ギアを調べてみた

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July 21, 2006

ディファレンシャルギア(差動装置)　差動減速機や、差動減速装置という人もいる。

ディファレンシャルギアとは Wikipediaの右側に有る図からどういう動きをするものか説明すると、このギアは、まず、青い箱と、一体になった、青いギアが回ると、真ん中の、緑のギアは、青いギアの、回転する方向と、異なる回転方向についているため、青い部分によって、回転することはできない。そのため、緑色のギアが、箱と一緒に回ろうとするわけだが、此の際に緑が回ってしまわない条件としては、赤と、黄色から緑への両側からの負荷が、同じであれば良い。これは、両方から、右へ回そうとする力と、左へ回そうとする力を同じだけ加えれば、当然回転しないというだけのことである。というわけで、両側からの力が同じなら、緑は固定された状態になるため、当然、箱の回転する方向と同じ方向に、赤と黄色のギアを回す。
　ギアの回転を辿っていけばすぐ分かると思うが、このギアは、赤だけを回せば、黄色は、逆に回るという構造を持っている。
　さっき両側からの力が同じなら、このギアは、赤も黄色も、同じ方向に回すということを説明した。ということは、例えば、赤と黄色にタイヤをつけ、カーブを曲がる状況を考えるとし、青箱が回転する方向を正とするし、黄色の方がカーブの外側だとすると、カーブは外側の方が円周が長いので、黄色側のタイヤは正方向への回転速度が、赤側のタイヤより速くしようとする負荷が掛かる。もともと直線を走っていたときは、赤黄青緑すべてが、正方向へ角速度30°/ｓで回っていたとすると、カーブへ入ると、黄色の方を赤側より速く回そうとするため、例えば黄色側をを赤側より20°/ｓ速く回そうとするとすると、このギアを使っていた場合、通常なら、その負荷が軸へ来たりする。しかし、このギアは、黄のみを回すと赤は逆に回るという仕組みを持っている。そのため、黄が、正方向へ、10°/ｓ青より速く回転させると、赤は、青に対して、負の方向へ10°/ｓで回転していることになる。すると、10°-(-10°)=20°なので、黄色は赤より正の方向へ、20°/ｓ速く回転していることになる。これにより、全体を見ると、黄色側は30+10=40赤側は30-10=20となる。
　つまり、このギアは、両側からの負荷が同じでないと、両側の負荷を均一にしようとする機能を持っている。

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