JP2001032763A - 整合弾性体装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【目的】弾性体の弾力の強弱が、伸縮により変化する欠
点を改良し、必要作動距離間伸縮によって弾力変らない
装置とし、物体自体の重力を利用し、その物体を上下動
する機械等に利用する。 【構成】利用する相手方の力と釣合い状態が作れると云
う弾性体の性質を利用し、その釣合い状態を必要作動距
離間まで拡大し、設置方法も釣合い状態内の利用となる
様な構成とする。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】この発明は、物体が通常その位置
によって重量を変えることがないのと同様、弾性体が伸
縮するにも拘らず、必要作動距離間その弾力の強弱が変
らず、実施例に示す如く物体の上下動に関する機械その
他、機械の作動を画期的に容易にする装置として広く機
械の中枢作動部に利用する。

【０００２】

【従来の技術】従来本発明と或る程度同様な物にぜんま
いがあったが、質量が大で而もそれに比して弾力が非常
に弱く、本発明に比較して利用範囲は極めて狭く限られ
たものである。

【０００３】

【発明が解決しようとする課題】本発明は、単に複数の
弾性体を連繋小型化した上、従来の弾性体の利用方法に
より利用することを目的とするものではない。伸縮によ
りその弾力の強弱が変化する弾性体の欠点を改良し、相
手方の作動により又は相手方を作動させる為に弾性体が
伸縮するにも拘らず、必要作動距離間、その弾力の強弱
が変らず、又は相手方の作動力又は負荷に対する弾力の
強弱の比率が変らない機構とし、物体自体の重量を利用
したその物体の上下動に関する機械やその他の機械の、
中枢作動部の作動を画期的に容易にする装置として、必
要動力の省力化をはかることを課題とする。

【０００４】

【課題を解決する為の手段】（イ）弾性体は、相手方の
作動力又は負荷に対して、弾力に極端な強弱の差がない
限り釣合う位置がある。例えば、引バネに物体を吊した
場合、引バネの強弱により差はあるが引バネは或る程度
伸びた後、物体の重量と釣合った位置で止まる。この止
った位置から上方及び下方に幾粍とか幾糎等或る程度の
長さは云わば釣合い状態で、此の間は物体の重量と同様
引バネの弾力が殆んど変化しない為に物体は非常に微弱
な力で上下動が出来、無重力の物体と似たような動きと
なる。 （ロ）本発明は、上下動に限らず弾性体のこの釣合い状
態を必要作動距離間に拡大して利用し、或いはこの釣合
い状態より弾力を僅かに弱く又は僅かに強くし、この強
弱の割合の同一を必要作動距離間に拡大して利用する。 （ハ）拡大手段としては、個々の弾性体の相手方に対す
る釣合い状態の数値を測り、釣合い状態の合計が必要作
動距離に達する複数の弾性体を連繋する。釣合い状態
は、相手方に対し弾力が強ければ短く弱ければ長い。弾
力を僅かに弱くする場合は、相手方を実際より僅かに弱
くして釣合状態の位置と数値を測り、僅かに強くする場
合も相手方を僅かに強くして同様に測る。 （ニ）連繋弾性体の設置は、例えば引バネの場合で云う
と釣合い状態より縮んだ状態又は伸びた状態の利用のよ
うに、釣合い状態外の利用とならないよう釣合い状態内
の設置とする。

【０００５】

【作用】各実施例において説明する。

【実施例１】請求項１の実施例につき図１、２、３、
４、５、により説明する。 （イ）釣合い状態が必要作動距離に達する複数の引バネ
２を、軸７を中心に回動可能な複数の取付器具１に取付
け連繋状態とし、取付器具の最端の一つ１ａに繋索３を
取付けこれを相手方に繋ぎ、他方の最端の取付器具４を
固定する。 （ロ）引バネは、個々の引バネの相手方に対する釣合い
状態の長いものを選ぶが機械の性質や利用位置により制
限があり適正なものを選ぶ。 （ハ）釣合い状態の意味、利用方法、計測方法、引バネ
の性質、連繋引バネを機械にセットする場合の設置方法
等は、課題を解決する為の手段に記載した通りである。 （ニ）作用の繋索３が相手方により引かれると取付器具
１が軸７を中心に回動して引バネ２を伸ばし、相手方の
作動が無くなれば同様にして引バネ２は元に戻る （ホ）図２、図３は、引バネ２を取付けた取付器具１
が、円筒６に設けたレール５を滑り回動するものであ
る。図４は、長い引バネ２ａを、取付器具１で支え図１
と同様の状態としたものである。図５は、比較的に広い
場所に設置出来る場合のもので、引バネ２ａが回転支え
器具１ｂを滑り伸縮するものである。

【実施例２】請求項２の実施例につき図６、７により説
明する。請求項２及び本図は長い釣合状態を必要とする
場合のものである。 （イ）図６について述べると、取付器具１引バネ２等の
機構は図１と同一機構であるが図２、３、４の利用も可
能である。最端の一方の取付器具１又は引バネに繋索巻
取装置８を取付け、巻取装置８に繋索９を取付けこれを
相手方に繋ぐ。軸１０は取付器具１と巻取装置８双方の
軸となる。 （ロ）図７について伸べると、最端の取付器具１又は引
バネ２に、大歯車１２を取付け、それにかみ合う小歯車
１１とこれにより回転する繋索巻取装置８を設ける軸１
０は、取付器具１と大歯車１２の、軸１３は、小歯車１
１と巻取装置８のそれぞれ軸であり繋索９については図
６と同様である。図７は図６より更に釣合状態を拡大し
て利用範囲を広くしたものである。

【実施例３】図８、９、１０は、請求項１の整合弾性体
装置を利用した離着地自在な自転車補助車輪の図であ
る。ハンドルから両手を離さず、ペダルから両足を離さ
ず、乗車の儘補助車輪を着地と回動引上げが出来るよう
にしたものである。取付器具１は、自転車後車輪軸１４
（図８）に取付けられた二枚の取付盤のレール穴を回動
する。図８は引上げた状態、図９は着地の状態である。
作動を主として機構を説明する。 （イ）後車輪軸１４（図８）に回動自在に取付けられた
支柱１５とその下端に取付けられた補助車輪１６の重量
による回動落下力よりも、連繋した引バネ２の弾力が、
釣合い状態よりも僅かに強くしてある。而もその弾力
は、請求項、課題、手段等に述べたように、着地位置か
ら自転車後方に回動引上げ迄作動に影響するような変化
をしない。着地の場合、ハンドルの把手１９（図１０）
を引くと、掛け器具１８（図９）が掛かかり器具１７を
引いて、補助車輪１６を着地させ固定する。図９は固定
の後掛け器具１８のみが掛かかり器具１７より離れ、元
の位置に戻った状態である。引上げの場合は、固定外し
器具２０（図１０）を押すと固定が外れ連繋した引バネ
２の弾力により回動引上げられる。尚逆に弾力の方を弱
くし把手１９を引上げの方に利用することも同様に出来
る。 （ロ）本実施例においての整合弾性体装置の必要性。着
地の為に支柱１５を把手１９で引き下ろすが、把手１９
の先端に取付けられたワイヤは最大にしても僅か２糎位
しか引くことが出来ないので、支柱１５の最上方、軸１
４近くを引くしかない。一方重い支柱１５補助車輪１６
等を上下する為には、従来の自転車の脚立方式だと本装
置の引バネ２１付近に従来より更に強い引バネを使うこ
とになる。これを把手１９で、支柱１５の最上部付近を
引いて着地させることは不可能である。本発明は整合弾
性体装置を利用することにより、これを可能にした。引
バネ２１は、補助車輪１６等の重量による落下力が着地
付近では横の動きとなり弱くなる為取付けたものであ
る。非常に弱い引バネで、必らずしも必要ではない。

【実施例４】図１１、１２、１３、１４、１５は、請求
項１の整合弾性体装置を利用した歩行補助機の実施例で
ある。弾性体は、ゴムが適当であるがそれに限らない。
図１３はゴム２ｂを使った整合弾性体装置の図である。
本装置２２を腰に付け、これに取付けた繋索２３で足を
引上げる。引上げ方法は色々あるが図１１、１２、１４
はその一例である。図１５は各関節に取付ける一方法で
ある。本装置の場合、足の重量等による落下力よりも、
弾性体の弾力を僅かに弱くし、力を抜けば足は自然に下
に降りるようにする。力関係が近差で、又着地から引上
げ迄力関係が変らないから非常に足は軽く上がり、而も
着地の為に踏み出す場合に、力を入れて弾性体を引伸ば
す必要はない。単にゴムを使い、上げる時は軽いが踏み
出す時にゴムを引伸ばす為に逆に余分の力を使うと云う
以前の発明とは異なる。

【実施例５】図１６は、請求項１の整合弾性体装置を、
人間型ロボットの関節に取付け利用した実施例である。
整合弾性体装置２２は直接ロボットに取付けるので図１
５より取付けが簡単で効果も大きい。例えば連繋引バネ
の最端の一方を腰に、他方を大腿部に取付ける。この２
２の弾力と、ロボットの手足の各部の重量による落下力
とを、釣合い状態として利用することも近差を付けて利
用することも可能である。釣合い状態ならば、作動の際
は、重量の無い物を作動させるのと同様で、近差を付け
た場合でも、非常に軽い物を作動させることになり、作
動の為の必要動力を従来よりも非常に大きく減少させる
ことになる。利用は人間型に限らず、産業用ロボット等
にも利用出来ることは勿論である。

【実施例６】請求項２の整合弾性体装置を利用した昇降
機の実施例を図１７により説明する整合弾性体装置２６
は図７と同様の装置である。昇降機に乗る人間や昇降用
の箱とか台等落下力に影響する物の重量等による落下力
と整合弾性体装置による引上げる力とを釣合状態にす
る。必要がある場合には体重による弾力調整装置を設け
る。固定側の引バネの方から出来る。設置方法は種々あ
るが整合弾性体装置２６により引かれる繋索９によりレ
ール２５を滑り昇降出来るようにしてある。これは一例
に過ぎない。昇降装置も色々あるが、簡単な方法では欄
干２４とか目の前のレール２５を乗っている者が押し引
きすることによってでも出来る。動力を要しないし、動
力を付ける場合でも、力関係に近差を付ける他の方法の
場合と共に、非常に小さな動力で昇降が可能である。安
全装置等必要なことは勿論である。本図は工事現場の利
用図であるが、ホームエレベーター、ホームエスカレー
タ等としても利用出来る。

【実施例７】請求項１の整合弾性体装置を複合的に、ク
ランク装置に利用した実施例とエンジンに利用した実施
例を説明する。初めにクランク装置の実施例（図１
８）。請求項１の整合弾性体装置２７ａと２７ｂを設け
上下移動棒２８に繋ぐ。この２７ａは、この移動棒２８
に取付けられた連接棒２９の下方移動用とし、他方２７
ｂは、上方移動用とする。勿論何れを上方用下方用とす
るかは場合による。この２７ａと２７ｂの弾力は、互い
に反対方向に作動する。２７ａは、反対弾力の２７ｂと
クランクの下方回転の負荷を排して２７ａの弾力と外力
３０の力でクランクを下方に回転させる。２７ｂは、ク
ランクやはずみ車つりあいおもり等の慣性を利用して２
７ａの反弾力を排してクランクを上方に回転させる。方
法には種々あるが、一例をあげると、２７ａの弾力とク
ランクの下方回転の為の負荷とを釣合い状態にし、下方
回転の反対方向弾力となる２７ｂの弾力を超える外力３
０の力によりクランクを下方に回転させる。上方回転
は、外力３０の外力を加える方法の調節や、はずみ車等
の慣性の大小等により、クランクの上方回転の反対弾力
となる２７ａの弾力の効力を出来るだけ小さくし、それ
を超える出来るだけ小さい２７ｂの弾力により上方に回
転させる。この場合、２７ｂの弾力を出来るだけ小さく
することにより、動力等による外力３０は小さい作動力
でよいことになる。図１９は、請求項１の整合弾性体装
置を、従来のエンジンに複合的に利用した実施例の図で
あるが、図１８に示した実施例のクランク装置を、エン
ジンに利用したのと同様である。ピストン３１に設けた
取付棒３２に、連接棒２９を取付け、整合弾性体装置２
７ａと２７ｂを取付棒３２に繋ぐ。その他クランク装置
の実施例で説明した外力（図１８の３０）が、ピストン
３１の作動力に変るのみで、その他の機構、作用等はク
ランク装置の実施例と同様である。

【０００６】

【発明の効果】弾性体の弾力と相手方の力との釣合い状
態を必要作動距離間まで拡大して利用する機構により、
機械の中枢作動を画期的に容易にすることが出来た。

【図面の簡単な説明】

【図１】 請求項１の実施例図

【図２】 上同１の別方法による実施例図

【図３】 図２の取付器具等拡大図

【図４】 請求項１の別方法による実施例図

【図５】 上同

【図６】 請求項２の実施例図

【図７】 上同別方法実施例図

【図８】 請求項１を補助車輪に利用した実施例図

【図９】 上同

【図１０】上同

【図１１】歩行補助機の実施例図（請求項１利用）

【図１２】上同

【図１３】 請求項１の実施例図（歩行補助機に利用）

【図１４】 同じく歩行補助機

【図１５】 上同

【図１６】 請求項１をロボットの関節に利用した実施
例図

【図１７】 請求項２を昇降機に利用した実施例図

【図１８】 請求項１をクランクに利用した実施例図

【図１９】 請求項１をエンジンに利用した実施例図

【符号の説明】

１ 取付器具 ２ 引バネ ３ 繋索 ４ 固定装置 ５ レール ６ 円筒 ７ 軸 ８ 巻取装置 ９ 繋索 １０ 軸 １１ 小歯車 １２ 大歯車 １３ 軸 １４ 自転車後車輪軸 １５ 支柱 １６ 補助車輪 １７ 掛かかり器具 １８ 掛け器具 １９ 把手 ２０ 固定外し器具 ２１ 引バネ ２２ 整合弾性体装置 ２３ 繋索 ２４ 欄干 ２５ レール ２６ 整合弾性体装置 ２７ａ 整合弾性体装置 ２７ｂ 上同 ２８ 上下移動棒 ２９ 連接棒 ３０ 外力 ３１ ピストン ３２ 取付棒 ３３ シリンダー １ａ 取付器具 １ｂ 回転支え器具 ２ａ 引バネ ２ｂ ゴム

Claims (2)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】（イ）弾性体の弾力が、相手方の作動力又
   は相手方を作動させる場合の負荷と一定範囲の釣合いを
   一定距離保ち得る複数の弾性体を設け、之を回動可能な
   複数の取付器具に取付けて周回連繋した機構とし、この
   連繋した弾性体の一端を相手方に繋ぐ機構とし、他の一
   端は位置を調節して固定出来る機構とする。 （ロ）この連繋弾性体の弾力が、相手方の作動力又は相
   手方を作動させる場合の負荷に対し、一定範囲の釣合い
   又は一定範囲同一な強弱の割合いを、必要作動距離間保
   ち得る機構とする。 以上の様な構成により、必要作動距離間、相手方の作動
   により又は相手方を作動させる為に連繋弾性体が伸縮す
   るにも拘らず、伸縮の初めから終りまで、前記一定範囲
   の釣合い又は一定範囲同一な強弱の割合いが変化しない
   ように構成されたことを特徴とする整合弾性体装置。
2. 【請求項２】連繋弾性体の一端の弾性体又は取付器具の
   回転によって回転する繋索巻取装置を設け、この巻取装
   置に繋索を繋ぎ、繋索の他の一端を相手方に繋ぐ機構と
   した請求項１の整合弾性体装置。