JP3196330U - 歳差運動原理を用いた発電装置 - Google Patents

Abstract

【課題】歳差運動原理を用いた発電装置に於いて、実施可能で、かつ採算性が確保できること、また、歳差運動原理を用いた発電装置に於いて、安全性が担保された構造を提供する。【解決手段】フレーム１に、ジャイロ回転運動を行う回転体誘導リング２を支持し、回転体誘導リングの搖動運動を司る複数の制御手段と、制御手段と回転体誘導リングとを繋ぐワイヤでなる連係手段と、回転体誘導リングの内側に係止される歳差運動原理により回転、かつ内側に沿って移動する回転体と、回転体の軸に自在継手を介して発電機の軸に伝達する発電装置である。【選択図】図１

Description

本考案は、歳差運動原理を用いた発電装置に関する。

歳差運動原理を用いた発電装置としては、これまでにも、複数の出願が挙げられる。その殆どが、永久運動であり、特許法の概念にはそぐわないとされている。例えば、特開平１０−３１３５７９号公報に記載の発明がある。この発明の概要は、固定側マグネットと回転側マグネットとによる磁気吸引力、及び重量球体の転動運動とで生成される、所謂、こまの歳差運動の原理に基づいて、僅かな外部動力を利用して発電機を駆動する構成である。しかしながら、重量球体の転動運動が継続的に働く保証は無く、一考する必要がある。また、特開２０１０−１５６２０３号公報に記載の発明がある。この発明は、回転体（例えば、地球）の回転と、この回転体に架承した対の回転部材との固定、又は固定解除との制御を利用し、回転体の回転を継続することで、付設した発電機を駆動する構成である。しかしながら、回転体を地球の回転で回転させることは、原則的には、不可能と考えられ、実施ができるか否か一考する必要があるように思われる。

特開平１０−３１３５７９号公報 特開２０１０−１５６２０３号公報

文献（１）に於いては、重量球体の転動運動が継続的に働く保証は無く、一考する必要がある。また、文献（２）に於いては、理想的な考えであるが、実施をするに際して、前述した問題と、全体形態、例えば、大きさと設置場所等の幾多の問題を解決すべきと考えられる。

上記に鑑み、本考案は、歳差運動原理を用いた発電装置に於いて、実施可能で、かつ採算性が確保できること、また、歳差運動原理を用いた発電装置に於いて、安全性が担保された構造を提案する。

前述した、本考案の歳差運動原理を用いた発電装置を、実施可能とする構造を提案する。その手段が、請求項１〜６である。

請求項１の考案は、ベースに設けたフレームに、ジャイロ回転運動を行う回転体誘導リングを支持し、回転体誘導リングの搖動運動を司る、ベースに立設したフレームの上端に設けた制御手段と、制御手段と回転体誘導リングの各端部との間を繋ぐワイヤ、紐、チェーン等の何れかでなる連係手段と、回転体誘導リングの内側に係止される歳差運動原理により回転、かつ内側に沿って移動する回転体と、回転体の軸に自在継手を介して設けられた発電機とで構成した歳差運動原理を用いた発電装置であり、発電装置として実施可能で、かつ採算性が確保できる構造を提案できること、安全性が担保された構造を提案できること、等の実用性を有する特徴がある。又は、連続稼動しても、故障が少なく、かつ歳差運動原理を踏襲できる歳差運動原理を用いた発電装置を提案できる特徴がある。

請求項２の考案では、回転体誘導リングの内側に係止部を設け、係止部は、回転体の上部に設けた被係止部に係止関係になる構成の歳差運動原理を用いた発電装置であり、請求項１の実用性を担保しつつ、回転体誘導リングとフレームとによる歳差運動を確保可能な構造を提供できる特徴がある。

請求項３の考案では、被係止部は、回転体の軸方向に長く構成してあり、回転体誘導リングの搖動する距離に対応可能とする構成の歳差運動原理を用いた発電装置であり、請求項２の実用性を担保しつつ、回転体誘導リングとフレームとによる歳差運動を確実、効率的に達成するために最適な回転体誘導リングの構造の一例を提供できる特徴がある。

請求項４の考案では、回転体誘導リングには、十文字形状に第一〜第四突部を形成し、第一、第二突部は、フレームのレール部に達するとともに、フレームに設けた対の各軸受にそれぞれ設け、第三、第四突部は、フレームのレール部の内側で位置する構成とするとともに、第三、第四突部には、連係手段が係止される構成の歳差運動原理を用いた発電装置であり、請求項１の実用性を担保しつつ、回転体誘導リングとフレームとによる歳差運動を確実、効率的に達成するために最適な、この回転体誘導リングとこのフレームの構造の一例を提供できる特徴がある。

請求項５の考案は、制御手段は、前後動する移動駒と、移動駒の両端に垂下した連係手段と、移動駒を前後動する駆動手段とで構成した歳差運動原理を用いた発電装置であり、請求項１の実用性を担保しつつ、回転体誘導リングとフレームとによる歳差運動を確実、効率的に達成するために最適な制御手段の構造の一例を提供できる特徴がある。

請求項６の考案は、フレームは、回転体誘導リングを枢支する低い立上り寸法の第一支柱と、制御手段を架設する高い立上り寸法の第二支柱とで構成し、第一支柱と、第二支柱とが、十文字形状に配備する構成の歳差運動原理を用いた発電装置であり、請求項１の実用性を担保しつつ、回転体誘導リングと制御手段とによる歳差運動を確実、効率的に達成するために最適な、この回転体誘導リングとこのフレームの構造の一例を提供できる特徴がある。

本考案（第一実施例）の一部を割愛し、その全体の概観を示した俯瞰斜視図 本考案の全体を示した拡大正面図 本考案の全体を示した拡大側面図 本考案のフレームと回転体誘導リング、及び回転体、並びに他の制御手段との関係を示した要部の拡大正面図 本考案のフライホイルと回転体とを示した拡大平面図 本考案のフライホイルと回転体とを示した拡大正面図 本考案の回転体誘導リングの拡大正面図 本考案のフライホイルを示した拡大平面図 本考案のフレームと回転体誘導リングとの関係を示した拡大平面図 （イ）〜（ニ）は、本考案の歳差運動と、回転体誘導リングと回転体との動きを説明した縮尺模式図

以下、本考案の好ましい一実施例を説明する。

１はフレーム（機枠）であり、例えば、図１〜図４に全体形状の図面がある。フレーム１は、ベース１００と、ベース１００に立設した四本の枠体１０１とで構成し、各枠体１０１は、この一例では、低い立上り寸法の第一支柱（回転誘導リング軸受け）１０１ａ、１０１ａ（対の例では、符号は一つとする。この符号では、１０１ａとする）と、この第一支柱１０１ａに交差し、かつ高い立上り寸法（第一支柱１０１ａに対して）の第二支柱（制御群支柱）１０１ｂとで構成する。この第一支柱１０１ａと第二支柱１０１ｂは俯瞰視して、例えば、図８の如く、ベース１００に十文字形状に立設されている。枠体１０１はチャンネル鋼（溝形鋼）を採用する。四本の枠体１０１は一例であり、限定されない。

２は回転体誘導リング（上下動誘導体、歳差誘導体、又はリング誘導体）であり、例えば、図１〜図４と、図６、図７と、図８等に図示するとともに、図７と図８に詳細な図面がある。回転体誘導リング２は、環状本体部２００と、この環状本体部２００の外周面２００ａの十文字端部には、放射方向に向かって突出した、かつ前記第一支柱１０１ａに枢支する第一、第二突部（連係手段端つなぎ部材）２ａ、２ｂと、前記第二支柱１０１ｂに上下動可能に支持される第三、第四突部（回転誘導リングの軸部材）２ｃ、２ｄを有する。従って、この回転体誘導リング２は、第一、第二突部２ａ、２ｂを軸として、図２に於いて、上下動Ｘ（搖動運動）する。上下動Ｘは、図９（ａ）〜（ｄ）参照。また、この環状本体部２００の内周面２００ｂには係止部２０１が内方（反放射方向）に向かって多数突設されている。第一〜第四突部２ａ〜２ｄの数は、一例であり、限定されない。係止部２０１は、図示の例の如く、歯形が理想であるが、一例であり、限定されない。

３は回転体であり、例えば、図２〜図５−１、図５−２、図９（ａ）〜（ｄ）に図示する。この中の図２と図５−１に詳細な図面がある。回転体３は、軸３００と、この軸３００の上方に設けた軸方向に長い形状で、かつ平面視して歯形を呈する被係止部３０１と、また、軸３００の長い方向の略中間に設けたフライホイル３０２とで構成する。この軸３００は、ベース１００に対して２２°〜２５°の傾斜で立設されてあり、例えば、地軸と同じ傾きが望ましい。このフライホイル３０２は、回転体３の加速度の増速に役立てる。尚、回転体３と、回転体誘導リング２との係止関係を確保しつつ、かつ回転体３が、回転体誘導リング２より離間（係止関係の確保ができない状態）回避する為に、回転体３と、回転体誘導リング２との間を、図示しないが、離間回避用で、回転体３の回転が確保された構造のガイド腕３０３（ガイド手段）を設けることもあり得る。

５は自在継手であり、例えば、図２、図３に図示する。この自在継手５は、軸３００と発電機（後述する）の入力側の第一軸とを繋ぎ、回転体３の軸３００の回転を、第一軸に伝達する。図中５ａは回転体受け用（自在継手用）の支持部材であり、例えば、ベース１００上に立設した馬型の支持部に設けられる。

６は発電機であり、例えば、図２、図３に図示する。発電機６は、ベース１００に設けられており、例えば、入力側には第一軸６００を備えている。従って、回転体３の回転は、次のように伝わる。回転体３→軸３００→自在継手５→第一軸６００→発電機６の回転となる。

７は制御手段であり、例えば、図１〜図４に図示するとともに、図８に詳細な図面がある。制御手段７は、フレーム１の第二支柱１０１ｂの上方の梁１０２に、差渡し設けられている。制御手段７は、回転体誘導リング２の搖動運動を司る。この制御手段７は、フレーム１の上方に差渡し設けたケース本体７００と、このケース本体７００の溝を摺動する移動駒７０１（移動体、摺動体等）と、この移動駒７０１の両端部（一方端部と他方端部）に、それぞれ設けたワイヤ、紐、チェーン、シリンダ、アクチュエータ等の連係機構の何れかでなる連係手段７０２と、連係手段７０２を、それぞれガイドする滑車７０３と、で構成されている。この連係手段７０２の自由端は回転体誘導リング２の第三、第四突部２ｃ、２ｄの上側（図１に於いて）に固止される。尚、移動駒７０１は、モータ７０４と、このモータ７０４で動作するラックとピニオン等でなる歯車群７０５とにより、前進、又は後退する構造となっている。尚、図４の例は、移動駒７０１を、操作棒７０６（自動制御手段の一種）により、前進、又は後退する構造となっている。この操作棒７０６は、モータ７０４、又は図示しない、シリンダ、アクチュエータ等で自動制御する。

この制御手段７で、回転体誘導リング２が上下動Ｘし、回転体３が歳差運動することで、図２の如く、移動駒７０１が、ケース本体７００の中心位置に存在するときには、左右の連係手段７０２の垂下長さＹ１、Ｙ２は同じであり、回転体誘導リング２は、ベース１００に対して、平衡となっている。図２の状態である。その後、回転体誘導リング２が上下動Ｘし、回転体３が歳差運動することで、移動駒７０１を向かって右側Ｑ１に移動すると、左側の連係手段７０２が引き上げられるとともに、垂下長さＹ１が短くなる。これと同期して、右側の連係手段７０２が引き下げられるとともに、垂下長さＹ２が長くなる。即ち、回転体誘導リング２の第四突部２ｄ側が、例えば、上側（上死点）で、第三突部２ｃ側が、例えば、下側（下死点）となる。回転体３は、例えば、図４の如く、左傾斜の状態である。図４の状態である。

前述した、第一実施例では、図９（ａ）の状態に於いては、回転体３に重力が係り、転がり落ちるとともに、回転体３が回転する。この回転体３の回転は、回転体誘導リング２の係止部２０１と、回転体３の被係止部３０１との係止により、回転体３の回転は確保されている。この回転は、軸３００を回転し、さらに自在継手５と第一軸６００とを介して発電機６に伝わる。即ち、発電機６が回転し、発電する構造である。

続いて、図９（ｂ）の状態となり、回転体３は、回転体誘導リング２の中間位置に向かって滑落するが、回転体３には、加速度が加わっていることで、回転体誘導リング２の第三突部２ｃ側が競り上がっていく（第三突部２ｃが下側から順次上側に上がっていく状態）状態で、かつ第四突部２ｄが上側から順次下側に下がる状態、即ち、平衡状態に移行していく状態でも、回転体３の移行は確保されている。図２の状態である。

この滑落後には、移動駒７０１を向かって左側Ｑ２に移動すると、右側の連係手段７０２が引き上げられるとともに、垂下長さＹ２が短くなる。これと同期して、左側の連係手段７０２が引き下げられるとともに、垂下長さＹ１が長くなる。即ち、回転体誘導リング２の第四突部２ｄが下側（上側から戻り、下側となる）で、第三突部２ｃが上側（下側から戻り、上側となる）となる（回転体誘導リング２の搖動運動である）。このように、回転体誘導リング２は右上がり傾斜となるが、回転体３の加速度があることで、この右上がり傾斜を乗り越え、かつ回転しながら、右傾斜の状態となる。即ち、図９（ｃ）の状態である。回転体３の図９（ｂ）から図９（ｃ）に向かった回転は、前記回転体誘導リング２の右上がり傾斜による競り上がり動作により、幾分のロスは発生するが、回転は維持されることで、発電は持続される。

その後、図９（ｄ）の状態となり、回転体３は、回転体誘導リング２の中間位置に向かって滑落するが、回転体３には、加速度が加わっていることで、回転体誘導リング２の第三突部２ｃ側が順次下がり（第三突部２ｃが上側から順次下側に下がっていく状態）状態で、かつ第四突部２ｄが下側から順次上側に上がっていく状態、即ち、平衡状態に移行していく状態でも、回転体３の移行は確保されている。そして、回転体３は、回転体誘導リング２の中間位置に滑落する。図２の状態である。

この滑落後には、移動駒７０１を向かって右側Ｑ１に移動すると、左側の連係手段７０２が引き上げられるとともに、垂下長さＹ１が短くなる。これと同期して、右側の連係手段７０２が引き下げられるとともに、垂下長さＹ２が長くなる。即ち、回転体誘導リング２の第四突部２ｄが上側（下側から戻り、上側となる）で、第三突部２ｃが下側（上側から戻り、下側となる）となる（回転体誘導リング２の搖動運動である）。このように、回転体誘導リング２は左上がり傾斜となるが、回転体３の加速度があることで、この左上がり傾斜を乗り越え、かつ回転しながら、左傾斜の状態となる。即ち、図９（イ）の状態に戻る。回転体３の図９（ｄ）から図９（ａ）に向かった回転は、前記回転体誘導リング２の左上がり傾斜による競り上がり動作により、幾分のロスは発生するが、回転は維持されることで、発電は持続される。

前述した、図９（ａ）から図９（ｄ）を経由して、図９（ａ）に戻る一循環の動作であり、この動作が繰り返されて、発電が行われる構造である。この第一実施例は、所謂、二次元動作と考えられる。

１０はベアリングであり、第一突部２ａと、第二突部２ｂの自由端に設けられ、回転体誘導リング２の回転を担持する。

尚、図示しないが、必要により、次のような手段を付設する。即ち、回転体誘導リング２と回転体３との連係を確保する手段である。その理由は、回転体３の高速回転する際に、中心に吸込まれるように起立することが考えられ、前記連係関係が維持できないような状況を回避し、かつ常時、発電状態が確保されるようにするため、この連係関係を維持する構成である。例えば、中心部に、Ｖ字形の起立遮蔽部材を設けて、常に連係軌道を、回転体３が回転するように設定する。

図示しないが、その他の構成としては（第二実施例となる）、例えば、回転体誘導リング２の第一〜第四突部２ａ〜２ｄを、対の第一、第二支柱１０１ａ、１０１ｂに上下動可能に支持し（吊下げするが、差込み支持する）、かつ制御手段７を、対で十文字構造とする。この対の制御手段７を、対の連係手段７０２で制御し、何れか一方の制御手段７を、水平維持機構とし、他の制御手段７で、回転体誘導リング２の左右の傾斜動作を司る構造も可能である。この他の構成では、回転体３のスムースな動きと、第一実施例のロスの減少化に有効と考えられる。この第二実施例は、所謂、三次元動作と考えられる。

前述した第一、第二実施例における各構造は、本考案の好ましい一例の説明である。従って、本考案は上述した各実施例に限定されるものではなく、考案の趣旨の範囲において構成の一部を変更する構造とか、同じ特徴と効果を達成できる構造、等は、本考案の範疇である。

１ フレーム
１００ ベース
１０１ 枠体
１０１ａ 第一支柱（回転誘導リング軸受け）
１０１ｂ 第二支柱（制御群支柱）
１０２ 梁
２ 回転体誘導リング
２ａ 第一突部（連係手段端繋ぎ部材）
２ｂ 第二突部（連係手段端繋ぎ部材）
２ｃ 第三突部（回転誘導リングの軸部材）
２ｄ 第四突部（回転誘導リングの軸部材）
２００ 環状本体部
２００ａ 外周面
２００ｂ 内周面
２０１ 係止部
３ 回転体
３００ 軸
３０１ 被係止部
３０２ フライホイル
５ 自在継手
５ａ 支持部材
６ 発電機
６００ 第一軸
６０３ 入力軸
７ 制御手段
７００ ケース本体
７０１ 移動駒
７０２ 連係手段
７０３ 滑車
７０４ モータ
７０５ 歯車群
７０６ 操作棒
１０ ベアリング

Claims (6)

1. ベースに設けたフレームに、ジャイロ回転運動を行う回転体誘導リングを支持し、この回転体誘導リングの搖動運動を司る、前記ベースに立設したフレームの上端に設けた制御手段と、この制御手段と前記回転体誘導リングの各端部との間を繋ぐワイヤ、紐、チェーンの何れかでなる連係手段と、前記回転体誘導リングの内側に係止される歳差運動原理により回転、かつこの内側に沿って移動する回転体と、この回転体の軸に自在継手を介して設けられた発電機とで構成した歳差運動原理を用いた発電装置。
2. 前記回転体誘導リングの内側に係止部を設け、この係止部は、前記回転体の上部に設けた被係止部に係止関係になる構成とした請求項１に記載の歳差運動原理を用いた発電装置。
3. 前記被係止部は、前記回転体の軸方向に長く構成してあり、前記回転体誘導リングの搖動する距離に対応可能とする構成とした請求項２に記載の歳差運動原理を用いた発電装置。
4. 前記回転体誘導リングには、十文字形状に第一〜第四突部を形成し、この第一、第二突部は、前記フレームのレール部に達するとともに、前記フレームに設けた対の各軸受にそれぞれ設け、この第三、第四突部は、このフレームのレール部の内側で位置する構成とするとともに、当該第三、第四突部には、前記連係手段が係止される構成とした請求項１に記載の歳差運動原理を用いた発電装置。
5. 前記制御手段は、前後動する移動駒と、この移動駒の両端に垂下した連係手段と、前記移動駒を前後動する駆動手段とで構成した請求項１に記載の歳差運動原理を用いた発電装置。
6. 前記フレームは、前記回転体誘導リングを枢支する低い立上り寸法の第一支柱と、前記制御手段を架設する高い立上り寸法の第二支柱とで構成し、前記第一支柱と、前記第二支柱とが、十文字形状に配備する構成とした請求項１に記載の歳差運動原理を用いた発電装置。