JPH0611438Y2 - 波の不規則往復動を連続回転運動に変換するための装置 - Google Patents

Description

【考案の詳細な説明】 ［産業上の利用分野］ 本考案は、波の不規則往復動を連続回転運動に変換する
ための装置に係わり、より詳しくは、波力発電などのた
めに例えば岸辺に打ち寄せる波の不規則往復動を連続回
転運動に変換するための装置に係わる。

［従来の技術］ 本発明者は、実開平２−８１９５４号として出願公開さ
れた実願昭６３−１６１９６６号において、波等の不規
則往復動を連続運動に変換するための装置を提案した。

この装置の運動変換部は、不規則往復動が入力される入
力部の一端に形成された斜面と、該斜面上で両方向に回
転可能な回転体と、該回転体を回転可能に支持し回転体
の斜面に対する相対位置に応じて回動可能な腕体とを有
するものであった。

［考案が解決しようとする課題］ しかしながら、かかる斜面と回転体とを利用した変換機
構はその構成要素の運動がそれ程単純ではなかった。

本考案は前記した点に鑑み成されたものであり、その目
的とするところは、構成要素の運動が比較的単純で、波
の不規則往復動を確実に連続回転運動に変換し得る装置
を提供することにある。

［課題を解決するための手段］ 本考案によれば、前記した目的は、一端側で軸に固定さ
れており他端側への波の不規則往復動に応じて不規則に
往復回動される波力入力腕機構と、波力入力腕機構の波
力入力部の不規則往復回動に応じて不規則に往復回動さ
れるラック駆動ギアと、ラック駆動ギアと噛み合い、ラ
ック駆動ギアの不規則往復回動に応じて不規則に往復動
される第一のラック歯と、第一のラック歯と一体的に構
成されたラック本体と、ラック本体に固定されており、
第一のラック歯の不規則往復動に応じて不規則に往復動
される第二のラック歯と、第二のラック歯と噛み合った
環状ギア部、及びこのギア部の内周側に設けられ、ギア
部が第一の方向に回動される際該ギア部によって第一の
方向に回動駆動され、ギア部が第二の方向に回動される
際ギア部からの回動駆動を受けないように一方向クラッ
チを介してギア部に連結されたハブ部を有する第一の回
転変換ギアと、ラック本体に固定されており、第一のラ
ック歯の不規則往復動に応じて不規則に往復動される第
三のラック歯と、第三のラック歯と噛み合い第三のラッ
ク歯の不規則往復動に応じて不規則に往復回動されるよ
うにラック本体に回転自在に支持された回転方向転換ギ
アと、回転方向転換ギアと噛み合った環状ギア部、及び
このギア部の内周側に設けられ、このギア部が第一の方
向に回動される際該ギア部によって第一の方向に回動駆
動されこのギア部が第二の方向に回動される際ギア部か
らの回動駆動を受けないように一方向クラッチを介して
このギア部に連結されたハブ部を有する第二の回転変換
ギアと、第一及び第二の回転変換ギアのハブ部に固定さ
れた出力軸とからなる波の不規則往復動を連続回転運動
に変換するための装置によって達成される。

［作用及び効果］ 本考案による不規則往復動を連続回転運動に変換するた
めの装置では、波力入力腕機構から出力軸に至る運動変
換要素が歯車ないしラック歯からなるので、運動変換要
素の運動が単純な回転ないし並進でよいから、波の不規
則往復動を確実に回転運動に変換し得る。

加えて、本考案の装置では、第二のラック歯と噛み合っ
た環状ギア部、及びこのギア部の内周側に設けられ、ギ
ア部が第一の方向に回動される際該ギア部によって第一
の方向に回動駆動され、ギア部が第二の方向に回動され
る際ギア部からの回動駆動を受けないように一方向クラ
ッチを介してギア部に連結されたハブ部を有する第一の
回転変換ギア、並びに第三のラック歯と噛み合い第三の
ラック歯の不規則往復動に応じて不規則に往復回動され
るようにラック本体に回転自在に支持された回転方向転
換ギアと噛み合った環状ギア部、及びこのギア部の内周
側に設けられ、このギア部が第一の方向に回動される際
該ギア部によって第一の方向に回動駆動されこのギア部
が第二の方向に回動される際ギア部からの回動駆動を受
けないように一方向クラッチを介してこのギア部に連結
されたハブ部を有する第二の回転変換ギアに加えて、第
一及び第二の回転変換ギアのハブ部に固定された出力軸
が設けられているから、波の不規則往復動が第一及び第
二の回転変換ギアを交互に介して出力軸の一方向回転と
して採り出され得るので、波の不規則往復動が出力軸の
連続的な一方向回転に変換され得る。

しかも、本考案の装置では、第一及び第二のラック歯に
加えて第三のラック歯をラック本体に固定し、このラッ
ク本体によって第三のラック歯と噛み合った回転方向転
換ギアを回転可能に支持しているから、第二のラック歯
及び回転方向転換ギアと噛み合う第一及び第二の回転変
換ギアを同軸に配置し得、出力軸に容易・確実に連結し
得る。

［実施例］ 次に、本考案による好ましい一実施例の波の不規則往復
動を連続回転運動に変換するための装置１を図面に基づ
いて説明する。

図面中、２は波力入力腕機構で、波力入力腕機構２は一
端側３で軸４に固定されており他端５側への波６のＡ、
Ｂ方向の不規則往復動に応じてＣ，Ｄ方向に不規則に往
復回動される。８はラック駆動ギアで、ラック駆動ギア
８は、軸４に固定されており、波力入力腕機構２の波力
入力部９のＣ，Ｄ方向の不規則往復回動に応じてＣ，Ｄ
方向に不規則に往復回動される。１０は第一のラック歯
で、第一のラック歯１０は、ラック駆動ギア８と噛み合
い、ラック駆動ギア８のＣ，Ｄ方向の不規則往復回動に
応じてＥ，Ｆ不規則に往復動される。１１はラック本体
で、ラック本体１１は、第一のラック歯１０と一体的に
構成されており、ラック歯１０を支えている。１２は第
二のラック歯で、第二のラック歯１２は、第一のラック
歯１０から距離Ｇだけ離れたところでこれに平行にラッ
ク本体１１に固定され第一のラック歯１０のＥ，Ｆ方向
の不規則往復動に応じてＥ，Ｆ方向に不規則に往復動さ
れる。１３は第一の回転変換ギアで、第一の回転変換ギ
ア１３は、第二のラック歯１と噛み合った環状ギア部１
４、及びこのギア部１４の内周側に設けられ、ギア部１
４が第一の方向Ｃに回動される際該ギア部１４によって
第一の方向Ｃに回動駆動され、ギア部１４が第二の方向
Ｄに回動される際ギア部１４からの回動駆動を受けない
ように一方向クラッチ１５を介してギア部１４に連結さ
れたハブ部１６を有する。１７は第二のラック歯１２と
第一のラック歯１０との間において第一及び第二のラッ
ク歯１０，１２と平行に設けられた第三のラック歯で、
第三のラック歯１７は、ラック本体１１に固定されてお
り、第一のラック歯１０のＥ，Ｆ方向の不規則往復動に
応じてＥ，Ｆ方向に不規則に往復動される。第三のラッ
ク歯１７と第二のラック歯１２との距離は２Ｈである。
１８は半径Ｈの回転方向変換ギアで、回転方向転換ギア
１８は、第三のラック歯１７と噛み合い第三のラック歯
１７のＥ，Ｆ方向の不規則往復動に応じてＤ，Ｃ方向に
不規則に往復回動されるように軸１９を介してラック本
体１１に回転自在に支持されている。２０は第一の回転
変換ギア１３と同様な構成を有する第二の回転変換ギア
で、第二の回転変換ギア２０は、回転方向転換ギア１８
と噛み合った環状ギア部２１、及びこのギア部２１の内
周側に設けられ、このギア部２１が第一の方向Ｃに回動
される際該ギア部２１によって第一の方向Ｃに回動駆動
されこのギア部２１が第二の方向Ｄに回動される際ギア
部２１からの回動駆動を受けないように一方向クラッチ
２２を介してこのギア部２１に連結されたハブ部２３を
有する。２４は出力軸で、出力軸２４は、第一及び第二
の回転変換ギア１３，２０のハブ部１６，２３に固定さ
れている。

変換装置１の各部について更に詳述すると以下の通りで
ある。

波力入力腕機構２は、一端３で軸４に固定された腕２５
と、この腕部２５の他端２６に固定された平板状波力入
力部９とからなる。波力入力部９は、軸４が平板状波力
入力部９を含む平面内に位置するような向きに取り付け
られている。２７は波力入力部９の不使用時に入力部９
を止めておくための止棒受かぎ部であり、かぎ部２７は
波力入力板９の裏面から突出している。２８は、波力入
力部９の固定機構であり、固定機構２８は、下端で地面
２９に固定され斜め上方に延在したＵ字型の停止用取付
台３０と、取付台３０の上端において軸受３１で回転可
能に支持されたロール３２と、ロール３２に巻き付けら
れたロープ３３の下端に水平に固定された停止用止棒３
４とからなる。入力部９の不使用時において入力部９を
固定機構２８に固定する場合には、入力部９をＣ方向に
回動させて、入力部９から突出したかぎ部２７を取付台
３０のＵ字の間の溝３５から後方に突出させ、ロール３
２からロープ３３を繰り出して止棒３４を第５図の想像
線及び第６図に示す如く取付台３０とかぎ部２７との間
に挟めばよい。一方、装置１を使用する場合には、ロー
プ３３を巻き上げればよい。なお、３６は入力部９に適
度の慣性モーメントを与えるための重りである。

波力入力機構２からＣ，Ｄ方向の不規則回動が与えられ
る軸４は、地面２９に固定した軸受３７、３８によって
回転可能に支持されている（第２図）。

軸４と共に往復回動されるラック駆動ギア８と噛み合い
水平面内でＥ，Ｆ方向に不規則に往復回動される第一の
ラック歯１０は、図示しない地面固定の軸受により回転
可能に支持されたラック支えギア３９によって支持され
ている。なお、第一のラック歯１０自体をギア３９で支
える代わりに、または支えると共に枠体によってラック
本体１１を水平方向に摺動可能に支持するようにしても
よい。また、所望ならば、例えば第２図に示す如く別の
ラック駆動ギア４０及び鉛直方向延在ラック歯４１を設
けて軸４の回動をラック歯４１の鉛直方向往復動に変換
し、その後ラック歯１０の場合と同様な機構を介して連
続的な回転運動として取り出すようにしてもよい。

図示の例では、回転方向転換ギア１８は第二の回転変換
ギア２０と等しい径及び歯数を有し、また第一及び第二
の回転変換ギア１３，２０は等しい径及び歯数を有する
が、Ａ方向に打ち寄せる波６とＢ方向に引く波６との間
に回転駆動力ないし回転駆動エネルギーとして有効に取
り出し得る大きさに差がある場合、ギア１８，２０の
径、またはギア１３，２０の径もしくは歯数に差があっ
てもよい。

第一及び第二の回転変換ギア１３，２０の詳細は第７図
及び第第８図に示されている。この二つのギア１３，２
０は同一の構成を有しているから、以下では、第一の回
転変換ギア１３のみについて詳述する。ギア１３は、外
周面に歯が切られた環状ギア部１４を備えており出力軸
２４に対して相対回転可能な回転変換ギア本体部４２
と、ギア本体部４２の大径の円盤状凹部４３に相対回転
可能に嵌め込まれており軸２４に固定されたハブ部材１
６と、蓋部材４４とを有する。ギア本体部４２とハブ部
材１６との間のクラッチ機構１５は、ギア本体部４２の
環状ギア部１４の内周面に形成された非対称溝４５と、
ハブ部材１６の外周面で開口する径方向溝４６に配置さ
れたコイルばね等の弾性部材４７によって径方向外向Ｊ
に偏倚せしめられるようにピン４８ａのまわりで回動さ
れるキー部材４８とを有するクラッチ部４９を複数個
（図示の例では４個）備えている。非対称溝４５の側面
５０がほぼ径方向に形成されれているから、環状ギア部
１４を含むギア本体部４２がＣ方向に回動される際径方
向外方Ｊに偏倚せしめられたキー部材４８の径方向側面
５１が溝４５の側面５０に係合され、その後は本体部４
２によってハブ部１６がＣ方向に一体的に回動される。
キー４８と溝４５との係合までの遅れを少くするために
は、クラッチ部４９の数が多いほうが好ましい。なお、
例えば、隣接キー４８，４８の間の角度間隔（一定でな
くてもよい）と隣接溝４５，４５の間の角度間隔（一定
でなくてもよい）とを異ならせておいて、一つまたは径
方向に対向する二つのキー４８が溝４５に係合するまで
の遅れを少なくするようにしてもよい。なお、溝４５の
もう一方の側面５２は環状ギア部１４の内周面になだら
かにつながるように形成されており且つキー４８がピン
４８ａのまわりで回動されるから、環状ギア部１４がＤ
方向に回動されてもハブ部１６は非回転状態に保たれ
る。

なお、回転方向転換ギア１８が設けられているから、第
１の回転変換ギア１３のハブ部１６がＣ（Ｄ）方向に回
動駆動される際第二の回転変換ギア２０のハブ部２３は
Ｄ（Ｃ）方向に回動駆動されるので、実際上ほとんど常
に出力軸２４はＣ方向に回転駆動される。しかも、二つ
も回転変換ギア１３，２０のハブ部１６，２３が同一の
出力軸２４に固定されているから、摩擦力などによって
一方のハブ部にある程度のＤ方向回転力が加えられても
他方のハブ部にキー・溝結合による強いＣ方向回転力が
与えられるので、確実にＣ方向回転力が取り出し得る。

５３は発電設備などを回転駆動するための波力取り出し
歯車である。なお、歯車５３のＣ方向回転の速度は時間
に依存して変動するので所望ならば慣性を利用した適当
な回転速度平滑化手段を介して実際上一定の回転速度で
の回転を発電設備などに与えるようにしてもよい。

なお、腕機構２の回動を軸４を介して取り出す変わり
に、第１図および第３図の想像線で示すように、腕部２
５の端部３にギア５４を設け、このギア５４をラック駆
動ギア８に伝えるようにしてもよい。この場合、腕部２
５の回動角と比較して回転変換ギア１３，２０の回転角
が大きくなるように、ギア５４の径をギア１３，２０の
径よりも大きくしている。なお、この場合、ギア５４を
ラック駆動用としてこのギア５４によってラック歯１０
を直接駆動するようにしてもよい。

また、出力軸２４の回転を滑らかなＣ方向連続回転に近
付けるべく、第９図および第１０図に示す如く、ラック
本体１１のＥ，Ｆ方向の往復動（図示したのはＦ方向）
に応じて出力軸２４をＣ方向に回転させるラチェット機
構５６を更に設けてもよい。このラチェット機構５６
は、ラック本体１１への取り付け部５７に軸５８の周り
で回動自在に取り付けられた腕５９、この腕５９に軸６
０の周りで回動自在に取り付けられ且つ出力軸２４の回
りで回動自在に取り付けられた腕６１、腕６１の先端６
２の側部に取り付けられた送り爪部６３、出力軸２４に
固定されたラチェット部６４からなる。同様に、ラック
本体１１のＥ方向移動にともない出力軸２４をＣ方向に
回動させる別のラチェット機構を設けてもよい。ばお、
ラチェット６４の歯の数およびピッチなどは、ラック本
体１１の移動にともない出力軸２４の回転される速度
（角度）が前記歯車機構による回転速度（角度）と実際
上同一になるように選択される。ただし、ラチェット６
４の歯の数を多くし且つ歯の間のピッチを小さくしてラ
チェット６４を小刻みに回転させるようにしてもよい。

なお、以上のような構成を有する波力入力腕機構２から
回転変換歯車１３，２０まで、場合に因ってはさらにラ
チェット機構５６を含む装置１を複数個設けて、出力軸
２４で出力を取り出すようにして、またそれぞれの出力
歯車５３を介して別の同一の歯車軸で出力を取り出すよ
うにしてもよい。この場合、複数の波力入力機構２は各
時点で相互に異なる位相状態の波６を受けるように位置
をずらして取り付けられる。これによって、取り出され
る出力軸の回転はいっそう滑らかになる。

【図面の簡単な説明】

第１図は、本考案による好ましい一実施例の波の不規則
往復動を連続回転運動に変換するための装置の一部（波
力入力腕機構を除く）正面図、第２図は第１図の装置の
波力入力部を含む部分の正面図、第３図は第１図の装置
の側面図、第４図は第１図の装置の一部の平面図（出力
軸を取り除いた状態）、第５図は第１図の装置の波力入
力部およびその固定（停止）機構の正面図、第６図は第
５図の固定機構の側面図（波力入力腕機構を固定した状
態）、第７図は第１図の装置の回転変換ギアの側面図、
第８図は第７図の回転変換ギアの正面図（蓋を取り除い
た状態）、第９図はラチェットを追加する変形例の一部
の側面図、第１０図は第９図の変形例の一部の正面図で
ある。 ２…波力入力腕機構、 ８…ラック駆動ギア、 １０…第一のラック歯、 １１…ラック本体、 １２…第二のラック歯、 １３…第一の回転変換ギア、 １７…第三のラック歯、 １８…回転方向転換ギア、 ２０…第二の回転変換ギア、 ２４…出力軸。

Claims (1)

【実用新案登録請求の範囲】
1. 【請求項１】一端側で軸に固定されており他端側への波
   の不規則往復動に応じて不規則に往復回動される波力入
   力腕機構と、 波力入力腕機構の波力入力部の不規則往復回動に応じて
   不規則に往復回動されるラック駆動ギアと、 ラック駆動ギアと噛み合い、ラック駆動ギアの不規則往
   復回動に応じて不規則に往復動される第一のラック歯
   と、 第一のラック歯と一体的に構成されたラック本体と、 ラック本体に固定されており、第一のラック歯の不規則
   往復動に応じて不規則に往復動される第二のラック歯
   と、 第二のラック歯と噛み合った環状ギア部、及びこのギア
   部の内周側に設けられ、ギア部が第一の方向に回動され
   る際該ギア部によって第一の方向に回動駆動され、ギア
   部が第二の方向に回動される際ギア部からの回動駆動を
   受けないように一方向クラッチを介してギア部に連結さ
   れたハブ部を有する第一の回転変換ギアと、 ラック本体に固定されており、第一のラック歯の不規則
   往復動に応じて不規則に往復動される第三のラック歯
   と、 第三のラック歯と噛み合い第三のラック歯の不規則往復
   動に応じて不規則に往復回動されるようにラック本体に
   回転自在に支持された回転方向転換ギアと、 回転方向転換ギアと噛み合った環状ギア部、及びこのギ
   ア部の内周側に設けられ、このギア部が第一の方向に回
   動される際該ギア部によって第一の方向に回動駆動され
   このギア部が第二の方向に回動される際ギア部からの回
   動駆動を受けないように一方向クラッチを介してこのギ
   ア部に連結されたハブ部を有する第二の回転変換ギア
   と、 第一及び第二の回転変換ギアのハブ部に固定された出力
   軸と からなる波の不規則往復動を連続回転運動に変換するた
   めの装置。