(57)【要約】      （修正有）【課題】斜歯歯車が他の歯車と噛み合いながら回転する際に軸保持部材に当たって生じる斜歯歯車体の端面の摩耗を抑制する。【解決手段】モータのトルクを出力軸に伝達する減速機は、直径が異なり一体構造である複数の斜歯歯車３ｇ、３ｐを有する斜歯歯車体３と、斜歯歯車体を支持する回転軸部１１と、回転軸部を保持する軸保持部１２と、斜歯歯車体及び軸保持部間にて回転軸部の回りに配置される第１ワッシャ６と、を備える。複数の斜歯歯車は、同一軸上に配置され、中心軸ＣＡを中心として回転可能であり、同一のねじれ角を有する。軸保持部は、第１ワッシャを介して斜歯歯車体と軸方向に対向する。第１ワッシャの径方向内端部及び径方向外端部のうちの少なくとも一方は、中心軸からの径方向距離が周方向位置によって異なるワッシャ接触部を含む。斜歯歯車体の軸方向端部及び軸保持部のうちの一方は、少なくとも周方向にてワッシャ接触部と対向する。【選択図】図３
2019138450.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
モータのトルクを出力軸に伝達する減速機であって、
直径が異なり且つ一体構造である複数の斜歯歯車を有する斜歯歯車体と、
中心軸の上下方向に延び且つ前記斜歯歯車体を支持する回転軸部と、
前記回転軸部を保持する軸保持部と、
前記斜歯歯車体及び前記軸保持部間において前記回転軸部の回りに配置される第１ワッシャと、
を備え、
複数の前記斜歯歯車は、同一軸上に配置され、前記中心軸を中心として回転可能であり、さらに、同一のねじれ角を有し、
前記軸保持部は、前記第１ワッシャを介して前記斜歯歯車体の軸方向端部と軸方向に対向し、
前記第１ワッシャの径方向内端部及び径方向外端部のうちの少なくとも一方は、前記中心軸からの径方向距離が周方向位置によって異なるワッシャ接触部を含み、
前記斜歯歯車体の軸方向端部及び前記軸保持部のうちの一方は対向部を有し、
前記対向部は、少なくとも周方向において前記ワッシャ接触部と対向する、減速機。
【請求項２】
前記斜歯歯車体は、スリーブベアリングを介して、回転可能に支持される、請求項１に記載の減速機。
【請求項３】
前記斜歯歯車体は、前記中心軸を中心とする筒状であり、
前記スリーブベアリングは、
前記斜歯歯車体の径方向内端部に設けられ、
前記斜歯歯車体、及び、前記スリーブベアリングに挿通される前記回転軸部と直接的又は間接的に摺動可能である、請求項２に記載の減速機。
【請求項４】
前記軸保持部には、軸方向に凹む挿通孔が設けられ、
前記スリーブベアリングは、
前記挿通孔に設けられ、
前記挿通孔、及び、前記スリーブベアリングに挿通される前記回転軸部と直接的又は間接的に摺動可能である、請求項２に記載の減速機。
【請求項５】
少なくとも１つの前記ワッシャ接触部は、前記第１ワッシャの径方向外端部に設けられ且つ軸方向から見て軸方向と垂直な直線部である、請求項１〜請求項４のいずれかに記載の減速機。
【請求項６】
前記ワッシャ接触部以外の前記第１ワッシャの径方向外端部は、前記中心軸を中心とする円弧形状であり、
軸方向から見て、前記第１ワッシャの中心位置と前記直線部との間の最短の径方向距離は、前記円弧形状の半径の７５〜８５％である、請求項５に記載の減速機。
【請求項７】
前記直線部は、第１直線部と、軸方向から見て前記第１直線部と平行な第２直線部と、を含む、請求項５に記載の減速機。
【請求項８】
前記ワッシャ接触部以外の前記第１ワッシャの径方向外端部は、前記中心軸を中心とする円弧形状であり、
軸方向から見て、前記第１直線部と前記第２直線部との間の最短の径方向距離は、前記円弧形状の直径の８０〜９０％である、請求項７に記載の減速機。
【請求項９】
前記第１ワッシャは、前記ワッシャ接触部を３箇所以上有する、請求項１〜請求項８のいずれかに記載の減速機。
【請求項１０】
少なくとも１つの前記ワッシャ接触部は、前記第１ワッシャの径方向外端部において径方向内方に凹むワッシャ凹部であり、
前記対向部は、前記ワッシャ凹部に嵌る凸部を含む、請求項１〜請求項９のいずれかに記載の減速機。
【請求項１１】
前記ワッシャ凹部は、複数であり、周方向において等間隔に設けられる、請求項１０に記載の減速機。
【請求項１２】
前記対向部が設けられる面には、前記第１ワッシャの少なくとも軸方向端部が嵌る嵌合凹部が設けられ、
前記嵌合凹部の軸方向幅は、前記第１ワッシャの軸方向幅以下である、請求項１〜請求項１１のいずれかに記載の減速機。
【請求項１３】
前記嵌合凹部の軸方向長さは、前記第１ワッシャの軸方向幅の半分以下である、請求項１２に記載の減速機。
【請求項１４】
前記斜歯歯車体及び前記軸保持部間において、前記回転軸部の回りに配置され且つ前記第１ワッシャと軸方向に接する第２ワッシャをさらに備える、請求項１〜請求項１３のいずれかに記載の減速機。
【請求項１５】
軸方向から見て、前記第２ワッシャの全てが、第１ワッシャと重なる、請求項１４に記載の減速機。
【請求項１６】
第１伝達歯車と、第２伝達歯車と、をさらに備え、
複数の前記斜歯歯車は、第１斜歯歯車と、第２斜歯歯車と、を含み、
前記第１伝達歯車は、前記第１斜歯歯車と径方向に対向して噛み合い、且つ、前記モータから前記第１斜歯歯車にトルクを伝達し、
前記第２伝達歯車は、前記第２斜歯歯車と径方向に対向して噛み合い、且つ、前記第２斜歯歯車から前記出力軸にトルクを伝達する、請求項１〜請求項１５のいずれかに記載の減速機。
【請求項１７】
軸方向から見て、前記第１伝達歯車の少なくとも一部は、前記モータと重なる、請求項１６に記載の減速機。
【請求項１８】
モータと、
前記モータに取り付けられて前記モータのトルクを出力軸に伝達する請求項１〜請求項１８のいずれかに記載の減速機と、
を備える、モータユニット。
【請求項１９】
前記１８に記載のモータユニットを搭載する、掃除ロボット。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、減速機、モータユニット、及び掃除ロボットに関する。
【背景技術】
【０００２】
従来、モータユニットの減速機には、多くの歯車が使用される。たとえば、特許文献１は、モータ、出力軸、及び、モータの回転を出力軸に伝達させる複数の平歯車がケーシング内に収容されたモータユニットを開示している。
【０００３】
ここで、より大きなトルクをムラなく伝達するためには、平歯車よりも斜歯歯車が適している。斜歯歯車は、ねじれ角を大きくすると、より大きなトルクを伝達できる。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
【特許文献１】特開２０１７−７７０８８号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
しかしながら、他の歯車との噛み合いによって斜歯歯車には、軸方向の力が作用する。斜歯歯車のねじれ角を大きくすると、軸方向に作用する力はさらに強くなる。そのため、斜歯歯車が他の歯車と噛み合いながら回転する際、斜歯歯車の端面が、たとえば軸保持部材に当たって、摩耗する虞がある。
【０００６】
本発明は、斜歯歯車体の端面の摩耗を抑制することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
本発明の例示的な減速機は、モータのトルクを出力軸に伝達する。該減速機は、直径が異なり且つ一体構造である複数の斜歯歯車を有する斜歯歯車体と、中心軸の上下方向に延び且つ前記斜歯歯車体を支持する回転軸部と、前記回転軸部を保持する軸保持部と、前記斜歯歯車体及び前記軸保持部間において前記回転軸部の回りに配置される第１ワッシャと、を備える。複数の前記斜歯歯車は、同一軸上に配置され、前記中心軸を中心として回転可能であり、さらに、同一のねじれ角を有する。前記軸保持部は、前記第１ワッシャを介して前記斜歯歯車体の軸方向端部と軸方向に対向する。前記第１ワッシャの径方向内端部及び径方向外端部のうちの少なくとも一方は、前記中心軸からの径方向距離が周方向位置によって異なるワッシャ接触部を含む。前記斜歯歯車体の軸方向端部及び前記軸保持部のうちの一方は対向部を有する。前記対向部は、少なくとも周方向において前記ワッシャ接触部と対向する。
【０００８】
本発明の例示的なモータユニットは、モータと、前記モータに取り付けられて前記モータのトルクを出力軸に伝達する上記の減速機と、を備える。
【０００９】
本発明の例示的な掃除ロボットは、上記のモータユニットを搭載する。
【発明の効果】
【００１０】
本発明の例示的な減速機、モータユニット、及び掃除ロボットによれば、斜歯歯車体の端面の摩耗を抑制することができる。
【図面の簡単な説明】
【００１１】
【図１】図１は、掃除ロボットのブロック図である。
【図２Ａ】図２Ａは、モータユニットの斜視図である。
【図２Ｂ】図２Ｂは、モータユニットの上面図である。
【図３】図３は、斜歯歯車体の支持機構を説明するための分解斜視図である。
【図４】図４は、斜歯歯車体の支持機構の一例を示す断面図である。
【図５】図５は、斜歯歯車体の支持機構の他の一例を示す断面図である。
【図６Ａ】図６Ａは、第１ワッシャの第１例を示す上面図である。
【図６Ｂ】図６Ｂは、第１ワッシャの第２例を示す上面図である。
【図６Ｃ】図６Ｃは、第１ワッシャの第３例を示す上面図である。
【図６Ｄ】図６Ｄは、第１ワッシャの第４例を示す上面図である。
【図６Ｅ】図６Ｅは、第１ワッシャの第５例を示す上面図である。
【発明を実施するための形態】
【００１２】
以下に図面を参照して本発明の例示的な実施形態を説明する。
【００１３】
なお、本明細書では、後述する斜歯歯車体３の回転軸を「中心軸ＣＡ」と呼び、中心軸ＣＡが延びる上下方向を「軸方向」と呼ぶ。軸方向において、後述する軸保持部１２から斜歯歯車体３に向かう方向を軸方向一方側として「軸方向上側」と呼び、斜歯歯車体３から軸保持部１２に向かう方向を軸方向他方側として「軸方向下側」と呼ぶ。各々の構成要素において、軸方向上側における端部を「軸方向上端部」と呼び、軸方向上側における端部の位置を「軸方向上端」と呼ぶ。さらに、軸方向下側における端部を「軸方向下端部」と呼び、軸方向下側における端部の位置を「軸方向下端」と呼ぶ。また、各々の構成要素の表面において、軸方向上側を向く面を「上面」と呼び、軸方向下側を向く面を「下面」と呼ぶ。
【００１４】
さらに、中心軸ＣＡに直交する方向を「径方向」と呼び、中心軸ＣＡを中心とする回転方向を「周方向」と呼ぶ。径方向において、中心軸ＣＡに向かう方向を「径方向内側」と呼び、中心軸ＣＡから離れる方向を「径方向外側」と呼ぶ。各々の構成要素において、径方向内側における端部を「径方向内端部」と呼び、径方向内側における端部の位置を「径方向内端」と呼ぶ。さらに、径方向外側における端部を「径方向外端部」と呼び、径方向外側における端部の位置を「径方向外端」と呼ぶ。また、各々の構成要素の側面において、径方向内側を向く側面を「径方向内側面」と呼び、径方向外側を向く側面を「径方向外側面」と呼ぶ。
【００１５】
なお、以上に説明した方向、端部、端部の位置、及び面などの呼称は、実際の機器に組み込まれた場合での位置関係及び方向などを示すものではない。
【００１６】
＜１．実施形態＞
掃除ロボット５００は、たとえば、床面を自立走行して掃除する自走式の電機掃除装置である。図１は、掃除ロボット５００のブロック図である。掃除ロボット５００は、掃除ユニット５０１と、センサ部５０２と、電源部５０３と、駆動部５０４と、制御部５０５と、を備える。掃除ロボット５００は、モータユニット１００を搭載する。掃除ユニット５０１は、駆動により負圧を発生させて吸込口から集塵し、塵埃を捕集する。センサ部５０２は、たとえば、赤外線センサであり、壁及び家具のような障害物、段差などを検出する。電源部５０３は、たとえば二次電池であり、掃除ロボット５００の各構成部に電力を供給する。駆動部５０４は、モータユニット１００の駆動を制御する。制御部５０５は、掃除ロボット５００の各構成部を制御する。モータユニット１００は、本実施形態では、駆動輪５０６を駆動する駆動装置である。駆動輪５０６は、従動車輪（図示省略）とともに掃除ロボット５００を走行させる車輪である。本実施形態のモータユニット１００を搭載することにより、より小型化された掃除ロボット５００を低コストで提供できる。但し、モータユニット１００の用途は、上述の例示に限定されない。
【００１７】
＜１−１．モータユニット＞
図２は、モータユニット１００の斜視図である。図３は、モータユニット１００の上面図である。なお、図２及び図３では、構成を理解し易くするための、後述する上ケーシング１ｂの図示を省略している。
【００１８】
モータユニット１００は、図２及び図３に示すように、減速機１１０と、モータ１２０と、を備える。減速機１１０は、モータ１２０に取り付けられて、モータ１２０のトルクを出力軸１１１に伝達する。モータ１２０は、駆動部５０４により駆動制御される。より具体的には、減速機１１０は、モータ１２０のシャフト１２０ａから伝達されるトルクを所定の減速比のトルクに変換して出力軸１１１に伝達する。出力軸１１１に伝達されたトルクは、掃除ロボット５００の駆動輪５０６の駆動力となる。モータユニット１００は、本実施形態の減速機１１０を備えることにより、低コストで、モータ１２０のトルクを効率良く出力軸１１１に伝達できる。
【００１９】
＜１−２．減速機＞
次に、減速機１１０の構成を説明する。減速機１１０は、図２及び図３に示すように、ケーシング１と、第１伝達歯車２と、斜歯歯車体３と、第２伝達歯車４と、を備える。また、減速機１１０は、ストッパ５と、第１ワッシャ６と、第２ワッシャ７と、をさらに備える。なお、ストッパ５、第１ワッシャ６、及び第２ワッシャ７は、後に説明する。
【００２０】
ケーシング１は、モータ１２０を収容し、第１伝達歯車２、斜歯歯車体３、及び第２伝達歯車４を含む歯車群を回転可能に支持する。より具体的には、ケーシング１は、下ケーシング１ａと、上ケーシング１ｂと、含む。下ケーシング１ａは、中心軸ＣＡの上下方向に延び且つ斜歯歯車体３を支持する回転軸部１１と、軸方向に延び且つ斜歯歯車体３以外の歯車群をそれぞれ回転可能に支持する他の回転軸部と、回転軸部１１を含む各々の回転軸部を保持する軸保持部１２と、を有する。言い換えると、減速機１１０は、回転軸部１１を含む複数の回転軸部と、軸保持部１２と、を備える。軸保持部１２は、第１ワッシャ６及び第２ワッシャ７を介して、斜歯歯車体３の軸方向下端部と対向する。上ケーシング１ｂは、下ケーシング１ａの軸方向上側に取り付けられる。上ケーシング１ｂは、回転軸部１１を含む各々の回転軸部の軸方向上端部を支持する。
【００２１】
斜歯歯車体３は、中心軸ＣＡを中心にして回転可能であり、直径（言い換えると、径方向外径）の異なる複数の斜歯歯車を有する。本実施形態では、複数の斜歯歯車３ｇ、３ｐは、第１斜歯歯車３ｇと、第２斜歯歯車３ｇと、を含む。つまり、斜歯歯車体３は、第１斜歯歯車３ｇと、第２斜歯歯車３ｐと、を有する。第１斜歯歯車３ｇの直径は、第２斜歯歯車３ｐの直径よりも大きい。なお、本実施形態の例示に限定されず、斜歯歯車体３は、３以上の斜歯歯車を有する構成であってもよい。また、斜歯歯車体３の支持機構は後に説明する。
【００２２】
第１伝達歯車２は、軸方向に延びる回転軸を中心にして回転可能な斜歯歯車である。第１伝達歯車２は、シャフト１２０ａに設けられた斜歯歯車と径方向に対向して噛み合う。さらに、第１伝達歯車２は、第１斜歯歯車３ｇと径方向に対向して噛み合い、モータ１２０から第１斜歯歯車３ｇにトルクを伝達する。本実施形態では、第１伝達歯車２は、アイドル歯車である。第１伝達歯車２は、シャフト１２０ａに設けられた歯車と第１伝達歯車２との歯数比に応じた減速比でシャフト１２０ａからトルクを伝達され、該トルクを第１伝達歯車２と第１斜歯歯車３ｇとの歯数比に応じた減速比で斜歯歯車体３に伝達する。
【００２３】
軸方向から見て、第１伝達歯車２の少なくとも一部は、好ましくは、モータ１２０と重なる。本実施形態では、図２Ｂに示すように、軸方向から見て、第１伝達歯車２の全体が、モータ１２０と重なる。斜歯歯車は平歯車よりも薄くできるので、上述の構成によれば、第１伝達歯車２をモータ１２０と軸方向に重ねても、減速機１１０の軸方向寸法をあまり大きくすることなく、モータユニット１００を小型化できる。
【００２４】
第２伝達歯車４は、軸方向に延びる回転軸を中心にして回転可能な斜歯歯車である。第２伝達歯車４は、第２斜歯歯車３ｐと径方向に対向して噛み合う。さらに、第２伝達歯車４は、出力軸１１１に設けられた斜歯歯車と径方向に対向して噛み合い、第２斜歯歯車３ｐから出力軸１１１にトルクを伝達する。本実施形態では、第２伝達歯車４は、アイドル歯車である。第２伝達歯車４は、斜歯歯車体３に伝達されたトルクを、第２斜歯歯車３ｐと出力軸１１１に設けられた斜歯歯車との歯数比に応じた減速比で出力軸１１１に伝達する。
【００２５】
モータ１２０のトルクは、互いに噛み合う各歯車の歯数比に応じた減速比で出力軸１１１に伝達される。より具体的には、モータ１２０のトルクは、まず、シャフト１２０ａに設けられた歯車から第１伝達歯車２を経由して斜歯歯車体３の第１斜歯歯車３ｇに伝達される。斜歯歯車体３に伝達されたトルクは、第２斜歯歯車３ｐから第２伝達歯車４を経由して出力軸１１１に伝達される。
【００２６】
＜１−３．多段斜歯歯車の支持機構＞
次に、斜歯歯車体３の支持機構を説明する。図３は、斜歯歯車体３の支持機構を説明するための分解斜視図である。図４は、斜歯歯車体３の支持機構の一例を示す断面図である。図５は、斜歯歯車体３の支持機構の他の一例を示す断面図である。
【００２７】
＜１−３−１．多段斜歯歯車＞
斜歯歯車体３は、中心軸ＣＡを中心とする筒状である。斜歯歯車体３が有する複数の斜歯歯車３ｇ、３ｐは、同一軸上に配置され、且つ、一体構造である。さらに、斜歯歯車体３が有する複数の斜歯歯車３ｇ、３ｐは、中心軸ＣＡを中心として回転可能であり、同一のねじれ角θｇ＝θｐを有する。たとえば、本実施形態では、第１斜歯歯車３ｇ及び第２斜歯歯車３ｐはともに、中心軸ＣＡ上に配置される。第１斜歯歯車３ｇは、第２斜歯歯車３ｐの軸方向上側に配置され、且つ、第２斜歯歯車３ｐと一体構造である。第１斜歯歯車３ｇ及び第２斜歯歯車３ｐは、中心軸ＣＡを中心として回転可能であり、同一のねじれ角θｇ＝θｐを有する。つまり、第１斜歯歯車３ｇの歯３０ｇの歯すじ３０ｇａのねじれ角θｇは、第２斜歯歯車３ｐの歯３０ｐの歯すじ３０ｐａのねじれ角θｐと等しい。ねじれ角を大きくすると、斜歯歯車はより大きなトルクを伝達できる。そのため、使用する材料、金型の構造などにより、第１斜歯歯車３ｇ及び第２斜歯歯車３ｐのねじれ角をθｇ＝θｐを最も大きくすることで、噛み合う他の歯車に最大のトルクを伝達できる。
【００２８】
また、斜歯歯車体３は、スリーブベアリング８を介して、回転可能に支持される。そのため、斜歯歯車体３が回転可能に支持される構成を、組み立て容易且つ低コストで実現できる。このように、減速機１１０は、スリーブベアリング８をさらに備える。スリーブベアリング８は、軸方向に延びる筒状である。
【００２９】
より具体的には、たとえば図４に示すように、斜歯歯車体３は、軸保持部１２から軸方向上側に延びる回転軸部１１により、スリーブベアリング８を介して、回転可能に支持される。スリーブベアリング８は、筒状の斜歯歯車体３に挿通され、斜歯歯車体３の径方向内端部に設けられる。回転軸部１１は、スリーブベアリング８に挿通される。なお、スリーブベアリング８は、斜歯歯車体３及び回転軸部１１と直接的に接してもよいし、或いは、斜歯歯車体３及び回転軸部１１と間接的に接してもよい。すなわち、スリーブベアリング８の径方向外側面は、斜歯歯車体３の径方向内側面と直接的に接してもよいし、或いは、潤滑油、グリスなどの潤滑材を介して斜歯歯車体３の径方向内側面と間接的に接してもよい。また、スリーブベアリング８の径方向内側面は、回転軸部１１の径方向外側面と直接的に接してもよいし、或いは、潤滑油、グリスなどの潤滑材を介して回転軸部１１の径方向外側面と間接的に接してもよい。
【００３０】
上述のように、図４の構成では、斜歯歯車体３は、中心軸ＣＡを中心とする筒状である。スリーブベアリング８は、斜歯歯車体３の径方向内端部に設けられる。スリーブベアリング８は、斜歯歯車体３、及び、スリーブベアリング８に挿通される回転軸部１１と直接的又は間接的に摺動可能である。従って、斜歯歯車体３の径方向内端部にスリーブベアリング８を設けることにより、スリーブベアリング８が回転軸部１１に摺動する面積を確保できる。よって、スリーブベアリング８の耐久性を高めることができる。
【００３１】
或いは、たとえば図５のように、斜歯歯車体３に取り付けられた回転軸部１１が、軸方向に延びる筒状のスリーブベアリング８を介して、軸保持部１２により回転可能に支持されてもよい。図５では、スリーブベアリング８が、挿通孔１ｃの径方向内側面と、挿通孔１２３の径方向内側面と、に設けられる。挿通孔１ｃは、上ケーシング１ｂの下面に設けられ、軸方向上側に凹む。挿通孔１２３は、軸保持部１２の上面に設けられ、軸方向下側に凹む。また、筒状の斜歯歯車体３には、軸方向に延びる円柱形状の回転軸部１１が挿通される。斜歯歯車体３は、たとえば接着剤を用いて回転軸部１１の軸方向中央に固定される。或いは、図５の例示に限定されず、斜歯歯車体３及び回転軸部１１はそれぞれ、同じ部材の一部であってもよい。言い換えると、斜歯歯車体３及び回転軸部１１は一体構造であっても良い。回転軸部１１の軸方向上端部は、スリーブベアリング８を介して、挿通孔１ｃに挿通される。回転軸部１１の軸方向下端部は、スリーブベアリング８を介して、挿通孔１２３に挿通される。図５においても図４と同様に、スリーブベアリング８は、回転軸部１１、挿通孔１２３の内壁、及び、挿通孔１ｃの内壁と直接的に接してもよいし、或いは、回転軸部１１、挿通孔１２３の内壁、及び、挿通孔１ｃの内壁と間接的に接してもよい。
【００３２】
上述のように、図５の構成では、上ケーシング１ｂには、軸方向に凹む挿通孔１ｃが設けられる。軸保持部１２には、軸方向に凹む挿通孔１２３が設けられる。スリーブベアリング８は、挿通孔１２３に設けられる。スリーブベアリング８は、挿通孔１ｃ、１２３、及び、スリーブベアリング８に挿通される回転軸部１１と直接的又は間接的に摺動可能である。従って、図４の構成よりも、斜歯歯車体３の径方向寸法をより小さくできる。よって、斜歯歯車体３が、他の歯車と噛み合う際に、より大きな減速比を得ることが可能となる。また、径方向寸法の小型化により斜歯歯車体３の歯３０ｇ、３０ｐの数を低減することが可能となるので、斜歯歯車体３の製造コストを低減できる。
【００３３】
＜１−３−２．ストッパ＞
次に、斜歯歯車体３の支持構造において、斜歯歯車体３と及び上ケーシング１ｂ間での回転軸部１１の回りには、円環形状のストッパ５が配置される。ストッパ５は、軸方向上側への移動によって斜歯歯車体３が上ケーシング１ｂに接することを防止する。ストッパ５は、固定されていなくてもよいが、たとえば回転軸部１１に固定されていてもよい。こうすれば、ストッパ５により、斜歯歯車体３の軸方向上側への移動を制限できる。或いは、ストッパ５は、斜歯歯車体３の上面、上ケーシング１ｂの下面に固定されてもよい。
【００３４】
＜１−３−３．第１ワッシャ＞
また、斜歯歯車体３の支持構造において、斜歯歯車体３及び軸保持部１２間での回転軸部１１の回りには、２つの第１ワッシャ６が配置される。一方の第１ワッシャ６は、第２ワッシャ７よりも軸方向上側に配置され、後述するように斜歯歯車体３の下面に取り付けられる。他方の第１ワッシャ６は、第２ワッシャ７よりも軸方向下側に配置され、後述するように軸保持部１２に取り付けられる。第１ワッシャ６は、斜歯歯車体３の軸方向下端部と軸保持部１２との直接的な接触を防止する。
【００３５】
なお、図３の例示に限定されず、斜歯歯車体３及び軸保持部１２間において、第２ワッシャ５よりも軸方向片側に第１ワッシャ６が配置されてもよい。すなわち、軸方向において、第１ワッシャ６は、斜歯歯車体３と第２ワッシャ７との間のみに配置されてもよいし、第２ワッシャ７と軸保持部１２との間のみに配置されてもよい。
【００３６】
第１ワッシャ６は、少なくとも１つのワッシャ接触部６０を有する。ワッシャ接触部６０では、第１ワッシャ６の径方向内端部及び径方向外端部のうちの少なくとも一方において、中心軸ＣＡからの径方向距離が周方向位置によって異なる部分である。図３では、ワッシャ接触部６０は、第１ワッシャ６の径方向外端部に設けられる。
【００３７】
第１ワッシャ６は、円環形状である。なお、第１ワッシャ６の円環形状は、周方向の全周に沿って連続する環形状であってもよいし、周方向の一部が不連続な環形状（たとえば円弧形状）であってもよい。図３では、後述する図６Ｂの形状が、第１ワッシャ６に採用されている。なお、軸方向から見た第１ワッシャ６の形状は、後に説明する。
【００３８】
＜１−３−４．対向部、及び嵌合凹部＞
斜歯歯車体３の下面には、嵌合凹部３１と、対向部３２と、が設けられる。嵌合凹部３１には、第２ワッシャ７よりも軸方向上方に配置される第１ワッシャ６の少なくとも軸方向上端部が嵌る。言い換えると、対向面２４が設けられる斜歯歯車体３の下面には、第１ワッシャ６の少なくとも軸方向端部が嵌る嵌合凹部３１が設けられる。嵌合凹部３１の軸方向幅は、好ましくは、第１ワッシャ６の軸方向幅以下である。つまり、嵌合凹部３１の深さは、好ましくは、第１ワッシャ６の厚さ以下である。こうすれば、嵌合凹部３１の深さに応じて、斜歯歯車体３と軸保持部１２との間の間隔をより狭くすることができる。従って、減速機１１０の軸方向寸法の小型化に貢献できる。
【００３９】
また、嵌合凹部３１の軸方向幅は、さらに好ましくは、第１ワッシャ６の軸方向幅の半分以下である。こうすれば、第１ワッシャ６が軸方向に摩耗しても、嵌合凹部３１に嵌った第１ワッシャ６の軸方向下端部を斜歯歯車体３の軸方向下端部から突出した状態を維持し易い。従って、斜歯歯車体３と軸保持部１２との間の間隙が確保し易くなる。
【００４０】
対向部３２は、少なくとも周方向において、嵌合凹部３１に嵌る第１ワッシャ６のワッシャ接触部６０と対向する。前述のように、ワッシャ接触部６０では中心軸ＣＡからの径方向距離が周方向位置によって異なる。そのため、第１ワッシャ６が周方向に回転する際、少なくとも周方向においてワッシャ接触部６０が対向部３２に当接する。これにより、第１ワッシャ６の共回りを防止できる。つまり、斜歯歯車体３に対する第１ワッシャ６の相対的な回転を防止できる。なお、対向部３２の形状及び位置は、対向部３２と対向するワッシャ接触部６０の形状及び位置に応じて設計される。たとえば、対向部３２は、本実施形態では、嵌合凹部３１の周縁部、言い換えると嵌合凹部３１の内側面と斜歯歯車体３の下面とで構成される段差であるが、この例示に限定されない。対向部３２は、たとえば、斜歯歯車体３の下面に設けられた突起の一部、軸方向位置が異なる２つの下面からなる段差などであってもよい。
【００４１】
なお、第１ワッシャ６が軸保持部１２側（つまり第２ワッシャ７と軸保持部１２との間）にのみ設けられる場合、嵌合凹部３１及び対向部３２が斜歯歯車体３の下面に設けられなくてもよい。
【００４２】
一方、軸保持部１２の上面には、嵌合凹部１２１と、対向部１２２と、が設けられる。嵌合凹部１２１には、第２ワッシャ７よりも軸方向下方に配置される第１ワッシャ６の少なくとも軸方向下端部が嵌る。対向部１２２は、少なくとも周方向において、嵌合凹部１２１に嵌る第１ワッシャ６のワッシャ接触部６０と対向する。第１ワッシャ６が周方向に回転する際、少なくとも周方向においてワッシャ接触部６０が対向部１２２に当接する。これにより、第１ワッシャ６の共回りを防止できる。つまり、軸保持部１２に対する第１ワッシャ６の相対的な回転を防止できる。なお、対向部１２２の構成は対向部３２と同じであり、嵌合凹部１２１の構成は嵌合凹部３１と同じである。よって、対向部１２２の構成及び嵌合凹部１２１の構成の説明は省略する。
【００４３】
なお、第１ワッシャ６が斜歯歯車体３側（つまり第２ワッシャ７と斜歯歯車体３の下面との間）にのみ設けられる場合、嵌合凹部１２１と及び対向部１２２が、軸保持部１２に設けられなくてもよい。
【００４４】
＜１−３−５．第２ワッシャ＞
また、斜歯歯車体３の支持構造において、斜歯歯車体３及び軸保持部１２間での回転軸部１１の回りには、２つの第１ワッシャ６のほか、第２ワッシャ７が配置される。言い換えると、減速機１１０は、斜歯歯車体３及び軸保持部１２間において、回転軸部１１回りに配置され且つ第１ワッシャ６と軸方向に接する第２ワッシャ７をさらに備える。第２ワッシャ７は、本実施形態では２つの第１ワッシャ６の間に配置され、両者の軸方向における直接的な接触を防止する。なお、斜歯歯車体３及び軸保持部１２間に１つの第１ワッシャ６が設けられる場合、第２ワッシャ７は、第１ワッシャ６と、斜歯歯車体３及び軸保持部１２のうちの一方との軸方向における直接的な接触を防止する。
【００４５】
斜歯歯車体３が回転する際、周方向に自由に回転可能な第２ワッシャ７が第１ワッシャ６と摺動することにより、第１ワッシャ６の摩耗を低減できる。なお、第２ワッシャ７は、第１ワッシャ６と同様に、周方向の全周に沿って連続する環形状であってもよいし、周方向の一部が不連続な環形状であってもよい。
【００４６】
また、軸方向から見て、第２ワッシャ７の全ては、好ましくは、第１ワッシャ６と重なる。この構成によれば、斜歯歯車体３が回転する際、第１ワッシャ６に接する第２ワッシャ７の軸方向端部全体を第１ワッシャ６に摺動させることができる。また、第１ワッシャ６の軸方向幅が嵌合凹部３１、１２１の軸方向幅未満であり、第１ワッシャ６が嵌合凹部３１、１２１内に収容されている場合、第２ワッシャ７は嵌合凹部３１、１２１内で第１ワッシャ６に接することができる。このような構成は、たとえば、嵌合凹部３１、１２１内に潤滑剤などが充填されている場合において潤滑剤の保持に有効である。但し、この例示に限定されず、軸方向から見て、第２ワッシャ７の一部が、第１ワッシャ６と重なっていてもよい。
【００４７】
＜１−４．第１ワッシャの形状＞
次に、第１例〜第５例を挙げて、第１ワッシャ６の形状を説明する。以下では、同様の構成要素には同じ符号を付し、先に挙げた説明を省略することがある。
【００４８】
第１例及び第２例に係る第１ワッシャ６では、少なくとも１つのワッシャ接触部６０は、第１ワッシャ６の径方向外端部に設けられ且つ軸方向から見て軸方向と垂直な直線部６１である。直線部６１と対向部３２、１２２との当接により、第１ワッシャ６の共回りを防止できる。
【００４９】
＜１−４−１．第１例＞
まず、第１例を説明する。図６Ａは、第１ワッシャ６の第１例を示す上面図である。第１例に係る第１ワッシャ６の径方向内端部は、中心軸ＣＡを中心とする円形である。第１ワッシャ６の径方向外端部は、円弧形状の部分と、１つの直線部６１と、で構成される。つまり、第１例に係る第１ワッシャ６は、径方向外端部に１つのワッシャ接触部６０を有する。該ワッシャ接触部６０は、直線部６１である。軸方向から見て、ワッシャ接触部６０以外の第１ワッシャ６の径方向外端部は、中心軸ＣＡを中心とする径方向半径Ｗｈの円弧形状である。軸方向から見て、第１ワッシャ６の中心位置と直線部６１との間の最短の径方向距離Ｗｄ１は、好ましくは、上述の円弧形状の半径Ｗｈの７５〜８５％である。第１例では、径方向距離Ｗｄ１を円弧形状の半径Ｗｈの７５〜８５％にすることで、第１ワッシャ６の共回りの防止効果の向上が確認できた。
【００５０】
＜１−４−２．第２例＞
次に、第２例を説明する。図６Ｂは、第１ワッシャ６の第２例を示す上面図である。第２例に係る第１ワッシャ６の径方向内端部は、中心軸ＣＡを中心とする円形である。第１ワッシャ６の径方向外端部は、円弧形状の部分と、直線部６１と、で構成される。直線部６１は、第１直線部６１１と、軸方向から見て第１直線部６１１と平行な第２直線部６１２と、を含む。つまり、第２例に係る第１ワッシャ６は、径方向外端部に２つのワッシャ接触部６０を有する。一方のワッシャ接触部６０は第１直線部６１１であり、他方のワッシャ接触部６０は第２直線部６１２である。この形状によれば、第１ワッシャ６が、軸方向から見て、いわゆる両面Ｄカット形状となる。従って、周方向において、直線部６１と対向部３２、１２２との対向部分を等配、つまり等間隔に配置できる。よって、第１ワッシャ６の共回りがより防止し易くなる。
【００５１】
また、軸方向から見て、２つのワッシャ接触部６０以外の第１ワッシャ６の径方向外端部は、中心軸ＣＡを中心とする直径Ｗｒの円弧形状である。軸方向から見て、第１直線部６１１と第２直線部６１２との間の最短の径方向距離Ｗｄ２は、好ましくは、上述の円弧形状の直径Ｗｒの８０〜９０％である。第２例では、第１直線部６１１と第２直線部６１２との間のいわゆる２面幅Ｗｄ２を上述の円弧形状の直径Ｗｒの８０〜９０％とすることにより、第１ワッシャ６の共回りの防止効果の向上が確認できた。また、図６Ｂでは、たとえば図６Ａと比べて対向部３２、１２２との接触面積がより広くなる。従って、対向部３２、１２２が第１ワッシャ６を押す圧力が低減される。よって、第１ワッシャ６の摩擦も低減できる。
【００５２】
＜１−４−３．第３例＞
次に、第３例では、第１ワッシャ６の径方向内端部に、２つのワッシャ接触部６０が設けられる。図６Ｃは、第１ワッシャ６の第３例を示す上面図である。より具体的には、第３例に係る第１ワッシャ６の径方向内端部は、中心軸ＣＡを中心とする円弧形状の部分と、１対の平行な直線部６１１ａ，６１２ａと、で構成される。つまり、第３例に係る第１ワッシャ６は、径方向内端部に２つのワッシャ接触部６０を有する。軸方向から見て、２つのワッシャ接触部６０以外の第１ワッシャ６の径方向内端部は、中心軸ＣＡを中心とする円弧形状である。第１ワッシャ６の径方向外端部は、中心軸ＣＡを中心とする円形である。このようにしても、ワッシャ接触部６０と対向部３２、１２２との当接により、第１ワッシャ６の共回りを防止できる。また、第１ワッシャ６の摺動面積が比較的広いので、第１ワッシャ６の摩擦を低減できる。
【００５３】
なお、第１例〜第３例に限定されず、ワッシャ接触部６０は、第１ワッシャ６の径方向内端部及び径方向外端部の両方に設けられてもよい。
【００５４】
また、第１ワッシャ６は、ワッシャ接触部６０を３箇所以上有してもよい。たとえば、第１ワッシャ６の径方向外端部及び径方向外端部のうちの少なくとも一方に設けられるワッシャ接触部６０の数は、３つ以上の複数であってもよい。第１ワッシャ６が有するワッシャ接触部６０の数をより多くすることで、ワッシャ接触部６０が対向部３２、１２２と当接する部分がより多くなるので、第１ワッシャ６の共回りの防止効果がより向上する。
【００５５】
また、ワッシャ接触部６０は、第１例〜第３例に限定されず、直線部６１以外であってもよい。
【００５６】
＜１−４−４．第４例＞
第４例では、第１ワッシャ６の径方向外端部全体が、ワッシャ接触部６０である。図６Ｄは、第１ワッシャ６の第４例を示す上面図である。該径方向外端部の形状は、中心軸ＣＡからの径方向距離が周方向位置によって異なる楕円形状である。このようにしても、第１ワッシャ６の径方向外端部の少なくとも一部が、対向部３２、１２２と当接することにより、第１ワッシャ６の共回りを防止できる。また、周方向における第１ワッシャ６の摺動面積の変化が比較的緩やかであるため、第１ワッシャ６の摩擦を低減できる。なお、第４例に限定されず、第１ワッシャ６の径方向内端部全体がワッシャ接触部６０であってもよいし、第１ワッシャ６の径方向内端部全体及び径方向外端部全体の両方がそれぞれワッシャ接触部６０であってもよい。
【００５７】
＜１−４−５．第５例＞
第５例では、第１ワッシャ６の径方向外端部に、径方向内側に凹む４つのワッシャ凹部６２が設けられる。図６Ｅは、第１ワッシャ６の第５例を示す上面図である。なお、図６Ｅは、第１ワッシャ６が斜歯歯車体３の嵌合凹部３１に嵌め込まれる場合の構成を示す。
【００５８】
第５例に係る第１ワッシャ６の径方向外端部は、中心軸ＣＡを中心とする円弧形状の部分と、４つのワッシャ凹部６２と、で構成される。各々のワッシャ凹部６２は、ワッシャ接触部６０である。軸方向から見て、４つのワッシャ接触部６０以外の第１ワッシャ６の径方向外端部は、中心軸ＣＡを中心とする円弧形状である。周方向において、４つのワッシャ凹部６２はそれぞれ、好ましくは、等配、つまり等間隔に配置される。なお、ワッシャ接触部６０の数は、第５例では４つであるが、この例示に限定されず、単数、又は、４以外の複数であってもよい。
【００５９】
対向部３２は、径方向内方に突出して、ワッシャ凹部６２に嵌る凸部３２１を含む。なお、図６Ｅとは異なり、第１ワッシャ６が軸保持部１２の嵌合凹部１２１に嵌め込まれる場合には、径方向内方に突出し且つワッシャ凹部６２に嵌る凸部が、凸部３２１と同様の構成で対向部１２２に設けられる。また、凸部３２１の数は、図６Ｅでは４つであるが、この例示に限定されず、１以上且つワッシャ凹部６２の数以下であればよい。
【００６０】
また、第５例では、ワッシャ接触部６０は、ワッシャ凹部６２のみで構成されるが、この例示に限定されない。第１ワッシャ６には、ワッシャ凹部６２以外のワッシャ接触部６０が設けられてもよい。たとえば、第１ワッシャ６には、ワッシャ凹部６２のほかに、図６Ａ〜図６Ｄの少なくともいずれかのワッシャ接触部６０が設けられてもよい。言い換えると、第５例において、少なくとも１つのワッシャ接触部６０は、第１ワッシャ６の径方向外端部において径方向内方に凹むワッシャ凹部６２であればよい。対向部３２は、ワッシャ凹部６２に嵌る凸部３２１を含む。このようにすれば、ワッシャ凹部６２に凸部３２１が嵌ることによって、第１ワッシャ６の共回りの防止効果がさらに向上する。
【００６１】
また、ワッシャ凹部６２は、複数であり、周方向において等間隔に設けられる。このようにすれば、ワッシャ凹部６２に凸部３２１が嵌る構造が、第１ワッシャ６の周方向に等配される。従って、周方向における偏りなく、第１ワッシャ６の共回りを防止できる。
【００６２】
＜１−５．減速機のまとめ＞
上述のように、本実施形態の減速機１１０は、モータ１２０のトルクを出力軸１１１に伝達する。減速機１１０は、直径が異なり且つ一体構造である複数の斜歯歯車３ｇ、３ｐを有する斜歯歯車体３と、中心軸ＣＡの上下方向に延び且つ斜歯歯車体３を支持する回転軸部１１と、回転軸部１１を保持する軸保持部１２と、斜歯歯車体３及び軸保持部１２間において回転軸部１１回りに配置される第１ワッシャ６と、を備える。複数の前記斜歯歯車３ｇ、３ｐは、同一軸上に配置され、中心軸ＣＡを中心として回転可能であり、さらに、同一のねじれ角θｇ＝θｐを有する。軸保持部１２は、第１ワッシャ６を介して斜歯歯車体３の軸方向端部と軸方向に対向する。第１ワッシャ６の径方向内端部及び径方向外端部のうちの少なくとも一方は、中心軸ＣＡからの径方向距離が周方向位置によって異なるワッシャ接触部６０を含む。斜歯歯車体３の軸方向端部及び軸保持部１２のうちの一方は対向部３２を有する。対向部３２は、少なくとも周方向においてワッシャ接触部６０と対向する。
【００６３】
これらの構成によれば、斜歯歯車体３において、直径の異なる複数の斜歯歯車３ｇ、３ｐは、一体構造であり、同じねじれ角θｇ＝θｐを有する。ここで、ねじれ角を大きくすると、斜歯歯車はより大きなトルクを伝達することができる。そのため、使用する材料、金型の構造などによって、複数の斜歯歯車３ｇ、３ｐのねじれ角θｇ＝θｐを最も大きくすることで、複数の斜歯歯車３ｇ、３ｐは噛み合う他の歯車に最大のトルクを伝達することができる。
【００６４】
ここで、直径の異なる複数の斜歯歯車３ｇ、３ｐのうちの１つの歯車３ｇの径方向外径が他方の歯車３ｐの径方向外径よりも大きい場合、各歯車３ｇ、３ｐが噛み合ってトルクを伝達する際に、ねじれ角θｇ、θｐと径方向外径に応じた軸方向の力が作用する。この軸方向の力により、斜歯歯車体３の軸方向端部は、該軸方向端部と対向する軸保持部１２などに押圧されながら摺動することになる。上述の構成では、このような摺動に起因する斜歯歯車体３の軸方向端部での摩耗を軽減するため、斜歯歯車体３及び軸保持部１２間に第１ワッシャ６を設けている。さらに、ワッシャ接触部６０と対向部３２、１２２とが少なくとも周方向において当接することにより、第１ワッシャ６の共回りが防止される。なお、第１ワッシャ６の共回りは、斜歯歯車体３の軸方向端部及び軸保持部１２のうちの一方（つまり対向部３２、１２２を有する方）に対して第１ワッシャ６が相対的に回転することを指す。従って、第１ワッシャ６により、斜歯歯車体３の軸方向端部及び軸保持部１２のうちの一方が他方と直接に摺動することを防止できる。さらに、第１ワッシャ６の共回りの防止により、斜歯歯車体３の軸方向端部及び軸保持部１２のうちの一方（つまり対向部３２、１２２を有する方）と第１ワッシャ６との摺動を防止し、上記一方の摩耗を防止できる。従って、斜歯歯車体３の端面の摩耗を抑制することができる。
【００６５】
＜２．その他＞
以上、本発明の実施形態について説明した。なお、本発明の範囲は上述の実施形態に限定されない。本発明は、発明の主旨を逸脱しない範囲で種々の変更を加えて実施することができる。また、上述の実施形態で説明した事項は、矛盾を生じない範囲で適宜任意に組み合わせることができる。
【産業上の利用可能性】
【００６６】
本発明は、第１斜歯歯車３ｇ及び第２斜歯歯車３ｐが一体構造で設けられる斜歯歯車体３を有する装置に有用である。
【符号の説明】
【００６７】
１００・・・モータユニット、１１０・・・減速機、１１１・・・出力軸、１２０・・・モータ、１２０ａ・・・シャフト、１・・・ケーシング、１ａ・・・下ケーシング、１ｂ・・・上ケーシング、１ｃ・・・挿通孔、１１・・・回転軸部、１２・・・軸保持部、１２１・・・嵌合凹部、１２２・・・対向部、１２３・・・挿通孔、２・・・第１伝達歯車、３・・・斜歯歯車体、３ｇ・・・第１斜歯歯車、３０ｇ・・・歯、３０ｇａ・・・歯すじ、３ｐ・・・第２斜歯歯車、３０ｐ・・・歯、３０ｐａ・・・歯すじ、３１・・・嵌合凹部、３２・・・対向部、３２１・・・凸部、４・・・第２伝達歯車、５・・・ストッパ、６・・・第１ワッシャ、６０・・・ワッシャ接触部、６１，６１１ａ，６１２ａ・・・直線部、６１１・・・第１直線部、６１２・・・第２直線部、６２・・・ワッシャ凹部、７・・・第２ワッシャ、８・・・スリーブベアリング、５００・・・掃除ロボット、５０１・・・掃除ユニット、５０２・・・センサ部、５０３・・・電源部、５０４・・・駆動部、５０５・・・制御部、５０６・・・駆動輪、ＣＡ・・・中心軸、θｇ，θｐ・・・ねじれ角、Ｗｈ・・・円弧形状の半径、Ｗｒ・・・円弧形状の直径、Ｗｄ１、Ｗｄ２・・・最短の径方向距離
【図１】
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【図２Ａ】
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【図２Ｂ】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６Ａ】
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【図６Ｂ】
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【図６Ｃ】
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【図６Ｄ】
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【図６Ｅ】
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