JP2003201950A

JP2003201950A - 自然力を利用した回動車

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Publication number: JP2003201950A
Application number: JP2001397751A
Authority: JP
Inventors: Masahiko Suzuki; 政彦鈴木
Original assignee: FJC KK
Current assignee: FJC KK
Priority date: 2001-12-27
Filing date: 2001-12-27
Publication date: 2003-07-18

Abstract

(57)【要約】【課題】この発明は、縦軸でも、微風による高速回転
できる自然力を利用した回動車を提供することを目的と
している。【解決手段】軸受２から突出した主軸３に、フライホ
イルが装着され、該４の外周部に、多数の受力部材５が
周面に沿って定間隔に装着された自然力フライホイルを
利用した回動車１。

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、風や水など自然
の流動体の流動力、或いは落下重力、磁力等によって動
く、自然力を利用した回動車に係り、特に主軸に装着さ
れたフライホイルの外周部に、直接または間接的に多数
の受力部材を装着し、該受力部材に風力、水力などの外
的力を受けて、高トルク回転をする風車、或いは水車と
することのできる、自然力を利用した回動車に関する。

【０００２】

【従来の技術】従来、動力用風車として、横軸形と縦軸
形とがあり、オランダ風車など製粉用には横軸形が汎用
されている。また、風力エネルギーの回収率は、横軸風
車が４５％といわれ、縦軸風車のエネルギー回収率は３
５％と云われている。風力発電機においては、横軸３枚
羽根プロペラ式が汎用されている。

【０００３】風車の回転力を利用する風力発電は、一般
に、風速４ｍ／ｓ以上の風が、年間２０００時間以上吹
かなければ、経済的に合わないとされている。また、地
面より高くなるほど風速が早いことから、タワーを高く
し、プロペラの長さを３０ｍ〜５０ｍとする大型風力発
電機も見られている。

【０００４】一般に、風車は、微風に対しても回転力を
得るために、羽根の基部よりも遠心端部は軽く設定され
ている。また、動力用水車は、回転車の周部にバケット
或いは羽根を持つもので、バケットに入る水の重量や、
羽根に当る水流によって回転する。

【０００５】

【発明が解決しようとする課題】風力発電機は、上記の
ように、プロペラ式（３枚羽根）が主流であること、風
圧を受ける面積を広くする必要性から、プロペラの長さ
が長いこと、そのことは剛性の点からも、軽量にする必
然性があり、プロペラの遠心端部は軽く設定されてい
る。

【０００６】しかし、プロペラが長いとしても幅が狭い
ので、風圧を受ける面積は狭い。特に高層気流を利用す
るとき、１枚のプロペラが上向きであっても、２枚のプ
ロペラは斜下にあり、１２０度回転しなければ上向きに
ならないから、時間的なロスがある。また、プロペラ式
は、常にプロペラを風向きに対向させなければならない
という欠点がある。更に、長いプロペラは、捩じれ変形
が生じて、風抵抗の変化が生じる欠点があるため、これ
を回避するための念入りな製造に、製造コストの負担と
なる。

【０００７】一方、縦軸風車は、全方向からの風に対し
て回転するが、主軸の半側面においては向い風となり、
回転効率が減退される。水力発電機の水車は、水の落下
重量によって回転させているため、大きな落差を必要と
している。バケット式水車は、バケットに水が溜まらな
いと回転せず、回転速度が遅い。

【０００８】この発明は、このような背景に対して、縦
軸でも風力エネルギーの回収効率のすぐれた動力用風
車、或いは大きな落差がなくても、効率の良い回転をさ
せることのできる水車などに利用することのできる、自
然力を利用した回動車を提供することを目的としてい
る。

【０００９】

【課題を解決するための手段】この発明は、前記課題を
解決するために、次のような技術的な手段を講じた。従
来の考え方は、自然の力（風力等）を直接エネルギーに
変えていこうとする方法を採っている。この発明は、主
軸にフライホイルを装着し、半径の長いフライホイルの
周部に受力部材を多数装着することにより、主軸の負担
するトルクとフライホイルの重力とのバランスを機械的
にゼロに近づけた。

【００１０】すなわち、主軸には発電機などを回転させ
る負荷がかかる。この負荷が１００としたとき、主軸の
近くで主軸を回転させようとすると１００の力が必要に
なる。これを、主軸から離れたフライホイルの周面部で
回転力を与えると、梃子の原理によって、１００よりも
著しく小さな力で回転させることができる。

【００１１】更にフライホイルが重く、フライホイルの
重量を伴う遠心力による回転慣性は、梃子を動かす力と
同じように作用するので、フライホイルの半径の長さ
と、重量の和が１００に近い力となれば、ベアリング部
分を計測支点として、主軸の負荷とフライホイルとのバ
ランスがゼロに近くなる。

【００１２】そして、フライホイルの周部に位置する受
力部材に、風圧などの外力が与えられると、その外的力
は、そのまま主軸を回転させる力になるので、風（水）
のエネルギーの回収率は１００％に近づく。この主軸か
ら遠心方向に遠い位置に受力部材が多数あれば、小さな
風力でも一定の時間内に連続的に作用し、高トルクの回
転をさせることができる。

【００１３】このようにこの発明は、風車においては、
遠心力による回転慣性を利用することによって、縦軸に
おける向かい風のロスも削減させて、効率の良い風力エ
ネルギーの回収をしようとするものである。また水車に
おいては、遠心力による回転慣性を利用することによっ
て、横軸においても大きな水の落差がなくても、効率良
い水エネルギーの回収をしようとするものである。

【００１４】すなわち、従来一般的には、風車の自由端
部は軽くなくてはならない、と考えられているが、本願
発明は、逆に重くしたことに特徴がある。また水車も全
体が重いと回転ロスが多いとされているが、この発明
は、フライホイルを使用することによって、遠心力によ
る回転慣性を高めた。

【００１５】本文で云うフライホイルとは、主軸と共に
回転して、遠心力による回転慣性を主軸に与えて回転さ
せるための構成体で、その周部に多数（４枚を超える
数）の受力部材を装着できるものをいう。従来一般のフ
ライホイルは、主軸の回転力をフライホイルの心部に与
えて回転させるものであるが、本願発明においては、そ
の逆にフライホイルの回転慣性によって主軸を回転させ
るものである。発明の具体的な構成は次の通りである。

【００１６】(1) 軸受から突出した主軸に、フライホ
イルが装着され、該フライホイルの外周部に、多数の受
力部材が周面に沿って定間隔に、直接或いは間接に装着
された、自然力を利用した回動車。

【００１７】(2) 前記フライホイルは、主軸に多段状
に装着され、上下のフライホイルの外周部を連結するよ
うに、多数の受力部材が周面に沿って定間隔に装着され
ている(1)に記載された自然力を利用した回動車。

【００１８】(3) 前記フライホイルは、外周端縁部に
中空区画部が形成され、該中空区画部に、重量物を詰装
するよう構成されている(1)(2)のいずれかに記載された
自然力を利用した回動車。

【００１９】(4) 前記フライホイルは車輪形に構成さ
れている(1)〜(3)の、いずれかに記載された自然力を利
用した回動車。

【００２０】(5) 前記フライホイルは、周方向で複数
に分割されて、組立自在に構成されている(1)〜(4)の、
いずれかに記載された自然力を利用した回動車。

【００２１】(6) 前記フライホイルは、組立自在に、
心部とアームと端環部とで構成されている(1)〜(5)の、
いずれかに記載された自然力を利用した回動車。

【００２２】(7) 前記フライホイルは、組立自在に、
心部とアームと端環部とで構成され、長さの異なるアー
ムと、周曲面形状の異なる端環部とを組合わせて、直径
を変化させるように構成された(1)〜(6)の、いずれかに
記載された自然力を利用した回動車。

【００２３】(8) 前記フライホイルは、心部と端環部
との中間に中次環が配設され、心部と中次環の間より
も、中次環と端環部との間のアームの数が多く設定され
ていることを特徴とする請求項７に記載された自然力を
利用した回動車。

【００２４】(9) 前記フライホイルは、心部から放射
方向へ多数のアームが突設され、各アームの先端部に、
それぞれ受力部材を装着するよう構成された(1)〜(5)
の、いずれかに記載された自然力を利用した回動車。

【００２５】(10) 前記受力部材は、フライホイルに着
脱自在に装着される(1)〜(8)の、いずれかに記載された
自然力を利用した回動車。

【００２６】(11) 前記主軸には、軸受と対応する位置
に、拡径部材が装着され、該拡径部材と軸受の間に、滑
動手段が介在されている(1)〜(9)の、いずれかに記載さ
れた自然力を利用した回動車。

【００２７】

【発明の実施の形態】この発明の実施の形態例を図面を
参照して説明する。図１は自然力を利用した回動車（以
下単に回動車という）の要部正面図、図２は要部平面図
である。回動車(1)は、風力発電機用に例示したもの
で、軸受(2)から突出した主軸(3)に、フライホイル(4)
が直角に装着されている。該フライホイル(4)の外周部
に、周面に沿って定間隔に羽根状の受力部材(5)が多数
装着されている。図中符号は、滑動手段(6)、発電部
(7)、変速機(8)、発電機(9)、支持体(10)、風力発電機
(11)である。

【００２８】ここで云うフライホイル(4)とは、主軸(3)
と共に回転して、主軸(3)の回転に遠心力による回転慣
性を与えるための構成体で、その周部に多数の受力部材
(5)を装着できるものをいうので、フライホイル(4)の形
状は、円盤状、車輪状、歯車状など、形態は任意に設定
することができる。受力部材(5)とは、風、水、煙、流
動ガスなどの流動圧を受け、あるいは液体、粉粒体など
の重力、磁力を受けて回転力とするものをいう。また、
滑動手段(6)とは、例えばベアリング、互いに反発する
一対の磁石（電磁石、リニアモータを含む）など、主軸
(3)の回転を平滑に維持する手段をいう。

【００２９】図１におけるフライホイル(4)は、円盤状
のものが例示されている。遠心力による回転慣性が生じ
るように、周部が中実で中間部は中空に形成されてい
る。これは、フライホイル(4)全体の重量を小さくし
て、回転慣性を高めるためである。勿論全体が中実で同
厚のものでも、周部が肉厚のものでも良い。

【００３０】フライホイル(4)の材質は、金属のほか、
ＦＲＰ（繊維強化樹脂）成形体でも良い。ＦＲＰ成形体
の場合は、周部にあらかじめ金属、コンクリートその他
の重量物(44)を埋設することができるほか、中空部を形
成しておいて、後処置として、中空部に、油、不凍液、
砂など鉱物の粉粒、或いはセメント水練物等の重量物(4
4)を詰装することができる。

【００３１】大型のフライホイル(4)は、前記中空部を
中空の状態で運搬して、組立の後に、中空部に重量物(4
4)を詰装するように設定することができる。この場合、
中空部に環状に複数の仕切を設けておいて、重量物の詰
装量の加減によって、回転バランスを取ることができ
る。

【００３２】前記フライホイル(4)の外周部には、周面
に沿って、定間隔に複数の埋込みナットから成る取付部
(12)が多数形成され、多数の風受羽根からなる受力部材
(5)が、周面に沿って、定間隔に着脱自在にボルト(13)
で装着されている。着脱自在なので、受力部材(5)は、
その数、形状、大きさなど、設置場所に適合する物を選
択して、装着することができる。

【００３３】図３は、前記回動車(1)を使用した風力発
電機(11)の正面図である。図中符号(14)は、蓋体であ
る。該蓋体(14)は主軸(3)を風雨から保護すると共に、
上面が略球面に構成されているので、風が通過すると
き、蓋体(14)の上面において頂部から後方の放射方向へ
通過するので、風向きに抗して回る受力部材(5)への抵
抗を軽減させる。

【００３４】上記の構成において、風が少しでも吹いて
いると、風の向きにかかわらず、いずれかの受力部材
(5)が風を受けて、回動車(1)が回転する。フライホイル
(4)の構成は、前述したように、ベアリングからなる滑
動手段(6)によって支持されているので、抵抗損はこの
ベアリング(6)の摩擦だけといえる。

【００３５】すなわち、フライホイル(4)の周部が重く
形成されていても、主軸(3)に対してフライホイル(4)の
周面長さが長く、かつフライホイル(4)の周面に、多数
の受力部材(5)が装着されているので、受力部材(5)が受
ける風力は、直接にフライホイル(4)の回転力になる。

【００３６】従って、同じ重量のフライホイル(4)であ
っても、主軸(3)に近い位置に力を与えて回転させる場
合よりも、周部に力を与えて回転させる力の方が、著じ
るしく小さな力で済むことは、梃子の原理で明らかであ
る。

【００３７】例えば半径１ｍのフライホイルの周面は約
３．１４ｍであるが、分間５０回転させると、周面はお
よそ１５７ｍの長さ分を回転する。これはフライホイル
の重量を無視した単純計算で秒速２．６１ｍの風速で回
転することになる。半径２ｍのフライホイルの周面は約
６．２８ｍであるが、分間５０回転させると、周面はお
よそ３１４ｍの長さ分を回転する。これは単純計算で秒
速５．２３ｍの風速を要することになる。しかし、フラ
イホイル(4)の重量と梃子比から対比すれば、２分の１
の風力で済む事になり、フライホイル(4)の半径が長い
程、風力は小さくてよい。

【００３８】フライホイル(4)は回転すると、重量があ
るため、遠心力による強い回転慣性が生じる。これに対
して更に風圧が受力部材(5)にかかると、追風となって
加速される。回転慣性も加速される。そして、受力部材
(5)は、フライホイル(4)の周面に３枚以上の多数が装着
されているため、定時間内に風圧を受ける総受力部材
(5)の面積が広くなる。すなわち、図２においては３０
度回転する度に、同じ位置での同じ風力を受ける受力部
材(5)の数が多いことになり、例えば４枚羽根に比較し
て、フライホイル(4)の１回転時において３倍の風圧価
を得ることができる。

【００３９】つまり、定時間内での風圧価が１００であ
っても、これを受ける受力部材(5)の数が３倍なら、風
圧価は３００になり、それだけ風車の回転トルク、速度
を高めることができる。また、逆に３分の１の風圧で
も、１００の風圧価を得ることができるから、微風でも
風車は効率の良い回転をすることになる。

【００４０】前記受力部材(5)は、フライホイル(4)に対
して着脱自在に構成されているので、風力発電機(11)の
設置される地理条件に合わせて、大きさ、長さ、形状、
枚数等を選定し、現場においても自由に変更することが
できる。このフライホイル(4)を使用した回動車(1)を使
用した風力発電機(11)は、フライホイル(4)の半径が短
かく、受力部材(5)の面積が小さくても、回転し始める
と遠心力による回転慣性によって、高速回転をさせるこ
とが可能なので、風力発電機(11)を小型化することがで
きる。

【００４１】ちなみに、実験結果は次の通りであった。
最初、発電機３００ｗ／Ｈ、半径１．２５ｍのフライホ
イル使用、風速３〜４ｍ／ｓで、１５０回転／ｍｉｎ
で、発電機が破損した。次いで、発電機２．５ｋｗ／Ｈ
として設定し、次のような好結果を得た。フライホイルの半径２ｍフライホイルの重量１５０ｋｇ受力部材の枚数翼形３００×１５００×７枚風速１．５ｍ／ｓ〜２．１ｍ／ｓ回転速度５１〜５６回／ｍｉｎ発電機回転数２０００〜３０００回転／ｍｉｎ

【００４２】上記のように、この風力発電機(11)は、フ
ライホイルの半径を長くし、重量を付加することによっ
て、高い回転トルクを得ることができる。また回転力が
強いので、小型にすることができ、設置場所の選定幅が
拡大するので、一般住宅の屋根上、船舶、自動車、広告
塔の上などにも設置することができる。またこの回動車
(1)は、製粉用、揚水用その他の産業用動力として広範
囲に利用することができる。更に図示しない水力発電機
に使用することができる。

【００４３】回動車(1)を図示しない水力発電機に利用
する時は、主軸を水平として、流水の上から受力部材
(5)を水流に漬けることによって、安定した小さな水流
によっても安定した発電をすることができる。この場
合、受力部材(5)の上に、上方から流水を落下させるこ
とによっても同様で、小さな落差によっても安定した発
電をすることができる。

【００４４】このことは、風のある時に、回動車(1)を
利用した揚水機を稼動して揚水しておき、その水を利用
して安定した水量の供給により、安定した水力発電をす
ることができる。また海峡における海流・波を利用した
発電を、容易にすることができる。

【００４５】図４は、回動車(1)の軸受(2)部分の第２実
施例を示す。すなわち、フライホイル(4)の回転は、滑
動手段(6)をベアリングとした場合、ベアリング(6)の摩
擦抵抗を軽くすることが望まれる。そのためには、主軸
(3)が太いことが利点があるが、図示するように、主軸
(3)の径を実質的に太くするための、拡径部材(3a)を主
軸(3)に固定した。

【００４６】該拡径部材(3a)と軸受(2)との間に、ベア
リングからなる滑動手段(6)が介在されている。これに
よって、滑動手段(6)の位置は、主軸(3)の周面から遠ざ
かったために、使用されるベアリング(6)の球数が多く
なり、その結果、ベアリング(6)球１個に対する負荷が
分散されるので、回転効率が高まる。

【００４７】また、図４において、符号(15)は互いに反
発する一対の磁石（電磁石、リニアモータを含む）であ
る。すなわち、ベアリング(6)にかかる負荷を軽減させ
るために、磁石(15)の反発力で主軸(3)の位置を正常位
置に維持させるものである。これにリニアモータを使用
する時は、ブレーキとして利用することができる。

【００４８】図５は、第２実施例を示す、フライホイル
(4)の平面図である。前例と同じ部位には、同じ符号を
付して説明を省略する。このフライホイル(4)は車輪形
に構成されている。すなわち、心部(41)から放射方向
へ、多数のアーム(42)が形成されている。該各アーム(4
2)の各先端部には、これを連結するように、端環部(43)
が形成されている。

【００４９】前記端環部(43)は、図示するように、平面
で周方向で、複数に分割され、組立てられている。結合
部は図示するように印籠継手(43ａ)に形成されている。
これは、半径が長いフライホイル(4)であっも、分割す
れば運搬が容易である。この場合、アーム(42)の長手端
部には、フランジ(42ａ)を形成して、ボルト止めをする
ことができる。この端環部(43)の周面には、直接あるい
は、図示しない固定部材を介して受力部材(5)を装着す
る。

【００５０】図６は、第３実施例を示すフライホイル
(4)の要部正面図である。前例と同じ部位には、同じ符
号を付して説明を省略する。この形態例は、前記アーム
(42)の長さを、長短可能に構成したものである。すなわ
ち、例えば半径を４ｍや１０ｍにする場合は、短かいア
ーム(42)を直列に継足せば良い。この場合、端環部(43)
の周面は、それぞれの半径における周面に沿う周曲面形
状のものを規格化して製造しておけば良い。

【００５１】これによって、フライホイル(4)の心部(4
1)とアーム(42)は、共通なものを使用することができる
ので、風力発電機(11)を設置した後で、地理条件に合う
ように、フライホイル(4)の大きさを変更することが容
易になる。

【００５２】図７は、第４実施例を示すフライホイルの
平面図である。前例と同じ部位には同じ符号を付して説
明を省略する。前記図６の形態でフライホイル(4)の半
径が大きくなる場合は、周端部におけるアーム(42)の配
列間隔が開き過ぎて、剛性に問題が生じるので、その場
合は、図７に示すように、中間に中次環(45)を介在させ
るものである。

【００５３】フライホイル(4)の半径が長くなる時は、
それに対応して、中次環(45)を２重、３重にすることが
できる。図中符号(45a)は印籠継手である。中次環(45)
の内側部より外部のアーム(42)の数は多数に設定され
る。これらアーム(42)と中次環(45)との結合は、図示省
略した嵌込み、或いはフランジ部分のボルト止め、など
公知の手段で行う。

【００５４】図８は、第５実施例を示すフライホイルの
平面図である。前例と同じ部位には同じ符号を付して説
明を省略する。この形態例は、心部(41)の外周部に、放
射方向へ多数のアーム(42)を突設し、該各アーム(42)の
先端部に、受力部材(5)を着脱自在に装着したものであ
る。前記アーム(42)は、中実体でも良いし、図示するよ
うに、基部を中空状として、先端部を重量の重い中実体
にすることもできる。

【００５５】図９は、第６実施例を示すフライホイルの
要部平面図、図１０はその要部正面図である。前例と同
じ部位には、同じ符号を付して説明を省略する。この形
態例は、小型の回動車(1)を大量生産する場合に、フラ
イホイル(4)の製造を容易にするために、パイプを適当
な長さに切断して、端環部(43)を形成したものである。

【００５６】フライホイル(4)の重量については、パイ
プの板厚の薄厚を選択するだけでよい。またパイプに溶
接、ネジ止めなどにより、ウエイトを付加することがで
きる。アーム(42)は比重の軽い素材で形成し、また中
空体を使用することができる。ＦＲＰを使用する場合
は、例えば糸巻状に形成することができる。アーム(42)
と端環部(43)との結合は、溶接、フランジを形成しての
ボルト止め等任意に設定することができる。端環部(43)
の上下端部には、図示しない蓋体を装着することができ
る。

【００５７】端環部(43)の外周面には、固定部材(46)を
介して受力部材(5)が装着される。固定部材(46)は、図
９においては端環部(43)の外周面に４個であるが、当然
にそれ以上設定することができる。この固定部材(46)は
端環部(43)の半径の違いにも対応して固定することがで
き、かつ受力部材(5)の角度の調節をするようにするこ
とができる。

【００５８】図１１は、第３実施例を示す回動車の要部
正面図である。前例と同じ部位には、同じ符号を付して
説明を省略する。この形態例は、フライホイル(4)を複
数段状に使用したものである。これによって、長い受力
部材(5)を使用する時にも剛性に優れている。この複数
のフライホイル(4)は、同じタイプのものを使用しても
良いが、上下において、構造の異なるものを使用するこ
とができる。

【００５９】すなわち、回転時における主軸(3)のブレ
を抑止するために、下のフライホイル(4)は重く、上の
フライホイル(4)は、相対的に軽いものとすることがで
きる。また、上下のフライホイル(4)の周部に、それぞ
れ別体の受力部材(5)を配設することができる。すなわ
ち、上下で受力部材(5)の形状、大きさ、向き、取付位
置等を変化させることができる。

【００６０】図１２は、第３実施例を示す回動車の要部
正面図である。前例と同じ部位には、同じ符号を付して
説明を省略する。図１２において、符号(16)は支持体、
(17)はリニアモータのステータ、(18)はリニアモータの
アーマチャである。この形態例においては、リニアモー
タ(17)(18)によって、フライホイル(4)の重量を浮かせ
ることにより、回転負荷を軽くすることができる。同時
に、リニアモータ(17)(18)により、回転速度をコントロ
ール（加速、減速、ブレーキ）することができる。

【００６１】なお、この発明は、前記形態例に限定され
るものではなく、目的に対応して、適宜設計変更をする
ことができる。例えば、フライホイル(4)において、後
加工で、周縁部にウエイトを固定（ネジ止め、埋込み、
接着等）するようにすることができる。また、フライホ
イル(4)の下に車輪、キャスタ、ベアリング、磁石な
ど、フライホイル(4)の重量を支持する滑動手段を、配
設することができる。受力部材(5)の形状は、用途によ
って、風受羽根、水車羽根、バケットなど任意形状のも
のを、適宜設定することができる。受力部材(5)の取付
角度も、任意に設定することができる。

【００６２】この回動車(1)は、前記のように、風力発
電、水力発電、製粉、脱穀、揚水、或いは船舶、自動車
の電力補給等に利用することができる。また砂、鉱物粉
体など物体の重量により回転させることができる。船舶
に縦軸として使用する時は、風の向きに制約を受けず
に、風力によりスクリュの回転動力、発電に利用するこ
とができる。風の無いときは発電して蓄電していた電力
でスクリュを回転させることができる。

【００６３】

【発明の効果】上記のように構成されたこの発明は、次
のようなすぐれた効果を有している。

【００６４】(1) 請求項１に記載された発明は、フラ
イホイルの外周部に、多数の受力部材が周面に沿って定
間隔に装着されているので、フライホイルは、軸受部に
おいての負荷があるだけで、受力部材の位置は、主軸か
ら離れているために、受力部材が風圧を受けると、梃子
の原理で小さな風力で自然力を利用した回動車は容易に
回転する。回転し始めると、風はこれに追い風となって
回転を加速させる効果がある。受力部材の数が多く、フ
ライホイルの周部に定間隔で装着されているため、回転
力に有効な風圧を、間断なく連続的に受けることができ
るので、定時間内に受ける回動車に対する風の加圧価率
が高く、高いトルクの高速回転を得られる効果がある。
そのことから、受力部材を小型にすることができ、回動
車を使用した風力発電機全体をコンパクトにすることが
でき、しかも縦軸では風向きに拘束されないため、狭隘
な場所、山の上、ビルの上或いは狭間、広告塔の上、住
宅の屋根、船舶、自動車、海岸、砂漠などに、風力発電
機を設置できる範囲が著しく拡大され、電力獲得に貢献
できる効果がある。また、回動車は、小さな水力でも効
率良い回転トルクが得られるので、水力発電機に利用す
ることができる。更に水力は安定した水量を供給して、
安定した発電をすることができるため、風のある時に風
車を利用して揚水しておき、その水で安定した水力発電
をするようにすることができる。用途は産業動力として
広く、また船舶に使用するときは、風の向きに制約を受
けず、風力をスクリュ回転動力に使用することができ
る。

【００６５】(2) 請求項２に記載された発明は、フラ
イホイルを、主軸に多段状に装着させたので、受力部材
が縦長であっても、剛性に優れ、安定した回転をさせる
ことができる効果がある。また上下のフライホイルに別
体の受力部材を装着することができ、それぞれ異なった
形状、大きさ、向きなどにして受力効果を高めることが
できる。

【００６６】(3) 請求項３に記載された発明は、フラ
イホイルの外周端縁部に中空区画部が形成され、該中空
区画部に、重量物を詰装するよう構成されているので、
大型の場合は、中空のままで運搬すること、現場におい
て、中空区画部に重量物を詰装させることができる効果
がある。

【００６７】(4) 請求項４に記載された発明は、フラ
イホイルは車輪形に構成されているので、全体としては
軽く、外周部は重いものとして、遠心力による回転慣性
を高めることができる効果がある。

【００６８】(5) 請求項５に記載された発明は、フラ
イホイルが、周方向で組立自在に複数に分割されている
ので、運搬時には分解して運搬して、現場で組立てるこ
とができる効果がある。

【００６９】(6) 請求項６に記載された発明は、フラ
イホイルが、組立自在に、心部とアームと端環部とで構
成されているので、小さな部品として運搬することがで
きる効果がある。また損傷があった場合は、その部分だ
け交換することができる効果がある。

【００７０】(7) 請求項７に記載された発明は、フラ
イホイルが、組立自在に、心部とアームと端環部とで構
成され、長さの異なるアームと、周曲面形状の異なる端
環部とを組合わせて、フライホイルの直径を、変化させ
るように構成されているので、アームと端環部の選択と
交換によって、フライホイルの半径を容易に変更して、
組立てることができる効果がある。

【００７１】(8) 請求項８に記載された発明は、フラ
イホイルの半径を長くする場合、フライホイルの心部と
端環部の中間に、中次環を配するので、周端部のアーム
の密度を高くして、剛性を維持することができる効果が
ある。

【００７２】(9) 請求項９に記載された発明は、フラ
イホイルが、心部から放射方向へ多数のアームが突設さ
れ、アームの先端部に受力部材を装着するよう構成され
たので、部品の容積を小さくすることができる効果があ
る。

【００７３】(10) 請求項１０に記載された発明は、受
力部材が、フライホイルに着脱自在に装着されるもので
あるので、現場において、地理条件に合う受力部材の大
きさ、枚数などを選択して装着させることができる効果
がある。

【００７４】(11) 請求項１１に記載された発明は、主
軸に、軸受と対応する位置に、拡径部材が装着され、該
拡径部材と軸受の間に滑動手段が介在されているので、
ベアリング球１個にかかる回転負荷が分散され、回転効
率が向上する効果がある。

【図面の簡単な説明】

【図１】回動車の要部正面図である。

【図２】回動車の平面図である。

【図３】風力発電機の正面図である。

【図４】回動車の第２実施例を示す軸受部分正面図であ
る。

【図５】第２実施例を示すフライホイルの平面図であ
る。

【図６】第３実施例を示すフライホイルの要部正面図で
ある。

【図７】第４実施例を示すフライホイルの平面図であ
る。

【図８】第５実施例を示すフライホイルの平面図であ
る。

【図９】第６実施例を示すフライホイルの平面図であ
る。

【図１０】第６実施例を示すフライホイルの要部正面図
である。

【図１１】第２実施例を示す回動車の要部正面図であ
る。

【図１２】第３実施例を示す回動車の要部正面図であ
る。

【符号の説明】

(1)回動車 (2)軸受 (3)主軸 (3a)拡径部材 (4)フライホイル (41)心部 (42)アーム (42a)フランジ (43)端環部 (43a)印籠継手 (44)重量物 (45)中次環 (45a)印籠継手 (46)固定部材 (5)受力部材 (6)滑動手段 (7)発電部 (8)変速機 (9)発電機 (10)支持体 (11)風力発電機 (12)ナット (13)ボルト (14)蓋体 (15)磁石（電磁石、リニアモータを含む） (16)支持体 (17)ステータ (18)アーマチャ

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【手続補正書】

【提出日】平成１４年１月１１日（２００２．１．１
１）

【手続補正１】

【補正対象書類名】明細書

【補正対象項目名】００３７

【補正方法】変更

【補正内容】

【００３７】例えば直径１ｍのフライホイルの周面は約
３．１４ｍであるが、分間５０回転させると、周面はお
よそ１５７ｍの長さ分を回転する。これはフライホイル
の重量を無視した単純計算で秒速２．６１ｍの風速で回
転することになる。直径２ｍのフライホイルの周面は約
６．２８ｍであるが、分間５０回転させると、周面はお
よそ３１４ｍの長さ分を回転する。これは単純計算で秒
速５．２３ｍの風速を要することになる。しかし、フラ
イホイル(4)の重量と梃子比から対比すれば、２分の１
の風力で済む事になり、フライホイル(4)の半径が長い
程、風力は小さくてよい。

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】軸受から突出した主軸に、フライホイル
が装着され、該フライホイルの外周部に、多数の受力部
材が、周面に沿って定間隔に装着されたこと、を特徴と
する自然力を利用した回動車。
【請求項２】前記フライホイルは、主軸に多段状に装
着され、上下のフライホイルの外周部を連結するよう
に、多数の受力部材が、周面に沿って定間隔に装着され
ていること、を特徴とする請求項１に記載された自然力
を利用した回動車。
【請求項３】前記フライホイルは、外周端縁部に中空
区画部が形成され、該中空区画部に、重量物を詰装する
よう構成されていること、を特徴とする請求項１，２
の、いずれかに記載された自然力を利用した回動車。
【請求項４】前記フライホイルは、心部とアームと端
環部とで車輪形に構成されていること、を特徴とする請
求項１〜３の、いずれかに記載された自然力を利用した
回動車。
【請求項５】前記フライホイルは、周方向で複数に分
割されて、組立自在に構成されていること、を特徴とす
る請求項１〜４の、いずれかに記載された自然力を利用
した回動車。
【請求項６】前記フライホイルは、組立自在に、心部
とアームと端環部とで構成されていること、を特徴とす
る請求項１〜５の、いずれかに記載された自然力を利用
した回動車。
【請求項７】前記フライホイルは、組立自在に、心部
とアームと端環部とで構成され、長さの異なるアーム
と、周曲面形状の異なる端環部とを組合わせて、フライ
ホイルの直径を変化させるように構成されたこと、を特
徴とする請求項１〜６の、いずれかに記載された自然力
を利用した回動車。
【請求項８】前記フライホイルは、心部と端環部との
中間に中次環が配設され、心部と中次環の間よりも、中
次環と端環部との間のアームの数が多く設定されている
ことを特徴とする請求項７に記載された自然力を利用し
た回動車。
【請求項９】前記フライホイルは、心部から放射方向
へ多数のアームが突設され、各アームの先端部に、それ
ぞれ受力部材を装着するよう構成されたこと、を特徴と
する請求項１〜５の、いずれかに記載された自然力を利
用した回動車。
【請求項１０】前記受力部材は、フライホイルに着脱
自在に装着されること、を特徴とする請求項１〜９の、
いずれかに記載された自然力を利用した回動車。
【請求項１１】前記主軸には、軸受と対応する位置
に、拡径部材が装着され、該拡径部材と軸受の間に、滑
動手段が介在されていること、を特徴とする請求項１〜
９の、いずれかに記載された自然力を利用した回動車。