JPH02259285A - 往復回転運動を１方向回転運動に変換して取り出す装置 - Google Patents

往復回転運動を１方向回転運動に変換して取り出す装置

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JPH02259285A
JPH02259285A JP1078649A JP7864989A JPH02259285A JP H02259285 A JPH02259285 A JP H02259285A JP 1078649 A JP1078649 A JP 1078649A JP 7864989 A JP7864989 A JP 7864989A JP H02259285 A JPH02259285 A JP H02259285A
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Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 〔産業上の利用分野〕 本発明は、波浪、風力その他の自然現象に基づく揺動、
その他自然的或いは人工的なあらゆる揺動、にょって揺
動錘が揺動するのを利用して、発電、その他の駆動力を
必要とする機器、装置を駆動するための、揺動を利用し
た駆動装置に関する。
〔従来の技術とその課題〕
従来から、船舶等のように揺動を生ずる物において、重
心が支点より下方にある揺動錘を、船舶等の揺動によっ
て、これと相対的に揺動させ、その往復運動を動力とし
て使用することが考えられていた。
そして、従来のこのような装置においては、略直交する
２つの水平軸に各別の揺動錘が取付けられ、その揺動に
よる往復運動とも一方向の回転として、駆動力とするも
のがある。
しかし、このような装置においては、２つの水平軸の揺
動は、各別の軸の一方向回転として取り出されるため、
これ等をまとめて１つの動力源として利用することがで
きず、従って回転数、或いは駆動力が小さいものとなっ
てしまう。
又、その一方向の回転に変換する手段は、往復回動する
軸に、互いに反対方向にのみ軸と連動回転する２つの傘
歯車を設け、この傘歯車を１つの傘歯車に噛合させてい
たので、揺動錘の揺動方向とは直角方向にしか、その回
転を取り出すことができなかった。
更に、前記のような揺動の振幅やタイミングは、その都
度一定しないのが普通であり、従って駆動力の発生する
タイミング、回転角度、回転速度もまちまちであり、駆
動力として利用するには、不規則すぎる欠点があった。
〔発明の目的〕
本発明の第１の目的は、互いに略直交する２つの水平軸
の揺動錘が、前後、左右の２つの方向に揺動するのを、
１つの主軸に対する一方向の回転力としてまとめること
により、回転角度、或いは駆動として太き（し、その能
力を高めることにある。
本発明の第２の目的は、揺動錘の揺動に対し、これを一
方向の回転に変換する一方向回転軸の方向を、揺動錘を
取付けた回動軸に対し、同方向を含む任意の方向に設定
できるようにすることにある。
更に、本発明の第３の目的は、揺動錘の揺動によって生
じた駆動力を一定ゼンマイに蓄え、その蓄積されたトル
クが一定の力となった時、このゼンマイのトルクを取り
出し、駆動トルク、或いは回転速度を設定値以上とする
ことである。
〔発明の実施例〕
本発明の前記の目的を達成できる揺動を利用した駆動装
置の一実施例を、図面について、以下に説明する。
第１図において、Ａは第２図の揺動鏝部、Ｂは第３図、
第４図の駆動部、Ｃは第５図〜第７図の畜力部、Ｄはそ
の駆動軸を示している。
第２図において、１は床面等に固定される固定フレーム
で、この固定フレーム１には第１の揺動錘２を固着した
中空軸３が回動軸としてベアリング４によって水平方向
に軸承されている。
この第１の揺動錘２には、中空軸３と直交する水平方向
に回動軸５がベアリング６によって軸承され、この回動
軸５には左右に分割された一対の第２の揺動錘７ａ、７
ｂが固着されている。
回動軸５には、一方向の回転に対しては連動して回転す
るが、反対方向の回転に対してはフリーとなる従来から
公知のワンウェイクラッチ８ａ、８ｂにより、互いの連
動回転方向が逆になるようにして２個の傘歯車９ａ、９
ｂが取付けられている。
そして、前記中空軸３内を貫通し、ベアリング１０で軸
承されている軸１１の一端に固着した傘歯車１２には前
記傘歯車９ａ、９ｂが噛合している。
従って、固定フレーム１が揺動によって中空軸３０軸心
と直角方向に揺動しても、第１の揺動錘２は、その水平
を保ために、見掛は上は固定フレーム１に対して第１の
揺動錘２が揺動したこととなり、その揺動に応じて中空
軸３が往復回動することとなる。
同様にして、回動軸５の軸心と直角方向の揺動は、第１
の揺動錘２に対して、第２の揺動錘７ａ、７ｂが揺動し
たこととなり、回動軸５は往復回動することとなる。
然るに、回動軸の傘歯車９ａ、９ｂは、互いに逆方向の
回転に対してのみ傘歯車９ａ、９ｂを連動させるワンウ
ェイクラッチ８ａ、８ｂを介して回動軸５に取付けられ
ているので、一方の傘歯車９ａが回動軸５と連動して傘
歯車１２を回転させている得には、他方の傘歯車９ｂは
フリーとなり、傘歯車１２によって回転される。
そして、回動軸５の回転方向が逆となった特には、傘歯
車１２は傘歯車９ｂによって駆動されて傘歯車９ａを回
転させる。
そのため、回動軸５が第２の揺動錘７ａ、７ｂによって
、往復回動する際、軸１１はその往復回動が一方向回転
に変換されて回転される。
第３図、第４図において、１３は前記の中空軸３に固着
された歯車で、固定フレーム１にベアリング１４で軸承
されている軸１５に固定された歯車１６と噛合している
。
軸１５には、前記と同様な軸１５の一方向の回転に対し
てのみ連動させるワンウェイクラッチ１７を介して歯車
１８が取付けられ、この歯車１８は、第４図に示す固定
フレーム１にベアリング１９で軸承される軸２０の歯車
２１と噛合している。
中空軸３にも、前記と同様なワンウェイクラッチ２２を
介して歯車２３が取付けられ、この歯車２３も前記の歯
車２１と噛合している。
そして、ワンウェイクラッチ１７．２２は同方向の回転
に対して軸１５、中空軸３と歯車１８．２３が連動する
ようになっている。
従って、中空軸３が揺動錘２の揺動による往復回動の一
方向に回転する場合にはワンウェイクラッチ２２によっ
て歯車２３が回転され、軸２０が駆動される。
この時、その回転が歯車１８に伝達されるが、ワンウェ
イクラッチ１７がフリーであるため、軸１５の回転に影
響を与えることはない。
次に中空軸３は反対方向に回転することになるが、この
反対方向の回転を歯車１３．１６の噛合で伝達された軸
１５は、中空軸３の一方向の回転と同方向の回転となり
、ワンウェイクラッチ１７によってその回転が歯車１８
に伝達され、歯車２１が前記と同じ方向に回転される。
この時、前記と同様に、歯車２１によって歯車２３が回
転されるが、この回転はワンウェイクラッチ２２によっ
て中空軸３に伝達されることはない。
このように、第１の揺動錘２が揺動した場合の中空軸３
の往復回動は、一方向の回転に変換されて、軸２２を一
方向に回転させる。
又、軸１１には歯車２４が固着され、この歯車２４は前
記の軸２０に固着された歯車２５と噛合しており、前述
の軸１１が第２の揺動錘７ａ、７ｂの揺動によって回転
され、歯車２５が回転される方向と、前記の歯車２１が
回転される方向は、一致するようになっている。
このように、第１の揺動錘２、第２の揺動錘７ａ、７ｂ
の何れか、或いは両方が同時に揺動された時、軸２０は
常に一方向に回転されることになる。
歯車２５には歯車２６が固着されていて、固定フレーム
１にベアリング２７で軸承される主軸２８に固着された
歯車２９と噛合しており、軸２０の回転は主軸２８に伝
達される。
第５図〜第７図に示すように、主軸２８には歯車３０が
固着されており、固定フレーム１にベアリング３１で軸
承されるゼンマイ軸３２に固定された歯車３３と噛合し
ている。
ゼンマイ軸３２には、これに巻装したゼンマイ３４の内
端が止着されており、このゼンマイ３４の外端は、ゼン
マイ軸３２にベアリング３５で回転自在に取付けられて
いる歯車３６のビン３６ａに止着されている。
又、ゼンマイ軸３２にはビニオン３７が固着されていて
、このビニオン３７は固定フレーム１にベアリング３８
で軸承されている歯車３９と噛合している。
更に、ゼンマイ軸３２の歯車３６には、固定フレーム１
にベアリング４０で軸承されている軸４１の小歯車４２
と噛合し、該小歯車４２と共に軸４１に固定されている
歯車４３は、固定フレーム１にベアリング４４で軸承さ
れている軸４５に固定された小歯車４６と噛合している
。
そして、軸４５に固着された歯車４７は、固定フレーム
１にベアリング４８で軸承される駆動軸りの歯車４９に
噛合しており、従ってゼンマイ３４がほどけることによ
り、歯車３６が回転されると、その回転は加速されて駆
動軸りを回転させることとなる。
小歯車４９には爪車５０が固着されており、その爪車５
０ａは固定フレーム１のビン１ａに軸支されている係止
アーム５１の爪車５１ａによって係止され、爪車５０は
ゼンマイ３４によって歯車３６が矢印ａの方向に回転さ
れるのを阻止している。
この係止アーム５１の背面には、アーム部５１ｂが形成
されており、このアーム部５１ｂは歯車３９に立設され
たビン３９ａに、歯車３９が回転することによって押さ
れ、爪部５１ａを爪部５０ａから引き離し、爪車５０が
回転可能となる。
そのため、ゼンマイ３４の回転阻止が解除され、駆動軸
りが回転されるようになる。
又、係止アーム５１のピン５１Ｃと固定フレーム１のピ
ン１ｂとの間には引張りバネ５２を架設すると共に、歯
車３９の回転によって、ピン３９ａがアーム部５１ｂか
ら離れた後、ピン３９ａは係止アーム５１の背面に接す
るようになっている。
従って、ゼンマイ３４がほどけ終わった後、再び爪部５
１ａが爪部５０ａに当たり、爪車５０の回転を阻止する
ことによって、ゼンマイ３４がほどけるのを阻止してい
る。
このようにして、主軸２日が一方向に回転されると、ゼ
ンマイ軸３２が回転してゼンマイ３４が巻かれていく。
そして、ゼンマイ軸３２の回転数が所定の数に達して、
ゼンマイ３４のトルクが所定値となった時、ゼンマイ軸
３４のピニオン３７に噛合している歯車３９は略１回転
し、そのピン３９ａがアーム部５１ｂを押して、爪車５
０の係止を解除する。
そのため、歯車３６が回動して駆動軸りが駆動されるが
、ゼンマイ３４がほどけ終わった後に、引張りバネ５２
の力と、ピン３９ａが係止アーム５１の背面を押すこと
によって爪部５１ａが爪部５０ａを係止し、再びゼンマ
イ３４のほどけるのを阻止した状態となる。
このようにして、ゼンマイ３４を巻く蓄力と、その蓄力
が一定となった時の、そのトルクによる駆動軸Ｂの駆動
が交互に行われるものである。
どの程度蓄力したときに放出し、どの程度放出したとき
に放出をとめるかは、ゼンマイの強さ等の要素に応じて
各関連歯車の歯数の比率を所望のように設定することに
より、ピンの周期を特定してどのようにも選択できる。
本発明によるこの実施例の揺動を利用した駆動装置は、
固定フレーム１を取りつけた床、その他の揺動を、縦揺
れ、横揺れ、或いはこれ等の合成した揺れを、その揺れ
の方向に拘らず一方向の回転として出力し、その出力を
ゼンマイに蓄え、これを−気に放出することで、所要の
トルク、回転速度を得るものである。
従って、その放出時に、例えば発電機を回転させ、蓄電
池を充電し、その電力でモータを廻す等の原動力として
利用することが可能となる。
〔発明の効果〕
この発明は、前述したように、互いに略直交する２つの
水平軸の揺動錘による２方向の揺動を１つの主軸の回転
とすることができるため、主軸の回転数やトルクを大き
くすることができ、揺動の利用効率を高め、大出力とす
ることができる。
又、揺動錘の回動軸方向を含む任意の方向に、往復回動
する回動軸の方向を設定することができるから、一方向
回転する主軸の方向の設定の自由度が増大し、その利用
方向を拡大できると共に、設計の自由度が大きくなる。
更に、主軸の出力は、ゼンマイを巻くことによって蓄え
、そのトルクが設定値に達した時に一気に放出させるの
で、高負荷の機器を駆動することも可能であり、或いは
定速回転装置によって、一定速で回転させることもでき
る。
そして、これ等のための機構も簡単で、従来は殆ど利用
されていなかった揺動を、駆動力として、高効率で有効
に利用できるものである。従って、海洋の波浪などの自
然現象の強力な揺動を利用できることは勿論、人の歩行
、自動車など車輌の走行中の揺れなど微少な揺動も利用
することができるものである。
【図面の簡単な説明】
図は揺動によって生じた回転力をゼンマイに蓄力して出
力する駆動装置を示すもので　第１図は全体をブロック
的に略示した平面図、 第２図は揺動錘の揺動を回転に変換する揺動鏝部の平面
図、 第３図は揺動鏝部の回転を一方向の回転に変換して主軸
を回転させる駆動部の正面図、 第４図はその歯車系列を一平面上に展開した平面図、第
５図は主軸の回転をゼンマイに蓄力し、そのトルクによ
って駆動軸を駆動する蓄力部の正面図、第６図はその歯
車系列を一平面上に展開した平面図、第７図は回転阻止
機構を一平面上に展開した平面図、である。

Claims (3)

    【特許請求の範囲】
  1. （１）略直角方向に交わる２つの水平方向の回動軸と、
    それぞれの該回動軸に固定されていて、その動揺によっ
    て回動軸を往復方向に回動させる揺動錘と、各回動軸の
    往復方向の回動を一方向の回動に変換する一方向回転手
    段と、各一方向回転手段によって一方向の回転とされた
    軸の回転を１つの主軸の回転とする連動回転手段とを備
    えたことを特徴とする、揺動を利用した駆動装置。
  2. （２）揺動錘が固定され、その揺動によって往復方向に
    回動する回動軸と、該回動軸に固定された歯車に噛合す
    る歯車を固定した中間軸に、該中間軸が一方向に回転す
    る時にのみ駆動される第１の一方向回転歯車と、前記回
    動軸が第１の一方向回転歯車と同方向に回転する時にの
    み、回転軸によって駆動される第２の一方向回転歯車と
    よりなり、前記第１、第２の一方向回転歯車を主軸の従
    動歯車に噛合させたことを特徴とする、揺動を利用した
    駆動装置。
  3. （３）揺動錘が固定され、その揺動によって往復方向に
    回動する回動軸と、該回動軸の往復方向の回動を一方向
    の回転に変換する一方向回転手段によって、一方向にの
    み回転する主軸と、該主軸によって回転され、巻装した
    ゼンマイの内端を止着したゼンマイ軸と、該ゼンマイ軸
    に回動自在に嵌合され、ゼンマイの外端が止着されてい
    る歯車と、該歯車に噛合する歯車系列中の一歯車と共に
    回転する爪車と、該爪車の回転を係止する係止手段と、
    ゼンマイ軸の歯車と噛合する歯車に設けられ、前記係止
    手段による爪車の係止を解除させる解除手段とを設けた
    ことを特徴とする、揺動を利用した駆動装置。
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