(57)【要約】【課題】モータ等に対する負荷を軽減し、消費電力等入力に要するエネルギーを減少させ、出力効率を向上させ得る回転駆動力伝達装置を提供すること。【解決手段】回転駆動力伝達装置１が備える回転体１１０は、一対の第１入力ギア１０９ａ，１０９ｂの自転に伴って、一対の外側ギア１０４ａ，１０４ｂ、一対の第２中間ギア１０３ａ，１０３ｂ、及び一対の第１中間ギア１０２ａ，１０２ｂがそれぞれ一体となって前記固定ギアに沿って公転することにより、出力軸１１１を略中心として回転し、回転駆動力伝達装置１は、一対の第３軸１１４ａ，１１４ｂに固定された一対の第１円盤体１０５ａ，１０５ｂをさらに備え、一対の第１円盤体１０５ａ，１０５ｂは、一対の第１入力ギア１０９ａ，１０９ｂの自転に伴って一対の第３軸１１４ａ，１１４ｂを略中心として回転する。【選択図】図１
2012193813.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
入力側からの回転駆動力により回転する略直線形状の第１回転体が回転することにより生じる回転駆動力を出力側に伝達させる回転駆動力伝達装置であって、
前記第１回転体の出力軸に軸支され、前記出力軸の軸支手段に固定された固定ギアと、
前記固定ギアに歯合され、前記第１回転体と一体に形成された一対の第１軸に軸支された一対の第１中間ギアと、
前記一対の第１中間ギアに歯合され、前記第１回転体と一体に形成された一対の第２軸に軸支された一対の第２中間ギアと、
前記一対の第２中間ギアに歯合され、前記第１回転体の両端部近傍を貫通する一対の第３軸に固定された一対の外側ギアと、
前記一対の第３軸に連結され、前記入力側からの回転駆動力により自転する一対の第１入力ギアと、を備え、
前記第１回転体は、当該一対の第１入力ギアの自転に伴って、前記一対の外側ギア、前記一対の第２中間ギア、及び前記一対の第１中間ギアがそれぞれ一体となって前記固定ギアに沿って公転することにより、前記出力軸を略中心として回転し、
前記一対の第３軸に固定された一対の第１円盤体をさらに備え、
前記一対の第１円盤体は、前記一対の第１入力ギアの自転に伴って前記一対の第３軸を略中心として回転することを特徴とする回転駆動力伝達装置。
【請求項２】
前記入力側からの回転駆動力により回転し、前記第１回転体と略直交に一体形成された略直線形状の第２回転体と、
前記第２回転体の両端部近傍を貫通する一対の第４軸に固定された一対の第２円盤体と、
前記一対の第４軸に連結され、前記入力側からの回転駆動力により自転する一対の第２入力ギアと、をさらに備え、
前記第２回転体は、前記第１回転体の回転に伴い前記出力軸を略中心として回転し、
前記一対の第２円盤体は、前記一対の第２入力ギアの自転に伴って前記一対の第４軸を略中心として回転することを特徴とする請求項１に記載の回転駆動力伝達装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は回転駆動力伝達装置、より詳細には、車両、自転車、発電機、内燃機関、古紙裁断機（シュレッダー）、各種工作機械、その他の回転駆動力が必要となる機械器具にモータ等の回転駆動源からの回転駆動力を伝達するに当り、上記機械器具と回転駆動源との間に介在させ、あるいは、上記機械器具に組み込んで用いる回転駆動力伝達装置に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
従来上記発電機等の回転駆動力が必要となる機械器具においては、単に回転速度を変換するに過ぎない変速装置を介在させることはあっても、回転駆動力の伝達をしつつ、入力のための消費電力を減少させ得る伝達装置を介在させることは考えられていない。それは、かかる回転駆動源と回転機械器具との間に何らかの伝達装置を介在させると、機械損失が大きくなり、却って消費電力の増大を招くと考えられているからである。
【０００３】
このような一般的な考え方に反し、本発明者らは、回転駆動力の伝達をしつつ、入力のための消費電力を減少させ得る伝達装置の研究を進め、種々の回転駆動力伝達装置を提案してきたが、それらは未だ、業界の要請に十分に応え得るに至ってはいない。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
【特許文献１】特開２００１−２１０２０号公報
【特許文献２】特開２００３−２４７６０９号公報
【特許文献３】特開平１１−１０８１２６号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
上述したように従来の発電機等の回転駆動力が必要となる機器においては、機械損失が大きく、消費電力を増大させる結果となってしまうような伝達装置を介することなく直接モータ等で駆動しており、モータ等に対する負荷の軽減、出力効率の向上といったことは余り考えられていなかった。そこで本発明は、上記モータ等に対する負荷を軽減し、消費電力等入力に要するエネルギーを減少させ、出力効率を向上させ得る回転駆動力伝達装置を提供することを課題とする。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
（１）  入力側からの回転駆動力により回転する略直線形状の第１回転体（例えば、後述の回転体１１０）が回転することにより生じる回転駆動力を出力側に伝達させる回転駆動力伝達装置であって、前記第１回転体の出力軸（例えば、後述の出力軸１１１）に軸支され、前記出力軸の軸支手段（例えば、後述の軸受筒８）に固定された固定ギアと、前記固定ギアに歯合され、前記第１回転体と一体に形成された一対の第１軸に軸支された一対の第１中間ギアと、前記一対の第１中間ギアに歯合され、前記第１回転体と一体に形成された一対の第２軸に軸支された一対の第２中間ギアと、前記一対の第２中間ギアに歯合され、前記第１回転体の両端部近傍を貫通する一対の第３軸に固定された一対の外側ギアと、前記一対の第３軸に連結され、前記入力側からの回転駆動力により自転する一対の第１入力ギアと、を備え、前記第１回転体は、当該一対の第１入力ギアの自転に伴って、前記一対の外側ギア、前記一対の第２中間ギア、及び前記一対の第１中間ギアがそれぞれ一体となって前記固定ギアに沿って公転することにより、前記出力軸を略中心として回転し、前記一対の第３軸に固定された一対の第１円盤体をさらに備え、前記一対の第１円盤体は、前記一対の第１入力ギアの自転に伴って前記一対の第３軸を略中心として回転することを特徴とする回転駆動力伝達装置。
【０００７】
（１）の発明によれば、第１回転体が出力軸を略中心として回転すると共に、一対の第１円盤体が一対の第３軸を略中心として回転する。これにより、一対の第１円盤体が回転するので、第１回転体の回転速度が上昇する。よって、第１回転体の回転による回転駆動力を増大させることができる。
【０００８】
また、一対の外側ギアと固定ギアとの間に一対の第１中間ギア及び一対の第２中間ギアを設けたので、固定ギアを大型化する必要がなくなり、回転体の軽量化を図ることができる。
【０００９】
（２）  前記入力側からの回転駆動力により回転し、前記第１回転体と略直交に一体形成された略直線形状の第２回転体と、前記第２回転体の両端部近傍を貫通する一対の第４軸に固定された一対の第２円盤体と、前記一対の第４軸に連結され、前記入力側からの回転駆動力により自転する一対の第２入力ギアと、をさらに備え、前記第２回転体は、前記第１回転体の回転に伴い前記出力軸を略中心として回転し、前記一対の第２円盤体は、前記一対の第２入力ギアの自転に伴って前記一対の第４軸を略中心として回転することを特徴とする（１）に記載の回転駆動力伝達装置。
【００１０】
（２）の発明によれば、第１回転体と略直交に一体形成された第２回転体が有する一対の第２円盤体が第４軸を略中心として回転する。これにより、第１回転体のみの回転駆動力をさらに増大させることができる。
【発明の効果】
【００１１】
本発明に係る回転駆動力伝達装置では、回転駆動力伝達過程に本装置を介在させることにより、回転駆動力を実質的に増大させて、消費電力を減少させることができ、出力効率を向上させることが可能であって省エネルギーに寄与でき、車両、発電機、工作機械その他種々の回転駆動力を必要とする機器に利用し得る効果がある。
【図面の簡単な説明】
【００１２】
【図１】本発明の第１実施形態に係る回転駆動力伝達装置１を側面側から見た縦断面図である。
【図２】本発明の第１実施形態に係る回転ユニット１０を出力側から見た図である。
【図３】本発明の第１実施形態に係る回転ユニット１０を入力側から見た図である。
【図４】本発明の第１実施形態に係る遊星歯車減速機２０を出力側から見た図である。
【図５】本発明の第２実施形態に係る回転ユニット１０を出力側から見た図である。
【図６】本発明の第２実施形態に係る回転ユニット１０を入力側から見た図である。
【図７】回転ユニット１０及び遊星歯車減速機２０を３段に連結した図である。
【発明を実施するための形態】
【００１３】
以下、本発明の実施形態を図面に基づいて説明する。
【００１４】
図１乃至図４を参照して本発明の第１実施形態に係る回転駆動力伝達装置１の構成について説明する。
図１は、本発明の第１実施形態に係る回転駆動力伝達装置１を側面側から見た縦断面図である。
図２は、本発明の第１実施形態に係る回転ユニット１０を出力側から見た図である。
図３は、本発明の第１実施形態に係る回転ユニット１０を入力側から見た図である。
図４は、本発明の第１実施形態に係る遊星歯車減速機２０を出力側から見た図である。
【００１５】
回転駆動力伝達装置１は、入力側の駆動モータ２、出力側の発電機３、出力側に回転駆動力を伝達する回転ユニット１０、及び入力側からの回転駆動力を増大させて回転ユニット１０に伝達する遊星歯車減速機２０を有している。
なお、回転ユニット１０は、その略中心部（後述する固定ギア１０１）が、ベース６の一端に立設された軸支壁７に固定された軸受筒８に固定されている。
また、遊星歯車減速機２０は、ベース６の一端に立設されている。
【００１６】
まず、回転ユニット１０の構成について説明する。
回転ユニット１０は、回転体１１０を一の構成要素として、回転体１１０の出力軸１１１に軸支されると共に軸受筒８に固定された固定ギア１０１と、固定ギア１０１に歯合され、回転体１１０と一体に形成された一対の第１軸１１２ａ，１１２ｂに軸支された一対の第１中間ギア１０２ａ，１０２ｂと、一対の第１中間ギア１０２ａ，１０２ｂに歯合され、回転体１１０と一体に形成された一対の第２軸１１３ａ，１１３ｂに軸支された一対の第２中間ギア１０３ａ，１０３ｂと、一対の第２中間ギア１０３ａ，１０３ｂに歯合され、回転体１１０の両端部近傍を貫通する一対の第３軸１１４ａ，１１４ｂに固定された一対の外側ギア１０４ａ，１０４ｂ及び一対の第１円盤体１０５ａ，１０５ｂと、を備えている。
【００１７】
さらに、回転ユニット１０は、遊星歯車減速機２０からの回転駆動力（後述する、遊星歯車減速機２０の出力軸２０６に連結された出力ギア２０７の回転駆動力）により自転する一対の第３入力ギア１０６ａ，１０６ｂ及び一対の第４入力ギア１０８ａ，１０８ｂと、一対の第３軸１１４ａ，１１４ｂに連結され、一対の第４入力ギア１０８ａ，１０８ｂと歯合する一対の第１入力ギア１０９ａ，１０９ｂを有している。なお、一対の第３入力ギア１０６ａ，１０６ｂと一対の第４入力ギア１０８ａ，１０８ｂとは、それぞれ一対の軸１０７ａ，１０７ｂにより連結されている。
【００１８】
また、一対の第４入力ギア１０８ａ，１０８ｂと一対の第１入力ギア１０９ａ，１０９ｂとは、互いに歯合されてゼロールかさ歯車を構成している。さらに、一対の第３入力ギア１０６ａ，１０６ｂと出力ギア２０７とは、互いに歯合されてゼロールかさ歯車を構成している。なお、これに限られず、例えば、まがりばかさ歯車であってもよい。
【００１９】
次に、遊星歯車減速機２０の構成について説明する。
遊星歯車減速機２０は、入力軸２０８に連結されたサンギア２０１、プラネットギア２０２ａ，２０２ｂ、リングギア２０３、キャリア２０４、出力軸２０６、出力ギア２０７、及びリングギア２０３を固定する固定枠２１０から構成されている。
サンギア２０１は、プラネットギア２０２ａ，２０２ｂと歯合しており、プラネットギア２０２ａ，２０２ｂは、サンギア２０１とリングギア２０３とに歯合している。
【００２０】
リングギア２０３は、内周面においてプラネットギア２０２ａ，２０２ｂと歯合しており、外周面が固定枠２１０に固定されている。
プラネットギア２０２ａ，２０２ｂは、軸２０５ａ，２０５ｂを介してキャリア２０４に連結されている。また、キャリア２０４は、その中心部で出力軸２０６に連結されている。また、出力ギア２０７は、出力軸２０６に連結されている。さらに、固定枠２１０は、ベース６の一端に立設されている。
【００２１】
次に、遊星歯車減速機２０及び回転ユニット１０の動作について説明する。
入力側の駆動モータ２の出力軸４がα方向に回転すると、サンギア２０１がα方向に回転し、サンギア２０１の回転に伴い、プラネットギア２０２ａ，２０２ｂは、軸２０５ａ，２０５ｂを中心軸としてβ方向に自転すると共に、サンギア２０１に沿ってα方向に公転する。
【００２２】
さらに、プラネットギア２０２ａ，２０２ｂの公転に伴い、軸２０５ａ，２０５ｂを介してキャリア２０４がα方向に回転することにより、出力軸２０６及び出力ギア２０７がα方向に回転する。
【００２３】
出力ギア２０７のα方向の回転に伴い、一対の第３入力ギア１０６ａ，１０６ｂと一対の第４入力ギア１０８ａ，１０８ｂとが一対の軸１０７ａ，１０７ｂを介して回転し、一対の第４入力ギア１０８ａ，１０８ｂの回転に伴い、一対の第１入力ギア１０９ａ，１０９ｂがα方向に回転する。
【００２４】
一対の第１入力ギア１０９ａ，１０９ｂのα方向の回転に伴い、一対の外側ギア１０４ａ，１０４ｂ及び一対の第１円盤体１０５ａ，１０５ｂが一対の第３軸１１４ａ，１１４ｂを中心軸としてα方向に自転する。これに伴い、一対の第２中間ギア１０３ａ，１０３ｂが一対の第２軸１１３ａ，１１３ｂを中心軸としてβ方向に自転し、さらに、一対の第１中間ギア１０２ａ，１０２ｂが一対の第１軸１１２ａ，１１２ｂを中心軸としてα方向に自転する。
【００２５】
これらの自転に伴い、一対の外側ギア１０４ａ，１０４ｂ、一対の第２中間ギア１０３ａ，１０３ｂ、及び一対の第１中間ギア１０２ａ，１０２ｂがそれぞれ一体となって固定ギア１０１に沿って公転する。
この公転に伴って、回転体１１０が出力軸１１１を中心軸としてα方向に回転し、これに伴い、回転ユニット１０が出力軸１１１を中心軸としてα方向に回転する。
【００２６】
この回転ユニット１０のα方向への回転による回転駆動力が、出力軸１１１を介して出力側の発電機３の入力軸５に伝達されて、発電機３の駆動エネルギーとなる。
【００２７】
ここで、入力側の駆動モータ２の出力軸４の回転速度を上げていき、所定速度に到達すると回転抵抗を上回る回転駆動力が回転ユニット１０の回転により発生する。そして、この上回った回転駆動力を発電機３の駆動エネルギーとすることで、より大きな電力を発生させることができる。
【００２８】
また、第１実施形態によれば、回転体１１０が出力軸１１１を中心軸として回転すると共に、一対の第１円盤体１０５ａ，１０５ｂが一対の第３軸１１４ａ，１１４ｂを中心軸として回転する。これにより、一対の第１円盤体１０５ａ，１０５ｂが回転するので、回転体１１０の回転速度が上昇する。よって、回転ユニット１０の回転による回転駆動力を増大させることができる。
【００２９】
また、一対の外側ギア１０４ａ，１０４ｂと固定ギア１０１との間に一対の第１中間ギア１０２ａ，１０２ｂ及び一対の第２中間ギア１０３ａ，１０３ｂを設けたので、固定ギア１０１を大型化する必要がなくなり、回転ユニット１０の軽量化を図ることができる。
【００３０】
また、遊星歯車減速機２０を使用して回転駆動力の伝達を行っているので、回転駆動力を効率よく伝達できると共に、装置の小型化を図ることができる。
【００３１】
図５及び図６を参照して本発明の第２実施形態に係る回転駆動力伝達装置１の構成について説明する。
第１実施形態と第２実施形態との違いは、回転ユニット１０の構成のみであり、他の構成は第１実施形態と共通している。よって、回転ユニット１０についてのみ説明する。
図５は、本発明の第２実施形態に係る回転ユニット１０を出力側から見た図である。
図６は、本発明の第２実施形態に係る回転ユニット１０を入力側から見た図である。
【００３２】
第２実施形態の回転ユニット１０は、第１実施形態の回転ユニット１０（図１乃至図４で説明済みのため説明は省略する）と略直交に一体形成された回転体１２０と、回転体１２０の両端部近傍を貫通する一対の第４軸１２２ａ，１２２ｂに固定された一対の第２円盤体１２１ａ，１２１ｂと、を備えている。
【００３３】
さらに、回転ユニット１０は、遊星歯車減速機２０の出力ギア２０７の回転駆動力により自転する一対の第５入力ギア１２３ａ，１２３ｂ及び一対の第６入力ギア１２５ａ，１２５ｂと、一対の第４軸１２２ａ，１２２ｂに連結され、一対の第６入力ギア１２５ａ，１２５ｂと歯合する一対の第２入力ギア１２６ａ，１２６ｂを有している。なお、一対の第５入力ギア１２３ａ，１２３ｂと一対の第６入力ギア１２５ａ，１２５ｂとは、それぞれ一対の軸１２４ａ，１２４ｂにより連結されている。
【００３４】
また、一対の第６入力ギア１２５ａ，１２５ｂと一対の第２入力ギア１２６ａ，１２６ｂとは、互いに歯合されてゼロールかさ歯車を構成している。さらに、一対の第５入力ギア１２３ａ，１２３ｂと出力ギア２０７とは、互いに歯合されてゼロールかさ歯車を構成している。なお、これに限られず、例えば、まがりばかさ歯車であってもよい。
【００３５】
次に、回転ユニット１０の動作について説明する。
遊星歯車減速機２０の動作については第１実施形態で説明済みのため説明を省略する。
【００３６】
出力ギア２０７のα方向の回転に伴い、一対の第３入力ギア１０６ａ，１０６ｂと一対の第４入力ギア１０８ａ，１０８ｂとが一対の軸１０７ａ，１０７ｂを介して回転し、また、一対の第５入力ギア１２３ａ，１２３ｂと一対の第６入力ギア１２５ａ，１２５とが一対の軸１２４ａ，１２４ｂを介して回転する。そして、一対の第４入力ギア１０８ａ，１０８ｂ及び一対の第６入力ギア１２５ａ，１２５の回転に伴い、一対の第１入力ギア１０９ａ，１０９ｂ及び一対の第２入力ギア１２６ａ，１２６ｂがα方向に回転する。
【００３７】
一対の第１入力ギア１０９ａ，１０９ｂ及び一対の第２入力ギア１２６ａ，１２６ｂのα方向への回転に伴い、一対の第１円盤体１０５ａ，１０５ｂ及び一対の第２円盤体１２１ａ，１２１ｂがそれぞれ一対の第３軸１１４ａ，１１４ｂ及び一対の第４軸１２２ａ，１２２ｂを中心軸としてα方向に自転する。また、同時に一対の外側ギア１０４ａ，１０４ｂも一対の第３軸１１４ａ，１１４ｂを中心軸としてα方向に自転するので、第１実施形態で説明したのと同様に、回転体１１０が出力軸１１１を中心軸としてα方向に回転するので、回転体１２０も同時に出力軸１１１を中心軸としてα方向に回転することになる。よって、第２実施形態の回転ユニット１０が出力軸１１１を中心軸としてα方向に回転する。
【００３８】
ここで、第２実施形態によれば、回転体１１０と略直交に一体形成された回転体１２０が有する一対の第２円盤体１２１ａ，１２１ｂが第４軸１２２ａ，１２２ｂを中心軸として回転する。これにより、回転体１１０のみの回転駆動力をさらに増大させることができる。
【００３９】
なお、本発明は前記第１実施形態及び第２実施形態に限定されるものではなく、本発明の目的を達成できる範囲での変形、改良等は本発明に含まれるものである。
【００４０】
上記第１実施形態及び第２実施形態では、回転ユニット１０及び遊星歯車減速機２０は１つの場合について説明したがこれに限られるものではない。
【００４１】
例えば、図７に示すように、第１実施形態又は第２実施形態における回転ユニット１０及び遊星歯車減速機２０を３段に連結してもよい。
この場合、入力側の駆動モータ２の出力軸４の回転速度を上げていき、所定速度に到達すると回転抵抗を上回る回転駆動力が１段目の回転ユニット１０Ａの回転により発生する。そして、回転ユニット１０Ａの回転により発生した回転駆動力が２段目の遊星歯車減速機２０Ｂに伝達されて、２段目の回転ユニット１０Ｂが回転することにより、回転ユニット１０Ａによる回転駆動力を上回る回転駆動力を得ることができる。同様に、３段目の回転ユニット１０Ｃが回転することにより、回転ユニット１０Ｂによる回転駆動力を上回る回転駆動力を得ることができる。
【００４２】
したがって、回転ユニット１０及び遊星歯車減速機２０を複数段に連結することにより、より大きな回転駆動力を得ることができる。
なお、図７では、好ましい例として３段で説明したがこれに限られず、４段以上でも、２段でもよい。
【符号の説明】
【００４３】
１      回転駆動力伝達装置
２      駆動モータ
３      発電機
４      出力軸
５      入力軸
６      ベース
７      軸支壁
８      軸受筒
１０      回転ユニット
２０      遊星歯車減速機
１０１    固定ギア
１０２ａ，１０２ｂ    第１中間ギア
１０３ａ，１０３ｂ    第２中間ギア
１０４ａ，１０４ｂ    外側ギア
１０５ａ，１０５ｂ    第１円盤体
１０９ａ，１０９ｂ    第１入力ギア
１１０    回転体
１１１    出力軸
１１２ａ，１１２ｂ    第１軸
１１３ａ，１１３ｂ    第２軸
１１４ａ，１１４ｂ    第３軸
【図１】
2012193813.tif 000003
【図２】
2012193813.tif 000004
【図３】
2012193813.tif 000005
【図４】
2012193813.tif 000006
【図５】
2012193813.tif 000007
【図６】
2012193813.tif 000008
【図７】
2012193813.tif 000009