JP2013241175A - ギアモータを備えた電動カート - Google Patents

Abstract

【課題】騒音が低減されたギアモータを有する電動ストローラー又はカートを提供すること。
【解決手段】電動カートは、主本体と、該主本体の下部にある車輪と、車輪を電気的に駆動するギアモータとを有する。ギアモータは、モータシャフト１２を有するモータと、車輪の少なくとも１つに接続された出力シャフト１６と、モータシャフト１２を出力シャフト１６に接続するギア減速ユニット１８とを含む。ギア減速ユニット１８は、ヘリカルギア列を有する。
【選択図】図２

Description

本発明は、電動カート、特にストローラー（折り畳み式ベビーカー）に関し、より詳細には、電動カートのギアモータに関する。

ストローラーを含む従来のカートは、手動で作動される。上り坂で、又は他の荷物を運んでいる際にストローラーを押すことは容易ではない。このような問題に対処するために、電動ストローラーが提供された。電動ストローラーは、ストローラーを駆動する電動モータと、モータを制御する電気スイッチとを備える。公知のストローラーは、該ストローラーの駆動ホイールに直接結合されたギアモータを使用している。しかしながら、ギアモータはノイズを発し、乳幼児に不快感を覚えさせる。

従って、騒音が低減されたギアモータを有する電動ストローラー又はカートに対する要求がある。

このギアモータの概念は、多くのタイプの車輪付き装置に適用することができ、用語「カート」は、このような車輪付き装置を対象とする包括的用語として使用され、具体的には、手押しカート、ゴルフカート、車椅子、ベビーカー、ストローラー及び乳母車を対象とする。

従って、その１つの態様において、本発明は、電動カートを提供し、該電動カートは、主本体と、主本体の下部に構成された車輪と、車輪の少なくとも１つを駆動するよう構成されたギアモータと、を備え、ギアモータが、モータシャフトを有するモータと、少なくとも１つの車輪に接続された出力シャフトと、モータシャフトを出力シャフトに接続するギア減速ユニットと、を含み、ギア減速ユニットがヘリカルギア列を含む。

好ましくは、ヘリカルギア列が、ヘリカルギア歯を備えた太陽ギアを有する遊星ギア列と、太陽ギアを囲み且つヘリカル内歯を有するリングギアと、キャリアによって回転可能に支持される遊星ギアと、を含み、遊星ギアが、太陽ギアのヘリカル歯とリングギアのヘリカル内歯との間で噛み合う。

好ましくは、ヘリカルギア列におけるヘリカル歯の傾斜角は８度〜２０度である。

好ましくは、遊星ギアがプラスチックで製作され、太陽ギア及びリングギアが金属で製作される。

好ましくは、太陽ギアはモータシャフトに固定される。

好ましくは、取付プレートがモータに固定され、リングギアは半径方向ネジによって該取付プレートに接続される。

好ましくは、ギア減速ユニットが第１段遊星ギア及び第２段遊星ギアを含み、第１段遊星ギアがヘリカルギア列であり、第２段遊星ギアがスパーギア列である。

好ましくは、モータが、ブラシレス直流モータであり、ステータ巻線を有するステータと、永久磁石により形成されたロータ極を有するロータとを備える。

好ましくは、ロータ極はスキュー極である。

好ましくは、ギア減速ユニットは、出力シャフトを回転可能に支持するため軸受ホルダ内に嵌装された組み合わせ軸受を含む。

本発明は、電動カート用のギアモータを提供し、該ギアモータは、モータシャフトを有するモータと、カートの車輪に直接又は間接的に接続された出力シャフトと、モータシャフトを出力シャフトに接続するギア減速ユニットと、を備え、ギア減速ユニットがヘリカルギア列を含む。

本発明の１つの実施形態において、ヘリカルギアの噛み合い面は大きく、歯の噛み合いは漸次的な接触プロセスである。従って、ギアモータのノイズが低減される。

次に、添付図面を参照して本発明の好ましい実施形態を例証として説明する。各図において、１つ以上の図面に現れる同一の構造体、要素又は部品は、一般的に、それらが現れる全ての図面において同じ参照番号で表記される。図示された構成要素及び特徴要素の寸法は、一般的に、便宜上及び表現を明確にするために選択されたものであり、必ずしも縮尺通りであるとは限らない。

本発明の例示的な実施形態による、ストローラーのギアモータを示す図である。 図１のモータのギアボックスの分解組立図である。 図２のギアボックスの断面図である。 図２のギアボックスの一部の拡大断面図である。 図１のギアボックスを組み込んだストローラーを示す図である。

本発明の例示的な実施形態による、ベビーストローラーの形態の電動カート７０が図５に示される。カートは、主本体７２と、主本体の下部に配列された車輪７４と、車輪の少なくとも１つを電気的に駆動するギアモータ１０とを備える。構成要素７６は、主本体７２によって支持される。

図を参照すると、ギアモータ１０は、モータシャフト１２を有するモータ１４と、カートの車輪に直接又は間接的に接続された出力シャフト１６と、ギアボックス又はギア減速ユニット１８とを備える。

好ましくは、モータ１４は、ブラシレス直流（ＢＬＤＣ）モータであり、ステータ巻線を有するステータと、永久磁石ロータ極を有するロータとを含む。好ましくは、ロータ極は、スキュー（傾斜）極である。ブラシレス直流モータは、整流子及びブラシを使用していないので、ブラシが整流子上を滑動することにより通常生成されるノイズが排除される。ロータ極は、ロータのコギングトルクを低下させるためスキュー極として構成される。従って、電動モータが電源オフ状態であるときには、車輪の抵抗が小さくなり、すなわち、手動でカートを押す力が少なくて済む。

この実施形態において、ギア減速ユニット１８は、モータシャフト１２の方向に軸方向に配列された第１段遊星ギア及び第２段遊星ギアを含む遊星ギア列を備える。第１段遊星ギアは、第１の太陽ギア２４、第１の遊星ギアセット２６、第１の遊星ギアセットを保持する第１のキャリア２８、及び第１のリングギア３０を備える。第２段遊星ギアは、第１のキャリア２８によって保持される第２の太陽ギア３２、第２の遊星ギアセット３４、第２の遊星ギアセット３４を保持する第２のキャリア３６、及び第２のリングギア３８を備える。出力シャフト１６は、軸受ホルダ４０内に嵌装されて第２のキャリア３６と共に回転するよう固定された組み合わせ軸受４２により回転可能に支持される。

取付プレート４４は、ギア減速ユニット１８とモータ１４との間に配列される。取付プレート４４は、ネジ４６によりモータ１４に固定される。取付プレート４４、第１のリングギア３０、第２のリングギア３８、及び軸受ホルダ４０がモータシャフト１２の軸方向で１つずつ固定され、従って、共結合でギア減速ユニット１８のハウジングを形成する。取付プレート４４、第１のリングギア３０、第２のリングギア３８、及び軸受ホルダ４０は、半径方向では１つずつ部分的に重なり合わされる。半径方向重なり部分には取付孔が形成され、半径方向取付ピン又はネジによって、対応する重なり部材が共に固定される。

対応する重なり部材が円周方向に整列して円周方向の移動が制限されるように、凹凸差し込み取付構造５４、５６が形成される。好ましくは、第１のリングギア３０及び第２のリングギア３８を接続する取付ピンは、「Ｃ」型引張ピン５８である。図４に示すように、取付プレート４４及び第１のリングギア３０を接続する取付ピンはネジ６０であり、従って、製造プロセス中の脱着性が確保される。取付プレート４４の取付孔５２は、ネジ付き孔である。第１のリングギア３０の取付孔５３はネジ無しである。取付孔５３は、ネジ６０の挿入を容易にするためにネジ６０のヘッド部５９と接触する勾配面を含む。同様に、第２のリングギア３８及び軸受座４０は、ネジによって共に固定される。

この実施形態において、遊星ギアセット２６、３４の各々は、３つの遊星ギアを備える。第１の太陽ギア２４がモータシャフト１２に固定されて共に回転する。モータシャフト１２及び第１の太陽ギア２４は、取付プレート４４内に形成された中心孔を貫通する。第１の遊星ギアセット２６の遊星ギアはそれぞれ、第１のキャリア２８からモータ１４の軸方向に延びる取付差込部６２に固定される。第１の遊星ギアセット２６の遊星ギアは、第１のリングギア３０と第１の太陽ギア２４との間に受けられ、第１のリングギア３０の歯及び第１の太陽ギア２４の歯と噛み合う。第１の遊星ギアセット２６と取付プレート４４との間の摩擦を低減するために、第１の摩擦プレート６４が取付プレート４４と第１の遊星ギアセット２６との間に配置される。

第２の太陽ギア３２が、モータ１４から離れた側部上で第１のキャリア２８に取り付けられ、第１のキャリア２８と共に回転する。第２のキャリア３６は、第１のキャリア２８と対面する。第２の遊星ギアセット３４の遊星ギアはそれぞれ、第２のキャリア３６から第１のキャリア２８に向かって延びた取付差込部６６に固定される。第２の遊星ギアセット３４の遊星ギアは、第２のリングギア３８と第２の太陽ギア３２との間に受けられ、第２のリングギア３８の歯及び第２の太陽ギア３２の歯と噛み合う。第１のキャリア２８と第２の遊星ギアセット３４との間の摩擦を低減するために、第２の摩擦プレート６８が第１のキャリア２８と第２の遊星ギアセット３４との間に配置される。出力シャフト１６は、第２のキャリア３６内に形成された中心孔に取り付けられ、第２のキャリア３６と共に回転する。

この実施形態において、第１段遊星ギアはヘリカルギア列である。すなわち、第１の太陽ギア２４の歯、第１の遊星ギアセット２６の歯、及び第１のリングギア３０の内歯は全てヘリカル歯である。ヘリカル歯の傾斜角は、８度〜２０℃の範囲とすることができる。好ましくは、ヘリカル歯の傾斜角は１６度である。ヘリカル歯であることに起因して、噛み合い面が増大し、噛み合いは漸次的な接触プロセスである。従って、ノイズが少なくなる。第１の太陽ギア２４は、金属から製作され、好ましくは鋼鉄であり、第１の遊星ギアセット２６はプラスチックスから製作される。第１のリングギア３０は、焼結粉末冶金によって製作される。第１の遊星ギアセット２６の材料の剛性は、第１の太陽ギア２４及び第１のリングギア３０の材料の剛性とは異なるので、ギア歯のノイズが低下すると共に、機械的強度が確保される。

好ましくは、第２段遊星ギアはスパーギア（平歯車）列である。第２の太陽ギア３２、第２の遊星ギアセット３４、及び第２のリングギア３８は、焼結粉末冶金によって製作され、その結果、機械的強度が必要とされるトルク荷重に十分耐えるよう十分に大きくなる。第２段遊星ギアが第１段遊星ギアよりも低速で回転するので、第２段遊星ギアのスパーギアによって生成されるノイズは許容可能なものである。

試験結果によれば、電動カートのノイズは、本発明の１つの例示的な実施形態による１つのギアモータを備えることによって３１ｄＢ〜３３ｄＢに低下させることができる。２つのギアモータを備えることにより、ノイズを３６ｄＢにまで下げることも可能である。

説明した好ましい実施形態では、単一の車輪を駆動するのに単一のモータを有していたが、２つのモータが存在してもよく、各々がそれぞれ車輪を駆動し、或いは、単一のギアモータが２つの車輪を駆動し、好ましくは２つの後輪を駆動するようにする。

１つ又はそれ以上の好ましい実施形態に関して本発明を説明したが、様々な修正形態が実施可能である点は当業者には理解されるはずである。従って、本発明の範囲は、添付の特許請求の範囲を参照することにより決定されるものとする。

本出願の明細書及び特許請求の範囲において、動詞「ｃｏｍｐｒｉｓｅ」、「ｉｎｃｌｕｄｅ」、「ｃｏｎｔａｉｎ」、及び「ｈａｖｅ」の各々及びその変形は、包含的な意味で使用され、記述される項目の存在を指定するが、追加の項目の存在を除外するものではない。

１２ モータシャフト
１６ 出力シャフト
１８ ギア減速ユニット
２４ 第１の太陽ギア
２６ 第１の遊星ギアセット
２８ 第１のキャリア
３０ 第１のリングギア
３２ 第２の太陽ギア
３４ 第２の遊星ギアセット
３６ 第２のキャリア
３８ 第２のリングギア
４０ 軸受ホルダ
４２ 組み合わせ軸受
４４ 取付プレート
５２ 取付孔
５３ 取付孔
５４ 凹凸差し込み取付構造
５６ 凹凸差し込み取付構造
５８ 引張ピン
６０ ネジ
６２ 取付差込部
６４ 第１の摩擦プレート
６６ 取付差込部
６８ 第２の摩擦プレート

Claims (10)

1. 電動カートであって、
   主本体と、
   前記主本体の下部に構成された車輪と、
   前記車輪の少なくとも１つを駆動するよう構成されたギアモータと、
   を備え、前記ギアモータが、
   モータシャフトを有するモータと、
   前記少なくとも１つの車輪に接続された出力シャフトと、
   前記モータシャフトを前記出力シャフトに接続するギア減速ユニットと、
   を含み、前記ギア減速ユニットがヘリカルギア列を含む、電動カート。
2. 前記ヘリカルギア列が、
   ヘリカルギア歯を備えた太陽ギアを有する遊星ギア列と、
   前記太陽ギアを囲み且つヘリカル内歯を有するリングギアと、
   キャリアによって回転可能に支持される遊星ギアと、
   を含み、前記遊星ギアが、前記太陽ギアのヘリカル歯と前記リングギアのヘリカル内歯との間で噛み合う、請求項１に記載の電動カート。
3. 前記ヘリカルギア列におけるヘリカル歯の傾斜角が、８度〜２０度である、請求項２に記載の電動カート。
4. 前記遊星ギアがプラスチックで製作され、前記太陽ギア及び前記リングギアが金属で製作される、請求項２又は３に記載の電動カート。
5. 前記太陽ギアが前記モータシャフトに固定される、請求項２〜４の何れか１項に記載の電動カート。
6. 前記モータに固定された取付プレートを更に備え、前記リングギアが半径方向ネジによって前記取付プレートに接続される、請求項２〜５の何れか１項に記載の電動カート。
7. 前記ギア減速ユニットが第１段遊星ギア及び第２段遊星ギアを含み、前記第１段遊星ギアがヘリカルギア列であり、前記第２段遊星ギアがスパーギア列である、請求項２又は３に記載の電動カート。
8. 前記モータが、ブラシレス直流モータであり、ステータ巻線を有するステータと、永久磁石により形成されたロータ極を有するロータとを備える、請求項１〜７の何れか１項に記載の電動カート。
9. 前記ロータ極がスキュー極である、請求項８に記載の電動カート。
10. 前記ギア減速ユニットが、前記出力シャフトを回転可能に支持するため軸受ホルダ内に嵌装された組み合わせ軸受を含む、請求項１〜９の何れか１項に記載の電動カート。

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