【手続補正書】
【提出日】令和2年9月17日(2020.9.17)
【手続補正１】
【補正対象書類名】手続補正書
【補正対象項目名】手続補正２
【補正方法】変更
【補正の内容】
【手続補正２】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】全文
【補正方法】変更
【補正の内容】
【発明の詳細な説明】
【発明の名称】重力を利用した回転エネルギー生成方法及び装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】  我々の住んでいる地球が出来たのは３８億年前と言われている。そして長い年月を経て海中より、生命が誕生し、進化し、陸上の植物や動物の誕生と言った進化の道を辿った。
そして、あの白亜紀では地上最大の巨竜ティラノザウルスがばっこし、陸上を支配し、植物も大繁殖した。その時代は５００万年続き、現在の化石燃料の元と成っているようで有る。その時代の末期に巨竜も一瞬にして消滅したと言われている。【０００２】  チンパンジィから分離し、人類が誕生したのは５００万年前と言われている。最初は徐々に、そして近世紀に成って急激に其の文化は発達している。その為、地球規模の歪みが発生している。其れは人類の発展の結果では有るが、このままでは５０年後には人類の急激な消滅が現実と成るかも知れない。
その主原因は「地球温暖化」で有る。其れはもう既に始まっている。
北極や南極の氷の溶解、氷河の消滅なぞで、海面が上昇し消滅する島国も存在する。又、永久凍土の溶解によるメタンガス等の毒性ガスの発生で死滅する生物も存在する。更に気象条件も大幅に変化して来ている。【０００３】  上記の大問題を阻止する為には人類は何をすべきか。まず「人工的ＣＯ２の発生を限りなく０」にする事で有る。其れも地球規模で実行しなければ効力は無い。
現在、人類は大量にエネルギーを消費しており、その用途の主流は「発電」、運輸（自動車、船舶、航空）、都市ガス、生産工業、農林業、家庭用冷暖房や調理用、都市照明等々で、そのエネルギー源として化石燃料を大量に使用している。是は即「０」にしなければ成らない。【０００４】  現在に於ける日本の発電電力は約３億ｋＷと言われている。是は「２．５ｋＷ／人」と成る。
一方、５０年後の世界人口は１００億以上に膨張するで有ろう。その頃は発展途上国の生活や文化も向上し、現在の日本並みに成ると予測される。従って使用電力も「２．５ｋＷ／人」が予測され、従って世界の発電電力は「２５０億ｋＷ」が必要と成る。そのエネルギー源をどうするかが問題で有る。【０００５】  およそでは有るが現状の発電電力は７０％が火力発電で有り、２０％が原子力発電で、再生可能エネルギー源で有る水力、太陽光、バイオマス、及び風力が有るが気候に左右されるし必要とする量にも達してない様で有る【０００６】  火力発電の原料は化石燃料であり、ＣＯ２を排出し「地球温暖化」の主役である。又、運輸や自動車も殆どか化石燃料を使用している。都市ガスも同様である。
従って是等は化石燃料の使用、即ちＣＯ２排出を即『０』にしないと『地球温暖化』は止まらない。世界が注目していた『ＣＯＰ２５』も不調に終わった。【０００７】  再生可能なエネルギー源として、ＣＯ２を排出しないエネルギー源として［０００５］でも言及したが、人類が必要とする量には程遠いし、是から増加するで有ろう人口にどう対処するのか。
更に原子力発電ではウラン資源の枯渇が見えて来ている。【０００８】  ［本発明の技術分野は、ＣＯ２を出さ無く、無尽蔵にエネルギーを生成する事。即ち今迄に無い新エネルギーの生成分野に属する。］
【背景技術】
【０００９】  新代替エネルギー源として、『核融合』の研究に膨大な経費と人材を投入し、地球規模で進められているが、重要である『超高温』は実現していない様である。
例え『核融合』が成功したとしても、その安全性を確立する為には長時間を要し、差し迫った問題である『地球温暖化阻止』には間に合いそうに無い。
【発明が解決しようとする課題】
【００１０】  本発明は前記『地球温暖化』の問題、『人口増加と文化の進化に伴う必要エネルギーの増加』の問題、等々の逼迫した課題を『現状にない新しい方法で、大量のエネルギーを生成する事』に依り解決しようとする事に有る。
【課題を解決する為の手段】
【００１１】  本発明は、かのニュートンが発見した『万有引力』で有る『重力』を前記のエネルギー源として活用する事に有る。
重力は、地球上の何処でも、昼夜に関係なく、気象変動にも関係なく存在する。例え太陽が消滅しても地球が有る限り、いくら利用しても枯渇の心配は無い。
【００１２】  『重力を利用して回転エネルギーを生み出す』。これは多くの先人達が挑戦して来たで有ろが、『実用化』した話は出て来ない。
【００１３】  本発明は『重力』を利用し直接的に回転エネルギーを生成する事に有るので、『重力の消費は無い』。従って『利用』と言う事にする。又そのメカニズムは数式的に解析出来るので、『重力場に於ける回転エネルギー生成原理』と呼ぶ事とし、略して『本原理』と呼ぶ。
『本原理』は本発明者が発見した固有の理論で有り、単純だが簡単には人々の理解は得られないであろう。従って、その内容を以下に於いて詳細に説明する。
【００１４】                  『  重力場に於ける回転エネルギー生成原理  』
【００１５】  《本原理を解説する為の諸条件》
［イ］  重力の方向がほぼ一様で有る３次元立体空間〔図１〕に於いて、互いに直交する、Ｘ〔１〕，Ｙ〔２〕，Ｚ〔３〕軸を設定し、その原点をＺ０〔４〕とする。且つ『重力の方向』を〔Ｇ〕とし、その方向がＹ軸の［−］方向と一致している事とする。
そしてこの空間を『  ３次元局所的重力場空間  』〔図１〕と呼ぶ事にする（地球の反対側は重力が逆）。
［ロ］  上記の空間に於いて、Ｘ，Ｙ軸でなす平面は『重力の方向』と平行と成る。又Ｙ軸を回転してもその平行性は変わらない。そのＸ，Ｙ平面に、〔図２〕に示す様にＺ０を中心とした円形状軌道  Ｌ〔５〕（円、楕円、長円、なだらかで内向きの曲率を持つ複数の円弧で出来た、閉じた軌道）を設定する。
［ハ］  〔図２〕に示す中心Ｚ０〔４〕を囲む円形状軌道Ｌ〔５〕に沿って、質量がＷｋｇの質点Ｐ〔６〕が〔１１〕の方向に周回運動可能な形態とする。又Ｇ〔１２〕は質点Ｐ〔６〕に作用する重力の力で、その方向を〔１２〕とする。
［ニ］  次に軌道の内側で且つ重心Ｚ０以外の任意の場所に、Ｚ軸と平行に『回転エネルギー出力軸〔７〕』と称する回転軸を設け、この軸の中心線がＸ，Ｙ平面と接する点をＳ〔８〕とし、このＳを「スピン点」と呼ぶ。
［ホ］  質点Ｐと点Ｓとを剛体特性を持つ直線ｂ〔９〕で接続する。ＰとＳ間はＰの周回運動で、その距離が変化するが、ｂ〔９〕はその変化に対応する手段を有しているとする。しかし曲がらない事とする。このｂをトルク線（又はトルク棒）と呼ぶ。
［ヘ］  トルク線ｂとＹ軸〔２〕がなす角度をθ〔１０〕度とする。
《以上》
【００１６】上記の［イ］〜［ヘ］の構成に於いて質点Ｐ〔６〕が軌道Ｌ〔５〕上のどの位置に有っても、Ｐには常に重力の力Ｇ〔１２〕が図に示すＹ軸の［−］方向に作用している。
従って、今、座標（Ｙ、０）から質点Ｐがスタートして右回りに周回運動〔１１〕すると、トルク線ｂ〔９〕を介して点Ｓにはスピン力（スピン力＝力のモーメント、以後、スピン力で表示）が作用し回転軸を回転させる。しかしＰが最下点に達するとＧに依る力の作用は逆向きとなり、右回り運動の続行にブレーキが掛かる。頂点まで右回りを続行するにはＧに逆らってＧ以外の力を加える必要が有る。その外力に慣性力が有る。慣性力により質点Ｐが頂点よりスタートし且つ軌道上のロスが無い場合に限り再び頂点に戻る事が可能と成る。しかしロスの為回転エネルギーとして取り出す事は不可能で有る。従って『本原理』では慣性を数式には入れない。
【００１７】                              《  本原理の集約  》
『３次元局所的重力場空間』に於いて、上記［イ］〜［ヘ］の構成の場合で有る場合に於いては、［  質点Ｐが重力Ｇのみの力で軌道Ｌ〔５〕を１周回する場合、点Ｓに作用するスピン力をＭ（θ）として、Ｍ（θ）の一周回（即ちθ＝０〜３６０°）の積分値が０より大と成るスピン点Ｓが複数箇所に存在する  ］、是が本原理の集約で有る。これは本原理の構成が継続的に運転する必要かつ十分条件である。またＹ軸に対して対象性をもつ構成の場合は出力が左回りと成る。
【００１８】  上記の『本原理』は重力で回転エネルギーが生成出来る事を示している。そこで最も効率的な『Ｓの場所は何処か』を本発明者は探した。結果的には『Ｘ軸上で且つ軌道の形は円軌道』が最も実用的である事が解った。
【００１９】  又、１個の質点Ｐでは（−）のスピン力が生じる箇所が有る事、是を避け無くとも回転エネルギーの継続的出力は可能だが、大出力や振動の少ない装置の為には、４質点以上で且つ互いの位相をずらす事で、スピン力のリップルが小で大出力が得られる事も解つた。
以下、『数式の作成』と『特性図及び概念図』に依り『本原理』を理解しやすくする。
【００２０】                        《  本原理の数式に依る証明  》
『１質点モデルの基本構成』
周回軌道が円軌道で１質点の場合の基本構成を［図３］に示す。本発明の殆どがこの構成の積み重ね、及び組み合わせで有る。従ってこの構成を解析し数式を求める事で『本原理』が重力の利用で多大な『回転エネルギーの生成』が可能かどうかを判定出来る。
［図３］では、Ｘ軸とＹ軸で作るＸ，Ｙ平面の原点をＺ０〔４〕とし、其のＸ，Ｙ平面に原点Ｚ０を中心とした半径ｒ０の円軌道Ｌ〔５〕を設定する。そして軌道に沿って質点Ｐ〔６〕が周回出来る事とする。そしてＰが軌道から脱しない様にガイド線ｒ〔１３〕で原点と質点Ｐ間を接続する。
また質点Ｐと回転軸〔７〕の中心点Ｓ〔８〕の間をトルク線ｂ〔９〕で接続し、質点Ｐの周回運動に連れて点Ｓにスピン力を与える。
【００２１】  ここで定数Ｋ〔１６〕は制御定数と呼び『０＜＝Ｋ＜１』の範囲でスピン力を可変させる事ができ、其れに連れて回転軸〔７〕及び点Ｓは位置を変える事が出来る。此処でＫ＝０とすると点Ｓは原点Ｚ０と重なり、ｂもｒと重なる。即ち単なるフライホイールで回転エネルギーの出力は無い。
【００２２】                              《基本モデルの数式》
［図４］に於いて、質点Ｐがスタート点の座標（０、ｒ０）から右回りで［図３］の〔１１〕の様に運動を始めたとする。トルク線ｂとＸ軸がなす角度はθ１〔１５〕で、ガイド線ｒ〔１３〕がＹ軸となす角はθ〔１４〕とする。
この状態で質点Ｐに作用している力はベクトル的に表示出来る。即ち、［図４］で示す
2020033990.tif 000001
ルは数式表示出来、即ち（１）式と成る。
2020033990.tif 000002
本発明の主目的はＳに作用する［スピン力］の数式である。その数値は〔トルク線の
2020033990.tif 000003
力をＭ（θ）とすると、Ｍ（θ）＝ｂ×Ｃで有る。即ち、
2020033990.tif 000004
質点Ｐが軌道Ｌを１周する場合の仕事はスピン力Ｍ（θ）の１周分の積分値に等しい。
2020033990.tif 000005
とすれば、
2020033990.tif 000006
従って  『  ψ１＞０  なら『本原理』は成立する。  』
【００２３】                        《連立方程式でＭ（θ）を解く》
力のベクトルの、大きさのみとすれば、［図４］よりＧ、Ｒ、Ｃ、の３個で有る。
従って連立方程式は、
2020033990.tif 000007
上記（４）〜（７）の連立方程式を解いて、
2020033990.tif 000008
【００２４】  （８）式が求めるスピン力の数式で有る。是が間違いないかを確認の為、質点Ｐの位置をθ＝１５度ずつ変化して、力のベクトル図を書き［図５］、図から読み取ったスピン力と比較して見た。
その結果を［図６］に示す。〔１８〕の実線が（８）式の数式に依るもの、〔１９〕の読み取り点と誤差も殆ど無く一致している。従って［数式は正しい］と言える。
又このグラフを見ればスピン力は明らかに＋側が大きく、又面積的に比較しても「エネルギーの生成」が出力されている。即ち［本原理は成立する］。
【００２５】  ［図７］は質点Ｐを増やした場合のスピン力特性を示す。この場合は、軌道半径；ｒ０＝５ｍ、１Ｐに作用する重力の力＝１０Ｎ（ニュートン）、Ｋ＝０．６として計算する。又Ｐを増やした場合の配列は図の「スタート時パターン」に示す。
即ち［図７］の曲線では、〔イ〕＝１Ｐのスピン力曲線及びパターン、〔ロ〕＝２Ｐのスピン力曲線及びパターン、〔ハ〕＝２ｐのスピン力曲線及びパターン、〔ニ〕＝４Ｐのスピン力曲線及びパターン。
又ベクトル図より読み取った「スピン力特性曲線」結果で説明すると、４質点〔二〕のパターンがリップルも小さく最適の配列と成る。
【００２６】４Ｐ構成で大出力の装置を作製する場合では無理が生じる。むしろ「１Ｐ」をユニット化し、是を１本の回転軸でカスケード合成する手法の方が幾らでもユニットを継ぎ足せるメリットが有る。その概念図を［図８］に示す（但し是はアイデアのみで、質点と周回軌道に工夫が必要。即ち［図１１］の様に。）
【００２７】                          《  出力エネルギーの試算  》
質点Ｐが円軌道を１周回する場合、重力を利用する事で「回転エネルギー」を生成する事は前記の説明で解ると思う。
次にそのエネルギー量を試算して見る。数式では積分式を使用すればよい。即ち、
４Ｐの場合は、解をψ４として、１回転の出力エネルギーは、
2020033990.tif 000009
と成る。
今、Ｋ＝０．６、軌道の半径＝５ｍ、１質点の質量＝１．０２トン（各質点に作用する重力の力をＧ＝１０，０００  ニュートン）とすれば、４Ｐ方式の装置では、（８）式と（９）式より、ψ４＝３、０５６Ｋジュールと成る。
是を１８００ｒｐｍの発電機に接続すれば、毎秒３０回転で有るから、３，０５６Ｋジュール×３０＝９１，６８０ＫＷの発電出力と成る。是はもう６機で「原子力発電所」並で有る。
前記［０００４］項で、５０年後に必要な世界の電力は２５０億ＫＷと推定したが、上記の試算の発電機を使用すれば『２８万台』で足りる事になる。然も『ＣＯ２  発生＝０』で有る。
【発明を実施するための形態】
【００２８】    本発明は「回転軸より回転エネルギーを出力する」事が基本構成で有るので、最も単純な形態の装置の概念図で示す。
［図９］は２個の質点Ｐ１，Ｐ２〔４０〕が２本のトルク棒〔４２〕を介して、回転エネルギー出力軸及びその中心点Ｓを直交的で且つスライド貫通している事、質点が円軌道を周回する様ガイド棒〔４１〕が有る。〔３６〕は「回転エネルギー出力軸」で有り、〔４３〕は出力軸の軸受けを構成する。
【００２９】  ［図１０］は質点が２個の場合で、Ｐ１、Ｐ２〔４６〕、及び回転出力軸の中心Ｓ〔３６〕が常に直線状態を保持しつつ周回運動し且つ質点とトルク棒がスライドする形態の装置を示す。
［図１１］は本発明の代表的構成で有って、１質点のＰ１と周回軌道Ｌが剛体製リングより成る「標準ユニット」で、是の４ユニット構成で出来た装置で有り、４ユニットに共通の１本の「回転エネルギー出力軸」の構成と成っている。
上記の構成を「１セット」とし、セット数を増加すれば更に「回転出力エネルギー」を増加可能な大容量向きの装置である。
〔４８〕は剛体製リング軌道Ｌ、〔４９〕はスピン力の出力軸、〔５０〕は質点Ｐ１、〔５１〕はトルク棒、〔５２〕は回転軸の軸受け、〔５３〕はベースを示す。
【図面の簡単な説明】
【００３０】
【図１】  重力がほぼ一様な方向〔０〕の局所的重力場に互いに直交する３次元座標軸Ｘ〔１〕、Ｙ〔２〕、Ｚ〔３〕を設定し、その交点をＺ０〔４〕とする。
【図２】  ［図１］の座標系のＸ，Ｙ平面にＺ０を中心とした円形状軌道（円、楕円、長円、滑らかな内向きの円弧で出来た閉じた円状線）Ｌ〔５〕を設定する。〔６〕は軌道に沿って周回運動する質点Ｐ。〔７〕は回転エネルギー出力軸の断面。〔８〕は〔７〕のセンター点Ｓ。〔９〕はトルク線ｂ。〔１０〕はｂとＹ軸がなす角度θ。〔１１〕は質点Ｐの運動方向。〔１２〕はＰに作用する重力方向とその大きさＧ。
【図３】  Ｘ、Ｙ、平面上の軌道Ｌ〔５〕に沿って周回運動〔１１〕する質点Ｐ〔６〕。〔７〕は回転エネルギー出力軸の断面とその中心点Ｓ〔８〕。〔９〕はトルク棒ｂ。〔１３〕は質点Ｐと原点Ｚ０〔４〕を結ぶガイド線ｒ。θ〔１４〕はｒとＹ軸とがなす角度。〔１６〕は制御定数ｒ０×Ｋで出力エネルギーをコントロールする。
【図４】
2020033990.tif 000010【図５】  質点Ｐを円形軌道上の各位置に移動して、ベクトル図を書き、重力の作用によるスピン力をずより読み取り計算し、数式値と比較する為の図。〔２８〕は出発点。〔２９〕はガイド線の移動角θ。〔３０〕はトルク線の長さ。〔３１〕はトルク線と直交する重力の分力ベクトルの読み取り値。
【図６】  数式によるスピン力と図５で読み取ったスピン力とを比較する曲線。〔１８〕は数式による曲線。〔１９〕は図５より読み取った曲線。
【図７】  質点数を１個から４個に変化した場合の各出力スピン力特性を示す。〔イ〕は質点が１個の場合の配置パターンと出力特性カーブ。〔ロ〕は質点が２個の場合の配置パターンと出力出力特性カーブ。〔ハ〕は質点が２個で水平配置パタ  ーンと出力特性カーブ。〔ニ〕は質点が４個で縦横配置パターンと出力特性カーブ。
【図８】  『１質点、１円形軌道、１トルク棒、及び１本の共通出力軸』より成る構成を『１ユニット』とし、『４ユニット』を共通出力軸で構成した組み合わせを『１セット』とする装置の概念図。
【図９】  ２個の質点で構成した装置である。〔４０〕は質点Ｐ１，Ｐ２。〔４１〕はガイド棒。〔４２〕はトルク棒ｂ１，ｂ２。〔４３〕は出力軸受け。〔４４〕は軌道のセンター。〔４５〕は出力方向。〔３６〕は出力軸。２質点形装置で有って、〔４０〕が質点Ｐ１及びＰ２。〔３６〕は回転エネルギー出力軸で中心点がＳ。〔４１〕はガイド棒。〔４２〕はトルク棒ｂ１、ｂ２が出力軸とスライド結合。〔４３〕は出力用軸受け。〔４４〕は円形状周回軌道Ｌの中心点。〔４５〕は出力方向。
【図１０】  ２つの質点で構成した装置であって、２質点Ｐ１、Ｐ２、〔４６〕の中間に出力軸〔３６〕が有り、これらは常に直線上に有る事。又トルク棒〔４７〕は質点側でスライド結合〔４８〕している事が特徴で有る。〔４１〕はガイド棒、〔４３〕は軸受け、〔４５〕は出力方向。
【図１１】  図８で示した「４つの１質点ユニット構成」の概念図を、実用化した装置で有る。〔４８〕は軌道Ｌで剛体製のリングであり、そのリングに沿って質点Ｐ１〔５０〕が周回運動する。〔４９〕は回転エネルギー出力軸でＮｏ１ユニット〜Ｎｏ４ユニットの共通軸と成る。〔５０〕は質点で、かくユニットに１個ずつ設置（Ｐ１〜Ｐ４）している。〔５１〕は各質点と出力軸間を接続しているトルク棒で有るが、出力軸部でスライド結合している。〔５２〕は軸受け、〔５３〕は基礎ベースで有る。