(57)【要約】      （修正有）【課題】不規則な自然運動を本発明の機構を利用してエネルギーの完全吸収、蓄積を可能とする。【解決手段】回転直径板４の直径溝５に錘１の重心にある中芯を通し、その中芯を錘チェーン３に組み合わせて、直径板４の両端の直径スプロケット６、７の回転で、直径板４の半回転毎に片道を移動、１回転で往復させる構造にする。遊星ギア８を直径スプロケット６との共通回転軸に固着し、直径板４の半回転で、固定枠に取り付けた大判ギア板の大判外歯ギア１５と遊星ギア８との噛み合いをさせ、残りの半回転では、より大きな大判ギア輪の大判内歯ギア１６との噛み合いで半回転させる。最初の半回転で錘は最大半径距離の直径溝の一端から直径溝の他端まで移動し、次の半回転で錘の帰路の移動で最初の一端に戻る。直径板の回転角度と直径溝の錘の位置との関係は、遊星ギア８と噛み合う大判外歯ギア１５、大判内歯ギア１６との転位量、相互の組み合わせの設計値で行う。【選択図】図４
2008031975.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
慣性能率を半回転毎に周期的に伸縮変化させて縮小端から伸張端への一定方向へ半回転毎に断続的に加速度を発生する機構、略称慣能器において、長方形直径板の中央の直径溝に、直径板に対して裏表、左右、上下対照な錘の重心中心部の芯を挟んだスライド回転自由なベアリングでチェーンに組み合わせ、直径板を水平面を中心に本機構の源駆動力で回転させる。自転車の場合は、ペダルのスプロケットと直径板の中心部を錘の直径溝通過可能に屋根に付けたスプロケットを同型にしペダルと同一回転にする。一般の移動体ではモータの駆動源に２枚の同型偏心非円ギアで両軸間の寸法を常時、最小半径と最大半径の和と設定し、噛み合いを保持させる機構を介して直径板を回転させ、原動機側の一定回転に対して出力側の直径板の錘移動に伴うトルク変化に対応させる。直径板の回転の半回転毎に錘が直径板の一端から中心を通過してもう一方の他端へ錘を溝に沿って移動させるのに、直径板の両端のスプロケットで錘を錘チェーンで溝の両端間を半回転毎に行き来させる。その駆動は直径板の遊星ギアを、直径板の半回転毎に、固定外枠に取り付けた外歯ギアと内歯ギアとで交互に行う噛み合わせによって回転軸の回転方向を切り替え、錘移動の直径板スプロケットの回転を遊星ギアの回転から駆動させる。
偏心非円ギアを使用する通常の移動体用慣能器を２個、水平進行方向に対し左右対照回転をさせ、左右回転の差異による左右の針路方向を変えられる慣能器を複慣能器とする。複慣能器の水平対照の錘回転を垂直回転の斜め対照から水平回転対照で垂直成分の回転まで行う構造とし、両回転体を２等辺３角形の２個の角位置に、第３の角位置に垂直回転の慣能器を設け、搭載移動体の重心位置を２等辺３角形の重心位置、あるいは垂直傾きを補正する目的で、前方の２個と第３の角位置の１個の垂直対照回転とで垂直方向指向発生加速度による立体空間移動体の左右や上下の運動や針路変更を行う組み合わせ機構を三角慣能器として空間移動体に使用する。
移動体での慣能器による断続加速度発生による速度エネルギー利用を、逆にブレーキの必要時のように、速度及び回転速度の連続減速によるエネルギー回収や発電にも、加速減速の可逆的性能を遊星ギアの単複切り替えによる慣能器で行う。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】  加速度、速度エネルギー発生のエンジンと、逆に速度回収機器と、搭載する移動体。
本発明は、移動体つまり自転車から自動車、船舶、航空機、ロケットに使用される加速度を発生する原動機、通称エンジンと呼ばれる燃料のガス化と高温爆発による膨張現象を利用する機構に代わる新しい常温での可逆のエンジンとその搭載機構に関する分野。【０００２】  滑り移動を基本とする。オリンピックで陸上１万メートルの記録は２８分、スケートではその半分の１４分、摩擦による靴を滑走のスケートに替えることで速度は倍、エネルギー効率は速度の２乗の４倍に向上する基本による。
スケートでも前進や停止は、氷面の横方向に傷を付けての摩擦利用で、完全な滑走のままの加速度発生ではない。現状ではスケートボードの例もあるが、回転現象としてブランコに乗ったままでの回転発生と停止に見られる現象は、慣性能率の変化によって回転角速度を発生出来る現象で古来から認められているが、現用技術の直線移動体では回転体では簡単に変えられる慣性能率に相当する質量が変えられないので、日常の直線運動では絶対に見らない発進停止の現象である。【０００３】  本発明の本質を理解の前に、現在の技術分野が大きな欠陥の上に立って先の見えない、しかも地球温暖化の悪の技術の上に立っている現実を以下に列記する。
現用技術の基本的欠陥、その１。
自動車、船舶、航空機までは、燃料の爆発による質量の十万分の一の減少によって発生する化学的膨張エネルギーの利用に立っているので排気の気体は高温のエネルギーを残したまま排出される。原子力エネルギーでは質量の千分の一の減少に伴う、超高温の超急激爆発を能率の悪い蒸気機関を介して一部だけ利用し、熱は高温排水で廃棄される。【０００４】  現用技術の基本的欠陥、その２。
移動体の現状では隣接する道路や水、空気を、摩擦を応用して後方への押しやって前進させる方法で、周囲の物体を自分の後方へ速度エネルギーを与えて捨て去る方式である。一見、道路は地上に固定されていて気が付かないが、地球自体は有限な質量や慣性能率を持っていて全世界の先進国の移動体からの反動によって運動エネルギーを受領し続けている。ロケットは搭載燃料を後方へ爆発的エネルギーを与えて投げ捨てての反動で本体を前進させる。これが現在までの先端技術の方向で、代表が宇宙技術である。この基本的実態を認識し技術開発の方向を、本発明の基本による方向に改めない限り、地球破滅の温暖化と炭酸ガス放出から逃れられず、宇宙との光年単位距離での往復旅行も不可能である。
【背景技術】
【０００５】  本発明は以下の背景の新技術の上に立っている。
（非特許文献１）は直線運動での質量と同じ効果を、回転運動で慣性能率が持っている力学の原理から、質量変化の数十〜数百倍以上に相当する慣性能率の変化、具体的には回転半径の半回転毎の縮小と伸張が、常温での回転エネルギーの不変なパラメトリック可逆変化に追加的なエネルギーは全て、慣性能率最小点から最大点の方向へ、半径縮小と伸張の半回転毎に、加速度を発生し到着時に完全回収が可能である。遅い回転体でも慣性能率の変化は、化学変化や原子力の超高速での利用が現状では僅かしか出来ない質量変化効果を、質量の高速変化の代わりに、ゆっくりした慣性能率の変化が、化学変化や質量変化よりも超過大だが、逆に超超ゆっくりの可逆回転エネルギー変化は、１回転中に伸張と縮小の対照可逆動作により、合わせて一定方向へ半回転毎の発生加速度が、平均数十Ｈｚ程度の回転でも繰り返すと、１６ｃｍ半径１ｋｇ弱の２個の錘の左右対照回転で重心から３２ｃｍまでの直径相当の短い回転半径での３０Ｈｚ回転と重心回転での１００Ｈｚ程度の繰り返しで、秒速数ｋｍ、数分で超光速。１７日で１光年、これが本発明の背景技術である。回転数の２乗の効果を示す事から、１Ｈｚ以下の０．３Ｈｚの自転車でのペダル運動でも万分の１に当たる毎秒数十ｃｍの十分な加速速度が得られる見通しに立っている。
また、この原理は（非特許文献２）によって、当時１９９８年にロシヤの博物館で２１世紀の技術として、ニュートンの力学に反しているが、ブランコに車をつけたカーチェリが幼児でも進行出来る様子が公開されている。具体的な（非特許文献３）の振り子の紐の振れの半径をゆっくりと数回転中に変えたとき（非特許文献４）でも（５．１２）式で角運動量が一定の証明を、（非特許文献４）のｐ．９１〜１０６の実験でｐ．８１の（５．１９）式によりエネルギーも可逆が確認されていた。そしてｐ．８５の（５．８）式に対して、（非特許文献で１）で角運動量一定の法則が１サイクルの短い間でも成り立つとして回転体の慣性能率を半回転毎に慣性能率を縮小と伸張を繰り返すと一定の方向に大きな加速度を断続的に発生する事が力学の教科書の式から計算で導かれた。この計算結果と、ロシヤのブランコ車の公開で慣性能率変化効果が示されていた。
（特許文献１）では回転中の慣性能率変化を１回転中の回転質量の半径伸縮を正確に制御する方法として、リニアモータでの質量移動方法であったが、本発明は普及を目標に簡易な回転構造でも正確に規定角度での半径の長さを制御出来る方法を提示した。【０００６】
【特許文献１】  特願２００２−２３６６９５（１４．０７．１２）図１（ａ）、（ｂ）
【非特許文献１】  電子情報通信学会、信学技報、ＳＡＮＥ、２０００−５０（２０００−９、ｐ．２９
【非特許文献２】  ロシヤ科学誌、ナウカ、ＮＯ．３、１９９９年、ｐ．３９〜４１
【非特許文献３】  朝永振一郎著「量子力学（１）」、東西出版社、ｐ．２３〜２６
【非特許文献４】  藤原邦男著「物理学序論としての力学」東京大学出版会、ｐ．１００〜１０６
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００７】  基本解決課題。ブランコを脱却し、高効率の重心付近での伸縮回転実現の方法。
ブランコ運動では、最初に真下から前方への振れのとき、座りから立ち上がって重心の位置の半径を縮めて前方への接線方向ベクトルを利用するように、前方への振れを水平に近づけるようにして停止させてから、戻りの帰りの振れが、真下を過ぎるまでは、回転で発生した前方への加速度と重力の作用によって、前方へ進行するが、真下を過ぎると、どうしても重力の影響と遠心力が逆方向の後方に働いて、後ろへ進むために（非特許文献２）で示されたように、停止ブレーキが不可欠で、そのために回転運動エネルギーの無駄な消費が行われる。この後ろへの振れ出来る限り無くすることを、本発明では簡単な方法で実現した。つまり真下以降の後方への振れを皆無に近い状態にする。それは、前方から真下までの間の帰りの振れで、半径を縮小させて回転を速くし、真下では錘の重心回転状態にするように回転半径をゼロにする。この状態から直ちに半径を前方への伸ばしを開始し、最大半径までもっていき、回転速度を落とすと、やはり前方への振れの間に加速度が発生する。前方での最大半径から半径を縮小し、後方への振れが真下での重心回転を開始し、前方への半径伸張にする繰り返しによって、後方への振れを無くす事ができる。
ブランコでは、運動している本人が、安全の為の常時の前方監視は、大きな前方方向への水平角度に近くても保持という困難があって交通手段として実用には向かない。自転車に応用出来る方法として、とにかく、錘を前方から真下への半回転では最大回転半径から最小回転半径へ、真下が後方への終末で、しかも真下でなく水平位置で次の半回転では重心回転から前方への最大半径迄の伸張にすると半回転毎に加速度を発生する単純な錘の回転体の機構である本発明の慣能器を、自転車ではブランコに代えて１個の慣能器を垂直回転で使用することで解決した。
解決課題１。半径伸縮による慣性能率可変回転体での加速や減速の発生の機構では、（例えば特許文献１、及び非特許文献１参照）、リニアモータによる半径上の錘移動の制御によって、角運動量一定の原理を満足するように、回転時は常に既定の回転角度で既定の角速度になるようにしたが、実際の錘の周回回転では変動が発生し、それに応じて精密に対応する錘の制御を高度制御回路で行う必要があり、自転車などの簡易装置として無理であったので、機構的に新方法の構造にした。【０００８】  解決課題２。錘回転中の回転半径を変化させるのに駆動側から錘回転を見ると、錘回転１回転中の半径長の最大長と最小の零になる間で、錘回転の慣性能率の変化中でも角運動量一定の法則を満足させるトルクと回転速度の大幅な変化は、半径長の伸縮の速度と、伸縮速度を発生させる伸縮加速度により、錘回転が示す負荷トルクが数十倍から数百倍の変動になる。従来の変速機構では１回転中にこのような負荷の大幅な変動に正確に対応するには、駆動側との間に精密な駆動制御機構がなければ不可能である。この困難と思われる機構、つまり一定トルクに近い入力の動力源と、簡単な中間機構で整合が必要である。【０００９】  解決課題３。移動体では加速と同様に、安全の為に急停止、急減速が必要である。従来の移動体の殆どは摩擦を利用した速度エネルギーの高熱発散で行ってきた。これを本発明の背景として慣能器の持つ可逆原理でエネルギー完全吸収再生を基本とする。
【課題を解決するための手段】
【００１０】  課題解決手段１。図１〜図５参照。回転する半径上で錘１を移動させるのに、回転直径板４の直径溝５に錘１の重心にある中芯２を通し、その中芯２を錘チェーン３に組み合わせて、直径板４の両端の直径スプロケット６、７の回転で、直径板４の半回転毎に片道を移動、１回転で往復させる構造にする。それには遊星ギア８を直径板スプロケット６との共通回転軸に固着し、直径板４の半回転では、固定枠１０に取り付けた大判ギア板の大判外歯ギア１５と遊星ギア８との噛み合いをさせ、残りの半回転では、より大きな大判ギア輪の大判内歯ギア１６との噛み合いで半回転させる。最初の半回転で錘は最大半径距離の直径溝の一端１１から直径溝の他端１２まで移動し、次の半回転で錘の帰路の移動で最初の一端１１に戻る。直径板の回転角度と直径溝の錘の位置との関係は遊星ギア８と噛み合う大判外歯ギア１５、大判内歯ギア１６との転位量、相互の組み合わせの設計値で行う。
以下この機構を慣性能率可変回転体、略称、慣能体と呼ぶ。【００１１】  課題解決手段２。駆動力側の入力回転から見た課題解決手段１で、慣能体の示すトルクが角度毎に慣性能率に比例し、回転半径の２乗に比例する特性なので、慣性能率の変化が少ない自転車用の慣能器では足のペダル動作の慣れで駆動が行うが、一般の原動機の場合には定出力に近い駆動力なので、直径板の回転の手前に一対の偏心非円ギアの設定半径比のものを設けて駆動させる機構にする。回転軸間の距離を常時偏心の最大半径と最小半径の和の一定値に保つ設計とし、両ギアの互の偏心回転による接触面のピッチを等しくし、接触面を保持させて半回転毎の同期をとる。【００１２】  課題解決手段３。制動エネルギーを吸収し再生用とするのに、錘の移動方向を加速の場合と反対の移動方向する。それにはブレーキ制御で、加速の遊星ギアと噛み合う同形のギアを介する切り替えで錘移動の直径板スプロケット軸を回転させるか、従来の技術により直接道路に接触する車輪の回転軸に、発電機と蓄電器を接続させればよい。【００１３】  上記の課題解決手段１による作用は次の通りである。
最大半径から半径零までの半径縮小の半回転で、加速度が半径零の錘位置から最大半径の錘位置の方向に発生し、逆に回転半径零から回転半径最大までの半径伸張時の半回転においても、やはり加速度が同じ最大半径の錘の方向に発生する作用を示す。【００１４】  課題解決手段２による作用は次の通りである。
偏心非円ギアの入力側ギアを図１の錘の位置の時、最初の半径長を最小半径長にし、出力側ギアの半径長を最大半径長にする結合で、入力側から見た出力側へのトルク比は、この半径比Ｎである。これから回転し始めると両ロータの接触点からの入力側のロータの回転半径は次第に長くなり、出力側の回転半径は次第に縮小、中間では両半径が等しく、そのときのトルク比は１になり、以降は１より小さくなり、半回転すると丁度１／Ｎになり、合わせて半回転中にＮ２の変化になる。
この偏心非ギア間接触を常時保持する構造は、例えば互いに反対極性の永久磁石の作用で接触点を両回転軸間で保持、或いはバネや付属ギア機構による回転維持構造にする。【００１５】  課題解決手段３による作用は次の通りである。
ブレーキの駆動力としての慣能器の動作は加速時と入出力をそのままで入力側の直流モータを逆に直流発電機にして充電すれば動作としては可逆同然であり、定常的可逆の半径伸縮に伴う規定量の少量のパラメトリックエネルギーとは別に、移動に伴う速度、所要時間、到達距離について、到達時点で、移動で発生させた速度エネルギーを吸収して速度ゼロにした時は移動に要したエネルギーは、途中で発生する機械的損失だけが問題である。
【発明の効果】
【００１６】  課題解決手段１による効果は次の通りである。
慣能器の簡易機構で回転半径零の時の回転角速度最大瞬間でも、回転半径最大のときの最低角速度瞬間でも必ず半径の伸縮が自動的に変わって発生する進行方向への加速度もその瞬間に零になり、半回転毎に常に進行方向の前方方向へ発生する。【００１７】  手段２による効果は次のとおりである。
１回転中に発生する大きな繰り返しのトルク変化の出力側の負荷機構に対して入力側に現在の機械工学で使われている偏心回転の対のギアを介することで解決できる。【００１８】  手段３による効果は次の通りである。。
移動体でも或いはエネルギー源に対して、慣能器のエネルギー吸収ブレーキ性能を使用すれは、エネルギー回収装置として発電し充電するなど応用は容易である。移動体では途中の交通渋滞に当たって、発進と停止の繰り返し毎に発電充電が可能となり、遠距離走行距離においても、摩擦損失以外のエネルギーは全て吸収・再生が行われ、むしろ一時停車休憩が、搭載電池の容量節約に役立つので、究極の自動車では電池と本発明の可変慣性能率モータだけでよい。将来は滑らかで無損失走行を目指す本発明による技術が従来の自動車を始め、移動体の動力に代わり、今後のテーマは機械的損失の低下の構造となる。
【産業上の利用可能性】
【００１９】  手段１と手段３との合成による利用可能性の増大
自転車のような人為的な小エネルギーによっても、回転錘の回転半径長と回転角度を、正確に設計位置に合わせ、更にそ実際上の変動に対しても自動的に対応でき、特に半径長が零付近では角運動量一定の性質から高速の回転角速度で錘の半径の短縮から伸張に変わるが、そのときの角度値での至難な制御は勿論、全ての回転角度で錘の位置を正確に制御が可能で発生加速度発生に大きな道をあけることになり、これまでの高熱排出、運動エネルギーの後方への排出による、現状の技術によらない方法の新技術の存在を示す最も簡単な方法で、今の所（非特許文献２）でしか世界に知られていないブランコ車では、ブランコ運動そのものが回転半径の僅か数分の１の変動しかなく、本発明に比べて低効率回転体でも、目に見える加速度の発生が公開されていたが、本発明のように半径長が零から、有限倍の変化は、慣性能率が錘の重心での回転から、錘の寸法の数倍の回転半径の伸縮でも、低速の常温での変動する入出エネルギーが数十、数百倍の可逆エネルギーのパラメータ変化に伴って、純粋の追加入力エネルギーが加速度に完全に変換される。また慣能器の性質は、回転周波数の２乗に比例して回転質量の錘の重量、必要運動エネルギーの節約がなされる性質を持ち、いかにして質量と高速回転が行われるかの全く新しい実現を対象とした産業上の問題が理論と相まって行われ、ビッグバーンの持つエネルギーをスピンのエネルギー再鑑定から、台風の温帯地方への到来時の、半径拡大に伴うエネルギーの発散から、発生時のエネルギーの再確認など多々問題をはらんでいる。【００２０】  手段２による利用可能性
航空機のジェットエンジンから、高速自動車のエンジンにおいて、低速から高速への切り替えに、ギアから転がり摩擦駆動のメカニズム、摩擦駆動無段変速機に代わり、車両加速の負荷とエンジンの最適回転制御が転がり摩擦駆動によって自由に可能となったが、ギア機構や無段変速機構で半回転中の大幅な負荷の変動に耐えられる手段２による方法が、現在の油膜形成による非接触転がり摩擦の無段変速機も偏心回転型の機構になる可能性が生じ、次代の大幅で高速な変速機へ新たな解明と利用が期待される。
【図面の簡単な説明】
【００２１】
【図１】  本発明の慣能器の錘を往復移動させるのに結合する錘チェーン
【図２】  同錘チェーンを直径溝の中で往復移動させる直径板スプロケットの軸を回転させる同じ軸の遊星が、錘の１周回中に半周回毎に逆回転するために遊星を回転させる大型歯車との動作機構
【図３】  同直径板が半回転毎に錘が一端から他端まで移動する一連の動作機構
【図４】  同自転車用機構
【図５】  本発明のらくチン車外観
【符号の説明】
【００２２】１  錘    ２  中芯    ３  錘チェーン    ４  直径板    ５  直径溝
６、７  直径板スプロケット    ８  遊星ギア
１０  固定枠    １１  直径溝の一端（錘の初期位置の中芯位置）
１２  直径溝の他端（錘反転位置の中芯位置）
１５  大判外歯ギア    １６大判内歯ギア
【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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