(57)【要約】      （修正有）【課題】大きさが同じで、逆方向のモーメント力を発生させることなく、一方向のモーメント力を発生させる装置を提供する。【解決手段】こま１を駆動用モーター２で回転させた自転体を公転軌道上の対向する２地点で正転・反転、部分正転・部分反転、又は間欠正転させるための装置３の回転軸に固定する。装置３を公転フレーム４に固定し、公転フレーム４を公転用モーター５に連結して、公転体とする。公転体を公転又は往復公転運動させることにより、自転体の正転・反転、部分正転・部分反転、又は間欠正転の角速度φと、公転体の公転又は往復公転運動の角速度Ωの差により、こまの公転１サイクル中の積算角運動量が、一方向となる。【選択図】図１
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【実用新案登録請求の範囲】
【請求項１】
こま１を駆動用モーター２で回転させ、前記駆動用モーター２を公転軌道上の対向する２地点で正転・反転、部分正転・部分反転、又は間欠正転させるための装置３の回転軸に固定し、こまを公転軌道上の対向する２地点で正転・反転、部分正転・部分反転、又は間欠正転させるための装置３を公転フレーム４に固定して、公転フレーム４を公転又は往復公転運動させる公転用モーター５とを連結し、公転フレーム４を公転又は往復公転運動させ、こま１を公転軌道上の対向する２地点で正転・反転、部分正転・部分反転、又は間欠正転させることにより、一方向のモーメント力を発生させる装置。
【考案の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、こまの公転１サイクル中の積算角運動量が、一方向となる装置である。
【考案の概要】
【考案が解決しようとする課題】
【０００２】
こま等の回転体を徐々に加速すれば、一方向のモーメント力を発生させられる。しかし、この方法ではこま等の回転体が、最高回転数に達するとそれ以上のモーメント力を発生させられない。また、再び一方向のモーメント力を発生させるためには、こま等の回転体を減速しなければならず、その過程で発生させた一方向のモーメント力とは逆方向で大きさの同じモーメント力が発生する。本発明は、同じ大きさの逆方向のモーメント力を発生させること無く、何度でも一方向のモーメント力を発生させる装置である。
【課題を解決するための手段】
【０００３】
こま１を駆動用モーター２で回転させ、前記駆動用モーター２を公転軌道上の対向する２地点で正転・反転、部分正転・部分反転、又は間欠正転させるための装置３の回転軸に固定し、こまを公転軌道上の対向する２地点で正転・反転、部分正転・部分反転、又は間欠正転させるための装置３を公転フレーム４に固定して、公転フレーム４を公転又は往復公転運動させる公転用モーター５とを連結し、公転フレーム４を公転又は往復公転運動させ、こま１を公転軌道上の対向する２地点で正転・反転、部分正転・部分反転、又は間欠正転させることにより、一方向のモーメント力を発生させる装置。
【考案の効果】
【０００４】
大きさが同じで、逆方向のモーメント力を発生させることなく、一方向のモーメント力を発生させられる。
【図面の簡単な説明】
【０００５】
【図１】装置の平面図。
【図２】装置の側面図。
【図３】動力で駆動したこまをθ１〜θ２まで公転させた場合の説明図である。（平面）
【図４】こまを１８０°正転させ、θ３〜θ４まで公転させた場合の説明図である。（平面）
【図５】動力で駆動したこまを０〜πまで正転させた場合の説明図である。（側面）
【図６】動力で駆動したこまをπ〜０まで反転させた場合の説明図である。（側面）
【図７】１サイクルの説明図である。（実施例１）
【図８】公転を回転ではなく、往復公転運動とした場合の説明図である。(平面)
【図９】正転・反転ではなく間欠正転とした場合の説明図である。(側面)
【図１０】１８０°正転ではなく、こまをθ１〜θ２まで部分正転とした場合の説明図である。(側面)
【図１１】１８０°反転ではなく、こまをθ２〜θ１まで部分反転とした場合の説明図である。(側面)
【図１２】正転・反転、部分正転・部分反転、又は間欠正転の回転軸に角度を持たせた場合の装置の平面図
【図１３】正転・反転、部分正転・部分反転、又は間欠正転の回転軸に角度を持たせた場合の装置の側面図
【図１４】正転・反転、部分正転・部分反転、又は間欠正転の位置等を変化させた場合の一例の１サイクルの説明図である。
【図１５】２個以上のこまで装置を構成した場合の説明図である。（実施例２）
【図１６】公転モーターを公転体側に取り付けた場合の装置の側面図。
【考案を実施するための形態】
【０００６】
こま１を駆動用モーター２で回転させる。
上記１及び２をまとめて自転体と呼ぶ。自転体を公転軌道上の対向する２地点で正転・反転、部分正転・部分反転、又は間欠正転させるための装置３の回転軸に固定する。自転体を公転軌道上の対向する２地点で正転・反転、部分正転・部分反転、又は間欠正転させるための装置３を公転フレーム４に固定する。
上記１〜４をまとめて公転体とよぶ。
公転体と該公転体を公転させる公転用モーター等とを連結し、公転体を公転又は往復公転運動させることにより、自転体の正転・反転、部分正転・部分反転、又は間欠正転の角速度φと、公転体の公転又は往復公転運動の角速度Ωの差により、こまの公転１サイクル中の積算角運動量が、一方向となる装置である。
【実施例】
【０００７】
以下の説明に於いて、公転体の公転角速度を Ω 自転体が正転・反転する際の角速度を φ とし
〔数式１〕                Ω ＜ φ
であるとする。また、こまの角運動量を Ｌ とする。
公転により、こまに発生する角加速度を ｄＬΩ 正転・反転により、こまに発生する角加速度を ｄＬφ とすると、〔数式１〕により
〔数式２〕               ｄＬΩ ＜ｄＬφ 
となる。公転体の公転１週を１サイクルとし、１サイクルを [公転１] [正転] [公転２] [反転] の４個の手順に分ける。１サイクルは [公転１] → [正転] → [公転２] → [反転] の順に手順が進むが、以下[公転１] [公転２] [正転] [反転] の順番に、各手順に際しこまに発生する角運動量について説明する。
【０００８】
[公転１]
図３は、動力で駆動したこまをθ１〜θ２まで公転させた場合の平面図である。
ｄＬΩをθ１〜θ２間で積分すると、ｙ方向の角運動量は前半と後半の角運動量が打ち消しあいゼロとなり、ｘ方向の角運動量 Ｌθ１→θ２ のみが残る。
【０００９】
[公転２]
図４は、こまを１８０°正転させ、θ３〜θ４まで公転させた場合の平面図である。
ｄＬΩをθ３〜θ４間で積分すると、ｙ方向の角運動量は前半と後半の角運動量が打ち消しあいゼロとなり、ｘ方向の角運動量 Ｌθ３→θ４ のみが残る。
【００１０】
[正転]
図５は、動力で駆動したこまを０〜πまで正転させた場合の側面図である。
ｄＬφを０〜π間で積分すると、ｚ方向の角運動量は前半と後半の角運動量が打ち消しあいゼロとなり、ｘ方向の角運動量Ｌ０→π のみが残る。
【００１１】
[反転]
図６は、動力で駆動したこまをπ〜０まで反転させた場合の側面図である。
ｄＬφをπ〜０間で積分すると、ｚ方向の角運動量は前半と後半の角運動量が打ち消しあいゼロとなり、ｘ方向の角運動量Ｌπ→０ のみが残る。
【００１２】
[公転１] [正転] [公転２] [反転] の４個の手順共に ｙ及び ｚ 方向に発生した角運動量は各手順の前半と後半で打ち消しあいゼロとなり、ｘ 方向の角運動量のみが残る。
図７は、1サイクルのこまの動きを示す平面図である。
〔数式２〕により、
〔数式３〕            Ｌ０→π ＋Ｌπ→０ ＞ Ｌθ１→θ２＋ Ｌθ３→θ４ 
であるから、１サイクルの間にｘ方向に発生する角運動量の積算値は
〔数式４〕  ｄＬ０→２π ＝ Ｌ０→π ＋ Ｌπ→０− Ｌθ１→θ２ − Ｌθ３→θ４ 
となる。よって
Ｎ０→２π      １サイクルの間に発生するモーメント力
ｄＬ０→２π      １サイクルの間に発生する積算角運動量 （数式３より）
ｔ０→２π       １サイクルの周期
とすると、発生するモーメント力は
〔数式５〕  Ｎ０→２π ＝ ｄＬ０→２π ／ ｔ０→２π 
となる。
【００１３】
図８は公転を回転ではなく、往復公転運動とした場合の説明図である。(平面)  １サイクル中の [公転１] が [往路] へ [公転２] が [復路] へ置き換えられる。１サイクルの構成は
[往路] → [正転] → [復路] → [反転]
となる。モーメント力の発生に関する説明は前記の説明と同じになる。
【００１４】
図９は正転・反転ではなく間欠正転とした場合の説明図である。(側面)  １サイクル中の [正転] が[正転１] へ [反転] が [正転２] へ置き換えられる。１サイクルの構成は
[公転１] → [正転１] → [公転２] → [正転２]
となる。モーメント力の発生に関する説明は前記の説明と同じになる。
【００１５】
図１０は１８０°正転ではなく、こまをθ１〜θ２まで部分正転とした場合の説明図である。(側面)  図１１は１８０°反転ではなく、こまをθ２〜θ１まで部分反転とした場合の説明図である。(側面)  １サイクル中の [正転] が [部分正転] へ [反転] が [部分反転] へ置き換えられる。１サイクルの構成は
[公転１] → [部分正転] → [公転２] → [部分反転]
となる。モーメント力の発生に関する説明は前記の説明と同じになる。
【００１６】
図１２は正転・反転、部分正転・部分反転、又は間欠正転の回転軸に角度を持たせた場合の装置の平面図である。図１３は正転・反転、部分正転・部分反転、又は間欠正転の回転軸に角度を持たせた場合の装置の側面図である。１サイクルの構成は変化せず、モーメント力の発生に関する説明も前記の説明と同じになる。
【００１７】
図１４は正転・反転、部分正転・部分反転、又は間欠正転の位置等を変化させた場合の一例の１サイクルの説明図である。１サイクルの構成は変化せず、モーメント力の発生に関する説明も前記の説明と同じになる。正転・反転、部分正転・部分反転、又は間欠正転の位置、及びそれらの回転軸の方向の取り方が複数存在することを示すものである。
【００１８】
図１５は、２個以上のこまで装置を構成した例である。（図は３個のこまを用いた例）
また、こまの回転方向を逆にして、出力の方向を逆にした例
公転の回転方向を逆にして、出力の方向を逆にした例
正転・反転の方向を逆にして、出力の方向を逆にした例
上記の組み合わせにより、出力の方向を逆転又は逆転させない例などが考えられる。
また、図１６のように公転モーターをアーム側に取り付けた例なども考えられる。
また、こまの回転軸は公転モータの回転軸と直交している必要も無く、交差している必要もない。同様に、正転・反転、部分正転・部分反転、又は間欠正転させるための回転軸も、こまの回転軸と直交している必要も無く、交差している必要も無い。
【符号の説明】
【００１９】
１  こま
２  こまの駆動用モーター又は、ギヤボックス又は、それらの組合せ。
上記１及び２をまとめて、自転体と呼ぶ。
３  こまを公転軌道上の対向する２地点で正転・反転、部分正転・部分反転、又は間欠正転させるための装置。
４  公転フレーム
上記１〜４をまとめて、公転体と呼ぶ。
５  公転用モーター又は、ギヤボックス又は、それらの組合せ。
６  歯車・ベルト等
７  支持棒
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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【図８】
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【図９】
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【図１０】
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【図１１】
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【図１２】
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【図１３】
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【図１４】
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【図１５】
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【図１６】
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