(57)【要約】【課題】質量体の重心が回転移動や並進移動する事に起因する作用力を力覚や振動、推力として利用する作用力発生装置に関し、従来の方法では回転移動時又は並進移動時、加えたちからと移動方向が同じ方向であり、反作用力が移動方向と反対方向に発生し、一定の平面内での平面移動方法のため使用が限定されている。【解決手段】装置に回転体効果発生手段と重心移動手段を設けた。回転体効果発生手段は、ジャイロによる回転体効果を発生させるように該ジャイロに力を加え、重心移動手段は、装置の重心の位置を回転移動や並進移動することで装置に作用力を発生する。【選択図】   図１
2007202284.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
作用力発生装置に於いて、回転体効果発生手段と重心移動手段を設けたことを特徴とする。
【請求項２】
作用力発生の方法に於いて、ジャイロによる回転体効果を発生させるように該ジャイロに力を加え、質量体の回転移動や並進移動による重心移動を起因とする作用力を発生させて装置に作用力を発生させることを特徴とする。
【請求項３】
装置にジャイロを設け、ジャイロによる回転体効果を発生させる方向に該ジャイロに力を加える回転体効果発生手段を有することを特徴とする請求項１の作用力発生装置。
【請求項４】
装置の重心移動手段を、質量体の回転移動や並進移動とすることを特徴とする請求項１の作用力発生装置。
【請求項５】
ジャイロと回転ユニットからなる回転体効果発生手段を設けたことを特徴とする請求項１の作用力発生装置。
【請求項６】
装置に取り付けたジャイロにＹ軸まわり成分の力、又は、Ｚ軸まわり成分の力を加えることで、ジャイロの回転体効果による回転力発生の方法を特徴とする請求項２の作用力発生の方法。
【請求項７】
装置内の質量体を、ジャイロを有する回転体とし、ジャイロを有する回転体効果発生手段と、該回転体の重心を移動する重心移動手段を有することを特徴とする請求項１の作用力発生装置。
【請求項８】
装置内の質量体を回転体とし、回転体に設けたジャイロの回転体効果で回転体を回転する回転力を回転体に発生させることを特徴とする請求項２の作用力発生の方法。
【請求項９】
ジャイロによる回転体効果を発生させない方向への回転体の並進移動や回転移動させることを特徴とする重心移動手段を有する請求項１の作用力発生装置。
【請求項１０】
ジャイロの角運動量の制御手段を有することを特徴とする請求項１の作用力発生装置。
【請求項１１】
ジャイロの角運動量の制御をすることを特徴とする請求項２の回転体効果発生の方法。
【請求項１２】
複数のジャイロを設けた回転体を有することを特徴とする請求項１の作用力発生装置。
【請求項１３】
回転体に太陽電池を設け、装置内に太陽電池用の光源を設けた請求項１の作用力発生装置。
【請求項１４】
回転体に電磁波の受信部を設け、装置内に電磁波の送信部を設けた請求項１の作用力発生装置。
【請求項１５】
ジャイロによる回転体効果を発生させない方向へのジャイロの並進移動を特徴とする請求項２の作用力発生の方法。
【請求項１６】
重心移動手段は、回転体に重り物体を取り付け、その重り物体を回転体上で移動する重心の移動を特徴とする請求項２の作用力発生の方法。
【請求項１７】
回転体に設けたジャイロの回転体効果で回転体を回転する回転力を回転体に発生させることを特徴とする回転体効果発生手段と、回転体の重心移動は、回転体効果発生手段でジャイロに該ジャイロによる回転体効果を発生させない方向へちからを加えることを特徴とする請求項２の作用力発生の方法。
【請求項１８】
装置に磁極を設けた固定子と磁極を設けた回転体を設け、その固定子磁極と回転体磁極間の磁気作用で、回転体上のジャイロにＹ軸まわり成分の力、又は、Ｚ軸まわり成分の力を加えて、ジャイロの回転体効果による回転力を回転体に発生することを特徴とする請求項２の作用力発生の方法。
【請求項１９】
回転体を駆動する固定子磁極と回転体の磁極は少なくともどちらかを、面配置とすることを特徴とする請求項１の作用力発生装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、装置内の質量体の重心が回転移動や並進移動する事に起因する作用力を装置に発生させ、その作用力を力覚や振動、推力として利用する作用力発生装置に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
従来の作用力発生の方法としては、装置内の質量体を回転自由に支持した回転体とし、その回転体の重心を回転軸から扁心させ、偏心した状態で回転軸まわりに回転移動させながら回転の任意の位置で直線的に並進移動させることを繰り返す（通常は１８０度回転ごとの繰り返し）方法が提案なされている。
【特許文献１】特許第３４３５５０２号
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００３】
しかし、従来の方法では、回転体の回転移動時又は並進移動時、ともに加えた力と移動方向が同じ方向で、移動方向と反対方向に反作用力が発生し、一定の平面内での平面移動方法のため、作用力発生装置の使用が限定されており、本発明はこれらの課題を解決することを目的としている。
【課題を解決するための手段】
【０００４】
本発明は上記目的を達成するために発明されたものであり、装置に回転体効果発生手段と重心移動手段を設けた。
【０００５】
回転体効果発生手段は、装置内に高速回転体（以下ジャイロと表記）を設け、ジャイロによる回転体効果を発生させるように該ジャイロに力を加える。
【０００６】
重心移動手段は、装置内の質量体を回転移動や並進移動する。
【０００７】
本発明の作用力発生の方法は、ジャイロによる回転体効果を発生させるように該ジャイロに力を加え、質量体の回転移動や並進移動による重心移動を起因とする作用力を発生させて装置に作用力を発生させることを特徴とする。
【発明の効果】
【０００８】
本発明では、作用力発生装置の回転体効果発生手段は、ジャイロにＹ軸まわり成分の力、又は、Ｚ軸まわり成分の力をジャイロに加えることで、ジャイロの回転体効果による回転力が回転体に発生する。
【０００９】
この発生する回転力は、加えた力方向と異なる方向への回転力で、回転体の回転方向と逆方向の反作用力は発生しない。
【００１０】
また、回転体効果発生手段は回転体をＹ軸まわり、またはＺ軸まわりでジャイロ軸を動かすので、平面移動である重心移動手段での作用力発生の方向を任意の方向への発生を可能としている。
【００１１】
また、重心移動手段は、回転体の重心を回転体上でジャイロ軸の両方向へ並進移動をし、それにより該回転体の重心は、回転体上で、ジャイロ軸両方向へ移動し、回転体の支持部を介して装置に作用力が発生する。
【００１２】
よって、本発明は力覚や振動、推力として利用する作用力を発生し、シュミレーションやナビゲーション分野の応用もできる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１３】
本発明の手段の例を、装置内の質量体を回転自由に支持した回転体とし、回転体に設けたジャイロの回転体効果で、回転体を回転する回転力を回転体に発生させる手段の例で説明する。
【００１４】
先にジャイロによる回転体効果発生の原理を説明する。
ジャイロのジャイロ軸をＸ軸、ジャイロ円盤にＹ軸とＺ軸をそれぞれ直交する軸とすると、Ｘ軸まわりに高速に回転しているジャイロにＹ軸まわり成分の力を加わえるとＺ軸まわり成分の回転（以下プリセッションと表記）が、Ｚ軸まわり成分の力を加えるとＹ軸まわり成分の回転（以下ジャイロ効果と表記）とが回転体効果としてジャイロに発生する。
この回転体効果による回転は、加えた力の方向とは異なる方向への回転であり、回転方向と反対方向への反作用力は発生しない。
【００１５】
回転体は回転体支持枠に固定された一組のＹ軸回転ユニットの回転軸に支持され、その回転体支持枠は装置に固定された一組のＺ軸回転ユニットの回転軸に支持される。
それにより、回転体は装置に回転自由に支持される。 
Ｙ軸回転ユニットとＺ軸回転ユニットは内部に電磁コイル等を有し、電気力で回転力、回転角、速度、回転方向、タイミング等の駆動や制御ができ、また、回転抵抗を可変する等の制御可能な軸受けとしての機能を有する。
【００１６】
該回転体はジャイロ支持枠と並進駆動ユニットとジャイロからなる。
該ジャイロはジャイロ軸とジャイロ軸に取り付けたジャイロモ−タと、ジャイロ円盤からなり、該ジャイロモ−タは制御部（図示せず）から回転の回転方向や回転速度等が制御され、ジャイロ円盤を回転駆動する。
該ジャイロの重心はジャイロ円盤の回転中心の位置ある。
該ジャイロ軸はジャイロ支持枠に固定した並進駆動ユニットで支持され、該並進駆動ユニットは電磁コイルを有し、電気力で駆動や制御をされ、ジャイロ軸をジャイロ軸方向に往復駆動する。
【００１７】
上記回転力発生手段は該ジャイロとＹ軸回転ユニットとＺ軸回転ユニットの主構成部からなる。
ジャイロにＹ軸回転ユニットでＹ軸まわり成分の力、又は、Ｚ軸回転ユニットでＺ軸まわり成分の力をジャイロに加えることで、ジャイロの回転体効果により、回転体を回転する回転力を回転体に発生する。
【００１８】
上記重心移動手段は該並進駆動ユニットとジャイロの主構成部からなり、ジャイロ軸を並進駆動ユニットでジャイロ軸の両方向へ駆動する。
それによりジャイロが並進移動し、該回転体の重心は、回転体上で、ジャイロ軸両方向へ移動する。
そのとき作用力が回転体の支持部や軸受け等を介して装置に発生する。
【００１９】
上記回転体効果発生手段は、装置に取り付けたジャイロに、Ｙ軸まわり成分の力を加えることでプリセッションを、又は、Ｚ軸まわり成分の力を加えることでジャイロ効果を発生し、共に該回転体にジャイロの回転体効果による回転力を発生する。
【００２０】
上記重心移動手段は、装置内の質量体を回転移動や並進移動させることで、作用力を装置に発生する。
【実施例１】
【００２１】
発明の実施の形態を実施例にもとづき図面を参照して説明する。
図１において、回転体１は回転体支持枠２に固定されたＹ軸回転ユニット３、４の回転軸に支持され、その回転体支持枠２は装置５に固定されたＺ軸回転ユニット６、７の回転軸に支持されることで、回転体１は装置４に回転自由に支持される。
Ｙ軸回転ユニット３、４とＺ軸回転ユニット６、７は内部に電磁コイル等を有し、電気力で回転力、回転角、速度、タイミング等の駆動や制御ができ、また、回転の負荷を制御可能な軸受けとしての機能を有する。
【００２２】
該回転体１はジャイロ支持枠８と並進駆動ユニット９、１０とジャイロ１１からなり、その重心は回転対象の中心位置にある。
該ジャイロ１１はジャイロ軸１２とジャイロモ−タ１３とジャイロ円盤１４からなり、ジャイロ円盤１４はジャイロモ−タ１３で回転駆動され、高速回転する。
該ジャイロ支持枠８に固定した並進駆動ユニット９、１０でジャイロ軸１２は支持される。
該並進駆動ユニット９、１０は電気力で駆動され、ジャイロ軸１２をジャイロ軸方向に往復駆動する。
ジャイロ軸１２を駆動することで該回転体１の重心は、回転体上で、ジャイロ軸１２の両方向へ並進移動をする。
【００２３】
実地例では図示しないが、装置外に設けた制御部で、回転体や並進ユニット、回転ユニット等の位置や角度、速度等の情報を装置の適所に設置したセンサ−等からの入力信号で適切に判断や処理をし、その制御部からの出力でジャイロモ−タや回転ユニット、並進ユニット等の電磁石等を駆動する電流や電圧やタイミング等を駆動制御する。
また、駆動電流は、スリップリング等の電流供給経路を経て供給する。
【００２４】
上記の説明で構成された作用力発生装置の回転体効果発生手段は、ジャイロ１１にＹ軸回転ユニット３、４でＹ軸まわり成分の力、又は、Ｚ軸回転ユニット６、７でＺ軸まわり成分の力(撃力でもよい)をジャイロに加えることで、ジャイロの回転体効果による回転力が回転体１に発生する。
この発生する回転力は、加えた力方向と異なる方向への回転力で、回転体１の回転方向と逆方向の反作用力は発生しない。
また、回転体効果発生手段は回転体１をＹ軸またはＺ軸方向へジャイロ軸１２を動かすので、平面移動である重心移動手段での作用力発生の方向を任意の方向への発生を可能としている。
【００２５】
重心移動手段の該並進駆動ユニット９、１０は電気力で駆動や制御され、ジャイロ軸１２をジャイロ軸方向に往復駆動する。
回転体１の重心を回転体上でジャイロ軸１２の両方向への並進移動をし、それにより該回転体１の重心は、回転体上で、ジャイロ軸１２の両方向へ移動をする。
そのときに回転体１の回転体支持枠２やジャイロ支持枠８等を介して装置４に作用力が発生する。
【００２６】
なお、本発明では、ジャイロ駆動モ−タ１３の駆動電流や電圧や周波数等を制御する制御手段を設け、並進駆動ユニット９、１０とＹ軸回転ユニット３、４とＺ軸回転ユニット６、７を適切に制御しながら、ジャイロ円盤１４の回転方向や回転速度を制御するジャイロの角運動量の制御で回転体１にトルクを発生する方法でもよい。
【００２７】
また、本発明では、回転体効果発生手段では回転体１のジャイロ１１を一個の例としているが、複数個のジャイロを回転体１に設けてもよく、また、各ジャイロの回転速度や回転方向は各々適切に制御してもよい。
【００２８】
また、本発明では、ジャイロモ−タ１３や並進駆動ユニット９、１０等の回転体１上にあるユニットの駆動電流は、回転体１やその回転体上のジャイロ１１上に太陽電池を設け、その太陽電池の発電電流を使用してもよく、そのときは装置内に太陽電池用の光源を設けることがよい。
【００２９】
また、本発明では、ジャイロモ−タ１３や並進駆動ユニット９、１０等の回転体上にあるユニットの駆動電流は、回転体１に極超短波等の電磁波の受信部を設け、その受信電波の受信電流を使用してもよく、そのときは装置内に電磁波の送信部を設けることがよく、ジャイロモ−タ１３や並進駆動ユニット９、１０等の回転体１上にあるユニットは電磁波の影響が少ない圧電素子利用のユニットを使用するのもよい。
【００３０】
また、本発明では、重心移動手段はジャイロ１１をジャイロ軸方向の並進移動の例としているが、ジャイロ１１による回転体効果を発生させない方向へのジャイロの並進移動でもよい。
【００３１】
また、本発明では、重心移動手段は、回転体１に重り物体を取り付け、その重り物体を回転体上で移動する重心の移動でもよい。
【００３２】
また、本発明では、回転体１の重心移動は、回転体効果発生手段でＹ軸まわり成分及びＺ軸まわり成分のちからをジャイロ１１に該ジャイロ１１による回転体効果を発生させない方向へくわえる方法でもよい。
【００３３】
また、本発明では、回転体は回転ユニットと支持枠を介して装置に回転自由に支持されているが、装置に設けた支持壁と回転体とを接触のうえ摺動させる支持方式や、回転体に小球等の回転接触部を設け、その回転接触部を介しての装置との支持方式でもよく、装置の支持壁は球曲面形状の壁面がよい。
【００３４】
その場合、装置に複数の磁極を設けた固定子と回転体に複数の磁極を設け、その固定子磁極と回転体磁極間の磁気作用で、回転体上のジャイロにＹ軸まわり成分の力、又は、Ｚ軸まわり成分の力を加えて、ジャイロの回転体効果による回転力を回転体に発生する。
【００３５】
なお、その場合、回転体を駆動する固定子磁極と回転体の磁極は少なくともどちらかを、複数列状又は網目状等の面配置とする。
【００３６】
また、本発明では、回転体効果発生手段と重心移動手段は必要に応じ、別々に、あるいは同時に動作させることで、より多方面の使用可能な作用力発生装置となる。
【００３７】
また、同一機器に複数の本発明の作用力発生装置を搭載し、その作用力発生装置を連携して制御しながら動かすことで、機器に発生する作用力を増加させ、また、装置に発生する振動や回転等の不要な作用力の発生を防止するのがよい。
【産業上の利用可能性】
【００３８】
本発明は発生する作用力を力覚や振動、推力として利用し、シュミレーション装置やナビゲーション装置の分野や、電気エネルギーでの推力発生装置等に応用が可能である。
【図面の簡単な説明】
【００３９】
【図１】作用力発生装置の実地例を示す部分断面見取り図である。
【図２】作用力発生装置の実地例を示す図１中のＹ−Ｙの断面図である。
【図３】作用力発生装置の実地例を示す図１中のＸ−Ｘの断面図である。
【図４】作用力発生装置の並進駆動ユニット９の要部を示す断面図である。
【符号の説明】
【００４０】
１ 回転体
２ 回転体支持枠
３ Ｙ軸回転ユニット
４ Ｙ軸回転ユニット
５ 装置
６ Ｚ軸回転ユニット
７ Ｚ軸回転ユニット
８ ジャイロ支持枠
９ 並進駆動ユニット
１０ 並進駆動ユニット
１１ ジャイロ
１２ ジャイロ軸
１３ ジャイロモ−タ
１４ ジャイロ円盤
１５ 並進駆動ユニット電磁コイル
１６ 並進駆動ユニット電磁石
１７ 並進駆動ユニットスライド軸受け
【図１】
2007202284.tif 000003
【図２】
2007202284.tif 000004
【図３】
2007202284.tif 000005
【図４】
2007202284.tif 000006