JPS59577A - 慣性推進機関と慣性モ−タ− - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 この発明は遠心力を偏向させる概念によって推進力を発
生させる慣性推進機関と、それにより回転力を得る慣性
モーターに関するもので、いずれ。

も動力を得ることを目的とするものである。

まず慣性推進機関の原理を説明すると、第１図で質量ｍ
の質点Ｐを円運動させ角速度をω１がらω２まで加速さ
せ、再びω２からω、まで減速させる非等速円運動によ
って、ｙ軸方向で遠心力の差を生じるが、同時に加速及
び減速に伴う運動量の変化によって反作用ｆを生じ、こ
の回転系は力学的に均合うことになる。

このときの反作用ｆを消滅させる手段として再度遠心力
を利用するのが本発明の根本概念である。

まず第１図でχ−ｙ座標中の質点Ｐの非等速円運動をＸ
軸方向から見て最小角速度と最大角速度が両端となる振
動を特に慣性振動と定義すると、第２図のようにＸ−Ｙ
座標の原点０を中心に直線０−．３１がω。で回転する
とき、質点Ｐがｏ−ｙ上において原点０で最小角速度ω
１となりＹ軸上の定点Ｑで常に最大角速度ω２となる慣
性振動をすると、質点Ｐは図のように一定の楕円状の軌
道を描くことに々る、この場合は慣性振動の周期Ｔに回
転運動の周期を一致させ、ω。−２π／Ｔとしである。

この軌道上にある質点Ｐの運動量の変化を分析すると、
図のＩＪ、　＝Ｒ，ω。にょる運動量の変化は一周する
と相殺されて無関係となり、質点が最大速度を持つのは
主としてｖｌに伴う遠心力ｍＲｘω：にょって加速度を
受けだだめである。

したがって反作用なしで運動量が最大となるため、原点
Ｏから定点Ｑの方向に遠心力の偏向がちり、矢印Ｆの推
進力を発生させることができる。

このように、質点Ｐの慣性振動をその角速度が最小とな
るときを中心部に置き、最大となるとき常に外側の定点
を通過するよう周期を定めて回転させることが、本発明
の技術的思想である。

従ってその慣性振動は、第２図のように原点０を通って
Ｘ−Ｙ面に垂直な平面内での非等速円運動によるものだ
けでなく、Ｘ−Ｙ面内での非等速円運動に起因してｏ−
ｙ上に現われる慣性振動も本発明の技術的思想の範ちゅ
うである。

更にＸ−Ｙ面にこだわらず、非等速円運動を往復直線運
動にする変換機構を利用して、質点Ｐをｏ−ｙ上で往復
直線運動させるこ吉はまさに慣性振動そのものであり、
技術的思想の根幹である。

その上、慣性振動の周期と回転系の回転周期は同一で彦
くても良く、慣性撮動の角速度に大きな大小差があれば
、その１サイクルの間に回転系を２回収上回転させても
ω２が定点Ｑを通過する。

実施のための最良の形態は、第３図及び第４図のように
、静止系６に支えられたローター４とその軸５があり、
入力回転ω。全力えてローター４が一回転すると静止系
６に固定した笠歯車７によりローター４にある笠歯車８
と楕円歯車２が共に一回転する構造であり、よって２個
の楕円歯車３がそれぞれ矢印の方向に非等速で一回転し
、その楕円歯車３と連動しておもり１かそｎぞれ非等速
円運動を行う機構である。ここで各楕円歯車の６個の焦
点が全部直列となったとき、おもりｌの角速度はそれぞ
れ最大ω２と最小ω１になり、最大ω２となる方向か推
進力の方向である。そして静止系６に固定した笠歯車７
０位相を変えると推進力の方向か変わるのは当然である
。尚、ローター４に楕円歯車３を′２個使いおもり１を
複数にしたのは回転時の振動を抑制するためである。

実際にはこの慣性推進機関を２基以上並列にして不必要
な振動を相殺するものとする。

ところで本発明に必要な非等速円運動は同じ大きさの楕
円歯車′ｆｆ：２個以上かみ合わせて作るものて、３僧
服」二かみ合わせて角速度に差のある非等速円運動を作
ることもできる。尚３個以上の場合歯車の重量を軽減し
最終歯車間隔を長く取ｎる。

次に慣性モーターの原理を説明す−る。

前記のような慣性推進機関全通常２基、第二回転系に設
け、連動させてその推進力により偶力を発生させるよう
配置したものでるり、その慣性推進機関に入力回転を与
える構造全備えていて、その入力回転さえ与え几ば連続
して動力を得ることができるものである。

その慣性推進機関に回転’１ｌＩｉえる構造としての態
様を略図にて説明すると、第５図から第８図において、
第二回転系としての円板９に慣性推進機関１２ヲその推
進力により偶力を発生させる方向に配置し、軸２０に結
合した歯車１０　Ｋよって歯車ＩＩ　ｉ回転させ、それ
が慣性推進機関１２を駆動する機構のとき、 （１）第５図は軸２０を駆動する電動機１３を円板９に
固定し、一体となって回転するよう静止系が支持した構
造で、集電環１４ヲ通じて電力の供給をするものである
。電動機１３０回転数を制御して出力の回転力を加減す
ることができる。

（２）第６図は前記（月の電動機１３を静止系に設置し
。

てその回転を歯車１０　ＶＣ与える構造である。前記（
１）同様電動機Ｉ３の回転数により慣性モーターの回転
力を制御することができる。

（３）　　第７図は、歯車１６と歯車１７を結合して成
る帰還歯車が軸１９によって静止系にあると共に、円板
９と一体の歯車１５と軸２０に結合した歯車１８の間を
適当な歯車比によシ連絡したもので、円板９の出力回転
数を増速又は減速して直接歯車１０に返すこと、ができ
る。尚矢印のように帰還歯車による連絡を断つことでこ
の慣性モーターは停止する。

（４）　　第８図は、歯車１１を回転させるための歯車
１０全軸２０により静止系へ固定した構造で、円板９が
回転すれば自動的に歯車１１が回転するもので、前記（
３）における減速帰還の場合の極限に相当し、歯車１０
は静止系と帰還歯車を兼ねるものである。

そして歯車１０ヲ半固定の状態にして出力の回転力全制
御することができ、自由に解放すれば、この慣性モータ
ーは停止する。

（５）　　第９図は前記（４）と同じ概念であるが、歯
車１０が静止系に固定した内歯歯車であり、円板９が軸
２０　Ｖｃ結合して回転することが異るもので前記（４
）と同様の効果をもつ態様でらる。

以上の態様に共通の概念は、円板９に対して歯車１】が
向きには無！関係で相対的に回転しさえすれば各慣性推
進機関１２（ｌ−ｊ：働き、円板９に回転力を発生する
ことでろる。

慣性モーターを実施する最良の形態を第１０図から第１
２図に示す。

その概要は、動円の直径が固定円の直径の半分のとき、
内サイクロイドの軌跡が直線になることを利用して、非
等速円運動を慣性振動に変換する機構を持つ慣性推進機
関と、前記（５）における第９図の態様とを組合わせて
具体化したものである。

まず前記（５）の概念であるから、静止系に固定した内
歯歯車１０の中で円板９が回転すると歯車１１により円
板２４が回転して慣性推進機関が作動し、円板９の回転
は自己増殖をする構造である。

次に円板２４上には円板９に固定した楕円歯車２２の周
囲を半径Ｒで転勤できるよう楕円歯車２３が取付けてあ
り、第１０図のＡ−Ａ線上では各楕円歯車の焦点が直列
となって矢印Ｆの方向に推進力全発生する位相でかみ合
わせてあり、更に楕円歯車２２の占める空間を確保する
ためのスペーサー２７ヲ用いて内歯歯車２５ヲ固定しで
ある。

ピッチ円の直径が内歯歯車２５の半分である歯車２６ば
、偏心して取付けたおもり２１を伴って楕円歯車２３上
で回転しなから内歯歯車２５の中を転動するもので、同
じ＜Ａ−Ａ線上に来ると図の如くおもり２１ヲ含めて各
楕円歯車と直列になるようかみ合わせである。

この機構により円板２４が回転して楕円歯車２３が非等
速円運動をすると、歯車２６上にあるおもり２１の中心
は内歯歯車２５の中をほぼ往復直線運動しながら円板２
４と共に回転することになる。

但し、おもり２Ｉの中心が歯車２６のピッチロ上にあれ
ば完全な直線運動となり完全な慣性振動となる。尚、円
板２４におもり２１その他を２組つつ設けたのは、不均
衡による回転時の振動全抑制するためである。

この慣性モーターの出力Ｐ。は損失を無視すると図の寸
法からＰ。−ωＦＤであり、Ｆは推進力であっておもり
の質量ｆｍとすると、Ｆ＝ＫｍＲω：となるものである
。尚比例定数ＫＵいろいろな要素によって変わるが、約
に＝１が期待できる。

更にＦは第１１図における制御入力ＰＣによって、制御
装置２８ヲ作動し内歯歯車１０ヲ半固定状態に調節し加
減することができる。

尚、大出力の慣性モーターの場合、小型の慣性モーター
を搭載して慣性推進機関を駆動させる方式も可能である
。

【図面の簡単な説明】

第１図と第２図は慣性推進機関の原理説明図、第３図は
その実施形態の正面図、第４図は第３図の右側面図、第
５図から第９図は慣性モーターの実施態様の概念を説明
する略図、第１０図は慣性モーターの実施形態の正面図
、第１１図は第１Ｏ図におけるＡ−Ａ断面図、第１２図
は第１０図の右側面図であり、一部Ｂ−Ｂ断面増示す。 ２１　　　おもり、　２２．２３　　楕円歯車、２４　
　　円板、　　２５　　　内歯歯車、２６　　　歯車、
　　２７　　　スペーサー２８　　　制御装置、　　９
　　円板、１０　　　内歯歯車、　１１　　　歯車、Ｙ 才５図　　　　　　　　　　才６図

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １、　最小角速度が半周の間に最大とな９更に半周して
   最小に戻る物体の非等速円運動を、その回転面方向から
   見たとき、最小角速度と最大角速度を両端とする振動を
   特に慣性振動と定義すると、おもシが回転系の半径方向
   の空間にあって、回転系の中心部で最小角速度となシ外
   側で最大角速度となる向きの慣性振動を現わす動きを伴
   って、回転系と共に回転する機構であり、その慣性振動
   の周期を回転系の回転周期の整数倍に一致させて連動す
   る機構の慣性推進機関。 ２、　おもシの慣性振動が、回転系の中心を通って回転
   面に垂直な平面内における非等速円運動によるものであ
   る特許請求の範囲第１項記載の慣性推進機関。 ３　おもシの慣性振動が、非等速円運動から往復直線運
   動への変換機構を利用したことによって、回転系の半径
   方向の直線上における往復直線運動となっている特許請
   求の範囲第１項記載の慣性推進機関。 ４　おもりの慣性振動が、回転系の回転面内における非
   等速円運動によるものである特許請求の範囲第１項記弊
   の慣性推進機関。 ５　最小角速度が半周の間に最大となり更に半周して最
   小に戻る物体の非等速円運動を、その回転面方向から見
   たとき、最小角速度と最大角速度を両端とする振動を特
   に慣性振動と定義すると、おもりが回転系の半径方向の
   空間にあって、回転系の中心部で最小角速度となり外側
   で最大角速度となる向きの慣性振動を現わす動きを伴っ
   て、回転系と共に回転する機構であり、その慣性振動の
   周期を回転系の回転周期の整数倍に一致させて連動する
   機構の慣性推進機関を第二回転系に置いて回転力を発生
   させる構造であり、この慣性推進機関に入力回転を匈え
   る構造を備えた慣性モーター。 ６　慣性推進機関に入力回転を与える構造として、第二
   回転系に電動機を固定し集電環を通じて系外から電力を
   供給する特許請求の範囲第５項記載の慣性モーター。 ７　慣性推進機関に入力回転を与える構造として、静止
   系に電動機を置き歯車その他の伝達機構を備えだ特許請
   求の範囲第５項記載の慣性モーター。 ８　慣性推進機関に入力回転を与える構造として、第二
   回転系の出力回転を静止系が媒介して再び入力回転とす
   るだめの帰還歯車を備えた特許請求の範囲第５項記載の
   慣性モーター。