(57)【要約】【課題】第１回転体、及び第１回転体の内側に設けられた第２回転体の動作不良が起きないクリノスタットを提供することである。【解決手段】第１軸と、前記第１軸に取り付けられた第１回転体と、前記第１軸の回りで前記第１回転体を回転させる駆動装置と、前記第１軸の軸芯方向とは異なる方向に軸芯方向を有する前記第１回転体に取り付けられた第２軸と、前記第２軸に取り付けられた第２回転体と、前記駆動装置によって回転する第１回転体の回転力によって前記第２回転体を前記第２軸の回りで回転させる駆動力伝達装置とを具備するクリノスタット。【選択図】図１
2008273276.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
第１軸と、
前記第１軸に取り付けられた第１回転体と、
前記第１軸の回りで前記第１回転体を回転させる駆動装置と、
前記第１軸の軸芯方向とは異なる方向に軸芯方向を有する前記第１回転体に取り付けられた第２軸と、
前記第２軸に取り付けられた第２回転体と、
前記駆動装置によって回転する第１回転体の回転力によって前記第２回転体を前記第２軸の回りで回転させる駆動力伝達装置
とを具備することを特徴とするクリノスタット。
【請求項２】
駆動力伝達装置は、
第１軸に取り付けられた円板を具備し、
前記円板が第２回転体の第２軸に垂直な面に圧接するよう構成されてなる
ことを特徴とする請求項１のクリノスタット。
【請求項３】
駆動力伝達装置は、
第１軸に取り付けられた円板と、
第２軸に垂直な方向に板面を有する第２回転体に設けられた板体と、
前記円板および／または前記板体に設けられた弾性体とを具備し、
前記円板と前記板体とは前記弾性体を介して圧接するよう構成されてなる
ことを特徴とする請求項１のクリノスタット。
【請求項４】
円板を第１軸の回りで回転させる回転駆動装置を更に具備してなる
ことを特徴とする請求項２又は請求項３のクリノスタット。
【請求項５】
第１軸の軸芯方向における円板の位置を調整する位置調整装置を更に具備してなる
ことを特徴とする請求項２〜請求項４いずれかのクリノスタット。
【請求項６】
第２軸を間に挟んで円板とは反対側の位置において第２回転体に圧接する補助円板を更に具備する
ことを特徴とする請求項２〜請求項５いずれかのクリノスタット。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明はクリノスタットに関する。
【背景技術】
【０００２】
生物が無重力（或いは、低重力）環境下で如何なる影響を受けるかの研究を行う為、クリノスタット（クライノスタット）が用いられて来た。そして、宇宙における実験が可能となった現在でも用いられている。例えば、宇宙実験を提案・企画する上で、作業仮説を検証したり、解析方法が適切であることを示す為、クリノスタットによる実験が望まれている。すなわち、クリノスタットによる検証が提案の熟成度を測る一つの尺度ともなっている。
【０００３】
さて、クリノスタットは、通常、二つの回転体を有する。すなわち、図３に示される通り、クリノスタットは、第１回転体３１と、第１回転体３１内に設けられた第２回転体３２とを有する。第１回転体３１は、水平方向に設けられた軸３３の回りで回転する。すなわち、軸３３は電動モータ３４の出力軸に結合されており、電動モータ３４のオンによって、軸３３が回転駆動される。これによって、第１回転体３１は水平方向の軸３３の回りで回転する。第２回転体３２は、垂直方向に設けられた軸３５の回りで回転する。軸３５は第１回転体３１に対して垂直方向に取り付けられている。そして、軸３５は電動モータ３６の出力軸に結合されており、電動モータ３６のオンによって、軸３５が回転駆動される。これによって、第２回転体３２は垂直方向の軸３５の回りで回転する。
【特許文献１】特開平１１−２６４７１６号公報
【特許文献２】特開２０００−７９９００号公報
【特許文献１】特開２００３−７０４５８号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
さて、上記特許文献で提案（図３で図示）されているクリノスタットは、第２回転体３２の動作不良が認められるに至った。酷い場合には、第２回転体３２の回転停止すら起きた。
【０００５】
従って、本発明が解決しようとする課題は、前記問題点を解決することである。すなわち、第１回転体、及び第１回転体の内側に設けられた第２回転体の動作不良が起きないクリノスタットを提供することである。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
前記動作不良の原因の追究が本発明者によって、鋭意、推し進められて行った。
しかしながら、その原因は、当初、全く判らなかった。すなわち、当初は、電動モータ３６が不良品では無いかと疑った。そこで、電動モータ３６を新しい電動モータに取り替えた。にも拘らず、やはり、動作不良が認められた。
従って、電動モータ３６は不良品ではないであろうと結論せざるを得なかった。
【０００７】
このことは、第１回転体３１に動作不良が認められない（第１回転体３１を回転駆動する電動モータ３４に問題がない）こととも相通じる。すなわち、電動モータが不良品であることに起因するならば、第１回転体３１を回転駆動する電動モータ３４も不良品に遭遇する確率は同様であろうにも拘らず、そうでは無かったからである。
【０００８】
上記のような知見を基にして更なる検討が、鋭意、推し進められて行った。その結果、次のような理由ではなかろうかと想像するに至った。すなわち、第１回転体３１を回転駆動する電動モータ３４は静止状態に置かれている。しかしながら、第２回転体３２を回転駆動する電動モータ３６は、第１回転体３１の回転に伴って、回転している。この為、電動モータ３６には大きな力（遠心力）が作用している。そして、大きな力が作用すると、電動モータ３６のロータとステータとの間のギャップが微妙に狂い、これによって電動モータ３６に動作不良が起きているのであろうと想像するに至った。事実、第１回転体３１の回転速度が遅い場合には、電動モータ３６の動作不良は認められず、クリノスタットは正常に動作していた。これに対して、第１回転体３１の回転速度（角速度）が６０ｒｐｍを越えた如きの高速回転になると、電動モータ３６の動作不良が認められ出したこととも相通じるものが有る。特に、１００ｒｐｍを越えた高速運転になると、電動モータ３６の停止すら頻繁に認められたこととも相通じるものが有る。
【０００９】
このようなことから、図３に示される従来のクリノスタットを高速回転した場合の問題点（動作不良）は、高速回転する第１回転体３１に取り付けた電動モータ３６によって第２回転体３２を回転させていることに起因するのであろうと考えるに至った。
【００１０】
そして、高速回転する第１回転体３１に取り付けた電動モータ３６を用いないで、第２回転体３２を回転させるようにすれば良いであろうとの技術思想に到達するに至った。
【００１１】
上記知見を基にして本発明が達成されたものである。
すなわち、前記の課題は、第１軸と、
前記第１軸に取り付けられた第１回転体と、
前記第１軸の回りで前記第１回転体を回転させる駆動装置と、
前記第１軸の軸芯方向とは異なる方向に軸芯方向を有する前記第１回転体に取り付けられた第２軸と、
前記第２軸に取り付けられた第２回転体と、
前記駆動装置によって回転する第１回転体の回転力によって前記第２回転体を前記第２軸の回りで回転させる駆動力伝達装置
とを具備することを特徴とするクリノスタットによって解決される。
【００１２】
又、上記本発明のクリノスタットであって、駆動力伝達装置は、第１軸に取り付けられた円板を具備し、前記円板が第２回転体の第２軸に垂直な面に圧接するよう構成されてなることを特徴とするクリノスタットによって解決される。特に、上記本発明のクリノスタットであって、駆動力伝達装置は、第１軸に取り付けられた円板と、第２軸に垂直な方向に板面を有する第２回転体に設けられた板体と、前記円板および／または前記板体に設けられた弾性体とを具備し、前記円板と前記板体とは前記弾性体を介して圧接するよう構成されてなることを特徴とするクリノスタットによって解決される。
【００１３】
又、上記本発明のクリノスタットであって、円板を第１軸の回りで回転させる回転駆動装置を更に具備してなることを特徴とするクリノスタットによって解決される。
【００１４】
又、上記本発明のクリノスタットであって、第１軸の軸芯方向における円板の位置を調整する位置調整装置を更に具備してなることを特徴とするクリノスタットによって解決される。
【００１５】
又、上記本発明のクリノスタットであって、第２軸を間に挟んで円板とは反対側の位置において第２回転体に圧接する補助円板を更に具備することを特徴とするクリノスタットによって解決される。
【発明の効果】
【００１６】
本発明によれば、第１回転体、及び第１回転体の内側に設けられた第２回転体を回転駆動させる駆動装置（例えば、電動モータ）は、静止状態下に置かれている。すなわち、第１回転体や第２回転体が回転しようとも、駆動装置そのものは静止状態下に在る。この為、第１回転体や第２回転体が高速回転しようとも、この高速回転によって駆動装置（電動モータ）が影響を受けることが無い。そして、クリノスタットが動作不良を起こすようなことは無くなった。
【００１７】
又、第２回転体を回転させる為の機構は非常にシンプルに構成でき、クリノスタットのコストも低廉である。従って、研究施設でも購入が容易である。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１８】
本発明になるクリノスタットは、第１回転体と、第１回転体の内側に設けられた第２回転体とを具備する。又、駆動装置（例えば、電動モータ）を具備する。前記第１回転体は、第１軸（例えば、水平方向に設けられた軸）に取り付けられている。そして、前記駆動装置（電動モータ）によって第１軸の回り（第１軸の軸芯の回り）で回転するように構成されている。前記第２回転体は、前記第１回転体に取り付けられた第２軸（第２軸の軸芯方向は、前記第１軸の軸芯方向とは異なる方向（例えば、垂直方向）である。）に取り付けられている。そして、本発明にあっては、前記駆動装置（例えば、電動モータ）によって回転する前記第１回転体の回転力によって前記第２回転体を前記第２軸の回り（第２軸の軸芯の回り）で回転させる駆動力伝達装置を更に具備する。この駆動力伝達装置を有する点が本発明の大きな特徴である。
【００１９】
前記駆動力伝達装置は、例えば下記のような構成である。
第１例として挙げられる前記駆動力伝達装置は、前記第１軸に取り付けられた円板を具備する。そして、前記円板が前記第２回転体の前記第２軸に垂直な面に圧接するよう構成されている。従って、前記駆動装置（例えば、電動モータ）によって第１軸（水平軸）の回り（第１軸の軸芯の回り）を回転する第１回転体の回転力が前記第２回転体に伝達され、第２軸（垂直軸）の回り（第２軸の軸芯の回り）を回転するようになる。
【００２０】
第２例として挙げられる前記駆動力伝達装置は、駆動力伝達を確実なものとする為、次のように構成させている。すなわち、前記第１軸に取り付けられた円板を具備する。かつ、前記第２軸に垂直な方向に板面を有する第２回転体に設けられた板体を具備する。更に、前記円板および／または前記板体に設けられた弾性体を具備する。例えば、前記円板の周側面にゴム製リングが取り付けられている。或いは、前記板体における前記円板との当接面に面状ゴムが貼付されている。そして、前記円板と前記板体とが前記弾性体（ゴム）を介して圧接するよう構成されている。このように構成させることで、前記円板と前記板体との間の摩擦抵抗力が大きくなり、前記第２回転体の回転が、一層、確実なものになる。
【００２１】
第１回転体は、駆動装置（例えば、電動モータ）を制御することで、その回転速度を制御（可変）できる。しかしながら、上述した構成のみでは、第２回転体の回転速度（Ｖ２）は、第１回転体の回転速度（Ｖ１）と常に一定の関係に有る。例えば、Ｖ２＝ｋＶ１（ｋは定数）である。そこで、Ｖ２を可変できることが望ましい。例えば、無重力環境下での生物の研究を行なおうとした場合、やはり、Ｖ２をＶ１とは独立して可変したいと言う願望が起きる。そこで、このような願望を満たす為、前記円板を前記第１軸の回り（第１軸の軸芯の回り）で回転させる回転駆動装置（第２駆動装置：例えば、電動モータ）を具備させておけば良いことが判った。すなわち、前記円板を前記第１軸に固定し、かつ、前記第１軸を前記回転駆動装置によって回転させれば、前記第１回転体の回転速度と前記円板の回転速度との合成された速度が第２回転体の回転速度となる。つまり、Ｖ２＝ｋＶ１＋ｆ（ｖ）となる。ここで、ｆ（ｖ）は前記円板の回転力に起因する第２回転体の回転速度の関数である。従って、Ｖ２をＶ１とは独立して可変したいと言う願望を満足できる。
【００２２】
前記願望は、回転駆動装置（第２駆動装置：例えば、電動モータ）を具備させなくても実行できる。すなわち、前記第１軸の軸芯方向における前記円板の位置を調整する位置調整装置を備えておくことでも良い。そして、位置調整装置を作動させ、前記第２回転体に対して前記円板が当接する位置（第２軸からの位置：半径）を可変することでも、Ｖ２をＶ１とは独立して可変できる。但し、本例による場合、上記例の場合に比べて、Ｖ２の可変範囲が狭い。従って、回転駆動装置（第２駆動装置：例えば、電動モータ）を少なくとも具備させておくことが好ましい。
【００２３】
前記第２回転体における片側端においてのみ前記円板が当接していると、前記第２回転体のバランスが崩れる恐れも有る。例えば、水平板の片側端にのみ力を加えれば、水平板のバランスが崩れ、水平板が傾くのと同じ原理である。従って、前記円板から前記第２回転体に対して加わる力とのバランスを取る為、前記第２軸を間に挟んで前記円板とは反対側の位置において前記第２回転体に圧接する補助円板を具備させておくことが好ましい。
【００２４】
以下、本発明になるクリノスタットについて更に具体的に説明する。
図１は、本発明の第１実施形態になるクリノスタットの概略正面図である。
【００２５】
図１中、１は第１回転体である。２は、固定枠３に取り付けられた電動モータである。そして、電動モータ２の出力軸が第１回転体１に結合されている。従って、電動モータ２のスイッチがオンになると、第１回転体１は水平方向の軸（水平軸：第１軸）４の回り（水平軸の軸芯（Ｘ−Ｘライン）の回り）で回転する。尚、水平軸４と第１回転体１との間には、図１からも判る通り、ボールベアリングが設けられている。従って、第１回転体１が回転しても、水平軸４は不動である。
【００２６】
５は、第１回転体１の内側に配置された第２回転体である。この第２回転体５は、第１回転体１の左右・前後方向における中心位置に配置された垂直方向の軸（垂直軸：第２軸）６に取り付けられている。尚、垂直軸６と第１回転体１との間には、図１から判る通り、ボールベアリングが設けられている。従って、垂直軸６の回り（垂直軸６の軸芯（Ｙ−Ｙライン）の回り）で第２回転体５（及び、垂直軸６）が回転しても、この回転力は第１回転体１には伝わらない。
【００２７】
７は第２回転体５の内部に設けられた試料保持装置である。従って、試験しようとする試料Ｓは試料保持装置７によって保持される。そして、図１から判る通り、試料保持装置７に保持させた試料Ｓが回転中心位置に存在するものとなるよう試料保持装置７は構成されている。
【００２８】
本発明の大きな特徴は、水平軸４に円板８が設けられていることである。特に、第２回転体５の水平板９に当接するように円板８が設けられていることである。更に、円板８の周側面には、摩擦係数が大きな摩擦・弾性体（例えば、ゴム）１０が取り付けられている。従って、円板８はゴム１０を介して第２回転体５の水平板９に圧接している。
【００２９】
上記のように構成させたクリノスタットは、電動モータ２のスイッチをオンにすると、第１回転体１は水平軸４の回り（Ｘ−Ｘラインの回り）で回転する。これによって、第１回転体１に取り付けられた垂直軸６も水平軸４の回り（Ｘ−Ｘラインの回り）で（紙面に垂直な面内で）回転する。と言うことは、垂直軸６に取り付けられている第２回転体５も、同様に、Ｘ−Ｘラインの回りで回転する。この時、円板８が第２回転体５の水平板９に圧接しているから、両者間の摩擦抵抗力によって、水平板９には紙面に垂直方向の力が作用するようになる。従って、水平板９、即ち、第２回転体５は、垂直軸６の回り（Ｙ−Ｙラインの回り）で回転するようになる。すなわち、第２回転体５は、水平軸４の回り（水平軸４の軸芯の回り）で回転すると共に、垂直軸６の回り（垂直軸６の軸芯の回り）でも回転することになる。
【００３０】
図２は、本発明の第２実施形態になるクリノスタットの概略正面図である。
本実施形態にあっては、水平軸４に第２電動モータ１１を直結したものである。尚、この第２電動モータ１１も固定枠３に取り付けられている。そして、第２電動モータ１１のスイッチをオンにすると、水平軸４自体が、自身の軸芯を中心にして回転するようになっている。その結果、円板８が水平軸４の軸芯の回りで回転するようになっている。
その他の構成については、上記第１実施形態と同様な構成であるから、同一部分には同一番号を付し、詳細な説明は省略される。
【００３１】
本実施形態では、円板８が回転させられるから、この回転する円板８からの力が水平板９に付加される。その結果、円板８が回転しない場合に比べて、垂直軸６の軸芯の回りでの第２回転体５の回転速度を速くしたり、遅くしたりすることが出来る。
【００３２】
尚、図２中、１２は、第１回転体１の内側に取り付けられた補助円板である。この補助円板１２は垂直軸６を中心にして円板８と略対称な位置に取り付けられている。そして、水平板９には、垂直軸６を間に挟んで、一方には円板８が圧接し、他方では補助円板１２が圧接しているから、水平板９のバランス性が良いものとなっている。
【図面の簡単な説明】
【００３３】
【図１】第１実施形態のクリノスタットの概略正面図
【図２】第２実施形態のクリノスタットの概略正面図
【図３】従来のクリノスタットの概略正面図                                            代  理  人  宇  高  克  己
【図１】
2008273276.tif 000003
【図２】
2008273276.tif 000004
【図３】
2008273276.tif 000005