(57)【要約】【課題】(1),錘回転ユニット数の小型と少数化、(2), モーメントシャフト機構の回転中心位置とリング軌条の円心位置との適正な相対関係、及び回転速度の高速化、(3),これ等によりモーメントシャフト機構の回転駆動消費電力の２倍の発電量を確保する軸力回転式発電装置を提供する。【解決手段】ガイド体を全周に設けた垂直型のリング軌条と、このリング軌条のガイド体に常に係合ガイドされる被ガイド部材を有する錘ガイド機構と、前記錘ガイド機構を回転半径方向に移動自在に支持して前記リング軌条に沿って係合走行させるモーメントシャフト機構とから成る錘回転ユニットを複数並列し、各ユニットはそのモーメントシャフト機構の回転中心軸を前記リング軌条の円心から水平方向に偏心させた共通の回転駆動軸に装着し、この回転駆動軸に電力発生装置を連結した軸力回転式発電装置。【選択図】        図３
2010096170.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
ガイド体を全周に設けた垂直型のリング軌条と、このリング軌条のガイド体に常に係合ガイドされる被ガイド部材を有する錘ガイド機構と、前記錘ガイド機構を回転半径方向に移動自在に支持して前記リング軌条に沿って係合走行させるモーメントシャフト機構とから成る錘回転ユニットを複数並列し、各ユニットはそのモーメントシャフト機構の回転中心軸を前記リング軌条の円心から水平方向に偏心させた共通の回転駆動軸に装着し、この回転駆動軸に電力発生装置を連結した軸力回転式発電装置。  
【請求項２】
錘回転ユニットは、
ガイド体（102）をそのリング内周面側またはと外周面側或いは側面に円周配置した竪型のリング軌条（100-1、100-2）と、
回転中心（2ｃ）をリング軌条（100-1、100-2）の円心（100ｃ）から水平方向に偏心させたモーメントシャフト機構（210）と、
モーメントシャフト機構（210）の先端部に装着し前記リング軌条（100-1、100-2）のガイド体（102）に常に係合ガイドされる被ガイド部材（234）を配置した錘ガイド機構（230-1、230-2）とを有し、
前記錘ガイド機構（231-1、232-1）は、モーメントシャフト機構（210）にその回転半径方向に移動可能に装着してモーメントシャフト機構（210）の回転によりリング軌条（100-1、100-2）に沿って係合走行可能にして構成し、
この錘回転ユニットを複数個（3-1〜3-8）を並列連設し、その各モーメントシャフト機構（210）の軸受（215）を共通の回転駆動軸（2）に所定の等分割の回転角度ずらして固定支持し、前記回転駆動軸（2）にはその回転から電力を得る発電装置（4）を接続したことを特徴とする請求項１に記載の軸力回転式発電装置。
【請求項３】
リング軌条100-1、100-2は、各々基礎架構Gに竪型に固定装着した非磁性体のリング枠体101とこれの側周に沿って横溝式の溝式ガイドレール102を固定配列し、錘保持本体231-1、231-2の両側において、支持軸235に回転自在に装着した各一対のベアリング式の被ガイドロール234を当該リング枠体101の溝式ガイドレール102の溝内に係合回転自由に遊嵌配置したことを特徴とする請求項１に記載の軸力回転式発電装置。
【請求項４】
ツインのリング軌条100-1、100-2はリング枠体101の対面側に凸状のガイドレール102aを形成し、錘ガイド機構230-1、230-2の両側部には、前記ガイドレール102aを挟み回転接触する被ガイドロール機構を装着し、被ガイドロール機構は、当該錘ガイド機構に軸シャフト234aを配置しその両側部にガイドレール102aの内周面に接触する被ガイドロール234-1を設けると共に支持アーム234ｂの基部を回転可能に装着し、支持アーム234ｂの先部にガイドレール102aの外周面に接触する複数の被ガイドロール234-2、234-3を配列したことを特徴とする請求項１に記載の軸力回転式発電装置。
【請求項５】
シャフト支持端末212、213の端部に永久磁石を設けると共に、モーメントシャフト機構210が水平状態になった時点おける最長半径側に到来のシャフト支持端末の前記当該永久磁石と対面する位置に電気磁石を配置し、永久磁石は、磁極Ｓを外側に磁極Ｎを内側に或いはその逆にして配置し、電気磁石の各永久磁石212Ｍ、213Ｍとの対面側を対面時に対面磁極と同一極に励磁し通過後にオフにするタイミング制御手段を設けてなることを特徴とする請求項１から請求項４のいずれかに記載の軸力回転式発電装置。  
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、軸力回転式発電装置に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
発電装置は、従来公知のものとして大別して風力発電装置、蒸気力発電装置、水力発電装置、波力発電装置、太陽光発電装置など様々な発電装置が開発されている。本発明はその何れでもなく、世界で始めての軸力回転式発電装置を提供するものである。
【０００３】
近年、地球温暖化問題が表面化し、二酸化炭素排出規制が声高に叫ばれている。この対策とするクリーンエネルギー技術として、太陽光電池、風力発電等が開発され現在稼動していますが、コスト及びメンテナンス等の問題でなかなか普及していないのが現状であります。
そのような現状の中で、追い打ちを掛けるように、原油の高騰により国民生活はまさに破綻寸前の状況にあり、特に農業、漁業の従事者は、その生産、捕獲コストが嵩み、廃業に追い遣られ、又転業者が急増していて、日本の農水産業は危機に瀕しています。
以前から小生は、農水産業業者の生産コストを下げ、経営の安定化を目指し、日本の食糧の自給自足を前提とした対策は、「新エネルギーの開発」が最も重要な課題であると思慮しておりました。
このような背景のなか、地球上の重力を活用し、それを効率よく回転エネルギーに転換する新規な方法は無いものかと考え、四苦八苦して開発を進めてきました。
そこで単なる錘の重力を利用したシンプルな軸力回転式発電装置の開発に手掛けた。
そしてその成果として「リング軌条と、それに沿って錘ガイド機構を水力、風力、波力、その他の自然エネルギー、そしてこれ等から得た電力等を用いてモーメントシャフト機構により回転させ、その際の錘ガイド機構の回転重力を利用した錘回転ユニット」を多数並列配列した半永久的な発電用の回転装置を開発し、本発明の軸力回転式発電装置を完成したものであります。  
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
本発明の軸力回転式発電装置の開発の主な課題は、(1),錘回転ユニット数の小型と少数化、(2), 磁石を転動させるモーメント機構の回転中心位置とリング軌条の円心位置との適正な相対関係、及び回転速度の高速化＜目標300rpm以上＞、(3),これ等によりモーメント機構の回転駆動消費エネルギの低減とその数倍の発電量を確保することである。
【課題を解決するための手段】
【０００５】
上記課題を満足させる本発明の基本的な技術構成は、次の(1)〜(5)の通りである。
(1)、ガイド体を全周に設けた垂直型のリング軌条と、このリング軌条のガイド体に常に係合ガイドされる被ガイド部材を有する錘ガイド機構と、前記錘ガイド機構を回転半径方向に移動自在に支持して前記リング軌条に沿って係合走行させるモーメントシャフト機構とから成る錘回転ユニットを複数並列し、各ユニットはそのモーメントシャフト機構の回転中心軸を前記リング軌条の円心から水平方向に偏心させた共通の回転駆動軸に装着し、この回転駆動軸に電力発生装置を連結した軸力回転式発電装置。  
(2)、錘回転ユニットは、
ガイド体（102）をそのリング内周面側またはと外周面側或いは側面に円周配置した竪型のリング軌条（100-1、100-2）と、
回転中心（2ｃ）をリング軌条（100-1、100-2）の円心（100ｃ）から水平方向に偏心させたモーメントシャフト機構（210）と、
モーメントシャフト機構（210）の先端部に装着し前記リング軌条（100-1、100-2）のガイド体（102）に常に係合ガイドされる被ガイド部材（234）を配置した錘ガイド機構（230-1、230-2）とを有し、
前記錘ガイド機構（231-1、232-1）は、モーメントシャフト機構（210）にその回転半径方向に移動可能に装着してモーメントシャフト機構（210）の回転によりリング軌条（100-1、100-2）に沿って係合走行可能にして構成し、
この錘回転ユニットを複数個（3-1〜3-8）を並列連設し、その各モーメントシャフト機構（210）の軸受（215）を共通の回転駆動軸（2）に所定の等分割の回転角度ずらして固定支持し、前記回転駆動軸（2）にはその回転から電力を得る発電装置（4）を接続したことを特徴とする前記(1)に記載の軸力回転式発電装置。
(3)、リング軌条100-1、100-2は、各々基礎架構Gに垂直型に並列固定装着した非磁性体のリング枠体101とこれの側周に沿って横溝式の溝式ガイドレール102を固定配列し、錘保持本体231-1、231-2の両側において、支持軸235に回転自在に装着した各一対のベアリング式の被ガイドロール234を当該リング枠体101の溝式ガイドレール102の溝内に係合回転自由に遊嵌配置したことを特徴とする前記(1)又は(2)に記載の軸力回転式発電装置。
(4)、ツインのリング軌条100-1、100-2はリング枠体101の対面側に凸状のガイドレール102aを形成し、錘ガイド機構230-1、230-2の両側部には、前記ガイドレール102aを挟み回転接触する被ガイドロール機構を装着し、被ガイドロール機構は、当該錘ガイド機構に軸シャフト234aを配置しその両側部にガイドレール102aの内周面に接触する被ガイドロール234-1を設けると共に支持アーム234ｂの基部を回転可能に装着し、支持アーム234ｂの先部にガイドレール102aの外周面に接触する複数の被ガイドロール234-2、234-3を配列したことを特徴とする前記(1)から(3)の何れかに記載の軸力回転式発電装置。
(5)、シャフト支持端末212、213の端部に永久磁石を設けると共に、モーメントシャフト機構210が水平状態になった時点おける最長半径側に到来のシャフト支持端末の前記当該永久磁石と対面する位置に電気磁石を配置し、永久磁石は、磁極Ｓを外側に磁極Ｎを内側に或いはその逆にして配置し、電気磁石の各永久磁石212Ｍ、213Ｍとの対面側を対面時に対面磁極と同一極に励磁し通過後にオフにするタイミング制御手段を設けてなることを特徴とする前記(1)から(4)のいずれかに記載の軸力回転式発電装置。
【発明の効果】
【０００６】
本発明の前記構成による軸力回転式発電装置は、世界で初めて実現したものであり、前述の課題(1),錘回転ユニット数の小型化と少数化、(2), モーメントシャフト機構の回転中心位置とリング軌条の円心位置との適正な相対偏位関係、及び回転速度の高速化＜目標300rpm以上＞、(3),これ等によりモーメントシャフト機構を水力、風力、波力、その他の自然エネルギー、そしてこれ等から得た電力等を用いて回転駆して、ロスを極小にした効率の良い発電力を確保する優れた効果を呈するものである。
【発明を実施するための最良の形態】
【０００７】
本発明において、リング軌条に設けるガイド体とは、溝式レールタイプ、凸状レールタイプなどを言う。
(2)、本発明において、錘ガイド機構の被ガイド部材とは、前記ガイド体に常に係合接触して滑動移動する或いは回転移動するロール式、球体式、カムロール式、片フック式、両フック式、ボールベアリング式、ロールベアリング式などを言う。
【０００８】
本発明の錘回転ユニットにおいて、リング軌条は、真円の一体の又は分割組立体にした垂直型の竪置き円形枠体で、その内周側か外周側又はその両方に或いは一側面或いは両側面において、円周方向に前記ガイド体を配置したものである。
【０００９】
モーメントシャフト機構は、回転軸部を前記リング軌条の円心から水平に離間偏位させ、錘ガイド機構単位に設けるか両側に錘ガイド機構を支持する併用単位で設ける。例えば回転軸部から図１に示すように180度の角間隔で二個の錘ガイド機構用として設け、或いは図１４に示すように６０度の角間隔で六個を設けるなど、複数のモーメントシャフト部を均等角度で放射状に位置させる。またモーメントシャフトは、断面が中空のパイプ状、矩形状、H型状、T型状、I型状等の梁状のものなどを一体的に或いは複合的に組み合わせたもの等を用いる。錘ガイド機構の外側には錘を兼ねた補助具を設けてよい。
【００１０】
錘ガイド機構は、当該モーメントシャフト機構に支持され、その回転半径方向にスライド自在にして前記リング軌条に沿って回転しこの回転の際、前記リング軌条のガイド体に被ガイド部材を係合した状態を保持するものである。
錘ガイド機構を、各モーメントシャフト機構の回転半径方向にスライド自在に支持する手段は、モーメントシャフト自体を伸縮自在の多重管シャフト機構にし、これに錘ガイド機構を固定したり、モーメントシャフト機構の回転軸又は錘ガイド機構にモーメントシャフトのスライド機構を設置したり、或いはこれらの適宜な組み合わせを採用する等その他適宜な公知のスライド手段を採用する。
【００１１】
本発明において、上記錘回転ユニットは、同一の共用回転駆動軸に対して任意数の複数ユニットのグループを単数グループ又は複数グループを用意し、これらのモーメントシャフト機構は回転軸部を前記回転駆動軸に固定装着する際、所定の等分割の回転角度ずらして装着する。例えば回転駆動軸の１回転角度をグループ単位のユニット数で等分割した回転角度にずらして軸受けを固定して、回転駆動軸にかかる回転モーメントの変動サイクルと変動幅を等しくし且つ僅少値に保持する。
【００１２】
本発明において、回転駆動軸に直接或いはフライホイール等を介して間接的に発電装置を接続して電力を得るものである。
該回転駆動軸は、公知の超電導磁気軸受を採用して回転駆動抵抗の激減を図り高効率で電力を得ることが出来る。
また回転駆動軸に一般に付設する各種の機器は制限するものでなく適宜に設置してよい。例えば、回転駆動軸2の撓まない任意の位置に、フライホイールを設けることは、モーメントシャフト機構をより円滑に回転させると共に、その回転力による電力を高効率で得る機能があり有効である。
【００１３】
また、リング軌条は、モーメントシャフト機構の回転に伴う慣性力はリング円周方向の分布が反偏心側に大きく偏るため、これによるリング変形を防止するための構造として例えばリング枠体を高強度断熱性のFRP（繊維強化プラスチック）又はステンレス製にし、その側面にドーナツ型補強板を一体的に装着するなどが揚げられる。
以上の本発明の軸力回転式発電装置を実施するための最良の形態は、次に紹介する実施例により更に詳細に説明する。
【実施例１】
【００１４】
軸力回転式発電装置の実施例１を図１〜図５に示す。
図１は軸力回転式発電装置の全体正面説明図である。
図２〜図４は、図１に示す軸力回転式発電装置の「錘回転ユニット3-1〜3-8」の１単位の詳細を示す説明図である。
図２は図１の左端の錘回転ユニット3-1の拡大正面説明図であり、図３は図２の矢視Ａ−Ａから見た側断面説明図である。図４は図２の矢視Ｂ−Ｂから見た平断面説明図である。
図５は、図１に示す各「錘回転ユニット3-1〜3-8」におけるモーメントシャフト機構210と、溝式ガイドレール102を円周配置したリング軌条100-1、100-2との相対位置関係を一図で示して、回転駆動軸2に掛かる回転モーメントを算出するための説明図である。
【００１５】
本例の軸力回転式発電装置は、基礎架構Gに組み込んだものであり、一基の回転駆動装置1と、その水平置きの回転駆動軸2を共有し並列連設した８つの垂直型の錘回転ユニット3-1〜3-8と、回転駆動軸2に連結設置した発電装置4とからなる。
錘回転ユニット3-1〜3-8の各々は、溝式ガイドレール102を側面円周に固定配列したシングル又は本例の如くツインのリング軌条100-1、100-2と、このリング軌条のツイン間の中心にこれと平行して配置したモーメントシャフト機構210とから構成する。
【００１６】
リング軌条100-1、100-2は、各々基礎架構Gに竪型に固定装着した非磁性体のリング枠体101とこれの側周に沿って横溝式の溝式ガイドレール102を固定配列したものである。溝式ガイドレール102の入り口にはグリス漏れ防止のシールパッキン103を周設してある。
前記モーメントシャフト機構210は、前記リング軌条間に配置し、その両側に装着した一対の錘ガイド機構230-1、230-2とから構成する。
【００１７】
モーメントシャフト機構210は、一対の平行モーメントシャフト211と、その両側にモーメンシャフト211を固定支持するシャフト支持端末212、213と、モーメントシャフト211の転動の回転中心側に前記モーメントシャフト211をボールベアリング216によりスライド自在に支持するスライド支持軸受体214とを設け、スライド支持軸受体214には前記回転駆動軸2に固定装着する軸受215を設けて、回転駆動軸2の回転駆動により全体が転動回転する。
モーメントシャフト機構210の直立状態以外の全転動回転中において、前記回転駆動軸2の軸心2Cは、錘ガイド機構230-1、230-2を支持するモーメントシャフト211の軸受215を介して回転駆動軸2に、回転モーメントを付与するため、リング軌条100-1、100-2の円心100Cを通る水平線HL上で円心100Cから変位させて当該軸受215部を支持するが、本例はリング軌条の直径の３分の１の位置に設定してある。
【００１８】
一対の前記錘ガイド機構230-1、230-2の一方230-1の錘保持本体231-1は、錘の前記シャフト支持端末212とをボルトナット-プレート式等の適宜な連結支持具CNで固定装着し、或いはシャフト支持端末212と一体的に構成し、他方230-2の錘保持本体231-2は、シャフト支持端末213側で前記モーメントシャフト211にボールベアリングによりシャフト長手方向にスライド自在に装着する。
【００１９】
前記各錘ガイド機構230-1、230-2は、錘保持本体231-1、231-2の両側において、支持軸235に回転自在に装着した各一対のベアリング式の被ガイドロール234を当該リング枠体101の溝式ガイドレール102の溝内に離脱しないように係合回転自由に遊嵌配置してある。
これにより被ガイドロール234は、溝式ガイドレール102と接触してモーメントシャフト機構210の回転により溝に沿って倣い回転するので、錘ガイド機構230-1、230-2はモーメントシャフト211に沿ってつまり回転半径線に沿ってスライドし回転半径を連続的に変化させ、リング枠体101に沿って円滑に偏心回転走行するのである。  
【００２０】
このように錘ガイド機構230-1、230-2は、前記モーメントシャフト211の回転と錘ガイド機構230-1、230-2の軽微な倣い回転により、錘ガイド機構230-1を、前記モーメントシャフト211自体と共にスライド支持軸受体214のベアリングガイド216に沿ってスライド移動させ、錘ガイド機構230-2を、モーメントシャフト211に沿ってスライド移動されて、リング軌条100-1、100-2との係合走行移動に伴う回転半径の連続的変化を円滑に且つ確実に追随吸収して回転するのである。
【００２１】
而して、図５において、錘回転ユニット3-1〜3-8間におけるモーメントシャフト機構210の相対配置位置は、回転駆動軸2の半回転角度（180度）内に錘回転ユニット3-1〜3-8順にP1-p1〜P8-p8で示し、それらの配置回転角度差は、22.5度に設定してある。これにより各モーメントシャフト機構210の一対の錘ガイド機構230-1、230-2は、回転駆動軸2の一回転角度（360度）内に22.5度の均等角度で１６個が配置され、それらのリング軌条の溝式ガイドレール102における被ガイドロール234の位置をP1,p1〜P8,p8で表示し、P1〜P8は錘ガイド機構230-1の被ガイドロール234でp1〜p8は錘ガイド機構230-2の被ガイドロール234の各配置角度位置である。
図５に示す条件例で、代表的な配置位置P1-p1〜P5-p5にある各錘ガイド機構からモーメントシャフト機構210を介して回転駆動軸2の軸心2cにかかる各回転モーメントP1M〜P5M(錘ガイド機構とシャフト支持端末モーメントシャフト機構の重量（一定）×回転駆動軸2の軸心２c位置Qを通る水平直径線HLに対する前記Ｐ１〜Ｐ５、p1〜p5からの垂線の交点P1c〜P5c、p1c〜p5cと軸心位置Q間の長さ）は、次式で算出する。
P1M＝(P1c−Q＝+12)−(Q−p1c＝-6) ＝+6
P2M＝(P2c−Q＝+10.5)−(Q−p2c＝-5.5)＝+5
P3M＝(P3c−Q＝+10.5)−(Q−p3c＝-5.5)＝+5
P4M＝(P4c−Q＝+7.5)−(Q−p4c＝-4.5)＝+3
P5M＝(P5c−Q＝+7.5)−(Q−p5c ＝-4.5)＝+3
これにより回転する重力の力は合計22であるが回転するための摩擦抵抗を最大-6とすると22-6＝16であり、これをモーメントシャフト機構210の回転中心位置の偏心比率（定数）6で除すると2.66となり、実質重力の力Ｗは＝2.66xで重力に回転が確認できた。
このことから回転駆動軸2の回転抵抗値、及び錘ガイド機構230-1、230-2のモーメントシャフト機構210に対するスライド抵抗値等を極力低減するのみで、モーメントシャフト機構210の個数、重量等を可変設定すれば、回転抵抗値とスライド抵抗値を減じても実質の総合回転モーメントを正の値で可能な限り大きい値にして回転することが容易に可能である。
【実施例２】
【００２２】
実施例２は図６に示すもので、実施例１に紹介したモーメントシャフト機構の変形例210と、それに伴うモーメントシャフト両側がわへの一対の錘ガイド機構230-1、230-2の装着を変えた例である。
基本的に実施例１と同一又は類似の構造のものは同一符号を付しその詳細は省略する。  
本例のモーメントシャフト機構210は、前記リング軌条100-1、100-2間に配置し、その両側側に装着した一対の錘ガイド機構230-1、230-2と実質的な重錘であるシャフト支持端末212、213とから構成する。
即ちモーメントシャフト機構210は、中央部で二重に摺動自在に嵌合した内・外シャフト401、402を有する一対の平行モーメント二重シャフト400と、内・外シャフト401、402の外側端を固定支持する錘ガイド機構230-1、230-2と、錘ガイド機構230-1、230-2に連結支持具CNにより固定装着するシャフト支持端末212、213と、モーメント二重シャフト400の転動の回転中心側に前記外シャフト402をベアリング216でスライド自在に支持するスライド支持軸受体214とを設け、スライド支持軸受体214-1には前記回転駆動軸2に固定装着する軸受215を設けて、回転駆動軸2の回転駆動により全体が転動回転する。
外シャフト402は、その先端にベアリング403を有し、これで内シャフト401の外周面との摺動抵抗を低減しガイドする。
この平行モーメント二重シャフト400の採用により、錘ガイド機構の被ガイドロール234による転動移動に伴う回転半径の連続的変化を内・外シャフト401、402で伸縮吸収して円滑に追随すると共に、錘ガイド機構から外側に突出する部分とその長さを低減して、軸受215部に、より大きい回転モーメントを付与するのである。
【実施例３】
【００２３】
実施例３は図７に示すもので、実施例１に紹介したモーメントシャフト機構の変形例210と、それに伴うモーメントシャフト両側への一対の錘ガイド機構230-1、230-2の装着をベアリング233によりスライド自在に変えた例である。
基本的に実施例1と同一又は類似の構造のものは同一符号を付しその詳細は省略する。
前記モーメントシャフト機構210は、前記リング軌条100-1、100-2間に配置し、直線状のモーメントシャフト機構210とその両側側に装着した一対の錘ガイド機構230-1、230-2とから構成する。
またモーメントシャフト機構210は、一対の平行モーメントシャフト400と、平行モーメントシャフト400外側端を固定支持すると共に当該錘ガイド機構230-1、230-2とは離間自在にしたシャフト支持端末212、213と、モーメントシャフト400の中間部を転動の回転中心としそこを固定支持する支持軸受体214とを設け、支持軸受体214には前記回転駆動軸2に固定装着する回転軸受215を設けて、回転駆動軸2の回転駆動により全体が転動回転する。
この平行モーメントシャフト400の採用により、錘ガイド機構の被ガイドロール234による転動移動に伴う回転半径の連続的変化を錘ガイド機構のみがモーメントシャフトに沿って遠近摺動して吸収追随すると共に、軸受215部に掛かる回転モーメントは前例より減少するが錘ガイド機構から外側に突出する部分とその長さを一定にしてあるので遠心力の変化量を低減して円滑な回転を維持させるのである。
【実施例４】
【００２４】
実施例４は図示していないが、実施例１に紹介したツインのリング軌条100-1、100-2の一方100-2を省略してシングルのリング軌条100-1のみとし、併せて実施例１に紹介したモーメントシャフト機構210においても、モーメントシャフト機構210のモーメントシャフト211両側に一個の錘ガイド機構230-1のみを装着したシングル軌条タイプである。
本例は、錘回転ユニットの小型化と軽量化を図ったものである。
【実施例５】
【００２５】
実施例５は、図８−１と図８−２に示す。図８−１は実施例５の側断面説明図であり、図８−２(1)〜(3)は３組のモーメントシャフト機構210-1〜210-3が各々水平状態になった際に図８−１矢視D-Dに到来の状態を示す平断面説明図である。
実施例５は３組のモーメントシャフト機構210-1〜210-3をその各回転軸部234-11〜234-13から等角間隔で設けたものである。回転軸部234-10〜234-13は回転駆動軸２に固定した軸受215に固定装着してある。
各モーメントシャフト機構210-1〜210-3は、モーメントシャフト211を当該スライド支持軸受体214-1〜214-3のベアリング216にスライド自在に装着し、モーメントシャフト211の両側に一対の錘ガイド機構230-1、230-2を装着してある。したがってこの錘ガイド機構230-1、230-2はユニットに６０度の角間隔で六個を軸受214の軸方向に並列配置している。錘ガイド機構230-1、230-2は当該支持軸235-1〜235-3の中心部により安定支持される。支持軸235-1〜235-3各々の左右両側部に、被ガイドロール234-1〜234-3を配置し、被ガイドロール234-1〜234-3は、各組毎に直径を異ならせて一対のリング軌条100-1と100-2の当該溝式ガイドレール102-1〜102-3に回転自在に装着してモーメントシャフト機構210-1〜210-3を曲り変形などの発生を防止して安定且つ安全に回動させるものである。
一対の前記錘ガイド機構230-1、230-2は錘の前記シャフト支持端末212とをボルトナット-プレート式等の適宜な連結支持具CNで固定装着し、錘ガイド機構230-1は、モーメントシャフト211の一端に固定接し、前記錘ガイド機構230-2はモーメントシャフト211の他端をボールベアリング233によりシャフト長手方向にスライド自在に装着する。モーメントシャフト機構210-1〜210-3を図6に示す二重スライドシャフトタイプにしてもよい。
このモーメントシャフト機構210-1〜210-3の採用により、錘ガイド機構230-1、230-2は、被ガイドロール234による転動移動に伴う回転半径の連続的変化を錘ガイド機構230-2自体に設けたベアリング233によるスライド機構で伸縮吸収して円滑に追随すると共に、錘ガイド機構から外側に突出する部分の長さと重量を一定にして、回転軸受215を介して回転駆動軸２に、起伏の少ない略連続した大きい回転モーメントを付与するのである。これで錘回転ユニット数を大幅に低減することができる。
【実施例６】
【００２６】
実施例６は図９に1ユニット分を示すもので、基本的に実施例２と同一又は類似の構造のものは同一符号を付しその詳細は省略する。
実施例６は、少ないモーメントシャフト機構210列で円滑な連続回転が維持するため、各ユニット毎に、モーメントシャフト機構210が水平状態になった時点で下方に押し込む力を作用させて磁気反発式の押し下げ回転加速手段を、ツインのリング軌条100-1、100-2間に、設置したものである。
更に、本例は、断面して示す如く、モーメントシャフトの一端部を一方の錘ガイド機構230-1内に納めたベアリングにスライドシフト自在に装着し、モーメントシャフトの他端部を他方の錘ガイド機構230-1に連結固定装着して、被ガイドロール234による転動移動に伴う回転半径の連続的変化に円滑に追随してスライド吸収すると共に、錘ガイド機構から外側に突出する部分の長さと重量を一定にして、回転軸受215を介して回転駆動軸２に、起伏の少ない略連続した大きい回転モーメントを付与するのである。これで前記回転加速手段の作用とも相まって、錘回転ユニット数を大幅に低減することもできる。
そこで前記磁気反発式の押し下げ回転加速手段は、シャフト支持端末212、213を好ましくは磁化し難い非磁性体とし、その端部に永久磁石212Ｍ、213Ｍを設けると共に、モーメントシャフト機構210が水平状態になった時点おける最長半径（モーメントシャフト機構の回転中心Qと被ガイドロール234の中心Pc1との間の長さ）側に到来のシャフト支持端末の前記当該永久磁石（212Ｍ、213Ｍ）と対面する位置に電気磁石ＥＭＤcを配置する。
永久磁石212Ｍ、213Ｍは、磁極Ｓを外側に磁極Ｎを内側にして配置し、電気磁石ＥＭＤの制御は、各永久磁石212Ｍ、213Ｍとの対面側を対面時に磁極Ｓに励磁し通過直後にオフにするタイミング制御手段を有する。この電気磁石は永久磁石の回転方向に沿って電気磁石ＥＭc単数のみ又はその上下に複数個を図示の如く電気磁石ＥＭＤc-1、ＥＭＤc+1と配列してよい。この複数個の前記励磁とオフのタイミング制御は、永久磁石の回転角度位置センサー等からの信号に基くパルススイッチング駆動等により電気磁石ＥＭＤc-1、ＥＭc、ＥＭＤc+1の順でリレー制御するとよい。
【実施例７】
【００２７】
実施例７を図１０、図１１に示す。実施例７は図９に示す実施例６の変形例であり、実施例６と同一又は類似の構造のものは同一符号を付しその詳細は省略する。
実施例７は、ツインのリング軌条100-1、100-2の構造と、これに錘ガイド機構230-1、230-2各々の両側部を装着する構造を変えた例である。
ツインのリング軌条100-1、100-2は非磁性体のリング枠体101の対面側に凸状のガイドレール102aを形成し、錘ガイド機構230-1、230-2の両側部には、前記ガイドレール102aを挟み回転接触する３個のベアリング式の被ガイドロール234-1〜234-3を主構成とする被ガイドロール機構を装着する。被ガイドロール機構は、当該錘ガイド機構の中央部に軸シャフト234aを配置しその両側部にガイドレール102aの内周面に接触する被ガイドロール234-1を設けると共に二等辺三角形状又は円弧状の支持アーム234ｂの基部（二等辺三角形の頂部又は円弧中心部）を回転可能に装着し、支持アーム234ｂの先部（二等辺三角形の底辺部又は円弧の円弧側）にガイドレール102aの外周面に軽く接触する２個の被ガイドロール234-2、234-3を配列したものである。
この被ガイドロール機構により図１１に示すように、回転中心点Qがリング軌条100-1、100-2の中心100ｃから偏位したモーメントシャフト機構210が回転しても、いずれの回転角度位置においても、被ガイドロール234-2、234-3は、被ガイドロール234-1の中心とリング軌条100-1、100-2の中心100ｃとを結ぶリング半径線ｒの前後の均等位置に存在してガイドレール102aに沿って円滑に回転作動して、錘ガイド機構230-1、230-2を軽負荷で転動ガイドすることができるものである。高速回転中は、錘ガイド機構などの遠心力によりガイドレール102aの内周面に被ガイドロール234-1が強く接触し、ガイドレール102aの外周面側の被ガイドロール234-2、234-3は軽く接触するか殆ど浮いた状態となる。
【００２８】
以上本発明の実施例を６例ほど紹介したが、これらの例の他に、各例のいろいろな組み合わせや単純化を任意にした例が存在することは自明であり、それらは本発明の技術思想を悦脱するものではなく自由に実施することができる。
また回転機構に一般に付設する各種の機器は制限するものでなく適宜に設置してよい。例えば、回転駆動軸2の撓まない任意の位置に、フライホイールを設けることは、モーメントシャフト機構210をより円滑に回転させる機能があり有効である。
また、ツインのリング軌条100-1、100-2も、モーメントシャフト機構210の回転に伴う慣性力はリング円周方向の分布が反偏心側に大きく偏るため、これによるリング変形を防止するための構造例えばリング枠体をステンレス製にし、その側面にドーナツ型補強板を一体的に装着するなどが揚げられる。
【産業上の利用可能性】
【００２９】
本発明は、上述のように優れた作用効果を呈するものであり、クリーンエネルギー技術として、大幅なコスト低減及びメンテナンスフリー発電を手軽に実現し、各種産業に広く普及し活用される軸力回転式式発電装置である。
【図面の簡単な説明】
【００３０】
【図１】実施例１における軸力回転式発電装置の全体正面説明図である。
【図２】図１の左端の錘回転ユニット3-1の拡大正面説明図であるる。
【図３】図２の矢視Ａ−Ａから見た側断面説明図である。
【図４】図２の矢視Ｂ−Ｂから見た平断面説明図である。
【図５】図１に示す各「錘回転ユニット3-1〜3-8」におけるモーメントシャフト機構210とリング軌条100-1、100-2との相対位置関係を一図で示した説明図である。
【図６】実施例２の側断面説明図である。
【図７】実施例３の側断面説明図である。
【図８−１】実施例５の側断面説明図である。
【図８−２】(1)〜(3)は３組のモーメントシャフト機構210-1〜210-3が各々水平状態になった際に図８−１矢視D-Dに到来の状態を示す平断面説明図である。
【図９】実施例６の側断面説明図である。
【図１０】実施例７を示し図１１の矢視C-Cからの側断面説明図である。
【図１１】図１０の矢視D-Dからの平断面説明図である。
【符号の説明】
【００３１】
2             回転駆動軸
3-1〜3-8      錘回転ユニット
4             発電装置
100-1、100-2  リング軌条
101           リング枠体
102           溝式ガイドレール
210           モーメントシャフト機構
211           モーメントシャフト
212、213      実質が錘であるシャフト支持端末
214           スライド支持軸受体
215           軸受
230-1、230-2  錘ガイド機構
231-1、232-1  錘保持本体
234           被ガイドロール
400           モーメント二重シャフト
【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】
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【図７】
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【図８−１】
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【図８−２】
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【図９】
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【図１０】
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【図１１】
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