JP2005075328A - Automobile using spherical wheel - Google Patents
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Abstract
Description
本発明は、3輪以上の乗用車、バス、トラック、重機等自動車全般に関する。 The present invention relates to general automobiles such as three or more passenger cars, buses, trucks, and heavy machinery.
自動車が開発されて100年余り経過する。自動車の車輪は円形から円筒形、木製からゴム製へと進化をしてきたものの、基本的な形状は円形でさほど変化が見られない。円形の車輪は中心軸に対して垂直の方向に回転する能力に優れ、軸が決まっているために安定しているという利点がある。中心軸を左右に操舵し進行方向を変えることも自由にできる。 More than 100 years have passed since the automobile was developed. Although automobile wheels have evolved from circular to cylindrical and wooden to rubber, the basic shape is circular and not much changed. A circular wheel has an advantage that it is excellent in ability to rotate in a direction perpendicular to the central axis and is stable because the axis is fixed. The direction of travel can be freely changed by steering the central axis to the left and right.
しかしながら、上記の方法を用いる場合、円形の車輪は回転方向、すなわち進行方向があらかじめ決まっているために、進行方向がある程度定まってしまっていた。ステアリングをいっぱいにきっても車輪の角度は45度程度であり、車体の回転半径はすくなくとも5m程度はあった。さらに、車両の進行方向に対して左右に移動することはできなかった。 However, when the above method is used, since the rotational direction of the circular wheel, that is, the traveling direction is determined in advance, the traveling direction is determined to some extent. Even when the steering wheel was fully filled, the wheel angle was about 45 degrees, and the turning radius of the car body was at least about 5 m. Furthermore, it was not possible to move left and right with respect to the traveling direction of the vehicle.
本発明は前記の自動車の問題点の解消を図るもので、車両の進行方向に対して、前後左右に移動でき、その場で回転ができる理想的な自動車を提供するものである。 The present invention is intended to solve the above-mentioned problems of the automobile, and provides an ideal automobile that can move back and forth and right and left with respect to the traveling direction of the vehicle and can rotate on the spot.
即ち、本発明は少なくとも3つ以上の車輪を備える自動車において、前記車輪のうち少なくとも1つは球形の車輪であることを特徴とする球形の車輪を用いた自動車である。 That is, the present invention is an automobile using spherical wheels, characterized in that at least one of the wheels is a spherical wheel.
また、本発明は上記に記載の球形の車輪を用いた自動車において、前記球形の車輪は表面をゴムで覆われており、少なくとも1箇所に空気を充填するための機構を備えることを特徴とする球形の車輪を用いた自動車である。 Further, the present invention is the above-described automobile using the spherical wheel, characterized in that the spherical wheel has a surface covered with rubber and has a mechanism for filling air in at least one place. It is an automobile that uses spherical wheels.
また、本発明は上記に記載の球形の車輪を用いた自動車において、前記球形の車輪は4点以上を保持器によって固定され、自動車から脱落しないように取りつけられることを特徴とする球形の車輪を用いた自動車である。 According to the present invention, there is provided a spherical wheel characterized in that in the automobile using the spherical wheel described above, the spherical wheel has four or more points fixed by a cage and attached so as not to fall off the automobile. The car used.
また、本発明は上記に記載の球形の車輪を用いた自動車において、前記球形の車輪を駆動させる手段として、車輪に押し当てられ、摩擦力によって駆動させる、車輪1つに対して2本の駆動軸を備えることを特徴とする球形の車輪を用いた自動車である。 Further, in the present invention, in the automobile using the spherical wheel described above, as a means for driving the spherical wheel, two drives for one wheel pressed against the wheel and driven by frictional force. It is an automobile using spherical wheels characterized by comprising a shaft.
また、本発明は上記に記載の球形の車輪を用いた自動車において、前記2本の駆動軸は軸方向をずらして取りつけられ、それぞれの回転数に差をつけることによって進行方向を制御することを特徴とする球形の車輪を用いた自動車である。 Further, in the present invention, in the automobile using the spherical wheel described above, the two drive shafts are mounted with their axial directions shifted, and the traveling direction is controlled by making a difference in the respective rotational speeds. It is an automobile using the characteristic spherical wheel.
また、本発明は上記に記載の球形の車輪を用いた自動車において、前記2本の駆動軸は軸方向をずらして取りつけられ、それぞれのトルクに差をつけることによって進行方向を制御することを特徴とする球形の車輪を用いた自動車である。 Further, the present invention is characterized in that, in the automobile using the spherical wheel described above, the two drive shafts are mounted with their axial directions shifted, and the traveling direction is controlled by making a difference in each torque. This is an automobile using spherical wheels.
また、本発明は上記に記載の球形の車輪を用いた自動車において、前記2本の駆動軸は軸方向をずらして取りつけられ、それぞれの前記球形の車輪に対する圧力に差をつけることによって進行方向を制御することを特徴とする球形の車輪を用いた自動車である。 Further, the present invention is the above-described automobile using the spherical wheel, wherein the two drive shafts are mounted with their axial directions shifted, and the traveling direction is determined by making a difference in pressure with respect to each of the spherical wheels. It is an automobile using spherical wheels characterized by being controlled.
また、本発明は上記に記載の球形の車輪を用いた自動車において、前記2本の駆動軸は軸方向をずらして取りつけられ、同相で回転させることにより自動車の進行方向に対して前後に駆動し、逆相で回転させることにより自動車の進行方向に対して左右にあるいは自動車が回転する方向に駆動することを特徴とする球形の車輪を用いた自動車である。 Further, the present invention is an automobile using the spherical wheel described above, wherein the two drive shafts are mounted with their axial directions shifted, and driven in the front and rear with respect to the traveling direction of the automobile by rotating in the same phase. It is an automobile using spherical wheels, characterized in that it is driven in the left-right direction or the direction in which the automobile rotates by rotating in the opposite phase.
また、本発明は上記に記載の球形の車輪を用いた自動車において、前記球形の車輪を制動させる手段として、車輪に押し当てられ、摩擦力によって制動させる、制動装置を備えることを特徴とする球形の車輪を用いた自動車である。 In addition, the present invention provides a spherical vehicle characterized in that, in the automobile using the spherical wheel described above, a braking device that is pressed against the wheel and brakes by frictional force as means for braking the spherical wheel. It is a car using the wheels of.
本発明によれば、車輪を球形にし、球形の車輪に対応した保持器、駆動装置および制動装置を組み合わせることによって、車両の進行方向に対して、前後左右に移動でき、その場で回転ができる理想的な自動車を提供することができた。本発明によって理想的な自動車が実現できた。 According to the present invention, by making the wheel spherical and combining the cage, the driving device and the braking device corresponding to the spherical wheel, the vehicle can be moved back and forth and left and right with respect to the traveling direction of the vehicle, and can be rotated on the spot. We were able to provide an ideal car. The present invention has realized an ideal automobile.
以下、本発明の実施例について図面を参照して説明する。
図1には、本発明の自動車における球形の車輪の断面図を示す。図1に示されるように、球形の車輪は外周面のほとんどの部分をゴムタイヤ11で覆われており、その内部は空洞12になっている。内部には圧縮された空気が充填されており、球形が保たれている。ゴムタイヤ11の何箇所かには空気充填口13が備えられており、空気が充填できるようになっている。空気充填口13の機構については一般的な自動車の車輪のものと同様のものである。空気充填口13の部分は路面に当たらないようにゴムタイヤ11よりもすこしだけ奥に入った構造になっている。Embodiments of the present invention will be described below with reference to the drawings.
FIG. 1 shows a cross-sectional view of a spherical wheel in an automobile of the present invention. As shown in FIG. 1, most of the outer peripheral surface of the spherical wheel is covered with a
図2には球形の車輪の外観図を示す。空気充填口は1箇所だけでも空気を充填することができるが、自動車に設置されている状態のまま空気を充填するような場合のために数カ所存在することが望ましい。例えば球面に内接する正四面体をイメージしたときにその4つの頂点の場所に4箇所の空気充填口を配置する。 FIG. 2 shows an external view of a spherical wheel. Although the air filling port can be filled with air only at one place, it is desirable that there are several places for filling the air while it is installed in the automobile. For example, when a regular tetrahedron inscribed in a spherical surface is imaged, four air filling ports are arranged at the positions of the four apexes.
図3には、球形の車輪を固定する保持器の外観図を示す。球形の車輪31を覆うように保持器本体32が配置されている。保持器本体32の上部は6角形の板状でそこから3本の足が生えているような形になっている。球形の車輪31には保持器本体32は直接接触しておらず、保持器本体32に取りつけられた9個の保持球33で接触している。保持球33は球形の車輪31を固定するために少なくとも4つ必要であるが、球形の車輪31の上部に位置する保持球33は車体の重量を支えるためにある程度の数量が必要となる。今回は6つとした。すべての保持球33は球形の車輪31および保持器本体32に対して摩擦力が小さくなるように保持器本体32の内部にはグリースが含まれている。これによって球形の車輪31の位置は完全に固定されているが、回転はどの方向にも自由にできるようになっている。保持器本体32の一本の足には屈折部34がある。通常は図のように閉じられた位置になっているが、球形の車輪31を交換する際に外側に屈折するようになっている。図には示されていないが、保持器の上部にはサスペンションおよびショックアブゾーバを介して車体が乗っている。このサスペンションおよびショックアブゾーバは従来の自動車のものとほぼ同じものである。 In FIG. 3, the external view of the holder | retainer which fixes a spherical wheel is shown. A cage
図4には、保持器を横からみた外観図を示す。 In FIG. 4, the external view which looked at the holder | retainer from the side is shown.
図5には、球形の車輪を駆動する駆動装置について示す。前述のように球形の車輪51を覆うように保持器52が配置されている。保持器52の隙間の部分に駆動軸53が角度をずらして配置してある。球形の車輪51と駆動軸53の接する部分には駆動軸ベルト54が取り付けられ、球形の車輪51に対して摩擦力で駆動できるようになっている。駆動軸には車体の中心部にあるドライブシャフトからの回転が伝わり、車輪部の直前でユニバーサルジョイント55によって角度をずらして伝えられている。第1の駆動軸53aと第2の駆動軸が同じ方向、すなわち同相に回転させると自動車は前後の方向、図の上下の方向に進む。 FIG. 5 shows a driving device for driving a spherical wheel. As described above, the
図6を使って左右に操舵する方法を説明する。車体の中心部にあるドライブシャフトから同じ駆動力を2本の駆動軸に伝えると車輪はまっすぐ図の上の方向に進む。ドライブシャフトからの動力を、デファレンシャルを使ってトルクに差をつけて伝えると、左右の動力を調節することができる。図のように第1の駆動軸62に第2の駆動軸63より強い動力を伝えるとまっすぐより右よりに進むことができる。逆に第1の駆動軸62に第2の駆動軸63より弱い動力を伝えるとまっすぐより左よりに進むことができる。 A method of steering left and right will be described with reference to FIG. When the same driving force is transmitted from the drive shaft at the center of the vehicle body to the two drive shafts, the wheel advances straight in the direction of the figure. If the power from the drive shaft is transmitted using a differential with a difference in torque, the left and right power can be adjusted. As shown in the figure, when the
図7には球形の車輪を左右に駆動する方法を示す。図のように第1の駆動軸72に第2の駆動軸73逆の方向、すなわち逆相に回転させると球形の車輪71は左右の方向に駆動することができる。 FIG. 7 shows a method of driving a spherical wheel left and right. As shown in the figure, when the
図8を使って自動車を左右に平行移動する方法を示す。図のように4つの球形の車輪を左右の同じ方向に駆動すると自動車は左右に平行移動する。 FIG. 8 is used to show a method of translating a vehicle from side to side. As shown in the figure, when the four spherical wheels are driven in the same direction on the left and right, the automobile moves in parallel to the left and right.
図9を使って自動車を回転させる方法を示す。図のように4つの球形の車輪のうち前輪2つと後輪2つを左右逆方向に駆動すると自動車は回転する。 FIG. 9 shows a method of rotating the automobile. As shown in the figure, when two front wheels and two rear wheels among the four spherical wheels are driven in the left and right direction, the automobile rotates.
図10には球形の車輪を制動する制動装置を示す。保持器102の隙間の部分に制動装置103が配置してある。図には示されていないが制動装置103の上には図5に示したように駆動装置が位置している。制動装置103はブレーキペダルと連動しており、ブレーキペダルを踏むと球形の車輪101に押し当てられ、摩擦力により制動するようになっている。 FIG. 10 shows a braking device for braking a spherical wheel. A braking device 103 is disposed in a gap portion of the
11:ゴムタイヤ
12:空洞
13:空気充填口
31:球形の車輪
32:保持器本体
33:保持球
34:屈折部
41:球形の車輪
42:保持器本体
43:保持球
44:屈折部
51:球形の車輪
52:保持器
53:駆動軸
54:駆動軸ベルト
55:ユニバーサルジョイント
61:球形の車輪
62:第1の駆動軸
63:第2の駆動軸
71:球形の車輪
72:第1の駆動軸
73:第2の駆動軸
81:車体
82:球形の車輪
91:車体
92:球形の車輪
101:球形の車輪
102:保持器
103:制動装置11: Rubber tire 12: Cavity 13: Air filling port 31: Spherical wheel 32: Cage body 33: Holding sphere 34: Refraction part 41: Spherical wheel 42: Cage body 43: Holding sphere 44: Refraction part 51: Spherical Wheel 52: cage 53: drive shaft 54: drive shaft belt 55: universal joint 61: spherical wheel 62: first drive shaft 63: second drive shaft 71: spherical wheel 72: first drive shaft 73: Second drive shaft 81: Car body 82: Spherical wheel 91: Car body 92: Spherical wheel 101: Spherical wheel 102: Cage 103: Braking device
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