JPH03168449A - 変速機構 - Google Patents
変速機構Info
- Publication number
- JPH03168449A JPH03168449A JP1308198A JP30819889A JPH03168449A JP H03168449 A JPH03168449 A JP H03168449A JP 1308198 A JP1308198 A JP 1308198A JP 30819889 A JP30819889 A JP 30819889A JP H03168449 A JPH03168449 A JP H03168449A
- Authority
- JP
- Japan
- Prior art keywords
- outer shell
- main shaft
- shell internal
- planetary gear
- rotating body
- Prior art date
- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
- Pending
Links
Classifications
-
- F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
- F16—ENGINEERING ELEMENTS AND UNITS; GENERAL MEASURES FOR PRODUCING AND MAINTAINING EFFECTIVE FUNCTIONING OF MACHINES OR INSTALLATIONS; THERMAL INSULATION IN GENERAL
- F16H—GEARING
- F16H3/00—Toothed gearings for conveying rotary motion with variable gear ratio or for reversing rotary motion
- F16H3/44—Toothed gearings for conveying rotary motion with variable gear ratio or for reversing rotary motion using gears having orbital motion
- F16H3/76—Toothed gearings for conveying rotary motion with variable gear ratio or for reversing rotary motion using gears having orbital motion with an orbital gear having teeth formed or arranged for obtaining multiple gear ratios, e.g. nearly infinitely variable
-
- F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
- F16—ENGINEERING ELEMENTS AND UNITS; GENERAL MEASURES FOR PRODUCING AND MAINTAINING EFFECTIVE FUNCTIONING OF MACHINES OR INSTALLATIONS; THERMAL INSULATION IN GENERAL
- F16H—GEARING
- F16H57/00—General details of gearing
- F16H57/08—General details of gearing of gearings with members having orbital motion
- F16H57/10—Braking arrangements
-
- F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
- F16—ENGINEERING ELEMENTS AND UNITS; GENERAL MEASURES FOR PRODUCING AND MAINTAINING EFFECTIVE FUNCTIONING OF MACHINES OR INSTALLATIONS; THERMAL INSULATION IN GENERAL
- F16H—GEARING
- F16H3/00—Toothed gearings for conveying rotary motion with variable gear ratio or for reversing rotary motion
- F16H3/44—Toothed gearings for conveying rotary motion with variable gear ratio or for reversing rotary motion using gears having orbital motion
- F16H3/46—Gearings having only two central gears, connected by orbital gears
- F16H3/48—Gearings having only two central gears, connected by orbital gears with single orbital gears or pairs of rigidly-connected orbital gears
- F16H3/52—Gearings having only two central gears, connected by orbital gears with single orbital gears or pairs of rigidly-connected orbital gears comprising orbital spur gears
- F16H3/54—Gearings having only two central gears, connected by orbital gears with single orbital gears or pairs of rigidly-connected orbital gears comprising orbital spur gears one of the central gears being internally toothed and the other externally toothed
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- Engineering & Computer Science (AREA)
- General Engineering & Computer Science (AREA)
- Mechanical Engineering (AREA)
- Retarders (AREA)
- Structure Of Transmissions (AREA)
- Transmission Devices (AREA)
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。
め要約のデータは記録されません。
Description
この発明は出力回転数を２段階に変化させることができ
順逆方向に回転を伝えることのできる遊星歯車を使った
変速機構に関する。
順逆方向に回転を伝えることのできる遊星歯車を使った
変速機構に関する。
ドラム型洗濯機は、水平軸のまわりに回転するドラムの
中に洗濯物、水、洗剤などを入れて、ドラムの回転速度
を２段階に切替え、洗濯、すすぎ、脱水、乾燥までを一
連の動作で行なうものである０在来の洗濯機に比して、
乾燥工程まで連続して行なえるし、使用水量を節約でき
るという利点がある。 この場合、これらの工程でドラムの要求される回転速度
が違う。しかも、望ましくはドラムが順逆に回転しなけ
ればならない。つまり、ドラムは高速、低速の２段階で
しかも望ましくは順逆に回転しなければならない。 このため、モータの極数切替え（洗い時４極、脱水時２
極）と遠心クラッチ、減速機とを組合わせた変速機が提
案されている。つまり、モータ軸と出力軸の間に減速機
が入らない場合と入る場合とが可能で、これらの接続を
２つのクラッチで切り換えるものである。 これはクラッチが２つ必要であり、特に、減速機のキャ
リヤと出力軸との接続に用いられるクラッチの構造が複
雑である。さらに高速回転の時に遠心クラッチでモータ
軸と出力軸とを直結するので、高速回転の時は順逆２方
向に回転させることができない。一方向のみとなる。 順逆方向に回転を切りかえることにより、高速、低速２
段にスピードを切換える事のできるものとして例えば特
開昭５７ − ６５４２４ （ Ｓ ５７． ４． ２
１ ） がある。これはラチェットを用いるもので、
高速では右廻り、低速では左廻りというように一方向に
しか回転力を伝えることができない。
中に洗濯物、水、洗剤などを入れて、ドラムの回転速度
を２段階に切替え、洗濯、すすぎ、脱水、乾燥までを一
連の動作で行なうものである０在来の洗濯機に比して、
乾燥工程まで連続して行なえるし、使用水量を節約でき
るという利点がある。 この場合、これらの工程でドラムの要求される回転速度
が違う。しかも、望ましくはドラムが順逆に回転しなけ
ればならない。つまり、ドラムは高速、低速の２段階で
しかも望ましくは順逆に回転しなければならない。 このため、モータの極数切替え（洗い時４極、脱水時２
極）と遠心クラッチ、減速機とを組合わせた変速機が提
案されている。つまり、モータ軸と出力軸の間に減速機
が入らない場合と入る場合とが可能で、これらの接続を
２つのクラッチで切り換えるものである。 これはクラッチが２つ必要であり、特に、減速機のキャ
リヤと出力軸との接続に用いられるクラッチの構造が複
雑である。さらに高速回転の時に遠心クラッチでモータ
軸と出力軸とを直結するので、高速回転の時は順逆２方
向に回転させることができない。一方向のみとなる。 順逆方向に回転を切りかえることにより、高速、低速２
段にスピードを切換える事のできるものとして例えば特
開昭５７ − ６５４２４ （ Ｓ ５７． ４． ２
１ ） がある。これはラチェットを用いるもので、
高速では右廻り、低速では左廻りというように一方向に
しか回転力を伝えることができない。
高速、低速の２段に切換えることができしかも順逆に回
転力を伝えることのできる遊星歯車を用いた変速機を提
供することが本発明の課題である。
転力を伝えることのできる遊星歯車を用いた変速機を提
供することが本発明の課題である。
本発明においては、入力主軸と出力回転体との間にひと
つ又は多段連結された遊星歯車ユニットを配置する。そ
して、多段連結された遊星歯車ユニットの場合は、初段
のユニットの太陽歯車を入力主軸に連結し、終段のユニ
ットのキャリヤを出力回転体に連結する。 遊星歯車ユニットのうちひとつは、外殻内歯歯車が自由
回転状態と固定状態とのふたつの状態をとれるようにす
る。残りの遊星歯車ユニットは外殻内歯歯車は固定され
ている。 さらに、入力主軸は、これら遊星歯車ユニットや出力回
転体の中心を貫いて延びていて、出力回転体に近接した
位置に於で入力主軸には高速回転板が固着されている。 また高速回転板を出力回転体に機械的にあるいは磁気的
に接触させる回転板接触機構を設ける。 最終段の遊星歯車ユニットのキャリヤと出力回転体の間
にはクラッチを設けずこれは連結したままとする。 以上に述べたものは、減速機として使われる遊星歯車ユ
ニットが複数の場合である。これがひとつの場合は、そ
の遊星歯車ユニットの太陽歯車を入力主軸に、キャリヤ
を出力回転体に連結する。 またこの遊星歯車ユニットの外殻内歯歯車は自由回転状
態と固定状態のふたつの状態をとれるようにする。 自由回転状態と固定状態のふたつの状態をとる外殻内歯
歯車は、ケーシングの中で回転自在に支持されている。 そして側方から適当な手段で制動をかける外殻内歯歯車
停止機構を設ける。 このような構戒において、回転板接触機構と外殻内歯歯
車停止機構とは相補的に作用させる事にする。
つ又は多段連結された遊星歯車ユニットを配置する。そ
して、多段連結された遊星歯車ユニットの場合は、初段
のユニットの太陽歯車を入力主軸に連結し、終段のユニ
ットのキャリヤを出力回転体に連結する。 遊星歯車ユニットのうちひとつは、外殻内歯歯車が自由
回転状態と固定状態とのふたつの状態をとれるようにす
る。残りの遊星歯車ユニットは外殻内歯歯車は固定され
ている。 さらに、入力主軸は、これら遊星歯車ユニットや出力回
転体の中心を貫いて延びていて、出力回転体に近接した
位置に於で入力主軸には高速回転板が固着されている。 また高速回転板を出力回転体に機械的にあるいは磁気的
に接触させる回転板接触機構を設ける。 最終段の遊星歯車ユニットのキャリヤと出力回転体の間
にはクラッチを設けずこれは連結したままとする。 以上に述べたものは、減速機として使われる遊星歯車ユ
ニットが複数の場合である。これがひとつの場合は、そ
の遊星歯車ユニットの太陽歯車を入力主軸に、キャリヤ
を出力回転体に連結する。 またこの遊星歯車ユニットの外殻内歯歯車は自由回転状
態と固定状態のふたつの状態をとれるようにする。 自由回転状態と固定状態のふたつの状態をとる外殻内歯
歯車は、ケーシングの中で回転自在に支持されている。 そして側方から適当な手段で制動をかける外殻内歯歯車
停止機構を設ける。 このような構戒において、回転板接触機構と外殻内歯歯
車停止機構とは相補的に作用させる事にする。
遊星歯車ユニットの内、ひとつのものは、外殻内歯歯車
が自由回転状態あるいは固定状態をとることができる。 これを他の遊星歯車ユニットと区別するため切換えユニ
ットと呼ぶ。 切換えユニットの外殻内歯歯車を停止させるときは、回
転板接触機構を作動させない。このときは、出力回転体
が低速回転する。 切換えユニットの外殻内歯歯車を自由回転するときは、
回転板接触機構を作動させる。このとき出力回転体が高
速回転する。 ふたつの場合以外は禁止される。つまり切換ユニットの
外殻内歯歯車を自由回転し回転接触機構が非作動という
ことはありえないし、外殻内歯歯車を固定し回転接触機
構を作動するということはありえない。 上記の２つの場合について動作を説明する。 （ａ） 低速回転の場合 切換えユニットの外殻内歯歯車を停止させ、回転板接触
機構を非作動とする。 この場合は切換えユニットは単なる遊星歯車減速機とし
て機能する。これの減速比をＲＯとする。これ以外の遊
星歯車ユニットの減速比をＲ１、Ｒ２ ・・・・、Ｒｎ
とする。入力主軸の回転数をＡ，出力回転体の回転数を
Ｂとして、 である。 ただし、高速回転板は入力と同じ回転数Ａで回転してい
る。これと出力回転体の間には狭いながらもギャップが
あるので回転数の差があっても差支えない。 （ｂ） 高速回転の場合 切換えユニットの外殻内歯歯車を自由回転させ、回転板
接触機構を作動させる。 高速回転板は入力回転数Ａで回転しているが、これが出
力回転体に接触しているので、出力回転体はＡで回転す
る。 つまり ？ ＝ Ａ （２）であ
り、高速で回転することになる。 これが可能であるのは、切換えユニットの外殻内歯歯車
が自由に回転できるからである。 ただし、切換えユニットでの外殻内歯歯車の自由回転の
回転数Ｆはかなり大きいものになる。 遊星歯車ユニットが複数個あって、切換えユニットエリ
前にあるものを１，２、・・・・ｋ、としこれらの減速
比Ｒ■、Ｒ２、・・・・ Ｒｋの積をＱとする。 ｋ Ｑ ＝ ．ｎ Ｒｉ （３）
１＝１ 切換えユニットより後にあるものを（ｋ＋１）、・・・
ｎとしこれらの減速比Ｒｋ＋１，・・・、Ｒｎの積？
Ｔμナス− ’ｒ＝ｒｌＲｉ （４）ｉ＝ｋ＋
ｔ すると切換えユニットの太陽歯車の回転数をＳｏとする
と、これは入力回転を１／Ｑに減速したものであるので となる。切換えユニットのキャリヤの回転数をｃｏとす
ると、これは出力回転Ｂ（＝Ａ）をＴ倍に増速したもの
であるから、 ｃｏ ＝ ＴＢ＝ＴＡ （６） である。 切換えユニットにおいて、太陽歯車は低速でキャリヤは
高速で回る。これに伴って外殻内歯歯車も高速で回る。 太陽歯車、外殻内歯歯車の歯数をＺＳ ｓ Ｚｌとし、
太陽歯車、キャリヤ、外殻内歯歯車の回転数をＳｏ１Ｃ
ｏ、工ｏとすると、 Ｓｏ Ｚｓ ＋ Ｉｏ Ｚｉ ＝ （Ｚｓ＋Ｚｉ）Ｇｏ
（７１という関係がある。これは遊星歯車装置の
基本式である。（５）、（６）を（７）に代入すると、
外殻内歯歯車の回転数は となる。これはかなりの高速である。外殻内歯歯車の軸
受機構には工夫を要する。
が自由回転状態あるいは固定状態をとることができる。 これを他の遊星歯車ユニットと区別するため切換えユニ
ットと呼ぶ。 切換えユニットの外殻内歯歯車を停止させるときは、回
転板接触機構を作動させない。このときは、出力回転体
が低速回転する。 切換えユニットの外殻内歯歯車を自由回転するときは、
回転板接触機構を作動させる。このとき出力回転体が高
速回転する。 ふたつの場合以外は禁止される。つまり切換ユニットの
外殻内歯歯車を自由回転し回転接触機構が非作動という
ことはありえないし、外殻内歯歯車を固定し回転接触機
構を作動するということはありえない。 上記の２つの場合について動作を説明する。 （ａ） 低速回転の場合 切換えユニットの外殻内歯歯車を停止させ、回転板接触
機構を非作動とする。 この場合は切換えユニットは単なる遊星歯車減速機とし
て機能する。これの減速比をＲＯとする。これ以外の遊
星歯車ユニットの減速比をＲ１、Ｒ２ ・・・・、Ｒｎ
とする。入力主軸の回転数をＡ，出力回転体の回転数を
Ｂとして、 である。 ただし、高速回転板は入力と同じ回転数Ａで回転してい
る。これと出力回転体の間には狭いながらもギャップが
あるので回転数の差があっても差支えない。 （ｂ） 高速回転の場合 切換えユニットの外殻内歯歯車を自由回転させ、回転板
接触機構を作動させる。 高速回転板は入力回転数Ａで回転しているが、これが出
力回転体に接触しているので、出力回転体はＡで回転す
る。 つまり ？ ＝ Ａ （２）であ
り、高速で回転することになる。 これが可能であるのは、切換えユニットの外殻内歯歯車
が自由に回転できるからである。 ただし、切換えユニットでの外殻内歯歯車の自由回転の
回転数Ｆはかなり大きいものになる。 遊星歯車ユニットが複数個あって、切換えユニットエリ
前にあるものを１，２、・・・・ｋ、としこれらの減速
比Ｒ■、Ｒ２、・・・・ Ｒｋの積をＱとする。 ｋ Ｑ ＝ ．ｎ Ｒｉ （３）
１＝１ 切換えユニットより後にあるものを（ｋ＋１）、・・・
ｎとしこれらの減速比Ｒｋ＋１，・・・、Ｒｎの積？
Ｔμナス− ’ｒ＝ｒｌＲｉ （４）ｉ＝ｋ＋
ｔ すると切換えユニットの太陽歯車の回転数をＳｏとする
と、これは入力回転を１／Ｑに減速したものであるので となる。切換えユニットのキャリヤの回転数をｃｏとす
ると、これは出力回転Ｂ（＝Ａ）をＴ倍に増速したもの
であるから、 ｃｏ ＝ ＴＢ＝ＴＡ （６） である。 切換えユニットにおいて、太陽歯車は低速でキャリヤは
高速で回る。これに伴って外殻内歯歯車も高速で回る。 太陽歯車、外殻内歯歯車の歯数をＺＳ ｓ Ｚｌとし、
太陽歯車、キャリヤ、外殻内歯歯車の回転数をＳｏ１Ｃ
ｏ、工ｏとすると、 Ｓｏ Ｚｓ ＋ Ｉｏ Ｚｉ ＝ （Ｚｓ＋Ｚｉ）Ｇｏ
（７１という関係がある。これは遊星歯車装置の
基本式である。（５）、（６）を（７）に代入すると、
外殻内歯歯車の回転数は となる。これはかなりの高速である。外殻内歯歯車の軸
受機構には工夫を要する。
第１図は本発明の実施例にかかる変速機の縦断正面図。
第２図は右側面図である。
この変速機は、ケーシング本体１、蓋２よりなるケーシ
ングの中に、入力主軸３、第１遊星歯車ユニット４、第
２遊星歯車ユニット５を収容したものである。 ケーシング本体１は円筒形の空間で、内径の広い部分と
、内径の狭い部分とからなっている。 内径の広い部分には、軸中心が一致するように第１遊星
歯車ユニット４、第２遊星歯車ユニット５が並んで収容
されている。このうち、第２遊星歯車ユニット５がケー
シングに対して回転可能になつている。 入力主軸３は、ケーシングの軸中心を貫いている。入力
主軸３のケーシングより突出した部分には、出力回転体
６が入力主軸３に対し相対回転可能に設けられる。 出力回転体６の外側には、入力主軸３に回転円板７が固
着されている。回転円板７に対して、高速回転板８が固
定されている。高速回転板８と出力回転体６とは僅かな
間隙を置いて対向している。 入力主軸３の入力端には、モータ軸（図示せず）を挿入
する嵌込穴９が軸方向に穿たれている。モータ軸をこれ
に挿入し廻り止め螺子１０で固定する。蓋２の中央には
通し穴１１が穿たれ、通し穴１１と入力主軸３の間には
オイルシール１２が設けられる。 第１遊星歯車ユニット４は、中心の太陽歯車１３と、こ
れに噛みあう３又は４個の遊星歯車１４と、遊星歯車１
４はキャリヤ１５に両端を固着された遊星軸１６により
回転自在に支持される。この例では遊星歯車１４は、中
央のギヤ部１７と、ギャ部１７を両側から支持する円板
１８、１８とよりなっている。この円板１８、１８の外
径はギヤ部１７の歯先円より大きい。 遊星歯車１４は外殻内歯歯車１９に噛合っている。外殻
内歯歯車１９の外周面には、いくつかの回り止め突片２
０が形成されている。 これに対応しケーシング本体１の内周面には嵌込溝２１
が形成されここへ回り止め突片２０が軸方向に差し込ま
れている。第１遊星歯車ユニット４の外殻内歯歯車はケ
ーシングに対して固定される。 第１遊星歯車ユニット４のキャリヤ１５の出力軸孔には
スプライン２２が形或してありこれに連結軸２３が結合
されている。連結軸２３は円筒状で、入力主軸３と同軸
に設けられる。連結軸２３と入力主軸３の間には空隙が
あり、相互の回転数は相異する。 連結軸２３の他端には、第２遊星歯車ユニット５の太陽
歯車２４が形成されている。 第２遊星歯車ユニット５は、この太陽歯車２４に噛合す
る遊星歯車２６、これらを遊星軸２８によって回転自在
に支持するキャリヤ２５、外殻内歯歯車２９などを備え
ている。遊星歯車２６は中心のギヤ部２６′とこれを両
側から支持する円板２７、２７よりなる。 外殻内歯歯車２９は外周面の両側に径の大きいなめらか
な滑り面３１、３１を有し、中央には径の小さい外歯３
０が形成されている。 滑り面３１、３１は、ケーシング本体１の裏面に接触し
ているが、固定されておらず、外殻内歯歯車２９はケー
シング本体１に対して自由に回転できる。 キャリヤ２５の出力軸はスプライン３２を介して接続筒
３３に結合される。接続筒３３は入力主軸３の外周面を
囲むように同軸に設けられる。ただし、両者の間には間
隙があって、両者は接触していない。 接続筒３３は、ケーシング本体１の小径部にベアリング
３４、３５により回転可能に支持されている。 接続筒３３がケーシングから突出する部分にはシール３
６が設けられる。接続筒３３の突出した端部にはスプラ
イン３７を介して出力回転体６が固着されている。 出力回転体６の内周面の一部と入力主軸３の間にはベア
リング３Ｂが設けられる。ベアリング３８の内輪は一方
に於て回転円板７に接しているか、他方に於て接続筒３
３とは僅かに離れている。 回転円板７はスプライン３９を介して入力主軸３の端部
に嵌込まれる。 さらに、入力主軸３の先端に形成した雄螺部４１にナッ
ト４０を螺じ込み、回転円板７を固定する。 回転円板１には、ねじ４３によって、高速回転板８が取
りつけられる。高速回転板８は、薄くたわみ易い薄板４
５と鉄片４６とを組合わせたものである。ねじ４３は薄
板４５の部分を回転円板７に固着している。 鉄片４６はねじ４２によって薄板４５に取付けられてい
る。 出力回転体６は、内部に凹所を持ってふ・り、ここにリ
ング状の電磁石４４がある。この電磁石４４は、止め板
４７、ねじ４８によってケーシング本体１の端部に固定
される。 電磁石４４と出力回転体６の間には狭い隙間がある。電
磁石４４は常に静止している。出力回転体６は高速（入
力主軸３と同じ回転数）或いは低速で回転する。高速回
転板８は高速で回転する。 互に速度が違うが、互に隙間があってこれら３つの部材
が離隔しているのでこれは可能である。 電磁石４４のコイルにはリード線４９から駆動電流を流
すようになっている。電磁石４４は強磁性体のコアにコ
イルを巻いたものであるが、これは高速回転板８を出力
回転体６に接触させる回転板接触機構を構或する。 電磁石４４のコイルに通電しない時は、高速回転板８と
出力回転体６とは離隔したままである。 電磁石４４のコイルに通電すると、電磁石４４が磁化さ
れる。この磁力によって高速回転体８の鉄片４６が引寄
せられる。薄板４５の部分が弾性変形して電磁石４４の
方へ高速回転板８が撓む。 鉄片４６が出力回転体６の側面に接触する。高速回転板
８の鉄片４６と出力回転体６の間には摩擦力が発生する
。出力回転体６は非磁性体であってもよいが、望ましく
はこれも鉄などの強磁性体で作る。すると、出力回転体
６と鉄片４６の間には摩擦力の他に磁力が働らく。この
摩擦力や磁力により出力回転体６は高速回転板８と一体
となって回転する。 ケーシング零体１の外側に於て、第２遊星歯車ユニット
５の位置にソレノイド５０をブラケット５４、ねじ５５
によって固定する。ソレノイド５０は、ケーシングの半
径方向に進退するブランジャ５１を備える。ブランジャ
５１はスプリング５２で半径方向内向きの弾性力を受け
る。ブランジャ５１の先端には止め片５３が固着され、
この止め片５３はケーシング本体１の通し穴５６から、
ケーシングの内部へ進入している。 止め片５３は、第２遊星歯車ユニット５の外殻内南歯車
２９の外歯３０の谷に進入しあるいはこれから離脱でき
る。この例では一方向ソレノイドを使っているから、ソ
レノイドに通電するとブランジャ５１が後退し、止め片
５３が外歯３０から離脱する。ソレノイドに通電しない
時はブランジャ５１がスプリング５２の力で前進し止め
片５３が外歯３０の谷に入りこみ、外殻内歯歯車２９を
停止させる。 つまりソレノイド５０、止め片５３は外殻内歯歯車停止
機構を構戒する。ソレノイドはこのようなものに限らず
、通電することによって止め片５３が外歯３０に噛合し
、通電しない時にスプリング力により外歯から離脱する
ようにしてもよい。 また、永久磁石を内蔵しスプリングの不要な双安定のキ
ープソレメイドであってもよい。さらにソレノイドとは
限らず、小さなモータと減速機とを組合わせて止め片５
３を前進後退させるような機構も、外殻内歯歯車停止機
構として用いることができる。 いずれにしても、止め片５３が外歯３０から離れている
状態を非作動といい、外歯３０に噛合している状態を作
動と呼んでいる。 ？上の構成において動作を説明する。 出力回転体６を低速回転させる場合は、ソレノイド５０
に通電せず止め片５３が外殻内歯歯車２９の外歯３０に
噛み合う（作動）ようにする。そして電磁石４４には通
電しない。高速回転板８と出力回転体６とは離隔してい
る。入力主軸の回転数をＡとすると、第１遊星歯車ユニ
ット４（減速比Ｒｌ）のキャリヤの回転数はＡ／Ｒ１で
ある。第２遊星歯車ユニット５は外殻内歯歯車が固定さ
れているので通常の減速機として（減速比Ｒｏ ）機能
する。 これのキャリヤの回転数は、Ａ７Ｒ１Ｒ■である。当然
出力回転体６の回転数Ｂはこれに等しい。 つまり出力回転体は低速で回転する。 反対に出力回転体６を高速で回転させるためには、ソレ
ノイド５０に通電し止め片５３を外歯３０から離脱させ
る。第２遊星歯車ユニット５の外殻内歯歯車２９は自由
回転する。そして電磁石４４に通電し高速回転板８を出
力回転体６に接触させる。出力回転体６は高速回転板８
と一体となって回転する。高速回転板８は入力主軸３に
固着してあるのだから、出力回転体６の回転数ＢはＡに
等しい。 Ｂ ＝ Ａ （１０） つまり出力回転体６は高速で回転する。この場合、第２
遊星歯車ユニット（切換ユニット）５の外殻内歯歯車２
９はかなりの速度で回転する。太陽歯車がＡ／Ｒ１で回
転し、キャリヤがＡで回転するので、外殻内歯歯車の回
転数Ｉｏは（８）から、となる。 もしも、第１段目の遊星歯車ユニットの外殻内歯歯車が
自由回転、固定状態に切換えられるものとすると、（第
２段目の遊星歯車ユニットの外殻内歯歯車は固定）、こ
のときの外殻内歯歯車の回転数Ｘｏ′は となる。Ｒ１は２より大きいので、αａの方が０９より
大きい。外殻内歯歯車の自由回転の速度（空滑り）を低
くするためには、切換えユニットは後段の方に設ける方
がよいということが分る。 高速回転板８を出力回転体６に接触させた時は、切り換
えユニットの外殻内歯歯車が自由回転できるようになっ
ていなければならない。 このため、外殻内歯歯車停止機構と回転板接触機構とは
同期させて相補的に作動させなければならない。 しかし、同期関係が多少ずれていても差支えない。この
場合は高速回転板８と出力回転体６の間て空滑りが起こ
る。 回転板接触機構の他の例を第４図に示す。 高速回転板８は皿状の剛体で入力主軸３に対し軸方向移
動可能に取り付けられる。スプリング６１でこれは外側
に常時押出されている。ソレノイド６０が高速回転板８
の側方に設けてある。これのブランジャ６２の先にはロ
ーラ６３があり、ブランジャ６２を押出すとローラ６３
が高速回転板８を出力回転体６に押しつける。高速回転
板８は当り面に突部６５を有し、出力回転体６は当り面
に四部６４を有する。突部６５が凹部６４に入り込みこ
れらは一体となって確実に回転することができる。
ングの中に、入力主軸３、第１遊星歯車ユニット４、第
２遊星歯車ユニット５を収容したものである。 ケーシング本体１は円筒形の空間で、内径の広い部分と
、内径の狭い部分とからなっている。 内径の広い部分には、軸中心が一致するように第１遊星
歯車ユニット４、第２遊星歯車ユニット５が並んで収容
されている。このうち、第２遊星歯車ユニット５がケー
シングに対して回転可能になつている。 入力主軸３は、ケーシングの軸中心を貫いている。入力
主軸３のケーシングより突出した部分には、出力回転体
６が入力主軸３に対し相対回転可能に設けられる。 出力回転体６の外側には、入力主軸３に回転円板７が固
着されている。回転円板７に対して、高速回転板８が固
定されている。高速回転板８と出力回転体６とは僅かな
間隙を置いて対向している。 入力主軸３の入力端には、モータ軸（図示せず）を挿入
する嵌込穴９が軸方向に穿たれている。モータ軸をこれ
に挿入し廻り止め螺子１０で固定する。蓋２の中央には
通し穴１１が穿たれ、通し穴１１と入力主軸３の間には
オイルシール１２が設けられる。 第１遊星歯車ユニット４は、中心の太陽歯車１３と、こ
れに噛みあう３又は４個の遊星歯車１４と、遊星歯車１
４はキャリヤ１５に両端を固着された遊星軸１６により
回転自在に支持される。この例では遊星歯車１４は、中
央のギヤ部１７と、ギャ部１７を両側から支持する円板
１８、１８とよりなっている。この円板１８、１８の外
径はギヤ部１７の歯先円より大きい。 遊星歯車１４は外殻内歯歯車１９に噛合っている。外殻
内歯歯車１９の外周面には、いくつかの回り止め突片２
０が形成されている。 これに対応しケーシング本体１の内周面には嵌込溝２１
が形成されここへ回り止め突片２０が軸方向に差し込ま
れている。第１遊星歯車ユニット４の外殻内歯歯車はケ
ーシングに対して固定される。 第１遊星歯車ユニット４のキャリヤ１５の出力軸孔には
スプライン２２が形或してありこれに連結軸２３が結合
されている。連結軸２３は円筒状で、入力主軸３と同軸
に設けられる。連結軸２３と入力主軸３の間には空隙が
あり、相互の回転数は相異する。 連結軸２３の他端には、第２遊星歯車ユニット５の太陽
歯車２４が形成されている。 第２遊星歯車ユニット５は、この太陽歯車２４に噛合す
る遊星歯車２６、これらを遊星軸２８によって回転自在
に支持するキャリヤ２５、外殻内歯歯車２９などを備え
ている。遊星歯車２６は中心のギヤ部２６′とこれを両
側から支持する円板２７、２７よりなる。 外殻内歯歯車２９は外周面の両側に径の大きいなめらか
な滑り面３１、３１を有し、中央には径の小さい外歯３
０が形成されている。 滑り面３１、３１は、ケーシング本体１の裏面に接触し
ているが、固定されておらず、外殻内歯歯車２９はケー
シング本体１に対して自由に回転できる。 キャリヤ２５の出力軸はスプライン３２を介して接続筒
３３に結合される。接続筒３３は入力主軸３の外周面を
囲むように同軸に設けられる。ただし、両者の間には間
隙があって、両者は接触していない。 接続筒３３は、ケーシング本体１の小径部にベアリング
３４、３５により回転可能に支持されている。 接続筒３３がケーシングから突出する部分にはシール３
６が設けられる。接続筒３３の突出した端部にはスプラ
イン３７を介して出力回転体６が固着されている。 出力回転体６の内周面の一部と入力主軸３の間にはベア
リング３Ｂが設けられる。ベアリング３８の内輪は一方
に於て回転円板７に接しているか、他方に於て接続筒３
３とは僅かに離れている。 回転円板７はスプライン３９を介して入力主軸３の端部
に嵌込まれる。 さらに、入力主軸３の先端に形成した雄螺部４１にナッ
ト４０を螺じ込み、回転円板７を固定する。 回転円板１には、ねじ４３によって、高速回転板８が取
りつけられる。高速回転板８は、薄くたわみ易い薄板４
５と鉄片４６とを組合わせたものである。ねじ４３は薄
板４５の部分を回転円板７に固着している。 鉄片４６はねじ４２によって薄板４５に取付けられてい
る。 出力回転体６は、内部に凹所を持ってふ・り、ここにリ
ング状の電磁石４４がある。この電磁石４４は、止め板
４７、ねじ４８によってケーシング本体１の端部に固定
される。 電磁石４４と出力回転体６の間には狭い隙間がある。電
磁石４４は常に静止している。出力回転体６は高速（入
力主軸３と同じ回転数）或いは低速で回転する。高速回
転板８は高速で回転する。 互に速度が違うが、互に隙間があってこれら３つの部材
が離隔しているのでこれは可能である。 電磁石４４のコイルにはリード線４９から駆動電流を流
すようになっている。電磁石４４は強磁性体のコアにコ
イルを巻いたものであるが、これは高速回転板８を出力
回転体６に接触させる回転板接触機構を構或する。 電磁石４４のコイルに通電しない時は、高速回転板８と
出力回転体６とは離隔したままである。 電磁石４４のコイルに通電すると、電磁石４４が磁化さ
れる。この磁力によって高速回転体８の鉄片４６が引寄
せられる。薄板４５の部分が弾性変形して電磁石４４の
方へ高速回転板８が撓む。 鉄片４６が出力回転体６の側面に接触する。高速回転板
８の鉄片４６と出力回転体６の間には摩擦力が発生する
。出力回転体６は非磁性体であってもよいが、望ましく
はこれも鉄などの強磁性体で作る。すると、出力回転体
６と鉄片４６の間には摩擦力の他に磁力が働らく。この
摩擦力や磁力により出力回転体６は高速回転板８と一体
となって回転する。 ケーシング零体１の外側に於て、第２遊星歯車ユニット
５の位置にソレノイド５０をブラケット５４、ねじ５５
によって固定する。ソレノイド５０は、ケーシングの半
径方向に進退するブランジャ５１を備える。ブランジャ
５１はスプリング５２で半径方向内向きの弾性力を受け
る。ブランジャ５１の先端には止め片５３が固着され、
この止め片５３はケーシング本体１の通し穴５６から、
ケーシングの内部へ進入している。 止め片５３は、第２遊星歯車ユニット５の外殻内南歯車
２９の外歯３０の谷に進入しあるいはこれから離脱でき
る。この例では一方向ソレノイドを使っているから、ソ
レノイドに通電するとブランジャ５１が後退し、止め片
５３が外歯３０から離脱する。ソレノイドに通電しない
時はブランジャ５１がスプリング５２の力で前進し止め
片５３が外歯３０の谷に入りこみ、外殻内歯歯車２９を
停止させる。 つまりソレノイド５０、止め片５３は外殻内歯歯車停止
機構を構戒する。ソレノイドはこのようなものに限らず
、通電することによって止め片５３が外歯３０に噛合し
、通電しない時にスプリング力により外歯から離脱する
ようにしてもよい。 また、永久磁石を内蔵しスプリングの不要な双安定のキ
ープソレメイドであってもよい。さらにソレノイドとは
限らず、小さなモータと減速機とを組合わせて止め片５
３を前進後退させるような機構も、外殻内歯歯車停止機
構として用いることができる。 いずれにしても、止め片５３が外歯３０から離れている
状態を非作動といい、外歯３０に噛合している状態を作
動と呼んでいる。 ？上の構成において動作を説明する。 出力回転体６を低速回転させる場合は、ソレノイド５０
に通電せず止め片５３が外殻内歯歯車２９の外歯３０に
噛み合う（作動）ようにする。そして電磁石４４には通
電しない。高速回転板８と出力回転体６とは離隔してい
る。入力主軸の回転数をＡとすると、第１遊星歯車ユニ
ット４（減速比Ｒｌ）のキャリヤの回転数はＡ／Ｒ１で
ある。第２遊星歯車ユニット５は外殻内歯歯車が固定さ
れているので通常の減速機として（減速比Ｒｏ ）機能
する。 これのキャリヤの回転数は、Ａ７Ｒ１Ｒ■である。当然
出力回転体６の回転数Ｂはこれに等しい。 つまり出力回転体は低速で回転する。 反対に出力回転体６を高速で回転させるためには、ソレ
ノイド５０に通電し止め片５３を外歯３０から離脱させ
る。第２遊星歯車ユニット５の外殻内歯歯車２９は自由
回転する。そして電磁石４４に通電し高速回転板８を出
力回転体６に接触させる。出力回転体６は高速回転板８
と一体となって回転する。高速回転板８は入力主軸３に
固着してあるのだから、出力回転体６の回転数ＢはＡに
等しい。 Ｂ ＝ Ａ （１０） つまり出力回転体６は高速で回転する。この場合、第２
遊星歯車ユニット（切換ユニット）５の外殻内歯歯車２
９はかなりの速度で回転する。太陽歯車がＡ／Ｒ１で回
転し、キャリヤがＡで回転するので、外殻内歯歯車の回
転数Ｉｏは（８）から、となる。 もしも、第１段目の遊星歯車ユニットの外殻内歯歯車が
自由回転、固定状態に切換えられるものとすると、（第
２段目の遊星歯車ユニットの外殻内歯歯車は固定）、こ
のときの外殻内歯歯車の回転数Ｘｏ′は となる。Ｒ１は２より大きいので、αａの方が０９より
大きい。外殻内歯歯車の自由回転の速度（空滑り）を低
くするためには、切換えユニットは後段の方に設ける方
がよいということが分る。 高速回転板８を出力回転体６に接触させた時は、切り換
えユニットの外殻内歯歯車が自由回転できるようになっ
ていなければならない。 このため、外殻内歯歯車停止機構と回転板接触機構とは
同期させて相補的に作動させなければならない。 しかし、同期関係が多少ずれていても差支えない。この
場合は高速回転板８と出力回転体６の間て空滑りが起こ
る。 回転板接触機構の他の例を第４図に示す。 高速回転板８は皿状の剛体で入力主軸３に対し軸方向移
動可能に取り付けられる。スプリング６１でこれは外側
に常時押出されている。ソレノイド６０が高速回転板８
の側方に設けてある。これのブランジャ６２の先にはロ
ーラ６３があり、ブランジャ６２を押出すとローラ６３
が高速回転板８を出力回転体６に押しつける。高速回転
板８は当り面に突部６５を有し、出力回転体６は当り面
に四部６４を有する。突部６５が凹部６４に入り込みこ
れらは一体となって確実に回転することができる。
出力回転体の速度を高速、低速の２段階に切り換えるこ
とができる。しかもいずれの場合も、出力回転体を順逆
２方向に回転させる事ができる。 減速機として遊星歯車ユニットを用いるから、モータ、
入出力軸が一直線上に並び嵩ぼらない機構になる。 ドラム式の洗濯機の駆動機構として最適である。
とができる。しかもいずれの場合も、出力回転体を順逆
２方向に回転させる事ができる。 減速機として遊星歯車ユニットを用いるから、モータ、
入出力軸が一直線上に並び嵩ぼらない機構になる。 ドラム式の洗濯機の駆動機構として最適である。
第１図は本発明の実施例に係る変速機構の縦断正面図。
第２図は同じものの右側面図。
第３図は同じものの左側面図。
第４図は回転板接触機構の他の実施例を示す一部縦断正
面図。 １ ・・・・・− ２・・・・・・ ３・・・・・− ４・・・・・・ ５・−・・・・ ６・・・・・− １・・・・・− ８・・・一・− ９・・−・・・ １０・・・−・− １１・・・・・・ １２・・・−・・ １３・・・−・− １４・・・・・・ １５・−・・・ １６・・−・・・ １７・・・・−・ １８−・−・− １９・−・・− ２０・・・・・・ ケーシング本体 蓋 入力主軸 第１遊星歯車ユニツ 第２遊星歯車ユニッ 出力回転体 回転円板 高速回転板 嵌込穴 廻り止め螺子 通 し 穴 シ ー ノレ 太陽歯車 遊星歯車 キャリヤ 遊星軸 ギ ヤ 部 円 板 外殻内歯歯車 回り止め突片 ２１・・・・・・ ２２・・・・・・ ２３・・・・・・ ２４・・・・・・ ２５・・・・・・ ２８・・・・・・ ２９・・・・・・ ３０・・・・・・ ３１ ・・・・・・ ３３・・・・・・ ３４，３５・・・・ ３６・・・・・・ ３７・・・・・・ ３８・・・・・・ ４０・・・・・・ ４１・・・・・・ ４２，４３・・・・・・ ４４・・・・・・ ４５・・・・・・ ４６・・・・・・ 嵌込溝 スプライン 連結軸 遊星歯車 キャリヤ 遊星軸 外殻内歯歯車 外 歯 滑 り 面 接続筒 ペアリング シ ー ノレ スプライン ベアリング ナ ッ ト 雄螺部 ね じ 電磁石 薄 板 鉄 片 ４７−・・・・一止 め 板 ５０・・−・− ソレノイド ５１・−・・−ブランジャ ５２・・・・・−スプリング ５３・・・・・・止 め 片 ５４・・−・・ブラケット ５５−・・・ね じ ６０・・−・・・ソレノイド ６１・−・・・スプリング ６２・・−・・ブランジャ ６３・−・−・・ロ ー ラ ６４・・・・−・凹 部 ６５・・・・・一突 部 発 明 者 井 第 ２ 図 第 ３ 図
面図。 １ ・・・・・− ２・・・・・・ ３・・・・・− ４・・・・・・ ５・−・・・・ ６・・・・・− １・・・・・− ８・・・一・− ９・・−・・・ １０・・・−・− １１・・・・・・ １２・・・−・・ １３・・・−・− １４・・・・・・ １５・−・・・ １６・・−・・・ １７・・・・−・ １８−・−・− １９・−・・− ２０・・・・・・ ケーシング本体 蓋 入力主軸 第１遊星歯車ユニツ 第２遊星歯車ユニッ 出力回転体 回転円板 高速回転板 嵌込穴 廻り止め螺子 通 し 穴 シ ー ノレ 太陽歯車 遊星歯車 キャリヤ 遊星軸 ギ ヤ 部 円 板 外殻内歯歯車 回り止め突片 ２１・・・・・・ ２２・・・・・・ ２３・・・・・・ ２４・・・・・・ ２５・・・・・・ ２８・・・・・・ ２９・・・・・・ ３０・・・・・・ ３１ ・・・・・・ ３３・・・・・・ ３４，３５・・・・ ３６・・・・・・ ３７・・・・・・ ３８・・・・・・ ４０・・・・・・ ４１・・・・・・ ４２，４３・・・・・・ ４４・・・・・・ ４５・・・・・・ ４６・・・・・・ 嵌込溝 スプライン 連結軸 遊星歯車 キャリヤ 遊星軸 外殻内歯歯車 外 歯 滑 り 面 接続筒 ペアリング シ ー ノレ スプライン ベアリング ナ ッ ト 雄螺部 ね じ 電磁石 薄 板 鉄 片 ４７−・・・・一止 め 板 ５０・・−・− ソレノイド ５１・−・・−ブランジャ ５２・・・・・−スプリング ５３・・・・・・止 め 片 ５４・・−・・ブラケット ５５−・・・ね じ ６０・・−・・・ソレノイド ６１・−・・・スプリング ６２・・−・・ブランジャ ６３・−・−・・ロ ー ラ ６４・・・・−・凹 部 ６５・・・・・一突 部 発 明 者 井 第 ２ 図 第 ３ 図
Claims (2)
- （１）入力回転が与えられる入力主軸と、太陽歯車とこ
れに噛合する遊星歯車とこれらに噛合する外殻内歯歯車
と遊星歯車を回転自在に支持するキャリヤとを有し入力
主軸の周りに軸方向に並んで配置された複数の遊星歯車
ユニットと、入力主軸の周囲にこれに対して相対回転可
能に設けられ出力回転を取り出すための出力回転体と、
入力主軸とひとつの遊星歯車ユニットの外殻内歯歯車を
回転可能に支持しかつ他の遊星歯車ユニットの外殼内歯
歯車を回転不能に支持するケーシングと、出力回転体に
近接した位置において入力主軸に固着された高速回転板
と、高速回転板を出力回転体に接触させる回転板接触機
構と、前記複数の遊星歯車ユニットのうち外殻内歯歯車
がケーシングに対して回転自在に設けられているものの
外殻内歯歯車を停止させるための外殻内歯歯車停止機構
とを含み、前記遊星歯車ユニットのうち１段目のものの
太陽歯車は入力主軸に連結してあり、最終段の遊星歯車
ユニットのキャリヤは出力回転体に連結してあり、遊星
歯車ユニット相互の間では前段のもののキャリヤが次段
の太陽歯車に連結されており、外殻内歯歯車停止機構と
回転板接触機構とを相補的に動作させ回転板接触機構が
動作している時は出力回転体が高速回転し、外殻内歯歯
車停止機構が動作している時は出力回転体が低速回転す
るようにした事を特徴とする変速機構。 - （２）入力回転が与えられる入力主軸と、太陽歯車とこ
れに噛合する遊星歯車とこれらに噛合する外殼内歯歯車
と遊星歯車を回転自在に支持するキャリヤを有し入力主
軸の周りに配置された遊星歯車ユニットと、入力主軸の
周囲にこれに対して相対回転可能に設けられ出力回転を
取り出すための出力回転体と、入力主軸と前記遊星歯車
ユニットの外殻内歯歯車とを回転可能に支持するケーシ
ングと、出力回転体に近接した位置において入力主軸に
固着された高速回転板と、高速回転板を出力回転体に接
触させる回転板接触機構と、前記遊星歯車ユニットの外
殻内歯歯車の回転を停止させるための外殼内歯歯車停止
機構とを含み、前記遊星歯車ユニットの太陽歯車は入力
主軸に連結してあり、キャリヤは出力回転体に連結して
あり、外殻内歯歯車停止機構と回転板接触機構とを相補
的に動作させ回転板接触機構が動作している時は出力回
転体が高速回転し、外殻内歯歯車停止機構が動作してい
る時は出力回転体が低速回転するようにした事を特徴と
する変速機構。
Priority Applications (5)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP1308198A JPH03168449A (ja) | 1989-11-27 | 1989-11-27 | 変速機構 |
| EP90312636A EP0430547B1 (en) | 1989-11-27 | 1990-11-21 | Apparatus for changing the speed |
| DE69012067T DE69012067T2 (de) | 1989-11-27 | 1990-11-21 | Vorrichtung zur Geschwindigkeitsänderung. |
| US07/618,633 US5209708A (en) | 1989-11-27 | 1990-11-27 | Apparatus for changing the speed |
| KR1019900019304A KR940000762B1 (ko) | 1989-11-27 | 1990-11-27 | 변속기구 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP1308198A JPH03168449A (ja) | 1989-11-27 | 1989-11-27 | 変速機構 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH03168449A true JPH03168449A (ja) | 1991-07-22 |
Family
ID=17978099
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP1308198A Pending JPH03168449A (ja) | 1989-11-27 | 1989-11-27 | 変速機構 |
Country Status (5)
| Country | Link |
|---|---|
| US (1) | US5209708A (ja) |
| EP (1) | EP0430547B1 (ja) |
| JP (1) | JPH03168449A (ja) |
| KR (1) | KR940000762B1 (ja) |
| DE (1) | DE69012067T2 (ja) |
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- 1989-11-27 JP JP1308198A patent/JPH03168449A/ja active Pending
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- 1990-11-21 DE DE69012067T patent/DE69012067T2/de not_active Expired - Fee Related
- 1990-11-27 KR KR1019900019304A patent/KR940000762B1/ko not_active Expired - Fee Related
- 1990-11-27 US US07/618,633 patent/US5209708A/en not_active Expired - Fee Related
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