(57)【要約】【課題】遠心力の利用の原理及び典型的には力学的エネルギーを発生させるためのポテンシャルエネルギー利得の原理に基づいて機能する機械を提供する。【解決手段】力学的エネルギーを発生させ、循環路（１２）の少なくとも曲線部にわたって閉力学的循環路（１２）に沿って動かされている質量体（Ｍ）の遠心力の利用の原理に基づいて機能する機械（１０）を提供する。この機械はまた、任意選択で、外部エネルギー（Ｗ０，Ｗｍａｇ）の連続または不連続な入力を用いて動不釣合いの状態に永久に維持される閉循環路（１２）において、重力の影響下で落下している質量体（Ｍ）によって発生させられるエネルギー利得の原理に基づいて機能する。【選択図】図１２
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
力学的エネルギーを発生させるための機械（１０）であって、
外部エネルギー（Ｗ０）の入力によって、少なくとも１つの回転フリーホイール（Ｒ１、Ｒ２、Ｒ３、Ｒ４）の周りを少なくとも一時的に回転駆動され、複数個の質量体（Ｍ）が自身に沿って移動するように選択的に装着されるような閉循環路（１２）と、
前記質量体が前記循環路（１２）に沿って移動できるように前記質量体（Ｍ）を前記循環路（１２）に沿って案内するためのシステムと、
前記質量体（Ｍ）の遠心力から、前記外部エネルギー（Ｗ０）の入力とは異なるエネルギーを前記循環路（１２）に加えるための、前記閉循環路（１２）の少なくとも１つの曲線部に位置する前記質量体の遠心力を利用するためのシステムとを含むことを特徴とする機械（１０）。
【請求項２】
前記質量体の遠心力を利用するための前記システムが、前記質量体（Ｍ）が、前記少なくとも１つの曲線部にあるときに、実質的に半径方向に移動できるようにすることを特徴とする請求項１の機械（１０）。
【請求項３】
前記質量体（Ｍ）が、前記閉循環路（１２）に、その相対的上方点（Ａ）とその相対的下方点（Ｆ）の間で選択的に装着し、地球の重力場内で前記上方点（Ａ）から前記下方点（Ｆ）へ落下する間に質量体のポテンシャルエネルギーの変換に起因する運動エネルギーを前記閉循環路（１２）に供給し、前記誘導システムが、前記閉循環路（１２）から、前記下方点（Ｆ）で少なくともそれら自身の運動エネルギーを用いて、脱着される一方で、前記質量体（Ｍ）が前記下方点（Ｆ）から前記上方点（Ａ）へ移動できるように適合された質量体トラック（３０）を含み、前記機械（１０）が、
前記閉循環路（１２）を永久的な動不釣合いの状態まで選択的に維持するために前記下方点（Ｆ）に隣接する位置で前記閉循環路（１２）から前記質量体（Ｍ）を脱着するためのシステムと、
前記閉循環路（１２）を永久的な動不釣合いの状態まで選択的に維持するために前記上方点（Ａ）に隣接する位置で前記閉循環路（１２）に前記質量体（Ｍ）を装着するためのシステムとを含み、
前記閉循環路（１２）の前記少なくとも１つの曲線部が、少なくとも一部は前記上方点（Ａ）と前記下方点（Ｆ）の間に位置することを特徴とする請求項１の機械（１０）。
【請求項４】
前記質量体トラック（３０）が、前記上方点（Ａ）と前記下方点（Ｆ）の間に延在する実質的に円弧部分を含むことを特徴とする請求項３の機械（１０）。
【請求項５】
前記質量体トラック（３０）が、前記上方点（Ａ）と前記下方点（Ｆ）の間に延在する概ね半円形部分を含むことを特徴とする請求項４の機械（１０）。
【請求項６】
前記閉循環路（１２）が、前記下方点（Ｆ）で終わる下部（２４）を含み、前記質量体トラック（３０）が、前記下方点（Ｆ）に到達する前にそれに沿って前記質量体（Ｍ）を選択的にかつ移動可能に支持する下方トラック部分（３２）を含むことを特徴とする請求項４の機械（１０）。
【請求項７】
前記質量体トラック（３０）が、前記質量体（Ｍ）の遠心力を利用するための前記システムの直後にあり、遠心力を利用するための前記システムから出る前記質量体（Ｍ）の軌道に対して実質的に接線方向に方向付けられていることを特徴とする請求項４の機械（１０）。
【請求項８】
前記誘導システムが、少なくとも前記上方点（Ａ）と前記下方点（Ｆ）の間で前記閉循環路（１２）に沿って前記質量体（Ｍ）を選択的に保持するためのサブシステムを含むことを特徴とする請求項４の機械（１０）。
【請求項９】
前記誘導システムが、前記上方点（Ａ）と前記下方点（Ｆ）の間で前記閉循環路（１２）に沿って前記質量体（Ｍ）を内部に選択的に受容するための、前記少なくとも１つのホイール（Ｒ１、Ｒ２、Ｒ３、Ｒ４）の周りで動かすことができる複数個の質量体台車（１４）を含み、前記保持サブシステムが、前記上方点（Ａ）と前記下方点（Ｆ）の間で前記質量体（Ｍ）をそれぞれの前記台車（１４）内へ維持することを特徴とする請求項８の機械（１０）。
【請求項１０】
前記各台車（１４）が、前記上方点（Ａ）と前記下方点（Ｆ）の間で前記閉循環路（１２）に沿って前記少なくとも１つのホイール（Ｒ１、Ｒ２、Ｒ３、Ｒ４）に沿って移動可能な固定部（１４ｆ）と、可動部（１４ｍ）とを含み、前記可動部（１４ｍ）が、前記固定部（１４ｆ）及び前記可動部（１４ｍ）が互いに近接している閉じた形態と前記可動部（１４ｍ）が前記固定部（１４ｆ）から離れている展開された形態の間で前記固定部（１４ｆ）に対して半径方向に移動可能であることを特徴とする請求項９の機械（１０）。
【請求項１１】
前記台車（１４）が前記少なくとも１つの曲線部上にあるとき、前記台車（１４）の可動部（１４ｍ）が、前記閉じた形態から前記展開された形態に選択的にかつ自由に半径方向に移動可能であることを特徴とする請求項１０の機械（１０）。
【請求項１２】
前記脱着システムが、前記下方点（Ｆ）付近で前記台車（１４）のそれぞれから前記質量体（Ｍ）を選択的に脱着するための解除機構を含むことを特徴とする請求項１１の機械（１０）。
【請求項１３】
前記閉循環路（１２）が、前記上方点（Ａ）から始まり上部終点（ｂ）で終わる上部（２２）を含み、前記装着システムが、前記上方点（Ａ）と前記上部終点（ｂ）の間の位置で前記質量体（Ｍ）を前記閉循環路（１２）に装着することを特徴とする請求項１２の機械（１０）。
【請求項１４】
前記装着システムが、前記上方点（Ａ）付近で前記下方点（Ｆ）から前記脱着された質量体（Ｍ）を受容するための質量体格納部（４０）を含み、前記質量体格納部（４０）が、前記上方点（Ａ）と前記上部終点（ｂ）の間で、少なくとも１つの前記脱着された質量体（Ｍ）を内部に一時的に含みかつ前記少なくとも１つの前記脱着された質量体（Ｍ）を、前記脱着された質量体（Ｍ）の各質量体（Ｍ）が前記上方点（Ａ）に到達するように、前記複数個の台車（１４）のうちの空の台車に装着することを特徴とする請求項１３の機械（１０）。
【請求項１５】
質量体を装着するための前記システムが、前記格納部（４０）内へ到達した時点で前記下方点（Ｆ）から脱着された前記質量体（Ｍ）の運動エネルギーの少なくとも一部を回復することを特徴とする請求項１４の機械（１０）。
【請求項１６】
質量体を装着するための前記システムが、前記循環路（１２）の外部の仕事（Ｗｍａｇ）の入力を用いて、前記各質量体（Ｍ）が装着時に少なくとも前記循環路の速度（Ｖｃｉｒ）を有することを可能にすることを特徴とする請求項１４の機械（１０）。
【請求項１７】
前記装着システムが、前記上方点（Ａ）と前記上部終点（ｂ）の間で、前記上方点（Ａ）付近で前記下方点（Ｆ）から前記脱着された質量体（Ｍ）を受容しかつ前記脱着された質量体（Ｍ）のうちの受容された質量体（Ｍ）を、前記脱着された質量体（Ｍ）の各質量体（Ｍ）が前記上方点（Ａ）に到達するように、前記複数個の台車（１４）のうちの空の台車に装着するための質量体搬送機構（４２）を含むことを特徴とする請求項１３の機械（１０）。
【請求項１８】
前記解除機構が、前記下方点（Ｆ）での前記質量体（Ｍ）の速度が所定の値（Ｖｃｉｒ（ｍｉｎ））に等しいかまたはそれ以上であるときに選択的に作動し、それによって、前記質量体（Ｍ）が前記上方点（Ａ）に到達するのに十分な運動エネルギーを有することを確実にすることを特徴とする請求項１２の機械（１０）。
【請求項１９】
前記質量体（Ｍ）が、前記閉循環路（１２）に沿って互いから等間隔に離れていることを特徴とする請求項１の機械（１０）。
【請求項２０】
前記閉循環路（１２）に供給される前記運動エネルギーが、それに沿った相対的なそれぞれの変位において前記複数個の質量体（Ｍ）の摩擦力によって消費され、かつ前記上方点（Ａ）付近でそれぞれの前記質量体（Ｍ）を装着するための前記質量体装着システムによって消費される仕事を含む抵抗仕事（Ｗｒｅｓ）より大きいことを特徴とする請求項３の機械（１０）。
【請求項２１】
質量体を脱着するための前記システムが、前記質量体（Ｍ）を、前記上方点（Ａ）に到達したときに、外部エネルギー（Ｗｍａｇ）の入力を用いて前記循環路（１２）の前記速度（Ｖｃｉｒ）に概ね等しい速度まで加速することを特徴とする請求項３の機械（１０）。
【請求項２２】
質量体を脱着するための前記システム、質量体を装着するための前記システム、質量体の遠心力を利用するための前記システムは、前記循環路（１２）が所定の速度（Ｖｐｒｅ）に到達した時点でのみ作動されることを特徴とする請求項３の機械（１０）。
【請求項２３】
力学的エネルギーを発生させるための機械（１０）であって、
１若しくは複数個の回転フリーホイール（Ｒ１、Ｒ２、Ｒ３、Ｒ４）の周りに位置する閉循環路（１２）であって、それに沿って動かされる複数個の質量体（Ｍ）を有し、外部初期エネルギー（Ｗ０）の少なくとも一時的に維持される入力を用いて最低速度（Ｖｃｉｒ（ｍｉｎ））に等しいかまたはそれ以上である所定の速度（Ｖｐｒｅ）に到達するまで移動可能に駆動されるような該閉循環路（１２）と、
質量体（Ｍ）が前記閉循環路（１２）に沿ってそれらの変位に沿って案内されるようにするシステムと、
前記質量体（Ｍ）の遠心力からの、前記外部初期エネルギー（Ｗ０）の前記入力とは異なるエネルギーを前記循環路（１２）に加えるために、前記閉循環路（１２）の少なくとも１つの曲線部に位置する前記質量体（Ｍ）の遠心力の利用を可能にするシステムとを含むことを特徴とする機械（１０）。
【請求項２４】
前記質量体（Ｍ）が、地球の重力場内で落下している間に前記質量体（Ｍ）のポテンシャルエネルギーの変換に起因する運動エネルギーを前記閉循環路（１２）に供給し、前記機械（１０）が、
前記閉循環路（１２）を永久的な動不釣合いの状態まで維持するために、前記質量体（Ｍ）を前記閉循環路（１２）からその下方点（Ｆ）で脱着させるシステムと、
前記閉循環路（１２）にその上方点（Ａ）で前記質量体（Ｍ）を装着させるシステムと、
前記下方点（Ｆ）で前記閉循環路（１２）から脱着された時点で、前記閉循環路（１２）から脱着されるときの前記質量体の自身の速度からの運動エネルギーを用いて、前記上方点（Ａ）で前記質量体（Ｍ）を前記閉循環路（１２）に加えるシステムとを含むことを特徴とする請求項２３の機械（１０）。
【請求項２５】
前記質量体を前記閉循環路（１２）に装着させる前記システムが、外部エネルギー（Ｗ０，Ｗｍａｇ）の入力を用いて、前記質量体（Ｍ）が装着時に前記循環路の前記速度（Ｖｃｉｒ）に到達することを可能にすることを特徴とする請求項２４の機械（１０）。
【請求項２６】
前記質量体（Ｍ）を前記閉循環路（１２）に装着させる前記システムが、上方点（Ａ）に到達した時点で前記質量体（Ｍ）の運動エネルギーの循環による回復を可能にするシステムを含むことを特徴とする請求項２５の機械（１０）。
【請求項２７】
前記循環路（１２）の前記形状が、動いている成分に正の仕事を加えるために遠心力に起因する接線方向の反作用を生じさせることを特徴とする請求項２３の機械（１０）。
【請求項２８】
前記循環路（１２）の前記形状が、前記循環路（１２）の前記速度（Ｖｃｉｒ）によって発生する前記運動エネルギーに加えて、前記下方点（Ｆ）で前記循環路（１２）から脱着されるときに遠心力に起因する多量のエネルギーを前記質量体（Ｍ）が有することを許容することを特徴とする請求項２４の機械（１０）。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、閉じた力学的な循環路（閉力学的循環路）において質量体の遠心力から力学的エネルギーを発生させる機械の機能原理に関し、この閉循環路は、任意選択で、地球の重力場の影響下で質量体の落下を利用して永久的な動不釣合いの状態が維持される。
【背景技術】
【０００２】
よく知られているように、所与の高さ（ｈ）に位置する質量体（Ｍ）（質量Ｍなる物体）は、蓄えられたポテンシャルエネルギー（ＰＥ）：ＰＥ＝Ｍ*ｇ*ｈ（ＰＥ＝Ｍ×ｇ×ｈ）を有する。質量体（Ｍ）が自由落下の状態にあるとき、ポテンシャルエネルギー（ＰＥ）は運動エネルギーに変換され、エネルギー保存則により次式が得られる。
【数１】
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ここで、（Ｖ）は、高さ（ｈ）から落下した後に質量体（Ｍ）によって達成される速度であり、（ｇ）は、地球の重力場に起因する質量体（Ｍ）の加速度、すなわち９．８１ｍ／ｓ２（または３２．２ｆｔ／ｓ２）である。
【０００３】
しかし、質量体（Ｍ）の落下運動を持続させるためには、質量体（Ｍ）が落下した後に再び質量体（Ｍ）の落下運動の始点、すなわち高さ（ｈ）まで質量体（Ｍ）を持ち上げることが必要である。この持ち上げは、質量体（Ｍ）へのエネルギー（すなわち抵抗を考慮しないで［Ｍ*ｇ*ｈ］）の供給を必要とするので、Ｍ、ｇ、ｈが全て同じ値であるときにはエネルギーの利得がない。すなわちＭ*ｇ*ｈ＝Ｍ*ｇ*ｈである。
【０００４】
地球の重力場における任意の質量体の落下は動不釣合いの状態にある（落下中に質量体（Ｍ）に作用する外力の合計がヌル（空白）ではない、すなわち０ではない）と考えられ、これは今日存在するどの機械とも異なることに留意されたい。
【０００５】
今までのところ、外部（例えば人間）から入力されるエネルギーの量より多くの力学的エネルギー（正の利得、１より大きいエネルギー効率比）を連続的に発生させることができる機械はない。
【０００６】
従って、遠心力の利用の原理に基づいて、典型的には力学的エネルギーを発生させるためのポテンシャルエネルギー利得の原理に基づいて機能する機械が必要である。
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００７】
従って、本発明の目的は、遠心力の利用の原理及び典型的には力学的エネルギーを発生させるためのポテンシャルエネルギー利得の原理に基づいて機能する機械を提供することである。
【０００８】
本発明の利点は、遠心力の利用の原理に基づいて機能する機械を、少なくとも１つの曲線部上で遠心力を利用しながら、異なる方法で、異なる出力利得に対して異なる大きさのものを実現することができることである。
【０００９】
本発明の別の利点は、１より大きい機械に供給される全ての外部エネルギー入力の合計（人間からのエネルギー入力を含む）と機械によって発生する力学的エネルギーとの比によって定義されるエネルギー効率比を有するようにポテンシャルエネルギー利得の原理に基づいても機能する機械が、遠心力を利用するためのシステムを有すると同時に、永久的な動不釣合いの状態まで維持されることである。
【００１０】
本発明の別の利点は、多数の異なる方法で、異なる出力利得に対して異なる大きさの、ポテンシャルエネルギー利得の原理に基づいて機能する機械を実現することができることである。
【００１１】
本発明の一態様に従って、力学的エネルギーを発生させるための機械が提供され、上記機械は、外部エネルギーの入力によって、少なくとも１つの回転フリーホイールの周りを少なくとも一時的に回転駆動されるような閉循環路であって、複数個の質量体が閉循環路にそれに沿って移動するように選択的に装着される該閉循環路と、質量体が循環路に沿って移動できるように質量体を循環路に沿って案内するためのシステムと、質量体の遠心力からの、上記外部エネルギーの入力とは異なるエネルギーを循環路に加えるための、閉循環路の少なくとも１つの曲線部に位置する質量体の遠心力を利用するためのシステムとを含む。
【００１２】
一実施形態では、質量体の遠心力を利用するためのシステムは、質量体が、上記少なくとも１つの曲線部上にあるときに、典型的には概ね自由に、実質的に半径方向に移動できるようにする。
【００１３】
一実施形態では、質量体は、閉循環路に、その相対的上方点とその相対的下方点の間で選択的に装着し、地球の重力場内で上方点から下方点へ落下している間に質量体のポテンシャルエネルギーの変換に起因する運動エネルギーを閉循環路に供給し、誘導システムは、下方点で少なくともそれら自身の運動エネルギーを用いて閉循環路から脱着される一方で質量体が下方点から上方点へ移動できるように適合された質量体トラック（軌道）を含み、上記機械は、選択的に閉循環路を永久的な動不釣合いの状態まで維持するために下方点に隣接する位置で質量体を閉循環路から脱着するためのシステムと、閉循環路を永久的な動不釣合いの状態まで選択的に維持するために上方点に隣接する位置で質量体を閉循環路に装着するためのシステムと、少なくとも部分的に上方点と下方点の間に位置する閉循環路の上記少なくとも１つの曲線部とを含む。
【００１４】
好都合なことには、質量体トラックは、上方点と下方点の間に延在する実質的に円弧部分を含む。
【００１５】
典型的には、質量体トラックは、下方点と上方点の間に延在する概ね半円形部分を含む。
【００１６】
好都合なことには、閉循環路は、下方点で終わる下部を含み、質量体トラックは、下方点に到達する前にそれに沿って質量体を選択的にかつ移動可能に支持する下方トラック部分を含む。
【００１７】
一実施形態では、質量体トラックは、質量体の遠心力を利用するためのシステムの直後にあり、遠心力を利用するためのシステムから出る質量体の軌道に対して実質的に接線方向に方向付けられている。
【００１８】
一実施形態では、誘導システムは、少なくとも上方点と下方点の間で閉循環路に沿って質量体を選択的に保持するためのサブシステムを含む。
【００１９】
好都合なことには、誘導システムは、上方点と下方点の間で閉循環路に沿って質量体を内部に選択的に受容するための、少なくとも１つのホイールの周りで動かすことができる複数個の質量体台車を含み、保持サブシステムは、上方点と下方点の間でそれぞれの上記台車の中に質量体を維持する。
【００２０】
好都合なことには、各台車は、上方点と下方点の間で閉循環路に沿って少なくとも１つのホイールに沿って移動可能な固定部と、可動部とを含み、可動部は、固定部及び可動部が互いに近接している閉じた形態と可動部が固定部から離れている展開された形態の間で固定部に対して半径方向に移動可能である。
【００２１】
典型的には、台車の可動部は、台車が上記少なくとも１つの曲線部上にあるとき、閉じた形態から展開された形態へと、選択的にかつ自由に半径方向に移動可能である。
【００２２】
好都合なことには、脱着システムは、下方点付近で上記台車のそれぞれから質量体を選択的に脱着するための解除機構を含む。
【００２３】
好都合なことには、閉循環路は、上方点から始まり上部終点で終わる上部を含み、装着システムは、上方点Ａと上部終点の間の位置で質量体を閉循環路に装着する。
【００２４】
典型的には、装着システムは、上方点付近で下方点から脱着された質量体を受容するための質量体格納部（マガジン）を含み、質量体格納部は、上方点と上部終点の間で、少なくとも１つの上記脱着された質量体を内部に一時的に含みかつ上記少なくとも１つの上記脱着された質量体を、脱着された質量体の各質量体が上方点に到達するように、上記複数個の台車のうちの空の台車に装着する。
【００２５】
好都合なことには、質量体を装着するためのシステムは、上記格納部内へ到達した時点で下方点から脱着された質量体の運動エネルギーの少なくとも一部を取り戻す。
【００２６】
あるいは、質量体を装着するためのシステムは、循環路の外部の仕事の入力を用いて、各質量体が装着時に少なくとも上記循環路の速度を有することを可能にする。
【００２７】
あるいは、装着システムは、上方点付近で下方点から脱着された質量体を受容しかつ脱着された質量体のうちの受容された質量体を上方点と上部終点の間で脱着された質量体の各質量体が上方点に到達するように複数個の台車のうちの空の台車に装着する質量体搬送機構を含む。
【００２８】
好都合なことには、解除機構は、下方点での質量体の速度が所定の値に等しいかまたはそれ以上であるときに選択的に作動し、それによって、質量体が上方点に到達するのに十分な運動エネルギーを有することを確実にする。
【００２９】
一実施形態では、質量体は、閉循環路に沿って互いから等間隔に離れている。
【００３０】
好都合なことには、閉循環路に供給される運動エネルギーは、それに沿った相対的なそれぞれの変位において複数個の質量体の摩擦力によって消費され、かつ上方点付近でそれぞれの質量体を装着するための質量体装着システムによって消費される仕事を含む抵抗仕事（抵抗に抗する仕事）より大きい。
【００３１】
好都合なことには、質量体を装着するためのシステムは、上方点に到達したときに外部エネルギーの入力を用いて上記循環路の速度に概ね等しい速度まで質量体を加速する。
【００３２】
典型的には、質量体を脱着するためのシステム、質量体を装着するためのシステム、質量体の遠心力を利用するためのシステムは、循環路が所定の速度に到達した時点でのみ作動される。
【００３３】
本発明の別の態様に従って、力学的エネルギーを発生させるための機械が提供され、この機械は、１若しくは複数個の回転フリーホイールの周りに位置する閉循環路であって、それに沿って動かされる複数個の質量体を有し、外部初期エネルギーの少なくとも一時的に維持される入力を用いて最低速度に等しいかまたはそれ以上である所定の速度に到達するまで移動可能に駆動されるような該閉循環路と、質量体が閉循環路に沿ってそれらの変位に沿って案内されるようにするシステムと、質量体の遠心力からの、上記外部初期エネルギーの入力とは異なるエネルギーを循環路に加えるための、閉循環路の少なくとも１つの曲線部に位置する質量体の遠心力の利用を可能にするシステムとを含む。
【００３４】
一実施形態では、質量体は、地球の重力場内で落下している間に質量体のポテンシャルエネルギーの変換に起因する運動エネルギーを閉循環路に供給し、上記機械は、閉循環路を永久的な動不釣合いの状態まで維持するために質量体が閉循環路からその下方点で脱着させるシステムと、質量体を閉循環路にその上方点で装着させるシステムと、下方点で閉循環路から脱着された時点で、上記閉循環路から脱着されるときの質量体の自身の速度からの運動エネルギーを用いて、上方点で質量体を閉循環路に加えるシステムとを含む。
【００３５】
好都合なことには、質量体を閉循環路に装着させるシステムは、外部エネルギーの入力を用いて、質量体が装着時に循環路の速度に到達することを可能にする。
【００３６】
典型的には、質量体が閉循環路に装着することを可能にするシステムには、上方点に到達した時点で質量体の運動エネルギーの循環による回復を可能にするシステムが含まれる。
【００３７】
一実施形態では、循環路の形状は、動いている成分に正の仕事を加えるために遠心力に起因する接線方向の反作用を生じさせる。
【００３８】
あるいは、循環路の形状は、質量体が、上記循環路の速度によって発生する運動エネルギーに加えて、下方点で上記循環路から脱着するときの遠心力に起因して多量のエネルギーを有することができるようにする。
【００３９】
本発明の他の目的及び利点は、適切な添付図面を参照しながら本明細書の詳細な説明を注意深く読めば明らかになるであろう。
【図面の簡単な説明】
【００４０】
【図１】本発明の実施形態に従って、遠心力を利用するためのシステムなしにポテンシャルエネルギー利得の原理に基づいて機能する機械の概略立面図であって、４つのホイールによって画定されかつ空の台車を有する基本的な閉循環路を示す。
【図２】台車内に質量体が本来の位置で示されている図１の循環路を示す概略立面図。
【図３】上向きに（点Ｇから点Ａまで）動く台車からいくつかの質量体が取り脱着された図２の概略立面図。
【図４】台車から脱着されて離れた上向きに動く質量体のための循環路外バイパストラックを有する図３の概略立面図。
【図５ａ】基本的な循環路形態の他の実施形態の概略立面図。
【図５ｂ】基本的な循環路形態の他の実施形態の概略立面図。
【図５ｃ】基本的な循環路形態の他の実施形態の概略立面図。
【図５ｄ】基本的な循環路形態の他の実施形態の概略立面図。
【図６】外部入力仕事Ｗ０（循環路の高さで）と、このバージョンではＷｍａｇ（質量体を循環路にその上方点Ａで装着するためのシステムの高さで）の２つのシステムの他に、上方の空の台車に質量体を入れ、質量体トラックを出る質量体を受容するための格納部フィードを備えた図４の概略立面図。
【図７】質量体搬送機構の代替実施形態を備えた図４の概略立面図。
【図８ａ】本発明の実施形態に従って質量体に作用する遠心力が遠心力を利用するためのシステムによって利用される方法を説明するための概略立面図。
【図８ｂ】本発明の実施形態に従って質量体に作用する遠心力が遠心力を利用するためのシステムによって利用される方法を説明するための概略立面図。
【図９ａ】閉じた形態における台車の異なる部分の例を示す拡大概略立面図。
【図９ｂ】展開された形態における台車の異なる部分の例を示す拡大概略立面図。
【図１０】質量体の遠心力を利用するためのシステムが循環路の上部終点の直後に位置するような図６の概略立面図。
【図１１】質量体の遠心力を利用するためのシステムが循環路の下方点の直前に位置するような図６の概略立面図。
【図１２】図１０及び図１１の質量体の遠心力を利用するためのシステムを組み合わせた図６の概略立面図。
【発明を実施するための形態】
【００４１】
以下の段落では、本発明の機能原理、目的を説明するために、以下の対応する機械の例を検討する。
【００４２】
以下の説明は、本発明の機械が、摩擦力のみが考慮されることになる概ね水平な面でも動作することができるのだが、質量体のポテンシャルエネルギーを利用するために垂直方向に向いた構成部品を有する場合があることを示していることに留意されたい。
【００４３】
機能原理は、地球の重力場に起因して落下している質量体（Ｍ）が発生させる運動下で、エネルギー保存則と矛盾せずに、閉力学的循環路を、遠心力の利用及び外部エネルギーの選択的入力との永久的な動不釣合いの状態に維持することにある。
【００４４】
本発明について、容易に理解できるように以下の段落で段階的に説明する。
【００４５】
Ａ−基本システム（遠心力を利用しない）
【００４６】
図１ないし図４を参照すると、動不釣合いの状態に永久に維持されている閉力学的循環路１２において重力の影響下で落下している質量体Ｍによってもたらされるエネルギー利得の原理に基づいて機能する機械１０が示されている。
【００４７】
閉力学的循環路１２は、初期外部エネルギーＷ０と、実質的に矩形の構成の隅に配置された図１ないし図４に４つ示されている回転フリーホイールＲ１、Ｒ２、Ｒ３、Ｒ４の少なくとも１つの周りの質量体Ｍのポテンシャルエネルギーとによって駆動される。ホイールＲ１、Ｒ２、Ｒ３、Ｒ４のうちの任意のものを用いて、獲得した力学的エネルギーを取り戻し、この力学的エネルギーを、例えば電気エネルギーに変換するために、他の機械（図示せず）に伝達することができる。典型的には、循環路１２は質量体誘導システムを含み、質量体誘導システムには図面に見られるような複数個の台車１４が反時計回り方向に移動可能な内部レールＲｉまたはトラックを含む台車案内サブシステムが含まれる。
【００４８】
好適には、質量体（Ｍ）を有する各台車は、任意の他の摩擦軽減機構も考えられるが典型的にはベアリング１６により、内部レールＲｉ上を転がる。台車１４は、図１に示すように、等距離にあり、鎖などの柔軟性のある機械的連結部１８によって互いに連結されるのが好ましい。
【００４９】
図１に示す循環路１２は動釣合いがとれており、各台車１４には質量体Ｍが加えられる。好都合なことには、質量体Ｍは、少なくとも上方点Ａと下方点Ｆの間で、ベアリング２０または同様の摩擦軽減機構上を外部レールＲｅまたは閉循環路１２に沿って質量体Ｍを選択的に保持するための質量体誘導システムの別のサブシステムの一部を形成するトラックに沿って摺動する。
【００５０】
質量体Ｍを加えても、図２に示すように循環路１２は動釣合いがとれたままである（外力の合計がゼロになる）。
【００５１】
循環路１２は典型的には、循環路の相対的に上方点Ａと上部終点Ｂの間に延在する実質的に水平な上部２２と、下部始点Ｅと循環路の相対的に下方点Ｆの間に延在する類似の実質的に水平な下部２４とを画定する。循環路１２はまた、点Ｂと点Ｅの間の下降部分２６及び点Ｆと点Ａの間の上昇部分２８を画定する。部分２２、２４、２６、２８の全てが実質的に真っ直ぐなものとして示されているが、任意の他の形状も本発明の範囲から逸脱しないと考えられることは当業者であれば理解されよう。
【００５２】
次の条件に従って循環路１２に動不釣合いが導入される。
【００５３】
１−循環路１２は、外部から供給される入力エネルギーＷ０を用いて、初期速度Ｖ０でホイールＲ１、Ｒ２、Ｒ３、Ｒ４の周りを回動（運転）される。
【００５４】
２−質量体Ｍが、質量体脱着システムの解除機構（台車１４または任意の他の機構の質量体容器の形状など）によって下方点Ｆ付近でその対応する台車１４（そして従って循環路１２）から脱着され、引き離され、あるいは解放される。
【００５５】
３−追加質量体Ｍは、空の台車１４が上方点Ａに隣接して置かれるたびに質量体装着システムによって上方点Ａで循環路１２（または空の台車１４）に装着されるかまたは取り付けられる。典型的には、質量体Ｍは、外部エネルギーＷｍａｇを用いて循環路の速度または速さＶｃｉｒに等しい速さまで質量体装着システムレベルで加速される（追加質量体Ｍの影響及び追加質量体Ｍの出所については以下で説明する）。
【００５６】
誘導システム、装着システム及び脱着システムは、少なくとも部分的に電気的、電子的などにすることも容易にできるが、典型的には機械的システムである。
【００５７】
２つの隣接する台車１４を隔てる周期的距離Ｐは、周期（ｉ）、すなわち台車１４がその直前の台車の位置に到着するまでに移動した距離を表す。
【００５８】
そのとき、各周期（ｉ）にわたるエネルギーの釣合いは次の通りである。
【００５９】
１−ポテンシャル仕事
【数２】
2010523868.tif 000004
ここで、ＲＭは質量体Ｍの質量体中心の変位の半径であり、ｈは、ホイール間（Ｒ２、Ｒ３及びＲ４、Ｒ１；すなわち点Ｃと点Ｄの間（循環路下降部分２６）及び点Ｇと点Ｈの間（循環路上昇部分２８））で摩擦が生じないような質量体（及び台車）が移動する垂直距離であり、ｇは地球の重力場の加速定数である。
【００６０】
２−抵抗仕事（点と点の間の摩擦；台車１４は点Ｃから点Ｄまで及び点Ｇから点Ｈまで内部レールＲｉがないと仮定して（そうはなり得ないが）、点Ｈから点Ｃまで及び点Ｄから点Ｇまでの摩擦；その後、次式に加えられる）。
【数３】
2010523868.tif 000005
ここで、Σ（Ｍ＋ｍ）１２は循環路１２に沿って存在する全ての質量体の合計であり、Ｃｆはベアリングの摩擦係数である（異なる位置に対して異なる摩擦係数が考えられるが、この例では全て同じであると仮定する）。
【００６１】
この簡略化された式（正確な予測のために考慮されるべき遠心力に起因する積分学を考慮していない）は、抵抗仕事の計算内に入ることができる異なるパラメータ（Ｍ、ｍ、Ｃｆ、Ｐなど）を示すために例として与えられている。実際には、抵抗仕事のための計算式は循環路形態によって異なり、例えば、全ての点Ａ、Ｂ、Ｃ、Ｄ、Ｅ、Ｆ、Ｇ、Ｈの間で閉循環路が内部レールＲｉによって支持されるか、例えば点Ｈから点Ｃまでの部分に沿ってのみか、質量体の重さ（Ｍ＋ｍ）が点Ｃ、Ｄ、Ｅ、Ｆの間で外部レールＲｅによって支持されるか、またはｈ及びＬの実際の値によって決まる閉循環路の形状（図５を参照）に従うか、で異なる。上記の抵抗仕事Ｗｒｅｓの式の目標は、式中で用いられるパラメータ（Ｍ、ｍ、Ｃｆ、Ｐなど）を、抵抗仕事を最小にするように選択できるということを示すことである。
【００６２】
このとき、
【数４】
2010523868.tif 000006
である。この仕事Ｗ（＋）は、Ｍ、ｍ、Ｃｆ、ｈ、Ｌ、ｒ及びＲＭのサイズの選択次第で正になり得る。
【００６３】
Ｌは、質量体（及び台車）が移動するホイール間（Ｒ１、Ｒ２及びＲ３、Ｒ４；すなわち点Ａと点Ｂの間（循環路上部２２）及び点Ｅと点Ｆの間（循環路下部２４））の水平距離であり、ｒはホイール（Ｒ１、Ｒ２、Ｒ３、Ｒ４）の半径である。
【００６４】
３−各周期（ｉ）の始めに、循環路１２は、上方点Ａでの循環路１２への質量体Ｍの装着とともに下方点Ｆ付近での質量体Ｍの脱着のせいで、［（１／２）*Ｍ*Ｖｃｉｒ（ｉ−１）^２］に等しい多量のエネルギーを失い、循環路は、周期（ｉ）中に［（１／２）*Ｍ*Ｖｃｉｒ（ｉ）^２］に等しい多量のエネルギーを質量体に供給する。質量体Ｍは、空の台車１４に装着されるようにその自身の運動エネルギー（ＷＭＡ（ｉ）：周期（ｉ）の間の点Ａでの質量体Ｍのエネルギー）を有して上方点Ａに到達する。質量体エネルギーＷＭＡ（ｉ）は、循環路１２によって供給されるエネルギーから差し引かれることになる。
【００６５】
質量体Ｍは、循環路１２の速度と同じ速度Ｖｃｉｒを維持しながら図３に示すような下方点Ｆで台車１４から離れる。図４に示すように、循環路１２外の上向き変位のために、質量体誘導システムの質量体トラック３０を有することによって、質量体Ｍを、質量体Ｍを上方点Ａに戻すような、典型的には半径Ｒの実質的に円形の弧、好適には半円形の曲線に従わせる。
【００６６】
質量体Ｍは、下方点Ｆからの離脱時の質量体Ｍの速度の関数において、すなわち質量体Ｍが台車１４から脱着されるときの循環路の速度Ｖｃｉｒの関数において、質量体トラック３０をとることによって循環路１２の上方点Ａまでの高さを獲得することができる。従って、質量体Ｍが脱着されるときに、質量体Ｍが［√（ｇ*Ｒ）］（[SQUARE ROOT(g*R)]）より大きな速度ＶＭＡで上方点Ａに到達することを可能にするのに必要な所定値を循環路の速度Ｖｃｉｒが超える必要がある。
【００６７】
実際には、質量体Ｍが上方点Ａに到達するために、下方点Ｆでの質量体Ｍの速度は、質量体Ｍが上方点Ａで少なくとも質量体Ｍの重力重さ（地球の重力）に等しい遠心力を有することを許容しなければならない。
【数５】
2010523868.tif 000007
【００６８】
これが意味することは、（２*Ｒ）に等しい高さ、すなわちそのポテンシャルエネルギーの増加として［２*Ｍ*ｇ*Ｒ］だけ質量体Ｍを上昇させるために、そして質量体トラック３０の曲線Ｒに沿った摩擦（質量体の重さと遠心力とに起因する摩擦）に対抗するのに必要なエネルギーの量ＷｆＭを含むために、それゆえに、
【数６】
2010523868.tif 000008
の質量体Ｍの離脱運動エネルギーが得られるように、十分なエネルギーを加えることによって、少なくとも［（１／２）*Ｍ*ｇ*Ｒ］に等しい運動エネルギーを有して質量体Ｍが上方点Ａに到達しなければならないということである。
【００６９】
従って、下方点Ｆからの質量体Ｍの離脱の速度、すなわち、質量体Ｍが下方点Ｆで循環路１２から脱着するときの質量体Ｍの速度ＶＭＦは、少なくとも
【数７】
2010523868.tif 000009
に等しくなければならない。
【００７０】
そこから、一般的に、
【数８】
2010523868.tif 000010
ここで、Ｎｈは、点Ｃと点Ｄの間及び点Ｇと点Ｈの間の周期的距離Ｐの数であり、Ｖｃｉｒ（ｉ−Ｎｈ−２）は、下方点Ｆで循環路から脱着されるときの質量体Ｍの速さ（ＶＭＦ）である。
【００７１】
質量体Ｍが上方点Ａに戻る間、質量体Ｍは循環路１２の挙動に影響しない。すなわち、質量体Ｍが下方点Ｆで循環路１２から脱着された時点で、質量体Ｍ及び循環路は互いから完全に独立する。
【００７２】
４−循環路への外部エネルギーの入力：
【数９】
2010523868.tif 000011
【００７３】
５−（別の実施形態）周期（ｉ）中に上方点Ａで循環路に装着されるとき、格納部４０（詳細は後述）の高さでの質量体Ｍへの外部エネルギーＷｍａｇ（ｉ）の入力を用いる。
【数１０】
2010523868.tif 000012
【００７４】
循環路のエネルギー釣合いの式は、
【数１１】
2010523868.tif 000013
と書ける。
【００７５】
註：上方点Ａでの台車１４への装着のとき質量体Ｍに供給されるＷｍａｇ（ｉ）に等しい多量のエネルギーがあるときにこの式は真である。
【００７６】
（周期による）循環路のエネルギー釣合いの式は、
【数１２】
2010523868.tif 000014
とも書ける。ここで、Ｗｃｉｒ（ｉ）は、周期（ｉ）の終わりの循環路のエネルギーの総量である。
【００７７】
実際には、循環路１２が、Ｗ０によって、質量体Ｍが下方点Ｆで循環路から脱着されて上方点Ａで循環路に戻るため及びこれらの質量体Ｍが質量体トラック３０（図６を参照）に従い始めるために必要な最低速度Ｖｃｉｒ（ｍｉｎ）を超える速度Ｖ０に到達した時点で、Ｗ（＋）が正である（０より大きい）限りもはや仕事Ｗ０は循環路に供給されない。
【００７８】
Ｗ（＋）＝Ｗｐｏｔ−Ｗｒｅｓであり、Ｗｐｏｔは、第１の質量体Ｍが脱着されるときには［Ｍ*ｇ*ＲＭ］に等しく、第２の質量体Ｍが脱着されるときには［Ｍ*ｇ*（ＲＭ＋Ｐ）］に等しく、第３の質量体Ｍが脱着されるときには［Ｍ*ｇ*（ＲＭ＋（２*Ｐ））］に等しく、Ｗｐｏｔが最大値に到達するまではＷｐｏｔ＝Ｍ*ｇ*（ｈ＋（２*ＲＭ））［ｈ＝Ｎｈ*Ｐ］であることを思い出していただきたい。
【００７９】
機械１０の機能原理（本発明の対象）において、Ｗ（＋）は正でなければならず、エネルギーの利得を増加させるためにＷ０の値を保持または変更することが可能である。
【００８０】
以下、
【数１３】
2010523868.tif 000015
とする。
【００８１】
従って、各周期（ｉ）で、Ｗ（＋）に等しい多量のエネルギーが循環路１２に加えられるが、この条件を適用するために、周期（ｉ）の始めに、上方点Ａでの装着時に
【数１４】
2010523868.tif 000016
に等しい多量のエネルギーを質量体Ｍに供給しなければならなかったことを忘れてはならない。
【００８２】
Ｗｍａｇ（ｉ）はこのとき、下方点Ｆで質量体Ｍが脱着されるとき循環路１２によって失われるエネルギーに等しく、それは、周期（ｉ−Ｎｈ−２）で上記循環路から脱着された後、格納部４０に到達する質量体Ｍから循環路１２の上方点Ａで質量体を装着するためのシステムによって取り戻される運動エネルギーＷＭＡ（ｉ）より小さい［（１／２）*Ｍ*Ｖｃｉｒ（ｉ−１）^２］に等しい。
【００８３】
従って、循環路１２が質量体Ｍからのポテンシャルエネルギーに起因して各周期（ｉ）を獲得できるように、各周期（ｉ）でＷｍａｇに等しい多量のエネルギーを循環路に入力しなければならない。しかし、一定数の周期の後、供給されたエネルギーＷｍａｇの総量は、循環路１２に蓄えられるエネルギーの量を超える。このことは、各周期（ｉ）の間に循環路１２に加えられるエネルギーＷ（＋）の量（それは循環路の速度Ｖｃｉｒを増加させる）が一定である一方で、各周期（ｉ）の間に循環路１２に供給されるエネルギーＷｍａｇの量はその速度とともに増加するという事実によって説明される。さらに、Ｗｍａｇは、質量体Ｍが質量体トラック３０に沿ってずっと走行するのに必要な最小値に循環路１２の速度が到達した時点で、自身の運動エネルギーによりＷｐｏｔの値に到達する。そこから、存在する遠心力（その値は循環路の速度によって決まる）を、上記循環路にエネルギーの追加を与えるように介入させることが要求され、それは次につながる。
【００８４】
Ｂ−遠心力を利用するためのシステム
【００８５】
図８ａを参照すると、円形軌道に従う質量体Ｍはitが描く円の接線である直線軌道に従う自然な傾向があり、質量体Ｍはそのとき、質量体Ｍと回転中心（ｏ）との間の物理的リンクに起因する求心力のせいで、円形軌道に従うことを強いられることがよく知られている。
【００８６】
このリンクが壊れると、求心力がなくなり、質量体Ｍはもはや円形軌道に従うことを強いられなくなる。このことは、質量体は、自由になった時点で、自身の蓄えられたエネルギーのせいで、円の接線である直線軌道に従うという事実によって説明される。
【００８７】
ここで、フレームｏ−ｘ−ｙがロッド（ａ−ｂ）に連結されている図８ｂを参照すると、質量体Ｍが、一定の角速度［Ｖｙ（Ｍ（ａ））／ｒ］で、角度Ψによって示される自転しているロッド（ｏ−ｂ）（第１の位置が点線で、第２の位置が実線で示されている）に沿って自由にスライドする事例が示されている。従って、点（ａ）と点（ｂ）の間に、回転中心（ｏ）に対し求心力を排除するように回転中心に対して半径方向に保持されるようにするための物理的連結なしに、質量体Ｍがある。反対に、質量体Ｍは、ロッド（ｏ−ｂ）へのそのスライディング装着のために、その回転に従わなければならないことになり、それはこの質量体Ｍに点（ａ）から点（ｂ）に向かってロッド（ｏ−ｂ）に沿ってそれを引っ張る遠心力を受けさせることになる。この遠心力は、軸線（ｏ−ｘ）（ｘ＝ｏ−Ｍは中心（ｏ）から質量体Ｍまでの離間距離）であるような、それに沿った質量体Ｍの位置と、その直線（接線）速度Ｖｙ（Ｍ（ｘ））とによって決まるので、可変であり、２つのパラメータは点（ａ）と点（ｂ）の間で変化する。
【００８８】
うまく説明するために、より具体的な場合には、図８ｂの概略図から次の計算が得られる。
【００８９】
Ψ＝０の場合、質量体Ｍの直線（接線）速度はＶｙ（Ｍ（ａ））に等しい。従って、質量体Ｍは［Ｅｃｙ（Ｍ（ａ））＝（Ｍ*Ｖｙ（Ｍ（ａ））^２）／２］の接線運動エネルギーを有する。質量体Ｍはまた、１自由度（ロッド（ｏ−ｂ）に沿った平行移動）しかないので、点（Ａ）で［Ｅｃｘ（Ｍ（ａ））＝（Ｍ*Ｖｙ（Ｍ（ａ））^２）／ｒ］に等しい遠心力を受け、ここで、（ｒ）は軸線（ｏ−ｘ）に沿った距離（ｏ−ａ）である。
【００９０】
ΔΨ（delta(Ψ)）の回転増分に対して、遠心力Ｆｃｘ（Ｍ（ａ））の影響下での質量体Ｍは、点（ｂ）に向かってΔｘ（delta(x)）移動することになり、そのときその回転半径は
【数１５】
2010523868.tif 000017
になり、その直線速度は
【数１６】
2010523868.tif 000018
になる。というのも、角速度Ｖｙ（Ｍ（ａ））／ｒは一定のままであるからである。この増分変位の間、質量体Ｍに運動エネルギーが加えられる。そのときこの点で、質量体Ｍの運動エネルギーは、
【数１７】
2010523868.tif 000019
でなければならない。
【００９１】
これは、質量体Ｍがその後、
【数１８】
2010523868.tif 000020
の点ｘ＝（ｒ＋Δｘ）で遠心力を受けることを示唆している。
【００９２】
このとき、
【数１９】
2010523868.tif 000021
と書くことができる。ここで、Ｇ（ｘ）は、ロッド（ｏ−ｂ）またはフレーム（ｏ−ｘ−ｙ）内の軸線（ｏ−ｘ）に沿った遠心力に起因する質量体Ｍの加速度である（図８ｂを参照）。従って、
【数２０】
2010523868.tif 000022
【００９３】
接線速度Ｖｙ（Ｍ（ａ））は一定であるので、ΔΨの回転増分を生じさせるのに必要な時間分を得ることができる。
【００９４】
一般には［Ｖ＝Ｌ／ｔ］なので［ｔ＝Ｌ／Ｖ］であり、
【数２１】
2010523868.tif 000023
が与えられる。
【００９５】
そして、質量体Ｍの位置ｘ（Ｍ（ｘ））及び軸線（ｏ−ｘ）に沿ったその速度Ｖｘ（Ｍ（ｘ））は、ΔΨの関数として得られる。
【数２２】
2010523868.tif 000024
【００９６】
（角度Ψ＝０における）点（ａ）での質量体Ｍの動径速度Ｖｘ（Ｍ（ａ））はヌル［Ｖｘ（Ｍ（ａ））＝０］なので、ΔΨの第１の角度増分に対して
【数２３】
2010523868.tif 000025
である。
【００９７】
そして次の角度増分に対して、
【数２４】
2010523868.tif 000026
である。
【００９８】
これら２つの式を用いて、決められた回転角度に対する質量体Ｍの軌道、ロッド（ｏ−ｂ）の長手方向の先端でのその速度及び上記ロッドから脱着された時点で質量体Ｍに従うことになる方向を、一つ一つ計算することができる。質量体の速度は、従って、その接線速度Ｖｙ（Ｍ（ｂ））及び法線速度または動径速度Ｖｘ（Ｍ（ｂ））のベクトル和：
【数２５】
2010523868.tif 000027
になる。
【００９９】
そして、質量体の運動エネルギーは、
【数２６】
2010523868.tif 000028
になる。
【０１００】
角速度を一定に保つために、多量の接線エネルギーが、
【数２７】
2010523868.tif 000029
の運動エネルギーの量として質量体Ｍに供給されなければならなかった。
【０１０１】
このエネルギーの量は、点（ｂ）では質量体エネルギーの一部であることになり、軸線（ｙ）に沿った質量体Ｍの運動エネルギーＥｃｘ（Ｍ）であることになり［エネルギー保存則］、さらに、遠心力に起因する運動エネルギーＥｃｘ（Ｍ）がある。
【０１０２】
この余剰の遠心力に起因する運動エネルギーＥｃｘ（Ｍ）は、後述する２つの異なる方法で本発明の循環路１２内で利用されることになり、従って、図９ａ及び図９ｂに概略的に示すような台車１４が考慮されることになる。
【０１０３】
図９ａ及び図９ｂは、２つの主要部分すなわち固定部１４ｆ及び可動部１４ｍでできている台車１４の、それぞれ閉じた形態及び展開された形態にある（可能な多くの他の実施形態のうちの）或る実施形態である。固定部１４ｆには、典型的には、内部レールＲｉの軌道に従うことができるようにするベアリング１６が設けられ、可動部１４ｍは、典型的には（入れ子状に）伸縮自在に、または同様に、唯１つの自由度として台車の固定部１４ｆのベアリング１６fの回転中心を貫通する軸線１６ａに概ね垂直かつ内部レールＲｉの特定の場所の軌道に概ね垂直な平行移動により、それぞれの固定部１４ｆに連結される。可動部１４ｍは、機械的システムまたは同様のもの（図示せず）によってそれに装着する質量体Ｍを選択的に受容する部分である。外部レールＲｅ（説明のためだけに図９ａ及び図９ｂに示す）などの機械的装着システムまたは同様のものであって、その上を台車の可動部１４ｍのベアリング１６ｍ及び／または質量体Ｍのベアリング２０（循環路１２に沿って、台車または可動ユニット（台車＋質量体Ｍ）の位置によって決まる）が転がるものは、台車の２つの部分１４ｆ、１４ｍを互いに近接して閉じた形態に維持し、さらに、循環路１２の所定の曲線部において、固定部１４ｆに対して、質量体Ｍ及び／または可動部１４ｍの計算によって予め決定される軌道に沿って、自由な半径方向の展開を可能にする。
【０１０４】
遠心力を利用するためのシステムの実施形態の例
【０１０５】
次の段落では、循環路の異なる点Ａ、Ｂ、Ｃ、Ｄ、Ｅ、Ｆ、Ｇ、Ｈの各々は、「ｉ」及び「ｅ」のしるしを付して、これらのそれぞれの点（点Ａｉ及びＡｅなどを含む点Ａ）で内部レールＲｉと外部レールＲｅの対応高さ（レベル）を識別できるようにする。
【０１０６】
図１０は、図６の循環路上に組み込まれた本発明に従って遠心力を利用するためのシステムの実施形態の例を示す。循環路１２の上部２２の直後、終点Ｂにおける上位ゾーンＺｓでは、遠心力を利用するためのシステムが、システムの一部である典型的な角度１８０°（πラジアン）（任意の他の角度も可能である）の循環路１２の曲線部上の質量体Ｍの遠心力を利用する円形部分の中に置かれている。従って、外部レールＲｅは、軌道への接線である遠心力Ｆｃに起因する質量体Ｍ上の反作用Ｒの成分Ｒｔができるだけ最大であるように形状Ｂｅ−Ｃｅ（その軌道は一つ一つ計算されることができる）を有するように変更される。遠心力Ｆｃは、半径方向に移動可能な質量体ユニット（Ｍｃｍ＋Ｍ）（台車１４の可動部１４ｍの質量体＋質量体Ｍ）、回転中心から質量体までの離間距離及び循環路の速度Ｖｃｉｒによるものである。唯一要求されることは、この軌道が、半径方向（法線）の障害物が何もない状態のまま、質量体ユニット（可動部１４ｍ＋質量体Ｍ）が従うことができるような軌道内にあることである。この条件は、外部レールＲｅとの永久的な接触を保証し、それは質量体ユニットに作用するそこからの反作用Ｒｃを生じさせる。この反作用Ｒは、対応する固定部１４ｆに対する台車の可動部１４ｍの展開に対抗する法線（半径）方向の力Ｒｎと、別の接線方向の力Ｒｔとに分解することができ、接線方向の力Ｒｔは、循環路１２の下降部分２６に沿って質量体Ｍの重さによる力（weight force）からの仕事に加えて仕事を発生させることになる循環路１２の動きの方向と同じ方向にある。
【０１０７】
註：
【０１０８】
−遠心力は、それが発生させる仕事、同じ台車１４の固定部１４ｆに対する質量体ユニット（可動部１４ｍ＋質量体Ｍ）の変位に起因する仕事と同様に、（内部レールＲｉの）部分Ｂｉ−Ｃｉに沿って循環路１２の内部レールＲｉの軌道に常に垂直であるので、この仕事を循環路１２の仕事から完全に独立させる。
【０１０９】
−ホイールＲ２の回転中心から質量体ユニットが離れることで、質量体ユニット接線速度が増加し、従ってその運動エネルギーが増加する。このエネルギーは、循環路エネルギーから取られるが、エネルギー保存則から、点Ｃｉから点Ｃｅまでで下降部分２６の始めから循環路に戻されることになる。
【０１１０】
−点Ｂと点Ｃの間では、発生する仕事がヌルであるので、質量体ユニットの重さによる力は考慮されていない。
【０１１１】
−下降部分２６に沿って、外部レールＲｅは、質量体ユニットをもう一度台車の固定部１４ｆと接触させる一方で、台車の可動部１４ｍの質量体に、質量体Ｍを加え、地球の重力加速度定数（ｇ）を掛け、摩擦係数Ｃｆを掛け、点Ｃｅと点Ｄｅの間の水平距離を掛けたものに等しい摩擦に起因する多量のエネルギーを吸収する。
【０１１２】
遠心力を利用するためのシステムの実施形態の他の例
【０１１３】
図１１は、図６の循環路上に組み込まれたた本発明に従って遠心力を利用するためのシステムの実施形態の別の例を示す。循環路１２の下部２４の直後、下方点Ｆにおける下位ゾーンＺｉでは、遠心力を利用するためのシステムが、下方点Ｆを点Ｇまで延長するような方法で、システムの一部である典型的な角度１８０°（πラジアン）（任意の他の角度も可能である）の循環路１２の曲線部上の質量体Ｍの遠心力を利用する円形部分の中に置かれている。従って、遠心力に起因して加速される質量体ユニットを解放するために、外部レールＲｅは点Ｆｅで終わり（点Ｆは外部レールＲｅの高さにある）、ホイールＲ４の回転中心からそれを遠ざける。この変位は、点Ｆｉと点Ｇｉの間の内部レールＲｉの軌道に概ね垂直なままであり、従ってこの変位により生じる仕事は循環路１２の仕事に依存せず、これらの条件では、質量体ユニットは、２つの速度、すなわち接線速度Ｖ’ｃｉｒ［Ｖ’ｃｉｒ＝Ｖｃｉｒ*ｒ（Ｍｍｃ＋Ｍ）／ｒ］及び遠心力に起因する法線速度または動径速度Ｖｃの作用下で点Ｆｅと点Ｇｅの間の軌道に沿って動く。質量体トラック３０の始まりで点Ｇｅの近くの点Ｇｅ’では、質量体ユニットは、質量体の変位への制約のない台車の可動部１４ｍから質量体Ｍを脱着する質量体脱着システム（質量体脱着システムは、機械ベースまたは他のものであり得る）を通過する。
【０１１４】
質量体Ｍが脱着された時点で、その入口部分が常に、典型的には自動的に、質量体Ｍの運動方向に対する接線方向に維持されていたのは質量体トラック３０の始めである。質量体Ｍの運動方向は、可動部１４ｍから脱着された時点で、点Ｇｅ’でのその速度ＶＭＧｅ’の方向の関数であり、すなわち常に互いに垂直である２つの速度Ｖ’ｃｉｒ及びＶｃのベクトル和である。
【数２８】
2010523868.tif 000030
【０１１５】
質量体Ｍはこのとき、
【数２９】
2010523868.tif 000031
に等しい運動エネルギーを有して質量体トラック３０に入る。
【０１１６】
質量体Ｍが台車の可動部１４ｍから脱着された時点で、可動部１４ｍは、点Ｇｅでそのベアリング１６ｍによって外部レールＲｅと接触している（この接触は質量体Ｍがそこから外れた後に生じなければならない）。点Ｇｅと点Ｈｅの間で循環路１２の上昇部分２８に沿って上昇する際、外部レールＲｅは、可動部１４ｍを対応する固定部１４ｆと再び接触させ、外部レールＲｅは、１周期（ｉ）当たり、可動部１４ｍの質量体に、地球の重力加速度定数（ｇ）を掛け、摩擦係数Ｃｆを掛け、点Ｇｅと点Ｈｅ間の水平距離を掛けたものに等しい摩擦に起因するエネルギーを吸収する。
【０１１７】
本明細書に記載の遠心力を利用するためのシステムの両実施形態を図１２に概略的に示したのと同じ循環路上で用いることもでき、そのとき機械１０の仕事の釣合いは、
【数３０】
2010523868.tif 000032
となり、
【数３１】
2010523868.tif 000033
となる。ここで、Ｗｒｅｓは循環路１２に沿った摩擦力によって浪費されたエネルギーであり、Ｗ［Ｆｃ（Ｂｅ−Ｃｅ）］は点Ｇｅと点Ｃｅの間の遠心力によって発生するエネルギーであり、
【数３２】
2010523868.tif 000034
である。ここで、ＷｆＭは、質量体トラック３０に沿って摩擦力によって浪費されたエネルギーである。
【０１１８】
図１０、図１１及び図１２に示される全ての場合に、［Ｗｃｉｒ（ｉ）−Ｗｃｉｒ（ｉ−１）］が正になりかつ正のままになったらすぐに、外部エネルギーＷ０の入力を一時的に止めることができる。
【０１１９】
本発明の機械の動作
【０１２０】
ステップａ：
【０１２１】
外部エネルギーＷ０の入力を用いて、循環路１２の速度は、値［Ｗｃｉｒ（ｉ）−Ｗｃｉｒ（ｉ−１）］が正になることを可能にする必要最低速度Ｖｃｉｒ（ｍｉｎ）より大きな所定の速度Ｖｐｒｅ（機械１０及び閉循環路１２の異なる物理パラメータの関数における）まで上昇させられる。
【０１２２】
ステップｂ：
【０１２３】
図１０に示す実施形態では、循環路１２が所定の速度Ｖｐｒｅに到達した時点で、質量体脱着システムが、典型的には自動的に、作動され、上記循環路１２の下方点Ｆで質量体Ｍをその台車１４から脱着し、台車の可動部１４ｍのその固定部１４ｆからの脱着は点Ｂｅと点Ｃｅの間のみで生じる。
【０１２４】
図１１及び部分的に図１２に示す実施形態の場合には、循環路１２が所定の速度Ｖｐｒｅに到達した時点で、質量体トラック３０の始めに質量体ユニットが点Ｇｅ’に到達するたびに、質量体脱着システムが、典型的には自動的に、作動され、台車１４の可動部１４ｍから質量体Ｍを脱着する。典型的には、これらの場合には台車の固定部１４ｆ及び可動部１４ｍを互いに連結しかつ互いから連結解除するための特別なシステムは必要なく、それは典型的には外部レールＲｅによって提供される。
【０１２５】
ステップｃ：
【０１２６】
第１の空の台車１４が循環路１２の上方点Ａに到達するとすぐに、質量体装着システムが作動され、典型的には自動的に、質量体Ｍを循環路１２の上方点Ａに到達する各空の台車に装着する。また、上記質量体装着システムは、質量体トラック３０に沿って走行した後に、（示されている（図１０または図１１またはその他）遠心力を利用するためのシステムに従って）下方点ＦまたはＧｅ’からその格納部４０に到達する各質量体Ｍの運動エネルギーＷＭＡを取り戻す。図１０に示す場合には、質量体装着システムは、必要とされる限り、外部エネルギーＷｍａｇの入力を用いて循環路Ｖｃｉｒによって達した同じ速度を質量体Ｍに与える。
【０１２７】
ステップｄ：
【０１２８】
できるだけ早く、全ての外部エネルギーの入力を止めるか変更するのが好ましい。
【０１２９】
ステップｅ：
【０１３０】
目標にしている仕事値に到達した時点で、載荷機械への機械１０の選択的結合がある。
【０１３１】
註：
【０１３２】
−同一の載荷機械に複数の機械１０を結合することができる。
【０１３３】
−図５ａないし図５ｄを参照すると、ｈ及びＬの値によって、すなわちこれらが０であるか否かによって、循環路１２は、図のように異なる形態を有し得る。さらに、ｈ＝０のとき、図５ｃ及び図５ｄに示すように、上方点Ａに向かって上昇する前に質量体Ｍがそれらのそれぞれの台車１４から完全に脱着することができるように、質量体トラック３０は循環路１２の上部及び下部２２、２４から距離Ｉだけ水平に離れて僅かに横方向に配置されるのが好ましい。
【０１３４】
代替形態
【０１３５】
上記に開示しかつ図面に示した閉循環路１２は概ね垂直な平面にあるが、当業者であれば、非水平面に位置するその一部分しか有さない任意の他の閉循環路が本発明の範囲から逸脱しないと考えられることは容易に理解されよう。
【０１３６】
また、多くの技術的解決法が摩擦係数をかなり低下させることができ、それが今度は抵抗仕事（Ｗｒｅｓ）を減少させることになることは明らかである。例えば、ローラーベアリング１６を用いる代わりに、台車１４は、オイルまたは圧搾空気上で動かされるかあるいは永久磁石などを用いて内部レールから離れて浮上していることができる。
【０１３７】
異なる方法では、図１０の場合のように、質量体Ｍは、循環路下部２４の開始点Ｅに到達したときにそれらのそれぞれの台車１４から部分的に脱着されて質量体トラック３０の下部３２を転がり始めることができる（図４、図６、図７を参照）。質量体Ｍは、下方点Ｆで台車から完全に脱着することができるようにトラック下部３２に沿って質量体Ｍを転がり可能に押すように台車に取り付けられたローラーベアリング（図示せず）により、それらの台車１４に部分的に装着されたままであろう。
【０１３８】
上方点Ａ付近でそれぞれの台車１４に質量体Ｍを装着するための質量体装着システムは、何ら制限するつもりはないが以下の例で説明するように異なる方法sで達成されることができる。
【０１３９】
ａ−図６に概略的に示すように循環路速度Ｖｃｉｒに実質的に等しい速度で作動するために循環路１２自体によって典型的には水平に駆動されるかあるいは循環路１２自体に装着されて作動する質量体Ｍの格納部４０を用いることによって。これは、入力外部仕事を有する質量体Ｍ（図１０の場合のように）に、下方点Ｆから脱着された質量体Ｍが格納部４０（そこでその運動エネルギーが回復されることになる）内に置かれている状態でそれが循環路１２の速度に到達できるようにすることになる多量のエネルギーを供給することによって、上方点Ａに到達する各空の台車１４に質量体Ｍを簡単に装着（挿入）することができる。そのような形態に対する唯一の条件は、図６に点線で示される格納部４０内の質量体Ｍの数（完全にその長さに沿って循環路１２に装着された質量体Ｍに加えて）が空の台車１４の位置を隔てる距離ｄに少なくとも等しくなければならないことであろう。そこから、周期（ｉ）の周期的距離Ｐによって分割された上方点Ａにそれぞれの質量体Ｍが到達したときに、それぞれの質量体Ｍが下方点Ｆでそれぞれの質量体Ｍから脱着される。換言すれば、
【数３３】
2010523868.tif 000035
である。
【０１４０】
この解は、ｈ＝Ｌ＝０またはＬ＝０である場合に特に適切であると証明できる（図５ｂ及び図５ｄを参照）。
【０１４１】
ｂ−装着システムは、典型的には質量体Ｍを上方点Ａから空の台車１４へシステム速度Ｖｓｙｓ＝Ｒｖ*Ｖｃｉｒで動かされるように循環路速度Ｖｃｉｒに対して速度比Ｒｖ＝（ｄ＋Ｐ）／Ｐで外部仕事Ｗｍａｇ（図１０の場合のように）によって回転して駆動されるような、距離ｄ＋Ｐだけ隔てられた２つの等距離にあるアーム４４を備えた質量体搬送機構４２を含む。この場合、図７に概略的に示すように、自身の回転軸４６への機構の重さに起因する摩擦力は、合計すると抵抗仕事（Ｗｒｅｓ）の摩擦になる。この機構が実現されるのに必要な条件は、
【数３４】
2010523868.tif 000036
である。
【０１４２】
異なる実施形態では、図１１の場合のように、適用可能な場合に、機械的システム（図示せず）によってそれらの質量体Ｍが取り付けられている台車１４は、内部レールＲｉ上を転がることなくそれに解除可能に取り付けられることによって、４つのホイールＲ１、Ｒ２、Ｒ３、Ｒ４の周りを回ることができ、それは、ホイールに対して、かつ軸線方向に向けられて、かなりの摩擦及び遠心力を発生させる。このようにして、遠心力によって生じる摩擦が任意の外部レールＲｅに与える影響は取り除かれるので、全てのことはホイールの回転軸に作用する摩擦力の問題に対処するという課題に単純化される。この単純化された問題は、加圧されたオイルの薄膜によって容易に解決できる。そのような解決策によって、閉循環路は、高速及びその高レベルの力を発生させることができる。
【０１４３】
本明細書には示されていないが、複数の類似の閉循環路１２が、好適には互いに対して平行に配置されることによって１若しくは複数の載荷機械に連結された共通の出力軸を駆動することができ、それは出力軸で利用可能な力に複数の循環路を掛け合わせたものである。
【０１４４】
説明の始めに述べたように、閉循環路１２が、本発明の範囲から逸脱することなく、（質量体のポテンシャルエネルギーの運動エネルギーへの変換を考慮せずに）循環路の少なくとも１つの曲線部上に遠心力を利用するためのシステムを有する一方で、概ね水平面に位置することができることは、当業者には明らかであろう。
【０１４５】
本発明について幾分か詳細な実施形態を交えて説明してきたが、開示はほんの一例としてなされたものであり、本発明は、本明細書に記載及び図示された実施形態の特徴に限定されるものではなく、全ての変形形態及び変更形態を、以下に請求する本発明の対象であるような、遠心力の利用の原理に基づく、そして任意選択でポテンシャルエネルギーの利得の原理に基づく機械機能原理の範囲及び趣旨内に含むことを理解されたい。
【図１】
2010523868.tif 000037
【図２】
2010523868.tif 000038
【図３】
2010523868.tif 000039
【図４】
2010523868.tif 000040
【図５ａ】
2010523868.tif 000041
【図５ｂ】
2010523868.tif 000042
【図５ｃ】
2010523868.tif 000043
【図５ｄ】
2010523868.tif 000044
【図６】
2010523868.tif 000045
【図７】
2010523868.tif 000046
【図８ａ】
2010523868.tif 000047
【図８ｂ】
2010523868.tif 000048
【図９ａ】
2010523868.tif 000049
【図９ｂ】
2010523868.tif 000050
【図１０】
2010523868.tif 000051
【図１１】
2010523868.tif 000052
【図１２】
2010523868.tif 000053
【手続補正書】
【提出日】平成20年11月3日(2008.11.3)
【手続補正１】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】０１０６
【補正方法】変更
【補正の内容】
【０１０６】
図１０は、図６の循環路上に組み込まれた本発明に従って遠心力を利用するためのシステムの実施形態の例を示す。循環路１２の上部２２の直後、終点Ｂにおける上位ゾーンＺｓでは、遠心力を利用するためのシステムが、システムの一部である典型的な角度１８０°（πラジアン）（任意の他の角度も可能である）の循環路１２の曲線部上の質量体Ｍの遠心力を利用する円形部分の中に置かれている。従って、外部レールＲｅは、軌道への接線である遠心力Ｆｃに起因する質量体Ｍ上の成分Ｆｃｔができるだけ最大であるように形状Ｂｅ−Ｃｅ（その軌道は一つ一つ計算されることができる）を有するように変更される。遠心力Ｆｃは、半径方向に移動可能な質量体ユニット（Ｍｃｍ＋Ｍ）（台車１４の可動部１４ｍの質量体＋質量体Ｍ）、回転中心から質量体までの離間距離及び循環路の速度Ｖｃｉｒによるものである。唯一要求されることは、この軌道が、半径方向（法線）の障害物が何もない状態のまま、質量体ユニット（可動部１４ｍ＋質量体Ｍ）が従うことができるような軌道Ｔ（概略的な曲線状の一点鎖線を参照）内にあることである。この条件は、外部レールＲｅとの永久的な接触を保証し、それは質量体ユニットに作用しかつ遠心力Ｆｃの垂直成分Ｆｃｎに対抗するそこからの反作用Ｒｃを生じさせる。この反作用Ｒｃは、従って、対応する固定部１４ｆに対する台車の可動部１４ｍの展開に対抗するが、接線分力Ｆｃｔは、循環路１２の下降部分２６に沿って質量体Ｍの重さによる力（weight force）からの仕事に加えて仕事を発生させることになる循環路１２の動きの方向と同じ方向にある。
【国際調査報告】
2010523868.tif 000054
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