(57)【要約】【課題】質量体を簡易なメカニズムで往復移動させて発電することができる重力利用発電機構を提供する。【解決手段】質量体１と、この質量体１を往復移動自在に案内するガイド２とが備えられ、ガイド２は、質量体１のガイド方向と直交する軸線回りで回転するように保持され、ガイド２の回転と質量体１に作用する重力とで質量体１がガイド２を往復移動するようになされており、かつ、質量体１の往復移動による運動エネルギーを電気エネルギーに変換するエネルギー変換手段が備えられている。エネルギー変換手段は、例えば、永久磁石１と発電用コイル４とからなる。【選択図】　　　図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
質量体と、この質量体を往復移動自在に案内するガイドとが備えられ、
ガイドは、質量体のガイド方向と直交ないしは交差する軸線回りで回転するように保持され、ガイドの回転と質量体に作用する重力とで質量体がガイドを往復移動するようになされており、かつ、
質量体の往復移動による運動エネルギーを電気エネルギーに変換するエネルギー変換手段が備えられていることを特徴とする重力利用発電機構。
【請求項２】
前記ガイドが、その回転軸線を水平軸型羽根車の回転軸線と一致させるように同羽根車に備えられ、羽根車の回転と質量体に作用する重力とで質量体が往復移動をするようになされている請求項１に記載の重力利用発電機構。
【請求項３】
前記エネルギー変換手段と光源等の電気駆動部とが前記羽根車に備えられ、羽根車の回転による質量体の往復移動によって得られる電気エネルギーで、前記電気駆動部が駆動するようになされていることを特徴とする請求項２に記載の重力利用発電機構。
【請求項４】
質量体の往復移動によって得られた電気エネルギーを蓄える蓄電部が前記羽根車に備えられ、蓄電部に蓄えられた電気エネルギーで電気駆動部が駆動するようになされている請求項２に記載の重力利用発電機構。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、重力利用発電機構に関する。
【０００２】
【従来の技術及び課題】
従来より種々の発電機構が提供されているが、そのような背景において、本発明は、質量体を簡易なメカニズムで往復移動させて発電することができる重力利用発電機構を提供することを課題とする。
【０００３】
【課題を解決するための手段】
上記の課題は、質量体と、この質量体を往復移動自在に案内するガイドとが備えられ、
ガイドは、質量体のガイド方向と直交ないしは交差する軸線回りで回転するように保持され、ガイドの回転と質量体に作用する重力とで質量体がガイドを往復移動するようになされており、かつ、
質量体の往復移動による運動エネルギーを電気エネルギーに変換するエネルギー変換手段が備えられていることを特徴とする重力利用発電機構によって解決される。
【０００４】
この発電機構では、ガイドが回転すると、ガイドの回転と質量体に作用する重力とで質量体がガイドを往復移動し、このような簡易なメカニズムによる質量体の往復移動によって発電することができる。
【０００５】
前記ガイドが、その回転軸線を水平軸型羽根車の回転軸線と一致させるように同羽根車に備えられ、羽根車の回転と質量体に作用する重力とで質量体が往復移動をするようになされているとよい。この発電機構では、水平軸型羽根車が回転するだけで質量体が往復移動して発電でき、水平軸型羽根車を備えた各種機器に備えさせて簡易に発電することができる。
【０００６】
前記エネルギー変換手段と光源等の電気駆動部とが前記羽根車に備えられ、羽根車の回転による質量体の往復移動によって得られる電気エネルギーで、前記電気駆動部が駆動するようになされているのもよい。このシステムでは、羽根車に備えられた電気駆動部を駆動する電力を非回転部から供給する必要がなく、電気駆動部への電力の供給を簡易な機構で実現することができる。
【０００７】
質量体の往復移動によって得られた電気エネルギーを蓄える蓄電部が前記羽根車に備えられ、蓄電部に蓄えられた電気エネルギーで電気駆動部が駆動するようになされている場合は、羽根車が回転していないときでも、蓄電部に蓄えられた電気で電気駆動部を駆動することができる。
【０００８】
【発明の実施の形態】
次に、本発明の実施形態を図面に基づいて説明する。
【０００９】
図１（イ）に示す実施形態の重力利用発電機構において、１は質量体であり、２は円筒状のガイドであり、質量体１は、ガイド２内でガイド２に案内されて往復移動できるようになされている。なお、３，３は蓋で、ガイド２の両端を塞いでいる。
【００１０】
上記の質量体１は、永久磁石からなり、あるいは、永久磁石を備えたものからなっており、円筒状ガイド２の周壁部分には発電用のコイル４が備えられ、質量体１がガイド２内を往復移動することにより、発電コイル４に電流が流れて発電するようになされている。即ち、本実施形態では、永久磁石からなる質量体１とコイル４とが、質量体１の往復移動による運動エネルギーを電気エネルギーに変換するエネルギー変換手段を構成している。
【００１１】
そして、上記のガイド２は、質量体１のガイド方向と直交する軸線Ｃ回りで回転するように回転軸５などの回転保持手段に保持され、回転軸線Ｃ回りでのガイド２の回転と、質量体１に作用する重力とで、質量体１がガイド２内を往復移動するようになされ、質量体１のこの往復移動によって発電するようになされている。
【００１２】
即ち、図１（ロ）に示すように、回転軸線Ｃの上側のＡの位置では、質量体１はガイド２内の回転中心Ｃ側に位置しているが、ガイド２が回転して、Ｂ位置、Ｃ位置を越え、Ｄ位置、Ｅ位置へと進んでいくと、その過程で、質量体１は重力によってガイド２内を回転中心Ｃとは反対側へと移動していき、この移動によって、コイル４に電流が流れ、発電する。そして、Ｅ位置からＦ位置、Ｇ位置を越え、Ｈ位置、Ａ位置へと回転が進んでいくと、その過程で、質量体１は重力によってガイド２内を回転中心Ｃ側へと移動していき、この移動によって、コイル４に電流が流れ、発電する。ガイド２の回転でこれが繰り返されることにより、発電が継続されるようになされている。このように、上記の重力利用発電機構では、質量体１を簡易なメカニズムで往復移動させて発電することができる。
【００１３】
図２（イ）に示す実施形態は、回転軸５などの回転保持手段に複数のガイド２…を半径線方向に向けて放射状態に備えさせ、各ガイド２…において発電が行われるようにしたものである。図２（ロ）に示す実施形態は、回転軸５などの回転保持手段に複数のガイド２…を半径線方向と直交し回転軸線Ｃとも直交する方向に向けて放射状態に備えさせ、各ガイド２…において発電が行われるようにしたものである。また、図２（ハ）に示す実施形態は、複数のガイド２…を回転軸５の長手方向に沿うように列状に備えさせ、各ガイド２…において発電が行われるようにしたものである。
【００１４】
上記の重力利用発電機構は、例えば、図３及び図４に示すような風力発電用の水平軸型風車６に適用することができる。即ち、ガイド２内に永久磁石からなる質量体１を入れガイド２に発電コイル４を備えさせたものを、回転保持手段たる羽根車７の各羽根７ａ，７ａ，７ａに組み込む。その際、ガイド２は、羽根車７の回転軸線Ｃと直交する方向、即ち羽根７ａの延びる方向に向けて組み込むようにし、組込み位置は、羽根車７の回転による遠心力の影響を受けにくい回転中心Ｃ側に備えさせるとよい。
【００１５】
これにより、水平軸型風車６の羽根車７が風力で回転すると、各羽根７ａ…に備えられた質量体１…が、図１に示すのと同じ原理によってガイド２…内を往復移動し、発電する。このように、上記の重力利用発電機構を羽根車７に備えさせることで、羽根車７の回転を利用して発電することができる。のみならず、本実施形態では、上記の発電機構を風力発電用の風車６の羽根車７に組み込んでいるから、風力を利用して自然力で発電することができる。
【００１６】
更に、本実施形態では、上記の羽根車７の各羽根７ａに、電気駆動部としての、ＬＥＤ等による光源９が備えられ、上記の発電機構によって得られる電力で光源９が発光するように配線１０が組み込まれている。なお、光源９は、航空障害灯として機能するものであってもよいし、意匠的な目的のものであってもよい。これにより、羽根車７の羽根７ａに備えさせた光源９に、非回転部であるナセル８の側から給電する必要がなくなり、光源９を、羽根車７の羽根７ａに備えさせた発電機構によって発光させることができ、羽根車７の羽根７ａの光源９を簡易な機構で発光させることができる。
【００１７】
更にまた、本実施形態では、上記の発電機構によって得られた電気エネルギーを蓄える蓄電部１６が羽根車７の各羽根７ａに備えられ、蓄電部１６に蓄えられた電気エネルギーで光源９が発光するようになされている。これにより、羽根車７が回転していないときでも、光源９を発光させることができる。
【００１８】
また、本実施形態では、羽根車７の羽根７ａに太陽電池１７が取り付けられ、上記の蓄電部１６に蓄電されるようになされて、重力利用の発電機構と太陽電池１７とのハイブリッドで発電されるようになされている。
【００１９】
図５（イ）に示す実施形態の重力利用発電機構は、バネ１８を備えさせたもので、ガイド２の回転による遠心力と質量体１に作用する重力との関係をバネ１８で調整するようにしたものである。バネ１８のバネ力は、回転軸線Ｃと質量体１との距離や、ガイド２の回転速度などによって決められればよい。
【００２０】
図５（ロ）に示す実施形態の重力利用発電機構は、ガイドとしてのシリンダー１１の中に、質量体としてのピストン１２を入れ、シリンダー１１内に液体などの流体１３を充填し、このシリンダー１１と流体発電機１４とを流体回路１５に介設したもので、シリンダー１１の回転とピストン１２に作用する重力とでピストン１２がシリンダー１１内を往復移動して回路１５内の流体１３が動くと、流体発電機１４が作動して発電するようになされている。即ち、本実施形態では、流体１３と流体回路１５と流体発電機１４とがエネルギー変換手段を構成している。このように発電コイルと永久磁石以外の各種エネルギー変換手段が用いられてよい。
【００２１】
以上に、本発明の実施形態を示したが、本発明はこれに限られるものではなく、発明思想を逸脱しない範囲で、各種の変更が可能である。例えば、質量体やガイドの形態に特段の制限はなく、要は、ガイドの回転と質量体に作用する重力で質量体がガイドを往復移動しうるようなものであればよく、各種形態のものが用いられてよい。また、ガイドの回転軸線は、質量体のガイド方向と直交する方向に向いている必要はなく、要は、ガイドの回転と質量体に作用する重力で質量体が往復移動するような方向を向いていればよい。また、本発明の発電機構を羽根車等に組み込む場合において、発電した電力を非回転部に送る構成としてもよい。また、本発明の重力利用発電機構は、風力発電の水平型風車や、各種機器の羽根車にその適用を制限されるものではなく、各種分野において広く用いることができるものであることはいうまでもない。
【００２２】
【発明の効果】
本発明の重力利用発電機構は、以上のとおりのものであるから、質量体を簡易なメカニズムで往復移動させて発電することができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】実施形態の重力利用発電機構を示すもので、図（イ）は断面正面図、図（ロ）は作動状態を示す断面正面図である。
【図２】図（イ）〜図（ハ）はそれぞれ重力利用発電機構の他の実施形態を示す正面図である。
【図３】水平軸型風車への適用例を示すもので、図（イ）は正面図、図（ロ）は側面図である。
【図４】羽根部分の拡大正面図である。
【図５】図（イ）及び図（ロ）はそれぞれ、重力利用発電機構の更に他の実施形態を示す正面図である。
【符号の説明】
１…質量体（永久磁石、エネルギー変換手段）
２…ガイド
４…発展用コイル
５…回転軸（回転保持手段）
７…羽根車（回転保持手段）
９…光源（電気駆動部）
１１…シリンダー（ガイド）
１２…ピストン（質量体）
１６…蓄電部
【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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