(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
水槽中に並列して設けた２つの空気溜と、それぞれの上方に昇降可能に設けたフロートと、これら２つのフロートを相補連結して回転する従動軸とからなる動力装置であって、
上記空気溜は、空気を内部に充填するための給気部とフロートの最下位位置で開放して充填した空気を送り出す送出弁を備え、
上記フロートは、下側を開口する略釣鐘状をなして空気溜の送出弁から空気を受けるとともに、受けた空気をフロートの上昇位置で、開放弁の上方に突出した下垂状の作用部により開放する開放弁をその頂部に備え、
上記従動軸は、その両端に取付けた小歯車と、この小歯車と噛み合いつつ、自転することなく回転アームとともに従動軸のまわりを公転する大歯車と、この大歯車を保持する回転アームとからなる遊星機構を備え、その大歯車に連結アームを回動可能に設け、この連結アームの下端にフロートを上下動可能に連結したことを特徴とする動力装置。
【請求項２】
前記空気溜の給気部は各フロートの上昇動作に応じて供給先を切り替える給気制御部を備え、前記空気溜の送出弁は従動軸の回動角度に応じて動作する開閉制御部を備え、前記フロートの開放弁はその上昇位置に応じて動作する開閉制御部を備えることを特徴とする請求項１記載の動力装置。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、浮力を介して動力を得るための動力装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】
従来、各種の動力装置が用いられており、それらは、例えば、原子力・火力・風力・波力・地熱・太陽熱等を動力源として必要な動力出力を得るものであった。
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、上記動力装置は次のような問題点がある。例えば、火力は環境汚染を生じ、水力・風力・波力・地熱は設置場所が限定され、太陽熱は晴天時の昼間に限定され、また、原子力は廃棄物処理をはじめ、軽微な故障でも取り返しの付かない環境破壊を招く場合があることから、地球環境を維持しつつ産業・生活に必要な動力を賄うには問題がある。
【０００４】
本発明の目的は、環境への影響を最小限度に抑えつつ、必要なタイミングで効率的に必要な動力を得ることのできる動力装置を提供することにある。
【０００５】
【課題を解決するための手段】
上記課題を解決するために、水槽中に並列して設けた２つの空気溜と、それぞれの上方に昇降可能に設けたフロートと、これら２つのフロートを相補連結して回転する従動軸とからなる動力装置であって、上記空気溜は、空気の供給を受けるための給気部と、貯溜した空気を所定のタイミングで送り出す送出弁を備え、かつ、上記フロートは、下方に開口する略釣鐘状をなして空気溜の送出弁から空気を受けるとともに、受けた空気を所定のタイミングで開放する開放弁をその頂部に備える動力装置を構成する。
【０００６】
上記構成の動力装置の空気溜は給気部から送気を受けてその内部に貯溜し、一定のタイミングでその送出弁からフロートに空気を移行し、その浮力によってフロートが上昇し、頂部の開放弁を開けることによって水槽内を下降して元に戻る。２つのフロートを従動軸に相補連結し、タイミングをずらして交互に昇降動作させることにより、従動軸が連続的に回動されて回転動力を得ることができる。
上記従動軸は、その両端に取付けた小歯車と、この小歯車と噛み合いつつ、自転することなく回転アームとともに従動軸のまわりを公転する大歯車と、この大歯車を保持する回転アームとからなる遊星機構を備え、その大歯車に連結アームを回動可能に設け、この連結アームの下端にフロートを上下動可能に連結することにより、従動軸から高速回転出力を得ることができる。
【０００７】
前記空気溜の給気部は各フロートの上昇動作に応じて供給先を切り替える給気制御部を備え、前記空気溜の送出弁は従動軸の回動角度に応じて動作する開閉制御部を備え、前記フロートの開放弁はその上昇位置に応じて動作する開閉制御部を備えることにより、複雑な制御を要することなく、簡易な構成によって連続動作が可能となる。
【０００８】
【発明の実施の形態】
上記発明の実施の形態について以下に図面を参照しつつ説明する。
図１は、本発明の動力装置の内部構成を示す透視図、図２はそのＡ矢視図である。
動力装置１は、水槽２のフレーム２ａ上部に回転動力を取出すための従動軸３を回転可能に軸支し、この従動軸３に相補連結して昇降動作する２つのフロート４、４と、これら２つのフロート４、４に交互に空気を送る空気溜５、５を水槽２中に並列に設けて構成する。
【０００９】
従動軸３は、中央の出力用のスプロケット６と、その両側端に固定した小歯車７、７を備え、この小歯車７、７と噛み合うように大歯車８、８を回転アーム９に回転可能に保持してなる遊星式の増速機構を備え、その大歯車８、８に連結アーム１０、１０を回動可能に固定し、その下端部に各フロート４、４を連結する。上記大歯車８、８は、自転することなく小歯車７、７と噛み合いつつ、回転アーム９とともに従動軸３のまわりを公転する。
【００１０】
各フロート４、４は、下方に開口して空気を保持しうる懐を形成した略釣鐘状をなし、その頂部に空気抜きのための開放弁１１、１１を備える。このフロート４、４を水槽２の内面に縦方向に設けたガイドレール１２、１２とスライド部１２ａ，１２ａで嵌合し、ガイドレール１２、１２に沿ってそれぞれ昇降可能に構成する。空気を受けた各フロート４、４はガイドレール１２、１２に沿って上昇し、開放弁１１、１１の制御により下降を行う。
【００１１】
開放弁１１、１１の上方には、図２に示す下垂状の作用部１３、１３を突出する。この作用部１３、１３は開放弁１１、１１の開閉制御部をなし、フロート４、４が上昇した時に開放弁１１、１１に作用することによって開放弁１１、１１を開成し、各フロート４、４を下降動作させる。
【００１２】
空気溜５、５は、水槽２の外に設けた図２に示すターボブロア等の送風機１４ａによる給気部１４を備え、この給気部１４を介して受けた送気を内部に貯溜する一方、この空気を所定のタイミングで水中に送り出す大口径の送出弁１５、１５をその頂部に備え、この送出弁１５、１５から空気を受け渡しするべく、各フロート４、４が下降した位置でその開口内に嵌まり込むように構成する。
【００１３】
送出弁１５、１５の直下にその開閉制御機構をなす開閉レバー１６、１６を備え、この開閉レバー１６、１６と一体のロッド１６ａ、１６ａを上下動作可能に軸受１７ａ、１７ｂで支持し、その上端にカムガイド１８、１８を固定する。このカムガイド１８、１８は、上記回転アーム９、９の回転半径内に配置するとともに、同カムガイド１８、１８に作用するローラー１９、１９を各回転アーム９、９の端部に設ける。
【００１４】
図３は、図２のＢ−Ｂ断面図である。
両フロート４、４は、その頂部に開放弁１１、１１を配置するとともに中央に連結アーム９、９を連結する。また、フロート４、４は、その両端部でそれぞれガイドレール１２、１２に嵌合し、このガイドレール１２、１２に沿って昇降可能に水槽２内に並列配置する。両フロート４、４の間にはダクト３１、３１とロッド１６ａ，１６ａを上下方向に配置する。
【００１５】
図４は、図２のＣ−Ｃ線断面図である。
水槽２の底部に両空気溜５、５に臨む給気口３２、３２を開口し、この給気口３２、３２は、ダクト３１、３１を介して給気部１４と連通する。また、ロッド１６ａ，１６ａの下端から各空気溜５、５の中央直下まで延びる開閉レバー１６、１６は各空気溜５、５の送出弁１５、１５と連結する。
【００１６】
図５は、図２のＤ−Ｄ線断面図である。
給気部１４は、途中から２本のダクト３１、３１に分岐して２つの空気溜５、５にそれぞれ給気する。その分岐点に流路を択一的に切替える切替部３３を設け、その切替レバー３４に作用する作用部３５、３５を各フロート４、４に設ける。
【００１７】
上記作用部３５、３５は空気溜５の給気制御部をなし、それぞれのフロート４、４の上昇位置で切替部３３の切替レバー３４に交互に作用し、切替部３３によってそれぞれの側のダクト３１、３１に給気が切替えられ、上昇したフロート４と対応する側の空気溜５に給気される。
この給気の切替えと同時に、それぞれのフロート４、４の上昇位置において、開放弁１１、１１がその上方の作用部１３、１３によって開成され、フロート４、４は空気抜きされて下降動作を開始する。
【００１８】
図６は、空気溜の送出弁の開閉制御機構の動作説明図である。
ロッド１６ａの上端のカムガイド１８は回転アーム９の回転半径の範囲内に位置し、同回転アーム９の端部に備えたローラー１９の通過に応じて下降動作を行う。
【００１９】
回転アーム９は送出弁１５の開閉制御部をなし、回転アーム９の回転によるカムガイド１８の下降動作のタイミングは、ローラー１９の最下位点を最大ストロークとする一定の角度範囲、すなわち、フロート４の最下位点の前後の一定の範囲であり、その間において、カムガイド１８と一体のロッド１６ａおよびロッド１６ａの下端の開閉レバー１６を介して空気溜５の送出弁１５が開成する。この送出弁１５の開成により、空気溜５の内部の空気がフロート４側に送出され、フロート４に浮力を発生する。
この場合、大口径の送出弁を用いることにより、所定の浮力を短時間で発生することができるので、従動軸から大きな出力を得ることができる。
【００２０】
図７は、本発明の動力装置の動作説明図である。
フロート４は、図（Ａ）に示す最下位位置で送出弁１５が開成され、空気溜５から空気を受けて浮力を生じ、上昇行程が開始する。この上昇動作により連結アーム１０を介して従動軸３を回動することにより、浮力が回転力に変換される。
【００２１】
次に、図（Ｂ）に示す最上位位置までフロート４が上昇し、この上昇位置において、空気溜５に給気を開始するとともに開放弁１１を開成して下降行程が開始し、図（Ｃ）のように、フロート４は開放弁１１を開成したまま下降抵抗を抑えて元の最下位位置に向かう。
【００２２】
隣接する２つのフロート４、４は、一方が図（Ａ）の最下位位置の時に他方が図（Ｂ）の最上位位置の関係をなし、交互にその立場を入れ替えて互いに補い合って滑らかな連続動作を行うことができる。
なお、上記開放弁１１に代えて圧力によって開閉制御されるフロートバルブを用いることによっても同様の作用効果を得ることができる。
【００２３】
【発明の効果】
本発明の動力装置は以下の効果を奏する。
上記構成の動力装置の空気溜は給気部から送気を受けてその内部に貯溜し、一定のタイミングでその送出弁からフロートに空気を移行し、その浮力によってフロートが上昇し、頂部の開放弁を開けると水槽内を下降して元に戻る。２つのフロートを従動軸に相補連結し、タイミングをずらして交互に昇降動作させることにより、従動軸が連続的に回動されて回転動力を得ることができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の動力装置の内部構成を示す透視図
【図２】図１のＡ矢視図
【図３】図２のＢ−Ｂ断面図
【図４】図２のＣ−Ｃ線断面図
【図５】図２のＤ−Ｄ線断面図
【図６】空気溜の送出弁の開閉制御機構の動作説明図
【図７】本発明の動力装置の動作説明図
【符号の説明】
１    動力装置
２    水槽
３    従動軸
４    フロート
５    空気溜
７    小歯車
８    大歯車
９    回転アーム（開閉制御部）
１０    連結アーム
１１    開放弁
１３    作用部（開閉制御部）
１４    給気部
１５    送出弁
１６    開閉レバー
１８    カムガイド
３３    切替部
３４    切替レバー
３５    作用部（給気制御部）
【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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