JP6462014B2 - エネルギー節約平衡機構、回転機械、および実施の方法 - Google Patents

Description

本発明は、任意の実現可能な用途における、特に回転機械における、エネルギー節約平衡機構に関連する。本発明は、具体的には、振り子と楕円運動とを伴う機構に関連する。

本発明は、少なくとも１つのこのような機構を備える、例えば、モータ、発電機、または混合機といった回転機械にも関連する。本発明は、具体的には、直列および／または並列に置かれるいくつかの機構を備えるモータに関連する。

最後に、本発明は、このような機構の実施方法に関連する。

機械分野においては、多くの動作伝達機構が存在し、例えば、回転機械に備え付けるように適合される遊星歯車列またはクランクシャフトなどがある。それでもなお、一般的に知られている機構で得られる歩留まりは、全体として満足できるものではない。

本発明の目的は、エネルギーを節約することができ、回転機械の歩留まりを向上することができる機構を提案することである。

前記目的のために、本発明の対象は、１つの支持体と、第１の軸の周りで支持体に対して回転移動できる第１のはめ歯歯車と、第２の軸の周りで支持体に対して回転移動できる第２のはめ歯歯車とを備え、軸同士が水平または鉛直の基準平面内で平行であり、はめ歯歯車同士が、単一の伝達率を用いて一方を他方と係合し、相対する方向に回転移動できる、機構である。

機構は、機構が、第１のはめ歯歯車と一体で回転し、第１の軸の周りで重力の第１のモーメントを発生する第１の偏心要素と、第２のはめ歯歯車と一体で回転し、第２の軸の周りで重力の第２のモーメントを発生する第２の偏心要素とを備えることと、偏心要素の重力のモーメントが、軸の周りでの偏心要素の角度位置に依存して両方とも可変である同じ値および同じ方向を有することと、軸の周りでのはめ歯歯車および偏心要素の各々の角度位置について、機構が静止時に平衡構成を呈することとを特徴とする。

したがって、本発明は、偏心要素の釣り合いと、偏心要素が発生する遠心力とのおかげで、はめ歯歯車を回転駆動するために必要なエネルギーを低減することを可能にする。本発明は、いくつかの動機機構を関連付けることによって、回転機械内にエネルギーを生成することすら可能にする。したがって、機構は、後の記載において説明するように、エネルギーを節約することを可能にする。

個別に取られる、または、組み合わせられる、本発明による機構の他の有利な特徴によれば、
− 偏心要素は同じ質量と同じ寸法とを有する。
− はめ歯歯車は、他方の歯より長い歯を有する第１の歯車、および、２つの歯の間に形成される溝を有する第２の歯車を備え、より長い歯と溝とは、はめ歯歯車同士が係合するときに合致し、それによって偏心要素の位置合わせを可能にする。
− はめ歯歯車の軸は水平である。
− 基準平面は水平である。
− 基準平面は鉛直である。

好ましくは、支持体は、基部、および、基部において吊り下げられ、はめ歯歯車の軸を支持する１つの振り子を備える。軸は振り子とともに移動可能である。偏心要素は楕円動作に追従する。

第１の実施形態によれば、振り子は、関節ロッドによって基部において吊り下げられる。この実施形態は、はめ歯歯車軸を含む基準平面が水平であるときに有利である。

好ましくは、機構は、連結リンクロッドの上方の関節と位置合わせされる軸を有する伝達シャフトを備える。第１の距離が、各々の偏心要素の遠位端と、対応する回転軸との間で定められる。第２の距離が、連結する吊り下げロッド同士の中心間距離に等しいと定められる。第１の距離は、偏心要素が伝達シャフトの下を通過するために、第２の距離より小さい。

第２の実施形態によれば、振り子は、基部において直接的に吊り下げられる。この実施形態は、はめ歯歯車軸を含む基準平面が鉛直であるときに有利である。

好ましくは、機構は、振り子の上方の関節と位置合わせされる軸を有する伝達シャフトを備える。第１の距離が、各々の偏心要素の遠位端と、対応する回転軸との間で定められる。第２の距離が、連結する吊り下げロッド同士の中心間距離に等しいと定められる。第１の距離は、偏心要素が伝達シャフトの下を通過するために、第２の距離より小さい。

本発明は、前述したものなどの少なくとも１つの機構を備える回転機械にも関連する。

回転機械は、好ましくは、向上された歩留まりを呈するエネルギー生成または変換機械である。有利には、前記機械はクランクシャフトがない。

非包括的な例として、回転機械は、モータ、発電機、混合機、遠心分離機、圧縮機、ポンプ、またはタービンであり得る。

機械が内燃モータであるとき、機構を備え付ける偏心要素は、モータ内部のガスの燃焼に各々１つが対応する２つの最大遠心位置において結合する。

好ましい実施形態によれば、機械は、少なくとも１つの振り子機構を備え、偏心要素は楕円動作に追従する。

有利な実施形態によれば、機械は、直列に置かれて同期される少なくとも一対の振り子機構を備える。機構は、位置合わせされ、相対する位相で移動できる。

各々の機構は、それ自体の伝達シャフトを備える。振り子が関節連結されたロッドによって基部において吊り下げられるとき、伝達シャフトは、関節ロッドの上方の関節と位置合わせされる軸を有する。振り子が基部において直接的に吊り下げられるとき、伝達シャフトは、振り子の上方の関節と位置合わせされる軸を有する。

有利には、機械は、直列に置かれる機構に結合される連結リンクロッドを備える。連結リンクロッドは水平方向において静止し、機構の運動の間に鉛直方向に移動可能である。

有利な実施形態によれば、機械は、並列に置かれて同期されるいくつかの振り子機構を備える。好ましくは、並列に配置される機構の数は偶数であり、これはそれら機構の同期を容易にする。

機械は、列で並列に配置される様々な機構に結合される単一の伝達シャフトを備える。

別の有利な実施形態によれば、機械は、いくつかの対の振り子機構を備える。対は、並列に置かれてそれら対同士の間で同期される。各々の対の中では、機構は直列で置かれて同期される。

機械は、列で並列に置かれる異なる機構と各々１つが結合される２つの伝達シャフトを備える。

別の有利な実施形態によれば、機械は、２つの振り子機構を備える２ストロークモータである。第１の２つの偏心要素は２分の１回転の間隔で置かれ、第２の２つの偏心要素は２分の１回転の間隔で置かれる。

別の有利な実施形態によれば、機械は、４つの振り子機構を備える４ストロークモータである。第１の４つの偏心要素は４分の１回転の間隔で置かれ、第２の４つの偏心要素は４分の１回転の間隔で置かれる。

好ましくは、機械がいくつかの振り子機構を備えるとき、基部はすべての振り子に共通である。別の言い方をすれば、振り子は同じ基部に吊り下げられる。

同じく好ましくは、機構は、例えば、はめ歯歯車のうちの一方を回転へと駆動するように設計されるチェーンまたは歯車システムを含む、機構の始動手段を備える。

さらに、始動手段は、機構の機械的始動のための補助始動部またはクランクのためのモータを備えてもよい。

具体的な実施形態によれば、機械は、機構または振り子機構の専用の始動手段がない。この場合、１つまたは複数の機構の始動は、１つまたは複数の振り子を、または、偏心要素のうちの１つを単に押すことによって実現可能である。

有利には、機械は、例えば発電機の形態で、機構が運転時にあるときにエネルギー回収手段を備える。この場合、機械は、好ましくは、モータを含む機構を始動するための手段を備える。これは、発電機の存在に結び付けられた始動において、抵抗に打ち勝つことを可能にする。

本発明の対象は、前述したものなどの機構の実施方法にも関連し、その実施方法は、以下の順番で、
− 偏心要素の重力のモーメントが、軸の周りでの偏心要素の角度位置に応じて両方とも可変である同じ値および同じ方向を有するために、ならびに、軸の周りでのはめ歯歯車および偏心要素の各々の角度位置について、機構が静止時に平衡構成を呈するために、偏心要素の、一方の他方に対する、および、はめ歯歯車に対する、位置決めステップと、
− 軸の周りでのはめ歯歯車および偏心要素の回転始動ステップであって、機構が平衡構成を取り止め、運動を開始する、ステップと、
− 軸の周りでの偏心要素の回転が、機構内に遠心力を発生する運転ステップと
を含む。

本発明は、本明細書に添付された略図を参照する非包括的な例として与えられているだけである以下の記載を読むことで、より良く理解されるものである。

振り子、２つのはめ歯歯車、および２つの偏心要素を有する支持体を備える、本発明による第１の実施形態による機構の側面図である。 図１における振り子備え付け機構の、より大きな尺度における、部分的な上面図である。 偏心要素のはめ歯歯車の動作を示す、図１における機構に類似する略図である。 偏心要素のはめ歯歯車の動作を示す、図１における機構に類似する略図である。 偏心要素のはめ歯歯車の動作を示す、図１における機構に類似する略図である。 偏心要素のはめ歯歯車の動作を示す、図１における機構に類似する略図である。 偏心要素のはめ歯歯車の動作を示す、図１における機構に類似する略図である。 偏心要素のはめ歯歯車の動作を示す、図１における機構に類似する略図である。 偏心要素のはめ歯歯車の動作を示す、図１における機構に類似する略図である。 偏心要素のはめ歯歯車の動作を示す、図１における機構に類似する略図である。 本発明の第２の実施形態による機構についての、図３に類似する略図である。 本発明の第２の実施形態による機構についての、図４に類似する略図である。 本発明の第２の実施形態による機構についての、図５に類似する略図である。 本発明の第２の実施形態による機構についての、図６に類似する略図である。 ４つの振り子機構が並列に備え付けられた本発明による機械の例を示す、図２と同様の図である。 様々な機構に共通のシャフトを示す、図１５の補足図である。 ２つの振り子機構が並列に備え付けられた本発明による機械の別の例を示す、図１５と同様の図である。 本発明の具体的な実施形態における、機構の２つのはめ歯歯車の間の係合の部分的な詳細図である。 ２つの振り子機構が直列に備え付けられた本発明による機械の別の例を示す、図１と同様の図である。 図１９の機械を示す、図２と同様の図である。 図１９および図２０の機械を備え付けた連結リンクロッドの側面図である。 機械の別の構成における図２０と同様の図である。 機械の別の構成における図２１と同様の図である。 機械の運転の間の異なる位置を示す、図２１および図２３の連結リンクロッドの一端のより大きな尺度における図である。 ２つの振り子機構が直列に備え付けられた本発明による機械の別の例を示す、図１９と同様の図である。 連結リンクロッドと機構との間の結合の変形を示す上面図である。

図１〜図１０は、本発明の第１の実施形態によるエネルギー節約平衡機構１を示している。

機構１は、支持体２と、第１の軸Ａ１の周りで回転移動Ｒ１できる第１のユニット１０と、第２の軸Ａ２の周りで回転移動Ｒ２できる第２のユニット２０と、機構１の始動手段４０とを備えている。軸Ａ１およびＡ２は、互いと平行で水平になっており、水平である基準平面Ｐ０内に置かれている。ユニット１０および２０は二重反転である。

支持体２は、固定基部３と、水平に位置決めされ、角に対する４つの連結ロッド５によって基部３に吊り下げられている移動可能な振り子４とを備えている。各々の連結ロッド５は、軸Ａ１およびＡ２と平行な軸旋回リンクを介して、基部３と振り子４との両方に関節接合されている。振り子４は、基部３に対して円形の並進で移動できる。

支持体２は、２つの垂直支持体６と上部水平支柱７とを備えている。連結ロッド５は支柱７において関節接合されている。

振り子４は、３つの縦板８と、縦板８の先端に固定された横棒９とを備えている。連結ロッド５は外側の板８に関節接合されている。振り子４の板８はユニット１０および２０を支持している。より正確には、ユニット１０は、中間の板８と前方の板８とによって、軸受１５を介して支持されており、ユニット２０は、中間の板８と後方の板８とによって、軸受２５を介して支持されている。軸Ａ１およびＡ２は振り子４に対して固定されている。

ユニット１０は、シャフト１１と、歯１３が備え付けられたはめ歯歯車１２と、腕部１４と、軸受１５とを備えている。シャフト１１、歯車１２、および軸受１５は軸Ａ１において中心付けられ、一方、腕部１４は偏心要素を構成しており、軸Ａ１に対して距離ｄ１だけ偏心している重心Ｇ１を有している。歯車１２および腕部１４はシャフト１１に備え付けられており、シャフト１１は、振り子４の板８の内部に備え付けられた軸受１５によって支持されている。歯車１２は、軸Ａ１の周りで振り子４に対して回転移動Ｒ１できる。

腕部１４は、歯車１２と一体で回転Ｒ１し、軸Ａ１の周りに重力Ｐ１のモーメントＭ１を発生する。力Ｐ１は比較的一定である。しかしながら、モーメントＭ１は、軸Ａ１の周りでの腕部１４の角度位置に依存して可変である値および方向（時計回りまたは反時計回り）を有する。

ユニット２０は、シャフト２１と、歯２３が備え付けられたはめ歯歯車２２と、腕部２４と、軸受２５とを備えている。シャフト２１、歯車２２、および軸受２５は軸Ａ２において中心付けられ、一方、腕部２４は偏心要素を構成しており、軸Ａ２に対して距離ｄ２だけ偏心している重心Ｇ２を有している。歯車２２および腕部２４はシャフト２１に備え付けられており、シャフト２１は、振り子４の板８の内部に備え付けられた軸受２５によって支持されている。歯車２２は、軸Ａ２の周りで振り子４に対して回転移動Ｒ２できる。

腕部２４は、歯車２２と一体で回転Ｒ２し、軸Ａ２の周りに重力Ｐ２のモーメントＭ２を発生する。力Ｐ２は基本的に一定である。しかしながら、モーメントＭ２は、軸Ａ２の周りでの腕部２４の角度位置に依存して可変である値および方向（時計回りまたは反時計回り）を有する。

歯車１２および２２は、単一の変速比を用いて互いに係合している。歯車１２および２２は、同じ寸法と、同じ数の歯１３および２３とを有している。歯車１２および２２は、相対する方向に回転移動Ｒ１、Ｒ２できる。別の言い方をすれば、歯車１２および２２は二重反転である。

本発明の状況では、腕部１４および２４は、軸Ａ１およびＡ２周りの腕部１４および２４のそれぞれの角度位置に係わらず、モーメントＭ１およびＭ２が常に同じ値と同じ方向（時計回りまたは反時計回り）とを有するために、一方が他方に対して、ならびに、歯車１２および１４に対して、正確に位置決めされている。

腕部１４および２４の質量および寸法は、重心Ｇ１およびＧ２の位置に影響を与え、そのためモーメントＭ１およびＭ２の値に影響を与えるため、正確に決定される。各々の腕部１４および２４の質量は、一定の体積質量で、その寸法に比例している。好ましくは、腕部１４および２４は同じ質量および同じ寸法を有する。代替で、腕部１４および２４は、モーメントＭ１およびＭ２が、それらのそれぞれの角度位置に係わらず、同じ値および同じ方向（時計回りまたは反時計回り）を有する限り、異なる質量および寸法を有することができる。

機構１の始動装置４０は、機構１の平衡の状態から、ユニット１０および２０の回転Ｒ１およびＲ２を開始するように設計されている。装置４０は、当該の用途に適合される任意の構成を呈することができる。

図１および図２の例では、装置４０は、モータ４１と、ベルト４２と、伝達シャフト４３と、はめ歯歯車４４と、刻み目チェーン４５と、はめ歯歯車４６とを備えている。モータ４１は、基部３の支柱７に置かれている。シャフト４３は、基部３によってその先端が支持されており、軸Ａ３の周りで回転移動でき、軸Ａ３は連結ロッド５の上方の関節と鉛直に位置合わせされる。軸Ａ３は、軸Ａ１およびＡ２と平行で水平に置かれている。ベルト４２は、モータ４１をシャフト４３につなげている。歯車４４はシャフト４３と一体で回転するように備え付けられており、一方、歯車４６はシャフト２１と一体で回転するように備え付けられている。代替で、歯車４６はシャフト１１と一体で回転するように備え付けられ得る。チェーン４５は歯車４４と４６とをつなげ、歯車４４および４６の中心間距離は、連結ロッド５の中心間距離と等しい。別の代替によれば、はめ歯歯車４４および４６とチェーン４５とは、自在継ぎ手のシステム、または、当該の用途に適合される任意の他の動作伝達システムによって、置き換えできる。したがって、モータ４１の始動は、ユニット１０および２０を回転Ｒ１、Ｒ２駆動することを可能にする。

実際には、機構１の動作は、例えば前記シャフト４３を発電機と結合することによって、シャフト４３の領域におけるエネルギーを回収することを可能にする。したがって、シャフト４３はエネルギー回収シャフトを構成している。

代替で、機構１を始動するために、シャフト４３はクランクによって直接的に駆動されてもよい。

別の変形によれば、機構１は、始動手段を構成している任意のモータ４１およびベルト４２装置がなくてもよい。この場合、機構１の始動は、振り子４の一方の側、または、腕部１４および２４の一方を押すだけで具現化できる。機構１を立ち上げるために必要なエネルギーは、非常に僅かである。好ましくは、機構１は、要素４３、４４、４５、および４６をすべて同じように備える。シャフト４３は、エネルギーを回収するために発電機に結合され得る。

機構１の正確な運転を可能にするために、腕部１４および２４の遠位端と回転軸Ａ１またはＡ２との間の距離は、腕部１４および２４が伝達シャフト４３の下を通過できるように、連結ロッド５の関節同士の間の中心間距離より小さい。

図３〜図１０は、一回転にわたっての機構１の運転を示している。具体的には、図３〜図６は、腕部１４および２４が振り子４の右手側において移動できる間の２分の１回転を示しており、図７〜図１０は、腕部１４および２４が振り子４の左手側において移動できる間の２分の１回転を示している。

図３は、上向きに位置決めされた腕部１４と、下向きに位置決めされた腕部２４とを示している。機構１は平衡している。歯車１２および２２は静止している。モーメントＭ１およびＭ２は存在していない。

この段階において、装置４０は、腕部１４および２４が両方とも右へと移されるために、歯車１２および２２の係合で、機構１の動作を始動することができる。腕部１４が傾くことで、歯車１２が回転Ｒ１の方向に回るのを助け、これは歯車２２を回転Ｒ２の方向に駆動することができ、したがって腕部２４を持ち上げることができる。

図４は、右手側において一回転の８分の１を各々１つが行った腕部１４および２４を示している。図５は、右手側において４分の１回転を各々１つが行った腕部１４および２４を示している。図６は、右手側において８分の３回転を各々１つが行った腕部１４および２４を示している。各々の瞬間において、モーメントＭ１およびＭ２は同じ値と同じ方向（時計回り）とを有している。腕部１４および２４の動きを通じて、振り子４は右から上向きに駆動される。

図７は、図３における初期位置に対して各々１つが２分の１回転させられた腕部１４および２４を示している。腕部１４は下向きに位置決めされ、腕部２４は上向きに位置決めされている。モーメントＭ１およびＭ２は存在していない。歯車１２および２２は、腕部１４および２４が両方とも左へと移されるように動く。腕部２４が傾くことで、歯車２２が回転Ｒ２の方向に回るのを助け、これは歯車１２が回転Ｒ１の方向に回るのを助けることができ、したがって腕部１４を持ち上げることができる。

図８は、左手側において一回転の８分の１を各々１つが行った腕部１４および２４を示している。図９は、左手側において４分の１回転を各々１つが行った腕部１４および２４を示している。図１０は、左手側において８分の３回転を各々１つが行った腕部１４および２４を示している。各々のときにおいて、モーメントＭ１およびＭ２は同じ値と同じ方向（反時計回り）とを有している。腕部１４および２４の動きの下で、振り子４は左へと駆動される。

ユニット１０および２０が軸Ａ１およびＡ２の周りに旋回するにつれて、腕部１４および２４は、右に位置付けられるときもあれば、左に位置付けられるときもある。実際には、腕部１４および２４の回転Ｒ１およびＲ２は機構１内で遠心力を発生する。振り子４は、右に移るときもあれば、左に移るときもある。結果として、腕部１４および２４は円形動作の代わりに楕円動作に追従する。

機構１は、２相振動動作に従う。遠心力は、図５および図９において、腕部１４および２４が互いを通過するときに最大である。各々の相は、腕部１４および２４によって、それらの最大遠心位置の間において２分の１回転（１８０°）に対応する。

上記の説明を考慮すると、軸Ａ１およびＡ２の周りでのはめ歯歯車１２および２２ならびに腕部１４および２４の各々の角度位置について、機構１が静止時に平衡構成を呈することは、注目に値する。別の言い方をすれば、静止している状態での機構１を考慮すると、ユニット１０および２０の角度位置に係わらず、機構１はそれ自体が静止形態であることがわかる。機構１は釣り合っており、これは、ユニット１０および２０を回転させるために必要なエネルギーをかなり低減する。

図１１〜図１４は、第２の実施形態による機構１の運転を示している。軸Ａ１およびＡ２は互いと平行で水平になっている。しかしながら、軸Ａ１およびＡ２は、鉛直である基準平面Ｐ０内に置かれている。

この実施形態においても、腕部１４および２４は、軸Ａ１およびＡ２周りの腕部１４および２４のそれぞれの角度位置に係わらず、モーメントＭ１およびＭ２が常に同じ値と同じ方向（時計回りまたは反時計回り）とを有するように、一方が他方に対して、ならびに、歯車１２および１４に対して、正確に位置決めされている。

右手側における腕部１４および２４の位置だけが図１１〜図１４に示されているが、左手側における腕部１４および２４の位置は、簡素化の理由のため示されていない。

実際には、単一の機構１は、損失エネルギーに関してモータを構成することが可能ではない。それでもなお、後で詳細に説明するように、いくつかの機構１を同期して関連付けることで、モータを製造することが可能である。

図１５および図１６は、４ストロークモータの種類の、本発明による回転機械の例を示している。モータは、それ自体の振り子４が各々１つに備え付けられた４つの機構１を備えている。機構１およびそれらの振り子４は、互いに対して平行に、つまり、並んで置かれている。

基部３はすべての機構１に共通である。別の言い方をすれば、基部３は、互いと平行に吊り下げられた振り子４の各々を支持している。基部３は、簡素化の理由のため、一部だけ図示されている。

伝達シャフト４３もすべての機構１に共通である。したがって、機構１の動作は、例えば前記シャフト４３を発電機５８と結合することによって、シャフト４３の領域におけるエネルギーを回収することを可能にする。そのため、シャフト４３はエネルギー回収シャフトを構成している。シャフト４３は、簡素化のために図１５の下において一部だけ図示されており、図１６において４つのはめ歯歯車４４と共に全体的に示されている。

実際には、４つの腕部１４は、１つが別のものに対して４分の１回転だけずらされている。同様に、４つの腕部２４は、１つが別のものに対して４分の１回転だけずらされている。したがって、モータは、左手側または右手側において、同じ数の腕部１４または２４を常に有し、それによって歩留まりを向上している。各々の相は、機構１の４分の１回転（９０°）に対応する。

２つの機構１が両方で死点（モーメントＭ１およびＭ２が存在しない）にあるとき、他の２つの機構１はそれぞれ、左手側において、および、右手側において、各々の側において偏差ｅ０で、最大遠心位置にある。発生されるエネルギーは、前記最大遠心位置または推力位置において最大である。機構１が同時に死点にはいないため、モータは死点を有していない。有利には、各々の最大遠心位置はモータ内部のガス燃焼に対応する。

図１７は、図１５の変形による、２ストロークモータの種類の、本発明による別の回転機械の例を示している。この場合、モータは、それ自体の振り子４が各々１つに備え付けられた２つの機構１を備えている。

図１５に示されているように、基部３は両方の機構１に共通であり、互いと平行に置かれた振り子４の各々を支持している。伝達シャフト４３も両方の機構１に共通であり、そのため、両方の機構１の動作は、シャフトにおいてエネルギーを再生することを可能にする。簡素化の理由のため、基部３およびシャフト４３は、図１７において一部だけ示されている。

この実施形態では、２つの腕部１４は、１つが別のものに対して２分の１回転だけずらされている。同様に、２つの腕部２４は、１つが別のものに対して２分の１回転だけずらされている。前述のように、モータは、左手側または右手側において、同じ数の腕部１４または２４を常に有し、それによって歩留まりを向上している。各々の相は、機構１の２分の１回転（１８０°）に対応する。

３６０°の回転の間、２つの機構１は同時に死点（モーメントＭ１およびＭ２が存在しない）にあり、推力位置において同時に、各々エンジンにおけるガスの燃焼に対応する。

別の描写されていない変形によれば、回転機械は、振り子４が並列に置かれた８つの機構１を備える。１回転の間、機械は、機構１の１回転の８分の１（４５°）ごとに推力を生成する。

他の変形が、本発明の範囲から逸脱することなく実施され得る。例えば基部３および伝達シャフト４３といった、機械の構成する要素の寸法は、機構１の数に応じて変わる。

最良の結果と歩留まりとを得るためには、各々の振り子４が厳密に水平な平面内に位置決めされることが重要である。同じことは、機構１の構成に依存して厳密に水平または鉛直な平面Ｐ０に位置付けられなければならないはめ歯歯車１２および２２の軸Ａ１およびＡ２にも当てはまる。

図１８は、本発明の具体的な好ましい実施形態を描写しており、歯車１２が他の歯１３より長い歯１３ａを有しており、歯車２２が、２つの歯２３の間に形成された溝２３ａを有している。歯１３ａおよび溝２３ａは、本発明の範囲から逸脱することなく、異なる形を呈することができる。

実際には、歯１３ａおよび溝２３ａは、はめ歯歯車１２および２２の係合のときに合致し、これは、偏心要素１４および２４の位置合わせを可能にし、したがって機構１の正確な釣り合わせを可能にする。

例えば、はめ歯歯車１２および２２と偏心要素１４および２４とは、簡素化の理由のため、異なる図には描写されていない互いと反対に置かれた固定穴が備え付けられてもよい。したがって、歯１３ａおよび溝２３ａは、前記固定穴の位置合わせを容易にする。

図１９〜図２４は、図１７の変形による、２ストロークモータの種類の、本発明による別の回転機械の例を示している。モータは、それ自体の振り子４が各々１つに備え付けられた、本発明による２つの機構１を備えている。機構１とそれらの振り子４とは、直列に置かれている、つまり、互いの延長において位置合わせされている。

基部３は両方の機構１に共通である。別の言い方をすれば、基部３は、直列に吊り下げられた振り子４の各々を支持している。

各々の機構１は、連結ロッド５の上方の関節と位置合わせされる軸Ａ３を有する、それ自体の伝達シャフト４３を備える。しかしながら、１つだけのモータ４１が、機構１の始動には必要である。代替で、モータ４１はクランクによって置き換えられてもよい、または、機械は機構１を始動するための手段がなくてもよい。

機械は、２つの機構１の装置４０の間に中間装置５０を備えている。前記装置５０は、２つの装置４０の間の動作の伝達のほかに、エネルギーの回収のために使用できる。図１９の例では、装置５０は、２つのはめ歯歯車５１と、２つの刻み目チェーン５２と、１つのシャフト５３と、２つのはめ歯歯車５４とを備えている。シャフト５３は、軸Ａ４の周りで回転移動でき、軸Ａ４は、軸Ａ１、Ａ２、およびＡ３と平行で水平に置かれている。シャフト５３は、その先端において、例えば基部３の２つの支持体６によってなど、基部３によって支持されている。代替で、シャフト５３は、その軸Ａ４が機構１の軸Ａ３と位置合わせされるように、支柱７によって支持されてもよい。歯車５１は機構１のシャフト４３と一体で回転するように備え付けられており、一方、歯車５４はシャフト５３と一体で回転するように備え付けられている。チェーン５２は歯車５１と歯車５４とに連結する。したがって、様々な機構１の動作は、例えばシャフト５３を発電機に結合することによって、シャフト５３においてエネルギーを再生することを可能にする。したがって、シャフト５３は、エネルギーを再生するためのシャフトを構成する。

機械は、２つの機構１と結合される連結リンクロッド６０も備えており、したがって、それら機構１の同期と、振動の相当の低減とを確保する。連結リンクロッド６０は、その長さ方向の端に位置付けられた２つのヘッド６２を連結する中央本体６１を備えている。各々のヘッド６２は、玉軸受６４が収容されている環状部６３を備えている。代替で、この環状部６３は、意図された用途に適した任意の種類の軸受を備え得る。各々の玉軸受６４は、外輪６５と、内輪６６と、玉６７の列とを備えている。内輪６６では、機構１のシャフト２１を受け入れるための偏心開口６９を備えるスリーブ６８が収容されている。スリーブ６８は、シャフト２１と一体であり、玉軸受６４で回転運動可能である。したがって、各々の機構１のシャフト２１は、連結リンクロッド６０のヘッド６１のうちの１つにおいて、回転移動できる。

図２０および図２１では、機構１は一体に近づけられる。要素１４および２４は、機械の中心の方へと向かわされている。連結リンクロッド６０に結合されたシャフト２１は、互いと近づけられる。

図２２および図２３では、機構１は離れている。要素１４および２４は、機械の側方の方へと向かわされている。連結リンクロッド６０に結合されたシャフト２１は、離れている。

機構１の動作の間、より具体的には、機構１のユニット１０および２０の動作の間、連結ロッド６０は、水平において固定され、鉛直において動作可能である。連結リンクロッド６０は、理論的には空間において自由に動作するにもかかわらず、２つの機構１の間での均衡における位置決めのため、水平の動作によって動かされることはない。連結リンクロッド６０は、連結リンクロッド６０が受ける大きな応力のため、抵抗と柔軟性との間の良好な妥協点を有する材料から作られる。

図２４では、連結リンクロッド６０は、機械の運転の間、異なる位置において部分的に示されている。より具体的には、図２４は、図１９〜図２３における左手側の機構１に結合された、連結リンクロッド６０の左のヘッド６２を示している。右の位置に示された要素２１、Ａ２、６１、および６２は、より高い位置において２１’、Ａ２’、６１’、および６２’で参照されており、左位置において２１”、Ａ２”、６１、および６２で参照されており、より低い位置において２１’’’、Ａ２’’’、６１’’’、および６２’’’で参照されている。ヘッド６２、玉軸受６４、およびスリーブ６８の中心軸Ａ０が定められている。この軸Ａ０は、機構１の動作の間、軸Ａ２の回転の軸を構成する。一定の半径ｒ６０も、軸Ａ０とＡ２との間で定められている。最後に、連結リンクロッド６０の上向きおよび下向きの鉛直の偏差ｄ６０が定められている。偏差ｄ６０は半径ｒ６０と等しい。非限定的な例として、シャフト２１の直径は３０ミリメートルに等しく、外輪６５の外径は１４０ミリメートルに等しく、内輪６６の内径は１１０ミリメートルに等しく、半径ｒ６０は２０ミリメートルに等しい。したがって、連結リンクロッド６０の鉛直の偏差ｄ６０は、上向きで２０ミリメートルに等しく、下向きで２０ミリメートルに等しい。

２つの腕部１４は、互いに対して２分の１回転だけずれて配置されている。同様に、２つの腕部２４は、互いに対して２分の１回転だけずれて配置されている。モータは、左側または右側において、同じ数の腕部１４または２４を常に有している。各々の相は、機構１の２分の１の回転（１８０°）に対応する。

３６０°の回転の間、２つの機構１は同時に死点（モーメントＭ１およびＭ２が存在しない）にあり、同時に推力位置にあり、それぞれエンジン内のガスの燃焼に対応する。

図２５は、図１９の変形による、２ストロークエンジンの種類の、本発明による回転機械の別の例を示している。エンジンは、それ自体の振り子４が各々備え付けられた、本発明による２つの機構１を備えている。振り子４は、基部３において直接的に吊り下げられており、直列に配置されている。機構１の動作の間、より具体的には、機構１のユニット１０および２０の動作の間、連結リンクロッド６０は、水平において固定され、鉛直において動作可能である。

図２６は、連結リンクロッド６０を機構１に連結する別の方法を示している。開口６９が、スリーブ６８の中心に形成されており、軸Ａ０に中心付けられている。偏心部品７０が、シャフト２１と連結リンクロッド６０との間に介在されている。部品７０は、細長い本体７１と、本体７１と一体である円筒形のクランクピン７２とを備えている。開口７３が本体７１に形成されている。シャフト２１は、開口７３に配置されており、例えば、キー７４の手段によって、または、任意の他の手段によって、本体７１に固定されている。シャフト２１と開口７３とは、軸Ａ２において中心付けられている。クランクピン７２は、スリーブ６８の開口６９に配置されており、軸Ａ０に中心付けられている。この軸Ａ０は、機構１の動作の間、軸Ａ２の回転の軸を構成する。

図示されていない別の変形によれば、回転機械は、並列および直列に配置されている４つの振り子機構１を備える。２対の機構１が平行に配置され、互いと同期される。各々の対の中では、２つの機構は直列で配置されて互いと同期される。１回転の間、機械は、機構１の４分の１回転（９０°）ごとに推力を生成する。

別の描写されていない変形によれば、回転機械は、振り子４が並列および直列に置かれた振り子４を伴う８つの機構１を備える。１回転の間、機械は、機構１の１回転の８分の１（４５°）ごとに推力を生成する。

図１〜図２６では、特定の動作および距離が、簡素化の理由のため、例えば振り子４の横の偏差として強調されている。

実際には、機構１および機械は、本発明の範囲から逸脱することなく、図１〜図２６と異なって順応され得る。

例えば、チェーンおよびはめ歯歯車による伝達システムは、自在継ぎ手のシステム、または、当該の用途に適合される任意の他の動作伝達システムによって、置き換えできる。

また、前述した別々の実施形態および変形の技術的特長は、全体として、または、それらのうちの特定のものについて、一緒に組み合わされてもよい。したがって、機構１および機械は、コスト、機能性、および性能の意味において、適合され得る。

１ エネルギー節約平衡機構
２ 支持体
３ 固定基部
４ 振り子
５ 連結ロッド
６ 支持体
７ 支柱
８ 縦板
９ 横棒
１０ 第１のユニット
１１ シャフト
１２ はめ歯歯車
１３ 歯
１３ａ 歯
１４ 腕部
１５ 軸受
２０ 第２のユニット
２１ シャフト
２２ はめ歯歯車
２３ 歯
２３ａ 溝
２４ 腕部
２５ 軸受
４０ 始動手段、始動装置
４１ モータ
４２ ベルト
４３ 伝達シャフト
４４ はめ歯歯車
４５ 刻み目チェーン
４６ はめ歯歯車
５０ 中間装置
５１ はめ歯歯車
５２ 刻み目チェーン
５３ シャフト
５４ はめ歯歯車
５８ 発電機
６０ 連結リンクロッド
６１ 中央本体
６２ ヘッド
６３ 環状部
６４ 玉軸受
６５ 外輪
６６ 内輪
６７ 玉
６８ スリーブ
６９ 偏心開口
７０ 偏心部品
７１ 本体
７２ クランクピン
７４ キー

Claims (20)

1. 支持体（２）と、
   第１の軸（Ａ１）の周りで前記支持体（２）に対して回転移動（Ｒ１）できる第１のはめ歯歯車（１２）と、
   第２の軸（Ａ２）の周りで前記支持体（２）に対して回転移動（Ｒ２）できる第２のはめ歯歯車（２２）と、
   前記第１のはめ歯歯車（１２）と一体で回転（Ｒ１）し、前記第１の軸（Ａ１）の周りで重力（Ｐ１）の第１のモーメント（Ｍ１）を発生する第１の偏心要素（１４）と、
   前記第２のはめ歯歯車（２２）と一体で回転（Ｒ２）し、前記第２の軸（Ａ２）の周りで重力（Ｐ２）の第２のモーメント（Ｍ２）を発生する第２の偏心要素（２４）と、
   始動手段（４０）と、
   を備える機構（１）であって、
   前記軸（Ａ１；Ａ２）が水平または鉛直の基準平面（Ｐ０）内で平行であり、
   前記はめ歯歯車（１２；２２）同士が、単一の変速比を用いて互いに係合し、相対する方向に回転移動（Ｒ１；Ｒ２）でき、
   前記偏心要素（１４；２４）の重力（Ｐ１；Ｐ２）の前記モーメント（Ｍ１；Ｍ２）が、同じ値および同じ方向を有し、両方とも前記軸（Ａ１；Ａ２）の周りでの前記偏心要素（１４；２４）の角度位置に依存して可変であり、
   前記軸（Ａ１；Ａ２）の周りでの前記はめ歯歯車（１２；２２）および前記偏心要素（１４；２４）の各々の角度位置に対して、前記機構（１）は静止時に平衡構成を呈し、
   前記始動手段（４０）が前記はめ歯歯車（１２； ２２）のうちの一方を回転（Ｒ１；Ｒ２）駆動する
   ことを特徴とする機構（１）。
2. 前記偏心要素（１４；２４）が同じ質量と同じ寸法とを有することを特徴とする、請求項１に記載の機構（１）。
3. 前記はめ歯歯車（１２；２２）が、他方の歯（１３）より長い歯（１３ａ）を有する第１の歯車（１２）、および、２つの歯（２３）の間に形成される溝（２３ａ）を有する第２の歯車（２２）を備え、前記より長い歯（１３ａ）と前記溝（２３ａ）とが、前記はめ歯歯車（１２； ２２）同士が係合する場合に合致し、それによって前記偏心要素（１４； ２４）の位置合わせを可能にすることを特徴とする、請求項１または２に記載の機構（１）。
4. 前記はめ歯歯車（１２；２２）の前記軸（Ａ１；Ａ２）が水平であり、前記基準平面（Ｐ０）が水平であることを特徴とする、請求項１から３のいずれか一項に記載の機構（１）。
5. 前記はめ歯歯車（１２；２２）の前記軸（Ａ１；Ａ２）が水平であり、前記基準平面（Ｐ０）が鉛直であることを特徴とする、請求項１から３のいずれか一項に記載の機構（１）。
6. 前記支持体（２）が、基部（３）と、前記基部において吊り下げられるとともに前記はめ歯歯車（１２；２２）の前記軸（Ａ１；Ａ２）を支持する振り子（４）とを備え、前記軸（Ａ１；Ａ２）が前記振り子（４）と移動可能であり、前記偏心要素（１４；２４）が楕円運動を描くことを特徴とする、請求項１から５のいずれか一項に記載の機構（１）。
7. 請求項１から６のいずれか一項に記載の少なくとも１つの機構（１）を備えることを特徴とする回転機械。
8. 前記機械が、請求項６に記載の、振り子（４）を有する少なくとも１つの機構（１）を備え、前記偏心要素（１４；２４）が楕円動作を描くことを特徴とする、請求項７に記載の回転機械。
9. 前記機械が、直列に置かれて同期される振り子（４）を有する少なくとも一対の機構（１）を備えることを特徴とする、請求項８に記載の回転機械。
10. 前記機械が、直列に配置される前記機構（１）に結合される連結リンクロッド（６０）を備え、前記連結リンクロッド（６０）が水平方向において静止し、前記機構（１）の動作の間に鉛直方向に動作可能であることを特徴とする、請求項９に記載の回転機械。
11. 前記機械が、並列に置かれて同期される振り子（４）を有する少なくとも２つの機構（１）を備えることを特徴とする、請求項８記載の回転機械。
12. 前記機械が、振り子（４）を有するいくつかの対の機構（１）を備え、前記機構が、各々の対の中で直列に置かれて同期され、前記対が並列に置かれてそれら対同士の間で同期されることを特徴とする、請求項８に記載の回転機械。
13. 前記機械が、振り子を有する２つの機構（１）を備える２ストロークモータであり、第１の２つの偏心要素（１４）が２分の１回転の間隔で置かれ、第２の２つの偏心要素（２４）が２分の１回転の間隔で置かれることを特徴とする、請求項９から１１のいずれか一項に記載の回転機械。
14. 前記機械が、振り子（４）を有する４つの機構（１）を備える４ストロークモータであり、第１の４つの偏心要素（１４）が４分の１回転の間隔で置かれ、第２の４つの偏心要素（２４）が４分の１回転の間隔で置かれることを特徴とする、請求項９から１２のいずれか一項に記載の回転機械。
15. 前記基部（３）がすべての前記振り子（４）に対して共通であることを特徴とする、請求項７から１４のいずれか一項に記載の回転機械。
16. 前記始動手段（４０）がチェーンまたは歯車システムを含む、ことを特徴とする、請求項７から１５のいずれか一項に記載の回転機械。
17. 前記始動手段（４０）がモータ（４１）を備えることを特徴とする、請求項１６に記載の回転機械。
18. 前記始動手段（４０）がクランクを備えることを特徴とする、請求項１６に記載の回転機械。
19. 発電機の形態で、前記機構が動いている間にエネルギー回収手段を備えることを特徴とする、請求項７から１８のいずれか一項に記載の回転機械。
20. 以下の順番で、
    前記偏心要素（１４；２４）の重力（Ｐ１；Ｐ２）の前記モーメント（Ｍ１；Ｍ２）が、前記軸（Ａ１；Ａ２）の周りでの前記偏心要素（１４；２４）の角度位置に応じて両方とも可変である同じ値および同じ方向を有するように、ならびに、前記軸（Ａ１；Ａ２）の周りでの前記はめ歯歯車（１２；２２）および前記偏心要素（１４；２４）の各々の角度位置に対して、前記機構（１）が静止時に平衡構成を呈するように、前記偏心要素（１４；２４）の、一方の他方に対する、および、前記はめ歯歯車（１２；２２）に対する、位置決めステップと、
    前記軸（Ａ１；Ａ２）の周りでの前記はめ歯歯車（１２；２２）および前記偏心要素（１４；２４）の回転（Ｒ１；Ｒ２）始動ステップであって、前記機構（１）が前記平衡構成を取り止め、運動を開始する、ステップと、
    前記軸（Ａ１；Ａ２）の周りでの前記偏心要素（１４；２４）の前記回転（Ｒ１；Ｒ２）が、前記機構（１）内に遠心力を発生する運転ステップと
    を含むことを特徴とする、請求項１から６のいずれか一項に記載の機構（１）の実施方法。

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