JP2015203434A - Load sensitive type change gear - Google Patents
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Abstract
Description
本発明は、負荷感応型変速装置に関し、詳しくは、出力系に作用する負荷が低い場合には等速で伝動を行い、出力系に作用する負荷が増大した場合に機械的な作動により減速を行う変速装置に関する。 The present invention relates to a load-sensitive transmission, and more specifically, when the load acting on the output system is low, transmission is performed at a constant speed, and when the load acting on the output system increases, deceleration is performed by mechanical operation. The present invention relates to a transmission.
上記のように構成された負荷感応型変速装置として特許文献1には、遊星ギヤ変速機構のサンギヤと一体回転する入力軸を備え、遊星ギヤ変速機構からの駆動力が伝えられる出力軸を備え、この出力軸に作用する負荷トルクが設定値未満である場合には等速伝動状態を維持し、この入力軸に作用する負荷が設定値を超えた場合に減速伝動状態に切換わる切換機構を備えた技術が示されている。 As a load-sensitive transmission configured as described above, Patent Document 1 includes an input shaft that rotates integrally with the sun gear of the planetary gear transmission mechanism, and an output shaft that transmits the driving force from the planetary gear transmission mechanism. A switching mechanism that maintains a constant speed transmission state when the load torque acting on the output shaft is less than a set value and switches to a deceleration transmission state when the load acting on the input shaft exceeds the set value Technology is shown.
この特許文献1では、入力軸がサンギヤと一体回転し、出力軸がキャリアと一体回転する構成を有している。また、切換機構がリングギヤに対して等速伝動姿勢と減速伝動姿勢とに切換自在な切換部材を備え、この切換部材を等速伝動姿勢に維持するスプリングを備えて構成されている。 In Patent Document 1, the input shaft rotates integrally with the sun gear, and the output shaft rotates integrally with the carrier. The switching mechanism includes a switching member that can switch between a constant speed transmission posture and a deceleration transmission posture with respect to the ring gear, and includes a spring that maintains the switching member in the constant speed transmission posture.
この特許文献1の第1実施形態では、切換部材が、一対の当接アームと、単一の係合ピンとを備えている。そして、出力軸に作用する負荷トルクが設定値未満である場合には、切換部材が等速伝動姿勢に維持されることにより係合ピンが遊星減速機構のキャリア外周の凹状部に係合して入力軸と出力軸とを一体回転させる高速伝動状態を現出する。これとは逆に、出力軸に作用する負荷が設定値以上に達した場合には、スプリングの付勢力に抗して切換部材が減速伝動姿勢に切換わることにより係合ピンが凹状部から分離すると共に、当接アームが固定系の拘束歯部に係合し、遊星減速機構で減速された駆動力を出力軸に伝える減速伝動状態を現出する。 In the first embodiment of Patent Document 1, the switching member includes a pair of contact arms and a single engagement pin. When the load torque acting on the output shaft is less than the set value, the engagement pin is engaged with the concave portion on the carrier outer periphery of the planetary reduction mechanism by maintaining the switching member in the constant speed transmission posture. A high-speed transmission state in which the input shaft and the output shaft are rotated together appears. On the other hand, when the load acting on the output shaft reaches the set value or more, the engagement pin is separated from the concave portion by switching the switching member to the deceleration transmission posture against the biasing force of the spring. At the same time, the abutment arm engages with the restraining tooth portion of the fixed system, and a deceleration transmission state in which the driving force decelerated by the planetary deceleration mechanism is transmitted to the output shaft appears.
特許文献1の構成では、切換部材が等速伝動姿勢にある状態で、切換部材の係合ピンをキャリア外周の凹状部に係合させるために、スプリングの付勢力がキャリアとリングギヤとを所定の相対回転位相に維持する方向に作用する。 In the configuration of Patent Document 1, in order to engage the engaging pin of the switching member with the concave portion on the outer periphery of the carrier in a state where the switching member is in the constant speed transmission posture, the biasing force of the spring causes the carrier and the ring gear to It acts in the direction of maintaining the relative rotational phase.
この構成では出力軸に作用する負荷トルクが増大した場合には、キャリアとリングギヤとの相対回転位相が変位し、この変位に伴い凹状部と係合ピンとの位置関係が変化するため切換部材の減速伝動姿勢の方向への揺動が行われる。 In this configuration, when the load torque acting on the output shaft increases, the relative rotational phase between the carrier and the ring gear is displaced, and the positional relationship between the concave portion and the engagement pin changes with this displacement. Swinging in the direction of the transmission posture is performed.
また、切換部材が減速伝動姿勢に揺動する場合には、凹部と係合ピンとの間に作用する力も減速伝動姿勢の方向に作用するため、揺動が促進される面もあった。しかしながら、特許文献1の構成では、キャリアとリングギヤとの相対回転位相の変位に伴い切換部材が揺動し、当接アームが拘束歯部に係合する状態に達する以前に係合ピンが凹部から離間するため、姿勢変化を継続させ難く、円滑な切換の観点から改善の余地があった。 In addition, when the switching member swings to the deceleration transmission posture, the force acting between the recess and the engagement pin also acts in the direction of the deceleration transmission posture, so that there is a surface that facilitates the oscillation. However, in the configuration of Patent Document 1, the switching member swings in accordance with the displacement of the relative rotational phase between the carrier and the ring gear, and the engagement pin comes out of the recess before reaching the state where the contact arm engages the restraining tooth portion. Due to the separation, it is difficult to continue the posture change, and there is room for improvement from the viewpoint of smooth switching.
更に、特許文献1の構成では、当接アームが拘束歯部に係合する場合に拘束歯部の谷状部位に、当接アームの先端部分が嵌り込む必要があるものの、切換部材の揺動タイミングによっては拘束歯部の山状部位に当接し、係合できないこともあった。このように係合できない場合には、減速伝動姿勢に向かう揺動が所定の周期で行われることになり、この周期によっては、当接アームが拘束歯部の山状部位に繰り返して当接し係合状態に達するまでに時間を要することもあった。 Further, in the configuration of Patent Document 1, when the contact arm is engaged with the restraining tooth portion, the tip portion of the contact arm needs to be fitted into the valley portion of the restraining tooth portion. Depending on the timing, it may come into contact with the crest portion of the restraining tooth portion and may not be engaged. When the engagement cannot be achieved in this manner, the swing toward the deceleration transmission posture is performed at a predetermined cycle, and depending on this cycle, the contact arm repeatedly abuts against the mountain-shaped portion of the restraining tooth portion. It sometimes took time to reach the final state.
本発明の目的は、出力軸に作用する負荷トルクの上昇に伴い等速伝動状態から減速伝動状態への切換を円滑に行い得る負荷感応型変速装置を合理的に構成する点にある。 An object of the present invention is to rationally configure a load-sensitive transmission that can smoothly switch from a constant speed transmission state to a deceleration transmission state as the load torque acting on the output shaft increases.
本発明の特徴は、一方向にのみ回転する入力軸に設けられたサンギヤと、当該サンギヤに係合するプラネタリギヤを支持し、出力軸を有するキャリアと、前記プラネタリギヤに咬合するリングギヤとを、ケース本体の内部で同じ回転軸芯上に備えると共に、
前記リングギヤにおいて前記回転軸芯と平行な支軸に遊嵌され、当該支軸の周りに作動する揺動部材と、前記揺動部材の内周側に位置する状態で前記ケース本体に固設され、前記揺動部材が係脱するよう周方向に沿って断続的に設けた複数の凸部を有する規制ギヤとを備え、前記揺動部材が、前記キャリアの外縁部において周方向に沿って断続的に設けられた複数の係合凹部に係脱可能な第1係合部と、前記規制ギヤの凸部に係脱可能な第2係合部とを備え、
前記キャリアにおける複数の前記係合凹部どうしの間の縁部に、前記係合凹部から離脱した前記第1係合部が摺接するガイド部が形成され、当該ガイド部の外径が、前記キャリアの相対回転方向に沿った上手側ほど大径に形成してあり、
付勢部材によって前記第1係合部が前記係合凹部に係合し、前記第2係合部が前記凸部から離間する等速伝動姿勢となることで、前記入力軸・前記出力軸・前記リングギヤが一体回転し、前記出力軸に作用する負荷が増大した場合に、前記リングギヤが前記キャリアとは逆方向に相対回転し、前記付勢部材の付勢力に抗して前記第1係合部が前記係合凹部から離脱し、前記第2係合部が前記凸部と係合することで前記揺動部材が減速伝動姿勢となり前記リングギヤの回転が停止するように構成されている点にある。
A feature of the present invention is that a case main body includes a sun gear provided on an input shaft that rotates only in one direction, a carrier that supports a planetary gear that engages with the sun gear, an output shaft, and a ring gear that meshes with the planetary gear. And on the same axis of rotation inside
In the ring gear, a swing member that is loosely fitted to a support shaft parallel to the rotation shaft core and operates around the support shaft, and is fixed to the case body in a state of being located on the inner peripheral side of the swing member. A regulating gear having a plurality of convex portions provided intermittently along the circumferential direction so that the rocking member is engaged and disengaged, and the rocking member is intermittently provided along the circumferential direction at an outer edge portion of the carrier. A first engaging portion that can be engaged with and disengaged from a plurality of engaging recesses provided on the base, and a second engaging portion that can be engaged and disengaged from the convex portion of the restriction gear,
A guide portion is formed on the edge portion between the plurality of engagement recesses in the carrier, and the first engagement portion separated from the engagement recess is in sliding contact. It is formed with a larger diameter on the upper side along the relative rotation direction,
The first engagement portion is engaged with the engagement recess by the urging member, and the second engagement portion is in a constant speed transmission posture separated from the projection, so that the input shaft, the output shaft, When the ring gear rotates integrally and the load acting on the output shaft increases, the ring gear rotates relative to the carrier in the direction opposite to the carrier and resists the biasing force of the biasing member. And the second engaging portion engages with the convex portion, so that the swinging member is in a deceleration transmission posture and the rotation of the ring gear is stopped. is there.
この構成によると、出力軸に作用する負荷トルクが増大し、キャリアとリングギヤとの相対回転位相の変化に伴い第1係合部が係合凹部から離脱した後には、この第1係合部がガイド部に沿って変位する。このガイド部は、キャリアの相対回転方向に沿った上手側ほど大径に形成しているため、この相対回転位相の変化が継続する場合にはガイド部から第1係合部に対して揺動部材を減速伝動姿勢に向かわせる力を継続的に作用させ、この移動の後に、第2係合部を規制ギヤに係合させる減速伝動姿勢への移行が円滑に行われる。
特に、この構成では、入力軸が一方向に駆動回転する構成であるため、ガイド部を、隣合う係合凹部と係合凹部との間の全領域に亘って形成することが可能となり、揺動部材の円滑な揺動を実現する。
従って、出力軸に作用する負荷トルクの上昇に伴い等速伝動状態から減速伝動状態への切換を円滑に行い得る負荷感応型変速装置が構成された。
According to this configuration, the load torque acting on the output shaft increases, and after the first engagement portion is released from the engagement recess due to a change in the relative rotation phase between the carrier and the ring gear, the first engagement portion is Displaces along the guide. Since the guide portion is formed to have a larger diameter toward the upper side along the relative rotation direction of the carrier, the guide portion swings with respect to the first engagement portion when the change in the relative rotation phase continues. A force for continuously moving the member toward the deceleration transmission posture is continuously applied, and after this movement, the transition to the deceleration transmission posture in which the second engagement portion is engaged with the restriction gear is smoothly performed.
In particular, in this configuration, since the input shaft is driven and rotated in one direction, the guide portion can be formed over the entire region between the adjacent engaging recesses and the engaging recesses. Smooth movement of the moving member is realized.
Therefore, a load-sensitive transmission is configured that can smoothly switch from the constant speed transmission state to the deceleration transmission state as the load torque acting on the output shaft increases.
本発明は、前記規制ギヤが、前記回転軸芯を中心とする円周面から外方に突出するように複数の前記凸部が形成されると共に、複数の前記凸部が前記円周面に沿う方向で不等間隔で配置されても良い。 In the present invention, a plurality of the convex portions are formed so that the restriction gear protrudes outward from a circumferential surface having the rotation axis as a center, and the plurality of convex portions are formed on the circumferential surface. They may be arranged at unequal intervals in the direction along.
これによると、複数の凸部が円周面から外方に突出形成され、この複数の凸部が周方向で不等間隔で形成されているため、揺動部材が減速伝動姿勢に移行する作動が第1係合部と係合凹部との位置関係から決まった周期で行われる場合に、仮に、第2係合部が凸部の突出部分(頂点部分)に当接した場合でも、その後の当接の際には、凸部に第2係合部が接触し、確実に規制状態に移行することができる。 According to this, since the plurality of convex portions are formed to protrude outward from the circumferential surface, and the plurality of convex portions are formed at unequal intervals in the circumferential direction, the swing member is moved to the deceleration transmission posture. Is performed at a period determined from the positional relationship between the first engagement portion and the engagement recess, even if the second engagement portion abuts the protruding portion (vertex portion) of the protrusion, At the time of contact, the second engaging portion comes into contact with the convex portion, and the state can be reliably shifted to the restricted state.
本発明は、前記支軸が挿通するための孔部が、前記揺動部材が等速伝動姿勢にある状態で、前記回転軸芯に接近する方向への変位を可能にする長孔状に形成されても良い。 In the present invention, the hole portion through which the support shaft is inserted is formed in a long hole shape that allows displacement in a direction approaching the rotating shaft core in a state where the swinging member is in a constant speed transmission posture. May be.
これによると、揺動部材が支軸の軸芯を中心にした揺動により等速伝動姿勢と減速伝動姿勢とに切換が可能になる。また、揺動部材を、支軸を基準に回転軸芯に接近する方向と、回転軸芯から離間する方向とにシフトできる。これにより、等速伝動姿勢では揺動部材を回転軸芯に接近する方向にシフトさせて第1係合部を係合凹部に対して確実に係合させる。更に、揺動部材の揺動により第2係合部の先端が凸部に当接した直後には、リングギヤとキャリアとが相対回転することにより、揺動部材には、第2係合部の先端を中心として回動させる力が作用する。このように回動力が作用し、第1係合部がガイド部に沿って移動する結果、揺動部材は孔部に沿って変位しつつ減速伝動姿勢に移行する。これにより、減速伝動姿勢では揺動部材が回転軸芯から離間する方向にシフトした位置に変位することになり、第1係合部を係合凹部から大きく離間させ、キャリアとの干渉の回避が可能となる。 According to this, the swing member can be switched between the constant speed transmission posture and the deceleration transmission posture by swinging around the axis of the support shaft. Further, the swing member can be shifted in a direction approaching the rotation axis with respect to the support shaft and a direction away from the rotation axis. As a result, in the constant speed transmission posture, the swing member is shifted in a direction approaching the rotation axis, and the first engagement portion is reliably engaged with the engagement recess. Further, immediately after the tip of the second engaging portion comes into contact with the convex portion due to the swing of the swing member, the ring gear and the carrier rotate relative to each other, so that the swing member has the second engagement portion of the second engagement portion. A force that rotates around the tip acts. Thus, the rotational force acts and the first engaging portion moves along the guide portion. As a result, the swinging member shifts to the deceleration transmission posture while being displaced along the hole portion. As a result, in the deceleration transmission posture, the swinging member is displaced to a position shifted in a direction away from the rotation axis, and the first engagement portion is greatly separated from the engagement recess, thereby avoiding interference with the carrier. It becomes possible.
本発明は、前記第1係合部が、前記回転軸芯と平行姿勢となる係合ピンにより構成され、前記揺動部材が前記等速伝動姿勢にある状態で、前記回転軸芯に沿う方向視において、前記回転軸芯と前記支軸とを結ぶ仮想直線を基準にして、前記キャリアが前記負荷の増大により相対回転する方向で進む側に外れた位置で前記係合ピンが前記係合凹部に係合しても良い。 In the present invention, the first engaging portion is formed of an engaging pin that is in a posture parallel to the rotating shaft core, and the swinging member is in the constant speed transmission posture in a direction along the rotating shaft core. In view, the engagement pin is in the engagement recess at a position where the carrier moves away in the direction of relative rotation by the increase of the load with reference to a virtual straight line connecting the rotation axis and the support shaft. May be engaged.
これによると、揺動部材が等速伝動姿勢にある状況において、係合ピンの係合位置が、等速伝動姿勢から既に減速伝動姿勢の方向に先行する位置関係にあると言える。このような位置関係であるため、出力軸に作用する負荷が増大し、キャリアとリングギヤとの相対回転位相が変化し、係合ピンに対してキャリアの係合凹部から作用する力により揺動部材が減速伝動姿勢の方向に揺動を開始した場合には、この揺動の初期から係合ピンに対して係合凹部から抜き出す方向への移動成分が作用し、係合凹部から離脱を容易に行わせると共に、揺動部材の減速伝動姿勢への円滑な移行を可能にする。 According to this, in a situation where the swinging member is in the constant speed transmission posture, it can be said that the engagement position of the engagement pin is in a positional relationship that already precedes the direction of the deceleration transmission posture from the constant speed transmission posture. Because of this positional relationship, the load acting on the output shaft increases, the relative rotational phase of the carrier and the ring gear changes, and the swinging member is caused by the force acting on the engagement pin from the engagement recess of the carrier. When starting to swing in the direction of the deceleration transmission posture, the moving component in the direction of pulling out from the engaging recess acts on the engaging pin from the initial stage of the swinging, so that it is easy to detach from the engaging recess. And allowing smooth transition to the reduced speed transmission posture of the swing member.
本発明は、複数の前記揺動部材には、前記リングギヤの周方向で互いに離間する方向に延びる第1支持アームと第2支持アームとが形成されると共に、前記リングギヤの周方向で前記第1支持アームのアーム長と、前記第2支持アームのアーム長とが異なる値に設定され、前記揺動部材の第1支持アームと、これに隣接する前記揺動部材の第2支持アームとに亘って前記付勢部材として引張型のコイルスプリングを備えても良い。 According to the present invention, the plurality of swing members are formed with a first support arm and a second support arm extending in a direction away from each other in the circumferential direction of the ring gear, and the first support arm in the circumferential direction of the ring gear. The arm length of the support arm and the arm length of the second support arm are set to different values, and span the first support arm of the swing member and the second support arm of the swing member adjacent thereto. A tension type coil spring may be provided as the biasing member.
この構成では、複数のコイルスプリングとして等しい付勢力のものを使用することになり、複数のコイルスプリングの付勢力より揺動部材が等速伝動姿勢に維持される。また、等速伝動状態から減速伝動状態に移行する場合、あるいは、これとは逆に減速伝動状態から等速伝動状態に移行する場合には、複数の揺動部材の姿勢を、コイルスプリングを介して連動させて変化させることが可能となる。例えば、第1支持アームのアーム長と、第2支持アームのアーム長とを等しくする設計では、等速伝動状態から減速伝動状態への切換トルクの閾値を設定する場合のアーム長、コイルスプリングの付勢力の設定が困難である。これに対して、第1支持アームのアーム長と、第2支持アームのアーム長とを異なる値にすることにより、設計の自由度が高まり、切換トルクの閾値の設定を容易に行える。 In this configuration, a plurality of coil springs having the same urging force are used, and the swinging member is maintained in a constant speed transmission posture by the urging forces of the plurality of coil springs. Also, when shifting from the constant speed transmission state to the deceleration transmission state, or conversely, when shifting from the deceleration transmission state to the constant speed transmission state, the postures of the plurality of oscillating members are changed via coil springs. Can be changed in conjunction with each other. For example, in a design in which the arm length of the first support arm is equal to the arm length of the second support arm, the arm length when setting the threshold value of the switching torque from the constant speed transmission state to the deceleration transmission state, Setting the biasing force is difficult. On the other hand, by setting the arm length of the first support arm and the arm length of the second support arm to different values, the degree of freedom in design increases, and the threshold value of the switching torque can be easily set.
以下、本発明の実施形態を図面に基づいて説明する。
〔基本構成〕
図1〜図3及び図7に示すように、外部動力により駆動される入力軸1と、この入力軸1の駆動力が伝えられる遊星ギヤ減速機構Pと、この遊星ギヤ減速機構Pからの駆動力が伝えられる出力軸2と、この出力軸2に作用する負荷トルクTにより、遊星ギヤ減速機構Pを制御する切換機構Aとをケース本体3に収容して負荷感応型変速装置が構成されている。
Hereinafter, embodiments of the present invention will be described with reference to the drawings.
[Basic configuration]
As shown in FIGS. 1 to 3 and 7, the input shaft 1 driven by external power, the planetary gear reduction mechanism P to which the driving force of the input shaft 1 is transmitted, and the drive from the planetary gear reduction mechanism P An
この負荷感応型変速装置では入力軸1が駆動方向Rで示す方向に駆動力が伝えられる。切換機構Aは、出力軸2に作用する負荷トルクTが閾値未満である場合に入力軸1とリングギヤ12とキャリア14とを駆動方向Rに一体回転させる等速伝動状態で伝動を行う。出力軸2に作用する負荷トルクTが減速閾値以上に達すると、リングギヤ12の回転を阻止することにより遊星ギヤ減速機構Pで減速した回転力を出力軸2に伝える減速伝動状態での伝動を行う。尚、図面に示した負荷トルクTは、トルクの作用方向を示すものであり、負荷トルクTの値に拘わらず入力軸1と出力軸2とは駆動方向Rに回転する。
In this load-sensitive transmission, the driving force is transmitted to the input shaft 1 in the direction indicated by the driving direction R. The switching mechanism A performs transmission in a constant speed transmission state in which the input shaft 1, the
切換機構Aは、減速伝動状態において出力軸2に作用する負荷トルクTが、前述した閾値未満に低下した場合には再び等速伝動状態に復帰する。このように出力軸2に作用する負荷トルクTにより自動変速を行う際の作動形態は後述する。
The switching mechanism A returns to the constant speed transmission state again when the load torque T acting on the
本発明の負荷感応型変速装置は、自動車のシートバックの角度を調整する駆動系や、ドアガラスを開閉する駆動系等、自動車の全般に使用できるものである。尚、本発明の負荷感応型変速装置は自動車以外にも使用できる。 The load-sensitive transmission of the present invention can be used for all automobiles, such as a drive system that adjusts the angle of the seat back of the automobile and a drive system that opens and closes the door glass. Note that the load-sensitive transmission of the present invention can be used for other than automobiles.
〔遊星ギヤ減速機構〕
遊星ギヤ減速機構Pは、サンギヤ11と、リングギヤ12と、これらに咬合する複数のプラネタリギヤ13と、複数のプラネタリギヤ13を支持するキャリア14とを備えて構成されている。この遊星ギヤ減速機構Pでは、入力軸1と遊星ギヤ減速機構Pと出力軸2とが回転軸芯Xと同軸芯上で回転自在に備えられている。
[Planetary gear reduction mechanism]
The planetary gear reduction mechanism P includes a
サンギヤ11は、入力軸1と一体的に形成されている。キャリア14は、回転軸芯Xに対して直交する姿勢のプレート状で出力軸2に一体形成されている。出力軸2は、回転軸芯Xと同軸芯となる六角孔2Aを有した筒状に形成されている。
The
出力軸2は、キャリア14の両面から回転軸芯Xに沿う方向に突出し、この出力軸2の一方の突出部に第1ブッシュ16を介して相対回転自在に入力軸1が支持され、この出力軸2の他方の突出部に第2ブッシュ17を介して相対回転自在に規制ギヤ18が支持されている。
The
尚、第1ブッシュ16と第2ブッシュ17とに代えてニードルベアリングを用いても良い。また、規制ギヤ18は、ケース本体3に連結固定されるものであるが、この規制ギヤ18をケース本体3に一体形成しても良い。
A needle bearing may be used in place of the
リングギヤ12は、サンギヤ11を取り囲む位置に配置されている。キャリア14には回転軸芯Xと平行姿勢で複数のギヤ支軸19が設けられ、これらのギヤ支軸19にプラネタリギヤ13が回転自在に支持されている。
The
この負荷感応型変速装置では、入力軸1が筒状に構成されているため、この入力軸1の外周に対して外部の電動モータ等の駆動源から駆動力が伝えられる。また、出力軸2には六角孔2Aが形成されているため、これに嵌合する六角軸により動力が取り出される。
In this load-sensitive transmission, since the input shaft 1 is formed in a cylindrical shape, a driving force is transmitted to the outer periphery of the input shaft 1 from a driving source such as an external electric motor. Moreover, since the
〔切換機構〕
切換機構Aは、支軸27によりリングギヤ12のフランジ部12Aに支持される複数の(3つの)揺動部材20を備え、これらの揺動部材20に付勢力を作用させる付勢部材として複数の(3つの)引張型のコイルスプリング28を備えている。尚、各々のコイルスプリング28は、等しい付勢力のものが使用される。
[Switching mechanism]
The switching mechanism A includes a plurality of (three) swinging
切換機構Aは、揺動部材20に備えた係合ピン21(第1係合部の一例)と、この係合ピン21が係合するためキャリア14の外縁部に断続的に形成された複数の係合凹部15と、揺動部材20に一体形成した規制アーム22(第2係合部の一例)と、この規制アーム22と当接するようにケース本体3に支持される規制ギヤ18とを備えている。
The switching mechanism A includes an engaging pin 21 (an example of a first engaging portion) provided in the
揺動部材20は、図2、図4に示す等速伝動姿勢にある場合に等速伝動状態を現出し、図6に示す減速伝動姿勢にある場合に減速伝動状態を現出するように機能する。
The oscillating
支軸27は、回転軸芯Xと平行姿勢でリングギヤ12のフランジ部12Aに対し螺合固定されている。揺動部材20の中央位置には支軸27が挿通する孔部20Aが形成されている。この孔部20Aは、この孔部20Aと係合ピン21とを結ぶ仮想中心直線Cに沿う方向に延びる長孔状に成形されている。
The
係合ピン21(第1係合部の一例)は、揺動部材20に対して回転軸芯Xと平行姿勢で固設されている。リングギヤ12のフランジ部12Aには、回転軸芯Xと平行姿勢で当接ピン25が固設され、この当接ピン25が当接可能な当接面20Bが揺動部材20に形成されている。また、孔部20Aが長孔状に形成され、揺動部材20がリングギヤ12の外周側に変位可能であるため、リングギヤ12のフランジ部12Aの内周には、係合ピン21との接触を回避する切欠部12Bが形成されている。
The engagement pin 21 (an example of a first engagement portion) is fixed to the
揺動部材20には、リングギヤ12の周方向で互いに離間する方向に延びる第1支持アーム23と第2支持アーム24が一体形成されている。第1支持アーム23の延出端に第1フック部23Aが形成され、第2支持アーム24の延出端に第2フック部24Aが形成されている。
The
リングギヤ12の周方向での第1支持アーム23のアーム長(孔部20Aから第1フック部23Aまでの距離)が、第2支持アーム24のアーム長(孔部20Aから第2フック部24Aまでの距離)より短く設定されている。尚、第1支持アーム23のアーム長と、第2支持アーム24のアーム長とを異ならせることにより、設計の自由度を高め、切換トルクの閾値の設定が容易に行える。
The arm length of the
複数の揺動部材20のうち隣接する第1支持アーム23の第1フック部23Aと、第2支持アーム24の第2フック部24Aとに亘ってコイルスプリング28が備えられる。このコイルスプリング28は、出力軸2に作用する負荷トルクTが設定値未満にある場合には、揺動部材20を等速伝動姿勢に維持し、係合ピン21を係合凹部15に係合させ、等速伝動状態を維持するように機能する。
A
また、この構成では、第2支持アーム24のアーム長が、第1支持アーム23のアーム長より長いため、コイルスプリング28から第2支持アーム24を介して揺動部材20に作用する力が、コイルスプリング28から第1支持アーム23を介して揺動部材に作用する力が大きい。これにより、コイルスプリング28の付勢力によって揺動部材20を等速伝動姿勢に維持する力を強く作用させ、揺動部材20の等速伝動姿勢から減速伝動姿勢への移行が開始されるトルクを高くしている。
In this configuration, since the arm length of the
係合凹部15は、キャリア14の外縁部に対して等間隔で、キャリア14の半径方向に沿って切り込み、外方に開放する姿勢で形成されている。また、入力軸1が駆動方向Rに回転する状態で、揺動部材20が等速伝動姿勢から減速伝動姿勢の方向に揺動する場合には、係合ピン21に接触することで揺動部材20の揺動を促進するガイド部15Aが形成されている。このガイド部15Aは、負荷トルクTの増大に伴うキャリア14の相対回転方向に沿った上手側ほど大径に形成してある。これにより、ガイド部15Aは、複数の係合凹部15に連なる領域において、回転軸芯Xを中心とする仮想円に対して傾斜する姿勢となる。特に、本発明の負荷感応型変速装置は、入力軸1の駆動方向Rが決まっているため、ガイド部15Aを隣合う係合凹部15の間の全領域において緩勾配で形成することが可能となり、揺動部材20の滑らかな揺動を実現する。
The engaging
規制ギヤ18は、回転軸芯Xを中心とする円周面18Sと、この円周面18Sから外方に突出する複数の凸部18Tとを備えると共に、複数の凸部18Tが円周面18Sに沿う方向で不等間隔で配置されている。
The
図2及び図4〜図6には、凸部18Tの円周面18Sに沿う方向での間隔が2種のものを示しているが、間隔が3種以上に設定されるものであっても良く、3種以上の間隔が周方向にランダムに設定されるものでも良い。尚、この切換機構Aは、3つの揺動部材20を備えているため、各々の規制アーム22が同時に対応する凸部18Tに当接する3つの凸部18Tが決まった位置関係で配置される。この理由から3つの凸部18Tを1組として、複数組の凸部18Tを、回転軸芯Xを中心として異なる相対角度で備えることにより複数の凸部18Tの間隔を異なる値に設定することが可能となる。
2 and 4 to 6 show two types of intervals in the direction along the
この切換機構Aは、揺動部材20に備えた係合ピン21が、キャリア14の外縁部の複数の係合凹部15の1つに係合することで等速伝動姿勢が維持されるものであるが、揺動部材20が等速伝動姿勢にある場合には、図2、図4に示すように、当接面20Bに当接ピン25が当接する。
In this switching mechanism A, the constant speed transmission posture is maintained by the
また、図4に示すように、揺動部材20が等速伝動姿勢にある状態で、回転軸芯Xと支軸27とを結ぶ仮想直線Lを基準にして、キャリア14が負荷トルクTの増大に伴い相対回転方向で進む側に外れた位置で係合ピン21が係合凹部15に係合する。具体的には、回転軸芯Xと前記係合ピン21とを結ぶ係合直線Mを想定すると、この係合直線Mと、前述した仮想直線Lとが成す角度θが5度程度に設定されている。
Further, as shown in FIG. 4, the
〔作動形態〕
本発明の負荷感応型変速装置は、入力軸1が図2、図4に示す如く駆動方向Rに駆動回転する状況において、入力軸1に作用する負荷トルクTに応じて等速伝動状態と減速伝動状態とに自動切換するように構成されたものである。
[Operating form]
The load-sensitive transmission of the present invention has a constant speed transmission state and a deceleration according to a load torque T acting on the input shaft 1 in a situation where the input shaft 1 is driven and rotated in the driving direction R as shown in FIGS. It is configured to automatically switch to the transmission state.
前述した構成から、出力軸2に作用する負荷トルクTが閾値未満である場合には、コイルスプリング28の付勢力により、複数の揺動部材20の各々が等速伝動姿勢となり、図2、図4に示す如く係合ピン21がキャリア14の係合凹部15に係合する。このように揺動部材20が、等速伝動姿勢にある場合には、コイルスプリング28の付勢力により、孔部20Aの外端側に支軸27が当接する位置に達するまで揺動部材20が変位する(揺動部材20が回転軸芯Xに近接する方向に変位する)ため、係合ピン21は係合凹部15に深く嵌り込む状態となり、この等速伝動姿勢が維持される。更に、揺動部材20が等速伝動姿勢にある場合には、揺動部材20の当接面20Bに当接ピン25が当接する。
From the configuration described above, when the load torque T acting on the
このように係合ピン21が係合凹部15に係合する状態が維持されることで、入力軸1と、サンギヤ11と、複数のプラネタリギヤ13と、リングギヤ12と、キャリア14と、出力軸2と、が駆動方向Rに向けて一体回転する等速伝動状態で伝動が行われる。
Thus, by maintaining the state in which the
次に、出力軸2に作用する負荷トルクTが閾値以上に増大した場合には、プラネタリギヤ13が回転軸芯Xを中心に公転を開始し、図5に示すように、コイルスプリング28の付勢力に抗してリングギヤ12が駆動方向Rと逆方向に相対回転を開始する。これにより、リングギヤ12とキャリア14との相対回転位相が変化し、係合ピン21が係合凹部15から離脱する。この離脱の後には、係合ピン21がガイド部15Aに案内され、複数の揺動部材20がコイルスプリング28により連動する状態にあるので、何れの揺動部材20とも減速伝動姿勢に向かう揺動が促進される。
Next, when the load torque T acting on the
前述したように、揺動部材20が等速伝動姿勢にある状態で、図4に示す如く、仮想直線Lを基準にして、キャリア14が負荷トルクTにより相対回転する方向で遅れる側に外れた位置で係合ピン21が係合凹部15に係合している。この係合位置は、揺動部材20が減速伝動姿勢に変位する方向に先行する位置であると言える。従って、出力軸2に作用する負荷トルクTが増大し、キャリア14とリングギヤ12との相対回転位相が変化し、係合ピン21に対してキャリア14の係合凹部15から作用する力により揺動部材20が減速伝動姿勢の方向に揺動を開始した場合には、この揺動の初期から係合ピン21に対して係合凹部15から抜き出す方向への移動成分が作用し、係合凹部15から離脱を容易に行わせると共に、揺動部材20の減速伝動姿勢への円滑な移行を可能にする。
As described above, in a state where the
更に、揺動により規制アーム22の先端(延出端)が規制ギヤ18に接近する方向に変位し、最終的に規制ギヤ18の凸部18Tに当接(厳密には、円周面18Sと凸部18Tとの境界部位に当接)する。このように、規制アーム22の先端が凸部18Tに当接した直後には、リングギヤ12とキャリア14とが相対回転することにより、揺動部材20には、規制アーム22の先端を中心として回動させる力が作用する。このように回動力が作用することにより、揺動部材20は孔部20Aの長手方向に沿って変位しつつ、揺動することで減速伝動姿勢に移行する。この減速伝動姿勢では、揺動部材20が回転軸芯Xから離間する方向にシフトした位置に変位するため、係合ピン21を係合凹部15から大きく離間させ、キャリア14との干渉を回避する。
Further, the tip end (extension end) of the
この揺動に伴い、揺動部材20が孔部20Aの長手方向に沿って全体的にリングギヤ12の外周方向に変位するが、係合ピン21がフランジ部12Aの切欠部12Bの内部空間で移動するため、係合ピン21がフランジ部12Aの内周に接触することはない。
Along with this swinging, the swinging
また、揺動部材20が減速伝動姿勢に達した状態では、図6に示す如く、リングギヤ12の回転が阻止されると同時に、揺動部材20が減速伝動姿勢に維持される。このように、リングギヤ12をケース本体3に一体形成された規制ギヤ18に係合保持する状態を維持することにより遊星ギヤ減速機構Pで減速した回転力を出力軸2に伝える減速伝動状態での伝動を行うのである。
In the state where the
特に、複数の凸部18Tが周方向で不等間隔で形成されているため、例えば、揺動部材20が減速伝動姿勢に移行する作動が決まった周期で行われる場合でも、規制アーム22の先端が凸部18Tの突出部分(頂点部分)に当接した場合でも、その後の当接の際には、凸部18Tに規制アーム22の先端を確実に当接させ、規制状態への移行を確実にする。
In particular, since the plurality of
本発明は、出力軸に作用する負荷トルクの増大に伴い機械的な作動により減速状態に移行する負荷感応型変速装置に利用することができる。 The present invention can be used for a load-sensitive transmission that shifts to a decelerating state by a mechanical operation as the load torque acting on the output shaft increases.
1 入力軸
2 出力軸
3 ケース本体
11 サンギヤ
12 リングギヤ
13 プラネタリギヤ
14 キャリア
15 係合凹部
15A ガイド部
18 規制ギヤ
18S 円周面
18T 凸部
20 揺動部材
20A 孔部
21 第1係合部・係合ピン
22 第2係合部・規制アーム
23 第1支持アーム
24 第2支持アーム
27 支軸
28 付勢部材・コイルスプリング
L 仮想直線
X 回転軸芯
DESCRIPTION OF SYMBOLS 1
Claims (5)
当該サンギヤに係合するプラネタリギヤを支持し、出力軸を有するキャリアと、
前記プラネタリギヤに咬合するリングギヤとを、ケース本体の内部で同じ回転軸芯上に備えると共に、
前記リングギヤにおいて前記回転軸芯と平行な支軸に遊嵌され、当該支軸の周りに作動する揺動部材と、
前記揺動部材の内周側に位置する状態で前記ケース本体に固設され、前記揺動部材が係脱するよう周方向に沿って断続的に設けた複数の凸部を有する規制ギヤとを備え、
前記揺動部材が、前記キャリアの外縁部において周方向に沿って断続的に設けられた複数の係合凹部に係脱可能な第1係合部と、前記規制ギヤの凸部に係脱可能な第2係合部とを備え、
前記キャリアにおける複数の前記係合凹部どうしの間の縁部に、前記係合凹部から離脱した前記第1係合部が摺接するガイド部が形成され、当該ガイド部の外径が、前記キャリアの相対回転方向に沿った上手側ほど大径に形成してあり、
付勢部材によって前記第1係合部が前記係合凹部に係合し、前記第2係合部が前記凸部から離間する等速伝動姿勢となることで、前記入力軸・前記出力軸・前記リングギヤが一体回転し、
前記出力軸に作用する負荷が増大した場合に、前記リングギヤが前記キャリアとは逆方向に相対回転し、前記付勢部材の付勢力に抗して前記第1係合部が前記係合凹部から離脱し、前記第2係合部が前記凸部と係合することで前記揺動部材が減速伝動姿勢となり前記リングギヤの回転が停止するように構成されている負荷感応型変速装置。 A sun gear provided on an input shaft that rotates only in one direction;
A carrier that supports the planetary gear engaged with the sun gear and has an output shaft;
A ring gear meshing with the planetary gear is provided on the same rotational axis inside the case body, and
An oscillating member that is loosely fitted to a support shaft parallel to the rotation shaft in the ring gear and operates around the support shaft;
A restriction gear fixed to the case body in a state of being located on the inner peripheral side of the swing member, and having a plurality of convex portions provided intermittently along the circumferential direction so that the swing member is engaged and disengaged. Prepared,
The swinging member can be engaged with and disengaged from a first engaging part that can be engaged with and disengaged from a plurality of engaging recessed parts intermittently provided along the circumferential direction at the outer edge of the carrier, and a convex part of the restriction gear. A second engaging portion,
A guide portion is formed on the edge portion between the plurality of engagement recesses in the carrier, and the first engagement portion separated from the engagement recess is in sliding contact. It is formed with a larger diameter on the upper side along the relative rotation direction,
The first engagement portion is engaged with the engagement recess by the urging member, and the second engagement portion is in a constant speed transmission posture separated from the projection, so that the input shaft, the output shaft, The ring gear rotates integrally;
When the load acting on the output shaft increases, the ring gear rotates relative to the carrier in the opposite direction, and the first engaging portion moves away from the engaging recess against the urging force of the urging member. A load-sensitive transmission configured to be disengaged and configured so that the second engaging portion engages with the convex portion, whereby the swinging member assumes a deceleration transmission posture and the rotation of the ring gear stops.
前記揺動部材が前記等速伝動姿勢にある状態で、前記回転軸芯に沿う方向視において、前記回転軸芯と前記支軸とを結ぶ仮想直線を基準にして、前記キャリアが前記負荷の増大により相対回転する方向で進む側に外れた位置で前記係合ピンが前記係合凹部に係合する請求項1〜3のいずれか一項に記載の負荷感応型変速装置。 The first engagement portion is configured by an engagement pin that is parallel to the rotation axis,
When the swinging member is in the constant speed transmission posture, the carrier increases the load with reference to a virtual straight line connecting the rotating shaft core and the support shaft in a direction view along the rotating shaft core. The load-sensitive transmission according to any one of claims 1 to 3, wherein the engagement pin engages with the engagement recess at a position that is disengaged in the direction of relative rotation due to rotation.
前記揺動部材の第1支持アームと、これに隣接する前記揺動部材の第2支持アームとに亘って前記付勢部材として引張型のコイルスプリングを備えている請求項1〜4のいずれか一項に記載の負荷感応型変速装置。 The plurality of swing members are formed with a first support arm and a second support arm extending in a direction away from each other in the circumferential direction of the ring gear, and the arm of the first support arm in the circumferential direction of the ring gear. The length and the arm length of the second support arm are set to different values,
5. A tension-type coil spring is provided as the biasing member across the first support arm of the swing member and the second support arm of the swing member adjacent thereto. The load sensitive transmission according to one item.
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