JPH09140094A - 回転駆動源 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 回転駆動源に関し、トルクを低下させること
なくモータの最高回転数以上の回転数を得られるように
する。 【解決手段】 サブモータ２４〔第１の回転駆動手段〕
と、そのサブモータ２４によって回転駆動される〔第２
の回転駆動手段〕とを組み合わせている。この場合、サ
ブモータ２４がメインモータ１４自体を回転させ、その
メインモータ１４の主軸１０が出力側に接続されてい
る。そのため、メインモータ１４とサブモータ２４とに
供給する電圧または電流を適切に供給することによっ
て、両モータ１４，２４の最高回転数を加算した回転数
まで上昇させることができる。こうして、主軸回転数を
幅広く確保することができる。一方、両モータ１４，２
４が互いに回転駆動しているので、トルクの低下は生じ
ない。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、複数の回転駆動手
段を用いて出力側の主軸回転数を可変させる回転駆動源
に関する。

【０００２】

【従来の技術】従来、高い主軸回転数を得るには、最高
回転数の高いモータを選択して使用していた。

【０００３】

【発明が解決しようとする課題】このために、最高回転
数の低いモータしか使用できない場合には、必要な回転
数が得られない。また、最高回転数の高いモータが使用
できる場合であっても、その最高回転数以上の回転数は
得られない。一方、増速ギアを用いればモータの最高回
転数以上の回転数に増速させることは可能であるが、こ
のようにするとトルクが低下してしまう。本発明はこの
ような点に鑑みてなされたものであり、その課題はトル
クを低下させることなくモータの最高回転数以上の回転
数を得ることができる回転駆動源を実現することであ
る。

【０００４】

【課題を解決するための手段】請求項１の回転駆動源
は、第１の回転駆動手段と、その第１の回転駆動手段に
よって回転駆動される第２の回転駆動手段との組み合わ
せを少なくとも一組以上有している。請求項１の発明に
よると、第１の回転駆動手段で第２の回転駆動手段自体
が回転され、その第２の回転駆動手段も別個に主軸を回
転させ、こうした態様が少なくとも一組以上によって構
成されている。そのため、全回転駆動手段の最高回転数
を加算した回転数まで上昇させることが可能になる。し
かも、全回転駆動手段が互いに回転駆動しているので、
増速ギアのようなトルクの低下は生じない。また、この
回転駆動源によると、トルクを低下させることなく制御
可能な回転数の幅を大幅に広げることが可能になる。

【０００５】

【発明の実施の形態】以下、本発明の実施の形態を図面
に基づいて説明する。 〔第１の実施の形態〕まず、本発明を一組のモータに適
用した場合について、図１を参照しながら説明する。図
１は、一組のモータによる第１の構成を示す模式図であ
る。

【０００６】第１の構成は、図１に示すように、可動の
メインモータ１４と固定のサブモータ２４とを有する。
サブモータ２４の主軸２２の一端がブラケット２０に接
続されており、このブラケット２０はメインモータ１４
自体を回転させるように固定されている。この構成によ
って、サブモータ２４の主軸２２が回転すると、その主
軸２２の回転に伴ってメインモータ１４自体が回転す
る。なお、メインモータ１４は、その重量を支えるため
に図示しないベアリングで軸支されている。また、ベア
リングによる軸支のみならず、回転加工装置に備えられ
ているスピンドルを磁気軸受によって軸支すると同様
に、磁気によって非接触状態で軸支することも可能であ
る。

【０００７】一方、主軸２２はサブモータ２４を貫通し
て設けられており、その主軸２２の他端はワンウェイク
ラッチ２８に接続されている。このワンウェイクラッチ
２８によって、主軸２２は例えば矢印Ｄ２方向には回転
するが、その逆方向への回転は規制される。そのため、
出力側の負荷が変動する等のように何らかの原因によっ
て、メインモータ１４の主軸１０が逆方向に回転しよう
としても、その逆回転を防止することができる。モータ
ブラケット３４には、上記主軸１０はベアリング１２を
介して、サブモータ２４はそれ自体を固定して、ワンウ
ェイクラッチ２８は主軸２２が一方向回転可能に、それ
ぞれ設けられている。

【０００８】例えば、メインモータ１４に定格電圧また
は定格電流がブラシ１６，１８およびスリップリング３
０，３２を介して供給された場合の回転数をｎ１とす
る。同様に、サブモータ２４に定格電圧または定格電流
が電源供給線２６を介して供給された場合の回転数をｎ
２とする。一方、いずれのモータ１４，２４も電圧また
は電流が供給されない場合には回転せず、回転数は０と
なる。このとき、メインモータ１４とサブモータ２４と
に電圧または電流を適切に供給すれば、主軸１０の回転
数（すなわち主軸回転数）は０〜（ｎ１＋ｎ２）までの
間で制御することが可能になる。

【０００９】したがって、第１の発明の実施の形態で
は、サブモータ２４〔第１の回転駆動手段〕と、そのサ
ブモータ２４によって回転駆動されるメインモータ１４
〔第２の回転駆動手段〕とを組み合わせている。この場
合、サブモータ２４がメインモータ１４自体を回転駆動
させ、そのメインモータ１４の主軸１０が出力側に接続
されている。そのため、メインモータ１４とサブモータ
２４とに供給する電圧または電流を適切に供給すること
によって、両モータ１４，２４の最高回転数を加算した
回転数（ｎ１＋ｎ２）まで上昇させることができる。こ
うして、主軸回転数を幅広く確保することができる。一
方、両モータ１４，２４が互いに回転駆動しているの
で、増速ギアのようなトルクの低下は生じない。

【００１０】ここで、連続的に主軸回転数を可変する態
様だけでなく、メインモータ１４とサブモータ２４とに
それぞれ供給する定格電圧または定格電流のオン／オフ
を制御するようにしてもよい。このオン／オフ制御を行
う場合には、次に示す表１のような態様が実現される。
なお表中、オンの場合を「○」で、オフの場合を「×」
でそれぞれ表している。

【００１１】

【表１】

【００１２】この表１から分かるように、定格電圧また
は定格電流のオン／オフ制御を行うだけでも、両モータ
１４，２４とも駆動しない態様，メインモータ１４のみ
の駆動する態様，サブモータ２４のみの駆動する態様，
両モータ１４，２４とも駆動する態様のように、四通り
の態様の主軸回転数が簡単に得られる。

【００１３】〔第２の実施の形態〕次に、動力伝達手段
としてのギア（歯車）を一組のモータの間に介装させる
場合について、図２を参照しながら説明する。図２は、
一組のモータによる第２の構成を示す模式図である。な
お、図１と同一の要素には同一番号を付して説明を省略
する。

【００１４】第２の構成は、図２に示すように、メイン
モータ１４とサブモータ２４との間をギアで連結して動
力（回転力）を伝達している。具体的には、サブモータ
２４の主軸２２に主動ギア４０を設け、この主動ギア４
０と噛み合う従動ギア４２をメインモータ１４の外周に
設ける。そして、主軸２２の回転を、主動ギア４０およ
び従動ギア４２を介してメインモータ１４に伝達する。
また、ワンウェイクラッチ２８に接続されるギア４４が
従動ギア４２に噛み合って設けられている。このため、
ワンウェイクラッチ２８によってメインモータ１４の回
転が一方向に規制される。ここで、メインモータ１４
は、モータブラケット３４に設けられているベアリング
１２，４６によって主軸１０の両端部が支持されてい
る。

【００１５】この構成によれば、サブモータ２４の主軸
２２を回転させると、主動ギア４０と噛み合う従動ギア
４２によってメインモータ１４を回転駆動させる。ま
た、このメインモータ１４はサブモータ２４と独立して
主軸１０を回転させるので、主軸回転数はサブモータ２
４によって回転されるメインモータ１４の回転数とメイ
ンモータ１４によって回転される回転数との和になる。
したがって、第２の発明の実施の形態では、サブモータ
２４〔第１の回転駆動手段〕がメインモータ１４〔第２
の回転駆動手段〕自体を回転駆動させ、そのメインモー
タ１４の主軸１０が出力側に接続されている。そのた
め、第１の発明の実施の形態と同様に、出力側の主軸１
０のトルクを低下させることなく、主軸回転数を幅広く
確保することができる。

【００１６】ここで、ギアを用いてメインモータ１４自
体を回転させるには、図３に示すような構成であっても
よい。図３には、第２の発明の実施の形態における他の
構成を模式的に示し、図２と同一の要素には同一番号を
付して説明を省略する。図３に示す構成では、サブモー
タ２４の外周に主動ギア５２を設け、メインモータ１４
の外周に従動ギア６６を設けている。また、サブモータ
２４自体を回転させるために、電圧または電流はブラシ
５６，５８およびスリップリング５４，６０を介して供
給するとともに、その主軸２２を固定片５０，６２によ
って固定している。なお、ワンウェイクラッチ２８に接
続されるギア６４を従動ギア６６に噛み合わせ、このギ
ア６４によってメインモータ１４の回転が一方向に規制
される点は、上記第２の発明の実施の形態と同様であ
る。

【００１７】上記の構成によれば、サブモータ２４の主
軸２２が固定されているために、サブモータ２４を駆動
させるとサブモータ２４自体が回転する。そのため、サ
ブモータ２４の主軸２２の回転は、主動ギア５２と噛み
合う従動ギア６６によってメインモータ１４を回転駆動
させる。また、このメインモータ１４はサブモータ２４
と独立して主軸１０を回転させるので、主軸回転数はサ
ブモータ２４によって回転されるメインモータ１４の回
転数とメインモータ１４によって回転される回転数の和
となる。したがって、上記第２の発明の実施の形態と同
様の効果を得ることができる。

【００１８】ここで、メインモータ１４とサブモータ２
４との空間的な配置関係によって、主動ギア４０と従動
ギア４２に用いられるギアの種類には、平行軸歯車（平
歯車，はすば歯車，やまば歯車）や、交差軸歯車（かさ
歯車，するばかさ歯車，まがりばかさ歯車，マイタ歯
車，冠歯車）、食違い歯車（ねじ歯車，円筒ウォームギ
ア，鼓形ウォームギア，ハイポイドギア）、あるいはフ
ェースギア等があり、これらのいずれのギアを適用する
こともできる。例えば、交差軸フェースギアを適用した
形態を図４に示す。この図４に示すように、主動ギア７
２を設けた主軸２２を上向きにして、メインモータ１４
の下側にサブモータ２４を配置する。メインモータ１４
には主動ギア７２と噛み合う従動ギア７０を外周に設け
ている。この構成では、二個以上のモータを連結すると
きに、モータの配置関係に合わせてコンパクトにするこ
とができる。なお、図４では、図２や図３と同一の要素
には同一番号を付している。

【００１９】〔第３の実施の形態〕次に、動力伝達手段
としてのベルトを一組のモータの間に介装させる場合に
ついて、図５を参照しながら説明する。図５は、一組の
モータによる第３の構成を示す模式図である。なお、図
１等と同一の要素には同一番号を付して説明を省略す
る。

【００２０】第３の構成は、図５に示すように、メイン
モータ１４とサブモータ２４との間をベルトで連結して
動力を伝達している。具体的には、サブモータ２４の主
軸２２にベルトプーリ８０を、メインモータ１４の外周
にベルトプーリ８４をそれぞれ設けている。そして、こ
のベルトプーリ８０とベルトプーリ８４との間にベルト
８２を掛けて駆動することによって、主軸２２の回転を
メインモータ１４に伝達している。なお、ベルト８２に
は歯付きベルト，平形ベルト，Ｖ形ベルト等のように様
々なベルトを用いることができ、このベルト８２に対応
してベルトプーリ８０，８４が設けられている。また、
ワンウェイクラッチ２８がモータブラケット３４に設け
られている点は、第１の発明の実施の形態と同様であ
る。さらに、メインモータ１４は、モータブラケット３
４に設けられているベアリング１２，４６によって主軸
１０の両端部が支持されている点は、第２の発明の実施
の形態と同様である。

【００２１】この構成によれば、サブモータ２４の主軸
２２を回転させると、ベルトプーリ８０の回転とともに
ベルト８２が回転し、ベルトプーリ８４を介してメイン
モータ１４自体を回転駆動させる。また、このメインモ
ータ１４はサブモータ２４と独立して主軸１０を回転さ
せるので、主軸回転数はサブモータ２４によって回転さ
れるメインモータ１４の回転数とメインモータ１４によ
って回転される回転数の和となる。したがって、第３の
発明の実施の形態では、サブモータ２４〔第１の回転駆
動手段〕がメインモータ１４〔第２の回転駆動手段〕自
体を回転駆動させ、そのメインモータ１４の主軸１０が
出力側に接続されている。そのため、第１の発明の実施
の形態と同様に、出力側の主軸１０のトルクを低下させ
ることなく、主軸回転数を幅広く確保することができ
る。

【００２２】ここで、ベルトを用いてメインモータ１４
自体を回転させるには、図６に示すような構成であって
もよい。図６には、第３の発明の実施の形態における他
の構成を模式的に示し、図５と同一の要素には同一番号
を付して説明を省略する。図６に示す構成では、サブモ
ータ２４の外周にベルトプーリ９２を、メインモータ１
４の外周にベルトプーリ８４を設けている。そして、こ
のベルトプーリ９２とベルトプーリ８４との間にベルト
８２を掛けて駆動することによって、主軸２２の回転を
メインモータ１４自体の回転に伝達している。また、サ
ブモータ２４自体を回転させるために、電圧または電流
はブラシ９６，９８およびスリップリング９４，１００
を介して供給するとともに、主軸２２を固定片９０，１
０２によって固定している。なお、ワンウェイクラッチ
２８に接続されるギア１０６を、メインモータ１４の外
周に設けているギア１０４に噛み合わせている。こうし
て、ワンウェイクラッチ２８によってメインモータ１４
の回転を一方向に規制している。

【００２３】上記の構成によれば、図３に示す構成と同
様に、サブモータ２４を駆動させるとサブモータ２４自
体が回転し、そのサブモータ２４の回転はベルト８２の
駆動によってメインモータ１４を回転駆動させる。ま
た、このメインモータ１４はサブモータ２４と独立して
主軸１０を回転させるので、主軸回転数はサブモータ２
４によって回転されるメインモータ１４の回転数とメイ
ンモータ１４によって回転される回転数の和となる。し
たがって、上記第３の発明の実施の形態と同様の効果を
得ることができる。

【００２４】〔第４の実施の形態〕次に、動力伝達手段
としてのトルクコンバータを一組のモータの間に介装さ
せる場合について、図７を参照しながら説明する。図７
は、一組のモータによる第４の構成を示す模式図であ
る。なお、図１等と同一の要素には同一番号を付して説
明を省略する。

【００２５】第４の構成は、図７に示すように、メイン
モータ１４とサブモータ２４との間をトルクコンバータ
１１４で連結して動力を伝達している。具体的には、サ
ブモータ２４の主軸２２と、メインモータ１４に固定さ
れているブラケット２０の端部とをそれぞれトルクコン
バータ１１４に接続している。このトルクコンバータ１
１４によって、主軸２２の回転をメインモータ１４に伝
達する。また、ワンウェイクラッチ２８に接続されるギ
ア１１０が、ブラケット２０に設けられているギア１１
２と噛み合っている。そのため、ワンウェイクラッチ２
８によってメインモータ１４の回転が一方向に規制され
る。

【００２６】この構成によれば、サブモータ２４を駆動
させるとトルクコンバータ１１４を通じてメインモータ
１４を回転させており、このメインモータ１４はサブモ
ータ２４と独立して主軸１０を回転駆動させている。そ
のため、上記第１の発明の実施の形態と同様の効果を得
ることができる。なお、トルクコンバータ１１４にはト
ルクの増幅作用があるため、サブモータ２４にトルクの
小さなモータを用いた場合でも、トルクを低下させるこ
となく、主軸回転数の幅を広く確保することができる。

【００２７】ここで、動力を伝達する手段としては上記
トルクコンバータ１１４に限らず、電磁クラッチや摩擦
クラッチ等を用いた場合でも、上記と同様の効果を得る
ことができる。また、図示を省略するが、上述した第
１，第２，第３の発明の実施の形態についてもトルクコ
ンバータ１１４を同様に適用することが可能である。具
体的には、サブモータ２４の主軸２２の先端部と、ギア
やベルトプーリ等の軸との間に、トルクコンバータ１１
４を接続すればよい。この場合には、トルクコンバータ
１１４が有するトルクの増幅作用によりトルクを増幅さ
せながら、主軸回転数の幅を広く確保することができ
る。

【００２８】〔第５の実施の形態〕次に、一組のモータ
の間を直結させる場合について、図８を参照しながら説
明する。図８は、一組のモータによる第５の構成を示す
模式図である。なお、図１等と同一の要素には同一番号
を付して説明を省略する。

【００２９】第５の構成は、図８に示すように、メイン
モータ１４とサブモータ２４との間を直結して動力を伝
達している。具体的には、メインモータ１４を貫通する
主軸１０とサブモータ２４の主軸２２とを一体に形成し
ている。このため、サブモータ２４を駆動させると、主
軸２２の回転を直接メインモータ１４の主軸１０に伝達
する。一方、メインモータ１４はその前後において主軸
１０がベアリング１２，１２６によって支持されてい
る。そのため、メインモータ１４を駆動させると、主軸
１０ではなくメインモータ１４自体が回転することにな
る。また、そのメインモータ１４の外周には主動ギア１
２４が設けられており、その主動ギア１２４は出力軸１
２０に設けられている従動ギア１２２と噛み合ってい
る。さらに、ワンウェイクラッチ２８に接続されるギア
１２８が、上記ギア１２４と噛み合っている。そのた
め、ワンウェイクラッチ２８によってメインモータ１４
の回転が一方向に規制される。

【００３０】この構成によれば、サブモータ２４を駆動
させるとメインモータ１４の主軸１０を回転駆動させ、
メインモータ１４を駆動させるとメインモータ１４自体
を回転駆動させる。そのメインモータ１４の回転はギア
１２４，１２２を介して出力軸１２０に伝達される。こ
のとき、メインモータ１４とサブモータ２４とは独立し
て駆動させるので、主軸回転数はサブモータ２４によっ
て回転されるメインモータ１４の回転数とメインモータ
１４によって回転される回転数との和になる。したがっ
て、第５の発明の実施の形態では、第１の発明の実施の
形態と同様に、出力側の主軸１０のトルクを低下させる
ことなく、主軸回転数を幅広く確保することができる。

【００３１】ここで、メインモータ１４とサブモータ２
４とを直結するには、図９に示すような構成であっても
よい。図９には、第５の発明の実施の形態における他の
構成を模式的に示し、図１等と同一の要素には同一番号
を付して説明を省略する。図９に示す構成では、メイン
モータ１４とサブモータ２４との間をブラケット１３
０，１４０を用いて固定している。また、サブモータ２
４自体を回転させるために、電圧または電流はブラシ１
３４，１３６およびスリップリング１４４，１４６を介
して供給するとともに、主軸２２を固定片１３８によっ
て固定している。なお、ワンウェイクラッチ２８に接続
されるギア１４２を、サブモータ２４の外周に設けられ
ているギア１３２に噛み合わせている。こうして、ワン
ウェイクラッチ２８によってメインモータ１４およびサ
ブモータ２４の回転が一方向に規制される。

【００３２】上記の構成によれば、サブモータ２４の主
軸２２が固定されているために、サブモータ２４を駆動
させるとサブモータ２４自体が回転する。そのため、サ
ブモータ２４の回転は、ブラケット１３０，１４０を介
してメインモータ１４自体を回転駆動させる。また、こ
のメインモータ１４はサブモータ２４と独立して主軸１
０を回転させるので、主軸回転数はサブモータ２４によ
って回転されるメインモータ１４の回転数とメインモー
タ１４によって回転される回転数の和となる。したがっ
て、上記第５の発明の実施の形態と同様の効果を得るこ
とができる。

【００３３】さらに、図９に示す構成に対してトルクコ
ンバータ１１４を適用する場合には、図１０に示すよう
な構成にすればよい。すなわち、メインモータ１４とサ
ブモータ２４との間を固定していたブラケット１３０，
１４０に代えて、メインモータ１４にブラケット１４８
ａを設け、サブモータ２４にブラケット１４８ｂを設け
る。そして、ブラケット１４８ａの端部とブラケット１
４８ｂの端部をそれぞれトルクコンバータ１１４に接続
する。この場合でも、トルクコンバータ１１４が有する
トルクの増幅作用によりトルクを増幅させながら、主軸
回転数の幅を広く確保することができる。

【００３４】〔第６の実施の形態〕次に、本発明をモー
タとエンジンとの組み合わせに適用した場合について、
図１１を参照しながら説明する。図１１は、モータとエ
ンジンの組み合わせの構成を示す模式図である。

【００３５】図１１に示すように、車両２００にはエン
ジン２０８が搭載されており、そのエンジン２０８から
はマフラー２１０を通じて排気ガスが排出される。ま
た、エンジン２０８の回転軸２０６の端部には、主動ギ
ア２０２が設けられている。さらに、その主動ギア２０
２は、モータ２１６の外周に設けられている従動ギア２
１８と噛み合っている。そのモータ２１６の主軸２１４
は一端部においてワンウェイクラッチ２２０によって回
転方向が一方向に規制されている。また、主軸２１４の
他端部はその動力（回転力）を車輪２１２に伝達し、車
両２００を前後へ進行させるようになっている。上記の
構成によれば、エンジン２０８を起動させて回転軸２０
６を回転させると、主動ギア２０２および従動ギア２１
８を介してモータ２１６自体を回転駆動させることにな
る。一方、モータ２１６はエンジン２０８と独立して主
軸２１４を回転させる。そのため、車輪２１２を駆動さ
せる主軸２１４の回転数、すなわち主軸回転数はエンジ
ン２０８によって回転されるモータ２１６自体の回転数
とモータ２１６によって回転される回転数との和にな
る。

【００３６】したがって、第６の発明の実施の形態で
は、エンジン２０８〔第１の回転駆動手段〕と、そのエ
ンジン２０８によって回転駆動されるモータ２１６〔第
２の回転駆動手段〕とを組み合わせている。この場合、
エンジン２０８がモータ２１６自体を回転駆動させ、そ
のモータ２１６の主軸２１４が車輪２１２（出力側）に
接続されている。そのため、主軸回転数は、モータ２１
６とエンジン２０８との最高回転数を加算した回転数ま
で上昇させることができる。こうして、主軸回転数を幅
広く確保することができる。一方、モータ２１６とエン
ジン２０８とは互いに回転駆動しているので、増速ギア
のようなトルクの低下は生じない。また、第６の発明の
実施の形態によれば、特に主動ギア２０２および従動ギ
ア２１８を増速ギアとすることにより、エンジン２０８
が低回転の場合でも主軸回転数を高回転させることがで
きる。そのため、エンジン２０８で消費する燃料を低く
抑えることができ、またモータ２１６に供給する電力も
低く抑えることができる。

【００３７】〔第７の実施の形態〕次に、図２に示す構
成を車両に適用した場合について、図１２を参照しなが
ら説明する。なお、図２，図１１と同一の要素には同一
番号を付して説明を省略する。また、具体的な構成は上
記第２の発明の実施の形態において説明したので、ここ
では車両に適用する点のみを述べる。図１２において、
サブモータ２４の電源供給線２６には太陽電池２３０が
接続されており、メインモータ１４のブラシ１６，１８
には蓄電池２３２が接続されている。また、メインモー
タ１４の主軸１０は、その動力（回転力）を車輪２１２
に伝達し、車両２００を前後方向へ進行させるようにな
っている。

【００３８】上記の構成によれば、太陽電池２３０によ
ってサブモータ２４が駆動されるため、蓄電池２３２の
消費量を抑えることができる。そのため、低電力で車両
２００を進行させることができる。なお、太陽電池２３
０が大きな電力を出力できる場合にはメインモータ１４
にも接続してもよい。こうすれば、蓄電池２３２が必要
なくなるので、車両２００を無限に進行させることがで
き、その車両２００の重量も軽くなる。こうした太陽電
池を用いてモータを駆動させる方式は、地上の車両２０
０に限らず、ロケット，人工衛星や宇宙ステーション等
における姿勢制御や太陽電池パネルの作動制御等にも適
用することも可能である。

【００３９】なお、上記第６，第７の発明の実施の形態
は、例えば自動車（二輪，４輪）や原動機付き自転車等
の車両２００に限らず、飛行機、電車や機関車等の鉄道
用車両、船舶、ロケット等のように、おおよそエンジン
を搭載するすべての燃料機関に適用することも可能であ
る。

【００４０】〔第８の実施の形態〕次に、上記第２の発
明の実施の形態を応用した第８の発明の実施の形態は、
動力伝達手段としての複数のギア（歯車）を一組のモー
タの間に介装させ、一のギアを選択して駆動させる場合
について、図１３を参照しながら説明する。図１３は一
組のモータによる第６の構成を示す模式図であって、図
１３（Ａ）には減速ギアを選択した場合を、図１３
（Ｂ）には増速ギアを選択した場合をそれぞれ示す。な
お、図２と同一の要素には同一番号を付して説明を省略
する。

【００４１】第６の構成は、図１３（Ａ）に示すよう
に、メインモータ１４とサブモータ２４との間を二組の
ギアのいずれかを選択して連結し、動力を伝達する。具
体的には、サブモータ２４の主軸２２に径の異なる主動
ギア３０２，３０４（図では主動ギア３０４の径が大き
い）を設け、メインモータ１４の外周に主動ギア３０
２，３０４とそれぞれ噛み合う従動ギア３００，３２０
を設けている。また、サブモータ２４に固定されたブラ
ケット３０６を、アクチュエータ３１０の軸３０８に接
続している。このアクチュエータ３１０の軸３０８は、
図面左右方向に所定量だけ移動可能になっている。な
お、その他は図２に示す構成と同様であるので、説明を
省略する。

【００４２】この構成によれば、アクチュエータ３１０
を作動させて、サブモータ２４を矢印Ｄ４方向にスライ
ドさせると、図１３（Ａ）に示すように主動ギア３０２
と従動ギア３００が噛み合う。一方、サブモータ２４を
矢印Ｄ８方向にスライドさせると、図１３（Ｂ）に示す
ように主動ギア３０４と従動ギア３２０が噛み合う。こ
うして、二組のギアのいずれかを選択することが可能に
なる。したがって、第８の発明の実施の形態では、サブ
モータ２４〔第１の回転駆動手段〕の回転が二組のギア
をいずれかを選択することによって回転数が増速または
減速され、メインモータ１４〔第２の回転駆動手段〕自
体を回転駆動させる。また、そのメインモータ１４の主
軸１０が出力側に接続されている。そのため、第１の発
明の実施の形態と同様に、出力側の主軸１０のトルクを
低下させることなく、主軸回転数を幅広く確保すること
ができる。さらに、この構成では、電圧または電流を変
化させることなく、変速を行うことができる。そして、
この構成は、図３に示す構成にも適用可能である。

【００４３】ここで、サブモータ２４を図面左右方向に
スライドさせるには、手動で行うことも可能である。す
なわち、図１３（Ａ）に示すように、軸３０８の端部３
１２に操作棒３１４の一端部を回動可能に支持させて、
その操作棒３１４が支点３１６を中心に回動するように
設ける。また、操作棒３１４の他端部には把手３１８が
設けられている。上記の構成によれば、図１３（Ａ）に
示す状態において把手３１８を矢印Ｄ６方向（左回り）
に回すと、図１３（Ｂ）に示す状態になる。一方、図１
３（Ｂ）に示す状態において把手３１８を矢印Ｄ１０方
向（右回り）に回すと、図１３（Ａ）に示す状態にな
る。そのため、上記第８の発明の実施の形態と同様の効
果を得ることができる。なお、上記の構成をアクチュエ
ータ３１０とともに設ければ、電動でも手動でもギアが
切り換えられ、簡単に変速させることができる。また、
上記構成と同様にしてギアを三組以上設ければ、より多
様に回転数を増速または減速させてメインモータ１４に
伝達することが可能になり、主軸回転数も多様になる。

【００４４】〔第９の実施の形態〕次に、図２に示す構
成において、一組のモータに供給する電圧または電流を
変化させる場合について、図１４を参照しながら説明す
る。図１４は一組のモータによる第７の構成を示す模式
図である。なお、図２と同一の要素には同一番号を付し
て説明を省略する。また、具体的な構成は上記第２の発
明の実施の形態において説明したので、その説明は省略
する。図１４において、メインモータ１４には電源装置
４００が接続され、サブモータ２４には電源装置４０２
が接続されている。これらの電源装置４００，４０２に
は、ＤＣ−ＤＣコンバータやＤＣチョッパ等のような電
圧または電流を可変する回路が含まれている。

【００４５】この構成によれば、電源装置４００，４０
２を適切に調整してメインモータ１４とサブモータ２４
とに電圧または電流を供給すると、その電圧または電流
に応じてメインモータ１４の主軸１０の回転数とサブモ
ータ２４の主軸２２の回転数が定まる。そのため、電源
装置４００，４０２を適切に調整することによって、そ
れぞれのモータの回転数を自在に制御することができ
る。また、明らかに第２の発明の実施の形態と同様の効
果も得ることができる。なお、この第７の構成は、本明
細書に記載されている他の発明の実施の形態の全てにも
適用することができる。

【００４６】ここで、メインモータ１４とサブモータ２
４とに供給する電圧または電流を可変させるには、電源
と各モータとの間に抵抗回路等を設けてもよい。例え
ば、図１５に示すように、電源と各モータとの間に抵抗
回路４０４を設ける。この抵抗回路４０４の抵抗値は、
ペダル４０６によって調整可能になっている。上記の構
成によれば、ペダル４０６を適切に調整することによっ
て、メインモータ１４とサブモータ２４とに供給する電
圧または電流を簡単に変えることができる。そのため、
それぞれのモータの回転数を簡単に変えることができ
る。また、明らかに第２の発明の実施の形態と同様の効
果も得ることができる。なお、調整手段はペダル４０６
に限らず、レバーや摺動抵抗器等であってもよい。

【００４７】〔第１０の実施の形態〕まず、本発明を二
組のモータに適用した場合について、図１６を参照しな
がら説明する。図１６は、二組（３台）のモータによる
構成を示す模式図である。

【００４８】この構成は、図１６に示すように第１モー
タ５２４，第２モータ５４８，第３モータ５０８の可動
モータを有する。これらの３台の可動モータはいずれも
ベアリング５００，５５０や図示しないベアリング等に
よってモータブラケット５０２に軸支されている。ま
ず、第１モータ５２４の主軸５２２は固定片５２０，５
３２によって両端を固定されているために、第１モータ
５２４を駆動させると第１モータ５２４自体が回転す
る。第１モータ５２４の外周には主動ギア５２６が設け
られており、この主動ギア５２６は第２モータ５４８の
主軸５４０の一端に設けられた従動ギア５３８と噛み合
っている。

【００４９】次に、第１モータ５２４と同様に、第２モ
ータ５４８の外周には主動ギア５４６が設けられてお
り、この主動ギア５４６は第３モータ５０８の主軸５０
４の一端に設けられた従動ギア５１４と噛み合ってい
る。なお、主軸５４０の他端はベアリング５５０によっ
てモータブラケット５０２に軸支されている。さらに、
第１モータ５２４と同様に、第３モータ５０８の外周に
は主動ギア５０６が設けられており、この主動ギア５０
６は出力軸５５８に設けられた従動ギア５５６と噛み合
っている。なお、主軸５０４の他端はベアリング５００
によってモータブラケット５０２に軸支されている。

【００５０】一方、電源からの電圧または電流は、第１
モータ５２４にはブラシ５３６，５３４およびスリップ
リング５２８，５３０を介して、第２モータ５４８には
ブラシ５４４，５４２およびスリップリング５１６，５
１８を介して、第３モータ５０８にはブラシ５５４，５
５２およびスリップリング５１０，５１２を介してそれ
ぞれ供給される。また、図示しないが、図２に示すワン
ウェイクラッチ２８と同様に、第３モータ５０８の主動
ギア５０６にはワンウェイクラッチに接続されるギアと
噛み合っている。この図示しないワンウェイクラッチに
よって、第３モータ５０８自体の回転は一方向に規制さ
れる。

【００５１】この構成によれば、第１モータ５２４の主
軸５２２が固定されているために、第１モータ５２４を
駆動させると第１モータ５２４自体が回転する。そのた
め、第１モータ５２４の回転は、主動ギア５２６と噛み
合う従動ギア５３８によって第２モータ５４８の主軸５
４０を回転駆動させる。また、第２モータ５４８を駆動
させると従動ギア５３８が主動ギア５２６と噛み合って
いるため、第２モータ５４８自体が回転する。そのた
め、第２モータ５４８の回転は、主動ギア５４６と噛み
合う従動ギア５１４によって第３モータ５０８の主軸５
４０を回転駆動させる。

【００５２】さらに、第３モータ５０８は第２モータ５
４８と同様に、第３モータ５０８を駆動させると従動ギ
ア５１４が主動ギア５４６と噛み合っているため、第３
モータ５０８自体が回転する。そのため、第３モータ５
０８の回転は、主動ギア５０６と噛み合う従動ギア５５
６によって出力軸５５８を回転駆動させる。一方、これ
らの３台のモータ５２４，５４８，５０８はいずれも独
立して回転させるので、主軸回転数は３台のモータ５２
４，５４８，５０８によって回転される回転数の和とな
る。なお、主動ギアと従動ギアとのギア比によって出力
軸５５８に出力される回転数は変化し、図示のようなギ
ア比の高い増速ギアの場合には、３台のモータ５２４，
５４８，５０８の実際の回転数以上の回転数になる。

【００５３】したがって、第１０の発明の実施の形態で
は、第１モータ５２４〔第１の回転駆動手段〕と、その
第１モータ５２４によって回転駆動される第２モータ５
４８〔第２の回転駆動手段〕とを組み合わせている。ま
た、第２モータ５４８〔第１の回転駆動手段〕と、その
第２モータ５４８によって回転駆動される第３モータ５
０８〔第２の回転駆動手段〕とを組み合わせている。こ
のように、二組のモータに本発明を適用した場合にも、
３台のモータ５２４，５４８，５０８に電圧または電流
を適切に供給することによって、３台のモータ５２４，
５４８，５０８の最高回転数を加算した回転数まで上昇
させることができる。こうして、主軸回転数をより幅広
く確保することができる。一方、３台のモータ５２４，
５４８，５０８が互いに回転駆動しているので、トルク
の低下は生じない。なお、上記の構成で４台以上の複数
のモータを連鎖的（直列的）に接続すれば、主軸回転数
をさらに幅広く確保することができ、その場合にもトル
クの低下は生じない。

【００５４】〔第１１の実施の形態〕まず、本発明を複
数組のモータに適用した場合について、図１７を参照し
ながら説明する。図１７は、複数組のモータによる構成
を示す模式図である。

【００５５】この構成は、図１７に示すように６台のモ
ータ６０２，６０４，６０６，６０８，６１０，６１２
を有する。これらの６台のモータは、Ｌ字形状をなすケ
ース６００内に回転可能に収納されている。モータ６０
２の主軸は固定片６３２によって固定されており、モー
タ６０４，６０６，６０８，６１０，６１２の各主軸に
はそれぞれギア６３０，６２６，６２４，６２０，６１
８が設けられている。また図示しないが、モータ６０２
とモータ６０４との間、モータ６０６とモータ６０８と
の間、モータ６１０とモータ６１２との間は、いずれも
例えば図３に示す主動ギア５２と従動ギア６６のように
外周に設けられているギアによって連結されている。同
様に、モータ６０４のギア６３０とモータ６０６のギア
６２６との間はギア６２８によって連結され、モータ６
０８のギア６２４とモータ６１０のギア６２０との間は
ギア６２２によって連結されている。さらに、モータ６
１２のギア６１８は、出力軸６１６に設けられているギ
ア６１４と噛み合っている。ギア６１４の径は、他のギ
アの径がよりも大きい。

【００５６】この構成によれば、上記６台のモータをそ
れぞれ駆動させると、まずモータ６０２の主軸が固定さ
れているために、モータ６０２自体が回転してモータ６
０４を回転させる。次にモータ６０４の主軸の回転は、
ギア６３０，６２８，６２６を介してモータ６０６の主
軸を回転駆動させる。以下、モータ６０６，６１０はモ
ータ６０２と同様の作動をし、モータ６０８，６１２は
モータ６０４と同様の作動をする。こうして、最終的に
はモータ６１２の主軸に設けられているギア６１８が、
出力軸６１６のギア６１８を回転駆動させることにな
る。このように、複数のモータによって高回転になった
主軸の回転数をギア６１４によって減速し、高いトルク
を得ることができる。

【００５７】したがって、第１１の発明の実施の形態で
は、モータ６０２〔第１の回転駆動手段〕と、そのモー
タ６０２によって回転駆動されるモータ６０４〔第２の
回転駆動手段〕とを組み合わせている。また、モータ６
０４〔第１の回転駆動手段〕と、そのモータ６０４によ
って回転駆動されるモータ６０８〔第２の回転駆動手
段〕とを組み合わせている。以下同様にして、最後はモ
ータ６１０〔第１の回転駆動手段〕と、そのモータ６１
０によって回転駆動されるモータ６１２〔第２の回転駆
動手段〕とを組み合わせている。このように、五組のモ
ータに本発明を適用した場合にも、６台のモータに電圧
または電流を適切に供給することによって、６台のモー
タの最高回転数を加算した回転数まで上昇させることが
できる。こうして、主軸回転数をより幅広く確保するこ
とができる。

【００５８】〔他の実施の形態〕上述した回転駆動源に
おけるその他の部分の構造，形状，大きさ，材質，個
数，配置および動作条件等については、上記の一形態に
限定されるものでない。例えば、上記の一形態を応用し
た次の各形態を実施することもできる。 （１）図２に示すメインモータ１４等のように自身が回
転する可動のモータは、図１８に示すように、ブラシと
スリップリングをモータ７００の背面７１０に設けても
よい。具体的には、スリップリング７０８，７０６を同
心円状に設け、そのスリップリング７０８，７０６に接
触するようにブラシ７０４，７０２をそれぞれ設ける。 （２）同様にして、図１９に示すように、モータの構造
に応じてモータ８００を貫通する主軸８１０に設けても
よい。具体的には、スリップリング８０８，８０６を主
軸８１０の外周に設け、そのスリップリング８０８，８
０６に接触するようにブラシ８０２，８０４をそれぞれ
設ける。 上記（１），（２）のように構成することによって、ス
リップリングに埃やゴミ等が付着しにくくなるので、通
電抵抗を低く抑えることができる。

【００５９】（３）図１に示すメインモータ１４および
サブモータ２４や、その他のモータには、図から明らか
なように直流電動機を適用しているが、この直流電動機
に限らず誘導電動機，同期電動機，交流整流子電動機等
の他の電動機も同様に適用することができる。この場合
であっても、上記第１〜第１１の発明の実施の形態と同
様の効果を得ることができる。さらに、図１４に示す電
源装置４００，４０２にインバータ回路や、ＤＣチョッ
パ回路（パルス幅変調，パルス周波数変調，電流ヒステ
リシス制御が可能なものであればなおよい）を用いるこ
とによってモータの回転数を自在に制御することが可能
になる。また、これらの電動機の主軸を発電機と共有す
ることによって、発電機から電力を得ることができる。 （４）第３の発明の実施の形態における動力伝達手段と
して、ギアの代わりにスプロケットを、ベルトの代わり
にチェーンをそれぞれ設けてもよい。この場合であって
も、スプロケットとチェーンによって動力（回転力）が
伝達されるので、出力側の主軸１０のトルクを低下させ
ることなく、主軸回転数を幅広く確保することができ
る。

【００６０】（５）第８の発明の実施の形態における動
力伝達手段として、複数組のギアを設ける代わりに無段
変速機（ベルト式，チェーン式，摩擦式等）を設けても
よい。例えばベルト式無段変速機の場合は、一方のプー
リをモータの主軸に固定し、他方のプーリをばね押し可
動にしてその主軸に設ける。そして、これらの二つのプ
ーリの間にベルトを掛ける。この構成では、ばねの押し
付け力とベルトの張力がつりあう状態で回転数（回転速
度）が定まる。そのため、ばねの押し付け力を制御する
ことにより、次のモータへ伝達する動力（回転数，回転
力）を無段階に変化させることが可能になる。

【００６１】

【他の発明の態様】以上、本発明を実施するための一形
態について説明したが、この一形態には特許請求の範囲
に記載した発明の態様以外に次のような発明の態様を有
するものである。この発明の態様を列挙するとともに、
必要に応じて関連説明を行う。 〔態様１〕 第１の回転駆動手段と、その第１の回転駆
動手段によって回転駆動される第２の回転駆動手段と、
を有することを特徴とする回転駆動源。態様１によれ
ば、第１の回転駆動手段が第２の回転駆動手段を回転駆
動させる。第２の回転駆動手段は第１の回転駆動手段と
独立して回転駆動するので、二つの最高回転数を加算し
た回転数まで上昇させることが可能になる。しかも、二
つの回転駆動手段が互いに回転駆動しているので、トル
クの低下は生じない。

【００６２】〔態様２〕 第１の回転駆動手段と、ｎを
２以上の整数とするとき、ｋ＝２，３，…，ｎについて
それぞれ第（ｋ−１）の回転駆動手段によって回転駆動
される第ｋの回転駆動手段と、を有することを特徴とす
る回転駆動源。態様２によれば、第１の回転駆動手段が
第２の回転駆動手段を回転駆動させ、その第２の回転駆
動手段は第２の回転駆動手段を回転駆動させる。以下同
様にして、第（ｎ−１）の回転駆動手段は第ｎの回転駆
動手段を回転駆動させる。そのため、ｎ個のそれぞれの
回転駆動手段の最高回転数を加算した回転数まで上昇さ
せることが可能になる。しかも、全回転駆動手段が互い
に回転駆動しているので、トルクの低下は生じない。

【００６３】〔態様３〕 請求項１に記載の回転駆動源
において、前記第１の回転駆動手段は、動力伝達手段を
介して第２の回転駆動手段を回転駆動させることを特徴
とする回転駆動源。態様３によれば、動力伝達手段によ
って回転駆動させる第２の回転駆動手段の回転数を自在
に変化させることができる。

【００６４】〔態様４〕 態様３に記載の回転駆動源に
おいて、前記動力伝達手段は、ギア駆動，ベルト駆動，
チェーン駆動，トルクコンバータのいずれかであること
を特徴とする回転駆動源。態様４によれば、第２の回転
駆動手段の回転数を簡単変えることができる。

【００６５】〔態様５〕 請求項１に記載の回転駆動源
において、前記第１の回転駆動手段は、回転数変換手段
を介して第２の回転駆動手段を回転駆動させることを特
徴とする回転駆動源。態様５によれば、回転数変換手段
によって回転数を変えて第２の回転駆動手段を回転駆動
させるので、第１の回転駆動手段の最高回転数以上の回
転数で第２の回転駆動手段を回転駆動させることが可能
になる。

【００６６】

【発明の効果】本発明によれば、全回転駆動手段の最高
回転数を加算した回転数まで上昇させることができる。
しかも、全回転駆動手段が互いに回転駆動しているの
で、増速ギアのようなトルクの低下は生じない。また、
この回転駆動源によると、トルクを低下させることなく
制御可能な回転数の幅を大幅に広げることができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】一組のモータによる第１の構成を示す模式図で
ある。

【図２】一組のモータによる第２の構成を示す模式図で
ある。

【図３】他の第２の構成を示す模式図である。

【図４】一組のモータによる第３の構成を示す模式図で
ある。

【図５】他の第３の構成を示す模式図である。

【図６】一組のモータによる第４の構成を示す模式図で
ある。

【図７】他の第４の構成を示す模式図である。

【図８】一組のモータによる第５の構成を示す模式図で
ある。

【図９】他の第５の構成を示す模式図である。

【図１０】他の第５の構成にトルクコンバータを適用し
た場合の模式図である。

【図１１】モータとエンジンの組み合わせの構成を示す
模式図である。

【図１２】図２に示す構成を車両に適用した場合の模式
図である。

【図１３】一組のモータによる第６の構成を示す模式図
である。

【図１４】一組のモータによる第７の構成を示す模式図
である。

【図１５】一組のモータによる第８の構成を示す模式図
である。

【図１６】二組のモータによる構成を示す模式図であ
る。

【図１７】複数組のモータによる構成を示す模式図であ
る。

【図１８】モータの構成を示す図である。

【図１９】モータの構成を示す図である。

【符号の説明】

１０ 主軸 １２ ベアリング １４ メインモータ（第１の回転駆動手段） １６，１８ ブラシ ２０ ブラケット ２２ 主軸 ２４ サブモータ（第２の回転駆動手段） ２６ 電源供給線 ２８ ワンウェイクラッチ ３０，３２ スリップリング ３４ モータブラケット

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 第１の回転駆動手段と、 その第１の回転駆動手段によって回転駆動される第２の
   回転駆動手段との組み合わせを少なくとも一組以上有す
   ることを特徴とする回転駆動源。