(57)【要約】【課題】  水流又は鉄玉の落下を利用した発電システムを提供することである。【解決手段】  シャフトを中心として回転する円筒形の大径のドラム構造体と、ドラム構造体に隣接して配置され、水流を受けて回転する水車構造体と、ドラム構造体と水車構造体との間に配置されたてこ部材と、てこ部材のクランク軸が連結された第１歯車と、ドラム構造体のシャフトと回転軸を共有し、第１歯車と噛み合うように配置された第２歯車と、ドラム構造体の外周面に掛け渡され、ドラム構造体の回転力を発電機に伝達するための伝動手段とを備え、水流を受けて水車構造体を回転させ、この回転を、クランク軸、第１歯車、第２歯車、ドラム構造体に順次伝達させ、伝動手段を介して発電機の回転軸を回転させるように構成されている発電システム。【選択図】  図１
2015100231.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
シャフトを中心として回転し、円筒形の形状を有する大径のドラム構造体と、
前記ドラム構造体に隣接して配置され、水流を受けて回転する水車構造体と、
前記ドラム構造体と前記水車構造体との間に配置されたてこ部材とを備え、
前記水車構造体が、軸受部によって回転可能に支持された回転軸と、前記回転軸に一定間隔を隔てて固定された一対の円板と、一方の円板の外周に放射方向外方に所定間隔を隔てて取り付けられた複数個のアーム部材と、一対の円板間に所定間隔を隔てて取り付けられ、水流中に置かれる多数のブレードとを有し、
前記てこ部材が、細長い本体と、前記本体の一端と、前記本体の他端に設けられたクランク軸と、前記本体の中間点に設けられた支点と、前記支点と前記一端との間に配置されたばねとを有し、
前記水車構造体の回転時に前記アーム部材の先端が前記てこ部材の前記一端に当たるように、前記水車構造体が配置されており、
前記てこ部材の前記クランク軸が連結された第１歯車と、
前記ドラム構造体の前記シャフトと回転軸を共有し、前記第１歯車と噛み合うように配置された第２歯車と、
前記ドラム構造体の前記外周面に掛け渡され、前記ドラム構造体の回転力を発電機に伝達するための伝動手段とをさらに備え、
前記ブレードに水流を受けて前記水車構造体を回転させ、回転する前記アーム部材により前記てこ部材の前記一端を下降させて前記クランク軸を回転させ、前記クランク軸の回転を前記第１歯車、前記第２歯車および前記ドラム構造体に順次伝達させ、前記伝動手段を介して発電機の回転軸を回転させるように構成されていることを特徴とする発電システム。
【請求項２】
シャフトを中心として回転し、円筒形の形状を有する大径のドラム構造体と、
前記ドラム構造体の外周面の円周方向に等距離隔てて配置された複数の鉄球受け部材と、
第１位置において前記鉄球受け部材の１つから落下した鉄球を受け入れ、前記鉄球を受け入れる上端から下端に向かって下降するように傾斜して配置された第１鉄球移動路と、
第２位置において前記鉄球を前記鉄球受け部材の別の１つの上に落下させ、上端から前記鉄球を落下させる下端に向かって下降するように傾斜して配置された第２鉄球移動路と、
前記鉄球を前記第１鉄球移動路の前記下端から前記第２鉄球移動路の前記上端に移動させるてこ部材とを備え、前記てこ部材が、細長い本体と、前記本体の一端に設けられた鉄球受入れ部と、前記本体の他端に設けられたクランク軸と、前記本体の中間点に設けられた支点と、前記支点と前記鉄球受入れ部との間に配置され、無負荷状態において前記鉄球受入れ部が位置する端が前記クランク軸が位置する端よりも僅かに上方に位置するように配置されたばねとを有し、
前記てこ部材の前記クランク軸が連結された第１歯車と、
前記ドラム構造体の前記シャフトと回転軸を共有し、前記第１歯車と噛み合うように配置された第２歯車と、
前記ドラム構造体の前記外周面に掛け渡され、前記ドラム構造体の回転力を発電機に伝達するための伝動手段とをさらに備え、
前記第１位置において前記鉄球受け部材から前記第１鉄球移動路の前記上端に落下した鉄球が、前記第１鉄球移動路の前記下端から前記てこ部材の前記鉄球受入れ部に落下して前記鉄球受入れ部を下降させると同時に前記クランク軸を回転させ、前記クランク軸の回転を前記第１歯車、前記第２歯車および前記ドラム構造体に順次伝達させ、前記伝動手段を介して発電機の回転軸を回転させるとともに、前記鉄球が前記てこ部材の前記鉄球受入れ部から前記第２鉄球移動路の前記上端に落下し、前記第２鉄球移動路上を経由して、前記第２位置において前記下端から前記鉄球を前記鉄球受け部材の別の１つの上に落下させるように構成されていることを特徴とする発電システム。
【請求項３】
前記鉄球受け部材が、前記ドラム構造体の外周面に一端が取り付けられた一対の平行な側板と、前記側板の他端同士を連結する端板と、前記外周面の側の底部が開放するように前記端板の側のみに設けられた底板とを有し、前記底部の開放部分が、鉄玉が落下する孔となるように構成されており、前記鉄球受け部材が、その長さ方向軸線が前記ドラム構造体の前記シャフトを通る放射方向線に対して角度θをなすように先端が上向きに取り付けられていることを特徴とする請求項２に記載された発電システム。
【請求項４】
前記鉄球受け部材が、その長さ方向軸線が前記ドラム構造体の前記シャフトを通る放射方向線に沿って前記ドラム構造体の外方に延びるように、前記外周面にピン接合具によって回転可能に取り付けられた板状の本体と、本体の先端周囲に設けられた突起と、前記本体を前記放射方向線に沿って延びるように保持するためのばねと、前記第１位置において前記本体と直交するように前記本体の上方に配置された部材とを有し、前記第１位置に到達すると、前記本体に前記部材が当たり、ばね力に抗して前記本体が回転して鉄玉を落下させるように構成されていることを特徴とする請求項２に記載された発電システム。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は一般に、発電システムに関する。より詳細には、本発明は、水流又は鉄球の落下を利用した発電システムに関する。
【背景技術】
【０００２】
発電システムとしては、火力、水力、原子力の他、風力、地熱、太陽光、バイオマス、気流、揚気流、蒸気ボイラー等を利用した種々の型式のものが知られており、これらは、一般的にも使用されている。
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００３】
しかしながら、これらの発電型式には、下記のような不具合が指摘されている。すなわち、火力発電では、二酸化炭素の発生による大気汚染、地球温暖化の要因、資源の消費、水力発電では、ダムの建設に費やされる膨大な経費、環境破壊、原子力発電では、安全面での重大な危惧、使用済み核燃料の取り扱い等があげられる。また、風力発電では、風力の定常的な確保の困難性、低周波の発生による周囲への影響、地熱発電では、膨大なコストを要する調査、温泉地での湯量への影響、太陽光発電では、日射の定常的な確保の困難性、バイオマス発電では、コストと比較して過少な発電量等があげられる。このように従来の発電型式には、克服すべき課題がある。
【０００４】
本発明は、このような状況に鑑みて開発されたものであって、水流又は鉄球の落下を利用した新規な発電システムを提供することを目的としている。
【課題を解決するための手段】
【０００５】
本願請求項１に記載の発電システムは、シャフトを中心として回転し、円筒形の形状を有する大径のドラム構造体と、前記ドラム構造体に隣接して配置され、水流を受けて回転する水車構造体と、前記ドラム構造体と前記水車構造体との間に配置されたてこ部材とを備え、前記水車構造体が、軸受部によって回転可能に支持された回転軸と、前記回転軸に一定間隔を隔てて固定された一対の円板と、一方の円板の外周に放射方向外方に所定間隔を隔てて取り付けられた複数個のアーム部材と、一対の円板間に所定間隔を隔てて取り付けられ、水流中に置かれる多数のブレードとを有し、前記てこ部材が、細長い本体と、前記本体の一端と、前記本体の他端に設けられたクランク軸と、前記本体の中間点に設けられた支点と、前記支点と前記一端との間に配置されたばねとを有し、前記水車構造体の回転時に前記アーム部材の先端が前記てこ部材の前記一端に当たるように、前記水車構造体が配置されており、前記てこ部材の前記クランク軸が連結された第１歯車と、前記ドラム構造体の前記シャフトと回転軸を共有し、前記第１歯車と噛み合うように配置された第２歯車と、前記ドラム構造体の前記外周面に掛け渡され、前記ドラム構造体の回転力を発電機に伝達するための伝動手段とをさらに備え、前記ブレードに水流を受けて前記水車構造体を回転させ、回転する前記アーム部材により前記てこ部材の前記一端を下降させて前記クランク軸を回転させ、前記クランク軸の回転を前記第１歯車、前記第２歯車および前記ドラム構造体に順次伝達させ、前記伝動手段を介して発電機の回転軸を回転させるように構成されていることを特徴とするものである。
【０００６】
本願請求項２に記載の発電システムは、シャフトを中心として回転し、円筒形の形状を有する大径のドラム構造体と、前記ドラム構造体の外周面の円周方向に等距離隔てて配置された複数の鉄球受け部材と、第１位置において前記鉄球受け部材の１つから落下した鉄球を受け入れ、前記鉄球を受け入れる上端から下端に向かって下降するように傾斜して配置された第１鉄球移動路と、第２位置において前記鉄球を前記鉄球受け部材の別の１つ上に落下させ、上端から前記鉄球を落下させる下端に向かって下降するように傾斜して配置された第２鉄球移動路と、前記鉄球を前記第１鉄球移動路の前記下端から前記第２鉄球移動路の前記上端に移動させるてこ部材とを備え、前記てこ部材が、細長い本体と、前記本体の一端に設けられた鉄球受入れ部と、前記本体の他端に設けられたクランク軸と、前記本体の中間点に設けられた支点と、前記支点と前記鉄球受入れ部との間に配置され、無負荷状態において前記鉄球受入れ部が位置する端が前記クランク軸が位置する端よりも僅かに上方に位置するように配置されたばねとを有し、前記てこ部材の前記クランク軸が連結された第１歯車と、前記ドラム構造体の前記シャフトと回転軸を共有し、前記第１歯車と噛み合うように配置された第２歯車と、前記ドラム構造体の前記外周面に掛け渡され、前記ドラム構造体の回転力を発電機に伝達するための伝動手段とをさらに備え、前記第１位置において前記鉄球受け部材から前記第１鉄球移動路の前記上端に落下した鉄球が、前記第１鉄球移動路の前記下端から前記てこ部材の前記鉄球受入れ部に落下して前記鉄球受入れ部を下降させると同時に前記クランク軸を回転させ、前記クランク軸の回転を前記第１歯車、前記第２歯車および前記ドラム構造体に順次伝達させ、前記伝動手段を介して発電機の回転軸を回転させるとともに、前記鉄球が前記てこ部材の前記鉄球受入れ部から前記第２鉄球移動路の前記上端に落下し、前記第２鉄球移動路上を経由して、前記第２位置において前記下端から前記鉄球を前記鉄球受け部材の別の１つの上に落下させるように構成されていることを特徴とするものである。
【０００７】
本願請求項３に記載の発電システムは、前記請求項２のシステムにおいて、前記鉄球受け部材が、前記ドラム構造体の外周面に一端が取り付けられた一対の平行な側板と、前記側板の他端同士を連結する端板と、前記外周面の側の底部が開放するように前記端板の側のみに設けられた底板とを有し、前記底部の開放部分が、鉄玉が落下する孔となるように構成されており、前記鉄球受け部材が、その長さ方向軸線が前記ドラム構造体の前記シャフトを通る放射方向線に対して角度θをなすように先端が上向きに取り付けられていることを特徴とするものである。
【０００８】
本願請求項４に記載の発電システムは、前記請求項２のシステムにおいて、前記鉄球受け部材が、その長さ方向軸線が前記ドラム構造体の前記シャフトを通る放射方向線に沿って前記ドラム構造体の外方に延びるように、前記外周面にピン接合具によって回転可能に取り付けられた板状の本体と、本体の先端周囲に設けられた突起と、前記本体を前記放射方向線に沿って延びるように保持するためのばねと、前記第１位置において前記本体と直交するように前記本体の上方に配置された部材とを有し、前記第１位置に到達すると、前記本体に前記部材が当たり、ばね力に抗して前記本体が回転して鉄玉を落下させるように構成されていることを特徴とするものである。
【発明の効果】
【０００９】
本発明の発電システムでは、基本的に水流又は鉄球の落下により生ずる力を利用するので、火力発電等で必要とされる燃料が不要であり、二酸化炭素等の排出もないので、燃料コストの低減と周囲環境への悪影響の防止という２つの課題の解決を実現することができる。また、本発明の発電システムでは、発電機の回転軸の直径と比較してドラム構造体の直径が非常に大きく、ドラム構造体が１回転した場合に発電機の回転軸が多数回転するので、効率的な発電が可能である。
【図面の簡単な説明】
【００１０】
【図１】本発明の第１の実施形態に係る発電システムを示した正面図である。
【図２】図１の発電システムの平面図である。
【図３】図３（ａ）は、図１の発電システムの水車構造体を示した斜視図、図３（ｂ）は、図１の発電システムの水車構造体を示した分解斜視図である。
【図４】図１の発電システムの作動状態を説明するための一連の図である。
【図５】本発明の第２の実施形態に係る発電システムを示した正面図である。
【図６】図５の発電システムの平面図である。
【図７】図５の発電システムの主要部分を示した拡大正面図である。
【図８】図５の発電システムの鉄球受け部材を示した拡大図である。
【図９】図５の発電システムの鉄球受け部材の変形形態を示した拡大図である。
【図１０】図１０（ａ）は、第１鉄球移動路を示した拡大斜視図、図１０（ｂ）は、第１鉄球移動路に鉄球が載っている状態を示した正面図、図１０（ｃ）は、第２鉄球移動路を示した拡大斜視図、図１０（ｄ）は、てこ部材を示した拡大斜視図である。
【図１１】図５の発電システムの作動状態を説明するための一連の図である。
【発明を実施するための形態】
【００１１】
次に図面を参照して、本発明の第１の実施形態に係る発電システムについて詳細に説明する。図１は、本発明の第１の実施形態に係る発電システムの全体を示した正面図、図２は、図１の発電システムの平面図、図３は、図１の発電システムの構成要素である水車構造体を示した図である。図１において全体として参照符号１０で示される本発明の第１の実施形態に係る発電システムは、ほぼ円筒形の形状を有する大径のドラム構造体１２を備えており、ドラム構造体１２は、シャフト１４を中心として回転するようになっている。
【００１２】
発電システム１０はまた、ドラム構造体１２に隣接して配置された水車構造体２０を備えている。水車構造体２０は、図３（ａ）、（ｂ）に最も良く示されるように、軸受部２０ａ１によって回転可能に支持された回転軸２０ａと、回転軸２０ａに一定間隔を隔てて固定された一対の円板２０ｂと、一方の円板２０ｂの外周に放射方向外方に所定間隔を隔てて取り付けられた複数個（図３では４個）のアーム部材２０ｃと、一対の円板２０ｂ間に所定間隔を隔てて取り付けられた多数のブレード２０ｄとを有しており、ブレード２０ｄの部分を水流中に置くことにより、円板２０ｂ（従って、アーム部材２０ｃ）が回転軸２０ａを中心として回転するようになっている。
【００１３】
発電システム１０はまた、ドラム構造体１２と水車構造体２０との間に配置された、てこ部材２４を備えている。てこ部材２４は、細長い本体２４ａと、本体２４ａの一端２４ｂと、本体２４ａの他端に設けられたクランク軸２４ｃとを有し、本体２４ａの適当な中間点（図１に示される例では、クランク軸２４ｃが設けられた端から一端２４ｂに向かって約３分の１の個所）に支点２４ｄが設けられ、支点２４ｄと一端２４ｂとの間に配置されたばね２４ｅによって、無負荷状態では、一端２４ｂが位置する端がクランク軸２４ｃが位置する端よりも僅かに上方に位置するようになっている。
【００１４】
発電システム１０はまた、てこ部材２４のクランク軸２４ｃが回転シャフト２６ａに連結された第１歯車２６と、ドラム構造体１２のシャフト１４と回転軸を共有し、第１歯車２６と噛み合うように配置された第２歯車２８とを備えている。これにより、てこ部材２４の運動がクランク軸２４ｃを介して、第１歯車２６、次いで第２歯車２８に伝達されるようになっている。
【００１５】
図１を参照して水車構造体２０とてこ部材２４の相互の位置関係について説明すると、水車構造体２０の回転時にアーム部材２０ｃの先端がてこ部材２４の一端２４ｂに当たるように、水車構造体２０が配置されている。
【００１６】
発電システム１０はさらに、発電機３０と、ドラム構造体１２の外周面１２ａに掛け渡され、ドラム構造体１２の回転力を発電機３０の回転軸３０ａに伝達するための伝動手段３２とを備えている。伝動手段３２としては、例えば、伝動ベルトやチェーンが使用される。好ましくは、ドラム構造体１２の外周面１２ａには、掛け渡される伝動ベルト等が外れにくいように、突起１２ａ１（図２参照）又は溝（図示せず）を設けてもよい。ドラム構造体１２は、一種のプーリとしての役目を果たす。なお、図１に示される例では、ドラム構造体１２の回転力が変速器３４を介して発電機３０の回転軸３０ａに伝達されるようになっている。
【００１７】
好ましくは、発電システム１０は、発電機３０によって発生した電気エネルギーが蓄積される蓄電池３６を備えている。
【００１８】
次に主として図４を参照して、発電システム１０の作動について説明する。水車構造体２０が水流を受けて、時計回りに回転する（図４（ａ）参照）。そして、水車構造体２０のアーム部材２０ｃがてこ部材２４の一端２４ｂに当たると（図４（ｂ）参照）、てこ部材２４は、ばね２４ｅの力に抗して、支点２４ｄを中心として一端２４ｂが下降するように回転する。
【００１９】
一方、てこ部材２４の一端２４ｂが下降すると、てこ部材２４のクランク軸２４ｃが位置する端が上昇し、これにより第１歯車２６が反時計回りに回転することとなる（図４（ｃ）参照）。そして、第１歯車２６の回転が第２歯車２８に伝達されてシャフト１４が回転し、これに伴いドラム構造体１２も回転することとなる。ドラム構造体１２の回転に伴い、ドラム構造体１２の外周面１２ａに掛け渡された伝動手段３２が図１の矢印で図示されるように移動し、変速器３４を介して、発電機３０の回転軸３０ａに伝達され、発電が行われる。その際、回転軸３０ａの直径と比較してドラム構造体１２の直径が非常に大きく、ドラム構造体１２が１回転した場合に発電機３０の回転軸３０ａが多数回転するので、効率的に発電することができる。水車構造体２０がさらに時計回りに回転すると、アーム部材２０ｃがてこ部材２４の一端２４ｂから離れ、てこ部材２４は、ばね２４ｅの力により、一端２４ｂが上昇する（図４（ｄ）参照）。
【００２０】
なお、水車構造体２０のアーム部材２０ｃの間隔等を適当に調整することにより、クランク軸２４ｃを間断なく連続的に上下動させる（したがって、ドラム構造体１２を連続的に回転させる）ことができる。
【００２１】
次に、本発明の第２の実施形態に係る発電システムについて説明する。図５は、本発明の第２の実施形態に係る発電システムの全体を示した正面図、図６は、図５の発電システムの平面図、図７は、図５の発電システムの主要部分を示した拡大正面図である。図５において全体として参照符号５０で示される本発明の第２の実施形態に係る発電システムは、ほぼ円筒形の形状を有する大径のドラム構造体５２を備えており、ドラム構造体５２は、シャフト５４を中心として回転するようになっている。
【００２２】
発電システム５０はまた、ドラム構造体５２の外周面５２ａの円周方向に等距離隔てて配置された複数の鉄球受け部材５６を備えている。鉄球受け部材５６は、ドラム構造体５２の外周面５２ａからほぼ放射状に延びるようにドラム構造体５２の外周面５２ａに取り付けられた箱型状又は板状の部材である。
【００２３】
図８は、鉄球受け部材５６を示した拡大図である。鉄球受け部材５６は、ドラム構造体５２の外周面５２ａに一端が取り付けられた一対の平行な側板５６ａと、側板５６ａの他端同士を連結する端板５６ｂと、外周面５２ａの側の底部が開放するように端板５６ｂの側のみに設けられた底板５６ｃとを有しており、底部の開放部分５６ｄは、鉄玉５８が落下する孔となる。側板５６ａ間の間隔は、鉄玉５８の直径Ｄよりも僅かに大きくなるように選定され（図８（ｂ）参照）、底部の開放部分５６ｄの寸法は、鉄玉５８が落下することができるように選定されている（図８（ｃ）参照）。
【００２４】
なお、好ましくは、鉄球受け部材５６は、その長さ方向軸線Ａ−Ａがドラム構造体５２のシャフト５４を通る放射方向線Ｒ−Ｒに対して角度θをなすように先端が上向きに取り付けられている（図８（ａ）参照）。これにより、後述するように、鉄玉５８が所望の箇所（第１位置）でのみ落下するように調整することができる。なお、鉄球受け部材５６が取り付けられるドラム構造体５２の外周面５２ａに、鉄球５８の落下が容易になるように、凹み５２ａ１を設けるのが好ましい。
【００２５】
図９は、変形形態に係る鉄球受け部材５６′を示した拡大図である。鉄球受け部材５６′は、その長さ方向軸線がドラム構造体５２のシャフト５４を通る放射方向線Ｒ−Ｒに沿ってドラム構造体５２の外方に延びるように、ドラム構造体５２の外周面５２ａにピン接合具５６′ｂによって回転可能に取り付けられた板状の本体５６′ａと、本体５６′ａの先端周囲に設けられた突起５６′ｃと、板状の本体５６′ａを放射方向線Ｒ−Ｒに沿って延びるように保持するためのばね５６′ｄとを有している。そして、鉄玉５８を落下させようとする箇所（第１位置）に、本体５６′ａと直交する部材５６′ｅを本体５６′ａの上方に配置する。
【００２６】
このように構成することにより、鉄球受け部材５６′が第１位置に到達すると、鉄球５８が載っている本体５６′ａに部材５６′ｅが当たり、ばね５６′ｄの力に抗して、本体５６′ａがピン接合具５６′ｂを中心として回転するため、鉄玉５８が落下することとなる（図９（ｂ）参照）。これにより、鉄玉５８が所望の箇所（第１位置）でのみ落下するように調整することができる。
【００２７】
発電システム５０はまた、第１位置において鉄球受け部材５６の１つ（図１１において５６1 ）から落下した鉄球５８を受け入れる第１鉄球移動路６０と、鉄玉５８を受け入れる第２位置において鉄球５８を鉄球受け部材５６の別の１つ（図１１において５６5 ）上に落下させる第２鉄球移動路６２と、鉄球５８を第１鉄球移動路６０から第２鉄球移動路６２に移動させるてこ部材６４とを備えている。
【００２８】
第１鉄球移動路６０は、図１０（ａ）に示されるように、鉄球５８の直径Ｄよりも幅広の細長い底板６０ａ（図１０（ｂ）参照）と、底板６０ａの両側に配置された一対の側板６０ｂとを有し、鉄球５８の出入りが可能なように上端６０ｃと下端６０ｄが開放している。第１鉄球移動路６０は、上端６０ｃから下端６０ｄに向かって下降するように傾斜して配置されている。
【００２９】
第２鉄球移動路６２も、第１鉄球移動路６０と同様に、図１０（ｃ）に示されるように、鉄球５８の直径Ｄよりも幅広の細長い底板６２ａと、底板６２ａの両側に配置された一対の側板６２ｂとを有し、上端６２ｃには端板が設けられ、下端６２ｄは開放している。第１鉄球移動路６２は、上端６２ｃから下端６２ｄに向かって下降するように傾斜して配置されている。
【００３０】
てこ部材６４は、細長い本体６４ａと、本体６４ａの一端に設けられた、上方が開放した箱型の鉄球受入れ部６４ｂと、本体６４ａの他端に設けられたクランク軸６４ｃとを有し、本体６４ａの適当な中間点（図７に示される例では、クランク軸６４ｃが設けられた端から鉄球受入れ部６４ｂが設けられた端に向かって約３分の１の個所）に支点６４ｄが設けられ、支点６４ｄと鉄球受入れ部６４ｂとの間に配置されたばね６４ｅによって、無負荷状態では、鉄球受入れ部６４ｂが位置する端がクランク軸６４ｃが位置する端よりも僅かに上方に位置するようになっている。なお、鉄球受入れ部６４ｂの本体６４ａと反対側の壁６４ｂ１は、鉄球５８が所望箇所で第２鉄球移動路６２の上端６２ｃ上に落下し易いように、高さを低くするのが好ましい（図１０（ｄ）参照）。
【００３１】
図７を参照して第１鉄球移動路６０、てこ部材６４および第２鉄球移動路６２の相互の位置関係について説明すると、第１鉄球移動路６０の上端６０ｃが鉄球受け部材５６の１つ（５６1 ）に近接して（すなわち、第１位置に）配置され、てこ部材６４の鉄球受入れ部６４ｂが第１鉄球移動路６０の下端６０ｄに近接して配置され、第２鉄球移動路６２の下端６２ｄが鉄球受け部材５６の別の１つ（５６5 ）に近接して（すなわち、第２位置に）配置されている。
【００３２】
このような構成により、鉄球受け部材５６の前記１つ（５６1 ）から第１鉄球移動路６０の上端６０ｃに落下した鉄球は、第１鉄球移動路６０上を下端６０ｄに向かって移動し、次いで第１鉄球移動路６０の下端６０ｄからてこ部材６４の鉄球受入れ部６４ｂに落下する。すると、てこ部材６４は、鉄球５８の重量により、ばね６４ｅの力に抗して、支点６４ｄを中心として鉄球受入れ部６４ｂが下降するように回転する（図７の点線参照）。そして、鉄球５８がてこ部材６４の鉄球受入れ部６４ｂから第２鉄球移動路６２の上端６２ｃに落下し、第２鉄球移動路６２上を下端６２ｄに向かって移動し、下端６２ｄから鉄球受け部材５６の前記別の１つ（５６5 ）上に落下することとなる。このようにして、鉄球５８の移動により、てこ部材６４のクランク軸６４ｃが位置する端が上下動することとなる。
【００３３】
発電システム５０はまた、てこ部材６４のクランク軸６４ｃが回転シャフト６６ａに連結された第１歯車６６と、ドラム構造体５２のシャフト５４と回転軸を共有し、第１歯車６６と噛み合うように配置された第２歯車６８とを備えている。これにより、てこ部材６４の運動がクランク軸６４ｃを介して、第１歯車６６、次いで第２歯車６８に伝達されるようになっている。
【００３４】
発電システム５０はさらに、発電機７０と、ドラム構造体５２の外周面５２ａに掛け渡され、ドラム構造体５２の回転力を発電機７０の回転軸７０ａに伝達するための伝動手段７２とを備えている。伝動手段７２としては、例えば、伝動ベルトやチェーンが使用される。好ましくは、ドラム構造体５２の外周面５２ａには、掛け渡される伝動ベルト等が外れにくいように、突起５２ａ１（図６参照）又は溝（図示せず）を設けてもよい。ドラム構造体５２は、一種のプーリとしての役目を果たす。なお、図５に示される例では、ドラム構造体５２の回転力が変速器７４を介して発電機７０の回転軸７０ａに伝達されるようになっている。
【００３５】
好ましくは、発電システム５０は、発電機７０によって発生した電気エネルギーが蓄積される蓄電池７６を備えている。
【００３６】
次に主として図１１を参照して、発電システム５０の作動について説明する。鉄球受け部材５６1 に鉄球５８が載っている状態が作動の出発点となる（図１１（ａ）参照）。第１位置において鉄球５８が鉄球受け部材５６1 から第１鉄球移動路６０の上端６０ｃに落下すると（図１１（ｂ）参照）、鉄球５８は、第１鉄球移動路６０上を下端６０ｄに向かって移動し、下端６０ｄからてこ部材６４の鉄球受入れ部６４ｂに落下する（図１１（ｃ）参照）。すると、てこ部材６４は、鉄球５８の重量により、ばね６４ｅの力に抗して、支点６４ｄを中心として鉄球受入れ部６４ｂが下降するように回転し、鉄球５８は、てこ部材６４の鉄球受入れ部６４ｂから第２鉄球移動路６２の上端６２ｃに落下し（図１１（ｄ）参照）、第２鉄球移動路６２上を下端６２ｄに向かって移動し（図１１（ｅ）参照）、第２位置において下端６２ｄから鉄球受け部材５６5 上に落下する。
【００３７】
一方、てこ部材６４が回転すると、てこ部材６４のクランク軸６４ｃが位置する端が移動し、これにより第１歯車６６が反時計回りに回転することとなる（図１１（ｄ）参照）。そして、第１歯車６６の回転が第２歯車６８に伝達されてシャフト５４が回転し、これに伴いドラム構造体５２も回転することとなる。ドラム構造体５２の回転に伴い、ドラム構造体５２の外周面５２ａに掛け渡された伝動手段７２が図５の矢印で図示されるように移動し、変速器７４を介して、発電機７０の回転軸７０ａに伝達され、発電が行われる。その際、回転軸７０ａの直径と比較してドラム構造体５２の直径が非常に大きく、ドラム構造体５２が１回転した場合に発電機７０の回転軸７０ａが多数回転するので、効率的に発電することができる。
【００３８】
なお、鉄球受け部材５６同士の間隔等を適当に調整することにより、クランク軸６４ｃを間断なく連続的に上下動させる（したがって、ドラム構造体５２を連続的に回転させる）ことができる。図１１では、鉄球５８を落下させる鉄球受け部材５６1 と、鉄球５８を受け入れる鉄球受け部材５６5 との間に、３つの鉄球受け部材５６2 、５６3 、５６4 があるように図示されているが、これは一例にすぎない。
【００３９】
本発明は、以上の発明の実施の形態に限定されることなく、特許請求の範囲に記載された発明の範囲内で、種々の変更が可能であり、それらも本発明の範囲内に包含されるものであることはいうまでもない。
【００４０】
例えば、添付図面に図示されたドラム構造体１２、５２、水車構造体２０、鉄球受け部材５６、第１および第２鉄球移動路６０、６２、てこ部材２４、６４等の寸法や形状は、単なる例示的なものにすぎず、本発明の発電システム１０、５０の作動原理に適合するものであれば、図示されたものとは異なる寸法や形状を採用してもよい。
【符号の説明】
【００４１】
１０  発電システム（第１の実施形態）
１２  ドラム構造体
１２ａ  外周面
１２ａ１  伝動手段脱落防止用突起
１４  シャフト
２０  水車構造体
２０ａ  回転軸
２０ａ１  軸受部
２０ｂ  円板
２０ｃ  アーム部材
２０ｄ  ブレード
２４  てこ部材
２４ａ  本体
２４ｂ  一端
２４ｃ  クランク軸
２４ｄ  支点
２４ｅ  ばね
２６  第１歯車
２６ａ  回転シャフト
２８  第２歯車
３０  発電機
３０ａ  回転軸
３２  伝動手段
３４  変速器
３６  蓄電池
５０  発電システム（第２の実施形態）
５２  ドラム構造体
５２ａ  外周面
５２ａ１  伝動手段脱落防止用突起
５４  シャフト
５６  鉄球受け部材
５６ａ  側板
５６ｂ  端板
５６ｃ  底板
５６ｄ  鉄球落下用の孔
５６′  鉄球受け部材（変形形態）
５６′ａ  本体
５６′ｂ  ピン接合具
５６′ｃ  突起
５６′ｄ  ばね
５６′ｅ  部材
５８  鉄球
６０  第１鉄球移動路
６０ａ  底板
６０ｂ  側板
６０ｃ  上端
６０ｄ  下端
６２  第２鉄球移動路
６２ａ  底板
６２ｂ  側板
６２ｃ  上端
６２ｄ  下端
６４  てこ部材
６４ａ  本体
６４ｂ  鉄球受入れ部
６４ｃ  クランク軸
６４ｄ  支点
６４ｅ  ばね
６６  第１歯車
６６ａ  回転シャフト
６８  第２歯車
７０  発電機
７０ａ  回転軸
７２  伝動手段
７４  変速器
７６  蓄電池
【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】
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【図９】
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【図１０】
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【図１１】
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