ傾斜 してい る。 ま た、 主軸 4 4 の中央部に は副軸 4 5 が嵌合 し得 る孔 4 4 b が 穿設さ れてい る。 ま た、 切欠傾斜円板状部材 4 3 の切断面 4 3 b と 反対 側端に は、 切断面 4 3 b と 略平行に断面 T 字型の案内 レ 一ル部材 4 6 が固着 さ れてい る 。

副輪支持部材 4 2 の主軸 4 4 に は、 第 8 図 に示すよ う に、 切欠傾斜円扳状部材 4 3 の 直径よ り 小 さ い 中空円筒 状の副輪 4 1 が回転可能に取 り 付け られて い る 。 ま た、 主軸 4 4 と副輪 4 1 の嵌合部に は、 こ ろ が り 軸受部材あ る い はすべ り 軸受部材な どの軸受部材 （図示せず） が介 装 さ れてい る。

副輪 4 1 の装着 さ れた副輪支持部材 4 2 は、 第 7 図 に 示すよ う に、 円形 リ ム部材 4 7 の外周囲に軸線 と 同一方 向 に等 ピ ッ チで形成 さ れた複数の溝部 4 8 に対 し 、 案内 レ ー ル部材 4 6 を揷嵌する こ と に よ り 取 り 付け ら れ る 。 副輪支持部材 4 2 を、 円形 リ ム部材 4 7 の外周囲に連 続的に装着す る 際、 隣接す る副輪支持部材 4 2 の副軸 4 5 が主軸 4 4 の中央開孔 4 4 b に嵌合 し 、 主軸 4 4 が両 端支持軸の構造 と さ れ る 。

銃い て リ ム カ バー 4 9 が リ ム部材 4 7 に対 し て取 り 付 け られ、 第 6 図 に示すよ う な複合車輪装置 5 0 が得 ら れ る。 こ の複合車輪装置 5 0 は、 比較的直径の大 き い主軸 4 4 に対 し副輪 4 1 が回転可能に支持 さ れ る と共に、 主 軸 4 4 はそ の 自 由端側が隣設す る副輪支持部材 4 2 の副 軸 4 5 に よ り 嵌合保持 さ れてい る ので、 副輪 4 1 の負荷 可能荷重を増大化する こ とがで き る。

副輪 4 1 の一部は、 副輪支持部材 4 2 の切断面 4 3 b よ り さ ら に半径外方に突出 して配置 さ れてい る ので、 前 述 し た実施例 と 同様に、 複合車輪装置 5 0 は、 車輪軸 と 同一方向 に移動する こ とがで き る。 ま た、 等 ピ ッ チの間 隔で配置された複数の副輪 4 1 に よ り 、 複合車輪装置 5 0 の最外周部分 （タ イ ヤ部分） が形成されてい る ので、 通常の車輪と 同様に、 タ イ ヤの こ ろが り 運動 と 同一方向 に走行する。

本実施例によ る複合車輪装置 5 0 は、 比較的大荷重の 作用する車輪装置 と して用い る こ と ができ る 。 ま た、 切 欠傾斜円板状部材 4 3 の外径が副輪 4 1 の直径よ り 大き く されてい る ので複合車輪装置 5 0 の側方か ら異物が副 輪 4 1 に衝突する のを防止する こ とができ る 。

第 1 0 図は、 第 6 図に示 し た実施例の変形例を示す外 観斜視図であ る。 こ の実施例によ る複合車輪装置 6 0 に おいては、 副輪 4 1 を回転支持する副輪支持部材 5 1 の 切欠円扳状部材の切断面 5 3 a の両端部 5 3 b が滑 ら か な円弧状に形成されてい る。

その他の構成につ いては、 前述 し た第 2 実施例と 同一 であ る のでそ の説明 は省略する。

こ の よ う に、 副輪支持部材 5 1 の切断面 5 3 a の両端 を円弧形状と した こ と に よ り 、 複合車輪装置 6 0 の外周 形状が滑 らかにな り 、 複合車輪装置 6 0 の こ ろが り 運動、 副輪 4 1 の回転に よ る車輪軸方向移動の際、 副輪支持部 材 5 1 の一部が地面に衝突す る こ と が少な く な る 。 本実 施例に よ る 複合車輪装置 6 0 は、 特に車輪を傾斜 さ せて 使用す る 場合に適 し てい る。

第 1 1 図乃至第 1 5 図は、 本発明の第 3 の実施例を示 す図であ る 。

本実施例に おいて は、 副輪支持部材の切断面の両端部 にエ ッ ジ ゴム の よ う な弾性部材が取 り 付け ら れてい る 。 第 1 2 図は本実施例に用 い ら れ る 副輪支持部材 7 1 であ る 。 副輪支持部材 7 1 は、 円板状部材の一部を、 直径方 向 と平行の切断面 7 2 a に よ っ て切断 し た切欠円扳状部 材 7 2 と 、 こ の切欠円板状部材 7 2 の外周囲に沿 っ て形 成 さ れた リ ム部 7 3 と を有 し てい る 。 リ ム部 7 3 の、 切 断面 7 2 a と反対側端に は、 切欠円扳状部材 7 2 の軸線 と 平行に、 断面 T字形の案内 レ ー ル部材 7 6 が固着 さ れ てい る 。 こ の リ ム部 7 3 の両端部に は、 外方に 向 けて拡 大す る よ う に傾斜 し た傾斜面 7 4 a を有す る エ ッ ジ ゴム 7 4 が切断面 7 2 a よ り 突出 し た状態で取 り 付け られて い る。 ま た、 切欠円板状部材 7 2 の両側面に は、 それぞ れ中央に一部直線部を有す る 開孔 7 5 a の設け ら れた副 輪支持軸 7 5 が突設 さ れてい る。 こ の副輪支持軸 7 5 は、 切欠円板状部材 7 2 に直交 し て設け られてい る 。

中空円筒状の副輪 7 7 は、 副輪支持軸 7 5 に対 し それ ぞれ切欠円扳状部材 7 2 の両側か ら 回転可能に嵌合 さ れ てい る。 それぞれの副輪支持軸 7 5 に嵌合 さ れた副輪 7 7 に は、 第 1 4 図に示すよ う に、 それぞれジ ョ イ ン ト プ ロ テ ク タ 7 8 が装着されて い る 。 こ の ジ ョ イ ン ト プ ロ テ ク タ 7 8 は、 第 1 3 図に示すよ う に、 角度 0 の傾斜角度 を有 して形成された模形プ レー ト 7 8 a と 、 こ の楔形プ レー ト 7 8 a の両側面に直交 し て突設された、 2 つ の短 軸 7 8 b とか ら な り 、 こ の短軸 7 8 b は、 副輪支持軸 7 5 の中央開孔 7 5 a に嵌合す る形状を有 し てい る 。

ジ ョ イ ン ト プロ テク 夕 7 8 は、 厚味のあ る ほ う が切欠 円扳状部材 7 2 の切断面 7 2 a の方向を向 く よ う に装着 され、 隣接する副輪支持部材 7 1 の副輪支持軸 7 5 が ジ ョ イ ン ト プロ テク タ 7 8 の短軸 7 8 b を介 し て連続的に 接銃された状態に組み立て られる。

副輪 7 7 を回転支持 し た副輪支持部材 7 1 は、 前述 し た実施例 と 同様、 案内 レ ー ル部材 7 6 を円形 リ ム部材 4 7 の外周囲に等 ピ ッ チで形成さ れた複数の溝部 4 8 に対 し揷嵌され、 第 1 1 図に示すよ う に複合車輪装置 7 0 が 構成される 。

本実施例によ る複合車輪装置 7 0 は、 装置が所定以上 ,の角度傾 く と、 エ ッ ジ ゴム 7 4 が床面に接触 し、 副輪 7 7 の回転を制動す る 作用を行な う 。 すなわち、 第 1 5 図 に示すよ う に、 複合車輪装置 7 0 が角度 な だけ傾き 、 床 面 Z の位置が X の位置にな る と 、 エ ツ ジ ゴム 7 4 が床面 X と接触を開始す る。 複合車輪装置 7 0 が さ ら に傾 き 、 床面の位置が X か ら Y の位置 ま で変化す る 間 は、 エ ッ ジ ゴム 7 4 は弾性変形 しつつ、 副輪 7 7 の 回転を制動す る 作用 を増大 し て ゆ く 。 複合車輪装置 7 0 が さ ら に傾 き 、 床面の位置が Y の位 置を越え る と 、 エ ッ ジ ゴム 7 4 の弾性変形は限界に達 し.、 副輪 7 7 は床面 Y か ら離間す る。 こ れに よ り 、 副輪 7 7 の回転に よ る複合車輪装置 7 0 の走行方向 と 直交す る 方 向への移動は停止す る。 し たが っ て、 それ以降はエ ッ ジ ゴム 7 4 と床面 Y と の接触に よ る 複合車輪装置 7 0 の主 軸回転方向への走行移動 と な る 。

こ の よ う な作用 は、 本実施例に よ る 複合車輪装置 7 0 を、 傾斜面で走行す る ス ポ ー ツ用具 と し て使用 し た場合、 特に優れた効果を奏す る。 例え ば、 操作者の片足が載置 し う る細長い板部材に本実施例に よ る 複合車輪装置 7 0 を装着 し て走行装置を構成 し、 こ の走行装置を一対用意 し、 それぞれに片足を載せて傾斜面を走行す る と 、 通常 の ス キー と 同様の感覚で横ずれ動作を行な う こ と がで き 、 走行速度、 方向の制御を行な う こ と がで き る 。

ま た、 本実施例に よ る複合車輪装置 7 0 は、 ジ ョ イ ン ト プ ロ テ ク 夕 7 8 を用 いて副輪支持軸 7 5 を両端支持の 構造で支持 し てい る の で、 副輪 7 7 は大き な荷重を負荷 す る こ と がで き る 。

第 1 6 図乃至第 2 2 図 は、 前述 し た本発明の第 3 の実 施例の変形例を示す図であ る。 本実施例においては、 副輪支持部材の切断面の両端部 に第 3 の実施例 と 同様ゴム の よ う な弾性部材が取 り 付け られてい る。 第 1 7 図は本実施例に用 い られる 副輪支持 部材 8 1 であ る 。 副輪支持部材 8 1 は、 円扳状部材のー 部を、 直径方向 と平行の切断面 8 2 a に よ っ て切断 し た 切欠円板状部材 8 2 と、 こ の切欠円板状部材 8 2 の外周 囲に沿っ て形成された リ ム部 8 3 と を有 し てい る。 リ ム 部 8 3 の、 切断面 8 2 a と反対側端に は、 切欠円扳状部 材 8 2 の軸線 と平行に、 断面 T字形の案内 レール部材 8 6 が固着されてい る。 こ の リ ム部 8 3 の両端部に は、 外 方に向けて拡大する よ う に傾斜 し た傾斜面 8 4 a を有す る エ ッ ジ ゴム 8 4 が切断面 8 2 a よ り 突出 し た状態で取 り 付け られてい る 。 ま た、 切欠円板状部材 8 2 の両側面 は、 それぞれ角度 0 だけ案内 レール部材 8 6 側へ傾斜 し てお り 、 それぞれに開孔 8 5 a の設け られた副輪支持軸 8 5 が突設されてい る。 さ ら に、 副輪支持軸 8 5 の周囲 には、 切欠円板状部材 8 2 と副輪 8 8 の 間隙をラ ビ リ ン ス式に シールする ための突起 8 7 が設け られてい る。 こ の副輪支持軸 8 5 と突起 8 7 は、 それぞれ切欠円扳状部 材 8 2 の両側面に直交 して突設されてい る 。

第 1 8 図は、 副輪支持部材 8 1 と組合わせて使用 され る ジ ョ イ ン ト プロ テ ク 夕 8 9 を示 し た も のであ る。 ジ ョ イ ン ト プロ テク タ 8 9 は、 副輪支持部材 8 1 と ほぼ同 じ 形状を し てお り 、 副輪支持軸 8 5 に代えて長 さ が副輪支 持軸 8 5 よ り 短い ジ ョ イ ン ト 軸 8 5 b が設け ら れてい る 。 こ の ジ ョ イ ン ト 軸 8 5 b は、 副輪支持軸 8 5 の 中央開孔 S 5 a に嵌合す る 形状を有 し てい る 。 そ の他の部分 につ いては、 第 1 7 図 と 同一の も の につ い て は同一の符号を 付 し て、 そ の説明を省略す る 。

中空円筒状の副輪 8 8 は、 第 1 9 図 に示すよ う に、 ラ ピ リ ン ス式の シ ー ルを行な う た め に 凹部 8 8 b が形成 さ れてい る 。 副輪 8 8 は、 第 2 0 図乃至第 2 2 図 に示すよ う に 、 副輪支持部材 8 1 の両端か ら副輪支持軸 8 5 に対 し 回転可能に嵌合 さ れて い る 。 ま た、 副輪 8 8 の 凹部 8 8 b に突起 8 7 を侵入 さ せ る こ と に よ っ て、 ラ ビ リ ン ス 式の シ ー ルが形成 さ れてい る 。 副輪 8 8 が嵌合 さ れた副 輪支持軸 8 5 に は、 中央開孔 8 5 a に ジ ョ イ ン ト 軸 8 5 b が嵌合す る よ う に、 ジ ョ イ ン ト プ ロ テ ク タ 8 9 が装着 さ れ る。 隣接す る 副輪支持部材 8 1 の副輪支持軸 8 5 が、 ジ ョ イ ン ト プ ロ テ ク タ 8 9 の ジ ョ イ ン ト 軸 8 5 b を介 し て連続的 に接続 さ れた状態に組み立て られ る 。

副輪 8 8 を回転支持 し た副輪支持部材 8 1 と ジ ョ イ ン ト プロ テ ク タ 8 9 は、 前述の第 2 の実施例 と 同様、 案内 レ ー ル部材 8 6 を円形 リ ム部材 4 7 の外周囲 に等 ピ ッ チ で形成 さ れた複数の溝部 4 8 に対 し揷嵌 さ れ、 続いて リ ム カ バー 4 9 が リ ム部材 4 7 に対 し て取 り 付け られ、 第 1 6 図に示すよ う に複合車輪装置 8 0 が構成 さ れる 。

本実施例に よ る複合車輪装置 8 0 は、 第 3 の実施例の よ う に、 装置が所定以上の角度傾 く と 、 エ ッ ジ ゴム 8 4 が床面に接触 し、 副輪 8 8 の回転を制動す る作用を行な う 。 ま た、 本実施例においては、 突起 8 7 と副輪 8 8 の 凹部 8 8 b と を組合わせる こ と に よ り 、 ラ ビ リ ン ス式の シールが形成され、 外部か ら異物が副輪支持軸 8 5 と 副 輪 8 8 と の間に侵入す る こ と を防 ぐ こ とがで き る 。

さ ら に、 ジ ョ イ ン ト プロ テ ク 夕 8 9 を副輪支持部材 8 1 と交互に組合わせた こ と に よ り 、 副輪.支持部材 8 1 で 支持 し う る副輪 8 8 の幅寸法を第 3 の実施例 よ り も大き く する こ とができ る。

第 2 3 図乃至第 2 5 図は、 本発明の第 4 の実施例を示 す図であ る。 本実施例に よ る複合車輪装置 9 0 において は、 副輪 9 1 が複数個 （図示 し た実施例では 3 個） 並列 し て装着されてい る。 すなわ ち、 3 個の副輪 9 1 が副輪 支持プロ ッ ク 9 2 内 に一部を突出 さ せた状態で支持軸 9 3 を中心に回転可能に装着保持され、 こ の副輪支持プロ ッ ク 9 2 を円扳状 リ ム部材 9 4 の外周囲に等 ピ ッ チ に E 列する こ と によ り 構成される。

本実施例 によれば、 副輪 9 1 が複数個並列 し て配置 さ れてい る ので、 複合車輪装置 9 0 の車幅を大 き く と る こ とができ、 装置 9 0 の負荷荷重の増大化を図 る こ とがで さ る 0

第 2 6 図乃至第 2 8 図は、 本発明の第 5 の実施例を示 す図であ る 。 本発明 に よ る複合車輪装置 1 0 0 において

― 1 D ― は、 それぞれの副輪の間に、 装着 さ れたすベての副輪に よ り 形成 さ れ る 最外周 円 の 直径 と ほぼ同一の 直径の最外 周 円を形成す る 弾力性介在部が配設さ れて い る 。

本実施例に おい ては、 円形 リ ム部材 4 7 の外周上に、 ゴム な ど弾力性の材料か ら作 ら れた カ バー部材 1 0 3が 装着 さ れてい る 。 カ バー部材 1 0 3 の外周部 に は、 副輪 1 0 1 が装着可能の幅寸法を有す る 複数個の開孔部 1 0 2が円周方向 に等間隔 に形成配置 さ れ、 こ の開孔部 1 0 2 と 開孔部 1 0 2 と の 間に複数の半径方向突起 （第 2 6 図の例では中央 と 左右両側の 3つ の突起） 1 0 4 を備え た介在部 1 0 5が設け ら れてい る 。

こ の介在部 1 0 5 は、 円周方向 に配列 さ れた各介在部 1 0 5 の 中央の突起 1 0 4 を結んで形成 さ れ る 円周 の直 径が、 円周方向 に配列 さ れたすベての副輪 1 0 1 に よ り 形成さ れ る タ イ ヤ部分の 円周 の直径 と ほぼ同一 と な る よ う に構成 さ れてい る 。

副輪 1 0 1 は、 第 2 8図に示すよ う に、 半円筒形状の リ ム部材装着面 1 1 1 を有す る副輪軸受け 1 1 0 に よ り 、 リ ム部材装着面 1 1 1 と 反対側に副輪 1 0 1 の一部を突 出 さ せて回転可能に支持 さ れてい る。 すな わ ち 、 こ の副 輪軸受け 1 1 0 に は、 リ ム部材装着面 1 1 1 と 同芯に 中 空円筒部 1 1 2が設け ら れ、 こ の中空円筒部 1 1 2 内 に 軸受部材 1 1 3、 例え ば こ ろが り 軸受を介 し て副輪 1 0 1 の回転軸 1 1 4が両端支持さ れてい る 。 副輪軸受け 1 1 ◦ は、 第 2 7 図に示すよ う に、 円形 リ ム部材 4 7 の外周面に、 中央に弾性ゴム部材 i 1 6 を介 在させ、 リ ム部材装着面 1 1 1 およ び中空円筒部 1 1 2 が、 カバ一部材 1 0 3 の介在部 1 0 5 に よ り 覆われる よ う に し て装着されてい る。 こ の副輪軸受け 1 1 0 の リ ム 部材 4 7 への装着は、 第 2 8 図に示すよ う に、 副輪 1 0

1 を装着 し た後に行 う のが望ま し い。

本実施例によ る 複合車輪装置 1 0 0 におい て は、 副輪

1 0 1 の接地面 と介在部 1 0 5 の中央突起 1 0 4 の接地 面とがほぽ同一の 円周上に配置 されてい る ので、 直進走 行時に は、 副輪 1 0 1 と介在部 1 0 5 とが交互に接地す る 0

これによ り 、 車輪装置 1 0 0 の回転運動が円滑に行な われ、 走行中の振動を減少させる こ と がで き る。 ま た、 車輪装置 1 0 0 に作用する 荷重を副輪 1 0 1 と 介在部 1 0 5 と の両方で負荷す る こ とができ る ので、 車輪装置 1 0 0 の負荷 し得る 荷重を増大す る こ と がで き る。

ま た、 本実施例に よ る複合車輪装置 1 0 0 は、 装置が 走行中に傾いて も 、 介在部 1 0 5 の突起 1 0 4 が こ の傾 き に従っ て弾性変形 し、 車輪装置 1 0 0 の直進走行、 走 行方向 と 直交する 方向への走行が妨げ られる こ と はな い。

さ ら に、 装置が所定角度以上傾いた場合で も、 介在部 1 0 5 の突起 1 0 4 が弾性変形 し、 床面と の過度の摩擦 を生ずる こ と力《な い。 産業上の利用可能性

以上述べた よ う に、 本発明 に よ れば、 円弧軌跡を描 く こ と な く 車輪の走行方向を任意にかつ簡単に変更す る こ と がで き る 。 ま た、 車輪軸の操向装置を設けた り 、 走行 方向 に よ つ て移動動作を行わせ る.必要の あ る 車輪の組合 せに な っ てい な い ので、 車輪の装着構造が簡単であ り 、 車辆等の構造を複雑化、 大型化す る こ と がな い。

本発明 に よ る 複合車輪装置は、 従来の車輪 と 同様に単 —構成体 と し て用 い る こ と がで き 、 狭い ス ペ ー ス で走行 方向を変更す る 車輛用車輪、 走行方向を円弧軌跡を描 く こ と な く 変更す る必要の あ る 作業用 ロ ボ ッ ト 、 あ る い は 特殊な操縱性を要求 さ れる ス ポ ー ツ用具用 の走行車輪な ど と し て用 いれば、 特に優れた効果を奏す る 。

9 一

Claims

請 求 の 範 囲

1 . 外周 に円形 リ ム部が形成さ れた車輪支持手段 と 、 前記円形 リ ム部に半径外方向に向けて配列さ れた複数 の副輪支持手段 と、

前記副輪支持手段にそれぞれ前記円形 リ ム部の接線方 向 と同一方向の軸を中心に回転可能に支持さ れた複数の 副輪と、

を有 し、 円周上に配設さ れた前記複数の副輪に よ り タ イ ャを構成 してな る複合車輪装置。

2 . 副輪支持手段は、 板状を してい る こ と を特徴 と す る請求項 1 記載の複合車輪装置。

3 . 副輪支持手段は、 互い に所定の角度傾斜 して形成 された 2 つの傾斜面と 、 こ の傾斜面にそれぞれ突設 され た主軸および副軸 と を有 し、 前記主軸の中央部に は隣接 配置さ れた副輪支持手段の副軸が嵌合する孔が穿設さ れ てい る と と も に、 外周 に は副輪が回転可能に取付け られ る こ と を特徵 とす る請求項 1 記載の複合車輪装置。

4 . 副輪支持手段の傾斜面に は副輪の回転軸芯 と 同芯 に リ ン グ状突起が設け られ、 かつ前記副輪支持手段に よ り 回転支持される副輪の側面には、 前記 リ ン グ状突起が 侵入可能な円形凹溝が形成さ れてい る こ と を特徵と す る 請求項 3 記載の複合車輪装置。

5 . 副輪支持手段は、 互い に所定の角度傾斜 して形成 さ れた 2 つ の傾斜面 と 、 こ の傾斜面に それぞれ突設 さ れ た中央部に開孔を有す る 副輪支持軸 と か ら な り 、 互い に 隣接す る 2 つの副輪支持手段の 間 に は、 前記副輪支持軸 の中央開孔に それぞれ嵌合す る 2 つ の短軸を備え た楔型 断面形状を し た ジ ョ イ ン ト プ ロ テ ク 夕 が介在 さ れて い る こ と を特徴 と す る 請求項 1 記載の複合車輪装置。

6 . 互い に 隣接す る 副輪の間に弾力性の介在部材が円 周上に配設 さ れ、 前記介在部材はそ の最外端直径が、 副 輪に よ り 構成 さ れ る タ イ ヤの最外周直径 と ほぼ同一であ る こ と を特徴 と す る 請求項 1 記載の複合車輪装置。

7 . 副輪が複数個並列 し て装着 さ れてな る 請求項 1 記 載の複合車輪装置。

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