(57)【要約】【課題】  反作用の無力化で反作用のマイナス効果を無くし省エネを可能にする伝達要素。【解決手段】  当発明は歯車、回転軸、クランク等の伝達要素の動力伝達経路上に亀裂を設け動力の伝達経路を非直線的にする事で、作用動力は減損する事なく伝達するが、反作用の逆流は遮断し無力化する伝達要素です。  実施例１は反作用無力化機能を組み込んだ歯車で、図１で示す歯車２の内周線上にジグザグ状に亀裂群６を設け同歯車の中心部分と外周部分との間の動力の伝達経路が非直線的になるようにして構成されます。図は駆動軸１の回転動力が歯車２を介して歯車３を回転駆動する状況を示しています。この構成で作用動力は減損する事なく駆動軸１から歯車３に伝わりますが、逆方向に向かう反作用は直線的な伝達形態のため歯車２に設けた亀裂群で伝達が遮断され無力化されます。このため反作用のマイナス効果がなくなり省エネ効果が発生します。【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
歯車、スプロケット、車のホイール等のように中心軸を回転させ外周に回転動力を伝える伝達要素、および、歯車、スプロケット等のように外周部分を回転駆動させ中心軸に回転動力を伝える伝達要素の内周上に図１で示すようにボデイを貫通する亀裂群６を円周一杯にジグザグ状に設け中心部と外周との間の動力の伝達径路を非直線的にし、直線的な伝達形態の反作用の伝達が遮断されるように構成した歯車、スプロケット、ホイール等の円形状の回転動力伝達要素。
【請求項２】
動力の入出力軸、各種機械の動力を伝達する伝達要素、工具の入力伝達要素等に使用される回転軸の駆動部分と被駆動部分の間の片側の側面に軸心までの深さの亀裂を設けて構成される軸状の回転動力伝達要素。
【請求項３】
軸心を中心に回転して回転動力を伝達する中空で筒状の回転軸に駆動部分と被駆動部分の間の片側の側面を貫通する亀裂を設けて構成される筒状の回転動力伝達要素。
【請求項４】
自動車や自転車のクランク、トーバー、手押し車、フック、鞄のハンドル等のように駆動力が駆動部分と被駆動部分の間を縦方向に伝達する伝達要素に、駆動部分と被駆動部分の間に、ジグザグ状あるいは斜線状に横幅一杯になるようにボデイを貫通する亀裂を設け、縦方向の動力の伝達経路を非直線的にし、直線的な伝達形態の反作用の伝達が同亀裂群により遮断されるように構成した各種機械器具の伝達要素。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】  当発明は回転軸や歯車、クランク、鞄のハンドル等のように動力で駆動される機械器具の伝達要素に関するもので反作用の無力化による省エネを目的とします。
【背景の技術】
【０００２】  従来、質量を有する物体を持ち上げる場合に必要な力の量はどのような方法や形で持上げても常に等しいと考えられていましたが荷物の持ち上げ方を注意深く観察すると持上げ方法の違いで必要な力の量が異なる事がわかりました。具体的な例として天秤の両端に等重量の荷物を吊るし天秤棒の中間点を作用点として持ち上げた場合と単体の荷物の重心線上を作用点として持ち上げた場合の比較では天秤棒を使用して持ち上がる重量が単体で持ち上がる重量のおよそ１．５倍になります。
【０００３】  この事は天秤棒を使うことで力の量が増加するわけではなく天秤棒を使用する事によって反作用のマイナス効果が無くなる為と考えられます。単体の物体を持ち上げる場合には反作用が１００％作用点に逆流しマイナス効果をもたらすのに対し天秤棒を使用した場合には反作用が天秤棒中央の作用点に逆流出来ない構造になっていて反作用のマイナス効果が無くなるため作用入力の運動効率が増幅し持ち上げ可能な重量が増える結果になったと考えられます。
【０００４】  この事から反作用の逆流を阻止しマイナス効果を無くす事、即ち、反作用の無力化で駆動力の運動効率が増幅され省エネが可能になると考えられますがこれまで反作用の無力化による省エネシステムは開発されていませんでした。
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】  自転車や自動車など動力によって動く機械器具の省エネは現代社会に於ける大きな課題とされていますが当発明は反作用のマイナス効果を除去し反作用を無力化する事により駆動力の運動効率を増幅させ機械器具の省エネ化を図るものです。
【課題を解決するための手段】
【０００６】  天秤棒を利用して物を持ち上げる場合には反作用が無力化されるため省エネが可能な事が判明しましたが、反作用の無力化による省エネ効果は上下運動のみではなく全ての加速運動に見られるもので、回転運動や水平運動などの加速によって生じる反作用も駆動点への逆流を遮断する事で無力化でき、反作用のマイナス効果が無くなる事で省エネ効果が発生します。このため全ての機械器具は加速によって生じる反作用を無力化する事で省エネが可能となります。【０００７】  然しながら、天秤棒システムに於ける反作用無力化原理を回転運動や水平運動を行う機械、器具に応用する事が出来ません。当発明は天秤棒とは別方法による反作用無力化の方法を研究した結果、動力の伝達経路上に亀裂や裂け目を設け動力の伝達経路を非直線的にして直線的な動力の伝達が遮断されるように構成すれば反作用の逆流を遮断し反作用を無力化出来る事を発見し、反作用無力化機能を持つ伝達要素を発明したものであります。【０００８】  この発明の原理は作用と反作用の伝達特性の違いによるもので、作用動力は非直線的な動力の伝達が可能で常に最短の伝達経路を選ぶものの途中に障害があれば自動的に最善の伝達方法を選択し非直線的な伝達経路に影響をうける事なく動力の伝達が可能であるのに対し反作用は直進性が強い事から伝達経路が非直線的であれば伝達は遮断されます。このため伝達要素の動力伝達経路上に亀裂や裂け目を設け動力の伝達経路を非直線的にすれば、作用動力は減少する事なく伝達するが反作用の逆流は遮断し無力化する伝達要素の構成が可能となります。【０００９】  亀裂の設け方は動力の伝達形態の違いによって異なりますが歯車やホイール等のように円形で中心軸に伝わる駆動力を外周部分に伝達する伝達要素の場合は外周と中心軸との間の内周上にボデイを貫通する裂け目や亀裂群を円周一杯に設け、中心軸と外周の間の動力の伝達経路が非直線的になり、直線的な動力の伝達が遮断される構成にすれば反作用の逆流を阻止する事が出来、反作用を無力化する事が可能になります。【００１０】  回転軸や工具のドライバーのように駆動部分に加えられた回転動力により軸心を中心として回転し被駆動部分に回転動力を伝える伝達要素の場合には、力が螺旋状に伝わるため、駆動部分と被駆動部分の間に軸心に届く深さの亀裂を設ければ反作用の逆流を遮断し反作用を無力化する事が可能となります。又、中空で筒状の伝達要素の場合も片側の側面を貫通する亀裂を設ける事で同様な反作用無力化の機能を持たせる事が可能です。【００１１】  クランクや、トーバー、鞄のハンドル、手押し車、フック等のように駆動部分と被駆動部分の間を縦方向に力が伝達する伝達要素の場合には斜線状やジグザグ状に伝達要素の幅一杯にボデイを貫通する亀裂群を間に設け駆動部分と被駆動部分の間の動力の伝達径路を非直線的にし、反作用の逆流が出来ないように構成する事で回転運動や上下運動、水平運動で生じる反作用の無力化が可能になります。
【発明の効果】
【００１２】  回転運動や水平運動、上下運動などを行う機械器具の伝達要素に当発明の反作用の無力化機能を組み込む事で反作用のマイナス効果が無くなり駆動力の運動効率を最大１．５倍程度に増幅する事が出来るため各種機械器具の省エネが可能になります。
【図面の簡単な説明】
【００１３】
【図１】は正面図
【図２】は正面図
【図３】は斜視図
【図４】は断面図
【図５】は斜視図
【図６】は断面図
【図７】は斜視図
【図８】は平面図、
【図９】は断面図
【図１０】は正面図
【図１１】は斜視図
【図１２】は斜視図
【図１３】は斜視図
【図１４】は斜視図
【図１５】正面図
【発明を実施するための形態】
【００１４】  当発明は伝達要素の駆動点と被駆動点の間の動力伝達経路上に亀裂や裂け目を設け動力伝達経路を非直線的にし、直線的な動力の伝達が遮断される構成にする事で作用動力は減少する事なく伝達するが反作用の駆動点への逆流は遮断され無力化される伝達要素で、動力で駆動される全ての機械器具の伝達要素として使用する事が可能です。各伝達要素の動力伝達形態の違いから下記の実施例が主要な実施形態になります。
【実施例１】
【００１５】  図１は実施例１で反作用無力化機能を持つ歯車の使用例を示したものです。符号１は駆動軸、２は駆動歯車、３は被駆動歯車、４は被駆動軸、５は歯車の噛合点、６は歯車２のボデイに設けた亀裂群。当実施例の伝達要素は駆動歯車２に亀裂群６を設けて構成されますが、亀裂群６は歯車２の内周一杯にジグザグ状にボデイを貫通するようにして設けたもので、図に示す通り、歯車の外周と駆動軸１との間の動力伝達経路が亀裂群により非直線的になるように配列されています。【００１６】  図は駆動軸１の回転により同体の駆動歯車２が回転し同歯車に噛み合う被駆動歯車３を反対方向に回転させ被駆動軸４に回転動力を伝える状況を示しています。この構成で駆動軸１から伝わる作用動力の伝達は歯車２上に設けた亀裂群６を経由して歯車３に伝わるため非直線的な伝達になりますが其のことによる作用動力の減損は無く入力と等しい力の量で被駆動歯車３を回転駆動します。【００１７】  他方、歯車３を駆動する事で生じる反作用は噛合点５から歯車２上を軸１の方向に逆流し回転にブレーキをかける方向に働こうとしますが直線的な伝達形態のため亀裂群６に伝達を遮断され反作用は無力化されます。このため反作用のマイナス効果が無くなり駆動力の運動効率の向上から省エネ効果が発生します。【００１８】  尚、上記実施形態とは反対に被駆動軸４を駆動軸とし歯車３の回転により歯車２の外周に回転動力を加え入力軸１を被駆動軸として回転させる場合でも歯車２には反作用の逆流を遮断する機能があり反作用を無力化し省エネを図る事が可能です。
【実施例２】
【００１９】  図２は実施例２で反作用無力化機能を持つホイールを示したものです。符号１は車軸、２はホイール、３はタイヤ、４はタイヤと地面の接触点、５はホイールの内周上にジグザグ状に設けボデイを貫通する円孔の亀裂群で車軸と外周との間の動力の伝達径路を非直線的にし、直線的な反作用の伝達を遮断する配列になっています。【００２０】  エンジンの駆動力を伝える車軸１の回転によりホイール２、タイヤ３を介して地面とタイヤの接触点４に駆動力を伝え、車を前進させます。この事によって生じる反作用は反対方向に働き車軸１にブレーキをかける方向に向かいますが亀裂群５で伝達が遮断され無力化されるため反作用のマイナス効果が無くなり省エネ効果が発生します。
【実施例３】
【００２１】  図３は実施例３で反作用無力化機能を組み込んだ回転軸を示しています。
図４は図３Ａ―Ａの断面図で実施例３の回転軸に設けた亀裂を示しています。
符号１は回転軸本体、２は回転軸の片側側面に設けた亀裂、３は駆動部分、４は被駆動部分。当実施例は回転軸の中間部分の片側側面に軸心に届く深さの亀裂を設け、軸の片側端部を駆動部分、他端を被駆動部分として構成されます。駆動部分３に駆動力を加え、軸心を中心に回転させると同体の被駆動部分４も同様に回転しますが動力の伝達は駆動部分３から螺旋状に伝わり亀裂２に影響される事なく同じ力の量で被駆動部分に伝わります。【００２２】  他方、この事で生じる反作用は被駆動部分４から逆方向に向かい回転にブレーキをかける方向に働こうとしますが中間部にある亀裂２に伝達が遮断され無力化されます。この結果反作用のマイナス効果が無くなり省エネ効果が発生します。当実施例の伝達要素はモーターの出力軸や回転動力によって駆動される各種機械の伝達要素として多分野での使用が可能です。
【実施例４】
【００２３】  図５は実施例４の反作用無力化機能を組み込んだ筒状の回転軸を示しています。図６は図５Ｂ―Ｂの断面図で同回転軸の側面を貫通して設けた亀裂を示しています。符号１は筒状回転軸本体、２は片側側面に設けた亀裂、３は駆動部分、４は被駆動部分。当実施例の回転軸は実施例３を中空にしたもので実施例３と同様な構成で中空の回転軸の片側側面に貫通する亀裂を設け、軸の片側端部を駆動部分、他端を被駆動部分として構成されます。機能面も実施例３と同様な反作用無力化機能を有し省エネが可能な伝達要素になります。
【実施例５】
【００２４】  図７は実施例５で反作用無力化機能を持つ回転軸を組み込んだマイナスドライバーを示したものです。符号１はハンドル、２は回転軸、３は回転軸に設けた軸心に届く深さの亀裂。ハンドル１を回転させると回転軸２に回転力が伝わり刃先でネジを回転させます。この事で生じる反作用は逆回転の方向に働きハンドルにブレーキをかける方向に向かいますが亀裂３で遮断されるため反作用はハンドルにまで逆流出来ず無力化されるため回転に必要な力の量は減少します。
【実施例６】
【００２５】  図８は実施例６で自転車駆動システムの右側クランクボトムとスプロケットの間に反作用無力化機能を持つ中空の回転軸（実施例４）を組み込み自転車の省エネを可能にする実施例です。
図９は図８Ｃ−Ｃの断面図で右側クランクボトム、ボトムブラケット、左側クランクボトム、伝達要素、スプロケットなどの各要素の組み合わせと伝達要素に亀裂を設けた状況を示しています。符号１は右側ペダル、２は右側クランク、３は右側クランボトム、４は左側ペダル、５は左側クランク、６は左側クランクボトム、７はボトムブラケット、８はクランクボトム３を延長して設けた伝達要素、９は円孔状の亀裂、１０は伝達要素８に固着して設けたスプロケット。【００２６】  図９に基づいて当実施例を説明します。右側クランクボトム３と左側クランクボトム６はボトムブラケット７上に固着して設けてある。右側クランクボトム３と伝達要素８およびスプロケット１０は繋がっていて伝達要素８は右側クランクボトム３の回転をスプロケット１０に伝える機能を行う。伝達要素８は中空で筒状の回転軸で片側の側面には直径５ｍｍ程度の円孔９を設けてある。伝達要素８とスプロケット１０は共に中空で連結していて中心を通るボトムブラケット７とは直接的な動力の伝達が生じないように隙間が設けてある。【００２７】  以上の構成で左右のペダルを交代に漕ぐとクランクボトム３とクランクボトム６から交代に回転動力が伝わりスプロケット１０を回転駆動しますが、クランクボトム３からの動力は伝達要素８を介してスプロケット１０に伝わり、クランクボトム６からの動力はボトムブラケット７を介してクランクのボトム３に伝わり伝達要素８を介してスプロケット１０に伝わる形となります。従って左右両クランクの公転による回転駆動力は全て伝達要素８を介してスプロケット１０に伝わる事になりますがスプロケットからの反作用は伝達要素８の側面に設けた円孔状の亀裂９により遮断されるため反作用の逆流が無くなり省エネ効果が発生します。
【実施例７】
【００２８】  図１０は実施例７で反作用無力化機能を左右両クランクにくみこんだ自転車の駆動システムを示したものです。符号１は左側ペダル、２は左側クランク、３はスプロケット、４は右側クランク、５は右側ペダル、６は左右両クランクにボデイを貫通する円孔を斜線状に幅一杯に設けた亀裂群でクランクの頭部とボトム部分の間の動力伝達径路を非直線的にし、直線的な動力の伝達を遮断する配列になっています。以上の構成で左右両ペダルを交代に漕ぐ事で左右両クランクを公転させ回転動力をスプロケット３に伝え自転車を駆動します。この事で生じる反作用はクランクのボトム部分からクランクの頭部に向けて逆流しようとしますが左右両クランクの中間部分に設けた亀裂群６で遮断され無力化されるため反作用のマイナス効果が無くなり省エネ効果が発生します。
【実施例８】
【００２９】  図１１は実施例８で反作用無力化機能を組み込んだトーバーをドーリーに結合した状況を示しています。符号１はドーリー、２はトーバー、３は牽引車に連結するための円孔、４はドーバーに斜線状に設けたボデイを貫通する亀裂群で縦方向の動力伝達経路を非直線的にし、直線的な動力の伝達を遮断する配列となっています。牽引車に３の円孔でトーバーを連結しドーリーを牽引すると、牽引方向と反対方向に反作用が発生しますが亀裂群４で反作用の伝達が遮断され無力化されるため駆動点となる円孔３への反作用の逆流がなくなり省エネ効果が発生します。この実施例では、水平方向での牽引運動で生じる反作用を無力化する状況を示したものですが反対方向にプッシュバックする場合にもトーバーに同様な反作用無力化機能が働きます。
【実施例９】
【００３０】  図１２は実施例９で反作用無力化機能を組み込んだ手押し車を示しています。
符号１はハンドル部分、２，３は垂直に設けたパイプ状の伝達軸、４は伝達軸２、３に設けた亀裂群、５は台車部分。尚、伝達軸２．３に設けた亀裂群４はパイプ状の伝達軸に螺旋状に軸を一周する形で側面を貫通させて設けたもので縦方向の動力伝達経路を非直線的にし、直線的な動力の伝達を遮断する構造になっています。ハンドル１に加えた推力は伝達軸２，３を介して台車５を駆動しますがこの事で生じる反作用の逆流は伝達軸２，３に設けた亀裂群４によって遮断され無力化されるため反作用のマイナス効果が無くなりハンドルに加えた推力の運動効率が増幅される事になります。
【実施例１０】
【００３１】  図１３は実施例１０で反作用無力化機能を組み込んだ鞄のハンドルを示した斜視図です。符号１はハンドルの本体部分、２はハンドルの左右に設けた亀裂、３はハンドルの左右両端に設けた吊り下げ部材。尚、亀裂２はハンドルの中央部分と吊り下げ部材３の間にあり両要素間の動力伝達経路を非直線的にし、直線的な動力の伝達を遮断する構造となっています。【００３２】  図１４は当実施例のハンドルをコンテナーの両サイドに組み込んだ場合での状態を示したもので同図に基づいて実施例１０を説明します。符号１はコンテナーの両サイドに設けたハンドル、２は両ハンドルの両端に設けた亀裂、３はハンドルをコンテナーに取り付けるピン，４はコンテナー。  左右両ハンドル１に力を加え持ち上げようとするとハンドル１の両端に設けコンテナー４と結合するピン３を介してコンテナーに力が伝わりコンテナー４が持ち上がります。この時に生じる反作用はピン３を介してハンドル１の両端に伝わりますが亀裂２によって作用点の中央部分にまで逆流せず反作用は無力化されます。この結果反作用のマイナス効果が無くなり天秤棒と同程度の省エネ効果を得る事が出来ます。
【実施例１１】
【００３３】  図１５は実施例１１で反作用無力化機能を組み込んだ手動フックを示しています。符号１はハンドル部分、２はフック部分、３は中間部分に貫通して設けた亀裂群でハンドル部分とフック部分の間の動力伝達経路を非直線的にし、直線的な動力の伝達を遮断する構造になっています。【００３４】  ハンドル１に力を加えてフックにかかる荷物を引き上げようとすると引力と慣性重力からなる負荷を超える揚力が必要となりますが持ち上げる事で生じる反作用は亀裂群３によって遮断され無力化されるため反作用の負担が無くなり天秤棒を使用した場合と同様な省エネ効果を得る事が出来ます。
【産業上の利用の可能性】
【００３５】  反作用無力化機能は多種多様な伝達要素に組み込む事が出来、全ての動力で動く機械器具で使用する事が出来るため、当発明の反作用無力化機能を持つ伝達要素により省エネが可能となる機械器具は多岐にわたります。
【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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【図９】
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【図１０】
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【図１１】
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【図１２】
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【図１３】
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【図１４】
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【図１５】
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