(57)【要約】【課題】接触抵抗を利用して仕事率を向上させる動力伝達装置を提供する。【解決手段】この動力伝達装置８０ａ〜８０ｄは、負荷４に接続する回転軸４０にクランク４２を設け、このクランク４２に重量部４４ａと軽量部４４ｂとを有する円板状の錘４４を回転可能な状態で貫入する。また、この錘４４は被接触部材４６と接触し、この接触抵抗は回転軸４０の仕事率を向上させる方向に働く。また、重量部４４ａの遠心力も回転軸４０の回転を補助する方向に働く。これにより、負荷４への仕事率は向上する。【選択図】図１
2016205425.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
負荷と接続する回転軸と、
前記回転軸に設けられたクランクと、
前記クランクに回転可能な状態で貫入し一端側に重量部を有するとともに逆端側に軽量部を有する円板状の錘と、
前記錘の周面が接する被接触部材と、を備えたことを特徴とする動力伝達装置。
【請求項２】
被接触部材が円筒管であり、前記錘が前記被接触部材に内接しながら回転することを特徴とする請求項１記載の動力伝達装置。
【請求項３】
クランクを複数有するとともに、前記クランクは全て同一の方向に設けられ、
前記クランクに貫入する錘は重量部及び軽量部が全て同一の方向となるように設置されることを特徴とする請求項２記載の動力伝達装置。
【請求項４】
被接触部材が円柱状であり、前記錘が前記被接触部材の周面に外接しながら回転することを特徴とする請求項１記載の動力伝達装置。
【請求項５】
駆動軸と固定した太陽歯車と、
前記太陽歯車と螺合して前記太陽歯車の周りを自転しながら公転する複数の遊星歯車と、
前記複数の遊星歯車が内周面で螺合する内歯車と、
前記遊星歯車の公転運動を従動軸の回転運動として負荷側に伝達する遊星キャリアと、を備え、
前記遊星歯車の回転軸に前記クランクが設けられるとともに、
被接触部材が円筒管であり、前記錘が前記被接触部材に間欠的に内接することを特徴とする請求項１記載の動力伝達装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、仕事率を向上させる動力伝達装置に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
近年の省エネルギー化の傾向から低エネルギー、高仕事の仕事率の高い機械機構が求められている。ここで、下記［特許文献１］には、運転条件に応じてピストンの下死点位置を可変制御することでエネルギー効率を向上させる２ストローク内燃機関に関する発明が開示されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】特開２００６−１８３４８２号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
しかしながら、このような機械機構における仕事率の向上は、様々なアプローチからの更なる改善が望まれる。
【０００５】
本発明は上記事情に鑑みてなされたものであり、接触抵抗を利用して仕事率を向上させる動力伝達装置を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
本発明は、
（１）負荷４と接続する回転軸４０と、前記回転軸４０に設けられたクランク４２と、前記クランク４２に回転可能な状態で貫入し一端側に重量部４４ａを有するとともに逆端側に軽量部４４ｂを有する円板状の錘４４と、
前記錘４４の周面が接する被接触部材４６と、を備えたことを特徴とする動力伝達装置を提供することにより、上記課題を解決する。
（２）被接触部材４６が円筒管であり、前記錘４４が前記被接触部材４６に内接しながら回転することを特徴とする上記（１）記載の動力伝達装置８０ａを提供することにより、上記課題を解決する。
（３）クランク４２を複数有するとともに、前記クランク４２は全て同一の方向に設けられ、
前記クランク４２に貫入する錘４４は重量部４４ａ及び軽量部４４ｂが全て同一の方向となるように設置されることを特徴とする上記（２）記載の動力伝達装置８０ｂを提供することにより、上記課題を解決する。
（４）被接触部材４６が円柱状であり、前記錘４４が前記被接触部材４６の周面に外接しながら回転することを特徴とする上記（１）記載の動力伝達装置８０ｃを提供することにより、上記課題を解決する。
（５）駆動軸１０と固定した太陽歯車３０と、前記太陽歯車３０と螺合して前記太陽歯車３０の周りを自転しながら公転する複数の遊星歯車３４と、前記複数の遊星歯車３４が内周面で螺合する内歯車３２と、前記遊星歯車３４の公転運動を従動軸１４の回転運動として負荷４側に伝達する遊星キャリア３６と、を備え、
前記遊星歯車３４の回転軸４０に前記クランク４２が設けられるとともに、
被接触部材４６が円筒管であり、前記錘４４が前記被接触部材４６に間欠的に内接することを特徴とする上記（１）記載の動力伝達装置８０ｄを提供することにより、上記課題を解決する。
【発明の効果】
【０００７】
本発明に係る動力伝達装置は、負荷に接続する回転軸にクランクを設け、このクランクに重量部と軽量部とを有する円板状の錘を回転可能な状態で貫入する。そして、この錘が被接触部材と接触しながら回転することで負荷への仕事率を向上させることができる。
【図面の簡単な説明】
【０００８】
【図１】本発明に係る第１の形態の動力伝達装置を示す図である。
【図２】本発明に係る第２の形態の動力伝達装置を示す図である。
【図３】本発明に係る第３の形態の動力伝達装置を示す図である。
【図４】本発明に係る第４の形態の動力伝達装置を示す図である。
【発明を実施するための形態】
【０００９】
本発明に係る動力伝達装置の実施の形態について図面に基づいて説明する。ここで、図１は本発明に係る第１の形態の動力伝達装置８０ａを示す斜視図である。尚、図１及び後述の各図においては、被接触部材４６を透過状態で示す。
【００１０】
本発明に係る第１の形態の動力伝達装置８０ａは、一端がモータやエンジン、風車、水車等の動力源２と接続し、他端が各種機械機器や発電機、車輪等の負荷４に接続する回転軸４０を有している。尚、本例では動力源２と回転軸４０及び負荷４と回転軸４０とが直接接続した例を示しているが、動力源２と回転軸４０及び負荷４と回転軸４０との間には減速機や変速機その他の機械機構が必要に応じて適宜組み込まれる。
【００１１】
そして、回転軸４０には所定の長さのクランク４２が設けられている。また、このクランク４２には円板状の錘４４がクランク４２に対して回転可能な状態で貫入している。尚、錘４４は重量が均等ではなく、一端側が重量の重い重量部４４ａで構成され、この重量部４４ａの逆端側が重量の軽い軽量部４４ｂで構成されている。この重量部４４ａ及び軽量部４４ｂの形成方法には特に限定は無いが、錘４４の一端側の半円部分を重量の重い部材で形成して重量部４４ａとし、他端側の半円部分を重量の軽い部材で形成して軽量部４４ｂとし、両者を接合して形成することが好ましい。また、その他の形成方法としては、錘４４の一端側に重量の重い部材を埋め込んで重量部４４ａとする方法や、錘４４の一端側に孔を空けるなどして軽量化し軽量部４４ｂとする方法が挙げられる。そして、動力伝達装置８０ａのクランク４２の周囲には円筒管状の被接触部材４６が設けられ、この被接触部材４６の内周面に錘４４の外周面が内接する。
【００１２】
このとき、錘４４と被接触部材４６とはある程度の接触抵抗を有する部材もしくは機構を選択する。例えば、錘４４の外周面もしくは被接触部材４６の内周面の一方もしくは双方にゴム等の滑り止め部材を装着しても良いし、錘４４もしくは被接触部材４６の一方もしくは双方を永久磁石で形成し両磁石の引力により接触抵抗の向上を図っても良い。またさらに、錘４４と被接触部材４６のそれぞれにギヤ歯を形成し、錘４４と被接触部材４６とを螺合させても良い。これらのことは、他の形態の動力伝達装置８０ｂ〜８０ｄにおいても同様である。これにより、動力伝達装置８０ａの錘４４は、クランク４２の回動によって被接触部材４６に内接しながら被接触部材４６内を回転する。
【００１３】
次に、第１の形態の動力伝達装置８０ａの動作を説明する。先ず、動力源２が稼働し回転軸４０が回転動作する。回転軸４０が回転動作するとクランク４２が回動し、これに伴って錘４４も回動する。このとき、錘４４は被接触部材４６に内接し且つ錘４４と被接触部材４６との間にはある程度の接触抵抗が存在するから、錘４４は被接触部材４６の内周面に沿って公転しながら回転軸４０の回転方向とは逆の方向に自転する。そして、錘４４に対する被接触部材４６からの接触抵抗は回転軸４０の回転を補助する方向に働く。また、錘４４には前述のように重量部４４ａと軽量部４４ｂとが存在し、特に重量部４４ａが被接触部材４６から離れて回転軸４０側を移動する際の遠心力は回転軸４０の回転を補助する方向に働く。これにより、負荷４への仕事率は向上する。
【００１４】
次に、本発明に係る第２の形態の動力伝達装置８０ｂを図２を用いて説明する。図２に示す第２の形態の動力伝達装置８０ｂは、回転軸４０にクランク４２が縦に複数連設されている。このとき、連接するクランク４２の方向は全てのクランク４２が同一の方向に位相差無く設ける。尚、図２においては、クランク４２を二つ連設した例を示しているが、クランク４２の設置個数に特に限定は無い。そして、それぞれのクランク４２には重量部４４ａと軽量部４４ｂとを有する錘４４が可動な状態で貫入する。このとき、各錘４４の重量部４４ａと軽量部４４ｂの方向は全て同一の方向となるように設置する。そして、クランク４２の周囲には動力伝達装置８０ａと同様に円筒管状の被接触部材４６が設けられ、この被接触部材４６の内周面に錘４４の外周面が内接しながら回転する。この第２の形態の動力伝達装置８０ｂは前述の第１の形態の動力伝達装置８０ａと同様に動作するが、第２の形態の動力伝達装置８０ｂはクランク４２及び錘４４が複数連接されているため、錘４４の遠心力による回転軸４０の偏心がより強い力でなされ錘４４と被接触部材４６との接触抵抗は増大する。これにより負荷４への仕事率をさらに向上させることができる。また、錘４４の重量部４４ａによる遠心力も増大し、負荷４への仕事率はさらに向上する。
【００１５】
次に、本発明に係る第３の形態の動力伝達装置８０ｃを図３を用いて説明する。尚、第３の形態の動力伝達装置８０ｃは動力源２が上下動する内燃機関等のエンジンに好適な構成である。そして、ここでは動力伝達装置８０ｃをエンジン（動力源２）のピストン３に接続する例を示している。
【００１６】
図３に示す第３の形態の動力伝達装置８０ｃは、エンジン（動力源２）によって上下動するピストン３と回転軸４０に設けられたクランク４２とがシャフト７を介して接続されている。そして、クランク４２には重量部４４ａと軽量部４４ｂとを有する錘４４が可動な状態で貫入する。また、錘４４の周面は円柱状の被接触部材４６の外周面と接している。尚、被接触部材４６は例えば回転軸４０の内部を通った固定軸４６ａを介して固定されており、回転軸４０の回転動作や錘４４の移動に際しても回転することは無い。
【００１７】
次に、第３の形態の動力伝達装置８０ｃの動作を説明する。先ず、動力源２が稼働してピストン３が上下動する。このピストン３の上下動はシャフト７を介して動力伝達装置８０ｃのクランク４２に伝達され、回転軸４０の回転運動に変換される。また、クランク４２が回転動作すると錘４４は被接触部材４６の周面と外接した状態で被接触部材４６の周りを自転しながら公転する。そして、錘４４と被接触部材４６との接触抵抗は回転軸４０の回転を補助する方向に働き負荷４への仕事率は向上する。また、錘４４の重量部４４ａが外側を回動する際の遠心力は回転軸４０の回転を補助する方向に働き、負荷４への仕事率を向上させる。
【００１８】
次に、本発明に係る第４の形態の動力伝達装置８０ｄを図４を用いて説明する。図４に示す第４の形態の動力伝達装置８０ｄは、動力源２からの回転力を減速、高トルク化して同軸で負荷４側へ出力する遊星歯車部５０を有している。そして、この遊星歯車部５０は、動力源２によって回転する駆動軸１０と、この駆動軸１０と固定して駆動軸１０とともに回転する太陽歯車３０と、この太陽歯車３０と螺合して太陽歯車３０の周りを自転しながら公転する複数の遊星歯車３４と、これら複数の遊星歯車３４が内周面に設けられたギヤ歯と螺合する内歯車３２と、遊星歯車３４の公転運動を従動軸１４の回転運動に変換して負荷４側に伝達する遊星キャリア３６と、を備え、内歯車３２が固定した所謂プラネタリ型の遊星歯車機構を基本構成として有している。尚、本例では遊星歯車３４を４つ設けた例を示しているが、遊星歯車３４の数に特に限定はなく、２つでも３つでも５つ以上でも良い。また、太陽歯車３０の径と遊星歯車３４の径の比も特に限定は無く、これらは遊星歯車部５０に要求される減速比等により適宜設定される。
【００１９】
そして、遊星歯車３４の回転軸４０（遊星軸）のそれぞれにはクランク４２が設けられ、このクランク４２のそれぞれに重量部４４ａと軽量部４４ｂとを有する錘４４が可動な状態で貫入する。また、クランク４２の周囲には円筒管状の被接触部材４６が設けられ、錘４４の周面は錘４４が遊星歯車部５０の中心軸から最も離れた位置において被接触部材４６の内周面と接触する。
【００２０】
次に、第４の形態の動力伝達装置８０ｄの動作を説明する。先ず、駆動軸１０に動力源２からの回転力が加わると、駆動軸１０に固定した太陽歯車３０が回転する。太陽歯車３０が回転すると、これと螺合した各遊星歯車３４が太陽歯車３０とは逆方向に回転（自転）する。また、遊星歯車３４は固定した内歯車３２とも螺合しているから、太陽歯車３０の周囲を太陽歯車３０の回転方向と同じ方向に回転（公転）する。そして、この遊星歯車３４の公転運動は遊星キャリア３６に伝達され従動軸１４の回転運動に変換されて各種機械機器や発電機等の負荷４側に伝達される。
【００２１】
このとき、遊星歯車３４の回転軸４０も遊星歯車３４の自公転とともに自公転する。これにより、回転軸４０のクランク４２に設けられた錘４４は、回転軸４０を中心に公転しながら遊星歯車部５０の中心軸を中心に公転する。そして、錘４４が遊星歯車部５０の中心軸から最も離れた位置に達すると錘４４の周面と被接触部材４６の内周面とが接触し、このときの接触抵抗によって遊星歯車３４の公転運動は補助され負荷４への仕事率は向上する。
【００２２】
以上のように、本発明に係る動力伝達装置８０ａ〜８０ｄは、負荷４に接続する回転軸４０にクランク４２を設け、このクランク４２に重量部４４ａと軽量部４４ｂとを有する円板状の錘４４を回転可能な状態で貫入する。また、この錘４４は被接触部材４６と接触し、この接触抵抗は回転軸４０の仕事率を向上させる方向に働く。これにより、負荷４への仕事率は向上する。
【００２３】
尚、本例で示した動力伝達装置８０ａ〜８０ｄの各部の構成、形状、配置、機構等は一例であるから上記の例に限定されるわけでは無く、本発明は本発明の要旨を逸脱しない範囲で変更して実施することが可能である。
【符号の説明】
【００２４】
４      負荷
１０    駆動軸
１４    従動軸
３０    太陽歯車
３２    内歯車
３４    遊星歯車
３６    遊星キャリア
４０    回転軸
４２    クランク
４４    錘
４４ａ  重量部
４４ｂ  軽量部
４６    被接触部材
８０ａ〜８０ｄ  動力伝達装置
【図１】
2016205425.tif 000003
【図２】
2016205425.tif 000004
【図３】
2016205425.tif 000005
【図４】
2016205425.tif 000006