| 【発明の名称】 |
差動装置 |
| 【発明者】 |
【氏名】武藤 忠信
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| 【要約】 |
【課題】入力回転軸の回転速度に比べて出力回転軸の回転速度が減速されても十分なトルクを強力かつ安定して出力することができる差動装置を提供する。
【解決手段】主動回転部材５を備えた入力回転軸２と、その軸線の周りを公転あるいは静止した状態で主動回転部材５の回転動力を順次伝達する複数の仲介回転部材６、８、１０、１２と、最終の仲介回転部材１２の回転動力を伝達される従動回転部材１３を備えた出力回転軸３から成る差動装置において、入力回転軸２の回転速度に比べて出力回転軸３の回転速度が減速されるに伴って仲介回転部材の公転速度が上昇するように構成すると共に、これらの仲介回転部材の一部あるいは全部に回転による慣性力を持たせるか、または仲介回転部材と共に公転及び／又は自転するフライホイール９あるいは錘等の回転又は非回転の慣性体を設ける。 |
【特許請求の範囲】
【請求項１】 主動回転部材を備えた入力回転軸と、該入力回転軸の軸線の周りを公転あるいは静止した状態で上記主動回転部材の回転動力を順次伝達する複数の仲介回転部材と、最終の仲介回転部材の回転動力を伝達される従動回転部材を備えた出力回転軸から成る差動装置において、上記入力回転軸の回転速度に比べて上記出力回転軸の回転速度が減速されるに伴って上記仲介回転部材の公転速度が上昇するように構成すると共に、これらの仲介回転部材の一部あるいは全部に回転による慣性力を持たせるか、または該仲介回転部材と共に公転及び／又は自転するフライホイールあるいは錘等の回転又は非回転の慣性体を設けることを特徴とする差動装置。
【請求項２】 上記各回転部材が歯車または摩擦車であることを特徴とする請求項１に記載の差動装置。
【請求項３】 上記慣性体の質量、形状、公転軸又は自転軸からの距離を単独あるいは組み合わせて変えることを特徴とする請求項１または２に記載の差動装置。
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【発明の詳細な説明】【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明は、差動装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】従来の差動装置としては、主動回転部材を備えた入力回転軸と、該入力回転軸の軸線の周りを公転あるいは静止した状態で上記主動回転部材の回転動力を順次伝達する複数の仲介回転部材と、最終の仲介回転部材の回転動力を伝達される従動回転部材を備えた出力回転軸から構成されたものがあった。
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】しかしながら、上記従来の差動装置は、上記入力回転軸の回転速度に対して上記出力回転軸の回転速度が変動するように構成されているものの、該出力回転軸のトルク（回転力）の安定性に欠け、特に、出力回転軸の回転速度が低下するとトルクが低下して、動力伝達装置として十分に機能を発揮し得ない等の問題点があった。
【０００４】本発明は、上記従来の問題点を解決するためになされたもので、その目的とするところは、入力回転軸の回転速度に比べて出力回転軸の回転速度が減速されても十分なトルクを強力かつ安定して出力することができる差動装置を提供することにある。
【０００５】
【課題を解決するための手段】本発明の差動装置は、主動回転部材を備えた入力回転軸と、該入力回転軸の軸線の周りを公転あるいは静止した状態で上記主動回転部材の回転動力を順次伝達する複数の仲介回転部材と、最終の仲介回転部材の回転動力を伝達される従動回転部材を備えた出力回転軸から成る差動装置において、上記入力回転軸の回転速度に比べて上記出力回転軸の回転速度が減速されるに伴って上記仲介回転部材の公転速度が上昇するように構成すると共に、これらの仲介回転部材の一部あるいは全部に回転による慣性力を持たせるか、または該仲介回転部材と共に公転及び／又は自転するフライホイールあるいは錘等の回転又は非回転の慣性体を設けることを特徴とする。また、上記各回転部材が歯車または摩擦車であることも特徴とする。さらに、上記慣性体の質量、形状、公転軸又は自転軸からの距離を単独あるいは組み合わせて変えることも特徴とする。
【０００６】
【発明の実施の形態】以下、本発明の実施の形態について、図面を参照しながら説明する。図１において、１は架台であって、２つの支持部１ａ、１ｂを有する。一方の支持部１ａには入力回転軸２が、また、他方の支持部１ｂには出力回転軸３が、それぞれ回転自在に支持されている。図２からも明らかなように、上記入力回転軸２と上記出力回転軸３の間には、公転主軸４が介挿されている。これら入力回転軸２と出力回転軸３と公転主軸４の軸線は一致するとともに、相互に拘束されることなく、それぞれ独立して自由に回転できるようになっている。
【０００７】図２（Ａ）（Ｂ）から明らかなように、上記入力回転軸２の内端側には主動傘歯車５が一体的に設けられている。該主動傘歯車５には第１仲介傘歯車６が噛み合っている。該第１仲介傘歯車６は、上記公転主軸４と直交する第１公転軸７に回転自在に支持されている。なお、本実施例において、これらの主動傘歯車５と第１仲介傘歯車６の歯車比は２：１であり、主動傘歯車５が１回転すると、第１仲介傘歯車６は２回転するようになっている。
【０００８】上記第１仲介傘歯車６の内側には第２仲介傘歯車８が一体的に設けられている。また、上記第１仲介傘歯車６の外側にはフライホイール９が一体的に設けられている。従って、上記第１仲介傘歯車６と第２仲介傘歯車８とフライホイール９は、上記第１公転軸７の周りを一体的に回転するようになっている。
【０００９】図２（Ｃ）から明らかなように、上記第２仲介傘歯車８には第３仲介傘歯車１０が噛み合っている。該第３仲介傘歯車１０は、上記公転主軸４および上記第１公転軸７のいずれに対しても直交する第２公転軸１１に回転自在に支持されている。なお、本実施例において、これらの第２仲介傘歯車８と第３仲介傘歯車１０の歯車比は１：２であり、第２仲介傘歯車８が１回転すると、第３仲介傘歯車１０は１／２回転するようになっている。
【００１０】上記第３仲介傘歯車１０の外側には第４仲介傘歯車１２が一体的に設けられていて、上記第２公転軸１１の周りを一体的に回転する。なお、相互に直交する第１公転軸７と第２公転軸１１は、上記公転主軸４と一体的に構成されていて、該公転主軸４の軸線の周りを回転するようになっている。
【００１１】図２（Ａ）から明らかなように、上記第４仲介傘歯車１２には従動傘歯車１３が噛み合っている。該従動傘歯車１３は上記出力回転軸３の内端側に一体的に設けられている。これらの第４仲介傘歯車１２と従動傘歯車１３の歯車比は１：２であり、第４仲介傘歯車１２が１回転すると、従動傘歯車１３は１／２回転するようになっている。
【００１２】なお、上記第１公転軸７と対称に設けられた第１公転軸７′にも上記第１仲介傘歯車６と第２仲介傘歯車８とフライホイール９と同じ部材を対称的に設けて、全体的にバランスを保つように構成するのが好ましいが、この第１公転軸７′における第１仲介傘歯車６と第２仲介傘歯車８、或いは、フライホイール９を省略することも可能である。さらに、上記第２公転軸１１と対称的に設けられた第２公転軸１１′にも上記第３仲介傘歯車１０と第４仲介傘歯車１２と同じ部材を対称的に設けることが好ましいが、省略することも可能である。
【００１３】次に、上記実施例の差動装置の作用について説明する。まず、上記公転主軸４を回転させない（公転なし）条件で、上記入力回転軸２すなわち主動傘歯車５を１，０００回転させると、これと噛み合っている第１仲介傘歯車６は２，０００回転する（主動傘歯車５と第１仲介傘歯車６の歯車比は２：１）。上記第１仲介傘歯車６と第２仲介傘歯車８は一体となっているので、該第２仲介傘歯車８も２，０００回転する。
【００１４】上記第２仲介傘歯車８が２，０００回転すると、これと噛み合っている第３仲介傘歯車１０は１，０００回転する（第２仲介傘歯車８と第３仲介傘歯車１０の歯車比は１：２）。上記第３仲介傘歯車１０と第４仲介傘歯車１２は一体となっているので、該第４仲介傘歯車１２も１，０００回転する。
【００１５】上記第４仲介傘歯車１２が１，０００回転すると、これと噛み合っている従動傘歯車１３すなわち出力回転軸３は、５００回転する（第４仲介傘歯車１２と従動傘歯車１３の歯車比は１：２）。従って、公転なしの状態では、入力回転軸２を１，０００回転させると出力回転軸３は半分の５００回転となる。以上の作用を整理すると、表１の第１行目のようになる。
【００１６】次に、上記公転主軸４が１，０００回転する条件で、上記入力回転軸２（主動傘歯車５）を１，０００回転させると、これと噛み合っている第１仲介傘歯車６は４，０００回転する。なぜなら、上記公転主軸４を固定した状態で、上記主動傘歯車５を１，０００回転させると第１仲介傘歯車６は２，０００回転する。また、上記主動傘歯車５を回転停止した状態で、上記公転主軸４を１，０００回転させると第１仲介傘歯車６は２，０００回転する。従って、これらの条件を合わせると、第１仲介傘歯車６は４，０００回転することになる。
【００１７】上記第１仲介傘歯車６が４，０００回転すると、これと一体的の第２仲介傘歯車８も４，０００回転する。さらに、該第２仲介傘歯車８と噛み合う第３仲介傘歯車１０は、共に同じ公転するので、それらの歯車比１：２にしたがって２，０００回転する。該第３仲介傘歯車１０が２，０００回転すると、これと一体になった第４仲介傘歯車１２も２，０００回転する。
【００１８】上記第４仲介傘歯車１２が２，０００回転すると、これと噛み合っている従動傘歯車１３すなわち出力回転軸３は、０回転となる。なぜなら、上記公転主軸４を固定した（公転なし）状態で、上記第４仲介傘歯車１２を２，０００回転させると従動傘歯車１３は、歯車比にしたがって１，０００回転する。また、該第４仲介傘歯車１２を回転停止させた状態で、上記公転主軸４を１，０００回転させると、上記従動傘歯車１３は逆方向に１，０００回転する。従って、これらの条件を合わせると、上記従動傘歯車１３は矢印方向に１，０００回転、逆方向に１，０００回転することになり、結局、０回転となる。以上の作用を整理すると、表１の第６行目のようになる。
【００１９】以上の説明では、公転が０の場合と１，０００回転の２つの条件の作用について説明したが、これらの中間の条件、すなわち、公転が２００、４００、６００および８００回転の場合は、表１の第２ないし５行目のようになる。表１から分かるように、入力回転軸２の回転数が一定であっても、公転主軸４の公転回転数が大きくなると、出力回転軸３の回転数は減少する。上記公転主軸４から直交して延びる第１公転軸７の先端部にはフライホイール９が取り付けられているので、上述のように公転主軸４の回転数が大きくなると、上記フライホイール９による慣性力が大きくなって、出力回転軸３の回転数が減少してもトルク（回転力）が増大する。逆に、出力回転軸３の回転数が大きいほどトルクは小さくなる。また、表１から明らかなように、公転主軸４の回転数が大きいと、フライホイール９の自転の回転数も大きくなって独楽の原理すなわちジャイロ効果により上記公転を抑制する力が生じるだけでなく、自転回転数の増大により慣性力も増大するするため、上記出力回転軸３のトルクは更に増大する。
【００２０】
【表１】
【００２１】上記実施例では、相互に噛み合う傘歯車の歯車比を１：２（または２：１）としたが、本発明はこれに限定するものではなく、任意の歯車比（または直径比）であってもよい。また。上記実施例では傘歯車による動力伝達について説明したが、本発明の差動装置はこれに限定するものではなく、例えば、摩擦車による摩擦接触による動力伝達であってもよい。この場合には、出力回転軸に過負荷がかかっても、スリップして、入力回転軸を回転させる原動機などに影響する心配がない。
【００２２】さらに、上記実施例では第１公転軸にフライホールを設けたが、歯車や第１公転軸の外端部に錘を取り付けて、これらの部材に慣性力を持たせるように設計し、フライホールを省略することも可能である。また、フライホイールは第２公転軸１１に取付けたり、両公転軸７および１１に設けるようにしても良い。さらにまた、上記フライホイール等の慣性体の質量、形状、公転軸又は自転軸からの距離などを変化させることにより、そのジャイロ効果による公転の抑制効果、すなわち、出力回転軸のトルクを調整するようになっている。
【００２３】
【発明の効果】１）主動回転部材を備えた入力回転軸と、該入力回転軸の軸線の周りを公転あるいは静止した状態で上記主動回転部材の回転動力を順次伝達する複数の仲介回転部材と、最終の仲介回転部材の回転動力を伝達される従動回転部材を備えた出力回転軸から成る差動装置において、上記入力回転軸の回転速度に比べて上記出力回転軸の回転速度が減速されるに伴って上記仲介回転部材の公転速度が上昇するように構成すると共に、これらの仲介回転部材の一部あるいは全部に回転による慣性力を持たせるか、または該仲介回転部材と共に公転及び／又は自転するフライホイールあるいは錘等の回転又は非回転の慣性体を設けるように構成したので、入力回転軸の回転速度に比べて出力回転軸の回転速度が減速されても十分なトルクを強力かつ安定して出力することができる。
２）上記各回転部材を歯車とすることにより、確実な回転数が保証され、一方、摩擦車とすることにより過負荷による装置の破損を防止することができる。
３）フライホイール等の慣性体の質量、形状、公転軸又は自転軸からの距離などを変化させることにより、そのジャイロ効果による公転の抑制効果、すなわち、出力回転軸のトルクを調整することができる。
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| 【出願人】 |
【識別番号】５９９１６０６８６
【氏名又は名称】武藤 忠信
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| 【出願日】 |
平成１１年１１月１５日（１９９９．１１．１５） |
| 【代理人】 |
【識別番号】１０００８０２５２
【弁理士】
【氏名又は名称】鈴木 征四郎
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| 【公開番号】 |
特開２００１−１４１０３０（Ｐ２００１−１４１０３０Ａ） |
| 【公開日】 |
平成１３年５月２５日（２００１．５．２５） |
| 【出願番号】 |
特願平１１−３２３８６８ |
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