(57)【要約】【課題】電気、空気圧、油圧等のエネルギーを使用せず、かつ作業者による短時間の操作によって、種々の回転仕事を行うことができる無動力回転出力装置を提供すること。【解決手段】無動力回転出力装置１は、渦巻バネ部２のバネ素材２１に蓄積される回転エネルギーによって、回転出力部４を回転させて仕事を行う。無動力回転出力装置１は、渦巻バネ部２の回転軸２３が復元方向Ｄ２に回転する際に紐部材３５が回転ドラム３１に巻き付けられ、回動レバー３２が回動操作されて紐部材３５が回転ドラム３１から引き出されることによって、回転ドラム３１及び回転軸２３が捩り方向に回転してバネ素材２１に回転エネルギーが蓄積されるよう構成されている。【選択図】図１
2016120985.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
設置面に設置される架台と、
渦巻状に巻かれたバネ素材、該バネ素材の一端が固定され該バネ素材を収納する状態で上記架台に取り付けられたケース、及び上記バネ素材の他端に連結されて上記ケースに対して回転する回転軸を有する渦巻バネ部と、
上記回転軸を一方向としての捩り方向に回転させて、上記バネ素材に回転エネルギーを蓄積させるための蓄積操作部と、
上記架台に回転可能に設けられ、上記バネ素材に蓄積された回転エネルギーによって、上記回転軸が他方向としての復元方向に回転する力を利用して仕事を行う回転出力部と、
上記回転軸と上記回転出力部との間に配置され、上記回転軸を上記捩り方向に回転させるときに上記回転軸と上記回転出力部との連結状態を解除する一方、上記回転軸が上記復元方向に回転するときに上記回転軸と上記回転出力部とを連結するクラッチ部と、を備えており、
上記蓄積操作部は、上記回転軸に取り付けられた回転ドラムと、上記架台に回動可能に設けられた回動レバーと、該回動レバーと上記回転ドラムとに掛け渡された紐部材とを有しており、
上記回転軸が上記復元方向に回転する際に上記紐部材が上記回転ドラムに巻き付けられ、上記回動レバーが回動操作されて上記紐部材が上記回転ドラムから引き出されることによって、上記回転ドラム及び上記回転軸が上記捩り方向に回転して上記バネ素材に回転エネルギーが蓄積されるよう構成されていることを特徴とする無動力回転出力装置。
【請求項２】
上記紐部材は、上記架台に設けられた架台側滑車と上記回動レバーに設けられたレバー側滑車とに掛け渡されており、
上記回転軸が上記復元方向に回転する際に、上記回動レバーが重力又は付勢力によって初期位置に復帰するとともに、上記架台側滑車と上記レバー側滑車との間に掛け渡された上記紐部材の部分の長さが短くなって、該紐部材が上記回転ドラムに巻き付けられ、
上記回動レバーが上記初期位置から回動位置に回動操作されて上記紐部材が上記回転ドラムから引き出される際に、上記架台側滑車と上記レバー側滑車との間に掛け渡された上記紐部材の部分の長さが長くなって、上記回転ドラム及び上記回転軸が上記捩り方向に回転して上記バネ素材に回転エネルギーが蓄積されるよう構成されていることを特徴とする請求項１に記載の無動力回転出力装置。
【請求項３】
上記クラッチ部と上記回転出力部との間、又は上記回転軸と上記クラッチ部との間には、上記回転軸が上記復元方向に回転するときに、該回転軸及び上記クラッチ部とともに回転して、該回転軸における慣性モーメントを増加させるためのウェイト部が配置されており、
上記回転出力部と、上記ウェイト部又は上記クラッチ部との間には、上記回転軸の回転速度を減速させて、該回転軸から上記回転出力部へトルクを伝達する減速部材が配置されていることを特徴とする請求項１又は２に記載の無動力回転出力装置。
【請求項４】
上記ウェイト部は、上記クラッチ部と上記回転出力部との間に配置されており、
上記クラッチ部は、上記渦巻バネ部の上記回転軸に連結されたクラッチ入力部と、該クラッチ入力部にクラッチ機構部を介して接続されたクラッチ出力部とを有しており、
該クラッチ出力部の軸中心部と上記ウェイト部の軸中心部とは、互いに分離されており、
上記クラッチ出力部の軸中心部の周囲に設けられたクラッチ側係合部が、上記ウェイト部の軸中心部の周囲に設けられたウェイト側係合部に係合することによって、該クラッチ出力部と該ウェイト部とが連結されるよう構成されていることを特徴とする請求項３に記載の無動力回転出力装置。
【請求項５】
上記減速部材は、上記ウェイト部の中心軸部に設けられた入力側プーリと、上記回転出力部の中心軸部に設けられた出力側プーリと、該出力側プーリと上記入力側プーリとに掛け渡されたベルトとによって構成されており、
上記入力側プーリ又は上記出力側プーリは、上記ベルトに対して複数個所に分離して接触する形状に形成されており、かつ、上記回転出力部に所定値以上の負荷が加わったときに、上記ベルトに対して滑って上記ウェイト部から上記回転出力部へ伝達するトルクを低減させるよう構成されていることを特徴とする請求項３又は４に記載の無動力回転出力装置。
【請求項６】
上記回転出力部は、所定長さの線状部材を巻き取るための巻取部を有しており、
上記回動レバーの１回の回動操作を受けて上記バネ素材に蓄積される回転エネルギーによって、上記巻取部に上記所定長さの線状部材が巻き取られるよう構成されていることを特徴とする請求項１〜５のいずれか一項に記載の無動力回転出力装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、人力を受けて動作可能な無動力回転出力装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
近年、電気、空気圧、油圧等のエネルギーを使用せずに、スプリング、渦巻バネ、ウェイト（錘）等に蓄えられるエネルギーを利用して、台車の移動、荷物の運搬等の仕事をさせることが行われている。
また、例えば、特許文献１のケーブル等の巻取装置においては、渦巻きバネを利用して、ケーブルリールにケーブル等を巻き取ることが開示されている。この巻取装置においては、渦巻きバネの一端がケーブルリールの支軸に固定され、渦巻きバネの他端がカバー体に固定されている。そして、カバー体には、渦巻きバネの強度を調整する調整手段を設けている。また、巻取装置においては、電動機を用いて渦巻きバネを巻き付けた後、電動機を停止するとともに、停止体によって支軸の回転を止めて、ケーブルリールの回転を停止する。そして、停止体を支軸から外したときに、渦巻きバネの復元力を利用してケーブルリールが回転し、ケーブルリールにケーブル等が巻き付けられる。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】実開平７−４３１６５号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
しかしながら、特許文献１の巻取装置においては、電動機を用いて渦巻きバネを巻き付けている。そのため、電動機を動作させるための電気エネルギーが必要であるとともに、電動機を制御する手段も必要になる。従って、電気、空気圧、油圧等のエネルギーを用いずに、ケーブルの巻取り等の回転出力による仕事を行うことができる装置の開発が望まれる。
【０００５】
本発明は、かかる背景に鑑みてなされたもので、電気、空気圧、油圧等のエネルギーを使用せず、かつ作業者による短時間の操作によって、種々の回転仕事を行うことができる無動力回転出力装置を提供しようとして得られたものである。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
本発明の一態様は、設置面に設置される架台と、
渦巻状に巻かれたバネ素材、該バネ素材の一端が固定され該バネ素材を収納する状態で上記架台に取り付けられたケース、及び上記バネ素材の他端に連結されて上記ケースに対して回転する回転軸を有する渦巻バネ部と、
上記回転軸を一方向としての捩り方向に回転させて、上記バネ素材に回転エネルギーを蓄積させるための蓄積操作部と、
上記架台に回転可能に設けられ、上記バネ素材に蓄積された回転エネルギーによって、上記回転軸が他方向としての復元方向に回転する力を利用して仕事を行う回転出力部と、
上記回転軸と上記回転出力部との間に配置され、上記回転軸を上記捩り方向に回転させるときに上記回転軸と上記回転出力部との連結状態を解除する一方、上記回転軸が上記復元方向に回転するときに上記回転軸と上記回転出力部とを連結するクラッチ部と、を備えており、
上記蓄積操作部は、上記回転軸に取り付けられた回転ドラムと、上記架台に回動可能に設けられた回動レバーと、該回動レバーと上記回転ドラムとに掛け渡された紐部材とを有しており、
上記回転軸が上記復元方向に回転する際に上記紐部材が上記回転ドラムに巻き付けられ、上記回動レバーが回動操作されて上記紐部材が上記回転ドラムから引き出されることによって、上記回転ドラム及び上記回転軸が上記捩り方向に回転して上記バネ素材に回転エネルギーが蓄積されるよう構成されていることを特徴とする無動力回転出力装置にある。
【発明の効果】
【０００７】
上記無動力回転出力装置は、渦巻バネ部の復元力を利用して回転出力部を回転させて、種々の仕事を行うことができるものである。そして、無動力回転出力装置は、電気、空気圧、油圧等のエネルギーを使用せずに、作業者による人力及び渦巻バネ部のバネ素材の復元力を利用して動作させるものである。
具体的には、渦巻バネ部のバネ素材に回転エネルギーを蓄積させるための蓄積操作部を、渦巻バネ部の回転軸に取り付けられた回転ドラムと、架台に回動可能に設けられた回動レバーと、回動レバーと回転ドラムとに掛け渡された紐部材とを用いて構成している。
【０００８】
無動力回転出力装置の初期状態においては、紐部材が回転ドラムに巻き付けられた状態にあるとともに、渦巻バネ部のバネ素材がほとんど捩られていない状態あるいはバネ素材の捩り量が少ない状態にある。そして、作業者が、回動レバーを回動操作すると、回動レバーの回動に応じて回転ドラムから紐部材が引き出され、回転ドラムが回転する。このとき、回転ドラムに連結された、渦巻バネ部の回転軸が捩り方向に回転し、バネ素材が捩られて、バネ素材に回転エネルギーが蓄積される。また、回転軸が捩り方向に回転するときには、クラッチ部によって回転軸と回転出力部との連結状態が解除され、回転出力部が回転しない。
【０００９】
次いで、作業者が回動レバーから離れると、バネ素材に蓄積された回転エネルギーによって（バネ素材が捩られる前の状態に復元する力によって）、回転軸が復元方向に回転するとともに、クラッチ部によって回転軸と回転出力部とが連結されて、回転軸が回転する力を受けて回転出力部が回転して仕事を行うことができる。また、回転軸が復元方向に回転するときには、紐部材が再び回転ドラムに巻き付けられる。
そして、無動力回転出力装置が初期状態に戻り、以降同様にして、渦巻バネ部のバネ素材に蓄積される回転エネルギーを利用して、繰り返し回転出力部による仕事を行うことができる。
【００１０】
このように、無動力回転出力装置においては、作業者の人力を利用して、渦巻バネ部のバネ素材に回転エネルギーを蓄積させ、この回転エネルギーによって回転出力部の仕事を行うことができる。これにより、電気、空気圧、油圧等のエネルギーを使用せずに無動力回転出力装置を動作させることができる。
【００１１】
また、作業者は、回動レバーを回動操作してバネ素材に回転エネルギーを蓄積させた後には、直ちに無動力回転出力装置から離れることができる。そのため、作業者による短時間の操作によって無動力回転出力装置を動作させることができ、回転出力部が仕事を行う間に、作業者は別の作業を行うことも可能になる。
【００１２】
それ故、上記無動力回転出力装置によれば、電気、空気圧、油圧等のエネルギーを使用せず、かつ作業者による短時間の操作によって、種々の回転仕事を行うことができる。
【図面の簡単な説明】
【００１３】
【図１】実施例にかかる、渦巻バネの回転エネルギー（復元力）によって回転出力部が回転し、回動レバーが回動位置から初期位置に復帰する状態の無動力回転出力装置を、側方から見た状態で示す説明図。
【図２】実施例にかかる、回動レバーが初期位置から回動位置に回動され、渦巻バネに回転エネルギーが蓄積される状態の無動力回転出力装置を、側方から見た状態で示す説明図。
【図３】実施例にかかる、無動力回転出力装置を、上方から見た状態で示す説明図。
【図４】実施例にかかる、無動力回転出力装置を、正面から見た状態で示す説明図。
【図５】実施例にかかる、無動力回転出力装置における減速部材の周辺を、正面から見た状態で示す説明図。
【図６】実施例にかかる、無動力回転出力装置におけるウェイト部の周辺を、正面から見た状態で示す説明図。
【発明を実施するための形態】
【００１４】
上述した無動力回転出力装置における好ましい実施の形態について説明する。
上記無動力回転出力装置においては、上記紐部材は、上記架台に設けられた架台側滑車と上記回動レバーに設けられたレバー側滑車とに掛け渡されており、上記回転軸が上記復元方向に回転する際に、上記回動レバーが重力又は付勢力によって初期位置に復帰するとともに、上記架台側滑車と上記レバー側滑車との間に掛け渡された上記紐部材の部分の長さが短くなって、該紐部材が上記回転ドラムに巻き付けられ、上記回動レバーが上記初期位置から回動位置に回動操作されて上記紐部材が上記回転ドラムから引き出される際に、上記架台側滑車と上記レバー側滑車との間に掛け渡された上記紐部材の部分の長さが長くなって、上記回転ドラム及び上記回転軸が上記捩り方向に回転して上記バネ素材に回転エネルギーが蓄積されるよう構成されていてもよい。
【００１５】
各滑車を用いることにより、回動レバーの小さな回動操作量によって、紐部材を引き出す量を大きくするとともに、渦巻バネ部のバネ素材を捩る量を大きくすることができる。
また、回動レバーは、作業者によって回動位置に回動操作された後には、重力又は付勢力によって自ら初期位置に復帰することができる。そのため、作業者は、回動レバーを初期位置から回動位置に回動操作した後には、直ちに無動力回転出力装置から離れて別の作業を行うことが可能になる。
また、回動レバーは重力のみによって回動位置から初期位置に復帰することができ、コイルスプリング、ガススプリング等の付勢力を受けて回動位置から初期位置に復帰することもできる。
【００１６】
また、上記クラッチ部と上記回転出力部との間、又は上記回転軸と上記クラッチ部との間には、上記回転軸が上記復元方向に回転するときに、該回転軸及び上記クラッチ部とともに回転して、該回転軸における慣性モーメントを増加させるためのウェイト部が配置されており、上記回転出力部と、上記ウェイト部又は上記クラッチ部との間には、上記回転軸の回転速度を減速させて、該回転軸から上記回転出力部へトルクを伝達する減速部材が配置されていてもよい。
【００１７】
渦巻バネ部のバネ素材は、回転持続時間を長く保つための回転ストロークを大きくするためには、捩り量を増やすことによって対応することができる。一方、バネ素材は、トルクを大きくするためには、全体のサイズを大きくする必要等があり、回転軸に発生させるトルクを大きくしにくい欠点がある。
【００１８】
そこで、バネ素材による回転軸のトルクを補うために、回転軸における慣性モーメントを増加させるためのウェイト部を用いる。ウェイト部を用いることにより、回転出力部の回転仕事を行うために十分な回転時間を確保するとともに、回転出力部の回転仕事を行うために十分なトルクを確保することができる。また、減速部材を用いることにより、回転出力部の回転仕事を行うためのトルクをさらに大きくすることができる。
なお、回動レバーを初期位置から回動位置へ回動させる動作に連動させて、ウェイト部に回り始めの初期トルクを付与することもできる。
【００１９】
また、上記ウェイト部は、上記クラッチ部と上記回転出力部との間に配置されており、上記クラッチ部は、上記渦巻バネ部の上記回転軸に連結されたクラッチ入力部と、該クラッチ入力部にクラッチ機構部を介して接続されたクラッチ出力部とを有しており、該クラッチ出力部の軸中心部と上記ウェイト部の軸中心部とは、互いに分離されており、上記クラッチ出力部の軸中心部の周囲に設けられたクラッチ側係合部が、上記ウェイト部の軸中心部の周囲に設けられたウェイト側係合部に係合することによって、該クラッチ出力部と該ウェイト部とが連結されるよう構成されていてもよい。
【００２０】
渦巻バネ部のバネ素材に連結された回転軸には、バネ素材の構造上、中心軸線から偏心したトルクが生じやすい。そして、回転軸、クラッチ部及びウェイト部が直接連結された状態にあると、回転軸とともにウェイト部及び回転出力部が回転しにくい状態が形成されるおそれがある。そこで、クラッチ出力部の軸中心部とウェイト部の軸中心部とを互いに分離するとともに、クラッチ出力部とウェイト部とを、クラッチ側係合部とウェイト側係合部との係合によって連結することができる。これにより、クラッチ出力部から回転出力部への回転力の伝達を円滑にすることができる。
また、ウェイト部が、クラッチ部と回転出力部との間に配置されていることにより、回転ドラム及び回転軸を捩り方向に回転させるときに、ウェイト部の慣性モーメントが回転軸に加わらず、回転ドラム及び回転軸の捩り方向への回転を容易にすることができる。
【００２１】
また、上記減速部材は、上記ウェイト部の中心軸部に設けられた入力側プーリと、上記回転出力部の中心軸部に設けられた出力側プーリと、該出力側プーリと上記入力側プーリとに掛け渡されたベルトとによって構成されており、上記入力側プーリ又は上記出力側プーリは、上記ベルトに対して複数個所に分離して接触する形状に形成されており、かつ、上記回転出力部に所定値以上の負荷が加わったときに上記ベルトに対して滑って、上記ウェイト部から上記回転出力部へ伝達するトルクを低減させるよう構成されていてもよい。
渦巻バネ部の回転軸の回転を受けて回転する回転出力部に、作業者の手が不意に触れた場合などには、回転出力部に所定値以上の負荷が加わる。このとき、入力側プーリ又は出力側プーリがベルトに対して滑ることにより、作業者の手に加わる負担を低減することができる。
【００２２】
また、上記回転出力部は、所定長さの線状部材を巻き取るための巻取部を有しており、上記回動レバーの１回の回動操作を受けて上記バネ素材に蓄積される回転エネルギーによって、上記回転出力部の上記巻取部に上記所定長さの線状部材が巻き取られるよう構成されていてもよい。
回転出力部の回転仕事は、所定長さの線状部材を巻き取る仕事（作業）とすることができ、この仕事を、電気、空気圧、油圧等のエネルギーを使用せず、作業者による短時間の操作によって行うことができる。
【実施例】
【００２３】
以下に、無動力回転出力装置にかかる実施例について、図面を参照して説明する。
本例の無動力回転出力装置１は、図１、図２に示すように、架台１１、渦巻バネ部２、蓄積操作部３、回転出力部４及びクラッチ部５を備えている。
架台１１は、設置面としての工場等の床面に設置される部分である。渦巻バネ部２は、渦巻状に巻かれたバネ素材２１と、バネ素材２１の一端が固定されバネ素材２１を収納する状態で架台１１に取り付けられたケース２２と、バネ素材２１の他端に連結されてケース２２に対して回転する回転軸２３とを有している。
【００２４】
蓄積操作部３は、回転軸２３を一方向としての捩り方向Ｄ１に回転させて、バネ素材２１に回転エネルギーを蓄積させる部分である。回転出力部４は、架台１１に回転可能に設けられており、バネ素材２１に蓄積された回転エネルギーによって、回転軸２３が他方向としての復元方向Ｄ２に回転する力を利用して仕事を行う部分である。クラッチ部５は、回転軸２３と回転出力部４との間に配置されており、回転軸２３を捩り方向Ｄ１に回転させるときに回転軸２３と回転出力部４との連結状態を解除する一方、回転軸２３が復元方向Ｄ２に回転するときに回転軸２３と回転出力部４とを連結する部分である。
【００２５】
蓄積操作部３は、回転軸２３に取り付けられた回転ドラム３１と、架台１１に回動可能に設けられた回動レバー３２と、回動レバー３２と回転ドラム３１とに掛け渡された紐部材３５とを有している。無動力回転出力装置１は、図１に示すように、回転軸２３が復元方向Ｄ２に回転する際に紐部材３５が回転ドラム３１に巻き付けられ、図２に示すように、回動レバー３２が回動操作されて紐部材３５が回転ドラム３１から引き出されることによって、回転ドラム３１及び回転軸２３が捩り方向Ｄ１に回転してバネ素材２１に回転エネルギーが蓄積されるよう構成されている。
【００２６】
以下に、本例の無動力回転出力装置１について、図１〜図６を参照して詳説する。
図４に示すように、本例の無動力回転出力装置１は、所定長さの線状部材８を巻き取る巻取装置として構成されている。線状部材８は、自動車の燃料給油口、トランクルーム、ボンネット等を開けるために用いられるワイヤである。線状部材８を自動車のボディに組み付ける際には、この線状部材８を所定長さに巻き取っておくことにより、作業者による組付作業性を向上させ、自動車のボディへの干渉を容易に避けることができる。
回転出力部４は、架台１１に回転可能に配置された回転ベース部４１と、回転ベース部４１の回転中心の回りに複数設けられ、所定長さの線状部材８を巻き取るための巻取部４２とを有している。複数の巻取部４２は、径方向に並んで一対に設けられた巻取片４２１の間に線状部材８の先端部を引っ掛けて、各巻取部４２の外周に線状部材８を巻き取るよう構成されている。回転ベース部４１及び巻取部４２の周囲は、カバー部４３によって囲われている。
【００２７】
図３に示すように、クラッチ部５は、ワンウェイクラッチと呼ばれるものであり、渦巻バネ部２のケース２２から回転出力部４の側に突出する回転軸２３の第１軸部分２３１に連結されている。クラッチ部５は、渦巻バネ部２の回転軸２３に連結されたクラッチ入力部５１と、クラッチ入力部５１にクラッチ機構部を介して接続されたクラッチ出力部５２とを有している。クラッチ機構部は、回転軸２３が一方向（捩り方向Ｄ１）に回転するときには、クラッチ入力部５１とクラッチ出力部５２との連結状態を解除し、回転軸２３が他方向（復元方向Ｄ２）に回転するときには、クラッチ入力部５１とクラッチ出力部５２とを連結するよう構成されている。
【００２８】
渦巻バネ部２においては、バネ素材２１の一端としての外周端がケース２２に固定されており、バネ素材２１の他端としての中心端が回転軸２３に連結されている。回転軸２３は、ケース２２に回転可能に支持されるとともに、ケース２２の両側に突出して設けられている。回転ドラム３１は、渦巻バネ部２のケース２２から回転出力部４の側とは反対側に突出する回転軸２３の第２軸部分２３２に連結されている。
【００２９】
図１、図２に示すように、蓄積操作部３の回動レバー３２は、架台１１の水平方向に向けられた回動中心軸３２０の回りに回動するよう構成されている。蓄積操作部３における回動中心軸３２０よりも一方側の第１部分３２１には、作業者が踏込み可能なペダル部３３が設けられており、蓄積操作部３における回動中心軸３２０よりも他方側の第２部分３２２には、紐部材３５が掛け渡されるレバー側滑車３４が設けられている。架台１１には、紐部材３５が掛け渡される架台側滑車１２が設けられている。架台側滑車１２は、回動レバー３２の第２部分３２２を挟む両側の位置に設けられている。紐部材３５は、架台１１に設けられた各架台側滑車１２と、回動レバー３２に設けられたレバー側滑車３４とに掛け渡されている。
各滑車１２，３４を用いることにより、回動レバー３２の小さな回動操作量によって、紐部材３５を引き出す量を大きくするとともに、渦巻バネ部２のバネ素材２１を捩る量を大きくすることができる。
【００３０】
回動レバー３２は、回動レバー３２の第２部分３２２に、第２部分３２２の自重によって作用する回動中心軸３２０の回りのモーメントが、回動レバー３２の第１部分３２１に、第１部分３２１の自重によって作用する回動中心軸３２０の回りのモーメントよりも大きくなるよう形成されている。図１に示すように、無動力回転出力装置１の初期状態（回動レバー３２が初期位置３０１にある状態）においては、回動レバー３２のペダル部３３が回動中心軸３２０よりも上方に位置しており、ペダル部３３を作業者が下方へ踏み込み可能な状態が形成されている。
【００３１】
図１に示すように、回転軸２３が復元方向Ｄ２に回転する際には、回動レバー３２が第２部分３２２に作用する重力によって初期位置３０１に復帰するとともに、架台側滑車１２とレバー側滑車３４との間に掛け渡された紐部材３５の部分の長さが短くなって、紐部材３５が回転ドラム３１に巻き付けられる。一方、図２に示すように、回動レバー３２が初期位置３０１から回動位置３０２に回動操作されて紐部材３５が回転ドラム３１から引き出される際には、架台側滑車１２とレバー側滑車３４との間に掛け渡された紐部材３５の部分の長さが長くなって、回転ドラム３１及び回転軸２３が捩り方向Ｄ１に回転してバネ素材２１に回転エネルギーが蓄積される。
【００３２】
回動レバー３２は、作業者によって回動位置３０２に回動操作された後には、第２部分３２２に作用する重力によって自ら初期位置３０１に復帰することができる。そのため、作業者は、回動レバー３２を初期位置３０１から回動位置３０２に回動操作した後には、直ちに無動力回転出力装置１から離れて別の作業を行うことが可能になる。
【００３３】
図３、図６に示すように、クラッチ部５のクラッチ出力部５２には、渦巻バネ部２の回転軸２３が復元方向Ｄ２に回転するときに、回転軸２３及びクラッチ部５とともに回転して、回転軸２３における慣性モーメントを増加させるためのウェイト部６が配置されている。ウェイト部６の慣性モーメントを大きくするために、ウェイト部６の回動中心軸線からの半径長さを大きくしている。
【００３４】
渦巻バネ部２のバネ素材２１には、回転軸２３に発生させるトルクを大きくしにくい欠点がある。そこで、バネ素材２１による回転軸２３のトルクを補うために、回転軸２３における慣性モーメントを増加させるためのウェイト部６を用いる。ウェイト部６を用いることにより、回転出力部４の回転仕事を行うために十分な回転時間を確保するとともに、回転出力部４の回転仕事を行うために十分なトルクを確保することができる。
【００３５】
図１、図３に示すように、クラッチ出力部５２の軸中心部とウェイト部６の軸中心部とは、互いに分離されており、回転ドラム３１及びクラッチ部５は、渦巻バネ部２の回転軸２３にのみ支持されている。渦巻バネ部２の回転軸２３の第１軸部分２３１には、クラッチ部５が設けられており、渦巻バネ部２の回転軸２３の第２軸部分２３２には、回転ドラム３１とバランスウェイト部６０が設けられている。バランスウェイト部６０は、第１軸部分２３１に加わる慣性モーメントと、第２軸部分２３２に加わる慣性モーメントとのバランスをとるためのものである。
【００３６】
図６に示すように、クラッチ出力部５２とウェイト部６との連結は、クラッチ出力部５２に設けられたクラッチ側係合部５３と、ウェイト部６に設けられたウェイト側係合部６１との係合によって行われる。クラッチ側係合部５３は、クラッチ出力部５２の軸中心部の周囲であって、軸中心部から径方向の両側に伸びるアーム部５３１と、アーム部５３１から突出する突出係合部５３２とによって形成されている。ウェイト側係合部６１は、クラッチ側係合部５３が軸中心部の回りに遊び（空転可能な隙間）を有するよう、周方向に所定の間隔で並んで形成されている。
クラッチ出力部５２が回転する際には、クラッチ側係合部５３がウェイト側係合部６１に引っ掛かることによって、クラッチ出力部５２とともにウェイト部６が回転する。
【００３７】
渦巻バネ部２のバネ素材２１に連結された回転軸２３には、バネ素材２１の構造上、中心軸線から偏心したトルクが生じやすい。そして、回転軸２３、クラッチ部５及びウェイト部６が直接連結された状態にあると、回転軸２３とともにウェイト部６及び回転出力部４が回転しにくい状態が形成されるおそれがある。そこで、クラッチ出力部５２とウェイト部６とを、クラッチ側係合部５３とウェイト側係合部６１との係合によって連結することにより、クラッチ出力部５２から回転出力部４への回転力の伝達を円滑にすることができる。
【００３８】
図１に示すように、ウェイト部６は、架台１１に設けられた軸受１３によって回転可能に支持されており、回転出力部４は、架台１１における、渦巻バネ部２の回転軸２３の高さ位置よりも高い位置に設けられた軸受１４によって回転可能に支持されている。
図１、図５に示すように、回転出力部４と、ウェイト部６との間には、回転軸２３の回転速度を減速させて、回転軸２３から回転出力部４へトルクを伝達する減速部材７が配置されている。減速部材７は、ウェイト部６の中心軸部に設けられた入力側プーリ７１と、回転出力部４の中心軸部に設けられた出力側プーリ７２と、出力側プーリ７２と入力側プーリ７１とに掛け渡されたベルト７３とによって構成されている。
【００３９】
図５に示すように、入力側プーリ７１は、ベルト７３に対して複数個所に分離して接触する形状に形成されている。入力側プーリ７１は、その中心部から放射状に設けられた複数の接触部７１１によって形成されている。入力側プーリ７１は、回転出力部４に所定値以上の負荷が加わったときに、ベルト７３に対して滑ることができるものである。
そして、渦巻バネ部２の回転軸２３の回転を受けて回転する回転出力部４に、作業者の手が不意に触れた場合などには、回転出力部４に所定値以上の負荷が加わる。このとき、入力側プーリ７１がベルト７３に対して滑ることにより、ウェイト部６から回転出力部４へ伝達するトルクを低減させ、作業者の手に加わる負担を低減することができる。
【００４０】
次に、本例の無動力回転出力装置１の動作及び作用効果について説明する。
無動力回転出力装置１の初期状態においては、図１に示すように、蓄積操作部３の回動レバー３２が初期位置３０１にあり、紐部材３５が回転ドラム３１に巻き付けられた状態にあるとともに、渦巻バネ部２のバネ素材２１がほとんど捩られていない状態あるいはバネ素材２１の捩り量が少ない状態にある。
【００４１】
そして、作業者は、回転出力部４の巻取部４２に線状部材８を巻き取らせる際には、図４に示すように、線状部材８の先端部を巻取部４２における一対の巻取片４２１に引っ掛ける。また、この際には、作業者は、図２に示すように、回動レバー３２のペダル部３３を踏み込んで、回動レバー３２を初期位置３０１から回動位置３０２へ回動させる。このとき、回動レバー３２の回動に応じて回転ドラム３１から紐部材３５が引き出され、回転ドラム３１が回転する。そして、回転ドラム３１に連結された、渦巻バネ部２の回転軸２３が捩り方向Ｄ１に回転し、バネ素材２１が捩られて、バネ素材２１に回転エネルギーが蓄積される。また、回転軸２３が捩り方向Ｄ１に回転するときには、クラッチ部５によって回転軸２３とウェイト部６及び回転出力部４との連結状態が解除され、ウェイト部６及び回転出力部４が回転しない。
【００４２】
次いで、作業者が回動レバー３２から離れると、バネ素材２１に蓄積された回転エネルギーによって（バネ素材２１が捩られる前の状態に復元する力によって）、図１に示すように、回転軸２３が復元方向Ｄ２に回転するとともに、クラッチ部５によって回転軸２３とウェイト部６及び回転出力部４とが連結されて、回転軸２３が回転する力を受けて回転出力部４が回転する。この回転出力部４の回転により、線状部材８が複数の巻取部４２の外周に巻き取られる。また、回転軸２３が復元方向Ｄ２に回転するときには、紐部材３５が再び回転ドラム３１に巻き付けられる。
そして、回動レバー３２が初期位置３０１に戻るとともに、無動力回転出力装置１が初期状態に戻る。以降同様にして、渦巻バネ部２のバネ素材２１に蓄積される回転エネルギーを利用して、繰り返し回転出力部４の巻取部４２に線状部材８を巻き取らせることができる。
【００４３】
このように、無動力回転出力装置１においては、作業者の人力を利用して、渦巻バネ部２のバネ素材２１に回転エネルギーを蓄積させ、この回転エネルギーによって回転出力部４の巻取部４２に線状部材８を巻き取らせることができる。この線状部材８の巻き取りは、回動レバー３２の初期位置３０１から回動位置３０２への１回の回動操作を受けてバネ素材２１に蓄積される回転エネルギーによって行うことができる。これにより、電気、空気圧、油圧等のエネルギーを使用せずに無動力回転出力装置１を動作させることができる。
【００４４】
また、作業者は、回動レバー３２を回動操作してバネ素材２１に回転エネルギーを蓄積させた後には、直ちに無動力回転出力装置１から離れることができる。そのため、作業者による短時間の操作によって無動力回転出力装置１を動作させることができ、回転出力部４が線状部材８の巻き取りを行う間に、作業者は別の作業を行うことができる。
【００４５】
それ故、本例の無動力回転出力装置１によれば、電気、空気圧、油圧等のエネルギーを使用せず、かつ作業者による短時間の操作によって、所定長さの線状部材８の巻き取りを行うことができる。
【符号の説明】
【００４６】
１  無動力回転出力装置
１１  架台
１２  架台側滑車
２  渦巻バネ部
２１  バネ素材
２２  ケース
２３  回転軸
３  蓄積操作部
３１  回転ドラム
３２  回動レバー
３０１  初期位置
３０２  回動位置
３４  レバー側滑車
３５  紐部材
４  回転出力部
４２  巻取部
５  クラッチ部
５１  クラッチ入力部
５２  クラッチ出力部
５３  クラッチ側係合部
６  ウェイト部
６１  ウェイト側係合部
７  減速部材
７１  入力側プーリ
７２  出力側プーリ
７３  ベルト
８  線状部材
Ｄ１  捩り方向
Ｄ２  復元方向
【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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