JP2024002976A - 回転動作可能な偏心要素を有する一対の機構を備えた汎用システム - Google Patents

Abstract

【課題】回転動作可能な偏心要素を有する一対の機構を備えた汎用システムを提供する。【解決手段】本発明は、特に２つの機構（１００，２００）を備えるシステムに関し、第１の支持シャフト（１２０，２２０）は歯車（１２１，２２１）備え、要素（１２２，２２２）がその軸（Ａ１２０，Ａ２２０）に対して偏心した機構と、第２の支持シャフト（１３０，２３０）は歯車（１３１，２３１）を備え、要素（１３２，２３２）が、その軸（Ａ１３０、Ａ２３０）に対して偏心している機構で構成される。本発明によれば、少なくとも１つの機構（１００，２００）の偏心要素（１２２，１３２，２２２，２３２）は、その支持シャフト（１２０，１３０，２２０，２３０）に垂直な回転平面（ＰＲ、ＰＲ’）に少なくとも部分的に配置され一方の機構（１００）の偏心要素（１２２，１３２）の位置が他方の機構（２００）の偏心要素（２２２，２３２）の位置と常に対称である。【選択図】図２

Description

１．技術分野
本発明の分野は、考えられるすべての用途に関して機械的エネルギーを伝達するためのシステムの分野である。

より具体的には、本発明は、回転動作可能な偏心要素に蓄積された機械的エネルギーを様々な方法で利用するためのそのようなシステムに関する。

本発明は、特に、排他的ではないが、機械的エネルギーを蓄積して送達し、それを電気エネルギーに変換する問題に関する。例えば、ふるい分け機またはランマーなどの専用構造に取り付けられた振動システムとしての他の用途も想定され得る。

２．従来技術
エネルギーを伝達するための機械、または任意の他の用途のための機械の装備に適した、遊星ギアまたはクランクシャフトなどの多くの運動伝達機構が機械分野に存在する。しかしながら、既知の機構で得られる効率は、完全に満足できるものではない。

本出願人は、この問題を克服するために、特許文献１に記載された平衡機構、及び特許文献２に記載された同時交差遠心力を有する機構など、いくつかのエネルギー伝達機構を開発した。

しかしながら、構造の複雑さは、これらの用途に記載された機構の大きな欠点である。この構造の複雑さは、機構自体、例えば、効率、全体的な寸法及び／または信頼性に関して、ならびにそのユーザ、特にユーザ体験、メンテナンス及び／または安全性に関して、多くの悪影響及び望ましくない影響がある。

国際特許出願ＷＯ ２０１７／０６４３７９ 国際特許出願ＷＯ ２０１８／０６９５８６

したがって、これらの悪影響及び望ましくない影響の一部または全部がない新規のエネルギー伝達技術が必要とされている。特に、機械エネルギーを単純で、効率的で、信頼性の高い方法で蓄積し、供給し得るシステムが必要とされている。また、そのような技術は、想定される様々な用途、及び／または遭遇する状況に適応するために、汎用性があるか、または用途、状況に適応するように容易に調節される必要がある。また、簡単な製造、組立て、及び／または保守技術を低コストで提供する必要がある。

３．発明の開示
提案した技術は、フレームを備えるシステムに関し、このフレームは、
－少なくとも１対の機構であって、機構の各々が、
－軸周りに回転移動可能であり、第１の歯車及び第１の要素を備える第１の支持シャフトであって、第１の要素が、前記第１の支持シャフトの軸に対して偏心している、第１の支持シャフトと、
－軸周りに回転移動可能であり、第２の歯車及び第２の要素を備える第２の支持シャフトであって、第２の要素が、前記第２の支持シャフトの軸に対して偏心している、第２の支持シャフトと
を備える、少なくとも１対の機構と、
－軸周りに回転移動可能であり、前記第１の歯車及び前記第２の歯車と協働する少なくとも１つの主歯車を備える主シャフトであって、主シャフトの回転を前記機構の第１の支持シャフト及び第２の支持シャフトの回転と連動し、逆もまた同様である、主シャフトと、
－前記主シャフトを回転させるように前記主シャフトに連結される回転駆動手段と
を支持する。

本発明によれば、前記機構のうちの少なくとも１つの前記第１の偏心要素及び前記第２の偏心要素は、前記関連する第１の支持シャフト及び第２の支持シャフトに垂直な回転平面に少なくとも部分的に配置され、前記システムが動作しているとき、前記機構のうちの一方の前記第１の偏心要素及び前記第２の偏心要素の位置は、他方の機構の前記第１の偏心要素及び前記第２の偏心要素の位置と常に対称である。

したがって、システムは、単純な構造を有し（例えば、ロッカーアーム、コネクティングロッド及び／またはカウンターウェイトの必要性を排除し）、様々な用途に使用することができる。特許文献２では、質量の交差遠心分離によって引き起こされる振動を減衰させるために、ウェイト付きロッカーアームを使用しなければならない。例えば、偏心要素が同一であるとき、本発明のシステムは平衡を保つ。これにより、このような平衡システムの主シャフトに高い角速度を加えることができ、したがって、かなりの量の運動エネルギーを蓄積することができる。別の例によれば、偏心要素が異なるとき、システムは周期的に振動する。したがって、そのような振動システムを適切な構造に取り付けることによって、例えばミキサーまたは圧縮装置として使用し得る。

１つの特定の特徴によれば、システムは、主シャフトの回転を支持シャフトの回転に連動し、逆もまた同様であるように、前記主歯車を前記第１の歯車及び前記第２の歯車に接続する伝達手段を更に備える。

特に、そのような伝達手段は、支持シャフトを、主シャフトから、したがって関連する歯車から離隔させることを可能にする。したがって、大きな寸法（したがって大きな質量）を有する偏心要素を、システムに実装することができる。システムが動作しているとき、これは、かなりの量の機械的エネルギーの蓄積及び供給をもたらす。

１つの特定の態様によれば、前記伝達手段は、前記主歯車と、前記第１の歯車及び前記第２の歯車との間に配置され、中間シャフトによって支えられる少なくとも１つの中間歯車を備える。

１以上の中間歯車の実装は、シャフトの回転運動を効率的に伝達するための単純で、堅牢な解決策である。

別の特定の特徴によれば、前記第１の偏心要素及び前記第２の偏心要素の各々は、前記関連する支持シャフトに接続するためのリングを有する少なくとも１つの本体によって形成される。

そのような構成は、特に、所望の用途に応じて、質量を追加または除去することによって、システムを調節することを可能にする。

別の特定の特徴によれば、前記第１の偏心要素及び前記第２の偏心要素は、前記第１の歯車及び前記第２の歯車のそれぞれに堅固に接続される。

そのような堅固な接続は、システム内の偏心要素の機械的強度を強化し、したがってその動作及び堅牢性を保証する。好ましくは、堅固な接続は、例えば、締結ネジ及びナットなどの取り外し可能な手段によって行われる。これにより、システムの組立て及びメンテナンスが、特に簡単になる。

あるいは、前記第１の偏心要素及び前記第２の偏心要素、ならびに前記第１の歯車及び前記第２の歯車はそれぞれ、１つの部品で作られる。

このような構成は、偏心要素の全体寸法を特に小さくし、偏心要素を、関連する歯車上の所定の位置に保持することを確実にする。

別の特定の特徴によれば、第１の偏心要素及び第２の偏心要素の各々は、円筒の一部の形状、好ましくは半円筒の形状をとる。

別の特定の特徴によれば、システムは、少なくとも１つの連結装置を備え、前記連結装置は、前記駆動手段を前記主シャフトに接続する。

そのような連結装置により、回転駆動を接続または切断するために、必要に応じてモータのシャフトを、主シャフトに接続する／主シャフトから分離することができる。

別の特定の特徴によれば、前記機構の前記第１の偏心要素及び前記第２の偏心要素は、同じ質量及び同じ寸法を有し、前記システムは、前記機構のうちの一方の前記主シャフトに連結された少なくとも１つのエネルギー採取装置を更に備え、前記エネルギー採取装置は、前記偏心要素に蓄積された機械的エネルギーを電気エネルギーに変換するように構成される。

そのような構成は、平衡システム、すなわち動作時に振動をほとんど、または全く発生しないシステムを規定することを可能にする。そのような構成は、効率的なエネルギー蓄積及び供給システムを規定することを、特に可能にする。

別の特定の特徴によれば、前記機構の前記第１の偏心要素及び前記第２の偏心要素は、異なる質量を有する。

質量の対称性が一定であるとき、そのような構成は、上記に提示された振動システムが形成されることを、特に可能にし、質量の対称性が周期的であるとき、形成される振動が増大されることになる。

４．図面の提示
本発明の他の目的、特徴及び利点は、添付の図面を参照して、大まかなガイドとして与え、決して限定的なガイドとして与えない以下の説明を読むことによってよりよく理解されるであろう。

並列に連結された一対の機構を備える、本発明の第１の実施形態によるシステムの一例の図式的な上面図である。 偏心要素の位置決めを示す図１の断面図である。 歯車に取り付けられた偏心要素の構造例を示す図である。 動作時に、図１に示すシステムの偏心要素の回転運動の様々な簡略図である。 動作時に、図１に示すシステムの偏心要素の回転運動の様々な簡略図である。 動作時に、図１に示すシステムの偏心要素の回転運動の様々な簡略図である。 動作時に、図１に示すシステムの偏心要素の回転運動の様々な簡略図である。 直列に連結された一対の機構を備える、本発明の第２の実施形態によるシステムの一例の図式的な上面図である。 図５に示すシステムの偏心要素の位置決め、及びシステムが動作しているときのその変位の、各機構に関連する簡略図である。 図５に示すシステムの偏心要素の位置決め、及びシステムが動作しているときのその変位の、各機構に関連する簡略図である。 本発明の第３の実施形態によるシステムの偏心要素の変位の様々な簡略図である。 本発明の第３の実施形態によるシステムの偏心要素の変位の様々な簡略図である。 本発明の第３の実施形態によるシステムの偏心要素の変位の様々な簡略図である。 本発明の第３の実施形態によるシステムの偏心要素の変位の様々な簡略図である。 本発明の第４の実施形態によるシステムの偏心要素の変位の様々な簡略図である。 本発明の第４の実施形態によるシステムの偏心要素の変位の様々な簡略図である。 本発明の第４の実施形態によるシステムの偏心要素の変位の様々な簡略図である。 本発明の第４の実施形態によるシステムの偏心要素の変位の様々な簡略図である。 歯車に一体化された偏心要素の別の構造例の図である。

５．本発明の実施形態の詳細な説明
５．１．一般原理
革新的なアプローチ及び従来技術の機構への非自明な適合を犠牲にして、本出願人は、システムの特定の構成要素の特定の構成（本明細書で以下に詳細に説明する）は、システムが機械的エネルギーを効率的に蓄積することを保証しつつ、特定の他の構成要素を使用する必要性をなくすと判断した。

本発明の一般原理は、連結機構の少なくとも１つの対を有するシステムの実装に基づいており、連結機構の各々が、偏心要素をそれぞれ備えた少なくとも２つの支持シャフトを備え、特定の構成では、機構のうちの少なくとも１つの偏心要素は、関連する支持シャフトに垂直な回転平面に少なくとも部分的に配置され、システムが動作しているとき、機構のうちの一方の偏心要素の位置は、他方の機構の偏心要素の位置と常に対称である。

とりわけ、このような精巧な構成は、偏心要素が一時的に交差／重なり合う必要性を排除し、したがって、これらの重なり合いによって生成された振動を減衰させるための装置を実装する必要性を排除する。この構造的単純化に加えて、この構成は、機構に蓄積された機械的エネルギーを様々な方法で、すなわち、例えば、システムが平衡している（同一の質量の）ときは、電気エネルギーの形態で、またはシステムが不安定である（異なる質量の）ときは、振動エネルギーの形態で、利用することを可能にする。

５．２．実施形態の説明
提案した技術の様々な実施形態は、図１～図８Ｄを参照して、非限定的な例による簡単な説明として以下に示しており、これは、偏心要素の各々に蓄積された機械的エネルギーを電気エネルギーの形態で供給するシステムを、直接的または間接的に指す。

しかしながら、以下で明らかになるように、提案した技術は、この用途に限定されず、システムの特定の構成要素の形状、寸法及び／または質量を適合させることを条件として、システムの偏心要素に蓄積された機械的エネルギーを利用する他の用途に適し得る。

同じ要素は、異なる図において同じ参照番号によって以下に示される。本発明の理解を容易にするために、特定の図の歯車は、鋸歯のない円によって示している。

図１～図４Ｄは、本発明の第１の実施形態によるエネルギー蓄積及び供給システムの一例を示している。

そのようなシステムの構造的態様を、最初に図１、図２及び図３を参照して説明する。

システム１は、主シャフト１１を支持するフレーム１０と、一対の機構１００，２００と、機構１００，２００を回転させるための手段２０と、機構１００，２００からエネルギーを採取するための装置３０と、を備える。

主シャフト１１は、軸Ａ_１１周りに回転移動可能であり、主歯車１２を備える。

地面に堅固に接続するように意図したフレーム１０は、互いに対向して配置される２つの構造体１０_Ａ、１０_Ｂを備え、その間に２つの機構１００，２００、及び主歯車１２が配置される。このような構成は、システム１の安定性を高めることに、特に寄与する。

各機構１００，２００は、互いに平行な複数のシャフト、すなわち、フレーム１０に回転可能に取り付けられる第１の支持シャフト１２０，２２０及び第２の支持シャフト１３０，２３０をそれぞれ備える。

軸Ａ_１２０、Ａ_２２０周りに回転動作し得る第１の支持シャフト１２０，２２０は、軸Ａ_１２０、Ａ_２２０に対して偏心している第１の要素１２２，２２２が堅固に接続されている第１の歯車１２１，２２１を備える。同様に、軸Ａ_１３０、Ａ_２３０周りに回転動作し得る第２の支持シャフト１３０，２３０は、軸Ａ_１３０、Ａ_２３０に対して偏心している第２の要素１３２，２３２が堅固に接続されている第２の歯車１３１，２３１を備える。

機構１００，２００の第１の偏心要素１２２，２２２、及び第２の偏心要素１３２，２３２は同一であり、適切な締結手段によって、関連する第１の歯車１２１，２２１、及び第２の歯車１３１，２３１に堅固に接続される。したがって、各歯車は、関連する偏心要素による重みで下げられる部分がある。

各機構１００，２００は、主シャフト１１の回転を支持シャフト１２０，１３０，２２０，２３０の回転に連動し、逆もまた同様であるように、主歯車１２を、第１の歯車１２１，２２１及び第２の歯車１３１，２３１に接続する伝達手段１４１，２４１を更に備える。

この実施形態では、機構１００，２００は、平行で、対称的に組み立てられる。したがって、そのような組立体（一対の機構）の、十字形Ｘで示す重心は、主シャフト１１の回転軸Ａ_１１を通る対称面Ｐ_Ｓ内にある。

機構１００，２００のこのような構成は、第１の機構１００と呼ばれる一方の機構の第１の偏心要素１２２及び第２の偏心要素１３２が、第２の機構２００と呼ばれる他方の機構の第１の偏心要素２２２及び第２の偏心要素２３２の回転平面Ｐ_Ｒに少なくとも部分的に配置されることを可能にする。言い換えれば、本発明の第１の態様によれば、機構１００，２００の少なくとも一方の第１の偏心要素１２２，２２２及び第２の偏心要素１３２，２３２は、関連する第１の支持シャフト１２０及び第２の支持シャフト１３０に垂直な回転平面Ｐ_Ｒに少なくとも部分的に配置される。

このような配置のシステム１を動作させることを可能にするために、第１の偏心要素１２２，２２２及び第２の偏心要素１３２，２３２は、衝突することなく、互いに対して、したがって重心に対して、接近し、及び／または離隔し得るように寸法決めされる。

更に、システム１は、具体的な構成を有し、この構成によれば、
－第１の機構１００の第１の偏心要素１２２及び第２の偏心要素１３２は、第２の機構２００の第１の偏心要素２２２及び第２の偏心要素２３２の第２の共通方向とは反対の第１の共通方向に向けられ、
－各機構１００，２００の伝達手段は、第１の偏心要素１２２，２２２及び第２の偏心要素１３２，２３２の同期した逆回転を可能にするように、構成される。

この特定の構成は、システム１が動作しているときに、本発明の第２の態様に従って、第１の機構１００の第１の偏心要素１２２及び第２の偏心要素１３２が、第２の機構２００の第１の偏心要素２２２及び第２の偏心要素２３２の位置と常に対称な位置にあることを可能にする。これは、以下に説明する図４Ａ～図４Ｄを参照すると、より明らかになるであろう。

図１～図３に示す例では、フレーム１０は、平行六面体の形状であり、２つの金属プレート１０_Ａ、１０_Ｂを備え、それら金属プレートは、互いに対向して配置されて、実質的にその四隅において、筒によって互いに堅固に接続される。各プレート１０_Ａ、１０_Ｂは、好ましくは、ボールベアリングなどのベアリング（図示せず）によって、機構１００，２００のシャフトの通過を可能にし、シャフトを支持するように、特に意図した貫通孔（図示せず）を有する。これは、特に摩擦を低減し、したがってシステムの効率及び耐久性を最適化する。

主シャフト１１は、回転駆動手段２０に連結される第１の端部と、第１の端部の反対側で、エネルギー採取装置３０に連結される第２の端部と、を有する。

この例では、駆動手段２０及びエネルギー採取装置３０はそれぞれ、クラッチなどの連結装置２０_１，３０_１を介して、主シャフト１１と協働する電気モータ及び発電機である。

このような連結装置２０_１，３０_１は、必要に応じて、モータシャフト２０を主シャフト１１に対して接続／分離し、発電機３０のロータを主シャフト１１に対して接続／分離して、回転駆動装置を接続または切断することを可能にする。例えば、システム１を始動するとき、偏心要素に蓄積された機械的エネルギーの所定の値に、迅速に到達するために、発電機３０を主シャフト１１から係合解除してもよい。逆に、この所定の値に達したとき、あるいはモータ２０の動作が自発的または非自発的に停止したとき、モータ２０は、エネルギー供給を最適化するために、主シャフト１１から係合解除されてもよい。

更に、システム１は、発電機３０の出力をモータ２０の入力に接続する電気ケーブル（図示せず）を備え、これにより、必要に応じて、生成された電気エネルギーの全部または一部をその中に供給し得る。これは、システム１が、動作しているとき、及び消費部（電気機器）が、比較的短期間に、発電機３０に接続されていないときに、特に有用であり得る。そのような状況では、発電機３０によって生成された「潜在的な」電気エネルギーは、システムが動作し得ることを確実にするために必要な、電力網から生じる外部エネルギーの量を減らすために、モータ２０に供給される。システム１を動作状態から停止させないことにより、後にシステムを再始動する必要がなく、この再始動は、システムのサイズに応じて、かなりの時間及び外部電気エネルギーを必要とする可能性がある。代替的に、または追加的に、潜在的な電気エネルギーは、後に供給される電池に全体的または部分的に貯蔵されてもよい。

更に、図示の例では、第１の偏心要素１２２，２２２及び第２の偏心要素１３２，２３２の各々は、特に図３に示すように、実質的に半円筒（または半円板）の形状をとる。

更に、図３に示す第１の偏心要素１２２などの第１の偏心要素及び第２の偏心要素の各々は、関連する支持シャフト１２０に接続するためのリング１２２_１を有する。このような接続リングは、偏心要素が関連するシャフト上に保持されることを、特に確実にする。これにより、動作中に偏心構成要素がシステムから切り離されるリスクを最小限にする。

図３はまた、第１の偏心要素１２２及び第１の歯車１２１に形成された開口部の存在を示し、締結ネジ（図示せず）が、その堅固な接続のために貫通することを可能にする。効果的で、堅牢で、堅固な接続を確実にするための任意の他の手段が想定され得ることは、言うまでもない。

機構１００，２００の各々の伝達手段は、図示の例では、フレーム１０に対して回転し得る中間シャフト１４０，２４０によってそれぞれ支えられた２つの中間歯車１４１，２４１を備える。第１の中間歯車１４１，２４１は、主歯車１２と第２の歯車１３１，２３１との間に配置され、これらと噛み合っている。第２の中間歯車１４１，２４１は、第１の中間歯車１４１，２４１と第１の歯車１２１，２２１との間に配置され、これらと噛み合っている。伝達手段のこのような構成は、各機構の第１の歯車及び第２の歯車の単純で堅牢な同期逆回転を可能にする。

第１の歯車１２１，２２１及び第２の歯車１３１，２３１は、同じ直径、及び同じ数の歯を有する。したがって、第１の歯車１２１，２２１及び第２の歯車１３１，２３１の回転運動は均一である。

ここで、上記のようなシステムの機能的態様について説明する。

システム１の動作は、いくつかのステップ、すなわち始動ステップ、エネルギー採取ステップ、及び必要に応じてエネルギー採取ステップ中の再始動ステップに分割され得る。

始動ステップは、モータ２０を使用して、機構１００，２００の第１の歯車１２１，２２１及び第２の歯車１３１，２３１、したがって関連する第１の偏心要素１２２，２２２及び第２の偏心要素１３２，２３２の回転運動を駆動することからなる。この始動ステップは、例えば、所定期間の間、または偏心要素に蓄積された機械エネルギーの所定値に達するまで行われる。

エネルギー採取ステップの間、システム１の主シャフト１１に連結された発電機３０は、偏心要素に蓄積された機械的エネルギーを採取し、それを電気エネルギーに変換する。

再始動ステップは、第１の歯車１２１，２２１及び第２の歯車１３１，２３１に新たな運動量を与えることからなる。例えば、再始動ステップは、偏心要素に蓄積された機械的エネルギーの値が所定値を下回るときに行われる。

システム１が動作しているとき、本明細書で上述したステップに関係なく、関連する歯車の１／４回転ごとの機構の偏心要素の位置は、図４Ａ～図４Ｄに示す連続位置に対応する。

図４Ａに示すように、初期位置では、第１の機構１００の第１の偏心要素１２２及び第２の偏心要素１３２は、右に向けられ、第２の機構２００の第１の偏心要素２２２及び第２の偏心要素２３２は、左に向けられる。

図４Ｂに示すように、第１の歯車１２１，２２１及び第２の歯車１３１，２３１の最初の１／４回転後、第１の機構１００の第１の偏心要素１２２、及び第２の機構２００の第２の偏心要素２３２は上に向けられる一方で、第１の機構１００の第２の偏心要素１３２、及び第２の機構２００の第１の偏心要素２２２は、下に向けられる。

図４Ｃに示すように、第２の４分の１回転後、第１の機構１００の第１の偏心要素１２２及び第２の偏心要素１３２は、左に向けられ、第２の機構２００の第１の偏心要素２２２及び第２の偏心要素２３２は、右に向けられる。

図４Ｄに示すように、第３の４分の１回転後、第１の機構１００の第１の偏心要素１２２、及び第２の機構２００の第２の偏心要素２３２は、下に向けられる一方で、第１の機構１００の第２の偏心要素１３２、及び第２の機構２００の第１の偏心要素２２２は、上に向けられる。

したがって、機構１００，２００の各々の第１の歯車１２１，２２１及び第２の歯車１３１，２３１の同期した逆回転は、第１の機構１００の第１の偏心要素１２２及び第２の偏心要素１３２が、それぞれ第２の機構２００の第２の偏心要素２３２及び第１の偏心要素２２２の位置と常に対称な位置であることを可能にする。

エネルギーの観点から、結果として、
－第１の機構１００の第１の偏心要素１２２に蓄積された、すなわち運動エネルギーとポテンシャルエネルギーの和である機械エネルギーＥＭ_１２２であって、第２の機構２００の第１の偏心要素２２２に蓄積された機械エネルギーＥＭ_２２２と常に反対の方向である、機械エネルギーＥＭ_１２２と、
－第１の機構１００の第２の偏心要素１３２に蓄積された機械エネルギーＥＭ_１３２であって、第２の機構２００の第２の偏心要素２３２に蓄積された機械エネルギーＥＭ_２３２と常に反対の方向である、機械エネルギーＥＭ_１３２と、
－同一の値の機械エネルギーＥＭ_１２２、ＥＭ_１３２、ＥＭ_２２２、及びＥＭ_２３２と
をもたらすことになる。

これらの一定の対称性は、以前の解決策のようなロッカーアームを必要とせずに、システム１が平衡を保つことを可能にする。

これにより、第１の偏心要素１２２，２２２及び第２の偏心要素１３２，２３２を、例えば４５０ｒｐｍまたは５００ｒｐｍ程度の速度など、高い回転速度にすることが可能になる。これは、高レベルの蓄積された機械的エネルギーをもたらし、最終的には、生成された高レベルの電気エネルギーをもたらす。

図５、図６Ａ及び図６Ｂは、本発明の第２の実施形態によるエネルギー蓄積及び供給システムの一例を示している。

この第２の実施形態は、一対の機構が組み立てられる方法において第１の実施形態と本質的に異なる。より具体的には、この第２の実施形態では、システムの機構は直列に組み立てられる。そのような組立体は、その長さまたは高さを減少させることによって、システムの全体寸法を減少させることを、特に可能にする。これにより、システムは、例えば狭い空間に容易に設置することができる。

簡潔さ、及び明確さのために、第１の実施形態と共通の要素については説明を省略する。

この第２の実施形態では、システム１’のフレーム１０’は、互いに対向して配置される２対の構造体１０_Ａ’、１０_Ｂ’を備え、構造体１０_Ａ’、１０_Ｂ’の各々は、機構１００’、２００’のうちの１つを支持する。

機構１００’、２００’は、第１の機構１００’及び第２の機構２００’にそれぞれ関連する２つの同一の主歯車１２Ａ’、１２Ｂ’を支持する主シャフト１１’によって、特に直列に組み立てられる。第１の偏心要素１２２’、２２２’及び第２の偏心要素１３２’、２３２’を除いて、このような直列の組立体は、システム１’が、主シャフト１１’の実質的に中心を通過し、特に主シャフト１１０’、２１０’に垂直な平面（図示せず）に対して対称であることを可能にする。

このような構成により、第１の機構１００’の第１の偏心要素１２２’及び第２の偏心要素１３２’は、第１の回転平面Ｐ_Ｒに少なくとも部分的に配置され、第２の機構２００’の第１の偏心要素２２２’及び第２の偏心要素２３２’は、第２の回転平面Ｐ_Ｒ’に少なくとも部分的に配置される。言い換えれば、本発明の第１の態様によれば、機構１００’、２００’の少なくとも一方の第１の偏心要素１２２’、２２２’及び第２の偏心要素１３２’、２３２’は、関連する第１の支持シャフト１２０’、２２０’及び第２の支持シャフト１３０’、２３０’に垂直な回転平面Ｐ_Ｒ、Ｐ_Ｒ’に、少なくとも部分的に配置される。

システム１’が作動しているとき、２つの主歯車１２Ａ’、１２Ｂ’は同じ方向に回転する。

第２の主歯車１２Ｂ’を伝達手段の第２の中間歯車に連結することにより、第１の機構１００’の第１の偏心要素１２２’及び第２の偏心要素１３２’が、それぞれ第２の機構２００’の第１の偏心要素２２２’及び第２の偏心要素２３２’の位置と常に対称な位置にあることが可能になる。

エネルギーの観点（図示せず）から、結果として、
－第１の機構１００’の第１の偏心要素１２２’に蓄積された機械エネルギーであって、第２の機構２００’の第２の偏心要素２３２’に蓄積された機械エネルギーと常に反対の方向である機械エネルギーと、
－第１の機構１００’の第２の偏心要素１３２’に蓄積された機械エネルギーであって、第２の機構２００’の第１の偏心要素２２２’に蓄積された機械エネルギーと常に反対の方向である、機械エネルギーと、
－同一の値のそれら機械エネルギーと
をもたらすことになる。

第２の実施形態によるシステムは、全体寸法を低減することに加えて、本発明の第１の実施形態によるシステムと同様の利点を有する。

図７Ａ～図７Ｄは、本発明の第３の実施形態によるエネルギー蓄積及び供給システムの概略例を示している。

この第３の実施形態は、一方では、主シャフトと支持シャフトとの間の簡略化された中間伝達手段によって、他方では偏心要素の向きによって、第１の実施形態とは異なる。

そのような中間伝達手段を単純化することはまた、システム構造を単純化し、したがって製造コストを低減し、システムメンテナンスを容易にする。

簡潔さ、及び明確さのために、第１の実施形態と共通の要素については説明を省略する。

この第３の実施形態では、主歯車１２’’は、一方では、第１の機構１００’’の第１の歯車１２１’’及び第２の歯車１３１’’と直接噛み合い、他方では、単一の中間歯車１４１’’を介して、第２の機構２００’’の第１の歯車２２１’’及び第２の歯車２３１’’に噛み合っている。第１の機構１００’’の第１の歯車１２１’’及び第２の歯車１３１’’は、したがって、第２の機構２００’’の第１の歯車２２１’’及び第２の歯車２３１’’に対して反対方向に回転し得る。

第１の実施形態と同様に、本発明の第１の態様によれば、２つの機構１００’’、２００’’の第１の偏心要素１２２’’，２２２’’及び第２の偏心要素１３２’’，２３２’’は、回転平面（図示せず）に少なくとも部分的に配置される。

この第３の実施形態では、機構１００’’、２００’’ごとに、第１の偏心要素１２２’’，２２２’’及び第２の偏心要素１３２’’，２３２’’は、反対方向（例えば、一方は上向き、他方は下向き）に向けられる。

したがって、システム１’’が動作中であり、各１／４回転で、第１の偏心要素１２２’’，２２２’’及び第２の偏心要素１３２’’，２３２’’の対称部は、
－図７Ａ及び図７Ｃに示す第１の構成であって、第１の機構１００’’の第１の偏心要素１２２’’の位置が、第２の機構２００’’の第１の偏心要素２２２’’の位置と対称である一方で、第１の機構１００’’の第２の偏心要素１３２’’の位置が、第２の機構２００’’の第２の偏心要素２３２’’の位置と対称である、第１の構成と、
－図７Ｂ及び図７Ｄに示す第２の構成であって、第１の機構１００’’の第１の偏心要素１２２’’の位置が、第２の機構２００’’の第２の偏心要素２３２’’の位置と対称である一方で、第１の機構１００’’の第２の偏心要素１３２’’の位置が、第２の機構２００’’の第１の偏心要素２２２’’の位置と対称である、第２の構成と
の間で交互になる。

このような交互により、第１の機構１００’’の第１の偏心要素１２２’’及び第２の偏心要素１３２’’が、本発明の第２の態様による、第２の機構２００の第１の偏心要素２２２’’及び第２の偏心要素２３２’’の位置と常に対称な位置にあることが可能になる。

図８Ａ～図８Ｄは、本発明の第４の実施形態によるエネルギー蓄積及び供給システムの概略例を示している。

この第４の実施形態は、主に、各機構の主シャフトと支持シャフトとの間の中間伝達手段の性質が第１の実施形態と異なる。

第１の実施形態と同様に、本発明の第１の態様によれば、機構１００’’’、２００’’’の第１の偏心要素１２２’’’、２２２’’’及び第２の偏心要素１３２’’’、２３２’’’は、少なくとも部分的に回転平面（図示せず）に配置される。

この第４の実施形態では、システム１’’’は、具体的な構成を有しており、この構成によれば、
－第１の機構１００’’’の第１の偏心要素１２２’’’及び第２の偏心要素１３２’’’は、第２の機構２００’’’の第１の偏心要素２２２’’’及び第２の偏心要素２３２’’’の第２の共通方向とは反対の第１の共通方向に向けられており、
－したがって、機構１００’’’、２００’’’の各々の第１の偏心要素１２２’’’，２２２’’’、及び第２の偏心要素１３２’’’，２３２’’’は、同期して回転することができ、
－したがって、第１の機構１００’’’の第１の偏心要素１２２’’’及び第２の偏心要素１３２’’’は、第２の機構２００’’’の第１の偏心要素２２２’’’及び第２の偏心要素２３２’’’とは反対方向に同期して回転することができる。

したがって、システム１’’’が動作しているとき、第１の機構１００’’’の第１の偏心要素１２２’’’及び第２の偏心要素１３２’’’は、第２の機構２００’’’の第１の偏心要素２２２’’’及び第２の偏心要素２３２’’’に対して常に対称な位置にあるように角度的にオフセットされる。

図示の例では、中間伝達手段は、３つの伝達チェーン１４２，２４２，２４３及び中間歯車によって形成される。

より具体的には、第１の伝達チェーン１４２は、第１の機構１００’’’の第１の歯車１２１’’’及び第２の歯車１３１’’’を主歯車１２’’’に接続する。第２の伝達チェーン２４２は、第２の機構２００’’’の第１の歯車２２１’’’及び第２の歯車２３１’’’を第１の中間歯車２４１’’’に接続する。第３の伝達チェーン２４３は、主シャフト１１’’’によって支持された第２の中間歯車（図示せず）を、中間シャフト２４０’’’によって支持された第３の中間歯車に接続する。

このような伝達チェーンの使用は、一方では、第１の歯車１２１’’’、２２１’’’及び第２の歯車１３１’’’、２３１’’’を主歯車１１１’’’、２１１’’’から離隔させることを可能にし、他方では、それらを同期した回転で駆動することを可能にする単純な解決策である。

更に、この種の間隔は、大きな寸法の偏心要素１２２’’’、１３２’’’、２２２’’’、２３２’’’を実装して、その中に蓄積された機械的エネルギーを増加させ、更にその機械的エネルギーを供給することを可能にする。

５．３ 他の態様及び代替の実施形態
上述の４つの実施形態は、偏心要素に蓄積された機械的エネルギーを電気エネルギーの形態で供給するシステムを直接的または間接的に指す。

しかしながら、本発明のシステムは、そのような用途に限定されない。

例えば、第１の実施形態の代替形態では、偏心要素は異なる質量を有する。その結果、システムが動作しているとき、偏心要素に蓄積された機械的エネルギーの値は異なる。これにより、システムが不安定になり、したがって振動が発生する。例えば、適切な構造に取り付けられると、そのような振動システムは、ミキサー（特に塗料用）、または圧縮装置（特にランマー）を形成してもよい。言うまでもなく、そのようなシステムによって生成された振動を使用し得る任意の他の用途が想定され得る。

任意選択的に、ミキサーに関連する電気装置、例えば光及び／またはサウンドインジケータ、あるいは制御パネルなどに電気エネルギーを供給するように、発電機が、主シャフトに連結されてもよい。

上述の様々な実施形態に適用し得る代替の実施形態では、各偏心要素は、関連する歯車と１つの部品で作られる。例えば、歯車の内側部分、好ましくは図９に示すように実質的に半分を機械加工によって除去し、部分的に中空の歯車が得られる。歯車の中実の内側部分は、偏心要素を形成する。

このような１つの部品（一体）構成は、偏心要素の全体寸法を特に小さくし、関連する歯車上の所定の位置に保持されることを確実にする。

上述の様々な実施形態に適用され得る図示していない別の代替実施形態では、各偏心要素は、可逆的に互いに堅固に接続されるように構成された複数の同一の本体によって形成される。これは、特に、所望の用途に応じて、本体を追加または除去することによって、システムを調節することを可能にする。

例えば、本体が質量１０ｋｇの半ディスクであり、各偏心要素が、最初の使用のために、そこに蓄積された機械的エネルギーが予想されるエネルギー要件を満たし得るように、６０ｋｇの総質量を有する必要があると決定された場合、６つの本体が積み重ねられて偏心要素を形成する。次に、２回目の使用のために、各偏心要素が１００ｋｇの総質量を有する必要があると決定された場合、ユーザは、各偏心要素に４つの本体を追加することによってシステムを適合させ得る。したがって、システムは、各々が質量１００ｋｇの半円筒によって形成された偏心要素を有する別のシステムを調達する必要なく、その場で調節され得る。

別の例によれば、偏心要素の全部または一部は、振動システムを画定するように異なる数の本体によって形成されてもよい。更に、そのようなモジュール性は、生成された振動を制御することができ、それによってシステム及びその環境の完全性を保証することを意味する。

したがって、提案した技術は、例としてのみ提供される上記の実施形態に明らかに限定されない。これは、当業者が本発明の範囲内で想定し得る様々な修正形態、代替形態及び他の代替実施形態、特に、別個にまたは組み合わせてとることができる上述の様々な実施形態の任意の可能な組合せを包含する。

したがって、様々な態様によれば、提案した技術は、選択した実施形態に応じて、以下の利点の一部または全部を有する、
－汎用システムを提案し、
－システムの構造を簡素化し、
－機械的エネルギーを蓄積し、供給するための効率的なシステムを提案し、
－振動システムを提案し、
－耐久性の高いシステムを保証し、
－システムの保守及び／または組立ての簡素化を保証し、
－システム及びその環境の安全性を保証し、
－システムの製造コストを限定し、
－システムの全体的な寸法を限定し、
－モジュール式システムを提案する、
－など。

１，１’，１’’，１’’’ システム、１０，１０’ フレーム、１０_Ａ，１０_Ａ’ 構造体，金属プレート、１０_Ｂ，１０_Ｂ’ 構造体，金属プレート、１１，１１’，１１’’’ 主シャフト、１２，１２’’，１２’’’ 主歯車、１２Ａ’，１２Ｂ’ 主歯車、２０ 回転駆動手段，モータシャフト、２０_１ 連結装置、３０ エネルギー採取装置，発電機、３０_１ 連結装置、１００，１００’，１００’’，１００’’’ 機構、１１０’ 主シャフト、１１１’’’ 主歯車、１２０，１２０’ 第１の支持シャフト、１２１，１２１’’，１２１’’’ 第１の歯車、１２２，１２２’，１２２’’，１２２’’’ 第１の要素、１２２_１ リング、１３０，１３０’ 第２の支持シャフト、１３１，１３１’’，１３１’’’ 第２の歯車、１３２，１３２’，１３２’’，１３２’’’ 第２の要素、１４０ 中間シャフト、１４１，１４１’’ 伝達手段，中間歯車、１４２ 伝達チェーン、２００，２００’，２００’’，２００’’’ 機構、２１０’ 主シャフト、２１１’’’ 主歯車、２２０，２２０’ 第１の支持シャフト、２２１，２２１’’，２２１’’’ 第１の歯車、２２２，２２２’，２２２’’，２２２’’’ 第１の要素、２３０，２３０’ 第２の支持シャフト、２３１，２３１’’，２３１’’’ 第２の歯車、２３２，２３２’，２３２’’，２３２’’’ 第２の要素、２４０，２４０’’’ 中間シャフト、２４１，２４１’’’ 伝達手段，中間歯車、２４２ 伝達チェーン、２４３ 伝達チェーン、Ａ_１１ 軸、Ａ_１２０ 軸、Ａ_１３０ 軸、Ａ_２２０ 軸、Ａ_２３０ 軸、ＥＭ_１２２ 機械エネルギー、ＥＭ_１３２ 機械エネルギー、ＥＭ_２２２ 機械エネルギー、ＥＭ_２３２ 機械エネルギー、Ｐ_Ｓ 対称面、Ｐ_Ｒ，Ｐ_Ｒ’ 回転平面

Claims (8)

1. フレーム（１０）を備えるシステム（１）であって、
   前記フレームが、
   －少なくとも１対の機構（１００，２００）であって、前記機構（１００，２００）の各々が、
   －軸（Ａ_１２０，Ａ_２２０）周りに回転移動可能であり、第１の歯車（１２１，２２１）及び第１の要素（１２２，２２２）を備える第１の支持シャフト（１２０，２２０）であって、前記第１の要素（１２２，２２２）が、前記第１の支持シャフト（１２０，２２０）の前記軸（Ａ_１２０，Ａ_２２０）に対して偏心している、第１の支持シャフト（１２０，２２０）と、
   －軸（Ａ_１３０，Ａ_２３０）周りに回転移動可能であり、第２の歯車（１３１，２３１）及び第２の要素（１３２，２３２）を備える第２の支持シャフト（１３０，２３０）であって、前記第２の要素（１３２，２３２）が、前記第２の支持シャフト（１３０，２３０）の前記軸（Ａ_１３０，Ａ_２３０）に対して偏心している、第２の支持シャフト（１３０，２３０）と
   を備える、少なくとも１対の機構（１００，２００）と、
   －軸（Ａ_１１）周りに回転移動可能であり、前記第１の歯車（１２１，２２１）及び前記第２の歯車（１３１，２３１）と協働する少なくとも１つの主歯車（１２，１２Ａ’，１２Ｂ’）を備える主シャフト（１１）であって、前記主シャフト（１１０，２１０）の回転を前記機構（１００，２００）の前記第１の支持シャフト（１２０，２２０）及び前記第２の支持シャフト（１３０，２３０）の回転と連動し、逆もまた同様である、主シャフト（１１）と、
   前記主シャフト（１１０，２１０）を回転させるように前記主シャフト（１１０，２１０）に連結される回転駆動手段（２０）と
   を支持し、
   前記システム（１）が、中間シャフト（１４０，２４０）によって支えられた少なくとも１つの中間歯車（１４１，２４１）を備え、前記中間歯車が、前記主歯車（１２，１２Ａ’，１２Ｂ’）と前記第１の歯車（１２１，２２１）及び前記第２の歯車（１３１，２３１）との間に配置され、それにより、前記主シャフト（１１０，２１０）の回転を前記支持シャフト（１２０，１３０，２２０，２３０）の回転に連動し、その逆も同様であり、
   前記機構（１００，２００）のうちの少なくとも１つの前記第１の偏心要素（１２２，２２２）及び前記第２の偏心要素（１３２，２３２）が、関連する前記第１の支持シャフト（１２０，２２０）及び第２の支持シャフト（１３０，２３０）に垂直な回転平面（Ｐ_Ｒ，Ｐ_Ｒ’）に少なくとも部分的に配置され、
   前記システム（１）が動作しているとき、前記機構（１００，２００）のうちの一方の前記第１の偏心要素（１２２，２２２）及び前記第２の偏心要素（１３２，２３２）の位置が、他方の前記機構（１００，２００）の前記第１の偏心要素（１２２，２２２）及び前記第２の偏心要素（１３２，２３２）の位置と常に対称である、ことを特徴とする、システム（１）。
2. 前記第１の偏心要素（１２２，２２２）及び前記第２の偏心要素（１３２，２３２）の各々が、関連する前記支持シャフト（１２０，１３０，２２０，２３０）に接続するためのリングを有する少なくとも１つの本体によって形成される、ことを特徴とする、請求項１に記載のシステム。
3. 前記第１の偏心要素（１２２，２２２）及び前記第２の偏心要素（１３２，２３２）が、前記第１の歯車（１２１，２２１）及び前記第２の歯車（１３１，２３１）にそれぞれ堅固に接続される、ことを特徴とする、請求項１及び２のいずれか一項に記載のシステム。
4. 前記第１の偏心要素（１２２，２２２）及び前記第２の偏心要素（１３２，２３２）、ならびに前記第１の歯車（１２１，２２１）及び前記第２の歯車（１３１，２３１）がそれぞれ、１つの部品で作られる、ことを特徴とする、請求項１及び２のいずれか一項に記載のシステム。
5. 前記第１の偏心要素（１２２，２２２）及び前記第２の偏心要素（１３２，２３２）の各々が、円筒の一部の形状、好ましくは半円筒の形状をとる、ことを特徴とする、請求項１から４のいずれか一項に記載のシステム。
6. 少なくとも１つの連結装置（２０_１，３０_１）を備え、前記連結装置が、前記駆動手段（２０）を前記主シャフト（１１０）に接続する、ことを特徴とする、請求項１から５のいずれか一項に記載のシステム。
7. 前記機構（１００，２００）の前記第１の偏心要素（１２２，２２２）及び前記第２の偏心要素（１３２，２３２）が、同じ質量及び同じ寸法を有し、
   前記システム（１）が、前記機構（１００，２００）のうちの一方の前記主シャフト（２１０）に連結された少なくとも１つのエネルギー採取装置（３０）を更に備え、
   前記エネルギー採取装置（３０）が、前記偏心要素（１２２，１３２，２２２，２３２）に蓄積された機械的エネルギーを電気エネルギーに変換するように構成される、ことを特徴とする、請求項１に記載のシステム。
8. 前記機構（１００，２００）の前記第１の偏心要素（１２２，２２２）及び前記第２の偏心要素（１３２，２３２）が、異なる質量を有する、ことを特徴とする、請求項１に記載のシステム。