JP2015045353A - Reduction gear with speed ratio changeover mechanism - Google Patents
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Abstract
Description
本発明は、入力軸側に設けた高速側回転伝達部或いは低速側回転伝達部と出力軸側に設けた回転伝達受部に連結されて入力軸側の回転駆動を出力軸側へ伝達する回転伝達部材と、該回転伝達部材を前記高速側回転伝達部と前記回転伝達受部に連結する第1の位置および前記低速側回転伝達部と前記回転伝達受部に連結する第2の位置の間で移動させる速比切替え機構を備えた速比切替え機構付き減速機に関するものでもある。 The present invention is connected to a high-speed side rotation transmission part provided on the input shaft side or a low-speed side rotation transmission part and a rotation transmission reception part provided on the output shaft side, and transmits the rotational drive on the input shaft side to the output shaft side Between the transmission member, a first position where the rotation transmission member is connected to the high speed side rotation transmission portion and the rotation transmission receiving portion, and a second position where the rotation transmission member is connected to the low speed side rotation transmission portion and the rotation transmission receiving portion. It is also related to the speed reducer with a speed ratio switching mechanism provided with a speed ratio switching mechanism that is moved at the same time.
従来、工作機械の主軸等に使用される速比切替え機構付き減速機においては、一般的に、回転伝達部材であるクラッチ筒の速比切替え移動を、前記クラッチ筒の外筒部に設けた円周のピン溝に係合するピンの位置移動によってクラッチ筒を移動する速比切替え機構が使用されている。
また、ボルト、ナット締付機において、高速運転と低速運転を手動で切り替える変速装置が提案されている。(特許文献1)
Conventionally, in a reduction gear with a speed ratio switching mechanism used for a spindle of a machine tool or the like, generally, a speed ratio switching movement of a clutch cylinder, which is a rotation transmission member, is provided in a circle provided on the outer cylinder portion of the clutch cylinder. A speed ratio switching mechanism is used in which the clutch cylinder is moved by moving the position of a pin engaged with a peripheral pin groove.
In addition, in a bolt and nut tightening machine, a transmission that manually switches between high speed operation and low speed operation has been proposed. (Patent Document 1)
従来の速比切替え機構付き減速機について図7を基に説明する。
図7は、従来の速比切替え機構付き減速機の正面断面図で、一部切断してある。
なお、図7は、図の右側が入力軸側、図の左側が出力軸側となっている。
図7において、速比切替え機構付き減速機30は、フレーム19に設けられた図示しない軸受に軸支され、外歯スプライン11Sを有して図示しない駆動機構により回転駆動される高速側の入力軸11と、フレーム19に設けられた軸受9B3等に軸支されて後述の噛合いをする小歯車12Gを有する歯車軸12と、前記フレーム19に設けられた軸受9B2と前記入力軸11の段差部11Rに設けられた軸受9B1に軸支されて、前記小歯車12Gと噛合う外歯車13Gおよび内周側に内歯スプライン13Sを有する低速側の大歯車13と、フレーム19に設けられ、その段差部14Bによって位置決めされた軸受9B4に軸支されて外歯スプライン14Sを有する出力軸14と、前記外歯スプライン11Sと噛合う内歯スプライン15S1並びに前記内歯スプライン13Sと噛合う外歯スプライン15S2を有するとともに、前記外歯スプライン14Sと噛合う内歯スプライン15S3を有し、その外筒側に後述する速比切替え機構20の速比切替え部材であるピン21と係合する円周溝15Mを有するクラッチ筒15によって主に構成されている。
A conventional speed reducer with a speed ratio switching mechanism will be described with reference to FIG.
FIG. 7 is a front cross-sectional view of a conventional speed reducer with a speed ratio switching mechanism, partly cut away.
In FIG. 7, the right side of the figure is the input shaft side, and the left side of the figure is the output shaft side.
In FIG. 7, a speed reducer 30 with a speed ratio switching mechanism is pivotally supported by a bearing (not shown) provided on the
即ち、入力軸11の外歯スプライン11Sとクラッチ筒15の内歯スプライン15S1の噛合いによって高速側回転伝達部を構成し、大歯車13の内歯スプライン13Sとクラッチ筒15の外歯スプライン15S2の噛合いによって低速側回転伝達部を構成しており、また、クラッチ筒15の内歯スプライン15S3と出力軸14の外歯スプライン14Sの噛合いによって回転伝達受部を構成していて、クラッチ筒15が回転伝達部材を構成している。
That is, a high-speed side rotation transmission portion is configured by meshing the
前記速比切替え機構20は、前記フレーム19に取付けられたベース23に載置されたロータリーアクチュエータ22の出力軸24の回転中心を揺動中心として所定の揺動回転をするレバー25の所定の位置に前記ピン21が取り付けられ、図示しない制御装置からの指令によってロータリーアクチュエータ22の出力軸24の回転を介してピン21を所定量揺動させることにより、前記ピン21と円周溝15Mとの係合により前記クラッチ筒15を図示矢印15Fのように移動させるように構成されており、前記クラッチ筒15の移動位置により、図示実線の位置(第1の位置)では高速の入力軸11の回転を、図示二点鎖線の位置(第2の位置)では低速の大歯車13の回転を出力軸14に伝達するようになっている。
The speed
なお、前記フレーム19の内部には図示しない潤滑剤が封入されていて、前記内歯スプライン15S1と外歯スプライン11Sの噛合い等が滑らかに行われるようになっているが、詳細な説明は省略する。
The
また、ロータリーアクチュエータ22の内部には、前記ピン21が勝手に動かないように、即ち、前記クラッチ筒15が回転中に勝手に矢印15Fの方向に移動しないようにするために、図示しない配管系統により、圧縮空気或いは適宜な粘度の油の供給が運転中継続して行われるようになっている。
Further, in the
次に、従来の速比切替え機構付き減速機30の作用を説明する。
図示しない制御装置からの指令によるロータリーアクチュエータ22の揺動回転駆動により出力軸24、レバー25を介してピン21が、図7に示す実線の位置に切替えられていると、クラッチ筒15が図7に示す実線の位置(第1の位置)になって、内歯スプライン15S1と外歯スプライン11Sとの噛合いを介して入力軸11の高速回転がクラッチ筒15に伝達され、内歯スプライン15S3と外歯スプライン14Sとの噛合いを介してクラッチ筒15の高速回転が出力軸14に伝達される。
Next, the operation of the speed reducer 30 with the conventional speed ratio switching mechanism will be described.
When the
また、図示しない制御装置からの指令によるロータリーアクチュエータ22の揺動回転駆動により出力軸24、レバー25を介してピン21が、図7に示す二点鎖線の位置に切替えられていると、クラッチ筒15が図7に示す二点鎖線の位置(第2の位置)になって、外歯スプライン15S2と内歯スプライン13Sとの噛合いを介して入力側の大歯車13の低速回転がクラッチ筒15に伝達され、内歯スプライン15S3と外歯スプライン14Sとの噛合いを介してクラッチ筒15の低速回転が出力軸14に伝達される。
Further, when the
即ち、クラッチ筒15を回転伝達部材として、内歯スプライン15S1と外歯スプライン11Sの噛合いと、内歯スプライン15S3と外歯スプライン14Sの噛合いを介して、入力軸11の高速回転が出力軸14に伝達され、また、外歯スプライン15S2と内歯スプライン13Sの噛合いと、内歯スプライン15S3と外歯スプライン14Sの噛合いを介して、入力側の大歯車13の低速回転が出力軸14に伝達される。
That is, using the
しかしながら、前記説明の従来の速比切替え機構付き減速機30の技術では、クラッチ筒15の軸方向(図7に示す矢印15Fの方向)の位置決め(位置規制)がないため、クラッチ筒15が回転に伴って、軸方向へ移動することがあり、この移動によって、前記ピン21と前記円周溝15Mとの係合部で、前記ピン21が前記円周溝15Mに強く摺動することがある。
特に、前記従来の速比切替え機構付き減速機30は、相対的に低速回転で使用されていたが、近年の工作機械では主軸用減速機が相対的に高速回転で使用されることが多くなり、前記ピン21と前記円周溝15Mとの係合部での高速摺動が摩耗や発熱等の問題を生じる危険性が高くなってきている。
However, in the technology of the conventional speed reducer 30 with the speed ratio switching mechanism described above, the
In particular, the
このために、前記高速摺動によって前記ピン21と前記円周溝15Mの摺動箇所が強く摩耗して摩耗粉が発生し、該摩耗粉によって更に前記摩耗が進展してしまうという恐れ、また、該摩耗粉が軸受や歯車の噛合い部に入って軸受や歯車の損傷を誘発する恐れ、さらに、前記高速摺動によって騒音、振動、動力損失の発生の恐れ、或いは、前記高速摺動による発熱によって前記潤滑剤の劣化の恐れがあるとともに、前記恐れの影響を少なくするために前記係合部を高精度加工する必要が生じて加工費が大幅に高くなってしまうという恐れがある。
さらに、前記従来の速比切替え機構付き減速機30の技術では、前記速比切替え機構20のロータリーアクチュエータ22の内部に、圧縮空気或いは適宜な粘度の油を継続して供給する必要があるため、多額のランニングコストが必要になるという恐れがある。
For this reason, the sliding part of the
Furthermore, in the technology of the conventional speed reducer 30 with a speed ratio switching mechanism, it is necessary to continuously supply compressed air or oil of an appropriate viscosity into the
さらに、前記従来の速比切替え機構付き減速機30の技術では、前記クラッチ筒15が薄肉円筒形状で、内歯スプライン15S1と外歯スプライン11Sの噛合い或いは外歯スプライン15S2と内歯スプライン13Sの噛合いと、内歯スプライン15S3と外歯スプライン14Sの噛合いの2点のみでの荷重支持となるため、特に高速回転の場合には振動的に不安定な状態になるという恐れがある。
Furthermore, according to the technology of the conventional speed reducer 30 with a speed ratio switching mechanism, the
また、前記特許文献1によれば、出力軸を中空軸として速比切替え手段により変速装置のスプールを移動させ、該スプールの移動を介して入力軸側の高速回転歯車、低速回転歯車の何れかが突条との係合を介して出力軸と係合するようにして、速比を切替えるとしている。
しかしながら、前記特許文献1の技術では、ボルト、ナット締付機のような軽負荷に対して適用できるものの、工作機械の主軸用減速機のような極めて高負荷のものには耐えられないという恐れがある。また、変速装置が閉鎖された減速機構の内部に配置されているため、前記突条と高速或いは低速回転歯車との係合を調整することが難しいという恐れがある。
According to
However, although the technology of
本発明は、上述した事情に鑑みて、高負荷に耐えられて、高速回転するクラッチ筒が安定な状態で回転でき、ピンと円周溝のような摺動部およびロータリーアクチュエータがなくて済み、したがって多額のランニングコストが不必要で、さらに高速と低速の速比切替え調整が開放部で容易に行える速比切替え機構付き減速機を提供することを目的としている。 In view of the above-described circumstances, the present invention can withstand a high load and rotate a clutch cylinder that rotates at high speed in a stable state, and eliminates a sliding portion such as a pin and a circumferential groove and a rotary actuator. An object of the present invention is to provide a speed reducer with a speed ratio switching mechanism that does not require a large amount of running cost and can easily perform speed ratio switching adjustment between a high speed and a low speed at an open portion.
前記の課題に対し、本発明は以下の手段により解決を図る。
(1)第1の手段の速比切替え機構付き減速機は、入力軸側に設けた高速側回転伝達部或いは低速側回転伝達部と、出力軸側に設けた回転伝達受部に連結されて前記入力軸側の回転駆動を前記出力軸側へ伝達する回転伝達部材と、該回転伝達部材を前記高速側回転伝達部と前記回転伝達受部とに連結する第1の位置および前記低速側回転伝達部と前記回転伝達受部とに連結する第2の位置の間で移動させる速比切替え機構とを備えた速比切替え機構付き減速機において、前記回転伝達部材に結合されたロッドを前記出力軸の中空穴で前記出力軸の軸方向に押し引き移動可能に設けて、前記ロッドを前記速比切替え機構との係合により押し引きして、前記回転伝達部材を前記第1の位置または前記第2の位置に移動させるように構成したことを特徴とする。
The present invention solves the above problems by the following means.
(1) The speed reducer with a speed ratio switching mechanism of the first means is connected to a high speed side rotation transmission part or low speed side rotation transmission part provided on the input shaft side and a rotation transmission reception part provided on the output shaft side. A rotation transmission member for transmitting the rotation drive on the input shaft side to the output shaft side, a first position for connecting the rotation transmission member to the high speed side rotation transmission portion and the rotation transmission receiving portion, and the low speed side rotation In a speed reducer with a speed ratio switching mechanism including a speed ratio switching mechanism that moves between a transmission unit and a second position connected to the rotation transmission receiving unit, a rod coupled to the rotation transmission member outputs the rod A hollow hole of the shaft is provided so as to be able to push and pull in the axial direction of the output shaft, and the rod is pushed and pulled by engagement with the speed ratio switching mechanism, so that the rotation transmission member is moved to the first position or the Configured to move to the second position And butterflies.
(2)第2の手段の速比切替え機構付き減速機は、前記第1の手段の速比切替え機構付き減速機において、前記出力軸の中空側の軸方向の所定位置に溝Aを、前記ロッドの軸方向の所定位置に溝Bを設け、前記溝Aおよび前記溝Bに係合可能な係止部材と、前記係止部材を前記溝A或いは前記溝Bの何れかの一方の方向へ押し込むように作用する弾性部材とを、それぞれ前記溝B或いは前記溝Aに設けて、前記ロッドの押し引きの際は、前記係止部材が前記弾性部材の弾性力に抗して前記溝A或いは前記溝Bとの係止から外れ、前記ロッドが前記第1の位置または前記第2の位置に対応する位置になったときに、前記係止部材が前記弾性部材の弾性力によって前記溝A或いは前記溝Bに係止して前記ロッドの軸方向の位置決めをするように構成したことを特徴とする。 (2) The speed reducer with speed ratio switching mechanism of the second means is the speed reducer with speed ratio switching mechanism of the first means, wherein the groove A is formed at a predetermined position in the axial direction on the hollow side of the output shaft. A groove B is provided at a predetermined position in the axial direction of the rod, the groove A and a locking member that can be engaged with the groove B, and the locking member in one direction of the groove A or the groove B. An elastic member that acts to push in is provided in the groove B or the groove A, respectively, and when the rod is pushed or pulled, the locking member resists the elastic force of the elastic member. When the rod is disengaged from the locking with the groove B and the rod is in a position corresponding to the first position or the second position, the locking member is moved by the elastic force of the elastic member. The rod is locked in the groove B to position the rod in the axial direction. Characterized in that it was.
(3)第3の手段の速比切替え機構付き減速機は、前記第1の手段或いは前記第2の手段の速比切替え機構付き減速機において、前記ロッドと前記速比切替え機構の係合部を、前記押し引きの際は前記ロッドが前記速比切替え機構の係合部と係合し、前記回転伝達の際は前記ロッドが前記速比切替え機構の係合部から離間するように構成したことを特徴とする。 (3) The speed reducer with a speed ratio switching mechanism of the third means is the engaging portion between the rod and the speed ratio switching mechanism in the speed reducer with the speed ratio switching mechanism of the first means or the second means. The rod is engaged with the engaging portion of the speed ratio switching mechanism during the pushing and pulling, and the rod is separated from the engaging portion of the speed ratio switching mechanism during the rotation transmission. It is characterized by that.
(4)第4の手段の速比切替え機構付き減速機は、前記第3の手段の速比切替え機構付き減速機において、前記ロッドと前記速比切替え機構の係合部を該減速機本体のフレームの外側へ配置したことを特徴とする。 (4) A speed reducer with a speed ratio switching mechanism according to a fourth means is the speed reducer with a speed ratio switching mechanism according to the third means, wherein the engaging portion of the rod and the speed ratio switching mechanism is connected to the speed reducer main body. It is arranged outside the frame.
請求項1に係わる本発明は、速比切替え機構付き減速機において、回転伝達部材に結合されたロッドを出力軸の中空穴で出力軸の軸方向に押し引き移動可能に設けて、ロッドを速比切替え機構との係合により押し引きして、回転伝達部材(クラッチ筒)を第1の位置または第2の位置に移動させるように構成したことにより、ピンと円周溝との摺動係合部が無くなり、それに伴って摺動による摩耗発生の不具合が無くなるという効果を有するとともに、ピンと円周溝との係合位置を変えるためのロータリーアクチュエータが無くなり、ロータリーアクチュエータの内部に、圧縮空気或いは適宜な粘度の油を継続して供給する必要が無くなるという効果を有する。さらに、回転伝達部材(クラッチ筒)がロッドに結合された構成となっているので、クラッチ筒の荷重支持が安定して高速回転時の振動が少なくなるという効果を有する。 According to the first aspect of the present invention, in the speed reducer with a speed ratio switching mechanism, the rod coupled to the rotation transmission member is provided so as to be able to be pushed and pulled in the axial direction of the output shaft through the hollow hole of the output shaft. By sliding and engaging the pin and the circumferential groove, the rotation transmitting member (clutch cylinder) is moved to the first position or the second position by being pushed and pulled by engagement with the ratio switching mechanism. This eliminates the problem of the occurrence of wear caused by sliding, and the rotary actuator for changing the engagement position between the pin and the circumferential groove is eliminated. There is an effect that it is not necessary to continuously supply oil having a high viscosity. Further, since the rotation transmission member (clutch cylinder) is coupled to the rod, the load support of the clutch cylinder is stable, and the vibration during high-speed rotation is reduced.
請求項2に係わる本発明は、前記請求項1に記載する速比切替え機構付き減速機において、前記出力軸の中空側の所定位置に溝Aを、前記ロッドの外周側の所定位置に溝Bを設け、前記溝Aおよび前記溝Bに係合可能な係止部材と、前記係止部材を前記溝A或いは前記溝Bの何れかの方向へ押し込むように作用する弾性部材をそれぞれ前記溝B或いは前記溝A設けて、前記ロッドの押し引きの際は、前記係止部材が前記弾性部材の弾性力に抗して前記溝A或いは前記溝Bとの係止から外れ、前記ロッドが前記第1の位置または第2の位置に対応する位置になったときに、前記係止部材が前記弾性部材の弾性力によって前記溝A或いは前記溝Bに係止して前記ロッドの軸方向の位置決めをすることにより、前記ロッドの前記第1の位置または第2の位置を維持できて、速比切替え作動時以外はロッドが移動することなく、安定して速比切替えを維持できるという効果を有する。
According to a second aspect of the present invention, in the speed reducer with a speed ratio switching mechanism according to the first aspect, the groove A is formed at a predetermined position on the hollow side of the output shaft, and the groove B is formed at a predetermined position on the outer peripheral side of the rod. A locking member that can be engaged with the groove A and the groove B, and an elastic member that acts to push the locking member in either the groove A or the groove B, respectively. Alternatively, the groove A is provided, and when the rod is pushed and pulled, the locking member is disengaged from the locking with the groove A or the groove B against the elastic force of the elastic member, and the rod is When the position corresponds to the
請求項3に係わる本発明は、前記請求項1に記載する速比切替え機構付き減速機において、前記ロッドと前記速比切替え機構の係合部を、前記押し引きの際は前記ロッドが前記速比切替え機構の係合部と係合し、前記回転伝達の際は前記ロッドが前記速比切替え機構の係合部から離間するように構成したことにより、摺動係合部が無くなり、高速回転時においても摺動による摩耗が発生しないという効果を有する。 According to a third aspect of the present invention, there is provided the speed reducer with a speed ratio switching mechanism according to the first aspect, wherein the rod and the speed ratio switching mechanism are engaged with each other at the time of the push-pull. By engaging with the engagement portion of the ratio switching mechanism and the rod being separated from the engagement portion of the speed ratio switching mechanism when transmitting the rotation, the sliding engagement portion is eliminated and high-speed rotation is achieved. Even at times, there is an effect that wear due to sliding does not occur.
請求項4に係わる本発明は、前記請求項3に記載する速比切替え機構付き減速機において、前記ロッドと前記速比切替え機構の係合部を該減速機本体のフレームの外側へ配置したことにより、前記ロッドと前記速比切替え機構の係合部の位置調整を容易に行うことができるという効果を有する。 According to a fourth aspect of the present invention, in the speed reducer with a speed ratio switching mechanism according to the third aspect, the rod and the engaging portion of the speed ratio switching mechanism are arranged outside the frame of the speed reducer main body. Accordingly, the position of the engaging portion of the rod and the speed ratio switching mechanism can be easily adjusted.
以下、この発明の実施の形態につき図面を参照しつつ詳細に説明する。なお、この実施の形態によりこの発明が限定されるものではない。また、下記実施の形態における構成要素には、当業者が容易に想定できるもの、あるいは実質的に同一のものが含まれる。 Hereinafter, embodiments of the present invention will be described in detail with reference to the drawings. Note that the present invention is not limited to the embodiments. In addition, constituent elements in the following embodiments include those that can be easily assumed by those skilled in the art or those that are substantially the same.
(第1の実施の形態)
本発明の第1の実施の形態を図1から図3に基づいて説明する。
図1Aは、本発明の第1の実施の形態に係わる速比切替え機構付き減速機の正面断面図で、一部切断してあり、回転伝達部材が高速側回転伝達部と回転伝達受部に連結されている場合を示している。図1Bは、本発明の第1の実施の形態に係わる速比切替え機構付き減速機の正面断面図で、一部切断してあり、回転伝達部材が低速側回転伝達部と回転伝達受部に連結されている場合を示している。
図2は、図1のII部の部分拡大図である。
図3は、図1のIII部の部分拡大図である。
図1において、先に図7を基に説明した従来の速比切替え機構付き減速機30と同じ構造のものは同じ記号を付してあり、重複箇所は一部図示を省略してあるとともに、説明は一部引用するものの重複する説明は省略することがある。
なお、図1は、図の上側が入力軸側、図の下側が出力軸側となっている。
(First embodiment)
A first embodiment of the present invention will be described with reference to FIGS.
FIG. 1A is a front sectional view of a reduction gear with a speed ratio switching mechanism according to a first embodiment of the present invention, in which a part of the reduction gear is cut, and a rotation transmission member is connected to a high-speed side rotation transmission unit and a rotation transmission reception unit. The case where it is connected is shown. FIG. 1B is a front cross-sectional view of the speed reducer with a speed ratio switching mechanism according to the first embodiment of the present invention, in which a rotation transmission member is provided at the low speed side rotation transmission portion and the rotation transmission reception portion. The case where it is connected is shown.
FIG. 2 is a partially enlarged view of a portion II in FIG.
FIG. 3 is a partially enlarged view of part III in FIG.
In FIG. 1, the same structure as that of the
In FIG. 1, the upper side of the figure is the input shaft side, and the lower side of the figure is the output shaft side.
図1において、速比切替え機構付き減速機1は、フレーム9に設けられた図示しない軸受に軸支され、外歯スプライン11Sを有して図示しない駆動機構により回転駆動される高速側の入力軸11と、フレーム9に設けられた軸受9B3等に軸支されて後述の噛合いをする小歯車12Gを有する歯車軸12と、前記フレーム9に設けられた軸受9B2と前記入力軸11の段差部に設けられた軸受9B1に軸支されて、前記小歯車12Gと噛合う外歯車13Gと内周側に内歯スプライン13Sを有する低速側の大歯車13と、フレーム9に設けられてスペーサ4K1と4K2によって位置決めされた一対の軸受9B4、および、フレーム9に設けられてスペーサ4K3とスペーサ4K4によって位置決めされた一対の軸受9B5に軸支され、外歯スプライン4Sと中空穴4H並びに外歯車4Gを有する出力軸4と、前記外歯スプライン11Sと噛合う内歯スプライン5S1並びに前記内歯スプライン13Sと噛合う外歯スプライン5S2を有するとともに、前記外歯スプライン4Sと噛合う内歯スプライン5S3を有するクラッチ筒5と、その外径部6Dが前記中空穴4Hに摺動し、一端が締結具5Tを介して前記クラッチ筒5の円板5Wに取付けられ、他端が平板部6Pを有するロッド6と、前記ロッド6が適宜の隙間で軸方向に移動できる穴7Hを有するとともに前記ロッド6の平板部6Pに係合できる面7W1と面7W2を有して、図示しないアクチュエータによって図1Aに示す矢印F1および図1Bに示す矢印F2の方向に移動する軸7から成る速比切替え機構10によって主に構成されている。
なお、ロッド6はフレーム9に設けられたシール9Sによって液密シールされるようになっている。
In FIG. 1, a
The
即ち、入力軸11の外歯スプライン11Sとクラッチ筒5の内歯スプライン5S1の噛合いによって高速側回転伝達部を構成し、大歯車13の内歯スプライン13Sとクラッチ筒5の外歯スプライン5S2の噛合いによって低速側回転伝達部を構成しており、また、クラッチ筒5の内歯スプライン5S3と出力軸4の外歯スプライン4Sの噛合いによって回転伝達受部を構成していて、クラッチ筒5が回転伝達部材を構成している。
That is, the high speed side rotation transmission portion is configured by meshing the
そして、フレーム9の外方に配置された前記速比切替え機構10の作動によって、前記クラッチ筒5が前記ロッド6を介して矢印5Fの方向に移動することにより、図1A)に示すように、クラッチ筒5の内歯スプライン5S1が入力軸11の外歯スプライン11Sと噛合って連結する第1の位置と、図1Bに示すように、クラッチ筒5の外歯スプライン5S2が大歯車13の内歯スプライン13Sと噛合って連結する第2の位置を構成するようになっている。
Then, the operation of the speed
なお、前記クラッチ筒5の前記第1の位置および前記第2の位置の位置決めは、後述するように、出力軸4の端部に取付けられたリテーナ4Fと前記出力軸4の端部の間で構成された溝(A)4C1に球体(係止部材)8Sが弾性体8Cの弾性力によって、前記ロッド6に設けられた溝(B)6C1或いは溝(B)6C2に係合することによって行われるようになっている。即ち、溝(A)4C1は、出力軸4において、入力軸11に対して中空穴が形成されている側である中空側の軸方向の端部に形成されている。
The positioning of the first position and the second position of the
ここで、前記速比切替え機構10について図2を基に説明する。
図2(a)は速比切替え機構10が矢印F1の方向に移動しつつある状態を示し、図2(b)は速比切替え機構10が矢印F2の方向に移動しつつある状態を示している。
図2(a)において、図示しない制御装置からの指令により、該速比切替え機構10が矢印F1の方向に移動して高速回転側に回転伝達される際、軸7の面7W2がロッド6の平板部6Pの面6W2を介してロッド6を矢印F1の方向へ押し、図2(b)において、図示しない制御装置からの指令により、該速比切替え機構10が矢印F2の方向に移動して低速回転側に回転伝達される際、軸7の面7W1がロッド6の平板部6Pの面6W1を介してロッド6を矢印F2の方向へ引くようになっている。即ち、本実施形態においては、ロッド6の平板部6Pと係合する軸7の面7W2によってロッド6と速比切換え機構10との係合部が構成されている。そして、ロッド6の平板部6Pと速比切換え機構の係合部である軸7の面7W2を速比切換え機構付き減速機1の本体のフレーム9の外側に配置されている。
Here, the speed
2A shows a state where the speed
In FIG. 2A, when the speed
次に、前記クラッチ筒5の矢印5F方向の第1の位置および第2の位置への移動後の位置決めについて図3を基に説明する。
図3(a)は前記球体8Sが前記溝(B)6C1に係合している状態即ちロッド6が第1の位置に位置決めされている状態、図3(c)は前記球体8Sが前記溝(B)6C2に係合している状態即ちロッド6が第2の位置に位置決めされている状態、図3(b)はロッド6の図示F2の方向への移動による図3(a)の状態から図3(c)の状態へ或いはロッド6の図示F1の方向への移動による図3(c)の状態から図3(a)の状態への過渡状態を示している。
図3(b)に示すように、前記過渡状態では前記球体8Sは弾性体8Cの弾性力に抗してロッド6の外径部と弾性体8Cに挟まれた位置に後退している。
即ち、ロッド6が図3(a)の状態からF2方向へ移動する際、或いは、ロッド6が図3(c)の状態からF1方向へ移動する際に、球体8Sが溝(B)6C1或いは溝(B)6C2から外れて出力軸4側へ後退するようになっている。
Next, positioning after the
3A shows a state where the
As shown in FIG. 3B, in the transient state, the
That is, when the
なお、前記速比切替え機構10は、ロッド6が矢印F1の方向に移動してロッド6が第1の位置に位置決めされてから、或いは、ロッド6が矢印F2の方向に移動してロッド6が第2の位置に位置決めされてから、図示しない制御装置からの指令により、ロッド6の平板部6Pの端部6W1と軸7の端部7W1との接触、或いは、端部6W2と軸7の端部7W2との接触を、解消する方向に(図1に示す状態に)軸7を僅かに前進或いは後退させるようになっている。
It should be noted that the speed
次に、本発明の第1の実施の形態に係わる速比切替え機構付き減速機1の作用を説明する。
図示しない制御装置からの指令により、速比切替え機構10が矢印F1の方向に移動して図1Aに示す位置になると、ロッド6の移動を介してクラッチ筒5が移動し、クラッチ筒5の内歯スプライン5S1が入力軸11の外歯スプライン11Sと噛合って連結する第1の位置で、入力軸11の高速回転がクラッチ筒5の内歯スプライン5S3と出力軸4の外歯スプライン4Sの噛合いを介して出力軸4に伝達され、歯車4Gと噛合う図示しない歯車が高速回転される。
Next, the operation of the
When the speed
一方、図示しない制御装置からの指令により、速比切替え機構10が矢印F2の方向に移動して図1Bに示す位置になると、ロッド6の移動を介してクラッチ筒5が移動し、クラッチ筒5の外歯スプライン5S2が大歯車13の内歯スプライン13Sと噛合って連結する第2の位置で、大歯車13の低速回転がクラッチ筒5の内歯スプライン5S3と出力軸4の外歯スプライン4Sの噛合いを介して出力軸4に伝達され、歯車4Gと噛合う図示しない歯車が低速回転される。
On the other hand, when the speed
速比切替え機構10が前記矢印F1或いは矢印F2の方向に移動する際に、球体8Sとロッド6の溝(B)6C1或いは溝(B)6C2との係合が弾性体8Cの弾性力に抗して解除され、ロッド6は外径部6Dが出力軸4の穴4Hと相対的に摺動して移動するが、クラッチ筒5と入力軸11が連結する前記第1の位置或いはクラッチ筒5と大歯車13と連結する前記第2の位置に移動した際には、球体8Sが弾性体8Cの弾性力によってロッド6の溝(B)6C1或いは溝(B)6C2に係止されることにより、前記第1の位置或いは前記第2の位置の位置決めがなされる。
When the speed
前記第1の位置或いは前記第2の位置の位置決めがなされた後、前記速比切替え機構10の軸7が僅かに前進或いは後退する。これにより、回転しているロッド6と回転しない軸7との接触がないので、接触摩耗の恐れはなく、また、速比切替え機構10がフレーム9の外方に配置されているので、前記ロッド6と軸7との接触回避の調整を容易に行うことができる。
After the positioning of the first position or the second position, the
なお、前記説明では、ロッド6に溝(B)6C1および溝(B)6C2を設けて、弾性体8Cが出力軸4の端面をリテーナ4Fによって構成される溝(A)4C1に配置された場合を説明したが、図4(速比切替えの位置決めについての他の実施の形態を説明する図である。)に示すように、出力軸4に溝(A)4C3および溝(A)4C4を、ロッド6に孔即ち溝(B)6Hを設けて、弾性体8Cを前記溝(B)6Hに配置し、一対の球体8Sが弾性体8Cの弾性力によって出力軸4の方向に押されるとしてもよく、ロッド6の前記第1の位置および第2の位置での位置決めについては同様の内容となるので、詳細な説明は省略する。
In the above description, the
(第2の実施の形態)
次に、本発明の第2の実施の形態について図5を基に説明する。
図5は、本発明の第2の実施の形態に係わる速比切替え機構付き減速機の他の1例を示す図で、部分拡大図としてある。
図5において、図1と同じ構造のものは同じ記号を付してあり、重複する説明は省略するが、図1に示すロッド6を図5ではロッド26として記号を付している。
図5において、速比切替え機構付き減速機2は、ロッド26の端部の平板部26Pに磁性体26M1および磁性体26M2が設けられており、速比切替え機構40がフレーム9の端面および固定の軸27の端面に、図示しない制御装置からの指令で励起する電磁石28および電磁石29が前記磁性体26M1および磁性体26M2の面26P1および面26P2に対応する位置で取り付けられている構成となっている。
(Second embodiment)
Next, a second embodiment of the present invention will be described with reference to FIG.
FIG. 5 is a partially enlarged view showing another example of the speed reducer with a speed ratio switching mechanism according to the second embodiment of the present invention.
In FIG. 5, the same structure as that in FIG. 1 is denoted by the same symbol, and overlapping description is omitted, but the
In the
なお、前記ロッド26、前記フレーム9、リテーナ4F、球体8S、弾性体8Cは非磁性体材料から成り、前記電磁石28または電磁石29が励起された際には、前記磁性体26M1または磁性体26M2に前記電磁石28または電磁石29の磁力が作用して、電磁石28が励起された場合には前記磁性体26M1の面26P1が図示二点鎖線の位置Y1に移動し、電磁石29が励起された場合には前記磁性体26M2の面26P2が図示二点鎖線の位置Y2に移動するようになっている。
即ち、前記電磁石28または電磁石29の励起により、ロッド26が図示矢印26F1または矢印26F2の方向に移動し、それに伴ってクラッチ筒5が矢印5F(図1参照)の方向に移動するようになっている。
The
That is, the excitation of the
ここで、前記ロッド26の矢印26F1または矢印26F2の方向の移動について、図6を基に説明する。
図6は、図5の速比切替えについて説明する図である。
ロッド26は、電磁石28の励起に伴って磁性体26M1の面26P1が図6に示す二点鎖線の位置Y1に移動するが、この際、球体8Sが弾性体8Cの作用で溝(B)26C1に一旦係止状態になった後、溝(B)26C1(或いは溝26C2)の幅Wよりも小さい移動量(1例として幅Wの1/3から1/10の移動量)だけオーバーランして、図示二点鎖線で示すように、球体8Sが溝(B)26C1から僅かに乗り上げて前記係止状態から外れる。
その後で、前記電磁石28の励起が解除された場合には、球体8Sが弾性体8Cの作用で押されて溝(B)26C1に係止して図示実線の位置X1に戻るようになり、ロッド26は図示実線の位置に戻されて、クラッチ筒5を入力軸11に連結する第1の位置の位置決めがなされる。
同様にして、電磁石29の励起および解除によって、クラッチ筒5を大歯車13に連結する第2の位置の位置決めがなされる。
Here, the movement of the
FIG. 6 is a diagram for explaining the speed ratio switching in FIG.
In the
After that, when the excitation of the
Similarly, the second position for coupling the
即ち、速比切替えに際しては、平板部26Pの磁性体26M1の面26P1または磁性体26M2の面26P2が、一旦電磁石28または電磁石29に接触するが、高速側回転伝達および低速側回転伝達時には、前記面26P1または面26P2が電磁石28または電磁石29と非接触となるように構成されている。
That is, when the speed ratio is switched, the surface 26P1 of the magnetic body 26M1 or the surface 26P2 of the magnetic body 26M2 of the
次に、本発明の実施の形態に係わる速比切替え機構付き減速機2の作用を説明する。
図示しない制御装置からの指令により、電磁石28または電磁石29が励起されると、ロッド26は、磁性体26M1または磁性体26M2を介して、矢印26F1または矢印26F2の方向に動かされ、一旦位置Y1または位置Y2に移動した後、位置X1または位置X2に戻って、クラッチ筒5と入力軸11が連結する第1の位置またはクラッチ筒5と大歯車13と連結する第2の位置で位置決めされる。
この際、面26P1または面26P2が電磁石28または電磁石29と非接触となっているので、ロッド26が回転しても摩耗することはない。
なお、速比切替え機構40がフレーム9の外部に配置されているので、図5および図6に示す位置X1と位置Y1の位置並びに位置X2と位置Y2の位置の調整を容易に行うことができる。
Next, the operation of the
When the
At this time, since the surface 26P1 or the surface 26P2 is not in contact with the
Since the speed
1、2 速比切替え機構付き減速機
4 出力軸
4C1、4C3、4C4 (出力軸の)溝(A)
4G (出力軸の)歯車
4S (出力軸の)外歯スプライン
5 クラッチ筒
5S1 (クラッチ筒の)内歯スプライン
5S2 (クラッチ筒の)外歯スプライン
5S3 (クラッチ筒の)内歯スプライン
6、26 ロッド
6C1、6C2、6H、26C1、26C2 (ロッドの)溝(B)
6P、26P (ロッド端部の)平板部
7、27 (速比切替え機構の)軸
8S 球体
8C 弾性体
10、40 速比切替え機構
11 入力軸
11S (入力軸の)外歯スプライン
13 大歯車
13S (大歯車の)内歯スプライン
26M1、26M2 磁性体
28、29 電磁石
1, 2 Reducer with speed
4G (output shaft)
6P, 26P
Claims (4)
出力軸側に設けた回転伝達受部に連結されて前記入力軸側の回転駆動を前記出力軸側へ伝達する回転伝達部材と、
該回転伝達部材を前記高速側回転伝達部と前記回転伝達受部とに連結する第1の位置および前記低速側回転伝達部と前記回転伝達受部とに連結する第2の位置の間で移動させる速比切替え機構とを備えた速比切替え機構付き減速機において、
前記回転伝達部材に結合されたロッドを前記出力軸の中空穴で前記出力軸の軸方向に押し引き移動可能に設けて、前記ロッドを前記速比切替え機構との係合により押し引きして、前記回転伝達部材を前記第1の位置または前記第2の位置に移動させるように構成したことを特徴とする速比切替え機構付き減速機。 A high speed side rotation transmission part or a low speed side rotation transmission part provided on the input shaft side;
A rotation transmission member connected to a rotation transmission receiving portion provided on the output shaft side and transmitting the rotation drive on the input shaft side to the output shaft side;
The rotation transmitting member is moved between a first position where the rotation transmitting member is connected to the high speed side rotation transmitting portion and the rotation transmitting receiving portion and a second position where the rotation transmitting member is connected to the low speed side rotation transmitting portion and the rotation transmitting receiving portion. In a speed reducer with a speed ratio switching mechanism equipped with a speed ratio switching mechanism to
A rod coupled to the rotation transmission member is provided so as to be able to be pushed and pulled in the axial direction of the output shaft through the hollow hole of the output shaft, and the rod is pushed and pulled by engagement with the speed ratio switching mechanism, A speed reducer with a speed ratio switching mechanism, wherein the rotation transmitting member is configured to move to the first position or the second position.
前記出力軸の中空側の軸方向の所定位置に溝Aを、前記ロッドの軸方向の所定位置に溝Bを設け、前記溝Aおよび前記溝Bに係合可能な係止部材と、
前記係止部材を前記溝A或いは前記溝Bの何れかの一方の方向へ押し込むように作用する弾性部材とを、
それぞれ前記溝B或いは前記溝Aに設けて、前記ロッドの押し引きの際は、前記係止部材が前記弾性部材の弾性力に抗して前記溝A或いは前記溝Bとの係止から外れ、前記ロッドが前記第1の位置または前記第2の位置に対応する位置になったときに、前記係止部材が前記弾性部材の弾性力によって前記溝A或いは前記溝Bに係止して前記ロッドの軸方向の位置決めをするように構成したことを特徴とする速比切替え機構付き減速機。 In the speed reducer with a speed ratio switching mechanism according to claim 1,
A groove A at a predetermined position in the axial direction on the hollow side of the output shaft, a groove B at a predetermined position in the axial direction of the rod, and a locking member engageable with the groove A and the groove B;
An elastic member that acts to push the locking member in one direction of either the groove A or the groove B;
Provided in the groove B or the groove A, respectively, and when the rod is pushed and pulled, the locking member is disengaged from the locking with the groove A or the groove B against the elastic force of the elastic member; When the rod is in a position corresponding to the first position or the second position, the locking member is locked to the groove A or the groove B by the elastic force of the elastic member, and the rod A speed reducer with a speed ratio switching mechanism, characterized in that it is positioned in the axial direction.
前記ロッドと前記速比切替え機構との係合部を、前記押し引きの際は前記ロッドが前記速比切替え機構との係合部と係合し、前記回転伝達の際は前記ロッドが前記速比切替え機構との係合部から離間するように構成したことを特徴とする速比切替え機構付き減速機。 In the speed reducer with a speed ratio switching mechanism according to claim 1 or claim 2,
The rod engages with the speed ratio switching mechanism at the time of pushing and pulling, and the rod engages with the speed ratio switching mechanism at the time of push-pull. A speed reducer with a speed ratio switching mechanism, wherein the speed reducer is configured to be separated from an engagement portion with the ratio switching mechanism.
前記ロッドと前記速比切替え機構の係合部を該減速機本体のフレームの外側へ配置したことを特徴とする速比切替え機構付き減速機。 In the speed reducer with a speed ratio switching mechanism according to claim 3,
A speed reducer with a speed ratio switching mechanism, wherein an engaging portion between the rod and the speed ratio switching mechanism is disposed outside a frame of the speed reducer main body.
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