CN109744937A - 自主行走式吸尘器和带驱动装置的车轮 - Google Patents

Abstract

本发明提供一种降低车轮单元的振动的带驱动装置的车轮，其包括：使车体移动的车轮；因驱动源的输入而旋转，支承车体的载荷的轴；设置在轴与所述车轮之间的减速机构；对轴进行支承，配置在轴与所述车轮之间的第1轴承；对轴进行支承，相比第1轴承配置在中央侧的第2轴承；和减速机构的第2齿轮，该第2齿轮是降低振动的弹性体的2个行星齿轮。

Description

自主行走式吸尘器和带驱动装置的车轮

技术领域

本发明涉及自主行走式吸尘器和带驱动装置的车轮。

背景技术

目前已知一种在室内自主移动同时进行清扫的自主行走式吸尘器。自主行走式吸尘器中作为动力源装载有充电电池，一边利用控制装置对用于驱动车轮单元的行走电动机进行控制来自主行走，一边使用由电动机驱动的滚刷扒拢尘埃并利用抽吸风扇抽吸以进行清扫。

自主行走式吸尘器利用左右一对驱动用的车轮进行自主行走。

这里，为了使自主行走式吸尘器进行自主行走，需要根据对车轮进行驱动的电动机的转矩而将减速比调整为规定值的范围，例如40～80之间。即，驱动到车轮上的转矩为电动机的转矩的40～80倍，这成为工作时的运转噪声增大的原因之一。

现有技术文献

专利文献

专利文献1：日本特开2017-74321号公报

发明内容

发明要解决的课题

现有的自主行走式吸尘器的车轮的减速机构如专利文献1所述，以减速机构在径向上位于车轮内部的方式配置。

该结构的情况下，无法采用外径较大的齿轮，因此无法增大每一级的减速比。为此，为了获得较大的必要减速比，需要将齿轮上下重叠地配置多级，在车轮的轴向上会变得大型化。而若抑制了减速机构在轴向上的长度，则减速比会变小，需要增大电动机的转矩，导致要提高磁铁的等级等，造成成本上升。

并且，在对车轮进行驱动时以高转速驱动电动机，刚性较高的减速机构的齿轮相互摩擦，会产生较大的运转噪声。在自主行走式吸尘器工作时，用户大多在周围进行其他作业，因此用户多希望能够降低该自主行走式吸尘器运转时的噪声。

用于解决课题的方法

本发明鉴于上述状况，提供一种带驱动装置的车轮，其包括：使车体移动的驱动轮；使该驱动轮旋转的电动机；和设置在所述驱动轮与所述电动机之间的减速机构，所述减速机构包括：小齿轮；和与该小齿轮啮合且直径比该小齿轮大的第1齿轮，所述第1齿轮包括弹性体或由弹性体构成。

发明效果

采用本发明，能够提供一种可降低小型化的车轮单元的噪声的自主行走式吸尘器和带驱动装置的车轮。

附图说明

图1是从左前方观察本发明实施方式的自主行走式吸尘器的立体图。

图2是自主行走式吸尘器的底视图。

图3是图1的A-A截面图。

图4是表示拆下自主行走式吸尘器的外壳后的内部结构的立体图。

图5是图4中沿B-B截断后的立体图。

图6是从后斜上方观察实施方式1的车轮组件的立体图。

图7A是实施方式1的车轮组件的侧截面图。

图7B是图7A的C-C截面图。

图8是车轮组件的分解立体图。

图9是从图8的相反方向观察的车轮组件的分解立体图。

图10是行星齿轮组件的分解立体图。

图11是表示驱动轮与电动机之间的减速机构的啮合状态的纵截面示意图。

图12是从后斜上方观察实施方式2的车轮组件的立体图。

图13是实施方式2的车轮组件的分解立体图。

图14是从图13的相反方向观察的车轮组件的分解立体图。

图15是图12的D-D截面图。

图16是以可观察到小齿轮、齿轮的截面剖切得到的截面图。

图17是图15的E-E截面图。

图18是图15的F-F截面图。

图19的(a)是表示驱动轮与电动机之间的减速机构的啮合状态的纵截面示意图，(b)是表示减速机构和凸轮轴两侧的轴承与载荷的施加方式的原理图。

附图标记说明

2、3 驱动轮(车轮)

21、21A、31、41、41A 电动机(行走电动机)

2B、3B 轴衬(车轮固定部)

2i、3i 圆筒面(驱动轮的内侧的外周面)

2o、3o 外筒面(驱动轮的外侧的外周面)

5 滚刷

5m 滚刷电动机(电动机)

8 传感器(障碍物检测单元)

8a 缓冲器传感器(障碍物检测单元)

8b 测距传感器(障碍物检测单元)

8c 地板面用测距传感器(障碍物检测单元)

9 充电电池

11 抽吸风扇

12 集尘盒

14i 吸口

20、20A、30A、20B、30B 车轮组件(带驱动装置的车轮)

22 太阳齿轮(减速机构)

23 行星齿轮(应力抑制单元、齿轮、减速机构)

24 第1外齿轮(减速机构)

24h 内齿

25 第2外齿轮(减速机构)

25h 内齿

32 小齿轮

33 齿轮(第1齿轮)

34 凸轮轴(支承部件、轴)

34b 第一凸轮部(凸轮部)

34c 第二凸轮部(凸轮部)

34s 外周面的径向尺寸(外径尺寸)

34t1 轴承(第2轴承)

35 行星齿轮(应力抑制单元、齿轮、第1行星齿轮、减速机构)

36 行星齿轮(应力抑制单元、齿轮、第2行星齿轮、减速机构)

37 外齿轮(减速机构)

38t 轴承(第1轴承)

38t1 外周面的径向尺寸(外径尺寸)

39 轴承(第3轴承)

39s 内周面的径向尺寸(内径尺寸)

s1、s3、s5 外径尺寸(驱动轮的外径)

s2、s4、s6 宽度尺寸

S 自主行走式吸尘器

Sh 主体部(非旋转部、车体)

具体实施方式

以下一边适当地参照附图一边详细说明本发明的实施方式。

图1是从左前方观察本发明实施方式的自主行走式吸尘器的立体图。令自主行走式吸尘器S行进的方向之中，设置边刷7的一侧为前方，铅垂向上为上方，驱动轮2、3相对的方向之中的驱动轮2一侧为左方，驱动轮3一侧为右方。即，如图1等所示，定义前后、上下、左右方向。

图2是自主行走式吸尘器的底视图。

自主行走式吸尘器S是在规定的清扫区域(例如房间的地板面Y)自主地移动，同时自动地进行清扫的电设备。

自主行走式吸尘器S包括构成其外廓的外壳1(1u、1s)和下部的一对驱动轮2、3(参照图2)以及辅助轮4。并且，自主行走式吸尘器S在下部设置有滚刷5、引导刷6和边刷7，并在周围设置有传感器8(8a、8b、8c)(参照图2、图3、图4)。

驱动轮2、3分别由行走电动机21、21A(参照图6)旋转驱动。辅助轮4是从动轮，为自由旋转的脚轮。驱动轮2、3设置在自主行走式吸尘器S的前后方向的中央侧并位于左右方向的外侧，辅助轮4设置在前后方向的前方侧并位于左右方向的中央侧。

边刷7设置在自主行走式吸尘器S的前方侧并位于左右方向的外侧，如图1的箭头α1那样旋转，以在自主行走式吸尘器S的前方外侧的区域，在从左右方向外侧去往内侧的方向上打扫，使地板面上的尘埃聚集到中央的滚刷5(参照图2)一侧。两个引导刷6分别相对于驱动轮2、3设置在左右方向内侧，是引导由边刷7聚集的尘埃以使其不会从滚刷5的宽度范围内逃逸到外侧的固定刷。

滚刷5相对于自主行走式吸尘器S的驱动轮2、3设置在后方。

滚刷5的左右侧端部的左右方向位置能够分别相比驱动轮2、3靠内侧，或相比引导刷6靠内侧。

图3是图1的A-A截面图。

图4是表示拆下自主行走式吸尘器的外壳后的内部结构的立体图。并且，图4表示拆下集尘盒12后的状态。

图5是表示图4的B-B截面的立体图。

如图3所示，自主行走式吸尘器S在内部设置有充电电池9、控制装置10、抽吸风扇11和集尘盒12。作为入口，集尘盒12在滚刷5的上方形成有吸入口12i。并且，集尘盒12在出口安装有集尘过滤器13。

充电电池9例如是可通过充电来重复利用的二次电池，被收纳在电池收纳部1s6(参照图2)中。充电电池9在自主行走式吸尘器S中从左端部配置到右端部(参照图3、图5)。

来自充电电池9的电力被供给到传感器8、驱动装置等各电动机(21、21A、5m)、控制装置10和抽吸风扇11等。

自主行走式吸尘器S由控制装置10统一控制。

(抽吸风扇11)

如图4所示，抽吸风扇11配置在下外壳1s的中心附近。

在抽吸风扇11的空气的流路中，从吸口14i(参照图3)去往下游侧依次设置集尘盒12、集尘过滤器13、抽吸风扇11和排气口1s5(参照图2)。排气口1s5设置在滚刷5的前方且位于驱动轮2、3的左右方向内侧。通过驱动抽吸风扇11(参照图3、图5)使集尘盒12内的空气从排气口1s5排出到外部来产生负压，将尘埃从地板面Y经吸口14i吸入到集尘盒12内。

吸口14i的附近设置有扒拢地板面上的尘埃的滚刷5(参照图2)。

抽吸风扇11以其与下外壳1s之间隔着弹性体(未图示)的方式设置。通过隔着弹性体设置抽吸风扇11，能够将抽吸风扇11的振动衰减使其不容易传递到下外壳1s，能够降低振动和噪声。

在对抽吸风扇11和滚刷电动机5m(参照图4)进行了驱动后，地板面等上的尘埃被滚刷5(参照图3)扒拢。被扒拢的尘埃经吸口14i、吸入口12i被导入集尘盒12内。由集尘过滤器13除去了尘埃的空气通过排气口1s5(参照图2)排出。其中，集尘盒12可通过打开设置于上外壳1u的盖1u1(参照图1)来拆装，并通过拆下集尘过滤器13来将尘埃废弃。

(自主行走式吸尘器S的动作概要)

此处说明自主行走式吸尘器S的大致动作。

自主行走式吸尘器S利用驱动轮2、3和辅助轮4(参照图2)来自主地移动，可实现前进、后退、左右转向、原地转向等。并且，自主行走式吸尘器S利用抽吸风扇11的吸力，将由边刷7和引导刷6聚集而附着在滚刷5周围的尘埃，经吸口14i从集尘盒12入口的吸入口12i吸入到集尘盒12内，并利用出口的集尘过滤器13使尘埃停留在集尘盒12内。

当集尘盒12内积存了尘埃后，适当地由用户将集尘盒12从主体部Sh取出，拆下集尘过滤器13将尘埃废弃。

下面详细说明自主行走式吸尘器S的其他结构。

(外壳1)

外壳1构成外廓，是收纳行走电动机21、21A、滚刷电动机5m、抽吸风扇11、集尘盒12和控制装置10等的机壳。

外壳1包括构成上壁的上外壳1u、构成底壁(和部分侧壁)的下外壳1s(参照图2)和设置在外壳1的前下部的缓冲器1b。

上外壳1u设置有用于取出和放入集尘盒12(参照图3)的盖1u1(参照图1)。

如图2所示，在下外壳1s形成有车轮单元收纳部1s1、边刷安装部1s3、孔部1s4、排气口1s5和电池收纳部1s6。

车轮单元收纳部1s1形成在图2的俯视图下呈大致圆形的下外壳1s的中央左右两侧。

车轮单元收纳部1s1中收纳有车轮单元20、30，驱动轮2、3在车轮单元20、30中被支承和驱动。

孔部1s4设置有吸入部14。排气口1s5在下外壳1s的中央附近的、位于左右车轮单元收纳部1s1之间的位置上形成有多个。

电池收纳部1s6形成在下外壳1s的比中心靠前侧处。

电池收纳部1s6收纳充电电池9。用于安装边刷7的边刷安装部1s3形成在电池收纳部1s6的左右位置。

设有吸入部14(参照图2)的孔部1s4形成在下外壳1s的后侧，即排气口1s5和车轮单元收纳部1s1的后侧。

缓冲器(bumper)1b(参照图1、图2)被设置成，在碰撞到墙壁等障碍物时可因来自外部的作用力而在前后方向上移动。缓冲器1b被左右一对缓冲器弹簧(省略图示)向外施力。

当碰撞到障碍物时的作用力经缓冲器1b作用到缓冲器弹簧上时，缓冲器弹簧以在俯视下倒向内侧的方式变形，在对缓冲器1b向外施力的同时允许缓冲器1b后退。在缓冲器1b离开障碍物，上述作用力消失后，缓冲器1b因缓冲器弹簧的施力而恢复原来的位置。其中，缓冲器1b的后退(即，与障碍物的接触)由后述的缓冲器传感器8a(参照图4)检测，其检测结果被输入到控制装置10。

(吸入部14)

图3所示的吸入部14构成由抽吸风扇11抽吸的包含尘埃的空气的流路的一部分。吸入部14下游的流路依次与集尘盒12、集尘过滤器13、抽吸风扇11和排气口1s5(参照图2)连通。

在吸入部14配置用于扒拢尘埃的滚刷5，并固定有对滚刷5进行驱动的滚刷电动机5m(参照图4)。吸入部14形成有将滚刷5扒拢的尘埃吸入集尘盒12的吸口14i。吸口14i形成为其长度与滚刷5(参照图2)大致相同。

如图3所示，吸口14i与集尘盒12的开口的吸入口12i连通，尘埃经吸口14i、吸入口12i被收集到集尘盒12中。

在吸入部14处，在下外壳1s形成有用于收纳滚刷5的滚刷收纳部14b，上述滚刷5被配置在滚刷收纳部14b。滚刷5以可旋转的方式安装于吸入部14。滚刷5以可拆装的方式安装于吸入部14。

(集尘盒12)

图3所示的集尘盒12是用于回收从地板面Y经形成于吸入部14的吸口14i吸入的尘埃的容器。集尘盒12的左右方向尺寸与滚刷5大致相同。

集尘盒12包括用于收纳回收的尘埃的主体，使得回收的尘埃可取出的盖，和主体上部的可折叠的把手。在集尘盒12的主体中，底面为与吸入部14的上部的形状对应的形状，并与吸口14i相对地具有大致相同的开口形状的吸入口12i。盖与抽吸风扇11的抽吸口相对，并设置有上述的集尘过滤器13。

(传感器8)

图4所示的缓冲器传感器8a是基于缓冲器1b(参照图1)的后退来检测缓冲器1b与障碍物接触的传感器，例如是光电耦合器。在缓冲器1b接触到障碍物时，因缓冲器1b后退，传感器的光被遮挡。与该变化相应的检测信号被输出到控制装置10。

图4所示的测距传感器8b是检测与障碍物之间的距离的红外线传感器。本实施方式中，测距传感器8b设置在正面和两个侧面，共计3处。

测距传感器8b包括发射红外线的发光部(未图示)和接收由红外线从障碍物反射回来的反射光的受光部(未图示)。基于该受光部检测出的反射光的强度，计算与障碍物之间的距离。其中，缓冲器1b的至少测距传感器8b的附近由使红外线透射的树脂或玻璃形成。

此外，作为测距传感器8b也可以使用其他种类的传感器(例如超声波传感器、可见光传感器)。

图2所示的地板面用测距传感器8c是测量到达地板面的距离的红外线传感器，在下外壳1s的底面的前后左右设置4处。利用地板面用测距传感器8c检测台阶等较大的高低差，能够防止自主行走式吸尘器S摔落。例如，在地板面用测距传感器8c检测到前方存在30mm左右的高低差的情况下，控制装置10(参照图3)控制行走电动机21、21A使主体部Sh后退，转换自主行走式吸尘器S的行进方向。

(控制装置10)

图3所示的控制装置10例如由微计算机(Microcomputer)和外围电路安装在基板上构成。微计算机读取存储在ROM(Read Only Memory，只读存储器)中的控制程序将其解开到RAM(Random Access Memory，随机访问存储器)中，并由CPU(Central Processing Unit，中央处理单元)执行解开的程序来实现各种处理。外围电路包括A/D和D/A转换器、各种电动机的驱动电路、传感器电路、充电电池9的充电电路等。

控制装置10根据用户对操作按钮bu的操作和从传感器8输入的信号执行运算处理，与各电动机(21、21A、5m)、传感器8、抽吸风扇11等进行信号的输入输出。

(辅助轮4)

图2所示的辅助轮4设置在下外壳1s前方的左右方向的中央。辅助轮4是用于与驱动轮2、3一起以规定高度保持主体部Sh，使自主行走式吸尘器S顺畅地移动的车轮。辅助轮4被轴支承于下外壳1s，使得能够随主体部Sh的移动而在与地板面Y之间产生的摩擦力的作用下从动旋转，进而方向能够在水平方向上旋转360°。

＜＜实施方式1＞＞

接着说明实施方式1的自主行走式吸尘器S中的包括驱动轮2、3的车轮组件20、30。

其中，包括驱动轮2的车轮组件20和包括驱动轮3的车轮组件30关于自主行走式吸尘器S的左右方向上的中央面呈面对称，能够采用相同的结构，因此，关于车轮组件20的结构的说明可与车轮组件30相同，故不重复进行车轮组件30的说明。

图6是从后斜上方观察实施方式1的车轮组件的立体图，图7A是实施方式1的车轮组件的侧截面图，图7B是图7A的C-C截面图。

图8是车轮组件的分解立体图，图9是从图8的相反方向观察的车轮组件的分解立体图。图10是行星齿轮组件的分解立体图。

对实施方式1的车轮组件20中的减速机构进行说明，其中减速机构处于驱动轮2和对驱动轮2进行驱动的电动机21之间。

具体而言，如图7A所示，与驱动轮2同轴地配置有电动机21，如图7B所示，太阳齿轮22以压入等方式固定在电动机21的驱动轴(输入轴)上。电动机21被固定在电动机支架21b上。

如图7B所示，与太阳齿轮22外周的轮齿啮合地设置有3个行星齿轮23。

由内齿轮构成的第1外齿轮24固定在图1例示的主体部Sh等的非旋转部上，该第1外齿轮24具有与3个行星齿轮23外周的轮齿23h啮合的内齿24h。

并且，如图7A、图8所示，与3个行星齿轮23外周的轮齿啮合地，以可自由旋转的方式设置有具有内齿25h的由内齿轮构成的第2外齿轮25。第2外齿轮25被固定于驱动轮2(参照图6)，构成输出轴。

对于可自由旋转的第2外齿轮25，通过将齿数变更为与固定的第1外齿轮24不同的齿数并改变变位角，使其具有与固定的第1外齿轮24相同的基准圆直径。从而，第2外齿轮25的内齿25h被配置成与3个行星齿轮23的轮齿23h啮合。

根据上述结构，电动机21与驱动轮2之间的减速机构构成为包括太阳齿轮22、3个行星齿轮23、第1外齿轮24和第2外齿轮25。

如图8、图9所示，第2外齿轮25是深度尺寸较短的有底圆筒状的树脂制部件。第2外齿轮25包括圆板状的底板25a，和具有从底板25a的边缘部竖立的形状的圆筒板25b。圆筒板25b的内周面一侧形成有内齿25h。

在第2外齿轮25的底板25a的中央，形成有供电动机轴21j穿过的圆形的孔25a0。并且，在第2外齿轮25的底板25a的内表面一侧，形成有3个向电动机21一侧延伸的凸台25a1(参照图8)。各凸台25a1可以从底板25a的外表面一侧到内表面一侧(在图8的纸面内为从左侧到右侧)形成有阴螺纹25a2，但若如上所述由树脂形成第2外齿轮25，则通过例如使用自攻螺钉，无需在凸台25a1形成螺纹就能够固定。

驱动轮2包括圆板状的底板2s，和从底板2s的边缘部竖立的圆筒状的车轮部2w。驱动轮2例如由合成橡胶(elastomer)成形而构成。并且，驱动轮2也可以由合成橡胶以外的材料形成。驱动轮2的车轮部2w的外径尺寸s1(参照图7A)为约50mm～约80mm的尺寸。车轮部2w的外径尺寸s1可设定为最大约80mm，最小的外径尺寸s1可设定为约50mm。

车轮部2w是行走时与地板面Y接触的部位，在安装到自主行走式吸尘器S中的状态下，车轮部2w的左右方向内侧为圆筒面2w1。而车轮部2w的左右方向外侧形成为具有凹形状2wo和凸形状2wt的圆筒形状的凹凸状圆筒面2w2。

如图8所示，在圆板状的底板2s的内侧，形成有3处用于固定第2外齿轮25的凸台2s1。各凸台2s1上贯通设置有供固定第2外齿轮25的螺钉n1插通的孔2s2。

驱动轮2与第2外齿轮25的组装是按下述方式进行的。将螺钉n1插通到形成于驱动轮2的圆板状的底板2s上的孔2s2中，并使其与第2外齿轮25的阴螺纹25a2螺接，从而将驱动轮2固定到作为输出的第2外齿轮25上。

采用以上结构，3个行星齿轮23分别与固定的第1外齿轮24的内齿24h和可自由旋转的第2外齿轮25的内齿25h啮合着旋转。在3个行星齿轮23于固定的第1外齿轮24的内齿24h上移动一圈的期间，可自由旋转的第2外齿轮25将旋转其齿数与第1外齿轮24的差别的量。

图11表示驱动轮2与对驱动轮2进行驱动的电动机21之间的减速机构的啮合状态。图11是表示驱动轮与电动机之间的减速机构的啮合状态的纵截面示意图。

令太阳齿轮22的齿数为z1，行星齿轮23的齿数为z2，固定的第1外齿轮24的齿数为z3，可自由旋转的第2外齿轮25的齿数为z4，则从作为输入的电动机21到固定在驱动轮2上的、作为输出的第2外齿轮25的减速比N可通过以下方式求得。

这里，令行星齿轮23的数量为n，m为1、2、3、………的自然数，则太阳齿轮22的齿数z1因为具有行星齿轮23的数量倍的齿数，故可表示为下式(1)。

z1＝n×m (1)

并且，令m为1、2、3、………的自然数，因为固定的第1外齿轮24具有行星齿轮23的数量倍的齿数，因此固定的第1外齿轮24的齿数z3可表示为下式(2)，其中m为1、2、3、………的自然数。

z3＝n×m (2)

可自由旋转的第2外齿轮25的齿数z4为下式(3)。

z4＝z3+(n×m) (3)

行星齿轮23位于太阳齿轮22与第1外齿轮24和第2外齿轮25之间，故减速比N1由下式(4)表示。

N1＝z4×(z3+z1)÷(z1×(z4－z3)) (4)

例如，若z1＝57、z2＝15、z3＝84、z4＝87，则减速比N1为71.7。

于是，通过采用车轮组件20的结构，能够实现减速比N1＝约40～约80。

如图7A所示，车轮2配置在固定的第1外齿轮24和可自由旋转的第2外齿轮25的外周外侧。从而能够将机械佯缪行星齿轮(Mechanical Paradox Planetary Gears)减速机构配置在车轮2的内部。同样地，能够将机械佯缪行星齿轮减速机构配置在车轮3的内部。

此外，通过使3个行星齿轮23为合成橡胶这一弹性体的成形部件，电动机21驱动时的振动在从太阳齿轮22传递时被行星齿轮23吸收而降低，不会传递到第一外齿轮24，能够降低噪声。

从而能够实现这样一种驱动轮2，其中驱动轮2、3的减速机构能够在驱动轮2、3的轴向(轴方向)和径向同时变得小型化，并且能够降低噪声。

＜缓冲机构K＞

当驱动轮2、3从地面受到的外力作用到齿轮部(22、23、24、25)上时，齿隙等发生变化，可能会产生噪声和能量传递的损失增大等问题。

为此，如图7A、图7B所示，在驱动轮2与壳体26之间设置有缓冲机构K。

壳体26设置在驱动轮2和固定在驱动轮上的可自由旋转的第2外齿轮25之间。

缓冲机构K包括销26p和圆筒状的辊26r，其中销26p由壳体26支承且插通在辊26r中，辊26r可自由旋转。

如图8、9所示，壳体26为深度较浅的有底圆筒状的树脂制部件。壳体26包括圆板状的底板26a、圆筒侧板26b和凸缘板26c。

底板26a在中央形成有供驱动轮2的3个凸台25a1插通的中央孔26a1。

由不锈钢等构成的销26p在驱动轮2的轴方向上固定在凸缘板26c上。销26p插通在辊26r中使其可自由旋转。辊27r例如使用POM(Polyoxymethylene,Polyacetal)等树脂。在图7A所示的位置上配置辊26r，将销26p插通在辊26r中，之后通过压入等方式将销26p固定于凸缘板26c与圆筒侧板26b。由此，辊26r被可自由旋转地设置在销26p上。

采用上述结构，通过缩小驱动轮2的内周面2n(参照图7A)与辊27r之间的间隙，驱动轮2从地板面Y受到的冲击和外力能够经辊26r由壳体26承受。由此，能够抑制驱动轮2从地板面Y受到的冲击和外力传递到行星齿轮23、太阳齿轮22等齿轮上。

采用实施方式1的结构可获得下述作用效果。

1.能够将包括电动机21在内的驱动轮2、3的减速机构分别大致约束在驱动轮2、3的外径尺寸s1和宽度尺寸s2内，并同时实现自主行走式吸尘器S所必需的减速比N1＝约40～约80，优选70～80。

2.如图6、图7A、图7B所示，在沿驱动轮2、3各自的车轴方向观察时，能够将包括电动机21在内的驱动轮2、3的减速机构(22、23、24、25)分别约束在驱动轮2、3各自的外径尺寸s1的区域内。因此，能够将充电电池9、集尘盒12、吸口14i、滚刷5配置在除驱动轮2、3之外的前后方向区域的任意位置上。因此，自主行走式吸尘器S能够实现小型化。并且，由于能够充分地使用除驱动轮2、3的区域以外的左右方向上的区域来配置充电电池9、集尘盒12、吸口14i、滚刷5，所以能够提高自主行走式吸尘器S的基本功能。

3.在沿前后方向(参照图1、图4)观察自主行走式吸尘器S时，如图7A所示，能够将电动机21和减速机构的各齿轮(22、23、24、25)的一部分或全部约束在驱动轮2、3各自的宽度尺寸s2内。

综上，能够将驱动轮2、3的减速机构小型化。即，即使增大减速比N1也能够实现驱动轮2、3的减速机构的小型化。

4.在本减速机构中，由转矩带来的较大的外力会施加在行星齿轮23、第1外齿轮24和第2外齿轮25上，产生较大的应力。不过，本减速机构由于使用了3个行星齿轮23，故外力降为1/3，产生的应力也为1/3。并且，施加在第1外齿轮24和第2外齿轮25由于是经3个行星齿轮23传递的，故也分别降为1/3。因此，第1外齿轮24和第2外齿轮25上分别产生的应力为1/3。

从而，利用本减速机构能够降低产生的应力，机械可靠性较高。

5.在驱动轮2、3各自与壳体26之间，设置有减小驱动轮2与支承在壳体26上的辊26r之间的间隙的缓冲机构K。从而，施加在驱动轮2、3上的冲击、外力能够由壳体26承受。因此，能够抑制施加在驱动轮2、3上的冲击、外力传递到减速机构的齿轮(22、23、24、25)上。

从而，减速机构(22、23、24、25)的可靠性较高，能够延长寿命。

6.通过使3个行星齿轮23由作为弹性体的合成橡胶构成，能够在电动机21与各齿轮之间吸收因移动时的外力产生的振动，降低自主行走式吸尘器S在驱动时产生的噪声。

7.综上，能够实现一种自主行走式吸尘器S，其具有可实现小型化和高输出转矩并能够降低产生的应力的机械可靠性高的减速机构，能够降低移动时的噪声。

另外，上述实施方式1例示了使用3个行星齿轮23的情况，但行星齿轮23的数量只要为多个即可，其数量可适当选择。

此外，上述实施方式中使用了弹性体的齿轮为3个行星齿轮23，但也可以在齿轮的强度不会显著降低寿命的范围内，利用弹性体构成其他的一个或多个齿轮。

＜＜实施方式2＞＞

接着说明实施方式2的自主行走式吸尘器S中的分别包括驱动轮2、3的车轮组件20A、30A。

其中，包括驱动轮2的车轮组件20A和包括驱动轮3的车轮组件30A关于自主行走式吸尘器S的左右方向上的中央面呈面对称，能够采用相同的结构，因此，关于车轮组件20A的结构的说明可与车轮组件30A的说明相同，故不重复进行车轮组件30A的说明。

图12是从后斜上方观察实施方式2的车轮组件的立体图。

图13是实施方式2的车轮组件的分解立体图，图14是从图13的相反方向观察的车轮组件的分解立体图。

图15是图12的D-D截面图，图16是以可观察到小齿轮、齿轮的截面剖切得到的截面图。

车轮组件20A中的驱动轮2与电动机31之间的减速机构采用使用了次摆线的行星齿轮的减速机构。

如图16所示，以相对于驱动轮2的旋转轴(凸轮轴34的位置)偏心的方式设置电动机31(旋转轴31j)。电动机31的旋转轴31j上固定有小齿轮32。

如图12所示，电动机31被固定于第1壳体ha。第1壳体ha能够被固定在作为驱动轮2的结构部件的第2壳体hb上。

详细而言，如图13所示，在第1壳体ha形成有螺钉插通孔ha1，并在第2壳体hb形成有阴螺纹hb1。通过将未图示的螺钉插通在第1壳体ha的螺钉插通孔ha1中，使其与第2壳体hb的阴螺纹hb1螺接，来将第1壳体ha固定在第2壳体hb上。

并且，以与小齿轮32啮合的方式设置有齿数比小齿轮32多的齿轮33(参照图16)。

这里，为了实现噪声的降低，作为第一级齿轮的小齿轮32和齿轮33采用了斜齿轮。

进而，通过使齿轮33为合成橡胶这一弹性体的成形部件，电动机31驱动时的振动在从小齿轮32传递时被齿轮33吸收而降低，不会传递到凸轮轴34和行星齿轮35，能够降低噪声。

齿轮33的旋转轴上固定有凸轮轴34(参照图13、图14)。

由此，电动机31的输出经小齿轮32、齿轮33减速而传递到凸轮轴34上。

如图13、图14所示，凸轮轴34具有第一中心轴34a、第一凸轮部34b、第二凸轮部34c和第二中心轴34d。

凸轮轴34的第一中心轴34a与驱动轮2的旋转轴同轴，形成为具有防止绕齿轮33的中心轴旋转的矩形截面。第一中心轴34a被嵌入而固定于齿轮33的中心轴。

第一凸轮部34b是相对于第一中心轴34a偏心的圆柱形状的轴。

第二凸轮部34c是相对于第一中心轴34a偏心并且以第一中心轴34a为中心相对于第一凸轮部34b错位约180度相位而形成的圆柱形状的轴。

与第一中心轴34a同样地，第二中心轴34d是与驱动轮2的旋转轴同轴的圆柱形状的轴。第二中心轴34d由轴承38t以可自由旋转的方式轴支承，其中轴承38t被插通于驱动轮2的中心轴。

因此，凸轮轴34在与驱动轮2的旋转轴相同的轴上旋转。不过，如后文所述，驱动轮2的旋转与凸轮轴34的旋转是独立的。

在凸轮轴34的第一凸轮部34b上，经轴承34t1配置有行星齿轮35，该行星齿轮35使用次摆线形成有轮齿35h。

行星齿轮35上形成有多个用于使旋转板38同轴旋转的圆柱状凹部35a。圆柱状凹部35a是具有电动机31一侧未贯通的圆柱形状的空间的凹部。

驱动轮2固定在旋转板38上。通过对旋转板38进行旋转驱动，驱动轮2被旋转驱动。

如图15所示，旋转板38安装于轴承39内(参照图13、图14)。轴承39可以是滑动轴承也可以是滚珠轴承。另一方面，旋转板38经轴承38t与凸轮轴34连结。

在凸轮轴34的第二凸轮部34c上，经轴承34t2配置有行星齿轮36，该行星齿轮35使用次摆线形成有轮齿36h。行星齿轮35与行星齿轮36是相同形状的齿轮，由于轴支承在第一凸轮部34b和第二凸轮部34c上，故以相位错开180度的方式安装。

其中，行星齿轮35、36之所以将凸轮的相位错开180度来配置2个，是为了降低振动。换言之，通过使行星齿轮36在与行星齿轮35相反的方向上偏心，能够抵消因行星齿轮35的偏心而带来的运动，从而抑制振动、噪声等。

行星齿轮36上贯通设置有多个用于使旋转板38同轴旋转的插通孔36a。行星齿轮36的插通孔36a以与行星齿轮35的圆柱状凹部35a相同的间隔形成。

图17是图15的E-E截面图。图18是图15的F-F截面图。

行星齿轮35、36的各轮齿35h、36h分别与外齿轮37的轮齿37h啮合。外齿轮37是固定的齿轮。

行星齿轮35、36的各轮齿35h、36h分别使用次摆线形成，因此与它们啮合的外齿轮37形成为圆筒状的轮齿37h。

而若使用通常的渐开线齿轮作为行星齿轮35、36，会发生渐开线干涉，因此采用了次摆线的轮齿35h、36h和圆筒状的轮齿37h的形状。

圆筒状的轮齿37h由辊37h2形成，该辊37h2被可自由旋转地轴支承在销37h1上。

如图18所示，辊38r被有游隙地嵌入到行星齿轮35的圆柱状凹部35a和行星齿轮36的插通孔36a中，其中辊38r由固定在旋转板38上的销38p以可自由旋转的方式轴支承。

如图13、图14所示，旋转板38是圆环状的部件，经轴承38t被可自由旋转地支承在凸轮轴34的第二中心轴34d上。

采用上述结构，在行星齿轮35、36因与外齿轮37的圆筒状的轮齿37h啮合而旋转时，经贯通于圆柱状凹部35a、插通孔36a中的辊38r，旋转板38绕凸轮轴34的第二中心轴34d旋转。

如图14所示，旋转板38在3处形成有阴螺纹38n。

通过使螺钉n2分别插通在驱动轮2上贯通设置的3个贯通孔2s4中，并将它们与旋转板38的阴螺纹38n螺接，来将驱动轮2固定到旋转板38上。

驱动轮2包括圆板状的底板2s和圆筒状的车轮部2w。驱动轮2例如由合成橡胶成形而构成。并且，驱动轮2也可以由合成橡胶以外的材料形成。驱动轮2的车轮部2w的外径尺寸s3为约50mm～约80mm的尺寸。即，车轮部2w的外径尺寸s3(参照图17)设定为最大约80mm，最小的外径尺寸设定为约50mm。

车轮部2w是行走时与地板面接触的部位，内侧为圆筒面2w1。

而驱动轮2的外侧形成为具有凹形状2wo和凸形状2wt的圆筒形状的凹凸状圆筒面2w2。

如图14所示，圆板状的底板2s上贯通设置有上述的3个贯通孔2s4。

采用以上结构，当凸轮轴34旋转时，行星齿轮35、36一边因凸轮轴34的第一凸轮部34b和第二凸轮部34c各自的动作而公转(行星齿轮35、36各自的轴部发生旋转(平动))，一边因外齿轮37的轮齿37h与各轮齿35h、36h的啮合而自转。

即，其构成为，能够将固定的外齿轮37的轮齿37h的数量与行星齿轮35(36)的轮齿35h(36h)的数量的差输出成行星齿轮35的旋转。

具体而言，其构成为，使用旋转板38经贯通于圆柱状凹部35a、插通孔36a中的辊38r，输出行星齿轮35、36的自转的转速。

驱动轮2与电动机31之间的减速机构的啮合状态如图19(a)所示。图19的(a)是表示驱动轮与电动机之间的减速机构的啮合状态的纵截面示意图，图19(b)是表示减速机构和凸轮轴两侧的轴承与载荷的施加方式的原理图。

此处，令小齿轮32的齿数为z1，齿轮33的齿数为z2，行星齿轮35、36的齿数为z3，外齿轮的齿数为z4，则减速比N2由下式(5)表示。

N2＝(z2÷z1)×(1÷((z4－z3)÷z3)) (5)

例如，若小齿轮32的齿数为z1＝12，齿轮33的齿数为z2＝48，行星齿轮35、36的齿数为z3＝17，外齿轮37的齿数为z4＝18，则减速比N2＝68.0。采用上述结构，能够将减速比N2设定为约40～约80。

该情况下，经行星齿轮35、36而被传递了凸轮轴34(z2＝48)的旋转的旋转板38与凸轮轴34的旋转的减速比N2A为下式所示。

减速比N2A＝1÷((z4－z3)÷z3)

即，作为轴的凸轮轴34的转速与驱动轮2(旋转板38)的转速不同。由此能够实现小型化。

如图17所示，当凸轮轴34沿箭头γ1方向旋转时，固定在凸轮轴34上的行星齿轮35沿相同方向(箭头γ1方向)旋转。行星齿轮35的齿数为z3＝17，小于外齿轮37的齿数z4＝18，所以行星齿轮35将在与凸轮轴34的旋转方向(箭头γ1)为相反方向的箭头γ2方向上自转。由此能够实现小型化。

采用实施方式2的结构可获得下述作用效果。其中，下述记载并不必须解释为仅记载了本实施方式的作用效果，也可包括本实施方式的其他结构。

1.仅通过齿轮33与行星齿轮35以及行星齿轮35与外齿轮37这二级减速，就能够获得高减速比(例如减速比N为约40～约80，优选约65～80)。因此，能够将高效的减速机构配置在驱动轮2、3的内部。

2.如图16～图18所示，在沿驱动轮2、3各自的车轴方向观察时，能够将包括电动机31在内的驱动轮2、3的减速机构(32、33、34、35)分别约束在驱动轮2、3各自的外径尺寸s3(参照图17)内。因此，能够将充电电池9、集尘盒12、吸口14i、滚刷5配置在除自主行走式吸尘器S的驱动轮2、3之外的前后方向上的任意位置上。因此，自主行走式吸尘器S能够实现小型化。并且，由于能够充分地使用除驱动轮2、3的区域以外的左右方向上的区域来配置充电电池9、集尘盒12、吸口14i、滚刷5，所以能够提高自主行走式吸尘器S的基本功能。

3.在沿前后方向(参照图1、图4)观察自主行走式吸尘器S时，如图12所示，能够将电动机31和减速机构的各齿轮(32、33、34、35、37)的一部分或全部约束在驱动轮2、3各自的宽度尺寸s4的区域内。

4.行星齿轮35、36的轮齿35h、36h分别使用次摆线形成，因此能够抑制应力集中，可抗应力。

5.对作为旋转部件的齿轮33、行星齿轮35、36采用从两端支承的结构，因此构成了可抗外力的结构。

6.使用了固定于凸轮轴34的相位错开180度的行星齿轮35、36，所以能够抑制振动。

7.驱动轮2、3会从地板面Y受到冲击和外力的施加，但固定在驱动轮2、3上的各旋转板38是经有游隙地嵌入到行星齿轮35、36的圆柱状凹部35a、插通孔36a中的辊38r而与行星齿轮35、36连接的。并且，驱动轮2、3通过旋转板38等承受冲击和外力，因此能够抑制施加在驱动轮2、3上的冲击和外力传递到齿轮部(32、33、34、35、37)上。

8.在实施方式2的车轮组件20A中，如图19(b)所示，自主行走式吸尘器S行走时施加在驱动轮2(3)上的载荷经旋转板38、轴承38t而传递到凸轮轴34上。传递到凸轮轴34上的载荷W1、W2分别经轴承34t1、38t传递到第1壳体ha、第2壳体hb(参照图15)上。因此，设置在驱动轮2与电动机31之间的减速机构可以不用承受该载荷W1、W2。从而，减速机构的可靠性、耐久性较高。

对此，在专利文献1中，如其图23所示，固定在驱动轮上的车轮毂(32)由车轮毂轴承(33)支承。

并且，固定在车轮毂(32)上的车轮侧旋转部件(28)由轴承(64)的外圈支承。轴承(64)的内圈支承减速部输入轴(25)的一端部。减速部输入轴(25)的其他部分经滚珠轴承(62)被可自由旋转地支承在泵壳(22p)上。因此，施加在驱动轮上的载荷不仅由车轮毂轴承(33)承受，经车轮侧旋转部件(28)、轴承(64)、减速部输入轴(25)、滚珠轴承(62)等，还由泵壳(22p)承受。因此，施加在驱动轮上的载荷将由机构部承受，机构部的可靠性低于本申请实施方式2(本申请的发明)。

9.如图15所示，凸轮轴34由第1轴承34t1和第2轴承38t支承。并且，旋转板38经第3轴承39支承在第2壳体hb上。

通过设置支承凸轮轴34且配置在凸轮轴34与车轮的驱动轮2之间的第1轴承38t，和支承凸轮轴34且配置在比第1轴承38t靠中央侧的第2轴承34t1，能够使对驱动轮2进行驱动的机构小型化。

第3轴承39的内周面的径向尺寸39s比第1轴承38t的外周面的径向尺寸38t1和第2轴承34t1的外周面的径向尺寸34s中的任一个大，并且与该一个轴承重叠配置。在图15所示的例子中，第3轴承39的内周面的径向尺寸39s比第1轴承38t的外周面的径向尺寸38t1大，第3轴承39与第1轴承38t重叠配置。通过使第3轴承39的内周面的径向尺寸39s比第1轴承38t的外周面的径向尺寸38t1和第2轴承34t1的外周面的径向尺寸34s中的任一个大，第3轴承39能够与第1轴承34t1或第2轴承38t重叠配置。

现有技术中，或采用使固定在轴上的车轮旋转的结构，或采用在固定的轴上经轴承以可自由旋转的方式支承车轮，使车轮与轴独立旋转的结构。

与之相对地，本实施方式2(本发明)采用了轴的凸轮轴34与驱动轮2(旋转板38)独立旋转的结构。

综上，能够使驱动轮2(3)的减速机构紧凑化。

对此，在专利文献1中，如专利文献1的图1所示，经轴承(64)由壳体外侧的轴承部壳体(22c)承受外力，所以减速机构采用了在减速部输入轴(25)、旋转轴(35)方向上增大的结构。

10.通过使第二级齿轮即齿轮33由作为弹性体的合成橡胶构成，能够在电动机31与各齿轮之间吸收因移动时的外力产生的振动，降低自主行走式吸尘器S在驱动时产生的噪声。

11.综上，能够实现一种自主行走式吸尘器S，其具有可实现小型化和高输出转矩并能够降低产生的应力的机械可靠性高的减速机构。

另外，实施方式2说明了使用2个行星齿轮35、36的情况，但行星齿轮也可以为一个。

此外，说明了将行星齿轮35、36的自转经旋转板38传递到驱动轮2、3的情况，但只要能够将行星齿轮35、36的自转分别传递到驱动轮2、3即可，也可以从行星齿轮35、36分别直接将驱动力传递到驱动轮2、3。或者，也可以利用旋转板38以外的结构，将行星齿轮35、36的自转传递到旋转板38上。

此外，上述实施方式中使用了弹性体的齿轮为齿轮33，但也可以在齿轮的强度不会显著降低寿命的范围内，利用弹性体构成其他的一个或多个齿轮。

另外，本发明不限于实施方式1、2的结构，在本申请所包含的技术思想的范围内能够实现各自变形方式和具体方式。

本申请包括以下技术思想。

[附注1]

一种带驱动装置的车轮，其包括：使车体移动的车轮；因驱动源的输入而旋转，支承所述车体的载荷的轴；设置在所述轴与所述车轮之间的减速机构；支承所述轴，配置在所述轴与所述车轮之间的第1轴承；支承所述轴，相比所述第1轴承配置在中央侧的第2轴承；和所述减速机构的第2齿轮，该第2齿轮是降低振动的弹性体的2个行星齿轮。

[附注2]

如附注1所述的带驱动装置的车轮，其特征在于，在所述弹性体的齿轮中，代替多个行星齿轮包括1个斜齿结构的齿轮。

[附注3]

如附注2所述的带驱动装置的车轮，其特征在于，在所述弹性体的齿轮中，代替第2齿轮包括第1、第2或多个弹性体的齿轮。

Claims (3)

1.一种带驱动装置的车轮，其特征在于，包括：

使车体移动的驱动轮；

使该驱动轮旋转的电动机；和

设置在所述驱动轮与所述电动机之间的减速机构，

所述减速机构包括：

小齿轮；和

与该小齿轮啮合且直径比该小齿轮大的第1齿轮，

所述第1齿轮包括弹性体或由弹性体构成。

2.如权利要求1所述的带驱动装置的车轮，其特征在于：

在所述减速机构中，

所述小齿轮被固定在所述电动机的旋转轴上，

所述电动机的旋转轴位于相对于所述驱动轮的旋转轴偏心的位置，

所述减速机构是行星齿轮减速机构。

3.如权利要求1或2所述的带驱动装置的车轮，其特征在于：

所述小齿轮和所述第1齿轮是斜齿轮。