JP4303434B2 - ハイポイド減速装置のシリーズ、及びハイポイド減速装置 - Google Patents
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Description
【発明の属する技術分野】
本発明は、物流システムのコンベヤ等の駆動系に使用されるハイポイド減速装置のシリーズ、及びその構成要素としてのハイポイド減速装置に関する。
【0002】
【従来の技術】
ハイポイドギヤセットを用いた減速装置は、特に高効率化、低騒音化、或いは被駆動軸の軸方向の短縮化等を実現したい分野において用いられている。
【0003】
ハイポイドギヤセットを用いた減速装置として、特許第2866247号等に開示されたものが広く知られている。これは、ユーザから要求される可能性のある減速比1/5〜1/240までを3段型の共通の(同一寸法の)歯車箱で対応可能とすることにより、コストの増大に直結する歯車箱の在庫を減らし、ハイポイド減速装置の製造体系全体としてのコストの低減を図ろうとしたものである。
【0004】
しかしながら、近年、主たる用途であるコンベヤ等の搬送物流機器処理が高速化したことなどから、特に、「低減速比」或いは「中減速比」の範囲に属するハイポイド減速装置が多く要求されるようになってきた。
【0005】
この範囲の減速比は、一般に、減速構造を3段にしなくても十分達成できるが、それにも拘わらず3段型の歯車箱を使用していたがために、必要以上に部品点数が増え、むしろコスト面、大きさの面で不利となる状況が目立つようになってきた。
【0006】
そこで、このような事情を背景にして、例えば、特開2001−124155号公報、或いは特開2001−165246号公報等において、ハイポイドギヤセットのみを有する1段型のハイポイド減速装置が提案されている。
【0007】
これらのハイポイド減速装置は、1段型であることの利点を最大限利用するべく、小型化及び軽量化を念頭に置いた設計とされている。
【0008】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、発明者らは、より周到な考察を行った結果、このような1段型、或いは2段型のハイポイド減速装置を、(如何に受注量が増大してきたとは言え)ただ単に小型化及び軽量化を念頭に置いて別途用意するだけでは、ハイポイド減速装置を製造・提供するメーカーサイドとして、コスト低減の面で、或いは納期短縮の面で、必ずしも最良の体系とはならないという知見を得た。
【0009】
本発明は、この知見に基づいてなされたものであって、この種のハイポイド減速装置を特にシリーズとして複数用意する必要があるメーカーサイドにとって、その在庫負担を大きく軽減することができるハイポイド減速装置のシリーズ、或いは当該シリーズに属していることで現にコスト低減を実現可能なハイポイド減速装置を提供することを目的とする。
【0010】
【課題を解決するための手段】
本発明は、歯車箱の中に、ハイポイドピニオンが形成されたピニオン軸、前記ハイポイドピニオンと噛合するハイポイドギヤを有するハイポイドギヤセットを少なくとも収容したハイポイド減速装置のシリーズにおいて、該シリーズは、その構成要素であるハイポイド減速装置として、前記ハイポイドギヤセットのみを前記歯車箱としての第1の歯車箱の中に収容した1段型ハイポイド減速装置と、前記ハイポイドギヤセットに対してn段(nは1以上の整数)の平行軸ギヤセットが連結され、該ハイポイドギヤセット及びn段の平行軸ギヤセットを、前記1段型ハイポイド減速装置の歯車箱とは寸法の異なる前記歯車箱としての第2の歯車箱の中に収容した(1+n)段型ハイポイド減速装置と、を少なくとも含み、且つ、前記1段型ハイポイド減速装置の第1の歯車箱における出力軸と、前記(1+n)段型ハイポイド減速装置の第2の歯車箱における出力軸とを共通化したことにより、上記目的を達成したものである。
【0011】
又、本発明では、同様の趣旨により、歯車箱の中に、ハイポイドピニオンが形成されたピニオン軸、前記ハイポイドピニオンと噛合するハイポイドギヤを有するハイポイドギヤセットを少なくとも収容したハイポイド減速装置のシリーズにおいて、該シリーズは、その構成要素であるハイポイド減速装置として、前記ハイポイドギヤセットに対してn段(nは1以上の整数)の平行軸ギヤセットが連結され、該ハイポイドギヤセット及びn段の平行軸ギヤセットを、前記歯車箱としての第2の歯車箱の中に収容した(1+n)段型ハイポイド減速装置と、前記ハイポイドギヤセットに対してm段(mはnと異なる2以上の整数)の平行軸ギヤセットが連結され、該ハイポイドギヤセット及びm段の平行軸ギヤセットを、前記(1+n)段型ハイポイド減速装置の歯車箱とは寸法の異なる前記歯車箱としての第3の歯車箱の中に収容した(1+m)段型ハイポイド減速装置と、を少なくとも含み、且つ、前記(1+n)段型ハイポイド減速装置の第2の歯車箱における出力軸と、前記(1+m)段型ハイポイド減速装置の第3の歯車箱における出力軸とを共通化したことにより、同じく上記目的を達成したものである。
【0012】
一般に、個々のハイポイド減速装置の最適設計を考えた場合、材料費、潤滑油量等を考慮すると、(単体としての)歯車箱の内部空間は小さい方が好ましい。
【0013】
しかしながら、この設計思想によれば、歯車箱はその減速段数が異なるごとに設計されることになってしまい、(個々の減速装置のみに着目した場合には確かに合理的ではあるものの)製造体系という観点で見た場合には、必ずしも合理的とは言えない。それは、単にその設計が大変というだけでなく、特に歯車箱や出力軸等の大型部品の在庫負担が膨大になることを意味するためである。歯車箱が同一ならば、強度的に問題のない範囲で出力軸を共用するという発想は生まれ得るものの、段数が異なるなど歯車箱が異なる場合に敢えて出力軸を共用するという発想は、生まれにくい。
【0014】
本発明に係るハイポイド減速装置のシリーズによれば、例えば、1段型、2段型、或いは3段型の減速機構をそれぞれ収容し、相互に異なる歯車箱において、共通の出力軸を組み込むようにしたため、特に出力軸に関する在庫負担を大きく低減することができる。
【0015】
【発明の実施の形態】
以下、本発明の実施形態を図面に基づいて説明する。
【0016】
図1、図2は実施形態のハイポイド減速装置シリーズの一部内容を示す構成図であり、図1では各要素を平断面で示し、図2では各要素を正面図及び側断面図で示している。
【0017】
このハイポイド減速装置のシリーズは、減速段数を異ならせた(A)1段型、(B)2段型、(C)3段型の3種類の減速機GA、GB、GCと、各減速機GA、GB、GCに組み合わせられる専用のモータMA、MB、MCとを構成要素として備え、ユーザの要求に応じて選択した減速機GA、GB、GCと各専用のモータMA、MB、MCとを組み合わせて一体化することにより、ユーザに提供すべき1台のハイポイド減速装置GMA、GMB、GMCを構成するものである。
【0018】
モータMA、MB、MCは、各モータMA、MB、MC毎にサイズの異なるハイポイドピニオン11A、11B、11Cを先端に直切りしたモータ軸(ピニオン軸)12A、12B、12Cを有しており、モータMA、MB、MCの外殻体であるモータケーシング13は、筒状のモータフレーム14と、その前部開口を塞ぐ前部モータカバー15A、15B、15C及び後部開口を塞ぐ後部モータカバー16とからなっている。
【0019】
モータ軸12A、12B、12Cは、前部モータカバー15A、15B、15Cに嵌合した前部軸受17A、17B、17Cと、後部モータカバー16に嵌合した後部軸受18とによって回転自在に支持されている。前部モータカバー15A、15B、15Cに嵌合した前部軸受17A、17B、17Cよりも前方側には、2段のシール19A、19B、19Cが設けられており、減速機GA、GB、GC側から潤滑油がモータMA、MB、MC側に侵入しないようになっている。
【0020】
ここで、各モータMA、MB、MCの減速機GA、GB、GCに対する取り合いがそれぞれ異なること、又、モータ軸12A、12B、12Cの前端側の径やハイポイドピニオン11A、11B、11CのサイズがモータMA、MB、MC毎に異なることから、前部モータカバー15A、15B、15C、それに嵌合する軸受17A、17B、17C、シール19A、19B、19Cは、モータMA、MB、MC毎に全て異なっている(もちろん、共通化できるものは共通化してあっても構わない)。それ以外の要素、例えば、モータフレーム14、後部モータカバー16、モータの内部構造等については、ここで例示する全てのモータMA、MB、MCに共通である(これについても、必ずしも共通でなくても構わない)。
【0021】
各減速機GA、GB、GCは、それぞれ減速段数に応じて最適設計された互いに大きさや形状の異なる第1〜第3歯車箱21A、21B、21Cを有している。また、いずれの減速機GA、GB、GCも、モータ軸12A、12B、12Cに直切りしたハイポイドピニオン11A、11B、11Cとそれぞれ噛合するハイポイドギヤ22A、22B、22Cを有している。
【0022】
どのタイプ(減速段数)の減速機GA、GB、GCを選ぶかは、要求される減速比の大きさに応じて決めるようになっており、予め1段型の減速機GAは低速比用、2段型の減速機GBは中減速比用、3段型の減速機GCは高減速比用として用意されている。各減速機GA、GB、GCの第1〜第3歯車箱21A、21B、21Cには、ホローシャフトよりなる出力軸23が、合体するモータMA、MB、MCのモータ軸12A、12B、12Cと直交する向きで取り付けられている。
【0023】
ここで重要なことは、第1〜第3歯車箱21A、21B、21Cが異なっていても、1〜3段型の減速機GA、GB、GCに対し、1つの共通の出力軸23が用いられていることである。
【0024】
今までの設計の常識からは、減速機の段数が異なることに伴い歯車箱の大きさが異なると、それに併せて出力軸(長さ・径)を設計するため出力軸を共通させるという発想は生まれなかった。それは、この種のハイポイド減速装置の分野においては、歯車箱と出力軸は、あらゆる構成部品の中でとりわけ重量、大きさとも大きな部品であり、従って、その設計は相互に依存し合っていたからである。それに対し、このシリーズでは、減速機の段数が異って第1〜第3歯車箱21A、21B、21Cが異なる場合に、敢えて出力軸23を共用するという発想を採っているのである。
【0025】
ここで、出力軸23にホローシャフトを用いるのは、相手機械(被駆動軸)に対する結合を、左右のどちらからでも容易にできるようにするためである。もちろん、ホローシャフトでなく、中実シャフトを使用してもよい。
【0026】
出力軸23は、前述したようにモータ軸12A、12B、12Cと直交する関係となるものであり、2つの軸受24、25により、それぞれ第1〜第3歯車箱21A、21B、21Cに回転自在に支持されている。この場合、出力軸23が共通のものであるから、軸受24、25も共通のものが用いられている。
【0027】
各減速機GA、GB、GC毎に説明すると、(A)の1段型の減速機GAは、ハイポイドギヤセット1段だけで減速段を構成するものであり、出力軸23に直接ハイポイドギヤ22Aを装着し、ハイポイドギヤ22Aに入力された回転動力を直接出力軸23に伝達するようになっている。
【0028】
この場合は、第1歯車箱21A内に挿入されるハイポイドピニオン11Aとハイポイドギヤ22Aとから、第1歯車箱21A内においてハイポイドギヤセットが構成されている。
【0029】
また、(B)の2段型の減速機GBは、ハイポイドギヤセットで1段目の減速段を構成し、平行軸ギヤセットで2段目の減速段を構成するものであり、出力軸23と平行な中間軸26を第2歯車箱21Bに設けて、そこにハイポイドギヤ22Bを装着し、中間軸26と出力軸23とに互いに噛合するスパーギヤ27、28をそれぞれ装着し、それにより、ハイポイドギヤ22Bに入力された回転動力を中間軸26→スパーギヤ27→スパーギヤ28→出力軸23の経路で出力軸23に伝達するようになっている。
【0030】
この場合は、第2歯車箱21B内において、モータMBの結合によって第2歯車箱21B内に挿入されるハイポイドピニオン11Bとハイポイドギヤ22Bとにより、1段目減速段であるハイポイドギヤセットが構成され、中間軸26と出力軸23に装着されたスパーギヤ27、28から、2段目減速段である平行軸ギヤセットが構成されている。
【0031】
また、(C)の3段型の減速機GCは、ハイポイドギヤセットで1段目の減速段を構成し、第1、第2の平行軸ギヤセットで2段目、3段目の減速段を構成するものであり、出力軸23と平行な第1、第2の中間軸31、32を第3歯車箱21Cに設けて、第1の中間軸31にハイポイドギヤ22Cを装着すると共に、第1の中間軸31と第2の中間軸32とに互いに噛合するスパーギヤ33、34をそれぞれ装着し、更に、第2の中間軸32と出力軸23とに互いに噛合するスパーギヤ35、36をそれぞれ装着し、それにより、ハイポイドギヤ22Cに入力された回転動力を、第1の中間軸31→スパーギヤ33→スパーギヤ34→第2の中間軸32→スパーギヤ35→スパーギヤ36→出力軸23の経路で出力軸23に伝達するようになっている。
【0032】
この場合は、第3歯車箱21C内において、モータMCの結合によって第3歯車箱21C内に挿入されるハイポイドピニオン11Cとハイポイドギヤ22Cとにより、1段目減速段であるハイポイドギヤセットが構成され、第1及び第2の中間軸31、32に装着されたスパーギヤ33、34から、2段目減速段である平行軸ギヤセットが構成され、第2の中間軸32と出力軸23に装着されたスパーギヤ35、36から、3段目減速段である平行軸ギヤセットが構成されている。
【0033】
上記において、各減速機GA、GB、GCの出力軸23が共通部品であることから、1段型の減速機GAのハイポイドギヤ22Aの軸孔径、2段型の減速機GBのスパーギヤ28の軸孔径、3段型の減速機GCのスパーギヤ36の軸孔径は全て等しくなっている。
【0034】
このように構成された減速機GA、GB、GCとモータMA、MB、MCは、前部モータカバー15A、15B、15Cを第1〜第3歯車箱21A、21B、21Cの側面フランジにインロー嵌合した状態で、モータカバー15A、15B、1Cをボルト41で結合することにより、互いに強固に一体化される。それを可能にするために、各減速機GA、GB、GCの第1〜第3歯車箱21A、21B、21Cには、専用のモータMA、MB、MCに対する異なる取り合い部30A、30B、30Cが設けられている。
【0035】
このように1段型、2段型、3段型の減速機GA、GB、GCによってシリーズを構成したことにより、要求される減速比に応じた減速段数を有する最適タイプの減速機GA、GB、GCをモータMA、MB、MCと結合してハイポイド減速装置を製作することができる。その場合、各減速機GA、GB、GCは、減速段数に応じた最適設計の第1〜第3歯車箱21A、21B、21Cを備えているので、軽量且つコンパクトで低コストの減速装置を提供することができる。又、第1〜第3のどの歯車箱21A、21B、21Cにも共通の出力軸23を取り付けているので、出力軸23に関する在庫を減らすことができ、個々のハイポイド減速装置の低コスト化が図れる。
【0036】
更に、各モータMA、MB、MCには、第1〜第3歯車箱21A、21B、21Cと分離可能なモータカバー15A、15B、15Cが最初から備わっているので、モータMA、MB、MCだけを独立して取り扱うことができ、在庫の安定化を図れる上、単体で回転テストを行うこともできる。
【0037】
尚、図示例では、モータMA、MB、MCの主要部(前部モータカバー以外の部分)の構造は1種類しか提示していないが、各減速機GA、GB、GC専用のモータMA、MB、MCの前部モータカバー15A、15B、15C(当該モータカバーには軸受17A、17B、17C及びハイポイドピニオン11A、11B、11C付きのモータ軸12A、12B、12Cが付属している)を共通品として、モータの主要部のみを多種類用意し、任意のものを選択して取り付けできるようにすることも可能である。その際、用意するモータの種類としては、例えば容量が異なるもの、インバータが有るもの無いもの、ブレーキが有るもの無いもの等を用意することができる。
【0038】
又、前記の説明では、1段型〜3段型までの全部の減速機GA、GB、GCの出力軸23を共通化した場合を示したが、1段型と2段型の減速機GA、GBの出力軸23だけを共通化したり、2段型と3段型の減速機GB、GCの出力軸23だけを共通化したりすることもできるし、シリーズ中に2段型がない場合(あっても構わないが)、1段型と3段型の減速機GA、GCの出力軸23だけを共通化することもできる。或いは、それ以上に減速段がある場合であっても、異なる段数を有する減速機の間で、歯車箱が異なりながらも、出力軸だけは共通化するということが、本発明の趣旨である。
【0039】
例えば、一般化して考えて見ると、ハイポイドギヤセット1段型のハイポイド減速装置と、ハイポイドギヤセットとn段(nは1以上の整数)の平行軸ギヤセットとを組み合わせた(1+n)段型のハイポイド減速装置がシリーズの中に含まれている場合、本発明は、前記1段型のハイポイド減速装置と(1+n)段型のハイポイド減速装置との間で、歯車箱は互いに異なるものの、出力軸だけは共通化するというものである。
【0040】
又、1段型のハイポイド減速装置がシリーズの中に含まれていず(含まれていても構わないが)、ハイポイドギヤセットとn段(nは1以上の整数)の平行軸ギヤセットとを組み合わせた(1+n)段型のハイポイド減速装置と、ハイポイドギヤセットとm段(mはnと異なる2以上の整数)の平行軸ギヤセットとを組み合わせた(1+m)段型のハイポイド減速装置とがシリーズの中に含まれている場合、本発明は、前記(1+n)段型のハイポイド減速装置と(1+m)段型のハイポイド減速装置との間で、歯車箱は互いに異なるものの、出力軸だけは共通化するというものである。
【0041】
又、上記の説明では、本発明に係る減速装置のシリーズを、モータ付の例で示したが、ハイポイド減速機の部分だけを取り出してシリーズ化させてもよい。
【0042】
又、ここでいう「シリーズ」は、必ずしも現実の製品体系全体を指すものではない。具体的には、本発明に係るシリーズが、各枠番ごと、或いは各枠番の一部において採用されており、これらの集合として現実の製品体系全体が構築されることになる。
【0043】
又、ここでいう「シリーズ」を構成する個々の減速装置は、必ずしも完成品の形で予め在庫として複数用意されている必要はなく、要は、1つのシリーズとして当該条件を満足し得る体系が形成されていれば足りる。即ち、ユーザからの受注に応じて、該当するハイポイド減速装置(或いはギヤドモータ)をその都度製造或いは完成させる形態を含む。
【0044】
又、出力軸には、自身の位置決めや、装着するギヤの位置決めのための突起(段部)を設けるのが一般的であるが、この突起の位置を左右非対称に設定しておき、歯車箱に取り付ける段階で左右の取付態様を選択することで、自身の位置決め位置やギヤの位置決め位置を左右逆に設定することも可能である。
【0045】
【発明の効果】
以上説明したように、本発明によれば、減速段数の異なるハイポイド減速装置間において、減速段数に応じて最適設計された歯車箱の大きさは違っても、それに組み込む出力軸の共通化を図ったので、軽量でコンパクトなハイポイド減速装置を、出力軸の在庫負担を大きく低減しながら、低コストに提供することができる。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明の実施形態のハイポイド減速装置シリーズを含んだハイポイドギヤドモータシリーズの一部内容を示す構成図であり、各要素を平断面図で示す図
【図2】同シリーズにおける各要素を正面図及び側断面図で示す図
【符号の説明】
GA…1段型のハイポイド減速機
GB…2段型のハイポイド減速機
GC…3段型のハイポイド減速機
MA、MB、MC…モータ
11A,11B,11C…ハイポイドピニオン
12A,12B,12C…モータ軸(ピニオン軸)
21A,21B,21C…第1〜第3歯車箱
22A,22B,22C…ハイポイドギヤ
23…出力軸
Claims (3)
- 歯車箱の中に、ハイポイドピニオンが形成されたピニオン軸、前記ハイポイドピニオンと噛合するハイポイドギヤを有するハイポイドギヤセットを少なくとも収容したハイポイド減速装置のシリーズにおいて、
該シリーズは、その構成要素であるハイポイド減速装置として、
前記ハイポイドギヤセットのみを前記歯車箱としての第1の歯車箱の中に収容した1段型ハイポイド減速装置と、
前記ハイポイドギヤセットに対してn段(nは1以上の整数)の平行軸ギヤセットが連結され、該ハイポイドギヤセット及びn段の平行軸ギヤセットを、前記1段型ハイポイド減速装置の歯車箱とは寸法の異なる前記歯車箱としての第2の歯車箱の中に収容した(1+n)段型ハイポイド減速装置と、を少なくとも含み、且つ、
前記1段型ハイポイド減速装置の第1の歯車箱における出力軸と、前記(1+n)段型ハイポイド減速装置の第2の歯車箱における出力軸とを共通化した
ことを特徴とするハイポイド減速装置のシリーズ。 - 歯車箱の中に、ハイポイドピニオンが形成されたピニオン軸、前記ハイポイドピニオンと噛合するハイポイドギヤを有するハイポイドギヤセットを少なくとも収容したハイポイド減速装置のシリーズにおいて、
該シリーズは、その構成要素であるハイポイド減速装置として、
前記ハイポイドギヤセットに対してn段(nは1以上の整数)の平行軸ギヤセットが連結され、該ハイポイドギヤセット及びn段の平行軸ギヤセットを、前記歯車箱としての第2の歯車箱の中に収容した(1+n)段型ハイポイド減速装置と、
前記ハイポイドギヤセットに対してm段(mはnと異なる2以上の整数)の平行軸ギヤセットが連結され、該ハイポイドギヤセット及びm段の平行軸ギヤセットを、前記(1+n)段型ハイポイド減速装置の歯車箱とは寸法の異なる前記歯車箱としての第3の歯車箱の中に収容した(1+m)段型ハイポイド減速装置と、を少なくとも含み、且つ、
前記(1+n)段型ハイポイド減速装置の第2の歯車箱における出力軸と、前記(1+m)段型ハイポイド減速装置の第3の歯車箱における出力軸とを共通化した
ことを特徴とするハイポイド減速装置のシリーズ。 - 請求項1又は2に記載のハイポイド減速装置のシリーズの構成要素であるハイポイド減速装置。
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