JP2000074002A - 等圧回流機関 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【目的】 本発明は、アキュムレーター等と流体シリン
ダー相互間の回流により、差動運動を発生させ、等圧ポ
ンプによる流体の復帰により、連続サイクルを可能とし
た、圧力を主入力とする流体運動機関の提供を目的とす
る。 【構成】 アキュムレーター、圧力溜タンク等の内部流
体を、流体シリンダーえ回流させて運動を発生させ、更
に流体の復帰において等圧ポンプを使用し、小型加圧ポ
ンプか圧力伝達回路を付設し。圧力源ポンプよりの入力
を減少させる如くして成る、加圧圧力を主入力として運
動する等圧回流機関。

Description

【発明の詳細な説明】

【産業上の理用分野】本発明は、流体機関に関するもの
である。本発明は、省入力回流機関の簡潔で正確な運動
の原理と構造の提供を目的とする。

【０００２】

【従来の技術】圧力を主入力として運動をする回流流体
機関において、Ｙ、Ｔ字型配置力式、亦、等圧ポンプに
よるシリンダー相互間かアキュムレーターよりの流体の
出入方式等が出願されていますが。出力効率において各
々問題点を内包しています。

【０００３】

【発明が解決しようとする課題】特に、等圧ポンプを使
用する方式においてわ、負荷に比例して吐出側の圧力が
高くなることわ入力の増大となり、効率において最大の
問題点となります。Ｙ、Ｔ字型配置方式でわ、効率と構
造の複雑さに問題がありました。

【０００４】

【課題を解決するための手段】本発明においてわ、負荷
の変動に応じて、吐出側の圧力を吸入側にフイードバツ
クさせる、圧力の帰還伝達回路の設置、小型加圧ポンプ
の設置等において出力効率の変動を減少させた点を特徴
とします。

【０００５】

【作用】本機関の構造の基本わ、 図１の実施例に示す
如く、アキュムレーターの内部流体をシリンダーに放出
回流させることにより推進運動を発生させ、更に、１０
の等圧ポンプの回転により、後退の回流運動をさせる構
造を特徴としています。

【０００６】等圧ポンプの特性について説明します。水
圧、油圧等のポンプににおいて、入力の負荷わ加圧圧力
と吐出量に比例して増加します。但し、高圧を使用して
も吸入側と叶出側に圧力の差が無い場合わ、吐出量が増
加しても入力わ僅かに変わるにすぎません。上記の現象
を確認したことが本発明の要点です。

【０００７】、従って、１０のポンプわ回路圧力５０ｋ
ｇ／ｃｍ^２とし、ポンプの吐出量わ、１０リッター毎秒
と設定していますが、ポンプ入力わ５馬力程度で可能と
なります。通常の油圧回路の場合わ１０リッター毎秒で
わ１００馬力わ必要です。図１の実施例の、各シリンダ
ーわ受圧面積１００^ｃｍ２、ストローク１ｍとすれば、
シリンダー内部容積１０リッター故に、秒速１ｍで運動
します。外部よりの流体の入力を必要としない回流運動
です。従って、加圧のみを入力とする運動の理論効率
わ、従来の流体機関比較して数十倍の省エネルキー効果
をもたらします。

【０００８】但し、負荷の増加に従い吐出側の圧力が増
加し、従って等圧ポンプの効率が減小してゆきます。以
上の弱点を補う方式として、圧力伝達回路の設置、小型
加圧ポンプの設置等により、吐出側の圧力の変動に応じ
吸入側圧力を適応させることにより、等圧保持の問題を
解決しました。

【０００９】出力わ、推進用シリンターの加圧圧力×受
圧面積×速度 によって算定されます。以上の運動原理
の説明の如く、パスカルの原理を基本とした、圧力伝達
回路、小型加圧ポンプの設置等の使用による回流運動発
生の効果わ、従来の流体機関に比較して省入力となるわ
極めて明らかです。更に、本機関の構造と運動につい
て、実施例の図１、図２により説明します。

【００１０】

【実施例】図１、の実施例わ、両軸型のシリンダー１１
が後退端にあり、５の前進弁加圧され、２７の方向に起
動直前の状態です。図２わ前進端に到達直前の状態を示
しています。

【００１１】５の、前進弁のＯＮにより１１の推進用シ
リンダーわ加圧され２７の方回の前進運動となり、１２
のシリンダーの内部流体わ１０の等圧ポンプ回転によ
り、アキュムレーターえ復帰してゆきます。１０ ポン
プの運動時において吸入側の圧力が低下状態となるか、
吐出側の圧力が高くなつた場合、直ちに検出し１４の小
型加圧ポンプを起動して圧力を補正さすことが可能で
す。

【００１２】圧力伝達回路の設置の場合わ、検出機構わ
不要であり吸入側と吐出測が導通している故に、圧力の
高い側から低い側に流れて即時の補正となります。１７
の推進軸が２０の前進端に到達すれば、図２の状態とな
ります。５の前進弁をＯＦにし、６の後退弁をＯＮにす
れば、１２のシリンダーがアキュムレーターよりの充填
となり、１１のシリンダーの内部流体わ１０の等圧ポン
プによるアキュムレーターえの復帰となります。１７の
推進軸が後退端に到達すれば、再び以上の手順を繰り返
すことによりサイクルを連続します。

【００１３】運動時の１７、１８の椎進軸の出力わ、２
３、２４のクラツチ付き歯車の一方向回転として２５の
出力軸に伝達されます。上記の運動において２のポンプ
入力わ１馬力程度で可能です。更に、１３のモーターも
１馬力程度で可能です。更に、１４の小型加圧ポンプの
使用の場合わ、吐出側よりも吸入側の圧力上昇により１
０の等圧ポンプの効率を上昇させることも可能です。１
３のモーター回転の調整を、圧力差の検出により自動的
に連動さす方式も有効です。

【００１４】以上の説明の如く、本機関わ等容積回流機
関であり、流体の加圧圧力を主入力とする故に、従来の
流体機関の出力効率に比較し数倍となる、極めて高い出
力効率が予測される原動機関の提供といえます。以上が
本機関の運動の原理と構造の説明です。

【００１５】亦、実施例の運動行程において、切り替え
時の休止タイムロスを無くする方式として実施例機構の
２組以上による並列設置が有効です。図３の実施例わ推
進用シリンダーが順次交替してゆく機構ですが、推進用
シリンダー１に対して復帰用シリンダーを２とした設置
方式です、等圧ポンプの数が増加しますが等圧ポンプ容
量を少なくすることが可能となります。亦、クランク
軸、一方向出力軸等を中心としてシリンダーを放射状に
配置する方式も有効です。

【００１６】亦、モーターの回転数の調整、流量調整弁
等による速度制御が可能です。亦、小型ポンプ、アキュ
ムレーター、ダイナモ、バッテリー等の付設により、独
立としたエンジンとしての使用が可能となります。亦、
本機関の片方向運動を使用し、他の機械と併用する方式
も可能です。亦、パイロット弁の使用が有効であり、圧
力溜タンクの使用も可能です。亦、等圧ポンプのみによ
る前進、後退運動方式も可能です。

【発明の効果】本発明の差動回流圧力機関わ圧力を主入
力とする故に、従来の原動機関に比較して、入力効率わ
極めて優れている故に、多様な用途が可能となります。
回流圧力機関の用途として、プレス、リフト、射出成形
機、土木機械 等の往復運動機関を始め、車両、船舶等
の推進機関、発電機、冷凍機等の駆動原動機としても省
エネルギー問題に貢献する重要な発明です。

【図面の簡単な説明】

【図１】第１実施例の構造動作説明図です。

【図２】第１実施例の構造動作説明図です。

【図３】第２実施例の構造動作説明図です。

【符号の説明】

１ 原動機 ２ ポンプ ３ 圧力調整弁 ４ アキュムレーター ５ 前進弁 ６ 後退弁 ７ 前進加圧回路 ８ 後退加圧回路 ９ 等圧用モーター １０ 等圧用ポンプ １１ 推進用シリンダー １２ 推進用シリンダー １３ 小型ポンプのモーター １４ 小型加圧ポンプ １５ フレーム本体 １６ 歯車 １７ 推進軸 １８ 推進軸 １９ 後退位置 ２０ 前進位置 ２１ 前進時の推力の方向 ２２ 後退時の推力の方向 ２３ 歯車付一方向クラッチ ２４ 歯車付一方向クラッチ ２５ 出力軸 ２６ 回転方向 ２７ 前進方向 ２８ 後退方向 ２９ 圧力伝達回路 ３０ 推進用シリンダー

─────────────────────────────────────────────────────

【手続補正書】

【提出日】平成１０年１０月１６日（１９９８．１０．
１６）

【手続補正１】

【補正対象書類名】明細書

【補正対象項目名】全文

【補正方法】変更

【補正内容】

【書類名】 明細書

【発明の名称】 等圧回流機関

【特許請求の範囲】

【請求項 １】アキュムレーターか圧力溜タンク等の内
部流体を、直接か、電磁弁、等圧ポンプ等により、流体
シリンダーと回流さす事により推進運動を発生させる構
造とする。流体シリンダーの配置において、推進力、容
積の等の相違するシリンダーの対抗配置とする。加圧源
のポンプよりの流体の流大を減少させて成る等圧回流機
関。

【０００１】

【発明の詳細な説明】

【産業上の利用分野】本発明は、流体機関に関するもの
である。本発明は、省入力回流機関の運動の原理と構造
の提供を目的とする。

【０００２】

【従来の技術】現在、圧力を主入力として運動をする回
流流体機関の技術わ、いまだ市場において、確立されて
わおりません。

【０００３】

【発明が解決しようとする課題】圧力源の流体ポンプの
入力を極めて省力化した回流機関の提供にありますが。
但し、回流機関の、出力の取りだしにおいてわ、対抗配
置のシリンダー相互の推力が対抗状態となる点と、シリ
ンダー自体の前進と後退の推力が中和状態となり、出力
の取出しが不可能となる問題点がありました。

【０００４】

【課題を解決するための手段】本発明においてわ、対抗
するシリンダーの推進力の差を確立する方式として、対
抗するシリンダーの、容積と推進力の差の設定すること
により、等加圧において差動推進運動を発生させた点を
特徴とします。

【０００５】

【作用】本機関の構造の基本わ、 図１の実施例に示す
如く、アキュムレーターの内部流体を１２のシリンダー
え直接の回流させることにおいて後退運動を発生させる
方式ですが、前進時においてわ、１１、１２同時加圧に
おいて、加圧面積が２倍となる、２１の示す推進方向の
差動推力により、前進運動を発生させる如くした点を特
徴とします。

【０００６】本発明においてわシリンダーえの流体の流
入、排出の方式わ、アキュムレーターよりの直接の加
圧、電磁弁、機械式弁等を介しての加圧、また等圧ポン
プによる方式等を設定しています。次に、本機関の重要
な要素である等圧ポンプの特性について説明します。

【０００７】通常、水圧、油圧等のポンプににおいて、
入力の負荷わ加圧圧力と吐出量に比例して増加します。
但し、回転型ポンプの場合高圧を使用しても吸入側と吐
出側に圧力の差が無い場合わ、吐出量が増加しても入力
わ僅かに変わるにすぎません。上記の等圧ポンプの軽負
荷現象を確認したことが本発明の要素です。

【０００８】、従って、１０の等圧ポンプわ回路圧力５
０ｋｇ／ｃｍ^２とし、ポンプの吐出量わ、２０リッター
毎秒と設定していますが、ポンプ入力わ８馬力程度で可
能となります。通常の油圧回路の場合わ２０リッター毎
秒でわ２００馬力わ必要です。図１の実施例の、各シリ
ンダーわ受圧面積１００^ｃｍ２、ストローク１ｍとすれ
ば、シリンダー内部容積１０リッター故に、２本の同時
加圧故に秒速１ｍで運動します。

【０００９】加圧源よりの流体の入力でなく、アキュム
レーターよりの回流運動です。従って、加圧のみを入力
とする運動の理論効率わ、従来の流体機関比較して数十
倍の省エネルギー効果をもたらします。但し、負荷の増
加に従い吐出側の圧力が増加し、従って等圧ポンプの効
率が減少してゆきます。

【００１０】以上の弱点を補う方式として、等圧ポンプ
に並列回路として、圧力伝達回路の設置、２４の小型加
圧ポンプの設置等により、吐出側の圧力の変動に応じ吸
大側圧力を高くするか、等圧とする等により、効率化が
可能となります。圧力差の自動検出と小型加圧ポンプの
圧力のサーボー制御方式が有効です。出力わ、推進用シ
リンダーの加圧圧力×受圧面積×速度 によって算定さ
れます。

【００１１】

【実施例】図１、の実施例わ、外筒移動型前進用シリン
ダー１１が後退端付近にあり、１２の外筒固定型シリン
ダーの前進加圧部とを８の等加圧回路により、１０の等
圧ポンプの前進方向の回転となっています。１２のシリ
ンダーわ、６の回路によりアキュムレーターからの直接
の加圧により後退方向の推進力を保持して対抗していま
す。

【００１２】従って、１１の推進用シリンダーわ１２の
推進力の２倍の前進推力により２１の方向の差動前進運
動となり、１３のラック推進軸を介して１５の歯車付一
方向回転クラッチにより１７の出力軸え推力を伝達しま
す。１９の前進端末に到達すれば、図２の状態となり、
１０の等圧ポンプを後退回転とし、１１、１２の内部流
体をアキュムレーターに復帰させれば、６の回路の加圧
推進力により２２の方向の後退運動となります。

【００１３】１２のシリンダーが１８の後退端末に到達
すれば、図１に示す状態となり、再び１０を前進回転と
れば２１の方向の前進運動に切り変わります。以上の手
順を繰り返すことによりサイクル運動を連続します。１
１、１２シリンダーわアキュムレーターか圧力溜めタン
クよりの充填運動であり、加圧源ポンプよりの消費入力
わ極めて少量で運動が可能となります。

【００１４】上記の運動において２のポンプ入力わ１馬
力程度で可能です。更に、２３の加圧用モーターも１馬
力程度で可能です。以上の説明の如く、本機関わ等容積
回流機関であり、流体の加圧圧力を主入力とする故に、
従来の流体機関の出力効率に比較し数倍となる、極めて
高い出力効率が予測される原動機関の提供といえます。
以上が本機関の運動の原理と構造の説明です。

【００１５】亦、実施例の運動行程において、切り替え
時の休止タイムロスを無くする方式として実施例機構の
２組以上による並列設置が有効です。図３の実施例わ推
進用回路、後退用回路共に、等圧ポンプを使用した方式
であり、２５の後退回転により１２の抵抗推力が消失
し、２１の方向の前進推力が図１の実施例よりも増加し
ます。２５の所要入力わ１０リッター毎秒故に７わ４馬
力程度です。亦、推進時のみに電磁弁等の使用も可能で
す。

【００１６】亦、並列方式としてクランク軸、一方向出
力軸等を中心としてシリンダーを放射状に並列配置とす
る方式も有効です。亦、シリンダーの外筒移動型か外筒
固定型のみの製造方式も可能です。亦、モーターの回転
数の調整、流量調整弁等による速度制御が可能です。
亦、アキュムレーターの前進用と後退用の複数設置方式
も有効です。

【００１７】亦、小型ポンプ、アキュムレーター、ダイ
ナモ、バッテリー等の付設により、独立としたエンジン
としての使用が可能となります。亦、本機関の片方向運
動を使用し、他の機械と併用する力式も可能です。亦、
パイロット弁の使用が有効であります。亦、等圧ポンプ
のみによる前進、後退運動方式も可能です。

【発明の効果】本発明の等圧回流機関わ圧力を主入力と
する故に、従来の原動機関に比較して、入力効率わ極め
て優れている故に、多様な用途が可能となります。回流
圧力機関の用途として、プレス、リフト、射出成形機、
土木機械 等の往復運動機関を始め、車両、船舶等の推
進機関、発電機、冷凍機等の駆動原動機としても省エネ
ルギー問題に貢献する重要な発明です。

【図面の簡単な説明】

【図１】第１実施例の構造動作説明図です。

【図２】第１実施例の構造動作説明図です。

【図３】第２実施例の構造動作説明図です。

【符号の説明】 １ 原動機 ２ ポンプ ３ 圧力調整弁 ４ アキュムレーター ５ 前進回路 ６ 後退回路 ７ １２の等圧モーター ８ 前進加圧回路 ９ 等圧用モーター １０ 等圧用ポンプ １１ 推進用シリンダー １２ 推進用シリンダー １３ 推進用ラック軸 １４ 推進用ラック軸 １５ 一方向回転歯車付クラッチ １６ 一方向回転歯車付クラッチ １７ 出力軸 １８ 後退位置 １９ 前進位置 ２０ フレーム本体 ２１ 前進方向 ２２ 後退方向 ２３ 小型加圧用モーター ２４ 小型加圧ポンプ ２５ １２の後退用等圧ポンプ

【手続補正２】

【補正対象書類名】図面

【補正対象項目名】全図

【補正方法】変更

【補正内容】

【図１】

【図２】

【図３】 ─────────────────────────────────────────────────────

【手続補正書】

【提出日】平成１０年１１月５日（１９９８．１１．
５）

【手続補正１】

【補正対象書類名】明細書

【補正対象項目名】全文

【補正方法】変更

【補正内容】

【書類名】 明細書

【発明の名称】 等圧回流機関

【特許請求の範囲】

【請求項 １】等圧ポンプと流体リンダーの複数を使用
し。推進用シリンダーの配列と吐出用シリンダーの配列
を併設し、併設の前後に、天秤作用の歯車、ローラー、
等を介在させた相対配置とする。主として、吐出側シリ
ンダーに背圧を加圧する回路とする。対抗配列の推進用
シリンダー相互の接触点と吐出用シリンダー相互の接触
点を各々分離する構造とする。分離した相互の推進用シ
リンダーの往復運動わ、相互の等圧ポンプの正逆回転に
同調して運動をする機構とし。加圧圧力を主入力とし、
加圧源のポンプよりの流体の流入を減少させる如くして
成る等圧回流機関。

【０００１】

【発明の詳細な説明】

【産業上の理用分野】本発明は、流体機関に関するもの
である。本発明は、省入力回流機関の運動の原理と構造
の提供を目的とする。

【０００２】

【従来の技術】現在、圧力を主入力として運動をする回
流流体機関の技術わ、いまだ市場において、確立されて
わおりません。

【０００３】

【発明が解決しようとする課題】等圧流体ポンプの使用
における問題点わ、前進推力と後退推力の干渉による推
力の中和により出力の取り出しが困難となる問題です。

【０００４】

【課題を解決するための手段】対抗配置とした推進用シ
リンダー相互間の接触点と吐出用シリンダー相互間の接
触点を分離した構造とする。分離した相互の配置の等圧
ポンプの回転による、相互のシリンダーの同調移動によ
り、相互の推力の衝突中和を防止した機構を特徴としま
す。分離構造とわ、本機関の推進シリンダーの移動量わ
等圧ポンプの回転数に比例する特性により、相互の等圧
ポンプ回転を調整して、対抗する相互のシリンダー間に
一定の間隙を設け、直接の接触を防止する機構です。

【０００５】

【作用】本発明の構造の基本配置わ、 図１の実施例に
示す如く、推進用シリンダーの配列と吐出用シリンダー
の配列を並行に相対配置とし、更に、分離した相対配置
に各々の歯車の天秤作用による推進軸の移動構造として
います。

【０００６】本配置の場合、１１、１２のシリンダーわ
対抗推力故に、固定結合とすれば、推力わ中和して出力
の外部取り出しわ不可能です。分離配置とすれば、相互
の推進用シリンダーの運動わ、各々の等圧ポンプの回転
に同調する故に、隙間の設定が可能となり、推力の干渉
と衝突中和状態を発生させず、交互に一方向出力の取り
出しが可能となります。次に、本機関の重要な要素であ
る等圧ポンプの特性について説明します。

【０００７】通常、水圧、油圧等のポンプににおいて、
入力の負荷わ加圧圧力と吐出量に比例して増加します。
但し、回転型ポンプの場合、高圧を使用しても、吐出量
を増加しても、吸入側と吐出側に圧力の差が無い場合
わ、入力わ僅かに変わるにすぎません。上記の等圧ポン
プの軽負荷現象を確認したことが本機関の重要な要素で
す。

【０００８】従って、８、１０の等圧ポンプわ回路圧力
５０ｋｇ／ｃｍ^２とし、ポンプの吐出量わ、１０リッタ
ー毎秒と設定していますが、各々の等圧ポンプ入力わ５
馬力程度で可能となります。通常の油圧回路の場合わ１
０リッター毎秒でわ１００馬力わ必要です。図１の実施
例の、各シンダーわ受圧面積１００^ｃｍ２、ストローク
１ｍとすれば、シリンダー内部容積１０リッター故に、
秒速１ｍで運動します。

【０００９】本機関の運動わ、加圧源よりの流体の入力
でなく、１１と１３、１２と１４のシリンダー推進部相
互の等圧ポンプによる回流運動です。故に、加圧のみを
入力とする運動の理論効率わ、従来の流体機関比較して
数倍の省エネルギー効果をもたらします。但し、負荷の
増加に従い等圧ポンプの吐出側の圧力が増加する場合、
等圧ポンプの効率が減少してゆきます。

【００１０】以上の弱点を補う方式として、等圧ポンプ
に並列回路として、小型加圧ポンプか切替弁か導通回路
等の設置により、吐出側の圧力の変動に応じ吸入側圧力
を高くするか、等圧とする等により、効率化が可能とな
ります。圧力差の自動検出と小型加圧ポンプの圧力のサ
ーボー制御方式等が有効です。本機関の出力わ、推進用
シリンダーの加圧圧力×受圧面積×速度 によって算定
されます、本機関の構造と運動発生の詳細わ実施例によ
り説明します。

【００１１】

【実施例】図１、の実施例わ、外筒移動型シリンダーを
使用し、１１と１２の推進用シリンダーが前進端の２５
の位置に到達直前の状態を示すものです。５の起動弁わ
ＯＮの状態にあり。８、１０の等圧ポンプわ各々１２と
１３を充填する方向に回転しています。１１と１２わ分
離されてあり、１１わ左方向に後退し、１２わ左方向に
前進していまかが、ポンプの回転数が同調している故
に、接触わしないのです。

【００１２】更に、１３、１４のシリンダーわ背圧が加
圧されている故に、１１、１２に推力が発生しています
が、等圧ポンプの回転により初めて運動となります。運
動出力わ３０、３１の推進軸を通じ、２６の一方向回転
歯車付クラッチを介して２７の出力軸に伝達されます。
３０の推進軸が２５の位置に到達すれば、８、１０ポン
プを逆回転をさすことにより、１１、１２わ右方向の後
退運動に替わります。

【００１３】次に、３０の推進軸が２４の位置に到達す
れば、図２に示す状態となり、再び８、１０ポンプの反
転により１１、１２わ左方向の前進運動に移ります。以
上の手順を繰り返すことによりサイクル運動を連続しま
す。上記の運動わシリンダーの相互の回流運動であり、
又背圧回路も等容積の回流故に、加圧源ポンプの消費入
力わ、圧力を主入力とする故に極めて少量で推進運動が
可能となります。

【００１４】上記の運動において２のポンプ入力わ１馬
力程度で可能です。更に、１５、１７の加圧用モーター
も１馬力程度で可能です。以上の説明の如く、本機関わ
回流機関であり、流体の加圧圧力を主入力とする故に、
従来の流体機関の出力効率に比較し数倍となる、極めて
高い出力効率が予測される原動機関の提供といえます。
以上が本機関の運動の原理と構造の説明です。

【００１５】亦、実施例の運動行程において、切り替え
時の休止タイムロスを無くする方式として実施例機構の
２組以上による並列設置が有効です。亦、使用ンリンダ
ーも外筒固定型、外筒移動型の各種の組合わせが能で
す。亦、並列方式としてクランク軸、一方向出力軸等を
中心としてシリンダーを放射状に並列配置とする方式も
有効です。亦、モーターの回転数の調整、流量調整弁等
による速度制御が可能です。亦、圧力源としてアキュム
レーター、圧力溜タンク等の使用方式も有効です。

【００１６】亦、小型ポンプ、アキュムレーター、ダイ
ナモ、バッテリー等の付設により、独立としたエンジン
としての使用が可能となります。亦、本機関の分離した
片方の機構を使用する方式も可能です。亦、吐出用シリ
ンダー側の背圧回路を使用しない方式でわ、シリンダー
の推進側と吐出側が交互に変化する機構となります。
亦、図２の３８の点線に示す如く、分離したシリンダー
の背圧回路を交互加圧とする方式も可能です。亦、交互
加圧方式でわ１２、１３と１３、１４の背圧加圧も可能
です。

【発明の効果】本発明の等圧回流機関わ圧力を主入力と
する故に、従来の原動機関に比較して、入力効率わ極め
て優れている故に、多様な用途が可能となります。回流
圧力機関の用途として、プレス、リフト、射出成形機、
土木機械 等の往復運動機関を始め、車両、船舶等の推
進機関、発電機、冷凍機等の駆動原動機としても省エネ
ルギー問題に貢献する重要な発明です。

【図面の簡単な説明】

【図１】実施例の前進端にある構造動作説明図です。

【図２】実施例の後退端にある構造動作説明図です。

【符号の説明】 １ 原動機 ２ ポンプ ３ 圧力調整弁 ４ アキュムレーター ５ 起動弁 ６ 加圧回路 ７ 等圧用モーター ８ 等圧ポンプ ９ 等圧用モーター １０ 等圧ポンプ １１ 推進用シリンダー １２ 推進用シリンダー １３ 吐出用シリンダー １４ 吐出用シリンダー １５ 小型加圧ポンプモーター １６ 小型加圧ポンプ １７ 小型加圧ポンプモーター １８ 小型加圧ポンプ １９ 歯車 ２０ フレーム本体 ２１ １１、１３の加圧方向 ２２ １２、１４の加圧方向 ２３ 背圧推力の方向 ２４ 後退位置 ２５ 前進位置 ２６ 一方向クラッチ付歯車 ２７ 出力軸 ２８ 回転方向 ２９ 前進時の等圧ポンプの吐出方向 ３０ １２の推進軸 ３１ １１の推進軸 ３２ １３の後退軸 ３３ １４の後退軸 ３４ 背圧回路 ３５ 前進方向 ３６ 後退方向 ３７ 後退時の等圧ポンプの吐出方向 ３８ 交互背圧方式の回路

【手続補正２】

【補正対象書類名】図面

【補正対象項目名】全図

【補正方法】変更

【補正内容】

【図１】

【図２】 ─────────────────────────────────────────────────────

【手続補正書】

【提出日】平成１０年１１月２６日（１９９８．１１．
２６）

【手続補正１】

【補正対象書類名】明細書

【補正対象項目名】全文

【補正方法】変更

【補正内容】

【書類名】 明細書

【発明の名称】 等圧回流機関

【特許請求の範囲】

【請求項 １】流体シリンダーの複数を使用し。推進用
シリンダーと吐出用シリンダーとを配列する対抗回路
か。推進用シリンダーのみの相互対抗回路等において、
吐出用シリンダーの背圧部か、対抗する推進用シリンダ
ーの片側の背圧部等を、バランスシリンダー等のバラン
ス機構と共に等加圧すことにより推力を消失させ。反対
側の推進用シリンダーに推進運動を発生させる機構とす
る。背圧部の交互加圧により、推進用シリンダーの相対
往復運動をさせ、加圧圧力を主入力とし、加圧源のポン
プよりの流体の流入を減少させる如くして成る等圧回流
機関。

【０００１】

【発明の詳細な説明】

【産業上の理用分野】本発明は、流体機関に関するもの
である。本発明は、省入力回流機関の運動の原理と構造
の提供を目的とする。

【０００２】

【従来の技術】現在、圧力を主入力として運動をする回
流流体機関の技術わ、いまだ市場において、確立されて
わおりません。

【０００３】

【発明が解決しようとする課題】等圧回流機関の開発に
おける問題点わ、前進推力と後退推力の干渉による推力
の中和により出力の取り出しが困難となる問題です。

【０００４】

【課題を解決するための手段】シリンダー相互の対抗配
置において、片側の推進用シリンダーか吐出用シリンダ
ーの背圧部を、バランスシリンダーと共に等加圧するこ
とにより、等加圧しない側の推進用シリンダーに推進運
動を発生させる、機構を開発した点を特徴とします。

【０００５】

【作用】本発明の構造の基本であるバランスシリンダー
機構の特徴わ、共に等加圧した場合において、機関本体
の出力に影響を与えず、該シリンダーの推進力の消失
と、加圧を停止した場合の推力の復帰が急速に対応する
点であります。従って、推力を対抗して静止状態の２本
のシリンダーの片側の背圧部と、バランスシリンダーと
を共に等加圧とした場合、等加圧をしない側のシリンダ
ーの推力が有効となり運動を発生します。

【０００６】本機関のバランス機構わ、図１に示す１
５、１６の直列配置のバランスシリンダーピストンロー
ラーが、２９の倣いテンプレートの形状に従いピストン
の上下運動を行い、１１の背圧部えの流体を出し入れし
ます。ピストンとテンプレートの接触圧力を倣いセンサ
ーにより検出し、２０の等圧ポンプの正逆回転により対
応させ、１５、１６間の回流による上下運動を実施する
構造です。次に、本機関の重要な要素である等圧ポンプ
の特性について説明します。

【０００７】通常、水圧、油圧等のポンプににおいて、
入力の負荷わ加圧圧力と吐出量に比例して増加します。
但し、回転型ポンプの場合、高圧を使用しても、吐出量
を増加しても、吸入側と吐出側に圧力の差が無い場合
わ、入力わ僅かに変わるにすぎません。上記の等圧ポン
プの軽負荷現象を確認したことが本機関の重要な要素で
す。

【０００８】、従って、２０の等圧ポンプわ回路圧力５
０ｋｇ／ｃｍ^２とし、ポンプの吐出量わ、１０リッター
毎秒と設定していますが、等圧ポンプ入力わ３馬力程度
で可能となります。通常の油圧回路の場合わ１０リッタ
ー毎秒でわ１００馬力わ必要です。図１の実施例の、各
シリンダーわ受圧面積１００^ｃｍ２、ストローク１ｍと
すれば、シリンダー内部容積１０リッター故に、秒速１
ｍで運動します。

【０００９】本機関の運動わ、加圧源よりの流体の入力
でなく、１１と１２、１１と１５、１２と１３のシリン
ダー間相互の回流運動です。故に、加圧のみを入力とす
る運動の理論効率わ、従来の流体機関比較して数倍の省
エネルギー効果をもたらします。但し、１３と１４、１
５と１６の間わ等圧ポンプによる回流運動です。等圧ポ
ンプの特性として、負荷の増加に従い等圧ポンプの吐出
側の圧力が増加する場合、等圧ポンプの効率が減少して
ゆきます。

【００１０】以上の弱点を補う方式として、図面でわ表
示していませんが、等圧ポンプに並列回路として、小型
加圧ポンプか導通回路等の設置により、吐出側の圧力の
変動に応じ吸入側圧力を高くするか、等圧とする等によ
り、ポンプ入力の効率化が可能となります、尚、圧力差
の自動検出による、小型加圧ポンプの圧力のサーボー制
御方式等が有効です。亦、等圧ポンプと同一構造の油圧
モーターの使用も有効です。本機関の出力わ、推進用シ
リンダーの加圧圧力×受圧面積×速度 によって算定さ
れます、本機関の構造と運動発生の詳細わ実施例により
説明します。

【００１１】

【実施例】図１、の実施例わ、外筒移動型シリンダーを
使用し、１１と１２の推進用シリンダーが後退端の２４
の位置に到達直前の状態を示すものです。１７の常圧回
路により１１、１２の推進用シリンダーが推力の対抗状
態にあり、通常わ運動を発生しませんが、５の後退弁の
ＯＮにより、１１と１５の等加圧となり、１１の前進推
力の消失により、１２の推進運動が発生し３１の推進軸
わ２２の方向の後退となります。

【００１２】後退時の、１５、１６のシリンダーピスト
ン軸わ２９のテンプレートの形状に倣い上方に移動して
行き、１５の内部流体を１１の背圧部え流入します。後
退時の１２の背圧部の内部流体わ加圧していないが、１
３のバランスシリンダーえの移動となります。１３、１
４のシリンダーピストン軸わ、３０のテンプレートの形
状に倣い下方に移動します。１３の等圧回路が加圧の場
合でも、ピストンわ安定であり等圧ポンプを回転させな
ければピストン軸わ動かないことが本バランス機構の特
徴です。３１の推進軸の運動わ、前進、後退推力わ共
に、２６の一方向歯車付クラッチにより２７の出力軸に
伝達されます。

【００１３】３１の推進軸が２４の後退端に到達すれ
ば、５の後退弁をＯＦにし、６の前進弁をＯＮとし、８
の回路の等加圧により１２の後退方向推力が消失する故
に、１１の前進運動が発生します。図２わ前進端２５に
到達直前の状態を表示しています。次に、３１の推進軸
が２５の位置に到達すれば、再び６をＯＦとし、５をＯ
Ｎにすることにより右方向の後退運動に移ります。以上
の手順を繰り返すことによりサイクル運動を連続しま
す。上記の運動わシリンダーの相互の回流運動であり、
又背圧回路も等容積の回流故に、加圧源ポンプの消費入
力わ、圧力を主入力とする故に極めて少量で推進運動が
可能となります。

【００１４】上記の運動において２のポンプ入力わ３馬
力程度で可能です。以上の説明の如く、本機関わ回流機
関であり、流体の加圧圧力を主入力とする故に、従来の
流体機関の出力効率に比較し数倍となる、極めて高い出
力効率が予測される原動機関の提供といえます。以上が
本機関の運動の原理と構造の説明です。

【００１５】亦、実施例の運動行程において、切り替え
時の休止タイムロスを無くする方式として実施例機構の
２組以上による並列設置が有効です。亦、使用シリンダ
ーも外筒固定型、外筒移動型の各種の組合わせが能で
す。亦、並列方式としてクランク軸、一方向出力軸等を
中心としてシリンダーを放射状に並列配置とする方式も
有効です。亦、モーターの回転数の調整、流量調整弁等
による速度制御が可能です。亦、圧力源としてアキュム
レーター、圧力溜タンク等の使用方式も有効です。

【００１６】亦、小型ポンプ、アキュムレーター、ダイ
ナモ、バッテリー等の付設により、独立としたエンジン
としての使用が可能となります。亦、本機関のバランス
シリンダー制御方式において、等圧ポンプに替え切替弁
加圧方式、電動サーボ倣い方式、ＮＣ制御方式、油圧倣
い方式等が可能です。亦、等圧ポンプ回路において１３
と１５、１４と１６等の設定も可能です。

【００１７】亦、吐出用シリンダーを使用する方式にお
いても、背圧部の加圧わ可能です。亦、倣い方式にかえ
て２段歯車、２段ローラー等を介在させた相対運動方式
も可能です。、亦、常圧推進用回路の背圧の同時加圧方
式等も可能です。亦、シリンダー端末においてショツク
アブソーバーの使用が有効です。亦、１４、１６の背圧
回路のアキュムレーター等による加圧方式も可能です。

【発明の効果】本発明の等圧回流機関わ圧力を主入力と
する故に、従来の原動機関に比較して、入力効率わ極め
て優れている故に、多様な用途が可能となります。回流
圧力機関の用途として、プレス、リフト、射出成形機、
土木機械 等の往復運動機関を始め、車両、船舶等の推
進機関 発電機、冷凍機等の駆動原動機としても省エネ
ルギー問題に貢献する重要な発明です。

【図面の簡単な説明】

【図１】実施例の後退端にある構造動作説明図です。

【図２】実施例の前進端にある構造動作説明図です。

【符号の説明】 １ 原動機 ２ ポンプ ３ 圧力調整弁 ４ アキュムレーター ５ 後退弁 ６ 前進弁 ７ 後退加圧回路 ８ 前進加圧回路 ９ 後退用回流回路 １０ 前進用回流回路 １１ 推進用シリンダー １２ 推進用シリンダー １３ バランスシリンダー １４ バランスシリンダー １５ バランスシリンダー １６ バランスシリンダー １７ 常圧回路 １８ 推進回流回路 １９ 等圧用モーター ２０ 等圧ポンプ ２１ 前進方向 ２２ 後退方向 ２３ 等圧回流回路 ２４ 後退位置 ２５ 前進位置 ２６ 一方向クラッチ付歯車 ２７ 出力軸 ２８ 回転方向 ２９ 倣いテンプレート ３０ 倣いテンプレート ３１ 推進軸 ３２ 本体フレーム ３３ 後退時の流体方向 ３４ 前進時の流体方向 ３５ 常圧の推力方向 ３６ 後退時の背圧方向 ３７ 前進時の背圧方向 ３８ 圧力センサー

【手続補正２】

【補正対象書類名】図面

【補正対象項目名】全図

【補正方法】変更

【補正内容】

【図１】

【図２】 ─────────────────────────────────────────────────────

【手続補正書】

【提出日】平成１１年３月３日（１９９９．３．３）

【手続補正１】

【補正対象書類名】明細書

【補正対象項目名】全文

【補正方法】変更

【補正内容】

【書類名】 明細書

【発明の名称】 等圧回流機関

【特許請求の範囲】

【請求項 １】アキュムレーター及び圧力溜タンクの内
部流体を、流体シリンダーえ回流させて運動を発生させ
る如くする。ポンプの吸入側と、吐出側の圧力差を少な
なくした回路とし回流用ポンプを使用して復帰させる。
更に圧力補正用ポンプを回流ポンプを並列に付設し、電
磁弁、カム弁等の切り替え機構により、往復運動をさせ
て成る等圧回流機関。

【０００１】

【発明の詳細な説明】

【産業上の理用分野】本発明は、流体機関に関するもの
である。本発明は、省入力回流機関の製造の原理と構造
の提供を目的とする。

【０００２】

【従来の技術】現在、圧力を主入力として運動をする回
流流体機関の技術わ、いまだ市場において、確立されて
わおりません。

【０００３】

【発明が解決しようとする課題】アキュムレーター加圧
源とし、低差圧ポンプの使用により復帰させ、切り替え
弁の作用によるシリンダーの往復運動の提供にありま
す。

【０００４】

【課題を解決するための手段】回流用ポンプを圧力源え
の復帰回路に一方向回転として使用により可能となりま
す。更に、補正加圧ポンプの並列付設により、復帰効率
を上昇します。

【０００５】

【作用】低差圧回路におけるポンプの効率わ、大容量の
流体の移動においての省力効果わ極めて優れています。
通常の回路の水圧、油圧等のポンプににおいて、入力の
負荷わ加圧圧力と吐出量に比例して増加します。但し、
トロコイド型、歯車型、ベーン型等の背面の加圧が可能
なポンプの場合、高圧を使用しても、吐出量を増加して
も、吸入側と吐出側に圧力の差が無い場合わ、入力わ僅
かに変わるにすぎません。故に、アキュムレーター等の
圧力の高い加圧源えの流体の復帰が容易に可能となりま
す。

【０００６】従って、実施例の２の加圧ポンプ加圧圧力
５０ｋｇ／ｃｍ^２とし １０のポンプの吐出量わ、１０
リッター毎秒と設定していますが、９の駆動用モーター
わ５馬力程度で可能となります。通常の油圧回路の場合
わ１０リッター毎秒の吐出量でわ、ポンプ入力わ８０馬
力わ必要です。図１の実施例の、１１、１２のシリンダ
ーわ受圧面積１００^ｃｍ２、ストローク１ｍとすれば、
シリンダー内部容積わ１０リッター故に、秒速１ｍにて
運動します。

【０００７】本機関の運動わ、４のアキュムレーターの
加圧源よりの流体の入力により１１、１２のシリンダー
わ前進します。但し、前進運動も低差圧ポンプの後退吸
引力に支えられて可能となります。尚、等圧回路の特性
として、ポンプの運動時吸入側の圧力が低下します、従
って復帰用ポンプの効率が低下します。

【０００８】以上の弱点を補う方式として、小型補正加
圧ポンプの付設による圧力補正回路の並列設置により、
吸入側圧力を高くする等の補正により、復帰ポンプの入
力効率が上昇します。補正用ポンプの容量わ圧力差と吐
出量が少量故に０．５馬力程度で可能です。

【０００９】以上の説明の如く、本機関わシリンダーの
等圧付近の駆動において、小入力で高圧力の液体の大量
移動が高速で可能となる点と。更に、補正用加圧ポンプ
による推力の増輻作用の確立と。亦、回流ポンプの吸引
力の効果により、強力な有効推力を発生させた点を特徴
とします。亦、本回路の特徴とて主ポンプの一方向回転
しての使用わ可逆回転使用のポンプの耐久性の比較にお
いて有効です。本機関の構造と運動発生の詳細わ実施例
により説明します。

【００１０】

【実施例】図１、の実施例わ、外筒固定型復動シリンダ
ーを、作用の項目で示したサイズのシリンダーを使用し
た相対運動対抗配置方式です。図１わ１７の推進軸が後
退端の１９の位置にあり、前進方向起動時の状態を示す
ものです。

【００１１】図２わ１７の推進軸が２０の前進端にあり
後退方向起動時の状態を示しています。始めに、２の加
圧ポンプを駆動し、４のアキュムレーターをチャージし
ます、規定の圧力に達すれば停止させます。次に、５の
加圧弁のＯＮにより、７の回路がアキュムレーターより
の加圧となり１１えの流体の流入により前進推力が発生
します。同時に１０のポンプの起動回転により１１の前
進と１２の後退運動わ発生します。

【００１２】故に、１７の推進軸わ左方向の運動とな
り、１８の推進軸わ右方向の運動となります。故に、ア
キュムレーターの容量わ、押しだし量と復帰量が等量と
なり変化わしません、従って、省入力効果わ明らかで
す。

【００１３】図２の如く前進端に到達すればリミットス
イッチ等により検知し、５の前進弁をＯＦにし、６の後
退弁をＯＮにすれば、１１わ後退し１２わ前進方向の運
動に交替します。運動中の負荷の変動に対してわ、作用
の項目で説明した如く、１４の補正加圧ポンプの補助作
用により等圧が保持され、１０のポンプの効率が補正さ
れます。１７、１８推進軸の出力わ２３、２４の一方向
クラッチにより２５の出力軸に伝達されます。

【００１４】１７の推進軸が１９の後退端に到達すれ
ば、再び先の手順をくりかええすことにより、前進、後
退のサイクル運動を連続します。上記の運動わアキュム
レーターとシリンダー間の回流運動であり、主ポンプモ
ーターも補正ポンプモーターも小入力であるが、出力わ
シリンダー容積と圧力とピストン速度に比例する故に極
めて効率の高い推進運動機関が成立します。以上が本機
関の運動と構造の原理の説明です。

【００１５】亦、実施例わシリンダーの相対配置方式で
すが、直結軸直列配置方式の製造も可能です。亦、実施
例の運動行程において、切り替え時の休止タイムロスを
無くする方式として実施例機構の２組以上による並列設
置が有効です。図３の第２実施例わ順次交替前進方式で
あり、休止タイムが無く常に前進シリンダーが有効状態
となる方式です。亦、使用シリンダーも外筒固定型、外
筒移動型の各種の使用が可能です。

【００１６】亦、出力の方式として、クランク軸、一方
向出力軸等を中心としてシリンダーを放射状に配置す
る、複数の並列配置方式等も有効です。亦、モーターの
回転数の調整、流量調整弁等による速度制御が可能で
す。亦、５、６の電磁弁に替えて機械式カム弁による運
動方式も可能です。

【００１７】亦、ゼネレーター、バッテリー等の付設に
より、独立としたエンジンとしての使用が可能となりま
す。亦、補正ポンプの弱点とて高速の流体に対して効果
が減少します、従って、補正ポンプを除く機構方式も有
効です。亦、シリンダー端末においてショックアブソー
バーの使用が有効です。亦、パイロット弁の使用、圧力
溜タンクの使用も可能です。

【発明の効果】本発明わアキュムレーターとシリンダー
との回流機関であります。故に従来の原動機関に比較し
て、入力効率わ極めて優れている故に、多様な用途が可
能となります。回流機関の用途として、プレス、リフ
ト、射出成形機、土木機械 等の往復運動機関を始め、
車両、船舶等の推進機関、発電機、冷凍機等の駆動原動
機としても省エネルギー問題に貢献する重要な発明で
す。

【図面の簡単な説明】

【図１】第１実施例の後退端にある構造動作説明図で
す。

【図２】第１実施例の前進端にある構造動作説明図で
す。

【図３】第２実施例の構造動作説明図です。

【符号の説明】 １ 原動機 ２ 加圧封入ポンプ ３ 圧力調整弁 ４ アキュムレーター ５ 前進弁 ６ 後退弁 ７ 前進加圧回路 ８ 後退加圧回路 ９ 復帰用モーター １０ 復帰用ポンプ １１ 推進用シリンダー １２ 推進用シリンダー １３ 補正用モーター １４ 補正用加圧ポンプ １５ フレーム本体 １６ 天秤作用歯車 １７ 推進軸 １８ 推進軸 １９ 後退位置 ２０ 前進位置 ２１ 前進時の推力の方向 ２２ 後退時の推力の方向 ２３ 歯車付一方向クラッチ ２４ 歯車付一方向クラッチ ２５ 出力軸 ２６ 回転方向 ２７ 前進方向 ２８ 後退方向 ２９ 推進用シリンダー

【手続補正２】

【補正対象書類名】図面

【補正対象項目名】全図

【補正方法】変更

【補正内容】

【図１】

【図２】

【図３】

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項 １】アキュムレーターか圧力溜タンク等の内
   部流体を、流体シリンダーえの回流により運動を発生さ
   せるか。流体の吸入側と吐出側の圧力差を少なくした、
   等圧ポンプの回転により、流体の圧力源えの復帰及び推
   進等をさせる如くし。更に、圧力の帰還回路か小型加圧
   ポンプ等を付設して等圧を保持させ。加圧源のポンプよ
   りの流体の流入を減少させた、加圧圧力を主入力とする
   運動として成る、等圧回流機関。 【０００１】