(57)【要約】【課題】本発明により発生した一方向モーメント力を、［モーメントは釣り合うが、力は釣り合わない不安定系］に作用させることにより、一方向力を発生させることができる。【解決手段】動力で駆動したこまを、才差運動０．５サイクルが終了する間に、章差運動０．５サイクルが終了するように制御することにより、１サイクルの積算値として一方向のモーメント力を発生させるための装置。【選択図】  図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
動力等で駆動したこまを、才差運動０．５サイクルが終了する間に、章差運動０．５サイクルが終了するように制御することにより、１サイクルの積算値として一方向のモーメント力を発生させるための装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、こまの才差運動・章差運動の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。
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００２】
本発明の装置により発生した、一方向モーメント力を、［モーメントは釣り合うが、力は釣り合わない不安定系］に作用させることにより、一方向力を発生させることができる。
【課題を解決するための手段】
【０００３】
動力で駆動したこまを、才差運動０．５サイクルが終了する間に、章差運動０．５サイクルが終了するように制御することにより、１サイクルの間の積算値として一方向のモーメント力を発生させるための装置。
【発明の効果】
【０００４】
反動材［後方熱排気］無しに推進力を得ることができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【０００５】
動力で駆動したこまを、才差運動と章差運動を同期させて運動させることにより、１サイクルの積算地として一方向のモーメント力を発生させる。
【実施例１】
【０００６】
まず、才差運動と章差運動が非同期の場合を図３〜７を用いて説明する。
【０００７】
図３は、動力で駆動したこまをθ１〜θ２まで才差運動させた場合の平面図である。図中
Ｌ        こまの角運動量
ｄＬ       才差運動により発生する角加速度
Ω       才差運動の角速度
Ｌθ１→θ２   θ１〜θ２間に発生する積算角運動量
として、ｄＬ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。
【０００８】
図４は、こまを１８０°回転させ、θ１〜θ２まで才差運動させた場合の平面図である。図中
Ｌ       こまの角運動量
ｄＬ       才差運動により発生する角加速度
Ω       才差運動の角速度
Ｌθ１→θ２  θ１〜θ２間に発生する積算角運動量
として、ｄＬ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。ただし、図３の場合とは異なり、ｘ方向の角運動量 Ｌθ１→θ２ の方向は逆になる。
【０００９】
図５は、動力で駆動したこまを０〜πまで章差運動させた場合の側面図である。図中
Ｌ        こまの角運動量
ｄＬ       章差運動により発生する角加速度
φ       章差運動の角速度
Ｌ０→π       ０〜π間に発生する積算角運動量
として、ｄＬ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。
【００１０】
図６は、動力で駆動したこまをπ〜２πまで章差運動させた場合の側面図である。図中
Ｌ        こまの角運動量
ｄＬ      章差運動により発生する角加速度
φ       章差運動の角速度
Ｌπ→２π   π〜２π間に発生する積算角運動量
として、ｄＬをπ〜２π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→２π のみが残る。ただし、図５の場合とは異なり、ｘ方向の角運動量 Ｌπ→２π の方向は逆になる。
【００１１】
図７は、才差運動と章差運動が、非同期の場合の1サイクルのこまの動きを示す平面図である。
図３→図５→図４→図６と考えて、図中
Ｌθ１→θ２      θ１〜θ２間で発生する積算角運動量（ｘ方向のみ）
Ｌθ２→θ３      θ２〜θ３間で発生する積算角運動量（ｘ方向とｙ方向に分解）
Ｌ（θ２→θ３）ｘ    θ２〜θ３間で発生する積算角運動量のｘ方向成分
Ｌ（θ２→θ３）ｙ    θ２〜θ３間で発生する積算角運動量のｙ方向成分
Ｌθ３→θ４      θ３〜θ４間で発生する積算角運動量（ｘ方向のみ）
Ｌθ４→θ１      θ４〜θ１間で発生する積算角運動量（ｘ方向とｙ方向に分解）
Ｌ（θ４→θ１）ｘ    θ４〜θ１間で発生する積算角運動量のｘ方向成分
Ｌ（θ４→θ１）ｙ    θ４〜θ１間で発生する積算角運動量のｙ方向成分
として、１サイクルの間にｙ方向に発生する角運動量の積算値は
〔数１〕  ｄＬ（０→２π）ｙ  ＝  Ｌ（θ２→θ３）ｙ  ＋  Ｌ（θ４→θ１）ｙ  ＝  ０
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２〕  ｄＬ（０→２π）ｘ  ＝  Ｌθ１→θ２  ＋  Ｌ（θ２→θ３）ｘ  ＋  Ｌθ３→θ４  ＋  Ｌ（θ４→θ１）ｘ 
となり、ｘ方向の角運動量のみが残る。
Ｎ０→２π      １サイクルの間に発生するモーメント力
ｄＬ（０→２π）ｘ   １サイクルの間に発生する積算角運動量 （数１、2より）
ｔ０→２π       １サイクルの周期
として、１サイクルの間に発生するモーメント力は
〔数３〕  Ｎ０→２π  ＝  ｄＬ（０→２π）ｘ  ／  ｔ０→２π 
となる。
【実施例２】
【００１２】
図８は、才差運動と章差運動を同期させた場合の、こまの運動の様子を示したアイソメ図である。
図中
軌跡１     ０〜π間で、こまを運動させることにより発生する角加速度の軌跡と方向を示す
軌跡２     π〜２π間で、こまを運動させることにより発生する角加速度の軌跡と方向を示す
軌跡１ｘｙ           軌跡１のｘｙ面内成分
軌跡１ｙｚ           軌跡１のｙｚ面内成分
軌跡２ｘｙ           軌跡２のｘｙ面内成分
軌跡２ｙｚ           軌跡２のｙｚ面内成分
Ｌ（０→π）ｘ           ０〜π間で発生する積算角運動量のｘ方向成分
Ｌ（０→π）ｚ           ０〜π間で発生する積算角運動量のｚ方向成分
Ｌ（π→２π）ｘ  π〜２π間で発生する積算角運動量のｘ方向成分
Ｌ（π→２π）ｚ  π〜２π間で発生する積算角運動量のｚ方向成分
Ω        才差運動の角速度
φ        章差運動の角速度（φ ＝ Ω）
として１サイクルの間にｚ方向に発生する角運動量の積算値は
〔数４〕  ｄＬ（０→２π）ｚ  ＝  Ｌ（０→π）ｚ  ＋  Ｌ（π→２π）ｚ  ＝  ０
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５〕  ｄＬ（０→２π）ｘ  ＝  Ｌ（０→π）ｘ  ＋  Ｌ（π→２π）ｘ
となり、ｘ方向の角運動量のみが残る。
Ｎ０→２π     １サイクルの間に発生するモーメント力
ｄＬ（０→２π）ｘ  １サイクルの間に発生する積算角運動量 （数４、5より）
ｔ０→２π      １サイクルの周期
として、１サイクルの間に発生するモーメント力は
〔数６〕  Ｎ０→２π  ＝  ｄＬ（０→２π）ｘ  ／  ｔ（０→２π）  （数３と同じ）
となる。
【産業上の利用可能性】
【００１３】
図９は、一方向モーメント力の発生装置を［モーメントは釣り合うが、力は釣り合わない不安定系］に作用させた場合の応力図を示す。（重力については無視して説明する。）図中
Ｎ０→２π  一方向モーメント力の発生装置により発生するモーメント力
ｈ１     ピン・ローラー支点からピン支点までの水平距離
ｈ２     ピン・ローラー支点からピン支点までの垂直距離
Ｒ      ピン支点に作用する応力
Ｆ      ピン・ローラー支点の支点反力
として、ピン・ローラー支点廻りのモーメントの釣り合いは
〔数７〕  Ｎ０→２π ＝ Ｒ・ｈ２
また、ピン支点廻りのモーメントの釣り合いは
〔数８〕  Ｎ０→２π ＝ Ｆ・ｈ１
である。数６ 数７をみたす場合、 装置はピン支点廻りにも、ピン・ローラー支点廻りにも回転することができず、 Ｒの反力とＦの反力の合力が推進力として作用する。
【図面の簡単な説明】
【００１４】
【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まで才差運動させた場合の説明図である。（平面）
【図４】こまを１８０°回転させ、θ１〜θ２まで才差運動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まで章差運動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〜２πまで章差運動させた場合の説明図である。（側面）
【図７】才差運動と章差運動が、非同期の場合の説明図である。（実施例１）
【図８】才差運動と章差運動を同期させた場合の説明図である。（実施例２）
【図９】装置の利用法の一つを示す説明図である。
【図１０】複数のこまを用いる場合の平面図を示す。（こまが３個の場合）
【図１１】複数のこまを用いる場合のアイソメ図を示す。（こまが４個の場合）
【符号の説明】
【００１５】
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。
３  章差運動用モーター又は、ギヤボックス又は、それらの組合せ。
４  アーム１
５  才差運動用モーター又は、ギヤボックス又は、それらの組合せ。
６  アーム２
７  遠心力用釣り合い錘
Ｌ  こまの角運動量
Ω  才差運動の角速度
φ  章差運動の角速度
【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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