JP2011196547A - 減速ギヤ、及び、減速ギヤを有する電気アクチュエータ - Google Patents

Abstract

【課題】ホームスクリーンを駆動するための電気アクチュエータの減速ギヤを改良する。
【解決手段】ホームスクリーンを駆動するための電気アクチュエータの減速ギヤであって、減速ギヤは、各軸回りで回転しかつドラム内に位置する少なくとも一つの遊星歯車と噛み合う太陽歯車を有する減速段を備え、遊星歯車は、ドラムを回転軸線回りで回転駆動するために、静止したリングと噛み合う、電気アクチュエータの減速ギヤにおいて、減速ギヤは、回転している太陽歯車を案内する役割と、回転軸線回りで回転しているドラムを案内する役割とを持つ、第一案内手段をさらに備えている。
【選択図】図１

Description

本発明は、減速ギヤに関するものであり、また、本発明は、ホームスクリーンを駆動するための、上記減速ギヤを有する電気管状アクチュエータに関するものである。

ホームスクリーンは、一般に、電気管状アクチュエータによって駆動される。これらホームスクリーンは、管内に取り付けられた電気モータを備えている。電気モータは、欧州では、約２８００回転毎分（ｒｐｍ）の比較的高速で、モータ軸を回転駆動させる。したがって、アクチュエータからの出力で有用である回転速度及びトルクを得るために、減速ギヤが電気モータに結合している。また、減速ギヤは、三つの減速段を有する場合が多い。

ありふれた設計では、減速ギヤの第一段は、電気モータの出力軸に連結された太陽歯車であって、ドラム内に収納されかつ軸線方向及び半径方向において同じレベルに位置する三つの遊星歯車と噛み合う太陽歯車を備えている。遊星歯車は、ドラムに留められた各軸回りで回転する。各遊星歯車は、共通の静止したリングと噛み合い、ドラムを回転軸線回りで回転させる。ドラムは、段のために出力インターフェイスを有する。この出力インターフェイスは、以下の段のための太陽歯車を備えうる。

大半のアクチュエータ製造業者は、サブアセンブリによって生じる騒音を低減することを求めている。騒音の一つの原因は、可動要素である。その結果、複数の可動要素を互いに関する位置決めを改良する、特に、第一段の部品が最速で回転する部品であるので、第一段の部品の位置決めを改良することが騒音の観点で有利であるということが見出されている。

また、ある文献では、電気モータがケーシングの中心に挿入されたブシュによって案内されている形状が開示されている（例えば、特許文献１参照）。電気モータの軸の端部が、カップリングによって第一減速段の太陽歯車に接続されている。また、ケーシングは、ドラムを中心合わせすることができる孔を有している。さらに、太陽歯車は、太陽歯車を延長させている及びドラム上に取付具内に収納されている、スタッドによって中心合わせされる。騒音を低減するために、バックラッシュが少ない必要がある、すなわち、太陽歯車及び遊星歯車は互いに関して良好に位置決めされる必要がある。不幸にも、遊星歯車はドラムに関して直接的に位置決めされるので、太陽歯車もドラムに関して良好に位置決めされることが重要である。上記文献で例示された例では、太陽歯車がギヤホイールの端部においてスタッドによって第一端部で良好に中心合わせされている。しかしながら、太陽歯車の第二端部は、より直接的でない方法で、ドラムに関して中心合わせされる。太陽歯車は、電気モータの軸と協働する連結部に接続され、電機モータの軸は、ケーシングに固定されるブシュによって案内され、ケーシングは、ドラムを中心合わせする。第二端部での緩みは、噛み合いを乱しかつ騒音を発生させるのに十分に大きくなりうる。

欧州特許第８６３３３１号

本発明は、ドラム内に収納された少なくとも一つの遊星歯車と噛み合う太陽歯車を備えた減速段を備えた、電気機械アクチュエータ用の減速ギヤを提供する。遊星歯車は、回転軸線回りにドラムを回転駆動するために、ドラムに留められている軸回りに回転し、静止したリングと噛み合っている。太陽歯車及びドラムは、共通の案内手段によって回転軸線回りに回転して案内される。

共通の案内手段を使用することにより、ドラムに関して太陽歯車の位置決めを改良し、その結果、遊星歯車に関して太陽歯車の位置決めを改良するのに役立つ。これらの部品の構成は、規則的であり、アクチュエータによって生じる音レベルを低減する。

太陽歯車が、ドラムに接触している２つの案内手段によって、回転して案内されているので、太陽歯車のドラムに関する位置決めは直接的である。遊星歯車を支持する軸は、両端でドラムに固定されており、それにより、軸がドラム内の安定位置にあることが保証される。したがって、バックラッシュが制御下にある。

案内手段は、ドラムに留めることができる。案内手段は、太陽歯車と接触するが、案内手段は、さらに、静止したケーシング内の位置に部分的に収納される。上記の環境の下で、太陽歯車は、案内手段に関して移動可能であり、ドラム及び案内手段によって形成されたサブアセンブリは、静止したケーシングに関して移動可能である。案内手段は、共通の回転軸線回りで回転している太陽歯車及びドラムを案内する役割を持つ。

あるいは、案内手段を、静止したケーシングに留めることができる。これら案内手段は、回転している太陽歯車及びドラムを案内するために、太陽歯車及びドラムと接触している。上記の環境の下で、太陽歯車及びドラムは、案内手段に関して移動可能である。

これらの両実施例によって、減速ギヤを組み立てるのを容易にする、小型のサブアセンブリを準備することができる。サブアセンブリは、遊星歯車と適合するドラムと、ドラム内に挿入された太陽歯車と、案内手段と、モータ軸と連結するための連結部と、実施例に依っては選択的にケーシングとを備えうる。

サブアセンブリの全体寸法を低減するために、様々な構成が考えられる。
すなわち、第一案内手段は、回転している太陽歯車及と案内するのに役立つ孔と、回転しているドラムを案内するのに役立つ少なくとも一つの半径方向外側部分とを有する。
太陽歯車を案内する手段の一部分は、ドラムの内部に位置する。
第一案内手段は、ドラムと軸線方向に重なっている一部分と、ドラムから軸線方向に突出している部分とを有する。
第一案内手段の最大外径は、ドラムの最大外径よりも小さい。

本発明は、特に、「タイプＩＩ」として知られている簡単な複合遊星ギヤセットに適している。

本発明は、さらに、ホームスクリーンを駆動するための、上記の減速ギヤを組み込んだ、電気管状アクチュエータを提供する。

本発明は、添付図面を参照しつつ、単に例示目的で記載された以下の記載を読むことによってより良好に理解することができる。

管状アクチュエータの構成を概略図である。 図１の部分Ａに対応する段である、本発明の減速段を示す、管状アクチュエータの断片的断面図である。 図２の詳部Ｂを示す拡大図である。 本発明の取り外されたドラムの斜視図である。

図１は、電気モータ３を内部に収納する管部材２からなる管状アクチュエータ１の図である。このアクチュエータは、（屋外又は屋内の）サンシェード、ローラブラインド、ビデオ投影スクリーン又はシャッターグリッド等のドメスティックスクリーンを駆動するためのものである。電気モータ３は、ギヤの出力軸５が所望の速度で回転するように減速ギヤ４に連結されている。減速ギヤ４は、特にタイプＩＩとして知られている構成である、簡単な複合遊星ギヤセットを備えている。減速ギヤの出力軸５は、アクチュエータの出力軸に対応する。この出力軸５は、アクチュエータがその中に挿入されておりかつモータ駆動スクリーンが巻き上げられる、ローラ管に取り付けられたホイールを駆動する。電気モータ３は、制御モジュール７の電気ケーブル６によっても電力供給される。制御モジュール７は、機械的であるか電子的であるかに関らず、スクリーンが特定の位置に到達する時、及び／又は、制御モジュール７が制御ポイントから指令を受けた時に電気モータへの電力供給を切る役割を持つ。制御モジュール７は、それ自身が構造物に固定されている支持部材に、アクチュエータ１が固定されることができるためのインターフェイス７１を有している。制御モジュールは、主ケーブル８によって電力供給される。

図２〜４は、管状アクチュエータ１の減速ギヤ４の第一段を示している。管部材２の内部に挿入された電気モータ３は、トロイダルケーシング３２内に受け入れられている巻線のオーバーハング部３１ｂを有する巻かれたステータ３１を備えている。トロイダルケーシング３２は、回転するモータ軸３５を案内する自己潤滑ベアリング３４を組み込んでいるボウル３３内に挿入されている。モータ軸３５は、モータのロータに留められている。モータ軸３５は、巻かれたステータ３１によって回転駆動される。第一インターフェイス部３６は、モータ軸３５の一端部に固定されている。第一インターフェイス部３６は、減速ギヤ４の第一段の太陽歯車４２に固定されている第二インターフェイス部４１と協働する。これら二つのインターフェイス部３６、４１は、電気モータ３と減速ギヤ４の間のカップリングを形成している。

有利的には、第二インターフェイス部４１は２つの材料から作られている。第一部分４１１は、例えばエラストマー等の減衰材料から作られている。この第一部分４１１は、第一インターフェイス部３６と協働し、騒音を低減するのに役立つ。第二部分４１２は、例えば金属等の、第一部分４１１よりも強固な材料で作られている。この第二部分は、太陽歯車４２と協働し、トルクを減速ギヤに伝達するのに役立つ。

太陽歯車４２は、軸４２１と、軸４２１上にきつく取り付けられているギヤホイール４２２とを備えている。ギヤホイール４２２は、２組のねじれ刃４２２ａ及び４２２ｂを有している。太陽歯車４２は、軸４２１の第一端部上にタイトフィットで取り付けられている第二インターフェイス部４１によって回転駆動される。太陽歯車４２は、２つの自己潤滑ブシュ４３、４４によって回転して案内される。これらのブシュは、参照番号Ｄ_４５３及びＤ_４５４として記載されている直径を有するボア４５３、４５４の各々において、タイトフィットでドラム４５内に取り付けられている。第一自己潤滑ブシュ４３は、ドラム４５に関して軸４２１を案内する役割を持ち、かつインターフェイス部４１とギヤホイール４２２の間に位置決めされている。第一自己潤滑ブシュ４３は、ドラム４５に留められている。同様に、第二自己潤滑ブシュ４４は、ドラム４５に関して軸４２１の第二端部を案内する役割を持つ。

第一自己潤滑ブシュ４３は、軸４２１を直接的に包囲しかつドラム４５の半径方向内側においてドラムのレベルでドラムの軸線Ｘ_４に沿って位置する、半径方向内側部分４３１を有する。軸４２１の外径は参照番号Ｄ_４２１として記載されている。軸４２１は、第一ブシュ４３の部分４３１の孔内で回転自由に取り付けられている。部分４３１の直径は、参照番号Ｄ_４３１として記載されている。第一自己潤滑ブシュ４３は、さらに、ドラム４５から軸線方向に外に電気モータ３に向けて延びている、半径方向外側部分４３２を有し、これにより、この半径方向外側部分４３２が孔と協働することができる。

太陽歯車４２は、三つの遊星歯車４６、４６´、４６´´と噛み合っている。各遊星歯車は、他の２つの遊星歯車に対して１２０度で位置している。各遊星歯車は軸４７、４７´、４７´´回りで回転し、これらの軸の両端がドラム４５上に取り付けられている。各遊星歯車は、３組の歯４６ａ、４６ｂ、４６ｃを有する。第一の２組の歯４６ａ、４６ｂは、螺旋状であり、太陽歯車の螺旋の組の歯４２２ａ、４２２ｂと噛み合っている。第三の組の歯４６ｃは、直線状であり、ケーシング４９内で静止しているリング４８の歯４８ｃの内側の組と噛み合う。このように、太陽歯車４２２の回転により、ドラム４５を共通の軸線Ｘ_４回りに回転駆動させる。ドラムは、一端部で、参照番号Ｄ_４８として記載された直径を有する静止したリング４８の孔内に受け入れられた襟部４５１によって、静止したリング４８に関して回転して案内され、また、他端部で、ケーシング４９の孔４９１と協働する第一ベアリング４３の半径方向外側部分４３２によって、ケーシング４９に関して回転して案内される。半径方向外側部分４３２の外径は、Ｄ_４３２として記載され、ケーシング４９の孔４９１の内径は、Ｄ_４９１として記載され、半径方向外側部分４３２の外径とケーシング４９の孔４９１の内径は、実質的に等しい。

ブシュ４３の最大の外径は、半径方向外側部分４３２の外径Ｄ_４３２である。ブシュ４３の最大の外径Ｄ_４３２は、ドラム４５の最大外径Ｄ_４５よりも小さい。

ドラム４５は、さらに、ブレーキの一部分５０の相補的形状を受け入れるため又は以下の減速段の太陽歯車を受け入れるためのインターフェイスハウジング４５２を有する。

上記のように設計される時、小型のサブアセンブリを前もって用意できるので、アクチュエータのアセンブリが全体として簡略化できる。小型のサブアセンブリは、遊星歯車と２つのブシュに嵌められる、ドラムと、ドラムの内部に受け入れられかつ、２つのブシュによってドラムに関して中心合わせされた、太陽歯車と、太陽歯車の端部上にタイトフィットで取り付けられている第二インターフェイス部とを備えている。この小型の一片からなるブアセンブリは、操作容易である。

この解決策の利点は、ドラムに関して太陽歯車を良好に案内し、太陽歯車が遊星歯車に関して良好に位置決めされることである。その結果、歯車ホイール間の噛み合いが規則的であり、バックラッシュがほとんどなく、アクチュエータの音レベルが低い。

別の解決策は、第一ブシュ４３をドラム４５に留める代わりに、第一ブシュ４３をケーシング４９に留めることからなる。これにより、第一ブシュがドラムと共に回転する上述の実施例とは異なって、この第一ブシュは静止している。第一ブシュ４３とケーシング４９の間で、回転案内は提供されないが、第一ブシュ４３とドラム４５との間、すなわち、参照番号Ｄ_４３３として記載された直径の第一ベアリングの一部分４３３の外面と、ドラム４５の孔４５３との間では、回転案内は提供される。本実施例では、提案した小型のサブアセンブリは、異なる。このサブアセンブリは、さらに、ケーシング４９を組み込んでいる。

第一ブシュ４３は、２つの機能を遂行する。すなわち、第一ブシュ４３は、ドラム４５内で太陽歯車４２を中心合わせすると共に、ケーシング４９内でドラム４５を中心合わせする。第一ブシュ４３は、ケーシング４９とは独立しており、第一ブシュ４３を小さな寸法で設計することができ、第一ブシュ４３を自己潤滑性の青銅等の回転案内を促進する材料で作ることも考えられる。

本発明は、他の種類の減速段を構成するドラムにも適用される。

ドラムは、三つの遊星歯車を用いることに限定されない。遊星歯車の数は三つよりも少なくても又は多くてもよい。

１ 管状アクチュエータ
２ 管部材
３ 電気モータ
４ 減速ギヤ
５ 減速ギヤの出力軸
６ 電気ケーブル
７ 制御モジュール
８ 主ケーブル
３１ 巻かれたステータ
３１ｂ 巻線のオーバーハング部
３２ トロイダルケーシング
３３ ボウル
３４ 自己潤滑ベアリング
３５ モータ軸
３６ 第一インターフェイス部
４１ 第二インターフェイス部
４２ 第一段の太陽歯車
４３ 自己潤滑ブシュ
４４ 自己潤滑ブシュ
４５ ドラム
４６ 遊星歯車
４６´ 遊星歯車
４６´´ 遊星歯車
４６ａ 歯
４６ｂ 歯
４６ｃ 歯
４７ 軸
４７´ 軸
４７´´ 軸
４８ 静止したリング
４８ｃ 歯
４９ ケーシング
５０ ブレーキの一部分
７１ インターフェイス
４１１ 第一部分
４１２ 第二部分
４２１ 軸
４２２ 太陽歯車
４２２ａ ねじれ刃
４２２ｂ ねじれ刃
４３１ 半径方向内側部分
４３２ 半径方向外側部分
４５１ 襟部
４５２ インターフェイスハウジング
４５３ 孔
４５４ 孔
４９１ 孔
Ｄ_４５ ドラム４５の最大外径
Ｄ_４８ 静止したリング４８の直径
Ｄ_４２１ 軸４２１の外径
Ｄ_４３１ 部分４３１の直径
Ｄ_４３２ 部分４３２の直径
Ｄ_４３３ 第一ベアリングの直径
Ｄ_４５３ 孔４５３の直径
Ｄ_４５４ 孔４５４の直径
Ｄ_４９１ 孔４９１の内径
Ｘ_４ ドラムの軸線

Claims (10)

1. ホームスクリーンを駆動するための電気アクチュエータ（１）の減速ギヤ（４）であって、
   前記減速ギヤ（４）は、各軸（４７、４７´、４７´´）回りで回転しかつドラム（４５）内に位置する少なくとも一つの遊星歯車（４６、４６´、４６´´）と噛み合う太陽歯車（４２）を有する減速段を備え、
   前記遊星歯車は、前記ドラムを回転軸線（Ｘ_４）回りで回転駆動するために、静止したリング（４８）と噛み合う、電気アクチュエータ（１）の減速ギヤ（４）において、
   前記減速ギヤ（４）は、回転している前記太陽歯車（４２）を案内する役割と、前記回転軸線（Ｘ_４）回りで回転している前記ドラム（４５）を案内する役割とを持つ、第一案内手段（４３）をさらに備えていることを特徴とする電気アクチュエータ（１）の減速ギヤ（４）。
2. 第二案内手段が、回転している前記太陽歯車（４２）を案内する役割を持ち、前記第二案内手段は前記ドラム（４５）内に受け入れられていることを特徴とする請求項１に記載の減速ギヤ。
3. 前記第一案内手段が前記ドラム（４５）に留められていることを特徴とする請求項１又は２に記載の減速ギヤ。
4. 前記第一案内手段（４３）は、回転している前記太陽歯車を案内する役割を持つ孔（４３１）と、回転している前記ドラム（４５）を案内する少なくとも一つの半径方向外側部分（４３２、４３３）とを有していることを特徴とする請求項１〜３のいずれか１項に記載の減速ギヤ。
5. 前記太陽歯車を案内する案内手段（４３、４４）の一部分が、前記ドラム内に位置していることを特徴とする請求項１〜４のいずれか１項に記載の減速ギヤ。
6. 前記第一案内手段（４３）は、前記ドラム（４５）と軸線方向に重なる部分（４３１）と、前記ドラム（４５）から軸線方向に突出している部分（４３３）とを有していることを特徴とする請求項１〜５のいずれか１項に記載の減速ギヤ。
7. 前記第一案内手段（４３）の最大外径（Ｄ_４３２）は、前記ドラム（４５）の最大外径（Ｄ_４５）よりも小さいことを特徴とする請求項１〜６のいずれか１項に記載の減速ギヤ。
8. 前記第一案内手段はブシュ（４３）であることを特徴とする請求項１〜７のいずれか１項に記載の減速ギヤ。
9. 前記減速段（４）は、簡単な複合遊星歯車セット（タイプＩＩ）であることを特徴とする請求項１〜８のいずれか１項に記載の減速ギヤ。
10. 請求項１〜９のいずれか１項に記載の減速ギヤを組み込んでいることを特徴とする、ホームスクリーンを駆動するための電気管状アクチュエータ（３）。

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