(57)【要約】【課題】  本発明は、構造が単純で、組立性が優れているだけではなく、ホイールの移動幅が少なくて広い空間を必要としないように、構造を改善した移動体のホイール駆動装置を提供する。【解決手段】  前記目的は、移動体のベース部材に回転自在に設けられたホイールと、前記ホイールを回転させるために動力を発生させる駆動モータと、前記駆動モータの回転力を前記ホイールに伝達するギヤボックスと、前記ベース部材に対して上下方向に移動されるように設けられたガイド軸と、を含み、前記ホイール、前記駆動モータ、前記ギヤボックス、及び前記ガイド軸は一体に連結され、前記ベース部材に対して上下方向に一体に動くことを特徴とするホイール駆動装置によって達成される。【選択図】      図３
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
ホイールと、
前記ホイールを回転させるために動力を発生させる駆動モータと、
前記駆動モータの回転力を前記ホイールに伝達するギヤボックスと、
移動体ベース部材に対して上下方向に移動可能に設けられたガイド軸と、を含み、
前記ホイール、前記駆動モータ、前記ギヤボックス、及び前記ガイド軸は一体で連結され、上下方向に一体で動くことを特徴とする移動体のホイール駆動装置。
【請求項２】
前記ホイール、前記駆動モータ、前記ギヤボックス、及び前記ガイド軸が一体で動くとき、これらを弾性的に保持するバネ部材を更に含むことを特徴とする請求項１に記載の移動体のホイール駆動装置。
【請求項３】
前記ホイール、駆動モータ、ガイド軸、及び前記ギヤボックスは一つのモジュールに構成され、上下に動くことを特徴とする請求項１に記載の移動体のホイール駆動装置。
【請求項４】
前記ギヤボックスの一方に突出して上下方向に動く摺動突起と、前記摺動突起の動きをガイドするガイドスロットを更に含むことを特徴とする請求項２に記載の移動体のホイール駆動装置。
【請求項５】
前記ガイド軸の一端は移動体のベース部材に保持され、他端は前記ベース部材に結合されたホイールカバーにより保持されることを特徴とする請求項２に記載の移動体のホイール駆動装置。
【請求項６】
前記ホイールカバーは、前記ベース部材の上側に分離可能に設けられたことを特徴とする請求項５に記載の移動体のホイール駆動装置。
【請求項７】
前記ギヤボックスは、前記ガイド軸に沿って移動できるように一方に突設された保持部材を含み、
前記保持部材とホイールカバーとの間に前記バネ部材が介在されたことを特徴とする請求項６に記載の移動体のホイール駆動装置。
【請求項８】
前記ギヤボックスの一方に突出され、ギヤボックスの昇降動作に応じて位置が可変するタッチ部材と、
前記ベース部材の前記タッチ部材と対応される位置に設けられたスイッチとを更に含み、
前記タッチ部材が前記スイッチに接触する際、前記駆動モータの動作が停止することを特徴とする請求項７に記載の移動体のホイール駆動装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、ホイール駆動装置に関し、ロボット掃除機のように自走または外部の制御によって走行する移動体のホイール駆動装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
産業用移動ロボット、家庭用ロボット掃除機等、自走しながら掃除や監視などのプログラムされた作業を行う移動体は、ホイールと、ホイールに回転力を伝達するための動力源、すなわち駆動モータが備えられている。ホイールが回転することにより移動体が走行でき、ホイールの回転する方向に対する適切な制御をすることにより、所望する方向に移動体を移動させて所望する作業を行う。また、ホイール駆動装置は、移動体が移動中に条や障害物にぶつかったり凸凹面を走行する時は、地面からホイールに伝達される衝撃や振動を適切に緩和させることが重要である。
【０００３】
ＷＯ０２/０６７７４４には自走しながら掃除を行なうロボット掃除機が開示されている。開示されているロボット掃除機のホイール駆動装置は、ガイド軸がロボット掃除機の本体に固定されており、ガイド軸とは別にバネを保持する部材がガイド軸の一方でロボット掃除機の本体に設けられ、ガイド軸とバネ保持部材はネジにより固定される等、その構成が複雑で、ホイール駆動装置をロボット掃除機の本体に組立てる際に組立性が良くない短所がある。
【０００４】
また、韓国公開特許第２００４−００９６２５３号に開示されているホイール駆動装置は、ホイールとギヤボックスをボックス保持部を基準に回動させる構成であり、別のガイド軸をベース部材に更に備えてバネにより連結するなど、この構造もやはり複雑であるだけではなく、ホイールが回動するためホイールの遊動空間が必要となる問題点がある。
【特許文献１】ＰＣＴ国際特許公開第ＷＯ０２/０６７７４４号
【特許文献２】韓国特許公開第２００４−００９６２５３号
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
本発明は上述した従来技術の問題点を解決するためのもので、本発明の目的は、構造が単純で、組立性が優れているだけではなく、ホイールの移動幅が少なくて広い空間を必要としないように、構造を改善した移動体のホイール駆動装置を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
本発明の課題を解決するために開示された移動体のホイール駆動装置は、ホイールと、前記ホイールを回転させるために動力を発生させる駆動モータと、前記駆動モータの回転力を前記ホイールに伝達するギヤボックスと、移動体ベース部材に対して上下方向に移動可能に設けられたガイド軸と、を含み、前記ホイール、前記駆動モータ、前記ギヤボックス、及び前記ガイド軸は一体で連結され、上下方向に一体で動くことを特徴とする。
【０００７】
本発明の好適な実施例に係る移動体のホイール駆動装置は、前記ホイール、前記駆動モータ、前記ギヤボックス、及び前記ガイド軸が一体で動くとき、これらを弾性的に保持するバネ部材を更に含むことができる。
【０００８】
前記ホイール、駆動モータ、ガイド軸、及び前記ギヤボックスは一つのモジュールに構成され、上下に動くことが好ましい。
【０００９】
前記ギヤボックスの一方に突出して上下方向に動く摺動突起と、前記摺動突起の動きをガイドするガイドスロットを更に含むことができる。
【００１０】
前記ガイド軸の一端は移動体のベース部材に保持され、他端は前記ベース部材に結合されたホイールカバーにより保持されることが好ましい。
【００１１】
前記ホイールカバーは、前記ベース部材の上側に分離可能に設けられることが好ましい。
【００１２】
前記ギヤボックスは、前記ガイド軸に沿って移動できるように一方に突設された保持部材を含み、前記保持部材とホイールカバーとの間に前記バネ部材が介在されたことが好ましい。
【００１３】
また、本発明に係る移動体のホイール駆動装置は、前記ギヤボックスの一方に突出され、ギヤボックスの昇降動作に応じて位置が可変するタッチ部材と、前記ベース部材の前記タッチ部材と対応される位置に設けられたスイッチとを更に含み、前記タッチ部材が前記スイッチに接触する際、前記駆動モータの動作が停止することが好ましい。
【発明の効果】
【００１４】
開示された移動体のホイール駆動装置は、ホイール、駆動モータ、ギヤボックス、及びガイド軸がベース部材に対して一体に上下方向に移動され、バネ部材が別途の保持部材なしにガイド軸の周りに設けられるため、構造が簡単で、組立する時にもガイド軸のみをベース部材及びホイールカバーに連結されば良いので組立が簡単であり、これにより製造コストを削減することができる。
【００１５】
また、ベース部材に対して上下方向に移動するため、回転する構造に比べ移動空間を小さく構成することができ、これにより移動体の全体体積を減らすことができる効果がある。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１６】
以下、添付の図面に基づいて本発明の好適な実施形態を詳説する。
【００１７】
図１は、本発明における移動体のホイール駆動装置１０の一実施形態を示す斜視図であり、図２は、図１のホイール駆動装置１０が移動体の一例であるロボット掃除機のベース部材２８に設置された状態を示す斜視図である。
【００１８】
図１及び図２に示すように、本実施形態に係るホイール駆動装置１０は、移動体の両方にそれぞれ設けられており（図２は、移動体の一方に設けられた一つのホイール駆動装置のみ図示している）、ホイール１２、ギヤボックス１４、駆動モータ１６、ガイド軸２０、バネ部材３４、タッチ部材２４、及びスイッチ２６を備える。
【００１９】
ホイール１２は、移動体のベース部材２８に形成されたホイール挿入口３０に、上下方向に移動自在に設けられる。すなわち、ホイールカバー３６（図３参照）がバネ部材３４、ガイド軸２０、及びホイール１２を覆うようにベース部材２８に固定され、ベース部材２８とホイールカバー３６との間でホイール１２は上下方向に移動されるように設けられる。ホイール１２の表面は突起１３と溝１１が形成され、障害物や条を容易に乗り越え、床に滑らずに移動することができる。ホイール１２は、ホイール軸１５によってギヤボックス１４に連結され、ギヤボックス１４は駆動モータ１６に連結されている。
【００２０】
駆動モータ１６は本実施形態においてＤＣモータであり、ギヤボックス１４は図示していないが、内部に複数のギヤ列によって駆動モータ１６から伝達された回転力を減速してホイール１２に伝達する。回転速度の減速比は、ギヤボックス１４内部のギヤ列の構成によって異なり得る。ギヤボックス１４の一方には保持部材２２が水平方向に一定距離だけ離隔して突出されており、保持部材２２はガイド軸２０を保持する。ガイド軸２０は棒状で垂直に設けられ、保持部材２２は、ギヤボックス１４の外周面から水平に突出したベースパート２３と、ガイド軸２０を取り囲む保持パート２５から構成される。ベースパート２３はプレートの形態に構成され、プレートの上面が連結される保持パート２５の底面より大きな面積を有する。従って、ベースパート２３と保持パート２５とが連結される部分において、ベースパート２３は保持パート２５の外周面の外に若干突出される。この突出された部分２１がバネ部材３４の下端を保持する（図３参照）。ギヤボックス１４の上部にはタッチ部材２４が水平に突出しており、ガイド軸２０との反対側には摺動突起４６が突出している。タッチ部材２４がベース部材２８に設けられたマイクロスイッチ２６と接触される場合、駆動モータ１６の動作が停止し、これによりホイール１２の回転が停止される。摺動突起４６はベース部材２８に設けられたガイドスロット４８（図４参照）に挿入されて上下移動される。従って、摺動突起４６の上下動きがガイドスロット４８によってガイドされる。
【００２１】
ホイール１２、ギヤボックス１４、駆動モータ１６、ガイド軸２０、保持部材２２は一体に連結されている。すなわち、保持部材２２、ガイド軸２０、及びギヤボックス１４は一つの胴体に構成されており、ギヤボックス１４にホイール１２と駆動モータ１６が噛み合って、ギヤボックス１４、駆動モータ１６、ガイド軸２０、保持部材２２は一体となって、上方向または下方向に移動される。また、ホイール駆動装置１０を移動体に組立する場合にも、保持部材２２の外周面にバネ部材３４を装着し、ガイド軸２０をベース部材２８及び後述するホイールカバー３６に挿入すれば簡単に組立が完成される。
【００２２】
図３及び図４に示すように、バネ部材３４はホイールカバー３６の保護ケース部分３２の内部に設けられる。バネ部材３４の下端は保持部材２２のベースパート２３に保持され、上端は保護ケース部分３２の内側上部３３に保持される。従って、バネ部材３４を保持するための別途部材をベース部材２８に設ける必要がなく、ガイド軸２０が上下方向に移動しながらバネ部材３４は圧縮または引張され、これにより衝撃や振動を吸収する。
【００２３】
ガイド軸２０は、ベース部材２８とベース部材２８に連結されたホイールカバー３６に保持され上下方向に移動する。ホイールカバー３６はベース部材２８に分離可能に固定され、ベース部材２８には下部ベアリング３８と下部ベアリングカバー４０が設けられる。上部ベアリング４４と上部ベアリングカバー４２は、ホイールカバー３６の保護ケース部分３２の内側に下部ベアリング３８と同軸に設けられる。ガイド軸２０の下部は下部ベアリング３８と下部ベアリングカバー４０に挿入され、ガイド軸２０の上部は上部ベアリング４４と上部ベアリングカバー４２に挿入される。上部ベアリングカバー４２と下部ベアリングカバー４０との間の距離は、ガイド軸２０の長さより長い間隔で構成され、上部および下部ベアリングカバー４２、４０間の距離を調節することによりガイド軸２０の上下移動の幅を調節することができる。
【００２４】
以下では、上述した実施形態に係る移動体のホイール駆動装置１０の動作関係を詳細に説明する。
【００２５】
図４は、移動体が平らな地面を移動するときの断面図であって、移動体自体の重さによってホイール駆動装置がベース部材２８に対して上方向に上昇している状態を示す。すなわち、図４に示すように、ガイド軸２０は上昇して前記上部ベアリングカバー４２の内側に挿入され、摺動突起４６もガイドスロット４８の上部に位置される。ギヤボックス１４もベース部材２８から一定距離だけ上方向に離れるようになる。
【００２６】
一方、平らな地面を走行している移動体をユーザが手で持ち上げた場合、図５に示すように、ベース部材２８に設けられたホイール駆動装置１０は全体的にベース部材２８に対して下方向に下降する。すなわち、図５に示すように、ホイール１２がベース部材２８の下部に相当突出され、ガイド軸２０は下部ベアリングカバー４０の底面にほぼ当たる程度に下降し、摺動突起４６もガイドスロット４８の下部に下降する。この場合、タッチ部材２４はマイクロスイッチ２６に接触され（図２参照）、回転していたホイール１２は停止する。従って、ユーザの手が回転するホイール１２によって傷つけることを防ぐことができる。特に、子供の場合、回転するホイール１２に手が当たるとホイール挿入口３０（図２参照）などに手が挟まれることがあるが、移動体が持ち上げられることを検知することにより、このような偶発的な事故を防ぐことができる。
【００２７】
以上の説明のように、自ら走行するロボット掃除機のような自走式移動体を一実施形態として説明したが、本発明のホイール駆動装置は、自走式であろうが外部の制御による駆動されるものであろうが駆動モータ及びホイールを備えて移動するすべての移動体に適用することができる。
【産業上の利用可能性】
【００２８】
本発明は、ロボット掃除機を含むすべての移動体に適用することができる。
【図面の簡単な説明】
【００２９】
【図１】本発明における移動体のホイール駆動装置の一実施形態であって、移動体のベース部材に対して上下方向に移動する部分を示す斜視図である。
【図２】本発明のホイール駆動装置が移動体の一実施例であるロボット掃除機に装着された状態を示す斜視図である。
【図３】図２のロボット掃除機のベース部材及びホイールカバーとの連結状態を説明するために、本発明におけるホイール駆動装置の一実施形態が装着されたロボット掃除機の一部を切開して示す斜視図である。
【図４】図３を切開して一方から見た図であって、床面にロボット掃除機が置かれた状態でのホイールの状態を示す断面図である。
【図５】図３を切開して一方から見た図であって、ロボット掃除機を床面から持ち上げた状態でのホイールの状態を示す断面図である。
【符号の説明】
【００３０】
１０  ホイール駆動装置
１２  ホイール
１４  ギヤボックス
１６  駆動モータ
２０  ガイド軸
２４  タッチ部材
２６  スイッチ
３４  バネ部材
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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