【手続補正書】
【提出日】平成22年6月2日(2010.6.2)
【手続補正１】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】全文
【補正方法】変更
【補正の内容】
【発明の詳細な説明】
【発明の名称】揺動機構、回転力発生装置、発電装置および動く置物
【技術分野】
【０００１】
本発明は、金属板、陶板などの耐熱板を加熱することにより当該耐熱板に発生する振動エネルギーを運動エネルギーに変換して出力する揺動機構および回転力発生機構に関する。また、本発明は、揺動機構による揺動運動および回転力発生機構による回転運動によって発電動作を行う発電装置、並びに揺動機構によって揺動運動を行う動く置物に関する。
【背景技術】
【０００２】
金属板、耐熱ガラス、耐熱陶板などの耐熱板を加熱するとその表面に微小な振動波が発生する。特に、銅板、鉄板、アルミニウム板などの金属板を１００℃ないし２００℃程度に加熱すると、金属板表面に微小な振動波が発生する。金属板の加熱は、太陽熱、地熱、塵焼却炉などからの排熱などを利用することが考えられる。このような熱源を利用して、金属板を加熱して金属板の振動を利用して動力を取り出すことができれば便利である。
【０００３】
なお、圧電素子を利用して運動エネルギーを電気エネルギーに変換する機構は特許文献１などにおいて提案されているように、良く知られている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
【特許文献１】特開２００５−３１２２６９号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
本発明の課題は、この点に鑑みて、金属板などの耐熱板を加熱することによって当該耐熱板に発生する振動エネルギーを利用した揺動機構および回転力発生機構、並びに、発電装置を提案することにある。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
上記の課題を解決するために、本発明の揺動機構は、
耐熱板と、
前記耐熱板を加熱する加熱源と、
前記耐熱板に乗せた揺動体とを有し、
加熱した前記耐熱板に発生する振動エネルギーが前記揺動体の揺動運動に変換されるように、前記揺動体の底面は前記耐熱板の表面に点接触あるいは線接触している凸曲面であることを特徴としている。
【０００７】
ここで、耐熱板と揺動体の間には、耐熱板よりも薄い金属薄板が挟まれていることが望ましい。
【０００８】
本発明の動く置物は、
上記構成の揺動機構と、
断熱材によって形成された皿状の容器と、
前記容器の底に形成した一定の厚さの黒色粉体層と、
前記黒色粉体層の表面を覆う状態に当該黒色粉体層の上に乗せてあると共に、その外周縁部分が前記容器の内周側面に沿って当該容器の上端開口縁の近傍まで立ち上がっている銅板と、
前記銅板の上に形成した煤層と、
前記煤層の上に乗せた鉄板と、
前記鉄板の上に乗せた当該鉄板よりも一回り小さな大きさのステンレススチール板と、
前記ステンレススチール板の外周縁から前記容器の前記上端開口縁までの間に配置した透光性の保温板とを有し、
前記鉄板の中央部分には円弧状の窪みが形成され、
前記窪みの上に位置している前記ステンレススチール板の中央部分にも前記窪みと同一曲率の円弧状の窪みが形成されており、
前記揺動機構の前記耐熱板は前記鉄板であり、
前記揺動機構の前記金属薄板は前記ステンレススチール板であり、
前記ステンレススチール板の前記窪みの上に、前記揺動体が立った状態で乗っており、
前記揺動体の底面と前記ステンレススチール板の前記窪みとの接点部分が、前記容器の前記上端開口縁よりも低く、
前記加熱源は前記保温板を透過して照射する太陽光であり、当該太陽光によって、前記ステンレススチール板、前記保温板、前記容器によって囲まれている空間の内部が加熱されて高温状態になり、前記鉄板が加熱されることを特徴としている。
【０００９】
本発明の揺動機構は、複数個の前記揺動体が前記耐熱板に乗っており、各揺動体は同一方向に揺動するように相互に連結されてもよい。
【００１０】
各揺動体は、異なる速度あるいは異なる振幅で揺動するように、大きさ、質量、底面形状のうちの少なくとも一つが相違していてもよい。
【００１１】
前記耐熱板は、前記加熱源である加熱液の液面上に浮かんでいてもよい。
【００１２】
前記揺動体は、前記耐熱板の水平な上面に接触している凸曲面の底面が形成されている揺動中心部分と、この揺動中心部分から一方の側に延びている第１腕部分と、揺動中心部分から第１腕部分とは反対側に延びている第２腕部分と、この第２腕部分に取り付けた錘とを備えており、
前記第１腕部分の質量と、前記第２腕部分および錘の合計質量とが同一であり、前記第１腕部分は前記第２腕部分に比べて長く、
前記第１腕部分の下側の位置には、この第１腕部分を上方に押し戻す反発力を発生する反発力発生部が配置されており、
前記反発力発生部は、下方に揺動する前記第１腕部分によって弾性圧縮されて弾性反発力を発生する弾性部材であり、
前記反発力発生部は、前記第１腕部分の下方の位置に配置した第１磁石と、前記第１腕部分の裏面に取り付けた第２磁石とを備えて、これら第１、第２磁石は同極が向き合う状態に配置されている構成とすることができる。
【００１３】
本発明の発電装置は、上記構成の揺動機構と、前記揺動体の揺動運動によって発電する発電機構とを有していることを特徴としている。
【００１４】
前記発電機構は、磁界発生用の磁石と発電用コイルとを備えており、前記磁石および前記発電用コイルの一方が前記揺動体に取り付けられている構成とすることができる。
【００１５】
次に、本発明の回転力発生装置は、上記構成の揺動機構と、弾み車と、前記揺動体の揺動運動を前記弾み車の回転運動に変換する変換機構とを有していることを特徴としている。前記変換機構はクランク機構とすることができる。また、本発明の発電装置は、この構成の回転力発生装置と、この回転力発生装置によって回転して発電を行う発電機とを有していることを特徴としている。
【発明の効果】
【００１６】
本発明の揺動機構は、加熱した耐熱板に発生する振動エネルギーを、その上に乗せた揺動体の揺動運動に変換して取り出すようにしている。したがって、耐熱板の加熱源として太陽熱、排熱、地熱などを利用することにより、簡単な構成で揺動運動を行う機構を廉価に実現できる。また、本発明の揺動機構は、室内あるいは室外に設置可能な動く置物、動く広告板などとして用いることができる。さらに、本発明の揺動機構は、揺動運動を回転運動に変換して取り出すようにした回転力発生装置の駆動源として用いることができる。さらに、本発明の揺動機構は、揺動運動によって発電を行う発電装置の駆動源として用いることができる。
【図面の簡単な説明】
【００１７】
【図１】実施の形態１の揺動機構を示す説明図である。
【図２】実施の形態２の揺動機構を示す説明図である。
【図３】実施の形態３の発電装置を示す説明図である。
【図４】実施の形態４の発電装置を示す説明図である。
【図５】実施の形態５の発電装置を示す説明図および部分図である。
【図６】実施の形態６の発電装置の説明図である。
【図７】実施の形態７の発電装置の説明図である。
【図８】実施の形態８の発電装置の説明図である。
【図９】実施の形態９の回転力発生装置の説明図である。
【図１０】実施の形態１０の回転力発生装置の説明図である。
【図１１】実施の形態１１の回転力発生装置の説明図である。
【図１２】実施の形態１２の発電装置の説明図である。
【図１３】実施の形態１３の発電装置の説明図である。
【図１４】実施の形態１４の発電装置の説明図である。
【図１５】実施の形態１５の発電装置の説明図である。
【図１６】実施の形態１６の発電装置の説明図である。
【図１７】実施の形態１７の動く置物の概略正面図および概略側面図である。
【図１８】実施の形態１８の動く置物の説明図である。
【図１９】実施の形態１９の動く置物の説明図である。
【図２０】実施の形態２０の動く置物の説明図である。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１８】
以下に、図面を参照して、本発明を適用した各種の実施の形態を説明する。なお、以下の各実施の形態では、耐熱板として金属板を使用しているが、金属板以外の耐熱板、例えば、耐熱ガラス、耐熱陶器などを用いても同様な作用効果を得ることができる。
【００１９】
（実施の形態１）
図１は、本発明の基本的な構成を示す揺動機構の説明図である。揺動機構１は、金属板２と、金属板２を加熱する加熱源３と、金属板２に乗せた揺動体４とを有している。金属板２は例えば水平に配置された一定厚さのものであり、揺動体４の底面４ａは金属板２の表面２ａに点接触あるいは線接触している凸曲面となっている。例えば、揺動体４は円筒であり、その下端には半球状の底が付いており、金属板２の表面２ａに点接触状態で乗っている。揺動体４を矩形筒とし、その下端にかまぼこ形あるいはドーム形の底を付けて、金属板２の表面２ａに線接触状態で乗せてもよい。金属板２を加熱源３によって加熱すると、加熱された金属板２に発生する振動エネルギーによって、その上に乗っている揺動体４が揺動運動する。金属板２の加熱温度、揺動体４の質量、底面４ａの形状などによって、揺動体４の揺動速度、振幅が異なる。また、金属板２としては、銅板、鉄板またはアルミニウム板を用いることができる。揺動体４の底面４ａも銅板、鉄板、アルミニウム板などを用いることができ、ガラス、陶器であってもよい。加熱源３としては、太陽熱、工場などから排出される排熱、地熱、温泉熱など各種のものを利用することができる。
【００２０】
ここで、金属板２と揺動体４の接触面に油膜を形成しておいてもよい。食用油などからなる油膜を形成しておくと、これらの接触部分の摩耗を防止できる。また、金属板２と揺動体４の間に、ステンレススチール、銅、鉄、アルミニウムなどの金属素材からなる金属シートあるいは金属フィルムを配置してもよい。金属板２に比べて薄い金属シート、金属フィルムを、これら金属板２と揺動体４の間に配置することにより、揺動体４の揺動速度を速くでき、また、揺動幅を大きくできることが確認された。
【００２１】
（実施の形態２）
図２に示すように、複数個の揺動体４を金属板２に乗せ、各揺動体４を同一方向に揺動するように相互に連結しておくこともできる。本発明者は、鉄板、銅板、アルミニウム板のそれぞれの上に円筒状の揺動体４を乗せ、これらの金属板を下側からガスコンロによって加熱した。揺動体４は金属板が所定温度以上に加熱されると、揺動を開始し、加熱温度が上昇するのに伴って揺動幅が大きくなることを確認した。また、揺動体４の底面の形状、底面の大きさ、全体の質量などによって揺動形態（揺動の速度、揺動の周波数、揺動の振幅）が異なることも確認した。
【００２２】
（実施の形態３）
図３は、揺動機構１を利用して構成した発電装置を示す説明図である。この図に示すように、発電装置５は、上記構成の揺動機構１と、揺動体４の揺動運動によって発電する発電機構６とを有している。発電機構６は、発電用の磁界発生部７と発電用コイル８とを備えている。発電用コイル８は例えば円筒状のコイルであり、揺動体４の上端に垂直に固定されている。磁界発生部７は、発電用コイル８の中空部を貫通して水平に延びている鉄心７ａと、この鉄心７ａの両端に固定した永久磁石７ｂ、７ｃとを備えている。永久磁石７ｂ、７ｃは同極が対峙するように配置されており、装置ハウジング９によって支持されている。金属板２を加熱して揺動体４を図において左右に揺動させると、その上端の発電用コイル８が磁界中を左右に揺動して電磁誘導作用により発電する。
【００２３】
（実施の形態４）
図４は図３の変形例を示す説明図である。この図に示す発電装置１０の発電機構１１は、揺動体４の上端に固定した永久磁石１２と、装置ハウジング１３の側に固定した発電用コイル１４とを備えている。また、発電用コイル１４は永久磁石１５を介して装置ハウジング１３の側に取り付けられている。想像線で示すように、左右対称な位置に、発電用コイル１４および永久磁石１５を配置しておき、２台の発電機構によって発電を行うこともできる。
【００２４】
（実施の形態５）
図５（ａ）は揺動機構を利用した発電装置の更に別の例を示す説明図である。この図に示す発電装置１６は、揺動機構１Ａと発電機構１７とを備えている。揺動機構１Ａは、金属板２と、これを加熱する加熱源３と、金属板２の表面２ａに一定の間隔で乗せてある３個の揺動体４ｂ、４ｃ、４ｄとを備えている。発電機構１７は、中央の揺動体４ｄの上端に左右対称状態となるように取り付けた左右の支持腕１８ａ、１８ｂと、これらの支持腕１８ａ、１８ｂの上端に固定した永久磁石１９ａ、１９ｂと、これら永久磁石１９ａ、１９ｂの間を連結している鉄心２０と、発電用コイル２１とを備えている。発電用コイル２１は装置ハウジング２２に取り付けられている。揺動体４が左右に揺動すると、それに伴って鉄心２０が発電用コイル２１に対して揺動し、これに伴う電磁誘導作用によって発電用コイル２１が発電を行う。
【００２５】
ここで、左右の揺動体４ｂ、４ｃの上端には垂直な鉄板２２ａ、２２ｂが取り付けられており、各鉄板２２ａ、２２ｂには永久磁石２３ａ、２３ｂが固定されている。中央の２個の永久磁石１９ａ、１９ｂは同極が対峙するように配置されており、左右の永久磁石２３ａ、２３ｂは内側の永久磁石１９ａ、１９ｂに対して逆極が対峙するように配置されている。また、図５（ｂ）に示すように、鉄板２２ａと永久磁石１９ａの間、鉄板２２ｂと永久磁石１９ｂの間には、鉄製の連結バー２４ａ、２４ｂが架け渡されている。連結バー２４ａ、２４ｂの両端は円錐形状をしており、これらの両端は半円形の凹面に当たっている。
【００２６】
この構成の発電装置１６は、３個の揺動体４によって揺動力が増幅されており、確実に揺動運動を発生させることができる。また、連結バー２４ａ、２４ｂは、左右の永久磁石２３ａ，２３ｂと内側の永久磁石１９ａ、１９ｂとの間の磁気吸引力によって、これらの間に保持されており、揺動体４が左右に揺れると、連結バー２４ａ、２４ｂは上下に揺動するので、３個の揺動体４が一体となって左右に揺動する。
【００２７】
（実施の形態６）
図６は揺動機構を利用した発電装置のさらに別の例を示す説明図である。この図に示す発電装置２５は、揺動機構１と左右一対の発電機構２６を備えている。揺動機構１は、水平に配置した金属板２と、この金属板２を加熱するための加熱源３と、金属板２の表面２ａに乗せた揺動体４とを備えている。発電機構２６は、揺動体４の上端に水平に取り付けた水平腕２７を備えている。水平腕２７は、その長さ方向の中心位置において揺動体４に固定されており、揺動体４の揺動方向に同一長さで左右の腕部２７ａ、２７ｂが延びている。左右の腕部２７ａ、２７ｂの先端には水平に発電用の空芯コイル２８ａ、２８ｂが取り付けられている。これらの空芯コイル２８ａ、２８ｂの空芯部には上下方向に鉄心２９ａ、２９ｂが貫通して延びている。各鉄心２９ａ、２９ｂは、各空芯コイル２８ａ、２８ｂの揺動軌跡に沿うように湾曲している。各鉄心２９ａ、２９ｂの上下の端には、それぞれ、同極が対峙する状態で永久磁石３０ａ、３０ｂ、３１ａ、３１ｂが取り付けられている。これらの永久磁石は装置ハウジング３２によって支持されている。
【００２８】
（実施の形態７）
図７は揺動機構を利用した発電装置の別の例を示す説明図である。この図に示す発電装置１２５は、揺動機構１と、弾み車１２６と、揺動機構１の揺動運動を弾み車１２６の回転運動に変換する変換機構１２７と、弾み車１２６によって回転駆動される回転式発電機構１２８とを有している。
【００２９】
揺動機構１は、水平に配置した金属板２と、この金属板２を加熱するための加熱源３と、金属板２の表面２ａに乗せた揺動体４とを備えている。金属板２の表面２ａに薄い金属板２Ａを敷き、その上に揺動体４を乗せても良い。変換機構１２７は、揺動体４の上端に水平に取り付けた水平腕１２９を備えている。水平腕１２９は、その長さ方向の中心位置において揺動体４に固定されており、揺動体４の揺動方向に同一長さで左右の腕部１２９ａ、１２９ｂが延びている。右側の腕部１２９ｂの先端にはクランク棒１３０の一端がピン結合されており、クランク棒１３０の他方の端は弾み車１２６における回転中心からオフセットした位置にピン結合されている。左右の腕部１２９ａ、１２９ｂの先端側の裏面には永久磁石１３１ａ、１３１ｂが取り付けられている。これらの永久磁石１３１ａ、１３１ｂの下方の装置ハウジングの部位には、逆極が対向する状態に永久磁石１３２ａ、１３２ｂが取り付けられている。これらの永久磁石１３１ａ、１３１ｂと１３２ａ、１３２ｂとの間に発生する磁気反発力によって揺動体４の揺動が確実に行われる。
【００３０】
弾み車１２６は回転式発電機構１２８の回転軸１２８ａに対して同軸状態で連結固定されている。したがって、揺動体４が左右に揺動すると、その揺動運動がクランク棒１３０によって弾み車１２６の回転運動に変換され、弾み車１２６によって回転式発電機構１２８が円滑に回転して発電が行われる。
【００３１】
（実施の形態８）
次に、図８は揺動機構を利用した発電装置のさらに別の例を示す説明図である。この図に示す発電装置３３は、揺動機構１Ｄと左右一対の発電機構３４とを有している。揺動機構１Ｄは、金属板２と、この金属板２を加熱するための加熱源３と、金属板２の表面２ａの乗せた揺動体４とを備えている。金属板２は、揺動体４の揺動方向と同一方向に揺動可能な状態で支持されている。例えば、装置ハウジング３５に形成した円弧状の支点３５ａによって左右に揺動可能な状態で支持されている。支点３５ａを金属板２の裏面側に形成してもよい。金属板２は、支点３５ａによって支持されている揺動中心部分２ｂと、この揺動中心部分２ｂから一方の側に延びている第１腕部分２ｃと、揺動中心部分２ｂから反対方向に延びている第２腕部分２ｄとを備えている。
【００３２】
発電機構３４は、金属板２の左右の腕部分２ｃ、２ｄの先端に水平に取り付けた円筒状のコイル３６ａ、３６ｂと、これらのコイル３６ａ、３６ｂの中心穴を貫通して上下方向に延びている鉄心３７ａ、３７ｂと、各鉄心３７ａ、３７ｂの上下の端に取り付けた永久磁石３８ａ、３８ｂ、３９ａ、３９ｂとを備えている。鉄心３７ａ、３７ｂはコイル３６ａ、３６ｂの上下方向の揺動軌跡に沿って僅かに湾曲している。
【００３３】
ここで、第１、第２腕部分２ｃ、２ｄの下側の位置には、これら第１、第２腕部分を上方に押し戻す反発力を発生する反発力発生部が配置されている。図示の反発力発生部は、下方に揺動する第１、第２腕部分２ｃ、２ｄによって弾性圧縮されて弾性反発力を発生する弾性部材４０ａ、４０ｂである。この代わりに、反発力発生部は、第１、第２腕部分のそれぞれの下方の位置に配置した第１磁石と、前記第１、第２腕部分のそれぞれの裏面に取り付けた第２磁石とを備えて、これら第１、第２磁石は同極が向き合う状態に配置されている構成であってもよい。さらに、金属板２を加熱水などの加熱液の液面に浮かべ、浮力を反発力として利用してもよい。
【００３４】
（実施の形態９）
図９は揺動機構を利用した発電装置のさらに別の例を示す説明図である。この図に示す発電装置５０は、揺動機構１と、回転式発電機構５１と、揺動体４の揺動運動を回転運動に変換して回転式発電機構５１に伝達する変換機構５２とを有している。図示の変換機構５２はクランク機構であり、クランク棒５３の後端が揺動体４にピン結合されている。クランプ棒５３は揺動体４の揺動方向の一方の側に延びており、その先端が、回転式発電機構５１の回転軸５１ａに直交する状態に固定した旋回アーム５４の先端にピン結合されている。回転式発電機構５１は一般的なものであり、回転軸５１ａの回転に伴って回転磁界が発生し、これによって内蔵のコイルは電磁誘導作用によって発電動作を行う。
【００３５】
（実施の形態１０）
図１０は揺動機構を利用した回転力発生機構を示す説明図である。この図に示す回転力発生機構６０は、揺動機構６１と、揺動機構６１の揺動運動を弾み車６２の回転運動に変換する変換機構６３とを有している。揺動機構６１は、金属板２と、この金属板２の加熱源３と、金属板２の表面２ａに揺動可能に乗せた金属製の揺動板６４と、この揺動板６４の上面に乗せた揺動体４とを備えている。揺動板６４は、金属板２の水平な表面２ａに点接触あるいは線接触している凸曲面の底面６４ａが形成されている揺動中心部分６４ｂと、この揺動中心部分６４ｂから一方の側に延びている第１腕部分６４ｃと、揺動中心部分６４ｂから反対側に延びている第２腕部分６４ｄとを備えている。第１腕部分６４ｃの質量と、第２腕部分６４ｄおよび揺動体４の合計質量とが同一であり、第１腕部分６４ｃは第２腕部分６４ｄに比べて長い。
【００３６】
第１腕部分６４ｃの先端側の部位の下側の位置には、この第１腕部分６４ｃを上方に押し戻す反発力を発生する反発力発生部が配置されている。反発力発生部としては、下方に揺動する第１腕部分によって弾性圧縮されて弾性反発力を発生する弾性部材を用いることができる。また、図に示すように、反発力発生部は、第１腕部分の下方の位置に配置した第１磁石６５ａと、第１腕部分の裏面に取り付けた第２磁石６５ｂとを備えて、これら第１、第２磁石を同極が向き合う状態に配置した構成としてもよい。
【００３７】
揺動板６４の第１腕部分６４ｃの上下方向の揺動運動は、変換機構６３によって弾み車６２の回転運動に変換される。変換機構としてはクランク機構を用いることができる。
【００３８】
（実施の形態１１）
また、図１１に示すように、変換機構としては、弾み車６２の中心軸６２ａに歯車６６を同軸状態に取り付け、この歯車６６を上下に揺動する第１腕部分６４ｃの先端によって一方向に回転駆動するようにしたものであってもよい。
【００３９】
これら図１０、図１１に示す回転力発生機構は、回転式発電機と組み合わせて、発電装置として用いることができる。
【００４０】
（実施の形態１２）
次に、図１２は、図１０、１１に示す揺動機構６１を用いて構成した発電装置を示す説明図である。揺動機構６１の第１腕部分６３ｃの先端には水平に発電用の円筒状のコイル６７が取り付けられている。このコイル６７の中心穴を貫通して上下方向に延びる鉄心６８が配置されており、この鉄心６８の上下の端には同極が向かい合った状態で永久磁石６９ａ、６９ｂが固定されている。鉄心６８はコイル６７の上下の揺動に干渉しない場合には直線状のものでよいが、干渉する場合には、コイル６７の揺動軌跡に対応させて湾曲させればよい。
【００４１】
（実施の形態１３）
図１３も、図１０、１１に示す揺動機構６１と類似の揺動機構を用いて構成した発電装置を示す説明図である。この図に示す発電機構７０は、第１腕部分６３ｃの先端裏面に取り付けた永久磁石７１ａと、その下方の位置において、永久磁石７１ｂを介して装置ハウジング７３に支持されているコイル７２とを備えている。また、揺動機構は揺動体４の代わりに、揺動板６３の第２腕部分６４ｄに錘７４が一体形成されている。揺動板６３の第１腕部分６３ｃが上下に揺動すると、その先端の永久磁石６７ａがコイル６７に対して接近および離間を繰り返し、これによってコイルが発電動作を行う。
【００４２】
（実施の形態１４）
図１４に示す発電装置８０は、金属板８１と、この上に配置した金属シート８２と、この上に乗せた揺動体８４とを備えている。金属板８１は加熱装置８３によって加熱されるようになっている。金属シート８２は、揺動体８４が乗っている部分を中心として、両側に向けて僅かに上方に傾斜するように折り曲げられている。この金属シート８２の一方の端には、永久磁石８５が固定されており、この永久磁石８５の下方の位置には、発電用コイル８６が定まった位置に固定されている。本例では、揺動体８４は固定されている。加熱装置８３によって金属板８１を加熱すると、金属シート８２が揺動を始める。金属シート８２の一端に取り付けた永久磁石８５は、固定側の発電用コイル８６に対して接近および離間を繰り返し、これによって発電用コイル８６が発電動作を行う。
【００４３】
（実施の形態１５）
図１５に示す発電装置９０は、金属板９１と、これを加熱するための加熱装置９２と、金属板９１に点接触状態で乗っている揺動体９４とを備えている。揺動体９４は、揺動バー９４ａと、この揺動バー９４ａの揺動中心を規定している半円形断面の支持部９４ｂと、揺動バー９４ａの中心に取り付けた錘９４ｃとを備えている。揺動バー９４ａの両端には、永久磁石９４ｄ、９４ｅが取り付けられている。これらの永久磁石９４ｄ、９４ｅの下方位置には、これらに対峙する状態で固定した位置に永久磁石９４ｆ、９４ｇが配置されている。永久磁石９４ｄと９４ｆは同極が対峙しており、これらの間に磁気反発力が発生している。同様に、永久磁石９４ｅと９４ｇも同極が対峙しており、これらの間に磁気反発力が発生している。揺動バー９４ａの中心からは下方に向けて直角に連結バー９５が延びている。この連結バー９５の下端部は、揺動軸９６に回転自在の状態で連結されている。揺動軸９６は固定した位置に配置されている。また、連結バー９５の下端には第２揺動バー９７が固定されている。第２揺動バー９７は、連結バー９５から一方の側に延びている第１腕部分９７ａと他方の側に延びている第２腕部分９７ｂとを備えており、第１腕部分９７ａは長く、第２腕部分９７ｂは短い。第２腕部分９７ｂの先には左右のバランスをとるための錘９７ｃが取り付けられている。第１腕部分９７ａの先端には、リンク９８を介して弾み車９９における回転軸９９ａから半径方向に外れた位置に連結されている。
【００４４】
金属板９１を加熱すると、その上に乗っている揺動体９４が揺動する。揺動体９４は連結バー９５を介して揺動軸９６に連結されているので、この揺動軸９６を中心として揺動する。連結バー９５の下端に固定されている第２揺動バー９７もこれに伴って揺動軸９６を中心として上下に揺動する。この揺動運動がリンク９８を介して弾み車９９の回転運動に変換される。弾み車９９の回転によって不図示の回転式発電機が発電を行う。
【００４５】
（実施の形態１６）
図１６（ａ）は発電装置を示す正面図であり、図１６（ｂ）は側面図である。これらの図に示す発電装置２００は、図２に示す揺動機構による揺動運動を、回転式発電機の回転運動に変換するものである。また、加熱装置としては太陽熱を利用した構成となっている。
【００４６】
すなわち、揺動体２０１〜２０３は連結されて同期して揺動可能となっており、金属板２０４に乗っている。中央の揺動体２０２には上下方向に延びる揺動板２０５が固定されている。この揺動板２０５の下側の部位にはリンクバー２０６の一端が連結されており、リンクバー２０６の他端は、回転式発電機２１０の弾み車２１１に連結されている。
【００４７】
金属板２０４の下方には、パラボラアンテナ状の集光用反射板２１２が取り付けられており、この集光用反射板２１２で反射された太陽光が金属板２０４の裏面を照射するようになっている。なお、リンクバー２０６には錘２１３が取り付けられており、バランスが保たれている。
【００４８】
（実施の形態１７）
図１７は図１の揺動機構１を利用した動く置物の例を示す説明図である。この動く置物１００は、金属板１０２と、この金属板１０２を加熱する加熱源１０３と、金属板１０２の表面１０２ａに垂直に立った状態で乗っている複数枚、例えば３枚の円盤状揺動体１０４ａ、１０４ｂ、１０４ｃとを有している。各円盤状揺動体は、異なる速度あるいは異なる振幅で揺動するように、材質、大きさ、質量、底面形状のうちの少なくとも一つが相違している。また、各円盤状揺動体１０４ａ〜１０４ｃの表面などには例えば人形などの絵が印刷されている。または、各円盤状揺動体１０４ａ〜１０４ｃを透明板から形成し、これらの表面に印刷した模様が重なることによって一つの絵になるようにしてもよい。例えば、一枚の円盤状揺動体に動物の絵を描き、後側の円盤状揺動体には草花、木などを描き、さらに後側の円盤状揺動体には山、空などの背景を描いておく。これによって、動きのある絵を表示できる。また、商業スペースの屋内、屋外においては、円盤状揺動体に広告、宣伝のための商品情報などを印刷して、動く広告板、宣伝板として用いることができる。さらに、公園などにおいて動くオブジェとして配置しておくことも可能である。
【００４９】
ここで、金属板１０２を薄くし、揺動体１０４ａ〜１０４ｃも薄くて軽量なものとすれば、比較的低い加熱温度状態から揺動体１０４ａ〜１０４ｃが揺動を開始する。例えば、これらの部材の厚さを、０．２ｍｍ、０．５ｍｍ、０．０７ｍｍなどと薄くすれば、約４０℃前後に金属板１０２を加熱した状態から揺動体の揺動が開始することが確認された。
【００５０】
（実施の形態１８）
次に、図１８に示す動く置物１１０は、液体タンク１１１と、ここに貯留した加熱液１１２と、加熱液１１２の加熱源１１３と、加熱液１１２の液面に浮かべた薄い金属板１１４と、この上に乗せた２枚の円盤状の揺動体１１５、１１６とを備えている。
【００５１】
（実施の形態１９）
図１９は図１の揺動機構１を利用した動く置物の例を示す説明図である。この動く置物３００は、太陽熱によって加熱した台板に乗っている円柱状の揺動体が揺動を継続するように構成されている。
【００５２】
動く置物３００は、浅い皿状の容器３０１を備えており、この容器３０１は断熱材によって形成されている。容器３０１の底には一定の厚さの黒色粉体層、たとえば煤層３０２が形成されており、この上に、薄い平坦な銅板３０３を乗せてある。銅板３０３は煤層３０２の表面を覆う状態に配置されていると共に、その外周縁部分が容器３０１の内周側面に沿ってその上端開口縁３０１ａの近傍まで立ちあがっている。
【００５３】
この銅板３０３の上には、煤層３０２ａが形成され、その上に、たとえば厚さ３ｍｍの所定の大きさの鉄板３０４を乗せてあり、この鉄板３０４の上には、鉄板３０４よりも一回り小さな大きさの薄いステンレススチール板３０５を乗せてある。ステンレススチール板３０５の外周縁から容器３０１の上端開口縁３０１ａまでの間には、透光性の保温板、たとえばガラスなどの透明な保温板３０６が配置されている。上方から照射する太陽光によって、ステンレススチール板３０５、保温板３０６、および、断熱材からなる容器３０１によって囲まれている空間３０７の内部が加熱されて高温状態になり、そこに配置されている鉄板３０４の表面に振動波が発生し、この振動波が上側のステンレススチール板３０５に伝わる。
【００５４】
鉄板３０４の中央部分には円弧状の窪み３０４ａが形成されており、この上に位置しているステンレススチール板３０５の中央部分にも同様な曲率の円弧状の窪み３０５ａが形成されている。この円弧状の窪み３０５ａの上に、円柱状の揺動体３１０が立った状態で乗っている。揺動体３１０の底面３１０ａは凸円弧面であり、その曲率半径は、ステンレススチール板３０５の円弧状の窪み３０５ａの曲率半径の１／２から２／３である。揺動体３１０は放熱性の良い素材、たとえば、銅、アルミニウムなどの金属素材から形成されている。また、揺動体３１０の底面３１０ａとステンレススチール板３０５の窪み３０５ａとの接点部分が、容器３０１の外周側壁の上端開口縁３０１ａよりも低くなるようにしてある。たとえば、２〜４ｃｍの高低差を付けてあり、これによって、接点部分からの放熱を抑制している。
【００５５】
この構成の動く置物３００を太陽光に晒すと、その内部の空間３０７内の温度が３５℃から９０℃程度に上がり、鉄板３０４が加熱されてその表面に振動波が発生し、この振動波が上側にステンレススチール板３０５に伝わり、当該ステンレススチール板３０５にも振動が発生する。この結果、この上に点接触状態で乗っている揺動体３１０が揺動を開始し、揺動状態が継続する。たとえば、鉄板３０４（耐熱体）が３５℃に加熱された状態から、揺動体３１０が振動を始める。
【００５６】
（実施の形態２０）
図２０は図１の揺動機構を利用した動く置物の例を示す説明図である。この動く置物３２０は、平板状の揺動板３２１を備えており、この揺動板３２１は水平に配置した円形断面の放熱管３２２の上に水平に乗った状態に保持されている。放熱管３２２の内部には冷却液を流通させるようになっている。揺動板３２１は、断熱材３２３で覆われている鉄板、銅板などの薄い金属板３２４を備えており、金属板３２４の裏面の中央部分は断熱材３２３から露出しており、当該露出部分には、ステンレススチール板などの薄い金属板３２５を重ねてある。この金属板３２５を挟んだ状態で揺動板３２１が放熱管３２２の上に線接触状態で乗っている。揺動板３２１の後端部は垂直支持板３２６に開けた円弧溝３２６ａに沿って上下方向に揺動自在の状態で支持されている。
【００５７】
揺動板３２１の表面が太陽光に晒されると、内部の金属板３２４が加熱されてその表面に振動波が発生し、この振動波が金属板３２５に伝達する。振動波が薄い金属板３２５（ステンレススチール板、銅板、アルミニウム板など）に伝わると、この金属板３２５の振動に変わる。揺動板３２１は、放熱管３２２の円形外周面（凸曲面）に乗っているので、その金属板３２５が振動すると、揺動板３２１が全体として線接触している放熱管３２２の円形外周面を中心として上下に揺動する。揺動板３２１は高温になり、これが乗っている放熱管３２２は常温状態であり、揺動板３２１が揺動を始めると、振動波がより強く発生すると共に、放熱管３２２と接触している揺動板３２１の金属板３２５の部分が効率良く放熱されるので、揺動板３２１の振動が継続する。
【００５８】
振動板３２１の先端部にリンク機構を介して圧電素子、磁石などを取り付けておくことにより、先に述べた実施の形態と同様に、発電動作を行わせることも可能である。
【符号の説明】
【００５９】
１、１Ａ、１Ｄ    揺動機構
２、２Ａ    金属板
２ａ  表面
２ｂ  揺動中心部分
２ｃ  第１腕部分
２ｄ  第２腕部分
３    加熱源
４    揺動体
４ａ  底面
４ｂ〜４ｄ  揺動体
５    発電装置
６    発電機構
７    磁界発生部
７ａ  鉄心
７ｂ、７ｃ  永久磁石
８    発電用コイル
９    装置ハウジング
１０  発電装置
１１  発電機構
１２  永久磁石
１３  装置ハウジング
１４  発電用コイル
１５  永久磁石
１６  発電装置
１７  発電機構
１８ａ、１８ｂ  支持腕
１９ａ、１９ｂ  永久磁石
２０  鉄心
２１  発電用コイル
２２  装置ハウジング
２２ａ、２２ｂ  鉄板
２３ａ、２３ｂ  永久磁石
２４ａ、２４ｂ  連結バー
２５  発電装置
２６  発電機構
２７  水平腕
２７ａ、２７ｂ  腕部
２８ａ  コイル
２９ａ、２９ｂ  鉄心
３０ａ、３０ｂ、３１ａ、３１ｂ  永久磁石
３２、３５  装置ハウジング
３３  発電装置
３４  発電機構
３５ａ  支点
３６ａ、３６ｂ  コイル
３７ａ、３７ｂ  鉄心
３８ａ、３８ｂ、３９ａ、３９ｂ  永久磁石
５０  発電装置
５１  回転式発電機構
５１ａ  回転軸
５２  変換機構
５３  クランク棒
５４  旋回アーム
６０  回転力発生機構
６１  揺動機構
６２  弾み車
６３  変換機構
６３ａ  クランク機構
６３ｃ  第１腕部分
６４  揺動板
６４ａ  底面
６４ｂ  揺動中心部分
６４ｃ  第１腕部分
６４ｄ  第２腕部分
６５ａ  第１磁石
６５ｂ  第２磁石
６６  歯車
６７  コイル
６７ａ  永久磁石
６８  鉄心
６９ａ、６９ｂ  永久磁石
７０  発電機構
７１ａ、７１ｂ  永久磁石
７２  コイル
７３  装置ハウジング
１００、１１０  動く置物
１０２  金属板
１０２ａ  表面
１０３  加熱源
１０４ａ〜１０４ｃ  円盤状揺動体
１１１  液体タンク
１１２  加熱液
１１３  加熱源
１１４  金属板
１１５、１１６  揺動体
１２５  発電装置
１２６  弾み車
１２７  変換機構
１２８  回転式発電機構
１２９  水平腕
１２９ａ、１２９ｂ  腕部
１３０  クランク棒
１３１ａ、１３１ｂ、１３２ａ、１３２ｂ  永久磁石    
【手続補正２】
【補正対象書類名】特許請求の範囲
【補正対象項目名】全文
【補正方法】変更
【補正の内容】
【特許請求の範囲】
【請求項１】
耐熱板と、
前記耐熱板を加熱する加熱源と、
前記耐熱板に乗せた揺動体とを有し、
加熱した前記耐熱板に発生する振動エネルギーが前記揺動体の揺動運動に変換されるように、前記揺動体の底面は前記耐熱板の表面に点接触あるいは線接触している凸曲面であることを特徴とする揺動機構。
【請求項２】
請求項１に記載の揺動機構において、
耐熱板と揺動体の間には、耐熱板よりも薄い金属薄板が挟まれていることを特徴とする揺動機構。
【請求項３】
請求項２に記載の揺動機構と、
断熱材によって形成された皿状の容器と、
前記容器の底に形成した一定の厚さの黒色粉体層と、
前記黒色粉体層の表面を覆う状態に当該黒色粉体層の上に乗せてあると共に、その外周縁部分が前記容器の内周側面に沿って当該容器の上端開口縁の近傍まで立ち上がっている銅板と、
前記銅板の上に形成した煤層と、
前記煤層の上に乗せた鉄板と、
前記鉄板の上に乗せた当該鉄板よりも一回り小さな大きさのステンレススチール板と、
前記ステンレススチール板の外周縁から前記容器の前記上端開口縁までの間に配置した透光性の保温板とを有し、
前記鉄板の中央部分には円弧状の窪みが形成され、
前記窪みの上に位置している前記ステンレススチール板の中央部分にも前記窪みと同一曲率の円弧状の窪みが形成されており、
前記揺動機構の前記耐熱板は前記鉄板であり、
前記揺動機構の前記金属薄板は前記ステンレススチール板であり、
前記ステンレススチール板の前記窪みの上に、前記揺動体が立った状態で乗っており、
前記揺動体の底面と前記ステンレススチール板の前記窪みとの接点部分が、前記容器の前記上端開口縁よりも低く、
前記加熱源は前記保温板を透過して照射する太陽光であり、当該太陽光によって、前記ステンレススチール板、前記保温板、前記容器によって囲まれている空間の内部が加熱されて高温状態になり、前記鉄板が加熱されることを特徴とする動く置物。
【請求項４】
請求項１または２に記載の揺動機構において、
複数個の前記揺動体が前記耐熱板に乗っており、
各揺動体は同一方向に揺動するように相互に連結されていることを特徴とする揺動機構。
【請求項５】
請求項１または２に記載の揺動機構において、
複数個の前記揺動体が前記耐熱板に乗っており、
各揺動体は、異なる速度あるいは異なる振幅で揺動するように、大きさ、質量、底面形状のうちの少なくとも一つが相違していることを特徴とする揺動機構。
【請求項６】
請求項１または２に記載の揺動機構において、
前記耐熱板は、前記加熱源である加熱液の液面上に浮かんでいることを特徴とする揺動機構。
【請求項７】
請求項１または２に記載の揺動機構において、
前記揺動体は、前記耐熱板の水平な上面に接触している凸曲面の底面が形成されている揺動中心部分と、この揺動中心部分から一方の側に延びている第１腕部分と、揺動中心部分から第１腕部分とは反対側に延びている第２腕部分と、この第２腕部分に取り付けた錘とを備えており、
前記第１腕部分の質量と、前記第２腕部分および錘の合計質量とが同一であり、前記第１腕部分は前記第２腕部分に比べて長く、
前記第１腕部分の下側の位置には、この第１腕部分を上方に押し戻す反発力を発生する反発力発生部が配置されており、
前記反発力発生部は、下方に揺動する前記第１腕部分によって弾性圧縮されて弾性反発力を発生する弾性部材であり、
前記反発力発生部は、前記第１腕部分の下方の位置に配置した第１磁石と、前記第１腕部分の裏面に取り付けた第２磁石とを備えて、これら第１、第２磁石は同極が向き合う状態に配置されていることを特徴とする揺動機構。
【請求項８】
請求項１または２に記載の揺動機構と、
前記揺動体の揺動運動によって発電する発電機構とを有していることを特徴とする発電装置。
【請求項９】
請求項８に記載の発電装置において、
前記発電機構は、磁界発生用の磁石と発電用コイルとを備えており、
前記磁石および前記発電用コイルの一方が前記揺動体に取り付けられていることを特徴とする発電装置。
【請求項１０】
請求項１または２に記載の揺動機構と、
弾み車と、
前記揺動体の揺動運動を前記弾み車の回転運動に変換する変換機構とを有していることを特徴とする回転力発生装置。
【請求項１１】
請求項１０に記載の回転力発生装置において、
前記変換機構はクランク機構であることを特徴とする回転力発生装置。
【請求項１２】
請求項１０または１１に記載の回転力発生装置と、
この回転力発生装置によって回転して発電を行う発電機とを有していることを特徴とする発電装置。