JP2002513898A - 逆運動装置用駆動システム - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 本発明の駆動システムは、二つの軸（３、４）の一方に各々が固定された二つの楕円ホイール（９、１０）を含む。前記軸は互いに並行であり、プレート（１）に配置された軸受（２）において、反対方向に回転する。互いに連動し且つ均一回転する二つの同一のギアホイール（１５）は、各々弾性カップリング（１４）を構成する。ホイール（１２）及び楕円ホイール（９、１０）は各々、例えば鎖、歯付ベルトまたは補強円形コードなどの、牽引要素（１１）を支持するように配置される。一方のホイール（１２）は、左側の楕円ホイール（９）を片方の牽引要素（１１）によって駆動させ、他方のホイール（１２）は、右側の楕円ホイール（１０）を別方の牽引要素（１１）によって駆動させる。回転接触して動き続ける時、楕円ホイール（９、１０）は、tanφ1 = 1/2・tanφ2の状態を満たす。ここでφ1は例えば左側の軸（３）の回転角度であり、φ2は右側の軸（４）の回転角度である。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】 （技術分野） 本発明は、請求の範囲１の前文による逆運動装置用の駆動システムに関するも
のである。

【０００２】 （背景技術） 逆運動装置について幾つか知られており、通例として逆運動体の考案者である
Paul Schatz（1898〜1976）を直接的または間接的に顧みる（Paul Schatz, Rhy-
mthmusforschung und Technik, Stuttgart 1975を同様に参照）。

【０００３】 その様な逆運動装置は一般的に、二つの並行逆回動軸を有しており、その軸の
回転角度率は、 tanφ_１ = 1/2・tanφ_２ であり、それらの異なる角速度は以下の等式となる。 ω_１/ω_２ = 2・[(1＋1/4・tan^２φ_１)／(1＋tan^２φ_１)] それに関して、φ_２はφ_１に置き換えられる。

【０００４】 上記の関係式において、関連方角が二つの軸の接続平面に垂直でφ_１ = φ_２
= 0であり、回動軸が向かい合った位置で回転するため、φ_１の正回転方向は、
φ_２のそれと反対となる。

【０００５】 この様な逆運動装置用の装置は、例えばスイス国許明細書CH 216 760 (D1）、
ドイツ国特許明細書DE 1 145 455（D2）、DE 1 207 750（D3）、PCT特許明細書W
O 80/01830（D4）、欧州特許明細書EP 0 176 749（D5）、ソ連国特許明細書SU
1 607 922（D6）、米国特許明細書US 5 265（D7）、欧州特許明細書EP 0 584 30
1（D8）、EP 0 614 028 （D)により知られている。

【０００６】 それら既知の装置は、幾つかの解決手段のカテゴリーを示しており、D1及びD2
は、すなわち両方の角速度ω_１、ω_２と回転モーメントとを確実に連動した駆動
であり、二つの軸によって与えられるパワーが、駆動部によって従来のように供
給される。φ_１とφ_２の正確な角度の関係は駆動部によって定められ、中央部材
と称される二つの軸の間では、パワーの交換は行われない。これは明らかに数学
的概念であり、製造及び設置の誤差は、それ自体、大きな負荷となって特に種々
の軸受に生じる。

【０００７】 D3は主に、異なる駆動部を示しており、本質的に構造体における逆運動装置の
二つの平行軸の走行を等しくしている。しかしこれは一方で引用した中央部材を
介した大きなパワー交換、他方で二つの軸で動かされる連結鎖によって行う逆運
動装置の強力な回転モーメント負荷のためである。

【０００８】 D4は、主要部及びばね要素から成るエネルギー保存部、D5は流動体駆動部、D6
は磁力カップリングを備えた同種の駆動部、最後にD8は二つの連続する結合直流
モータを備えた駆動部を備えている。これは最後にあげた駆動部が、明らかでは
ないにしても、別の駆動部による解決手段の同じ欠点、すなわち回転モーメント
の変換により逆運動連結鎖へ負担をかけることがある。D7では、駆動部が単に断
続的なパワーを供給する誘導モータから成り、製造上高価で、効果が少ない。最
後にD8は、二つの平行軸の間を接続する浮動支持の平衡部材を示しており、しか
しその部材は詳しく検討すると、D1及びD2による装置と同じ特徴が記載されてい
る。

【０００９】 （発明の開示） 本発明の目的は、良好な確実駆動特徴を有する逆運動装置用の駆動部を製造す
ることであり、駆動部の欠点をなくし、製造コストを有利にすることである。こ
の目的は、本質的な特徴に関する請求項１の特徴部分で扱われており、更に有利
な実施例に関しては、その請求項１に依存する請求の範囲に示す。

【００１０】 （発明を実施するための最良の形態） 本発明の提案を、好ましい実施例の添付図面を参照して、より詳しく説明する
。 図１ａは、本技術状態による逆運動内部ミキシング機械の概略であり、図１ｂ
は、その概略図である。基礎プレート１は、各々主要軸受２に装備された二つの
軸３、４を支持している。それらの軸は、互いに並行で且つ逆方向に動作する。
軸３が角度約φ_１回転すると、軸４は角度φ_２回転し、それら角度の比率は、 tanφ_１ = 1/2・tanφ_２ である。またこれは発散値がtanφ_１でtanφ_２が発散するかまたは、軸３がn・90
°回転すると、軸４がn・90°回転することを意味しており、ここではn = 1、2、
3、4...である。

【００１１】 図１ｃは逆運動連結鎖の斜視図であり、図１ａと比べながら以下に記載する。
各軸３、４は、その端部で蝶番環５を支持しており、環の回転軸は軸３、４の方
向と垂直で、位置がφ_１ = φ_２であると、蝶番環５の軸は互いに垂直に位置す
る。図１ｃでは、ロッド６が各蝶番環５に接続されており、また蝶番環５はその
端部に蝶番環７を有し、更に蝶番環７の軸は蝶番環５の軸と垂直に位置している
。また蝶番環７は、ここでは中央部材８と称する別のロッドに結合されている。

【００１２】 図１ａに見られる各ロッド６は、概して図１ｃではフォーク６に置き換えられ
ており、以下ではエッジ部材６と称する。中央部材８は、ここで管状要素に置き
換えられ、容器を受容するように設計されている。５、６、７、８で示されされ
た要素は、Bricard（1975）による連結鎖の半分を形成するか、Paul Schatzによ
る半立方体ベルト（a half cube belt）を形成する。この連結鎖の機器構造は、
マニホルドであり既知である。

【００１３】 軸３、４の二つの角速度ω_１、ω_２の特徴が等しくないと、直接モーターを備
えたいかなる駆動部も、D8により理解される駆動部を除いて、実用的と考えるこ
とはできない。Paul Schatzによる文献を引用すると、隣接した二つの楕円形ホ
イールの記載があり、共に一定の速度でその周囲を走行している。しかしこの図
面の記載には技術的な解決手段はなく、また更に著者はその様な楕円ホイールの
利用を継続してはいない。

【００１４】 図２は、楕円ホイールを利用した駆動部に関する技術的解決手段である第一実
施例を図解的に示している。ホイールは、小さな直径に対して大きな直径の関係
がl/b = 2.0であり、それが互いに回転する際に角等式 tanφ_１ =1/2・tanφ_２
を満足させる。

【００１５】 図２ａは概略図面で、部分的に断面になっており、図２ｂは下方から見た平面
図である。一部分は基礎プレート１を介して延びており、軸受２が図解的に示さ
れている。図２ａに図示されているように、図１による連結鎖の半分が、基礎プ
レートの上に位置しているが、それは技術的に水準であるので、詳しく論じるこ
とはしない。

【００１６】 第一楕円ホイール９は、軸３に直接接合されており、同様に第二楕円ホイール
１０が軸４に接続されている。楕円ホイール９、１０は、例えば同一に製造され
る。楕円ホイール９、１０の周囲に沿って、例えばＶ型ベルト或いは歯付ベルト
、円形コードまたは鎖の様な、各楕円ホイール９、１０の周囲の形状に対応した
延長牽引要素１１が走行する。また各牽引要素１１は、軸１３上の円形ホイール
１２を介し、その形状に対応して走行する。

【００１７】 軸３、４の予定の動作と、楕円ホイール９、１０の周速度は一定で、回転方向
を除いて同一である。牽引要素１１が並行でないことによる欠点をなくし、製造
及び設置の公差を補償するため、ホイール１２は各々周知の構造型式の弾力性カ
ップリング１４を介して、軸１３に接続されている。軸１３は、均一に反対方向
の動作となって回転する。制限される特徴のない実施例として、弾力性カップリ
ング１４は、どの場合も歯付ホイール１５に接続されており、直接連結されてい
る。ホイール１２を均一に回転させるため、明らかに多くの別の可能性がある。
それらは専門家にとって周知のことであり、本発明による発案の一部ではない。

【００１８】 ホイール１２の軸１３は、例えば同じように基礎プレート１に装着されている
。軸３、４、１３の別の軸受はプレート１６に位置し、プレートは基礎プレート
と並行に配置され且つ、それに接合されている。

【００１９】 例えばエラストマー製の円形断面のコードのような、適切で本質的な弾性を有
する牽引要素１１が使用されると、弾性カップリング１４を取り除くことができ
る。しかし弾性要素が配置されると、例えば軸１３のように、本質的に均一回転
軸の駆動パワーを不均一回転軸３、４へ送るのに重要な役割を果たす。均一回転
軸１３に対する駆動パワーは、規則的に電動モータによって供給されるが、どの
適切なエネルギー源によっても得ることができることは明らかであり、それは手
動で動作するクランクであってもよい。従って駆動部は外部から効力を得る。

【００２０】 図３は、パワー伝達部における弾性要素の変形例を表しており、パワー伝達部
は、図２において弾性カップリング１４として記載されている。牽引要素１１は
、上記において鎖、歯付ベルト、Ｖ型ベルトまたは外装円形コードであり、どの
場合も駆動側における二つのローラー２２の周囲を走行する。ローラーは例えば
回動アーム２３で対称的に配置される。回動アーム２３は、軸２４の周囲を回動
し、ここでは螺旋ばねとして示されている弾性ばねのパワーによる最大応力を、
牽引要素１１が有する様な位置に動かされる。より明確にするため、楕円ホイー
ルに属する弾性要素を拡大して示す。弾性要素は、参照符号２２、２３、２４、
２５の要素から成り、記載のように牽引要素１１の駆動側に配置されており、基
本的にパワー無しまたは少なくとも低パワー駆動側に配置される周知の鎖或いは
ベルト引張り装置としての役割はない。また、牽引要素１１の角位置から生じる
幾何学的偏倚を補償することが必要である。

【００２１】 牽引要素１１に作用する弾性要素を別に製造し、それによって牽引要素１１に
おいてパワーに依存して長さを補償する課題を解決することは、本発明の概念内
である。専門家は、ここに示したものとは別の解決手段には精通している。

【００２２】 図４は、位相的に同一であるが、構造的には異なった図２の変形例である。図
４ａは、下方から見た平面図であり、変形例を示している。図４ｂは、弾性要素
の概略である。前記弾性要素は、例えば歯付ホイールとして構成されており、両
側にフランジのように取り付けられた弾性カップリング１４を支持している。各
弾性カップリング１４は、どの場合も牽引要素１１の駆動部用のホイール１２に
接している。図４ｂにおいて下方ホイール１２は、既知の方法で楕円ホイール１
０を駆動し、付属するする牽引要素１１が、二つの案内ローラ２６の周囲を通っ
て、楕円ホイール９の外縁上に達し、図４ｂにおける上方ホイールは楕円ホイー
ル９を駆動する。その際、牽引要素１１の内側がホイール１２上に位置し、その
牽引要素の外側が楕円ホイール９に位置する。牽引要素により回転方向を逆にな
って、ホイール１２から楕円ホイール９に伝わる。

【００２３】 この装置の利点は、ホイール１２の回転方向を逆にする装置に関して、対称的
に損失するコストを節約することである。

【００２４】 また弾性要素、ここではカップリング１４が、各牽引要素１１に取り付けられ
ていることである。

【００２５】 記載された全ての装置において、付加的に一般的だが弱い鎖引張り装置あるい
は他に牽引要素１１に適合する別の引張り装置の力によって、牽引要素１１の駆
動側に効力を加えることに有効であることができる。これには運動学的性質に影
響が無く、単に牽引要素１１の長さを補償する。

【図面の簡単な説明】

【図１】 図１ａは技術的状態の概略図であり、図１ｂは技術的状態の図解的概略図であ
り、図１ｃは技術的状態の斜視図である。

【図２】 図２ａは第一実施例の部分断面を含む基本的な概略図であり、図２ｂは第一実
施例の平面図である。

【図３】 図３ａは第一実施例の変形例であり、図３ｂは第一実施例の変形例を部分的に
拡大した図である。

【図４】 図４ａは第二実施例の基本的な概略図であり、図４ｂは第二実施例の概略的な
詳細図である。

Claims (15)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 反対方向へ動き且つ不均一な回転をする二つの並行な軸（３
   、４）を備え、軸の角度関係が、 tanφ_１ = 1/2・tanφ_２ であり、その駆動部が、本質的に均一回転する少なくとも一つの軸によって、パ
   ワーを外部から供給される逆運動装置用駆動部において、 −各軸（３、４）が、楕円ホイール（９、１０）を支持しており、楕円ホイール
   は、その楕円形状が前記角度関係に対応し、関連する軸（３、４）に固く固定さ
   れており、楕円ホイールの外周が牽引要素（１１）を確実に受容するように設計
   されていること、 −外部より駆動される少なくとも一つの均一回転ホイール（１２）が配置され、
   回転ホイールの外周が、牽引要素（１１）を確実に受容し且つ駆動するように設
   計されていること、 −二つの牽引要素（１１）が、回転モーメント及びパワーを少なくとも一つのホ
   イール（１２）から楕円ホイール（９、１０）に伝達するために配置されること
   、 −ホイール（１２）、牽引要素（１１）及び楕円ホイール（９、１０）から成る
   駆動鎖が、牽引要素（１１）の非平行性によって生じる楕円ホイール（９、１０
   ）の外周速度の一定した減損を少なくとも補償できるような、弾性要素を有する
   こと、 −前記弾性要素が、均一回転から不均一回転への移行部分に配置されること、 を特徴とする逆運動装置用駆動部
2. 【請求項２】 外部により駆動される均一に逆回転する二つのホイール（１
   ２）が、配置されることを特徴とする請求項１に記載の逆運動装置用駆動部
3. 【請求項３】 前記各駆動鎖に配置する弾性要素が、弾性カップリング（１
   ４）であることを特徴とする請求項２に記載の逆運動装置用駆動部。
4. 【請求項４】 前記各駆動鎖に配置する弾性要素が、牽引要素（１１）用の
   引張り装置であることを特徴とする請求項２に記載の逆運動装置用駆動部。
5. 【請求項５】 牽引要素（１１）が、鎖であることを特徴とする請求項３ま
   たは４に記載の逆運動装置用駆動部。
6. 【請求項６】 牽引要素（１１）が、歯付ベルトであることを特徴とする請
   求項３項または４に記載の逆運動装置用駆動部。
7. 【請求項７】 牽引要素（１１）が外装円形コードであることを特徴とする
   請求項３または４に記載の逆運動装置用駆動部。
8. 【請求項８】 ドイツ語版では削除されている。
9. 【請求項９】 牽引要素（１１）が、弾性円形コードであることを特徴とす
   る請求項２に記載の逆運動装置用運動部。
10. 【請求項１０】 外部より駆動される均一回転ホイール（１２）が唯一配置
    され、ホイールが二つの牽引要素（１１）を駆動するように配置されることを特
    徴とする請求項１に記載の逆運動装置用駆動部。
11. 【請求項１１】 −ホイール（１２）が二つの弾性カップリングを有し、そ
    のカップリングの各々が、牽引要素（１１）の駆動部に影響を与え、二つのカッ
    プリングがホイール（１２）を取り巻くこと、 −一方の牽引要素（１１）が、楕円ホイール（１０）に巻き付き、少なくとも二
    つの案内ローラ（２６）によって、他方の牽引要素が別の楕円ホイール（９）に
    確実に連動するが、巻き付かないこと、 を特徴とする請求項１０に記載の逆運動装置用駆動部。 【請求項１１】 牽引要素（１１）が鎖であることを特徴とする請求項１１
    に記載の逆運動装置用駆動部。
12. 【請求項１２】 牽引要素（１１）が、両側歯付ベルトであることを特徴と
    する請求項１１に記載の逆運動装置用駆動部。
13. 【請求項１３】 牽引要素（１１）が、外装円形コードであることを特徴と
    する請求項１１に記載の逆運動装置用駆動部。
14. 【請求項１４】 各駆動鎖が、牽引要素（１１）のための引っ張り要素であ
    ることを特徴とする請求項１０に記載の逆運動装置用駆動部。
15. 【請求項１５】 牽引要素（１１）が、弾性円形コードであることを特徴と
    する請求項１０に記載の逆運動装置用駆動部。