JP2006348924A - 羽根車装置及び羽根車装置貸出システム - Google Patents

Abstract

【課題】 移動させることが可能な羽根車装置及び羽根車装置貸出システムを提供する。
【解決手段】 水により力を受ける羽７ａと、回転軸８とを有する羽根車２と、載置面に載置可能な載置部３ａを有し、羽根車２を回転軸８の周りに回転可能に支持する支持部３とを備えているので、羽根車装置１を設置するときに、支持部３により羽根車２を支持した状態で例えば地面等に載置部３ａを載置することで、羽根車装置１を容易かつ安全に設置することができると共に、羽根車装置１の設置位置を変更するときには、支持部３が地面等に埋め込まれておらず地面等に載置されているので、例えば容易に羽根車装置１を移動させることができる。従って、羽根車装置１を特定の位置ではなく所望の位置に移動させて設置することができる。
【選択図】 図１

Description

本発明は、例えば水等の流体による力を受けて回転する羽根車を有する羽根車装置及び羽根車装置貸出システムに関する。

従来、水車は、自然の川の水の流れによる水力を利用することができるように、例えば川等の近くで水車小屋に併設されている。水車小屋の中には、例えば水車の回転力を利用して穀物を製粉するための臼や杵等が設置されていることもある。水車は、川の水による力を受けて回転軸を軸として回転する羽根車と、羽根車の回転軸を回転可能に支持する支持部材とを備えている。支持部材は、例えば地面に埋設されている。

また、水車と、音声を発声する音声発声装置を備えた興趣に富んだ玩具等が開示されている（例えば、特許文献１参照。）。
特開２００４−３５８０８６号公報（段落［０００５］、図１）。

しかしながら、従来の技術では、水車は、例えば川の流れによる水力を利用できるように川の近くに固定して設ける必要があるので、水車の設置位置が限定される、という問題がある。

また、例えば水車の回転軸の回転力を水車小屋の中に伝達するために、回転軸が水車小屋の壁を貫通して設けられていたり、羽根車の回転軸を支持する支持部材が例えば地面に埋設されていたりするので、一旦水車を設置すると移動させることは困難である。

本発明は、上述の課題に鑑みてなされるもので、移動させることが可能な羽根車装置及び羽根車装置貸出システムを提供することを目的とする。

上記課題を解決するために本発明に係る羽根車装置は、流体により力を受ける羽と、回転軸とを有する羽根車と、載置面に載置可能な載置部を有し、前記羽根車を前記回転軸の周りに回転可能に支持する支持部とを具備することを特徴とする。

本発明では、流体により力を受ける羽と、回転軸とを有する羽根車と、載置面に載置可能な載置部を有し、羽根車を回転軸の周りに回転可能に支持する支持部とを備えているので、羽根車装置を設置するときに、支持部により羽根車を支持した状態で例えば地面等の載置面に載置部を載置することで、羽根車装置を容易かつ安全に設置することができると共に、羽根車装置の設置位置を変更するときには、支持部が地面等に埋め込まれておらず地面等に載置されているので、例えば容易に羽根車装置を移動させることができる。従って、羽根車装置を特定の位置ではなく所望の位置に移動させて設置することができる。例えば全国各地の河川等を跨ぐように支持部の載置部を配設することで、水を羽で受け回転軸の周りに羽根車を回転させることができる。

本発明の一の形態によれば、前記支持部は、前記載置部を着脱可能な脚部を有ることを特徴とする。これにより、支持部は、載置部を着脱可能な脚部を有るので、例えば脚部に載置部を装着することで、簡単に支持部を組み立てることができると共に、羽根車装置を移動させるときには、逆に、支持部を脚部と、載置部とに分解し持ち運びやすくコンパクトにすることで、スペースをとらずに羽根車装置を移動させることができる。

本発明の一の形態によれば、前記羽根車の前記羽に当たるように前記流体を案内する流路部を更に具備することを特徴とする。これにより、羽根車の羽に当たるように流体を案内する流路部を更に備えるので、例えば流路部に水を流すことで、流路部により水を案内し羽に当て、羽根車を回転させることができる。

本発明の一の形態によれば、前記流路部から流出した流体を貯留可能でありかつ載置面に載置可能な貯留槽と、前記貯留槽に貯留された流体を前記流路部に送るポンプとを更に具備することを特徴とする。これにより、流路部から流出した流体を貯留可能でありかつ載置面に載置可能な貯留槽と、貯留槽に貯留された流体を流路部に送るポンプとを更に備えているので、流路部から流出した流体を貯留槽に貯留し、貯留した流体をポンプにより流路部に送り、再び流体を流路部に流すことで、羽根車の羽に流体を当て、羽根車を回転軸の周りに回転させることができる。このように、同じ流体を循環させて用いることができるので、例えば所定量の流体を用いて長時間に亘って羽根車を回転させることができる。ここで、所定量とは、羽根車の大きさ及び貯留槽の大きさにより適宜変更可能である。

本発明の一の形態によれば、前記羽根車の下端部は、前記貯留槽に貯留された流体により浸漬されることを特徴とする。これにより、羽根車の下端部は、貯留槽に貯留された流体により浸漬されるので、例えば羽根車の下端部と、羽根車の下端部を浸漬させる流体との摩擦力により、羽根車の回転速度を調整することができる。例えば、流路部から流出する流体量が一定の場合には、羽根車が流体に浸漬されていないときは、羽根車の回転速度が時間と共に増加するのに対して、羽根車の下端部が流体に浸漬されているときは、流体に浸漬する羽根車の下端部の深さを調整することで、羽根車の回転速度を例えば安全な回転速度で一定に保つことができる。

本発明の一の形態によれば、前記貯留槽は、前記羽根車の下端部が前記貯留槽に貯留された流体に浸漬される深さを制御するための制御部を有することを特徴とする。これにより、貯留槽は、羽根車の下端部が貯留槽に貯留された流体に浸漬される深さを制御するための制御部を有するので、制御部により羽根車の下端部が流体に浸漬された深さを増減させることで、羽根車の回転速度を適宜変更することができる。

本発明の一の形態によれば、前記制御部は、前記深さが所定値を超えたときに、前記貯留槽に貯留された流体を流出させる第１の流出部を有することを特徴とする。これにより、制御部は、深さが所定値を超えたときに、貯留槽に貯留された流体を流出させる第１の流出部を有するので、羽根車の直径の例えば５％以上が貯留槽に貯留された流体に浸漬されたとき、貯留槽に貯留された流体を第１の流出部から流出させるようにすることで、羽根車の回転速度を略一定に制御することができる。流出部とは、例えば、貯留槽の側壁に形成された開口部や凹状部である。例えば開口部の開口の下限の位置が、貯留槽に貯留された流体の上面の位置となる。

本発明の一の形態によれば、前記羽に当たってはじかれた流体が飛散することを抑制する飛散抑制部材を更に具備することを特徴とする。これにより、羽に当たってはじかれた流体が飛散することを抑制する飛散抑制部材を更に備えるので、羽にはじかれて例えば羽根車の外に飛散する流体が、羽根車装置の近くにいる人に降りかかることを防止することができる。飛散抑制部材は、例えば、流路部から流出した流体が回転軸の周りに回転する羽根車の羽に最初に当たる位置の近くで羽根車を両側から挟むように配設された側板部材を有するようにすればよい。

本発明の一の形態によれば、前記回転軸と同軸上に前記回転軸と一体に回転可能に設けられた第２の回転軸と、前記第２の回転軸と一体に回転可能に設けられた回転部材と、前記第２の回転軸と軸方向を同じにして略並行に設けられた支軸と、回転する前記回転部材に押下されて周期的に前記支軸を軸として回動可能に設けられた杵と、前記杵とで穀物を加工可能な臼とを更に具備することを特徴とする。これにより、回転軸と同軸上に回転軸と一体に回転可能に設けられた第２の回転軸と、第２の回転軸と一体に回転可能に設けられた回転部材と、第２の回転軸と軸方向を同じにして略並行に設けられた支軸と、回転する回転部材に押下されて周期的に支軸を軸として回動可能に設けられた杵と、杵とで穀物を加工可能な臼とを更に備えているので、回転軸の回転に連動して回転部材を回転させ、回転する回転部材により杵の端部を周期的に押下し、支軸を軸として杵を周期的に回動させて、臼の中の例えば穀物等を杵で打つことで加工することができる。

本発明の一の形態によれば、前記流路部は、前記羽根車の上部の前記羽に当たるように前記流体を流出させる第２の流出部を有し、前記羽は、前記羽根車の縁に近づくに連れ薄くなる尖状部を有することを特徴とする。これにより、流路部は、羽根車の上部の羽に当たるように流体を流出させる第２の流出部を有し、羽は、羽根車の縁に近づくに連れ薄くなる尖状部を有するので、第２の流出部から流出した流体が、回転する羽に当たる面積を減少させることができ、羽に当たって飛散する流体の量を減少させることができる。

本発明の一の形態によれば、前記羽根車は、該羽根車の外周部に前記流体を貯留するための複数の桶部を有し、前記桶部は、前記羽と、前記羽根車の外周より前記回転軸側で前記羽根車の周方向に沿うように該桶部の底部に設けられた底板部材とを有し、該羽は、前記羽根車の前記回転軸より下側にある桶部に前記流体を貯留可能とするために、前記羽根車の回転方向に進むに連れ前記底板部材との間隔が狭まるように前記底板部材に対して傾斜して設けられていることを特徴とする。これにより、羽根車は、該羽根車の外周部に流体を貯留するための複数の桶部を有するので、桶部に貯留された流体に働く重力により大きな回転力を得ることができると共に、桶部は、羽と、羽根車の外周より回転軸側で羽根車の周方向に沿うように該桶部の底部に設けられた底板部材とを有し、該羽は、羽根車の回転方向に進むに連れ底板部材との間隔が狭まるように底板部材に対して傾斜して設けられているので、例えば羽根車の回転軸の上側にある桶部に貯留された流体にかかる重力により羽根車を回転させ、羽根車の回転軸より下側に桶部が位置したときに、この下側の桶部に流体を貯留しておくことができ、この下側の桶部に貯留された流体にかかる重力により羽根車を効率的に回転させることができる。

本発明の一の形態によれば、突設部を有し上下動可能に設けられた円柱状の杵と、前記回転軸と同軸上に前記回転軸と一体に回転可能に設けられた第２の回転軸と、前記第２の回転軸と一体に回転可能に設けられ、該回転により前記突設部を下方から持上げるように該突設部に当接する突部を有する回転部材とを具備することを特徴とする。これにより、突設部を有し上下動可能に設けられた円柱状の杵と、回転軸と同軸上に回転軸と一体に回転可能に設けられた第２の回転軸と、第２の回転軸と一体に回転可能に設けられ、該回転により突設部を下方から持上げるように該突設部に当接する突部を有する回転部材とを備えているので、回転部材の突部が突設部に当接した瞬間から離れるまで円柱状の杵を上方に持上げるようにすることができ、円柱状の杵を周期的に上下動させることができ杵の位置がずれたりすることを防止することができる。また、回転軸と同軸上に第２の回転軸を設けるだけでよいので、他の回転軸を用いる必要がなく、回転軸に近接して円柱状の杵を設けることができる。従って、小型、省スペース化を図ることができる。

本発明の他の観点に係る羽根車装置貸出システムは、羽根車装置が発注されたか否かを判断する判断手段と、前記羽根車装置が発注されたと判断されたときに、前記発注された羽根車装置を搬送する手段とを具備することを特徴とする。

本発明では、羽根車装置が発注されたか否かを判断する判断手段と、羽根車装置が発注されたと判断されたときに、発注された羽根車装置を搬送する手段とを備えているので、発注者が羽根車装置を注文したか否かを、例えばコンピュータ等の判断手段により判断し、判断手段が発注されたと判断したときに、発注された羽根車装置を、例えば発注者の元に搬送することで、貸し出すことができる。ここで、搬送する手段とは、発注された羽根車装置を搬送する例えば人や車両等のことをいう。

本発明の一の形態によれば、前記搬送手段により搬送された羽根車装置を設置する設置手段を更に具備することを特徴とする。これにより、搬送手段により搬送された羽根車装置を設置する設置手段を更に備えているので、羽根車装置を例えば目的地に搬送した後に所望の設置場所に設置することができる。ここで、設置手段とは、例えば羽根車装置を組み立てる人等のことをいう。なお、人などが羽根車装置をスムーズに組み立て設置することができるようにするために設置マニュアルを有することが好ましい。

本発明の一の形態によれば、前記判断手段は、羽根車に当たるように流体を案内する流路部、前記流体を貯留可能な貯留槽及び前記貯留槽内の前記流体を前記流路部に送るポンプが発注されたか否かを判断することを特徴とする。これにより、判断手段は、羽根車に当たるように流体を案内する流路部、流体を貯留可能な貯留槽及び貯留槽内の流体を流路部に送るポンプが発注されたか否かを判断するので、発注の違いに応じて適宜異なる羽根車装置を搬送するようにすることができる。例えば判断手段が、流路部、貯留槽及びポンプが発注されたと判断したときには、羽根車、羽根車を回転可能に支持すると共に地面等の載置面に載置可能な載置部を有する支持部と共に、流路部、貯留槽及びポンプを解体して搬送するようにすればよい。一方、判断手段が、流路部、貯留槽及びポンプが発注されてないと判断したときには、羽根車及び支持部を解体して搬送するようにすればよい。

以下、本発明の実施の形態を図面に基づき説明する。

（第１の実施形態）
（羽根車装置の構成）
図１は本発明に係る第１の実施形態の羽根車装置の概略斜視図、図２は図１の羽根車装置の側面図、図３は図１の羽根車装置の平面図である。なお、図２においては後述する支持部の図示を省略した。

本実施形態の羽根車装置１は、図１に示すように、羽根車２と、羽根車２を回転可能に支持する支持部３と、流体としての水を案内する流路部４と、流体としての水を貯留可能な貯留槽５と、貯留槽５に貯留された水を流路部４に送るポンプ６とを備えている。

羽根車２は、図１、図２に示すように、略ドーナツ形状を有している。羽根車２は、図２に示すようにドーナツ形状の羽根車本体７と、羽根車２の回転軸となる回転軸８とを備えている。

羽根車本体７は、羽根車本体７の中央に設けられ回転軸８が装着される装着部７Ａと、羽根車本体７の外周部に、複数個（例えば１６個）、等間隔に設けられた桶部７Ｂと、装着部７ａに対して桶部７Ｂを支持する支柱７Ｃとを備えている。羽根車本体７の構成材料には、例えば木材が用いられている。羽根車本体７の直径は、例えば２ｍ４０ｃｍとされている。なお、適宜羽根車本体の直径は、変更可能である。

装着部７Ａは、例えば回転軸７を装着羽根車本体７に装着するための貫通孔が形成されており、この貫通孔に一本の回転軸８が挿入されている。なお、本実施形態では、装着部７Ａに貫通孔が形成されている例を示したが、これに限定されず、回転軸８より短い回転軸を羽根車本体２の両側から別々に装着することができるように、例えば装着部に凹状部を２箇所形成し、これらの凹状部に回転軸を別々に挿入するようにしてもよい。

桶部７Ｂは、羽根車２の外周部に水を貯留するために用いられている。桶部７Ｂは、水により力を受ける羽７ａと、桶部７Ｂの底壁を構成する底板部材７ｂと、羽７ａ及び底板部材７ｂを挟むように対向して設けられた側壁部材７ｃとを備えている。

羽７ａは、水により力を受けることができるように、例えば底板部材７ｂに対して角度θとなるように設けられている。角度θは、例えば４３度に設定することができる。すなわち、羽７ａは、羽根車２の回転軸８よりＺ方向で下側にある桶部７Ｂに水を貯留できるようにするために、羽根車２の回転方向Ｓに進むに連れ底板部材７ｂとの間隔が狭まるように設けられている。羽７ａは、羽根車２の縁に近づくに連れ羽７の厚さが薄くなる尖状部７ｄを有している。尖状部７ｄは、図３に示すように、一方の側壁部材７ｃ（図３中左側）から他方の側壁部材７ｃ（図３中右側）に亘って設けられている。なお、尖状部は、対向する側壁７ｃの略中央部にのみ設けられているようにしてもよい。

底面部材７ｂは、羽根車２の外周より回転軸８側で羽根車２の周方向に沿うように桶部８の底部に設けられている。

側壁部材７ｃは、桶部７の両側面となる位置に対向して設けられている。各側壁部材７ｃの形状は、例えば略台形状を有している。

支柱７Ｃは、装着部７ａと各桶部７Ｂとを結ぶように装着部７ａから放射状に設けられている。なお、支柱７Ｃの数や桶部７Ｂの数は適宜変更可能である。

回転軸８は、例えば棒形状を有しており、羽根車本体７の装着部７Ａに装着されている。回転軸８の長さは、羽根車本体７の直径や等に応じて適宜変更可能である。

支持部３は、羽根車２を回転可能に支持するように設けられている。支持部３は、図１に示すように載置面としての地面等に載置された載置部３ａと、載置部３ａを装着可能な脚部３ｂと、羽根車２の回転軸８を回転可能に軸支するベアリング３ｃとを備えている。

載置部３ａは、例えば地面に載置することができるように図１、図３に示すように例えば略十字状、略矩形状、略円形状等の形状を有している。載置部３ａは、地面等に載置される載置面を有している。載置面は、例えば平面状、凹凸面状である。凹凸面が地面に接触するように載置部３ａが地面に載置されるときは、凹凸面の凸面が地面に埋設される。なお、載置部３ａの載置面には、地面との摩擦力を大きくするための滑り止め部材を設けるようにしてもよい。これにより、羽根車２を支持する支持部３の位置が一定に保たれる。

載置部３ａは、脚部３ｂに装着することが出来るように構成されている。例えば載置部３ａは、脚部３ｂに対してネジ留めしたり、嵌合したりすることで着脱可能な構成とされている。

脚部３ｂは、羽根車２を安定的に支持することができるよう設けられている。例えば、載置面に近づくにつれ互いに離れるように設けられた脚９と、これらの脚９の上端部に固定された固定部材１０とを備えている。なお、脚部３ｂの形状、脚数、載置面に対する脚９の配設角度等については特に限定されない。例えば、略Ｖ字状、略Ｕ字状の脚部を用いるようにしてもよい。

ベアリング３ｃは、羽根車２の回転軸８を回転可能に軸支するように例えば固定部材１０の上に設けられている。

流路部４は、羽７ａに当たるように水を案内するように設けられている。すなわち、例えば、図２に示すように流路部４の一端部はポンプ６に接続されている。流路部４は、図２に示すように例えば載置面に対して垂直上方に羽根車２より高い位置まで設けられている。流路部４の他端部（第２の流出部）は、例えば羽根車２の中心の回転軸７の位置を越えて前方側にまで設けられている。流路部４の他端部には、羽根車２の上部の羽７ａに当たるように水を流出させる流出口４ａが形成されている。なお、流路部４の流出口４ａの位置は、図２、図３に示すＸ方向に適宜変更することで、羽根車２の回転方向Ｓ、回転速度が制御される。

流路部４の他端部には、図１に示すように、羽７ａに当たってはじかれた水が飛散することを抑制する飛散抑制部材１３が設けられている。飛散抑制部材１３は、図１に示すように例えば略矩形状の形状を有している。飛散抑制部材１３は、流路部４の流出口４ａから流出した水が回転軸８の周りに回転する羽根車２の羽７ａに最初に当たる位置の近くで、流路部４の他端部を両側から挟み込むように対向して設けられている。なお、飛散抑制部材１３の構成材料には、美観を損ねることを防止するために例えばアクリル樹脂等の透明材料が用いられている。また、飛散抑制部材１３の形状については、矩形に限定されず、例えば円形状や他の多角形状であってもよい。

貯留槽５は、図１に示すように流路部４の流出口４ａから流出した水を貯留できるように羽根車２の下方で例えば載置面に載置されている。図３に示すように、貯留槽５のＸＹ平面での面積は、例えば羽根車２のＸＹ平面での面積より大きく設定されている。特に、図３に示すように、羽根車２の回転により、桶部Ｂの中の水が流出する側（図３の下側）においては、水の飛散を防止するために貯留槽５のＸＹ平面での面積を大きくすることが好ましい。

貯留槽５は、貯留した水１１を貯留槽５の外部へ流出させる流出部５ａを備えている。流出部５ａは、例えば、羽根車２の下端部が貯留槽５に貯留された水１１に浸漬される深さｈ１を制御するために貯留槽５の側壁に形成された開口部である。流出部５ａは、深さｈ１が所定値を超えたときに（例えば羽根車２の直径の５％以上を超えたときに）、貯留槽５ａに貯留された水１１を流出させることができるように設けられている。例えば貯留槽５ａの内底面から流出部５ａの開口の底辺５ｂまでの深さが深さｈ２に設定されている。これにより、水１１の水位が深さｈ２を超えたときに、水１１が流出部５ａの開口から流出し、例えば羽根車２の回転時に図２に示すように羽根車２の下端部が深さｈ１だけ水１１に浸漬された状態が保たれる。

ポンプ６は、貯留槽５に貯留された水１１を流路部４に送ることができるように、貯留槽５の中に載置されている。

（羽根車装置の製造方法）
次に、本実施形態に係る羽根車装置１の製造（組立）方法について図面を参照しながら説明する。

図４は第１の実施形態の羽根車装置１の製造（組立）工程を示すフローチャートである。

まず、羽根車本体７の装着部７Ａの貫通孔に回転軸８を挿入する（Ｓ１）。これにより、羽根車２を製造する。一方、脚部３ｂに載置部３ａを例えばネジ留め等により固定する（Ｓ２）。これにより、支持部３を製造する。続いて、羽根車２を貯留槽５の上方に位置させておき、回転軸８を、支持部３のベアリング３ｃにより軸支する（Ｓ３）。これにより、羽根車２が支持部３に支持されて回転軸８を軸として回転可能となる。続いて、ポンプ６を貯留槽５内に設け流路部４をポンプ６に接続する等する（Ｓ４）。そして、貯留槽５内に水を貯留する（Ｓ５）。

（羽根車装置の動作）
次に、羽根車装置１の動作について図面を参照しながら説明する。

まず、外部から貯留槽５内に、水位が一定（例えば水１１の深さｈ２）となるように、水１１を貯留し、羽根車２の下端部を水１１に深さｈ１だけ浸漬させる。

ポンプ６を駆動し貯留槽５内の水１１を流路部４内に吸い込む。吸い込まれた水は、流路部４内を流動し、流出口４ａから流出する。

流出口４ａから流出した水は、羽根車２の羽７ａに当たると共に、桶部７Ｂに貯留される。羽根車２は、流出口４ａから流出した水から羽７ａが受ける力と、桶部７Ｂに貯留された水による力とで、回転軸８を軸として回転方向Ｓに回転する。これにより、羽７ａに次々と流出口４ａから流出した水が当たると共に、桶部７Ｂ内に次々と水が貯留される。

桶部７Ｂに貯留された水は、羽根車２の回転に伴い、桶部７Ｂから流出するが、図２に示すように羽根車２の回転軸８よりＺ方向で下側にある桶部７Ｂにも水が貯留された状態となる。これにより、羽根車２の回転軸８よりＺ方向で下側にある桶部７Ｂ内の水による力で羽根車２は、より大きな回転力を得ることになる。桶部７Ｂから流出した水は、貯留槽５内に再び貯留される。

貯留槽５内に、適宜一定量（例えば流出口４ａから流出したりした分）の水を外部から補給するようにすることで、貯留槽５内の水１１は、貯留槽５の流出部１２により、水位が一定（深さｈ２）に保たれる。これにより、羽根車２の下端部が水１１に浸漬される深さｈ１が一定に保たれる。

このように本実施形態によれば、水により力を受ける羽７ａと、回転軸８とを有する羽根車２と、載置面に載置可能な載置部３ａを有し、羽根車２を回転軸８の周りに回転可能に支持する支持部３とを備えているので、羽根車装置１を設置するときに、支持部３により羽根車２を支持した状態で例えば地面等に載置部３ａを載置することで、羽根車装置１を容易かつ安全に設置することができると共に、羽根車装置１の設置位置を変更するときには、支持部３が地面等に埋め込まれておらず地面等に載置されているので、例えば容易に羽根車装置１を移動させることができる。従って、羽根車装置１を特定の位置ではなく所望の位置に移動させて設置することができる。

また、支持部３は、載置部３ａを着脱可能な脚部３ｂを有るので、例えば脚部３ｂに載置部３ａを装着することで、簡単に支持部３を組み立てることができると共に、羽根車装置１を移動させるときには、逆に、支持部３を脚部３ｂと、載置部３ａとに分解し持ち運びやすくコンパクトにすることで、スペースをとらずに羽根車装置１を分解して移動させることができる。

このように、羽根車装置１は、容易に組立、解体することで、容易に所望の場所に移動させることができる。例えば、祭り等のイベント会場、学校等の教育機関、過疎地域等に移動して設置することができる。

更に、羽根車２の羽７ａに当たるように水を案内する流路部４を更に備えるので、例えば流路部４に水を流すことで、流路部４により水を案内し羽７ａに当て、羽根車２を回転させることができる。

また、流路部４の流出口４ａから流出した水を貯留可能でありかつ載置面に載置可能な貯留槽５と、貯留槽５に貯留された水を流路部４に送るポンプ６とを備えているので、流路部４の流出口４ａから流出した水を貯留槽５に貯留し、貯留した水をポンプ６により流路部４に送り、再び水を流路部４流すことで、羽根車２の羽７ａに水を当て、羽根車２を回転軸８の周りに回転させることができる。このように、同じ水を循環させて用いることができるので、例えば所定量の水を用いて長時間に亘って羽根車２を回転させることができる。ここで、所定量とは、羽根車２の大きさ及び貯留槽５の大きさにより適宜変更可能である。

更にまた、羽根車２の下端部は、貯留槽５に貯留された水１１により浸漬されるので、例えば羽根車２の下端部と、羽根車２の下端部を浸漬させる水１１との摩擦力により、羽根車２の回転速度を調整することができる。例えば、流路部４の流出口４ａから流出する水の量が一定の場合には、羽根車２が水に浸漬されていないときは、羽根車２の回転速度が時間と共に増加するのに対して、羽根車２が水１１に浸漬されているので、水１１に浸漬する羽根車２の下端部の深さｈ１を調整することで、羽根車２の回転速度を例えば安全な回転速度で一定に保つことができる。

更にまた、貯留槽５は、羽根車２の下端部が貯留槽５に貯留された水１１に浸漬される深さｈ１を制御するための流出部５ａを有するので、流出部５ａにより羽根車２の下端部が水１１に浸漬された深さｈ１を増減させることで、羽根車２の回転速度を適宜変更することができる。

流出部５ａは、深さｈ１が所定値を超えたときに、貯留槽５に貯留された水１１を流出させる開口部を有するので、羽根車２の直径の例えば１０％以上が貯留槽５に貯留された水１１に浸漬されたとき、貯留槽５に貯留された水１１を開口部から流出させるようにすることで、羽根車２の回転速度を略一定に制御することができる。なお、流出部５ａの形状については、矩形に限定されず、例えば、貯留槽５の側壁に凹状部を形成するようにしてもよい。

また、例えば、流路部４の流出口４ａから流出した水が回転軸８の周りに回転する羽根車２の羽７ａに最初に当たる位置の近くで羽根車２を両側から挟むように配設された飛散抑制部材１３を備えるので、羽７ａにはじかれて例えば羽根車２の外に飛散する水が、羽根車装置１の近くにいる人に降りかかることを防止することができる。

流路部４は、他端部に、羽根車２の上部の羽７ａに当たるように水を流出させる流出口４ａが形成されており、羽７ａは、羽根車２の縁に近づくに連れ薄くなる尖状部７ｃを有するので、流出口４ａから流出した水が、回転する羽７ａに当たる面積を減少させることができ、羽７ａに当たって飛散する水の量を減少させることができる。

更に、羽根車２は、羽根車２の外周部に、水を貯留するための複数の桶部７Ｂを備えているので、桶部７Ｂに貯留された水に働く重力により大きな回転力を得ることができると共に、桶部７Ｂは、羽７ａと、羽根車２の外周より回転軸８側で羽根車２の回転方向Ｓに沿うように桶部７Ｂの底部に設けられた底板部材７ｂを有し、羽７ａは、羽根車２の回転方向Ｓに進むに連れ底板部材７ｃとの間隔が狭まるように底板部材７ｃに対して例えば角度θで傾斜して設けられているので、例えば羽根車２の回転軸８の上側にある桶部７Ｂに貯留された水にかかる重力により羽根車２を回転させ、羽根車２の回転軸より下側に桶部７Ｂが位置したときに、この下側の桶部７Ｂに水を貯留しておくことができ、この下側の桶部７Ｂに貯留された水にかかる重力により羽根車２を効率的に回転させることができる。

（第２の実施の形態）
次に、本発明に係る第２の実施の形態の羽根車装置について説明する。なお、本実施形態以降の実施形態においては、上記実施形態と同一の構成部材等には同一の符号を付しその説明を省略し、異なる箇所を中心に説明する。

図５は第２の実施形態の羽根車装置の外観斜視図である。

本実施形態の羽根車装置２０は、第１の実施の形態の羽根車装置１に加えて、穀物を加工可能な加工部３０を備えている。

加工部３０は、回転軸８と同軸上に回転軸８と一体に回転可能に設けられた第２の回転軸２１と、第２の回転軸２０と一体に回転可能に設けられた回転部材２２と、第２の回転軸２１と軸方向を同じにして略並行に設けられた支軸２３と、回転する回転部材２２に押下されて周期的に支軸２３を軸として回動可能に設けられた杵２４と、杵２４とで穀物を加工可能な臼２５とを備えている。

第２の回転軸２１は、その一端部が回転軸８の端部に図示を省略したジョイント部材により結合されている。なお、第２の回転軸２１他端部側は、図示を省略した支持部材により回転可能に支持されていることが好ましい。載置面Ｅからの第２の回転軸２１の高さは高さｈ３に設定されている。

回転部材２２は、第２の回転軸２１の軸方向に直交する４方向に突設されている。なお、回転部材２２の本数や形状等については、これに限定されず、例えば、本数を増やすことで、第２の回転軸２１が一回転するうちに杵２４を押圧する回数を増やすようにしてもよい。

支軸２３は、図示を省略した支持部材により回動可能に支持されている。載置面Ｅからの支軸２３の高さは高さｈ４に設定されている。高さｈ４は、高さｈ３より低く設定されている。

杵２４は、図５、図６に示すように、その一端部が、回転する回転部材２２に押下されることで、支軸２３を軸として回動可能に設けられている。

臼２５は、臼２５内の例えば穀物を、回動する杵２４による粉砕することができるように例えば図示を省略した支持台に設置されている。なお、穀物としては、米、もち米、そば粉、粟等を例示することができ、他の穀物にも適用可能である。

羽根車装置２０の動作について図面を参照しながら説明する。

図６は図５に示す羽根車装置２０の加工部３０の動作説明図である。

まず、回転軸８と一体に第２の回転軸２１が矢印Ｔ方向に回転すると、回転部材２２が矢印Ｔ方向に回転する。杵２３の一端部は、回転する回転部材２２により押下され、杵２３は、支軸２３を軸として矢印Ｕ方向に回動する。これにより、杵２４の他端部が持ち上げられる。回転部材２２の回転に伴い回転部材２２が杵２４の一端部から離れると、杵２４は、図６で点線で示す位置に回動し、臼２５の穀物等を加工する。

このような構成によれば、回転軸８と同軸上に回転軸８と一体に回転可能に設けられた第２の回転軸２１と、第２の回転軸２１と一体に回転可能に設けられた回転部材２２と、第２の回転軸２２と軸方向を同じにして略並行に設けられた支軸２３と、回転する回転部材２２に押下されて周期的に支軸２３を軸として回動可能に設けられた杵２４と、杵２４とで穀物を加工可能な臼２５とを備えているので、回転軸８の回転に連動して回転部材２２を回転させ、回転する回転部材２２により杵２４の一端部を周期的に矢印Ｔ方向に押下し、杵２４を支軸２３を軸として周期的に回動させて、臼２５の中の例えば穀物等を杵２４で打つことで加工することができる。

また、従来の製粉機で加工する場合に比べて、穀物を製粉するときに、熱等の発生が少ないため、風味が逃げず、香り豊かな加工品を得ることができる。

なお、第２の実施形態では、図６に示すように支軸２３の高さｈ４が第２の回転軸２１の高さｈ３より低く設定されている例を示したが、これに限定されず、例えば、図７に示すように、載置面Ｅからの回転軸８及び第２の回転軸２１の高さｈ３が、支軸２３の高さｈ４より高くなるようにすることが好ましい。これにより、杵２４の他端部をより載置面Ｅより高い位置に上げることができるようになり、穀物を効率的に加工することができるようになる。

また、支軸２３から伸びる杵２４の一端部（回転部材２２に押下される側の端部）の長さをより長くすることで、回転部材２２の回転時に、回転部材２２が杵２４の一端部をより下方に押下することができるようになる。すなわち、杵２４の他端部をより高い位置まで持ち上げることができるようになる。従って、杵２４により効率的に穀物を粉砕することができるようになる。

なお、本実施形態では、支軸２３を軸として回動可能に設けられた杵２４等を有する加工部３０を備える例を示したが、加工部３０の代わりに、例えば、図８に示すように、上下動可能な円柱状の杵７１を有する加工部７０を備えるようにしてもよい。

図８に示すように、円柱状の杵７０は上下動可能に設けられている。すなわち、例えば杵７０が鉛直方向に上下動するように案内するためのガイド部材７２が、例えば杵７０の上部に近接して設けられている。ガイド部材７２は、例えば、杵７０を囲むような円筒状部材や杵７０が貫通する孔が形成された板状部材が用いられている。杵７０の側面には突設部７１が例えば杵７０に対して直角に突設されている。

第２の回転軸２１は、回転軸８と同軸上に回転軸８と一体に回転可能に図示しないジョイント部材等により結合して設けられている。第２の回転軸２１には、軸方向に直交する方向に回転部材７３が突設されている。回転部材７３は、第２の回転軸２１に交わるように設けられている。回転部材７３は、第２の回転軸２１の回転と一体的に回転可能である。回転部材７３の長さは、杵７０を持上げる高さに応じて適宜変更可能である。回転部材７３の第２の回転軸２１側とは反対側の端部には、回転部材７３の回転方向に突部７４が突設されている。突部７４は、第２の回転軸２１の回転による回転部材７３の回転により突設部７１を下方から持上げるように突設部７１に当接するように構成されている。突部７４は、回転部材７３の両端部において、回転方向に互いに逆向きに突設されている。

このような構成によれば、回転部材７３は、第２の回転軸２１と一体に回転可能に設けられており、回転により突設部７１を下方から持上げるように突設部７１に当接する突部７４を備えている。このため、回転部材７３の突部７４が突設部７１に当接した瞬間から離れるまで円柱状の杵７０を上方に持上げるようにすることができ、杵７０を周期的に上下動させることができ杵７０の位置がずれたり、ガイド部材７２や回転部材７３等に余計な負荷がかかったりすることを防止することができる。また、回転軸８と同軸上に第２の回転軸２１を設けるだけでよいので、他の回転軸を用いる必要がなく、回転軸８に近接して杵７０を設けることができる。従って、小型、省スペース化を図ることができる。

また、上下に重ねて設けられた略円柱状の上臼と下臼とからなる石臼を用いて穀物を切断するときに、例えば上臼を回転させるための動力源として、上記羽根車装置１等を用いるようにしてもよい。例えば回転軸８にジョイント部材を介して第２の回転軸２１を結合し、第２の回転軸２１にプーリを介してベルトを巻き掛け更にこのベルトをねじって上臼に巻き掛けることで、回転軸８の回転力を上臼に伝達するようにしてもよい。このとき、プーリの直径を調整することで、上臼の回転速度を調整することができる。

更に、わたあめ製造装置の回転軸を、同様にプーリ及びベルト等を用いることで、高速回転させるようにしてもよい。同様に、プーリの直径を調整することで、回転軸の回転速度を調整することができる。このように羽根車装置１等の回転軸８の回転力を多種多様な機器の回転部材の動力源とすることができる。

次に、本発明に係る第１の変形例の羽根車装置について図面を参照しながら説明する。上記実施形態では、羽根車２のＺ方向の上部の羽７ａに当たるように水を流出させる流出部４ａが設けられている例を示したが、本変形例の羽根車装置４０の流路部４１は、図９に示すように、羽根車２のＺ方向の中央部の羽７ａに当たるように水を流出させる流出部４２ａを備えている。このような構成によれば、流出部４２ａが羽根車２の上方に設けられずＺ方向で羽根車２の中央部に設けられているので、流出部４２ａから流出した水が羽７ａに当たって飛散する水や桶部７Ｂから流出した水が貯留槽５内の水に当たって飛散する水の量を減少させることができる。

次に、本発明に係る第２の変形例の羽根車装置について図面を参照しながら説明する。上記実施形態では、羽根車２のＺ方向の上部の羽７ａに当たるように水を流出させる流出部４ａが設けられている例を示したが、本変形例の羽根車装置５０の流路部５１は、図１０に示すように、羽根車２のＺ方向の下部の羽７ａに当たるように水を流出させる流出部５２ａを備えている。本変形例においては、羽７ａは、底面部材７ｂに対して直交して設けられている。このような構成によれば、流出部５２ａが羽根車２の上方に設けられずＺ方向で羽根車２の下部に設けられているので、流出部５２ａから流出した水が羽７ａに当たって飛散しても、貯留槽５から飛散することがない。従って、羽根車装置５０の近くにいる人に水が降りかかることを防止することができる。また、飛散抑制部材１３等を設ける必要がないので、低コスト化を図ることができる。

なお、上記実施形態及び変形例では、水源として、例えば水道水や河川の水を貯留槽５内に貯留する例を示した。しかし、これに限定されず、例えば全国各地の川等を跨ぐように支持部３の載置部３ａを配設することで、川の水を羽７ａで受け回転軸８を軸として羽根車２を回転させるようにしてもよい。このように、本発明に係る羽根車装置１等は、支持部３と、羽根車２とのみを用いることもできる。この場合には、羽根車装置をより容易に移動させることができる。

また、上記第２の実施形態では、第２の回転軸２１に１箇所に回転部材２２が設けられ回転部材２２に対応して杵２４、臼２５がそれぞれ１個もうけられている例を示したが、回転部材２２、杵２４及び臼２５等の個数はこれに限定さない。例えば、第２の回転軸２１の長さをより長くしたり、第２の回転軸２１をジョイント部材により結合したりすることで、複数箇所に回転部材２２、杵２４及び臼２５を配設するようにしてもよい。これにより、例えば教育現場等において少人数化に対応でき、商業施設等においては、より効率化を図ることができる。

（第３の実施の形態）
本発明に係る第３の実施の形態について図面を参照しながら説明する。

図１１は、本発明に係る羽根車貸出システムを示すブロック図である。

羽根車装置貸出システム６０は、羽根車装置１が発注されたか否かを判断する判断手段としてのコンピュータ６１と、羽根車装置１が発注されたと判断されたときに、発注された羽根車装置１を搬送する搬送手段６２と、搬送手段６２により搬送された羽根車装置１を設置する設置手段６３と、貸出終了時に羽根車装置１を解体回収する解体回収手段６４とを備えている。

コンピュータ６１は、例えばインターネット、郵送、電話等による発注者からの注文情報により、例えば羽根車装置１、２０、４０及び５０のうちいずれの羽根車装置が発注されたかを判断する。ここで、発注情報とは、例えば、流路部４、貯留槽５及びポンプ６が発注されたか否かの情報、羽根車２の大きさの情報、貸出期間、貸出個数、貸し出し先（目的地）等の情報をいう。

搬送手段６２は、例えば解体した羽根車装置１を搬送する人や軽トラック、列車等である。設置手段６３及び解体回収手段６４は、例えば羽根車装置１を搬送した人等である。なお、人等が羽根車装置１をスムーズに組み立て設置することができるようにするために設置マニュアルを、発注者に貸し出し、発注者が設置及び解体作業を行うようにしてもよい。

このようなシステムによれば、羽根車装置１が発注されたか否かを判断するコンピュータ６１と、羽根車装置１が発注されたと判断されたときに、発注された羽根車装置１を搬送する搬送手段６２とを備えているので、発注者が羽根車装置１を注文したか否かを、例えばコンピュータ６１等により判断し、コンピュータ６１が発注されたと判断したときに、発注された羽根車装置１を、例えば発注者の元に人等が軽トラック等により搬送することで、貸し出すことができる。

また、人等が軽トラック等の搬送手段６２により搬送された羽根車装置１を設置する設置手段６３を更に備えているので、羽根車装置１を例えば目的地に搬送した後に所望の設置場所に設置することができる。なお、人等が羽根車装置１をスムーズに組み立て設置することができるようにするために設置マニュアルを準備することが好ましい。

更に、コンピュータ６１は、羽根車２に当たるように水を案内する流路部４、水を貯留可能な貯留槽５及び貯留槽５内の水を流路部４に送るポンプ６が発注されたか否かを判断することができるので、発注の違いに応じて適宜異なる羽根車装置１、４０、５０等を搬送するようにすることができる。例えばコンピュータ６１が、流路部４、貯留槽５及びポンプ６が発注されたと判断したときには、羽根車２、羽根車２を回転可能に支持すると共に地面等の載置面に載置可能な載置部３ａを有する支持部３と共に、流路部４、貯留槽５及びポンプ６を解体して搬送するようにすればよい。一方、コンピュータ６１が、流路部４、貯留槽５及びポンプ６が発注されてないと判断したときには、羽根車２及び支持部３を解体して搬送するようにすればよい。このように、発注情報に応じて、適宜必要な部品を搬送することができるので、搬送作業が効率的かつ容易となる。

なお、例えば全国各地の配送拠点のうち搬送先に最も近い搬送拠点から随時、搬送手段６２である車両等により、羽根車装置１等を搬送するようにすることが好ましい。

本発明に係る第１の実施形態の羽根車装置の概略斜視図である。 図１の羽根車装置の側面図である。 図１の羽根車装置の平面図である。 第１の実施形態の羽根車装置の製造（組立）工程を示すフローチャートである。 第２の実施形態の羽根車装置の外観斜視図である。 図５に示す羽根車装置の加工部の動作説明図である。 第２の実施形態の加工部の変形例の動作説明図である。 第２の実施形態の加工部の別の変形例の動作説明図である。 弟１の変形例の羽根車装置の側面図である。 弟２の変形例の羽根車装置の側面図である。 本発明に係る羽根車装置貸出システムのブロック図である。

符号の説明

１、２０ 羽根車装置、二 羽根車、３ 支持部、３ａ 載置部、３ｂ 脚部、４ 流路部、４ａ 流出部（第２の流出部）、５ 貯留槽、５ａ 流出部（制御部）、６ ポンプ、７ａ 羽、７ｂ 板状部材、７ｄ 尖状部、７Ｂ 桶部、８ 回転軸、１１ 水、１３ 飛散抑制部材、２１ 第２の回転軸、２２ 回転部材、２３ 支軸、２４ 杵、２５ 臼、７０ 杵、７１ 突設部、７３ 回転部材、 ７４ 突部、 Ｅ 載置面、ｈ１ 深さ

Claims (15)

1. 流体により力を受ける羽と、回転軸とを有する羽根車と、
   載置面に載置可能な載置部を有し、前記羽根車を前記回転軸の周りに回転可能に支持する支持部と
   を具備することを特徴とする羽根車装置。
2. 前記支持部は、前記載置部を着脱可能な脚部を有ることを特徴とする請求項１に記載の羽根車装置。
3. 前記羽根車の前記羽に当たるように前記流体を案内する流路部を更に具備することを特徴とする請求項１又は請求項２に記載の羽根車装置。
4. 前記流路部から流出した流体を貯留可能でありかつ載置面に載置可能な貯留槽と、
   前記貯留槽に貯留された流体を前記流路部に送るポンプと
   を更に具備することを特徴とする請求項３に記載の羽根車装置。
5. 前記羽根車の下端部は、前記貯留槽に貯留された流体により浸漬されることを特徴とする請求項４に記載の羽根車装置。
6. 前記貯留槽は前記羽根車の下端部が前記貯留槽に貯留された流体に浸漬される深さを制御するための制御部を有することを特徴とする請求項５に記載の羽根車装置。
7. 前記制御部は、前記深さが所定値を超えたときに、前記貯留槽に貯留された流体を流出させる第１の流出部を有することを特徴とする請求項６に記載の羽根車装置。
8. 前記羽に当たってはじかれた流体が飛散することを抑制する飛散抑制部材を更に具備することを特徴とする請求項１から請求項７のうちのいずれか一項に記載の羽根車装置。
9. 前記回転軸と同軸上に前記回転軸と一体に回転可能に設けられた第２の回転軸と、
   前記第２の回転軸と一体に回転可能に設けられた回転部材と、
   前記第２の回転軸と軸方向を同じにして略並行に設けられた支軸と、
   回転する前記回転部材に押下されて周期的に前記支軸を軸として回動可能に設けられた杵と、
   前記杵とで穀物を加工可能な臼と
   を更に具備することを特徴とする請求項１から請求項８のうちいずれか一項に記載の羽根車装置。
10. 前記流路部は、前記羽根車の上部の前記羽に当たるように前記流体を流出させる第２の流出部を有し、
    前記羽は、前記羽根車の縁に近づくに連れ薄くなる尖状部を有することを特徴とする請求項３から請求項９のうちいずれか一項に記載の羽根車装置。
11. 前記羽根車は、該羽根車の外周部に前記流体を貯留するための複数の桶部を有し、
    前記桶部は、
    前記羽と、
    前記羽根車の外周より前記回転軸側で前記羽根車の周方向に沿うように該桶部の底部に設けられた板状部材とを有し、
    該羽は、前記羽根車の前記回転軸より下側にある桶部に前記流体を貯留可能とするために、前記羽根車の回転方向に進むに連れ前記板状部材との間隔が狭まるように前記板状部材に対して傾斜して設けられていることを特徴とする請求項１から請求項１０のうちいずれか一項に記載の羽根車装置。
12. 突設部を有し上下動可能に設けられた円柱状の杵と、
    前記回転軸と同軸上に前記回転軸と一体に回転可能に設けられた第２の回転軸と、
    前記第２の回転軸と一体に回転可能に設けられ、該回転により前記突設部を下方から持上げるように該突設部に当接する突部を有する回転部材と
    を具備することを特徴とする請求項１から請求項８に記載の羽根車装置。
13. 羽根車装置が発注されたか否かを判断する判断手段と、
    前記羽根車装置が発注されたと判断されたときに、前記発注された羽根車装置を搬送する手段と
    を具備することを特徴とする羽根車装置貸出システム。
14. 前記搬送手段により搬送された羽根車装置を設置する設置手段を更に具備することを特徴とする請求項１３に記載の羽根車装置貸出システム。
15. 前記判断手段は、羽根車に当たるように流体を案内する流路部、前記流体を貯留可能な貯留槽及び前記貯留槽内の前記流体を前記流路部に送るポンプが発注されたか否かを判断することを特徴とする請求項１３又は請求項１４に記載の羽根車装置貸出システム。

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