(57)【要約】  【課題】  プラネタリ型の遊星歯車機構を用いたものでありながら、従来の装置よりも減速比を低くすることが可能な回転速度切換装置を提供する。  【解決手段】  回転駆動源からの力が入力される入力シャフト１２と、回転駆動力を器具へ出力するための出力シャフト１３とがケーシング１１内で支承され、入力シャフトの一端には太陽歯車１２ａが設けられ、出力シャフトの一端には複数の遊星ピン１４を備えた遊星キャリア１３ｂが設けられ、各遊星ピンにはそれぞれ遊星歯車１５が枢着されて歯付環状体１６により囲まれ、該各遊星歯車は異なる歯数の２つの歯車１５ａ，１５ｂを備えるものであり、各遊星歯車における歯数の多い歯車１５ａは歯付環状体に噛合する一方で、歯数の少ない歯車１５ｂは太陽歯車に噛合するように配置された。【選択図】  図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
回転駆動源からの力が伝達される入力シャフトと、回転駆動力を器具へ出力するための出力シャフトとがケーシング内で支承され、前記入力シャフトの一端には太陽歯車が設けられ、前記出力シャフトの一端には複数の遊星ピンを備えた遊星キャリアが設けられ、該各遊星ピンにはそれぞれ遊星歯車が枢着されて歯付環状体により囲まれ、該各遊星歯車は異なる歯数の２つの歯車を備えるものであり、該各遊星歯車における歯数の多い歯車は歯付環状体に噛合する一方で、歯数の少ない歯車は前記太陽歯車に噛合するように配置されたことを特徴とする回転速度切換装置。
【請求項２】
前記遊星歯車において、歯数の多い歯車は歯数の少ない歯車よりも直径が大きく形成されたものである請求項１に記載の回転速度切換装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、ドリルなどの工具を回転駆動させるスピンドル装置、あるいは歯科用ハンドピースに着脱自在に接続される回転速度切換装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
歯科用ハンドピースまたはスピンドル装置に着脱される従来の回転速度切換装置としては、図２に示したような遊星歯車を備えたものが使用されている。
すなわち、図２の回転速度切換装置５０では、入力シャフト５２と出力シャフト５３とが軸受５６，５７を介してケーシング５１の内部に支承され、出力シャフト５３の後端側には遊星キャリア５３ｂが一体に形成され、この遊星キャリア５３ｂに複数の遊星ピン５４が突設され、各遊星ピン５４にはそれぞれ遊星歯車５５が枢着され、これら遊星歯車５５を囲んで噛合するように歯付リング５８がケーシング５１の内面に設けられている。一方、入力シャフト５２の前端側には太陽歯車５９が固定され、この太陽歯車５９が遊星歯車５５と噛合するように配置されている。
なお、図２と同様に、特許文献１には、歯科用手動工具ホルダーの減速装置が記載されており、いわゆるプラネタリ型の遊星歯車機構が採用されている。
【０００３】
【特許文献１】特開昭５３−１１３１９１号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
上述した図２の回転速度切換装置５０では、例えば、切削工具が着脱できるスピンドルが前端開口部５１ａに接続され、回転駆動用モータが後端開口部５１ｂに接続される。そして、回転駆動用モータからの力が後端側から回転速度切換装置５０に入力されると、回転駆動力は太陽歯車５９を介して遊星歯車５５に伝わり、遊星歯車５５は自転しながら歯付リング５８と噛合して所定方向に移動し、これにより回転駆動力が遊星キャリア５３ｂを介して出力シャフト５３まで伝達される。
【０００５】
ここで、太陽歯車５９の歯数Ｚａ、遊星歯車５５の歯数Ｚｂ、歯付リング５８の歯数Ｚｃは機構上の条件から定まるものであり、入力シャフト５２から出力シャフト５３に伝達される回転速度は次式、減速比＝１／（Ｚｃ／Ｚａ＋１）、により導かれる比率で減速されるものである。例えば、太陽歯車５９の歯数が１６、遊星歯車５５の歯数が１６、歯付リング５８の歯数が４８である場合には減速比１／４が導かれる。
しかしながら、回転駆動用モータの回転速度を１／４に減速する以外に、先端の切削工具の特性によっては、さらに低い減速比が求められることがあるが、図２に示したプラネタリ型の遊星歯車機構では、その機構上の理由から、減速比を１／３よりも低くすることは困難である。
【０００６】
本発明は、このような従来の問題を解決するために、プラネタリ型の遊星歯車機構を用いたものでありながら、上記従来の装置よりも減速比を低くすることが可能な回転速度切換装置を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
上記課題を解決するために、本発明では、回転駆動源からの力が伝達される入力シャフトと、回転駆動力を器具へ出力するための出力シャフトとがケーシング内で支承され、前記入力シャフトの一端には太陽歯車が設けられ、前記出力シャフトの一端には複数の遊星ピンを備えた遊星キャリアが設けられ、該各遊星ピンにはそれぞれ遊星歯車が枢着されて歯付環状体により囲まれ、該各遊星歯車は異なる歯数の２つの歯車を備えるものであり、該各遊星歯車における歯数の多い歯車は歯付環状体に噛合する一方で、歯数の少ない歯車は前記太陽歯車に噛合するように配置されたことを特徴とする回転速度切換装置が提供される。
本発明の回転速度切換装置の作用について説明すれば、回転駆動源からの力が入力シャフトに入力されると、その先端の太陽歯車が遊星歯車の歯数の少ない歯車と噛み合ってこれを同じ速度で回転させ、一方、遊星歯車の歯数の多い歯車は歯付環状体と噛み合いながら、歯付環状体の円周方向に転がり移動し、この円周方向の転がり移動により遊星キャリアは回転させられて、回転駆動力が出力シャフトまで伝達される。
【発明の効果】
【０００８】
上述のような作用により、本発明の回転速度切換装置では、遊星歯車において、歯数の少ない歯車に入力した回転駆動力は、歯数の多い歯車から遊星キャリアに伝達されるときに、回転数の低下が抑制されるため、従来のプラネタリ型の遊星歯車機構よりも減速比を低くすることが可能になる。
【発明を実施するための最良の形態】
【０００９】
図１を参照して本発明の実施の形態を説明する。
図１（ａ）は本発明の回転速度切換装置における歯車の配置関係を説明するための図であり、図１（ｂ）は回転速度切換装置を材軸方向に切断して示した断面図である。
本発明の回転速度切換装置１０は、歯科用ハンドピースまたはスピンドル装置に接続されるものであり、回転駆動源からの回転力を減速させてトルクを高め、これを先端に設けられた器具に伝達するための装置である。
図１の回転速度切換装置１０では、ケーシング１１の内部に軸受２１，２３を介して入力シャフト１２と出力シャフト１３とが支承され、入力シャフト１２の前端には太陽歯車１２ａが一体に形成され、出力シャフト１３の後端には遊星キャリア１３ｂが一体に形成され、この遊星キャリア１３ｂに穿設された複数の孔にそれぞれ遊星ピン１４が嵌め込まれ、各遊星ピン１４にはそれぞれ遊星歯車１５が枢着され、これら遊星歯車１５を囲むように歯付リング１６がケーシング１１の内面に固定されている。
【００１０】
ここで、遊星歯車１５には大歯車１５ａと小歯車１５ｂとが形成されており、大歯車１５ａには小歯車１５ｂよりも多くの歯が設けられ、大歯車１５ａは歯付リング１６と噛み合いながら、この歯付リング１６に沿って転動するように配置されている。また小歯車１５ｂは、太陽歯車１２ａと噛み合うように配置されている。
【００１１】
図１（ａ）を参照して歯車どうしの配置関係に付き、更に説明すれば、太陽歯車１２ａは中央に配置され、この太陽歯車１２ａの周りに複数の遊星歯車１５が設けられ、遊星歯車１５の小歯車１５ｂと太陽歯車１２ａとが噛合している。さらに、これら複数の遊星歯車１５の周りには、これを取り囲むように歯付リング１６が設けられ、遊星歯車１５の大歯車１５ａと歯付リング１６とが噛合している。
【００１２】
次に、回転速度切換装置１０の作用について説明する。
回転速度切換装置１０では、例えば、前端開口部１１ａに歯科用ハンドピース（図示せず）が接続され、後端開口部１１ｂにはモータユニット（図示せず）が接続される。モータユニットから回転駆動力が伝わると、入力シャフト１２は矢印Ｒ１方向に回転し、その先端のが遊星歯車１５の小歯車１５ｂと噛み合ってこれを矢印Ｒ２方向に回転させる。この矢印Ｒ２方向の回転により、遊星歯車１５の大歯車１５ａは歯付リング１６と噛み合いながら、この歯付リング１６の円周方向（矢印Ｒ３方向）に転がって移動する。この大歯車１５ａの転がり移動が遊星ピン１４を介して遊星キャリア１３ｂに伝わり、遊星キャリア１３ｂ、すなわち出力シャフト１３を矢印Ｒ３方向に回転させる。
以上のように、遊星歯車１５において、小歯車１５ｂに入力した回転力が大歯車１５ａを介して遊星キャリア１３ｂに伝わるとき、この大小の歯車１５ａ，１５ｂの歯数の差により、遊星キャリア１３ｂの回転数の低下が抑制され、単に一つの歯車からなる従来の遊星歯車よりも、減速比を低く抑えることが可能になる。
【００１３】
次に、図１の回転速度切換装置１０の減速比を試算する。
この減速比は次式、減速比＝１／（（Ｚｂ１×Ｚｃ）／（Ｚａ×Ｚｂ２）＋１）から求めることができる。
そして、例えば、太陽歯車１２ａの歯数Ｚａが２４、小歯車１５ｂの歯数Ｚｂ１が１２、大歯車１５ａの歯数Ｚｂ２が２４、歯付リング１６の歯数Ｚｃが６０に設定された場合、減速比は１／２．２５となり、したがって、回転速度切換装置１０によれば、１／３よりも低い減速比が実現可能であることが判る。
【図面の簡単な説明】
【００１４】
【図１】（ａ）は本発明の回転速度切換装置における歯車の配置関係を説明するための図であり、（ｂ）は回転速度切換装置を材軸方向に切断して示した断面図である。
【図２】（ａ）は従来例における歯車の配置関係をしめした図であり、（ｂ）は従来例を材軸方向に切断した断面図である。
【符号の説明】
【００１５】
１０  回転速度切換装置
１１  ケーシング
１２  入力シャフト
１２ａ  太陽歯車
１３  出力シャフト
１３ｂ  遊星キャリア
１４  遊星ピン
１５  遊星歯車
１５ａ  大歯数（歯数の多い歯車）
１５ｂ  小歯数（歯数の少ない歯車）
１６  歯付環状体
【図１】
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【図２】
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