WO2019107227A1 - 車輪 - Google Patents
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- A61G5/04—Chairs or personal conveyances specially adapted for patients or disabled persons, e.g. wheelchairs motor-driven
Definitions
- the present invention relates to wheels, and more particularly, to omni-wheel wheels used in wheelchairs and the like.
- Each omni-diameter roller and each small-diameter roller includes a hub member including a rotation center, and a plurality of large-diameter rollers and small-diameter rollers having a substantially barrel shape or a substantially conical shape as omni-wheel wheels (unidirectionally moving wheels) Is arranged on the outer peripheral portion of the hub member so as to be rotatable around an axis in a tangential direction of the hub member (a direction orthogonal to a radial direction of the hub member in a plane orthogonal to the central axis of the hub member)
- a combination of a roller and a small diameter roller is configured such that the outer peripheral contour is substantially circular concentric with the central axis of the hub member (for example, Patent Documents 1 and 2).
- the conventional omni-wheel wheel described above includes the problem that the number of parts of the supporting structure for individually rotating each of the plurality of large diameter rollers and small diameter rollers is increased.
- the problem to be solved by the present invention is to reduce the number of parts in an omni wheel type wheel.
- a wheel according to one embodiment of the present invention includes a hub member (30) including a rotation center, and a plurality of rollers disposed in a plurality in the circumferential direction of the hub member (30) and fixed to the hub member (30).
- a support member (40) and each of the roller support members (40) rotatably about a tangentially extending axis of a circle concentric with each other about the rotation center of the hub member (30), and
- the support member (40) has a base (42) extending in the circumferential direction and fixed to the hub member (30), and each circumferential end (42A, 42B) of the base (42) From the hub member (30
- a large diameter roller support column (44) and a small diameter roller support column (46) extending radially outward around the rotation center, the
- a roller support shaft (60) extending to the side is provided, and the roller support shaft (56) of each of the large diameter roller support columns (44) has a large diameter side of the substantially frusto-conical shape of the large diameter roller (72). Support for rotation so as to be located on the side of the large diameter roller support column (44)
- the large diameter side of the small diameter roller (84) of the small diameter roller supporting shaft (60) of the small diameter roller supporting column (46) is positioned on the small diameter roller supporting column (46) side. Is rotatably supported.
- roller support member (40) only one type of roller support member (40) can be used, and the number of parts can be reduced.
- the roller support member (40) is an overlap in which the base (42) of the roller support member (40) adjacent in the circumferential direction is viewed in the axial direction of the hub member (30)
- the roller supporting members (40) adjacent to each other in the circumferential direction are fastened to the hub member (30) by means of fasteners (64, 66) in a staggered arrangement.
- all of the roller support members are aligned in the circumferential direction.
- each roller support member (40) is attached to the hub member (30) by fasteners (64, 66) at both circumferential end portions (42A, 42B) of the base portion (42). It is fixed.
- each roller support member (40) is fixed to the hub member (30) by the fasteners (64, 66) at two places separated in the circumferential direction of the base (42)
- the roller support member (40) is firmly fixed to the hub member (30) efficiently by the tools (64, 66).
- the large diameter roller (72) includes a recess (80) at the end adjacent to the small diameter roller (84) for receiving the end of the small diameter roller (84) in a noncontact manner.
- the outer peripheral contour of the wheel becomes closer to a concentric circle of the rotation center of the hub member (30), and rotation around the central axis of the wheel in the grounded state is smooth rotation with less unevenness.
- the roller support shaft (56) of the large diameter roller support column (44) and the roller support shaft (60) of the small diameter roller support column (46) have the same axial length. It is a part of shape.
- the number of parts can be further reduced by sharing parts.
- the hub member (30) includes a boss member (36) and two disk members (38) extending radially outward from the boss member (36).
- the two disk members (38) support the roller support members (40) so as to sandwich them from both sides in the axial direction of the boss member (36).
- the hub member (30) includes, as another embodiment, a boss member (36) and a single disk member (38) extending radially outward from the boss member (36).
- the disc member (38) supports the roller support members (40) at a position of an axial intermediate portion of the boss member (36) or at one end.
- the perspective view which shows one Embodiment of the electric wheelchair in which the wheel by this invention was used Side view of a wheel according to Embodiment 1 Longitudinal section of wheel according to embodiment 1 (section along line III-III in FIG. 2)
- An exploded perspective view of the main part of the wheel according to the first embodiment The perspective view of the roller support part of the wheel by Embodiment 1 Side view of a wheel according to Embodiment 2
- FIG. 1 shows an embodiment of the electric wheelchair in which the wheel of Embodiment 1 is used.
- the electric wheelchair is a four-wheel wheelchair having a flat, substantially rectangular body frame 10, and left and right front wheels 12 and left and right rear wheels 14 supported by the body frame 10.
- the size (outside diameter) of each front wheel 12 and each rear wheel 14 is approximately the same, whereby the flat body frame 10 extends substantially parallel to the ground.
- an electric motor for individually driving each rear wheel 14 and an electric component box 16 incorporating a control device (not shown), a battery (not shown) and the like are provided.
- a seat 20 is provided above the electrical component box 16 by a post 18 erected from the vehicle body frame 10.
- the seat 20 includes a seat cushion 22, a seat back 24 and left and right armrests 26.
- Each armrest 26 is provided with a travel operation unit 28 by a joystick or the like.
- the wheel of the first embodiment is applied to each front wheel 12.
- the details of the front wheel (wheel) 12 will be described with reference to FIGS.
- the parts of the front wheel 12 which are not particularly described are made of metal.
- the front wheel 12 has a hub member 30 including a center of rotation (center axis X) as shown in FIGS. 2 and 3.
- the hub member 30 is fixed to both end portions in the axial direction of the boss member 36 to which the bearing bush 34 through which the axle shaft 32 (see FIG. 1) penetrates is fixed and the boss member 36 and extends radially outward from the boss member 36 And two disc members 38 of the same shape that are ejected.
- each roller support member 40 has a base 42 extending in the circumferential direction of the hub member 30 (hereinafter referred to as the circumferential direction), and the circumferential direction of the base 42.
- a support pillar 44 for a large diameter roller extending outward in a radial direction centering on the rotation center of the hub member 30 from one end 42A, and the hub member 30 from the other end 42B of the base 42 in the circumferential direction.
- a radially outwardly supporting small-diameter roller support column 46 centered on the rotation center of the small-diameter roller, and are substantially staple-shaped.
- each roller support member 40 the base end of the roller support shaft 56 extending from the free end of the large diameter roller support column 44 to the small diameter roller support column 46 is a bolt 58 in the large diameter roller support column 44. It is fixed by In each roller support member 40, the base end of the roller support shaft 60, which extends from the free end of the small diameter roller support column 46 to the large diameter roller support column 44, is attached to the small diameter roller support column 46 by a bolt 62. It is fixed.
- each roller support member 40 the large diameter roller support pillars 44 are adjacent to each other and the small diameter roller support pillars 46 are adjacent to each other between the two disk members 38 in the circumferential direction.
- the support shafts 56 and the roller support shafts 60 are arranged in a staggered manner so as to be positioned on the same axis.
- the respective roller support members 40 are all the same parts (parts having the same shape and the same dimensions), and those adjacent to each other in the circumferential direction are alternately arranged to be reversed in the circumferential direction, thereby the circumferential direction
- the large diameter roller support posts 44 and the small diameter roller support posts 46 are adjacent to each other.
- Each roller support member 40 comprises two disk members by means of bolts 64 and nuts 66 (see FIG. 3) threadingly engaged with the bolts 64 penetrating the respective ends 42A, 42B of the disk member 38 and the base 42 in the axial direction.
- the hub member 30 is fixed to the hub member 30 so as to be sandwiched from both sides in the axial direction of the boss member 36.
- bolt through holes 68 and 70 are formed in the end portions 42A and 42B of each roller support member 40, and the bolt through holes 68 of the adjacent roller support members 40 are adjacent end portions. Due to the overlap of the 42A, the bolt through holes 70 extend coaxially in the axial direction by the overlap of the end portions 42B.
- Each roller support shaft 56 extends in a tangential direction of a circle centered on the rotation center of the hub member 30 at the circumferential arrangement position of the roller support shaft 56, and has a large diameter via a bush 74 externally fitted to the roller support shaft 56.
- the roller 72 is rotatably supported.
- Each large diameter roller 72 has a cylindrical boss member 76 with which the bush 74 is fitted, and a substantially frusto-conical roller main body 78 made of vulcanized and bonded rubber on the outer periphery of the boss member 76.
- the roller support shaft 56 is mounted so that the large diameter side of the roller is located on the large diameter roller support column 44 side.
- the boss member 76 is an enlarged diameter cylindrical portion 80 (see FIG. 4) having an inner diameter larger than the fitting portion of the bush 74 on the substantially frusto-conical small diameter side (the opposite side of the large diameter roller support column 44) of the roller body 78.
- the large diameter rollers 72 forming a pair adjacent to each other in the circumferential direction form substantially barrel shaped rollers in which the axial middle portions are supported by the large diameter roller support columns 44 respectively.
- Each roller support shaft 60 extends in a tangential direction of a circle centered on the rotation center of the hub member 30 at the circumferential arrangement position of the roller support shaft 60, and a small diameter roller via a bush 82 externally fitted to the roller support shaft 60.
- the 84 is rotatably supported.
- each large diameter roller 72 and each small diameter roller 84 can be rotated by the corresponding roller support member 40 about an axis extending in the tangential direction of a concentric circle centered on the rotation center of the hub member 30.
- the entire roller is supported by the hub member 30 so that the outer peripheral contour is substantially circular concentric with the rotation center of the hub member 30.
- Each small diameter roller 84 is smaller in diameter than the large diameter roller 72, and has a cylindrical boss member 86 with which the bush 82 is fitted, and a substantially frustoconical roller main body 88 made of rubber bonded by vulcanization on the outer periphery of the boss member 76. And the large diameter side of the substantially frusto-conical shape is mounted on the roller support shaft 60 so as to be positioned on the small diameter roller support column 46 side.
- the small diameter rollers 84 adjacent to each other in the circumferential direction form a substantially barrel shaped roller in which the axial middle portions are supported by the small diameter roller support columns 46 respectively.
- Each small diameter roller 84 is a part of the large diameter side of the roller main body 88, more specifically, a portion where the large diameter end of the roller main body 88 is located on the rotation center side of the hub member 30 is adjacent to the circumferential direction It enters into the enlarged diameter cylindrical portion 80 of the large diameter roller 72 to be fitted without contact. In this manner, the enlarged diameter cylindrical portion 80 forms a recess that receives the ends of the adjacent small diameter rollers 84 in a noncontact manner.
- a pair of large diameter rollers 72 which are supported by the large diameter roller support columns 44 adjacent in the circumferential direction and have a substantially barrel shape, and a small diameter roller support columns 46 adjacent in the circumferential direction
- a pair of small diameter rollers 84 supported and formed in a substantially barrel shape are alternately provided in the circumferential direction, and the outer peripheral contour becomes a substantially circular shape concentric with the rotation center of the hub member 30 by the whole of these rollers.
- the number of roller support members 40 and the set of roller support members 40 with respect to the hub member 30 are greater than when the large diameter roller 72 and the small diameter roller 84 are attached to separate roller support members.
- the number of man-hours is halved.
- each large diameter roller 72 and each small diameter roller 84 are paired and attached to each roller support member 40, it is not necessary to prepare different roller support members 40 for the large diameter roller 72 and the small diameter roller 84. By sharing parts, the number of parts (type of parts) can be reduced.
- roller support shaft 56 of the large diameter roller 72 and the roller support shaft 60 of the small diameter roller 84 are parts of the same shape having the same axial length, this also contributes to the number of parts Can be reduced.
- the two roller support members 40 adjacent to each other in the circumferential direction are fastened together to the hub member 30 so that the fixing points of the roller support member 40 to the hub member 30, the bolts 64 and the nuts 66 are fixed.
- the number of parts and the screw fastening operation are reduced to half as compared with the case where the roller support members 40 are individually fixed to the hub member 30.
- the support structure of the large diameter roller 72 and the small diameter roller 84 is simplified as compared with the conventional omni wheel type wheel including the large diameter roller and the small diameter roller, and the durability and reliability are improved. Improve the weight and reduce weight.
- the bolt 64 and the nut spaced apart in the circumferential direction of the base 42 of the roller support member 40 are compared.
- the two attachment positions 66 can be largely separated without increasing the circumferential length of the hub member 30.
- the roller support member 40 is attached to the hub member 30 with high attachment strength without causing the hub member 30 to be enlarged.
- all of the roller support members 40 are arranged in line in the circumferential direction.
- the large diameter roller support pillars 44 and the small diameter roller support pillars 46 of the roller support members 40 adjacent to each other in the circumferential direction are in contact with each other with their axial positions aligned with each other.
- Each roller support member 40 is fixed to the hub member 30 by bolts 64 and nuts 66 individually at two points of the end portions 42A and 42B.
- each large diameter roller 72 and each small diameter roller 84 form a pair and are attached to each roller supporting member 40, it is necessary to prepare different roller supporting members for the large diameter roller 72 and the small diameter roller 84 By eliminating parts and sharing parts, the number of parts (type of parts) can be reduced. In the second embodiment, the axial dimension of the hub member 30 does not increase.
- the hub member 30 includes a boss member 36 and a single disk member 38 extending radially outward from the boss member 36, and the disk member 38 supports each roller
- the member 40 is supported at a position corresponding to the axially intermediate portion of the boss member 36.
- the hub member 30 includes a boss member 36 and a single disk member 38 extending radially outward from the boss member 36, and the disk member 38 supports each roller
- the member 40 is supported at a position corresponding to one axial end of the boss member 36.
- roller support shafts 56 and 60 may extend in a tangential direction of a circle centered on the rotation center of the hub member 30, and in each roller support member 40, the support pillars 44 for the large diameter roller
- the roller support shaft 60 of the small-diameter roller support column 46 extends to the opposite side of the large-diameter roller support column 44 even when the roller support shaft 56 of the small-diameter roller support column 46 extends to the opposite side. It may be out.
- the number of roller support members 40 is not limited to twelve, and may be four or more.
- the fixing of each roller support member 40 to the hub member 30 is not limited to that by the bolt 64 and the nut 66, and may be performed by another fastener such as a rivet.
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Abstract
【課題】オムニホイール式の車輪において、部品点数を削減すること。 【解決手段】各ローラ支持部材40は、ハブ部材30の周方向に延在してハブ部材30に固定される基部の前記周方向の各々の端部から延出した大径ローラ用支持柱44及び小径ローラ用支持柱46を含み、大径ローラ用支持柱44には遊端から小径ローラ用支持柱46の側に延出したローラ支持軸56が設けられ、小径ローラ用支持柱46には遊端から大径ローラ用支持柱44の側に延出したローラ支持軸60が設けられ、各ローラ支持軸56が大径ローラ72を略円錐台形の大径側が当該大径ローラ用支持柱44の側に位置するように回転可能を支持し、前記各ローラ支持軸60が小径ローラ84を略円錐台形の大径側が当該小径ローラ用支持柱46の側に位置するように回転可能に支持している。
Description
本発明は、車輪に関し、更に詳細には、車椅子等に用いられるオムニホイール式の車輪に関する。
オムニホイール式の車輪(全方向移動車輪)として、回転中心を含むハブ部材と、略樽形或いは略円錐台形の複数の大径ローラ及び小径ローラとを有し、各大径ローラ及び各小径ローラが前記ハブ部材の外周部に、当該ハブ部材の接線方向(ハブ部材の中心軸線に直交する平面内においてハブ部材の径方向に直交方向)の軸線周りに回転可能に配置され、複数の大径ローラ及び小径ローラの組み合わせによって外周輪郭がハブ部材の中心軸線と同心の略円形になるように構成されたものが知られている(例えば、特許文献1、2)。
上述した従来のオムニホイール式の車輪は、複数の大径ローラ及び小径ローラの各々を個別に回転自在する支持構造の部品点数が多くなる課題を含んでいる。
本発明が解決しようとする課題は、オムニホイール式の車輪において、部品点数の削減をすることである。
本発明の一つの実施形態による車輪は、回転中心を含むハブ部材(30)と、前記ハブ部材(30)の周方向に複数配置されて各々前記ハブ部材(30)に固定された複数のローラ支持部材(40)と、前記各ローラ支持部材(40)に、前記ハブ部材(30)の前記回転中心を中心とした互いに同心の円の接線方向に延在する軸線周りに回転可能に、且つローラ全体によって外周輪郭が前記回転中心と同心の略円形になるように支持された略円錐台形の大径ローラ(72)及び略円錐台形の小径ローラ(84)とを有する車輪において、前記各ローラ支持部材(40)は、前記周方向に延在して前記ハブ部材(30)に固定される基部(42)と、前記基部(42)の前記周方向の各々の端部(42A、42B)から前記ハブ部材(30)の前記回転中心を中心とした放射方向外方に延在した大径ローラ用支持柱(44)及び小径ローラ用支持柱(46)とを含み、前記大径ローラ用支持柱(44)には当該大径ローラ用支持柱(44)の遊端から前記ハブ部材(30)の前記回転中心を中心とした円の接線方向に延出したローラ支持軸(56)が設けられ、前記小径ローラ用支持柱(46)には当該小径ローラ用支持柱(46)の遊端から前記ハブ部材(30)の前記回転中心を中心とした円の接線方向に前記大径ローラ用支持柱(44)の側に延出したローラ支持軸(60)が設けられ、前記各大径ローラ用支持柱(44)の前記ローラ支持軸(56)が前記大径ローラ(72)を略円錐台形の大径側が当該大径ローラ用支持柱(44)の側に位置するように回転可能を支持し、前記各小径ローラ用支持柱(46)の前記ローラ支持軸(60)が前記小径ローラ(84)を略円錐台形の大径側が当該小径ローラ用支持柱(46)の側に位置するように回転可能に支持している。
この構成によれば、ローラ支持部材(40)が一種類ですみ、部品点数の削減が図られる。
上記車輪において、好ましくは、前記ローラ支持部材(40)は、前記周方向に隣り合う前記ローラ支持部材(40)の前記基部(42)が前記ハブ部材(30)の軸線方向で見てオーバラップする部分を含み且つ前記大径ローラ用支持柱(44)の前記ローラ支持軸(56)及び前記小径ローラ用支持柱(46)の前記ローラ支持軸(60)が各々同一軸線上に位置するように千鳥配置され、前記オーバラップする部分において締結具(64、66)によって前記周方向に隣り合う前記ローラ支持部材(40)が前記ハブ部材(30)に共締めされている。
この構成によれば、ハブ部材(30)に対するローラ支持部材(40)の締結箇所が削減される。
上記車輪において、好ましくは、前記ローラ支持部材の全てが前記周方向に整列配置されている。
この構成によれば、ローラ支持部材(40)が一種類ですみ、部品点数の削減が図られると共に、ハブ部材(30)の軸線方向の寸法が大きくなることがない。
上記車輪において、好ましくは、前記各ローラ支持部材(40)は前記基部(42)の前記周方向の両端部(42A、42B)を各々締結具(64、66)によって前記ハブ部材(30)に固定されている。
この構成によれば、各ローラ支持部材(40)が基部(42)の周方向に離れた2箇所において締結具(64、66)によってハブ部材(30)に固定されるから、個数が少ない締結具(64、66)によって効率よくローラ支持部材(40)がハブ部材(30)に強固に固定される。
上記車輪において、好ましくは、前記大径ローラ(72)は前記小径ローラ(84)と隣り合う端部に当該小径ローラ(84)の端部を非接触状態で受け入れる凹部(80)を含む。
この構成によれば、車輪の外周輪郭がハブ部材(30)の回転中心の同心の円形に、より近い形状になり、接地状態での車輪の中心軸線周りの回転が凸凹の少ない円滑な回転になる。
上記車輪において、好ましくは、前記大径ローラ用支持柱(44)の前記ローラ支持軸(56)と前記小径ローラ用支持柱(46)の前記ローラ支持軸(60)とが同一軸長の同一形状の部品である。
この構成によれば、部品の共通化により、更なる部品点数の削減が図られる。
上記車輪において、前記ハブ部材(30)は、一つの実施形態として、ボス部材(36)と、前記ボス部材(36)から径方向外方に延出した2枚のディスク部材(38)とを含み、前記2枚のディスク部材(38)が前記各ローラ支持部材(40)を前記ボス部材(36)の軸線方向の両側から挟むように支持している。また、前記ハブ部材(30)は、他の実施形態として、ボス部材(36)と、前記ボス部材(36)から径方向外方に延出した1枚のディスク部材(38)とを含み、前記ディスク部材(38)が前記各ローラ支持部材(40)を前記ボス部材(36)の軸線方向の中間部の位置にて或いは一方の端部の位置にて支持している。
このようなハブ部材(30)の構成のバリエーションにより、耐久性、信頼性、軽量化等の様々な要望に応じた車輪が容易に提供される。
本発明による車輪によれば、部品点数が削減される。
以下に、本発明による車輪の一実施形態を、図1~図5を参照して説明する。
図1は実施形態1の車輪が用いられた電動車椅子の一実施形態を示している。電動車椅子は、扁平な略矩形の車体フレーム10と、車体フレーム10によって支持された左右の前輪12及び左右の後輪14を有する4輪車椅子である。各前輪12及び各後輪14の大きさ(外径)は概ね同程度とされており、これにより、扁平な車体フレーム10は地面に概ね平行に延在する。
車体フレーム10上には、各後輪14を個別に駆動する電動モータ(不図示)と、制御装置(不図示)、バッテリ(不図示)等を内蔵した電装ボックス16とが設けられている。電装ボックス16の上方には車体フレーム10から立設されたポスト18によって座席20が設けられている。座席20は、シートクッション22、シートバック24及び左右の肘掛け26を含む。各肘掛け26には、ジョイスティック等による走行操作部28が設けられている。
実施形態1の車輪は、各前輪12に適用されている。前輪(車輪)12の詳細を、図2~図5を参照して説明する。尚、前輪12を構成する部品は、特に材質を記載されていないものは、金属材料によって構成されている。
前輪12は、図2及び図3に示されているように、回転中心(中心軸線X)を含むハブ部材30を有する。ハブ部材30は、車軸32(図1参照)が貫通する軸受ブッシュ34を固定されたボス部材36と、ボス部材36の軸線方向の両端部に固定され、ボス部材36から径方向外方に延出した同一形状の2枚のディスク部材38とを有する。
ハブ部材30の外周部にはハブ部材30の周方向に等間隔に隔置された12個のローラ支持部材40が固定されている。各ローラ支持部材40は、図4及び図5に示されているように、ハブ部材30の周方向(以降、前記周方向と云う)に延在した基部42と、基部42の前記周方向の一方の端部42Aからハブ部材30の回転中心を中心とした放射方向の外方に延在した大径ローラ用支持柱44と、基部42の前記周方向の他方の端部42Bからハブ部材30の回転中心を中心とした放射方向の外方に延在した小径ローラ用支持柱46とを一体に有し、略ステープル形状をしている。
各ローラ支持部材40において、大径ローラ用支持柱44には当該大径ローラ用支持柱44の遊端から小径ローラ用支持柱46の側に延出したローラ支持軸56の基端がボルト58によって固定されている。各ローラ支持部材40において、小径ローラ用支持柱46には当該小径ローラ用支持柱46の遊端から大径ローラ用支持柱44の側に延出したローラ支持軸60の基端がボルト62によって固定されている。
各ローラ支持部材40は、基部42を2枚のディスク部材38間に、前記周方向に隣り合うものにおいて大径ローラ用支持柱44同士が隣り合い且つ小径ローラ用支持柱46同士が隣り合い、前記周方向に隣り合うローラ支持部材40の基部42の端部42A及び42Bの各々がハブ部材30の軸線方向(以降、前記軸線方向と云う)で見てオーバラップし且つ隣り合うもの同士でローラ支持軸56及びローラ支持軸60が各々同一軸線上に位置するように千鳥配置されている。
各ローラ支持部材40は、全て同一部品(同一形状、同一寸法の部品)であり、前記周方向に隣り合うもの同士で交互に前記周方向に反転して配置されていることにより、前記周方向に隣り合うものにおいて大径ローラ用支持柱44同士及び小径ローラ用支持柱46同士が各々隣り合う。
各ローラ支持部材40は、ディスク部材38及び基部42の各端部42A、42Bを前記軸線方向に貫通するボルト64及びボルト64にねじ係合したナット66(図3参照)によって2枚のディスク部材38にボス部材36の軸線方向の両側から挟まれるようにしてハブ部材30に固定されている。
より詳細には、各ローラ支持部材40の端部42A及び42Bにボルト通し孔68及び70(図5参照)が形成されており、隣り合うローラ支持部材40のボルト通し孔68は隣り合う端部42A同士のオーバラップによって、ボルト通し孔70は端部42B同士のオーバラップによって各々前記軸線方向に同一軸線上に延在する。
このように、隣り合う2個のローラ支持部材40において整合したボルト通し孔68及び70の各々に一本のボルト64が通されてナット66が締結されることにより、前記周方向に隣り合う2個のローラ支持部材40がハブ部材30に共締めされる。
各ローラ支持軸56は、自身の前記周方向の配置位置においてハブ部材30の回転中心を中心とした円の接線方向に延在し、ローラ支持軸56に外嵌したブッシュ74を介して大径ローラ72を回転自在に支持している。
各大径ローラ72は、ブッシュ74が嵌合する円筒形状のボス部材76と、ボス部材76の外周の加硫接着されたゴム製の略円錐台形のローラ本体78とを有し、略円錐台形の大径側が大径ローラ用支持柱44の側に位置するようにローラ支持軸56に装着されている。ボス部材76は、ローラ本体78の略円錐台形の小径側(大径ローラ用支持柱44の反対側)に、ブッシュ74の嵌合部より大きい内径を有する拡径円筒部80(図4参照)を含む。前記周方向に隣り合って対をなす大径ローラ72は、その軸線方向の中間部を各々大径ローラ用支持柱44によって支持された形態で略樽形のローラをなす。
各ローラ支持軸60は、自身の前記周方向の配置位置においてハブ部材30の回転中心を中心とした円の接線方向に延在し、ローラ支持軸60に外嵌したブッシュ82を介して小径ローラ84を回転自在に支持している。
これにより、各大径ローラ72と各小径ローラ84とは、対応するローラ支持部材40によって、ハブ部材30の回転中心を中心とした互いに同心の円の接線方向に延在する軸線周りに回転可能に、且つローラ全体によって外周輪郭がハブ部材30の回転中心と同心の略円形になるように、ハブ部材30に支持されている。
各小径ローラ84は、大径ローラ72より小径であり、ブッシュ82が嵌合する円筒形状のボス部材86と、ボス部材76の外周の加硫接着されたゴム製の略円錐台形のローラ本体88とを有し、略円錐台形の大径側が小径ローラ用支持柱46の側に位置するようにローラ支持軸60に装着されている。前記周方向に隣り合って対をなす小径ローラ84は、その軸線方向の中間部を各々小径ローラ用支持柱46によって支持された形態で略樽形のローラをなす。
各小径ローラ84は、ローラ本体88の大径側の一部、より詳細には、ローラ本体88の大径側の端部がハブ部材30の回転中心側に位置する部分が前記周方向に隣り合う大径ローラ72の拡径円筒部80に非接触状態で入り込んでいる。このようにして拡径円筒部80は隣り合う小径ローラ84の端部を非接触状態で受け入れる凹部をなす。
上述の支持構造により、前記周方向に隣り合う大径ローラ用支持柱44に支持されて略樽形形状をなす一対の大径ローラ72と、前記周方向に隣り合う小径ローラ用支持柱46に支持されて略樽形形状をなす一対の小径ローラ84とが前記周方向に交互に設けられ、これらローラの全体によって外周輪郭がハブ部材30の回転中心の同心の略円形になる。小径ローラ84が隣り合う大径ローラ72の拡径円筒部80に嵌り込んでいることにより、嵌り込んでいない場合に比して、隣り合う大径ローラ72と小径ローラ84との前記周方向の間隙が小さくなり、前記外周輪郭がハブ部材30の回転中心の同心の円形により近い形状になる。これにより、接地状態での前輪12の中心軸線X周りの回転が凸凹感の少ない円滑な回転になる。
上述した実施形態1の構造によれば、大径ローラ72および小径ローラ84が個別のローラ支持部材に取り付けられる場合に比してローラ支持部材40の個数及びハブ部材30に対するローラ支持部材40の組付工数が半減する。しかも、各大径ローラ72と各小径ローラ84とが対をなして各ローラ支持部材40に取り付けられるから、大径ローラ72と小径ローラ84とで異なるローラ支持部材40を準備する必要がなくなり、部品の共通化により部品点数(部品の種類)の削減が図られる。
また、実施形態1では、大径ローラ72のローラ支持軸56と小径ローラ84のローラ支持軸60とが同一軸長の同一形状の部品であるから、このことによっても部品の共通化による部品点数の削減が図られる。
また、実施形態1では、前記周方向に隣り合う2個のローラ支持部材40がハブ部材30に共締めされることにより、ハブ部材30に対するローラ支持部材40の固定箇所、ボルト64及びナット66の部品個数及びねじ締結作業が、ローラ支持部材40がハブ部材30に個々に固定される場合に比して半減する。
また、実施形態1では、大径ローラ72および小径ローラ84の支持構造が、大径ローラおよび小径ローラを含む従来のオムニホイール式の車輪に比して構造が簡単になり、耐久性及び信頼性が向上し、併せて軽量化が図られる。
また、実施形態1では、ローラ支持部材が大径ローラ用と小径ローラ用とで個別である場合に比して、ローラ支持部材40の基部42の前記周方向に隔置されたボルト64及びナット66による2箇所の取付位置を、ハブ部材30の周長を長くすることなく大きく離すことができる。これにより、ハブ部材30の大型化を招くことなく、高い取付強度をもってローラ支持部材40がハブ部材30に取り付けられる。
次に、実施形態2の車輪(前輪12)の詳細を、図6及び図7を参照して説明する。尚、図6及び図7において、図2~図5に対応する部分は、図2~図5に付した符号と同一の符号を付けて、その説明を省略する。
実施形態2の前輪12はローラ支持部材40の全てが前記周方向に一列に整列配置されている。前記周方向に隣り合うローラ支持部材40の大径ローラ用支持柱44及び小径ローラ用支持柱46は各々前記軸線方向の位置が互いに合致して背合わせに当接している。
各ローラ支持部材40が端部42A及び42Bの2箇所で個別にボルト64及びナット66によってハブ部材30に固定されている。
実施形態2でも、各大径ローラ72と各小径ローラ84とが対をなして各ローラ支持部材40に取り付けられるから、大径ローラ72と小径ローラ84とで異なるローラ支持部材を準備する必要がなくなり、部品の共通化により部品点数(部品の種類)の削減が図られる。実施形態2では、ハブ部材30の軸線方向の寸法が大きくなることがない。
図8及び図9は、各々、ハブ部材30の構造が異なる他の実施形態による前輪12を示されている。
図8に示されている前輪12では、ハブ部材30は、ボス部材36と、ボス部材36から径方向外方に延出した1枚のディスク部材38とを含み、ディスク部材38が各ローラ支持部材40をボス部材36の軸線方向の中間部に対応する位置にて支持している。
図9に示されている前輪12では、ハブ部材30は、ボス部材36と、ボス部材36から径方向外方に延出した1枚のディスク部材38とを含み、ディスク部材38が各ローラ支持部材40をボス部材36の軸線方向の一方の端部に対応する位置にて支持している。
このようなハブ部材30の構成のバリエーションにより、耐久性、信頼性、軽量化等の様々な要望に応じた前輪12が容易に提供される。
以上、本発明を、その好適な実施形態について説明したが、本発明はこのような実施形態により限定されるものではなく、本発明の趣旨を逸脱しない範囲で適宜変更可能である。
例えば、実施形態1のローラ支持軸56及び60はハブ部材30の回転中心を中心とした円の接線方向に延在していればよく、各ローラ支持部材40において、大径ローラ用支持柱44のローラ支持軸56が小径ローラ用支持柱46とは反対の側に延出していても、小径ローラ用支持柱46のローラ支持軸60が大径ローラ用支持柱44とは反対の側に延出していていてもよい。ローラ支持部材40の個数は、12個に限られることはなく、他の複数4個であってもよい。ハブ部材30に対する各ローラ支持部材40の固定は、ボルト64とナット66とによるものに限られることはなく、リベット等の他の締結具によって行われてもよい。
また、上記実施形態に示した構成要素は必ずしも全てが必須なものではなく、本発明の趣旨を逸脱しない限りにおいて適宜取捨選択することが可能である。
10 :車体フレーム
12 :前輪
14 :後輪
16 :電装ボックス
18 :ポスト
20 :座席
22 :シートクッション
24 :シートバック
26 :肘掛け
28 :走行操作部
30 :ハブ部材
32 :車軸
34 :軸受ブッシュ
36 :ボス部材
38 :ディスク部材
40 :ローラ支持部材
42 :基部
42A :端部
42B :端部
44 :大径ローラ用支持柱
46 :小径ローラ用支持柱
56 :ローラ支持軸
58 :ボルト
60 :ローラ支持軸
62 :ボルト
64 :ボルト
66 :ナット
68 :ボルト通し孔
70 :ボルト通し孔
72 :大径ローラ
74 :ブッシュ
76 :ボス部材
78 :ローラ本体
80 :拡径円筒部(凹部)
82 :ブッシュ
84 :小径ローラ
86 :ボス部材
88 :ローラ本体
12 :前輪
14 :後輪
16 :電装ボックス
18 :ポスト
20 :座席
22 :シートクッション
24 :シートバック
26 :肘掛け
28 :走行操作部
30 :ハブ部材
32 :車軸
34 :軸受ブッシュ
36 :ボス部材
38 :ディスク部材
40 :ローラ支持部材
42 :基部
42A :端部
42B :端部
44 :大径ローラ用支持柱
46 :小径ローラ用支持柱
56 :ローラ支持軸
58 :ボルト
60 :ローラ支持軸
62 :ボルト
64 :ボルト
66 :ナット
68 :ボルト通し孔
70 :ボルト通し孔
72 :大径ローラ
74 :ブッシュ
76 :ボス部材
78 :ローラ本体
80 :拡径円筒部(凹部)
82 :ブッシュ
84 :小径ローラ
86 :ボス部材
88 :ローラ本体
Claims (9)
- 回転中心を含むハブ部材と、
前記ハブ部材の周方向に複数配置されて各々前記ハブ部材に固定された複数のローラ支持部材と、
前記各ローラ支持部材に、前記ハブ部材の前記回転中心を中心とした互いに同心の円の接線方向に延在する軸線周りに回転可能に、且つローラ全体によって外周輪郭が前記回転中心と同心の略円形になるように支持された略円錐台形の大径ローラ及び略円錐台形の小径ローラとを有する車輪において、
前記各ローラ支持部材は、前記周方向に延在して前記ハブ部材に固定される基部と、前記基部の前記周方向の各々の端部から前記ハブ部材の前記回転中心を中心とした放射方向外方に延在した大径ローラ用支持柱及び小径ローラ用支持柱とを含み、
前記大径ローラ用支持柱には当該大径ローラ用支持柱の遊端から前記ハブ部材の前記回転中心を中心とした円の接線方向に延出したローラ支持軸が設けられ、前記小径ローラ用支持柱には当該小径ローラ用支持柱の遊端から前記ハブ部材の前記回転中心を中心とした円の接線方向に延出したローラ支持軸が設けられ、
前記各大径ローラ用支持柱の前記ローラ支持軸が前記大径ローラを略円錐台形の大径側が当該大径ローラ用支持柱の側に位置するように回転可能を支持し、
前記各小径ローラ用支持柱の前記ローラ支持軸が前記小径ローラを略円錐台形の大径側が当該小径ローラ用支持柱の側に位置するように回転可能に支持している車輪。 - 前記ローラ支持部材は、前記周方向に隣り合う前記ローラ支持部材の前記基部が前記ハブ部材の軸線方向で見てオーバラップする部分を含み且つ前記大径ローラ用支持柱の前記ローラ支持軸及び前記小径ローラ用支持柱の前記ローラ支持軸が各々同一軸線上に位置するように千鳥配置され、前記オーバラップする部分において締結具によって前記周方向に隣り合う前記ローラ支持部材が前記ハブ部材に共締めされている請求項1に記載の車輪。
- 前記ローラ支持部材の全てが前記周方向に整列配置されている請求項1に記載の車輪。
- 前記各ローラ支持部材は前記基部の前記周方向の両端部を各々締結具によって前記ハブ部材に固定されている請求項3に記載の車輪。
- 前記大径ローラは前記小径ローラと隣り合う端部に当該小径ローラの端部を非接触状態で受け入れる凹部を含む請求項1から4の何れか一項に記載の車輪。
- 前記大径ローラ用支持柱の前記ローラ支持軸と前記小径ローラ用支持柱の前記ローラ支持軸とが同一軸長の同一形状の部品である請求項1から5の何れか一項に記載の車輪。
- 前記ハブ部材は、ボス部材と、前記ボス部材から径方向外方に延出した2枚のディスク部材とを含み、前記2枚のディスク部材が前記各ローラ支持部材を前記ボス部材の軸線方向の両側から挟むように支持している請求項1から6の何れか一項に記載の車輪。
- 前記ハブ部材は、ボス部材と、前記ボス部材から径方向外方に延出した1枚のディスク部材とを含み、前記ディスク部材が前記各ローラ支持部材を前記ボス部材の軸線方向の中間部に対応する位置にて支持している請求項1から6の何れか一項に記載の車輪。
- 前記ハブ部材は、ボス部材と、前記ボス部材から径方向外方に延出した1枚のディスク部材とを含み、前記ディスク部材が前記各ローラ支持部材を前記ボス部材の軸線方向の一方の端部に対応する位置にて支持している請求項1から6の何れか一項に記載の車輪。
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- 2018-11-20 WO PCT/JP2018/042877 patent/WO2019107227A1/ja active Application Filing
- 2018-11-20 JP JP2019557171A patent/JP6903159B2/ja active Active
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