(57)【要約】【課題】簡単な構造で、長時間の継続回転が可能で、電池等で駆動できる他、指等で押すことによって継続運転が可能な回転装置を提供する。【解決手段】シリンダー室１２及びシリンダー室１２の基側に連結されるクランク室１１と、シリンダー室１２内を往復移動するピストン１６と、ピストン１６及びクランク室１１に配置されたクランクアーム２５を連結するクランクロッド１７と、クランクアーム２５が装着されたクランク軸１５に設けられたフライホイル１８とを有する回転装置１０において、ピストン１６とシリンダー室１２の天井部３９との間に、ピストン１６上に基端部があり、天井部３９側に先端部があって、ピストン１６を押圧する弾性部材３３を備え、更に、弾性部材３３の先端部を、少なくともピストン１６の下降時に付勢する押圧手段３５を設けた。【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
シリンダー室及び該シリンダー室の基側に連結されるクランク室と、前記シリンダー室内を往復移動するピストンと、該ピストン及び前記クランク室に配置されたクランクアームを連結するクランクロッドと、前記クランクアームが装着されたクランク軸に設けられたフライホイルとを有する回転装置において、
前記ピストンと前記シリンダー室の天井部との間に、前記ピストン上に基端部があり、前記天井部側に先端部があって、前記ピストンを押圧する弾性部材を備え、更に、前記弾性部材の先端部を、少なくとも前記ピストンの下降時に付勢する押圧手段を設けたことを特徴とする回転装置。
【請求項２】
請求項１記載の回転装置において、前記押圧手段は、前記ピストンの動きに同期してオンとなる電磁石を有することを特徴とする回転装置。
【請求項３】
請求項１記載の回転装置において、前記押圧手段は、前記シリンダー室の先部から突出する押しボタンを有することを特徴とする回転装置。
【請求項４】
請求項１記載の回転装置において、前記押圧手段は、前記クランク軸の回転によって、前記弾性部材の先端部を押圧する偏芯カムを有することを特徴とする回転装置。
【請求項５】
請求項１〜４のいずれか１項に記載の回転装置において、前記弾性部材の先端側には、前記押圧手段を構成するスプリング受け部材が設けられていることを特徴とする回転装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、簡便な駆動力を用いて、又は自己の動力を補助的、また主体的に用いて回転運動を保持する回転装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来のレシプロエンジンは、シリンダーの中に往復動するピストンを設け、シリンダー内でガソリンを含んだ気体を吸気し、ピストンで圧縮し、気体を爆発させ、爆発気体を排気する工程を繰り返し、ピストンの往復運動を回転運動に変えるクランク機構を用いて、回転動力を得ている（特許文献１参照）。そして、クランク軸の外側端部には、フライホイル（弾み車）が設けられている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】特開平０６−３２３１５９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、ガソリンを使用して回転する機関では、フライホイルが高速回転し、ピストンの直径が２ｃｍを超えるものは回転力も強く、人が操作できるものではなかった。
【０００５】
本発明はかかる事情に鑑みてなされたもので、簡単な構造で、長時間の継続回転が可能で、電池等で駆動できる他、指等で押すことによって継続運転が可能な回転装置を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
前記目的に沿う本発明に係る回転装置は、シリンダー室及び該シリンダー室の基側に連結されるクランク室と、前記シリンダー室内を往復移動するピストンと、前記ピストン及び前記クランク室に配置されたクランクアームを連結するクランクロッドと、前記クランクアームが装着されたクランク軸に設けられたフライホイルとを有する回転装置において、
前記ピストンと前記シリンダー室の天井部との間に、前記ピストン上に基端部があり、前記天井部側に先端部があって、前記ピストンを押圧する弾性部材を備え、更に、前記弾性部材の先端部を、少なくとも前記ピストンの下降時に付勢する押圧手段を設けた。
なお、この回転装置において、最初はフライホイルは停止しているので、フライホイルを回転させるには、手動又は別の装置によってフライホイル（又は、クランク軸）を初期回転させることが好ましい。
【０００７】
また、本発明に係る回転装置において、前記押圧手段は、前記ピストンの動きに同期してオンとなる電磁石を有することもできる。
【０００８】
本発明に係る回転装置において、前記押圧手段は、前記シリンダー室の上部から突出する押しボタンを有することもできる。
【０００９】
本発明に係る回転装置において、前記押圧手段は、前記クランク軸の回転によって、前記弾性部材の先端部を押圧する偏芯カムを有することもできる。
また、本発明に係る回転装置において、前記弾性部材として圧縮スプリング、空気バネ、ゴム等が適用できる。
【００１０】
そして、本発明に係る回転装置において、前記弾性部材の先端側には、前記押圧手段を構成するスプリング受け部が設けられているのが好ましい。
【発明の効果】
【００１１】
本発明に係る回転装置は、ピストンとシリンダー室の天井部との間に、ピストン上に基端部があり、天井部側に先端部があって、ピストンを押圧する弾性部材を備え、更に、弾性部材の先端部を、少なくともピストンの下降時に付勢する押圧手段を設けているので、押圧手段の操作によって、ピストンの下降動作にエネルギーを与え、フライホイルの回転を長時間継続することができる。
【００１２】
特に、本発明に係る回転装置において、押圧手段が、ピストンの動きに同期してオンとなる電磁石を有する場合は、電池等による電力の補給によってフライホイルの継続回転を行うことができる。
【００１３】
本発明に係る回転装置において、押圧手段が、シリンダー室の先部から突出する押しボタンを有する場合は、押しボタンをピストンの下降に合わせて押圧することによって、フライホイルの継続回転が行える。
【００１４】
本発明に係る回転装置において、押圧手段が、クランク軸の回転によって、弾性部材の先端部を押圧する偏芯カムを有する場合は、ピストンが下降を開始した時期に弾性部材を押圧することになり、より長時間のフライホイルの継続回転を行うこともできる。
【００１５】
そして、本発明に係る回転装置において、弾性部材の先端側に、押圧手段を構成するスプリング受け部材を設けておくと、弾性部材への荷重伝達が容易となる。
【図面の簡単な説明】
【００１６】
【図１】（Ａ）、（Ｂ）はそれぞれ本発明の一実施の形態に係る回転装置の説明図である。
【図２】（Ａ）、（Ｂ）は同回転装置の動作の説明図である。
【図３】本発明の他の実施の形態に係る回転装置の説明図である。
【発明を実施するための形態】
【００１７】
続いて、添付した図面を参照しつつ、本発明を具体化した実施の形態について説明する。図１（Ａ）、（Ｂ）に示すように、本発明の一実施の形態に係る回転装置１０は、下部（基側）にクランク室１１が連結されたシリンダー室１２と、ハウジングを構成するクランク室１１に水平配置され、両側をベアリング１３、１４によって回転自由に支持されたクランク軸１５と、シリンダー室１２内を往復移動するピストン１６と、ピストン１６及びクランク軸１５を連結するクランクロッド１７と、クランク軸１５の片側に装着されたフライホイル１８とを有する。
【００１８】
ピストン１６は内側に水平軸２０を有して、水平軸２０にはベアリング又はブッシュからなる軸受２２、２３を介してクランクロッド１７の先部２４が回転自由に連結されている。クランクロッド１７の基端部はクランク軸１５の中央に設けられているクランクアーム２５の先部２６にある水平軸２７に、ベアリング又はブッシュからなる軸受２８、２９を介して回転自由に取付けられている。
【００１９】
ピストン１６とシリンダー室１２の天井部（天井部材）３９との間には、ピストン１６を押圧する弾性部材の一例である圧縮スプリング３３が設けられている。圧縮スプリング３３の基端部はピストン１６の上部に設けられたスプリング受け部３４上にある。圧縮スプリング３３の先端部には、押圧手段３５の一部品を構成する押圧受け部材３６が設けられている。押圧受け部材３６は圧縮スプリング３３の先端部が嵌入する円形受け座（スプリング受け部材の一例）３７とシリンダー室１２の天井部３９を貫通する押圧ロッド３８を有している。
【００２０】
この実施の形態では、平板状の天井部３９の上には、押圧手段３５の一部を形成するカム機構４０が設けられている。カム機構４０は、側板４１、４２に設けられた軸受４３、４４によって回転自由に支持されるカム軸４５とカム軸４５に支持される偏芯カム４６とを有している。カム軸４５の一端にはスプロケット４８が設けられ、クランク軸１５の一端に設けられているスプロケット４９とチェーン５０によって連結されている。スプロケット４８とスプロケット４９は同一歯数で、クランク軸１５の回転に合わせて偏芯カム４６が回転するようになっている。なお、この実施の形態においては、押圧手段３５は、押圧受け部材３６、カム機構４０（偏芯カム４６とカム軸４５）、スプロケット４８、４９、チェーン５０を有して構成されている。
【００２１】
続いて、この回転機構１０の動作について説明する。
フライホイール１８を手動又は電動で回転始動すると、クランク軸１５が回転し、クランクアーム２５も回転し、ピストン１６が図２（Ｂ）に示すように昇降する。ここで、ｄはクランクロッド１７の有効長さを、ｒはクランクアーム２５の有効半径の長さを示す。
ここで、偏芯カム４６は、ピストン１６が少なくとも上昇から下降に転じた時点で、押圧受け部材３６（直接には押圧ロッド３８）を押して、圧縮スプリング３３の先端部を押圧し、ピストン１６の下降を付勢する。
【００２２】
クランク軸１５には、フライホイル１８が設けられているので、クランク軸１５の回転を保持し、フライホイル１８は、円滑に回転する。図２（Ａ）は、ピストン１６の上下動の様子（即ち、ピストン１６にかかる荷重ｆ）を示すが、図に示すハッチングの部分ｈで、偏芯カム４６が圧縮スプリング３３を押圧している。
【００２３】
次に、図３を参照しながら、本発明の他の実施の形態に係る回転装置５２について説明する。図１に示す回転装置１０と相違する点は、回転装置１０においては、押圧手段３５にクランク軸１５によって駆動される偏芯カム４６を使用しているが、この回転装置５２においては、ピストン１２の動きに同期してオンとなる電磁石５３を用いている点である。
【００２４】
電磁石５３は、磁性体からなる円筒状コア５４とこれに巻かれたコイル５５を有し、クランクシャフト角度検出用リミットスイッチ５６（上限と下限検出用の２個を有する）に連結された制御部５８を介して適切な時間に間欠通電されている。ここで、５９はＤＣ電源となる電池を示す。円筒状コア５４内には、磁性体からなる駆動コア６０を有し、駆動コア６０は常時圧縮スプリング３３によって上位置に保持され、コイル５５の通電によって、下方に付勢される。この実施の形態において、圧縮スプリング３３の先端部に装着された押圧受け部材６２は、スプリング受け部材の一例となる円形受け部６３と円形受け部６３の上方に突出して配置されたロッド部６４とを有し、ロッド部６４の上に駆動コア６０が配置されている。
【００２５】
この回転装置５２においても、押圧受け部材６２は自由状態では、図２（Ｂ）に示す運動をするので、フライホイル１８の慣性回転によって、押圧受け部材６２が上死点を通過し、下死点に移行する時期を、クランクシャフト角度検出用リミットスイッチ（接点式又は無接点式）５６で検知し、一定時間タイマーでコイル５５に通電し、又は別のクランクシャフト角度検出用リミットスイッチ５６によって押圧受け部材６２が一定位置まで下がったことを確認して、コイル５５への通電を止める。これによって、ピストン１６は下降付勢されるので、クランク軸１５の回転が継続する。この実施の形態においては、押圧手段は、電磁石５３、押圧受け部材６２、駆動コア６０、制御部５８、電池５９、クランクシャフト角度検出用リミットスイッチ５６を有して構成されている。
【００２６】
この回転装置５２においては、通電可能なコイルを用いたが、押圧受け部材のロッド部の先端（図３において、ロッド部６４の上端）を平面状とし、この部分を人の手又は足の操作によって、間欠的（定期的）にタイミングをとって押圧することもでき、これによって、ピストン１６を適正時期に付勢し、フライホイル１８（即ち、クランク軸１５）の回転を継続させることができる。これによって、指又は足のリハビリ等にこの回転装置５２を使用できる。また、クランク軸１５に小型の発電機等を取付けて、玩具の駆動源とすることもできる。押圧手段は、シリンダー室の先部から突出する押しボタンであって、先端にロッド部（押しボタンの一部となる）を有して形成されている場合もある。
【００２７】
本発明は前記した実施の形態に限定されるものではなく、本発明の要旨を変更しない範囲でその構成を変更することもできる。
【符号の説明】
【００２８】
１０：回転装置、１１：クランク室、１２：シリンダー室、１３、１４：ベアリング、１５：クランク軸、１６：ピストン、１７：クランクロッド、１８：フライホイル、２０：水平軸、２２、２３：軸受、２４：先部、２５：クランクアーム、２６：先部、２７：水平軸、２８、２９：軸受、３３：圧縮スプリング、３４：スプリング受け部、３５：押圧手段、３６：押圧受け部材、３７：円形受け座、３８：押圧ロッド、３９：天井部、４０：カム機構、４１、４２：側板、４３、４４：軸受、４５：カム軸、４６：偏芯カム、４８、４９：スプロケット、５０：チェーン、５２：回転装置、５３：電磁石、５４：円筒状コア、５５：コイル、５６：クランクシャフト角度検出用リミットスイッチ、５８：制御部、５９：電池、６０：駆動コア、６２：押圧受け部材、６３：円筒受け部、６４：ロッド部
【図１】
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【図２】
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【図３】
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