ジュネーブドライブ
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ジュネーブドライブまたはジュネーブ機構は、連続的な回転運動を断続的な回転運動に 変換するギア機構です。
回転する駆動 輪には通常、もう一方の車輪（従動輪）の溝に差し込むピンが備えられており、このピンによって駆動輪は1段ずつ前進します。また、駆動輪には、回転する従動輪を段間で所定の位置に「固定」する、隆起した円形のブロッキングディスクも備えられています。
歴史
ジュネーブドライブという名称は、この装置がジュネーブで普及した機械式時計に初めて採用されたことに由来しています。[ 1 ]この機構は小型で製造でき、大きな機械的ストレスにも耐えられるため、 機械式時計によく使用されています。
ジュネーブドライブは、回転するホイールに 4 本のスポークがあるという見た目の類似性から、「マルタ十字機構」とも呼ばれています。
ジェネバ駆動の最も一般的な配置では、クライアントホイールには4つのスロットがあり、マスターホイールが1回転するごとに駆動力が1ステップ（各ステップは90度）ずつ進みます。ステアリングホイールにn個のスロットがある場合、360°/nプロペラホイール1回転あたり、 回転します。実用的なジュネーブ機構のスロットの最小数は3です。18を超えるスロットを持つ機構は稀です。[ 2 ]
この機構は十分に潤滑する必要があるため、多くの場合、オイルカプセルに封入されています。
用途と応用
ゼネバ駆動の応用例の 1 つは、映写機や映画用カメラです。映写機や映画用カメラでは、フィルムが定期的に開始と停止をしながら露出ゲートに引き込まれます。フィルムは 1 フレームずつ進みます。各フレームは、フレーム サイクルの一部 (通常は 1 秒あたり 24 サイクル) の間レンズの前で静止し、サイクルの残りの時間は急速に加速、前進、減速します。この断続的な動きはゼネバ駆動によって実行され、フィルムのスプロケット ホールと噛み合う爪を作動させます。ゼネバ駆動は、正確に繰り返し可能な停止位置も提供します。これは、後続の画像のジッターを最小限に抑えるために重要です。(現代の映写機では、電子制御のインデックス機構またはステッピング モーターが使用されることもあり、これによりフィルムの早送りが可能になります。) ゼネバ駆動が映写機に初めて使用されたのは、1896 年のOskar Messterと Max Glieweの映写機とRobert William PaulのTeatrograph でした。エジソンがヴィタスコープとして販売したトーマス・アーマットの映写機を含むそれ以前の映写機は、断続的なフィルム送りを実現するために、1893年にジョルジュ・デメニーが発明した「ビーター機構」を使用していた。[ 3 ] : 138
駆動車の形状を持つジュネーブホイールは、機械式時計にも使用されていましたが、駆動力としてではなく、バネの張力を制限するために使用されていました。これにより、バネは弾性力がほぼ線形となる範囲でのみ作動します。駆動車のスロットの1つが塞がれていると、駆動車の回転数が制限されます。時計では、「駆動」ホイールがバネを巻き上げ、4本または5本のスポークと1つの閉じたスロットを持つジュネーブホイールがバネの巻きすぎ（および巻き戻し）を防ぎます。このいわゆるジュネーブストップ、または「ジュネーブストップ機構」は、17世紀または18世紀の時計職人によって発明されました。
ゼネバ駆動機構の他の用途としては、プロッタのペン交換機構、自動サンプリング装置、紙幣計数機、そして製造業で使用される様々なインデックス可能な装置（ CNC工作機械のツールチェンジャー、タレット旋盤のタレット、ねじ切り機、タレットドリル、一部のインデックスヘッドや回転テーブルなど）などがあります。アイアンリングクロックは、ゼネバ機構を用いてリングの1つに断続的な動きを与えています。
ジュネーブドライブは、 2011年に小惑星ベスタ4号を撮影したドーンミッションのフレーミングカメラのフィルター交換に使用されました。この機構が故障した場合でも、少なくとも1つのフィルターが使用可能であることを保証するために選択されました。[ 4 ] [ 5 ]
内部バージョン
駆動輪が従動輪の内側にあるバリエーションもあります。外付けのゼネバ駆動では、駆動輪の180°回転未満で従動輪を1ステップ進めるため（駆動輪が一定速度の場合）、停止時間は常に動作時間よりも長くなります。一方、内付けのゼネバ駆動では、動作には常に駆動輪の180°回転以上が必要となるため、動作時間は停止時間よりも長くなります。駆動輪の軸は片側にのみベアリングを装着できます。
内部ジュネーブドライブ- 内部のジュネーブドライブの動作を示すアニメーション
外付け型は、小型化が可能で、より高い機械的ストレスに耐えられるため、より一般的です。また、外付け駆動輪に複数の駆動ピンを設けることで、停止時間を短縮することもできます。
球形バージョン
もう一つのバリエーションは球面ジュネーブドライブである。[ 3 ]：128
- 球面ジュネーブドライブ
運動学
この図は、外付け4スロットゼネバ駆動装置の運動曲線を任意単位で示しています。駆動ピンがスロットに進入および退出する際、加速度に不連続性が生じます。これは、剛性軸受面が接触または分離する瞬間に発生します。これにより、ジャークの「無限大」ピーク（ディラックピーク）が発生し、振動が発生します。[ 3 ] : 127
参照
参考文献
- ^ Willis, William A. (1945年4月). 「ジュネーブ機構の分析」 . Journal of the Society of Motion Picture Engineers . 44 (4): 275– 284. doi : 10.5594/J09782 . ISSN 0097-5834 . 2018年3月25日時点のオリジナルよりアーカイブ。
- ^ 「ジュネーブ機構 | カム式、インデックス式、ラチェット式 | ブリタニカ」 www.britannica.com 1998年7月20日. 2023年12月28日閲覧。
- ^ a b cビックフォード、ジョン・H. (1972). 「ジュネーブ機構」.断続運動の機構(PDF) . ニューヨーク: インダストリアル・プレス社. ISBN 0-8311-1091-0。
- ^「カメラ」、マルチメディア（Mov）（動画）、米国：ジェット推進研究所、NASA。
- ^クリストファー・ラッセル、キャロル・レイモンド (2012). 『ドーン・ミッション：小惑星ベスタ4番星とケレス1番星』シュプリンガー. ISBN 9781461449034。
さらに読む
- スクレイター、ニール（2011）「カム、ジュネーブ、ラチェット駆動機構」メカニズムと機械装置ソースブック（第5版）、ニューヨーク：マグロウヒル、pp. 180– 210、ISBN 978-0-07170442-7各種ドライブの図面と設計。
外部リンク
- ジュネーブ機構：その歴史、機能、そして弱点、ネブラスカ大学。
- 外部ジュネーブ駆動（アニメーション）、Brock eng。
- 米国特許6,183,087 –クイッカーミットテント。高速プルダウン用に改良されたスターホイール。
- 「LEGO ジュネーブ機構」、ブリックエンジニア（アニメーションと組み立て説明書）、2007年10月7日