動力伝動装置
【課題】回転運動や往復運動を、揺動運動を介して回転トルクを高めて回転運動に変換可能な簡単な構成の動力伝動装置を実現する。
【解決手段】第１の往復回転歯車２３と第２の往復回転歯車３５は、それぞれ往復駆動歯車５に噛み合っており、往復駆動歯車５が時計方向に回転すると、第１の往復回転歯車２３は反時計方向に回転して、第１の一方向クラッチ３４を介して第１の一方向回転歯車２６を反時計方向に回転させ、往復駆動歯車５が反時計方向に回転すると、第２の往復回転歯車３５は反時計方向に回転して、第２の一方向クラッチ３６及び回転方向変換用機構５２を介して第２の一方向回転歯車３８を反時計方向に回転させる。
【解決手段】第１の往復回転歯車２３と第２の往復回転歯車３５は、それぞれ往復駆動歯車５に噛み合っており、往復駆動歯車５が時計方向に回転すると、第１の往復回転歯車２３は反時計方向に回転して、第１の一方向クラッチ３４を介して第１の一方向回転歯車２６を反時計方向に回転させ、往復駆動歯車５が反時計方向に回転すると、第２の往復回転歯車３５は反時計方向に回転して、第２の一方向クラッチ３６及び回転方向変換用機構５２を介して第２の一方向回転歯車３８を反時計方向に回転させる。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、動力伝動装置に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
従来、第１の軸を中心として回転する回転動力を、第１の軸と直交する方向の第２の軸を中心として回転する回転動力に伝動する要素技術としては、例えば、傘歯車伝動機構がある。また、直線方向の往復運動や揺動運動を回転動力に変換する要素技術としては、例えば、クランク回転機構（往復運動をクランク軸の回転動力に変換する機構）、ラック・ピニオン機構等がある。
【０００３】
さらに、従来、直進往復運動を正逆回転に変換して、この正逆回転を一方向クラッチを用いて一方向回転に変換する発明は公知である（特許文献１参照）。なお、本願出願人は、すでに、動力伝動装置を特願２００９−７５６７４号として出願しているが、本願発明は、この先行出願に係る発明の改良発明である。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
【特許文献１】特開２００２−６６８６４号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
往復運動を一方向の回転運動に変換する機構は、上記特許文献１等で公知であるが、断続回転しか伝達できず、連続回転する機構としては適していない。また、往復運動で得られた回転力のトルクを高めるためには、複数の伝動歯車やベルト機構等を組み合わせる必要がある。さらに、回転運動回転の軸心を直交させる場合はさらに傘歯車等を用いなくてはならないので、伝動要素が多くなり複雑となる。
【０００６】
なお、本願出願人による上記先行出願に係る発明は、往復駆動歯車、第１の往復回転歯車及び第２の往復回転歯車を順次直列に噛み合わせているが、利用する装置によっては、直列に噛み合わせた構成では、利用する装置の部品の配置設計上、自由度がないという点がある。
【０００７】
本発明は、往復運動や揺動運動を、回転運動に変換するとともに、弱い力で入力してもパワーアップして回転トルクを高め、さらに回転軸心の方向も直交する方向に変換可能な簡単な構成の動力伝動装置を実現することを課題とする。また、本発明は、利用する装置の部品、及び第１の往復回転歯車及び第２の往復回転歯車の配置の自由度を得るための構成が実現することが課題である。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
本発明は上記課題を解決するために、往復回転発生機構と、一方向回転変換機構と、連動出力機構とを備え、入力回転軸の入力回転を出力回転軸に伝動する動力伝動装置であって、前記往復回転発生機構は、前記入力回転軸と、該入力回転軸により回転する回転円板と、往復駆動歯車と、該往復駆動歯車の歯車面から径方向外側に突設されたヨークと、基端が該ヨークに取り付けられ先端が回転円板に連動する揺動アームとを備え、該回転円板が回転すると、揺動アームは往復駆動歯車の回転中心を中心として往復揺動することで、往復駆動歯車が往復回転する構成とし、前記一方向回転変換機構は、第１の変換部及び第２の変換部を備え、第１の変換部は、往復駆動歯車に直接噛み合う第１の往復回転歯車と、第１の一方向クラッチと、第１の被回転軸とを備え、前記往復駆動歯車によって第１の往復回転歯車が往復回転する際に、その一方向の回転のみを一方向クラッチによって第１の被回転軸に伝達し、第２の変換部は、往復駆動歯車に直接噛み合う第２の往復回転歯車と、第２の一方向クラッチと、第２の被回転軸と、を備え、前記往復駆動歯車によって第２の往復回転歯車が往復回転する際に、他方向の回転のみを一方向クラッチによって第２の被回転軸に伝達し、前記連動出力機構は、第１の被回転軸の回転力と第２の被回転軸の回転力を互いに同一方向の回転力として交互に出力する構成であることを特徴とする動力伝動装置を提供する。
【０００９】
回転円板は、往復回転歯車と直交する方向に配置されており、その周縁部に、内面に球状の受け面を有するソケットが形成されており、揺動アームの先端に球体部が形成され、該球体部がソケットの受け面内に回転可能に嵌合している構成としてもよい。
【００１０】
回転円板は、往復回転歯車と同じ方向に向けて配置されており、その周縁部に、連結リンクが枢着され、該連結リンクに揺動アームの先端が枢着されており、連結リンクと揺動アームは、同じ平面で可動である構成としてもよい。
【００１１】
前記連動出力機構は、第１の変換部の第１の被回転軸に同心的に固定された第１の一方向回転部材と、第２の変換部における第２の被回転軸に回転方向変換用機構を介して結合された被回転伝動軸に、同心的に固定された第２の一方向回転部材とを有するとともに、第１の一方向回転部材及び第２の一方向回転部材を互いに連動させる伝動手段及び前記出力回転軸とを備えている構成としてもよい。
【００１２】
第１の一方向回転部材及び第２の一方向回転部材は、それぞれ同じ構成の歯車であり、伝動手段は、第１の一方向回転部材及び第２の一方向回転部材に装着されたチェーンである構成としてもよい。
【００１３】
第１の一方向回転部材及び第２の一方向回転部材は、それぞれ同じ構成のローラであり、伝動手段は、第１の一方向回転部材及び第２の一方向回転部材に装着されたベルトである構成としてもよい。
【００１４】
出力回転軸に、フライホイールが取り付けられている構成とすることが好ましい。
【発明の効果】
【００１５】
本発明に係る動力伝動装置によれば、回転軸を中心に、往復駆動歯車、二股ヨーク及び揺動アームとから成るものが全体として梃子（モメントアーム）として作用し、往復回転歯車を往復回転させ、一方向クラッチを介して回転出力を得る構成としたので、揺動アームの先端部に加えられた回転力を、梃子の原理で増大して出力することができる。従って、往復運動や揺動運動を、回転運動に変換するとともに、弱い力で入力してもパワーアップして回転トルクを高め、さらに回転軸心の方向も直交する方向に変換可能である。
【図面の簡単な説明】
【００１６】
【図１】本発明に係る動力伝動装置の実施例１の構成及び作用等を模式的に説明する図である。
【図２】本発明に係る動力伝動装置の実施例１を斜め正面から見た斜視図である。
【図３】本発明に係る動力伝動装置の実施例１を上面から見た斜視図である。
【図４】図３のＡ−Ａ断面図である。
【図５】本発明に係る動力伝動装置の実施例２の原理、構成及び作用等を模式的に説明する図である。
【図６】本発明に係る動力伝動装置の原理及び基本的構成を説明する図である。
【発明を実施するための形態】
【００１７】
本発明に係る動力伝動装置を実施するための形態を実施例に基づき図面を参照して、以下説明する。
【００１８】
（原理及び基本的構成）
本発明に係る動力伝動装置１の原理及び基本的構成を、図６において説明する。この動力伝動装置１は、往復回転発生機構２と、一方向回転変換機構３と、連動出力機構４とを備えている。
【００１９】
往復回転発生機構２は、入力回転軸１６と、入力回転軸１６により回転する回転円板１１と、往復駆動歯車５と、往復駆動歯車５の歯車面から径方向外側に突設された二股ヨーク９と、基端がヨーク９に枢着され先端が回転円板に連動する揺動アーム１０とを備え、回転円板１１が回転すると、揺動アーム１０は往復駆動歯車５の回転中心を中心として往復揺動することで、往復駆動歯車５が往復回転する。
【００２０】
一方向回転変換機構３は、第１の変換部２１及び第２の変換部２２を備え、第１の変換部２１及び第２の変換部２２は、それぞれ往復駆動歯車５と直接噛み合う往復回転歯車２３、３５と、一方向クラッチ３４、３９と、被回転軸２５、３７とを備えている。往復回転歯車２３、３５は、往復駆動歯車５によって往復回転され、この往復回転を一方向クラッチ３４、３９によって一つの方向の回転に変換して被回転軸２５、３７に伝達する。
【００２１】
連動出力機構４は、第１の一方向回転歯車２６と第２の一方向回転歯車３８がチェーン４０によって連動し、例えば、第２の一方向回転歯車３８から出力を取り出す構成となっており、被回転軸２５からの間欠的な回転と、被回転軸３７からの間欠的回転であって回転方向変換用機構５２（例えば、回転方向変換用歯車５０、５１）を介して方向変換された回転を、同一方向の連続的な回転として出力する機構である。
【００２２】
第１の変換部２１の第１の往復回転歯車２３は、往復駆動歯車５の一方向への回転（例えば、時計方向への回転）の際に、反時計方向に回転され、第１の一方向クラッチ３４を介して第１の被回転軸２５を反時計方向へ回転させる。そして、この反時計方向への回転は、連動出力機構４の第１の一方向回転歯車２６、チェーン４０及び第２の一方向回転歯車３８を介して、反時計方向のみの回転として、出力回転軸４１から出力する。
【００２３】
第２の変換部２２の第２の往復回転歯車３５は、往復駆動歯車５の他方向への回転（例えば、反時計方向への回転）の際に、時計方向に回転されて、第２の一方向クラッチ３９を介して第２の被回転軸３７を時計方向へ回転させる。さらに、この時計方向への回転は、回転方向変換用機構５２（例えば、回転方向変換用歯車５０、５１）を介して、反時計向の回転に変換され、被回転伝動軸４３及び連動出力機構４の第２の一方向回転歯車３８を介して、反時計方向のみの回転として、出力回転軸４１から出力する。但し、第１の変換部２１及び第２の変換部２２は、それぞれ互いが回転しないタイミング（期間）のみ反時計方向へ回転する間欠回転である。
【００２４】
以上のとおり、往復駆動歯車５の時計方向及び反時計方向の回転を、第１の変換部２１により反時計方向のみの回転（時計方向の回転が欠けているので全体として反時計方向のみの間欠的な回転となる。）とし、第２の変換部２２により反時計方向のみの回転（時計方向の回転が欠けているので全体として反時計方向のみの間欠的な回転となる。）とする。そして、第１の変換部２１と第２の変換部２２は、それぞれ互いの回転しないタイミングで回転することで、合わせて連続的な回転として連動出力機構４から出力する。
【実施例１】
【００２５】
図１は、本発明に係る動力伝動装置の実施例１の構成及び作用等を模式的に説明する図であり、図２〜４は、本発明に係る動力伝動装置の実施例１の構成を説明する図である。この実施例１の動力伝動装置１は、図１及び図３に示すように、往復回転発生機構２と、一方向回転変換機構３と、連動出力機構４と、を備えている。
【００２６】
往復回転発生機構２は、往復駆動歯車５の円周面の一部に往復回転力を付与して、往復駆動歯車５をその軸心を中心に所定角度内で往復回転（揺動）させる機構である。一方向回転変換機構３は、往復駆動歯車５の往復回転を一方向の回転に変換する機構である。連動出力機構４は、一方向回転変換機構３で変換された一方向の回転を出力として取り出す機構である。以下、実施例１の構成、作用を詳細に説明する。
【００２７】
（往復回転発生機構）
往復回転発生機構２は、図１〜３に示すように、往復駆動歯車５（往復回転駆動する歯車）と、往復回転を発生させる揺動機構６と、入力軸１６とを有する。
【００２８】
往復駆動歯車５は、回転軸７に同心的に固定されており、この回転軸７は、第１の固定フレーム８に軸受（図示せず）で回転可能に取り付けられている。往復駆動歯車５において、その一方の側の歯車面から、歯車の軸心から径方向に伸びる二股ヨーク９が突設されている。
【００２９】
なお、往復駆動歯車５を、第１の固定フレーム８に固定した固定軸に同心的に回転可能に取り付けたものでもよい。
【００３０】
揺動機構６は、揺動アーム１０と、回転円板１１とを備えている。揺動アーム１０の基端部には、扁平部１２が形成されており、この扁平部１２が、往復駆動歯車５の二股ヨーク９の平坦な内面１３間に嵌合され、ヨーク軸１４によって、二股ヨーク９の平坦な内面１３間で回転可能に挟持されている。揺動アーム１０の先端部には、球体部１５が形成されている。
【００３１】
回転円板１１は、入力回転軸１６に同心的に取り付けられている。この入力回転軸１６は、第２の固定フレーム１７に軸受（図示せず）で回転可能に取り付けられており、電動モータ、油圧モータ、エンジン、風車、水車等の原動機によって、回転駆動される。要するに、入力回転軸１６は、動力伝動装置１の入力軸を構成している。回転円板１１には、その周縁近くの位置に球状の受け面を有するソケット１８が形成されている。なお、第１の固定フレーム８及び第２の固定フレーム１７は、基台１９上に起立して設けられている。
【００３２】
揺動アーム１０の先端部に形成された球体部１５は、図１に示すように、回転円板１１のソケット１８の受け面内に回転可能に嵌合されている。要するに、揺動アーム１０の先端部に形成された球体部１５がソケット１８内に嵌合することで、玉継手を構成している。
【００３３】
入力回転軸１６によって回転円板１１が回転すると、図１に示すように、揺動アーム１０の先端部の球体部１５は、玉継手において自転しながら回転円板１１とともに回転（公転）する。このように球体部１５が回転円板１１とともに回転すると、揺動アーム１０の扁平部１２は、二股ヨーク９の平坦な内面１３の間でヨーク軸１４を中心に回転可能である。
【００３４】
しかも、揺動アーム１０、二股ヨーク９及び往復駆動歯車５から成るもの全体で、図１に示すように、あたかも１つの梃子を構成するかのようになって、往復駆動歯車５の回転軸７の軸心を中心にして往復回転する。このことは、往復駆動歯車５に着目すれば、回転軸７とともに回転軸７の軸心を中心にして往復回転することを意味する。
【００３５】
なお、往復回転発生機構２は、往復駆動歯車５が回転軸７とともに往復回転すればよいのであって、本実施例１のように、揺動アーム１０と回転円板１１を備えた構成とすることは必ずしも必要はない。後記する実施例２において、別の構成の揺動アームと回転円板を用いて、往復駆動歯車５が回転軸７とともに往復回転する往復回転発生機構を説明する。また、例えば、揺動アーム１０の先端側を、シリンダピストン等の直線的な往復動機構で往復動させる構成としてもよい。
【００３６】
（一方向回転変換機構）
一方向回転変換機構３は、往復回転発生機構２によって生じた往復駆動歯車５の往復回転を、一方向の回転に変換する機構であり、図１〜３に示すように、第１の変換部２１と第２の変換部２２とを備えている。第１の変換部２１と第２の変換部２２は、互いにほぼ同じ構成であるが、第２の変換部２２は、回転方向変換用機構５２及び被回転伝動軸４３を備えている点で異なる。
【００３７】
第１の変換部２１は、図１〜４に示すように、第１の往復回転歯車２３と、第1の一方向クラッチ軸２４と、第１の被回転軸２５とを備えている。第１の被回転軸２５には、後記する連動出力機構４の第１の一方向回転歯車２６を同軸的に固定している。
【００３８】
第１の往復回転歯車２３は、図１、３、４に示すように、円環状に形成された歯車部２７とボス部２８とから一体に構成されている。歯車部２７は、その内周面は、第1の一方向クラッチ軸２４の外周面に嵌合して支持され、後記するように、第1の一方向クラッチ軸２４を一方向のみに回転可能とする。第１の往復回転歯車２３は、往復駆動歯車５と噛み合っている。ボス部２８は、第１の固定フレーム８に軸受２９により回転可能に取り付けられている。
【００３９】
第1の一方向クラッチ軸２４は、図４に示すように、その先端に円筒部３０が形成され、この円筒部３０において、第１の固定フレーム８に軸受３１により回転可能に取り付けられている。そして、この円筒部３０には、第１の被回転軸２５の基端が同心的に嵌合され、ネジ止めされて固定されている。なお、第１の被回転軸２５には、連動出力機構４の第１の一方向回転歯車２６が同心的に固定されている。
【００４０】
第１の往復回転歯車２３の内周面には、複数の窪み３２が周方向に一定の間隔をおいて形成されている。複数の窪み３２は、それぞれ第１の往復回転歯車２３の周方向の一方向（図１の例では反時計方向）に向けて徐々に外周方向に深く形成され、断面楔形（断面でテーパ形状）をした窪みとして形成されている。
【００４１】
そして、この窪み３２と第１の一方向クラッチ軸２４の外周面で形成される空間内には、図１に示すように、球状のクラッチ玉３３又は円柱形のクラッチコロ（以下、本実施例１ではクラッチ玉３３で説明する）が装入されている。
【００４２】
第１の往復回転歯車２３の内周面に形成された楔形の窪み３２と、クラッチ玉３３と、第１の一方向クラッチ軸２４によって、第１の一方向クラッチ３４を形成している。このような第１の一方向クラッチ３４を設けることで、図１に示すように、第１の往復回転歯車２３が反時計方向に回転すると、クラッチ玉３３は楔形の窪み３２の浅い部分に移動して第１の一方向クラッチ軸２４を押圧しながら共に反時計方向に回転し、第１の往復回転歯車２３が反時計方向の回転を第１の一方向クラッチ軸２４に伝達する。
【００４３】
逆に、第１の往復回転歯車２３が時計方向に回転すると、クラッチ玉３３は楔形の深い窪み３２の深い部分に移動し遊び状態となるから、第１の一方向クラッチ軸２４を押圧するようなことなく、第１の往復回転歯車２３は第１の一方向クラッチ軸２４に対して自由に回転（遊転）し、第１の往復回転歯車２３は時計方向の回転を第１の一方向クラッチ軸２４に伝達しない。
【００４４】
これによって、第１の往復回転歯車２３の往復回転のうち、反時計方向の回転のみを第1の一方向クラッチ軸２４に伝達する。そして、この反時計方向の回転を、さらに第1の一方向クラッチ軸２４から第１の被回転軸２５を介して第１の一方向回転歯車２６に伝達する。結局、第１の往復回転歯車２３が往復回転すると、第１の一方向回転歯車２６が反時計方向へ間欠的に回転することとなる。ここで、間欠的に回転するとは、往復回転歯車５の往復回転における時計方向への回転の期間及び第１の往復回転歯車２３の往復回転における反時計方向への回転期間のみ、第１の一方向クラッチ軸２４が反時計方向へ回転する意味である。
【００４５】
第２の変換部２２は、図１及び図２に示すように、往復駆動歯車５と噛み合っている第２の往復回転歯車３５と、第２の一方向クラッチ軸３６と、第２の被回転軸３７と、回転方向変換用機構５２（回転方向変換用歯車５０、５１）と、被回転伝動軸４３とを備えている。第２の変換部２２における第２の往復回転歯車３５、第２の一方向クラッチ軸３６及び第２の被回転軸３７は、それぞれ第１の変換部２１における第１の往復回転歯車２３、第１の一方向クラッチ軸２４、第１の被回転軸２５と略同じ構成をしている。
【００４６】
第２の被回転軸３７には、回転方向変換用歯車５０が同心的に固定されており、被回転伝動軸４３には回転方向変換用歯車５１及び第２の一方向回転歯車３８が同心的に固定されている。回転方向変換用歯車５０と回転方向変換用歯車５１は、互いに噛み合っている。
【００４７】
第２の往復回転歯車３５には、その内周面に第１の往復回転歯車２３と同様に、断面楔形の窪み３２が周方向に一定の間隔をおい複数形成されており、窪み３２内にクラッチ玉３３が装入されて、第２の一方向クラッチ軸３６とともに、第２の一方向クラッチ３９を構成している。しかし、第２の往復回転歯車３５に形成された窪み３２は、第１の往復回転歯車２３に形成された窪み３２とは周方向において逆方向（図１の例では時計方向）に向けて徐々に外周方向に深く形成され、断面楔形（断面でテーパ形状）をした窪みとして形成されている。
【００４８】
要するに、第２の変換部２２の構成は、第１の変換部２１の構成と略同じ構成であり、その共通する構成の詳細な説明は省略するが、重要な点は、第２の変換部２２のクラッチの動作方向が、第１の変換部２１とは、周方向において逆向きである。
【００４９】
従って、第２の変換部２２では、第２の往復回転歯車３５が時計方向に回転する時のみ、その回転を第２の一方向クラッチ軸３６に伝達して時計方向に回転させるが、第２の往復回転歯車３５が反時計方向に回転する時は、その回転を第２の一方向クラッチ軸３６に伝達しない。
【００５０】
この結果、往復回転歯車５が往復回転し、第２の往復回転歯車３５が往復回転すると、第２の一方向クラッチ軸３６が時計方向へ間欠的に回転し、さらに第２の一方向クラッチ軸３６に固定された第２の被回転軸３７が時計方向へ間欠的に回転する。ここで、間欠的に回転するとは、往復回転歯車５の往復回転における反時計方向への回転の期間及び第２の往復回転歯車３５の往復回転における時計方向への回転期間のみ、第２の一方向クラッチ軸３６が時計方向へ回転する意味である。
【００５１】
結局、全体としては、第１の被回転軸２５の反時計方向への間欠的回転と、第２の被回転軸３７の時計方向への間欠的回転とがタイミングとして交互に生じるが、これら回転をその回転方向を同じ方向にして合わせて、後記する連動出力機構から連続的な回転力として出力する。
【００５２】
第１の被回転軸２５の反時計方向への間欠的回転と、第２の被回転軸３７の時計方向への間欠的回転とを同じ方向の回転とするためには、例えば、後記する第１の方向回転歯車２６と第２の方向回転歯車３８との間に、たすき掛けでチェーンを装着したり、その他いろいろな回転方向変換用機構により可能である。
【００５３】
この実施例１では、第２の被回転軸３７に対して、回転方向変換用機構５２を介して結合した被回転伝動軸４３を設け、被回転伝動軸４３が第１の被回転軸２５と同じ反時計方向に間欠的に回転するように構成した。回転方向変換用機構５２は、第２の被回転軸３７に固定された回転方向変換用歯車５０と、被回転伝動軸４３に固定された回転方向変換用歯車５１とが互いに噛み合うようにして構成されている。
【００５４】
ここで注目すべき点は、第１の往復回転歯車２３と第２の往復回転歯車３５は、それぞれ往復駆動歯車５に直接噛み合っているので、それぞれ第１の一方向クラッチ３４と第２の一方向クラッチ３９を介することで、第１の被回転軸２５に固定された第１の一方向回転歯車２６と被回転伝動軸４３に固定された第２の一方向回転歯車３８が同じ方向に間欠的に回転し、しかも、後記する作用の項でも説明するが、第１の一方向回転歯車２６の間欠回転と第２の一方向回転歯車３８の間欠回転は、互い同時ではなく互いに異なるタイミングで補うように生じる。
【００５５】
そして、次に説明する連動出力機構４において、第１の一方向回転歯車２６と第２の一方向回転歯車３８を互いに伝動手段によって連動し、第１の変換部２１による間欠的な出力回転と第２の変換部２２による間欠的な出力回転を、互いに回転期間を補うように合わせている。この結果、本発明に係る動力伝動装置１によって、最終的には連続的な回転出力が発生する。
【００５６】
（連動出力機構）
連動出力機構４は、第１の変換部２１による出力回転と第２の変換部２２による出力回転を、互いに回転期間を補うように合わせて連続的な回転を出力する機能を有する部分である。
【００５７】
図１及び図３に示すように、連動出力機構４は、第１の被回転軸２５に同心的に固定された第１の一方向回転歯車２６（第１の一方向回転部材）と、被回転伝動軸軸４３に同心的に固定された第２の一方向回転歯車３８（第２の一方向回転部材）とを有するとともに、第１の一方向回転歯車２６及び第２の一方向回転歯車３８を互いに連動させる伝動手段及び出力回転軸４１とを備えている。第１の一方向回転歯車２６と第２の一方向回転歯車３８は、互いに同じ構成、即ち直径及び歯数が同じ構成である。
【００５８】
伝動手段として、本実施例１では、第１の一方向回転歯車２６と第２の一方向回転歯車３８の間に装着されたチェーン４０を設けている。なお、第１の一方向回転歯車２６と第２の一方向回転歯車３８の間に、チェーン４０をたすき掛けで装着することで、回転方向変換用機構５２及び被回転伝動軸４３を設けることなく、第２の被回転軸３７に第２の一方向回転歯車３８を直接固定して設ける構成としてもよい。
【００５９】
また、図示はしないが、第１の一方向回転歯車２６と第２の一方向回転歯車３８を直接、チェーン４０で連動しないで、必要に応じて、両歯車２６、３８の間のチェーンの走行路にアイドリング歯車（図示せず）設け、このアイドリング歯車を介してチェーンを装着する構成としてもよい。
【００６０】
また、伝動手段としては、チェーン４０ではなく、第１の一方向回転歯車２６と第２の一方向回転歯車の間に中間歯車を介した歯車伝動機構を採用してもよい。
【００６１】
なお、第１の一方向回転部材及び第２の一方向回転部材は、それぞれ歯車ではなく、同じ構成、即ち同じ直径のローラとし、伝動手段は、少なくとも第１の一方向回転部材及び第２の一方向回転部材に装着されたベルト等の伝動機構であってもよい。
【００６２】
回転出力は、第１の一方向回転歯車２６又は第２の一方向回転歯車３８から取り出される。本実施例１では、第２の一方向回転歯車３８の出力回転軸４１から出力が取り出される。なお、この実施例１では、出力回転軸４１は被回転伝動軸４３を共通で使用しているが、別の軸としてもよいし、或いは第２の一方向回転歯車３８の回転を別の歯車を介して取り出す構成としてもよい。
【００６３】
出力回転軸４１に、フライホイール４２を同心的に固定すれば、その回転慣性力により滑らかな回転出力を得ることができ、第１の一方向回転歯車２６及び第２の一方向回転歯車３８がそれぞれ間欠回転であっても、全体として滑らかな回転が得られる。
【００６４】
（作用）
以上の構成から成る実施例１の動力伝動装置１の作用を説明する。図１〜図３に示すように、入力回転軸１６に回転入力が加わると、回転円板１１が回転する。回転円板１１が回転すると、揺動アーム１０の基端部の扁平部１２は、二股ヨーク９の平坦な内面１３間でヨーク軸１４を中心にして回転（２次元的平面内で回転）するとともに、揺動アーム１０の先端部の球体部１５が回転円板１１のソケット１８内で自転（３次元空間内で自転）しながら回転円板１１の回転に追従して回転円板１１のソケット１８の回転軌跡に沿って回転（公転）する。
【００６５】
すると、回転軸７の軸心を中心に、往復駆動歯車５、二股ヨーク９及び揺動アーム１０とから成るものが全体として梃子（モメントアーム）として作用し、往復駆動歯車５は、回転軸７の軸心を中心に二股ヨーク９とともに往復回転し、第１の往復回転歯車２３と第２の往復回転歯車３５を同時に同じ方向で往復回転させる。
【００６６】
この際、図１に示すように、正面から見た投影面上の長さにおいて、回転軸７の軸心から揺動アーム１０の先端部（球体部１５）までの長さをＬ１、回転軸７の軸心から往復駆動歯車５の歯（正確には第１の往復回転歯車２３と噛み合う部分）までの長さＬ２とすると、回転円板１１の回転により揺動アーム１０の先端部に加えられた回転力Ｆは、梃子の原理で、Ｆ×Ｌ１／Ｌ２となり、増大されて第１の往復回転歯車２３と第２の往復回転歯車３５に伝動される。
【００６７】
往復駆動歯車５が時計方向に回転し、第１の往復回転歯車２３と第２の往復回転歯車３５が反時計方向に回転すると、第１の往復回転歯車２３のクラッチ玉３３は、楔形の窪み３２の浅い部分に相対的に移動して、第１の一方向クラッチ軸２４を押圧しながら共に反時計方向に回転させる。
【００６８】
往復駆動歯車５が反時計方向に回転し、第１の往復回転歯車２３が時計方向に回転しても、クラッチ玉３３は楔形の窪み３２の深い部分に移動するから、第1の一方向クラッチ軸２４を押圧するようなことなく、第１の往復回転歯車２３は第1の一方向クラッチ軸２４に対して自由に回転（遊転）し、第１の往復回転歯車２３は時計方向の回転を第1の一方向クラッチ軸２４に伝達しない。
【００６９】
これによって、第１の往復回転歯車２３の往復回転のうち、反時計方向の回転のみを第1の一方向クラッチ軸２４に伝達する。そして、この反時計方向の回転を、さらに第１の被回転軸２５を介して第１の一方向回転歯車２６に伝達する。結局、第１の往復回転歯車２３が往復回転すると、その反時計方向の回転の期間だけ第１の一方向回転歯車２６が反時計方向に回転し、往復駆動歯車５の往復回転に対して間欠的に回転が生じることとなる。
【００７０】
他方、第２の往復回転歯車３５が反時計方向に回転すると、第２の往復回転歯車３５は第２の一方向クラッチ軸３６に対して遊転（空回り）し、第２の一方向クラッチ軸３６には回転力を伝達しない。
【００７１】
しかし、往復駆動歯車５が反時計方向に回転し、第２の往復回転歯車３５が時計方向に回転すると、第２の一方向クラッチ３９の第２の一方向クラッチ軸３６、第２の被回転軸３７及び被回転伝動軸４３などによって、第２の一方向回転歯車３８を反時計方向に回転させる。結局、第２の往復回転歯車３５が往復回転すると、その時計方向の回転の期間だけ第２の一方向回転歯車３８が反時計方向に回転し、往復駆動歯車５の往復回転に対して間欠的に回転が生じることとなる。
【００７２】
ここで、往復駆動歯車５から、第１の変換部２１と第２の変換部２２、さらに連動出力機構４までの動作を整理する。往復駆動歯車５が時計方向に回転すると、第１の往復回転歯車２３は反時計方向に回転して、第１の一方向クラッチ３４を介して第１の一方向回転歯車２６を反時計方向に回転させ、第２の往復回転歯車３５は反時計方向に回転するが、第２の一方向回転歯車３８には回転を伝達しない。
【００７３】
また、往復駆動歯車５が反時計方向に回転すると、第１の往復回転歯車２３は時計方向に回転するが、第１の一方向回転歯車２６には回転を伝達せず、第２の往復回転歯車３５は時計方向に回転して、第２の一方向クラッチ３９乃至回転方向変換用機構５２を介して、第２の一方向回転歯車３８を反時計方向に回転させる。
【００７４】
従って、往復駆動歯車５が時計方向に回転する期間は、第１の一方向回転歯車２６が反時計方向に回転し、往復駆動歯車５が反時計方向に回転する期間は、第２の一方向回転歯車３８が反時計方向に回転する。要するに、往復駆動歯車５の往復回転のいずれの方向の回転の際でも、第１の一方向回転歯車２６及び第２の一方向回転歯車３８が交互に反時計方向に回転して、連続的な回転出力を生じることとなる。
【００７５】
そして、チェーン４０によって、第１の一方向回転歯車２６と第２の一方向回転歯車３８が連動するようにしているから、第１の一方向回転歯車２６と第２の一方向回転歯車３８の回転が互いに回転しない期間を補うように合わさり、出力回転軸４１から反時計方向の回転出力として取り出される。出力回転軸４１にフライホイール４２を取り付ければ、その慣性力が作用して滑らかな連続回転出力が得られる。
【実施例２】
【００７６】
図５は、本発明係る動力伝動装置の実施例２の構成、作用を模式的に説明する図である。この実施例２は、実施例１と較べて、一方向回転変換機構３及び連動機構４は同じであるが、往復回転発生機構が異なる。以下、実施例２をその往復回転発生機構２’を中心に説明する。実施例２において、実施例１と同じ構成の部分については、同じ符号を付す。
【００７７】
実施例２では、往復回転発生機構２’は、実施例１と同様に、図５に示すように、往復駆動歯車５と往復回転を発生させる揺動機構６’とを有する。往復駆動歯車５は、実施例１と同じであり、第１の固定フレーム８に軸受で回転可能に取り付けられた回転軸７に同心的に固定され、第１のフレーム８に回転可能に支持されている。往復駆動歯車５において、その一方の側の歯車面から、歯車の軸心から径方向に向けて二股ヨーク９が突設されている。
【００７８】
そして、回転円板４５は、図５に示すように、往復駆動歯車５と同じ向き（図５中正面方向）に向いて配置され、入力回転軸１６’に同心的に固定されている。そのために、入力回転軸１６’を軸受を介して支持する第２の固定フレーム１７’は、往復駆動歯車５の回転軸７を回転可能に支持する第１の固定フレーム８と同じ向き（図５中正面方向）に向いて配設されている。
【００７９】
回転円板４５の周縁部近くの表面に、２本のリンク杆から成る連結リンク４６の一端が枢着されている。そして、この連結リンク４６の他端に揺動アーム１０’の先端部が枢着されている。揺動アーム１０’の基端部には、実施例１と同様に扁平部１２が形成され、この扁平部１２が、往復駆動歯車５に固定された二股ヨーク９の平坦な内面１３間にネジ４７によって取り付けられている。実施例２におけるこの取り付けのための構造は、ネジ４７の軸心を中心に回転してもしなくてもよいが、少なくとも、揺動アーム１０’が揺動すると往復駆動歯車５が往復動するような取付構造でなくてはならない。
【００８０】
以上の構成から成る実施例２の往復回転発生機構２’によると、入力回転軸１６’が回転し回転円板４５が回転すると、揺動アーム１０’は、回転軸７の軸心を中心にして、往復駆動歯車５及び二股ヨーク９とともに、一つの垂直面内で揺動する。この揺動により、往復駆動歯車５は、回転軸７の軸心を中心に往復回転が生じる。この往復駆動歯車５の往復回転によって、実施例１と同様に、一方向回転変換機構３を動作させ、連動出力機構４によって、一方向の回転出力が得られる。
【００８１】
以上、本発明に係る動力伝動装置を実施するための形態を実施例に基づいて説明したが、本発明はこのような実施例に限定されるものではなく、特許請求の範囲に記載された技術的事項の範囲内でいろいろな実施例があることは言うまでもない。
【００８２】
例えば、連動出力機構では、第１の一方向回転歯車、第２の一方向回転歯車、チェーン等を利用しているが、歯車及びチェーンの代わりにローラ及びベルトを用いてもよい。また、一方向クラッチは、特に実施例記載の一方向クラッチではなく、周知のいろいろな構成の一方向クラッチのいずれかを用いてもよい。
【産業上の利用可能性】
【００８３】
本発明に係る動力伝動装置は上記のような構成であるから、風力発電の風車の回転力を利用して発電機を回転するような動力伝動装置等のエネルギー技術分野、その他の産業技術の分野に適用可能である。特に、梃子の原理を利用して回転トルクを増加することができるので、大きなトルクの必要な装置等に適している。
【符号の説明】
【００８４】
１ 動力伝動装置
２ 往復回転発生機構
３ 一方向回転変換機構
４ 連動出力機構
５ 往復駆動歯車
６ 揺動機構
７ 往復駆動歯車の回転軸
８ 第１の固定フレーム
９ 二股ヨーク
１０ 揺動アーム
１１ 回転円板
１２ 揺動アーム扁平部
１３ 二股ヨークの平坦な内面
１４ ヨーク軸
１５ 揺動アームの球体部
１６ 入力回転軸
１７ 第２の固定フレーム
１８ ソケット
１９ 基台
２１ 第１の変換部
２２ 第２の変換部
２３ 第１の往復回転歯車
２４ 第1の一方向クラッチ軸
２５ 第１の被回転軸
２６ 第１の一方向回転歯車
２７ 第１及び第２の往復回転歯車の歯車部
２８ 第１及び第２の往復回転歯車のボス部
２９ 第１の往復回転歯車の軸受
３０ 第1及び第２の一方向クラッチ軸の円筒部
３１ 第1の一方向クラッチ軸の軸受
３２ 窪み
３３ クラッチ玉
３４ 第１の一方向クラッチ
３５ 第２の往復回転歯車
３６ 第２の一方向クラッチ軸
３７ 第２の被回転軸
３８ 第２の一方向回転歯車
３９ 第２の一方向クラッチ
４０ チェーン
４１ 出力回転軸
４２ フライホイール
４３ 被回転伝動軸
２’ 往復回転発生機構
６’ 揺動機構
１０’ 揺動アーム
１６’ 入力回転軸
１７’ 第２の固定フレーム
４５ 回転円板
４６ 連結リンク
４７ ネジ
５０、５１ 回転方向変換用歯車
５２ 回転方向変換用機構
【技術分野】
【０００１】
本発明は、動力伝動装置に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
従来、第１の軸を中心として回転する回転動力を、第１の軸と直交する方向の第２の軸を中心として回転する回転動力に伝動する要素技術としては、例えば、傘歯車伝動機構がある。また、直線方向の往復運動や揺動運動を回転動力に変換する要素技術としては、例えば、クランク回転機構（往復運動をクランク軸の回転動力に変換する機構）、ラック・ピニオン機構等がある。
【０００３】
さらに、従来、直進往復運動を正逆回転に変換して、この正逆回転を一方向クラッチを用いて一方向回転に変換する発明は公知である（特許文献１参照）。なお、本願出願人は、すでに、動力伝動装置を特願２００９−７５６７４号として出願しているが、本願発明は、この先行出願に係る発明の改良発明である。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
【特許文献１】特開２００２−６６８６４号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
往復運動を一方向の回転運動に変換する機構は、上記特許文献１等で公知であるが、断続回転しか伝達できず、連続回転する機構としては適していない。また、往復運動で得られた回転力のトルクを高めるためには、複数の伝動歯車やベルト機構等を組み合わせる必要がある。さらに、回転運動回転の軸心を直交させる場合はさらに傘歯車等を用いなくてはならないので、伝動要素が多くなり複雑となる。
【０００６】
なお、本願出願人による上記先行出願に係る発明は、往復駆動歯車、第１の往復回転歯車及び第２の往復回転歯車を順次直列に噛み合わせているが、利用する装置によっては、直列に噛み合わせた構成では、利用する装置の部品の配置設計上、自由度がないという点がある。
【０００７】
本発明は、往復運動や揺動運動を、回転運動に変換するとともに、弱い力で入力してもパワーアップして回転トルクを高め、さらに回転軸心の方向も直交する方向に変換可能な簡単な構成の動力伝動装置を実現することを課題とする。また、本発明は、利用する装置の部品、及び第１の往復回転歯車及び第２の往復回転歯車の配置の自由度を得るための構成が実現することが課題である。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
本発明は上記課題を解決するために、往復回転発生機構と、一方向回転変換機構と、連動出力機構とを備え、入力回転軸の入力回転を出力回転軸に伝動する動力伝動装置であって、前記往復回転発生機構は、前記入力回転軸と、該入力回転軸により回転する回転円板と、往復駆動歯車と、該往復駆動歯車の歯車面から径方向外側に突設されたヨークと、基端が該ヨークに取り付けられ先端が回転円板に連動する揺動アームとを備え、該回転円板が回転すると、揺動アームは往復駆動歯車の回転中心を中心として往復揺動することで、往復駆動歯車が往復回転する構成とし、前記一方向回転変換機構は、第１の変換部及び第２の変換部を備え、第１の変換部は、往復駆動歯車に直接噛み合う第１の往復回転歯車と、第１の一方向クラッチと、第１の被回転軸とを備え、前記往復駆動歯車によって第１の往復回転歯車が往復回転する際に、その一方向の回転のみを一方向クラッチによって第１の被回転軸に伝達し、第２の変換部は、往復駆動歯車に直接噛み合う第２の往復回転歯車と、第２の一方向クラッチと、第２の被回転軸と、を備え、前記往復駆動歯車によって第２の往復回転歯車が往復回転する際に、他方向の回転のみを一方向クラッチによって第２の被回転軸に伝達し、前記連動出力機構は、第１の被回転軸の回転力と第２の被回転軸の回転力を互いに同一方向の回転力として交互に出力する構成であることを特徴とする動力伝動装置を提供する。
【０００９】
回転円板は、往復回転歯車と直交する方向に配置されており、その周縁部に、内面に球状の受け面を有するソケットが形成されており、揺動アームの先端に球体部が形成され、該球体部がソケットの受け面内に回転可能に嵌合している構成としてもよい。
【００１０】
回転円板は、往復回転歯車と同じ方向に向けて配置されており、その周縁部に、連結リンクが枢着され、該連結リンクに揺動アームの先端が枢着されており、連結リンクと揺動アームは、同じ平面で可動である構成としてもよい。
【００１１】
前記連動出力機構は、第１の変換部の第１の被回転軸に同心的に固定された第１の一方向回転部材と、第２の変換部における第２の被回転軸に回転方向変換用機構を介して結合された被回転伝動軸に、同心的に固定された第２の一方向回転部材とを有するとともに、第１の一方向回転部材及び第２の一方向回転部材を互いに連動させる伝動手段及び前記出力回転軸とを備えている構成としてもよい。
【００１２】
第１の一方向回転部材及び第２の一方向回転部材は、それぞれ同じ構成の歯車であり、伝動手段は、第１の一方向回転部材及び第２の一方向回転部材に装着されたチェーンである構成としてもよい。
【００１３】
第１の一方向回転部材及び第２の一方向回転部材は、それぞれ同じ構成のローラであり、伝動手段は、第１の一方向回転部材及び第２の一方向回転部材に装着されたベルトである構成としてもよい。
【００１４】
出力回転軸に、フライホイールが取り付けられている構成とすることが好ましい。
【発明の効果】
【００１５】
本発明に係る動力伝動装置によれば、回転軸を中心に、往復駆動歯車、二股ヨーク及び揺動アームとから成るものが全体として梃子（モメントアーム）として作用し、往復回転歯車を往復回転させ、一方向クラッチを介して回転出力を得る構成としたので、揺動アームの先端部に加えられた回転力を、梃子の原理で増大して出力することができる。従って、往復運動や揺動運動を、回転運動に変換するとともに、弱い力で入力してもパワーアップして回転トルクを高め、さらに回転軸心の方向も直交する方向に変換可能である。
【図面の簡単な説明】
【００１６】
【図１】本発明に係る動力伝動装置の実施例１の構成及び作用等を模式的に説明する図である。
【図２】本発明に係る動力伝動装置の実施例１を斜め正面から見た斜視図である。
【図３】本発明に係る動力伝動装置の実施例１を上面から見た斜視図である。
【図４】図３のＡ−Ａ断面図である。
【図５】本発明に係る動力伝動装置の実施例２の原理、構成及び作用等を模式的に説明する図である。
【図６】本発明に係る動力伝動装置の原理及び基本的構成を説明する図である。
【発明を実施するための形態】
【００１７】
本発明に係る動力伝動装置を実施するための形態を実施例に基づき図面を参照して、以下説明する。
【００１８】
（原理及び基本的構成）
本発明に係る動力伝動装置１の原理及び基本的構成を、図６において説明する。この動力伝動装置１は、往復回転発生機構２と、一方向回転変換機構３と、連動出力機構４とを備えている。
【００１９】
往復回転発生機構２は、入力回転軸１６と、入力回転軸１６により回転する回転円板１１と、往復駆動歯車５と、往復駆動歯車５の歯車面から径方向外側に突設された二股ヨーク９と、基端がヨーク９に枢着され先端が回転円板に連動する揺動アーム１０とを備え、回転円板１１が回転すると、揺動アーム１０は往復駆動歯車５の回転中心を中心として往復揺動することで、往復駆動歯車５が往復回転する。
【００２０】
一方向回転変換機構３は、第１の変換部２１及び第２の変換部２２を備え、第１の変換部２１及び第２の変換部２２は、それぞれ往復駆動歯車５と直接噛み合う往復回転歯車２３、３５と、一方向クラッチ３４、３９と、被回転軸２５、３７とを備えている。往復回転歯車２３、３５は、往復駆動歯車５によって往復回転され、この往復回転を一方向クラッチ３４、３９によって一つの方向の回転に変換して被回転軸２５、３７に伝達する。
【００２１】
連動出力機構４は、第１の一方向回転歯車２６と第２の一方向回転歯車３８がチェーン４０によって連動し、例えば、第２の一方向回転歯車３８から出力を取り出す構成となっており、被回転軸２５からの間欠的な回転と、被回転軸３７からの間欠的回転であって回転方向変換用機構５２（例えば、回転方向変換用歯車５０、５１）を介して方向変換された回転を、同一方向の連続的な回転として出力する機構である。
【００２２】
第１の変換部２１の第１の往復回転歯車２３は、往復駆動歯車５の一方向への回転（例えば、時計方向への回転）の際に、反時計方向に回転され、第１の一方向クラッチ３４を介して第１の被回転軸２５を反時計方向へ回転させる。そして、この反時計方向への回転は、連動出力機構４の第１の一方向回転歯車２６、チェーン４０及び第２の一方向回転歯車３８を介して、反時計方向のみの回転として、出力回転軸４１から出力する。
【００２３】
第２の変換部２２の第２の往復回転歯車３５は、往復駆動歯車５の他方向への回転（例えば、反時計方向への回転）の際に、時計方向に回転されて、第２の一方向クラッチ３９を介して第２の被回転軸３７を時計方向へ回転させる。さらに、この時計方向への回転は、回転方向変換用機構５２（例えば、回転方向変換用歯車５０、５１）を介して、反時計向の回転に変換され、被回転伝動軸４３及び連動出力機構４の第２の一方向回転歯車３８を介して、反時計方向のみの回転として、出力回転軸４１から出力する。但し、第１の変換部２１及び第２の変換部２２は、それぞれ互いが回転しないタイミング（期間）のみ反時計方向へ回転する間欠回転である。
【００２４】
以上のとおり、往復駆動歯車５の時計方向及び反時計方向の回転を、第１の変換部２１により反時計方向のみの回転（時計方向の回転が欠けているので全体として反時計方向のみの間欠的な回転となる。）とし、第２の変換部２２により反時計方向のみの回転（時計方向の回転が欠けているので全体として反時計方向のみの間欠的な回転となる。）とする。そして、第１の変換部２１と第２の変換部２２は、それぞれ互いの回転しないタイミングで回転することで、合わせて連続的な回転として連動出力機構４から出力する。
【実施例１】
【００２５】
図１は、本発明に係る動力伝動装置の実施例１の構成及び作用等を模式的に説明する図であり、図２〜４は、本発明に係る動力伝動装置の実施例１の構成を説明する図である。この実施例１の動力伝動装置１は、図１及び図３に示すように、往復回転発生機構２と、一方向回転変換機構３と、連動出力機構４と、を備えている。
【００２６】
往復回転発生機構２は、往復駆動歯車５の円周面の一部に往復回転力を付与して、往復駆動歯車５をその軸心を中心に所定角度内で往復回転（揺動）させる機構である。一方向回転変換機構３は、往復駆動歯車５の往復回転を一方向の回転に変換する機構である。連動出力機構４は、一方向回転変換機構３で変換された一方向の回転を出力として取り出す機構である。以下、実施例１の構成、作用を詳細に説明する。
【００２７】
（往復回転発生機構）
往復回転発生機構２は、図１〜３に示すように、往復駆動歯車５（往復回転駆動する歯車）と、往復回転を発生させる揺動機構６と、入力軸１６とを有する。
【００２８】
往復駆動歯車５は、回転軸７に同心的に固定されており、この回転軸７は、第１の固定フレーム８に軸受（図示せず）で回転可能に取り付けられている。往復駆動歯車５において、その一方の側の歯車面から、歯車の軸心から径方向に伸びる二股ヨーク９が突設されている。
【００２９】
なお、往復駆動歯車５を、第１の固定フレーム８に固定した固定軸に同心的に回転可能に取り付けたものでもよい。
【００３０】
揺動機構６は、揺動アーム１０と、回転円板１１とを備えている。揺動アーム１０の基端部には、扁平部１２が形成されており、この扁平部１２が、往復駆動歯車５の二股ヨーク９の平坦な内面１３間に嵌合され、ヨーク軸１４によって、二股ヨーク９の平坦な内面１３間で回転可能に挟持されている。揺動アーム１０の先端部には、球体部１５が形成されている。
【００３１】
回転円板１１は、入力回転軸１６に同心的に取り付けられている。この入力回転軸１６は、第２の固定フレーム１７に軸受（図示せず）で回転可能に取り付けられており、電動モータ、油圧モータ、エンジン、風車、水車等の原動機によって、回転駆動される。要するに、入力回転軸１６は、動力伝動装置１の入力軸を構成している。回転円板１１には、その周縁近くの位置に球状の受け面を有するソケット１８が形成されている。なお、第１の固定フレーム８及び第２の固定フレーム１７は、基台１９上に起立して設けられている。
【００３２】
揺動アーム１０の先端部に形成された球体部１５は、図１に示すように、回転円板１１のソケット１８の受け面内に回転可能に嵌合されている。要するに、揺動アーム１０の先端部に形成された球体部１５がソケット１８内に嵌合することで、玉継手を構成している。
【００３３】
入力回転軸１６によって回転円板１１が回転すると、図１に示すように、揺動アーム１０の先端部の球体部１５は、玉継手において自転しながら回転円板１１とともに回転（公転）する。このように球体部１５が回転円板１１とともに回転すると、揺動アーム１０の扁平部１２は、二股ヨーク９の平坦な内面１３の間でヨーク軸１４を中心に回転可能である。
【００３４】
しかも、揺動アーム１０、二股ヨーク９及び往復駆動歯車５から成るもの全体で、図１に示すように、あたかも１つの梃子を構成するかのようになって、往復駆動歯車５の回転軸７の軸心を中心にして往復回転する。このことは、往復駆動歯車５に着目すれば、回転軸７とともに回転軸７の軸心を中心にして往復回転することを意味する。
【００３５】
なお、往復回転発生機構２は、往復駆動歯車５が回転軸７とともに往復回転すればよいのであって、本実施例１のように、揺動アーム１０と回転円板１１を備えた構成とすることは必ずしも必要はない。後記する実施例２において、別の構成の揺動アームと回転円板を用いて、往復駆動歯車５が回転軸７とともに往復回転する往復回転発生機構を説明する。また、例えば、揺動アーム１０の先端側を、シリンダピストン等の直線的な往復動機構で往復動させる構成としてもよい。
【００３６】
（一方向回転変換機構）
一方向回転変換機構３は、往復回転発生機構２によって生じた往復駆動歯車５の往復回転を、一方向の回転に変換する機構であり、図１〜３に示すように、第１の変換部２１と第２の変換部２２とを備えている。第１の変換部２１と第２の変換部２２は、互いにほぼ同じ構成であるが、第２の変換部２２は、回転方向変換用機構５２及び被回転伝動軸４３を備えている点で異なる。
【００３７】
第１の変換部２１は、図１〜４に示すように、第１の往復回転歯車２３と、第1の一方向クラッチ軸２４と、第１の被回転軸２５とを備えている。第１の被回転軸２５には、後記する連動出力機構４の第１の一方向回転歯車２６を同軸的に固定している。
【００３８】
第１の往復回転歯車２３は、図１、３、４に示すように、円環状に形成された歯車部２７とボス部２８とから一体に構成されている。歯車部２７は、その内周面は、第1の一方向クラッチ軸２４の外周面に嵌合して支持され、後記するように、第1の一方向クラッチ軸２４を一方向のみに回転可能とする。第１の往復回転歯車２３は、往復駆動歯車５と噛み合っている。ボス部２８は、第１の固定フレーム８に軸受２９により回転可能に取り付けられている。
【００３９】
第1の一方向クラッチ軸２４は、図４に示すように、その先端に円筒部３０が形成され、この円筒部３０において、第１の固定フレーム８に軸受３１により回転可能に取り付けられている。そして、この円筒部３０には、第１の被回転軸２５の基端が同心的に嵌合され、ネジ止めされて固定されている。なお、第１の被回転軸２５には、連動出力機構４の第１の一方向回転歯車２６が同心的に固定されている。
【００４０】
第１の往復回転歯車２３の内周面には、複数の窪み３２が周方向に一定の間隔をおいて形成されている。複数の窪み３２は、それぞれ第１の往復回転歯車２３の周方向の一方向（図１の例では反時計方向）に向けて徐々に外周方向に深く形成され、断面楔形（断面でテーパ形状）をした窪みとして形成されている。
【００４１】
そして、この窪み３２と第１の一方向クラッチ軸２４の外周面で形成される空間内には、図１に示すように、球状のクラッチ玉３３又は円柱形のクラッチコロ（以下、本実施例１ではクラッチ玉３３で説明する）が装入されている。
【００４２】
第１の往復回転歯車２３の内周面に形成された楔形の窪み３２と、クラッチ玉３３と、第１の一方向クラッチ軸２４によって、第１の一方向クラッチ３４を形成している。このような第１の一方向クラッチ３４を設けることで、図１に示すように、第１の往復回転歯車２３が反時計方向に回転すると、クラッチ玉３３は楔形の窪み３２の浅い部分に移動して第１の一方向クラッチ軸２４を押圧しながら共に反時計方向に回転し、第１の往復回転歯車２３が反時計方向の回転を第１の一方向クラッチ軸２４に伝達する。
【００４３】
逆に、第１の往復回転歯車２３が時計方向に回転すると、クラッチ玉３３は楔形の深い窪み３２の深い部分に移動し遊び状態となるから、第１の一方向クラッチ軸２４を押圧するようなことなく、第１の往復回転歯車２３は第１の一方向クラッチ軸２４に対して自由に回転（遊転）し、第１の往復回転歯車２３は時計方向の回転を第１の一方向クラッチ軸２４に伝達しない。
【００４４】
これによって、第１の往復回転歯車２３の往復回転のうち、反時計方向の回転のみを第1の一方向クラッチ軸２４に伝達する。そして、この反時計方向の回転を、さらに第1の一方向クラッチ軸２４から第１の被回転軸２５を介して第１の一方向回転歯車２６に伝達する。結局、第１の往復回転歯車２３が往復回転すると、第１の一方向回転歯車２６が反時計方向へ間欠的に回転することとなる。ここで、間欠的に回転するとは、往復回転歯車５の往復回転における時計方向への回転の期間及び第１の往復回転歯車２３の往復回転における反時計方向への回転期間のみ、第１の一方向クラッチ軸２４が反時計方向へ回転する意味である。
【００４５】
第２の変換部２２は、図１及び図２に示すように、往復駆動歯車５と噛み合っている第２の往復回転歯車３５と、第２の一方向クラッチ軸３６と、第２の被回転軸３７と、回転方向変換用機構５２（回転方向変換用歯車５０、５１）と、被回転伝動軸４３とを備えている。第２の変換部２２における第２の往復回転歯車３５、第２の一方向クラッチ軸３６及び第２の被回転軸３７は、それぞれ第１の変換部２１における第１の往復回転歯車２３、第１の一方向クラッチ軸２４、第１の被回転軸２５と略同じ構成をしている。
【００４６】
第２の被回転軸３７には、回転方向変換用歯車５０が同心的に固定されており、被回転伝動軸４３には回転方向変換用歯車５１及び第２の一方向回転歯車３８が同心的に固定されている。回転方向変換用歯車５０と回転方向変換用歯車５１は、互いに噛み合っている。
【００４７】
第２の往復回転歯車３５には、その内周面に第１の往復回転歯車２３と同様に、断面楔形の窪み３２が周方向に一定の間隔をおい複数形成されており、窪み３２内にクラッチ玉３３が装入されて、第２の一方向クラッチ軸３６とともに、第２の一方向クラッチ３９を構成している。しかし、第２の往復回転歯車３５に形成された窪み３２は、第１の往復回転歯車２３に形成された窪み３２とは周方向において逆方向（図１の例では時計方向）に向けて徐々に外周方向に深く形成され、断面楔形（断面でテーパ形状）をした窪みとして形成されている。
【００４８】
要するに、第２の変換部２２の構成は、第１の変換部２１の構成と略同じ構成であり、その共通する構成の詳細な説明は省略するが、重要な点は、第２の変換部２２のクラッチの動作方向が、第１の変換部２１とは、周方向において逆向きである。
【００４９】
従って、第２の変換部２２では、第２の往復回転歯車３５が時計方向に回転する時のみ、その回転を第２の一方向クラッチ軸３６に伝達して時計方向に回転させるが、第２の往復回転歯車３５が反時計方向に回転する時は、その回転を第２の一方向クラッチ軸３６に伝達しない。
【００５０】
この結果、往復回転歯車５が往復回転し、第２の往復回転歯車３５が往復回転すると、第２の一方向クラッチ軸３６が時計方向へ間欠的に回転し、さらに第２の一方向クラッチ軸３６に固定された第２の被回転軸３７が時計方向へ間欠的に回転する。ここで、間欠的に回転するとは、往復回転歯車５の往復回転における反時計方向への回転の期間及び第２の往復回転歯車３５の往復回転における時計方向への回転期間のみ、第２の一方向クラッチ軸３６が時計方向へ回転する意味である。
【００５１】
結局、全体としては、第１の被回転軸２５の反時計方向への間欠的回転と、第２の被回転軸３７の時計方向への間欠的回転とがタイミングとして交互に生じるが、これら回転をその回転方向を同じ方向にして合わせて、後記する連動出力機構から連続的な回転力として出力する。
【００５２】
第１の被回転軸２５の反時計方向への間欠的回転と、第２の被回転軸３７の時計方向への間欠的回転とを同じ方向の回転とするためには、例えば、後記する第１の方向回転歯車２６と第２の方向回転歯車３８との間に、たすき掛けでチェーンを装着したり、その他いろいろな回転方向変換用機構により可能である。
【００５３】
この実施例１では、第２の被回転軸３７に対して、回転方向変換用機構５２を介して結合した被回転伝動軸４３を設け、被回転伝動軸４３が第１の被回転軸２５と同じ反時計方向に間欠的に回転するように構成した。回転方向変換用機構５２は、第２の被回転軸３７に固定された回転方向変換用歯車５０と、被回転伝動軸４３に固定された回転方向変換用歯車５１とが互いに噛み合うようにして構成されている。
【００５４】
ここで注目すべき点は、第１の往復回転歯車２３と第２の往復回転歯車３５は、それぞれ往復駆動歯車５に直接噛み合っているので、それぞれ第１の一方向クラッチ３４と第２の一方向クラッチ３９を介することで、第１の被回転軸２５に固定された第１の一方向回転歯車２６と被回転伝動軸４３に固定された第２の一方向回転歯車３８が同じ方向に間欠的に回転し、しかも、後記する作用の項でも説明するが、第１の一方向回転歯車２６の間欠回転と第２の一方向回転歯車３８の間欠回転は、互い同時ではなく互いに異なるタイミングで補うように生じる。
【００５５】
そして、次に説明する連動出力機構４において、第１の一方向回転歯車２６と第２の一方向回転歯車３８を互いに伝動手段によって連動し、第１の変換部２１による間欠的な出力回転と第２の変換部２２による間欠的な出力回転を、互いに回転期間を補うように合わせている。この結果、本発明に係る動力伝動装置１によって、最終的には連続的な回転出力が発生する。
【００５６】
（連動出力機構）
連動出力機構４は、第１の変換部２１による出力回転と第２の変換部２２による出力回転を、互いに回転期間を補うように合わせて連続的な回転を出力する機能を有する部分である。
【００５７】
図１及び図３に示すように、連動出力機構４は、第１の被回転軸２５に同心的に固定された第１の一方向回転歯車２６（第１の一方向回転部材）と、被回転伝動軸軸４３に同心的に固定された第２の一方向回転歯車３８（第２の一方向回転部材）とを有するとともに、第１の一方向回転歯車２６及び第２の一方向回転歯車３８を互いに連動させる伝動手段及び出力回転軸４１とを備えている。第１の一方向回転歯車２６と第２の一方向回転歯車３８は、互いに同じ構成、即ち直径及び歯数が同じ構成である。
【００５８】
伝動手段として、本実施例１では、第１の一方向回転歯車２６と第２の一方向回転歯車３８の間に装着されたチェーン４０を設けている。なお、第１の一方向回転歯車２６と第２の一方向回転歯車３８の間に、チェーン４０をたすき掛けで装着することで、回転方向変換用機構５２及び被回転伝動軸４３を設けることなく、第２の被回転軸３７に第２の一方向回転歯車３８を直接固定して設ける構成としてもよい。
【００５９】
また、図示はしないが、第１の一方向回転歯車２６と第２の一方向回転歯車３８を直接、チェーン４０で連動しないで、必要に応じて、両歯車２６、３８の間のチェーンの走行路にアイドリング歯車（図示せず）設け、このアイドリング歯車を介してチェーンを装着する構成としてもよい。
【００６０】
また、伝動手段としては、チェーン４０ではなく、第１の一方向回転歯車２６と第２の一方向回転歯車の間に中間歯車を介した歯車伝動機構を採用してもよい。
【００６１】
なお、第１の一方向回転部材及び第２の一方向回転部材は、それぞれ歯車ではなく、同じ構成、即ち同じ直径のローラとし、伝動手段は、少なくとも第１の一方向回転部材及び第２の一方向回転部材に装着されたベルト等の伝動機構であってもよい。
【００６２】
回転出力は、第１の一方向回転歯車２６又は第２の一方向回転歯車３８から取り出される。本実施例１では、第２の一方向回転歯車３８の出力回転軸４１から出力が取り出される。なお、この実施例１では、出力回転軸４１は被回転伝動軸４３を共通で使用しているが、別の軸としてもよいし、或いは第２の一方向回転歯車３８の回転を別の歯車を介して取り出す構成としてもよい。
【００６３】
出力回転軸４１に、フライホイール４２を同心的に固定すれば、その回転慣性力により滑らかな回転出力を得ることができ、第１の一方向回転歯車２６及び第２の一方向回転歯車３８がそれぞれ間欠回転であっても、全体として滑らかな回転が得られる。
【００６４】
（作用）
以上の構成から成る実施例１の動力伝動装置１の作用を説明する。図１〜図３に示すように、入力回転軸１６に回転入力が加わると、回転円板１１が回転する。回転円板１１が回転すると、揺動アーム１０の基端部の扁平部１２は、二股ヨーク９の平坦な内面１３間でヨーク軸１４を中心にして回転（２次元的平面内で回転）するとともに、揺動アーム１０の先端部の球体部１５が回転円板１１のソケット１８内で自転（３次元空間内で自転）しながら回転円板１１の回転に追従して回転円板１１のソケット１８の回転軌跡に沿って回転（公転）する。
【００６５】
すると、回転軸７の軸心を中心に、往復駆動歯車５、二股ヨーク９及び揺動アーム１０とから成るものが全体として梃子（モメントアーム）として作用し、往復駆動歯車５は、回転軸７の軸心を中心に二股ヨーク９とともに往復回転し、第１の往復回転歯車２３と第２の往復回転歯車３５を同時に同じ方向で往復回転させる。
【００６６】
この際、図１に示すように、正面から見た投影面上の長さにおいて、回転軸７の軸心から揺動アーム１０の先端部（球体部１５）までの長さをＬ１、回転軸７の軸心から往復駆動歯車５の歯（正確には第１の往復回転歯車２３と噛み合う部分）までの長さＬ２とすると、回転円板１１の回転により揺動アーム１０の先端部に加えられた回転力Ｆは、梃子の原理で、Ｆ×Ｌ１／Ｌ２となり、増大されて第１の往復回転歯車２３と第２の往復回転歯車３５に伝動される。
【００６７】
往復駆動歯車５が時計方向に回転し、第１の往復回転歯車２３と第２の往復回転歯車３５が反時計方向に回転すると、第１の往復回転歯車２３のクラッチ玉３３は、楔形の窪み３２の浅い部分に相対的に移動して、第１の一方向クラッチ軸２４を押圧しながら共に反時計方向に回転させる。
【００６８】
往復駆動歯車５が反時計方向に回転し、第１の往復回転歯車２３が時計方向に回転しても、クラッチ玉３３は楔形の窪み３２の深い部分に移動するから、第1の一方向クラッチ軸２４を押圧するようなことなく、第１の往復回転歯車２３は第1の一方向クラッチ軸２４に対して自由に回転（遊転）し、第１の往復回転歯車２３は時計方向の回転を第1の一方向クラッチ軸２４に伝達しない。
【００６９】
これによって、第１の往復回転歯車２３の往復回転のうち、反時計方向の回転のみを第1の一方向クラッチ軸２４に伝達する。そして、この反時計方向の回転を、さらに第１の被回転軸２５を介して第１の一方向回転歯車２６に伝達する。結局、第１の往復回転歯車２３が往復回転すると、その反時計方向の回転の期間だけ第１の一方向回転歯車２６が反時計方向に回転し、往復駆動歯車５の往復回転に対して間欠的に回転が生じることとなる。
【００７０】
他方、第２の往復回転歯車３５が反時計方向に回転すると、第２の往復回転歯車３５は第２の一方向クラッチ軸３６に対して遊転（空回り）し、第２の一方向クラッチ軸３６には回転力を伝達しない。
【００７１】
しかし、往復駆動歯車５が反時計方向に回転し、第２の往復回転歯車３５が時計方向に回転すると、第２の一方向クラッチ３９の第２の一方向クラッチ軸３６、第２の被回転軸３７及び被回転伝動軸４３などによって、第２の一方向回転歯車３８を反時計方向に回転させる。結局、第２の往復回転歯車３５が往復回転すると、その時計方向の回転の期間だけ第２の一方向回転歯車３８が反時計方向に回転し、往復駆動歯車５の往復回転に対して間欠的に回転が生じることとなる。
【００７２】
ここで、往復駆動歯車５から、第１の変換部２１と第２の変換部２２、さらに連動出力機構４までの動作を整理する。往復駆動歯車５が時計方向に回転すると、第１の往復回転歯車２３は反時計方向に回転して、第１の一方向クラッチ３４を介して第１の一方向回転歯車２６を反時計方向に回転させ、第２の往復回転歯車３５は反時計方向に回転するが、第２の一方向回転歯車３８には回転を伝達しない。
【００７３】
また、往復駆動歯車５が反時計方向に回転すると、第１の往復回転歯車２３は時計方向に回転するが、第１の一方向回転歯車２６には回転を伝達せず、第２の往復回転歯車３５は時計方向に回転して、第２の一方向クラッチ３９乃至回転方向変換用機構５２を介して、第２の一方向回転歯車３８を反時計方向に回転させる。
【００７４】
従って、往復駆動歯車５が時計方向に回転する期間は、第１の一方向回転歯車２６が反時計方向に回転し、往復駆動歯車５が反時計方向に回転する期間は、第２の一方向回転歯車３８が反時計方向に回転する。要するに、往復駆動歯車５の往復回転のいずれの方向の回転の際でも、第１の一方向回転歯車２６及び第２の一方向回転歯車３８が交互に反時計方向に回転して、連続的な回転出力を生じることとなる。
【００７５】
そして、チェーン４０によって、第１の一方向回転歯車２６と第２の一方向回転歯車３８が連動するようにしているから、第１の一方向回転歯車２６と第２の一方向回転歯車３８の回転が互いに回転しない期間を補うように合わさり、出力回転軸４１から反時計方向の回転出力として取り出される。出力回転軸４１にフライホイール４２を取り付ければ、その慣性力が作用して滑らかな連続回転出力が得られる。
【実施例２】
【００７６】
図５は、本発明係る動力伝動装置の実施例２の構成、作用を模式的に説明する図である。この実施例２は、実施例１と較べて、一方向回転変換機構３及び連動機構４は同じであるが、往復回転発生機構が異なる。以下、実施例２をその往復回転発生機構２’を中心に説明する。実施例２において、実施例１と同じ構成の部分については、同じ符号を付す。
【００７７】
実施例２では、往復回転発生機構２’は、実施例１と同様に、図５に示すように、往復駆動歯車５と往復回転を発生させる揺動機構６’とを有する。往復駆動歯車５は、実施例１と同じであり、第１の固定フレーム８に軸受で回転可能に取り付けられた回転軸７に同心的に固定され、第１のフレーム８に回転可能に支持されている。往復駆動歯車５において、その一方の側の歯車面から、歯車の軸心から径方向に向けて二股ヨーク９が突設されている。
【００７８】
そして、回転円板４５は、図５に示すように、往復駆動歯車５と同じ向き（図５中正面方向）に向いて配置され、入力回転軸１６’に同心的に固定されている。そのために、入力回転軸１６’を軸受を介して支持する第２の固定フレーム１７’は、往復駆動歯車５の回転軸７を回転可能に支持する第１の固定フレーム８と同じ向き（図５中正面方向）に向いて配設されている。
【００７９】
回転円板４５の周縁部近くの表面に、２本のリンク杆から成る連結リンク４６の一端が枢着されている。そして、この連結リンク４６の他端に揺動アーム１０’の先端部が枢着されている。揺動アーム１０’の基端部には、実施例１と同様に扁平部１２が形成され、この扁平部１２が、往復駆動歯車５に固定された二股ヨーク９の平坦な内面１３間にネジ４７によって取り付けられている。実施例２におけるこの取り付けのための構造は、ネジ４７の軸心を中心に回転してもしなくてもよいが、少なくとも、揺動アーム１０’が揺動すると往復駆動歯車５が往復動するような取付構造でなくてはならない。
【００８０】
以上の構成から成る実施例２の往復回転発生機構２’によると、入力回転軸１６’が回転し回転円板４５が回転すると、揺動アーム１０’は、回転軸７の軸心を中心にして、往復駆動歯車５及び二股ヨーク９とともに、一つの垂直面内で揺動する。この揺動により、往復駆動歯車５は、回転軸７の軸心を中心に往復回転が生じる。この往復駆動歯車５の往復回転によって、実施例１と同様に、一方向回転変換機構３を動作させ、連動出力機構４によって、一方向の回転出力が得られる。
【００８１】
以上、本発明に係る動力伝動装置を実施するための形態を実施例に基づいて説明したが、本発明はこのような実施例に限定されるものではなく、特許請求の範囲に記載された技術的事項の範囲内でいろいろな実施例があることは言うまでもない。
【００８２】
例えば、連動出力機構では、第１の一方向回転歯車、第２の一方向回転歯車、チェーン等を利用しているが、歯車及びチェーンの代わりにローラ及びベルトを用いてもよい。また、一方向クラッチは、特に実施例記載の一方向クラッチではなく、周知のいろいろな構成の一方向クラッチのいずれかを用いてもよい。
【産業上の利用可能性】
【００８３】
本発明に係る動力伝動装置は上記のような構成であるから、風力発電の風車の回転力を利用して発電機を回転するような動力伝動装置等のエネルギー技術分野、その他の産業技術の分野に適用可能である。特に、梃子の原理を利用して回転トルクを増加することができるので、大きなトルクの必要な装置等に適している。
【符号の説明】
【００８４】
１ 動力伝動装置
２ 往復回転発生機構
３ 一方向回転変換機構
４ 連動出力機構
５ 往復駆動歯車
６ 揺動機構
７ 往復駆動歯車の回転軸
８ 第１の固定フレーム
９ 二股ヨーク
１０ 揺動アーム
１１ 回転円板
１２ 揺動アーム扁平部
１３ 二股ヨークの平坦な内面
１４ ヨーク軸
１５ 揺動アームの球体部
１６ 入力回転軸
１７ 第２の固定フレーム
１８ ソケット
１９ 基台
２１ 第１の変換部
２２ 第２の変換部
２３ 第１の往復回転歯車
２４ 第1の一方向クラッチ軸
２５ 第１の被回転軸
２６ 第１の一方向回転歯車
２７ 第１及び第２の往復回転歯車の歯車部
２８ 第１及び第２の往復回転歯車のボス部
２９ 第１の往復回転歯車の軸受
３０ 第1及び第２の一方向クラッチ軸の円筒部
３１ 第1の一方向クラッチ軸の軸受
３２ 窪み
３３ クラッチ玉
３４ 第１の一方向クラッチ
３５ 第２の往復回転歯車
３６ 第２の一方向クラッチ軸
３７ 第２の被回転軸
３８ 第２の一方向回転歯車
３９ 第２の一方向クラッチ
４０ チェーン
４１ 出力回転軸
４２ フライホイール
４３ 被回転伝動軸
２’ 往復回転発生機構
６’ 揺動機構
１０’ 揺動アーム
１６’ 入力回転軸
１７’ 第２の固定フレーム
４５ 回転円板
４６ 連結リンク
４７ ネジ
５０、５１ 回転方向変換用歯車
５２ 回転方向変換用機構
【特許請求の範囲】
【請求項１】
往復回転発生機構と、一方向回転変換機構と、連動出力機構とを備え、入力回転軸の入力回転を出力回転軸に伝動する動力伝動装置であって、
前記往復回転発生機構は、前記入力回転軸と、該入力回転軸により回転する回転円板と、往復駆動歯車と、該往復駆動歯車の歯車面から径方向外側に突設されたヨークと、基端が該ヨークに取り付けられ先端が回転円板に連動する揺動アームとを備え、該回転円板が回転すると、揺動アームは往復駆動歯車の回転中心を中心として往復揺動することで、往復駆動歯車が往復回転する構成とし、
前記一方向回転変換機構は、第１の変換部及び第２の変換部を備え、
第１の変換部は、往復駆動歯車に直接噛み合う第１の往復回転歯車と、第１の一方向クラッチと、第１の被回転軸とを備え、前記往復駆動歯車によって第１の往復回転歯車が往復回転する際に、その一方向の回転のみを一方向クラッチによって第１の被回転軸に伝達し、
第２の変換部は、往復駆動歯車に直接噛み合う第２の往復回転歯車と、第２の一方向クラッチと、第２の被回転軸と、を備え、前記往復駆動歯車によって第２の往復回転歯車が往復回転する際に、他方向の回転のみを一方向クラッチによって第２の被回転軸に伝達し、
前記連動出力機構は、第１の被回転軸の回転力と第２の被回転軸の回転力を互いに同一方向の回転力として交互に出力する構成であることを特徴とする動力伝動装置。
【請求項２】
回転円板は、往復回転歯車と直交する方向に配置されており、その周縁部に、内面に球状の受け面を有するソケットが形成されており、揺動アームの先端に球体部が形成され、該球体部がソケットの受け面内に回転可能に嵌合していることを特徴とする請求項１記載の動力伝動装置。
【請求項３】
回転円板は、往復回転歯車と同じ方向に向けて配置されており、その周縁部に、連結リンクが枢着され、該連結リンクに揺動アームの先端が枢着されており、連結リンクと揺動アームは、同じ平面で可動であることを特徴とする請求項１記載の動力伝動装置。
【請求項４】
前記連動出力機構は、第１の変換部の第１の被回転軸に同心的に固定された第１の一方向回転部材と、第２の変換部における第２の被回転軸に回転方向変換用機構を介して結合された被回転伝動軸に、同心的に固定された第２の一方向回転部材とを有するとともに、第１の一方向回転部材及び第２の一方向回転部材を互いに連動させる伝動手段及び前記出力回転軸とを備えていることを特徴とする請求項１、２又は３記載の動力伝動装置。
【請求項５】
第１の一方向回転部材及び第２の一方向回転部材は、それぞれ同じ構成の歯車であり、伝動手段は、第１の一方向回転部材及び第２の一方向回転部材に装着されたチェーンであることを特徴とする請求項４記載の動力伝動装置。
【請求項６】
第１の一方向回転部材及び第２の一方向回転部材は、それぞれ同じ構成のローラであり、伝動手段は、第１の一方向回転部材及び第２の一方向回転部材に装着されたベルトであることを特徴とする請求項４記載の動力伝動装置。
【請求項７】
出力回転軸に、フライホイールが取り付けられていることを特徴とする請求項１〜６のいずれかに記載の動力伝動装置。
【請求項１】
往復回転発生機構と、一方向回転変換機構と、連動出力機構とを備え、入力回転軸の入力回転を出力回転軸に伝動する動力伝動装置であって、
前記往復回転発生機構は、前記入力回転軸と、該入力回転軸により回転する回転円板と、往復駆動歯車と、該往復駆動歯車の歯車面から径方向外側に突設されたヨークと、基端が該ヨークに取り付けられ先端が回転円板に連動する揺動アームとを備え、該回転円板が回転すると、揺動アームは往復駆動歯車の回転中心を中心として往復揺動することで、往復駆動歯車が往復回転する構成とし、
前記一方向回転変換機構は、第１の変換部及び第２の変換部を備え、
第１の変換部は、往復駆動歯車に直接噛み合う第１の往復回転歯車と、第１の一方向クラッチと、第１の被回転軸とを備え、前記往復駆動歯車によって第１の往復回転歯車が往復回転する際に、その一方向の回転のみを一方向クラッチによって第１の被回転軸に伝達し、
第２の変換部は、往復駆動歯車に直接噛み合う第２の往復回転歯車と、第２の一方向クラッチと、第２の被回転軸と、を備え、前記往復駆動歯車によって第２の往復回転歯車が往復回転する際に、他方向の回転のみを一方向クラッチによって第２の被回転軸に伝達し、
前記連動出力機構は、第１の被回転軸の回転力と第２の被回転軸の回転力を互いに同一方向の回転力として交互に出力する構成であることを特徴とする動力伝動装置。
【請求項２】
回転円板は、往復回転歯車と直交する方向に配置されており、その周縁部に、内面に球状の受け面を有するソケットが形成されており、揺動アームの先端に球体部が形成され、該球体部がソケットの受け面内に回転可能に嵌合していることを特徴とする請求項１記載の動力伝動装置。
【請求項３】
回転円板は、往復回転歯車と同じ方向に向けて配置されており、その周縁部に、連結リンクが枢着され、該連結リンクに揺動アームの先端が枢着されており、連結リンクと揺動アームは、同じ平面で可動であることを特徴とする請求項１記載の動力伝動装置。
【請求項４】
前記連動出力機構は、第１の変換部の第１の被回転軸に同心的に固定された第１の一方向回転部材と、第２の変換部における第２の被回転軸に回転方向変換用機構を介して結合された被回転伝動軸に、同心的に固定された第２の一方向回転部材とを有するとともに、第１の一方向回転部材及び第２の一方向回転部材を互いに連動させる伝動手段及び前記出力回転軸とを備えていることを特徴とする請求項１、２又は３記載の動力伝動装置。
【請求項５】
第１の一方向回転部材及び第２の一方向回転部材は、それぞれ同じ構成の歯車であり、伝動手段は、第１の一方向回転部材及び第２の一方向回転部材に装着されたチェーンであることを特徴とする請求項４記載の動力伝動装置。
【請求項６】
第１の一方向回転部材及び第２の一方向回転部材は、それぞれ同じ構成のローラであり、伝動手段は、第１の一方向回転部材及び第２の一方向回転部材に装着されたベルトであることを特徴とする請求項４記載の動力伝動装置。
【請求項７】
出力回転軸に、フライホイールが取り付けられていることを特徴とする請求項１〜６のいずれかに記載の動力伝動装置。
【図１】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【公開番号】特開２０１２−３７００９（Ｐ２０１２−３７００９Ａ）
【公開日】平成２４年２月２３日（２０１２．２．２３）
【国際特許分類】
【出願番号】特願２０１０−１７９６６２（Ｐ２０１０−１７９６６２）
【出願日】平成２２年８月１０日（２０１０．８．１０）
【出願人】（５０５２５６６０７）株式会社海老原製作所 (3)
【Ｆターム（参考）】
【公開日】平成２４年２月２３日（２０１２．２．２３）
【国際特許分類】
【出願日】平成２２年８月１０日（２０１０．８．１０）
【出願人】（５０５２５６６０７）株式会社海老原製作所 (3)
【Ｆターム（参考）】
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