JP2011241681A - 重力による楕円周回回転構造体 - Google Patents

Abstract

【課題】自然の事象による、重力の落下力を回転力に変換して、この回転力をエネルギーとして利用できる装置を提供する。
【解決手段】楕円形フレーム１の外周に無限軌道周回運動をするバランス錘１８によるリンク機構の構成で設置する。バランス錘を構成する回転錘１０２の軸６に軸受を組み込み、回転錘１０１に比重の重い素材を使用し、回転錘がラの位置になるバランス形態にする。回転錘と回転錘を固定するアームのアとウは屈折した構造とする。バランス錘は周回回転時に上部分のチの位置で重心の移動と重力落下が容易に可能となる回転錘の周回する軌道線エが、楕円形フレーム１の中心に左斜線Ａと右斜線Ｂは面積比としてＡが約１．３３、Ｂが１になるモーメントの差が発生する。斜線Ｂ側のモーメントの大きさで回転錘が重力により落下する力で楕円形の周回運動を可能にして、バランス錘の落下力が回転盤を固定設置した回転軸９に連動して回転力に変換できる。
【選択図】図４

Description

本発明は自然の事象による重力の落下力を回転力に変換して、この回転力をエネルギーとして利用できる、重力による楕円周回回転構造体に関する。

例えば、重力による落下力で、楕円形の回転を重力のモーメントを利用して重力を回転力に変換する構造として特許文献１の特開平５−２９６１３８号公報で開示されている。特許文献１は、図１０で示すように、スポークに錘を乗せて左右の半径が異なる楕円形状の囲いを、錘が移動して回転する構造であるが、錘の移動摩擦力に重力エネルギーが吸収され円滑な回転が得られない構造である。特許文献１は図３６で示すように、重力を利用して左側と右側の半径の異なる楕円形の１の軌道を２のスポークの間に錘３を乗せ錘の移動で回転させる構造だが、錘の移動だけでは円滑で安定した楕円形の軌道を可能にして重力を回転力に変換するのは容易ではない構造である。
特開平５−２９６１３８号公報 重力で回転する車輪 図１０

近年、自然の事象による、エネルギーに変換する装置としては太陽光、風力、波力、温度差、等が開発されているが、重力の落下力をエネルギーに転用できる装置はまだ実用化にはいたっていないのが現状である。また、永久的な重力の落下力を回転力に変換して、この回転力をエネルギーとして利用できる安価な装置があれば、エネルギー問題を解決する機械装置として理想である。

課題を解決するため手段

本発明は円滑で安定した無限軌道周回運動の構造体で重力を回転力に変換する構造体として、図１、の側面図で示すように、楕円形のフレーム１の小円を下にして、図１、のＣ−Ｃ断面図の図３、で示すように、楕円形フレーム１を垂直に並行にして固定体１６で固定する。固定した楕円形のフレーム１の外周面を周回する軌道保持ローラ５を組込みしたバランス錘１８のリンク部材を軸６でつなぎ、無限連鎖機構周回体４を設置する。また、周回時のバランス錘１８のモーメントの差を可能にする重心移動は図５、垂直線イの線に沿う図のようなバランス形態が必要であるため、回転錘１０１と回転錘１０２は比重の重い素材等の重量配分で調整して回転錘１０１と回転錘１０２の軸６にベアリング等の軸受けを組み込む。また、軸受け８と、回転錘１０１と回転錘１０２を固定するアームのアとウは図のように屈折した構造で、図４、で示すように回転時の上部分のチの位置で重心の移動と重力落下が容易に可能となる。また、図５、で示すように楕円形のフレーム１の周回時にバランス錘のイ部が回転錘１０１と回転錘１０２よりも周回位置が先行するのでかみ込みや、突っかかりが無く安定して楕円形フレームの外周を周回することができる。また、図４、で示すように、楕円形フレーム１の中心線イ、をモーメントの差の中心として、点線エ、の軌道で無限軌道周回運動を可能にする。図２、で示すように、回転錘１０２が重心移動と軌道線サの軌道周回の制御をする回転錘軌道誘導ガイド１７を設置する。図４で示すように、回転錘１０１の周回する軌道線エ、が楕円形フレーム１の中心線イを左右に分けた斜線Ａと斜線Ｂでは面積比としてＡが約１．３３対Ｂが１のモーメントの差がが発生する。この斜線Ｂ側のモーメントの大きさで回転錘１０１が重力による落下する力で無限連鎖機構周回体４が楕円形の周回運動を可能にする。また、図２で示すように、回転錘軌道誘導ガイド１７のア部は重心移動時の衝撃を緩和するＳ字のカーブの形状にして、回転錘１０２は、ラの位置からユの位置までは回転錘軌道誘導ガイド１７に接触しないで移動するが、ウ部より接触しながらバランス錘１８が周回運動と重心移動が円滑にできるように軌道誘導ガイド１７のウ部をＳ字の形状にする。また、エ部は回転錘１０２が安定した軌道運動ができるように軌道に沿うカーブの形状にする。図１のＣ−Ｃ断面の図３で示すように、周回するバランス錘１８に回転錘１０１と回転錘１０２を組み込んだ無限連鎖機構周回体４は、Ｘ連体とＹ連体を示しているがどちらか一組の構造体でも周回運動は可能だが回転力のトルクを増す時は複数の構造体がより大きな運動力を可能にする。また、重力による周回運動を回転運動として取り出すのは回転軸９に設置した回転力伝達体１５、の外周に凹凸の形状を構成してこの凹凸が無限連鎖機構周回体４の軸６に組み込むローラ１１にかみ合い、周回運動を回転運動に変換する。また回転運動は回転軸９に組み込みしたギヤー１２を介して回転軸９に伝達して回転軸９から回転力を取り出すことが可能で、この回転力によるエネルギーで電気を作ることが可能である。また、モーメント比率をより大きくできる構造は図７、で示すように、バランス錘１８の回転錘１０１にイの線を重心にして回転錘Ｓを組み込み回転範囲アの間を滑らかに回転移動する構造にする。また、図８のＣ−Ｃ断面の図６、で示すように、楕円形フレーム１を周回する無限連鎖機構周回体４とこの周回体に組み込むバランス錘部は図のように回転錘Ｓが周回時に干渉しない位置に設置して外側のバランス錘Ｘと内側のバランス錘Ｙの位置は図８、で示すバランス錘サ、とバランス錘チ、は図６、で示すＸ連体だがＹ連体はバランス錘サ、とバランス錘チの間の位置にギャー１２で調整して設置する。図８で示すように楕円形の上部のチからサに周回移動する時にチの部分で上昇周回から落下周回に移行する時、回転錘１０１が上点の位置に周回した時に軌道保持ローラ５の位置は落下周回をはじめている。また、回転錘Ｓがａからｂに自然落下力による移動で斜線Ａ部の回転半径が大きくなり、モーメントの比率もより大きくできる。また、図８、のサイズを基にして楕円形フレーム１の中心線イと、回転錘１０１の軌道線アを基準にした面積は右側の斜線部Ｂを１とした場合左側の斜線部Ａは１．５７となり回転錘Ｓでモーメントの比率は大きく増やす事が可能になる。また、図８で示すように、楕円形のフレーム１を周回する無限連鎖機構周回体４に設置して、外周側に回転移動錘Ｓを設置したバランス錘１８が周回時の重心移動により楕円形フレーム１の中心線イを重心にしたモーメントの差を重力による周回運動は、斜線部Ａ側の回転錘軌道誘導ガイド１７の面をバランス錘１８は、サ、シ、ス、セ、ソ、カ、キ、ク、ツ、の位置で回転錘１０２が接触してバランス錘１８が重力で落下する重さが周回回転のトルクとなる。また、斜線部Ｂ側のラ、リ、ル、レ、ロ、ワ、ユの位置では回転錘１０２は回転錘軌道誘導ガイド１７に接触しないで周回するため接触による摩擦の抵抗は発生しない。また、斜線部Ｂ側のケ、コ、タ、チ、の位置では回転錘軌道誘導ガイド１７に回転錘１０２が接触してバランス錘１８の重心を移動しながら周回するので接触による抵抗が発生する。しかし、楕円形の下降部、上昇部共に垂直よりもマイナス角度で周回するため抵抗は軽減すると共に、斜線部Ａ側の大きいモーメントの差が接触抵抗力を吸収する。、また、斜線部Ｂが１に対して、斜線部Ａは焼く１．５７とモーメントの差が発生して、図８、のサイズを基にして示すように、バランス錘１８が２０個として１個が１００グラムとした時にモーメントの差により斜線部Ａの重力による落下重量は約４００グラムになり、約４００グラムから周回抵抗力のエネルギーを吸収しても、斜線部Ａ側の落下重力が大きくなるために、周回運動に関わる構造体の総重量の約２０パーセントの落下重量を利用した重力によるトルクで楕円形の無限軌道周回運動を可能にする。また、落下重力のトルクを大きくする場合はバランス錘１８の重量を重くする必要があり、その重量を支える楕円形フレーム１は重量に耐えられる構造として、図９、で示す断面図のように、Ｘ連帯、Ｙ連帯を２列以上複数に増やすことでバランス錘１８の重量を重くする事が可能で、バランス錘１８、を重くした事によるトルクの増大が可能になり、また、楕円形フレーム１を複数にすることにより安定した楕円形の軌道周回が可能になることを特徴とする。

発明の実施例

本発明の構造体の回転部、支持部は仕様回転力や重量により、軸、軸受け、ローラ等のサイズと強度を選定することで円滑な楕円形の軌道を周回する楕円形の無限軌道周回運動を可能にする。また、本発明に接続、設置する部品、構造体の軸、軸受け、ローラ等のサイズと強度を選定して目的に合う回転力の機械構造体が可能なことを特徴とする。

重力で楕円形の周回運動をする構造体の側面略図である。 図１の軌道周回図である。 図１Ｃ−Ｃ断面図である。 バランス錘１８とセグメントのバランスの差を説明する図である。 図１のバランス錘１８の図である。 図８Ｃ−Ｃ断面図である。 図８の回転移動錘Ｓ付きバランス錘１８の図である。 本発明の、回転移動錘Ｓ付き構造体の側面略図とセグメントのバランス説明図である。 本発明の複数の構造体を組み合わせた断面図である。 特許文献１の、特開平５−２９６１３８号公報、重力で回転する車輪の参考図である。

１、楕円形フレーム
４、無限連鎖機構周回体
５、軌道保持ローラ
６、軸
８、軸受け
９、回転軸
１１、ローラ
１２、ギヤー
１５、回転力伝達体
１６、固定体
１７、回転錘軌道誘導ガイド
１８、バランス錘
１０１、回転錘１
１０２、回転錘２
Ｓ，回転移動錘

Claims (5)

1. 楕円形フレームを縦長にした形状を中心側にして、その外周をバランス錘による連結構造のリンク機構周回体が重力による無限軌道の周回運動をしてリンク機構周回体の周回力を回転力に変換する構造体。
2. 前記バランス錘は外周を接触周回する軸受け構造体をバランスの軸として楕円形フレームの中心側に回転する錘の構造体とその反対側に回転する錘の構造体の３点によるバランスで楕円形フレームの外周に沿うリンク機構としてのバランス錘。
3. 前記外周を接触周回する軸受け構造体と回転するバランス錘の接続アームは円滑な周回運動と折り返し周回時の緩やかな重心移動を可能にする屈折構造のバランス錘の構造体。
4. 楕円形フレームの外周をバランス錘による構成のリンク機構周回体が周回時に上部と下部で軸移動により左右のモーメントの差が発生するが、回転する錘の構造体が円滑な周回運動と軸移動による衝撃を吸収するため、この軌道に沿うガイドを設けた構造体。
5. 上記バランス錘の外側に設置する回転する錘に屈折回転移動可能な錘を設けてより大きなモーメントの差を可能にする構造体。

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