JP2005273754A - 二元性カップリング及びその応用装置 - Google Patents

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Abstract

【課題】 撓み性及び剛性がある二元性カップリング及びその応用装置を提供する。
【解決手段】 入力側101は、回転運動エネルギーの伝送構造で構成されている。出力側102は、回転運動エネルギーの伝送構造で構成されている。撓み性伝動装置103は、渦電流カップリング、流体カップリング、発電効力カップリング又は自発的回転部及び受動的回転部があり、両者が回転運動エネルギーを生じて伝動するカップリング又はその他類似機能があるカップリングで構成され、自発的回転部は入力側101と接続し、受動回転部は出力側102と接続している。単一方向の伝動装置104は、従来の単一方向のクラッチ又は一方向だけ回転して伝動する伝動装置で構成され、一端は入力側101に接続し、他端は撓み性伝動装置103の受動回転部と接続している。
【選択図】 図1

Description

本発明は、撓み性及び剛性がある二元性カップリング及びその応用装置に関するものである。特に、一種の特別機能がある回転の運動エネルギーのカップリングを指すものである。それは、入力側から回転の運動エネルギーを回転差がある撓み性を呈させて加速して出力側に伝送して、その負荷の変化に従って回転差がある非剛性伝動が生じる。逆の場合、出力側から入力側にフィードバックする回転の運動エネルギーは、回転差が無い剛性伝送の特性を持つ。この撓み性及び剛性がある二元性カップリングは、エネルギーを蓄える衝撃式の負荷、プレス、不安定流動応力の駆動装置、流動応力発電機、流動応力で動かす換気扇、フライホイールのエネルギーを蓄える装置又はその他の負荷に応用できる。
従来のカップリングは、通常、2種類に分けられる。その中の1種は、回転差がある撓み性カップリングである。例えば、渦電流カップリング、流体カップリング又は発電効力カップリングの入力側と出力側との間で回転運動エネルギーの伝送を行なう場合、負荷の変化に従って回転差がある非剛性伝動が生じる。別一つの種類は、剛性カップリングである。それは、機械式、電磁気力、流対応力、機械力又は遠心力で駆動する摩擦式クラッチの入力側と出力側との間で回転運動エネルギーを正常に伝送する場合、両者が同期で回転差無しのカップリングを呈するものであるので、運用する場合、よく制限される。
本発明の主要な目的は、撓み性及び剛性がある二元性カップリング及びその応用装置を提供するものである。それは、初めて入力側及び出力側がある機械運動エネルギーカップリングに関するものである。それは、特定して入力側より回転運動エネルギーを伝送する場合、回転差がある撓み性の加速を呈する運動エネルギーの伝送特性を持ち、負荷の変更に従って回転差がある非剛性伝動を持つ。又、反対方向より出力側から入力側にフィードバックする回転の運動エネルギーは、回転差の無い剛性伝送を持つ。
本発明は、初めて入力側及び出力側がある機械運動エネルギーカップリングに関するものである。それは、特定して入力側より回転運動エネルギーを伝送する場合、回転差がある撓み性の加速を呈する運動エネルギーの伝送特性を持ち、負荷の変更に従って回転差がある非剛性伝動を持つ。又、反対方向より出力側から入力側にフィードバックする回転の運動エネルギーは、回転差が無い剛性伝送を持つ。
図1は、本発明の一実施例による撓み性及び剛性がある二元性カップリング及びその応用装置の構造原理の説明図である。その主要な構成するものは、下記のものを含む。
入力側101:それは、軸形状、ホイール形状、ディスク形状又はその他各種の回転運動エネルギーの伝送構造で構成されている。それによって、単一方向の伝動装置104の一側と接続している。又、それによって、撓み性伝動装置103の自発的回転部と接続している。
出力側102:それは、軸形状、ホイール形状、ディスク形状又はその他各種の回転運動エネルギーの伝送構造で構成されている。それによって、撓み性伝動装置103の受動的回転部と接続している。又、それによって、単一方向の伝動装置104の他側と接続している。
撓み性伝動装置103:それは、渦電流カップリング、流体カップリング、発電効力カップリング又は自発的回転部及び受動的回転部があり、両者が負荷の変化に従って回転差がある非剛性の回転運動エネルギーを生じて伝動するカップリング又はその他類似機能があるカップリングで構成されている。自発的回転部は、入力側101と接続している。受動回転部は、出力側102と接続し、単一方向の伝動装置104の一端と接続している。
単一方向の伝動装置104:従来の単一方向のクラッチ又はその他一方向だけ回転して伝動するが、別方向は空転である伝動装置で構成されている。その一端は、入力側101に接続している。他端は、撓み性伝動装置103の受動回転部と接続している。
上述の構造によって、入力側101から回転運動電気エネルギーを非剛性伝動の撓み性を通して出力側102に伝送する。逆の場合、出力側102から単一方向の伝動装置104を通して入力側101にフィードバックする回転の運動エネルギーは、回転差が無い剛性伝送を行なう。
図2は、図1の渦電流カップリングを単一方向の伝動装置と組合せて構成されている二元性カップリングの実施例である。その主要な構成するものは、下記のものを含む。
入力側201:それは、軸形状、ホイール形状、ディスク形状又はその他各種の回転運動エネルギーの伝送構造で構成されている。それによって、単一方向の伝動装置204の一側と接続している。又、それによって、渦電流カップリングの自発的回転部2031の自発的回転部と接続している。
出力側202:それは、軸形状、ホイール形状、ディスク形状又はその他各種の回転運動エネルギーの伝送構造で構成されている。それによって、渦電流カップリングの受動的回転部2032と接続している。又、それによって、単一方向の伝動装置204の他側と接続している。
渦電流カップリング203:2種類の構造形態を持っているので、選ばれる。それは、永久マグネット又は電流でコイルに励磁して磁場を構成する構造を渦電流カップリングの自発的回転部2031とするが、渦電流導電体で渦電流カップリングの受動的回転部2032を構成している。又は、別一つの同一機能を持つが、その磁場の構造は固定であり、回転できる中間磁気路が設けられている渦電流カップリング構造を含む。又、中間磁気路の構造を渦電流カップリングの自発的回転部2031とし、渦電流導電体で渦電流カップリングの受動的回転部2032を構成することで、渦電流カップリングの自発的回転部2031が入力側201に駆動されて回転する場合、両者が渦電流効力を通して負荷の変化に従って相対回転数差を生じて、更に撓み性の伝動によって、渦電流カップリングの受動的回転部2032を連動して、出力側を駆動する。前記渦電流カップリングの自発的回転部2031を入力側201と接続する関係及び渦電流カップリングの受動的回転部2032を出力側202と接続する関係を、渦電流カップリングの自発的回転部2031を出力側202と接続する関係及び渦電流カップリングの受動的回転部2032を入力側201と接続する関係に変更しても良いのである。
単一方向の伝動装置204:従来の単一方向のクラッチ又はその他一方向だけ回転して伝動するが、別方向は空転である伝動装置で構成されている。その一端は、入力側201に接続している。他端は、渦電流カップリングの受動的回転部2032と接続している。
図3は、図1の流体カップリングを単一方向の伝動装置と組合せて構成されている二元性カップリングの実施例である。その主要な構成するものは、下記の通りである。
入力側301:それは、軸形状、ホイール形状、ディスク形状又はその他各種の回転運動エネルギーの伝送構造で構成されている。それによって、単一方向の伝動装置304の一側と接続している。又、それによって、流体カップリングの自発的回転部3031と接続している。
出力側302:それは、軸形状、ホイール形状、ディスク形状又はその他各種の回転運動エネルギーの伝送構造で構成されている。それによって、流体カップリングの受動的回転部3032と接続している。又、それによって、単一方向の伝動装置304の他側と接続している。
流体カップリング303:動かす流動応力を生じるベーンがある流体カップリングの自発的回転部3031が入力側301と接続している。又、流体応力の駆動を受ける流体カップリングの受動的回転部3032及びケースを持つことで、流体カップリングの自発的回転部3031が入力側401に駆動されて回転する場合、気体又は液体を伝動媒介として運動エネルギーを伝動する。それによって、負荷の変化に従って、相対回転数差を生じて、撓み性の伝動を行なって、流体カップリングの受動的回転部3032及び出力側302を駆動する。前記流体カップリングの自発的回転部3031を入力側301と接続する関係及び流体カップリングの受動的回転部3032を出力側302と接続する関係を、流体カップリングの自発的回転部3031を出力側302と接続する関係及び流体カップリングの受動的回転部3032を入力側301と接続する関係に変更しても良い。
単一方向の伝動装置304:従来の単一方向のクラッチ又はその他一方向だけ回転して伝動するが、別方向は空転である伝動装置で構成されている。その一端は、入力側301に接続している。他端は、流体カップリングの受動的回転部3032と接続している。
図4は、図1の電磁気効力カップリングを単一方向の伝動装置と組合せて構成されている二元性カップリングの実施例である。その主要な構成するものは、下記の通りである。
入力側401:それは、軸形状、ホイール形状、ディスク形状又はその他各種の回転運動エネルギーの伝送構造で構成されている。それによって、単一方向の伝動装置404の一側と接続している。又、それによって、発電効力カップリングの自発的回転部4031と接続している。
出力側402:それは、軸形状、ホイール形状、ディスク形状又はその他各種の回転運動エネルギーの伝送構造で構成されている。それによって、発電効力カップリングの受動的回転部4032と接続している。又、それによって、単一方向の伝動装置404の他側と接続している。
発電効力カップリング403:それは、永久マグネット又は電流でコイルに励磁して構成する磁場で発電効力カップリングの自発的回転部4031を構成する。相対して回転する電気ピボットで発電効力カップリングの受動的回転部4032を構成する。又、発電効力カップリングの自発的回転部4031は入力側401と接続して、発電効力カップリングの受動的回転部4032は出力側402に接続している。両者が、発電負荷制御装置405によって発電効力カップリング403より負荷406に出力する発電パワーを制御する。又、入力側401で発電効力カップリングの自発的回転部4031を回転して駆動する場合、負荷の変化に従って相対する回転数差が生じて、非剛性撓み性で発電効力カップリングの受動的回転部4032を駆動することで、出力側402に駆動して出力する。前記発電効力カップリングの自発的回転部4031を入力側401と接続する関係及び発電効力カップリングの受動的回転部4032を出力側402と接続する関係を、発電効力カップリングの自発的回転部4031を出力側402と接続する関係及び発電効力カップリングの受動的回転部4032を入力側401と接続する関係に変更しても良い。
単一方向の伝動装置404:従来の単一方向のクラッチ又はその他一方向だけ回転して伝動するが、別方向は空転である伝動装置で構成されている。その一端は、入力側401に接続している。他端は、発電効力カップリングの受動的回転部4032と接続している。
発電負荷制御装置405:機電又は固体の電子電気回路で構成され、発電効力カップリング403の発電パワーを制御する。
負荷406:電気抵抗又はその他電気エネルギーで負荷を動かす負荷で構成され、発電効力カップリング403の発電負荷をするものとする。
この撓み性及び剛性がある二元性カップリング及びその応用装置に関するものである。それは、出力側に制御できるクラッチを加えて設けることで、撓み性及び剛性がある二元性カップリング及びその応用装置によって混合制御を行なえる。図5は、図1の実施例の出力側又は入力側に制御できるクラッチが加えて設けられている構造の説明図である。その主要な構成は、下記のものを含む。
入力側101:それは、軸形状、ホイール形状、ディスク形状又はその他各種の回転運動エネルギーの伝送構造で構成されている。それによって、単一方向の伝動装置104の一側と接続している。又、それによって、撓み性伝動装置103の自発的回転部と接続している。
出力側102:それは、軸形状、ホイール形状、ディスク形状又はその他各種の回転運動エネルギーの伝送構造で構成されている。それによって、撓み性伝動装置103の受動的回転部と接続している。又、それによって、単一方向の伝動装置104の他側と接続している。
撓み性伝動装置103:それは、渦電流カップリング、流体カップリング、発電効力カップリング又は自発的回転部及び受動的回転部があり、両者が負荷の変化に従って回転差がある非剛性の回転運動エネルギーを生じて伝動するカップリング又はその他類似機能があるカップリングで構成されている。自発的回転部は、出力側101と接続している。受動回転部は、出力側と接続し、単一方向の伝動装置104の一端と接続している。
単一方向の伝動装置104:従来の単一方向のクラッチ又はその他一方向だけ回転して伝動するが、別方向は空転である伝動装置で構成されている。その一端は、入力側101に接続している。他端は、撓み性伝動装置103の受動回転部と接続している。
制御できるクラッチ501:人力、機械力、電磁気力又は流対応力で制御することで、伝動を閉じ、離脱切断する機能を実施することで、入力側101が外部への伝動関係を制御するか、出力側102が外部への伝動関係を制御する。制御できるクラッチ501は、必要によって入力側101又は出力側102に設けられている。
上述によって、撓み性及び剛性がある二元性カップリング及びその応用装置は、初めて入力及び出力方向にそれぞれ撓み性及び剛性の伝動特性を備えることで、エネルギーを蓄える衝撃式の負荷、プレス、不安定流動応力の駆動装置、流動応力発電機、流動応力で動かす換気扇、フライホイールのエネルギーを蓄える装置又はその他の負荷に応用できるものであるので、そのアイディアが新しくて機能が確実である。
本発明の一実施例による二元性カップリング及びその応用装置の構造原理を示す模式図である。 本発明の一実施例による二元性カップリングの渦電流カップリングと単一方向の伝動装置とが組合されて構成されている状態を示す模式図である 本発明の一実施例による二元性カップリングの流体カップリングと単一方向の伝動装置とが組合されて構成されている状態を示す模式図である。 本発明の一実施例による二元性カップリングの電磁気効力カップリングと単一方向の伝動装置とが組合されて構成されている状態を示す模式図である。 本発明の一実施例による二元性カップリングの出力側又は入力側に制御できるクラッチが設けられている状態を示す模式図である。
符号の説明
101 入力側、102 出力側、103 撓み性伝動装置、104 単一方向の伝動装置、201 入力側、202 出力側、203 渦電流カップリング、204 単一方向の伝動装置、301 入力側、302 出力側、303 流体カップリング、304 単一方向の伝動装置、401 入力側、402 出力側、403 発電効力カップリング、404 単一方向の伝動装置、405 発電負荷制御装置、406 負荷、501 制御できるクラッチ、2031 渦電流カップリングの自発的回転部、2032 渦電流カップリングの受動的回転部、3031 流体カップリングの自発的回転部、3032 流体カップリングの受動的回転部、4031 発電効力カップリングの自発的回転部、4032 発電効力カップリングの受動的回転部

Claims (5)

  1. 撓み性及び剛性がある二元性カップリング及びその応用装置であって、入力側から回転の運動エネルギーを回転差がある撓み性に呈させて加速して出力側に伝送して、その負荷の変化に従って回転差がある非剛性伝動が生じ、逆の場合、出力側から入力側にフィードバックする回転の運動エネルギーは回転差の無い剛性伝送の特性を持ち、
    入力側(101)は、軸形状、ホイール形状、ディスク形状又はその他各種の回転運動エネルギーの伝送構造で構成され、単一方向の伝動装置(104)の一側と接続し、撓み性伝動装置(103)の自発的回転部と接続し、
    出力側(102)は、軸形状、ホイール形状、ディスク形状又はその他各種の回転運動エネルギーの伝送構造で構成され、撓み性伝動装置(103)の受動的回転部と接続し、単一方向の伝動装置(104)の他側と接続し、
    撓み性伝動装置(103)は、渦電流カップリング、流体カップリング、発電効力カップリング又は自発的回転部及び受動的回転部があり、両者が負荷の変化に従って回転差がある非剛性の回転運動エネルギーを生じて伝動するカップリング又はその他類似機能があるカップリングで構成され、自発的回転部は入力側(101)と接続し、受動回転部は出力側(102)と接続し、単一方向の伝動装置(104)の一端と接続し、
    単一方向の伝動装置(104)は、従来の単一方向のクラッチ又はその他一方向だけ回転して伝動するが、別方向は空転である伝動装置で構成され、一端は入力側(101)に接続し、他端は撓み性伝動装置(103)の受動回転部と接続し、
    上述の構造によって、入力側(101)から回転運動電気エネルギーを非剛性伝動の撓み性を通して出力側(102)に伝送し、逆の場合、出力側(102)から単一方向の伝動装置(104)を通して入力側(101)にフィードバックする回転の運動エネルギーが回転差の無い剛性伝送を行なうことを特徴とする二元性カップリング及びその応用装置。
  2. 撓み性カップリング機能がある渦電流カップリングを単一方向伝動装置と組合せて構成されている二元性のカップリングであり、
    入力側(201)は、軸形状、ホイール形状、ディスク形状又はその他各種の回転運動エネルギーの伝送構造で構成され、単一方向の伝動装置(204)の一側と接続し、渦電流カップリングの自発的回転部(2031)の自発的回転部と接続し、
    出力側(202)は、軸形状、ホイール形状、ディスク形状又はその他各種の回転運動エネルギーの伝送構造で構成され、渦電流カップリングの受動的回転部(2032)と接続し、単一方向の伝動装置(204)の他側と接続し、
    渦電流カップリング(203)は、2種類の構造形態を持っているので選ばれ、永久マグネット又は電流でコイルに励磁して磁場を構成する構造を渦電流カップリングの自発的回転部(2031)とするが、渦電流導電体で渦電流カップリングの受動的回転部(2032)を構成し、又は、別の一つの同一機能を持ち、その磁場の構造は固定であり、回転可能な中間磁気路が設けられている渦電流カップリング構造を含み、中間磁気路の構造を渦電流カップリングの自発的回転部(2031)とし、渦電流導電体で渦電流カップリングの受動的回転部(2032)を構成することで、渦電流カップリングの自発的回転部(2031)が入力側(201)に駆動されて回転する場合、両者が渦電流効力を通して負荷の変化に従って相対回転数差を生じて、更に撓み性の伝動によって渦電流カップリングの受動的回転部(2032)を連動して、出力側を駆動し、前記渦電流カップリングの自発的回転部(2031)を入力側(201)と接続する関係及び渦電流カップリングの受動的回転部(2032)を出力側(202)と接続する関係を、渦電流カップリングの自発的回転部(2031)を出力側(202)と接続する関係及び渦電流カップリングの受動的回転部(2032)を入力側(201)と接続する関係に変更しても良く、
    単一方向の伝動装置(204)は、従来の単一方向のクラッチ又はその他一方向だけ回転して伝動し、別方向は空転である伝動装置で構成され、その一端は入力側(201)に接続し、別の一端は渦電流カップリングの受動的回転部(2032)と接続していることを特徴とする請求項1記載の二元性カップリング及びその応用装置。
  3. 撓み性カップリング機能がある渦電流カップリングを単一方向伝動装置と組合せて構成されている二元性のカップリングであり、
    入力側(301)は、軸形状、ホイール形状、ディスク形状又はその他各種の回転運動エネルギーの伝送構造で構成され、単一方向の伝動装置(304)の一側と接続し、流体カップリングの自発的回転部(3031)と接続し、
    出力側(302)は、軸形状、ホイール形状、ディスク形状又はその他各種の回転運動エネルギーの伝送構造で構成され、流体カップリングの受動的回転部(3032)と接続し、単一方向の伝動装置(304)の他側と接続し、
    流体カップリング(303)は、動かす流動応力を生じるベーンがある流体カップリングの自発的回転部(3031)を入力側(301)と接続し、又、流体応力の駆動を受ける流体カップリングの受動的回転部(3032)及びケースを持つことで、流体カップリングの自発的回転部(3031)が入力側(401)に駆動されて回転する場合、気体又は液体を伝動媒介として運動エネルギーを伝動し、それによって、負荷の変化に従って相対回転数差を生じて、撓み性の伝動を行なって、流体カップリングの受動的回転部(3032)及び出力側(302)を駆動し、前記流体カップリングの自発的回転部(3031)を入力側(301)と接続する関係及び流体カップリングの受動的回転部(3032)を出力側(302)と接続する関係を、流体カップリングの自発的回転部(3031)を出力側(302)と接続する関係及び流体カップリングの受動的回転部(3032)を入力側(301)と接続する関係に変更しても良く、
    単一方向の伝動装置(304)は、従来の単一方向のクラッチ又はその他一方向だけ回転して伝動し、別方向は空転である伝動装置で構成され、その一端は入力側(301)に接続し、他端は流体カップリングの受動的回転部(3032)と接続していることを特徴とする請求項1記載の二元性カップリング及びその応用装置。
  4. 撓み性カップリング機能がある渦電流カップリングを単一方向伝動装置と組合せて構成されている二元性のカップリングであり、
    入力側(401)は、軸形状、ホイール形状、ディスク形状又はその他各種の回転運動エネルギーの伝送構造で構成され、単一方向の伝動装置(404)の一側と接続し、発電効力カップリングの自発的回転部(4031)と接続し、
    出力側(402)は、軸形状、ホイール形状、ディスク形状又はその他各種の回転運動エネルギーの伝送構造で構成され、発電効力カップリングの受動的回転部(4032)と接続し、単一方向の伝動装置(404)の他側と接続し、
    発電効力カップリング(403)は、永久マグネット又は電流でコイルに励磁して構成する磁場で発電効力カップリングの自発的回転部(4031)を構成し、相対して回転する電気ピボットで発電効力カップリングの受動的回転部(4032)を構成し、発電効力カップリングの自発的回転部(4031)を入力側(401)と接続して、発電効力カップリングの受動的回転部(4032)を出力側(402)に接続し、両者が発電負荷制御装置(405)によって発電効力カップリング(403)より負荷(406)に出力する発電パワーを制御し、入力側(401)で発電効力カップリングの自発的回転部(4031)を回転して駆動する場合、負荷の変化に従って相対する回転数差を生じて、非剛性撓み性で発電効力カップリングの受動的回転部(4032)を駆動することで、出力側(402)に駆動して出力し、前記発電効力カップリングの自発的回転部(4031)を入力側(401)と接続する関係及び発電効力カップリングの受動的回転部(4032)を出力側(402)と接続する関係を、発電効力カップリングの自発的回転部(4031)を出力側(402)と接続する関係及び発電効力カップリングの受動的回転部(4032)を入力側(401)と接続する関係に変更しても良く、
    単一方向の伝動装置(404)は、従来の単一方向のクラッチ又はその他一方向だけ回転して伝動するが、別方向は空転である伝動装置で構成され、その一端は入力側(401)に接続し、他端は発電効力カップリングの受動的回転部(4032)と接続し、
    発電負荷制御装置(405)は、機電又は固体の電子電気回路で構成され、発電効力カップリング(403)の発電パワーを制御し、
    負荷(406)は、電気抵抗又はその他電気エネルギーで負荷を動かす負荷で構成され、発電効力カップリング(403)の発電負荷をするものとすることを特徴とする請求項1記載の二元性カップリング及びその応用装置。
  5. 出力側に制御可能なクラッチを加設して、撓み性及び剛性がある二元性カップリング及びその応用装置によって混合制御を行い、
    入力側(101)は、軸形状、ホイール形状、ディスク形状又はその他各種の回転運動エネルギーの伝送構造で構成され、単一方向の伝動装置(104)の一側と接続し、撓み性伝動装置(103)の自発的回転部と接続し、
    出力側(102)は、軸形状、ホイール形状、ディスク形状又はその他各種の回転運動エネルギーの伝送構造で構成され、撓み性伝動装置(103)の受動的回転部と接続し、単一方向の伝動装置(104)の他側と接続し、
    撓み性伝動装置(103)は、渦電流カップリング、流体カップリング、発電効力カップリング又は自発的回転部及び受動的回転部があり、両者が負荷の変化に従って回転差がある非剛性の回転運動エネルギーを生じて伝動するカップリング又はその他類似機能があるカップリングで構成され、自発的回転部は出力側(101)と接続し、受動回転部は出力側と接続し、単一方向の伝動装置(104)の一端と接続し、
    単一方向の伝動装置(104)は、従来の単一方向のクラッチ又はその他一方向だけ回転して伝動するが、別方向は空転である伝動装置で構成され、その一端は入力側(101)に接続し、他端は撓み性伝動装置(103)の受動回転部と接続し、
    制御可能なクラッチ501は、人力、機械力、電磁気力又は流対応力で制御することで、伝動を閉じ、離脱切断する機能を実施することで、入力側(101)が外部への伝動関係を制御するか、出力側(102)が外部への伝動関係を制御し、制御可能なクラッチ501は必要によって入力側(101)又は出力側(102)に設けられていることを特徴とする請求項1記載の二元性カップリング及びその応用装置。
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