(57)【要約】モーターから操作のための力を要するポンプのような器具へ動力を伝達するためのモジュラーギヤーシステムである。このシステムはギヤーボックスおよび第１および第２の遊星ギヤーセットアセンブリーを備え、両ギヤーセットアセンブリーはモーターの出力シャフトおよびポンプの駆動シャフトの間を連結可能である。このシステムは第１ギヤーセットアセンブリーがギヤーボックス内に受領されて両シャフトの間に回転速度調整を提供するシングルステージモード、または第１および第２ギヤーセットアセンブリーがギヤーボックス内に受領されかつ直列に連結されて異なる回転速度調整を提供するマルチステージモードのいずれかに構成されている。このシステムは異なる速度および馬力要求のために柔軟性を提供しかつ各種モーターに対して適応性を備えている。
2006521526.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
回転出力シャフトを有するモーターから力を要しかつ回転駆動シャフトを有する器具へ動力を伝達するためのモジュラーギヤーシステムであって、このシステムが：
概ね上記モーターおよび上記器具の近傍に装着されるギヤーボックス、ただし上記ギヤーボックスが空洞を画定している；
上記空洞内に受領可能でありかつモーター出力シャフトおよび器具の駆動シャフトの間を出力シャフトから駆動シャフトへ力を伝達するために作動可能に連結し得る第１ギヤーセットアセンブリー、ただし上記第１ギヤーセットアセンブリーは両シャフト間に駆動シャフトがモーター出力シャフトよりも異なる回転速度で回転するように第１回転速度調整を作る；および
上記空洞内に受領可能でありかつ力を伝達するために第１ギヤーセットと直列に連結されて第２回転速度調整を作る第２ギヤーセットアセンブリー；を包含し、
このシステムが１）第１ギヤーセットアセンブリーおよび存在しない第２ギヤーセットアセンブリーが空洞内に受領されて第１回転速度調整を提供するシングルステージモード、または２）第１および第２ギヤーセットアセンブリーが空洞内に受領されかつこれらがモーター出力シャフトおよび器具の駆動シャフトの間で直列に作動可能に連結されて第１および第２調整を組み合わせた回転速度調整を提供するマルチステージモード、のいずれかに構成されている、モジュラーギヤーシステム。
【請求項２】
上記器具と協働し、かつ器具がポンプである、請求項１に記載のモジュラーギヤーシステム。
【請求項３】
モーターの出力シャフトと協働し、かつ出力シャフトがギヤーシステムに噛合しかつシングルステージモードに構成された時力をギヤーシステムへ伝達する第１カップリング部分およびギヤーシステムに噛合しかつマルチステージモードに構成された時力をギヤーシステムへ伝達する第２カップリング部分を備えている、請求項１に記載のモジュラーギヤーシステム。
【請求項４】
出力シャフトの第１カップリング部分が外側スプラインを有するシャフト部分を包含している、請求項３に記載のモジュラーギヤーシステム。
【請求項５】
更にシステムがシングルステージモードに構成されている時モーターの出力シャフトおよび第１ギヤーセットアセンブリーを連結するためのアダプターを包含している、請求項４に記載のモジュラーギヤーシステム。
【請求項６】
出力シャフトの第２カップリング部分がその上に平坦部を有するシャフト部分を包含している、請求項３に記載のモジュラーギヤーシステム。
【請求項７】
器具の駆動シャフトが中心軸周りに回転可能であり、かつ第１ギヤーセットアセンブリーがギヤーセット軸周りに回転可能であり、中心軸およびギヤーセット軸が概ね整列しかつ一致している、請求項１に記載のモジュラーギヤーシステム。
【請求項８】
更に第１ギヤーセットアセンブリーおよび器具の駆動シャフトを連結しかつそれらの間で力および回転運動を伝達するためのコネクターを包含し、このコネクターが中心軸およびギヤーセット軸の間の不整合を補償するように構成されている、請求項７に記載のモジュラーギヤーシステム。
【請求項９】
コネクターが駆動シャフトと係合するための第１駆動部分および第１ギヤーセットアセンブリーと係合するための第２駆動部分を包含し、かつ第１および第２駆動部分がシャフト部分の概ね反対側端部にそれらの間に軸方向の間隔が画定されるように離れた関係で配置されて、中心軸およびギヤーセット軸が不整合の時に、コネクターが不整合をつなぐようにした、請求項８に記載のモジュラーギヤーシステム。
【請求項１０】
ギヤーボックスがモーターに対してギヤーボックスを装着するためのファスナー開口を備え、上記開口が２個の異なるモーターに対応するような２個の異なる装着構造内に配置された開口を備えている、請求項１に記載のモジュラーギヤーシステム。
【請求項１１】
ギヤーシステムの作動モードを変える方法であって、モーターの回転出力シャフトおよび力を要する器具の回転駆動シャフトの間で力を伝達中にギヤーシステムにより提供されている回転速度調整を変え、ギヤーシステムが少なくとも１個のギヤーセットアセンブリーを収容している空洞を区画するモーターに締着されたギヤーボックスを包含し、この方法が：
空洞への接近を提供するためにモーターからギヤーボックスを外し；
ギヤーシステムにより提供される回転速度調整を変え、これを空洞内へギヤーセットアセンブリーの一つを上記少なくとも一つのギヤーセットアセンブリーと直列に装着してギヤーステージを増すことにより行い、または空洞から２または３以上のギヤーセットアセンブリーの少なくとも一つのギヤーセットアセンブリーを取り除いてギヤーステージの数を減すことにより行い；
空洞内のギヤーアセンブリーを上記モーターの出力シャフトまたは異なるモーターの出力シャフトと連結し；かつ
ギヤーボックスを上記モーターまたは上記異なるモーターに締着する
工程を包含している、方法。
【請求項１２】
更に上記ギヤーセットアセンブリーの一つおよび器具の駆動シャフトを上記一つのギヤーセットアセンブリーおよび駆動シャフトの間の不整合を補償するように構成されたコネクターを用いて連結する工程を包含している、請求項１１に記載の方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は概ね機構の回転速度を調整するためのギヤー機構、および特にギヤー減速比および駆動モーターの選択に柔軟性を提供するポンプのためのモジュラーギヤーシステムに関する。
【背景技術】
【０００２】
流体放出のための機械式ポンプは各種用途で使用されており、これらの用途は各種動力源付きの作動を要する。例えば、工業設備に配置されているポンプは交流（ＡＣ）電気駆動モーターにより効果的に駆動される。移動構造体または鉱業施設上に搭載されるポンプは、入手可能性により、ブラッシュタイプ直流（ＤＣ）電気モーター、ブラッシュレスＤＣ電気モーター、または流体式モーターにより駆動されることが要求され得る。典型的には、これらのモーターは異なる操作特性、特に与えられた馬力レベルに対する回転速度を備えている。更に、ポンプは、特定の機能用途、所要流率、加圧される流体の粘度、および動作温度範囲による所要馬力およびトルクの広い多様性に適合しなければならない。この要求は常時予め分かるものではない。
【０００３】
理想的には、ポンプは多様な動力源に対する装着のために適用可能であるべきである。不幸にも、多くのポンプはこのようには適用可能ではなくかつその結果として用途が制限されてきた。典型的には、回転駆動シャフトはモーターからの馬力およびトルクを受領してポンプへ伝達する。中間ギヤーシステムはモーターから供給された回転速度をポンプにより要求される回転速度へと低減する。これらのパラメーターの間の範囲が広いために、以前のポンプは一般的にモーター固有のギヤーシステムを備えている。これは用途の多様性およびモーターの多様性のためにポンプの使用に関する柔軟性が低下する。
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
本発明の各種の目的および特徴の内で注目されるものは、動力を伝達しかつ各種の速度および所要馬力のために異なる減速を提供するギヤーシステムの提供；各種モーターに適用可能なそのようなギヤーシステムの提供；ワンステージまたはマルチステージ動作のためのモジュールであるそのようなギヤーシステムの提供；損耗を阻止するそのようなギヤーシステムの提供；および動作に信頼性を有するギヤーシステムの提供である。
【課題を解決するための手段】
【０００５】
一般的に、本発明のモジュラーギヤーシステムは回転出力シャフトを有するモーターから馬力を要しかつ回転駆動シャフトを有する器具へ馬力を伝達する。このシステムは一般にモーターおよび器具の近傍に装着されるように適用されるギヤーボックスを包含し、このギヤーボックスは空洞を区画している。第１ギヤーセットアセンブリーは空洞内に受領されかつモーター出力シャフトおよび器具の駆動シャフトの間を作動可能に連結して出力シャフトからの力を駆動シャフトへ伝達して両シャフト間に第１回転速度調整（調整装置）を作り従って駆動シャフトはモーター出力シャフトよりも異なる速度で回転する。第２ギヤーセットアセンブリーは空洞内に受領されかつ第１ギヤーセットと直列に作動可能に連結されて力を伝達しかつ第２回転速度調整（調整装置）を作る。このシステムは１）第１ギヤーセットアセンブリーおよび存在しない第２ギヤーセットアセンブリーが空洞内に受領されて第１回転速度調整を提供するシングルステージモード、または２）第１および第２ギヤーセットアセンブリーが空洞内に受領されかつこれらがモーター出力シャフトおよび器具の駆動シャフトの間で直列に作動可能に連結されて第１および第２調整を組み合わせた回転速度調整を提供するマルチステージモード、のいずれかに構成され得る。
【０００６】
別の形態において、本発明の方法はギヤーシステムの作動モードを変え、モーターの回転出力シャフトおよび力を要する器具の回転駆動シャフトの間で力を伝達中にギヤーシステムにより提供されている回転速度調整を変える。ギヤーシステムは少なくとも１個のギヤーセットアセンブリーを収容している空洞を区画するモーターに締着されたギヤーボックスを包含している。この方法は空洞への接近を提供するためにモーターからギヤーボックスを外しかつギヤーシステムにより提供される回転速度調整を変える。１または２以上のギヤーセットアセンブリーを少なくとも一つのギヤーセットアセンブリーと直列に装着してギヤーステージの数を増し、または空洞から２または３以上のギヤーセットアセンブリーの少なくとも一つのギヤーセットアセンブリーを取り除いてギヤーステージの数を減す。空洞内のギヤーアセンブリーをモーターの出力シャフトまたは異なるモーターの出力シャフトと連結する。ギヤーボックスをモーターまたは他のモーターに締着する。
【０００７】
本発明の他の目的および特徴は以下に部分的に明らかになりかつ部分的に指摘されるであろう。
【発明を実施するための最良の形態】
【０００８】
図面および特に図１および４において、本発明によるモジュラーギヤーシステムの実施例が概ね３０で表示されている。ギヤーシステム３０はモーター３２から器具３４へ動作に要する力を伝える。図示の実施例においては、器具３４はポンプを包含している。しかしながら、理解されることは、器具が本発明の範囲から離れることなく、力を要するいかなるタイプの器具であり得ることである。ギヤーシステム３０はモーターの出力シャフト３６およびポンプのロータリー駆動シャフト３８の間に作動可能に連結されている。それは両シャフト間の相対的な速度およびトルクに、駆動シャフト３８がモーターの出力シャフト３６よりも異なる回転速度で回転しかつ異なるトルクを伝えるような調整を提供する。ギヤーシステム３０はギヤーボックス４０、第１ギヤーセットアセンブリー４３（例えば、遊星タイプのギヤーセットアセンブリー）、および自由選択のギヤーセットアセンブリー４４を備えている。
【０００９】
ギヤーボックス４０は概ね筒状の内壁４６（図７）を有するハウジングを包含し、このハウジングはギヤーボックス内に空洞を画定する。後述されるように、ギヤーボックスは１個、２個または３個以上のギヤーセットアセンブリー択一のための共通なハウジングを備えている。ギヤーボックスの第１端部４８はモーター３２に対して装着されるように構成され、かつ第２端部５０はポンプ３４に対して装着されるように構成されている。そのように装着された時（図１−３内に示されているように）、ギヤーシステム３０、モーター３２、およびポンプ３４はコンパクトなアセンブリーへと組み合わされる。ギヤーボックス４０は好ましくはアルミニウム合金のような好適な剛直な材料による一体鋳造品である。軽量化用空隙（図示されていない）がギヤーボックス４０内に配置され、その位置で空隙における材料の不足がギヤーボックスの構造一体性を損なうことのないように軽量負荷されている。
【００１０】
ギヤーボックスのモーター側端部４８（図６および７）は装着用構造５２を備え、これはギヤーボックスをモーターへ取り付けるためのファスナー５６（図４）を受領するための開口５４付きの突起を包含している。構造５２は２個の異なるモーターに対応するように２個の異なる装着位置に配置されている。図４および６内に示されている特定の実施例において、装着用構造５２の三角形配置（１２０度間隔）は３個のファスナー５６を受領しかつギヤーボックスをＤＣモーター３２へ装着する。この配置は典型的なＤＣモーターに対応し、このモーターは特に、モーター  アプライアンス  コーポレーション、ブラッシュレス  モーター社、米国、ミズーリ州、セントルイスにより売られているシリーズ３４または３６  パーマネント  マグネット  ブラッシュレス  モーターである。図２２において、装着用構造５２の矩形配置（９０度間隔）は４個のファスナー５６を受領しかつギヤーボックスをＡＣモーター５８へ装着する。この構造は典型的なＡＣモーターに対応し、このモーターは特に米国、ウイスコンシン州、ウオーサウのマラソン  エレクトリック  マニファクチャリング  コーポレーションにより売られているＡＣモーターである。構造５２の他の配置またはＤＣおよびＡＣモーターの双方にフィットする単一共通配置も本発明の範囲から離れることなく使用され得る。
【００１１】
ギヤーボックスハウジングのモーター端部４８はＯリングシール６２の受領に適した溝６０（図４および６）を備え、このシールはモーター３２の外側ケーシングと係合可能である。ギヤーボックスハウジングのモーター端部４８内の概ね円形の開口６４はギヤーボックスがモーターから分離される時ギヤーセットアセンブリー４２、４４の空洞の内外への素速い挿入取り外しを容易にするように寸法が定められている。
【００１２】
ギヤーボックスハウジング４０のポンプ端部５０はモーター端部の開口より小さい概ね円形な開口６６を備えている。開口６６の近傍の装着リム６８は第１ギヤーセットアセンブリー４２をギヤーボックス内に固着させるためにファスナー７２（図４）を受領するためのねじ付きファスナー開口７０を備えている。ファスナー７８を受領するための開口７６付きの４個の装着耳部７４がギヤーボックスをポンプに取り付けるためにハウジングのポンプ端部５０から横へ突出している。矩形キー８０（図６）が各ギヤーセットアセンブリー４２、４４上の対応するキー溝８２と整合しかつギヤーボックス４０に対するギヤーセットアセンブリーの回転を阻止するように空洞の内壁４６に沿い軸方向に延びている。理解されることは、ハウジングまたは装着用構造の異なるタイプを有するギヤーシステム、またはモーターまたはポンプに対して直接装着されないギヤーシステムは、本発明の範囲を離れるものではないことである。
【００１３】
図示されている実施例のポンプ３４は潤滑剤をリザーバー（図示されていない）から潤滑を要するいずれかの機械へ供給するように機能する。このポンプはポンプストロークを通して相互的に可動でありかつランス（槍状刃）８４を備え、このランスは製品を圧送するために圧送可能な製品の供給部内に延びている。ポンプ３４は一体の装着用構造８８（図４）を備え、この装着用構造へギヤーボックス４０が固着され得る。駆動シャフト３８はハウジング（図５）内のベアリング９０上で回転するように支持されており、かつ偏芯体９２に対して連結され、この偏芯体はポンプ管（図示されていない）を固定プランジャーに対して往復運動させて計量された潤滑剤を放出する。このポンプの構造および作用に付いての更なる詳細のために、米国特許第６，１０２，６７６号“ポンプ”が参照され、これは参照資料として取り込まれる。他のポンプまたは器具は本発明の範囲を離れないことが理解される。
【００１４】
第１ギヤーセットアセンブリー４２はギヤーボックス４０内に受領されかつモーター出力シャフト３６およびポンプの駆動シャフト３８を出力シャフトから駆動シャフトへ力を伝達するために動作可能に連結している。ギヤーセットアセンブリー４２は両シャフト間に第１回転速度調整を提供して駆動シャフト３８がモーター出力シャフト３６よりも異なる回転速度で回りかつ異なるトルクを搬送する。この調整はギヤーセットアセンブリー内のギヤーの配置およびサイズに依存する。典型的には、この調整は回転速度の減少およびトルクの対応する増加である。しかしながら、理解されることは、ギヤーが配列されて調整が出力速度を増す一方、トルクを減し、出力方向を逆にし、または調整ゼロとして実質的に速度を変えることなく単に力を伝達するようにし得ることである。
【００１５】
図１０−１３において、第１ギヤーセットアセンブリー４２の実施例は遊星ギヤーセットであり、それは中央のサンギヤー９４、外歯を有する数個（好ましくは３個または４個）の遊星ギヤー９６、遊星ギヤーを取り囲みかつ遊星ギヤーにより噛合されるアウターリングギヤー９８、および遊星キャリヤー１００を備え、このキャリヤーは遊星ギヤーをサンギヤーおよびリングギヤーと適正な関係に保持している。これらの遊星ギヤー９６はそれらの個々の軸周りに回転自由である一方、それらはリングギヤー９８内でサンギヤー９４周りに“動き”回る。このアセンブリーにより作られる速度減少率は典型的には３：１および７：１の間であるが、その領域外でもあり得る。サンギヤー９４はアセンブリーの一側から突出している外側スプライン付きのスタッブシャフト１０２に対して連結されている。このスタッブシャフト１０２はサンギヤー９４により支持され、サンギヤーと一体に形成され、かつモーター出力シャフト３６の速度で回転する。内向きスプライン付きソケット１０４はポンプとの連結のためにアセンブリー４２の反対側に備えられている。このソケット１０４はキャリヤー１００と一体に形成されかつモーター出力シャフトの速度に関連したギヤーセットアセンブリーにより調整された速度で回転する。ファスナー孔１０６はアセンブリーをギヤーボックス内に確保するようにファスナー７２を受領するためにアウターリングギヤー９８内に配置されている。前述のキー溝８２はギヤーボックスのキー８０を受領しかつギヤーボックスに対するアウターリングの回転を阻止するためにアウターリングギヤー９８内に配置されている。
【００１６】
典型的なギヤーセットアセンブリーは遊星アセンブリーであり、特にモデルＬＧＵ  ７５−Ｍ  焼結金属モジュールは米国、オハイオ州、クリーブランドのマテックス  プロダクト  社により頒布されている。同様なギヤーセットアセンブリーは米国特許第４，６１７，８３９号および第５，０９８，３５８号内に開示されており、それぞれ日本国、大阪のマテックス  株式会社に譲渡されている。非遊星タイプを含むギヤーセットアセンブリーの他のモデルおよびタイプも本発明の範囲から離れることなく使用し得ることは理解される。
【００１７】
第２ギヤーセットアセンブリー４４（図１２および１３）はギヤーボックスハウジング４０の空洞内に受領されかつ力を伝達しかつ第２の回転速度調整を提供するために第１第１ギヤーセットアセンブリー４２と直列に動作可能に連結されている。第２ギヤーセットアセンブリー４４は第１アセンブリー４２（例えば、遊星ギヤーセットアセンブリー）と実質的に同じであるが、第１ギヤーセットアセンブリーのスタブシャフト１０２を受領するための内側スプライン付きの中央ソケット１０８およびモーターの出力シャフト３６を受領するための反対に面した中央ソケット１１０を備えている。第２アセンブリー４４のギヤーは調整された回転速度を提供し得るようにされ、その速度は第１アセンブリー４２により提供されるものと同じまたは異なる。
【００１８】
環状スペーサー１１２（図１４および１５）は第１および第２アセンブリー４２、４４のアウターリングギヤー９８の間にアウターリングと直接係合してフィットしている。スペーサー１１２は金属またはより好ましくは軽量プラスチックのような好適な剛直な材料により形成されている。スペーサーはギヤーボックスのキー８０を受領するためのキー溝８２およびファスナー７２を受領するためのファスナー孔１０６を備えている。
【００１９】
システム３０は異なるモードで構成され得る。第１の、シングルステージモード（図７）においては、第１ギヤーセットアセンブリー４２および存在しない第２ギヤーセットアセンブリー４４がギヤーボックス４０内に受領されて第１回転速度調整を提供する。第２の、マルチステージモード（図５および９）においては、第１および第２ギヤーセットアセンブリー４２および４４の双方はギヤーボックス内に受領されかつモーター出力シャフト３６およびポンプの駆動シャフト３８の間に作動可能に直列接続され第１および第２調整を組み合わせた回転速度調整を作る。当業者によれば分かるように、組み合わされた減速比は一般的には個々のステージの減速比の積である。ユーザーは所望減速比を作るギヤーセットアセンブリーの組合せを選択し、上記減速比は馬力を要する器具（例えば、ポンプ）の特殊機能用途のための要望および／または特殊モーターの要望に対応させ得る。マルチステージモードが、本発明の範囲を離れることなく、ギヤーボックス内に３個または４個以上のギヤーセットアセンブリーを含み得ることも理解されるであろう。
【００２０】
アダプター１１４（図１６および１７）は、システムがシングルステージモードで構成されている時、モーターの出力シャフト３６および第１ギヤーセットアセンブリー４２を連結する。このアダプター１１４はモーターの出力シャフト３６および第１ギヤーセットアセンブリーのスタブシャフト１０２を受領するためにサイズおよび形状の定められた反対端部を有するスリーブを包含している。このアダプター１１４は内側スプライン１１６を備え、かつ好適な外側形状を備え得る。重要なことに、シングルステージモードにあるギヤーボックス４０の空洞は単に一つのギヤーセットのみを保持している。これは、ギヤーボックスが２個または３個以上のギヤーセットを備えているが単に一つのギヤーセットが噛合されかつ一杯に作動可能となるように選択されるようなシングルステージシステムに比べて低い重量とより信頼性のある動作を提供する。
【００２１】
図１８および１９において、モーターの出力シャフト３６はシングルステージモードに形成された時にギヤーシステム３０に係合しかつ力をギヤーシステムへ伝えるための第１カップリング部分１１８、およびマルチステージモードに形成された時にギヤーシステムに係合しかつ力をギヤーシステムへ伝えるための第１カップリング部分１２０を備えている。出力シャフトの第１カップリング部分１１８はアダプター１１４の内側スプライン１１６と噛合される外側スプライン１２２を有するシャフトの部分を包含している。
【００２２】
出力シャフトの第２カップリング部分１２０は一側上に平坦面１２４を有するシャフトの部分を包含している。この部分は平坦面１２４を除き概ね断面が円形である。この断面形状はその中へ入れるために第２ギヤーセットアセンブリー４４の中央ソケット１１０に対応している。第２カップリング部分１２０は第１カップリング部分１１８よりもモーター３２から離れて配置されている。第１および第２カップリング部分を備えることにより、モーターはギヤーシステムに対してギヤーシステムのモードに関係なく取り付けることができかつ異なるモードでの交換使用が可能になる。
【００２３】
好ましい実施例におけるポンプの駆動シャフト３８（図２０）は第１ギヤーセットアセンブリー４２のギヤーセット軸１２８（図１１）に対応する中央軸１２６周りに回転可能である。駆動シャフト３８はポンプ内の偏芯体９２との接続のためのキー１３０付きの段付きシリンダー形を備えている。ソケット１３２（図２０）は駆動シャフトの端部内に配置されている。このソケット１３２は広い部分１３４および狭い部分１３６を備え、少なくとも狭い部分にはスプラインが設けられている。中心軸１２６およびギヤーセット軸１２８は一般的には整合しておりかつ理想的には一致されるべきである。しかしながら、モーター、ギヤーシステム、およびポンプの各種部品の誤差の公差が積み上がると意図された整合から僅かな偏差を生じ得る。実際には、中心軸およびギヤーセット軸は０．０１２インチ程分離されてきた。
【００２４】
一つの実施例において、連結シャフト（図２１）を包含しているコネクター１３８は第１ギヤーセットアセンブリー４２および駆動シャフト３８を連結しかつ中心軸１２６およびギヤーセット軸１２８の間の不整合の補償に役立つ。連結シャフトは一端近傍に駆動シャフト３８との係合のための第１駆動部分１４０を、またその反対端部近傍に第１ギヤーセットアセンブリー４２との係合のための第２駆動部分１４２を備えている。第１駆動部分１４０は外側にスプラインが設けられかつポンプ駆動シャフトのソケット１３２内、特にソケットの狭い部分１３６内に受領されるようにサイズが定められている。第２駆動部分１４２は外側にスプラインが設けられかつ第１ギヤーセットアセンブリー４２のソケット１０４内に受領されるようにサイズが定められている。第１および第２駆動部分は互いに軸方向距離Ｄ（図２３）だけ隔てられている。例えば、間隔Ｄは０．５−３．０インチの領域、かつより好ましくは約１．５インチであり得る。
【００２５】
ポンプ駆動シャフトの中心軸１２６およびギヤーセット軸１２８が不整合の時は、連結シャフト１３８が不整合をつなぐ。コネクター上の軸方向の間隔は角Ａ（図２３内には概略的かつ誇張的に示されている）を減すように役立ち、この角はコネクター１３８および軸１２６、１２８の間に形成され、顕著な軸方向間隔を有しないコネクターにより形成されるよりもより小さい角度を提供する。例えば、一つの実施例においては、コネクター１３８の軸方向間隔は角Ａを２．０および３．５度の間から０．４度へ減す。これはシステム内でそれが回転する際の半径方向の“動揺”を減し、係合部品間の相対運動を抑制し、自己整合性を容易にし、かつコネクター、駆動シャフト、およびギヤーセットアセンブリー上の摩耗を減す。その結果として、コネクター１３８は耐久性および動作信頼性を向上させる。
【００２６】
使用に際し、本発明のギヤーシステム３０は広範囲の減速比および多様なモータータイプの群の選択を許容するように適用可能である。シングルステージモードまたはマルチステージモードが所望減速比のギヤーセットアセンブリーまたはアセンブリー群を着けることにより選択され得る。
【００２７】
もしギヤーシステムにより提供されている回転速度調整を変えるために動作のモードを変える必要があると、ギヤーボックス４０はモーター３２から緩められて空洞への接近が提供される。ユーザーはそれから既に空洞内に受領されているギヤーセットアセンブリー４２と直列にギヤーセットアセンブリーを装着することによりギヤーステージの数を増し得る。代わりに、ユーザーはギヤーシステムにより提供されている回転速度調整を減すために空洞からギヤーセットアセンブリーを除去することによりギヤーステージの数を減すことができる。ユーザーはそれからモーターの出力シャフト３６を空洞内のギヤーセットアセンブリーと組み合わせる。２個以上のギヤーセットアセンブリーが空洞内に装着されている時は、モーターの出力シャフトはギヤーセットアセンブリー内の対応する中央ソケット１１０内に直接挿入される。シングルギヤーセットアセンブリーが空洞内に残されている時は、中間アダプター１１４がモーターの出力シャフト３６を第１ギヤーセットアセンブリー４２のスタブシャフト１０２に連結するために使用される。ユーザーはそれから再びギヤーボックス４０をモーター３２へ締着する。もしユーザーがまた、ＤＣモーターからＡＣモーターへ、またはその逆に、変えることを希望すると、ギヤーボックスはファスナーを新しいモーターに対応する新たな装着用構造に容易に連結され得る。
【００２８】
上述に鑑み、本発明の各種の目的が達成されかつ他の利点が得られることが分かるであろう。
【００２９】
本発明またはその好ましい実施例を導入する時、用語“一つの”、“その”および“上記の”は一つまたは２以上の要素があることを意味するように意図されている。用語“包含している”、“備えている”および“有している”は含まれることが意図されかつリストされた要素の他の追加の要素もあることを意味している。
【００３０】
本発明の範囲を離れることなく各種の変更ができるので、上述内に含まれかつ添付図面内に示されている全てのことは例示でありかつ限定ではないことが意図されている。
【図面の簡単な説明】
【００３１】
【図１】ポンプおよびモーターが組み合わされた状態の本発明によるギヤーシステムの一つの実施例の斜視図である。
【図２】図１のアセンブリーの平面図である。
【図３】図１のアセンブリーの正面図である。
【図４】ギヤーシステムの構成部品を示す拡大分解斜視図である。
【図５】図１のアセンブリーの一部を破断した端部正面図である。
【図６】シングルステージモードにあるギヤーシステムの端部正面図である。
【図７】図６の７−７線に沿う断面図である。
【図８】マルチステージモードにあるギヤーシステムの端部正面図である。
【図９】図８の９−９線に沿う断面図である。
【図１０】第１遊星ギヤーセットアセンブリーの一部を破断して内部構造を見せるようにした端部正面図である。
【図１１】図１０の第１遊星ギヤーセットアセンブリーの側部正面図である。
【図１２】第２遊星ギヤーセットアセンブリーの一部を破断して内部構造を見せるようにした端部正面図である。
【図１３】図１２の第２遊星ギヤーセットアセンブリーの端部正面図である。
【図１４】ギヤーセットスペーサーの端部正面図である。
【図１５】図１４のギヤーセットスペーサーの側部正面図である。
【図１６】シングルステージモードにおいてモーターを第１ギヤーセットアセンブリーへ連結するためのアダプターの端部正面図である。
【図１７】図１６の１７−１７線上の断面図である。
【図１８】モーターの側部正面図である。
【図１９】モーターの出力シャフトの端部正面図である。
【図２０】ポンプの駆動シャフトの側部正面図である。
【図２１】第１ギヤーセットアセンブリーおよびポンプの駆動シャフトを連結するためのコネクターの側部正面図である。
【図２２】異なるタイプのモーターを有する、図４と同様な展開図である。
【図２３】第１ギヤーセットアセンブリーおよび駆動シャフトの間の不整合を連結するコネクターを示している概略図である。
【００３２】
対応する関連符号は全図面を通して関連部分を表示している。
【図１】
2006521526.tif 000003
【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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【図８】
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【図９】
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【図１０】
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【図１１】
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【図１２】
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【図１３】
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【図１４】
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【図１５】
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【図１６】
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【図１７】
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【図１８】
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【図１９】
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【図２０】
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【図２１】
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【図２２】
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【図２３】
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【手続補正書】
【提出日】平成16年12月27日(2004.12.27)
【手続補正１】
【補正対象書類名】特許請求の範囲
【補正対象項目名】全文
【補正方法】変更
【補正の内容】
【特許請求の範囲】
【請求項１】
回転出力シャフト（３６）を有するモーター（３２）から力を要しかつ回転駆動シャフト（３８）を有する器具（３４）へ動力を伝達するためのモジュラーギヤーシステム（３０）であって、このシステムが：
概ね上記モーター（３２）および上記器具（３４）の近傍に装着されるギヤーボックス（４０）、ただし上記ギヤーボックスが空洞を画定している；
上記空洞内に受領可能でありかつモーター出力シャフト（３６）および器具の駆動シャフト（３８）の間を出力シャフトから駆動シャフトへ力を伝達するために作動可能に連結し得る第１ギヤーセットアセンブリー（４２）、ただし上記第１ギヤーセットアセンブリーは両シャフト間に駆動シャフトがモーター出力シャフトよりも異なる回転速度で回転するように第１回転速度調整を作る；および
上記空洞内に受領可能でありかつ力を伝達するために第１ギヤーセット（４２）と直列に連結されて第２回転速度調整を作る第２ギヤーセットアセンブリー（４４）；を包含し、
このシステム（３０）が１）第１ギヤーセットアセンブリー（４２）および存在しない第２ギヤーセットアセンブリー（４４）が空洞内に受領されて第１回転速度調整を提供するシングルステージモード、または２）第１および第２ギヤーセットアセンブリーが空洞内に受領されかつこれらがモーター出力シャフト（３６）および器具（３４）の駆動シャフト（３８）の間で直列に作動可能に連結されて第１および第２調整を組み合わせた回転速度調整を提供するマルチステージモード、のいずれかに構成されている、モジュラーギヤーシステム。
【請求項２】
上記器具（３４）と協働し、かつ器具がポンプである、請求項１に記載のモジュラーギヤーシステム。
【請求項３】
モーター（３２）の出力シャフト（３６）と協働し、かつ出力シャフトがギヤーシステム（３０）に噛合しかつシングルステージモードに構成された時力をギヤーシステムへ伝達する第１カップリング部分（１１８）およびギヤーシステムに噛合しかつマルチステージモードに構成された時力をギヤーシステムへ伝達する第２カップリング部分（１２０）を備えている、請求項１に記載のモジュラーギヤーシステム。
【請求項４】
出力シャフト（３６）の第１カップリング部分（１１８）が外側スプライン（１２２）を有するシャフト部分を包含している、請求項３に記載のモジュラーギヤーシステム。
【請求項５】
更にシステムがシングルステージモードに構成されている時モーターの出力シャフト（３６）および第１ギヤーセットアセンブリー（４２）を連結するためのアダプター（１１４）を包含している、請求項４に記載のモジュラーギヤーシステム。
【請求項６】
出力シャフト（３６）の第２カップリング部分（１２０）がその上に平坦部（１２４）を有するシャフト部分を包含している、請求項３に記載のモジュラーギヤーシステム。
【請求項７】
器具の駆動シャフト（３８）が中心軸（１２６）周りに回転可能であり、かつ第１ギヤーセットアセンブリー（４２）がギヤーセット軸（１２８）周りに回転可能であり、中心軸およびギヤーセット軸が概ね整列しかつ一致している、請求項１に記載のモジュラーギヤーシステム。
【請求項８】
更に第１ギヤーセットアセンブリー（４２）および器具の駆動シャフト（３８）を連結しかつそれらの間で力および回転運動を伝達するためのコネクター（１３８）を包含し、このコネクターが中心軸（１２６）およびギヤーセット軸（１２８）の間の不整合を補償するように構成されている、請求項７に記載のモジュラーギヤーシステム。
【請求項９】
コネクター（１３８）が駆動シャフト（３８）と係合するための第１駆動部分（１４０）および第１ギヤーセットアセンブリー（４２）と係合するための第２駆動部分（１４２）を包含し、かつ第１および第２駆動部分がシャフト部分の概ね反対側端部にそれらの間に軸方向の間隔（Ｄ）が画定されるように離れた関係で配置されて、中心軸（１２６）およびギヤーセット軸（１２８）が不整合の時に、コネクター（１３８）が不整合をつなぐようにした、請求項８に記載のモジュラーギヤーシステム。
【請求項１０】
ギヤーボックス（４０）がモーター（３２）に対してギヤーボックスを装着するためのファスナー開口（５４）を備え、上記開口が２個の異なるモーターに対応するような２個の異なる装着構造内に配置された開口を備えている、請求項１に記載のモジュラーギヤーシステム。
【請求項１１】
ギヤーシステム（３０）の作動モードを変える方法であって、モーター（３２）の回転出力シャフト（３６）および力を要する器具（３４）の回転駆動シャフト（３８）の間で力を伝達中にギヤーシステムにより提供されている回転速度調整を変え、ギヤーシステムが少なくとも１個のギヤーセットアセンブリー（４２）を収容している空洞を区画するモーターに締着されたギヤーボックス（４０）を包含し、この方法が：
空洞への接近を提供するためにモーター（３２）からギヤーボックス（４０）を外し；
ギヤーシステム（３０）により提供される回転速度調整を変え、これを空洞内へギヤーセットアセンブリー（４４）の一つを上記少なくとも一つのギヤーセットアセンブリー（４２）と直列に装着してギヤーステージの数を増すことにより行い、または空洞から２または３以上のギヤーセットアセンブリーの少なくとも一つのギヤーセットアセンブリーを取り除いてギヤーステージの数を減すことにより行い；
空洞内のギヤーアセンブリーを上記モーター（３２）の出力シャフト（３６）または異なるモーター（５８）の出力シャフトと連結し；かつ
ギヤーボックス（４０）を上記モーター（３２）または上記異なるモーター（５８）に締着する
工程を包含している、方法。
【請求項１２】
更に上記ギヤーセットアセンブリー（４２）の一つおよび器具の駆動シャフト（３８）を上記一つのギヤーセットアセンブリーおよび駆動シャフトの間の不整合を補償するように構成されたコネクター（１３８）を用いて連結する工程を包含している、請求項１１に記載の方法。
【手続補正２】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】０００３
【補正方法】変更
【補正の内容】
【０００３】
理想的には、ポンプは多様な動力源に対する装着のために適用可能であるべきである。不幸にも、多くのポンプはこのようには適用可能ではなくかつその結果として用途が制限されてきた。典型的には、回転駆動シャフトはモーターからの馬力およびトルクを受領してポンプへ伝達する。中間ギヤーシステムはモーターから供給された回転速度をポンプにより要求される回転速度へと低減する。これらのパラメーターの間の範囲が広いために、以前のポンプは一般的にモーター固有のギヤーシステムを備えている。これは用途の多様性およびモーターの多様性のためにポンプの使用に関する柔軟性が低下する。
ＰＣＴ国際公開Ｎｏ．ＷＯ００／１１３７２が参照され、それは複数のギヤーモジュールを備えたギヤーシステムを示しており、各モジュールは別の同様に構成されたギヤーモジュールに対しスナップフィット取り付けのためのスプリングクリップを備えている。
【手続補正書】
【提出日】平成17年5月16日(2005.5.16)
【手続補正１】
【補正対象書類名】特許請求の範囲
【補正対象項目名】全文
【補正方法】変更
【補正の内容】
【特許請求の範囲】
【請求項１】
回転出力シャフト（３６）を有するモーター（３２）から力を要しかつ回転駆動シャフト（３８）を有する器具（３４）へ動力を伝達するためのモジュラーギヤーシステム（３０）であって、このシステムが：
概ね上記モーター（３２）および上記器具（３４）の近傍に装着されるギヤーボックス（４０）、ただし上記ギヤーボックスが空洞を画定している内壁（４６）を包含し；
上記空洞内に受領可能でありかつモーター出力シャフト（３６）および器具の駆動シャフト（３８）の間を出力シャフトから駆動シャフトへ力を伝達するために作動可能に連結し得る第１ギヤーセットアセンブリー（４２）、ただし上記第１ギヤーセットアセンブリーは両シャフト間に駆動シャフトがモーター出力シャフトよりも異なる回転速度で回転するように第１回転速度調整を作る；および
上記空洞内に受領可能でありかつ力を伝達するために第１ギヤーセット（４２）と直列に連結されて第２回転速度調整を作る第２ギヤーセットアセンブリー（４４）；を包含し、
このシステム（３０）が１）第１ギヤーセットアセンブリー（４２）および存在しない第２ギヤーセットアセンブリー（４４）が空洞内に受領されて第１回転速度調整を提供するシングルステージモード、または２）第１および第２ギヤーセットアセンブリーが空洞内に受領されかつこれらがモーター出力シャフト（３６）および器具（３４）の駆動シャフト（３８）の間で直列に作動可能に連結されて第１および第２調整を組み合わせた回転速度調整を提供するマルチステージモード、のいずれかに構成されている、モジュラーギヤーシステム。
【請求項２】
上記器具（３４）と協働し、かつ器具がポンプである、請求項１に記載のモジュラーギヤーシステム。
【請求項３】
モーター（３２）の出力シャフト（３６）と協働し、かつ出力シャフトがギヤーシステム（３０）に噛合しかつシングルステージモードに構成された時力をギヤーシステムへ伝達する第１カップリング部分（１１８）およびギヤーシステムに噛合しかつマルチステージモードに構成された時力をギヤーシステムへ伝達する第２カップリング部分（１２０）を備えている、請求項１に記載のモジュラーギヤーシステム。
【請求項４】
出力シャフト（３６）の第１カップリング部分（１１８）が外側スプライン（１２２）を有するシャフト部分を包含している、請求項３に記載のモジュラーギヤーシステム。
【請求項５】
更にシステムがシングルステージモードに構成されている時モーターの出力シャフト（３６）および第１ギヤーセットアセンブリー（４２）を連結するためのアダプター（１１４）を包含している、請求項４に記載のモジュラーギヤーシステム。
【請求項６】
出力シャフト（３６）の第２カップリング部分（１２０）がその上に平坦部（１２４）を有するシャフト部分を包含している、請求項３に記載のモジュラーギヤーシステム。
【請求項７】
器具の駆動シャフト（３８）が中心軸（１２６）周りに回転可能であり、かつ第１ギヤーセットアセンブリー（４２）がギヤーセット軸（１２８）周りに回転可能であり、中心軸およびギヤーセット軸が概ね整列しかつ一致している、請求項１に記載のモジュラーギヤーシステム。
【請求項８】
更に第１ギヤーセットアセンブリー（４２）および器具の駆動シャフト（３８）を連結しかつそれらの間で力および回転運動を伝達するためのコネクター（１３８）を包含し、このコネクターが中心軸（１２６）およびギヤーセット軸（１２８）の間の不整合を補償するように構成されている、請求項７に記載のモジュラーギヤーシステム。
【請求項９】
コネクター（１３８）が駆動シャフト（３８）と係合するための第１駆動部分（１４０）および第１ギヤーセットアセンブリー（４２）と係合するための第２駆動部分（１４２）を包含し、かつ第１および第２駆動部分がシャフト部分の概ね反対側端部にそれらの間に軸方向の間隔（Ｄ）が画定されるように離れた関係で配置されて、中心軸（１２６）およびギヤーセット軸（１２８）が不整合の時に、コネクター（１３８）が不整合をつなぐようにした、請求項８に記載のモジュラーギヤーシステム。
【請求項１０】
ギヤーボックス（４０）がモーター（３２）に対してギヤーボックスを装着するためのファスナー開口（５４）を備え、上記開口が２個の異なるモーターに対応するような２個の異なる装着構造内に配置された開口を備えている、請求項１に記載のモジュラーギヤーシステム。
【請求項１１】
ギヤーシステム（３０）の作動モードを変える方法であって、モーター（３２）の回転出力シャフト（３６）および力を要する器具（３４）の回転駆動シャフト（３８）の間で力を伝達中にギヤーシステムにより提供されている回転速度調整を変え、ギヤーシステムがモーターに締着されたギヤーボックス（４０）を包含し、かつ少なくとも１個のギヤーセットアセンブリー（４２）を収容している空洞を区画する内壁（４６）を包含し、この方法が：
空洞への接近を提供するためにモーター（３２）からギヤーボックス（４０）を外し；
ギヤーシステム（３０）により提供される回転速度調整を変え、これを空洞内へギヤーセットアセンブリー（４４）の一つを上記少なくとも一つのギヤーセットアセンブリー（４２）と直列に装着してギヤーステージの数を増すことにより行い、または空洞から２または３以上のギヤーセットアセンブリーの少なくとも一つのギヤーセットアセンブリーを取り除いてギヤーステージの数を減すことにより行い；
空洞内のギヤーアセンブリーを上記モーター（３２）の出力シャフト（３６）または異なるモーター（５８）の出力シャフトと連結し；かつ
ギヤーボックス（４０）を上記モーター（３２）または上記異なるモーター（５８）に締着する
工程を包含している、方法。
【請求項１２】
更に上記ギヤーセットアセンブリー（４２）の一つおよび器具の駆動シャフト（３８）を上記一つのギヤーセットアセンブリーおよび駆動シャフトの間の不整合を補償するように構成されたコネクター（１３８）を用いて連結する工程を包含している、請求項１１に記載の方法。
【請求項１３】
第１および第２ギヤーセットアセンブリー（４２、４４）が、上記空洞内に受領されている時に、上記内壁（４６）により取り囲まれかつ上記空洞内に実質的に包まれている、請求項１に記載のモジュラーギヤーシステム。
【請求項１４】
上記内壁（４６）が筒状でかつ上記空洞周りに連続している、請求項１に記載のモジュラーギヤーシステム。
【国際調査報告】
2006521526.tif 000026
2006521526.tif 000027