JP2018054120A - 内部リングギヤ、駆動アセンブリ及び応用装置 - Google Patents

Abstract

【課題】騒音を低減する駆動アセンブリを提供する。【解決手段】本開示は、内部リングギヤ、内部リングギヤを有する駆動アセンブリ、及び駆動アセンブリを用いる応用装置を提供する。内部リングギヤは、単一のハウジングの内面に一体に並列に配置される少なくとも２つのリングギヤを含む。【選択図】図１

Description

[0002] 本開示は、駆動アセンブリに関し、特に、内部リングギヤを有する駆動アセンブリに関する。

[0003] 減速装置を有する動力駆動機構は、多くの分野に適用され、例えば、自動芝刈り機を駆動して動かすために用いられてきた。減速装置は、高速で作動するとき、多くの騒音を発生する可能性があり、これにより、騒音公害を周囲の環境に引き起こす場合がある。

[0004] したがって、単一のハウジングの内面に並列に配置される少なくとも２つのリングギヤを含む内部リングギヤを提供するものである。

[0005] 前記リングギヤは、ヘリカルリングギヤ及び平歯リングギヤを備え、前記ヘリカルリングギヤの歯は、前記ハウジングの軸方向に対して斜めの角度に配設され、前記平歯リングギヤの歯は、前記ハウジングの前記軸方向に沿って配設されることが好ましい。

[0006] 前記内部リングギヤは、プラスチック、粉末冶金材料及び金属のうちの１つ又はそれ以上からなることが好ましい。

[0007] 前記内部リングギヤは、粉末金属材料からなり、その理論密度の９２％よりも小さい密度、及び６．０〜８．０ｇ／ｍｍ³の質量を有することが好ましい。

[0008] 本開示は、更に、モータ及び変速装置を含む駆動アセンブリを提供するものである。前記変速装置は、単一のハウジングの内面に並列に配置される少なくとも２つのリングギヤを含む内部リングギヤを含み、隣接するリングギヤの歯の間に、ある角度が形成されている。

[0009] 前記リングギヤは、ヘリカルリングギヤ及び平歯リングギヤを含み、前記ヘリカルリングギヤの歯は、前記ハウジングの軸方向に対して斜めの角度に配設され、前記平歯リングギヤの歯は、前記ハウジングの前記軸方向に沿って配設されることが好ましい。

[0010] 前記内部リングギヤは、プラスチック、粉末冶金材料及び金属のうちの１つ又はそれ以上からなることが好ましい。

[0011] 前記内部リングギヤの２つの端部に、取付構造が設けられ、前記２つの端部の一方の前記取付構造は、前記内部リングギヤを前記モータに取り付けるように構成され、前記２つの端部の他方の前記取付構造は、前記内部リングギヤを前記駆動アセンブリの取付座に取り付けるように構成されることが好ましい。

[0012] 前記変速装置は、前記取付座に直接固定して取り付けられ、前記取付座は、負荷と連結されることが好ましい。

[0013] 前記内部リングギヤの２つの端部に、位置決め構造が設けられ、前記２つの端部の一方の前記位置決め構造は、前記内部リングギヤを前記モータに対して相対的に位置決めするように構成され、前記２つの端部の他方の前記位置決め構造は、前記内部リングギヤを前記取付座に対して相対的に位置決めするように構成されることが好ましい。

[0014] 前記変速装置は、第１の遊星歯車列及び第２の遊星歯車列を含み、前記第１の遊星歯車列は、前記ヘリカルリングギヤを含むヘリカル歯車列であり、前記第２の遊星歯車列は、前記平歯リングギヤを含む平歯歯車列であることが好ましい。

[0015] 別の態様では、上記の駆動アセンブリを含む応用装置を提供するものである。

[0016] 前記応用装置は、芝刈り機又は車両のパワーリフトドアであることが好ましい。

[0017] 本開示の内部リングギヤ及び駆動アセンブリでは、少なくとも２つのリングギヤが、単一のハウジングの内面に並列に配置されるので、向上した同心度及び安定性が得られることによって、駆動アセンブリによって発生する騒音を低減する。更に、これにより、組立を簡略化し、製造コストを低減する。

[0018] 以下、添付図面及び実施形態を参照して、本開示を更に説明する。

本開示の一実施形態による駆動アセンブリの斜視図である。 図１の駆動アセンブリの部分分解図である。 図１に示す駆動アセンブリのモータ及び第１の太陽歯車を取り外した状態の斜視図である。 図１に示す駆動アセンブリのモータ及び第１の太陽歯車を取り外した状態の分解図である。 図１に示す駆動アセンブリを、モータ及び第１の太陽歯車を取り外した状態で、別の側面から見た分解図である。 図１の駆動アセンブリの内部リングギヤの斜視図である。 図５に示す内部リングギヤを別の側面から見た斜視図である。 図１の駆動アセンブリを用いる応用装置のブロック図である。

[0027] 図面を参照して、本開示の実施形態について、更に詳細に説明する。各図は、限定的なものではなく、例示的なものであることに留意されたい。同様の構造又は機能を有する要素は、同じ符号で表記される。各図は、縮尺通りではなく、説明された実施形態の全ての態様を示すわけではなく、本開示の範囲を限定するものではない。特に明記していない限り、本開示で使用する全ての技術用語及び科学用語は、当業者により一般に理解される普通の意味を有する。

[0028] ある部品が他の部品に「連結される（connected）」と記載されている場合、ある部品を他の部品に直接連結することができるか、又は、中間部品が存在し得ることに留意されたい。ある部品が他の部品に「配設される（disposed）」と記載されている場合、ある部品を他の部品に直接配設することができるか、又は、中間部品が存在し得る。

[0029] 図１〜図５を参照すると、本開示の一実施形態の駆動アセンブリ１０が示される。駆動アセンブリ１０は、モータ２０を含む。モータ２０は、好ましくは、直流ブラシレスモータであるか、又は、代替的に、他の型のモータである。駆動アセンブリ１０は、更に、変速装置３０を含む。変速装置３０の一端は、モータ２０のエンドキャップ５０に取り付けられる。変速装置３０は、モータ２０によって駆動されて回転する。変速装置３０の他端は、取付座４０に直接取り付けられる。軸３４が、変速装置３０から負荷に延出し、負荷を駆動して回転させる。

[0030] 変速装置３０は、減速装置であり、第１の遊星歯車列３１及び第２の遊星歯車列３２を含む。他の実施形態では、変速装置３０は、複数の遊星歯車列を含むことができる。

[0031] 第１の遊星歯車列３１は、ヘリカル歯車列であり、第１の太陽歯車３１０を含む。第１の太陽歯車３１０は、モータ２０の出力軸２１に取り付けられ、モータ２０の出力軸２１によって駆動されて回転する。第１の遊星歯車列３１は、更に、第１のリングギヤ３１１を含む。第１のリングギヤ３１１は、内部リングギヤ３３の内面に配設される。第１の遊星歯車列３１は、更に、第１の回転キャリア３１２及び複数の第１の遊星歯車３１３から構成される第１の遊星歯車組を含む。第１の回転キャリア３１２を用いて、第１の遊星歯車３１３を支持し、第１の回転キャリア３１２は、第１の遊星歯車３１３と一緒に回転する。具体的には、第１の回転キャリア３１２は、２つの対向する面を含み、２つの対向する面の１つから、複数の回転ピン３１２１が突出する。各回転ピン３１２１には、１つの対応する第１の遊星歯車３１３が取り付けられる。第１の遊星歯車３１３は、第１の太陽歯車３１０と第１のリングギヤ３１１との間に収容され、第１の太陽歯車３１０及び第１のリングギヤ３１１の歯とそれぞれ係合する。第１の遊星歯車列３１は、ヘリカル円筒歯車の係合を介して、伝動を行う。すなわち、第１の太陽歯車３１０、第１のリングギヤ３１１及び第１の遊星歯車３１３の各々は、ヘリカル円筒歯車である。ヘリカル円筒歯車伝動装置では、歯車が、徐々に互いに係合し、徐々に互いに係合解除するので、第１の遊星歯車列３１は、安定した伝動を行うことによって、作動時、第１の遊星歯車列３１によって発生する騒音を低減することができる。好ましくは、第１の遊星歯車３１３（高速で、トルクが小さい）は、プラスチックからなることによって、第１の遊星歯車列３１によって発生する騒音を更に低減する。

[0032] 第２の遊星歯車列３２は、平歯歯車列であり、第２の太陽歯車３２１と、第２のリングギヤ３２２と、複数の第２の遊星歯車３２３から構成される第２の遊星歯車組とを含む。第２の太陽歯車３２１は、第１の遊星歯車３１３から離れた第１の回転キャリア３１２の１つの面に取り付けられる。具体的には、第１の回転キャリア３１２の１つの面から、回転ピン３１２２が突出し、第２の太陽歯車３２１は、回転ピン３１２２に取り付けられ、第１の回転キャリア３１２と一緒に回転する。第２のリングギヤ３２２は、内部リングギヤ３３の内面に配設される。第２の遊星歯車列３２は、更に、第２の回転キャリア３２４を含む。第２の回転キャリア３２４を用いて、第２の遊星歯車３２３を支持し、第２の回転キャリア３２４は、第２の遊星歯車３２３と一緒に回転する。具体的には、第２の回転キャリア３２４は、２つの対向する面を含み、２つの対向する面の１つから、複数の回転ピン３２４１が突出する。第２の遊星歯車３２３は、対応する回転ピン３２４１に取り付けられる。第２の遊星歯車３２３は、第２の太陽歯車３２１と第２のリングギヤ３２２との間に収容され、第２の太陽歯車３２１及び第２のリングギヤ３２２の歯とそれぞれ係合する。第２の遊星歯車列３２は、平歯円筒歯車の係合を介して、伝動を行う。複数の遊星歯車列を含む他の実施形態では、各遊星歯車列は、リングギヤを含む。

[0033] 図５及び図６を参照すると、これらの図は、変速装置３０に適用される内部リングギヤを、２つの側面から見た斜視図であり、内部リングギヤ３３は、ハウジング３３０、第１のリングギヤ３１１及び第２のリングギヤ３２２を含む。第１のリングギヤ３１１及び第２のリングギヤ３２２は、内部リングギヤ３３の内面に形成される。ハウジング３３０は、単一のハウジングから構成される。すなわち、ハウジング３３０は、複数のハウジングを組み付けて形成されるものではない。例示の実施形態では、ハウジング３３０は、中空円筒形状を有し、第１のリングギヤ３１１及び第２のリングギヤ３２２は、ハウジング３３０の軸方向に沿って、ハウジング３３０の内面３３１に並列に配置される。好ましくは、第１のリングギヤ３１１の内径は、第２のリングギヤ３２２の内径に等しい。この実施形態では、第１のリングギヤ３１１は、ハウジング３３０の軸方向に対して斜めの角度に配設される歯を有するヘリカルリングギヤであり、第２のリングギヤ３２２は、ハウジング３３０の軸方向に沿って配設される歯を有する平歯リングギヤである。他の実施形態では、第１のリングギヤ３１１及び第２のリングギヤ３２２が、それらの歯が異なる斜めの角度に配設された状態で、配置されることができる限り、第１のリングギヤ３１１は、ヘリカルリングギヤに限定されるものではなく、第２のリングギヤ３２２は、平歯リングギヤに限定されるものではない。他の実施形態では、複数のリングギヤが、内部リングギヤのハウジングの内面に配設され、隣接するリングギヤの歯の間に、ある角度が形成されていて、各リングギヤは、１つの遊星歯車列に対応する。好ましくは、内部リングギヤは、プラスチック、粉末金属材料及び金属のうちの１つ又はそれ以上から一体に形成される。すなわち、ハウジング３３０及び第１のリングギヤ３１１とともに第２のリングギヤ３２２は、別個に形成されるのではなく、同時に一体に形成される。好ましくは、内部リングギヤは、単一の金型キャビティ内で圧縮した後に焼結することにより、形成することができて、内部リングギヤのハウジングは、第１のリングギヤ３１１と第２のリングギヤ３２２との間の連結領域に、連結マークが無く、ハウジング３３０の外面は、第１のリングギヤ３１１と第２のリングギヤ３２２との間の連結領域に、連結マークが無い。

[0034] 好ましくは、内部リングギヤは、粉末金属材料からなり、その理論密度の９２％よりも小さい密度、及び６．０〜８．０ｇ／ｍｍ³、より好ましくは、６．２〜７．２ｇ／ｍｍ³の質量を有する。

[0035] ヘリカル歯を有する内部リングギヤに機械的処理を実施することは困難なので、この実施形態では、内部リングギヤは、粉末金属法により製造され、これにより、コストの低減及び製造性の向上を実現する。他の実施形態では、内部リングギヤは、射出成形により製造することもできる。

[0036] 突出部３３２及び３３３が、内部リングギヤ３３のハウジング３３０の２つの端部に配設され、ハウジング３３０の軸方向に沿って延在する。突出部３３２及びエンドキャップ５０の凹部５１は、共に、突出部−凹部位置決め構造を形成して、内部リングギヤとモータ２０との間の迅速な位置決めを行う。突出部３３３及び取付座４０の凹部４１は、共に、突出部−凹部位置決め構造を形成して、内部リングギヤが取付座４０に取り付けられるとき、迅速な位置決めを行う。更に、取付構造３３４が、内部リングギヤの２つの端部に配設される。内部リングギヤは、取付構造３３４を介して、モータ２０及び取付座４０にそれぞれ取り付けられる。この実施形態では、取付構造３３４は、取付穴であり、内部リングギヤは、取付穴を貫通して延在するねじによって、モータ２０のエンドキャップ５０及び取付座４０に取り付けられる。

[0037] 第２の遊星歯車３２３、第１の回転キャリア３１２及び第２の回転キャリア３２４は、粉末冶金材料から形成することもできる。第１の太陽歯車３１０は、金属からなることができる。第２の太陽歯車３２１及び第１の回転キャリア３１２は、一体に形成することができる。

[0038] 図８を参照すると、応用装置７０が示される。応用装置７０は、上記の駆動アセンブリ１０を含む。応用装置７０は、芝刈り機にすることができ、駆動アセンブリ１０を用いて、芝刈り機の車輪を駆動して、前進や後退させることができる。応用装置７０は、車両のパワーリフトドアにすることもでき、駆動アセンブリ１０を用いて、後部ドアなどのドアを開閉することができる。

[0039] １つ以上の実施形態を参照して、本発明を説明するが、実施形態の上記説明を用いて、当業者が本発明を実施又は使用することができるにすぎない。当業者であれば、本開示の精神又は範囲から逸脱することなく、種々の変更が可能であるものと理解される。本明細書に例示した実施形態は、本開示に対する限定として解釈すべきではなく、本発明の範囲は、以下の特許請求の範囲を参照することにより決定されるべきである。

１０ 駆動アセンブリ
２０ モータ
２１ 出力軸
３０ 変速装置
３１ 第１の遊星歯車列
３２ 第２の遊星歯車列
３３ 内部リングギヤ
３４ 軸
４０ 取付座
４１ 凹部
５０ エンドキャップ
５１ 凹部
７０ 応用装置
３１０ 第１の太陽歯車
３１１ 第１のリングギヤ
３１２ 第１の回転キャリア
３１３ 第１の遊星歯車
３２１ 第２の太陽歯車
３２２ 第２のリングギヤ
３２３ 第２の遊星歯車
３２４ 第２の回転キャリア
３３０ ハウジング
３３１ 内面
３３２，３３３ 突出部
３３４ 取付構造
３１２１ 回転ピン
３１２２ 回転ピン
３２４１ 回転ピン

Claims (10)

1. ハウジングと、
   前記ハウジングの内面に一体に配置される少なくとも２つのリングギヤと、
   を備えることを特徴とする内部リングギヤ。
2. 前記内部リングギヤは、ヘリカルリングギヤ及び平歯リングギヤを備え、前記ヘリカルリングギヤの歯は、前記ハウジングの軸方向に対して斜めの角度に配設され、前記平歯リングギヤの歯は、前記ハウジングの前記軸方向に沿って配設されることを特徴とする、請求項１に記載の内部リングギヤ。
3. 前記内部リングギヤは、プラスチック、粉末金属材料及び金属のうちの１つ又はそれ以上からなることを特徴とする、請求項１に記載の内部リングギヤ。
4. 前記内部リングギヤは、粉末金属材料からなり、その理論密度の９２％よりも小さい密度、及び６．０〜８．０ｇ／ｍｍ³の質量を有することを特徴とする、請求項１に記載の内部リングギヤ。
5. モータと、
   内部リングギヤを備える変速装置と、
   を備える駆動アセンブリであって、
   前記内部リングギヤは、
   ハウジングと、
   前記ハウジングの内面に一体に配置される少なくとも２つのリングギヤとを備える、
   ことを特徴とする駆動アセンブリ。
6. 前記内部リングギヤは、ヘリカルリングギヤ及び平歯リングギヤを備え、前記ヘリカルリングギヤの歯は、前記ハウジングの軸方向に対して斜めの角度に配設され、前記平歯リングギヤの歯は、前記ハウジングの前記軸方向に沿って配設されることを特徴とする、請求項５に記載の駆動アセンブリ。
7. 前記内部リングギヤの２つの端部に、取付構造が設けられ、前記２つの端部の一方の前記取付構造は、前記内部リングギヤを前記モータに取り付けるように構成され、前記２つの端部の他方の前記取付構造は、前記内部リングギヤを前記駆動アセンブリの取付座に取り付けるように構成されることを特徴とする、請求項５に記載の駆動アセンブリ。
8. 前記内部リングギヤの２つの端部に、位置決め構造が設けられ、前記２つの端部の一方の前記位置決め構造は、前記内部リングギヤを前記モータに対して相対的に位置決めするように構成され、前記２つの端部の他方の前記位置決め構造は、前記内部リングギヤを前記取付座に対して位置決めするように構成されることを特徴とする、請求項５に記載の駆動アセンブリ。
9. 前記変速装置は、第１の遊星歯車列及び第２の遊星歯車列を備え、前記第１の遊星歯車列は、前記ヘリカルリングギヤを含むヘリカル歯車列であり、前記第２の遊星歯車列は、前記平歯リングギヤを含む平歯歯車列であることを特徴とする、請求項６に記載の駆動アセンブリ。
10. 駆動アセンブリを備える応用装置であって、
    前記駆動アセンブリは、
    モータと、
    内部リングギヤを備える変速装置と、
    を備え、
    前記内部リングギヤは、
    ハウジングと、
    前記ハウジングの内面に一体に配置される少なくとも２つのリングギヤと、
    を備える、
    ことを特徴とする応用装置。