JP2000320443A

JP2000320443A - 運動変換装置

Info

Publication number: JP2000320443A
Application number: JP11367672A
Authority: JP
Inventors: Takeshi Yanagisawa; 健柳沢
Original assignee: SOZOAN KK
Current assignee: SOZOAN KK
Priority date: 1999-01-12
Filing date: 1999-12-24
Publication date: 2000-11-21

Abstract

(57)【要約】【課題】さらなる薄型化、高能率化、低コスト化、及
び出力能力やサイズ等の仕様にかかる多様化が容易なこ
と。【解決手段】第１の方向Ｘとその第１の方向Ｘに直交
する第２の方向Ｙによって規定される特定平面１６内に
設けられた支持部材１９と、特定平面１６に直交する第
３の方向Ｚへ延びるように支持部材１９によって片持ち
に支持されることで、特定平面１６に平行な方向につい
て自由端部側が根元部２１ａ側よりも大きく振れるよう
に設けられ、流体の流れを案内するように振れ方向に交
差する第１面２１ｆ及び第２面２１ｒを備える揺動翼２
１と、揺動翼２１が揺動運動されるように、支持部材１
９を介して根元部１２ａの揺動運動を案内する揺動案内
手段とを具備する。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は運動変換装置に関
し、一層詳細には機械運動を流体運動に変換する送風機
やポンプ等、或いは、流体運動を機械運動に変換するこ
とを介してエネルギを取り出す風力発電や波力発電等に
応用される運動変換装置に関する。

【０００２】

【従来の技術】運動変換装置としては、例えば、プロペ
ラ状の羽根車を、軸心を中心にモータで回転させ、空気
流を発生させる軸流式の送風機がある。これはターボ形
の送風機の一種である。この送風機は、別言すれば、滑
らかな周回運動の一種である回転運動を流体の流れの運
動に変換する装置ということができる。また、反対に流
体の流れの運動を回転運動に変換する装置としては、例
えば、空気流（風）を受けて軸心を中心に回転する羽根
車の回転力を最終的に電力エネルギに変換する風力発電
装置がある。また、対象となる流体を上記の空気（気
体）に代えて水（液体）にすれば、送風機に対応するの
はポンプであり、風力発電装置に対応するのは水力発電
装置になる。

【０００３】上記の回転運動と流体の流れの運動との変
換装置を、広義に考えれば、固体部材の運動エネルギ
（機械運動）と流体の流れの運動エネルギ（流体運動）
とを変換するものと定義できる。機械運動と流体運動の
変換装置としては、従来から、上記のような軸心を中心
に回転する自転運動を用いるものの他に、シリンダとピ
ストンを用いたシリンダ装置のように往復運動を用いる
ものがある。これは容積形の変換装置ということにな
る。往復運動を用いる場合は、高い圧力の流体の流れを
発生したり、高い圧力の流体の流れから大きな力を得る
ことが可能である。反面、往復運動を用いる場合は、比
較的低圧で大容量の流体にかかるエネルギの変換につい
ては効率的でなく、振動が大きくなり易い。このため、
例えば、室内の空調や換気、冷却用等の送風機として
は、従来から軸流式を含むターボ形の送風機が利用され
ている。

【０００４】

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、従来の
機械運動と流体運動の変換装置（運動変換装置）では、
さらなる薄型化、高性能化、及び低コスト化が難しく、
出力能力やサイズ等の仕様の多様化にかかる要求に好適
に対応できないという課題があった。例えば、従来の軸
流式の送風機では、構造が簡単で効率的に送風できると
いう特徴を有するが、羽根車を回転させる回転軸心に直
列にモータが連結されている。このため、薄型化には限
界があった。また、送風機が取り付けられる開口の中央
部がモータによって遮蔽される形となり、開口の全面を
均一且つ効率的に利用することができず、所定面積での
送風量の効率化には限界があった。また、羽根車の形状
によって送風機の全体形状が限定的に規定されてしま
い、サイズや形状等の多様化に対する自由度が低かっ
た。従って、仕様を容易に多様化したいという要求に好
適に対応できなかった。

【０００５】そこで、本発明の目的は、さらなる薄型
化、高能率化、低コスト化、及び出力能力やサイズ等の
仕様にかかる多様化が容易な運動変換装置を提供するこ
とにある。

【０００６】

【課題を解決するための手段】上記課題を解決するた
め、本発明は次の構成を備える。すなわち、本発明の運
動変換装置は、第１の方向と該第１の方向に直交する第
２の方向によって規定される特定平面内に設けられた支
持部材と、前記特定平面に直交する第３の方向へ延びる
ように前記支持部材によって片持ちに支持されること
で、前記特定平面に平行な方向について自由端部側が根
元部側よりも大きく振れるように設けられ、流体の流れ
を案内するように振れ方向に交差する第１面及び第２面
を備える揺動翼と、該揺動翼が揺動運動されるように、
前記支持部材を介して前記根元部の揺動運動を案内する
揺動案内手段とを具備する。

【０００７】また、前記揺動翼の剛性が、自由端部側で
ある先端部側よりも根元部側ほど高いことで、揺動翼が
好適にしなり、根元部に対して先端部側の振れを好適に
拡大でき、効率良く機械運動と流体運動の変換ができ
る。

【０００８】また、前記揺動翼が、前記特定平面内に設
けられた支持部材上に複数、平行に配されていること
で、直線運動を介する機械運動と流体運動の変換効果を
効率良く増大できる。また、前記揺動翼が、前記特定平
面内に設けられた支持部材上に複数、各方向に平行に対
称性を備えてマトリクス状に配されていることで、円軌
跡に沿う運動を介する機械運動と流体運動の変換効果を
効率良く増大できる。

【０００９】また、前記複数の揺動翼が、前記特定平面
に平行に設けられ、流体が前記第３の方向へ流れるよう
に開口を備える基体に支持されていることで、流体が流
入する方向と流体が流れ去る方向を一致させることがで
き、流体の流れにかかる抵抗を抑え、機械運動と流体運
動の変換効率を好適に向上できる。

【００１０】また、前記特定平面に平行に設けられ、流
体が前記第３の方向へ流れるように開口を備える基体で
ある枠体においてリブ状に架け渡された形態の架橋部上
に、前記複数の揺動翼が一体的に成形されて支持される
ことで、前記枠体を単位にユニット化されて成る揺動翼
ユニットを備えることで、高い汎用性が生じ、変換効率
が良好な機械運動と流体運動の変換装置を容易に低コス
トで提供できる。

【００１１】また、前記揺動翼ユニットが、複数、対称
性を備えてマトリクス状に配されていることで、揺動翼
ユニットの組み合わせによって、機械運動と流体運動の
変換能力の増大、及び形状の制限等の仕様にかかる多様
化に好適に対応でき、所望の性能を有する機械運動と流
体運動の変換装置を容易に提供できる。

【００１２】また、第１の方向と該第１の方向に直交す
る第２の方向によって規定される特定平面内に設けられ
た支持部材と、前記特定平面に直交する第３の方向へ延
びるように前記支持部材によって片持ちに支持されるこ
とで、前記特定平面に平行な方向について自由端部側が
根元部側よりも大きく振れるように設けられ、流体の流
れを案内するように振れ方向に交差する第１面及び第２
面を備える揺動翼と、該揺動翼が揺動運動されるよう
に、前記支持部材を介して前記根元部の揺動運動を案内
する揺動案内手段とを具備する運動変換装置のサブユニ
ットを、流体の流れ方向に重ねて多段に配したことで、
より高圧な流体の流れを発生したり、より高圧な流体の
流れを受けて大きな駆動力（エネルギ）を出力できる。
また、前記運動変換装置のサブユニットが、前記特定平
面に平行に設けられ流体が前記第３の方向へ流れるよう
に開口を備える支持部材である枠体においてリブ状に架
け渡された形態の架橋部上に、前記複数の揺動翼が一体
的に成形されて支持されることで、前記枠体を単位にユ
ニット化されて成る揺動翼ユニットを備えることで、大
型の運動変換装置において、より高圧な流体の流れを発
生したり、より高圧な流体の流れを受けて大きな駆動力
（エネルギ）を好適に出力できる。

【００１３】また、前記揺動案内手段が、前記揺動翼が
前記特定平面に平行な一方向について直線的に揺動する
ように案内する直動ガイドであることで、揺動方向に案
内面が直交するように配された揺動翼について、機械運
動と流体運動の変換を好適に行うことができる。

【００１４】また、前記揺動案内手段が、前記揺動翼が
自転しない旋回運動をするように、前記特定平面に平行
な面内で２次元運動をさせる２次元運動機構であること
で、揺動翼の揺動運動を好適に得ることができ、機械運
動と流体運動の変換を好適に行うことができる。

【００１５】また、前記２次元運動機構が、一方部が装
置の基体側で軸心を中心に回転する回転軸に固定される
と共に、他方部が前記揺動翼側に回転可能に軸着された
クランクレバーを複数備え、該複数のクランクレバー
は、前記一方部と他方部の間の距離が等しく形成されて
いることで、簡単な構造によって、揺動翼を好適に自転
しない旋回運動させることができる。

【００１６】また、前記複数のクランクレバーの一方部
に固定された各回転軸の少なくとも一つに、駆動モータ
或いは発電機等のエネルギ変換装置が連結されているこ
とで、駆動モータ等の動力源（エネルギ変換装置）が連
結された際には流体の流れを好適に発生させることがで
き、発電機等のエネルギ変換装置が連結された際には、
流体の流れから電気等のエネルギを好適に発生させるこ
とができる。

【００１７】また、前記揺動翼が、駆動装置によって前
記揺動案内手段を介して揺動運動されることで、前記第
３の方向へ波動を伴った流体の流れを発生させること
で、風切り音や、泡の発生のない効率の良い機械運動か
ら流体運動への変換を行うことができる。また、前記揺
動翼が、送風機の翼として用いられることで、薄型で風
切り音がなく送風効率の良好な送風機として、換気扇
等、従来の送風機に好適に置き換えることができる。ま
た、前記揺動翼が、液体流を発生させる翼として用いら
れることで、薄型で送流効率の良好なポンプとして、従
来のポンプに好適に置き換えることができる。また、前
記揺動翼が、船舶の推進機用の翼として用いられること
で、イルカのドルフィンキックのように泡も立てないで
強力な推進力を得ることができ、ボート等の船舶の推進
装置として好適に利用できる。また、前記揺動翼が、航
空機用の推進機用の翼として用いられることで、ヘリコ
プター或いはホバークラフトの推進機として好適に利用
できる。

【００１８】また、前記駆動装置が発振器であり、揺動
翼自体の固有振動数による共振運動を利用するように、
前記揺動案内手段の前記揺動翼を支持する前記支持部材
が振動支持部材であって、前記発振器の振動を受けて前
記揺動翼が揺動運動されるように前記根元部の振動運動
を案内することで、極めて簡単な構成で揺動翼の揺動運
動を得ることができる。また、固有振動数による共振運
動を利用するため、エネルギの変換効率を向上できる。

【００１９】また、前記揺動翼が、前記第３の方向から
波動を伴った流体の流れを受け、前記揺動案内手段を介
して揺動運動を発生させることで、風切り音や、泡の発
生のない効率の良い流体運動から機械運動への変換を行
うことができる。また、前記揺動翼が、波力発電装置の
翼として用いられることで、液体である海水等の波動流
を受け、揺動翼運動を介し、電力エネルギを効率よく取
り出すことができる。また、前記揺動翼が、風力発電装
置の翼として用いられること、気体である空気の波動流
を受け、揺動翼運動を介し、電力エネルギを効率よく取
り出すことができる。

【００２０】また、第１の方向と該第１の方向に直交す
る第２の方向によって規定される特定平面内に設けられ
た第１の支持部材と、前記特定平面に直交する第３の方
向へ延びるように前記第１の支持部材によって片持ちに
支持されることで、前記特定平面に平行な方向について
自由端部側が根元部側よりも大きく振れるように設けら
れ、流体の流れを案内するように振れ方向に交差する第
１面及び第２面を備える第１の揺動翼と、該第１の揺動
翼が揺動運動されるように、前記第１の支持部材を介し
て前記根元部の揺動運動を案内する第１の揺動案内手段
とを具備する運動変換装置の第１のサブユニットと、第
１の方向と該第１の方向に直交する第２の方向によって
規定される特定平面内に設けられた第２の支持部材と、
前記特定平面に直交する第３の方向へ延びるように前記
第２の支持部材によって片持ちに支持されることで、前
記特定平面に平行な方向について自由端部側が根元部側
よりも大きく振れるように設けられ、流体の流れを案内
するように振れ方向に交差する第１面及び第２面を備え
る第２の揺動翼と、該第２の揺動翼が揺動運動されるよ
うに、前記第２の支持部材を介して前記根元部の揺動運
動を案内する第２の揺動案内手段とを具備する運動変換
装置の第２のサブユニットとを、第１の揺動翼と第２の
揺動翼同士を対向させて配し、運動変換装置の第１のサ
ブユニットによって機械運動から流体運動への変換を行
い、運動変換装置の第２のサブユニットによって流体運
動から機械運動への変換を行い、運動エネルギを伝達す
ることで、流体の波動流を介在させて、エネルギの伝達
を好適に行うことができる。

【００２１】

【発明の実施の形態】（概要）本願発明の運動変換装置
は、従来の流体運動に着目した一般的な運動の変換方法
によるものではなく、流体の波動性に着目した運動の変
換方法によるものである。本願にかかる第１の基本的な
発明は、流体の波動性を利用した機械運動から流体運動
への変換装置にある。この変換装置によれば、気体、液
体等の流動性を有する流体中において、翼体（以下、
「揺動翼」或いは「フィン」という）の揺動運動である
揺動翼運動を行うことにより、流体に波動的流体運動
（以下、「波動流」ともいう）を発生させる。揺動翼運
動の発生装置（揺動翼及び駆動装置）が、移動しないよ
うに固定されていれば、揺動翼によって発生する波動流
により流体の送流を行うことができる。逆に、揺動翼運
動の発生装置が、固定されずに移動可能に位置されてい
れば、波動流の反力により流体中を移動することができ
る。また、本願にかかる第２の基本的な発明は、流体の
波動性を利用した流体運動から機械運動への変換装置に
ある。この変換装置によれば、前記流体の波動流による
流体エネルギを、揺動翼運動を介することにより、機械
運動エネルギに変換することができる。

【００２２】（実施の形態）以下、本発明の好適な実施
の形態について添付図面と共に説明する。図１は本発明
にかかる揺動翼の形状の一実施例を説明する断面図であ
り、図２は揺動翼の揺動運動によって、流体の波動を伴
った流れである波動流が発生する原理を説明する説明図
である。また、図３は、波動振幅及び波動周波数と、波
動流のエネルギの関係を説明する説明図である。１９は
支持部材であり、第１の方向Ｘとその第１の方向Ｘに直
交する第２の方向Ｙによって規定される特定平面１６内
に設けられている。２１は揺動翼であり、特定平面１６
に直交する第３の方向Ｚへ延びるように支持部材１９に
よって片持ちに支持されることで、特定平面１６に平行
な方向について自由端部側が根元部２１ａ側よりも大き
く振れるように設けられ、流体の流れを案内するように
振れ方向に交差する第１面２１ｆ及び第２面２１ｒを備
える。なお、第１面２１ｆ及び第２面２１ｒは表裏の面
であり、以下、第１面２１ｆ及び第２面２１ｒを総称し
て「案内面」ということがある。この揺動翼２１は、揺
動運動されるように、支持部材１９を介して後述する揺
動案内手段によって根元部２１ａの揺動運動が案内され
る。

【００２３】また、図１に示すように、揺動翼２１は、
その剛性（別言すれば、弾性或いは柔軟性）が自由端部
側である先端部２１ｃ側よりも根元部２１ａ側ほど高く
なるように、断面形状が先細りになるように（テーパ
状）形成されている。本実施の形態の根元部２１ａは、
運動中にも真直性を維持できるように、厚く形成されて
いる。このため、根元部２１ａは、真直部２１ｓという
こともできる。また、２１ｂは揺動翼の中間部であり、
２１ｃは揺動翼の先端部である。この中間部２１ｂと先
端部２１ｃは、特定平面１６と平行な方向へ好適に揺動
する部分であり、揺動部２１ｖということもできる。本
実施の形態では、同一の材質で、揺動翼２１の厚さを、
根元部２１ａから先端部２１ｃへ行くほど薄く設定する
ことで、剛性の分布に所望の勾配を与えている。すなわ
ち、根元部２１ａに対して、その根元部２１ａから繋が
る中間部２１ｂの方が、大きく振れるように形成され、
中間部２１ｂに対して、その中間部２１ｂから繋がる先
端部２１ｃが、大きく振れるように剛性の分布（別言す
れば、弾性の分布或いは柔軟性の分布）が設定されてい
る。

【００２４】なお、揺動翼２１にかかる剛性の調整を行
うには、上記実施の形態のような同一材質で厚さについ
て勾配をもたせる方法に限定されるものではなく、複合
材質で適宜な弾性を得るように形成してもよい。例え
ば、芯材を設け、その芯材の長さや断面形状を適宜設定
することで、剛性の分布を調整してもよい。また、根元
部２１ａを剛性の高い材料で成形し、中間部２１ｂから
先端部２１ｃへは除々に剛性の低い材料を用いて成形し
てもよい。また、上記実施の形態のような揺動翼２１に
限定されるものではなく、適度の剛性を有する材質で成
形され、所定の揺動運動の範囲で利用される場合には、
均一厚さの板状の揺動翼２１でもよい。これによって
も、根元部２１ａが揺動運動させるように案内されれ
ば、先端部２１ｃはその根元部２１ａよりも特定平面１
６に平行な方向について大きく揺動される。また、揺動
翼２１は、流体抵抗（通気抵抗又は通水抵抗等）を小さ
くしてエネルギ変換効率を向上させるため、好適な剛性
及び耐久性を備えるならば、可及的に薄い物が良い。ま
た、揺動翼２１の案内面の形状は、本実施の形態のよう
な矩形平面に限定されるものではなく、適宜選択的に設
定してもよい

【００２５】このように、揺動翼２１を構成すること
で、イルカのドルフィンキックのように揺動翼２１が運
動し、その作用によって効率的な機械運動と流体運動の
変換がなされる。また、この揺動翼２１は、繰り返し応
力が作用するので、その繰り返し応力に耐え得る材質の
耐久強度が要求される。特に中間部２１ｂは、繰り返し
応力が集中して作用し易く、材料の疲労に耐え得るよう
に材質及び形状等を設定することを要する。上記ような
弾性及び強度を有する揺動翼２１を形成する材質として
は、例えば、繊維材（ファイバー）によって強化された
樹脂材、ゴム質の材質、高剛性のバネ鋼等を利用でき
る。揺動速度（揺動運動の加速度）が高いときは高剛性
の材料を用い、揺動運動（揺動運動の加速度）が低いと
きは柔軟性に富む材質を適宜選択的に用いればよい。揺
動翼２１についてその剛性を適正に設定するには、揺動
運動によって波動流が好適に発生するように、揺動翼２
１が、好適な揺動角Ｍにしなり、好適な振幅Ｈを得られ
ることを基準にすればよい。また、揺動翼２１の形状
は、揺動翼２１の先端２１ｅ、及び後端２１ｄは、流体
の流れにかかる流体抵抗が発生しないように、流線形状
に形成しておくとよい。

【００２６】上記の揺動翼２１の揺動運動によれば、図
２に示すように、流体（気体、液体）に波動運動を発生
させる。そして、その波動運動が繰り返し連続的になさ
れることで、流体に波動的流体運動である波動流が発生
される。流体は、矢印Ｆに示すように、揺動翼２１の後
端２１ｄ側から流入され、先端２１ｅ側へ流出される。
そして、揺動翼２１の先端２１ｅから先は波動流Ｗとな
って流出される。Ｈは波動流Ｗの振幅であり、揺動翼２
１の揺動振幅の大きさに比例して大きく発生される。ま
た、Ｌは波動流Ｗの波長であり、揺動翼２１の周波数に
対応してその長さが決定される。

【００２７】揺動翼２１による発生流量は、揺動翼２１
の面積、揺動振幅、揺動数（周波数）に比例する。そし
て、発生した波動流Ｗのエネルギ量（エネルギ強度）
は、発生流量、波動振幅、波動周波数に比例する。つま
り、発生流量が大きい程、波動振幅が大きい程、波動周
波数が高い程、波動流エネルギは大きい。また、発生し
た波動流Ｗの指向性（直進性）は、高周波数になればな
る程高くなり、拡散性（回り込み）は小さくなる。逆に
低周波数になればなる程指向性（直進性）は低くなり、
拡散性（回り込み）は大きくなる。図３（ａ）〜（ｄ）
に、波動振幅と波動周波数の設定の相違による波動流Ｗ
の発生について、特徴的な４タイプを例示する。（ａ）
は高振幅で高周波数の波動流であり、（ｂ）は高振幅で
低周波数の波動流であり、（ｃ）は低振幅で高周波数の
波動流であり、（ｄ）は低振幅で低周波数の波動流であ
る。波動流Ｗのエネルギは、波動振幅と波動周波数とを
掛け合わせることで得ることができる。従って、この図
３の例示について、波動流Ｗのエネルギは、（ａ）の場
合が最も大きくなり、（ｂ）及び（ｃ）の場合は中程度
となり、（ｄ）の場合が最も小さくなる。また、図３の
例示について、派動流Ｗの指向性（直進性）は、（ａ）
及び（ｃ）の場合が高くなり、（ｂ）及び（ｄ）の場合
が低くなる。

【００２８】また、揺動翼２１の揺動運動は、図２及び
３に示したようにサインカーブモーション（以下、「正
弦波運動」という）が最適である。正弦波運動は、バネ
振動のモーションと同じである。揺動翼２１の正弦波運
動は、正弦波運動の波動流Ｗを発生させる。このような
正弦波運動は、規則性が良く波動の減衰を防止できる運
動であり、エネルギを好適に伝達できる。揺動翼２１に
正弦波運動をさせるには、自転しないで等速旋回する旋
回運動体からＸ方向又はＹ方向等所定の方向にかかる運
動成分を取り出して揺動翼２１を運動させるようにすれ
ばよい。

【００２９】前記の旋回運動体から、所定の方向にかか
る運動成分を取り出すことができる原理を図４及び５に
基づいて説明する。図４は揺動翼２１を側方（Ｘ方向）
から見た状態を示す断面図であり、図５は揺動翼２１の
先端側（Ｚ方向）から見た状態を示す。図４及び５に示
すように、揺動翼２１を、直径Ｄの円周軌跡上に沿って
自転させないで等速に旋回する。すると、図５に示すよ
うに、揺動翼２１の第１面２１ｆ及び第２面２１ｒから
構成される案内面は、その案内面２１ｆ、２１ｒに交差
方向であるＹ方向についてのみ考えれば、図５に示すよ
うに、正弦波運動（往復動）したことになる。また、Ｘ
方向についてのみ考えても、揺動翼２１は、正弦波運動
（往復動）したことになる。揺動翼２１は、Ｙ方向にほ
ぼ直交する案内面２１ｆ、２１ｒを有し、そのＹ方向に
揺動する形状に形成されているため、上記のＹ方向の運
動成分によって正弦波運動をするように揺動される。こ
れにより、揺動翼２１の揺動運動について、Ｙ方向にか
かる運動成分を好適に取り出したことになる。そして、
揺動翼２１の揺動運動によって、波動流Ｗを好適に得る
ことができる。

【００３０】また、自転しない旋回運動によれば、前述
したように、その運動におけるＸ方向、Ｙ方向の運動成
分は正弦波運動となる。従って、このＸ方向、Ｙ方向の
正弦波運動を使用すれば、Ｘ方向、Ｙ方向に配した揺動
翼２１に正弦波運動（サインカーブモーション）を与え
ることができる。また、正弦波運動を得るには、等速回
転運動をする運動体から、カム機構と直線ガイドを介し
て直線往復動をする直線運動体によっても得ることがで
きる。この直線運動体を駆動する具体的な駆動方法につ
いては、図１６等に基づいて後述する。

【００３１】このように、揺動翼２１に正弦波運動をさ
せるには、上記のように２通りの駆動方法が考えられ
る。第１の方法は、先に説明したように、揺動翼２１
を、自転しない旋回運動をする旋回運動体に直接固定す
ることにある。この場合は、揺動翼２１が自転しない旋
回運動をしながら正弦波運動をすることになる。また、
第２の方法は、揺動翼２１を、旋回運動することなく、
直線上で正弦波状の往復運動をする直線運動体に、直接
固定することにある。揺動翼２１の揺動運動を好適に発
生させるため、どちらの駆動方法が選択されるべきか
は、種々の仕様に対応されて決定されるが、一般論は次
のようになる。すなわち、揺動距離（振幅）が小さけれ
ば、自転しない旋回運動をする旋回運動体を利用するこ
とが有利である。本発明では、先端部２１ｃが根元部２
１ａよりも大きく揺動するように揺動翼２１を設ける関
係上、揺動翼２１の根元部２１ａの揺動は小さくてよ
く、運動のバランス性（低振動）、機構の簡便性（低コ
スト）から考えれば、自転しない旋回運動をする旋回運
動体を利用する方が優位性を有する。これに対し、揺動
距離が大きければ、スペース上の制約から直線往復運動
を利用することが有利となる。

【００３２】ところで、自転しない旋回とは、換言すれ
ば相対的に姿勢を変えないで回転運動することを意味
し、「相対回転」ということができる。この「相対回
転」に対して、軸心を中心に自転する回転は、「絶対回
転」ということができる。以下、自転しない旋回のこと
を「相対回転」と称し、自転する回転のことを「絶対回
転」と称することがある。

【００３３】

【実施例】以下に、図面に基づいて、実施例について説
明する。（第１実施例）図６は運動変換装置の複数揺動翼の一実
施例（第１実施例）を説明する平面図（ａ）及び正面図
（ｂ）である。また、図７は第１実施例の部分斜視図で
ある。図６に示すように、第１実施例は、以上に説明し
た揺動翼２１が、複数、第１の方向（Ｘ方向）又は第２
の方向（Ｙ方向）に平行に配されている一例である。本
実施例では揺動翼２１がＹ方向に配されている。なお、
Ｘ方向及びＹ方向は、特定平面１６内であればよく、そ
の基準位置は自由に設定できる。従って、揺動翼２１が
平行に配される方向は、特定平面１６上の一方向という
こともできる。

【００３４】また、第１実施例では、複数の揺動翼２１
が、特定平面１６に平行に設けられ流体が第３の方向Ｚ
へ流れるように開口２３を備える基体に支持されてい
る。詳細には、特定平面１６に平行に設けられ流体が第
３の方向Ｚへ流れるように開口２３を備える基体である
枠体２５においてリブ状に架け渡された形態の架橋部２
５ａ上に、複数の揺動翼２１が一体的に成形されて支持
されている。これにより、枠体２５を単位にユニット化
されて成る揺動翼ユニット２４Ａが形成されている。

【００３５】さらに詳細には、第１実施例の枠体２５
は、Ｘ方向に平行に配された一対の辺部とＹ方向に平行
に配された一対の辺部とから構成され、内側が開口した
矩形状に形成されている。そして、リブ状の架橋部２５
ａは、枠体２５と同一平面上に、Ｘ方向に平行に延び、
複数本（図面上では３本）がＹ方向に所定の間隔（本実
施例では一定間隔）をおいて設けられている。架橋部２
５ａは、図に明らかなように、細長い棒状に成形されて
いる。また、揺動翼２１は、複数枚（図面上では７枚）
が、Ｙ方向に平行に延びると共にＸ方向に所定の間隔
（本実施例では一定間隔）をおいて配され、各根元部２
１ａにおいて枠体２５及び架橋部２５ａに一体的に固定
されている。このように複数の架橋部２５ａがＸ方向に
平行に設けられ、複数の揺動翼２１がＹ方向に平行に設
けられることで、図６（ａ）に示すように、格子状の構
造体が形成されている。このため、大きな開口２３を有
する枠体２５ではあるが、構造強度を高めることができ
る。

【００３６】このように構成された揺動翼ユニット２４
Ａによれば、特定平面１６に平行に配された枠体２５が
Ｘ方向（左右）に揺動運動されると、実施の形態の欄で
説明したように、複数の揺動翼２１が左右にしなって好
適に揺動運動をする。これにより、各揺動翼２１から好
適に波動流Ｗが発生する。なお、このような形態の揺動
翼ユニット２４Ａは、樹脂成形型（金型）等で容易に成
形できる。ところで、この揺動翼ユニット２４Ａの、複
数の揺動翼２１を直線的に平行に配置したことを、直線
多列状翼配置ということができる。この直線多列状翼配
置によれば、形状が簡単であり、容易に製造できる。ま
た、直線往復駆動によって効率よく揺動し、効率よく波
動流Ｗを発生できる。

【００３７】（第２実施例）図８は運動変換装置の複数
揺動翼の一実施例（第２実施例）を説明する平面図
（ａ）及び正面図（ｂ）である。また、図９は第２実施
例の部分斜視図である。図８に示すように、第２実施例
は、以上に説明した揺動翼２１が、複数、第１の方向
（Ｘ方向）及び第２の方向（Ｙ方向）の各方向に平行に
対称性を備えてマトリクス状に配されている。

【００３８】さらに詳細には、特定平面１６に平行に設
けられ流体が第３の方向（Ｚ方向）へ流れるように開口
を備える基体である枠体２５においてリブ状で且つ格子
状に架け渡された形態の架橋部２５ａ上に、複数の揺動
翼２１が一体的に成形されて支持されている。これによ
り、枠体２５を単位にユニット化されて成るマトリクス
配置の揺動翼ユニット２４Ｂが形成されている。

【００３９】さらに詳細には、第２実施例の枠体２５
は、Ｘ方向に平行に配された一対の辺部とＹ方向に平行
に配された一対の辺部とから構成され、内側が開口した
矩形状に形成されている。そして、リブ状の架橋部２５
ａは、枠体２５と同一平面上に、Ｘ方向及びＹ方向に平
行に複数本（図面上では５本づつ）づつが設けられ、図
８（ａ）に示すように、相互に交差して格子状に形成さ
れている。なお、各架橋部２５ａについては、図に明ら
かなように、細長い棒状に成形されている。また、揺動
翼２１は、複数枚づつが、Ｘ方向及びＹ方向のそれぞれ
について平行に且つ互い違い（千鳥状）に配されて、各
根元部２１ａにおいて枠体２５及び架橋部２５ａに一体
的に固定されている。このように千鳥状に配すること
で、揺動翼２１同士が揺動運動する際に干渉しないよう
に、揺動翼２１をスペース効率良く配置することができ
る。また、複数の架橋部２５ａが格子状に設けられるこ
とで、大きな開口２３を有する枠体２５ではあるが、構
造強度を高めることができる。

【００４０】このように構成されたマトリクス配置の揺
動翼ユニット２４Ｂによれば、前述した相対回転運動
（自転しない旋回運動）をする旋回運動体に固定され、
等速の相対回転運動をすることにより、Ｘ方向に配され
た複数の揺動翼２１ｘは、Ｙ方向の運動成分を得て正弦
波運動し、Ｙ方向に配された複数の揺動翼２１ｙは、Ｘ
方向の運動成分を得て正弦波運動する。これにより、実
施の形態の欄で説明したように、Ｘ方向及びＹ方向のど
ちらの方向に配された揺動翼２１ｘ、２１ｙも、好適に
揺動運動し、効率良く波動流Ｗを発生できる。そして、
このマトリクス配置の揺動翼ユニット２４Ｂによれば、
Ｘ方向に配された揺動翼２１ｘによって発生するＹ方向
成分の波動流Ｗｙと、Ｙ方向に配された揺動翼２１ｙに
よって発生するＸ方向成分の波動流Ｗｘとが、合成され
て合成波動流を発生させる。

【００４１】なお、相対回転にするマトリクス配置の揺
動翼ユニット２４Ｂにおいて、Ｘ方向に配された揺動翼
２１ｘとＹ方向に配された揺動翼２１ｙとが最大の波動
流Ｗを発生させる時にはずれがある。すなわち、Ｘ方向
成分の波動流ＷｘとＹ方向成分の波動流Ｗｙとは相互
に、相対回転運動の位相について９０度ずれている。従
って、上記の合成波動流は、９０度ずれたＸ方向成分の
波動流ＷｘとＹ方向成分の波動流Ｗｙとの合成されたも
の、理想的には９０度位相がずれた正弦波同士が合成さ
れたものとなる。従って、このマトリクス配置の揺動翼
ユニット２４Ｂによれば、効率の良い機械運動から流体
運動への運動の変換ができる。

【００４２】次に、第３実施例から第５実施例におい
て、揺動翼２１の揺動距離が大きい場合（相対回転運動
の回転半径が大きい場合）の運動変換装置（機械運動と
流体運動の変換装置）について、その作用を含めて詳細
に述べる。上記の揺動翼２１の揺動距離が大きい場合と
は、揺動翼２１の大きさとその揺動距離の関係において
相対的に判断されるものである。一般的に、揺動翼の大
きさに対して揺動翼の揺動距離が大きい場合は、以上に
説明した波動流の発生に加え、従来の流体理論（ベルヌ
ーイの定理を代表とする理論）から導き出される流体動
も相乗的に発生している。これに対し、揺動距離が小さ
い場合は、波動流が主体的に発生する。（第３実施例）図１０は本発明の機械運動である揺動翼
の旋回動と、流体運動である流体の流れとの変換装置
（運動変換装置）の一実施例として、揺動翼である送風
機の羽根の部分（以下、「フィンパネル」という）を示
した説明図であり、図１０（ａ）は平面図、図１０
（ｂ）は断面図である。また、図１１は本発明にかかる
送風機の羽根（フィン）の作動状態を説明する断面図で
ある。１０はフィンパネルであり、このフィンパネル１
０は複数の旋回フィン１１が平面的に規則的に並設さ
れ、連結部１４によって連結されて形成されている。第
３実施例の複数の旋回フィンは、図１０に明らかなよう
に、第１の方向Ｘとその第１の方向Ｘに直交する第２の
方向Ｙの両方向に所定の間隔を置いて規則正しく配列さ
れている。この配列は、対称性があり、繰り返しパター
ンの連続性がある一種のマトリクス状であり、面積効率
良く複数の旋回フィンを配することができる。また、複
数の旋回フィン１１と連結部１４とによって一体的に形
成されたフィンパネル１０の全体的な形状は、図１０
（ａ）に示すように平面的には格子状になっている。

【００４３】旋回フィン１１は、流体の流れを案内する
ように特定平面１６に対して図１１に示すように傾斜す
る案内面１１ａを有し、特定平面１６内で基体２０（図
３０〜３３参照）に対して自転しない旋回運動可能に設
けられている。（なお、複数の旋回フィン１１が連結さ
れて形成されているから、各旋回フィン１１としてだけ
でなく、一体となってフィンパネル１０としても、特定
平面１６内で基体２０に対して自転しない旋回運動可能
になっている。）すなわち、第３実施例では、旋回フィン１１が、旋回運
動中にはその旋回運動の方向（矢印Ｍ）とは反対方向へ
傾くことで、特定平面１６に対して傾斜する案内面１１
ａを形成することになる。なお、旋回フィン１１が傾く
とは、旋回フィン１１の先端が、特定平面１６と平行に
設けられた格子状のフレーム（旋回フィン１１の基部と
連結部１４とによって構成される部分）に近接する方向
へ傾動することである。

【００４４】また、第３実施例の旋回フィン１１は、弾
性材で板状に形成され、停止時には起立状態となり、旋
回運動中には旋回運動の方向Ｍとは反対方向へ傾く。図
１１（ｂ）に示すように、旋回フィン１１が、案内面１
１ａに交差する一方（図面上において右側方向）へ移動
する際には他方（図面上において左側方向）側へしな
り、図１１（ｃ）に示すように、旋回フィン１１が、案
内面１１ａに交差する他方（図面上において左側方向）
へ移動する際には一方（図面上において右側方向）側へ
しなる。従って、矩形の板状に形成された旋回フィン１
１の両面が、旋回フィン１１の運動に伴って、交互に流
体の流れの案内面１１ａとなる。

【００４５】この旋回フィン１１の動作は、旋回フィン
１１が弾性による可撓性を備えるため、自動的になされ
る。すなわち、複数の旋回フィン１１の姿勢が自動的に
同期制御されている。従って、この旋回フィン１１は、
姿勢制御フィンということができる。また、旋回フィン
１１の案内面１１ａに交差する方向の往復傾動角度は、
旋回フィン１１の旋回速度が高速になるほど大きくな
る。これは、高速になるほど案内面１１ａにかかる流体
抵抗と旋回フィン１１自体の慣性力が大きく作用するた
めである。なお、旋回フィン１１の先端部を重くするこ
とにより、慣性力を主に利用して旋回フィン１１の傾動
を発生させ、流体抵抗による旋回フィン１１の傾動発生
の作用を低下させることができる。また、逆に、旋回フ
ィン１１の重量を軽減させ、旋回フィン１１の流体抵抗
の作用による傾動発生を大きくし、慣性力による旋回フ
ィン１１の傾動発生の作用を小さくさせる場合もあり、
適宜選択的に利用すればよい。また、この旋回フィン１
１の往復傾動の運動は、サインカーブの動作になってお
り、対称性があり、滑らかな運動になっている。

【００４６】エネルギーの変換効率を高めるには、旋回
フィン１１の旋回速度に対し、旋回フィン１１の往復傾
動角度の大きさを適正な範囲とすることが必要になる。
このため、旋回フィン１１が利用される装置の旋回フィ
ン１１にかかる定格の旋回速度に対応させて、旋回フィ
ン１１の弾性の強弱を適宜選択的に設定することを要す
る。低速運転仕様の場合は弾性が弱くて柔らかなものを
用い、高速運転仕様の場合は弾性が強くて硬いものを用
いればよい。すなわち、旋回フィン１１がしなやかに所
定の角度範囲で反ることができ、旋回運動に伴って案内
面１１ａが好適に形成され、流体の流れ（流線Ｌ）を適
切な状態にするためには、旋回フィン１１の旋回速度等
の仕様に応じて、旋回フィン１１の材質及びその断面形
状を適宜選択的に設定すればよい。旋回フィン１１の材
質としては、公知の樹脂或いは金属を適宜選択的に用い
ればよい。なお、第３実施例の旋回フィン１１は、基部
が厚く先端側ほど薄い板状に設けられ、流線Ｌが好適な
状態になるように案内面１１ａが曲面状に、合成樹脂材
で成形されている。このような旋回フィン１１は、フィ
ンパネル１０として一体的に、型によって容易に成形が
可能な形態となっている。従って、製造コストを低減で
きる。

【００４７】また、図１１では第１の方向Ｘに面する案
内面１１ａを備える旋回フィン１１の動作について説明
したが、第１の方向Ｘに直交する第２の方向Ｙに面する
案内面１１ａを有する旋回フィン１１も同様に動作する
のは勿論である。すなわち、フィンパネル１０が図１０
（ａ）の図面上で第２の方向Ｙ（上下方向）へ旋回移動
するベクトルが大きい際には、主に、図面上で上下方向
に面する案内面１１ａを有する旋回フィン１１が、流体
の流れを発生するように寄与する。また、フィンパネル
１０が図１０（ａ）の図面上で第１の方向Ｘ（左右方
向）へ旋回移動するベクトルが大きい際には、主に、図
面上で左右方向に面する案内面１１ａを有する旋回フィ
ン１１が、流体の流れを発生するように寄与する。

【００４８】このように複数の２方向Ｘ、Ｙの旋回フィ
ン１１を有することで、フィンパネル１０の自転しない
旋回運動中、密度の低い空気等の気体についても連続し
て、旋回動と流体の流れとの変換を効率良く好適に行う
ことができる。すなわち、案内面１１ａが、随時、旋回
運動の運動方向とは反対側へ傾いた状態に設けられるよ
うに複数の旋回フィン１１が形成されたことで、流体の
流れの方向性を出すことができると共に、その流体の流
れを連続的に発生（案内）させることができる。なお、
本実施例は送風機であるから、旋回フィン１１は空気流
を発生する送風フィンとして作用している。また、フィ
ンパネル１０は形状が簡単で安価に製造できるため、使
い捨てのフィン（羽根）として送風機の一例である換気
扇に好適に使用することが可能である。

【００４９】また、フィンパネル１０は、後述する複数
のクランクレバー３０（図３０から３３参照）を備える
運動機構等からなる案内手段によって、自転しない旋回
運動に案内される。なお、案内手段としては、複数のク
ランクレバー３０（図３０から３３参照）による運動機
構の他に種々の構成が考えられる。例えば、特開平２−
３５２５２号に開示された如き２次元運動機構を利用で
きる。この２次元運動機構は、Ｘ方向の直線運動と、そ
のＸ方向に直交するＹ方向の直線運動とを、制御手段の
制御によって合成し、移動体に任意の２次元運動をさせ
るものである。これによれば、移動体に自転しない旋回
運動をさせることが可能であり、その移動体にフィンパ
ネル１０を装着すれば、そのフィンパネル１０に自転し
ない旋回運動をさせることができる。また、他にも、例
えば、複数のカムを用いて自転しない旋回運動をさせる
ことも可能である。さらには、駆動手段としては電磁力
作用を用いることも可能である。

【００５０】上記のような案内手段によってフィンパネ
ル１０が自転しない旋回運動をするように規制されるた
め、フィンパネル１０の部分である各旋回フィン１１も
自転しない旋回運動をすることになる。（その旋回フィ
ン１１の旋回軌跡の一実施例を図１０（ａ）に一点鎖線
と矢印Ｒで示す。）その旋回運動の旋回半径は、自転しない旋回運動の性質
上、フィンパネル１０のいかなる位置においても同一に
なる。つまり、フィンパネル１０の旋回半径と、各旋回
フィン１１の旋回半径は同一の距離になっている。この
ため、フィンパネル１０の全面の各位置において、同一
の速度で旋回移動する。

【００５１】また、図１０の実施例では、旋回半径を隣
合う旋回フィン１１同士にかかる間隔の半分の長さに設
定してある。旋回フィン１１の旋回半径は本実施例に限
定されるものではなく、使用条件に合わせればよい。な
お、旋回数等の他の条件が同一であれば、旋回半径を大
きくするほど、大きな駆動エネルギーを要し、高いエネ
ルギーの空気流を発生できるのは勿論である。

【００５２】１８は透孔であり、フィンパネル１０の隣
接する旋回フィン１１同士の間にそれぞれ設けられてい
る。このように、透孔１８を有することで、図１１に示
すように、流体の流れをスムース且つ均一にすることが
でき、エネルギーの変換効率を向上させることができ
る。なお、複数の旋回フィン１１の形状がフィンパネル
１０の一方の面（表面）に形成されるが、透孔１８を有
しないフィンパネル１０の場合も、流体の流れを発生し
たり、流体の流れを受けて旋回することが可能である。
例えば、貯水槽の底面から上昇水流を発生させる場合
に、透孔１８を有しないフィンパネル１０を好適に用い
ることができる。水流はフィンパネル１０の周縁から流
入し、案内面１１ａに沿って流れて上昇する。これによ
れば、洗濯機の水流を発生する装置等として好適に用い
ることができる。

【００５３】また、図１０に示すようなフィンパネル１
０は、型を用いて容易に一体的に成形することが可能で
ある。従って、製造コストを低減できる。また、旋回フ
ィン１１の裏面１３（図１０（ｂ）参照）は、平面に形
成するか、旋回フィン１１が旋回運動しても空気の流れ
を発生しない形状であればよい。裏面１３が平面である
場合、特定平面１６とは全面的に平行な位置関係にな
る。そして、旋回フィン１１が特定平面１６内で旋回運
動するということは、裏面１３と特定平面１６との平行
な位置関係が維持された状態で、旋回フィン１１が旋回
移動するということである。従って、裏面１３では風を
切ることがない。また、風を切ることがないように、裏
面１３に凹部が形成されていてもよい。なお、裏面１３
に上記のような凹部が設けられることによれば、フィン
パネル１０の重量を軽減でき、慣性作用を低減できる。

【００５４】（第４実施例）次に図１２に基づいて本発
明にかかるフィンパネル１０の他の実施例（第４実施
例）について説明する。図１２（ａ）は平面図、図１２
（ｂ）は断面図である。第４実施例は、第１の方向Ｘに
面する案内面１１ａを有する旋回フィン１１のみが備え
られたフィンパネル１０である。この第４実施例のフィ
ンパネル１０の構成によれば、旋回フィン１１が、自転
しない旋回運動の一種である往復運動をするように設け
られ、案内手段が、その旋回フィン１１の往復運動を案
内するように設けられた際に、旋回動と流体の流れとの
変換を好適に行うことができる。なお、上記の往復運動
が、案内面１１ａが面する第１の方向Ｘに沿っている場
合が、最も効率よくエネルギーを変換できるのは勿論で
ある。自転しない旋回運動の一部は、通常は円弧になる
が、その旋回半径が無限大になれば、ほとんど直線にな
る。従って、本実施例の自転しない旋回運動である相対
回転運動とは直線往復運動を含む概念である。なお、各
旋回フィン１１の形態及び作用効果は、第３実施例の場
合と同一であり、説明を省略する。また、第４実施例で
は、複数の旋回フィン１１が第２の方向Ｙに配された場
合について説明したが、図１２（ａ）の右端部に点線１
１ｂで示したように複数の旋回フィン１１を第２の方向
Ｙに適宜一体的に連結するように設けても同等の作用効
果を得ることができる。

【００５５】（第５実施例）次に図１３〜１５に基づい
て本発明にかかるフィンパネル１０の他の実施例（第５
実施例）について説明する。図１３（ａ）は平面図、図
１３（ｂ）は断面図である。また、図１４は斜視図であ
り、図１５は断面図である。第５実施例の旋回フィン１
５は、案内手段によって特定平面１６内で基体に対して
自転しない旋回運動をする旋回本体部１５ｂと、その旋
回本体部１５ｂに一端部で回動自在に軸着され、旋回運
動中には旋回運動の方向とは反対方向へ傾く回動フィン
部１５ｃとで構成されている。フィンパネル１０として
言えば、複数の旋回フィン１５を有するため、旋回本体
部１５ｂが格子状のフレームに設けられている。そのフ
レーム同士の交差部が、軸受部１５ｄになっている。各
軸受部１５ｄには、特定平面１６に平行で四方に開口し
た軸孔１５ｅが形成されている。そして、軸孔１５ｅに
は、回動フィン部１５ｃの一端部（根元部）の両側に突
設した軸１５ｆが嵌まっている。これにより、矩形の案
内面１５ａを有する回動フィン部１５ｃが一端部を中心
に回動できる。

【００５６】なお、第５実施例においては、第３実施例
同様に、複数の旋回フィン１５は、図１３に明らかなよ
うに、第１の方向Ｘとその第１の方向Ｘに直交する第２
の方向Ｙの両方向に所定の間隔を置いて規則正しく配列
されている。従って、その回動フィン部１５ｃの回動し
て傾く方向は、第１の方向に面する案内面１５ａを有す
るものは第１の方向Ｘとなり、第２の方向に面する案内
面１５ａを有するものは第２の方向Ｙになる。また、各
回動フィン部１５ｃの往復傾動角度は、回動フィン部１
５ｃの下端に設けられたストッパ部１５ｇが、旋回本体
部１５ｂに設けられた規制部１５ｈによって規制される
所定の範囲に制限されている。このように旋回フィン１
５が、旋回本体部１５ｂと回動フィン部１５ｃとに分割
された形態のものでも、旋回フィン１５の傾動する動作
が好適になされ、旋回動と流体の流れとの変換を好適に
行うことができる。また、そのように分割されること
で、剛性のある材質を使用できるため旋回フィン１５の
強度と耐久性を向上させることが可能である。なお、各
旋回フィン１５の旋回動と流体の流れとの変換にかかる
作用効果は、旋回フィンの弾性（バネ）がない点で相違
するが、第３実施例の旋回フィン１１とほぼ同一であ
り、説明を省略する。

【００５７】（第６実施例）図１６は、第６実施例を説
明する説明図であり、図１６（ａ）は正面図、図１６
（ｂ）は平面図、図１６（ｃ）は側面図である。また、
図１７は図１６のＡ部詳細図であり、図１７（ａ）は正
面図、図１７（ｂ）は側面図である。この第６実施例で
は、第１〜５実施例のような揺動翼２１及び複数の揺動
翼２１が配されてユニット化された揺動翼ユニットにつ
いて、正弦波運動をさせることができる揺動案内手段
（運動機構）を有する。すなわち、第６実施例の揺動案
内手段は、揺動翼２１を支持する枠体２５が、特定平面
１６に平行な一方向について直線的に揺動するように案
内する直動ガイド機構になっている。

【００５８】４４は直動ガイドであり、基板２０上にＹ
方向に所定の間隔をおいてＸ方向に平行に一対が配さ
れ、揺動翼ユニット２４ＡをＸ方向へ直線往復運動する
ように案内する。なお、図示された揺動翼ユニット２４
Ａは、基本的に第１実施例で説明したものと同じで、複
数の揺動翼２１が枠体２５及び架橋部２５ａ上にＹ方向
に平行に（Ｘ方向に一定間隔をおいて）配されている。
４５は揺動カムであり、駆動モータ３６の回転運動を直
線往復運動に変換する。この揺動カム４５としては、例
えば、図１７に詳細を示したような回転駆動カム４６と
従動する溝カム４７からなる公知の運動機構を用いるこ
とができる。回転駆動カム４６は、駆動モータ３６によ
って、Ｚ方向に平行な軸心４６ａを中心に回転する円盤
状の回転部材４６ｂと、その回転部材の端面に前記軸心
４６ａとは偏心した位置に突設状態に配され、溝カム４
７に好適に連繋するようにＺ方向に平行な軸を中心に回
転可能に軸着されたカムフォロア４６ｃとを備えてい
る。また、溝カム４７は、Ｘ方向へ案内された揺動翼ユ
ニット２４Ａに一体的に形成され、Ｙ方向に延び、カム
フォロア４６ｃに連繋する長孔４７ａを備えている。

【００５９】このように揺動カム４５が構成されている
ため、回転駆動カム４６が駆動モータ３６によって等速
回転駆動されると、その等速回転運動のＸ方向の運動成
分のみが揺動翼ユニット２４Ａに作用する。すなわち、
揺動翼ユニット２４ＡはＸ方向に直線往復運動をするこ
とになる。また、回転駆動カム４６は等速回転運動をし
ているから、揺動翼ユニット２４Ａの直線往復運動は、
理想的な揺動運動である正弦波運動となる。この揺動翼
ユニット２４Ａの直線往復運動によって、Ｘ方向に直交
する案内面である第１面２１ｆ及び第２面２１ｒを有す
る揺動翼２１が効率良く揺動できる。従って、前述した
ように効率良く波動流Ｗを発生することができ、運動の
変換を効率良く行うことができる。

【００６０】（第７実施例）図１８は、第７実施例を説
明する説明図であり、図１８（ａ）は正面図、図１８
（ｂ）は平面図、図１８（ｃ）は側面図である。また、
図１９は図１８のＡ部詳細図であり、図１９（ａ）は正
面図、図１９（ｂ）は側面図である。この第７実施例で
は、第１〜５実施例のような揺動翼２１及び複数の揺動
翼２１が配されてユニット化された揺動翼ユニットにつ
いて、相対回転運動をさせることができる揺動案内手段
（運動機構）を有する。すなわち、第７実施例の揺動案
内手段は、揺動翼２１を支持する枠体２５が特定平面１
６に平行な面内において、相対回転運動（自転しない旋
回運動）をするように案内する相対回転運動機構になっ
ている。

【００６１】ところで、この揺動案内手段を、上位概念
的にとらえれば、揺動翼２１が自転しない旋回運動をす
るように、特定平面１６に平行な面内で２次元運動をさ
せる２次元運動機構であるということができる。なお、
相対回転運動（自転しない旋回運動）とは、基板２０等
の他の部材に対して姿勢を変えない運動であるから、旋
回運動の一種ではあるが、揺動運動の一種であるという
ことができる。このことを別の角度から次のようにも説
明できる。運動軌跡が楕円形になった場合でも、運動体
が姿勢を変えない運動であれば、自転しない旋回運動に
含まれる。また、その楕円形の運動軌跡において長軸に
比べて短軸が極めて短くなったものが、直線往復運動で
ある。この直線往復運動は単純な一方向への揺動運動で
あるが、他の部材に対して姿勢を変えない運動として考
えれば、相対回転運動と位置づけられる。

【００６２】次に、この第７実施例で示された相対回転
運動機構（２次元運動機構の一種）の詳細について説明
する。３０はクランクレバーであり、複数、本実施例で
は２つが配され、平行リンク機構が構成されている。ク
ランクレバー３０は、一方部３１が装置の基体である基
板２０側で軸心を中心に回転する回転軸３４に固定され
ると共に、他方部３２が揺動翼２１側である揺動翼ユニ
ット２４Ａの枠体２５に回転可能に軸着されている。こ
の複数のクランクレバー３０は、一方部３１と他方部３
２の間の距離が等しく統一されて形成されている。な
お、図示された揺動翼ユニット２４Ａは、基本的に第１
実施例で説明したものと同じで、複数の揺動翼２１が枠
体２５及び架橋部２５ａ上にＹ方向に平行に配されてい
る。

【００６３】３６は駆動モータであり、クランクレバー
３０の一方部に固定された回転軸に連結されている。本
実施例では、二つのクランクレバー３０うち、一方のみ
に連結されているが、本発明はこれに限定されるもので
はなく、両方に駆動モータが連結されていてもよい。な
お、駆動モータ３６によって直接駆動されない従動側の
回転軸３４は、基板２０に固定されたベアリング３８に
よって、好適に回転するように軸着支持されている。

【００６４】また、クランクレバー３０の他方部３２と
枠体２５とは、クランクレバー３０からＺ方向へ突設さ
れた軸３２ａが、枠体２５に固定されたベアリング２８
によって、好適に回転するように軸着支持されている。
また、３３はカウンターウェイトであり、回転軸３４
に、揺動翼ユニット２４Ａの取付位置とは反対側に位置
するように、クランクレバー３０の張り出し方向とは反
対側に張り出した状態に設けられている。このカウンタ
ーウェイト３３を設けることにより、揺動翼ユニット２
４Ａの相対回転運動による偏荷重と相殺することがで
き、振動の発生を抑止できる。

【００６５】このようにクランク機構が構成されている
ため、クランクレバーが駆動モータ３６によって等速回
転駆動されると、その等速回転運動に伴って、揺動翼ユ
ニット２４Ａが相対回転運動する。そして、その相対回
転運動の主にＸ方向の運動成分が揺動翼ユニット２４Ａ
に作用し、揺動翼ユニット２４ＡはＸ方向に揺動運動す
ることになる。また、相対回転運動が等速運動であれ
ば、揺動翼ユニット２４ＡのＸ方向成分の往復運動は、
理想的な揺動運動である正弦波運動となる。この揺動翼
ユニット２４ＡのＸ方向成分の往復運動によって、Ｘ方
向に直交する案内面である第１面２１ｆ及び第２面２１
ｒを有する揺動翼２１が効率良く揺動できる。従って、
前述したように効率良く波動流Ｗを発生することがで
き、運動の変換を効率良く行うことができる。また、こ
の相対回転運動は、直線往復運動と異なり、エンドレス
な回転運動であることから、滑らかな運動となり、振動
が発生することを抑制できる。

【００６６】なお、以上の第６実施例及び第７実施例
は、駆動モータ３６の動力によって、揺動翼２１を揺動
運動させ、波動流Ｗを発生させる装置であるが、その反
対に波動流Ｗからエネルギを取り出す際の運動変換装置
としても利用できる。すなわち、回転部材４６ｂ（図１
７参照）又は回転軸３４（図１８、１９参照）に、駆動
モータ３６に代えて、発電機を連結すれば、流体運動か
ら機械運動への変換装置において、電気エネルギを取り
出すことができる。

【００６７】（第８実施例）次に図２０〜２２に基づい
て、揺動翼２１に揺動運動を好適に発生させる揺動案内
手段、及びその揺動案内手段に駆動力を与える駆動装置
の他の実施例について、説明する。６０は発振器であ
り、揺動翼２１の根元部２１ａに振動を与えるように作
動する。この発振器６０としては、種々のバイブレータ
等、公知技術を用いることができる。６２は振動支持部
材であり、揺動案内手段として作用する。すなわち、振
動支持部材６２は、揺動翼２１を支持する支持部材を兼
ねると共に、揺動翼２１自体の固有振動数による共振運
動による揺動運動を案内する。

【００６８】共振現象を利用して、揺動翼２１の揺動運
動を発生させるメカニズムを以下に説明する。物体（物
質）には物体固有の固有振動数がある。物体に外部から
振動を与え、この固有振動数に同調させると物体自身が
振動を発する。すなわち、この状態が、物体の発振状態
或いは共振状態ということになる。このメカニズムを応
用し、揺動翼２１の揺動運動を発生させる。すなわち、
揺動翼２１の揺動運動を発生させるには、揺動翼２１の
根元部２１ａに、揺動翼２１の固有振動数に対応した振
動（一般的に低振幅高周波運動）を与え、揺動翼２１を
共振状態（一般的に高振幅低周波運動）にさせればよ
い。

【００６９】さらに詳細には、先ず、揺動翼２１の形状
・材質は以上に述べたものと同様のものを用いれば良
い。根元部２１ａに揺動翼２１の揺動方向に合致した振
動（一般的に低振幅高周波振動）を与える（印加す
る）。このように振動を印加すると、揺動翼の中間部２
１ｂから先端部２１ｃにおいてドルフィンキックのよう
な揺動運動（一般的に高振幅低周波振動）が起きる（誘
起される）。これにより、揺動翼２１の回りに存在する
流体に波動的流体運動（波動流）が発生する。

【００７０】揺動翼２１は振動支持部材６２によって、
片持ち支持され、自由端が大きく振動する形態になって
いる。このため、高振幅で低周波の振動（共振）が発生
し、揺動運動が好適に誘起される。これによれば、揺動
翼２１の揺動運動が好適に発生し、前述したようにＺ方
向へ波動を伴った流体の流れ（波動流Ｗ）を好適に発生
させることができる。このように発振器を駆動源とすれ
ば、駆動モータ等の回転駆動力機構を必要としないため
メカニズムが簡略化できる。また、簡略化されたメカニ
ズムにより、運動変換装置がよりコンパクトに、また低
コストになる。

【００７１】以上のような発振器を駆動源とする運動変
換装置における揺動翼２１の配置について説明する。先
ず、発振器を駆動とする場合は、揺動翼２１の配置は、
図２１に示すように直線多列状配置が基本となる。これ
によれば、振動が付与される方向と、揺動翼２１の揺動
方向を容易に一致させることが可能であり、容易に構成
でき、波動流Ｗを効率良く発生できる。なお、揺動翼２
１がマトリクス状配置の場合は、図２２に示すように、
例えば円振動等を与えれば、波動流Ｗを効率良く発生で
きる。但し、この場合は、振動を与える方法が複雑にな
るため複雑な振動発生装置を要する。

【００７２】次に、運動変換装置を好適にスケールアッ
プするための揺動翼ユニット２４Ａの配置例を、第９〜
１４実施例について説明する。なお、揺動翼ユニット２
４Ａの配置について各実施例に共通することは、揺動翼
ユニット２４Ａが、複数、対称性を備えてマトリクス状
に配されていることにある。（第９実施例）図２３は、第１実施例と同様に複数の揺
動翼２１を平行に配した直線多列状配置の揺動翼ユニッ
ト２４Ａを、複数、単純に揺動翼２１の方向を同一方向
に向けて２次元的（平面的）に並べて固定したものであ
る。この形態は、複数の揺動翼ユニット２４Ａを連設し
たものであるため、以下、「揺動翼ユニット連設体」と
いう。

【００７３】この第９実施例によれば、運動変換装置
を、容易且つ低コストに大型化できる。これは、揺動翼
ユニット２４Ａは、複数の揺動翼２１が所定のサイズの
枠体２５に固定されて形成されたものであり、比較的小
さな型によって安価で且つ大量に生産できるためによ
る。また、この揺動翼ユニット２４Ａが、複数、固定さ
れる枠構造体６６も複雑な形態ではないため、容易に製
造できることにもよる。

【００７４】このように形成された揺動翼連設体によれ
ば、揺動翼２１の案内面２１ｆ、２１ｒに直交する方向
に直線往復動によって揺動運動されることで、全面から
均一な波動流を効率良く発生できる。例えば、送風機と
して利用すれば、全面が送風面となり、薄型であると共
に高効率送風を向上できる。また、揺動翼ユニット２４
Ａの連設配置を自由に設定することができる。したがっ
て、サイズ及び形状の種々の要請に対して柔軟に対応で
きる。

【００７５】（第１０実施例）図２４は、第１実施例と
同様に複数の揺動翼２１を平行に配した直線多列状配置
の揺動翼ユニット２４Ａを、複数、互い違いに揺動翼２
１の方向を変えて２次元的（平面的）に並べて固定した
揺動翼ユニット連設体である。この第１０実施例は、第
９実施例と同様の効果を得ることができると共に、特定
平面１６内で相対回転運動されると、Ｘ方向に配された
各ユニット毎の複数の揺動翼２１ｘによって発生するＹ
方向成分の波動流Ｗｙと、Ｙ方向に配された各ユニット
毎の複数の揺動翼２１ｙによって発生するＸ方向成分の
波動流Ｗｘとが、合成されて合成波動流を発生させる。
従って、効率の良い機械運動から流体運動への運動の変
換ができる。

【００７６】（第１１実施例）図２５は、第２実施例と
同様に複数の揺動翼２１をＸ方向及びＹ方向に千鳥状に
配したマトリクス状配置の揺動翼ユニット２４Ｂを、複
数、２次元的（平面的）に並べて固定した揺動翼ユニッ
ト連設体である。この第１１実施例は、第９実施例と同
様の効果を得ることができると共に、特定平面１６内で
相対回転運動されると、Ｘ方向に配された各揺動翼２１
ｘによって発生するＹ方向成分の波動流Ｗｙと、Ｙ方向
に配された各揺動翼２１ｙによって発生するＸ方向成分
の波動流Ｗｘとが、合成されて合成波動流を発生させ
る。従って、第１０実施例よりも局所的に合成波動流を
発生させるもので、より均一な波動流が発生することに
なる。

【００７７】（第１２実施例）次に図２６及び２７に基
づいて、多段型の運動変換装置について説明する。図２
６は斜視図である。また、図２７（ａ）は２段型の装置
を説明する平面図であり、図２７（ｂ）は正面断面図で
ある。前記運動変換装置が、流体の流れ方向に多段に設
けられたことで、より高圧な流体を発生したり、高圧な
流体を受けてより大きな電気エネルギー等を出力でき
る。その原理を図２７の２段型の装置を、相対回転運動
を駆動源とする送風機として用いた場合について以下に
説明する。

【００７８】上下２段のフィンパネル１０は、旋回位置
が１８０°ずれた位置に重ねられている。また、旋回半
径を、図１０の実施例と同様、隣合う旋回フィン１１同
士にかかる間隔の半分の長さに設定してある。フィンパ
ネル１０の各部の詳細は、図１０の実施例と同一であ
り、説明を省略する。この送風機によれば、上下２段の
フィンパネルに１８０°位相のずれた同一旋回半径の自
転しない旋回運動（相対回転運動）をさせると、黒塗り
の矢印Ｒが上段の旋回フィン１１の軌跡であれば、白抜
きの矢印ｒが下段の旋回フィン１１の軌跡になる。図２
７（ａ）の平面図に点線で円形に示したような上下に貫
通する所定スペース１８ａにおいて、上下２段の旋回フ
ィン１１が同時に風を切ることになる。従って、その所
定スペース１８ａにおいて効率的な昇圧作用が生じる。

【００７９】次に、揺動翼ユニット連設体を、流体の流
れ方向である第３方向に重ねて多段に配した機械運動と
流体運動の変換装置を、第１３実施例及び第１４実施例
で説明する。（第１３実施例）図２８は、揺動翼ユニット連設体を２
段に重ねる際に用いる１段目揺動翼ユニット連設体８１
と２段目揺動翼ユニット連設体８２とを、並べて記載し
た説明図である。１段目揺動翼ユニット連設体８１は、
第１実施例と同様に複数の揺動翼２１を平行に配した直
線多列状配置の揺動翼ユニット２４Ａを、複数、単純に
揺動翼２１の方向をＹ方向に向けて２次元的（平面的）
に並べて固定したものである。これに対し、２段目揺動
翼ユニット連設体８２は、揺動翼ユニット２４Ａを、複
数、単純に揺動翼２１の方向をＸ方向に向けて２次元的
（平面的）に並べて固定したものである。この２つの揺
動翼ユニット連設体８１、８２は、実際にはＺ方向に重
ねて配置される。

【００８０】このように１段目揺動翼ユニット連設体
（以下、「１段目」という）８１と２段目揺動翼ユニッ
ト連設体（以下、「２段目」という）８２とを設定する
ことで、各段ごとに配置する直線多列状翼体の位相を変
えたことになる。この２段方式で考えれば、1段目８１
と２段目８２で配置位相を９０度ずらしたことになる。
これにより、１段目８１で発生する波動流Ｗｘのモーシ
ョンがサインカーブとすれば２段目で発生する波動流Ｗ
ｙのモーションがコサインカーブとなる。出力する波動
流は、その二つの波動流が合成されたものとなり、波動
流特有の脈動が解消され、平均した一定流となる。さら
に３段方式、４段方式と多段化する場合は適宜に直線多
列状翼体の配置位相をずらし、出力する合成波動流を脈
動のない均一なものとすることができる。

【００８１】なお、第１段目８１と２段目８２では、Ｚ
方向に関して位置が異なっている。このため、Ｚ方向に
流れる波動について、Ｚ方向の位置の違いによる位相の
差が生じる。従って、1段目８１のサインカーブ波動流
と２段目８２のコサインカーブ波動流とを理想的に合成
するには、そのＺ方向の位置による位相差を調整すれば
よい。この調整は、例えば、第１段目８１と２段目８２
との旋回位相の角度関係等を調整することで容易にでき
る。

【００８２】このように、揺動翼ユニット連設体を多段
式にすることにより、各段ごとに逐次、流体動のエネル
ギ上昇（昇圧）をさせることができる。なお、流体動の
エネルギが各段ごと上昇するため、これに対応して、各
段ごとに逐次、揺動翼の翼体の剛性を上げることを要す
る。本実施例では、1段目８１より2段目８２の剛性を高
くすればよい。また、揺動翼ユニット連設体を多段式に
することにより、流体動のエネルギ上昇（昇圧）のみな
らず、流体動の脈動を抑制し均一な一定流の流体運動を
発生させることができる。特に高圧・高エネルギを必要
とする送流機械（タービン、高圧ポンプ等）を構成する
際には、本実施例のような直線多列状翼体における多段
式配置が波動流Ｗを好適に合成することができるため有
効である。なお、以上の効果は、揺動翼ユニット連設体
から構成される第１３実施例に限定されるものでなく、
揺動翼ユニット連設体を使用しない多段式の運動変換装
置においても好適に生じるのは勿論である。

【００８３】（第１４実施例）図２９は、揺動翼ユニッ
ト連設体を２段に重ねる際に用いる１段目揺動翼ユニッ
ト連設体８１と２段目揺動翼ユニット連設体８２とを、
並べて記載した説明図である。１段目揺動翼ユニット連
設体８１は、第１０実施例と同様に、複数の揺動翼２１
を平行に配した直線多列状配置の揺動翼ユニット２４Ａ
を、複数、互い違いに揺動翼２１の方向を変えて２次元
的（平面的）に並べて固定したものである。これに対
し、２段目揺動翼ユニット連設体８２は、１段目揺動翼
ユニット連設体８１とは、各揺動翼ユニット２４Ａの方
向がＸ、Ｙ反対になるよう、すなわち、位置位相が９０
度ずれるように２次元的（平面的）に並べて固定したも
のである。この２つの揺動翼ユニット連設体８１、８２
は、実際にはＺ方向に重ねて配置される。

【００８４】これによれば、第１３実施例と同様の作用
効果を奏することができる。なお、第１４実施例の場合
は、Ｘ方向に配された各ユニット毎によって発生するＹ
方向成分の波動流Ｗｙと、Ｙ方向に配された各ユニット
毎によって発生するＸ方向成分の波動流Ｗｘとが、合成
されて合成波動流を発生させる。従って、第１３実施例
よりも局所的に合成波動流を発生させるもので、より均
一な波動流が発生することになる。

【００８５】（第１５実施例）次に、図３０〜３３に基
づいて案内手段の一実施例（第１５実施例）について詳
細に説明する。図３０は平面図、図３１は図３０の実施
例の側面図、図３２は図３０の実施例の背面図、図３３
は図３０の実施例にかかる案内手段の詳細を示す部分断
面図である。なお、フィンパネル１０については、図３
０及び３２で、複数の旋回フィン１１にかかる一形態の
一部を二点鎖線で記載して他の部分を省略してある。本
実施例の案内手段２２では、一方部３１が、矩形枠状の
基体２０の所定位置で軸心を中心に回転する回転軸３４
に固定されると共に、他方部３２が、フィンパネル１０
に回転可能に軸着された複数のクランクレバー３０を備
える。本実施例では４個のクランクレバー３０が基体の
４角に配設されており、各クランクレバー３０の他方部
３２が、矩形のフィンパネル１０の対応する各角部に軸
着されている。また、４個のクランクレバー３０は、一
方部３１と他方部３２の間の距離が等しく形成されてい
る。これにより、２点鎖線で示したフィンパネル１０
に、好適に自転しない旋回運動をさせることができる。
なお、クランクレバー３０は、少なくとも２個あれば、
フィンパネル１０に自転しない旋回運動をさせることが
できる。

【００８６】また、本実施例は送風機に好適に利用でき
る案内手段であり、旋回フィン１１が、案内面１１ａに
よって流体（空気）の流れを発生させる送風機の羽根と
することができる。なお、ポンプに利用する際には、旋
回フィン１１がポンプのインペラに相当することにな
る。また、３６は駆動モータであり、旋回フィン１１を
自転しない旋回運動させる駆動装置として作動する。こ
の駆動モータ３６の出力軸３６ａが、カップリング３７
で回転軸３４に連結されている。回転軸３４はベアリン
グ３８で基体２０の平面に対して直交する軸心を中心に
回転自在に装着されている。この回転軸３４の一方端に
は前述したようにクランクレバー３０の一方部３１が固
定されている。そして、回転軸３４の他方側にはプーリ
４０が固定されている。

【００８７】また、駆動モータ３６の出力軸３６ａが固
定されていない３個の回転軸３４についても、一方端に
はクランクレバー３０の一方部３１が固定され、他方側
にはプーリ４０が固定されている。そして、４個のプー
リ４０にはベルト４２が掛け回されている。従って、駆
動モータ３６を回転させると、プーリ４０及びベルト４
２と、回転軸３４及びクランクレバー３０から成るクラ
ンク機構とを介して、フィンパネル１０に、好適に、自
転しない旋回運動をさせることができる。なお、３３は
バランスウエイト部であり、クランクレバー３０の他方
部３２とは反対側の部分に設けられている。これによ
り、偏心した運動である自転しない旋回運動をするフィ
ンパネル１０と、重量的にバランスをとり、その運動を
スムースにすることができる。

【００８８】また、本実施例のクランクレバー３０の他
方部３２には支持軸３２ａが固定されており、フィンパ
ネル１０には、支持軸３２ａが軸着されるようにベアリ
ング２８が設けられている。なお、このクランクレバー
３０の他方部３２にかかるフィンパネル１０との軸着に
関しては、本実施例と反対に、他方部３２にベアリング
を設け、フィンパネル１０に支持軸を固定してもよい。
また、本実施例ではクランクレバー３０は、特定平面１
６及び基体２０の面と平行に設けられ、それらの面に平
行に旋回するように形成されている。これにより、装置
の薄型化ができる。

【００８９】（第１６実施例）次に、図３４の実施例
（第１６実施例）に基づいて２段型の案内手段について
説明する。なお、図３３の実施例（第１５実施例）の構
成と同等の構成については、同一の符号を付して説明を
省略する。１０１は一段目のフィンパネルであり、１０
２は２段目のフィンパネルである。また、３０１は一段
目のクランクレバーであり、３０２は２段目のクランク
レバーであり、回転軸３４の両端にそれぞれ位相を１８
０°ずらして固定されている。４０１は駆動プーリであ
り、駆動モータ３６の出力軸３６ａに固定されている。
４０２は従動プーリであり、回転軸３４に固定されてい
る。４２０はベルトであり、駆動プーリ４０１から従動
プーリ４０２に動力を伝達する。このような２段型の旋
回動と流体の流れとの変換装置によれば、バランスよく
前述したように高出力を発生できる。

【００９０】（第１７実施例）次に、図３０〜３３の実
施例（第１５実施例）と同等の案内手段を用いて構成さ
れた送風機５０（第１７実施例）について図３５及び３
６に基づいて説明する。なお、第１５実施の構成と同等
の構成については、同一の符号を付して説明を省略す
る。５２は吸入側のフードあり、５４は吐出側のフード
である。これらのフードの内壁面に案内されて、フィン
パネル１０の裏面１３側から表面側へ、空気が好適に流
れる。また、５６は吸入側の安全ネットカバーであり、
５８は吐出側の安全ネットカバーである。なお、この送
風機５０の羽根（旋回フィン１１）は自転しない旋回運
動をするため、巻き込まれる心配がない。また、全面が
等速運動をするため比較的安全である。これに対して、
従来の軸流ファンでは、回転する羽根車の外周の速度が
特に速くなり、危険である。なお、本実施例では、駆動
モータ３６を図３５に示すように背面左下に装着した
が、これに限定されるものではなく、他の位置に設けて
もよいし、また、薄型モータ（フラットモータ）等で駆
動してもよいのは勿論である。

【００９１】以上に説明した案内手段では、１個の駆動
モータ３６によって、ベルト４２を介して４個のクラン
クレバー３０を旋回同期駆動させたが、本発明はこれに
限定されるものではない。例えば、ベルト４２を２個の
プーリ４０に掛け回し、二個のクランクレバー３０を旋
回同期駆動させ、他のクランクレバー３０については単
に追動させるようにしてもよい。これによっても、比較
的バランスよく、フィンパネル１０に自転しない旋回運
動をさせることができる。また、４個の駆動モータ３６
によって、４個のクランクレバー３０をそれぞれ旋回駆
動させてもよい。この場合は、１個当たりの駆動モータ
３６の出力が小さくてもよいから、小型の駆動モータ３
６を使用できる。従って、装置の薄型化等が可能にな
る。さらに、２個の駆動モータ３６によって対角に配さ
れた２個のクランクレバー３０を直接旋回させ、他の２
個のクランクレバーについては追動させるようにしても
よいなど、用途に応じて選択的に設定すればよい。

【００９２】（第１８実施例）次に図３７及び図３８に
基づいて第１８実施例について説明する。第１８実施例
は、送風機（機械運動から流体運動への変換装置）であ
り、本発明にかかる揺動翼２１が、送風機の翼として用
いられている。図３７は第１８実施例の外観斜視図であ
り、図３８は第１８実施例の内部構造にかかる要部を説
明する断面図である。この第１８実施例は、整流パネル
８４がある点で、第１７実施例の送風機と異なり、その
内部構造は、第１５実施例（特に図３３参照）とほぼ同
一に構成されている。第１５実施例及び第１７実施例と
同等の構成には、同一の符号を付して説明を省略する。
整流パネル８４は、流体（空気）の流れの方向（Ｚ方
向）に平行な面を備える整流板が、格子状に組まれた状
態に形成され、空気の排出側に固定されている。この整
流パネル８４によれば、Ｚ方向へ所定の距離延設された
面がガイド面となって、流れの整流及び風向の調整が好
適にできる。なお、８３は吸引パネルであり、空気が導
入される側に固定されている。この吸引パネル８３は、
主にカバーとしての効果を奏する。

【００９３】（第１９実施例）次に図３９に基づいて第
１９実施例について説明する。第１９実施例は、送風機
（機械運動から流体運動への変換装置）の内部構造であ
り、本発明にかかる揺動翼２１が、送風機の翼として２
段に用いられている。図３９は第１９実施例の内部構造
を説明する断面図である。この第１９実施例は、第１６
実施例と同様に揺動翼ユニット（フィンパネル）を２段
に設けた点で共通しているが、回転軸３４の支持にかか
る構成が相違している。また、第１８実施例とは送風機
に適用した点で共通している。第１６実施例及び第１８
実施例と同等の構成には、同一の符号を付して説明を省
略する。第１９実施例では、回転軸３４が両端で軸受さ
れて支持されている。このため、揺動翼ユニット２４Ａ
の運動をバランス良く好適に受けることができ、振動の
発生を抑制できると共に、装置の耐久性を向上できる。
また、カウンターウエイト３３を、各揺動翼ユニット２
４Ａの表裏の両側に配置してある。このため、重量バラ
ンス（回転バランス）をより好適に取ることができ、よ
りスムースな運動を得ることができる。

【００９４】第１６実施例及び第１９実施例では、一つ
の駆動モータ３６を用い、その一つの駆動モータを一つ
の回転軸３４に連結し、他の回転軸３４については従動
させている。このような１点駆動は、各クランクレバー
３０の配置間隔が比較的小さいときには問題はないが、
間隔が大きいときは、各回転軸３４の回転位相が狂い振
動となる。このため、各回転軸３４を駆動モータ３６で
直接的に駆動（２点以上の多点駆動）し、各回転軸３４
の回転位相のずれを補正し振動を抑制してもよい。この
ように複数の駆動モータ３６を用いて複数の回転軸３４
を同期させて回転させれば、各回転軸３４にかかるトル
クバランスを取ることができ、振動を抑制できる。

【００９５】（第２０実施例）次に図４０及び図４１に
基づいて第２０実施例について説明する。第２０実施例
は、温風吐出装置であり、本発明にかかる揺動翼２１
が、送風機の翼として用いられている。図４０は第２０
実施例の外観斜視図であり、図４１は第２０実施例の内
部構造を模式的に説明する断面図である。８５Ａは温風
が吐出する温風吐出口であり、吐出流の整流及び方向制
御を行うように、方向変換のできるルーバー８６Ａを有
する。８７Ａは冷気の流入口である。８１Ａは一段目の
揺動翼ユニットであり、８２Ａは二段目の揺動翼ユニッ
トであり、位相を９０度ずらした状態にクランク軸（回
転軸３４）に装着され、相対回転運動されるように、揺
動案内手段によって案内されている。また、揺動案内手
段は、第１９実施例と同様に設けられており、第１９実
施例と同等の構成には、同一の符号を付して説明を省略
する。また、８８はヒーター部であり、８９は反射板で
ある。従って、この第２０実施例によれば、流入口８７
Ａから流入された冷気は、ヒーター部８８で加熱され、
二段式の揺動翼ユニット８１Ａ、８２Ａによって吸引さ
れて、吐出口から好適に排出することができる。送風機
を構成する部分を薄型に設定することができるため、薄
型の温風発生装置を好適に製作することができる。以
上、温風吐出装置について説明したが、上記ヒーター部
８８を冷房機の冷却部に代え、反射板８９を取れば、薄
型で高効率の冷風吐出装置を好適に製作することができ
る。

【００９６】（第２１実施例）次に図４２及び図４３に
基づいて第２１実施例について説明する。第２１実施例
は、軸流ポンプ装置であり、本発明にかかる揺動翼２１
が、液体流を発生させる翼として用いられている。図４
２は第２１実施例の外観斜視図であり、図４３は第２１
実施例の内部構造を模式的に説明する断面図である。８
５Ｂは高圧流体が流出される流出口であり、流出抵抗を
低減させるように、ベルマウス状に形成されている。ま
た、８７Ｂは流体が流入される流入口であり、流入抵抗
を低減させるように、ベルマウス状に形成されている。
８１Ｂは一段目の揺動翼ユニットであり、８２Ｂは二段
目の揺動翼ユニットであり、位相を９０度ずらした状態
にクランク軸（回転軸３４）に装着され、相対回転運動
されるように、揺動案内手段によって案内されている。
また、揺動案内手段は、第１９実施例と同様に設けられ
ており、第１９実施例と同等の構成には、同一の符号を
付して説明を省略する。この第２１実施例によれば、流
入口８７Ｂから流入された流体、例えば水或いは油等の
液体を、高圧にして流出口８５Ｂから好適に排出するこ
とができる。

【００９７】（第２２実施例）次に図４４及び図４５に
基づいて第２２実施例について説明する。第２２実施例
は、ボート等の船舶であり、本発明にかかる揺動翼２１
が、船舶の推進機用の翼として用いられている。図４４
は第２２実施例の外観斜視図であり、図４５は第２２実
施例の内部構造を模式的に説明する断面図である。９０
は船体であり、９１は揺動翼推進装置である。また、９
２Ａはエンジンであり、揺動翼推進装置９１を駆動する
駆動源となっている。なお、駆動源はエンジン９２Ａに
限定されるものではなく、電動モータ等でも駆動可能で
あることは勿論である。８５Ｃは高圧水が流出される吐
出口であり、流出流の整流及び方向制御を行うように、
方向変換のできる方向舵９３Ａを有する。また、８７Ｃ
は流体（水）が流入される流入口であり、水の抵抗を低
減させるように、ベルマウス状に形成されている。８１
Ｃは一段目の揺動翼ユニットであり、８２Ｃは二段目の
揺動翼ユニットであり、位相を９０度ずらした状態にク
ランク軸（回転軸３４）に装着され、相対回転運動され
るように、揺動案内手段によって案内されている。ま
た、揺動案内手段は、第１９実施例と同様に設けられて
おり、第１９実施例と同等の構成には、同一の符号を付
して説明を省略する。この第２２実施例によれば、吐出
口８５Ｃから吐出される高圧水の反力により、船体を好
適に推進させることができる。

【００９８】（第２３実施例）次に図４６及び図４７に
基づいて第２３実施例について説明する。第２３実施例
は、航空機であり、本発明にかかる揺動翼２１が、航空
機の推進機用の翼として用いられている。図４６は第２
３実施例の外観斜視図であり、図４７は第２３実施例の
内部構造を模式的に説明する断面図である。９４は航空
機のコクピットであり、９５は揺動翼推進装置である。
また、９２Ｂはエンジンであり、各回転軸３４に連結さ
れている。すなわち、４個のエンジン９２Ｂが揺動翼推
進装置９５を駆動する強力な駆動源となっている。８５
Ｄは高圧空気が流出される吐出口であり、流出流の整流
及び方向制御を行うように、方向変換のできる方向舵９
３Ｂを有する。また、８７Ｄは流体（空気）が流入され
る流入口である。８１Ｄは一段目の揺動翼ユニットであ
り、８２Ｄは二段目の揺動翼ユニットであり、位相を９
０度ずらした状態にクランク軸（回転軸３４）に装着さ
れ、相対回転運動されるように、揺動案内手段によって
案内されている。また、揺動案内手段は、第１９実施例
と同様に設けられており、第１９実施例と同等の構成に
は、同一の符号を付して説明を省略する。この第２３実
施例によれば、吐出口８５Ｄから吐出される空気の反力
により、航空機を好適に推進させることができる。な
お、航空機としては、ヘリコプターに代わるものとして
利用でき、空中へ浮上するということでは、ホバークラ
フトに代わるものとしても好適に利用できる。

【００９９】次に本発明にかかる他の基本的な実施の形
態である流体運動エネルギから機械運動エネルギへの変
換装置について、図４８に基づいて説明する。図４８
は、揺動翼２１が、第３の方向（Ｚ方向）から波動を伴
った流体の流れを受け、前記揺動案内手段を介して揺動
運動を発生させる原理を模式的に説明する説明図であ
る。この実施の形態は、前記した実施例で説明した揺動
翼２１に対する流体の流れの方向を反対にしたものであ
り、波動的流体運動（波動流）のエネルギを揺動翼２１
で吸収して揺動翼２１に揺動運動を発生させるものであ
る。

【０１００】次に本実施の形態にかかる背景について説
明する。自然界で波動的流体運動（波動流運動）をする
ものとして代表的なものは、海上を伝わる波がある。近
年、波力発電等、自然のクリーンエネルギから電力等の
有効なエネルギを得ることが提唱されているが、効率的
で有効なメカニズムが提案されていないのが実情であ
る。これに対して、本願発明者は、前述したような揺動
翼２１の機械運動（揺動運動）によって流体に波動流運
動を効率よく発生できるのであれば、逆に波動流運動か
ら揺動翼２１の機械運動（揺動運動）を効率よく発生さ
せることもできることに着目し、流体の波動流運動か
ら、機械運動である揺動運動を得ることを介してエネル
ギを得るメカニズムを開発した、これによれば、自然の
クリーンエネルギから電力等の有効なエネルギを効率良
く得ることができる。

【０１０１】なお、海上を伝わる波のような液体だけで
なく、陸上を伝わる風のような気体もまた波動流運動を
している。陸の地形や温度差等は空気の流れに複雑な影
響を及ぼす。風向計の風向きが常に変化する状況や風に
揺れる木々の動き、風になびく吹き流しのはためきなど
の動きを観察すれば、その流体運動が一定流でなく、波
動流運動となっていることがわかる。これらの自然界の
波動流運動は揺動翼２１を使用して機械運動に変換する
ことができる。そして、その機械運動から電力等の有効
なエネルギを得ることができる。

【０１０２】流体運動から機械運動に変換する装置に用
いられる揺動翼２１の形状、材質等の仕様は、基本的に
機械運動から流体運動に変換する装置に用いられるもの
と同一でよい。また、図４８に示すように、波動流Ｗの
流入方向は、揺動翼２１の先端側（Ｚ方向）からとす
る。波動流Ｗの上向きの波動力Ｆ１が作用した場合は、
揺動翼２１を上方へしならせると共に、揺動翼２１を全
体に押し上げる。また、波動流Ｗの下向きの波動力Ｆ２
が作用した場合は、揺動翼２１を下方へしならせると共
に、揺動翼２１を全体に押し下げる。この動作が繰り返
しなされることで、揺動翼２１が揺動運動する。また、
波動流Ｗは、揺動翼２１を通過することで減衰され、整
流化される。これにより、波動流Ｗの運動エネルギが、
揺動翼２１の揺動運動のエネルギに好適に変換される。

【０１０３】また、揺動翼２１の正弦波運動による揺動
力エネルギを、機械運動を介して電気エネルギ等に変換
する場合においては、揺動翼２１の直線往復運動等の揺
動運動をそのまま使用できる。また、揺動運動を直接利
用する方法に限定されるものではなく、第６実施例又は
第７実施例の揺動案内手段であるを反対に利用すれば、
回転運動を好適に取り出すことができる。すなわち、第
６実施例又は第７実施例の入力と出力の関係を反対に用
いれば、揺動力エネルギを、機械運動を介して電気エネ
ルギ等に変換する変換装置とすることができる。また、
出力される機械運動の方向性を規定するためには、第６
実施例又は第７実施例の機構に対し、ラチェット機構や
ワンウェイクラッチ機構などの逆転防止機構を備えれば
よい。これにより一定方向の回転運動を得ることができ
る。また、自然界に存在する波動流Ｗの波動周波数は一
般に低周波数であり、指向性（直進性）が低く、拡散性
（回り込み）が高い。そのため、波動流Ｗの流入側に、
ハの字状の波動流集合フードを設ければ、変換効率を向
上できる。

【０１０４】（第２４実施例）第２４実施例は、波力発
電装置であり、本発明にかかる揺動翼２１が、波力発電
装置用の翼として用いられている。図４９は第２４実施
例の外観斜視図であり、図５０は第２４実施例の内部構
造を模式的に説明する断面図である。２０Ａは海中に固
定される基台である。９６は発電機であって、海上に位
置するように基台２０Ａ上に固定されている。９７Ａは
流体運動から機械運動への変換装置であって、海中に没
した状態に基台２０Ａ上に固定されている。９８Ａは波
動流集合フードであり、波動流Ｗの流入口８７Ｐ側に、
ハの字状に案内板が配設されている。また、８５Ｐは波
動流Ｗの流出口である。８１Ｐは揺動翼ユニット連設体
であり、クランク軸（回転軸３４）に装着され、相対回
転運動されるように、揺動案内手段によって案内されて
いる。また、揺動案内手段は、第１９実施例の揺動翼ユ
ニット２４Ａが揺動翼ユニット連設体８１Ｐとなってお
り、一段構造に設けられている。第１９実施例と同等の
構成には、同一の符号を付して説明を省略する。

【０１０５】この第２４実施例によれば、波動流集合フ
ード９８Ａから流入した海水の波動流Ｗが揺動翼ユニッ
ト２４Ａを通過する際に、揺動翼２１を作動させる。そ
して、その揺動翼２１の揺動運動をクランクレバー３０
の作用によって回転運動に変換して発電機を作動させ
る。これにより、発電機から電力得ることができる。

【０１０６】（第２５実施例）第２５実施例は、風力発
電装置であり、本発明にかかる揺動翼２１が、風力発電
装置用の翼として用いられている。図５１は第２５実施
例の外観斜視図であり、図５２は第２５実施例の内部構
造を模式的に説明する断面図である。２０Ｂは陸上に固
定される基台である。９６は発電機であって、基台２０
Ｂ上に固定されている。９７Ｂは流体運動から機械運動
への変換装置であって、基台２０Ｂ上に固定されてい
る。９８Ｂは波動流集合フードであり、波動流Ｗの流入
口８７Ｑ側に、ハの字状に案内板が配設されている。ま
た、８５Ｑは波動流Ｗの流出口である。８１Ｑは一段目
の揺動翼ユニット連設体であり、８２Ｑは二段目の揺動
翼ユニット連設体であり、位相を９０度ずらした状態に
クランク軸（回転軸３４）に装着され、相対回転運動さ
れるように、揺動案内手段によって案内されている。ま
た、揺動案内手段は、第１９実施例の揺動翼ユニット２
４Ａが揺動翼ユニット連設体８１Ｑ、８２Ｑとなり、同
様に設けられている。第１９実施例と同等の構成には、
同一の符号を付して説明を省略する。

【０１０７】この第２５実施例によれば、波動流集合フ
ード９８Ｂから流入した波動流Ｗが揺動翼ユニット２４
Ａを通過する際に、揺動翼２１を揺動運動させる。そし
て、その揺動翼２１が設けられた揺動翼ユニット連接体
８１Ｑ、８２Ｑの揺動運動を、クランクレバー３０の作
用によって回転運動に変換して発電機９６を作動させ
る。これにより、発電機から電力得ることができる。

【０１０８】（第２６実施例）次に、図５３に基づい
て、旋回動と流体の流れとの変換装置が、流体の流れ方
向に多段に設けられた多段型の装置の一実施例（第２６
実施例）について説明する。なお、以上に説明した実施
例の構成と同等の構成については、同一の符号を付して
説明を省略する。本実施例をポンプ或いは送風機として
用いると、矢印Ｐの方向に流体の流れが発生する。すな
わち、駆動モータ３６を回転させると、４段のフィンパ
ネル１０が、交互にずれた位相で、同一方向に自転しな
い旋回運動をする。これにより、多段で昇圧された流体
の流れが矢印Ｐの方向に吐出される。なお、７０は、流
体の導入部である。

【０１０９】また、本実施例を前記駆動モータ３６に代
えて発電機とし、波動的流体運動から機械運動を得る装
置に用いると、矢印Ｆの方向から導入される波動流を受
けて、電気エネルギーを取り出すことができる。すなわ
ち、フィンパネル１０が波動流を受けると、その反動に
よって、自転しない旋回運動をする。これによって、発
電機が回転され、電力が発生するのである。

【０１１０】（第２７実施例）次に図５４に基づいて、
流体の波動流を介在させてエネルギの伝達を行う運動変
換装置の一実施例（第２７実施例）について説明する。
なお、以上に説明した実施例の構成と同等の構成につい
ては、同一の符号を付して説明を省略する。９９Ａは運
動変換装置の第１のサブユニットであり、第１の方向Ｘ
と第１の方向Ｘに直交する第２の方向Ｙによって規定さ
れる特定平面１６内に設けられた枠体である第１の支持
部材１９Ａと、特定平面１６に直交する第３の方向Ｚへ
延びるように第１の支持部材１９Ａによって片持ちに支
持されることで、特定平面１６に平行な方向について自
由端部側が根元部２１ａ側よりも大きく振れるように設
けられ、流体の流れを案内するように振れ方向に交差す
る第１面及び第２面を備える第１の揺動翼２１Ａと、第
１の揺動翼２１Ａが揺動運動されるように、第１の支持
部材１９Ａを介して根元部２１ａの揺動運動を案内する
第１の揺動案内手段とを具備する。また、９９Ｂは運動
変換装置の第２のサブユニットであり、第１の方向Ｘと
第１の方向Ｘに直交する第２の方向Ｙによって規定され
る特定平面１６内に設けられた枠体である第２の支持部
材１９Ｂと、特定平面１６に直交する第３の方向Ｚへ延
びるように第２の支持部材１９Ｂによって片持ちに支持
されることで、特定平面１６に平行な方向について自由
端部側が根元部２１ａ側よりも大きく振れるように設け
られ、流体の流れを案内するように振れ方向に交差する
第１面及び第２面を備える第２の揺動翼２１Ｂと、第２
の揺動翼２１Ｂが揺動運動されるように、第２の支持部
材１９Ｂを介して根元部２１ａの揺動運動を案内する第
２の揺動案内手段とを具備する。

【０１１１】運動変換装置の第１のサブユニット９９Ａ
によって機械運動から流体運動への変換を行い、運動変
換装置の第２のサブユニット９９Ｂによって流体運動か
ら機械運動への変換を行い、運動エネルギを伝達するよ
うに、第１の揺動翼２１Ａと第２の揺動翼２１Ｂ同士を
対向させて配してある。１００は管路であり、内部にオ
イル等の液体が充填されている。また、３６は駆動モー
タであり、９６Ａは被駆動物である。なお、各揺動案内
手段は、第１９実施例と同様に設けられており、第１９
実施例と同等の構成には、同一の符号を付して説明を省
略する。これによれば、流体の波動流を介在させて、エ
ネルギの伝達を好適に行うことができる。すなわち、駆
動モータ３６による回転入力が第１の揺動案内手段によ
って揺動翼２１Ａの揺動運動に変換され、流体の波動流
を発生させる。次に、その波動流が揺動翼２１Ｂの揺動
運動に変換され、さらに、その揺動運動が第２の揺動案
内手段によって被駆動物９６Ａを駆動させる回転出力に
変換される。また、この運動伝達装置によれば、波動流
Ｗを介在させるため、管路１００が曲がっていても好適
に運動を伝達できる。従って、運動又はエネルギの方向
性を好適に変換できる。また、伝達トルクのトルクリミ
ッターとしても機能し、装置の破壊を防止することがで
きる。

【０１１２】また、以上の実施例では、揺動翼２１がそ
の端部２１ｄにおいて、支持部材１９に一体的に形成さ
れた形態において説明したが、本発明はこれに限定され
るものではない。すなわち、揺動翼は、根元部２１ａが
支持部材１９によって保持されていればよく、揺動翼２
１の端部２１ｄで固定されていることを要しない。ま
た、図５５に示すように、揺動翼２１の自由端部（中間
部２１ｂ及び先端部２１ｃ）の長さが変更可能に、揺動
翼２１が支持部材１９に対して第３方向Ｚへ移動できる
ように保持されていても良い。これによれば、自由端部
の長さを調整できることから、揺動翼２１の振幅を調整
することができる。自由端部が長くなれば図５５（ａ）
のように、振幅を大きくすることができ、自由端部が短
くなれば図５５（ｂ）のように、振幅を小さくすること
ができる。このため、波動流Ｗを出力する場合は、その
出力の調整を行うことができる。また、反対に波動流Ｗ
を受けて、揺動翼２１の揺動運動を得る場合は、その変
換能力を調整できる。つまり、揺動翼２１の過度の運動
を防止できるなど、適正な機械動作を得ることができ
る。

【０１１３】さらに、以上の実施例では、揺動翼２１を
支持する支持部材１９の揺動運動（機械運動）を、揺動
案内手段を介して発電機等を回す運動に変換する構成に
ついて説明したが、本発明はこれに限定されるものでは
ない。例えば、図５６に示すように、後端２１ｄから棒
状に延設されたアーム部２１ｇを有する揺動翼２１が、
根元部２１ａで支持部材１９に保持され、アーム部２１
ｇによって、揺動案内手段を駆動するようにしても良
い。すなわち、支持部材１９に保持された根元部２１ａ
が支点となり、揺動翼２１の揺動部２１ｖ（中間部２１
ｂ及び先端部２１ｃ）が力点となり、アーム部２１ｇが
作用点となるてこの原理によって、揺動翼２１の揺動運
動をアーム部２１ｇの揺動運動Ｅとして取り出す。そし
て、このアーム部２１ｇの揺動運動を、揺動案内手段を
介して発電機等のエネルギ変換装置を駆動させる動力源
としても良い。以上、本発明の好適な実施例について種
々述べて来たが、本発明は上述の実施例に限定されるの
ではなく、発明の精神を逸脱しない範囲でさらに多くの
改変を施し得るのは勿論である。

【０１１４】

【発明の効果】本発明に係る運動変換装置によれば、特
定平面に直交する第３の方向へ延びるように支持部材に
よって片持ちに支持され、流体の流れを案内するように
振れ方向に交差する第１面及び第２面を備える揺動翼
が、支持部材を介して根元部の揺動運動を案内する揺動
案内手段によって、前記特定平面に平行な方向について
自由端部側が根元部側よりも大きく揺動運動することが
できる。このため、この揺動翼の揺動運動を駆動側とし
て用いれば、機械運動から流体運動への好適な変換装置
となり、反対に、この揺動翼の揺動運動を被駆動側とし
て用いれば、流体運動から機械運動への好適な変換装置
となる。この機械運動と流体運動の変換は、揺動翼の揺
動運動から発生する波動流、又波動流から発生する揺動
翼の揺動運動を介するもので、運動変換装置における薄
型化、高能率化、低コスト化、及び出力能力やサイズ等
の仕様にかかる変更の容易化等が可能となるという著効
を奏する。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明に係る運動変換装置の揺動翼の一実施形
態を説明する断面図である。

【図２】図１の揺動翼の揺動運動による波動流の発生状
況を説明する説明図である。

【図３】図１の揺動翼にかかる波動振幅及び波動周波数
と、波動流のエネルギの関係を説明する説明図である。

【図４】図１の揺動翼の揺動運動を説明する側面図であ
る。

【図５】図１の揺動翼の揺動運動を説明する説明図であ
る。

【図６】本発明に係る運動変換装置の第１実施例を示す
説明図である。

【図７】第１実施例の部分斜視図である。

【図８】本発明に係る運動変換装置の第２実施例を示す
説明図である。

【図９】第２実施例の部分斜視図である。

【図１０】本発明に係る運動変換装置の第３実施例を示
す説明図である。

【図１１】第３実施例の揺動翼の作動状態を説明する説
明図である。

【図１２】本発明に係る運動変換装置の第４実施例を示
す説明図である。

【図１３】本発明に係る運動変換装置の第５実施例を示
す説明図である。

【図１４】第５実施例の揺動翼の作動状態を説明する部
分斜視図である。

【図１５】第５実施例の断面図である。

【図１６】本発明に係る揺動翼の正弦波運動を発生させ
る運動機構を有する第６実施例の説明図である。

【図１７】第６実施例のＡ部詳細図である。

【図１８】本発明に係る揺動翼の正弦波運動を発生させ
る運動機構を有する第７実施例の説明図である。

【図１９】第７実施例のＡ部詳細図である。

【図２０】本発明に係る揺動翼の共振現象を利用した揺
動翼運動発生機構を説明する第８実施例の説明図であ
る。

【図２１】第８実施例の振動方向を説明する平面図であ
る。

【図２２】第８実施例の他の振動方向を説明する平面図
である。

【図２３】本発明に係る揺動翼ユニットの配置例を示す
第９実施例の平面図である。

【図２４】本発明に係る揺動翼ユニットの配置例を示す
第１０実施例の平面図である。

【図２５】本発明に係る揺動翼ユニットの配置例を示す
第１１実施例の平面図である。

【図２６】本発明に係る揺動翼を多段に配置した例を示
す第１２実施例の斜視図である。

【図２７】第１２実施例にかかる２段の揺動翼の動作に
ついて説明する説明図である。

【図２８】本発明に係る揺動翼ユニットを多段に配置す
る際の配置例を示す第１３実施例の説明図である。

【図２９】本発明に係る揺動翼ユニットを多段に配置す
る際の配置例を示す第１４実施例の説明図である。

【図３０】本発明に係る運動変換装置の一実施例を示す
第１５実施例の平面図である。

【図３１】第１５実施例の側面図である。

【図３２】第１５実施例の裏面図である。

【図３３】第１５実施例の案内手段の詳細を示す断面図
である。

【図３４】本発明に係る２段型の案内手段の一例を示す
第１６実施例の断面図である。

【図３５】本発明を送風機に用いた場合を示す第１７実
施例の外観斜視図である。

【図３６】第１７実施例の内部構造を説明する断面図で
ある。

【図３７】本発明を送風機に用いた場合を示す第１８実
施例の外観斜視図である。

【図３８】第１８実施例の内部構造にかかる要部を説明
する断面図である。

【図３９】本発明を送風機に用いた場合の内部構造を示
す第１９実施例の断面図である。

【図４０】本発明を温風機に用いた場合を示す第２０実
施例の外観斜視図である。

【図４１】第２０実施例の断面図である。

【図４２】本発明を軸流ポンプに用いた場合を示す第２
１実施例の外観斜視図である。

【図４３】第２１実施例の断面図である。

【図４４】本発明を船舶の推進機に用いた場合を示す第
２２実施例の外観斜視図である。

【図４５】第２２実施例の断面図である。

【図４６】本発明を航空機の推進機に用いた場合を示す
第２３実施例の外観斜視図である。

【図４７】第２３実施例の断面図である。

【図４８】本発明に係る流体運動を揺動運動によって機
械運動に変換する運動変換装置を原理的に説明する断面
図である。

【図４９】本発明を波力発電装置に用いた場合を示す第
２４実施例の外観斜視図である。

【図５０】第２４実施例の断面図である。

【図５１】本発明を風力発電装置に用いた場合を示す第
２５実施例の外観斜視図である。

【図５２】第２５実施例の断面図である。

【図５３】本発明に係る多段型運動変換装置の一例を示
す第２６実施例の断面図である。

【図５４】本発明をエネルギの伝達装置に用いた場合を
示す断面図である。

【図５５】本発明に係る運動変換装置の他の実施形態を
説明する説明図である。

【図５６】本発明に係る運動変換装置の他の実施形態を
説明する説明図である。

【符号の説明】

１０フィンパネル１１旋回フィン１１ａ案内面１５旋回フィン１６特定平面１８透孔１９支持部材２０基体、基板２１揺動翼２１ａ根元部２１ｆ第１面２１ｒ第２面２２案内手段２３開口２４揺動翼ユニット２５枠体２５ａ架橋部３０クランクレバー３１一方部３２他方部３４回転軸３６駆動モータ４４直動ガイド４６回転駆動カム４７溝カム５０送風機６０発振器６２振動支持部材６６枠構造体８１１段目揺動翼ユニット連設体８２２段目揺動翼ユニット連設体８５流出口８６ルーバー８７流入口９０船体９１船舶用推進機９２エンジン９３方向舵９４コクピット９５航空機用推進機９６発電機９９Ａ運動変換装置の第１サブユニット９９Ｂ運動変換装置の第２サブユニット１００管路

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】第１の方向と該第１の方向に直交する第
２の方向によって規定される特定平面内に設けられた支
持部材と、前記特定平面に直交する第３の方向へ延びるように前記
支持部材によって片持ちに支持されることで、前記特定
平面に平行な方向について自由端部側が根元部側よりも
大きく振れるように設けられ、流体の流れを案内するよ
うに振れ方向に交差する第１面及び第２面を備える揺動
翼と、該揺動翼が揺動運動されるように、前記支持部材を介し
て前記根元部の揺動運動を案内する揺動案内手段とを具
備することを特徴とする運動変換装置。
【請求項２】前記揺動翼の剛性が、自由端部側である
先端部側よりも根元部側ほど高いことを特徴とする請求
項１記載の運動変換装置。
【請求項３】前記揺動翼が、前記特定平面内に設けら
れた支持部材上に複数、平行に配されていることを特徴
とする請求項１又は２記載の運動変換装置。
【請求項４】前記揺動翼が、前記特定平面内に設けら
れた支持部材上に複数、各方向に平行に対称性を備えて
マトリクス状に配されていることを特徴とする請求項
１、２又は３記載の運動変換装置。
【請求項５】前記複数の揺動翼が、前記特定平面に平
行に設けられ、流体が前記第３の方向へ流れるように開
口を備える支持部材に支持されていることを特徴とする
請求項３又は４記載の運動変換装置。
【請求項６】前記特定平面に平行に設けられ、流体が
前記第３の方向へ流れるように開口を備える支持部材で
ある枠体において、リブ状に架け渡された形態の架橋部
上に、前記複数の揺動翼が一体的に成形されて支持され
ることで、前記枠体を単位にユニット化されて成る揺動
翼ユニットを備えることを特徴とする請求項３又は４記
載の運動変換装置。
【請求項７】前記揺動翼ユニットが、複数、対称性を
備えてマトリクス状に配されていることを特徴とする請
求項６記載の運動変換装置。
【請求項８】第１の方向と該第１の方向に直交する第
２の方向によって規定される特定平面内に設けられた支
持部材と、前記特定平面に直交する第３の方向へ延びるように前記
支持部材によって片持ちに支持されることで、前記特定
平面に平行な方向について自由端部側が根元部側よりも
大きく振れるように設けられ、流体の流れを案内するよ
うに振れ方向に交差する第１面及び第２面を備える揺動
翼と、該揺動翼が揺動運動されるように、前記支持部材を介し
て前記根元部の揺動運動を案内する揺動案内手段とを具
備する運動変換装置のサブユニットを、流体の流れ方向に重ねて多段に配したことを特徴とする
運動変換装置。
【請求項９】前記運動変換装置のサブユニットが、前
記特定平面に平行に設けられ、流体が前記第３の方向へ
流れるように開口を備える支持部材である枠体において
リブ状に架け渡された形態の架橋部上に、前記複数の揺
動翼が一体的に成形されて支持されることで、前記枠体
を単位にユニット化されて成る揺動翼ユニットを備える
ことを特徴とする請求項８記載の運動変換装置。
【請求項１０】前記揺動案内手段が、前記揺動翼が前
記特定平面に平行な一方向について直線的に揺動するよ
うに案内する直動ガイドであることを特徴とする請求項
１、２，３、４、５、６、７、８又は９記載の運動変換
装置。
【請求項１１】前記揺動案内手段が、前記揺動翼が自
転しない旋回運動をするように、前記特定平面に平行な
面内で２次元運動をさせる２次元運動機構であることを
特徴とする請求項１、２，３、４、５、６、７、８、９
又は１０記載の運動変換装置。
【請求項１２】前記２次元運動機構が、一方部が装置
の基体側で軸心を中心に回転する回転軸に固定されると
共に、他方部が前記揺動翼側に回転可能に軸着されたク
ランクレバーを複数備え、該複数のクランクレバーは、
前記一方部と他方部の間の距離が等しく形成されている
ことを特徴とする請求項１１記載の運動変換装置。
【請求項１３】前記複数のクランクレバーの一方部に
固定された各回転軸の少なくとも一つに、駆動モータ或
いは発電機等のエネルギ変換装置が連結されていること
を特徴とする請求項１２記載の運動変換装置。
【請求項１４】前記揺動翼が、駆動装置によって前記
揺動案内手段を介して揺動運動されることで、前記第３
の方向へ波動を伴った流体の流れを発生させることを特
徴とする請求項１、２，３、４、５、６、７、８、９、
１０、１１、１２又は１３記載の運動変換装置。
【請求項１５】前記揺動翼が、送風機の翼として用い
られることを特徴とする請求項１４記載の運動変換装
置。
【請求項１６】前記揺動翼が、液体流を発生させる翼
として用いられることを特徴とする請求項１４記載の運
動変換装置。
【請求項１７】前記揺動翼が、船舶の推進機用の翼と
して用いられることを特徴とする請求項１４記載の運動
変換装置。
【請求項１８】前記揺動翼が、航空機用の推進機用の
翼として用いられることを特徴とする請求項１４記載の
運動変換装置。
【請求項１９】前記駆動装置が発振器であり、揺動翼
自体の固有振動数による共振運動を利用するように、前
記揺動案内手段の前記揺動翼を支持する前記支持部材が
振動支持部材であって、前記発振器の振動を受けて前記
揺動翼が揺動運動されるように前記根元部の振動運動を
案内することを特徴とする請求項１４、１５、１６、１
７又は１８記載の運動変換装置。
【請求項２０】前記揺動翼が、前記第３の方向から波
動を伴った流体の流れを受け、前記揺動案内手段を介し
て揺動運動を発生させることを特徴とする請求項１、
２，３、４、５、６、７、８、９、１０、１１、１２又
１３記載の運動変換装置。
【請求項２１】前記揺動翼が、波力発電装置の翼とし
て用いられることを特徴とする請求項２０記載の運動変
換装置。
【請求項２２】前記揺動翼が、風力発電装置の翼とし
て用いられることを特徴とする請求項２０記載の運動変
換装置。
【請求項２３】第１の方向と該第１の方向に直交する
第２の方向によって規定される特定平面内に設けられた
第１の支持部材と、前記特定平面に直交する第３の方向へ延びるように前記
第１の支持部材によって片持ちに支持されることで、前
記特定平面に平行な方向について自由端部側が根元部側
よりも大きく振れるように設けられ、流体の流れを案内
するように振れ方向に交差する第１面及び第２面を備え
る第１の揺動翼と、該第１の揺動翼が揺動運動されるように、前記第１の支
持部材を介して前記根元部の揺動運動を案内する第１の
揺動案内手段とを具備する運動変換装置の第１のサブユ
ニットと、第１の方向と該第１の方向に直交する第２の方向によっ
て規定される特定平面内に設けられた第２の支持部材
と、前記特定平面に直交する第３の方向へ延びるように前記
第２の支持部材によって片持ちに支持されることで、前
記特定平面に平行な方向について自由端部側が根元部側
よりも大きく振れるように設けられ、流体の流れを案内
するように振れ方向に交差する第１面及び第２面を備え
る第２の揺動翼と、該第２の揺動翼が揺動運動されるように、前記第２の支
持部材を介して前記根元部の揺動運動を案内する第２の
揺動案内手段とを具備する運動変換装置の第２のサブユ
ニットとを、第１の揺動翼と第２の揺動翼同士を対向させて配し、運
動変換装置の第１のサブユニットによって機械運動から
流体運動への変換を行い、運動変換装置の第２のサブユ
ニットによって流体運動から機械運動への変換を行い、
運動エネルギを伝達することを特徴とする運動変換装
置。