円すいクラッチ

Question

人間乗車型スターリングエンジンに円すいクラッチを使って駆動系に動力を伝えることを考えているのですが、クラッチデイスクとクラッチプレッシャープレートをつなげる仕組みがわかりません。徐々にすりあせわしながら、つながる様に仕組みを考えたいのですが、 
簡単にわかる図があれば、助かるのですが？

Accepted Answer

#2です。
補足にお答えします。

kitayamaさんは傘をの上にボールとかマスなどを載せて廻す芸人さんを見たことがありますか。
なんと言う芸人さんだったか忘れてしまいましたが、二人でやっていました。一人は出っ歯で掛け声をかける役目、もう一人はかさを廻して芸をする役目の二人です。

円盤Ａ、Ｂの動作はこの傘とそれによって廻されるマスの関係です。　・・・イメージできたでしょうか。

円盤Ｂはスプラインが切られた軸にはまってスライドできます。

スライドさせるには、円盤Ｂの端面に溝を作っておきその溝にＵ字型のレバーを付け、レバーを動かせばスプライン軸上をスライドできます。

このレバーがクラッチの役目と変速、正逆回転させる役目をします。（手操作で必要により動かす）
 
スターリングエンジンからの動力は円盤ＡのシャフトからＡが回転し、円盤Ｂに伝えられ、Ｂ軸（スプライン軸）が回転します。

Ｂ軸に歯車をつければどこまででも更に回転を伝達できます・・・というわけです。

この方法は理論的には可能ですが、実際上は摩擦版（円盤Ａ、Ｂ）をどのように作るかが問題と思います。
人間乗車型にまでの伝達力があるかどうかちょっと疑問ですね。
ただ、これをヒントになんかうまい方法が考えられて、特許取得までできると良いですね。

ぜひ考えてください。更にご質問がありましたら補足欄で。

参考になれば幸いです。

Answer

#2、5、6　ok_engです。
補足にお答え致します。

> レバーを付けたＢ円盤が回るとレバーも一緒に回ってしまうのではないかということなんです。

#6の手指動作１４をした時，左手の人差し指を右手チョキの間で回してみた時、チョキは左手の人差し指を支えているだけで廻らなかったでしょう。
一緒に廻らないようにする為、Ｕ字型にするわけです。

> Ａ円盤とＢ円盤とスプライン軸と外輪だけが回れば目的は達せられるのですが。

これだけではクラッチの役目，変速の役目は果たしません。
同じ位置でのみ回転を伝達するのであれば，この機構は全く不要で，歯車などでの伝達で事が足ります。

> チョキで人差し指をはさんだまま、左手はそのままでチョキを右に動かすと人差し指から外れます。

これは

> 円盤Ｂの端面に溝（引っかかり）を作っておき、Ｕ字型レバー（チョキ）でスライド（左右）する構造です。
 
を説明する為の手指動作で、例えを話しています。
外れないようにしないとスプライン軸上を左右にスライドすることが出来ません。

> 以前の回答で 
> ５．円盤Ｂが円盤Ａの右側にスライドするか，左側かによってＢの回転方向が変わります。

傘の上にマスを乗せて回転させる芸をイメージしてください。
傘の回転方向は一定方向でありながら，正面から見て傘の左側にマスがある時マスが手前に回転している時，右側にマスが移動して回転するとマスの回転は相対関係で反対にまわることになります。

それぞれの絶対関係での回転方向は同じですが，直交軸に置き換えて反対側は相対的に回転方向が逆となります。

このことは紙で円盤ＡＢを作って実際に試してみるとわかります。
先ほどの手指での動作確認も実際に自分の手でやってみると理解できると思います。

如何ですか。参考になりましたでしょうか。
自分で実際に試して確認してみてください。円盤を作るための画用紙と軸の代わりに割り箸などを使ってやってみると分かりやすいです。

#5でも述べましたが・・・。
>　この方法は理論的には可能ですが、実際上は摩擦版（円盤Ａ、Ｂ）をどのように作るかが問題と思います。 
> 人間乗車型にまでの伝達力があるかどうかちょっと疑問ですね。

参考になれば幸いです。

Answer

#2、#5です。

イメージしてもらえて良かったです。

以下に補足質問に対してお答えします。

スプラインは下記のURLを開いてみてください。

http://www.khkgears.co.jp/cals/cals/khk/KHK344.html

これがスプライン軸の構造です。まんなか辺にあるものが外輪で、軸上をスライドできるようになっています。

軸が回転すると同時に外輪も回転します。スライドしながら回転も出来ます。
何故軸と外輪が一緒に廻ることが出来るかと言うと、軸の断面形状が下記URLのようになっていて、外輪の内側がこの形になって合わさっているからです。

http://www.khkgears.co.jp/cals/cals/khk/KHK498.html

以上がスプラインの構造です。この外輪に円盤Ｂが取り付けられているものと考えてください。
そして、このスプライン軸に後続へ伝達するための歯車が取り付けられていると、イメージしてください。

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次に、
「円盤Ｂの端面に溝を作っておきその溝にＵ字型のレバーを付け、レバーを動かせばスプライン軸上をスライドできます」
ですが、この説明の為に自分の手で次の動作をして見て下さい。

１．右手の人差し指と中指で「チョキ」を作ってください。

２．左手は人差し指だけを伸ばしてあとの指は折り曲げてください。

３．右手のチョキで左手の人差し指をはさみ、左手の人差し指を廻してみてください。（クルクル廻さなくて良いですよ。・・・廻せるわけないですね）

４．このとき右手のチョキも一緒に廻りましたか？
　　廻らなかったですね。この右手のチョキがレバーで、左手の回転が円盤Ｂなのです。

５．次に、右手のチョキで、左手の人差し指をはさんだまま、右手のチョキを左に動かしてみてください。
　　左手が右手のチョキに押されて一緒に左に動いたでしょう。
　　逆に、チョキを人差し指にはさんだまま、左手はそのままでチョキを右に動かすと人差し指から外れましたね。
　このとき、左手人差し指の先端になにか外れないように引っかかりがあれば、左にも右にも一緒に左手がついてきます。
　左手人差し指の先端を曲げてやってみるとわかると思います。

これが円盤Ｂの端面に溝（引っかかり）を作っておき、Ｕ字型レバー（チョキ）でスライド（左右）する構造です。

ちょっと長くなってしまいましたが、ご理解願えたでしょうか。更にご質問がありましたら補足欄で。

参考になれば幸いです。

Answer

これはすいませんでした。m(_ _)m
ＡＵＴＯ ＣＡＤで開けます。
その上のZUMEN.HTMを開こうとすると簡単なセットアップが始まると思いますよ。試してみてください。
ご参考までに

Answer

円錐クラッチ
http://www.tsukuba-tech.ac.jp/mech/student/takemoto/
このＵＲＬの一番下に「ＺＵＭＥＮ.DWF」とありますので開いてみてください。
しかし考えていたものと違うのでしたらすいません。
ご参考までに

Answer

ご質問に合ったお答えになるかどうか分かりませんが，回転数ゼロから正転方向へ又は逆転方向へ変速伝達する方法です。
ご質問の解にヒントになれば良いのですが・・・。

イメージしてください。このような回転伝達方法もあります。

１．駆動側シャフトの端に円盤Ａがあります。
２．円盤Ａに直交するシャフトに円盤Ｂが取付けられて、円盤Ｂはこのシャフトに沿ってスライドできます。
３．円盤Ａの面（平面）に、円盤Ｂの外周が接触して摩擦面となっています。
４．円盤Ａが回転し，円盤Ｂの外周がＡの軸心の位置で接触している時はＢは回転しませんが、Ａの外周付近までＢが接触（摩擦）しながら移動していくと、Ｂは回転を始め，徐々に早くなっていきます。
５．円盤Ｂが円盤Ａの右側にスライドするか，左側かによってＢの回転方向が変わります。

この円盤ＡＢが円錐状になって摩擦伝達させると無段変速装置となります。

簡単な図としては参考書としてはあると思いますが，インターネット上では見つけられませんでした。（今日現在）

スターリングエンジンという言葉を昔々聞いたことがありましたが，どういう物かまでは知りませんでした。
今回改めて勉強になりました。ありがとうございました。

参考になれば幸いです。

円すいクラッチとは？スターリングエンジンへの応用方法を解説