JP2003161359A - エネルギー保存リサイクル装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【目的】 回転運動を行っている物体からエネルギー
を吸収する事により、ブレーキの役割を果たし、なおか
つそのエネルギーを保存して任意の時に、その吸収した
エネルギーを吸収した時と同じ方向に放出出来る構造を
したもので省エネルギーを目的とした装置を提供する。 【構成】 ケース１の内側に一組の遊星歯車機構を設
け、そのうち遊星歯車１７はエネルギーを吸収する時は
自転のみを行い、エネルギーを放出する時は主軸４を中
心に公転のみを行う構造にする。そうすると、エネルギ
ー放出時の回転方向が、エネルギー吸収時の方向と同じ
になる。さらに、エネルギーの保存は太陽歯車軸である
ところの一部ねじ軸となっている主軸４の回転により、
回転止めされたナット６を直線移動させる事によりばね
５をたわませ、そして吸収したエネルギーをロック機構
により保存する。そして、ロック機構を解除するとエネ
ルギーは放出される。

Description

【発明の詳細な説明】 【０００１】 【産業上の利用分野】本発明は、回転運動を行っている
物体から、その回転エネルギーを任意の時に、吸収、放
出が出来る装置に関する発明である。 【０００２】 【従来の技術】この発明は従来にないものであって、回
転している物体からエネルギーを奪うのであるから、ブ
レーキと同じような働きをするのだが、現行のブレーキ
は多くの場合、奪ったエネルギーを利用する事はまれで
あった。従って、エネルギーの無駄使いをしていた。 【０００３】 【発明が解決しようとしている課題】この発明は、回転
している物体が、たとえば停止する事を目的として、減
速から停止に至る間に、その物体にその回転運動を妨げ
る外力が加わっても何ら支障がない時など、この装置を
利用する事により奪ったエネルギーを、多少機械効率を
差し引いた分のエネルギーとして、吸収した時と同じ方
向に放出、再利用が出来るエネルギー保存リサイクル装
置の提供を目的としている。 【０００４】 【課題を解決しようとするための手段】この発明の装置
は、ばねを内蔵しており、そのばねのたわみを利用して
吸収したエネルギーを保存する。さらに、遊星歯車機
構、ラチェット機構、ネジ軸などを利用してエネルギー
放出方向を決める事を特徴としている。 【０００５】 【作用】エネルギー吸収時；回転している物体に、本発
明のケース１をあらかじめ算出された力で接触させる
（図３）。ケース１には遊星歯車機構が内蔵されている
（図４）。内歯車２はケース１の内側に固定、遊星歯車
１７はその軸１９が太陽歯車３の主軸４に芯が一致した
プレート２０に固定されていて、このプレート２０には
ラチェット機構の爪２１（図２）が取付けてありエネル
ギー吸収時は空転状態になっている。さらに、このプレ
ート７にはスプリングプランジャ２６が取付けてありそ
の先端を固定ブロック８上に加工された窪みに差し込む
事によって、プレート２０のふらつき防止とこの装置の
回転の原点位置を決めている。従って、エネルギー吸収
時にはプレート２０は主軸４を中心として回転せず遊星
歯車１７はその軸１９を中心にして自転のみを行う。従
って、それぞれの歯車の回転方向は（図４）となる。そ
うして、太陽歯車３が回転を始めると太陽歯車３に取付
けられた過負荷保護装置１６がトルク伝達部品１５を介
して主軸４を同じ方向に回転させる。そして、主軸４上
のナット６に取付けられたカム１４が固定フレーム８上
に設けられた直線状の溝を通る事によりナット６は回転
せずに直線運動を始め、ばね５をたわませる。そして、
カム１４はあらかじめ算出された位置にあるロック機構
のローラー１１を押し下げ過負荷保護装置１６が作動す
るまで直進する。すなわちロック機構の取付け位置は過
負荷保護装置１６の設定トルクとばね５の力により決め
られる。そして、ナット６がローラー１１を通りすぎる
とばね１３が復帰してローラー１１が元の位置に戻りナ
ット６がばね５の力で戻るのを防ぐ事になる。こうして
エネルギーを保存する事が出来る。その後ケース１は停
止するまで空転を続ける事になる。 エネルギー放出時；ばね５に保存されたエネルギーを放
出する時は、ロック機構のソレノイド１０を作動させる
とローラー１１はばね１３を押し下げて引き込む。する
と、ばね５は復帰しようとしてナット６をエネルギー吸
収時と反対方向に押すことになる。そうすると、主軸４
はエネルギー吸収時と反対方向に回り出す。そして、太
陽歯車３とトルク伝達部品２５によって固定されたラチ
ェット２４は同じくエネルギー吸収時と反対方向に回り
だし、プレート７に固定されたラチェット爪８とかみ合
う事によりプレート２０、及びプレート２０に固定され
た軸１９を持つ遊星歯車１７も太陽歯車３とかみあった
ままで同じ方向に主軸４を中心として公転を始める。そ
うすると遊星歯車１７とかみ合う内歯車３も同方向に回
転を始める。従って内歯車３に固定されたケース１も、
すなわちエネルギー吸収時と同じ方向に回り出す。（図
５）こうして物体に同方向の回転力を与える事が出来
る。 【０００６】 【実施例】 【０００７】以下、他の実施例として（図６）に示すよ
うに市販のクラッチ２８と連結する事も可能である。す
なわち、クラッチの入切りでエネルギーの吸収、放出を
行う事も可能になる。次に、ラチェット機構は（図７）
に示す通りに市販されている一方向クラッチ２９を使用
することも可能である。さらに、ロック機構は（図８）
に示す通りにレバーＡ３０、レバーＢ３１、ブラケット
３２、ピンＡ３３、ピンＢ３４、ピンＣ３５、ピストン
３６を使う事により、主導でもロック機構の入切りが出
来る。（図９）はプレート２０のふらつきを場合によっ
てはより確実に防止する為にソレノイド３７を使用し
て、その先端にはテーパーピン３８を取付け、一方プレ
ート２０にはそれに見合う穴を設けてそれに差し込む事
によりそれを果たす事が出来る。 【発明の効果】 【０００８】本発明は回転している物体から任意の時に
エネルギーを奪う事によりブレーキの効果があり、更に
その奪ったエネルギーをその物体に同じ方向の回転エネ
ルギーとして同じく任意の時に還元出来るので省エネル
ギー効果がある。

【図面の簡単な説明】 【図１】は本発明の一断面図である。 【図２】はラチェット機構の配置図で（図１）のＡ−Ａ
矢視図である。 【図３】は本発明の一使用例である。 【図４】はエネルギー吸収時の遊星歯車機構の各歯車の
回転方向を示し、かつ（図１）のＢ−Ｂ矢視図である。 【図５】はエネルギー放出時の遊星歯車機構の回転方向
を示した図である。 【図６】は市販のクラッチと連結した時の一使用例であ
る。 【図７】はラチェット機構の代わりに一方向クラッチを
使った時の例である。 【図８】はロック機構にレバーを使った例である。 【図９】はプレート（２０）のふらつきをより確実にす
る為にソレノイドを使った時の例である。 【符号の説明】 １ ケース ２ 内歯車 ３ 太陽歯車 ４ 主軸 ５ ばね ６ ナット ７ 軸受 ８ 固定ブロック ９ 軸受 １０ ソレノイド １１ ローラー １２ ブラケット １３ ばね １４ カム １５ トルク伝達部品 １６ 過負荷保護装置 １７ 遊星歯車 １８ 軸受 １９ 軸 ２０ プレート ２１ 爪 ２２ ばね ２３ ピン ２４ ラチェット ２５ トルク伝達部品 ２６ スプリングプラッシャー ２７ 固定ブロック ２８ クラッチ ２９ 一方向クラッチ ３０ レバーＡ ３１ レバーＢ ３２ ブラケット ３３ ピンＡ ３４ ピンＢ ３５ ピンＣ ３６ ピストン ３７ ソレノイド ３８ テーパーピン

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 【請求項１】円筒形をしたケース（1）の内側に内歯車
   （2）を固定した一組の遊星歯車機構があり、その太陽
   歯車（3）の主軸（4）は両端部を除いて一部ねじ軸とな
   っている。そして主軸（4）には、そのねじ部にばね
   （5）及び、ナット（6）が取付けられていてナット
   （6）が移動した時、ばね（5）はたわむという位置関係
   にある。さらに、ケース（1）の回転を受ける為の軸受
   （７ａ）が取付けられている固定ブロック（8）には主
   軸（4）の軸受（９ａ）、及びナット（6）の移動を制限
   する為のロック機構が取付けられている。ロック機構
   は、ソレノイド（10）あるいは流体によるアクチュエー
   タ、及びローラー（11）、ブラケット（12）、バネ（1
   3）などより構成されている。ナット（6）にはカム（1
   4）がナット（6）が主軸（4）上を移動するとローラー
   （11）に接触する位置に取付けてある。さらに、カム
   （14）はナット（6）が回転しない様に固定ブロック
   （8）上に設けられた直線の溝の中を通る位置にある。
   太陽歯車（3）には主軸（4）とトルク伝達部品（15）に
   より固定された過負荷保護装置（16）が内蔵されてい
   る。過負荷保護装置は吸収するエネルギーの量が、あら
   かじめ予定された値より大きくなると空転する事によ
   り、主軸（4）へのトルク伝達を制限する働きをする。
   遊星歯車（17）には軸受（18）が内蔵されてあり、その
   軸（19）はプレート（20）に固定されている。プレート
   （20）は主軸（4）に取付けられて主軸（4）を中心とし
   て回転可能である。そして、プレート（20）にはラチェ
   ット機構（図２）の爪（21）が、ばね（22）、ピン（2
   3）にて取付けてある。一方、ラチェット機構のラチェ
   ット（24）は主軸（4）にトルク伝達部品（25）にて固
   定されている。さらに、プレート（20）にはスプリング
   プランジャ（26）が、その先端が固定ブロック（8）上
   の窪みに差し込まれた状態で取付けてある。ケース
   （1）の他方は、主軸受け（9ｂ）軸受け（7ｂ）が取付
   けてある固定ブロック（27）にて支持されている。以上
   の様に構成されたエネルギー保存リサイクル装置。