CN113339461A - 车轮驱动装置 - Google Patents

Abstract

本发明的目的在于提供一种能够加大容许径向载荷的车轮驱动装置。本发明的一种实施方式的车轮驱动装置(100)具备与外壳一体化的内齿轮(16)、外齿轮(14)、使外齿轮(14)摆动的偏心体(12a)、配置于外齿轮(14)的轴向上的侧部的输出凸缘(18)、被输出凸缘(18)支承并贯穿外齿轮(14)的销部件及配置于输出凸缘(18)与外壳之间的第1主轴承(24)，其中，车轮(50)连结于输出凸缘(18)，第1主轴承(24)的内圈的内径大于销部件的内接圆直径。

Description

车轮驱动装置

本申请主张基于2020年3月2日申请的日本专利申请第2020-035002号的优先权。该日本申请的全部内容通过参考而援用于本说明书中。

技术领域

本发明涉及一种车轮驱动装置。

背景技术

已知有一种通过马达及减速机构驱动车轮的驱动装置。例如，专利文献1中记载了将马达的旋转减速后传递至输出轴来驱动车轮轮毂的车轮驱动装置。该装置具备马达部、减速部及车轮轮毂轴承部。减速部具备外壳侧部件、插穿于外壳侧部件的输出轴及设置于外壳侧部件而支承输出轴的轴承。

专利文献1：日本特开2011-117577号公报

例如，在输送台车中，为了驱动台车的车轮而搭载有包括减速机构的驱动装置。在该台车中，台车重量及输送物的重量直接作用于和车轮连结在一起的减速机构的输出部件，因此基于减速机构的容许径向载荷，能够输送的重量会受到限制。从提高耐久性的观点考虑，希望该台车的减速机构的容许径向载荷较大。但是，在专利文献1中记载的车轮驱动装置中，并未考虑减速机构的容许径向载荷。这种课题并不只限于输送台车，在其他种类的车轮驱动装置中也有可能产生。

发明内容

本发明是鉴于这种课题而完成的，其目的在于提供一种能够加大容许径向载荷的车轮驱动装置。

为了解决上述课题，本发明的一种实施方式的车轮驱动装置具备与外壳一体化的内齿轮、外齿轮、使外齿轮摆动的偏心体、配置于外齿轮的轴向上的侧部的输出凸缘、被输出凸缘支承并贯穿外齿轮的销部件及配置于输出凸缘与外壳之间的第1主轴承，其中，车轮连结于输出凸缘，第1主轴承的内圈的内径大于销部件的内接圆直径。

另外，以上构成要件的任意组合或将本发明的构成要件或表述方式在方法、系统等之间相互替换的方式也作为本发明的实施方式而有效。

根据本发明，提供一种能够加大容许径向载荷的车轮驱动装置。

附图说明

图1是表示第1实施方式所涉及的车轮驱动装置的侧视剖视图。

图2是用于说明图1的车轮驱动装置的输出凸缘和轮架的图。

图3是示意地表示图1的车轮驱动装置的主轴承的配置的图。

图4是表示第2实施方式所涉及的车轮驱动装置的侧视剖视图。

图5是用于说明图4的车轮驱动装置的输出凸缘和轮架的图。

图6是示意地表示图4的车轮驱动装置的主轴承的配置的图。

图中：12-输入轴，12a-偏心体，14-外齿轮，16-内齿轮，18-输出凸缘，20-轮架，21、22、23-外壳，24-第1主轴承，24n-内圈，26-第2主轴承，26n-内圈，32、33-销部件，50-车轮，100、200-车轮驱动装置。

具体实施方式

以下，参考各附图，对本发明的优选实施方式进行说明。在实施方式及变形例中，对相同或同等的构成要件及部件标注相同的符号，并适当省略重复说明。并且，为了便于理解，在各附图中，适当放大或缩小表示部件的尺寸。并且，在各附图中，省略对实施方式的说明并不重要的部件的一部分。

并且，包含第1、第2等编号的术语用于说明多种构成要件，但该术语仅用于区别一个构成要件和其他构成要件的目的，该术语并不用于限定构成要件。

[第1实施方式]

以下，参考图1，对本发明的第1实施方式所涉及的车轮驱动装置100的结构进行说明。图1是概略地表示本实施方式的车轮驱动装置100的侧视剖视图。

车轮驱动装置100是用于驱动在台车上载置输送物并进行输送的无人输送车等的车轮的驱动装置。另外，车轮驱动装置100并不只限于无人输送车，可以适用于各种车辆的车轮驱动装置。车轮驱动装置100对从马达40输入过来的旋转进行减速后驱动车轮50旋转。在车轮驱动装置100中，车轮50连结于输出凸缘18。

以下，将沿着输出凸缘18的中心轴线La的方向称为“轴向”，将以该中心轴线La作为中心的圆的圆周方向及半径向分别称为“周向”及“径向”。并且，以下，为了便于说明，将轴向上的一侧(图中右侧)称为输入侧，将周向上的另一侧(图中左侧)称为输入相反侧。马达40配置于车轮驱动装置100的输入侧，车轮50配置于车轮驱动装置100的输入相反侧。

车轮驱动装置100主要具备：输入轴12；外齿轮14；内齿轮16；输出凸缘18；轮架20；外壳21、22、23；主轴承24、26；销部件32、33；及车轮50。本实施方式包含输入轴12设置于与内齿轮16的中心轴线相同的轴线上的中心曲柄式的减速机构。

外壳21、22、23为环绕于输出凸缘18和轮架20的空心圆筒状的部件，且其构成减速机构的壳体。在图1的例子中，外壳21、22、23包括设置于输入相反侧的第1外壳21、设置于输入侧的第3外壳23及设置于第1外壳21与第3外壳23之间的第2外壳22。

主轴承24、26包括配置于外齿轮14的输入相反侧的侧部的第1主轴承24及配置于外齿轮14的输入侧的侧部的第2主轴承26。输出凸缘18和轮架20配置于外壳21、22、23的内侧，并且相对于外壳21、22、23进行相对旋转。输入轴12通过圆筒状的连结部件44而与马达40的马达轴42连结在一起，从而传递有马达40的旋转。

内齿轮16与第2外壳22一体化。外齿轮14与内齿轮16啮合。输入轴12的偏心体12a使外齿轮14摆动。输出凸缘18在外齿轮14的轴向上配置于其输入相反侧的侧部并且与外齿轮14的自转成分同步。轮架20配置于外齿轮14的输入侧的侧部。销部件32、33被输出凸缘18及轮架20支承并贯穿外齿轮14。销部件32、33将输出凸缘18和轮架20连结在一起。第1主轴承24配置于输出凸缘18与第1外壳21之间。第2主轴承26配置于轮架20与第3外壳23之间。车轮50连结于输出凸缘。以下，进行详细说明。

输入轴12作为具有用于使外齿轮14摆动的多个偏心体12a的曲轴而发挥作用。在该例子中，输入轴12具有相位彼此偏离180°的两个偏心体12a。输入轴12的两端部经由一对输入轴轴承34、34分别支承于输出凸缘18及轮架20。

外齿轮14经由偏心轴承30旋转自如地支承于输入轴12。在外齿轮14的从其轴心偏移的位置形成有多个销贯穿孔14j、14h。销部件32、33贯穿于销贯穿孔14j、14h中。形成于外齿轮14的外周的外齿与内齿轮16的内齿啮合并且进行旋转，由此外齿轮14进行摆动。

内齿轮16具有与外齿轮14啮合的内齿，其是根据外齿轮14的摆动旋转而相对于外齿轮14进行相对旋转的部件。本实施方式的内齿具有配置在形成于外壳22的内周部的销槽(未图示)中的外销16a。在本实施方式中，内齿轮16的外销16a的数量(内齿数)比外齿轮14的外齿数多一个。

输出凸缘18及轮架20经由第1主轴承24、第2主轴承26旋转自如地支承于外壳21、22、23。输出凸缘18及轮架20经由输入轴轴承34支承输入轴12。输出凸缘18和轮架20分开配置于外齿轮14的输入相反侧和输入侧并且经由销部件32、33连结在一起。销部件32、33在从外齿轮14的轴心沿径向偏移的位置沿轴向贯穿外齿轮14的销贯穿孔14j、14h。该例子中，销部件32、33为圆筒状部件。

输出凸缘18和外壳21、22、23中的一方作为向车轮输出旋转动力的输出部件而发挥作用，而另一方则作为固定于用于支承车轮驱动装置100的外部部件上的被固定部件而发挥作用。在本实施方式中，输出部件为输出凸缘18，被固定部件为外壳21、22、23。

接着，参考图1及图2，对输出凸缘18和轮架20进行说明。图2是用于说明输出凸缘18和轮架20的图。另外，图2的剖视图本身与图1相同，只是所标注的符号与图1不同。输出凸缘18具有与第1主轴承24的内圈24n嵌合的嵌合部18s及直径大于嵌合部18s的直径的大径部18f。在大径部18f设置沿轴向贯穿的多个销孔部18h、18j。销孔部18h在同一圆周上沿周向隔着规定间隔而设置，销部件32嵌入并支承于其内。销部件32也可以间隙配合于销孔部18h从而被支承为能够旋转。销孔部18j在同一圆周上沿周向隔着规定间隔而设置，销部件33嵌入并支承于其内。销部件33也可以通过压入等而固定于销孔部18j。在图2的例子中，大径部18f的输入相反侧的端部(端面)在轴向上与第1主轴承24对置。大径部18f的输入侧的端部(端面)在轴向上与外齿轮14对置。

轮架20具有与第2主轴承26嵌合的嵌合部20s及直径大于嵌合部20s的直径的大径部20f。在大径部20f设置有沿轴向贯穿的多个销孔部20h、20j。销孔部20h在同一圆周上沿周向隔着规定间隔而设置，销部件32嵌入并支承于其内。销部件32也可以间隙配合于销孔部20h从而被支承为能够旋转。销孔部20j在同一圆周上沿周向隔着规定间隔而设置，销部件33嵌入并支承于其内。大径部20f的输入侧的端部(端面)在轴向上与第2主轴承26对置。大径部20f的输入相反侧的端部(端面)在轴向上与外齿轮14对置。

如图1所示，主轴承24、26配置于输出凸缘18与外壳21之间及轮架20与外壳23之间。在该例子中，主轴承24、26具有：内圈24n、26n；外轮24m、26m；及球状的滚动体。主轴承24、26的外轮24m、26m被外壳21、23支承。主轴承24、26的内圈24n、26n被输出凸缘18及轮架20支承。

销部件32为将外齿轮的自转成分传递给输出凸缘的内销。在该例子中，销部件32沿周向隔着60°间隔配置有六个。在图1中仅示出了一个销部件32。销部件32的输入相反侧被输出凸缘18支承，输入侧则被轮架20支承。销部件32与销贯穿孔14h的一部分抵接。销部件32限制外齿轮14的自转而仅容许其摆动。另外，销部件32的个数并不只限于六个，只要设置有多个即可。

销部件33是并不参与外齿轮14的自转成分的传递而只是连结输出凸缘18和轮架20的轮架销。在该例子中，销部件33沿周向隔着120°间隔配置有三个。在图1中仅示出了一个销部件33。销部件33的输入相反侧被输出凸缘18支承，输入侧则被轮架20支承。在销部件33的外周设置有间隔件33s。间隔件33s为圆筒状的部件，其将输出凸缘18和轮架20维持为规定的间隔。销部件33及间隔件33s以其与销贯穿孔14j之间具有间隙的状态插穿于销贯穿孔14j中。另外，销部件33的个数并不只限于三个，可以是两个，也可以是四个以上。

马达40只要能够对车轮驱动装置100输入旋转驱动力即可，可以采用基于各种原理的马达。在该例子中，马达40为伺服马达。马达40具备马达凸缘40f，该马达凸缘40f具有螺栓孔40h。马达40的马达凸缘40f通过螺栓B5固定于第3外壳23的输入侧端面。

外壳21、22、23分别具有沿轴向贯穿设置的螺栓孔21h、22h、23h。螺栓孔21h、22h、23h沿周向隔着规定间隔设置有多个。如图1所示，螺栓B2贯穿螺栓孔21h、22h后螺合于螺栓孔23h，由此外壳21、22、23一体化。第2外壳22通过螺栓B3固定于第1外壳21。第3外壳23具有向径向外侧突出的外壳凸缘23f。在外壳凸缘23f设置有沿轴向贯穿的凸缘孔23j。外壳凸缘23f与外部部件连结在一起。

接着，对车轮50进行说明。车轮50包括车轮轮毂52及设置于车轮轮毂52的外周的轮胎54。车轮轮毂52具有圆盘状的轮盘部52b及设置于轮盘部52b的外周的空心圆筒状的轮圈部52s。在从轮盘部52b的中心偏移的位置，沿周向设置有多个螺栓孔52h。车轮50通过贯穿螺栓孔52h的螺栓B4而固定于输出凸缘18。轮胎54可以是金属制，也可以是树脂等非金属制。本实施方式的轮胎54为橡胶制。

在本实施方式中，车轮50的轴向中心Mw比第2主轴承26更靠近第1主轴承24。轴向中心Mw位于在轴向上将车轮50二等分的直线上。此时，第1主轴承24所支承的车轮载荷的比例变大，施加于第2主轴承26的车轮载荷的比例相对变小，因此可以采用耐载荷性能较低的轴承作为第2主轴承26。在图1的例中，轮圈部52s具有大致环绕车轮驱动装置100的销部件32、33的轮圈宽度。此时，车轮驱动装置100大致容纳于车轮50内，因此整体的轴向尺寸相应地变小。

接着，参考图3，对本实施方式的特征性结构进行说明。图3是示意地表示车轮驱动装置100的主轴承24、26的配置的图。如图3所示，第1主轴承24的内圈24n的内径(直径)Dn24大于销部件32、33的内接圆直径(直径)J32、J33。另外，内接圆直径(直径)还可以表示为从输出凸缘18的轴心至销部件32或销部件33为止的最短距离的两倍。在该结构中，内径Dn24较大，因此可以采用耐载荷性能较高的大型轴承作为第1主轴承24。其结果，与车轮50连结的一侧的输出凸缘18的耐载荷性能得到提高，因此车轮驱动装置100的耐久性得到提高。由于耐载荷性能得到提高，因此车轮驱动装置100可装载载荷变大，与此相应地还能够实现装置的小型化。

如图3所示，第1主轴承24的内圈24n的内径Dn24小于销部件32、33的外接圆直径G32、G33。

在本实施方式中，销部件32为将外齿轮14的自转成分传递给输出凸缘18的内销。此时，由于第1主轴承24的内径Dn24大于内销的内接圆直径，因此在其附近区域能够加大输出凸缘18的与内圈24n嵌合的嵌合部18s的直径，从而能够提高嵌合部18s的耐载荷性能。

在本实施方式中，销部件33是并不参与外齿轮14的自转成分的传递而只是连结输出凸缘18和轮架20的轮架销。此时，第1主轴承24的内圈24n的内径Dn24大于轮架销的内接圆直径，因此在其附近区域能够加大输出凸缘18的与内圈24n嵌合的嵌合部18s的直径，从而能够提高嵌合部18s的耐载荷性能。

在本实施方式中，第2主轴承26的内圈26n的内径(直径)Dn26小于销部件32、33的内接圆直径J32、J33。此时，由于内径Dn26较小，因此可以采用轻型的小型轴承作为第2主轴承26。

在本实施方式中，第1主轴承24的内圈24n在轴向上与销部件32、33对置，从而限制销部件32、33沿轴向移动。此时，由于能够通过内圈24n限制销部件32、33的移动，因此还可以选择不设置用于限制移动的其他部件的结构。另外，第1主轴承24的内圈24n和销部件32、33也可以在彼此之间隔着间隔件等而在轴向上对置。

接着，对上述的车轮驱动装置100的动作进行说明。若旋转从马达40传递至输入轴12，则输入轴12的偏心体12a以通过输入轴12的旋转中心线为中心进行旋转，从而使外齿轮14摆动。若外齿轮14摆动，则外齿轮14与内齿轮16的啮合位置依次错开。其结果，输入轴12每旋转一周，外齿轮14及内齿轮16中的一个的自转与相当于外齿轮14与内齿轮16的齿数差的量。在本实施方式中，外齿轮14进行自转，而该自转成分经由销部件32传递至输出凸缘18，并从输出凸缘18输出减速后旋转。通过使输出凸缘18进行旋转，与输出凸缘18连结在一起的车轮50进行旋转。以上是对第1实施方式的说明。

[第2实施方式]

以下，参考图4及图5，对本发明的第2实施方式所涉及的车轮驱动装置200的结构进行说明。图4是概略地表示本实施方式的车轮驱动装置200的侧视剖视图。图5是用于说明输出凸缘18和轮架20的图。另外，图5的剖视图本身与图4相同，指示所标注的符号与图4不同。

第2实施方式与第1实施方式的不同点在于，第1主轴承24的内圈24n的内径Dn24与销部件32、33的内接圆直径之间的关系不同，第2主轴承26的内圈26n的内径Dn26相对较大，其他结构则与第1实施方式相同。在此，省略重复说明，重点说明不同点。在该例子中，内径Dn26与第1主轴承24的内圈24n的内径Dn24大致相等。第2主轴承26可以是与第1主轴承24相同的轴承。

接着，参考图6，对本实施方式的特征性结构进行说明。图6是示意地表示车轮驱动装置200的主轴承24、26的配置的图。

如图6所示，在本实施方式中，第1主轴承24的内圈24n的内径Dn24小于销部件32(内销)的内接圆直径J32且大于销部件33(轮架销)的内接圆直径J33。此时，由于内径Dn24大于轮架销的内接圆直径，因此在其附近区域能够加大输出凸缘18的嵌合部18s的直径，从而能够提高嵌合部18s的耐载荷性能。

在本实施方式中，第2主轴承26的内圈26n的内径Dn26小于销部件32的内接圆直径J32。此时，由于内径Dn26较小，因此可以采用轻型的小型轴承作为第2主轴承26。

在本实施方式中，第1主轴承24的内圈24n在轴向上与销部件32、33对置，从而限制销部件32、33沿轴向移动。此时，由于能够通过内圈24n限制销部件32、33的移动，因此还可以选择不设置用于限制移动的其他部件的结构。

第2实施方式与第1实施方式同样地动作，并且发挥与第1实施方式同样的作用效果。以上是对第2实施方式的说明。

以上，对本发明的实施方式的例子进行了详细说明。上述实施方式都只是本发明的具体实施例。实施方式的内容并不用于限定本发明的技术范围，在不脱离技术方案中规定的发明思想的范围内，可以进行构成要件的变更、追加、删除等多种设计变更。在上述实施方式中，关于这种能够进行设计变更的内容，附加“实施方式的”、“在实施方式中”等表述来进行了说明，但并意味着没有这种表述的内容就不允许设计变更。并且，对附图的截面标注的阴影线并不用于限定标注了阴影线的对象的材质。

以下，对变形例进行说明。在变形例的附图及说明中，对与实施方式相同或同等的构成要件及部件标注相同的符号。适当省略与实施方式重复的说明，重点说明与实施方式不同的结构。

[变形例]

在实施方式的说明中，示出了设置内销和轮架销作为销部件的例子，但轮架销的设置并非必须，也可以不设置轮架销。

在实施方式的说明中，示出了销部件33(轮架销)与输出凸缘18及轮架20分体形成并与输出凸缘18及轮架20连结在一起的例子，但轮架销也可以与输出凸缘或轮架形成为一体。

在实施方式的说明中，示出了销部件32(内销)被支承为相对于输出凸缘18及轮架20能够旋转的例子，但本发明并不只限于此。例如，内销也可以固定于输出凸缘18或轮架20中的至少一个上，也可以与输出凸缘或轮架形成为一体。此时，在内销的外周可以设置可旋转的套管。

在实施方式的说明中，示出了外壳由三个部件(外壳21、22、23)构成的例子，但外壳也可以由两个以下或四个以上的部件构成。

在实施方式的说明中，示出了用于连结于外部部件的外壳凸缘23f设置于第3外壳23的例子，但外壳凸缘也可以设置于第1外壳21或第2外壳22等与第3外壳23不同的部件上。

在实施方式的说明中，示出了车轮驱动装置100的减速机构为中心曲柄式的偏心摆动型减速机的例子，但本发明并不只限于此。车轮驱动装置的减速机构只要具有输出凸缘、销部件及主轴承且能够将输入旋转进行减速即可，例如可以采用从中心轴线偏移的位置上设置有曲轴的所谓的分配式的偏心摆动型减速机、简单行星齿轮式减速机等。另外，在采用分配式的偏心摆动型减速机或简单行星齿轮式减速机的情况下，可以不设置内销而仅设置轮架销。

在实施方式的说明中，示出了各轴承的滚动体为球体的例子，但作为各轴承，可以使用公知的具有各种形状的滚动体的轴承。

上述各变形例发挥与实施方式同样的作用效果。

上述实施方式的构成要件与变形例的任意组合也作为本发明的实施方式而有效。通过组合而产生的新的实施方式具有所组合的实施方式及变形例各自的效果。

Claims (6)

1.一种车轮驱动装置，其具备与外壳一体化的内齿轮、外齿轮、使所述外齿轮摆动的偏心体、配置于所述外齿轮的轴向上的侧部的输出凸缘、被所述输出凸缘支承并贯穿所述外齿轮的销部件及配置于所述输出凸缘与所述外壳之间的第1主轴承，其中，车轮连结于所述输出凸缘，所述车轮驱动装置的特征在于，

所述第1主轴承的内圈的内径大于所述销部件的内接圆直径。

2.根据权利要求1所述的车轮驱动装置，其特征在于，

所述销部件为将所述外齿轮的自转成分传递给所述输出凸缘的内销。

3.根据权利要求1或2所述的车轮驱动装置，其特征在于，

还具有轮架，所述轮架在所述外齿轮的轴向上配置于与所述输出凸缘相反的一侧，所述销部件是并不参与所述外齿轮的自转成分的传递而只是连结所述输出凸缘与所述轮架的轮架销。

4.根据权利要求1至3中任一项所述的车轮驱动装置，其特征在于，

还具有：轮架，在所述外齿轮的轴向上配置于与所述输出凸缘相反的一侧；及第2主轴承，配置于所述外壳与所述轮架之间，

所述第2主轴承的内圈的内径小于所述销部件的内接圆直径。

5.根据权利要求1至4中任一项所述的车轮驱动装置，其特征在于，

所述第1主轴承的内圈在轴向上与所述销部件对置，从而限制所述销部件沿轴向移动。

6.根据权利要求1至5中任一项所述的车轮驱动装置，其特征在于，

还具有：轮架，在所述外齿轮的轴向上配置于与所述输出凸缘相反的一侧；及第2主轴承，配置于所述轮架与所述外壳之间，

所述车轮的轴向中心比所述第2主轴承更靠近所述第1主轴承。

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