Swirl歯車とは?

2019年3月20日

ピストンの代わりになるものとして、扇型のFANローターを造ろうと思ってますが、
問題は、どうやったらピストンのように吸気・排気/圧縮・爆発をさせるかです。

その為に、扇型のFANローターを2個を使ってそれぞれを回転させながら、吸気・圧縮・
爆発・排気の4サイクル実現しようと考えました。

その為には、2つのFANローターの回転する速度を途中で、加速したり、減速したり
しなければなりません。

そこで、登場するのが、SwirlGearです。
この歯車は、正面から見ると真円なのですが、実は楕円形にしようと考えています。

...どういう事かと言うと、

まず、楕円形の作ります。

次に、円柱を造ります。

この円柱に、先ほどの楕円を被せると...

絵を描くのは下手くそなので、ちょっと分かりずらいかと思いますが、

YouTubeに参考になりそうな物がありました。

まずは、下記の動画を見て下さい。
注目して欲しいのは、この動画の2分55秒あたりから10秒ぐらいです
二つの斜めになった歯車が噛み合って回転しています。

https://youtu.be/mkQ2pXkYjRM

Mechanical Principles (1930) by Ralph Steiner さんの動画、
normal gears, but cut to engage on diagonals.
とありますが、直訳すると、「通常のギアですが、対角線上に噛み合うように
カットされています」

これって、先ほどの円柱に楕円形が斜めに歯が付いてる状態ですよね。
でもこれだと、回転中の速度に変化はありません。

次は、これに速度変化を与えます。

どうするかと言うと、Swirl歯車です。

中歯車(黄色と青)は、小歯車(緑)の2倍の大きさ、大歯車(赤)は3倍の大きさです。最初は小歯車(緑)と中歯車(黄)が接触しており、途中で中歯車(青)と大歯車(赤)の接触に変わりります。

何故なら円周の一部にしか噛み合う歯が付いてないからです。

つまり、回転途中で歯車の接点が変わる事で速度変化が生まれます。

最初は、小(緑)歯車と中(黄)歯車が接触しており、途中から中(青)歯車と大(赤)歯車の接触に変わります。

後は、これをスムーズに接点移動させる為に斜めに楕円を描くように
組み合わせるという事になります。

(楕円を描くようにって部分が非常に難しいのですが、詳細はまた後日アップします。)

赤いラインが接点が移動する軌跡です。

後は、実際の物を見ないと、ちょっと理解しずらいと思いますので、出来上がったら、皆様にご披露させて頂きます。

たぶん...もう少し1ヶ月ぐらいで...お楽しみに~~

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