JP2000110896A - Power transmission device - Google Patents
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Abstract
Description
【0001】[0001]
【発明の属する技術分野】本発明は、有効な耐ジャミン
グ機能を備え、その設計も容易に行い得るようにした動
力伝達装置に関するものである。BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to a power transmission device which has an effective anti-jamming function and can be designed easily.
【0002】[0002]
【従来の技術】航空機の操縦系統用アクチュエータとし
て、コンパクトに設計が可能なメカニカルアクチュエー
タが有望視されている。この種のアクチュエータは、モ
ータの動力を減速機を介して出力側に取り出し、その出
力により舵角を変更し得るように構成するのが通例であ
るが、その伝達系路上で固着(ジャミング)が生じる
と、舵角変更不能となり、航空機の致命的な事故に直結
する。2. Description of the Related Art As an actuator for a flight control system of an aircraft, a mechanical actuator that can be designed compactly is promising. In general, this type of actuator is configured so that the power of the motor is taken out to the output side via a speed reducer and the steering angle can be changed by the output. However, jamming occurs on the transmission path of the actuator. If this occurs, the steering angle cannot be changed, which directly leads to a fatal accident of the aircraft.
【0003】このような不具合に鑑みて、従来、ジャミ
ングを防止すべく、回転動力を2系統で出力端に伝達で
きるように構成し、一部がジャミングしても他の系統で
作動を続行できるようにしたものが考えられている。In view of such a problem, conventionally, in order to prevent jamming, a configuration is adopted in which rotational power can be transmitted to an output end in two systems, and operation can be continued in another system even if a part of the system is jammed. That is what is being considered.
【0004】[0004]
【発明が解決しようとする課題】ところで、かかる既往
の対応策としては、伝達系路を機械的に切り離すように
したいわゆるクラッチ方式或いはシェアセクション方式
と呼ばれるものか、差動歯車機構で分割した動力をそれ
ぞれ並列に出力側に取り出すようにしたいわゆる遊星ギ
ヤ方式、ディファレンシャルギヤ方式と呼ばれるもの
か、何れかが採用されているのが通例である。Incidentally, as a countermeasure to be taken in the past, a so-called clutch system or a shear section system in which a transmission system path is mechanically cut off, or a power system divided by a differential gear mechanism is used. In general, any one of a so-called planetary gear system and a differential gear system in which the two are taken out to the output side in parallel, respectively, is employed.
【0005】ところが、前者の場合には、リリーストル
クの設定が困難であるという不都合がある。また後者の
場合には、通常作動時に比べてジャミング時に出力(速
度又は駆動力)が変化する欠点があり、これを解消しよ
うとしても限定された特定のギヤ比のもとでしかその変
化を無くすことができないものであった。本発明は、こ
のような課題に着目してなされたものであって、有効な
耐ジャミング機能を備え、その設計も容易に行い得るよ
うにした動力伝達装置を提供することを目的としてい
る。However, in the former case, it is difficult to set the release torque. In the latter case, there is a disadvantage that the output (speed or driving force) changes during jamming as compared with the normal operation, and even if an attempt is made to resolve this, the change is eliminated only under a limited specific gear ratio. I could not do it. The present invention has been made in view of such a problem, and an object of the present invention is to provide a power transmission device which has an effective anti-jamming function and can be easily designed.
【0006】また、本発明はそのように構成された動力
伝達装置の原理を好適に利用し、且つ積極的にジャミン
グ状態を発生させる機能を付与することにより、作動中
であっても入出力端間の変速比を効率良く切り換えるこ
とができるようにすることをも目的としている。Further, the present invention suitably utilizes the principle of the power transmission device having such a configuration, and provides a function of positively generating a jamming state. It is another object of the present invention to enable the gear ratio between the two to be efficiently switched.
【0007】[0007]
【課題を解決するための手段】本発明は、かかる目的を
達成するために、次のような手段を講じたものである。
すなわち、本発明の動力伝達装置は、入力端に入力され
る回転動力を初段に配置した差動歯車機構の第1、第2
の歯車列を介してそれぞれ第1、第2の動力伝達系に分
割し、しかる後、それら第1、第2の動力伝達系に伝達
された回転動力を終段に配置した差動歯車機構の第1、
第2の歯車列を介して統合し、出力端に取り出すように
したものであって、初段の差動歯車機構の歯車列と終段
の差動歯車機構の歯車列を、それぞれ互いに機構的に同
一若しくは類似の歯車列としていることを特徴とする。In order to achieve the above object, the present invention takes the following measures.
That is, the power transmission device of the present invention provides the first and second differential gear mechanisms in which the rotational power input to the input end is arranged in the first stage.
Of the differential gear mechanism in which the rotational power transmitted to the first and second power transmission systems is arranged at the final stage after that. First,
The gear train of the first-stage differential gear mechanism and the gear train of the last-stage differential gear mechanism are integrated with each other via the second gear train and taken out to the output end. It is characterized by the same or similar gear train.
【0008】このような構成のものであれば、第1、第
2の動力伝達系の何れがジャミングした場合にも、その
動力伝達系を固定点とし他方の動力伝達系を引き続き有
効に作動させて、入力端と出力端の間の動力伝達を継続
的に行い得ることになる。したがって、歯車は噛み合っ
たままでよく、リリーストルクの設定等が不要になる。
しかも、初段の差動歯車機構の各歯車列を通過して分配
された動力は、終段に配置した差動歯車機構の同一若し
くは類似の歯車列を通過して統合されるので、通常作動
時とジャミング時とで出力端に取り出される回転動力間
の調整を図ることが容易となるだけでなく、各動力伝達
系に減速機等を介在させる場合にも、その減速比の設定
等を両差動歯車機構の存在に大きく左右されることなく
行うことが可能になる。[0008] With this configuration, regardless of which of the first and second power transmission systems is jammed, the power transmission system is fixed and the other power transmission system is operated effectively. Thus, power transmission between the input terminal and the output terminal can be continuously performed. Therefore, the gears may remain meshed, and setting of release torque and the like become unnecessary.
Moreover, the power distributed through each gear train of the first stage differential gear mechanism is integrated by passing through the same or similar gear train of the differential gear mechanism arranged at the last stage, so that during normal operation In addition to making it easier to adjust the rotational power taken out to the output end during jamming and jamming, when a speed reducer or the like is interposed in each power transmission system, the setting of the reduction ratio etc. This can be performed without being greatly influenced by the existence of the dynamic gear mechanism.
【0009】特に、第1、第2の動力伝達系の一部に減
速機等を介在させるなどして互いに異なる伝達比に設定
し、何れか一方の動力伝達系をブレーキ機構により選択
的にロックし得るように構成した場合には、積極的に何
れか一方の動力伝達系にジャミングを発生させるとがで
き、作動しながら効率良く出力端の回転速度を切り換え
ることが可能となる。In particular, transmission ratios different from each other are set by interposing a speed reducer or the like in a part of the first and second power transmission systems, and one of the power transmission systems is selectively locked by a brake mechanism. In such a case, jamming can be positively generated in one of the power transmission systems, and the rotation speed of the output end can be efficiently switched while operating.
【0010】[0010]
【実施例】以下、本発明の実施例を、図面を参照して説
明する。 <第1実施例>この実施例の動力伝達装置は、航空機の
操縦系統用アクチュエータとして翼等に組み込んで利用
されるもので、図1及び図2に示すように、中央で左右
に分断されたハウジング1にベアリング2を介してシャ
フト3を支持させ、そのハウジング1の分断部分に出力
回転体4を配設するとともに、ハウジング1内に一対の
差動歯車機構たる遊星歯車機構5、6と、各々減速機
7、8を備えた第1、第2の動力伝達系A、Bとを収容
して構成されるもので、入力端である前記シャフト3に
入力される回転動力を初段に位置する遊星歯車機構5の
第1、第2の歯車列5A、5Bを介してそれぞれ第1、
第2の動力伝達系A、Bに分割し、しかる後、それら第
1、第2の動力伝達系A、Bに伝達された回転動力を終
段に位置する遊星歯車機構6の第1、第2の歯車列6
A、6Bを介して統合し、出力端である前記出力回転体
4より取り出すようにしている。Embodiments of the present invention will be described below with reference to the drawings. <First Embodiment> A power transmission device of this embodiment is used by being incorporated into a wing or the like as an actuator for a flight control system of an aircraft, and is divided into right and left at the center as shown in FIGS. A shaft 3 is supported by a housing 1 via a bearing 2, an output rotating body 4 is disposed at a divided portion of the housing 1, and a pair of planetary gear mechanisms 5 and 6 as a differential gear mechanism in the housing 1. The first and second power transmission systems A and B having reduction gears 7 and 8, respectively, are housed therein, and the rotational power input to the shaft 3, which is the input end, is located at the first stage. First and second gear trains 5A and 5B of the planetary gear mechanism 5 respectively
After splitting into the second power transmission systems A and B, the rotation power transmitted to the first and second power transmission systems A and B is then divided into the first and second rotations of the planetary gear mechanism 6 located at the final stage. 2 gear train 6
A and 6B are integrated and taken out from the output rotating body 4 which is an output terminal.
【0011】具体的に説明すると、初段の遊星歯車機構
5は、シャフト3の外周に配設したサンギヤ51と、シ
ャフト3に一体回転可能に固設したギヤリテーナ50に
支持させてなるプラネタリギヤ52と、このプラネタリ
ギヤ52とハウジング1との間に配設したリングギヤ5
3とを互いに噛合させてなるものである。また、終段の
遊星歯車機構6は、前記出力回転体4にギヤリテーナ6
0を介して支持されたプラネタリギヤ62と、このプラ
ネタリギヤ62とシャフト3の間に配設したサンギヤ6
1と、前記プラネタリギヤ62の外周に遊転自在に配設
したリングギヤ63とを互いに噛合させてなるものであ
る。More specifically, the first stage planetary gear mechanism 5 includes a sun gear 51 disposed on the outer periphery of the shaft 3 and a planetary gear 52 supported by a gear retainer 50 fixed to the shaft 3 so as to be integrally rotatable. A ring gear 5 disposed between the planetary gear 52 and the housing 1
3 are engaged with each other. The final stage planetary gear mechanism 6 includes a gear retainer 6 on the output rotary body 4.
0, and a sun gear 6 disposed between the planetary gear 62 and the shaft 3.
1 and a ring gear 63 that is freely rotatable around the planetary gear 62.
【0012】これに対して、第1の動力伝達系Aは、コ
ンパウンドと称される減速機7を主体として構成される
もので、この減速機7は、支軸70を介して互いに連結
された一対の平歯車71、72を主体となし、その一方
の平歯車71をシャフト3の外周に配設した外歯ギヤ7
3及びハウジング1の内周に形成した内歯ギヤ74に同
時に噛合させて遊星歯車機構を構成し、他方の平歯車7
2をその外周に配設した内歯ギヤ75に噛合させたもの
である。しかして、この減速機7の外歯ギヤ73と初段
の遊星歯車機構5のリングギヤ53との間をカップ状の
第1連結部材91を介して一体回転可能に連結するとと
もに、前記内歯ギヤ75と終段の遊星歯車機構6のリン
グギヤ63との間を円筒体状の第2連結部材92を介し
て一体回転可能に連結し、減速機7を含めてこれら第
1、第2連結部材91、92間を第1の動力伝達系Aと
している。On the other hand, the first power transmission system A is mainly composed of a speed reducer 7 called a compound, and the speed reducers 7 are connected to each other via a support shaft 70. An external gear 7 mainly comprising a pair of spur gears 71 and 72, one of which is disposed on the outer periphery of the shaft 3.
3 and an internal gear 74 formed on the inner periphery of the housing 1 simultaneously to form a planetary gear mechanism.
2 is meshed with an internal gear 75 disposed on the outer periphery thereof. The external gear 73 of the speed reducer 7 and the ring gear 53 of the first stage planetary gear mechanism 5 are integrally rotatably connected via a cup-shaped first connecting member 91, and the internal gear 75 And the ring gear 63 of the planetary gear mechanism 6 at the last stage are connected so as to be integrally rotatable via a cylindrical second connecting member 92, and the first and second connecting members 91, including the speed reducer 7, The first power transmission system A is provided between the portions 92.
【0013】また、第2の動力伝達系Bは、やはりコン
パウンドと称される減速機8を主体として構成されるも
ので、この減速機8も、支軸80を介して互いに連結さ
れた一対の平歯車81、82を主体となし、その一方の
平歯車81をシャフト3の外周に配設した外歯ギヤ83
及びハウジング1の内周に形成した内歯ギヤ84に同時
に噛合させて遊星歯車機構を構成し、他方の平歯車82
をその外周に配設した内歯ギヤ85に噛合させたもので
ある。しかして、この減速機8の外歯ギヤ83と初段の
遊星歯車機構5のサンギヤ51との間をシャフト3の外
周に遊転自在に外装した円筒状の第3連結部材93を介
して一体回転可能に連結するとともに、前記内歯ギヤ8
5と終段の遊星歯車機構6のサンギヤ61との間をカッ
プ状の第4連結部材94を介して一体回転可能に連結
し、減速機8を含めてこれら第3、第4連結部材93、
94間を第2の動力伝達系Bとしている。The second power transmission system B is mainly composed of a speed reducer 8 also called a compound. The speed reducer 8 is also composed of a pair of mutually connected via a support shaft 80. An external gear 83 mainly composed of spur gears 81 and 82 and one spur gear 81 disposed on the outer periphery of the shaft 3
And an internal gear 84 formed on the inner periphery of the housing 1 to form a planetary gear mechanism.
Is meshed with an internal gear 85 disposed on the outer periphery thereof. The external gear 83 of the speed reducer 8 and the sun gear 51 of the first stage planetary gear mechanism 5 are integrally rotated via a third cylindrical connecting member 93 which is freely rotatably mounted on the outer periphery of the shaft 3. And the internal gear 8
5 and the sun gear 61 of the planetary gear mechanism 6 at the final stage are integrally rotatably connected via a cup-shaped fourth connecting member 94, and the third and fourth connecting members 93, including the speed reducer 8,
A portion between 94 is a second power transmission system B.
【0014】すなわち、この動力伝達装置は、入力端で
あるシャフト3に入力される回転動力を初段に配置した
遊星歯車機構5の第1の歯車列5Aであるプラネタリギ
ヤ52→リングギヤ53を介して第1の動力伝達系A
に、また第2の歯車列5Bであるプラネタリギヤ52→
サンギヤ51を介して第2の動力伝達系Bにそれぞれ分
割し、しかる後、第1の動力伝達系Aに伝達された回転
動力を減速機7で減速した後に終段に配置した遊星歯車
機構6の第1の歯車列6Aであるリングギヤ63→プラ
ネタリギヤ62を介して出力端である出力回転体4に、
また第2の動力伝達系Bに伝達された回転動力を減速機
8で減速した後に前記遊星歯車機構6の第2の歯車列6
Bであるサンギヤ61→プラネタリギヤ62を介して出
力回転体4に、統合して取り出すようにしたものであ
る。つまり、初段の遊星歯車機構5の第1の歯車列5A
と終段の遊星歯車機構6の第1の歯車列6A、及び、初
段の遊星歯車機構5の第2の歯車列5Bと終段の遊星歯
車機構6の第2の歯車列6Bは、それぞれ互いに遊星と
いう機構的に同一の歯車列が使用されているものであ
る。That is, in this power transmission device, the rotational power input to the shaft 3 as the input end is transmitted via the planetary gear 52 → the ring gear 53 which is the first gear train 5A of the planetary gear mechanism 5 in which the rotational power is arranged at the first stage. 1 power transmission system A
And the planetary gear 52 which is the second gear train 5B →
The planetary gear mechanism 6 is divided into the second power transmission system B via the sun gear 51, and then the rotational power transmitted to the first power transmission system A is reduced by the speed reducer 7 and arranged at the final stage. The ring gear 63 which is the first gear train 6A → the output rotating body 4 which is the output end via the planetary gear 62,
After the rotational power transmitted to the second power transmission system B is reduced by the speed reducer 8, the second gear train 6 of the planetary gear mechanism 6
The sun gear 61 which is B → the planetary gear 62 is integrated and taken out to the output rotary body 4. That is, the first gear train 5A of the first stage planetary gear mechanism 5
And the first gear train 6A of the last-stage planetary gear mechanism 6, and the second gear train 6B of the first-stage planetary gear mechanism 5 and the second gear train 6B of the last-stage planetary gear mechanism 6, respectively. The planetary gear train uses the same gear train.
【0015】なお、図3において符号Za〜Zgは各ギ
ヤに設定される歯数を例示しており、Za〜Zgのうち
同じ符号で示されるものは同一歯数に設定されているこ
とを意味している。次に、入力端であるシャフト3に角
速度ωの回転動力が入力された場合に、出力端である出
力回転体4の角速度ω5がどのようになるかを計算す
る。そのために、初段の遊星歯車機構5において、リン
グギヤ53の角速度すなわち第1連結部材91の角速度
ω1がαωであると仮定し、第2連結部材92の角速度
ω2、第3連結部材93の角速度ω3、第4連結部材9
4の角速度ω4を求める。減速機7、8における減速比
をKとおけば、 ω1=αω …(1) ω2=K・ω1=K・αω …(2) ω3=(1+Zc/Za−α・Zc/Za)ω …(3) ω4=K・ω3 =K・(1+Zc/Za−α・Zc/Za)ω …(4) 但し、 K={Zd・Zg/(Zf・Ze)−1}/{Zd・Zg/(Zf・Ze) +Zd・Zg/(Za・Ze)} …(5) である。一方、出力回転体4の角速度ω5は、 ω5=(ω4+ω2・Zc/Za)/(1+Zc/Za) …(6) であるから、(6)式に(2)式及び(4)式を代入す
ると、 ω5=K・ω …(7) となって、出力回転体4にはαに拘わらず一定の回転動
力が得られることがわかる。すなわち、理想的にω1=
ω3となる状態(すなわちα=1の状態)は勿論のこ
と、ω1、ω2が0となり第1の動力伝達系Aがジャミ
ングする状態(α=0の状態)や、ω3、ω4が0とな
り第2の動力伝達系Bがジャミングする状態(ω3=0
とおいた場合に(3)式より得られるα=1+Za/Z
cの状態)においても、常に(7)式で示す関係が成立
する。In FIG. 3, reference numerals Za to Zg exemplify the number of teeth set for each gear, and those indicated by the same reference numerals among Za to Zg mean that the same number of teeth are set. are doing. Next, when rotational power having an angular velocity ω is input to the shaft 3 serving as the input end, how the angular velocity ω5 of the output rotating body 4 serves as the output end is calculated. Therefore, in the first stage planetary gear mechanism 5, it is assumed that the angular velocity of the ring gear 53, that is, the angular velocity ω1 of the first connecting member 91 is αω, the angular velocity ω2 of the second connecting member 92, the angular velocity ω3 of the third connecting member 93, Fourth connecting member 9
4 is obtained. Assuming that the reduction ratio of the reduction gears 7 and 8 is K, ω1 = αω (1) ω2 = K · ω1 = K · αω (2) ω3 = (1 + Zc / Za−α · Zc / Za) ω ( 3) ω4 = K · ω3 = K · (1 + Zc / Za−α · Zc / Za) ω (4) where K = {Zd · Zg / (Zf · Ze) −1} / {Zd · Zg / ( Zf · Ze) + Zd · Zg / (Za · Ze)} (5) On the other hand, since the angular velocity ω5 of the output rotating body 4 is ω5 = (ω4 + ω2 · Zc / Za) / (1 + Zc / Za) (6), the equations (2) and (4) are substituted into the equation (6). Then, ω5 = K · ω (7), and it can be seen that a constant rotational power is obtained in the output rotating body 4 regardless of α. That is, ideally ω1 =
Not only the state of ω3 (that is, the state of α = 1), but also ω1 and ω2 become 0 and the first power transmission system A jams (state of α = 0), and ω3 and ω4 become 0 and the 2 when the power transmission system B jams (ω3 = 0
= 1 + Za / Z obtained from equation (3)
In the state (c), the relationship shown by the equation (7) is always established.
【0016】なお、図3において括弧書きで示す数値
は、各ギヤの歯数を具体的に例示したものである。これ
らの値を(5)式に代入すると、(7)式より、 ω5=0.009809ω となり、大きな減速比が取り出せることがわかる。この
ようにして、本実施例の動力伝達装置は、第1、第2の
動力伝達系A、Bの何れがジャミングした場合にも、そ
のジャミングした動力伝達系A(B)を固定点とし他方
の動力伝達系B(A)を引き続き有効に作動させて、入
力端であるシャフト3と出力端である出力回転体4の間
の動力伝達を継続的に行い得ることになる。したがっ
て、各部の歯車は噛み合ったままでよく、リリーストル
クの設定等は一切不要になる。しかも、初段の遊星歯車
機構5の各歯車列5A、5Bを通過して分配された動力
は、終段に配置した遊星歯車機構6の歯車列6A、6B
を通過して統合されるので、通常作動時とジャミング時
とで出力回転体4に取り出される回転動力間の調整を図
ることが容易となるだけでなく、各動力伝達系A、Bに
介在される減速機7、8に対し、その減速比の設定等を
両遊星歯車機構5、6の存在に左右されることなく行う
ことが可能になる。その上、構造的には、遊星歯車機構
やコンパウンドと称される減速機を採用しており、一般
的な要素部品のみを用いて構成することができる上に、
モータと共に翼内にコンパクトに組み込むことができる
ので、航空機に要求される小型軽量化にも極めて適した
ものとなる。The numerical values shown in parentheses in FIG. 3 are specific examples of the number of teeth of each gear. By substituting these values into equation (5), equation (7) gives ω5 = 0.009809ω, which indicates that a large reduction ratio can be obtained. In this manner, the power transmission device of the present embodiment uses the jammed power transmission system A (B) as a fixed point regardless of which of the first and second power transmission systems A and B is jammed. Of the power transmission system B (A) can be continuously operated effectively, and the power transmission between the shaft 3 as the input end and the output rotating body 4 as the output end can be continuously performed. Therefore, the gears of each part may be kept in mesh with each other, and setting of release torque and the like are not required at all. Moreover, the power distributed through the respective gear trains 5A and 5B of the first stage planetary gear mechanism 5 is transmitted to the gear trains 6A and 6B of the planetary gear mechanism 6 arranged at the last stage.
, It is easy to adjust the rotational power taken out to the output rotating body 4 during normal operation and jamming, and it is also possible to intervene in the power transmission systems A and B. It is possible to set the reduction ratio of the speed reducers 7 and 8 without depending on the existence of the two planetary gear mechanisms 5 and 6. In addition, structurally, a reducer called a planetary gear mechanism or a compound is adopted, and can be configured using only general element parts.
Since it can be built compactly in the wing together with the motor, it is extremely suitable for the reduction in size and weight required for aircraft.
【0017】特に、本実施例は、初段、終段の遊星歯車
機構5、6ともに同一歯数設定(Za、Zb、Zc)と
し、それらを対称的に配置することで叙述した出力回転
にαが影響しないようにしているため、正常作動時から
種々のジャミング状態に亘る広い範囲で同一出力を得る
ことができ、翼の操舵を安定、確実なものにすることが
可能となる。しかも、本実施例は、動力伝達系A、Bに
介在される減速機7、8にも同一のものを採用して対称
的に配置しており、出力回転が減速機7、8の歯数設定
のみによって決まるようにしているため、減速比の設計
も極めて簡単に行うことが可能となる。In particular, in this embodiment, the first and last stage planetary gear mechanisms 5 and 6 have the same number of teeth (Za, Zb, Zc) and the output rotation described by symmetrically arranging them is α. Is not affected, the same output can be obtained in a wide range from normal operation to various jamming states, and the steering of the wing can be made stable and reliable. Moreover, in the present embodiment, the same reduction gears 7, 8 interposed in the power transmission systems A, B are adopted and arranged symmetrically, and the output rotation is equal to the number of teeth of the reduction gears 7, 8. Since it is determined only by the setting, the reduction ratio can be designed very easily.
【0018】なお、各部の具体的な構成は、上述した実
施例のみに限定されるものではない。例えば、遊星歯車
機構5、6間の歯数設定や、減速機7、8間の歯数設定
は、必ずしも同一とする必要はなく、少なくとも相似の
関係にしておけば上記と全く同様の作用効果を上げるこ
とができる。勿論、正常作動時とジャミング時とで出力
回転を積極的に変化させる必要があるときは、遊星歯車
機構5、6間の歯数設定や、減速機7、8間の歯数設定
を非相似形にすればよい。この場合にも、機構的に同一
構造の歯車列を調整するだけであるから、その設計も比
較的容易に行うことができる。また、差動歯車機構とし
て、遊星歯車機構に代え、傘歯車機構を初段及び終段に
配置して構成してもよい。勿論、初段若しくは終段の一
方に遊星歯車機構を配置し、他方に傘歯車機構を用いて
も、これらは同じ様な挙動をする類似の機構であるた
め、上記に準じた作用効果を得ることができる。さら
に、上記実施例ではプラネタリギヤに入力した回転動力
をプラネタリギヤより取り出すようにしているが、サン
ギヤに入力した回転動力をサンギヤより取り出す構成
や、リングギヤに入力した回転動力をリングギヤより取
り出す構成を採用することもできる。The specific configuration of each part is not limited to the above-described embodiment. For example, the setting of the number of teeth between the planetary gear mechanisms 5 and 6 and the setting of the number of teeth between the reduction gears 7 and 8 do not necessarily have to be the same. Can be raised. Of course, when it is necessary to positively change the output rotation between normal operation and jamming, the setting of the number of teeth between the planetary gear mechanisms 5 and 6 and the setting of the number of teeth between the reduction gears 7 and 8 are not similar. You just have to shape it. Also in this case, since the gear train having the same structure is merely adjusted mechanically, it can be designed relatively easily. Further, instead of the planetary gear mechanism, a bevel gear mechanism may be arranged at the first stage and the last stage as the differential gear mechanism. Of course, even if a planetary gear mechanism is arranged at one of the first stage and the last stage, and a bevel gear mechanism is used at the other stage, these are similar mechanisms that behave in the same way, so that the same operational effects as above can be obtained. Can be. Further, in the above embodiment, the rotational power input to the planetary gear is taken out from the planetary gear, but a configuration in which the rotational power input to the sun gear is taken out from the sun gear and a configuration in which the rotational power inputted to the ring gear is taken out from the ring gear are adopted. Can also.
【0019】その他の構成も、本発明の趣旨を逸脱しな
い範囲で種々変形が可能である。 <第2実施例>次に、上記第1実施例に準じた基本構成
を採用し、且つ積極的にジャミングを発生させ得るよう
な機構を付加することにより、入力端であるシャフト3
と出力端である出力回転体4との間の減速比を作動しな
がら切り換え得るようにした実施例を図4に示す。Other configurations can be variously modified without departing from the spirit of the present invention. <Second Embodiment> Next, by adopting a basic structure similar to that of the first embodiment and adding a mechanism capable of positively causing jamming, the shaft 3 serving as an input end is formed.
FIG. 4 shows an embodiment in which the reduction ratio between the output rotary body 4 and the output end can be switched while operating.
【0020】このものも、入力端である前記シャフト3
に入力される回転動力を初段に位置する遊星歯車機構5
の第1、第2の歯車列5A、5Bを介してそれぞれ第
1、第2の動力伝達系A、Bに分割し、しかる後、それ
ら第1、第2の動力伝達系A、Bに伝達された回転動力
を終段に位置する遊星歯車機構6の第1、第2の歯車列
6A、6Bを介して統合し、出力端である前記出力回転
体4より取り出すようにしている点において前記第1実
施例と同様である。しかして、この実施例の特徴は、前
記両動力伝達系A、Bの減速比を異なる値に設定してい
る点、及び、両動力伝達系A、Bをそれぞれ選択的にロ
ックし得る位置にブレーキ機構100、200を設けて
いる点にある。In this case, the shaft 3 as an input end is also used.
Planetary gear mechanism 5 in which the rotational power input to the first stage is located
Are divided into first and second power transmission systems A and B via first and second gear trains 5A and 5B, respectively, and then transmitted to the first and second power transmission systems A and B. The obtained rotational power is integrated via the first and second gear trains 6A and 6B of the planetary gear mechanism 6 located at the final stage, and is taken out from the output rotary body 4 which is the output end. This is the same as the first embodiment. The features of this embodiment are that the reduction ratios of the two power transmission systems A and B are set to different values, and that the two power transmission systems A and B are located at positions where they can be selectively locked. The point is that the brake mechanisms 100 and 200 are provided.
【0021】具体的には、減速機7、8を構成するに際
して、それらの外歯ギヤ73、83を異なる歯数Za
1、Za2に、平歯車71、81を異なる歯数Zd1、
Zd2に、平歯車72、82を異なる歯数Ze1、Ze
2に、内歯ギヤ74、84を異なる歯数Zf1、Zf2
に、内歯ギヤ75、85を異なる歯数Zg1、Zg2に
それぞれ設定しているものである。More specifically, when the speed reducers 7 and 8 are configured, the external gears 73 and 83 have different numbers of teeth Za.
1, Za2, and spur gears 71, 81 with different numbers of teeth Zd1,
Zd2 has spur gears 72, 82 with different numbers of teeth Ze1, Ze.
2, the internal gears 74 and 84 are different in the number of teeth Zf1 and Zf2.
In addition, the internal gears 75 and 85 are set to different numbers of teeth Zg1 and Zg2, respectively.
【0022】一方、ブレーキ機構100、200は、動
力伝達系A、Bをロックし得る位置であればどこでもよ
いが、一例として、ブレーキ機構100をシューの拡縮
を利用したドラムタイプのものにして第1連結部材91
の外周面をロックし得る位置に配設したり、ブレーキ機
構200をやはりシューの拡縮を利用したドラムタイプ
のものにして第3連結部材93の内周面をロックし得る
位置に配設することができる。On the other hand, the brake mechanisms 100 and 200 may be located at any position where the power transmission systems A and B can be locked. As an example, the brake mechanism 100 is a drum type using expansion and contraction of a shoe. 1 connecting member 91
Or the brake mechanism 200 may be of a drum type utilizing the expansion and contraction of the shoe, and may be disposed at a position where the inner peripheral surface of the third connecting member 93 can be locked. Can be.
【0023】次に、入力端であるシャフト3に角速度ω
の回転動力が入力された場合に、出力端である出力回転
体4の角速度ω5がどのようになるかを計算する。その
ために、初段の遊星歯車機構5において、リングギヤ5
3の角速度すなわち第1連結部材91の角速度ω1がα
ωであると仮定し、第2連結部材92の角速度ω2、第
3連結部材93の角速度ω3、第4連結部材94の角速
度ω4を求める。減速機7、8における減速比をK1、
K2とおけば、 ω1=αω …(1) ω2=K1・ω1=K1・αω …(2) ω3=(1+Zc/Za−α・Zc/Za)ω …(3) ω4=K2・ω3 =K2・(1+Zc/Za−α・Zc/Za)ω …(4) 但し、 K1={Zd1・Zg1/(Zf1・Ze1)−1}/{Zd1・Zg1/ (Zf1・Ze1)+Zd1・Zg1/(Za1・Ze1)} …(5) K2={Zd2・Zg2/(Zf2・Ze2)−1}/{Zd2・Zg2/ (Zf2・Ze2)+Zd2・Zg2/(Za2・Ze2)} …(5)’ である。Next, the angular velocity ω is applied to the shaft 3 which is the input end.
Is calculated, the angular velocity ω5 of the output rotator 4, which is the output end, when the rotational power is input. Therefore, in the first stage planetary gear mechanism 5, the ring gear 5
3, that is, the angular velocity ω1 of the first connecting member 91 is α
Assuming that ω, the angular velocity ω2 of the second connecting member 92, the angular velocity ω3 of the third connecting member 93, and the angular velocity ω4 of the fourth connecting member 94 are obtained. The reduction ratio of the reduction gears 7, 8 is K1,
If K2, ω1 = αω (1) ω2 = K1 · ω1 = K1 · αω (2) ω3 = (1 + Zc / Za−α · Zc / Za) ω (3) ω4 = K2 · ω3 = K2・ (1 + Zc / Za−α · Zc / Za) ω (4) where K1 = {Zd1 · Zg1 / (Zf1 · Ze1) −1} / {Zd1 · Zg1 / (Zf1 · Ze1) + Zd1 · Zg1 / ( (Za1 / Ze1)} (5) K2 = {Zd2 / Zg2 / (Zf2 / Ze2) -1} / {Zd2 / Zg2 / (Zf2 / Ze2) + Zd2 / Zg2 / (Za2 / Ze2)} (5) ' It is.
【0024】一方、出力回転体4の角速度ω5は、ブレ
ーキ200を掛けたときは動力伝達系Aのみが作動し
て、(α=(1+Zc/Za)/(Zc/Za)) ω5(1)=(ω2・Zc/Za)/(1+Zc/Za) …(6) となり、ブレーキ100を掛けたときは動力伝達系Bの
みが作動して、(α=1+Zc/Za) ω5(2)=ω4/(1+Zc/Za) …(6)’ となり、ブレーキ100、200の何れをも掛けないと
きは、両動力伝達系A、Bが共回りして、(α=1) ω5(3)=(ω4+ω2・Zc/Za)/(1+Zc/Za) …(6)'' となる。On the other hand, when the brake 200 is applied, only the power transmission system A operates, and the angular velocity ω5 of the output rotary body 4 is (α = (1 + Zc / Za) / (Zc / Za)) ω5 (1) = (Ω2 · Zc / Za) / (1 + Zc / Za) (6), and when the brake 100 is applied, only the power transmission system B operates and (α = 1 + Zc / Za) ω5 (2) = ω4 / (1 + Zc / Za) (6) ', and when neither of the brakes 100 or 200 is applied, both power transmission systems A and B rotate together, and (α = 1) ω5 (3) = ( ω4 + ω2 · Zc / Za) / (1 + Zc / Za) (6) ″.
【0025】このように、積極的に動力伝達系A、Bの
何れにジャミングを発生させるかによって、上記
(6)、(6)’式に示すように作動しながら効率良く
出力端である出力回転体4の回転速度を切り換えること
ができ、またフリーにすることによっても上記(6)''
式のように切り換えることができるため、クラッチ式の
変速機構等に比べて作動の連続性、安定性を高めること
ができ、また流体クラッチ等に比べて常時歯車の噛み合
いを通じて構成していることにより効率も格段に向上さ
せることが可能となる。As described above, depending on which of the power transmission systems A and B actively jams, the output at the output end can be efficiently performed while operating as shown in the above equations (6) and (6) '. The rotation speed of the rotator 4 can be switched, and the rotation speed can be set to be free.
Since it can be switched as in the formula, the continuity and stability of operation can be improved as compared with a clutch type transmission mechanism etc., and because it is configured through constant gear engagement compared with a fluid clutch etc. Efficiency can be significantly improved.
【0026】なお、この実施例においても、前記第1実
施例に準じた種々の変形を加えることが可能である。In this embodiment, various modifications in accordance with the first embodiment can be made.
【0027】[0027]
【発明の効果】本発明は、以上説明したように、同一若
しくは類似の歯車列を有する一対の差動歯車機構の間を
2系統の動力伝達系を介して連結し、回転動力を一旦分
割し、しかる後統合して出力するようにしたものであ
る。このため、何れの動力伝達系がジャミングしても適
正な動力伝達を有効に継続することが可能となる。しか
も、リリーストルクの設定等が不要であり、通常作動時
とジャミング時とで出力端に取り出される回転動力間の
調整が図り易いため、ジャミングしても出力を変化させ
ないための構成や、積極的に所定の出力変化を発生させ
るための構成、更には所望の減速比を得るための構成
を、高い設計自由度の下で容易に実現することができる
という優れた効果が奏される。As described above, according to the present invention, a pair of differential gear mechanisms having the same or similar gear train are connected via a two-system power transmission system, and the rotational power is once divided. After that, they are integrated and output. Therefore, appropriate power transmission can be effectively continued regardless of which power transmission system is jammed. In addition, there is no need to set release torque, etc., and it is easy to adjust the rotational power taken out at the output end during normal operation and during jamming. An excellent effect is achieved in that a configuration for generating a predetermined output change and a configuration for obtaining a desired reduction ratio can be easily realized with a high degree of design freedom.
【0028】また、このような構成を原理的に利用し
て、各動力伝達系を異なる伝達比に設定し、何れか一方
の動力伝達系を選択的にブレーキ機構でロックし得るよ
うにした場合には、作動しながら出力端の回転速度を効
率良く切り換えることが可能となる。Also, in the case where each power transmission system is set to a different transmission ratio by utilizing such a configuration in principle, any one of the power transmission systems can be selectively locked by a brake mechanism. Thus, it is possible to efficiently switch the rotation speed of the output end while operating.
【図1】本発明の第1実施例を示す概略的な断面図。FIG. 1 is a schematic sectional view showing a first embodiment of the present invention.
【図2】図1に対応した模式的な機構説明図。FIG. 2 is a schematic explanatory view of a mechanism corresponding to FIG. 1;
【図3】図1に対応した模式的な機構説明図。FIG. 3 is a schematic explanatory view of a mechanism corresponding to FIG. 1;
【図4】本発明の第2実施例を示す図3に対応した機構
説明図。FIG. 4 is an explanatory view of a mechanism corresponding to FIG. 3 showing a second embodiment of the present invention.
A…第1の動力伝達系 B…第2の動力伝達系 3…入力端(シャフト) 4…出力端(出力回転体) 5…初段の差動歯車機構(遊星歯車機構) 5A…第1の歯車列 5B…第2の歯車列 6…終段の差動歯車機構(遊星歯車機構) 6A…第1の歯車列 6B…第2の歯車列 100…ブレーキ機構 200…ブレーキ機構 A: first power transmission system B: second power transmission system 3: input end (shaft) 4: output end (output rotating body) 5: first stage differential gear mechanism (planetary gear mechanism) 5A: first Gear train 5B Second gear train 6 Final differential gear mechanism (planetary gear mechanism) 6A First gear train 6B Second gear train 100 Brake mechanism 200 Brake mechanism
Claims (2)
した差動歯車機構の第1、第2の歯車列を介してそれぞ
れ第1、第2の動力伝達系に分割し、しかる後、それら
第1、第2の動力伝達系に伝達された回転動力を終段に
配置した差動歯車機構の第1、第2の歯車列を介して統
合し、出力端に取り出すようにしたものであって、初段
の差動歯車機構の歯車列と終段の差動歯車機構の歯車列
を、それぞれ互いに機構的に同一若しくは類似の歯車列
としていることを特徴とする動力伝達装置。1. A rotary power input to an input terminal is divided into first and second power transmission systems via first and second gear trains of a differential gear mechanism arranged at a first stage, respectively. , Wherein the rotational power transmitted to the first and second power transmission systems is integrated via first and second gear trains of a differential gear mechanism arranged at the final stage, and is taken out to an output end. Wherein the gear train of the first stage differential gear mechanism and the gear train of the last stage differential gear mechanism are mechanically identical or similar to each other.
達比に設定するとともに、何れか一方の動力伝達系を選
択的にロックするブレーキ機構を設けてなることを特徴
とする請求項1記載の動力伝達装置。2. The power transmission system according to claim 1, wherein the first and second power transmission systems are set to have different transmission ratios, and a brake mechanism is provided for selectively locking either one of the power transmission systems. 1. The power transmission device according to 1.
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