JP2017198101A - 自重型勢車機構装置 - Google Patents

Abstract

【課題】
本願発明に係る布体留め具は、布体自身から創出される多数のバリエーションによるデザイン的装飾機能が発揮され、特にその取扱いにおいて、布体を扱う際に生地を傷めず容易に操作が可能であって、且つ、長時間使用しても布体の緩み止め効果高い留め具の提供。
【解決手段】
身飾具として用いられる布体を留める留め具であって、少なくとも一部に開口部を有し上下に布体を挿通される挿通部と、前記挿通部に相通された布体を略水平方向へ引き抜く引抜部を少なくとも１以上有する構成を採用した。

【選択図】図１

Description

本願発明は、勢車機構の技術に関し、詳しくは、回転体の自重による不釣り合いから生ずる回転力を得るもので、軸芯から所定位置の重量物に作用する重力加速度によって得られる落下エネルギーを回転力に変換し、非円形歯車と偏芯軸の構成を組み合わせることで、回転軸の中心からの位置エネルギーの差分を大きくし、これによって生ずる回転モーメント差を利用する自重型勢車機構装置の技術に関する。

従来、化石燃料からの代替エネルギーとして、風力や水力を利用したクリーンエネルギーへ移行する技術開発が進んでいる。クリーンエネルギーを利用する技術体系の中には、永久磁石や重力を利用した回転機構など、数多くの技術提案がなされている。これらの大半は永久機関として取り扱われ、エネルギー保存の法則に反するものとして特許化のみならず実用化されていないものが多い。しかしながら、磁力や重力、或いは慣性力を利用するものでも、原動機や発電機の駆動のきっかけとしたり、或いは他のエネルギー等からサポートを受けることにより、駆動力として継続動作を可能とするものは存在する（特許文献１及び２参照）。

また、一般的な生活の中においても、例えば高低差による水の落下を水車で受ける水力発電装置のように、古くから位置エネルギーを利用したものや、温度差により感温磁性材料の磁性をコントロールして回転する装置（特許文献１参照）等の技術提案がされている。また、本発明と類似する技術として、既に特許第５８４７７７７号が公開され、公知技術となっている。これは、主円盤等の複数の回転体を具える動力回転装置であって、前記主円盤が下向きの回転に移行するとき、副円盤重心が中心軸より最も遠い位置に回転し、副円盤による回転モーメントが最大となり主軸回転を加速させる回転装置の技術が既に公開され特許化されている。（特許文献２参照）。このような技術は、現在のエネルギー環境における代替エネルギーの開発が急務といえる昨今において、将来性が期待されるところであり、係る期待は大きなものであり、本願発明もこれらの技術と同様に、クリーンエネルギーを利用する技術として開発の意義を有するものであり、また、他の技術へ応用するなどの利用にも資する技術といえる。

特許第５６５６１８０号 特許第５８４７７７７号

本願は重力という無尽蔵でクリーンなエネルギーにより、風力発電装置や動力機関をサポートし得る装置の提供を課題とする。

非円形歯車は、歯車の回転伝達とカムの不等速転運動の二つの動きを同時にもつ機構学的特性を有する不等速な回転伝達機構であり、簡潔な機構で小形化でき、任意の不等速回転伝達が得られ、噛み合い歯面のすべり接触が小さいので磨耗疲労が少なく、耐久性に優れ、重負荷の伝達が可能である等の特長があることから、従来より、流量計、印刷機械、包装機械などにおいて、装置の小形化や簡素化、或いは低コスト化に応用されている。しかし、その設計は通常の円形歯車より複雑であるため、CADソフトだけでの設計は困難であり、高度な計算を駆使した設計が必要である。そこで、本願の発明者は、独自の解析や計算、そして実験により、本願に係る非円形歯車の設計をより簡潔なものとして本願発明の完成に至ったものである。

本発明は、基台と、円板と、駆動用非円形歯車と、回転伝達用非円形歯車と、から成る不等速な回転機構であって、前記基台は前記円板を回転自在に保持し、前記回転伝達用非円形歯車は前記円板の中心から偏芯位置に固定して備えられ、前記駆動用非円形歯車は、前記円板の中心から同心円上に回転自在に少なくとも一以上設けられ、前記駆動用非円形歯車の偏芯位置から長手方向の長手側先端に備えたオモリにより、該オモリに働く重力加速度から生ずる前記円板の回転モーメント差を利用する構成を採用した。

また、本発明は、前記駆動用非円形歯車が前記円板の中心から同心円上であって前記回転伝達用非円形歯車を介して対向する２ヶ所の位置に設ける構成を採用することもできる。

また、本発明は、前記駆動用非円形歯車が前記円板の中心から同心円上であって前記回転伝達用義円形歯車を介して１２０度毎に等分割された３ヶ所の位置に設ける構成を採用することもできる。

本願に係る自重型勢車機構装置によれば、非円形歯車の長手方向端部にオモリを有すること、該回転軸を偏芯させた位置に配置すること、並びに歯車の形状によってオモリの位置を規制することにより、前記オモリが回転軸から一方方向においては遠方に、他方方向においては近傍に配置させることにより、常に回転軸周りのモーメント差と、慣性力をより有効に利用できる勢車機構としての機能を発揮するものである。

本願発明に係る自重型勢車機構装置の基本構成を示す構成説明図である。 本願発明に係る自重型勢車機構装置の動作説明図である。 本願発明に係る駆動用非円形歯車を複数備えた場合の構成説明図である。

図１から図３に従って、本発明を説明する。
図１は、本発明の全体を示し、各要素の位置関係の基本的構成を示す構成説明図であり、図１に示す通り、本発明の技術的な要部は、固定された回転伝達非円形歯車４０に対して自重と重力加速によって落下及び回転しようとする駆動用非円形歯車３０が配置される位置と角度を規制することであり、係る動作中のオモリ３１の軌跡からこれを回転力として有効に作用させることが可能であることを示すものである。

円板２０が回転状態において、駆動用非円形歯車３０の位置と角度、並びにオモリ３１の軌跡を説明すべく、該オモリ３１が描く軌跡については二点鎖線の矢印で示した。但し、係る記載は、図面に示したものに限定されるものではなく、回転軸２１周りのモーメント差が生ずる位置関係が得られればよく、図中に示す非円形形状の楕円比率は模式的に示したものであって、実際の比率や形状を示すものではない。従って例えば、異形同士の組み合わせによる歯車であっても回転軸２１周りのオモリ３１の軌跡が近似するようにトルク差を生じさせる構成の形状であってもよい。

基台１０は、本願発明に係る自重型勢車機構装置１の機構要素を支える本体であって、図示したような構造に限定されるものではなく、構造体として回転物を軸支し、出力を取り出すために必要な構造と強度を有していればよい。また基台１０には、前記円板部２０の回転軸２１を軸支するための回転軸受部１１を有している。なお、係る回転軸受部１１は、回転軸２１を円滑に軸支するためのベアリング等の軸受構造を備えることが望ましい。さらにまた、前記円板部２０に作用する重量物の偏芯運動による振動や揺動を発生させることとなるため、これを受け止めて許容できる強度を備えた剛体としての基台構造とする。

前記円板部２０は、前記基台１０に回転自在に軸支される円板であり、中心には回転軸２１を固定して備え、該回転軸２１を中心とした所定の円周上に少なくとも１以上の駆動用非円形歯車３０を回転自在に軸支するための偏芯軸受部２２を有し、前記駆動用非円形歯車３０に備えられたオモリ３１に生ずる回転力を前記基台１０に固定される回転伝達用非円形歯車４０を介して前記円板部２０を回転させ、該円板部２０に固定された回転軸２１係る回転力２１を出力として取り出す部材である。

、
駆動用非円形歯車３０は、偏芯位置に偏芯軸３２を備え、該偏芯軸３２から遠方方向に備えたオモリ３１によって回転力を発生させる歯車であり、前記円板部２０を回転駆動するため前記回転伝達用非円形歯車４０と歯数比を同一とするものであって、偏芯距離Ａを有することにより回転時における回転軸２１からオモリ３１の配置差を設けてこれに対応したトルク差を生じさせるものである。

オモリ３１は、駆動用非円形歯車３１の偏芯軸３２から遠方方向への端部の重量を増加させて回転軸２１からの距離によって発生する回転トルクを増加させるための重りである。図面では模式的に描かれているが、具体的には、歯車の先端部分に比重量の大きな金属、例えば鉛等を備えるなどが考えられる。また、偏芯位置や非円形歯車の形状等によってはオモリ３１の質量調整をできるような構成を採用することが望ましく、更にはオモリ３１を複数異なる位置への追加等の調整を図ることにより、装置全体から発生する振動や揺動を規制することなども有効である。

回転伝達用非円形歯車４０は、前記基台１０に固定され、前記円板部２０には回転自在に軸支され、前記駆動用非円形歯車３０の回転力を伝達する歯車である。

図２は、本願発明に係る自重型勢車機構装置１の動作状態説明図であり、図２（ａ）から図２（ｈ）は前記駆動用非円形歯車３０が円板部２０に対して４５度の変化毎に前記駆動用非円形歯車３０が自重によって回転した場合の位置変動を示している。図２（ａ）から図２（ｈ）に示すように、本発明に係る自重型勢車機構装置１では図２（ａ）の位置においてオモリ３１が回転軸２１から最も遠方であり、重力加速度から生ずる回転トルクは最も大きな位置を示している。

また、図２（ａ）から図２（ｃ）においては、オモリ３１が重量化速度によって駆動用非円形歯車３０を介して円板２０を右回転させる方向で働くように中心軸から右側にオモリ３１が配置される場合には右よりとなることが示されているのに対し、図２（ｄ）から図２（ｇ）においては回転軸２１から左側に配置され、前記の回転方向と反対方向への回転モーメントが生ずるものの、回転軸２１の中心からの距離が図面上右側と左側と異なっており、左側では回転軸２１からの距離は近く、腕の長さに作用する質量の関係から回転トルクの差が生じ、その差分により右側での回転力が大きく、また円板２０を回転させる慣性力としては常に右回転方向に作用しているため、その慣性力を利用できる構成である。

図３は、駆動用非円形歯車３０と回転伝達用非円形歯車４０との組み合わせ構成を例示した実施例説明図である。図３（ａ）は、駆動用非円形歯車３０が回転伝達費円形歯車４０に対し対抗する位置に設けられた構成を示し、図３（ｂ）は、駆動用３０が回転４０に対し１２０度毎に等分された等角円周上に偏芯軸の中心が位置する構成を示している。

図３（ａ）の構成を採用した場合は、対抗位置にある重量物の不等速度による振動や揺動が相殺されるという効果を発揮する構成例を示し、図３（ｂ）の構成を採用した場合では、係る相殺による効果が更に緊密に均される効果を発揮する構成例を示している。

１ 自重型勢車機構装置
１０ 基台
１１ 回転軸受部
２０ 円板
２１ 回転軸
２２ 偏芯軸受部
３０ 駆動用非円形歯車
３１ オモリ
３２ 偏芯軸
４０ 回転伝達用非円形歯車

Claims (3)

1. 基台１０と、
   円板２０と、
   駆動用非円形歯車３０と、
   回転伝達用非円形歯車４０と、から成る不等速な回転機構であって、
   前記基台１０は前記円板２０を回転自在に保持し、
   前記回転伝達用非円形歯車４０は前記円板の中心から偏芯位置に固定して備えられ、
   前記駆動用非円形歯車３０は、前記円板２０の中心から同心円上に回転自在に少なくとも一以上設けられ、前記駆動用非円形歯車３０の偏芯位置から長手方向の長手側先端に備えたオモリ３１により、
   該オモリ３１に働く重力加速度から生ずる前記円板２０の回転モーメント差を利用する自重型勢車機構装置１。
2. 前記駆動用非円形歯車３０が前記円板２０の中心から同心円上であって前記回転伝達用非円形歯車を介して対向する２ヶ所の位置に設けられていることを特徴とする請求項１に記載の自重型勢車機構装置１。
3. 前記駆動用非円形歯車３０が前記円板２０の中心から同心円上であって前記回転伝達用義円形歯車を介して１２０度毎に等分割された３ヶ所の位置に設けられていることを特徴とする請求項１に記載の自重型勢車機構装置１。