(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
互いの面が対向して配置され、それぞれの回転軸線が、略同じ高さ位置、且つ互いに平行である共に、それぞれの前記回転軸線に対して垂直の方向に互いに離れて配置され、それぞれの前記回転軸線を中心とする互いに同一直径のピッチ円上の、円周方向に互いに等間隔、且つ、互いに同一位相の位置に、それぞれの板厚方向に貫通する複数の孔がそれぞれ形成され、回転自在に支持された２枚の円板部材と、
前記２枚の円板部材の間に配置されると共に、前記２枚の円板部材それぞれの回転軸線を、それぞれの回転軸線に対して垂直方向に結んだ線の延長線上に自身の回転軸線が配置され、前記２枚の円板部材のそれぞれの回転軸線を中心として前記複数の孔がそれぞれ形成されたピッチ円と互いに同一直径のピッチ円上、且つ、前記複数の孔が形成されたピッチ円上の位置と互いに同一位相の位置に、自身の回転軸線を中心として、その板厚方向に貫通する複数の孔が形成され、自身の外周面に軸受部材のインナーリングの内周面が嵌合された回転体と、
その両端軸部が前記２枚の円板部材の孔に、それぞれ回転自在に嵌合すると共に、その中央軸部が前記回転体の孔に回転自在に嵌合する２つ以上のクランク状部材と、
前記軸受部材のアウターリングの外周面に巻き掛けられた無端状のベルトの一箇所に係止され、前記回転体の回転軸線に対して垂直方向、かつ、前記２枚の円板部材の回転軸線をそれぞれの軸線に対して垂直方向に結ぶ直線に対して垂直方向に、前記回転体を常時付勢する付勢手段と、
前記回転体の回転を別の回転装置に伝達する回転伝達手段とを備え、
前記クランク状部材は、前記両端軸部と、前記両端軸部それぞれの互いに接近する側の端部から同じ側に直角に折れ曲がって互いに平行に配置された互いに長さが異なる両脚部と、前記両脚部間を連結するように、前記両脚部の前記両端軸部とは反対側の端部から直角に折れ曲がって前記両端軸部それぞれの回転軸線と平行の回転軸線を有する前記中央軸部とが一体的に形成された
ことを特徴とする回転機構。
【請求項２】
前記回転伝達手段に歯車を用いた
ことを特徴とする請求項１に記載の回転機構。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、例えば、換気扇装置等の回転装置に回転を伝達することができる回転機構に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
従来においては、例えば、換気扇装置等の回転装置は電気等のエネルギーを用いるモーター等を駆動源として、その回転装置の回転を駆動されるようになっていた。このような回転装置は換気扇装置の他に、種々のものがあるが、それらの回転装置を駆動するためのエネルギーとしての電気を供給するために、石油、石炭等の火力、風力、水力、或は原子力等の種々のエネルギー源が用いられていた。
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００３】
しかしながら、機械文明が著しく高度に発達した現代においては、大量のエネルギーを消費することにより成り立っているため、慢性的なエネルギー不足に陥っている。そして、石油、石炭等はいつかは確実に枯渇し、風力、水力はそれをエネルギーに変えるための装置が高価であり、原子力は放射能汚染という大きな危険性を孕んでいる。
【０００４】
このため、従来のようなエネルギーを用いるだけでは、いつかは必ず限界が来ると共に、高価な装置が必要となることによりさらにエネルギーを消費することになるだけでなく、非常に危険な放射能汚染事故が起きるなどにより、文明生活を脅かすおそれがあるという問題があった。
【０００５】
そこで本発明は、回転体の回転を、別の回転装置に伝達することができる回転機構を提供することを課題とするものである。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
上記課題を解決するために、本発明による回転機構は、
互いの面が対向して配置され、それぞれの回転軸線が、略同じ高さ位置、且つ互いに平行である共に、それぞれの前記回転軸線に対して垂直の方向に互いに離れて配置され、それぞれの前記回転軸線を中心とする互いに同一直径のピッチ円上の、円周方向に互いに等間隔、且つ、互いに同一位相の位置に、それぞれの板厚方向に貫通する複数の孔がそれぞれ形成され、回転自在に支持された２枚の円板部材と、
前記２枚の円板部材の間に配置されると共に、前記２枚の円板部材それぞれの回転軸線を、それぞれの回転軸線に対して垂直方向に結んだ線の延長線上に自身の回転軸線が配置され、前記２枚の円板部材のそれぞれの回転軸線を中心として前記複数の孔がそれぞれ形成されたピッチ円と互いに同一直径のピッチ円上、且つ、前記複数の孔が形成されたピッチ円上の位置と互いに同一位相の位置に、自身の回転軸線を中心として、その板厚方向に貫通する複数の孔が形成され、自身の外周面に軸受部材のインナーリングの内周面が嵌合された回転体と、
その両端軸部が前記２枚の円板部材の孔に、それぞれ回転自在に嵌合すると共に、その中央軸部が前記回転体の孔に回転自在に嵌合する２つ以上のクランク状部材と、
前記軸受部材のアウターリングの外周面に巻き掛けられた無端状のベルトの一箇所に係止され、前記回転体の回転軸線に対して垂直方向、かつ、前記２枚の円板部材の回転軸線をそれぞれの軸線に対して垂直方向に結ぶ直線に対して垂直方向に、前記回転体を常時付勢する付勢手段と、
前記回転体の回転を別の回転装置に伝達する回転伝達手段とを備え、
前記クランク状部材は、前記両端軸部と、前記両端軸部それぞれの互いに接近する側の端部から同じ側に直角に折れ曲がって互いに平行に配置された互いに長さが異なる両脚部と、前記両脚部間を連結するように、前記両脚部の前記両端軸部とは反対側の端部から直角に折れ曲がって前記両端軸部それぞれの回転軸線と平行の回転軸線を有する前記中央軸部とが一体的に形成されたことを特徴とするものである。
【０００７】
また、本発明による回転機構は、
前記回転伝達手段に歯車を用いた
ことを特徴とするものである。
【発明の効果】
【０００８】
このような本発明の回転機構によれば、
互いの面が対向して配置され、それぞれの回転軸線が、略同じ高さ位置、且つ互いに平行である共に、それぞれの前記回転軸線に対して垂直の方向に互いに離れて配置され、それぞれの前記回転軸線を中心とする互いに同一直径のピッチ円上の、円周方向に互いに等間隔、且つ、互いに同一位相の位置に、それぞれの板厚方向に貫通する複数の孔がそれぞれ形成され、回転自在に支持された２枚の円板部材と、
前記２枚の円板部材の間に配置されると共に、前記２枚の円板部材それぞれの回転軸線を、それぞれの回転軸線に対して垂直方向に結んだ線の延長線上に自身の回転軸線が配置され、前記２枚の円板部材のそれぞれの回転軸線を中心として前記複数の孔がそれぞれ形成されたピッチ円と互いに同一直径のピッチ円上、且つ、前記複数の孔が形成されたピッチ円上の位置と互いに同一位相の位置に、自身の回転軸線を中心として、その板厚方向に貫通する複数の孔が形成され、自身の外周面に軸受部材のインナーリングの内周面が嵌合された回転体と、
その両端軸部が前記２枚の円板部材の孔に、それぞれ回転自在に嵌合すると共に、その中央軸部が前記回転体の孔に回転自在に嵌合する２つ以上のクランク状部材と、
前記軸受部材のアウターリングの外周面に巻き掛けられた無端状のベルトの一箇所に係止され、前記回転体の回転軸線に対して垂直方向、かつ、前記２枚の円板部材の回転軸線をそれぞれの軸線に対して垂直方向に結ぶ直線に対して垂直方向に、前記回転体を常時付勢する付勢手段と、
前記回転体の回転を別の回転装置に伝達する回転伝達手段とを備え、
前記クランク状部材は、前記両端軸部と、前記両端軸部それぞれの互いに接近する側の端部から同じ側に直角に折れ曲がって互いに平行に配置された互いに長さが異なる両脚部と、前記両脚部間を連結するように、前記両脚部の前記両端軸部とは反対側の端部から直角に折れ曲がって前記両端軸部それぞれの回転軸線と平行の回転軸線を有する前記中央軸部とが一体的に形成されたことにより、
前記回転体の回転を、別の回転装置に伝達することができる。
【図面の簡単な説明】
【０００９】
【図１】本発明の一実施の形態に係る回転機構２を示す側面図である。
【図２】図１に示す回転機構２の上面図である。
【図３】図１に示す回転機構２の正面図である。
【図４】２枚の円板４，６、回転体２０、及び３つのクランク状部材８間の位置関係を示す要部拡大側面図である。
【図５】図４における回転体２０のみを取り出して示す図である。
【図６】回転機構２のピン歯車のピンＰと噛み合うサイクロイド歯車３０の歯３０ａの一部を示す図である。
【図７】図６に一部を示すサイクロイド歯車３０と駆動モーター３９を有する換気扇装置３５の上面図である。
【図８】回転機構２の動作を（ａ）から（ｄ）の順に示す図である。
【発明を実施するための形態】
【００１０】
以下、図１から図８に基づいて、本発明の一実施の形態に係る回転機構２について具体的に説明する。
【００１１】
本実施の形態に係る回転機構２は、図１から図３に示すように、２枚の円板４，６（請求項１における「円板部材」に相当）と、３つのクランク状部材８とを備えている。      
【００１２】
２枚の円板４，６は、図２中上下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、それらの円板４，６それぞれの回転軸４ｂ，６ｂは、図１，図３に示すようにそれらの高さは同じであるが、それらの回転軸線が、他の回転軸線に対して垂直の方向（図１，２中左右方向）に互いに離れて、それらの回転軸線が互いに平行になるように配置されている。
【００１３】
そして、図１及び図２に示すように、基板１０の上に設けられた立設板１２には、互いに高さ（図中左右方向の長さ）が異なるブラケット１４，１５それぞれの基端部（図中右側端部）が固定され、これらのブラケット１４，１５それぞれの先端部（図中左側端部）には、２枚の円板４，６の回転軸４ｂ，６ｂのそれぞれが、軸受部材１７，１８のそれぞれを介して回転自在に支持されている。
【００１４】
２枚の円板４，６のそれぞれには、図４に示すように、それらの回転中心４Ｃ，６Ｃのそれぞれを中心とする、同一直径のピッチ円上の円周方向に１２０°の間隔を置いて、３対の軸支孔４ａ，６ａ（孔）それぞれが、２枚の円板４，６を貫通するように形成されている。
【００１５】
これら３対の軸支孔４ａ，６ａは、それぞれの中心が上記ピッチ円上の円周方向に１２０°の間隔を置いて配置され、それら３箇所の位置のそれぞれが、円板４，６それぞれのピッチ円上の同一位相の位置を保つような関係位置に配置されている。
【００１６】
図２に示すように、２枚の円板４と円板６との間には、３つのクランク状部材８が配置されて設けられている。円板４に設けられた３つの軸支孔４ａには、クランク状部材８の両端部の一方の端部８ａ（端軸部）が回転自在に嵌合し、円板６に設けられた３つの軸支孔６ａには、クランク状部材８の両端部の他方の端部８ｂ（端軸部）が回転自在に嵌合している。
【００１７】
円板４におけるクランク状部材８の一方の端部８ａが嵌合する軸支孔４ａが配置されるピッチ円の径の大きさと、円板６におけるクランク状部材８の他方の端部８ｂが嵌合する軸支孔６ａが配置されるピッチ円の径の大きさは、互いに同じ大きさとなるように設定されている。
【００１８】
クランク状部材８は、図２に示すように、その両端部８ａ，８ｂ（両端軸部）それぞれの回転軸線に対して直角方向に軸線が離れ、その軸線が両端部８ａ，８ｂそれぞれの回転軸線に平行に配置された中央長さ部８ｃ（中央軸部）を有している。
【００１９】
上記中央長さ部８ｃの両端部は、互いに長さが異なる、クランク状部材８の両端部８ａ，８ｂに対して直角方向（図２中左右方向）に伸びる両脚部８ｄ，８ｅの、両端部８ａ，８ｂと反対側のそれぞれに折れ曲がって連続して、クランク状部材８の両端部８ａ，８ｂに一体的に形成されている。両脚部８ｄ，８ｅの両端部８ａ，８ｂ側のそれぞれは、その両端部８ａ，８ｂのそれぞれに折れ曲がって連続して、クランク状部材８の両端部８ａ，８ｂに一体的に形成されている。
【００２０】
また図２に示すように、２枚の円板４と６の間には、それらの円板４，６より厚さ（図中上下方向の高さ）が大きいと共に、その厚さが直径より小さい厚円板状の回転体２０が配置されて設けられている。
【００２１】
この回転体２０は、図４に示すように、その回転中心２０Ｃを通る回転軸線が、クランク状部材８の中央長さ部８ｃの回転軸線と平行方向（図の紙面に垂直の方向）に配置されて、その中央長さ部８ｃが回転体２０を貫通して回転自在に嵌合するための軸支孔２０ａ（孔）を有している。
【００２２】
そして、この軸支孔２０ａは、回転体２０のピッチ円の円周方向に、それぞれの中心が１２０°の間隔を置いて配置される３箇所の位置に形成されている。図５に示すように、回転体２０は３分割された部材から成り、それらの合わせ面にこの軸支孔２０ａが形成されているが、３分割されない一体の厚円板状の部材に３つの軸支孔２０ａが形成されるようになっていてもよい。
【００２３】
図２に示すように、円板４の軸支孔４ａにクランク状部材８の一端部８ａが回転自在に嵌合し、円板６の軸支孔６ａにクランク状部材８の他端部８ｂが回転自在に嵌合し、図４，図５中の回転体２０の軸支孔２０ａにクランク状部材８の中央長さ部８ｃが回転自在に嵌合した場合は、図４に示すように、円板４の回転中心４Ｃと円板６の回転中心６Ｃを結ぶ線は常時水平方向となる。
【００２４】
このように、円板４の回転中心４Ｃと円板６の回転中心６Ｃを結ぶ線が水平方向となるのは、図１に示すように、前記ブラケット１４，１５それぞれの先端部に設けられた軸受部材１７，１８それぞれの回転中心が、基板１０の上面から同じ高さに設定されているからである。
【００２５】
このため、円板４の回転中心４Ｃと円板６の回転中心６Ｃを結ぶ線は常に水平方向となると共に、円板４の軸支孔４ａと円板６の軸支孔６ａが常に、基板１０の上面から同じ高さとなるよう、それぞれがピッチ円の同じ位相に配置される。
【００２６】
このことにより、図４に示すように、クランク状部材８の両端部８ａ，８ｂが嵌合する、円板４の軸支孔４ａと、円板６の軸支孔６ａは常に水平方向に並んだ状態を維持することになる。
【００２７】
このように円板４の軸支孔４ａと、円板６の軸支孔６ａが水平方向に並んだ状態を維持することにより、これらの軸支孔４ａと６ａに嵌合するクランク状部材８の両端部８ａ，８ｂと一体的に形成されている、クランク状部材８の両脚部８ｄ，８ｅも常に水平状態を維持することになる。
【００２８】
図４において、円板４の回転中心４Ｃは、図２における円板４の回転軸４ｂの軸線が通る点であり、円板６の回転中心６Ｃは、図２における円板６の回転軸６ｂの軸線が通る点であり、回転体２０の回転中心２０Ｃは、後述するように、回転体２０が回転するときの軸線が通る点である。
【００２９】
一方、図１に示すように、回転体２０の外周面には、軸受部材２３のインナーリング２３ａの内周面が、相対回転不能に一体的に嵌合されており、この軸受部材２３のアウターリング２３ｂの外周面にはベルト２５の内周面が接触するよう巻き掛けられている。
【００３０】
ベルト２５の無端状長さの途中一箇所が、基板１０との間に設けられた引張コイルスプリング２７（付勢手段）の上端部に係止されているので、回転体２０は、軸受部材２３、ベルト２５、及び引張コイルスプリング２７を介して、常に基板１０側に引っ張られた状態となっている。
【００３１】
即ち、引張コイルスプリング２７は、回転体２０を、その回転軸線に対して垂直方向、かつ、２枚の円板４，６の回転軸線をそれぞれの軸線に対して垂直方向に結ぶ直線に対して垂直方向に付勢している。
【００３２】
回転体２０の軸線に垂直な表裏両面の外周部（円周部）寄りの位置には、図６に示すように、回転体２０の軸線方向と平行の軸線を有する６本のピンＰ（回転伝達手段）が設けられているので、このことにより回転体２０は、ピン歯車としての機能をも有している。このときの回転体２０の６本のピンＰは、１本置きにクランク状部材８の中央長さ部８ｃと兼用されていてもよいし、その中央長さ部８ｃと干渉しなければ、上記中央長さ部８ｃと兼用しないで、すべてが中央長さ部８ｃと異なるピンＰを用いてもよい。
【００３３】
このようなピン歯車としての回転体２０のピンＰには、図６に示すように、サイクロイド歯車３０（歯車）の歯３０ａが噛み合っている。このサイクロイド歯車３０は、図７に示すように、回転体２０の表裏両側に２枚配置されていて、この２枚のサイクロイド歯車３０の回転中心部は、回転体２０の軸線と平行の、換気扇装置３５（請求項１における「回転装置」に相当）の回転伝達軸３７に、一体回転可能に設けられている。
【００３４】
換気扇装置３５の回転伝達軸３７の一端部（図７中、上端部）には、回転伝達軸３７の回転を駆動する駆動モーター３９が設けられている。回転伝達軸３７の他端部（図７中、下端部）には、回転を駆動されて換気扇として動作するファン４１が設けられている。
【００３５】
次に、上記のような回転機構２の動作について説明する。
回転機構２は、前述した、図４に示すように、３本のクランク状部材８それぞれの両端部８ａ，８ｂが、２枚の円板４，６それぞれのピッチ円上の同一位相の、同一高さ位置を保つように、３対の軸支孔４ａ，６ａに回転自在に嵌合するようになっていると共に、円板４の回転中心４Ｃと円板６の回転中心６Ｃを結ぶ線は、常時水平方向となっている。
【００３６】
このことにより、クランク状部材８の両端部８ａ，８ｂに一体的に形成されたその両脚部８ｄ，８ｅも、常に水平状態を維持するようになっている（図２，３参照）。
【００３７】
このため、クランク状部材８の両脚部８ｄ，８ｅそれぞれが、図４に示すように、常に水平状態を維持した、３本のクランク状部材８のそれぞれは、円板４，６それぞれのピッチ円の円周方向に等間隔を置いた３箇所に配置されている。
【００３８】
クランク状部材８の中央長さ部８ｃは、回転体２０の回転中心２０Ｃの周りに回転することにより、クランク状部材８の一端部８ａは円板４の回転中心４Ｃの周りに回転し、クランク状部材８の他端部８ｂは円板６の回転中心６Ｃの周りに回転するようになっている。
【００３９】
一方、回転体２０の回転中心２０Ｃは、前述のように、２枚の円板４，６それぞれの回転中心４Ｃ，６Ｃを結んだ線の延長線上の回転中心６Ｃより外側（図４中左側）にあると共に、回転体２０は、図１に示すように、軸受部材２３、ベルト２５及び引張コイルスプリング２７を介して常時基板１０側に引っ張られている。
【００４０】
そして、ベルト２５の引張力により回転体２０にかかる力は、３つのクランク状部材８の中央長さ部８ｃのそれぞれに分散してかかる。
【００４１】
すなわち、回転体２０が引張コイルスプリング２７により、基板１０側（図４中、下側）に引張力を受けると、その引張力の３分の１ずつが３つのクランク状部材８の中央長さ部８ｃのそれぞれに伝達される。
【００４２】
３つのクランク状部材８の中央長さ部８ｃのすべてが同時に図４中反時計回り方向に回転し、そのことにより回転体２０がその回転中心２０Ｃの周りに、同方向に回転するようになっている。このとき、上記回転中心４Ｃ、６Ｃ、及び２０Ｃは、常に水平方向に一列に並んだ状態を維持するようになっている。
【００４３】
クランク状部材８の中央長さ部８ｃが、回転体２０の回転方向に回転すると、中央長さ部８ｃと共に水平状態を維持するクランク状部材８の両端部８ａ，８ｂも、中央長さ部８ｃと同じ位相を保って同方向に回転する。すると、クランク状部材８の両端部８ａ，８ｂのそれぞれが、軸支孔４ａ，６ａのそれぞれと嵌合して互いの間が相対回転することにより、２枚の円板４，６のそれぞれも回転する。
【００４４】
このようにして、回転中心２０Ｃは移動しないが、その回転中心２０Ｃを中心にして回転体２０は回転することができる。例えば、図８の（ａ）から（ｄ）は、回転体２０が回転する状態を９０°毎に示したものであり、クランク状部材８の各部の位置の変遷を示した図である。
【００４５】
すなわち、図８においては、回転体２０の回転を分かり易く説明するために、見かけ上は、図中真上に位置するクランク状部材８の端部８ｂが、互いの中心間を破線で結んだ円板６の回転軸６ｂの周りを回転する状態を示しているが、このとき同時に、回転体２０も回転中心２０Ｃの周りを回転するようになっている。
【００４６】
回転体２０が回転すると、図６に示すように、回転体２０の表裏両面に設けたピンＰと噛み合っている歯３０ａを介してサイクロイド歯車３０を回転させることができ、サイクロイド歯車３０が回転することにより、図７に示すような、換気扇装置３５のファン４１を駆動する回転伝達軸３７に回転を伝達させることができる。
【００４７】
なお、上記実施の形態に係る回転機構２においては、回転体２０の表裏両面に設けたピンＰとサイクロイド歯車３０の歯３０ａを噛み合わせることにより、回転体２０の回転を換気扇装置３５の回転伝達軸３７に伝達するように構成していたが、このような構成に限定する必要はなく、例えば、回転体２０の外周面の幅方向の、軸受部材２３の幅方向より両外側の回転体２０の外周部に平歯車の歯を形成して、換気扇装置３５の回転伝達軸３７に設けられる平歯車の歯と噛み合わせる等、他のどのような構成を用いてもよい。
【００４８】
また、上記実施の形態に係る回転機構２においては、２枚の円板４，６と回転体２０の平面が鉛直面と平行の場合について説明したが、それらの平面は水平面と平行となるように配置されるようにしてもよい。
【００４９】
また、上記実施の形態に係る回転機構２においては、図１に示すように、回転体２０を図中下方に引っ張るように構成したが、逆に、回転体２０を図中上方に押し上げるように構成してもよい。
【００５０】
但し、この場合は、上記実施の形態に係る回転機構２において、回転体２０が、説明で用いた図において反時計回り方向に回転したのと異なり、回転体２０は、その図に相当する仮想図において時計回り方向に回転するようになる点において異なる。
【００５１】
また、上記実施の形態に係る回転機構２においては、３つのクランク状部材８を用いた場合について説明したが、クランク状部材８は、２つでも、或は４つ以上用いてもよい。
【符号の説明】
【００５２】
２  回転機構
４，６  円板
４ａ，６ａ  軸支孔
４ｂ，６ｂ  回転軸
４Ｃ，６Ｃ  回転中心
８  クランク状部材
８ａ  一端部
８ｂ  他端部
８ｃ  中央長さ部
８ｄ，８ｅ  脚部
１０  基板
１２  立設板
１４，１５  ブラケット
１７，１８  軸受部材
２０  回転体
２０ａ  軸支孔
２０Ｃ  回転中心
２３  軸受部材
２３ａ  インナーリング
２３ｂ  アウターリング
２５  ベルト
２７  引張コイルスプリング
３０  サイクロイド歯車
３０ａ  歯
３５  換気扇装置
３７  回転伝達軸
３９  駆動モーター
４１  ファン
Ｐ  ピン
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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【図８】
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