(57)【要約】【課題】出力軸に作用する負荷が設定値以上に達した場合には等速伝動状態から減速伝動状態に切換わる際に固着を回避し、この切換わる際のトルク変動を抑制する負荷感応型減速装置を構成する。【解決手段】リングギヤ１２に揺動自在に支持された第１レバー２１の揺動端を、第１付勢機構４６の付勢力でキャリア１４の第１係合部２５に係合させて等速出力モードでの伝動を行う。第１レバー２１に第２揺動軸芯を中心に揺動自在に第２レバー２２が支持され、出力軸２に作用する負荷が減速閾値以上に達すると、第１レバー２１を第１係合部２５から離間させ、かつ、リングギヤ１２の回転力を第２レバー２２の揺動端から第２揺動軸芯に向かう方向に受け止めるように第２レバー２２の姿勢を設定して第２係合部２６に係合させることで減速出力モードでの伝動を行う。【選択図】図９
2015121315.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
回転軸芯と同軸芯に配置され駆動力が伝えられるサンギヤと、前記回転軸芯と同軸芯で前記サンギヤを取り囲む位置に配置されるリングギヤと、前記サンギヤ及び前記リングギヤに咬合するプラネタリギヤと、前記プラネタリギヤを支持し、このプラネタリギヤからの回転力により前記回転軸芯を中心に回転可能なキャリアと、前記回転軸芯と同軸芯で前記キャリアに一体形成される出力軸と、を備えて遊星ギヤ減速機構が構成されると共に、
前記リングギヤに対し第１揺動軸芯を中心に揺動自在に支持される第１レバーと、前記第１レバーに対し第２揺動軸芯を中心に揺動自在に支持される第２レバーと、
前記第１レバーに対し、この第１レバーの揺動端を前記回転軸芯に接近させる方向に付勢する第１付勢機構と、前記第２レバーに対し、この第２レバーの揺動端を前記回転軸芯に接近させる方向に付勢する第２付勢機構と、
前記第１付勢機構の付勢力により前記第１レバーの揺動端が係合するために前記キャリアに形成された第１係合部と、前記第２付勢機構の付勢力により前記第２レバーの揺動端が係合するために固定系に形成された第２係合部と、を備えて切換機構が構成され、
前記切換機構は、前記出力軸に作用する負荷が減速閾値未満の間、第１付勢機構の付勢力により前記第１レバーの揺動端を前記第１係合部に係合させて前記リングギヤと前記キャリアとを一体回転させる等速出力モードでの伝動を行い、
前記等速出力モードで前記出力軸に作用する負荷が前記減速閾値以上に達し前記キャリアに対し前記リングギヤが回転を開始すると、前記第１付勢機構の付勢力に抗して前記第１レバーの揺動端を前記第１係合部から離間させ、かつ、前記リングギヤの回転力を前記第２レバーの揺動端から前記第２揺動軸芯に向かう方向に受け止める姿勢に設定して、前記第２レバーの揺動端を前記第２係合部に係合させることで前記リングギヤの回転を阻止して前記遊星ギヤ減速機構で減速された駆動力を前記出力軸に伝える減速出力モードでの伝動を行う負荷感応型減速装置。
【請求項２】
前記第１レバーが前記第１係合部に係合する係合姿勢にある間、前記第２レバーを前記第２係合部から遠ざける規制姿勢に保持する規制機構を備えている請求項１記載の負荷感応型減速装置。
【請求項３】
前記第１係合部と前記第２係合部とが前記回転軸芯に沿う方向にオフセットして配置され、前記第１レバーの揺動端に対し前記第２レバーが前記回転軸芯に沿う方向にオフセットする位置に連結している請求項１又は２記載の負荷感応型減速装置。
【請求項４】
前記第１係合部が、前記キャリアにおいて前記回転軸芯に向けて半径方向に窪む凹状に形成され、
前記出力軸に作用する負荷が前記減速閾値以上に達し、前記キャリアが回転を開始すると、前記第１レバーを前記回転軸芯から離間する方向に向かう押圧力を作用させる姿勢制御面が、凹状の前記第１係合部に連なる領域に形成されている請求項１〜３の何れか一項に記載の負荷感応型減速装置。
【請求項５】
前記第１係合部と前記第１レバーとの少なくとも何れか一方に対して、前記第１係合部に前記第１レバーが係合する際の衝撃を緩和する緩衝部材を備えている請求項４記載の負荷感応型減速装置。
【請求項６】
前記緩衝部材が、前記第１係合部において前記第１レバーが当接する当接面から突出する形態で前記キャリアに嵌め込み支持されると共に、この緩衝部材は、前記第１レバーに接触する突出部と、前記第１レバーが接触した後に前記突出部を前記当接面より沈み込む位置まで変位させる弾性変形部とを備えている請求項５記載の負荷感応型減速装置。
【請求項７】
前記第２係合部が、前記回転軸芯を中心とする円周状の外周面の複数箇所に形成した突起により構成されている請求項１〜６のいずれか一項に記載の負荷感応型減速装置。
【請求項８】
前記切換機構が、前記減速出力モードにおいて前記出力軸に作用する負荷が減少して前記等速出力モードに切り換わる際の等速閾値が、前記減速閾値より小さい値に設定されている請求項１〜７のいずれか一項に記載の負荷感応型減速装置。
【請求項９】
前記第１付勢機構が、前記第１レバーの揺動端と、前記リングギヤとの間に配置される引っ張り型コイルスプリングで構成されている請求項１〜８のいずれか一項に記載の負荷感応型減速装置。
【請求項１０】
前記回転軸芯を中心にした所定角度の回転により複数の前記第１レバーを揺動させる連動回転部材を備え、
前記第１付勢機構が、その外端を当該負荷感応型減速装置のケースに支持し、その内端を前記連動回転部材に連係させることにより、前記回転軸芯を中心にした回転力を前記連動回転部材に作用させる渦巻スプリングで構成されている請求項１〜７のいずれか一項に記載の負荷感応型減速装置。
【請求項１１】
前記連動回転部材の外周側に前記渦巻スプリングが配置されている請求項１０記載の負荷感応型減速装置。
【請求項１２】
前記連動回転部材の外周に形成された複数の係合凹部の何れか１つに前記渦巻スプリングの内端が係合している請求項１０又は１１記載の負荷感応型減速装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、負荷感応型減速装置に関し、詳しくは、出力軸に作用する負荷が低い場合には等速で伝動を行い、出力軸に作用する負荷が増大した場合には、減速を行う装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
上記のように構成された負荷感応型減速装置に関連する技術が特許文献１に示されている。この特許文献１では、出力軸に備えたサンギヤと、リングギヤと、これらに咬合するプラネタリギヤと、プラネタリギヤを支持するキャリアと、キャリアと一体回転する出力軸とを有する遊星減速機構を備え、出力軸に作用する負荷により伝動形態を切り換える切換手段を備えている。
【０００３】
この特許文献１では出力軸に作用する負荷（トルク）が設定値未満である場合に高速伝動を行わせ、設定値以上である場合に減速伝動を行わせる切換手段が、作動体を備えて構成されている。作動体は、一対の内当接片と一対の外当接片と単一の係合片とを有し、リングギヤに対して揺動自在に支持されている。複数の係合部が外周に形成された係合プレートがキャリアに固定されている。ミッションケースのうち、出力軸の外側には複数のロック部が外周に形成されたブロック部がミッションケースに形成され、この外側となるリング部には、複数のロック部が内周に形成されている。
【０００４】
このような構成において、出力軸に作用する負荷（トルク）が設定値未満である場合には、作動体が中立姿勢に維持され、作動体の係合ピンが係合プレートに係合することにより、遊星減速機構のキャリアとリングギヤとキャリアに形成された出力軸とを一体回転させる高速伝動状態を現出する。これとは逆に、出力軸に作用する負荷が設定値以上である場合には、作動体が揺動することにより、作動体の係合ピンが係合プレートから分離すると共に、内当接片がブロック部のロック部に係合すると同時に、外当接片がリング部のロック部に係合することでリングギヤがミッションケースに固定される。この固定により、キャリアを回転させて遊星減速機構で減速される減速伝動状態を現出している。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００５】
【特許文献１】特開２０１２‐３１９８６号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
特許文献１に記載されるように、出力軸に作用する負荷が増大した場合に、高速伝動状態から減速伝動状態に切り換わる構成では、電気的な制御やアクチュエータ類を用いることなく負荷に対応した伝動状態を現出する。
【０００７】
特許文献１に記載されるブロック部の複数のロック部は、ギヤ状に形成されているため、凹状の部位と凸状の部位とが交互に連続する形状となる。従って、高速伝動状態から減速伝動状態に切り換わる際に作動体の姿勢を変化した場合でも、例えば、内当接片がロック部の凸状の部位に強く当接した場合には、この内当接片が係合状態に移行できないこともあり、しかも、係合ピンも係合プレートから分離できない固着状態に陥ることも考えられた。
【０００８】
このような不都合に対して、この特許文献１の別実施形態（ａ）には内当接片を弾性変形可能に構成することにより、ロック部の凸状の部位に内当接片が乗り上げた場合には、弾性変形により相対回転を行わせ、固着状態に陥る現象を解消している。
【０００９】
しかしながら、作動体がミッションケース側の部材に係合する際に当接片の一部の弾性変形を伴う場合には、この弾性変形を行わせる負荷の作用により、高速伝動状態から減速伝動状態に切り換わる際の設定値を変動させることに繋がるものであった。つまり、当接片が弾性変形を伴わずに係合状態に達した場合と、当接片が弾性変形した後に係合状態に達した場合とでは、高速伝動状態から減速伝動状態に切り換える際の負荷（トルク）の値が異なることになり、決まった負荷に基づいて変速を行えないことに繋がり改善の余地がある。
【００１０】
また、特許文献１に記載のように、作動リングに付勢力を作用させるために複数のバネを用いるものでは、複数のバネを必要とするだけでなく、複数のバネとして付勢力が均一なものを用いる必要があり、改善の余地がある。
【００１１】
本発明の目的は、出力軸に作用する負荷が設定値以上に達した場合には等速伝動状態から減速伝動状態に切換わる作動を円滑に行う負荷感応型減速装置を構成する点にある。
【課題を解決するための手段】
【００１２】
本発明の特徴は、回転軸芯と同軸芯に配置され駆動力が伝えられるサンギヤと、前記回転軸芯と同軸芯で前記サンギヤを取り囲む位置に配置されるリングギヤと、前記サンギヤ及び前記リングギヤに咬合するプラネタリギヤと、前記プラネタリギヤを支持し、このプラネタリギヤからの回転力により前記回転軸芯を中心に回転可能なキャリアと、前記回転軸芯と同軸芯で前記キャリアに一体形成される出力軸と、を備えて遊星ギヤ減速機構が構成されると共に、前記リングギヤに対し第１揺動軸芯を中心に揺動自在に支持される第１レバーと、前記第１レバーに対し第２揺動軸芯を中心に揺動自在に支持される第２レバーと、前記第１レバーに対し、この第１レバーの揺動端を前記回転軸芯に接近させる方向に付勢する第１付勢機構と、前記第２レバーに対し、この第２レバーの揺動端を前記回転軸芯に接近させる方向に付勢する第２付勢機構と、前記第１付勢機構の付勢力により前記第１レバーの揺動端が係合するために前記キャリアに形成された第１係合部と、前記第２付勢機構の付勢力により前記第２レバーの揺動端が係合するために固定系に形成された第２係合部と、を備えて切換機構が構成され、前記切換機構は、前記出力軸に作用する負荷が減速閾値未満の間、第１付勢機構の付勢力により前記第１レバーの揺動端を前記第１係合部に係合させて前記リングギヤと前記キャリアとを一体回転させる等速出力モードでの伝動を行い、前記等速出力モードで前記出力軸に作用する負荷が前記減速閾値以上に達し前記キャリアに対し前記リングギヤが回転を開始すると、前記第１付勢機構の付勢力に抗して前記第１レバーの揺動端を前記第１係合部から離間させ、かつ、前記リングギヤの回転力を前記第２レバーの揺動端から前記第２揺動軸芯に向かう方向に受け止める姿勢に設定して、前記第２レバーの揺動端を前記第２係合部に係合させることで前記リングギヤの回転を阻止して前記遊星ギヤ減速機構で減速された駆動力を前記出力軸に伝える減速出力モードでの伝動を行う点にある。
【００１３】
この構成によると、出力軸に作用する負荷が減速閾値未満である間、第１レバーの揺動端が、第１付勢機構の付勢力によりキャリアの第１係合部に係合し、リングギヤとキャリアとを一体的に回転させて等速伝動状態を実現する。また、出力軸に作用する負荷が設定値以上となりキャリアに対してリングギヤの回転が開始すると、第１付勢機構の付勢力に抗して第１レバーの揺動端が第１係合部から離脱し、第２レバーの揺動端が固定系の第２係合部に係合する。このように第２レバーが第２係合部に係合する状態では、リングギヤの回転力を第２レバーの揺動端から第２揺動軸芯の方向に受け止める姿勢に達するため、強い力が作用しても強力に受け止めることが可能となる。これにより、リングギヤの回転が阻止され、このリングギヤに咬合するプラネタリギヤが公転運動し、この公転運動がキャリアから出力軸に伝えられるため減速伝動状態を実現する。
【００１４】
特に、本発明の構成では、リングギヤの回転力を第２レバーが、その揺動端から第２揺動軸芯に向かう方向に受け止めるため、減速伝動状態では、第２係合機構と第１レバーの揺動端との間で強く圧力が作用することになるが、第２付勢機構により、第２レバーの揺動端を第２係合に係合させるに必要な付勢力を得る必要はなく、この第２レバーを第２係合部に係合させるための付勢力を強くしないで済む。つまり、等速伝動状態から減速伝動状態に切り換わる際に、第２レバーの揺動端が、例えば、第２係合部の凸部の先端に当接する位相にある場合には、第２レバーの揺動端と第２係合部とが係合可能な位相に達した後に第２レバーの揺動端を第２係合部に係合させることが可能となり、この第２付勢機構の付勢力が、切換わりの負荷（トルク）に影響を与えることがない。
従って、出力軸に作用する負荷が減速閾値以上に達した場合には等速伝動状態から減速伝動状態に切換わる際に固着を回避し、切換りの負荷が切換わる際のトルク変動を抑える負荷感応型減速装置が構成された。
【００１５】
本発明は、前記第１レバーが前記第１係合部に係合する係合姿勢にある間、前記第２レバーを前記第２係合部から遠ざける規制姿勢に保持する規制機構を備えても良い。
【００１６】
これによると、第１レバーの揺動端が第１係合部に係合する状態では、規制機構が第２レバーの揺動端が第２係合部に係合する方向に揺動させることがなく、第２レバーの揺動端を第２係合部に係合させることがない。
【００１７】
本発明は、前記第１係合部と前記第２係合部とが前記回転軸芯に沿う方向にオフセットして配置され、前記第１レバーの揺動端に対し前記第２レバーが前記回転軸芯に沿う方向にオフセットする位置に連結しても良い。
【００１８】
これによると、第１係合部と第２係合部との配置の設定、及び、第１レバーと第２レバーとの連結の設定だけで複雑な構成を用いることなく、第１レバーの係合と、第２レバーとの係合が可能となる。
【００１９】
本発明は、前記第１係合部が、前記キャリアにおいて前記回転軸芯に向けて半径方向に窪む凹状に形成され、前記出力軸に作用する負荷が前記減速閾値以上に達し、前記キャリアが回転を開始すると、前記第１レバーを前記回転軸芯から離間する方向に向かう押圧力を作用させる姿勢制御面が、凹状の前記第１係合部に連なる領域に形成されても良い。
【００２０】
これによると、出力軸に作用する負荷が減速閾値以上に達し、前記キャリアが回転を開始すると、第１係合部に連なる領域に形成された姿勢制御面からの押圧力第１レバーに作用し、この第１レバーの揺動端を第１係合部から円滑に離間させることが可能となる。
【００２１】
本発明は、前記第１係合部と前記第１レバーとの少なくとも何れか一方に対して、前記第１係合部に前記第１レバーが係合する際の衝撃を緩和する緩衝部材を備えても良い。
【００２２】
これによると、第１係合部に対して第１レバーが係合する際の衝撃音と振動とを緩衝部材が緩和することになる。
【００２３】
本発明は、前記緩衝部材が、前記第１係合部において前記第１レバーが当接する当接面から突出する形態で前記キャリアに嵌め込み支持されると共に、この緩衝部材は、前記第１レバーに接触する突出部と、前記第１レバーが接触した後に前記突出部を前記当接面より沈み込む位置まで変位させる弾性変形部とを備えても良い。
【００２４】
これによると、第１係合部に対して第１レバーが係合する間、緩衝部材の突出部に対して第１レバーが接触し、第１レバーの作動速度を減ずるため、第１レバーが第１係合部の当接面に当接する際の作動速度を小さくして衝撃を小さくすることが可能となる。また、第１レバーが第１係合部の当接面に当接する状態に達した場合には、緩衝部材の弾性変形部が突出部を当接面より沈み込む位置まで変位させるため、第１係合部の当接面に対して第１レバーを直接的に当接させ、等速出力モードでの伝動を安定的に行わせることが可能となる。
【００２５】
本発明は、前記第２係合部が、前記回転軸芯を中心とする円周状の外周面の複数箇所に形成した突起により構成されても良い。
【００２６】
これによると、突起に対して第２レバーの揺動端が当接することによりリングギヤの回転を阻止することが可能となる。
【００２７】
本発明は、前記切換機構が、前記減速出力モードにおいて前記出力軸に作用する負荷が減少して前記等速出力モードに切り換わる際の等速閾値が、前記減速閾値より小さい値に設定されても良い。
【００２８】
これによると、減速出力モードにおいて出力軸に作用する負荷が減速閾値より小さい値に低下した場合でも、この負荷が等速閾値より小さい値まで低下しない限り等速出力モードに移行することはない。これにより、出力軸に作用する負荷が減速出力モードへ切換わる値を含む領域で変動することがあっても、減速出力モードに移行した後に等速出力モードに頻繁に移行することがなく、ハンチングを抑制して安定的な出力を実現する。
【００２９】
本発明は、前記第１付勢機構が、前記第１レバーの揺動端と、前記リングギヤとの間に配置される引っ張り型コイルスプリングで構成されても良い。
【００３０】
これによると、引っ張り型コイルスプリングを用いることにより第１付勢機構の付勢力を大きい値に設定することも容易に行える。
【００３１】
本発明の特徴は、前記回転軸芯を中心にした所定角度の回転により複数の前記第１レバーを揺動させる連動回転部材を備え、
前記第１付勢機構が、その外端を当該負荷感応型減速装置のケースに支持し、その内端を前記連動回転部材に連係させることにより、前記回転軸芯を中心にした回転力を前記連動回転部材に作用させる渦巻スプリングで構成されている点にある。
【００３２】
例えば、第１付勢機構として引っ張り型のコイルスプリングを用いる構成では、複数の第１レバーの数に等しいコイルスプリングを必要とするため、各々のコイルスプリングの性能バラツキから、撓み量や、付勢力を正確に設定することが困難で、伝動状態の切換えの減速閾値の設定が困難になることが考えられる。しかも、コイルスプリングの配置スペースを確保するために装置全体の大型化を招くものであった。
これに対して、渦巻スプリングから作用する付勢力で連動回転部材を回転させ、この回転力を第１レバーに伝えるように構成したものでは、第１レバーの数に対応した数のスプリングを備えずに済むだけではなく、第１レバーが複数備えられていても各々の第１レバーに対して等しい付勢力を作用させることも可能となる。
その結果、伝動状態の切り換わりを実現する減速閾値を決める付勢機構を単純にする負荷感応型減速装置が構成された。
【００３３】
本発明は、前記連動回転部材の外周側に前記渦巻スプリングが配置されても良い。
【００３４】
これによると、例えば、回転軸芯方向に重なり合う位置関係に連動部材と渦巻スプリングとが配置されるものと比較して回転軸芯方向での大型化を抑制し、装置の小型化が可能となる。
【００３５】
本発明は、前記連動回転部材の外周に形成された複数の係合凹部の何れか１つに前記渦巻スプリングの内端が係合しても良い。
【００３６】
これによると、連動回転部材の複数の係合凹部の何れか１つを選択して渦巻きスプリングの内端を係合させることにより、渦巻スプリングから連動回転部材に作用させる付勢力の調節を行える。この調節により、等速出力モードと減速出力モードとの切換を行う減速閾値の変更も容易に行える。
【図面の簡単な説明】
【００３７】
【図１】第１実施形態の負荷感応型変速装置の断面図である。
【図２】図１のII−II線断面図である。
【図３】図１のIII−III線断面図である。
【図４】図１のIV−IV線断面図である。
【図５】第１実施形態で等速出力モードでの揺動体等を示す図である。
【図６】第１実施形態で等速出力モードでの第１レバーの姿勢を示す図である。
【図７】第１実施形態で減速出力モードでの揺動体等を示す図である。
【図８】第１実施形態で減速出力モードでの第２レバーの姿勢を示す図である。
【図９】第１実施形態の負荷感応型変速装置の主要構成の分解斜視図である。
【図１０】第２実施形態の負荷感応型変速装置の断面図である。
【図１１】図１０のXI−XI線断面図である。
【図１２】図１０のXII−XII線断面図である。
【図１３】第２実施形態で等速出力モードから減速出力モードへの移行途中を示す図である。
【図１４】第２実施形態で減速出力モードでの第２レバーの姿勢等を示す図である。
【図１５】第２実施形態で負荷感応型変速装置の主要構成の分解斜視図である。
【図１６】第２実施形態で等速出力モードでの各部に作用するトルク等を説明する図である。
【図１７】第２実施形態で減速出力モードでの各部に作用するトルク等を説明する図である。
【図１８】第２実施形態で負荷トルクと入力トルクと減速閾値と等速閾値とを示すグラフである。
【図１９】第３実施形態の負荷感応型変速装置の断面図である。
【図２０】第３実施形態で非係合状態の第１レバーと緩衝部材とを示す図である。
【図２１】第３実施形態で係合状態の第１レバーと緩衝部材とを示す図である。
【図２２】第３実施形態で負荷感応型変速装置の主要構成の分解斜視図である。
【図２３】第３実施形態の緩衝部材の変形例を示す図である。
【図２４】第３実施形態の緩衝部材の変形例を示す図である。
【発明を実施するための形態】
【００３８】
以下、本発明の実施形態を図面に基づいて説明する。
〔第１実施形態の基本構成〕
図１〜図９に示すように、外部からの駆動力が伝えられる入力軸１と、この入力軸１からの駆動力が伝えられる遊星ギヤ減速機構Ｐと、この遊星ギヤ減速機構Ｐからの駆動力が伝えられる出力軸２と、この出力軸２に作用する負荷トルクにより遊星ギヤ減速機構Ｐを制御する切換機構Ａと、をミッションケース３に収容して負荷感応型変速装置が構成されている。
【００３９】
この負荷感応型変速装置では、入力軸１が駆動方向Ｒで示す方向に駆動回転される。切換機構Ａは、出力軸２に作用する負荷トルクが減速閾値未満である場合に、入力軸１とリングギヤ１２とキャリア１４とを駆動方向Ｒに一体回転させる等速出力モードで伝動を行う。これに対し、出力軸２に作用する負荷トルクが減速閾値以上に達することによりリングギヤ１２をミッションケース３（固定ブロック１８）に固定することにより遊星ギヤ減速機構Ｐで減速した回転力を出力軸２に伝える自動変速を行う。
【００４０】
この負荷感応型変速装置は、自動車のスライドドアのように作動域により負荷トルクが変動する駆動対象の駆動系に備えられ、出力軸２に作用する負荷の上昇に対応して自動的減速を行うことにより電動モータの大型化を抑制する。また、作動対象としてはシートバックの角度を調整する駆動系や、ドアガラスを開閉する駆動系等自動車の全般に使用できるものであるが、自動車以外にも適用できる。
【００４１】
尚、この負荷感応型変速装置は、決まった方向への回転動力の自動減速を行うものであるため、スライドドアの開閉やドアガラスの開閉を行うためには、２つの負荷感応型変速装置を用いることや、出力軸２から伝えられる駆動力の回転方向を切り換えるギヤ等が用いられる。
【００４２】
〔遊星ギヤ減速機構〕
図１及ぶ図４に示すように、入力軸１と遊星ギヤ減速機構Ｐと出力軸２とが回転軸芯Ｘと同軸芯上に配置されている。遊星ギヤ減速機構Ｐは、サンギヤ１１と、リングギヤ１２と、複数のプラネタリギヤ１３と、キャリア１４とを備えて構成されている。
【００４３】
遊星ギヤ減速機構Ｐは、サンギヤ１１が入力軸１と一体的に形成され、キャリア１４が出力軸２に対して回転軸芯Ｘに対して直交する姿勢のプレート状で一体形成されている。出力軸２は、回転軸芯Ｘと同軸芯となる六角孔２Ａを有した筒状に形成されている。
【００４４】
出力軸２は、キャリア１４の両面から突出する姿勢で形成され、この出力軸２の一方の突出部に第１ブッシュ１６を介して相対回転自在にサンギヤ１１が支持されている。また、この出力軸２の他方の突出部に第２ブッシュ１７を介して固定ブロック１８が支持されている。尚、固定ブロック１８はミッションケース３の内部で出力軸２を取り囲む位置に配置され、ボルト１９により固定されている。ミッションケース３に連結固定されるものであるがミッションケース３と一体的に形成しても良い。また、第１ブッシュ１６と第２ブッシュ１７とに代えてニードルベアリングを用いても良い。
【００４５】
サンギヤ１１を取り囲む位置にリングギヤ１２が配置され、サンギヤ１１とリングギヤ１２とに咬合する位置に複数（第１実施形態では４つ）のプラネタリギヤ１３が配置されている。複数のプラネタリギヤ１３は、キャリア１４に支持される支軸１５に対して回転自在に支持されている。
【００４６】
この負荷感応型減速装置では、入力軸１と一体的に回転するホイールギヤ４０を備え、このホイールギヤ４０に咬合するウォームギヤ４１をミッションケース３に備えているため、このウォームギヤ４１を外部の電動モータ等の駆動源で駆動するように構成される。また、出力軸２には六角孔２Ａが形成されているため、これに嵌合する軸により動力が取り出される。
【００４７】
〔切換機構〕
図１〜図３、図５〜図８に示すように、切換機構Ａは、第１レバー２１と、第２レバー２２と、連動回転部材４５と、第１付勢機構としての渦巻スプリング４６と、第２付勢機構としての第２スプリング２４と、キャリア１４の外周に形成した複数の第１係合部２５と、固定ブロック１８に形成した第２係合部２６とを備えている。
【００４８】
この負荷感応型変速装置では、リングギヤ１２が一体形成された第１ケース５と、第２ケース６とをミッションケース３に内蔵している。第１ケース５は、第１レバー２１を支持する一対のレバー支持部５Ａと、回転軸芯Ｘを中心とする円弧状となる複数の壁状部５Ｂとを有している。第２ケース６は、回転軸芯Ｘを中心とするリング状の回転支持部６Ａと、第１ケース５の壁状部５Ｂの切欠き部分に嵌り込む嵌合部６Ｂとを有している。
【００４９】
第１ケース５と、第２ケース６とは組み合わせた状態でミッションケース３に内蔵され、第１ケース５の一対のレバー支持部５Ａの各々に対し第１揺動支軸２７を介し、回転軸芯Ｘと平行姿勢の第１揺動軸芯Ｙ１を中心に揺動自在に第１レバー２１が支持されている。第１レバー２１に対して、第２揺動支軸２８を介し、回転軸芯Ｘと平行姿勢の第２揺動軸芯Ｙ２を中心に揺動自在に第２レバー２２が支持されている。
【００５０】
第１レバー２１は、回転軸芯Ｘに沿う方向にオフセットする位置関係で揺動体２１Ｆが一体形成され、この揺動体２１Ｆに対し、回転軸芯Ｘと平行姿勢となる連動ピン２１Ｇが形成されている。揺動体２１Ｆは第１揺動軸芯Ｙ１を中心とした円弧状の外縁を有すると共に、第１揺動軸芯Ｙ１を中心にした揺動方向に張り出す等速側当接部２１Ｌと、減速側当接部２１Ｍとが形成されている。
【００５１】
第２レバー２２の基端部には、第１レバー２１に当接して揺動限界を決める第２規制部２２Ａを備えている。第２スプリング２４は、第１レバー２１と第２レバー２２との間に備えられるトーションスプリングとして構成されている。この第２スプリング２４は、第２レバー２２の揺動端を回転軸芯Ｘに接近させる付勢力を作用させる。これにより第２レバー２２は、第２規制部２２Ａにより揺動が規制される姿勢に達するまで揺動する。また、この第２スプリング２４の付勢力は渦巻スプリング４６から第１レバー２１に作用する付勢力と比較して小さい値に設定されている。
【００５２】
第１係合部２５と第２係合部２６とは、回転軸芯Ｘに沿う方向でオフセットする位置関係で配置されている。この位置関係に対応するように第１レバー２１の揺動端に対し、第２レバー２２の基端部を回転軸芯Ｘに沿う方向で重ね合わせ位置関係で、第２揺動軸芯Ｙ２を中心に揺動自在に支持することで、第１レバー２１と第２レバー２２とがオフセットする位置関係で配置されている。
【００５３】
尚、この第１実施形態では、切換機構Ａとして、第１レバー２１と、第２レバー２２とを２組備えているが、３組以上であっても良い。
【００５４】
図２及び図９に示すように、連動回転部材４５は、中央に中央孔部４５Ａが形成されたリング状に成形され、この中央孔部４５Ａを半径方向の外方に切り欠く形態で一対の連動凹部４５Ｂが形成されている。また、外周には渦巻スプリング４６の内端の付勢力作用部４６Ａが係合する複数の係合凹部４５Ｃが形成されている。
【００５５】
この連動回転部材４５の中央孔部４５Ａの内径が、第２ケース６の回転支持部６Ａの外径より僅かに大きい値に設定され、この中央孔部４５Ａを回転支持部６Ａに外嵌することにより、連動回転部材４５が回転軸芯Ｘを中心に回転自在に支持される。このように支持された状態で一対の連動凹部４５Ｂに対して第１レバー２１の連動ピン２１Ｇを係合させている。
【００５６】
渦巻スプリング４６は、帯状のバネ材を渦巻き状に成形したものであり、その内径は、連動回転部材４５の外径より充分大きい値に設定されている。この渦巻スプリング４６は、その内端の付勢力作用部４６Ａを係合凹部４５Ｃに作用させると共に、外端の係合支持部４６Ｂを第１ケース５の壁状部５Ｂの一部に係合支持している。これにより、付勢力が、回転軸芯Ｘを中心に連動回転部材４５を回転させる方向に作用し、更に、この回転が連動ピン２１Ｇを介して第１レバー２１に作用する結果、第１レバー２１の揺動端を回転軸芯Ｘに近接させる方向に付勢力を作用させる。
【００５７】
第１ケース５の壁状部５Ｂの内面には、第１レバー２１の揺動体２１Ｆの一方の等速側当接部２１Ｌが当接するためゴムや樹脂等の緩衝板７を備えている。これにより、図５に示す如く、渦巻スプリング４６の付勢力によって第１レバー２１の等速側当接部２１Ｌが緩衝板７に当接して位置が決まる。また、変速時には、等速側当接部２１Ｌが高速に移動して緩衝板７に当接することになり、この当接時の衝撃を緩和し、衝撃音の低減も可能にする。
【００５８】
第１係合部２５は、キャリア１４の外周において半径方向に窪む複数の凹状に形成され、この第１係合部２５と連なる領域に姿勢制御面２５Ｓが形成されている。この姿勢制御面２５Ｓ（当接面の一例）は、係合状態の第１レバー２１に沿うように直線的に形成され、この姿勢制御面２５Ｓには支持凹部１４Ｋが形成され、この支持凹部１４Ｋに嵌め込む状態でゴムや樹脂のように柔軟に変形し得る可撓性材料を用いた緩衝部材３０が備えられている。
【００５９】
切換機構Ａでは、等速出力モードにおいて出力軸２に作用する負荷トルクが減速閾値以上に達した場合には、遊星ギヤ減速機構Ｐから反力によりリングギヤ１２が入力軸１の駆動方向Ｒと逆向きとなる逆転方向Ｓに回転を開始する。姿勢制御面２５Ｓは、この逆転方向Ｓへの回転に伴い第１レバー２１の揺動端を回転軸芯Ｘから離間させる押圧力を作用させるように機能する。
【００６０】
第２係合部２６は、固定ブロック１８において、回転軸芯Ｘを中心とする円形の外周面１８Ｓの複数箇所に凸状となる突起として構成されている。前述したように固定ブロック１８はミッションケース３に連結固定されるため、第２係合部２６は固定系に形成されることになる。
【００６１】
〔作動形態〕
このような構成から、出力軸２作用する負荷トルクが減速閾値未満である場合には図５及び図６に示す如く、渦巻スプリング４６の付勢力により第１レバー２１の揺動端がキャリア１４の第１係合部２５に係合する。この係合状態が維持されることにより、リングギヤ１２とキャリア１４とが一体回転するため遊星ギヤ減速機構Ｐでは減速が行われない。従って、入力軸１と、サンギヤ１１と、複数のプラネタリギヤ１３と、リングギヤ１２と、キャリア１４と、出力軸２と、が駆動方向Ｒに向けて一体回転する等速出力モードで伝動が行われる。
【００６２】
次に、等速出力モードでの伝動時に、出力軸２に作用する負荷が減速閾値以上に増大した場合には、プラネタリギヤ１３が公転するため、渦巻スプリング４６の付勢力に抗してリングギヤ１２が逆転方向Ｓに向けて回転を開始する。
【００６３】
このようにリングギヤ１２が逆転方向Ｓに回転した場合には、このリングギヤ１２に対してキャリア１４が相対回転するため、第１レバー２１の揺動端が姿勢制御面２５Ｓに沿って相対移動する。この相対移動により、第１レバー２１が第１揺動軸芯Ｙ１を中心にして揺動し、第１レバー２１の揺動端が回転軸芯Ｘから離間する方向に円滑に変位する。
【００６４】
この第１レバー２１の揺動に伴い、第２レバー２２の揺動端が回転軸芯Ｘに近接する方向に変位する。そして、第１レバー２１が図７及び図８に示す姿勢に達することにより、第２レバー２２の揺動端が、第２係合部２６に係合し、減速出力モードに移行する。
【００６５】
尚、第２レバー２２の揺動端が回転軸芯Ｘに近接する方向に揺動した場合でも、第２レバー２２が第２係合部２６の突出部分に当接して係合状態に達しない場合には、この当接により、第２揺動軸芯Ｙ２を中心にして第２レバー２２が回転軸芯Ｘから離間する方向に揺動した後に、第２スプリング２４の付勢力により回転軸芯Ｘに近接する方向に揺動することで第２係合部２６に係合できるように構成されている。
【００６６】
このように減速出力モードに移行した場合には、第２レバー２２の揺動端が第２係合部２６に係合することによりリングギヤ１２の回転が阻止され、遊星ギヤ減速機構Ｐが機能して減速動力をキャリア１４から出力軸２に伝動する状態となる。また、第２レバー２２の揺動端が第２係合部２６に係合する状態では、第２レバー２２が、リングギヤ１２の回転力を第２レバー２２の揺動端から第２揺動軸芯Ｙ２に向かう方向に受け止める姿勢に設定される。
【００６７】
この減速出力モードに移行する場合に、第１レバー２１が揺動し、減速側当接部２１Ｍが第１ケース５の壁状部５Ｂの内面に当接することになるが、この第１レバー２１の揺動が低速で行われるため当接音を発生させることはない。
【００６８】
次に、減速出力モードにおいて出力軸２に作用する負荷トルクが減速閾値未満まで低下した場合には、遊星ギヤ減速機構Ｐからリングギヤ１２に作用する反力が低下し渦巻スプリング４６の付勢力によりリングギヤ１２が逆転方向Ｓと反対方向に回転を開始する。この回転により第１レバー２１は回転軸芯Ｘに接近する方向に揺動を行う。
【００６９】
そして、第１レバー２１の揺動端が、キャリア１４の第１係合部２５に係合する状態に達し、等速出力モードへの移行が完了する。第１係合部２５に係合する方向に第１レバー２１が揺動する際には、緩衝部材３０の突出部３１に対して第１レバー２１が接触し、この突出部３１と弾性変形部３３とが弾性変形することにより第１レバー２１の運動エネルギーを奪い第１レバー２１の揺動速度を減ずる。これと同時に、第１レバー２１の等速側当接部２１Ｌが緩衝板７に当接することにより、衝撃を緩和する。これにより衝撃に伴う振動を抑制し衝撃音を緩和する。
【００７０】
このような構成により、２つの第１レバー２１に対して、単一の渦巻スプリング４６からの付勢力を作用させることが可能となり、例えば、第１レバー２１の各々に付勢力を作用させるコイルスプリングを備える構成と比較してスプリングの配置が容易となり、しかも、２つの（複数の）第１レバー２１に対して等しい付勢力を作用させることも可能となる。また、連動回転部材４５の外周の複数の係合凹部４５Ｃの何れか１つを選択して渦巻スプリング４６の付勢力作用部４６Ａを係合させることにより等速出力モードと減速出力モードとの切換が行われる減速閾値の変更も可能となる。
【００７１】
〔第２実施形態の基本構成〕
図１０〜図１２及び図１５に示すように、外部からの駆動力が伝えられる入力軸１と、この入力軸１からの駆動力が伝えられる遊星ギヤ減速機構Ｐと、この遊星ギヤ減速機構Ｐからの駆動力が伝えられる出力軸２と、この出力軸２に作用する負荷トルクにより、遊星ギヤ減速機構Ｐを制御する切換機構Ａとをミッションケース３に収容して負荷感応型変速装置が構成されている。
【００７２】
この負荷感応型変速装置では、入力軸１が駆動方向Ｒで示す方向に駆動回転される。切換機構Ａは、図１８に示すように、出力軸２に作用する負荷トルクＴopが減速閾値Ｔａ未満である場合に、入力軸１とリングギヤ１２とキャリア１４とを駆動方向Ｒに一体回転させる等速出力モードで伝動を行う。また、出力軸２に作用する負荷トルクＴopが減速閾値Ｔａ以上に達した後に、リングギヤ１２をミッションケース３（固定ブロック１８）に固定することにより遊星ギヤ減速機構Ｐで減速した回転力を出力軸２に伝える自動変速を行う。
【００７３】
切換機構Ａは、減速出力モードにおいて、出力軸２に作用する負荷トルクＴopが、前述した減速閾値Ｔａより小さい値となる等速閾値Ｔｂ未満に低下した場合には再び等速伝動状態に復帰するように自動変速の変速形態が設定されている。この切換機構Ａによる自動変速の作動形態は後述する。
【００７４】
この負荷感応型変速装置は、自動車のスライドドアのように作動域により負荷トルクＴopが変動する駆動対象の駆動系に備えられ、出力軸２に作用する負荷の上昇に対応して自動的な減速を行うことにより電動モータの大型化を抑制する。また、作動対象としてはシートバックの角度を調整する駆動系や、ドアガラスを開閉する駆動系等自動車の全般に使用できるものであるが、自動車以外にも適用できる。
【００７５】
尚、この負荷感応型変速装置は、決まった方向への回転動力の自動減速を行うものであるため、スライドドアの開閉やドアガラスの開閉を行うためには、２つの負荷感応型変速装置を用いることや、出力軸から伝えられる駆動力の回転方向を切り換えるギヤ等が用いられる。
【００７６】
〔遊星ギヤ減速機構〕
入力軸１と遊星ギヤ減速機構Ｐと出力軸２とが回転軸芯Ｘと同軸芯上に配置されている。遊星ギヤ減速機構Ｐは、サンギヤ１１と、リングギヤ１２と、複数のプラネタリギヤ１３と、キャリア１４とを備えて構成されている。
【００７７】
遊星ギヤ減速機構Ｐは、サンギヤ１１が入力軸１と一体的に形成され、キャリア１４が出力軸２に対して回転軸芯Ｘに対して直交する姿勢のプレート状で一体形成されている。
出力軸２は、回転軸芯Ｘと同軸芯となる六角孔２Ａを有した筒状に形成されている。
【００７８】
出力軸２は、キャリア１４の両面から突出する姿勢で形成され、この出力軸２の一方の突出部に第１ブッシュ１６を介して相対回転自在にサンギヤ１１が支持されている。また、この出力軸２の他方の突出部に第２ブッシュ１７を介して固定ブロック１８が支持されている。尚、固定ブロック１８はミッションケース３の内部で出力軸２を取り囲む位置に配置され、ミッションケース３に連結固定されるものであるがミッションケース３と一体的に形成しても良い。また、第１ブッシュ１６と第２ブッシュ１７とに代えてニードルベアリングを用いても良い。
【００７９】
サンギヤ１１を取り囲む位置にリングギヤ１２が配置され、サンギヤ１１とリングギヤ１２とに咬合する位置に複数（第２実施形態では４つ）のプラネタリギヤ１３が配置されている。複数のプラネタリギヤ１３は、キャリア１４に支持される支軸１５に対して回転自在に支持されている。
【００８０】
この負荷感応型減速装置では、入力軸１が筒状に構成されているため、この入力軸１の外周に対して外部の電動モータ等の駆動源から駆動力が伝えられる。また、出力軸２には六角孔２Ａが形成されているため、これに嵌合する軸により動力が取り出される。
【００８１】
〔切換機構〕
図１０、図１１、図１５に示すように、切換機構Ａは、第１レバー２１と、第２レバー２２と、第１付勢機構としての第１スプリング２３と、第２付勢機構としての第２スプリング２４と、キャリア１４の外周に形成した複数の第１係合部２５と、固定ブロック１８に形成した第２係合部２６とを備えている。
【００８２】
この第２実施形態では、切換機構Ａとして、第１レバー２１と、第２レバー２２と、第１スプリング２３と、第２スプリング２４とを２組備えているが、これらが１組であっても良く３組以上であっても良い。
【００８３】
リングギヤ１２の一方の端面を凹状に切り欠いてレバー支持面１２Ａが形成され、このレバー支持面１２Ａに対し、回転軸芯Ｘと平行姿勢となる第１揺動軸芯Ｙ１と同軸芯の第１揺動支軸２７を介して第１レバー２１が揺動自在に支持されている。この第１レバー２１の揺動端に対し、回転軸芯Ｘと平行姿勢の第２揺動軸芯Ｙ２と同軸芯となる第２揺動支軸２８を介して第２レバー２２が揺動自在に支持されている。
【００８４】
第１係合部２５と第２係合部２６とは、回転軸芯Ｘに沿う方向でオフセットする位置関係で配置されている。この位置関係に対応するように第１レバー２１の揺動端に対し、第２レバー２２の基端部を回転軸芯Ｘに沿う方向で重ね合わせることで、第１レバー２１と第２レバー２２とがオフセットする位置関係で配置されている。
【００８５】
第１レバー２１の基端部には、この第１レバー２１の揺動端が回転軸芯Ｘに接近する方向への揺動限界を決める第１規制部２１Ａが形成されている。この第１規制部２１Ａは、リングギヤ１２に形成された第１規制面１２Ｂに当接することにより第１レバー２１の揺動を規制する。
【００８６】
また、図１１に示すように、第１レバー２１が第１係合部２５に係合する係合姿勢にある際には、第２レバー２２の揺動端を第２係合部２６から遠ざける（回転軸芯Ｘから離間する方向に変位した姿勢）規制姿勢に保持する規制機構として第２規制部２２Ａが、第２レバー２２の基端部に形成されている。この第２規制部２２Ａは、第１レバー２１の揺動端の近傍に当接することにより第２レバー２２の揺動を規制する構造を有している。
また、第１レバー２１の揺動端部には、この第１レバー２１の揺動端が回転軸芯Ｘから離間する方向への揺動限界を決める第３規制部２１Ｂが形成されている。この第３規制部２１Ｂは、リングギヤ１２に形成された第３規制面１２Ｃに当接することにより第１レバー２１の揺動を規制する。
【００８７】
第１スプリング２３は、第２揺動支軸２８と、リングギヤ１２に備えた支持軸体２９とに亘って備えられた引張り型コイルスプリングとして構成されている。この第１スプリング２３は、第１レバー２１の揺動端を回転軸芯Ｘに接近させる付勢力を作用させる。回転軸芯Ｘに沿う方向視において、この第１スプリング２３の中間部分が回転軸芯Ｘに近接する位置に配置されるため、固定ブロック１８には第１スプリング２３が配置される空間が全周に亘って形成されている。
【００８８】
第２スプリング２４は、第１レバー２１と第２レバー２２との間に備えられるトーションスプリングとして構成されている。この第２スプリング２４は、第２レバー２２の揺動端を回転軸芯Ｘに接近させる付勢力を作用させる。また、この第２スプリング２４の付勢力は第１スプリング２３の付勢力と比較して小さい値に設定されている。
【００８９】
第１係合部２５は、キャリア１４の外周において半径方向に窪む複数の凹状に形成され、この第１係合部２５と連なる領域に姿勢制御面２５Ｓが形成されている。切換機構Ａでは、等速出力モードにおいて出力軸２に作用する負荷トルクＴop（図１８を参照）が減速閾値Ｔａ以上に増大した場合には、図１３に示すように遊星ギヤ減速機構Ｐから反力によりリングギヤ１２が入力軸１の駆動方向Ｒと逆向きとなる逆転方向Ｓに回転を開始する。姿勢制御面２５Ｓは、この逆転方向Ｓへの回転に伴い第１レバー２１の揺動端を回転軸芯Ｘから離間させる押圧力を作用させるように機能する。
【００９０】
第２係合部２６は、固定ブロック１８において、回転軸芯Ｘを中心とする円形の外周面１８Ｓの複数箇所に凸状となる突起として構成されている。前述したように固定ブロック１８はミッションケース３に連結固定されるため、第２係合部２６は固定系に形成されることになる。
【００９１】
〔減速閾値と等速閾値〕
図１６に示すように、負荷感応型減速装置が等速出力モードにある場合には、キャリア１４に回転力が作用するため、キャリア１４に形成された姿勢制御面２５Ｓの外周近傍の作用点Ｃが第１レバー２１に当接し、第１レバー２１は作用点Ｃで力ＦCを受ける。また、第１レバー２１の揺動端には第１スプリング２３からの付勢力ＦSPが作用している。
【００９２】
回転軸芯Ｘから作用点Ｃまでの距離ＲCと、第１揺動軸芯Ｙ１から第１スプリング２３の付勢力ＦSPが作用する点（第２揺動軸芯Ｙ２）までの距離ＲA1と、第１揺動軸芯Ｙ１から作用点Ｃまでの距離ＲA2とを考えると、第１レバー２１に作用する揺動トルクＴLAは同図の「揺動トルクの式」により表される。
【００９３】
また、サンギヤ１１の基準半径ＲSと、プラネタリギヤ１３の基準半径Ｒｐとを想定すると、減速閾値Ｔａと力ＦCとの関係は同図の「減速閾値の式」で与えることが可能である。
【００９４】
等速出力モードは、リングギヤ１２とキャリア１４とが一体的に回転する状態であり、キャリア１４は作用点Ｃにおいて第１レバー２１当接する状態を維持する。作用点Ｃではキャリア１４から第１レバー２１に力ＦCが作用する。また、第１レバー２１には第１スプリング２３から付勢力ＦSPが作用する。
【００９５】
従って、力ＦCに距離ＲA2を乗じたトルク値の絶対値と、付勢力ＦSPに距離ＲA1を乗じたトルク値の絶対値とが一致する状態で、第１レバー２１に作用する揺動トルクＴLAが「０」となる状態が存在し、力ＦCがこれより小さければ、第１レバー２１は第１規制部２１Ａが第１規制面１２Ｂに当接して揺動が規制された状態で第１レバー２１の揺動端が第１係合部２５に係合する状態を維持し、結果として、リングギヤ１２とキャリア１４とが一体的に回転するのである。
【００９６】
また、減速閾値Ｔａは、「減速閾値の式」に示すように、力ＦCに距離ＲCを乗じたトルク値の絶対値と遊星ギヤ諸元で与えられる。つまり、力ＦCと釣り合う付勢力ＦSPを設定することにより、減速閾値Ｔａを設定することができる。
【００９７】
図１７に示すように、負荷感応型減速装置が減速出力モードにある場合には、第２レバー２２の揺動端（第２揺動軸芯Ｙ２の位置）が第２係合部２６に対して当接点Ｑにおいて当接する状態にある。また、第２レバー２２の基端には第１スプリング２３からの付勢力ＦSPと、リングギヤ１２の回転力ＦDとが作用している。
【００９８】
回転軸芯Ｘから第２揺動軸芯Ｙ２までの距離ＲDと、第２揺動軸芯Ｙ２から当接点Ｑまでの距離ＲB1とを想定すると、第２レバー２２に作用する揺動トルクＴLBは同図の「揺動トルクの式」により表される。
【００９９】
また、サンギヤ１１の基準半径ＲSと、プラネタリギヤ１３の基準半径Ｒｐとを想定すると、等速閾値Ｔｂは「等速閾値の式」で与えることが可能である。
【０１００】
減速出力モードでは第２レバー２２の揺動端が当接点Ｑにおいて第２係合部２６に当接することによりリングギヤ１２の回転が阻止され、キャリア１４が回転する。この状態では、リングギヤ１２から第２レバー２２には回転力ＦDが作用し、第２レバー２２には第１スプリング２３から付勢力ＦSPが作用している。
【０１０１】
従って、回転力ＦDに距離ＲB1を乗じたトルク値の絶対値と、付勢力ＦSPに距離ＲB1を乗じたトルク値の絶対値とが一致する状態で、第２レバー２２に作用する揺動トルクＴLBが「０」となる状態が存在し、回転力ＦDがこれより大きければ第１レバー２１は第３規制部２１Ｂが第３規制面１２Ｃに当接して揺動が規制された状態で第２レバー２２の揺動端が第２係合部２６に係合する状態を維持し、結果として、リングギヤ１２が固定され、キャリア１４から減速された駆動力が取り出されるのである。
【０１０２】
また、等速閾値Ｔｂは、「等速閾値の式」に示すように、回転力ＦDに距離ＲDを乗じたトルク値の絶対値と遊星ギヤ諸元で与えられる。つまり、回転力ＦDに釣り合う付勢力ＦSPを設定することにより等速閾値Ｔｂを設定することが可能である。
【０１０３】
以上のように、減速閾値Ｔａを「減速閾値の式」で与えることが可能であり、等速閾値Ｔｂを「等速閾値の式」で与えることが可能であるため、これらの式の要素の設定により閾値を任意に設定できる。従って、本発明の負荷感応型減速装置では、減速閾値Ｔａより等速閾値Ｔｂを小さくするように、距離ＲA2、距離ＲC、距離ＲB1、距離ＲD、等の諸元を設定することにより、減速閾値Ｔａと等速閾値Ｔｂとの間に不感帯を作り出している。
【０１０４】
〔作動形態〕
このように減速閾値Ｔａと等速閾値Ｔｂとを設定したことにより、図１８に示すように、出力軸２作用する負荷トルクＴopが減速閾値Ｔａ未満である場合には図１１に示す如く、第１レバー２１の揺動端が第１スプリング２３の付勢力によりキャリア１４の第１係合部２５に係合する。この係合状態が維持されることにより、リングギヤ１２とキャリア１４とが一体回転するため遊星ギヤ減速機構Ｐでは減速が行われない。従って、入力軸１と、サンギヤ１１と、複数のプラネタリギヤ１３と、リングギヤ１２と、キャリア１４と、出力軸２と、が駆動方向Ｒに向けて一体回転する等速出力モードで伝動が行われる。
【０１０５】
次に、等速出力モードでの伝動時に、出力軸２に作用する負荷が減速閾値Ｔａ以上に増大した場合には、プラネタリギヤ１３が公転するため、図１３に示すように、第１スプリング２３の付勢力に抗してリングギヤ１２が逆転方向Ｓに向けて回転を開始する。
【０１０６】
このようにリングギヤ１２が逆転方向Ｓに回転した場合には、このリングギヤ１２に対してキャリア１４が相対回転するため、第１レバー２１の揺動端が姿勢制御面２５Ｓに沿って相対移動する。この相対移動により、第１レバー２１が第１揺動軸芯Ｙ１を中心にして揺動し、第１レバー２１の揺動端が回転軸芯Ｘから離間する方向に円滑に変位する。
【０１０７】
この第１レバー２１の揺動に伴い、第２レバー２２の揺動端が回転軸芯Ｘに近接する方向に変位する。そして、第１レバー２１が図１４に示す姿勢に達することにより、第２レバー２２の揺動端が、第２係合部２６に係合し、減速出力モードに移行する。
【０１０８】
このように減速出力モードに移行した場合には、第２レバー２２の揺動端が第２係合部２６に係合することによりリングギヤ１２の回転が阻止され、遊星ギヤ減速機構Ｐが機能して減速動力をキャリア１４から出力軸２に伝動する状態となる。
【０１０９】
第２レバー２２の揺動端が第２係合部２６に係合した状態では、第２レバー２２の揺動端、つまり、図１７の当接点Ｑと、第２揺動軸芯Ｙ２とを結ぶ仮想直線が、固定ブロック１８の外周面の接線に沿う姿勢となる。このように第２レバー２２の姿勢が決まるため、リングギヤ１２の回転に起因する力が第２係合部２６から強く作用した場合でも、この第２レバー２２を揺動させる方向への分力が殆ど発生させず、当接状態を維持できる。これにより、第２スプリング２４の付勢力は極めて小さいもので済む。
【０１１０】
また、第２レバー２２の揺動端が、第２係合部２６の突起に当接可能な姿勢に達した場合でも、図１３に示すように、第２レバー２２の揺動端が第２係合部２６の突出端に当接して係合状態に達しない場合には、第２スプリング２４の付勢力に抗して第２レバー２２の揺動端が回転軸芯Ｘから離間する方向に変位する。このように当接した状態では第２スプリング２４の付勢力が小さいため減速閾値Ｔａに影響を与えることがない。
【０１１１】
この種の負荷感応型減速装置で、例えば、等速出力モードに切換わる際の閾値と、減速出力モードから等速出力モードに切換わる際の閾値とが同じ値であるものでは、負荷トルクＴopが閾値より増大する状態と、閾値より減少する状態との間で変動する場合に、減速出力モードと等速出力モードとの間で切換わるハンチングを招くことになる。
【０１１２】
このような不都合を解消するため、前述したように減速出力モードから等速出力モードに切り換えるための等速閾値Ｔｂを、等速出力モードから減速出力モードに切り換えるための減速閾値Ｔａより小さい値で設定することで不感帯を作り出している。
【０１１３】
これにより、減速出力モードにおいて出力軸２に作用する負荷トルクＴopが減速閾値Ｔａ未満まで低下しても、等速出力モードに切換わることはなく、しかも、キャリア１４は回転を継続するため、キャリア１４の姿勢制御面２５Ｓが第１レバー２１に当接し、この第１レバー２１を回転軸芯Ｘから離間させる方向に変位させるため、減速出力モードでの伝動が継続する。
【０１１４】
次に、減速出力モードにおいて出力軸２に作用する負荷トルクＴopが等速閾値Ｔｂ未満まで低下した場合には、遊星ギヤ減速機構Ｐからリングギヤ１２に作用する反力が低下し第１スプリング２３の付勢力によりリングギヤ１２が逆転方向Ｓと反対方向に回転を開始する。この回転により第１レバー２１は回転軸芯Ｘに接近する方向に揺動を行う。
【０１１５】
そして、出力軸２に作用する負荷が等速閾値Ｔｂ未満まで低下した場合に、第１レバー２１の揺動端が、キャリア１４の第１係合部２５に係合する状態に達し、等速出力モードへの移行が完了する。
【０１１６】
〔入力トルクと負荷トルク〕
この負荷感応型減速装置において、入力軸１における入力トルクＴinと、出力軸２に作用する負荷トルクＴopと、切換機構Ａによるモードの自動的な切り換えを図１８のグラフに示している。等速出力モードでは、入力軸１と出力軸２とが一体回転するため、入力軸１に作用する入力トルクＴinと出力軸２に作用する負荷トルクＴopとが一致する。
【０１１７】
そして、出力軸２に作用する負荷トルクＴopが減速閾値Ｔａ以上に達した場合には、前述したようにリングギヤ１２が回転を開始し、第１レバー２１の揺動端が第１係合部２５から離脱し、かつ、第２レバー２２の揺動端が第２係合部２６に係合する状態となり、減速出力モードに移行する。
【０１１８】
このように減速出力モードに移行した後には、出力軸２に作用する負荷トルクＴopが減速閾値Ｔａ未満であっても、この負荷トルクＴopが等速閾値Ｔｂ未満にならない限り（不感帯にある限り）、減速出力モードでの伝動状態が維持される。これにより出力軸２に作用する負荷が変動した場合に、等速出力モードと減速出力モードとの間でモードが頻繁に切換わるハンチングを招くことがない。そして、減速出力モードに切換わることにより入力軸１に作用する入力トルクＴinは大きく低下する。
【０１１９】
次に、減速出力モードにおいて出力軸２に作用する負荷トルクＴopが等速閾値Ｔｂ未満まで低下した際には、第２レバー２２の揺動端が第２係合部２６から離間すると共に、第１スプリング２３の付勢力で第１レバー２１の揺動端が第１係合部２５に係合する状態に達し、等速出力モードでの伝動に移行するのである。
【０１２０】
〔第３実施形態〕
この第３実施形態の負荷感応型変速装置は、第２実施形態の負荷感応型変速装置と基本的に変わるところはなく、第１係合部２５に対して第１レバー２１が係合する際の衝撃を緩和する緩衝部材３０を備えた構成が第２実施形態と相違している（共通する構成には第２実施形態と共通する番号・符号を付している）。
【０１２１】
図１９〜図２２に示すように、リングギヤ１２には、第１レバー２１の揺動端が回転軸芯Ｘに近接する方向へ揺動した際に第１規制部２１Ａに当接して、この方向への揺動限界を決めるピン状の第１規制体１２Ｐが突設されている。また、リングギヤ１２には、第１レバー２１の揺動端が回転軸芯Ｘから離間する方向へ揺動した際に第１レバー２１に当接して、この方向への揺動限界を決めるピン状の第２規制体１２Ｑが突設されている。
【０１２２】
キャリア１４の外周には第１レバー２１が係合するために複数の第１係合部２５が形成され、この第１係合部２５には第１レバー２１の係合時に、この第１レバー２１が当接する当接面としての姿勢制御面２５Ｓが形成されている。
【０１２３】
この姿勢制御面２５Ｓ（当接面の一例）は、係合状態の第１レバー２１に沿うように直線的に形成されており、この姿勢制御面２５Ｓにはゴムや樹脂のように柔軟に変形し得る可撓性材料を用いた緩衝部材３０が備えられている。
【０１２４】
緩衝部材３０は、第１レバー２１の方向に突出する突出部３１と、この緩衝部材３０をキャリア１４に支持するために外方に張り出す一対の係合部３２と、突出部３１に第１レバー２１が接触して圧力作用した際に突出部を姿勢制御面２５Ｓより沈み込む位置まで変位させる弾性変形部３３とが一体的に形成されている。
【０１２５】
緩衝部材３０の中央部には孔状部３４が形成され、この孔状部を取り囲む領域には円弧状となる弾性変形部３３が形成され、この弾性変形部３３のうち最も外方に突出する部位により前述した突出部３１が構成されている。この緩衝部材３０の弾性変形部３３（突出部３１を含む）は外力が作用しない状態で図２０に示す形状を維持するように構成されている。
【０１２６】
キャリア１４のうち姿勢制御面２５Ｓが形成された部位を厚さ方向（回転軸芯Ｘに沿う方向）の一方を残し、他方の一部切り欠く形態で支持凹部１４Ｋが形成されている。この支持凹部１４Ｋには緩衝部材３０の一対の係合部３２が係合する被係合部が一体的に形成されている。このように支持凹部１４Ｋが形成されることにより、第１レバー２１が係合した際には、第１係合部２５においてキャリア１４の厚さ方向で一方に残される姿勢制御面２５Ｓに対して第１レバー２１の当接が可能となる。
【０１２７】
この構成から、緩衝部材３０を支持凹部１４Ｋに嵌め込むことにより、緩衝部材３０の一対の係合部３２が支持凹部１４Ｋの被係合部に係合し、図２０に示す如く緩衝部材３０の姿勢が決まる。その結果、緩衝部材３０の突出部３１と弾性変形部３３とが姿勢制御面２５Ｓから第１係合部２５の内部空間に突出する状態となる。
【０１２８】
〔作動形態〕
出力軸２に作用する負荷トルクＴopが減速閾値Ｔａ以上にある場合には、図２０に示す如く第１レバー２１の揺動端が回転軸芯Ｘから離間する姿勢にあり、第２レバー２２の揺動端が第２係合部２６に係合する状態にある。この状態では、リングギヤ１２の回転が阻止され、遊星ギヤ減速機構Ｐが機能するため、入力軸１に伝えられる駆動力を遊星ギヤ減速機構Ｐで減速し、その減速動力をキャリア１４から出力軸２に伝動する減速出力モードが維持される。
【０１２９】
この減速出力モードにおいて、出力軸２に作用する負荷トルクＴopが低下して等速閾値Ｔｂ未満まで低下した場合には、遊星ギヤ減速機構Ｐからリングギヤ１２に作用する反力が低下し、第１スプリング２３の付勢力によりリングギヤ１２が逆転方向Ｓと反対方向に回転を開始する。この回転により第１レバー２１は回転軸芯Ｘに接近する方向に揺動を開始する。
【０１３０】
この後に、出力軸２に作用する負荷トルクＴopが等速閾値Ｔｂ未満まで低下することにより、第１レバー２１の揺動端が、キャリア１４の第１係合部２５に係合する状態に達し、等速出力モードへの移行が完了する。
【０１３１】
特に、第１係合部２５に対して第１レバー２１が係合する際には、第１スプリング２３の付勢力により、第１レバー２１が第１係合部２５の姿勢制御面２５Ｓに対して高速で作動する。従って、例えば、キャリア１４と第１レバー２１とが金属材で構成されるものでは、姿勢制御面２５Ｓ（当接面の一例）に対して第１レバー２１が直接的に当接する場合に第１レバー２１と第１係合部２５の姿勢制御面２５Ｓとが当接する際に大きい衝撃音を発生させ、振動を招くことになるが、この衝撃音と振動とを緩衝部材３０が抑制する。
【０１３２】
つまり、第１係合部２５に係合する方向に第１レバー２１が揺動する際には、緩衝部材３０の突出部３１に対して第１レバー２１が接触し、この突出部３１と弾性変形部３３とが弾性変形することにより第１レバー２１の運動エネルギーを奪い第１レバー２１の揺動速度を減ずる。これにより、第１レバー２１に対して第１スプリング２３から強力な付勢力が作用する構成でありながら、第１レバー２１が第１係合部２５の姿勢制御面２５Ｓ（当接面）に当接する際には、揺動速度が減じられ当接時の衝撃音と振動との抑制を実現するのである。
【０１３３】
また、第１レバー２１が第１係合部２５の姿勢制御面２５Ｓに当接する状態に達した場合には、図２１に示すように、緩衝部材３０の弾性変形部３３が大きく弾性変形することにより、突出部３１が姿勢制御面２５Ｓより沈み込む位置まで変位する。この変位により、第１係合部２５の姿勢制御面２５Ｓに対して第１レバー２１を直接的に当接させる状態が維持され等速出力モードでの伝動を安定的に行わせることになる。
【０１３４】
〔第３実施形態の変形例〕
本発明では、緩衝部材３０として板バネやコイルスプリング等の付勢部材を用い、この付勢部材の一部、あるいは、付勢部材で付勢された部材を姿勢制御面２５Ｓ（当接面）から第１係合部２５の内部空間に突出させるように備えることが可能である。
【０１３５】
具体的な構成として、図２３に示すように、板バネで構成される緩衝部材３０を、キャリア１４の支持凹部１４Ｋに支持しても良い。この構成でもキャリア１４のうち姿勢制御面２５Ｓが形成された部位を厚さ方向（回転軸芯Ｘに沿う方向）の一方を残して支持凹部１４Ｋが形成されている。
【０１３６】
緩衝部材３０は、板バネが長さ方向の中央の領域を円弧状に成形して突出部３１と弾性変形部３３とを形成しており、この板バネの長手方向の両端部に一対の係合部３２を形成した構成を有している。そして、係合部３２を支持凹部１４Ｋに連なる部位に支持し、突出部３１が最も突出するように、この突出部３１と弾性変形部３３とが姿勢制御面２５Ｓから第１係合部２５の内部空間に突出するように支持凹部１４Ｋに支持している。
【０１３７】
これにより、第１係合部２５に係合する方向に第１レバー２１が揺動する際には、緩衝部材３０の突出部３１に対して第１レバー２１が接触し、弾性変形部３３が弾性変形することにより第１レバー２１の運動エネルギーを奪い第１レバー２１の揺動速度を減ずる。
従って、第１レバー２１が第１係合部２５の姿勢制御面２５Ｓ（当接面）に当接する際には、揺動速度が減じられ当接時の衝撃音と振動とが抑制されるのである。
【０１３８】
また、具体的な構成として、図２４に示すように、緩衝部材３０を、樹脂材で成る突出部３１と、コイルスプリングで成る弾性変形部３３とで構成し、これらをキャリア１４の支持凹部１４Ｋに支持しても良い。この構成でもキャリア１４のうち姿勢制御面２５Ｓが形成された部位を厚さ方向（回転軸芯Ｘに沿う方向）の一方を残して支持凹部１４Ｋが形成されている。
【０１３９】
この構成では、突出部３１が姿勢制御面２５Ｓから第１係合部２５の内部空間に突出するように支持凹部１４Ｋに支持し、この支持凹部１４Ｋの内部に弾性変形部３３が配置される。
【０１４０】
これにより、第１係合部２５に係合する方向に第１レバー２１が揺動する際には、緩衝部材３０の突出部３１に対して第１レバー２１が接触し、突出部３１が弾性変形部３３（コイルスプリング）の付勢力により変位することにより第１レバー２１の運動エネルギーを奪い第１レバー２１の揺動速度を減ずる。従って、第１レバー２１が第１係合部２５の姿勢制御面２５Ｓ（当接面）に当接する際には、揺動速度が減じられ当接時の衝撃音と振動とが抑制されるのである。
【０１４１】
更に、本発明では、緩衝部材３０として、姿勢制御面２５Ｓ（当接面の一例）に対して弾性変形可能でブロック状となるゴムや樹脂を用い、この緩衝部材３０を焼き付けや接着により固定しても良い。また、緩衝部材３０として、姿勢制御面２５Ｓに対して樹脂材を塗布することにより形成される樹脂膜で構成しても良い。
【０１４２】
尚、前述した第３実施形態では、第１係合部２５に対して緩衝部材３０を支持していたが、第１レバー２１に対して緩衝部材３０を備える構成や、第１レバー２１と第１係合部２５との双方に緩衝部材３０を備える構成を採用しても良い。このように緩衝部材３０を備えた構成でも、減速出力モードから等速出力モードへの移行時において衝撃と振動を抑制することが可能となる。
【産業上の利用可能性】
【０１４３】
本発明は、出力軸に作用する負荷トルクの増大に基づいて自動的な減速を行う負荷感応型減速装置に利用することができる。
【符号の説明】
【０１４４】
２            出力ギヤ
５            ケース（第１ケース）
１１          サンギヤ
１２          リングギヤ
１３          プラネタリギヤ
１４          キャリア
２１          第１レバー
２１Ａ        規制機構（第１規制部）
２１Ｂ        規制機構（第３規制部）
２２          第２レバー
２２Ａ        規制機構（第２規制部）
２３          第１付勢機構（第１スプリング）
２４          第２付勢機構（第２スプリング）
２５          第１係合部
２５Ｓ        姿勢制御面・当接面
２６          第２係合部
３０          緩衝部材
３１          突出部
３３          弾性変形部
４５          連動回転部材
４５Ｃ        係合凹部
４６          第１付勢機構（渦巻スプリング）
Ａ            切換機構
Ｔａ          減速閾値
Ｔｂ          等速閾値
Ｘ            回転軸芯
【図１】
2015121315.tif 000003
【図２】
2015121315.tif 000004
【図３】
2015121315.tif 000005
【図４】
2015121315.tif 000006
【図５】
2015121315.tif 000007
【図６】
2015121315.tif 000008
【図７】
2015121315.tif 000009
【図８】
2015121315.tif 000010
【図９】
2015121315.tif 000011
【図１０】
2015121315.tif 000012
【図１１】
2015121315.tif 000013
【図１２】
2015121315.tif 000014
【図１３】
2015121315.tif 000015
【図１４】
2015121315.tif 000016
【図１５】
2015121315.tif 000017
【図１６】
2015121315.tif 000018
【図１７】
2015121315.tif 000019
【図１８】
2015121315.tif 000020
【図１９】
2015121315.tif 000021
【図２０】
2015121315.tif 000022
【図２１】
2015121315.tif 000023
【図２２】
2015121315.tif 000024
【図２３】
2015121315.tif 000025
【図２４】
2015121315.tif 000026