JP2011163336A - Driving wheel - Google Patents

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Kiichiro Kawaguchi
起一郎 川口
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Abstract

<P>PROBLEM TO BE SOLVED: To achieve drop energy as torque wherein there are wind power generation, photovoltaic power generation, or the like using natural energy, but efficiency is low and costs are high since they depend on the natural environment. <P>SOLUTION: Four tanks for keeping balance by a rotor of a cylinder shape with the cylinder shape laid on its side and a rotation axis in a horizontal direction are point-symmetrically arranged at equal intervals of 90 degrees around the rotation axis. Torque is generated by putting in ballast water for ballast in the tank for about one seventh of a tank capacity, and changing balance according to a rotation angle. <P>COPYRIGHT: (C)2011,JPO&INPIT

Description

発明の詳細な説明Detailed Description of the Invention

この考案は落下エネルギーを回転力として発生させ、モーメントバランスの変化を利用して、連続的な回転を生成させる方法で構成させたものであり、出力は低速であるが、連続的に回転運動を発生させることができるため、発電機やポンプなどの動力源として活用できる。This device is configured to generate fall energy as a rotational force and use a change in moment balance to generate continuous rotation, and the output is low speed, but it continuously rotates. Since it can be generated, it can be used as a power source for generators and pumps.

風力発電などのように風の力で発電機を回したり、水の力でタービンを廻したり、太陽光の発電などのように自然の力を利用していても自然の環境に依存しており、安定した出力を維持するのは大変で、コストもかかりすぎる。Depends on the natural environment, even if you use natural power, such as turning a generator with wind power, turning a turbine with water power, or solar power generation, like wind power generation It is hard to maintain a stable output and it is too expensive.

発明が解決しようとする課題Problems to be solved by the invention

重力のエネルギーを回転力にして効率よく出力させることを目標にした。回転体は回転軸に対して回転バランスが取れている必要があるが、逆にバランスが取れていないことを回転力として取出して有効利用することにした。The goal was to efficiently output the energy of gravity as a rotational force. The rotating body needs to be rotationally balanced with respect to the rotating shaft, but on the contrary, the fact that the rotating body is not balanced is taken out as a rotational force and used effectively.

課題を解決するための手段Means for solving the problem

回転軸を横にし、回転軸に直交する円盤を取り付ける。図2のバランスを作るためのタンク(以後、バランサータンクと呼ぶ)を図3のように回転軸を中心にして、点対称に90度づつの等間隔で配置する。また回転力を蓄えるためのホイール板を側面に取り付け、回転軸に対してバランスの取れた状態にする。これを軸受け架台に取り付ける。
タンクにはタンク容量の7分の1ほど、バランスを作るためのバラスト用のバラスト水(以後、流動体と呼ぶ)を入れる。
回転体においては重心は回転軸にあるが、この流動体を入れると回転角度によって、流動体がバランサータンク内部の下方に集合する。4個のタンクの流動体が作り出す合成の重心点が回転軸から外れて、発生する。
この合成の重心点(以後、合成重心点、GPと呼ぶ)は4個の流動体の位置によって形成されるため、バランサータンクの形状や、配置によって合成重心点は変る。各タンクを満水状態にすれば移動ができないので固定錘と同じことになり、合成重心点は回転軸に帰ることになる。そこで流動体はタンク容量の七分の一程度とした。
本発明は4個のバラストタンクの内部で流動体が回転角度とともに移動することによって回転軸から外れた位置に合成重心点を発生させて、位置エネルギーにより、回転力を実現させるのである。
流動体は液体の性質を持ち、タンクの内部で移動が早いものでなければならないが、比重が大きいほうが発生する回転力も大きくなるので、あえて流動体と呼ぶようにした。
Place the disk on the side of the axis of rotation and perpendicular to the axis of rotation. The tanks for creating the balance shown in FIG. 2 (hereinafter referred to as balancer tanks) are arranged at equal intervals of 90 degrees symmetrically with respect to the rotation axis as shown in FIG. In addition, a wheel plate for storing rotational force is attached to the side surface so that it is balanced with respect to the rotation axis. Attach this to the bearing stand.
The tank is filled with ballast water for ballast (hereinafter referred to as a fluid) for making a balance about 1/7 of the tank capacity.
In the rotating body, the center of gravity is on the rotation axis, but when the fluid is inserted, the fluid gathers below the balancer tank depending on the rotation angle. The center of gravity of the composite created by the fluid in the four tanks is generated off the axis of rotation.
Since this composite centroid point (hereinafter referred to as a composite centroid point, GP) is formed by the positions of the four fluids, the composite centroid point changes depending on the shape and arrangement of the balancer tank. If each tank is full, it cannot be moved, so it becomes the same as the fixed weight, and the composite barycentric point returns to the rotation axis. Therefore, the fluid was set to about one-seventh of the tank capacity.
In the present invention, the fluid moves with the rotation angle in the four ballast tanks, thereby generating a synthetic center of gravity at a position deviating from the rotation axis, and realizing the rotational force by the potential energy.
The fluid must be liquid and must move quickly inside the tank. However, the higher the specific gravity, the greater the rotational force generated, so it was called a fluid.

発明の実地Invention in practice

このバランサータンクの内部で、流動体が回転角度によって低いほうへ自動的に移動する。これが各バランサータンクの内部で起きる。
図4において、各バランサータンクの流動体の位置による合成重心点のGPがP1に発生する。合成重心位置P1は、回転軸を通る垂線と40度くらいになり、回転軸との距離は、回転体の直径が180センチあると、30センチくらいになる。図4において回転角度を0度として、回転を始めるとアの流動体の重心位置は、図4における、Aのような軌跡を辿ることになる。
イ、ウ、エの各バランサータンクの流動体の重心位置も、Aの軌跡上にある。合成重心位置GPはP1に発生した後、回転角度が40度くらいまでは回転軸を中心とした、振り子のような軌跡を垂線下を越えるまで続け、その後、GPは垂線下付近(P2)に居続けるのである。(図4 B 参照)
アとエのタンクの流動体の重心位置はタンク内部上の位置的変化はあまりないがイのタンクの流動体は垂線下を通り過ぎると底面となっている側が傾くので回転と共に低いほうへ移動する。ウのタンクの流動体は回転角度30度くらいから、徐々に回転軸よりに移動する。その結果、合成重心位置は回転角度40度を越えると、垂線下付近にとどまったような状態になるのであるこの運動は振り子のスタートから垂線下までの加速状態で位置エネルギーが回転エネルギーに変っても流動体の移動によって、バランスは往復運動にはならず、回転しているのである。固定錘では必ず往復運動になって、減速するが、本発明では回転角度の変化によって流動体が移動し、バランスが保たれるため回転し続けても、合成重心位置は垂線下付近に居続ける。発生したエネルギーによって回転は続き、回転角度85度付近では、エのバランサータンクの流動体は、底面となる側が水平に近くなるので先端方向へ移動し始め、回転角度90度になると、GPも垂線付近から急速にP1に移動する。
これで、図4のバランサータンクの位置が替わっただけの状態となる。バラストタンクを90度づつの配置にしてあるため、90度回転するごとにこの運動が繰り返されるのである。回転力は流動体の総重量と、合成重心位置のP1を位置づけるバランサータンクの配置と形状により実現した。
回転角度40度から90度までは、発生した回転力による慣性力なので回転エネルギーを蓄え、安定回転にするために、フライホイールのような働きとなるようにホイール板を取り付けた。流動体の重量を除いた回転体の重量に対してバランスをとる必要があるためである。
GPが垂線下に滞在し続けるとは流動体の荷重が回転軸に支えられているということであり、回転力は垂線に直交して回転していることになる。
水を入れた円筒形にフタをして横倒しにして水平面において、発生した回転力を横から与えたようなもので2転3転していく。この動輪は0度から40度までは位置エネルギーの働きで回転し、後は流動体の荷重は回転軸に預けたまま、発生した運動エネルギーの慣性力のみで廻っている。
これは各バランサータンクの形状と配置とによって流動体の重心位置を特定してP1を最大化し、P2を位置づけた結果である。また流動体が移動するとき、次のポイントに移動する面をカーブにして流動抵抗をできるだけ小さくなるようにした。回転体の軸受け荷重や流動体の流動抵抗が出るが、回転力のほうが大きいため回転が続く。また、流動体を除く回転体の荷重と発生した回転エネルギーとのバランスも考慮しなければならない。
Inside this balancer tank, the fluid automatically moves downward depending on the rotation angle. This happens inside each balancer tank.
In FIG. 4, a combined center of gravity GP is generated at P <b> 1 according to the position of the fluid in each balancer tank. The combined barycentric position P1 is about 40 degrees with the perpendicular passing through the rotation axis, and the distance from the rotation axis is about 30 cm when the diameter of the rotating body is 180 cm. In FIG. 4, when the rotation angle is set to 0 degree and the rotation is started, the center of gravity position of the fluid A follows a locus like A in FIG.
The position of the center of gravity of the fluid in each of the balancer tanks (a), (c) and (d) is also on the locus of A. After the center of gravity position GP is generated at P1, a pendulum-like trajectory centering on the rotation axis is continued until the rotation angle is about 40 degrees until the vertical line is exceeded, and then GP is near the vertical line (P2). They will stay. (See Figure 4B)
The position of the center of gravity of the fluids in tanks A and D does not change much on the inside of the tank, but the fluid in tank A moves downward as it passes below the vertical line so that the bottom side tilts and moves downward. . The fluid in the tank of the tank gradually moves from the rotation axis from a rotation angle of about 30 degrees. As a result, if the combined center of gravity position exceeds the rotation angle of 40 degrees, it will be in a state where it stays near the vertical line. This movement changes the potential energy to rotational energy in the acceleration state from the start of the pendulum to the vertical line. However, due to the movement of the fluid, the balance is not reciprocating but rotating. The fixed weight always reciprocates and decelerates, but in the present invention, the fluid moves due to the change of the rotation angle, and the balance is maintained, so the synthesized center of gravity continues to stay near the normal even if it continues to rotate. . The rotation continues due to the generated energy, and at a rotation angle of about 85 degrees, the fluid in the balancer tank begins to move toward the tip because the bottom side becomes nearly horizontal, and when the rotation angle reaches 90 degrees, the GP is also perpendicular. Move to P1 rapidly from nearby.
Thus, the balancer tank shown in FIG. 4 is just changed. Since the ballast tanks are arranged 90 degrees each, this movement is repeated every 90 degrees. The rotational force was realized by the total weight of the fluid and the arrangement and shape of the balancer tank that positioned P1 at the center of gravity of the composite.
From 40 degrees to 90 degrees of rotation angle, since the inertial force is due to the generated rotational force, a wheel plate was attached so as to act like a flywheel in order to store rotational energy and achieve stable rotation. This is because it is necessary to balance the weight of the rotating body excluding the weight of the fluid.
That the GP stays below the normal means that the load of the fluid is supported by the rotating shaft, and the rotational force rotates perpendicular to the normal.
A cylindrical shape containing water is covered and laid sideways, and in the horizontal plane, the generated rotational force is applied from the side and rolled twice. This moving wheel rotates from 0 degrees to 40 degrees by the action of potential energy, and after that, the fluid load is rotated only by the inertial force of the generated kinetic energy while leaving the load on the rotating shaft.
This is a result of locating the center of gravity of the fluid according to the shape and arrangement of each balancer tank, maximizing P1, and positioning P2. Also, when the fluid moves, the surface that moves to the next point is curved to minimize the flow resistance. The bearing load of the rotating body and the flow resistance of the fluid appear, but the rotation continues because the rotational force is greater. In addition, the balance between the load of the rotating body excluding the fluid and the generated rotational energy must be taken into consideration.

発明の効果The invention's effect

この運動は水車に似ている。水車の場合は外部からバラスト用の水を受けて廻るが、水が排出された後も回転は続く。この動輪の場合は内部の4つのバランサータンクの流動体によってこの回転力を発生させる。違うのは外部から力を受けるのではなく、内部の流動体のバランスによって回転力を発生するため、それ自体で回転することなのである。地球の引力によって、自らが回転し、どこでも、回転エネルギーとして活用できるので、CO2の削減が叫ばれている現在、大いに期待できるものである。
この動輪は低速回転であり、一回転中に4回の出力点を持っているがこれを3個、スタート位置を30度づつずらし別々の軸において並べ、同一の軸に出力させれば、30度ごとに高出力点が発生し、振り角よりも小さいため出力状態が重なり合うことになる。(図5参照)
一個の場合には出力状態と慣性状態とが交互に繰り返されるのだが、三個以上の場合には出力状態中に次の出力が始まっているので慣性状態も安定し、活用できる出力の安定が期待できる。
This movement is similar to a water wheel. In the case of a water wheel, the ballast receives water from the outside, but the rotation continues even after the water is discharged. In the case of this moving wheel, this rotational force is generated by the fluid of four internal balancer tanks. The difference is that it does not receive external force but generates rotation force by the balance of the internal fluid, so it rotates by itself. Because of the earth's attractive force, it rotates itself and can be used anywhere as rotational energy.
This wheel is a low-speed rotation and has four output points during one rotation, but three of these are shifted by 30 degrees at different start positions and arranged on separate axes. A high output point occurs every degree, and the output states overlap because they are smaller than the swing angle. (See Figure 5)
In the case of one, the output state and the inertia state are alternately repeated, but in the case of three or more, since the next output starts during the output state, the inertia state is also stable, and the output that can be utilized is stable. I can expect.

本発明動輪の斜視図Perspective view of the present invention wheel 本発明のバランサータンク斜視図The balancer tank perspective view of the present invention 本発明のバランサータンクとホイール板の配置図Arrangement of balancer tank and wheel plate of the present invention 本発明の流動体の重心点の移動経路図と合成重心点の軌跡を示した図The figure which showed the movement path figure of the gravity center of the fluid of the present invention, and the locus of the synthetic gravity center 本発明の三連出力装置の斜視図The perspective view of the triple output device of the present invention

ア アの位置のバランサータンク
イ イの位置のバランサータンク
ウ ウの位置のバランサータンク
エ エの位置のバランサータンク
GP 4つのバラストタンクの合成重心位置
P1 振り角が最も開いたときの合成重心位置
P2 垂線化付近の合成重心位置
あ アの流動体の重心位置
い イの流動体の重心位置
う ウの流動体の重心位置
え エの流動体の重心位置
お ホイール板
A 各流動体の重心点の通る軌跡
B 合成重心位置の軌跡
C シャフト
D 本発明の動輪1
E クラッチ
F フライングホイール
G 発電機
Balancer tank at the position of the balancer tank at the position of the balancer tank at the position of the balancer tank GP at the position of the balancer tank at the position of the composite ball position P1 of the four ballast tanks P1 Composite barycentric position at the maximum swing angle P2 The position of the center of gravity of the fluid is the position of the center of gravity of the fluid, the position of the center of gravity of the fluid, and the center of gravity of the fluid. Trajectory B Trajectory C of composite center of gravity position Shaft D Driving wheel 1 of the present invention
E Clutch F Flying wheel G Generator

Claims (1)

図1のように回転軸を水平にした円筒状の回転体で、回転軸を中心にして図2のようなタンクを等間隔で点対称に配置したもので、各4槽にバランスを変化させるための流動体を入れ、回転角度の位置的バランスによって、軸に掛かるモーメントを変化させ、回転力を発生させて連続的に回転させる方法であり、この方法によって構成された装置。(以後、動輪という)As shown in FIG. 1, the rotating body is a cylindrical rotating body with a horizontal axis, and tanks as shown in FIG. 2 are arranged point-symmetrically at equal intervals around the rotating axis. An apparatus constructed by this method is a method in which a fluid is inserted and the moment applied to the shaft is changed by the positional balance of the rotation angle to generate a rotational force and rotate continuously. (Hereafter referred to as the driving wheel)
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* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2016160771A (en) * 2015-02-26 2016-09-05 榮二 中澤 Slewing device utilizing acceleration weight

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