JP2008020023A - 回転力伝達装置 - Google Patents

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

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。

本発明の回転力伝達装置を採用した手動式移動棚の全体斜視図である。 本発明の回転力伝達装置の概略を示す部分正面図である。 同じく縦断面図である。 本発明の要部を示す部分縦断面図である。 同じく縦断面図である。 図４のＸ−Ｘ線断面図である。 図４のＹ−Ｙ線断面図である。 双方向クラッチ機構の動作原理を示し、（ａ）は操作ハンドルと駆動歯車の連係が解除された状態の部分縦断面図、（ｂ）は操作ハンドルと駆動歯車が連係された状態の部分縦断面図である。

符号の説明

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。

Claims (4)

1. 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。
2. 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。
3. 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。
4. 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。
   

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