CN115175817A - 车轮和用于制造车轮的方法 - Google Patents

Abstract

[问题]提供能够降低制造成本的全向车轮以及用于制造所述车轮的方法。[解决方案]车轮(30)包括：芯(32)，所述芯通过将包括在第一侧表面中的多个V形凹口(142)的管状构件(140)通过封闭V形凹口而形成为环形形状而获得；以及自由辊(60)，所述自由辊经由轴承(122)能旋转地装配到管状构件的位于彼此相邻的V形凹口之间的每个线性部分(120)上，每个轴承均包括内座圈(124)和外座圈(126)。在管状构件的与第一侧表面相对的另一侧表面上设置有切割凸起件(130)和突起(38)，切割凸起件和突起接合相应内座圈的端表面以将内座圈锚固到芯。

Description

车轮和用于制造车轮的方法

技术领域

本发明涉及车轮和用于制造车轮的方法。

背景技术

对于在诸如客车、运输装置和机器人的全向车辆中的使用，全向轮是已知的。已知的全向轮包括环形芯构件和多个自由辊，所述多个自由辊由芯构件支撑以便能围绕芯构件的中心线旋转。例如参见专利文献1。

根据该现有技术，各具有管状形状的多个内套筒(固定构件)以固定的方式装配在芯构件上。为了保持每个内套筒均固定在芯构件上，选择内套筒的形状和尺寸，使得内套筒与芯构件的径向外部接触，并在内套筒的两个轴向端部处与芯构件的径向内部接触。每个自由辊均由芯构件支撑，以便能经由滚珠轴承围绕芯构件的圆形轴线旋转，该滚珠轴承包括内座圈和外座圈，内座圈具有结合到内套筒的外周表面的内周表面，外座圈能相对于内座圈自由旋转。

现有技术文献

专利文献

专利文献1：特开JP2017-210035号公报

发明内容

本发明要完成的任务

由于根据专利文献1中公开的现有技术的内套筒需要具有形状和尺寸需要精确的内孔，因此内套筒的机加工是困难的。因此，内套筒的制造成本变高，并且需要大量内套筒的车轮变得非常昂贵。

鉴于现有技术的这种问题，本发明的主要目的是提供以低成本制造的全向轮类型的车轮以及用于制造这种车轮的方法。

完成任务的手段

为了实现这个目的，本发明的特定方面提供了一种车轮(30)，该车轮包括：芯构件(32)，所述芯构件由管状构件(140)构成，所述管状构件的一侧形成有多个V形凹口(142)，并且所述管状构件弯曲成环形形状以封闭所述凹口；以及多个自由辊(60)，每个自由辊均经由轴承(122)能旋转地装配在所述管状构件的位于相互邻接的一对V形凹口之间的线性部分(120)上，所述轴承设置有内座圈(124)和外座圈(126)，其中，在所述管状构件的与所述一侧相对的另一侧为每个内座圈提供凸起件(130)，以便接合所述内座圈的端表面并且将所述内座圈固定地紧固到所述芯构件。

因此，轴承的内座圈通过凸起件固定到芯构件。结果，自由辊可以以这样的方式附接到芯构件，即，防止自由辊沿着芯构件的中心线(以下称为旋转方向)移动，并且自由辊能围绕中心线自由旋转。这样就不需要单独的固定构件(内套筒)来将每个轴承的内座圈固定地紧固到芯构件，从而可以降低车轮的制造成本。

优选地，每个凸起件均作为悬臂从相应的V形凹口的末端部分朝向相应的线性部分的一侧延伸。

结果，凸起件可以从线性部分的外周表面凸起，使得自由辊在旋转方向上的移动可以被凸起件限制。

优选地，所述管状构件在所述V形凹口的部分中设置有一对突起(138)，所述一对突起在所述管状构件的所述一侧朝向彼此突出，每个突起均提供从所述线性部分的外周表面突出的突出部分。

因此，每个轴承的内座圈在旋转方向上的移动也可以被突起限制。因此，与没有设置突起的情况相比，自由辊在旋转方向上的移动被更牢固地限制。

优选地，每个凸起件均被切割，从而使所述管状构件弯曲以封闭所述V形切口，导致所述凸起件凸起。

结果，通过以限制自由辊在旋转方向上的移动的方式弯曲管状构件而使凸起件自动凸起。因此，不需要为了限制自由辊在旋转方向上的移动而使凸起件凸起的步骤，从而简化了车轮制造过程。

为了实现该目的，本发明的另一方面提供了一种用于制造车轮(30)的方法，所述车轮包括：芯构件(32)，所述芯构件由管状构件(140)构成，所述管状构件的一侧形成有多个V形凹口(142)，并且所述管状构件弯曲成环形形状以封闭所述凹口；以及多个自由辊(60)，每个自由辊均经由轴承(122)能旋转地装配在所述管状构件的位于相互邻接的一对凹口之间的线性部分(120)上，所述轴承设置有内座圈(124)和外座圈(126)，所述用于制造车轮的方法包括：机加工步骤，在线性延伸的所述管状构件的所述一侧形成所述多个V形凹口，并且在所述管状构件的与所述一侧相对的另一侧形成凸起件(130)；定位步骤，经由所述轴承将所述多个自由辊装配在所述管状构件的相应线性部分上；以及固定步骤，使所述管状构件弯曲以封闭所述V形凹口并将所述管状构件转动到所述芯构件中，并且使所述凸起件与相应的内座圈的端表面接合。

因此，轴承的内座圈通过凸起件固定到芯构件。结果，自由辊可以以这样的方式附接到芯构件，即，防止自由辊沿着芯构件的中心线(以下称为旋转方向)移动，并且自由辊能围绕中心线自由旋转。这样就不需要单独的固定构件(内套筒)来将每个轴承的内座圈固定地紧固到芯构件，从而可以降低车轮的制造成本。

优选地，每个凸起件均作为悬臂从相应的V形凹口的末端部分朝向相应的线性部分延伸。

结果，凸起件可以从线性部分的外周表面凸起，使得自由辊在旋转方向上的移动可以被凸起件限制。

优选地，在所述固定步骤中，通过弯曲所述管状构件以封闭所述V形凹口，所述凸起件自动凸起并且与相应的内座圈的端表面接合。

结果，通过以限制相应的自由辊在旋转方向上的移动的方式弯曲管状构件而使每个凸起件自动凸起。因此，不需要为了限制自由辊在旋转方向上的移动而使凸起件凸起的步骤，从而简化了车轮制造过程。

优选地，所述固定步骤包括以下步骤：将规定工具(156)***到每个V形凹口中，并且将相应的凸起件凸起成与相应的内座圈的端表面接合。

因此，每个凸起件均可凸起成与相应轴承的内座圈接合，使得轴承的内座圈可被固定到芯构件。

优选地，所述机加工步骤包括形成所述V形凹口，使得一对突起(138)形成在每个V形凹口的在一侧彼此相对的部分中并且朝向彼此突出，并且所述固定步骤包括使所述突起塌缩，使得所述突起均设置有从相应的线性部分的外周表面向外突出的突出部分。

因此，通过将突起与相应轴承的内座圈接合，轴承的内座圈可以以更牢固的方式固定到芯构件。

本发明的效果

因此，本发明提供了能够以低成本制造的全向轮类型的车轮以及用于制造这种车轮的方法。

附图说明

[图1]是装配有根据本发明实施方式制造的车轮的倒立摆车辆的立体图。

[图2]包括(A)根据本发明的车轮的立体图和(B)由双点划线围绕的(A)中的部分的放大视图。

[图3]是沿着图2的线III－III截取的截面图。

[图4]是管状构件沿着其长度截取的截面图。

[图5](A)是从上方看到的管状构件的立体图，(B)是从下方看到的管状构件的立体图。

[图6]是示出定位步骤的说明图。

[图7]是示出压接步骤的说明图。

[图8]是示出根据本发明第一实施方式的用于制造车轮的方法中的固定步骤的说明图。

[图9]是示出根据本发明第二实施方式的用于制造车轮的方法中的固定步骤的说明图。

具体实施方式

下面将参照附图描述装配有根据本发明实施方式制造的车轮的倒立摆车辆。

<<第一实施方式>>

如图1所示，倒立摆型车辆是能够在前后方向和横向方向上移动的全向车辆的一个示例，并且设置有形成车体结构的车体框架10。车体框架10包括：一对上构件，一个在前部，另一个在后部；两对腿构件14，其从上构件12的左端和右端向下悬垂；以及一对下支撑板16，其设置在任一侧，以在相应侧将腿构件14的下端彼此连接。上构件12的上部共同支撑鞍座18，该鞍座构造成支撑乘员的臀部。下支撑板16各自装配有用于支撑乘员的相应脚的搁脚板20。

主轮30(车轮)和左右驱动盘70布置在左右腿构件14之间和下支撑板16之间。主轮30是从动轮，并且接地以支撑坐在鞍座18上的乘员。左驱动盘70和右驱动盘70对称地布置在主轮30的任一侧，并且每个驱动盘70均由包括轮毂72、轮盘74和多个保持器76的组件构成，该多个保持器以规则的间隔周向布置并且在其两端处由轮毂72和轮盘74支撑。每个驱动盘70均经由横向延伸的支撑轴22由车体框架10支撑，以便能围绕基本沿水平方向延伸的中心轴线旋转。更具体地，车体框架10通过公共支撑轴22支撑右驱动盘70和左驱动盘70，从而能围绕横向延伸的大致水平的中心轴线单独旋转。

每个驱动盘70均承载多个驱动辊78，该多个驱动辊经由相应的保持器76以规则的间隔周向布置。每个驱动辊78均能围绕相对于驱动盘70的旋转轴线(中心轴线)倾斜的旋转轴线旋转。仅位于下侧的驱动辊78与主轮30的位于主轮30的接地侧(下侧)的自由辊60(从动辊)(将在下文描述)的外周表面在其外周表面(位于主轮30的径向内侧)从两侧以对称关系接触。接地侧的驱动辊78压在主轮30的自由辊60上，所述自由辊60在坐在鞍座18上的乘员经由车体框架10作用在支撑轴22上的负载下接地。

沙漏形调节辊102附接到车体框架10，以便能绕与支撑轴22的中心轴线平行的轴线旋转。调节辊102在横向方向上延伸穿过主轮30的上部，并且调节辊102的弓形变窄部分与位于主轮30上侧的自由辊60的外周表面(在主轮30的径向内部上)接触，从而防止主轮30相对于车体框架10横向倾斜或竖直移动。

在这些自由辊60的外周表面上滚动的多个调节辊110以能自由旋转的方式围绕支撑轴22以同心布置安装在支撑构件108上，所述自由辊60位于接地的自由辊60的前面和后面。调节辊110接触自由辊60的外周表面，从而从侧面将自由辊60的外周表面(主轮30的径向内外周表面)***调节辊110之间。调节辊110通过接触位于穿过接地点的竖直线之前和之后的那些自由辊来限制主轮30围绕穿过接地点的竖直线旋转，或者限制主轮30相对于车体框架10进行偏航运动。调节辊110进一步限制主轮30相对于车体框架10进行滚动运动和俯仰力矩。

如上所述，主轮30的下部沿着轴向方向***左右驱动辊78之间和左右调节辊110之间，同时主轮30的上部由调节辊102支撑，使得主轮30保持直立姿态，使得其中心轴线在倒立摆控制下基本水平地延伸。

每个驱动盘70均与从动带轮80同心地配合。车体框架10的位于主轮30上方的部分设置有安装在主轮30上方的齿轮箱82。齿轮箱82的每个侧壁设置有电动马达84(图1中仅示出了用于左驱动盘70的电动马达)和驱动带轮86(图1中仅示出了用于左驱动盘70的驱动带轮)。齿轮箱82内部设置有减速齿轮单元(图中未示出)，该减速齿轮单元将左右电动马达84的旋转分别以减速的速度传递到左右驱动带轮86。环形齿形带88(图1中仅示出了用于左侧的驱动盘70的齿形带)在每个驱动带轮86和相应的从动带轮80之间绕过。结果，左右驱动盘70可以单独旋转和驱动。

尾轮支撑臂92在其基端处经由支撑轴90能枢转地连接到下支撑板16。尾轮支撑臂92从基端远离主轮30向后延伸，并且能围绕支撑轴90的中心轴线相对于车体框架10沿基本竖直的方向枢转。尾轮支撑臂92在自由端处支撑全轮式尾轮94(副轮)，以便能围绕与驱动盘70的旋转中心线正交的基本水平的中心轴线旋转。尾轮94由安装在尾轮支撑臂92上的电动马达96旋转驱动。

电气箱98附接到齿轮箱82的前部。电气箱98包含电子控制单元、陀螺仪传感器、马达驱动单元等。电子控制单元控制左右电动马达84，使得车体框架10通过倒立摆控制过程保持基本直立的姿态，并且还控制电动马达96转动操纵。尽管图中未示出，但是车体框架10装备有为这些电气部件供电的电池。

当左右电动马达84以相同的方向和相同的速度被驱动时，左右驱动盘70以相同的速度沿相同的方向旋转，结果，主轮30围绕与其环形结构的中心一致的旋转中心线旋转。此时，由于左右驱动盘70之间没有转速差，主轮30的自由辊60不旋转，从而倒立摆型车辆向前或向后直线行驶。

当在不同的旋转方向上和/或在不同的旋转速度下驱动左右电动马达84时，在左右驱动盘70之间出现的转速差产生了与作用在左右驱动盘70的驱动辊78与主轮30的自由辊60之间的接触表面上的周向(切向)力正交的力分量。结果，自由辊60围绕其各自的中心轴线旋转。

由于自由辊60的旋转由左右驱动盘70之间的转速差决定，所以当左右驱动盘70以相同的速度沿相反的方向旋转时，主轮30根本不旋转，并且仅自由辊60绕其自身旋转。结果，横向方向上的行进力被施加到主轮30，并且倒立摆型车辆在横向方向上行进(侧向移动)。当左右驱动盘70以不同速度沿相同方向旋转时，自由辊60绕其自身旋转，而主轮30绕其自身旋转，使得倒立摆型车辆倾斜向前或向后行进。

当尾轮94由电动马达96旋转驱动时，倒立摆型车辆围绕主轮30的接地点转动。因此，尾轮94用作使倒立摆型车辆转向的车轮。当主轮30和尾轮94同时被旋转驱动时，车辆的转动或转动中心根据驱动车轮的模式而移动。

随后，将参照附图在下文中描述根据本实施方式的主轮30的细节。如图2的(A)所示，主轮30具有芯构件32，该芯构件32具有以主轮30的旋转中心线C为中心的规则多边形环形状。如图3所示，芯构件32由具有相同构造的多个圆柱形线性部分120(线性部分)构成。线性部分120各自线性延伸并且在其两端处彼此连接。以下，为了便于说明，将连接线性部分120的截面的中心点的线称为环形中心线X，将沿着环形中心线X的方向称为旋转方向。

如图2的(A)和(B)所示，自由辊60分别设置在线性部分120的外周表面上。如图3所示，每个自由辊60均包括圆柱形内部构件60A和外部构件60B，外部构件60B与内部构件60A同轴并连接到内部构件60A的外周表面。内部构件60A由不锈钢等金属构成，外部构件60B由橡胶等合成树脂构成。

如图3所示，线性部分120穿过相应自由辊60的内孔。滚珠轴承122(轴承)设置在每个线性部分120和相应的自由辊60之间，使得自由辊60经由滚珠轴承122自由能旋转地装配在芯构件32上。

每个滚珠轴承122均具有内座圈124、外座圈126以及置于内座圈124和外座圈126之间的多个滚动元件128。内座圈124是环形金属构件，芯构件32(线性部分120)穿过其内孔。外座圈126也是同轴地围绕内座圈124的环形金属构件。滚动元件128可以由球形金属构件构成，并且与内座圈124的外周表面和外座圈126的内周表面接触。因此，外座圈126可以相对于内座圈124围绕内座圈124的中心线旋转。

每个自由辊60的内孔以同轴关系与相应的滚珠轴承122配合，并且滚珠轴承122的外周表面(即，其外座圈126的外周表面)通过橡胶的原位硫化而结合到自由辊60的内周表面，使得自由辊60可以相对于滚珠轴承122的内座圈124围绕内座圈124的轴线旋转。

如图2的(B)所示，每个线性部分120均具有沿着环形中心线X延伸的圆柱形形状。以下，每个线性部分120的将表面朝向线性部分120的旋转中心线C且最接近旋转中心线C的部分称为内侧端部120A。每个线性部分120的将表面背离线性部分120的旋转中心线C且离旋转中心线C最远的部分被称为外侧端部120B。

每个线性部分120的外侧端部120B设置有一对凸起件130。每个凸起件130均作为悬臂梁从线性部分120的端部沿着线性部分120的长度向内延伸，并且远离旋转中心线C凸起。

如图3所示，每个凸起件130的自由端130A从轴向方向抵靠在内座圈124的端面上，以便防止内座圈124沿着线性部分120的长度的移动以及内座圈124围绕线性部分120的轴线的旋转。因此，内座圈124被固定地紧固到芯构件32。这样，每个自由辊60均由芯构件32支撑，以便能围绕环形中心线X旋转，其中内座圈124固定到芯构件32，并且自由辊60结合到外座圈126。

线性部分120的内侧端部120A的每个轴向端均设置有切口134，该切口134从线性部分120的内侧端部120A的轴向端以大致矩形形状切入线性部分120的内侧端部120A。每个切口134均限定与芯构件32的内孔连通的大致矩形的通孔136，该通孔136与形成在邻接线性部分120中的相同切口134配合。

如图2的(B)所示，通孔136形成为当从与旋转中心线C正交的方向看时横跨两个线性部分120的端部。当从与旋转中心线C正交的方向观察时，每个通孔136均可以与设置在两个相应线性部分120的相对端处的凸起件130重叠。

限定通孔136的壁表面设置有在旋转方向上朝向彼此突出的一对突起138。突起138均朝向旋转中心线C弯曲。每个突起138的一部分相对于线性部分120的内侧端部120A的外表面位于旋转中心线C侧。结果，每个突起138均包括从线性部分120的外周表面向外(朝向旋转中心线C)突出的部分。

每个突起138均与相应内座圈124的轴向端面接触。结果，防止内座圈124沿着线性部分120的长度方向移动，并且防止内座圈124围绕线性部分120的中心轴线旋转。因此，与仅采用凸起件130的情况相比，内座圈124和芯构件32之间的结合力甚至更强，从而使自由辊60的咔哒声最小化。

随后，下面将参见图4至图9描述用于制造主轮30的方法。该制造方法包括多个制造步骤，包括机加工步骤、定位步骤和固定步骤。机加工步骤包括将准备好的线性延伸的管状构件140形成为预定形状。定位步骤包括经由滚珠轴承122将自由辊60装配到机加工后的管状构件140。固定步骤包括将管状构件140弯曲成规则的多边形环形形状以将其形成为芯构件32，并且将滚珠轴承122的内座圈124固定到芯构件上。在下文中，将更详细地描述机加工步骤、定位步骤和固定步骤中的每一个。

在机加工步骤中，操作者首先准备线性延伸的管状构件140。管状构件140是圆柱形金属构件，并且在该实施方式中由不锈钢圆管构成。更具体地，在机加工步骤中，在固定管状构件140之后，操作者操作机床以在管状构件140的上表面(一个侧表面)上形成沿着管状构件140的长度方向以规则间隔布置的多个V形凹口142，如图4和图5的(A)所示。机床可以包括能够切割或加工工件的任何装置，并且在该实施方式中包括激光切割机。

如图5的(A)所示，每个V形凹口142均包括从管状构件140的上表面在其任一侧向下切割的一对楔形部分144和设置在楔形部分144的上表面侧的一对延伸部146。楔形部分144在侧视图(水平视图)中具有楔形形状。延伸部146通过从楔形部分144的上表面侧以矩形形状沿管状构件140的长度方向彼此远离地切割管状构件140而形成。每个延伸部146均具有在长度方向上远离楔形部分144的上表面侧延伸的大致矩形形状。限定每个延伸部146的内端的壁表面在长度方向上与相邻延伸部146的相应部分相对。限定每个延伸部146的内端的壁表面设置有突起138，以便与相邻延伸部146中的相应部分相对。

接着，通过操作机床，操作者在管状构件140的下表面侧的每个V形凹口142的末端之间形成切入部148，如图5的(B)所示。每个切入部148均形成由悬臂梁构成的凸起件130，该悬臂梁从与V形凹口142的末端相邻的切入部148的端部朝向形成在相同线性部分120的另一端上的另一凸起件130延伸。更具体地，形成在管状构件140中的每个切入部148均形成凸起件130。在本实施方式中，切入部148沿着管状构件140的长度方向延伸，并且每个切入部148均设置有在周向方向上彼此相邻地延伸的一对纵向部分148A以及沿周向连接纵向部分148A的远离相应的V形凹口142的末端部分的端部的横向部分148B。

一旦V形凹口142和切入部148的形成完成，操作者完成机加工步骤并执行定位步骤。

在定位步骤中，操作者准备多个滚珠轴承122，自由辊60预先结合到该滚珠轴承的外座圈126上，并将已经机加工的管状构件140***到内座圈124的内孔中，如图6所示。此后，操作者将滚珠轴承122定位成使得内座圈124各自位于管状构件140的两个邻接的V形凹口142之间。结果，每个自由辊60均经由相应的滚珠轴承122装配到管状构件140的位于切入部148之间的部分。此时，每个延伸部146的轴向端部和相应的内座圈124的轴向端部优选地在俯视图中彼此对齐。

然后，如图7所示，操作者通过将管状构件140固定到规定的支撑构件150，将夹具152(工具)***到延伸部146中，并将规定的载荷施加到突起138以使突起138收缩来执行压接步骤。施加到突起138的载荷大小被选择成使得突起138的自由端比管状构件140的位于邻接的V形凹口142之间的外周表面的上侧的部分更向外突出。当以这种方式塌缩时，突起138与内座圈124的端表面和角部接触。结果，内座圈124沿着管状构件140的长度方向的运动受到限制，并且管状构件140绕其轴线的旋转受到限制，使得内座圈124临时固定到管状构件140。突起138可以可选地与内座圈124的内周表面接触。

一旦执行了压接步骤并且完成了所有内座圈124的临时固定，操作者就完成了定位步骤，并且进行到固定步骤。

在固定步骤中，如图8的(A)至(C)所示，操作者弯曲内座圈124临时固定到其上的管状构件140，以便形成以预定轴线为中心的规则多边形形状。此时，操作者保持弯曲管状构件140直到V形凹口142的楔形部分144封闭，并且限定楔形部分144的壁表面如图8的(A)和(B)中的箭头所示彼此接触。在该弯曲过程中，管状构件140的位于V形凹口142之间的部分基本上不变形，并且保持直线形状以形成线性部分120。

当管状构件140的位于邻接线性部分120之间的部分弯曲时，凸起件130自发地上升离开管状构件140的内孔，并从线性部分120的外周表面突出(见图8的(B)和(C))。因此，凸起件130在其自由端130A处从轴向方向抵靠在相应的内座圈124的端面和角部上，其结果是凸起件130接合相应的内座圈124。由于内座圈124和凸起件130之间的接合，内座圈124相对于管状构件140在轴向方向上的运动以及内座圈124绕管状构件140的轴线的旋转受到限制，其结果是内座圈124固定地紧固到管状构件140。

此后，操作者将管状构件140的端部彼此焊接，然后将限定楔形部分144的壁表面彼此焊接，使得管状构件140形成为芯构件32并且主轮30完成。

接下来，将在下文中讨论如上所述构造的主轮30(车轮)和用于制造主轮30的方法的效果。每个滚珠轴承122的内座圈124通过相应的凸起件130接合，并固定地紧固到芯构件32。以这种方式，自由辊60可以以这样的方式附接到芯构件32，即，在旋转方向上的运动受到限制，同时围绕它们自身的旋转可以自由地进行。

由于每个内座圈124均通过相应的凸起件130固定到芯构件32，所以不需要任何额外的固定构件(例如内套筒)来固定滚珠轴承122的内座圈124。因此，能够减少构成主轮30的构成部件的数量，并且能够降低主轮30的制造成本。

凸起件130位于与设置有V形凹口142的侧表面(上表面)相对的表面上，并且形成为从与V形凹口142的末端相邻的外侧延伸到相应线性部分120的内侧的悬臂。结果，当管状构件140弯曲以封闭V形凹口142的楔形部分144时，使凸起件130自发地上升离开管状构件140的内孔，直到凸起件130的端表面抵靠相应内座圈124的端表面。结果，内座圈124自动固定到芯构件32。这样，通过弯曲管状构件140，自由辊60在旋转方向上的运动被自动限制。因此，为了限制自由辊60在旋转方向上的运动，不需要使凸起件130凸起的工作步骤。因此，主轮30的制造过程被简化，并且可以降低主轮30的制造成本。

在定位步骤中，每个内座圈124均通过使突起138塌缩和变形而固定到管状构件140，从而从线性部分120的外周表面突出。因此，根据本实施方式，由于除了凸起件130之外还通过突起138将每个内座圈124固定到芯构件32，所以与没有设置突起138的情况相比，能够以更可靠的方式防止内座圈124在旋转方向上的运动，并且能够防止自由辊60颤动。

<<第二实施方式>>

本发明的第二实施方式的主轮30在结构上与第一实施方式的主轮类似，并且与第一实施方式的主轮的区别仅在于其制造方法。因此，下面将描述用于制造第二实施方式的主轮30的方法。

根据第二实施方式的主轮30的制造方法包括多个制造步骤，包括机加工步骤、定位步骤和固定步骤。第二实施方式的机加工步骤和定位步骤与第一实施方式的类似，并且第二实施方式与第一实施方式的不同之处仅在于固定步骤。下面将详细描述第二实施方式的固定步骤。

与第一实施方式类似，操作者临时固定内座圈124，并执行固定步骤。在固定步骤中，如图9所示，操作者将管状构件140固定到规定的支撑构件154，然后将规定的夹具156(工具)***到每个V形凹口142中，以使凸起件130凸起。此时，操作者将每个凸起件130凸起到使凸起件与相应内座圈124的端表面接触的程度。一旦每个凸起件130均接合内座圈124的端表面，就防止内座圈移动到凸起件130的侧面。

在固定步骤中，操作者将夹具156一个接一个地***到V形凹口142中，以使所有的凸起件130凸起。结果，内座圈124通过被凸起件130从轴向两侧锁定而全部固定到管状构件140。

此后，如在第一实施方式中那样，操作者通过焊接暂时将管状构件140的两端彼此连接，然后将限定楔形部分144的壁表面彼此焊接。因此，管状构件140形成在芯构件32中，并且主轮完成。

随后，将在下文中讨论如上所述构造的主轮30的制造方法的效果。在本实施方式中，通过将夹具156***到V形凹口142中，能够以更可靠的方式使凸起件凸起。此外，通过调节夹具156的***行程，可以调节凸起件130的凸起高度。结果，内座圈124和凸起件130可以彼此可靠地接合，使得内座圈124可以以甚至更可靠的方式固定地固定到管状构件140(芯构件32)。

已经根据本发明的特定实施方式描述了本发明，但是本发明不受这些实施方式的限制，并且可以在不脱离本发明的范围的情况下以各种方式进行修改。在前述实施方式中，内座圈124沿旋转方向的端部均通过单个凸起件130接合，以将内座圈124固定地紧固到芯构件32，但本发明不限于这种布置。内座圈124沿旋转方向的端部也可各自与多个凸起件130接合。此外，为每个线性部分120提供单个自由辊60，但是可以为每个线性部分提供两个或更多个自由辊60。

附图标记

30：主轮(车轮)

32：芯构件

60：自由辊

120：线性部分

122：滚珠轴承(轴承)

124：内座圈

126：外座圈

130：凸起件

138：突起

140：管状构件

142：V形凹口

156：夹具(工具)。

Claims (9)

1.一种车轮，该车轮包括：

芯构件，所述芯构件由管状构件构成，所述管状构件的一侧形成有多个V形凹口，并且所述管状构件弯曲成环形形状以封闭所述凹口；以及

多个自由辊，每个自由辊均经由轴承能旋转地装配在所述管状构件的位于相互邻接的一对V形凹口之间的线性部分上，所述轴承设置有内座圈和外座圈，

其中，在所述管状构件的与所述一侧相对的另一侧为每个内座圈提供凸起件，以便接合所述内座圈的端表面并且将所述内座圈固定地紧固到所述芯构件。

2.根据权利要求1所述的车轮，其中，每个凸起件均作为悬臂从相应的V形凹口的末端部分朝向相应的线性部分的一侧延伸。

3.根据权利要求1或2所述的车轮，其中，所述管状构件在所述V形凹口的部分中设置有一对突起，所述一对突起在所述管状构件的所述一侧朝向彼此突出，每个突起均提供从所述线性部分的外周表面突出的突出部分。

4.根据权利要求1至3中的任一项所述的车轮，其中，每个凸起件均被切割，从而使所述管状构件弯曲以封闭所述V形切口，导致所述凸起件凸起。

5.一种用于制造车轮的方法，所述车轮包括：芯构件，所述芯构件由管状构件构成，所述管状构件的一侧形成有多个V形凹口，并且所述管状构件弯曲成环形形状以封闭所述凹口；以及多个自由辊，每个自由辊均经由轴承能旋转地装配在所述管状构件的位于相互邻接的一对凹口之间的线性部分上，所述轴承设置有内座圈和外座圈，所述用于制造车轮的方法包括：

机加工步骤，在线性延伸的所述管状构件的所述一侧形成所述多个V形凹口，并且在所述管状构件的与所述一侧相对的另一侧形成凸起件；

定位步骤，经由所述轴承将所述多个自由辊装配在所述管状构件的相应线性部分上；以及

固定步骤，使所述管状构件弯曲以封闭所述V形凹口并将所述管状构件转动到所述芯构件中，并且使所述凸起件与相应的内座圈的端表面接合。

6.根据权利要求5所述的用于制造车轮的方法，其中，每个凸起件均作为悬臂从相应的V形凹口的末端部分朝向相应的线性部分延伸。

7.根据权利要求5或6所述的用于制造车轮的方法，其中，在所述固定步骤中，通过弯曲所述管状构件以封闭所述V形凹口，所述凸起件自动凸起并且与相应的内座圈的端表面接合。

8.根据权利要求5或6所述的用于制造车轮的方法，其中，所述固定步骤包括以下步骤：将规定工具***到每个V形凹口中，并且将相应的凸起件凸起成与相应的内座圈的端表面接合。

9.根据权利要求5至8中的任一项所述的用于制造车轮的方法，其中，所述机加工步骤包括形成所述V形凹口，使得一对突起形成在每个V形凹口的在一侧彼此相对的部分中并且朝向彼此突出，并且

所述固定步骤包括使所述突起塌缩，使得所述突起均设置有从相应的线性部分的外周表面向外突出的突出部分。

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