(19)【発行国】日本国特許庁(JP)
(12)【公報種別】特許公報(B2)
(11)【特許番号】
(24)【登録日】2024-01-26
(45)【発行日】2024-02-05
(54)【発明の名称】発電装置
(51)【国際特許分類】
F03G 3/00 20060101AFI20240129BHJP
【ＦＩ】
F03G3/00 A
【請求項の数】
4
(21)【出願番号】P 2022075645
(22)【出願日】2022-05-02
(65)【公開番号】P2023165058
(43)【公開日】2023-11-15
【審査請求日】2022-12-20
(73)【特許権者】
【識別番号】510054164
【氏名又は名称】山本 一枝
(74)【代理人】
【識別番号】100112140
【弁理士】
【氏名又は名称】塩島 利之
(74)【代理人】
【識別番号】100119297
【弁理士】
【氏名又は名称】田中 正男
(72)【発明者】
【氏名】畔上 則夫
【審査官】北村 亮
(56)【参考文献】
【文献】特開２０００－１１０７０６（ＪＰ，Ａ）
【文献】特開２０１２－１５４２１４（ＪＰ，Ａ）
【文献】特開２０１９－０１９７３１（ＪＰ，Ａ）
【文献】特許第６５３５５２７（ＪＰ，Ｂ２）
(58)【調査した分野】(Int.Cl.，ＤＢ名)
Ｆ０３Ｇ ３／００
(57)【特許請求の範囲】
【請求項1】
略水平方向の回転軸と、前記回転軸に取り付けられ、略垂直面内に球体が循環可能な無限軌道を有する複数のウェイト収納容器と、
前記回転軸に連結される発電機と、を備え、
前記ウェイト収納容器は、介入基幹盤を介して前記回転軸に取り付けられ、
前記回転軸の軸方向から見て、前記ウェイト収納容器の前記無限軌道の外側に前記回転軸が配置され、
前記球体は、一対の挟みレールに挟まれながら前記無限軌道を循環する発電装置。
【請求項2】
前記回転軸の周囲に前記複数のウェイト収納容器が等配されることを特徴とする請求項１に記載の発電装置。
【請求項3】
前記回転軸の回転方向と前記ウェイト収納容器における前記球体の循環方向が逆であることを特徴とする請求項１又は２に記載の発電装置。
【請求項4】
前記無限軌道が略楕円形であることを特徴とする請求項１又は２に記載の発電装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【0001】
本発明は、発電装置に関する。
【背景技術】
【0002】
発明者は、球体の自公転を利用して発電機を発電させる発電装置を提案している（特許文献１参照）。図８に示すように、この発電装置は、球体５１と、球体５１が自転可能に載せられるウェイト移動盤５２と、球体５１を自転可能に保持するウェイト収容盤５３ａを有するアーム５３と、アーム５３に連結される回転軸５４と、を備える。
【0003】
駆動装置５５がウェイト移動盤５２を傾斜・揺動させると、球体５１がウェイト移動盤５２上を自転しながら公転する。球体５１が公転すると、アーム５３を介して回転軸５４が回転する。回転軸５４には、発電機が連結される。このため、球体５１の自公転を利用して発電機を発電させることができる。
【先行技術文献】
【特許文献】
【0004】
【文献】特許第６５３５５２７号
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【0005】
従来の発電装置は、球体の自公転を利用して発電機を発電させる。これに対して、本発明は、従来の発電装置と作動原理が異なる効率の良い発電装置を提供することを課題とする。すなわち本発明は、略垂直面内を循環する複数の球体を利用して、効率良く発電機を発電させる発電装置を提供することを課題とする。
【課題を解決するための手段】
【0006】
上記課題を解決するために、本発明の第一の態様は、略水平方向の回転軸と、前記回転軸に取り付けられ、略垂直面内に球体が循環可能な無限軌道を有する複数のウェイト収納容器と、前記回転軸に連結される発電機と、を備え、前記ウェイト収納容器は、介入基幹盤を介して前記回転軸に取り付けられ、前記回転軸の軸方向から見て、前記ウェイト収納容器の前記無限軌道の外側に前記回転軸が配置され、前記球体は、一対の挟みレールに挟まれながら前記無限軌道を循環する発電装置である。
【発明の効果】
【0007】
本発明によれば、略垂直面内を循環する複数の球体を利用して、効率良く発電機を発電させることができる。
【図面の簡単な説明】
【0008】
【図1】本発明の一実施形態の発電装置の平面図である。
【図4】介入基幹盤を示す軸方向視図である。
【図5】ウェイト収納容器の詳細図である。
【図7】回転軸を回転させたときの球体の位置を示す模式図である。
【図8】従来の発電装置の側面図である。
【発明を実施するための形態】
【0009】
以下、添付図面を参照して本発明の実施形態の発電装置を詳細に説明する。ただし、本発明の発電装置は種々の形態で具体化することができ、本明細書に記載される実施形態に限定されるものではない。本実施形態は、明細書の開示を十分にすることによって、当業者が発明を十分に理解できるようにする意図をもって提供されるものである。
【0010】
【0011】
図２に示すように、土台５上には、フレーム６が固定される。フレーム６上には、軸受７ａ，７ｂ（図１参照）が固定される。図１に示すように、軸受７ａには、回転軸１が回転可能に支持される。回転軸１は、略水平方向に配置される。軸受７ｂには、出力軸３が回転可能に支持される。出力軸３は、回転軸１と直角であり、略水平方向を向く。
【0012】
回転軸１には、ウォーム、ウォームホイール等の歯車８ａ，８ｂを介して出力軸３が連結される。出力軸３には、平歯車等の速度制御歯車９ａ，９ｂを介して発電機４が連結される。回転軸１が回転すると、歯車８ａ，８ｂ、出力軸３、速度制御歯車９ａ，９ｂを介して発電機４が回転し、発電機４が電気を発生させる。
【0013】
図３に示すように、回転軸１には、三角形等の多角形状の介入基幹盤１１を介して複数の例えば３つのウェイト収納容器２が取り付けられる。回転軸１には、介入基幹盤１１が固定される。介入基幹盤１１には、リング状の補強リング盤１２が固定される。補強リング盤１２には、ボルト等の締結部材を介して例えば３つのウェイト収納容器２が締結される。３つのウェイト収納容器２は、回転軸１に等配される。すなわち３つのウェイト収納容器２は、回転軸１の周囲に１２０°（＝３６０°／３）の間隔を開けて配置される。ウェイト収納容器２を強固にするために、隣り合うウェイト収納容器２同士は接合板１３によって接合される。
【0014】
図１に示すように、回転軸１には、軸方向に例えば４つの介入基幹盤１１（以下介入基幹盤Ａ，Ｂ，Ｃ，Ｄという）が取り付けられる。図４に示すように、回転軸１の軸方向視において、４つの介入基幹盤Ａ，Ｂ，Ｃ，Ｄは、３０°位相がずれている。各介入基幹盤Ａ，Ｂ，Ｃ，Ｄには、上記のように例えば３つのウェイト収納容器２が等配される。このため、合計１２個のウェイト収納容器２が回転軸１の周囲に等配される。すなわち１２個のウェイト収納容器２が回転軸１の周囲に３０°（＝３６０°／１２）の間隔を開けて配置される。
【0015】
図５は１つのウェイト収納容器２の正面図を示し、図６は図５のVI-VI線断面図を示す。図５に示すように、ウェイト収納容器２は、略楕円形に形成される。ウェイト収納容器２には、無端状の循環路１４が形成される。循環路１４には、球体１５が収容される。球体１５は、中実でも中空でもよい。球体１５は、循環路１４内を無限軌道１６に沿って循環移動する。無限軌道１６は、略楕円形であり、略垂直面内に配置される。ウェイト収納容器２には、球体１５の搬入・搬出口である球体吊り込み口１７が形成される。また、ウェイト収納容器２内には、潤滑油１８が貯められる。また、ウェイト収納容器２には、潤滑油給排口１９が形成される。
【0016】
図６に示すように、ウェイト収納容器２は、本体２１と、本体２１にボルト等の締結部材によって固定される一対の挟みレール２２と、備える。本体２１は、断面略矩形状であり、底面盤２１ａと、左右一対の側面盤２１ｂと、上面盤２１ｃと、を備える。球体１５は、一対の挟みレール２２に挟まれながら無限軌道１６を循環移動する。一対の挟みレール２２は、下方に向かって徐々に間隔が狭くなるＶ字を基本形態とする。これにより、摩耗により球体１５が小さくなっても、球体１５の離脱・落下を防止することができる。また、球体１５と挟みレール２２との接触状態は、面接触というよりも点接触である。これにより、球体１５の片寄り摩耗を防ぎ、球体１５の摩耗を均一にすることができる。点接触は、球体１５の重心点を中心とする自由回転のための理想的な接触状態である。
【0017】
図５に示すように、球体１５は、その自重によって無限軌道１６の最下端に位置する。回転軸１を例えば時計方向（１）に回転させると（すなわちウェイト収納容器２を例えば時計方向（１）に回転させると）、球体１５は反時計方向（２）に循環移動する。すなわち、回転軸１の回転方向とウェイト収納容器２における球体１５の循環方向は逆である。
【0018】
図７は、回転軸１を回転させたときの球体１５の循環移動を示す模式図である。１は回転軸、Ａ，Ｂ，Ｃ，Ｄは介入基幹盤、１５は球体、２２は挟みレールである。球体１５中の文字Ａは介入基幹盤Ａのウェイト収納容器２の球体１５を表す。球体１５中の文字Ｂ，Ｃ，Ｄも同様である。
【0019】
図示しない駆動源によって回転軸１を回転させると、球体１５はその自重により、最も低い位置を求めて、挟みレール２２上の無限軌道１６を循環移動する。上記のように、回転軸１の回転方向と球体１５の循環方向は逆である。
【0020】
図７に示すように、回転軸１の中心を通る垂直線２３によって、球体１５は、下降ウェイト群（図中白抜きで表す）と上昇ウェイト群（図中斜線で表す）とに分類される。球体１５が垂直線２３を通過すると、球体１５は、下降ウェイト群から上昇ウェイト群に切り換わり、また上昇ウェイト群から下降ウェイト群に切り換わる。
【0021】
下降ウェイト群の球体１５の個数は、上昇ウェイト群の球体１５の個数よりも多い。また、下降ウェイト群の球体１５の回転軸１からの距離は、上昇ウェイト群の球体１５の回転軸１からの距離よりも長いため、下降ウェイト群と上昇ウェイト群により、回転軸１には回転方向のトルクが働く。このため、回転軸１の安定的な回転が担保され、効率の良い発電が可能になる。なお、回転軸１の回転速度は、球体１５が遠心力の影響を受けない程度の低速に設定される。回転軸１が回転したら、駆動源による入力を停止することも可能である。
【符号の説明】
【0022】
１…回転軸
２…ウェイト収納容器
４…発電機
１５…球体
１６…無限軌道
２…ウェイト収納容器
４…発電機
１５…球体
１６…無限軌道
【図1】
【図2】
【図3】
【図4】
【図5】
【図6】
【図7】
【図8】