JP2012193813A - Apparatus for transmitting rotational driving power - Google Patents
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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、回転駆動力の伝達をしつつ、入力のための消費電力を減少させ得る伝達装置を介在させることは考えられていない。それは、かかる回転駆動源と回転機械器具との間に何らかの伝達装置を介在させると、機械損失が大きくなり、却って消費電力の増大を招くと考えられているからである。 Conventionally, in machinery and appliances that require rotational driving force such as the above-mentioned generators, the transmission of rotational driving force can be transmitted and input even though a transmission that merely converts the rotational speed is interposed. It is not considered to interpose a transmission device that can reduce the power consumption. This is because it is considered that if any transmission device is interposed between the rotary drive source and the rotary machine tool, the mechanical loss increases and the power consumption increases.
このような一般的な考え方に反し、本発明者らは、回転駆動力の伝達をしつつ、入力のための消費電力を減少させ得る伝達装置の研究を進め、種々の回転駆動力伝達装置を提案してきたが、それらは未だ、業界の要請に十分に応え得るに至ってはいない。 Contrary to this general idea, the present inventors have advanced research on a transmission device that can reduce power consumption for input while transmitting rotational driving force, and have developed various rotational driving force transmission devices. Although it has been proposed, 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ことなく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。そこで本発明は、上記モータ等に対する負荷を軽減し、消費電力等入力に要するエネルギーを減少させ、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。 As described above, in a device that requires a rotational driving force such as a conventional generator, it is driven directly by a motor or the like without going through a transmission device that has a large mechanical loss and results in an increase in power consumption. Therefore, there has been little thought of reducing the load on the motor or the like and improving the output efficiency. Therefore, an object of the present invention is to provide a rotational driving force transmission device that can reduce the load on the motor or the like, reduce energy required for input such as power consumption, and improve output efficiency.
(1) 入力側からの回転駆動力により回転する略直線形状の第1回転体(例えば、後述の回転体110)が回転することにより生じる回転駆動力を出力側に伝達させる回転駆動力伝達装置であって、前記第1回転体の出力軸(例えば、後述の出力軸111)に軸支され、前記出力軸の軸支手段(例えば、後述の軸受筒8)に固定された固定ギアと、前記固定ギアに歯合され、前記第1回転体と一体に形成された一対の第1軸に軸支された一対の第1中間ギアと、前記一対の第1中間ギアに歯合され、前記第1回転体と一体に形成された一対の第2軸に軸支された一対の第2中間ギアと、前記一対の第2中間ギアに歯合され、前記第1回転体の両端部近傍を貫通する一対の第3軸に固定された一対の外側ギアと、前記一対の第3軸に連結され、前記入力側からの回転駆動力により自転する一対の第1入力ギアと、を備え、前記第1回転体は、当該一対の第1入力ギアの自転に伴って、前記一対の外側ギア、前記一対の第2中間ギア、及び前記一対の第1中間ギアがそれぞれ一体となって前記固定ギアに沿って公転することにより、前記出力軸を略中心として回転し、前記一対の第3軸に固定された一対の第1円盤体をさらに備え、前記一対の第1円盤体は、前記一対の第1入力ギアの自転に伴って前記一対の第3軸を略中心として回転することを特徴とする回転駆動力伝達装置。
(1) A rotational driving force transmission device that transmits a rotational driving force generated by rotation of a substantially linear first rotating body (for example, a rotating
(1)の発明によれば、第1回転体が出力軸を略中心として回転すると共に、一対の第1円盤体が一対の第3軸を略中心として回転する。これにより、一対の第1円盤体が回転するので、第1回転体の回転速度が上昇する。よって、第1回転体の回転による回転駆動力を増大させることができる。 According to the invention of (1), the first rotating body rotates about the output shaft and the pair of first disc bodies rotate about the pair of third shafts. Thereby, since a pair of 1st disk body rotates, the rotational speed of a 1st rotary body rises. Therefore, the rotational driving force due to the rotation of the first rotating body can be increased.
また、一対の外側ギアと固定ギアとの間に一対の第1中間ギア及び一対の第2中間ギアを設けたので、固定ギアを大型化する必要がなくなり、回転体の軽量化を図ることができる。 Further, since the pair of first intermediate gear and the pair of second intermediate gears are provided between the pair of outer gears and the fixed gear, it is not necessary to increase the size of the fixed gear, and the weight of the rotating body can be reduced. it can.
(2) 前記入力側からの回転駆動力により回転し、前記第1回転体と略直交に一体形成された略直線形状の第2回転体と、前記第2回転体の両端部近傍を貫通する一対の第4軸に固定された一対の第2円盤体と、前記一対の第4軸に連結され、前記入力側からの回転駆動力により自転する一対の第2入力ギアと、をさらに備え、前記第2回転体は、前記第1回転体の回転に伴い前記出力軸を略中心として回転し、前記一対の第2円盤体は、前記一対の第2入力ギアの自転に伴って前記一対の第4軸を略中心として回転することを特徴とする(1)に記載の回転駆動力伝達装置。 (2) Rotates by a rotational driving force from the input side, and passes through a substantially linear second rotator integrally formed substantially orthogonally with the first rotator, and near both ends of the second rotator. A pair of second disc bodies fixed to the pair of fourth shafts, and a pair of second input gears coupled to the pair of fourth shafts and rotating by a rotational driving force from the input side, The second rotating body rotates about the output shaft with the rotation of the first rotating body, and the pair of second disk bodies rotates with the rotation of the pair of second input gears. The rotation driving force transmission device according to (1), wherein the rotation driving force transmission device rotates about a fourth axis.
(2)の発明によれば、第1回転体と略直交に一体形成された第2回転体が有する一対の第2円盤体が第4軸を略中心として回転する。これにより、第1回転体のみの回転駆動力をさらに増大させることができる。 According to invention of (2), a pair of 2nd disk body which the 2nd rotary body integrally formed substantially orthogonally with the 1st rotary body rotates centering on a 4th axis | shaft. Thereby, the rotational driving force of only the first rotating body can be further increased.
本発明に係る回転駆動力伝達装置では、回転駆動力伝達過程に本装置を介在させることにより、回転駆動力を実質的に増大させて、消費電力を減少させることができ、出力効率を向上させることが可能であって省エネルギーに寄与でき、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利用し得る効果がある。 In the rotational driving force transmission device according to the present invention, by interposing this device in the rotational driving force transmission process, the rotational driving force can be substantially increased, the power consumption can be reduced, and the output efficiency is improved. Therefore, it can contribute to energy saving and can be used for vehicles, generators, machine tools, and other devices that require various rotational driving forces.
以下、本発明の実施形態を図面に基づいて説明する。 Hereinafter, embodiments of the present invention will be described with reference to the drawings.
図1乃至図4を参照して本発明の第1実施形態に係る回転駆動力伝達装置1の構成について説明する。
図1は、本発明の第1実施形態に係る回転駆動力伝達装置1を側面側から見た縦断面図である。
図2は、本発明の第1実施形態に係る回転ユニット10を出力側から見た図である。
図3は、本発明の第1実施形態に係る回転ユニット10を入力側から見た図である。
図4は、本発明の第1実施形態に係る遊星歯車減速機20を出力側から見た図である。
A configuration of the rotational driving force transmission device 1 according to the first embodiment of the present invention will be described with reference to FIGS. 1 to 4.
FIG. 1 is a longitudinal sectional view of a rotational driving force transmission device 1 according to a first embodiment of the present invention as viewed from the side.
FIG. 2 is a view of the
FIG. 3 is a view of the
FIG. 4 is a view of the planetary
回転駆動力伝達装置1は、入力側の駆動モータ2、出力側の発電機3、出力側に回転駆動力を伝達する回転ユニット10、及び入力側からの回転駆動力を増大させて回転ユニット10に伝達する遊星歯車減速機20を有している。
なお、回転ユニット10は、その略中心部(後述する固定ギア101)が、ベース6の一端に立設された軸支壁7に固定された軸受筒8に固定されている。
また、遊星歯車減速機20は、ベース6の一端に立設されている。
The rotational driving force transmission device 1 includes an input
The
The
まず、回転ユニット10の構成について説明する。
回転ユニット10は、回転体110を一の構成要素として、回転体110の出力軸111に軸支されると共に軸受筒8に固定された固定ギア101と、固定ギア101に歯合され、回転体110と一体に形成された一対の第1軸112a,112bに軸支された一対の第1中間ギア102a,102bと、一対の第1中間ギア102a,102bに歯合され、回転体110と一体に形成された一対の第2軸113a,113bに軸支された一対の第2中間ギア103a,103bと、一対の第2中間ギア103a,103bに歯合され、回転体110の両端部近傍を貫通する一対の第3軸114a,114bに固定された一対の外側ギア104a,104b及び一対の第1円盤体105a,105bと、を備えている。
First, the configuration of the
The rotating
さらに、回転ユニット10は、遊星歯車減速機20からの回転駆動力(後述する、遊星歯車減速機20の出力軸206に連結された出力ギア207の回転駆動力)により自転する一対の第3入力ギア106a,106b及び一対の第4入力ギア108a,108bと、一対の第3軸114a,114bに連結され、一対の第4入力ギア108a,108bと歯合する一対の第1入力ギア109a,109bを有している。なお、一対の第3入力ギア106a,106bと一対の第4入力ギア108a,108bとは、それぞれ一対の軸107a,107bにより連結されている。
Further, the
また、一対の第4入力ギア108a,108bと一対の第1入力ギア109a,109bとは、互いに歯合されてゼロールかさ歯車を構成している。さらに、一対の第3入力ギア106a,106bと出力ギア207とは、互いに歯合されてゼロールかさ歯車を構成している。なお、これに限られず、例えば、まがりばかさ歯車であってもよい。
The pair of
次に、遊星歯車減速機20の構成について説明する。
遊星歯車減速機20は、入力軸208に連結されたサンギア201、プラネットギア202a,202b、リングギア203、キャリア204、出力軸206、出力ギア207、及びリングギア203を固定する固定枠210から構成されている。
サンギア201は、プラネットギア202a,202bと歯合しており、プラネットギア202a,202bは、サンギア201とリングギア203とに歯合している。
Next, the configuration of the planetary
The
The
リングギア203は、内周面においてプラネットギア202a,202bと歯合しており、外周面が固定枠210に固定されている。
プラネットギア202a,202bは、軸205a,205bを介してキャリア204に連結されている。また、キャリア204は、その中心部で出力軸206に連結されている。また、出力ギア207は、出力軸206に連結されている。さらに、固定枠210は、ベース6の一端に立設されている。
The
The
次に、遊星歯車減速機20及び回転ユニット10の動作について説明する。
入力側の駆動モータ2の出力軸4がα方向に回転すると、サンギア201がα方向に回転し、サンギア201の回転に伴い、プラネットギア202a,202bは、軸205a,205bを中心軸としてβ方向に自転すると共に、サンギア201に沿ってα方向に公転する。
Next, operations of the
When the output shaft 4 of the
さらに、プラネットギア202a,202bの公転に伴い、軸205a,205bを介してキャリア204がα方向に回転することにより、出力軸206及び出力ギア207がα方向に回転する。
Further, as the
出力ギア207のα方向の回転に伴い、一対の第3入力ギア106a,106bと一対の第4入力ギア108a,108bとが一対の軸107a,107bを介して回転し、一対の第4入力ギア108a,108bの回転に伴い、一対の第1入力ギア109a,109bがα方向に回転する。
As the
一対の第1入力ギア109a,109bのα方向の回転に伴い、一対の外側ギア104a,104b及び一対の第1円盤体105a,105bが一対の第3軸114a,114bを中心軸としてα方向に自転する。これに伴い、一対の第2中間ギア103a,103bが一対の第2軸113a,113bを中心軸としてβ方向に自転し、さらに、一対の第1中間ギア102a,102bが一対の第1軸112a,112bを中心軸としてα方向に自転する。
As the pair of first input gears 109a and 109b rotate in the α direction, the pair of
これらの自転に伴い、一対の外側ギア104a,104b、一対の第2中間ギア103a,103b、及び一対の第1中間ギア102a,102bがそれぞれ一体となって固定ギア101に沿って公転する。
この公転に伴って、回転体110が出力軸111を中心軸としてα方向に回転し、これに伴い、回転ユニット10が出力軸111を中心軸としてα方向に回転する。
Along with these rotations, the pair of
Along with this revolution, the
この回転ユニット10のα方向への回転による回転駆動力が、出力軸111を介して出力側の発電機3の入力軸5に伝達されて、発電機3の駆動エネルギーとなる。
The rotational driving force generated by the rotation of the rotating
ここで、入力側の駆動モータ2の出力軸4の回転速度を上げていき、所定速度に到達すると回転抵抗を上回る回転駆動力が回転ユニット10の回転により発生する。そして、この上回った回転駆動力を発電機3の駆動エネルギーとすることで、より大きな電力を発生させることができる。
Here, the rotational speed of the output shaft 4 of the
また、第1実施形態によれば、回転体110が出力軸111を中心軸として回転すると共に、一対の第1円盤体105a,105bが一対の第3軸114a,114bを中心軸として回転する。これにより、一対の第1円盤体105a,105bが回転するので、回転体110の回転速度が上昇する。よって、回転ユニット10の回転による回転駆動力を増大させることができる。
In addition, according to the first embodiment, the
また、一対の外側ギア104a,104bと固定ギア101との間に一対の第1中間ギア102a,102b及び一対の第2中間ギア103a,103bを設けたので、固定ギア101を大型化する必要がなくなり、回転ユニット10の軽量化を図ることができる。
Further, since the pair of first
また、遊星歯車減速機20を使用して回転駆動力の伝達を行っているので、回転駆動力を効率よく伝達できると共に、装置の小型化を図ることができる。
Further, since the planetary
図5及び図6を参照して本発明の第2実施形態に係る回転駆動力伝達装置1の構成について説明する。
第1実施形態と第2実施形態との違いは、回転ユニット10の構成のみであり、他の構成は第1実施形態と共通している。よって、回転ユニット10についてのみ説明する。
図5は、本発明の第2実施形態に係る回転ユニット10を出力側から見た図である。
図6は、本発明の第2実施形態に係る回転ユニット10を入力側から見た図である。
With reference to FIG.5 and FIG.6, the structure of the rotational driving force transmission apparatus 1 which concerns on 2nd Embodiment of this invention is demonstrated.
The difference between the first embodiment and the second embodiment is only the configuration of the rotating
FIG. 5 is a view of the
FIG. 6 is a view of the
第2実施形態の回転ユニット10は、第1実施形態の回転ユニット10(図1乃至図4で説明済みのため説明は省略する)と略直交に一体形成された回転体120と、回転体120の両端部近傍を貫通する一対の第4軸122a,122bに固定された一対の第2円盤体121a,121bと、を備えている。
The rotating
さらに、回転ユニット10は、遊星歯車減速機20の出力ギア207の回転駆動力により自転する一対の第5入力ギア123a,123b及び一対の第6入力ギア125a,125bと、一対の第4軸122a,122bに連結され、一対の第6入力ギア125a,125bと歯合する一対の第2入力ギア126a,126bを有している。なお、一対の第5入力ギア123a,123bと一対の第6入力ギア125a,125bとは、それぞれ一対の軸124a,124bにより連結されている。
Further, the
また、一対の第6入力ギア125a,125bと一対の第2入力ギア126a,126bとは、互いに歯合されてゼロールかさ歯車を構成している。さらに、一対の第5入力ギア123a,123bと出力ギア207とは、互いに歯合されてゼロールかさ歯車を構成している。なお、これに限られず、例えば、まがりばかさ歯車であってもよい。
The pair of sixth input gears 125a and 125b and the pair of second input gears 126a and 126b are meshed with each other to form a zero roll bevel gear. Further, the pair of fifth input gears 123a and 123b and the
次に、回転ユニット10の動作について説明する。
遊星歯車減速機20の動作については第1実施形態で説明済みのため説明を省略する。
Next, the operation of the rotating
Since the operation of the
出力ギア207のα方向の回転に伴い、一対の第3入力ギア106a,106bと一対の第4入力ギア108a,108bとが一対の軸107a,107bを介して回転し、また、一対の第5入力ギア123a,123bと一対の第6入力ギア125a,125とが一対の軸124a,124bを介して回転する。そして、一対の第4入力ギア108a,108b及び一対の第6入力ギア125a,125の回転に伴い、一対の第1入力ギア109a,109b及び一対の第2入力ギア126a,126bがα方向に回転する。
As the
一対の第1入力ギア109a,109b及び一対の第2入力ギア126a,126bのα方向への回転に伴い、一対の第1円盤体105a,105b及び一対の第2円盤体121a,121bがそれぞれ一対の第3軸114a,114b及び一対の第4軸122a,122bを中心軸としてα方向に自転する。また、同時に一対の外側ギア104a,104bも一対の第3軸114a,114bを中心軸としてα方向に自転するので、第1実施形態で説明したのと同様に、回転体110が出力軸111を中心軸としてα方向に回転するので、回転体120も同時に出力軸111を中心軸としてα方向に回転することになる。よって、第2実施形態の回転ユニット10が出力軸111を中心軸としてα方向に回転する。
As the pair of first input gears 109a and 109b and the pair of second input gears 126a and 126b rotate in the α direction, the pair of
ここで、第2実施形態によれば、回転体110と略直交に一体形成された回転体120が有する一対の第2円盤体121a,121bが第4軸122a,122bを中心軸として回転する。これにより、回転体110のみの回転駆動力をさらに増大させることができる。
Here, according to the second embodiment, the pair of
なお、本発明は前記第1実施形態及び第2実施形態に限定されるものではなく、本発明の目的を達成できる範囲での変形、改良等は本発明に含まれるものである。 In addition, this invention is not limited to the said 1st Embodiment and 2nd Embodiment, The deformation | transformation in the range which can achieve the objective of this invention, improvement, etc. are included in this invention.
上記第1実施形態及び第2実施形態では、回転ユニット10及び遊星歯車減速機20は1つの場合について説明したがこれに限られるものではない。
In the said 1st Embodiment and 2nd Embodiment, although the
例えば、図7に示すように、第1実施形態又は第2実施形態における回転ユニット10及び遊星歯車減速機20を3段に連結してもよい。
この場合、入力側の駆動モータ2の出力軸4の回転速度を上げていき、所定速度に到達すると回転抵抗を上回る回転駆動力が1段目の回転ユニット10Aの回転により発生する。そして、回転ユニット10Aの回転により発生した回転駆動力が2段目の遊星歯車減速機20Bに伝達されて、2段目の回転ユニット10Bが回転することにより、回転ユニット10Aによる回転駆動力を上回る回転駆動力を得ることができる。同様に、3段目の回転ユニット10Cが回転することにより、回転ユニット10Bによる回転駆動力を上回る回転駆動力を得ることができる。
For example, as shown in FIG. 7, the
In this case, the rotational speed of the output shaft 4 of the
したがって、回転ユニット10及び遊星歯車減速機20を複数段に連結することにより、より大きな回転駆動力を得ることができる。
なお、図7では、好ましい例として3段で説明したがこれに限られず、4段以上でも、2段でもよい。
Therefore, a larger rotational driving force can be obtained by connecting the rotating
In FIG. 7, a preferred example has been described with three stages. However, the present invention is not limited to this and may be four or more stages or two stages.
1 回転駆動力伝達装置
2 駆動モータ
3 発電機
4 出力軸
5 入力軸
6 ベース
7 軸支壁
8 軸受筒
10 回転ユニット
20 遊星歯車減速機
101 固定ギア
102a,102b 第1中間ギア
103a,103b 第2中間ギア
104a,104b 外側ギア
105a,105b 第1円盤体
109a,109b 第1入力ギア
110 回転体
111 出力軸
112a,112b 第1軸
113a,113b 第2軸
114a,114b 第3軸
DESCRIPTION OF SYMBOLS 1 Rotation driving
Claims (2)
前記第1回転体の出力軸に軸支され、前記出力軸の軸支手段に固定された固定ギアと、
前記固定ギアに歯合され、前記第1回転体と一体に形成された一対の第1軸に軸支された一対の第1中間ギアと、
前記一対の第1中間ギアに歯合され、前記第1回転体と一体に形成された一対の第2軸に軸支された一対の第2中間ギアと、
前記一対の第2中間ギアに歯合され、前記第1回転体の両端部近傍を貫通する一対の第3軸に固定された一対の外側ギアと、
前記一対の第3軸に連結され、前記入力側からの回転駆動力により自転する一対の第1入力ギアと、を備え、
前記第1回転体は、当該一対の第1入力ギアの自転に伴って、前記一対の外側ギア、前記一対の第2中間ギア、及び前記一対の第1中間ギアがそれぞれ一体となって前記固定ギアに沿って公転することにより、前記出力軸を略中心として回転し、
前記一対の第3軸に固定された一対の第1円盤体をさらに備え、
前記一対の第1円盤体は、前記一対の第1入力ギアの自転に伴って前記一対の第3軸を略中心として回転することを特徴とする回転駆動力伝達装置。 A rotational driving force transmission device for transmitting rotational driving force generated by rotation of a substantially linear first rotating body rotated by rotational driving force from an input side to an output side;
A fixed gear that is pivotally supported by the output shaft of the first rotating body and is fixed to the pivotal support means of the output shaft;
A pair of first intermediate gears meshed with the fixed gear and supported by a pair of first shafts formed integrally with the first rotating body;
A pair of second intermediate gears meshed with the pair of first intermediate gears and supported by a pair of second shafts formed integrally with the first rotating body;
A pair of outer gears engaged with the pair of second intermediate gears and fixed to a pair of third shafts penetrating the vicinity of both ends of the first rotating body;
A pair of first input gears coupled to the pair of third shafts and rotating by a rotational driving force from the input side,
As the pair of first input gears rotates, the pair of first outer gears, the pair of second intermediate gears, and the pair of first intermediate gears are integrally fixed to the first rotating body. By revolving along the gear, the output shaft rotates about the center,
A pair of first disc bodies fixed to the pair of third shafts;
The pair of first disk bodies rotate about the pair of third shafts as a center with the rotation of the pair of first input gears.
前記第2回転体の両端部近傍を貫通する一対の第4軸に固定された一対の第2円盤体と、
前記一対の第4軸に連結され、前記入力側からの回転駆動力により自転する一対の第2入力ギアと、をさらに備え、
前記第2回転体は、前記第1回転体の回転に伴い前記出力軸を略中心として回転し、
前記一対の第2円盤体は、前記一対の第2入力ギアの自転に伴って前記一対の第4軸を略中心として回転することを特徴とする請求項1に記載の回転駆動力伝達装置。 A second rotating body having a substantially linear shape that is rotated by a rotational driving force from the input side and is integrally formed substantially orthogonal to the first rotating body;
A pair of second disc bodies fixed to a pair of fourth shafts penetrating the vicinity of both ends of the second rotating body;
A pair of second input gears coupled to the pair of fourth shafts and rotating by a rotational driving force from the input side;
The second rotating body rotates about the output shaft as the center of the first rotating body,
2. The rotational driving force transmission device according to claim 1, wherein the pair of second disk bodies rotate about the pair of fourth shafts as the pair of second input gears rotates.
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