JPH0754138B2

JPH0754138B2 - 回転力伝達機構

Info

Publication number: JPH0754138B2
Application number: JP5217478A
Authority: JP
Inventors: 秀行谷元
Original assignee: 秀行谷元
Priority date: 1993-09-01
Filing date: 1993-09-01
Publication date: 1995-06-07
Anticipated expiration: 2010-06-07
Also published as: JPH0783307A

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は回転力伝達機構およびそ
れを用いた移動装置に関する。さらに詳しくは、流体を
伝達媒体として、その動圧によって従動部材を回転せし
める回転力伝達機構および移動装置に関する。

【０００２】

【従来の技術】従来、モータや内燃エンジンなどの回転
力を従動部材に伝えるためには、シャフト、歯車、チェ
ーンなど個体部材を用いていた。たとえば、自動車では
エンジンの回転力はクランクシャフトから、各種歯車、
摩擦クラッチ、各種シャフトおよびフレキシブルジョイ
ントなどの回転する固体部材を経由して車輪に伝達され
る。

【０００３】また、減速は歯車式減速機などで行い、制
動もディスクブレーキやドラムブレーキなど、個体部材
同士の摩擦によって行われる。

【０００４】

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、従来の
個体部材による回転力伝達機構では、シャフトや歯車な
どによるため伝達経路の配置の自由度が小さいという問
題がある。これを改善するためにはフレキシブルジョイ
ントなどの機器を増加せねばならず、高価なものとな
り、全体の伝達効率も低下することとなる。しかも、固
体同士の接触部における摩耗や騒音といった問題も生じ
る。

【０００５】また、かかる回転力伝達機構を用いた従来
の移動装置では重量が大きいものとなり、歯車式減速機
によって変速するため、スムーズな無段変速が困難とな
り、また固体部材同士の摩擦によって制動するため機器
の劣化が激しいという問題がある。

【０００６】本発明は、かかる問題を解消するためにな
されたものであり、伝達媒体に流体を用いることによ
り、構成機器の摩耗や騒音がきわめて少なく、伝達経路
の配置自由度の大きく、軽量であり、しかもスムーズな
変速および制動も可能な回転力伝達機構を提供すること
を目的としている。

【０００７】

【課題を解決するための手段】本発明の回転力伝達機構
は、駆動側に備えられるポンプと、従動側に備えられる
タービン車と、前記ポンプの出口と前記タービン車の入
口とを連通する往路部材と、ポンプの入口とタービン車
の出口とを連通する復路部材とからなり、前記タービン
車が、その長軸の両端それぞれに断面Ｔ字状の隔壁を介
してたがいに隣接する作動流体の入口と出口とを有する
楕円状断面のハウジングと、該ハウジング内に同心状に
固定された、ピストンの基部の移動をガイドするために
ハウジングの長軸方向に長い楕円状に延設されたトンネ
ルおよび該トンネルに沿って形成されるピストンロッド
の移動をガイドするためのスリットを有する円板状の基
体と、その外周が前記ハウジングの短軸および隔壁の内
側に近接されるとともに、前記基体の外周に回転自在に
嵌合され、かつその円周方向に多数個のシリンダボアを
備えた円環状のシリンダブロックと、前記シリンダボア
にそのピストンヘッドが挿入され、前記トンネルにピス
トンロッドの基部が移動自在に係合された、シリンダボ
アと同数個のピストンとから構成されており、該ピスト
ンが前記長軸の両端に至ったときに、ピストンヘッドの
上端面が前記隔壁の端部に近接するようにされてなるこ
とを特徴としている。

【０００８】

【作用】本発明の回転力伝達機構では、ポンプから送り
出された作動流体が往路部材を通って従動側のタービン
車に送り込まれる。この作動流体の動圧によってタービ
ン車内のシリンダブロックが回転させられ、回転力が伝
達される。その際、作動流体は楕円状断面のハウジング
内に長軸端側の入口から流入するが、その位置における
ピストンヘッドはシリンダボアの上端にあり、出入口を
隔てる隔壁の端部に近接するため、出口側に流れ込むこ
とはない。また、ハウジングの長軸両端側では、円形の
シリンダブロックの外周と楕円状断面のハウジングとの
あいだに必然的に作動流体用のスペースが形成されてお
り、一方、ハウジングの短軸両端側にはシリンダブロッ
クの外周とのあいだにスペースはなくなるが、ピストン
ヘッドがシリンダボアの下端に位置するため、シリンダ
ブロックは水車のごとく、効率よく回転させられる。

【０００９】

【実施例】つぎに、添付図面を参照しながら本発明の回
転力伝達機構およびそれを利用した移動装置を説明す
る。

【００１０】図１は本発明の回転力伝達機構の一実施例
を示す説明図、図２は図１の回転力伝達機構におけるタ
ービン車を示す断面図、図３は図２のタービン車におけ
る基体とシリンダブロックとを示す組立前一部切欠斜視
図、図４は本発明の回転力伝達機構を用いた移動装置の
一実施例を示す説明図である。

【００１１】図１において、１は回転力伝達機構（以
下、単に伝達機構という）であり、駆動部側はエンジン
Ｅ（電動モータやエアモータなどであってもよい）の出
力軸Ｅｓに連結されたタービン車（以下、駆動タービン
車という）２ａが備えられており、従動側にも同一構造
のタービン車２ｂが備えられている。従動側のタービン
車（以下、従動タービン車という）２ｂは被回転部材
（本実施例ではタイヤＴ付ホイールＷ）に連結されてい
る。また、駆動タービン車２ａと従動タービン車２ｂと
のあいだは、作動流体Ｆを両タービン車２ａ、２ｂ間に
循環させるための一対の高圧ホース３によって接続され
ている。

【００１２】なお、駆動側は、その駆動タービン車２ａ
に代えて、公知の各種ポンプ（ベーンポンプやギアポン
プなど）を用いてもよい。

【００１３】両タービン車２ａ、２ｂ（以下、２ａで代
表させる）の詳細構造は図２に示すように、楕円状断面
のハウジング４内に、その長軸端側外周にスペース５を
形成しつつ同心状に固定された円板状の基体６と、基体
６の外周側に回転自在に嵌合された円環状のシリンダブ
ロック７とが組み込まれている。そして、ハウシング４
の長軸の一端側に作動流体Ｆの入口８ａと出口９ａとが
形成され、他端にも入口８ｂと出口９ｂとが形成されて
いる。

【００１４】基体６とシリンダブロック７との詳細は図
３に示されている。基体６の内部には同心状に楕円状に
延びるトンネル10が穿設されており、トンネル10に沿っ
て、トンネル10と基体６の外周側面方向に外部と連通す
るスリット11が形成されている。そして、多数個のピス
トン12が、そのピストンロッド12ａの基部に形成された
係止部12ｂを前記楕円トンネル10に係止される状態で移
動自在に取りつけられている。ピストンヘッド12ｃは基
体６の外周側面の外に露出している。

【００１５】つぎに、シリンダブロック７は基体６の外
周に嵌合されるとともに、エンジンの出力軸（図示され
ていない）に連結されて回転させられるように組みつけ
られている。また、シリンダブロック７の円周方向に沿
って、前記ピストン12と同一個数のシリンダボア13が形
成されている。そして、各シリンダボア13にはそれぞ
れ、ピストンヘッド12ｃが挿入されている。なお、本実
施例においては、ピストンヘッド12ｃおよびシリンダボ
ア13ともに、製造容易のために円柱状を呈しているが、
ともに角柱状であってもよい。

【００１６】叙上のごとく構成されたタービン車２ａ
は、前述のごとく基体６がハウジングに固定されている
ため、エンジンＥによってシリンダブロック７を回転さ
せると、ピストン12はその係止部12ｂがトンネル10にガ
イドされつつ楕円軌跡を描いてタービン車２ａの中心Ｏ
（図２参照）まわりに公転する。

【００１７】一方、シリンダボア13は前記中心Ｏまわり
に円軌道を描いて公転するので、必然的にピストンヘッ
ド12ｃはシリンダボア13内を上下にストロークすること
となる。

【００１８】以上の動きによってタービン車２ａは、シ
リンダブロック７の回転（図２中、矢印Ａ方向）によっ
てハウジング４内の作動流体Ｆをその入口８ａ、８ｂか
ら出口９ａ、９ｂへ送り出すこととなる。すなわち、タ
ービン車２ａにおいて作動流体Ｆの経路が８ａ→９ａお
よび８ｂ→９ｂの二ルート形成される。

【００１９】なお、図２に示されるごとく、図中の上下
端ではシリンダブロック７はその外周がハウジング４の
短軸側の内周と近接し、そのときピストンヘッド12ｃは
シリンダボア13内の下端に位置しているため、作動流体
が効率よく運ばれる。一方、図中の左右端（出入口９
ａ、９ｂ、８ａ、８ｂ側）では、ピストンヘッド12ｃが
シリンダボア13の上端に位置するとともに、シリンダブ
ロック７の外周がハウジング４の両出入口における断面
Ｔ字状の隔壁14の内側と近接するため、作動流体Ｆは流
入と流出とが混流することがない。その結果、きわめて
効率のよいポンプを構成することとなる。なお、従動タ
ービン車２ｂ（図１参照）から循環してきた作動流体Ｆ
は管路の第１分岐部15で分かれてタービン車２ａの両入
口８ａ、８ｂに至り、両出口９ａ、９ｂから流出したあ
と第２分岐部16で合流して従動タービン車２ｂへ至る。
また、エンジンの回転を逆向きとすれば、８ａ、８ｂが
出口となり、９ａ、９ｂが入口となる。

【００２０】図１に示される従動タービン車２ｂは、前
述のごとく駆動タービン車２ａと同一構造を有している
ので、その作動については図２を参照しながら説明す
る。

【００２１】駆動タービン車２ａから送られてきた作動
流体Ｆは管路の分岐部15で分流して入口８ａ、８ｂから
ハウジング４内に流入する。そして作動流体Ｆの動圧に
よってシリンダブロック７は図中矢印Ａ方向に回転させ
られる。なお、駆動タービン車２ａの作動説明において
述べたように、ピストンヘッド12ｃが、シリンダブロッ
ク７とハウジング４との相対関係に対応して好適にシリ
ンダボア13内に位置するため、流入・流出の作動流体Ｆ
の混流もなく、効率よくシリンダブロック７が回転させ
られることとなる。その結果、図１に示すごとく、従動
タービン車２ｂのシリンダブロック７に連結されている
ホイールＷが回転させられる。

【００２２】以上が伝達機構１の構成と作動であるが、
図４に示すごとく、この伝達機構１を用いて車輪（無限
軌道などでもよい）を回転させる移動装置が構成され
る。

【００２３】図４において、図１〜３に示す各構成要素
と同一のものは同一符号で示す。20が移動装置である。
そこでは、タイヤ付のホイールＷが車体21の四隅に備え
られており、各ホイールＷには従動タービン車２ｂのシ
リンダブロック（図示されていない）が連結されてい
る。各従動タービン車２ｂは、駆動タービン車２ａとの
あいだを往路３ａと復路３ｂからなる高圧ホース３によ
って連通されており、作動流体Ｆによって回転させられ
る。なお、ホイールの個数は使用目的に応じて、適宜選
定すればよい。

【００２４】高圧ホース３はその途中に備えられた、ブ
レーキバルブ22から４個のホイールＷに向けて分岐され
ている。駆動タービン車２ａとブレーキバルブ22とのあ
いだの高圧ホース３の部分には、駆動タービン車２ａ側
から順に、減速バルブ23、ホイールＷの回転方向を切り
替えるためのチェンジバルブ24、ブレーキファン25が備
えられている。

【００２５】減速バルブ23は、図示のごとくバタフライ
バルブの機構を採用すればよく、その弁体23ａを回転さ
せる（図中ｍで示す）ことにより作動流体Ｆの一部を駆
動タービン車２ａと減速バルブ23とのあいだで循環させ
る。その結果、従動タービン車２ｂに送られる作動流体
Ｆの量が減少させられ、ホイールＷの回転駆動力は低下
して減速させられる。この減速バルブ23によって、直接
エンジンＥの回転数を変える方法以外にもホイールの回
転数を変えることができる。したがって定速回転する駆
動源を使用するときに便利である。減速バルブ23の弁体
23ａを図中ｎで示されるように90度まで回転させると、
作動流体Ｆは駆動タービン車２ａから従動タービン車２
ｂには送られず（駆動力が伝達されない）、ホイールは
慣性で回転するので、自動車でいえばニュートラルの状
態となる。

【００２６】チェンジバルブ24は四方切替弁を用いれば
よい。チェンジバルブ24によって流れ方向を切り替える
ことにより、駆動タービン車２ａから往路３ａを通って
来た作動流体Ｆは従動タービン車２ｂ方向に復路３ｂに
流れ込み、従動タービン車２ｂを経由して往路３ａを通
ってチェンジバルブ24まで送られる。そして、チェンジ
バルブ24において復路３ｂに流れ込んで駆動タービン車
２ａへ戻る。このようにして、エンジンＥの回転方向を
変えることなくホイールの回転方向が逆向きに変えられ
る。

【００２７】ブレーキファン25は高圧ホース３の往路３
ａまたは復路３ｂに介在させられた（本実施例では往路
３ａに介在させられている）水車を用いればよい。通常
運転時にはブレーキファン25は作動流体Ｆの移動によっ
て回転させられているが、その回転が拘束されると作動
流体Ｆの流動に抵抗が加えられることになり、ホイール
Ｗの回転にも抵抗が加えられることとなる。かかる作用
を利用して、ブレーキファン25の拘束力を加減すること
によりブレーキング力を加減すればよい。

【００２８】つぎにブレーキバルブ22であるが、これは
一種の遮断弁を用いればよく、往路３ａおよび復路３ｂ
ともに閉塞するものである。もちろん、往路３ａか復路
３ｂの一方のみを閉塞してもよいが、両路３ａ、３ｂを
閉塞する方がブレーキが確実にかつ瞬時に効くので好ま
しい。

【００２９】なお、かかる構成の移動装置20の実際の使
用においては、ブレーキング時にたとえば往路３ａにお
ける圧力変化を検知してエンジンＥを停止せしめるコン
トローラＣを備えるのが好ましい。また、前記チェンジ
バルブ24に往復路３ａ、３ｂを閉塞する機能を備えて、
ブレーキバルブとして用いてもよい。

【００３０】さらに、使用目的に応じて各タービン車２
ａ、２ｂにたとえばギア式の減速機を介在させたうえで
エンジンＥおよびホイールＷと連結してもよい。また、
移動装置20を停車させておくときのために、自動車に用
いられるような公知のハンドブレーキを備えるのもよ
い。

【００３１】この移動装置では、いわば流体式の前記回
転力伝達機構を用いているため、従来のいわば固体式の
回転力伝達機構を用いた移動装置に較べて軽量であり、
しかも減速、加速、逆転および制動がスムーズかつソフ
トになされる。

【００３２】

【発明の効果】本発明の伝達機構によれば、シャフトな
どの個体によらず、流体によって回転力を伝達するた
め、機器の配置の自由度がすこぶる大きく、また製造コ
ストの低減も図ることができる。さらに、個体同士の接
触が少ないため、騒音がきわめて低く、摩耗による機能
低下の虞も少ない。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の回転力伝達機構の一実施例を示す説明
図である。

【図２】図１の回転力伝達機構におけるタービン車を示
す断面図である。

【図３】図２のタービン車における基体とシリンダブロ
ックとを示す組立前一部切欠斜視図である。

【図４】本発明の回転力伝達機構を用いた移動装置の一
実施例を示す説明図である。

【符号の説明】

１伝達機構２ａ駆動タービン車２ｂ従動タービン車３高圧ホース３ａ往路３ｂ復路４ハウジング６基体７シリンダブロック８ａ入口８ｂ入口９ａ出口９ｂ出口 10 トンネル 11 スリット 12 ピストン 13 シリンダボア 14 隔壁 20 移動装置ＥエンジンＦ作動流体Ｗホイール

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (51)Int.Cl.⁶ 識別記号庁内整理番号ＦＩ技術表示箇所Ｆ０４Ｂ 1/053

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】駆動側に備えられるポンプと、従動側に
備えられるタービン車と、前記ポンプの出口と前記ター
ビン車の入口とを連通する往路部材と、ポンプの入口と
タービン車の出口とを連通する復路部材とからなり、前
記タービン車が、その長軸の両端それぞれに断面Ｔ字状
の隔壁を介してたがいに隣接する作動流体の入口と出口
とを有する楕円状断面のハウジングと、該ハウジング内
に同心状に固定された、ピストンの基部の移動をガイド
するためにハウジングの長軸方向に長い楕円状に延設さ
れたトンネルおよび該トンネルに沿って形成されるピス
トンロッドの移動をガイドするためのスリットを有する
円板状の基体と、その外周が前記ハウジングの短軸およ
び隔壁の内側に近接されるとともに、前記基体の外周に
回転自在に嵌合され、かつその円周方向に多数個のシリ
ンダボアを備えた円環状のシリンダブロックと、前記シ
リンダボアにそのピストンヘッドが挿入され、前記トン
ネルにピストンロッドの基部が移動自在に係合された、
シリンダボアと同数個のピストンとから構成されてお
り、該ピストンが前記長軸の両端に至ったときに、ピス
トンヘッドの上端面が前記隔壁の端部に近接するように
されてなる回転力伝達機構。