JP2010159736A

JP2010159736A - Universal-joint-type energy recovery and output device

Info

Publication number: JP2010159736A
Application number: JP2009023075A
Authority: JP
Inventors: Katsuya Takasaki; 克也高崎; Naotaka Kanemitsu; 直孝金光
Original assignee: Individual
Current assignee: Individual
Priority date: 2009-01-08
Filing date: 2009-01-08
Publication date: 2010-07-22

Abstract

<P>PROBLEM TO BE SOLVED: To provide a device for recovering or outputting bidirectional power using only one device, while power recovery and output devices which operate in each direction have been required to recover or output a bidirectional, X- and Y-axis, power. <P>SOLUTION: The phase difference of a swing motion generated between two objects, i.e., a bidirectional rotational energy generated in the frame and spider of a universal joint at their respective angles is recovered as a fluid energy or electric energy using a vane pump or a power generation device. The device outputs power in two directions at the same time by using a vane pump to output power and changing the power generation device to a motor, and also changes a linear motion to a rotational motion using the spider shaft as a bell crank and utilizing a linear directional phase difference generated between the spider shaft and the frame to recover the motion as a power, or outputs power as an oppositely directed motion. <P>COPYRIGHT: (C)2010,JPO&INPIT

Description

本発明は、２つの物体の間に生じるＸ軸Ｙ軸の２方向の揺動運動の位相差を、ユニバーサルジョイントのスパイダー軸とフレームに生じる角度変化を利用し動力を回収する装置。又、動力出力装置。 The present invention is a device for recovering power by using the phase difference of the two-way swing motion of the X-axis and Y-axis generated between two objects using the change in angle generated between the spider shaft of the universal joint and the frame. Also power output device.

２つの物体に生じる搖動運動の位相差に対し、エネルギーの回収および動力を出力できるのは、一方向の揺動運動が限界であった。 One-way oscillating motion is the limit that can recover energy and output power for the phase difference of the peristaltic motion generated in the two objects.

Ｘ軸Ｙ軸の２方向の動力を回収、又は出力する場合それぞれの方向に作用する動力回収装置および動力出力装置が必要となる。 When recovering or outputting the power in the two directions of the X axis and the Y axis, a power recovery device and a power output device acting in each direction are required.

ユニバーサルジョイント部のスパイダー軸を回転出力軸とし、軸に取り付けた歯車を介し回転エネルギーを取り出し、Ｘ軸、Ｙ軸の２方向の動力回収にベーンポンプ、又は発電装置を取り付けたもの。 The spider shaft of the universal joint portion is the rotation output shaft, the rotational energy is taken out via a gear attached to the shaft, and a vane pump or power generator is attached to recover power in two directions of the X and Y axes.

ユニバーサルジョイント部のスパイダー軸を回転出力軸とし、軸に取り付けた歯車を介し、ベーンポンプ、又はモーターを取り付け、Ｘ軸、Ｙ軸の２方向に同時に動力を出力する。 The spider shaft of the universal joint portion is used as a rotation output shaft, and a vane pump or a motor is mounted via a gear mounted on the shaft, and power is output simultaneously in two directions of the X axis and the Y axis.

ユニバーサルジョイント部のスパイダー軸を回転出力軸とし、軸の延長上に動力回収用にベーンポンプ、又は発電機を取り付け、Ｘ軸、Ｙ軸の２方向の動力を同時に回収する。 The spider shaft of the universal joint portion is used as a rotation output shaft, and a vane pump or a generator is mounted on the extension of the shaft for power recovery, and power in two directions of the X axis and Y axis is recovered simultaneously.

ユニバーサルジョイント部のスパイダー軸を回転出力軸とし、軸の延長上にベーンポンプ、又はモーターを取り付け、Ｘ軸、Ｙ軸の２方向に同時に動力を出力する。 The spider shaft of the universal joint is used as a rotation output shaft, and a vane pump or motor is attached on the extension of the shaft, and power is output simultaneously in two directions, the X axis and the Y axis.

ユニバーサルジョイントのスパイダー軸をベルクランクとし、スパイダー軸にチェーン及びワイヤーを取り付けＸ軸、Ｙ軸の２方向同時に動力を回収又は出力する。 The spider shaft of the universal joint is a bell crank, a chain and a wire are attached to the spider shaft, and power is recovered or output simultaneously in two directions of the X axis and Y axis.

Ｘ軸、Ｙ軸方向に同時に動く物体の位相差を利用し、ひとつの装置で同時に２つの方向のエネルギーを取り出すことが出来る。 By using the phase difference of an object that moves simultaneously in the X-axis and Y-axis directions, the energy in two directions can be extracted simultaneously with one device.

ひとつの装置で、Ｘ軸、Ｙ軸方向の動きを同時に出力できる。 A single device can simultaneously output movements in the X-axis and Y-axis directions.

本装置は、ユニバーサルフレーム（１）１とユニバーサルフレーム（２）２、スパイダー軸３からなる。ユニバーサルジョイントは同時にＸ軸、Ｙ軸方向の動きを吸収でき、Ｘ軸方向の動きがあると、ユニバーサルフレーム（２）２とスパイダー軸に角度αが生じる。また、Ｙ軸方向に動きがあるとユニバーサルフレーム（１）１とスパイダー軸３に角度βが生じる。〔図１〕〔図２〕 This apparatus comprises a universal frame (1) 1, a universal frame (2) 2, and a spider shaft 3. The universal joint can simultaneously absorb movement in the X-axis and Y-axis directions, and if there is movement in the X-axis direction, an angle α is generated between the universal frame (2) 2 and the spider shaft. Further, when there is a movement in the Y-axis direction, an angle β is generated between the universal frame (1) 1 and the spider shaft 3. [Fig. 1] [Fig. 2]

スパイダー軸３はベルクランクと同じ構造をしており、ユニバーサルフレーム（１）１とユニバーサルフレーム（２）２に角度が生じるとａ−ｂ間及びｃ−ｄ間は距離が変化する。〔図３〕〔図４〕 The spider shaft 3 has the same structure as that of the bell crank. When an angle is generated between the universal frame (1) 1 and the universal frame (2) 2, the distance between ab and cd changes. [Fig. 3] [Fig. 4]

ユニバーサルジョイントのフレームの角度差を利用する場合、スパイダー軸３の４つの軸先端には歯車４がありフレームに配置した歯車５を介しベーンポンプ６に回転が伝わる。〔図５〕 When utilizing the angular difference between the frames of the universal joint, there are gears 4 at the four shaft tips of the spider shaft 3, and the rotation is transmitted to the vane pump 6 via the gears 5 arranged on the frame. [Figure 5]

さらに、ベーンポンプの代わりに増速機付きの発電装置８を取り付けることも出来、電気エネルギーとして回収できる。また、ユニバーサルジョイント部の傘歯車にワンウェイクラッチ９を組み込んだ２つの傘歯車とすることで常に一方向の回転にすることが出来、安定して電気エネルギーとして回収できる。〔図６〕 Furthermore, a power generator 8 with a speed increaser can be attached instead of the vane pump, and can be recovered as electric energy. Further, by using two bevel gears in which the one-way clutch 9 is incorporated in the bevel gear of the universal joint portion, it can always be rotated in one direction, and can be stably recovered as electric energy. [Fig. 6]

ベーンポンプは動力出力としても使用でき、Ｘ軸、Ｙ軸方向に同時に動力を出力でき、発電機をモーター１０に変更し動力出力としても使用できる。その場合は、１つの傘歯車を軸に直接取り付ける。これによりモーターによるＸ軸、Ｙ軸方向に同時出力できる装置となる。〔図７〕 The vane pump can also be used as a power output, can output power in the X-axis and Y-axis directions simultaneously, and can also be used as a power output by changing the generator to the motor 10. In that case, one bevel gear is directly attached to the shaft. As a result, the apparatus can output simultaneously in the X-axis and Y-axis directions by the motor. [Fig. 7]

また、スパイダー軸３の軸先端をスプライン１１として、スパイダー軸の延長上にベーンポンプ６を取り付けることも可能で、上記同様にＸ軸、Ｙ軸方向の動力を同時に回収又は動力を出力できる。〔図８〕〔図９〕 Moreover, it is also possible to attach the vane pump 6 on the extension of the spider shaft by using the spline shaft 3 as the spline 11 as the tip of the spider shaft 3, and the power in the X-axis and Y-axis directions can be collected or output simultaneously as described above. [FIG. 8] [FIG. 9]

ベーンポンプの変わりに増速機付きの発電装置８を取り付ければ、Ｘ軸、Ｙ軸方向の動力を同時に回収でき、モーター１０に変えることで同じようにＸ軸、Ｙ軸方向に同時に動力を出力出来る。〔図１０〕〔図１１〕 If a power generator 8 with a gearbox is attached instead of a vane pump, power in the X-axis and Y-axis directions can be recovered at the same time. By changing to the motor 10, power can be output in the X-axis and Y-axis directions at the same time. . [FIG. 10] [FIG. 11]

スパイダー軸３をベルクランクとして使用する場合、スパイダー軸３にワイヤー１２の片側を取り付け、ドラム１３に数回回し他端をスパイダー軸３に固定する。さらにワイヤー１２の張力調整用のアイドラープーリー１４を取り付ける。フレーム間に角度が生じるとワイヤー１２が移動しドラム１３を回す。この回転を利用しベーンポンプで流体エネルギーとして回収し、発電装置を回せば電気エネルギーとして回収できる。〔図１２〕〔図１３〕 When the spider shaft 3 is used as a bell crank, one side of the wire 12 is attached to the spider shaft 3, and the other end is fixed to the spider shaft 3 by turning the drum 13 several times. Further, an idler pulley 14 for adjusting the tension of the wire 12 is attached. When an angle is generated between the frames, the wire 12 moves and the drum 13 is rotated. Utilizing this rotation, it is recovered as fluid energy by a vane pump, and can be recovered as electric energy by turning the power generator. [FIG. 12] [FIG. 13]

また、チェーン１５を取り付ける場合も、チェーン１５の片側をスパイダー軸３に取り付け、動力回収用の主スプロケット１６にチェーン１５をかけ、他端をスパイダー軸３に取り付ける。さらに、チェーン１５のはずれ防止に、アイドラースプロケット１７を取り付ける。フレーム間に角度が生じるとワイヤー１２の場合と同じく、チェーン１５が移動し主スプロケット１６を回す。この回転を利用しベーンポンプで流体エネルギーとして回収し、発電装置を回せば電気エネルギーとして回収できる。 Also, when attaching the chain 15, one side of the chain 15 is attached to the spider shaft 3, the chain 15 is hung on the main sprocket 16 for power recovery, and the other end is attached to the spider shaft 3. Further, an idler sprocket 17 is attached to prevent the chain 15 from coming off. When an angle is generated between the frames, the chain 15 is moved and the main sprocket 16 is rotated as in the case of the wire 12. Utilizing this rotation, it is recovered as fluid energy by a vane pump, and can be recovered as electric energy by turning the power generator.

また、ベーンポンプを動力出力に、発電機をモーターに変えれば、２軸同時の動力出力装置となる。 If the vane pump is changed to a power output and the generator is changed to a motor, a two-axis simultaneous power output device is obtained.

ユニバーサルジョイント全体図Universal joint overview ユニバーサルジョイント側面図（Ｂ−Ｂ矢視図）Universal joint side view (B-B arrow view) ユニバーサルジョイント断面図Cross section of universal joint ユニバーサルジョイントの距離変化断面図Cross section of universal joint distance change ユニバーサルジョイントのエネルギー回収装置図（ベーンポンプ）Universal joint energy recovery device diagram (vane pump) ユニバーサルジョイントのエネルギー回収装置図（発電装置）Universal joint energy recovery device diagram (power generation device) ユニバーサルジョイントの動力出力装置図（モーター）Power output device diagram of universal joint (motor) ユニバーサルジョイントのエネルギー回収装置図（ベーンポンプ軸上）Universal joint energy recovery device diagram (on vane pump shaft) ベーンポンプスパイダー軸上取付図Vane pump spider shaft installation drawing ニバーサルジョイントのエネルギー回収装置図（ベーンポンプ軸上）Energy recovery device diagram of the universal joint (on the vane pump shaft) 発電機及びモータースパイダー軸上取付図Generator and motor spider shaft installation drawing ワイヤーを使ったエネルギー回収装置図（１）Energy recovery device diagram using wire (1) ワイヤーを使ったエネルギー回収装置図（２）Energy recovery device using wires (2) チェーンを使ったエネルギー回収装置図（１）Energy recovery device using chain (1) チェーンを使ったエネルギー回収装置図（１）Energy recovery device using chain (1)

１、ユニバーサルフレーム（１）
２、ユニバーサルフレーム（２）
３、スパイダー軸
４、歯車
５、歯車列
６、ベーンポンプ
７、傘歯車
８、発電装置
９、ワンウェイクラッチ
１０、モーター
１１、スプライン
１２、ワイヤー
１３、ドラム
１４、アイドラープーリー
１５、チェーン
１６、主スプロケット
１７、アイドラースプロケット1. Universal frame (1)
2, Universal frame (2)
3, spider shaft 4, gear 5, gear train 6, vane pump 7, bevel gear 8, power generator 9, one-way clutch 10, motor 11, spline 12, wire 13, drum 14, idler pulley 15, chain 16, main sprocket 17 , Idler sprocket

Claims

Using the change in the angle between the universal joint frame and the spider shaft, the spider shaft is used as the output shaft for reciprocating power, the power in the X-axis and Y-axis directions is collected at the same time, and the vane pump and power generator are installed to collect rotational power Recovery device. Also, a power device that uses a spider shaft as a bell crank and collects it as linear motion power

A power output device that uses the spider shaft of the universal joint as an output shaft, and attaches a vane motor and motor to the rotational power output so that movement in the X-axis and Y-axis directions can be output simultaneously. Or a power output device that uses a bell crank as the spider shaft, changes the linear motion to the rotation angle of the frame, and outputs motion in the X-axis and Y-axis directions simultaneously.