JP2001021020A - 回転駆動力伝達装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 モ−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−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。 【解決手段】 入力手段６と入力ギア７を備えた入力軸
５と、出力手段１３と出力ギア１２を備えた出力軸１１
とを同一軸心にて軸支させ、両端部を連結棒１６、１７
で結合した一対の回転ア−ム１４、１５を設け、その一
方を入力軸５にて軸支させ他方を出力軸１１にて軸支さ
せ、連結棒１６において、入力ギア７に噛合する第１内
ギア２０、外ギア２２及び出力ギア１２に噛合する駆動
ギア２４を配備した複合ギアを軸支させ、出力軸１１に
おいて、入力手段６に対する駆動源と同一の駆動源から
の回転駆動力を受ける第２入力手段２８と外ギア２２に
噛合する第２内ギア２６を一体的に備えた支持ホイ−ル
２７を軸支させて成る。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】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−）、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−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。

【０００２】

【従来の技術】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
力の増大を図って消費電力を減少させるような伝達装置
を介在させるような配慮はなされていない。

【０００３】

【発明が解決しようとする課題】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−タ等で駆
動しており、モ−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−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−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。

【０００４】

【課題を解決するための手段】本発明は、入力手段と入
力ギアを備えた入力軸と、出力手段と出力ギアを備えた
出力軸とを同一軸心にて軸支させ、両端部を連結棒で結
合した一対の回転ア−ムを設け、その一方を前記入力軸
にて軸支させると共にその他方を前記出力軸にて軸支さ
せ、前記連結棒の一方において、入力側から順に前記入
力ギアに噛合する第１内ギア、外ギア及び前記出力ギア
に噛合する駆動ギアを配備した複合ギアを軸支させ、前
記出力軸において、前記入力手段に対する駆動源と同一
の駆動源からの回転駆動力を受ける第２入力手段と前記
外ギアに噛合する第２内ギアを一体的に備えた支持ホイ
−ルを軸支させて成る回転駆動力伝達装置、を以て上記
課題を解決した。

【０００５】好ましくは、前記複合ギアを軸支しない方
の前記連結棒にバランスウエイトを取り付け、また、前
記第１入力手段に対する回転駆動力伝達と前記第２入力
手段に対する回転駆動力伝達とを、１本の駆動棒を介し
て行なうこととする。

【０００６】

【発明の実施の形態】本発明の実施の形態を添付図面に
依拠して説明する。図中１はベ−スで、その両端部に軸
支壁２、３が立設される。軸支壁２の上端部には一対の
軸受を内挿した軸受筒４が設置され、そこにおいて入力
軸５が軸支される。入力軸５の軸受筒４よりも外側又は
内側に、モ−タ等の動力装置から入力を受けるスプロケ
ット、ギア、プ−リ等の第１入力手段６（図示した例で
はスプロケット）が固定され、入力軸５の内端部に入力
ギア７が固定される。

【０００７】図示した例では、入力手段６は、動力装置
に直結駆動される駆動軸８に固定された、対応するスプ
ロケット、ギア、プ−リ等の第１伝動手段９から入力を
受ける。

【０００８】軸支壁３も軸支壁２と同様の軸受筒１０を
備え、そこにおいて出力軸１１を軸支する。入力軸５と
出力軸１１は、軸心が一致するように配置される。出力
軸１１の内端部には出力ギア１２が固定され、また、出
力軸１１の軸受筒１０の外側又は内側に、スプロケッ
ト、ギア、プ−リ等の出力手段１３が固定される。

【０００９】入力軸５と出力軸１１には、同一又は類似
形状の回転ア−ム１４、１５が、相対してそれぞれ回転
自在に取り付けられる。回転ア−ム１４と回転ア−ム１
５は２本の連結棒１６、１７で連結され、両者一体とな
って同一方向に回転する。一方の連結棒１６には複合ギ
アが軸着され、他方の連結棒１７には、回転ア−ム１
４、１５の回転バランスを取って、後述するような役目
を果たすバランスウエイト１９が取り付けられる。

【００１０】複合ギアは入力側（図において右側）から
順に、入力ギア７に外接噛合する入力内ギア２０、入力
内ギア２０を支持する支持ホイ−ル２１、支持ホイ−ル
２１の第１内ギア２０設置側と反対側に固定される外ギ
ア２２、支持ホイ−ル２１に固定されて外ギア２２の中
心部から突出する軸受筒２３、及び、軸受筒２３の端部
に固定された駆動ギア２４を備えて成る。

【００１１】支持ホイ−ル２１の中心部には連結棒１６
が遊挿され、軸受筒２３は軸受を介して連結棒１６に回
転自在に取り付けられる。かくして第１内ギア２０、外
ギア２２及び駆動ギア２４は、いずれも連結棒１６を回
転軸として、一体となって自転する。

【００１２】出力軸１１は支持ホイ−ル２７を軸支す
る。支持ホイ−ル２７は、入力側に外ギア２２を内接噛
合させる第２内ギア２６を備え、出力側に駆動軸８から
入力を受けるギア、スプロケット、プ−リ等の第２入力
手段２８（図示した例ではギア）を備える。第２入力手
段２８は、駆動軸８に固定された対応するギア、スプロ
ケット、プ−リ等の第２伝動手段２９から入力を受け
る。

【００１３】図１において３０、３０は駆動軸８を軸支
するための軸受、３１は、動力装置に直結されるスプロ
ケット、ギア、プ−リ等の伝動手段を示す。なお、図示
した例では各ギアは平歯車として表現されているが、こ
れをはすば歯車とすることもできることは言うまでもな
いところである。はすば歯車とした場合は、運転がより
滑らかとなると共に低騒音となる。

【００１４】上記構成において、駆動軸８、第１伝動手
段９を介して入力手段６にモ−タ等の回転駆動力が入力
されると、入力軸５を介して入力手段６に一体化された
入力ギア７が、入力手段６と一体となって回転し、これ
に噛合している入力内ギア２０を回転駆動する。これに
より入力内ギア２０は、連結棒１６を軸にして自転しよ
うとする。

【００１５】この入力内ギア２０の動作は、支持ホイ−
ル２１を介してこれと一体化されている外ギア２２、並
びに、支持ホイ−ル２１及び軸受筒２３を介してこれと
一体化されている駆動ギア２４にそのまま伝達され、外
ギア２２及び駆動ギア２４も入力内ギア２０と同様に、
連結棒１６を軸に自転する。

【００１６】この外ギア２２の自転動作は、これに噛合
している第２内ギア２６を出力軸１１を軸に回転させる
よう作用し、また、駆動ギア２４の自転動作は、これに
噛合している出力ギア１２を出力軸１１を軸に回転させ
るよう作用する。

【００１７】しかるに、実際には第２内ギア２６は、上
述したような外ギア２２からの回転駆動力ではなく、直
接動力装置からの回転駆動力を受ける。即ち、駆動軸８
の回転が、第２伝動手段２９から第２入力手段２８に伝
わり、それが支持ホイ−ル２７を介して第２内ギア２６
に伝達されるのである。この第２内ギア２６の回転方向
は、外ギア２２の自転方向と同じとなるように設定さ
れ、また、通例外ギア２２の回転数が第２内ギア２６の
回転数の２倍となるように設定される。

【００１８】このように、第２内ギア２６とこれに内接
噛合する外ギア２２とは、同じ方向に回転しようとする
結果、外ギア２２はその自転方向と同一方向に公転す
る。この公転動作は回転ア−ム１４、１５に支持され、
入力軸５及び出力軸１１を軸にして行われる。その際外
ギア２２は、第２内ギア２６をその自転方向に回転させ
ようと作用するが、駆動軸８からの駆動力に由来する第
２内ギア２６の回転力の方が大きいため、逆に外ギア２
２はその作用力よりも大きな反作用を受けることとな
り、その回転力が増大する。

【００１９】この増大した回転駆動力が、支持ホイ−ル
２１及び軸受筒２３を介して駆動ギア２４に伝達され、
駆動ギア２４がそれに噛合する出力ギア１２を介して出
力軸１１を回転駆動する。出力軸１１の回転は、出力手
段１３から接続機器に伝達される。

【００２０】本発明に係る装置の有効性を確認するため
に、図５に示すような実験を行った。即ち、１４８Ｖ、
２４０Ａのバッテリー４０を電源とする直流モ−タ４１
を、整流器４３を介してバッテリ−４０を充電する発電
機４２に直結したものと、上記モータ４１と発電機４２
との間に本発明に係る装置４４を介在させたものとを用
意し、それぞれの発電機４２の出力側とモ−タ４１との
間に電流計を配置して、値を観察した。なお、実験は、
定格出力１．５ｋＷの直流モ−タにて定格出力３．５ｋ
Ｗの３相交流発電機を駆動した。

【００２１】上記構成において、本発明に係る装置４４
を介在させないものについては、即座にバッテリ−４０
が消耗してモ−タ４１の動作が停止してしまったのに対
し、本発明に係る装置４４を介在させたものの場合は、
整流器から流れる電流を２．５Ａに設定すると、直流モ
ータ４１に流れる電流は６．５Ａ、バッテリーは５．０
Ａを維持し、５０時間もの連続運転（この時点で停止す
る予兆はない）が可能であった。更に、図５に示すよう
に複数の電球を点灯させながらも運行可能であった。こ
のことから、本発明の有効性を十分に確認することがで
きた。

【００２２】本発明においてこのような優れた結果が生
じた理由について更に推測するに、本発明における出力
手段１３には、回転駆動力等が必要となる機械器具から
の負荷がかかる。その負荷は、各駆動部を介して回転駆
動源に影響する。それは、上記本発明のバッテリー４０
の消耗に関する実験例のように、回転駆動源に直流モー
タ４１を用いた時、発電機４２を駆動して生じる負荷
は、ある大きさでモータ４１に対する負荷となる。その
ため、実験例に示すように本発明に係る装置４４を介さ
ない場合には、発電機４２を駆動して生じる負荷は、す
べてモータ４１の負荷となり、モータ４１の電力源であ
るバッテリー４０は極めて短時間で消耗してしまう。

【００２３】前記負荷は、各駆動部に対してその回転方
向とは逆向きにそれぞれに、ある大きさで影響する。そ
こで本発明においては、この負荷軽減のためにバランス
ウェイト１９が有効に作用するものと考えられる。仮に
バランスウェイト１９がない場合を考える。その時は上
記したように、ある大きさでモータ４１に負荷がかかる
ため、直流モータ４１では常に電流が消費され続ける。
それでも本装置４４を介しているため、直接発電機４２
を駆動する場合よりも多少バッテリー４０は長持ちす
る。

【００２４】次に、バランスウェイト１９を付けた場合
を考える。本発明に係る装置の出力ギア１２は、これと
噛合する駆動ギア２４によって駆動される。その駆動ギ
ア２４の回転駆動力は、上述したように、外ギア２２の
公転動作によって増大している。つまり、出力ギア１２
の負荷は、駆動ギア２４の回転駆動力を増大させる外ギ
ア２２の公転時の負荷ともなり、それが外ギア２２を公
転させようとするモータ４１の負荷となる。

【００２５】従って、この公転時の負荷を軽減してやれ
ば、モータ４１にかかる負荷は極端に軽減するものと考
えられる。その機能をバランスウェイト１９が果たす。
バランスウェイト１９は外ギア２２に対して、公転軸で
ある入力軸５及び出力軸１１と軸対称に設置してある。
そのため、図４（Ａ）の位置から（Ｂ）の位置に移行す
るまで外ギア２２は、第２内ギア２６に噛合して上方へ
移動するが、その際バランスウェイト１９には、自重落
下しようとする力が働く。この力がモータで外ギア２２
を最上端へ移動させようとする力よりも強い場合、モー
タ４１への負荷はモータ４１のトルクのみで駆動するよ
りも軽減する。また、図４の（Ｂ）から（Ａ）へは、自
重落下したバランスウェイト１９の加速度運動により多
少は惰性で移動する。

【００２６】以上のことを考慮して、ギア同士の噛合の
均等を崩さないように、かつ図４の（Ｂ）から（Ａ）へ
の移動時に、かえって負荷とならない程度にバランスウ
ェイト１９の重さを調整してやれば、モータ４１への負
荷をかなり軽減させ得る。よって、モータ４１の消費電
流は小さくなり、実験例に示した通りバッテリー４０を
長時間、効率よく使用できる。

【００２７】

【発明の効果】本発明は上述した通りであって、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−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。

【図面の簡単な説明】

【図１】 本発明の実施形態の縦断面図である。

【図２】 本発明の実施形態の側面図である。

【図３】 本発明の実施例の分解斜視図である。

【図４】 本発明におけるバランスウェイトの作用を説
明するための図である。

【図５】 本発明の有効性を確認するために行った実験
の方法を示す説明図である。

【符号の説明】

２ 軸支壁 ３ 軸支壁 ５ 入力軸 ４ 軸受筒 ７ 入力ギア ６ 入力手段 ８ 駆動軸 ９ 第１伝動手段 １０ 軸受筒 １１ 出力軸 １２ 出力ギア １３ 出力手段 １４ 回転ア−ム １５ 回転ア−ム １６ 連結棒 １７ 連結棒 １９ バランスウエイト ２０ 入力内ギア ２１ 支持ホイ−ル ２２ 外ギア ２３ 軸受筒 ２４ 駆動ギア ２６ 第２内ギア ２７ 支持ホイール ２８ 第２入力手段

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 佐藤 一徳 東京都葛飾区奥戸８−４−10 (72)発明者 鈴木 久昭 東京都葛飾区奥戸８−４−10

Claims (4)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 入力手段と入力ギアを備えた入力軸と、
   出力手段と出力ギアを備えた出力軸とを同一軸心にて軸
   支させ、両端部を連結棒で結合した一対の回転ア−ムを
   設け、その一方を前記入力軸にて軸支させると共にその
   他方を前記出力軸にて軸支させ、前記連結棒の一方にお
   いて、入力側から順に前記入力ギアに噛合する第１内ギ
   ア、外ギア及び前記出力ギアに噛合する駆動ギアを配備
   した複合ギアを軸支させ、前記出力軸において、前記入
   力手段に対する駆動源と同一の駆動源からの回転駆動力
   を受ける第２入力手段と前記外ギアに噛合する第２内ギ
   アを一体的に備えた支持ホイ−ルを軸支させて成る回転
   駆動力伝達装置。
2. 【請求項２】 前記複合ギアを軸支しない方の前記連結
   棒にバランスウエイトを取り付けた請求項１に記載の回
   転駆動力伝達装置。
3. 【請求項３】 前記第１入力手段に対する回転駆動伝達
   と前記第２入力手段に対する回転駆動力伝達とを、１本
   の駆動棒を介して行なう請求項１又は２に記載の回転駆
   動力伝達装置。
4. 【請求項４】 前記各ギアの全部又は一部をはすば歯車
   とした請求項１、２又は３に記載の回転駆動力伝達装
   置。