JP3073914U - モータ変速機構 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 モーター・コンバーターの使用を減らすこと
ができて、スペースをさほど取らないコンパクトな電動
カート用のモータ変速機構を提供する。 【解決手段】 その入力スプライン軸(1)が第1の変速ギ
ア(3)と噛合して、該入力スプライン軸(1)に外嵌したピ
ニオンギア(2)が第2の変速ギア(4)と噛合し、該第2の変
速ギア(4)と該第1の変速ギア(3)は軸受(34)により相対
的独自回転可能な両伝動ギアセットに連結されて、その
出力スプライン軸(5)がシフト手段(6)の押し送りから該
第1の変速ギア(3)の中心軸(31)沿いに滑り移動できると
同時に、選択的に第1の変速ギア(3)と係合して比較的緩
慢な回転速度或いは比較的大きいトルクを得ることがで
き、または第2の変速ギア(4)と係合して比較的快速な回
転速度或いは比較的小さいトルクを得ることもでき、更
に第1の変速ギア(3)や第2の変速ギア(4)の何れとも触接
しないニュートラル状態にもなれるように構成する。

Description

【考案の詳細な説明】

【０００１】

【考案の属する技術分野】

本考案はモータ変速機構に関し、特にモーター・コンバーターを使わずに変速 ギヤによりトルクや速度を変え得る小型電動カートなど用のモータ変速機構に関 する。

【０００２】

【従来の技術】

一般に身体障害者が使用している電動車いすなどは、必ず排気汚染や騒音がな く、構造が簡単、軽快で使い易いことが要求される。したがって、大部分が電動モ ーターを主な駆動力として、その伝動構造も軽くてコンパクトであることを優先 させており、通常は回転速度が一定の電動モーターの出力を固定ギヤセットによ り駆動軸の差動装置へ伝送して、更に輪軸へ出力して電動カートの車輪を駆動す るのである。それ故、全体から言うと、出力は一つの固定した減速比を具えてい るのみで、トルクと速度は何れも一定であり、せいぜい手動クラッチを介して力 軸の離合をコントロールし、モータをアイドリングさせてスイッチによるオンオ フを避けている。このような減速比が一定であるシステムは走行速度がごく低い 室内用にだけ適して、一般の外出買物用やゴルーフカートなどのような電動カー トの速度を制御する方法は、モーター・コンバーターにより直接モーターの回転 速度を制御して、モーターの異なる回転速度により異なる走行速度を生じさせて いる。しかし乍ら、この種伝動機構は実用上屡々モーターの回転速度を上げたり 下げたり、またはオンオフしたりしなければならず、モーター・コンバーターの使 用がかなり頻繁で、故障を招き易く、信頼性を欠いて、万一、モーター・コンバー ターに問題が生じると、電動カートが動かなくなり、実用性が大幅に割り引かれ る上、モーター・コンバーターのコストが高く、屡々換えるとかなりのコストを 負担しなければならなくなる。

【０００３】

【考案が解決しようとする課題】

上記従来の電動カートにおけるモーターの回転速度を制御してトルクや速度の 出力を得る場合の欠点に鑑み、本考案は、モーター・コンバーターの使用を減ら すことができて、スペースをさほど取らないコンパクトな電動カート用のモータ 変速機構を提供することを目的とする。

【０００４】

【課題を解決するための手段】

上記目的を達成するため、本考案は、その胴回り周面に伝動可能なスプライを 周設して、モーターにより直接或いは間接的に駆動回転される入力スプライン軸 と、 その中心部に上記入力スプライン軸の胴回りスプラインが通れるスプライン孔 を開設して、該入力スプライン軸に外嵌して同期回転ができるピニオンギアと、 上記入力スプライン軸の表面スプラインと噛合して、その中心部に外向きに延 伸する中心軸を設けられ、該中心軸と交接する側面部位に該中心軸と適当な間隔 で環状凸伸するボスを形成して、該ボス外周面に軸受を周設し、且つ該ボス孔に 内向きに該中心軸外周面と適当な間隔を保つ複数のスプラインを凸設した第1の 変速ギアと、 上記ピニオンギアと噛合して、その一方側面が収容空間を具えたキャップ形態 に形成されて上記第1の変速ギアのボス外周面に設けられた軸受に外嵌でき、そ の他方側面に通孔を具えて、第1の変速ギアの中心軸を通すことができ、該軸受 により該第1の変速ギアと連結して、該第1の変速ギアと互いに相対的な回転運動 ができるようにされ、更に該通孔の内周縁にも複数のスプラインを凸設された第 2の変速ギアと、 周回り表面に伝動スプラインを具えた中空軸桿であって、その中心部の軸孔を 上記第1の変速ギアの中心軸に外嵌して軸沿いに滑動でき、且つ周回り表面のス プラインが掛外し部及び出力部に区分されて、該掛外し部が選択的に第1の変速 ギアのスプライン或いは第2の変速ギアのスプラインと係合でき、該出力部が外 部の歯車伝動装置と噛合して動力を出力するに用いられる出力スプライン軸と、 上記出力スプライン軸を連動して第1の変速ギアの中心軸沿いに移動させるこ とができ、該出力スプライン軸の掛外し部を第1の変速ギア内周面のスプライン 或いは第2の変速ギアの通孔内縁のスプラインに係合させ、または両者とも係合 させないように制御するシフト手段と、 を含んで構成される。

【０００５】 そして、上記第1の変速ギアの中心軸周回りの適当な部位に複数の凹陥部を設 けて、上記出力スプライン軸の軸孔内周面にそれと対応する少なくとも一個の鋼 球を収容できる球受座を穿設し、該鋼球を弾性リングにより該球受座内に強制定 位させて、更に内側へと移動させる力をも具えさせ、該鋼球と該凹陥部を係合さ せることにより該出力スプライン軸を容易く該中心軸の特定位置に定着させ得る ようにしたり、上記出力スプライン軸の胴回り表面適所にリング溝を設けて、上 記シフト手段がシフトスリーブ及び案内ロールを具え、該シフトスリーブにシフ ト溝を設けて、該シフトスリーブの胴回り周面適所に固接されたフォーク部が該 出力スプライン軸のリング溝内に係着でき、且つ該案内ロール周回りの適当な部 位にシフトレバーを挿設して、該シフトスリーブを該案内ロールに外嵌した際に 、該シフトレバーが該シフトスリーブのシフト溝内に定位し、該シフトレバーを 利用して該案内ロールの回転を制御することにより、該シフトスリーブが軸沿い の直線移動をできて、該出力スプライン軸を連動して移動させるようにしたり、 すると一層好ましい。

【０００６】 上記のように構成された本考案は、入力スプライン軸がモータ動力の入力によ り所定の回転速度を生じて、ピニオンギアが該入力スプライン軸と同期回転して 同じ回転速度を具え、且つ該入力スプライン軸が第1の変速ギアと噛合して、該 ピニオンギアが第2の変速ギアと噛合していることから、二組の伝動ギアセット を形成するとなり、該入力スプライン軸と該第1の変速ギアが比較的大きい減速 比を具えているので、該入力スプライン軸の回転速度が固定している下で、該第 1の変速ギアは比較的緩慢な回転速度或いは比較的大きいトルクを具え、他方、 該ピニオンギアと該第2の変速ギアの組合せは比較的小さい減速比を具えている ので、比較的快速な回転速度或いは比較的小さいトルクを具え、該両伝動ギアセ ットは該第1の変速ギアと該第2の変速ギアが軸受によって独自的に回転できよう に連結されていることから、使用する時に比較的緩慢な回転速度或いは比較的大 きいトルクを得たい時は、出力スプライン軸を第1の変速ギア向きに押入れて、 該出力スプライン軸の掛外し部と該第1の変速ギアのスプラインを係合させれば よく、比較的快速な回転速度或いは比較的小さいトルクを得たい時は、出力スプ ライン軸を該第1の変速ギアから最も遠く離れた方向へ押出して、該出力スプラ イン軸の掛外し部を該第2の変速ギアのスプラインに係合させればよい。また、 ニュートラル状態にする時は、該出力スプライン軸を何れの部材とも接触させな いようにすればよい。

【０００７】

【考案の実施の形態】

以下、本考案を実施の形態に基づいて具体的に説明するが、本考案はこの例 だけに限定されるものではない。

【０００８】 図1、2に示すのは、本考案における比較的好ましい実施例の立体分解図及びそ の組立後の断面図であり、主として、入力スプライン軸1、ピニオンギア2、第1 の変速ギア3、第2の変速ギア4、出力スプライン軸5及びシフト手段6によって形 成され、上記各部材は必ず収容体(例えば変速機ケース或いは差動装置と同一ケ ース)内に設けられて、異なる装設方式によりその収容体も異なり、且つ本考案 の重点でもないので、ここでは特に該ケースの形態を詳しく説明しない。

【０００９】 入力スプライン軸1は、その表面に伝動可能な歯形を周設できて、図示の如く 軸桿胴回りに軸沿いのスプラインを形成し、一端が直接または間接的にモーター の案内ロールと連結して回転する駆動端部11に設けられて、他端がその存在する ケースの内側面に定着する枢支端部12に形成される。

【００１０】 ピニオンギア2は、その中心部に上記入力スプライン軸１の胴回りスプライン が嵌挿できるスプライン孔21を開設されて、入力スプライン軸１と同期回転がで きる。

【００１１】 第1の変速ギア３は、直接上記入力スプライン軸１の表面スプラインと噛合で きて、その中心部に外向きに延伸する中心軸31を設けられ、中心軸31両端をその 存在するケースの内側面に定着させて、中心軸31の該第1の変速ギア３と交接す る部位の外周縁から適当な間隔を離れた周回りに第1の変速ギア3側面から凸伸す るボス32を形成し、ボス32の外周面321に軸受34を固設して、軸受34の定着は複 数個の固定リングとボス32の外周面321に設けられる定位溝との組合せで達成し てもよく(図示せず)、これは従来の機械定位構造に属すので、ここでは説明を省 略する。ボス32の内周面322には内向きに該中心軸31の胴回り周面と適当な間隔 を離れた複数のスプライン33が凸設されており、それぞれのスプライン33先端を 突端を具えた楔形状に設けてボス32の内周面322に等間隔に分布させる。

【００１２】 第2の変速ギア４は、ピニオンギア２と噛合して、その一方側面が収容空間を 具えたキャップ形態に形成されて上記第1の変速ギア３のボス外周面321に固設し た軸受34外周面に外嵌でき、その他方側面は通孔41を具えて、第1の変速ギア３ の中心軸31を通すことができ、第2の変速ギア４と該第1の変速ギア3を軸受34に より互いに連結して相対的な回転運動ができるようにし、更に通孔41内周縁にも 複数の突端凸伸のスプライン42を設ける。

【００１３】 出力スプライン軸５は、周回り表面に伝動スプラインを具えた中空軸桿であっ て、その中心部の軸孔51を該第1の変速ギア3の中心軸31に外嵌できて、これによ り、出力スプライン軸５が第1の変速ギア３の中心軸31周回りで滑動でき(図2の矢 印Aで示す方向)、出力スプライン軸５の周回り表面のスプラインが掛外し部52及 び出力部53に区分されて、掛外し部52は全体出力スプライン軸5の移動から選択 的に第1の変速ギア3のスプライン33或いは第2の変速ギア4のスプライン42と係合 でき、出力部53は外部の歯車伝動装置と噛合して動力を出力するに用いられる。

【００１４】 正確に定位させるため、第1の変速ギア3の中心軸31周回りの適当な部位に複数 個の凹陥部311,312,313が設けられて(例えば図1に示す三条の平行環状凹み溝)、 それと対応する出力スプライン軸５の軸孔51内周面部位に複数の球受座511を穿 設し、各球受座511がその孔内にそれぞれ鋼球512を収容できて、弾性リング513 を利用して外側から鋼球512を球受座511内に定位させることができ、更に軸孔51 より内側へと移動させる力をも具えて、鋼球512と凹陥部311を係合させることに より出力スプライン軸5を容易に中心軸31の特定位置に定着させることができる 。即ち、鋼球512が第1の変速ギア3に最も近い凹陥部311に係合した時は、その出 力スプライン軸５の掛外し部52が丁度第1の変速ギア3のスプライン33と係合して 伝動を行い、鋼球512が中間の凹陥部312に係合した時は、その出力スプライン軸 ５の掛外し部52が何れの部材とも接触せずニュートラル状態を呈し、鋼球512が 第1の変速ギア3から最も遠い凹陥部313に係合した時は、その出力スプライン軸5 の掛外し部52が第2の変速ギア4のスプライン42と接合して伝動を行う。

【００１５】 シフト手段６は、使用者がコントロールできて、上記出力スプライン軸５を連 動して第1の変速ギア３の中心軸31上で移動させることができ、本実施例におい て、シフト手段６はシフトスリーブ61及び案内ロール62を具えて、シフトスリー ブ61はシフト溝611を設けられ、シフトスリーブ61の胴回り周面適所にフォーク 部612を固接して、フォーク部612を該出力スプライン軸５の相対部位に形成され たリング溝54内に係着させ、且つ案内ロール62周回りの適当な部位にシフトレバ ー621を挿設して、シフトスリーブ61を該案内ロール62に外嵌した際に、シフト レバー621が該シフトスリーブ61のシフト溝611内に位置付けられるようにし、シ フトレバー621を利用して案内ロール62の回転を制御することにより、シフトス リーブ61がシフトレバー621とシフト溝611との相対的規制作用から直線移動して 、フォーク部612の連動により出力スプライン軸５を移動させるのである。

【００１６】 組立てた時は、その変速構造の作用は図3及び図4に示す如く、入力スプライン 軸１がモータ動力の入力により所定の回転速度を生じて、ピニオンギア２が該入 力スプライン軸１と同期回転して同じ回転速度を具え、且つ入力スプライン軸１ が第1の変速ギア３と噛合して、ピニオンギア２が第2の変速ギア４と噛合してい ることから、二組の伝動ギアセットが形成されるとなり、入力スプライン軸１と 第1の変速ギア３が比較的大きい減速比を具えているので、入力スプライン軸１ の回転速度が固定している下で、第1の変速ギア３は比較的緩慢な回転速度或い は比較的大きいトルクを具え、他方、ピニオンギア２と第2の変速ギア４の組合 せは比較的小さい減速比を具えているので、比較的快速な回転速度或いは比較的 小さいトルクを具え、両伝動ギアセットは該第1の変速ギア３と該第2の変速ギア ４が軸受34によって連結されていることから、互いに独自に回転できて干渉が生 じることがない。

【００１７】 使用する時は、全く出力スプライン軸５によって決められ、比較的緩慢な回転 速度或いは比較的大きいトルクを得たい時は、図3に示すように、出力スプライ ン軸５を第1の変速ギア3向きに押入れて、出力スプライン軸５の掛外し部52と第 1の変速ギア33のスプライン33を係合させると、その動力の伝動は矢印に示す如 く、入力スプライン軸１が第1の変速ギア３を連動して出力スプライン軸５へ伝 動し、出力スプライン軸５が更に伝動ギア7へと伝動して、比較的緩慢な回転速 度或いは比較的大きいトルクを得ることができる。

【００１８】 同様な理屈から、比較的快速な回転速度或いは比較的小さいトルクを得たい時 は、図4に示すように、出力スプライン軸５を第1の変速ギア３から最も遠く離れ た方向へ押出して、出力スプライン軸５の掛外し部52を第2の変速ギア４のスプ ライン42に係合させると、その動力の伝動は出力スプライン軸５と同期回転する ピニオンギア２から第2の変速ギア４に伝わって該出力スプライン軸５へ伝動さ れ、出力スプライン軸５が更に伝動ギア７へと伝動して、比較的迅速な回転速度 或いは比較的小さいトルクを得ることができる。尚、ニュートラルの場合は、上 記のように該出力スプライン軸５を中央部位に位置付けて、出力スプライン軸５ を何れの部材とも接触させずにすると、伝動作用が生じないようになる。

【００１９】

【考案の効果】

上記のように本考案は、入力スプライン軸、ピニオンギア、第1の変速ギア、 第2の変速ギア、出力スプライン軸及びシフト手段により組立てられて、その入 力スプライン軸が第1の変速ギアと噛合して、該入力スプライン軸に外嵌したピ ニオンギアが第2の変速ギアと噛合することにより、二組の変速ギアセットを形 成する。そして、該出力スプライン軸が該シフト手段の押し送りから該第1の変 速ギアの中心軸上で滑り移動できて、選択的に第1の変速ギアと接合させて比較 的緩慢な回転速度或いは比較的大きいトルクを得ることができると共に、第2の 変速ギアと接合させて比較的快速な回転速度或いは比較的小さいトルクを得るこ ともでき、或いはニュートラル状態に定位させることができる。また、上記部材 の組合せからコンパクトなスペースをさほど取らない変速構造に形成することが できて、しかもモーター・コンバータを全く使用しなくてもよく、或いは使用確率 を低減できるので、モーター・カーが使用上の要求によりマッチし、これにより 信用度や実用性が向上して、コストも軽減することができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本考案における比較的好ましい実施例の立体分
解図である。

【図２】上記実施例の組立態様断面図である。

【図３】上記実施例の動力出力状態を示す図(一)であ
る。

【図４】上記実施例の動力出力状態を示す図(二)であ
る。

【符号の説明】

1 入力スプライン軸 11 駆動端部 12 枢支端部 2 ピニオンギア 21 スプライン孔 3 第1の変速ギア 31 中心軸 311〜313：凹陥部 32 ボス 321 ボス外周面 322 ボス孔 33 スプライン 4 第2の変速ギア 41 通孔 42 スプライン 5 出力スプライン軸 51 軸孔 511 球受座 512 鋼球 513 弾性リング 52 掛外し部 53 出力部 54 リング溝 6 シフト手段 61 シフトスリーブ 611 シフト溝 612 フォーク部 62 案内ロール 621 シフトレバー ７ 伝動ギア

Claims (3)

【実用新案登録請求の範囲】
1. 【請求項１】 その胴回り周面に伝動可能なスプライン
   を周設して、モーターにより直接或いは間接的に駆動回
   転される入力スプライン軸と、 その中心部に上記入力スプライン軸の胴回りスプライン
   が通れるスプライン孔を開設して、該入力スプライン軸
   に外嵌して同期回転ができるピニオンギアと、上記入力
   スプライン軸の表面スプラインと噛合して、その中心部
   に外向きに延伸する中心軸を設けられ、該中心軸と交接
   する側面部位に該中心軸と適当な間隔で環状凸伸するボ
   スを形成して、該ボス外周面に軸受を周設し、且つ該ボ
   ス孔に内向きに該中心軸外周面と適当な間隔を保つ複数
   のスプラインを凸設した第1の変速ギアと、 上記ピニオンギアと噛合して、その一方側面が収容空間
   を具えたキャップ形態に形成されて上記第1の変速ギア
   のボス外周面に設けられた軸受に外嵌でき、その他方側
   面に通孔を具えて、第1の変速ギアの中心軸を通すこと
   ができ、該軸受により該第1の変速ギアと連結して、該
   第1の変速ギアと互いに相対的な回転運動ができるよう
   にされ、更に該通孔の内周縁にも複数のスプラインを凸
   設された第2の変速ギアと、 周回り表面に伝動スプラインを具えた中空軸桿であっ
   て、その中心部の軸孔を上記第1の変速ギアの中心軸に
   外嵌して軸沿いに滑動でき、且つ周回り表面のスプライ
   ンが掛外し部及び出力部に区分されて、該掛外し部が選
   択的に第1の変速ギアのスプライン或いは第2の変速ギア
   のスプラインと係合でき、該出力部が外部の歯車伝動装
   置と噛合して動力を出力するに用いられる出力スプライ
   ン軸と、 上記出力スプライン軸を連動して第1の変速ギアの中心
   軸沿いに移動させることができ、該出力スプライン軸の
   掛外し部を第1の変速ギア内周面のスプライン或いは第2
   の変速ギアの通孔内縁のスプラインに係合させ、または
   両者とも係合させないように制御するシフト手段と、を
   含んでなるモータ変速機構。
2. 【請求項２】 上記第1の変速ギアの中心軸周回りの適
   当な部位に複数の凹陥部を設けて、上記出力スプライン
   軸の軸孔内周面にそれと対応する少なくとも一個の鋼球
   を収容できる球受座を穿設し、該鋼球を弾性リングによ
   り該球受座内に強制定位させて、更に内側へと移動させ
   る力をも具えさせ、該鋼球と該凹陥部を係合させること
   により該出力スプライン軸を容易く該中心軸の特定位置
   に定着させ得るようにしてなる請求項１に記載のモータ
   変速機構。
3. 【請求項３】 上記出力スプライン軸の胴回り表面適所
   にリング溝を設けて、上記シフト手段がシフトスリーブ
   及び案内ロールを具え、該シフトスリーブにシフト溝を
   設けて、該シフトスリーブの胴回り周面適所に固接され
   たフォーク部が該出力スプライン軸のリング溝内に係着
   でき、且つ該案内ロール周回りの適当な部位にシフトレ
   バーを挿設して、該シフトスリーブを該案内ロールに外
   嵌した際に、該シフトレバーが該シフトスリーブのシフ
   ト溝内に定位し、該シフトレバーを利用して該案内ロー
   ルの回転を制御することにより、該シフトスリーブが軸
   沿いの直線移動をできて、該出力スプライン軸を連動し
   て移動させるようにしてなる請求項１に記載のモータ変
   速機構。