(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
入力軸と、入力軸の延在方向に互いに所定間隔を隔てて入力軸に固定された第１太陽ギヤと第２太陽ギヤと、第１太陽ギヤに噛合する第１遊星ギヤと、第１遊星ギヤに噛合する第１リングギヤと、第２太陽ギヤに噛合する第２遊星ギヤと、第２遊星ギヤに噛合する第２リングギヤと、第１遊星ギヤと第２遊星ギヤとの間に配設されて第１遊星ギヤと第２遊星ギヤとに係合するキャリヤと、第２リングギヤに固定された出力軸と、第１リングギヤとキャリヤとに択一的に当接可能なブレーキリングと、ブレーキリングの駆動装置とが一体に組み付けられ、第１太陽ギヤの歯数と第２太陽ギヤの歯数とが同一であり、第１遊星ギヤの歯数が第２遊星ギヤの歯数より大であることを特徴とする２速切換式減速機。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明はプレス機械及び工作機械に使用可能な減速機に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
プレス機械用及び工作機械用の各種減速機が従来から使用されている。
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】
プレス機械、工作機械においては、金型、工具がワークに当接するまでは金型、工具をワークへ向けて低出力高速移動させ、金型、工具がワークに当接した後は金型、工具をワークへ向けて高出力低速移動させるのが望ましい。金型、工具のワーク方向への低出力高速移動とワーク方向への高出力低速移動との切り換えは、減速機とクラッチとブレーキとを連携作動させることにより実現されるが、金型、工具の低出力高速移動と高出力低速移動との切り換えが可能な、減速機とクラッチとブレーキとが一体に組み付けられた小型の２速切換式減速機は未だ実現されていない。
従って本発明は、金型、工具の低出力高速移動と高出力低速移動との切り換えが可能な、減速機とクラッチとブレーキとが一体に組み付けられた小型のプレス機械用及び工作機械用の２速切換式減速機を提供することを目的とする。
【０００４】
【課題を解決するための手段】
上記目的を達成するために本発明においては、入力軸と、入力軸の延在方向に互いに所定間隔を隔てて入力軸に固定された第１太陽ギヤと第２太陽ギヤと、第１太陽ギヤに噛合する第１遊星ギヤと、第１遊星ギヤに噛合する第１リングギヤと、第２太陽ギヤに噛合する第２遊星ギヤと、第２遊星ギヤに噛合する第２リングギヤと、第１遊星ギヤと第２遊星ギヤとの間に配設されて第１遊星ギヤと第２遊星ギヤとに係合するキャリヤと、第２リングギヤに固定された出力軸と、第１リングギヤとキャリヤとに択一的に当接可能なブレーキリングと、ブレーキリングの駆動装置とが一体に組み付けられ、第１太陽ギヤの歯数と第２太陽ギヤの歯数とが同一であり、第１遊星ギヤの歯数が第２遊星ギヤの歯数より大であることを特徴とする２速切換式減速機を提供する。
本発明に係る２速切換式減速機においては、各ギヤの歯数を適正に設定すれば、ブレーキリングをキャリヤに当接させてキャリヤを固定した時に小さな値の第１減速比（入力軸回転速度／出力軸回転速度）が得られ、ブレーキリングを第１リングギヤに当接させて第１リングギヤを固定した時に大きな値の第２減速比（入力軸回転速度／出力軸回転速度）が得られる。
第１太陽ギヤの歯数と第２太陽ギヤの歯数とが同一であり、第１遊星ギヤの歯数が第２遊星ギヤの歯数より大なので、第１減速比の時の出力軸の回転方向と第２減速比の時の出力軸の回転方向とは同じである。
従って、モータで駆動するボールねじに金型、工具を取り付けたプレス機械、工作機械、モータで駆動するラックピニオンに金型、工具を取り付けたプレス機械、工作機械、モータで駆動するクランクに金型、工具を取り付けたプレス機械、工作機械等に本発明に係る２速切換式減速機を使用すれば、金型、工具のワーク方向への低出力高速移動とワーク方向への高出力低速移動との切り換えが可能である。
ブレーキリングは、第１リングギヤ、キャリヤのブレーキとして機能すると共に、キャリヤを介した動力伝達の切り／入りを行うクラッチとして機能する。入力軸、第１太陽ギヤ、第１遊星ギヤ、第１リングギヤ、第２太陽ギヤ、第２遊星ギヤ、第２リングギヤ、キャリヤ、ブレーキリング、ブレーキリングの駆動装置が一体に組み付けられているので、本発明に係る２速切換式減速機は小型である。
従って、本発明により、金型、工具の低出力高速移動と高出力低速移動との切り換えが可能な、減速機とクラッチとブレーキとが一体に組み付けられた小型のプレス機械用及び工作機械用の２速切換式減速機が提供される。
【０００５】
【発明の実施の形態】
モータ駆動ねじ式プレス機械に使用された本発明の実施例に係る２速切換式減速機を説明する。
図１に示すように、２速切換式減速機１は、入力軸２を備えている。入力軸２は大径の中央部２ａと、中径端部２ｂと、小径端部２ｃとを有している。大径中央部２ａの側面には、全長に亘って歯が形成されている。大径中央部２ａの中径端部２ｂ寄りの端部は第１太陽ギヤ３を構成している。第１太陽ギヤ３に複数の第１遊星ギヤ４が噛合し、当該複数の第１遊星ギヤ４に第１リングギヤ５が噛合している。第１リングギヤ５は、入力軸の中径端部２ｂへ向けて縮径する円錐台状の外周面５ａを有している。
大径中央部２ａの小径端部２ｃ寄りの端部は第２太陽ギヤ６を構成している。第２太陽ギヤ６に複数の第２遊星ギヤ７が噛合し、当該複数の第２遊星ギヤ７に第２リングギヤ８が噛合している。第２リングギヤ８は、小径端部２ｃにより回転可能に支持されている。
第１遊星ギヤ４と第２遊星ギヤ７との間にキャリヤリング９が配設されている。第１遊星ギヤ４と第２遊星ギヤ７とは、キャリヤリング９により、それぞれの中心軸線回りに回転可能に支持されている。キャリヤリング９は、入力軸の小径端部２ｃへ向けて縮径する円錐台状の外周面９ａを有している。
第２リングギヤ８に、出力軸１０が固定されている。出力軸１０は、入力軸２と同心に延在している。
第１リングギヤ５の円錐台状の外周面５ａに当接可能な円錐台状の内周面１１ａと、キャリヤリング９の円錐台状の外周面９ａに当接可能な円錐台状の内周面１１ｂとを有するブレーキリング１１が配設されている。
ブレーキリング１１の径方向外方に、ガイドリング１２が配設されている。
ブレーキリング１１を入力軸２の延在方向に平行に往復駆動する複数のエアシリンダ１３が配設されている。
第１太陽ギヤ３、第１リングギヤ５、第１遊星ギヤ４、第２太陽ギヤ６、第２リングギヤ８、第２遊星ギヤ７の歯数Ａ、Ｂ、Ｃ、Ｄ、Ｅ、Ｆの間に、Ａ＝Ｄ、Ｃ＞Ｆの関係が設定されている。
入力軸の中径端部２ｂは図示しないサーボモータに接続され、出力軸１０は図示しないボールねじに接続される。ボールねじには、図示しない金型が取り付けられる。
【０００６】
２速切換式減速機１においては、エアシリンダ１３により、ブレーキリング１１がガイドリング１２に案内されて入力軸２の延在方向に平行に往復駆動され、内周面１１ａ、１１ｂが、第１リングギヤ５の外周面５ａ、キャリヤリング９の外周面９ａに択一的に当接する。内周面１１ａが外周面５ａに当接すると内周面１１ｂが外周面９ａから離れて第１リングギヤ５が固定されキャリヤリング９が自由状態となり、内周面１１ｂが外周面９ａに当接すると内周面１１ａが外周面５ａから離れてキャリヤリング９が固定され第１リングギヤ５が自由状態となる。
ブレーキリングの内周面１１ｂが外周面９ａに当接してキャリヤリング９が固定され第１リングギヤ５が自由状態となった第１減速状態では、図示しないサーボモータの回転は、入力軸の中径端部２ｂ→入力軸の大径中央部２ａ→第２太陽ギヤ６→第２遊星ギヤ７の動力伝達経路を介して第２リングギヤ８へ伝達され、第２リングギヤ８から出力ギヤ１０へ伝達される。
第１減速状態での減速比（入力軸２の回転速度／出力軸１０の回転速度）ｒ１は、次式で与えられる。
ｒ１＝−１／（Ｄ／Ｅ）・・・・・▲１▼
ｒ１が負であることは、出力軸１０の回転方向が入力軸２の回転方向と逆であることを意味する。
ブレーキリングの内周面１１ａが外周面５ａに当接して第１リングギヤ５が固定されキャリヤリング９が自由状態となった第２減速状態では、図示しないサーボモータの回転は、入力軸の中径端部２ｂ→第１太陽ギヤ３→第１遊星ギヤ４→キャリヤリング９→第２遊星ギヤ７の動力伝達経路と、入力軸の中径端部２ｂ→入力軸の大径中央部２ａ→第２太陽ギヤ６→第２遊星ギヤ７の動力伝達経路の二つ動力伝達経路を介して第２リングギヤ８へ伝達され、第２リングギヤ８から出力ギヤ１０へ伝達される。
第２減速状態での減速比（入力軸２の回転速度／出力軸１０の回転速度）ｒ２は、次式で与えられる。
ｒ２＝１／（（Ａ／（Ａ＋Ｂ）−Ｄ／（Ｄ＋Ｅ））×（Ｄ＋Ｅ）／Ｅ）・・・・・▲２▼
Ａ＝Ｄなので、式▲２▼は式▲３▼に書き直すことができる。
ｒ２＝１／（（Ａ／（Ａ＋Ｂ）−Ａ／（Ａ＋Ｅ））×（Ａ＋Ｅ）／Ｅ）・・・・・▲３▼
Ｃ＞ＦなのでＢ＞Ｅである。従って、式▲３▼中の（Ａ／（Ａ＋Ｂ）−Ａ／（Ａ＋Ｅ））は負である。従って、ｒ２は負である。
式▲２▼は式▲４▼に書き直すことができる。
0003549155.tif 000002
式▲４▼においてα、Ｄ／Ｅは正であり、且つ（α−Ｄ／Ｅ）は負なので、α−Ｄ／Ｅの絶対値は、Ｄ／Ｅよりも小さい。従って、ｒ２の絶対値はｒ１の絶対値よりも大きい。
上記説明から分かるように、ｒ１、ｒ２は共に負なので、２速切換式減速機１においては、第１減速状態でも第２減速状態でも出力軸１０の回転方向は入力軸２の回転方向と逆である。第２減速状態での減速比ｒ２の絶対値は第１減速状態での減速比ｒ１の絶対値よりも大きい。
【０００７】
Ａ＝Ｄ、Ｃ＞Ｆの関係を維持しつつ、Ａ、Ｂ、Ｃ、Ｄ、Ｅ、Ｆを種々に変えて、ｒ１、ｒ２を計算した結果を図２に示す。
図２から分かるように、ｒ１は絶対値の小さな負の値となっており、ｒ２は絶対値の大きな負の値となっている。
図２から分かるように、２速切換式減速機１においては、Ａ＝Ｄ、Ｃ＞Ｆの関係を維持しつつ、Ａ、Ｂ、Ｃ、Ｄ、Ｅ、Ｆを適正に設定することにより、第１減速状態で出力軸１０を高速回転させて金型のワーク方向への低出力高速移動を実現し、第２減速状態で出力軸１０を低速回転させて金型のワーク方向への高出力低速移動を実現することが可能である。
ブレーキリング１１は、第１リングギヤ５、キャリヤリング９のブレーキとして機能すると共に、キャリヤリング９を介した動力伝達の切り／入りを行うクラッチとして機能している。入力軸２、第１太陽ギヤ３、第１遊星ギヤ４、第１リングギヤ５、第２太陽ギヤ６、第２遊星ギヤ７、第２リングギヤ８、キャリヤリング９、ブレーキリング１１、ガイドリング１２、エアシリンダ１３は一体に組み付けられているので、２速切換式減速機１は小型である。
入力軸の大径中央部２ａの側面に全長に亘って歯を形成することにより、Ａ＝Ｄを容易に実現することができる。従って、２速切換式減速機１は製造が容易である。
【０００８】
上記実施例においてブレーキリング１１の駆動装置としてエアシリンダ１３を用いたが、エアシリンダ１３に代えて、油圧装置、電磁ソレノイド、その他の任意の形式の駆動装置を用いても良い。
Ａ＝Ｄ、Ｃ＞Ｆの関係を維持しつつ、Ａ、Ｂ、Ｃ、Ｄ、Ｅ、Ｆを適宜変更することにより、各種減速比の２速切換式減速機の製造が可能である。
上記実施例においては、本発明に係る２速切換式減速機をモータ駆動ねじ式プレス機械に使用したが、本発明に係る２速切換式減速機は、モータ駆動ねじ式工作機械、モータ駆動のラックピニオンに金型、工具を取り付けたプレス機械、工作機械、モータ駆動のクランクに金型、工具を取り付けたプレス機械、工作機械等、各種駆動方式のプレス機械、工作機械に使用可能である。
【０００９】
【発明の効果】
本発明に係る２速切換式減速機においては、各ギヤの歯数を適正に設定すれば、ブレーキリングをキャリヤに当接させてキャリヤを固定した時に小さな値の第１減速比（入力軸回転速度／出力軸回転速度）が得られ、ブレーキリングを第１リングギヤに当接させて第１リングギヤを固定した時に大きな値の第２減速比（入力軸回転速度／出力軸回転速度）が得られる。
第１太陽ギヤの歯数と第２太陽ギヤの歯数とが同一であり、第１遊星ギヤの歯数が第２遊星ギヤの歯数より大なので、第１減速比の時の出力軸の回転方向と第２減速比の時の出力軸の回転方向とは同じである。
従って、モータで駆動するボールねじに金型、工具を取り付けたプレス機械、工作機械、モータで駆動するラックピニオンに金型、工具を取り付けたプレス機械、工作機械、モータで駆動するクランクに金型、工具を取り付けたプレス機械、工作機械等に本発明に係る２速切換式減速機を使用すれば、金型、工具のワーク方向への低出力高速移動とワーク方向への高出力低速移動との切り換えが可能である。
ブレーキリングは、第１リングギヤ、キャリヤのブレーキとして機能すると共に、キャリヤを介した動力伝達の切り／入りを行うクラッチとして機能する。入力軸、第１太陽ギヤ、第１遊星ギヤ、第１リングギヤ、第２太陽ギヤ、第２遊星ギヤ、第２リングギヤ、キャリヤ、ブレーキリング、ブレーキリングの駆動装置が一体に組み付けられているので、本発明に係る２速切換式減速機は小型である。
従って、本発明により、金型、工具の低出力高速移動と高出力低速移動との切り換えが可能な、減速機とクラッチとブレーキとが一体に組み付けられた小型のプレス機械用及び工作機械用の２速切換式減速機が提供される。
【図面の簡単な説明】
【図１】モータ駆動ねじ式プレス機械に使用された本発明の実施例に係る２速切換式減速機の構造図である。
【図２】本発明の実施例に係る２速切換式減速機において、ギヤの歯数を種々に変えた場合の減速比の比較表である。
【符号の説明】
１  ２速切換式減速機
２  入力軸
３  第１太陽ギヤ
４  第１遊星ギヤ
５  第１リングギヤ
６  第２太陽ギヤ
７  第２遊星ギヤ
８  第２リングギヤ
９  キャリヤリング
１０  出力軸
１１  ブレーキリング
１２  ガイドリング
１３  エアシリンダ
【図１】
0003549155.tif 000003
【図２】
0003549155.tif 000004