JP2015036521A

JP2015036521A - 回転維持装置

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Publication number: JP2015036521A
Application number: JP2013167390A
Authority: JP
Inventors: 恵宮川; Megumi Miyagawa; 圭子近藤; Keiko Kondo
Original assignee: SIMPLE TOKYO KK
Current assignee: SIMPLE TOKYO KK
Priority date: 2013-08-12
Filing date: 2013-08-12
Publication date: 2015-02-23
Anticipated expiration: 2033-08-12
Also published as: EP2837822A1; US20150040717A1; JP5759520B2; US9236779B2

Abstract

【課題】各種システムに適用が可能な程度まで、回転を長時間に渡って維持できる回転維持装置を提供する。
【解決手段】回転維持装置２０，３０は、軸線が重力方向と垂直な水平方向となるように回転可能に軸支された出力軸１０と、出力軸に回転軸が同軸となるように連結された回転板部材２１，３１と、軸支された軸の回りを一方向のみに回転可能な複数の回動錘部材２２，３２と、回転板部材の回転により回動錘部材が上昇する側にのみ部分円弧状の周端面を有する案内部材２３と、外周端面が案内部材の部分円弧状の周端面に係合して案内された際に回転する複数の回転係合部材２４とを備え、回動錘部材の各々は、回動錘部材の軸と同軸の回転軸を有する円板部２２ａ１と、回動錘部材の重心位置を円板部の回転軸から偏倚させる錘部２２ａ２とを有し、回動錘部材の各々は、円板部の外周端面が回転係合部材の外周端面に係合して駆動されることにより一方向に回転する。
【選択図】図１

Description

本発明は、出力軸の回転を長時間に渡って維持することが可能な回転維持装置に関する。

発電システムや他の各種システムに利用するために、回転エネルギを最小損失で維持することが考えられている。できるだけ長時間に渡って回転を持続させることを目的とした従来技術としては、例えば、特許文献１に記載のものが知られている。

特許文献１には、回転軸と、この回転軸に取り付けられた回転子と、回転子の軸方向を自由に可動する軸方向に沿って長尺のスライドウェイトと、回転軸を中心に回転するスライドウェイトの回転の軌道を回転軸の軸中心から偏心させるよう作用させる円形ガイド体とを備えた回転維持装置が開示されている。

特許文献１に係る回転維持装置は、円形ガイド体によって規制される回転軸の回転に伴うスライドウェイトの回転の軌道が出力軸の軸中心から偏心されることで、上方から下方へ向かうスライドウェイトの回転モーメントが下方から上方へ向かうスライドウェイトの回転モーメントよりも大となる梃子の原理を奏するように構成され、回転軸を回転させるものである。

特開平８−６１２１４号公報

本願発明者らは、長時間の回転の継続が可能な装置を用いた各種システムを開発すべく、特許文献１に係る回転維持装置に類似した装置を用いて試験を行った。しかしながら、この種の装置では、回転を長時間に渡って継続することができなかった。

特許文献１に係る回転維持装置がなぜ回転を長く継続できないかを考察した結果、回転モーメントの差によって生じるスライドウェイトの回転角速度がスライドウェイトとガイド体との間など部材間の摩擦によって低下し、この摩擦による角速度の低下が回転モーメントの差による角速度の大きさに比して急速であるために、回転の長時間継続ができないことが判明した。

そのため、本願発明者らは、部材間の摩擦ができるだけ小さくかつ回転モーメントの差ができるだけ維持でき、軸回転を長時間に渡って維持できる装置を開発すべく、鋭意研究を進めた。

本発明はこのような課題に基づいてなされたものであり、その目的は、各種システムに適用が可能な程度まで、回転を長時間に渡って維持できる回転維持装置を提供することにある。

本発明によれば、回転維持装置は、軸線が重力方向と垂直な水平方向となるように回転可能に軸支された出力軸と、出力軸に回転軸が同軸となるように連結された回転可能な回転板部材と、回転板部材の周端近傍位置においてこの回転板部材にそれぞれ軸支されており、軸支された軸の回りを一方向のみに回転可能な複数の回動錘部材と、出力軸の軸線と同軸に静止位置に固定されており、回転板部材の回転により回動錘部材が上昇する側にのみ部分円弧状の周端面を有する案内部材と、回転板部材に回転可能にそれぞれ軸支されており、その外周端面が案内部材の部分円弧状の周端面に係合して案内された際に回転する複数の回転係合部材とを備えており、回動錘部材の各々は、回動錘部材の軸と同軸の回転軸を有する円板部と、円板部に固着されており、回動錘部材の重心位置を円板部の回転軸から偏倚させる錘部とを有しており、回動錘部材の各々は、円板部の外周端面が回転係合部材の外周端面に係合して駆動されることにより一方向に回転するように構成されている。

回転板部材の慣性回転力によって出力軸が回転を持続する。回転板部材の回転に伴って、回転板部材に軸支された複数の回動錘部材がその軸支された軸の回りを回転することにより、回動錘部材の重心位置と出力軸の軸中心との距離が変化し、回転モーメントが変化する。具体的には、回動錘部材が上方から下方へ向かう回転モーメントが下方から上方へ向かう回転モーメントよりも大きくなるように回転モーメントが変化する。即ち、案内部材が、回転板部材の回転により回動錘部材が上昇する側にのみ部分円弧状の周端面を有しており、この周端面に係合して案内された際に回転係合部材が回転し、これによって回動錘部材が回転して回動錘部材の重心位置と出力軸の軸中心との距離が短くなって回転モーメントが小さくなる。一方、案内部材の周端面は回転板部材の回転により回動錘部材が下降する側に存在しないため、回動錘部材は回転係合部材によっては回転せず、自重で逆方向に回転しようとするが、一方向のみに回転可能であるため、回転せず、従って、下降中は回動錘部材の重心位置と出力軸の軸中心との距離が長い状態が保たれ、大きな回転モーメントが維持される。このように、回動錘部材が上方から下方へ向かう回転モーメントが下方から上方へ向かう回転モーメントよりも大となり、回転モーメントの差が生じ、しかも、この構成は直線的な摺動部分が存在しないため摩擦による損失が極めて少なく、従って、回転モーメントの差が損失を生じることなく回転維持に有効に利用される。このような機構により、回転を長時間に渡って維持することができる。

回転板部材の回転によって回動錘部材が上昇する場合は回動錘部材が回転係合部材の駆動によって回転し、回転板部材の回転によって回動錘部材が下降する場合は回動錘部材が回転しないように構成されていることが好ましい。

回動錘部材が上昇する場合の回動錘部材の重心位置が、回動錘部材が下降する場合の回動錘部材の重心位置より回転板部材の回転軸近くなるように構成されていることが好ましい。

回動錘部材の各々が、一方向にのみ回転する一方向ベアリング機構によって回転板部材に軸支されていることも好ましい。

出力軸に回転軸が同軸となるように連結された１対の回転板部材と、静止位置に固定された１対の案内部材とが設けられており、１対の回転板部材の各々に複数の回動錘部材及び複数の回転係合部材がそれぞれ軸支されていることも好ましい。

１対の回転板部材の間において、出力軸に回転軸が同軸となるように連結されたフライホイール部材をさらに備えていることも好ましい。

本発明によれば、回動錘部材が上方から下方へ向かう回転モーメントが下方から上方へ向かう回転モーメントよりも大となり、回転モーメントの差が生じ、しかも、この構成は直線的な摺動部分が存在しないため摩擦による損失が極めて少なく、従って、回転モーメントの差が損失を生じることなく回転維持に有効に利用される。このような機構により、回転を長時間に渡って維持することができる。

本発明の一実施形態として回転維持装置を示す斜視図である。図１の回転維持装置を示す側面図である。図１の回転維持装置において、案内部材、回転係合部材及び回動錘部材の動作を説明する正面図である。図１の回転維持装置において、案内部材、回転係合部材及び回動錘部材の動作を説明する正面図である。図１の回転維持装置において、案内部材、回転係合部材及び回動錘部材の動作を説明する正面図である。図１の回転維持装置を含む発電システムの構成を概略的に示す構成図である。

図１〜図５は本発明に係る回転維持装置の一実施形態の構成を概略的に説明している。

図１〜図３に示すように、本実施形態における回転維持装置は、その軸線が重力方向と垂直な略水平方向となるように配置された出力軸１０と、この出力軸１０に同軸に連結された第１の回転維持機構２０と、この出力軸１０に同軸に連結され、第１の回転維持機構２０とはその構造を反転させて構成されている第２の回転維持機構３０と、第１の回転維持機構２０及び第２の回転維持機構３０間でこの出力軸１０に同軸に連結されたフライホイール機構４０とを備えている。本実施形態において、回転維持装置は、矢印Ａに示す一方向（図３において時計方向）に回転するように構成されている。

第１の回転維持機構２０は、出力軸１０に回転軸が同軸となるように連結された回転可能な回転板部材２１と、この回転板部材２１の周端近傍の互いに等しい所定角度（本実施形態では９０°）だけ離角した位置においてこの回転板部材２１にそれぞれ軸支されており、軸支された軸の回りを回転可能な４つの回動錘部材２２ａ〜２２ｄと、出力軸１０の軸線と同軸に静止位置に固定されており、回転板部材２１の回転により回動錘部材２２ａ〜２２ｄが上昇する側にのみ部分円弧状の周端面２３ａを有する略扇形状の案内部材２３と、回転板部材２１に回転可能にそれぞれ軸支されており、外周端面２４ａ_１〜２４ｄ_１が案内部材２３の部分円弧状の周端面２３ａに係合して案内された際に回転する（図３において矢印Ｂで示す時計方向）４つの回転係合部材２４ａ〜２４ｄとを備えている。

図３に示すように、４つの回動錘部材２２ａ〜２２ｄは、これら回動錘部材の軸と同軸の回転軸を有する４つの円板部２２ａ_１〜２２ｄ_１と、円板部２２ａ_１〜２２ｄ_１にボルト等によって固着されており、回動錘部材２２ａ〜２２ｄの重心位置を円板部２２ａ_１〜２２ｄ_１の回転軸から偏倚させる４つの錘部２２ａ_２〜２２ｄ_２とを有している。錘部２２ａ_２〜２２ｄ_２には、重心位置をさらに偏倚させるための４つの追加錘２２ａ_３〜２２ｄ_３がそれぞれ固着されている。これら４つの回動錘部材２２ａ〜２２ｄは、円板部２２ａ_１〜２２ｄ_１の外周端面２２ａ_４〜２２ｄ_４が回転係合部材２４ａ〜２４ｄの外周端面２４ａ_１〜２４ｄ_１に係合してそれぞれ駆動されることにより、回転するように構成されている。さらに、４つの回動錘部材２２ａ〜２２ｄは、一方向ベアリング機構２２ａ_５〜２２ｄ_５によってそれぞれ回転板部材２１に軸支されているため、一方向（図３において矢印Ｃで示す反時計方向）にのみ回転できるように構成されている。

第２の回転維持機構３０はその構造が第１の回転維持機構２０に対して反転させている。即ち、第２の回転維持機構３０は、出力軸１０に回転軸が同軸となるように連結された回転可能な回転板部材３１と、この回転板部材３１の周端近傍の互いに等しい所定角度（本実施形態では９０°）だけ離角した位置においてこの回転板部材３１にそれぞれ軸支されており、軸支された軸の回りを回転可能な４つの回動錘部材３２ａ〜３２ｄと、出力軸１０の軸線と同軸に静止位置に固定されており、回転板部材３１の回転により回動錘部材３２ａ〜３２ｄが上昇する側にのみ部分円弧状の周端面を有する略扇形状の案内部材（図示なし）と、回転板部材３１に回転可能にそれぞれ軸支されており、外周端面が案内部材の部分円弧状の周端面に係合して案内された際に回転する４つの回転係合部材（図示なし）とを備えている。

第２の回転維持機構３０における４つの回動錘部材３２ａ〜３２ｄのより詳細な構成は、第１の回転維持機構２０における４つの回動錘部材２２ａ〜２２ｄの場合と同様である。

フライホイール機構４０は、それぞれの重心位置が出力軸１０の軸中心から偏倚した位置となるように互いに偏心して出力軸１０に取り付けられた３つのフライホイール４１、４２及び４３から構成されている。ただし、これら３つのフライホイール４１、４２及び４３全体の重心位置が出力軸１０の軸中心に一致するように設定されている。なお、フライホイール機構４０を、同軸配置した３つのフライホイールで構成しても良く、また、１つのフライホイールで構成しても良い。

以下、本実施形態の回転維持装置における各要素の構成をより具体的に説明する。

出力軸１０は、例えば鋼鉄製の回転シャフトであり、金属フレームによる支持台５０及び５１上にそれぞれ設けられたベアリング付き軸受５０ａ及び５１ａによって滑らかに回転するように支持されている。

第１の回転維持機構２０の回転板部材２１は、外径が約１０００〜２０００ｍｍφの円形の鉄板から構成されており、ボルト等によって出力軸１０に機械的に固着されている。回動錘部材２２ａ〜２２ｄの円板部２２ａ_１〜２２ｄ_１は、それぞれ、回転板部材２１より小径の円形の鉄板から構成されており、一方向ベアリング機構２２ａ_５〜２２ｄ_５によって回転板部材２１にそれぞれ軸支されている。回動錘部材２２ａ〜２２ｄの錘部２２ａ_２〜２２ｄ_２は、それぞれ、円板部２２ａ_１〜２２ｄ_１よりやや大きい径の円形の鉄板から構成されており、ボルト等によって円板部２２ａ_１〜２２ｄ_１に偏心してそれぞれ取り付けられている。回動錘部材２２ａ〜２２ｄの追加錘２２ａ_３〜２２ｄ_３は、それぞれ、切断半円弧形状の鉄板から構成されており、ボルト等によって錘部２２ａ_２〜２２ｄ_２に外周を合わせてそれぞれ取り付けられている。

第１の回転維持機構２０の案内部材２３は、略扇形状の鉄板から構成されており、金属フレームによる支持台５２に取り付けられ、出力軸１０の軸線と同軸の静止位置に固定されている。

第１の回転維持機構２０の回転係合部材２４ａ〜２４ｄは、それぞれ、少なくとも外周部がゴム材料で形成された円形のタイヤであり、図示しないベアリング付き軸受によって滑らかに回転できるように軸支されている。

第２の回転維持機構３０の回転板部材３１は、外径が約１０００〜２０００ｍｍφの円形の鉄板から構成されており、ボルト等によって出力軸１０に機械的に固着されている。第２の回転維持機構３０における回動錘部材３２ａ〜３２ｄ、案内部材及び回転係合部材の構成は、第１の回転維持機構２０における回動錘部材２２ａ〜２２ｄ、案内部材２３及び回転係合部材２４ａ〜２４ｄの構成と同様であり、従って、案内部材、その支持台及び回転係合部材は、図示が省略されている。

フライホイール機構４０のフライホイール４１、４２及び４３は、それぞれ、外径が約１０００〜２０００ｍｍφの円形の鉄板から構成されている。

次に、本実施形態における回転維持装置の動作及び作用について、図３〜図５を用いて説明する。

なお、第２の回転維持機構３０の動作は、回転方向が逆になることを除いて、第１の回転維持機構２０の場合と同様であるため、以下の説明では、第１の回転維持機構２０の動作のみを説明する。なお、本実施形態における回転維持装置は、図３において矢印Ａで示す時計方向に回転するように構成されている。

電動モータの駆動又は手動によって初期駆動されることにより、出力軸１０及び回転板部材２１が矢印Ａで示す時計方向に回転する。

回動錘部材２２ａ〜２２ｄが図３に示す状態にある場合、即ち、回動錘部材２２ｄが上方にありこれから下降する状態であり、回動錘部材２２ｃが下降している状態であり、回動錘部材２２ｂが下方にあり下降が終了する状態である場合、これら回動錘部材２２ｂ〜２２ｄは、回転係合部材２４ｂ〜２４ｄによって回転駆動されておらず、従って、重心位置の偏倚により重力によって各々が時計方向に回転しようとするが、一方向ベアリング機構２２ｂ_５〜２２ｄ_５によって反時計方向にのみ回転可能に設定されていることから、回転が阻止される。その結果、これら回動錘部材２２ｂ〜２２ｄの重心位置と出力軸１０の軸中心との距離が長い状態に保たれ、大きな回転モーメントが発生し、出力軸１０及び回転板部材２１の回転が促進される。一方、回動錘部材２２ａは、この場合、上昇している状態にあるが、回転係合部材２４ａの外周端面２４ａ_１が案内部材２３の部分円弧状の周端面２３ａに当接して反時計方向に摺動回転するため、この回転係合部材２４ａは時計方向に回転し、これによって回動錘部材２２ａは反時計方向に回転する。その結果、回動錘部材２２ａの重心位置と出力軸１０の軸中心との距離が短くなり、回転モーメントが小さくなり、出力軸１０及び回転板部材２１の回転を弱めようとする力が低減する。

出力軸１０及び回転板部材２１がさらに回転し、回動錘部材２２ａ〜２２ｄが図４に示す状態にある場合、即ち、回動錘部材２２ｄ及び２２ｃが下降している状態である場合、これら回動錘部材２２ｄ及び２２ｃは、回転係合部材２４ｄ及び２４ｃによって回転駆動されておらず、従って、重心位置の偏倚により重力によって時計方向に回転しようとするが、一方向ベアリング機構２２ｄ_５及び２２ｃ_５によって反時計方向にのみ回転可能に設定されていることから、回転が阻止される。その結果、これら回動錘部材２２ｄ及び２２ｃの重心位置と出力軸１０の軸中心との距離が長い状態に保たれ、大きな回転モーメントが発生し、出力軸１０及び回転板部材２１の回転が促進される。一方、回動錘部材２２ｂ及び２２ａは、この場合、上昇している状態であるが、回転係合部材２４ｂ及び２４ａの外周端面２４ｂ_１及び２４ａ_１が案内部材２３の部分円弧状の周端面２３ａに当接して反時計方向に摺動回転するため、これら回転係合部材２４ｂ及び２４ａは時計方向に回転し、回動錘部材２２ｂ及び２２ａは反時計方向に回転する。これにより、回動錘部材２２ｂ及び２２ａの重心位置と出力軸１０の軸中心との距離が短くなり、回転モーメントが小さくなり、出力軸１０及び回転板部材２１の回転を弱めようとする力が低減する。

出力軸１０及び回転板部材２１がさらに回転し、回動錘部材２２ａ〜２２ｄが図５に示す状態にある場合、即ち、回動錘部材２２ｄ及び２２ｃがさらに下降している状態である場合、これら回動錘部材２２ｄ及び２２ｃは、回転係合部材２４ｄ及び２４ｃによって回転駆動されておらず、従って、重心位置の偏倚により重力によって時計方向に回転しようとするが、一方向ベアリング機構２２ｄ_５及び２２ｃ_５によって反時計方向にのみ回転可能に設定されていることから、回転が阻止される。その結果、これら回動錘部材２２ｄ及び２２ｃの重心位置と出力軸１０の軸中心との距離が長い状態に保たれ、大きな回転モーメントが発生し、出力軸１０及び回転板部材２１の回転が促進される。一方、回動錘部材２２ｂ及び２２ａは、この場合、上昇している状態であるが、回転係合部材２４ｂ及び２４ａの外周端面２４ｂ_１及び２４ａ_１が案内部材２３の部分円弧状の周端面２３ａに当接して反時計方向に摺動回転するため、これら回転係合部材２４ｂ及び２４ａは時計方向に回転し、回動錘部材２２ｂ及び２２ａは反時計方向に回転する。これにより、回動錘部材２２ｂ及び２２ａの重心位置と出力軸１０の軸中心との距離が短くなり、回転モーメントが小さくなり、出力軸１０及び回転板部材２１の回転を弱めようとする力が低減する。

出力軸１０及び回転板部材２１がさらに回転すると、回動錘部材２２ａ〜２２ｄが図３に示す状態であって、参照符号が順次ずれた状態となり、上述の説明と同じ動作及び効果が得られる。

以上説明したように、本実施形態の回転維持装置によれば、回動錘部材２２ａ〜２２ｄが上方から下方へ向かう回転モーメントが下方から上方へ向かう回転モーメントよりも大きくなるように回転モーメントが変化する。即ち、案内部材２３が、回転板部材２１の回転により回動錘部材２２ａ〜２２ｄが上昇する側にのみ部分円弧状の周端面２３ａを有しており、この周端面２３ａに係合して案内された際に回転係合部材２４ａ〜２４ｄが回転し、これによって回動錘部材２２ａ〜２２ｄが回転して回動錘部材２２ａ〜２２ｄの重心位置と出力軸１０の軸中心との距離が短くなって回転モーメントが小さくなる。一方、案内部材２３の周端面２３ａは回転板部材２１の回転により回動錘部材２２ａ〜２２ｄが下降する側に存在しないため、その場合、回動錘部材２２ａ〜２２ｄは回転係合部材２４ａ〜２４ｄによっては回転せず、自重で逆方向に回転しようとするが、一方向のみに回転可能であるため、回転せず、従って、下降中は回動錘部材２２ａ〜２２ｄの重心位置と出力軸１０の軸中心との距離が長い状態が保たれ、大きな回転モーメントが維持される。このように、回動錘部材２２ａ〜２２ｄが上方から下方へ向かう回転モーメントが下方から上方へ向かう回転モーメントよりも大となり、回転モーメントの差が生じ、しかも、この構成は直線的な摺動部分が存在しないため摩擦による損失が極めて少なく、従って、回転モーメントの差が損失を生じることなく回転維持に有効に利用される。このような機構により、回転を長時間に渡って維持することができる。

なお、上述した実施形態の回転維持装置は、回転をより滑らかに維持するために、第１の回転維持機構２０と、第２の回転維持機構３０と、フライホイール機構４０とを備えているが、さらに、第１の回転維持機構２０と同様の構成を有する第３の回転維持機構を設けても良い。また、回動錘部材の数は４つに限定されるものではなく、２つ以上であれば任意の数であっても良い。その場合、案内部材の数も回動錘部材の数に合わせられる。

また、上述した実施形態においては、第１の回動連結部材２０と第２の回動連結部材３０とは、出力軸１０を挟んで互いに反転させた構造を有しているが、反転させかつ任意の角度だけずらした構造であっても良い。

また、上述した実施形態では、支持部材５０〜５２は金属フレームにより構成されているが、この変更態様として、これらが別の素材を構成素材としていてもよい。例えば、コンクリート等を構成素材としていてもよい。

図６は、以上述べた回転維持装置を含む発電システムの構成を概略的に示している。同図に示すように、回転維持装置の出力軸１０には、発電機６０が連結されている。必要であれば、図示しない回転速度調整用ギア機構を出力軸１０に連結し、このギア機構の出力軸を発電機６０に連結するように構成しても良い。回転維持装置の出力軸１０には、この回転維持装置を初期駆動すると共にその回転速度の変動を補償するためのモータ６１がクラッチ６２を介して連結されている。モータ６１には駆動回路６３が電気的に接続されており、この駆動回路６３には充放電可能なバッテリ６４の出力端子が電気的に接続されている。

発電機６０は、例えば三相交流発電機であり、その三相出力端子には図示しないＡＣ／ＤＣコンバータの入力端子が電気的に接続されて直流出力を得るように構成されている。ＡＣ／ＤＣコンバータの出力端子には、図示しないＤＣ／ＤＣコンバータ又はパワーコントローラの入力端子が電気的接続され、その出力端子がバッテリ６４に電気的に接続されている。また、バッテリ６４又はパワーコントローラの出力端子は図示しないＤＣ／ＡＣコンバータを介して外部端子６５に電気的に接続されており、この外部端子６５を介してＡＣ発電電力を外部に送出されるように構成されている。さらに、これら駆動回路６３及びバッテリ６４には、その動作を制御する制御回路６６が電気的に接続されている。

制御回路６６は、回転維持装置の初期駆動時にモータ６１を駆動し、その回転トルクをクラッチ６２を介して回転維持装置の出力軸１０に伝え、この回転維持装置を回転させる。以後は、モータ６１の駆動を停止し、また、クラッチ６２によりモータ６１と回転維持装置との連結も遮断した状態で回転維持装置を慣性により回転させる。回転維持装置のこの回転によって発電機６０が駆動され、その発電電力が直流に変換され電圧調整されてバッテリ６４に印加されて充電され、このバッテリ６４から必要に応じた電力が交流に変換され電圧調整されて外部端子６５を介して外部へ出力される。一方、制御回路６６は、図示しない回転速度センサ等によって回転維持装置の回転速度を検出しており、その回転速度に変動や大幅な低下が生じた場合は、モータ６１を駆動してその回転トルクをクラッチ６２を介して回転維持装置の出力軸１０に伝え、このような回転速度の変動及び低下を補償する。

以上述べた実施形態は全て本発明を例示的に示すものであって限定的に示すものではなく、本発明は他の種々の変形態様及び変更態様で実施することができる。従って本発明の範囲は特許請求の範囲及びその均等範囲によってのみ規定されるものである。

１０出力軸
２０第１の回転維持機構
２１、３１回転板部材
２２ａ〜２２ｄ、３２ａ〜３２ｄ回動錘部材
２２ａ_１〜２２ｄ_１円板部
２２ａ_２〜２２ｄ_２錘部
２２ａ_３〜２２ｄ_３追加錘
２２ａ_４〜２２ｄ_４、２４ａ_１〜２４ｄ_１外周端面
２２ｄ_５、２２ｃ_５一方向ベアリング機構
２３案内部材
２３ａ周端面
２４ａ〜２４ｄ回転係合部材
３０第２の回転維持機構
４０フライホイール機構
４１、４２、４３フライホイール
５０、５１、５２支持台
５０ａ、５１ａベアリング付き軸受
６０発電機
６１モータ
６２クラッチ
６３駆動回路
６４バッテリ
６５外部端子
６６制御回路
Ａ、Ｂ、Ｃ回転方向

Claims

軸線が重力方向と垂直な水平方向となるように回転可能に軸支された出力軸と、
前記出力軸に回転軸が同軸となるように連結された回転可能な回転板部材と、
前記回転板部材の周端近傍位置において該回転板部材にそれぞれ軸支されており、軸支された軸の回りを一方向のみに回転可能な複数の回動錘部材と、
前記出力軸の軸線と同軸に静止位置に固定されており、前記回転板部材の回転により前記回動錘部材が上昇する側にのみ部分円弧状の周端面を有する案内部材と、
前記回転板部材に回転可能にそれぞれ軸支されており、その外周端面が前記案内部材の前記部分円弧状の周端面に係合して案内された際に回転する複数の回転係合部材と
を備えており、
前記回動錘部材の各々は、該回動錘部材の軸と同軸の回転軸を有する円板部と、該円板部に固着されており、前記回動錘部材の重心位置を前記円板部の回転軸から偏倚させる錘部とを有しており、
前記回動錘部材の各々は、前記円板部の外周端面が前記回転係合部材の前記外周端面に係合して駆動されることにより前記一方向に回転するように構成されていることを特徴とする回転維持装置。
前記回転板部材の回転によって前記回動錘部材が上昇する場合は該回動錘部材が前記回転係合部材の前記駆動によって回転し、前記回転板部材の回転によって前記回動錘部材が下降する場合は該回動錘部材が回転しないように構成されていることを特徴とする請求項１に記載の回転維持装置。
前記回動錘部材が上昇する場合の該回動錘部材の重心位置が、前記回動錘部材が下降する場合の該回動錘部材の重心位置より前記回転板部材の前記回転軸近くなるように構成されていることを特徴とする請求項２に記載の回転維持装置。
前記回動錘部材の各々が、一方向にのみ回転する一方向ベアリング機構によって前記回転板部材に軸支されていることを特徴とする請求項１から３のいずれか１項に記載の回転維持装置。
前記出力軸に回転軸が同軸となるように連結された１対の前記回転板部材と、前記静止位置に固定された１対の前記案内部材とが設けられており、前記１対の回転板部材の各々に前記複数の回動錘部材及び前記複数の回転係合部材がそれぞれ軸支されていることを特徴とする請求項１から４のいずれか１項に記載の回転維持装置。
前記１対の回転板部材の間において、前記出力軸に回転軸が同軸となるように連結されたフライホイール部材をさらに備えていることを特徴とする請求項５に記載の回転維持装置。