| 【発明の名称】 |
推進力発生装置 |
| 【発明者】 |
【氏名】大塚 秀樹
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| 【要約】 |
【課題】従来の遠心力を利用した推進力の発生装置の欠点を解消し、遠心力を利用したより具体的で、現実の装置として実社会において実現される、新規の推進力発生装置の提供を課題とする。
【解決手段】回転駆動力を提供する回転駆動手段と、該回転駆動手段によって回転される回転軸１０と、回転軸１０の周りに回転されることで遠心力を発生させる複数個の質量点子２０と、複数個の質量点子２０の回転軌道を制御するガイド体３０とを少なくとも有し、複数個の質量点子２０は、等分の位相差をもって回転軸１０の軸方向に間隔をおいて配置すると共に、ガイド体３０は、複数個の質量点子２０の回転半径が回転軸１０の周りの同じ一定の方向において長く、その反対方向において短くなるように、質量点子２０をガイドする構成とした。 |
【特許請求の範囲】
【請求項１】 回転駆動力を提供する回転駆動手段と、該回転駆動手段によって回転される回転軸と、該回転軸の周りに回転されることで遠心力を発生させる複数個の質量点子と、該複数個の質量点子の回転軌道を制御するガイド体とを少なくとも有し、前記複数個の質量点子は、等分の位相差をもって前記回転軸の軸方向に間隔をおいて配置すると共に、前記ガイド体は、前記複数個の質量点子の回転半径が前記回転軸の周りの同じ一定の方向において長く、その反対方向において短くなるように、質量点子をガイドする構成としたことを特徴とする推進力発生装置。
【請求項２】 回転駆動力を提供する回転駆動手段と、該回転駆動手段によって回転される回転軸と、該回転軸の周りに回転されることで遠心力を発生させる質量点子と、該質量点子の回転軌道を制御するガイド体とからなる遠心力発生セルを複数個設け、前記質量点子の回転は、各遠心力発生セル間で等分の位相差をもって行う構成とすると共に、前記ガイド体は、質量点子の回転半径が全遠心力発生セルにおいて回転軸の周りの同じ一定の方向において長く、その反対方向において短くなるように構成としたことを特徴とする推進力発生装置。
【請求項３】 質量点子はロッドの先端に錘体として取り付けられ、前記ロッドは回転軸に設けられた嵌合穴に進退自在に挿着され、これによって前記錘体である質量点子が回転軸と一体的に回転しながらその回転半径をガイド体によって制御される構成とされたことを特徴とする請求項１又は２に記載の推進力発生装置。
【請求項４】 質量点子は、回転軸に対して嵌合しながら進退自在にスライドすることができるスリット部を基部側に有する細長い錘体からなり、これによって前記細長い錘体である質量点子が回転軸と一体的に回転しながらその回転半径をガイド体によって制御される構成とされたことを特徴とする請求項１又は２に記載の推進力発生装置。
【請求項５】 ガイド体は、全ての質量点子に対して回転軸の周りの予め定めた一定の範囲で回転半径が長く、それと反対の位置で回転半径が短くなるようにすると共に、得られる回転軌道が前記回転半径が長い範囲の中心と回転半径の短い範囲の中心を結ぶ線の左右で対称となるように、質量点子の回転軌道をガイドすることを特徴とする請求項１〜４の何れかに記載の推進力発生装置。
【請求項６】 ガイド体はそれ自体が回転軸の周りに変位することができるものとし、これによって回転軸からガイド体までの距離を回転軸の周りで変更することができるように構成されていることを特徴とする請求項１〜５に何れかに記載の推進力発生装置。
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【発明の詳細な説明】【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明は推進力発生装置に関し、詳しくは遠心力を利用することによって一定方向に継続的に推進力を発生することができる推進力発生装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】遠心力の原理については、物理学において知られているところである。従って遠心力を用いた推進力の発生の原理についても、物理学から容易に想到し得ることであると言える。従来においても、この種の遠心力を利用した推進力発生の装置が提供されている。
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】ところが上記従来の遠心力を利用した推進力の発生装置は、原理的なものが多く、装置としての具体性が乏しいものが多かった。
【０００４】そこで本発明は、上記従来の遠心力を利用した推進力の発生装置の欠点を解消し、遠心力を利用したより具体的で、現実の装置として実社会において実現される、新規の推進力発生装置の提供を課題とする。
【０００５】
【課題を解決するための手段】上記課題を解決する本発明の推進力発生装置は、回転駆動力を提供する回転駆動手段と、該回転駆動手段によって回転される回転軸と、該回転軸の周りに回転されることで遠心力を発生させる複数個の質量点子と、該複数個の質量点子の回転軌道を制御するガイド体とを少なくとも有し、前記複数個の質量点子は、等分の位相差をもって前記回転軸の軸方向に間隔をおいて配置すると共に、前記ガイド体は、前記複数個の質量点子の回転半径が前記回転軸の周りの同じ一定の方向において長く、その反対方向において短くなるように、質量点子をガイドする構成としたことを第１の特徴としている。また本発明の推進力発生装置は、回転駆動力を提供する回転駆動手段と、該回転駆動手段によって回転される回転軸と、該回転軸の周りに回転されることで遠心力を発生させる質量点子と、該質量点子の回転軌道を制御するガイド体とからなる遠心力発生セルを複数個設け、前記質量点子の回転は、各遠心力発生セル間で等分の位相差をもって行う構成とすると共に、前記ガイド体は、質量点子の回転半径が全遠心力発生セルにおいて回転軸の周りの同じ一定の方向において長く、その反対方向において短くなるように構成としたことを第２の特徴としている。また本発明の推進力発生装置は、上記第１又は第２の特徴に加えて、質量点子はロッドの先端に錘体として取り付けられ、前記ロッドは回転軸に設けられた嵌合穴に進退自在に挿着され、これによって前記錘体である質量点子が回転軸と一体的に回転しながらその回転半径をガイド体によって制御される構成とされたことを第３の特徴としている。また本発明の推進力発生装置は、上記第１又は第２の何れかの特徴に加えて、質量点子は、回転軸に対して嵌合しながら進退自在にスライドすることができるスリット部を基部側に有する細長い錘体からなり、これによって前記細長い錘体である質量点子が回転軸と一体的に回転しながらその回転半径をガイド体によって制御される構成とされたことを第４の特徴としている。また本発明の推進力発生装置は、上記第１〜４の何れかの特徴に加えて、ガイド体は、全ての質量点子に対して回転軸の周りの予め定めた一定の範囲で回転半径が長く、それと反対の位置で回転半径が短くなるようにすると共に、得られる回転軌道が前記回転半径が長い範囲の中心と回転半径の短い範囲の中心を結ぶ線の左右で対称となるように、質量点子の回転軌道をガイドすることを第５の特徴としている。また本発明の推進力発生装置は、上記第１〜５の何れかの特徴に加えて、ガイド体はそれ自体が回転軸の周りに変位することができるものとし、これによって回転軸からガイド体までの距離を回転軸の周りで変更することができるように構成されていることを第６の特徴としている。
【０００６】
【発明の実施の形態】以下、本発明の実施の形態を図１〜７を参照しながら更に説明する。図１は本発明の第１の実施形態を説明する推進力発生装置の概略を示す図で、（Ａ）は縦断面図、（Ｂ）は（Ａ）のＡ−Ａ断面図である。図２は図１の装置における１個の質量点子に発生する遠心力のｙ方向成分の時間的変化を示す図、図３は図１の装置における全質量点子に発生する遠心力のｙ方向成分の時間的変化を示す図、図４は本発明の第２の実施形態を説明する推進力発生装置の概略を示す図で、（Ａ）は要部の縦断面図、（Ｂ）は要部の横断面図である。図５は本発明の第３の実施形態を説明する推進力発生装置の概略を示す要部の横断面図である。図６は第２の実施形態において、各部に実際の値をあてはめた場合の１個の質量点子に発生する遠心力の角度による変化を示す図である。図７は第２の実施形態において、各部に実際の値をあてはめた場合の１個の質量点子に発生する遠心力のｙ方向成分の角度による変化を示す図である。
【０００７】先ず図１の（Ａ）、（Ｂ）を参照して、１０は回転軸で、図示しない回転駆動手段によって回転駆動力が与えられて回転する。該回転軸１０には軸方向に一定の間隔で嵌合穴１０ａが貫通して設けられており、この各嵌合穴１０ａに対してロッド２１が進退自在に挿着され、該ロッド２１の先端に錘体２０が一体に取り付けられている。ガイド体３０がケース側板３１に対して側周板として取り付けられている。このケース側板３１は回転軸１０の軸受部材として、回転軸１０を軸受けしている。
【０００８】前記回転軸１０の嵌合穴１０ａは軸方向に一定の間隔で設けられると共に、回転軸１０の周り、即ち角度３６０度の周りに相互に等分の角度をもって設けられている。例えば本実施形態においては、錘体２０を２０ａ〜２０ｌまで１２個設けるようにしているが、これに応じて前記嵌合穴１０ａを１２個設けている。そしてこの各嵌合穴１０ａを、回転軸１０の外周の３６０度に対する等分の角度として、３０度の角度で順次ずらして設けている。これによって各嵌合穴１０ａにロッド２１を介して取り付けられた各錘体２０ａ〜２０ｌは、相互に３０度ずつ位相がズレた状態となる。
【０００９】前記錘体２０は、回転軸１０の周りに回転して遠心力を発生させる質量点子の役割を果すもので、前記ロッド２１の先端に設けられ、ロッド２１よりも十分に重量が大きくなるように構成されている。そして嵌合穴１０ａに挿通されたロッド２１が該嵌合穴１０ａに対して進退されると、錘体２０はその回転軸１０からの距離、即ち回転半径が変更される。
【００１０】前記ガイド体３０は錘体２０の回転軌跡を制御する役割を果すもので、筒状体を呈するように構成している。そして前記回転軸１０の中心からガイド体３０の内面までの距離Ｒは、回転軸１０の軸方向の全域において一律に、回転軸１０の周りの一定の方向において長く、その反対方向において短くなるようにされている。しかも得られる回転軌道が、前記回転半径が長い範囲の中心と回転半径の短い範囲の中心を結ぶ線の左右で対称となるようにしている。この実施形態の場合は、図１の（Ｂ）に示すように、回転軸１０の中心からガイド体３０の内面までの距離Ｒは、角度０〜１８０度において一定の長い値とし、角度１８０〜２７０度にかけては連続的に短く減少させ、角度２７０度で最小値とし、角度２７０〜３６０度では前記角度１８０〜２７０度の場合とは左右対称となるように連続的に増加させるようにしている。また全体として角度９０度と２７０度を結ぶ線の左右において回転軌跡が左右対称となるようにしている。以上のように、ガイド体３０の回転軸１０の中心からの距離Ｒを、回転軸１０の周りの一定の方向で長く、その反対方向で短くすることで、該ガイド体３０によって回転軌跡を制御される各錘体２０の回転半径が、回転軸１０の周りで変更され、結果として、各錘体２０の回転に伴って発生する遠心力の値は距離Ｒの長いところで大きく、距離Ｒの短いところで小さくなり、遠心力の差に応じた推進力が回転軸１０から距離Ｒの長い方向に向けて生じる。また回転軌跡が左右対称状態となることで、左右（ｘ）方向の推進力は相殺されて、ｙ方向の推進力に対して無視できるほど小さな値となり、ｙ方向に向けた推進力のみを適確に発生させることができる。
【００１１】前記各錘体２０は回転軸１０の回転がある一定以上になると、遠心力によりガイド体３０の内面に沿ってガイドされながら回転軸１０の周りを回転し、回転に従って円周方向に回転半径が変更される。各錘体２０の回転半径Ｒの変更は、ロッド２１が回転体１０の嵌合穴１０ａ内を進退されることで吸収される。
【００１２】なお回転軸１０を駆動させる回転駆動手段は、モータや、その他、回転軸１０に高速の回転力を与えることができるものが採用されることになる。
【００１３】今、図１に示すような装置において、ある１つの錘体２０を回転軸１０の周りにガイド体３０でガイドしながら回転させた場合に生じる遠心力Ｆは、ロッド２１の重量が錘体２０の重量に対して無視できる程度として、錘体２０の質量をｍ、回転軸１０の中心から錘体２０の重心までの半径をＲ、錘体２０の回転角速度をωとすると、次の式１で演算される。
Ｆ＝ｍ×（Ｒω）２／Ｒ＝ｍＲω２・・・・・式１そして遠心力Ｆのｙ方向成分Ｆｙ、即ち図１の（Ａ）において上方に働く遠心力成分Ｆｙは、時間的に変化する錘体２０の回転角度をθとすると、Ｆｙは次の式２で演算される。
Ｆｙ＝Ｆ×ｓｉｎθ・・・・・式２この遠心力Ｆのｙ方向成分Ｆｙの時間的変化は図２に示す通りで、図２に示すパターンを１サイクルとして繰り返す。
【００１４】そして前記錘体２０の全個数（本実施形態では１２個）でのｙ方向成分の遠心力の合計ΣＦｙの時間的変化は、図３に示すように、経時的変化に対してほぼ一定の値となる。このように本実施形態では、複数個の錘体２０を回転軸１０の周りに等分の位相のズレをもって配置することで、トータルとしての遠心力Ｆのｙ方向成分Ｆｙを経時的にも変動の少ない安定した値として、一定方向への推進力として発生させることができる。即ち、ｙ方向に持続的な安定した推進力を働かせることができる。勿論、この場合において、ガイド体３０をｙ軸を中心とした左右において対称とすることで、遠心力Ｆのｘ方向成分はｙ方向の推進力に対して無視できるほど小さな値となる。
【００１５】なおガイド体３０は、それ自体が回転軸１０の周りに変位することができるものとすることができる。このようにすることで、回転軸１０からガイド体３０までの距離を回転軸１０の周りで変更することができ、その結果、推進力の方向を変化させることができる。
【００１６】図４を参照して本発明の推進力発生装置の第２の実施形態を説明する。４０は回転軸で、既述した第１の実施形態における回転軸１０と同様の役割を果す。５０は細長い錘体で、既述の錘体２０と同様の役割を果す。また６０はガイド体で、既述のガイド体３０と同様の役割を果す。図示しない回転駆動手段によって回転軸４０が回転されると、これによって複数個の錘体５０が回転軸４０の周りに回転され、且つガイド体６０によって回転半径が制御されて、遠心力を発生させる。この点は上記した第１の実施形態の場合と同じである。
【００１７】前記錘体５０は細長い板状の錘体とし、その基部側にスリット部５０ａを有する。一方、前記回転軸４０には、前記錘体５０のスリット部５０ａが嵌まり込んで且つスリット部５０ａの長手方向に進退できる、嵌め込み断面形状部４０ａを設ける。そして回転軸４０に嵌め込まれた各錘体５０が軸方向にズレるのを防止する鍔部４０ｂを回転軸４０に対して固定できるようにしている。前記嵌め込み断面形状部４０ａは回転軸４０の軸方向に一定間隔で設けられると共に、その向きが回転軸４０の円周方向に一定の角度ずつズレるようにして設けられる。これによって、回転軸４０に挿着された各錘体５０が軸方向に一定間隔で配置されると共に、各錘体５０が回転軸４０の周りの等分の位相差をもって回転されることになる。
【００１８】今、図示しない回転駆動手段により回転軸４０を一定以上の回転速度で回転させると、それに伴って各錘体５０が回転軸４０の周りを、ガイド体６０の内面によってガイドされながら回転し、その回転半径Ｒが回転に従って変更される。各錘体５０の回転半径Ｒの変更は、上記第１の実施形態の場合と同様であり、角度０〜１８０度において一定の長い値とし、角度１８０〜２７０度にかけては連続的に短く減少させ、角度２７０度で最小値とし、角度２７０〜３６０度では前記角度１８０〜２７０度の場合とは左右対称となるように連続的に増加させるようにしている。これによって、トータルとしての遠心力のｙ方向成分が継続的にプラスとなって、ｙ方向への継続的な推進力が生じる。ガイド体６０を回転軸４０の周りで変位させることができるようにすることで、推進力の方向を変化させることができることについては既述と同様である。
【００１９】図５を参照して、本発明の推進力発生装置の第３の実施形態を説明する。この実施形態では、装置内に複数個の遠心力発生セルＳを設け、各遠心力発生セルＳには、第１の実施形態における場合と同様に、回転軸７０と、錘体８０、ロッド８１、ガイド体９０が設けられ、前記回転軸７０には嵌合穴７０ａが設けられている。前記ロッド８１が嵌合穴７０ａに挿着されて進退ができるようにされ、錘体８０がロッド８１の先端に取り付けられる。錘体８０は質量点子を構成する。前記ガイド体９０は全セルＳにおいて同じ形状とし、上記第１の実施形態の場合と同様に、角度０〜１８０度において一定の長い値とし、角度１８０〜２７０度にかけては連続的に短く減少させ、角度２７０度で最小値とし、角度２７０〜３６０度では前記角度１８０〜２７０度の場合とは左右対称となるように連続的に増加させるようにしている。各遠心力発生セルＳには錘体８０が１個だけ設けられている点で、第１の実施形態と異なる。代わりに本実施形態では、錘体８０を１個設けた遠心力発生セルＳを複数個設け、且つ各遠心力発生セルＳにおける錘体８０の回転の位相を一定角度ずつズラすようにしている。例えばこの実施形態では、１２個のセルＳを用いて、前記位相のズレθを３０度としている。
【００２０】図示しない回転駆動手段により、各セルＳの回転軸７０を一定以上の回転で回転させると、各セルＳにおいて錘体８０がガイド体９０に沿って回転され、これによって、トータルとしての遠心力Ｆのｙ方向成分が継続的にプラスとなって、ｙ方向への継続的な推進力が生じる。各セルＳのガイド体９０を回転軸７０の周りで一斉に同期させて変位させることができるようにすることで、推進力の方向を変化させることができることについては既述と同様である。
【００２１】なお第３の実施形態においては、回転軸７０に対して、錘体８０を先端に取り付けたロッド８１を回転軸７０の嵌合穴７０ａに挿着するようにしているが、代わりに上記第２の実施形態で既述したのと同様に、図４に示すようなスリット部５０ａを有する細長い錘体５０を用い、それを回転軸に嵌め込むようにしてもよい。
【００２２】表１に、上記第２の実施例における錘体の重量（重心での重量）を０．３ｋｇ、回転半径を最大半径を７０ｍｍ、最小半径を３５ｍｍ、回転駆動手段による回転軸の回転数を５００ｒｐｍ、各錘体の回転の位相差を５度（錘体の数が７２個となる）とした場合に演算することができる遠心力Ｆ（ｋｇｆ）の値とそのｙ方向成分Ｆｙ（Ｆ×ｓｉｎθ）、及びそのトータルを示す。また前記遠心力Ｆの５度毎の値を図６に、前記遠心力Ｆのｙ方向成分の５度毎の値を図７に示す。表１から明らかなように、遠心力Ｆのｙ方向成分Ｆｙのトータルは約４２．８ｋｇｆとなって、一定の推進力がｙ方向に継続的に生じることがわかる。
【００２３】
【表１】
【００２４】
【発明の効果】本発明は以上の構成、作用よりなり、請求項１に記載の推進力発生装置によれば、回転駆動力を提供する回転駆動手段と、該回転駆動手段によって回転される回転軸と、該回転軸の周りに回転されることで遠心力を発生させる複数個の質量点子と、該複数個の質量点子の回転軌道を制御するガイド体とを少なくとも有し、前記複数個の質量点子は、等分の位相差をもって前記回転軸の軸方向に間隔をおいて配置すると共に、前記ガイド体は、前記複数個の質量点子の回転半径が前記回転軸の周りの同じ一定の方向において長く、その反対方向において短くなるように、質量点子をガイドする構成としたので、回転駆動手段により回転軸を回転させることで、等分の位相差を持つ複数個の質量点子がガイド体に沿ってその回転半径を一定方向に長く、またその反対方向に短くなるように制御されながら回転させることができ、一定の方向に安定した継続的推進力を発生させることができる。この装置は独立系であるので、装置自体が推進力をもって移動することが可能である。また請求項２に記載の推進力発生装置によれば、回転駆動力を提供する回転駆動手段と、該回転駆動手段によって回転される回転軸と、該回転軸の周りに回転されることで遠心力を発生させる質量点子と、該質量点子の回転軌道を制御するガイド体とからなる遠心力発生セルを複数個設け、前記質量点子の回転は、各遠心力発生セル間で等分の位相差をもって行う構成とすると共に、前記ガイド体は、質量点子の回転半径が全遠心力発生セルにおいて回転軸の周りの同じ一定の方向において長く、その反対方向において短くなるように構成としたので、各遠心力発生セルにおいて回転駆動手段により回転軸を回転させることで、各セル毎に等分の位相差を持つて質量点子を回転させることができ、且つガイド体に沿ってその回転半径を一定方向に長く、またその反対方向に短くなるようにして回転させることができ、一定の方向に安定した継続的推進力を発生させることができる。同様にこの装置は独立系であるので、装置自体が推進力をもって移動することが可能である。また請求項３に記載の推進力発生装置によれば、上記請求項１又は２に記載の構成による効果に加えて、質量点子はロッドの先端に錘体として取り付けられ、前記ロッドは回転軸に設けられた嵌合穴に進退自在に挿着され、これによって前記錘体である質量点子が回転軸と一体的に回転しながらその回転半径をガイド体によって制御される構成とされたので、ガイド体によるガイドに従って速やかにロッドを回転軸に対して進退させることができ、回転中における錘体の回転半径の変化をスムーズに達成させることができる。また請求項４に記載の推進力発生装置によれば、上記請求項１又は２に記載の構成による効果に加えて、質量点子は、回転軸に対して嵌合しながら進退自在にスライドすることができるスリット部を基部側に有する細長い錘体からなり、これによって前記細長い錘体である質量点子が回転軸と一体的に回転しながらその回転半径をガイド体によって制御される構成とされたので、ガイド体によるガイドに従って速やかに細長い錘体自体を回転軸に対して進退させることができ、回転中における錘体の回転半径の変化をスムーズに達成させることができる。また請求項５に記載の推進力発生装置によれば、上記請求項１〜４の何れかに記載の構成による効果に加えて、ガイド体は、全ての質量点子に対して回転軸の周りの予め定めた一定の範囲で回転半径が長く、それと反対の位置で回転半径が短くなるようにすると共に、得られる回転軌道が前記回転半径が長い範囲の中心と回転半径の短い範囲の中心を結ぶ線の左右で対称となるように、質量点子の回転軌道をガイドすることとしたので、所定の方向に推進力を発生させることができると共に、その方向と直角の方向の推進力は無視できるほど小さな値とすることができ、推進力を所定の方向だけに適確に、安定して発生させることができる。また請求項６に記載の推進力発生装置によれば、上記請求項１〜５の何れかに記載の構成による効果に加えて、ガイド体はそれ自体が回転軸の周りに変位することができるものとし、これによって回転軸からガイド体までの距離を回転軸の周りで変更することができるように構成されているので、装置全体としての推進力の方向を必要に応じて容易に変更することができる。
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| 【出願人】 |
【識別番号】５００２８２２６５
【氏名又は名称】大塚 秀樹
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| 【出願日】 |
平成１２年６月１６日（２０００．６．１６） |
| 【代理人】 |
【識別番号】１０００９１８３４
【弁理士】
【氏名又は名称】室田 力雄
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| 【公開番号】 |
特開２００１−３５５５６５（Ｐ２００１−３５５５６５Ａ） |
| 【公開日】 |
平成１３年１２月２６日（２００１．１２．２６） |
| 【出願番号】 |
特願２０００−１８０８８７（Ｐ２０００−１８０８８７） |
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