JP2015519259A - 全方向車輪 - Google Patents

Abstract

本発明は、径方向平面に沿って配列された車輪又はスリーブが並んでいることにより構成されるトレッド（３）が周囲に取り付けられた中心ハブ（２）を備える全方向車輪（１）に関する。本発明の全方向車輪（１）は、ハブ（２）と同軸を有し、円形の断面を有し、回転自在のリング（４）が外嵌されるシャフト部（６）により対をなして接続されるスポーク（５、５１）を備える。シャフト部（６）は各リング（４）の間に挿入されたストラット（７）をさらに備え、ストラット（７）はリング（４）がある径方向位置に留まるように形作られ、シャフト部（６）は連続した複数の当接する管状セグメント（６１、６２、６３、６４、６５）からなる。本発明はさらに、本発明の全方向車輪（１）の組み立て用モジュール（１０）に関する。

Description

発明の詳細な説明

本発明は回転装置の分野に関する。
本発明は特に、身体可動性が制限された人々のための車椅子の分野において非常に好適な適用を見出すであろう。

しかしながら、本発明は車椅子以外の分野でも使用することができる。
本発明は特に、とりわけ車椅子の全方向への移動を可能にするために車椅子に取り付けられることを目的とする全方向車輪に関する。

従来の車輪は、一方では、中心部において、フレームやアーム等の支持部に対する車輪の回転において確実に案内することを可能にするハブを備え、他方では、周辺部において、転動面として機能するトレッド又はタイヤが固定されるリムを備える。

車輪の回転によって車輪の移動が可能になり、この移動は車輪の回転軸に垂直な方向において容易である。しかしながら、車輪の転動面に働く地面との摩擦のために、回転軸に平行な方向への車輪の移動は現実的ではない。

車椅子は特に、車椅子の使用者の移動を容易にするように全方向への滑らかな移動を可能にする全方向車輪を必要とする。
そのため、車輪の回転軸に垂直な回転軸を有する複数のキャスターを備えることにより、キャスターを車輪の外周と同じ平面に取り付けることができる車椅子が技術水準において公知である。このシステムは、キャスターのおかげで車輪の横方向の移動を可能にするため、車輪のトレッド面における摩擦を軽減する。

しかしながら、このようなシステムには欠点がある。とりわけ、キャスターが連結された車輪は複雑度が高く、そのため組み立てが難しく、高額な製造コストを伴う。他方で、規則的かつ滑らかな回転を可能にするためには、キャスターを少なくとも２つずつ取り付けなければならない。キャスターを使用する別の欠点は、キャスターのトレッドが柔軟性を欠き、キャスターが平坦でない地面上での車椅子の移動に適さないことにある。そのため、車椅子の使用者の移動は凹凸のほとんどない道に限定される。

特許文献の中には車輪の外周面と同じ平面に配列された複数のスリーブを配置することを提案するものもあり、該スリーブは、地面との摩擦による制約を受けることなく、前輪を後方及び横方向に移動することを可能にする規則的なトレッドを形成する。

例えば、スリーブの使用は米国特許出願公開第２００８／０１８１６７号明細書に開示されている。しかしながら、この文書に記載されるスリーブは、車輪リムに近接して位置するスリーブの一部分の高さにおいて必然的に圧縮される。このため、スリーブの回転、ひいては車椅子の横方向の移動がより困難になる。したがって、このようなシステムは、車椅子の全方向への移動の問題を解決するために最適とはいえない。

同様のことがオランダ国特許第１０１５６７６号明細書にも当てはまる。同明細書は、複数のローラを備える「ローラ」型のキャスターを有するスケート用の車輪が開示されており、複数のローラは、２つの隣接するローラ間に接触圧が働き、その結果該ローラの回転の制動が行なわれるように取り付けられている。

この文献において、ローラの側面は、圧力を受けると互いに対して嵌り込み、各ローラが圧縮される。その結果、回転に抵抗がかかり、その抵抗はローラスケートの制動に用いられる。

欧州特許出願公開第０５５６４０１号明細書からは、複数の副輪を備える車椅子用の車輪も知られている。副輪は、副輪を半径方向において保持可能にする傾斜した止め具を有するシャフトを、主輪のハブに接続される２つのベアリングの間に備える。

このシステムは、先行技術の他の装置に存在する圧縮に関する制約を回避するという利点を有する。
しかしながら、ベアリングのみによって車輪を保持すると、システムの剛性及び強度を最適にすることができない。加えて、副輪が各シャフトの周りで回転すると、摩擦に関連する制約を受ける可能性もあり、それにより必然的に車輪の横方向移動が困難になり、したがって車椅子の横方向移動はなおさら困難になる。

本発明は、シャフト部に回転自在に取り付けられ、全方向への最適な可動性を有する、複数のリングを備えた全方向車輪を提供することによって、地面における摩擦応力が著しく低減するために、先行技術の様々な欠点に対処する可能性をもたらす。

この目的のため、本発明は、径方向平面に沿って配列された車輪又はスリーブが並んでいることにより形成されるトレッドが周辺部に取り付けられた中心ハブを備える、全方向車輪に関する。全方向車輪は、ハブと同軸配置されて円形の断面を有するシャフト部により対をなして接続されるスポークを備え、シャフト部には回転自在のリングが取り付けられる。シャフト部は各リングの間に配置されるストラットも備え、該ストラットは、リングをある径方向位置に保持するように形作られ、シャフト部は連続した数個の当接する管状セグメントで形成される。

本発明の別の特徴では、リングを支持することを目的とする軸受リングが、２つのストラットの間のシャフト部上に取り付けられる。この軸受リングは好ましくは、管状セグメントの壁部の形状と合致するように形作られる。

興味深いことに、ハブは、スポークを挟み込むことで互いに一体化された２つのリム半体で形成される。
本発明は、全方向車輪の組み立て用モジュールにも関し、該モジュールは、第２のシャフト部との共働を可能にする連結スタッド又は内腔を各端部に有する当接可能なシャフト部、シャフト部と一体のスポーク、及びブレース付きリングを備える。

好適には、本発明のモジュールのシャフト部は、連続した数個の当接する管状セグメントで形成される。
好ましくは、モジュールは２つのストラット間に軸受リングも備える。

本発明には数多くの利点がある。一方では、本発明の全方向車輪の横方向への可動性は特に興味深く、該全方向車輪を備える車椅子が全方向へ、かつ砂利道や土道などの平坦でない地面も含めた全ての地面上で容易に移動することを可能にする。他方では、２つのストラット間のシャフト部上に配列可能な軸受リングがあることにより、摩擦を軽減することでリングがシャフト部の周りで回転することを容易にし、車輪の可動性をさらに改善する。最後に、本発明の全方向車輪は単純な設計と低い原価という利点を有する。具体的には、本発明は全方向車輪の組み立てを容易にするモジュールにも関する。

本発明のさらなる特徴及び利点は、添付図面を参照した本発明の非制限的な実施形態の以下の詳細な説明から明確になるであろう。

シャフト部に取り付けられたリングを有する、本発明の全方向車輪の正面図である。 本発明の車輪のシャフト部に取り付けるために使用可能なリングを示す。 本発明の車輪のシャフト部に取り付けるために使用可能なリングを示す。 本発明の全方向車輪のシャフト部に取り付け可能な軸受リングの種々な実施形態を示す。 本発明の全方向車輪の組み立て用モジュールの正面概略図である。 正面から見た完成した全方向車輪を示す。

図１に示す通り、本発明は、車椅子の全方向への容易な移動を可能にするために車椅子に取り付けられることを好ましくは目的とする、全方向車輪１に関する。
本発明の全方向車輪１はまず、中心ハブ２を備える。ハブ２の周辺部には、径方向平面に沿って配列された複数の車輪又はスリーブ、好ましくはリング４が並んでいることにより形成されるトレッド３が周囲に取り付けられる。

より詳細には、本発明の全方向車輪１は、中心ハブ２に取り付けられて、例えばシャフト部６により対をなして接続されるスポーク、すなわち参照符号５及び５１で表されるスポークも備える。

添付の図１では、２つのスポーク５及び５１のみが示されているが、本発明の全方向車輪１は、中心ハブ２上において径方向に取り付けられたより多数のスポーク、例えば６つのスポークを備えることができ、スポークはシャフト部６により対をなして接続される。

特に図１で見て取れるように、シャフト部６は中心ハブ２と同軸を有し、複数のリング４を外挿することができるように円形の断面を備えるため、リング４はシャフト部６の周りで自由に回転する。

本発明の全方向車輪に使用されるリング４を添付の図２Ａ及び２Ｂに示す。
本発明の車輪１のシャフト部６に外挿されることを目的とするリング４は、好ましくは少なくとも１つのオリフィス１３を、そして好ましくは複数のオリフィス１３を有する。少なくとも１つのオリフィス１３が設けられると、リングの間を好適に離間させることができるため、シャフト部６上へのリングの外挿が容易になる。

リング４にいくらかの柔軟性を与える弾性材料で優先的に作られたこれらのリング４があることにより、本発明の全方向車輪１を備える車椅子の完全な可動性が可能になる。
実際に、車輪１自体は前方から後方へ、すなわち中心ハブ２の回転軸に垂直な方向に車椅子が移動することを可能にする。

加えて、以下に詳述する本発明の車輪１の特徴のおかげで、リング４がシャフト部６の周りで回転することで、ハブ２の軸に垂直な方向以外の方向に車椅子が移動することを可能にする。

好ましくは、シャフト部６は、シャフト部６上に外挿される各リング４の間に配置されたストラット７も備える。ストラット７は特に、リング４をある径方向位置に保持できるように形作られている。

このように保持することにより、特にリング４が圧縮されることを回避し、そのため全方向車輪１が全方向へなめらかに移動するためにリング４が回転することを容易にする。
リング４をある径方向位置に保持するために、ストラット７は好ましくは、中心ハブ２とは反対側にあるシャフト部６の円弧の面において幅広部分と、ハブ２に近い側のシャフト部６の側面に幅狭部分とを有する。このような実施形態は、特に添付の図１及び３に示されている。

シャフト部６に話を戻すと、シャフト部６は好ましくは、特に添付の図３に示す、連続した当接する管状セグメント６１〜６５により形成される。
そのため、ストラット７が、２つの隣接する管状セグメント同士、例えば６１と６２との間にある各ベアリングの高さにおいて、リング４をある径方向位置に保持するように配置される。

複数の管状セグメント６１〜６５を用いたこのような形状によっても、リング４がシャフト部６の周りを回転しやすくなり、本発明の全方向車輪１の全方向への滑らかな移動が可能になる。

図３では、管状セグメント６１又は６５の外壁を直線状にも、凸状にも、凹状にさえもすることができることも見て取れる。この外壁は溝状や波状などの、その他の形状を有することもできる。

本発明の特に好適な例示的実施形態によれば、全方向車輪１は、２つのストラット７の間に取り付けられて上にリング４が支持される軸受リング８も備える。
全方向車輪１の各リング４を、好ましくは軸受リング８上に取り付けることができることが理解されよう。しかしながら、リング４の一部のみが軸受リング８上に取り付けられることも考えられる。

軸受リング８は、軸受リング８が取り付けられる管状セグメント６１〜６５の壁部の形状と合致するように形作られる。管状セグメントの壁部がそれぞれ直線状、凹状、又は凸状をなしているときの、軸受リング８、８１、及び８２のとり得る形状の概略図が、図３に示される。

軸受リング８、８１、又は８２は好ましくは、軸受リング８、８１、又は８２をそれぞれシャフト部６の管状セグメント６５、６４、及び６３に外挿することを容易にし得るスロットを有する。

リング４とシャフト部６との間において、そして２つのストラット７の間において、この軸受リング８、８１、又は８２があることで、シャフト部６の周りにおいてリング４が摺動すること、従ってシャフト部６の周りにおいてリング４が回転することを好適に助ける。

全方向車輪１の中心ハブ３に話を戻すと、中心ハブは、スポーク５、５１を挟み込むように、好ましくは互いに対して一体的に形成された２つのリム半体で好適に形成される。
２つのリム半体９のうちの１つを特に添付の図５に示す。図５は複数のリング４を車輪１の全周面上に有する本発明の完成した全方向車輪を表す。

本発明は、本発明の全方向車輪の組み立て用モジュール１０にも関する。このようなモジュール１０を添付の図４に示す。
本発明のモジュール１０は、第１段階においては、図４には示されていないが第２シャフト部に当接可能なシャフト部６を備える。

シャフト部６は、その各端部１１及び１１１に、シャフト部６と第２のモジュールの第２のシャフト部との共働を好適に可能にする、連結スタッド１２又は図４には示されていない内腔を備える。

このため、シャフト部６は、その各端部１１及び１１１に、連結スタッド１２を有することができる。これにより、隣接するシャフト部は、シャフト部６と共働する内腔を端部に備えなければならないことになる。

別の実施形態によれば、シャフト部６は、その各端部１１及び１１１に、内腔を有する。この場合においては、連結スタッド１２はモジュール１０から独立した、適合させた部品とすることができる。隣接するモジュールのシャフト部同士が、シャフト部６と共働する端部において連結スタッドを有することも可能である。

図４に示す好ましい実施形態によれは、シャフト部６は、一方の端部１１に連結スタッド１２を有し、反対側の端部１１１に内腔を有する。このように、特に好適な方法で、シャフト部の連結スタッド１２は第２のシャフト部の凹部と共働することができ、よって、２つの隣接するセグメント６を互いに一体化して維持することができる。

好適には、連結スタッド及び／又は内腔は、本発明の全方向車輪１を形成するようにシャフト部６が組み立てられたときに、シャフト部６同士が互いに対して相対回転することを妨げる役割も有する。

本発明のモジュール１０のシャフト部６は好ましくは、図４に示されていない複数の管状セグメントで形成される。
本発明のモジュール１０は、シャフト部６と一体的でありハブ２に取り付けられることを目的とするスポーク５も備える。図４では、スポーク５は連結スタッド１２を有するシャフト部６の端部１１と同じ平面上において一体化している。しかしながら、こうした実施形態は、本発明のモジュール１０を限定するものと考えるべきではなく、実際はスポーク５をシャフト部６の端部１１１に一体化させることもできる。

最後に、全方向車輪１の組み立て用モジュール１０は、好ましくは弾性材料で形成されたリング４を有し、２つのリング４はストラット７により隔てられている。
興味深い実施形態によれば、本発明のモジュール１０は、２つのストラット７の間に取り付けられた軸受リング８も備え、軸受リング８はリング４を支持して、リング４がモジュール１０のシャフト部６の周りで回転することを容易にする。

本発明のモジュール１０は、本発明の全方向車輪１を特に容易にかつ迅速に組み立てることを可能にする。
実際には、第１段階において、適切な数の本発明のモジュール１０がスポーク５によって中心ハブ２に取り付けられる。

そして好ましくは、２つのリム半体が設置されて、該２つのリム半体は、接近してスポーク５を挟み込むように互いに対して一体化される。
そして添付の図５に示す完成した全方向車輪１が得られ、複数の全方向車輪１を有する車椅子が全方向へ困難なく移動することが可能になる。

Claims (7)

1. 径方向平面に沿って配列された車輪又はスリーブが並んでいることにより形成されるトレッド（３）が周囲に取り付けられた中心ハブ（２）を備える全方向車輪（１）であって、前記全方向車輪（１）は、前記ハブ（２）と同軸を有し、かつ、回転自在のリング（４）が外挿される円形の断面を有するシャフト部（６）により対をなして接続されるスポーク（５、５１）を備え、前記車輪（１）は、前記シャフト部（６）が各リング（４）の間に配置されたストラット（７）も備え、前記ストラット（７）は、前記リング（４）がある径方向位置に留まるように形作られることを特徴とし、かつ、前記シャフト部（６）は連続した数個の当接する管状セグメント（６１、６２、６３、６４、６５）で形成されることを特徴とする、全方向車輪（１）。
2. 前記リング（４）を支持することを目的とする軸受リング（８）が、２つのストラット（７）の間の前記シャフト部（６）上に取り付けられる、請求項１に記載の全方向車輪（１）。
3. 前記軸受リング（８、８１、８２）が、前記管状セグメント（６１、６２、６３、６４、６５）の壁部の形状に合致するように形作られる、請求項２に記載の全方向車輪（１）。
4. 前記ハブ（２）が、互いに対して一体的に形成されて前記スポーク（５、５１）を挟み込む２つのリム半体（９）で形成される、請求項１〜３のいずれか１項に記載の全方向車輪（１）。
5. 請求項１〜４のいずれか１項に記載の全方向車輪（１）の組み立て用モジュール（１０）であって、
   第２のシャフト部との共働を可能にする連結スタッド（１２）又は内腔を各端部（１１、１１１）に有する当接可能なシャフト部（６）と、
   前記シャフト部（６）と一体的なスポーク（５）と、
   支持されたリング（４）と
   を備える、モジュール（１０）。
6. 前記シャフト部（６）が、連続した当接する管状セグメント（６１、６２、６３、６４、６５）で形成される、請求項５に記載のモジュール（１０）。
7. ２つのストラット（７）の間に軸受リング（８）も備える、請求項５又は６に記載のモジュール（１０）。

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