JP3187723B2 - 動力伝達装置 - Google Patents
動力伝達装置Info
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Description
工機や射出成形機など大出力を要する産業用機械に動力
を伝達する動力伝達装置に関する。
大容量の設備機械の駆動系には、油圧シリンダなど大き
な出力を得られる油圧サーボ系が利用されるが、速度精
度などの点で多くの難点があった。そこで、それら産業
用機械の駆動系の速度性能を向上できるような装置とし
て、特開平7−42808号、特開平7−213013
号などに記載されるような動力伝達装置が提案されてい
る。
の動力が伝達されて回転するドラムと、このドラムの外
周に回転自在に設けられ制御用モータにて回転される変
速ギヤと、この変速ギヤに対向して前記ドラムと同軸上
に設けられるとともに出力軸に固定した出力ギヤと噛合
するドライブギヤと、前記ドラムの外周に装備されて一
端が前記変速ギヤに係止されるととに他端が前記ドライ
ブギヤに係止される螺旋状のトラクションコイルとを具
備し、ドラムに与えられたフライホイールの大きな動力
を該ドラムに対するトラクションコイルの巻き付き効果
を利用してドライブギヤへ効率的に伝達できるようにし
てある。
御用モータで変速ギヤの回転を制御してドラムに対する
トラクションコイルの巻き付き力を調整できるようにし
ているから、出力側の回転数や伝達トルクを容易に制御
することができる。
来の動力伝達装置によれば、トラクションコイルを通じ
て出力側に動力が伝達されるとき、入力側ではトラクシ
ョンコイルの巻き付き力が小さくトラクションコイルと
ドラムの間で良好な潤滑状態が保たれるが、出力側では
トラクションコイルの巻き付き力が非常に大きくなって
焼付を発生することがあった。
が過度に凝着することによるエネルギ損失が大きく、し
かも初期時にはトラクションコイルに与えられた張力で
ドラムとの間にスリップが発生し、出力側にトルク変動
を生ずるなど伝達効率や精度の点で幾多の問題があっ
た。
ライホイールの動力をトラクションコイルの巻き付き力
を利用して出力側へ伝達するとき、ドラムに対するトラ
クションコイルの過凝着を防止し、且つドラムの回転運
動をスリップの少ないパルス状にして効率的に伝達でき
るようにすることを目的としている。
するため、フライホイールの動力が伝達されて回転する
ドラムと、このドラムの外周に回転自在に設けられ制御
用モータにて回転される変速ギヤと、この変速ギヤに対
向して前記ドラムと同軸上に設けられるとともに出力軸
に固定した出力ギヤと噛合するドライブギヤと、前記ド
ラムの外周に装備されて一端が前記変速ギヤに係止され
るととに他端が前記ドライブギヤに係止される螺旋状の
トラクションコイルとを具備した動力伝達装置におい
て、前記ドラムの外周にその周方向に向け所要の間隔で
ピンを固定する取付部を形成するとともに、前記ドライ
ブギヤには前記ピンに隣接して他のピンを回転自在に保
持する保持具を固定し、それらピンは前記ドラムとトラ
クションコイルとの間にあって周面の一部がその軸方向
で前記トラクションコイルの内周面と密着するようにし
たことを特徴とする動力伝達装置を提供するものであ
る。
転させることによりトラクションコイルの一端に内側の
ドラムの回転方向と同方向に向く引っ張り力が作用する
と、そのトラクションコイルは高圧の凝着力をもってフ
ライホイールの動力が与えられた内側のドラムに急速に
巻き付き、そのドラムの動力をドライブギヤに伝達する
ようになる。
力で保持具に保持されたピンがドラムと同方向に回転し
ながら保持具を押す推力を発生する。そして、この推力
により保持具を通じてドライブギヤがドラムと同方向に
回転されることになる。
象が発生し、このときの推力はトラクションコイルをド
ラムの回転方向に引っ張る力となる。
づいて詳細に説明する。図1は本発明に係る動力伝達装
置の一例を示した正面概略図である。
を介して図2に示すモータmと連繋されて回転されるフ
ライホイール、2A,2Bはフライホイール1の動力を
受けて相互に逆向きに回転するドラム、3A,3Bは制
御用モータMにて回転される変速ギヤ、4A,4Bは変
速ギヤ3A,3Bに対向してドラム2A,2Bと同軸上
に設けたドライブギヤ、5はドライブギヤ4A,4Bと
噛合する出力ギヤ、6は出力ギヤ5が固定される出力軸
である。
し、ドラム2A,2Bにはぞれぞれ歯車部21,21を
形成している。そして、ドラム2A,2Bはフライホイ
ール1の歯車部11の周囲に並列状に設備している。特
に、一方のドラム2Aはその歯車部21をフライホイー
ル1の歯車部11に直接的に噛合してフライホイール1
と逆向きに回転するようにし、他方のドラム2Bはその
歯車部21を図示せぬアイドルギヤを介してフライホイ
ール1の歯車部11に噛合してフライホイール1と同方
向に回転するようにしている。
ラム2A,2Bの外周に回転自在に設けて制御用モータ
Mの動力が伝達される歯車7と噛合させている。なお、
制御用モータMは、ステッピングモータなどサーボモー
タに属する可逆可変速モータで成る。また、ドライブギ
ヤ4A,4Bは、それぞれドラム2A,2Bと同軸上に
回転自在に設けて出力ギヤ5に噛合させている。
示す。図2において、8は本装置のハウジングであり、
その内部には出力軸6と並列状にして2つの支持軸9を
固設している。そして、支持軸9,9の一端側に軸受1
2を介してそれぞれドラム2A,2Bを回転自在に設
け、その支持軸9,9の他端側には軸受13を介してそ
れぞれドライブギヤ4A,4Bを回転自在に設けてい
る。また、ドラム2A,2Bの外周には軸受14を介し
て変速ギヤ3A,3Bを回転自在に設け、その変速ギヤ
3A,3Bは上述の如く歯車7に噛合させている。その
歯車7はハウジング8の上部に軸受15を介して支持し
た回転軸16に嵌着し、その回転軸16は一端をハウジ
ング8の外部に突出させ、その一端部にプーリ17を嵌
着している。そして、そのプーリ17と制御用モータM
の駆動軸に嵌着したプーリ18とをタイミングベルト1
9で連繋している。
通して軸受22で支持している。この出力軸6は両端を
ハウジング8の外部に突出し、その一端に軸受23を介
してフライホイール1を回転自在に設け、プレス装置な
ど外部の駆動系に連結される他端側にはドライブギヤ4
A,4Bと噛合する出力ギヤ5をキーなどで固定してい
る。なお、フライホイール1はハウジング8に嵌着した
軸受24で支持しているとともに歯車部11をハウジン
グ8の内部に収容してドラム2Aの歯車部21と噛合さ
せている。
ぞれ巻き方向を異にする螺旋状のトラクションコイル
C,C′が装備されている。そのトラクションコイル
C,C′の一端はそれぞれ変速ギヤ3A,3Bの端面に
係止し、他端はそれぞれドライブギヤ4A,4Bの端面
に係止している。なお、トラクションコイルC,C′は
焼入れ焼戻しなどの熱処理を施して成る矩形状の断面を
もつ巻き線であり、それぞれ装備されるドラム2A,2
Bの回転方向と巻き方向が逆向きにされている。
は他方に比較して巻数を多くし、より大きなトルクを伝
達できるようにしている。すなわち、その巻数に比例し
て出力側への伝達トルクを大きくすることができるので
ある。そこで、例えば一方のトラクションコイルCの巻
数を他方のトラクションコイルC′の巻数より多くし、
プレス装置のラムを下降させるときなどにはそのトラク
ションコイルCがドラム2Aに巻き付いてドライブギヤ
4A側に大きなトルクが出力されるようにしている。
ぞれ変速ギヤ3A,3B側からドライブギヤ4A,4B
側に向けて断面形状が次第に大きくなるようにしてい
る。これは、例えば一方のトラクションコイルCがドラ
ム2Aに巻き付いて出力軸6を動作させるとき、そのト
ラクションコイルCには変速ギヤ3A側に比較してドラ
イブギヤ4A側により大きな力が作用するためであり、
そのためトラクションコイルC,C′の形状を変化させ
て任意断面に作用する応力が一定となるようにしている
のである。
は、例えば素材として円筒状の炭素鋼をNC旋盤にチャ
ッキングして回転し、そして所定の工具を送りピッチを
順次大きく、あるいは小さくしながら送り、そうしてこ
の素材に螺旋状の溝を切削し、その後中ぐりバイトなど
の工具を用いてその素材の中ぐりを行って前記溝を貫通
させ、しかる後、これに焼入れ焼戻しなどの熱処理を施
すことによって製造することができる。
た断面図である。なお、図にはドラム2Aを例示してい
るが、他方のドラム2Bも同様に構成される。以下、そ
の構造を説明すると、ドラム2Aは歯車部21を形成し
た筒状の本体部25と、この本体部25の外周に嵌着し
た胴体部26とで構成される。本体部25の外周面には
油溜部27を形成し、胴体部26には油溜部27に連通
する多数条の油道28を形成している。そして、油溜部
27から油道28を通じて外部に流出する潤滑油によ
り、ドラム2AとトラクションコイルCとの間の潤滑状
態を保てるようにしている。特に、胴体部26における
ドライブギヤ4A側の一端には径を小さくした段部29
を形成し、この段部29に保持具30の一部が嵌合され
るようにしている。ここで、段部29の段差面29aか
らは胴体部26の内部に向けてピン31を打ち込み、そ
のピン31に隣接して配備される他のピン32を保持具
30にて回転自在に保持するようにしている。なお、ピ
ン31,32は所要径および所要長さに形成した棒鋼で
あって、熱処理により強度を上げてある。
この図からピン31はドラム2Aの外周部にあって該ド
ラム2Aの周方向に向けて一定の間隔で配備されている
ことが判る。なお、そのピン31はドラム2Aの外周に
形成した取付部33に固定されるのであり、このため取
付部33もドラム2Aの外周にその周方向に向けて一定
の間隔で形成されると云える。
ている。この図に示すように取付部33は段部29の段
差面29aに穿った略円形の孔であり、ここにピン31
が圧入状態で固定されるようにしてある。特に、取付部
33の一部はドラム2Aの外周方向で開放されており、
その開放部分でピン31の周面の一部が表出するように
なっている。その突出量は20μm程度であり、同部位
はドラム2AとトラクションコイルCの間にあってピン
31の軸方向でトラクションコイルCの内周面と線接触
状態に密着する。
した状態を示す。この図に示すように、保持具30は円
筒部35とその一端側に一体的に形成される鍔部36と
で構成している。このうち、円筒部35には一端が開放
するスリット37をその周方向に向けて一定の間隔で形
成している。ここで、この保持具30は円筒部35をド
ラム2Aの段部29に嵌合して鍔部36がドライブギヤ
4Aの端面にボルトなどにて堅固に固定されるのであ
り、その状態にしてスリット37にピン32を配備し、
その上にトラクションコイルCを装備するようにしてい
る。
回転自在に保持された状態を部分断面図として示してい
る。同図に示すように、ピン32はスリット37の両側
にある隔壁38にて回転自在に保持されており、その状
態にして軸直角方向の両側がドラム2Aの外周面とトラ
クションコイルCの内周面に密着するようになってい
る。ここで、ピン32も円筒部35の外面より20μm
程度突出して同部位がトラクションコイルCの内周面と
線接触状態に密着することになる。なお、円筒部35は
その厚さがドラム2Aに形成した段部29の高さに等し
く、しかも段部29への嵌合時には端面が段部29の段
差面29aと突き合って隣接するピン31の離脱を防止
することになる。
置の作用を説明する。先ず、図2に示すように、フライ
ホイール1を矢印の方向に回転させてやると、このフラ
イホイール1に噛合するドラム2A,2Bがそれぞれ正
逆に回転するようになる。特に、アイドルギヤを介して
いないドラム2Aは、フライホイール1と逆向きに回転
し、アイドルギヤを介したドラム2Bはフライホイール
1と同方向に回転するようになる。
を介して変速ギヤ3A,3Bを一方のドラム2Aと同方
向に回転させてやると、一方のトラクションコイルCが
ドラム2Aに巻き付いて、ドライブギヤ4Aをドラム2
Aと同方向に回転させるようになる。このため、このド
ライブギヤ4Aに噛合する出力ギヤ5を通じ出力軸6も
回転されることになる。なお、ドライブギヤ4A側では
ドラム2Aに対するトラクションコイルCの過度な凝着
がピン31,32にて防止されるので相互間に焼付が生
じずエネルギ損失が低減され、しかも一方のピン31で
トラクションコイルCがドラム2Aの回転方向に引か
れ、且つ他方のピン32がトラクションコイルCの凝着
力を受けて回転し保持具30の推進力に変換するように
なるので、ドラム2Aに与えられたフライホイール1の
動力はトルク変動の少ないパルス状にして出力軸6へ効
率的に伝達されることになる。
C′は一端が変速ギヤ3Bによって押される一方、他端
が出力ギヤ5にて回転されるドライブギヤ4Bにて引っ
張られるようになるので、ドラム2Bには巻き付かず空
転することとなる。
で変速ギヤ3Aの回転速度を上回ろうとするとき、出力
ギヤ5を介して回転される他方のドライブギヤ4Bが変
速ギヤ3Bより高速で回転するようになるので、このと
きトラクションコイルC′がドラム2Bに巻き付いてド
ライブギヤ4Aを制動するように作用する。
ギヤ3A,3Bに対し、ドライブギヤ4A,4Bが瞬時
に応答して同速回転するようになるので、出力軸6も制
御用モータMの動作量に比例した確定運動を行うことに
なる。それ故、この動力伝達装置で駆動される駆動系の
変位量や速度などをデジタル信号として制御用モータM
にフィードバックし、その信号を基にして制御用モータ
Mの回転速度を適宜変更すれば、それに出力軸6が高速
応答するようになる。なお、出力軸6を逆転させる場合
は、制御用モータMを逆転させればよく、このときトラ
クションコイルC,C′は前述とは逆の動作を行うこと
になる。
を停止すると、ドライブギヤ4Aによる出力ギヤ5への
動力伝達が断たれる一方、出力ギヤ5の慣性力で他方の
ドライブギヤ4Bが回転され、このドライブギヤ4Bに
よりトラクションコイルC′の一端が引っ張られ、斯く
してトラクションコイルC′がドライブギヤ4Bの逆側
に回転するドラム2Bに急速に巻き付くようになるの
で、出力ギヤ5と出力軸6は瞬時に停止する。なお、逆
転中の出力軸6も然り、制御用モータMの停止動作に応
答して瞬時に停止するようになる。
イール1の回転方向に駆動すれば、出力軸6も同方向に
回転し、また逆方向へ駆動すれば出力軸6も逆転するよ
うになり、且つ制御用モータMを停止すれば正転あるい
は逆転している出力軸6が瞬時に停止することとなる。
動力伝達装置の基本的な構造として図1〜図2に例示し
たものの他、4つのドラム、変速ギヤ、及びドライブギ
ヤを並列に配置したもの、また2つのドラムを直列に配
置したものなどがある。
よれば、ドラムとトラクションコイルとの間にピンを所
要の間隔で環状に配備していることから、ドラムに対す
るトラクションコイルの過度な凝着が防止され、動力伝
達時のエネルギ損失を大幅に低減することができる。
ンを固定したことにより、そのピンでドラムに巻き付い
たトラクションコイルが同方向に引かれるようになるの
で、その引っ張り力にてドラムの動力を出力側へ効率的
に伝達できる。
具で保持していることから、同ピンに対するトラクショ
ンコイルの凝着力を保持具を通じて出力側に円滑に伝達
でき、しかも同ピンを回転自在にしたためトラクション
コイルとの摩擦による摩耗が小さく耐久性が良好であ
る。
概略図
部分断面図
Claims (1)
- 【請求項1】 フライホイールの動力が伝達されて回転
するドラムと、このドラムの外周に回転自在に設けられ
制御用モータにて回転される変速ギヤと、この変速ギヤ
に対向して前記ドラムと同軸上に設けられるとともに出
力軸に固定した出力ギヤと噛合するドライブギヤと、前
記ドラムの外周に装備されて一端が前記変速ギヤに係止
されるととに他端が前記ドライブギヤに係止される螺旋
状のトラクションコイルとを具備した動力伝達装置にお
いて、前記ドラムの外周にその周方向に向け所要の間隔
でピンを固定する取付部を形成するとともに、前記ドラ
イブギヤには前記ピンに隣接して他のピンを回転自在に
保持する保持具を固定し、それらピンは前記ドラムとト
ラクションコイルとの間にあって周面の一部がその軸方
向で前記トラクションコイルの内周面と密着するように
したことを特徴とする動力伝達装置。
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP27598096A JP3187723B2 (ja) | 1996-10-18 | 1996-10-18 | 動力伝達装置 |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP27598096A JP3187723B2 (ja) | 1996-10-18 | 1996-10-18 | 動力伝達装置 |
Publications (2)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
JPH10122328A JPH10122328A (ja) | 1998-05-15 |
JP3187723B2 true JP3187723B2 (ja) | 2001-07-11 |
Family
ID=17563106
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
JP27598096A Expired - Fee Related JP3187723B2 (ja) | 1996-10-18 | 1996-10-18 | 動力伝達装置 |
Country Status (1)
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---|---|
JP (1) | JP3187723B2 (ja) |
Families Citing this family (2)
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---|---|---|---|---|
JP2006161931A (ja) * | 2004-12-06 | 2006-06-22 | Ugk Kk | 制動エネルギ回生装置及びその制御方法 |
CN102175377B (zh) * | 2011-03-08 | 2012-11-14 | 上海工程技术大学 | 一种在线测量飞轮蓄能螺旋压力机锻造力的方法 |
-
1996
- 1996-10-18 JP JP27598096A patent/JP3187723B2/ja not_active Expired - Fee Related
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Publication number | Publication date |
---|---|
JPH10122328A (ja) | 1998-05-15 |
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