JP2016070285A - 減速装置 - Google Patents

Abstract

【課題】ホイール部材にかかる荷重が摩擦部材に付加されるのを軽減することができる減速装置を提供する。【解決手段】減速装置１は、太陽転動体１１と、２以上の遊星転動体１２と、遊星転動体１２を回転自在に支持するキャリアピン１３と、２以上の遊星転動体１２を回転可能に支持するホイール部材１４と、２以上の遊星転動体１２を外囲し、遊星転動体１２と接触することによって回転中心軸Ｊ１を中心として遊星転動体１２を回転させる環状の転動部材２と、太陽転動体１１及び遊星転動体１２を外囲し、転動部材１２を支持するケーシング部材１６と、ホイール部材１４をケーシング部材１６に対して回転可能に支持する軸受１７により構成される。軸受は、ケーシング部材１６の内周面とキャリアピン支持部１４１との間に配置される出力軸受１７と、ケーシング部材１６の外周面と円筒部１６２の内周面との間に配置されるホイール軸受１８を含む。【選択図】図１

Description

本発明は、減速装置に係り、更に詳しくは、回転中心軸を中心としてそれぞれ回転する太陽転動体、遊星転動体及びホイール部材と、複数の遊星転動体を外囲する環状の転動部材とを備えた減速装置の改良に関する。

電動モータから得られる回転運動を減速する減速装置は、電動車椅子、ＡＧＶ（無人搬送車）などの自走式車両において、トルクを増加させて車輪を所期の速度で回転させるのに用いられる（例えば、特許文献１）。また、動力の伝達機構を小型化することにより、車輪内に減速装置、電動モータ及び電磁ブレーキを組み込んだホイールインドライブ方式の車輪駆動装置がある（例えば、特許文献２）。

特開２００３−２８２５４号公報 特開２００８−１７５８８号公報

従来の減速装置は、タイヤを保持するホイールに付加された荷重が減速装置内の摩擦部材に直接に作用することから、減速装置の伝達性能が低下するという虞があった。例えば、特許文献１に記載の摩擦ローラ式減速機６では、ホイール１の支持筒部４にかかる荷重が、ガイドローラ３７ａ，３７ｂ及びウェッジローラ３８と接触する外輪３２に直接に付加される。このため、外輪３２、ガイドローラ３７ａ，３７ｂ、ウェッジローラ３８及び回転駆動軸１７間の軸や摩擦部材の触れが生じることから伝達性能が低下し、これらの摩擦部材の寿命が短くなってしまう。

また、特許文献２に記載の遊星歯車式の減速機１０３では、ホイール１０４の第一層部材４１に係る荷重が、第二遊星歯車２８と噛み合う第二内歯車２７に直接に付加される。このため、第二内歯車２７、第二遊星歯車２８及び第二太陽歯車２６間の噛み合い部が不規則になり、振動や騒音の原因にもなっていた。

本発明は、前記事情に鑑みてなされたものであり、ホイール部材にかかる荷重が摩擦部材に付加されるのを軽減することができる減速装置を提供することを目的とする。

本発明による減速装置は、回転中心軸を中心として回転する太陽転動体と、前記太陽転動体よりも径方向の外方に配置され、前記太陽転動体と接触することによって回転が伝達される２以上の遊星転動体と、前記遊星転動体を回転自在に支持するキャリアピンと、前記２以上の遊星転動体を回転可能に支持し、前記回転中心軸を中心として回転するホイール部材と、前記２以上の遊星転動体を外囲し、前記遊星転動体と接触することによって、前記回転中心軸を中心として前記遊星転動体を回転させる環状の転動部材と、前記太陽転動体及び前記遊星転動体を外囲し、前記転動部材を支持するケーシング部材と、前記ホイール部材を前記ケーシング部材に対して回転可能に支持する軸受とにより構成される。前記ホイール部材は、前記キャリアピンを支持するキャリアピン支持部と、前記キャリアピン支持部から径方向の外方に延びる連結部と、前記連結部の外縁部から前記ケーシング部材の外周面に沿って延びる円筒部とを有する。前記軸受は、前記ケーシング部材の内周面と前記キャリアピン支持部との間に配置される出力軸受と、前記ケーシング部材の外周面と前記円筒部の内周面との間に配置されるホイール軸受とを含む。

ホイール部材は、出力軸受及びホイール軸受を介してケーシング部材により支持される。特に、ホイール部材の円筒部は、ケーシング部材の外周面に沿って延び、ケーシング部材の外周面との間に配置されるホイール軸受を介してケーシング部材に支持される。また、遊星転動体と接触する転動部材は、ケーシング部材により支持されるため、ホイール部材にかかる荷重が直接に付加されることはない。

本発明による減速装置は、遊星転動体と接触する転動部材への荷重が軽減されることから、ホイール部材にかかる荷重が太陽転動体、遊星転動体及び転動部材により構成される摩擦部材に付加されるのを軽減することができる。

図１は、実施の形態による減速装置１０の断面図である。 図２は、減速装置１０の内部を出力側から見た説明図である。 図３は、減速装置１０の詳細構成の一例を模式的に示した説明図である。

以下、本発明の実施の形態について、図面を参照して説明する。本明細書では、便宜上、太陽転動体の回転中心軸の方向を水平方向として説明するが、本発明による減速装置の使用時における姿勢を限定するものではない。また、本明細書では、太陽転動体の回転中心軸の方向を単に「軸方向」と呼び、回転中心軸を中心とする径方向及び周方向を単に「径方向」及び「周方向」と呼ぶ。

図１は、本発明の実施の形態による減速装置１０を含む車輪駆動装置１の一構成例を示した断面図であり、回転中心軸Ｊ１を含む平面により車輪駆動装置１の一部を切断した場合の切断面が示されている。図１には、減速装置１０の切断面が描画されている。また、図１では、紙面において太陽ローラ１１の上側に位置する遊星ローラ１２が切断せずに描画されている。図２は、減速装置１０の内部を出力側から見た説明図であり、ホイール部材１４及びケーシング部材１６の一部を破断して、太陽ローラ１１、遊星ローラ１２、キャリアピン１３及びインターナルリング１５が示されている。

この車輪駆動装置１は、自走式車両の車輪を回転させるホイールインドライブ方式の駆動装置であり、減速装置１０、電動モータ２０及び電磁ブレーキ３０により構成される。電動モータ２０は、電力を利用してトルクを出力する発動機である。減速装置１０は、電動モータ２０により得られる回転運動を減速する減速機である。電磁ブレーキ３０は、電磁石の吸引力を利用して制動力を得る制動装置であり、電動モータ２０の回転運動を制動する。

減速装置１０は、電動モータ２０のシャフト（図示せず）の一端側に配置され、電磁ブレーキ３０は、前記シャフトの他端側に配置される。例えば、電動モータ２０は、円筒形状のハウジングを備えたアウターロータ型モータである。

この減速装置１０は、摩擦力を利用して回転を伝達する摩擦式減速機であり、ホイールカバー４、入力軸受５、太陽ローラ１１、遊星ローラ１２、キャリアピン１３、ホイール部材１４、インターナルリング１５、ケーシング部材１６、出力軸受１７、ホイール軸受１８、エンコーダ１９及び付勢部材１５３により構成される。以下、これらの各部品について詳しく説明する。

＜太陽ローラ１１＞
太陽ローラ１１は、回転中心軸Ｊ１を中心として回転する太陽転動体である。この太陽ローラ１１は、軸方向に延びる円柱状の金属部材により構成され、電動モータ２０のシャフトに一体的に形成され、前記シャフトと同軸に配置される。太陽ローラ１１の外周面は、遊星ローラ１２と接触する転動面である。例えば、太陽ローラ１１は、電動モータ２０のシャフトそのものに形成される。なお、減速装置１０は、太陽ローラ１１を電動モータ２０のシャフトとは別部材により形成し、当該シャフトに固定するような構成であっても良い。

太陽ローラ１１は、入力軸受５によりケーシング部材１６に対して回転可能に支持される。入力軸受５は、太陽ローラ１１を回転可能に支持する軸受である。例えば、入力軸受５は、玉軸受である。

＜遊星ローラ１２＞
遊星ローラ１２は、太陽ローラ１１よりも径方向の外方に配置され、太陽ローラ１１の外周面と接触することによって回転が伝達される遊星転動体であり、回転軸Ｊ２を中心として自転するとともに、回転中心軸Ｊ１を中心として公転する。遊星ローラ１２の外周面は、太陽ローラ１１及びインターナルリング１５と接触する転動面である。この遊星ローラ１２は、径が異なる大径部１２１及び小径部１２２により構成される。

大径部１２１は、回転軸Ｊ２を中心とする円板状の金属部材により構成され、太陽ローラ１１の外周面と接触する。大径部１２１の外周面は、小径部１２２の外周面よりも径が大きく、径が軸方向に一定の円筒面により構成される。

小径部１２２は、回転軸Ｊ２を中心とする円錐台状の金属部材により構成され、インターナルリング１５の内周面と接触する。小径部１２２は、大径部１２１を軸方向に挟んで電動モータ２０側と、電動モータ２０とは反対側とにそれぞれ形成される。

電動モータ２０側の小径部１２２と、電動モータ２０とは反対側の小径部１２２とは、いずれも大径部１２１から軸方向に遠ざかるに従って径が小さくなる外周面を有する。つまり、小径部１２２は、一定の傾斜角度の傾斜面により構成される外周面を有する。この外周面の傾斜角度は、例えば、４５°である。

例えば、減速装置１０は、太陽ローラ１１の周囲に配置された３つの遊星ローラ１２を有する。これらの遊星ローラ１２は、周方向に概ね一定の間隔を空けて配置される。また、各遊星ローラ１２は、その回転軸Ｊ２を回転中心軸Ｊ１と同一方向に向けて配置される。

＜ホイール部材１４＞
ホイール部材１４は、キャリアピン１３を介して３つの遊星ローラ１２を回転可能に支持し、回転中心軸Ｊ１を中心として回転するキャリア部材である。キャリアピン１３は、遊星ローラ１２を回転自在に支持するローラ用シャフトであり、回転中心軸Ｊ１と同一方向に延びる円柱状の金属部材により構成され、ホイール部材１４により保持される。

このキャリアピン１３は、一端側がホイール部材１４に保持され、他端側に遊星ローラ１２が配置される。例えば、遊星ローラ１２は、軸方向に貫通するピン孔内に収容された滑り軸受１２３を介してキャリアピン１３に支持される。

このホイール部材１４は、有底円筒形状であり、キャリアピン支持部１４１、連結部１４２、円筒部１４３及び蓋板部１４４により構成される。キャリアピン支持部１４１、連結部１４２及び蓋板部１４４は、ホイール部材１４の底部１４５を構成する。

キャリアピン支持部１４１は、キャリアピン１３を支持する。キャリアピン支持部１４１は、遊星ローラ１２ごとに設けられる。連結部１４２は、キャリアピン支持部１４１から径方向の外方に延びる形状を有し、キャリアピン支持部１４１と円筒部１４３とを連結するとともに、３つのキャリアピン支持部１４１を互いに連結する。

円筒部１４３は、連結部１４２の外縁部からケーシング部材１６の外周面に沿って軸方向に延びる形状を有する。この円筒部１４３は、タイヤ２を保持するホイールである。蓋板部１４４は、太陽ローラ１１の端面に対向する円板形状を有し、キャリアピン支持部１４１よりも径方向の内方に配置される。

＜インターナルリング１５＞
インターナルリング１５は、３つの遊星ローラ１２を外囲し、遊星ローラ１２と接触することによって、回転中心軸Ｊ１を中心として遊星ローラ１２を回転させる環状の転動部材であり、ケーシング部材１６によって支持される。インターナルリング１５は、円環状の内周面を有し、当該内周面を遊星ローラ１２の小径部１２２の外周面に接触させる。

このインターナルリング１５は、出力側リング１５１及び入力側リング１５２により構成され、遊星ローラ１２の大径部１２１に対し、電動モータ２０側と電動モータ２０とは反対側とにそれぞれ配置される。出力側リング１５１及び入力側リング１５２は、いずれも大径部１２１と軸方向に対向し、回転中心軸Ｊ１を含む平面により切断した場合の切断面の形状が略矩形である。

出力側リング１５１は、電動モータ２０とは反対側に配置されるインターナルリングであり、円環状の側面を大径部１２１の側面に対向させて配置される。入力側リング１５２は、電動モータ２０側に配置されるインターナルリングであり、円環状の側面を大径部１２１の側面に対向させて配置される。

太陽ローラ１１、遊星ローラ１２及びインターナルリング１５により、摩擦部材が構成される。遊星ローラ１２の大径部１２１の外周面は、太陽ローラ１１の外周面に比べて径が大きいことから、太陽ローラ１１の回転が遊星ローラ１２によって減速される。また、インターナルリング１５の内周面は、遊星ローラ１２の小径部１２２の外周面に比べて径が大きいことから、遊星ローラ１２の回転がインターナルリング１５によってさらに減速される。

＜ケーシング部材１６＞
ケーシング部材１６は、太陽ローラ１１及び遊星ローラ１２を外囲し、インターナルリング１５を支持する転動部材支持部材であり、電動モータ２０のハウジングに固定される。このケーシング部材１６は、有蓋円筒形状であり、蓋板部１６１、円筒部１６２及び軸受収容部１６３により構成される。

蓋板部１６１は、回転中心軸Ｊ１を中心とし、中央部に入力軸受５を収容するための貫通孔が形成された円板状の蓋部材により構成される。蓋板部１６１は、電動モータ２０のハウジングに取り付けられる。円筒部１６２は、蓋板部１６１の外縁部から軸方向に延びる形状を有し、インターナルリング１５を収容する。軸受収容部１６３は、ケーシング部材１６の開口側において、円筒部１６２から径方向の内方に延びる形状を有し、出力軸受１７を収容する。

＜出力軸受１７・ホイール軸受１８＞
出力軸受１７及びホイール軸受１８は、ホイール部材１４をケーシング部材１６に対して回転可能に支持する軸受である。出力軸受１７は、ホイール部材１４の底部１４５を回転可能に支持する軸受であり、ケーシング部材１６の内周面とキャリアピン支持部１４１との間に配置される。この出力軸受１７は、例えば、玉軸受であり、軸受収容部１６３の内周面とキャリアピン支持部１４１の外周面との間に配置される。

ホイール軸受１８は、ホイール部材１４の円筒部１４３を回転可能に支持する軸受であり、ケーシング部材１６の外周面と円筒部１４３の内周面との間に配置される。このホイール軸受１８は、出力軸受１７と比べて、径が大きく、耐荷重が大きい軸受であり、ホイール部材１４の開口側に配置される。ホイール軸受１８は、例えば、玉軸受である。なお、減速装置１０は、出力軸受１７及びホイール軸受１８に玉軸受以外の転がり軸受、例えば、ころ軸受を用いるような構成であっても良い。

＜付勢部材１５３＞
付勢部材１５３は、摩擦部材間の摩擦力を調整するために、インターナルリング１５をケーシング部材１６に対して軸方向に付勢する加圧部材であり、インターナルリング１５の出力側リング１５１又は入力側リング１５２を遊星ローラ１２の大径部１２１側に付勢する。

この付勢部材１５３は、弾性材料を用いて構成され、ケーシング部材１６の蓋板部１６１の外縁部に配置され、入力側リング１５２を付勢する。例えば、付勢部材１５３は、軸方向に延びる中心軸を有するコイルばねにより構成される。付勢部材１５３は、複数であっても良い。減速装置１０には、２以上の付勢部材１５３が用いられる。

ケーシング部材１６の蓋板部１６１及び軸受収容部１６３は、インターナルリング１５が軸方向に移動するのを制限する。また、小径部１２２の外周面の傾斜は、インターナルリング１５の入力側リング１５２を軸方向に付勢することにより、大径部１２１を太陽ローラ１１に押し付ける径方向の力が増加するように作用する。摩擦部材間の摩擦力は、付勢部材１５３の付勢力を制御することによって調整される。

＜エンコーダ１９＞
エンコーダ１９は、ホイール部材１４の回転を検出する検出装置である。例えば、エンコーダ１９は、ホイール部材１４の回転を光学的に検出する透過型の光学式ロータリーエンコーダであり、センサ部１９１及びスリット板１９２により構成される。

センサ部１９１は、ケーシング部材１６に固定され、スリット板１９２を読み取ることにより、ホイール部材１４の回転速度を示す検出信号を生成する。このセンサ部１９１は、検出光を生成する投光部と、スリット板１９２のスリット１９３を介して検出光を受光し、前記検出信号を生成する受光部とにより構成される投受光部１９４を有し、ケーシング部１６の軸受収容部１６３の外縁部に取り付けられる。すなわち、センサ部１９１は、ホイール部材１４の底部１４５側であって、出力軸受１７よりも径方向の外側に配置される。また、センサ部１９１は、検出光の光軸を軸方向に向けて配置される。

スリット板１９２は、ホイール部材１４に固定され、回転中心軸Ｊ１を中心として周方向に配置された識別子である。このスリット板１９２は、内縁から径方向の外方に延びる複数のスリット１９３が形成された環状の板部材により構成され、ホイール部材１４の連結部１４２の外縁部に配置される。

スリット１９３は、スリット板１９２を貫通する貫通孔又は切り欠きにより構成され、周方向に一定のピッチで配置される。また、スリット１９３は、径方向の長さが周方向の幅よりも長い。センサ部１９１の投受光部１９４は、それぞれスリット板１９２の内縁部と軸方向に対向させて配置される。

センサ部１９１から出力される検出信号は、ホイール部材１４の回転を制御するのに用いられる。また、前記検出信号は、摩擦部材間の滑りを検知して電動モータ２０の回転速度を調整し、或いは、滑りの増加から回転不良を検知してユーザに異常を知らせるための警告信号を出力し、或いは、回転不良を検知して電動モータ２０を停止させるための停止信号を出力するのに用いることができる。このセンサ部１９１は、ネジ等の締結部品６を用いて、軸受収容部１６３に固定される。

センサ部１９１から延びる配線ケーブル７は、センサ部１９１に電力を供給し、また、センサ部１９１から検出信号を出力するための伝送線路であり、ケーシング部材１６の円筒部１６２に形成された配線用の溝１６４内を通って減速装置１０の外へ引き出される。溝１６４は、円筒部１６２の外周面に形成され、軸方向に概ね等幅で延びる溝であり、配線ケーブル７を収容する。

ホイール部材１４の底部１４５には、エンコーダ１９を着脱するためのセンサ取付孔１４６が形成される。センサ取付孔１４６は、底部１４５を貫通する貫通孔であり、連結部１４２の外縁部に配置される。エンコーダ１９のセンサ部１９１は、ホイール部材１４のセンサ取付孔１４６を介して露出する。

エンコーダ１９のセンサ部１９１をケーシング部材１６に取り付ける際の組み付け方法は、以下の通りである。まず、第１の手順では、配線ケーブル７を溝１６４内に収容し、センサ部１９１をホイール部材１４のセンサ取付孔１４６から引き出した状態で、入力軸受５、太陽ローラ１１、遊星ローラ１２、キャリアピン１３、ホイール部材１４、インターナルリング１５、ケーシング部材１６、出力軸受１７、ホイール軸受１８、付勢部材１５３及びスリット板１９２が配置される。

次に、第２の手順では、センサ部１９１をホイール部材１４のセンサ取付孔１４６内に収容した後、センサ部１９１をスリット板１９２の面に沿って径方向の外方にスライドさせることにより、センサ部１９１の投受光部１９４がスリット板１９２の内縁部に配置される。センサ部１９１は、この状態で、ケーシング部材１６に固定される。第３の手順では、ホイールカバー４をホイール部材１４に装着することにより、センサ取付孔１４６が封止され、減速装置１０が完成する。

＜ホイールカバー４＞
ホイールカバー４は、円板状の部材であり、中央部に電動モータ２０側に突出した凸部を有する。ホイールカバー４は、前記凸部をホイール部材１４の底部１４５に形成された凹部内に挿入することにより、ホイール部材１４に取り付けられる。底部１４５の前記凹部は、蓋板部１４４を連結部１４２よりも軸方向における太陽ローラ１１の端面側に配置することによって形成される。

このホイールカバー４は、ネジ等の締結部品３を用いて底部１４５に固定される。締結部品３は、ホイールカバー４の外縁部に配置される。センサ取付孔１４６は、ホイールカバー４をホイール部材１４の底部１４５に装着することにより、当該ホイールカバー４によって塞ぐことができる。

図３は、減速装置１０の詳細構成の一例を模式的に示した説明図であり、摩擦部材、ホイール部材１４、ケーシング部材１６、出力軸受１７及びホイール軸受１８が拡大して示されている。図３には、回転中心軸Ｊ１を含む平面により減速装置１０を切断した場合の切断面の一部が示されている。

ケーシング部材１６の円筒部１６２は、インターナルリング１５が径方向の外方に移動するのを制限する。このため、遊星ローラ１２を円筒部１６２と太陽ローラ１１との間に収容することにより、インターナルリング１５と遊星ローラ１２の小径部１２２との間と、遊星ローラ１２の大径部１２１と太陽ローラ１１との間とにおいて、一定の接触圧を確保することができる。

ホイール軸受１８は、太陽ローラ１１と遊星ローラ１２とが接触する部位を接触部位８と呼ぶことにすれば、接触部位８の少なくとも一部と軸方向の位置が重複する。すなわち、径方向から見れば、ホイール軸受１８と接触部位８とが軸方向に重なり合う。また、出力軸受１７が接触部位８の軸方向の中心位置よりも軸方向の一方側、すなわち、電動モータ２０とは反対側に配置されるのに対し、ホイール軸受１８は、接触部位８の軸方向の中心位置よりも軸方向の他方側、すなわち、電動モータ２０側に配置される。

中心間距離Ａは、出力軸受１７の軸方向の中心と接触部位８の軸方向の中心との距離であり、摩擦部材の配置によって概ね決まる。一方、遊星ローラ１２の大径部１２１と太陽ローラ１１との接触圧は、インターナルリング１５の出力側リング１５１と遊星ローラ１２の小径部１２２との間の接触と、インターナルリング１５の入力側リング１５２と遊星ローラ１２の小径部１２２との間の接触とに均等に分散させるのが望ましい。

ホイール部材１４にかかる荷重を出力軸受１７とホイール軸受１８とに分散させるには、出力軸受１７とホイール軸受１８とを可能な限り離して配置することが望ましい。ホイール軸受１８の軸方向の中心と接触部位８の軸方向の中心との距離Ｂは、これらの事情を考慮して決定される。

本実施の形態による減速装置１０を構成する各部品は、上述した通りである。以下では、これらの部品相互の関係や、それによって生じる作用効果について詳しく説明する。

（１）摩擦部材にかかる荷重の軽減
本実施の形態による減速装置１０では、ホイール部材１４が、出力軸受１７及びホイール軸受１８を介してケーシング部材１６により支持される。特に、ホイール部材１４の円筒部１４３は、ケーシング部材１６の外周面に沿って延び、ケーシング部材１６の外周面との間に配置されるホイール軸受１８を介してケーシング部材１６に支持される。また、遊星ローラ１２と接触するインターナルリング１５は、ケーシング部材１６により支持されることから、ホイール部材１４にかかる荷重が直接に付加されることはない。このため、減速装置１０は、ホイール部材１４にかかる荷重が摩擦部材に付加されるのを軽減することができる。

また、減速装置１０では、出力軸受１７が接触部位８の軸方向の中心位置よりも軸方向の一方側に配置され、ホイール軸受１８が接触部位８の軸方向の中心位置よりも軸方向の他方側に配置される。このため、減速装置１０は、ホイール部材１４にかかる荷重が出力軸受１７及びホイール軸受１８に分散されることから、荷重が摩擦部材に付加されるのをさらに軽減することができる。

（２）振動及び騒音の低減
本実施の形態による減速装置１０では、摩擦部材が、太陽ローラ１１、遊星ローラ１２及びインターナルリング１５により構成され、周面同士の摩擦力を利用して回転が伝達される。このため、歯車のようなバックラッシによるガタツキや角速度変化がなくなり、減速装置１０は、回転を伝達する際の振動及び騒音を低減させることができる。

（３）構造の簡素化
本実施の形態による減速装置１０では、ホイール部材１４の円筒部１４３がタイヤ２を保持するホイールである。このため、減速装置１０は、太陽ローラ１１、遊星ローラ１２及びホイール部材１４が一段の減速機構となることから、部品点数が少なくなり、減速装置１０の構造を簡素化することができ、減速装置１０を小型化することができる。

（４）減速装置１０の薄型化
本実施の形態による減速装置１０では、ホイール軸受１８の位置と接触部位８の位置とが軸方向に重複する。このため、減速装置１０は、ケーシング部材１６の軸方向のサイズが短縮されることから、薄型化することができる。

また、減速装置１０では、遊星ローラ１２が大径部１２１及び小径部１２２を有し、大径部１２１が太陽ローラ１１の外周面と接触し、小径部１２２がインターナルリング１５の内周面と接触する。従って、減速装置１０は、太陽ローラ１１に対するホイール部材１４の減速比を高くすることができる。このため、例えば、一段の減速機構によって二段分の減速比を達成することができ、減速装置１０をさらに薄型化することができる。減速比は、太陽ローラ１１及びホイール部材１４の回転数の比である。

また、減速装置１０では、インターナルリング１５が遊星ローラ１２の大径部１２１と軸方向に対向する。このため、減速装置１０は、遊星ローラ１２及びインターナルリング１５の軸方向のサイズが短縮されることから、減速装置１０をさらに薄型化することができる。

（５）摩擦力調整の容易化
本実施の形態による減速装置１０は、インターナルリング１５をケーシング部材１６に対して軸方向に付勢する付勢部材１５３を有する。このため、太陽ローラ１１、遊星ローラ１２及びインターナルリング１５間の摩擦力を付勢部材１５３により容易に調整することができる。

（６）伝達ロスの低減
本実施の形態による減速装置１０では、ホイール部材１４の連結部１４２が遊星ローラ１２ごとに設けられたキャリアピン支持部１４１を互いに連結する。このため、減速装置１０は、タイヤ２を保持するホイールを直接に回転駆動することができ、回転エネルギーの伝達ロスを少なくすることができる。

（７）エンコーダ１９の故障防止
本実施の形態による減速装置１０では、エンコーダ１９がホイール部材１４、ケーシング部材１６、出力軸受１７及びホイール軸受１８によって外部から遮断された閉鎖空間内に配置される。このため、減速装置１０は、塵埃、水、潤滑油等の影響によってエンコーダ１９が故障するのを防止することができる。

また、減速装置１０では、エンコーダ１９がホイール部材１４とケーシング部材１６との間に配置される。このため、減速装置１０は、エンコーダ１９が、ケーシング部材１６内に充填される潤滑油、グリースの影響を受けるのを抑制することができる。

（８）エンコーダ１９の着脱の容易化
本実施の形態による減速装置１０では、ホイール部材１４の底板部１４５にエンコーダ１９のセンサ部１９１を露出させるセンサ取付孔１４６が形成される。このため、減速装置１０は、ホイール部材１４のセンサ取付孔１４６を介してケーシング部材１６にアクセスすることができ、センサ部１９１の着脱を容易化することができる。例えば、ホイール部材１４がケーシング部材１６に装着された状態であっても、センサ部１９１をケーシング部材１６に取り付け、或いは、センサ部１９１をケーシング部材１６から取り外すことができる。

（９）エンコーダ１９の取付構造の簡素化
本実施の形態による減速装置１０では、エンコーダ１９のセンサ部１９１が出力軸受１７よりも径方向の外側に配置される。このため、減速装置１０は、センサ部１９１が取り付けられるケーシング部材１６の構造を簡素化することができる。

（１０）減速装置１０の高減速比化
本実施の形態による減速装置１０では、摩擦部材が、太陽ローラ１１、遊星ローラ１２及びインターナルリング１５により構成され、周面同士の摩擦力を利用して回転が伝達される。このため、太陽ローラ１１及び遊星ローラ１２間の接触面積が大きくなることから、太陽ローラ１１を小径化することができ、減速比を高くすることができる。

例えば、摩擦部材が、互いに噛み合う太陽歯車、遊星歯車及び内歯車により構成される歯車伝達方式の減速装置では、減速比１／１０が限度である。これに対し、減速装置１０では、減速比１／２０を達成することができ、減速比の範囲１／４〜１／２０をカバーすることができる。

なお、本実施の形態では、摩擦部材が太陽ローラ１１、遊星ローラ１２及びインターナルリング１５により構成される場合の例について説明したが、本発明は、摩擦部材の構成をこれに限定するものではない。例えば、摩擦部材が、互いに噛み合う太陽歯車、遊星歯車及び内歯車により構成される歯車伝達方式の減速装置にも本発明は適用することができる。

前記太陽歯車は、回転中心軸Ｊ１を中心として回転する太陽転動体である。遊星歯車は、太陽歯車よりも径方向の外方に配置され、太陽歯車と噛み合うことによって回転が伝達される遊星転動体である。内歯車は、２以上の遊星歯車を外囲し、遊星歯車と噛み合うことによって、回転中心軸Ｊ１を中心として遊星歯車を回転させる環状の転動部材である。

また、本実施の形態では、太陽ローラ１１、遊星ローラ１２及びホイール部材１４により一段の減速機構が構成される場合の例について説明したが、本発明は、二段以上の減速機構を有する減速装置にも適用することができる。

また、本実施の形態では、エンコーダ１９が透過型の光学式ロータリーエンコーダである場合の例について説明したが、本発明は、エンコーダ１９の構成をこれに限定するものではない。例えば、エンコーダ１９は、識別子による反射光を受光して検出信号を生成する反射型の光学式ロータリーエンコーダであっても良い。反射型の光学式ロータリーエンコーダでは、反射率が互いに異なる複数のオブジェクトを周方向に配置することにより、識別子が構成される。センサ部の受光部は、投光部から出射され、識別子によって反射された検出光を受光する。

また、エンコーダ１９は、識別子による磁界の変化を検知して検出信号を生成する磁気方式のエンコーダであっても良い。磁気方式のエンコーダでは、複数のマグネットを周方向に配置することにより、識別子が構成される。センサ部には、磁界の変化を検知する磁気センサ、例えば、ホール素子が用いられる。

１ 車輪駆動装置
１０ 減速装置
１１ 太陽ローラ
１２ 遊星ローラ
１２１ 大径部
１２２ 小径部
１３ キャリアピン
１４ ホイール部材
１４１ キャリアピン支持部
１４２ 連結部
１４３ 円筒部
１４５ 底部
１４６ センサ取付孔
１５ インターナルリング
１５１ 出力側リング
１５２ 入力側リング
１５３ 付勢部材
１６ ケーシング部材
１６１ 蓋板部
１６２ 円筒部
１６３ 軸受収容部
１６４ 溝
１７ 出力軸受
１８ ホイール軸受
１９ エンコーダ
１９１ センサ部
１９２ スリット板
２０ 電動モータ
３０ 電磁ブレーキ
２ タイヤ
４ ホイールカバー
５ 入力軸受
７ 配線ケーブル
８ 接触部位
Ｊ１ 回転中心軸
Ｊ２ 回転軸

Claims (11)

1. 回転中心軸を中心として回転する太陽転動体と、
   前記太陽転動体よりも径方向の外方に配置され、前記太陽転動体と接触することによって回転が伝達される２以上の遊星転動体と、
   前記遊星転動体を回転自在に支持するキャリアピンと、
   前記２以上の遊星転動体を回転可能に支持し、前記回転中心軸を中心として回転するホイール部材と、
   前記２以上の遊星転動体を外囲し、前記遊星転動体と接触することによって、前記回転中心軸を中心として前記遊星転動体を回転させる環状の転動部材と、
   前記太陽転動体及び前記遊星転動体を外囲し、前記転動部材を支持するケーシング部材と、
   前記ホイール部材を前記ケーシング部材に対して回転可能に支持する軸受とを備え、
   前記ホイール部材は、
   前記キャリアピンを支持するキャリアピン支持部と、
   前記キャリアピン支持部から径方向の外方に延びる連結部と、
   前記連結部の外縁部から前記ケーシング部材の外周面に沿って延びる円筒部とを有し、
   前記軸受は、
   前記ケーシング部材の内周面と前記キャリアピン支持部との間に配置される出力軸受と、
   前記ケーシング部材の外周面と前記円筒部の内周面との間に配置されるホイール軸受とを含むことを特徴とする減速装置。
2. 前記太陽転動体は、太陽ローラであり、
   前記遊星転動体は、前記太陽ローラの外周面と接触する遊星ローラであり、
   前記転動部材は、前記遊星ローラの外周面と接触する内周面を有するインターナルリングであることを特徴とする請求項１に記載の減速装置。
3. 前記ホイール部材の前記円筒部は、タイヤを保持するホイールであることを特徴とする請求項２に記載の減速装置。
4. 前記ホイール軸受は、前記太陽ローラと前記遊星ローラとが接触する接触部位の少なくとも一部と軸方向の位置が重複することを特徴とする請求項２に記載の減速装置。
5. 前記出力軸受は、前記太陽ローラと前記遊星ローラとが接触する接触部位の軸方向の中心位置よりも軸方向の一方側に配置され、
   前記ホイール軸受は、前記接触部位の軸方向の中心位置よりも軸方向の他方側に配置されることを特徴とする請求項２〜４のいずれかに記載の減速装置。
6. 前記遊星ローラは、径が異なる大径部及び小径部を有し、
   前記大径部は、前記太陽ローラの外周面と接触し、
   前記小径部は、前記インターナルリングの内周面と接触することを特徴とする請求項２〜５のいずれかに記載の減速装置。
7. 前記インターナルリングを前記ケーシング部材に対して軸方向に付勢する付勢部材を備え、
   前記インターナルリングは、前記遊星ローラの前記大径部と軸方向に対向することを特徴とする請求項６に記載の減速装置。
8. 前記ホイール部材の前記連結部は、前記遊星転動体ごとに設けられた前記キャリアピン支持部を互いに連結することを特徴とする請求項１〜７のいずれかに記載の減速装置。
9. 前記ホイール部材の回転を検出するエンコーダを備え、
   前記ホイール部材は、有底円筒形状であり、前記キャリアピン支持部及び前記連結部によって底部が構成され、
   前記ホイール軸受は、前記ホイール部材の開口側に配置され、
   前記エンコーダは、
   前記ホイール部材に固定され、前記回転中心軸を中心として周方向に配置された識別子と、
   前記ケーシング部材に固定され、前記識別子を読み取ることにより、前記ホイール部材の回転速度を示す検出信号を生成するセンサ部とを有することを特徴とする請求項１〜８のいずれかに記載の減速装置。
10. 前記エンコーダの前記センサ部は、前記ホイール部材の底部側に配置され、
    前記ホイール部材は、前記底部の外縁部に前記エンコーダの前記センサ部を露出させるセンサ取付孔を有することを特徴とする請求項９に記載の減速装置。
11. 前記エンコーダの前記センサ部は、前記出力軸受よりも径方向の外側に配置されることを特徴とする請求項９に記載の減速装置。

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