JPH04312253A - 高性能流体機械 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は流体機械に関し、さらに
詳しくは、ポンプ、送風機、圧縮機、水力コンベア、空
気コンベア等の流体機械に関する。

【０００２】

【従来の技術】従来の流体機械は効率が悪いため、エネ
ルギー消費が大きかった。

【０００３】

【発明が解決しようとする課題】そこでこの発明は高効
率の流体機械システムを提供することを目的とする。

【０００４】

【課題を解決するための手段】この発明の流体機械は原
動機と流体機械本体との間に配置された回転倍力装置を
備え、この回転倍力装置がハウジング内に配置された回
転倍力駆動機構を備えた駆動部と、この駆動部により駆
動される遊星機構を備えていて上記流体機械に連結され
た従動部とからなり、上記回転倍力駆動機構は上記原動
機により駆動される小径の駆動ギアと、この駆動ギアと
係合して自転しながら上記従動部の軸心の周囲を公転す
る大径の偏心倍力駆動ギアとを備え、上記遊星機構は上
記駆動ギアと同軸のサンギアと、このサンギアより大径
のインターナルギアと、上記偏心倍力駆動ギアよりも小
径でこれと一体的に回転する遊星ギアとを備えたことを
特徴とする。

【０００５】

【作用】この発明の流体機械の回転倍力装置は小径の駆
動ギアに伝達された入力トルクを駆動ギアよりも大径の
偏心倍力駆動ギアを介して増幅させ、この増幅したトル
クを偏心倍力駆動ギアよりも小径でこれと一体的に回転
する遊星ギアに伝達して従動部に増大した出力を伝達す
るようにしたものである。

【０００６】

【実施例】以下、本発明による流体機械の望ましい実施
例につき図面を参照しながら説明する。図１は本発明に
よる流体機械のブロック図を示す。図１において、流体
機械本体１０は原動機１３により駆動され、原動機１３
の出力は中間に配置された回転倍力装置１５によって増
幅されて流体機械本体１０に供給されるため、流体機械
本体１０のエネルギー消費が大幅に削減される。流体機
械本体１０は公知のポンプ、送風機、圧縮機、水力コン
ベア、空気コンベアを含む。公知のポンプとしては回転
ポンプやピストンポンプからなる容積形ポンプと、密閉
したケーシングに羽根車を備えた非容積形ポンプからな
る。公知の送風機や圧縮機はターボ形や容積形のファン
、ブロアを含む。図２において、回転倍力装置１５はハ
ウジング１５ａに収容され、かつ、同軸上において配置
された駆動部として機能する回転倍力駆動機構１９と、
この回転倍力駆動機構１９に連結され、従動部として機
能する遊星機構２０とを備える。

【０００７】回転倍力駆動機構１９はハウジング１５ａ
に回動可能に支持され原動機１３の出力軸１３ａに連結
された入力軸１５ｂにより駆動される小径の駆動ギア２
１と、駆動ギア２１に偏心的に係合して駆動ギア２０の
回転軸の周囲を自転しながら公転する大径の偏心倍力駆
動ギア２２とを備える。

【０００８】遊星機構２０は駆動ギア２１と同心のサン
ギア２４およびインターナルギア２６とを備え、さらに
回転倍力駆動機構１９の偏心倍力駆動ギア２２よりも小
径でこれと輪軸関係において一体的に回転しながらサン
ギア２４とインターナルギア２６とに係合する複数の遊
星ギア２８を備える。複数の遊星ギア２８はキャリア３
０により支持され、キャリア３０はその一端にさらに回
動可能に偏心倍力駆動ギア２２を支持している。バラン
スウエイト３２は偏心倍力駆動ギア２２の回転運動に伴
う振動を吸収するためにキャリア３０の他端において偏
心倍力駆動ギア２２と同一平面内において、インターナ
ルギア２６の外周の外側に延びており、軸３２ａ、３２
ｂその他の適当な固定手段により支持されている。図２
の実施例において、インターナルギア２６は固定されて
おり、増幅した出力はサンギア２４の出力軸１５ｃより
とり出され、流体機械１０の駆動軸１０ａの伝達される
。ハウジング１５内には潤滑剤３４が入れられており、
この潤滑剤に少なくとも偏心倍力駆動ギア２２の一部が
接触している。

【０００９】図３は図２の回転倍力装置１５の作用を説
明するための基本原理図を示し、図３においてバランス
ウエイト３２はカーブ面３２ｃが１例として半円状のも
のとして図示されている。

【００１０】図２、図３において、小径の駆動ギア２１
が入力軸１５ｂにより駆動されると、大径の偏心倍力駆
動ギア２２は自転しながら、従動軸１５ｃの軸心の周囲
を公転する。このとき、偏心倍力駆動ギア２２に遊星ギ
ア２８が輪軸関係で一体的に連結されているため、遊星
ギア２８は偏心倍力駆動ギア２２によって小径の駆動ギ
ア２１のトルクよりも大きなトルクで回転し、この増大
したトルクをサンギア２４に伝達し、サンギア２４の出
力軸１５ｃに増大した出力を伝達する。

【００１１】とくに図３において、インターナルギア２
６を固定し、キヤリア３０を反時計方向に１回転させた
ときの各要素の回転数とトルクについて検討する。サン
ギア２４、遊星ギア２８、インターナルギア２６、偏心
倍力駆動ギア５１および駆動ギア２１の歯数をそれぞれ

【００１２】

【数１】

【００１３】

【外１】ｎ１、ｎ２、ｎ３ とすると、これらは次式で求められる。

【００１４】

【数２】

【００１５】遊星ギア２８が１．５回転するとき、偏心
倍力駆動ギア２２も１．５回転している。偏心倍力駆動
ギア２２が１回転するとき、駆動ギア２１の回転数

【０
０１６】

【外２】ｎ４ は次式から求められる。

【００１７】

【数３】

【００１８】遊星ギア２８と偏心倍力駆動ギア２２が１
．５回転するときの駆動ギア２１の回転数

【００１９】

【外３】ｎ５ は次式で求められる

【００２０】

【数４】

【００２１】

【外４】ｎ１′ は次式で求められる

【００２２】

【数５】

【００２３】いま、駆動ギアが１５ｋｇ・ｃｍのトルク
で回転されるとする。このとき、偏心倍力駆動ギア２２
、遊星ギア２８、サンギア２４および駆動ギア２１の半
径を

【００２４】

【数６】

【００２５】

【数７】

【００２６】

【外５】Ｔｓ は次式で求められる

【００２７】

【数８】

【００２８】駆動ギア２１が１５ｋｇ・ｃｍのトルクで
、１分間に１５００回転するときの動力

【００２９】

【外６】Ｍ１ は次式で求められる。

【００３０】

【数９】

【００３１】このとき、サンギアは２５．５ｋｇ・ｃｍ
のトルクで、１分間に

【００３２】

【数１０】

【００３３】

【外７】Ｍ２ は次式で求められる。

【００３４】

【数１１】 よって、出力の増幅率

【００３５】

【外８】Ｓ は次式で求められる

【００３６】

【数１２】

【００３７】

【発明の効果】以上より明らかなように、本発明によれ
ば流体機械本体と原動機との間に回転倍力装置を配置す
ることにより高性能流体機械を提供することができる。 実施例においては、各回転要素ならびに固定要素はギア
からなるものとして説明されたが、ギアの代わりにロー
ラ等の回転要素で構成しても良いことは明らかである。 実施例において、遊星ギアはサンギアとインターナルギ
アとに直接係合するものとして示したが、個々の遊星ギ
アがサンギアに係合する第１遊星ギアとインターナルギ
アに係合する第２遊星ギアとにより構成し、第１、第２
遊星ギアをそれぞれ係合するように構成しても良い。さ
らに、回転倍力装置の出力は遊星機構のサンギアからと
り出すものとして示したが、遊星ギアを連結するキャリ
アからとり出しても良い。なお、従動部に第２段の倍力
装置、遊星機構または差動歯車装置を組み合わせても良
い。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明による流体機械の望ましい実施例のブロ
ック図である。

【図２】図２は図１の回転倍力装置の基本構造図である
。

【図３】図２の構造の作用を説明するための基本原理図
である。

【符号の説明】

１０　　流体機械本体 １３　　原動機 １５　　回転倍力装置 １９　　回転倍力駆動機構 ２０　　遊星機構 ２１　　駆動ギア ２２　　偏心倍力駆動ギア ２４　　サンギア ２６　　インターナルギア ２８　　遊星ギア ３０　　キャリア ３２　　バランスウエイト

Claims (8)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】　　原動機と、前記原動機により駆動され
   る流体機械本体と、前記原動機と前記流体機械本体との
   間に配置される回転倍力装置とを備え、前記回転倍力装
   置がハウジングと、前記ハウジング内に同一軸上に配置
   された回転倍力駆動機構よりなる駆動部と前記回転倍力
   駆動機構に連結された遊星機構よりなる従動部とを備え
   、前記従動部が前記流体機械に連結され、前記回転倍力
   駆動機構が前記原動機に連結された小径の駆動ギアと、
   内側において前記駆動ギアに係合して前記駆動ギアの軸
   の周囲を自転しながら公転する大径の偏心倍力駆動ギア
   とを備え、前記遊星機構が前記駆動ギアの軸上に配置さ
   れたサンギアと、前記サンギアと同心のインターナルギ
   アと、前記サンギアと前記インターナルギアとの間に配
   置されていて、前記偏心倍力駆動ギアよりも小径でこれ
   と一体に回転する遊星ギアとを備えたことを特徴とする
   流体機械。
2. 【請求項２】　　請求項１において、前記遊星機構がさ
   らに前記遊星ギアを支持するキャリアを備え、前記キャ
   リアの一端が前記偏心倍力駆動ギアを回動可能に支持し
   、前記キャリアの他端にバランスウエイトを備えたこと
   を特徴とする流体機械。
3. 【請求項３】　　請求項１または２において、前記イン
   ターナルギアが固定され、前記サンギアから増幅した出
   力がとり出されることを特徴とする流体機械。
4. 【請求項４】　　請求項１または２において、前記流体
   機械本体がポンプであることを特徴とする流体機械。
5. 【請求項５】　　請求項１または２において、前記流体
   機械本体が送風機であることを特徴とする流体機械。
6. 【請求項６】　　請求項１または２において、前記流体
   機械本体が圧縮機であることを特徴とする流体機械。
7. 【請求項７】　　請求項１または２において、前記流体
   機械本体が水力コンベアであることを特徴とする流体機
   械。
8. 【請求項８】　　請求項１または２において、前記流体
   機械本体が空気コンベアであることを特徴とする流体機
   械。