JP7016203B2 - A device that regenerates the inertial force of the vehicle when braking as auxiliary power for the next start. - Google Patents
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Description
本発明は、車両の駆動軸及びブレーキに連動させて、ねじりコイルばねやうずまきばね等のばね部材を、制動時において駆動軸の回転に準じた方向とは逆の回転方向に巻き込んでエネルギーを蓄え、次の発進時またはブレーキの解放時に、該ばねの復帰トルクをそのまま駆動軸に戻してやることで補助動力となす装置に関するものである。 The present invention stores energy by entraining spring members such as torsion coil springs and spiral springs in a rotation direction opposite to the direction according to the rotation of the drive shaft during braking in conjunction with the drive shaft and brake of the vehicle. The present invention relates to a device that serves as auxiliary power by returning the return torque of the spring to the drive shaft as it is at the next start or release of the brake.
車両の制動時の慣性力でゼンマイばね等を巻き込んで、これを次の発進時に補助動力として利用する発想自体は誰もが考える。しかし駆動軸の回転に従動させて補助動力の発生部材であるばねに角度変位を与え、該部材が自然復帰する際のトルクを補助力として駆動軸に戻す時、回転方向を逆にして戻さなくてはならないが、この切換え操作を駆動軸との接続を瞬時でも切ることなく行える構成でなくてはならない。 Everyone thinks of the idea of involving a mainspring spring or the like with the inertial force when braking the vehicle and using this as auxiliary power at the next start. However, when the spring that is a member that generates auxiliary power is given an angular displacement by following the rotation of the drive shaft and the torque when the member naturally returns is returned to the drive shaft as an auxiliary force, the rotation direction is not reversed and the spring is not returned. However, it must be configured so that this switching operation can be performed without disconnecting the drive shaft even momentarily.
回転方向を逆にするには、アイドル歯車を噛ませればよいが、その切換え操作時にどうしても駆動軸とばね部材の間の接続が切れるためばね部材は瞬時に空転しトルクは消滅する。つまり機械的接続を切らずに回転方向を変える必要がある。 In order to reverse the rotation direction, the idle gear may be engaged, but the connection between the drive shaft and the spring member is inevitably broken at the time of the switching operation, so that the spring member idles instantly and the torque disappears. In other words, it is necessary to change the direction of rotation without disconnecting the mechanical connection.
本発明は、同軸上で対向する一対の傘歯車の一方を駆動軸に連動させ、他方には補助動力の発生源であるばね部材を固着して両傘歯車を一方向クラッチで係合させる。そして該両傘歯車と噛み合う遊星傘歯車を自転及び公転を自在に支持するリング状のキャリアをブレーキに連動させることで課題を解決するものであり、ブレーキによりキャリアの回転が止められるとばね部材を固着した傘歯車は遊星傘歯車によって駆動軸側の傘歯車の回転とは逆の方向に回転してばね部材に角度変位を与える。この時の両傘歯車間は一方向クラッチによって相互に空転する関係に組まれる。ブレーキ開放によりキャリアの回転が自由になるとばね部材の復帰も自由になり該部材を固着した傘歯車は、対向する駆動軸側の傘歯車にブレーキ時に回転していた方向と同じ方向に回転を伝えることになるが、この時の両傘歯車を繋ぐ一方向クラッチは駆動状態であり、よって両傘歯車及び遊星傘歯車更にキャリアも一体となって同方向に回転し、ばね部材の復帰トルクはそのまま車両の前進方向の補助力として駆動軸に返されることになる。 In the present invention, one of a pair of bevel gears facing each other on the same axis is interlocked with a drive shaft, and a spring member which is a source of auxiliary power is fixed to the other to engage both bevel gears with a one-way clutch. The problem is solved by interlocking the ring-shaped carrier that freely supports the rotation and revolution of the planetary bevel gear that meshes with both bevel gears with the brake, and when the rotation of the carrier is stopped by the brake, the spring member is The fixed bevel gear is rotated by the planetary bevel gear in the direction opposite to the rotation of the bevel gear on the drive shaft side to give an angular displacement to the spring member. At this time, the two bevel gears are set up in a relationship of idling with each other by a one-way clutch. When the carrier is freed to rotate by releasing the brake, the spring member is also free to return, and the bevel gear to which the member is fixed transmits rotation to the bevel gear on the opposite drive shaft side in the same direction as it was rotating during braking. However, the one-way clutch that connects the two bevel gears at this time is in the driven state, so that both the bead gears, the planetary bead gears, and the carrier rotate in the same direction as one, and the return torque of the spring member remains the same. It will be returned to the drive shaft as an auxiliary force in the forward direction of the vehicle.
これにより、一時停止等でブレーキをかけるとばね部材が巻き込まれ、ブレーキを開放すれば巻き込まれたばねの復帰力が駆動軸に前進方向の力としてそのまま返されることになる。補助力として働くのは駆動輪の数回転分ではあるが、発進時により多くのエネルギーが必要とされる車両の省エネを考えた時その効果は充分であり、排気ガスの削減にも寄与するものと考える。 As a result, when the brake is applied due to a temporary stop or the like, the spring member is caught, and when the brake is released, the returning force of the caught spring is returned to the drive shaft as it is as a force in the forward direction. Although it works as an auxiliary force for several revolutions of the drive wheels, the effect is sufficient when considering energy saving of the vehicle that requires more energy at the time of starting, and it also contributes to the reduction of exhaust gas. I think.
また、自転車においては補助力の分、速度が増すため発進時の速度不足に起因するふらつきが減少して安定性が増しその分安全性も増すものと考える。 In addition, it is considered that in a bicycle, the speed increases by the amount of the assisting force, so that the wobbling caused by the insufficient speed at the time of starting is reduced, the stability is increased, and the safety is increased accordingly.
以下、本発明の実施の形態を図に基づいて説明する。 Hereinafter, embodiments of the present invention will be described with reference to the drawings.
図1は自動車における一実施形態であり、ばね部材及びブレーキ部を除き、路面の凹凸でも軸の揺動が無い減速機ケース18の内部に組み込まれる。駆動側傘歯車4は歯車3及び駆動軸歯車2を介して駆動軸1と直結し、該傘歯車4と対向するばね側傘歯車5には円筒状にまかれた矩形断面のねじりコイルばね14が固着され、駆動側傘歯車4に固着された支軸6と一方向クラッチ7を介して組み込まれる。両傘歯車4・5に挟まれ支軸6を軸として回転自在なキャリア9には両傘歯車4・5に噛み合う遊星傘歯車8が軸心10及び該軸心10を押さえるカラー11により組み込まれ、且つ、リング状歯車12が固着されて、ブレーキドラム13に繋がる歯車31と噛み合う。ねじりコイルばね14には両端にボス15及びスライドボス16が固着されて一方がばね側傘歯車5に螺合され、他端のスライドボス16は該ばね14が巻き込まれた際の巻数の増加に伴う自由長の変化を考慮して、ばねカバー17とスラスト方向の滑りを自在としながら回転は止める形状で嵌合される。ブレーキ部についてはブレーキドラム13を一例として図示して詳細は省略とする。 FIG. 1 is an embodiment of an automobile, and is incorporated inside a
回転方向を決める目線方向を矢印Xとして作動を以下に説明する。自動車が前進する時の駆動軸1の回転方向を矢印CW41とすると、駆動側傘歯車4及び支軸6の回転方向は歯車3によって矢印CCW42であって、この時のばね側傘歯車5に圧入固着される一方向クラッチ7と支軸6は空転するよう組みこまれる。そして無ブレーキ状態ではばね側傘歯車5がねじりコイルばね14により止められているため減速はされるがキャリア9も矢印CCW42方向に回転している。次にブレーキが掛けられキャリア9の回転が止められと遊星傘歯車8によってばね側傘歯車5は矢印CW43方向に回転してねじりコイルばね14を巻き込む。巻き込み方向に対し該ばね14とボス15の締着がより増すように該ばね14の巻方向は右巻きにとられる。当然ながらこの時の一方向クラッチ7は空転状態である。 The operation will be described below with the line-of-sight direction that determines the rotation direction as the arrow X. Assuming that the rotation direction of the
ブレーキを開放するとねじりコイルばね14の復帰力によりばね側傘歯車5は矢印CCW44方向に回されるが、このばね側傘歯車5からの該方向44の入力に対する一方向クラッチ7はそのくさび作用で駆動状態であり駆動側傘歯車4もキャリア9も同方向に回転し、駆動軸1に矢印CW41つまり前進方向の回転力を与える。 When the brake is released, the return force of the
図4は本発明を自転車において実施した一形態であって、カラー11を固着したキャリア9をブレーキドラムとして作用させて直接ブレーキに連動させるものであり、駆動側傘歯車4は歯車3及びハブ歯車22を介してハブ20と直結し、一方向クラッチ7を圧入固着したばね側傘歯車5は駆動側傘歯車4に固着した支軸6と嵌合する。カラー11の外周に配置されて摩擦材25を固着したバンド26は引張コイルばね29を介してブレーキロープ27に繋がる。該ばね29の強さはねじりコイルばね28の最大許容応力を超えて巻き込まれるのを防止するものであり、該応力を超えるとキャリア9と摩擦材25間が滑る力関係に設定される。 FIG. 4 is an embodiment of the present invention on a bicycle, in which a
図7は自転車への実施形態であり、ばね部材に非接触型渦巻ばね30を用いた実施例である。 FIG. 7 is an embodiment for a bicycle, and is an example in which a non-contact type
1 駆動軸
2 駆動軸歯車
3 歯車
4 駆動側傘歯車
5 ばね側傘歯車
6 支軸
7 一方向クラッチ
8 遊星傘歯車
9 キャリア
10 軸心
11 カラー
12 リング状歯車
13 ブレーキドラム
14 ねじりコイルばね
15 ボス
16 スライドボス
17 ばねカバー
18 減速機ケース
19 軸受
20 ハブ
21 スポーク
22 ハブ歯車
23 ハブ軸
24 フレーム
25 摩擦材
26 バンド
27 ブレーキロープ
28 ねじりコイルばね
29 引張コイルばね
30 渦巻ばね
31 歯車
32 平行キー
33 キー溝
34 止め輪
35 防塵ボス1
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JP2018050165A JP7016203B2 (en) | 2018-02-28 | 2018-02-28 | A device that regenerates the inertial force of the vehicle when braking as auxiliary power for the next start. |
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Citations (2)
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---|---|---|---|---|
JP2006006800A (en) | 2004-06-29 | 2006-01-12 | Aoki Kogyo Kk | Auxiliary driving device for wheelchair and wheelchair |
JP2015034630A (en) | 2013-07-10 | 2015-02-19 | Ntn株式会社 | Assist mechanism |
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JPS5881827A (en) * | 1981-11-09 | 1983-05-17 | Biiba Kk | Input/output device of brake energy |
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