JP2002339857A

JP2002339857A - 振り子式発電装置

Info

Publication number: JP2002339857A
Application number: JP2001145936A
Authority: JP
Inventors: Masaharu Miyake; 正治三宅
Original assignee: Individual
Current assignee: Individual
Priority date: 2001-05-16
Filing date: 2001-05-16
Publication date: 2002-11-27
Also published as: CN1509374A; EP1394407A4; AU2002251520B2; EP1394407A1; WO2002093008A1; US20040179958A1

Abstract

(57)【要約】【課題】構造並びに製造が簡単、そして廉価に提供で
き、どこにでも設置でき、併せて環境に望ましい発電装
置を得る。【解決手段】定位置に止まっている空気圧縮体１８に
対して振り子体１が左右に揺れ動く結果、空気圧縮体１
８は、このピントン室１７内を端から端へ相対的に滑動
移動し、この空気圧縮体１８の移動する側のピストン室
１７内の空気を圧縮し、逆にこの空気圧縮体の移動後方
側のピストン室１７側を減圧する作用が連続して反復さ
れ、圧縮された側のピストン室１７内の圧縮空気が、風
車室１３内を通って、ピストン室１７の減圧された側に
流入する。この一連の空気の流れによって、風車１２が
強制的に、しかも可及的に連続して回され、この風車１
２の連続回転によって、発電機２０が回され、電気が得
られる。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】この発明は、振り子の振幅を
発電エネルギーに変換するようにした振り子式発電装置
に関する。

【０００２】

【従来の技術】従来より電力は、原子力、火力、水力、
風力、更には太陽光、燃料電池など各種の手段で得られ
ている。

【０００３】

【発明が解決しようとする課題】しかしながらこれらの
手段には一長一短がある。原子力発電は、特に近年、安
全性に大きな危惧が持たれたり、廃棄物の処理問題など
も絡み、併せて施設も大きく、立地上限定される。その
結果、新規に建設するには、建設地の住人などとの合意
が得られ難く、将来的にも問題を抱えていることは否め
ない。

【０００４】火力発電は、資源を大量に消費する。例え
ば、１００万ＫＷを発電する発電所を１年間運転する時
には、石炭は２２０万トン、石油は１４０万トン、天然
ガスは１１０万トンを消費し、安いコストでは決してな
い。既に、天然資源の枯渇が叫ばれて久しく、将来的に
は価格、供給の安定性、ＣＯ₂の排出による地球温暖化
などの点で問題がある。

【０００５】太陽発電は、１０％という低い稼動率、広
大な設置スペースなども原因して、コスト高であり、ま
た、取り出せるエネルギーが天候や季節に左右されて、
安定的な供給が困難である。

【０００６】風力発電は、年間を通じて５ｍ以上の風速
を必要とするので、風況による地域が限定される。ま
た、発電効率が２５〜３０％、稼動率１５〜２０％と小
さく、大きなエネルギーの供給は望めない。設置に当た
っても、太陽発電の７〜１０倍の広大な面積を必要とす
る。更に、天候、季節によって稼動率が左右されるか
ら、自然条件によってコスト高になったり、エネルギー
の供給不足を招くおそれがある。

【０００７】水力や地熱発電は、供給に安定性があり、
また、ＣＯ₂を排出しない。したがって、環境汚染、破
壊という面から考えると優位な手段ではある。しかし、
原資上、環境上、立地条件に限界があり、コスト高にも
なる。

【０００８】燃料電池発電は、技術開発が進んで、発電
効率は４０〜６０％になっている。しかし、やはりコス
トの低廉化、原料（水素）の確保、生産方法、信頼性の
向上、インフラの整備など、まだまだ解決されるべき問
題は山積している。したがって、真の実用化には日時を
要する。

【０００９】そこで本発明者は、これら従来の各種の発
電手段を考察した結果、少なくとも現在日常的に用いら
れている機材を使用して、化石燃料などの天然資源の消
費を可及的に少なくし、廉価で、しかも天候や立地条件
などにも一切制限されることのない発電装置の開発を試
みた。そして、試行錯誤の結果、小型の家庭用から中型
の産業用、更には発電所などで採用できる超大型、ある
いは並設などの手段を採用して多量の発電が可能で、現
存する各種エネルギーの消費量、したがって燃料費も可
及的に少なくできる手段を開発するに至ったので、ここ
に提案する。したがって、この発明の課題は、構造並び
に製造が簡単、そして廉価に提供でき、どこにでも設置
でき、併せて環境に望ましい発電装置を得ることにあ
る。

【００１０】

【課題を解決するための手段】請求項１記載の発明に係
る振り子式発電装置は、実質的な密閉空間に形成された
振り子体が平行揺動リンクに垂下されて左右往復揺動す
るように構成され、この振り子体の密閉空間内には風車
が設置されている風車室と、当該風車室内へ圧縮空気を
送気するためのピストン室が設けられ、このピストン室
内には前記振り子体と相対移動し当該ピストン室内の空
気を圧縮する空気圧縮体が、気密的に、かつ、滑動自在
に装填され、振り子体とこの空気圧縮体が相対的に左右
動し、ピストン室内の空気が圧縮あるいは減圧される作
動によって、この圧縮された側のピストン室から減圧さ
れた側のピストン室に圧縮空気が流れて前記風車が、連
続的に回転されるように構成され、この風車の回転が発
電機に伝えられるように構成され、振り子体下部と地上
のいずれか一方に磁界磁石が、また、他方に電磁石が設
けられ、この電磁石の極性切り替えにより磁界磁石に吸
引・反発力を作用させることによって、振り子体の左右
往復揺動を促進するように構成されていることを特徴と
する。

【００１１】上記の構成において、請求項２記載のよう
に、振り子体を支持する平行揺動リンクは、その中間部
分が機枠に回転自在に支持されるとともに、上端にバラ
ンスウエイが設けられた構成とすることができる。

【００１２】

【作用】請求項１記載の発明に係る振り子式発電装置に
よれば、振り子体が左・右揺動することによって、この
振り子体に対してピストン室の内部に設けられている空
気圧縮体が、相対的に左右方向へ滑動することになる。
つまり、定位置に止まっている空気圧縮体に対して振り
子体が左・右に揺れ動く。その結果、空気圧縮体は、こ
のピントン室内を右端から左端、逆に左端から右端へ滑
動移動し、この空気圧縮体の移動する側のピストン室内
の空気が圧縮される。逆にこの空気圧縮体の移動する側
とは反対側のピストン室側は減圧されるよにう働く。そ
して、この振り子体は左右方向に滑動するので、ピスト
ン室に対する空気圧縮体の相対的な左右方向への滑動
は、連続して反復される。その結果、圧縮された側のピ
ストン室内の空気が、風車室内を通って、ピストン室の
減圧された側に流入する。この空気の流れは、正逆反復
して、しかも連続的に行われる。この一連の空気の流れ
によって、風車が強制的に、しかも可及的に連続して回
される。この風車の連続回転によって、発電機が回さ
れ、電気が得られる。

【００１３】しかも、この振り子体発電装置は、振り子
体下部と地上のいずれか一方に磁界磁石が、また、他方
に電磁石が設けられ、この電磁石の極性切り替えにより
磁界磁石に吸引・反発力を作用させることによって、振
り子体の左右往復揺動を促進するように働く。

【００１４】また、振り子体を支持する平行揺動リンク
の中間部分が機枠に回転自在に支持されるとともに、上
端にバランスウエイが設けられている構成は、振り子体
の左右往復揺動の慣性力を効果的に現出させ、この振り
子体の軽快、かつ、スムースな左右往復揺動が継続され
るように働く。

【００１５】

【発明の効果】このように、請求項１記載の発明に係る
振り子発電装置によれば、定位置に止まっている空気圧
縮体に対して振り子体が左右方向に揺れ動く結果、空気
圧縮体が相対移動していく側のピストン室の空気が圧縮
され、逆にこの空気圧縮体の移動後方側のピストン室側
が減圧される作用が連続して反復される。したがって、
圧縮された側のピストン室と減圧された側のピストン室
の間で空気の流れが、正逆反復して、しかも連続的に生
じる。この一連の空気の流れによって、風車が強制的
に、しかも可及的に連続して回され、この風車の連続回
転によって発電機が作動されるので、発電効率を格段に
高めることができる。

【００１６】しかも、電磁石の極性切り替えにより磁界
磁石に吸引・反発力を作用させることによって、振り子
体の左右往復揺動を促進できるので、左右往復揺動しよ
うとする慣性力をより効果的に働かせることができる。
したがって、軽快、かつ、スムースな左右往復揺動を可
能にし、一層効率的な発電を可能にする。

【００１７】したがって、この発明によれば、少なくと
も現在日常的に用いられている機材を使用して、化石燃
料などの天然資源の消費を可及的に少なくし、廉価で、
安全、且つ、確実に、しかも天候や立地条件などにも一
切制限されることなく発電が得られる発電装置を提供で
きる。また、小型の家庭用から中型の産業用、更には発
電所などで採用できる超大型、あるいは並設などの手段
を採用して多量の発電が可能になる。その結果、将来的
な実施の一例としては、電化自動車の普及にともなっ
て、ガソリンスタンドなどに設置されて、ガソリンと同
じように電気自動車の給電装置として機能させるのに好
適である。更に、天然資源を必要としないために、地球
環境上好ましいことは言うまでもない。併せて風力発電
や太陽発電とも違って、地球上のいかなる地域にも設置
が可能になった。殊に、発電された電力を使って、海
水、水を電気分解して、水素と酸素を製造し、得られた
水素を次世代の燃料（例えば燃料電池）に使用すれば、
自動車用、家庭用、産業用など各種の分野で有効に活用
でき、その産業利用上の価値は、多大である。

【００１８】請求項２記載の発明に係る振り子式発電装
置によれば、振り子体の左右往復揺動の慣性力を効果的
に現出させ、この振り子体の左右往復揺動が、一層滑ら
かで、少ないエネルギーで、しかも可及的に長時間にわ
たって可能になり、発電機の発電効率を格段に向上でき
る。

【００１９】以上の構成において、この発明では、風車
室に上下の圧縮空気流路が形成され、それぞれ開閉弁が
設けられる構成を採用できる（図１参照）。風車を一方
向にだけ回転させる圧縮空気流路に圧縮空気がうまく案
内され、風車の回転効率を阻害することなく、効率の良
い発電が可能になるからである。

【００２０】また、上記の構成において、空気圧縮体の
振り子体に対する左右相対的な滑動は、ピストン室内を
この空気圧縮体の左右滑動方向に沿って貫通し、両端が
振り子体外の機枠に固定された紐状体から成る支持索に
この空気圧縮体が固着されて、当該空気圧縮体の左右滑
動方向には固定的に位置を保持されることにより行われ
るように構成できる（図１，２参照）。構成が簡単で廉
価に提供できるからである。

【００２１】更に、空気圧縮体の振り子体に対する左右
相対的な滑動は、ピストン室内をこの空気圧縮体の左右
滑動方向に直交する前後方向に沿って貫通し、両端が振
り子体外の機枠に上下動自在に保持された支え棒にこの
空気圧縮体が固着され、また、振り子体の前後壁には、
この支え棒が外方に突出して振り子体に対する空気圧縮
体の相対的な左右方向への滑動を許す、左右方向のスリ
ットが形成され、更にこのスリットの内側には、可撓性
のある気密保持材が設けられている構成を採用できる
（図１０，１１参照）。振り子体の左右往復揺動に負荷
をかけないようにしながら、空気圧縮体の相対位置の固
定を保持でき、もって振り子体の左右往復揺動の慣性力
を効果的に現出させ、この振り子体の軽快、かつ、スム
ースな左右往復揺動が継続されるように働くからであ
る。

【００２２】更に、空気圧縮体の振り子体に対する左右
相対的な滑動は、ピストン室内をこの空気圧縮体の左右
滑動方向に沿って貫通し、両端が振り子体外の機枠に上
下滑動自在に保持された金属棒から成る支持策にこの空
気圧縮体が固着されて、当該空気圧縮体がその左右滑動
方向には固定的に位置を保持されることにより行われる
ように構成できる（図１２，１３参照）。振り子体の左
右往復揺動に負荷を全くかけないようにしながら、空気
圧縮体の相対位置の固定を保持できる。したがって、振
り子体の左右往復揺動の慣性力を効果的に現出させ、こ
の振り子体のより一層軽快、かつ、スムースな左右往復
揺動が継続されるように働くからである。

【００２３】また、この発明は、発電機を振り子体に配
置するのではなく、機枠上に配置し、振り子体の風車と
連動連結させることもできる。この場合、複数台の発電
機を機枠上に配置し、振り子体にはこの発電機の数と同
じ数の風車を設け、それぞれを伝動具で連動連結する構
成を採用できる（図１４参照）。振り子体の重量が格段
に軽量にでき、振り子体の左右往復揺動がより軽快に達
成でき、所期の好ましい発電、あるいはより大容量の発
電を可能にできるからである。

【００２４】

【発明の実施の形態】（第１の実施の形態）以下にこの
発明の第１の実施の形態を詳細に説明する。図１は、こ
の発明に係る振り子式発電装置の要部の拡大断面図、図
２は全体構成を示す一部切欠き正面図、そして図３は図
２に示される正面図を側面から見た一部切欠き側面図で
ある。これらの図において、１は、図示されるように、
横断面が長方形で、正面視長円形に形成された振り子体
で、前後左右にこの振り子体１のそれよりもやや長寸の
支えフレーム２上に載置固定されている。そして、この
振り子体１は、この支えフレーム２を介して、機枠３の
前後並びに左右所定の間隔をおいて垂下された四本の平
行揺動リンク４に支持されている。機枠３は、基体３Ａ
の左右両端に、それぞれ前後一対の支柱３Ｂが立設さ
れ、これら四本の支柱３Ｂの上端同士を連結する上棟フ
レーム３Ｃで構成される

【００２５】四本の平行揺動リンク４は、その長さ方向
の中間部分が、前後一対の上棟フレーム３Ｃ上に掛け渡
されるに足る寸法を備えた支点軸５に連結されている。
また、支えフレーム２の左右端には、軸受６を備えた前
後一対ずつの支軸支持フレーム７が設けられている。そ
して、これら軸受６の前後一対の間には支軸８が回転自
在に掛け渡され、この支軸８に四本の平行揺動リンク４
のそれぞれの下端が固着連結されている。したがって、
振り子体１は、これら四本の平行揺動リンク４の前記支
点軸５と機枠３の上棟フレーム３Ｃとの接点を支点とし
て、左右方向に揺動自在に支持されることになる。更
に、これら四本の平行揺動リンク４の上端には、それぞ
れバランスウエイ９が一体的に設けられている。また、
平行揺動リンク４は支点軸５を挟んでその上方と下方と
がほぼ同寸法に形成されている。その理由は、振り子体
１の左右往復揺動が、一層滑らかで、少ないエネルギー
で、しかも可及的に長時間にわたって可能になるからで
ある。

【００２６】なお、上棟フレーム３Ｃの平行揺動リンク
４の支点軸５との接点部分には、その上面に下向きの部
分円弧状凹面３Ｄが形成されていて、この支点軸５の滑
らかの回動と、位置規制とが行われる。

【００２７】振り子体１の内部は、実質的に密閉空間１
０に構成されている。また、この振り子体１の上下寸法
の上方１／３に相当する位置に内部を上下に分断する隔
壁１１が設けられていて、この隔壁１１の上側空間は、
内部に風車１２が横架された風車室１３が配置されてい
る。風車１２の回転支軸１４は、振り子体１の前後方向
に沿わせて配置される。この風車室１３の上下中間部分
には風車１２を挟んで左右方向に、先端を先鋭にした流
路分離板１５がそれぞれ設けられている。これら流路分
離板１５の先端位置は、それぞれ前記隔壁１１の遊端よ
りもやや風車１２寄り位置に設定されている。こられ流
路分離板１５によって、この風車室１３には、上方の圧
縮空気流路１３Ａと下方の圧縮空気流路１３Ｂの二つの
圧縮空気流路が形成される。そして、各圧縮空気流路１
３Ａ，１３Ｂの流出口１３Ｃ，１３Ｄ部分には、それぞ
れ開閉弁１６が設けられている。

【００２８】この開閉弁１６は、それぞれその基端が、
上方の圧縮空気流路１３に対応するものは振り子体１の
上壁に、また、下方の圧縮空気流路１３Ｂに対応するも
のは流路分離板１５に揺動自在に垂下されている。ただ
し、いずれの開閉弁１６も、圧縮空気の流下方向側にの
み揺動できるように構成されていて、圧縮空気の逆流を
未然に阻止できるように構成されている。具体的には、
図３の右側の開閉弁１６で示されるように、下端を流路
分離板１５の先端に当て付けるようにして配置したり、
あるいは右側の開閉弁１６で示されるように、流路分離
板１５上に設けられたストッパー１３Ｅで規制するよう
にすることもできる。

【００２９】隔壁１１の下側空間は、圧縮空気発生室と
なる、横断面四角形の、ピストン室１７が形成されてい
る。このピストン室１７の左右中間部分には、このピス
トン室１７の内法寸法にほぼ等しい径を備えた、空気圧
縮体の一例としての、球形のピストン体１８が配置され
ている。このピストン体１８は、振り子体１に対して、
その配置位置を固定的に保持するように構成されてい
る。したがって、振り子体１が左右往復揺動しても、こ
のピストン体１８は、その配置位置が固定的であるた
め、結果としてこのピストン体１８はピストン室１７内
を左右方向に滑動移動するように働く。そのためにピス
トン室１７内の空気は、ピストン体１８を挟んでその左
右の室部分で、この振り子体１の揺動方向の下手側に位
置する室部分側が圧縮されることになり、この圧縮作用
が、振り子体１の左右往復揺動によって、左右交互に行
われることになるのである。なお、このピストン体１８
は、ゴムや合成樹脂、更には金属を素材にした中空、あ
るいは中実ボールで構成されている。しかし、振り子体
１の左右往復揺動を効率的に行う上では、ゴムや合成樹
脂を素材にした中空ボールで構成されるのが望ましい。

【００３０】隔壁１１の左右両端部分と振り子体１の左
右の周壁１Ａの内面との間に、このピストン室１７と上
方の風車室１３を連通連結するための圧縮空気流路１９
が設けられている。したがって、このピストン室１７で
圧縮された空気は、この圧縮空気流路１９を通って風車
室１３内に流れ込むように形成されている。そして、風
車室１３内に流れ込んだ圧縮空気は、上方の圧縮空気流
路１３Ａあるいは下方の圧縮空気流路１３Ｂかのいずれ
かに流入してゆく。この一連の圧縮空気の流れによっ
て、風車１２が一方向に連続的、かつ、強制的に回転さ
れるように構成されている（図例では時計回り）。

【００３１】振り子体１の上壁の上には発電機２０が設
けられていて、この発電機２０と風車１２の回転支軸１
４とが、無端ベルトなどの回転伝動具２１を介して連動
連結されている。したがって、風車１２が回転すること
によりこの発電機２０が回動されるので、結果として発
電が行われるよう構成されている。図３に示されるよう
に、風車１２側のベルト巻きかけ具１２Ａを発電機２０
側のベルト巻きかけ具２０Ａよりも大径にするのが望ま
しい。風車１２の回転数を大幅に上げることができるか
らである。

【００３２】ピストン体１８の球芯部分を貫通横断し
て、ワイヤーやロープなどの紐状体から成る支持索２２
が左右方向に延長されて、一体に連結されている。この
支持索２２は、図２に示されるように、振り子体１の左
右の周壁１Ａに穿設された貫通穴１Ｂを通って、振り子
体１の外側に延出されている。そして、図１の部分拡大
図に示されるように、この支持索２２は、その両端が、
機枠３の左右支柱３Ｂのそれぞれ前後一対間に掛け渡さ
れた支持フレーム２３に連繋されている。具体的には、
支持索２２の両端は、この支持フレーム２３に穿設され
挿通穴２４を通って背面側にまで延設され、その端部
に、それぞれストッパー２５が一体に連結されている。
そして、支持フレーム２３とこのストッパー２５の間に
ある支持索２２部分の外側に、つるまきバネで形成され
る圧縮バネ２６が介装されている。この圧縮バネ２６に
よって、支持索２２には張力が与えられ、外力が負荷さ
れない限りは、常時水平の姿勢〔図４（Ａ），（Ｂ）〕
を保てるように構成されている。

【００３３】ピストン体１８の左右両側には、このピス
トン体１８の左右両側に形成されるピストン室１７部分
同士での空気の往来を阻止して、それぞれのピストン室
１７部分の気密が保証されるように、気密板２７が取り
付け具２８を介して一体的に設けられている。ピストン
室１７の内周壁の表面には潤滑剤が塗布されていて、振
り子体１に対するピストン体１８並びにこの気密板２７
の円滑な相対的左右滑動が保証されている。なお、この
気密体２７は、ゴムや軟質の合成樹脂などの可撓性のあ
る素材で構成されるのが望ましい。

【００３４】図１中、２９は、振り子体１の左右の周壁
１Ａの内側で、貫通穴１Ｂの上部に設けられたガイドロ
ーラである。支持索２２がこの貫通穴１Ｂの周壁に接触
して、振り子体１に対するピストン体１８の円滑な左右
滑動が損なわれるのを未然に防止する。

【００３５】また、この振り子体１の左右方向中央部分
の下側、つまり支持フレーム２の下面には、磁界磁石と
しての永久磁石３０が一体的に設けられている。そし
て、機枠３の基体３Ａの左右方向中央部分の上面には、
電磁石３１が設けられている。電磁石３１は、その左右
の極性が切りかえられるように構成されていて、後述す
るように、振り子体１の左・右の揺動に応じて、極性を
Ｎ，Ｓ変更できる構成が採用されている。なお、図示し
ないが、この磁界磁石３０と電磁石３１は、必要に応じ
て、２対、３対と増設することも可能である。増設の方
向は、左右方向に所定間隔を置くようにして設けられる
のが望ましい。また、機器が大型化すれば、前後方向に
も後方向にも２対、３対と増設されるのが望ましい。

【００３６】次に、上記の実施の形態に示される振り子
式発電装置の作用を、図２、図４（Ａ），（Ｂ）、図５
から図９に示されるところに従って、説明する。振り子
体１がその左右往復揺動を停止しているときは、各構成
素子等は、図２に示される定位置にある。つまり、振り
子体１は、左右往復揺動過程の最下位位置にある。ピス
トン体１８は、ピストン室１７内にあって、その左右方
向の中央位置にある。また、支持索２２は、両端の圧縮
バネ２６が圧縮されていて、この支持索２２に、これを
水平姿勢に保つような応力を与え続けている。平行揺動
リンク４も、垂直姿勢を保って静止している。

【００３７】この静止状態から、振り子体１を右あるい
は左へ押しやる応力（図例では左側から右側に向う応
力）を与えると、振り子体１は、図２に示される最下位
位置から、図４（Ａ）に示される右上方限界位置まで、
平行揺動リンク４の支点軸５を中心にして揺動する。こ
の時、ピストン室１７内のピストン体１８は、その左右
位置が、支持索２２によって固定的に保たれている。し
たがって、両者は相対的に左右滑動することになり、最
終的にピストン体１８は、図４（Ａ）に示されるよう
に、ピストン室１７の左端に位置することになる。この
振り子体１とピストン体１８の相対的な滑動によって、
ピストン体１８の左側のピストン室１７部分内の空気が
圧縮される。逆にピストン体１８の右側のピストン室１
７部分内の空気は減圧される。

【００３８】この圧縮された空気は、左側の圧縮空気流
路１９を介して上方の風車室１３内に勢いよく流入して
いく。しかし、下方の圧縮空気流路１３Ｂの流出口１３
Ｄは、開閉弁１６によって閉止され、流入できないた
め、圧縮空気は、専ら上方の圧縮空気流路１３Ａ内への
み勢いよく流入する。その結果、この流入圧縮空気の流
れによって、風車１２は、時計回り回されことになる。
この風車１２の回転によって、発電機２０が回され、発
電を行う。また、この流入圧縮空気は、上方の圧縮空気
流路１３Ａの流出口１３Ｃを閉止する開閉弁１６を押し
開いて減圧された側、つまりピストン体１８の右側のピ
ストン室１７部分へ流入していく。

【００３９】右方向への揺動の上方限界位置に至った振
り子体１は、その自重により、今度は左側に向って振り
降ろされるように作動する。そして、図２に示される最
下位位置に至り、そのまま図４（Ｂ）に示される左上方
限界位置まで、平行揺動リンク４の支点軸５を中心にし
て揺動していく。この時、ピストン室１７内のピストン
体１８は、その左右位置が、支持索２２によって固定的
に保たれている。したがって、両者は相対的に左・右方
向へ滑動することになり、最終的にピストン体１８は、
図４（Ｂ）に示されるように、ピストン室１７の右端に
位置することになる。この振り子体１とピストン体１８
の相対的な滑動によって、ピストン体１８の右側のピス
トン室１７部分内の空気が圧縮される。逆にピストン体
１８の左側のピストン室１７部分内の空気は減圧され
る。

【００４０】この圧縮された空気は、右側の圧縮空気流
路１９を介して上方の風車室１３内に勢いよく流入して
いく。しかし、上方の圧縮空気流路１３Ｂの流出口１３
Ｃは、開閉弁１６によって閉止され、流入できないた
め、圧縮空気は、専ら下方の圧縮空気流路１３Ｂ内への
み勢いよく流入する。その結果、この流入圧縮空気の流
れによって、風車１２は、時計回り回されことになる。
この風車１２の回転によって、発電機２０が回され、発
電を行う。また、この流入圧縮空気は、下方の圧縮空気
流路１３Ｂの流出口１３Ｄを閉止する開閉弁１６を押し
開いて減圧された側、つまりピストン体１８の左側のピ
ストン室１７部分へ流入していく。

【００４１】このように、振り子体１の左右往復揺動に
より、風車１２は可及的に一方向に連続的に回されるこ
とになるので、発電効率が可及的に高まる。

【００４２】以上の作動にあって、振り子体１の、左・
右揺動運動の最下位位置から上方限界位置に至る、上方
への動きに伴って、ピストン体１８は必然的に対地上高
が高くなる。その結果、支持索２２は、今まで中間部が
下方に引張られていた状態（図２）から、水平な直線状
になる（図４）。その結果、支持索２２には弛みが生じ
るが、この弛みは、ストッパー２５を圧縮バネ２６が右
・左に押圧するので、うまく吸収される。したがって、
ストッパー２５は、振り子体１に対する相対的な位置を
常時固定的に保てるようになるのである。

【００４３】また、この振り子体１の左右往復揺動に大
きな影響力を与えるのが支持フレーム２の下面に設けら
れた永久磁石３０と、機枠３の基体３Ａ上面に設けられ
た電磁石３１の働きである。以下その働きを、図５〜図
９に基づいて説明する。説明の便宜上、振り子体側の永
久磁石３０は、右側がＮ極、左側がＳ極に設定された場
合について説明する。図５〜図９に図示される振り子体
１の作用過程は、図４（Ａ）に示される右上方限界位置
から最下位位置に振り降ろされ、引き続き図４（Ｂ）に
示される左上方限界位置に至る部分を表している。

【００４４】まず、図５に示されるように、振り子体１
が最下位位置に至る手前の段階で、いまだ両磁石３０，
３１が会合する前の段階では、電磁石３１は、その右側
がＮ極に、左側がＳ極に設定される。この段階では、振
り子体１の永久磁石３０の左側Ｓ極が電磁石３１の右側
Ｎ極に吸引され続けるので、この振り子体１の左側への
揺動が可及的に促進される。

【００４５】次いで、振り子体１が引き続き左側へ揺動
して、図６に示されるように永久磁石３０の右側と電磁
石３１の左側が会合する段階に至った時点で、電磁石３
１の極性が左右で逆になるように切り替える。つまり、
電磁子石３１は、その右側がＳ極に、左側がＮ極になる
ように切り替えられる。この電磁石３１の極性の切り替
えによって、永久磁石３０の左側のＳ極と電磁石３１の
右側のＳ極とが互いに反発し合うことになり、振り子体
１の揺動を妨げない。また、永久磁石３０の右側のＮ極
にこの電磁石３１の右側のＳ極の吸引力が働き始め、振
り子体１を更に左側へ揺動させるように働く。

【００４６】次いで、図７に示されるように、振り子体
１が引き続き左側へ揺動して、最下位位置に至り、両磁
石３０，３１が完全に上下で会合する段階に至った時点
で、再び電磁石３１の極性が左右で逆になるように切り
替えられる。つまり永久磁石３０の左右の極性と電磁石
３１の左右の極性が一致するように切り替えられる。こ
の電磁石３１の極性の切り替えによって、永久磁石３０
の右側のＳ極と電磁石３１の右側のＳ極同士、また、永
久磁石３０の左側のＮ極と電磁石３１の左側のＮ極同士
が互いに反発し合う。したがって、両磁石３０，３１同
士の吸引力は全く働かなくなる。その結果、振り子体１
には、その左右往復揺動にブレーキをかける如き作用力
が全く働かなくなる。したがって、振り子体１は、自重
とそれまでの左側へ揺動しようとする慣性力とによっ
て、引き続き軽快、かつ、スムースに左側への揺動を続
ける。

【００４７】次いで、振り子体１が引き続き左側へ揺動
して、図８に示されるように、最下位位置から左側に移
行して、永久磁石３０の右端と電磁石３１の左端とが重
合する段階までは、この電磁石３１の極性はそのまま維
持される。これにより、永久磁石３０の右側のＮ極が、
電磁石３１の左側のＳ極に吸引され続けるので、この振
り子体１の左側への揺動が可及的に促進される。

【００４８】次いで、更に振り子体１が左側に揺動し
て、図９に示されるように、両磁石３０，３１会合がな
くなる直前に至った段階で、再び電磁石３１の極性が切
り替えられる。すなわち、左側がＮ極に、右側がＳ極に
なるように切り替えられる。この極性の切り替えによっ
て、永久磁石３０の右側のＮ極と電磁石３１の左側のＮ
極とが互いに反発し合うので、振り子体１には、これを
更に左側へ押しやらるような作用力が働く。その結果、
振り子体１は、自重とそれまでの左側へ揺動しようとす
る慣性力とによって、引き続き軽快、かつ、スムースに
左側への揺動を続ける。そして、最終的には、図４
（Ｂ）に示される、左上方限界位置に至る。

【００４９】左上方限界位置に至った振り子体１は、次
いで、逆方向（右方向）に揺動することになるが、電磁
石３１の極性は先とは逆になるように切り替えられる。
この操作により、先と同様に、自重と慣性力とによっ
て、軽快、かつ、スムースに左右の揺動が継続される。
その結果、継続的に電力を得ることができる。

【００５０】また、平行な揺動リンク４の上端に設けら
れるバランスウエイト９は、振り子体１の左右往復揺動
の慣性力を効果的に現出させ、この振り子体の左右往復
揺動が、一層滑らかで、少ないエネルギーで、しかも可
及的に長時間にわたって可能になり、発電機の発電効率
を格段に向上するように働く。

【００５１】（第２の実施の形態）次に、図１０並びに
図１１に示される構造は、ピストン体１８の振り子体１
に対する相対的な位置固定のための別の手段を示してい
る。なお、詳細な構造説明に当たり、上記の実施の形態
に説明された構成と同様の構成については同じ符号を付
して、その具体的な説明は省略する。まず、ピストン体
１８は、機枠３の基体３Ａ上に立設された支持ポール３
２に上下動自在に支持されている。具体的には、ピスト
ン体１８の球心部分の前後に支え腕３３が一体的に連設
されている。そして、その両端は、それぞれ振り子体１
の前後１Ｃの壁に穿設された左右方向に長い、直線状の
スリット３４から外方にまで突出される。このそれぞれ
の突出端が、支持ポール３２内に上下動のみ自在に嵌挿
された上下移動腕３５に、支えボス部３６を介して支持
されている。ピストン体１８に対する左右往復揺動を可
能にするためである。

【００５２】一方、振り子体１側に設けられた横方向の
スリット３４の内側には、上下並びに左右ともに、この
スリット３４よりも長めの気密保持材３７が添設されて
いる。この気密保持材３７によって、ピストン室１７内
から圧縮空気が可能な限り外部に洩れるのを防止してい
る。この気密保持材３７は、ゴム製あるいは合成樹脂製
で、特に可撓性を備えた物が好ましい。また、この気密
保持材３７は上下方向の中間部で上下に分断されてい
て、支え腕３３と振り子体１の相対的な滑動をうまく保
証している。

【００５３】（第３の実施の形態）次に、図１２並びに
図１３に示される構造は、ピストン体１８の振り子体１
に対する相対的な位置固定のための更に別の手段を示し
ている。この変形例は、基本的には図１〜図９に示され
る支持索２２を採用した例と同様の考え方に立脚してい
る。ただ、図１〜図９に示された構成では、支持索２２
としてロープやワイヤーなどの可撓性のある素材が採用
されたが、この実施の形態ではロッド、つまり金属棒や
樹脂素材の棒が採用されるのに好適な構造を示してい
る。具体的には以下のとおりである。なお、詳細な構造
説明に当たり、上記の各実施の形態に説明された構成と
同様の構成については同じ符号を付して、その具体的な
説明は省略する。

【００５４】図１〜図９に示された構成と同様に、ピス
トン体１８の球芯部分を貫通横断して、金属棒から成る
支持索２２が左右方向に延長されて、一体に連結されて
いる。この金属棒から成る支持索２２は、図示されるよ
うに、振り子体１の左右の周壁１Ａに穿設された貫通穴
１Ｂを通って、振り子体１の外側に延出されている。そ
して、図１３の部分拡大図に示されるように、この金属
棒から成る支持索２２は、その両端が、機枠３の左右支
柱３Ｂのそれぞれ前後一対間に掛け渡された支持フレー
ム２３に取り付けられたガイドレール３８に沿って上下
方向に案内される。

【００５５】具体的には、金属棒から成る支持索２２の
両端には、それぞれ前後方向に伸びる支持脚３９が一体
に連設されている。そして、この支持索２２の両端近傍
には、ベアリングからなる前後方向の案内輪４０が、ま
た、支持脚３９の前後端にはそれぞれは、ベアリングで
構成される左右方向の案内輪４１が設けられている。こ
れらの各案内輪４０，４１は、図示されるように、ガイ
ドレール３８の前後方向の振れを規制する前後一対の案
内レール部分３８Ａ、その横外方に一体に連なる左右方
向の振れを規制する案内レール部分３８Ｂによって規制
案内される。これらの案内レール部分は、図示されると
おり一体に構成されているが、必要に応じて別体で構成
されても良い。

【００５６】なお、本例では、ガイドローラ２９は、上
下に設けられていて、上下両サイドで金属棒から成る支
持索２２を案内するように構成されている。振り子体１
の左右往復揺動に伴う上下動により、この支持索２２に
は上方にも、また、下方にも応力が働く。したがって、
振り子体１の上下いずれの方向への移動によっても、支
持索２２が貫通穴１Ｂの周壁に接触することなく、振り
子体１とピストン体１８との円滑な左右滑動を行わせる
上で有効である。

【００５７】以上の構成によると、金属棒より成る支持
索２２は、振り子体１の左右往復揺動にともなって、ガ
イドレール３８と案内輪４０，４１とによって、単に上
下動のみすることになる。したがって、ロープやワイヤ
ーを採用する支持索２２に比べて、振り子体１の左右往
復揺動に負荷を全くかけないようにしながら、ピストン
体１８の相対位置の固定を保持できる。したがって、振
り子体１の左右往復揺動の慣性力を効果的に現出させ、
この振り子体１のより一層軽快、かつ、スムースな左右
往復揺動が継続されるように働く。

【００５８】（第４の実施の形態）次いで、図１４に示
される構造は、発電量を更にアップさせるための一つの
手段を開示している。なお、詳細な構造説明に当たり、
上記各実施の形態に説明された構成と同様の構成につい
ては、これら各実施の形態に採用された符号と同じ符号
を付して、その詳細は省略する。

【００５９】すなわち、風車室１３内に、圧縮空気の流
れ方向に沿って、複数台（図例では３台）の風車１２が
配設されている。また、機枠３の上棟フレーム３Ｃ上に
は、この複数台の風車１２に対応する数の発電機２０が
設置され、それぞれが回転伝動体２１で連動連結されて
いる。この手段によると、一挙に複数台の発電機２０か
ら発電を得ることができるので、大容量の発電を必要と
する場所などに好適である。

【００６０】また、この変形例では、比較的重量のある
発電機２０が、振り子体１ではなく、強度上好ましい機
枠３側に配置されている。したがって、振り子体１の総
重量が可及的に少なくなり、その左右往復揺動作用がよ
り軽快に達成でき、所期の好ましい大容量の発電を可能
にする。なお、この変形例で採用された、発電機２０を
機枠３上に配置する構造は、図１〜図１３に示される各
実施の形態、つまり風車１台と発電機１台の組合せの場
合にも採用できることは言うまでもない。

【００６１】なお、上述の電磁石３１の極性を切り替え
るためのエネルギーは、この振り子式発電装置で得られ
た電気エネルギーの一部を利用することで充分である
が、容量の多寡によっては、商用電気を利用するのが望
ましい。

【００６２】また、上記の各実施の形態において、発電
機２０で得られた電気は、図示しないが、安定器を介し
て変圧器に送電されて変圧される。更に、蓄電装置に送
られ蓄電され、適宜需要目的、場所で使用される。

【００６３】更に、風車１２の回転支軸１４は、ベアリ
ングを介して振り子体１の前後壁１Ｃに支持されている
が、この支軸構造をベアリングに代えて、公知の磁気軸
受けを採用するのが望ましい。殊に、能動型を採用する
のが望ましい。振り子体１が左・右に揺れて、折り返す
時、僅かな時間ではあるが、圧縮空気の流れを発生でき
ない空白域が生じる。この間の風車１２の回転力を落と
すことなく、間断無く、スムースに、しかも効率良く連
続回転させる手段として極めて有効であるからである。

【００６４】以上各実施の形態で説明したこの発明に係
る振り子式発電装置は、少なくとも現在日常的に用いら
れている機材を使用して、化石燃料などの天然資源の消
費を可及的に少なくし、廉価で、しかも天候や立地条件
などにも一切制限されることのない発電装置である。ま
た、小型の家庭用から中型の産業用、更には発電所など
で採用できる超大型、あるいは並設などの手段を採用し
て多量の発電が可能になるのである。したがって、将来
的な実施の一例としては、電化自動車の普及にともなっ
て、ガソリンスタンドなどに設置されて、ガソリンと同
じように電気自動車の給電装置として機能させるのに好
適である。更に、天然資源を必要としないために、地球
環境上好ましいことは言うまでもない。併せて風力発電
や太陽発電とも違って、地球上のいかなる地域にも設置
が可能になる。殊に、発電された電力を使って、海水、
水を電気分解して、水素と酸素を製造し、得られた水素
を次世代の燃料（例えば燃料電池）に使用すれば、自動
車用、家庭用、産業用など各種の分野で有効に活用で
き、その産業利用上の価値は、従来の各種発電装置の比
ではない。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明に係る振り子式発電装置の第１の実施の
形態を示す要部の拡大断面図である。

【図２】本発明に係る振り子式発電装置の第１の実施の
形態を示し、一部を取り出して拡大した全体構成の一部
切欠き正面図である。

【図３】本発明に係る振り子式発電装置の第１の実施の
形態を示す図２に示される正面図を側面から見た一部切
欠き側面図である。

【図４】図１に示される第１の実施の形態の作用の説明
図で、（Ａ）は振り子体が右上方限界位置に至った状態
を示し、（Ｂ）は振り子体が左上方限界位置に至った状
態を示している。

【図５】図１に示される第１の実施の形態の作用の説明
図で、振り子体側に設けた永久磁石と機枠側に設けた電
磁石の働きを説明する部分拡大断面図である。

【図６】図５と同様に、両磁石の働きを説明する部分拡
大断面図である。

【図７】図５と同様に、両磁石の働きを説明する部分拡
大断面図である。

【図８】図５と同様に、両磁石の働きを説明する部分拡
大断面図である。

【図９】図５と同様に、両磁石の働きを説明する部分拡
大断面図である。

【図１０】本発明に係る振り子式発電装置の第２の実施
の形態を示す要部の一部切欠き拡大正面図である。

【図１１】図１１に示される第２の実施の形態を示す要
部の一部切欠き拡大側面図である。

【図１２】本発明に係る振り子式発電装置の第３の実施
の形態を示す要部の一部切欠き拡大正面図である。

【図１３】図１２に示される第３の実施の形態を示す要
部の一部切欠き拡大斜視図である。

【図１４】本発明に係る振り子式発電装置の第４の実施
の形態を示す一部切欠き全体正面図である。

【符号の説明】

１…振り子体，３…機枠，４…平行揺動リンク，９…バ
ランスウエイト，１０…密閉空間，１２…風車，１３…
風車室，１７…ピストン室，１８…空気圧縮体，２０…
発電機，３０…磁界磁石，３１…電磁石。

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】実質的な密閉空間に形成された振り子体
が平行揺動リンクに垂下されて左右往復揺動するように
構成され、この振り子体の密閉空間内には風車が設置さ
れている風車室と、当該風車室内へ圧縮空気を送気する
ためのピストン室が設けられ、このピストン室内には前
記振り子体と相対移動し当該ピストン室内の空気を圧縮
する空気圧縮体が、気密的に、かつ、滑動自在に装填さ
れ、振り子体とこの空気圧縮体が相対的に左右動し、ピ
ストン室内の空気が圧縮あるいは減圧される作動によっ
て、この圧縮された側のピストン室から減圧された側の
ピストン室に圧縮空気が流れて前記風車が、連続的に回
転されるように構成され、この風車の回転が発電機に伝
えられるように構成され、振り子体下部と地上のいずれ
か一方に磁界磁石が、また、他方に電磁石が設けられ、
この電磁石の極性切り替えにより磁界磁石に吸引・反発
力を作用させることによって、振り子体の左右往復揺動
を促進するように構成されていることを特徴とする振り
子式発電装置。
【請求項２】振り子体を支持する平行揺動リンクは、
その中間部分が機枠に回転自在に支持されるとともに、
上端にバランスウエイが設けられている請求項１記載の
振り子式発電装置。