JPS59151650A - 遊星歯車式変速装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 〔発明の利用分野〕 本発明は歯車あるいは摩擦駆動ローラガどの回転動力伝
達°要素を用いた遊星歯車式変速装置に関する。

〔従来技術〕

従来の歯車を用いた遊星歯車式変速装置は遊星歯車機構
とブレーキ機構とからなっている。この遊星歯車機構は
、ケース内部で回転自在に支持され内周面に歯面が形成
されるリングギーヤと、該リングギヤの内部でこれと同
軸状態に配設され且つ入力軸に連結されるサンギヤと、
出力軸に連結されるとともに前記サンギヤと同軸状態で
回転可能とされるプラネットキャリヤと、該プラネット
キャリヤの端部に支持され前記リングギヤ、サンギヤの
それぞれに外接、内接されるプラネタリヤギヤとから構
成されて−る。

また、ブレーキ機構仲、リングギヤをケースに固定可能
とするブレーキクラッチと、該ブレーキクラッチを作動
させる油圧または電気アクチュエータと、出力軸の負荷
の変化を検知するセンサと、を有し、センサからの信号
によりアクチュエータを制御するものである。

従って、この遊星歯車式変速装置では、１′Ｉ荷が所定
値以−ヒの高負荷になった場合に、リングギヤがケース
に固定されて、遊星歯車機構が減速機として機能し、出
力軸に低速、高トルクを烏えることができる。しかしな
がら、この従来の遊星歯車式変速装置では装置が複雑と
なシ、更にブレーキ機構の制御も煩雛になるという問題
点を牛する１、１だ、この遊星歯車式変速装置を用いて
、ねじ締め・ねじ緩め作業やチャック操作を行う場合、
外部から変速のタイミングを設定しなければならないた
め、駆動モータの電流を検知するなど、付加的な構成が
必要になる。

〔発明の目的］ 本発明は、上記従来の問題点に齢みなされたものであっ
て、装置の構造を簡単にし且つ速度制御を容易に行うこ
とができる遊星歯車式変速装置（を提供することを目的
とする。

［発明の概念］ 上記目的を達成するために、本発明に係る遊星歯車式変
速装置は、ケース内部で回転、自在に支持され内周面に
保合面が形成されるリングギヤ状回転動力伝達要素と、
該リングギヤ状回転動力伝達要素の内部でこれと同軸状
態に配設され且つ入力軸に連結されるサンギヤ状回転動
力伝達要素と、出力軸に連結されるとともに前記サンギ
ヤ状回転動力伝達要素と同４り１１状態で回転可能とさ
れるプラネットキャリヤと、該プラネットキャリヤの端
部に支持され前記リングギヤ状回転動力伝達要素、サン
ギヤ状回転動力伝達要素のそれぞれに外接。

内接されるプラネタリギヤ状回転動力伝達要素と、を有
する遊星歯車式変速装置におりて、前記プラネットキャ
リヤおよびリングギヤ状回転動力伝達要素に固着され該
両部材間の伝達トルクが所定値以上の場合に該両部材を
相対回転可能とするトルク制限手段と、前記プラネット
キャリヤとリングギヤとが相対回転する際に該リングギ
ヤを前記ケースに固定可能とする固定手段とを有するも
のであシ、前記出力軸が低負荷の場合には、前記トルク
制御手段を介して、入力軸からの伝達トルクを高速、低
トルク状態で出力軸にそのまま伝達させ、また出力軸が
高負荷の場合には、トルク制御手段　・が解除され、固
定手段が作動することにより、リングギヤがケースに固
定されて、出力軸に低速、高トルクを与えるものである
。

〔発明の実施例〕

以下、歯車を用いた本発明の実施例を図面を参照して説
明する。第１図は本発明に係る遊星歯車式変速装置の一
実施例が減速機として機能する際の断面図、第２図は同
実施例が減速機として機能しない場合における第１図の
■−■線に沿う断面図である。

ケース１の内部には、ベアリング３を介して略円筒形状
のリングギヤ５が回転自在に支持されている。このリン
グギヤ５の軸方向中央内部は、半径方向内向きに突出し
て突出部７が形成されている。また、リングギヤ５の軸
方向後方側内周部には、歯面９が設けられ、更に、前方
側には、ピン孔１１が穿設されている。また、リングギ
ヤ５の後方側内部には、リングギヤ５と同軸状態でサン
ギヤ１３が配設され、このサンギヤ１３には入力軸１５
が固着されている。

突出部７の内部には、トルク制限手段としてのトルクリ
ミッタ１７を介して、プラネットキャリヤ１９がリング
ギヤ５と同軸状態で回転自在に支持されている。このト
ルクリミッタ１７は、軸部１７Ａがグラネットキャリヤ
１９に、またケース１７　Ｂが突出部７にそれぞね固着
されて、両部材１９．７を一体脣たけ相対や１転可能と
している。

即ち、トルクリミッタ１７を介してリングギヤ５とプラ
ネットキャリヤ１９との間に伝達さｉする伝達トルクが
、トルクリミッタ１７の設定トルク以下の場合には、リ
ングギヤ５とプラネットキャリヤ１９とが一体回転し、
設定トルク以上の場合には、刺１部１７Ａおよびケース
１フＢ間に滑りが生じて、リングギヤとプラネットキャ
リヤとが相対回転町ｈＰとされる。

プラネットキャリヤ１９の後端部は分岐さゎ、分岐した
それぞれの先端部には、リングギヤ５の歯ｉ９、サンギ
ヤ１３に内接、外接する複数のプラネタリギヤ２１が周
方向に等間隔に１〜１転自在に支持されている。１だ、
プラネットギヤリヤ１９はその前端部が半径方向外方に
膨出してカム２３が形成され、このカム２３には単一の
四部２５が設けられている。更に、カム２３の前端部に
は出力１１ｊ２７が固着されている。

前述のカム２３および後述のビン２９、係Ｊヒ溝３１に
より固定手段が構成されている。即ち、ビン孔１１には
ビン２９が配設され、更に、ケース１の内周面でビン２
９と対向する（、７ｆｉｅには、検数の係止溝３１が周
方向等間隔に形成さねて、ビン２９を嵌合可能としてい
る。

このビン２９は有底円筒形状のビンケース３３とその内
部に配設されるビンシリンダ３５とからなり、このピン
シリンダ３５はビン２９の軸方向に移動可能とされて諭
る。ピンケース３３とリングギヤ５との間にはスプリン
グ３７が介装され、ビンケース３３を半径方向内向きに
付呪１・して、ビンケース３３の先端面とリングギヤ５
の夕１周面とを面一としている。また、ビンケース３３
とビンシリンダ３５との間にもスプリング３９が介装さ
れ、ビンシリンダ３５を半径方向内向きに付勢して、ビ
ンシリンダ３５の先端部をカム２３の凹部２５内に配設
可能としている。

従って、この固定手段では、リングギヤ５とカム２３と
が相対回転する際に、ビンシリンダ３５の先端部が、カ
ム２３の凹部２５以外の外周面によって半径方向外向き
に押圧され、スプリング３９の作用により、ビンケース
３３がスプリング３７の付勢力に抗して同外向きに移動
され、係止溝３１に嵌合係止する。これによりリングギ
ヤ５はケース１に固定される。

次に作用を説明する。

出力軸に低負荷が作用している場合には、リングギヤ５
およびプラネットキャリヤ１９間の伝達トルクがトルク
リミッタ１７の設定トルク以下と々るため、このトルク
リミッタにより、リングギヤ５とプラネットキャリヤ１
９とは一体化される。

また、ビン２９がリングギヤ５の外周面と面一とされる
ため、リングギヤ５はケース１内を回転自在とされてい
る。

従って、入力軸１５からサンギヤ１３に伝達されるトル
クは、プラネタリギヤ２１を介して直接プラネットキャ
リヤ１９に、およびプラネタリギヤ２１．リングギヤ５
．トルクリミッタ１７を介してプラネットキャリヤ１９
に伝達され、出力軸２７には入力軸１５と同杆な託速、
抵トルり回転が与えられる。

出力軸２７に高９荷が作用する場合には、この負荷によ
ってプラネットキャリヤ１９の回転が停止する。また、
入力軸１５のトルクは、サンギ、ヤ１３およびプラネタ
リギヤ２１ｆｆ：介してリングギヤ５に伝達されるが、
リングギヤ５およびプラネットキャリヤ１９間の伝達ト
ルクかドルクリミック１７の設定トルク以上になろうと
するため、リングギヤ５ｄ、プラネタリギヤ２１によっ
て第２図における矢印方向に逆回転する。

これにより、ビン２９のビンシリンダ３５は、カム２３
の凹部２５以外の外周＋：ｔｉによ−りて半径方向外向
きに押圧され、ビンケース３３は同外向きに付勢される
。この状真１ｊで、リングギヤ５とともにビン２９が前
記矢印方向に移動し、ビンケース３３の先端部が係止溝
３１に嵌合係止して、リン　　。

グギャ５はケース１に固定さｔ］る。従って、この遊星
歯車式変速装置は減速機能を果たし、出力軸２７に亮ト
ルクが伝達されて出力軸２７は低速回転する。

また、同実施Ｂ・１１をねじ締めφねじ緩めによって作
動・解除するチャックに適用する場合を説明する。ねじ
締めによりチャック作動をする場合には、出力軸２７に
高丁」荷が作用するため、本実施例は前述の如く減速機
どして機能する。

ねじ緩めによりチャックを解除する場合は、本実施例は
減速機として機能しているため、この状態で入力軸１５
が逆転し、カム２３も逆転して、ねじ緩め初期における
出力軸２７の高負荷に対応する。カム２３の逆転により
ビンシリンダ３５が四部２５内に配設されると、ビン２
９のビンケース３３と係止溝３１との嵌合係什が解除さ
れる。

このとき、出力軸２７が既に低角グｉの場合には、リン
グギヤ５は入力軸１５と同様に高速、低ドルクチ同転し
、トルクリミッタ１７を介してコノ回転がプラネットキ
ャリヤ１９および出力軸２７に伝達される。

また、ビンケース３３と係止溝３１との紙台係止が解除
されても出力軸２７に未だ高負荷が作用している場合に
は、この高負荷によりカム２３０回転が停止されるため
、リングギヤ５が前記矢印と逆向きに回転する。このリ
ングギヤの回転により前記係止溝に隣接する係止溝３１
とビンケース３１とが嵌合係【卜し、リングギヤ５は再
びケース１に固定されて、本実施例は減速機として機能
し、出力軸２７ＶＣ（氏速、高トルクが伝達される。出
力軸２７が低負荷となるまで上記作用が繰り返されて、
出力軸２７の負荷に応じたトルクが出力軸に伝達される
。

上記実施例によればプラネットキャリヤ１９とリングギ
ヤ５とをトルクリミッタ１７によシ結合させ、更に固定
手段を設けたことから、出力軸２７の９荷に応じて同実
施例を機械的自動的に減速機として機能させることがで
きる。

また、チャック操作やねじ締め・ねじ緩め作業において
、出力軸２７に高負荷が作用している場合にのみ＾トル
クが伝達され、それ以外の場合には出力軸２７が高速回
転とされることから、ねじ締め・ねじ緩め作業時間を短
縮化することができる。

第３図は同実施例Ｉにおける固定手段の変形例ケ示す要
部断面図であり、前記実施例と同様な部分は同一の符号
を付すことによりｈ紀明を省１１１６する。

変形例では、係市詩３１の代わりに、ケースｌの全内周
面にビン２９に対し６する歯面４１が形成され、またビ
ン２９のビンケース３３先端部にもこれと対応する歯面
４３が形成されている。従ってこの変形例の場合にも、
出方軸２７の負荷に応じて機械的自動的に速度およびト
ルクの変換ケ行うことができる。

更に、この場合には、出方＋ｌｌ＋　２７が高角φ１ｆ
によッテ停止シ２、リングギヤ（ｉが逆転シテピンヶー
ス３５がカム２３によって半径方向外向きに押圧される
際に、歯面４３が直ちに歯面４１に１＠合する。

従って、この変形例の場合には、前記実施例に比べ、遊
星歯車式変速装置を迅速に減速機として機能させること
ができ、ねじ締め・ねじ緩め等の作業時間を短縮化する
ことができる。

〔変形「１１］ この発明は前記実施例に限定されるものではなく、歯車
にかえてｒ■擦駆動ローラｒ用いた＊　ＦＪｙ、、すな
わちリングギヤにかえて内周面が犀把面とされたリング
ギヤ状摩寿駆動ローラを、ザンギャにかえてザンキャ状
摩擦駆動ローラを、プラネタリギヤにかえてプラネタリ
ギヤ状＃擦駆動ローラを用いることも可能である。

またプラネットキャリヤとリングギヤ状回転動力伝達要
素とが相対回転すする際にリングギヤ状回転動力伝達要
素をケースに固定する固定手段として、ビンにかえて、
電磁ブレーキなども採用し得る。

〔発明の効果〕

以上のように、本発明に係る遊星歯車式変速装置によれ
は、装置の構造を簡単にし且つ速度およびトルク制御を
容易に行うことができるという効果を有する。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明に係る遊星歯車式変速装置Ｈの一実施例
が減速機として機能する際の断面図、紀２図は同実施（
？ｊｊが減速機として機能しない場合における第１図の
ｋｌ−１線に沿う断面シ１、第３図は同実施例における
固定手段の髪形例ン【示す留部断面図である。 １・・・ケース、　　！５・・・リングギヤ、　　　１
３・・・サンギヤ、　　１５・・・入力軸、　　１７・
・・トルクリミッタ。 １９・・・プラネットキャリヤ、　　　２１・・・プラ
ネタリギヤ、　　２３・・カム、　　２７・・・出力軸
、　　２９・・・ピン、　　３１・・・係（ト−ＶＰ０ 代理人　　静　沼　辰　之 （Ｉ廿か２　、’ｒ′、　） 第　１１１ 第　２１・１ ＼ −２９（ ，５３図 ３

Claims (3)

【特許請求の範囲】
1. （１）ケース内部で回転自在に支持され内周面に係合面
   が形成されるリングギヤ状回転動力伝達要素と、該リン
   グギヤ状回転動力伝達要素の内部でこれと同軸状態に配
   設され且つ入力軸に連結されるサンギヤ状回転動力伝達
   要素と、出力軸に連結されるとともに前記サンギヤ状回
   転動力伝達要素と同軸状態で回転可能とされるプラネッ
   トキャリヤと、該プラネットキャリアの端部に支持され
   前記リングギヤ状回転動力伝達要素、サンギヤ状回転動
   力伝達要素のそれぞれに外接、内接されるプラネタリギ
   ヤ状回転動力伝達要素と、を有する遊星歯車式変速装置
   において、前記プラネットギヤリヤおよびリングギヤ状
   回転動力伝達要素に同治され該両部材間の伝達トルクが
   所定値以上の場合に該両部材を相対回転可能とするトル
   ク制限手段と、前記プラネットキャリヤとリングギヤ状
   回転動力伝達要素とが相対回転する際に該リングギヤ状
   回転動力伝達要素を前記ケースに固定可能とする固定手
   段と、を有することを特徴とする遊星歯車式変速装置。
2. （２）　　リングギヤ状回転動力伝達要素、サンギヤ状
   回転動力伝達要素とプラネタリギヤ状回転動力伝達要素
   は摩擦駆動ローラであることを特徴とする特許請求の範
   囲第１項記載の遊星歯車式変速装置。
3. （３）トルク制限手段および固定手段は機械的に作動す
   るものであることを特徴とする特許請求の範囲第１項ま
   たけ第２項記載の遊星歯車式変速装置。