(57)【要約】【課題】  水中での浮力と空気中での重量に基づくトルクで回転する回転駆動装置の提供。【解決手段】  回転体１は水槽内に回転自在に支持され、該水槽２は上記回転体１の中心を通る仕切り４によって仕切られ、仕切られた一方の空間５には水が満たされ、他方の空間６は空状態とし、そして、上記回転体１の外周部には複数の重り部９，９・・・を等間隔で配置すると共に、重り部９，９・・・の間には中空部１０，１０・・・を形成し、上記水が満たされている側で発生する浮力と水が無い側での重り部９の重量に基づくトルクにて回転体が回転する。【選択図】    図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
回転体が回転する回転駆動装置において、回転体は水槽内に回転自在に支持され、該水槽は上記回転体の中心を通る仕切りによって仕切られ、仕切られた一方の空間には水が満たされ、他方の空間は空状態とし、そして、上記回転体の外周部には複数の重り部を等間隔で配置すると共に、重り部の間には中空部を形成し、上記水が満たされている側で発生する浮力と水が無い側での重り部の重量に基づくトルクにて回転体が回転することを特徴とする回転駆動装置。
【請求項２】
上記回転体を水槽に設けた支持軸にて支持した請求項１記載の回転駆動装置。
【請求項３】
上記回転体を外周に配置した複数のローラで支持した請求項１記載の回転駆動装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は浮力と重りを利用して回転体が中心軸を中心に回転する回転駆動装置に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
回転駆動装置としてもっとも一般的なものはモーターである。該モーターは中心部に回転するローターを軸支し、ローターの外周には複数の磁石を配置した構造としている。そして、上記ローターにコイルを巻いて電磁石を構成することで、外周の磁石との間で作用する磁気力にて上記ローターは回転することが出来る。すなわち、モーターとは電気エネルギーを機械エネルギーに変換することが出来る回転駆動装置である。
【０００３】
水車は水の流れを利用して回転することが出来る。水力発電装置の水車は高所から高速で流れ落ちる水が羽根に当って水車は高速で回転し、この水車と連結している発電機を回転駆動することが出来る。すなわち、水車は水流の運動エネルギーを回転運動エネルギーに変換することが出来る。
【０００４】
また、タービンの場合には、ノズルから噴き出す蒸気が羽根に当って回転するように構成している。火力発電や原子力発電の場合には、水を沸騰して発生する蒸気を利用してタービンを回転し、このタービンにて発電機が回転駆動される。このように、回転体が回転する手段は色々存在しているが、モーターは電力を消費し、水車は水流を必要とし、タービンは蒸気が必要となる。
【０００５】
本発明の回転駆動装置は、浮力と重力を利用することで回転体が回転するように構成したものであるが、特開２０１１−１９０７８９号に係る「動力発生装置」も、浮力と重力を用いて回転する装置である。
すなわち、回転軸に放射状に伸びて設けられ、長さ方向に伸縮自在な伸縮支持機構と、伸縮支持機構の先端部に固定され、内部が閉鎖されて両面が楕円盤面の中空体よりなる浮遊体と、浮遊体の近傍で伸縮支持機構に回転自在に設けられたローラとから構成された回転体と、ローラが回転する軌跡に沿って設けられ、伸縮支持機構の伸縮を調整する内側ガイドレール及び外側ガイドレールとを備え、浮遊体は楕円盤面が中央部に向かうに従って突出した曲面に形成され、楕円盤面の短径側が回転軸の回転方向で、長径側が浮遊体の回転移動方向の接線に対して交差する方向に向くように配設されている。
【０００６】
特開２００５−１２７２９６号に係る「エネルギー発生装置及び該エネルギー発生装置を使用した発電方法」は、小さな波から巨大波まで、あらゆる波のエネルギーを取りこみ、波のエネルギーを空気（風）のエネルギーに変換して発電するエネルギー発生装置である。
そこで、浮き体の浮力を利用してプーリーを回転させ、プーリーの回転をクランク軸等で上下運動に変換し、クランク軸等に取りつけた錘で空気ポンプ又は油圧シリンダーのピストンを押し出し、圧縮空気を吐出し、この高圧空気を一旦高圧空気貯蔵タンク等に貯蔵し、適宜吐出して風力発電機のタービンを回し発電することが出来る。
【０００７】
【特許文献１】特開２０１１−１９０７８９号に係る「動力発生装置」
【特許文献２】特開２００５−１２７２９６号に係る「エネルギー発生装置及び該エネルギー発生装置を使用した発電方法」
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００８】
このように浮力と重力を利用して回転体を回転させる方法は色々知られている。本発明も浮力と重力を利用し、しかも簡単な構造にて回転体が回転することが出来るように構成した回転駆動装置を提供する。
【課題を解決するための手段】
【０００９】
本発明に係る回転駆動装置は、中心を基点として回転する回転体を有し、該回転体には外周に沿って複数の中空部と重り部を設け、各中空部及び重り部は交互に等間隔で配列して設けている。該中空部は閉じた空間とし、空気や水の侵入は出来ないように密封されている。ここで、回転体の形状は特に限定はしないことにする。
【００１０】
そして、該回転体は水槽内に入れられ、該水槽には上下方向に起立する仕切りが起立し、該仕切りの位置は回転体の中心としている。その為に、仕切りには穴が貫通して回転体は仕切りの穴を通過して回転することが出来るようにしている。水槽には上記仕切りの一方側空間に水が満たされ、他方側の空間に水が漏れないようにシールしている。すなわち、回転体の半分は水中に配置され、他の半分は空中に配置位置している。
【発明の効果】
【００１１】
このように、回転体の半分が水中に存在することで、水の浮力が作用する。特に密閉した中空部には大きな浮力が働き、この浮力によって回転軸を中心としたトルクを発生する。一方、空中に存在する回転体の反対側では、所々に取付けた重り部の重量が下方に働いて、この重量による下向きの力は回転軸を中心としたトルクを発生する。
すなわち、浮力に基づく回転トルクと重りに基づく回転トルクが合算して、回転体は回転することが出来る。すなわち、特別な動力を用いることなく、浮力と重力の作用を動力源として回転体は回転する。
【図面の簡単な説明】
【００１２】
【図１】本発明に係る回転駆動装置を示す実施例。
【図２】回転体の縦断面を示す実施例。
【図３】本発明の回転駆動装置を示す他の実施例。
【発明を実施するための形態】
【００１３】
図１は本発明に係る回転駆動装置を示す実施例であり、同図の１は回転体、２は水槽、３は支持軸、４は仕切りを夫々表している。回転体１は支持軸３を中心として回転出来るように軸支され、この回転体１は水槽２に収容されている。そして、該水槽２は上記仕切り４にて仕切られ、該仕切り４は回転体１の中心となる支持軸３に位置して起立している。
【００１４】
そこで、水槽２は仕切り４にて２分され、一方の空間５には水が満たされ、他方の空間６は空の状態と成っている。回転体１は外周のリング部７と内側の中板８を有し、中板８の中心に設けた軸受け１１が支持軸３に嵌って回転体１を回転可能に支持している。すなわち、図２に断面を示しているように、中板８の中心に設けた軸受け１１は水槽２に取着している支持軸３に軸支されている。
【００１５】
ところで、上記回転体１のリング部７には重り部９１，９２・・・と中空部１０１，１０２・・・を有し、重り部９と中空部１０は交互に配置されている。そこで、中空部１０１には浮力Ｆ１が発生し、重り部９１にも浮力Ｑ１が発生する。そして、重り部９１の材質は限定しないが、所定の重量を有している為にその重量Ｗ１が下方へ働く。結果的に重り部９１ではＱ１−Ｗ１の浮力が発生する。
【００１６】
ここで、中空部１０１，１０２・・・はその容積が均一であるが、水深の深い下側ほど発生する浮力Ｆ１，Ｆ２・・・は大きく、また重り部９１，９２・・・の体積は均一であることから、重り部９１，９２・・・の重量Ｗ１，Ｗ２・・・は等しい。同じく、重り部９１，９２・・・に発生する浮力Ｑ１，Ｑ２・・・は水深の深い下側ほど大きくなる。ところで、中空部１０１に発生する浮力Ｆ１は支持軸３を中心としたモーメントを発生し、このモーメントは浮力Ｆ１の中心と支持軸３を含む仕切り４までの距離Ｌ１の積となる。
【００１７】
すなわち、Ｍ１＝Ｆ１×Ｌ１となる。同じく、中空部１０２に発生する浮力Ｆ２によって発生するモーメントはＭ２＝Ｆ２×Ｌ２となる。中空部１０３に発生する浮力Ｆ３によって発生するモーメントはＭ３＝Ｆ３×Ｌ３、さらに中空部１０４に発生する浮力Ｆ４によって発生するモーメントはＭ４＝Ｆ４×Ｌ４と表わされる。
ここで、浮力Ｆ１，Ｆ２，Ｆ３・・・は水深によって異なると共に、仕切り4までの距離Ｌ１，Ｌ２，Ｌ３・・・が異なることで、発生するモーメントＭ１，Ｍ２，Ｍ３・・・は違ってくる。
【００１８】
一方、重り部９１には浮力Ｑ１と重量Ｗ１が発生し、Ｗ１−Ｑ１が下方へ作用し、その結果、反時計方向のモーメントｍ１＝（Ｗ１−Ｑ１）×ｌ１が発生する。
ここでｌ１は重り部９１の重心から仕切りまでの距離
同じように、重り部９２及び重り部９３にも反時計方向のモーメント
ｍ２＝（Ｗ２−Ｑ２）×ｌ２
ｍ３＝（Ｗ３−Ｑ３）×ｌ３
が発生するようになる。
【００１９】
そして、図１における仕切り４の右側の空間６には水は満たされていない。そこで、中空部１０５、１０６，１０７，１０８に浮力は発生しない。同じく重り部９５，９６，９７にも浮力は発生しない。しかし、これら重り部９５，９６，９７の重量Ｗ５，Ｗ６，Ｗ７は作用し、これら重量Ｗ５，Ｗ６，Ｗ７に基づくモーメントが発生する。すなわち、
Ｍ５＝Ｗ５×Ｌ５、Ｍ６＝Ｗ６×Ｌ６、Ｍ７＝Ｗ７×Ｌ７となる。
【００２０】
ところで、仕切り４の左側では、重り部９１，９２，９３の重量Ｗ１，Ｗ２，Ｗ３は反時計方向のモーメントとして作用するが、その他の浮力Ｆ１，Ｆ２・・・、Ｑ１，Ｑ２・・・に基づくモーメントは、すべて時計方向のモーメントとして発生する。従って、回転体１は時計方向に回転することが出来る。ただし、同図において仕切り４の上に位置する重り部９４，９８はモーメントを発生しない。
【００２１】
ここで、仕切り４は回転体１のリング部７と中板８、及び軸受け１１が回転移動するように切欠かれているが、左側空間５に満たしている水が漏れないようにしている。すなわち、シールされているが、リング部７、中板８、及び軸受け１１が回転移動するに際して大きな摩擦抵抗を生じないようにすることが重要となる。
【００２２】
前記実施例の回転体１は水槽２に設けた支持軸３に軸受け１１を介して回転出来るように軸支されている。その為に、仕切り４には中板８と軸受け１１が回転移動する為の切欠きを形成する必要がある。そこで、回転体１が回転出来るように支持する為に、外周に複数の支持ローラを配置することも可能である。図３は複数の支持ローラ１２，１２・・・にて回転体1が支持されている場合を示している。
【００２３】
上記支持ローラ１２，１２・・・は回転体１の下側２ヶ所と上側２ヶ所に軸支され、回転体１の回転と共に回転することが出来る。そこで、該回転体１はリング形態を形成して中板８を有していない為に、仕切り４にはリング部７が通過出来る穴を設けている。勿論、該穴から水漏れを生じないようにシールされているが、完全に水漏れを防止することが出来なくても、空間６に水が溜まって回転体１のリング部７が水に浸らないように排水すれば、回転体１の回転運動上は問題ない。
【符号の説明】
【００２４】
１   回転体
２   水槽
３   支持軸
４   仕切り
５   空間
６   空間
７   リング部
８   中板
９   重り部
10   中空部
11   軸受け
12    支持ローラ
【図１】
2014025450.tif 000003
【図２】
2014025450.tif 000004
【図３】
2014025450.tif 000005