JP4894021B2 - 回転体付き車輪 - Google Patents

Description

本発明は、車輪の外周に沿って並んで配置された複数個の回転体を備え、各回転体がそれぞれ車輪の回転軸と直交する軸まわりに回転可能に支持されている回転体付き車輪に関する。

従来の回転体付き車輪１００（以下、単に車輪１００と言う）は、図４及び図５に示すように、車輪１００の外周に沿って並んで配置された複数個の回転部材１１０と、各回転部材１１０に対応してリム１０２に立設していて当該回転部材１１０を回転可能に支持するアーム１２０と、を備えている。
ここで、アーム１２０はリム表面から起立するように設けられ、基端側の取付フランジ部１２１がリム表面に固定されている。アーム１２０をリム１０２に取り付けた状態において、アーム１２０は、図５に示すように、車輪１００の回転軸１０３からアーム基端部を経て半径外側方向へ延びる仮想線Ｖ_L1に対して、アーム基端部からアーム先端部へいくにつれて仮想線Ｖ_L1から離れるように形成されている。このアーム１２０は、取付フランジ部１２１を除いて、厚みｔ２が一定の板状の部材として形成されている。

上記アーム１２０は、その前面１２０Ｆからアーム前方へ突出した第１回転軸１３１と、その背面１２０Ｂからアーム後方へ突出した第２回転軸１３２と、を備えており、これらの第１回転軸１３１と第２回転軸１３２とは、同一の仮想線Ｖ_L3に沿うように配置されている。第１回転軸１３１と第２回転軸１３２とは、アーム１２０の前面１２０Ｆ及び背面１２０Ｂに対して垂直に設けられている。

このように構成される各アーム１２０に、回転部材１１０が一つ取り付けられる。各回転部材１１０は、第１回転軸１３１に支持される第１回転体１１１と、第２回転軸１３２に支持される第２回転体１１２と、から成る。

第１回転体１１１はその中心軸に対称なカップ状に、具体的には円形の底部１１１Ａから次第に半径が大きくなるように側面１１１Ｂが形成されている。第１回転体１１１は、カップの中心軸上に第１回転軸１３１を配置するように、第１回転体１１１のカップ内部に第１回転軸１３１を収容している。第１回転体１１１は、カップ口１１１Ｃがアーム１２０の前面１２０Ｆを臨むように、アーム１２０に取り付けられる。ここで、第１回転体１１１は、第１回転軸１３１まわりに回転した状態で、側面１１１Ｂが車輪１００の回転軸１０３を中心とする半径Ｒの仮想円Ｖ_Cに沿うように形成されている。

第２回転体１１２も、その中心軸に対称なカップ状に形成されているが、前述の第１回転体１１１よりも大径に形成された底部１１２Ａを有し、この底部１１２Ａから次第に半径が大きくなるように側面１１２Ｂが形成されている。第２回転体１１２は、その中心軸上に第２回転軸１３２を配置させて、底部１１２Ａをアーム１２０の背面１２０Ｂに臨ませ、拡開したカップ口１１２Ｃが第２回転軸１３２の延長方向を臨むように、アーム１２０に取り付けられる。この第２回転体１１２も第１回転体１１１と同様に、第２回転軸１３２まわりに回転した状態で、側面１１２Ｂが車輪１００の回転軸１０３を中心とする仮想円Ｖ_Cに沿うように形成されている。

この回転体付き車輪１００は、例えば車体に非旋回式に配設され、車両が旋回する際に車両の左右の車輪１００に回転差を与え、車輪１００の周縁に配設させた各回転体を各回転軸まわりに回転させて方向転換を行う。

このように、車輪の外周に沿って並んで配置された複数個の各回転部材が、第１回転体と第２回転体とを一つのアームに取り付けて成る車輪が特許文献１に開示されている。
特開２００３−１５４８０３号公報

上記車輪１００をフォークリフトや無人搬送車（Ａｕｔｏｍａｔｅｄ Ｇｕｉｄｅｄ Ｖｅｈｉｃｌｅ； ＡＧＶ）などの重量級の車両に取り付ける場合、各回転部材１１０、即ち第１回転体１１１と第２回転体１１２とを支持するアーム１２０を荷重に耐えるよう構成する必要がある。この場合、アーム１２０を肉厚にすることでアーム１２０の強度を高めることができる。しかし、アーム１２０が肉厚になると、そのアーム１２０に支持される第１回転体１１１と第２回転体１１２との隙間（図５中の隙間Ｄ２）が大きくなってしまい、車輪１００の外周面で走行面と接触しない領域が広くなり、車輪１００の振動が増大する。これにより、例えば乗り心地などに影響が出る。

本発明は以上の点に鑑み、高荷重に耐えつつ、振動を低減して円滑な回転が行える回転体付き車輪を提供することを目的としている。

上記目的を達成するため、本発明は、車輪の外周に沿って並んで配置された複数個の回転部材と各回転部材に対応してリムに立設していて回転部材を回転可能に支持するアームとを備え、回転部材がアームからアーム前方へ突出した第１回転軸に支持された第１回転体とアームからアーム後方へ突出した第２回転軸に支持された第２回転体とから成り、第１回転体と第２回転体との側面が車輪の回転軸を中心とする仮想円に沿うように形成された車輪であって、アームの延長方向と仮想円とが交差する周辺における第１回転体と第２回転体との隙間に、アームに回転可能にローラーを配設し、ローラーの回転軸が第１回転体及び第２回転体の各回転軸と平行であることを特徴としている。

本発明によれば、例えばフォークリフトやＡＧＶなどの重量級の車両の車輪として利用する場合、高荷重に耐えるようにアームを肉厚にしても、一つのアームを挟むようにアーム前後に設けられる第１回転体と第２回転体との隙間が、隙間用ローラーによって埋められる。よって、本発明によれば、第１回転体と第２回転体との間に大きな隙間が生じないので、高荷重に耐えつつ、振動を低減して円滑に回転することができる。

以下、図面に示した実施形態に基づいて本発明を詳細に説明する。
図１は本発明の実施形態に係る回転体付き車輪（以下、単に車輪と言う）１の斜視図である。
車輪１は、車輪１の外周に沿って並んで配置された複数個の回転部材１０と、各回転部材１０に対応してリム２に立設していて回転部材１０を回転可能に支持するアーム２０と、を備えている。ここで、図２は車輪１の回転軸３と直交する仮想の鉛直面（図示省略）に沿った車輪１の概略部分断面図であり、リム２に取り付けられた２つのアーム２０及びそれらに支持された回転部材１０を表している。

図２に示すように、アーム２０はリム表面から起立するように設けられ、基端側の取付フランジ部２１がリム表面に固定されている。アーム２０をリム２に取り付けた状態において、車輪１の回転軸３からアーム２０の基端部を経て半径方向へ延びる仮想線Ｖ_L1とアーム基端部からアーム先端部へ延びる、即ちアーム延出方向の仮想線Ｖ_L2とが所望の角度θ₁（ここで、θ₁＞０）を成すように、アーム２０は仮想線Ｖ_L1から離れるように延出している。さらに、アーム２０は、リム取付側の基端部から先端部に亘って厚みｔ１、即ち平らなアーム前面２０Ｆと平らなアーム背面２０Ｂとの間隔がほぼ一定に設定されている。
さらに、このアーム２０は、アーム前面２０Ｆにアーム前方へ突出した第１回転軸３１と、アーム背面２０Ｂにアーム後方へ突出した第２回転軸３２と、を備えている。第１回転軸３１と第２回転軸３２とは、アーム２０を前後方向に貫く一つの仮想線Ｖ_LP（図２参照）上で延出するように、アーム２０に取り付けられている。
また、第１回転軸３１がアーム前面２０Ｆに対して垂直に設けられ、第２回転軸３２がアーム背面２０Ｂに対して垂直に設けられている。第１回転軸３１及び第２回転軸３２は、アーム２０のアーム前面２０Ｆ及びアーム背面２０Ｂに対して成す角度を垂直からずらして、アーム２０に取り付けられても良い。
本実施形態に係る車輪１におけるアーム２０は、図４及び図５に示す従来の車輪１００のアーム１２０に比べて前後の厚みが肉厚に設定されている。
アーム２０は図２に示すようにリム表面の取付位置Ａから仮想線Ｖ_L2に沿って車輪外方へ、具体的には車輪１の回転軸３を中心とする半径Ｒの仮想円（具体的には、車輪１の外形に相当する線）Ｖ_C側へ延びているが、アーム２０は仮想円Ｖ_L2に到達しないようにその長さＬが設定されている。具体的には、アーム取付位置Ａとその位置から延びた仮想線Ｖ_L2が仮想円Ｖ_Cと交差する位置Ｂまでの線分ＡＢの２／３程度の寸法に設定されている。このアーム２０の先端寄りに、図２に示すように第１回転軸３１と第２回転軸３２とが設けられている。

このように構成される各アーム２０に、回転部材１０が一つずつ取り付けられる。回転部材１０は、図２に示すように、前述の第１回転軸３１に支持される第１回転体１１と、前述の第２回転軸３２に支持される第２回転体１２と、から成る。第１回転体１１と第２回転体１２とはアーム２０の前後に配置されている。

第１回転体１１は中心軸に対称なカップ状に、具体的には円形の底部１１Ａから次第に半径が大きくなるように側面１１Ｂが形成されている。第１回転体１１は、カップの中心軸上に第１回転軸３１を配置するように、第１回転体１１のカップ内部に第１回転軸３１を収容している。第１回転体１１は、カップ口１１Ｃをアーム前面２０Ｆに臨ませてアーム２０に取り付けられる。ここで、第１回転体１１が第１回転軸３１まわりに回転した状態で、図２に示すように、側面１１Ｂが車輪１の回転軸３を中心とする仮想円Ｖ_Ｃに沿うように形成されている。

第２回転体１２も、その中心軸に対称なカップ状に形成されているが、前述の第１回転体１１よりも大径に形成された底部１２Ａを有し、この底部１２Ａから次第に半径が大きくなるように側面１２Ｂが形成されている。第２回転体１２は、その中心軸上に第２回転軸３２を配置させて、底部１２Ａをアーム背面２０Ｂに臨ませ、拡開したカップ口１２Ｃを第２回転軸３２の延長方向を臨むように、アーム２０に取り付けられる。この第２回転体１２も第１回転体１１と同様に、第２回転軸３２まわりに回転した状態で、側面１２Ｂが車輪１の回転軸３を中心とする仮想円Ｖ_Ｃに沿うように形成されている。

さらに、本実施形態に係る車輪１では、図２に示すように、アーム２０の延長方向である仮想線Ｖ_L2と仮想円Ｖ_Cとが交差する周辺における第１回転体１１と第２回転体１２との隙間Ｓに、アーム２０に回転可能に支持された隙間用ローラー４０が配設されている。
この隙間用ローラー４０は円盤状に形成されており、中心に肉厚方向へ貫いた穴４０Ａを有する。図２に示すようにこの穴４０Ａをローラー用回転軸４１が貫いており、円盤の表面から突出したローラー用回転軸４１の両端部はアーム２０からその延長方向に延出した軸受部材４２に回転可能に支持されている。
この軸受部材４２は、アーム前面２０Ｆに取り付けられアーム延長方向へ突出した第１突片４２Ａと、アーム背面２０Ｂに取り付けられアーム延長方向へ突出し第１突片４２Ａと平行な第２突出片４２Ｂと、から成り、ローラー用回転軸４１は第１突片４２Ａと第２突出片４２Ｂとで回転可能に支持されている。このローラー用回転軸４１は、前述の第１回転軸３１及び第２回転軸３２と軸芯方向が平行になるように、軸受部材４２に支持されている。
隙間用ローラー４０は、軸受部材４２を介してアーム２０に支持された状態で、ローラー用回転軸４１まわりに回転した際、そのローラー表面が仮想円Ｖ_Cに沿うように、或いは接するようにその形状や寸法が設定されている。
なお、第１突片４２Ａと第２突出片４２Ｂとには、第１回転軸３１と第２回転軸３２を挿通させるための穴（図示省略）が形成されている。

以上のように構成された車輪１は、従来の車輪１００と同様に、例えば車体に非旋回式に配設され、車両が旋回する際に車両の左右の車輪１に回転差を与え、車輪１の周縁に配設させた各回転体を各回転軸まわりに回転させて方向転換を行う。特に、フォークリフトやＡＧＶなどの重量級の車両の車輪１として利用する場合、高荷重に耐えるようにアーム２０を肉厚にしても、隙間用ローラー４０が第１回転体１１と第２回転体１２との間に配設されて、隙間Ｓが埋められる。
よって、本実施形態に係る車輪１によれば、第１回転体１１と第２回転体１２との間に大きな隙間が生じないので、高荷重に耐えつつ、振動を低減して円滑に回転することができる。

本発明はその趣旨を逸脱しない範囲において様々な形態で実施することができる。
本発明の車輪におけるアームは、前述のアーム２０に限るものではなく、次のように構成されてもよい。
図３（Ａ）及び（Ｂ）は他の実施形態に係るアーム２０Ａを示す斜視図であり、特に（Ａ）は回転部材１０を取り付けた状態、（Ｂ）は回転部材１０を未装着の状態を示している。このアーム２０Ａは、図２に示すアーム２０と異なり、取付フランジ部２１がアーム後方側へ突出して形成されている。
また、アームは、図３に示すように、取付フランジ部２１を先端から次第に肉厚になるように形成されていてもよい。

また、本発明における第１回転軸及び第２回転軸は、アームに固定されるものに限らず、回転可能にアームに取り付けられるものでもよい。第１回転軸及び第２回転軸がアームに固定されている場合、第１回転体と第２回転体はこれら第１回転軸及び第２回転軸に回転可能に取り付けられる。

隙間用ローラー４０のローラー用回転軸４１は、第１回転軸３１及び第２回転軸３２と平行でなくてもよい。

第１回転体及び第２回転体は、中空に限らず、回転軸を受容するだけの穴を有する中身が詰まった構造であってもよい。アームは、例えばゴム、樹脂、金属などの材質が適用可能である。
第１回転体及び第２回転体の寸法は図示例に限るものではない。アームについて、前述の説明では長さＬが線分ＡＢの２／３程度の例を示したが、その長さに限るものではない。

本発明の実施形態に係る回転体付き車輪の斜視図である。 リムに取り付けられたアーム及びそれに支持された回転部材の概略断面図である。 （Ａ）及び（Ｂ）は本発明の他の実施形態に係るアームの斜視図である。 従来の回転体付き車輪の斜視図である。 図４の回転体付き車輪の部分断面図である。

符号の説明

１ 車輪
２ リム
３ 回転軸
１０ 回転部材
１１ 第１回転体
１１Ａ 底部
１１Ｂ 側面
１１Ｃ カップ口
１２ 第２回転体
１２Ａ 底部
１２Ｂ 側面
１２Ｃ カップ口
２０ アーム
２０Ａ アーム
２０Ｂ アーム背面
２０Ｆ アーム前面
２１ 取付フランジ部
３１ 第１回転軸
３２ 第２回転軸
４０ ローラー
４０Ａ 穴
４１ 回転軸
４２ 軸受部材
４２Ａ 第１突片
４２Ｂ 第２突出片
Ｒ 半径
Ｓ 隙間

Claims (1)

1. 車輪の外周に沿って並んで配置された複数個の回転部材と、各回転部材に対応してリムに立設していて当該回転部材を回転可能に支持するアームと、を備え、
   上記回転部材が、上記アームからアーム前方へ突出した第１回転軸に支持された第１回転体と、上記アームからアーム後方へ突出した第２回転軸に支持された第２回転体と、から成り、
   上記第１回転体と上記第２回転体との側面は上記車輪の回転軸を中心とする仮想円に沿うように形成されている、回転体付き車輪であって、
   上記アームの延長方向と上記仮想円とが交差する周辺における上記第１回転体と上記第２回転体との隙間に、上記アームに回転可能に支持されたローラーを配設し、
   上記ローラーの回転軸が、上記第１回転体及び第２回転体の各回転軸と平行であることを特徴とする、回転体付き車輪。