(57)【要約】 【課題】  ジャイロの歳差運動により発生する偶力を回転エネルギーに変換させる回転エネルギー変換装置を提供する。 【解決手段】 本発明に係る回転エネルギー変換装置は、図１に示すように、回転する入力軸に連結された回動又は間歇回転する横軸に、回転する重りを有する重り装置と、前記回転する重りに角加速度運動を行わせる振動装置などの装置を有する駆動機構とを装着させることにより、前記回転する重りにジャイロの歳差運動による偶力を発生させ、発生させた前記偶力を、前記回動又は間歇回転する横軸の回転エネルギーに変換させ前記入力軸の回転にフィードバックさせて、前記入力軸の回転をスムーズにさせると共に、前記駆動機構の動作と前記入力軸の回転とを同期させることにより前記駆動機構の動作をスムーズにさせる。そして、前記入力軸に連結した出力軸からスムーズになった回転を取り出す回転エネルギー変換装置である。 【選択図】  図１
2010116938.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
ジャイロの歳差運動により発生する偶力を、回転エネルギーに変換させる回転エネルギー変換装置であって、
動力源により回転する入力軸と、
前記入力軸に横向きに連結され入力軸の回転に連動して回動又は間歇回転する横軸を連結させ、
前記横軸に、
前記横軸に対してほぼ直角な方向に取り付けられた回転する重りを有する一個又は複数個の重り装置と、
前記回転する重りに前記横軸を中心として往復角運動又は間歇回転運動の角加速度運動を行わせる駆動機構とを、
有することを特徴とする回転エネルギー変換装置。
【請求項２】
前記駆動機構は、振動装置、リニア装置又はクランク装置のいずれかの装置を有することを特徴とする請求項１記載の回転エネルギー変換装置。
【請求項３】
前記一個又は複数個の重り装置に装着された回転する重りにジャイロの歳差運動による偶力を発生させ、前記偶力を、前記回動又は間歇回転する横軸の回転エネルギーに変換させ、変換させた前記横軸の回転エネルギーを、動力源により回転する前記入力軸の回転にフィードバックさせて前記入力軸の回転をスムーズにさせ、前記入力軸に連結した出力軸からスムーズになった回転を取り出すことを特徴とする請求項１又は２記載の回転エネルギー変換装置。
【請求項４】
前記回転する重りに前記横軸を中心として往復角運動又は間歇回転運動の角加速度運動を行わせる前記駆動機構の動作と、前記入力軸の回転とを同期させることにより、前記駆動機構の動作をスムーズにさせることを特徴とする請求項１乃至３のいずれか１項に記載の回転エネルギー変換装置。
１
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、ジャイロの歳差運動により発生する偶力を回転エネルギーに変換させる回転エネルギー変換装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
ジャイロの歳差運動により発生する偶力は、受動的に変化を与えられて起こるコマの回転平面の復元力であるとされている。なお、ジャイロの歳差運動について説明した文献には次のものがある。
【０００３】
【非特許文献１】“ファインマン物理学”坪井忠二訳、岩波書店、１９９６年3月５日  第３６刷発行、P２７３〜２８４
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
しかしながら、ジャイロの歳差運動により発生する偶力を能動的に用いて回転エネルギー変換装置に応用することについての記載はない。
【０００５】
そこで、本発明は上記課題を鑑み、ジャイロの歳差運動により発生する偶力を能動的に用いて、エネルギー効率の高い回転エネルギー変換装置を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
本発明はかかる課題を解決するものであり、本発明に係る回転エネルギー変換装置は、ジャイロの歳差運動により発生する偶力を回転エネルギーに変換させる回転エネルギー変換装置であって、動力源により回転する入力軸と、前記入力軸に横向きに連結され前記入力軸の回転に連動して回動又は間歇回転する横軸を連結させ、前記横軸に、前記横軸に対してほぼ直角な方向に取り付けられた回転する重りを有する一個又は複数個の重り装置と、前記回転する重りに前記横軸を中心として往復角運動又は間歇回転運動の角加速度運動を行わせる駆動機構とを有することを特徴とする。
【０００７】
また、本回転エネルギー変換装置において、前記駆動機構は、振動装置、リニア装置又はクランク装置のいずれかの装置を有することを特徴とする。
【０００８】
また、本回転エネルギー変換装置は、前記一個又は複数個の重り装置に装着され
２
た回転する重りにジャイロの歳差運動による偶力を発生させ、前記偶力を前記回動又は間歇回転する横軸の回転エネルギーに変換させ、変換させた前記横軸の回転エネルギーを、動力源により回転する前記入力軸の回転にフィードバックさせて前記入力軸の回転をスムーズにさせ、前記入力軸に連結した出力軸からスムーズになった回転を取り出すことを特徴とする。
【０００９】
また、本回転エネルギー変換装置では、前記横軸を中心として往復角運動又は間歇回転運動の角加速度運動を行わせる前記駆動機構の動作と前記入力軸の回転とを同期させることにより、前記駆動機構の動作をスムーズにさせることを特徴とする。
【発明の効果】
【００１０】
以上、本発明により、ジャイロの歳差運動により発生する偶力を回転エネルギーに変換させ、より高効率な回転エネルギー変換装置を提供することができる。また本発明は、エンジン、モーター、発電装置などの回転エネルギー関連機器類に応用可能であり、化石燃料枯渇問題を始め、大気汚染、地球温暖化、オゾンホール問題等々の人類にとって重要且つ喫緊な問題解決の一助とすることができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１１】
以下、本発明を実施するための最良の形態に用いる、ジャイロの歳差運動により発生する偶力を回転エネルギーに変換させる回転エネルギー変換装置について、以下説明する。
【００１２】
図１は、本発明を実施するための最良の形態に用いる回転エネルギー変換装置の構造を示す側面図であり、この側面図によって説明する。
【００１３】
本図で示すように、本実施形態に係る回転エネルギー変換装置は、ジャイロの歳差運動により発生する偶力を、回転エネルギーに変換させる回転エネルギー変換装置であって、動力源(図示省略)により回転する入力軸２に横向きに連結され回動する横軸３に、横軸３に対してほぼ直角な方向に装着された回転する重り６を有する一個又は複数個の重り装置５と、回転する重り６に横軸３を中心として往復角運動又は間歇回転運動の角加速度運動を行わせる振動装置１５、及び振動装置の駆動部１１を有して構築される駆動機構１０とを有する。なお、本実施形態において横軸３、重り装置５、駆動機構１０はフレーム１に収納されており、入力軸２はフレーム１を貫きかつ回転可能に構築されている。また、入力軸２の動力源と接続される側とは反対側に、平歯車２０と、この平歯車２０に固定される出力軸２１を有し、この出力軸２１から前記回転エネルギーを取り出すことができる。
【００１４】
入力軸２は、動力源（図示省略）に接続され、動力源の動作に伴い回転する。なお、本実施形態において入力軸２はフレーム１の外で動力源に接続されている。
３
【００１５】
横軸３は、入力軸２にベアリング４を介して連結されており、後述するとおり、振動装置１５及び振動装置の駆動部１１を有する駆動機構１０により角加速度運動が可能に連結されている。なお、横軸３は、入力軸２の長軸方向に対し直角な方向に接続されている。
【００１６】
重り装置５は、重り６と、重り回転軸７、重り６を回転させるモーター８及びモーター受９を有して構築される。なお、重り装置５は横軸３に固定される。また、この場合において、重り装置５に装着された重り６は、重り回転軸７を介してモーターに接続されており、かつ、この重り回転軸７は、横軸３の長軸方向に対してほぼ直角となっている。ここで言う「ほぼ直角」とは、概ね±１度程度の誤差を含む概念を言う。
【００１７】
また、本実施形態において、横軸３には、横軸３に往復角運動を行わせる振動装置１５が連結されている。また、振動装置１５には振動装置の駆動部１１が連結されており、振動装置１５と振動装置の駆動部１１とを有して駆動機構１０が構築される。
【００１８】
本実施形態において、振動装置１５は、渦巻きバネ１９、ホルダー１８、ピストン１７、連接棒１６を有して構築され、振動装置の駆動部１１はフレーム１に固定された固定側べべルギヤ１２、可動側べべルギヤ１３及び支持軸１４を有して構築される。なお、振動装置１５において、渦巻きバネ１９の一端は横軸３に、他の一端はピストン１７に接続されており、ホルダー１８は入力軸２に固定されており、ピストン１７はホルダー１８に保持されて重力上下方向に反復運動が可能となっており、連接棒１６は振動装置の駆動部１１の可動側ベベルギア１３の回転に基づきピストン１７を重力上下方向に反復運動させることができる。また、振動装置の駆動部１１において、固定側ベベルギア１２はフレーム１に固定され、支持軸１４は入力軸２に対し横向き直角に固定されており、可動側ベベルギア１３は支持軸１４に直角に装着されると共に支持軸１４を中心として回転可能となっている。なお、可動側ベベルギア１３の歯は固定側ベベルギア１２の歯と噛み合っており、入力軸２の回転と共に可動側ベベルギア１３は回転し、この回転に基づきピストン１７は上記のとおり連接棒１６を通じて重力上下方向に反復運動する。
【００１９】
以上、本実施形態に係る回転エネルギー変換装置は、ジャイロの歳差運動により発生する偶力を、回動する横軸３の回転エネルギーに変換させ動力源により回転する入力軸２の回転にフィードバックさせて入力軸２の回転をスムーズにさせると共に、横軸３に往復角運動を行わせる振動装置１５及び振動装置の駆動部１１を有する駆動機構１０の動作と、入力軸２の回転とを同期させることにより駆動機構１０の動作をスムーズにすることができる。          
【００２０】
４
ここで、本実施形態に係る回転エネルギー変換装置の動作をより具体的に説明すると、まず動力源（図示省略）を動かし入力軸２を回転させ入力軸２に連結された横軸３を回動させると共に、モーター８を動作させて重り装置５に装着した重り６を回転させる。並行して入力軸２の回転に伴い振動装置の駆動部１１の可動側ベベルギア１３が回転し、振動装置１５のピストン１７を重力上下方向に反復運動させる。すると振動装置１５の渦巻きバネ１９が、横軸３を巻き込む・弛めるという反復運動を繰り返すこととなり、この結果、横軸３が横軸３の長軸を中心とする往復角運動を行い、更には入力軸２が入力軸２の長軸を中心とする回転運動を行うこととなる。すなわち、ジャイロの歳差運動により回転する重り６に偶力を発生させ、前記偶力を横軸３の回転エネルギーに変換させ、入力軸２の回転にフィードバックさせて入力軸２の回転をスムーズにさせてエネルギー効率を改善することができるようになる。
【００２１】
なお、本実施形態では、駆動機構１０を構成する振動装置１５に渦巻きバネ１９を用いたものの例を示しているが、回転する重り６に往復角運動又は間歇回転運動の角加速度運動を行わせることができる限りにおいてこれに限定されず、その他のバネを用いても良い。また、回転する重り６に角加速度運動を行わせることができる限りにおいて、バネを用いた振動装置１５に限定されず、例えばリニア装置やクランク装置などを用いることが可能である。なお、ジャイロの歳差運動により偶力を発生させることができればこれらに限定されない。
【００２２】
以上、本実施形態により、ジャイロの歳差運動により発生する偶力を回転エネルギーに変換させることによって、より高効率な回転エネルギー変換装置を提供することができる。特に本実施形態に係わる回転エネルギー変換装置は、エンジン、モーター、発電装置などの回転エネルギー関連機器類に応用が可能であり、化石燃料枯渇問題を始め、大気汚染、地球温暖化、オゾンホール問題等々の人類にとって重要且つ喫緊な問題解決の一助とすることができる。
【産業上の利用可能性】
【００２３】
本発明に係る、ジャイロの歳差運動により発生する偶力を回転エネルギーに変換させる回転エネルギー変換装置は、工業的に量産することが可能であるため、産業上の利用可能性を有する。
【図面の簡単な説明】
【００２４】
【図１】本発明を説明するための最良の形態に用いる、ジャイロの歳差運動により発生する偶力を回転エネルギーに変換させる回転エネルギー変換装置の構造を示す側面図である。
【符号の説明】
【００２５】
１    フレーム
２    入力軸
３    横軸
４    ベアリング
５    重り装置
６    重り
７    重り回転軸
８    モーター
９    モーター受
１０  駆動機構
１１  振動装置の駆動部
１２  固定側べべルギヤ
１３  可動側べべルギヤ
１４  支持軸
１５  振動装置
１６  連接棒
１７  ピストン
１８  ホルダー
１９  渦巻きバネ
２０  平歯車
２１  出力軸
【図１】
2010116938.tif 000003