(57)【要約】【課題】重り玉を二つの回転体間に循環させることで、これらの回転体の回転を継続させる。【解決手段】上方玉案内部材１３および下方玉案内部材１４に、予め複数の重り玉をそれぞれ第２の玉受部材１６および第１の玉受部材１５へ送り出し可能に収納し、これらの重り玉２５の送り出しを連続的に行うことで、第１の玉受部材１５および第２の玉受部材１６を持った第１の回転体６および第２の回転体７を回転付勢する。【選択図】        図１
2004263630.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
大径の第１の回転体と、第１の回転体に比べ小径であって、該第１の回転体と同一の軸または上方へ偏心した別の軸を中心に同一方向に同一速度で回転する第２の回転体と、第１の回転体の周囲に等間隔配置された複数個の第１の玉受部材と、第２の回転体の周囲に等間隔配置された複数個の第２の玉受部材と、第２の回転体の軸より上方であって、第１の回転体のいずれかの第１の玉受部材に一端が近接し、第２の回転体のいずれかの第２の玉受部材に他端が近接するように配置され、かつ第２の玉受部材側に向って低く傾斜する上方玉案内部材と、上方玉案内部材の下方であって、第２の回転体のいずれかの第２の玉受部材に一端が近接し、第１の回転体のいずれかの第１の玉受部材に他端が近接するように配置され、かつ第１の玉受部材側に向って低く傾斜する下方玉案内部材とを備え、上方玉案内部材上を転動してきた重り玉を、第２の回転体の上位にある第２の玉受部材に渡し、その重り玉の重量により第２の回転体に回転力を付与し、この第２の回転体の前記上位にある第２の玉受部材より下位にある他野第２の玉受部材に収納されている他の重り玉を下方玉案内部材に渡し、下方玉案内部材上を転動してきた重り玉を、第１の回転体の下位にある第１の玉受部材に渡し、この第１の玉受部材より上位にある他の第１の玉受部材上の重り玉を上方玉案内部材に渡し、前記第１の回転体および第２の回転体の回転を継続させることを特徴とする有限回転装置。
【請求項２】
前記上方玉案内部材および下方玉案内部材には、予め複数の重り玉がそれぞれ第２の玉受部材および第１の玉受部材へ送り出し可能に収納されていることを特徴とする請求項１に記載の有限回転装置。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、同一の軸上または偏心した二つの軸を中心に同一速度で回転する二つの回転体間に重り玉を循環移動させることにより、各回転体を有限回転させるための有限回転装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】
従来から、動力を発生するのに電力を利用したモータ、水力を利用した水車、油圧を利用した油圧モータなどが広く用いられている。これらはいずれも外部から電力、水圧、油圧を供給することにより機械トルクを発生し、各種の機器に仕事をさせるように機能する。
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、前記の電力、水力、油圧などを利用する従来の動力発生システムにあっては、動力発生のために必要とされる電力エネルギ、水力エネルギ、油圧エネルギの利用コストが高くなってしまうという問題があった。
【０００４】
本発明は前記のような従来の問題を解決するものであり、エネルギコストの高い電力や設備、施設などを用いずに、重り玉の転動により回転体に継続的に回転力を発生させ、必要に応じこれを動力として利用して、発電機等を駆動することができる有限回転装置を得ることを目的とする。
【０００５】
【課題を解決するための手段】
前記目的達成のために、本発明にかかる有限回転装置は、大径の第１の回転体と、第１の回転体に比べ小径であって、該第１の回転体と同一の軸または上方へ偏心した別の軸を中心に同一方向に同一速度で回転する第２の回転体と、第１の回転体の周囲に等間隔配置された複数個の第１の玉受部材と、第２の回転体の周囲に等間隔配置された複数個の第２の玉受部材と、第２の回転体の軸より上方であって、第１の回転体のいずれかの第１の玉受部材に一端が近接し、第２の回転体のいずれかの第２の玉受部材に他端が近接するように配置され、かつ第２の玉受部材側に向って低く傾斜する上方玉案内部材と、上方玉案内部材の下方であって、第２の回転体のいずれかの第２の玉受部材に一端が近接し、第１の回転体のいずれかの第１の玉受部材に他端が近接するように配置され、かつ第１の玉受部材側に向って低く傾斜する下方玉案内部材とを備え、上方玉案内部材上を転動してきた重り玉を、第２の回転体の上位にある第２の玉受部材に渡し、その重り玉の重量により第２の回転体に回転力を付与し、この第２の回転体の前記上位にある第２の玉受部材より下位にある他の第２の玉受部材に収納されている他の重り玉を下方玉案内部材に渡し、下方玉案内部材上を転動してきた重り玉を、第１の回転体の下位にある第１の玉受部材に渡し、この第１の玉受部材より上位にある他の第１の玉受部材上の重り玉を上方玉案内部材に渡し、前記第１の回転体および第２の回転体の回転を継続させることを特徴とする。
【０００６】
これにより、第１の回転体の第１の玉受部材上の重り玉は次々に上方玉案内部材を介して第２の回転体の第２の玉受部材上に乗り移り、重り玉の重量により第２の回転体に回転力を発生させる。また、この重り玉は上方玉案内部材から間断なく他の第２の玉受部材上に乗り移ってくるため、前記回転力の発生が継続し、第２の回転体は回転を継続する。一方、第２の回転体の回転により第２の玉受部材上の重り玉は下位玉案内部材上に次々に乗り移り、傾き方向に転動していく。そして、その重り玉のうち下方玉案内部材端にあるものから順次第１の回転体の第１の玉受部材上に乗り移る。乗り移った重り玉は第１の回転体の回転方向にさからう方向への逆回転力負荷となるが、第２の回転体およびこの第２の回転体の回転付勢力を受けて回転する第１の回転体が既に持つ回転慣性力がその逆回転力負荷に優り、従って、第１の回転体も回転を継続する。また、下方玉案内部材から第１の回転体の第１の玉受部材上に乗り移った重り玉は、上昇するごとに、徐々に前記逆回転力負荷を軽減していくため、前記第１の回転体の継続回転を助ける。こうして上昇した重り玉は、再び上位において第１の玉受部材から上方玉案内部材上に乗り移り、前記同様の動作を繰り返し、第２の回転体は継続する。従って、これらの第１の回転軸または第２の回転軸を出力軸として、必要に応じ動力を外部へ取り出すことができる。
【０００７】
また、本発明にかかる有限回転装置は、前記上方玉案内部材および下方玉案内部材には、予め複数の重り玉がそれぞれ第２の玉受部材および第１の玉受部材へ送り出し可能に収納されていることを特徴とする。
【０００８】
これにより、重り玉を上方玉案内部材から第２の回転体の第２の玉受部材へ途切れることなく連続的に、また、下方玉案内部材から第１の回転体の第１の玉受部材へ途切れることなく連続的に、重り玉を乗り移らせることができる。従って各回転体の回転慣性力が弱まるのを回避することができ、回転の継続を促すことができる。
【０００９】
【発明の実施の形態】
以下に、本発明の実施の形態を図について説明する。図１および図２は本発明の有限回転装置を示す斜視図および一部を破断した正面図である。同図において１、２は床上の基台３に立設された支持ブラケットである。これらの各支持ブラケット１、２上に設けられた軸受４、５には、大径の第１の回転体６および第２の回転体７の各回転軸８、９が回転自在に支持されている。
【００１０】
第２の回転体７の回転軸９は第１の回転体６の回転軸８よりも垂直上方に幾分オフセットされて配置されている。これは、両回転体６、７の径が異なることによって、後述のように重り玉２５を上方玉案内部材１３および下方案内部材１４を利用して、両回転体６、７の第１の玉受部材１５および第２の玉受部材１６間に円滑に受け渡すことを可能にするためである。
【００１１】
また、前記ブラケット１には補助ブラケット１０が連設されており、この補助ブラケット１０上に立設された支持部材１１、１２上に、上方玉案内部材１３および下方玉案内部材１４が支持されている。上方玉案内部材１３は右方に向けて僅か低く傾斜するように取り付けられ、下方玉案内部材１４は左方に向けて僅か低く傾斜するように取り付けられている。
【００１２】
上方玉案内部材１３の一端は、第１の回転部材６外周に等間隔配置された第１の玉受部材１５に近接して臨み、他端は第２の回転部材７外周に等間隔配置された第２の玉受部材１６に近接して臨んでいる。また、下方玉案内部材１４の一端は、第２の回転部材７外周の他の第２の玉受部材１６に近接して臨み、他端は第１の回転部材６外周の他の第１の玉受部材１５に近接して臨んでいる。
【００１３】
回転軸８、９には、それぞれ図３に示すような同一径のスプロケットホイール１７、１８が取り付けられており、これらにチェーン１９が架設されている。従って、各回転軸８、９は等速回転可能となっている。さらに、回転軸８には別に大径のスプロケットホイール２０が取り付けられ、このスプロケットホイール２０と、動力取り出し用の発電機２１の回転軸２２に取り付けられたスプロケットホイール２３との間に、チェーン２４が架設されている。
【００１４】
第１の回転体６外周に設けられる第１の玉受部材１５は、図４乃至図７にも示すように、各玉案内部材１３、１４の左端側において上方に開口する半円筒状体を横にしたような形態をなし、そのサイズは１個の重り玉２５を十分に収納できる程度とされている。これらの第１の玉受部材１５は一端が第１の回転体６自体により塞がれており、他端は重り玉２５の出し入れができるように開放されている。但し、各第１の玉受部材１５、１５間は塞板２６により塞がれている。
【００１５】
前記第１の玉受部材１５には、図４乃至図７に示すように、上方玉案内部材１３の左端に臨む付近に、円弧状の切欠２７が設けられている。そして、上方玉案内部材１３の左端に臨む位置に来た第１の玉受部材１５の切欠２７に対し、支持部材１１上の支持台２８に突設された玉押出し杆２９が通過可能とされている。この通過時に第１の玉受部材１５上の重り玉２５を押し出して、これの開放部からその重り玉を上方玉案内部材１３上へ落下（乗り移り）可能にしている。
【００１６】
また、上方玉案内部材１３および下方玉案内部材１４は少なくとも左端部の形状、サイズが第１の玉受部材１５の開放部形状（円弧状）に略合致している。また、これらの各左端部は回転軸９よりも上位に位置し、しかも隣り合う二つの第１の玉受部材１５に同時に臨むように配置されている。
【００１７】
一方、第２の回転体７の外周部に設けられた第２の玉受部材１６は、Ｕ字形の玉収納部を、図８に示すように連設したものからなる。これらの第２の玉受部材１６の一端側は第２の回転体７により塞がれており、他端側は開放されている。そして、これらの第２の玉受部材１６の開放端が、第２の回転体７の回転時に上方玉案内部材１３および下方玉案内部材１４の右端部に近接して臨むようにされている。
【００１８】
ここで、上方玉案内部材１３および下方玉案内部材１４は少なくとも右端部の形状、サイズが第２の玉受部材１６の開放部形状（Ｕ字状）に略合致している。また、これらの各右端部は回転軸９よりも上位に位置し、しかも例えば５個おきの二つの第２の玉受部材１６に臨んでいる。なお、上方玉案内部材１３および下方玉案内部材１４の各右端部間には、第２の玉受部材１６から重り玉２５が落下するのを防止する玉落下防止板３０が配置されている。この玉落下防止板３０はブラケット１側に取り付けられている。
【００１９】
次に動作について説明する。前記のような構成になる有限回転装置において、予め上方玉案内部材１３および下方玉案内部材１４に、例えば５個ずつの同一重量の重り玉２５を載置しておく。この状態で、第１の回転体６に矢印Ａ方向の回転力を僅か加える。これにより、第１の回転体６の第１の玉受部材１５も回転して、これらのうち上方玉案内部材１３の左端部に臨む第１の玉受部材１５内の重り玉２５が、切欠２７内に玉押出し杆２９が挿入されることで、開放端から上方玉案内部材１３上にかき落される。
【００２０】
このため、この重り玉２５は上方玉案内部材１３をこれ自体の傾きに従って転動しながら、その上方玉案内部材１３の右端に至る。この上方玉案内部材１３の右端部には、前記のように５個の重り玉２５が収容されており、その右端部に第２の回転体７の第２の玉受部材１６の開放部が差しかかったとき、上方玉案内部材１３の最右端にある重り玉２５が、第２の回転体７の最上位付近にある第２の玉受部材１６に乗り移ることとなる。
【００２１】
これにより、第２の回転体７はその重り玉２５を受けて、その重り玉の重量により前記矢印Ａと同一方向の回転力を発生する。なお、このような動作は、第２の回転体７の回転によって、前記重り玉２５が上方玉案内部材１３から第２の玉受部材１６上に次々に乗り移ることにより連続し、次第に第２の回転体７の回転が早く、しかも安定化していく。
【００２２】
この第２の回転体７の回転は、スプロケットホイール１７、１８およびチェーン１９を介して第１の回転体６に伝えられる。そして、この第１の回転体６も同方向に回転し、次第に慣性力を増していき、両回転体６の回転が勢いを増していく。
【００２３】
一方、前記のようにして第２の玉受部材１６上に送り出された重り玉２５は、第２の回転体７の回転に伴って下降し、下方玉案内部材１４右端の開口部に差しかかると、その開口部に乗り移る。この乗り移りは、図６に示したものと同様の玉押出し杆（図示省略）によって強制的に行うことができる。
【００２４】
このため、重り玉２５は開口部から下方玉案内部材１４上を傾き方向に転動しその左端へ移動する。この下方玉案内部材１４にも複数の重り玉２５が収納されているため、これらのうち最左端にある重り玉２５が、その最左端に差しかかった第１の回転体６の第１の玉受部材１５上に乗り移る。
【００２５】
このように第１の玉受部材１５上に乗り移った重り玉２５の重量は、第１の回転体６の回転を阻止する方向に作用する。しかし、第２の回転体７の第２の玉受部材１６上に上方玉案内部材１３から早いタイミングで重り玉２５が乗り移ることによって得られる各回転体６、７の回転慣性が、下方玉案内部材１４から第１の回転体６の第１の玉受部材１５に重り玉が乗り移ることにより第１の回転体の回転を妨げる力よりも大きいため、第１の回転体６は回転を続ける。
【００２６】
従って、このようにして第１の回転体６の第１の玉受部材１５に受けた重り玉２５は再び上方玉案内部材１３の左端に差しかかり、これの左端開口から上方玉案内部材１３上へ乗り移り、以後、同様の重り玉２５の循環が繰り返される。
【００２７】
そして、このようにして回転する第１の回転体６には、スプロケットホイール２０、２３およびチェーン２４を介して発電機２１が連結されているため、この発電機２１から電力を取り出すことができる。また、発電機２１に代えてモータや油圧ポンプなどを接続することで、動力を取り出すことができる。なお、各回転体６、７は周辺環境、例えば振動、塵埃の付着、風圧などの外部圧力を受けて回転が妨げられて低下する場合が考えられる。この場合には、回転軸８、９に対し回転をアシストする小型モータを連結することができる。
【００２８】
【発明の効果】
以上のように、本発明によれば大径の第１の回転体および第１の回転体より小径の第２の回転体とを、同一方向に同一速度で回転可能に配置し、第１の回転体の第１の玉受部材上の重り玉を上方玉案内部材を通じて第２の回転体の第２の玉受部材に渡し、この第２の玉受部材を渡されたその重り玉の重量により回転付勢させ、この回転付勢に寄与した重り玉を第２の玉受部材から下方玉案内部材を介して第１の回転体の他の第１の玉受部材に渡し、この他の第１の玉受部材上の重り玉を再び上方玉案内部材に渡すようにして、重り玉を両回転体間に循環させることで、両回転体の回転慣性を第１の玉受部材に重り玉が乗り移ることによる第１の回転体の回転阻止力を超えさせることができ、前記両回転体のいずれかの回転軸を出力軸として動力や電力を外部に取り出すことができる。
【００２９】
また、前記上方玉案内部材には、予め複数の重り玉を送り出し可能に収納したので、上方玉案内部材から第２の回転体の第２の玉受部材へ途切れることなく連続的に、また、下方玉案内部材から第１の回転体の第１の玉受部材へ途切れることなく連続的に、重り玉を乗り移らせることができ、これにより各回転体の回転慣性力が弱まるのを回避することができ、回転の継続を促すことができるという効果が得られる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の実施の一形態による有限回転装置を示す斜視図である。
【図２】本発明の実施の一形態による有限回転装置を一部破断して示す正面図である。
【図３】図２の要部を拡大して示す正面図である。
【図４】図１における上方玉案内部材および下方玉案内部材における重り玉の受け渡し状況を示す斜視図である。
【図５】図１における第１の玉受部材からの重り玉の排出構造を示す要部の断面図である。
【図６】図５に示す要部の斜視図である。
【図７】図５に示す要部の平面図である。
【図８】図１における上方玉案内部材および下方玉案内部材における重り玉の受け渡し状況を示す斜視図である。
【符号の説明】
６  第１の回転体
７  第２の回転体
１３  上方玉案内部材
１４  下方玉案内部材
１５  第１の玉受部材
１６  第２の玉受部材
２５  重り玉
【図１】
2004263630.tif 000003
【図２】
2004263630.tif 000004
【図３】
2004263630.tif 000005
【図４】
2004263630.tif 000006
【図５】
2004263630.tif 000007
【図６】
2004263630.tif 000008
【図７】
2004263630.tif 000009
【図８】
2004263630.tif 000010