WO2011065466A1 - Rotational drive force transmission apparatus - Google Patents
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- F16H—GEARING
- F16H1/00—Toothed gearings for conveying rotary motion
- F16H1/28—Toothed gearings for conveying rotary motion with gears having orbital motion
- F16H1/46—Systems consisting of a plurality of gear trains each with orbital gears, i.e. systems having three or more central gears
Definitions
- the present invention relates to a rotational driving force transmission device, more specifically, a vehicle, a bicycle, a generator, an internal combustion engine, a waste paper cutter (shredder), various machine tools, and other machine tools that require rotational driving force such as a motor.
- the present invention relates to a rotational driving force transmission device that is used between the mechanical instrument and the rotational driving source or incorporated in the mechanical instrument when transmitting the rotational driving force from the rotational driving source.
- the present invention provides a rotational driving force transmission device that can reduce the load on the input means such as the motor and reduce the energy required for input of power consumption and the like, thereby improving the output efficiency. Is an issue.
- An invention according to claim 1 for solving the above-described problem is an input shaft to which an input gear is fixed and is pivotally supported by one end frame, and inputs a rotational driving force from an input means, and the input shaft And an output shaft that is pivotally supported on the other end frame and outputs an increased rotational driving force, and the input gear is fixed to the one end frame and does not rotate.
- a driven gear integrated with a pair of inscribed gears that are in mesh with the inner gear is driven to rotate, and the gear shafts of the pair of inscribed gears are each provided with a drive bevel gear and freely rotate around the input shaft.
- the inner bevel gear of a pair of vertical gear shafts that are pivotally supported in the short rotating arm and arranged in a direction orthogonal to the input shaft and attached to both ends are engaged with the drive bevel gear;
- the outer teeth of the outer side Is engaged with the intermediate bevel gear of a horizontal gear shaft that is arranged in parallel to the input shaft and has a bevel gear mounted in the middle, and the rotational drive of the first intermediate gear that is attached to the end of each horizontal gear shaft
- a long length that is transmitted to a stationary gear that is fixed to the other end frame and does not rotate via two intermediate gears, is supported by the input shaft, and supports each vertical gear shaft.
- the gear shafts of the two intermediate gears between the first intermediate gear and the stationary gear are fixed to the output arm, and the inside of the two intermediate gears between the first intermediate gear and the stationary gear.
- the vertical position of the intermediate gear meshing with the first intermediate gear Characterized in that it does not change during the revolution of the said input shaft and the output shaft as an axis, a rotation driving force transmission device.
- the above configuration can be configured to be connected in a plurality of stages.
- a balance weight is attached to an end of the horizontal gear shaft opposite to the first intermediate gear installation side.
- the input is primarily increased by the action of the lever.
- this principle acts in the process of transmitting the rotational driving force in a straight gear train, including the intermediate gear whose vertical position does not change when revolving around the input shaft and output shaft, and the input is performed secondarily. Increase of power is made. Therefore, by arranging this device between the input part and the output part of the rotational power, it becomes possible to output the increased rotational driving force, thereby reducing the power consumption and the like in the output efficiency. It can be improved and greatly contributes to energy saving, and can be used by being attached to a vehicle, a generator, a machine tool, and other devices that require various rotational driving forces.
- the device according to the present invention can be configured from one stage of gear combination from input to output, but in order to obtain high output with higher efficiency, basically a group of gears having the same configuration are arranged in several stages. You can also The illustrated example has a three-stage configuration. *
- FIG. 1 is a longitudinal sectional view showing the overall configuration
- FIG. 2 is an enlarged sectional view of the first stage
- FIG. 3 is an exploded perspective view of the first stage.
- reference numeral 1 denotes a base
- end frames 2 and 3 are erected on both ends thereof.
- the frames 2 to 5 are formed in a cross shape, for example. *
- each part described later constituting the transmission means rotates around the input shaft 6, and the parts constituted by the pairs are arranged symmetrically around the input shaft 6.
- a shaft support cylinder 7 that supports an input shaft 6 that is rotationally driven by an external driving means such as a motor, a water wheel, a windmill, or the like is installed at an intermediate intersection of the end frame 2 on the input side.
- An input gear 8 is fixed to the input shaft 6 at a portion inside the shaft support cylinder 7.
- a stationary inner gear 10 is vertically installed on the end frame 2 via several support legs 9, and a pair of inscribed gears 11, 11 a are disposed in mesh with the stationary inner gear 10.
- driven gears 12 and 12a that are externally meshed with the input gear 8 are fixed coaxially with the inscribed gears 11 and 11a, respectively. Rotates integrally with the driven gears 12 and 12a.
- Each inscribed gear 11, 11 a and the common gear shafts 13, 13 a of the driven gears 12, 12 a integrated therewith are respectively short rotating arms 14 that are rotatably attached to the input shaft 6 via bearings. It is pivotally supported at the end.
- the short rotary arm 14 is integrally provided with a drive bevel gear 15 attached to the input shaft 6 via a bearing, and the drive bevel gear 15 is integrated with the short rotary arm 14 and can freely move around the input shaft 6. Rotate.
- a pair of driven bevel gears 16 and 16 a mesh with the drive bevel gear 15.
- the vertical gear shafts 17 and 17a of the driven bevel gears 16 and 16a are arranged so as to be orthogonal to the input shaft 6 in the horizontal state, and two lengths are rotatably attached to the input shaft 6 via bearings, respectively. It is pivotally supported by the scale rotation arm 18. *
- the long rotary arm 18 has end brackets 19 and 19a at both ends, and two intermediate brackets 20 and 20a with the input shaft 6 interposed therebetween.
- Each of these brackets includes a bearing, and the vertical gear shafts 17 and 17a are pivotally supported by the bearings of the end brackets 19 and 19a and the bearings of the intermediate brackets 20 and 20a, respectively.
- the end portions of the end brackets 19 and 19a are bent and extended in the length direction of the long rotary arm to form vertical brackets 21 and 21a, and bearings are installed on the vertical brackets 21 and 21a, respectively.
- First intermediate bevel gears 22 and 22a are attached to the end portions of the vertical gear shafts 17 and 17a protruding from the end brackets 19 and 19a, and are engaged with the first intermediate bevel gears 22 and 22a.
- Gears 23 and 23a are provided.
- the horizontal gear shafts 24 and 24a of the second intermediate bevel gears 23 and 23a are arranged so as to be orthogonal to the vertical gear shafts 17 and 17a, and are long via the bearings of the vertical brackets 21 and 21a and the connecting plates 25 and 25a.
- the shaft is supported so as to be parallel to the input shaft 6 with a bearing provided on an output arm 26 integrated with the scale rotary arm 18.
- the horizontal gear shafts 24, 24a extend on both sides of the second intermediate bevel gears 23, 23a, and balance weights 27, 27a are attached to ends protruding from the bearings of the vertical brackets 21, 21a.
- the first intermediate gears 28 and 28 a are attached to the end portions protruding from the bearings 26.
- two pairs of gear shafts (29, 29a), (30, 30a) are fixed to the output arm 26 so as to be positioned inside the horizontal gear shafts 24, 24a.
- the second intermediate gears 31 and 31a meshing with the first intermediate gears 28 and 28a are pivotally supported, and the pair of gear shafts near the input shaft 6 is supported.
- the third intermediate gears 32, 32a meshing with the second intermediate gears 31, 31a are pivotally supported.
- Each of the third intermediate gears 32 and 32a is fixed to a shaft support cylinder 35 installed on the end frame 3, and meshes with a stationary gear 33 that does not rotate.
- the horizontal gear shafts 24 and 24a, the pair of outer gear shafts 29 and 29a, the pair of gear shafts 30 and 30a on the inner side, and the input shaft 6 are in a straight line as shown in FIG. Placed in. Further, the number of teeth of the first intermediate gears 28 and 28a, the second intermediate gears 31 and 31a, the third intermediate gears 32 and 32a, and the stationary gear 33 is revolved around the input shaft 6 as described later. Is set so that the second intermediate gears 31 and 31a do not rotate. *
- the output arm 26 has a shaft support portion 34 provided with a bearing only on the input side, that is, the long rotary arm 18 side, at the center thereof, and the shaft support portion 34 supports the inner end portion of the input shaft 6.
- the output shaft 6 a is fixed to the output side of the shaft support portion 34 so that the input shaft 6 and the shaft center coincide with each other. Therefore, the rotation of the input shaft 6 is not directly transmitted to the output arm 26, but the output shaft 6a rotates integrally with the output arm 26 and outputs it.
- the output shaft 6a transmits the rotational driving force from the first stage to the second stage, and corresponds to the input shaft 6 when viewed from the second stage (see FIG. 1). *
- the output shaft 6a in the first stage configuration corresponds to the input shaft 6 in the first stage configuration
- the intermediate frame 4 in the second stage configuration is the first stage configuration.
- the connection relationship between the components is the same as in the first stage configuration. Therefore, in order to avoid redundant description, detailed description of each part of the second stage is omitted.
- the output shaft 6b in the second stage configuration corresponds to the input shaft 6 in the first stage configuration
- the end frame 3 corresponds to the intermediate frame 4 in the first stage configuration
- the final output shaft 6c corresponds to the output shaft 6a, and the connection relationship between the components is the same as that in the first stage configuration. Therefore, in order to avoid redundant description, detailed description of each part in the third stage is omitted.
- the inscribed gears 11 and 11a are in mesh with the stationary inner gear 10 that is fixed to the end frame 2 and does not rotate by itself.
- the driven gear 12 and the inscribed gears 11 and 11a integrated with the driven gears 12 and 12a try to rotate in the direction of arrow b, respectively.
- the rotational driving force that attempts to rotate the driven gears 12 and 12a (and the inscribed gears 11 and 11a) in the direction of the arrow b causes the stationary inner gear 10 to move in the direction of the arrow c via the inscribed gears 11 and 11a. Acts to rotate. *
- the inscribed gears 11 and 11a receive a reaction from the contact point with the stationary inner gear 10 and further input from the input gear 8 continues. , 11a revolves in the arrow d direction along the inner periphery of the stationary inner gear 10 while rotating in the arrow b direction.
- the increased rotational driving force of the drive bevel gear 15 is transmitted to a pair of drive bevel gears 16 and 16a meshed therewith, and from the first intermediate bevel gears 22 and 22a on the opposite side via the vertical gear shafts 17 and 17a. , And are transmitted to the second intermediate gear wheels 23 and 23a meshing with them. The rotation of the second intermediate gear gears 23 and 23a is transmitted to the first intermediate gears 28 and 28a via the horizontal gear shafts 24 and 24a.
- the first intermediate gears 28 and 28a rotating in the direction of the arrow e try to rotate the second intermediate gears 31 and 31a meshing with the first intermediate gears 28 and 28a in the direction of the arrow f.
- the gears 31, 31a try to rotate the third intermediate gears 32, 32a meshing with them in the direction of arrow g, and the third intermediate gears 32, 32a try to rotate the stationary gears 33 meshing with them in the direction of arrow h.
- the stationary gear 33 is fixed to the shaft support cylinder 35 and does not rotate, and as a result of the third intermediate gears 32 and 32a continuing to rotate the stationary gear 33, the third intermediate gears 32 and 32a are While rotating in the direction of the arrow g, it revolves along the stationary gear 33 in the direction of the arrow i, so that the output arm 26 to which the gear shafts 30 and 30a are fixed has the arrow about the input shaft 6 as an arrow. Rotate in i direction. *
- the long arm 18 integrated with the output arm 26 via the connecting plate 25, and the parts directly or indirectly attached to the long arm 18, that is, the driving bevel gears 16, 16a.
- the vertical gear shafts 17 and 17a, the first intermediate bevel gears 22 and 22a, the second intermediate bevel gears 23 and 23a, the horizontal gear shafts 24 and 24a, and the balance weights 27 and 27a are integrated with the output arm 26.
- the shaft 6 is rotated in the direction of arrow i about the axis. *
- the second intermediate gears 31 and 31a do not rotate (they do not change up and down during the revolution) and move like a gondola in a ferris wheel.
- the first intermediate gears 28 and 28a, the second intermediate gears 31 and 31a, and the third intermediate gears 32 and 32a constitute one rod-like body by the second intermediate gears 31 and 31a performing such a movement. That is why this principle works. If the second intermediate gears 31 and 31a are configured to rotate, the rod-like body collapses and the force escapes, and this principle no longer works.
- the rotation of the output arm 26 is transmitted from the output shaft 6a integral with the output arm 26 to the second stage input gear fixed to the output shaft 6a.
- the rotation output of the output arm 26 is the gear shaft 29, 29a, 30, 30a that is the point of action. Is between the power point and the fulcrum, the rotational driving force (the force to revolve) in the gear shafts 13 and 13a is between the first intermediate gears 28 and 28a and the second intermediate gears 31 and 31a, which are the power points.
- the rotational driving force from the first intermediate gears 28 and 28a applied to the contact is increased. *
- a boost is performed by the same action as the first stage and output to the third stage
- a boost is performed by the same action as the first stage and output to the outside. Therefore, as the number of stages increases, an output increased with respect to the input can be obtained.
- the device 64 according to the present invention is connected between a DC motor 61 (95 V, 13 A) that uses a 96 V battery 60 as a power source and a generator 62 with a rated output of 100 V and 15 A that charges the battery 60 via the controller 63.
- a DC motor 61 95 V, 13 A
- a generator 62 with a rated output of 100 V and 15 A that charges the battery 60 via the controller 63.
- An intervening one was prepared, and a voltmeter and an ammeter were respectively arranged on the output side of the generator 62 and the input side of the motor 61, and the respective values were observed.
- the motor switch 65 is turned on, the DC motor 61 is driven using the battery 60 as a power source, the generator 62 is started via this device 64, and the operation of each device is continued while charging the battery 60. Observed. At that time, since the output of the device 64 has a sufficient margin, it was output externally. And when it measured after carrying out continuous operation for a while, the output of the generator 62 maintained 100V and 15A, and the input value to the DC motor 61 was 95V and 13A, respectively. *
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Abstract
Description
本発明は回転駆動力伝達装置、より詳細には、車両、自転車、発電機、内燃機関、古紙裁断機(シュレッダー)、各種工作機械、その他の回転駆動力が必要となる機械器具にモータ等の回転駆動源からの回転駆動力を伝達するに当り、上記機械器具と回転駆動源との間に介在させ、あるいは、上記機械器具に組み込んで用いる回転駆動力伝達装置に関するものである。 The present invention relates to a rotational driving force transmission device, more specifically, a vehicle, a bicycle, a generator, an internal combustion engine, a waste paper cutter (shredder), various machine tools, and other machine tools that require rotational driving force such as a motor. The present invention relates to a rotational driving force transmission device that is used between the mechanical instrument and the rotational driving source or incorporated in the mechanical instrument when transmitting the rotational driving force from the rotational driving source.
従来上記発電機等の回転駆動力が必要となる機械器具においては、単に回転速度を変換するに過ぎない変速装置を介在させることはあっても、回転駆動力の増大を図って消費電力を減少させるような伝達装置を介在させようとの発想は持たれていない。即ち、そのような伝達装置は機械損失が大きく、逆に消費電力を増大させる結果となってしまうとの考え方が支配的だからである。 Conventionally, in machinery and equipment that requires rotational driving force such as the above-mentioned generators, even if a transmission that merely converts the rotational speed is interposed, the rotational driving force is increased to reduce power consumption. There is no idea to interpose such a transmission device. That is, the idea that such a transmission device has a large mechanical loss and conversely increases power consumption is dominant. *
しかるに本発明者らは、上記発想を持ち続け、種々の回転駆動力伝達装置を提案してきた。それらは、ある程度の成果は見られるものの、未だ、業界の要請に十分に応え得るには至っていない。 However, the present inventors have continued the above idea and have proposed various rotational driving force transmission devices. Although they have achieved some results, they have not yet been able to fully meet industry demands.
上述したように、従来の発電機等の回転駆動力が必要となる機器においては、機械損失が大きく、消費電力を増大させる結果となってしまうような伝達装置を介するようなことをせずに、直接モータ等で駆動しており、モータ等に対する負荷の軽減、出力効率の向上といったことは余り考えられていなかった。 As described above, in a device that requires a rotational driving force such as a conventional generator, the mechanical loss is large and without using a transmission device that results in an increase in power consumption. It is driven directly by a motor or the like, and there has been little thought of reducing the load on the motor or the like and improving the output efficiency. *
そこで本発明は、結果的に上記モータ等の入力手段に対する負荷を軽減し、消費電力等の入力に要するエネルギーを減少させ、以て、出力効率を向上させ得る回転駆動力伝達装置を提供することを課題とする。 Accordingly, the present invention provides a rotational driving force transmission device that can reduce the load on the input means such as the motor and reduce the energy required for input of power consumption and the like, thereby improving the output efficiency. Is an issue.
上記課題を解決するための請求項1に記載の発明は、入力ギアが固定されていて一方の端部フレームに軸支され、入力手段からの回転駆動力を入力する入力軸と、前記入力軸と同一軸心にて他方の端部フレームに軸支され、増大された回転駆動力を出力する出力軸とを備え、前記入力ギアは、前記一方の端部フレームに固定されていて回転しない静止内ギアに内接噛合する一対の内接ギアと一体の被動ギアを回転駆動し、前記一対の内接ギアのギア軸は、それぞれ、駆動カサ歯車を備えていて前記入力軸を軸に自由回転する短尺回転アームにおいて軸支され、前記入力軸と直交方向に配置され、両端にカサ歯車が取り付けられた一対の垂直ギア軸の内方側の前記カサ歯車を前記駆動カサ歯車に噛合させるとともに、その、外方側の前記カサ歯車を、前記入力軸と平行に配置されて中間にカサ歯車が取り付けられた水平ギア軸の前記中間カサ歯車に噛合させ、前記各水平ギア軸の端部に取り付けられた第1中間ギアの回転駆動力を、2つの中間ギアを介して、前記他方の端部フレームに固定されて回転しない静止ギアに伝達可能にし、前記入力軸に軸支されて、前記各垂直ギア軸を軸支する長尺回転アームと、中心部に、一面側において前記入力軸の端部を軸支し、他面側に前記出力軸の端部が固定される軸支部を有する出力アームとが連結されて設置され、前記第1中間ギアと前記静止ギアの間の前記2つの中間ギアの各ギア軸が前記出力アームに固定されて成り、前記第1中間ギアと前記静止ギアの間の前記2つの中間ギアの内の前記第1中間ギアに噛合する中間ギアの上下位置が、その前記入力軸及び出力軸を軸として公転する際に変わらないことを特徴とする、回転駆動力伝達装置である。
An invention according to
上記構成を、前記出力軸を入力軸と考えることにより複数段連設した構成とすることができる。また、好ましくは、前記水平ギア軸の前記第1中間ギア設置側とは反対側の端部に、バランスウエイトを取り付けることとする。 By considering the output shaft as an input shaft, the above configuration can be configured to be connected in a plurality of stages. Preferably, a balance weight is attached to an end of the horizontal gear shaft opposite to the first intermediate gear installation side.
本発明に係る回転駆動力伝達装置においては、先ず、端部フレームに固定されている静止内ギアへの回転駆動力伝達過程において、てこの原理が作用することにより入力が一次的に増大し、また、入力軸及び出力軸を軸として公転する際に上下位置が変わらない中間ギアを含む、一直線上のギア列における回転駆動力伝達過程においてもてこの原理が作用して、二次的に入力の増力がなされる。そのため、本装置を回転動力の入力部と出力部との間に配することにより、増大された回転駆動力を出力することが可能となり、以て、消費電力等を減少させての出力効率の向上が可能であり、省エネルギーに寄与することが大であり、車両、発電機、工作機械、その他種々の回転駆動力を必要とする機器に付設して利用し得る効果がある。 In the rotational driving force transmission device according to the present invention, first, in the process of transmitting the rotational driving force to the stationary internal gear fixed to the end frame, the input is primarily increased by the action of the lever. In addition, this principle acts in the process of transmitting the rotational driving force in a straight gear train, including the intermediate gear whose vertical position does not change when revolving around the input shaft and output shaft, and the input is performed secondarily. Increase of power is made. Therefore, by arranging this device between the input part and the output part of the rotational power, it becomes possible to output the increased rotational driving force, thereby reducing the power consumption and the like in the output efficiency. It can be improved and greatly contributes to energy saving, and can be used by being attached to a vehicle, a generator, a machine tool, and other devices that require various rotational driving forces.
本発明を実施するための形態につき、添付図面に依拠して説明する。本発明に係る装置は、入力から出力までを、ギアの組み合わせ1段で構成することができるが、より高効率に高出力を得るために、基本的に同一構成のギア群を数段に配置することもできる。図示した例は3段構成にしたものである。 A mode for carrying out the present invention will be described with reference to the accompanying drawings. The device according to the present invention can be configured from one stage of gear combination from input to output, but in order to obtain high output with higher efficiency, basically a group of gears having the same configuration are arranged in several stages. You can also The illustrated example has a three-stage configuration. *
図1はその全体構成を示す縦断面図であり、図2はそのうちの第1段の拡大断面図、図3は第1段の分解斜視図である。図中1はベースで、その両端部に端部フレーム2、3が立設される。複数段構成とする場合は、端部フレーム2、3の中間に、2段構成の場合には1つの、また、図示したような3段構成の場合には、2つの中間フレーム4、5が立設される(図1参照)。従って、1段構成の場合には中間フレーム4が端部フレーム2となり、また、2段構成の場合には中間フレーム5が端部フレーム2となる。装置全体の軽量化のために、各フレーム2~5は、例えば十字形に形成される。
FIG. 1 is a longitudinal sectional view showing the overall configuration, FIG. 2 is an enlarged sectional view of the first stage, and FIG. 3 is an exploded perspective view of the first stage. In the figure,
なお、図から明らかなように、伝達手段を構成する後述の各部は、入力軸6を中心に回転するものであり、対で構成される部品は、入力軸6を中心に対称的に配置される。
As will be apparent from the figure, each part described later constituting the transmission means rotates around the
入力側の端部フレーム2の中間交差部には、モーター、水車、風車その他の外部駆動手段によって回転駆動される入力軸6を軸支する軸支筒7が設置される。入力軸6には、その軸支筒7よりも内側の部分に、入力ギア8が固定される。また、端部フレーム2には、数本の支持脚9を介して静止内ギア10が垂直に設置され、静止内ギア10に一対の内接ギア11、11aが内接噛合するように配置される。
A
各内接ギア11、11aの端部フレーム2側には、入力ギア8に外接噛合する被動ギア12、12aが、それぞれ内接ギア11、11aと同軸に固定され、内接ギア11、11aは、被動ギア12、12aと一体となって回転する。各内接ギア11、11a及びこれと一体となった被動ギア12、12aの共通のギア軸13、13aは、それぞれ、軸受を介して入力軸6に回転自在に取り付けられた、短尺回転アーム14の端部において軸支される。
On the
短尺回転アーム14には、軸受を介して入力軸6に取り付けられた駆動カサ歯車15が一体に設置され、駆動カサ歯車15は、短尺回転アーム14と一体となって入力軸6を軸に自由回転する。駆動カサ歯車15には、一対の被動カサ歯車16、16aが噛合する。被動カサ歯車16、16aの垂直ギア軸17、17aは水平状態の入力軸6と直交状態となるように配置され、それぞれ2箇所が、軸受を介して入力軸6に回転自在に取り付けられた長尺回転アーム18によって軸支される。
The short
長尺回転アーム18は、両端に端部ブラケット19、19aを有すると共に、中間に入力軸6を挟んで2つの中間ブラケット20、20aを有する。これらのブラケットはそれぞれ軸受を備えていて、垂直ギア軸17、17aは、それぞれ端部ブラケット19、19aの軸受と中間ブラケット20、20aの軸受とによって軸支される。また、各端部ブラケット19、19aの先端部は、長尺回転アームの長さ方向に折曲延長されて垂直ブラケット21、21aとされ、垂直ブラケット21、21aにはそれぞれ軸受が設置される。
The long
垂直ギア軸17、17aの端部ブラケット19、19aから突出する端部には、第1中間カサ歯車22、22aが取り付けられ、第1中間カサ歯車22、22aに噛合するように第2中間カサ歯車23、23aが配設される。この第2中間カサ歯車23、23aの水平ギア軸24、24aは、垂直ギア軸17、17aと直交するように配置され、垂直ブラケット21、21aの軸受と、連結板25、25aを介して長尺回転アーム18に一体化された出力アーム26に設けられた軸受との間において、入力軸6と平行となるように軸支される。
First
水平ギア軸24、24aは第2中間カサ歯車23、23aの両側に延びていて、その垂直ブラケット21、21aの軸受から突出する端部にはバランスウエイト27、27aが取り付けられ、また、出力アーム26の軸受から突出する端部には、第1中間ギア28、28aが取り付けられる。
The
出力アーム26には更に、その水平ギア軸24、24aの内側に位置させて、二対のギア軸(29、29a)、(30、30a)が固定される。そのうちの水平ギア軸24、24a寄りの一対のギア軸29、29aにおいて、第1中間ギア28、28aに噛合する第2中間ギア31、31aが軸支され、入力軸6寄りの一対のギア軸30、30aにおいて、第2中間ギア31、31aに噛合する第3中間ギア32、32aが軸支される。各第3中間ギア32、32aはそれぞれ、端部フレーム3に設置された軸支筒35に固定されていて、回転することのない静止ギア33に噛合する。
Further, two pairs of gear shafts (29, 29a), (30, 30a) are fixed to the
上記水平ギア軸24、24aと、外方側の一対のギア軸29、29aと、内方側の一対のギア軸30、30aと、入力軸6とは、図5に示されるように一直線上に配置される。また、第1中間ギア28、28aと、第2中間ギア31、31aと、第3中間ギア32、32aと静止ギア33の歯数は、後述するように、それらが入力軸6を中心に公転する際に、第2中間ギア31、31aが自転しないように設定される。
The
ここにおいて第2中間ギア31、31aが自転しないとは、その公転中に上下が変わらないという意味であり(観覧車におけるゴンドラの動きを想定されたい)、他のギアについての自転は、一般的意味における自転を意味することに留意されたい。
Here, the fact that the second
出力アーム26はその中心部に、入力側、即ち、長尺回転アーム18側にのみ軸受を備えた軸支部34を有していて、その軸支部34によって入力軸6の内端部を軸支する。一方、軸支部34の出力側には、入力軸6と軸心を一致させるようにして出力軸6aが固定される。従って、入力軸6の回転が直接出力アーム26に伝達されることはないが、出力軸6aは、出力アーム26と一体となって回転して出力することになる。この出力軸6aは、第1段からの回転駆動力を第2段に伝達するもので、第2段からみれば、入力軸6に相当することになる(図1参照)。
The
上述したように、第2段の構成においては、第1段の構成における出力軸6aが第1段の構成における入力軸6に相当し、第2段の構成の中間フレーム4が第1段の構成における端部フレーム2に対応していて、各部品間の連結関係は第1段の構成におけるものと同じである。従って、重複説明を避けるために、第2段の各部の詳細な説明を省略する。
As described above, in the second stage configuration, the
また、第3段の構成におい
ては、第2段の構成における出力軸6bが第1段の構成における入力軸6に相当し、端部フレーム3が第1段の構成の中間フレーム4に相当し、最終出力軸6cが出力軸6aに相当し、各部品間の連結関係は第1段の構成におけるものと同じである。従って、重複説明を避けるために、第3段の各部の詳細な説明を省略する。以下、第4段構成や第5段構成等となっても同様である。
In the third stage configuration, the
上記構成の第1段においては、モータ等の入力手段からの入力を受けて入力軸6が回転すると、唯一入力軸6に固定されている入力ギア8が入力軸6と一体に回転し、それに伴い、入力ギア8に噛合する被動ギア12、12a並びに被動ギア12、12aと一体の内接ギア11、11aが回転駆動される。その際、入力軸6の回転が、入力軸6に軸支される短尺アーム14、長尺アーム18及び出力アーム26に直接伝達されることはない。
In the first stage of the above configuration, when the
内接ギア11、11aはそれぞれ、端部フレーム2に固定されていてそれ自体回転することのない静止内ギア10に内接噛合している。その結果、図4において入力ギア8が矢印a方向に回転すると、これに噛合する被動ギア12及び被動ギア12、12aと一体の内接ギア11、11aがそれぞれ、矢印b方向に自転しようとする。そして、この被動ギア12、12a(及び内接ギア11、11a)を矢印b方向に自転させようとする回転駆動力は、内接ギア11、11aを介し、静止内ギア10を矢印c方向に回転させようと作用する。
The inscribed gears 11 and 11a are in mesh with the stationary
しかし、静止内ギア10は固定されていて回転しないため、内接ギア11、11aは静止内ギア10との接点から反作用を受け、更に入力ギア8からの入力が継続する結果、内接ギア11、11aは矢印b方向に自転しつつ、静止内ギア10の内周に沿って矢印d方向に公転することになる。
However, since the stationary
この内接ギア11、11a(被動ギア12、12a)の公転動作に際し、第一次的にてこの原理が働く。即ち、その公転動作の瞬時をみると、入力ギア8と被動ギア12、12aの接点が力点となり、静止内ギア10と内接ギア11、11aの接点が支点となり、ギア軸13、13aが作用点となっているのである。このように、作用点であるギア軸13、13aが力点と支点との間にある結果、作用点であるギア軸13、13aにおける回転駆動力(公転しようとする力)は、力点である入力ギア8と被動ギア12、12aの接点に加わる入力ギア8からの回転駆動力よりも増大されることになる。
In the revolving operation of the inscribed gears 11 and 11a (driven gears 12 and 12a), the principle of the lever works primarily. That is, when the moment of the revolution operation is seen, the contact point between the
このように増力されて公転する内接ギア11、11a(被動ギア12、12a)双方の運動は、そのまま、そのギア軸13、13aの端部が連結されている短尺アーム14、並びに、短尺アーム14に設置されている駆動カサ歯車15に伝達され、短尺アーム14と駆動カサ歯車15は、入力軸6を軸に、図5において矢印d方向に回転する。
The movements of both the inscribed gears 11 and 11a (driven gears 12 and 12a) that revolve by being increased in this way are the
この増力された駆動カサ歯車15の回転駆動力は、それに噛合する一対の駆動カサ歯車16、16aに伝達され、垂直ギア軸17、17aを介して反対側の第1中間カサ歯車22、22aから、それらに噛合する第2中間カサ歯車23、23aへと伝達される。そして、第2中間カサ歯車23、23aの回転は、水平ギア軸24、24aを介して第1中間ギア28、28aに伝達される。
The increased rotational driving force of the
その後、図5に示されるように、矢印e方向に回転する第1中間ギア28、28aは、それに噛合する第2中間ギア31、31aを矢印f方向に回転させようとし、また、第2中間ギア31、31aはそれに噛合する第3中間ギア32、32aを矢印g方向に回転させようとし、更に、第3中間ギア32、32aはそれらに噛合する静止ギア33を矢印h方向に回転させようとする。
After that, as shown in FIG. 5, the first
しかし、静止ギア33は軸支筒35に固定されていて回転せず、その後も第3中間ギア32、32aが静止ギア33を回転させようとし続ける結果、各第3中間ギア32、32aは、矢印g方向に自転しつつ、静止ギア33に沿って矢印i方向に公転することになり、以て、そのギア軸30、30aが固定されている出力アーム26が、入力軸6を軸に矢印i方向に回転する。
However, the
そして、同時に、連結板25を介して出力アーム26と一体になっている長尺アーム18、及び、長尺アーム18に直接又は間接的に取り付けられている部品、即ち、駆動カサ歯車16、16a、垂直ギア軸17、17a、第1中間カサ歯車22、22a、第2中間カサ歯車23、23a、水平ギア軸24、24a、並びに、バランスウエイト27、27aが、出力アーム26と一体に、入力軸6を軸に矢印i方向に回転する。
At the same time, the
上記第1中間ギア28、28aから、第2中間ギア31、31a、第3中間ギア32、32a、そして静止ギア33へ至る各ギア間における回転駆動力の伝達過程において、第二次的にてこの原理が働く。即ち、第3中間ギア32、32aと静止ギア33との接触点が支点となり、第1中間ギア28、28aと第2中間ギア31、31aとの接触点が力点となり、ギア軸29、29a、30、30aが作用点となって、出力アーム26に作用を及ぼす。その結果、出力アーム26は、出力軸6と一体に、入力軸6を軸に回転駆動される。
In the process of transmitting the rotational driving force between the first
ここにおいて、上述したように、第2中間ギア31、31aは自転せず(その公転中に上下が変わらない)、観覧車におけるゴンドラの如き動きをすることが重要である。第2中間ギア31、31aがそのような動きをすることにより、第1中間ギア28、28aと第2中間ギア31、31aと第3中間ギア32、32aとが、1本の棒状体を構成することになり、そこにてこの原理が働くことになるのである。もし、第2中間ギア31、31aが自転するような構成にすると、その棒状体が崩れて力が逃げ、もはやてこの原理は働かなくなる。
Here, as described above, it is important that the second
出力アーム26の回転は、それと一体の出力軸6aから、それに固定されている第2段の入力ギアへ伝達されるが、その回転出力は、作用点であるギア軸29、29a、30、30aが力点と支点との間にあるために、ギア軸13、13aにおける回転駆動力(公転しようとする力)は、力点である第1中間ギア28、28aと第2中間ギア31、31aとの接点に加わる第1中間ギア28、28aからの回転駆動力より増大されたものとなる。
The rotation of the
第2段においても、第1段と同じ作用による増力が行われて第3段へ出力され、第3段においても、第1段と同じ作用による増力が行われて外部に出力される。従って、段数が増えれば増える程、入力に対して増大された出力が得られることになる。 Also in the second stage, a boost is performed by the same action as the first stage and output to the third stage, and in the third stage, a boost is performed by the same action as the first stage and output to the outside. Therefore, as the number of stages increases, an output increased with respect to the input can be obtained. *
本発明に係る装置の有効性を確認するために、図6に示すような実験を行った。即ち、96Vのバッテリー60を電源とする直流モータ61(95V、13A)と、コントローラ63を介してバッテリー60を充電する定格出力100V、15Aの発電機62との間に本発明に係る装置64を介在させたものを用意し、発電機62の出力側とモータ61の入力側にそれぞれ電圧計と電流計を配置して、それぞれの値を観察した。
In order to confirm the effectiveness of the apparatus according to the present invention, an experiment as shown in FIG. 6 was performed. That is, the
上記実験において、モータスイッチ65をオンにしてバッテリー60を電源として直流モータ61を駆動し、本装置64を介して発電機62を始動させ、バッテリー60を充電させつつ各装置の運転を継続させて観察した。その際、本装置64の出力には十分な余力があるために、外部出力した。そして、しばらく連続運転した後に計測したところ、発電機62の出力は100V、15Aを維持し、また、直流モータ61への入力値は、それぞれ、95V、13Aであった。
In the above experiment, the
次いで、モータスイッチ65をオフにして、バッテリー60から直流モータ61への入力を停止して観察したところ、本装置64は変わりなく回転し続け、しばらく停止する予兆は見られなかった。そして、その際の発電機62の出力側の電圧値は100Vで電流値は15Aのままであった。本発明に係る装置においては、このようにバッテリー60からの入力停止後も、回転動作が停止することなく出力を継続することが確認された。
Next, when the
また、入力軸6に1kgの負荷をかけて回転させたところ、出力軸6a側ににおいて数10kgもの重量物を持ち上げることができた。即ち、この場合の出力は、入力に対し、数10倍増力されていることになる。このような結果が得られたのは、上述したように、1つの機構において二段階に渡っててこの原理が作用して、増力が行われたからに他ならない。
Further, when the
この発明をある程度詳細にその最も好ましい実施形態について説明してきたが、この発明の精神と範囲に反することなしに広範に異なる実施形態を構成することができることは明白なので、この発明は添付請求の範囲において限定した以外はその特定の実施形態に制約されるものではない。 Although the present invention has been described in some detail with respect to its most preferred embodiments, it will be apparent that a wide variety of different embodiments can be constructed without departing from the spirit and scope of the invention, the invention being defined by the appended claims. It is not restricted to the specific embodiment other than limiting in.
Claims (3)
Priority Applications (1)
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|---|---|---|---|
| JP2011543311A JP5611230B2 (en) | 2009-11-27 | 2010-11-26 | Rotational driving force transmission device |
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| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP2009-269895 | 2009-11-27 | ||
| JP2009269895 | 2009-11-27 |
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| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| WO2011065466A1 true WO2011065466A1 (en) | 2011-06-03 |
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Family Applications (1)
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|---|---|---|---|
| PCT/JP2010/071097 Ceased WO2011065466A1 (en) | 2009-11-27 | 2010-11-26 | Rotational drive force transmission apparatus |
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|---|---|
| JP (1) | JP5611230B2 (en) |
| WO (1) | WO2011065466A1 (en) |
Cited By (2)
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2010
- 2010-11-26 JP JP2011543311A patent/JP5611230B2/en not_active Expired - Fee Related
- 2010-11-26 WO PCT/JP2010/071097 patent/WO2011065466A1/en not_active Ceased
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| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPWO2011065466A1 (en) | 2013-04-18 |
| JP5611230B2 (en) | 2014-10-22 |
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