本發(fā)明涉及一種車輪單元。

背景技術(shù)：

在清掃機(jī)器人等自行式的電器產(chǎn)品搭載有具有車輪和驅(qū)動(dòng)車輪的馬達(dá)的車輪單元。例如在日本特開第2004-195215號(hào)公報(bào)所記載的自律式地面清掃機(jī)器人(10)的左右搭載有主要車輪輔助組件(42A，42B)。該公報(bào)的主要車輪輔助組件具有可旋轉(zhuǎn)地被安裝的車輪(42AW，42BW)、和為了驅(qū)動(dòng)各車輪而工作的馬達(dá)(42AM，42BM)(段落0018～0021，圖4，圖5)。

專利文獻(xiàn)1：日本特開2004-195215號(hào)公報(bào)

以往，在該種清掃機(jī)器人中使用軸向尺寸長的有刷馬達(dá)。如果將此種馬達(dá)和車輪沿軸向并列配置，則車輪單元的軸向的尺寸變大。因此，以往，在車輪的接地面的外側(cè)配置馬達(dá)，由此，減小了車輪單元的軸向尺寸。在日本特開2004-195215號(hào)公報(bào)的圖4中也描述了在車輪的接地面的外側(cè)配置馬達(dá)(42AM，42BM)的樣子。

但是，如果在車輪的接地面的外側(cè)配置馬達(dá)，則車輪單元在行進(jìn)方向或上下方向變大。如此一來，清掃機(jī)器人內(nèi)的其他部位的設(shè)計(jì)自由度降低。因此，要求不在行進(jìn)方向或上下方向上擴(kuò)大車輪單元，而且還能夠縮小車輪單元的軸向尺寸。

而在車輪單元中要求盡可能增大馬達(dá)的輸出。由此，在討論車輪單元的小型化時(shí)，需要減小馬達(dá)的軸向尺寸，并獲得較高的輸出。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素：

本發(fā)明的目的是使車輪單元小型化，并提供較高的馬達(dá)輸出。

本發(fā)明的例示性的實(shí)施方式所涉及的車輪單元具有：馬達(dá)；小齒輪，其固定于馬達(dá)的旋轉(zhuǎn)部；車輪，其具有環(huán)狀的接地面，并以最終齒輪支承軸為中心旋轉(zhuǎn)；最終齒輪，其由樹脂制成，并直接或通過其他部件固定于車輪，且所述最終齒輪相對(duì)于該車輪配置在軸向一側(cè)；減速機(jī)構(gòu)，其使小齒輪的旋轉(zhuǎn)減速并傳遞到所述最終齒輪；以及齒輪殼體，其收納小齒輪、減速機(jī)構(gòu)以及最終齒輪。在最終齒輪與車輪之間設(shè)置直接或借助其他部件支承于齒輪殼體，且與最終齒輪以及車輪一同旋轉(zhuǎn)的旋轉(zhuǎn)支承部。馬達(dá)在電樞的徑向外側(cè)具有轉(zhuǎn)子磁鐵。在齒輪殼體安裝有收納馬達(dá)的馬達(dá)外罩。

根據(jù)本申請(qǐng)的例示性的第1發(fā)明，能夠使車輪單元小型化，并能夠獲得較高的馬達(dá)輸出。

附圖說明

圖1為第1實(shí)施方式所涉及的車輪單元的局部切斷示出的主視圖。

圖2為第2實(shí)施方式所涉及的車輪單元的立體圖。

圖3為第2實(shí)施方式所涉及的車輪單元的側(cè)視圖。

圖4為第2實(shí)施方式所涉及的車輪單元的分解立體圖。

圖5為第2實(shí)施方式所涉及的車輪單元的局部切斷示出的主視圖。

圖6為第2實(shí)施方式所涉及的車輪單元的局部切斷示出的側(cè)視圖。

圖7為第3實(shí)施方式所涉及的車輪單元的側(cè)視圖。

圖8為第3實(shí)施方式所涉及的車輪單元的局部切斷示出的側(cè)視圖。

圖9為第3實(shí)施方式所涉及的安裝于清掃機(jī)器人的車輪單元的側(cè)視圖。

圖10為第3實(shí)施方式所涉及的安裝于清掃機(jī)器人的車輪單元的側(cè)視圖。

圖11為變形例所涉及的車輪單元的立體圖。

圖12為第4實(shí)施方式所涉及的車輪單元的側(cè)視圖。

圖13為第4實(shí)施方式所涉及的車輪單元的局部切斷示出的剖視圖。

具體實(shí)施方式

以下將參照附圖對(duì)本發(fā)明的例示性的實(shí)施方式進(jìn)行說明。另外，在以下的說明中，將沿最終齒輪支承軸的方向稱為“軸向”。并且，沿軸向，將馬達(dá)側(cè)稱為“輸入側(cè)”，將車輪側(cè)稱為“輸出側(cè)”。

<1.第1實(shí)施方式>

圖1為第1實(shí)施方式所涉及的車輪單元1的主視圖。在圖1中切斷示出車輪6A和齒輪殼體7A。如圖1所示，車輪單元1A具有馬達(dá)2A、小齒輪3A、減速機(jī)構(gòu)4A、最終齒輪5A、車輪6A以及齒輪殼體7A。小齒輪3A固定于馬達(dá)2A的旋轉(zhuǎn)部。減速機(jī)構(gòu)4A使小齒輪3A的旋轉(zhuǎn)減速，并傳遞到最終齒輪5A。最終齒輪5A直接或通過其他的部件固定于車輪6A。車輪6A具有環(huán)狀的接地面621A，并以最終齒輪支承軸51A為中心旋轉(zhuǎn)。小齒輪3A、減速機(jī)構(gòu)4A以及最終齒輪5A被收納在齒輪殼體7A的內(nèi)部中。

并且，在最終齒輪5A與車輪6A之間設(shè)置旋轉(zhuǎn)支承部81A。旋轉(zhuǎn)支承部81A支承于齒輪殼體7A并與最終齒輪5A以及車輪6A一同旋轉(zhuǎn)。

如圖1所示，在該車輪單元1A中，最終齒輪5A整體位于被接地面621A包圍的大致圓筒狀的區(qū)域的內(nèi)側(cè)。但是，最終齒輪5A也可以僅其一部分配置在被接地面621A包圍的大致圓筒狀的區(qū)域的內(nèi)側(cè)。如此一來，與將最終齒輪5A配置在車輪6A的外側(cè)時(shí)相比，能夠減小車輪單元1A的軸向的尺寸。

而在這樣的結(jié)構(gòu)中，旋轉(zhuǎn)支承部81A的相對(duì)于齒輪殼體7A的支承結(jié)構(gòu)難以在軸向變大。因此，在該車輪單元1A中，使旋轉(zhuǎn)支承部81A的外徑比最終齒輪支承軸51A的外徑大。如此一來，能夠確保較大的齒輪殼體7A與旋轉(zhuǎn)支承部81A的接觸部。其結(jié)果是，提高了旋轉(zhuǎn)支撐部81A的相對(duì)于齒輪殼體7A的支承結(jié)構(gòu)的耐久性。

<2.第2實(shí)施方式>

<2-1.車輪單元的整體結(jié)構(gòu)>

圖2為第2實(shí)施方式所涉及的車輪單元1的立體圖。圖3為從輸入側(cè)看到的車輪單元1的側(cè)視圖。圖4為車輪單元1的分解立體圖。

該車輪單元1搭載于作為家用電器產(chǎn)品的自行式清掃機(jī)器人，并用作該清掃機(jī)器人的行走裝置。如圖2至圖4所示，本實(shí)施方式的車輪單元1具有馬達(dá)2、小齒輪3、減速機(jī)構(gòu)4、最終齒輪5、車輪6以及齒輪殼體7。如果驅(qū)動(dòng)馬達(dá)2，則馬達(dá)2的驅(qū)動(dòng)力經(jīng)由小齒輪3、減速機(jī)構(gòu)4以及最終齒輪5傳遞到車輪6。由此，車輪6旋轉(zhuǎn)。

本實(shí)施方式的馬達(dá)2使用無刷直流馬達(dá)。馬達(dá)2具有固定在齒輪殼體7的靜止部21以及相對(duì)于靜止部21旋轉(zhuǎn)的旋轉(zhuǎn)部22。如圖3中虛線所示，靜止部21具有由定子鐵芯和線圈構(gòu)成的電樞211。而旋轉(zhuǎn)部22具有圓環(huán)狀的磁鐵221。如果對(duì)電樞211的線圈提供驅(qū)動(dòng)電流，則在定子鐵芯產(chǎn)生磁通。因此，旋轉(zhuǎn)部22通過電樞211與磁鐵221之間的磁作用而旋轉(zhuǎn)。

本實(shí)施方式的馬達(dá)2為磁鐵221配置在電樞211的外側(cè)的所謂的外轉(zhuǎn)子型的馬達(dá)。在外轉(zhuǎn)子型的馬達(dá)中，能夠使用直徑比內(nèi)轉(zhuǎn)子型的馬達(dá)的直徑大的磁鐵。因此，能夠極力回避磁鐵的軸向的尺寸變大，并能夠獲得高輸出功率。因此，如果使用外轉(zhuǎn)子型的馬達(dá)，則能夠減小馬達(dá)2的軸向的尺寸?；蛘?，即使在為了增大輸出功率而增大磁鐵的體積時(shí)，也能夠最小限度地控制軸向尺寸的擴(kuò)大。例如，能夠使馬達(dá)2的軸向的尺寸比馬達(dá)2的旋轉(zhuǎn)部22的直徑小。其結(jié)果是，能夠得到在軸向看為小型的車輪單元1。

以下繼續(xù)對(duì)齒輪殼體7的內(nèi)部結(jié)構(gòu)進(jìn)行說明。圖5為車輪單元1的切斷示出車輪6和齒輪殼體7的主視圖。圖6為車輪單元1的切斷示出齒輪殼體7的側(cè)視圖。如圖4至圖6所示，小齒輪3、減速機(jī)構(gòu)4以及最終齒輪5配置在齒輪殼體7的內(nèi)部中。

馬達(dá)2的旋轉(zhuǎn)部22與沿軸向延伸的馬達(dá)軸222一同旋轉(zhuǎn)。馬達(dá)軸222的輸出側(cè)的端部延伸到齒輪殼體7的內(nèi)部。并且，小齒輪3固定在馬達(dá)軸222的該端部。小齒輪3由聚縮醛(POM)等樹脂或金屬制成。小齒輪3具有與后述的第1大徑齒輪部412嚙合的多個(gè)齒。

減速機(jī)構(gòu)4具有第1復(fù)合齒輪41、第2復(fù)合齒輪42以及第3復(fù)合齒輪43。第1復(fù)合齒輪41被沿軸向延伸的第1支承軸411支承為能夠旋轉(zhuǎn)。第2復(fù)合齒輪42被沿軸向延伸的第2支承軸421支承為能夠旋轉(zhuǎn)。第3復(fù)合齒輪43被沿軸向延伸的第3支承軸431支承為能夠旋轉(zhuǎn)。第1支承軸411、第2支承軸421以及第3支承軸431都無法相對(duì)于齒輪殼體7旋轉(zhuǎn)地被固定。

第1復(fù)合齒輪41具有第1大徑齒輪部412、以及位于比第1大徑齒輪部412靠輸出側(cè)的位置且直徑比第1大徑齒輪部412的直徑小的第1小徑齒輪部413。第1大徑齒輪部412的多個(gè)齒與小齒輪3的多個(gè)齒嚙合并旋轉(zhuǎn)。但是，第1大徑齒輪部412的齒數(shù)比小齒輪3的齒數(shù)多。因此，第1復(fù)合齒輪41以比小齒輪3低的轉(zhuǎn)速旋轉(zhuǎn)。

第2復(fù)合齒輪42具有第2大徑齒輪部422、以及位于比第2大徑齒輪部422靠輸出側(cè)的位置且直徑比第2大徑齒輪部422的直徑小的第2小徑齒輪部423。第2大徑齒輪部422的多個(gè)齒與第1小徑齒輪部413的多個(gè)齒嚙合并旋轉(zhuǎn)。但是，第2大徑齒輪部422的齒數(shù)比第1小徑齒輪部413的齒數(shù)多。因此，第2復(fù)合齒輪42以比第1復(fù)合齒輪41低的轉(zhuǎn)速旋轉(zhuǎn)。

第3復(fù)合齒輪43具有第3大徑齒輪部432、以及位于比第3大徑齒輪部432靠輸出側(cè)的位置且直徑比第3大徑齒輪部432的直徑小的第3小徑齒輪部433。第3大徑齒輪部432的多個(gè)齒與第2小徑齒輪部423的多個(gè)齒嚙合并旋轉(zhuǎn)。但是第3大徑齒輪部432的齒數(shù)比第2小徑齒輪部423的齒數(shù)多。因此，第3復(fù)合齒輪43以比第2復(fù)合齒輪42低的轉(zhuǎn)速旋轉(zhuǎn)。

最終齒輪5被沿軸向延伸的最終齒輪支承軸51支承為能夠旋轉(zhuǎn)。最終齒輪支承軸51無法相對(duì)于齒輪殼體7旋轉(zhuǎn)地被固定。最終齒輪5的多個(gè)齒與第3小徑齒輪部433的多個(gè)齒嚙合并旋轉(zhuǎn)。但是，最終齒輪5的齒數(shù)比第3小徑齒輪部433的齒數(shù)多。因此，最終齒輪5以比第3復(fù)合齒輪43低的轉(zhuǎn)速旋轉(zhuǎn)。

如此一來，馬達(dá)2的驅(qū)動(dòng)力從小齒輪3經(jīng)由第1復(fù)合齒輪41、第2復(fù)合齒輪42以及第3復(fù)合齒輪43而傳遞到最終齒輪5。如上所述，轉(zhuǎn)速通過經(jīng)過多個(gè)齒而降低。另一方面，轉(zhuǎn)矩通過經(jīng)過多個(gè)齒而提高。即減速機(jī)構(gòu)4起到能夠降低轉(zhuǎn)速且能夠提高轉(zhuǎn)矩并將動(dòng)力從小齒輪3向最終齒輪5傳遞的作用。

第1復(fù)合齒輪41、第2復(fù)合齒輪42、第3復(fù)合齒輪43以及最終齒輪5例如由聚縮醛(POM)等樹脂制成。但是，第1復(fù)合齒輪41、第2復(fù)合齒輪42以及第3復(fù)合齒輪43也可以由金屬制成。

在與最終齒輪5的輸出側(cè)相鄰的位置上設(shè)置支承于齒輪殼體7并旋轉(zhuǎn)的旋轉(zhuǎn)支承部81。旋轉(zhuǎn)支承部81在最終齒輪5與后述的車輪部61之間被設(shè)置在齒輪殼體7的側(cè)壁的圓孔部70支承。旋轉(zhuǎn)支承部81具有與最終齒輪支承軸51大致同軸配置的圓筒狀的外周面。旋轉(zhuǎn)支承部81使外周面與齒輪殼體7的圓孔部71的邊緣接觸并旋轉(zhuǎn)。即在本實(shí)施方式中，通過旋轉(zhuǎn)支承部81的外周面與齒輪殼體7的圓孔部70構(gòu)成滑動(dòng)軸承。也可在旋轉(zhuǎn)支承部81的外周面與齒輪殼體7的圓孔部70之間存在有潤滑脂等潤滑劑。

并且，在與旋轉(zhuǎn)支承部81的輸出側(cè)相鄰的位置設(shè)置沿軸向延伸的多棱柱狀的鍵部82。在本實(shí)施方式中，最終齒輪5、旋轉(zhuǎn)支承部81以及鍵部82是由聚縮醛(POM)等樹脂制成的一體的成型品。如此一來，能夠減少部件數(shù)，并使車輪單元1組裝變得容易。但是，最終齒輪、旋轉(zhuǎn)支承部以及鍵部也可分別由分體的部件構(gòu)成而相互固定。

車輪6具有由樹脂或金屬制成的車輪部61以及由橡膠或橡膠以外的樹脂制成的輪胎部62。車輪部61相對(duì)于最終齒輪支承軸51沿徑向擴(kuò)展。輪胎部62固定于車輪部61的外周部。輪胎部62包括具有大致不變的寬度的環(huán)狀的接地面621。在車輪部61的中央設(shè)置向輸入側(cè)開口的鍵槽611。上述的鍵部82鑲嵌并固定在鍵槽611中。因此，如果最終齒輪5旋轉(zhuǎn)，則旋轉(zhuǎn)支承部81、鍵部82、車輪部61以及輪胎部62以最終齒輪支承軸51為中心一體旋轉(zhuǎn)。

<2-2.關(guān)于多個(gè)齒輪的配置>

如圖5所示，車輪6的車輪部61呈朝向輸入側(cè)開口的大致杯狀形成。因此，車輪部61的輸入側(cè)的面為比輪胎部62的輸入側(cè)的端部向輸出側(cè)凹陷的凹面。并且，最終齒輪5的一部分收納在該車輪部61的內(nèi)部中。即在本實(shí)施方式中，最終齒輪5的一部分位于被車輪6的接地面621包圍的大致圓筒狀的區(qū)域的內(nèi)側(cè)。因此，最終齒輪5的輸出側(cè)的端部配置在比輪胎部62的輸入側(cè)的端部靠輸出側(cè)的位置。如此一來，與最終齒輪5的整體配置在車輪6的外側(cè)時(shí)相比，車輪單元1的軸向尺寸變小。

并且，在本實(shí)施方式中，如圖6所示，在軸向看車輪單元1時(shí)，小齒輪3、3個(gè)復(fù)合齒輪41～43以及最終齒輪5均配置在車輪6的接地面621的內(nèi)側(cè)。即小齒輪3、3個(gè)復(fù)合齒輪41～43以及最終齒輪5配置在將車輪6的接地面621在軸向投影而成的圓筒面的內(nèi)側(cè)。由此，車輪單元1在與軸向正交的方向所占的區(qū)域變小。。

并且，如圖6所示，在本實(shí)施方式中，支承第1復(fù)合齒輪41的第1支承軸411、支承第2復(fù)合齒輪42的第2支承軸421以及支承第3復(fù)合齒輪43的第3支承軸431以最終齒輪支承軸51為中心沿大致周向排列。3個(gè)復(fù)合齒輪41～43以最終齒輪支承軸51為中心呈螺旋狀排列。若如此配置，則能夠避免各齒輪與其他齒輪的支承軸相互接觸，并且能夠使多個(gè)齒輪緊湊地配置。

并且，如圖6所示，在本實(shí)施方式中，第1支承軸411與第2支承軸421相對(duì)于最終齒輪支承軸51形成的角度θ1，和第2支承軸421與第3支承軸431相對(duì)于最終齒輪支承軸51形成的角度θ2分別為90°以下。如此一來，3個(gè)復(fù)合齒輪41～43均能夠配置在相對(duì)于最終齒輪5偏向一方的位置上。在本實(shí)施方式中，3個(gè)復(fù)合齒輪41～43均配置在比最終齒輪5高的位置上。其結(jié)果是，能夠使多個(gè)齒輪更緊湊地配置。

如果使搭載在清掃機(jī)器人上的車輪單元1小型化，則能夠提高清掃機(jī)器人的其他部位的設(shè)計(jì)自由度。例如，在清掃機(jī)器人使用更大型的電池、集塵箱或抽風(fēng)機(jī)，則能夠提高清掃機(jī)器人的性能。并且，能夠維持電池、集塵箱以及抽風(fēng)機(jī)等的尺寸，且能夠使清掃機(jī)器人小型化。如果縮小清掃機(jī)器人的尺寸，則能夠抑制電消耗量，并能夠清掃更狹小的間隙。

齒輪殼體7具有大致圓弧狀的上部71和沿大致水平方向擴(kuò)展的平坦的底部72。如圖6在軸向看時(shí)，齒輪7的上部71在比車輪6的接地面621稍靠內(nèi)側(cè)的位置沿接地面621呈大致圓弧狀擴(kuò)展。而齒輪殼體7的底部72配置在接近最終齒輪5的下方的高度位置上。如此一來，齒輪殼體7配置在相對(duì)于車輪6偏向上側(cè)的位置上。而且，在齒輪殼體7的底部72與地面之間確保了不配置部件的空間。由此，在行走時(shí)齒輪殼體7不易與地面接觸。

另外，本實(shí)施方式中的齒輪殼體7具有從底部72附近的輸入側(cè)的面沿軸向突出的板狀的肋73。而且，馬達(dá)2配置在肋73的上方。本實(shí)施方式的車輪單元1安裝在清掃機(jī)器人上時(shí)，肋73通過螺絲等固定于清掃機(jī)器人的框體中。

如圖3和圖6在軸向看時(shí)，本實(shí)施方式的齒輪殼體7不從車輪6的接地面向特定的方向超出。因此，能夠在清掃機(jī)器人的左右反轉(zhuǎn)配置相同結(jié)構(gòu)的車輪單元1。因?yàn)椴恍柙谇鍜邫C(jī)器人的左側(cè)和右側(cè)變更車輪單元1的設(shè)計(jì)，所以能夠降低清掃機(jī)器人的制造工序和制造成本。

并且，在本實(shí)施方式中，3個(gè)復(fù)合齒輪41～43的小徑齒輪部413、423以及433的直徑均比馬達(dá)2的旋轉(zhuǎn)部22的直徑小。并且，在本實(shí)施方式中，任意的復(fù)合齒輪41～43的大徑齒輪部412、422以及432的直徑與最終齒輪5的直徑之和，比車輪6的接地面621的半徑大。如果馬達(dá)2的旋轉(zhuǎn)部22的直徑變大，則能夠使用大徑的磁鐵221，來產(chǎn)生大的轉(zhuǎn)矩。而如果大徑齒輪部412、422以及432的直徑變大，小徑齒輪部413、423以及433的直徑變小，則減速機(jī)構(gòu)4的減速比變大。因此能夠更加提高轉(zhuǎn)矩。

并且，即使在復(fù)合齒輪41～43由樹脂制成時(shí)，也只要增大設(shè)計(jì)各復(fù)合齒輪41、42以及43的直徑，就能夠獲得高耐久性。

<2-3.關(guān)于旋轉(zhuǎn)支承部>

如上所述，在該車輪單元1中，在被車輪6的接地面621包圍的大致圓筒狀的區(qū)域的內(nèi)側(cè)配置最終齒輪5的一部分。這樣的結(jié)構(gòu)雖然能夠很好地使車輪單元1的軸向的尺寸變小，但是也存在難以在軸向擴(kuò)大旋轉(zhuǎn)支承部81的相對(duì)于齒輪殼體7的支承結(jié)構(gòu)的問題。

考慮以上這一點(diǎn)，在該車輪單元1中，旋轉(zhuǎn)支承部81的外徑設(shè)置為比最終齒輪支承軸51的外徑大。如此一來，能夠使旋轉(zhuǎn)支承部81與齒輪殼體7的圓孔部70的接觸部變大。因此，減小了旋轉(zhuǎn)支承部81的外周面與齒輪殼體7的圓孔部70的滑動(dòng)部的面壓，從而更加減小了滑動(dòng)部的磨損。其結(jié)果是，能夠在旋轉(zhuǎn)支承部81的相對(duì)于齒輪殼體7的支承結(jié)構(gòu)中獲得高耐久性。

<3.第3實(shí)施方式>

以下，對(duì)第3實(shí)施方式所涉及的車輪單元1B，圍繞與第2實(shí)施方式的不同點(diǎn)進(jìn)行說明。

圖7為第3實(shí)施方式所涉及的車輪單元1B的側(cè)視圖。圖8為車輪單元1B的切斷示出齒輪殼體7B的側(cè)視圖。與第2實(shí)施方式相同，該車輪單元1B具有馬達(dá)2B、小齒輪3B、減速機(jī)構(gòu)4B、最終齒輪5B、車輪6B以及齒輪殼體7B。如果驅(qū)動(dòng)馬達(dá)2B，則馬達(dá)2B的驅(qū)動(dòng)力經(jīng)由小齒輪3B、減速機(jī)構(gòu)4B以及最終齒輪5B而傳遞到車輪6B。由此，車輪6B旋轉(zhuǎn)。

如圖8所示，在本實(shí)施方式中，在構(gòu)成減速機(jī)構(gòu)4B的3個(gè)復(fù)合齒輪41B～43B中，第1復(fù)合齒輪41B被支承最終齒輪5B的最終齒輪支承軸51B支承。即，第1復(fù)合齒輪41B和最終齒輪5B被共有的最終齒輪支承軸51B支承。最終齒輪支承軸51B無法相對(duì)于齒輪殼體7B旋轉(zhuǎn)地被固定。第1復(fù)合齒輪41B和最終齒輪5B相對(duì)于最終齒輪支承軸51B分別獨(dú)立旋轉(zhuǎn)。

如此一來，如果使減速機(jī)構(gòu)中所包括的至少1個(gè)復(fù)合齒輪的支承軸與最終齒輪的支承軸共通化，則在齒輪殼體7的內(nèi)部中能夠更加緊湊地配置多個(gè)齒輪。

圖9和圖10為安裝在清掃機(jī)器人9B上的車輪單元1B的側(cè)視圖。該清掃機(jī)器人9B具有對(duì)車輪單元1B朝向下方施力的一對(duì)懸架機(jī)構(gòu)91B。一對(duì)懸架機(jī)構(gòu)91B沿行進(jìn)方向排列。各懸架機(jī)構(gòu)91B具有上下伸縮的彈性部件911B。

齒輪殼體7B具有向行進(jìn)方向前方和行進(jìn)方向后方突出的一對(duì)承接部74B。一對(duì)彈性部件911B的下端部與這些承接部74B的上表面抵接。并且，在一對(duì)承接部74B分別形成有沿上下方向延伸的貫通孔741B。在貫通孔741B中插入沿上下延伸的導(dǎo)向軸912B。

在清掃機(jī)器人9B行走時(shí)，一對(duì)彈性部件911B根據(jù)外力而彈性地伸縮。如此，車輪單元1B相對(duì)于清掃機(jī)器人9B的框體相對(duì)地上下移動(dòng)。由此，清掃機(jī)器人9B能夠在凹凸的地面上穩(wěn)定地行走。

在本實(shí)施方式中，以不使配置在齒輪殼體7B的內(nèi)部中的減速機(jī)構(gòu)4B以及最終齒輪5B與承接部74B的貫通孔741B重疊的方式配置多個(gè)齒輪。即如上所述，第1復(fù)合齒輪41B與最終齒輪5B被共通的最終齒輪支承軸51B支承。并且，第1復(fù)合齒輪41B與第2復(fù)合齒輪42B沿大致上下方向排列。其結(jié)果是，減速機(jī)構(gòu)4B和最終齒輪5B的整體的行進(jìn)方向尺寸變小。由此，減速機(jī)構(gòu)4B以及最終齒輪5B與承接部74B的貫通孔741B不相互重疊地配置。

在本實(shí)施方式中，通過車輪單元1B所具有的一對(duì)承接部74B與設(shè)置在清掃機(jī)器人9B上的彈性部件911B和導(dǎo)向軸912B構(gòu)成懸架機(jī)構(gòu)91B。但是，也可以在車輪單元組裝彈性部件和導(dǎo)向軸，使車輪單元自身具有已完成的懸架機(jī)構(gòu)。

<4.第4實(shí)施方式>

圖12為第4實(shí)施方式所涉及的車輪單元1D的側(cè)視圖。圖13為車輪單元1D的、以包括最終齒輪支承軸51D和第2齒輪支承軸的中心在內(nèi)的平面切斷齒輪殼體7D時(shí)的剖視圖。此車輪單元1D具有馬達(dá)2D、小齒輪3D、減速機(jī)構(gòu)4D、最終齒輪5D、車輪6D以及齒輪殼體7D，并且在最終齒輪5D與車輪6D之間具有旋轉(zhuǎn)支承部81D。如果驅(qū)動(dòng)馬達(dá)2D，則馬達(dá)2D的驅(qū)動(dòng)力經(jīng)由小齒輪3D、減速機(jī)構(gòu)4D以及最終齒輪5D傳遞到車輪6D。由此使車輪6D旋轉(zhuǎn)。

如圖13所示，在本實(shí)施方式中，在構(gòu)成減速機(jī)構(gòu)4D的3個(gè)復(fù)合齒輪41D～43D中，第1復(fù)合齒輪41D被支承最終齒輪5D的最終齒輪支承軸51D支承。即，第1復(fù)合齒輪41D與最終齒輪5D被共通的最終齒輪支承軸51D支承。最終齒輪支承軸51D相對(duì)于齒輪殼體7D被最終齒輪支承軸支承部54D無法旋轉(zhuǎn)地支承。第1復(fù)合齒輪41D和最終齒輪5D相對(duì)于最終齒輪支承軸51D分別以不同的速度旋轉(zhuǎn)。

由此，如果減速機(jī)構(gòu)所包括的至少1個(gè)復(fù)合齒輪支承軸與最終齒輪的支承軸共通化，則能夠更加緊湊地將多個(gè)齒輪配置在齒輪殼體7D的內(nèi)部中。

齒輪殼體7D具有圓環(huán)形狀的套筒部件70D、包括圓筒形狀的內(nèi)周面的套筒保持部77D以及越過該內(nèi)周面向徑向內(nèi)側(cè)擴(kuò)展的環(huán)狀的止擋板部78D。套筒部件70D與最終齒輪支承軸51D同軸配置，且套筒部件70D的外周面與套筒保持部77D的內(nèi)周面以及止擋板部78D的輸入側(cè)的面相接。通過此種結(jié)構(gòu)，能夠更加穩(wěn)定地保持套筒部件70D。

在與最終齒輪5D的輸出側(cè)相鄰的位置設(shè)置支承于齒輪殼體7D且旋轉(zhuǎn)的旋轉(zhuǎn)支承部81D。旋轉(zhuǎn)支承部81D在最終齒輪5D與車輪6D之間，套筒部件70D的內(nèi)周面與旋轉(zhuǎn)支承部81D的外周面隔著潤滑油而接觸。

并且，旋轉(zhuǎn)支承部81D的外徑比最終齒輪支承軸51D的外徑大。通過該結(jié)構(gòu)，能夠確保較大的旋轉(zhuǎn)支承部81D與套筒部件70D的接觸部。其結(jié)果是，減少了旋轉(zhuǎn)支承部81D的外周面與齒輪殼體7的圓孔部70D的滑動(dòng)部處的面壓，從而滑動(dòng)部的磨損減小。其結(jié)果是，減少了磨損，并能夠使旋轉(zhuǎn)支承部81D的支承結(jié)構(gòu)得到良好的耐久性。

最終齒輪5D以及旋轉(zhuǎn)支承部81D為由連續(xù)的材質(zhì)構(gòu)成的一個(gè)部件的各部分，且通過樹脂的射出成型法而成型。如此一來，能夠減少部件數(shù)，并使車輪單元1D的組裝變得容易。

最終齒輪5D具有多個(gè)齒沿周向排列的外側(cè)齒部52D和配置在外側(cè)齒部52D的徑向內(nèi)側(cè)的圓筒形狀的內(nèi)側(cè)筒部53D。內(nèi)側(cè)筒部53D的輸入側(cè)端部位于比外側(cè)齒部52D的輸入側(cè)端部靠輸入側(cè)的位置。最終齒輪支承軸51D收納在內(nèi)側(cè)筒部53D的徑向內(nèi)側(cè)，且在最終齒輪支承軸51D的輸出側(cè)端部與內(nèi)側(cè)筒部53D之間具有間隙。

并且，最終齒輪5D的齒根圓直徑(圖13中的dr)比旋轉(zhuǎn)支承部81D的外徑大。并且，套筒部件70D的外周面比齒根圓直徑大。通過該結(jié)構(gòu)，最終齒輪5D不易與齒輪7D接觸。另外，該結(jié)構(gòu)也有利于確保用于配置后述的套筒抵接面56D的位置。

套筒部件70D在輸入側(cè)的端面具有環(huán)狀凸部701D。環(huán)狀凸部701D能夠與配置在最終齒輪5D的輸出側(cè)的套筒抵接面56D接觸。即在最終齒輪5D和第1復(fù)合齒輪41D的各部分尺寸中估計(jì)有一定的“游隙”，在將這些齒向軸向另一側(cè)，即圖的上側(cè)按壓的狀態(tài)，環(huán)狀凸部701與套筒抵接面56D相接。但是，因?yàn)榻佑|的部分的形狀為凸形，接觸面積小，因此伴隨接觸而產(chǎn)生的摩擦力較小。

另外，在本申請(qǐng)的權(quán)利要求中，雖然使用“接觸”這個(gè)表達(dá)方式，但實(shí)際上如上所述是指“處于能夠接觸的狀態(tài)”的情況。在軸承一定伴隨有一定量的游隙，通過使齒輪各部分在游隙的范圍內(nèi)轉(zhuǎn)動(dòng)，能夠使各部分與相鄰的部件呈接觸狀態(tài)和非接觸狀態(tài)。但是，此時(shí)，需要以齒輪機(jī)構(gòu)各部分能夠相接觸為設(shè)計(jì)前提來進(jìn)行制造。因此，不限于在實(shí)際能夠接觸的尺寸關(guān)系下接觸，在本申請(qǐng)權(quán)利要求中，在軸承的游隙的范圍內(nèi)能夠接觸時(shí)，使用“接觸/接觸著”來表達(dá)。

并且，在內(nèi)側(cè)筒部53D的輸入側(cè)端部與第一復(fù)合齒輪41D的軸向輸出側(cè)端部之間存在有包圍最終齒輪支承軸51D的環(huán)狀的第1推力墊圈54D。通過該種結(jié)構(gòu)，能夠減少由于分別以不同的速度旋轉(zhuǎn)的最終齒輪51D與第1復(fù)合齒輪41D接觸而產(chǎn)生的磨損。

在齒輪殼體7D設(shè)置最終齒輪支承軸支承部79D，最終齒輪支承軸51D被最終齒輪支承軸支承部79D支承。最終齒輪支承軸51D的上端位于套筒保持部77D以及套筒部件70D的軸向的上端與下端之間。通過構(gòu)成為該種結(jié)構(gòu)，最終齒輪支承軸51D的上端間接地被套筒保持部77D支承。因此，雖然上端為自由端，但是最終齒輪支承軸51D能夠通過齒輪殼體7D而被穩(wěn)定地保持。

并且，在最終齒輪支承軸支承部79D與第一復(fù)合齒輪41D的輸入側(cè)端部之間存在有包圍最終齒輪支承軸51D的環(huán)狀的第2推力墊圈55D。通過構(gòu)成為該種結(jié)構(gòu)，能夠減少由于齒輪殼體7D與第1復(fù)合齒輪41D相接觸而產(chǎn)生的磨損。

<5.變形例>

以上對(duì)本發(fā)明的例示性的實(shí)施方式進(jìn)行了說明，但是本發(fā)明不限于以上所述的實(shí)施方式。

例如如圖11的車輪單元1C所示，也可在馬達(dá)殼體7C安裝容納馬達(dá)2C的馬達(dá)外罩75C。在該例子中，馬達(dá)2C固定于作為介于齒輪殼體7C與馬達(dá)外罩75C之間的隔壁的安裝板76C。如此一來，能夠相對(duì)于馬達(dá)殼體7C牢固地固定馬達(dá)2C。并且，能夠切實(shí)地防止馬達(dá)2C的旋轉(zhuǎn)部22C與清掃機(jī)器人內(nèi)的其他部件或外部的灰塵或人接觸。

減速機(jī)構(gòu)具有的復(fù)合齒輪的數(shù)量既可以如以上所述的實(shí)施方式所示為3個(gè)，也可以為2個(gè)或4個(gè)以上。但是為了既使用小型的馬達(dá)又獲得高轉(zhuǎn)矩，優(yōu)選使用3個(gè)以上的復(fù)合齒輪。并且，復(fù)合齒輪的大徑齒輪部和小徑齒輪部也可以作為分體部件而相互固定。

各復(fù)合齒輪的支承軸也可以被支承為能夠相對(duì)于齒輪殼體旋轉(zhuǎn)。此時(shí)，以復(fù)合齒輪與支承軸一同旋轉(zhuǎn)的方式固定支承軸與復(fù)合齒輪即可。并且，最終齒輪支承軸也可以被支承為能夠相對(duì)于齒輪殼體旋轉(zhuǎn)。此時(shí)，以最終齒輪、旋轉(zhuǎn)支承軸以及車輪與最終齒輪支承軸一同旋轉(zhuǎn)的方式，使最終齒輪支承軸、最終齒輪、旋轉(zhuǎn)支承部以及車輪相互固定即可。

優(yōu)選車輪單元的軸向的尺寸變小時(shí)，最終齒輪的至少一部分配置在被車輪的接地面包圍的大致圓筒狀區(qū)域的內(nèi)側(cè)即可。更優(yōu)選最終齒輪的整體配置在該區(qū)域的內(nèi)側(cè)。并且，進(jìn)一步優(yōu)選不僅最終齒輪，復(fù)合齒輪也配置在該區(qū)域的內(nèi)側(cè)。

旋轉(zhuǎn)支承部的相對(duì)于齒輪殼體的支承結(jié)構(gòu)也可為滑動(dòng)軸承以外的軸承結(jié)構(gòu)。例如，也可以在旋轉(zhuǎn)支承部與齒輪殼體的圓孔部之間設(shè)置球軸承。但是，如以上的實(shí)施方式所示，如果使用滑動(dòng)軸承，則能夠以較少的部件個(gè)數(shù)實(shí)現(xiàn)旋轉(zhuǎn)支承部的相對(duì)于齒輪殼體的支承結(jié)構(gòu)，在這一點(diǎn)上是優(yōu)選的。

齒輪殼體的底面既可以為圖6所示的平坦面，也可以為圖8所示的彎曲面，也可以為其他的形狀。但是，為使齒輪殼體配置在相對(duì)于車輪偏向上側(cè)的位置，優(yōu)選齒輪殼體的底面呈曲率半徑比車輪的接地面的曲率半徑大的彎曲面或平坦面。

并且，在構(gòu)成最終齒輪的部件與車輪之間也可以設(shè)置有其他部件。即，構(gòu)成最終齒輪的部件也可以借助其他的部件而固定于車輪。

也可在套筒部件70D的環(huán)狀凸部701D與存在于最終齒輪5D的輸出側(cè)的套筒抵接面56D之間設(shè)置軸向游隙以下的間隙。

此時(shí)，由于最終齒輪5D能夠被最終齒輪支承軸51D支承為能夠旋轉(zhuǎn)，因此也可以為如下的狀態(tài)，即其也能夠沿軸向移動(dòng)，并根據(jù)最終齒輪5D的軸向的移動(dòng)而使套筒抵接面56D與環(huán)狀凸部701D接觸。

并且，本發(fā)明的車輪單元如果考慮所要求的尺寸和轉(zhuǎn)矩的話，其能夠適用于家用的清掃機(jī)器人，但是本發(fā)明也可以用于其他的電器產(chǎn)品。例如，也可以用在搬運(yùn)物品的機(jī)器人或被無線操縱的玩具上。并且，也可以用于在屋內(nèi)或屋外載人行走的電動(dòng)輪椅上。并且，本發(fā)明的車輪單元既可以用在家用的電器產(chǎn)品上，也可以用在業(yè)務(wù)用的設(shè)備上。

并且，以上所述的實(shí)施方式和變形例中出現(xiàn)的各要素在不產(chǎn)生矛盾的范圍內(nèi)可以進(jìn)行適當(dāng)組合。

產(chǎn)業(yè)上的利用可能性

本發(fā)明能夠用于車輪單元。

符號(hào)的說明

1，1A，1B，1C，1D…車輪單元；2，2A，2B，2C，2D…馬達(dá)；3，3A，3B，3D…小齒輪；4，4A，4B，4D…減速機(jī)構(gòu)；5，5A，5D…最終齒輪；6，6A，6B，6D…車輪；7，7A，7B，7C，7D…齒輪殼體；9B…清掃機(jī)器人；21…靜止部；22，22C…旋轉(zhuǎn)部；41，42，43，41B，42B，43B，41D，42D，43D…復(fù)合齒輪；51，51A，51B，51D…最終齒輪支承軸；52D…外側(cè)齒部；53D…內(nèi)側(cè)筒部；54D…第1推力墊圈；55D…第2推力墊圈；56D…套筒抵接面；61…車輪部；62…輪胎部；70…圓孔部；70D…套筒部件；73…肋；74B…承接部；75C…馬達(dá)外罩；76C…安裝版；77D…套筒保持部；78D…止擋板部；79D…最終齒輪支承軸支承部；81，81A，81D…旋轉(zhuǎn)支承部；211…電樞；221…磁鐵；222…馬達(dá)軸；411，421，431…支承軸；412，422，432…大徑齒輪部；413，423，433…小徑齒輪部；621，621A…接地面；701D…環(huán)狀凸部；741B…貫通孔；91B…懸架機(jī)構(gòu)。