(57)【要約】      （修正有）【課題】差し迫った問題である地球温暖化を阻止するため、重力を利用した回転エネルギーの生成装置を提供する。【解決手段】質量を持つ２個の質点Ｐ１，Ｐ２がペアとなり、回転エネルギー出力軸３６を挟んで、常に互いに対極となりながら、その２質点Ｐ１，Ｐ２が円形状軌道に沿って周回を接続するトルク棒４７が、回転エネルギー出力軸３６を、直交状で且つスライド的に貫通する場合、そのスライド摩擦抵抗を極力小さくする手段を講じる。【選択図】図１０
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
本明細書に記述して有る〔重力場に於ける回転エネルギー生成原理〕の内容で有って、その内容を応用する事を特徴とした、重力を利用した回転エネルギー生成方法及び装置。
【請求項２】
請求項１で有って、質量を持つ２個の質点がペアと成り、上記本原理に記述の、回転エネルギー出力軸を挟んで、常に互いに対極と成る事、即ち１８０°の位相差保ちながら、その２質点が円形状軌道に沿って周回する事を特徴とした、重力を利用した回転エネルギー生成方法及び装置。
【請求項３】
上記請求項２に於いて、質点のペア数が２ペア以上で有る事を特徴とした、重力を利用した回転エネルギー生成方法及び装置。
【請求項４】
請求項１で有って、質量を持つ質点と、上記回転エネルギー出力軸を接続する前記トルク棒が、上記回転エネルギー出力軸を、直交状で且つスライド的に貫通する場合、そのスライド摩擦抵抗を極力小さくする手段を講じた事を特徴とした、重力を利用した回転エネルギー生成方法及び装置。
【請求項５】
請求項１で有って、上記質点を上記トルク棒がスライド的に貫通する構成の場合、そのスライド摩擦抵抗を、極力小さくする手段を講じた事を特徴とした、重力を利用した回転エネルギー生成方法及び装置。
【請求項６】
請求項１で有って、質点と周回軌道の中心点又は重心点の間を剛体材で接続し質点が周回軌道からはづれない様周回するガイド役を果たす事、且つ質点が摩擦抵抗を殆ど受ける事無く周回軌道に沿って周回出来る様に対策した事を特徴とした、重力を利用した回転エネルギー生成方法及び装置。
【請求項７】
請求項１で有って、周回軌道が空でなく剛体製の材質で出来たリング状の形状で有り、質点はそのリング状軌道に沿って周回出来る様に成っている事。更に複数個のリング状軌道が並行して並んだ輪の中を、１個の上記回転エネルギー出力軸が串差し状に直交している形態で有る事。各リング状軌道に属する前記質点と回転エネルギー出力軸とは、それぞれのトルク棒で接続されている事。各トルク棒は回転エネルギー出力軸を直交状態で貫通しているがスライド的で有る事。、そのスライド摩擦抵抗は小さくする対策が取られている事。少なくとも以上の事を特徴とした、重力を利用した回転エネルギー生成方法及び装置。
【請求項８】
請求項１〜７で有って、上記回転エネルギー出力軸と周回軌道の中心点（又は重心）との距離を可変出来る機能を有し、回転エネルギーの出力量をコントロール出来る事を特徴とした、重力を利用した回転エネルギー生成方法及び装置。
【請求項９】
請求項１で参照している〔原理〕に於いて、十分条件をクリアしない１質点で有って、フライホイールの付加を特徴とする、重力を利用した回転エネルギー生成方法及び装置。
【請求項１０】
請求項１〜９で有って、複数の装置の出力を合成する事を特徴とする、重力を利用した回転エネルギー生成方法及び装置。
【請求項１１】
請求項１〜１０で有って、回転エネルギー出力軸の位置が、上記周回軌道の中心（又は重心）を基準にして、左側（右回り出力）か、右側（左回り出力）か、どちらか１方を選択する事を特徴とした、重力を利用した回転エネルギー生成方法及び装置。
【請求項１２】
請求項１１で有って、右回りと左回り出力を合成する事を特徴とした、重力を利用した回転エネルギー生成方法及び装置。
【請求項１３】
請求項１〜１２で有って、騒音、振動、及び破壊的故障時被害の対策として、地下室又は地下トンネル内に設置する事を特徴とした、重力を利用した回転エネルギー生成方法及び装置。
【請求項１４】
請求項１で有って、周回軌道の中心又は重心点と、回転エネルギー出力軸間の距離を可変する事で、その装置の出力を制御する事を特徴とした、重力を利用した回転エネルギー生成方法及び装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】  我々の住んで居る地球が出来たのは３８億年前だと言われている。其れから生命が誕生し、進化し、地上では温暖な気候で植物や動物が大繁栄すると言う歴史を辿って来た。あの白亜期では地上最大の巨竜ティラノザウルスがばっこし、この地球にとってはこの時代が最盛期で有ったのでは無かろうか。そのティラノザウルスの時代は５００万年続いたが、一瞬にして何故か消滅した。【０００２】  チンパンジィから分離し、人類が誕生したのは５００万年前と言われている。最初は徐々に、そして近世紀に成って急激にその文化は発達している。その為、地球規模の歪みが発生している。それは人類の発展の結果では有るが、此のままでは５０年後には人類の急激な消滅が現実と成るかも知れない。
その主原因は「地球温暖化」で有る。其れはもう既に始まっている。
北極や南極の氷の溶解に依る海面上昇、その為に国土の縮小や島国の消滅、永久凍土の溶解に依る森林の消滅と、閉じ込められていたメタンガスの解放による毒性ガスの大量発生、等々。【０００３】  上記の大問題を阻止する為には人類は何をすべきか。まず「人工的ＣＯ２の発生を０」にする事である。其れも地球規模で実行しなければ効力はない。
現在、人類は大量にエネルギーを消費しており、その用途の主要は発電、運輸（自動車、船舶、航空なぞ）、工業生産等々で、そのエネルギー源として化石燃料を大量に使用しており、これは即０にしなければ成らない。【０００４】  現在に於ける日本の発電電力は約３億ｋＷと言われている。是は「２．５ｋＷ／人」と成る。一方、５０年後の世界人口は１００億以上に膨張すると言われている。その頃は低開発国の生活文化も向上し現在の日本と同程度と成るで有ろう。従って電力需要も増大し「２．５ｋＷ／人」が予測され、世界の発電電力は「２５０億ｋＷ」が必要となる。そのエネルギー源はどうするのかが問題で有る。【０００５】  現在では７０％が火力発電で有り、２０％が原子力発電で、１０％が再生可能エネルギーで有る水力と太陽光及び風力発電となっつて居る様である。【０００６】  火力発電のエネルギー源は化石燃料（石炭，石油、天然ガス）で有るのでＣＯ２の排出による「地球温暖化問題」で、その使用は０にしなければならない。又ＣＯ２の分解技術が進んではいるが完全解決にはほど遠い状態であるし、エネルギー資源も枯渇が見えて来た。【０００７】  原子力発電はウランの核分裂で生じる超大なエネルギーを使って発電機を回し発電する物で、最も有用と考えられていたが、あの福島第一原子力発電所の大惨事で、世界は「原発０」にシフトした様である。たとえ其れが解除してもウラン資源は５０年と言われている。【０００８】  再生可能なエネルギー源の太陽光、風力、バイオマスは気象変動に弱く太陽光は夜間では通用しない。
更に、増大する電力需要には規模が小さい為殆ど追従出来ない。
即ち「発電用エネルギー源」、いや其ればかりで無く、「運輸、産業用動力エネルギー源」も又、その枯渇をどうするかが本発明の主たる目的で有る。それ故、〔本発明は、即解決が必要である「人工的ＣＯ２発生」を限りなく０にする事、更に各種産業及び動力用エネルギーを現状に無い新方法で、且つ無尽蔵に生成する事、即ち新エネルギーの生成分野に属する。〕
【背景技術】
【０００９】  新代替エネルギー源として、「核融合」の研究に長大な経費と人材を投入し、地球規模で進められているが、重要である「超高温」は実現していない様である。例え「核融合」が成功したとしてもその安全性を確立するには長時間を要し、差し迫った問題である「地球温暖化」阻止は不可能と思われる。
【発明が解決しようとする課題】
【００１０】  本発明はかのニュートンが発見した「万有引力」で有る「重力」を前記のエネルギー源として活用する事にある。
重力は地球上、何処でも、昼夜に関係なく、気象変動にも関係なく存在する。例え太陽が消滅しても地球が存在する限り、いくら使用しても枯渇の心配はない。
もし重力エネルギーを回転エネルギーに「変換」出来れば、発電電力及び運輸産業用、や前記で説明した人類に必要なエネルギーは無尽蔵とする事が出来る。又、自動車等の輸送や回転エネルギーを動力とする産業部門には電気を介さなくても直接動力として使用出来るので送電ケーブルは不要となる。
【００１１】  此処で「変換」と言う文言は、もし回転エネルギーが得られれば重力エネルギーは其の分消滅する事を意味する。地上では重力の消滅は有り得ない。従ってこの様なエネルギーの変換では無くて重力を利用する形で本発明を取り扱う。即ち「本発明は重力を利用して、ＣＯ２発生＝０で、かつ人類に必要なだけ、十分なエネルギーを生成する事」を課題とする。
【００１２】  水力発電は「重力」を利用している。高い位置にあるダムの水で低い位置にある水車を回転させている。即ち位置のエネルギー差を利用している。従ってＣＯ２を出さない理想的なエネルギー源で有るが、気象に左右される事と、川の高低差や水量が豊富な場所は世界中でも限られ、現在では新規に建設する場所は殆ど無い。まして是から発展するで有ろうアフリカ大陸では絶望的である。
【課題を解決する為の手段】
【００１３】  「重力を利用して回転エネルギーを生み出す」  是は〔不可能と言われてきた永久機関の問題〕を覆す事にも成る。
本発明は是を「現実」な物とする事である。
【００１４】  本発明を利用して発電所を建設すれば、現在の５０万ｋＷクラスの原子力発電所の敷地面積で、それに近い発電容量が得られる可能性を秘めている。これは後述する簡単な計算で理解出来る。
又この発明は１ｍ２程度の敷地が有れば５ｋＷクラスの発電装置が設置可能で有るため、僻地の１軒屋でも送電線が不要な生活が出来る。
また、本発明は資源の消費無しに、直接的な回転エネルギーの生成なので、船舶、運輸、自動車、鉄道、工業機械等は電気を介さなくても利用出来る。
従って前記の〔地球温暖化〕は「完全に阻止する手段」と成り得る。
【００１５】  この〔原理〕は本発明者が発見した固有の理論で有り、そう簡単には人々の理解は得られ無いで有ろう。従って回りくどいが、以下、其の「原理」と「原理の数式に依る証明」を順次説明する。
【００１６】  この基本的な理論を〔重力場に於ける回転エネルギー生成原理〕と呼ぶ事とし、以下では略して〔本原理〕と呼ぶ。
以下、本原理を短文で記述した〔本原理の集約〕及び数式等を使用して具体的に解説した〔数式に依る本原理の具体的解説〕により、その正当性を証明する。
本原理は通説に反するので理解を得る為に、多数の項番、〔００１７〕〜〔００３８〕、を解説と数式解析及び証明にあてる。
【００１７】                  〔重力場に於ける回転エネルギー生成原理〕
注）以下上記タイトルを〔本原理〕と呼ぶ。
【００１８】                  本原理の集約
〔イ〕重力がほぼ一様な方向の３次元立体空間〔図１参照〕（即ち局所的重力場）に於いて、重力と平行な平面上に円形状（円、又は楕円、又は曲率半径が内向きの多様な円弧で出来た閉じた円状（例；ゆで卵の断面））の軌道を設定する。その軌道に沿って質量Ｗｋｇの質点Ｐが周回出来る事とする。
〔ロ〕上記軌道の内側で作る円形状平面の重心をＯとし、同平面上で且つＯと異なる点に〔点Ｓ〕を設定する。そしてＰとＳ間を直線ｂで接続する（ｂは、曲げは不可だが伸縮は自由）〔図２参照〕。
〔ハ〕以上の形態で質点Ｐが軌道に沿って周回運動する場合、点Ｓにはスピン力即ち力のモーメントが作用する。
〔ニ〕今、「重力＋α」の力で質点Ｐが軌道を１周する場合、点Ｓは、そのスピンに依り回転エネルギーψ０を出力する。所で、特定な点Ｓの位置で１周した場合、「α＝０、且つψ０＞０」と成るＳの位置が存在する。即ち、〔重力のみで、ψ０＞０〕が成立する点Ｓが存在する。それも複数箇所存在する。
〔ホ〕回転エネルギーψ０が実用的な大さと成る点Ｓの位置は、「重心Ｏを通り重力と直交する線上で、且つ周回軌道の内側」に分布している。又、「点Ｓのスピン方向はＯを挟んで左右対称で有る。」
〔ヘ〕ψ０を生成する装置の台数を複数とし、出力を合成すれば大出力が得られる。即ち実用的な「重力を利用した回転エネルギーの生成」が可能で有る。    −以上−
【００１９】数式に依る本原理の具体的解説
〔関連図面〕
〔図１〕＝〔重力場内の３次元立体座標〕、１重力方向、２座標中心Ｏ、３Ｘ軸、４Ｙ軸、５Ｚ軸。
〔図２〕＝〔原理を説明する為の基本構成〕、３Ｘ軸、４Ｙ軸、２原点Ｏ、９周回軌道Ｌ、１０質点Ｐ、１１ガイド線ｒ、１２トルク線ｂ、１３スピン点Ｓ、１４回転エネルギー出力軸、１５制御定Ｋ．１６Ｐの周回方向、１重力方向。又「図はｒ＝１，重力＝１」の場合を示す。
〔図３〕＝〔制御定数Ｋと１周回当たりの回転出力エネルギーのグラフ〕、ψ１  １７、ψ１８。
【００２０】  重力の方向がほぼ一様な方向にある重力場の３次元立体空間に於いて、〔図１〕＝〔重力場内の３次元立体座標〕に示す如く、互いに直交する３次元立体座標Ｘ３、Ｙ４、Ｚ５、及び原点Ｏ２を設定する。そしてＹ軸と重力１とは平行で有り、且つＹ軸の（−）方向と重力の向きの方向と一致している事。  この条件でＸ，Ｙ平面上に〔図２〕＝〔原理を説明する為の基本構成〕として、原点Ｏ２を中心（＝重心）とした円、楕円（図は省略）、更には、ゆで卵の断面の様な（曲率半径線の方向が常に内側を向く複数の円弧で出来た閉曲線）円状の閉曲線（図は省略）、を画き、これを周回軌道Ｌ９と呼ぶ。以下この図に依って詳細に説明する。但し「数式」及び数式の解析は総て「円軌道」の場合に限定する。
【００２１】  今、この軌道に沿って、質量（Ｗｋｇ）を持つ質点Ｐ１０が周回運動１６出来る事とする。Ｐは質量が有る為、常に重力１が作用しており、その大きさをＧとする。
其れから、座標の原点ＯとＰ間を剛体性の直線ｒ１１で接続し（Ｏを中心とした回転は自由）、更に周回軌道内で且つＸ軸上で有って、「−ｒ＜ｘ＜＝０」の任意の点Ｓ１３とＰ間を伸縮性はあるが曲がらない直線ｂ１２で接続する。
上記の構成に於いて質点Ｐが周回軌道に沿って摩擦抵抗無く周回運動が可能な場合は、その周回運動に依ってＰとｂから点Ｓはスピン力即ち力のモーメントｍ１（θ１）を与えられる。
【００２２】そして質点Ｐが１周回で出力する回転エネルギーはψ１  １７と成る（変数はθ１）。またψ１の大きさは制御定数Ｋ１５に依って変化する（制御が可能）。その様子は〔図３〕のψ１  １７、ψ１８の様に成る。尚〔図３〕は下記の式（１）、（２）及び式（５）、（６）より求めた。
点Ｓの位置を決定すれば、本基本構成（図２）に依って出力する回転エネルギーの計算式が求まる。
今、ｒ＝１及び，質点Ｐに作用する重力の力Ｇ＝１（何れも無単位）とすれば単位を持たない基準と成る数式が計算出来る。
是を〔基本関数式〕と記述する事にする。是は解が単位を持たない実数で有る場合に限り、この様な表現とする。
更に付け加えるなら、基本関数式は制御定数Ｋ（Ｋの範囲は０＝＜Ｋ＜１）のみでその数値が定まる（図３参照）。
【００２３】〔数式のまとめ。〕
質点Ｐの位置を示す変数をθ１、θとした場合。
力のモーメントの〔基本関数式〕は単位を持たない。その数式の計算値の値は、図４でｒ＝１、Ｇ＝１、の場合に等しい。
〔基本関数式１〕
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〔基本関数式２〕
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【００２４】  従って回転エネルギー出力軸１４に作用する力のモーメントＭ１（θ１）、Ｍ（θ）は、重力の力＝Ｇニュートン、軌道半径＝ｒメートルとして、
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【００２５】  質点Ｐが周回軌道に沿って１周する場合の出力エネルギー係数を「基本関数式」のみで計算し、ψ１、ψとすれば（積分記号は質点Ｐが軌道を１周した場合の積分を示す）。
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実構造寸法での１周分の出力エネルギー、Ｅ１及びＥ０は、式（５）、（６）より重力の力＝Ｇニュートン、軌道半径＝ｒメートルとして、
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【００２６】〔Ａ〕  本原理が成立する〔必要条件〕は、上記のψ１、ψが「ψ１＞０」且つ「ψ＞０」が成立する事。
〔Ｂ〕  本原理が成立する〔十分条件〕は、質点Ｐを２個（同質量）以上使用する事により１周回中に、上記の〔基本関数式〕＝ｍ１（θ１）、又はｍ（θ）の合成値が負と成らない条件が存在する事。
【００２７】                              ＊＊本原理の発展的構成＊＊
〔Ｃ〕  １８０°位相差の２質点ペア（但し同一質量）即ち「ｍ１（θ１）＋ｍ１（θ１＋１８０°）」は〔十分条件〕をクリアする。（図６参照）但し図から解る様に、出力する力のモーメントは周期的変化となる。
従って実用上では振動問題を解決しなければ成らない。
〔Ｄ〕  上記〔Ｃ〕記述の「２質点ペア」を単に「ペア」とし、是と９０°の位相差を持つもう一つの「ペア」と従続合成（以下カスケード合成と呼ぶ）すれば、その出力は直流的となり振動問題は解消する。
この「２ペア構成」をカスケード合成して行けば、無限の回転エネルギーが得られる理屈と成る。
〔図７〕及び〔図８〕参照）。
（Ｅ）  振動の無い直流的出力の最小構成は「２ペア構成」で有り、「基本関数式１」より、ｍ２ｐ（θ１）として。
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【００２８】  上記の「本原理の説明」では変数＝θ１として数式を重点的に説明したが、図２に示す様に「変数＝θ」も存在する。
各数式もほぼ同様である事と、本原理の方法を装置として利用する場合は、θ１が有利で、θで計算及び構造設計すると若干複雑となり不利な点が大きい。
【００２９】  上記の事象は質点Ｐが「右回り」の場合で有り、点Ｓの位置がＹ軸４の右側即ちＸ＞０の場合は「左回り」と成る。即ち左右の対称性が存在する。
＊＊  以上で本原理の具体的解説は終わり  ＊＊
【００３０】                              ＊＊〔数式による本原理の証明〕＊＊
【００３１】〔式（１）〜式（８）の数式誘導〕
本原理の基本構成である「〔図２〕：原理を説明する為の基本構成」に於いて質点Ｐ１０に作用する力のベクトルを付加した図、即ち「〔図４〕＝ベクトル計算用図面」に依り前記の数式を求める。
即ち〔図４〕に示す様に質点Ｐには常に３つの力が作用している。軌道上Ｌのどの位置にＰ１０が有ろうとも、「重
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総てで有る。そしてこれらは総て力のベクトルで有る。又、大きさと方向を持つ。
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変で有るが、他の２つのベクトルは大きさと方向が位置に依り変化する事である。尚、回転に依る遠心力はＲと並行で有り１週回でキャンセルして０と成る。式が複雑化するのみで計算結果には関与しないので無視する。
【００３２】
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今、質点Ｐが周回軌道上の任意の位置に「静止」する場合を考える。この場合のベクトル式は、式（９）と成る。
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ントは、点Ｓに「スピン力」として働く。又Ｐが周回運動中では、次の式（１０）が成立する。
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ルの大きさをそのスラー値とし、方向を極性とし、更に変数＝回転角θ、θ１を利用すれば、数式は総て、スカラー式で表現出来る。従って構造式と併用出来るので、式の計算が簡単となる。
【００３３】〔連立方程式で式（１）、（２）を求める〕
「連立方程式」
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【００３４】〔式（２）の計算〕
式（１１）、（１２）より
Ｃｃｏｓ（θ−θ１）＝Ｇｃｏｓθ
式（１３）、（１４）より
ｂｃｏｓ（θ−θ１）＝ｒ（１＋Ｋｃｏｓθ）
故に上記２式から、力のモーメントＭ（θ）は、
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故に〔基本関数式２〕ｍ（θ）は、
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【００３５】〔式（１）の計算〕
式（１３），（１４）を整理して、
ｒ  ｓｉｎθ＝ｂ  ｓｉｎθ１
ｒ  ｃｏｓθ＝ｂ  ｃｏｓθ１−ｒＫ
上記２式と、ｂ＞０とで、
2020033990.tif 000019
式（１１）、（１２）を整理して、
Ｒｃｏｓθ＝−Ｃｓｉｎθ１
Ｒｓｉｎθ＝Ｃｃｏｓθ１  −Ｇ
上記２式より、
2020033990.tif 000020
また、回転エネルギー出力点Ｓに「スピン」を与える力のモーメントを、θ１を変数とする関数Ｍ１（θ１）とすると、Ｍ１（θ１）＝ｂＣで有るから、次の〔基本関数式１〕が求まる。
式（１８）、（１９）より、
2020033990.tif 000021
故に
〔基本関数式１〕
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−以上で連立方程式の解析、終り−
【００３６】            ＊＊〔本原理が成立する「必要、且つ十分条件」の証明〕＊＊
【００３７】〔必要条件の証明〕
2020033990.tif 000023
ψ１及びψを「０＝＜Ｋ＜＝０．９」の範囲で数値計算すると、〔図３〕：「制御定数Ｋとψ、ψ１の関係」となり、図３に示す通り、「制御定数Ｋと１周回当たりの回転出力エネルギー定数」を得る。即ちψ１  １７、ψ１８の特性曲線を得る。従って、
＊＊〔本原理は必要条件をクリアする〕＊＊
【００３８】〔十分条件の証明〕
式（１）、式（２）より条件は、別の言い方をすれば、軌道上に質点Ｐを少なくとも２個使用する事で、１周回中に、ｍ１（θ１）、又はｍ（θ）の合成値が負にならない事を意味している。
式（１７）又は式（２１）を見る限り、θ又はθ１が９０度〜２７０度の間は式が負と成る。
しかし〔図５〕＝「質点が１周した場合の出力特性」を示す。この図５に於いてｍ（θ）２０、ｍ１（θ１）１９の負の部分は正に比べて、大きさも面積も小さい。又、ψ２１、ψ１  ２５は共に＋数値を示している。従って１質点では「フライホイール」等で乗り切る方法も有が、１質点は前記十分条件をクリア出来ない。
確実な方法は、２個の質点を使用し、互いに１８０度の位相差を付ける事である。この場合の特性曲線を〔図６〕＝「１ペア構成の出力特性」で示す。是は確実で発展性の有る方法であり、〔十分条件をクリアする〕。
この事は内容が重要で、利用上、発展性が有り価値感がが高いので、項番〔００２７〕として本原理の要素に追加した。以上により。
＊＊〔重力場に於ける回転エネルギー生成原理〕は成立する。＊＊
＊＊  必要十分条件の証明終わり  ＊＊
【発明を実施するための形態】
【００３９】  ＊＊〔回転エネルギー出力の増加方法〕＊＊
変数である回転角を、θを用いるかθ１を使用するかに依って、装置の形態が大きく変わる。
出力を増加する方法は、基本的には下記のａ）とｂ）の２つの方法がある。
ａ）１つは式（１５）および式（１９）に於いて、「軌道半径ｒ（ｍ）×質点に作用する重力の力Ｇ（＝質点Ｐの質量Ｗｋｇ×９．８  ニュートン）」の増加で有る。
【００４０】ｂ）他の１つは質点Ｐの数を増やす事（本原理の「Ｅ」項の様に複数出力の合成）。
この方法は前記変数＝θ１を数式として利用する場合にその効果を発揮し、質点Ｐをいくらでも増加する事が可能で有る。
但し、「質点Ｐは２個が１組で有って、回転出力軸、即ち図２のＳ１４を挟んで１８０°の位相差を常に保持し続ける事」が条件となる。この状態は「本原理に記述して有る」が以下〔１ペア〕と呼ぶ事にする。
１本の回転出力軸に於いて、ペア数を増やした場合の出力の特性曲線を〔図７〕＝「カスケード合成の出力特性」に示す。この図７では、１ペア２６、２ペア２７、４ペア２８の場合を示す。図７に示す様に１ペアでは出力が脈動し、２ペア以上で出力を直流的にする事が出来る。本原理〔００２６〕項番で示す「式（Ｅ）」参照。
また質点の配列を〔図８〕＝「カスケード合成の質点配列」で示す。
【００４１】  前記、数式の変数＝θを使用して出力を合成する場合は並列合成が適している。この場合は歯車や差動ギヤの使用が適している。
【００４２】  ＊＊  基本的な実施例  ＊＊
以下、本原理に基づく回転エネルギー生成方法及び装置の各種基本部を概念図で説明する。その基本構成は本発明の一部で有り、本原理を方法として流用する構造物は限りなく存在する。
【００４３】〔図９〕＝「１ペア、回転主軸部スライド形装置概念図」
Ｌ＝周回軌道、回転主軸３６、１ペア質点４０、ガイド棒４１トルク棒（ｂ１，ｂ２）４２、回転エネルギー出力軸受け４３、ガイド棒回転センター軸（＝軌道センター）４４、回転エネルギー出力４５、以上の主要構成要素で装置は右回転で作動する。
この場合、出力の力のモーメントは〔図６〕の「１ペア２６」に示す様に正弦波状のリップル出力となる。
又２本の「トルク棒と回転主軸Ｓとの接続部はスライド接続」と成っていて「トルク棒の伸縮」を達成している。
この「スライド接続部の構造」は装置の生命線であり、如何に摩擦抵抗を小さくするかが技術的課題と成る。
この１ペア構成は「前記十分条件」を満たす最低構成である。
【００４５】〔図１０〕＝「１ペア、質点スライド形装置概念図」
本図に於いて、回転主軸３６、ガイド棒４１、軸受け４３、回転エネルギー出力４５、質点Ｐ１、Ｐ２  ４６、トク棒４７、スライド穴４８、以上の主要構成要素で出来た装置の概念図で有るが、その特徴と「図９」の場合との比較をする。
その出力の形態は上記「図９」と同様で有るが、異なる点は、トルク棒の伸縮のメカニズムを「質点Ｐと其れを貫通するトルク棒とがスライドする」手法を採用している事にある。どちらが有利かはスライド損失の小さい方に有る。いずれにせよ出力の力のモーメントは図６の如く脈動する。従って振動や騒音対策が必要となる。
その対策で効果的方法は地下室に設置する事である。
【００４６】〔図１１〕＝「２ペア質点形、出力制御機能付き装置概念図」。
本概念図は、前記で説明した２個の質点の組、即ち１ペア質点を２組使用した２ペア質点（Ｐ１とＰ２）３３、及び（Ｐ３とＰ４）３４、が「基本構成」で有る。そして回転中の２つのペアは常に９０°の位相差を崩さない様に、回転主軸Ｓ３９に直交する４個のスライド穴６２を設け、それぞれ４本のトルク棒３５が貫通している構造と成っている。従って質点Ｐと回転主軸間の距離はトルク棒がスライド穴の中をスライドする事でトルク棒の伸縮を代行する。そして質点Ｐ１〜Ｐ４の各トルク棒を、実質的に伸縮制御するのがガイド棒３６の役割と成る。
従って「前面」から見てガイド棒の長さは、即ち各「質点」と「中心点Ｏ２」との距離は常に一定である。
【００４７】  本概念図は「２ペア質点」方式で有る。従って図７の特性曲線い於いて、力のモーメント「２ペア２７」で示す様に、回転主軸の「力のモーメント出力のリップルは０」と成り、振動や騒音が抑制される。
【００４８】また本概念図は出力を自動制御する方法を有して居る。
その手段としてサーボモータ６３が有り、其れでスクリュー軸６４を正又は逆回転させる。其れでガイド棒用心棒３８を保持している軸台６０を左右に移動させる。そして回転主軸台３７との距離を変化させる。この事は「図３の制御定数Ｋ」を変化させる事で有り、本原理で利用する自動制御の基本の一つと成り得る。
【００４９】〔図１２〕＝「剛体リング軌道２ペア質点形、の装置概念図」
この構造や構成及び形態は前記の図９〜図１１と大きく異なる。
その基本原理は当然の事、同じで有るが、上記、図９〜１１の軌道は「質点」の単なる通過道で有り空で有る。
それに対して本図の構成及び形態は、電車が軌道である「レール」の上を走る様に、「質点」は「剛体性の角形パイプで出来たドーナツ状のリング」の中を「周回」する。以下、本図では「リング軌道」と呼ぶ。
【００５０】  この形態は「１ペア質点〜∞質点」を指向しており、且つ大容量システムが単純構造で構築出来る可能を秘めている。
【００５１】  本図では１個のリング軌道に１質点が対応している。従って２個のリング軌道で１ペアと成る。故に本図の装置は２ペア構成と成る。従って「図１１の装置」と同様の出力と成る。
又、トルク棒の伸縮性改良に依って１ペア／１リングの構成が実現すれば更なる進展が見込める。
【００５２】  まず、図面に沿って各パーツ及びその構成を説明する。
Ａ）  〔側面図〕では：「Ｎｏ１、Ｎｏ２リング軌道（２コで１ペア）４９」、「Ｎｏ３、Ｎｏ４リング軌道（２コで１ペア５０」、「回転エネルギー出力軸５１」、「次段装置へ５２」、「ベース板５３」、「地下室５４」。
Ｂ）  〔前面図〕では：「質点ペアＰ１，Ｐ２  ６６」、「質点ペアＰ３、Ｐ４  ６７」、「リング軌道５９」が主要部である。
Ｃ）  Ａ−Ａ’矢視図では：「鋼鉄製車輪形質点×２  ５５」、「タイヤ×２  ５６」、「車輪軸５７」、「トルク棒５８及び「鋼板で四角に折り曲げた断面を持つ、リング軌道５９」で構成している。
〔前面〕図から解る様に、質点はＰ１〜Ｐ４であり、かつ２ペア方式である。そして出力の「力のモーメント  のリップル」は０で有る。
【００５３】  本概念図による装置は、大容量出力の「基本単位構成」で有って、カスケード接続で、いくらでも出力エネルギーの増量ができる。又その事を初めから「指向」した。極端では有るがカスケード接続で地球を１周出来る。
【００５４】  本概念図では円形リングを使用している。しかし「本原理」が示す様に、軌道の形は円ばかりで無く、楕円、複数円弧で出来た閉じた円状軌道、にも対応出来る。リングの形を目的の形で製作すれば良い。
【発明の効果】
【００５５】  本発明はエネルギーを得る為に、燃料とか資源を全く消費しない。ただ重力を利用するのみで、人類に必要なエネルギー総て賄う事が出来ると言っても過言でない。しかも「簡単な構造の装置」で前記課題を総てクリアする。
【００５６】  １つの例として〔図１２〕＝「剛体リング軌道２ペア質点形、装置概念図  」に記載の「本原理」を方法として使用した「回転エネルギー生成装置」の出力を計算で求め、従来の発電所と比較してみる。
＊制御定数Ｋ＝０．７
2020033990.tif 000024
＊積分はθ１の単位をラジアンに置き換えて計算。
2020033990.tif 000025
装置は２ペア故            ψ１＝２×４．４＝８．８
１周回当たりの出力エネルギーＥ１は、ｒ＝１０ｍ、Ｐ１〜Ｐ４の質量＝各５００ｋｇとして、
2020033990.tif 000026
負荷が発電機として、回転数が１８００ｒｐｍとすると、３０ｒｐｓ故。
発電機出力は、３０×Ｅ１＝１２、９３６ＫＷ  と成る。
地下室に装置１０機を設置しカスケードで使用すれば〔約１２万ｋＷ〕と成り、是はもう「火力発電所や水力発電所」並である。上記の半径＝１０ｍは周速が大きい、質点質量を１トンとすれば半径＝５ｍで、これは実用性がある。
【００５７】  上記では２ペア機を２台で構成した例であるが、カスケード接続には制限はない。元々カスケード接続が可能な構成として考えた物である。小さなトンネルの中に多数をカスケードで接続すれば、周速、騒音、振動、破壊的故障時の周辺被害、が一気に解決する。従って環境に優しい装置に成り得る。
【００５８】  〔本原理〕の利用は自動車、電車、船舶等の回転エネルギーのみが主要な輸送機関としても、単純で小型の動力源と成り得る。燃料は不要で有り、送電線も不要で有り、資源の枯渇もない。
又、５ｋｗ程度の発電機として標準化し大量生産すれば、僻地の孤立した民家や集落用として一気に普及するで有ろう。
【図面の簡単な説明】
【００５９】
【図１】＝「重力場内の３次元立体座標」、この座標は我々の住んで居る地上と同様な重力の有る立体空間で有って、その空間に互いに直交するＸ，Ｙ，Ｚの３次元座標を設定する事を意味する。１は重力の方向、２は座標の原点Ｏ、３はＸ軸、４はＹ軸、５はＺ軸、を示す。
【００６０】
【図２】＝「原理を説明する為の基本構成」、前記「本原理」を詳細且つ「数式」で説明する為の基本構成図。１は重力の方向、２は座標の原点Ｏ、３はＸ軸、４はＹ軸、６はトルク線ｂとＸ軸がなす角度θ１、９は質点Ｐの周回軌道Ｌ、１０は質点Ｐ、１１はガイド線ｒ、１２はトルク線ｂ、１３は回転エネルギーの出力点Ｓ、１４は回転エネルギー出力軸の断面、１５は制御定数Ｋ、１６は質点Ｐの運動方向。
【００６１】
【図３】＝「制御定数Ｋと、質点Ｐの１周回当たりの出力エネルギーψ１及びψの関係」、１７はψ１、１８はψ、Ｋは制御定数。
【００６２】
【図４】
2020033990.tif 000027
【００６３】
【図５】＝「質点が１周した場合の出力特性」。質点Ｐが軌道に沿って１周した場合、即ち変数θ及びθ１に対応した出力点Ｓに作用する力のモーメントｍ（θ）及びｍ１（θ１）グラフを示す（ｋ＝０、５、本原理の式（１）、（２））。１９はｍ１（θ１）、２０はｍ（θ）、２１はψ、２５はψ１。何れも制御定数＝０．５の場合。
【００６４】
【図６】＝「１ペア構成の出力特性  」。質点Ｐ１、Ｐ２の１ペアが互いに１８０°の位相差で周回した場合、点Ｓに作用する（出力でも有る）力のモーメントの基本値。変数θ１の変化に対応した値。式（１）で計算。
【００６５】
【図７】＝「カスケード合成の出力特性」。質点Ｐ１、Ｐ２が互いに１８０°位相差を保持するのを１ペアとし、２ペア、４ペアの場合の各出力特性を示す。２６は１ペア、２７は２ペア、２８は４ペアの場合を示す。２ペア以上は直流的出力と成る。
【００６６】
【図８】＝「カスケード合成の質点配列」。図７の各ペアの質点配列図。３０は１ペア、３１は２ペア、３２は４ペアの場合の配列。
【００６７】
【図９】＝「ペア、回転主軸部スライド形、装置概念図」。質点を２個（１ペア、Ｐ１、Ｐ２）使用し、トルク棒の伸縮は、回転主軸Ｓを貫通するスライド穴を通す事で達成する。４０は質点Ｐ１、Ｐ２、４１はガイド棒、４２はトルク棒、４３は回転主軸の軸受け支柱、４４は軌道の中心軸、４５は出力方向、３６は回転主軸出力部。
【００６８】
【図１０】＝「１ペア、質点スライド形、装置概念図」。図９と同様出力タイプだが、トルク棒の伸縮を質点Ｐ１、Ｐ２に開けた穴の中をスライドさせて達成する仕組みとした物である。３６は回転主軸出力部、４１はガイド棒、４３は回転主軸の軸受け部、４５は回転エネルギー出力方向、４６は質点Ｐ１，Ｐ２、４７はトルク棒、４８は質点のスライド穴。
【００６９】
【図１１】＝「２ペア質点出力制御形装置、概念図」。前記「２ペア形」故、回転出力エネルギーはエネルギーリップルの無い直流的で有る。またサーボモータ６３を正逆運転して出力を制御する機能が有る。従って自動制御が可能となる。１は重力方向、２は円軌道の中心点Ｏ、９は円軌道Ｌ、１３は回転出力軸の中心点Ｓ、３３は質点Ｐ１、Ｐ２ペア、３４は質点Ｐ３、Ｐ４ペア、３５はトルク棒、３６はガイド棒、３７は回転出力軸、軸受け支柱、３８はガイド棒用中心軸、３９は回転出力軸、４４は回転エネルギー出力方向、６０は中心軸用支柱、６１は制御定数Ｋ、６２はトルク棒用スライド穴、６３はサーボモータ、６４はスクリュウネジ棒、６５はＯとＳ間の距離。
【００７０】
【図１２】＝「剛体リング軌道、２ペア質点形、装置概念図」。前記図１１と同様の２ペア質点形で有り、同様の出力で有るが、構造と使用目的が大幅に異なる。即ち、軌道が空では無く剛体製のリング状で有り、その中を質点が周回する事。従ってガイド棒と其れに関連した部分が不要と成る事。更に「軌道の形状」が円のみで無く、リングの形を替える事で色々な形状にする事が出来る事。最も特徴的な事は、複数の装置を「カスケード接続」すれば「出力容量をいくらでも増やせる」形態である。しかし「質点Ｐの周回ロスを最小にするアイデア」は無数に有るのでその選択は重要で有る。４９は２個の剛体リング軌道、Ｎｏ１、Ｎｏ２（１ペア）、５０は２個の剛体リング軌道、Ｎｏ３，Ｎｏ４（１ペア）、５１は回転主軸、５２は出力の方向、５３は剛体製基礎、５４は地下室、５５は車輪形質点、５６はタイヤ、５７は車輪軸、５８はトルク棒、５９は剛体リング軌道の内外周、６６は質点ペアＰ２、Ｐ１、６７は質点ペアＰ４、Ｐ３。                                  ＊＊  図面と符号の簡単な説明、終わり  ＊＊
【図１】
2020033990.tif 000028
【図２】
2020033990.tif 000029
【図３】
2020033990.tif 000030
【図４】
2020033990.tif 000031
【図５】
2020033990.tif 000032
【図６】
2020033990.tif 000033
【図７】
2020033990.tif 000034
【図８】
2020033990.tif 000035
【図９】
2020033990.tif 000036
【図１０】
2020033990.tif 000037
【図１１】
2020033990.tif 000038
【図１２】
2020033990.tif 000039
【手続補正書】
【提出日】平成30年9月28日(2018.9.28)
【手続補正１】
【補正対象書類名】特許請求の範囲
【補正対象項目名】請求項１
【補正方法】変更
【補正の内容】
【請求項１】
重力がほぼ一様な方向で有る３次元立体の重力場空間に於いて、互いに直交する座標軸Ｘ，Ｙ，Ｚを設定する。そしてＹ軸の（−）方向が重力の方向と一致する事とする。従ってＸ，Ｙ軸がなす平面は重力と平行と成る。
そしてこのＸ，Ｙ平面に原点Ｏを中心にした円状の軌道Ｌを設定し、Ｌに沿って質量を持つ質点Ｐが周回出来る事とする。そして周回のガイド役としてＯとＰ間をガイド線ｒで接続する（ｒはＯを中心に回転は可だが伸縮は不可）。
又Ｘ軸の（−）側と軌道Ｌ  の交点との中間点に点Ｓを設定する。そして「回転エネルギー出力軸」と称するＺ軸と平行な軸を設け、その軸の中心線がＸ軸と交わる点がＳと一致する事とする。更にＰとＳ間をトルク線ｂで結合する（ｂは伸縮は可だが曲がりは不可）。
上記の事が本発明の基本構成で有って（図２参照）、Ｐの位置に依って点Ｓには重力に依るスピン力が作用する。又質点Ｐを複数とし、それぞれの位相関係を数式解析する事で上記「回転エネルギー出力軸」より継続的な回転エネルギーを得る事が出来る。
上記の事を特徴とする、重力を利用した回転エネルギー生成方法及び装置。
【手続補正２】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００１３
【補正方法】変更
【補正の内容】
【００１３】  「重力を利用して回転エネルギーを生み出す」。これは多くの先人達が挑戦して来たで有ろう。しかし実用化した話は出て来ない。
本発明はほぼ確実に実用化が可能で有る。
【手続補正書】
【提出日】令和1年8月16日(2019.8.16)
【手続補正１】
【補正対象書類名】特許請求の範囲
【補正対象項目名】全文
【補正方法】変更
【補正の内容】
【特許請求の範囲】
【請求項１】
重力がほぼ一様な方向で有る［３次元立体の重力場空間］に於いて、互いに直交する座標軸［Ｘ軸，Ｙ軸，Ｚ軸］を設定する。そしてＹ軸の（−）方向が重力の方向と一致する事とする。従ってＸ軸とＹ軸がなす［ＸＹ平面］は重力と平行と成る。この３次元座標系でＹ軸を回転してもＸ面も回転し、ＸＹ平面と重力との平行性は保持する事と成る。
そして上記ＸＹ平面上でＸ軸とＹ軸の交点を［Ｚ０］とし、Ｚ０を中心にした円状（円又は楕円、長円、複数の滑らかな曲率の円弧で出来た閉じた曲線で、ゆで卵の断面様のもの。）の［周回軌道Ｌ］を設定する事。
次に、上記周回軌道Ｌに沿って質量（Ｗｋｇ）を持つ［質点Ｐ］が周回運動する事が可能な構成で有る事。
そして周回運動のガイド役としてＺ０と質点Ｐ間を［ガイド棒ｒ］で接続し、且つｒのＺ０側がＺ０を中心に回転出来る事。
次にＸ軸の（−）側と周回軌道Ｌの交点との中間点で且つ［Ｘ軸上又はその近傍］の上記［平面］に［点Ｓ］を設定する。そして［回転エネルギー出力軸］と成るＺ軸と平行な『回転軸』を設け、その軸の中心線が点Ｓと一致する事。
更に質点Ｐと点Ｓ間を［トルク棒ｂ］で接続する事。
次に、質点Ｐと点Ｓ間の距離は、上記周回運動中に変化するので、その変化に対し、トルク棒ｂは『伸縮可能』か、又は『質点Ｐ側に於いて、トルク棒ｂと質点Ｐとがスライド的結合』で有るか、又は『上記回転エネルギー出力軸部で、直交的で且つスライド的に滑らかな貫通運動』が出来る構造に成っている事、の三つの選択肢を有する事。
上記の事が本発明の基本的パターン構成の１つで有って、質点Ｐの周回運動に依って点Ｓには［力のモーメント］が作用する事と成る（以後この力のモーメントの事を［スピン力］と呼ぶ）。そして此の「スピン力」を質点Ｐの一回の周回に対し積分した場合［積分値＞０］が成立する事。
上記の事を特徴とする、「重力を利用した回転エネルギー生成方法及び装置」。
【請求項２】
［請求項１］で有るが、点ＳをＸ軸の「右側」に移動した形態とする事。
其れに依って『回転エネルギー出力軸』（以後「回転出力軸」と呼ぶ場合が有る。）の点Ｓに作用するスピン力が逆回転と成り、左回りの回転エネルギーを出力する事に成る。
上記の事を特徴とする、「重力を利用した回転エネルギー生成方法及び装置」。
【請求項３】
［請求項１］又は［請求項２］で有るが、質点Ｐのガイド役で有るガイド棒ｒを無くし、その替わりリング状の剛体製軌道を設定し、その軌道に沿って質点Ｐが周回運動可能な構成とする事。
そして、その周回運動を前記トルク棒ｂを介して前記「回転出力軸」に伝達しスピン力を作用させる事。
上記の事を特徴とする、「重力を利用した回転エネルギー生成方法及び装置」。
【請求項４】
［請求項１］、又は［請求項２］、又は［請求項３］で有って、その出力の増加及び、スピン力が上記回転出力軸に作用する際に、発生するスピン力のリップルを減少させる事を目的として、質点Ｐを複数個とする事。
この場合、各々の質点Ｐと中心点Ｚ０とを結ぶ線がなす位相角を最適に設定し、上記リップルが最小となる組み合わせを選定する事。尚この場合、質点Ｐ相互の位相角は中心点Ｚ０を前面から見た場合を指す。
上記の事を特徴とする、「重力を利用した回転エネルギー生成方法及び装置」。
【請求項５】
［請求項１］、又は［請求項２］、又は［請求項３］で有って、１個の質点とその関連構造の組を１ユニットとし、複数ユニットの組の回転出力軸をカスケード接続する事。
そして各ユニットの回転出力軸部に「ロープウエイや戸車等で使用している溝付き滑車」の原理を使った構造を適切に組み込み、それを使って前記トルク棒ｂを「直交的でスライド的」に貫通させ、回転出力軸とのスライドロスを小さくする事。
上記の事を特徴とする、「重力を利用した回転エネルギー生成方法及び装置」。
【請求項６】
［請求項１］及び［請求項２］で有って、「右回り出力」と「左回り出力」とをバランス良く組み合わせ、その出力を一つの回転出力軸にまとめる構成とする事。
上記の事を特徴とする、「重力を利用した回転エネルギー生成方法及び装置」。
【請求項７】
［請求項１］又は［請求項２］で有って、且つ２つの質点をペアで組み合わせる構成で有る事。
更に、互いの対極に質点Ｐ１及び質点Ｐ２が有るとし、軌道の中心点Ｚ０とを接続するガイド棒ｒはＰ１，Ｐ２間の長さを持つ一本の直線状で有り、且つそのセンターに回転用中心部を持つ構造体で有る事。そしてＺ０を支点としてガイド棒ｒの両サイドに同量の力を加えると弓形と成る様なバネ特性を有する事。
次に、質点Ｐ１又はＰ２のそれぞれのトルク棒で、前記の「回転出力軸」部を「直交的で且つスライド的」に貫通する構成で有る事。
又、質点側とトルク棒とがスライド結合する形態の場合では、「回転出力軸」側は固定結合となる事。
上記の事を特徴とする、「重力を利用した回転エネルギー生成方法及び装置」。
【請求項８】
［請求項７］の構成を１個のユニットとし、複数ユニットの出力を互いに位相を考慮してカスケード合成する事で、スピン力のリップルを減少させる事、及び回転エネルギーの増大を計る事。
上記の事を特徴とする、「重力を利用した回転エネルギー生成方法及び装置」。
【請求項９】
［請求項１］又は［請求項２］で有って、その内容及びパターン、明細書に記した数式及び図表を参考にする事で、構造材及び必要な材料、部品、装置等を用い、実効的な構造体を形成する事。
上記の事を特徴とする、「重力を利用した回転エネルギー生成方法及び装置。」
【請求項１０】
［請求項１］〜［請求項９］で有って、其の回転出力軸にフライホイールを付け、安定な回転エネルギーの出力を得る事。
上記の事を特徴とする、「重力を利用した回転エネルギー生成方法及び装置」。
【請求項１１】
［請求項１］〜［請求項９］で有って、周回軌道Ｌの中心点Ｚ０と上記回転出力軸の中心点Ｓとの間隔を可変制御する事で、出力エネルギー量を制御可能で有る事。
上記の事を特徴とする、「重力を利用した回転エネルギー生成方法及び装置」。
【請求項１２】
［請求項１］〜［請求項１０］で有って、騒音、振動及び破壊的故障時被害の対策として、地下室又は地下トンネル内に装置を設置する事。
上記の事を特徴とする、「重力を利用した回転エネルギー生成方法及び装置」。
【手続補正２】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】全文
【補正方法】変更
【補正の内容】
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】  我々が住んでいる地球が出来たのは３８億年前と言われている。そして長い年月を経て海中より、生命が誕生し、進化し、陸上の植物や動物の誕生と言った進化の道を辿った。
そして、あの白亜紀では地上最大の巨竜ティラノザウルスがばっこし、陸上を支配し、植物も大繁殖した。その時代は５００万年続き、現在の化石燃料の元と成っているようで有る。その時代の末期に巨竜も一瞬にして消滅したと言われている。【０００２】  人類が誕生したのは５００万年前と言われている。順序は不明だが『ピテカントロプスペキネンシス』、『ネアンデルタール人』、『ホモサピエンス』と言った種の違う人類として誕生した。しかし我々人間で有る『ホモサピエンス』のみが生き残り他の種は消滅した。
此処で気になるのは『人類の歴史が５００万年に達した事』で有る。歴史は繰り返すと言われており、いつ消滅してもおかしく無い。その兆候も現れている。【０００３】  その最たる事象は『地球温暖化』で有る。その為、北極や南極の氷の溶解、氷河の消滅なぞで、海面が上昇し消滅する島国も存在する。又、永久凍土の溶解によるメタンガス等の毒性ガスの発生で死滅する生物も存在する。更に気象条件も大幅に変化して来ている。
その主原因は我々人類が大量の『ＣＯ２』を発生している事に有る。【０００４】  上記の大問題を阻止する為には人類は何をすべきか。まず『人工的ＣＯ２の発生を限りなく０』にする事で有る。其れも地球規模で実行しなければ効力は無い。
現在、人類は大量にエネルギーを消費しており、その用途の主流は『発電』、『運輸（自動車、船舶、航空）』、『都市ガス』、『工業生産』、『農林業』、『家庭用冷暖房や調理用』、『都市照明』等々で、そのエネルギー源として化石燃料を大量に使用している。是は即『０』にしなければ成らない。【０００５】  現在に於ける日本の発電電力は約３億ｋＷと言われている。是は『２．５ｋＷ／人』と成る。
一方、５０年後の世界人口は１００億以上に膨張するで有ろう。その頃は発展途上国の生活や文化も向上し、現在の日本並みに成ると予測される。従って使用電力も『２．５ｋＷ／人』が予測され、従って世界の発電電力は『２５０億ｋＷ』が必要と成る。そのエネルギー源をどうするかが問題で有る。【０００６】  およそでは有るが現状の発電電力は７０％が火力発電で有り、２０％が原子力発電で、１０％が再生可能エネルギーで有る水力、太陽光、バイオマス、及び風力と成っている様で有る。【０００７】  火力発電の原料は化石燃料であり、ＣＯ２を排出し『地球温暖化』の主役である。又、運輸や自動車も殆どか化石燃料を使用している。都市ガスも同様である。
従って是等の化石燃料の使用、即ちＣＯ２排出を即『０』にしないと『地球温暖化』は止まらない。【０００８】  現在ＣＯ２を排出しないエネルギー源として［０００６］でも言及したが、人類が必要とする量には程遠いし、是から増加するで有ろう人口にどう対処するのか。
更に原子力発電ではウラン資源の枯渇が見えて来ている。【０００９】  ［本発明の技術分野は、ＣＯ２を出さ無く、無尽蔵にエネルギーを生成する事。即ち今迄に無い新エネルギーの生成分野に属する。］
【背景技術】
【００１０】  新代替エネルギー源として、『核融合』の研究に膨大な経費と人材を投入し、地球規模で進められているが、重要である『超高温』は実現していない様である。
例え『核融合』が成功したとしても、その安全性を確立する為には長時間を要し、差し迫った問題である『地球温暖化阻止』には間に合いそうに無い。                    １
【発明が解決しようとする課題】
【００１１】  本発明は前記『地球温暖化』の問題、『人口増加と文化の進化に伴う必要エネルギーの増加』の問題等々の逼迫した課題を『現状にない新エネルギーの生成方法』に依り解決しようとする事に有る。
【課題を解決する為の手段】
【００１２】  本発明は、かのニュートンが発見した『万有引力』で有る『重力』を前記のエネルギー源として活用する事に有る。
重力は、地球上の何処でも、昼夜に関係なく、気象変動にも関係なく存在する。例え太陽が消滅しても地球が有る限り、いくら使用しても枯渇の心配は無い。
【００１３】  『重力を利用して回転エネルギーを生み出す』。これは多くの先人達が挑戦して来たで有ろが、『実用化』した話は出て来ない。
【００１４】  本発明は『重力』を利用し直接的に回転エネルギーを生成する事に有るので、『重力の消費は無い』。従って『利用』と言う事にする。又そのメカニズムは数式的に解析出来るので、『重力場に於ける回転エネルギー生成原理』と呼ぶ事とし、略して『本原理』と呼ぶ。
『本原理』は本発明者が発見した固有の理論で有り、単純だが簡単には人々の理解は得られないだろう。従って、その内容を以下簡単に説明する。
【００１５】                ［重力場に於ける回転エネルギー生成原理］
［イ］  重力の方向がほぼ一様で有る３次元立体空間［図１］に於いて、互いに直交する、Ｘ〔１〕，Ｙ〔２〕，Ｚ〔３〕軸を設定し、その原点をＺ０〔４〕とする。且つ『重力の方向』を〔０〕とし、その方向がＹ軸の［−］方向と一致している事とする。
そしてこの空間を『３次元局所的重力場空間［図１］』と呼ぶ事にする（地球の反対側は重力が逆）。
［ロ］  上記の空間に於いて、Ｘ，Ｙ軸でなす平面は『重力の方向』と平行と成る。又Ｙ軸を回転してもその平行性は変わらない。そのＸ，Ｙ平面に、［図２］に示す様にＺ０を中心とした円形状軌道Ｌ〔５〕（円、楕円、長円、なだらかで内向きの曲率を持つ複数の円弧で出来た、閉じた軌道）を設定する。
［ハ］  ［図２］に示す中心Ｚ０〔４〕を囲む円形状軌道Ｌ［５〕に沿って、質量がＷｋｇの質点Ｐ〔６〕が〔１１〕の方向に周回運動可能な形態とする。又Ｇ〔１２〕は質点Ｐ〔６〕に作用する重力の力で、その方向を〔１２〕とする。
［ニ］  次に軌道の内側で且つ中心Ｚ０以外の任意の場所に、Ｚ軸と平行に『回転エネルギー出力軸〔７〕』と称する回転軸を設け、この軸の中心線がＸ，Ｙ平面と接する点をＳ（８）とし、このＳを「スピン点」と呼ぶ。
［ホ］  質点Ｐと点Ｓとを剛体特性を持つ直線ｂ〔９〕で接続する。ＰとＳ間はＰの周回運動で、その距離が変化するが、ｂ〔９〕はその変化に対応する手段を有しているとする。しかし曲がらない事とする。このｂをトルク線（又はトルク棒）と呼ぶ。
［ヘ］トルク線ｂとＹ軸〔２〕がなす角度をθ〔１０〕度とする。
【００１６】  上記の［イ］〜［ヘ］の構成に於いて質点Ｐ（６）が軌道Ｌ（５）上のどの位置に有っても、Ｐには常に重力の力Ｇ〔１２〕が図に示すＹ軸の［−］方向に作用している。
従って、今、座標（Ｙ、０）から質点Ｐがスタートして右回りに周回運動〔１１〕すると、トルク線ｂ〔９〕を介して点Ｓにはスピン力（スピン力＝力のモーメント、以後、スピン力で表示）が作用し回転軸を回転させる。しかしＰが最下点に達するとＧに依る力の作用は逆向きとなり、右回り運動の続行にブレーキが掛かる。頂点まで右回りを続行するにはＧに逆らってＧ以外の力を加える必要が有る。その外力に慣性力が有る。慣性力により質点Ｐが頂点よりスタートし且つ軌道上のロスが無い場合に限り再び頂点に戻る事が可能と成る。しかしエネルギーとして取り出す事は不可能で有る。従って『本原理』では慣性を無視する。
【００１７】                ［本原理の集約］
［３次元局所的重力場空間に於いて、上記［イ］〜［ヘ］の構成の場合で有って、質点Ｐが重力Ｇのみの力で軌道Ｌ〔５〕を１周回する場合、スピン力をＭ（θ）として、［Ｍ（θ）の一周回（即ちθ＝０〜３６０°）の積分値が０より大と成るスピン点Ｓが複数箇所に存在する］。これは本原理の構成が継続的に運転する必要かつ十分条件である。またＹ軸に対して対象性をもつ構成の場合は出力が左回りと成る。］
【００１８】  上記の『本原理』は重力で回転エネルギーが生成出来る事を示している。そこで最も効率的な『Ｓの場所は何処か』を本発明者は探した。結果的には［Ｘ軸上で且つ軌道の形は円軌道］が最も実用的である事が解った。
【００１９】  又、１個の質点Ｐでは（−）のスピン力が生じる箇所が有る事、是を避け無くとも回転エネルギーの継続的出力は可能だが、大出力や振動の少ない装置の為には、４質点以上で且つ互いの位相をずらす事で、スピン力リップルが小で大出力が得られる事も解つた。
以下、数式の作成と装置の実施例を示す。
【００２０】                ［本原理の数式に依る証明］
『１質点モデルの基本構成』
周回軌道が円軌道で１質点の場合の基本構成を［図３］に示す。本発明の殆どがこの構成の積み重ね、及び組み合わせで有る。
従ってこの構成を解析し数式を求める事で『本原理』が重力の利用で多大な［回転エネルギーの生成］が可能かどうかを判定出来る。
［図３］では、Ｘ軸とＹ軸で作るＸ，Ｙ平面の原点をＺ０〔４〕とし、其のＸ，Ｙ平面に原点Ｚ０を中心とした半径ｒ０の円軌道Ｌ〔５〕を設定する。そして軌道に沿って質点Ｐ〔６〕が周回出来る事とする。そしてＰが軌道から脱しない様にガイド線（又はガイド棒）ｒ〔１３〕で原点と質点Ｐ間を接続する。
また質点Ｐと回転軸〔７〕の中心点Ｓ〔８〕の間をトルク線（又はトルク棒）ｂ〔９〕で接続し、質点Ｐの周回運動に連れて点Ｓにスピン力を与える。
【００２１】  ここで定数Ｋ〔１６〕は制御定数と呼び『０＜＝Ｋ＜１』の範囲で可変させる事ができ、其れに連れて回転軸〔７〕及び点Ｓは位置を変える事が出来る。此処でＫ＝０とすると点Ｓは原点Ｚ０と重なり、ｂもｒと重なる。即ち単なるフライホイールで回転エネルギーの出力は無い。
【００２２】                ［基本モデルの数式］
［図４］に於いて、質点Ｐが「スタート点」の座標（０、ｒ０）から右回りで［図３］の〔１１〕の様に運動を始めたとする。トルク線ｂとＸ軸がなす角度はθ１〔１５〕で、ガイド線ｒ〔１３〕がＹ軸となす角はθ〔１４〕とする。
この状態で質点Ｐに作用している力はベクトル的に表示出来る。即ち、［図４］で示す
2020033990.tif 000040
ルは数式表示出来、即ち（１）式と成る。
2020033990.tif 000041
本発明の主目的はＳに作用する［スピン力］の数式である。その数値は〔トルク線の
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力をＭ（θ）とすると、Ｍ（θ）＝ｂ×Ｃで有る。即ち、
2020033990.tif 000043
質点Ｐが軌道Ｌを１周する場合の仕事はスピン力Ｍ（θ）の１周分の積分値に等しい。
2020033990.tif 000044
とすれば、
2020033990.tif 000045
従って［ψ１＞０  なら『本原理』は成立する］。
【００２３】  ［連立方程式でＭ（θ）を解く］
力のベクトルの、大きさのみの数値は、［図４］よりＧ、Ｒ、Ｃ、の３個で有る。
従って連立方程式は、
2020033990.tif 000046
上記（４）〜（７）の連立方程式を解いて、
2020033990.tif 000047
【００２４】  （８）式が求めるスピン力の数式で有る。是が間違いないかを確認の為、質点Ｐの位置をθ＝１５度ずつ変化して、力のベクトル図を書き（図５）、図から読み取ったスピン力と比較して見た。
その結果を（図６）に示す。〔１８〕の実線が（８）式の数式に依るもの、〔１９〕の読み取り点と誤差も殆ど無く一致している。従って［数式は正しい］と言える。
又このグラフを見ればスピン力は明らかに＋側が大きく、又面積的に比較しても「エネルギーの生成」が出力されている。即ち［本原理は成立する］。
【００２５】  （図７）は質点Ｐを増やした場合のスピン力特性を示す。この場合は、軌道半径ｒ０＝５ｍ、１Ｐに作用する重力の力＝１０Ｎ（ニュートン）、Ｋ＝０．６として計算する。
又Ｐを増やした場合の配列は図の「質点パターン」に示す。
〔２０〕は１質点（１Ｐ）、〔２１〕は縦２質点、〔２２〕は横２質点、及び〔２３〕は４質点の場合で、４Ｐはスピン力リップルが殆ど無く、スピン力の平均値は約５５Ｎ．ｍと成る。是は図より読み取った数値である。
【００２６】                ［出力エネルギーの試算］
質点Ｐが円軌道を１周回する場合、重力を利用する事で「回転エネルギー」を生成する事は前記の説明で解ると思う。
次にそのエネルギー量を試算して見る。数式では積分式を使用すればよい。即ち、
４Ｐの場合は、解をψ４として、１回転の出力エネルギーは、
2020033990.tif 000048
と成る。
今、Ｋ＝０．６、軌道の半径＝５ｍ、１質点の質量＝１．０２トン（重力の力Ｇ＝１０，０００  ニュ−トン）とすれば、４Ｐ方式の装置では、（８）式と（９）式より、ψ４＝３、０５６Ｋジュールと成る。
是を１８００ｒｐｍの発電機に接続すれば、毎秒３０回転で有るから、３，０５６Ｋジュール×３０＝９１，６８０ＫＷの発電出力と成る。是はもう６機で「原子力発電所」並で有る。
前記［０００５］項で、５０年後に必要な世界の電力は２５０億ＫＷと推定したが、上記の試算の発電機を使用すれば『２８万台』で足りる事になる。然も『ＣＯ２発生＝０』で有る。
【発明を実施するための形態】
【００２７】    本発明は「回転軸より回転エネルギーを出力する」事が基本構成で有るので、最も単純な形態の装置の概念図で示す。
［図８］は２個の質点Ｐ１，Ｐ２〔３２〕が２本のトルク棒〔３４〕を介して、回転エネルギー出力軸及びその中心点Ｓ〔３３〕を直交的で且つスライド貫通している事〔３５〕、質点が円軌道を周回する様ガイド棒〔３６〕が有る。〔３７〕は「回転エネルギー出力軸」で有る。
【００２８】  ［図９］は質点が４個の場合で、Ｐ１、Ｐ２，Ｐ３、及びＰ４〔４０〕の場合の装置を示す。この装置の特徴は４質点は勿論で有るが、トルク棒〔４１〕は総て回転エネルギー出力軸に固定的に接続していて、其のトルク棒に対し、質点側がスライドし円軌道を周回する事に有る。〔４２〕はストッパーで有り、故障時に質点Ｐ１〜Ｐ４が飛び散る事を防止する役目を持つ。〔３９〕はガイド棒で、円軌道の中心点〔３８〕を中心として回転する。〔４３〕は「回転エネルギー出力軸」を示す。〔４４〕は基礎板を示す。
【００２９】  ［図１０］、『剛体製円軌道形４質点装置』の概念図で有って、ガイド棒を無くし、電車がレールに沿って走る様に、中空の剛体製リング〔４５〕の中を、１個の質点Ｐ１〔４６〕が周回運動し、その運動をトルク棒ｂ〔４７〕を介して『回転エネルギー出力軸』及びその中心点Ｓ〔４８〕にスピン力を作用させる。又、質点Ｐ１と中空リングの関係は［Ａ−Ａ′］矢視図に概念を示す。〔４９〕は質点が車輪状の場合を示す。このリングを４個使用し共通の『回転軸』〔５０〕より『回転エネルギー』を出力する。〔５１〕は共通の基礎板で有る。
【００３０】  ［図１１］、『トルク棒スライド形回転軸用構造体』で有って、『回転軸』に直交的で且つスライド的にトルク棒を通し、更に大きなスピン力を掛ける事は困難である。其れに対応する手段として本構造を考えた。ケーブルカーや戸車に使用している溝付き滑車を使用する事が特徴で有る。
〔５２〕はトルク棒、〔５３〕は溝付き滑車、〔５４〕は『回転軸』、〔５３〕は次号機との従続接続用のボルト穴を示す。
【図面の簡単な説明】
【００３１】
【図１】『３次元局所的重力場空間』：〔０〕は重力の方向、〔１〕はＸ軸、〔２〕はＹ軸、〔３〕はＺ軸、〔４〕は３次元重力場空間の中心点。で有り、「本発明が活躍出来る場所」。
【００３２】
【図２】『質点の周回軌道と回転エネルギー出力軸』：〔１〕はＸ軸、〔２〕はＹ軸、〔４〕は円状軌道Ｌ＝〔５〕の中心点Ｚ０＝〔４〕、〔６〕は質点Ｐ、〔７〕は「回転エネルギー出力軸の断面」でその中心点Ｓ＝〔８〕、〔９〕はトルク線又は棒で記号ｂ、〔１０〕はｂがＹ軸となす角度θ、〔１１〕は質点Ｐの運動方向、〔１２〕は質点Ｐに作用する重力のベクトルとその大きさＧ。
【００３３】
【図３】『本発明の原理を説明する基本構成図』：〔０〕は重力の方向、〔４〕は円軌道Ｌ＝〔５〕の中心点Ｚ０、〔６〕は質点と記号Ｐ、〔７〕は「回転エネルギー出力軸」の断面とその中心点Ｓ＝〔８〕、〔９〕はトルク線（又は棒）とその記号ｂ、〔１１〕は質点Ｐの周回方向、〔１３〕はガイド線（又は棒）の記号ｒ、〔１４〕はガイド線ｒとＹ軸とがなす角度θ、〔１５〕はトルク線（又は棒）ｂとＸ軸とがなす角度θ１、〔１６〕は制御定数Ｋと軌道の半径ｒ０との積でＺ０とＳ間の距離を示す。〔１７〕は軌道の頂点の座標。
【００３４】
【図４】
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【００３５】
【図５】『スピン力のベクトル計算』；〔２７〕は図の「寸法及び力のスケール」、〔２８〕は質点Ｐが最上部に有る場合、〔２９〕はガイド線とＹ軸のなす角度、〔３０〕はトルク線の長さの測定値、〔３１〕は質点Ｐに作用する直交ベクトルの測定値。
【００３６】
【図６】『１質点スピン力の数式とベクトル図読み取り値との比較特性』；〔１８〕は数式特性、〔１９〕はベクトル図の読み取り特性。
【００３７】
【図７】『質点数とスピン力特性』；数式による計算曲線を示す。〔２０〕は１Ｐ，〔２１〕は２Ｐで、質点配置パターン＝２Ｐａ，〔２２〕は２Ｐでパターン＝２Ｐｂ、〔２３〕は４Ｐで、パターン＝４Ｐａ＋ｂ。
【００３８】
【図８】『２質点形装置の概念図』；〔３２〕は質点Ｐ１及びＰ２、〔３３〕は「回転エネルギー出力軸」とその中心点Ｓ、〔３４〕はトルク棒、〔３５〕はトルク棒を通すスライド穴、〔３６〕はガイド棒、〔３７〕は「回転エネルギー出力軸」。
【００３９】
【図９】『４質点、質点部スライド形装置概念図』；〔３８〕は周回軌道の中心点、〔３９〕はガイド棒、〔４０〕はスライド形質点、〔４１〕はトルク棒、〔４２〕は安全ストッパー、〔４３〕は「回転エネルギー出力軸」、〔４４〕は基礎板。
【００４０】
【図１０】、『剛体製円軌道形４質点装置の概念図」；〔４５〕は剛体製のリング形軌道Ｌ、〔４６〕は軌道内を周回運動する質点Ｐ１、〔４７〕はトルク棒とその記号ｂ、〔４８〕は「回転エネルギー出力軸」とその中心点Ｓ、〔４９〕は、Ａ−Ａ’矢視で示すロール形質点Ｐ１の断面、〔５０〕は４つの質点群、１Ｐユニット×４を１本の回転軸に従続接続でまとめた「合成の回転エネルギー出力軸」、〔５１〕は共通の基礎と成る台座。
【００４１】
【図１１】、『トルク棒スライド形回転軸用構造体』；『回転軸』に直交的で且つスライド的にトルク棒を通し、更に大きなスピン力を掛ける事は困難である。其れに対応する手段として本構造を考えた。ケーブルカーや戸車に使用している溝付き滑車を使用する事が特徴で有る。〔５２〕はトルク棒、〔５３〕は溝付き滑車、〔５４〕は『回転軸』、〔５５〕は次号機との従続接続用ボルト穴を示す。
【手続補正３】
【補正対象書類名】図面
【補正対象項目名】全図
【補正方法】変更
【補正の内容】
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
2020033990.tif 000055
【図７】
2020033990.tif 000056
【図８】
2020033990.tif 000057
【図９】
2020033990.tif 000058
【図１０】
2020033990.tif 000059
【図１１】
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