JP2008038617A - 加速推進装置 - Google Patents

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Abstract

【課題】 加速、速度、移動方向又は移動範囲の制約を受けることなく、排気による大気汚染を引き起こすことのない移動手段として機能する加速推進装置を提供する。
【解決手段】 加速推進装置100は、G軸1に対称に3個設けられG軸1周りに周回する球体である人転球110a〜110cと、これら人転球110a〜110cを支持しG軸1回りに回転する円盤を備えた地動輪120と、これら人転球110a〜110c及び地動輪120を収納する天開輪130とを有する。また、加速推進装置100は、さらに、モータ等の動力源151,153と、これら動力源151,153により生成された回転運動を伝達する天地軸134,135、輪廻軸119、主内動分配ギヤ118、斜交ギヤ116と、前述の人転球110a〜110cを地動輪120に軸支する因果軸106,109とを有する。
【選択図】 図1

Description

本発明は、加速推進装置に関し、特に、任意方向に並進加速度を生成して推進する加速推進装置に関する。
近代社会においては、工業技術の進歩により新たな移動手段が日々開発され、人類の活動範囲の拡大に多大な貢献をしている。
例えば、陸上であれば自動車や電車、海上であれば船舶、空あれば飛行機やロケット等様々な移動手段があり、これらの移動手段を利用することにより、短時間で長距離間を容易に移動することができるようになっている。
しかし、これらの移動手段を利用する際、その移動の簡便さの反面、様々な問題も生じている。
例えば、それらの移動手段の中には、移動の際に、有害物質を含む排気ガスを排出するため、深刻な環境問題を引き起こすものも少なくない。
近年、このような環境問題に注目が集まり、有害な排気ガスの排出が低減されたハイブリッドカーの利用が推奨されている。
このハイブリッドカーは、従来のガソリン又はディーゼルエンジンの他に、蓄電池及び電気モーターを備えた自動車であり、排気ガスの排出の低減に成功している。
このようなハイブリッドカーに係る従来技術として、特許文献1が開示するところのハイブリッド車の排気ガス低減装置及び方法が提案されている。
この特許文献1の排気ガス低減装置は、電気加熱触媒によりエンジンから排出される排気ガスを浄化する装置である。この排気ガス低減装置は、エンジンを駆動させる前に事前に触媒を加熱し、制御ユニットにより触媒が活性化十分温度に達したことを判断してからエンジン駆動とすることで、加熱により十分な浄化効率状態を確保できた触媒により排気ガスの効率よい浄化が可能となり、触媒出口での排気ガスの排出量を低減することができるようになっている。
特開平8−338235
しかしながら、この特許文献1の排気ガス低減装置を取り付けたハイブリッドカーにも、主に以下のような3つの問題点がある。
まず、1つ目の問題点は、ハイブリットカーを含む一般の車両は、地面という媒介物に対する反作用を利用して推進するものであるので、この地面と車両のタイヤとの間の摩擦が生じ、その結果、加速の制約を受けてしまうという点である。
また、2つ目の問題点は、ハイブリットカーを含む一般の車両は、道路上を移動するため、その速度、移動方向又は移動範囲の制約を受けてしまうという点である。
また、3つ目の問題点は、排気ガスの排出量の低減を可能としているものの、完全にゼロにすることは困難であるという点である。
また、これらの問題点は、車両に限定されるものではなく、他の移動手段にも生じる。
例えば、船舶であれば水面という媒介物に対する反作用を利用して推進するものであるので、加速や移動範囲等で同様の制約を受ける。
また、飛行機やロケットのような飛行体であれば、空気や自機からの噴射物に対する反作用を利用して推進するものであるため同様の制約を受け、爆音・騒音の問題、さらには噴射物による大気汚染の問題も無視することができない。
本発明は、上記問題点に鑑みてなされたものであり、加速、速度、移動方向又は移動範囲の制約を受けることなく、騒音被害又は排気による大気汚染を引き起こすことのない移動手段として機能する加速推進装置を提供することを目的とする。
かかる目的を達成するため、本発明における加速推進装置は、加速すべき方向に沿った中央回転軸(天地軸134,135)と、中央回転軸に対して対称的に配置され回転軸回りに第1の回転(公転)をする3個以上の球体(人転球110a〜110e)とを有し、その各球体は、自身の内部に、中央回転軸側から第1の回転における球体の軌道側への径方向を回転の軸とする回転子を備えていることを特徴とする。
また、本発明によれば、それら各球体は、回転軸上の点と各球体の中心とを結ぶ斜軸(因果軸106)を回転の軸とする第2の回転(自転)をし、第2の回転において互いに所定の位相差を有していることを特徴とする。
また、本発明によれば、その回転子の動力源は、回転子が収納されている球体内に備えられ、駆動軸を軸回転させて軸回転を回転子の回転として伝達させるものであり、動力源の駆動軸は、回転子の回転軸(回転子軸115)及び斜軸(斜軸9)を含む平面上にあり、斜軸と直交するように配置されていることを特徴とする。
また、本発明によれば、その斜軸(斜軸9)は、中央回転軸と連結していることを特徴とする。
また、本発明によれば、その斜軸は、多角柱形状の第1の軸材(軸材106a等)と第2の軸材(軸材106a’等)とを備え、2本の軸材の底面同士を連結させて構成されており、軸材同士の連結の際、第1の軸材の一側面を第2の軸材の任意の側面と合わせて、第2の回転の位相差を調整することを特徴とする。
また、本発明における加速推進装置は、n個(n:3以上の自然数)の球体を備えている場合、各球体は、第1の回転の軌道上で互いに隣接する他の球体との間の、第2の回転における位相差は、(360°÷n)と設定されることを特徴とする。
また、本発明における加速推進装置は、n個(n:3以上の自然数)の球体を備えている場合、各球体は、第1の回転の軌道上で互いに隣接する他の球体との間の、第2の回転における位相差は、(360°÷n)×ns(nsは2≦ns<nの自然数)と設定されることを特徴とする。
また、本発明における加速推進装置は、その中央回転軸に沿って所定の方向から見たときの第1の回転の方向と、中央回転軸側から外側を見たときの回転子の回転方向との組み合わせが、ともに時計回り又はともに半時計回りである場合には、中央回転軸に沿って所定の方向に進行し、一方が時計回りで他方が半時計回りである場合には、中央回転軸に沿って所定の方向と反対方向に進行することを特徴とする。
図1は、本発明の加速推進装置に作用する力を説明するための図である。
以下、図を用いて、この加速推進装置に作用する各方向の力について説明を進める。
図には、その加速推進装置における空間位置を把握しやすいように、便宜的に各軸が示されている。以下、この空間位置の基準線となる各軸について説明する。
G軸1は、加速・推進・後退方向に形成される軸である。
X軸2,24,25は、G軸1を回転中心軸とする円13(後述する回転盤123に相当)上において、その円13の中心10から円周方向に形成される軸である。これらX軸2,24,25はG軸1と垂直方向に形成される。また、これらX軸2と24、24と25、25と2は、それぞれ120°の角度をなす。
Z軸6,41,42は、その円13の接線方向に形成される軸である。Z軸6,41,42は、それぞれX軸2,24,25と垂直方向に形成される。このX軸2とZ軸6、X軸24とZ軸41、X軸25とZ軸42の交点をそれぞれ交点8,15,16とする。
Y軸4,39,40は、それぞれ交点8,15,16を通る、G軸1と平行な軸である。
斜軸9,21,22は、G軸1上の中心10以外の点14からそれぞれ前述の交点8,15,16を通る軸である。
なお、ここで説明した各軸は、回転運動の中芯を表現する概念であり、必ずしも物理的に軸材を必要とすることを意味しない。
まず、X軸2,Y軸4,Z軸6の座標系において作用する回転ベクトルについて説明する。
まず、X軸2を回転軸とする回転ベクトル3[xn,0,0]を生成する。
次に、Y軸4を回転軸とする回転ベクトル5[0,Yn,0]を生成し、交点8においてその回転ベクトル3に作用させる。
このように、回転ベクトル3に対して回転ベクトル5を作用させると、交点8に歳差運動の運動量ベクトルである、Z軸6を回転軸とする回転運動の回転ベクトル7[0,0,Zn]が発生する。
このX軸2,Y軸4,Z軸6の座標系と同様に、X軸24,Y軸39,Z軸41の座標系と、X軸25,Y軸40,Z軸42の座標系とにおいても、回転ベクトルを作用させ、歳差運動の回転ベクトル17,18を発生させる。
次に、斜軸9,21,22回りに、巡回的位相差を相互にもたせて連動する各回転ベクトルUω12,Uω33,Uω34を同順で固定したうえで、連続回転させながら、回転ベクトル5,29,30を同順に作用させる。
それによって、歳差運動のベクトルである回転ベクトル7,29,30が、G軸1周りの点8,15,16に順次作用する。
すなわち、回転ベクトル7,17,18が、順番交互に作用を繰り返すことにより、これらの回転ベクトルが合成され、加速推進装置のG軸1に沿って並進加速度19が生成される。
なお、図1の例では、G軸1回りに、3つのXYZ座標系を示し、各座標系で発生した歳差運動を合成してG軸1方向に並進加速度を生成させていたが、G軸1回りに対照的にn個のXYZ座標系を設定し、これら各XYZ座標系で発生した歳差運動を合成して並進加速度を生成させることも可能である。
なお、nは3以上の自然数である。
また、前述したX軸を回転軸とする回転ベクトルは、後述する回転子101の回転による回転ベクトルであり、Y軸を回転軸とする回転ベクトル5,29,30は、後述する地動輪120の回転による回転ベクトルであり、斜軸回りに固定された回転ベクトル12,33,34は、後述する因果軸106,109回りの人転球110a〜110cの回転によって、回転子101の回転軸(回転子軸115)が強制旋回させられるのに伴って、遊星的に動く軌道上での回転ベクトル3,31,32の変位の状態を示すものである。
本発明によれば、加速推進装置は、加速すべき方向に沿った中央回転軸と、中央回転軸に対して対称的に配置され回転軸回りに第1の回転をする3個以上の球体とを有し、その各球体は、自身の内部に、中央回転軸側から第1の回転における球体の軌道側への径方向を回転の軸とする回転子を備えているので、中央回転軸方向への並進加速度を生成し、加速、速度、移動方向又は移動範囲の制約を受けることなく、排気による大気汚染や運転騒音の被害を引き起こすことのない移動手段として機能することが可能となる。
<第1の実施の形態>
(図面の説明)
図2は、本発明の第1の実施の形態における加速推進装置100の平面断面図である。
また、図3は、本発明の第1の実施の形態における加速推進装置100の側面断面図である。
以下、これらの図を用いて、本発明の第1の実施の形態について説明する。
図2,3には、図1と同様に、その加速推進装置100の各部位の空間位置を把握しやすいように、便宜的に各軸が示されている。
この空間位置の基準線となる各軸については、図1と同様であるので、その説明を省略する。
(第1の実施の形態の構成)
以下、図2,3を用いて、本実施の形態における加速推進装置100の構成について説明する。
図に示すように、加速推進装置100は、G軸1に対称に3個設けられG軸1周りに周回する球体である人転球110a〜110cと、これら人転球110a〜110cを支持しG軸1回りに回転する円盤を備えた地動輪120と、これら人転球110a〜110c及び地動輪120を収納する天開輪130とを有する。
また、加速推進装置100は、さらに、モータ等の動力源151,153と、これら動力源151,153により生成された回転運動を伝達する天地軸134,135、輪廻軸119、主内動分配ギヤ118、斜交ギヤ116と、前述の人転球110a〜110cを地動輪120に軸支する因果軸106,109とを有する。
人転球110a〜110cは、略球体の外殻を形成する外殻体142と、この外殻体142の内壁に沿って設けられているリング状の枠体である腰掛けジンバル105と、その腰掛けジンバル105の枠内で回転する偏心を生じない形状(例えば略球状又は円盤状、好ましくは略球状)の回転子101と、この回転子101の回転中心軸である回転子軸115と、この回転子軸115を回転させるモータ等の動力源150とを有する。
この回転子軸115は、X軸2,24,25に沿って設けられており、その回転子軸115の両端は、腰掛けジンバル105の内枠に、X軸中心に回転可能に支持されている。
地動輪120は、人転球110a〜110cを支持する支持枠122と、この支持枠122とともにG軸1回りに回転する回転盤123とを有して構成される。
これら支持枠122と回転盤123とは一体に構成されており、G軸1を回転中心軸として一体に回転するようになっている。
この回転盤123には、G軸1上に天地軸135が固設されており、モータ等の動力源153による回転運動が天地軸135を介して回転盤123に伝達するようになっている。さらに、動力源151の回転運動は、輪廻軸119を介して主内動分配ギヤ118に伝達するようになっている。
また、支持枠122にも同様に、G軸1上に天地軸134が固設されており、通電機能を備えた天地軸通電端子136と同軸で連結されている。
これら動力源151,153は、別個に回転運動を行うように設計されており、動力源153は、支持枠122及び回転盤123がG軸1回りに一体かつ円滑に回転可能なように構成されている。
また、その回転盤123には、それぞれ前述のX軸2,24,25上に中心をもつ略円形の設置穴125が計3個設けられている。この回転盤123の回転中心からこれら設置穴125の中心までの距離は均等に構成されている。
これら3個の設置穴125には、それぞれ人転球110a〜110cが収納されている。地動輪120が回転すると、この地動輪120の支持枠122に支持されている各人転球110a〜110cも同様にG軸1回りに回転するようになっている。
また、天地軸134,135の側面には、それぞれ天地反転ベアリング137,138が回転自在に配設されている。また、天地軸134,135は、これら天地反転ベアリング137,138を介して地動輪120の支持枠122に取り付けられている。
また、この回転盤123上には、加速推進装置100の移動方向を調整するための方向舵輪140がG軸1に対称に少なくとも3個設けられている。この方向舵輪140は、回転盤123の径方向を回転軸とした円盤状の回転体であり、回転の正逆方向及び回転速度は任意に調整できるように構成されている。
図4は、本発明の第1の実施の形態において、輪廻軸119回りの回転を各人転球110a〜110cに伝達するための構造を示す斜視図である。
図に示すように、各人転球110a〜110cを外側から挟持する2本の支軸である因果軸106,109が、斜軸9,21,22に沿って取り付けられている。
このうち、因果軸106は、その一端が腰掛けジンバル105に固定され、他端には斜交ギヤ116が取り付けられている。この斜交ギヤ116は、輪廻軸119に固定されている主内動分配ギヤ118と噛合している。この輪廻軸119の能動回転が主内動分配ギヤ118を介して斜交ギヤ116に伝達すると、人転球110a〜110cがこの軸9,21,22回りに回転するようになる。なお、このように構成されることにより、この輪廻軸119回りの回転を、因果軸106,109回りの人転球110a〜110cそれぞれに同一の回転速度にして伝達分配する。
また、他方の因果軸109は、その一端が腰掛けジンバル105に固定され、他端がその軸回りに回転自在に支持枠122に取り付けられている。
また、前述の因果軸106には、位相配分スリブ117が取り付けられており、3個の人転球110a〜110cの因果軸106,109回りの回転の位相差がそれぞれ120°となるように調整されている。
図5は、本発明の第1の実施の形態における因果軸106及び位相配分スリブ117の構造を示す側面断面図である。
また、図6の(a)は、本発明の第1の実施の形態における因果軸106及び位相配分スリブ117の構造を示す底面断面図であり、(b)は、その構造を示す斜視図である。
以下、図5,6を用いて、因果軸106及び位相配分スリブ117の構造について詳細に説明する。
図に示すように、因果軸106は、斜交ギヤ116側の軸材106a’と、人転球110a〜110c側の軸材106aとから構成される。この軸材106a’,106aの底面断面は同形状であり、G軸1回りに回転する人転球110a〜110cの個数と同数の角を備えた正多角形である。例えば、本実施の形態では、図6の(a),(b)に示すように、3個の人転球110a〜110cが配置されているので、軸材106a’,106aの底面断面の形状は正三角形に設計されている。
また、位相配分スリブ117は、底面中央に貫通孔が設けられた筒状の部材であり、その側面にはネジを螺挿するためのネジ孔が設けられている。この位相配分スリブ117の貫通孔は、前述の軸材106a’,106aの底面断面と略同形状かつ略同寸法に設けられている。この貫通孔の一方の開口側に軸材106a’を挿嵌し、他方の開口側に軸材106aを挿嵌する。そして、前述のネジ孔からネジを螺挿して、位相配分スリブ117に軸材106a’,106aを固定する。
図7の(a)〜(c)は、本発明の第1の実施の形態において、位相配分スリブ117が人転球110a〜110cの回転の位相を調整する機構を示す断面図である。
以下、図を用いて、この位相の調整機構について説明する。
図に示すように、軸材106a’,106aは三角柱形状であり、その側面をイ面、ロ面、ハ面とする。
図7の(a)は、軸材106a’のイ面と同側に、軸材106aのイ面を配置するように位相配分スリブ117に固定した場合を示す図である。
この図7の(a)にように両軸材106a’,106aを配置したときには、軸材106a’の因果軸106回りの回転が、位相差がなく軸材106aに伝達する。
また、図7の(b)は、軸材106a’のイ面と同側に、軸材106aのロ面を配置するように位相配分スリブ117に固定した場合を示す図である。
この図7の(b)のように配置したときには、軸材106a’の回転が、120°位相が遅れて、軸材106aに伝達する。
また、図7の(c)は、軸材106a’のイ面と同側に、軸材106aのハ面を配置するように位相配分スリブ117に固定した場合を示す図である。
この図7の(c)のように配置したときには、軸材106a’の回転が、240°位相が遅れて、軸材106aに伝達する。
本実施の形態では、3個の人転球110a〜110cに対して、それぞれ図7の(a)〜(c)のように因果軸106を取り付けたので、それぞれ隣接する人転球110a〜110cの因果軸106回りの回転は、位相差が120°となる。
以上説明したように、本実施の形態では、位相配分スリブ117により物理的に位相差をつくり出しているが、この位相差を電気的又は電磁的につくり出すこともできる。
例えば、加速推進装置100内にCPU等のプロセッサを備え、このプロセッサから各斜軸9の駆動源に対して制御信号を出力して動作制御することで、その各斜軸9の回転に直接順次位相差をつくり出すことができる。
なお、このように電気的に各斜軸9の回転を制御するときには、輪廻軸119及び駆動源151の構成を省くことができる。
(第1の実施の形態の作用)
3個の人転球110a〜110cの内部では、それぞれ各回転子101が独立して回転する。なお、これら3個の回転子101は、等しい角速度で回転する。
天地軸134,135の能動回転は、天地反転ベアリング137,138を介して地動輪120に伝達され、この結果、地動輪120は、天地軸134,135回りに回転する。
このとき、地動輪120の回転とともに、各人転球110a〜110cが、天地軸134,135回りに、その軸回転と等しい角速度で周回する。
この結果、人転球110a〜110cは、天地軸134,135に平行な人転球の中心軸4,39,40のまわりに回転する。
また、輪廻軸119の能動回転は、主内動分配ギヤ118を介して3個の斜交ギヤ116にそれぞれ伝達され、さらに、これら斜交ギヤ116を介して各因果軸106に伝達される。
この結果、各人転球110a〜110cは、因果軸106,109回りに回転する。
このとき、位相配分スリブ117により各人転球110a〜110c間の軸9,21,22周りの回転の位相差が調整され、人転球110aと人転球110b、人転球110bと人転球110c、人転球110cと人転球110aの各位相差は120°となる。
前述したように、各人転球110a〜110c内で各回転子101が軸2,24,25回りに回転している。この回転の向きは、地動輪120の回転軸(天地軸134,135)側から見て反時計回りである。
さらに、これら人転球110a〜110cには、地動輪120の回転により、それぞれZ軸6,41,42を回転軸とする回転力が発生する。この地動輪120の回転方向は、図1の焦点14側から見て反時計回りである。
このように回転子101の回転運動に、前述の地動輪120の回転によるY軸方向の力が加わると、歳差運動が発生し、人転球110a〜110cの天地軸134,135側を図1の焦点14側方向にあおり上げようとする力がはたらく。
なお、前述の回転子101の回転方向が時計回りである場合には、前述の地動輪120の回転方向を時計回りに調整することによって、同様に図1の焦点14側方向に同じ力をはたらかせることができる。
また、前述したように、各人転球110a〜110cは、位相配分スリブ117により、120°の位相差で軸9,21,22回りに回転するので、各人転球110a〜110cに対してこれらの図1の焦点14側方向にあおり上げようとする力も、120°の位相差で周回的に伝達される。
このように、各人転球110a〜110cには時間差で自身をあおり上げる力が周回的に繰り返しはたらくので、天地軸134,135方向に並進加速度が発生する。この結果、加速推進装置100全体が天地軸134,135方向に浮揚しながら進行又は後退するようになる。
なお、この並進加速度のはたらく向きは、G軸1に重なる天地軸134,135に沿って前進又は後退する方向となるが、その方向は、回転子101及び地動輪120それぞれの回転方向の組み合わせにより決定する。
天地軸134,135側から見たときの回転子101の回転方向と、天地軸134側から天地軸135側を見たときの地動輪120の回転方向との組み合わせが、それぞれ(時計回り、時計回り)又は(半時計回り、半時計回り)の場合には、G軸1に沿って天地軸134側方向に進行する。
一方、これらの組み合わせが、それぞれ(時計回り、半時計回り)又は(半時計回り、時計回り)の場合には、G軸1に沿って天地軸135側方向に進行する。
また、前述の方向舵輪140の回転運動と地動輪120の回転運動とを相互に作用させて歳差運動を生成し、加速推進装置100を任意方向に傾けることによって操舵することができる。
また、図8は、本発明の実施の形態における人転球110内に備えられた一例としての動力源150の駆動方向を説明するための図である。
図に示すように、人転球110は、因果軸106,109を回転中心軸にして回転する。
一方、人転球110内の回転子101は、この人転球110の因果軸106,109回りの回転とは独立して回転子軸115を回転中心軸にして回転する。そして、この回転子101は、人転球110内に設けられているモータ等の動力源150の駆動軸230回りの回転が、図示しないギヤ等により伝達されて回転する。
この駆動軸230は、人転球110内において、円盤形状の回転子101に垂直な平面上に設けられる。
また、この動力源150の駆動軸230と、因果軸106,109とのなす角度が90°となるようにしているので、この動力源150の駆動から余分な反力が生成されることを防ぎ、人転球110の回転に偏芯が生じることを防ぐことができるようになっている。
また、回転子軸115と、因果軸106,109とのなす角度を調整することで、並進加速度を力学的に効率よく発生することができるようになっている。
なお、本実施形態では、G軸1上の交点14で斜軸9,21,22が交差するように構成されているが、これら斜軸9,21,22がG軸1に関して対称に配置されていれば、同様の並進加速度が得られる。
例えば、それぞれ点8,15,16を貫き、互いに交差しない別様の斜軸9’,21’,22’(図示しない)を、その位置と傾きを適切に指定して配置する。
ここで、この斜軸9’,21’,22’(図示しない)のまわりに人転球110a〜110cを、それぞれに巡回的位相差を与えて回転運動させる(第2の回転)。
このとき、回転子101の回転ベクトル12,33,34のX軸方向成分と、斜軸の回転ベクトルのY軸方向成分との作用から生じる歳差運動の回転ベクトル7’,17’,18’(図示しない)を順次周回的にG軸1の周囲に発生させることにより、G軸1方向に並進加速度をつくり出すことができる。
なお、この場合は前述の回転子101の回転(第1の回転)は必須ではない。
(第1の実施の形態のまとめ)
以上説明したように、本実施の形態における加速推進装置100によれば、独立して回転する回転子101を備えた人転球110a〜110cをG軸1回りに回転させることで、歳差運動が発生し、G軸1方向に並進加速度が発生するので、媒介物を介さずにG軸1方向への推進力を容易に得ることが可能となる。
この結果、媒介物との間の摩擦による加速度及び速度の制約、並びに地理的制約を受けることなく推進する移動手段や搬送装置を開発することが可能となる。
また、本実施の形態における加速推進装置100は、排気ガスや噴射物を外部に放出することがなく、運転騒音を発生することも少ないので、環境面における貢献も甚大である。
<第2の実施の形態>
(第2の実施の形態の構成)
以上説明した第1の実施の形態では、人転球をG軸1回りに3個配置し、軸材106a,106bの底面断面を正三角形とするものであった。
これに対し、第2の実施の形態では、人転球をG軸1回りに均等に5個配置し(人転球110a〜110e)、軸材106a’,106b’の底面断面を正五角形とする。
以下、本発明の第2の実施の形態について説明するが、特記しない限り、構成及び作用は、第1の実施の形態と同様であるものとする。
図9の(a)は、本発明の第2の実施の形態における因果軸106’及び位相配分スリブ117’の構造を示す底面断面図であり、(b)は、その構造を示す斜視図である。
図に示すように、因果軸106’は、斜交ギヤ116側の軸材106’Aと、人転球110a〜110e側の軸材106’Bとから構成される。
本実施の形態では、前述したように、G軸1回りに5個の人転球110a〜110eを配置しており、その軸材106’A,106’Bの底面断面は正五角形に設計されている。
また、図に示すように、軸材106’A,106’Bの側面は、イ面、ロ面、ハ面、ニ面、ホ面と5面設けられている。
軸材106’Aのイ面と同側に、軸材106’Bのイ面、ロ面、ハ面、ニ面、ホ面を配置すると、それぞれ軸材106’Aの回転の位相が、それぞれ0°、72°、144°、216°、288°位相が遅れて伝達される。
これを利用して、人転球110aに対し、人転球110b,110c,110d,110eの因果軸106’回りの回転の位相を、それぞれ72°、144°、216°、288°遅らせるように順次、歳差運動を作用させることで、G軸1方向の並進加速度を生成することができる。
(第2の実施の形態のまとめ)
以上説明したように、本実施の形態では、軸材106’A,106’Bの底面断面を正五角形とし、その側面を5面とすることで、各人転球110a〜110eの因果軸106’回りの回転の位相差を72°刻みで生じさせて歳差運動を順次作用させることで、G軸1方向の並進加速度を生成することができる。
この結果、第1の実施の形態と同様に、あらゆる制約から逃れた理想的な移動手段や搬送装置を開発することが可能となる。
<実施形態全体のまとめ>
以上説明したように、前述の第1又は第2の実施の形態では、それぞれ人転球を3,5個配置し、その人転球の因果軸周りの回転の位相差を120°,72°刻みでもうけ、並進加速度を発生させるものである。なお、発生させ得る位相差は、これらの実施形態の例に限定されない。
このように、人転球がG軸1回りにn個配置されたとき、人転球の因果軸106,109回りの位相が、G軸1方向から見て時計回り又は半時計回りに隣り合う他の人転球と比べて、(360°÷n)ずつ遅れて伝達されるとき、この位相差を最小正順位相差という。
この最小正順位相差は、次の式(1)で決められる。
最小正順位相差=360°÷n ・・・式(1)
n:G軸1回りに均等に配置する人転球の個数
このとき、因果軸の軸材の底面断面は正n角形とし、その側面断面の面数はn面とする。
図10は、本発明に実施の形態おける最小正順位相差を説明するための図である。
図には、G軸1回りに人転球110a〜110k(図では単にa〜kと表記、以下同様)が11個対称的に配置されている場合(n=11)の最小正順位相差の例が示されている。
図に示すように、人転球110aに比べて、人転球110b,110c,110d,1110e,110f,110g,110h,110i,110j,110kは、それぞれ360°×1/11,360°×2/11,360°×3/11,360°×4/11,360°×5/11,360°×6/11,360°×7/11,360°×8/11,360°×9/11,360°×10/11だけ位相が遅れている。
以上説明したように、本実施の形態では、人転球の因果軸106,109回りの位相差を、最小正順位相差(360°÷n)としていたが、この位相差を以下の式(2)に示すスキップ位相差のように定めることもできる。
スキップ位相差=(360°÷n)×ns=(360°÷n)×(n−ns
n:G軸1回りに均等に配置する人転球の個数
s:2≦ns<nとなる整数
図11は、本発明の実施の形態におけるns=2の場合のスキップ位相差を説明するための図である。
また、図12は、本発明の実施の形態におけるns=3の場合のスキップ位相差を説明するための図である。
また、図13は、本発明の実施の形態におけるns=4の場合のスキップ位相差を説明するための図である。
また、図14は、本発明の実施の形態におけるns=5の場合のスキップ位相差を説明するための図である。
これら図11〜14には、図9の例と同様に、G軸1回りに時計回り又は半時計回りに、人転球110a〜110k(図では単にa〜kと表記)の順に11個の人転球がG軸1に対称的に配置されている場合(n=11)のスキップ位相差の例が示されている。
それら図11〜14のいずれにおいても起点をaとし、矢印順に(360°/n)×nsずつ位相が遅れるようになっている。
例えば、図11に示されているように、ns=2の場合は、G軸1回りに1個(=ns−1個)飛ばして隣接する人転球との位相差が360°×1/11となる。
このとき、矢印は、aを起点として、a→c→e→g→i→k→b→d→f→h→jの順に360°×1/11ずつ位相が遅れている。
このことから、人転球110aに比べて、人転球110b,110c,110d,1110e,110f,110g,110h,110i,110j,110kは、それぞれ360°×6/11,360°×1/11,360°×7/11,360°×2/11,360°×8/11,360°×3/11,360°×9/11,360°×4/11,360°×10/11,360°×5/11だけ位相が遅れている。
このように、各人転球の因果軸106,109周りの回転の位相差を、スキップ位相差でつくり出すことにより、前述の各人転球にはたらく力を、短時間のうちに加速推進装置100の片側に集中しないようにすることができ、バランスのよい並進加速度を生成することが可能となる。
なお、上記の実施例は本発明の好適な実施の一例であり、本発明の実施例は、これに限定されるものではなく、本発明の要旨を逸脱しない範囲において種々変形して実施することが可能となる。
本発明の加速推進装置に作用する力を説明するための図である。 本発明の第1の実施の形態における加速推進装置の平面断面図である。 本発明の第1の実施の形態における加速推進装置の側面断面図である。 本発明の第1の実施の形態において、輪廻軸回りの回転を各人転球に伝達するための構造を示す斜視図である。 本発明の第1の実施の形態における因果軸及び位相配分スリブの構造を示す側面断面図である。 (a)は、本発明の第1の実施の形態における因果軸及び位相配分スリブの構造を示す底面断面図であり、(b)は、その構造を示す斜視図である。 (a)〜(c)は、本発明の第1の実施の形態において、位相配分スリブが各人転球の回転の位相を調整する機構を示す断面図である。 本発明の実施の形態における人転球内に備えられた動力源の駆動方向を説明するための図である。 (a)は、本発明の第2の実施の形態における因果軸及び位相配分スリブの構造を示す底面断面図であり、(b)は、その構造を示す斜視図である。 本発明に実施の形態おける最小正順位相差を説明するための図である。 本発明の実施の形態におけるns=2の場合のスキップ位相差を説明するための図である。 本発明の実施の形態におけるns=3の場合のスキップ位相差を説明するための図である。 本発明の実施の形態におけるns=4の場合のスキップ位相差を説明するための図である。 本発明の実施の形態におけるns=5の場合のスキップ位相差を説明するための図である。
符号の説明
1 G軸
2,24,25 X軸
3,5,7,17,18,29〜32 回転ベクトル
4,39,40 Y軸
6,41,42 Z軸
8,15,16 交点
9,21,22 斜軸
10 中心
12,33,34 回転ベクトルUω
13 円
14 焦点Q
19 並進加速度の作用方向
20 円錐の稜線
23,35,36 円錐の底面円の外周
26,37,38 円の中心点
101 回転子
105 腰掛けジンバル
106,109 因果軸
106a,106a’,106b,106b’,106c,106c’,106’A,106’B 軸材
110a,110b,110c 人転球
111 因果軸通電端子
112 外殻体
115 回転子軸
116 斜交ギヤ
117 位相配分スリブ
118 主内動分配ギヤ
119 輪廻軸
120 地動輪
122 支持枠
123 回転盤
125 設置穴
130 天開輪
134,135 天地軸
136 天地軸通電端子
137,138 天地反転ベアリング
140 方向舵輪
150,151,153 動力源

Claims (8)

  1. 加速すべき方向に沿った中央回転軸と、前記中央回転軸に対して対称的に配置され前記回転軸回りに第1の回転をする3個以上の球体とを有し、
    前記各球体は、自身の内部に、前記中央回転軸側から前記第1の回転における前記球体の軌道側への径方向を回転の軸とする回転子を備えていることを特徴とする加速推進装置。
  2. 前記各球体は、前記回転軸上の点と前記各球体の中心とを結ぶ斜軸を回転の軸とする第2の回転をし、該第2の回転において互いに所定の位相差を有していることを特徴とする請求項1記載の加速推進装置。
  3. 前記回転子の動力源は、該回転子が収納されている前記球体内に備えられ、駆動軸を軸回転させて該軸回転を前記回転子の回転として伝達させるものであり、
    前記動力源の駆動軸は、前記回転子の回転軸及び前記斜軸を含む平面上にあり、前記斜軸と直交するように配置されていることを特徴とする請求項2記載の加速推進装置。
  4. 前記斜軸は、前記中央回転軸と連結していることを特徴とする請求項2又は3記載の加速推進装置。
  5. 前記斜軸は、多角柱形状の第1の軸材と第2の軸材とを備え、該2本の軸材の底面同士を連結させて構成されており、
    前記軸材同士の連結の際、前記第1の軸材の一側面を前記第2の軸材の任意の側面と合わせて、前記第2の回転の位相差を調整することを特徴とする請求項2から4のいずれか1項に記載の加速推進装置。
  6. 前記加速推進装置は、n個(n:3以上の自然数)の前記球体を備えている場合、各球体は、前記第1の回転の軌道上で互いに隣接する他の球体との間の、前記第2の回転における位相差は、(360°÷n)と設定されることを特徴とする請求項2から5のいずれか1項に記載の加速推進装置。
  7. 前記加速推進装置は、n個(n:3以上の自然数)の前記球体を備えている場合、各球体は、前記第1の回転の軌道上で互いに隣接する他の球体との間の、前記第2の回転における位相差は、(360°÷n)×ns(nsは2≦ns<nの自然数)と設定されることを特徴とする請求項2から5のいずれか1項に記載の加速推進装置。
  8. 前記中央回転軸に沿って所定の方向から見たときの前記第1の回転の方向と、前記中央回転軸側から外側を見たときの前記回転子の回転方向との組み合わせが、ともに時計回り又はともに半時計回りである場合には、前記中央回転軸に沿って前記所定の方向に進行し、
    一方が時計回りで他方が半時計回りである場合には、前記中央回転軸に沿って前記所定の方向と反対方向に進行することを特徴とする請求項1から7のいずれか1項に記載の加速推進装置。
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JP2016084799A (ja) * 2014-10-28 2016-05-19 英策 柴田 振動波による推進力発生装置

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