JP5952770B2 - 回転構造 - Google Patents

Description

本発明は、被回転体に回転運動をさせる回転構造に関するものである。

特許文献１の図１に示すように、従来の回転駆動装置１は、枢支軸６を介して、支持部材５・５とは回動可能に、固定支持部材７・７とは完全固定状態に支持されたコアギア２と、該コアギア２の円周方向に等間隔をおいて配置されて外接する、４組の回転体３Ｒ・３Ｌ・３Ｕ・３Ｄ（以下、まとめて回転体３とする）により構成されていた。

回転体３は、中空円筒構造体の外周部及び内周部にモジュール歯を加工した外部ギア１０と、その内周部より内側に軸心を共有して配設した内部ギア８と、外部ギア１０の内周部に、軸心から偏心し、かつ軸を平行に配設した転動体４により構成されていた。

転動体４は、中空円筒構造体の外周部及び内周部にモジュール歯を加工した外部ギア１４・１４と、それに内接するアイドラー１５から構成されていた。外部ギア１４・１４は、軸心を共有しかつ互いに対峙して配設された２枚のギアで構成され、その外周部では回転体３の外部ギア１０の内周部とそれぞれモジュール歯を噛み合わされ、また、内周部ではアイドラー１５の構成要素である、ギア１７Ｒ・１７Ｒ・１７Ｌ・１７Ｌの外周部とそれぞれモジュール歯を噛み合わされて配置されていた。

このような従来の回転駆動装置１は、その重心位置が４つの転動体４により、常に回転中心である枢支軸６に対して偏心しており、コアギア２の周囲を回る４組の回転体３の回転力を、換気扇のファン等の被回転体に伝達することができるようになっていた。

特開２００７−１０７５４５号公報

しかしながら、上記従来の回転駆動装置１においては、複雑な形状を有する部品が多数組み合わされる構成になっているために、その構造が複雑なものとなり、製作費の高額化を招くという問題があった。

そこで本発明は、上記問題点に鑑みて、構造が簡単であり、製作費の高額化を防止することができる回転構造を提供することを課題とするものである。

上記課題を解決するために、本発明による回転構造は、
その回転軸線を中心とする円周上に複数の貫通口が形成された円板状の第１回転体と、 前記第１回転体の厚さ方向の両側に並んで配置されると共に、それぞれの回転軸線が前記第１回転体の回転軸線に対して平行に、かつ互いの回転軸線が前記第１回転体の回転軸線を中心として互いに所定角度変位した位置に配置され、駆動軸の回転に連動して回転可能に設けられた一対の第２回転体と、
前記第１回転体の外周に摺動可能に設けられたベアリングをその内周面に嵌合させた円環部材と、
前記円環部材の外周部に形成された突出部の調整機構とを備え、
前記第１回転体と一対の前記第２回転体は、複数のクランク状部材により互いに連結されている
ことを特徴とするものである。

このような本発明の回転構造によれば、
その回転軸線を中心とする円周上に複数の貫通口が形成された円板状の第１回転体と、 前記第１回転体の厚さ方向の両側に並んで配置されると共に、それぞれの回転軸線が前記第１回転体の回転軸線に対して平行に、かつ互いの回転軸線が前記第１回転体の回転軸線を中心として互いに所定角度変位した位置に配置され、駆動軸の回転に連動して回転可能に設けられた一対の第２回転体と、
前記第１回転体の外周に摺動可能に設けられたベアリングをその内周面に嵌合させた円環部材と、
前記円環部材の外周部に形成された突出部の調整機構とを備え、
前記第１回転体と一対の前記第２回転体は、複数のクランク状部材により互いに連結されていることにより、
構造が簡単であり、制作費の高額化を防止することができる。

本発明の一実施の形態に係る回転構造２０を取り付けた自転車４０の側面図である。 図１における回転構造２０の側面図である。 図２における回転構造２０の上面図である。 図１における回転機構２２の側面図である。 図４における回転機構２２の上面図である。 図４におけるクランク状部材３０を示す図であって、図３（ａ）はその側面図、図３（ｂ）はその上面図である。 図１における回転構造２０の調整機構５２近傍を拡大して示す部分拡大側面図である。 図１における回転構造２０の各部材の回転方向を示した図である。

以下、本発明に係る回転構造を実施するための形態について、図面に基づいて具体的に説明する。図１から図８は、本発明の一実施の形態に係る回転構造２０について説明するために参照する図である。

本発明の一実施の形態に係る回転構造２０は、図１及び図２に示すように、自転車４０のフレーム４２（下管）の上方に配置された回転機構２２と、自転車４０のクランク４４に取り付けられたスプロケット４６，４８と、このスプロケット４６，４８と回転機構２２のスプロケット２６，２８に回し掛けられたチェーン５０と、回転機構２２の円板２４に取り付けられた調整機構５２を備えている。

回転構造２０の回転機構２２は、図５に示すように、円板２４（第１回転体）と、この円板２４の厚さ方向（図中上下方向）の両側に並んで配置された一対のスプロケット２６，２８（第２回転体）と、丸棒状部材が複数回折り曲げられて形成されてスプロケット２６と２８の間に配置された３つのクランク状部材３０を有している。

回転機構２２の円板２４は、図２に示すように、一対のスプロケット２６，２８に対して、図中左上方向に離れて配置されている。

回転機構２２の一対のスプロケット２６，２８は、図５に示すように、互いの外形形状が同一に形成されており、互いの厚さ方向（図中上下方向）に対して垂直な面が互いに対向するように配置されている。そして、一対のスプロケット２６，２８は、それらの外周部に歯２６ｄ，２８ｄ（図４参照）が形成され、それらの厚さ方向の互いに離れた側（外側）にボス部を有する歯車状に形成されている。

円板２４と一対のスプロケット２６，２８は、図４に示すように、それらの回転中心２４Ｃ，２６Ｃ，２８Ｃを中心とする、互いに同一の所定直径の円周上に、互いに円周方向に略１２０度ごと離れた位置を中心とする３つの貫通孔２４ａ，２６ａ，２８ａが形成されている。これらの貫通孔２４ａ，２６ａ，２８ａのそれぞれには、ブッシュ３２が埋め込まれている。

そして、図５中左側に位置する円板２４は、３つの貫通孔２４ａそれぞれにブッシュ３２を介して、３つのクランク状部材３０の中央軸部３０ｅが、回転自在に挿通して固定されている。また、同図中右側に位置する一対のスプロケット２６，２８は、各々３つの貫通孔２６ａ，２８ａそれぞれにブッシュ３２を介して、３つのクランク状部材３０の先端軸部３０ａ，３０ｂが、回転自在に挿入して固定されている。

このように円板２４と一対のスプロケット２６，２８は、３つのクランク状部材３０により互いに連結されているため、図８に示すように、いずれかがその回転中心２４Ｃ，２６Ｃ，２８Ｃを中心として回転すると、他も連動してその回転中心２４Ｃ，２６Ｃ，２８Ｃを中心として同方向に回転するようになっている。

クランク状部材３０は、図６（ｂ）に示すように、図中上下方向に伸びる中央軸部３０ｅの両端部それぞれが図中右側に向かって折れ曲がって、中央軸部３０ｅから離れるにつれて互いの間隔が広がる折曲部３０ｃ，３０ｄが形成され、これらの折曲部３０ｃ，３０ｄの図中右端部から折れ曲がり、その先端部が中央軸部３０ｅから離れるように、図中上方又は下方に向かって伸びる先端軸部３０ａ，３０ｂが形成されている。

そして、図６（ａ）に示すように、クランク状部材３０は、その先端軸部３０ａ，３０ｂの回転軸線が、その中央軸部３０ｅの回転軸線に対して平行に配置されると共に、先端軸部３０ａ，３０ｂの回転軸線同士が、その中央軸部３０ｅの回転軸線を中心として互いに所定角度（５度から１０度程度）変位した位置に配置されている。

スプロケット２６と２８は、クランク状部材３０により互いに連結されることにより、
図４に示すように、互いの回転中心２６Ｃ，２８Ｃが、円板２４の回転中心２４Ｃを中心として互いに所定角度（５度から１０度程度）変位した位置に配置されている。

また、スプロケット２６，２８は、図５に示すように、その回転中心２６Ｃ，２８Ｃを中心として開口された軸孔２６ｂ，２８ｂに、丸棒状の支持ピン３４の軸方向（図中上下方向）の一端部が挿通されて回転不能に固定されている。

そして、支持ピン３４は、図３に示すように、その軸方向の他端部が挿入された支持部材３６の立設部３６ｃにより水平に支持されている。

支持部材３６は、図２及び図３に示すように、自転車４０のフレーム４２の上方に載置されて固定された矩形板状の底板部３６ｂと、底板部３６ｂから図２中左斜め上方に向かって立設して、互いの厚さ方向（図３中上下方向）に対して垂直な略四角形状の面が互いに対向するように互いに間隔を置いて配置された２つの立設部３６ｃを有している。

そして、支持部材３６の２つの立設部３６ｃの上端部には、貫通孔３６ａがそれぞれ形成されており、これらの貫通孔３６ａには、ブッシュ３８が埋め込まれている。支持部材３６は、その貫通孔３６ａにブッシュ３８を介して、支持ピン３４の軸方向の他端部が回転自在に挿入して固定されている。

このため、スプロケット２６，２８は、支持ピン３４と支持部材３６により、支持部材３６に対して回動自在に支持されて、その回転中心２６Ｃ，２８Ｃを厚さ方向に貫通する回転軸線が水平に配置されている。また、クランク状部材３０の先端軸部３０ａ，３０ｂの回転軸線及び中央軸部３０ｅの回転軸線並びに円板２４の回転中心２４Ｃを厚さ方向に貫通する回転軸線もまた水平に配置されている。

図２に示すように、スプロケット２６，２８は、その外周部に歯２６ｄ，２８ｄ（図４参照）が形成されており、これらの歯２６ｄ，２８ｄのそれぞれには、無端状のチェーン５０が巻き掛けられている。これらのチェーン５０は、スプロケット４６，４８の外周部に形成された歯４６ａ，４８ａにも巻き掛けられている。

スプロケット４６，４８は、図３に示すように、自転車４０のフレーム４２の両側において、それらの回転中心を中心として開口された軸孔４６ｂ，４８ｂに、自転車４０のクランク４４の駆動軸部４４ａ（駆動軸）が挿通されて回転不能に固定されている。

クランク４４は、図３に示すように、自転車４０のフレーム４２に対して回動自在に設けられ、その軸方向（図中上下方向）の両端部がフレーム４２から外側に突出する駆動軸部４４ａと、この駆動軸部４４ａから略直角に折り曲げられた折曲部４４ｂと、折曲部４４ｂから略直角に折り曲げられて、駆動軸部４４ａと略平行な軸線を有すると共に、その外周部にペダル４３が取り付けられた先端部４４ｃを有している。

そして、クランク４４は、その駆動軸部４４ａに対して回転不能に固定された不図示のスプロケットや、不図示のチェーン等を介して、自転車４０の乗り手がペダル４３を回転することにより発生させた回転力を、自転車４０の車輪に伝達して自転車４０を前進させることができるようになっている。

スプロケット４６，４８は、クランク４４の駆動軸部４４ａに回転不能に固定されているため、ペダル４３を回転させると、クランク４４の駆動軸部４４ａと一体となってペダル４３の回転方向に回転するようになっている。

そして、スプロケット４６，４８を回転させると、チェーン５０を介してスプロケット２６，２８が連動してスプロケット４６，４８と同方向に回転すると共に、これらとクランク状部材３０を介して円板２４が連動してスプロケット４６，４８と同方向に回転するようになっている。

ここで、スプロケット２６，２８，４６，４８は、互いの歯２６ｄ，２８ｄ，４６ａ，４８ａのピッチ円直径と、歯数が同一になっている。このため、円板２４とスプロケット２６，２８は、それぞれの回転周期がスプロケット４６，４８の回転周期と一致するようになっている。

回転構造２０の調整機構５２は、図１から図３に示すように、回転機構２２の円板２４と、自転車４０のフレーム４２に取り付けられている。

調整機構５２は、図７に示すように、ベアリング５４と、円環部材５６と、円環部材５６の貫通孔５６ｂを挿通するネジ棒状部材５８と、ネジ棒状部材５８の上端部に取り付けられた調整ツマミ６０と、ネジ棒状部材５８の長さ途中部に取り付けられた２つのナット部材６２と、自転車４０のフレーム４２に下端部が固定され、その上端部がネジ棒状部材５８の下端部に係止する係止部材６４を有している。

調整機構５２の円環部材５６は、図７に示すように、回転機構２２の円板２４の周囲を囲むようにして、かつその内周面に嵌合させたベアリング５４が、円板２４の外周面に摺動可能に接触するようにして配置されている。

そして、円環部材５６は、その外周部からその径方向外側に突出して、その円周方向に互いに間隔を置いて配置される２つの突出部５６ａが形成されている。この２つの突出部５６ａのそれぞれには、貫通孔５６ｂが形成されている。

円環部材５６の２つの貫通孔５６ｂには、その全長にわたって外周部にオネジ部５８ａが形成された、１本のネジ棒状部材５８の長さ途中部が緩く挿通されている。

ネジ棒状部材５８は、その上端部に調整ツマミ６０が回転不能に固定されている。また、ネジ棒状部材５８は、その下端部近傍のオネジ部５８ａが、係止部材６４の上端部に形成されたメネジ孔６４ａに係止されて、その下端部の先端部がメネジ孔６４ａから図７中下側に突出している。

そして、ネジ棒状部材５８は、その長さ途中部のオネジ部５８ａに、２つのナット部材６２のメネジ部が締結されている。２つのナット部材６２は、円環部材５６の突出部５６ａと５６ａの間に配置されており、互いに動かないように固く結合されている。

次に、本発明の一実施の形態に係る回転構造２０の動作について説明する。

自転車４０のペダル４３を図８中反時計回りに回転させると、クランク４４、スプロケット４６，４８及びチェーン５０を介して、スプロケット２６，２８がペダル４３と同方向に回転中心２６Ｃ，２８Ｃを中心とする円運動する。

そして、円板２４は、スプロケット２６，２８の円運動がクランク状部材３０を介して伝達され、スプロケット２６，２８の円運動に合わせて、スプロケット２６，２８と同方向に回転中心２４Ｃを中心とする円運動する。

このとき、スプロケット２６，２８は、互いの回転中心２６Ｃ，２８Ｃが、円板２４の回転中心２４Ｃを中心として互いに所定角度変位した位置に配置されているため、これらの死点の位置が相互にずらされており、クランク状部材３０を円滑に動作させることができ、また、円板２４の回転が妨げられるのを防止することができる。

以上に説明したように、本実施の形態に係る回転構造２０は、回転機構２２と、スプロケット４６，４８と、チェーン５０と、調整機構５２を備えて構成されている。

このため、回転構造２０は、前記従来の回転駆動装置１に比べて、これを構成する各々の部品の形状を簡単なものにしているため、その構造を簡単なものにすることができる。

したがって、以上に説明したように、本実施の形態に係る回転構造２０によれば、構造が簡単であり、製作費の高額化を防止することができる。

なお、前記実施の形態にのみ限定されるものではなく、本発明の目的を達成することができる範囲内であれば、回転構造の種々の変更が可能である。

例えば、前記実施の形態に係る回転構造２０においては、自転車４０のフレーム４２の上方に回転機構２２は配置されていたが、フレーム４２の下方に回転機構２２が配置されてもよいし、自転車４０の他の位置に配置されてもよい。

また、前記実施の形態に係る回転構造２０においては、円板２４と一対のスプロケット２６，２８に各々３つの貫通孔２４ａ，２６ａ，２８ａが形成されていたが、３つに限定される必要はなく、これらの貫通孔は２つ又は４つ以上の複数個形成されていてもよい。同様に、クランク状部材３０も３つに限定される必要はなく、２つ又は４つ以上の複数を有していてもよい。

また、前記実施の形態に係る回転構造２０においては、一対のスプロケット２６，２８は外周部に歯２６ｄ，２８ｄを有する歯車状に形成されていたが、このような形状に限定される必要はなく、自転車４０のクランク４４の駆動軸部４４ａの回転に連動して回転することができるようになっていればよく、例えば、円板状であってもよい。

また、前記実施の形態に係る回転構造２０においては、調整機構５２は、ベアリング５４と、円環部材５６と、ネジ棒状部材５８と、調整ツマミ６０と、２つのナット部材６２と、係止部材６４を有していたが、このような構成に限定される必要はない。

また、前記実施の形態に係る回転構造２０は、自転車４０のクランク４４の駆動軸部４４ａに回転力を伝達するものであったが、自転車４０以外の他の物や、他の装置等の被回転体を回転させる場合においても、本発明を適用することができる。

２０ 回転構造
２２ 回転機構
２４ 円板
２４ａ 貫通孔
２４Ｃ 回転中心
２６，２８ スプロケット
２６ａ，２８ａ 貫通孔
２６ｂ，２８ｂ 軸孔
２６Ｃ，２８Ｃ 回転中心
２６ｄ，２８ｄ 歯
３０ クランク状部材
３０ａ，３０ｂ 先端軸部
３０ｃ，３０ｄ 折曲部
３０ｅ 中央軸部
３２ ブッシュ
３４ 支持ピン
３６ 支持部材
３６ａ 貫通孔
３６ｂ 底板部
３６ｃ 立設部
３８ ブッシュ
４０ 自転車
４２ フレーム
４３ ペダル
４４ クランク
４４ａ 駆動軸部
４４ｂ 折曲部
４４ｃ 先端部
４６，４８ スプロケット
４６ａ，４８ａ 歯
４６ｂ，４８ｂ 軸孔
５０ チェーン
５２ 調整機構
５４ ベアリング
５６ 円環部材
５６ａ 突出部
５６ｂ 貫通孔
５８ ネジ棒状部材
５８ａ オネジ部
６０ 調整ツマミ
６２ ナット部材
６４ 係止部材
６４ メネジ孔

Claims (1)

1. その回転軸線を中心とする円周上に複数の貫通口が形成された円板状の第１回転体と、 前記第１回転体の厚さ方向の両側に並んで配置されると共に、それぞれの回転軸線が前記第１回転体の回転軸線に対して平行に、かつ互いの回転軸線が前記第１回転体の回転軸線を中心として互いに所定角度変位した位置に配置され、駆動軸の回転に連動して回転可能に設けられた一対の第２回転体と、
   前記第１回転体の外周に摺動可能に設けられたベアリングをその内周面に嵌合させた円環部材と、
   前記円環部材の外周部に形成された突出部の調整機構とを備え、
   前記第１回転体と一対の前記第２回転体は、複数のクランク状部材により互いに連結されている
   ことを特徴とする回転構造。

Images