JPH06109091A - 減速比切り換え機構 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【目的】 減速比切り換え機構を１つのギヤユニット内
にコンパクトに収納可能にする。 【構成】 外部から操作される切り換え部材８により入
力ギヤであるインナーギヤ１と同軸的な摺動可能な出力
ギヤであるリテーナーギヤ７が、減速比１の場合は直接
噛み合いかつ同軸のアウターギヤ３及び加圧リング５に
よりボール部材２をラジアル加圧してリテーナーギヤ７
を保持して回転力が伝達され、減速比２に切り換えた場
合はインナーギヤ１との直接噛み合いが切れるととも
に、ロックギヤ９によりアウターギヤ７もロックされ、
ボール部材２の遊星運動によりインナーギヤ１の回転力
がリテーナーギヤ７に減速伝達される。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、遊星機構を利用して減
速比を切り換えるようにした減速比切り換え機構に関す
るものである。

【０００２】

【従来の技術】従来、減速比を切り換える構成とするた
めには、２つの出力ギヤ列を設け、その途中段のギヤを
切り換えることによって異なる減速比のギヤ列を選択す
るといった構成にしなければならなかった。

【０００３】

【発明が解決しようとする課題】ところが、前述従来例
では１つのギヤユニット中に２系列のギヤ比のギヤ列を
設けなくてはならず、また、ギヤを数多く使用しなくて
はならないため、騒動音が大きくなるという欠点があっ
た。

【０００４】本発明は、前述従来例の欠点を除去し、１
つのギヤユニット内に２系列のギヤ列を設けることなく
コンパクトに収納できる減速比切り換え機構を提供する
ことを目的とする。

【０００５】

【課題を解決するための手段】前述の目的を達成するた
めに、本発明の減速比切り換え機構は外部からの回転力
を伝達する回転入力部材と、該回転入力部材の周面に配
置された少なくとも３つ以上のボール部材と、該回転入
力部材の回転力が直接噛み合って伝達されるか又は該ボ
ール部材が自転しながら該回転入力部材の周面を公転す
る公転力が伝達されるかによって回転力を出力する該回
転入力部材と同軸的に配置された回転出力部材と、該複
数のボール部材を該回転入力部材の周面に押圧する該回
転入力部材と同軸的に配置された第１の押圧部材と、該
第１の押圧部材とともに該複数のボール部材を該回転入
力部材の周面に押圧する該第１の押圧部材と一体的に回
転するように構成された第２の押圧部材と、該第２の押
圧部材を軸方向に加圧させる加圧部材と、減速比切り換
えのために該回転出力部材を移動させる切り換え部材
と、該切り換え部材と連動して移動しかつ該回転入力部
材の回転力が該複数のボール部材を介して該回転出力部
材に伝達される時のみ該第１の押圧部材の回転を阻止す
るように設けられた回転阻止部材とを有するものであ
る。また、該回転入力部材に伝達する回転力はモータの
駆動回転力であってもよい。また、該切り換え部材を該
モータ駆動のためのバッテリー量に応じて自動的に切り
換えるようにしてもよい。

【０００６】

【作用】以上の構成の減速比切り換え機構は、減速比１
となる回転出力部材が回転入力部材と直接噛み合うよう
に移動した場合は、回転入力部材と第１及び第２の押圧
部材と回転出力部材が一体的に回転され、減速比２とな
る回転出力部材が回転入力部材から切り離されるように
移動した場合は、第１の押圧部材の回転を回転阻止部材
により阻止することにより、ボール部材が摩擦回転しな
がら回転入力部材の周面を公転し、その公転力により回
転出力部材を回転させて出力する。また、回転入力部材
をモータで駆動回転させた場合には、バッテリー量に対
応させ例えばてパワーがなくなってきた時は減速比を切
り換え、トルクアップさせる。

【０００７】

【実施例】以下、本発明の第１実施例を図１ないし図４
に基づいて説明する。図１の減速比切り換え機構部Ａに
おいて、１はギヤ部１ａ，１ｂを有し、モータからの回
転をうけて回転する回転入力部材となるインナーギヤ、
２はボール部材で、インナーギヤ１の軸部１ｃの周面１
ｄと後記するアウターギヤ３のテーパ面３ｂ及び加圧リ
ング４のテーパ面４ａにより径方向に加圧挟持され、軸
部１ｃの周面１ｄを摩擦力により回転することによって
後記するリテーナーギヤ７を従動回転させている。３は
内周にボール部材２と接触するテーパ面３ｂを有する第
１の押圧部材であるアウターギヤ、４は内周にテーパ面
４ａを有しアウターギヤ３のテーパ面３ｂとともにイン
ナーギヤ１の周面１ｄとの間でボール部材２を径方向に
加圧挟持するための第２の押圧部材である加圧リング、
５は加圧部材で、アウターギヤ３のテーパ面３ｂ及び加
圧リング４のテーパ面４ａとボール部材２，インナーギ
ヤ１の周面１ｄとボール部材２との間に摩擦力を発生さ
せている。また、加圧部材５はアウターギヤ３と加圧リ
ング４が一体的に回転するように軸方向にも加圧してい
る。６はアウターギヤ３，加圧リング４及び加圧部材５
を一体的に構成するためのキャップである。

【０００８】７は減速比１の状態にした場合、インナー
ギヤ１のギヤ部１ｂと噛み合うギヤ部７ａと出力ギヤ部
７ｂを有し、また、減速比２の場合はボール部材２のイ
ンナーギヤ１の軸部１ｃを中心とした回転のみを伝達す
るようにボール部材２を保持し、かつインナーギヤ１の
軸部１ｃに嵌合されている回転出力部材であるリテーナ
ーギヤ、８はリテーナーギヤ７を軸方向に移動させるた
めの弾性力を有する切り換え部材で、図４に示すように
一側にリテーナーギヤ７と連結するフック状部８ａを、
他側に後記するクリックばね１３と連結する係合突部８
ｂを有する板から形成されている。９は切り換え部材８
と連動して軸方向に移動し、アウターギヤ３と噛み合う
ギヤ部９ａを有する回転阻止部材であるロックギヤで、
二方取りされた軸部９ｂにより回転規制されて軸方向の
み移動可能となっており、またワッシャ１０により切り
換え部材８を固定している。１１，１２はギヤ地板で、
インナーギヤ１の軸部１ｃ及びロックギヤ９の軸部９ｂ
等を支持している。１３は図２に示すように切り換え部
材８の係合突部８ｂと連結するクリックばねで、機体１
６に摺動可能に支持された切り換えノブ１５にビス１４
で固着されている。

【０００９】以上の構成の本実施例の動作を説明する。
まず、切り換えノブ１５を図３に示す実線位置から破線
位置へ図示下方に摺動操作して減速比１の状態に設定し
た場合、図１に示すように切り換えノブ１５と連結して
いる切り換え部材８によってリテーナーギヤ７が下方に
移動され、そのギヤ部７ａがインナーギヤ１のギヤ部１
ｂと噛み合う。その際、ロックギヤ９は切り換え部材８
と連動して移動し、ロックギヤ９のギヤ部９ａとアウタ
ーギヤ３のギヤ部３ａは噛み合わない状態になる。そこ
で、不図示のモータからの回転力がインナーギヤ１に伝
達されると、そのギヤ部１ｂとリテーナーギヤ７のギヤ
部７ａとの噛み合いによりリテーナーギヤ７は回転し出
力される。その際、アウターギヤ３はフリーの状態とな
っているため、ボール部材２とともに回転する。すなわ
ち、この状態ではインナーギヤ１の回転は減速されず直
接リテーナーギヤ７に伝達され出力される（減速比
１）。

【００１０】次に、例えばバッテリー量が少なくなって
減速比１では駆動不能となった場合、図３に示す切り換
えノブ１５を図示上方に摺動操作して図２に示すように
減速比２の状態にする。この操作により、切り換えノブ
１５と連結している切り換え部材８によってリテーナー
ギヤ７が上方に移動され、そのギヤ部７ａとインナーギ
ヤ１のギヤ部１ｂとの噛み合い部が切り離された状態と
なる。また、それと同時にロックギヤ９のギヤ部９ａが
アウターギヤ３のギヤ部３ａと噛み合う。そこで、不図
示のモータからの回転力がインナーギヤ１に伝達される
と、インナーギヤ１が回転する。その際、アウターギヤ
３のギヤ部３ａとロックギヤ９のギヤ部９ａは噛み合
い、ロックギヤ９は二方取りされた軸部９ｂにより回転
規制されているため、アウターギヤ３は回転しない。こ
こで、インナーギヤ１の周面１ｃとボール部材２，ボー
ル部材２とアウターギヤ３のテーパ面３ｂ及び加圧リン
グ４のテーパ面４ａとの間には加圧部材５の加圧により
摩擦力が発生しているため、ボール部材２はインナーギ
ヤ１の周面１ｃとの間に発生している摩擦力によってイ
ンナーギヤ１の軸部１ｃを中心に周面１ｃを転がりなが
ら公転し、そのボール部材２を保持しているリテーナー
ギヤ７を従動回転させて出力する。すなわち、この状態
では差動機構となっているため、インナーギヤ１の回転
は減速されてリテーナーギヤ７に伝達され、駆動トルク
が上がり、減速比１では駆動不能となる少ないバッテリ
ー量の状態でも駆動可能となる（減速比２）。なお、本
実施例ではインナーギヤ１を入力部材とし、アウターギ
ヤ３を回転規制しているが、それぞれ逆にしてアウター
ギヤ３を入力部材とし、インナーギヤ１を回転規制する
ように構成してもよいことはいうまでもない。

【００１１】図５及び図６は本発明の第２実施例を示す
ものである。説明を簡単にするために、前述第１実施例
と同一部分には同一符号を付して説明を省略し、相違す
る点のみを説明する。本実施例では減速比切り換え機構
の切り換えを電気的に自動切り換えするようにしたもの
で、図５は要部断面図、図６はその自動切り換え回路を
示す。２０は自動切り換え回路Ｂによって移動される永
久磁石で、切り換え部材８と結合されている。２１はコ
ンパれータ、２２はインバータ、２３〜２６はＮＰＮト
ランジスタ、２７はコイル、２８は金属片である。そし
て、自動切り換え回路Ｂについて、コンバータ２１はそ
の入力側は入力電圧ＶＢＡＴとあらかじめ設定された電
圧Ｖｒがそれぞれ接続され、その出力側はインバータ２
２の入力側及びトランジスタ２３，２６のベースにそれ
ぞれ接続され、インバータ２２の出力側はトランジスタ
２４，２５のベースに接続されている。トランジスタ２
３，２５及びトランジスタ２４，２６はそれぞれ直列に
接続するとともに入力電圧ＶＢＡＴに対して並列に接続
されており、トランジスタ２３，２４のエミッタ間にコ
イル２７が接続されている。また、コイル２７の通電に
より励磁される一対の金属片２８の間に永久磁石２０が
配設されている。その他の減速比切り換え機構のメカ構
成は前述第１実施例と同様である。

【００１２】以上の構成の本実施例において、不図示の
電源より常時コンパレータ２１に電流が流れている。そ
こで、コンパレータ２１はその入力電圧ＶＢＡＴとあら
かじめ設定された電圧Ｖｒとを比較して、ＶＢＡＴ≧Ｖ
ｒの時は低電圧の電流（以下、Ｌと示す）を流し、逆に
ＶＢＡＴ＜Ｖｒの時は高電圧の電流（以下、Ｈと示す）
を流す。そして、その出力側に設けられたインバータ２
２に電流が流れ、その特性により入力がＬの場合は出力
はＨとなり、入力がＨの場合は出力はＬとなる。すなわ
ち、点ａ、点ｂの電圧を見ると、ＶＢＡＴ≧Ｖｒの時は
点ａ＝Ｈ、点ｂ＝Ｌの状態（以下、１の状態とする）と
なり、ＶＢＡＴ＜Ｖｒの時は点ａ＝Ｌ、点ｂ＝Ｈの状態
（以下、２の状態とする）となる。よって、１の状態、
すなわちＶＢＡＴ≧Ｖｒの時にはトランジスタ２４及び
トランジスタ２５がオン、トランジスタ２３及びトラン
ジスタ２６がオフの状態となるため、図６に示す１（実
線）の方向に電流が流れる。こうして電流がコイル２７
を通して流れると、金属片２８はコイル２７によって励
磁されてその一方に永久磁石２０が引き寄せられ、それ
と一体となっている切り換え部材８が移動する。

【００１３】次に、２の状態、すなわちＶＢＡＴ＜Ｖｒ
の時には１の状態の時とは逆にトランジスタ２３及びト
ランジスタ２６がオン、トランジスタ２４及びトランジ
スタ２５がオフの状態となるため、図６の２（破線）の
方向に電流が流れる。こうして電流がコイル２７を通し
て流れると、金属片２８はコイル２７によって励磁され
て前述１の方向とは反対側に永久磁石２０が引き寄せら
れ、それと一体となっている切り換え部材８が移動す
る。つまり、以上のような自動切り換え回路Ｂを用いる
こことにより、１の方向に電流が流れた時には減速比１
の状態に、２の方向に電流が流れた時には減速比２の状
態になるように構成しておけば、バッテリー量が多い時
には減速比１の状態に、バッテリー量が少なくなった時
には駆動不能になる前に自動的に減速比２の状態に切り
換えて駆動可能な状態を維持することができる。

【００１４】

【発明の効果】本発明は、以上説明したように同軸的に
配置された回転入力部材と押圧部材によりボール部材を
ラジアル加圧し、ボール部材を保持した同軸的に配置し
た回転出力部材により出力させ、また減速比切り換のた
めに回転出力部材の移動に連動する回転阻止部材によっ
てボール部材による遊星機構で減速して出力するように
したので、コンパクトな構成にでき、いかなるメカシー
ケンス内にも容易に組込み搭載が可能であり、また、摩
擦伝達を利用しているため、駆動音の静音化が可能であ
る。また、モータによる回転駆動の場合に、バッテリー
量が少なくなった場合は減速比を切り換えて駆動可能な
状態にできるので、バッテリーを無駄なく使用できる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明に係る減速比切り換え機構の第１実施例
の減速比１状態の断面図である。

【図２】同じくその減速比２状態の断面図である。

【図３】その切り換え操作部の断面図である。

【図４】同じく切り換え部材の平面図である。

【図５】本発明の減速比切り換え機構の第２実施例の断
面図である。

【図６】その作動のための自動切り換え回路図である。

【符号の説明】

Ａ・・減速比切り換え機構部、Ｂ・・自動切り換え回
路、１・・インナーギヤ（回転入力部材）、２・・ボー
ル部材、３・・アウターギヤ（第１の押圧部材）、４・
・加圧リング（第２の押圧部材）、５・・加圧部材、６
・・キャップ、７・・リテーナーギヤ（回転出力部
材）、８・・切り換え部材、９・・ロックギヤ（回転阻
止部材）、１３・・クリックばね、２０・・永久磁石、
２１・・コンパレータ、２２・・インバータ、２３〜２
６・・トランジスタ、２７・・コイル、２８・・金属
片。

Claims (3)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 外部からの回転力を伝達する回転入力部
   材と、該回転入力部材の周面に配置された少なくとも３
   つ以上のボール部材と、該回転入力部材の回転力が直接
   噛み合って伝達されるか又は該ボール部材が自転しなが
   ら該回転入力部材の周面を公転する公転力が伝達される
   かによって回転力を出力する該回転入力部材と同軸的に
   配置された回転出力部材と、該複数のボール部材を該回
   転入力部材の周面に押圧する該回転入力部材と同軸的に
   配置された第１の押圧部材と、該第１の押圧部材ととも
   に該複数のボール部材を該回転入力部材の周面に押圧す
   る該第１の押圧部材と一体的に回転するように構成され
   た第２の押圧部材と、該第２の押圧部材を軸方向に加圧
   させる加圧部材と、減速比切り換えのために該回転出力
   部材を移動させる切り換え部材と、該切り換え部材と連
   動して移動しかつ該回転入力部材の回転力が該複数のボ
   ール部材を介して該回転出力部材に伝達される時のみ該
   第１の押圧部材の回転を阻止するように設けられた回転
   阻止部材と、から成ることを特徴とする減速比切り換え
   機構。
2. 【請求項２】 該回転入力部材に伝達する回転力はモー
   タの駆動回転力であることを特徴とする請求項１記載の
   減速比切り換え機構。
3. 【請求項３】 該切り換え部材を該モータ駆動のための
   バッテリー量に応じて自動的に切り換えるようにしたこ
   とを特徴とする請求項１または２記載の減速比切り換え
   機構。