説明

増力軸受

【課題】外輪に加えた回転力が内輪に倍力として出力し、そのための手段が同一軸において取りうるので、倍力、増力を得るための構造が簡単となる増力軸受を提供する。
【解決手段】軸受基盤は、内輪と外輪との間に中輪を設けた複合輪であって、相互に回動可能に各輪の間に回転子を介在させてなり、基盤の上面に中心を中心にレバーが列設し配入される環帯凹所を段落して設けるとともに、内輪と外輪とにレバーが押される波形の摺動面を環帯凹所の段落面として形成してあり、外輪における波形のピッチが内輪におけるピッチよりも幅広く形成されており、レバーの配列は、中輪に止ピンで軸支され外輪の摺動面に接合するレバーが、またはこれを主レバーとしてこれと連動する他の副レバーが内輪の摺動面に接合しており、このレバーの配列により外輪の摺動面から受ける波形に伴う押圧力が一又は数個のレバーを介して内輪の摺動面を押圧し、その押圧力で波形の山部を順送りに回動させ得るように構成した。

【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【0001】
この発明は、航空機、電気自動車、高齢・身障者用の自転車等の車輪の倍力のために、或いは、風力発電の補助動力等のために使用する増力軸受に関する。
【背景技術】
【0002】
従来の軸受けは、軸に対して回転体を支持するもので、ラジアル軸受とトラスト軸受とに大別され、そのうち、ラジアル軸受は、軸が嵌まる内輪とその外側の外輪との間に多数のベアリングが介在され、各ベアリング(回転子)はリング状の保持器に納められている。
【0003】
従って、内輪と外輪との間の回転摩擦は極めて少なく、その間に抵抗がないために、軸に対して回転体を円滑に回転されるように軸支できたが、その間に力が倍加されるようなことはなかったから、加えた力よりも多くの力で回転するようにするには、別途に増力機構を加える必要があった。
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【0004】
増力機構としては、例えば自転車では変速機によりその機能を得ることができた。しかし、自転車にはペタルの駆動軸と、車輪の従動軸とが並列する構造
であるからチェーンにより変速機を構成することができるが、同一軸において
は変速機を設けることができなかった。したがって、例えば、手輪と車輪とが同一軸であるような車椅子に増力機構を設けることはできなかった。仮に設けるとすれば非常に複雑な構造となり実際には不可能であり、現在まで身障者には特に僅かな傾斜でもそれを越えるのに非常に苦労が強いられていた。
【0005】
また、電気自動車においても、現行の出力では上坂において、より多くの電力を必要とし、ガソリン車と比較しても全く競争力が無いという状況であった。
【0006】
この発明は、上記のような実情に鑑みえて、外輪に加えた回転力が内輪に倍力として出力し、そのための手段が同一軸において取りうるので、倍力、増力を得るための構造が簡単となる増力軸受を提供することを課題とした。
【課題を解決するための手段】
【0007】
この発明は、上記の課題を解決するもので、軸受基盤は、内輪と外輪との間に中輪を設けた複合輪であって、相互に回動可能に各輪の間に回転子を介在させてなり、基盤の上面に中心を中心にレバーが列設し配入される環帯凹所を段落して設けるとともに、内輪と外輪とにレバーが押される波形の摺動面を環帯凹所の段落面として形成してあり、外輪における波形のピッチが内輪におけるピッチよりも幅広く形成されており、レバーの配列は、中輪に止ピンで軸支され外輪の摺動面に接合するレバーが、またはこれを主レバーとしてこれと連動する他の副レバーが内輪の摺動面に接合しており、このレバーの配列により外輪の摺動面から受ける波形に伴う押圧力が一又は数個のレバーを介して内輪の摺動面を押圧し、その押圧力で波形の山部を順送りに回動させ得るように構成したことを特徴とする増力軸受を提供する。
【0008】
増力軸受を上記のように構成したから、外輪を回転すると、それに形成されている波形の摺動面も一体に回転するから、内輪に軸支されているレバーは、端が波形の形状に押されて止ピンを中心に回動し、この主レバーまたはこれと連動する副レバーが内輪の波形摺動面を押し波形の山部を順次送りながらこれを回転させるが、波形のピッチが外輪において仕事量が多くなるよう幅広いために、内輪が倍力で回転される。
【発明の効果】
【0009】
以上説明したように、この発明の増力軸受によれば、外輪に加えた回転力が内輪に倍力として出力するので、内輪に回転体を取り付けることにより、外輪の回転をその回転体に強力に及ぼすことができ、また、そのための手段が同一軸において取りうる軸受構造であるので、各種の機械や車体、装置等において回転の倍力を得るための構造が極めて簡単且つ簡素となり得るという優れた効果がある。
【0010】
例えば、航空機が滑走路を経て誘導路を走行する際に本発明増力軸受を車輪に適用すれば、燃費がかなり節約される。また、自転車で山路を登はんする場合や、レーサー用自転車などの変速機中に本発明増力軸受を組み込むことにより運転者を援助できる。さらに車椅子の補助車に本発明増力軸受を適用した場合も、坂道などにおいて強力な登はん力が得られる。また、例えば、風力発電機において、風力が弱まった時の補助動力においても本発明増力軸受の優れた効果が発揮される。
【0011】
なお、請求項2によれば、構造が特に簡単であり、請求項3によれば、さらに大きな倍力を得ることができる。
【図面の簡単な説明】
【0012】
【図1】この発明の増力軸受を一部において示す平面図である。
【図2】同増力軸受の一部を横から見た断面図である。
【図3】一のレバーについて同増力軸受の回転動作を示す一部の平面説明図である。
【図4】他の実施例を示すとともに、一の主レバーについてリンク機構を示した(他の機構について省略し)一部の平面説明図である。
【図5】同図において示す増力軸受を横から見た一部断面図である。
【発明を実施するための形態】
【0013】
この発明の増力軸受は、軸受基盤が内輪2と外輪1との間に一又は複数の内輪が介在される。また、その間の回転子5の形状は様々となる。さらに、外輪1から内輪2に動力を伝達するレバーについても、一個とは限らなく複数個使用されることもある。
【実施例1】
【0014】
図1ないし図3は、この発明の一実施例を示したもので、その増力軸受は、円盤形の基盤となる内輪2と外輪1とその間の中輪3とからなり、内輪2と外輪1とが独立に回転し得るように、それぞれ中輪3との間に回転子5,5,・・が介在されている。なお、この場合、回転子5,5,・・は柱状であって中間部にロール7が設けられる。また、基盤の上面に放射状に多数のレバー9,9,・・が配列され、それぞれは板状であって、中輪3上に止ピン10で水平に回動可能に止められている。
【0015】
レバー9,9,・・を配列するために、基盤の上面には、中輪3の低く形成された上面とその両側の内輪2と外輪1との一部が段落している低い上面とからなる環帯凹所12が設けられる。そこで、内輪2と外輪1の双方に環帯凹所12の段落側面を有するが、その段落側面はレバー9,9,・・の端が出入りする摺動面14,15として波状に形成される。
【0016】
摺動面14,15は、それぞれ波形の山部14a,15aと谷部14b,15bとが同一方位にあって、外輪1側において数倍に幅広いピッチの波形に形成されている。なお、外輪1の外周には歯車の歯17が形成される。
【0017】
レバー9,9,・・は、半部が幅広くそれから内側に向かって他の半部が順次幅狭く形成され、両端としての幅広円弧端縁9aと幅狭円弧端縁9bとを有し、それぞれ波形の摺動面14,15に接合している。そして、各レバー9,9,・・が(内輪2の中心)に向かっているときに幅広・幅狭円弧端縁9a,9bがそれぞれ谷部14b,15bに落ち込んでいる(図1)。
【0018】
各レバー9,9,・・につき、幅狭くなる端部を挟む一対の保持バネ13,13が設けられる。この保持バネ13,13は、L字形の屈折形状であって中輪3の側面に止められる。両保持バネ13,13がこうしてレバー9,9,・・の先端に幅狭くなる傾斜縁箇所を弾力的に挟むために、これによりレバー9の動きに幅広円弧端縁9a方向へ動く復帰力が得られやすい。
【0019】
図1の状態において、外輪1を一方向に(図3の矢印参照)回転すると、レバー9,9,・・の幅広円弧端縁9aが山部14aで押され、中輪3とともに止ピン10が移動することを伴って、これでレバー9,9,・・が傾斜しながら、幅狭円弧端縁9bが内輪2の摺動面15の谷部15b(山部15aの側面)を押して内輪2を一方向に(図3の矢印参照)回転させる。
【0020】
外輪1をさらに回転させ、レバー9,9,・・が山部14aを越えると、幅広円弧端縁9aが谷部14bに復帰する一方、幅狭円弧端縁9bが山部15aを越えて谷部15bに落ち込む(図1)。
【0021】
以上の動作が繰りかえされて外輪1と同時に内輪2が回転するが、摺動面14,15の波形につき外輪1においてピッチLが他方Mよりも大きく、L>Mであるので、外輪1の回転が内輪2の回転に倍力として働く。また、レバー9,9,・・の支点としての止ピン10がほゞ中間点より外れやゝ基部が長く取られa>bであるから、L>Mばかりでなくa>bも加わって相乗的に倍力が働くものである。
【実施例2】
【0022】
図4および図5は、他の実施例を示したもので、この場合は、軸受基盤が内輪2と外輪1の他に2個の中輪3a,3bからなり、それぞれの間に回転子5,5,・・が介在されることにより内輪2、外輪1、中輪3a,3bがそれぞれ自由に回動可能となっている。また、上面には環帯凹所12を設けられ、環帯凹所12の縁として外輪1と内輪2とに波状の摺動面14,15が形成されている。
【0023】
以上についてはほゞ実施例1と同じであるが、前記の場合とは違って、外輪1の摺動面14に接合する主レバー21と,内輪2の摺動面15に接合する副レバー23とは別個であって、その間に多数のレバー25,26,27,28による倍力リンク機構20が構成される。30はレバーの連結ピンであり、主レバー21は、従属レバー25を介して間接的に止ピン10で止められる。32は倍力リンク機構の中心軸承ピンである。
【0024】
図4においては倍力リンク機構22の倍力を説明しており、支点を中心とするレバーの長さをa,bとすると、a>bであり、主レバー21が幅広円弧端縁9aで摺動面14からFkgの力を受けると、幅狭円弧端縁9bが摺動面15にF(a/b)kgの力を及ぼすことをあらわしている。
【0025】
なお、リンク機構の個数と増力との関係は、複式レバー(a>b)の個数が2個であればF(a/b)、3個であればF(a/b)、4個であればF(a/b)、…n個であればF(a/b)となる。
【符号の説明】
【0026】
1 外輪
2 内輪
3,3a,3b 中輪
5 回転子
9 レバー
10 止ピン
12 環帯凹所
14,15 摺動面
14a,15a 山部
14b,15b 谷部
20 倍力リンク機構
21 主レバー
23 副レバー
25,26,27,28 レバー

【特許請求の範囲】
【請求項1】
軸受基盤は、内輪と外輪との間に中輪を設けた複合輪であって、相互に回動可能に各輪の間に回転子を介在させてなり、基盤の上面に中心を中心にレバーが列設して配入される環帯凹所を段落して設けるとともに、内輪と外輪とにレバーが押される波形の摺動面を環帯凹所の段落面として形成してあり、外輪における波形のピッチが内輪におけるピッチよりも幅広く形成されており、レバーの配列は、中輪に止ピンで平面回動可能に軸支され外輪の摺動面に接合するレバーが、またはこれを主レバーとしてこれと連動する他の副レバーが内輪の摺動面に接合しており、このレバーの配列により外輪の摺動面から受ける波形接合に伴う押圧力が一又は数個のレバーを介して内輪の摺動面を押圧し、その押圧力で波形の山部を順送りに回動させ得るように構成したことを特徴とする増力軸受。
【請求項2】
レバーの配列について、周方向に配列される各レバーが中輪に止ピンで軸支され、一端が外輪の摺動面に他端が内輪の摺動面に接触していることを特徴とする請求項1記載の増力軸受。
【請求項3】
レバーの配列について、外輪の摺動面に接触する主レバーと、内輪の摺動面に接触する副レバーとの間に、双方を連携する倍力リンク機構を設けたことを特徴とする請求項1記載の増力軸受。












【図1】
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【図2】
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【図3】
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【図4】
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【図5】
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【公開番号】特開2012−237372(P2012−237372A)
【公開日】平成24年12月6日(2012.12.6)
【国際特許分類】
【出願番号】特願2011−106502(P2011−106502)
【出願日】平成23年5月11日(2011.5.11)
【出願人】(502085341)株式会社アイシーイー (1)
【Fターム(参考)】