JP5512028B1 - 反動力発生装置 - Google Patents

Abstract

【課題】構造が簡単であり、製作費の高額化を防止することができると共に、装置の設置や利用の自由度を向上させることができ、反動力を周期的にかつ効果的に発生させることができる反動力発生装置を提供する。
【解決手段】支持軸３４に回転不能に固定されている軸歯車２２と、支持軸３４に回転可能に支持されて、駆動装置５２により回転可能に設けられた一対の回転体２８，３０と、回転体２８，３０の間において軸歯車２２の径方向外側に離れて配置され、連結ピン３８を介して回転体２８，３０に回転可能に支持されて、軸歯車２２の周りを周回運動する複数の歯車２４，２６と、軸歯車２２と歯車２４，２６に巻き掛けられて、歯車２４，２６を連結ピン３８の軸心を中心として回転させるチェーン４４，４６と、連結ピン３８の径方向外側に離れた位置に設けられて、歯車２４，２６が軸歯車２２の周りを１周するとき連結ピン３８の軸心を中心として加速域と減速域において各々１回計２回転する質量体３２とを備えた。
【選択図】図１

Description

本発明は、反動力を発生させることができる反動力発生装置に関するものである。

従来、回転体の偏心回転を利用して力を発生させること、及びその発生した力を伝達させることを目的とする回転駆動装置があった（例えば、特許文献１参照）。

この従来の回転駆動装置１は、特許文献１の図１に示すように、４つの転動体４を回転中心である枢支軸６に対して、常にその重心位置が偏心するように回転させることにより、コアギア２の周囲を回る４組の回転体３の回転力を効果的に発生させ、その回転力を被回転体に伝達することを意図するものであった。

また従来においては、回転体に取付けた偏心錘を円運動させることにより生じる遠心力を振動力として利用する振動モーターがあった。この振動モーターは、単体では振動粉砕機やバレル研磨機等に用いられ、複数台では振動テーブルや移動装置等に用いられるものであった（例えば、特許文献２、３参照）。

特開２００７−１０７５４５号公報 特開平７−２８９９９３号公報 特開２０１３−４８８０９号公報

しかしながら、上記従来の回転駆動装置１は、複雑な形状を有する部品が多数組み合わされる構成になっていたため、その構造が複雑なものとなり、製作費の高額化を招くと共に、その構造上回転体３を回転させる大きな力を効果的に発生させることができないという問題があった。

また、上記従来の回転駆動装置１は、重力を利用する構造であるため、回転駆動装置１を設置面に対して傾けて配置することや、横置きにすることができず、装置の設置や利用の自由度に欠けるという問題があった。

そこで本発明は、上記問題点に鑑みて、構造が簡単であり、製作費の高額化を防止することができると共に、装置の設置や利用の自由度を向上させることができ、反動力を周期的にかつ効果的に発生させることができる反動力発生装置を提供することを課題とするものである。

上記課題を解決するために、本発明による反動力発生装置は、
支持軸が軸孔に挿通されて前記支持軸に回転不能に固定されている軸歯車と、
前記軸歯車がそれらの間に配置され、それらの軸線が前記軸歯車の軸線と同一の軸線上に配置されると共に、前記支持軸に回転可能に支持されて、駆動装置によりそれらの軸線を中心として回転可能に設けられた一対の回転体と、
前記軸歯車の軸線方向において前記一対の回転体の間に配置され、前記軸歯車の軸線方向と垂直な方向において前記軸歯車からこの径方向外側に離れて配置されると共に、その軸孔に挿通される連結ピンを介して前記一対の回転体に回転可能に支持されて、前記一対の回転体が回転することにより前記軸歯車の周りを周回運動する複数の歯車と、
前記軸歯車と前記歯車に巻き掛けられて、前記一対の回転体が回転することにより前記歯車を前記連結ピンの軸心を中心として回転させるチェーンと、
前記連結ピンからこの径方向外側に離れた位置に設けられて、前記歯車が前記軸歯車の周りを１周するとき前記連結ピンの軸心を中心として加速域と減速域において各々１回計２回転する質量体とを備えたことを特徴とするものである。

また、本発明による反動力発生装置は、
前記複数の歯車のそれぞれには、２個以上の複数の質量体が設けられたことを特徴とするものである。

このような本発明の反動力発生装置によれば、
支持軸が軸孔に挿通されて前記支持軸に回転不能に固定されている軸歯車と、
前記軸歯車がそれらの間に配置され、それらの軸線が前記軸歯車の軸線と同一の軸線上に配置されると共に、前記支持軸に回転可能に支持されて、駆動装置によりそれらの軸線を中心として回転可能に設けられた一対の回転体と、
前記軸歯車の軸線方向において前記一対の回転体の間に配置され、前記軸歯車の軸線方向と垂直な方向において前記軸歯車からこの径方向外側に離れて配置されると共に、その軸孔に挿通される連結ピンを介して前記一対の回転体に回転可能に支持されて、前記一対の回転体が回転することにより前記軸歯車の周りを周回運動する複数の歯車と、
前記軸歯車と前記歯車に巻き掛けられて、前記一対の回転体が回転することにより前記歯車を前記連結ピンの軸心を中心として回転させるチェーンと、
前記連結ピンからこの径方向外側に離れた位置に設けられて、前記歯車が前記軸歯車の周りを１周するとき前記連結ピンの軸心を中心として加速域と減速域において各々１回計２回転する質量体とを備えたことにより、
構造が簡単であり、製作費の高額化を防止することができると共に、装置の設置や利用の自由度を向上させることができ、反動力を周期的にかつ効果的に発生させることができる。

本発明の第１の実施の形態に係る反動力発生装置２０の側面図である。 図１における反動力発生装置２０のＡ−Ａ線矢視断面図である。 図２における反動力発生装置２０のＢ−Ｂ線矢視断面図である。 図３における反動力発生装置２０のＣ−Ｃ線矢視断面図である。 図３における反動力発生装置２０と、この反動力発生装置２０の回転体２８に回転を伝達する駆動装置５２を備えた反動力発生構造５０の概略図である。 図１における反動力発生装置２０の動作時の歯車２４、質量体３２、連結ピン３８及びチェーン４４の動作を示した図である。 図１における反動力発生装置２０の動作時の歯車２４，２６及び質量体３２の回転方向を示した図である。 図１における反動力発生装置２０の動作時の質量体３２、連結ピン３８の軌跡及び遠心力Ｆを示した図である。 図１における反動力発生装置２０の動作時の質量体３２、連結ピン３８の軌跡及び反動力Ｎを示した図である。 本発明の第２の実施の形態に係る反動力発生装置６０の側面図である。 図１０における反動力発生装置６０のＤ−Ｄ線矢視断面図である。

以下、本発明に係る反動力発生装置を実施するための形態について、図面に基づいて具体的に説明する。図１から図９は、本発明の第１の実施の形態に係る反動力発生装置２０について説明するために参照する図である。

本発明の第１の実施の形態に係る反動力発生装置２０は、図１から図３に示すように、軸歯車２２と、この軸歯車２２の径方向外側に離れて配置された複数の歯車２４，２６と、これらの歯車２２，２４，２６がそれらの間に配置された一対の回転体２８，３０と、これらの歯車２２，２４，２６に巻き掛けられるチェーン４４，４６等を備えて構成されている。

反動力発生装置２０の軸歯車２２は、図２に示すように、その軸線方向（図中左右方向）を貫通する軸孔２２ａと、その軸線方向両端の外周部それぞれに、胴体部２２ｄよりその軸線方向に垂直な径方向外側に突出する歯２２ｂを有する円筒歯車状に形成されている。

そして、軸歯車２２は、その軸孔２２ａに支持軸３４の長さ途中部が挿通されて、不図示のキー等により、支持軸３４に対して回転不能に固定されている。

支持軸３４は、図２に示すように、軸線方向（図中左右方向）に伸びる丸棒状に形成されて、その両端部寄りの長さ途中部のそれぞれが支持台３６により支持されている。

図１及び図２に示すように、一対の支持台３６は、長方形板状の底板部３６ａから上方に立設した略三角形板状の立設部３６ｂの片側面が互いに対向するように、互いに間隔を置いて配置されている。

そして、一対の支持台３６は、図２に示すように、それらの立設部３６ｂの上端部に貫通孔３６ｃがそれぞれ形成され、これらの貫通孔３６ｃには、支持軸３４の両端部寄りの長さ途中部のそれぞれが挿通されている。

一対の回転体２８，３０は、図２に示すように、軸歯車２２がそれらの間に配置されて、それらの軸線が軸歯車２２の軸線と同一の同一軸線上に、軸歯車２２とはその軸線方向に間隔を置いて離れて配置されている。そして、一対の回転体２８，３０は、それらの軸線方向（図中左右方向）に対して垂直な面が、互いに対向するように配置されている。

回転体２８，３０は、その軸孔２８ａ，３０ａに支持軸３４の長さ途中部が挿通されて、軸孔２８ａ，３０ａに埋め込まれたベアリング４０を介して、支持軸３４に対して回転自在に支持されている。

図１に示すように、回転体２８，３０は、その軸線方向に対して垂直な面が略五角形の板状に形成され、互いの角部がそれらの軸線を中心として所定角度ずれて配置されている。

そして、回転体２８は、その略五角形の面の外周寄りの、その軸孔２８ａの軸心を中心とする円周上に、円周方向に略３６度ごとに間隔を置いて離れた位置を中心とする１０個の貫通孔２８ｂが形成されている。

図３に示すように、回転体２８は、その１０個の貫通孔２８ｂのそれぞれに、丸棒状の連結ピン３８の長さ方向の一端部（図中右端部）が挿入されて、不図示のキー等により、連結ピン３８に対して回転不能に固定されている。

また、回転体３０は、図１に示す回転体２８と同様に、図４に示すように、その略五角形の面の外周寄りの、その軸孔３０ａの軸心を中心とする円周上に、円周方向に略３６度ごとに間隔を置いて離れた位置を中心とする１０個の貫通孔３０ｂが形成されている。

図４においては、回転体３０の１０個の貫通孔３０ｂの内、５個の貫通孔３０ｂは、歯車２４や歯車２６より同図中紙面奥側に形成されているため、表示されていないが、回転体３０の１０個の貫通孔３０ｂのそれぞれは、図１に示す回転体２８の１０個の貫通孔２８ｂのそれぞれに対応する位置、すなわち、図１中貫通孔２８ｂのそれぞれと重なる位置であって、同図中紙面奥側に間隔を置いて離れた位置に形成されている。

図３に示すように、回転体３０は、その１０個の貫通孔３０ｂのそれぞれに、丸棒状の連結ピン３８の長さ方向の他端部（図中左端部）が挿入されて、不図示のキー等により、連結ピン３８に対して回転不能に固定されている。

回転体２８と３０は、１０本の連結ピン３８により互いを固定されているため、回転体２８と３０の一方を回転させると、他方も連動して同方向に同速度で回転するようになっている。

１０本の連結ピン３８のそれぞれは、その両端部が回転体２８，３０の貫通孔２８ｂ，３０ｂに挿入されることにより、支持軸３４の軸心３４Ｃ（図７参照）を中心とする円周上に、円周方向に略３６度ごとに間隔を置いて離れた位置に配置されて、かつその軸線が支持軸３４の軸線に対して略平行に配置されている。

図１から図４に示すように、１０本の連結ピン３８の内、２本の連結ピン３８のそれぞれは、その長さ途中部に１つの歯車２４が回転体２８，３０に対して回転自在に挿通され、他の８本の連結ピン３８のそれぞれは、その長さ途中部に１つの歯車２６が回転体２８，３０に対して回転自在に挿通されている。

２つの歯車２４は、図３に示すように、回転体２８と３０の間に配置され、その軸線方向（図中左右方向）を貫通する軸孔２４ａと、その軸線方向両端の外周部のそれぞれに、その胴体部２４ｄより径方向外側に突出する歯２４ｂを有する円筒歯車状に形成されている。

そして、歯車２４は、その軸孔２４ａに埋め込まれたブッシュ４２を介して、連結ピン３８の長さ途中部が挿通されて回転自在に支持されている。このため、歯車２４は、その軸線が支持軸３４の軸線に対して略平行に配置されている。

ここで、図３に示すように、一方の歯車２４は、軸歯車２２より同図中下方に間隔を置いて離れて配置され、その図中左側の歯２４ｂが、軸歯車２２ｂの同図中右側の歯２２ｂに対して並列になるように、軸歯車２２に対して回転体２８寄りに、すなわち同図中右側にずれて配置されている。

これに対して、他方の歯車２４は、軸歯車２２より図３中上方に間隔を置いて離れて配置され、その図中右側の歯２４ｂが、軸歯車２２ｂの同図中左側の歯２２ｂに対して並列になるように、軸歯車２２に対して回転体３０寄りに、すなわち同図中左側にずれて配置されている。

図３に示すように、２つの歯車２４と軸歯車２２には、２本の無端状のチェーン４４が掛け渡されている。

すなわち、図３中下方の歯車２４の同図中左側の歯２４ｂと、軸歯車２２の同図中右側の歯２２ｂには、１本のチェーン４４が８の字状（図１参照）に巻き掛けられている。また、図３中上方の歯車２４の同図中右側の歯２４ｂと、軸歯車２２の同図中左側の歯２２ｂには、別の１本のチェーン４４が８の字状（図４参照）に巻き掛けられている。

８つの歯車２６は、図３に示すように、回転体２８と３０の間に配置され、その軸線方向（図中左右方向）を貫通する軸孔２６ａと、その外周部に形成された歯２６ｂを有する円筒歯車状に形成されている。

そして、歯車２６は、軸歯車２２の歯２２ｂ及び歯車２４の歯２４ｂと同じ歯数の歯２６ｂが形成されている。また、歯車２６は、そのピッチ円直径が、軸歯車２２及び歯車２４のピッチ円直径と同じ長さ寸法に形成されている。

また、歯車２６は、その軸孔２６ａに埋め込まれたブッシュ４２を介して、連結ピン３８の長さ途中部が挿通されて回転自在に支持されている。このため、歯車２６は、その軸線が支持軸３４の軸線に対して略平行に配置されている。

８つの歯車２６の内、４つの歯車２６は、図１に示すように、回転体２８の略五角形の角部に沿うように、支持軸３４の軸心を中心とする円周上に同図中左方の歯車２４と共に、円周方向に略７２度ごとに間隔を置いて離れた位置に配置されている。

上記４つの歯車２６のそれぞれは、図３に示すように、その歯２６ｂが、図中下方に配置された歯車２４の図中右側の歯２４ｂに対して並列になるように、軸歯車２２に対して回転体２８寄りにずれて配置されている。

図１に示すように、図中左方に配置された歯車２４と、上記４つの歯車２６のそれぞれには、１本の無端状のチェーン４６が掛け渡されている。

すなわち、図３中下方の歯車２４の同図中左側の歯２４ｂと、この歯２４ｂに並列に並べられた４つの歯車２６の歯２６ｂのそれぞれに、同じ１本のチェーン４６が巻き掛けられている。

また、８つの歯車２６の内、他の４つの歯車２６は、図４に示すように、回転体３０の略五角形の角部に沿うように、支持軸３４の軸心を中心とする円周上に図中右方の歯車２４と共に、円周方向に略７２度ごとに間隔を置いて離れた位置に配置されている。

上記他の４つの歯車２６のそれぞれは、図３に示すように、その歯２６ｂが、図中上方に配置された歯車２４の図中左側の歯２４ｂに対して並列になるように、軸歯車２２に対して回転体３０寄りにずれて配置されている。

図４に示すように、図中右方に配置された歯車２４と、上記他の４つの歯車２６のそれぞれには、別の１本の無端状のチェーン４６が掛け渡されている。

すなわち、図３中上方の歯車２４の同図中左側の歯２４ｂと、この歯２４ｂに並列に並べられた４つの歯車２６の歯２６ｂのそれぞれに、同じ１本のチェーン４６が巻き掛けられている。

８つの歯車２６のそれぞれは、連結ピン３８に回転自在に支持されているため、チェーン４６を介して連結された歯車２４が自身を挿通する連結ピン３８の軸線を中心として回転した際には、歯車２４の回転に連動して、その歯車２６自身を挿通する連結ピン３８の軸線を中心として、同方向に同速度で回転する。

図１から図４に示すように、２つの歯車２４と８つの歯車２６のそれぞれには、その軸心から径方向外側に離れた位置を中心とする１つの貫通孔２４ｃ，２６ｃが形成されている。

そして、歯車２４と歯車２６の貫通孔２４ｃ，２６ｃのそれぞれには、円柱状に形成された質量体３２が埋め込まれ、互いに回転不能に固定されている。

このため、質量体３２は、自身が回転不能に固定された歯車２４又は２６が、連結ピン３８の軸線を中心として回転した際には、歯車２４又は２６と一体となって回転する。

ここで、貫通孔２４ｃ，２６ｃは、自身が形成された歯車２４又は２６が、図１に示す歯車２４のように軸歯車２２の図中左方水平に位置する際には、貫通孔２４ｃ，２６ｃの軸心が図中左方水平に位置するように形成されている。

図５に示すように、回転体２８は、その軸線方向に垂直な面（図中右側面）に、スプロケット５８が接触されて、ボルト５９を介するネジ締結によりスプロケット５８に対して回転不能に固定されている。

このスプロケット５８は、その軸孔５８ａに支持軸３４が緩く挿通されており、その軸線が回転体２８の軸線と同一の軸線上に配置されている。そして、スプロケット５８は、その外周部に形成された歯５８ｂにチェーン５５（動力伝達手段）が巻き掛けられている。

図５に示すように、チェーン５５は、スプロケット５８の軸線に平行に離れて配置された軸線を有するスプロケット５６の外周部に形成された歯５６ｂにも巻き掛けられている。

スプロケット５６は、その軸孔５６ａに、駆動装置５２の駆動モーター５４により回転駆動する駆動軸５４ａが挿通されて、不図示のキー等により、駆動軸５４ａに対して回転不能に固定されている。

このため、駆動装置５２の駆動モーター５４を駆動させると、その駆動軸５４ａの回転は、スプロケット５６，５８及びチェーン５５を介して、回転体２８，３０に伝達される。

また、図３に示すように、支持軸３４の図中左端には円形状（図２参照）のハンドル３５の長さ方向の下端部が挿通されている。このハンドル３５の上端部を、支持軸３４の軸心を中心として所定角度傾けることにより、支持軸３４及び軸歯車２２を、それらの軸心を中心として所定角度回転させて、それらの位置の調整を行なうことができる。

次に、本発明の第１の実施の形態に係る反動力発生装置２０の動作について説明する。

図５に示す反動力発生構造５０のように、反動力発生装置２０の回転体２８と３０は、駆動装置５２により例えば図１中反時計回り方向に一定速度で回転駆動させられる。

回転体２８と３０がその軸心を中心として回転すると、連結ピン３８と、回転体２８と３０に連結ピン３８を介して回転自在に支持されている歯車２４と２６は、支持軸３４の軸心を中心として回転体２８と３０の回転方向と同じ方向に同速度で、軸歯車２２の周りを円運動（周回運動）する。

また、チェーン４４，４６は、歯車２４と２６に掛け渡されているため、これらと共に、支持軸３４の軸心を中心として回転体２８と３０の回転方向と同じ方向に同速度で、軸歯車２２の周りを周回運動する。

これに対して、支持軸３４と軸歯車２２は、回転体２８と３０が支持軸３４に回転自在に支持されているため、回転することなく静止している。

このため、静止している軸歯車２２の周りを歯車２４が円運動することにより、チェーン４４に噛み合う軸歯車２２の歯２２ｂと歯車２４の歯２４ｂが、順次違う歯に変更されていく。

すなわち、円運動する歯車２４によってチェーン４４が加圧されることにより、静止している軸歯車２２は、それまで軸歯車２２の歯溝に嵌合しているチェーン４４の、ローラの隣のローラが新たに嵌合される歯溝と、新たにローラから外れる歯溝ができることになる。

そして、チェーン４４と軸歯車２２の互いに嵌合するローラと歯溝が変わると、歯車２４がチェーン４４を加圧する位置や方向が変化する。連結ピン３８に回動自在に支持されている歯車２４は、上記加圧する位置や方向の変化に応じて、それまで歯車２４の歯溝に嵌合しているチェーン４４の、ローラの隣のローラが、新たに嵌合される歯溝と、新たにローラから外れる歯溝ができることになる。

このとき、歯車２４の歯２４ｂと、軸歯車２２の歯２２ｂには、１本のチェーン４４が８の字状に巻き掛けられているため、歯車２４は、その歯２４ｂが移動した分だけ図１中反時計回り方向に連結ピン３８の軸心３８Ｃ（図６参照）を中心として回転する。

ここで、軸歯車２２と歯車２４はピッチ円直径が同一であり、同じ歯数で形成されているため、歯車２４の円運動の周期と、連結ピン３８の軸心３８Ｃを中心とする回転（自転）の周期は同じになっている。

すなわち、図６に示すように、所定の時間間隔において、歯車２４が支持軸３４の軸心３４Ｃを中心として円運動する角度Ａと、歯車２４が連結ピン３８を中心として回転する角度Ｂは、互いに略同じ角度となる。

このため、歯車２４の貫通孔２４ｃに埋め込まれた質量体３２は、歯車２４が角度Ａだけ円運動した際には、連結ピン３８を中心として角度Ａの略２倍の角度だけ回転する。したがって、質量体３２は、図７に示すように、歯車２４が軸歯車２２の周りを１周円運動したときには、連結ピン３８の周りを２回転する。

また、歯車２４が連結ピン３８の軸心３８Ｃを中心として回転すると、歯車２４の歯２４ｂに巻き掛けられたチェーン４６が移動するため、このチェーン４６が歯２６ｂに巻き掛けられた４つの歯車２６は、歯車２４と同方向に連結ピン３８の軸心３８Ｃを中心として回転する。

ここで、歯車２４と歯車２６はピッチ円直径が同一であり、同じ歯数で形成されているため、歯車２４と２６の円運動の周期と、歯車２６の連結ピン３８の軸心３８Ｃを中心とする回転（自転）の周期は同じになっている。

このため、図７に示すように、歯車２６及びこの歯車２６に埋め込まれた質量体３２は、所定時間経過後に、所定時間経過前における歯車２４及びこの歯車２４に埋め込まれた質量体３２が位置していたのと同じ位置に来る。

すなわち、図６に示す歯車２４と同様に、所定の時間間隔において、歯車２６が支持軸３４の軸心３４Ｃを中心として円運動する角度Ａと、歯車２６が連結ピン３８を中心として回転する角度Ｂは、互いに略同じ角度となる。

そして、歯車２６の貫通孔２６ｃに埋め込まれた質量体３２は、歯車２６が角度Ａだけ円運動した際には、連結ピン３８を中心として角度Ａの略２倍の角度だけ回転する。したがって、質量体３２は、図７に示すように、歯車２６が軸歯車２２の周りを１周円運動したときには、連結ピン３８の周りを２回転する。

図８に示すように、歯車２４又は歯車２６を挿通する連結ピン３８は、支持軸３４の軸心３４Ｃを中心とする、図中２点鎖線により示された円周上を円運動するのに対して、歯車２４又は歯車２６に埋め込まれた質量体３２は、図中２点鎖線により示された図中上下方向が長辺の楕円上を周回運動する。

そして、周回運動する全ての質量体３２の質量中心３２Ｃは、支持軸３４の軸心３４Ｃに対して同図中左側にずれた位置となる。

図８及び図９においては、連結ピン３８と、この連結ピン３８に支持された歯車２４又は歯車２６に埋め込まれた質量体３２との対応関係を明確にするために、それらの軸心を繋ぐ線分を引いている。

また、図８中においては、図中上下方向に伸びて質量体３２の質量中心３２Ｃを通る破線を引いて、同図を左半分側及び右半分側の２つに分割して示しているが、同図に示すように、図中左半分側を移動する際に質量体３２が生じる遠心力Ｆと、図中右半分側を移動する際に質量体３２が生じる遠心力Ｆに差異が生じることになる。

すなわち、図８中左半分側を移動する質量体３２が生じる、同図中左方に向かう遠心力Ｆの合力は、同図中右半分側を移動する質量体３２が生じる、同図中右方に向かう遠心力Ｆの合力よりも小さくなる。このため、質量体３２の重量により生じる遠心力Ｆの合力は、支持軸３４に対して図中右方に向かう力として働くことになる。

また、図９に示すように、連結ピン３８は、支持軸３４の軸心３４Ｃを中心として支持軸３４の周りを一定速度で周回運動しているため、同図中左方及び右方のいずれにおいても互いに隣接する連結ピン３８同士の間隔は一定となっている。

これに対して、質量体３２は、図９にその軌跡を示すように、同図中左方における互いに隣接する質量体３２同士の間隔が、同図中右方における互いに隣接する質量体３２同士の間隔よりも広いものとなっている。この質量体３２同士の間隔の広狭は、質量体３２の速度の変化により生じたものである。

すなわち、図９に示すように、歯車２４，２６を挿通する連結ピン３８は、支持軸３４の軸心３４Ｃを中心とする、図中２点鎖線により示された円周上を一定速度で１周円運動するのに対して、歯車２４，２６の貫通孔２４ｃ，２６ｃに埋め込まれた質量体３２は、同図中上半分側の加速域と同図中下半分側の減速域において各々１回ずつ計２回、連結ピン３８の周りを回転する。

そして、質量体３２は、図９中上半分側の加速域において、同図中左側に近づくにつれて徐々にその移動速度が上昇するようになっており、図９中下半分側の減速域において、同図中右側に近づくにつれて徐々にその移動速度が低下するようになっている。

このため、質量体３２は、図９中左端においてその速度が最高になり、同図中右端においてその速度が最低になる。このように質量体３２は、支持軸３４の周りを周回運動するたびに、自身が加速する状態と、自身が減速する状態が交互に周期的に繰り返されている。

質量体３２の図９中上半分側の加速域における加速により、質量体３２には、図９中右方に向かう反動力Ｎが付加される。また、質量体３２の図９中下半分側の減速域における減速によっても、質量体３２には、図９中右方に向かう反動力Ｎが付加される。

そして、各々の質量体３２に付加される遠心力Ｆ及び反動力Ｎにより、支持軸３４にはその軸心３４Ｃから変位した位置に働くトルクが発生する。

以上に説明したように、本実施の形態に係る反動力発生装置２０は、質量体３２の質量中心３２Ｃの、支持軸３４の軸心３４Ｃからのずれによる遠心力Ｆだけでなく、一定周期でなされる質量体３２の加速域における加速及び減速域における減速、すなわち質量体３２の加速度の変化により生じる反動力Ｎを、周期的かつ効果的に発生させることができる。

また、反動力発生装置２０により発生した遠心力Ｆ及び反動力Ｎは、前記特許文献２、３等に記載されたような、振動モーターにより発生した振動力の代替として利用することができる。

また、反動力発生装置２０は、軸歯車２２と、複数の歯車２４，２６と、一対の回転体２８，３０と、チェーン４４，４６等を備えて構成されているため、前記従来の回転駆動装置１に比べて、これを構成するために用いられる部品点数が少なくすることができ、各々の部品の形状を簡単なものにしているため、その構造を簡単なものにすることができる。

また、重力を利用する前記従来の回転駆動装置１は、装置を配置する向きが制限されるのに対して、本実施の形態に係る反動力発生装置２０は、装置を設置面に対して傾けて配置することや、横置きにすることができるので、装置の設置や利用の自由度を向上させることができる。

したがって、以上に説明したように、本実施の形態に係る反動力発生装置２０によれば、構造が簡単であり、製作費の高額化を防止することができると共に、装置の設置や利用の自由度を向上させることができ、反動力Ｎを周期的にかつ効果的に発生させることができる。

図１０及び図１１は、本発明の第２の実施の形態に係る反動力発生装置６０について説明するために参照する図である。

本実施の形態に係る反動力発生装置６０は、図１０に示すように、前記第１の実施の形態における歯車２４及び歯車２６の代わりに、歯車６２及び歯車６４を備えるようになっている点において、前記第１の実施の形態に係る反動力発生装置２０とは異なるものである。

すなわち、本実施の形態における歯車６２及び歯車６４は、その軸孔６２ａ，６４ａの軸心を中心とする円周上に、円周方向に互いに間隔を置いて離れた位置を中心とする２つの貫通孔６２ｃ，６４ｃが形成されて、これらの貫通孔６２ｃ，６４ｃに質量体３２が埋め込まれている点において、前記第１の実施の形態における歯車２４及び歯車２６とは異なるものである。

また、本実施の形態に係る反動力発生装置６０は、前記第１の実施の形態における回転体２８及び回転体３０の代わりに、回転体６６及び６８を備えて、これらの回転体６６，６８に固定ピン７０を介してチェーンガイド７２を設けている点において、前記第１の実施の形態に係る反動力発生装置２０とは異なるものである。

すなわち、図１０に示すように、本実施の形態における回転体６６及び６８は、支持軸３４が挿通される軸孔の軸心と、歯車６６が取り付けられた連結ピン３８を挿通する貫通孔６６ｂ，６８ｂの軸心とを通る線分における略中間であり、上記線分から垂直方向（図中上下方向）に離れた位置を中心とする４つのピン挿入孔６６ｃ，６８ｃが形成されている。

そして、図１１に示すように、固定ピン７０の長さ方向の一端部（図中右端部）は、回転体６６のピン挿入孔６６ｃに挿入されて、回転体６６に対して回転不能に固定されている。また、固定ピン７０の長さ方向の他端部（図中左端部）は、回転体６６のピン挿入孔６６ｃに挿入されて、回転体６６に対して回転不能に固定されている。

図１０中左側の２本の固定ピン７０には、１枚の略長方形の板状のチェーンガイド７２が固定されている。また、図１０中右側の２本の固定ピン７０にも、１枚の略長方形の板状のチェーンガイド７２が固定されている。

２枚のチェーンガイド７２は、図１１に示すように、支持軸３４の軸線方向に対して垂直方向において、軸歯車２２と歯車６２の互いに対向する歯２２ｂと６２ｂの間にそれぞれ配置されており、各々２つ形成された貫通孔７２ａに固定ピン７０の長さ途中部がそれぞれ挿通することにより、固定ピン７０に一体的に固定されている。

チェーンガイド７２には、図１１中左右両側に溝部７２ｂが形成されている。このチェーンガイド７２の２つの溝部７２ｂは、図１０に示すように、１本のチェーン４４の互いに交差する長さ途中部にそれぞれが係止するように設けられている。

このようにチェーンガイド７２を１本のチェーン４４の互いに交差する長さ途中部の間に配置することにより、チェーン４４の長さ途中部が互いに干渉することを防止することができる。

また、チェーンガイド７２にチェーン４４の互いに交差する長さ途中部のそれぞれに係止する溝部７２ｂを設けることにより、チェーンガイド７２に案内されたチェーン４４は、適切な動作を行なうことができる。

このような本実施の形態に係る反動力発生装置６０によっても、前記第１の実施の形態に係る反動力発生装置２０と同様の効果を得ることができる。

また、本実施の形態に係る反動力発生装置６０は、歯車６２及び歯車６４のそれぞれに２つの質量体３２が埋めこまれるため、発生する遠心力Ｆ及び反動力Ｎを大きなものにすることができる。

また、本実施の形態に係る反動力発生装置６０は、１本のチェーン４４の互いに交差する長さ途中部の間にチェーンガイド７２が設けられているため、チェーン４４の長さ途中部同士が互いに干渉することを防止することができる。

なお、前記実施の形態にのみ限定されるものではなく、本発明の目的を達成することができる範囲内であれば、反動力発生装置の種々の変更が可能である。

例えば、前記第１の実施の形態に係る反動力発生装置２０においては、回転体２８，３０に歯車２６が８つ支持されていたが、８つに限定される必要はなく、回転体２８，３０の円周方向に歯車２４と共に等角度間隔にそれぞれ配置されていれば他の数であってもよい。この点、歯車２４についても同様である。

また、前記第１の実施の形態に係る反動力発生装置２０においては、回転体２８，３０はその軸線方向に対して垂直な面が略五角形に形成されていたが、このような形状に限定される必要はなく、例えば八角形等の他の多角形や円形に形成されていてもよい。

また、前記第１の実施の形態に係る反動力発生装置２０においては、質量体３２は円柱状に形成されていたが、このような形状に限定される必要はなく、所定の重量を有すれば、例えば、四角等の多角形の板状や半円板状に形成されていてもよい。

また、質量体３２の固定方法も、前記第１の実施の形態に係る反動力発生装置２０における固定方法に限定される必要はなく、例えば、ネジ締結や溶接等を用いた他の固定方法により固定されていてもよい。

また、前記第１の実施の形態に係る反動力発生装置２０においては、軸歯車２２、複数の歯車２４，２６の歯数は同一であったが、歯車２４，２６が支持軸３４の軸心を中心として円運動する角度と、歯車２４，２６が連結ピン３８の軸心を中心として回転する角度が略同じ角度になるものであれば、互いの歯数が同じでなくてもよい。

また、前記第１の実施の形態に係る反動力発生装置２０においては、歯車２４と軸歯車２２には、無端状のチェーン４４が掛け渡されていたが、チェーンの代わりに歯付きベルト等の他の伝動手段を用いてもよい。この点、チェーン４６，５５についても同様である。

また、歯車２４や歯車２６が支持軸３４の軸心を中心として円運動する方向と、歯車２４や歯車２６が連結ピン３８の軸心を中心として回転する方向が、同じ方向になるのであれば、無端状のチェーン４４を８の字状に掛け渡す構成にしなくてもよい。

また、前記第１の実施の形態に係る反動力発生装置２０においては、歯車２４及び歯車２６の貫通孔２４ｃ，２６ｃに、質量体３２が埋め込まれるようになっていたが、貫通孔２４ｃ，２６ｃの開口により歯車２４及び歯車２６の重心を十分に偏心させることができるのであれば、質量体３２は埋め込まれなくてもよい。

また、前記第１の実施の形態に係る反動力発生装置２０においては、回転体２８と３０は、駆動装置５２により一定速度で回転駆動させられていたが、回転体２８と３０の速度を加減させて反動力Ｎの大小させる制御を行なうようになっていてもよい。

また、前記第２の実施の形態に係る反動力発生装置６０においては、複数の歯車６２と歯車６４のそれぞれに、２個の質量体３２が埋め込まれて一体的に設けられていたが、３個以上の複数の質量体３２が設けられる構成にしてもよい。

また、前記第２の実施の形態に係る反動力発生装置６０においては、略長方形の板状のチェーンガイド７２が、チェーン４４の互いに交差する長さ途中部の間に配置されていたが、チェーンガイドはチェーンの長さ途中部が互いに干渉することを防止することができるようになっていれば、略長方形の板状以外の形状であってもよい。

２０ 反動力発生装置
２２ 軸歯車
２２ａ 軸孔
２２ｂ 歯
２２ｄ 胴体部
２４，２６ 歯車
２４ａ，２６ａ 軸孔
２４ｂ，２６ｂ 歯
２４ｃ，２６ｃ 貫通孔
２８，３０ 回転体
２８ａ，３０ａ 軸孔
２８ｂ，３０ｂ 貫通孔
３２ 質量体
３２Ｃ 質量中心
３４ 支持軸
３４Ｃ 軸心
３５ ハンドル
３６ 支持台
３６ａ 底板部
３６ｂ 立設部
３６ｃ 貫通孔
３８ 連結ピン
３８Ｃ 軸心
４０ ベアリング
４２ ブッシュ
４４，４６ チェーン
５０ 反動力発生構造
５２ 駆動装置
５４ 駆動モーター
５４ａ 駆動軸
５５ チェーン
５６，５８ スプロケット
５６ａ，５８ａ 軸孔
５６ｂ，５８ｂ 歯
５９ ボルト
６０ 反動力発生装置
６２，６４ 歯車
６２ａ，６４ａ 軸孔
６２ｂ，６４ｂ 歯
６２ｃ，６４ｃ 貫通孔
６６，６８ 回転体
６６ｂ，６８ｂ 貫通孔
６６ｃ，６８ｃ ピン挿入孔
７０ 固定ピン
７２ チェーンガイド
７２ａ 貫通孔
７２ｂ 溝部
Ａ，Ｂ 角度
Ｆ 遠心力
Ｎ 反動力

Claims (2)

1. 支持軸が軸孔に挿通されて前記支持軸に回転不能に固定されている軸歯車と、
   前記軸歯車がそれらの間に配置され、それらの軸線が前記軸歯車の軸線と同一の軸線上に配置されると共に、前記支持軸に回転可能に支持されて、駆動装置によりそれらの軸線を中心として回転可能に設けられた一対の回転体と、
   前記軸歯車の軸線方向において前記一対の回転体の間に配置され、前記軸歯車の軸線方向と垂直な方向において前記軸歯車からこの径方向外側に離れて配置されると共に、その軸孔に挿通される連結ピンを介して前記一対の回転体に回転可能に支持されて、前記一対の回転体が回転することにより前記軸歯車の周りを周回運動する複数の歯車と、
   前記軸歯車と前記歯車に巻き掛けられて、前記一対の回転体が回転することにより前記歯車を前記連結ピンの軸心を中心として回転させるチェーンと、
   前記連結ピンからこの径方向外側に離れた位置に設けられて、前記歯車が前記軸歯車の周りを１周するとき前記連結ピンの軸心を中心として加速域と減速域において各々１回計２回転する質量体と
   を備えたことを特徴とする反動力発生装置。
2. 前記複数の歯車のそれぞれには、２個以上の複数の質量体が設けられた
   ことを特徴とする請求項１に記載の反動力発生装置。

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