JPS5951441B2 - 助動回転輪 - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 この発明は、回転輪の両側面に円周方向等間隔に、多数
の湾曲状撥型板を植設し、回転時にこれら湾曲状撥型板
に作用する軌道面からの反力、及び該撥型板に蓄積され
る慣性エネルギー等を利用して、回転輪の回転をスムー
ズに助動せんとする助動回転輪に関する。

従来この種の助動回転輪としては、特許第１０５２０７
号に開示される車輪がある。

これは、回転輪側面に付設された発条製伸縮力杆の先端
に枢着された弧状片が軌道面に接触することにより上記
伸縮力杆が圧縮され、この伸縮力杆に蓄えられた圧縮エ
ネルギーを回転輪の回転に利用して、回転運動の助動を
なすと共に、回転輪に作用する衝撃を緩和するものであ
る。

ところがこの従来の助動回転輪においては、回転輪側面
に円周方向に離間して設けた各伸縮力杆に蓄えられる圧
縮エネルギーを、順次回転輪の回転に断続的に付加して
助動するものであるから、各伸縮力杆の弾性力が均一で
なければ、回転輪に一定の加速度を与えることが困難と
なり、ひいては回転輪のスムーズな回転に支障を来すこ
とになる。

とりわけ、伸縮力杆の弾性力は経時変化するものである
から各伸縮力杆のすべてが常時同一の圧縮エネルギーを
授受することを前提とすることには無理があり、回転へ
のスムーズな助動効果という点において問題があった。

この発明は上記事情に鑑みなされたものであって、回転
輪に助動効果を与えると共に、はずみ車的効果を与える
ことにより軌道上を常時円滑かつ安定して走行すること
ができる助動回転輪を提供することを目的とし、その特
徴とするところは、外輪部及び中心に支軸を具備する回
転輪の両側部において、半径方向内側に軸心を合わせて
円筒部を突設し、該円筒部と外輪部との間に形成さＦＬ
る凹部にテーパ面を有する湾曲状の複数の撥型板を、そ
の外側湾曲面を前記回転輪の円周方向に向けて等間隔に
放射状に、且つ、前記テーパ面を突出面とし該テーパ面
の両端縁面の内の短い方の端縁面を前記外輪部に向けて
植設したところにある。

この発明の実施例を以下図面の記載に基づき説明する。

この発明の助動回転輪１は、第１図乃至第２図に示され
るように、回転輪２の両側部に形成される凹部３に、複
数個の撥型板４が円周方向に等間隔に植設されたもので
ある。

前記回転輪２の両側面には、その中心部より軸心方向に
突出する円筒状の中央ボス部５が設けられ、該中央ボス
部５の中央に設けた貫通孔には支軸６が装着されている
。

この中央ボス部５の周囲には、円筒部７が該中央ボス部
５と軸心を同じくし、かつ中央ボス部５と同方向に突設
して設けられている。

この円筒部７と外輪部８の間に形成された環状の凹部３
には、第３図に示す撥型板４が円周方向に等間隔に複数
個植設されている。

この撥型板４は、所定の半径と所定の厚さを有する円筒
を水平に切断した底面９ａと、該底面９ａに対してテー
パ状に円筒を切断したテーパ面９と、該テーパ面９の両
側で円筒を垂直方向に切断した短い方の端縁面１０及び
長い方の端縁面１１と、円筒の外周面に相当する外側湾
曲面１３、円筒の内周面に相当する内側湾曲面１３Ｈの
大面を有している。

この撥型板４の凹部８への植設は、第４図において破線
で一つのみ示すように、そのテーパ面９を上方に向けて
突出面とし、その外側湾曲面を前記回転輪の円周方向に
向けて等間隔に放射状になるように短い方の端縁面１０
側を外輪部８の内壁に当接させると共に長い方の端縁面
１１側を円筒部７の外壁に当接させ、テーパ面９と反対
側の底面９ａが凹部３に固着したものである。

尚、１２はテーパ面９と外側湾曲面１３とが交わる稜で
ある。

そして、撥型板４は、各撥型板４の両端縁面１０及び１
１と円筒部７及び外輪部８との接点が、前記円筒部７及
び外輪部８を円周方向等分するように植設されている。

例えば図示の例においては、回転輪２の両側にある各凹
部３にそれぞれ１６個の撥型板４が植設されているが、
第１図において、各撥型板４と円筒部７及び外輪部８と
の接点ｌ及びｍは、円筒部７の外周及び外輪部８の内周
をそれぞれ１６等分するものである。

又、これら１６等分点は回転輪２の両側面において合致
し、各々１６個の撥型板４が回転輪２の軸心と直交する
面に対して対称位置にある。

上記のようにして構成された助動回転輪を側面からみる
と、第６図の一点鎖線で示すように、隣接する撥型板４
の稜１２は、この実施例においては、外輪部８０周面に
対して４５°の角度を形成しながら連なっている。

すなわち、回転輪２の側面上に外輪部８の周面に対して
４５°の角度をなす周面を有する円錐体を想定すれば、
第５図中実線で示される部分がこの円錐体の周面と一致
するのである。

他の部分は円錐体内におさまっている。したがって第６
図に示すようにＶ型軌道１３の４５゜の傾斜角を有する
斜面１４上にこの発明の助動回転輪１を転動させると、
第５図中実線で示されるものが助動回転輪１と斜面１４
との接点の移動軌跡となる。

次にこの発明の作用について説明する。

所定の駆動力が与えられることにより、助動回転輪１か
′■型軌道１３上を第１図中矢符穴方向に転動し始める
と、各撥型板４が順次■型軌道１３の斜面１４上を転動
し始める。

ところが、各撥型板４は湾曲状に形成されており、例え
ば第７図における撥型板４、の湾曲線を円弧の一部とし
て描いた円の中心Ｐ′は、第８図に示すように、回転輪
２の中心Ｐから偏心している。

このため、撥型板４□の稜１２が■型軌道１３の斜面１
４と接点Ｑで当接し、斜面１４に荷重Ｗが作用すると、
斜面１４から撥型板４、に対する反力Ｎが接点Ｑから中
心Ｐ′方向に作用し、このため回転輪に図中反時計針回
り方向に回転モーメントが加えられる結果回転輪２の回
転が助長される。

撥型板４□の斜面１４に沿っての転勤が進行すると共に
、接点Ｑの位置も移動するが、撥型板４１ に作用する
前記斜面１４よりの反力は、常に回転輪２の回転方向に
付加的な回転モーメントを与えるように作用する。

そして接点Ｑの位置が第７図中Ｂの位置まで移動すると
、次位の撥型板４゜の稜１２が斜面１４と当接して接点
Ｑが撥型板４□から４□に乗り替わった後、上記の撥型
板４１ と同様な接点Ｑの移動を伴いつつ回転輪２に
回転モーメントを加重するので、回転輪２には反時計針
回りの回転方向への回転モーメントカ’ＩＩＩ続して加
重される。

このようにして接点Ｑの乗り移りが行われた後、接点Ｑ
が解除され斜面１４から離反した撥型板４、は、回転輪
２の半径方向外側の外周近辺に設けられた重錘として機
能して大きな慣性モーメントを獲得し、回転輪２の変動
トルクを一様にするように作用する。

隣接する撥型板４における接点Ｑの乗り替えについて第
９図乃至第１４図の説明に基づき以下説明する。

複数の撥型板４のうちの１つの撥型板４□のＶ型軌道１
３の斜面１４に沿っての転勤が進行すると、これに伴い
稜１２と斜面１４の接点Ｑ１の位置も移動し、第９図及
び第１０図に示される位置、すなわち、撥型板４１の稜
１２のほは沖央部に接点Ｑ１が移動すると、回転輪２の
中心を通る垂直面Ｔ上にある撥型板４１の稜１２と撥型
板４２の稜１２との２つの点を結ぶ直線の傾斜角が斜面
１４の傾斜角度４５° と等しくなり、この瞬間２つの
接点Ｑ１及びＱ２が発生する。

そして更に次の瞬間に接点Ｑ、は解除され接点Ｑ２のみ
となって接点Ｑの乗り替えが撥型板４□から４２へとス
ムーズに行われる。

そして、第１１図乃至第１２図に示されるように、撥型
板４□ と斜面１４との接点Ｑで接しながら助動回転輪
１は転動を続け、第１３図乃至第１４図に示される位置
に達すると、上記と同様な理由で２つの接点Ｑ２及びＱ
３が発生し、次の瞬間接点Ｑは撥型板４゜から４３へと
スムーズに乗り移る。

このようにして、この発明の助動回転輪１は第１５図に
示すような斜面１４との接点Ｑの軌跡を描きつつ転動す
るものである。

以上の説明からも明らかなように、この発明の助動回転
輪によると、回転輪の両面に等間隔に離間して植設した
撥型板が、Ｖ型軌道の斜面と常時当接しながら回転輪に
付加的な回転モーメントを継続して与えて、回転輪の回
転を助動すると共に、各撥型板が大きな慣性モーメント
を獲得して、回転輪の変動トルクの一様化を図ることが
できるので、従来のばねの伸縮を利用した助動回転輪と
異なり、極めて円滑で安定した回転を経時変化に左右さ
れることなく常時獲得することができる。

実験例 長さ２．０ｍの２本の■型軌道を、２０ｃｍの間隔を開
けて平行にかつ水準器を使用して水平に設置した。

そして、車軸の両側にそれぞれ直径１０ｃｍの助動回転
輪を回転自在に固定したものを２組用意し、それぞれの
車軸を１５ｃｍの間隔をあけて平行となるように連結部
材で１定すると共にこの連結部材上に２ｋｇの重錘を載
置した。

このような準備の整ったものを、平行な２本の■型軌道
の一端側に置いて、進行方向の他端側に向かって極めて
わずかな力を加えると同軌道の他端側にまで達した。

同様に同軌道の他端側に置いて、進行方向の一端側に向
かって前記と同じ極めてわずかな力を加えると同軌道の
一端側にまで達した。

次に、前記助動回転輪と正面及び側面から見て同じ外形
状ではあるが、撥型板を使用しない回転輪を、それぞれ
の車軸に使用して前記と全く同一条件で■型軌道の一端
側に置いて、進行方向の他端側に向かって前記と同じ極
めてわずかな力を加えたが、約３ｃｍ進行しただけで停
止した。

同様に同軌道の他端側に置いて、進行方向の一端側に向
かって前記と同じ極めてわずかな力を加えたが、約３ｃ
ｍ進行しただけで停止した。

【図面の簡単な説明】

図面は本発明の実施例を示すものであり、第１図は助動
回転輪の正面図、第２図は同側面図、第３図は撥型板の
斜視図、第４図は回転輪の斜視図、第５図は撥型板の端
縁のなす角度を示す正面説明図、第６図は■型軌道の正
面図、第７図は撥型板の作動説明図、第８図は撥型板に
作用する力を示す説明図、第９図乃至第１４図は接点の
移動を示す説明図、第１５図は接点の移動軌跡図である
。 １・・・・・・助動回転輪、２・・・・・・回転輪、３
・・・・・・凹部、４・・・・・・撥型板、６・・・・
・・支軸、７・・・・・・円筒部、８・・・・・・外輪
部、９・・・・・・テーパ面、１２・・・・・・稜、１
３・・・・・・■型軌道、１４・・・・・・斜面。

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. １ 外輪部及び中心に支軸を具備する回転輪の両側部に
   おいて、半径方向内側に軸心を合わせて円筒部を突設し
   、該円筒部と外輪部との間に形成される四部にテーパ面
   を有する湾曲状の複数の撥型板を、その外側湾曲面を前
   記回転輪の円周方向に向けて等間隔に放射状に、且つ、
   前記テーパ面を突出面とし該テーパ面の両端縁面の内の
   短い方の端縁面を前記外輪部に向けて植設したものであ
   って、前記テーパ面と外側湾曲面が形成する稜に当接す
   る斜面を有する■型軌道上を転動する際には、前記撥型
   板の稜と前記斜面との接点が順次隣接する撥型板へと間
   断なく乗り替わり進行するようにしたことを特徴とする
   助動回転輪。