JP2016205425A - Power transmission device - Google Patents
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Abstract
Description
本発明は、仕事率を向上させる動力伝達装置に関するものである。 The present invention relates to a power transmission device that improves power.
近年の省エネルギー化の傾向から低エネルギー、高仕事の仕事率の高い機械機構が求められている。ここで、下記[特許文献1]には、運転条件に応じてピストンの下死点位置を可変制御することでエネルギー効率を向上させる2ストローク内燃機関に関する発明が開示されている。 Due to the recent trend of energy saving, there is a demand for a mechanical mechanism with low energy and high work rate. Here, the following [Patent Document 1] discloses an invention relating to a two-stroke internal combustion engine that improves energy efficiency by variably controlling the bottom dead center position of a piston according to operating conditions.
しかしながら、このような機械機構における仕事率の向上は、様々なアプローチからの更なる改善が望まれる。 However, further improvement from various approaches is desired for the improvement of the power in such a mechanical mechanism.
本発明は上記事情に鑑みてなされたものであり、接触抵抗を利用して仕事率を向上させる動力伝達装置を提供することを目的とする。 This invention is made | formed in view of the said situation, and it aims at providing the power transmission device which improves a work rate using contact resistance.
本発明は、
(1)負荷4と接続する回転軸40と、前記回転軸40に設けられたクランク42と、前記クランク42に回転可能な状態で貫入し一端側に重量部44aを有するとともに逆端側に軽量部44bを有する円板状の錘44と、
前記錘44の周面が接する被接触部材46と、を備えたことを特徴とする動力伝達装置を提供することにより、上記課題を解決する。
(2)被接触部材46が円筒管であり、前記錘44が前記被接触部材46に内接しながら回転することを特徴とする上記(1)記載の動力伝達装置80aを提供することにより、上記課題を解決する。
(3)クランク42を複数有するとともに、前記クランク42は全て同一の方向に設けられ、
前記クランク42に貫入する錘44は重量部44a及び軽量部44bが全て同一の方向となるように設置されることを特徴とする上記(2)記載の動力伝達装置80bを提供することにより、上記課題を解決する。
(4)被接触部材46が円柱状であり、前記錘44が前記被接触部材46の周面に外接しながら回転することを特徴とする上記(1)記載の動力伝達装置80cを提供することにより、上記課題を解決する。
(5)駆動軸10と固定した太陽歯車30と、前記太陽歯車30と螺合して前記太陽歯車30の周りを自転しながら公転する複数の遊星歯車34と、前記複数の遊星歯車34が内周面で螺合する内歯車32と、前記遊星歯車34の公転運動を従動軸14の回転運動として負荷4側に伝達する遊星キャリア36と、を備え、
前記遊星歯車34の回転軸40に前記クランク42が設けられるとともに、
被接触部材46が円筒管であり、前記錘44が前記被接触部材46に間欠的に内接することを特徴とする上記(1)記載の動力伝達装置80dを提供することにより、上記課題を解決する。
The present invention
(1) A rotating
The above-mentioned problem is solved by providing a power transmission device including a contacted
(2) The
(3) A plurality of
The
(4) The
(5) a
The
The contacted
本発明に係る動力伝達装置は、負荷に接続する回転軸にクランクを設け、このクランクに重量部と軽量部とを有する円板状の錘を回転可能な状態で貫入する。そして、この錘が被接触部材と接触しながら回転することで負荷への仕事率を向上させることができる。 In the power transmission device according to the present invention, a crank is provided on a rotating shaft connected to a load, and a disc-shaped weight having a weight portion and a light weight portion is inserted into the crank in a rotatable state. And the work rate to a load can be improved because this weight rotates, contacting a to-be-contacted member.
本発明に係る動力伝達装置の実施の形態について図面に基づいて説明する。ここで、図1は本発明に係る第1の形態の動力伝達装置80aを示す斜視図である。尚、図1及び後述の各図においては、被接触部材46を透過状態で示す。
An embodiment of a power transmission device according to the present invention will be described with reference to the drawings. Here, FIG. 1 is a perspective view showing a
本発明に係る第1の形態の動力伝達装置80aは、一端がモータやエンジン、風車、水車等の動力源2と接続し、他端が各種機械機器や発電機、車輪等の負荷4に接続する回転軸40を有している。尚、本例では動力源2と回転軸40及び負荷4と回転軸40とが直接接続した例を示しているが、動力源2と回転軸40及び負荷4と回転軸40との間には減速機や変速機その他の機械機構が必要に応じて適宜組み込まれる。
The
そして、回転軸40には所定の長さのクランク42が設けられている。また、このクランク42には円板状の錘44がクランク42に対して回転可能な状態で貫入している。尚、錘44は重量が均等ではなく、一端側が重量の重い重量部44aで構成され、この重量部44aの逆端側が重量の軽い軽量部44bで構成されている。この重量部44a及び軽量部44bの形成方法には特に限定は無いが、錘44の一端側の半円部分を重量の重い部材で形成して重量部44aとし、他端側の半円部分を重量の軽い部材で形成して軽量部44bとし、両者を接合して形成することが好ましい。また、その他の形成方法としては、錘44の一端側に重量の重い部材を埋め込んで重量部44aとする方法や、錘44の一端側に孔を空けるなどして軽量化し軽量部44bとする方法が挙げられる。そして、動力伝達装置80aのクランク42の周囲には円筒管状の被接触部材46が設けられ、この被接触部材46の内周面に錘44の外周面が内接する。
The rotating
このとき、錘44と被接触部材46とはある程度の接触抵抗を有する部材もしくは機構を選択する。例えば、錘44の外周面もしくは被接触部材46の内周面の一方もしくは双方にゴム等の滑り止め部材を装着しても良いし、錘44もしくは被接触部材46の一方もしくは双方を永久磁石で形成し両磁石の引力により接触抵抗の向上を図っても良い。またさらに、錘44と被接触部材46のそれぞれにギヤ歯を形成し、錘44と被接触部材46とを螺合させても良い。これらのことは、他の形態の動力伝達装置80b〜80dにおいても同様である。これにより、動力伝達装置80aの錘44は、クランク42の回動によって被接触部材46に内接しながら被接触部材46内を回転する。
At this time, the
次に、第1の形態の動力伝達装置80aの動作を説明する。先ず、動力源2が稼働し回転軸40が回転動作する。回転軸40が回転動作するとクランク42が回動し、これに伴って錘44も回動する。このとき、錘44は被接触部材46に内接し且つ錘44と被接触部材46との間にはある程度の接触抵抗が存在するから、錘44は被接触部材46の内周面に沿って公転しながら回転軸40の回転方向とは逆の方向に自転する。そして、錘44に対する被接触部材46からの接触抵抗は回転軸40の回転を補助する方向に働く。また、錘44には前述のように重量部44aと軽量部44bとが存在し、特に重量部44aが被接触部材46から離れて回転軸40側を移動する際の遠心力は回転軸40の回転を補助する方向に働く。これにより、負荷4への仕事率は向上する。
Next, the operation of the
次に、本発明に係る第2の形態の動力伝達装置80bを図2を用いて説明する。図2に示す第2の形態の動力伝達装置80bは、回転軸40にクランク42が縦に複数連設されている。このとき、連接するクランク42の方向は全てのクランク42が同一の方向に位相差無く設ける。尚、図2においては、クランク42を二つ連設した例を示しているが、クランク42の設置個数に特に限定は無い。そして、それぞれのクランク42には重量部44aと軽量部44bとを有する錘44が可動な状態で貫入する。このとき、各錘44の重量部44aと軽量部44bの方向は全て同一の方向となるように設置する。そして、クランク42の周囲には動力伝達装置80aと同様に円筒管状の被接触部材46が設けられ、この被接触部材46の内周面に錘44の外周面が内接しながら回転する。この第2の形態の動力伝達装置80bは前述の第1の形態の動力伝達装置80aと同様に動作するが、第2の形態の動力伝達装置80bはクランク42及び錘44が複数連接されているため、錘44の遠心力による回転軸40の偏心がより強い力でなされ錘44と被接触部材46との接触抵抗は増大する。これにより負荷4への仕事率をさらに向上させることができる。また、錘44の重量部44aによる遠心力も増大し、負荷4への仕事率はさらに向上する。
Next, a
次に、本発明に係る第3の形態の動力伝達装置80cを図3を用いて説明する。尚、第3の形態の動力伝達装置80cは動力源2が上下動する内燃機関等のエンジンに好適な構成である。そして、ここでは動力伝達装置80cをエンジン(動力源2)のピストン3に接続する例を示している。
Next, a
図3に示す第3の形態の動力伝達装置80cは、エンジン(動力源2)によって上下動するピストン3と回転軸40に設けられたクランク42とがシャフト7を介して接続されている。そして、クランク42には重量部44aと軽量部44bとを有する錘44が可動な状態で貫入する。また、錘44の周面は円柱状の被接触部材46の外周面と接している。尚、被接触部材46は例えば回転軸40の内部を通った固定軸46aを介して固定されており、回転軸40の回転動作や錘44の移動に際しても回転することは無い。
In the
次に、第3の形態の動力伝達装置80cの動作を説明する。先ず、動力源2が稼働してピストン3が上下動する。このピストン3の上下動はシャフト7を介して動力伝達装置80cのクランク42に伝達され、回転軸40の回転運動に変換される。また、クランク42が回転動作すると錘44は被接触部材46の周面と外接した状態で被接触部材46の周りを自転しながら公転する。そして、錘44と被接触部材46との接触抵抗は回転軸40の回転を補助する方向に働き負荷4への仕事率は向上する。また、錘44の重量部44aが外側を回動する際の遠心力は回転軸40の回転を補助する方向に働き、負荷4への仕事率を向上させる。
Next, the operation of the
次に、本発明に係る第4の形態の動力伝達装置80dを図4を用いて説明する。図4に示す第4の形態の動力伝達装置80dは、動力源2からの回転力を減速、高トルク化して同軸で負荷4側へ出力する遊星歯車部50を有している。そして、この遊星歯車部50は、動力源2によって回転する駆動軸10と、この駆動軸10と固定して駆動軸10とともに回転する太陽歯車30と、この太陽歯車30と螺合して太陽歯車30の周りを自転しながら公転する複数の遊星歯車34と、これら複数の遊星歯車34が内周面に設けられたギヤ歯と螺合する内歯車32と、遊星歯車34の公転運動を従動軸14の回転運動に変換して負荷4側に伝達する遊星キャリア36と、を備え、内歯車32が固定した所謂プラネタリ型の遊星歯車機構を基本構成として有している。尚、本例では遊星歯車34を4つ設けた例を示しているが、遊星歯車34の数に特に限定はなく、2つでも3つでも5つ以上でも良い。また、太陽歯車30の径と遊星歯車34の径の比も特に限定は無く、これらは遊星歯車部50に要求される減速比等により適宜設定される。
Next, a
そして、遊星歯車34の回転軸40(遊星軸)のそれぞれにはクランク42が設けられ、このクランク42のそれぞれに重量部44aと軽量部44bとを有する錘44が可動な状態で貫入する。また、クランク42の周囲には円筒管状の被接触部材46が設けられ、錘44の周面は錘44が遊星歯車部50の中心軸から最も離れた位置において被接触部材46の内周面と接触する。
Each of the rotating shafts 40 (planetary shafts) of the
次に、第4の形態の動力伝達装置80dの動作を説明する。先ず、駆動軸10に動力源2からの回転力が加わると、駆動軸10に固定した太陽歯車30が回転する。太陽歯車30が回転すると、これと螺合した各遊星歯車34が太陽歯車30とは逆方向に回転(自転)する。また、遊星歯車34は固定した内歯車32とも螺合しているから、太陽歯車30の周囲を太陽歯車30の回転方向と同じ方向に回転(公転)する。そして、この遊星歯車34の公転運動は遊星キャリア36に伝達され従動軸14の回転運動に変換されて各種機械機器や発電機等の負荷4側に伝達される。
Next, the operation of the
このとき、遊星歯車34の回転軸40も遊星歯車34の自公転とともに自公転する。これにより、回転軸40のクランク42に設けられた錘44は、回転軸40を中心に公転しながら遊星歯車部50の中心軸を中心に公転する。そして、錘44が遊星歯車部50の中心軸から最も離れた位置に達すると錘44の周面と被接触部材46の内周面とが接触し、このときの接触抵抗によって遊星歯車34の公転運動は補助され負荷4への仕事率は向上する。
At this time, the rotating
以上のように、本発明に係る動力伝達装置80a〜80dは、負荷4に接続する回転軸40にクランク42を設け、このクランク42に重量部44aと軽量部44bとを有する円板状の錘44を回転可能な状態で貫入する。また、この錘44は被接触部材46と接触し、この接触抵抗は回転軸40の仕事率を向上させる方向に働く。これにより、負荷4への仕事率は向上する。
As described above, in the
尚、本例で示した動力伝達装置80a〜80dの各部の構成、形状、配置、機構等は一例であるから上記の例に限定されるわけでは無く、本発明は本発明の要旨を逸脱しない範囲で変更して実施することが可能である。
It should be noted that the configuration, shape, arrangement, mechanism, and the like of each part of the
4 負荷
10 駆動軸
14 従動軸
30 太陽歯車
32 内歯車
34 遊星歯車
36 遊星キャリア
40 回転軸
42 クランク
44 錘
44a 重量部
44b 軽量部
46 被接触部材
80a〜80d 動力伝達装置
4 Load
10 Drive shaft
14 Driven shaft
30 sun gear
32 Internal gear
34 Planetary gear
36 Planetary Carrier
40 axis of rotation
42 cranks
44 spindles
44a parts by weight
44b Lightweight part
46 Contacted member
80a-80d power transmission device
Claims (5)
前記回転軸に設けられたクランクと、
前記クランクに回転可能な状態で貫入し一端側に重量部を有するとともに逆端側に軽量部を有する円板状の錘と、
前記錘の周面が接する被接触部材と、を備えたことを特徴とする動力伝達装置。 A rotating shaft connected to the load;
A crank provided on the rotating shaft;
A disc-shaped weight penetrating into the crank in a rotatable state and having a weight portion on one end side and a light weight portion on the opposite end side;
And a contacted member with which the peripheral surface of the weight contacts.
前記クランクに貫入する錘は重量部及び軽量部が全て同一の方向となるように設置されることを特徴とする請求項2記載の動力伝達装置。 A plurality of cranks, all the cranks are provided in the same direction,
The power transmission device according to claim 2, wherein the weight penetrating into the crank is installed such that the weight portion and the light weight portion are all in the same direction.
前記太陽歯車と螺合して前記太陽歯車の周りを自転しながら公転する複数の遊星歯車と、
前記複数の遊星歯車が内周面で螺合する内歯車と、
前記遊星歯車の公転運動を従動軸の回転運動として負荷側に伝達する遊星キャリアと、を備え、
前記遊星歯車の回転軸に前記クランクが設けられるとともに、
被接触部材が円筒管であり、前記錘が前記被接触部材に間欠的に内接することを特徴とする請求項1記載の動力伝達装置。 A sun gear fixed to the drive shaft;
A plurality of planetary gears that revolve around the sun gear and rotate around the sun gear;
An internal gear in which the plurality of planetary gears are screwed together on an inner peripheral surface;
A planetary carrier that transmits the revolving motion of the planetary gear to the load side as the rotational motion of the driven shaft, and
The crank is provided on the rotating shaft of the planetary gear,
The power transmission device according to claim 1, wherein the contacted member is a cylindrical tube, and the weight is intermittently inscribed in the contacted member.
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP2015083849A JP2016205425A (en) | 2015-04-16 | 2015-04-16 | Power transmission device |
Applications Claiming Priority (1)
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Legal Events
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A02 | Decision of refusal |
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