(57)【要約】【課題】圧力を利用しながら、連続して動力を得る。【解決手段】圧縮空気貯蔵槽２８より送られる空気圧で回転軸１の軸心から外れた支点３を押圧すると、回転軸１が回転を始め、その支点３を押圧し続けると、回転軸１が連続して回転する。この回転運動を持続させるために、ピストン棒４，４’を進退させながら交互に扇状盤２，２’を摺接押圧し続ける。押圧時に生じる反力をピストン棒４，４’の進退に利用する。反力を受ける二つのピストン５，６の間に天秤棒２１と梃子棒２２，２３を配置し、一方のピストン５は反力を回転軸１の回転を助長するような機構に、他のピストン６は扇状盤２の湾曲外周面に外接し、常時摺接押圧しながらピストン棒４，４’が進退するように配置する。【選択図】    図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
回転軸に対しその軸心から外れた位置に扇状盤の中心部を取り付け、その扇状盤の湾曲外周面をピストン棒で押圧することにより前記回転軸に回転運動を起させ、この回転運動を持続させる、圧力を利用した連続可動機構であって、
前記回転軸に前記扇状盤を周方向に一定間隔で並列に、かつ前記回転軸の軸方向において隣り合う扇状盤同士が重複せぬよう交互に取り付け、前記ピストン棒を進退させながら隣り合う扇状盤の湾曲外周面を交互に摺接押圧し、前記回転軸の回転を持続させることを特徴とする圧力を利用した連続可動機構。
【請求項２】
前記ピストン棒が前記扇状盤の湾曲外周面を摺接押圧することにより前記ピストン棒に生じる反力を２つ以上のピストンで受け、その圧力を２つ以上の梃子棒で受けるようにして、前記梃子棒と前記梃子棒に装着された遊星歯車装置を、前記反力を前記回転軸の回転の助力とすると共に、前記扇状盤の湾曲外周面を前記ピストン棒が交互に摺接押圧しつつ進退可能なるように配置したことを特徴とする請求項１記載の圧力を利用した連続可動機構。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、圧力を利用した連続可動機構に関し、永存する圧力を利用することにより連続して動力を得ようとするものである。
【背景技術】
【０００２】
従来、動力として水力・風力・太陽光・火力・原子力が利用されている。しかし、いずれも建設費・原料費が高価であり、資源が限られ、立地条件も限られている。一方原子力については、安全性と廃棄物の処理について問題が山積している。
【０００３】
ところで、風圧を利用して動力を得る方法が知られている（例えば特許文献１参照）。
【特許文献１】特開２００５−１８０３０８号公報（段落００１０〜００１８及び図１〜図４）
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
このような風圧を利用する方法であれば、風がなければ動力を得ることができない。
【０００５】
そこで、本発明は、風がなくても、圧力を利用しながら、連続して動力を得ることができる、圧力を利用した連続可動機構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】
この課題を解決するための請求項１の発明は、回転軸に対しその軸心から外れた位置に扇状盤の中心部を取り付け、その扇状盤の湾曲外周面をピストン棒で押圧することにより前記回転軸に回転運動を起させ、この回転運動を持続させる、圧力を利用した連続可動機構であって、前記回転軸に前記扇状盤を周方向に一定間隔で並列に、かつ前記回転軸の軸方向において隣り合う扇状盤同士が重複せぬよう交互に取り付け、前記ピストン棒を進退させながら隣り合う扇状盤の湾曲外周面を交互に摺接押圧し、前記回転軸の回転を持続させることを特徴とする。
【０００７】
このようにすれば、圧縮空気貯蔵槽より給送された空気圧をピストン棒に作用させ、そのピストン棒によって（回転軸の軸心から外れた）扇状盤の湾曲外周面を押圧することにより、回転軸は回転運動を始める（図１参照）。次いで、前記ピストン棒が扇状盤の湾曲外周面終端に来ると、相対する扇状盤の湾曲外周面始端に相対するピストン棒が外接し、扇状盤の湾曲外周面を摺接押圧して回転運動を引き継ぐ。このように扇状盤の湾曲外周面を押圧するピストン棒が、相対する扇状盤の湾曲外周面を交互に摺接押圧を繰り返すことにより回転が継続され、空気圧がその動力源となる。
【０００８】
また、請求項２の発明は、前記ピストン棒が前記扇状盤の湾曲外周面を摺接押圧することにより前記ピストン棒に生じる反力を２つ以上のピストンで受け、その圧力を２つ以上の梃子棒で受けさせ、この梃子棒と梃子棒に装着された遊星歯車装置の配置によって、前記反力を回転軸回転の助力とすると共に、前記扇状盤の湾曲外周面を前記ピストン棒が交互に摺接押圧しつつ進退するように配置したことを特徴とする。つまり、押圧の際に生ずる反力の処理を案出したものである（図３、図４参照）。
【０００９】
このようにすれば、受圧面積の異なる３つのピストンと、梃子の原理を応用する２段に配置された梃子棒と衛星歯車装置の配置によって、押圧時に生じた反力を扇状盤の押圧を掌るピストン棒の進退と扇状盤回転の助力とに利用することができる。
【発明の効果】
【００１０】
本発明は、圧縮空気貯蔵槽から得た空気圧を極力逃さない構造としたので、必要な空気圧が維持される限り動力を生むことができる。本発明は、空気圧を動力に転換するために、動力発生に必要な原料を必要としないばかりか、安全性が高く公害もないため、立地条件に制約されることがない。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１１】
以下、本発明の実施の形態を図面に沿って説明する。
【００１２】
図１は本発明に係る圧力を利用した連続可動機構の動作原理を示す概略説明図、図２は同機構の概略構成を示す正面図である。
【００１３】
図１及び図２において、１は前記連続可動機構の回転部を掌る回転軸で、この回転軸１の回転運動が動力源となる。２，２’は扇状の板である扇状盤で、それらの中心部が回転軸１に周方向に一定間隔で並列に、かつ回転軸１の軸方向において隣り合うもの同士が重複せぬよう交互に取り付けられている。そして扇状盤２，２’の湾曲外周面がピストン棒４，４’で摺接押圧される。一方のピストン棒４，４’が扇状盤２，２’に摺接押圧している時は、他方のピストン棒４’，４は後退する。このピストン棒４，４’の突出（前進）と後退を交互に行わすため、扇状盤２，２’の位相をずらして配置される。ピストン棒４，４’は、シリンダー懸架装置３１に装着されたシリンダー７，７’に内装され、扇状盤２，２’の湾曲外周面を押圧し、回転軸１を回転させるものである。ピストン５，５’はシリンダー８，８’に内装され、ピストン棒４，４’の反力を受け、ピストン５，５’の力を受ける梃子棒２２の力点１２を押し上げるものである。なお、梃子棒２２は、支点１６、作用点１４、力点１２および滑子１８を有し、作用点１４に遊星歯車装置（具体的に図示せず）が内在する。シリンダー懸架装置３１は、シリンダー７，７’を懸架し、押圧ピストン３０の上下動に連動する。
【００１４】
扇状盤２，２’の支点は、回転軸１の軸心から外れる扇状盤２，２’の中心部となる点で、回転軸１に取り付けられる。扇状盤２，２’の中心部である支点３が、回転軸１の軸心から外れているため、扇状盤２，２’の湾曲外周面をピストン棒４，４’で押圧すれば、回転軸１は回転を始める。この回転運動を持続させるには、例えばピストン棒４’が扇状盤２’の終端に到達した時には、相対する扇状盤２の始端上にピストン棒４が到達し（図１下部を参照）、ピストン棒４’が扇状盤２’から外れた途端に、ピストン棒４が扇状盤２の湾曲外周面に摺接押圧するため、回転軸１の回転は引き継がれ、回転は持続する。
【００１５】
このように、本発明に係る機構は、ピストン棒４，４’の押圧の方向を回転軸１の軸心から外すことを特徴とするものである。
【００１６】
図３および図４は、ピストン棒４の進退を掌り、ピストン棒４の押圧時に生じる反力を有効に利用することを特徴とする機構の説明図である。図４は図２の一部を拡大した説明図であり、梃子の原理を応用した支点・力点・作用点と３つのシリンダーの位置を側面から見た説明図である。
【００１７】
図３は上記の機構の上面図で、ピストン棒４，４’を内蔵するシリンダー７，７’、ピストン５，５’を内蔵するシリンダー８，８’、それにピストン６，６’を内蔵するシリンダー９，９’とは潤滑油パイプ１０によりそれぞれ連通していることを示す。
【００１８】
ピストン６，６’は、ピストン棒４，４’の反力を受け、ピストン６，６’の力を受ける梃子棒２３の力点１３を押すが、ピストン５，５’の力に押し負け、押し下げられる。梃子棒２３は、支点１７、作用点１５および力点１３を有する。
【００１９】
潤滑油パイプ１０は、シリンダー７，８，９およびシリンダー７’，８’，９’内の潤滑油の各々をつなぐパイプであるが、シリンダー懸架装置３１が上下動するため、パイプの一部に柔軟材を使うことが望ましい。なお、シリンダー７，８，９はピストン棒４，５，６の往復動を支え、シリンダー７’，８’，９’はピストン棒４’，５’，６’の往復動を支えるものである。
【００２０】
反力を有効利用する方法は、例えば、シリンダー９内部の潤滑油を、シリンダー８とシリンダー７の２ヶ所に配ることである。そのためには、シリンダー９内のピストン６の可動幅を大きくして大量の潤滑油を送出しなければならない。
【００２１】
その方法として天秤棒２１の中心を支点１１として等距離の位置に、天秤棒２１の末端で梃子棒２２を支える梃子棒２２の作用点１４と、天秤棒２１の末端で梃子棒２３を支える梃子棒２３の作用点１５を設定する。天秤棒２１は、支点１１から等距離にある梃子棒２１の作用点１４と、梃子棒２３の作用点１５を天秤にかける棒で、その支点１１は、梃子棒２２，２３の作用点１４，１５を支えるものである。
【００２２】
次いで、梃子棒２２の支点１６を力点１２の反対側に設定し、梃子棒２２の作用点１４の部分には遊星歯車装置を内在させ、力点１２の可動幅を縮小させると共にピストン５の可動幅も縮小させる。
【００２３】
一方、梃子棒２３の支点１７と作用点１５との長さは、梃子棒２２の支点１６と作用点１４との長さと等距離に設定するが、梃子棒２３の作用点１５と力点１３との長さは、梃子棒２２の作用点１４と力点１２との長さより短くして、力点１３に加わる力が力点１２に加わる力より小さくなるように設定する。
【００２４】
この１本の天秤棒２１と２本の梃子棒２２，２３の組み合せによって、ピストン棒４が扇状盤２を押圧した時に生じる反力は、ピストン５とピストン６に等量に加わるが、ピストン５は作用点１４と力点１２との長さがピストン６の作用点１５と力点１３の長さより長いため、力点１２に加わる力は力点１３に加わる力に打ち勝って力点１３を押し下げ、ピストン６をも押し下げる。
【００２５】
これによってシリンダー９内部の潤滑油は送出されてシリンダー８とシリンダー７に向うが、遊星歯車装置を内在する梃子棒２２の力点１２の可動幅が小さいため、シリンダー９内部の潤滑油の全てがシリンダー８に収容されず、余剰の潤滑油はシリンダー７に給送され、ピストン棒４を進退させる。
【００２６】
ピストン棒４，４’を進退させ、隣り合う扇状盤２，２’の湾曲外周面を交互に摺接押圧しながら回転軸１を回転させる。シリンダー８に給送された潤滑油は、ピストン５を押して梃子棒２２の力点１２を押し上げ、梃子棒２２の末端にある円筒ウォームギヤ２４の滑子１８をピストン５と同じ軸方向に押す。この滑子１８は、円筒ウォームギヤ２４のおねじを嵌めるめねじを内装し、梃子棒２２の末端にあって軸運動をする。円筒ウォームギヤ２４は、軸両端に内歯車１９，２０を嵌設し、滑子１８および回転盤２７の動きに従って回転する。回転盤２７は回転軸１に取り付けられ、内側にはラック２５，２６、および扇状盤２，２’が取り付けられ、回転軸１と共に回転する。ラック２６は、回転盤２７の内側面に取り付けられ、歯は回転盤２７の外周に向かい、内歯車２０の外周と噛合う。
【００２７】
滑子１８が内接する円筒ウォームギヤ２４を軸方向に押す力は、回転軸１と同じ方向の回転を与え、円筒ウォームギヤ２４末端の内歯車１９とラック２５を通し、扇状盤２を回転軸１の回転に協動させる。つまりピストン棒４が扇状盤２を動かす方向も、反力から生じた回転方向も同じであり、回転軸１の回転は助長される。なお、内歯車２０は、円筒ウォームギヤ２４の末端に取り付けられ、回転盤２７の内面に取り付けられたラック２６と噛合され、回転盤２７を回転させる。ラック２５は、回転盤２７の内側面に取り付けられ、歯は回転軸１の方向に向かい、内歯車１９の外周と噛合う。
【００２８】
図４は天秤棒と梃子棒を組み合せた該装置の縦断面図であり、シリンダー９から送出された潤滑油の流れを図示している。
【００２９】
図１、図２、図３および図４に示すピストン棒４は、扇状盤２の湾曲外周面を摺接押圧しながら突出するが、この間に相対するピストン棒４’を、ピストン５，６に相対するピストン５’，６’の負圧が後退させ、次の扇状盤２’の湾曲外周面の始端上部に至らせる。
【００３０】
ピストン棒４が扇状盤２の湾曲外周面の終端から外れると、ピストン棒４’が次の扇状盤２’の湾曲外周面の始端に外接し、摺接押圧し始めるため、ピストン棒４の摺接押圧はピストン棒４’に引き継がれ、回転軸１の回転は持続される。
【００３１】
但し、ピストン棒４’が次の扇状盤２’の湾曲外周面の始端を押圧し始めたならば、その時の反力はピストン５’を圧し、力点１２と滑子１８を押し返し、円筒ウォームギヤ２４は逆回転を始める。この逆回転を有効に利用するためには、内歯車２０に従動するラック２７の取り付け位置を、ラック２５とは天地を逆に取り付け、内歯車２０の逆回転を回転軸１の回転と同じ方向にする。なお、内歯車２０は、内歯車１９と同じ動きをするが、回転方向が内歯車１９とは反対であり、内径も小さい。
【００３２】
装置全体の動きの一つとして、ピストン棒４の動きと圧縮空気貯蔵槽２８からの空気圧の処理を説明するのが図５および図６であり、該装置の中央部を前面側から図示したものである。圧縮空気貯蔵槽２８は、圧縮空気を貯蔵し、空気圧を各押圧シリンダー２９に給送するようになっている。押圧シリンダー２９は、圧縮空気貯蔵槽２８から給送された空気圧を、押圧ピストン３０に給送するようになっている。押圧ピストン３０は、押圧シリンダー２９の空気圧をシリンダー懸架装置３１に伝達し、ピストン棒４あるいは４’を扇状盤２あるいは２’の湾曲外周面に外接押圧する。３２は押圧シリンダー支持盤で、押圧シリンダー２９を支持すると共に、装置本体支持盤３３に装着され、各支持盤３４，３５，３６と共に、装置本体を強化する。
【００３３】
３３は装置本体支持盤で、右の装置本体支持盤３３をもって各シリンダー８，８’，９，９’、および各梃子棒２２，２３、天秤棒２１、円筒ウォームギヤ２４などを配設し、回転部である回転軸１とそれに取り付ける回転盤２７を軸架する。３４，３５，３６は支点１１，１６，１７の支持盤で、天秤棒２１の支点１１、梃子棒２２の支点１６および梃子棒２３の支点１７がそれぞれ装置本体支持盤３３に固定される。
【００３４】
３７は内歯車１９、内歯車２０および円筒ウォームギヤ２４の支持盤で、内歯車１９，内歯車２０および円筒ウォームギヤ２４は、押圧シリンダー支持盤３２を通して装置本体支持盤３３に固定され、ラック２５，２６の駆動に携わる。
【００３５】
圧縮空気貯蔵槽２８からの空気圧は、空気圧パイプ３８（圧縮空気貯蔵槽２８内の空気圧を、各押圧シリンダー２９に送るパイプ）を介して押圧シリンダー２９内の押圧ピストン３０（図６参照）を押し下げ、シリンダー懸架装置３１を経てピストン棒４にて扇状盤２を押圧し回転軸１を回転させる。
【００３６】
一方、反力によってピストン棒４は突出するが、ピストン棒４の突出は扇状盤２の湾曲外周面で止められているため、給送される余分の潤滑油は押圧ピストン３０を押し戻し、ピストン棒４’を扇状盤２’の上端の上部に押し上げる。
【００３７】
続いてピストン棒４が扇状盤２の湾曲外周面の終端から外れると、押圧ピストン３０はシリンダー懸架装置３１全体を押し下げ、ピストン棒４’を扇状盤２’湾曲外周面の始端に外接押圧する。この動きの繰り返しが回転軸１を連続的に回転させ、圧縮空気貯蔵槽２８の空気圧が存在する限り回転軸１を回転させ続ける。
【図面の簡単な説明】
【００３８】
【図１】本発明に係る圧力を利用した連続可動機構の動作原理を示す概略説明図である。
【図２】同機構の概略構成を示す正面図である。
【図３】上記の機構の上面図である。
【図４】図２の一部を拡大した説明図である。
【図５】ピストン棒の動きと圧縮空気貯蔵槽からの空気圧の処理を説明する説明図である。
【図６】ピストン棒の動きの説明図である。
【符号の説明】
【００３９】
１  回転軸
２  扇状盤
３  扇状盤の支点
４  ピストン棒
５  ピストン
６  ピストン
７  シリンダー
８  シリンダー
９  シリンダー
１０  潤滑油パイプ
１１  天秤棒２１の支点
１２  梃子棒２２の力点
１３  梃子棒２３の力点
１４  梃子棒２２の作用点
１５  梃子棒２３の作用点
１６  梃子棒２２の支点
１７  梃子棒２３の支点
１８  滑子
１９  内歯車
２０  内歯車
２１  天秤棒
２２  梃子棒
２３  梃子棒
２４  円筒ウォームギヤ
２５  ラック
２６  ラック
２７  回転盤
２８  圧縮空気貯蔵槽
２９  押圧シリンダー
３０  押圧ピストン
３１  シリンダー懸架装置
３２  押圧シリンダー支持盤
３３  装置本体支持盤
３４  支点１１の支持盤
３５  支点１６の支持盤
３６  支点１７の支持盤
３７  内歯車１９、内歯車２０および円筒ウォームギヤ２４の支持盤
３８  空気圧パイプ
【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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