(57)【要約】【課題】フライホイールの回転運動におけるエネルギー損出を低減させて発電効率の向上を図る。【解決手段】フライホイール１６およびその他の発電用装置が格納される筐体２０を一対の玉軸受２４によって挟持される球状部材２６と伸縮可能な脚部２２によって基台２８の上に設置する。筐体２０は基台２８に対して揺動可能および回転可能に支持されているため、電力増幅装置１０の設置場所に関わらず常にフライホイール１６の回転軸の方向と重力の作用する方向とを一致させることが可能である。【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
電動機と、
前記電動機の動力が減速機構を介して伝達される従動軸と、
前記従動軸に連結された水平面内で回転可能なフライホイールと、
前記従動軸の動力が増速機構を介して伝達される発電機と、
前記電動機と前記減速機構と前記従動軸と前記フライホイールと前記増速機構と前記発電機が格納される筐体と、
前記筐体を基台の上方で支持するための複数の伸縮可能な脚部を備え、
前記複数の脚部が適宜伸縮することによって前記筐体が前記基台に対して揺動可能に支持される、電力増幅装置。
【請求項２】
前記筐体と前記基台の間に一対の玉軸受によって挟持される球状部材を備え、
前記筐体が前記基台に対して前記球状部材と中心として回転可能に支持される、
請求項１に記載の電力増幅装置。
【請求項３】
前記フライホイールが、回転に伴って下方に向かう空気流を形成させる翼体を備える、
請求項１または２に記載の電力増幅装置。
【請求項４】
前記増速機構が、前記従動軸側と前記発電機側との直交する２軸間で動力伝達するベベルギヤを備える、
請求項１乃至３の何れかに記載の電力増幅装置。
【請求項５】
前記減速機構が、駆動プーリおよび従動プーリを備える、
請求項１乃至４の何れかに記載の電力増幅装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、入力電力に対する出力電力を増幅させる電力増幅装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来、運動エネルギーから電気エネルギーを得るための技術として、フライホイールの回転運動によって発生する運動エネルギーを発電機に伝達させて電気エネルギーに変換する発電装置が開示されている（特許文献１）。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】特開２０１１−２５９５６１号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
この種の装置においては発電効率を向上させるための様々な対策が考案されている。そのような対策の一つとしてフライホイールの回転運動におけるエネルギー損出の低減が挙げられる。フライホイールの回転に伴う摩擦抵抗や空気抵抗の低減を目的とする対策はこれまでにも行われているが、フライホイールに作用する重力の影響について考慮した対策までは行われていない。
【０００５】
フライホイールには引力の他に地球の自転による遠心力が働き、これら２つの合力がフライホイールに作用する重力となる。物体に作用する遠心力の値および方向は緯度によって異なるため、同じフライホイールであっても設置場所が異なれば重力の作用する方向に違いが生じる。一般にフライホイールは重力が所定の方向に作用する場合（通常はフライホイールの回転軸と直交するか平行する方向に重力が作用する場合。）に最も効率的に回転するように設計されているため、たとえ僅かな量であったとしても重力の作用する方向に変化が生じた場合にはフライホイールの回転運動に悪影響を及ぼすことになる。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
本発明は、前述した課題を解決するため、以下に示す要素によって構成される電力増幅装置を提供する。
【０００７】
本発明の第１の態様は、電動機と、前記電動機の動力が減速機構を介して伝達される従動軸と、前記従動軸に連結された水平面内で回転可能なフライホイールと、前記従動軸の動力が増速機構を介して伝達される発電機と、前記電動機と前記減速機構と前記従動軸と前記フライホイールと前記増速機構と前記発電機が格納される筐体と、前記筐体が設置される基台と、前記筐体と前記基台とを連結する複数の伸縮可能な支持部材を備え、前記複数の支部部材が適宜伸縮することによって前記筐体が前記基台に対して揺動可能に支持される、電力増幅装置である。
【０００８】
本発明の第２の態様は、電動機と、前記電動機の動力が減速機構を介して伝達される従動軸と、前記従動軸に連結された水平面内で回転可能なフライホイールと、前記従動軸の動力が増速機構を介して伝達される発電機と、前記電動機と前記減速機構と前記従動軸と前記フライホイールと前記増速機構と前記発電機が格納される筐体と、前記筐体が設置される基台と、前記筐体と前記基台とを連結する複数の伸縮可能な支持部材を備え、前記複数の支部部材が適宜伸縮することによって前記筐体が前記基台に対して揺動可能に支持され、前記筐体と前記基台の間に一対の玉軸受によって挟持される球状部材を備え、前記筐体が前記基台に対して前記球状部材と中心として回転可能に支持される、電力増幅装置である。
【０００９】
本発明の第３の態様は、電動機と、前記電動機の動力が減速機構を介して伝達される従動軸と、前記従動軸に連結された水平面内で回転可能なフライホイールと、前記従動軸の動力が増速機構を介して伝達される発電機と、前記電動機と前記減速機構と前記従動軸と前記フライホイールと前記増速機構と前記発電機が格納される筐体と、前記筐体が設置される基台と、前記筐体と前記基台とを連結する複数の伸縮可能な支持部材を備え、前記複数の支部部材が適宜伸縮することによって前記筐体が前記基台に対して揺動可能に支持され、前記筐体と前記基台の間に一対の玉軸受によって挟持される球状部材を備え、前記筐体が前記基台に対して前記球状部材と中心として回転可能に支持され、前記フライホイールの水平回転に伴って下方に向かう空気流を形成させる翼体を備える、電力増幅装置である。
【発明の効果】
【００１０】
本発明によれば、フライホイールの回転軸の方向と重力の作用する方向とを一致させることが可能であるため、地球上のどの場所においてもエネルギー損出の少ない効率的な発電を実現することができる。
【図面の簡単な説明】
【００１１】
【図１】電力増幅装置の構造を示す図（側面）
【図２】電力増幅装置の構造を示す図（平面）
【図３】フライホイールの構造を示す図
【発明を実施するための形態】
【００１２】
〔電力増幅装置の構成〕
電力増幅装置の構成について、図１および図２を参照しながら説明する。電力増幅装置１０は、電動機１２、従動軸１４、フライホイール１６、発電機１８、筐体２０、脚部２２、玉軸受２４、球状部材２６、基台２８を備える。電動機１２の動力は減速機構を介して従動軸１４に伝達され、従動軸１４に連結されたフライホイール１６の回転運動に変換される。フライホイール１６の回転運動はそのまま従動軸１４の回転運動となって増速機構を介して発電機１８に伝達され、電気エネルギーに変換される。減速機構は、電動機１２の駆動軸３０に連結された駆動プーリ３２および従動軸１４に連結された従動プーリ３４、これらを連動させるベルト３６によって構成される。増速機構は、ギヤボックス３８に格納されたベベルギヤによって構成される。ベベルギヤは従動軸１４の回転運動を直交する発電機１８の回転軸に伝達する。
【００１３】
筐体２０は直方体の剛体であり、その内部の所定の位置に電動機１２やフライホイール１６、発電機などが配設されている。筐体２０は、その底面の各辺の略中央に配設された４つの脚部２２によって基台２８の上方に支持されている。脚部２２は例えばダンパーなどで構成され、筐体２０の傾斜や揺動を許容するとともに揺動に伴う衝撃や振動を抑制する。
【００１４】
玉軸受２４は筐体２０の底面および基台２８の上面に対をなすように対向して配設されている。これら一対の玉軸受２４の間に挟まれた状態で球状部材２６が配設されている。一対の玉軸受２４および球状部材２６は前述の４つの脚部２２とともに筐体２０およびその格納物にかかる荷重を支える。一対の玉軸受２４および球状部材２６は従動軸１４およびフライホイール１６の回転軸の延長上に位置する。一対の玉軸受２４は球状部材２６を挟んで相対的に角度を変化させることが可能であるため、筐体２０は基台２８に対して僅かな角度ではあるが傾斜したり揺動したりすることが可能である。ダンパーの減衰定数を調整することで筐体の揺動特性を変えることができる。また筐体２０は一対の玉軸受２４および球状部材２６を中心として回転することができる。筐体２０の円滑な回転を促すために脚部２２にはキャスター４０が取り付けられ、基台２８にはキャスター用の走行路４２が設けられている。
【００１５】
フライホイール１６には翼体４４を設けることもできる。翼体４４はフライホイール１６の回転に伴って下方に向かう空気流を形成させる。翼体４４が形成する空気流によって筐体２０の内部の空気循環が促進されるため、局所的な高温の発生を緩和し、全体として均一な温度に維持することができる。また僅かではあるがフライホイール１６に揚力が作用するため、重力による損出の低減が期待できる。
【００１６】
フライホイール１６は、図３に示すように、従動軸１４との連結部と外周部を除いた部分を薄く加工することにより、慣性モーメントの低減を回避しながら全体の軽量化を図ることができる。これにより、電動機１２の初期負荷の軽減と発電機１８へ安定した運動エネルギーの伝達を両立させることができる。
【００１７】
〔電力増幅装置の作用〕
電力増幅装置１０は、前述のように基台２８に対して筐体２０が揺動可能および回転可能に構成されている。従って、地球上の任意の場所に設置した場合にフライホイール１６の回転軸の方向と重力の作用する方向とを一致させることが可能である。外力によって筐体２０の姿勢を変更させることも可能であるが、フライホイール１６の回転運動が安定する段階に至ると最も効率的な回転運動が実現される姿勢に自律的に変更させることも可能である。
【符号の説明】
【００１８】
１０  電力増幅装置
１２  電動機
１４  従動軸
１６  フライホイール
１８  発電機
２０  筐体
２２  脚部
２４  玉軸受
２６  球状部材
２８  基台
３２  駆動プーリ
３４  従動プーリ
３６  ベルト
３８  ギヤボックス
４４  翼体
【図１】
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【図２】
2020137174.tif 000004
【図３】
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