JP2017122508A - シザードライブ - Google Patents

Abstract

【課題】周知のシザードライブよりも少ない空間ですむ改良されたシザードライブを提供すること。【解決手段】本発明は、互いに対して枢動軸回りに枢動可能な２つの脚（２０，３０）であって、それぞれ長軸（Ｌ１，Ｌ２）を有するとともに、外部部品に接続されるように設計された、２つの脚（２０，３０）と、２つの脚（２０，３０）の相対的な枢動運動を駆動するモーター／ギアアセンブリ（４２）とを備えるシザードライブに関連する。この場合、第１脚（２０）が、少なくとも部分的に中空のハウジング（２４，２６）であって、中空ハウジング内に第１脚（２０）の長軸（Ｌ１）に沿って少なくとも一部分に延在する空洞（２８ａ−ｃ）が形成された、ハウジング（２４，２６）と、第１脚（２０）の長軸（Ｌ１）に沿って延在する空洞（２８ａ−ｃ）の一部分（２８ａ）の少なくとも一部分において第１脚（２０）のハウジング（２４，２６）内に収容されるモーター／ギアアセンブリ（４２）とを備える。【選択図】図１

Description

本発明は、互いに対して枢動軸周りに枢動可能な２つの脚であって、それぞれが長軸を有し、外部部品と接続するよう設計された２つの脚と、２つの脚の相対的な枢動移動を駆動するモーター／ギアアセンブリを備えるシザードライブに関連する。

この種のシザードライブは、枢動可能に相互接続された２つの部品間の角度が調整可能であるように意図されている用途において周知である。例えば、シザードライブは、ビルの窓を自動的に傾けるために、または自動車のテールゲートを開閉するために使用される。しかし、既知のシザードライブにおいては、枢動移動を駆動するための作動手段、すなわちモーター、例えば電気モーターがシザードライブの２つの脚から離れて設計され、例えば回転軸が２つの脚によって形成される平面と垂直である回転モーターの場合、シザードライブの枢動軸に対応するハブに配置されている。

したがってこの種のシザードライブは、より多くの空間、特に２つの脚の枢動平面の外側の空間が必要である。なぜなら、すでに述べたように、駆動モーターがこの平面より外に延在しているためである。

したがって本発明の目的は、従来技術において周知のシザードライブよりも少ない空間ですむ改良されたシザードライブを提供することであり、その高集積化の結果として軽量かつ費用対効果の高いシザードライブを製造することができる。

この目的は、本発明による、少なくとも一部分が中空のハウジング、および第１脚の長軸に沿って少なくとも一部分に延在する、中空ハウジング内に形成された空洞を備える第１脚と、第１脚のハウジング内において第１脚の長軸に沿って延在する空洞の一部に少なくとも一部分が収容されるモーター／ギアアセンブリとによって解決される。この構造の特徴によって、シザードライブに必要な設置空間、特に２つの脚の枢動軸の外側を最小化することが可能となる。さらに、モーター／ギアアセンブリが第１脚のハウジングと一体化されるため、個別に設計されるモーターハウジングをなくすことができ、これにより、既知のシザードライブと比較してシザードライブより重量を少なくすることができる。さらに、本発明により設計された場合、２つの脚から分離して例えばシザードライブハブ上に設計される場合よりもモーター／ギアアセンブリは、損傷および／または汚染からより保護される。

本発明によるシザードライブの実施形態において、モーター／ギアアセンブリは、回転モーターを備えることができ、該回転モーターの回転軸は、第１脚の長軸に実質的に平行に延在する。このような設計により、第１脚の長手方向拡張部が対応するモーターを収容するために使用されるため、最適な方法で利用可能な設置空間を利用することができ、この種の回転モーターは、また特に費用対効果および信頼性が高い。しかし、代替形として、意図した用途に応じてリニアモーターなどの他のモーターを使用することも可能である。さらに、「モーター／ギアアセンブリ」という用語は、ギアが必ず必要であるという意味に理解されるべきではなく、十分なトルクを有する適切なモーターが選択される場合にはむしろギアを完全になくすことも可能である。

発展形において、モーター／ギアアセンブリは、１：２０および１：１００の間、より好ましくは約１：５０の減速比が好ましく設けられた減速ギアを備えることができる。この種の減速ギアを使用することにより、比較的高速度だが比較的低いトルクを一般的に有する市販の回転電気モーターを使用することが可能となる。枢動のための十分な力を２つの脚に接続された外部部品に与えることができるように、減速ギアを用いると２つの脚の相対的な枢動速度は減少し、同時に適用されるトルクを大きくすることができる。

さらに、本発明によるシザードライブは、回転モーターの回転運動を２つの脚の間の相対的な枢動運動に変換するよう設計されたウォームギアを備えるように設計され得る。この種のウォームギアは、それ自体周知であり、第１軸回りの回転運動を第１軸に垂直な第２軸回りの回転運動に変換するための耐久性のある信頼性の高いオプションを提供する。

発展形において、本発明によるシザードライブはまた、好ましくは１：３および１：１０の間、より好ましくは約１：７．５の減速比で２つの脚の相対的な枢動運動を減速する遊星ギアトレインを備える。この場合、遊星ギアトレインは、すでに述べたモーター／ギアアセンブリの減速ギアに加えて、またはその代わりに設けることができる。特に、両方のギアが使用される場合、比率１：３００またはそれ以上の特に高い減速が可能となる。

遊星ギアトレインにおいて所望の減速を達成するために、前記遊星ギアトレインは、例えば共に回転するためにペアで相互接続された同心に配置された遊星ギアを２組備えることができる。遊星ギアトレインの遊星キャリアによって同心に支持されるこの種の段付き遊星ギアは、耐久性があり、かつコンパクトな方法で所望の減速を行うことができる方法である。

好ましい発展形において、本発明によるシザードライブは、過負荷保護手段をさらに備えることができ、例えば高外部トルクの影響など、不適切な使用時にシザードライブの機械部品およびモーターが損傷を受けることを防止することができる。

この点において、過負荷保護手段は、例えば歯車および前記歯車とかみ合う中空歯車によって形成され、歯車の歯は、所定の最大トルクを超えた場合に、前記歯が中空歯車の歯の上をスリップするよう構成され、中空歯車および歯車の間で低減されたトルクが伝達される。この目的のために、歯車に凹所が設けられ、これにより、例えば過負荷の際に、歯が設けられた歯車の外周上の領域が中空歯車の歯との係合から外れるように枢動することが可能である。この種の過負荷保護デバイスは、単純かつ費用対効果の高い方法で制作することができ、本発明によるシザードライブに容易に組み込むことができ、シザードライブにとって必要な空間はわずかに増えるだけか、まったく増えない。

別の好ましい発展形において、ウォームギアおよび／または遊星ギアトレインおよび／または、過負荷保護手段は、第１脚のハウジングの少なくとも一部分に収容され得る。この構造の特徴により、どの場合でもシザードライブにとって必要な設置空間を減らすことができ、得られた特定の機械部品の封入により、これらの部品が損傷または汚染を受けないことが保証される。

第２態様において、本発明は、本発明による少なくとも１つのシザードライブ備える、例えばリムジンなどの車両に関連し、２つの脚の一方が車両本体に強固に接続され、かつ２つの脚の他方が車両本体に枢動可能に取り付けられた要素に接続される。この場合、モーター／ギアアセンブリが収容されるのが第１脚であるか、または本体に接続されるのが第２脚であるかは、当業者次第で決定される。本体に枢動可能に取り付けられる要素は、特に車両のテールゲート、トランクカバー、ドア等の要素とすることができる。

本発明の追加的な特徴および利点は、一例として添付図面を参照して以下に詳細に説明される。

本発明によるシザードライブの実施形態の分解組立図である。 組み立てられた状態の図１のシザードライブの側面図である。 図１および図２の実施形態の図２における矢印Ａに沿った断面図である。

図１は、本発明によるシザードライブの実施形態の分解組立図であり、全体的に参照符号１０が付されている。シザードライブは、破線で示された枢動軸１２回りに互いから離れるように枢動可能な第１脚２０および第２脚３０を備え、それぞれは、図１において破線で示される長軸Ｌ１およびＬ２を備える。２つの脚２０および３０はそれぞれ、枢動軸１２の反対側に貫通孔２２および３２備え、これにより前記脚は、例えばボルト等を用いて外部部品と接続することができる。第１脚２０は、第１ハウジング部品２４および第２ハウジング部品２６から構成され、これらは、シザードライブを組み立てる際に複数のネジ４０によって相互接続される。しかし、その代わりに、または追加的に、２つのハウジング部品に対して例えば、接合、溶接、スナップ取り付け等当業者に既知の他の連結技術を用いることもできる。

２つのハウジング部品２４および２６は、部分的に中空になっており、組み立てるとハウジングを形成し、該ハウジングの中には、第１脚２０の長軸Ｌ１に沿って延在する筒状第１空洞２８ａおよび前記第１空洞に接続され、枢動軸１２の周りに円状に延在する第２空洞２８ｂが形成される。第１空洞２８ａおよび第２空洞２８ｂの接続部は、筒状部分２８ｃによって形成される。シザードライブ１０が組み立てられると、モーター／ギアアセンブリ４２は、第１空洞２８ａに取り付けられ、モーター／ギアアセンブリは、回転電気モーターおよびその出力部における減速ギアを備えている。

シザードライブ１０が組み立てられると、出力シャフト４４は、フランジによってモーター／ギアアセンブリ４２の減速ギアの出力部に固定され、出力シャフトは、第１空洞２８ａから第２空洞２８ｂへ筒状部分２８ｃを通り延在する。シザードライブ１０が動作する場合は、出力シャフト４４がモーターの速度および減速ギアの減速比に対応して破線によって示される軸４６回りに回転する。出力シャフト４４の外周には、出力シャフトをウォームギアのスクリューシャフトとして使用可能にする１組のアンギュラー歯４４ａがある。ウォーム歯車４８は、この１組の歯４４ａとかみ合い、その外周には、対応するギアリム４８ａを有し、回転軸４６回りの出力シャフト４４の動きを枢動軸１２回りの回転に変換する。

ウォーム歯車４８の外周にはまた内向きギアリムがある。図１では隠れているが、図３では参照符号４８ｂが付されている。そして、過負荷保護歯車５０の歯付き部分５０ａがこの内向きギアリム４８ｂとかみ合う。前記歯付き部分５０ａは、過負荷保護歯車５０の外周の一部である突起を備えるよう形成され、当該部分５０ａに配置された歯が半径方向内向きに枢動できるようにアンダーカットされており、過負荷保護歯車５０に作用する外部トルクが最大トルクを越えた場合に、ウォーム歯車４８の内向きギアリム４８ｂとの係合から外れて枢動するようになっている。このように、例えば外部トルクが不適切な方法で第２脚３０に作用した場合に過負荷保護を提供するように、歯車４８および５０が共に作用する。

過負荷保護歯車５０のハブは、ウォームギア４８のハブを通り延在し、歯付き部分５０ｂはこの拡張部分に設けられる。そして、遊星ギアトレイン５２の第１遊星ギア５２ａがこの歯付き部分５０ｂとかみ合う。この場合、遊星ギアトレイン５２は、段付き遊星ギアトレインとして形成され、第１遊星ギア５２ａは、第２遊星ギア５２ｂと同軸にしっかりと接続され、第２遊星ギア５２ｂは、第１遊星ギア５２ａよりも小さい直径を有しており、歯の数も少ない。

第２遊星ギア５２ｂは、空洞２８ｂ内にしっかり取り付けられ、第１脚２０とともに回転するように接続された中空歯車５４の内歯上を進む。軸５６のギアリム５６ａは、この遊星ギアトレイン５２における太陽ギアとして機能し、また第２遊星ギア５２ｂと係合する。歯５６ａ、中空歯車５４および遊星ギア５２ａ，５２ｂの直径それぞれの選択された比率の結果として、回転運動はさらに減速される。シザードライブ１０が組み立てられると、軸５６は、歯５６ａを有する係合部分から第１遊星ギア５２の間、ウォーム歯車４８のハブおよび過負荷歯車５０のハブを通り延在し、第１脚２０の第２空洞２８ｂから開口部２８ｄを通り外側に向かって出る。この点において、第２脚３０は、軸５６の第２端部５６ｂに取り付けることができる。

示された実施形態において、モーター／ギアアセンブリ４２の回転モーメントは、適宜要素４４ａおよび４８ａに形成されたウォームギアによって、最初に転換され、その後要素４８および５０に形成された過負荷保護手段によって送られ、遊星ギアトレイン５２によって再度減速され、第２脚３０に伝えられる。

図２は、図１のシザードライブ１０の組み立てられた状態の側面図である。この図は、２つの脚２０および３０の枢動軸１２を通り延在する断面示し、図３は、矢印Ａ方向からの図と理解されるべきである。

図３は、組み立てられた状態におけるシザードライブ１０の枢動軸１２周りに配置された要素を示す。軸５６は、出力端部５６ｂによって第２脚３０にしっかり接続されている他端部５６ｃにおいて、軸５６は、第１脚２０の第１ハウジング部品２４内の凹所２８ｅに回転可能に収容されている。ギアリム５６ａはまた、軸５６上に配置され、ギアリムは、第２遊星ギア５２ｂとかみ合う。

これらの第２遊星ギア５２ｂはまた、他端部において中空歯車５４とかみ合い、遊星ギアトレインの遊星キャリア５２ｄに接続される破線で示された遊星軸５２ｃ上に回転可能に配置される。遊星ギア５２ａはまた、共に回転するよう第２ギア５２ｂに同心に接続されるような方法で遊星軸５２ｃに支持される。これらの遊星ギアの半径方向内側は、他端部に係合部分５０ａを備える過負荷保護歯車５０の歯５０ｂのセットとかみ合う。上述の方法において、前記係合部分は、ウォーム歯車４８の内歯４８ｂと係合するのに対して、ウォーム歯車４８の外歯４８ａは、上述の方法によってモーター／ギアアセンブリ４２によって駆動されるスクリューシャフト４４とかみ合う。

１０ シザードライブ
１２ 枢動軸
２０ 第１脚
２２ 貫通孔
２４ 第１ハウジング部品
２６ 第２ハウジング部品
２８ａ 第１空洞
２８ｂ 第２空洞
２８ｃ 筒状部分
２８ｄ 開口部
２８ｅ 凹所
３０ 第２脚
３２ 貫通孔
４２ ギアアセンブリ
４４ 出力シャフト
４４ａ 歯
４６ 回転軸
４８ ウォーム歯車
４８ａ ギアリム
４８ｂ 内向きギアリム
５０ 過負荷保護歯車
５０ａ 歯付き部分
５２ 遊星ギアトレイン
５２ａ 第１遊星ギア
５２ｂ 第２遊星ギア
５２ｃ 遊星軸
５４ 中空歯車
５６ 軸
５６ａ 歯
５６ｂ 第２端部

Claims (11)

1. 互いに対して枢動軸回りに枢動可能な２つの脚（２０，３０）であって、それぞれ長軸（Ｌ１，Ｌ２）を有するとともに、外部部品に接続されるように設計された、２つの脚（２０，３０）と、前記２つの脚（２０，３０）の相対的な枢動運動を駆動するモーター／ギアアセンブリ（４２）とを備えるシザードライブであって、
   第１脚（２０）が、少なくとも部分的に中空のハウジング（２４，２６）と、前記第１脚（２０）の前記長軸（Ｌ１）に沿って少なくとも一部分に延在する、前記中空ハウジング内に形成された空洞（２８ａ−ｃ）と、前記第１脚（２０）の前記長軸（Ｌ１）に沿って延在する前記空洞（２８ａ−ｃ）の一部分（２８ａ）の少なくとも一部分において前記第１脚（２０）の前記ハウジング（２４，２６）内に収容される前記モーター／ギアアセンブリ（４２）とを備えることを特徴とする、シザードライブ。
2. 前記モーター／ギアアセンブリ（４２）が回転モーターを備え、その回転軸（４６）が前記第１脚（２０）の前記長軸（Ｌ１）と略平行に延在することを特徴とする、請求項１に記載のシザードライブ。
3. 前記モーター／ギアアセンブリ（４２）が１：２０〜１：１００の間、より好ましくは約１：５０の減速比を好ましく有する減速ギアを備えることを特徴とする、請求項１または２に記載のシザードライブ。
4. 回転モーターの回転運動を前記２つの脚（２０，３０）の相対的な枢動運動に変換するよう設計されたウォームギア（４４ａ，４８ａ）を備えることを特徴とする、請求項２または請求項３に記載のシザードライブ。
5. １：３〜１：１０、より好ましくは約１：７．５の減速比を有するよう好ましく設計された遊星ギアトレイン（５２）を備えることを特徴とする、請求項１〜４のいずれか一項に記載のシザードライブ。
6. 前記遊星ギアトレイン（５２）がともに回転するようペアで相互接続された、同心に配置された遊星ギアの２組（５２ａ，５２ｂ）を備えることを特徴とする、請求項５に記載のシザードライブ。
7. 過負荷保護手段（４８，５０）を備えることを特徴とする、請求項１〜６のいずれか一項に記載のシザードライブ。
8. 前記過負荷保護手段は、ともにかみ合う歯車（５０）および中空歯車（４８）によって形成され、前記歯車（５０）の歯（５０ａ）は、所定の最大トルクを超えると、前記歯が前記中空歯車（４８）の歯（４８ｂ）の上をスリップするように構成され、前記中空歯車（４８）および前記歯車（５０）の間で低減されたトルクが伝達されることを特徴とする、請求項７に記載のシザードライブ。
9. ウォームギア（４４ａ，４８ａ）および／または遊星ギアトレイン（５２）および／または過負荷保護手段（４８，５０）が前記第１脚の前記ハウジング（２４，２６）内の少なくとも一部分に収容されることを特徴とする、請求項１〜８のいずれか一項に記載のシザードライブ。
10. 請求項１〜９のいずれか一項に記載の少なくとも１つのシザードライブを備えるリムジン等の車両であって、前記２つの脚（２０，３０）の一方が前記車両の本体にしっかり接続され、かつ前記２つの脚（２０，３０）の他方が前記車両の本体に枢動可能に取り付けられた要素に接続されている、車両。
11. 前記本体に枢動可能に取り付けられた前記要素がテールゲート、トランクカバー、ドア等である、請求項１０に記載の車両。