JP2016536527A - 両面交差接続ギア装置 - Google Patents

Abstract

本発明は、動力伝達の回転軸結合方法のうちギア結合に関するもので、動力を伝達する回転軸は、現在のギア結合の場合、一方へ偏重した力を常に受けて、ベアリングの摩耗及び動力損失の原因になるため、一つの回転軸から他の回転軸への動力伝達の際に偏重していない回転力伝達をすることにその目的がある。中空の円板型ギアは両面にギア歯を形成し、この中空の円板型ギアの中央ホールに一種のベベルギア形式の挿入ギアを双として、挿入ホールを中心として互いに対称になるようにギア接続がなされる方法である。中空の円板型ギア、すなわち両面ホールギアは、回転枠として挿入ギアの空間を確保し、挿入ギアのギア歯と合うギア歯を両側面に備え、回転する構成とし、両面ホールギアのホールに挿入する挿入ギアは、内側接続ギアと外側接続ギアの二つの部分に分けられ、両面ホールギアと接続して回転することを特徴とした。一つの回転軸の回転力が大きな摩擦なしに他の軸に伝達され、損失がなく機械の摩耗損失を最小に減らす効果がある。

Description

本発明は、両面交差接続ギア装置に関する。より具体的には、動力を伝達する軸とまた異なる一つの軸がギアで噛合って回転結合することにより、軸の回転数を減速、増速または同一の速度で伝達する際に摩擦を減少させ、動力効率を向上させることができるようにした両面交差接続ギア装置に関する。

一般的に、機械装置に使用するギア結合は、回転軸に結合したギアが、異なる回転軸に結合したギアと噛み合って回転するものである。しかし、このような構造は、軸を基準として一方に他の軸の動力が全てかかるようになり、回転軸の一方向に大きな動力が偏重することにより、大きな摩擦損失が発生する問題点を抱えている。

ソビエト（ソ連）登録特許第０３９９３１５５号（１９７６．１１．２３）には、このうち減速ギア装置が開示されているが、この技術は多重軸を使用するトラックに使用するためのものである。しかし、この技術も噛み合うギアの動力が駆動軸の片方に偏重する問題がある。

国際公開特許ＷＯ９９／５８８７８（１９９９．１１．１８）は、ハイブリッドギアドライブであって、一種のスパイラルベベルギア形式で傾斜度をなくして接続面が平行な形状で構成した多重接続ギア形状であることが特徴であるが、やはり動力による各軸が片方に偏重する現象は避けることができない。

現在、一般的なギア結合軸は、その動力に該当する偏重する力を受ける。

このように、二つの軸のギアの噛み合いは、常に軸の円周外側のギアの端で動力が伝達される現象であり、人類がギアを使用し始めて以来、変わりない事実であって、これによりギアを結合する軸にねじり動力が印加されて、動力の損失はもちろんのことベアリングの損傷、及び軸を支持する構造物を損傷させる問題点を引き起こすのである。

ソビエト（ソ連）登録特許第０３９９３１５５号 国際公開特許ＷＯ９９／５８８７８

本発明の目的は、上記のような問題点を解決するためのものとして、軸の回転数を減速、増速または同一の速度で伝達する際に摩擦を減少させ、動力効率を向上させることができるようにした両面交差接続ギア装置を提供することにある。

また、本発明の目的は、現在までの偏重したギア接続を均衡にすることができるようにした両面交差接続ギア装置を提供することにある。

上記のような問題点を解決するためのものとして、本発明による両面交差接続ギア装置は、一つの回転軸に装着される両面ホールギア、上記両面ホールギアに噛合わされ、他の回転軸に装着される挿入ギア、及び上記両面ホールギアが回転可能に挿入される回転枠を含み、上記両面ホールギアは、その中央部に挿入ホールを形成し、両側面にホールギア歯を備え、上記挿入ギアは、両面ホールギアの挿入ホールを貫通して挿入され、一側の挿入ギアは回転枠の内側のホールギア歯と結合し、他側の挿入ギアは外側のホールギア歯とギア結合し、上記回転枠の円筒形の底の中心にはホールギア軸が固定されており、上記挿入ギアは、挿入ギア軸に結合される。

本発明の両面交差接続ギア装置によれば、動力伝達時にギアの接続による偏重した力が発生せず、軸の偏重した力による摩擦がないため動力伝達時の損失が最小になる効果がある。

また、本発明によれば、ベアリング及び構造体に不必要な力を加えず機器に損傷を与えないため、エネルギーを節約することができると共に、設備の維持及び補修費用を節減することができる効果がある。

本発明の一実施例の両面交差接続ギア装置の斜視図である。 本発明の一実施例の両面ホールギア部分の切開分解斜視図である。 本発明の一実施例の挿入ギアの分解斜視図である。 本発明の一実施例の両面ホールギア及び挿入ギアの斜視図である。 本発明の一実施例の両面交差接続ギア装置の組立て構成図である。 本発明の一実施例の両面交差接続ギアの平行連結構成図である。 本発明の一実施例の両面交差接続ギアの直角連結構成図である。

本発明の一実施例では、両方のギアの噛み合い動作が対称になるように両側で同時になされるようにして、ギアの噛み合いにより軸に作用する力が偏重することがなく、常に一定であるようにした。

上記の動作は、二つのギアが互いに交差して接続するように、すなわち、力を伝達する軸のギアと力の伝達を受ける軸のギアが交差しながら、軸を基準として平面上１８０度方向で互いに接続するようにするために、一方のギアは円板型で両面にギア歯を形成し、中央部にホールを形成する。

両面ギアのホールを介して相対ギアを結合した軸を挿入する形態とし、その軸に両面ギアの歯と効果的に結合するまた別のギア２つを軸の両側に挿入することにより、均衡の取れた動作をするギア組合せを完成した。

また、両面ギアは、中央部にホールを形成するため、回転軸との結合は、挿入する挿入ギアの外部を囲む枠を形成して、円板型の両面ギアを固定して回転するようにすれば、ギアの結合は均衡をなし、伝達する全ての動力は接続するギアによって回転軸に偏重することなしに分散されるようにすることを特徴とした。

以下、添付された図面を参照して本発明による両面交差接続ギア装置について詳しく説明する。

本発明による両面交差接続ギア装置は、接触する二つのギアが互いに交差しながら二ヶ所に接触点を形成する形態で結合され、二つの軸間の動力が他の所に分散されず効率的に伝達するようにした構成である。

図１は本発明の一実施例の両面交差接続ギアの斜視図、図２は本発明の一実施例による両面ホールギアの切開分解斜視図、図３は本発明の一実施例による挿入ギアの分解斜視図、図４は本発明の一実施例による両面ホールギア及び挿入ギアの斜視図、図５は本発明の一実施例による両面交差接続ギア装置の組立て構成図である。

図１ないし図５を参照すれば、両面ホールギア１１は、中央部にホールを形成し両面にホールギア歯１２を形成した円板型であり、ホールギア軸１９と固定された回転枠１５にホールギアボルト１７で結合され、ベアリング３３を媒介として直角ケース３１に回転可能に挿入されて固定される。

両面ホールギア１１は、外側から中心部にいくほどその厚さがだんだん薄くなる形態からなり、ホールギア歯１２の間隔もだんだん狭くなる形態で構成される。

挿入ギア歯２２を形成した挿入ギア２１は２つであり、その間隔を適切に維持するように挿入ギア軸２９にボルト等で結合して固定する。また、ベアリング３３を媒介として挿入ギア軸２９を斜面ケース３２に装着して挿入ギア軸２９が回転することができるようにする。

両面ホールギア１１のホールギア歯１２と挿入ギア２１の挿入ギア歯２２は、必要に応じて一般的な直線型、真っ直ぐなギアまたは曲がっている曲線型スパイラルギア形状で構成することができる。

直角ケース３１は、両面ホールギア１１を結合した回転枠１５に接続したホールギア軸１９を固定し保護する一種の構造体であり、全体の外形は直角に曲がった形状で、両側に結合することができる結合部を有している。

斜面ケース３２は、挿入ギア軸２９が装着される面が一定の傾斜面で形成された構造であり、直角ケース３１との結合する部分で結合ボルト３５等によって結合する。

両面ホールギア１１は、中央部にホールを形成し、両面にホールギア歯１２を形成した円板型であって、一定間隔で固定のためのねじ穴１３を多数個形成する。

ホールギア軸１９と固定された回転枠１５は、冷却及び内部検査のための枠窓１８を多数個備え、ボルトホール１６を介してホールギアボルト１７で両面ホールギア１１のねじ穴１３に結合される。

挿入ギア歯２２を形成した挿入ギア２１は２つで構成され、それぞれボルトホール２３と軸ホール２５が形成されている。

挿入ギア軸２９には、適切な間隔でギア結合穴２７が形成されて、挿入ギア２１の軸ホール２５を通って定位置に挿入して、それぞれ挿入ギアボルト２８でボルトホール２３を介してギア結合穴２７にボルト締め結合する構成である。

両面ホールギア１１は、中央部に挿入ホール１４を形成し、両面にホールギア歯１２を形成した円板型であって、ホールギア軸１９と固定され多数の枠窓１８を備えた回転枠１５にホールギアボルト１７で結合する構成である。

挿入ギア歯２２を形成した挿入ギア２１は２つであり、その間隔を適切に維持するように挿入ギア軸２９に挿入ギアボルト２８でそれぞれボルト締め結合する構成である。

両面ホールギア１１は、中央部にホールを形成し、両面にホールギア歯１２を形成した円板型であって、ホールギア軸１９と固定された回転枠１５にホールギアボルトで結合しベアリング３３を挿入した後、直角ケース３１に挿入して回転固定する。

図６は本発明の一実施例による両面交差接続ギア装置の平行連結構成図である。

図６を参照すれば、両面交差接続ギア装置を互いに向き合う形態で接続して、ギア比率の増減なしに結合して平行な回転軸を形成するものである。

両面ホールギア１１は、中央部にホールを形成し、両面にホールギア歯を形成した円板型であって、ホールギア軸１９と固定された回転枠にホールギア１１をホールギアボルトで結合し、ベアリング３３を媒介として斜面ケース３２に回転可能なように挿入して固定する。

挿入ギア歯を形成した挿入ギア２１は２つであり、その間隔を適切に維持するように挿入ギア軸２９にボルト等で結合して固定し、ベアリング３３を媒介として挿入ギア軸２９を直角ケース３１に装着して挿入ギア軸２９が回転するようにする。

斜面ケース３２は、両面ホールギア１１を結合した回転枠に接続したホールギア軸１９を固定し保護する一種の構造体であり、全体の外形は、ホールギア軸１９を挿入する面は一定角度傾斜した形状であり、両側に結合することができる構成である。

直角ケース３１は、その外形が直角に曲がった形態であり、挿入ギア軸２９を設置し、斜面ケース３２と接する所で結合ボルト３５で互いにボルト締め結合する構成である。

完成した両面交差接続ギア装置Ａ、Ｂを互いに突き合わせて連結するにおいて、二つの完成した両面交差接続ギア装置Ａ、Ｂは、ホールギア軸１９を互いに突き合わせて連結スリーブ５２にそれぞれに挿入し、連結ボルト５３でボルト締め結合した後、連結ケース５１を両側につけてケースボルト５５で両側の斜面ケース３２をボルト締めして連結する。

図６に示されたように、両面交差接続ギア装置Ａに駆動力が加えられると、挿入ギア２１の駆動力が両面ホールギア１１に伝達されながら減速がなされ、連結スリーブ５２によって両面交差接続ギア装置Ｂの両面ホールギア１１に減速された動力が等価で伝達される。そして、両面交差接続ギア装置Ｂの両面ホールギア１１と噛合わされた挿入ギア２１に動力が伝達されながら増速がなされる。結論としては、両面交差接続ギア装置Ａに入力される速度と両面交差接続ギア装置Ｂから出力される速度は同一の速度なのである。

図７は本発明の一実施例による両面交差接続ギア装置の直角連結構成図である。

図７を参照すれば、両面交差接続ギア装置を増速、または減速するギアの比率形態で結合する回転軸を形成するものである。

一方の両面交差接続ギア装置の構成が、両面ホールギア１１は、中央部にホールを形成し両面にホールギア歯を形成した円板型であって、ホールギア軸１９と固定された回転枠に両面ホールギア１１をホールギアボルトで結合し、ベアリング３３を挿入し斜面ケース３２に挿入して回転固定する。

挿入ギア歯を形成した挿入ギア２１は２つであり、その間隔を適切に維持するように挿入ギア軸２９にボルト等で結合して固定し、ベアリング３３を挿入ギア軸２９に挿入し、直角ケース３１に挿入して挿入ギア軸２９が回転するように固定する構成である。

斜面ケース３２は、両面ホールギア１１を結合した回転枠に接続したホールギア軸１９を固定し保護する一種の構造体であり、全体の外形は、ホールギア軸１９を挿入する面は一定角度傾斜した形状であり、両側に結合することができる構成である。

直角ケース３１は、その外形が直角に曲がった形態であり、挿入ギア軸２９を設置し、斜面ケース３２と接する所で結合ボルト３５で互いにボルト締め結合する構成である。

また他の一方の両面交差接続ギアの構成は、両面ホールギア１１は、中央部にホールを形成し、両面にホールギア歯を形成した円板型であって、ホールギア軸１９と固定された回転枠に両面ホールギア１１をホールギアボルトで結合してベアリング３３を挿入し、直角ケース３１に挿入して回転固定する。

挿入ギア歯を形成した挿入ギア２１は２つであり、その間隔を適切に維持するように挿入ギア軸２９にボルト等で結合して固定し、ベアリング３３を挿入ギア軸２９に挿入し、斜面ケース３２に挿入して挿入ギア軸２９が回転するように固定する構成である。

直角ケース３１は、両面ホールギア１１を結合した回転枠に接続したホールギア軸１９を固定し保護する一種の構造体であり、全体の外形は直角に曲がった形状で、両側に結合することができる構成である。

斜面ケース３２は、挿入ギア軸２９を設置する面が一定の傾斜面からなり、直角ケース３１と接する所で結合ボルト３５で互いにボルト締め結合する。

上記の二つの完成した両面交差接続ギア組合せを、それぞれ斜面ケース３２に突出した挿入ギア軸２９及びホールギア軸１９を突き合わせて連結スリーブ５２に挿入し、それぞれ連結ボルト５３でボルト締め結合し、両側に連結ケース５１をつけて向い合う斜面ケース３２をケースボルト５５でボルト締め結合して、だんだん減速またはだんだん増速する軸結合が直角を形成する構成である。

図７のように構成された両面交差接続ギア装置の動作を詳察すれば次のとおりである。

両面交差接続ギア装置Ｃに駆動力が加えられると、両面ホールギア１１の駆動力が挿入ギア２１に伝達されながら増速がなされ、連結スリーブ５２によって両面交差接続ギア装置Ｄの両面ホールギア１１に増速された動力が伝達される。そして、両面交差接続ギア装置Ｄの両面ホールギア１１と噛合わされた挿入ギア２１に動力が伝達されながらもう一度増速がなされる。結論としては、両面交差接続ギア装置Ｃに入力される速度より両面交差接続ギア装置Ｄから出力される速度は増速された速度なのである。

反対に、駆動力が両面交差接続ギア装置Ｄに加えられるとしたら、両面交差接続ギア装置Ｃに出力される速度は減速がなされるようになるのである。

Claims (6)

1. 二つの回転軸を互いに結合して動力を伝達する両面交差接続ギア装置であって、
   一つの回転軸に装着される両面ホールギア（１１）、上記両面ホールギア（１１）に噛合わされ他の回転軸に装着される挿入ギア（２１）、及び上記両面ホールギア（１１）が回転可能に挿入される回転枠（１５）を含み、
   上記両面ホールギア（１１）は、その中央部に挿入ホール（１４）を形成し、両側面にホールギア歯（１２）を備え、
   上記挿入ギア（２１）は、両面ホールギア（１１）の挿入ホール（１４）を貫通して挿入され、一側の挿入ギア（２１）は回転枠（１５）の内側のホールギア歯（１２）と結合し、他側の挿入ギア（２１）は外側のホールギア歯（１２）とギア結合し、
   上記回転枠（１５）の円筒形の底の中心にはホールギア軸（１９）が固定されており、
   上記挿入ギア（２１）は、挿入ギア軸（２９）に結合されることを特徴とする両面交差接続ギア装置。
2. 上記両面ホールギア（１１）は、外側から中心部にいくほどその厚さがだんだん薄くなる形状であり、
   上記両面ホールギア（１１）のホールギア歯（１２）と挿入ギア（２１）の挿入ギア歯（２２）の形状が、スパイラルギアと類似した曲線の形態で結合することを特徴とする、請求項１に記載の両面交差接続ギア装置。
3. 直角ケース（３１）にホールギア軸（１９）を挿入して回転枠（１５）及び両面ホールギア（１１）が回転可能なように固定し、
   斜面ケース（３２）に挿入ギア（２１）を装着した挿入ギア軸（２９）を回転可能なように固定し、
   両面ホールギア（１１）の挿入ホール（１４）に挿入ギア（２１）を挿入した状態で、直角ケース（３１）と斜面ケース（３２）を突き合わせて結合することを特徴とする、請求項１に記載の両面交差接続ギア装置。
4. 回転枠（１５）は、両面ホールギア（１１）を装着してホールギア軸（１９）と固定し、
   ホールギア軸（１９）は、斜面ケース（３２）に挿入して回転可能に固定し、
   直角ケース（３１）に挿入ギア（２１）を装着した挿入ギア軸（２９）を回転可能に固定し、
   両面ホールギア（１１）の挿入ホール（１４）に挿入ギア（２１）を挿入した状態で直角ケース（３１）と斜面ケース（３２）を突き合わせて結合することを特徴とする、請求項１に記載の両面交差接続ギア装置。
5. 回転枠（１５）に多数個の枠窓（１８）を備えることを特徴とする、請求項１に記載の両面交差接続ギア装置。
6. 直角ケース（３１）と斜面ケース（３２）の内部に装着を完了した両面交差接続ギア装置は、
   斜面ケース（３２）に回転固定する軸同士を結合し、
   軸結合は、連結スリーブ（５２）に両軸を挿入して連結ボルト（５３）でボルト結合し、
   両側の斜面ケース（３２）の間に連結ケース（５１）を挿入してケースボルト（５５）でボルト結合することを特徴とする、請求項３または請求項４に記載の両面交差接続ギア装置。

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