(57)【要約】      （修正有）【課題】人と自動車の事故をなくして、交通事故による人命の損害を少なくする。【解決手段】車体１４に８個の浮上装置１５から２２を取り付ける。４個の浮上装置１５から１８は車体１４の垂直軸方向に取り付けられていて、車体１４を浮上させる。速度距離センサー２３から２６は車体の地面に対するからの速度と距離をリアルタイムに計測している。この距離の計測値により４個の浮上装置１５から１８の回転数を加減して車体１４を地面から浮上させ、一定の高さに保持する。浮上装置１９から浮上装置２２は車体１４に対しそれぞれ前・左、前・右、後・左、後・右方向に傾いている。この４個の浮上装置１９から２２の回転数を加減することにより車体１４の推進力・ブレーキ力、車体１４の垂直軸まわりの回転力、左右方向の風の風力に抗する力を得て、車体１４を空中に静止・保持し、又走行をコントロールする。【選択図】図４
2005112323.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
中空の下板を支持する架台と架台に固定されたモータとモータに回転支持された軸とと軸に固定された天板と天板に固定された羽根と羽根に固定された比較的厚みの薄い中空の中板において羽根が天板に対し軸の半径方向にはみ出しており中板が羽根の軸方向の中央付近に位置し下板と羽根にわずかのすきまをもって構成されたことを特徴とする浮上装置。
【請求項２】
車体と車体の４角に固定された４個の上記請求項１の浮上装置と車体の中央に固定された同じく４個の上記請求項１の浮上装置と浮上装置を制御する８個の制御装置と車体の４角に固定された車体の地面に対する距離と速度を計測する４個の速度距離センサーと車体に固定された乗員用のシートと車体に回転支持されたアクセルペダルとアクセルペダルの踏み込み量を検知するアクセルペダル計と車体に回転支持されたブレーキペダルとブレーキペダルの踏み込み量を検知するブレーキペダル計と車体に回転支持された操舵ハンドルと操舵ハンドルの回転角を検知する操舵ハンドル計と車体に固定された燃料タンクと燃料タンクに入った燃料と燃料により発電する発電装置と車体に固定された前後方向の加速度を検知する加速度センサーと左右方向の加速度を検知する加速度センサーと車体の前方に取り付けられた風圧計と車体の右側面に取り付けられた風圧計と車体の左側面に取り付けられた風圧計と車体の後方に取り付けられた風圧計と４個の速度距離センサーの距離検出値及び車体の４角の４個の浮上装置の回転速度により地面からの距離を一定に保つよう浮上装置の回転速度を計算し上記４個の風圧計の計測値及び上記２個の加速度センサーの検出値及び４個の速度距離センサーの検出値及びアクセルペダル計の検出値及びブレーキペダル計の検出値及び操舵ハンドル計の検出値により車体中央の４個の浮上装置の回転速度を計算し８個の制御装置に司令をだす計算装置において車体の４個の浮上装置の揚力の向きが車体の垂直軸に対し平行で残り４個の車体中央の浮上装置の揚力の少なくとも車体の水平面内の成分がそれぞれ前・左方向と前・右方向と後・左方向と後・右の方向に向いている事及び車体の４角の４個の浮上装置の２個の浮上装置が同じ回転方向で残り２個の浮上装置が逆の回転方向である事及び車体中央の４個の浮上装置の内２個が同じ回転方向で残り２個の浮上装置が逆の回転方向である事及び操舵ハンドル計の検出値がカーブする際と方向転換時の車体の垂直軸まわりの回転速度に関係づけられていること及びアクセルペダル計の検出値が車体の前方向への推進力と関係づけられていること及びブレーキペダル計の検出値が車体の後方向へのブレーキ力と関係づけられていることを特徴とする自動車の代用となる浮上装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】  本発明は自動車技術に関するものである。
【背景技術】
【０００２】  従来の自動車は、タイヤと地面で接触しながら走行する。このため、生活道路では自動車と人が共存せざるを得ず、どうしても人と自動車が接触する事故が起こる可能性がある。
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００３】  交通事故で毎年多くの人命が損なわれているが、この多くの部分は人と車の事故によるものである。本発明の課題は、交通事故による人命の損害を少なくすることにある。
【課題を解決するための手段】
【０００４】  本課題を解決するために自動車を地面より人の身長程度浮かせて非接触にすることにより、人と自動車を分離して人と自動車との事故をなくす。このため、自動車を浮上させる必要があるが、ヘリコプターのような機器では下に激しく風が吹くため歩行者への迷惑となるので使用が難しいのと、風の中での車体のコントロールが出来ない。そこで本発明では、羽根が回転することにより下から空気を吸い込んで横から空気を吹き出すことにより揚力を発生させる浮上装置を８個車体に取り付ける事により、車体を浮かせ、風の中や坂で車体をコントロールし、推進力、ブレーキ力、カーブ時の車体の回転力を発生させることができるようにした。
【発明の効果】
【０００５】  本発明によれば、自動車を人の身長程度浮かせてしかも普通の自動車の運転技術で走行が可能となり、交通事故を激減させることができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【０００６】  道路などを歩行者と車を完全に分離するなどの方法では莫大な費用が必要で実現は不可能なので、現状の社会的インフラが使えて人と自動車を分離するには自動車を地面より浮かせることが最良の形態と言える。しかし、ただ浮かせただけで車体をコントロールすることは格段に困難になる。まず車体の姿勢制御の必要が出て来る。普通の自動車はタイヤで地面と接触してその接触の抗力で車体の姿勢を保っている。これを浮上した状態で行うには、車体の４角に地面との距離と速度を計測する速度距離センサーを設け、この距離の計測値が一定になるように４個の浮上装置を制御する。４個の浮上装置をななめ左右・前後方向の４方向に配置して左右方向の位置を左右方向の加速度センサーと車体の左右に取り付けた風圧計により計算装置が制御する。アクセルペダルとブレーキペダルと操舵ハンドルにより乗員が前後方向の推進力・ブレーキ力と左右の操舵角を操作する。こうすることにより乗員は特別な技術を必要とせず普通の自動車の運転技術で操作することができる。
【実施例】
【０００７】  図１、図２に本発明の請求項１の浮上装置の実施例を示す。
中空の下板１が架台２に固定されている。さらに架台２にモータ３が固定されている。モータ３に軸４が回転支持されていて、モータ３に固定された回転検出器５が軸４の回転数を検出する。天板８は軸４にハブ７を介してキー１１にて回転固定されている。軸方向の移動に関しては、キー１１上のボルト１２にてハブ７に固定されている。天板８に羽根６が固定されていて、羽根６に下天板１０が固定されてる。下天板１０は空気の取り入れのため中央に穴が開いている。羽根６は天板８に対し半径方向にはみ出ており、羽根６に固定された中板９が軸４の回転の遠心力による羽根６の変形を抑えている。中板９は中空になっており、内径は天板８の外径とほぼ同じで、外径は羽根６の外径とほぼ同じになっている。中板９は軸方向に羽根６のほぼ中央付近に位置しており、軸４が回転することにより下天板１０から吸い込んだ空気を上下にほぼ２分する。羽根６と下板１はわずかにすきまがあり、下天板１０から吸い込まれた空気は、中板９で２分され羽根６にそって流れて、羽根６が無作用羽根になっているため、羽根６の外径付近からほぼ軸４の半径方向に飛び出す。空気が軸４に対し半径方向に飛び出すので、モータ３の動力が少なくて済む。軸４が回転すると下板１は上側に羽根６に沿った空気の流れがあるため、下板１の上側の圧力が減少する。この減少の量は羽根６に沿った空気の流れの地面に対する絶対速度の二乗と大気の密度に比例する。一方下板１の下側は流れは特にないため下板１の下側の圧力は大気圧のままとなり、下板１は下側から下板１に直角の方向に大気圧に押されて揚力を受け、浮上することができる。中板９に関しては、中板９の上下にほぼ同じ速度で空気が流れているため、中板９の上と下の圧力はほぼ均衡している。回転検出器５により、図示しないが、軸４の回転速度を検出しモータ３の回転数を制御することにより下板１に加わる揚力を制御し浮上することができる。図示していないが、天板８の外径までの短い羽根を複数枚羽根６のあいだに設けるとより効率が良くなると考えられる。ただし、本浮上装置は単独でも浮上する能力はあるが、モータ３の回転のモーメントをモータ１個で打ち消す事ができないので、実際には同じような浮上装置を２個以上取り付けるか、モータ３の回転モーメントを打ち消すサブファンが必要になる。【０００８】  図３、図４に本発明の請求項２の浮上装置の実施例を示す。車体１４は、フレームで枠組みをしてあり、長方形の車体１４の４角に浮上装置１５から１８が配置してある。４個の浮上装置１５から１８は、４個の制御装置４０から４３により回転数を制御されている。車体の中央にはさらに４つの浮上装置１９から２２が設置してあり、車体の垂直軸に対し斜めになるよう配置されており、その傾き方向はななめ前・左方向、ななめ前・右方向、ななめ後・右方向、ななめ後・左方向にそれぞれ傾いている。浮上装置１９から２２は制御装置４４から４７により回転数を制御されている。車体の４角に速度距離センサー２３から２６が配置してあり、図示しないがレーザーによりリアルタイムで車体１４の地面に対する距離と速度を計測している。車体１４の中央には前後方向加速度センサー３７、左右方向加速度センサー３８、車体���４に加わる前後・左右の加速度を計測して計算装置４８に伝達している。車体１４の前方には風圧計５３が、車体１４の後方に風圧計５４、車体１４の左右には風圧計５５と５６が設置されている。【０００９】  最初車体１４が地面の上に置かれて全ての機器が停止している状態から、発電機３６を始動し、８個の制御装置４０から４７及び計算装置４８の電源を投入する。最初に浮上装置１５のみを比較的低速で回転し、圧力計３９で浮上装置１５から吹き出してくる空気の全圧測定を行う。浮上装置１５の回転数は浮上装置１５の制御装置４０からの信号で計算装置４８に入力され、浮上装置１５から吹き出す空気の流速が分かるので、これと圧力計３９の全圧測定値により大気の密度が計測できる。大気の密度を計測後いったん浮上装置１５を停止させる。次に４個の浮上装置１９から２２を始動して回転数を上げて行くが、車体１４がまだ静止している状態で前後方向加速度センサー３７と左右方向加速度センサー３８に検出される加速度がある場合には、地面が坂になっており、車体１４が傾いていることになる。この傾きにより坂からずり落ちる力を打ち消すように浮上装置１９から浮上装置２２の回転数に差を付けた状態で、４個の浮上装置１５から１８を同じように回転数を上げて行くと車体１４が浮き上がり、４個の速度距離センサー２３から２６の距離の計測値が一定の値になると計算装置４８は、４個の速度距離センサー２３から２６の距離の計測値がその値を保てるように４個の制御装置１５から１８に司令をだす。これは、一種のサーボ制御により行われる。つまり一定時間毎に４個の速度距離センサー２３から２６が地面からの距離を測定し、例えば速度距離センサー２３が目標値とする距離に足らない場合は、計算装置４８が制御装置１５に回転数をあげるよう司令をだす。逆に速度距離センサー２３の計測距離が目標とする距離より大きい場合は計算装置４８は制御装置４０に回転数を下げるよう司令をだす。これにより、車体１４が浮上し、静止する。浮上装置１９から２２に関しては、浮上装置１９から２２の自重分に相当する揚力が発生するような比較的遅い回転数で回転している。４個の浮上装置１５から１８までの回転方向は、浮上装置１５と浮上装置１８が右方向に、浮上装置１６と浮上装置１７が左方向に回転している。車体１４の中央に配置された浮上装置１９と浮上装置２２が左方向、浮上装置２０と浮上装置２１が右方向に回転している。車体１４に人が乗るなどの重量の変化があったときは、車体のバランスがくずれて速度距離センサー２３から２６の距離の検出値が変化するなどの現象があらわれるため、浮上装置１５から１８の制御装置４０から４３に計算装置４８が回転数を上げる司令を出す。この司令は図示しないが、制御装置４０から４３への電圧入力により行われる。制御装置４３から制御装置４７についても同様である。速度距離センサー２３から２６が一定の距離を計測するまでに浮上装置１５から１８の回転数があがって車体１４のバランスが保たれるとその回転数を維持するよう計算装置４８は制御装置４０から４３に司令を出す。【００１０】  右方向から風などで力を受けたときは、風圧計５５が風圧を検知し、左右方向加速度センサー３８が加速度を検出するため、その力を打ち消してもとの位置にもどすよう計算装置４８が司令を出す。これにより、浮上装置２０と浮上装置２２の回転数があがり、浮上装置１９と浮上装置２１の回転数が下がる。この結果車体１４のバランスがくずれた場合は、速度距離センサー２３から２６の計測値をもとに、計算装置４８は４個の浮上装置１５から１８の回転数を加減して車体１４のバランスを保つよう司令をだす。車体１４が浮いて静止した状態から乗員４９がアクセルペダル２８を踏むとアクセルペダル計２９が検知し、浮上装置１９と浮上装置２０の回転数を上げて、浮上装置２１と浮上装置２２の回転数を下げる。この結果前方向に加速する。アクセルペダル２８を深く踏むほど浮上装置１９と浮上装置２０の回転数があがり、浮上装置２１と浮上装置２２の回転数が下がり、前方向に強く加速する。つまり、アクセルペダル計２９の検出回転角に比例する加速度になるような前方向の力が加わるように浮上装置１９から浮上装置２２の回転速度を加減する。浮上装置１９から浮上装置２２の回転数の加減の結果、車体１４のバランスがくずれた場合は、計算装置４８は浮上装置１５から浮上装置１８の回転数を加減し車体１４のバランスを保つよう司令をだす。乗員４９がアクセルペダル２８をはなすとばね５１によりアクセルペダル２８がもどる。ブレーキペダル３０を踏むとこの逆で、ブレーキペダル計３１の検出角度に比例した加速度になるよう４個の浮上装置１９から２２の回転数を加減する。すなわち、浮上装置２１と浮上装置２２の回転数を上げて、浮上装置１９と浮上装置２０の回転数を下げる。車体１４のバランスがくずれた場合は、浮上装置１５から浮上装置１８の回転数を加減してバランスを保つ。【００１１】  車体１４の前後方向に加わる力は、４個の浮上装置１９から２２による推進力と重力の前後方向の成分と車体の空気による抵抗力などである。浮上装置１９から２２による推進力はそれぞれの回転数により得られ、空気の抵抗力及び風による風圧は車体１４に取り付けた風圧計５３と風圧計５４により得られる。これらの計測値と前後方向加速度センサー３７の検出値により重力加速度の前後方向の成分を計算装置４８が求める。操舵ハンドル３２は、車体１４の垂直軸まわりの回転速度を司令する事に使われる。車体１４の垂直軸まわりの回転速度は、速度距離センサー２３から２６までの速度の計測値の差より求められる。車体１４が静止状態から操舵ハンドル３２を右に廻すと、操舵ハンドル計３３が検知し、浮上装置２０と浮上装置２１の回転数を上げ、浮上装置１９と浮上装置２２の回転数を下げるよう計算装置４８が制御装置４４から４７に司令をだす。この結果、車体１４は右方向に回転をはじめる。右方向にハンドルを切れば切るほど速く車体１４が右方向に回転するよう４個の浮上装置１９から２２の回転数を加減する。操舵ハンドル３２を正面にもどすと操舵ハンドル計３３が検知して車体１４の回転が静止するよう計算装置４８は浮上装置１９と浮上装置２２の回転数を上げて、浮上装置２０と浮上装置２１の回転数を下げるよう司令を出す。車体１４が前方向に進んでいるときに操舵ハンドル３２を右に切ると静止状態と同じように浮上装置２０と浮上装置２１���回転数を上げるよう計算装置４８が司令を出すが、カーブの遠心力に打ち勝つため浮上装置２０の回転数も上げるよう計算装置４８が司令を出す。カーブ時の遠心力は、車体１４に取り付けたもの全ての質量と車体１４の速度と車体１４の垂直軸に対する回転速度により決まる。左右方向に車体１４に加わる力は、このカーブ時の遠心力と風の風圧と重力の左右方向の成分なので、左右方向加速度センサー３８の検出値と合わせて左右方向の車体１４の傾きを計算装置４８が求める。【００１２】  左右方向の傾きによる重力に抗する力を４個の浮上装置１９から２２の回転数を加減することにより発生させ、山の上り坂などの左右に傾いた坂でも左右方向にずれることなく前に進む事ができる。車体１４が水平に移動していて上り坂にさしかかると、まず前方に取り付けられた速度距離センサー２３と速度距離センサー２４が地面との距離が近づいたことを検知するため、計算装置４８は浮上装置１５と浮上装置１６の回転数を上げるよう司令する。この結果車体１４は後ろに傾くため前後方向加速度センサー３７がこの傾きを検知して浮上装置１９と浮上装置２０の回転数を上げて後ろ方向に車体１４が坂をすべり落ちないようにする。これは、車体１４が静止している時も同様である。また、車体１４に対し地面が例えば左方向に傾いているときは、左右方向加速度センサー３８が傾きを検出して計算装置４８は浮上装置２０と浮上装置２２の回転数を上げて車体１４が左にずり落ちないように司令を出す。この状態で、風などにより車体がさらに左方向に力を受けたときは、風圧計５５で風の圧力を検知するため、さらに浮上装置２０と浮上装置２２の回転数を上げて車体１４が左方向にずり落ちないようにする。風が右方向から吹いたときは風の圧力を風圧計５６で検知する。車体１４には燃料タンク３４とそれに入った燃料３５を燃料として動く発電機３６がとりつけてある。この発電機３６により発電された電力により計算装置４８と８個の制御装置４０から４７等を駆動する。このようにすることにより、車体１４は浮上し、一般の道路を走行することができる。しかも乗員４９は特別の技術は必要とせずに、普通の自動車を運転するのと同様な操作で運転できる。さらに浮上する高さを２ｍ程度にすることにより、歩行者と接触する可能性は極めて少なくなり、人と自動車の交通事故を防ぐことができる。
【産業上の利用可能性】
【００１３】  本発明は、特別に新しい技術を必要としな。従来のサーボモータ等のモータの制御技術と主に気体の流体力学と加速度、圧力、距離等の計測技術を組み合わせたものである。したがって、本発明を産業上利用することはおおいに可能である。
【図面の簡単な説明】
【００１４】
【図１】  本発明の請求項１の浮上装置を示した平面図である。
【図２】  本発明の請求項１の浮上装置を示した側面図である。
【図３】  本発明の請求項２の浮上装置を示した側面図である。
【図４】  本発明の請求項２の浮上装置の主な機器の配置を示した平面図である。
【符号の説明】
【００１５】  １…下板、２…架台、３…モータ、４…軸、５…回転検出器、６…羽根、７…ハブ、８…天板、９…中板、１０…下天板、１１…キー、１２…ボルト、１３…フランジ、１４…車体、１５…浮上装置、１６…浮上装置、１７…浮上装置、１８…浮上装置、１９…浮上装置、２０…浮上装置、２１…浮上装置、２２…浮上装置、２３…速度距離センサー、２４…速度距離センサー、２５速度距離センサー、２６…速度距離センサー、２７…シート、２８…アクセルペダル、２９…アクセルペダル計、３０…ブレーキペダル、３１…ブレーキペダル計、３２…操舵ハンドル、３３…操舵ハンドル計、３４…燃料タンク、３５…燃料、３６…発電機、３７…前後方向加速度センサー、３８…左右方向加速度センサー、３９…圧力計、４０…制御装置、４１…制御装置、４２…制御装置、４３…制御装置、４４…制御装置、４５…制御装置、４６…制御装置、４７…制御装置、４８…計算装置、４９…乗員、５０…バネ、５１…バネ、５２…バネ、５３…風圧計、５４…風圧計、５５…風圧計、５６…風圧計
【図１】
2005112323.tif 000003
【図２】
2005112323.tif 000004
【図３】
2005112323.tif 000005
【図４】
2005112323.tif 000006