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技術 テコの揺動により固定された傘歯車軸との間に発生する軸間距離変動を機械的に自動調整する機構。

出願人 中川時雄
発明者 中川時雄
出願日 2012年6月28日 (7年8ヶ月経過) 出願番号 2012-144883
公開日 2014年1月20日 (6年1ヶ月経過) 公開番号 2014-009712
状態 特許登録済
技術分野 減速機1 伝動装置
主要キーワード 傘歯車軸 正ピッチ 螺旋溝加工 傘歯車装置 ボルト保持部材 ナット保持部材 ナット支持部材 歯車ハウジング
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重要な関連分野

この項目の情報は公開日時点(2014年1月20日)のものです。
また、この項目は機械的に抽出しているため、正しく解析できていない場合があります

図面 (2)

課題

人力駆動力を得ている装置や弱い駆動力装置から力を得ようとする場合、テコの作用を用いて力の増幅を図るが、そのさい揺動運動ストロークが短いため噛み合い型歯車のみを用いた動力伝達機構では、運輸関係や発電機の駆動装置には理想的ではなく、回転数を上げようとするとトルクが大きく減じてしまい実用的ではないため、トルクを大きくは減じさせず、かつ1揺動で多数回転可能な機構が望まれる。

解決手段

1組の傘歯車を用い、固定した傘歯車からもう一つの傘歯車がブランコできるように2本のアームを出し、ブランコできる傘歯車にはボールねじナットとして用いるための螺旋溝加工を施し、ボスには転がり軸受けを装着し、ブランコアームに関連した部材で連結すると相方の傘歯車歯面を転がり移動でき、テコの作用点ボールねじボルトが平行に倒れられる構造にし、傘歯車ナットに挿入すると1揺動多数回転可能な機構となる。

概要

背景

人力微風発電による駆動力を伝達する部材や機構は主に噛み合い型歯車のみを用いたりチェーンを用いたものが主流である。
歯車ハウジング内に配置される傘歯車装置配置構造に関する技術がある(特許文献参照)。

概要

人力で駆動力を得ている装置や弱い駆動力装置から力を得ようとする場合、テコの作用を用いて力の増幅をるが、そのさい揺動運動ストロークが短いため噛み合い型歯車のみを用いた動力伝達機構では、運輸関係や発電機の駆動装置には理想的ではなく、回転数を上げようとするとトルクが大きく減じてしまい実用的ではないため、トルクを大きくは減じさせず、かつ1揺動で多数回転可能な機構が望まれる。 1組の傘歯車を用い、固定した傘歯車からもう一つの傘歯車がブランコできるように2本のアームを出し、ブランコできる傘歯車にはボールねじナットとして用いるための螺旋溝加工を施し、ボスには転がり軸受けを装着し、ブランコアームに関連した部材で連結すると相方の傘歯車歯面を転がり移動でき、テコの作用点ボールねじボルトが平行に倒れられる構造にし、傘歯車ナットに挿入すると1揺動多数回転可能な機構となる。

目的

効果

実績

技術文献被引用数
0件
牽制数
0件

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請求項1

傘歯車ボールねじナットに加工し、揺動させるテコ作用点にテコと平行にボールねじ倒れるよう取り付け、ボールねじ傘歯車ナット部分かみ合うもう1つの傘歯車の小端面を、揺動するテコの軌跡を面として見た時、垂直に接する方向に向け、歯面を転がり移動可能なように傘歯車が片支持された大端面中心軸からと、小端側対面の軸とから出したブランコアームに、ボールねじ傘歯車ナットが自在に回転可能な部材を設けたものと連結させることで、テコの揺動により固定された傘歯車軸との間に発生する軸間距離変動を機械的に自動調整する機構

技術分野

0001

本発明はテコによる揺動運動傘歯車ボールねじを用い逆作動させることで回転運動に変えるものであるが、そのさいテコは円弧を描いて揺動し、固定された傘歯車軸との間に軸間距離変動が発生するため、それを機械的に自動調整する機構に関する。

背景技術

0002

人力微風発電による駆動力を伝達する部材や機構は主に噛み合い型歯車のみを用いたりチェーンを用いたものが主流である。
歯車ハウジング内に配置される傘歯車装置配置構造に関する技術がある(特許文献参照)。

先行技術

0003

特表平2−504545

発明が解決しようとする課題

0004

テコの揺動運動から駆動力を得ている駆動装置においては、揺動運動ストロークが短いため噛み合い型歯車のみを用いている機構では、トルクを大きく減じさせずに1揺動あたりの回転数を上げることが困難である。

0005

そのため速度を必要とする運輸関係や回転数を必要とする発電機の駆動装置また人力駆動や弱い駆動力機関に噛み合い型歯車のみを用いて駆動力を伝達する機構は理想的ではないため、揺動運動ストロークが短くても1揺動多数回転させられる機構が望まれる。

課題を解決するための手段

0006

本発明は上記目的を達成させるため、一言でいうと次のような構成とした。それはテコの動きをボールねじで逆作動させると小さい揺動でも回転を稼ぐこととができ、ナット側の傘歯車がテコの揺動により角度や向き、また歯車の軸間距離が変動してもスムーズに回転できる構造である。

0007

まず揺動するテコの先端であり作用点でもある部位にボールねじボルトをテコと平行に倒れることができるように設ける。ボルトの長さはテコの揺動範囲の長さとしテコ側のみの片支持である。

0008

このボールねじボルトにナットとしての加工を施した傘歯車をナットとして組み合わせる。

0009

このボールねじ傘歯車ナットがかみ合う相手も傘歯車7であり、向きは次の方向に限定される。ボールねじが設けられているテコの揺動する軌跡を面として見た時、この面に傘歯車7の小端面が接するように垂直に向き、傘歯車ナットと互いに中心線が垂直に交差する位置とする。

0010

ボールねじ傘歯車ナットは、テコの作用点でもある先端にテコと平行に倒れることができるようにピンで止められているボールねじボルトに組み込まれているだけなので、このままではテコが揺動すれば相方である傘歯車7からかみ合いがズレてしまい機能しなくなる。そこで本発明のポイントになる部材を次のように設ける。

0011

傘歯車7を支え中心軸からボールねじ傘歯車ナットがブランコできるように2本のアームを出す。ひとつは傘歯車7を片支持している大端面側からのアームと、もうひとつは小端先面側にあるボールねじ傘歯車ナットを挟んだ向い側の軸からアームを出して、ボールねじ傘歯車ナットが傘歯車7の歯面をブランコするような転がり移動ができるようにする。

0012

傘歯車7の中心軸が片支持となっている理由は、傘歯車7の小端先にはボールねじボルトが傘歯車7の中心軸線を垂直に横切る運動をするため、1本の通し軸にすることができないため片支持となっている。

0013

では次にこれらの動きや作用を説明すると次のようになる。テコが揺動すると、添付図面の場合作用点でもあるテコの先端に設けたボールねじが傘歯車ナットを押し上げるが、傘歯車7にはばまれてボルトとは一緒に移動できない。ボルトにはボールねじの特徴である螺旋溝が設けてあるため、傘歯車ナットはその溝に添ってその場で回転することで力を逃がし現状の位置を保ち続けようとして元の位置を目指して回転するいわゆる逆作動をする。

0014

ところがテコの先端は円弧を描いて揺動し傘歯車7から遠ざかるため、ボールねじボルトは変動する距離を埋めるため、テコと止められているピンのところから倒れ込みおじぎをする格好で距離を埋める。

0015

更にボールねじ傘歯車ナット5は傘歯車7の中心軸線BBを中心に適正ピッチを保ちブランコできるようになっており、テコ1の揺動でボールねじボルト6をピン13で止めている作用点が持ち上がり、ボールねじ傘歯車ナット5がおじぎするように倒れ込むと同時に、ボールねじ傘歯車ナット5は傘歯車7の歯面を転がり移動してブランコアーム4をテコ側に引き寄せ、テコの揺動で傘歯車7との軸間距離が変化した分だけ軸間距離を機械的に自動調整する。

発明の効果

0016

テコの揺動運動から駆動力を得ている駆動装置において、エネルギー変換効率のよいボールねじを逆作動させることで、ストロークの短いテコの揺動運動でも、トルクを大きく減じさせることなく、1揺動多数回転を得ることが可能となる。

0017

速度を必要とする運輸関係や、回転数を必要とする発電機の駆動装置に利用可能となる。

0018

この機構は人力や弱い駆動力をテコで増幅した後、回転運動として取り出す機構に利用可能である。

図面の簡単な説明

0019

本発明の構造を示す見取図

実施例

0020

揺動するテコ1の先端部であり作用点でもある部位にボールねじボルト6をテコ1と平行に倒れることができるようにピン13で片支持止めにする。

0021

ボールねじボルト6にボールねじナットとしての加工を施した傘歯車を、ボールねじ傘歯車ナット5として組み合わせる。

0022

このボールねじ傘歯車ナット5がかみ合う相手も傘歯車であり、組合わせと向きは次の方向に限定される。ボールねじが設けられているテコ1の揺動する軌跡を面として見た時、この面に傘歯車7の小端面が接するように垂直に向き、ボールねじ傘歯車ナット5と互いに中心線が垂直に交差する位置とする。

0023

傘歯車7を支える中心軸10から、ボールねじ傘歯車ナット5がブランコできるように、2本のブランコアーム4を出す。1本は傘歯車7の大端面側から出るブランコアーム4と、もう1本は小端先面側にあるボールねじ傘歯車ナット5を挟んだ向い側の軸からブランコアーム4を出す。

0024

ボールねじ傘歯車ナット5をスムーズに回転させるための転がり軸受け2がボールねじ傘歯車ナット5のボスに取り付けられていて、2本のブランコアーム4は転がり軸受け2をボールねじ傘歯車ナット保持部材3で掴み、ブランコアーム4と連結させる。

0025

傘歯車7の小端先にはボールねじボルトの揺動方向AAと傘歯車7の中心軸線BBとが垂直に交わる運動をするため、傘歯車7の軸は1本の通し軸にすることができないため片支持となっている。

0026

一方向のみの回転を取り出すためにラチェット機構11を傘歯車7軸に設けておく。

0027

1テコ
2転がり軸受
3ボールねじ傘歯車ナット支持部材
4ブランコアーム
5 ボールねじ傘歯車ナット
6 ボールねじボルト
7 傘歯車
平歯車
9 平歯車B
10 傘歯車を支える中心軸
11ラチェット機構
12螺旋ミゾ
13ピン
14 ボールねじボルト保持部材
AA ボールねじボルトの揺動方向
BB 傘歯車の中心軸線

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