JP7263062B2 - 車輪モジュール - Google Patents

Description

本発明は、車輪モジュールに関する。

従来、タイヤが取付けられたホイール部と、モータを有する駆動部とを備えた車輪モジュールが知られている。かかる車輪モジュールにおけるホイール部および駆動部は、それぞれ金属材料を含む複数の部材の組合せによって構成されている（たとえば、特許文献１を参照）。

また、かかる車輪モジュールにおいては、軽量化を図るために、少なくとも金属材料の一部には、防錆、耐蝕性の観点からアルマイト処理が施されたアルミニウムが用いられている。

特開２０１４－０７６７７５号公報

しかしながら、アルマイト処理により形成されるアルミニウム表面の被膜は絶縁層となるため、かかるアルマイト処理された部材同士を組み付けても部材同士が互いに導通することはなく、組み合わされた部品同士が常時同電位とはなりえない。

したがって、たとえば、ホイール部が備える絶縁体であるゴム製のタイヤが路面に接地して回転すると、タイヤと路面とが互いに擦れあい、摩擦による静電気が発生してタイヤに帯電する。そして、帯電が進むと、突然、静電放電が起こってしまい、駆動部に設けられた放電箇所近傍の電子部品などを破壊するおそれがある。

本発明は、上記に鑑みてなされたものであって、静電気の帯電が進んで生じる静電放電によって電子部品などが破壊されることを未然に防止することができる車輪モジュールを提供することを目的とする。

上述した課題を解決し、目的を達成するために、本発明の一態様に係る車輪モジュールは、タイヤが取付けられたホイール部と、前記ホイール部に少なくとも一部が内蔵された駆動部と、前記駆動部と電気的に接続された接地部材と、を備える。前記ホイール部および前記駆動部は、第１の金属部材と第２の金属部材とを含む複数の部材の組合せによってそれぞれ構成されている。前記第１の金属部材は、前記第２の金属部材と導通する導電部を備え、前記第２の金属部材は、絶縁層と、導電性を有する露出部とを備える金属基材を備える。前記第１の金属部材と前記第２の金属部材とが、前記露出部と導通する。そして、前記第１の金属部材と前記第２の金属部材とが、前記導電部の一部が、前記露出部と導通した状態で組み付けられる。

本発明の一態様によれば、静電気の帯電を要因とした静電放電によって放電箇所近傍の電子部品などが破壊されることを未然に防止することができる。

図１は、実施形態に係る車輪モジュールを備えた台車を示す斜視図である。 図２Ａは、第１の金属部材と、表面に絶縁層が形成された第２の金属部材とを組み合わせた際に導通を有する接触状態を実現するための一例を示す説明図である。 図２Ｂは、第１の金属部材と、表面に絶縁層が形成された第２の金属部材とを組み合わせた際に導通を有する接触状態を実現するための他の例を示す説明図である。 図３Ａは、実施形態に係る車輪モジュールの外観を示す第１の斜視図である。 図３Ｂは、実施形態に係る車輪モジュールの外観を示す第２の斜視図である。 図４は、実施形態に係る車輪モジュールの構成を示す分解斜視図である。 図５は、実施形態に係る車輪モジュールの駆動部の構成を示す分解斜視図である。 図６は、実施形態に係る車輪モジュールの駆動部における電動部の構成を示す分解斜視図である。 図７は、実施形態に係る車輪モジュールのモータケースとモータケースに収納されるステータコアとを示す斜視図である。 図８Ａは、実施形態に係る車輪モジュールの一部を断面した正面図である。 図８Ｂは、図８ＡにおけるＡ部の拡大図である。

以下、図面を参照して、実施形態に係る車輪モジュールについて説明する。なお、以下の説明で参照する各図面において、各要素の寸法の関係や比率等は実物と異なる場合がある。また、図面の相互間においても、互いの寸法の関係や比率が異なる部分が含まれている場合がある。また、各図面において、同一の役割を果たす構成要素には同一の符号が付されている。

図１は、実施形態に係る車輪モジュール２００を備えた台車１００の外観を示す斜視図である。図１に示すように、車輪モジュール２００は、台車１００の移動機構として用いられる。すなわち、図示するように、台車１００は、荷台１１０と、取っ手１２０と、実施形態に係る車輪モジュール２００とを有する。

荷台１１０は、厚板状に形成された部材であり、上面に荷物が載せられる。取っ手１２０は、利用者が台車１００を移動する際に把持するためのＵ字状に湾曲した棒状の部材であり、荷台１１０の上面に取り付けられている。

車輪モジュール２００は、図示しない電源から供給される駆動電流によって回転する車輪であり、荷台１１０の下面に取り付けられる。なお、実施形態に係る車輪モジュール２００は、台車１００に中輪として備えられている。しかし、車輪モジュール２００は、台車１００に前輪として備えられてもよいし、後輪として備えられてもよい。あるいは、前輪・中輪・後輪のいずれか２以上の組み合わせとして備えられてもよい。

かかる車輪モジュール２００は、たとえば、利用者が台車１００の荷台１１０に荷物を載せて運搬する際の補助用に駆動されたり、台車１００が他の台車に追従して自走する機能を有する場合には、他の台車との間の距離に応じて駆動されたりする。

実施形態に係る車輪モジュール２００の各部品は、絶縁部材と金属部材との組み合わせあるいは金属部材同士の組合せによって構成されている。ここで、第１の金属部材１と第２の金属部材２とからなる金属部材同士が組み合わされた状態の概略構成について、図２Ａおよび図２Ｂを参照して説明する。

図２Ａは、第１の金属部材１と、表面に絶縁層２ｂが形成された第２の金属部材２とを組み合わせた際に導通を有する接触状態を実現するための一例を示す説明図、図２Ｂは、第１の金属部材と、表面に絶縁層が形成された第２の金属部材とを組み合わせた際に導通を有する接触状態を実現するための他の例を示す説明図である。

実施形態に係る車輪モジュール２００の各部品は、第１の金属部材１と第２の金属部材２との組み合わせにより構成されている。たとえば、本実施形態に係る車輪モジュール２００は、後述するホイール部２１０と、駆動部２２０とを備えている（図３Ａ及び図３Ｂ参照）。

かかるホイール部２１０および駆動部２２０は、軽量化を図るために、金属部品の大部分をアルミ合金によるアルミニウム製品としている。そして、外表面が外気と接触する部分のアルミニウムには、表面を保護するためにアルマイト処理を施して表面に被膜（絶縁層）を形成するようにしている。

アルマイト処理により形成された皮膜は、絶縁層２ｂとなっているため、アルミニウム製品のままである第１の金属部材１と、アルマイト処理されたアルミニウム製品である第２の金属部材２とを接触させて組み合わせても互いに導通することがない。また、アルマイト処理されたアルミニウム製品である第２の金属部材２同士を接触させて組み合わせても、同じように互いに導通することはない。他方、アルマイト処理を施していないアルミニウム製品である第１の金属部材１同士の組合せであれば、互いが接触することで導通し、両者は常時同電位となる。

そこで、本実施形態では、第１の金属部材１と第２の金属部材２とを、絶縁層２ｂを避けて形成された露出部４において互いに接触した状態で組み付けられるようにしている。すなわち、第１の金属部材１と、アルマイト処理されて絶縁層２ｂが形成されて電荷が蓄積し帯電するおそれのある第２の金属部材２とを、絶縁層２ｂを剥離して形成した露出部４において互いが接触する状態で組み付けるようにしている。

本実施形態における車輪モジュール２００は、アルミニウムからなる第１の金属部材１と、表面に絶縁層２ｂとなる被膜（絶縁層）が形成されたアルミニウムからなる第２の金属部材２とを含む複数の部材の組合せによってそれぞれ構成される。

ここでは、第１の金属部材１も、第２の金属部材２の金属基材２ａも、それぞれアルミ合金としているが、材料となる金属の種類は特に限定されるものではない。また、絶縁層２ｂについても絶縁性を有する被膜であれば、アルマイト処理によるものに限るものではなく、塗料などを含めて何ら限定されるものではない。

ここで、実施形態に係る車輪モジュール２００におけるアルミニウム製品である第１の金属部材１と、アルマイト処理されたアルミニウム製品である第２の金属部材２との組付構造の概略について説明する。

図２Ａおよび図２Ｂに示すように、第１の金属部材１と第２の金属部材２とは、絶縁層２ｂを避けて形成された露出部４において互いに接触した状態で組み付けられる。すなわち、露出部４は、絶縁層２ｂの一部を避けて形成した露出領域であり、換言すれば、絶縁層２ｂの一部を剥離した剥離領域ともなる。第１の金属部材１は、かかる露出領域を介して第２の金属部材２の金属基材２ａと接触する。図２Ａおよび図２Ｂにおいて、符号５は、第１の金属部材１と第２の金属部材２の金属基材２ａとの接触部を示す。

図２Ａにおいては、露出部４は、ネジ穴３の一部を形成しており、第１の金属部材１と第２の金属部材２とは、導電性を有するネジ部材６を介して接触部５において接触し、互いに導通している。なお、この場合の接触部５は、ネジ部材６の雄ネジ部とネジ穴３に形成された雌ネジ部との噛合部分である。

図２Ｂにおいては、絶縁層２ｂの一部を露出した露出領域である露出部４を介して第１の金属部材１と第２の金属部材２の金属基材２ａとが接触部５において接触し、互いに導通している。ここで、絶縁層２ｂは、数μ～数十μの被膜により形成されており、第１の金属部材１と第２の金属部材２とを所定の力で圧着すれば、両者は露出部４を介して接触する。なお、この場合の接触部５は第１の金属部材１と第２の金属部材２の金属基材２ａとが直接接触している部分である。

また、第１の金属部材１と第２の金属部材２とが、たとえば端面同士を突き合わせて組み立てるような場合、第２の金属部材２の端面については、後加工により、あるいはアルマイト処理時においてマスキングを施すなどして、金属基材２ａが露出した（剥き出し状態）になる部分を形成するとよい。

さらに、上述した構成の他、たとえば、第１の金属部材１と第２の金属部材２の金属基材２ａのいずれか一方に凸部を形成し、この凸部と嵌合可能な凹部を第１の金属部材１と第２の金属部材２の金属基材２ａのいずれか他方に形成する構成としてもよい。かかる構成により、凸部と凹部とを、露出部４を介して嵌合することで第１の金属部材１と第２の金属部材２の金属基材２ａとを接触させることができる。

このように、第１の金属部材１と、表面に絶縁層２ｂが形成された第２の金属部材２とを組み合わせたとしても、露出部を介して両者を導通させることができるため、たとえば、第２の金属部材２の絶縁層２ｂが帯電しても、第１の金属部材１と導通しているため第１の金属部材１と、表面に絶縁層２ｂが形成された第２の金属部材２は同電位となる。したがって、たとえばホイール部２１０が路面に接地し、回転することによって帯電しても、速やかに第１の金属部材１と、表面に絶縁層２ｂが形成された第２の金属部材２の接続箇所を経由して、車輪モジュール２００に設けられる接地部材（接地線）となる接地用リード線７（図３Ｂ参照）に接続される。接地用リード線７は、駆動部２２０と電気的に接続され、アースをとっているため静電気が通過することで、静電放電が生じることがなく、たとえば駆動部２２０に設けられた電子部品などを破壊するおそれを未然に防止することができる。また、実施形態に係る車輪モジュール２００を、台車等の搬送装置に用いた場合であれば、電気的に壊れやすい輸送品などを破壊するおそれについても未然に防止することができる。

ここで、本実施形態に係る車輪モジュール２００について、図３Ａ～図８Ｂを用いてより具体的に説明する。図３Ａは、実施形態に係る車輪モジュール２００の外観を示す第１の斜視図、図３Ｂは、同上の第２の斜視図である。また、図４は、同上の車輪モジュール２００の構成を示す分解斜視図、図５は、同上の車輪モジュール２００の駆動部の構成を示す分解斜視図、図６は、同上の車輪モジュール２００の駆動部における電動部の構成を示す分解斜視図である。また、図７は、同上の車輪モジュール２００のモータケースとモータケースに収納されるステータコアとを示す斜視図、図８Ａは、同上の車輪モジュール２００の一部を断面した正面図、図８Ｂは、図８ＡにおけるＡ部の拡大図である。

図３Ａ、図３Ｂおよび図４に示すように、車輪モジュール２００は、タイヤ２１１と、ホイール部２１０と、駆動部２２０と、ブレーキ部２３０とを有する。

ホイール部２１０は、タイヤ２１１を装着するホイール２１５と、ホイール２１５の内側に配置されるフレーム部を構成するフロントフレーム２１２およびリアフレーム２１３とを有する。

駆動部２２０は、図示しない電源から供給される駆動電流によって駆動され、回転軸を中心に回転し、ホイール部２１０を回転する。ブレーキ部２３０は、図示していない制御機構や利用者等による制御に応じて、ホイール部２１０の回転を停止する。

ホイール部２１０に設けられるタイヤ２１１は、弾力性を有し、絶縁物であるゴム等の合成樹脂または電気抵抗の高い材料により、所定幅の接地面を有するとともに、直径がたとえば１００～３００ｍｍの円環状に形成されている。当該タイヤ２１１が回転して路面との間での摩擦によって、タイヤ２１１に電荷がたまることになる。電荷がたまっていくと、たとえばタイヤ２１１に導電体である金属を近づけたり、接触させたりしたときに、電位差があれば、たまった電荷は導電体に向かって静電放電が起きる現象が生じる場合がある。なお、一定の導電性を有するタイヤを選択したとしても、本件構成を用いることで、タイヤの導電性に限らず静電放電の可能性をより低減することができるため、部材選定の自由度を向上させることができる。

ホイール２１５は、タイヤ２１１を係止可能なフランジ部が外周面に形成された円環状の部材であり、収納したフレーム部の端部が露呈する円孔部を囲むように、フレーム部をねじ止めするための複数のネジ穴３が形成されている。

かかるホイール２１５は、前述した第２の金属部材２により形成されている。すなわち、ホイール２１５は、アルマイト処理されたアルミニウム製品である。しかし、アルマイト処理後に、導電体であるアルミニウム部分が剥き出しになる露出部４を形成することにより、ネジ２１６ａと接触する接触部５が設けられる。

フレーム部は、図４に示すように、フロントフレーム２１２とリアフレーム２１３とが軸方向に突き合わされて構成される。フロントフレーム２１２は、一側面が開放面となる略円筒状であり、開放面と反対側をなす一側面がネジ２１６ａによりホイール２１５と締結され、開放面となる他側面はリアフレーム２１３とネジ２１６ｂにより締結される。リアフレーム２１３は、フロントフレーム２１２よりも扁平に形成された円環状の部材であり、フランジ部には、フロントフレーム２１２と締結するためのネジ２１６ｂを挿通するネジ穴３が周方向に所定の間隔をあけて形成されている。

ここで、かかるフレーム部を構成するフロントフレーム２１２とリアフレーム２１３とは、ホイール２１５と同じように、それぞれ前述した第２の金属部材２により形成されている。すなわち、アルマイト処理されたアルミニウム製品である。しかし、アルマイト処理後に、ネジ穴３をさらに後加工することにより、導電体であるアルミニウム部分が剥き出しになる露出部４が形成され、ネジ２１６ａ，２１６ｂとの接触部５が設けられる。

このように、ホイール部２１０を構成するホイール２１５、フロントフレーム２１２およびリアフレーム２１３は、それぞれアルマイト処理されたアルミニウム製品（第２の金属部材２）により形成されている。しかし、アルマイト処理された後に、導電部である露出部４を有するネジ穴３が形成されているため、アルマイト処理により形成された絶縁層２ｂには、導体であるアルミニウム部分（金属基材２ａ）が剥き出しになる露出部４が形成されることになる。したがって、導体であるネジ２１６ａ，２１６ｂがネジ穴３に挿通してホイール２１５、フロントフレーム２１２およびリアフレーム２１３が一体に組み付けられると、それぞれはネジ２１６ａ，２１６ｂを介して導通することになる。そのため、ホイール部２１０が路面に接地し回転して帯電した電荷は、ホイール２１５からフロントフレーム２１２に向かって流れ、ホイール部２１０とフロントフレーム２１２とは互いに導通されて、同電位となる。

駆動部２２０は、一部がホイール部２１０の内部に配置されており、図３Ｂに示すように、給電線２２３を介して供給される電源（図示せず）からの駆動電流によって駆動されて、回転軸を中心にホイール部２１０およびタイヤ２１１を回転させる。

具体的には、駆動部２２０は、図４および図５に示すように、モータ部２５０と伝動部２６０とを備える。モータ部２５０は、図６に示すように、モータケース２２１と、このモータケース２２１に内蔵されるステータ２２５と、ロータ２２６と、回転シャフト２２７と、ギヤベースプレート２２９とを備える。伝動部２６０は、実質的に遊星歯車機構により構成されており、図５に示すように、遊星歯車２６１ａ、２６１ｂ、２６１ｃと、これら遊星歯車２６１ａ、２６１ｂ、２６１ｃを保持するギヤプレート２６３とを備える。

ステータ２２５とロータ２２６とはインナーロータ型のモータを構成しており、給電線２２３（図３Ｂ参照）を介して供給される駆動電流によって、回転シャフト２２７を中心にロータ２２６が回転する。ロータ２２６の回転によって発生した回転力は、遊星歯車２６１ａ、２６１ｂ、２６１ｃを有する伝動部２６０を介してホイール部２１０に伝達される。

図６および図７に示すように、ステータ２２５は、中空の円筒状に形成されたステータコア２２５ａの内周面に複数の突極が周方向に並べて配置された構成を有しており、各突極にコイル２２５ｂが巻回されている。コイル２２５ｂには、図示しない電源からの駆動電流を供給する給電線２２３（図３Ｂ参照）が接続される。また、ステータコア２２５ａとコイル２２５ｂとの間には絶縁体となるインシュレータ２２５ｃが配置されている。

一方、ロータ２２６は、図６に示すように、ステータ２２５の内側に配置されており、ステータ２２５に対して回転シャフト２２７を中心に回転することで、ホイール部２１０を回転させる。具体的には、ロータ２２６は、円柱状に形成された環状のロータコア２２６ａの内周面に沿って複数の磁石２２６ｂが周方向に並べて配置された構成を有しており、各磁石２２６ｂが、ステータ２２５の各コイル２２５ｂと対向するように配置されている。これにより、ロータ２２６は、ステータ２２５のコイル２２５ｂに駆動電流が流れた際にコイルに２２５ｂに発生する電磁力によって、回転シャフト２２７を中心に回転する。

また、ロータ２２６の中心を貫通した状態でロータ２２６に固定される回転シャフト２２７は、ロータコア２２６ａを挟んで設けられた２つのボールベアリング２２８ａを介して、モータケース２２１に回転自在に支持されている。また、ロータ２２６とギヤベースプレート２２９との間には、複数のワッシャ２２８ｂを重ねた状態で介在させている。

ところで、ステータ２２５を内蔵するモータケース２２１は、ステータ２２５を内蔵する大径円筒部２２１ａと、後述するブレーキ部２３０を収容する小径円筒部２２１ｂとを有する。そして、大径円筒部２２１ａがフロントフレーム２１２とリアフレーム２１３とで構成されるフレーム部に収納され、小径円筒部２２１ｂがリアフレーム２１３から外部へ突出している。なお、モータケース２２１とリアフレーム２１３とは、図５に示すようにボールベアリング２１４ｂを介して取付けられる。なお、モータケース２２１とボールベアリング２１４ｂとの間には、Ｏリング２２４ｂが介在する。

また、図３Ｂに示すように、モータケース２２１の小径円筒部２２１ｂには、接地部材である接地用リード線７が取付けられている。接地用リード線７は、駆動部２２０と電気的に接続され、アースをとっている。モータケース２２１は、上述のホイール２１５、フロントフレーム２１２およびリアフレーム２１３と同じように、アルマイト処理されたアルミニウム製品（第２の金属部材２）であり、表面には絶縁層２ｂが形成されている。そのため、小径円筒部２２１ｂに、金属基材２ａであるアルミニウム部分を露出させる露出部４を形成し、かかる露出部４において、接地用リード線７の基端を取付けている。そして、接地用リード線７の先端が、図１に示す台車１００の荷台１１０の裏面に接触するようにしている。

また、モータケース２２１には、図６に示すように、伝動部２６０の遊星歯車２６１ａ，２６１ｂ，２６１ｃを回転自在に支持するギヤベースプレート２２９がワッシャ付きボルト２１６ｄにより取付けられている。

さらに、本実施形態においては、ステータ２２５とモータケース２２１の大径円筒部２２１ａとの間には、図示しない温度センサを配置している。すなわち、本実施形態に係るモータケース２２１は、温度センサのような電子部品を収納可能に構成されている。モータケース２２１に収納された温度センサは、信号線２２２（図３Ｂ参照）を介して外部と通信可能になっている。なお、信号線２２２は、給電線２２３とともに、モータケース２２１の小径円筒部２２１ｂに形成された引出口２２１ｃから外部へ延出している。

モータケース２２１は、前述したようにアルマイト処理されたアルミニウム製品（第２の金属部材２）である。しかし、図７、図８Ａおよび図８Ｂに示すように、ステータコア２２５ａを固定するための止めネジ８を挿通するネジ穴３ａを後加工することにより、導電体であるアルミニウム部分が剥き出しになる露出部４が形成され、止めネジ８と接触する接触部５が形成される。したがって、導電性を有する止めネジ８がネジ穴３ａに挿通されてステータコア２２５ａをモータケース２２１に固定すると、ステータコア２２５ａとモータケース２２１とは、露出部４が形成されたネジ穴３ａおよび止めネジ８を介して互いに導通する。ここでは、止めネジ８の雄ネジ部とネジ穴３ａに形成された雌ネジ部との噛合部分が接触部５となる。

また、図８Ｂに示すように、モータケース２２１の大径円筒部２２１ａとギヤベースプレート２２９とが接触する箇所でも金属基材２ａが露出しており、かかる露出部分が接触部５となって両者は互いに導通している。

また、図示はしていないが、フロントフレーム２１２とリアフレーム２１３とが接触する面においても、それぞれで金属基材２ａが露出しており、かかる露出部分で両者は互いに導通している。

こうして、たとえアルマイト処理されて表面に絶縁層２ｂ（図２Ａ参照）が形成されたモータケース２２１は、ステータコア２２５ａ側の絶縁物であるインシュレータの帯電が生じることがなくなり、モータケース２２１内に収納された温度センサなどの電子部品に悪影響を与えることがない。

伝動部２６０を構成する遊星歯車機構は、図５に示すように、３つの遊星歯車２６１ａ，２６１ｂ，２６１ｃと、かかる３つの遊星歯車２６１ａ，２６１ｂ，２６１ｃを囲むように配置されたギヤプレート２６３とを備える。

遊星歯車２６１ａ、２６１ｂ、２６１ｃは、ギヤベースプレート２２９に設けた歯車用軸受２６２ａ，２６２ｂ，２６２ｃに取付けられており、それぞれが回転シャフト２２７の先端側に設けた太陽歯車２２７ａと噛み合っている。また、ギヤプレート２６３は、フロントフレーム２１２に固定されるとともに、内周面には、図示しない内歯車が形成されている。そして、この内歯車に遊星歯車２６１ａ，２６１ｂ，２６１ｃは、それぞれ噛合している。なお、ギヤプレート２６３とフロントフレーム２１２とは、図５に示すように、ボールベアリング２１４ａを介して取付けられる。なお、ギヤプレート２６３とボールベアリング２１４ａとの間にはＯリング２２４ａが介在する。

かかる構成により、ロータ２２６の回転に応じて回転シャフト２２７が回転すると、回転シャフト２２７に形成されている太陽歯車２２７ａと噛合している３つの遊星歯車２６１ａ，２６１ｂ，２６１ｃがそれぞれ回転する。そして、内歯車が形成されたギヤプレート２６３は、図５に示すように、モータケース２２１に取付けられたギヤベースプレート２２９にワッシャ付きボルト２１６ｃにより固定されている。したがって、３つの遊星歯車２６１ａ，２６１ｂ，２６１ｃが回転することで内歯車が形成されたギヤプレート２６３が回転し、ギヤプレート２６３の回転とともに、ホイール部２１０が回転する。つまり、ロータ２２６の回転によって発生した回転力が、伝動部２６０によって回転速度が減速されながらホイール部２１０に伝達されることになる。

モータケース２２１の小径円筒部２２１ｂに収納され、ホイール部２１０の回転を停止するブレーキ部２３０は、図４に示すように、円筒ケーシング２３３内に、図示しないブレーキシューなどを有するブレーキ機構を内蔵している。そして、ブレーキ部２３０を収納したモータケース２２１の小径円筒部２２１ｂの端部の開口部には、エンドキャップ２４０が取付けられる（図３Ｂ参照）。

かかるブレーキ部２３０は、図示しない制御機構と接続された信号線２３１（図３Ａ参照）を介して車輪モジュール２００の回転を停止することができる。なお、信号線２３１は、エンドキャップ２４０に設けた取出口２４１から外部へ延出している。また、ブレーキ機構を作動させるための電力は、図示しない電源に接続された給電線２３２（図３Ａ参照）より給電される。ブレーキ機構のブレーキシューは、回転シャフト２２７の端部側に作用してホイール部２１０の回転を停止する。

上述してきた駆動部２２０およびブレーキ部２３０は、複数の金属部材の組合せにより構成されている。その多くは、導体同士の組合せとなっているが、上述したように、絶縁層２ｂが形成されたアルマイト処理されたアルミニウム製品と、導体とが組み合わされる場合がある。

その場合、本実施形態においては、アルマイト処理されたアルミニウム製品に後加工して、金属基材２ａが露出する露出部４を形成し、かかる露出部４を介して、他の導体となる部材と接触するように組み合わせている。したがって、組み合わされた金属部材同士は導通することになる。

また、本実施形態に係る車輪モジュール２００は、モータケース２２１とフレーム部とは、金属製のボールベアリング２１４ａ，２１４ｂを介して接続されている。すなわち、図８Ａに示すように、モータケース２２１の大径円筒部２２１ａ側とフロントフレーム２１２との間にボールベアリング２１４ａが介在するとともに、モータケース２２１の小径円筒部２２１ｂ側とリアフレーム２１３との間にボールベアリング２１４ｂが介在している。

したがって、本実施形態に係る車輪モジュール２００は、タイヤ２１１を装着するホイール部２１０から接地用リード線７に至るまで導通することになる。

ところで、車輪モジュール２００は、図８Ａに示す支持部材９を介して台車１００における荷台１１０の裏面に取り付けられている（図１参照）。図８Ａに示すように、支持部材９は、支持台９１と、ブラケット９２とを有する。

支持台９１は、断面視Ｌ字状に形成された厚板の部材であり、上側面が台車１００の荷台１１０の裏面に取り付けられる。また、支持台９１の屈曲部の内側面にブラケット９２が連結されている。ブラケット９２も厚板の部材で形成されており、上側端部が、支持台９１の屈曲部の内側面に固定され、下側端部が駆動部２２０の回転シャフト２２７と略直交するように配置されている。なお、支持部材９の形状及び構成は、図示したものに限られず、適宜設計可能である。

上述してきた車輪モジュール２００は、ホイール部２１０および駆動部２２０のいずれについても第１の金属部材１と金属基材２ａの表面に絶縁層２ｂが形成された第２の金属部材２とを含む複数の部材の組合せによって構成されたものとした。そして、ホイール部２１０および駆動部２２０のいずれについても第１の金属部材１と第２の金属部材２とが、絶縁層２ｂに形成された露出部４において互いに接触した状態で組み付けられる構成とした。

しかし、ホイール部２１０および駆動部２２０のうち、少なくとも駆動部２２０における第１の金属部材１と第２の金属部材２とを、絶縁層２ｂに形成された露出部４において互いに接触した状態で組み付けられた構成としてもよい。

かかる構成とすれば、コストの上昇を抑えることができ、対費用効果の面において有益である。

また、上述してきた車輪モジュール２００において、駆動部２２０はＰＷＭ制御をしているため、駆動部２２０がノイズの発生源となる可能性がある。特に、グランドとアルミニウム製のフロントフレーム２１２やリアフレーム２１３やモータケース２２１などから構成される筐体との間で電位差が異なると、アルミニウム製の筐体をノイズが伝導する場合、電位差が異なる不連続点または面でノイズの反射を生じ、電位差が異なる不連続点または面から車輪モジュール２００の外部へノイズを放射し、周辺機器に対して悪影響を及ぼす可能性がある。しかし、本件構成とすることによって、アルミニウム製の筐体で覆い、さらに、筐体をグランド接続することによって、筐体からグランドまでを同電位にすることによって、外部へのノイズ放出を抑制することが可能となる。

上述してきた実施形態から、以下の車輪モジュール２００が実現される。

（１）タイヤ２１１が取付けられたホイール部２１０と、ホイール部２１０に少なくとも一部が内蔵された駆動部２２０と、駆動部２２０と電気的に接続された接地用リード線７と、を備え、ホイール部２１０および駆動部２２０は、第１の金属部材１と、金属基材２ａの表面にアルマイト処理により絶縁層２ｂが形成された第２の金属部材２とを含む複数の部材の組合せによってそれぞれ構成されており、それぞれ非導通となり得る第１の金属部材１と第２の金属部材２とが、絶縁層２ｂを避けて形成された導電部である露出部４において互いに接触した状態で組み付けられる車輪モジュール２００。

かかる構成によれば、接触する第１の金属部材１と第２の金属部材２とのいずれにおいても静電気による帯電が進むことがない。そのため、帯電が進んで生じる静電放電によってたとえば、放電箇所近傍に配置された電子部品などが破壊されることを未然に防止することができる。

（２）上記（１）において、第２の金属部材２の金属基材２ａはアルミ合金であり、絶縁層２ｂは、アルマイト処理によって形成された被膜である車輪モジュール２００。

かかる構成によれば、軽量化が図れるとともに、耐蝕性の良好な車輪モジュール２００とすることができる。

（３）上記（１）または（２）において、露出部４は、絶縁層２ｂの一部を露出した露出領域であり、第１の金属部材１は、露出領域を介して第２の金属部材２の金属基材２ａと接触する車輪モジュール２００。

かかる構成によれば、簡単な後加工により、上記（１）または（２）の構成を実現することができる。

（４）上記（１）または（２）において、露出部４は、ネジ穴３，３ａの一部を形成しており、第１の金属部材１と第２の金属部材２とは、導電性を有するネジ部材６（止めネジ８，ネジ２１６ａ，２１６ｂ，ワッシャ付きボルト２１６ｃ，２１６ｄ）を介して接触する車輪モジュール２００。

かかる構成によれば、部品組み立てに必要なネジ穴３，３ａを後加工すれば、上記（１）または（２）の構成を実現することができる。

（５）上記（４）において、駆動部２２０は、モータ（ステータ２２５とロータ２２６）とモータを収納するモータケース２２１と接地用リード線７とを備え、モータが備える第１の金属部材１であるステータコア２２５ａと、第２の金属部材２であるモータケース２２１とは、止めネジ８を介して接触する車輪モジュール２００。

かかる構成によれば、少なくともモータケース２２１から接地用リード線７に至るまでは導通することになるので、モータケース２２１において電荷の帯電が進むことがない。そのため、帯電を要因とする静電放電によって、モータケース２２１内に設けたセンサ類などの電子部品が破壊されることを未然に防止することができる。

（６）上記（５）において、第２の金属部材２は、モータケース２２１に加え、少なくともホイール部２１０を含む車輪モジュール２００。

かかる構成によれば、タイヤ２１１を有するホイール部２１０などは、地面と接触しながら回転するため帯電しやすいにも拘わらず、ホイール部２１０から接地用リード線７に至るまで全体的に導通することになる。したがって、この場合帯電を要因とする静電放電によってたとえば電子部品などが破壊されることを未然に防止することができる。

（７）上記（５）または（６）において、モータケース２２１は、モータに加え電子部品（たとえば温度センサなど）を収納可能である車輪モジュール２００。

かかる構成によれば、モータケース２２１を利用して、温度センサなどをはじめ様々な電子部品を利用して、より優れた車輪モジュール２００を提供することが可能になるとともに、用いる電子部品については、金属材料からの静電放電によって損傷するおそれもない。

（８）上記（１）から（７）のいずれかにおいて、支持部材９を介して台車１００の裏面に取付け可能であり、接地用リード線７の先端は、台車１００に接触する車輪モジュール２００。

かかる構成によれば、上記（１）から（７）の特徴を有する車輪モジュール２００を用いた台車１００を提供することができる。

なお、上述してきた実施形態により本発明が限定されるものではない。たとえば、本実施形態では、ステータ２２５の内側にロータ２２６が配置された、いわゆるインナーロータ型のモータの構成を有する場合の例を説明したが、たとえば、ロータの内側にステータが配置されるアウターロータ型のモータの構成を有する車輪モジュール２００としてもよい。

また、上述した実施形態では、モータの回転力を、遊星歯車機構を介してホイール部２１０に伝達する構成としたが、遊星歯車機構を用いずに、モータから直接ホイール部２１０に伝達する構成、いわゆるダイレクトドライブの構成の車輪モジュール２００とすることもできる。

また、上述した実施形態では、図１に示すように、６輪の台車に車輪モジュール２００を適用した例を説明したが、たとえば、２輪や４輪、あるいは６輪よりも多い数の車輪を有する台車にも適用することが可能である。

また、上述した実施形態では、車輪モジュール２００が台車１００の車輪として用いられる場合の例を説明したが、実施形態はこれに限られない。たとえば、上述の車輪モジュール２００は、ベビーカー、車椅子、各種のカート類、あるいは乗用や運搬用の移動装置の車輪として用いることができる。さらに、たとえば、車輪で移動する方式の各種ロボットに用いることも可能である。

また、これも図示はしていないが、モータケース２２１の大径円筒部２２１ａがギヤベースプレート２２９と接触する箇所で保護層が露出しており、そこで導通している。

また、さらなる効果や変形例は、当業者によって容易に導き出すことができる。よって、本発明のより広範な態様は、上記の実施の形態に限定されるものではなく、様々な変更が可能である。

１ 第１の金属部材、２ 第２の金属部材、２ａ 金属基材、２ｂ 絶縁層、３，３ａ ネジ穴、４ 露出部、５ 接触部、６ ネジ部材、８ 止めネジ、１００ 台車、２００ 車輪モジュール、２１０ ホイール部、２１１ タイヤ、２１６ａ，２１６ｂ ネジ、２１６ｃ，２１６ｄ ワッシャ付きボルト、２２０ 駆動部、２２１ モータケース、２２５ ステータ、２２５ａ ステータコア、２２６ ロータ

Claims (8)

1. タイヤが取付けられたホイール部と、
   前記ホイール部に少なくとも一部が内蔵された駆動部と、
   前記駆動部と電気的に接続された接地部材と、
   を備え、
   前記ホイール部および前記駆動部は、第１の金属部材と第２の金属部材とを含む複数の部材の組合せによってそれぞれ構成されており、
   前記第１の金属部材は、前記第２の金属部材と導通する導電部を備え、
   前記第２の金属部材は、絶縁層と、導電性を有する露出部とを備える金属基材を備え、
   前記第１の金属部材と前記第２の金属部材とが、前記導電部の一部が、前記露出部と導通した状態で組み付けられる、
   車輪モジュール。
2. 前記第２の金属部材の前記金属基材はアルミ合金であり、前記絶縁層は、アルマイト処理によって形成された被膜である、請求項１に記載の車輪モジュール。
3. 前記露出部は、前記絶縁層の一部を露出した露出領域であり、前記第１の金属部材の導電部の一部は、前記露出領域を介して前記第２の金属部材の前記金属基材と接触し、前記導電部の別の一部は、前記第２の金属部材の前記絶縁層と接触する、請求項１または２に記載の車輪モジュール。
4. 前記露出部は、ネジ穴の一部を形成しており、前記第１の金属部材の導電部の一部は、前記第２の金属部材の前記露出部と、導電性を有するネジ部材を介して接触するとともに、前記導電部の別の一部は、前記第２の金属部材の絶縁層と接触する、請求項１または２に記載の車輪モジュール。
5. 前記駆動部は、モータと当該モータを収納するモータケースと前記接地部材とを備え、
   前記モータが備える前記第１の金属部材であるステータコアと、前記第２の金属部材である前記モータケースとは、前記ネジ部材を介して接触する、請求項４に記載の車輪モジュール。
6. 前記第２の金属部材は、前記モータケースに加え、少なくとも前記ホイール部を含む、請求項５に記載の車輪モジュール。
7. 前記モータケースは、前記モータに加え電子部品を収納可能である、請求項５または６に記載の車輪モジュール。
8. 支持部材を介して台車裏面に取付け可能であり、前記接地部材の先端は、前記台車に接触する、請求項１から７のいずれか一つに記載の車輪モジュール。

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