JPH06171379A - 走行体用駆動輪 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【目的】 駆動輪や駆動源、動力伝達系による走行体底
部の専有面積を少なくし、該走行体底部に配設されるそ
の他の機器類についてのレイアウトの自由度を向上させ
ることができるようにする。 【構成】 固定子鉄心１１、回転子１２、永久磁石１２
３、及び固定子巻線１５でアウタロータ型のモータを構
成し、鋼球１６により回転子１２を固定子鉄心１１に対
して回転可能に軸受して、各固定子巻線１５に交流電圧
を印加し、しかも隣り合う２つの固定子巻線１５間で印
加される交流電圧の位相を異ならせて、固定子鉄心１１
の外周面１１１に回転磁界を発生させ、この回転磁界を
回転子１２の内周面１２１に埋設された複数の永久磁石
１２３に作用させ、これにより回転子１２に回転トルク
を生じさせて回転させ、これと一体にホイール１３及び
ウレタンゴム１４を回転させるようにした。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、自走車等の走行体に設
けられる走行体用駆動輪に関するものである。

【０００２】

【従来の技術】近年、床面を走行しつつ各種作業を自動
的に行うロボット等の走行体が種々提案、提供されてい
る。走行体には、走行体を支持し該走行体を走行させる
１乃至複数の駆動輪と、駆動輪を回転させるモータ等の
駆動源と、駆動源の動力を駆動輪に伝達する動力伝達系
とが設けられる。そして従来は、駆動源や動力伝達系を
配設するためのスペースを走行体の底部に確保してい
た。

【０００３】

【発明が解決しようとする課題】従って、前記走行体の
底部に配設されるその他の機器類は、前記駆動源や動力
伝達系によってその配設位置に制約を受けてしまい、そ
れら機器類のレイアウトに自由度を持たせることができ
ない問題があった。本発明は上述の問題に鑑みてなされ
たもので、駆動源や動力伝達系による走行体底部の専有
面積を少なくし、該走行体底部に配設されるその他の機
器類についてのレイアウトの自由度を向上させることが
できる走行体用駆動輪を提供することを目的とする。

【０００４】

【課題を解決するための手段】前記目的を達成するため
に本発明は、走行体を支持し回転することで該走行体を
走行させる駆動輪であって、外形が略円形で軸方向に所
定の長さを有しその端部が前記走行体側に支持された固
定子鉄心と、前記固定子鉄心に巻回され互いに異なるパ
ターンで通電される多相巻線と、前記固定子鉄心の外周
に嵌装された環状の回転子と、前記固定子鉄心の外周に
臨む前記回転子の内周に該回転子の周方向に間隔を置い
て複数配設された磁性体と、前記固定子鉄心と回転子と
の間に介挿され該回転子を回転可能に支持する軸受とを
備え、前記回転子が車輪として機能することを特徴とす
る。

【０００５】また、本発明は、前記回転子の外周には環
状の弾性体が嵌装されているものとした。さらに、本発
明は、前記固定子鉄心と回転子との端面はカバーで覆わ
れているものとした。

【０００６】

【実施例】以下、本発明の実施例を図面に基づいて説明
する。図１は本発明の一実施例による走行体用駆動輪の
概略構成を示す一部截断正面図、図２は図１に示す走行
体用駆動輪の内部構成を示す側断面図である。

【０００７】図１及び図２中全体符号１で示す本実施例
の駆動輪は、アウタロータ型サーボモータの回転子をそ
のまま車輪として利用したもので、図１に示すように、
外形が略円形で軸方向に所定の長さを有する固定子鉄心
１１と、固定子鉄心１１の外周に嵌装された断面略コ字
状で環状の回転子１２と、回転子１２の外周に嵌装され
た環状のホイール１３と、ホイール１３の外周に嵌装さ
れた環状で弾性を有するウレタンゴム１４（弾性体に相
当）とを備えている。

【０００８】図２に示すように、固定子鉄心１１の外周
面１１１で両端面１１２，１１３寄りの縁部には、全周
に亘って丸溝１１４がそれぞれ形成されている。固定子
鉄心１１の外周面１１１で両丸溝１１４の間の箇所に
は、図１に示すように、周方向に等間隔を置いて複数の
凹部１１５が形成されており、隣り合う２つの凹部１１
５の間に突極１１６が形成されている。即ち、突極１１
６は固定子鉄心１１の外周に、その周方向に等間隔を置
いて複数形成されている。また、固定子鉄心１１の外周
面１１１で各突極１１６と両丸溝１１４の間の箇所に
は、図２に示す凹溝１１７が、固定子鉄心１１の全周に
亘って形成されており、各突極１１６には図１及び図２
に示すように、固定子巻線１５がそれぞれ巻回されてい
る。

【０００９】固定子鉄心１１には図１に示す開口１１８
が軸方向に貫通して形成されており、図２に示すよう
に、走行体２の側部下方に設けられた支持板２１の、前
記固定子鉄心１１の開口１１８が臨む箇所にも、開口２
１１が形成されている。また、図２に示すように、固定
子鉄心１１の一方の端面１１２と支持板２１との間には
円盤状のスペーサ２６が介設され、このスペーサ２６を
介して固定子鉄心１１が支持板２１に、ボルト２２によ
り連結されている。スペーサ２６には図２に示すよう
に、固定子鉄心１１の開口１１８と支持板２１の開口２
１１とを連絡する通孔２３が軸方向に貫通して形成され
ており、支持板２１の固定子鉄心１１が臨む面とは反対
側の面の開口２１１箇所には、図２に示すようにコネク
タ２４が設けられている。

【００１０】固定子鉄心１１の各突極１１６に巻回され
た各固定子巻線１５の両端のリード（図示せず）は、固
定子鉄心１１の開口１１８、スペーサ２６の通孔２３、
及び支持板２１の開口２１１を通じてコネクタ２４に達
し、コネクタ２４に設けられた不図示の端子に接続され
ている。コネクタ２４には図２に示すように、不図示の
電源側からの給電ケーブル２５が接続され、この給電ケ
ーブル２５を介して各固定子巻線１５には、前記不図示
の電源側から交流電圧が印加される。尚、各固定子巻線
１５に印加される交流電圧の位相は、隣り合う２つの固
定子巻線１５間で異なっている。

【００１１】図２に示すように、回転子１２の内周面１
２１で固定子鉄心１１の両丸溝１１４が臨む箇所には、
全周に亘って丸溝１２２がそれぞれ形成されている。ま
た、回転子１２の内周面１２１で両丸溝１２２の間の箇
所には、図２に示す永久磁石１２３（磁性体に相当）が
埋設され、この永久磁石１２３は図１に示すように周方
向に等間隔を置いて複数設けられている。さらに、固定
子鉄心１１の両丸溝１１４と回転子１２の両丸溝１２２
との間には、図２に示すように鋼球１６がそれぞれ介挿
されており、この鋼球１６は図１に示すように、両丸溝
１１４，１２２間にその全周に亘って隙間なく列設され
ている。この鋼球１６により回転子１２は固定子鉄心１
１に対して回転可能に軸受されている。即ち、本実施例
では、固定子鉄心１１の両丸溝１１４、回転子１２の両
丸溝１２２、及び鋼球１６により軸受が構成されてい
る。

【００１２】また、図１及び図２に示すように、回転子
１２の外周面１２４にはホイール１３が嵌装されてお
り、図２に示すように、回転子１２及びホイール１３
の、支持板２１に臨む面とは反対側の端面１２５，１３
１にはカバー１７が設けられている。カバー１７はねじ
１７１によって回転子１２及びホイール１３の端面１２
５，１３１に固着されており、このカバー１７によりホ
イール１３は回転子１２に固定されている。また、この
カバー１７により、固定子鉄心１１の外周面１１１と回
転子１２の内周面１２１との間に塵埃や水等が侵入する
のを防止している。

【００１３】さらに、図２に示すように、ホイール１３
の支持板２１に臨む端面１３４は、回転子１２の支持板
２１に臨む端面１２６よりも該支持板２１側に延出して
おり、該延出部分のホイール１３の内周面１３５とスペ
ーサ２６の外周面２７との間には、リング状のシール部
材１８が取着されている。このシール部材１８により、
支持板２１側において、固定子鉄心１１の外周面１１１
と回転子１２の内周面１２１との間に塵埃や水等が侵入
するのを防止している。

【００１４】また、ホイール１３の外周面１３２には図
１及び図２に示すようにウレタンゴム１４が嵌装されて
いる。このウレタンゴム１４の内周面１４１には図２に
示すように、ホイール１３の外周面１３２に形成された
凹部１３３と係合する凸部１４２が形成されており、ホ
イール１３の凹部１３３とウレタンゴム１４の凸部１４
２との係合で、ウレタンゴム１４がホイール１３の外周
面１３２から脱落するのを防止している。

【００１５】このような構成による本実施例の駆動輪１
では、各固定子巻線１５にコネクタ２４及び給電ケーブ
ル２５を介して前記不図示の電源側からの交流電圧を印
加し、しかも隣り合う２つの固定子巻線１５間で印加さ
れる交流電圧の位相を異ならせると、固定子鉄心１１の
外周面１１１に回転磁界が発生する。この回転磁界は回
転子１２の内周面１２１に埋設された複数の永久磁石１
２３に作用し、これにより回転子１２に回転トルクが生
じて回転し、これと一体にホイール１３及びウレタンゴ
ム１４が回転する。

【００１６】従って、ウレタンゴム１４の外周面１４３
（図１、図２）を接地させて前述の如く各固定子巻線１
５に交流電圧を印加し、回転子１２と一体にホイール１
３及びウレタンゴム１４を回転させることで、走行体２
が走行する。また、各固定子巻線１５に交流電圧を印加
しない状態では、回転子１２に回転トルクが生じず、鋼
球１６により固定子鉄心１１に対し単に回転可能に軸受
された状態となるため、駆動輪１は外力により自由に回
転できる従動輪として機能する。

【００１７】以上説明したように本実施例の駆動輪１に
よれば、固定子鉄心１１、回転子１２、永久磁石１２
３、及び固定子巻線１５によりアウタロータ型サーボモ
ータを構成し、鋼球１６により回転子１２を固定子鉄心
１１に対して回転可能に軸受したので、駆動輪１の内部
に駆動源と動力伝達系とを内蔵させることができる。従
って、駆動輪１を走行体２に配設するに当たり、駆動輪
１によって専有される走行体２側のスペースを最小限に
留めることができ、走行体２にその他の機器類を配設す
る際に、それら機器のレイアウトの自由度を向上させる
ことができる。

【００１８】尚、本実施例では、回転子１２とウレタン
ゴム１４との間にホイールを介設したが、ホイール１３
は省略してもよい。また、本実施例では、ホイール１３
の外周面１３２にウレタンゴム１４を嵌装したが、ウレ
タンゴム１４を省略したり、その他の弾性体をホイール
１３の外周面１３２や回転子１２の外周面１２４に嵌装
してもよい。さらに、本実施例では、固定子鉄心１１の
両丸溝１１４、回転子１２の両丸溝１２２、及び鋼球１
６により軸受を構成したが、軸受の構成はこれに限定さ
れず、また、回転子１２及びホイール１３の端面１２
５，１３１に固着したカバー１７を省略し、ホイール１
３を回転子１２に直接固着するようにしてもよい。

【００１９】そして、本実施例では、アウタロータ型サ
ーボモータの回転子をそのまま車輪として利用した場合
について説明したが、例えばアウタロータ型ブラシレス
モータの回転子等、その他種々のアウタロータ型モータ
の回転子をそのまま車輪として利用することで、本発明
の駆動輪を構成することができる。本発明の走行体用駆
動輪は、各種自走ロボット、走行式作業機、自動車等の
車輌、車輌型玩具等、駆動輪を備える全ての走行体に適
用可能であることは言うまでもない。

【００２０】

【発明の効果】以上説明したように本発明によれば、走
行体を支持し回転することで該走行体を走行させる駆動
輪であって、外形が略円形で軸方向に所定の長さを有し
その端部が前記走行体側に支持された固定子鉄心と、前
記固定子鉄心に巻回され互いに異なるパターンで通電さ
れる多相巻線と、前記固定子鉄心の外周に嵌装された環
状の回転子と、前記固定子鉄心の外周に臨む前記回転子
の内周に該回転子の周方向に間隔を置いて複数配設され
た磁性体と、前記固定子鉄心と回転子との間に介挿され
該回転子を回転可能に支持する軸受とを備え、前記回転
子が車輪として機能するようにしたので、駆動源や動力
伝達系による走行体底部の専有面積を少なくし、該走行
体底部に配設されるその他の機器類についてのレイアウ
トの自由度を向上させることができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の一実施例による走行体用駆動輪の概略
構成を示す一部截断正面図である。

【図２】図１に示す走行体用駆動輪の内部構成を示す側
断面図である。

【符号の説明】

１ 駆動輪 １１ 固定子鉄心 １１１ 固定子鉄心外周面 １１４，１２２ 丸溝（軸受） １２ 回転子 １２１ 回転子内周面 １２３ 永久磁石（磁性体） １４ ウレタンゴム（弾性体） １５ 固定子巻線（多相巻線） １６ 鋼球（軸受） ２ 走行体

Claims (3)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 走行体を支持し回転することで該走行体
   を走行させる駆動輪であって、 外形が略円形で軸方向に所定の長さを有しその端部が前
   記走行体側に支持された固定子鉄心と、 前記固定子鉄心に巻回され互いに異なるパターンで通電
   される多相巻線と、 前記固定子鉄心の外周に嵌装された環状の回転子と、 前記固定子鉄心の外周に臨む前記回転子の内周に該回転
   子の周方向に間隔を置いて複数配設された磁性体と、 前記固定子鉄心と回転子との間に介挿され該回転子を回
   転可能に支持する軸受とを備え、 前記回転子が車輪として機能する、 ことを特徴とする走行体用駆動輪。
2. 【請求項２】 前記回転子の外周には環状の弾性体が嵌
   装されている請求項１記載の走行体用駆動輪。
3. 【請求項３】 前記固定子鉄心と回転子との端面はカバ
   ーで覆われている請求項１又は２記載の走行体用駆動
   輪。