JPH0326291B2 - - Google Patents

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JPH0326291B2
JPH0326291B2 JP58067093A JP6709383A JPH0326291B2 JP H0326291 B2 JPH0326291 B2 JP H0326291B2 JP 58067093 A JP58067093 A JP 58067093A JP 6709383 A JP6709383 A JP 6709383A JP H0326291 B2 JPH0326291 B2 JP H0326291B2
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JP
Japan
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output
load
electric motor
rotating
torque
Prior art date
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Application number
JP58067093A
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Japanese (ja)
Other versions
JPS59194154A (en
Inventor
Itsuki Ban
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Sekoh Giken KK
Original Assignee
Sekoh Giken KK
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Publication date
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Publication of JPH0326291B2 publication Critical patent/JPH0326291B2/ja
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    • FMECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F16ENGINEERING ELEMENTS AND UNITS; GENERAL MEASURES FOR PRODUCING AND MAINTAINING EFFECTIVE FUNCTIONING OF MACHINES OR INSTALLATIONS; THERMAL INSULATION IN GENERAL
    • F16HGEARING
    • F16H3/00Toothed gearings for conveying rotary motion with variable gear ratio or for reversing rotary motion
    • F16H3/003Toothed gearings for conveying rotary motion with variable gear ratio or for reversing rotary motion the gear-ratio being changed by inversion of torque direction

Description

【発明の詳細な説明】 本発明は、電動機を駆動源として負荷を駆動す
る装置における2段の自動変速装置に関するもの
である。
DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION The present invention relates to a two-stage automatic transmission in a device that drives a load using an electric motor as a drive source.

負荷が1時的に大きくなる負荷の場合、例え
ば、自動車の前窓のワイパ装置の駆動電動機にお
いて、降雪時の停車中に、前窓に付着した雪を除
去するには、大きい出力の電動機が必要となる。
かかる状態の起る機会は少ないが、これを行なう
に充分な大きい出力の電動機の採用が避けられな
い実情にある。従つて降雨時の正常運転時には、
ワイパの駆動トルクは1キログラムセンチメート
ルですむが、ワイパに異常な負荷がかかつた場合
にも作動を保証する為に、1般に100倍の出力ト
ルクの電動機が実用されている現状にある。
In the case of a load that temporarily increases, for example, in the drive motor of the front window wiper device of a car, a large output motor is required to remove snow that has adhered to the front window while the car is stopped during snowfall. It becomes necessary.
Although the chances of such a situation occurring are small, it is unavoidable to employ a motor with a sufficiently large output to accomplish this. Therefore, during normal operation during rain,
The driving torque for the wiper is only 1 kilogram centimeter, but in order to guarantee operation even when an abnormal load is applied to the wiper, electric motors with an output torque 100 times higher are currently in use. .

以上の場合にも、必要に応じて、出力トルクを
減速歯車により、大きくすることができれば、比
較的小さい出力の電動機ですむので有効である。
又小型の電動車の場合に、本発明装置を2速のト
ルクコンバータ(自動変速機)として利用するこ
とができる。即ち車輪にトルク検出装置を設け、
上り板等で、所要トルクが増大したときに、トル
ク検出装置より得られる電気信号により、より大
きい変速比に、自動的に転化して、上り坂を昇る
ことができるものである。
In the above case as well, it is effective if the output torque can be increased using a reduction gear as necessary, since a relatively small output motor can be used.
Furthermore, in the case of a small electric vehicle, the device of the present invention can be used as a two-speed torque converter (automatic transmission). That is, a torque detection device is provided on the wheel,
When the required torque increases on an uphill slope, etc., the electric signal obtained from the torque detection device automatically changes the gear ratio to a higher gear ratio, allowing the vehicle to climb uphill.

電動機により負荷を駆動する場合に、遇発的な
負荷の増大に対応する為に、大きい出力の電動機
を採用せざるを得ない場合が多い。従つて正常な
運転中には、出力が余裕がありすぎるので、大き
さ、価格、効率の点を考えると、極めて経済性の
ない手段となるものである。
When driving a load with an electric motor, it is often necessary to use an electric motor with a large output in order to cope with an occasional increase in load. Therefore, during normal operation, there is too much output, making it an extremely uneconomical solution in terms of size, cost, and efficiency.

本発明装置は、上述した不都合、矛盾を除去す
る具体的手段を供与できることに特徴を有するも
のである。
The device of the present invention is characterized in that it can provide concrete means for eliminating the above-mentioned disadvantages and contradictions.

次に第1図以下につき、本発明装置の詳細を説
明する。
Next, details of the apparatus of the present invention will be explained with reference to FIG. 1 and subsequent figures.

第1図は、本発明装置の動作原理を説明する為
のものである。第1図において、電動機(図示せ
ず)の出力軸7aには、2個の歯車10及び11
が固定されている。被駆動側である本体に設けた
支軸9aには、大小の径の歯車9,9bが1体に
構成されて、回動自在に支持されている。又歯車
9と10は噛合している。
FIG. 1 is for explaining the operating principle of the apparatus of the present invention. In FIG. 1, two gears 10 and 11 are attached to the output shaft 7a of an electric motor (not shown).
is fixed. Gears 9 and 9b of large and small diameters are integrated into a support shaft 9a provided on the main body, which is the driven side, and are rotatably supported. Furthermore, gears 9 and 10 are in mesh with each other.

本体に設けた軸承(第2図に記号2a,3とし
て示されているもの)には、回転軸1が回動自在
に支持され、回転軸1には、1方向クラツチの内
輪となる回転輪1a及び歯車1b(点線で示す)
が固定されている。
A rotary shaft 1 is rotatably supported on bearings (indicated by symbols 2a and 3 in FIG. 2) provided on the main body, and a rotary ring that becomes the inner ring of the one-way clutch is mounted on the rotary shaft 1. 1a and gear 1b (indicated by dotted lines)
is fixed.

記号2で示すものは、上述した1方向クラツチ
の外輪となるもので、内輪1aと外輪2との間に
は、スチールボール(スチールローラの場合もあ
る)4a,4b,4cが介在され、外輪2に固定
された斜面3a,3b,3cにそれぞれ当接する
ように構成されている。以上の構成の1方向クラ
ツチなので、内輪1aが反時計方向に回転する
と、スチールボールと斜面により、内、外輪1
a,2が鎖錠して、外輪2を同方向に駆動し、内
輪1aが時計方向に回転すると、遊転するのみと
なる。スチールボール5、外輪8に固定した斜面
6、内輪2(前述した1方向クラツチにおいては
外輪の役目をしたものである)は、更に1個の1
方向クラツチを構成している。スチールボール
5、斜面6に相当する部材は、更に2組が設けら
れ、120度の開角で、内輪2と外輪8との間に介
在されているものであるが、省略して図示してい
ない。
The one indicated by symbol 2 is the outer ring of the one-way clutch described above, and steel balls (sometimes steel rollers) 4a, 4b, and 4c are interposed between the inner ring 1a and the outer ring 2, and the outer ring It is configured to abut on slopes 3a, 3b, and 3c fixed to 2, respectively. Since this is a one-way clutch with the above configuration, when the inner ring 1a rotates counterclockwise, the inner and outer rings 1a rotate due to the steel balls and the slope.
When a and 2 are locked and the outer ring 2 is driven in the same direction, and the inner ring 1a rotates clockwise, it only rotates freely. The steel ball 5, the slope 6 fixed to the outer ring 8, and the inner ring 2 (which served as the outer ring in the one-way clutch described above) are further connected to one
It constitutes a directional clutch. Two more sets of members corresponding to the steel balls 5 and the slope 6 are provided and are interposed between the inner ring 2 and the outer ring 8 at an opening angle of 120 degrees, but they are omitted from the illustration. do not have.

内輪1a、外輪2よりなる1方向クラツチを第
1の1方向クラツチ、内輪2、外輪8よりなる1
方向クラツチを第2の1方向クラツチと呼称す
る。
A one-way clutch consisting of an inner ring 1a and an outer ring 2 is used as a first one-way clutch consisting of an inner ring 2 and an outer ring 8.
The direction clutch is referred to as a second one-way clutch.

歯車1bと歯車11は噛合している。外輪8に
は、外輪に歯車8aが設けられ、歯車8aと歯車
9bは噛合している。出力軸7aが矢印時計方向
(正転方向とする)に回転すると、歯車1b、内
輪1aは反時計方向に回転するので、外輪2も同
方向に回転する。外輪2の出力軸(第2図で記号
12として示したもの)により、負荷も同方向に
駆動される。このときに、歯車9,9bは反時計
方向に、又外輪8は時計方向に回転するが、スチ
ールボール5、斜面6による鎖錠は行なわれるこ
となく、外輪8は遊転するのみとなる。電動機を
逆転して、出力軸7aを反時計方向(逆転方向と
なる)に回転すると、歯車1b、内輪1aは時計
方向に回転するので、第1の1方向クラツチは鎖
錠することなく、内輪1aは遊転する。又歯車
9,9bは時計方向に、従つて外輪8は反時計方
向に駆動されるので、第2の1方向クラツチによ
り、内輪2(外輪2と考えてもよい)も同方向に
回転し、連設する負荷を同方向に駆動する。
Gear 1b and gear 11 are in mesh with each other. The outer ring 8 is provided with a gear 8a, and the gear 8a and the gear 9b mesh with each other. When the output shaft 7a rotates in the clockwise direction of the arrow (normal rotation direction), the gear 1b and the inner ring 1a rotate counterclockwise, so the outer ring 2 also rotates in the same direction. The output shaft of the outer ring 2 (designated as 12 in FIG. 2) also drives the load in the same direction. At this time, the gears 9 and 9b rotate counterclockwise and the outer ring 8 rotates clockwise, but the locking by the steel balls 5 and slope 6 is not performed, and the outer ring 8 only rotates freely. When the electric motor is reversed and the output shaft 7a is rotated counterclockwise (reverse direction), the gear 1b and the inner ring 1a rotate clockwise, so the first one-way clutch does not lock and rotates the inner ring. 1a is idle. Also, since the gears 9 and 9b are driven clockwise and the outer ring 8 is driven counterclockwise, the second one-way clutch causes the inner ring 2 (which may also be considered the outer ring 2) to rotate in the same direction. Drives connected loads in the same direction.

上述した説明より理解されるように、出力軸7
aの正転、逆転のいづれによつても負荷は同方向
に駆動される。しかしトルク伝達系は、2系統と
なるので、変速比が異なる。本実施例では、歯車
9,9bを介するトルク伝達系の方が減速比が大
きいので、大きいトルクで負荷を駆動できるもの
である。
As understood from the above explanation, the output shaft 7
The load is driven in the same direction by either forward or reverse rotation of a. However, since there are two torque transmission systems, the gear ratios are different. In this embodiment, since the torque transmission system via the gears 9 and 9b has a larger reduction ratio, it is possible to drive the load with a larger torque.

第2図に示すものは、第1図の機構を矢印A方
向から見た図面である。但し実用性を考慮して、
第1、第2の1方向クラツチを変形してある。第
1図と同一記号のものは、同一部材なので、その
説明を省略する。
What is shown in FIG. 2 is a drawing of the mechanism shown in FIG. 1 viewed from the direction of arrow A. However, considering practicality,
The first and second one-way clutches are modified. Components with the same symbols as in FIG. 1 are the same members, so their explanations will be omitted.

第2図において、電動機7の回転軸7aには、
点線で示す歯車10,11が固定されている。
In FIG. 2, the rotating shaft 7a of the electric motor 7 has
Gears 10 and 11 indicated by dotted lines are fixed.

本体に設けた軸承2a,3には、回転軸1が回
動自在に支持され、回転軸1には、1体に構成さ
れた内輪1a、歯車1bが固定されている。外輪
2と内輪1aは、第1の1方向クラツチを構成し
ている。外輪2は回転軸1に遊嵌し、その右側は
円筒となり、負荷を駆動する為の出力軸12を構
成している。出力軸12より、周知のトルク伝達
機構により、負荷例えば電動車の車輪が駆動され
る。
A rotating shaft 1 is rotatably supported by bearings 2a and 3 provided on the main body, and an inner ring 1a and a gear 1b, which are integrated into one body, are fixed to the rotating shaft 1. The outer ring 2 and the inner ring 1a constitute a first one-way clutch. The outer ring 2 is loosely fitted onto the rotating shaft 1, and the right side thereof is cylindrical and forms an output shaft 12 for driving a load. A load, such as the wheels of an electric vehicle, is driven from the output shaft 12 by a well-known torque transmission mechanism.

外輪2を内輪とし、外輪8とにより、第2の1
方向クラツチが構成されている。
The outer ring 2 is an inner ring, and the outer ring 8 forms a second
A directional clutch is configured.

点線9で示すものは、第1図で同一記号の歯車
9で、歯車9bは、外輪8の歯車8aと噛合して
いる。歯車9bは省略して図示していない。
What is indicated by a dotted line 9 is a gear 9 having the same symbol in FIG. 1, and the gear 9b meshes with the gear 8a of the outer ring 8. The gear 9b is omitted and not shown.

歯車11と1b及び歯車10と9は、それぞれ
噛合している。
Gears 11 and 1b and gears 10 and 9 are in mesh with each other.

以上の構成なので、動作は第1図において説明
したものと全く同様で、電動機7の正逆転によ
り、異なる減速比で出力軸12は駆動されるもの
である。
With the above configuration, the operation is exactly the same as that described in FIG. 1, and the output shaft 12 is driven at different reduction ratios by forward and reverse rotation of the electric motor 7.

本発明装置は、電動機7の正逆転を信号とし
て、負荷の駆動を異なる減速比の歯車群により駆
動できるので、機構が簡素化され、小型、軽量、
廉価に、又故障なく減速比の異ならしめて、負荷
の駆動を行なうことのできる効果を有するもので
ある。特に自動変速を行なう場合には有効な技術
手段を供与できる特徴がある。
The device of the present invention can drive the load using a group of gears with different reduction ratios using the forward and reverse rotation of the electric motor 7 as a signal, so the mechanism is simplified, small, lightweight, and
This has the effect of being able to drive a load at a low cost and with different reduction ratios without failure. Particularly in the case of automatic gear shifting, it has the feature of providing an effective technical means.

次に第6図aについて、直流電動機7の正逆転
回路について説明する。
Next, referring to FIG. 6a, the forward/reverse circuit of the DC motor 7 will be explained.

第6図aにおいて、記号13a,13bは電源
端子である。連動して作動する切換スイツチ14
a,14bは、手動摘子(図示せず)により、作
動子が左側(図示の位置で、電動機7が正転す
る。)、中立の位置(電動機7の通電が断たれる位
置)及び右側の位置(電動機7が逆転する)に3
つの位置に切換えられるように構成されている。
電動機7は直流電動機で、第2図の同一記号のも
のである。自動車の前窓のワイパの駆動電動機の
場合を例として説明する。
In FIG. 6a, symbols 13a and 13b are power supply terminals. Changeover switch 14 that operates in conjunction with
a and 14b, the actuator is moved to the left side (in the illustrated position, the electric motor 7 rotates forward), the neutral position (the position where the electric current to the electric motor 7 is cut off), and the right side by a manual knob (not shown). 3 in position (motor 7 reverses)
It is configured so that it can be switched between two positions.
The electric motor 7 is a DC motor and has the same symbol as in FIG. The case of a drive motor for a windshield wiper of an automobile will be explained as an example.

手動摘子により、作動子を図示の位置とする
と、電動機7は正転するので、第1図で説明した
ように、負荷となるワイパ装置は通常の運転とな
り、窓は清掃される。
When the actuator is moved to the illustrated position using the manual knob, the electric motor 7 rotates in the normal direction, so that the wiper device acting as a load operates normally and the window is cleaned, as explained in FIG. 1.

停止中に雪が付着して、ワイパが作動しないと
きには、手動摘子により、切換スイツチ14a,
14bの作動子を右側に切換えると、電動機7は
逆転する。従つて第2図の出力軸12のトルクが
増大して、ワイパの駆動力を増加して雪が排除さ
れる。排除が終了したときに、切換スイツチ14
a,14bを復帰すると、正常なワイパ装置の運
転に復帰せしめることができる。
If the wiper does not operate due to snow accumulation while stopped, use the manual knob to turn the changeover switch 14a,
When the actuator 14b is switched to the right side, the electric motor 7 is reversed. Therefore, the torque of the output shaft 12 in FIG. 2 increases, increasing the driving force of the wiper and removing snow. When the elimination is completed, the changeover switch 14
When a and 14b are restored, normal operation of the wiper device can be restored.

以上の説明のように、1時的な負荷の増大に対
応する為に電動機7の定格出力を大きくする必要
がなく、駆動源となる電動機の小型化に有効な手
段を供与できる効果がある。
As described above, there is no need to increase the rated output of the motor 7 in order to cope with a temporary increase in load, and this has the effect of providing an effective means for downsizing the motor serving as a drive source.

電動機7がブラシレス電動機(半導体電動機)
の場合の正逆転の手段は、周知の手段を利用す
る。
Motor 7 is a brushless motor (semiconductor motor)
In this case, known means are used for forward and reverse rotation.

又切換スイツチ14a,14bの代りに、周知
のトランジスタブリツジ回路を利用することもで
きる。
Also, a well-known transistor bridge circuit can be used in place of the changeover switches 14a and 14b.

第1,2図の実施例において、歯車10,9及
び歯車1a,11のトルク伝達系を、それぞれプ
ーリによるベルト伝達系としても同じ効果があ
る。
In the embodiments shown in FIGS. 1 and 2, the same effect can be obtained by replacing the torque transmission systems of the gears 10, 9 and the gears 1a, 11 with belt transmission systems using pulleys.

第6図aの装置は、次のような場合に適用して
有効な手段となる。
The device shown in FIG. 6a is an effective means when applied to the following cases.

寒冷地において、電動機により駆動される機器
を始動させるときに、潤滑の為の油の粘度が大き
くなつて、負荷が増大し、従つて始動が困難とな
り、又電動機の焼損事故を引起すことがある。か
かる場合にも負荷が大きいときに電動機を逆転し
て、本発明装置を適用することにより、上述した
欠点が除去されるものである。
When starting equipment driven by electric motors in cold regions, the viscosity of the lubricating oil increases, increasing the load, making it difficult to start, and potentially causing burnout of the electric motor. be. Even in such a case, the above-mentioned drawbacks can be eliminated by reversing the electric motor when the load is large and applying the device of the present invention.

前述した2例においても、負荷トルクの検出を
行ない、この検出出力により、電気スイツチ14
a,14bを作動せしめる装置を付加することは
有効な技術手段となるものである。又負荷トルク
の検出装置13を負荷例えば小型の電動車の車輪
の駆動トルクの検出装置とすると、次の動作が自
動的にできる。上り坂で、若しくは発進時に所要
トルクが増大すると、トルク検出装置13より検
出出力が得られ、この出力により、電気スイツチ
14a,14bを切換えて、出力トルクを増大
し、所要トルクが減少すると、検出出力が消滅し
て、電気スイツチ14a,14bが復帰するよう
に構成することができる。かかる手段により、自
動変速装置を得ることができるものである。
In the two examples described above, the load torque is also detected, and the electric switch 14 is activated based on this detection output.
Adding a device to operate a and 14b is an effective technical means. Further, if the load torque detection device 13 is used as a device for detecting the driving torque of a load, such as a wheel of a small electric vehicle, the following operation can be performed automatically. When the required torque increases on an uphill slope or when starting, a detection output is obtained from the torque detection device 13, and this output causes the electric switches 14a and 14b to be switched to increase the output torque, and when the required torque decreases, the detection is performed. It can be configured such that the output disappears and the electric switches 14a, 14b are restored. By such means, an automatic transmission device can be obtained.

第6図bに示すものは、駆動源として誘導電動
機を利用した場合の例である。
What is shown in FIG. 6b is an example in which an induction motor is used as the drive source.

第6図bにおいて、記号16は誘導電動機の回
転子で、界磁コイル17a,17bには、交流電
源14より交流が供電されている。コンデンサ1
8は、界磁コイル17a,17bの通電電流の位
相差を作る為のものである。
In FIG. 6b, symbol 16 is a rotor of an induction motor, and field coils 17a and 17b are supplied with alternating current from an alternating current power source 14. In FIG. capacitor 1
8 is for creating a phase difference between the currents flowing through the field coils 17a and 17b.

2組の電気接点を含む記号19で示す装置は、
励磁コイルの通電により作動されるリレーの電気
接点である。励磁コイルが通電されないときに
は、誘導電動機16,17a,17b(以降は記
号16のみで示す)は正転し、通電されると電気
接点19は切換えられて逆転するように構成され
ている。
A device designated by symbol 19 containing two sets of electrical contacts is
This is an electrical contact of a relay that is activated by energizing an excitation coil. When the excitation coil is not energized, the induction motors 16, 17a, 17b (hereinafter indicated only by the symbol 16) rotate in the normal direction, and when the excitation coil is energized, the electric contacts 19 are switched to rotate in the reverse direction.

誘導電動機16は、第2図の電動機7に相当す
るものである。記号13で示す装置の出力によ
り、リレーが作動し、電気スイツチ19が作動す
るので、第6図aの場合と全く同様な作用、効果
がある。
The induction motor 16 corresponds to the motor 7 in FIG. The relay is activated by the output of the device indicated by symbol 13, and the electric switch 19 is activated, so that the operation and effect are exactly the same as in the case of FIG. 6a.

以上のように、初期の短時間の大きい負荷の為
に、大きい出力の電動機を使用する必要がなく、
又正常運転時に最も効率の良好な電動機を選択で
きるので、有効な手段を供与できる特徴がある。
同じ目的を達する為の他の実施例が第3図、第4
図に示されている。次にその詳細を説明する。
As mentioned above, there is no need to use a large output motor for the initial large load for a short time.
Moreover, since the most efficient electric motor can be selected during normal operation, it has the feature of providing an effective means.
Other embodiments for achieving the same purpose are shown in Figures 3 and 4.
As shown in the figure. Next, the details will be explained.

入力回転軸7aは、第2図と同様に電動機7に
より駆動されている。
The input rotating shaft 7a is driven by the electric motor 7 as in FIG.

第4図aは、周知の遊星歯車装置を示すもの
で、回転軸7aにより、サンギヤ23が駆動さ
れ、キヤリア20に設けた支軸22a,22b,
22cには、歯車21a,21b,21cが支持
されている。リングギヤ27aとサンギヤ23に
は、プラネタリギヤ21a,21b,21cが噛
合している。点線Bで示す断面が第3図に示され
ているものである。同一記号のものは同一部材で
示してある。
FIG. 4a shows a well-known planetary gear system in which a sun gear 23 is driven by a rotating shaft 7a, and support shafts 22a, 22b provided on a carrier 20,
Gears 21a, 21b, and 21c are supported by 22c. Ring gear 27a and sun gear 23 are meshed with planetary gears 21a, 21b, and 21c. The cross section indicated by dotted line B is shown in FIG. Items with the same symbol are shown with the same parts.

第3図において、キヤリア20は、回転軸7a
に遊嵌し、又本体に固定して支持されている。回
転軸7aには、サンギヤ23が固定され、又同時
に回転輪24も固定されている。回転輪25は、
回転軸7a及び回転輪24と遊嵌している。回転
輪25の右側には、回転軸7aの右側の延長線上
に同軸の出力軸25aが1体に作られ、出力軸2
5aの出力により負荷(図示せず)が駆動される
ようになつている。スチールボール26aを介し
て、回転輪24と25は1方向クラツチを構成し
ている。この詳細が第4図bに同一記号で示され
ている。即ちスチールボール26a,26b,2
6cとその接する斜面により、内輪となる回転輪
24と外輪となる回転輪25は、1方向クラツチ
となり、内輪24の反時計方向の回転のときのみ
に、外輪25は駆動されるものである。
In FIG. 3, the carrier 20 has a rotating shaft 7a
It fits loosely into the main body and is fixedly supported by the main body. A sun gear 23 is fixed to the rotating shaft 7a, and a rotating ring 24 is also fixed at the same time. The rotating wheel 25 is
It is loosely fitted to the rotating shaft 7a and the rotating ring 24. On the right side of the rotating ring 25, a coaxial output shaft 25a is integrally formed on the right extension of the rotating shaft 7a.
A load (not shown) is driven by the output of 5a. The rotating wheels 24 and 25 form a one-way clutch via the steel ball 26a. This detail is shown with the same symbols in FIG. 4b. That is, steel balls 26a, 26b, 2
6c and the slope in contact with the inner ring 24 and the outer ring 25 form a one-way clutch, and the outer ring 25 is driven only when the inner ring 24 rotates counterclockwise.

第3図に戻り、リングギヤ27aを設けた回転
輪27は、回転輪25の外側に遊嵌して、回動自
在に支持されている。この詳細を第4図bととも
に次に説明する。
Returning to FIG. 3, the rotating ring 27 provided with the ring gear 27a is loosely fitted to the outside of the rotating ring 25 and is rotatably supported. Details of this will be explained next in conjunction with FIG. 4b.

第4図bにおいて、スチールボール28a,2
8b,28cは、外輪となる回転輪27の斜面に
接しているので、外輪となる回転輪27が反時計
方向の回転を行なうときのみに、内輪25を同方
向に駆動する。
In FIG. 4b, steel balls 28a, 2
Since 8b and 28c are in contact with the slope of the outer ring 27, the inner ring 25 is driven in the same direction only when the outer ring 27 rotates counterclockwise.

以上の説明より判るように、回転輪24,25
及び回転輪25,27は、それぞれ第1、第2の
1方向クラツチを構成しているものである。回転
輪7aが、反時計方向(正転とする)に回転する
と、回転輪25は同方向に駆動されるので、出力
軸25aも同方向に回転される。このときに、入
力回転軸7aと1対1の回転比となる。又このと
きに、a図のプラネタリギヤ21a,21b,2
1cにより、回転輪27は、時計方向に駆動され
る。しかし回転輪27と25は滑動している。
As can be seen from the above explanation, the rotating wheels 24, 25
The rotating wheels 25 and 27 constitute first and second one-way clutches, respectively. When the rotating wheel 7a rotates in the counterclockwise direction (normal rotation), the rotating wheel 25 is driven in the same direction, so the output shaft 25a is also rotated in the same direction. At this time, the rotation ratio is 1:1 with respect to the input rotating shaft 7a. Also, at this time, the planetary gears 21a, 21b, 2 in figure a
The rotating wheel 27 is driven clockwise by 1c. However, the rotating wheels 27 and 25 are sliding.

次に回転軸7aを時計方向に逆転すると、回転
輪25に対するトルク伝達は断たれる。しかしプ
ラネタリギヤ21a,21b,21cにより、回
転輪27は反時計方向に駆動されるので、第2の
1方向クラツチを介して、回転輪25即ち出力回
転軸25aは同方向に駆動される。この場合に
は、サンギヤ23、プラネタリギヤ21a,21
b,21c、リングギヤ27aの径の比により自
由な減速比で、出力回転軸を駆動することができ
る。
Next, when the rotating shaft 7a is reversed clockwise, the torque transmission to the rotating wheel 25 is cut off. However, since the rotating wheel 27 is driven counterclockwise by the planetary gears 21a, 21b, and 21c, the rotating wheel 25, that is, the output rotating shaft 25a, is driven in the same direction via the second one-way clutch. In this case, the sun gear 23, planetary gears 21a, 21
The output rotating shaft can be driven at a free reduction ratio depending on the ratio of the diameters of the ring gear 27a, 21c, and the ring gear 27a.

又この場合に、回転輪24の時計方向の回転速
度に対して回転輪25は、反対方向の回転速度と
なるので、両者間は滑動するのみとなる。
In this case, the rotation speed of the rotation wheel 25 is in the opposite direction to the rotation speed of the rotation wheel 24 in the clockwise direction, so that only sliding occurs between the two.

以上の説明より判るように、前実施例と全く同
じ効果がある。本実施例の特徴は、入力と出力の
軸は同一直線上にあることである。
As can be seen from the above explanation, this embodiment has exactly the same effect as the previous embodiment. A feature of this embodiment is that the input and output axes are on the same straight line.

次に第5図について説明する。第5図に示す装
置は、負荷30が設定値を越えて大きいときに
は、電動機を逆転し、設定値より小さくなると電
動機を正転せしめる装置である。
Next, FIG. 5 will be explained. The device shown in FIG. 5 rotates the motor in reverse when the load 30 exceeds a set value, and rotates the motor in the normal direction when the load 30 becomes smaller than the set value.

本体に設けた支軸31aには、レバー31が回
動自在に、又同時に歯車32も回動自在に支持さ
れている。負荷30は、歯車32により所要のト
ルク伝達系を介して駆動されているものである。
A lever 31 is rotatably supported on a support shaft 31a provided on the main body, and a gear 32 is also rotatably supported at the same time. The load 30 is driven by a gear 32 via a required torque transmission system.

レバー31に設けた支軸33aには、歯車33
が支持され、歯車32及び34と噛合している。
A gear 33 is attached to a support shaft 33a provided on the lever 31.
are supported and mesh with gears 32 and 34.

歯車34に固定した回転軸34aは第2図の回
転軸12若しくは第3図の回転軸25aと同期回
転するように設けられている。従つて、第2,3
図の装置はレバー31に固定されている。例えば
歯車34は、第1図の回転軸12に固定されてい
るものである。第3図の装置の場合には、回転軸
25aに歯車34は固定されている。歯車34の
回転方向は、反時計方向となつている。負荷30
が正常な負荷のときには、負荷30の反作用によ
り、レバー31は時計方向のトルクを受けている
が、スプリング35が、レバー31に反時計方向
のトルクを供与し、レバー31は、本体に設けた
抑止部材36aによりその回転が抑止されている
ので、レバー31は、図示の位置で停止して保持
され、従つて負荷30は駆動されている。
A rotating shaft 34a fixed to the gear 34 is provided to rotate synchronously with the rotating shaft 12 in FIG. 2 or the rotating shaft 25a in FIG. 3. Therefore, the second and third
The device shown is fixed to a lever 31. For example, the gear 34 is fixed to the rotating shaft 12 shown in FIG. In the case of the device shown in FIG. 3, the gear 34 is fixed to the rotating shaft 25a. The rotation direction of the gear 34 is counterclockwise. load 30
When the load is normal, the lever 31 receives clockwise torque due to the reaction of the load 30, but the spring 35 applies counterclockwise torque to the lever 31, and the lever 31 is Since its rotation is restrained by the restraining member 36a, the lever 31 is stopped and held at the illustrated position, and the load 30 is therefore driven.

負荷30の大きさが増大して、設定された値を
越えると、スプリング35の弾撥力に抗して、レ
バー31は時計方向に回転せしめられて、抑止部
材36bに当接して停止する。従つて、レバー3
1に押圧されて、電気スイツチ37が閉じられ、
その出力により単安定回路37aが付勢され、オ
ア回路37bを介して所定の時間の間だけ、リレ
ーの励磁コイル19aを通電する。従つて第6図
bの電気接点19は切換えられ、従つて電動機
(第6図の電動機16)は逆転するので、前述し
たように、歯車34の出力トルクが増大して、増
大した負荷トルクに対応する出力となり負荷30
を駆動することができる。上述した過程におい
て、電動機16は、逆転に入る前に1度停止する
ことになる。従つてレバー31は反時計方向のト
ルクを受けて復帰するが、前述したように単安定
回路37aの出力により、電動機16の逆転指令
の状態は変更されることなく、従つて電動機16
は逆転し、レバー31は再び時計方向に回転し
て、電気スイツチ37を再び閉じるので、単安定
回路37aの出力が所定時間後に断たれても、電
気スイツチ37の出力により、オア回路37bを
介して引続いて励磁コイル19aの通電が行なわ
れて、電動機16は逆転し、増大した負荷トルク
に対応して負荷30を駆動することができる。
When the magnitude of the load 30 increases and exceeds a set value, the lever 31 is rotated clockwise against the elastic force of the spring 35, and comes into contact with the restraining member 36b and stops. Therefore, lever 3
1, the electric switch 37 is closed,
The output energizes the monostable circuit 37a, which energizes the excitation coil 19a of the relay only for a predetermined period of time via the OR circuit 37b. The electrical contacts 19 in FIG. 6b are therefore switched and the motor (motor 16 in FIG. 6) is therefore reversed, so that the output torque of the gear 34 is increased to accommodate the increased load torque, as described above. The corresponding output will be the load 30
can be driven. In the process described above, the electric motor 16 will stop once before entering reverse rotation. Therefore, the lever 31 returns to its original position after receiving the counterclockwise torque, but as described above, the state of the reverse rotation command for the electric motor 16 is not changed due to the output of the monostable circuit 37a.
is reversed, the lever 31 rotates clockwise again, and the electric switch 37 is closed again. Therefore, even if the output of the monostable circuit 37a is cut off after a predetermined period of time, the output of the electric switch 37 will cause the output to continue through the OR circuit 37b. Subsequently, the excitation coil 19a is energized, the electric motor 16 is reversed, and the load 30 can be driven in response to the increased load torque.

負荷トルクが減少して、正常な値となると、レ
バー31は復帰するので、電動機16は正転に復
帰して、負荷30が駆動される。
When the load torque decreases to a normal value, the lever 31 returns, the electric motor 16 returns to normal rotation, and the load 30 is driven.

以上の説明のように、第5図の装置は、過負荷
の検出装置となり、負荷が増大すると、電動機1
6が逆転して、増大した負荷を駆動し、正常な値
となると、電動機16は正転に復帰して負荷を駆
動することができる特徴を有するものである。従
つて第5図の装置は、負荷トルクの検出装置13
(第6図b図示)となるものである。
As explained above, the device shown in FIG. 5 serves as an overload detection device, and when the load increases, the motor 1
6 is reversed to drive the increased load, and when the motor 16 reaches a normal value, the electric motor 16 returns to normal rotation and can drive the load. Therefore, the device shown in FIG. 5 is a load torque detection device 13.
(Illustrated in FIG. 6b).

第6図aの負荷トルク検出装置の場合には、リ
レーを利用していないので、電気スイツチ14
a,14bの作動子が、レバー31に押圧された
とき、レバー31が1時的に避退しても、電気ス
イツチ14a,14bの作動子が直ちに復帰しな
いように、作動子にオイルダンパを付設しておく
必要がある。即ち電動機7の正逆転電気スイツチ
14a,14bには遅動装置が必要となるもので
ある。電気スイツチ14a,14bが、前述した
ように、トランジスタブリツジ回路のときには、
電子的な遅延回路が使用されるものである。
In the case of the load torque detection device shown in FIG. 6a, since a relay is not used, the electric switch 14
When the actuators of the electric switches 14a and 14b are pressed by the lever 31, oil dampers are provided on the actuators of the electric switches 14a and 14b so that even if the lever 31 is temporarily retracted, the actuators of the electric switches 14a and 14b do not return immediately. It needs to be attached. That is, the forward/reverse electric switches 14a, 14b of the electric motor 7 require a delay device. As mentioned above, when the electric switches 14a and 14b are transistor bridge circuits,
An electronic delay circuit is used.

第5図の装置と同じ目的を達する為には、遊星
歯車装置を利用し、歯車34をサンギヤ、歯車3
2をリングギヤとし、プラネタリギヤのキヤリア
にスプリング35及び抑止部材36a,36bを
付設して、第5図と同じ目的の装置を構成するこ
ともできる。
In order to achieve the same purpose as the device shown in FIG.
It is also possible to construct a device having the same purpose as that shown in FIG. 5 by using a ring gear 2 and attaching a spring 35 and restraining members 36a and 36b to the carrier of the planetary gear.

第5図の単安定回路37aの代りに、他の周知
の遅延回路を利用することもできる。
Other well-known delay circuits may be used in place of the monostable circuit 37a of FIG. 5.

以上の説明のように、本発明装置によれば、冒
頭において述べた目的が達成されて効果著しきも
のである。
As explained above, according to the apparatus of the present invention, the object stated at the beginning is achieved and the effect is remarkable.

【図面の簡単な説明】[Brief explanation of the drawing]

第1図及び第2図は、本発明装置の説明図、第
3図は、同じく他の実施例の説明図、第4図は、
第3図の装置の1部の説明図、第5図は、負荷ト
ルクの検出装置の説明図、第6図は、本発明装置
の制御回路図をそれぞれ示す。 2a,3…軸承、1,7a…回転軸、4a,4
b,4c,5…スチールボール、3a,3b,3
c,6…斜面、1a…内輪、2…内外兼外輪、8
…外輪、10,11,9,9b,8a,1b…歯
車、7…電動機、9a…支軸、12…出力軸、1
3a,13b…電源端子、14a,14b,19
…正逆転切換電気スイツチ、13…負荷のトルク
検出装置、16…誘導電動機の回転子、17a,
17b…2相の界磁コイル、18…コンデンサ、
14…交流電源、25a…出力軸、20…キヤリ
ア、21a,21b,21c…プラネタリギヤ、
22a…支軸、23…サンギヤ、24…内輪、2
5…内輪兼外輪、27…外輪、27a…リングギ
ヤ、28a,28b,28c,26a,26b,
26c…スチールボール、34,33,32…歯
車、31…レバー、31a,33a,34a…支
軸、36a,36b…抑止部材、35…スプリン
グ、37…電気スイツチ、37a…単安定回路、
19a…励磁コイル。
1 and 2 are explanatory diagrams of the apparatus of the present invention, FIG. 3 is an explanatory diagram of another embodiment, and FIG. 4 is an explanatory diagram of the device of the present invention.
FIG. 3 is an explanatory diagram of a part of the device, FIG. 5 is an explanatory diagram of a load torque detection device, and FIG. 6 is a control circuit diagram of the device of the present invention. 2a, 3... Bearing, 1, 7a... Rotating shaft, 4a, 4
b, 4c, 5...Steel ball, 3a, 3b, 3
c, 6...Slope, 1a...Inner ring, 2...Inner/outer ring, 8
... Outer ring, 10, 11, 9, 9b, 8a, 1b... Gear, 7... Electric motor, 9a... Support shaft, 12... Output shaft, 1
3a, 13b...Power terminal, 14a, 14b, 19
...Forward/reverse switching electric switch, 13...Load torque detection device, 16...Rotor of induction motor, 17a,
17b... Two-phase field coil, 18... Capacitor,
14...AC power supply, 25a...output shaft, 20...carrier, 21a, 21b, 21c...planetary gear,
22a... Support shaft, 23... Sun gear, 24... Inner ring, 2
5...Inner ring/outer ring, 27...Outer ring, 27a...Ring gear, 28a, 28b, 28c, 26a, 26b,
26c... Steel ball, 34, 33, 32... Gear, 31... Lever, 31a, 33a, 34a... Support shaft, 36a, 36b... Suppression member, 35... Spring, 37... Electric switch, 37a... Monostable circuit,
19a...excitation coil.

Claims (1)

【特許請求の範囲】 1 駆動源となる電動機と、 該電動機を正転、または、逆転させる電気回路
と、該電動機により駆動される第1および第2の
回転輪と、 被駆動側である本体に対して回動自在に支持さ
れる出力回転軸12,25aと、 該出力回転軸12,25aにより駆動される負
荷と、 該出力回転軸12,25aを第1の一方向クラ
ツチを介して、所定方向にのみ駆動する第3の回
転輪と、 該出力回転軸12,25aを第2の一方向クラ
ツチを介して、該所定方向にのみ駆動する第4の
回転輪と、 該電動機が正転したときに、該第1の回転輪に
よつて該第3の回転輪を該所定方向に第1の減速
機構を介して駆動し、該第2および第4の回転輪
の回転力は該出力回転軸12,25aに伝達しな
い機構と、 該電動機が逆転したときに該第2の回転輪によ
り、該第1の減速機構より大きい減速比の第2の
減速機構を介して、該第4の回転輪を該所定方向
に駆動し、該第1および第3の回転輪の回転力は
該出力回転軸12,25aに伝達しない機構と、 該負荷のトルクが設定値を越えて増大し、ある
いは、減少したときに、該負荷のトルクを検出し
て検出信号を発生する装置と、 該負荷のトルクが設定値を越えて増大したとき
は、該検出信号により該電気回路を付勢して該電
動機を逆転して、該第2の一方向クラツチを介し
て該出力回転軸12,25aを駆動し、該負荷の
トルクが設定値を越えて減少したときには、該検
出信号により該電気回路を付勢して、該電動機を
正転させ、該第1の一方向クラツチを介して該出
力回転軸12,25aを駆動する装置と、 から成ることを特徴とするトルク検出装置を備え
た変速機構。
[Claims] 1. An electric motor as a drive source, an electric circuit that rotates the electric motor in forward or reverse rotation, first and second rotating wheels driven by the electric motor, and a main body as a driven side. an output rotating shaft 12, 25a rotatably supported by the output rotating shaft 12, 25a; a load driven by the output rotating shaft 12, 25a; and a first one-way clutch connecting the output rotating shaft 12, 25a. a third rotating wheel that drives only in a predetermined direction; a fourth rotating wheel that drives the output rotating shaft 12, 25a only in the predetermined direction via a second one-way clutch; At this time, the first rotating wheel drives the third rotating wheel in the predetermined direction via the first reduction mechanism, and the rotational forces of the second and fourth rotating wheels are equal to the output. a mechanism that does not transmit transmission to the rotating shafts 12, 25a, and a second rotating wheel when the electric motor rotates in reverse, through a second reduction mechanism having a larger reduction ratio than the first reduction mechanism; A mechanism for driving the rotating wheels in the predetermined direction and not transmitting the rotational forces of the first and third rotating wheels to the output rotating shafts 12, 25a; , a device that detects the torque of the load and generates a detection signal when the torque of the load increases; The electric motor is reversed to drive the output rotating shafts 12, 25a via the second one-way clutch, and when the torque of the load decreases beyond a set value, the detection signal causes the electrical circuit to be connected. and a device for driving the output rotating shafts 12, 25a via the first one-way clutch to rotate the electric motor in the normal direction.
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