JP3082520B2 - 1軸2段変速ユニット - Google Patents

1軸2段変速ユニット

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JP3082520B2
JP3082520B2 JP05174624A JP17462493A JP3082520B2 JP 3082520 B2 JP3082520 B2 JP 3082520B2 JP 05174624 A JP05174624 A JP 05174624A JP 17462493 A JP17462493 A JP 17462493A JP 3082520 B2 JP3082520 B2 JP 3082520B2
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Inventor
紘三郎 中野
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神鋼電機株式会社
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Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【産業上の利用分野】本発明は1軸2段変速ユニット、
詳しくは、駆動用サーボモータと高速用電磁クラッチと
減速機と低速用電磁クラッチとユニットの出力軸とを有
する2段変速ユニットの改良に関する。
【0002】
【従来の技術】従来の2段変速ユニットには、例えば図
2に示すように構成されたものがある。図2において、
1は駆動用サーボモータ、2はサーボモータと同時回転
する高速用大プーリ、3は減速機、4は低速用クラッチ
(取付軸は減速機3の出力軸と結合されている)、5は
低速用小プーリ(低速用クラッチ4のアーマチュアと一
体で軸上に軸受を介して浮上取り付けされている)、6
は高速用小プーリ(高速用クラッチ7のアーマチュアと
一体で出力軸上に軸受を介して浮上取り付けされてい
る)、7は高速用クラッチ(高速用小プーリ6の出力軸
に取り付けられている)、8は保持用軸受スタンド、9
は低速用大プーリ(ユニットの出力軸10に取り付けら
れている)、10はユニットの出力軸である。図2のよ
うに構成された従来の2段変速ユニットは次のように動
作する。駆動用サーボモータ1が回転し、低速用クラッ
チ4がOFF、高速用クラッチ7がONすると、ユニッ
トの出力軸10は高速で回転する。駆動用サーボモータ
1が回転し、高速用クラッチ7がOFF、低速用クラッ
チ4がONすると、ユニットの出力軸10は低速で回転
する。
【0003】
【発明が解決しようとする課題】ところが、図2に示さ
れる従来の2段変速ユニットは次項(〜)に示す問
題があった。減速機3(入力軸の回転数を減速して出
力軸に伝達するための周知の機構)の機能の要否の選択
を、低速用電磁クラッチ4及び高速用電磁クラッチ7の
何れか一方のみの動作により行う従来の機構は、必然的
に低高速用各電磁クラッチ4、7をそれぞれ平行して位
置する2本の軸に配置することが強いられるため可変速
用ユニット全体のコンパクト化が図れない。平行して
位置する2本の軸相互の動力伝達手段としてプーリ、ベ
ルトなどが必要で、これらプーリ及びベルトは早期磨耗
を来たしやすい。上記ベルトの磨耗に伴って磨耗粉が
発生するが、とりわけクリーンルーム内でのユニットの
採用に当たって、上記磨耗粉の発生を極力減少させるこ
とが要求される。なお、カップリング機能(入出力軸の
速度比が1)と減速機能を兼ね備えた装置の減速の要否
選択を行うために電磁ブレーキと電磁クラッチを選択的
に動作させる手段は知られているが、減速機能のみ有す
る減速機の実働の要否を高速用電磁クラッチと低速用電
磁クラッチの2つの電磁クラッチで規制する技術につい
ての上記問題点(〜)を解決する手段は未解決であ
る。
【0004】本発明の1軸2段変速ユニットは、上記課
題を解決するために、駆動用サーボモータと、この駆動
用サーボモータに対し、間隔を置いて互いの軸心が同一
直線に配置されるユニットの出力軸と、当該ユニットの
出力軸を高速駆動する場合のみ本体の励磁に基づいてロ
ータとアーマチュアとの磁気連結を行い、常時ロータが
駆動用サーボモータによって駆動される高速用電磁クラ
ッチと、前記ユニットの出力軸を低速駆動する場合のみ
本体の励磁に基づいてロータとアーマチュアとの磁気連
結を行う低速用電磁クラッチと、入出力軸が中空軸形と
され、当該入力軸が前記高速用電磁クラッチのロータと
ともに回転し当該出力軸が前記低速用電磁クラッチのロ
ータとともに回転する減速機と、前記駆動用サーボモー
タとユニットの出力軸間に位置し、前記減速機の入出力
軸の中空部を貫通し、減速機から外出する両端部のうち
前記ユニットの出力軸側は当該ユニットの出力軸端部に
連結され、前記駆動用サーボモータ側は当該前記駆動用
サーボモータの出力側近傍において回動自在に支持さ
れ、前記減速機の両側の適所においてそれぞれ高速用電
磁クラッチ及び低速用電磁クラッチのアーマチュアに連
結させた貫通軸とを備えて構成した。
【0005】
【作用】それによって、本発明による1軸2段変速ユニ
ットは、前記ユニットの出力軸の高速駆動時には、前記
駆動用サーボモータから前記高速用電磁クラッチ(0
N)及び前記貫通軸を介して前記ユニットの出力軸が駆
動され、前記ユニットの出力軸の低速駆動時には、前記
駆動用サーボモータから前記高速用電磁クラッチ(OF
F)、前記減速機及び前記低速用電磁クラッチを介して
前記ユニットの出力軸が駆動されるようになっている。
【0006】
【実施例】以下、本発明による1軸2段変速ユニットの
実施例について図1を参照して説明する。図1におい
て、11は高速用電磁クラッチ、12は高速用電磁クラ
ッチのロータ、13は駆動用サーボモータ、14は筒状
フランジ、15は減速機、16は入力ハウジング、17
は入力ハウジングと筒状フランジ結合ボルト、18は貫
通軸、19は高速用電磁クラッチのアーマチュア、20
はボス、21はユニットの出力軸、22は低速用電磁ク
ラッチ、23は低速用電磁クラッチのロータ、25はフ
ランジである。図1に示される1軸2段変速ユニット
は、次のように構成されている。駆動用サーボモータ1
3と高速用電磁クラッチ11と減速機15と低速用電磁
クラッチ22とユニットの出力軸21とを有する2段変
速ユニットにおいて、本発明による1軸2段変速ユニッ
トは、基本的には、減速機15は中空軸形、すなわち、
当該減速機15の入出力軸が中空状態をなし、この入出
力軸の中空部を通じて貫通軸18が減速機15中を遊嵌
状態にて貫通できるようになっている。そして上記貫通
軸18が高速用電磁クラッチ11に連設され、減速機1
5の入力ハウジング16及び減速機15を貫通し、低速
用電磁クラッチ22に連設された後ユニットの出力軸2
1に取り付けられて設けられる。高速用電磁クラッチの
ロータ12は駆動用サーボモータ13に結合されて常時
は減速機15に連結され、かつ高速用電磁クラッチ11
の本体の励磁に伴ってロータ12とアーマチュア19が
磁気連結状態となるON状態のときは貫通軸18に駆動
用サーボモータ13の回転が伝達される構成をなしてい
る。一方、低速用電磁クラッチのロータ23は減速機1
5の出力軸側に結合されており、低速用電磁クラッチ2
2の本体の励磁に伴ってロータ23とアーマチュア24
が磁気連結状態となるON状態のときはユニットの出力
軸21に減速機15の出力側の回転が伝達される構成を
なしている。それによって、ユニットの出力軸21の高
速駆動時には、駆動用サーボモータ13からON状態の
高速用電磁クラッチ11及び貫通軸18を介してユニッ
トの出力軸21が駆動され、ユニットの出力軸21の低
速駆動時には、駆動用サーボモータ13から高速用電磁
クラッチのロータ12(高速用電磁クラッチ11の本体
が無励磁状態でロータ12とアーマチュア19が非接触
状態)、減速機15、ON状態にある低速用電磁クラッ
チ22及び貫通軸18を順次介してユニットの出力軸2
1が駆動されるようになっている。なお、具体的には、
高速用電磁クラッチ11のロータ12には常時は駆動用
サーボモータ13からの回転が伝達されている。ロータ
12の外周には筒状フランジ14が一体に取り付けられ
ていて減速機15の入力ハウジング16と結合されてい
る。減速機15の入力ハウジング16には、減速機15
の入出力軸に形成してある中空部に連通する穴加工が施
され、貫通軸18が貫通している。この貫通軸18は高
速用電磁クラッチ11のアーマチュア19とボス20を
介して結合している。又、この貫通軸18はユニットの
出力軸21と一体となっている。減速機15の出力側軸
は低速用電磁クラッチ22のロータ23と結合してい
る。又、低速用電磁クラッチ22のアーマチュア24は
貫通軸18上にフランジ25で取り付けられている。駆
動用サーボモータ13を駆動し、高速用電磁クラッチ1
1をON(高速用電磁クラッチ11の本体を励磁しロー
タ12とアーマチュア19とを磁気連結する状態)する
と、貫通軸18は駆動用サーボモータ13と同一回転数
で回転する、このとき減速機15にも入力が伝達される
が、低速用電磁クラッチ22のロータ23までが空転状
態となっている。駆動用サーボモータ13を駆動し、低
速用電磁クラッチ22をONすると(このとき高速用電
磁クラッチ11はOFF)減速機15の出力トルクは低
速用電磁クラッチ22を介してユニットの出力軸21に
伝達される。このとき高速用電磁クラッチのアーマチュ
ア19はユニットの出力軸21と同一回転で空転してい
る。
【0007】
【発明の効果】以上述べたように、本発明に係わる1軸
2段変速ユニットは、減速機の入出力軸を中空軸化しこ
の中空部にユニットの出力軸に連結される貫通軸を通す
という新たな発想に基づいて、駆動用サーボモータの出
力軸、ユニットの出力軸、高速用電磁クラッチ、低速用
電磁クラッチ、及び減速機を一直線上に配置することが
可能となり、これによって、次のような優れた効果が得
られる。1軸形の2段変速が可能となり、従来の2軸
構成に比べてコンパクトになり、省スペースが図られ
た。平行する2軸間の連結機構が不要となり、低騒音
化し従来比1/5以下となった。ベルト、テンショナ
などの部品点数が削減され、特にベルトから発生する磨
耗粉の発生の余地が無くなりこの点に関するメンテナン
スフリーが図れる実利がある。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明による1軸2段変速ユニットの実施例の
部分断面側面図である。
【図2】従来の2段変速ユニットの部分断面側面図であ
【符号の説明】
11 高速用電磁クラッチ 12 高速用電磁クラッチのロータ 13 駆動用サーボモータ 14 筒状フランジ 15 減速機 16 入力ハウジング 17 ボルト 18 貫通軸 19 高速用電磁クラッチのアーマチュア 20 ボス 21 ユニットの出力軸 22 低速用電磁クラッチ 23 低速用電磁クラッチのロータ 24 低速用電磁クラッチのアーマチュア 25 フランジ

Claims (1)

    (57)【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 駆動用サーボモータと この駆動用サーボモータに対し、間隔を置いて互いの軸
    心が同一直線に配置されるユニットの出力軸と、 当該ユニットの出力軸を高速駆動する場合のみ本体の励
    磁に基づいてロータとアーマチュアとの磁気連結を行
    い、常時ロータが駆動用サーボモータによって駆動され
    る高速用電磁クラッチと、 前記ユニットの出力軸を低速駆動する場合のみ本体の励
    磁に基づいてロータとアーマチュアとの磁気連結を行う
    低速用電磁クラッチと、 入出力軸が中空軸形とされ、当該入力軸が前記高速用電
    磁クラッチのロータとともに回転し当該出力軸が前記低
    速用電磁クラッチのロータとともに回転する減速機と、 前記駆動用サーボモータとユニットの出力軸間に位置
    し、前記減速機の入出力軸の中空部を貫通し、減速機か
    ら外出する両端部のうち前記ユニットの出力軸側は当該
    ユニットの出力軸端部に連結され、前記駆動用サーボモ
    ータ側は当該前記駆動用サーボモータの出力側近傍にお
    いて回動自在に支持され、前記減速機の両側の適所にお
    いてそれぞれ高速用電磁クラッチ及び低速用電磁クラッ
    チのアーマチュアに連結させた貫通軸と、 を備えた ことを特徴とする1軸2段変速ユニット。
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