JP2022171618A

JP2022171618A - 多数の振り子が連動する駆動装置

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Publication number: JP2022171618A
Application number: JP2022073700A
Authority: JP
Inventors: 許博吉; Po-Chi Hsu; 許朱玉連; Chu Yu-Lien Hsu; 許家銘; Chia-Ming Hsu
Original assignee: Individual
Current assignee: Individual
Priority date: 2021-04-29
Filing date: 2022-04-27
Publication date: 2022-11-11
Also published as: TW202243374A; US20220349454A1; KR20220148750A; TWI750089B; CN115263692A; EP4083470A1

Abstract

【課題】多数の振り子が連動する駆動装置を提供する。【解決手段】被駆動設備への連接に適用されるパッシブユニット２、パッシブユニット２に連動する駆動ユニット３、駆動ユニット３に連接するスターターユニット４を含み、パッシブユニット２はフライホイール２１を備え、駆動ユニット３は相互に間隔を開け、フライホイール２１に連接する３個の運動モジュール３０を備え、各運動モジュール３０はフライホイール２１と噛合うギアプレート３０１、ギアプレート３０１には振り子３０２を備え、相互に隣合う振り子３０２間の相互に対応する位置間は１２０度の角度差を備え、スターターユニット４はスターターモーター４１により連動し、内一つの運動モジュール３０に連接される能動部材４２、パッシブユニット２を連動し、各運動モジュール３０を連動して、同時に回転させるトランスミッション部材４４を備える。【選択図】図２

Description

本発明は駆動装置に関し、特に多数の振り子を備えた運動モジュールにより連動され、相互補完運動を形成する駆動装置である多数の振り子が連動する駆動装置に関する。

図１に示すように、従来の駆動装置１は、発電機１０の駆動に適用され、発電機１０に連動するリングギア１１、及びリングギア１１と連結し、さらにリングギア１１の回転と連動する駆動ユニット１２を備える。

駆動ユニット１２は、リングギア１１と相互に噛み合うフライホイール１２１、フライホイール１２１上に固定される重量モジュール１２２、及びフライホイール１２１に回転の初期動力を提供するモーター１２３を備える。

モーター１２３が初期動力を提供すると、駆動ユニット１２は連動され運転を開始する。

重量モジュール１２２は、フライホイール１２１の外周をモーメントアームとして、リングギア１１に対して慣性モーメントを提供し、これによりフライホイール１２１が回転すると、リングギア１１が回転し、発電機１０を駆動する。

しかし、フライホイール１２１が重量モジュール１２２の慣性モーメントに連動されて回転すると、重量モジュール１２２のスイング動作は、その所在位置の重力の作用を受けて制御されるが、スイング動作の上昇及び下降過程において、重力の作用方向が絶えず変化することで、フライホイール１２１の運転速度は明らかに不安定になる。

これにより、リングギア１１が回転する時、回転速度が不安定な状況が発生し、発電機１０を安定的に駆動することができないため、改善の必要がある。

特開２０１５－２２６４６１

本発明の目的は、駆動機能をより安定的に発揮できる多数の振り子が連動する駆動装置を提供することである。

本発明による多数の振り子が連動する駆動装置は、駆動設備（発電モーター或いは発電機など）の駆動に適用され、被駆動設備への連接に適用されるパッシブユニット、パッシブユニットの連動に適用される駆動ユニット、駆動ユニットへの連接に適用されるスターターユニットを含む。

パッシブユニットは、被駆動設備と同軸或いは非同軸に設置され、さらに外周縁に形成される多数の歯車部のフライホイールを備える。

駆動ユニットは、相互に間隔を開け、それぞれフライホイールに連接する３個の運動モジュールを備え、各運動モジュールは、フライホイールの各歯車部と噛み合うギアプレート、及びギアプレート上に設置される振り子を備え、さらに、二次元座標上の対応する角度により示すと、各振り子が個別に対応するギアプレート上の位置にある時、各運動モジュール上の各振り子のギアプレート上の相互に対応する位置間は、それぞれ１２０度の角度差を備える。

スターターユニットは、始動の回転動力を提供するのに用いられるスターターモーター、スターターモーターにより連動され、各運動モジュールの内の一つに連接される能動部材、それぞれ別の２個の運動モジュールに連接される２個の受動部材、及び能動部材と各受動部材の間にそれぞれ連接され、さらに、スターターモーターを起動する時、各運動モジュールと連動し、同時に回転させる２個のトランスミッション部材を備える。

本発明の効果は以下の通りである。
駆動ユニットの各運動モジュールがそれぞれ対応する振り子は、各ギアプレート上の位置間の角度差が１２０度になるようにそれぞれ設置されるため、各ギアプレートが各トランスミッション部材の連動関係を通して、同時に運転される時、各振り子は重力を受けスイングし、回転速度の差の時間点が相互にずれ、さらに、全体的な動力伝達の時間経過において平均的に分布し、これにより各振り子の間に生じる動力は増減し相互に補完し合い、パッシブユニットが連動された後の運転速度はよりバランスよく安定し、こうして被駆動設備をさらに安定的に駆動することができる。

従来の駆動装置の斜視図である。本発明の正面図であり、多数の振り子が連動する駆動装置の一実施例、及び実施例のパッシブユニット及び駆動ユニットを説明する。本発明の上面図であり、実施例のスターターユニットを説明する。図３の局部拡大図であり、駆動ユニットの１個の運動モジュールを図３に合わせて説明する。図２に類似の模式図であり、実施例の運転状況を図２に合わせて説明する。

[実施例]
図２に示すように、本発明による多数の振り子が連動する駆動装置の一実施例は、被駆動設備９（発電モーター或いは発電機など）の駆動に適用される。

本実施例は、被駆動設備９への連接に適用されるパッシブユニット２、パッシブユニット２の連動に適用される駆動ユニット３、駆動ユニット３への連接に適用されるスターターユニット４を含む。

パッシブユニット２は、被駆動設備９と同軸或いは非同軸で連動設置され、さらに、外周縁に形成される多数の歯車部２１１（図４参照）を備えるフライホイール２１を備え、つまりフライホイール２１は、実質的には大きな寸法の１個の歯車である。

本実施例において、被駆動設備９は発電機を例として説明する。

被駆動設備９の具体的実施に対応し、パッシブユニット２及び被駆動設備９を具体的に説明すると、ブレードに置換できる風力発電機ユニットであるが、特定の機構により動力が提供され運転する設備でなければならず、本実施例を使用して駆動し運転することともでき、上述の応用方式に限定されるものではない。

図２と図３に示すように、駆動ユニット３は、相互に間隔を開け、それぞれフライホイール２１に連接する３個の運動モジュール３０を備える。

二次元座標上の相互に対応する角度により、各運動モジュール３０が、フライホイール２１にそれぞれ対応する位置を示すと、各運動モジュール３０は、フライホイール２１の下方に位置し、さらに、各運動モジュール３０の所在位置が、フライホイール２１に相対して形成する角度差は、６０度が好ましく、さらに、相互に隣接する任意の２個の運動モジュール３０の間隔距離は相互に等しい。

各運動モジュール３０は、フライホイール２１の各歯車部２１１と噛み合うギアプレート３０１、及びギアプレート３０１上に設置される振り子３０２を備える。

各ギアプレート３０１は、フライホイール２１の各歯車部２１１と噛み合う短径部３０３、及び短径部３０３の軸方向両側にそれぞれ密着し、さらに径方向に沿って外へと延伸する２個の長径部３０４を備える。

各振り子３０２は、各長径部３０４にそれぞれ固定され、さらに、相互に対称な２個のサイドブロック３２０を備え、これによりバランスよく配置され、個別のギアプレート３０１の回転を安定的に連動でき、こうして単一のギアプレート３０１が、両側の重量のバランスが取れていないことが原因で、不安定にぐらつくことを回避でき、また振り子３０２を長径部３０４に設置することで、フライホイール２１の短径部３０３に連接するより、より長いモーメントアームを形成でき、駆動時により大きい駆動トルクを発生し、相対的な省力の目的を達成する。

図２に示すように、二次元座標の相互に対応する角度により、各振り子３０２が個別に相互に対応するギアプレート３０１上の位置を表示すると、各運動モジュール３０上の各振り子３０２の、各所在ギアプレート３０１上の相互に対応する方位の間は、それぞれ１２０度の角度差を備える。

よって、もし３個の運動モジュール３０の振り子３０２の配置方位を、同一の３６０度の円に配置すると考えるなら、各振り子３０２の各初期位置に接近し、単一の運動モジュール３０上で、角度差がそれぞれ１２０度である３個の位置上に平均に配置される。

パッシブユニット２のフライホイール２１の半径は、各運動モジュール３０のギアプレート３０１の半径より大きく、フライホイール２１と各運動モジュール３０を完全なシステム化機構として設置するのに有利である。

図２～図４に示すように、スターターユニット４は、始動の回転動力を提供するのに用いられるスターターモーター４１を含み、スターターモーター４１が連動する能動部材４２は、各運動モジュール３０の内の一つに連接され、別の２個の運動モジュールは、フライホイール２１と単純に連動し、或いは受動部材４３をそれぞれさらに連動し、さらに２個のトランスミッション部材４４により、能動部材４２と各受動部材４３の間にそれぞれ連接され、さらに、スターターモーター４１を起動する時、各運動モジュール３０を連動させて同時に回転させる。

能動部材４２及び各受動部材４３を具体的に説明すると、それぞれ各ギアプレート３０１の長径部３０４と噛み合う歯車部材で、各トランスミッション部材４４は、歯車部材に嵌めて設置するベルト（或いはスプロケット）を選択できる。

図５と図２に示すように、本実施例の作動の説明の便のため、図５中で、各運動モジュール３０をそれぞれ３０ａ、３０ｂ、３０ｃと表示し、スターターモーター４１及び能動部材４２は運動モジュール３０ａに連接する。

スターターモーター４１が回転すると、能動部材４２及び運動モジュール３０ａのギアプレート３０１が連動し回転が開始され、能動部材４２と各受動部材４３に連接するトランスミッション部材４４は、能動部材４２の回転運動を各受動部材４３に伝達し、これにより各運動モジュール３０ｂ、３０ｃの各ギアプレート３０１と連動し回転を開始させる。

続いて、各運動モジュール３０がすべて順調に回転を開始し、パッシブユニット２のフライホイール２１を安定的に連動すれば、各運動モジュール３０に対するスターターモーター４１の連動を適時に停止、或いは離脱でき、各運動モジュール３０及びフライホイール２１に蓄積された回転慣性により、位置エネルギーを運動に転換し、被駆動設備９の運転を共同で連動する。

以下に本願発明の作用について説明する。
各振り子３０２間の相互に間隔を開けたスイング動作角度差を１２０度にする配置により、任意の一個の振り子３０２が対応するギアプレート３０１で回転し、最低点から最高点位置を回復し回転速度が低下すると、他の振り子３０２に対応し、高点から低点位置のギアプレート３０１に戻り、振り子３０２が下降することで生じる加速の作用により、前者で低下した回転速度を補償し、運転速度全体は、より安定しバランスが良くなる。

さらに図２を用いて説明すると、運動モジュール３０ａの振り子３０２が最底端まで移動すると、なお慣性モーメントがある状況下で、運動モジュール３０ｂの振り子３０２は、ちょうど最高点を越え、落下体加速のインパルスを生じ、この時、運動モジュール３０ｃは、上述の慣性モーメント及び加速度インパルスの連動を受け、最高点を越え、相互補償連動を持続的に循環する。

各振り子３０２が異なる位置において発生する可能性がある異なるトルクを通して、各振り子３０２は、重力を受けスイングし、回転速度の差の時間点が相互にずれ、相互間の回転速度は増減して相互に補完されバランスを達成し、回転過程中に回転速度の差により生じる速くなったり遅くなったりする不安定現象を取り除き、よって相互連動の状況下で、パッシブユニット２の運転速度がさらに安定しバランスが良くなるという目的を達成し、被駆動設備９をさらに安定的に駆動できる。

この他、パッシブユニット２のフライホイール２１の半径は、各運動モジュール３０のギアプレート３０１よりはるかに大きく、よってフライホイール２１が連動され安定的に運転される時、その蓄積された回転慣性は、各単一のギアプレート３０１の回転慣性よりはるかに大きく、よってこの状態で、運動モジュール３０は運転中に上述のような回転速度に差が生じるようであっても、フライホイール２１が大きく、安定運転の回転慣性作用の下、効果的に補償されバランスが取られ、全体的な運転は相互に補償し合う連動下において、安定は維持され、バランスが良い。

上記を総合すると、本発明による多数の振り子が連動する駆動装置の実施例において、各振り子３０２の、各ギアプレート３０１上での相対方位の角度差が１２０度である設計を通して、各ギアプレート３０１において、各トランスミッション部材４４の連動関係を通していっしょに運転される時、各振り子３０２を相互に連動させ、単独の運動モジュール３０に対して、作動の動力を増減させ、相互補完を達成し、さらに安定しバランスがとれた作用に近づけ、回転時に回転速度に落差を生じるという従来構造の欠点を改善することができる。

これにより、パッシブユニット２の運転速度はさらに安定し、つまり被駆動設備９をさらに安定的に駆動することができるため、本発明の目的を確実に達成できる。

本発明は、上述した実施形態に限定されるものではなく、本発明の要旨を変えない範囲において、種々の変更、改変等が可能である。
また、本発明により保護される範囲は後述される特許請求の範囲を基準とする。

本発明は特許登録の要件である新規性を備え、従来の同類製品に比べ十分な進歩を有し、実用性が高く、社会のニーズに合致しており、産業上の利用価値は非常に大きい。

２パッシブユニット
２１フライホイール
２１１歯車部
３駆動ユニット
３０運動モジュール
３０ａ、３０ｂ、３０ｃ運動モジュール
３０１ギアプレート
３０２振り子
３０３短径部
３０４長径部
３２０サイドブロック
４スターターユニット
４１スターターモーター
４２能動部材
４３受動部材
４４トランスミッション部材
９被駆動設備

Claims

多数の振り子が連動する駆動装置は、被駆動設備の駆動に適用され、
パッシブユニットは、被駆動設備への連接に適用され、被駆動設備と連動設置され、さらに外周縁に形成される多数の歯車部を備えるフライホイールを含み、
駆動ユニットは、パッシブユニットと連動し、相互に間隔を開け、それぞれフライホイールに連接する３個の運動モジュールを備え、各運動モジュールは、フライホイールの各歯車部と噛み合うギアプレート、及びギアプレート上に設置される振り子を備え、二次元座標上の対応する角度により、各振り子がその所在位置において対応するギアプレート上の方位を示すと、各運動モジュール上の各振り子の各所在ギアプレート上の相互に対応する方位の間は、それぞれ１２０度の角度差を備え、
スターターユニットは、駆動ユニットに連接され、始動の回転動力を提供するのに用いられるスターターモーター、スターターモーターにより連動され、各運動モジュールの内の一つに連接される能動部材を含み、さらに、スターターモーターを起動する時、能動部材、運動モジュール及びパッシブユニットを連動し、同時に回転させられることを特徴とする多数の振り子が連動する駆動装置。
前記能動部材は、トランスミッション部材を通して、別の２個の受動部材をそれぞれ連接して連動し、
２個の受動部材は、別の２個の運動モジュールとそれぞれ連動されることを特徴とする請求項１に記載の多数の振り子が連動する駆動装置。
前記パッシブユニットのフライホイールの半径は、各運動モジュールのギアプレートの半径より大きいことを特徴とする請求項１に記載の多数の振り子が連動する駆動装置。
前記駆動ユニットの各運動モジュールのギアプレートは、フライホイールの歯車部と噛み合う短径部、及び短径部の軸方向両側にそれぞれ密着し、さらに径方向に沿って外へと延伸する２個の長径部を備え、
各運動モジュールの振り子は、各長径部外側にそれぞれ固定され、さらに相互に対称なサイドブロックを備えることを特徴とする請求項１に記載の多数の振り子が連動する駆動装置。
前記駆動ユニットの各運動モジュールのギアプレートは、フライホイールの歯車部と噛み合う短径部、及び短径部の軸方向両側にそれぞれ密着し、さらに径方向に沿って外へと延伸する２個の長径部を備え、
各運動モジュールの振り子は、各長径部外側にそれぞれ固定され、さらに相互に対称なサイドブロックを備えることを特徴とする請求項２に記載の多数の振り子が連動する駆動装置。
前記スターターユニットの能動部材及び各受動部材は、各ギアプレートの長径部においてそれぞれ連動されることを特徴とする請求項５に記載の多数の振り子が連動する駆動装置。
前記各運動モジュールは、フライホイールの下方に位置し、さらに相互に隣接する任意の２個の運動モジュールの間隔距離は相互に等しいことを特徴とする請求項１に記載の多数の振り子が連動する駆動装置。
前記各運動モジュールは、フライホイールの下方に位置し、さらに相互に隣接する任意の２個の運動モジュールの間隔距離は相互に等しいことを特徴とする請求項２に記載の多数の振り子が連動する駆動装置。
前記各運動モジュールは、フライホイールの下方に位置し、さらに相互に隣接する任意の２個の運動モジュールの間隔距離は相互に等しいことを特徴とする請求項４に記載の多数の振り子が連動する駆動装置。
前記各運動モジュールは、フライホイールの下方に位置し、さらに相互に隣接する任意の２個の運動モジュールの間隔距離は相互に等しいことを特徴とする請求項５に記載の多数の振り子が連動する駆動装置。
前記各運動モジュールは、フライホイールの下方に位置し、さらに相互に隣接する任意の２個の運動モジュールの間隔距離は相互に等しいことを特徴とする請求項６に記載の多数の振り子が連動する駆動装置。