JP2016124348A

JP2016124348A - Omni wheel

Info

Publication number: JP2016124348A
Application number: JP2014265085A
Authority: JP
Inventors: 鈴木　剛; Takeshi Suzuki; 鈴木　　剛; 仁河野; Hitoshi Kono
Original assignee: Tokyo Denki University
Current assignee: Tokyo Denki University
Priority date: 2014-12-26
Filing date: 2014-12-26
Publication date: 2016-07-11

Abstract

PROBLEM TO BE SOLVED: To provide the novel structure of an omni wheel capable of reducing the number of members for forming a roller.SOLUTION: The rotary shaft of a first roller 100 extends from the bottom surface of one of two recesses 110 to the bottom surface of the other recess 110. A second roller 200 is provided in each of the two recesses 110. The rotary shaft of the second roller 200 faces a direction intersecting the rotary shaft of the first roller 100. A holding part 300 holds the rotary shaft of the first roller 100 and the rotary shaft of the second roller 200. A part of the holding part 300 is positioned from at least one of the two recesses 110 toward the outside of the two recesses 110. A support member 400 is fitted to the abovementioned part of the holding part 300. The support member 400 supports a rotary shaft for rotating the holding part 300 in a direction intersecting both the rotary shaft of the first roller 100 and the rotary shaft of the second roller 200.SELECTED DRAWING: Figure 1

Description

本発明は、オムニホイールに関する。 The present invention relates to an omni wheel.

オムニホイールは、回転軸が互いに異なる方向を向いている複数のローラを備えている。オムニホイールは、このような複数のローラを回転させることで、任意の方向に転がることができる。そして現在、オムニホイールに関する様々な構造が検討されている。例えば、特許文献１及び非特許文献１には、２つの半球体を用いて形成されたオムニホイールが記載されている。これら２つの半球体は、１つの球体を形成するように接合されている。これら２つの半球体それぞれには、凹部が形成されている。この凹部には、ローラが設けられている。そして２つの上記した凹部の一方から他方にかけて上記した球体の回転軸が延伸している。さらに、上記した２つの半球体の隙間から外側に向かって、上記した球体の他の回転軸が延伸している。 The omni wheel includes a plurality of rollers whose rotation axes are directed in different directions. The omni wheel can roll in any direction by rotating such a plurality of rollers. At present, various structures relating to the omni wheel are being studied. For example, Patent Literature 1 and Non-Patent Literature 1 describe an omni wheel formed using two hemispheres. These two hemispheres are joined to form one sphere. A concave portion is formed in each of these two hemispheres. A roller is provided in the recess. And the rotating shaft of the above-mentioned spherical body extends from one of the two above-mentioned recesses to the other. Furthermore, the other rotating shafts of the spheres described above extend outward from the gap between the two hemispheres.

特開２００７−２１０５７６号公報JP 2007-210576 A

妻木勇一、渡部昂輝、孔鳳国、多田隈理一郎、多田隈建二郎「球体駆動用小型球形オムニホイール」Ｐｒｏｃｅｅｄｉｎｇｓｏｆｔｈｅ２０１４ＪＳＭＥＣｏｎｆｅｒｅｎｃｅｏｎＲｏｂｏｔｉｃs ａｎｄＭｅｃｈａｔｒｏｎｉｃｓ、２０１４年５月２５日〜２９日、３Ｐ２−Ｋ０５Yuichi Tsumaki, Yuki Watanabe, Kunihiro Kouta, Riichiro Tada, Kenjiro Tada “Small spherical omni wheel for driving a sphere” Proceedings of the 2014 JSME Conference on Robotics and Mechatronics, May 25-29, 2014, May 25-29, 2013

オムニホイールでは、ローラを形成するための部材の数が少ないことが望ましい。本発明者らは、オムニホイールにおいてローラを形成するための部材の数を少なくするための構造を検討した。 In the omni wheel, it is desirable that the number of members for forming the roller is small. The present inventors examined a structure for reducing the number of members for forming a roller in an omni wheel.

本発明の目的は、オムニホイールにおいてローラを形成するための部材の数を新規な構造で少ないものにすることにある。 An object of the present invention is to reduce the number of members for forming a roller in an omni wheel with a novel structure.

本発明によれば、
互いに逆側に位置する２つの凹部を球体に設けることにより形成され、回転軸が前記２つの凹部の一方の底面から前記２つの凹部の他方の底面に向かって延伸している第１ローラと、
前記２つの凹部それぞれに設けられ、回転軸が前記第１ローラの前記回転軸に交わる方向を向いている第２ローラと、
前記第１ローラの前記回転軸及び前記第２ローラの前記回転軸を保持しており、一部が前記２つの凹部の少なくとも一方から前記２つの凹部の外側にかけて位置している保持部と、
前記保持部の前記一部に取り付けられており、前記保持部を回転させるための回転軸を前記第１ローラの前記回転軸及び前記第２ローラの前記回転軸の双方に交わる方向に支持する支持部材と、
を備えるオムニホイールが提供される。 According to the present invention,
A first roller formed by providing a spherical body with two concave portions positioned on opposite sides of each other, and a rotation shaft extending from one bottom surface of the two concave portions toward the other bottom surface of the two concave portions;
A second roller provided in each of the two recesses, the rotation axis of the first roller facing a direction intersecting the rotation axis of the first roller;
Holding the rotation shaft of the first roller and the rotation shaft of the second roller, a holding portion that is located from at least one of the two recesses to the outside of the two recesses,
A support attached to the part of the holding portion and supporting a rotation shaft for rotating the holding portion in a direction intersecting both the rotation shaft of the first roller and the rotation shaft of the second roller. Members,
An omni wheel is provided.

本発明によれば、オムニホイールにおいてローラを形成するための部材の数を新規な構造で少ないものにするができる。 According to the present invention, the number of members for forming a roller in an omni wheel can be reduced with a novel structure.

第１の実施形態に係るオムニホイールの構成を示す斜視図である。It is a perspective view which shows the structure of the omni wheel which concerns on 1st Embodiment. 図１に示したオムニホイールを第１方向（図中ｘ方向）から見た平面図である。It is the top view which looked at the omni wheel shown in FIG. 1 from the 1st direction (x direction in a figure). 図１に示したオムニホイールを第２方向（図中ｙ方向）から見た平面図である。It is the top view which looked at the omni wheel shown in FIG. 1 from the 2nd direction (y direction in a figure). 図１に示したオムニホイールを第３方向（図中ｚ方向）から見た平面図である。It is the top view which looked at the omni wheel shown in FIG. 1 from the 3rd direction (z direction in the figure). 図２のＡ−Ａ´断面図である。It is AA 'sectional drawing of FIG. 第１ローラを第１方向（図中ｘ方向）から見た平面図である。It is the top view which looked at the 1st roller from the 1st direction (x direction in a figure). 図６のＡ−Ａ´断面図である。It is AA 'sectional drawing of FIG. 図３から第１ローラ及び第２ローラを取り除いた図である。It is the figure which removed the 1st roller and the 2nd roller from FIG. 図８に示した各部材を分離した図である。It is the figure which isolate | separated each member shown in FIG. （ａ）は、図８に示した第１軸部材の構成を示す断面図であり、（ｂ）は、図８に示した第２軸部材の構成を示す断面図である。(A) is sectional drawing which shows the structure of the 1st shaft member shown in FIG. 8, (b) is sectional drawing which shows the structure of the 2nd shaft member shown in FIG. 図８に示した第１保持部材の構成を示す斜視図である。It is a perspective view which shows the structure of the 1st holding member shown in FIG. 図５に示した第２ローラを拡大した図である。It is the figure which expanded the 2nd roller shown in FIG. 図１に示したオムニホイールを組み立てる方法の一例を示す図である。It is a figure which shows an example of the method of assembling the omni wheel shown in FIG. （ａ）は、第１ローラの回転を説明するための図であり、（ｂ）は、第２ローラの回転を説明するための図であり、（ｃ）は、保持部の回転を説明するための図である。(A) is a figure for demonstrating rotation of a 1st roller, (b) is a figure for demonstrating rotation of a 2nd roller, (c) demonstrates rotation of a holding | maintenance part. FIG. 図１に示したオムニホイールの使用方法の第１例を示す図である。It is a figure which shows the 1st example of the usage method of the omni wheel shown in FIG. 図１に示したオムニホイールの使用方法の第２例を示す図である。It is a figure which shows the 2nd example of the usage method of the omni wheel shown in FIG. 第２の実施形態に係るオムニホイールの構成を示す断面図である。It is sectional drawing which shows the structure of the omni wheel which concerns on 2nd Embodiment. 図１７に示した軸受を第１方向（図中ｘ方向）から見た平面図である。It is the top view which looked at the bearing shown in FIG. 17 from the 1st direction (x direction in the figure). 図１７に示したオムニホイールに用いられる第１ローラの構成を示す平面図である。It is a top view which shows the structure of the 1st roller used for the omni wheel shown in FIG. 図１９のＡ−Ａ´断面図である。It is AA 'sectional drawing of FIG. 図１７の変形例を示す図である。It is a figure which shows the modification of FIG. 図２１に示した軸受を第１方向（図中ｘ方向）から見た平面図である。It is the top view which looked at the bearing shown in FIG. 21 from the 1st direction (x direction in the figure).

以下、本発明の実施の形態について、図面を用いて説明する。尚、すべての図面において、同様な構成要素には同様の符号を付し、適宜説明を省略する。 Hereinafter, embodiments of the present invention will be described with reference to the drawings. In all the drawings, the same reference numerals are given to the same components, and the description will be omitted as appropriate.

（第１の実施形態）
図１は、第１の実施形態に係るオムニホイールの構成を示す斜視図である。図２は、図１に示したオムニホイールを第１方向（図中ｘ方向）から見た平面図である。図３は、図１に示したオムニホイールを第２方向（図中ｙ方向）から見た平面図である。図４は、図１に示したオムニホイールを第３方向（図中ｚ方向）から見た平面図である。図５は、図２のＡ−Ａ´断面図である。図１〜図５の各図において、ｘ方向、ｙ方向、及びｚ方向は互いに直交している。 (First embodiment)
FIG. 1 is a perspective view showing a configuration of an omni wheel according to the first embodiment. FIG. 2 is a plan view of the omni wheel shown in FIG. 1 as viewed from the first direction (x direction in the figure). FIG. 3 is a plan view of the omni wheel shown in FIG. 1 as viewed from the second direction (y direction in the figure). FIG. 4 is a plan view of the omni wheel shown in FIG. 1 as viewed from a third direction (z direction in the drawing). FIG. 5 is a cross-sectional view taken along the line AA ′ of FIG. 1 to 5, the x direction, the y direction, and the z direction are orthogonal to each other.

このオムニホイールは、第１ローラ１００、第２ローラ２００、保持部３００、及び支持部材４００を備えている。第１ローラ１００は、互いに逆側に位置する２つの凹部１１０を球体に設けることにより形成されている。第１ローラ１００の回転軸は、２つの凹部１１０の一方の底面から２つの凹部１１０の他方の底面に向かって延伸している。第２ローラ２００は、２つの凹部１１０それぞれに設けられている。第２ローラ２００の回転軸は、第１ローラ１００の回転軸に交わる方向を向いている。保持部３００は、第１ローラ１００の回転軸及び第２ローラ２００の回転軸を保持している。保持部３００の一部は、２つの凹部１１０の少なくとも一方から２つの凹部１１０の外側にかけて位置している。支持部材４００は、保持部３００の上記した一部に取り付けられている。支持部材４００は、保持部３００を回転させるための回転軸を第１ローラ１００の回転軸及び第２ローラ２００の回転軸の双方に交わる方向に支持する。以下、詳細に説明する。 The omni wheel includes a first roller 100, a second roller 200, a holding unit 300, and a support member 400. The first roller 100 is formed by providing two concave portions 110 located on opposite sides of the sphere. The rotation axis of the first roller 100 extends from one bottom surface of the two recesses 110 toward the other bottom surface of the two recesses 110. The second roller 200 is provided in each of the two recesses 110. The rotation axis of the second roller 200 faces the direction intersecting with the rotation axis of the first roller 100. The holding unit 300 holds the rotation shaft of the first roller 100 and the rotation shaft of the second roller 200. A part of the holding unit 300 is located from at least one of the two recesses 110 to the outside of the two recesses 110. The support member 400 is attached to the part of the holding unit 300 described above. The support member 400 supports a rotation shaft for rotating the holding unit 300 in a direction intersecting with both the rotation shaft of the first roller 100 and the rotation shaft of the second roller 200. Details will be described below.

第１ローラ１００及び第２ローラ２００は、互いに独立して回転可能になっている。第１ローラ１００は、回転軸が第１方向（図中ｘ方向）を向いている。第２ローラ２００は、回転軸が第２方向（図中ｙ方向）を向いている。第１ローラ１００は、軸５００（図５）に対して回転可能になっている。軸５００は、穴１２２を貫通している。穴１２２は、第１ローラ１００の２つの凹部１１０の底面を貫通している。後述するように、第１ローラ１００は、球体を用いて形成されている。第２ローラ２００は、軸６００（図５）に対して回転可能になっている。第２ローラ２００は、第２ローラ２００の回転軸方向に沿って長い回転楕円体を用いて形成されている。なお、軸５００及び軸６００それぞれの構造の詳細は後述する。 The first roller 100 and the second roller 200 are rotatable independently of each other. As for the 1st roller 100, the rotating shaft has faced the 1st direction (x direction in a figure). As for the 2nd roller 200, the rotating shaft has faced the 2nd direction (y direction in a figure). The first roller 100 is rotatable with respect to the shaft 500 (FIG. 5). The shaft 500 passes through the hole 122. The hole 122 passes through the bottom surfaces of the two concave portions 110 of the first roller 100. As will be described later, the first roller 100 is formed using a sphere. The second roller 200 is rotatable with respect to the shaft 600 (FIG. 5). The second roller 200 is formed using a long spheroid along the rotation axis direction of the second roller 200. Details of the structures of the shaft 500 and the shaft 600 will be described later.

支持部材４００は、基材４１０及び軸４２０を備えている。基材４１０は、板状（本図に示す例では、円盤状）である。基材４１０は、ねじによって保持部３００に固定されている。なお、基材４１０は、保持部３００に対して回転することができない。軸４２０は、基材４１０から第３方向（図中ｚ方向）に向かって突出している。後述するように、軸４２０は、保持部３００の回転軸となる。基材４１０及び軸４２０は、一体として形成されている。このため、軸４２０は、基材４１０に対して回転することができない。なお、支持部材４００は、保持部３００と一体として形成されていてもよい。この場合、保持部３００と支持部材４００を接合するための部材（例えば、支持部材４００を保持部３００に固定するためのねじ）を減らすことができる。 The support member 400 includes a base material 410 and a shaft 420. The base material 410 has a plate shape (in the example shown in the drawing, a disk shape). The base material 410 is fixed to the holding unit 300 with screws. The base material 410 cannot rotate with respect to the holding unit 300. The shaft 420 protrudes from the base material 410 in the third direction (z direction in the drawing). As will be described later, the shaft 420 serves as a rotation shaft of the holding unit 300. The base material 410 and the shaft 420 are integrally formed. For this reason, the shaft 420 cannot rotate with respect to the base material 410. Note that the support member 400 may be formed integrally with the holding unit 300. In this case, a member for joining the holding unit 300 and the support member 400 (for example, a screw for fixing the support member 400 to the holding unit 300) can be reduced.

保持部３００は、支持部材４００と一体となって回転する。この場合、保持部３００は、回転軸が軸４２０となる方向に回転することができる。さらにこの場合、第１ローラ１００の回転軸及び第２ローラ２００の回転軸が保持部３００と一体となって回転する。より詳細には、図４に示すように、保持部３００の回転軸の方向（図中ｚ方向）から見た場合、第１ローラ１００の表面及び第２ローラ２００の表面は、同一の円周上に位置している。これにより、第１ローラ１００及び第２ローラ２００は、軸４２０が回転軸になる方向に滑らかに転がることができる。 The holding unit 300 rotates integrally with the support member 400. In this case, the holding unit 300 can rotate in a direction in which the rotation axis becomes the axis 420. Further, in this case, the rotation shaft of the first roller 100 and the rotation shaft of the second roller 200 rotate integrally with the holding unit 300. More specifically, as shown in FIG. 4, the surface of the first roller 100 and the surface of the second roller 200 have the same circumference when viewed from the direction of the rotation axis of the holding unit 300 (z direction in the drawing). Located on the top. Thereby, the 1st roller 100 and the 2nd roller 200 can roll smoothly in the direction in which the axis | shaft 420 turns into a rotating shaft.

図６は、第１ローラ１００を第１方向（図中ｘ方向）から見た平面図である。図７は、図６のＡ−Ａ´断面図である。第１ローラ１００は、球体を用いて形成されている。この球体は、完全な球に限定されるものではなく、例えば、完全な球から多少ずれた形状（例えば、楕円体）であってもよい。第１ローラ１００には、互いに逆側に位置する２つの凹部１１０が設けられている。本図に示す例において、これら２つの凹部１１０は、第１ローラ１００の中心に対称な形状を有している。 FIG. 6 is a plan view of the first roller 100 as viewed from the first direction (the x direction in the figure). FIG. 7 is a cross-sectional view taken along the line AA ′ of FIG. The first roller 100 is formed using a sphere. The sphere is not limited to a complete sphere, and may be, for example, a shape (for example, an ellipsoid) slightly deviated from the complete sphere. The first roller 100 is provided with two concave portions 110 located on opposite sides. In the example shown in this drawing, these two concave portions 110 have a symmetrical shape at the center of the first roller 100.

凹部１１０の底面の中心には、凸部１２０が形成されている。そして凸部１２０には、穴１２２が形成されている。穴１２２は、２つの凹部１１０の底面（凸部１２０）を貫通している。そして穴１２２には、軸５００（図５）が貫通する。この場合、第１ローラ１００は、軸５００に対して回転可能になる。さらに、本図に示す例では、凹部１１０の底面には、凹部１１０の深さ方向から見た場合に凸部１２０を囲むように複数の穴１１２が配置されている。これらの穴１１２は、２つの凹部１１０の底面を貫通している。このような穴１１２を設けることにより、第１ローラ１００の重量を軽くすることができる。 A convex portion 120 is formed at the center of the bottom surface of the concave portion 110. A hole 122 is formed in the convex portion 120. The hole 122 penetrates the bottom surfaces (convex portions 120) of the two concave portions 110. The shaft 500 (FIG. 5) passes through the hole 122. In this case, the first roller 100 can rotate with respect to the shaft 500. Furthermore, in the example shown in this drawing, a plurality of holes 112 are arranged on the bottom surface of the concave portion 110 so as to surround the convex portion 120 when viewed from the depth direction of the concave portion 110. These holes 112 pass through the bottom surfaces of the two recesses 110. By providing such a hole 112, the weight of the first roller 100 can be reduced.

図８は、図３から第１ローラ１００及び第２ローラ２００を取り除いた図である。図９は、図８に示した各部材を分離した図である。図１０（ａ）は、図８に示した第１軸部材５１０の構成を示す断面図である。図１０（ｂ）は、図８に示した第２軸部材５２０の構成を示す断面図である。図１１は、図８に示した第１保持部材３１０の構成を示す斜視図である。保持部３００は、２つの第１保持部材３１０及び２つの第２保持部材３２０を備えている。２つの第１保持部材３１０の一方には、第１軸部材５１０が取り付けられている。２つの第１保持部材３１０の他方には、第２軸部材５２０が取り付けられている。 FIG. 8 is a view in which the first roller 100 and the second roller 200 are removed from FIG. 3. FIG. 9 is a diagram in which the members shown in FIG. 8 are separated. FIG. 10A is a cross-sectional view showing a configuration of the first shaft member 510 shown in FIG. FIG. 10B is a cross-sectional view showing the configuration of the second shaft member 520 shown in FIG. FIG. 11 is a perspective view showing the configuration of the first holding member 310 shown in FIG. The holding unit 300 includes two first holding members 310 and two second holding members 320. A first shaft member 510 is attached to one of the two first holding members 310. A second shaft member 520 is attached to the other of the two first holding members 310.

図８及び図９に示すように、軸５００は、軸５００の延伸方向に沿って、複数の部材に分割することができる。本図に示す例では、軸５００は、２つの部材（第１軸部材５１０及び第２軸部材５２０）に分割することができる。ただし、軸５００は、３つ以上の部材に分割されてもよい。上記したように、軸５００は、第１ローラ１００の穴１２２（図６及び図７）を貫通する。 As shown in FIGS. 8 and 9, the shaft 500 can be divided into a plurality of members along the extending direction of the shaft 500. In the example shown in the drawing, the shaft 500 can be divided into two members (a first shaft member 510 and a second shaft member 520). However, the shaft 500 may be divided into three or more members. As described above, the shaft 500 passes through the hole 122 (FIGS. 6 and 7) of the first roller 100.

図１０に示すように、第１軸部材５１０の一端には凹部５１２が形成されている。これに対して第２軸部材５２０の一端には凸部５２２が形成されている。凸部５２２は、凹部５１２にはめ込むことができる。これにより、第１軸部材５１０と第２軸部材５２０は互いに接合する。さらに、第１軸部材５１０の他端には穴５１４が形成されている。同様にして、第２軸部材５２０の他端には穴５２４が形成されている。後述するように、穴５１４には、第１保持部材３１０（図８及び図９）を第１軸部材５１０に接合する場合にねじがねじ込まれる。同様にして、穴５２４には、第１保持部材３１０（図８及び図９）を第２軸部材５２０に接合する場合にねじがねじ込まれる。 As shown in FIG. 10, a recess 512 is formed at one end of the first shaft member 510. On the other hand, a convex portion 522 is formed at one end of the second shaft member 520. The convex portion 522 can be fitted into the concave portion 512. Thereby, the first shaft member 510 and the second shaft member 520 are joined to each other. Further, a hole 514 is formed at the other end of the first shaft member 510. Similarly, a hole 524 is formed in the other end of the second shaft member 520. As will be described later, a screw is screwed into the hole 514 when the first holding member 310 (FIGS. 8 and 9) is joined to the first shaft member 510. Similarly, a screw is screwed into the hole 524 when the first holding member 310 (FIGS. 8 and 9) is joined to the second shaft member 520.

図８及び図９に戻る。２つの第１保持部材３１０の一方は、第１軸部材５１０に取り付けられる。２つの第１保持部材３１０の他方は、第２軸部材５２０に取り付けられる。第１保持部材３１０は、２つの凹部１１０（例えば、図１）それぞれに設けられる。第１保持部材３１０は、例えば、ねじによって第１軸部材５１０（第２軸部材５２０）に接合される。ただし、第１保持部材３１０は、第１軸部材５１０（第２軸部材５２０）と一体として形成されていてもよい。この場合、第１保持部材３１０と第１軸部材５１０（第２軸部材５２０）は、例えば、溶接によって互いに接合している。これにより、第１保持部材３１０と第１軸部材５１０（第２軸部材５２０）を接合するための部材（例えば、ねじ）を減らすことができる。 Returning to FIG. 8 and FIG. One of the two first holding members 310 is attached to the first shaft member 510. The other of the two first holding members 310 is attached to the second shaft member 520. The first holding member 310 is provided in each of the two recesses 110 (for example, FIG. 1). The first holding member 310 is joined to the first shaft member 510 (second shaft member 520) with a screw, for example. However, the first holding member 310 may be formed integrally with the first shaft member 510 (second shaft member 520). In this case, the first holding member 310 and the first shaft member 510 (second shaft member 520) are joined to each other by welding, for example. Thereby, the member (for example, screw) for joining the 1st holding member 310 and the 1st axis member 510 (2nd axis member 520) can be reduced.

第２保持部材３２０は、２つの第１保持部材３１０に跨って形成されている。そして第２保持部材３２０は、２つの第１保持部材３１０に取り外し可能に取り付けられている。第２保持部材３２０は、例えば、ねじによって第１保持部材３１０に取り付けられている。これにより、第２保持部材３２０が２つの凹部１１０（例えば、図１）に跨って形成されるように保持部３００を第１ローラ１００（例えば、図１）に取り付けることができる。なお、第２保持部材３２０の剛性がある程度高い場合は、第２保持部材３２０は、２つの第１保持部材３１０の一方から分離されていてもよい。 The second holding member 320 is formed across the two first holding members 310. The second holding member 320 is detachably attached to the two first holding members 310. The second holding member 320 is attached to the first holding member 310 by, for example, a screw. Thereby, the holding | maintenance part 300 can be attached to the 1st roller 100 (for example, FIG. 1) so that the 2nd holding member 320 may be formed ranging over two recessed parts 110 (for example, FIG. 1). When the second holding member 320 has a certain degree of rigidity, the second holding member 320 may be separated from one of the two first holding members 310.

図１１に示すように、第１保持部材３１０は、２つの第１アーム３１２及び２つの第２アーム３１４を備えている。２つの第１アーム３１２は、互いに逆側に位置している。２つの第２アーム３１４は、２つの第２アーム３１４の一方から他方にかけて延伸する領域と２つの第１アーム３１２の一方から他方にかけて延伸する領域が互いに交わるように（本図に示す例では、これらの領域が互いに直交するように）配置されている。そしてこれらの第１アーム３１２及び第２アーム３１４は、同じ方向を向いている。 As shown in FIG. 11, the first holding member 310 includes two first arms 312 and two second arms 314. The two first arms 312 are located on opposite sides. The two second arms 314 have a region extending from one of the two second arms 314 to the other and a region extending from one of the two first arms 312 to the other (in the example shown in the figure, These regions are arranged so that they are orthogonal to each other. The first arm 312 and the second arm 314 are directed in the same direction.

２つの第１アーム３１２の間の領域と２つの第２アーム３１４の間の領域が交わる領域には、複数の穴３３２が形成されている。本図に示す例では、第１保持部材３１０を軸５００に接合する場合、穴３３２を介して穴５１４（穴５２４）（図１０）にねじがねじ込まれる。２つの第１アーム３１２それぞれには、穴３３４が形成されている。後述するように、穴３３４は、第２ローラ２００（図１〜図５）の回転軸を第１アーム３１２に保持するために用いられる。第２アーム３１４の先端には、穴３３６が形成されている。本図に示す例では、第２保持部材３２０を第１保持部材３１０に接合する場合、第２保持部材３２０に形成された穴を介して穴３３６にねじがねじ込まれる。 A plurality of holes 332 are formed in a region where a region between the two first arms 312 and a region between the two second arms 314 intersect. In the example shown in this drawing, when the first holding member 310 is joined to the shaft 500, a screw is screwed into the hole 514 (hole 524) (FIG. 10) via the hole 332. A hole 334 is formed in each of the two first arms 312. As will be described later, the hole 334 is used to hold the rotation shaft of the second roller 200 (FIGS. 1 to 5) on the first arm 312. A hole 336 is formed at the tip of the second arm 314. In the example shown in the drawing, when the second holding member 320 is joined to the first holding member 310, a screw is screwed into the hole 336 through the hole formed in the second holding member 320.

図１２は、図５に示した第２ローラ２００を拡大した図である。本図に示すように、互いに逆側に位置する２つの第１アーム３１２は、凹部１１０の内部で可能な限り互いに離れて位置している。これにより、第１アーム３１２と第１ローラ１００の間に形成される隙間を小さいものにすることができる。さらに、第２ローラ２００の長さを長いものにすることができる。 FIG. 12 is an enlarged view of the second roller 200 shown in FIG. As shown in the figure, the two first arms 312 located on the opposite sides are located as far as possible from each other inside the recess 110. Thereby, the clearance gap formed between the 1st arm 312 and the 1st roller 100 can be made small. Further, the length of the second roller 200 can be increased.

第２ローラ２００には、軸６００が貫通している。第２ローラ２００は、軸６００に対して回転可能になっている。軸６００は、ばね６１０及び２つの軸部材６２０を備えている。２つの軸部材６２０は、ばね６１０を介して互いに逆側に位置している。これにより、２つの軸部材６２０には、互いに離れる方向に力が働いている。そして軸部材６２０の先端は、第１保持部材３１０（第１アーム３１２）の穴３３４にはめ込まれている。これにより、第２ローラ２００の回転軸を第１保持部材３１０（第１アーム３１２）に保持することができる。 A shaft 600 passes through the second roller 200. The second roller 200 is rotatable with respect to the shaft 600. The shaft 600 includes a spring 610 and two shaft members 620. The two shaft members 620 are located on opposite sides of each other via the spring 610. Thereby, force is acting on the two shaft members 620 in directions away from each other. The tip of the shaft member 620 is fitted in the hole 334 of the first holding member 310 (first arm 312). Thereby, the rotating shaft of the 2nd roller 200 can be hold | maintained at the 1st holding member 310 (1st arm 312).

図１３は、図１に示したオムニホイールを組み立てる方法の一例を示す図であり、図５に対応する。まず、一の第１保持部材３１０（図１１）を第１軸部材５１０（図１０（ａ））に接合する。さらに、他の第１保持部材３１０（図１１）を第２軸部材５２０（図１０（ｂ））に接合する。さらに、２つの第１保持部材３１０それぞれに第２ローラ２００を設ける。 FIG. 13 is a diagram showing an example of a method for assembling the omni wheel shown in FIG. 1, and corresponds to FIG. First, one first holding member 310 (FIG. 11) is joined to the first shaft member 510 (FIG. 10A). Furthermore, the other first holding member 310 (FIG. 11) is joined to the second shaft member 520 (FIG. 10B). Further, the second roller 200 is provided on each of the two first holding members 310.

次いで、図１３に示すように、第１軸部材５１０を２つの凹部１１０の一方から穴１２２に通す。さらに、第２軸部材５２０を２つの凹部１１０の他方から穴１２２に通す。これにより、穴１２２の内部において、第１軸部材５１０と第２軸部材５２０が接合する。 Next, as shown in FIG. 13, the first shaft member 510 is passed through the hole 122 from one of the two recesses 110. Further, the second shaft member 520 is passed through the hole 122 from the other of the two recesses 110. Accordingly, the first shaft member 510 and the second shaft member 520 are joined inside the hole 122.

次いで、一の第２保持部材３２０を２つの凹部１１０に跨って設ける。そしてこの第２保持部材３２０を２つの第１保持部材３１０に接合する。さらに、他の第２保持部材３２０を２つの凹部１１０に跨って設ける。そしてこの第２保持部材３２０を２つの第１保持部材３１０に接合する。さらに、２つの第２保持部材３２０それぞれに支持部材４００を取り付ける。このようにして図１に示したオムニホイールが組み立てられる。 Next, one second holding member 320 is provided across the two recesses 110. Then, the second holding member 320 is joined to the two first holding members 310. Further, another second holding member 320 is provided across the two recesses 110. Then, the second holding member 320 is joined to the two first holding members 310. Further, the support member 400 is attached to each of the two second holding members 320. In this way, the omni wheel shown in FIG. 1 is assembled.

図１４（ａ）は、第１ローラ１００の回転を説明するための図である。本図に示すように、第１ローラ１００の回転軸は、第１方向（図中ｘ方向）を向いている。そして第１ローラ１００は、第２ローラ２００及び保持部３００とは独立して回転可能である。言い換えると、第１ローラ１００を回転させても、第２ローラ２００及び保持部３００は回転しない。 FIG. 14A is a diagram for explaining the rotation of the first roller 100. As shown in the figure, the rotation axis of the first roller 100 is oriented in the first direction (x direction in the figure). The first roller 100 can rotate independently of the second roller 200 and the holding unit 300. In other words, even if the first roller 100 is rotated, the second roller 200 and the holding unit 300 do not rotate.

図１４（ｂ）は、第２ローラ２００の回転を説明するための図である。本図に示すように、第２ローラ２００の回転軸は、第２方向（図中ｙ方向）を向いている。そして第２ローラ２００は、第１ローラ１００及び保持部３００とは独立して回転可能である。言い換えると、第２ローラ２００を回転させても、第１ローラ１００及び保持部３００は回転しない。 FIG. 14B is a diagram for explaining the rotation of the second roller 200. As shown in the figure, the rotation axis of the second roller 200 faces the second direction (y direction in the figure). The second roller 200 can rotate independently of the first roller 100 and the holding unit 300. In other words, even if the second roller 200 is rotated, the first roller 100 and the holding unit 300 do not rotate.

図１４（ｃ）は、保持部３００の回転を説明するための図である。本図に示すように、保持部３００の回転軸は、第３方向（図中ｚ方向）を向いている。そして保持部３００は、第１ローラ１００の回転軸及び第２ローラ２００の回転軸を保持している。このため、保持部３００は、第１ローラ１００の回転軸及び第２ローラ２００の回転軸と一体となって回転することができる。 FIG. 14C is a diagram for explaining the rotation of the holding unit 300. As shown in the figure, the rotation axis of the holding unit 300 faces the third direction (z direction in the figure). The holding unit 300 holds the rotation shaft of the first roller 100 and the rotation shaft of the second roller 200. For this reason, the holding part 300 can rotate integrally with the rotating shaft of the first roller 100 and the rotating shaft of the second roller 200.

図１５は、図１に示したオムニホイールの使用方法の第１例を示す図である。本図に示す例では、支持部材４００の軸４２０には、支持部８０４が取り付けられている。支持部８０４は、軸４２０の向きを支持している。そして支持部８０４には、駆動部８０２が取り付けられている。駆動部８０２は、支持部８０４を介して軸４２０に駆動力を与える。駆動部８０２は、例えば回転型アクチュエータであり、より具体的には例えばモータである。軸４２０は、上記した駆動力によって回転する。このようにしてオムニホイールは、軸４２０が回転軸となる方向に回転することができる。 FIG. 15 is a diagram showing a first example of a method of using the omni wheel shown in FIG. In the example shown in the figure, a support portion 804 is attached to the shaft 420 of the support member 400. The support portion 804 supports the direction of the shaft 420. A driving unit 802 is attached to the support unit 804. The driving unit 802 applies a driving force to the shaft 420 via the support unit 804. The drive unit 802 is, for example, a rotary actuator, and more specifically, for example, a motor. The shaft 420 is rotated by the driving force described above. In this way, the omni wheel can rotate in a direction in which the shaft 420 serves as a rotation axis.

図１６は、図１に示したオムニホイールの使用方法の第２例を示す図である。本図に示す例は、駆動部８０２（図１５）が支持部８０４に取り付けられていない点を除いて、図１５に示した例と同様である。本図に示す例では、軸４２０を回転させるための駆動力を軸４２０が支持部８０４から受けることはない。一方、本図に示す例では、オムニホイールが転がる面から第１ローラ１００の表面及び第２ローラ２００の表面は摩擦力を受ける。そしてオムニホイールは、この摩擦力によって回転することができる。このようなオムニホイールは、例えば、キャスタに用いることができる。 FIG. 16 is a diagram showing a second example of a method of using the omni wheel shown in FIG. The example shown in this figure is the same as the example shown in FIG. 15 except that the drive unit 802 (FIG. 15) is not attached to the support unit 804. In the example shown in this drawing, the shaft 420 does not receive the driving force for rotating the shaft 420 from the support portion 804. On the other hand, in the example shown in this drawing, the surface of the first roller 100 and the surface of the second roller 200 receive a frictional force from the surface on which the omni wheel rolls. The omni wheel can be rotated by this frictional force. Such an omni wheel can be used for a caster, for example.

以上、本実施形態によれば、保持部３００は、第１ローラ１００の回転軸及び第２ローラ２００の回転軸を保持している。そして保持部３００は、一部が凹部１１０から凹部１１０の外側にかけて位置している。これにより、第１ローラ１００を２つ以上の部材に分割することなく、保持部３００の上記した一部を第１ローラ１００の外側に位置させることができる。このようにして本実施形態では、第１ローラ１００を形成するための部材の数を少ないものにすることができる。 As described above, according to the present embodiment, the holding unit 300 holds the rotation shaft of the first roller 100 and the rotation shaft of the second roller 200. A part of the holding part 300 is located from the recessed part 110 to the outside of the recessed part 110. Thereby, the above-described part of the holding unit 300 can be positioned outside the first roller 100 without dividing the first roller 100 into two or more members. Thus, in this embodiment, the number of members for forming the first roller 100 can be reduced.

（第２の実施形態）
図１７は、第２の実施形態に係るオムニホイールの構成を示す断面図であり、第１の実施形態の図５に対応する。図１８は、図１７に示した軸受７００を第１方向（図中ｘ方向）から見た平面図である。図１９は、図１７に示したオムニホイールに用いられる第１ローラ１００の構成を示す平面図であり、第１の実施形態の図６に対応する。図２０は、図１９のＡ−Ａ´断面図であり、第１の実施形態の図７に対応する。本実施形態に係るオムニホイールは、以下の点を除いて、第１の実施形態に係るオムニホイールと同様の構成である。 (Second Embodiment)
FIG. 17 is a cross-sectional view showing the configuration of the omni wheel according to the second embodiment, and corresponds to FIG. 5 of the first embodiment. FIG. 18 is a plan view of the bearing 700 shown in FIG. 17 as viewed from the first direction (x direction in the figure). FIG. 19 is a plan view showing the configuration of the first roller 100 used in the omni wheel shown in FIG. 17, and corresponds to FIG. 6 of the first embodiment. 20 is a cross-sectional view taken along the line AA ′ of FIG. 19 and corresponds to FIG. 7 of the first embodiment. The omni wheel which concerns on this embodiment is the structure similar to the omni wheel which concerns on 1st Embodiment except for the following points.

図１７に示すように、第１保持部材３１０と凹部１１０の間には、軸受７００が設けられている。軸受７００は、第１軌道部材７１０、第２軌道部材７２０、及び転動体７３０を備えている。第１軌道部材７１０は、第１保持部材３１０に取り付けられている。第２軌道部材７２０は、凹部１１０に取り付けられている。転動体７３０は、第１軌道部材７１０と第２軌道部材７２０の間に位置している。なお、本図に示す例において、２つの第２ローラ２００は、回転軸が同じ方向を向いている。 As shown in FIG. 17, a bearing 700 is provided between the first holding member 310 and the recess 110. The bearing 700 includes a first race member 710, a second race member 720, and a rolling element 730. The first track member 710 is attached to the first holding member 310. The second track member 720 is attached to the recess 110. The rolling element 730 is located between the first track member 710 and the second track member 720. In the example shown in the figure, the rotation axes of the two second rollers 200 are in the same direction.

図１８に示すように、平面視において、第１軌道部材７１０及び第２軌道部材７２０は、円周に沿って形成されている。さらに、平面視において、複数の転動体７３０が上記した円周に沿って配置されている。転動体７３０の形状は、例えば球である。第１軌道部材７１０及び第２軌道部材７２０は、複数の転動体７３０によって、一方が他方に対して回転可能になっている。 As shown in FIG. 18, the first track member 710 and the second track member 720 are formed along the circumference in plan view. Furthermore, the plurality of rolling elements 730 are arranged along the circumference described above in a plan view. The shape of the rolling element 730 is, for example, a sphere. One of the first track member 710 and the second track member 720 is rotatable with respect to the other by a plurality of rolling elements 730.

図１７に戻る。本図に示す例において、第１軌道部材７１０、第２軌道部材７２０、及び転動体７３０は、第１ローラ１００の回転軸が向いている方向に並んでいる。上記したように、第１軌道部材７１０は、第１保持部材３１０に取り付けられている。これに対して第２軌道部材７２０は、凹部１１０に取り付けられている。これにより、第１ローラ１００は、第１保持部材３１０に対して回転可能になる。そしてこの場合、第１ローラ１００の回転軸は、第１方向（図中ｘ方向）を向くようになる。 Returning to FIG. In the example shown in this drawing, the first track member 710, the second track member 720, and the rolling element 730 are arranged in the direction in which the rotation axis of the first roller 100 is directed. As described above, the first track member 710 is attached to the first holding member 310. On the other hand, the second track member 720 is attached to the recess 110. As a result, the first roller 100 can rotate relative to the first holding member 310. In this case, the rotation axis of the first roller 100 is directed in the first direction (x direction in the drawing).

図１９及び図２０に示すように、第１ローラ１００には、２つの凹部１１０が形成されている。一方、本図に示す例では、２つの凹部１１０の一方の底面と２つの凹部１１０の他方の底面を繋ぐ穴（例えば、図６及び図７に示した穴１２２）が形成されていない。上記したように、第１ローラ１００の回転軸は、軸受７００を用いて規定されている。このため、本図に示す例では、回転軸を通すための穴を第１ローラ１００に形成する必要がない。これにより、第１ローラ１００を形成するための加工を容易なものにすることができる。 As shown in FIGS. 19 and 20, the first roller 100 is formed with two recesses 110. On the other hand, in the example shown in this figure, a hole (for example, the hole 122 shown in FIGS. 6 and 7) that connects one bottom surface of the two recesses 110 and the other bottom surface of the two recesses 110 is not formed. As described above, the rotation shaft of the first roller 100 is defined using the bearing 700. For this reason, in the example shown to this figure, it is not necessary to form the hole for letting a rotating shaft pass in the 1st roller 100. FIG. Thereby, the process for forming the 1st roller 100 can be made easy.

図２１は、図１７の変形例を示す図である。図２２は、図２１に示した軸受７００を第１方向（図中ｘ方向）から見た平面図である。図２１に示すように、第１軌道部材７１０、第２軌道部材７２０、及び転動体７３０は、第１ローラ１００の回転軸が向いている方向と直交する方向に並んでいてもよい。なお、本変形例においても、図２２に示すように、平面視において、第１軌道部材７１０及び第２軌道部材７２０は、円周に沿って形成されている。さらに、平面視において、複数の転動体７３０が上記した円周に沿って配置されている。 FIG. 21 is a diagram showing a modification of FIG. FIG. 22 is a plan view of the bearing 700 shown in FIG. 21 as viewed from the first direction (x direction in the drawing). As shown in FIG. 21, the first track member 710, the second track member 720, and the rolling element 730 may be arranged in a direction orthogonal to the direction in which the rotation axis of the first roller 100 is facing. Also in this modified example, as shown in FIG. 22, the first track member 710 and the second track member 720 are formed along the circumference in plan view. Furthermore, the plurality of rolling elements 730 are arranged along the circumference described above in a plan view.

図２１に示すように、第１軌道部材７１０は、第１保持部材３１０に取り付けられている。これに対して第２軌道部材７２０は、凹部１１０に取り付けられている。これにより、第１ローラ１００は、第１保持部材３１０に対して回転可能になる。そしてこの場合、第１ローラ１００の回転軸は、第１方向（図中ｘ方向）を向くようになる。 As shown in FIG. 21, the first track member 710 is attached to the first holding member 310. On the other hand, the second track member 720 is attached to the recess 110. As a result, the first roller 100 can rotate relative to the first holding member 310. In this case, the rotation axis of the first roller 100 is directed in the first direction (x direction in the drawing).

本実施形態においても、第１の実施形態と同様の効果を得ることができる。 Also in this embodiment, the same effect as that of the first embodiment can be obtained.

以上、図面を参照して本発明の実施形態について述べたが、これらは本発明の例示であり、上記以外の様々な構成を採用することもできる。 As mentioned above, although embodiment of this invention was described with reference to drawings, these are the illustrations of this invention, Various structures other than the above are also employable.

１００第１ローラ
１１０凹部
１１２穴
１２０凸部
１２２穴
２００第２ローラ
３００保持部
３１０第１保持部材
３１２第１アーム
３１４第２アーム
３２０第２保持部材
３３２穴
３３４穴
３３６穴
４００支持部材
４１０基材
４２０軸
５００軸
５１０第１軸部材
５１２凹部
５１４穴
５２０第２軸部材
５２２凸部
５２４穴
６００軸
６１０ばね
６２０軸部材
７００軸受
７１０第１軌道部材
７２０第２軌道部材
７３０転動体
８０２駆動部
８０４支持部 100 First roller 110 Concave portion 112 Hole 120 Convex portion 122 Hole 200 Second roller 300 Holding portion 310 First holding member 312 First arm 314 Second arm 320 Second holding member 332 Hole 334 Hole 336 Hole 400 Support member 410 Base material 420 shaft 500 shaft 510 first shaft member 512 concave portion 514 hole 520 second shaft member 522 convex portion 524 hole 600 shaft 610 spring 620 shaft member 700 bearing 710 first track member 720 second track member 730 rolling element 802 drive unit 804 support Part

Claims

互いに逆側に位置する２つの凹部を球体に設けることにより形成され、回転軸が前記２つの凹部の一方の底面から前記２つの凹部の他方の底面に向かって延伸している第１ローラと、
前記２つの凹部それぞれに設けられ、回転軸が前記第１ローラの前記回転軸に交わる方向を向いている第２ローラと、
前記第１ローラの前記回転軸及び前記第２ローラの前記回転軸を保持しており、一部が前記２つの凹部の少なくとも一方から前記２つの凹部の外側にかけて位置している保持部と、
前記保持部の前記一部に取り付けられており、前記保持部を回転させるための回転軸を前記第１ローラの前記回転軸及び前記第２ローラの前記回転軸の双方に交わる方向に支持する支持部材と、
を備えるオムニホイール。 A first roller formed by providing a spherical body with two concave portions positioned on opposite sides of each other, and a rotation shaft extending from one bottom surface of the two concave portions toward the other bottom surface of the two concave portions;
A second roller provided in each of the two recesses, the rotation axis of the first roller facing a direction intersecting the rotation axis of the first roller;
Holding the rotation shaft of the first roller and the rotation shaft of the second roller, a holding portion that is located from at least one of the two recesses to the outside of the two recesses,
A support attached to the part of the holding portion and supporting a rotation shaft for rotating the holding portion in a direction intersecting both the rotation shaft of the first roller and the rotation shaft of the second roller. Members,
Omni wheel equipped with.

請求項１に記載のオムニホイールにおいて、
前記保持部の前記一部は、前記２つの凹部に跨って形成されているオムニホイール。 In the omni wheel according to claim 1,
The said holding | maintenance part is an omni wheel currently formed ranging over the said 2 recessed part.

請求項２に記載のオムニホイールにおいて、
前記保持部は、
前記２つの凹部それぞれに設けられた第１保持部材と、
前記一部であり、前記２つの凹部の一方の前記第１保持部材及び前記２つの凹部の他方の前記第１保持部材に取り外し可能に取り付けられている第２保持部材と、
を備えるオムニホイール。 The omni wheel according to claim 2,
The holding part is
A first holding member provided in each of the two recesses;
A second holding member that is partly attached to the first holding member on one of the two recesses and the first holding member on the other of the two recesses; and
Omni wheel equipped with.

請求項１〜３のいずれか一項に記載のオムニホイールにおいて、
前記第１ローラは、前記２つの凹部の一方の底面と前記２つの凹部の他方の底面の間の領域を貫通する穴を備えており、
前記保持部に取り付けられ、前記穴を貫通する第１軸を備えるオムニホイール。 In the omni wheel as described in any one of Claims 1-3,
The first roller includes a hole penetrating a region between one bottom surface of the two recesses and the other bottom surface of the two recesses,
An omni wheel that is attached to the holding portion and includes a first shaft that passes through the hole.

請求項４に記載のオムニホイールにおいて、
前記保持部及び前記第１軸は、一体として形成されているオムニホイール。 The omni wheel according to claim 4,
The holding portion and the first shaft are an omni wheel formed integrally.

請求項４又は５に記載のオムニホイールにおいて、
前記第１軸は、前記第１軸の延伸方向に沿って、少なくとも２つの部材に分割することができるオムニホイール。 In the omni wheel according to claim 4 or 5,
The said 1st axis | shaft is an omni wheel which can be divided | segmented into at least 2 member along the extending | stretching direction of the said 1st axis | shaft.

請求項１〜３のいずれか一項に記載のオムニホイールにおいて、
前記保持部と前記凹部の間に設けられた軸受を備え、
前記軸受は、
前記保持部に取り付けられた第１軌道部材と、
前記凹部に取り付けられた第２軌道部材と、
前記第１軌道部材と前記第２軌道部材の間に位置する転動体と、
を備えるオムニホイール。 In the omni wheel as described in any one of Claims 1-3,
A bearing provided between the holding portion and the concave portion;
The bearing is
A first track member attached to the holding portion;
A second track member attached to the recess;
A rolling element located between the first track member and the second track member;
Omni wheel equipped with.

請求項７に記載のオムニホイールにおいて、
前記第１軌道部材、前記第２軌道部材、及び前記転動体は、前記第１ローラの前記回転軸が向いている方向に並んでいるオムニホイール。 The omni wheel according to claim 7,
The first track member, the second track member, and the rolling element are omni wheels arranged in a direction in which the rotation axis of the first roller faces.

請求項７に記載のオムニホイールにおいて、
前記第１軌道部材、前記第２軌道部材、及び前記転動体は、前記第１ローラの前記回転軸が向いている方向と直交する方向に並んでいるオムニホイール。 The omni wheel according to claim 7,
The first track member, the second track member, and the rolling element are omni wheels arranged in a direction orthogonal to a direction in which the rotation axis of the first roller is directed.