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技術 全方向車輪

出願人 WHILL株式会社
発明者 杉本俊太郎坂東一夫
出願日 2017年4月12日 (3年0ヶ月経過) 出願番号 2017-079204
公開日 2018年11月15日 (1年5ヶ月経過) 公開番号 2018-176990
状態 未査定
技術分野 車両ホイール
主要キーワード 各支持プレート 全方向車輪 各板状部材 座席ユニット 回転軸線周り 外周部材 各支持フレーム 車輪幅
関連する未来課題
重要な関連分野

この項目の情報は公開日時点(2018年11月15日)のものです。
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図面 (12)

課題

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を提供する。

解決手段

この全方向車輪は、回転軸線1a周りに回転する第1の板状部材21と、第1の板状部材21と共に回転する第2の板状部材31と、複数のローラ51,52をそれぞれ支持する複数の支軸と、第1および第2の板状部材21,31に固定され、第1および第2の板状部材21,31の間に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40とを備え、各支持プレート40において、第1の板状部材21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第2の板状部材31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40に固定された支軸における該支持プレート40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。

概要

背景

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。)。

概要

重量低減をりつつ強度を維持することができる全方向車輪を提供する。この全方向車輪は、回転軸線1a周りに回転する第1の板状部材21と、第1の板状部材21と共に回転する第2の板状部材31と、複数のローラ51,52をそれぞれ支持する複数の支軸と、第1および第2の板状部材21,31に固定され、第1および第2の板状部材21,31の間に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40とを備え、各支持プレート40において、第1の板状部材21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第2の板状部材31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40に固定された支軸における該支持プレート40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。

目的

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

効果

実績

技術文献被引用数
0件
牽制数
0件

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請求項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の支持部と前記第2の支持部と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、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全方向車輪。

請求項2

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全方向車輪。

請求項3

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る請求項1又は2に記載の全方向車輪。

請求項4

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請求項1〜3の何れかに記載の全方向車輪。

請求項5

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1〜4の何れかに記載の全方向車輪。

請求項6

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1〜5の何れかに記載の全方向車輪。

請求項7

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請求項6に記載の全方向車輪。

技術分野

0001

本発明は全方向車輪に関する。

背景技術

0002

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。)。

0003

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。)。

0004

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。)。

先行技術

0005

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

発明が解決しようとする課題

0006

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。

0007

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、乗車者荷物等の荷重が加わった状態で段差乗り越える際に、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。

0008

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。

課題を解決するための手段

0009

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。

0010

第1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。

0011

また、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も有利である。当該構造は支持プレートの板厚を薄くする上で有用である。

0012

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。

0013

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。

0014

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。

0015

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。

0016

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。

0017

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。

0018

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。

0019

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。

0020

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。

0021

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。

発明の効果

0022

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。

図面の簡単な説明

0023

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。

実施例

0024

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。

0025

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。

0026

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。

0027

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。

0028

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。

0029

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。

0030

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。

0031

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。

0032

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。

0033

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。

0034

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。

0035

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。

0036

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。

0037

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。

0038

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。

0039

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。

0040

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。

0041

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。

0042

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。

0043

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。

0044

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。

0045

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。

0046

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。

0047

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。

0048

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。

0049

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。

0050

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。

0051

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。

0052

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。

0053

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。

0054

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。

0055

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。

0056

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。

0057

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。

0058

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。

0059

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。

0060

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。

0061

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。

0062

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。

0063

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

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