(57)【要約】【課題】起動当初の円形回転体の不安定状態による自動的な起動に始まり、以後外部エネルギの供給を一切なくして、自動運転を継続可能にする。【解決手段】複数段の円形回転体５〜８に並設された長短２枚の板ばねＡ、Ｂと、これらに対向する２個のマグネット１４ａ、１４ｂ〜１７ａ、１７ｂとを一組として、各組の板ばねＡ、Ｂとマグネット１４ａ、１４ｂ〜１７ａ、１７ｂが、円形回転体５〜８ごとに円周方向に所定角度ずつオフセットされてなり、各組のマグネット１４ａ、１４ｂ〜１７ａ、１７ｂによる板ばねＡ、Ｂの引き込み動作を連続させるように構成してなる。【選択図】図１
2006314153.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
１本の回転軸に取り付けられた複数段の円形回転体と、これらの円形回転体の外周に中央部付近が固定され、一方が他方より長く、一方の回転方向端が他方の回転方向端より回転方向側に突出し、一方および他方の回転方向端とは反対側の各反対方向端の位置が一致するように並設された長短２枚の板ばねと、前記長短２枚の板ばねに略対向するように、前記各円形回転体の周辺に２個ずつ配置され、前記一方の板ばねの回転方向端と他方の板ばねの回転方向端とのずれ量分離れて設置されたマグネットと、を備え、前記各円形回転体に並設された長短２枚の板ばねと、これらに対向する２個のマグネットとを一組として、各組の板ばねとマグネットが、円形回転体ごとに円周方向に所定角度ずつオフセットされてなり、各組のマグネットによる板ばねの引き込み動作を連続させることを特徴とする動力発生装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、複数のマグネットにより複数の板ばねを順次引き込ませることにより、円形回転体に回転力を継続的に発生させる動力発生装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来の発電システムとしては、発電機を油圧動力源や内燃機関、あるいはモータを外部動力源として駆動するものが一般的に知られ、このために、その外部動力源として、前記発電機の容量に対応する駆動出力を有するものが必要になる（例えば、特許文献１参照）。
【特許文献１】特開平８-２８２７８０号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００３】
しかしながら、かかる従来の発電システムにあっては、外部動力源として発電機の容量に応じて大掛かりな設備が必要になり、省エネルギ対策上不利であり、また運転コストや管理コストが高くつくという問題があった。
【０００４】
本発明は、前記のような問題を解決するものであり、起動当初の円形回転体の不安定状態による自動的な起動に始まり、以後も外部エネルギの供給を一切なくして、自動運転を継続可能とすることができる動力発生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】
【０００５】
前記目的達成のために、本発明にかかる動力発生装置は、１本の回転軸に取り付けられた複数段の円形回転体と、これらの円形回転体の外周に中央部付近が固定され、一方が他方より長く、一方の回転方向端が他方の回転方向端より回転方向側に突出し、一方および他方の回転方向端とは反対側の各反対方向端の位置が一致するように並設された長短２枚の板ばねと、前記長短２枚の板ばねに略対向するように、前記各円形回転体の周辺に２個ずつ配置され、前記一方の板ばねの回転方向端と他方の板ばねの回転方向端とのずれ量分離れて設置されたマグネットと、を備え、前記各円形回転体に並設された長短２枚の板ばねと、これらに対向する２個のマグネットとを一組として、各組の板ばねとマグネットが、円形回転体ごとに円周方向に所定角度ずつオフセットされてなり、各組のマグネットによる板ばねの引き込み動作を連続させることを特徴とする。
【０００６】
前記構成により、各円形回転体のうちのいずれかの外周に固定されている２枚の板ばねが、これらに最も近い各一のマグネットに撓みながら応動して一方向に引き込まれるため、この起動当初の不安定状態から、円形回転体は自力で駆動を開始する。
【０００７】
このとき、２枚の板ばねの各回転方向端は、これらを引き込む各一のマグネットに対し同一距離にあり、２枚の板ばねは、対向する各一の、つまりこれら２つのマグネットに引き込まれて大きく撓み、円形回転体は大きな駆動力を受けて、回転を始める。
【０００８】
一方、２枚の板ばねが対向する前記各マグネットから遠ざかろうとする場合には、一方の（長い方）の板ばねが、回転方向端とは反対側の反対方向端部付近がまだマグネットに正対しているときに、他方（短い方）の板ばねは、対向するマグネットから離れようとして、その反対方向端部がこのマグネットからこの反対方向端部を引き戻そうとする反対方向の引き込み力を受ける。
【０００９】
しかし、この反対方向の引き込み力は、前記２つのマグネットによる板ばねの前記引き込み力の２分の１であるため、円形回転体の回転は何ら妨げられない。
【００１０】
この動作が円形回転体ごとに順次引き継がれることで、全ての円形回転体は次々に回転付勢され、回転軸は回転を自動的に継続することとなる。また、この回転の自動継続により、回転数および回転トルクが徐々に上昇し、遂には発電機を介して電力を回収したり、動力機械を作動させたりすることが可能になる。
【発明の効果】
【００１１】
本発明の動力発生装置は、長短２枚の板ばねに略対向するように、各円形回転体の周辺に、一方の板ばねの回転方向端と他方の板ばねの回転方向端とのずれ量分離れて２個ずつのマグネットを配置し、各円形回転体に並設された長短２枚の板ばねと、これらに対向する２個のマグネットとを一組として、各組の板ばねとマグネットを、円形回転体ごとに円周方向に所定角度ずつオフセットさせることにより、起動当初の円形回転体の不安定状態による自動的な起動に始まり、以後も、外部エネルギの供給なしに、自動運転を継続することができるという効果が得られる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１２】
以下、本発明の実施の形態による動力発生装置を、図について説明する。図１は、本実施の形態による動力発生装置を一部破断して示す斜視図である。同図において、符号１は基台であり、該基台１上には、１本の回転軸（ここでは、垂直軸）２が水平回転自在に設置されている。なお、回転軸２の上端は、基台１の側面にボルト３により固定された略コ字状のフレームＦに、軸受４を介し回転自在に支持されている。
【００１３】
前記回転軸２には、複数段の円形回転体として４段のドラム５、６、７、８が、上下方向に一定間隔を保って取り付けられている。従って、前記各ドラム５〜８は、回転軸２とともに同時に回転可能である。なお、前記各ドラム５〜８は各主の金属材料や合成樹脂材料により一体形成されており、必要に応じ５段以上設けることもできる。
【００１４】
前記各ドラム５〜８には、円周を４等分する各１箇所に、水平方向に長い長短２本ずつの帯状の板ばねＡ、Ｂが、上下に並列するように取り付けられている。前記板ばねＡ、Ｂは、これらの中央部付近の２箇所に止め部材９により止着されている。
【００１５】
前記止め部材９による各ドラム５〜８への取り付けによって、板ばねＡ、Ｂは、止め部材９，９間ではドラム５〜８の外周の円弧面に沿うように円弧状となり、両端は自身のばね伸張力により、真直ぐに伸びた状態となっている。
【００１６】
前記止め部材９により各ドラム５〜８に取り付けられた板ばねＡ、Ｂのうち、板ばねＡは板ばねＢよりも長く、板ばねＡの回転方向端は板ばねＢの回転方向端よりも、図示のように回転方向側に所定長突出している。一方、板ばねＡおよび板ばねＢの回転方向端とは反対側の反対方向端は、等しい長さでカットされている。
【００１７】
一方、基台１上には、上端部が各ドラム５〜８の外周面に対向するような８本の支柱１０ａ、１０ｂ、１１ａ、１１ｂ、１２ａ、１２ｂ、１３ａ、１３ｂが設立されている。また、各支柱１０ａ〜１３ｂの上端には、マグネット１４ａ、１４ｂと、１５ａ、１５ｂと、１６ａ、１６ｂと、１７ａ、１７ｂとが取り付けられている。
【００１８】
なお、各マグネット１４ａ〜１７ｂのそれぞれは、互いに磁気的に大きく影響し合わない距離だけ、上下左右方向に離されて、配置されている。また、マグネット１４ａ、１４ｂと、１５ａ、１５ｂと、１６ａ、１６ｂと、１７ａ、１７ｂとは、ドラム５〜８上の板ばねＡ、Ｂにそれぞれ対向するものの、円形回転体の４段のドラム５、６、７、８ごとの水平面上では互いに重ならない位置に、高さを変えて配置されている。
【００１９】
前記マグネット１４ａ、１４ｂの間隔は、ドラム５上の２つの板ばねＡ，Ｂの回転方向端間の距離に略等しい。従って、板ばねＡがマグネット１４ａの引き込み力を受け始めるタイミングと、板ばねＢがマグネット１４ｂの引き込み力を受け始めるタイミングとは略同じである。同じく、ドラム６上の板ばねＡがマグネット１５ａの引き込み力を受けるタイミングと、板ばねＢがマグネット１５ｂの引き込み力を受けるタイミングとは略同じである。
【００２０】
同様にして、ドラム７、８上の各板ばねＡ、Ｂと、マグネット１６ａ、１６ｂおよびマグネット１７ａ、１７ｂとの間においても、同様のタイミングで引き込み動作が行われる。ただし、これらのタイミングは、円形回転体５、６、７、８、ごとに、図３に示すように角度９０度ずつ、ずれている。
【００２１】
一方、各ドラム５〜８上の板ばねＡ、Ｂは、回転方向とは反対側の反対方向端が同一位置にあり、例えばドラム６上の板ばねＢがマグネット１５ｂを通過省とするとき、つまりこのマグネット１５ｂの引き込みによる引き戻し力を受けるときにも、板ばねＡの反対方向端部分が所定長に亘ってマグネット１５ａと略正対し、この反対方向端部分ではマグネットの磁力が弱くて引き戻し力が作用していない。
【００２２】
従って、ドラム６が引き戻し力を受けるのは、マグネット１５ｂにより板ばねＢが引き戻される場合であり、この引き戻し力は、前記のように各板ばねＡ、Ｂを２つのマグネット１５ａ、１５ｂで回転方向に同時に引っ張る力（引き込む力）の２分の１であるため、ドラム６は止まらずに回転する。
【００２３】
一方、これに続いて、板ばねＡの反対方向端がマグネット１５ａから離れようとするときにも、このマグネット１５ａによる引き戻し力を受ける。しかし、このときは、既に板ばねＢがマグネット１５ｂから受ける引き戻し力から開放されており、このときも前記板ばねＡ、Ｂを２つのマグネット１５ａ、１５ｂで同時に引っ張る力が、マグネット１５ａによる前記引き戻し力に勝るため、ドラム６の回転は、継続することとなる。
【００２４】
また、マグネット１４ａ、１４ｂによりドラム５上の板ばねＡ、Ｂの引き込みが終了した後は、マグネット１５ａ、１５ｂにより２段目のドラム６上の板ばねＡ、Ｂの引き込みが始まり、この引き込みが終了した後は、マグネット１６ａ、１６ｂにより３段目のドラム７上の板ばねＡ、Ｂの引き込みが始まり、この引き込みが終了した語は、マグネット１７ａ、１７ｂにより４段目のドラム８上の板ばねＡ、Ｂの引き込みが始まる。そして、この引き込みが終了した後は、マグネット１４ａ、１４ｂによりドラム５上の板ばねＡ、Ｂの引き込みが再開され、以下、前記同様の動作が繰り返される。
【００２５】
従って、このような引き込み動作が連続的に得られるようにするため、各マグネット１４ａ、１４ｂ〜１７ａ、１７ｂの配置を各ドラム５〜８の周辺に適切に設定する。
【００２６】
前記回転軸２は、基台１内においてスラスト軸受（図示しない）により回転自在に支承され、このスラスト軸受付近における回転軸２上にスプロケット１８が取り付けられている。基台１内には、動力取り出し用のスプロケット１９が回転自在に取り付けられており、これらのスプロケット１８、１９間にスプロケットチェーン２０が張設されている。
【００２７】
また、基台１内には、スプロケット１９の回転を発電機に伝える変速用のスプロケット２２〜２４およびスプロケットチェーン２５、２６が設けられている。なお、これらのスプロケット１８、１９、２３、２４をプーリに、スプロケットチェーン２０，２５、２６をベルトに代えることは、任意である。
【００２８】
次に、前記動力発生装置の動作を詳しく説明する。
【００２９】
ドラム５〜８の板ばねＡ、Ｂは、図示のように、水平方向に長く、ドラム５〜８のいずれかの板ばねＡ、Ｂが、各ドラム５〜８に対向配置されたマグネット１４ａ、１４ｂ〜１７ａ〜１７ｂのいずれかの引き込み力を、本装置完成時に受けている。このため、各ドラム５〜８は回転方向に不安定な状態で静止している。このため、不用意に回転しないように止め具でドラム５〜８を一部で保持することが望ましい。
【００３０】
そこで、前記止め具を外し、ドラム５〜８をフリーにすると、僅かに回転付勢すると、各ドラム５〜８は各マグネット１４ａ、１４ｂ〜１７ａ、１７ｂの磁力を板ばねＡ、Ｂが受けることで、起動回転し、図１から図２に示すように各板ばねＡ、Ｂが移動していき、この回転が継続することとなる。
【００３１】
このドラム５〜８の回転継続の原理を、図４および図５を参照して説明する。
【００３２】
図４は、例えば、最下段のドラム５に取り付けられた板ばねＡと、マグネット１４ａとの関係を示す説明図である。前述のように、板ばねＡはドラム５の外周に止め部材９、９の２点で固定され、この固定部分の両端はフリーとなっている。このため、ドラム５が矢印方向に回転すると、板ばねＡの回転方向端がマグネット１４ａの磁力を受けて、図示のように変位する。
【００３３】
すなわち、この回転方向端は、位置ａ、ｂではマグネット１４ａの影響を大きく受けることはないが、マグネット１４ａのエッジ部Ｅ１に近づく位置から中央部ｎにかかる付近でマグネット１４ａの大きな磁力を受けて、板ばねＡが大きく撓みながら引き込まれ、位置ｃ、ｄ、ｅに至る。
【００３４】
次に、板ばねＡが最大撓んだ後は、前記中央部ｎ付近からエッジＥ２までは板ばねＡへの磁力の影響が急激に小さくなり、位置ｆ、ｇでは最大撓んだ状態から復帰していく。そして、エッジ部Ｅ２から離れる前後で、板ばねＡの撓みが元の状態に回復していき、位置ｈ、ｉとなる。なお、エッジ部Ｅ２から離れた直後から、板ばねＡの回転方向端とは反対方向の反対方向端には、マグネット１４ａの引き込み力が作用し、板ばねＡにはこれを引き戻そうとする力が作用する。
【００３５】
このように、板ばねＡは、その回転方向端が、マグネット１４ａからのエッジＥ１付近の強磁界域にかかるタイミングで、大きく撓むようにマグネット１４ａの大きな引き込み力を受け、この引き込み力を受けて、ドラム５が回転付勢されるとともに、マグネット１４ａの中央部ｎからエッジＥ２付近にかかる区間およびそれ以降では、その回転慣性を受けて回転を継続する。
【００３６】
次に、各ドラム５〜８に設けた２枚の板ばねＡ、Ｂが、マグネット１４ａ、１４ｂ〜１７ａ、１７ｂの磁力を受けることにより、各ドラム５〜８がどのようにして回転を継続するかについて、図５の原理図を参照して説明する。
【００３７】
図５では、ドラム５上の２枚の板ばねＡ、Ｂと、これらに対向する２つのマグネット１４ａ、１４ｂを示してある。いま、回転軸２に取り付けられた２〜４段目のドラム６〜８とともに、ドラム５が同時に回転すると、このドラム５上の板ばねＡ，Ｂも回転する。この回転により、各板ばねＡ、Ｂの回転方向端は、図５（ａ）に示すように、対抗するマグネット１４ａ、１４ｂの各エッジＥ１に対し等距離を保ちながら、同時に近づく。従って、各板ばねＡ、Ｂの回転方向端は、図３に示すように、タイミングｔ１で各マグネット１４ａ、１４ｂのエッジＥ１に同時に差しかかる。このため、各板ばねＡ，Ｂの回転方向端は、図４について説明したように、エッジＥ１に近づいてマグネット１４ａ、１４ｂの中央部に至る強磁界域で、大きく撓みながら強力な磁気引き込み力を受ける。つまり、２個のマグネット１４ａ、１４ｂからマグネット１個分の２倍の磁気的な引き込み力（引き込み力「２」）を受け、ドラム５には大きな駆動トルクが作用する。
【００３８】
ドラム５は、この大きな駆動トルクを受けて回転付勢され、これに伴い板ばねＡ、Ｂの回転方向端がマグネット１４ａ、１４ｂの中央ｎからエッジＥ２付近の位置にかかる。この位置では、各板ばねＡ、Ｂに対するマグネット１４ａ、１４ｂの引き込み力が弱まるものの、ドラム５は慣性で回転を続ける。
【００３９】
このようにして、ドラム５の回転を継続すると、各板ばねＡ、Ｂの回転方向端とは反対側の反対方向端がそれぞれマグネット１４ａ、１４ｂに差しかかった後、図５（ｂ）に示すように通過する。
【００４０】
この通過時において、板ばねＢの前記反対方向端がマグネット１４ｂのエッジＥ２を通過するタイミングでは、一方の板ばねＡの前記反対方向端がマグネット１４ａのエッジＥ２を、図５（ｂ）に示すように未だ通過せず、一方の板ばねＡとマグネット１４ａとは図上で垂直方向(タイミング的)に重なった状態にある。
【００４１】
このとき、板ばねＢの反対方向端が前記エッジＥ２から離れた瞬間から、マグネット１４ｂの磁気的な引き戻し力（例えば、引き込み力「１」）を受け、板ばねＢを反対回転方向に引き戻すような力が発生する。しかし、このときは、前記のように、板ばねＡは、マグネット１４ａの全体に重なった状態であり、従って、マグネット１４ａは板ばねＡに引き込み力を作用させない。この結果、前記ドラム５は、引き込み力「２」による回転力および回転慣性に対し、前記逆方向に作用する引き込み力「１」との差の回転力「１」で、ドラム５の回転を継続することとなる。
【００４２】
そして、前記ドラム５上の板ばねＡ、Ｂと２つのマグネット１４ａ、１４ｂとの間の磁気作用によるドラム５の駆動回転後は、これらの板ばねＡ、Ｂとマグネット１４ａ、１４ｂは互いに影響しない距離へ次第に離れていく。
【００４３】
続いて、回転軸２の駆動は、タイミングｔ１からｔ２において２段目のドラム６上の板ばねＡ、Ｂと２つのマグネット１５ａ、１５ｂとの間の磁気作用に引き継がれ、前記同様の動作によって、ドラム６の回転、つまり回転軸２の回転が継続される。なお、ドラム７およびドラム８についても、ドラム５，６の場合と同様に、タイミングｔ３、ｔ４にて磁気作用が引き継がれ、結果として回転軸２の回転が半永久的に持続されることとなる。
【００４４】
なお、ドラム８における板ばねＡ，Ｂとマグネット１７ａ、１７ｂとによる磁気的な引き込み作用による回転軸２の駆動後は、再びドラム５における板ばねＡ、Ｂと、マグネット１４ａ、１４ｂとによる引き込み作用による回転軸２の駆動に引き継がれ、前記の様な半永久的回転を継続することとなる。
【００４５】
以上のように、本実施例では、各円形回転体５〜８に並設された長短２枚の板ばねＡ、Ｂと、これらに対向する２個のマグネット１４ａ、１４ｂ〜１７ａ、１７ｂとを一組として、各組の板ばねＡ、Ｂとマグネット１４ａ、１４ｂ〜１７ａ、１７ｂが、円形回転体５〜８ごとに円周方向に所定角度ずつオフセットされてなり、各組のマグネット１４ａ、１４ｂ〜１７ａ、１７ｂによる板ばねＡ、Ｂの引き込み動作を連続させることにより、起動当初の円形回転体５〜８の不安定状態による自動的な起動に始まり、以後も外部エネルギの供給を一切なくして、自動運転を継続可能とすることができる。
【産業上の利用可能性】
【００４６】
以上のように、本発明にかかる動力発生装置は、起動当初の円形回転体の不安定状態による自動的な起動に始まり、以後外部エネルギの供給を一切なくして、自動運転を継続することができるという効果を有し、円形回転体に回転力を継続的に発生させる動力発生装置等として有用である。
【図面の簡単な説明】
【００４７】
【図１】本発明の実施形態による動力発生装置を一部破断して示す斜視図である。
【図２】図１に示す動力発生装置の動作状態の斜視図である。
【図３】図１に示す４組のマグネットと板ばねのずれ状態を示す説明図である。
【図４】図１における板ばねのマグネットによる挙動を示す説明図である。
【図５】図１における板ばねのマグネットによる引き込み動作を示す説明図である。
【符号の説明】
【００４８】
２  回転軸
５、６、７、８  ドラム（円形回転体）
１４ａ、１４ｂ、１５ａ、１５ｂ、１６ａ、１６ｂ、１７ａ、１７ｂ  マグネット
Ａ、Ｂ  板ばね
【図１】
2006314153.tif 000003
【図２】
2006314153.tif 000004
【図３】
2006314153.tif 000005
【図４】
2006314153.tif 000006
【図５】
2006314153.tif 000007