JPH08170582A

JPH08170582A - 圧力一機械変換装置

Info

Publication number: JPH08170582A
Application number: JP4069292A
Authority: JP
Inventors: Eizaburo Murakami; 栄三郎村上; Noboru Murakami; 昇村上; Tomoji Murakami; 智士村上
Original assignee: Individual
Current assignee: Individual
Priority date: 1992-01-31
Filing date: 1992-01-31
Publication date: 1996-07-02

Abstract

(57)【要約】【目的】供給された加圧流体の圧力の大きさに比例し
た仕事量を取り出すことができる圧力ー機械変換装置を
提供する。【構成】シリンダー室２７，２９，３１，３３に同時
に同一の圧縮空気が充填され、且つ特殊ラック２３等が
図面右方向に、特殊ラック２５等が図面左方向に移動せ
しめられて位置決めされると、まず、作業受台３５とそ
の付属部材とが時計方向に一定角度回転した後、静止す
る。次いで、大歯車１３等が反時計方向に、上記作業受
台３５に生じたモーメントよりもかなり大きなモーメン
トにて回転動作する。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は一般に圧力一機械変換装
置に関し、特に、コードレス駆動装置や、ピストン上下
運動回転運動装置、遠隔操作無人運搬車、ロボット装置
等、各種駆動装置として好適な圧力一機械変換装置に関
する。

【０００２】

【従来の技術】圧力一機械変換装置は、印加された圧縮
空気のごとき加圧流体の圧力から、仕事量を取り出すた
めの装置である。本発明者等は、従来より上記圧力一機
械変換装置に関し種々の提案を行ない、例えば、特願平
１ー１１２０３７号（特開平２ー２９１４０１号）、特
願平１ー１４４１４２号（特開平３ー８１５０１号）、
特願平１ー１４４１４３号（特開平３ー１１１６１号）
にて示すごとくすでに何件かの特許出願を行なってい
る。

【０００３】上述した各特許出願に係る発明の概要は、
以下のようである。即ち、所定圧力に加圧された圧縮空
気を、圧力容器内から一対のシリンダー室に夫々供給す
ることによって、これら一対のシリンダー室に夫々対応
して設けられている一対のピストン機構を駆動せしめ
る。このようにして駆動状態とされた一対のピストン機
構の駆動力を、これら各ピストン機構に夫々連結されて
いる圧力伝達機構を介して、予め不平衡状態に設定され
ている、略中央部が回動自在に軸支された作業受台に伝
達することにより、該作業受台を回動せしめる。そし
て、この回動によって生じる正逆方向の回転モーメント
を、諸々の機械的な手段を用いて仕事量として取り出す
ようになっていた。なお、上記各提案の詳細について
は、前掲の各公報を参照されたい。

【０００４】

【発明が解決しようとする課題】上述したような技術的
手段によって、従来の圧力一機械変換装置は、供給され
た圧縮空気から仕事量を取り出していたのであるが、従
来の圧力一機械変換装置では、前述のように、作業受台
の回動によって生じる正逆方向の回転モーメントを仕事
量として取り出すこととしていたために、供給された圧
縮空気の圧力の大きさに比例した仕事量を取り出すこと
は不可能であった。

【０００５】従って本発明は、上記事情に鑑みてなされ
たもので、その目的は、特に複雑な構成とすることな
く、又、特別な技術的手段を用いることなしに、供給さ
れた加圧流体の圧力の大きさに比例した仕事量を取り出
すことができる圧力一機械変換装置を提供することにあ
る。

【０００６】

【課題を解決するための手段】上記目的を達成するため
に、本発明の第１の態様は、略円板形状を呈しており、
その略中心部に、固定機構によって正逆回転自在に支持
された回転軸が遊貫している回転機構と、前記回転機構
の一方の面の前記回転軸と抵触しない位置に、配設され
ている１個の第１ガイド部材と、前記回転機構の前記第
１ガイド部材が配設されている側にて前記回転軸に対し
略同心に取付固定されている前記回転機構よりも小径の
歯車と、前記第１ガイド部材と対応して設けられ、前記
歯車と噛合しているとともに、前記歯車との噛合位置を
変更するための噛合位置変更制御に基づき、前記第１ガ
イド部材に沿って往復動可能に構成されている１個のラ
ック機構と、前記ラック機構と対応して設けられ、略中
央部が前記回転軸に取付固定されているとともに、前記
回転軸を挟んで前記ラック機構と対応する側に、所定長
さの１個の第２ガイド部材を保持しているガイド部材保
持機構と、前記ラック機構の略中央部に対して互いに略
対称となるように取付固定され、同一流体圧が印加され
るようになっている一対のシリンダー室と、前記一対の
シリンダー室の夫々に対応して設けられ、各シリンダー
室内に臨まされているピストン機構とこのピストン機構
の各シリンダー室内に臨まされていない方の端部に回動
自在に支持され且つ前記第２ガイド部材に沿って移動可
能に前記第２ガイド部材に保持されている可動部材とを
有した流体圧伝達機構と、前記一対のシリンダー室に対
して夫々同一の流体圧が印加されることを条件として、
前記一対の流体圧伝達機構を介して印加される前記流体
圧によって前記ガイド部材保持機構に回転モーメントを
生じさせ、この回転モーメントにより所定量回転した後
一時的に静止状態となったことに起因して前記ガイド部
材保持機構に生じた前記回転モーメントとは逆方向の回
転モーメントと前記一対のシリンダー室を介して前記ラ
ック機構に印加される流体圧によって生じる回転モーメ
ントとが加算された回転モーメントが前記回転機構に生
じるように、前記ラック機構の噛合位置を変更する噛合
位置変更手段と、を備えた構成とした。

【０００７】又、上記目的を達成するために、本発明の
第２の態様は、略円板形状を呈しており、その略中心部
に、固定機構によって正逆回転自在に支持された回転軸
が遊貫している回転機構と、前記回転機構に、その中心
を挟んで略平行に配設されている一対の第１ガイド部材
と、前記回転機構の前記第１ガイド部材が配設されてい
る側にて前記回転軸に対し略同心に取付固定されている
前記回転機構よりも小径の歯車と、前記第１ガイド部材
と対応して設けられ、各々が対応するガイド部材に沿っ
て移動可能で且つ前記歯車と噛合しているとともに、前
記歯車との噛合位置を変更するための噛合位置変更制御
に基づき、互いに逆方向に移動するように構成されてい
る一対のラック機構と、前記一対のラック機構と対応し
て設けられ、略中央部が前記回転軸に取付固定されてお
り、所定長さの第２ガイド部材を、前記回転軸を挟んで
対向した状態で保持可能に構成されているガイド部材保
持機構と、前記一方のラック機構の略中央部に対して互
いに略対称となるように取付固定され、同一流体圧が印
加されるようになっている一対の第１シリンダー室と、
前記他方のラック機構の略中央部に対して互いに略対称
となるように取付固定され、前記流体圧と同一の流体圧
が夫々印加されるようになっている一対の第２シリンダ
ー室と、前記一対の第１シリンダー室の夫々に対応して
設けられ、各シリンダー室内に臨まされているピストン
機構とこのピストン機構の各シリンダー室内に臨まされ
ていない方の端部に回動自在に支持され且つ前記一方の
第２ガイド部材に沿って移動可能に該第２ガイド部材に
保持されている可動部材とを有した一対の第１流体圧伝
達機構と、前記一対の第２シリンダー室の夫々に対応し
て設けられ、各シリンダー室内に臨まされているピスト
ン機構とこのピストン機構の各シリンダー室内に臨まさ
れていない方の端部に回動自在に支持され且つ前記他方
の第２ガイド部材に沿って移動可能に該第２ガイド部材
に保持されている可動部材とを有した一対の第２流体圧
伝達機構と、少なくとも前記いずれか一対のシリンダー
室に対して夫々同一の流体圧が印加されることを条件と
して、対応する一方の一対の流体圧伝達機構を介して印
加される前記流体圧によって前記ガイド部材保持機構に
回転モーメントを生じさせ、この回転モーメントにより
所定量回転した後一時的に静止状態となったことに起因
して前記ガイド部材保持機構に生じた前記回転モーメン
トとは逆方向の回転モーメントと前記一対のシリンダー
室を介して対応するラック機構に印加される流体圧によ
って生じる回転モーメントとが加算された回転モーメン
トが前記回転機構に生じるように、前記一対のラック機
構の噛合位置を変更する噛合位置変更手段と、を備えた
構成とした。

【０００８】

【作用】上記構成において、一対のシリンダー室に、夫
々同一の流体圧が印加されると、上記一対のシリンダー
室の各々に、上記流体圧と同一大きさの圧力が加わる。
この圧力は、上記各シリンダー室からラック機構を介し
て回転機構に印加される。一方、これら各シリンダー室
に対応して設けられている一対の流体圧伝達機構の各々
には、上記流体圧と同一大きさで上記とは逆方向の圧力
が加わる。この圧力は、上記各流体圧伝達機構から第２
ガイド部材を介してガイド部材保持機構に印加される。

【０００９】この状態において、ラック機構の歯車との
噛合位置が、このラック機構の略中央部に設定されてい
れば、回転機構に対する上記ラック機構の相対位置は、
回転機構が平衡状態を保持する位置となっているはずで
あるから、上記各シリンダー室から印加される圧力によ
っては、回転機構に回転モーメントは生じない。又、ガ
イド部材保持機構についても、上記と同様な理由によ
り、上記各流体圧伝達機構から第２ガイド部材を介して
印加される圧力によって回転モーメントは生じない。

【００１０】つまり、回転機構にも、この回転機構とは
異なって回転軸とともに回転するガイド部材保持機構に
も回転モーメントは生じず、両者は静止状態を保持す
る。このように、回転機構とガイド部材保持機構とが静
止状態を保持しているときに、この静止状態を解消すべ
く噛合位置変更手段によってラック機構と歯車との噛合
位置を変更すると、回転機構に対する上記ラック機構の
相対位置は、回転機構が不平衡状態となる位置に変更さ
れる。これにより、まず、ガイド部材保持機構に前記流
体圧伝達機構を介して回転モーメントが生じ、この回転
モーメントにより上記ガイド部材保持機構が所定量回転
した後、前記一方の流体圧伝達機構が不作動状態となる
ことに起因して一時的に静止状態となる。

【００１１】更に説明すると、ガイド部材保持機構が上
記静止状態にあるときには、上述した一対の流体圧伝達
機構のうち、ガイド部材保持機構の回転方向と対応する
回転モーメントを生じさせた方の流体圧伝達機構が作動
しなくなり、上記回転方向とは逆方向に回転モーメント
を生じさせる流体圧伝達機構のみが動作可能状態を保持
する。これによって前記ガイド部材保持機構には上記と
逆方向の回転モーメントが生じることとなる。

【００１２】一方、前記回転機構にも、ラック機構の前
述のごとき移動によって、前記ガイド部材保持機構に生
じたのと同一方向の回転モーメントが生じることとな
る。即ち、回転機構には、回転機構自身に生じた回転モ
ーメントと前記ガイド部材保持機構に生じた回転モーメ
ントとの加算値が回転モーメントとして生ずることとな
る。

【００１３】従って、上述したように、一対のシリンダ
ー室に同一流体圧を加えることを条件として噛合位置変
更手段によって前記噛合位置を変更することで回転機構
に対するラック機構の相対位置を不平衡状態とし、これ
によって回転機構に大きな回転モーメントを生じさせる
ことが可能となった。

【００１４】

【実施例】以下、図面により本発明の一実施例について
説明する。

【００１５】図２は、本発明の一実施例に従う圧力一機
械変換装置の全体構成を示したもので、後述の図１のＢ
ーＢ方向から見た断面図である。本発明の一実施例に従
う圧力一機械変換装置は、図２を参照して明らかなよう
に、主として固定機構、即ち、フレーム１，３、上側カ
バー５及び下側カバー７と、回転軸、即ち、切替シャフ
ト９と、回転機構、即ち、大歯車１１，１３と、小径の
歯車、即ち、切替歯車１５，１７と、ラック機構、即
ち、特殊ラック１９，２１，２３，２５と、シリンダー
室２７，２９，３１，３３と、ガイド部材保持機構、即
ち、作業受台３５及び噛合位置変更手段、即ち、切替レ
バー３７等を備えた構成となっている。

【００１６】上記構成について更に詳述すれば、以下の
ようである。即ち、フレーム１，３は、互いに所定の間
隔を置いて対向して立設せしめられているもので夫々全
体として略矩形の平板形状を呈しており、同一大きさに
設定されている。フレーム１の略中心部には、円形状の
貫通孔１ａと、ボス部１ｂとが形成されている。同様
に、フレーム３の略中心部にも、上記貫通孔１ａと略同
一の貫通孔３ａと、ボス部３ｂとが形成されている。前
記フレーム１とフレーム３との上端部近傍には、これら
フレーム１とフレーム３との対向間隔に見合った幅を持
ち且つこれらフレーム１とフレーム３の図面（図２）表
側から裏側方向の長さに見合った長さを持った略矩形状
の上側カバー５が取付けられている。同様に、前記フレ
ーム１とフレーム３との下端部近傍には、前記上側カバ
ー５と略同様の下側カバー７が取付けられている。

【００１７】前述した貫通孔１ａ及び貫通孔３ａには、
切替シャフト９が夫々遊貫状態で取付けられている。即
ち、この切替シャフト９の前記フレーム１寄りの部位に
は、大歯車１１が、そのボス部１１ａと切替シャフト受
用のボールベアリング３９ａとを介して遊貫されてい
る。そして、前記ボス部１１ａの外周面と前記フレーム
１のボス部１ｂの内周面との間には、大歯車受け用のボ
ールベアリング４１ａが介装されている。このボールベ
アリング４１ａと前記ボス部１ｂの端部に取付固定され
ている位置決めフランジ４３とによって、前記切替シャ
フト９は、前記大歯車１１を保持しつつ前記フレーム１
に対して遊貫状態で保持されることとなる。同様に、前
記切替シャフト９の前記フレーム３寄りの部位には、大
歯車１３が、そのボス部１３ａと切替シャフト受用のボ
ールベアリング３９ｂとを介して遊貫されている。そし
て、前記ボス部１３ａの外周面と前記フレーム３のボス
部３ｂの内周面との間には、大歯車受け用のボールベア
リング４１ｂが介装されており、これによって、前記切
替シャフト９は、前記大歯車１３を保持しつつ前記フレ
ーム３に対して遊貫状態で保持されることとなる。

【００１８】前記切替シャフト９の前記大歯車１１が遊
貫されている側には、前記大歯車１１と所定の間隔を置
いて切替歯車１５が同心に取付固定されている。同様に
前記切替シャフト９の前記大歯車１３が遊貫されている
側にも、前記大歯車１３と所定の間隔を置いて切替歯車
１７が同心に取付固定されている。上述した切替歯車１
５は、特殊ラック１９，２１との関係においてピニオン
として機能し、又、前記切替歯車１７は、特殊ラック２
３，２５との関係においてピニオンとして機能するよう
になっている。なお、切替歯車１５と特殊ラック１９，
２１との関係及び切替歯車１７と特殊ラック２３，２５
との関係については、後に詳述する。

【００１９】更に切替シャフト９について説明すると、
前記切替シャフト９のフレーム１側端部には、ロータリ
ージョイント４５が取付けられていて、前記切替シャフ
ト９におけるフレーム１側端部から特殊ラック１９，２
１，２３，２５によって画定されている内部空間にかけ
ての区間には、前記切替シャフト９と同心に流体配管、
即ち、流体補給穴４７が形成されている。この流体補給
穴４７は、一方において前記ロータリージョイント４５
を介して減圧弁４９、圧力容器５１やブロー弁５３と連
通しているとともに、他方において流体三方継手５５、
２本の配管（図示しない）及び流体継手５７ａ，５７ｂ
を介して前記各シリンダー室２７，２９，３１，３３と
連通している。なお、上記流体三方継手５５は、前記特
殊ラック１９，２１，２３，２５によって画定される内
部空間における前記作業受台３５の面上に取付けられて
いる。又、前記２本の配管（図示しない）は、特殊ラッ
ク１９，２１，２３，２５の図２表面方向、裏面方向へ
の往復動に充分対応できる程度の延長と柔軟性とを持っ
た材料によって構成されている。

【００２０】前記切替シャフト９のフレーム３側端部に
は、ストローク調整穴群（図示しない）付きの切替レバ
ー３７が角穴に嵌め込まれて取付固定されている。この
切替レバー３７は、オペレータ等が時計方向又は反時計
方向に所望の角度だけ回転させることによって、切替歯
車１５と噛合している特殊ラック１９，２１の噛合位置
及び切替歯車１７と噛合している特殊ラック２３，２５
の噛合位置を、例えば図１にて示す位置から図３にて示
す位置に切替えるようになっている。この噛合位置切替
についても、後に詳述する。

【００２１】前述した大歯車１１の前記大歯車１３と対
向している側の面には、一対の第１ガイド部材、即ち、
一対の直動システムレール５９ａ，５９ｂが、前記切替
シャフト９が遊貫している中心部を挟んで略平行に取付
固定されている（図１及び図３参照）。同様に前記大歯
車１３の前記大歯車１１と対向している側の面にも、一
対の第１ガイド部材、即ち、一対の直動システムレール
６１ａ，６１ｂが、前記切替シャフト９が遊貫している
中心部を挟んで略平行に取付固定されている（これら直
動システムレール５９ａ，５９ｂは、前記直動システム
レール６１ａ，６１ｂと同様なため、図１及び図３で
は、直動システムレール５９ａ，５９ｂの図示を省略し
た）。これら各直動システムレール５９ａ，５９ｂ，６
１ａ，６１ｂには、同一規格、同一延長のものが採用さ
れている。

【００２２】既に説明した内容から明らかなように、特
殊ラック１９，２１は、切替歯車１５と、又、特殊ラッ
ク２３，２５は、切替歯車１７と夫々噛合している。即
ち、上述した各特殊ラック１９，２１，２３，２５の切
替歯車１５、１７側の辺には、その略全長に亘って直線
歯車が取付けられていて（図１及び図３では破線にて図
示）、これら各々の直線歯車が前記切替歯車１５，１７
と夫々噛合している。前記特殊ラック１９，２１は、全
体として薄肉で、図１及び図３にて示したような略凸字
形状（突出部の一部は符号２３ａを付した破線にて図
示）を呈しており、又、前記特殊ラック２３，２５も、
全体として薄肉で、前記特殊ラック１９，２１と同様な
略凸字形状を呈している（図１及び図３では、前記直動
システムレール６１ａ，６１ｂと対応している特殊ラッ
ク２３，２５のみを図示することとし、前記直動システ
ムレール５９ａ，５９ｂと対応している特殊ラック１
９，２１については図示を省略することとした）。これ
ら特殊ラック１９，２１，２３，２５には、同一形状、
同一大きさのものが採用されている。

【００２３】前記特殊ラック１９，２３は、記述の内容
と図２とから明らかなように、互いに所定の間隔を置い
て対向した状態で夫々切替歯車１５，１７に噛合してい
る。そして、図１及び図３にて示した特殊ラック２３の
略中央部に形成されている突出したシリンダー室取付固
定部２３ａと、特殊ラック１９の略中央部に形成されて
いる前記シリンダー室取付固定部２３ａと同様なシリン
ダー室取付固定部（図示しない）との間には、一対のシ
リンダー室２７，２９（図１及び図３参照）が取付固定
されている。即ち、これら一対のシリンダー室２７，２
９は、これら一対のシリンダー室２７，２９と一体的に
構成されている取付部３０（図２、図１及び図３にて示
す）及びこの取付部３０と前記シリンダー室取付固定部
２３ａ等に夫々設けられているシリンダー取付穴（図示
しない）を貫通するシリンダー固定ボルト６３（図１及
び図３にて示す）とを介して、前記特殊ラック１９，２
３に対し回動自在に取付けられている。

【００２４】前記特殊ラック２１，２５も、記述の内容
と図２とから明らかなように、互いに所定の間隔を置い
て対向した状態で夫々切替歯車１５，１７に噛合してい
る。そして、図１及び図３にて示した特殊ラック２５の
略中央部に形成されている突出したシリンダー室取付固
定部２５ａと、特殊ラック２１の略中央部に形成されて
いる前記シリンダー室取付固定部２５ａと同様なシリン
ダー室取付固定部（図示しない）との間には、一対のシ
リンダー室３１，３３（図１及び図３参照）が取付固定
されている。即ち、これら一対のシリンダー室３１，３
３は、これら一対のシリンダー室３１，３３と一体的に
構成されている取付部３４（図２、図１及び図３にて示
す）及びこの取付部３４と前記シリンダー室取付固定部
２５ａ等に夫々設けられているシリンダー取付穴（図示
しない）を貫通するシリンダー固定ボルト６５（図１及
び図３にて示す）とを介して、前記特殊ラック２１，２
５に対し回動自在に取付けられている。なお、前記一対
のシリンダー室２７，２９は、前記取付部３０によって
隔てられているが、取付け部３０の流体継手５７ａが開
口している側にて、互いに連通するように構成されてお
り、夫々通気孔２７ａ，２９ａを有している。同様に、
前記一対のシリンダー室３１，３３も、前記取付部３４
によって隔てられているが、取付部３４の流体継手５７
ｂが開口している側にて、互いに連通するように構成さ
れており、夫々通気孔３１ａ，３３ａを有している。

【００２５】前記特殊ラック１９，２１の前記大歯車１
１と対向している面には、図２にて示すように断面が略
コ字形状を呈しており且つこの断面と直角方向から見た
形状が略矩形状を呈している摺動部材６７ａ，６７ｂ，
６７ｃ，６７ｄが、夫々取付固定されている（図１及び
図３では図示していない）。一方、前記特殊ラック２
３，２５の前記大歯車１３と対向している面にも、図２
にて示すように断面が略コ字形状を呈しており且つ図１
及び図３方向から見た形状が略矩形状を呈している摺動
部材６９ａ，６９ｂ，６９ｃ，６９ｄが、夫々取付固定
されている。前記各摺動部材６７ａ〜６７ｄは、夫々、
対応する直動システムレール５９ａ，５９ｂ上を、これ
ら直動システムレール５９ａ，５９ｂに沿って往復動が
可能なように、位置決めされて前記特殊ラック１９，２
１に夫々取付固定されている。前記各摺動部材６７ａ〜
６７ｄの前記直動システムレール５９ａ，５９ｂと対向
する部位には、前記各摺動部材６７ａ〜６７ｄが前記直
動システムレール５９ａ，５９ｂに沿ってスムーズな往
復動が可能なように、夫々ボールベアリングが取付けら
れている（図２参照）。前記各摺動部材６９ａ〜６９ｄ
も、夫々、対応する直動システムレール６１ａ，６１ｂ
上を、これら直動システムレール６１ａ，６１ｂに沿っ
て往復動が可能なように、位置決めされて前記特殊ラッ
ク２３，２５に取付固定されている。前記各摺動部材６
９ａ〜６９ｄの前記直動システムレール６１ａ，６１ｂ
と対向する部位にも、前記各摺動部材６９ａ〜６９ｄが
前記直動システムレール６１ａ，６１ｂに沿ってスムー
ズな往復動が可能なように、夫々ボールベアリングが取
付けられている（図２参照）。上述した各部材は、前記
大歯車１１，１３とともに、前掲の回転機構を構成する
ものである。

【００２６】前記特殊ラック１９，２１，２３，２５に
よって画定される内部空間には、前記特殊ラック１９，
２１と前記特殊ラック２３，２５との対向距離と略等し
い幅を持ち、前記直動システムレール５９ａ，５９ｂ，
６１ａ，６１ｂよりも長い延長を持った作業受台３５
が、切替シャフト９に取付固定されて設けられている。
この作業受台３５は、図２にて示すように、切替シャフ
ト９の直径よりも大きな肉厚を持っているとともに、図
１及び図３方向から見た形状が全体として略矩形状を呈
するように構成されている。この作業受台３５は、強度
を向上させるために、切替シャフト９を挟んで互いに対
向する２つの面に夫々図２にて示すごとき形状の４個の
突起部が形成されている。これら４個の突起部は、図１
及び図３において破線で示すように作業受台３５の全長
に亘って形成されている。作業受台３５の切替歯車１５
寄りの部位には、前述した流体三方継手５５が設けられ
ている。更に、前記作業受台３５の略中央部には、図２
にて示すごとき態様で一対の第２ガイド部材、即ち、一
対の直動システムガイドレール７１ａ，７１ｂが、切替
シャフト９を挟んで対向するように位置決めされて取付
固定されている。これら一対の直動システムガイドレー
ル７１ａ，７１ｂの延長は、図１及び図３にて示すよう
に、作業受台３５の延長と略同一長さに設定されてい
る。

【００２７】前述したシリンダー室２７には、該シリン
ダー室２７に対応してピストン機構、即ち、ピストン７
７ｂ及びこのピストン７７ｂと連係動作するピストンロ
ッド７５ｂが設けられている。前記ピストンロッド７５
ｂの端部には、前記直動システムガイドレール７１ａに
沿って往復動可能な可動部材、即ち、摺動部材７３ｂ
が、接続ピンボルト７９ｂを介して回動自在に取付けら
れている。前記摺動部材７３ｂの前記直動システムガイ
ドレール７１ａと対向する部位には、前記摺動部材７３
ｂが前記直動システムガイドレール７１ａに沿ってスム
ーズな往復動が可能なように、ボールベアリングが取付
けられている（図２参照）。上述したピストン７７ｂ、
ピストンロッド７５ｂ及び摺動部材７３ｂは、前掲の流
体圧伝達機構を構成している。

【００２８】前記シリンダー室２９にも、上記と同様
に、該シリンダー室２９に対応してピストン機構、即
ち、ピストン７７ａ及びこのピストン７７ａと連係動作
するピストンロッド７５ａが設けられている。前記ピス
トンロッド７５ａの端部にも、前記直動システムガイド
レール７１ａに沿って往復可能な可動部材、即ち、摺動
部材７３ａが、接続ピンボルト７９ａを介して回動自在
に取付けられている。前記摺動部材７３ａの前記直動シ
ステムガイドレール７１ａと対向する部位にも、前記摺
動部材７３ａが前記直動システムガイドレール７１ａに
沿ってスムーズな往復動が可能なように、ボールベアリ
ングが取付けられている（図２参照）。上述したピスト
ン７７ａ、ピストンロッド７５ａ及び摺動部材７３ａ
も、前掲の流体圧伝達機構を構成している。

【００２９】前記シリンダー室３１にも、該シリンダー
室３１に対応してピストン機構、即ち、ピストン７７ｄ
を始め、ピストンロッド７５ｄ、接続ピンボルト７９ｄ
及び可動部材、即ち、摺動部材７３ｄが、上記と全く同
一の態様で設けられている。そして、摺動部材７３ｄの
直動システムガイドレール７１ｂと対向する部位には、
前記摺動部材７３ｄが前記直動システムガイドレール７
１ｂに沿ってスムーズな往復動が可能なように、ボール
ベアリングが取付けられている（図２参照）。上述した
ピストン７７ｄ、ピストンロッド７５ｄ及び摺動部材７
３ｄも、前掲の流体圧伝達機構を構成している。更に、
前記シリンダー室３３にも、該シリンダー室３３に対応
してピストン機構、即ち、ピストン７７ｃを始め、ピス
トンロッド７５ｃ、接続ピンボルト７９ｃ及び可動部
材、即ち、摺動部材７３ｃが、上記と全く同一の態様で
設けられている。そして、摺動部材７３ｃの直動システ
ムガイドレール７１ｂと対向する部位には、前記摺動部
材７３ｃが前記直動システムガイドレール７１ｂに沿っ
てスムーズな往復運動が可能なように、ボールベアリン
グが取付けられている（図２参照）。上述したピストン
７７ｃ、ピストンロッド７５ｃ及び摺動部材７３ｃも、
前掲の流体圧伝達機構を構成している。

【００３０】上述した内容から明らかなように、特殊ラ
ック１９及び摺動部材６７ａ，６７ｂと特殊ラック２３
及び摺動部材６９ａ，６９ｂとは、一対のシリンダー室
２７，２９を介して連結されている。そのため、特殊ラ
ック１９及び特殊ラック２３等は、前述した切替レバー
３７がオペレータ等によって操作されたことに起因し
て、一体となって直動システムレール５９ａ，６１ａ上
を夫々往復動する。同様に、特殊ラック２１及び摺動部
材６７ａ，６７ｄと特殊ラック２５及び摺動部材６９
ｃ，６９ｄとは，一対のシリンダー室３１，３３を介し
て連結されている。そのため、特殊ラック２１及び特殊
ラック２５等は、前述した切替レバー３７がオペレータ
等によって操作されたことに起因して、一体となって前
記特殊ラック１９及び特殊ラック２３等の移動方向とは
逆方向に、直動システムレール５９ｂ，６１ｂ上を夫々
往復動するようになっている。

【００３１】以上説明した内容に基づき、本発明の一実
施例に従う圧力ー機械変換装置の各部の関係について、
ここで要約する。

【００３２】大歯車１１は、切替シヤフト受用のボール
ベアリング３９ａを介して切替シヤフト９に遊貫されて
おり、又、大歯車１３は、切替シヤフト受用のボールベ
アリング３９ｂを介して切替シヤフト９に遊貫されてい
るので、前記大歯車１１，１３は、常に必らずしも切替
シヤフト９に伴って回転するとは限らない。又、前記大
歯車１１と大歯車１３とは、特殊ラック１９，２１，２
３，２５等を介して連係しているために、常時一緒に回
転動作する。一方、作業受台３５及び直動システムガイ
ドレール７１ａ，７１ｂは、作業受台３５が切替シヤフ
ト９に取付固定されているために、常時切替シヤフト９
と、切替歯車１５，１７、ロータリージョイント４５，
流体三方継手５５とともに一体となって回転する。な
お、作業受台３５は、後に詳述するように、ピストン７
７ａ〜７７ｄ，ピストンロッド７９ａ〜７９ｄの動作に
起因して切替シヤフト９を中心として時計方向、反時計
方向に回転動作し得るが、前述した摺動部材６９ａ〜６
９ｄが夫々対応するピストンロッド７９ａ〜７９ｄの端
部に対して回動自在に取付けられているために、大歯車
１１，１３は、直ちに上記作業受台３５等の回転動作に
追従して回転動作することはない。

【００３３】次に、上記構成の動作につき、図１を始
め、図３〜図１０を参照しながら説明する。

【００３４】（イ）一対のシリンダー室２７，２９の中
心部たるシリンダー固定ボルト６３が、図４にて示すよ
うに、Ｙ軸線（直動システムレール５９ａ，５９ｂ，６
１ａ，６１ｂと平行で且つ切替シヤフト９の中心を通る
軸（Ｘ軸）に対して垂直な軸線であって、切替シヤフト
９の中心を通る軸線をいう。以下同じ）上にある場合
（この場合は、一対のシリンダー室３１，３３の中心部
たるシリンダー固定ボルト６５も、当然に上記Ｙ軸線上
に存在している）。

【００３５】圧力容器５１内に充填されている圧縮空気
を、減圧弁４９にて減圧調整した後、ロータリージョイ
ント４１を介して流体補給穴４７に供給すると、上記減
圧調整された圧縮空気は、流体補給穴４７から流体三方
継手５５に送られる。上記圧縮空気は、流体三方継手５
５において二方に分岐され、夫々図示しない２本の配管
と流体継手５７ａ，５７ｂとを介して一対のシリンダー
室２７，２９及び一対のシリンダー室３１，３３に供給
される。前述したように、一対のシリンダー室２７，２
９は連通しており、又、一対のシリンダー室３１，３３
も連通しているので、各シリンダー室２７，２９，３
１，３３には、同時に同圧の圧縮空気が供給されること
となる。これら各シリンダー室２７，２９，３１，３３
に供給された圧縮空気は、ブロー弁５３を開成すること
によってのみ、外部へと排出される。

【００３６】上述した説明内容から明らかなように、特
殊ラック１９，２３とそれらに付属する各部材、特殊ラ
ック２１，２５とそれらに付属する各部材は、同一構造
となっており、特殊ラック１９，２３とそれらに付属す
る各部材、特殊ラック２１，２５とそれらに付属する各
部材は、切替シヤフト９を挟んで対称的に動作する。よ
って、これ以降においては、特殊ラック１９，２３とそ
れらに付属する各部材に関する動作についてのみ説明す
ることとし、特殊ラック２１，２５とそれらに付属する
各部材に関する動作については、説明を省略することと
した。

【００３７】前述したような過程を経て、一対のシリン
ダー室２７，２９に圧縮空気が供給されることによっ
て、これら一対のシリンダー室２７，２９内に圧縮空気
が充填されると、これら一対のシリンダー室２７，２９
には、夫々、下記の（１）式にて与えられる力が印加さ
れる。

【００３８】

【数１】

【００３９】ここで，Ｆ（ｔ）：各シリンダー室毎に印
加される力で、この力は時間変化する。Ｄ：各シリンダー室の内径Ｐ（ｔ）：各シリンダー室内の圧力で、時間変化する
（Ｐ（ｔ）＝Ｏ〜Ｐ_E ）。Ｐ_E ：各シリンダー室内の最終的な圧力で、該圧力は、
減圧弁４９において設定した圧力と等しい。

【００４０】一方、上述した一対のシリンダー室２７，
２９と、夫々対応して設けられているピストン７７ａ，
７７ｂには、大きさが上記（１）式にて与えられる力と
同一で方向が逆の力が印加されることとなる（所謂、パ
スカルの原理）。即ち、シリンダー室２７，２９に印加
される力は、シリンダー固定ボルト６３（図４以下で
は、符号Ａで示す）を介して特殊ラック１９及び摺動部
材６７ａ，６７ｂと特殊ラック２３及び摺動部材６９
ａ，６９ｂとを持ち上げる方向に作用する。特殊ラック
１９及び摺動部材６７ａ，６７ｂと、特殊ラック２３及
び摺動部材６９ａ，６９ｂとを持ち上げる方向に作用す
る力は、摺動部材６７ａと直動システムレール５９ａの
滑り面の中心点及び摺動部材６９ａと直動システムレー
ル６１ａの滑り面の中心点（図４以下では、いずれも符
号Ｂ₁ で示す）、摺動部材６７ｂと直動システムレール
５９ａの滑り面の中心点及び摺動部材６９ｂと直動シス
テムレール６１ａの滑り面の中心点（図４以下では、い
ずれも符号Ｂ₂ で示す）を介して、直動システムレール
５９ａ，６１ａに伝達される。既述のように、直動シス
テムレール５９ａ，６１ａは、夫々大歯車１１，大歯車
１３に固定的に取付けられているから、結局、上記各シ
リンダー室２７，２９に印加された圧縮空気による圧力
は、大歯車１１，大歯車１３等を回転させる力（モーメ
ント）となって現われる。又、ピストン７７ａに加わる
力、即ち、上記シリンダー室２７に加わる力Ｆ（ｔ）と
大きさ同一で方向が逆向きの力は、ピストンロッド７５
ａ，接続ピンボルト７９ａ（図４以下では符号Ｃ₁ で示
す）を介して摺動部材７３ａを押し下げる力となって作
用する。この摺動部材７３ａを押し下げる力は、摺動部
材７３ａから直動システムガイドレール７１ａに伝達さ
れる。既述のように、直動システムガイドレール７１ａ
は、作業受台３５に対して固定的に取付けられているか
ら、結局、ピストン７７ａに加わる力は、作業受台３５
を反時計廻りに回転させる力（モーメント）となって現
われる。同様に、ピストン７７ｂに加わる力、即ち、上
記シリンダー室２９に加わる力Ｆ（ｔ）と大きさ同一で
方向が逆向きの力は、ピストンロッド７５ｂ，接続ピン
ボルト７９ｂ（図４以下では符号Ｃ₂ で示す）を介して
摺動部材７３ｂを押し下げる力となって作用する。この
摺動部材７３ｂを押し下げる力は、摺動部材７３ｂから
直動システムガイドレール７１ａに伝達される。既述の
ように、直動システムガイドレール７１ａは、作業受台
３５に対して固定的に取付けられているから、結局、ピ
ストン７７ｂに加わる力は、作業受台３５を時計廻りに
回転させる力（モーメント）となって現われる。

【００４１】然るに、前述したように、シリンダー固定
ボルト６３はＹ軸線上に存在している（シリンダー固定
ボルト６５も当然にＹ軸線上に存在している）から、点
Ｂ₁，点Ｂ₂ は、図４の点０（即ち、Ｘ軸線とＹ軸線と
の交点。以下同じ）から等距離にあるために、大歯車１
１，大歯車１３に加わるモーメントは零となり、従って
大歯車１１，大歯車１３は回転しない。一方点Ｃ₁ ，点
Ｃ₂ についても、図４の点０から等距離にあるために、
作業受台３５に加わるモーメントも零となり、従って作
業受台３５も回転しない。よって、大歯車１１，大歯車
１３及び作業受台３５のいずれも動作することなく、こ
れら大歯車１１，大歯車１３及び作業受台３５は、図４
及び前掲の図１にて示した状態で静止し続ける。

【００４２】（ロ）一対のシリンダー室２７，２９の中
心部たるシリンダー固定ボルト６３が、図５にて示すよ
うにＹ軸線上から外れている場合（この場合は、一対の
シリンダー室３１，３３の中心部たるシリンダー固定ボ
ルト６５も、当然にＹ軸線上から外れている）。

【００４３】上記状態は、図２にて示した切替レバー３
７を、例えば時計廻りに１０度〜２０度回転させること
によって実現される。即ち、オペレータ等が前記切替レ
バー３７を、時計廻りに１０度〜２０度回転させると、
切替レバー３７と一体的に回転する切替シヤフト９及び
切替歯車１５，１７も、前記切替レバー３７の回転方向
と同方向に同角度だけ回転する。これにより、切替歯車
１７と噛合している特殊ラック２３及び切替歯車１５と
噛合している特殊ラック１９（ともに図１及び図３では
図示していない）は、図１にて示した状態から右方向に
移動して図３にて示したようになる（同様に、切替歯車
１７と噛合している特殊ラック２５及び切替歯車１５と
噛合している特殊ラック２１（ともに図１及び図３では
図示していない）も、図１にて示した状態から左方向に
移動して図３にて示したようになる）。図５において、
特殊ラック２３とこれの付属部材及び特殊ラック１９と
これの付属部材（いずれも図１及び図３では図示してい
ない。以下同じ）の右方への移動距離をＸ_S として、点
Ｃ₁ ，点Ｃ₂ （いずれも前掲の図４にて示した点Ｃ₁ ，
点Ｃ₂ が示しているものと同一物を示す）間の距離を２
Ｃとすると、大歯車１１，１３に作用するモーメント
は、反時計廻りのＦ（ｔ）・（２Ｘ_S ）で示され、一
方、作業受台３５に作用するモーメントは、時計廻りの
Ｆ（ｔ）・（２Ｘ_S ）で示される。上記力Ｆ（ｔ）は、
既述のように時間変化をするので、上記力Ｆ（ｔ）の値
が前述した各種部材間の摩擦力や伝動損失を上廻ったと
きに、大歯車１１，大歯車１３或いは作業受台３５が回
転動作を開始する。本発明に従う圧力ー機械変換装置で
は、大歯車１１，大歯車１３とこれらの付属部材間の回
転に伴う摩擦力や伝動損失の方が、作業受台３５の回転
動作に伴う摩擦力や伝動損失よりも大きいので、大歯車
１１，大歯車１３が回転動作を開始するよりも先に、作
業受台３５の方が回転動作を開始することとなる。前掲
の点０を中心に作業受台３５が時計方向に回転して行く
と、図３、図６及び図７にて示すように、ピストン７７
ｂが下降しピストン７７ａが上昇して遂にはピストン７
７ｂがシリンダー室２７の底部と当接状態となる。これ
以後は、ピストン７７ｂがシリンダー室２７の底部と当
接する状態が保持されるから、シリンダー室２７は、容
積の増減をしない容器のような状態となったと見做すこ
とができる（図７参照）。シリンダー室２７がこのよう
な容積の増減をしない容器のような状態となったとすれ
ば、シリンダー室２７の内圧が変化しても外部に対して
仕事を行わないから、図７にて示したシリンダー室２
７，ピストン７７ｂ及びピストンロッド７５ｂは、力学
的に、図８において符号２７（７７ｂ，７５ｂ）にて示
した状態と同一であると見做すことができる。図８にお
いて、符号２７（７７ｂ，７５ｂ）にて示した状態は、
作業受台３５に対してピストン７７ａとピストン７７ｂ
との釣合が一応とれた状態であり、この釣合がとれた時
点以降は、作業受台３５の回転は、他の部材の動作に対
する微調整的な働きとして作用することとなって、本実
施例に従う圧力ー機械変換装置の主要な動作ではなくな
る。

【００４４】作業受台３５が所定角度だけ回転すること
によって、上記のごとき態様でピストン７７ａとピスト
ン７７ｂとが釣合い、この釣合により作業受台３５が一
時的に静止状態となると、ピストン７７ａに加えられて
いる下向きの力、即ち、反時計方向の力Ｆ（ｔ）は、点
０を支点として、上述したごとき状態となっているピス
トンロッド７５ｂ、ピストン７７ｂ及びシリンダー室２
７を介して、大きさが下記の（２）式にて与えられる
Ｆ’（ｔ）で示され且つ方向が上向きの力が、点Ａに作
用することとなる。

【００４５】

【数２】

【００４６】点Ａには、シリンダー室２９に加わる前掲
の（１）式にて示した力Ｆ（ｔ）も作用するから、結局
点Ａには、合計で下記の（３）式にて与えられる力ＦＡ
（ｔ）が作用することとなる。

【００４７】

【数３】

【００４８】従って、大歯車１１，大歯車１３には、点
０の反時計廻りに下記の（４）式にて与えられるモーメ
ントＭ₀ （ｔ）が作用することとなる。

【００４９】

【数４】

【００５０】即ち、前述した力Ｆ（ｔ）が、時間の経過
に伴って増加することにより、Ｍ₀ （ｔ）が大歯車１
１，大歯車１３等とこれらの付属部材間の摩擦力や伝動
損失を上廻った時点で、上記大歯車１１，大歯車１３等
は、反時計方向（図８矢印にて示す）への回転動作を開
始する。

【００５１】このようにして大歯車１１，大歯車１３等
が、反時計方向に回転動作を開始すると、と特殊ラック
１９，特殊ラック２３と切替歯車１５，切替歯車１７と
が夫々噛合しているために、切替レバー３７を外部から
固定しておくと、特殊ラック１９，特殊ラック２３等
は、図１（或いは図３）の右方に強制的に移動させられ
る（同様に、特殊ラック２１，特殊ラック２５等も、図
１（或いは図３）の左方に強制的に移動させられること
となる）。上記特殊ラック１９，特殊ラック２３等の上
述した強制的な移動によって、シリンダー室２９の容積
は増加し、流体継手５７ａを介して供給される圧縮空気
を更に受け入れることが可能となる。そのために、上記
移動は促進される。

【００５２】特殊ラック１９，特殊ラック２３等が上記
の態様で移動するにつれて、図５〜図９において夫々記
載されているＹ軸から点Ａまでの当初の距離Ｘ_S （即
ち、オペレータが切替レバー３７を時計廻りに１０度〜
２０度回転させたことによって設定された距離である）
は変化する。この距離Ｘ_S の変化に伴って、大歯車１
１，大歯車１３等の回転モーメントＭ₀ （ｔ）の値も変
化することとなる。前掲のＹ軸から点Ａまでの距離を、
Ｘ（ｔ）（このＸ（ｔ）は時間変化する）とおくと、上
記回転モーメントＭ₀ （ｔ）の値は、下記の（５）式に
て与えられる。

【００５３】

【数５】

【００５４】このようにして、得られた大歯車１１，大
歯車１３の回転モーメントＭ₀ （ｔ）を、適宜な動力伝
達機構を介して外部に取出すことにより、回転仕事や或
いは図９にて示すように物体８１の持ち上げ仕事に使用
することが可能である。なお、図９において、符号８３
は持ち上げ距離（単位ｍｍ）を示しており、物体８１の
持上重量の単位は、Ｋｇで示される。又、前記距離Ｘ_S
の長さは、ｍｍの単位で示される。そして、各シリンダ
ー室２７，２９，３１，３３は、ピストン径１００ｍｍ
に対応した規格のものが使用されている。

【００５５】図１０は、本発明者等が、図９にて説明し
たごとき規格の圧力ー機械変換装置を用いて、シリンダ
ー室内圧力、持上距離及び切替ストローク（Ｘ_S ）を種
々の値に設定して得られた持上重量の測定値データを示
している。

【００５６】前掲の図２では図示していないが、切替レ
バー３７のボス部分にボールベアリングを介して複数個
のストッパー付きの特殊追跡フランジを取付け、この特
殊追跡フランジに、外部入力機構取付ねじを介してバッ
テリーによる駆動装置（電動機）やチェーンブロック倍
力機構等適宜な外部入力機構を接続してこれら外部入力
機構により、前記切替レバー３７の回転方向を切替えれ
ば、大歯車１１，大歯車１３の回転方向を切替えること
も可能となる。

【００５７】前掲の図２では図示していないが、フレー
ム１，フレーム３の下部に、回動自在に出力軸を取付
け、この出力軸に２個のカムクラッチを固定し、上記２
個のカムクラッチには、複数個の出力歯車を固定し、更
に、フレーム１の下部に、大歯車１１，フレーム１寄り
の出力歯車と夫々歯合するダブル型の中間歯車を取付け
ることも出来る。このような構成とすることによって、
大歯車１１，大歯車１３が時計方向、反時計方向のどち
らに回転しても、或いは途中で逆回転しても、前記２個
のカムクラッチの作用により、出力軸を常に一方向にし
か回転しないようにすることも可能となる。

【００５８】又、本実施例に従う圧力ー機械変換装置で
は、所定圧力を各シリンダー室に印加するための媒体と
して圧縮空気を使用しているが、空気以外の気相の媒
体，水，油等の液相の媒体を、圧力媒体として用いるこ
ととしても差支えない。又、各シリンダー室２７，２
９，３１，３３の構造についても、前掲のような一対の
シリンダー室２７，２９間，一対のシリンダー室３１，
３３間が夫々連通した構造に限定されるものではなく、
上記各一対のシリンダー室間を連通させず、各シリンダ
ー室毎に、前述した流体継手５７ａ，５７ｂと同様な流
体継手を設け、各シリンダー室に、同時に同一圧力の圧
縮空気を充填することとしても差支えない。更には、図
１を始め、図２，図３にて夫々示した一対のシリンダー
室２７，２９，３１，３３のうち、一対のシリンダー室
２７，２９のみを設け、他の一対のシリンダー室３１，
３３を設けない構成の圧力ー機械変換装置についても、
本発明は適用され得る。更に、上述した圧力ー機械変換
装置を、大歯車、特殊ラック、直動システムレール、切
替歯車等を夫々一個ずつ設け、前記特殊ラックに、一対
のシリンダー室を設けた構成とすることもできる。

【００５９】なお、前述の説明では、シリンダー室２
７，２９側にのみ圧縮空気が充填されていることを条件
としたが、すべてのシリンダー室２７，２９，３１，３
３に、圧縮空気が充填された場合には、大歯車１１，大
歯車１３に、前述の回転モーメントＭ₀ （ｔ）の２倍の
大きさの回転モーメントが作用することとなる。

【００６０】図11は、本発明の一実施例に従う圧力ー機
械変換装置に適用可能な、流体圧力調整手段、即ち、排
気を不要とする増圧器の構成を示す。上記増圧器は、図
１１を参照にして明らかなように、減圧弁４９の下流側
とロータリージョイント４５の上流側との間に接続され
る。

【００６１】図１１において、圧力容器５１から排出さ
れた圧縮空気は、減圧弁４９にて所定の圧力に減圧調整
された後、タンク８５に充填される。このタンク８５へ
の充填と同時に、上記減圧調整された圧縮空気が、増圧
器本体内の増圧器本体とピストン８７とによって画定さ
れている第１室８９，第２室９１及びロータリージョイ
ント４５等を介して前述した各シリンダー室２７，２
９，３１，３３に同一圧力で充填される。今、上記圧縮
空気が２Ｋｇ／ｃｍ² と仮定して、バッテリー駆動の小
型モータ９３を回転させると、これによりスピンドル９
５が下動を開始する。この下動によってスピンドル９５
がピストン８７と接触すると、ピストン８７内に形成さ
れている第１室と第２室とを連通している空気通路９７
が閉成する。第１室８９の内径の方が第２室９１の内径
よりも大きく且つピストン８７も、図１１にて示すよう
に第１室８９の内径に対応して大径に形成されている部
位と、第２室９１の内径に対応して小径に形成されてい
る部位とから成っているために、これら両部位間の直径
の差によってピストン８７は下動する（スピンドル９５
からピストン８７に対して加えられる下方への押圧力に
より、大気圧のみによってももピストン８７は下動し得
る）。このピストン８７の下動によって第２室９１の内
圧は例えば、４Ｋｇ／ｃｍ² 〜６Ｋｇ／ｃｍ² の間で任
意に上昇して前記第１室８９の内圧よりも高くなる。こ
の第２室９１の内圧上昇と同時に、各シリンダー室２
７，２９，３１，３３の内圧も上記と同一圧力にまで上
昇することとなる。

【００６２】前記小型モータ９３を、前記とは逆方向に
回転せると、それまでスピンドル９５によって開成され
ていた空気通路９７が開成し、これによって、第２室９
１及び各シリンダー室２７，２９，３１，３３の内圧
は、同時に元の圧力（２Ｋｇ／ｃｍ² ）に戻ることとな
る。

【００６３】上記増圧器を、図１１のごとき態様にて接
続することにより、各シリンダー室２７，２９，３１，
３３内に充填されている圧縮空気のブロー弁５３による
排気が不要となる。

【００６４】

【発明の効果】以上説明したように、本発明によれば、
一対のシリンダー室に対して夫々同一の流体圧が印加さ
れることを条件として、一対の流体圧伝達機構を介して
印加される前記流体圧によってガイド部材保持機構に回
転モーメントを生じさせ、この回転モーメントにより所
定量回転した後一時的に静止状態となったことに起因し
て前記ガイド部材保持機構に生じた前記回転モーメント
とは逆方向の回転モーメントと前記一対のシリンダー室
を介してラック機構に印加される流体圧によって生じる
回転モーメントとが加算された回転モーメントが回転機
構に生じるように、ラック機構の噛合位置を変更する噛
合位置変更手段、を備えることとしたので、特に複雑な
構成とすることなく、又、特別な技術的手段を用いるこ
となしに、供給された加圧流体の圧力の大きさに比例し
た仕事量を取り出すことができる圧力ー機械変換装置を
提供することが可能となった。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の一実施例に従う圧力ー機械変換装置の
要部の構成を示した、図２のＡーＡ断面図。

【図２】本発明の一実施例に従う圧力ー機械変換装置の
全体構成を示した、図１のＢーＢ断面図。

【図３】図１にて示した要部の動作を示す作用説明図。

【図４】本発明の一実施例に従う圧力ー機械変換装置の
要部が、図１にて示すごとき位置関係にあるときの作用
説明図。

【図５】本発明の一実施例に従う圧力ー機械変換装置の
要部が、図３にて示すごとき位置関係にあるときの作用
説明図。

【図６】本発明の一実施例に従う圧力ー機械変換装置の
要部が、図３にて示すごとき位置関係にあるときの作用
説明図。

【図７】本発明の一実施例に従う圧力ー機械変換装置の
要部が、図３にて示すごとき位置関係にあるときの作用
説明図。

【図８】本発明の一実施例に従う圧力ー機械変換装置の
要部が、図３にて示すごとき位置関係にあるときの作用
説明図。

【図９】本発明の一実施例に従う圧力ー機械変換装置の
要部が、図３にて示すごとき位置関係にあるときの作用
説明図。

【図１０】本発明の一実施例に従う圧力ー機械変換装置
を使用して測定した持上重量の測定値データを示した
図。

【図１１】本発明の一実施例に従う圧力ー機械変換装置
に適用可能な、増圧器の構成を示した図。

【符号の説明】

１，３フレーム５上側カバー７下側カバー９切替シヤフト１１，１３大歯車１５，１７切替歯車１９，２１，２３，２５特殊ラック２７，２９，３１，３３シリンダー室３５作業受台３７切替レバー５９ａ，５９ｂ，６１ａ，６１ｂ直動システムレール７１ａ，７１ｂ，７１ｃ，７１ｄ直動システムガイド
レール７３ａ，７３ｂ，７３ｃ，７３ｄ摺動部材７５ａ，７５ｂ，７５ｃ，７５ｄピストンロッド７７ａ，７７ｂ，７７ｃ，７７ｄピストン７９ａ，７９ｂ，７９ｃ，７９ｄ接続ピンボルト

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【手続補正書】

【提出日】平成４年４月１５日

【手続補正１】

【補正対象書類名】図面

【補正対象項目名】図３

【補正方法】変更

【補正内容】

【図３】

フロントページの続き (72)発明者村上昇東京都品川区西五反田３丁目13番19号 (72)発明者村上智士東京都品川区西五反田３丁目13番19号

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】略円板形状を呈しており、その略中心部
に、固定機構によって正逆回転自在に支持された回転軸
が遊貫している回転機構と、前記回転機構の一方の面の前記回転軸と抵触しない位置
に、配設されている１個の第１ガイド部材と、前記回転機構の前記第１ガイド部材が配設されている側
にて前記回転軸に対し略同心に取付固定されている前記
回転機構よりも小径の歯車と、前記第１ガイド部材と対応して設けられ、前記歯車と噛
合しているとともに、前記歯車との噛合位置を変更する
ための噛合位置変更制御に基づき、前記第１ガイド部材
に沿って往復動可能に構成されている１個のラック機構
と、前記ラック機構と対応して設けられ、略中央部が前記回
転軸に取付固定されているとともに、前記回転軸を挟ん
で前記ラック機構と対応する側に、所定長さの１個の第
２ガイド部材を保持しているガイド部材保持機構と、前記ラック機構の略中央部に対して互いに略対称となる
ように取付固定され、同一流体圧が印加されるようにな
っている一対のシリンダー室と、前記一対のシリンダー室の夫々に対応して設けられ、各
シリンダー室内に臨まされているピストン機構とこのピ
ストン機構の各シリンダー室内に臨まされていない方の
端部に回動自在に支持され且つ前記第２ガイド部材に沿
って移動可能に前記第２ガイド部材に保持されている可
動部材とを有した流体圧伝達機構と、前記一対のシリンダー室に対して夫々同一の流体圧が印
加されることを条件として、前記一対の流体圧伝達機構
を介して印加される前記流体圧によって前記ガイド部材
保持機構に回転モーメントを生じさせ、この回転モーメ
ントにより所定量回転した後一時的に静止状態となった
ことに起因して前記ガイド部材保持機構に生じた前記回
転モーメントとは逆方向の回転モーメントと前記一対の
シリンダー室を介して前記ラック機構に印加される流体
圧によって生じる回転モーメントとが加算された回転モ
ーメントが前記回転機構に生じるように、前記ラック機
構の噛合位置を変更する噛合位置変更手段と、を備えたことを特徴とする圧力一機械変換装置。
【請求項２】請求項１記載の圧力一機械変換装置にお
いて、前記回転機構は、前記歯車よりも大径の一対の歯車であ
って、この大径の一対の歯車は、所定の間隔を置いて前
記回転軸に遊貫せしめられているとともに、前記第１ガ
イド部材は、前記大径の一対の歯車の対向する面の回転
軸と抵触しない位置に夫々取付固定されており、前記回転軸に取付固定されている歯車も、前記大径の一
対の歯車に対応して２個設けられており、前記ラック機構は、前記２つの大径の歯車に夫々設けら
れている２個の第１ガイド部材によって移動自在に保持
されており、前記一対のシリンダー室は、その両端部が前記ラック機
構の回転軸側とは反対側の部位にて前記ラック機構に取
付固定されており、前記ガイド部材保持機構は、前記ラック機構と前記一対
のシリンダー室とによって画定される空間領域内におい
て前記回転軸に取付固定されており、前記回転軸の内部には、所定圧力が印加された流体を前
記各シリンダー室に供給するための流体配管が設けられ
ているとともに、前記回転軸の一端側には、前記流体配管と連通するロー
タリージョイントが取付けられており、前記流体は、気体であることを特徴とする圧力一機械変
換装置。
【請求項３】請求項１又は請求項２記載の圧力一機械
変換装置において、前記回転軸の他端側に、前記ラック機構の噛合位置を変
更するための切替レバーが取付けられており、前記ロータリージョイントの上流側には、供給された流
体の圧力を所定の値に調整する流体圧力調整手段が取付
けられていることを特徴とする圧力一機械変換装置。
【請求項４】略円板形状を呈しており、その略中心部
に、固定機構によって正逆回転自在に支持された回転軸
が遊貫している回転機構と、前記回転機構に、その中心を挟んで略平行に配設されて
いる一対の第１ガイド部材と、前記回転機構の前記第１ガイド部材が配設されている側
にて前記回転軸に対し略同心に取付固定されている前記
回転機構よりも小径の歯車と、前記第１ガイド部材と対応して設けられ、各々が対応す
るガイド部材に沿って移動可能で且つ前記歯車と噛合し
ているとともに、前記歯車との噛合位置を変更するため
の噛合位置変更制御に基づき、互いに逆方向に移動する
ように構成されている一対のラック機構と、前記一対のラック機構と対応して設けられ、略中央部が
前記回転軸に取付固定されており、所定長さの第２のガ
イド部材を、前記回転軸を挟んで対向した状態で保持可
能に構成されているガイド部材保持機構と、前記一方のラック機構の略中央部に対して互いに略対称
となるように取付固定され、同一流体圧が印加されるよ
うになっている一対の第１シリンダー室と、前記他方のラック機構の略中央部に対して互いに略対称
となるように取付固定され、前記流体圧と同一の流体圧
が夫々印加されるようになっている一対の第２シリンダ
ー室と、前記一対の第１シリンダー室の夫々に対応して設けら
れ、各シリンダー室内に臨まされているピストン機構と
このピストン機構の各シリンダー室内に臨まされていな
い方の端部に回動自在に支持され且つ前記一方の第２ガ
イド部材に沿って移動可能に該第２ガイド部材に保持さ
れている可動部材とを有した一対の第１流体圧伝達機構
と、前記一対の第２シリンダー室の夫々に対応して設けら
れ、各シリンダー室内に臨まされているピストン機構と
このピストン機構の各シリンダー室内に臨まされていな
い方の端部に回動自在に支持され且つ前記他方の第２ガ
イド部材に沿って移動可能に該第２ガイド部材に保持さ
れている可動部材とを有した一対の第２流体圧伝達機構
と、少なくとも前記いずれか一対のシリンダー室に対して夫
々同一の流体圧が印加されることを条件として、対応す
る一方の一対の流体圧伝達機構を介して印加される前記
流体圧によって前記ガイド部材保持機構に回転モーメン
トを生じさせ、この回転モーメントにより所定量回転し
た後一時的に静止状態となったことに起因して前記ガイ
ド部材保持機構に生じた前記回転モーメントとは逆方向
の回転モーメントと前記一対のシリンダー室を介して対
応するラック機構に印加される流体圧によって生じる回
転モーメントとが加算された回転モーメントが前記回転
機構に生じるように、前記一対のラック機構の噛合位置
を変更する噛合位置変更手段と、を備えたことを特徴とする圧力一機械変換装置。
【請求項５】請求項４記載の圧力一機械変換装置にお
いて、前記回転機構は、前記歯車よりも大径の一対の歯車であ
って、この大径の一対の歯車は、所定の間隔を置いて前
記回転軸に遊貫せしめられているとともに、前記一対の
第１ガイド部材は、前記大径の一対の歯車の対向する面
に夫々中心を挟んで略平行に取付固定されており、前記回転軸に取付固定されている歯車も、前記大径の一
対の歯車に対応して２個設けられており、前記一対のラック機構は、前記２つの大径の歯車に夫々
設けられている一対の第１ガイド部材によって移動自在
に保持されており、前記一対の第１シリンダー室は、その両端部が前記一方
のラック機構の回転軸側とは反対側の部位にて前記一方
のラック機構に取付固定されており、前記一対の第２シリンダー室は、その両端部が前記他方
のラック機構の回転軸側とは反対側の部位にて前記他方
のラック機構に取付固定されており、前記ガイド部材保持機構は、前記一対のラック機構と前
記一対の第１シリンダー室と前記一対の第２シリンダー
室とによって画定される空間領域内において前記回転軸
に取付固定されており、前記回転軸の内部には、所定圧力が印加された流体を前
記各シリンダー室に供給するための流体配管が設けられ
ているとともに、前記回転軸の一端側には、前記流体配管と連通するロー
タリージョイントが取付けられており、前記流体は、気体であることを特徴とする圧力一機械変
換装置。
【請求項６】請求項４又は請求項５記載の圧力一機械
変換装置において、前記回転軸の他端側に、前記ラック機構の噛合位置を変
更するための切替レバーが取付けられており、前記ロータリージョイントの上流側には、供給された流
体の圧力を所定の値に調整する流体圧力調整手段が取付
けられていることを特徴とする圧力一機械変換装置。