JP2007315448A - 差動装置 - Google Patents

Abstract

【課題】構造が簡単で、仲介回転部材に遠心力が働く虞がない差動装置を提供する。
【解決手段】主動回転部材を備えた入力回転軸と、入力回転軸の軸線の周りを公転あるいは静止した状態で上記主動回転部材の回転動力を伝達する仲介回転部材と、仲介部材を支持する公転軸と、最終の仲介回転部材の回転動力を伝達される従動回転部材を備えた出力回転軸から成る差動装置において、入力回転軸の回転速度に比べて出力回転軸の回転速度が減速されるに伴って仲介回転部材の公転速度が上昇するように構成すると共に、これらの仲介回転部材の一部あるいは全部に回転による慣性力を持たせるか、または仲介回転部材と共に、公転及び／又は自転するフライホイールあるいは錘等の回転又は非回転の慣性体を設ける。
【選択図】図１

Description

本発明は、差動装置に関するものである。

本発明者は、主動回転部材を備えた入力回転軸と、該入力回転軸の軸線の周りを公転あるいは静止した状態で上記主動回転部材の回転動力を順次伝達する複数の仲介回転部材と、最終の仲介回転部材の回転動力を伝達される従動回転部材を備えた出力回転軸から成る差動装置において、上記入力回転軸の回転速度に比べて上記出力回転軸の回転速度が減速されるに伴って上記仲介回転部材の公転速度が上昇するように構成すると共に、これらの仲介回転部材の一部あるいは全部に回転による慣性力を持たせるか、または該仲介回転部材と共に、公転及び／又は自転するフライホイールあるいは錘等の回転又は非回転の慣性体を設けることを特徴とする差動装置を開発した。（例えば、特許文献１参照）

しかし、上記差動装置は、仲介回転部材が多くて構造が複雑であるだけでなく、２つの仲介回転部材が分離しているため、これらに遠心力が働いてしまうという、問題点があった。
特開２００１−１４１０３０号公報

本発明が解決しようとする課題は、構造が簡単で、仲介回転部材に遠心力が働く虞がない差動装置を提供することにある。

本発明は、主動回転部材を備えた入力回転軸と、該入力回転軸の軸線の周りを公転あるいは静止した状態で上記主動回転部材の回転動力を伝達する仲介回転部材と、該仲介部材を支持する公転軸と、最終の仲介回転部材の回転動力を伝達される従動回転部材を備えた出力回転軸から成る差動装置において、上記入力回転軸の回転速度に比べて上記出力回転軸の回転速度が減速されるに伴って上記仲介回転部材の公転速度が上昇するように構成すると共に、これらの仲介回転部材の一部あるいは全部に回転による慣性力を持たせるか、または該仲介回転部材と共に、公転及び／又は自転するフライホイールあるいは錘等の回転又は非回転の慣性体を設けることを特徴とする。
また、上記各回転部材が歯車または摩擦車であることを特徴とする。
さらに、上記慣性体の質量、形状、支持軸または公転軸からの距離を単独あるいは組み合わせて変えることを特徴とする。

本発明の差動装置は、
（１）フライホイールによる独楽の原理すなわちジャイロ効果により、その公転を制御する力が生じるだけでなく、自転回転数の増大により慣性力も増大するため、出力回転軸のトルクは更に増大する。
（２）入力回転軸の回転速度に比べて出力回転軸の回転速度が減速されても十分なトルクを強力かつ安定して出力することができる。
（３）各回転部材を歯車とすることにより、確実な回転数が保障され、あるいは摩擦車とすることにより過負荷による装置の破損を防止することができる。
（４）フライホイール等の慣性体の質量、形状、公転軸または自転軸からの距離などを変化させることにより、そのジャイロ効果による公転の抑制効果、すなわち、出力回転軸のトルクを調整することができる。
（５）仲介回転部材が少なくて構造が簡単である。
（６）２つの仲介回転部材が相互に一体的に連結されているため、各部材に働く遠心力が相殺され、その結果、全体としてこれらの部材に遠心力が働かないのと同じことになる。
という利点がある。

図１は、本発明装置の一実施例を示す斜視図であって、１は架台、２は支持軸、３は入力回転軸、４は出力回転軸、５は公転軸、６は第１仲介傘歯車、７は第２仲介傘歯車、８は主動傘歯車、９は従動傘歯車、１０はフライホイールである。

図２からも明らかなように、上記架台１は、２つの支持部１ａ、１ｂを有し、これに上記支持軸２が回転自在に支持されている。該支持軸２には、上記入力回転軸３および出力回転軸４がそれぞれ、回転自在に外挿されている。

上記支持軸２の中央には、これに直交する方向に軸受２ａが設けられていて、これに上記公転軸５が回転自在に支持されている。従って、該公転軸５は、上記支持軸２の回転に伴って、その軸線の周りを回転（公転）すると共に、公転軸５自身の軸線の周りを回転（自転）するようになっている。

上記公転軸５には、上記軸受２ａを隔てて、第１仲介傘歯車６と第２仲介傘歯車７が取り付け固定されている。上記第１仲介傘歯車６は、上記入力回転軸３の内端側に一体的に設けられている主動傘歯車８に噛み合っている。また、第２仲介傘歯車７は、上記出力回転軸４の内端側に一体的に設けられている従動傘歯車９に噛み合っている。

上記公転軸５の両端部にはフライホイール１０が一体的に設けられていて、公転軸５と共に上記支持軸２の軸線の周りを回転（公転）するようになっている。また、該フライホイール１０は、上記公転軸５の自転に伴って、該公転軸５の軸線の周りを回転する。

なお、上記入力回転軸３に平歯車３ａを設けて、これに入力軸１１の平歯車１１ａを噛み合わせることにより、入力軸１１の回転入力を入力回転軸３に伝えることができる。
一方、上記出力回転軸４に平歯車４ａを設けて、これに出力軸１２の平歯車１２ａを噛み合わせることにより、出力回転軸４の回転出力を出力軸１２に伝えることができる。

上記実施例の装置は、以上のように構成されているので、上記入力回転軸３を回転駆動すると、上記主動傘歯車８および第１仲介傘歯車６を通じて、公転軸５が公転および自転する。該公転軸５の公転により支持軸２の軸線の周りにフライホイール１０による遠心力が働くと共に、該公転軸５の自転によりその軸線の周りにフライホイール１０による遠心力が働く。公転軸５の回転（自転）は、第２仲介傘歯車７および従動傘歯車９を通じて、出力回転軸４を回転駆動せしめるようになっている。
また、上記出力回転軸４の回転方向は、上記公転軸５の回転数を０（ゼロ）とした時に、上記入力回転軸３の回転方向と同じとする。上記出力回転軸４の回転数は、上記公転軸５の回転数を０（ゼロ）とした時に、上記入力回転軸３の回転数より少なくする。

以上のような、構成および作用において、いま、上記主動傘歯車８と第１仲介傘歯車６の歯車比を１：１に、上記第２仲介傘歯車７と従動傘歯車９の歯車比を１：２とすると、入力回転軸３の回転数、公転軸５の公転数および自転数、出力回転軸４の回転数は、表１のようになる。この場合、図１の矢印方向を回転の＋（プラス）方向とする。
表１の数字は、いずれも回転数（ｒｐｍ）である。

上記実施例では、平歯車３ａおよび平歯車１１ａを介して、入力軸１１の回転を入力回転軸３に伝達するように構成したが、図３に示すように、入力回転軸３′を支持部１ａに回転自在に支持せしめると共に、該入力回転軸３内に支持軸２′を同軸状に納めるように構成して、入力回転軸３′に入力軸を兼用せしめてもよい。同様に、出力回転軸４′内に支持軸２′を同軸状に納めるように構成して、出力回転軸４′に出力軸を兼用せしめてもよい。

また、上記実施例では、第１仲介傘歯車６と第２仲介傘歯車７を、軸受２ａを隔てて、上記公転軸５に取り付け配置したが、図４に示すように、第１仲介傘歯車６と第２仲介傘歯車７を、軸受２ａに対して、公転軸５の同じ側に配置してもよい。この場合、主動傘歯車８と従動傘歯車９も、公転軸５に対して、支持軸２の同じ側に配置する。従って、支持軸２、出力回転軸４″および入力回転軸３″は、順次同軸状に組み付けられる。

さらに、上記実施例では、仲介傘歯車６、７とフライホイール１０を公転軸５により一体に構成したが、図５に示すように、２つのフライホイール１０を第１公転軸５−１により連結すると共に、上記仲介傘歯車６と７は第２公転軸５−２により連結して、第２公転軸５−２を第１公転軸５−１に外挿させて分離させることにより、フライホイール１０は、第３の入力回転軸１３から独立して回転駆動するようになっている。すなわち、入力回転軸１３の回転は、平歯車１３ａ、仲介傘歯車１４、仲介傘歯車１５を介して、フライホイール１０を回転させる。
このように仲介傘歯車６、７とフライホイール１０を分離し、それぞれ別々の入力回転軸１１、１３から入力させることにより、最適なジャイロ効果および出力回転数を得ることができる。
また、支持軸２の回転を取り出してジェネレーター等を回すことにより、上記フライホイール１０を軽量にすることができる。

歯車や公転軸の外端部に錘を取り付けて、これらの部材に慣性力を持たせるように設計することにより、フライホイールを省略することも可能である。また、フライホイール１０は第２公転軸５−２に取り付けたり、両公転軸５−１、５−２に設ける用にしても良い。さらに、上記フライホイールや錘の質量、形状、公転数または自転軸からの距離などを変化させることにより、そのジャイロ効果による公転の抑制効果、すなわち、出力回転軸のトルクを調整するようになっている。

本発明の差動装置の一実施例を示す斜視図である。 図１の平面図（Ａ）、側面図（Ｂ）および側断面図（Ｃ）である。 別の実施例の側断面図である。 さらに別の実施例の側面図（Ａ）および側断面図（Ｂ）である。 また別の実施例の側面図（Ａ）および側断面図（Ｂ）である。

符号の説明

１ 架台
１ａ 支持部
１ｂ 支持部
２ 支持軸
２ａ 軸受
３ 入力回転軸
４ 出力回転軸
５ 公転軸
５−１ 第１公転軸
５−２ 第２公転軸
６ 第１仲介傘歯車
７ 第２仲介傘歯車
８ 主動傘歯車
９ 従動傘歯車
１０ フライホイール
１１ 入力軸
１１ａ 平歯車
１２ 出力軸
１２ａ 平歯車
１３ 入力回転軸
１３ａ 平歯車
１４ 仲介傘歯車
１５ 仲介傘歯車

Claims (3)

1. 主動回転部材を備えた入力回転軸と、該入力回転軸の軸線の周りを公転あるいは静止した状態で上記主動回転部材の回転動力を伝達する仲介回転部材と、該仲介部材を支持する公転軸と、最終の仲介回転部材の回転動力を伝達される従動回転部材を備えた出力回転軸から成る差動装置において、上記入力回転軸の回転速度に比べて上記出力回転軸の回転速度が減速されるに伴って上記仲介回転部材の公転速度が上昇するように構成すると共に、これらの仲介回転部材の一部あるいは全部に回転による慣性力を持たせるか、または該仲介回転部材と共に、公転及び／又は自転するフライホイールあるいは錘等の回転又は非回転の慣性体を設けることを特徴とする差動装置。
2. 上記各回転部材が歯車または摩擦車であることを特徴とする請求項１に記載の差動装置。
3. 上記慣性体の質量、形状、支持軸または公転軸からの距離を単独あるいは組み合わせて変えることを特徴とする請求項１または２に記載の差動装置。