(57)【要約】      （修正有）【課題】流体の力を回転軸の回転に変換するのに、極めて有効な手段を提供し、低圧力でも低流速時にでも、スタートし易く、容易に回転力が得られる回転ピストン装置を提供する。【解決手段】ケーシング１に円筒部１０と流入路１１及び流出路１２が設けられ、該円筒部１０と同軸に回転体２が設けられ、回転体２に開閉可能な状態で羽根３が取り付けられ、羽根３が閉じた位置で該羽根３と回転体２との間に空隙部５が設けられ、流入路１１と流出路１２との間に羽根押さえ部１５が設けられ、流入路１１から流入する気体若しくは液体が空隙部５に流れ込むことにより羽根３が開き、該羽根３が押されることによって回転体２が回転され得るように装置を構成した。  羽根の開閉がスムーズでスタート時の動きがよく、弱い噴流でもよく回る。ゆっくりと安定した回転が得られるので、波力発電装置に内蔵された場合にも、弱い波にもよく発電し効率よく点灯できる。【選択図】図１
2006214381.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
ケーシング１に円筒部１０と流入路１１及び流出路１２が設けられ、前記円筒部１０と同軸に回転体２が設けられ、前記回転体２に開閉可能な状態で羽根３が取り付けられ、前記羽根３が閉じた位置で該羽根３と前記回転体２との間に空隙部５が設けられ、前記流入路１１と流出路１２との間に羽根押さえ部１５が設けられ、該流入路１１から流入する気体若しくは液体が前記空隙部５に流れ込むことにより前記羽根３が開き、該羽根３が押されることによって前記回転体２が回転され得るようになされたことを特徴とする回転ピストン装置。
【請求項２】
前記回転体２に羽根開き方向に付勢する弾性体４０が設けられていることを特徴とする前記請求項１に記載の回転ピストン装置。
【請求項３】
前記弾性体４０が、圧縮バネであることを特徴とする前記請求項２に記載の回転ピストン装置。
【請求項４】
前記請求項１乃至請求項３に記載のいずれかの回転ピストン装置を備えたことを特徴とする波力発電装置。
【請求項５】
前記請求項１乃至請求項３に記載のいずれかの回転ピストン装置を備えたことを特徴とする携帯用発電装置。
【請求項６】
前記請求項１乃至請求項３に記載のいずれかの回転ピストン装置の出力軸に回転ブラシを設けたことを特徴とする洗浄装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、流体や気流の力を回転軸の回転に変換する回転ピストン装置に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
従来の回転ピストン装置としては、ケーリ回転装置が知られており、図４に示すように、回転体６１が円筒６２と同軸に設けられ、流体が流入路６５から入って羽根６３を押し動かして流出路６６から逃げることで、回転体６１を回転させるものが存在している（例えば、非特許文献１参照）。
【０００３】
また、下方が小径で上方が大径の円筒部を有し、前記小径側に吸い込み口を設け、前記大径のほぼ接線方向に吹き出し口を設けたポンプ本体と、このポンプ本体内に設けられた前記吸い込み口より液体を吸い上げ排出口より排出するように複数の羽根板と、回転羽根を駆動するモーターを備え、前記回転羽根の羽根板と、この回転羽根も湾曲し、前記羽根板の湾曲凸部側が反吐出口側に向かい回転するように構成したものが知られている（特許文献１参照）。
【０００４】
【特許文献１】特開２０００−２０５１８８号
【非特許文献１】メカニズムの事典（理工学社）P．２１６〜２１７
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
上述した従来のケーリ回転装置は、図４に示すように、流入路６５から流入してきた流体が羽根６３を閉じる方向に働くため、流体の力を回転体６１の回転に変換する場合にロスが生じていた。
また、上記の特許文献１に記載の液体排水ポンプは、吸い込み口と吐き出し口とつながっているため、流体の力を駆動軸９の回転に変換する場合にロスが生じていた。
【０００６】
本発明はこのような従来の構成が有していたロスの問題を解決しようとするもので、流体の力を回転軸の回転に変換するのに、極めて有効な手段を提供し、低圧力でも低流速時にでも、スタートし易く、容易に回転力が得られる回転ピストン装置を提供することを目的とするものである。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
本発明者は、種々の試作品を作製し、改良を重ねた結果、本発明に係る回転ピストン装置を完成した。
本発明の第１の観点からは、ケーシング１に円筒部１０と流入路１１及び流出路１２が設けられ、該円筒部１０と同軸に回転体２が設けられ、前記回転体２に開閉可能な状態で羽根３が取り付けられ、前記羽根３が閉じた位置で該羽根３と前記回転体２との間に空隙部５が設けられ、流入路１１と流出路１２との間に羽根押さえ部１５が設けられ、流入路１１から流入する気体若しくは液体が前記空隙部５に流れ込むことにより前記羽根３が開き、該羽根３が押されることによって前記回転体２が回転され得るようになされたことを特徴とする回転ピストン装置が提供される。
【０００８】
前述の目的を達成するために、円筒部の内部に流入路からの流入方向に回転する回転体を設け、その回転体に開閉可能な羽根を取り付け、流入路と流出路との間に羽根押さえ部を設け、気体または液体が入ってくると羽根が開き押されることで、回転体が回転されるようにしたものである。
ここで、円筒部は、円柱状の形状のみならず、樽状の形状も含む意味で用いている。
【０００９】
また、本発明の第２の観点からは、第１の観点において、回転体２に羽根開き方向に付勢する弾性体４０が設けられていることを特徴とする回転ピストン装置が提供される。第２の観点は、回転体に羽根開き方向に付勢する弾性体を設け、羽根が弾性体によって開くようにしたものである。
ここで、弾性体は、ゴムやバネなどが使用される。
【００１０】
なお、この弾性体を回転体の羽根の位置よりも回転遅れ側に距離を置いて配設することにより、弾性体が小さくても羽根が開くようにすることも可能である。また、この弾性体を回転体の羽根の位置よりも回転遅れ側に距離を置いてわずかに突設させることにより、少ない力で弾性体を縮めることができ、羽根を閉じ易くすることも可能である。
【００１１】
また、本発明の第３の観点からは、第２の観点において、弾性体４０が、圧縮バネであることを特徴とする回転ピストン装置が提供される。
【００１２】
また、本発明の第４の観点からは、第１の観点から第３の観点のいずれかの回転ピストン装置を備えた波力発電装置が提供される。
【００１３】
また、本発明の第５の観点からは、第１の観点から第３の観点のいずれかの回転ピストン装置を備えた携帯用発電装置が提供される。
【００１４】
また、本発明の第６の観点からは、第１の観点から第３の観点のいずれかの回転ピストン装置の出力軸に回転ブラシを設けたことを特徴とする洗浄装置が提供される。
【発明の効果】
【００１５】
本発明に係る回転ピストン装置では、羽根の開閉がスムーズでスタート時の動きがよく、弱い噴流でもよく回る。特に、発電機などの回転に適して、効率よく発電できる。トルクむらが少なく、出力軸の脈動がないので、出力軸にブラシをつけて回転させると食器洗い機などに極めて都合がよい。
【００１６】
本発明に係る回転ピストン装置では、ゆっくりと安定した回転が得られるので、波力発電装置に内蔵された場合にも、弱い波にもよく発電し、効率よく点灯できる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１７】
以下、本発明に係る回転ピストン装置の実施形態について、図面を参照しながら詳細に説明していく。
【実施例１】
【００１８】
図１は、本発明に係る回転ピストン装置の一実施例を示す図である。ケーシング１には、円筒部１０と、入路部１１及び出路部１２が設けられている。円筒部１０の中央には同軸に回転体２が設けられており、流入路１１からの液体または気体（以下、流体という）の流入方向に回転するようになされている。
【００１９】
その回転体２には、遅れ側に閉じることが可能な羽根３が取り付けられ、流入路１１からの流体の流入により羽根が開くようになされている。羽根３は基部３０にて回転体２に軸着されており、表側面３２と裏側面３４とにより三日月形状をなしている。
回転体２には、出力軸４から回転力を取り出し得るようになされている。また、流入路１１と流出路１２にとの間に羽根押さえ部１５が設けられており、回転体２と共に羽根３が回った際に、各羽根押さえ部１５が羽根３の表側面３２を押さえて閉じるようになされている。
【００２０】
更に、閉じられた羽根３は羽根押さえ部１５から開放されると、流入路１１から流入する流体が空隙部５に流れ込むことにより、羽根３が開くようになっている。
また、弾性体４０を設けることにより、閉じられた羽根３が羽根押さえ部１５から開放されると、弾性体４０の弾性力により羽根３が開かれ、流入路１１からの流体の流入による作用と合わさって、羽根３が素早く一杯まで開かされて、回転力が付与されるようになされている。
ここで、弾性体４０は、回転体２の羽根３の位置よりも回転遅れ側に距離を置いて配設され、羽根３の裏側面３４に当接しうるようになされている。
【００２１】
流入路１１から流入した流体が回転体２の羽根３の裏側面３４を押し、回転体２を回転させる。羽根３は更に回転して、その表側面３２が羽根に押さえ部１５に当接することで、閉じ、弾性体４０を押し縮めつつ回動するのである。
【００２２】
羽根押さえ部１５を通過すれば、弾性体４０の力で羽根３は少し開き、流入路１１からの流体の流入で再び全開する。回転体２に取り付けられた各羽根３がそれぞれ開閉運動を繰り返しながら回転体２を回転させる。複数個の羽根３を等間隔に回転体２の周囲に配設させることで、トルクむらを少なく、スムーズに回転体２を回転させることができるのである。
なお、図１では羽根３を３個設けているが、これに限定されないことは勿論である。
【００２３】
本発明に係る回転ピストン装置における弾性体４０は、ゴムやコイルスプリングが望ましいが、プラスチック弾性体であってもよい。また、回転体の一部が突出して弾性体となってもよい。なお、弾性体４０の突出量を少なくすることにより、弾性体４０を縮める力が少なくてすみ、羽根３を閉じやすくすることができる。
【００２４】
本発明に係る回転ピストン装置におけるケーシング１は、金属もしくはプラスチックでつくるのが望ましいが、回転体２や羽根３も含めて、オールプラスチック製とされるのが望ましい。図１の装置の形状の奥行きを加減して、薄いものや厚いものを作製することも可能である。
【実施例２】
【００２５】
図２に、本発明に係る回転ピストン装置の波力発電への応用例を示す。浮力発電装置に内蔵した回転ピストン装置の例を示し、岸壁に固定する灯台型の波力発電装置であって、ケーシング１に流入路１２とが形成され、回転体２と羽根３とが内部に設けられている。出力軸４は図示しない発電機と連結され灯台のランプを点灯し得るようになされている。
復動ポンプ装置７に設けられた昇降ロッド７２の上端にフロート７０が取着され、復動ポンプ装置７の内部の流体がバルブ７６により通路７８を介してタンク８０に蓄積されるようになされている。
【００２６】
従って、波の上下動によりフロート７０を動かされ、ピストン７４が昇降させられることによって、流体がタンク８０内に送り込まれ、回転ピストン装置を動かせて図示しない発電機により灯台のランプを点灯することができるのである。
【実施例３】
【００２７】
図３に本発明に係る回転ピストン装置の波力発電への他の応用例を示す。
このものは、海面浮上型灯台に、回転ピストン装置を装着した例を示し、フロート７０の下にロッド７２が固着され、復動ポンプ装置７と連結されている。ロッド７２の下端はピストン７４が固着され、シリンダー７３は上下動自在にされている。フロート７０とシリンダー７３との間に伸縮コイル７１が架設されることにより、シリンダー７３がバネの力で昇降自在に吊りさげられている。シリンダー７３の下端に静止板７７が設けられており、波の上下動にかかわらず、水中深い静止板７７が静止しているので復動ポンプ装置７のピストン７４が作動する仕組みとなっている。
【００２８】
復動ピストン装置７の作動は、バルブ７６を介してケーシング１の流入路１１から流体を導き、回転体２と羽根３を回転させ、出力軸４を回して発電機６を駆動し、カールコード７９を通してフロート７０上部に設けられた灯台を点灯するというものである。
【産業上の利用可能性】
【００２９】
本発明に係る回転ピストン装置において、出力軸の回転力で発電機を駆動することで、携帯用の発電装置として利用することができる。例えば、河川からホースで水流を引き込み、本発明に係る回転ピストン装置の流入路にホースを接続することで、河川の水流で発電させることが可能である。
【００３０】
また、本発明に係る回転ピストン装置の出力軸を回転ブラシ具に接続することにより、台所の流しでコップや茶碗などの食器を回転ブラシ具で擦り洗い、洗浄する洗浄装置としての利用が考えられる。また、この考えは、車の洗浄装置にも適用可能である。
【００３１】
本発明に係る回転ピストン装置の用途は色々あって、上述の如く発電機と組み合わせて、流体の力を利用して電気をおこし、携帯電話の電流やキャンプ用品の電源などの携帯用発電機としての利用が考えられる。また、大型の装置にした場合、波力発電装置などに応用できる可能性があり、外部の電源供給なく、灯台など灯を点したり、霧笛を鳴らせたりすることが可能となる。
【図面の簡単な説明】
【００３２】
【図１】本発明に係る回転ピストン装置の一例を示す平面図
【図２】本発明に係る回転ピストン装置を波力発電装置に内蔵させた例を示す断面図
【図３】本発明に係る回転ピストン装置を海面浮上型灯台に内蔵させた例を示す断面図
【図４】従来技術のケーリ回転ポンプを示す断面図
【符号の説明】
【００３３】
１      ケーシング
２      回転体
３      羽根
４      出力軸
５      空隙部
６      発電機
７      復動ポンプ装置
１０    円筒部
１１    流入路
１２    流出路
１５    羽根押さえ部
３０    基部
３２    羽根の表側面
３４    羽根の裏側面
４０    弾性体
６１    回転体
６２    円筒
６３    羽根
６５    流入路
６６    流出路
７０    フロート
７１    伸縮コイル
７２    昇降ロッド
７３    シリンダ
７４    ピストン
７６    バルブ
７７    静止板
７８    通路
７９    カールコード
８０    タンク
【図１】
2006214381.tif 000003
【図２】
2006214381.tif 000004
【図３】
2006214381.tif 000005
【図４】
2006214381.tif 000006