(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
縦長の床平板、および当該床平板の長手方向各端近接部の底面側に設けた各据付脚からなるシャーシーの床面側において、当該長手方向各端近接部にそれぞれ制止板を設けるとともに、当該各制止板からさらに中央寄りの各床面上に、正面側に牽引側板を設けた重量体をそれぞれ配置し、当該各牽引側板の左右各縁近接部にそれぞれ設けたバネ保持器で左右の圧縮バネを保持しつつ前記両牽引側板で当該各圧縮バネを挟み、さらに、前記各牽引側板の板面中央部に設けた環付ボルトの環に、それぞれワイヤの一端近接部を結び、当該両ワイヤの他端近接部を、前記シャーシー中央部に設けた各プーリーを介在して、クランク中央に設けた吊環に一緒に結び、当該クランクを電気機械動力部の逆転不能型爪クラッチに連結する一方、前記各重量体の内部に、前記シャーシーの前記床平板に設けた各ラックとそれぞれ噛み合うピニョンの回転軸および、逆転不能型爪クラッチ内蔵歯車ならびに、当該逆転不能型爪クラッチ内蔵歯車と噛み合う歯車を固着した回転軸を有する発電機をそれぞれ設け、さらに、当該各発電機の出力電力ケーブルを切替スイッチの各入力端子にそれぞれ接続した運動エネルギー差動式推力発生機であって、前記電気機械動力部の軸回転エネルギーを前記クランクに伝え、前記両圧縮バネにポテンシャルエネルギーとして蓄えた後、前記クランクが自由に回転する状態にし、前記両圧縮バネに蓄えられたポテンシャルエネルギーを半分ずつ同等に運動エネルギーとして前記両重量体に賦与し、各重量体内部に設けた前記発電機を回転させるとともに、どちらか一方の発電機のみが電力負荷器に電気的につながっている状態とすることを特徴とする運動エネルギー差動式推力発生機。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】  本発明は、水平面上あるいは無重力空間において、力学的な推進力を発生することができる、運動エネルギー差動式推力発生機に関するものである。
【背景技術】
【０００２】  可動構造物が加速するよう又は向きを変えるようにするためには、その可動構造物に適切な方向と大きさの力学的な推進力が加わるようにする必要がある。
従来、水平面上あるいは無重力空間において、可動構造物に力学的な推進力を加える方式として、船舶での航行路の水又は周囲の空気との流体力学的な作用反作用による力を応用するもの、宇宙での燃焼や膨張によるガス噴射の反動の力を応用するもの、周囲の風を帆で受けてその風圧の力を応用するものなどがあった（特許文献１、特許文献２参照）。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】  特開２０１４−１６２４７３号公報
【特許文献２】  特開平１１−１３５４１号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】  これは、次のような欠点があった。
航行路の水との流体力学的な作用反作用による力を応用する場合は、水中に浮遊する障害物や生物の影響を受けて、性能低下や故障を誘発することがあり、周囲の空気との流体力学的な作用反作用による力を応用する場合は、大型化が困難である。
燃焼や膨張によるガス噴射の反動の力を応用する場合は、ガス体の燃料あるいは原料タンクの残量が無くなるおそれがある。
周囲の風を帆で受けてその風圧の力を応用する場合は、風の強さが変動するとその影響を受け易く、継続的な安定動作を維持することが困難である。
本発明は、このような欠点を解決するためになされたものである。
【課題を解決するための手段】
【０００５】  縦長の床平板、および当該床平板の長手方向各端近接部の底面側に設けた各据付脚からなるシャーシーの床面側において、長手方向各端近接部にそれぞれ制止板を設けるとともに、当該各端近接部からさらに中央寄りの各床面上に、左右各側面下縁近接部に車輪を正面側に牽引側板を背面側に衝突側板をそれぞれ設けた各重量体を、当該各牽引側板の左右各縁近接部にそれぞれ設けた筒状のバネ保持器で左右の圧縮バネを保持しつつ当該両牽引側板で当該各圧縮バネを挟む様態で配置し、当該各牽引側板の板面中央部に設けた環付ボルトの環にそれぞれワイヤの一端近接部を結び、当該両ワイヤの他端近接部を、シャーシー中央部の枠補強板に設けた各プーリーを介在して、クランクに組み込まれた吊環に一緒に結び、当該クランクを電気機械動力部の逆転不能型爪クラッチの回転軸に連結して、さらに両重量体の牽引側板と衝突側板それぞれの左右各縁近接部に設けた貫通孔、および当該各牽引側板の左右各縁近接部にそれぞれ設けたバネ保持器、ならびに各圧縮バネを、左右でそれぞれ一直線に貫く様態で各ガイド棒を通し、当該各ガイド棒のそれぞれの各端近接部を、各制止板それぞれの左右各縁近接部にそれぞれ固着する一方、各重量体内部に、質量調整用錘のほか、シャーシーの床平板に設けたラックと噛み合うピニョンの回転軸、および当該回転軸に固着した逆転不能型爪クラッチ内蔵歯車、ならびに当該逆転不能型爪クラッチ内蔵歯車と噛み合う歯車を固着した回転軸を有する発電機をそれぞれ設け、各発電機の出力電力ケーブルを切替スイッチの各入力端子にそれぞれ接続し、当該切替スイッチの出力端子と電力負荷器の入力端子とを接続用電力ケーブルで接続する。
本発明は、以上の構造よりなる運動エネルギー差動式推力発生機である。
【発明の効果】
【０００６】  電気機械動力部の逆転不能型爪クラッチを介在して供給される軸回転エネルギーが、クランクを伝わり、さらに、吊環に結合された両ワイヤと各重量体の牽引側板とによる作用によって、両圧縮バネにポテンシャルエネルギーとして一時的に蓄えられ、クランクに組込まれた吊環が頂点に到達した直後に、逆転不能型爪クラッチの特性によってクランクが自由に回転する状態になり、両圧縮バネに蓄えられたポテンシャルエネルギーが、半分ずつ同等に、運動エネルギーとして両重量体に賦与される。
その時、それぞれの重量体は互いに逆方向に、同じ大きさの初速度で、シャーシーの両端の各端近接部に設けたそれぞれの制止板に向かって走行を始め加速され、各重量体内部では、ラックとピニョンの相互作用により、それぞれピニョンの回転軸が回転し、さらにピニョンの回転軸に固着した逆転不能型爪クラッチ内蔵歯車が回転し、それと噛み合う歯車を固着した回転軸を有する発電機が回転する。
各重量体内部に設けた何れの発電機も回転するが、どちらか一方の発電機のみが、切替スイッチを介在して、電力負荷器に電気的につながっている状態なので、そのような状態にある発電機を有する重量体は、発電時に基因する反作用および電力負荷器での電力消費を原因として、保有する運動エネルギーの一部を失うことになる。
その結果、各重量体がシャーシーの床面上を走行して、それぞれ前方の制止板に衝突するまでのあいだに、各重量体が保有する運動エネルギーの大きさに差が生じる事になり、衝突によってそれぞれの制止板に伝達される力学的エネルギーの大きさにも差が生じ、その大きさは、発電時に基因する反作用に係わるエネルギーと、電力負荷器で消費されたエネルギーとを合計したエネルギーの大きさに等しいが、そのうちの発電時に基因する反作用に係わるエネルギー部分は、ラックとピニョンの相互作用の時点で既にシャーシーに伝達されていて相殺されるので、シャーシーに発生する最終的な推力に寄与するエネルギーの大きさは、電力負荷器で消費されたエネルギーの大きさに等しくなり、その推力の方向は、保有する運動エネルギーを電力負荷器で消費しなかった方の重量体が走行した方向と同じ方向になる。
従って、本発明を可動構造物の大きさに対して適切な大きさで据付ければ、航行路の水中の状況による影響を受け難く、又、ガス噴射用のガス体の燃料あるいは原料タンクの残量を心配する必要もなく、推進動作を安定して継続させることができる。
【図面の簡単な説明】
【０００７】
【図１】  本発明の斜視図である。
【図２】  本発明の底面図である。
【図３】  本発明の重量体部の拡大図である。
【発明を実施するための形態】
【０００８】  以下、本発明の実施の形態について説明する。
（イ）アルミニウム軽合金からなる縦長の床平板（１１）を２枚、当該両板の長辺が同一      平面上で、互いに適切な間隔で平行な形態を保つようにしつつ、長手方向の両端を      揃えて並べ、各端近接部の底面側に、断面がコの字形になるように形成した構材に      取り付用および据付用の各孔を貫通させた据付脚（１２）をそれぞれボルトとナッ      トで締めて取り付けて、シャーシー（１）を形成する。
（ロ）アルミニウム軽合金からなる矩形の板において、当該板の長手方向の断面がＬの字      形になるように板面中央部を曲げ、当該板の長手方向の一方の端近接部の板面にボ      ルト通し用の孔を２箇所貫通させ、他方の端近接部の板面には軸受組み込み用の孔      を２箇所貫通させて、枠補強板（２３）を形成する。
（ハ）枠補強板（２３）を２枚、当該両板の軸受組み込み用の孔を設けた板面がともに平      面に対して垂直に、かつ、ボルト通し用の貫通孔を設けた板面が互いに後方に平伏      する鏡面対称の様態で並べ、垂直の両板面によって構成される２対の互いに向かい      合う軸受組み込み用の孔に、中央部にプーリーを固着し両端近接部にボールベアリ      ングからなる軸受をはめ込んだ各回転軸を、それぞれ当該軸受部で組み込む。
（ニ）シャーシー（１）の床面側中央部に、アルミニウム軽合金からなる矩形の板の両端      各端近接部にそれぞれボルト通し用の孔を貫通させた敷板を、両床平板（１１）の      間を渡す様態で敷いて、プーリーを２台設けた１対の枠補強板（２３）を、当該敷      板の上に重ねて、ボルトとナットで締めて一緒に床平板（１１）に取り付ける。
（ホ）鋼鉄製の枠およびアルミニウム軽合金製の外装板からなる直六面体の箱の正面側板      面中央部に、孔を１箇所貫通させ、当該孔に逆転不能型爪クラッチ（５１）の回転      軸の一端を通し、当該回転軸の他端近接部中央寄りにはめ込まれている軸受を箱内      部の枠にボルト締めで固着し、さらに当該回転軸の他端近接部に固着した歯車と噛      み合う減速用歯車を有する減速機、ならびに当該減速機に連結する電動機を、箱内      部の枠にボルト締めで取り付けて、電気機械動力部（５）を組み立てる。
（ヘ）シャーシー（１）の床面側中央部に設けた１対の枠補強板（２３）のいずれか一方      の垂直な板面外側に、アルミニウム軽合金からなる矩形の板を材料とし断面がコの      字形になるように曲げて形成した台座を、ボルト締めで固着し、当該台座の上部平      面に電気機械動力部（５）を、ボルトとナットで締めて取り付ける。
（ト）アルミニウム軽合金からなる矩形の板において、当該板の長手方向の一方の端から      の寸法が、電気機械動力部（５）の上縁からその台座の下縁までの長さに等しくな      る所で、板面を曲げて板の長手方向の断面がＬの字形になるようにし、さらに当該      板の長手方向の一方の端からの寸法が、逆転不能型爪クラッチ（５１）の回転軸中      心から当該台座の下縁までの長さに等しくなる所の板面に、軸受組み込み用の孔を      １箇所貫通させ、当該板の長手方向の各端近接部の板面にはそれぞれボルト通し用      の孔を２箇所ずつ貫通させて、中央枠板（２４）を形成する。
（チ）吊環（５２）を組み込んだクランクの一方の腕の端近接部の四角形孔に逆転不能型      爪クラッチ（５１）の回転軸をはめ込んで固着し、当該クランクの他方の腕の端近      接部の四角形孔に、ボールベアリングからなる軸受を一端近接部にはめ込んだ補助      回転軸の他端部をはめ込んで固着する。
（リ）クランクに設けた補助回転軸の軸受を、中央枠板（２４）に設けた軸受組み込み用      の孔に組み込む形態で、中央枠板（２４）を枠補強板（２３）にボルト締めで固着      し、さらに、電気機械動力部（５）の上部平面に重なる中央枠板（２４）の他端近      接部を、ボルト締めで電気機械動力部（５）の上部平面に固着する。
（ヌ）電気機械動力部（５）の上部平面に重なる、中央枠板（２４）の板面部分に、切替      スイッチ（６１）をボルト締めで取り付け、中央枠板（２４）の垂直な板面の外側      上縁近接部に、電気抵抗素子あるいは白熱電球を電気絶縁体を介在して放熱板に固      着して成る電力負荷器（６２）をボルト締めで取り付ける。
（ル）鋼鉄からなる構材を組んで溶接して成る直方体の枠において、各車輪（７１）を回      転自由の様態で軸の両端近接部に組み付けた車軸を２本、それぞれの車輪（７１）      が左右各側面外部に露出する形態で、底面の枠にボルト締めで固着し、枠の背面側      内部に質量調整用錘（７２）をボルト締めで取り付け、正面側内部に発電機（６）      を取付用補助板とともにボルト締めで取り付け、底面側内部に軸受組み込み用の孔      を貫通させた補助板をボルト締めで固着して、重量体（７）の骨組を形成する。
（ヲ）回転軸（８２）の、中央部にボールベアリングからなる軸受をはめ込み、一端近接      部中央寄りに逆転不能型爪クラッチ内蔵歯車（８３）を固着し、さらにその外側の      一端近接部にボールベアリングからなる軸受をはめ込む。
（ワ）回転軸（８２）の中央部に設けた軸受を、逆転不能型爪クラッチ内蔵歯車（８３）      が発電機（６）の回転軸に固着した歯車と噛み合う様態で、重量体（７）の底面側      内部に設けた補助板の軸受組み込み用孔に組み込み、さらに、回転軸（８２）の一      端近接部に設けた軸受を、上部補助板に貫通させた軸受組み込み用孔に組み込み、      当該上部補助板を重量体（７）の上部枠にボルト締めで固着する。
（カ）縦幅が重量体（７）の骨組の正面側の枠の縦幅に等しく、横幅がシャーシー（１）      の平面の狭い方の幅にほぼ等しい大きさの鋼鉄からなる板で、当該板の左右各縁近      接部に、耐摩耗性の合成樹脂製スリーヴを固着するのに必要な孔を、それぞれ貫通      させた各板において、板面中央部に環付ボルト（７３）をねじ込んで固着しさらに      左右各縁近接部の貫通孔と中心軸が一致する様態で筒状のバネ保持器（７４）をボ      ルト締めで固着した板を牽引側板（７５）とする一方、板面中央部に衝突部補強板      を固着した板を衝突側板（７６）とする。
（ヨ）重量体（７）の骨組において、正面外部には牽引側板（７５）を、背面外部には衝      突側板（７６）を、それぞれボルトとナットで締めて骨組枠に取り付け、次に、左      右各側面外部には２本の車軸を通すための孔をそれぞれ貫通させた各外装板を、底      面外部には回転軸（８２）を通すための孔を貫通させた外装板を、上部の平面外部      には出力電力ケーブル（６３）を通すための孔を貫通させた外装板を、それぞれボ      ルト締めで骨組枠に固着し、さらに、底面の外装板を貫通した回転軸（８２）の先      端近接部にピニョン（８１）を固着して、重量体（７）を形成する。
（タ）シャーシー（１）の床面において、その長手方向の各端からそれぞれ中央部に向か      う途中の各中間部に、それぞれ重量体（７）を、双方の牽引側板（７５）が互いに      向かい合う様態で、かつ、各牽引側板（７５）の左右各縁近接部に設けたバネ保持      器（７４）でそれぞれ左右各圧縮バネ（４）を挟む様態で、配置する。
（レ）各重量体（７）が配置されたそれぞれ板面部において、重量体（７）の底面側に設      けたピニョン（８１）に、ラック（８）が噛み合う様態で、それぞれラック（８）      を、床平板（１１）にボルト締めで固着する。
（ソ）シャーシー（１）の床面に配置した両重量体（７）の衝突側板（７６）および牽引      側板（７５）のそれぞれの左右各縁近接部の貫通孔、さらに左右各対のバネ保持器      （７４）ならびに左右の圧縮バネ（４）を、左右でそれぞれ一直線に貫く様態で、      各ガイド棒（３）を通し、それぞれのガイド棒（３）の両端近接部に加工形成され      ている雄ネジ部に、それぞれナットを１個ずつはめておく。
（ツ）アルミニウム軽合金からなる板で、その縦幅と横幅がともに、シャーシー（１）の      平面の狭い方の幅にほぼ等しい大きさの板において、当該板の左右各縁近接部に、      それぞれガイド棒（３）を固着するための孔を貫通させ、さらに板の一方の側の面      中央部に、ゴムなどの弾性体からなる緩衝器（２１）をボルト締めで取り付けて、      制止板（２）を形成する。
（ネ）アルミニウム軽合金からなる板をせん断および曲げ加工し、さらに、制止板（２）      を床平板（１１）の平面に対して垂直な形態で取り付けるために必要となるボルト      通し用の孔をそれぞれ貫通させて、つっかい（２２）を形成する。
（ナ）制止板（２）において、緩衝器（２１）を取り付けた板面とは反対側の板面に、つ      っかい（２２）をボルト締めで固着する。
（ラ）シャーシー（１）の長手方向の各端近接部の床面側に、それぞれつっかい（２２）      を介在して、各制止板（２）を、両者の板面中央部に設けた緩衝器（２１）が互い      に向かい合う様態で、かつ、それぞれの左右各縁近接部に設けた貫通孔にガイド棒      （３）の端近接部が貫通する様態で、取り付け、さらに貫通したガイド棒（３）の      端近接部の雄ネジ部にナットをはめて、それぞれ制止板（２）の当該貫通孔を２個      のナットで挟む形態で締めて各ガイド棒（３）の端近接部を固着する。
（ム）各重量体（７）の牽引側板（７５）に設けた環付ボルト（７３）の環に、それぞれ      ワイヤ（５３）の一端を通し、環とワイヤ（５３）が鎖状に繋がる形態で、各ワイ      ヤ（５３）の一端近接部をそれぞれ金具で圧接して止め、両ワイヤ（５３）の他端      を、シャーシー（１）中央部の１対の枠補強板（２３）に設けた各プーリーを介在      して、クランクに組み込まれた吊環（５２）に一緒に通し、各ワイヤ（５３）と吊      環（５２）がそれぞれ鎖状に繋がる形態で、各ワイヤ（５３）の他端近接部をそれ      ぞれ金具で圧接して止める。
（ウ）切替スイッチ（６１）の出力端子と電力負荷器（６２）の入力端子とを接続用電力      ケーブルで接続し、各重量体（７）に設けた発電機（６）のそれぞれの出力電力ケ      ーブル（６３）を、切替スイッチ（６１）の各入力端子にそれぞれ接続する。
本発明は、以上のような構造である。
本発明を使用するときは、据付脚（１２）の各貫通孔にそれぞれ据付ボルトを通し、可動構造物に本発明を据付け、切替スイッチ（６１）を操作して推進方向を設定し、電気機械動力部（５）の電動機に電力を供給すれば良い。
尚、逆転不能型爪クラッチ（５１）および逆転不能型爪クラッチ内蔵歯車（８３）は、両者とも、回転中心軸に対するその向きを適切に選ぶ必要があり、逆転不能型爪クラッチ（５１）は、電気機械動力部（５）内部に設けた電動機の回転力が、吊環（５２）を組み込んだクランクに到達する向きにし、各逆転不能型爪クラッチ内蔵歯車（８３）は、それぞれ各重量体（７）がシャーシー（１）の中央部に向かって走行する際には空回りし、重量体（７）が制止板（２）に向かって走行している間中は、ラック（８）と噛み合うピニョン（８１）の回転力が、重量体（７）内部に設けた発電機（６）の回転軸に到達する向きにする。
又、ラック（８）とピニョン（８１）の組合わせの替わりに、チェーンとスプロケットの組合わせを用いてもよい。
【符号の説明】
【０００９】    １  シャーシー、      ２  制止板、      ３  ガイド棒、    ４  圧縮バネ、
５  電気機械動力部、  ６  発電機、      ７  重量体、      ８  ラック、
１１  床平板、        １２  据付脚、
２１  緩衝器、        ２２  つっかい、    ２３  枠補強板、  ２４  中央枠板、
５１  逆転不能型爪クラッチ、    ５２  吊環、    ５３  ワイヤ、
６１  切替スイッチ、  ６２  電力負荷器、        ６３  出力電力ケーブル、
７１  車輪、          ７２  質量調整用錘、      ７３  環付ボルト、
７４  バネ保持器、    ７５  牽引側板、          ７６  衝突側板、
８１  ピニョン、      ８２  回転軸、      ８３  逆転不能型爪クラッチ内蔵歯車
【図１】
0006742582.tif 000002
【図２】
0006742582.tif 000003
【図３】
0006742582.tif 000004