(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
全方向ボールホイールであって、
ボールホイール骨組と、少なくとも三つの第１のホイールと、を含み、
前記ボールホイール骨組は、曲面である外面を有し、前記ボールホイール骨組は、ピボット可能であり、且つ第１のピボット軸線を有し、
各第１のホイールは、曲面である外面を有し、各第１のホイールは、前記ボールホイール骨組にピボット可能に接続され、且つ第２のピボット軸線を有し、前記少なくとも三つの第１のホイールの外面は、いずれも前記ボールホイール骨組の外面とは同じボール面にあり、前記第２のピボット軸線は、前記第１のピボット軸線に垂直して交差し、
各第１のホイールの外面の頂部に第２のホイールを収容する貫通孔が設けられ、前記第２のホイールは、前記ボールホイール骨組にピボット可能に接続され、且つ第３のピボット軸線を有し、前記第１のホイールの外面は、前記第２のホイールの外面の一部とは同じボール面にあり、前記第３のピボット軸線は、前記第１のピボット軸線及び前記第２のピボット軸線に同時に垂直する、
ことを特徴とする全方向ボールホイール。
【請求項２】
前記ボールホイール骨組にキャビティが形成され、前記キャビティの数は、前記第１のホイールの数に対応しており、各キャビティ内に筒状取付部が設置され、前記筒状取付部の軸線は、前記第１のピボット軸線に垂直して交差し、前記第１のホイール及び前記第２のホイールは、それぞれ前記筒状取付部を介して前記ボールホイール骨組に接続される、
ことを特徴とする請求項１に記載の全方向ボールホイール。
【請求項３】
前記ボールホイール骨組は、一体に形成されるハウジングと、センターポストと、仕切り板とを含み、前記ハウジングは、開口を有するボール状のハウジングであり、前記センターポストの両端は、前記ハウジングに形成され、且つ前記センターポストの軸線は、前記第１のピボット軸線を定義し、前記仕切り板の数は、前記キャビティの数に対応しており、各仕切り板は、それぞれ前記センターポストの外面から前記ハウジングの内面に延びて前記キャビティを区画し、前記筒状取付部は、隣接する二つの仕切り板から外方へ延びて前記ハウジングの開口から延出して形成される、
ことを特徴とする請求項２に記載の全方向ボールホイール。
【請求項４】
前記全方向ボールホイールは、駆動主軸をさらに含み、前記ボールホイール骨組のセンターポストに前記駆動主軸を取り付けるための軸穴が区画される、
ことを特徴とする請求項３に記載の全方向ボールホイール。
【請求項５】
前記ボールホイール骨組のハウジングは、前記第１のピボット軸線に沿う両端が平面として構成される、
ことを特徴とする請求項３又は４に記載の全方向ボールホイール。
【請求項６】
前記第１のホイールは、ゴム層と第１の骨組とを含み、前記ゴム層は、曲面である外面を有し、前記第１の骨組は、前記ゴム層を支持する、
ことを特徴とする請求項２〜５のいずれかに記載の全方向ボールホイール。
【請求項７】
前記第１の骨組の圧縮強度は、前記ゴム層の圧縮強度より高い、
ことを特徴とする請求項６に記載の全方向ボールホイール。
【請求項８】
前記第１の骨組は階段状である、
ことを特徴とする請求項７に記載の全方向ボールホイール。
【請求項９】
前記第１のホイールは、第１のベアリングとベアリングプラテンとをさらに含み、前記第１の骨組によって第１の溝が区画され、前記ベアリングプラテンによって前記第１の溝に結合される第２の溝が区画され、前記第１の溝と前記第２の溝とによって前記第１のベアリングを収容するための収容空間が区画され、前記第１のベアリングの外輪は、前記収容空間に押し付けられ、前記第１のベアリングの内輪は、前記筒状取付部に嵌め込まれる、
ことを特徴とする請求項６〜８のいずれかに記載の全方向ボールホイール。
【請求項１０】
前記筒状取付部の外周壁に軸方向に延びる複数のリブが形成される、
ことを特徴とする請求項２〜９のいずれかに記載の全方向ボールホイール。
【請求項１１】
前記第２のホイールは、ゴムホイールと押さえ蓋とを含み、前記ゴムホイールは、紡錘形であり、且つ前記押さえ蓋にピボット可能に接続され、前記押さえ蓋は、前記筒状取付部に固定的且つ定方向的に接続される、
ことを特徴とする請求項２〜１０のいずれかに記載の全方向ボールホイール。
【請求項１２】
前記第２のホイールは、二つの第２のベアリングとホイール軸とをさらに含み、前記ゴムホイールの両端に第１の凹部がそれぞれ区画され、前記第１の凹部は、それぞれ前記第２のベアリングの外輪に締まり嵌めされ、前記第２のベアリングの内輪は、それぞれ前記ホイール軸に締まり嵌めされ、前記押さえ蓋は、リング部を有し、前記リング部の内側に二つの対向する第２の凹部が形成され、二つの前記第２の凹部は、前記ホイール軸に締まり嵌めされる、
ことを特徴とする請求項１１に記載の全方向ボールホイール。
【請求項１３】
前記押さえ蓋は、蓋部をさらに有し、前記蓋部にネジを取り付けるための複数のザグリ穴が設けられ、前記リング部に軸線に沿って前記ボールホイール骨組に向けて延びる位置決めピンが設けられる、
ことを特徴とする請求項１２に記載の全方向ボールホイール。
【請求項１４】
前記筒状取付部に、前記蓋部におけるザグリ穴に結合して使用されるネジコラム、及び前記リング部における位置決めピンに結合して使用される位置決めポストが設けられる、
ことを特徴とする請求項１３に記載の全方向ボールホイール。
【請求項１５】
前記リング部は、前記第１のホイールの貫通孔内に収容されるサイズを有し、前記蓋部に前記ゴムホイールを収容するスロットが形成される、
ことを特徴とする請求項１３に記載の全方向ボールホイール。 
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本開示は、移動機械技術の分野に関し、具体的には、全方向ボールホイールに関する。
【背景技術】
【０００２】
全方向ボールホイールは、任意の方向に移動可能なホイールであり、一つの主動移動方向と一つの従動移動方向とを有し、この二つの移動を同時に備える場合、各方向の速度の違いによって、全方向ボールホイールは、任意の方向に移動することができ、全方向への移動が実現される。
【０００３】
特許ＣＮ２０１３２０８１４１０７．０に、主にホイールハブと第２のホイールとによって構成される全方向ホイールであって、当該ホイールハブの外円周に三つ以上のホイールハブ歯が均一に設けられ、二つずつのホイールハブ歯の間に一つの第２のホイールが設けられ、当該第２のホイールの径方向は、ホイールハブの外円周の接線方向に垂直する全方向ホイールが開示されている。このような全方向ホイールの構造では、外輪が複数の小さな第２のホイールで構成されるため、第２のホイール間には、避けられない隙間がある。これにより、全方向ホイールが狭小な障害物に引っかかって障害物を越えることが失敗しやすくなるとともに、第２のホイールのスクロール半径が極めて小さいため、障害物を越える能力が悪い。
【０００４】
特許ＣＮ２０１６２０６６８９０６．５に、主軸板と、従動ホイールと、二つのハーフボール状駆動ホイールとを含む全方向ボールホイールであって、二つのハーフボール状駆動ホイールが、それぞれ主軸板に対してピボット可能に主軸板の両側に設けられ、従動ホイールは、主軸板に対してピボット可能に主軸板に設けられる全方向ボールホイールが開示されている。このような構造の全方向ホイールの各方向におけるスクロール半径が、いずれもボール体の半径であるため、強い障害物を越える能力を有するが、二つの半ボール状駆動ホイール間に大きい隙間があるため、移動が円滑ではなく、衝撃が大きく、駆動の有効なロードが減少する不具合がある。
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
本開示は、関連技術における技術的課題の一つを少なくともある程度解决することを目的とする。そのため、本開示の一つの目的は、全方向へのスクロールを実現することができ、移動がより円滑な全方向ボールホイールを提供する。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
本開示の実施例に係る全方向ボールホイールは、ボールホイール骨組と、少なくとも三つの第１のホイールと、を含み、ボールホイール骨組は、曲面である外面を有し、ボールホイール骨組は、ピボット可能であり、且つ第１のピボット軸線を有し、各第１のホイールは、曲面である外面を有し、各第１のホイールは、ボールホイール骨組にピボット可能に接続され、且つ第２のピボット軸線を有し、少なくとも三つの第１のホイールの外面は、いずれもボールホイール骨組の外面とは同じボール面にあり、第２のピボット軸線は、第１のピボット軸線に垂直して交差し、各第１のホイールの外面の頂部に第２のホイールを収容する貫通孔が設けられ、第２のホイールは、ボールホイール骨組にピボット可能に接続され、且つ第３のピボット軸線を有し、第１のホイールの外面は、第２のホイールの外面の一部とは同じボール面にあり、第３のピボット軸線は、第１のピボット軸線及び第２のピボット軸線に同時に垂直する。これにより、本開示の実施例に係る全方向ボールホイールは、全方向へのスクロールを実現することができ、移動がより円滑になる。
【０００７】
いくつかの実施例では、前記ボールホイール骨組にキャビティが形成され、前記キャビティの数は、前記第１のホイールの数に対応しており、各キャビティ内に筒状取付部が設置され、前記筒状取付部の軸線は、前記第１のピボット軸線に垂直して交差し、前記第１のホイール及び前記第２のホイールは、それぞれ前記筒状取付部を介して前記ボールホイール骨組に接続される。これにより、第１のホイール及び第２のホイールの取り付けが容易になり、全方向ボールホイールの軽量化に有利である。
【０００８】
いくつかの実施例では、前記ボールホイール骨組は、一体に形成されるハウジングと、センターポストと、仕切り板とを含み、前記ハウジングは、開口を有するボール状のハウジングであり、前記センターポストの両端は、前記ハウジングに形成され、且つ前記センターポストの軸線は、前記第１のピボット軸線を定義し、前記仕切り板の数は、前記キャビティの数に対応しており、各仕切り板は、それぞれ前記センターポストの外面から前記ハウジングの内面に延びて前記キャビティを区画し、前記筒状取付部は、隣接する二つの仕切り板から外方へ延びて前記ハウジングの開口から延出して形成される。これにより、ボールホイール骨組の構造は、簡単であり、且つ変形しにくく、ボールホイール骨組の外面をボール状に維持させることが容易になる。
【０００９】
いくつかの実施例では、全方向ボールホイールは、駆動主軸をさらに含み、ボールホイール骨組のセンターポストに駆動主軸を取り付けるための軸穴が区画される。これにより、全方向ボールホイールをモータ及び減速機に接続することが容易になり、全方向ボールホイールの駆動が実現される。
【００１０】
いくつかの実施例では、前記ボールホイール骨組のハウジングは、前記第１のピボット軸線に沿う両端が平面として構成される。これにより、ハウジングのピボット軸線に沿う両端の厚さを小さくすることができ、金型への影響が少なくなり、ボールホイール骨組の射出成形が容易になる。
【００１１】
いくつかの実施例では、第１のホイールは、ゴム層と第１の骨組とを含み、第１の骨組は、ゴム層を支持する。
【００１２】
いくつかの実施例では、第１の骨組の圧縮強度は、ゴム層の圧縮強度より高い。
【００１３】
いくつかの実施例では、第１の骨組は階段状である。
【００１４】
これにより、ゴム層及び第１の骨組を設置することによって、ゴム層の外面をボール状に維持させることが容易になる。
【００１５】
いくつかの実施例では、第１のホイールは、前記第１のホイールは、第１のベアリングとベアリングプラテンとをさらに含み、前記第１の骨組によって第１の溝が区画され、前記ベアリングプラテンによって前記第１の溝に結合される第２の溝が区画され、前記第１の溝と前記第２の溝とによって前記第１のベアリングを収容するための収容空間が区画され、前記第１のベアリングの外輪は、前記収容空間に押し付けられ、前記第１のベアリングの内輪は、前記筒状取付部に嵌め込まれる。これにより、第１のホイールをボールホイール骨組にピボット可能に接続することが容易になる。
【００１６】
いくつかの実施例では、筒状取付部の外周壁に軸方向に延びる複数のリブが形成される。これにより、第１のホイールのボールホイール骨組における位置を制限することが容易になり、全方向ボールホイールの外面をボール状に維持させることが容易になる。
【００１７】
いくつかの実施例では、第２のホイールは、ゴムホイールと押さえ蓋とを含み、ゴムホイールは、紡錘形であり、且つ押さえ蓋にピボット可能に接続され、押さえ蓋は、筒状取付部に固定的且つ定方向的に接続される。これにより、第２のホイールをボールホイール骨組にピボット可能に取り付けることが容易になる。
【００１８】
いくつかの実施例では、前記第２のホイールは、二つの第２のベアリングとホイール軸とをさらに含み、前記ゴムホイールの両端に第１の凹部がそれぞれ区画され、前記第１の凹部は、それぞれ前記第２のベアリングの外輪に締まり嵌めされ、前記第２のベアリングの内輪は、それぞれ前記ホイール軸に締まり嵌めされ、前記押さえ蓋は、リング部を有し、前記リング部の内側に二つの対向する第２の凹部が形成され、二つの前記第２の凹部は、前記ホイール軸に締まり嵌めされる。これにより、ゴムホイールを押さえ蓋にピボット可能に接続することが容易になる。
【００１９】
いくつかの実施例では、押さえ蓋は、蓋部をさらに有し、蓋部にネジを取り付けるための複数のザグリ穴が設けられ、リング部に軸線に沿ってボールホイール骨組に向けて延びる位置決めピンが設けられる。
【００２０】
いくつかの実施例では、前記筒状取付部に、前記蓋部におけるザグリ穴に結合して使用されるネジコラム、及び前記リング部における位置決めピンに結合して使用される位置決めポストが設けられる。
【００２１】
これにより、押さえ蓋を筒状取付部に固定的且つ定方向的に接続することが容易になる。
【００２２】
いくつかの実施例では、前記リング部は、前記第１のホイールの貫通孔内に収容されるサイズを有し、前記蓋部に前記ゴムホイールを収容するスロットが形成される。これにより、押さえ蓋は、ゴムホイールが第１のホイールの貫通孔内に収容される時に形成される隙間を塞ぐことができる。
【００２３】
本開示の付加的な特徴及び利点は、一部が以下の説明において示され、一部が以下の説明により明らかになり、又は本開示の実践により理解される。
【図面の簡単な説明】
【００２４】
本開示の上記及び／又は付加的な側面及び利点は、図面を参照した実施例について以下の説明において、明らかになり、理解しやすくなる。
【００２５】
【図１】本開示の一実施例に係る全方向ボールホイールの斜視図を示す。
【図２】本開示の一実施例に係る全方向ボールホイールの分解図を示す。
【図３】本開示の一実施例に係る全方向ボールホイールの側面図を示す。
【図４】図３のＣ−Ｃ線に沿う断面図を示す。
【発明を実施するための形態】
【００２６】
以下、本開示の実施例を詳細に説明する。前記実施例における例が図面に示され、同一又は類似する符号は、常に同一又は類似する要素、或いは、同一又は類似する機能を有する要素を示す。以下に、図面を参照しながら説明される実施例は例示するものであり、本開示を解釈するためだけに用いられ、本開示を限定するものと理解してはならない。
【００２７】
本開示の説明では、「第１」、「第２」が限定されている特徴は、少なくとも一つの当該特徴を含むことを、明示又は暗黙的に指定している。本発明の説明において、ほかの説明がない限り、「複数」とは、二つ以上を意味する。
【００２８】
本開示の説明において、明確な規定及び限定がない限り、「互いに接続」、「接続」との用語の意味は広く理解されるべきである。例えば、固定接続や、着脱可能な接続や、あるいは一体的な接続でも可能である。机械的な接続や、電気的な接続も可能である。直接的に接続することや、中間媒体を介して間接的に接続することや、二つの要素の内部が連通することや、あるいは二つの要素の間に相互作用関係があることも可能である。当業者であれば、具体的な状況に応じて上記用語の本開示においての具体的な意味を理解することができる。
【００２９】
本開示の一実施例では、ボールホイール骨組と、少なくとも三つの第１のホイールと、第２のホイールとを含む全方向ボールホイールが開示され、ボールホイール骨組は、曲面である外面を有し、ボールホイール骨組は、ピボット可能であり、且つ第１のピボット軸線を有し、各第１のホイールは、曲面である外面を有し、各第１のホイールは、ボールホイール骨組にピボット可能に接続され、且つ第２のピボット軸線を有し、少なくとも三つの第１のホイールの外面は、いずれもボールホイール骨組の外面とは同じボール面にあり、且つ第２のピボット軸線は、第１のピボット軸線に垂直して交差し、各第１のホイールの外面の頂部に第２のホイールを収容する貫通孔が設けられる。第２のホイールは、ボールホイール骨組にピボット可能に接続され、且つ第３のピボット軸線を有し、第１のホイールの外面は、第２のホイールの外面の一部とは同じボール面にあり、第３のピボット軸線は、第１のピボット軸線及び第２のピボット軸線に同時に垂直する。
【００３０】
以下、附図１〜図４を合わせて本開示の実施例に係る全方向ボールホイール１００を説明する。
【００３１】
図１は、本開示の一実施例に係る全方向ボールホイールの斜視図である。図１に示すように、本開示の実施例に係る全方向ボールホイール１００は、ボールホイール骨組１１０と、第１のホイール１２０と、第２のホイール１３０とを含む。ボールホイール骨組１１０は、曲面である外面を有し、ボールホイール骨組１１０は、ピボット可能であり、且つ第１のピボット軸線１０１を有する。第１のホイール１２０も、曲面である外面を有し、第１のホイール１２０は、ボールホイール骨組１１０にピボット可能に接続され、且つ第２のピボット軸線１０２を有し、第１のホイール１２０の外面は、ボールホイール骨組１１０の外面とはほぼ同じボール面にあり、第２のピボット軸線１０２は、第１のピボット軸線１０１に垂直して交差する。第１のホイール１２０の外面の頂部に第２のホイール１３０を収容する貫通孔が設けられ、第２のホイール１３０は、ボールホイール骨組１１０にピボット可能に接続され、且つ第３のピボット軸線１０３を有し、第２のホイール１３０の外面の一部と第１のホイール１２０の外面とは、ほぼ同じボール面にあり、且つ第３のピボット軸線１０３は、第２のピボット軸線１０２及び第３のピボット軸線１０３に同時に垂直する。また、全方向ボールホイール１００は、モータと減速機とを接続するための駆動主軸１４０をさらに含む。
【００３２】
なお、第１のホイール１２０の「外面の頂部」とは、第１のホイール１２０の外面と第２のピボット軸線１０２との交点における部分を指す。
【００３３】
図２は、本開示の一実施例に係る全方向ボールホイールの分解図を示す。図２に示すように、第１のホイール１２０は、ゴム層１２１と、第１の骨組１２２と、第１のベアリング１２３と、ベアリングプラテン１２４とを含む。ゴム層１２１は、曲面である外面を有し、当該外面は地面に接触する。第１のホイール１２０の貫通孔は、ゴム層１２１に形成される。第１の骨組１２２は、ゴム層１２１を支持することにより、ゴム層１２１の外面がボール状になって、全方向ボールホイール１００の各方向におけるスクロール半径が同じであることを確保する。ベアリングプラテン１２４は、環状の板状であり、第１の骨組１２２に固定的に接続される。第１のベアリング１２３は第１の骨組１２２とベアリングプラテン１２４との間に収容されることにより、第１のホイール１２０はピボット可能となる。第１の骨組１２２の圧縮強度は、ゴム層１２１の圧縮強度より高いため、第１の骨組１２２は、ゴム層１２１を支持することができる。例えば、第１の骨組１２２の材質は、ＰＯＭプラスチック、ＡＢＳプラスチック、ＰＡプラスチックなどであってもよく、これらの材料は、軽量であり、且つ強度が高い。第１の骨組１２２は、ゴム層１２１を均一に支持するように階段状としてされており、これにより、ゴム層１２１の外面をボール状に維持させることが容易になる。
【００３４】
さらに、図２に示すように、第２のホイール１３０は、ゴムホイール１３１と、二つの第２のベアリング１３３と、ホイール軸１３４と、押さえ蓋１３２とを含む。ゴムホイール１３１は、紡錘形であり、地面に接触する。ゴムホイール１３１は、二つの第２のベアリング１３３を介してホイール軸１３４にピボット可能に嵌め込まれ、ホイール軸１３４は、押さえ蓋１３２に固定的に接続される。
【００３５】
図３は、本開示の一実施例に係る全方向ボールホイールの側面図を示す。
【００３６】
図４は、図３のＣ−Ｃ線に沿う断面図を示す。図４に示すように、ボールホイール骨組１１０は、ハウジング１１１と、センターポスト１１２と、三つの仕切り板１１３とを含む。ハウジング１１１と、センターポスト１１２と、三つの仕切り板１１３とは、一体に形成される。ハウジング１１１は、開口を有するボール状のハウジングである。センターポスト１１２の両端は、ハウジング１１１に形成され、且つセンターポスト１１２の軸線は、第１のピボット軸線１０１を定義する。各仕切り板１１３は、センターポストの外面からハウジング１１１の内面に径方向に延びることにより、ボールホイール骨組１１０内に三つの同じキャビティ１１５が形成され、すなわち、隣接する仕切り板１１３の夾角がいずれも等しい。ボールホイール骨組１１０のキャビティ１１５は、それぞれハウジング１１１の開口を介して外部に連通される。ボールホイール骨組１１０は、三つの筒状取付部１１４をさらに含み、各筒状取付部１１４は、それぞれボールホイール骨組１１０のキャビティ１１５に設置され、筒状取付部１１４は、隣接する二つの仕切り板１１３から外方に向けて延びてハウジング１１１の開口から延出して形成される。そして、筒状取付部１１４の軸線は、センターポスト１１２の軸線に垂直して交差し、すなわち筒状取付部１１４の軸線は、第２のピボット軸線１０２を定義する。第１のホイール１２０及び第２のホイール１３０は、それぞれ筒状取付部１１４を介してボールホイール骨組１１０に接続される。また、ボールホイール骨組１１０のセンターポスト１１２に駆動主軸１４０を取り付けるための軸穴１１２１が区画され、駆動主軸１４０は、センターポストの軸穴１１２１に締まり嵌めされる。これにより、モータ及び減速機は、駆動主軸１４０を介して全方向ボールホイール１００の回転を駆動することができる。
【００３７】
さらに、図４に示すように、第１の骨組１２２によって第１の溝１２２１が区画され、ベアリングプラテン１２４によって第１の溝１２２１に結合される第２の溝１２４１が区画される。これにより、第１の溝１２２１と第２の溝１２４１とによって第１のベアリング１２３を収容するための収容空間が区画される。第１のベアリング１２３は、収容空間に収容され、ベアリングプラテン１２４は、ネジによって第１の骨組１２２に固定的に接続されることによって、第１のベアリング１２３の外輪が収容空間に押し付けられ、且つ第１のベアリング１２３の内輪は、ボールホイール骨組１１０の筒状取付部１１４に嵌め込むことができる。これにより、第１のホイール１２０は、ボールホイール骨組１１０に接続することができ、且つ第１のホイール１２０は、ボールホイール骨組１１０の筒状取付部１１４の軸線回りに回転することができる。例えば、第１のベアリング１２３は、ボールベアリング又はスフェリカルローラーベアリングであってもよい。これにより、第１のホイール１２０は、一定の軸方向ロードに耐えることができ、全方向ボールホイール１００の使用要件を満たすことができる。
【００３８】
図１及び図４に示すように、第１のホイール１２０は、筒状取付部１１４に嵌め込まれ、筒状取付部１１４の外面に軸方向に延びる複数のリブ１１４１が設置されて、第１のホイール１２０の取り付け位置を制限することによって、全方向ボールホイール１００の外面をボール状に維持させることが容易になる。
【００３９】
さらに、図４に示すように、第２のホイール１３０のゴムホイール１３１の両端に第１の凹部１３１１がそれぞれ区画され、二つの第２のベアリング１３３の外輪は、それぞれゴムホイール１３１両端の第１の凹部１３１１に締まり嵌めされ、且つ二つの第２のベアリング１３３の内輪は、それぞれホイール軸１３４に締まり嵌めされる。押さえ蓋１３２は、円形の板状であり、リング部１３２１を有し、リング部１３２１の内側に二つの対向する第２の凹部１３２３が形成され、二つの第２の凹部１３２３はホイール軸１３４に締まり嵌めされる。これにより、ゴムホイール１３１は、二つの第２のベアリングを介してホイール軸１３４にピボット可能に嵌め込まれ、ホイール軸１３４は、押さえ蓋１３２の第２の凹部１３２３に締まり嵌めされ、すなわちホイール軸１３４は、押さえ蓋１３２に固定的に接続される。
【００４０】
図１、図２及び図４に示すように、押さえ蓋１３２は、ボールホイール骨組１１０に固定的且つ定方向的に接続される。具体的に、押さえ蓋１３２は、蓋部１３２２をさらに有し、蓋部１３２２にネジを取り付けるための複数のザグリ穴１３２４が設けられ、リング部１３２１に軸線に沿ってボールホイール骨組１１０に向けて延びる位置決めピン１３２５が設けられる。これに対応して、ボールホイール骨組１１０の筒状取付部１１４に、蓋部１３２２におけるザグリ穴１３２４に結合して使用されるネジコラム１１４２、及びリング部１３２１における位置決めピン１３２５に結合して使用される位置決めポスト１１４３が設けられる。これにより、押さえ蓋１３２をボールホイール骨組１１０の筒状取付部１１４に対して方向決め及び固定することができ、ゴムホイール１３１のピボット軸線である第３のピボット軸線１０３が第１のピボット軸線１０１及び第２のピボット軸線１０２に同時に垂直するようになる。そして、押さえ蓋１３２は、さらに、第１のベアリング１２３をボールホイール骨組１１０に押し付けることによって、第１のベアリング１２３又は第１のホイール１２０全体の脱落を防止することができる。また、リング部１３２１は、ゴム層１２１の貫通孔内に収容されるるサイズを有し、蓋部１３２２にゴムホイール１３１を収容するスロットが形成されることによって、押さえ蓋１３２は、ゴムホイール１３１がゴム層１２１の貫通孔内に収容される時に形成される隙間を塞ぐことができる。
【００４１】
また、図１、図２及び図３に示すように、ボールホイール骨組１１０のハウジング１１１は、第１のピボット軸線１０１に沿う両端が平面として構成される。ことにより、ハウジング１１１のピボット軸線沿う両端の厚さを小さくすることができ、金型への影響が少なくなり、ボールホイール骨組１１０の射出成形が容易になる。
【００４２】
少なくとも一つの実施例では、図１及び図４に示すように、本開示の実施例に係る全方向ボールホイール１００は、ボールホイール骨組１１０と、三つの第１のホイール１２０と、第２のホイール１３０とを含む。ボールホイール骨組１１０は、曲面である外面を有し、ボールホイール骨組１１０は、ピボット可能であり、且つ第１のピボット軸線１０１を有する。各第１のホイール１２０は、曲面である外面を有し、各第１のホイール１２０は、ボールホイール骨組１１０にピボット可能に接続され、且つ第２のピボット軸線１０２を有する。三つの第１のホイール１２０の外面は、いずれもボールホイール骨組１１０の外面とは同じボール面にあり、且つ第２のピボット軸線１０２は、第１のピボット軸線１０１に垂直して交差する。各第１のホイール１２０の外面の頂部に第２のホイール１３０を収容する貫通孔が設けられ、第２のホイール１３０は、ボールホイール骨組１１０にピボット可能に接続され、且つ第３のピボット軸線１０３を有する。第１のホイール１２０の外面は、第２のホイール１３０の外面の一部とは同じボール面にあり、第３のピボット軸線１０３は、第２の軸線及び第３の軸線に同時に垂直する。これにより、本開示の実施例に係る全方向ボールホイール１００は、全方向へのスクロールを実現することができ、移動がより円滑になる。
【００４３】
少なくとも一つの実施例では、図４に示すように、ボールホイール骨組１１０に三つのキャビティ１１５が形成され、各キャビティ１１５内に筒状取付部１１４が設置され、筒状取付部１１４の軸線は、第１のピボット軸線１０１に垂直して交差し、第１のホイール１２０及び第２のホイール１３０は、それぞれ筒状取付部１１４を介してボールホイール骨組１１０に接続される。これにより、第１のホイール１２０と第２のホイール１３０との取り付けが容易になり、全方向ボールホイール１００の軽量化に有利である。
【００４４】
少なくとも一つの実施例では、図４に示すように、ボールホイール骨組１１０は、一体に形成されるハウジング１１１と、センターポスト１１２と、三つの仕切り板１１３とを含む。ハウジング１１１は、開口を有するボール状のハウジングであり、センターポスト１１２の両端は、ハウジング１１１に形成され、且つセンターポスト１１２の軸線は、第１のピボット軸線１０１を定義する。各仕切り板１１３は、それぞれセンターポスト１１２の外面からハウジング１１１の内面に延びてキャビティ１１５を区画し、筒状取付部１１４は、隣接する二つの仕切り板１１３から外方に向けて延びてハウジング１１１の開口から延出して形成される。これにより、ボールホイール骨組１１０の構造は、簡単であり、且つ変形しにくく、ボールホイール骨組１１０の外面をボール状に維持させることが容易になる。
【００４５】
少なくとも一つの実施例では、図４に示すように、第１のホイール１２０は、第１のベアリング１２３とベアリングプラテン１２４とを含み、第１の骨組１２２によって第１の溝１２２１が区画され、ベアリングプラテン１２４によって第１の溝１２２１に結合される第２の溝１２４１が区画され、第１の溝１２２１と第２の溝１２４１とによって第１のベアリング１２３を収容するための収容空間が区画され、第１のベアリング１２３の外輪は、前記収容空間に押し付けられ、第１のベアリング１２３の内輪は、筒状取付部１１４に嵌め込まれる。これにより、第１のホイール１２０をボールホイール骨組１１０にピボット可能に接続することが容易になる。
【００４６】
少なくとも一つの実施例では、図４に示すように、第２のホイール１３０は、ゴムホイール１３１と押さえ蓋１３２とを含み、ゴムホイール１３１は、紡錘形であり、且つ押さえ蓋１３２にピボット可能に接続され、押さえ蓋１３２は、筒状取付部１１４に固定的且つ定方向的に接続される。これにより、第２のホイール１３０をボールホイール骨組１１０にピボット可能に取り付けることが容易になる。
【００４７】
少なくとも一つの実施例では、図４に示すように、第２のホイール１３０は、二つの第２のベアリング１３３と、ホイール軸１３４とさらに含み、ゴムホイール１３１の両端に第１の凹部１３１１がそれぞれ区画され、二つの第１の凹部１３１１は、それぞれ第２のベアリング１３３の外輪に締まり嵌めされ、第２のベアリング１３３の内輪は、それぞれホイール軸１３４に締まり嵌めされる。押さえ蓋１３２は、リング部１３２１を有し、リング部１３２１の内側に二つの対向する第２の凹部１３２３が形成され、二つの第２の凹部１３２３がホイール軸１３４に締まり嵌めされる。これにより、ゴムホイール１３１を押さえ蓋１３２にピボット可能に接続することが容易になる。
【００４８】
少なくとも一つの実施例では、図１及び図２に示すように、押さえ蓋１３２は、蓋部１３２２をさらに有し、蓋部１３２２にネジを取り付けるための複数のザグリ穴１３２４が設けられ、リング部１３２１に軸線に沿ってボールホイール骨組１１０に向けて延びる位置決めピン１３２５が設けられる。
【００４９】
少なくとも一つの実施例では、図１及び図２に示すように、筒状取付部１１４に、蓋部１３２２におけるザグリ穴１３２４に結合して使用されるネジコラム１１４２、及びリング部１３２１における位置決めピン１３２５に結合して使用される位置決めポスト１１４３が設けられる。これにより、押さえ蓋１３２を筒状取付部１１４に固定的且つ定方向的に接続することが容易になる。
【００５０】
以下、図面を合わせて本開示の実施例に係る全方向ボールホイール１００の動作プロセスを説明する。
【００５１】
図１に示すように、ボールホイール骨組１１０は、モータ及び減速機の駆動で回転することによって、Ａ方向に移動するように全方向ボールホイール１００全体を駆動ことができ、当該移動は、全方向ボールホイール１００の主動移動である。全方向ボールホイール１００がＢ方向に移動する場合、第１のホイール１２０は、ボールホイール骨組１１０に対して回転し、全方向ボールホイール１００は地面でスクロールし、当該移動は、全方向ボールホイール１００の従動移動である。全方向ボールホイール１００がＡ方向及びＢ方向に同時に移動する場合、運動の合成原理により、全方向ボールホイール１００は、全方向へのスクロールを実現することができる。しかし、第１のホイール１２０の外面の頂部が地面に接触し且つ全方向ボールホイール１００がＢ方向に移動する場合、この場合の第１のホイール１２０が回転しないため、全方向ボールホイール１００全体は、地面でスライドする。したがって、第１のホイール１２０の外面の頂部に第２のホイール１３０を設置することにより、第１のホイール１２０の外面の頂部が地面に接触し且つ全方向ボールホイール１００がＢ方向に移動する場合に、当該第２のホイール１３０が回転することができる。したがって、全方向ボールホイール１００のボール状表面のどの部分が地面に接触しても、全方向ボールホイール１００が任意の方向においてもスクロール移動となり、これにより、全方向ボールホイール１００の全方向へのスクロールが実現される。
【００５２】
本開示の実施例に係る全方向ボールホイール１００は、どの方向にスクロールしても、そのスクロール方向における断面は、いずれも半径が同じな円形であり、その各方向における障害物を越える能力が同じであり、これにより、本開示の実施例に係る全方向ボールホイール１００は、障害物を越える能力が強く、凹凸の度合いが適切な地面で全方向へ移動することができる。また、本開示の実施例に係る全方向ボールホイール１００外面はボール面であるため、各第１のホイール１２０とボールホイール骨組１１０との間の隙間は小さく、且つ第１のホイール１２０と第２のホイール１３０との間の隙間も小さい。これにより、従来技術における全方向ボールホイールと比較して、本開示の実施例に係る全方向ボールホイール１００は、隙間が小さく、移動がより円滑になり、衝撃が小さく、駆動の有効なロードが減少しない。
【００５３】
なお、本開示の実施例に係る全方向ボールホイール１００は、三つのキャビティ１１５と、三つの第１のホイール１２０と、三つの第２のホイール１３０とを有し、すなわち、全方向ボールホイール１００は、三つの部分に分割されるので、３ローブ全方向ボールホイールと呼ぶことができる。本開示では、３ローブ全方向ボールホイールの各ローブが同じである場合のみを説明したが、当業者であれば、３ローブ全方向ボールホイールの各ローブが異なっていてもよいことを理解することができる。各ローブが同じである３ローブ全方向ボールホイールは、汎用化及びモジュール化のレベルを向上させ、且つ第１のホイール１２０及び第２のホイール１３０の分布がより均一であり、制御しやすい。本開示では、３ローブ全方向ボールホイールの場合のみを説明したが、当業者であれば、本開示の技術案が４ローブ全方向ボールホイールや５ローブ全方向ボールホイールなどにも適用されることを理解することができる。
【００５４】
本明細書の説明において、「一実施例」、「いくつかの実施例」、「例」、「具体的な例」、或いは「いくつかの例」などの用語を参照した説明とは、当該実施例或いは例に結合して説明された具体的な特徴、構成、材料或いは特徴が、本開示の少なくとも一つの実施例或いは例に含まれることである。本明細書において、上記用語に対する例示的な表現は、必ずしも同じ実施例或いは例を示すものではない。また、説明された具体的な特徴、構成、材料或いは特徴は、いずれか一つ或いは複数の実施例又は例において適切に結合することができる。また、当業者は、本明細書で説明された異なる実施例又は例を結合及び組み合わせすることができる。
【００５５】
上記の記載において本開示の実施例を示して説明したが、上記の実施例は、例示するものであり、本開示を限定するものであると理解されてはならない。当業者は、本開示の範囲内で上記の実施例に対して変更、修正、置き換え及び変形を行うことができる。
【符号の説明】
【００５６】
１００      全方向ボールホイール
１１０      ボールホイール骨組
１１１      ハウジング
１１２      センターポスト
１１２１    軸穴
１１３      仕切り板
１１４      筒状取付部
１１４１    リブ
１１４２    ネジコラム
１１４３    位置決めポスト
１１５      キャビティ
１２０      第１のホイール
１２１      ゴム層
１２２      第１の骨組
１２２１    第１の溝
１２３      第１のベアリング
１２４      ベアリングプラテン
１２４１    第２の溝
１３０      第２のホイール
１３１      ゴムホイール
１３１１    第１の凹部
１３２      押さえ蓋
１３２１    リング部
１３２２    蓋部
１３２３    第２の凹部
１３２４    ザグリ穴
１３２５    位置決めピン
１３３      第２のベアリング
１３４      ホイール軸
１４０      駆動主軸
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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