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  1. 2011/01/06  トロコイド サイクル (0)

トロコイドサイクル画像は、短大時代に指導した学生の1986年度卒業制作作品。
トロコイド推進機構を利用した遊具である。

この卒業制作の真の目的は、トロコイド推進機構はどんなものなのか、利用できるものなのか、応用できるものなのかを確認するためだった。
(ペダル駆動による遊具として具現化するには、多少無理がある感じは否めなかったが)

トロコイドサイクル乗車時今日のように、高性能バッテリーがあれば、モータ駆動による室内用途の可能性を探っていたかもしれない。

兎も角、トロコイド推進機構という、一種のオムニドライブには魅力があったし、効率は低そうだったが、ハンディキャップのある方や、子供用として、可能性を感じたのだ。

◎トロコイド推進機構とは

トロコイドサイクル推進機構図回転板に取り付けられた駆動輪(今回の場合キャスターを使用)は、回転板の回転と共に、出力軸を中心とした公転運動を行う。

駆動輪は、回転板にキングピン支持され、タイロッドに相当するプッシュプルリンクを介し、コントロールレバーと連結されている。

コントロールレバーの操作により、駆動輪は別々の方向に首を振る。
つまり、駆動輪は、公転運動を行いながら、周期的に首振り運動を行うことにより、一定方向にコーナリング フォースが発生する。

首振り角度の変化量が増せば、コーナリングフォースも増加するため、連続的な増速が可能であり、減少させれば、ブレーキとして作用する。
また、コントロールレバーを任意の方向に傾斜させることにより、任意方向(全方向)に進むことができる。

つまり、特別の操縦装置と変速装置なしにコントロールレバーだけで、進行方向、速度、ブレーキをコントロールすることができるのである。

ちなみに、駆動輪の描く軌跡が外トロコイド曲線(注1)となる。
最高時速は4km程度に想定した。

このブログは研究紀要ではないので、詳細は割愛するが―
実際に子供による操縦で、この機構の検証と特性は確認できた。
見事、自由自在に動き回ることができたのである。
ただし、プロトタイプであること、限られた予算のため、余計な加工はできない。そのために重くなったこと、加工精度の問題で擦動抵抗が大きかったこと等により、子供による駆動は大変だった。

スタート時に、コントロールレバーを最大まで押してしまうため(首振りが最大になる)、スタートが難しいという問題があった。
これは、首振り角度を取りすぎたという問題からきており、事前に想定できなかった部分である。

率直に言って、個人的には、モーターか、エンジン駆動にしたら、実に楽しい乗物になるだろうなという感想を持った。

今回も、機械科とのコラボレーション。
メカ部分の基本設計は私が行い、詳細設計と加工は機械科(学生)が行う。
また、発明者でもある、ワンダービークル技術研究所の六車義方氏の了承と協力の下で行った。

デザイン(スタイリング)的には評価対象外だと思っている。それ以前の、可能性の確認としての、プロトタイプ(スタディモデル)段階と理解して欲しい。
短大在職中、最も苦労したテーマの一つ。
しかし、喜びも最大だった。教育機関勤務の醍醐味。ただし、客観評価は別として。

注1:動点が回転体の外側にある場合の、動点の描く軌跡(高トロコイド(Superior Trochoid)ともいう)。

トロコイドサイクル構造図

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