ラチェット機構及び発電機を駆動するための発電機駆動装置
【課題】打音の発生を抑制でき、使用環境を問わない汎用性の高いラチェット機構及発電機用駆動装置を提供する。
【解決手段】外周部にギア部が刻設され、回転可能に支持されるラチェットギア組立体と、前記ラチェットギア組立体の回転を一方向に規制するように前記ギア部と噛み合う爪部を有するストッパと、前記ギア部と爪部とが衝突することで生じる打音を抑制する打音抑制手段と、を備え、前記打音抑制手段は、樹脂材料から形成されることを特徴とするラチェット機構及び発電機を駆動するための発電機駆動装置。
【解決手段】外周部にギア部が刻設され、回転可能に支持されるラチェットギア組立体と、前記ラチェットギア組立体の回転を一方向に規制するように前記ギア部と噛み合う爪部を有するストッパと、前記ギア部と爪部とが衝突することで生じる打音を抑制する打音抑制手段と、を備え、前記打音抑制手段は、樹脂材料から形成されることを特徴とするラチェット機構及び発電機を駆動するための発電機駆動装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、主としてラチェット機構及び発電機を駆動するための発電機駆動装置に関し、ストッパとラチェットギア組立体とが衝突する際に生じる打音の発生を抑制できるラチェット機構及び発電機を駆動するための発電機駆動装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来より、ラチェット機構は、工具、計測器、工作機械、原動機、発電機といった種々の技術分野で利用されている。
【０００３】
例えば、特許文献１は、発電機を駆動するための発電機駆動装置に適用された従来のラチェット機構を開示する。錘昇降用チェーンが二次シャフトに支持されたスプロケットに掛け回されている。スプロケットは、回転可能なハウジングに設けられた金属製のストッパと金属製のラチェットギアとを備えるラチェット機構によって、二次シャフトに対して錘が上昇する方向にのみ回転するように支持されている。
【０００４】
上記構成の発電機駆動装置では、錘を上昇させるときにラチェット機構のハウジングが回転する方向では、ストッパがラチェットギアに噛み合わず、ラチェットギアは回転せず二次シャフトに対して回転力が伝達されない。反対に、錘が下降するときには、ラチェット機構のハウジングが回転する方向では、ストッパがラチェットギアに噛み合い、ラチェットギアの回転力が二次シャフトに伝達され、二次シャフトに連結された発電機により発電がなされる。
【０００５】
【特許文献１】特開２００７−２０５２６６号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
しかしながら、従来のラチェット機構では、ラチェットギアとストッパとが噛み合う方向に回転する際には、その噛み合う時の打音が生じ、そして、ラチェットギアとストッパとが噛み合わない方向に互いに相対回転するとき、ラチェットギアのギア部とストッパの爪部とが衝突することにより打音が発生する。この打音の大きさによっては、場所や時間といった観点から、ラチェット機構及び発電機駆動装置の使用が制限される可能性がある。
【０００７】
そこで、本発明は、打音の発生を抑制でき、使用環境を問わない汎用性の高いラチェット機構及びラチェット機構を備える発電機用駆動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】
【０００８】
上記課題を解決するための本発明のラチェット機構の第１の態様は、外周部にギア部が刻設され、回転可能に支持されるラチェットギア組立体と、前記ラチェットギア組立体の回転を一方向に規制するように前記ギア部と噛み合う爪部を有するストッパと、前記ギア部と爪部とが衝突することで生じる打音を抑制する打音抑制手段と、を備え、前記打音抑制手段は、樹脂材料から形成されること特徴とする。
【０００９】
さらに、本発明のラチェット機構の第２の態様によれば、前記打音抑制手段は、前記ギア部及び前記爪部の少なくとも一方の所定領域に形成され、前記所定領域とは、前記ギア部と爪部とが互いに接触する領域であることを特徴とする。
また、本発明のラチェット機構の第３の態様によれば、前記打音抑制手段は、前記ラチェットギア組立体と同心で回転可能に支持される打音抑制ギアであり、前記打音抑制ギアは、前記ラチェットギア組立体の外周部と相似形状で僅かに大きく寸法づけされた外周部を有し、前記ストッパの爪部は、前記ラチェットギア組立体のギア部より先に、前記打音抑制ギアのギア部に衝突すること特徴とする。
【００１０】
さらに、本発明のラチェット機構の第４の態様によれば、前記ラチェット組立体は同心で一体的に回転する２つのラチェットギアを有し、前記打音抑制ギアは前記２つのラチェットギアに挟まれるように配置されることを特徴とする。
【００１１】
さらに、上記課題を解決するための本発明の発電機を駆動するための発電機駆動装置の第１の態様は、２つの錘と、前記２つの錘にそれぞれ連結される牽引部材と、駆動源からの駆動力により回転する駆動端と、前記駆動端に対する従動端と、前記駆動端と前記従動端との間に架け渡され往復運動する無端移動部材と、を有する２つの無端搬送手段と、前記無端移動部材に連結され、前記牽引部材に引張力を付与することにより前記２つの錘を上昇させる錘上昇手段と、前記錘上昇手段により前記２つの錘が交互に上昇するように前記駆動源からの駆動力を前記駆動端に伝達する駆動力伝達機構と、前記発電機を駆動するために前記発電機の入力部と前記従動端とに連結され、回転自在に支持される出力側シャフトと、前記出力側シャフトを所定方向にのみ回転させるように、前記出力側シャフトと前記２つの従動端との間に介在する、第１乃至第４の態様のいずれかに記載のラチェット機構と、を備えることを特徴とする。
【００１２】
さらに、本発明の発電機を駆動するための発電機駆動装置の第２の態様によれば、前記錘上昇手段は、一端部と他端部との間で支持され、前記一端部に前記牽引部材を介して前記錘が連結されている２つのアームを有し、前記２つのアームの他端部が前記無端移動部材に連結されることで、てこの作用を利用して前記錘を上昇させることを特徴とする。
【発明の効果】
【００１３】
本発明によれば、打音発生防止手段を備えているので、ラチェット機構の作動時に生じる打音の発生を抑制できる。よって、使用環境を問わず汎用性の高いラチェット機構及び発電機を駆動するための発電機駆動装置を提供することができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１４】
（実施形態）
以下、本発明の実施形態に係るラチェット機構の実施形態について、図１乃至図４を参照しつつ説明する。図１は、実施形態に係るラチェット機構１の正面一部断面図、図２は、図１の線Ｉ−Ｉに沿った断面図、図３は、ラチェットギア組立体５及び打音抑制ギア１１の正面図、図４は、図３の線ＩＶ−ＩＶに沿った断面図である。
【００１５】
図１及び図２に示すように、実施形態のラチェット機構１は、主として、外周部にギア部３が刻設され、回転可能なラチェットギア組立体５と、ラチェットギア組立体５の回転を一方向に規制するようにギア部３と噛み合う爪部７を有するストッパ９と、ギア部３と爪部７とが衝突することで生じる打音を抑制する打音抑制手段、すなわち打音抑制ギア１１と、を備える。
【００１６】
まず、ラチェットギア組立体５及び打音抑制ギア１１について図３、図４を参照しつつ説明する。
【００１７】
ラチェット組立体５は、第１のラチェットギア１３と第２のラチェットギア１５とを備える。打音抑制ギア１１は、第１のラチェットギア１３と第２のラチェットギア１５との間に挟まれるようにして配置される。第１のラチェットギア１３と、第２のラチェットギア１５とは、互いに同形状、同寸法の円盤状であるので、第２のラチェットギア１５について説明する。第２のラチェットギア１５は、その外周部に等間隔で刻設された複数の歯により構成されるギア部３を有する。
【００１８】
ギア部３の各歯は、直径方向に所定長さで延在する係合面１７ａと、係合面１７ａの頂点（歯先部）２３ａから隣りの歯の係合面１７ｂの最下点（歯底部）２３ｂまで延在し、半径方向外方に凸状に湾曲する湾曲面２５と、により画成されている。
【００１９】
打音抑制ギア１１は、第２のラチェットギア１５の外周部とほぼ相似形状で、わずかに大きく寸法付けされた外周部を有する。すなわち、打音抑制ギア１１の外周部には、等間隔で複数刻設された歯により構成されるギア部２７を有する。また、先に説明した第２のラチェットギア１５のギア部３と同様に、ギア部２７の各歯は、径方向に延在する係合面２９ａと、歯先部から隣りの歯の歯底部まで延在する湾曲面３１と、から画成される。
【００２０】
さらに、第１のラチェットギア１３、第２のラチェットギア１５及び打音抑制ギア１１のそれぞれには、その中心に回転軸３９（図１、２参照）を収容するための軸方向に貫通する貫通穴３３、３５、３７が穿孔されている。また、打音抑制ギア１１は、第１のラチェットギア１３と第２のラチェットギア１５との間に幅方向に挟んだ状態で、回転軸３９に固定される。従って、第１のラチェットギア１３と第２のラチェットギア１５、打音抑制ギア１１は、同心で一体的に回転する。
【００２１】
また、ラチェットギア組立体５と打音抑制ギア１１とが回転軸３９に固定された状態は、図３、４に示されるように、打音抑制ギア１１のギア部２７が、第１のラチェットギア１３、第２のラチェットギア１５より半径方向外方に突出している。
【００２２】
なお、第１のラチェットギア１３と第２のラチェットギア１５は、その厚さ寸法（図４の横方向長さ）を同じとし、打音抑制ギア１１の厚さ寸法は第１のラチェットギア１３と第２のラチェットギア１５より大きくしているが、寸法はギアに必要な剛性、負荷等を考慮して適宜変更できることは言うまでもない。
【００２３】
第１のラチェットギア１３、第２のラチェットギア１５及びストッパ９の材料としては、剛性、負荷等を考慮して鉄などの金属を適宜使用できる。特に、高負荷、高回転といった厳しい条件下で使用する場合には、炭素鋼及び合金鋼などを使用できる。
【００２４】
また、打音抑制ギア１１は、樹脂を用いることができる。特に摩擦係数が小さく、適度な剛性を有する、超高分子量ポリエチレン材（ＵＨＭＷ−ＰＥ）、ＭＣナイロン材、テフロン（登録商標）と称されるポリフッ化エチレン系材料等を使用できる。
【００２５】
再度、図１、２を参照して、ラチェット機構１のその他の構成要素について説明する。ラチェットギア組立体５及び打音抑制ギア１１を収容するハウジング２１は、中空円盤状のハウジング本体部２２と、ハウジング本体部２２に設けられストッパ９を収容するストッパ収容部４１と、を有する。
【００２６】
ハウジング本体部２２には、その回転中心に沿って回転軸３９をハウジング本体部２２の内部に延在させるための軸穴１９が設けられている。ハウジング本体部２２の軸穴１９が設けられている面にはチェーンを巻回できるスプロケット４７が設けられている。
【００２７】
ラチェットギア組立体５及び打音抑制ギア１１は、ハウジング２１に対して相対回転可能に支持される回転軸３９に固定される。ハウジング本体部２２の外周部には、ストッパ収容部４１が径方向外方に突出して設けられている。ストッパ収容部４１内には、ストッパ９がハウジング本体部２２の径方向（図１、２の上下方向）に移動可能に配置されている。
【００２８】
ストッパ９は、四角柱状の基部４３と、基部４３の一端部に設けられ、ラチェットギア組立体５を係止する爪部７と、を有する。爪部７は、ハウジング本体部２２の径方向に沿って延びラチェット組立体５のギア部３の係合面１７ａ（図３、４参照）に当接する係止面７ａと、ハウジング本体部２２の径方向に対して傾斜し、係止面７ａに接続する傾斜面７ｂと、を有する。
【００２９】
ストッパ９は、爪部７に対向する基部４３の端部において、ばね４５の一端部が装着されている。また、ばね４５の他端部は、ストッパ収容部４１の頂部４１ａに装着されている。さらに、ストッパ９がストッパ収容部４１内からハウジング本体部２２内に突出するように、ストッパ９に付勢力が掛かった状態になっている。従って、ストッパ９の爪部７は常に打音抑制ギア１１のギア部２７の外周に接触する方向に移動する。
【００３０】
ハウジング２１を矢印Ｒ方向に回転させると、爪部７の係止面７ａと、ラチェットギア組立体５の係合面１７ａ（１４ａ）及び打音抑制ギア１１の係合面２９ａとが噛み合い、ハウジング２１の回転力がラチェットギア組立体５に伝達され、最終的に回転力は回転軸３９に伝達される。反対に、ハウジング２１を矢印Ｒ方向に対向する方向に回転させると、ストッパ９の係止面７ａは、ラチェット組立体５の係合面１７ａ（１４ａ）及び打音抑制ギアの係合面２９ａに噛み合うことなく空転し、ハウジング２１の回転力は、ラチェットギア組立体５に伝達されない。
【００３１】
ところで、図１のＲ方向の回転力がハウジング２１に伝達されると、ラチェットギア組立体５及び打音抑制ギア１１にストッパ９が噛み合う。この時、爪部７の係止面７ａは、まず、第１ラチェットギア１３及び第２のラチェットギア１５より外径の大きい打音抑制ギア１１の係合面２９ａに係合する。そして、打音抑制ギア１１が、ストッパ９による荷重により撓むことで、最終的に第１ラチェットギア１３の係合面１４ａ及び第２のラチェットギア１５の係合面１７ａに係合する。
【００３２】
このように、金属製であるストッパ９からの衝撃を打音抑制ギア１１が吸収した後に、ストッパ９が金属製である両ラチェットギア１３、１５に衝突する際には、衝撃が和らいでいるので、ストッパ９とラチェットギア組立体５との間で発生する打音を抑制することができる。
【００３３】
また、図１において、Ｒ方向に対向する方向にハウジング２１が回転すると、爪部７を画成する傾斜面７ｂが打音抑制ギア１１の湾曲面３１（図３参照）を摺動し、係合面１７ａを飛び越え、隣の湾曲面に衝突することになる。この場合でも、ストッパ９の爪部７が、打音抑制ギア１１上を摺動するか、第１のラチェットギア１３及び第２のラチェットギア１５に当接するにしても、打音抑制ギア１１により衝撃が和らいでいるので、ラチェットギア組立体５とストッパ９との間で生じる打音を格段に抑制することができる。
【実施例】
【００３４】
次に、上記説明した実施形態に係るラチェット機構１を発電機駆動装置に適用した実施例について図５、６を参照して説明する。図５は、実施例に係る発電機駆動装置１０１の概略構造を示す平面図であり、図６は、実施例に係る発電機駆動装置１０１の概略構造を示す正面図である。なお、図５では、一部構成を別個に示し、図６では、発電機駆動装置１０１の構成を明確にするため第２の揺動アーム２１１、移動ピン１６７、錘昇降チェーン２０７を一点鎖線で示している。また、構造の明瞭化のため、フレームや軸受などは、図面から割愛している。
【００３５】
発電機駆動装置１０１は、駆動源である駆動モータ１０９の駆動力を発電機１０３に伝達するために用いるものである。発電機駆動装置１０１は、主として、２つの錘１０５、２０５と、それぞれ一端部が錘１０５、２０５に連結された錘昇降チェーン（牽引部材）１０７、２０７と、駆動モータ１０９からの駆動力により回転する駆動端である第６のスプロケット１４７と、第６のスプロケット１４７に対する従動端である第７のスプロケット４７と、第６のスプロケット１４７と第７のスプロケット４７との間に架け渡され往復運動する無端移動部材である第３のチェーン１５１と、を有する２つの無端搬送手段と、第３のチェーン１５１に連結され、各錘昇降チェーン１０７、２０７に外力を作用させることで各錘１０５、２０５を吊り上げるように動作させる錘昇降手段である第１及び第２の揺動アーム１１１、２１１と、第１及び第２の揺動アーム１１１、２１１により２つの錘１０５、２０５が交互に上昇するように駆動モータ１０９からの駆動力を第６のスプロケット１４７に伝達する駆動力伝達機構と、発電機１０３を駆動するためにその入力部であるシャフト１５９と第７のスプロケット４７とに連結され、回転自在に支持される出力側シャフト３９と、出力側シャフト３９を所定方向にのみ回転させるように、出力側シャフト３９と第７のスプロケット４７との間に介在するラチェット機構１と、を備える。
【００３６】
駆動力伝達機構は、２つの錘１０５、２０５が、それぞれ連結されている揺動アーム１１１、２１１を揺動させる無端搬送手段に対して、駆動力を伝達する駆動力伝達経路を有している。２つの錘１０５、２０５を揺動させる構成は、図５に示すように左右対称であり、その動作は多くの場合共通するので、駆動力がモータ１０９から第１の揺動アーム１１１まで伝わる経路を中心として説明する。
【００３７】
まず、駆動モータ１０９の回転力は、駆動モータ１０９のシャフト１１０に連結された第１のスプロケット１１３に伝達される。さらに、回転力は、第１のスプロケット１１３に巻回されている第１のチェーン１１７を介して、第２のスプロケット１１５に伝達される。第２のスプロケット１１５は、回転可能に支持される分岐シャフト１１９の外周面に固定され、分岐シャフト１１９は、第２のスプロケット１１５と一体的に回転する。
【００３８】
分岐シャフト１１９の軸方向における両端部には、それぞれ第３のスプロケット１２１、第４のスプロケット１２３が固定されている。従って、分岐シャフト１１９が回転すると、第３及び第４のスプロケット１２１、１２３が回転する構成である。この分岐シャフト１１９により、モータ１０９からの回転力は、第１の揺動アーム１１１及び第２の揺動アーム２１１それぞれへ分岐されることになる。
【００３９】
第３のスプロケット１２１の回転力は、第２のチェーン１２５を介して、第５のスプロケット１２７に伝達される。第５のスプロケット１２７は、回転自在に支持される第１のシャフトの外周部に固定されている。また、シャフトには、回転を一方向にのみ伝達するための公知のラチェット部材１３１が連結されている。
【００４０】
具体的には、ラチェット部材１３１は、シャフトに固定され回転自在に支持されるハウジングと、ハウジング内でハウジングに対して相対回転可能に配置されるラチェットギアと、ハウジングが一方向に回転するとラチェットギアに噛み合い、反対方向に回転するとラチェットギアの外周面を摺動する、ハウジングに固定されたストッパと、を備える。ハウジングが一方向に回転すると、ハウジングとハウジング内のラチェットギアが一体的に回転し、当該ラチェットギアを回転自在に支持する図示しないシャフトに回転力が伝達される。
【００４１】
さらに、図示しないラチェットギアには、切り欠きギア１３５が同心に固定されている。従って、切り欠きギア１３５とラチェット部材１３１のギアは一体的に回転する。ここで、切り欠きギア１３５とは、ギアの外周部の一部に歯が刻設されているものである。
【００４２】
また、切り欠きギア１３５からの回転力を伝達する第１のギア１３７が回転自在に支持されている。第１のギア１３７は、切り欠きギア１３５と噛み合うことにより、回転力が伝達される。
【００４３】
前述したとおり、切り欠きギア１３５の外周部の一部には、周方向において歯１３５ａが刻設されている。よって、切り欠きギア１３５が回転すると、歯１３５ａが第１のギア１３７に噛み合っているときに、回転力が切り欠きギア１３５から第１のギア１３７に伝達され、歯１３５ａが刻設されていない部分と第１のギア１３７とが対面すると、切り欠きギア１３５と第１のギア１３７との噛み合いは解放され、切り欠きギア１３５の回転力は第１のギア１３７に伝達されない。
【００４４】
第２のギア１３９は、回転自在に支持されている第１のシャフト１４５の一端部に固定され、第６のスプロケット１４７が他端部に固定されている。さらに、第６スプロケット１４７とその回転軸が平行になるように第７のスプロケット４７が回転自在に配置され、第６及び第７のスプロケット１４７、４７には、第３のチェーン１５１が掛け回されている。この第６及び第７のスプロケット１４７、４７及び第３のチェーン１５１が無端搬送手段を構成し、第６のスプロケット１４７の回転力が第７のスプロケット４７へと伝達される。
【００４５】
第３のチェーン１５１には、後述する移動ピン１６３が固定されている。第３のチェーン１５１の回動に伴って、移動ピン１６３が第６及び第７のスプロケット１４７、４７間を移動する。移動ピン１６３は、揺動アームに１１１に連結されている。移動ピン１６３の構成及び動作は後述する。
【００４６】
なお、第６のスプロケット１４７及び第７のスプロケット４７は、同一形状であり、鉛直方向においてそれらの回転中心が互いに平行になるように配置されているので、図５中では、本来第６のスプロケット１４７は第７のスプロケット４７に隠れて見えない。しかし、構造を明確に示すため、第３のチェーン１５１を切断し、第７のスプロケット４７から発電機１０３まで駆動力を伝える構成を別個に一点鎖線の下に示している。
【００４７】
また、第７スプロケット４７を回転可能に支持する回転軸（出力側シャフト）３９の一端部に、実施形態において説明したラチェット機構１が装着されている。回転軸３９の他端部には、第２の揺動アーム２１１に関連するスプロケット４８及びラチェット機構２が装着されている。ラチェット機構２及び従動スプロケット４８は、ラチェット機構１及び第７のスプロケット４７と向きが異なるのみで形状、動作は同じである。すなわち、第７のスプロケット４７と従動スプロケット４８の矢印Ｒ方向への回転力が回転軸３９へ伝達される構成である。
回転軸３９のほぼ中央部には、第８のスプロケット１５３が固定されている。第４のチェーン１５７を介して第８のスプロケット１５３の回転力が第９のスプロケット１５５へ伝達される。第９のスプロケット１５５は、発電機１０３のシャフト（入力部）１５９に固定されているので、発電機１０３へ回転力が伝達される。
【００４８】
図６を参照して、錘１０５、２０５が錘昇降チェーン１０７、２０７を介して連結される第１の揺動アーム１１１と第２の揺動アーム２１１について説明する。なお、第１及び第２の揺動アーム１１１、２１１及びそれに関連する部材は、配置が異なるが、図５に示したように、両者は左右対称の構成であり、動作は互いに同じであるので、第１の揺動アーム１１１についてのみ説明する。
【００４９】
第１の揺動アーム１１１は、所定長さを有する棒部材である。錘昇降チェーン１０７が連結されている一端部１１１ａに対向する他端部１１１ｂには、長手方向に対向する曲面と短手方向に対向する平面により画成される貫通穴、すなわちピン用穴１６１が設けられている。また、第１の揺動アーム１１１は、他端部１１１ｂに近い部分を支点ｐ（中心）として回動可能に支持されている。支点ｐをこのように位置決めすることで、錘１０５、２０５を持ち上げるためにてこの作用を利用できる。
【００５０】
ピン用穴１６１には、第３のチェーン１５１に固定されている移動ピン１６３が摺動可能に装着されている。従って、第３のチェーン１５１が矢印Ｓ方向に移動すると、移動ピン１６３も第６のスプロケット１４７と第７のスプロケット４７との間を往復運動することになる。
【００５１】
移動ピン１６３が移動すると、第１の揺動アーム１１１は、移動ピン１６３を介して第３のチェーン１５１に連結されているので、図６の上下方向に移動する。第１の揺動アーム１１１の他端部１１１ｂが、第７のスプロケット４７近傍にあるときは、錘１０５が下がった状態となり、第６のスプロケット１４７近傍にあるときは、錘１０５が上がった状態となる。
【００５２】
なお、図５に示すように、第２の揺動アーム２１１に関する駆動力伝達経路にも第１の揺動アーム１１１に関する駆動力伝達経路と同様に切り欠きギア２３５が配置されている。ここで、本実施例では、切り欠きギア１３５と、切り欠きギア２３５と、の間で回転位相を異ならせて配置し、前者と後者がそれぞれ第１ギア１３７、２３７に噛み合うタイミングをずらす構成としている。
【００５３】
具体的には、第３のチェーン１５１の進行方向（矢印Ｓ方向）に関して、移動ピン１６３が第６のスプロケット１４７を少し越えた位置（図６上で移動ピン１６３が示されている位置）から第７のスプロケット４７を少し越えた位置（図６上で移動ピン１６７が示されている位置に対応する位置）まで移動するのに必要なだけの歯数となるように、切り欠きギア１３５の外周部の一部に歯１３５ａを刻設し、もう一方の切り欠きギア２３５も同様に歯を刻設する。そして、一方の切り欠きギア１３５と他方の切り欠きギア２３５との回転位相が１８０度異なるように配置しておくと、分岐シャフト１１９の回転力が切り欠きギア１３５、２３５それぞれに同じタイミングで伝達されても、第１のギア１３７、２３７には、異なるタイミングで回転力が伝達されることになる。よって、一方の錘１０５が最上点（最下点）にあるとき他方の錘２０５は最下点（最上点）にある。
【００５４】
従って、第７のスプロケット４７を少し越えた位置からは、錘１０５が落下するエネルギを第２の揺動アーム２１１を上昇させる際に利用でき、錘２０５が落下する際のエネルギを第１の揺動アーム１１１を上昇させることに利用できる。
【００５５】
また、移動ピン１６３、１６７は、第３のチェーン１５１の進行方向に関して、移動ピン１６３が第６のスプロケット１４７を少し越えた位置（図６上で移動ピン１６３が示されている位置）及び第７のスプロケット４７を少し越えた位置まで駆動されているので、切り欠きギア１３５からの回転力がなくても、矢印Ｓ方向に対向する方向には、移動ピン１６３、１６７は移動しない。これは、その位置では、揺動アーム１１１、２１１に対して錘１０５、２０５による引張力が作用しているためである。
【００５６】
上記構成の発電機駆動装置１０１では、単一の駆動モータ１０９を駆動させることにより、発電機１０３により発電が行われ電力が得られる。発電を行うにあたり、一方の錘１０５を持ち上げる際に、他方の錘２０５が落下するときに生じるエネルギを利用することで、発電効率をより高めることができる。また２つの揺動アーム１１１、２１１を所定タイミングで同期して移動させることを、切り欠きギアを適用するという簡易な構成で実現できる。
【００５７】
また、ラチェット機構１を利用しているので、発電機駆動装置１０１が作動する際に生じる騒音を格段に抑制することが可能である。
【００５８】
なお、本実施形態及び実施例において、打音抑制手段を打音抑制ギアとして、２つのラチェットギアの間に挟む構成を採用したが、本発明のラチェット機構はこの構成に限定されない。
【００５９】
以下に打音抑制手段の第１の変形例及び第２の変形例を適用したラチェットギア組立体２０５、３０５について説明する。図７（ａ）、（ｂ）は、それぞれ打音抑制手段の第１及び第２の変形例を適用したラチェットギア組立体１０５、２０５の一部側面図である。
【００６０】
単一の部材からなるラチェットギア組立体１０５のギア部２０３を構成する外周面の、爪部が接触する帯状の領域に樹脂材料２１１を装着する構成（図７（ａ）参照。）や、打音発生の原因となる、ラチェットギア組立体３０５のギア部３０３の段差及びその周辺領域に、樹脂材料３１１を装着する構成としてもよい（図７（ｂ）参照）。
【００６１】
また、ギア部に樹脂材料を装着するのではなく、爪部の、ストッパと接触する部分に樹脂材料を装着する構成としてもよい。さらに、上記実施形態、第１及び第２の変形例の構成いずれかとストッパに樹脂材料を装着する構成とを組み合わせた構成とすることもできる。すなわち、当接する２つの部材に関し、一方の部材の樹脂材料から形成されている部分が、金属材料等から形成されている他の部分より先に、他方の部材に衝突し衝撃を和らげることができる構成であればよい。
【００６２】
また、上記実施例では、スプロケット間の回転力の伝達がチェーンにより行う構成としたが、ベルトでもよいことは言うまでもない。
【００６３】
この発明は、その本質的特性から逸脱することなく数多くの形式のものとして具体化することができる。よって、上述した実施形態は専ら説明上のものであり、本発明を制限するものではないことは言うまでもない。
【図面の簡単な説明】
【００６４】
【図１】実施形態に係るラチェット機構の正面一部断面図である。
【図２】図１の線ＩＩ−ＩＩに沿った断面図である。
【図３】ラチェットギア組立体及び打音抑制ギアの正面図である。
【図４】図３の線ＩＶ−ＩＶに沿った断面図である。
【図５】実施例に係る発電機駆動装置の概略構造を示す平面図である。
【図６】実施例に係る発電機駆動装置の概略構造を示す正面図である。
【図７】（ａ）、（ｂ）は、それぞれ打音抑制手段の第１及び第２の変形例を適用したラチェットギア組立体の一部側面図である。
【符号の説明】
【００６５】
１ ラチェット機構
３ ギア部
５ ラチェットギア組立体
７ 爪部
９ ストッパ
１１ 打音抑制ギア
１３ 第１のラチェットギア
１５ 第２のラチェットギア
１９ 軸穴
２１ ハウジング
２２ ハウジング本体
３９ 回転軸
４１ ストッパ収容部
４５ ばね
【技術分野】
【０００１】
本発明は、主としてラチェット機構及び発電機を駆動するための発電機駆動装置に関し、ストッパとラチェットギア組立体とが衝突する際に生じる打音の発生を抑制できるラチェット機構及び発電機を駆動するための発電機駆動装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来より、ラチェット機構は、工具、計測器、工作機械、原動機、発電機といった種々の技術分野で利用されている。
【０００３】
例えば、特許文献１は、発電機を駆動するための発電機駆動装置に適用された従来のラチェット機構を開示する。錘昇降用チェーンが二次シャフトに支持されたスプロケットに掛け回されている。スプロケットは、回転可能なハウジングに設けられた金属製のストッパと金属製のラチェットギアとを備えるラチェット機構によって、二次シャフトに対して錘が上昇する方向にのみ回転するように支持されている。
【０００４】
上記構成の発電機駆動装置では、錘を上昇させるときにラチェット機構のハウジングが回転する方向では、ストッパがラチェットギアに噛み合わず、ラチェットギアは回転せず二次シャフトに対して回転力が伝達されない。反対に、錘が下降するときには、ラチェット機構のハウジングが回転する方向では、ストッパがラチェットギアに噛み合い、ラチェットギアの回転力が二次シャフトに伝達され、二次シャフトに連結された発電機により発電がなされる。
【０００５】
【特許文献１】特開２００７−２０５２６６号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
しかしながら、従来のラチェット機構では、ラチェットギアとストッパとが噛み合う方向に回転する際には、その噛み合う時の打音が生じ、そして、ラチェットギアとストッパとが噛み合わない方向に互いに相対回転するとき、ラチェットギアのギア部とストッパの爪部とが衝突することにより打音が発生する。この打音の大きさによっては、場所や時間といった観点から、ラチェット機構及び発電機駆動装置の使用が制限される可能性がある。
【０００７】
そこで、本発明は、打音の発生を抑制でき、使用環境を問わない汎用性の高いラチェット機構及びラチェット機構を備える発電機用駆動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】
【０００８】
上記課題を解決するための本発明のラチェット機構の第１の態様は、外周部にギア部が刻設され、回転可能に支持されるラチェットギア組立体と、前記ラチェットギア組立体の回転を一方向に規制するように前記ギア部と噛み合う爪部を有するストッパと、前記ギア部と爪部とが衝突することで生じる打音を抑制する打音抑制手段と、を備え、前記打音抑制手段は、樹脂材料から形成されること特徴とする。
【０００９】
さらに、本発明のラチェット機構の第２の態様によれば、前記打音抑制手段は、前記ギア部及び前記爪部の少なくとも一方の所定領域に形成され、前記所定領域とは、前記ギア部と爪部とが互いに接触する領域であることを特徴とする。
また、本発明のラチェット機構の第３の態様によれば、前記打音抑制手段は、前記ラチェットギア組立体と同心で回転可能に支持される打音抑制ギアであり、前記打音抑制ギアは、前記ラチェットギア組立体の外周部と相似形状で僅かに大きく寸法づけされた外周部を有し、前記ストッパの爪部は、前記ラチェットギア組立体のギア部より先に、前記打音抑制ギアのギア部に衝突すること特徴とする。
【００１０】
さらに、本発明のラチェット機構の第４の態様によれば、前記ラチェット組立体は同心で一体的に回転する２つのラチェットギアを有し、前記打音抑制ギアは前記２つのラチェットギアに挟まれるように配置されることを特徴とする。
【００１１】
さらに、上記課題を解決するための本発明の発電機を駆動するための発電機駆動装置の第１の態様は、２つの錘と、前記２つの錘にそれぞれ連結される牽引部材と、駆動源からの駆動力により回転する駆動端と、前記駆動端に対する従動端と、前記駆動端と前記従動端との間に架け渡され往復運動する無端移動部材と、を有する２つの無端搬送手段と、前記無端移動部材に連結され、前記牽引部材に引張力を付与することにより前記２つの錘を上昇させる錘上昇手段と、前記錘上昇手段により前記２つの錘が交互に上昇するように前記駆動源からの駆動力を前記駆動端に伝達する駆動力伝達機構と、前記発電機を駆動するために前記発電機の入力部と前記従動端とに連結され、回転自在に支持される出力側シャフトと、前記出力側シャフトを所定方向にのみ回転させるように、前記出力側シャフトと前記２つの従動端との間に介在する、第１乃至第４の態様のいずれかに記載のラチェット機構と、を備えることを特徴とする。
【００１２】
さらに、本発明の発電機を駆動するための発電機駆動装置の第２の態様によれば、前記錘上昇手段は、一端部と他端部との間で支持され、前記一端部に前記牽引部材を介して前記錘が連結されている２つのアームを有し、前記２つのアームの他端部が前記無端移動部材に連結されることで、てこの作用を利用して前記錘を上昇させることを特徴とする。
【発明の効果】
【００１３】
本発明によれば、打音発生防止手段を備えているので、ラチェット機構の作動時に生じる打音の発生を抑制できる。よって、使用環境を問わず汎用性の高いラチェット機構及び発電機を駆動するための発電機駆動装置を提供することができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１４】
（実施形態）
以下、本発明の実施形態に係るラチェット機構の実施形態について、図１乃至図４を参照しつつ説明する。図１は、実施形態に係るラチェット機構１の正面一部断面図、図２は、図１の線Ｉ−Ｉに沿った断面図、図３は、ラチェットギア組立体５及び打音抑制ギア１１の正面図、図４は、図３の線ＩＶ−ＩＶに沿った断面図である。
【００１５】
図１及び図２に示すように、実施形態のラチェット機構１は、主として、外周部にギア部３が刻設され、回転可能なラチェットギア組立体５と、ラチェットギア組立体５の回転を一方向に規制するようにギア部３と噛み合う爪部７を有するストッパ９と、ギア部３と爪部７とが衝突することで生じる打音を抑制する打音抑制手段、すなわち打音抑制ギア１１と、を備える。
【００１６】
まず、ラチェットギア組立体５及び打音抑制ギア１１について図３、図４を参照しつつ説明する。
【００１７】
ラチェット組立体５は、第１のラチェットギア１３と第２のラチェットギア１５とを備える。打音抑制ギア１１は、第１のラチェットギア１３と第２のラチェットギア１５との間に挟まれるようにして配置される。第１のラチェットギア１３と、第２のラチェットギア１５とは、互いに同形状、同寸法の円盤状であるので、第２のラチェットギア１５について説明する。第２のラチェットギア１５は、その外周部に等間隔で刻設された複数の歯により構成されるギア部３を有する。
【００１８】
ギア部３の各歯は、直径方向に所定長さで延在する係合面１７ａと、係合面１７ａの頂点（歯先部）２３ａから隣りの歯の係合面１７ｂの最下点（歯底部）２３ｂまで延在し、半径方向外方に凸状に湾曲する湾曲面２５と、により画成されている。
【００１９】
打音抑制ギア１１は、第２のラチェットギア１５の外周部とほぼ相似形状で、わずかに大きく寸法付けされた外周部を有する。すなわち、打音抑制ギア１１の外周部には、等間隔で複数刻設された歯により構成されるギア部２７を有する。また、先に説明した第２のラチェットギア１５のギア部３と同様に、ギア部２７の各歯は、径方向に延在する係合面２９ａと、歯先部から隣りの歯の歯底部まで延在する湾曲面３１と、から画成される。
【００２０】
さらに、第１のラチェットギア１３、第２のラチェットギア１５及び打音抑制ギア１１のそれぞれには、その中心に回転軸３９（図１、２参照）を収容するための軸方向に貫通する貫通穴３３、３５、３７が穿孔されている。また、打音抑制ギア１１は、第１のラチェットギア１３と第２のラチェットギア１５との間に幅方向に挟んだ状態で、回転軸３９に固定される。従って、第１のラチェットギア１３と第２のラチェットギア１５、打音抑制ギア１１は、同心で一体的に回転する。
【００２１】
また、ラチェットギア組立体５と打音抑制ギア１１とが回転軸３９に固定された状態は、図３、４に示されるように、打音抑制ギア１１のギア部２７が、第１のラチェットギア１３、第２のラチェットギア１５より半径方向外方に突出している。
【００２２】
なお、第１のラチェットギア１３と第２のラチェットギア１５は、その厚さ寸法（図４の横方向長さ）を同じとし、打音抑制ギア１１の厚さ寸法は第１のラチェットギア１３と第２のラチェットギア１５より大きくしているが、寸法はギアに必要な剛性、負荷等を考慮して適宜変更できることは言うまでもない。
【００２３】
第１のラチェットギア１３、第２のラチェットギア１５及びストッパ９の材料としては、剛性、負荷等を考慮して鉄などの金属を適宜使用できる。特に、高負荷、高回転といった厳しい条件下で使用する場合には、炭素鋼及び合金鋼などを使用できる。
【００２４】
また、打音抑制ギア１１は、樹脂を用いることができる。特に摩擦係数が小さく、適度な剛性を有する、超高分子量ポリエチレン材（ＵＨＭＷ−ＰＥ）、ＭＣナイロン材、テフロン（登録商標）と称されるポリフッ化エチレン系材料等を使用できる。
【００２５】
再度、図１、２を参照して、ラチェット機構１のその他の構成要素について説明する。ラチェットギア組立体５及び打音抑制ギア１１を収容するハウジング２１は、中空円盤状のハウジング本体部２２と、ハウジング本体部２２に設けられストッパ９を収容するストッパ収容部４１と、を有する。
【００２６】
ハウジング本体部２２には、その回転中心に沿って回転軸３９をハウジング本体部２２の内部に延在させるための軸穴１９が設けられている。ハウジング本体部２２の軸穴１９が設けられている面にはチェーンを巻回できるスプロケット４７が設けられている。
【００２７】
ラチェットギア組立体５及び打音抑制ギア１１は、ハウジング２１に対して相対回転可能に支持される回転軸３９に固定される。ハウジング本体部２２の外周部には、ストッパ収容部４１が径方向外方に突出して設けられている。ストッパ収容部４１内には、ストッパ９がハウジング本体部２２の径方向（図１、２の上下方向）に移動可能に配置されている。
【００２８】
ストッパ９は、四角柱状の基部４３と、基部４３の一端部に設けられ、ラチェットギア組立体５を係止する爪部７と、を有する。爪部７は、ハウジング本体部２２の径方向に沿って延びラチェット組立体５のギア部３の係合面１７ａ（図３、４参照）に当接する係止面７ａと、ハウジング本体部２２の径方向に対して傾斜し、係止面７ａに接続する傾斜面７ｂと、を有する。
【００２９】
ストッパ９は、爪部７に対向する基部４３の端部において、ばね４５の一端部が装着されている。また、ばね４５の他端部は、ストッパ収容部４１の頂部４１ａに装着されている。さらに、ストッパ９がストッパ収容部４１内からハウジング本体部２２内に突出するように、ストッパ９に付勢力が掛かった状態になっている。従って、ストッパ９の爪部７は常に打音抑制ギア１１のギア部２７の外周に接触する方向に移動する。
【００３０】
ハウジング２１を矢印Ｒ方向に回転させると、爪部７の係止面７ａと、ラチェットギア組立体５の係合面１７ａ（１４ａ）及び打音抑制ギア１１の係合面２９ａとが噛み合い、ハウジング２１の回転力がラチェットギア組立体５に伝達され、最終的に回転力は回転軸３９に伝達される。反対に、ハウジング２１を矢印Ｒ方向に対向する方向に回転させると、ストッパ９の係止面７ａは、ラチェット組立体５の係合面１７ａ（１４ａ）及び打音抑制ギアの係合面２９ａに噛み合うことなく空転し、ハウジング２１の回転力は、ラチェットギア組立体５に伝達されない。
【００３１】
ところで、図１のＲ方向の回転力がハウジング２１に伝達されると、ラチェットギア組立体５及び打音抑制ギア１１にストッパ９が噛み合う。この時、爪部７の係止面７ａは、まず、第１ラチェットギア１３及び第２のラチェットギア１５より外径の大きい打音抑制ギア１１の係合面２９ａに係合する。そして、打音抑制ギア１１が、ストッパ９による荷重により撓むことで、最終的に第１ラチェットギア１３の係合面１４ａ及び第２のラチェットギア１５の係合面１７ａに係合する。
【００３２】
このように、金属製であるストッパ９からの衝撃を打音抑制ギア１１が吸収した後に、ストッパ９が金属製である両ラチェットギア１３、１５に衝突する際には、衝撃が和らいでいるので、ストッパ９とラチェットギア組立体５との間で発生する打音を抑制することができる。
【００３３】
また、図１において、Ｒ方向に対向する方向にハウジング２１が回転すると、爪部７を画成する傾斜面７ｂが打音抑制ギア１１の湾曲面３１（図３参照）を摺動し、係合面１７ａを飛び越え、隣の湾曲面に衝突することになる。この場合でも、ストッパ９の爪部７が、打音抑制ギア１１上を摺動するか、第１のラチェットギア１３及び第２のラチェットギア１５に当接するにしても、打音抑制ギア１１により衝撃が和らいでいるので、ラチェットギア組立体５とストッパ９との間で生じる打音を格段に抑制することができる。
【実施例】
【００３４】
次に、上記説明した実施形態に係るラチェット機構１を発電機駆動装置に適用した実施例について図５、６を参照して説明する。図５は、実施例に係る発電機駆動装置１０１の概略構造を示す平面図であり、図６は、実施例に係る発電機駆動装置１０１の概略構造を示す正面図である。なお、図５では、一部構成を別個に示し、図６では、発電機駆動装置１０１の構成を明確にするため第２の揺動アーム２１１、移動ピン１６７、錘昇降チェーン２０７を一点鎖線で示している。また、構造の明瞭化のため、フレームや軸受などは、図面から割愛している。
【００３５】
発電機駆動装置１０１は、駆動源である駆動モータ１０９の駆動力を発電機１０３に伝達するために用いるものである。発電機駆動装置１０１は、主として、２つの錘１０５、２０５と、それぞれ一端部が錘１０５、２０５に連結された錘昇降チェーン（牽引部材）１０７、２０７と、駆動モータ１０９からの駆動力により回転する駆動端である第６のスプロケット１４７と、第６のスプロケット１４７に対する従動端である第７のスプロケット４７と、第６のスプロケット１４７と第７のスプロケット４７との間に架け渡され往復運動する無端移動部材である第３のチェーン１５１と、を有する２つの無端搬送手段と、第３のチェーン１５１に連結され、各錘昇降チェーン１０７、２０７に外力を作用させることで各錘１０５、２０５を吊り上げるように動作させる錘昇降手段である第１及び第２の揺動アーム１１１、２１１と、第１及び第２の揺動アーム１１１、２１１により２つの錘１０５、２０５が交互に上昇するように駆動モータ１０９からの駆動力を第６のスプロケット１４７に伝達する駆動力伝達機構と、発電機１０３を駆動するためにその入力部であるシャフト１５９と第７のスプロケット４７とに連結され、回転自在に支持される出力側シャフト３９と、出力側シャフト３９を所定方向にのみ回転させるように、出力側シャフト３９と第７のスプロケット４７との間に介在するラチェット機構１と、を備える。
【００３６】
駆動力伝達機構は、２つの錘１０５、２０５が、それぞれ連結されている揺動アーム１１１、２１１を揺動させる無端搬送手段に対して、駆動力を伝達する駆動力伝達経路を有している。２つの錘１０５、２０５を揺動させる構成は、図５に示すように左右対称であり、その動作は多くの場合共通するので、駆動力がモータ１０９から第１の揺動アーム１１１まで伝わる経路を中心として説明する。
【００３７】
まず、駆動モータ１０９の回転力は、駆動モータ１０９のシャフト１１０に連結された第１のスプロケット１１３に伝達される。さらに、回転力は、第１のスプロケット１１３に巻回されている第１のチェーン１１７を介して、第２のスプロケット１１５に伝達される。第２のスプロケット１１５は、回転可能に支持される分岐シャフト１１９の外周面に固定され、分岐シャフト１１９は、第２のスプロケット１１５と一体的に回転する。
【００３８】
分岐シャフト１１９の軸方向における両端部には、それぞれ第３のスプロケット１２１、第４のスプロケット１２３が固定されている。従って、分岐シャフト１１９が回転すると、第３及び第４のスプロケット１２１、１２３が回転する構成である。この分岐シャフト１１９により、モータ１０９からの回転力は、第１の揺動アーム１１１及び第２の揺動アーム２１１それぞれへ分岐されることになる。
【００３９】
第３のスプロケット１２１の回転力は、第２のチェーン１２５を介して、第５のスプロケット１２７に伝達される。第５のスプロケット１２７は、回転自在に支持される第１のシャフトの外周部に固定されている。また、シャフトには、回転を一方向にのみ伝達するための公知のラチェット部材１３１が連結されている。
【００４０】
具体的には、ラチェット部材１３１は、シャフトに固定され回転自在に支持されるハウジングと、ハウジング内でハウジングに対して相対回転可能に配置されるラチェットギアと、ハウジングが一方向に回転するとラチェットギアに噛み合い、反対方向に回転するとラチェットギアの外周面を摺動する、ハウジングに固定されたストッパと、を備える。ハウジングが一方向に回転すると、ハウジングとハウジング内のラチェットギアが一体的に回転し、当該ラチェットギアを回転自在に支持する図示しないシャフトに回転力が伝達される。
【００４１】
さらに、図示しないラチェットギアには、切り欠きギア１３５が同心に固定されている。従って、切り欠きギア１３５とラチェット部材１３１のギアは一体的に回転する。ここで、切り欠きギア１３５とは、ギアの外周部の一部に歯が刻設されているものである。
【００４２】
また、切り欠きギア１３５からの回転力を伝達する第１のギア１３７が回転自在に支持されている。第１のギア１３７は、切り欠きギア１３５と噛み合うことにより、回転力が伝達される。
【００４３】
前述したとおり、切り欠きギア１３５の外周部の一部には、周方向において歯１３５ａが刻設されている。よって、切り欠きギア１３５が回転すると、歯１３５ａが第１のギア１３７に噛み合っているときに、回転力が切り欠きギア１３５から第１のギア１３７に伝達され、歯１３５ａが刻設されていない部分と第１のギア１３７とが対面すると、切り欠きギア１３５と第１のギア１３７との噛み合いは解放され、切り欠きギア１３５の回転力は第１のギア１３７に伝達されない。
【００４４】
第２のギア１３９は、回転自在に支持されている第１のシャフト１４５の一端部に固定され、第６のスプロケット１４７が他端部に固定されている。さらに、第６スプロケット１４７とその回転軸が平行になるように第７のスプロケット４７が回転自在に配置され、第６及び第７のスプロケット１４７、４７には、第３のチェーン１５１が掛け回されている。この第６及び第７のスプロケット１４７、４７及び第３のチェーン１５１が無端搬送手段を構成し、第６のスプロケット１４７の回転力が第７のスプロケット４７へと伝達される。
【００４５】
第３のチェーン１５１には、後述する移動ピン１６３が固定されている。第３のチェーン１５１の回動に伴って、移動ピン１６３が第６及び第７のスプロケット１４７、４７間を移動する。移動ピン１６３は、揺動アームに１１１に連結されている。移動ピン１６３の構成及び動作は後述する。
【００４６】
なお、第６のスプロケット１４７及び第７のスプロケット４７は、同一形状であり、鉛直方向においてそれらの回転中心が互いに平行になるように配置されているので、図５中では、本来第６のスプロケット１４７は第７のスプロケット４７に隠れて見えない。しかし、構造を明確に示すため、第３のチェーン１５１を切断し、第７のスプロケット４７から発電機１０３まで駆動力を伝える構成を別個に一点鎖線の下に示している。
【００４７】
また、第７スプロケット４７を回転可能に支持する回転軸（出力側シャフト）３９の一端部に、実施形態において説明したラチェット機構１が装着されている。回転軸３９の他端部には、第２の揺動アーム２１１に関連するスプロケット４８及びラチェット機構２が装着されている。ラチェット機構２及び従動スプロケット４８は、ラチェット機構１及び第７のスプロケット４７と向きが異なるのみで形状、動作は同じである。すなわち、第７のスプロケット４７と従動スプロケット４８の矢印Ｒ方向への回転力が回転軸３９へ伝達される構成である。
回転軸３９のほぼ中央部には、第８のスプロケット１５３が固定されている。第４のチェーン１５７を介して第８のスプロケット１５３の回転力が第９のスプロケット１５５へ伝達される。第９のスプロケット１５５は、発電機１０３のシャフト（入力部）１５９に固定されているので、発電機１０３へ回転力が伝達される。
【００４８】
図６を参照して、錘１０５、２０５が錘昇降チェーン１０７、２０７を介して連結される第１の揺動アーム１１１と第２の揺動アーム２１１について説明する。なお、第１及び第２の揺動アーム１１１、２１１及びそれに関連する部材は、配置が異なるが、図５に示したように、両者は左右対称の構成であり、動作は互いに同じであるので、第１の揺動アーム１１１についてのみ説明する。
【００４９】
第１の揺動アーム１１１は、所定長さを有する棒部材である。錘昇降チェーン１０７が連結されている一端部１１１ａに対向する他端部１１１ｂには、長手方向に対向する曲面と短手方向に対向する平面により画成される貫通穴、すなわちピン用穴１６１が設けられている。また、第１の揺動アーム１１１は、他端部１１１ｂに近い部分を支点ｐ（中心）として回動可能に支持されている。支点ｐをこのように位置決めすることで、錘１０５、２０５を持ち上げるためにてこの作用を利用できる。
【００５０】
ピン用穴１６１には、第３のチェーン１５１に固定されている移動ピン１６３が摺動可能に装着されている。従って、第３のチェーン１５１が矢印Ｓ方向に移動すると、移動ピン１６３も第６のスプロケット１４７と第７のスプロケット４７との間を往復運動することになる。
【００５１】
移動ピン１６３が移動すると、第１の揺動アーム１１１は、移動ピン１６３を介して第３のチェーン１５１に連結されているので、図６の上下方向に移動する。第１の揺動アーム１１１の他端部１１１ｂが、第７のスプロケット４７近傍にあるときは、錘１０５が下がった状態となり、第６のスプロケット１４７近傍にあるときは、錘１０５が上がった状態となる。
【００５２】
なお、図５に示すように、第２の揺動アーム２１１に関する駆動力伝達経路にも第１の揺動アーム１１１に関する駆動力伝達経路と同様に切り欠きギア２３５が配置されている。ここで、本実施例では、切り欠きギア１３５と、切り欠きギア２３５と、の間で回転位相を異ならせて配置し、前者と後者がそれぞれ第１ギア１３７、２３７に噛み合うタイミングをずらす構成としている。
【００５３】
具体的には、第３のチェーン１５１の進行方向（矢印Ｓ方向）に関して、移動ピン１６３が第６のスプロケット１４７を少し越えた位置（図６上で移動ピン１６３が示されている位置）から第７のスプロケット４７を少し越えた位置（図６上で移動ピン１６７が示されている位置に対応する位置）まで移動するのに必要なだけの歯数となるように、切り欠きギア１３５の外周部の一部に歯１３５ａを刻設し、もう一方の切り欠きギア２３５も同様に歯を刻設する。そして、一方の切り欠きギア１３５と他方の切り欠きギア２３５との回転位相が１８０度異なるように配置しておくと、分岐シャフト１１９の回転力が切り欠きギア１３５、２３５それぞれに同じタイミングで伝達されても、第１のギア１３７、２３７には、異なるタイミングで回転力が伝達されることになる。よって、一方の錘１０５が最上点（最下点）にあるとき他方の錘２０５は最下点（最上点）にある。
【００５４】
従って、第７のスプロケット４７を少し越えた位置からは、錘１０５が落下するエネルギを第２の揺動アーム２１１を上昇させる際に利用でき、錘２０５が落下する際のエネルギを第１の揺動アーム１１１を上昇させることに利用できる。
【００５５】
また、移動ピン１６３、１６７は、第３のチェーン１５１の進行方向に関して、移動ピン１６３が第６のスプロケット１４７を少し越えた位置（図６上で移動ピン１６３が示されている位置）及び第７のスプロケット４７を少し越えた位置まで駆動されているので、切り欠きギア１３５からの回転力がなくても、矢印Ｓ方向に対向する方向には、移動ピン１６３、１６７は移動しない。これは、その位置では、揺動アーム１１１、２１１に対して錘１０５、２０５による引張力が作用しているためである。
【００５６】
上記構成の発電機駆動装置１０１では、単一の駆動モータ１０９を駆動させることにより、発電機１０３により発電が行われ電力が得られる。発電を行うにあたり、一方の錘１０５を持ち上げる際に、他方の錘２０５が落下するときに生じるエネルギを利用することで、発電効率をより高めることができる。また２つの揺動アーム１１１、２１１を所定タイミングで同期して移動させることを、切り欠きギアを適用するという簡易な構成で実現できる。
【００５７】
また、ラチェット機構１を利用しているので、発電機駆動装置１０１が作動する際に生じる騒音を格段に抑制することが可能である。
【００５８】
なお、本実施形態及び実施例において、打音抑制手段を打音抑制ギアとして、２つのラチェットギアの間に挟む構成を採用したが、本発明のラチェット機構はこの構成に限定されない。
【００５９】
以下に打音抑制手段の第１の変形例及び第２の変形例を適用したラチェットギア組立体２０５、３０５について説明する。図７（ａ）、（ｂ）は、それぞれ打音抑制手段の第１及び第２の変形例を適用したラチェットギア組立体１０５、２０５の一部側面図である。
【００６０】
単一の部材からなるラチェットギア組立体１０５のギア部２０３を構成する外周面の、爪部が接触する帯状の領域に樹脂材料２１１を装着する構成（図７（ａ）参照。）や、打音発生の原因となる、ラチェットギア組立体３０５のギア部３０３の段差及びその周辺領域に、樹脂材料３１１を装着する構成としてもよい（図７（ｂ）参照）。
【００６１】
また、ギア部に樹脂材料を装着するのではなく、爪部の、ストッパと接触する部分に樹脂材料を装着する構成としてもよい。さらに、上記実施形態、第１及び第２の変形例の構成いずれかとストッパに樹脂材料を装着する構成とを組み合わせた構成とすることもできる。すなわち、当接する２つの部材に関し、一方の部材の樹脂材料から形成されている部分が、金属材料等から形成されている他の部分より先に、他方の部材に衝突し衝撃を和らげることができる構成であればよい。
【００６２】
また、上記実施例では、スプロケット間の回転力の伝達がチェーンにより行う構成としたが、ベルトでもよいことは言うまでもない。
【００６３】
この発明は、その本質的特性から逸脱することなく数多くの形式のものとして具体化することができる。よって、上述した実施形態は専ら説明上のものであり、本発明を制限するものではないことは言うまでもない。
【図面の簡単な説明】
【００６４】
【図１】実施形態に係るラチェット機構の正面一部断面図である。
【図２】図１の線ＩＩ−ＩＩに沿った断面図である。
【図３】ラチェットギア組立体及び打音抑制ギアの正面図である。
【図４】図３の線ＩＶ−ＩＶに沿った断面図である。
【図５】実施例に係る発電機駆動装置の概略構造を示す平面図である。
【図６】実施例に係る発電機駆動装置の概略構造を示す正面図である。
【図７】（ａ）、（ｂ）は、それぞれ打音抑制手段の第１及び第２の変形例を適用したラチェットギア組立体の一部側面図である。
【符号の説明】
【００６５】
１ ラチェット機構
３ ギア部
５ ラチェットギア組立体
７ 爪部
９ ストッパ
１１ 打音抑制ギア
１３ 第１のラチェットギア
１５ 第２のラチェットギア
１９ 軸穴
２１ ハウジング
２２ ハウジング本体
３９ 回転軸
４１ ストッパ収容部
４５ ばね
【特許請求の範囲】
【請求項１】
外周部にギア部が刻設され、回転可能に支持されるラチェットギア組立体と、
前記ラチェットギア組立体の回転を一方向に規制するように前記ギア部と噛み合う爪部を有するストッパと、
前記ギア部と爪部とが衝突することで生じる打音を抑制する打音抑制手段と、を備え、前記打音抑制手段は、樹脂材料から形成されることを特徴とするラチェット機構。
【請求項２】
前記打音抑制手段は、前記ギア部及び前記爪部の少なくとも一方の所定領域に形成され、前記所定領域とは、前記ギア部と爪部とが互いに接触する領域であることを特徴とする請求項１に記載のラチェット機構。
【請求項３】
前記打音抑制手段は、前記ラチェットギア組立体と同心で回転可能に支持される打音抑制ギアであり、前記打音抑制ギアは、前記ラチェットギア組立体の外周部と相似形状で僅かに大きく寸法づけされた外周部を有し、前記ストッパの爪部は、前記ラチェットギア組立体のギア部より先に、前記打音抑制ギアのギア部に当接することを特徴とする請求項１に記載のラチェット機構。
【請求項４】
前記ラチェット組立体は同心で一体的に回転する２つのラチェットギアを有し、前記打音抑制ギアは前記２つのラチェットギアに挟まれるように配置されることを特徴とする請求項３に記載のラチェット機構。
【請求項５】
発電機を駆動するための発電機駆動装置であって、
２つの錘と、
前記２つの錘にそれぞれ連結される牽引部材と、
駆動源からの駆動力により回転する駆動端と、前記駆動端に対する従動端と、前記駆動端と前記従動端との間に架け渡され往復運動する無端移動部材と、を有する２つの無端搬送手段と、
前記無端移動部材に連結され、前記牽引部材に引張力を付与することにより前記２つの錘を上昇させる錘上昇手段と、
前記錘上昇手段により前記２つの錘が交互に上昇するように前記駆動源からの駆動力を前記駆動端に伝達する駆動力伝達機構と、
前記発電機を駆動するために前記発電機の入力部と前記２つの従動端とに連結され、回転自在に支持される出力側シャフトと、
前記出力側シャフトを所定方向にのみ回転させるように、前記出力側シャフトと前記従動端との間に介在する、請求項１乃至請求項４のいずれかに記載のラチェット機構と、を備えることを特徴とする発電機を駆動するための発電機駆動装置。
【請求項６】
前記錘上昇手段は、一端部と他端部との間で支持され、前記一端部に前記牽引部材を介して前記錘が連結されている２つのアームを有し、前記２つのアームの他端部が前記無端移動部材に連結されることで、てこの作用を利用して前記錘を上昇させることを特徴とする請求項５に記載の発電機を駆動するための発電機駆動装置。
【請求項１】
外周部にギア部が刻設され、回転可能に支持されるラチェットギア組立体と、
前記ラチェットギア組立体の回転を一方向に規制するように前記ギア部と噛み合う爪部を有するストッパと、
前記ギア部と爪部とが衝突することで生じる打音を抑制する打音抑制手段と、を備え、前記打音抑制手段は、樹脂材料から形成されることを特徴とするラチェット機構。
【請求項２】
前記打音抑制手段は、前記ギア部及び前記爪部の少なくとも一方の所定領域に形成され、前記所定領域とは、前記ギア部と爪部とが互いに接触する領域であることを特徴とする請求項１に記載のラチェット機構。
【請求項３】
前記打音抑制手段は、前記ラチェットギア組立体と同心で回転可能に支持される打音抑制ギアであり、前記打音抑制ギアは、前記ラチェットギア組立体の外周部と相似形状で僅かに大きく寸法づけされた外周部を有し、前記ストッパの爪部は、前記ラチェットギア組立体のギア部より先に、前記打音抑制ギアのギア部に当接することを特徴とする請求項１に記載のラチェット機構。
【請求項４】
前記ラチェット組立体は同心で一体的に回転する２つのラチェットギアを有し、前記打音抑制ギアは前記２つのラチェットギアに挟まれるように配置されることを特徴とする請求項３に記載のラチェット機構。
【請求項５】
発電機を駆動するための発電機駆動装置であって、
２つの錘と、
前記２つの錘にそれぞれ連結される牽引部材と、
駆動源からの駆動力により回転する駆動端と、前記駆動端に対する従動端と、前記駆動端と前記従動端との間に架け渡され往復運動する無端移動部材と、を有する２つの無端搬送手段と、
前記無端移動部材に連結され、前記牽引部材に引張力を付与することにより前記２つの錘を上昇させる錘上昇手段と、
前記錘上昇手段により前記２つの錘が交互に上昇するように前記駆動源からの駆動力を前記駆動端に伝達する駆動力伝達機構と、
前記発電機を駆動するために前記発電機の入力部と前記２つの従動端とに連結され、回転自在に支持される出力側シャフトと、
前記出力側シャフトを所定方向にのみ回転させるように、前記出力側シャフトと前記従動端との間に介在する、請求項１乃至請求項４のいずれかに記載のラチェット機構と、を備えることを特徴とする発電機を駆動するための発電機駆動装置。
【請求項６】
前記錘上昇手段は、一端部と他端部との間で支持され、前記一端部に前記牽引部材を介して前記錘が連結されている２つのアームを有し、前記２つのアームの他端部が前記無端移動部材に連結されることで、てこの作用を利用して前記錘を上昇させることを特徴とする請求項５に記載の発電機を駆動するための発電機駆動装置。
【図１】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【公開番号】特開２０１０−３２０１４（Ｐ２０１０−３２０１４Ａ）
【公開日】平成２２年２月１２日（２０１０．２．１２）
【国際特許分類】
【出願番号】特願２００８−１９６９３９（Ｐ２００８−１９６９３９）
【出願日】平成２０年７月３０日（２００８．７．３０）
【出願人】（５００５２００４２）
【出願人】（３９８０２３６２３）株式会社ジュエリー服部商会 (2)
【Ｆターム（参考）】
【公開日】平成２２年２月１２日（２０１０．２．１２）
【国際特許分類】
【出願日】平成２０年７月３０日（２００８．７．３０）
【出願人】（５００５２００４２）
【出願人】（３９８０２３６２３）株式会社ジュエリー服部商会 (2)
【Ｆターム（参考）】
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