(57)【要約】【課題】簡易な構造でローラを支持することができる全方向移動車輪を提供する。【解決手段】大径ローラ３０，３１および小径ローラ４０，４１を各軸線Ｘ１，Ｘ２回りに回転自在に取り付ける第１支持部２０および第２支持部２１とを備え、第１支持部２０が大径側の端面を対向させた一対の大径ローラ３０，３１に挟まれる位置に配置されてこれらの大径ローラ３０，３１を支持し、第２支持部２１が大径側の端面を対向させた一対の小径ローラ４０，４１に挟まれる位置に配置されてこれらの小径ローラ４０，４１を支持し、第１支持部２０と第２支持部２１とが、板状部材１１の周方向に交互に配置され、各小径ローラ４０，４１の小径側の端面の一部を各大径ローラ３０，３１の凹所３０ｃ，３１ｃ内に部分的に挿入した状態で、大径ローラ３０，３１および小径ローラ４０，４１を、それらの外形が単一の円周上に配されるように配置している全方向移動車輪を提供する。【選択図】図４
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
車軸回りに回転可能に設けられた回転部材と、
前記車軸に直交する平面内において、前記回転部材の径方向に直交する方向に延びる軸線を有する複数のローラと、
各該ローラを前記回転部材に各前記軸線回りに回転自在に取り付ける支持部材とを備え、
前記ローラは、その外形が前記車軸を中心とする円の曲率と一致する曲率を有し前記軸線方向の一端から他端に向かって直径が単調に変化する略円錐台状に形成されるとともに、第１ローラと該第１ローラより小径の第２ローラとからなり、
前記第１ローラが、その小径側の端面の中央に凹所を有し、
前記支持部材が、大径側の端面を対向させた一対の前記第１ローラに挟まれる位置に配置されてこれらの前記第１ローラを支持する第１支持部と、大径側の端面を対向させた一対の前記第２ローラに挟まれる位置に配置されてこれらの前記第２ローラを支持する第２支持部とを備え、
前記第１支持部と前記第２支持部とが、前記回転部材の周方向に交互に配置され、各前記第２ローラの小径側の端面の一部を各前記第１ローラの前記凹所内に部分的に挿入した状態で、前記第１ローラおよび前記第２ローラを、それらの外形が単一の円周上に配されるように配置している全方向移動車輪。
【請求項２】
前記第１支持部が、一対の前記第１ローラのそれぞれを前記軸線回りに独立して回転自在となるように支持し、
前記第２支持部が、一対の前記第２ローラのそれぞれを前記軸線回りに独立して回転自在となるように支持する請求項１に記載の全方向移動車輪。
【請求項３】
前記複数のローラの各々が、前記支持部材に前記軸線回りに回転自在に取り付けられる金属製の芯部材と、該芯部材の外周面に取り付けられる略一定厚の弾性部材とを備える請求項１または請求項２に記載の全方向移動車輪。
【請求項４】
前記回転部材が、前記車軸方向に間隔を置いて配置された一対の板状部材から構成されており、
複数の前記支持部材が、前記一対の板状部材の間に固定されている請求項１から請求項３のいずれか１項に記載の全方向移動車輪。
【請求項５】
請求項１から請求項４のいずれか１項に記載の全方向移動車輪を備えた全方向移動車両。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、全方向移動車輪およびそれを備えた全方向移動車両に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
従来、車両の直進方向に対して直交する横方向へ回転する複数の回転ローラを車軸回りに配置した回転体付き車輪が知られている（例えば、特許文献１参照。）。
特許文献１に記載の回転体付き車輪では、隣り合う回転体の周面間に隙間が生じないように、各回転体の先端部を、隣り合う回転体の基端部に形成された凹所に部分的に挿入した状態で配置されている。また、各回転体の両端部は、リム（ハブ）の周面に取り付けられた隣接する一対の軸受アームによって支持されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】特許第３６８２２４８号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
しかしながら、特許文献１の回転体付き車輪では、隣接する一方の回転体の凹所に部分的に挿入された先端部を支持するために、凹所の形状に合うように湾曲させた特殊な形状の軸受アームを用いる必要がある。このような特殊な形状のアームは、製造をするのが容易でなく、高い剛性を持たせようとするとコストがかかる。
【０００５】
本発明は上述した事情に鑑みてなされたものであって、簡易な構造でローラを支持することができる全方向移動車輪およびそれを用いた全方向移動車両を提供することを目的としている。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
上記目的を達成するために、本発明は以下の手段を提供する。
本発明の一態様に係る全方向移動車輪は、車軸回りに回転可能に設けられた回転部材と、前記車軸に直交する平面内において、前記回転部材の径方向に直交する方向に延びる軸線を有する複数のローラと、各該ローラを前記回転部材に各前記軸線回りに回転自在に取り付ける支持部材とを備え、前記ローラは、その外形が前記車軸を中心とする円の曲率と一致する曲率を有し前記軸線方向の一端から他端に向かって直径が単調に変化する略円錐台状に形成されるとともに、第１ローラと該第１ローラより小径の第２ローラとからなり、前記第１ローラが、その小径側の端面の中央に凹所を有し、前記支持部材が、大径側の端面を対向させた一対の前記第１ローラに挟まれる位置に配置されてこれらの前記第１ローラを支持する第１支持部と、大径側の端面を対向させた一対の前記第２ローラに挟まれる位置に配置されてこれらの前記第２ローラを支持する第２支持部とを備え、前記第１支持部と前記第２支持部とが、前記回転部材の周方向に交互に配置され、各前記第２ローラの小径側の端面の一部を各前記第１ローラの前記凹所内に部分的に挿入した状態で、前記第１ローラおよび前記第２ローラを、それらの外形が単一の円周上に配されるように配置している。
【０００７】
本発明の一態様に係る全方向移動車輪によれば、車軸回りに回転可能に設けられた回転部材の周方向に交互に配置される第１支持部と第２支持部とで、それぞれ大径側の端面を対向させた一対の大径の第１ローラと一対の小径の第２ローラが支持される。これら支持部は、それぞれ端面を対向させた一対のローラに挟まれる位置に配置されるので、大径の第１ローラの小径側の端面の凹所の形状に合うように湾曲させた特殊な形状とする必要がない。したがって、外形が単一の円周上に配されるように配置された複数のローラを支持する支持部材を簡易な構造とすることができる。
【０００８】
また、上記態様の全方向移動車輪によれば、支持部がそれぞれ端面を対向させた一対のローラに挟まれる位置に配置され、第１ローラの小径側の端面と第２ローラの小径側の端面が対向する位置には配置されない。したがって、第１ローラと第２ローラをより近接させ、第１ローラおよび第２ローラの外形が配される円周上の隙間を狭くすることができる。あるいは、第１ローラより小径の第２ローラの直径を第１ローラの径に近づけた大きさとし、第１ローラと第２ローラの径の違いによって生じる車輪の外形の段差をより少なくすることができる。
【０００９】
このように、本発明の一態様に係る全方向移動車輪によれば、外形が単一の円周上に配されるように配置された複数のローラを支持する支持部材を簡易な構造とすることが可能な全方向移動車輪を提供することができる。
【００１０】
本態様の全方向移動車輪においては、前記第１支持部が、一対の前記第１ローラのそれぞれを前記軸線回りに独立して回転自在となるように支持し、前記第２支持部が、一対の前記第２ローラのそれぞれを前記軸線回りに独立して回転自在となるように支持する構成としてもよい。
【００１１】
この構成では、一対の第１ローラのそれぞれの回転が独立して行われる。一方の第１ローラのみが接地している際は、接地していない他方の第１ローラは回転しない。同様に、この構成では、一対の第２ローラのそれぞれの回転が独立して行われる。一方の第２ローラのみが接地している際は、接地していない他方の第２ローラは回転しない。
このようにすることで、接地している一方のローラとともに接地していない他方のローラを回転させる場合に比べ、横方向への移動に必要な力が少なくて済み、より容易に横方向への移動を行うことができる。
【００１２】
本態様の全方向移動車輪においては、前記複数のローラの各々が、前記支持部材に前記軸線回りに回転自在に取り付けられる金属製の芯部材と、該芯部材の外周面に取り付けられる略一定厚の弾性部材とを備えるようにしてもよい。
このようにすることで、接地面からの反力に対して変形しにくい金属製の芯部材により反力に対向しつつ、略一定厚の弾性部材によって反力による衝撃を車輪の回転位相によらずに安定的に吸収することができる。
【００１３】
本態様の全方向移動車輪においては、前記回転部材が、前記車軸方向に間隔を置いて配置された一対の板状部材から構成されており、複数の前記支持部材が、前記一対の板状部材の間に固定されてもよい。
このようにすることで、一対の板状部材に間に複数の支持部材を固定する構成により、複数のローラを回転部材に取り付けることができる。
【００１４】
本発明の一態様の全方向移動車両は、上記いずれかに記載の全方向移動車輪を備える。
このようにすることで、外形が単一の円周上に配されるように配置された複数のローラを支持する支持部材を簡易な構造とすることが可能な全方向移動車両を提供することができる。
【発明の効果】
【００１５】
本発明によれば、簡易な構造でローラを支持することができる全方向移動車輪およびそれを用いた全方向移動車両を提供することができるという効果を奏する。
【図面の簡単な説明】
【００１６】
【図１】本実施形態の全方向移動車輪を示す正面図である。
【図２】図１に示す全方向移動車輪の断面図である。
【図３】図１に示す全方向移動車輪の分解斜視図である。
【図４】図２に示す全方向移動車輪の断面図の部分拡大図である。
【図５】図１に示す全方向移動車輪の一対の大径ローラを示す分解斜視図である。
【図６】図１に示す全方向移動車輪の一対の小径ローラを示す分解斜視図である。
【発明を実施するための形態】
【００１７】
本発明の一実施形態の全方向移動車輪１００について、図面を参照して以下に説明する。
本実施形態に係る全方向移動車輪１００は、他の車輪とともに車両に連結されるものであり、車両の走行時の従動輪として機能するものである。全方向移動車輪１００は、図３に示す車軸Ａ回りに回転可能に取り付けられている。
全方向移動車輪１００は、例えば、後輪が２輪の駆動輪であり、前輪が１輪または２輪の従動輪である車両における従動輪として機能する。或いは、４輪の車両において、後輪の２輪の駆動輪からベルト等により駆動力が伝達される前輪の２輪の従動輪として機能する。
【００１８】
全方向移動車輪１００は、後述するように、車軸Ａ回りに回転可能に設けられた板状部材１０，１１を備え、車軸Ａに直交する平面内において板状部材１０，１１の径方向に直交する軸線を有する複数のローラを備える。全方向移動車輪１００は、車軸Ａ方向の力を受けた場合に、複数のローラが各軸線回りに回転することにより、車軸Ａ方向に沿った移動が可能となっている。
【００１９】
このように、全方向移動車輪１００は、車軸Ａ回りに回転するとともに、車軸Ａ方向に沿った移動も可能となっている。車軸Ａ回りの回転と車軸Ａ方向の移動を組み合わせることにより、全方向移動車輪１００を備えた車両（全方向移動車両）は、車両の接地面に対して全方向に移動可能となっている。
【００２０】
次に、全方向移動車輪１００の具体的な構成について説明する。
図１および図３に示す板状部材１０,１１（回転部材）は、車軸Ａに直交する平面おいて、車軸Ａ回りに回転可能に設けられた板状の部材である。図１に示すように、板状部材１０には、内面に雌ねじが形成された複数の貫通穴１２，１３，１４，１５が設けられている。また、図３に示すように、板状部材１１には、内面に雌ねじが形成された複数の貫通穴１６，１７，１８，１９が設けられている。なお、図３では、全方向移動車輪１００の構造を理解しやすくするために、後述する大径ローラ３０，３１と、小径ローラ４０，４１の一部が切り離された状態となっている。
【００２１】
板状部材１０の貫通穴１２，１３は、後述する第１支持部２０の締結穴２０ａ，２０ｂにそれぞれ対応している。貫通穴１２，１３にはそれぞれ外周面に雄ねじが形成された締結ねじ（不図示）が挿入され、締結穴２０ａ，２０ｂに締結される。これにより、第１支持部２０が板状部材１０に固定される。第１支持部２０の締結穴２０ａ，２０ｂは、図３に示す軸線Ａ方向に貫通しており、板状部材１１の貫通穴１６，１７にそれぞれ対向している。貫通穴１６，１７にはそれぞれ外周面に雄ねじが形成された締結ねじ（不図示）が挿入され、締結穴２０ａ，２０ｂに締結される。これにより、第１支持部２０が板状部材１１に固定される。
【００２２】
板状部材１０の貫通穴１４，１５は、後述する第２支持部２１の締結穴２１ａ，２１ｂにそれぞれ対応している。貫通穴１４，１５にはそれぞれ外周面に雄ねじが形成された締結ねじ（不図示）が挿入され、締結穴２１ａ，２１ｂに締結される。これにより、第２支持部２１が板状部材１０に固定される。第２支持部２１の締結穴２１ａ，２１ｂは、図３に示す軸線Ａ方向に貫通しており、板状部材１１の貫通穴１８，１９にそれぞれ対向している。貫通穴１８，１９にはそれぞれ外周面に雄ねじが形成された締結ねじ（不図示）が挿入され、締結穴２１ａ，２１ｂに締結される。これにより、第２支持部２１が板状部材１１に固定される。
【００２３】
このように、複数の第１支持部２０と、複数の第２支持部２１とは、板状部材１０と板状部材１１との間に挟まれた状態で固定される。また、板状部材１０と板状部材１１との間には、ハブ５０およびハブ５０の車軸Ａ方向の両側に配置されたゴムチューブ５１，５２が挟まれた状態で固定される。
【００２４】
ハブ５０は、車軸Ａ回りに回転する駆動軸（不図示）と連結される部材である。ゴムチューブ５１，５２は円環状の中空の部材であり、内部が所定圧力で封入された空気によって満たされている。ゴムチューブ５１，５２の内周面はハブ５０の外周面に接触した状態で配置される。また、ゴムチューブ５１，５２の外周面は第１支持部２０および第２支持部２１の内周面に接触した状態で配置される。
【００２５】
このように、ハブ５０はゴムチューブ５１，５２の内周面に接触した状態で配置され、第１支持部２０および第２支持部２１はゴムチューブ５１，５２の外周面に接触した状態で配置される。したがって、駆動軸（不図示）からハブ５０に伝達される車軸Ａ回りの駆動力は、ゴムチューブ５１，５２を介して第１支持部２０および第２支持部２１に伝達され、全方向移動車輪１００を車軸Ａ回りに回転させる。
【００２６】
次に、全方向移動車輪１００が備える複数のローラと複数のローラを支持する支持部材について説明する。
全方向移動車輪１００は、大径ローラ３０，３１（第１ローラ）と、小径ローラ４０，４１（第２ローラ）からなる複数のローラを備えている。一対の大径ローラ３０，３１は、図４に示すように、車軸Ａに直交する平面内において、板状部材１０，１１の径方向に直交する方向に延びる軸線Ｘ１を有している。また、一対の小径ローラ４０，４１は、図４に示すように、車軸Ａに直交する平面内において、板状部材１０，１１の径方向に直交する方向に延びる軸線Ｘ２を有している。
なお、図４では、後述する大径ローラ３０，３１と、小径ローラ４０，４１の一部が省略されて図示されている。
【００２７】
図１から図４に示すように、大径ローラ３０，３１および小径ローラ４０，４１は、その外形が車軸Ａを中心とする円の曲率と一致する曲率を有した形状となっている。また、図４に示すように、大径ローラ３０，３１のそれぞれは、軸線Ｘ１方向の一端から他端に向かって直径が単調に変化する略円錐台状に形成されている。同様に、小径ローラ４０，４１のそれぞれは、軸線Ｘ２方向の一端から他端に向かって直径が単調に変化する略円錐台状に形成されている。
【００２８】
全方向移動車輪１００は、一対の大径ローラ３０，３１を板状部材１０，１１に軸線Ｘ１回りに回転自在に取り付ける第１支持部２０（支持部材）を備えている。また、全方向移動車輪１００は、一対の小径ローラ４０，４１を板状部材１０，１１に軸線Ｘ２回りに回転自在に取り付ける第２支持部２１（支持部材）を備えている。
【００２９】
図１から図４に示すように、第１支持部２０は、大径側の端面を対向させた一対の大径ローラ３０，３１に挟まれる位置に配置され、大径ローラ３０，３１を支持している。同様に、第２支持部２１は、大径側の端面を対向させた一対の小径ローラ４０，４１に挟まれる位置に配置され、小径ローラ４０，４１を支持している。
図１から図３に示すように、第１支持部２０と第２支持部２１とは、板状部材１０，１１の周方向に交互に配置されている。第１支持部２０と第２支持部２１の配置間隔は、軸線Ａ回りに３０°ずつの間隔となっている。
【００３０】
図４に示すように、大径ローラ３０，３１は、小径側の端面の中央（軸線Ｘ１の近傍）に、それぞれ凹所３０ｃ，３１ｃを有している。第１支持部２０および第２支持部２１は、小径ローラ４０の小径側の端面の一部を大径ローラ３１の凹所３１ｃ内に挿入した状態で、大径ローラ３１および小径ローラ４０を配置している。また、第１支持部２０および第２支持部２１は、大径ローラ３１および小径ローラ４０の外径が単一の円周上に配されるように、大径ローラ３１および小径ローラ４０を配置している。
【００３１】
図４では、大径ローラ３１の凹所３１ｃ内に小径ローラ４０の小径側の端面の一部を挿入した状態が示されているが、図２に示すように他の箇所についても同様の状態となる。したがって、大径ローラ３０の凹所３０ｃ内には、小径ローラ４１の小径側の端面の一部が挿入された状態となる。このような大径ローラ３０，３１の凹所３０ｃ，３１ｃ内への小径ローラ４０，４１の小径側の端面の一部の挿入が、全方向移動車輪１００の車軸Ａ回りの全周に渡って行われた状態となっている。
【００３２】
次に、大径ローラ３０，３１が軸線Ｘ１回りに回転する機構について説明する。
図５に示すように、第１支持部２０は、軸線Ｘ１方向に延在する貫通穴２０ｄに挿入され、内周面に雌ねじが形成された締結穴を有する円筒形状の軸部材２０ｃを備えている。軸部材２０ｃの両端部には大径ローラ３０，３１が挿入される。軸部材２０ｃに大径ローラ３０が挿入された状態で、外周面に雄ねじが形成された締結ねじ３２が軸部材２０ｃの締結穴に締結される。また、軸部材２０ｃに大径ローラ３１が挿入された状態で、外周面に雄ねじが形成された締結ねじ３３が軸部材２０ｃの締結穴に締結される。
【００３３】
大径ローラ３０は、金属製の芯部材３０ｂと芯部材３０ｂの外周面に取り付けられる略一定厚のゴム製のタイヤ部材３０ａ（弾性部材）を備えている。締結ねじ３２が軸部材２０ｃに締結された状態で、軸部材２０ｃの外周面と大径ローラ３０の芯部材３０ｂの内周面の一部との間には微小な隙間が設けられた状態となっている。また、軸部材２０ｃの外周面には、摩擦係数を低くする加工が予め施されている。さらに、締結ねじ３２が軸部材２０ｃに締結された状態で、芯部材３０ｂの第１支持部２０と対向する面と第１支持部２０の芯部材３０ｂと対向する面の間には、軸線Ｘ１に沿った方向に微小な間隔が設けられた状態となっている。
【００３４】
大径ローラ３１は、金属製の芯部材３１ｂと芯部材３１ｂの外周面に取り付けられる略一定厚のゴム製のタイヤ部材３１ａ（弾性部材）を備えている。締結ねじ３３が軸部材２０ｃに締結された状態で、軸部材２０ｃの外周面と大径ローラ３１の芯部材３１ｂの内周面の一部との間には微小な隙間が設けられた状態となっている。さらに、締結ねじ３３が軸部材２０ｃに締結された状態で、芯部材３１ｂの第１支持部２０と対向する面と第１支持部２０の芯部材３１ｂと対向する面の間には、軸線Ｘ１に沿った方向に微小な間隔が設けられた状態となっている。
【００３５】
このように、大径ローラ３０，３１は、それぞれ軸部材２０ｃの外周面の一部との間に微小な隙間が設けられた状態で配置されている。大径ローラ３０，３１の芯部材３０ｂ，３１ｂの内周面と軸部材２０ｃの外周面とは、すべり軸受として機能する。したがって、第１支持部２０は、一対の大径ローラ３０，３１のそれぞれを軸線Ｘ１回りに独立して回転自在となるように支持している。
【００３６】
次に、小径ローラ４０，４１が軸線Ｘ２回りに回転する機構について説明する。
図６に示すように、第２支持部２１は、軸線Ｘ２方向に延在する貫通穴２１ｄに挿入され、内周面に雌ねじが形成された締結穴を有する円筒形状の軸部材２１ｃを備えている。軸部材２１ｃの両端部には小径ローラ４０，４１が挿入される。軸部材２１ｃに小径ローラ４０が挿入された状態で、外周面に雄ねじが形成された締結ねじ４２が軸部材２１ｃの締結穴に締結される。また、軸部材２１ｃに小径ローラ４１が挿入された状態で、外周面に雄ねじが形成された締結ねじ４３が軸部材２１ｃの締結穴に締結される。
【００３７】
小径ローラ４０は、金属製の芯部材４０ｂと芯部材４０ｂの外周面に取り付けられる略一定厚のゴム製のタイヤ部材４０ａ（弾性部材）を備えている。締結ねじ４２が軸部材２１ｃに締結された状態で、軸部材２１ｃの外周面と小径ローラ４０の芯部材４０ｂの内周面の一部との間には微小な隙間が設けられた状態となっている。また、軸部材２１ｃの外周面には、摩擦係数を低くする加工が予め施されている。さらに、締結ねじ４２が軸部材２１ｃに締結された状態で、芯部材４０ｂの第２支持部２１と対向する面と第２支持部２１の芯部材４０ｂと対向する面の間には、軸線Ｘ２に沿った方向に微小な間隔が設けられた状態となっている。
【００３８】
小径ローラ４１は、金属製の芯部材４１ｂと芯部材４１ｂの外周面に取り付けられる略一定厚のゴム製のタイヤ部材４１ａ（弾性部材）を備えている。締結ねじ４３が軸部材２１ｃに締結された状態で、軸部材２１ｃの外周面と小径ローラ４１の芯部材４１ｂの内周面の一部との間には微小な隙間が設けられた状態となっている。さらに、締結ねじ４３が軸部材２１ｃに締結された状態で、芯部材４１ｂの第２支持部２１と対向する面と第２支持部２１の芯部材４１ｂと対向する面の間には、軸線Ｘ２に沿った方向に微小な間隔が設けられた状態となっている。
【００３９】
このように、小径ローラ４０，４１は、それぞれ軸部材２１ｃの外周面の一部との間に微小な隙間が設けられた状態で配置されている。小径ローラ４０，４１の芯部材４０ｂ，４１ｂの内周面と軸部材２１ｃの外周面とは、すべり軸受として機能する。したがって、第２支持部２１は、一対の小径ローラ４０，４１のそれぞれを軸線Ｘ２回りに独立して回転自在となるように支持している。
【００４０】
以上説明したように、本実施形態の全方向移動車輪１００によれば、車軸Ａ回りに回転可能に設けられた板状部材１０，１１（回転部材）の周方向に交互に配置される第１支持部２０と第２支持部２１とで、それぞれ大径側の端面を対向させた一対の大径ローラ３０，３１と一対の小径ローラ４０，４１が支持される。これら第１支持部２０および第２支持部２１は、それぞれ端面を対向させた一対のローラに挟まれる位置に配置されるので、大径ローラ３０，３１の小径側の端面の凹所３０ｃ，３１ｃの形状に合うように湾曲させた特殊な形状とする必要がない。したがって、外形が単一の円周上に配されるように配置された複数の大径ローラ３０，３１および小径ローラ４０，４１を支持する第１支持部２０，第２支持部２１を簡易な構造とすることができる。
【００４１】
また、本実施形態の全方向移動車輪１００によれば、第１支持部２０および第２支持部２１がそれぞれ端面を対向させた一対のローラに挟まれる位置に配置され、大径ローラ３０，３１の小径側の端面と小径ローラ４０，４１の小径側の端面が対向する位置には配置されない。したがって、大径ローラ３０，３１と小径ローラ４０，４１をより近接させ、大径ローラ３０，３１および小径ローラ４０，４１の外形が配される円周上の隙間を狭くすることができる。あるいは、大径ローラ３０，３１より小径の小径ローラ４０，４１の直径を大径ローラ３０，３１の直径に近づけた大きさとし、大径ローラ３０，３１と小径ローラ４０，４１の直径の違いによって生じる車輪の外形の段差をより少なくすることができる。
【００４２】
このように、本実施形態の全方向移動車輪１００によれば、外形が単一の円周上に配されるように配置された複数のローラを支持する第１支持部２０および第２支持部２１を簡易な構造とすることが可能な全方向移動車輪１００を提供することができる。
【００４３】
本実施形態の全方向移動車輪１００は、第１支持部２０が、一対の大径ローラ３０，３１のそれぞれを軸線Ｘ１回りに独立して回転自在となるように支持し、第２支持部２１が、一対の小径ローラ４０，４１のそれぞれを軸線Ｘ２回りに独立して回転自在となるように支持する。
【００４４】
したがって、一対の大径ローラ３０，３１のそれぞれの回転が独立して行われる。大径ローラ３０のみが接地している際は、接地していない他方の大径ローラ３１は回転しない。同様に、一対の小径ローラ４０，４１のそれぞれの回転が独立して行われる。小径ローラ４０のみが接地している際は、接地していない他方の小径ローラ４１は回転しない。
このようにすることで、接地している一方のローラとともに接地していない他方のローラを回転させる場合に比べ、車軸Ａに沿った方向（横方向）への移動に必要な力が少なくて済み、より容易に車軸Ａに沿った方向（横方向）への移動を行うことができる。
【００４５】
本実施形態の全方向移動車輪１００は、複数の大径ローラ３０，３１の各々が、第１支持部２０に軸線Ｘ１回りに回転自在に取り付けられる金属製の芯部材３０ｂ，３１ｂと、芯部材３０ｂ，３１ｂの外周面に取り付けられる略一定厚のゴム製のタイヤ部材３０ａ，３１ａ（弾性部材）とを備える。
このようにすることで、接地面からの反力に対して変形しにくい金属製の芯部材３０ｂ，３１ｂにより反力に対向しつつ、略一定厚のゴム製のタイヤ部材３０ａ，３１ａによって反力による衝撃を車輪の回転位相によらずに安定的に吸収することができる。
【００４６】
同様に、本実施形態の全方向移動車輪１００は、複数の小径ローラ４０，４１の各々が、第２支持部２１に軸線Ｘ２回りに回転自在に取り付けられる金属製の芯部材４０ｂ，４１ｂと、芯部材４０ｂ，４１ｂの外周面に取り付けられる略一定厚のゴム製のタイヤ部材４０ａ，４１ａ（弾性部材）とを備える。
このようにすることで、接地面からの反力に対して変形しにくい金属製の芯部材４０ｂ，４１ｂにより反力に対向しつつ、略一定厚のゴム製のタイヤ部材４０ａ，４１ａによって反力による衝撃を車輪の回転位相によらずに安定的に吸収することができる。
【符号の説明】
【００４７】
１０，１１  板状部材（回転部材）
２０    第１支持部（支持部材）
２１    第２支持部（支持部材）
３０，３１  大径ローラ（第１ローラ）
３０ａ，３１ａ  タイヤ部材（弾性部材）
３０ｂ，３１ｂ  芯部材
３０ｃ，３１ｃ  凹所
４０，４１  小径ローラ（第２ローラ）
４０ａ，４１ａ  タイヤ部材（弾性部材）
１００  全方向移動車輪
【図１】
2015085750.tif 000003
【図２】
2015085750.tif 000004
【図３】
2015085750.tif 000005
【図４】
2015085750.tif 000006
【図５】
2015085750.tif 000007
【図６】
2015085750.tif 000008
【手続補正書】
【提出日】平成27年1月16日(2015.1.16)
【手続補正１】
【補正対象書類名】特許請求の範囲
【補正対象項目名】全文
【補正方法】変更
【補正の内容】
【特許請求の範囲】
【請求項１】
車軸回りに回転可能に設けられた回転部材と、
前記車軸に直交する平面内において、前記回転部材の径方向に直交する方向に延びる軸線を有する複数のローラと、
各該ローラを前記回転部材に各前記軸線回りに回転自在に取り付ける支持部材とを備え、
前記ローラは、その外形が前記車軸を中心とする円の曲率と一致する曲率を有し前記軸線方向の一端から他端に向かって直径が単調に変化する略円錐台状に形成されるとともに、第１ローラと該第１ローラより小径の第２ローラとからなり、
前記第１ローラが、その小径側の端面の中央に凹所を有し、
前記支持部材が、大径側の端面を対向させた一対の前記第１ローラに挟まれる位置に配置されてこれらの前記第１ローラを前記回転部材に取り付けて支持する第１支持部と、大径側の端面を対向させた一対の前記第２ローラに挟まれる位置に配置されてこれらの前記第２ローラを前記回転部材に取り付けて支持するとともに前記第１支持部と形状の異なる第２支持部とを備え、
前記第１支持部と前記第２支持部とが、前記回転部材の周方向に交互に配置され、各前記第２ローラの小径側の端面の一部を各前記第１ローラの前記凹所内に部分的に挿入した状態で、前記第１ローラおよび前記第２ローラを、それらの外形が単一の円周上に配されるように配置している全方向移動車輪。
【請求項２】
前記第１支持部が、一対の前記第１ローラのそれぞれを前記軸線回りに独立して回転自在となるように支持し、
前記第２支持部が、一対の前記第２ローラのそれぞれを前記軸線回りに独立して回転自在となるように支持する請求項１に記載の全方向移動車輪。
【請求項３】
前記複数のローラの各々が、前記支持部材に前記軸線回りに回転自在に取り付けられる金属製の芯部材と、該芯部材の外周面に取り付けられる略一定厚の弾性部材とを備える請求項１または請求項２に記載の全方向移動車輪。
【請求項４】
前記回転部材が、前記車軸方向に間隔を置いて配置された一対の板状部材から構成されており、
複数の前記支持部材が、前記一対の板状部材の間に固定されている請求項１から請求項３のいずれか１項に記載の全方向移動車輪。
【請求項５】
前記車軸回りに回転する駆動軸と連結されるハブと、
前記ハブの外周面と接触した状態で配置される中空の円環状部材とを備え、
前記円環状部材の外周面が前記第１支持部および前記第２支持部の内周面に接触した状態で配置される請求項１から請求項４のいずれか１項に記載の全方向移動車輪。
【請求項６】
請求項１から請求項５のいずれか１項に記載の全方向移動車輪を備えた全方向移動車両。
【手続補正２】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】０００６
【補正方法】変更
【補正の内容】
【０００６】
上記目的を達成するために、本発明は以下の手段を提供する。
本発明の一態様に係る全方向移動車輪は、車軸回りに回転可能に設けられた回転部材と、前記車軸に直交する平面内において、前記回転部材の径方向に直交する方向に延びる軸線を有する複数のローラと、各該ローラを前記回転部材に各前記軸線回りに回転自在に取り付ける支持部材とを備え、前記ローラは、その外形が前記車軸を中心とする円の曲率と一致する曲率を有し前記軸線方向の一端から他端に向かって直径が単調に変化する略円錐台状に形成されるとともに、第１ローラと該第１ローラより小径の第２ローラとからなり、前記第１ローラが、その小径側の端面の中央に凹所を有し、前記支持部材が、大径側の端面を対向させた一対の前記第１ローラに挟まれる位置に配置されてこれらの前記第１ローラを前記回転部材に取り付けて支持する第１支持部と、大径側の端面を対向させた一対の前記第２ローラに挟まれる位置に配置されてこれらの前記第２ローラを前記回転部材に取り付けて支持するとともに前記第１支持部と形状の異なる第２支持部とを備え、前記第１支持部と前記第２支持部とが、前記回転部材の周方向に交互に配置され、各前記第２ローラの小径側の端面の一部を各前記第１ローラの前記凹所内に部分的に挿入した状態で、前記第１ローラおよび前記第２ローラを、それらの外形が単一の円周上に配されるように配置している。