回転動力機構
【課題】 駆動手段である電磁石１９〜２１を、半円の範囲に集中的に配置できるようにする。
【解決手段】 内接ギアリング１４に、この内接リングに対して偏心して一部を接触させた外接ギア７を設け、これら内接リングと外接部材とはそれらの一部を接触した状態で相対回転可能にしている。さらに、上記内接ギアリングと外接ギアとを互いに所定の箇所で接触させるために、内接ギアリングに常時一定の力を作用させる永久磁石１７を設け、上記内接ギアリングに対して永久磁石の力に抗する方向の力を作用させる複数の電磁石１９〜２１を設けるとともに、これら複数の駆動手段を制御する制御手段を設ける。そして、この制御手段は、上記電磁石の磁力と上記永久磁石の磁力とを合成した半径方向の合成力を周方向に順次変化させる機能を備え、この順次変化させた合成力で内接リングを揺動し、外接ギア７を回転させる。
【解決手段】 内接ギアリング１４に、この内接リングに対して偏心して一部を接触させた外接ギア７を設け、これら内接リングと外接部材とはそれらの一部を接触した状態で相対回転可能にしている。さらに、上記内接ギアリングと外接ギアとを互いに所定の箇所で接触させるために、内接ギアリングに常時一定の力を作用させる永久磁石１７を設け、上記内接ギアリングに対して永久磁石の力に抗する方向の力を作用させる複数の電磁石１９〜２１を設けるとともに、これら複数の駆動手段を制御する制御手段を設ける。そして、この制御手段は、上記電磁石の磁力と上記永久磁石の磁力とを合成した半径方向の合成力を周方向に順次変化させる機能を備え、この順次変化させた合成力で内接リングを揺動し、外接ギア７を回転させる。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
この発明は、内接リング内に外接部材を組み込むとともにそれら両者を偏心させ、内接リングあるいは外接部材のいずれか一方を、その中心がエンドレスの軌跡を描く揺動運動させて回転力を取り出す回転動力機構に関する。
【背景技術】
【０００２】
この種の回転動力機構として、特許文献１に記載された発明が従来から知られている。この従来の回転動力機構は、ケーシング内に、外形を正六角形にして自転を阻止された内接ギアリングを揺動可能に組み込んでいる。なお、内接ギアリングの揺動は、その中心がエンドレスの軌跡を描く揺動である。
上記のようにした内接ギアリングには、内接ギアリングよりも歯数を少なくした外接ギアをかみ合わせている。
【０００３】
そして、上記内接ギアリングの外周には、円周方向に等間隔に複数のピストンを配置し、内接ギアリングに対してピストンの押圧力を円周方向に作用させることによって、内接ギアリングを上記のように揺動させ、外接ギアリングを回転させるようにしている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
【特許文献１】特開２００１−３５５６０７号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
上記のようにした従来の回転動力機構では、ピストンなどの駆動手段を、内接ギアリングの外周に等間隔に配置しなければならないので、当該ケーシングの一方の側面に、ピストンを駆動するための空圧源やその配管を設けるスペースが確保できないときには、それを用いることができないという問題があった。
この発明の目的は、一方の側面に駆動手段等を設けるスペースがなくても設置可能な回転動力機構を提供することである。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
第１の発明は、内接リングに、この内接リングに対して偏心して一部を接触させた外接部材を設け、これら内接リングと外接部材とはそれらの一部を接触した状態で相対回転可能にするとともに、これら内接リングあるいは外接部材のいずれか一方に自転防止機構を設けている。
そして、上記内接リングと外接部材とを互いに所定の箇所で接触させるために、内接リングあるいは外接部材のうちのいずれか一方に常時一定の力を作用させる接触力付与手段を設け、上記内接リングあるいは外接部材のうちのいずれか一方に対して、上記接触力付与手段の力に抗する方向の力を作用させる複数の駆動手段を設けている。
また、これら複数の駆動手段を制御する制御手段を設け、この制御手段は、上記駆動手段が発揮する力と上記接触力付与手段が発揮する力とを合成した半径方向の合成力を周方向に順次変化させる機能を備えている。そして、順次変化させた上記合成力で内接リングあるいは外接部材のいずれか一方を揺動し、自転防止機構を設けていない外接部材あるいは内接リングを回転させて回転動力を出力する。
なお、上記揺動とは、内接リングあるいは外接部材の中心が、エンドレスの軌跡を描いて移動し、内接リングあるいは外接部材が揺れ動く運動のことである。また、この発明では、上記中心が自転するものと、自転しないものの両方を含む。
【０００７】
第２の発明は、上記内接リングあるいは外接部材のうち、いずれか一方を磁性体で構成するとともに、上記複数の駆動手段は、上記磁性体で構成された内接リングあるいは外接部材に対して磁力を作用させる複数の電磁石からなる構成にしている。
【０００８】
第３の発明は、上記複数の駆動手段が、上記内接リングあるいは外接部材のいずれかに対して、直接もしくは間接的に押圧力を作用させる複数の押圧手段からなる。
第４の発明は、内接リングには揺動可能にした自転防止機構を設け、順次変化させた上記合成力によって内接リングを揺動させ、外接部材を自転させる構成にしている。
【０００９】
第５の発明は、内接リングには自転及び揺動を防止する機構を設け、順次変化させた上記合成力によって上記外接部材を揺動させながら自転させる構成にしている。
【００１０】
第６の発明は、外接部材には自転及び揺動を防止する機構を設け、順次変化させた上記合成力によって上記内接リングを揺動させながら自転させる構成にしている。
第７の発明は、外接部材には揺動可能にした自転防止機構を設け、順次変化させた上記合成力によって上記内接リングを自転させる構成にしている。
第８の発明は、上記複数の駆動手段が保持体に保持され、この保持体は上記内接リング及び外接部材から分離する構成にしている。
【発明の効果】
【００１１】
第１の発明によれば、接触力付与手段によって内接リングあるいは外接部材のうちのいずれか一方に常時一定の力を作用させるようにしたので、駆動手段を円周方向に均等に設ける必要がない。したがって、一方の側に駆動手段等を設けるためのスペースがなくても、当該回転動力機構を設置することができる。
【００１２】
第２の発明によれば、内接リングあるいは外接部材のいずれか一方を磁性体で構成し、駆動手段を電磁石で構成したので、例えば、電磁石の磁力が作用する限り、駆動手段と内接リングあるいは外接部材との間に、別の部材を介在させることもでき、その分、設計の自由度が大きくなる。
【００１３】
第３の発明によれば、電磁石を用いる場合と異なり、内接リングや外接部材の素材を選択するときの自由度が大きくなる。
第４〜７の発明によれば、出力を取り出す出力源を、外接部材にしたり、内接リングにしたりでき、その使用状況に応じて使い分けることができる。
【００１４】
第８の発明によれば、駆動手段を保持体に保持させるとともに、この保持体を内接リングおよび外接部材から分離させたので、例えば、内接リングおよび外接部材と保持体とを別置きにし、必要に応じて保持体を内接リングあるいは外接部材に接近させて使用できる。したがって、多様な用途に対応できる。
【図面の簡単な説明】
【００１５】
【図１】図１は第１実施形態の斜視図である。
【図２】図２は第１実施形態の断面図である。
【図３】図３は上記図２のIII-III線断面図である。
【図４】図４は第２実施形態の斜視図である。
【図５】図５は第２実施形態の断面図である。
【図６】図６は上記図５のVI-VI線断面図である。
【図７】図７は上記図５のVII-VII線断面図である。
【図８】図８は第３実施形態の断面図である。
【図９】図９は第４実施形態の断面図である。
【発明を実施するための形態】
【００１６】
図１〜３に示した第１実施形態は、軸方向に所定の長さを保った筒状のケーシング１の一端には、一対の軸保持部材２，３を、間隔を保ってはめる一方、ケーシング１の他端にも軸保持部材４をはめている。
一対の軸保持部材２，３のうち外側に位置する軸保持部材２には軸受５をはめ、軸保持部材４にも軸受６をはめている。
【００１７】
上記のように軸保持部材２にはめた軸受５は、この発明の外接部材であって外周にギアを形成した外接ギア７の軸部８を回転自在に支持し、この外接ギア７を上記軸保持部材２，３間に保持している。また、上記外接ギア７であって、上記軸部８とは反対側にはスクリューシャフト９の軸部１０を一体に設けるとともに、この軸部１０は軸保持部材２，３のうちの内側に位置する軸保持部材３に回転自在に支持されている。
一方、上記スクリューシャフト９の先端に設けた軸部１１は、上記軸受６に回転自在に支持されている。
【００１８】
上記のようにしたスクリューシャフト９のスクリュー部には移動体１２を噛み合わせているが、この移動体１２は、ケーシング１の軸方向に沿って形成したガイド孔１３から外方に突出している。そして、上記スクリューシャフト９が回転したとき、上記移動体１２はガイド孔１３に規制されて回転を阻止されるので、スクリューシャフト９の回転にともなって、移動体１２はスクリューシャフト９の軸方向に移動する。
【００１９】
さらに、上記外接ギア７の周囲には、磁性体からなり、内周にギアを形成した内接ギアリング１４を設けている。言い換えると、外接ギア７を内接ギアリング１４内に組み込んでいる。そして、これら内接ギアリング１４と外接ギア７とは互いに偏心させるとともに、内接ギアリング１４は、その中心がエンドレスの移動軌跡を描く揺動が可能な構成にし、かつ、内接ギアリング１４の歯数に対して外接ギア７の歯数を少なくし、これら内接ギアリング１４と外接ギアリング７とはそれらの一部が互いにかみ合って相対回転可能にしている。
なお、上記内接ギアリング１４がこの発明の内接リングを構成する。
【００２０】
上記のようにした内接ギアリング１４は、揺動はするがその自転を防止する自転防止機構を設けているが、この自転防止機構は、内接ギアリング１４の側面に設けた規制ピン１５と、上記軸保持部材２に形成した規制穴１６とによって構成される。
すなわち、上記規制穴１６の内径は、規制ピン１５の外径よりも大きくし、これら規制穴１６および規制ピン１５によって、内接ギアリング１４の自転を防止すとともに、中心がエンドレスの軌跡を描く内接ギアリング１４の揺動を許容する。
【００２１】
さらに、上記ケーシング１の一箇所には、この発明の接触力付与手段である永久磁石１７を設け、この永久磁石１７の磁力を、磁性体である内接ギアリング１４に作用させられるようにしている。
そして、上記永久磁石１７の磁力が内接ギアリング１４に作用すると、当該内接ギアリング１４は永久磁石１７側に引き寄せられ、永久磁石１７とは反対側において、図３に示すように内接ギアリング１４と外接ギア７とをかみ合わせる。
【００２２】
一方、上記ケーシング１の外形に沿う形状にした半円状の保持体１８を設け、この保持体１８には３つの電磁石１９〜２１を設けるとともに、これらいずれの電磁石１９〜２１を励磁させるかを制御する図示していない制御手段を設けている。
【００２３】
次に、外接ギア７を回転させる場合について説明する。
先ず、上記保持体１８を、永久磁石１７とは反対側においてケーシング１に密着させ、図３に示すように、永久磁石１７と反対側における半円内に電磁石１９〜２１を集中的に等間隔で配置された状態にする。
このとき、電磁石１９〜２１を非励磁状態に保っていれば、内接ギアリング１４は、永久磁石１７にひきつけられて、この永久磁石１７とは反対側において、内接ギアリング１４と外接ギア７とがかみ合う。
【００２４】
上記の状態から制御手段を用いて、電磁石１９〜２１を円周方向に順に励磁させていけば、内接ギアリング１４は、永久磁石１７の吸引力と、励磁された電磁石１９〜２１の吸引力とによる半径方向の合成力が円周方向に変化していく。この変化する合成力によって、内接ギアリング１４は、その中心がエンドレスの軌跡を描く揺動運動をする。内接ギアリング１４が上記のように揺動運動すれば、内接ギアリング１４と外接ギア７とのかみ合い位置が円周方向に順次ずれ、上記エンドレスの軌跡が１周したとき、外接ギア７は、内接ギアリング１４との歯数の差分だけ回転することになる。
【００２５】
例えば、上記電磁石１９〜２１の全てが非励磁の図３の状態から、電磁石１９のみを励磁すると、この電磁石１９の磁力と上記永久磁石１７の磁力との合成力は、上記電磁石１９の磁力と上記永久磁石１７との中間から外側に向かう力となって、上記電磁石１９と上記永久磁石１７との中間において上記内接ギアリング１４をケーシング１側に引き付ける。次に、電磁石２０を励磁すると、上記永久磁石１７、電磁石１９、及び電磁石２０の磁力の合成力が、上記永久磁石１７と電磁石１９との合成力よりも、永久磁石１７から離れた位置に作用して、内接ギアリング１４を引き付ける。
さらに、電磁磁石２１を励磁すれば、この電磁石２１の磁力が加わった合成力が、永久磁石１７と反対方向、すなわち電磁石２０の方向に作用して、内接ギアリング１４を引き付ける。
【００２６】
次に、上記電磁石１９を非励磁にすると、合成力の方向は電磁石２０よりも電磁石２１側に移動する。同様に電磁石２０を非励磁、次に電磁石２１を順次非励磁にすれば、上記合成力の方向は円周方向に移動し、全てが非励磁の図３の状態に戻る。このように、永久磁石１７の磁力と、電磁石１９〜２１の磁力との合成力の方向が円周に沿って移動すると、この合成力の方向と反対側で接触する内接ギアリング１４と外接ギア７との接触位置も移動し、その１周ごとに、上記外接ギア７が、内接ギアリング１４との歯数の差分だけ回転することになる。
【００２７】
また、上記のように電磁石１９〜２１を円周方向に順次励磁させていくとき、いずれかの電磁石を同時に励磁させたり、それらの磁力の大きさを個々に制御したりすることによって、内接ギアリング１４と外接ギア７とのかみ合い位置を無段階的に円周方向に移動させて、よりスムーズな回転力を得ることができる。
なお、上記電磁石の制御方法は、上記の例に限らず、よりスムーズな回転力を得るためには、様々な方法が考えられる。
上記のように内接ギアリング１４に対して外接ギア７の歯数を少なくすることによって、これら内接ギアリング１４と外接ギア７とで減速機構を構成することになり、その分、大きな回転トルクを得ることができる。
【００２８】
上記のようにして外接ギア７が回転すれば、それにともなってスクリューシャフト９が回転するとともに、ガイド孔１３で回転を規制された移動体１２がスクリューシャフト９に沿って移動する。
なお、この発明の回転動力機構は回転力を出力できればよく、出力された回転力を上記のように移動体１２を移動させるのに利用するのはひとつの実施形態に過ぎない。
【００２９】
図４〜７に示した第２実施形態は、磁性体からなる内接ギアリング１４が揺動回転する構成にしたもので、図５〜７は、電磁石１９〜２１の合成力が、永久磁石１７の吸引力とは正反対に作用している状態を示している。
なお、上記揺動回転とは、その中心がエンドレスの軌跡を描く揺動運動をしながら自転する運動のことである。
この第２実施形態では、内接ギアリング１４を、その中心がエンドレスの軌跡を描く揺動運動可能な状態でしかも自転可能にしてケーシング１に組み込んでいる。
【００３０】
上記のようにした内接ギアリング１４には、それよりも歯数を少なくした外接ギア７を、内接ギアリング１４に対して偏心させて組み込んでいるが、この外接ギア７には軸部２２を設け、この軸部２２をケーシング１に固定している。なお、この軸部２２とそれを固定したケーシング１とでこの発明の自転防止機構を構成するものである。
そして、上記内接ギアリング１４にはスクリューシャフト９を一体に設けるとともに、このスクリューシャフト９の先端に設けた軸部１１が、第１実施形態と同じように軸保持体４に設けた軸受６に支持されている。ただし、この軸受６の内径は軸部１１の内径よりも大きくし、軸部１１の中心が、内接ギアリング１４の中心が描く移動軌跡と同じ軌跡を描けるようにしている。
【００３１】
上記スクリューシャフト９には移動体１２を設けているが、この移動体１２はスクリューシャフト９に直接はめた移動部１２ａとこの移動部１２ａに取付けた出力部１２ｂとからなる。そして、出力部１２ｂと移動部１２ａとの間には、すき間１２ｃを形成し、このすき間１２ｃの範囲内で移動部１２ａと出力部１２ｂとが相対移動してスクリューシャフト９の揺動を吸収するようにしている。
なお、図中符号１２ｄは出力部１２ｂの側面に形成した溝で、この溝１２ｄとガイド孔１３の縁とがはまって、出力部１２ｂがガイド孔１３から抜け出るのを防止している。
なお、保持体１８に複数の電磁石１９〜２１を保持させている点は、第１実施形態とまったく同じである。
【００３２】
このようにした第２実施形態においても、内接ギアリング１４が、その中心がエンドレスの軌跡を描く揺動運動するとともに、内接ギアリング１４と外接ギア７とが相対回転する原理は第１実施形態と同じである。
すなわち、上記保持体１８を、この発明の接触力付与手段である永久磁石１７とは反対側においてケーシング１に密着させ、図６に示すように、永久磁石１７と反対側における半円内に電磁石１９〜２１を集中的に等間隔で配置された状態にする。
このとき、電磁石１９〜２１を非励磁状態に保っていれば、内接ギアリング１４は、永久磁石１７にひきつけられて、この永久磁石１７とは反対側において、内接ギアリング１４と外接ギア７とがかみ合う。
【００３３】
上記の状態から制御手段を用いて、電磁石１９〜２１を円周方向に順に励磁させていけば、内接ギアリング１４は、永久磁石１７の吸引力と、励磁された電磁石１９〜２１の吸引力とによる半径方向の合成力が円周方向に変化していく。この変化する合成力によって、内接ギアリング１４は、その中心がエンドレスの軌跡を描く揺動運動をする。内接ギアリング１４が上記のように揺動運動すれば、内接ギアリング１４と外接ギア７とのかみ合い位置が円周方向に順次ずれ、上記エンドレスの軌跡が１周したとき、内接ギアリング１４は、外接ギア７との歯数の差分だけ回転することになる。
【００３４】
上記のように内接ギアリング１４に対して外接ギア７の歯数を少なくしているので、第１実施形態と同様に、これら内接ギアリング１４と外接ギア７とで減速機構を構成することになり、その分、大きな回転トルクを得ることができる。
また、上記のように電磁石１９〜２１を円周方向に順次励磁させていくが、このとき、いずれかの電磁石を同時に励磁させたり、それらの励磁力を制御したりすることによって、内接ギアリング１４と外接ギア７とのかみ合い位置を無段階的に円周方向に移動させて、よりスムーズな回転力を得ることができる。
【００３５】
上記のように内接ギアリング１４が揺動しながら回転すれば、スクリューシャフト９も揺動しながら回転するので、その回転にともなって移動体１２がスクリューシャフト９に沿って移動する。なお、このときには、移動部１２ａも揺動するが、その揺動はすき間１２ｃで吸収される。
【００３６】
図８に示した第３実施形態は、ケーシング１に内接ギアリング１４を回転自在に組み込むとともに、この内接ギアリング１４の一方の側面にスクリューシャフト９を一体に設けている。さらに、このスクリューシャフト９の先端の軸部１１を、第１実施形態と同じ構成の軸受６に回転自在に支持させている。
そして、上記スクリューシャフト９には、第１実施形態と同じ移動体１２を噛み合わせている。
【００３７】
一方、上記内接ギアリング１４には、それよりも歯数を少なくした外接ギア７を、内接ギアリング１４に対して偏心させて組み込むとともに、この外接ギア７には上記内接ギアリング１４とは反対側である外側に突出させた揺動体７ａを一体に設けている。
そして、上記揺動体７ａの外径は外接ギア７よりも大きくし、その外接ギア７および揺動体７ａの揺動過程で、当該揺動体７ａがケーシング１に接触しながら揺動する大きさを保っている。
なお、上記外接ギア７および揺動体７ａは一体的にしてそれら両者を磁性体で構成しているが、外接ギア７と揺動体７ａとを別体にして、少なくとも揺動体７ａのみを磁性体で構成してもよい。
【００３８】
上記のようにした揺動体７ａの外側すなわち外接ギア７とは反対側面に軸部８を設け、この軸部８を第１実施形態と同様の軸受５に支持させている。ただし、この軸受５の内径は軸部８の内径よりも大きくし、軸部８の中心が、外接ギア７の中心が描く移動軌跡と同じ軌跡を描いて揺動できるようにしている。
【００３９】
さらに、上記揺動体７ａには、揺動はするがその自転を防止する自転防止機構を設けているが、この自転防止機構は、揺動体７ａの側面に設けた規制ピン１５と、上記軸保持部材２に形成した規制穴１６とによって構成される。
すなわち、上記規制穴１６の内径は、規制ピン１５の外径よりも大きくし、これら規制穴１６および規制ピン１５によって、外接ギア７の自転を防止すとともに、中心がエンドレスの軌跡を描く外接ギア７の揺動を許容する。
【００４０】
さらに、上記ケーシング１の一箇所であって、上記揺動体７ａに対応する位置には、この発明の接触力付与手段である永久磁石１７を設け、この永久磁石１７の磁力を、磁性体である揺動体７ａに作用させられるようにしている。
そして、上記永久磁石１７の磁力が揺動体７ａに作用すると、当該揺動体７ａは永久磁石１７側に引き寄せられ、この永久磁石１７側において、内接ギアリング１４と外接ギア７とをかみ合わせる。
【００４１】
そして、第１実施形態と同じ構成にした保持体１８を、永久磁石１７とは反対側においてケーシング１に密着させ、永久磁石１７と反対側における半円内に電磁石１９〜２１を集中的に等間隔で配置された状態にする。
このとき、電磁石１９〜２１を非励磁状態に保っていれば、上記したように外接ギア７は揺動体７ａとともに永久磁石１７にひきつけられて、この永久磁石１７側において、内接ギアリング１４と外接ギア７とをかみ合わせる。
【００４２】
上記の状態から第１実施形態と同じ制御手段を用いて、電磁石１９〜２１を円周方向に順に励磁させていけば、外接ギア７は、永久磁石１７の吸引力と、励磁された電磁石１９〜２１の吸引力とによる半径方向の合成力が円周方向に変化していく。この変化する合成力によって、外接ギア７は、その中心がエンドレスの軌跡を描く揺動運動をする。外接ギア７が上記のように揺動運動すれば、内接ギアリング１４と外接ギア７とのかみ合い位置が円周方向に順次ずれ、上記エンドレスの軌跡が１周したとき、内接ギアリング１４は、外接ギア７との歯数の差分だけ回転することになる。
【００４３】
上記のように内接ギアリング１４に対して外接ギア７の歯数を少なくしているので、第１実施形態と同様に、これら内接ギアリング１４と外接ギア７とで減速機構を構成することになり、その分、大きな回転トルクを得ることができる。
【００４４】
また、上記のように電磁石１９〜２１を円周方向に順次励磁させていくが、このとき、いずれかの電磁石を同時に励磁させたり、それらの励磁力を制御したりすることによって、内接ギアリング１４と外接ギア７とのかみ合い位置を無段階的に円周方向に移動させて、よりスムーズな回転力を得ることができる。
上記のように内接ギアリング１４が回転すれば、スクリューシャフト９も回転するので、その回転にともなって移動体１２がスクリューシャフト９に沿って移動する。
【００４５】
図９に示した第４実施形態は、磁性体からなる外接ギア７が、揺動回転する構成にしたもので、図９は、電磁石１９〜２１の合成力が、永久磁石１７の吸引力とは正反対に作用している状態を示している。
なお、上記揺動回転とは、その中心がエンドレスの軌跡を描く揺動運動をしながら自転する運動のことである。
この第４実施形態では、ケーシング１に内接ギアリング１４を組み込んで固定しているが、このように内接ギアリング１４をケーシング１に固定する構造が、この発明の自転防止機構を構成することになる。
【００４６】
上記ケーシング１に固定した内接ギアリング１４には、それよりも歯数を少なくした磁性体からなる外接ギア７を、内接ギアリング１４に対して偏心させて組み込み、第１実施形態と同様の原理のもとで、外接ギア７は内接ギアリング１４に対して揺動回転可能にしている。
上記のようにした外接ギア７の外側面には軸部８を設け、この軸部８を第１実施形態と同様の軸受５に支持させている。ただし、この軸受５の内径は軸部８の内径よりも大きくし、軸部８の中心が、外接ギア７の中心が描く移動軌跡と同じ軌跡を描いて揺動回転できるようにしている。
【００４７】
また、上記外接ギア７であって上記軸部８とは反対側面に揺動体７ａを一体に設けているが、この揺動体７ａの外径は外接ギア７よりも大きくし、その外接ギア７および揺動体７ａが揺動回転する過程で、当該揺動体７ａがケーシング１に接触しながら揺動回転できるようにしている。
なお、上記外接ギア７および揺動体７ａは一体的にしてそれら両者を磁性体で構成しているが、外接ギア７と揺動体７ａとを別体にして、少なくとも揺動体７ａのみを磁性体で構成してもよい。
【００４８】
また、上記揺動体７ａの一方の側面すなわち上記軸部８とは反対側面にスクリューシャフト９を一体に設けている。さらに、このスクリューシャフト９の先端の軸部１１を、第１実施形態と同じ構成の軸受６に回転自在に支持させている。ただし、この軸受６の内径は軸部１１の内径よりも大きくし、軸部１１の中心が、外接ギア７の中心が描く移動軌跡と同じ軌跡を描いて揺動回転できるようにしている。
そして、上記スクリューシャフト９には、第２実施形態と同じ移動体１２を噛み合わせている。
【００４９】
さらに、上記ケーシング１の一箇所であって、上記揺動体７ａに対応する位置には、この発明の接触力付与手段である永久磁石１７を設け、この永久磁石１７の磁力を、揺動体７ａに作用させられるようにしている。
そして、上記永久磁石１７の磁力が揺動体７ａに作用すると、当該揺動体７ａは永久磁石１７側に引き寄せられ、この永久磁石１７側において、内接ギアリング１４と外接ギア７とをかみ合わせる。
【００５０】
そして、第１実施形態と同じ構成にした保持体１８を、永久磁石１７とは反対側においてケーシング１に密着させ、永久磁石１７と反対側における半円内に電磁石１９〜２１を集中的に等間隔で配置された状態にする。
このとき、電磁石１９〜２１を非励磁状態に保っていれば、上記したように外接ギア７は揺動体７ａとともに永久磁石１７にひきつけられて、この永久磁石１７側において、内接ギアリング１４と外接ギア７とをかみ合わせる。
【００５１】
上記の状態から第１実施形態と同じ制御手段を用いて、電磁石１９〜２１を円周方向に順に励磁させていけば、外接ギア７は、永久磁石１７の吸引力と、励磁された電磁石１９〜２１の吸引力とによる半径方向の合成力が円周方向に変化していく。この変化する合成力によって、外接ギア７は、その中心がエンドレスの軌跡を描く揺動回転運動をする。外接ギア７が上記のように揺動回転運動をすれば、内接ギアリング１４と外接ギア７とのかみ合い位置が円周方向に順次ずれ、上記エンドレスの軌跡が１周したとき、内接ギアリング１４と外接ギア７とはその歯数の差分だけ相対回転することになる。
【００５２】
上記のように内接ギアリング１４に対して外接ギア７の歯数を少なくしているので、第１実施形態と同様に、これら内接ギアリング１４と外接ギア７とで減速機構を構成することになり、その分、大きな回転トルクを得ることができる。
【００５３】
また、上記のように電磁石１９〜２１を円周方向に順次励磁させていくが、このとき、いずれかの電磁石を同時に励磁させたり、それらの励磁力を制御したりすることによって、内接ギアリング１４と外接ギア７とのかみ合い位置を無段階的に円周方向に移動させて、よりスムーズな回転力を得ることができる。
上記のように外接ギア７が揺動回転すれば、スクリューシャフト９も揺動回転するので、その回転にともなって移動体１２がスクリューシャフト９に沿って移動する。
なお、移動体１２の出力部１２ｂと移動部１２ａとの間には、第２実施形態と同じすき間１２ｃを形成しているので、このすき間１２ｃの範囲内で移動部１２ａと出力部１２ｂとが相対移動してスクリューシャフト９の揺動を吸収する。
【００５４】
なお、上記各実施形態では、接触力付与手段として永久磁石１７の引力を利用したが、この永久磁石の斥力を利用してもよい。この場合には、例えば、図３に示した永久磁石１７を、内接ギアリング１４を挟んで直径方向反対側に設けるとともに、内接ギアリング１４の周囲に永久磁石を設ける。そして、上記永久磁石１７と、内接ギアリング１４の永久磁石との間に斥力が発生するように、両永久磁石の磁極を配置する。
このようにすれば、電磁石１９〜２１を制御して、第１実施形態と同様に外接ギア７を回転させることができる。
【００５５】
また、上記の場合には、永久磁石１７も保持体１８側に位置させられるので、永久磁石１７と電磁石１９〜２１の全てを上記保持体１８側にまとめることができ、保持体１８とは反対側をスペース的に開放することができる。
なお、永久磁石の斥力を利用する考え方は、第２〜４実施形態の全てに利用できること当然である。
さらに、接触力付与手段としてスプリングを用い、このスプリングの弾性力を利用して、押圧力あるいは引っ張り力を発揮させるようにしてもよい。そして、このスプリングの押圧力を利用する場合には、上記スプリングを上記電磁石１９〜２１とともに保持体１８側にまとめることができる。
【００５６】
また、上記各実施形態において、駆動手段として電磁石１９〜２１を用いたが、例えばエアシリンダやスプリング等の押圧手段若しくは引張手段を用い、この押圧手段若しくは引張手段によって外接ギア７あるいは内接ギアリング１４に、直接又は間接的な力を作用させるようにしてもよい。
さらに、上記各実施形態では、内接ギアリングおよび外接ギアというようにギアを用いたが、内接リングおよび外接部材として、お互いの摩擦力さえ維持できれば、どのようなものであってもよい。
【符号の説明】
【００５７】
７ 外接ギア
１４ 内接ギアリング
１５ 自転防止機構を構成する規制ピン
１６ 自転防止機構を構成する規制穴
１７ 接触力付与手段を構成する永久磁石
１９〜２１ 駆動手段を構成する電磁石
【技術分野】
【０００１】
この発明は、内接リング内に外接部材を組み込むとともにそれら両者を偏心させ、内接リングあるいは外接部材のいずれか一方を、その中心がエンドレスの軌跡を描く揺動運動させて回転力を取り出す回転動力機構に関する。
【背景技術】
【０００２】
この種の回転動力機構として、特許文献１に記載された発明が従来から知られている。この従来の回転動力機構は、ケーシング内に、外形を正六角形にして自転を阻止された内接ギアリングを揺動可能に組み込んでいる。なお、内接ギアリングの揺動は、その中心がエンドレスの軌跡を描く揺動である。
上記のようにした内接ギアリングには、内接ギアリングよりも歯数を少なくした外接ギアをかみ合わせている。
【０００３】
そして、上記内接ギアリングの外周には、円周方向に等間隔に複数のピストンを配置し、内接ギアリングに対してピストンの押圧力を円周方向に作用させることによって、内接ギアリングを上記のように揺動させ、外接ギアリングを回転させるようにしている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
【特許文献１】特開２００１−３５５６０７号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
上記のようにした従来の回転動力機構では、ピストンなどの駆動手段を、内接ギアリングの外周に等間隔に配置しなければならないので、当該ケーシングの一方の側面に、ピストンを駆動するための空圧源やその配管を設けるスペースが確保できないときには、それを用いることができないという問題があった。
この発明の目的は、一方の側面に駆動手段等を設けるスペースがなくても設置可能な回転動力機構を提供することである。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
第１の発明は、内接リングに、この内接リングに対して偏心して一部を接触させた外接部材を設け、これら内接リングと外接部材とはそれらの一部を接触した状態で相対回転可能にするとともに、これら内接リングあるいは外接部材のいずれか一方に自転防止機構を設けている。
そして、上記内接リングと外接部材とを互いに所定の箇所で接触させるために、内接リングあるいは外接部材のうちのいずれか一方に常時一定の力を作用させる接触力付与手段を設け、上記内接リングあるいは外接部材のうちのいずれか一方に対して、上記接触力付与手段の力に抗する方向の力を作用させる複数の駆動手段を設けている。
また、これら複数の駆動手段を制御する制御手段を設け、この制御手段は、上記駆動手段が発揮する力と上記接触力付与手段が発揮する力とを合成した半径方向の合成力を周方向に順次変化させる機能を備えている。そして、順次変化させた上記合成力で内接リングあるいは外接部材のいずれか一方を揺動し、自転防止機構を設けていない外接部材あるいは内接リングを回転させて回転動力を出力する。
なお、上記揺動とは、内接リングあるいは外接部材の中心が、エンドレスの軌跡を描いて移動し、内接リングあるいは外接部材が揺れ動く運動のことである。また、この発明では、上記中心が自転するものと、自転しないものの両方を含む。
【０００７】
第２の発明は、上記内接リングあるいは外接部材のうち、いずれか一方を磁性体で構成するとともに、上記複数の駆動手段は、上記磁性体で構成された内接リングあるいは外接部材に対して磁力を作用させる複数の電磁石からなる構成にしている。
【０００８】
第３の発明は、上記複数の駆動手段が、上記内接リングあるいは外接部材のいずれかに対して、直接もしくは間接的に押圧力を作用させる複数の押圧手段からなる。
第４の発明は、内接リングには揺動可能にした自転防止機構を設け、順次変化させた上記合成力によって内接リングを揺動させ、外接部材を自転させる構成にしている。
【０００９】
第５の発明は、内接リングには自転及び揺動を防止する機構を設け、順次変化させた上記合成力によって上記外接部材を揺動させながら自転させる構成にしている。
【００１０】
第６の発明は、外接部材には自転及び揺動を防止する機構を設け、順次変化させた上記合成力によって上記内接リングを揺動させながら自転させる構成にしている。
第７の発明は、外接部材には揺動可能にした自転防止機構を設け、順次変化させた上記合成力によって上記内接リングを自転させる構成にしている。
第８の発明は、上記複数の駆動手段が保持体に保持され、この保持体は上記内接リング及び外接部材から分離する構成にしている。
【発明の効果】
【００１１】
第１の発明によれば、接触力付与手段によって内接リングあるいは外接部材のうちのいずれか一方に常時一定の力を作用させるようにしたので、駆動手段を円周方向に均等に設ける必要がない。したがって、一方の側に駆動手段等を設けるためのスペースがなくても、当該回転動力機構を設置することができる。
【００１２】
第２の発明によれば、内接リングあるいは外接部材のいずれか一方を磁性体で構成し、駆動手段を電磁石で構成したので、例えば、電磁石の磁力が作用する限り、駆動手段と内接リングあるいは外接部材との間に、別の部材を介在させることもでき、その分、設計の自由度が大きくなる。
【００１３】
第３の発明によれば、電磁石を用いる場合と異なり、内接リングや外接部材の素材を選択するときの自由度が大きくなる。
第４〜７の発明によれば、出力を取り出す出力源を、外接部材にしたり、内接リングにしたりでき、その使用状況に応じて使い分けることができる。
【００１４】
第８の発明によれば、駆動手段を保持体に保持させるとともに、この保持体を内接リングおよび外接部材から分離させたので、例えば、内接リングおよび外接部材と保持体とを別置きにし、必要に応じて保持体を内接リングあるいは外接部材に接近させて使用できる。したがって、多様な用途に対応できる。
【図面の簡単な説明】
【００１５】
【図１】図１は第１実施形態の斜視図である。
【図２】図２は第１実施形態の断面図である。
【図３】図３は上記図２のIII-III線断面図である。
【図４】図４は第２実施形態の斜視図である。
【図５】図５は第２実施形態の断面図である。
【図６】図６は上記図５のVI-VI線断面図である。
【図７】図７は上記図５のVII-VII線断面図である。
【図８】図８は第３実施形態の断面図である。
【図９】図９は第４実施形態の断面図である。
【発明を実施するための形態】
【００１６】
図１〜３に示した第１実施形態は、軸方向に所定の長さを保った筒状のケーシング１の一端には、一対の軸保持部材２，３を、間隔を保ってはめる一方、ケーシング１の他端にも軸保持部材４をはめている。
一対の軸保持部材２，３のうち外側に位置する軸保持部材２には軸受５をはめ、軸保持部材４にも軸受６をはめている。
【００１７】
上記のように軸保持部材２にはめた軸受５は、この発明の外接部材であって外周にギアを形成した外接ギア７の軸部８を回転自在に支持し、この外接ギア７を上記軸保持部材２，３間に保持している。また、上記外接ギア７であって、上記軸部８とは反対側にはスクリューシャフト９の軸部１０を一体に設けるとともに、この軸部１０は軸保持部材２，３のうちの内側に位置する軸保持部材３に回転自在に支持されている。
一方、上記スクリューシャフト９の先端に設けた軸部１１は、上記軸受６に回転自在に支持されている。
【００１８】
上記のようにしたスクリューシャフト９のスクリュー部には移動体１２を噛み合わせているが、この移動体１２は、ケーシング１の軸方向に沿って形成したガイド孔１３から外方に突出している。そして、上記スクリューシャフト９が回転したとき、上記移動体１２はガイド孔１３に規制されて回転を阻止されるので、スクリューシャフト９の回転にともなって、移動体１２はスクリューシャフト９の軸方向に移動する。
【００１９】
さらに、上記外接ギア７の周囲には、磁性体からなり、内周にギアを形成した内接ギアリング１４を設けている。言い換えると、外接ギア７を内接ギアリング１４内に組み込んでいる。そして、これら内接ギアリング１４と外接ギア７とは互いに偏心させるとともに、内接ギアリング１４は、その中心がエンドレスの移動軌跡を描く揺動が可能な構成にし、かつ、内接ギアリング１４の歯数に対して外接ギア７の歯数を少なくし、これら内接ギアリング１４と外接ギアリング７とはそれらの一部が互いにかみ合って相対回転可能にしている。
なお、上記内接ギアリング１４がこの発明の内接リングを構成する。
【００２０】
上記のようにした内接ギアリング１４は、揺動はするがその自転を防止する自転防止機構を設けているが、この自転防止機構は、内接ギアリング１４の側面に設けた規制ピン１５と、上記軸保持部材２に形成した規制穴１６とによって構成される。
すなわち、上記規制穴１６の内径は、規制ピン１５の外径よりも大きくし、これら規制穴１６および規制ピン１５によって、内接ギアリング１４の自転を防止すとともに、中心がエンドレスの軌跡を描く内接ギアリング１４の揺動を許容する。
【００２１】
さらに、上記ケーシング１の一箇所には、この発明の接触力付与手段である永久磁石１７を設け、この永久磁石１７の磁力を、磁性体である内接ギアリング１４に作用させられるようにしている。
そして、上記永久磁石１７の磁力が内接ギアリング１４に作用すると、当該内接ギアリング１４は永久磁石１７側に引き寄せられ、永久磁石１７とは反対側において、図３に示すように内接ギアリング１４と外接ギア７とをかみ合わせる。
【００２２】
一方、上記ケーシング１の外形に沿う形状にした半円状の保持体１８を設け、この保持体１８には３つの電磁石１９〜２１を設けるとともに、これらいずれの電磁石１９〜２１を励磁させるかを制御する図示していない制御手段を設けている。
【００２３】
次に、外接ギア７を回転させる場合について説明する。
先ず、上記保持体１８を、永久磁石１７とは反対側においてケーシング１に密着させ、図３に示すように、永久磁石１７と反対側における半円内に電磁石１９〜２１を集中的に等間隔で配置された状態にする。
このとき、電磁石１９〜２１を非励磁状態に保っていれば、内接ギアリング１４は、永久磁石１７にひきつけられて、この永久磁石１７とは反対側において、内接ギアリング１４と外接ギア７とがかみ合う。
【００２４】
上記の状態から制御手段を用いて、電磁石１９〜２１を円周方向に順に励磁させていけば、内接ギアリング１４は、永久磁石１７の吸引力と、励磁された電磁石１９〜２１の吸引力とによる半径方向の合成力が円周方向に変化していく。この変化する合成力によって、内接ギアリング１４は、その中心がエンドレスの軌跡を描く揺動運動をする。内接ギアリング１４が上記のように揺動運動すれば、内接ギアリング１４と外接ギア７とのかみ合い位置が円周方向に順次ずれ、上記エンドレスの軌跡が１周したとき、外接ギア７は、内接ギアリング１４との歯数の差分だけ回転することになる。
【００２５】
例えば、上記電磁石１９〜２１の全てが非励磁の図３の状態から、電磁石１９のみを励磁すると、この電磁石１９の磁力と上記永久磁石１７の磁力との合成力は、上記電磁石１９の磁力と上記永久磁石１７との中間から外側に向かう力となって、上記電磁石１９と上記永久磁石１７との中間において上記内接ギアリング１４をケーシング１側に引き付ける。次に、電磁石２０を励磁すると、上記永久磁石１７、電磁石１９、及び電磁石２０の磁力の合成力が、上記永久磁石１７と電磁石１９との合成力よりも、永久磁石１７から離れた位置に作用して、内接ギアリング１４を引き付ける。
さらに、電磁磁石２１を励磁すれば、この電磁石２１の磁力が加わった合成力が、永久磁石１７と反対方向、すなわち電磁石２０の方向に作用して、内接ギアリング１４を引き付ける。
【００２６】
次に、上記電磁石１９を非励磁にすると、合成力の方向は電磁石２０よりも電磁石２１側に移動する。同様に電磁石２０を非励磁、次に電磁石２１を順次非励磁にすれば、上記合成力の方向は円周方向に移動し、全てが非励磁の図３の状態に戻る。このように、永久磁石１７の磁力と、電磁石１９〜２１の磁力との合成力の方向が円周に沿って移動すると、この合成力の方向と反対側で接触する内接ギアリング１４と外接ギア７との接触位置も移動し、その１周ごとに、上記外接ギア７が、内接ギアリング１４との歯数の差分だけ回転することになる。
【００２７】
また、上記のように電磁石１９〜２１を円周方向に順次励磁させていくとき、いずれかの電磁石を同時に励磁させたり、それらの磁力の大きさを個々に制御したりすることによって、内接ギアリング１４と外接ギア７とのかみ合い位置を無段階的に円周方向に移動させて、よりスムーズな回転力を得ることができる。
なお、上記電磁石の制御方法は、上記の例に限らず、よりスムーズな回転力を得るためには、様々な方法が考えられる。
上記のように内接ギアリング１４に対して外接ギア７の歯数を少なくすることによって、これら内接ギアリング１４と外接ギア７とで減速機構を構成することになり、その分、大きな回転トルクを得ることができる。
【００２８】
上記のようにして外接ギア７が回転すれば、それにともなってスクリューシャフト９が回転するとともに、ガイド孔１３で回転を規制された移動体１２がスクリューシャフト９に沿って移動する。
なお、この発明の回転動力機構は回転力を出力できればよく、出力された回転力を上記のように移動体１２を移動させるのに利用するのはひとつの実施形態に過ぎない。
【００２９】
図４〜７に示した第２実施形態は、磁性体からなる内接ギアリング１４が揺動回転する構成にしたもので、図５〜７は、電磁石１９〜２１の合成力が、永久磁石１７の吸引力とは正反対に作用している状態を示している。
なお、上記揺動回転とは、その中心がエンドレスの軌跡を描く揺動運動をしながら自転する運動のことである。
この第２実施形態では、内接ギアリング１４を、その中心がエンドレスの軌跡を描く揺動運動可能な状態でしかも自転可能にしてケーシング１に組み込んでいる。
【００３０】
上記のようにした内接ギアリング１４には、それよりも歯数を少なくした外接ギア７を、内接ギアリング１４に対して偏心させて組み込んでいるが、この外接ギア７には軸部２２を設け、この軸部２２をケーシング１に固定している。なお、この軸部２２とそれを固定したケーシング１とでこの発明の自転防止機構を構成するものである。
そして、上記内接ギアリング１４にはスクリューシャフト９を一体に設けるとともに、このスクリューシャフト９の先端に設けた軸部１１が、第１実施形態と同じように軸保持体４に設けた軸受６に支持されている。ただし、この軸受６の内径は軸部１１の内径よりも大きくし、軸部１１の中心が、内接ギアリング１４の中心が描く移動軌跡と同じ軌跡を描けるようにしている。
【００３１】
上記スクリューシャフト９には移動体１２を設けているが、この移動体１２はスクリューシャフト９に直接はめた移動部１２ａとこの移動部１２ａに取付けた出力部１２ｂとからなる。そして、出力部１２ｂと移動部１２ａとの間には、すき間１２ｃを形成し、このすき間１２ｃの範囲内で移動部１２ａと出力部１２ｂとが相対移動してスクリューシャフト９の揺動を吸収するようにしている。
なお、図中符号１２ｄは出力部１２ｂの側面に形成した溝で、この溝１２ｄとガイド孔１３の縁とがはまって、出力部１２ｂがガイド孔１３から抜け出るのを防止している。
なお、保持体１８に複数の電磁石１９〜２１を保持させている点は、第１実施形態とまったく同じである。
【００３２】
このようにした第２実施形態においても、内接ギアリング１４が、その中心がエンドレスの軌跡を描く揺動運動するとともに、内接ギアリング１４と外接ギア７とが相対回転する原理は第１実施形態と同じである。
すなわち、上記保持体１８を、この発明の接触力付与手段である永久磁石１７とは反対側においてケーシング１に密着させ、図６に示すように、永久磁石１７と反対側における半円内に電磁石１９〜２１を集中的に等間隔で配置された状態にする。
このとき、電磁石１９〜２１を非励磁状態に保っていれば、内接ギアリング１４は、永久磁石１７にひきつけられて、この永久磁石１７とは反対側において、内接ギアリング１４と外接ギア７とがかみ合う。
【００３３】
上記の状態から制御手段を用いて、電磁石１９〜２１を円周方向に順に励磁させていけば、内接ギアリング１４は、永久磁石１７の吸引力と、励磁された電磁石１９〜２１の吸引力とによる半径方向の合成力が円周方向に変化していく。この変化する合成力によって、内接ギアリング１４は、その中心がエンドレスの軌跡を描く揺動運動をする。内接ギアリング１４が上記のように揺動運動すれば、内接ギアリング１４と外接ギア７とのかみ合い位置が円周方向に順次ずれ、上記エンドレスの軌跡が１周したとき、内接ギアリング１４は、外接ギア７との歯数の差分だけ回転することになる。
【００３４】
上記のように内接ギアリング１４に対して外接ギア７の歯数を少なくしているので、第１実施形態と同様に、これら内接ギアリング１４と外接ギア７とで減速機構を構成することになり、その分、大きな回転トルクを得ることができる。
また、上記のように電磁石１９〜２１を円周方向に順次励磁させていくが、このとき、いずれかの電磁石を同時に励磁させたり、それらの励磁力を制御したりすることによって、内接ギアリング１４と外接ギア７とのかみ合い位置を無段階的に円周方向に移動させて、よりスムーズな回転力を得ることができる。
【００３５】
上記のように内接ギアリング１４が揺動しながら回転すれば、スクリューシャフト９も揺動しながら回転するので、その回転にともなって移動体１２がスクリューシャフト９に沿って移動する。なお、このときには、移動部１２ａも揺動するが、その揺動はすき間１２ｃで吸収される。
【００３６】
図８に示した第３実施形態は、ケーシング１に内接ギアリング１４を回転自在に組み込むとともに、この内接ギアリング１４の一方の側面にスクリューシャフト９を一体に設けている。さらに、このスクリューシャフト９の先端の軸部１１を、第１実施形態と同じ構成の軸受６に回転自在に支持させている。
そして、上記スクリューシャフト９には、第１実施形態と同じ移動体１２を噛み合わせている。
【００３７】
一方、上記内接ギアリング１４には、それよりも歯数を少なくした外接ギア７を、内接ギアリング１４に対して偏心させて組み込むとともに、この外接ギア７には上記内接ギアリング１４とは反対側である外側に突出させた揺動体７ａを一体に設けている。
そして、上記揺動体７ａの外径は外接ギア７よりも大きくし、その外接ギア７および揺動体７ａの揺動過程で、当該揺動体７ａがケーシング１に接触しながら揺動する大きさを保っている。
なお、上記外接ギア７および揺動体７ａは一体的にしてそれら両者を磁性体で構成しているが、外接ギア７と揺動体７ａとを別体にして、少なくとも揺動体７ａのみを磁性体で構成してもよい。
【００３８】
上記のようにした揺動体７ａの外側すなわち外接ギア７とは反対側面に軸部８を設け、この軸部８を第１実施形態と同様の軸受５に支持させている。ただし、この軸受５の内径は軸部８の内径よりも大きくし、軸部８の中心が、外接ギア７の中心が描く移動軌跡と同じ軌跡を描いて揺動できるようにしている。
【００３９】
さらに、上記揺動体７ａには、揺動はするがその自転を防止する自転防止機構を設けているが、この自転防止機構は、揺動体７ａの側面に設けた規制ピン１５と、上記軸保持部材２に形成した規制穴１６とによって構成される。
すなわち、上記規制穴１６の内径は、規制ピン１５の外径よりも大きくし、これら規制穴１６および規制ピン１５によって、外接ギア７の自転を防止すとともに、中心がエンドレスの軌跡を描く外接ギア７の揺動を許容する。
【００４０】
さらに、上記ケーシング１の一箇所であって、上記揺動体７ａに対応する位置には、この発明の接触力付与手段である永久磁石１７を設け、この永久磁石１７の磁力を、磁性体である揺動体７ａに作用させられるようにしている。
そして、上記永久磁石１７の磁力が揺動体７ａに作用すると、当該揺動体７ａは永久磁石１７側に引き寄せられ、この永久磁石１７側において、内接ギアリング１４と外接ギア７とをかみ合わせる。
【００４１】
そして、第１実施形態と同じ構成にした保持体１８を、永久磁石１７とは反対側においてケーシング１に密着させ、永久磁石１７と反対側における半円内に電磁石１９〜２１を集中的に等間隔で配置された状態にする。
このとき、電磁石１９〜２１を非励磁状態に保っていれば、上記したように外接ギア７は揺動体７ａとともに永久磁石１７にひきつけられて、この永久磁石１７側において、内接ギアリング１４と外接ギア７とをかみ合わせる。
【００４２】
上記の状態から第１実施形態と同じ制御手段を用いて、電磁石１９〜２１を円周方向に順に励磁させていけば、外接ギア７は、永久磁石１７の吸引力と、励磁された電磁石１９〜２１の吸引力とによる半径方向の合成力が円周方向に変化していく。この変化する合成力によって、外接ギア７は、その中心がエンドレスの軌跡を描く揺動運動をする。外接ギア７が上記のように揺動運動すれば、内接ギアリング１４と外接ギア７とのかみ合い位置が円周方向に順次ずれ、上記エンドレスの軌跡が１周したとき、内接ギアリング１４は、外接ギア７との歯数の差分だけ回転することになる。
【００４３】
上記のように内接ギアリング１４に対して外接ギア７の歯数を少なくしているので、第１実施形態と同様に、これら内接ギアリング１４と外接ギア７とで減速機構を構成することになり、その分、大きな回転トルクを得ることができる。
【００４４】
また、上記のように電磁石１９〜２１を円周方向に順次励磁させていくが、このとき、いずれかの電磁石を同時に励磁させたり、それらの励磁力を制御したりすることによって、内接ギアリング１４と外接ギア７とのかみ合い位置を無段階的に円周方向に移動させて、よりスムーズな回転力を得ることができる。
上記のように内接ギアリング１４が回転すれば、スクリューシャフト９も回転するので、その回転にともなって移動体１２がスクリューシャフト９に沿って移動する。
【００４５】
図９に示した第４実施形態は、磁性体からなる外接ギア７が、揺動回転する構成にしたもので、図９は、電磁石１９〜２１の合成力が、永久磁石１７の吸引力とは正反対に作用している状態を示している。
なお、上記揺動回転とは、その中心がエンドレスの軌跡を描く揺動運動をしながら自転する運動のことである。
この第４実施形態では、ケーシング１に内接ギアリング１４を組み込んで固定しているが、このように内接ギアリング１４をケーシング１に固定する構造が、この発明の自転防止機構を構成することになる。
【００４６】
上記ケーシング１に固定した内接ギアリング１４には、それよりも歯数を少なくした磁性体からなる外接ギア７を、内接ギアリング１４に対して偏心させて組み込み、第１実施形態と同様の原理のもとで、外接ギア７は内接ギアリング１４に対して揺動回転可能にしている。
上記のようにした外接ギア７の外側面には軸部８を設け、この軸部８を第１実施形態と同様の軸受５に支持させている。ただし、この軸受５の内径は軸部８の内径よりも大きくし、軸部８の中心が、外接ギア７の中心が描く移動軌跡と同じ軌跡を描いて揺動回転できるようにしている。
【００４７】
また、上記外接ギア７であって上記軸部８とは反対側面に揺動体７ａを一体に設けているが、この揺動体７ａの外径は外接ギア７よりも大きくし、その外接ギア７および揺動体７ａが揺動回転する過程で、当該揺動体７ａがケーシング１に接触しながら揺動回転できるようにしている。
なお、上記外接ギア７および揺動体７ａは一体的にしてそれら両者を磁性体で構成しているが、外接ギア７と揺動体７ａとを別体にして、少なくとも揺動体７ａのみを磁性体で構成してもよい。
【００４８】
また、上記揺動体７ａの一方の側面すなわち上記軸部８とは反対側面にスクリューシャフト９を一体に設けている。さらに、このスクリューシャフト９の先端の軸部１１を、第１実施形態と同じ構成の軸受６に回転自在に支持させている。ただし、この軸受６の内径は軸部１１の内径よりも大きくし、軸部１１の中心が、外接ギア７の中心が描く移動軌跡と同じ軌跡を描いて揺動回転できるようにしている。
そして、上記スクリューシャフト９には、第２実施形態と同じ移動体１２を噛み合わせている。
【００４９】
さらに、上記ケーシング１の一箇所であって、上記揺動体７ａに対応する位置には、この発明の接触力付与手段である永久磁石１７を設け、この永久磁石１７の磁力を、揺動体７ａに作用させられるようにしている。
そして、上記永久磁石１７の磁力が揺動体７ａに作用すると、当該揺動体７ａは永久磁石１７側に引き寄せられ、この永久磁石１７側において、内接ギアリング１４と外接ギア７とをかみ合わせる。
【００５０】
そして、第１実施形態と同じ構成にした保持体１８を、永久磁石１７とは反対側においてケーシング１に密着させ、永久磁石１７と反対側における半円内に電磁石１９〜２１を集中的に等間隔で配置された状態にする。
このとき、電磁石１９〜２１を非励磁状態に保っていれば、上記したように外接ギア７は揺動体７ａとともに永久磁石１７にひきつけられて、この永久磁石１７側において、内接ギアリング１４と外接ギア７とをかみ合わせる。
【００５１】
上記の状態から第１実施形態と同じ制御手段を用いて、電磁石１９〜２１を円周方向に順に励磁させていけば、外接ギア７は、永久磁石１７の吸引力と、励磁された電磁石１９〜２１の吸引力とによる半径方向の合成力が円周方向に変化していく。この変化する合成力によって、外接ギア７は、その中心がエンドレスの軌跡を描く揺動回転運動をする。外接ギア７が上記のように揺動回転運動をすれば、内接ギアリング１４と外接ギア７とのかみ合い位置が円周方向に順次ずれ、上記エンドレスの軌跡が１周したとき、内接ギアリング１４と外接ギア７とはその歯数の差分だけ相対回転することになる。
【００５２】
上記のように内接ギアリング１４に対して外接ギア７の歯数を少なくしているので、第１実施形態と同様に、これら内接ギアリング１４と外接ギア７とで減速機構を構成することになり、その分、大きな回転トルクを得ることができる。
【００５３】
また、上記のように電磁石１９〜２１を円周方向に順次励磁させていくが、このとき、いずれかの電磁石を同時に励磁させたり、それらの励磁力を制御したりすることによって、内接ギアリング１４と外接ギア７とのかみ合い位置を無段階的に円周方向に移動させて、よりスムーズな回転力を得ることができる。
上記のように外接ギア７が揺動回転すれば、スクリューシャフト９も揺動回転するので、その回転にともなって移動体１２がスクリューシャフト９に沿って移動する。
なお、移動体１２の出力部１２ｂと移動部１２ａとの間には、第２実施形態と同じすき間１２ｃを形成しているので、このすき間１２ｃの範囲内で移動部１２ａと出力部１２ｂとが相対移動してスクリューシャフト９の揺動を吸収する。
【００５４】
なお、上記各実施形態では、接触力付与手段として永久磁石１７の引力を利用したが、この永久磁石の斥力を利用してもよい。この場合には、例えば、図３に示した永久磁石１７を、内接ギアリング１４を挟んで直径方向反対側に設けるとともに、内接ギアリング１４の周囲に永久磁石を設ける。そして、上記永久磁石１７と、内接ギアリング１４の永久磁石との間に斥力が発生するように、両永久磁石の磁極を配置する。
このようにすれば、電磁石１９〜２１を制御して、第１実施形態と同様に外接ギア７を回転させることができる。
【００５５】
また、上記の場合には、永久磁石１７も保持体１８側に位置させられるので、永久磁石１７と電磁石１９〜２１の全てを上記保持体１８側にまとめることができ、保持体１８とは反対側をスペース的に開放することができる。
なお、永久磁石の斥力を利用する考え方は、第２〜４実施形態の全てに利用できること当然である。
さらに、接触力付与手段としてスプリングを用い、このスプリングの弾性力を利用して、押圧力あるいは引っ張り力を発揮させるようにしてもよい。そして、このスプリングの押圧力を利用する場合には、上記スプリングを上記電磁石１９〜２１とともに保持体１８側にまとめることができる。
【００５６】
また、上記各実施形態において、駆動手段として電磁石１９〜２１を用いたが、例えばエアシリンダやスプリング等の押圧手段若しくは引張手段を用い、この押圧手段若しくは引張手段によって外接ギア７あるいは内接ギアリング１４に、直接又は間接的な力を作用させるようにしてもよい。
さらに、上記各実施形態では、内接ギアリングおよび外接ギアというようにギアを用いたが、内接リングおよび外接部材として、お互いの摩擦力さえ維持できれば、どのようなものであってもよい。
【符号の説明】
【００５７】
７ 外接ギア
１４ 内接ギアリング
１５ 自転防止機構を構成する規制ピン
１６ 自転防止機構を構成する規制穴
１７ 接触力付与手段を構成する永久磁石
１９〜２１ 駆動手段を構成する電磁石
【特許請求の範囲】
【請求項１】
内接リングに、この内接リングに対して偏心して一部を接触させた外接部材を設け、これら内接リングと外接部材とはそれらの一部を接触した状態で相対回転可能にし、かつ、これら内接リングあるいは外接部材のいずれか一方に自転防止機構を設け、上記内接リングと外接部材とを互いに所定の箇所で接触させるために、内接リングあるいは外接部材のうちのいずれか一方に常時一定の力を作用させる接触力付与手段を設け、上記内接リングあるいは外接部材のうちのいずれか一方に対して、上記接触力付与手段の力に抗する方向の力を作用させる複数の駆動手段を設けるとともに、これら複数の駆動手段を制御する制御手段を設け、この制御手段は、上記駆動手段が発揮する力と上記接触力付与手段が発揮する力とを合成した半径方向の合成力を周方向に順次変化させる機能を備え、この順次変化させた合成力で内接リングあるいは外接部材のいずれか一方を揺動し、自転防止機構を設けていない外接部材あるいは内接リングを回転させて回転動力を出力する回転動力機構。
【請求項２】
上記内接リングあるいは外接部材のうち、いずれか一方を磁性体で構成するとともに、上記複数の駆動手段は、上記磁性体で構成された内接リングあるいは外接部材に対して磁力を作用させる複数の電磁石からなる請求項１に記載の回転動力機構。
【請求項３】
上記複数の駆動手段は、上記内接リングあるいは外接部材のいずれかに対して、直接もしくは間接的に押圧力を作用させる複数の押圧手段からなる請求項１に記載の回転動力機構。
【請求項４】
内接リングには揺動可能にした自転防止機構を設け、順次変化させた上記合成力によって内接リングを揺動させ、外接部材を自転させる構成にした請求項１〜３のいずれか1に記載の回転動力機構。
【請求項５】
内接リングには自転及び揺動を防止する機構を設け、順次変化させた上記合成力によって上記外接部材を揺動させながら自転させる構成にした請求項１〜３のいずれか1に記載の回転動力機構。
【請求項６】
外接部材には自転及び揺動を防止する機構を設け、順次変化させた上記合成力によって上記内接リングを揺動させながら自転させる構成にした請求項１〜３のいずれか1に記載の回転動力機構。
【請求項７】
外接部材には揺動可能にした自転防止機構を設け、順次変化させた上記合成力によって上記内接リングを自転させる構成にした請求項１〜３のいずれか1に記載の回転動力機構。
【請求項８】
上記複数の駆動手段は保持体に保持され、この保持体は上記内接リング及び外接部材から分離した請求項１〜７のいずれか１に記載の回転動力機構。
【請求項１】
内接リングに、この内接リングに対して偏心して一部を接触させた外接部材を設け、これら内接リングと外接部材とはそれらの一部を接触した状態で相対回転可能にし、かつ、これら内接リングあるいは外接部材のいずれか一方に自転防止機構を設け、上記内接リングと外接部材とを互いに所定の箇所で接触させるために、内接リングあるいは外接部材のうちのいずれか一方に常時一定の力を作用させる接触力付与手段を設け、上記内接リングあるいは外接部材のうちのいずれか一方に対して、上記接触力付与手段の力に抗する方向の力を作用させる複数の駆動手段を設けるとともに、これら複数の駆動手段を制御する制御手段を設け、この制御手段は、上記駆動手段が発揮する力と上記接触力付与手段が発揮する力とを合成した半径方向の合成力を周方向に順次変化させる機能を備え、この順次変化させた合成力で内接リングあるいは外接部材のいずれか一方を揺動し、自転防止機構を設けていない外接部材あるいは内接リングを回転させて回転動力を出力する回転動力機構。
【請求項２】
上記内接リングあるいは外接部材のうち、いずれか一方を磁性体で構成するとともに、上記複数の駆動手段は、上記磁性体で構成された内接リングあるいは外接部材に対して磁力を作用させる複数の電磁石からなる請求項１に記載の回転動力機構。
【請求項３】
上記複数の駆動手段は、上記内接リングあるいは外接部材のいずれかに対して、直接もしくは間接的に押圧力を作用させる複数の押圧手段からなる請求項１に記載の回転動力機構。
【請求項４】
内接リングには揺動可能にした自転防止機構を設け、順次変化させた上記合成力によって内接リングを揺動させ、外接部材を自転させる構成にした請求項１〜３のいずれか1に記載の回転動力機構。
【請求項５】
内接リングには自転及び揺動を防止する機構を設け、順次変化させた上記合成力によって上記外接部材を揺動させながら自転させる構成にした請求項１〜３のいずれか1に記載の回転動力機構。
【請求項６】
外接部材には自転及び揺動を防止する機構を設け、順次変化させた上記合成力によって上記内接リングを揺動させながら自転させる構成にした請求項１〜３のいずれか1に記載の回転動力機構。
【請求項７】
外接部材には揺動可能にした自転防止機構を設け、順次変化させた上記合成力によって上記内接リングを自転させる構成にした請求項１〜３のいずれか1に記載の回転動力機構。
【請求項８】
上記複数の駆動手段は保持体に保持され、この保持体は上記内接リング及び外接部材から分離した請求項１〜７のいずれか１に記載の回転動力機構。
【図１】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【図８】
【図９】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【図８】
【図９】
【公開番号】特開２０１２−２１６３６（Ｐ２０１２−２１６３６Ａ）
【公開日】平成２４年２月２日（２０１２．２．２）
【国際特許分類】
【出願番号】特願２０１０−１６２１１４（Ｐ２０１０−１６２１１４）
【出願日】平成２２年７月１６日（２０１０．７．１６）
【出願人】（５０４１３７９１２）国立大学法人 東京大学 (1,942)
【出願人】（０００１１０２０６）トックベアリング株式会社 (83)
【Ｆターム（参考）】
【公開日】平成２４年２月２日（２０１２．２．２）
【国際特許分類】
【出願日】平成２２年７月１６日（２０１０．７．１６）
【出願人】（５０４１３７９１２）国立大学法人 東京大学 (1,942)
【出願人】（０００１１０２０６）トックベアリング株式会社 (83)
【Ｆターム（参考）】
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