JPH0461224B2

JPH0461224B2 -

Info

Publication number: JPH0461224B2
Application number: JP58153353A
Authority: JP
Inventors: Zeebaa Furitsutsu
Original assignee: Individual
Current assignee: Individual
Priority date: 1982-08-25
Filing date: 1983-08-24
Publication date: 1992-09-30
Also published as: EP0101604A1; JPS5958257A; US4595068A; DE3231477A1; DE3231477C2; ATE23612T1; EP0101604B1; CA1205303A

Description

【発明の詳細な説明】本発明は伝動装置に関するものである。

この伝動装置技術においてはしばしば、円運動
または部分円に沿つて行われる運動を線形運動に
変換することが望まれる。このような運動変換に
適した伝動装置の形成の基本は内転サイクロイド
状の直線案内を可能にするいわゆるカルダン円で
ある。しかし、この周知の線形運動はいわゆるカ
ルダン円の大きな円の中心を常に通過する。この
ような従来の伝動装置では、１つの回転軸線の回
りの回転運動を１点の直線運動に変換することは
出来るが、複数の点の直線運動に変換することは
出来ない。例えば不斉地走行車輛のカタピラ（登
録商標）駆動車輪を支持する担持体を車体に対し
て並行上下動したい場合には担持体の少なくとも
両端を同時に上下動することが必要である。この
ような場合、従来の伝動装置では、担持体の両端
用に少なくとも２つの伝動装置を用いないと並行
上下動をさせることは出来なかつた。

本発明は、上記の従来の問題点を解消し、１つ
の回転軸の回りの回転により複数の点の直線運動
を得ることができる伝動装置を提供することを課
題とする。つまり１つの円弧運動を、その中心か
ら任意の距離だけ離れたところで線形ストローク
運動に変換することができる伝動装置を提供する
ことである。

本発明は、上記の課題を、第１発明において
は、円弧状外周面を有し定位置に配置された少な
くとも一つの制御板と、制御板に一端を固定され
る少なくとも一つの揺動体と、線形運動部材に連
結される少なくとも一つの支持部に回転可能に支
持され有効外周領域を円周面として形成される少
なくとも一つの偏心板とを有し、該偏心板と制御
板は夫々外周が互いに伝動部材により回転伝動連
結されることと、前記偏心板の前記支持部による
支持位置に対して偏心距離だけ偏心する偏心軸は
揺動体の自由端に夫々回転可能に支持されること
と、前記偏心板が基準位置にあるときに前記制御
板の外周面から前記伝動部材が離れる点と前記制
御板の曲率中心点との間を結ぶ直線の上の前記偏
心板の偏心距離と前記揺動体の長さとの長さ比に
応じて定まる位置に位置する揺動支軸の回りを前
記揺動体が回転可能であることを特徴とする伝動
装置により解決した。

また第２発明においては、円弧状外周面を有し
定位置に配置された２つの制御板と、夫々の制御
板に一端を固定される２つの揺動体と、線形運動
部材に連結される２つの支持部に回転可能に支持
され有効外周領域を円周面として形成される２つ
の偏心板とを有し、１つの伝動板と１つの制御板
は夫々外周が互いに伝動部材により回転伝動連結
されることと、前記偏心板の前記支持部による支
持位置に対して偏心距離だけ偏心する偏心軸は当
該偏心板が前記伝動部材により連結されていない
制御板に固定される揺動体の自由端に夫々回転可
能に支持されることと、前記偏心板が基準位置に
あるときに前記制御板の外周面から前記伝動部材
が離れる点と前記制御板の曲率中心点との間を結
ぶ直線の上の前記偏心板の偏心距離と前記揺動体
の長さとの長さ比に応じて定まる位置に位置する
揺動支軸の回りを前記揺動体が回転可能であるこ
とを特徴とする伝動装置により解決した。

線形運動部材に連結される支持部の直線運動を
達成する個々のパラメータは適用条件に応じて特
に構造的な寸法と間隔に応じて決定される。特有
の利点はすべての軸受を回転軸受として形成する
ことができ、滑り軸受が必要でないことにある。

伝動部材がベルトまたはロープであると簡単で
ある。

伝動部材は歯付きベルトまたはチエーンでもよ
い。この場合、偏心回転運動をする偏心板、例え
ば偏心円板は歯付き車もしくは歯車またはスプロ
ケツトとして形成可能である。

更に、伝動部材としてラツクを用いることがで
きる。この場合、偏心板と回転動（揺動）する制
御板は歯付き外周面を備えていなければならな
い。伝動部材としてのラツクは特に、引張り力だ
けでなく押圧力も作用させることができるという
利点がある。

前記の伝動装置の簡単な基本形は更に発展させ
ることができる。第１の発展実施形は制御板と偏
心板が鏡像的、対称的に倍加形成され２つ制御板
と偏心板が存在する構造に形成することが出来
る。第２の発展実施形では、互いに関連する制御
板と偏心板の寸法が異なつている。

更に、技術的な応用では２個の揺動体とこれに
対応する伝動装置部材を備えた複式伝動装置が考
えられる。この場合、制御板がそれぞれ揺動体と
固定連結され、かつ対向する揺動体の偏心板を駆
動する。その際、制御板と偏心板の伝達比は二等
分される。この複式伝動装置の場合には線形運動
部材に連結される支持部（以下簡単に支持部と称
する）の間隔が一定である。両揺動体が対称的な
運動をするとき、支持部は平行なストローク運動
を行う。一方の揺動体だけが動くと、一方の支持
部が他方の支持部の回りを円運動する。両揺動体
がいかなる中間位置をもとり得ることは明らかで
あるる。

両支持部は１個づつの回転軸受を介して剛体の
担持体と連結可能である。というのは揺動体の位
置とは無関係に、両支持部の間隔が常に一定であ
るからである。揺動体は上方および下方へ対称的
にまたは非対称的に運動することができる。

この複式伝動装置は例えば特に不斉地走行車両
に応用される。

この車両は無限軌道車両として形成してもよい
が、各々の側に多数の車両を備えてもよい。両側
の車輪が自由に動くことができるようにするため
に、この新しい伝動装置を用いて、垂直面内で移
動できるように、かつ各々の側方車輪装置をその
中心回りに旋回できるようにすると有利である。

このような車両はチエーン担持体または車輪担
持体として、側方に配置されかつ縦方向に延びる
剛体の２個の担持体を備えている。この担持体は
その端部区域に連結ピンを備え、この連結ピンは
２個の偏心板の支持部に回転可能に支承されてい
る。この偏心板自体は２個の揺動体の自由端部に
回転可能に支承されたピンの回りを旋回可能であ
る。揺動体の両他端は揺動体と連結された制御板
と共に、車両シヤーシに固定された揺動支軸の回
りを旋回する。一方の揺動体に偏心板は伝動部材
を介してそれぞれ他方の揺動体の制御板と連結さ
れている。この揺動体には、液圧制御装置の液圧
シリンダのピストンロツドが作用する。液圧シリ
ンダは車両シヤーシに旋回可能に取り付けられて
いる。

揺動板が制御板と共に揺動支軸の回りを回転す
ると、偏心板の支持部または連結ピンが運動す
る。この場合、連結ピンの間隔は常に一定であ
る。側方の両車輪装置は非常に広い範囲にわたつ
て互いに無関係に上方または下方へ移動すること
ができ、かつ車軸の間隔を変えずに旋回すること
ができる。

本発明の他の特徴及び本発明の効果の仔細は、
添付の図に示した構造体の以下の説明並びに本発
明に係る伝動装置の原理を示す若干の図から明ら
かになる。

先ず最初に、前記車両のチエーン構造体、即ち
無限軌道構造体について説明する。というのはこ
のチエーン構造体が本発明による伝動装置の構造
と作動態様を示すのに最も適しているからであ
る。この車両は図示していない。この車両はその
シヤーシの両側に第１図に示す構造体を備えてい
る。

剛体の担持体１はスプロケツト１７，１８を担
持している。チエーン即ち無限軌道１６とスプロ
ケツト１７，１８を備えたこの担持体１は垂直面
内で車両下面よりも下降し車両上面よりも上昇し
なければならず、また車両の横軸の回りを旋回可
能でなければならない。

担持体１の両端領域には連結ピン２が設けられ
ている。この連結ピン２は２つの偏心円運動をす
る偏心板例えば偏心円板４，５の支持部、例えば
支持孔３に装着され、偏心円板４，５は連結ピン
２の回りを回転する。支持孔３は偏心円板４，５
の中心に対して偏心しているので、偏心円板４，
５は支持孔３の回りを偏心運動する。偏心円板
４，５の中心孔には夫々２つの揺動体７，８の外
側端部に設けたピン６が装着され、偏心円板４，
５はピン６の回りを揺動体７，８に対して相対回
転する。偏心円板４，５は連結ピン２とピン６の
夫々に対し相対回転運動をし、その際連結ピン２
に対しては偏心運動をする。両揺動体７，８の内
側端部は揺動支軸９の軸線の回りを旋回可能であ
り、夫々１つの制御板１０，１１、例えば制御円
板と固定連結されている。制御円板１０，１１も
同様に揺動支軸９の軸線の回りを回転可能であ
る。偏心円板４，５は包絡線状の伝動手段１２，
１３によつて制御円板１０，１１と互いに連結さ
れている。即ち、偏心円板４は制御円板１０と連
結され、偏心円板５は制御円板１１と連結され
る。この伝動部材は例えばロープ、チエーンまた
はベルトとして形成することができる。伝動部材
１２，１３は固定個所１４（第１図，第２ａ図，
第２ｂ図，第２ｃ図）において偏心円板４，５
に、そして固定個所１５（第１図，第２ａ図，第
２ｂ図，第２ｃ図）において制御円板１０，１１
に固定されている。見やすくするために、固定個
所１４，１５は偏心円板５と制御円板１０にのみ
示されている。固定個所は偏心円板４と制御円板
１１の対応する位置にも設けられている。

図示の例の場合、２個の駆動及び案内スプロケ
ツト１７，１８を備えた走行チエーン１６が設け
られている。しかし、多数特に３個のスプロケツ
トを担持体１に設けてもよい。

両揺動体７，８には２個の液圧シリンダ２０，
２１のピストンロツドのための固定個所１９が設
けられている。この液圧シリンダは揺動支軸９と
同様に車両のシヤーシに固定され、スプロケツト
またはチエーンを位置移動および旋回させるため
の液圧装置の一部である。

第２ａ〜第２ｃ図は第１図の複式伝動装置にお
ける、個々の伝動装置部分の典型的な３つの状態
を示している。先ず、第２ａ図には伝動装置の水
平基本位置が示されている。両揺動体７，８は直
線状に配向されている。この時の偏心板４，５、
例えば偏心円板の位置を偏心円板の基準位置と称
する。今、液圧シリンダ２１，２０のピストンの
移動によつて両揺動体７，８が第２ｂ図に示すよ
うに上方へ対称的に回転すると、制御板１０，１
１もこれに相応して揺動支軸９の軸線の周りを回
転する。偏心板４，５は包絡線状の伝動部材１
２，１３を介してピン６の回りを回転する。支持
部３例えば支持孔ひいては連結ピン２は直線的な
平行伝動を行う。両揺動体７，８が第２ｃ図に示
すように上方へ非対称的に回転すると、支持部３
は複雑な軌跡カーブを描く。例えば右側の偏心板
４の支持部３は左側の偏心板５の支持部３の回り
の円運動を行う。この円運動は直線運動と重ね合
される。これと同じ事が右側の偏心板４の支持部
３に関する、左側の偏心板５の支持部３の運動に
も当嵌る。しかし、意外なことに、非対称旋回の
際にも両偏心板４，５の支持部３の間隔が一定で
あるので、支持部３または連結ピン２を剛体の担
持体と連結することができる。

第３図は本発明に係る伝動装置の最も簡単な実
施例を対称的に示している。この場合、固定され
た半円状制御板３１と支持部としての支持孔を備
え有効外周領域、つまり伝動部材４１に対し接離
するように転動する外周領域が円周面として形成
されたほぼ半円状偏心板３４が設けられている。
この偏心板は揺動体３２の自由端に設けた旋回軸
３６の回りを回転可能である。制御板３１と偏心
板３４は伝動部４４を介して連結されている。片
側にだけ伝動部４４を備えたこの実施例の場合、
例えば重力またはばねによつて元の状態に復帰し
得るようにしなければならないことは明からであ
る。

第４図では、制御板３１の外周が２つの部分円
３７，３８によつて形成されている。この部分円
の中心は３９，４０のところにある、即ち揺動体
３２の回転中心（例えば揺動支軸）３３にはな
い。この実施例の場合、制御板と偏心板が鏡面対
称的に二倍に倍加形成された複式構造であること
が重要である。この場合にも、揺動体３２の回転
中心（例えば揺動支軸）は曲率中心３９，４０
と、包絡線状伝動部材４１が制御板３１から離れ
る位置とを結ぶ接続直線上に位置している。

制御板３１と偏心板３４の両半部は包絡線状伝
動部材４１と連結されている。制御板３１と偏心
板３４に対し伝動部材４１は夫々固定個所４２，
４３において固定されている。

第５図は、制御板が非対称で下側の半部が小さ
く形成された伝動装置の他の実施例を示してい
る。これは例えば車両装着の際に適当な大きな地
上高さが必要なときに意味がある。

制御板の上側半部５１と下側半部５２は異なる
半径を有している。偏心板も第１偏心板部分５５
が大きな半径を有し、第２偏心板部分５７が小さ
な半径を有する。半径の大きな上側制御板半部５
１と第１偏心板半部５５は包絡線状伝動部材５３
により互いに連結され、半径の小さな下側制御板
半部５２と第２偏心板半部５７は包絡線状伝動部
材５４により互いに連結される。上側制御板半部
５１と不側制御板半部５２は回転中心５９の回り
を回転し、偏心板の第１偏心板部分５５と第２偏
心板部分５７は回転中心５６の回りを回転する。
支持部としての支持孔の位置を５８で示す。６０
は、揺動体である。

第１図と第２ａ−２ｃ図に示した前記の実施例
の場合には、夫々揺動軸の回りを自由に揺動可能
である揺動体を互いに力拘束的に連結（例えば摩
擦的に連結）することが、包絡線状伝動部材が複
数の偏心板を制御板に対し夫々反対側で固定する
ことと、制御板と複数の偏心板を夫々別の揺動体
により連結することにより得られる。制御板を特
殊な形に形成することによつて、どの旋回位置で
も連結ピンの間隔は一定である。これは連結ピン
が担持体にしつかりと固定可能であるということ
の前提である。両揺動体を対称的に旋回させる
と、連結ピンは直線的に運動する。この直線運動
は数学的には正確な直線運動ではないが、この偏
差は構造上の誤差よりもはるかに小さい。実際、
一般の直線運動についてもこの誤差は或程度生じ
る。特に、制御板および／または偏心板の輪郭を
修正することによつてこの誤差は更に小さくな
る。

制御板と偏心板の輪郭が円形であるという仮定
の下では、板の寸法を図式的に求めることができ
る。これを第６図に基づいて説明する。

第６図には、位置固定される第３図による制御
板３１が示されている。更に、制御板３１の中心
点３３の回りを旋回可能な揺動板３２が示されて
いる。揺動体３２の端部には偏心板３４がその中
心点３６の回りを回転可能に支承されている。制
御板３１と偏心板３４の中心点３３と３６は距離
ａだけ離れている。

偏心板３４には中心点３６から間隔ｃをおいて
支持部（支持孔）３５が設けられている。制御板
３１と偏心板３４は包絡線状伝動部材４１を介し
て互いに連結されている。

第６図は更に、基本位置に対して角度φ_Sだけ上
方へ旋回している揺動体３２′を示している。こ
の揺動体３２′の端部には偏心板３４′が設けられ
ている。この偏心板３４′はその中心点３６′回り
に角度〓_Eだけ回転している。

支持部３５′は基本位置３５に対して同様に角
度〓_Eだけ回転している。この回転のときに支持
部３５′は軌跡カーブ２２に沿つて移動する。こ
の軌跡カーブは揺動体３２の基準線と直角であ
る。

包絡線状伝動部材４１は揺動体３２の角度φ_Sが
いかなるときにも板３１，３４に対して接線方向
に延びている。これは制御板３１の場合は点Ａも
しくはA′によつて、偏心板の場合には点Ｂもし
くはB′によつて示されている。

間隔ａとし、場合によつては偏心板３４の半径
γ_Eが与えられているという仮定の下で、制御板３
１の半径γ_Stを設定することができる。この場合、
偏心板３４′の角度〓_Eの回転に相当する円弧Ｃ−
C′が、揺動体３２′の角度φ_Sの回転に相当する円
弧Ａ−A′と等しいことに注意するだけでよい。

数学的には、制御板３１の半径γ_Stは次の微分
方程式によつても表わされる。

γ_St＝γ_E／２・ｄ〓_E／dφ_S この微分方程式を解くと次の方程式になる。

【図面の簡単な説明】

第１図は複式伝動装置を無限軌道車両に用いた
例を示す図、第２ａ図は第１図の複式伝動装置の
基本位置を示す概略図、第２ｂ図は揺動体が対称
的に旋回している、第１図の複式伝動装置を示す
概略図、第２ｃ図は揺動体が非対称的に旋回して
いる、第１図の複式伝動装置を示す概略図、第３
図は単式伝動装置の最も簡単な実施形を示す概略
図、第４図は制御板と偏心板が鏡面対称的に倍設
されている、第３図の単式伝動装置の概略図、第
５図は制御板と偏心板が非対称的に倍設されてい
る、第３図の伝動装置の概略図、第６図は揺動体
の長さと偏心距離に基づいて制御板と偏心板の寸
法を図式的に求めるための概略説明図である。３…支持部、４，５…偏心板、７，８…揺動
体、９…旋回軸、１０，１１…制御板、１２，１
３…伝動部材、３９，４０…曲率中心、Ａ…離隔
点、ａ…偏心距離、ｃ…揺動体長さ。

Claims

【特許請求の範囲】１回転運動を線形運動に変換するための伝動装
置において、円弧状外周面を有し定位置に配置さ
れた少なくとも一つの制御板３１，５１，５２
と、制御板３１，５１，５２に一端を固定される
少なくとも一つの揺動体３２，６１と、線形運動
部材１に連結される少なくとも一つの支持部３
５，５８に回転可能に支持され有効外周領域を円
周面として形成される少なくとも一つの偏心板３
４，５５，５７とを有し、該偏心板と制御板は
夫々外周が互いに伝動部材４４，４１，５３，５
４により回転伝動連結されることと、前記偏心板
３４，５５，５７の前記支持部３５，５８による
支持位置に対して偏心距離ｃだけ偏心する偏心軸
３６，５６は揺動体３２，６０の自由端に回転可
能に支持されることと、前記偏心板３４，５５，
５７が基準位置にあるときに前記制御板３１，５
１，５２の外周面から前記伝動部材４４，４１，
５３，５４が離れる点Ａと前記制御板３１，５
１，５２の曲率中心点３９，４０との間を結ぶ直
線の上の前記偏心板３４，５５，５７の偏心距離
ｃと前記揺動体３２，６０の長さａとの長さ比に
応じて定まる位置に位置する揺動支軸３３，５９
の回りを前記揺動体３２，６０が回転可能である
こととを特徴とする伝動装置。２前記伝動部材が歯付きベルトとして形成さ
れ、前記偏心板が対応する歯付き車として形成さ
れていることを特徴とする特許請求の範囲第１項
記載の伝動装置。３前記伝動部材がチエーンとして形成され、前
記偏心板が対応するスプロケツトとして形成され
ていることを特徴とする特許請求の範囲第１項記
載の伝動装置。４前記伝動部材がラツクとして形成され、前記
偏心板並びに前記制御板の外周面に対応する歯を
備えていることを特徴とする特許請求の範囲第１
項記載の伝動装置。５前記制御板３１，５１，５２と前記偏心板３
４，５５，５７は夫々鏡像対称状に倍加して形成
されていることを特徴とする特許請求の範囲第１
項から第４項までのいずれか１つに記載の伝動装
置。６前記制御板と前記偏心板は夫々２つの互いに
大きさの異なる板部分５１，５２，５５，５７を
組合わせることにより倍加形成されていることを
特徴とする特許請求の範囲第１項から第５項まで
のいずれか１つに記載の伝動装置。７回転運動を線形運動に変換するための伝動装
置において、円弧状外周面を有し定位置に配置さ
れた２つの制御板１０，１１と、夫々の制御板１
０，１１に一端を固定される２つの揺動体７，８
と、線形運動部材１に連結される２つの支持部３
に回転可能に支持され有効外周領域を円周面とし
て形成される２つの偏心板４，５とを有し、１つ
の偏心板４または５と１つの制御板１０または１
１は夫々外周が互いに伝動部材１２または１３に
より回転伝動連結されることと、前記偏心板４，
５の前記支持部３による支持位置に対して偏心距
離ｃだけ偏心する偏心軸６は当該偏心板４または
５が前記伝動部材１２または１３により連結され
ていない制御板１１または１０に固定される揺動
体７または８の自由端に夫々回転可能に支持され
ることと、前記偏心板４，５が基準位置にあると
きに前記制御板１０，１１の外周面から前記伝動
部材１２，１３が離れる点Ａと前記制御板１０，
１１の曲率中心点３９，４０との間を結ぶ直線の
上の前記偏心板４，５の偏心距離ｃと前記揺動体
７，８の長さａとの長さ比に応じて定まる位置に
位置する揺動支軸９の回りを前記揺動体７，８が
回転可能であることを特徴とする伝動装置。８前記伝動部材１２，１３がベルトとロープの
何れかにより形成されていることを特徴とする特
許請求の範囲第７項記載の伝動装置。９前記制御板１０，１１と前記偏心板４，５は
夫々鏡像対称状に倍加して形成されていることを
特徴とする特許請求の範囲第７項または第８項に
記載の伝動装置。１０担持体１の両端区域に設けた連結ピン２が
両偏心板４，５の支持部３と連結され、該偏心板
は両揺動体７，８の外側端部に支承されたピン６
の回りを回転可能であり、前記両揺動体７，８の
内側端部が当該揺動体と連結された制御板１０，
１１と共に、車輛シヤーシに固定された揺動支軸
９の回りを旋回可能であり、同様に車輛シヤーシ
に旋回可能に取付けられた液圧制御装置の液圧シ
リンダ内を動くピストンのピストンロツドが前記
揺動体７，８に連結され、１つの揺動体７，８に
支持される前記偏心板４，５が夫々伝動手段１
２，１３を介して他方の揺動体８，７に連結され
る状態で、不斉地走行車輛の側方に配置され且つ
縦方向に延びチエーン担持体もしくはホイール担
持体として作用する剛性担持体１と連結されるこ
とを特徴とする特許請求の範囲第７項から第９項
までのいずれか１つに記載の伝動装置。