(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
内側両面に往路用のラック歯車と復路用のラック歯車を対向して有する往復桿と、この両ラック歯車の中間に位置するピニオンからなる不規則振幅往復運動を連続一方向回転運動に変換する機構であって、
この往復桿が、往復運動に与る往復力入力桿に具備した斜面による直交運動変換構造により、このピニオンの左右いずれかの側に排他的に押しつけられる事により、この往復桿の不規則往復運動がピニオンの一方向回転運動に変換される事を特徴とする不規則往復運動を一方向回転運動に変換する機構
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は往復運動を回転運動に変換する機構であり、往復振幅が一定ではなく、往路ストロークと復路のストロークが同一ではない、例えば海面の波の振動や、人力による不規則な往復運動等を回転運動に変換する事を可能にするものである。
【背景技術】
【０００２】
往復運動を回転運動に変換する機構としてはクランク機構が一般的である、クランク機構では往路ストロークと復路のストロークが同一である往復運動にしか回転運動に変換する事ができなかった。
【０００３】
つまり、上死点と下死点に到達する規則的な往復運動でなければならす、上下死点に達しない不定振幅の振動や往復運動（以下、不定振幅往復運動と称す）を回転運動に変換する事はクランク機構では出来なかった。
再生可能エネルギーとして自然界に存在する振動エネルギーが注目されているが、この振動は殆ど不定振幅往復運動であり、これを効率的に回転運動に変換する変換機構が求められていてる。
【０００４】
これを実現するため、ピニオンラック機構とワンウエクラッチを組み合わせて不定振幅往復運動を回転運動に変換する事が提案されてるが、ワンウエクラッチで往復運動の一方だけを有効にし、他方は無効にして往復→回転の変換を行うので、これは往復振動エネルギーの半分のエネルギーしか取り出していないので非効率であった。
また、ワンウエクラッチと歯車を組み合わせて往復エネルギーの両方を取り出す事が出来るものも存在するが、複雑な構造であった。
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
本発明は、ピニオンラック機構により、不定振幅往復運動を回転運動に変換するものであるが、従来の様にワンウェイクラッチクラッチを使わず、簡単な構造で往復エネルギーの全てを一方向回転運動に変換するものである。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
ピニオンラック機構を利用するのであるが、従来の様に一個のピニオンと一個のラック歯車を一対一に噛合させるのではなく、１個のピニオンに２個のラック歯車を軸対称に配置して、これを排他的に交互に噛合させて同一回転を得るのである。
２個のラック歯車は往復運動する往復桿に装備され、この両ラック歯車の内側にピニオンを配置する。
往路運動の際には一方のラック歯車がピニオンの片側にだけ噛合し、復路運動の際にはピニオンの反対側の片側にだけ噛合するので、交互に反対方向を続ける往復運動を同一方向の回転運動に変換する事が可能になるのである。
【０００７】
排他的噛合を行うには、往復運動に与る往復入力桿の往復力を、これに直交する方向の往復力に変換して行われるのであるが、これを実現するために斜面分力を利用した構造で行う。
【発明の効果】
【０００８】
自然界に多く存在する波力や風力等不定振幅往復運動を、簡素な構造で効果的に回転運動に変換する事が出来るので、再生可能エネルギーを有効利用の切り札となりうる。
【０００９】
波力や風力を回転運動に変換するのに最適であり、特に人力による不規則振幅の往復運動を簡単に回転力に変換する事を容易にするので、携帯端末用充電器や自転車に利用する事が最良である。
また、温度変化に伴う物質の熱膨張運動を回転運動に変換すれば、大きな温度変化を受ける金属等に本発明を取り付けるだけで回転運動を取り出す事が可能になる。
【図面の簡単な説明】
【００１０】
【図１】本発明の斜視図
【図２】本発明が往路運動している上面図
【図３】本発明が復路運動している上面図
【図４】本発明の側面図
【図５】ワンウェイクラッチを介して回転軸出力して筐体内に封入した図で筐体の一部を切り取った図
【発明を実施するための最良の形態】
【００１１】
以下、往復力に与り、この往復力を直交方向の運動に変換する斜面を有する第一の往復桿と、これに追従して直交方向に運動したあと往復してピニオンを回転させる第二の往復桿を使用した本発明の実施例について図を使って説明する。
【００１２】
第一の往復桿１００は上下方向に、第二の往復桿２００は左右に往復自在に筐体５００に支承されている。そしてこの筐体５００にはベアリング５５０でピニオン３００が回転自在に支持されていて、第二の往復桿２００の開口部の内側にある往路用ラック歯車２１０と復路用ラック歯車２２０のいずれか一方にのみ噛合して回転する様に配置されている。
【００１３】
図２に示す様に往路運動に於いて、第一の往復桿１００が下向きの力を受け取り、これが第二の往復桿２００に伝達して下向きに移動するのであるが、その際、斜面であるところの、往路押圧用斜辺１１０が被押圧突起２５０を押圧して、この第二の往復桿２００を左向きに移動せしめて往路用ラック歯車２１０をピニオン３００の右側に噛合させる。これにより第二の往復桿２００の往路運動がピニオン３００の左回転に変換されるのである。
【００１４】
復路運動に於いては図３に示す様に、第一の往復桿１００が上向きの力を受け取り、これが第二の往復桿２００に伝達して上向きに移動するのであるが、その際、上記斜面とは半対傾斜の斜面であるところの、復路用接触斜面１２０が突起２５０を押圧して、この第二の往復桿２００を右向きに移動せしめて復路用ラック歯車２２０をピニオン３００の右側に噛合させると共に、今まで噛合していた往路用ラック歯車２１０との噛合が解消される。これにより第二の往復桿２００の復路運動が引き続きピニオン３００の左回転に変換されるのである。
【００１５】
この時、往路の振幅と復路の振幅が異なっても、ピニオン３００の回転数は相違するものの、同一方向回転は継続する。この事が本発明の大きな特徴である。
つまり、第一の往復桿１００に入力される往復運動の振幅が不定であっても、同一方向に回転変換し続けるするのであり、従来では複雑な構造であった不規則振幅往復運動の回転運動変換を簡単な構造で実現可能になるのである。
【００１６】
図５はピニオン３００の回転軸にワンウェイクラッチ４５０を介して慣性回転出力軸４８０を取付、筐体内に封入したものである。このワンウェイクラッチ４５０を介した慣性回転出力軸４８０により、間歇的なピニオン３００の回転を平滑化して、安定した慣性回転を出力する事が可能になり、種々の装置内部に簡単に組み込む事が出来るので、利用範囲が拡がる。
【符号の説明】
【００１７】
１００ 第一の往復桿
１１０ 往路押圧用斜辺
１２０ 復路押圧用斜辺
２００ 第二の往復桿
２１０ 往路用ラック歯車
２２０ 復路用ラック歯車
２５０ 被押圧突起
３００ ピニオン
４００ 回転軸
４５０ ワンウェイクラッチ
４８０ 慣性回転出力軸
５００ 筐体
５５０ ベアリング
【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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