JP2008020023A - 回転力伝達装置 - Google Patents
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Abstract
【課題】駆動歯車にリング状の歯付き遊動プーリの内周に設けた内歯を内接噛合するとともに、該歯付き遊動プーリと従動側の歯付き従動プーリにタイミングベルトを巻回したベルト駆動方式の回転力伝達装置において、駆動歯車と遊動プーリの内歯に対して高度な設計と加工は要求されず、安価に構成できるにも係わらず、常にスムーズな回転駆動を達成できる回転力伝達装置を提供する。
【解決手段】駆動歯車8の外歯20の軸方向両側に同軸円柱状の支持輪22を設けるとともに、歯付き遊動プーリ9の内歯21の軸方向両側に駆動歯車の支持輪に接触する転動輪23を設け、支持輪22と転動輪23とが接触した状態で、駆動歯車の外歯20と歯付き遊動プーリの内歯21とが底付きしないように設定した。
【選択図】 図4
【解決手段】駆動歯車8の外歯20の軸方向両側に同軸円柱状の支持輪22を設けるとともに、歯付き遊動プーリ9の内歯21の軸方向両側に駆動歯車の支持輪に接触する転動輪23を設け、支持輪22と転動輪23とが接触した状態で、駆動歯車の外歯20と歯付き遊動プーリの内歯21とが底付きしないように設定した。
【選択図】 図4
Description
本発明は、回転力伝達装置に係わり、更に詳しくはプーリとタイミングベルトにて回転力を伝達すための回転力伝達装置に関するものである。
従来から手動によって回転駆動される車輪を有する複数台の移動棚を、それらの出入面に対して直交する方向に敷設したレールに沿って移動可能に配置し、移動棚の移動でそれらの間に所定幅の通路が形成される手動式移動棚装置は各種提供されている。そして、各移動棚の正面に設けた操作ハンドルを使用者が操作し、操作ハンドルの回転力を駆動伝達系を介して車輪を回転駆動して所定の移動棚間又は側端部に配置した固定棚と移動棚間に通路を形成し、その通路内に使用者が入って該通路に面した出入面から書籍やファイル等の物品を出し入れするのである。
そして、特許文献1には、移動棚の台車において、車輪の回転軸と手動にて回転させる動力軸とを減速機構にて連係させ、前記動力軸の前端部に大径のスプロケットを固定するとともに、移動棚の前面パネル中段に設けた操作ハンドルの駆動軸に小径のスプロケットを連係し、この両スプロケットにチェーンを巻回し、操作ハンドルを回転させることにより、該回転と同方向に車輪を回転させて移動させる構造となっている。ここで、チェーンを用いる場合、伸縮が殆どないので、確実にスプロケットに噛合させるために、前記両スプロケットの中間位置には前記チェーンのテンションを調節するテンション装置を設けている。
一方、歯付きプーリとタイミングベルトからなる回転力伝達機構では、タイミングベルトがテンションによって伸縮することから、プーリの軸間距離が固定的であれば、歯飛び対策のため、タイミングベルトの初期テンション管理や回転駆動初期のタイミングベルトの伸びに対する追随性などへの配慮が必要である。これらの問題点を解消する機構として特許文献2に記載されているものが自転車の駆動機構において提案されている。つまり、特許文献2には、クランク軸と一体に回転する駆動歯車に、リング状の歯付き遊動プーリの内周に設けた内歯を内接噛合するとともに、該遊動プーリと従動側の歯付き従動プーリにタイミングベルトを巻回した機構が開示されている。この場合、駆動歯車に内歯で噛み合う遊動プーリを介してタイミングベルトにテンションが作用すると、タイミングベルトのテンションが小さい側へ遊動プーリが偏心運動して、テンションのバランスを自動的に調整することから、テンション装置を用いなくても歯飛びの問題が解消される。
ところが、前記駆動歯車とリング状の歯付き遊動プーリとは、遊動プーリの内歯で内接噛合していることから、駆動歯車と遊動プーリの内歯とが強く噛み合い、内外の歯が底付きしてスムーズな回転を阻害し、更に回転初期の駆動歯車のトルクが大きい場合にはより強く噛み合ってゴツゴツとした回転になる。これを解消するには、歯車形状の高度な設計と、高度な加工が要求されるのでコスト高となる。
特開2002−101973号公報
特公昭58−47592号公報
そこで、本発明が前述の状況に鑑み、解決しようとするところは、駆動歯車にリング状の歯付き遊動プーリの内周に設けた内歯を内接噛合するとともに、該歯付き遊動プーリと従動側の歯付き従動プーリにタイミングベルトを巻回したベルト駆動方式の回転力伝達装置において、駆動歯車と遊動プーリの内歯に対して高度な設計と加工は要求されず、安価に構成できるにも係わらず、常にスムーズな回転駆動を達成できる回転力伝達装置を提供する点にある。
本発明は、前述の課題解決のために、駆動歯車にリング状の歯付き遊動プーリの内周に設けた内歯を内接噛合するとともに、該歯付き遊動プーリと従動側の歯付き従動プーリにタイミングベルトを巻回したベルト駆動方式の回転力伝達装置において、前記駆動歯車の外歯の軸方向両側に同軸円柱状の支持輪を設けるとともに、前記歯付き遊動プーリの内歯の軸方向両側に前記駆動歯車の支持輪に接触する転動輪を設け、前記支持輪と転動輪とが接触した状態で、前記駆動歯車の外歯と前記歯付き遊動プーリの内歯とが底付きしないように設定したことを特徴とする回転力伝達装置を構成した(請求項1)。
ここで、前記駆動歯車の支持輪の直径は、外歯の歯底円直径よりも小さく設定するとともに、前記歯付き遊動プーリの転動輪の内径は、内歯の歯先円直径よりも小さく設定してなることが好ましい(請求項2)。
具体的には、前記歯付き遊動プーリの一方の転動輪は、リング状本体部に内歯と一体的に形成するとともに、他方の転動輪は前記本体部に着脱可能にネジ止めするリング状フランジ板の内周部に形成してなることが好ましい(請求項3)。
更に、前記フランジ板の外周部は、本体部の外周に形成したタイミングベルトの噛合部よりも半径方向外方に突出し、該外周突出部がタイミングベルトの外れ止めとなっていることがより好ましい(請求項4)。
以上にしてなる請求項1に係る発明の回転力伝達装置は、駆動歯車にリング状の歯付き遊動プーリの内周に設けた内歯を内接噛合するとともに、該歯付き遊動プーリと従動側の歯付き従動プーリにタイミングベルトを巻回したベルト駆動方式であるので、タイミングベルトのテンションが小さい側へ遊動プーリが偏心運動して、テンションのバランスを自動的に調整することから、テンション装置を用いなくても歯飛びの問題が解消されるとともに、駆動歯車の外歯の軸方向両側に同軸円柱状に設けた支持輪と、前記歯付き遊動プーリの内歯の軸方向両側に設けた転動輪とが接触した状態で、前記駆動歯車の外歯と前記歯付き遊動プーリの内歯とが底付きしないように設定したので、駆動歯車と遊動プーリの内歯に対して高度な設計と加工は要求されず、安価に構成できるにも係わらず、常にスムーズな回転駆動を達成できるのである。
請求項2によれば、駆動歯車の支持輪の直径は、外歯の歯底円直径よりも小さく設定するとともに、歯付き遊動プーリの転動輪の内径は、内歯の歯先円直径よりも小さく設定することにより、歯付き遊動プーリの両転動輪で駆動歯車の外歯を軸方向両側から挟み込む配置になるので、歯付き遊動プーリがどの部材にも連結されてなくても駆動歯車の外歯と該歯付き遊動プーリの内歯とが噛合した状態を安定して維持することができ、また駆動歯車の加工も容易である。
請求項3によれば、歯付き遊動プーリの一方の転動輪は、リング状本体部に内歯と一体的に形成するとともに、他方の転動輪は前記本体部に着脱可能にネジ止めするリング状フランジ板の内周部に形成したので、歯付き遊動プーリの内歯の加工が容易になる。
請求項4によれば、フランジ板の外周部は、本体部の外周に形成したタイミングベルトの噛合部よりも半径方向外方に突出し、該外周突出部がタイミングベルトの外れ止めとなっているので、本体部の噛合部の加工が容易であるばかりでなく、タイミングベルトが歯付き遊動プーリの外周の噛合部に巻回噛合した状態を安定に維持することができ、またフランジ板を外した状態でタイミングベルトを本体部の噛合部に噛合させることができるので、タイミングベルトの作業が容易になる。
次に、添付図面に示した実施形態に基づき、本発明を更に詳細に説明する。図1は本発明に係る回転力伝達装置を採用した手動式移動棚の全体斜視図、図2〜図8は回転力伝達装置の概略を示し、図中符号1は移動棚、2はレール、3は通路、4は駆動輪、5は従動輪、6は操作ハンドル、7は回転力伝達装置、8は駆動歯車、9は歯付き遊動プーリ、10は歯付き従動プーリ、11はタイミングベルト、12は双方向クラッチ機構をそれぞれ示している。
先ず、本発明に係る手動式移動棚は、図1〜図3に示すように、複数のレール2,…に沿って複数の移動棚1が互いに移動可能に配置され、隣接する移動棚1,1が相対的に移動することによって、それらの間に所定幅の通路3が形成されるものである。そして、移動棚1の下端で各レール2,…に対応した位置に、駆動輪4と単又は複数の従動輪5を設け、移動棚1の前面中段に設けた操作ハンドル6の回転力を前記駆動輪4に伝達する回転力伝達装置7を備え、該回転力伝達装置7は駆動歯車8、該駆動歯車8に内接する歯付き遊動プーリ9、歯付き従動プーリ10及び両プーリに感懐するタイミングベルト11とからなっている。また、前記操作ハンドル6の回転力は、双方向クラッチ機構12を介して前記駆動歯車8に伝達される構造となっている。
更に詳しくは、前記移動棚1は、台車13に手動によって回転駆動される駆動輪4と該駆動輪4と同径の従動輪5を設け、台車13の上部には複数の支柱14,…で多段に棚板15,…が保持された通常構造の収容部16を設け、該収容部16の少なくとも前面側には前面パネル17を有している。そして、前記前面パネル17の中段には前記操作ハンドル6を設け、該操作ハンドル6の軸部と双方向クラッチ機構12を介して前記駆動歯車8が連結され、また前記歯付き従動プーリ10は前記台車13の前端部に設けている。ここで、前記双方向クラッチ機構12及び回転力伝達装置7は、前記前面パネル17の背面に位置している。そして、前記歯付き従動プーリ10には、動力軸18が固定され、前記駆動輪4には回転軸19が固定され、該動力軸18と回転軸19とを歯数が異なるスプロケットとチェーンからなる図示しない減速機構によって連係させている。
そして、本発明に係る回転力伝達装置7は、図2〜図5及び図7に示すように、前記駆動歯車8の外歯20にリング状の前記歯付き遊動プーリ9の内周に設けた内歯21を内接噛合するとともに、該歯付き遊動プーリ9と従動側の歯付き従動プーリ10にタイミングベルト11を巻回したベルト駆動方式である。そして、本発明は、前記駆動歯車8の外歯20の軸方向両側に同軸円柱状の支持輪22,22を設けるとともに、前記歯付き遊動プーリ9の内歯21の軸方向両側に前記駆動歯車8の支持輪22,22に接触する転動輪23,23を設け、前記支持輪22,22と転動輪23,23とが接触した状態で、前記駆動歯車8の外歯20と前記歯付き遊動プーリ9の内歯21とが底付きしないように設定したのである。
更に詳しくは、前記駆動歯車8の支持輪22の直径は、外歯20の歯底円直径よりも小さく設定するとともに、前記歯付き遊動プーリ9の転動輪23の内径は、内歯21の歯先円直径よりも小さく設定している。
具体的には、前記歯付き遊動プーリ9は、共にリング状の本体部24と、該本体部24に着脱可能にネジ止めするフランジ板25とから構成され、前述の一方の転動輪23は、リング状本体部24に内歯21と一体的に形成するとともに、他方の転動輪23は前記フランジ板25の内周部に形成している。また、前記本体部24の外周には、前記タイミングベルト11に噛合する噛合部26を形成し、該本体部24にフランジ板25をネジ止めした状態で、該フランジ板26の外周部は、本体部24の噛合部26よりも半径方向外方に突出し、該外周突出部27がタイミングベルト11の外れ止めとなっている。
本実施形態では、前記本体部24は、前記外歯20に対して軸方向一側で、内周部に一方の転動輪23を形成し、外周部にタイミングベルト11の外れ止めの突縁28を形成している。また、前記フランジ板26は、内周部に前記転動輪23を形成するとともに、外周部を前記外周突出部27としたものである。そして、前記本体部24の前記外歯20に対して軸方向他側に前記フランジ板26を同軸となして、複数のネジ29,…にて互に連結して、前記歯付き遊動プーリ9を構成する。
そして、前記駆動歯車8の外歯20を軸方向両側から両転動輪23,23で挟み込むように、該駆動歯車8に前記歯付き遊動プーリ9を内接する。その状態で、前記駆動歯車8の両支持輪22,22に、前記歯付き遊動プーリ9の両転動輪23,23が当接するとともに、駆動歯車8の外歯20と歯付き遊動プーリ9の内歯21とが底付きしないように噛合している。ここで、「底付きしない」とは、外歯20の歯底に内歯21の歯先が当接せず且つ外歯20の歯先が内歯21の歯底に当接しないことを意味している。
このように、前記駆動歯車8に前記歯付き遊動プーリ9を内接した状態で、該歯付き遊動プーリ9と前記歯付き従動プーリ10に、前記タイミングベルト11を巻回するのである。従って、前記操作ハンドル6を回転すると、前記駆動歯車8によって遊動状態で歯付き遊動プーリ9が回転駆動され、該歯付き遊動プーリ9からタイミングベルト11を介して歯付き従動プーリ10を回転するのである。この際、歯付き遊動プーリ9はタイミングベルト11の引張り側から、繰送り側へ力が作用して、駆動歯車8と歯付き従動プーリ10の軸芯を結ぶ中心線より繰送り側へ偏心移動する。そうすると、前記タイミングベルト11の繰送り側のテンションが増し、それによりプーリの噛合部との間で歯飛びが防止される。尚、前記歯付き従動プーリ10が回転すると、操作ハンドル6の回転方向と同一回転方向に前記動力軸18が回転し、更に減速機構を介して回転軸19、駆動輪4が同一回転方向に回転し、もって移動棚1を同方向に移動するのである。つまり、前記操作ハンドル6を右回りに回転させると移動棚1は右方向に移動し、操作ハンドル6を左回りに回転させると移動棚1は左方向に移動するのである。
実際には、前記回転力伝達装置7は、移動棚1の前面側の支柱14,14に取付けられた支持板30に前記歯付き従動プーリ10以外の部品を取付けて構成する。そして、前記前面パネル17で機構部を隠蔽し、前記操作ハンドル6のみを前面側へ露出するのである。
次に、双方向クラッチ機構12について説明する。図4〜図8に示すように、前記操作ハンドル6は、その軸部31と前記駆動歯車8との間に双方向クラッチ機構12を介装して前記支持板30の上部に取付けられ、該操作ハンドル6に何れかの方向に回転力を加えているときにのみ、該双方向クラッチ機構12が連係して該操作ハンドル6の回転力を駆動歯車8に伝達するようにしている。
具体的には、前記支持板30の上部に取付けた固定板32に突設した支軸33に、前記駆動歯車8を固定したカム車34と、操作ハンドル6の軸部31に固定した爪取付円盤35とを同軸にそれぞれ独立回転可能に取付け、前記カム車34の円筒部36の内周面に180°間隔で係合部37,37を突設し、前記操作ハンドル6を自重で垂下させた状態において、前記爪取付円盤35の上部両側に左右対称となしてそれぞれ爪38,38の一端を枢着するとともに、両爪38,38を前記カム車34の円筒部36内に位置させた構造である。
図6に示すように、前記爪取付円盤35の上部両側に、前記爪38,38の一端部を水平な枢軸39,39にてそれぞれ枢着し、各爪38の遊端には前記係合部37の段部へ当止する当止部40と該当止部40よりも僅かに基端側にローラ41が両側から突出するように回動可能に設けている。前記枢軸39にて自重により垂れ下がった爪38は、前記操作ハンドル6の回転に伴う爪取付円盤35の回転によりローラ41が前記円筒部36の内面又は前記円筒部36の内部まで延びた前記軸部31の外周に摺接する。
そして、前記操作ハンドル6を回転させることにより、垂れ下がった一方の前記爪38が回転方向直近の係合部37の段部に係合してカム車34を回転駆動し、即ち駆動歯車8を回転駆動するのである。それから、操作ハンドル6に回転力を加えている間は、前記爪38と係合部37の係合が維持されて回転力が駆動歯車8に伝達される。また、任意の回転位置で操作ハンドル6から手を離せば、前記爪38と係合部37の係合が解除されて該操作ハンドル6の自重により該操作ハンドル6が垂下した初期状態に復帰する。
図8は、前記双方向クラッチ機構12を介して前記操作ハンドル6と前記駆動歯車8が連係する機構を示している。図8(a)は、クラッチ機構が解除され、操作ハンドル6が自重で垂れ下がった状態を示し、図8(b)は操作ハンドル6を右回転させ、一方の爪38が下側に位置した係合部37に係合し、クラッチ機構が連係した状態を示している。
1 移動棚、 2 レール、
3 通路、 4 駆動輪、
5 従動輪、 6 操作ハンドル、
7 回転力伝達装置、 8 駆動歯車、
9 歯付き遊動プーリ、 10 歯付き従動プーリ、
11 タイミングベルト、 12 双方向クラッチ機構、
13 台車、 14 支柱、
15 棚板、 16 収容部、
17 前面パネル、 18 動力軸、
19 回転軸、 20 外歯、
21 内歯、 22 支持輪、
23 転動輪、 24 本体部、
25 フランジ板、 26 噛合部、
27 外周突出部、 28 突縁、
29 ネジ、 30 支持板、
31 軸部、 32 固定板、
33 支軸、 34 カム車、
35 爪取付円盤、 36 円筒部、
37 係合部、 38 爪、
39 枢軸、 40 当止部、
41 ローラ。
3 通路、 4 駆動輪、
5 従動輪、 6 操作ハンドル、
7 回転力伝達装置、 8 駆動歯車、
9 歯付き遊動プーリ、 10 歯付き従動プーリ、
11 タイミングベルト、 12 双方向クラッチ機構、
13 台車、 14 支柱、
15 棚板、 16 収容部、
17 前面パネル、 18 動力軸、
19 回転軸、 20 外歯、
21 内歯、 22 支持輪、
23 転動輪、 24 本体部、
25 フランジ板、 26 噛合部、
27 外周突出部、 28 突縁、
29 ネジ、 30 支持板、
31 軸部、 32 固定板、
33 支軸、 34 カム車、
35 爪取付円盤、 36 円筒部、
37 係合部、 38 爪、
39 枢軸、 40 当止部、
41 ローラ。
Claims (4)
- 駆動歯車にリング状の歯付き遊動プーリの内周に設けた内歯を内接噛合するとともに、該歯付き遊動プーリと従動側の歯付き従動プーリにタイミングベルトを巻回したベルト駆動方式の回転力伝達装置において、前記駆動歯車の外歯の軸方向両側に同軸円柱状の支持輪を設けるとともに、前記歯付き遊動プーリの内歯の軸方向両側に前記駆動歯車の支持輪に接触する転動輪を設け、前記支持輪と転動輪とが接触した状態で、前記駆動歯車の外歯と前記歯付き遊動プーリの内歯とが底付きしないように設定したことを特徴とする回転力伝達装置。
- 前記駆動歯車の支持輪の直径は、外歯の歯底円直径よりも小さく設定するとともに、前記歯付き遊動プーリの転動輪の内径は、内歯の歯先円直径よりも小さく設定してなる請求項1記載の回転力伝達装置。
- 前記歯付き遊動プーリの一方の転動輪は、リング状本体部に内歯と一体的に形成するとともに、他方の転動輪は前記本体部に着脱可能にネジ止めするリング状フランジ板の内周部に形成してなる請求項1又は2記載の回転力伝達装置。
- 前記フランジ板の外周部は、本体部の外周に形成したタイミングベルトの噛合部よりも半径方向外方に突出し、該外周突出部がタイミングベルトの外れ止めとなっている請求項3記載の回転力伝達装置。
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
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Publication Number | Publication Date |
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Citations (4)
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-
2006
- 2006-07-14 JP JP2006193748A patent/JP2008020023A/ja active Pending
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Legal Events
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