(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
多方向性ホイールのためのホイールフレームの構成部品であって、前記ホイールフレームの構成部品は、
主軸を有するハブであって、前記主軸を中心に前記多方向性ホイールが回転するように適合されたハブと、
前記ハブを径方向に囲むハブリムと、
前記ハブリムから径方向に延在し、且つ第１の面にある第１の複数の周縁ローラ支持アームと、
第２の複数の周縁ローラ支持アームであって、前記第２の複数の周縁ローラ支持アームのそれぞれの周縁ローラ支持アームは、径方向内側ベースを有し、前記第１の複数の周縁ローラ支持アームの斜めに隣接する部材に対して周方向にオフセットされる、第２の複数の周縁ローラ支持アームと、を備え、
前記ホイールフレームの構成部品は、前記第２の複数の周縁ローラ支持アームの周縁ローラ支持アームの数に対応する複数のビームを備え、
前記第２の複数の周縁ローラ支持アームは、前記第１の面から離間し且つ平行である、前記主軸に垂直な第２の面にあり、
前記複数のビームのそれぞれは、前記ハブリムから片持ち式であり、略直線状であり、前記主軸に平行に配列され、前記ハブリムから前記第２の複数の周縁ローラ支持アームの周縁支持アームにおける対応する径方向内側ベースまで延在していることを特徴とする構成部品。
【請求項２】
請求項１に記載の構成部品において、前記ホイールフレームの構成部品が同一のものであることを特徴とする構成部品。
【請求項３】
請求項１または２に記載の構成部品において、前記ホイールは、ブッシュの形態の様々な代替のハブボアインサートを収容するように適合された標準円筒状ハブボアを備えることを特徴とする構成部品。
【請求項４】
請求項３に記載の構成部品において、ハブインサートは、一対の対向配置可能なブッシュを含み、それぞれが間隔を空けた軸方向のボア開口を形成すべく、前記ハブと又は互いに係合可能であることを特徴とする構成部品。
【請求項５】
同一の構成部品を備えるホイールフレームを含む多方向性ホイールであって、前記ホイールフレームの構成部品のそれぞれは、
主軸を有するハブであって、前記主軸を中心に前記多方向性ホイールが回転するように適合されたハブと、
前記ハブを径方向に囲むハブリムと、
前記ハブリムから径方向に延在し、且つ第１の面にある第１の複数の周縁ローラ支持アームと、
第２の複数の周縁ローラ支持アームであって、前記第２の複数の周縁ローラ支持アームのそれぞれの周縁ローラ支持アームは、径方向内側ベースを有し、前記第１の複数の周縁ローラ支持アームの斜めに隣接する部材に対して周方向にオフセットされる、第２の複数の周縁ローラ支持アームと、を備え、
前記ホイールフレームの構成部品のそれぞれは、前記第２の複数の周縁ローラ支持アームの周縁ローラ支持アームの数に対応する複数のビームであって、それぞれが前記ハブリムから前記第２の複数の周縁ローラ支持アームの周縁ローラ支持アームにおける対応する径方向内側ベースまで延在するビームと、それぞれ対応する前記ビーム又は前記径方向内側ベースの一方から延在する複数のスピゴットとを更に備え、
前記第２の複数の周縁ローラ支持アームは、前記第１の面から離間し且つ平行である、前記主軸に垂直な第２の面にあり、
複数のビームのそれぞれは、前記ハブリムから片持ち式であり、略直線状であり、前記主軸に平行に配列され、前記ハブリムから前記第２の複数の周縁ローラ支持アームの前記周縁ローラ支持アームにおける対応する径方向内側ベースまで延在し、
前記スピゴットのそれぞれは、補完する一方のホイールフレームの構成部品の対向面に形成される凹部に収容され、それにより前記ホイールフレームの構成部品同士を結合して、前記ホイールフレームを形成し、
前記ハブリムと、端部を接して延在するそれぞれの前記ビームと、前記第２の複数の周縁ローラ支持アームの周縁ローラ支持アームにおいて対応する横方向及び径方向に延在する前記径方向内側ベースと、細長いスピゴットは、直列に整列され且つ略直線状に整列されることを特徴とする多方向性ホイール。
【請求項６】
請求項５に記載の多方向性ホイールにおいて、さらに、前記第１および第２の複数の周縁ローラ支持アームによって支持された複数のローラを備え、それぞれのローラは、中実の本体部と、間隔を空けて対向する支持ヘッドに係合するようにそれぞれ適合された一対の端部突出軸方向スタブと、を備える単一体として、単一的又は一体的に形成されることを特徴とする多方向性ホイール。
【請求項７】
請求項６に記載の多方向性ホイールにおいて、前記スピゴットは、一方のホイールフレームの構成部品から、第２のホイールフレームの構成部品の対応する凹部内へと軸方向に平行な方向に延在することを特徴とする多方向性ホイール。
【請求項８】
請求項７に記載の多方向性ホイールにおいて、前記凹部は、キー溝スプラインを用いて溝をつけて、圧入又は締りばめで前記スピゴットを収容するように適合させることができることを特徴とする多方向性ホイール。
【請求項９】
請求項８に記載の多方向性ホイールにおいて、駆動手段が前記ホイールに取り付けられ、前記ホイールとともに前記主軸を中心に回転するように動作可能に結合されることを特徴とする多方向性ホイール。
【請求項１０】
請求項９に記載の多方向性ホイールにおいて、前記駆動手段は、プロファイルされたボア又はキー溝を規定するボアを動作可能に係合すべく溝がつけられることによって、前記ホイールに係合することを特徴とする多方向性ホイール。
【請求項１１】
請求項１０に記載の多方向性ホイールにおいて、前記駆動手段は、前記駆動手段を前記ホイールに係合するハブ係合タインを含み、前記ハブ係合タインは、前記ハブに形成される対応する１つの凹部又は複数の凹部に係合可能であることを特徴とする多方向性ホイール。
【請求項１２】
請求項１１に記載の多方向性ホイールにおいて、前記ハブ係合タインは円形に配置されることで、隣接するホイールフレームの構成部品の前記円形ハブに挿入されることを特徴とする多方向性ホイール。
【請求項１３】
請求項６乃至１２のいずれか１項に記載の多方向性ホイールにおいて、それぞれの支持ヘッドは、対応する対向する構成部品の対応する支持ヘッドと連結して一対の支持ヘッドを形成し、それぞれの支持ヘッドは、前記一対の支持ヘッドのそれぞれの外側周縁に近接するわずかに盛り上がった領域により遮られるほぼ平坦な面を備えることを特徴とする多方向性ホイール。
【請求項１４】
請求項１３に記載の多方向性ホイールにおいて、前記ほぼ平坦な面の対向面は、前記ほぼ平坦な面の径方向内側領域に対して盛り上がっていて、それによって前記ほぼ平坦な面は、張力下において、対向部分を曲げてフラッシュ係合させるように適合されることを特徴とする多方向性ホイール。
【請求項１５】
請求項１に記載の構成部品において、それぞれのビームは片持ち式であり、平行な軸方向配列で延在することを特徴とする構成部品。
【請求項１６】
請求項１４に記載の多方向性ホイールにおいて、それぞれのビームは片持ち式であり、平行な軸方向配列で延在することを特徴とする多方向性ホイール。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、ホイールフレーム構成部品に関する。より具体的には、本発明は、多方向性ホイールの一部を形成するホイールフレーム構成部品に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来の提案又は製品への以下の言及及び記載は、本技術における一般知識の記述又は承認として意図されるべきではなく、且つ構成されるべきではない。特に、以下の先行技術の考察は、当業者によって一般的に若しくはよく知られていることに関連しないが、本発明の進歩性の理解を補助し、それに関連する先行技術の特定は一部分にすぎない。
【０００３】
多方向性ホイール又はオムニホイールのためのホイールフレームは一般的に、主軸を有するハブであって、主軸を中心に多方向性ホイールが回転するように適合されたハブと、ハブを径方向に囲むハブリムと、第１の面においてハブリムから径方向に延在する第１の複数の周縁ローラ支持アームと、第２の複数の周縁ローラ支持アームとを含み、第２の複数の周縁ローラ支持アームのそれぞれの部材アームは径方向内側ベースを有し、第１の複数の周縁ローラ支持アームの斜めに隣接する部材に対して周方向にオフセットされている。斜めに隣接するローラは重なり合うため、複数のローラの少なくとも１つの操作可能な部分がグランド接触で用いられ、ホイール全体が主軸を中心に回転することによって主軸に垂直な順方向に、且つ少なくとも１つの円形の接触ローラが回転することによって主軸に平行なベクトル成分を有する横方向にホイールが移動することを可能にする。先行技術における多方向性ホイールフレームの製造コストは、時間及び材料の両方の点で高い。従来の試みが優れたものでない別の要因は、乗り心地が不適切なことにある。乗り心地は、ローラの経過期間に直接関連している。また、従来の試みには、不十分なローラ軸のハウジングへのフィットや衝撃耐性という欠点がある。これらがホイール及びその性能の相当な消耗や悪化をもたらし、アクスル取付部の緩みや衝撃損傷によって、機械的故障や性能の悪化への耐久性が低い多用なアプリケーションでの使用が妨げられる。更に従来の試みは、より材質が柔らかい又は脆い材料でできている可動構成部品に係合するのに、アクスル等の金属の構成部品を使用する傾向にあり、そのことにより、コスト、及び機械的故障若しくは消耗や劣化が早まる可能性が高くなっている。１又は複数の先行技術の上記の欠点を改善するホイールフレームを提供すること、又は少なくともそれに代わる有用なものを提供することが有利である。
【発明の概要】
【０００４】
１又は複数の態様に係る発明は、独立請求項に定義されるとおりである。発明のいくつかの任意又は好ましい特徴が、従属請求項に定義される。
【０００５】
従って、発明の一態様において、以下のものが提供される。
多方向性ホイールのためのホイールフレームの構成部品であって、ホイールフレーム構成部品は、
主軸を有するハブであって、主軸を中心に多方向性ホイールが回転するように適合されたハブと、
ハブを径方向に囲むハブリムと、
ハブリムから径方向に延在し、且つ第１の面にある第１の複数の周縁ローラ支持アームと、
第２の複数の周縁ローラ支持アームであって、第２の複数の周縁ローラ支持アームのそれぞれの部材アームは、径方向内側ベースを有し、第１の複数の周縁ローラ支持アームの斜めに隣接する部材に対して周方向にオフセットされる、第２の複数の周縁ローラ支持アームと、を備え、
ホイールフレーム構成部品は、第２の複数の周縁ローラ支持アームの部材アームの数に対応する複数のビームを備え、それぞれのビームは、ハブリムから第２の複数の周縁ローラ支持アームの部材アームの対応する内側ベースまで延在し、
第２の複数の周縁ローラ支持アームは、第１の面から離間し且つ平行である、主軸に垂直な第２の面にあることを特徴とする。
【０００６】
別の態様において、本発明は、以下を提供する。
同一の構成部品を備えるホイールフレームを含む多方向性ホイールであって、ホイールフレーム構成部品のそれぞれは、
主軸を有するハブであって、主軸を中心に多方向性ホイールが回転するように適合されたハブと、
ハブを径方向に囲むハブリムと、
ハブリムから径方向に延在し、且つ第１の面にある第１の複数の周縁ローラ支持アームと、
第２の複数の周縁ローラ支持アームであって、第２の複数の周縁ローラ支持アームのそれぞれの部材アームは、径方向内側ベースを有し、第１の複数の周縁ローラ支持アームの斜めに隣接する部材に対して周方向にオフセットされる、第２の複数の周縁ローラ支持アームと、を備え、
ホイールフレーム構成部品のそれぞれは、第２の複数の周縁ローラ支持アームの部材アームの数に対応する複数のビームであって、それぞれがハブリムから、第２の複数の周縁ローラ支持アームの部材アームの対応する内側ベースまで延在するビームと、それぞれ対応する１つのビーム又は内側ベースから延在する複数のスピゴットとを更に備え、
第２の複数の周縁ローラ支持アームは、第１の面から離間し且つ平行である、主軸に垂直な第２の面にあり、
スピゴットのそれぞれは、補完する一方のホイールフレーム構成部品の対向面に形成される凹部に収容され、それによりホイールフレーム構成部品同士を結合して、ホイールフレームを形成することを特徴とする。
【０００７】
ホイールは、特にキャスターホイールが採用される、駆動及び自由転がり両方のコンベヤ搬送システム、検査台、ボールトランスファステーションに、ロボットホイール又は他のホイールのアプリケーションとして使用できる。
【０００８】
ホイールフレーム構成部品は、同一のものでも異なっていてもよいが、好ましくは、製造コストを減らすべく同一のものである。ホイールフレームは、組み立てられたときに、２つ又はそれ以上のホイールフレーム構成部品を備えてもよい。ホイールフレームは、好ましくは同一のハーフホイールフレーム構成部品から形成される。ホイールフレーム構成部品は、成形、鋳造、３Ｄ印刷、ＣＮＣマシンを用いる等のレーザカット、及び当業者に知られる３Ｄ対象物の製造の他の形式により形成することができる。
【０００９】
好ましくは、ホイールフレームは、アセタール、強化ポリプロピレン、及び他の適切なポリマー材料等のポリマー材料から形成される。ホイールフレームはまた、ホイールに求められる腐食及び強度耐性特性に応じて、様々なグレードの鋼等の金属材料から形成してもよい。好ましい実施形態において、ホイールはより軽量のポリマー材料から作られる。
【００１０】
好ましくは、フレームは、ＡＢＳ又はアセタールから成形される。多様な代替のハブボアインサートを収容するように適合された標準円筒状ハブボアを設けることにより、ホイールは、多くの異なるアプリケーションに適したものとすることが可能である。例えば、様々なハブインサートは、直径４．８ｍｍ、６ｍｍ、及び８ｍｍ間で異なるボアを規定してもよい。ハブインサートは、多角形又は十字型の軸方向ボアを規定してもよい。ハブインサートは、好ましくはブッシュの形態である。ハブインサートは、一対の対向配置可能なブッシュを備え、それぞれが間隔を空けた軸方向のボア開口を形成すべく、ハブと又は互いに係合可能であってよい。
【００１１】
第１の構成部品は、円形リングを形成するリムを含むフレームを有し、そこから第１の支持アームを径方向に延在させ、片持ち式のビームは、リムから軸方向に平行に延在し、第２の支持アームを支持する。第２の支持アームは径方向に延在もするが、リングから軸方向にオフセットされ、それぞれのビームの遠位端から径方向に延在し、第１の支持アームは、第２の支持アームから周方向にオフセットされ、スピゴットはそれぞれの第２の支持アームのベースから延在し、凹部はそれぞれの第１の支持アームのベースに形成され、同様の接合する第２の構成部品の対向スピゴットを収容する。
【００１２】
ローラは、中実の本体部を備える単一体として単一的又は一体的に形成してもよい。それぞれのローラは、間隔を空けた対向支持ヘッドにそれぞれ係合する一対の端部突出軸スタブを有してよい。そのように形成されたローラは、ナイロン又はポリウレタン等の実質的に剛質なポリマーから形成されてよく、後者は高い切断及び引裂耐性が望ましいとされるローラに適切であり、又はそのようなものが産業上の適用に求められている。
【００１３】
代替的に、より大きな牽引力、又はより静かな乗車性のために柔らかいローラ材料が要求される場合において、その全体の内容が本明細書に組み込まれている出願人による公開特許出願第ＷＯ２０１１０４７４４３号に記載のとおり、ローラをオーバーモールドしてもよい。ローラのオーバーモールドは、アセタール等、構造部品を形成するのに適したより固くてより硬質材料からなる軸上で実行してもよい。いずれの場合でも、ホイールを１又は複数の金属構成部品から形成することは発明の範囲内であるが、ローラ及びフレームがポリマー材料から作られる場合において、好ましくはアクスル等、相対的に可動する部分を構成する構成部品又は可動部分と係合する構成部品は金属以外の材料から作られ、相対的な摩擦量や、損耗に関連する性能故障の早期発現が最小化される。
【００１４】
ホイールハブは、円形であり、アクスル、ジャーナル、軸受、及び／又はドライブシャフトを収容及び／又は係合するように適合されてもよい。この点において、一方のホイールフレーム構成部品から延在するスピゴットは、第２のホイールフレーム構成部品の対応する凹部内へと軸方向に平行な方向に、及びそれを貫通してもよい。凹部は、キー溝スプラインを用いて溝をつけてもよい。凹部は、断面が多角形であり、圧入又は締りばめでスピゴットを収容するように適合されてもよい。
【００１５】
凹部は、第２のホイールフレーム構成部品の構造内にへこんだ空洞であってもよい。代替的には、凹部は、第２のホイールフレーム構成部品を完全に貫通するボア又はアパーチャであってもよい。スピゴットは、ボア又はアパーチャを貫通し、第２のホイールフレーム構成部品の反対側に突き出すようにしてもよい。
【００１６】
駆動手段は、ホイールに装着されてもよい。ホイールは、ホイールの主軸を中心とする回転を駆動手段に動作可能に結合する駆動係合装置を含んでもよい。駆動手段を装着するのに、突出しているスピゴットを用いてもよい。
【００１７】
駆動手段は、突出しているスピゴットを収容する対応凹部を有するスプロケットの形態であってもよい。駆動手段は、ドライブシャフトに対するホイールの相対回転比を必要に応じて変更することを可能とするギアアセンブリを含んでもよい。駆動手段は、駆動手段に動作可能に結合される駆動モータを含んでもよい。駆動手段は、隣接するホイールフレーム構成部品と対向及び当接するように適合された内部プレートを含んでもよい。
【００１８】
駆動手段は、プロファイルされたボア又はキー溝を規定するボアに動作可能に係合すべく溝がつけられることにより、ホイールに係合してもよい。代替的には、駆動手段は、ハブ係合タインを含んでもよい。ハブ係合タインは、撓み可能なものであってもよい。タインは、ハブに近接して形成される対応する１つの凹部又は複数の凹部に係合可能なものであってもよい。ハブ係合タインは、円形に配置されてよく、それによって、隣接するホイールフレーム構成部品の円形ハブに挿入される。タインは、均等に間隔を空けてもよい。ハブ係合装置を構成するタインが２つ又はそれ以上あってもよい。タインは、それぞれ湾曲形状を有してもよい。特定のハブに係合するタインは、全体がタインの側面を規定する円弧の隙間を有する途切れた円の形をした一組のタインを形成してもよい。湾曲状のタインは、好ましくは、ハブリムの外面に形成される相補的凹部に係合するように適合されてもよい。スピゴットは、好ましくは、第１のホイールフレーム構成部品から駆動手段に部分的にのみ延在してもよい。スピゴットは、好ましくは、第１のホイールフレーム構成部品から駆動手段までの全体にわたって延在していない。
【００１９】
ローラは、切頭紡錘状又はバレル状に形成されたタイヤを備える。それぞれのローラは、アクスルを備える。アクスルは、好ましくは、ローラに対して同軸である。アクスルは、好ましくは、ローラの軸方向ボアを貫通する。アクスルは、好ましくは、ローラのいずれかの端部を超えて延在する。それぞれのローラアクスルは、好ましくは、周縁ローラ支持アームのヘッドに係合できる。ヘッドは、好ましくは、ホイールの径方向外側周縁又はリムに位置する。
【００２０】
それぞれのローラアクスルは、ローラブッシュを有してもよい。ローラブッシュは、個別に形成されてもよい。代替的には、ローラブッシュは、より広い円筒状のブッシュの形状であってもよい。アクスルは、より広い円筒状のブッシュに単一的又は一体的のいずれかで成形されてもよい。より広い円筒状のブッシュは、外側のローラタイヤにより包囲されてもよく、又はスリーブがつけられてもよい。ローラタイヤは成形されてもよく、そうでなければより広い円筒状のブッシュの周囲に適用されてもよい。より広い円筒状のブッシュは、別個にローラアクスルに適用されてもよい。好ましくは、コストを最小にすべく、ローラアクスル及びローラブッシュは、それぞれのローラに関して単一の構成部品として成形される単一片である。ローラアクスル及びブッシュは従って、補強又は硬化ポリマー材料等の強力且つ比較的堅い材料から作られてもよい。有利には、軸ピン／ヘッドを組み込む、一体成形のローラコアを用いてもよい。代替的には、ローラは、完全に中実体のローラを備えてもよい。別の代替形態において、直径がより小さいローラを用いてもよく、改良された損耗耐性、非マーキング又は改良された牽引力等、若しくは他の所望のローラ・グランド間の係合特性に適合された、選択された材料でオーバーモールドしてもよい。
【００２１】
周縁ローラ支持アームのそれぞれは、径方向外側に延在してもよい。周縁ローラ支持アームは、ホイールの径方向周縁にある程度近い径方向位置で終結してもよい。ホイールの外側に対応する径方向周縁は、ホイールを横向きで見る場合、ローラによって規定されてもよい。
【００２２】
主軸の線の側方から見る場合のそれぞれのヘッドは、略三角形の本体を備えてもよく、その二等辺台形の角度のついた辺のいずれかには、ローラから延びるローラアクスルピンを収容する凹部を備える。それぞれのヘッドは、ホイールフレーム構成部品の組み立て後に完成できる。ヘッドは、構成部品のホイールフレーム部分の係合をより確実にする外側周縁係合手段を含んでもよい。
【００２３】
周縁ローラ支持アームは、ハブリムからヘッドまで延在する径方向シャフトを含んでもよく、ヘッドに向けて細くなるハブリムに隣接する広いベースを備えてもよい。
【００２４】
組み立て中に、ローラは、それぞれの対向且つ離間する支持ヘッドマウントに圧入されてもよいため、隣接する径方向ヘッドは、組み立て中にローラの保持を補助する。
【００２５】
径方向ヘッドは、好ましくは、それぞれの対向する係合表面間の隙間に関して、最小の機会でよりきつい嵌合を確保すべく、変更された構造上の特徴を含んでもよい。
【００２６】
有利には、それぞれのヘッドを形成するように適合されたそれぞれの対向部分は、外側周縁に近位にあるわずかに盛り上がった領域によって遮られる実質的に平坦な面を備える。一方又は両方の対向面は盛り上がっていてもよいため、対向面の径方向内側領域は、対向部分を曲げてフラッシュ係合（ｆｌｕｓｈ  ｅｎｇａｇｅｍｅｎｔ）させるように適合される。それぞれの対の支持ヘッドの外側周縁は、相補的雄型及び雌型継手の特徴を有してもよく、一方にフランジを、他方に対応する凹部を含む。
【００２７】
シャフトは、軸方向に整列されたスピゴットを収容するのに内側対向凹部を含んでもよい。内側対向凹部は多角形の形状であってよい。好ましくは、内側対向凹部は六角形の形状である。好ましくは、スピゴットは断面が円形である。スピゴットの直径は、次第にそれぞれの長さの中間で段付きになるか、または細くなる。
【００２８】
よって、断面が円形状のスピゴットは、よりきつい締りばめのために六角形の内側凹部に挿入されてもよい。スピゴットは、スピゴットの終端又は自由端よりも大きい直径を有するベースを有してもよい。スピゴットのベースは、内側対向凹部に締りばめを設けてもよい。より小さい直径を有してもよいスピゴットのより狭い又は小さい寸法である終端は、対向するホイールフレーム構成部品を部分的に又は完全に貫通するようにしてもよい。本発明のいくつかの実施形態において、スピゴットは、駆動手段との係合のため、完全に貫通して、他側から出るようにしてもよい。
【００２９】
有利には、スピゴットは、好ましくは、断面が一定の又は断面が一定に変化する短いスタブである。スピゴットは従って、段付きのシャフトプロファイルを含まなくてもよい。好ましくは、スピゴットの全長は、取り外し不能な摩擦嵌合のため、凹部の対応する収容ボアに係合面を与える。好ましくは、凹部は、小型フレーム構成部品における疲労や機械的故障のリスクを最小にする止まり穴であり、審美的な理由によるものである。しかし、より大きな材料の本体に凹部が形成される大型のホイールフレームの場合、貫通穴が上記のとおり凹部にとって望ましい。
【００３０】
スピゴットは従って、相補的な凹部に締りばめに機械的に結合する相軸ボルト又はスタッドの形式で相補的な固定装置を設けてもよい。好ましくは、固定装置は、主軸に平行に延在する。それぞれの固定装置は、対応するビームに略平行に延在してもよい。１又は複数の固定装置は、対応するビームに対して略同軸に延在してもよい。
【００３１】
それぞれのビームは、好ましくは片持ち式のものであり、平行な軸方向の配列で、つまりハブリムから主軸に略平行に延在している。ビームは断面が多角形であってもよい。ビームは、好ましくは、断面が六角形であってもよい。更により好ましくは、ビームは、断面が二等辺台形であってもよく、大きく細長い、略長方形で平行な面がハブリムの外側周縁に対応する。小さな平行面は、ハブリムの内側周縁に対応してもよい。
【００３２】
従って、ハブリム、ビーム、及びスピゴットを直列とした直線構造は非常に強力である。これは、好ましい形式において、ホイールフレームのハブリムの強力且つ硬質な内側構造を提供する。ホイールが駆動手段に結合時、駆動手段は、好ましくは、ホイールの最も効率的且つ有効な電動力の伝達のために、ホイールフレームの最も強力な部分を通じて係合される。ビームは、対応するローラに対して軸方向に平行で径方向に内側に延在するのに十分に長い。それぞれのビームの長さは、第２の複数の周縁ローラ支持アームの部材が、ホイール且つ組み立てられたホイールフレームの側面プロファイル内に径方向外側に延在するスペースを確保する。第２の複数の周縁ローラ支持アームのそれぞれの部材は、周縁ローラ支持ヘッドに向けて径方向外側に細くなる内側ベースに、より広いベースを有する径方向のシャフトを備える。ヘッドは、好ましくは、第１の複数の周縁ローラ支持アームのオフセット及び斜めに隣接するヘッドと同じ方向を向く。
【００３３】
従って、スピゴットが、対応する対向内側凹部によって収容されるように、互いに対向し、位置合わせされる一対の同様のホイールフレーム構成部品を設けることにより、ホイールフレーム構成部品は、機械的に締りばめで接合され、係合されることにより、単一のホイールフレームを形成することができる。任意には、ホイールフレーム、ハブ、又は中央のボアのインターフェースは、更に駆動手段をそこに取り付けることができる。締りばめは、一対の構成部品を頑強に接合するのに機械的に十分なものである場合もあり、あるいは接着、溶接の形式、若しくはそれらの組み合わせで更に補強することが望ましい場合もある。溶接は、超音波の溶接の形式であってもよい。好ましくは、一対の構成部品のそれぞれの係合は、他の固着手段なしに、締りばめのみによって実現される。
【図面の簡単な説明】
【００３４】
本発明は、好ましい実施形態の以下の非限定的な説明からより良好に理解できる。
【図１】図１は、本発明の第１の実施形態に係るホイールの斜視分解図である。
【図２】図２は、本発明の第２の実施形態に係るホイールフレームの斜視分解図である。
【図３】図３は、異なる角度から示した第２の実施形態の斜視図である。
【図４】図４は、図１又は２に示す第１又は２の実施形態に係る組立てた状態のホイールの斜視図である。
【図５】図５は、第３の実施形態に係るホイールの側面図である。
【図６】図６は、ブッシュを伴う第３の実施形態に係るホイールの端面図である。
【図７】図７は、図６に示すホイールの斜視分解図である。
【図８】図８（ａ）−（ｄ）は、第３の実施形態に係る取り付け用の代替的なブッシュの斜視図である。
【図９】図９は、中実成形ローラの概要側面図である。
【図１０】図１０は、第３の実施形態に従って製造されるホイールの支持ポストの概略側面断面図である。
【発明を実施するための形態】
【００３５】
本発明の好ましい特徴を、特に添付の図面を参照して説明する。しかしながら、図示した特徴、及び図面を参照して説明する特徴は、発明の範囲を限定するものとして解釈されるべきではないことを理解すべきである。
【００３６】
図１を参照すると、同一の構成部品２１ｉ−ｉｉを備えるホイールフレーム２０を含む多方向性ホイール１０が示されている。ホイールフレーム構成部品２１ｉ−ｉｉのそれぞれは、主軸１を有するハブ３０であって、主軸１を中心に多方向性ホイール１０が回転するように適合されたハブ３０と、ハブ３０を径方向に囲むハブリム３１と、ハブリム３１から径方向に延在し、第１の面に整列する第１の複数（４つ示す）の周縁ローラ支持アーム（「第１のアーム」）２２と、第２の複数の周縁ローラ支持アーム（「第２のアーム」）２３とを備え、第２の複数の周縁ローラ支持アームのそれぞれの部材アームは、径方向内側ベース２６を有し、第１の複数の周縁ローラ支持アーム２２の斜めに隣接する部材に対して周方向にオフセットされている。ホイールフレーム構成部品２１ｉ−ｉｉのそれぞれは、第２の複数の周縁ローラ支持アーム２３の部材アームの数に対応する複数のビーム２５であって、それぞれがハブリム３１から第２の複数の周縁ローラ支持アーム２３の部材アームの対応する内側ベース２６まで延在するビーム２５と、それぞれ対応する１つのビーム２５又は内側ベース２６から延在する複数のスピゴット４０とを更に備える。第２の複数の周縁ローラ支持アーム２３は、第１の面から離間し且つ平行である、主軸１に垂直な第２の面にあり、ホイールフレーム構成部品２１ｉ−ｉｉのうちの一方からのスピゴット４０のそれぞれは、補完する一方のホイールフレーム構成部品２１ｉ−ｉｉの対向面３５に形成される凹部２７に収容され、それによりホイールフレーム構成部品２１ｉ−ｉｉ同士を結合して、ホイールフレーム２０を形成する。
【００３７】
ハブリム３１は、円形ハブ３０を規定する。８つローラホイール１０−１０ｃのフレーム２０は星型であり、第１のアーム２２の間に延在し、第１のアーム２２の一部を形成する凹曲面壁３２を有する。星型は、第１のアーム２２に広いベース２８を備えることを容易にし、広いベース２８はそのシャフト２９を通じて第１のローラ軸取付ヘッド１２に向けて細くなる。
【００３８】
ビーム２５のそれぞれは、ハブリム３１からその対応する内側ベース２６までの長さ全体にわたって厚さが略一致する厚肉構造だが、当業者は、いくつかの変形が強度の最適化を達成し、同時に材料の最小化が可能であることを理解することが出来る。ビーム２５は、略直線状で、主軸１と平行に配列される。ハブリム３１と、端部を接して延在するビーム２５と、横方向に延在する第２のアーム２３の内側ベース２６と、細長いスピゴット４０は、直列に整列され且つ略直線状に整列される。ビームはハブリム３１から片持ち式のものであり、この構造により、材料の最小化を可能にし、また同時にローラを最初に挿入し、一端組み立てたらローラを固定且つ捕捉することを可能にすることにより、ホイール１０の容易な組み立てが可能となる。組み立てられたホイール１０は、ハブリム３１及び片持ち式のビーム２５を、主軸１に平行な直線方向に沿って同じ厚さに維持することで、非常に頑丈且つ強固なハブリム３１及び内側ベース２６の構造を提供する。
【００３９】
スピゴット４０は段付であり、より幅の広いスピゴットベース４１と細く突出した終端部４２との間に可変径を有する。スピゴットベース４１は、対応する凹部２７において、強力で機械的な取り外し不能の締りばめで収容されるように適合されるので、終端部４２は、凹部２７につながる孔３３を介して、補完するもう一方のホイールフレーム構成部品２１ｉｉの反対側を超えて突き出るように延在する。
【００４０】
スピゴット４０の突き出た終端部４２は、スプロケット５０の本体５２に形成された複数の貫通穴５１のうち１つにスピゴットの端部４２を挿入することにより、一対のギア等の駆動装置、駆動モータ、又は図１に示すようなスプロケット５０に係合するのに用いることができる。
【００４１】
それぞれのローラ軸支持ヘッド部１２は、浅く半球面の軸ピン凹部６３に収容されている、ローラ６０の軸ピン６１を有する略二等辺三角形の本体を備える。２つのハーフ構成部品２１ｉ−ｉｉを組み立てた時にのみ、それぞれのヘッド１２が完成し、ローラ軸ピン６１がそれぞれの完成済の凹部６３に固定且つ捕捉される。ヘッド部１２は、第１の構成部品２１ｉの対向ヘッド１３に形成され、外側ホイールリムの輪郭に従うように湾曲した雄型の凹部又はフランジ１４の形態の周縁相補的係合部と、第２の構成部品２１ｉｉのヘッド１２に形成された相補的で湾曲した雌型の溝１６の形態の周縁相補的係合部とを備える。
【００４２】
図２から４を参照して、第２の実施形態における様々な構成要素を説明するにあたって、同様の特徴は同一の参照番号で参照される。ホイール１０ｂはホイール１０とほぼ同様であるが、異なるハブ３０ｂの形態とスピゴット４０ｂの形態とを有する、図１に示す実施形態の変形例が提供される。スピゴット４０ｂは段付きではないが、太いベース部（図１に示すスピゴット４０の部分４１に対応する）で終端し、スピゴット４０ｂが第２のホイールフレーム構成部品２１ｉｉｂの外壁３４と同一平面になるように、第１のホイールフレーム構成部品２１ｉｂから延在する。同様に、ホイールフレーム構成部品２１ｉｂから延在する相補スピゴット４１ｂは、ホイールフレーム構成部品２１ｉｉｂにおける凹部２７ｂを貫通し、端部がホイールフレーム構成部品２１ｉｉｂの外壁３５ｂと同一平面になる。ホイールフレーム構成部品２１ｉｂ−２１ｉｉｂのハブリム３１ｂは、ハブリム３１ｂに直接係合するように適合された第２の形状のスプロケット５０ｂの一体成形品に設けられた相補形状のタイン又はフィンガー５３ｂに対する協働凹部を形成するように適合されたくさび形に切り抜かれた凹部３７ｂを備えているため、スピゴット４０ｂ、４１ｂは、スプロケット５０ｂを取り付ける必要がない。タイン５３ｂは、スプロケット５０ｂ又は他の適切な駆動手段がホイール１０ｂに係合又は装着されて図４に示すように共に回転できるように、円形のパターンに配置され、対応するくさび形状の凹部３７ｂに機械的締りばめで挿入且つ収容されるべく等間隔に配置される。
【００４３】
図５から８（ｄ）を参照して示す更なる実施形態を説明するが、同様の対応する特徴は、同様の参照番号によって特定される。
【００４４】
組み立てられた態様のホイール１０ｃを、図５から１０を参照して説明するが、スピゴット４０ｃを収容する凹部２７ｃは、外観図からは隠れていることを示す波線で示される開口なしの凹部であり、凹部２７ｃを囲むフレーム２０ｃの構造の強度や完全性を保持すべく、一端が封止されている。
【００４５】
スピゴット４０ｃは、一定の断面からなって、段付きではなく、それによって凹部２７ｃの壁との係合面や摩擦嵌合を最大にする。
【００４６】
それぞれの構成部品２１ｉｃ−ｉｉｃは、対向面３５ｃ−３６ｃで図１０に示すように互いに係合時に向かい合う。面３５ｃ−３６ｃは、ピン凹部６３ｃに径方向内側に隣接するヘッド１２ｃの径方向外側領域３８ｃ−ｃｉで盛り上がり、それによって、対向面３５ｃ―３６ｃの間に浅い径方向内側空洞３９ｃを形成する。この隙間３９ｃは、それぞれの構成部品２１ｉｃ−ｉｉｃが互いにより密着することを容易にし、盛り上がった表面の周囲で空洞３９ｃ内へと曲げることを可能とする。
【００４７】
第１の構成部品２１ｉｃの周縁リムは、それぞれの構成部品２１ｉｃ−ｉｉｃの係合を容易にすべく、雌型凹部又はレッジ１６ｃと協働する雄型フランジ１４ｃを有する。
【００４８】
ローラ６０ｃは、一体成形品からなり、高い切断、引裂、及びせん断強度を有するポリウレタンや他のポリマー材料等の均質化材料から作られる中実の一体構造である。特定のアプリケーションでは、より大きな牽引力を表し、ローラブッシュ軸基板にオーバーモールドが可能なより柔らかい材料が適切である。図９に示すように、ローラ６０ｃは、中実のバレル形状の本体６５ｃと、構成部品２１ｉｃ−ｉｉｃにより形成されたカップ形状の凹部６３ｃに収容するように適合された一対の間隔を空けた同軸の端ピン６１ｃとを含む単一体から単一的又は一体的に形成してもよい。
【００４９】
図７から８に示すように、軸方向ボア３０ｃの形状は、様々な異なるブッシュ７０ａ−ｄで任意のものを取り替えることにより変更でき、ブッシュ７０ａ−ｄのそれぞれはタイン５３ｃを有することで、相対応する凹部３７ｃに係合し、リム３１ｃに接続する。ブッシュ７０ａ−ｂは、４．８ｍｍから８．０ｍｍの範囲の可変ボアを有するが、他のサイズは、本発明の範囲に該当すると考えられ、そのことによって、より大きい又は小さい軸、軸受、及びジャーナルに嵌合するように適合されてもよい。主要ボア３０ｃを貫通する軸は、フレーム２０ｃが主軸とともに回転するよう溝をつけてもよい。ブッシュ７０ｃは星型のボアプロファイル７３ｃを有し、一方、ブッシュ７０ｄのボアは、４つ葉のクローバの溝を付けた形状７４ｃを有する。
【００５０】
明細書及び特許請求の範囲を通じて、「備える（ｃｏｍｐｒｉｓｅ）」という語及びその変形語は、反対のことを明確に示さず、又は文脈上その他のことを要しない限り、排他的ではなく、包括的な意味を有することを意図している。つまり、「備える（ｃｏｍｐｒｉｓｅ）」という語及びその変形語は、反対のことを明確に示さない、又は文脈上その他のことを要しない限り、その語が直接言及する、列挙した構成要素、工程、又は特徴だけでなく、具体的に列挙していない他の構成要素、工程、又は特徴の含有をも示す。
【００５１】
本発明の明細書において、「装置（ａｐｐａｒａｔｕｓ）」、「手段」、「装置（ｄｅｖｉｃｅ）」及び「部材」等の用語は、単数又は複数の物を言及でき、１又は複数の部品を有する１または複数の物又は構成要素により実行される特性、構成、特徴の一式を指すことを意図する用語である。「装置（ａｐｐａｒａｔｕｓ）」、「手段」、「装置（ｄｅｖｉｃｅ）」、「部材」、又は同様の用語が単一の対象物であることを説明する場合、複数の構成要素を有する機能的に同等な対象物がその用語の範囲に該当すると考えられ、同様に、「装置（ａｐｐａｒａｔｕｓ）」、「組立」、「手段」、「装置（ｄｅｖｉｃｅ）」、又は「部材」が複数の構成要素を有することを説明する場合、反対のことを明確に示さない、又は文脈上その他のことを要しない限り、機能的に同等であるが単一の対象物も、その用語の範囲に該当すると考えられる。
【００５２】
明細書及び特許請求の範囲で用いられる垂直、水平、上面、底面、上部、下部等の配向を表す用語は、相関性があるものと解釈されるべきであり、構成要素、項目、物品、装置（ａｐｐａｒａｔｕｓ）、装置（ｄｅｖｉｃｅ）、又は機器が、典型的にはまっすぐに示したホイール及び横に配置した主軸でもって、特定の配向にあるものと通常考えられることを前提としている。
【００５３】
多くの改変及び変形を、本明細書に記載された発明の方法に対して、発明の要旨及び範囲から逸脱することなく行ってもよいことが、当業者に理解されるだろう。
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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【図８】
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【図９】
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【図１０】
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