JP2001173607A - 等圧回流機関の製造法 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【目的】 本発明は、流体シリンダーを等圧閉回路にお
いて使用し。ポンプの回流により、直進及び回転運動を
する、省入力流体機関の製造方式の提供を目的とする。 【構成】 直線型、回転型等の単体のシリンダーのを使
用し。等加圧の閉回路に回流ポンプを介在させ原動機に
よる駆動機構とする。閉鎖回流回路の回流ポンプを複数
の直列設置構造として成る等圧回流機関の製造方式。

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、省入力回流機関の製造法の提供を目
的とする。

【０００２】

【従来の技術】従来の回流運動わ、シリンダー回流回路
に対して、単体のポンプの設置により回流運動を発生さ
せることを基本としていました。

【０００３】

【発明が解決しようとする課題】従って、負荷の増加に
よる差圧の発生わ、直接にポンプの軸入力の増加に繋が
り、効率の上昇研究においての、重要な課題となってい
ました。

【０００４】

【課題を解決するための手段】回流機関の出力効率を高
めるにわ、ピストン両面の加圧流体の 圧力差を高める
ことが必要です。但し、回流ポンプ省入力化において
わ、圧力差を少なくすることが必要です。ポンプの圧力
の差を低くする方法として、閉回路に介在する等加圧ポ
ンプを、複数設置とする直列回路を構成する点にありま
す。

【０００５】

【作用】本機関の特徴とするところわ、差圧を発生させ
る負荷と封入圧力に比例して出力わ上昇する点にありま
す。但し、等加圧ポンプの複数の直列設置においてわ、
出力の増加に比例して軸入力わ増加しない点が特徴とな
ります。更に、等加圧回流ポンプの複数化において、軸
馬力を分割した直列設置の合計入力容量わ、ポンプの単
体設置の容量と変わらない効果があります。等加圧閉回
路に使用する回流ポンプわ、トロコイド、ベーン、歯車
型等の等加圧が可能な市販のポンプでも可能です。

【０００６】図１の如く、両軸シリンダーのピストンを
介して相互に押し合いしている等加圧回路における運動
の発生わ、回流ポンプの回転による、吐出側の推進圧の
増加と、吸入側の吸引力による減圧作用との差圧推力運
動と、更に、吸引側シリンダーピストン面に発生する負
圧推力との合成運動によるものです。ポンプ起動時にお
いて、負荷が軸入力以下の場合、差圧の発生わ僅少です
が、負荷が軸入力を越える時点より負荷に比例して差圧
わ上昇します。

【０００７】但し、差圧の上昇による回流ポンプの圧力
の増加わ、複数の設置ポンプに配分される故に軸入力の
増大とわなりません。圧力差の増加わシリンダー出力の
増加となりますが、回流ポンプの合計入力電流わ少量の
変化で可能となる現象が本機関の最大の特徴となりま
す。

【０００８】尚、本機関の重要な要素わ流体の封入圧力
にあります。負荷に比例する封入圧力の上昇わ３倍程度
の推力の増加となります、但し、消費入力わ封入圧力に
比例して増加せず緩やかな上昇となります。従って、出
力わ、負荷により増幅されるという新たなる力学現象の
発生により、出力効率わ、１００％をこえる可能性を有
する流体機関となります。

【０００９】

【実施例】図１、図２の実施例わ外筒固定直線型シリン
ダーを使用する往復動機関です。図１わ後退方向端末に
到達寸前の状態を示しています。図２わ前進端に到達寸
前の状態を示しています。図１、により説明します、始
めに、２の封入ポンプを駆動し、５、の加圧弁をＯＮに
すれば、１１、の斜線の部分が等加圧となります、１１
のシリンダーわ、１２の示す方向の対抗推力となり、故
に運動わ発生しません。

【００１０】次に、５の加圧弁をＯＦにします。斜線部
分の圧力わ封入状態として残留します。次に、８の等圧
ポンプを２３の吐出方向とする起動回転をすれば、１１
の内部流体わ、シリンダーの右室から左室え移動してゆ
きます。従って２８の推進軸わ、１６の示す後退方向に
運動を発生します。シリンダー左室内の圧力の増加と、
右室内の減圧による差圧の発生と、右室のピストン面に
１３の方向に発生する負圧の合成効果による運動です。

【００１１】図１の位置に到達すれば等圧ポンプを反転
することにより、後退と同一原理において、２４の方向
の回流となり、推進軸わ１７の方向の前進運動に変換し
ます。 図２に示す前進端に到達すれば、８の等圧ポン
プを後退回転とすれば再び１６の方向の後退運動となり
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。１０の推進軸に取り出された推力わ、１８
のラックと１９の一方向回転クラッチ歯車機構により同
一方向回転として２１の出力軸に伝達されます。

【００１２】亦、実施例わ回流ポンプの２台の直列方式
ですが、３台以上の使用わ更に有効です、亦、回流ポン
プの並列設置方式、単体設置方式も可能です。亦、回流
回路の方向切り替えにおいて、４方口方向切替弁の使用
わ、原動機の可逆回転方式よりも省入力となります。ピ
ストン速度わ回流ポンプの吐出容量に比例します。以上
が実施例の構造と運動の説明ですが、作用の項目で示し
た効果わ実験ずみであり、本発明が高効率の回流機関の
製造方式であるかわ明らかです。

【００１３】亦、回流回路に液体冷却装置の付設も有効
です。亦、出力方式わクランク回転による出力方式の製
造も可能です。亦、ピストン軸出力を往復動型発電機の
軸と直結する方式も有効です。亦、実施例の運動行程に
おいて、切り替え時のタイムロスを無くする方式として
実施例機構の２組以上による交互運動方式の並列設置も
有効です。

【００１４】亦、実施例わピストン軸運動型ですが外筒
運動型の製造も可能です。亦、回転型シリンダーとして
気密性の高い油圧モーターの使用が可能です。亦、扇動
型シリンダーの端末部を開閉して回転運動をする方式も
可能です。亦、シリンダーの複数の複合配置方式も可能
です。亦、シリンダー等の材料としてセラミックの使用
も有効です。

【００１５】亦、インバーター、サーボモーターによる
ポンプの回転数の調整、回流回路の流量調整弁による速
度制御が可能です。亦、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、扇動
型、回転型のシリンダーの使用によるの製造も可能で
す。亦、原則として封入圧力方式ですが、微小口径なら
ば連続加圧、交替加圧方式も可能です。亦、回流ポンプ
を、等圧の可能な回転型エヤーコンプレッサーに変更す
れば、エヤーシリンダーの駆動機構としての使用が可能
です。

【００１６】

【発明の効果】本発明の等圧回流機関の製造法わ構造が
簡単であり、従来の原動機関に比較して、出力効率わ極
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、特に発電機、冷凍機等の駆動原動機として省エネ
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】実施例の構造動作説明図です。

【図２】実施例の構造動作説明図です。

【符号の説明】

１ 原動機 ２ 圧力封入ポンプ ３ 圧力調整弁 ４ 加圧解放弁 ５ 加圧弁 ６ 加圧回路 ７ 駆動モーター ８ 回流等加圧ポンプ ９ 圧力計 １０ 推進軸 １１ 推進用シリンダー １２ 封入圧力の方向 １３ 負圧の方向 １４ 後退位置 １５ 前進位置 １６ 後退方向 １７ 前進方向 １８ ラック軸 １９ 一方向クラッチ付歯車 ２０ 本体フレーム ２１ 出力軸 ２２ 回転方向 ２３ 回流ポンプの流体方向 ２４ 回流ポンプの流体方向

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【手続補正書】

【提出日】平成１２年９月４日（２０００．９．４）

【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】 等圧回流機関の製造法

【特許請求の範囲】

【請求項 １】流体シリンダーの直線型、回転型を使用
し、ピストンの両面を等加圧する如く回流閉回路を設置
する。回流閉回路に、等加圧の可能な回転型回流ポンプ
を介在させ、原動機により回転する構造とする。更に、
閉回路の回流ポンプを複数の直列設置とする。主とし
て、閉回路を封入圧力とし、回流ポンプの回転により、
回流圧力を上昇させ、推進運動を増幅する如くして成る
等圧回流機関の製造法。

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【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提供を目的とする。

【０００２】

【従来の技術】従来の回流機関はシリンダーの単体の使
用において単体の回流ポンプを設ける回路を基本構造と
していました。

【０００３】

【発明が解決しようとする課題】出力効率の上昇を目的
とする、封入圧力の上昇においてわ単体のポンプの場合
わ定格圧力により上昇を制限されます。

【０００４】

【課題を解決する手段】同一定格、又わ異なる定格のポ
ンプの複数を閉回路に直列に設置することにより、耐圧
性が向上する故に、圧力の上昇制限の問題を解決をしま
した。

【０００５】

【作用】回流ポンプの直列設置においてわ、入力電流の
合計わ単体の場合と同一であり、吐出量も同一であり、
圧力の上昇のみが設置数に比例して可能となります。入
力と吐出量が変化せず、負荷に比例して、速度が下降せ
ず、圧力が増加する現象わ、まさに出力の増幅そのもの
であり、本発明の最大の特徴であります。

【０００６】更に、閉回路回流の特徴として、ポンプ軸
入力が約２分の１となります。回流ポンプの２台の直列
の場合わ、負荷に適応して、定格圧力の約２倍の圧力上
昇が可能となります、故に、本機関の省入力効率化の要
点となります。封入圧力の設定わ定格圧力を基準としま
す。尚、本機関の特性わ、負荷に比例して封入圧力が上
昇します、従って、限界負荷に至るまでわ負荷に比例し
て推進力が増幅します。

【０００７】閉回路に使用する回流ポンプわ、トロコイ
ド、ベーン、歯車等の市販のポンプで可能です。実施例
により構造動作を説明します。

【０００８】

【実施例】図１に示す１１わ、往復運動推進用の両軸シ
リンダーです。シリンダーの両端より、８の２台の直列
の回流ポンプを通じて結ぶ回路が閉回路です、８のポン
プの正逆回転による回流により、シリンダーピストンわ
往復運動をする構造です。２のポンプわ、圧力封入用で
あり、軸入力２馬力程度で可能です。１８、１９わ、推
進軸の往復運動を回転運動出力に変換する機構です。

【０００９】図１わ、１０の推進軸が後退方向の端末に
到達寸前の状態を示しています。図２わ、１０の推進軸
が前進方向の端末に到達寸前の状態を示しています。図
１により説明します。初めに、２のポンプを駆動し、５
の加圧弁をＯＮにすれば、１１のシリンダーの斜線の部
分が加圧され、ピストンの両面が等加圧となります。

【００１０】次に、５の加圧弁をＯＦにします、斜線の
部分の圧力わ封入状態として残留します、次に、２台の
８のポンプを２３の吐出方向とする起動回転をすれば、
１１の内部流体わ、シリンダーの右室から左室え移動し
てゆきます。従って、１０の推進軸わ１６の示す後退方
向に高速の運動を発生します。シリンダーの左室の圧力
上昇と右室の減圧による差圧推進運動です。

【００１１】図１の如く後退端に到達すれば、８の回流
ポンプを逆転することにより、推進軸わ１７の示す前進
方向の高速の運動となります。前進して図２に示す前進
端に到達すれば、８の回流ポンプの反転により、再び１
６の方向の後退運動となります。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。１０の推進軸に
取り出された推力わ、１８ラックと１９の一方向回転ク
ラッチ歯車機構により、同一方向の回転として２１の出
力軸に伝達されます。

【００１２】亦、実施例わ２台の直列方式ですが３台以
上の使用わ更に有効です。亦、回流閉回路に、並列閉回
路を設置し３位置切り替え弁、開閉弁等を設ける方式も
有効であり、亦、プレス等の高速時にわ回流ポンプを並
列とし、高圧低速時にわ直列配置に切り替える方式も可
能です。亦、回流回路に冷却装置の付設も有効です。
亦、出力機構としてクランク回転方式も可能であり、軸
出力を往復運動型発電機と直結する方式も有効です。
亦、本機関を同一出力軸とする並列設置方式も可能で
す。

【００１３】亦、本機関わピストン軸運動型ですがシリ
ンダー外筒運動型も可能です。亦、回転型として気密構
造のベーン型の使用も可能です。亦、扇動型シリンダー
の端末部を開閉させてピストンを通過回転さす方式も可
能です。亦、シリンダーの材料としてセラミックの使用
も有効です。亦、インバーター、サーボモーターを使用
するポンプの制御方式も有効です。

【００１４】亦、アキュムレーター、ダイナモ、バッテ
リー、等の使用により独立としたエンジンとしての製造
が可能です。亦、原則として封入加圧方式ですが、微小
口径なれば、連続加圧、間欠加圧方式も可能です。以上
が構造と動作の説明であります。

【発明の効果】先に、作用の項目にて説明した如く、入
力の少量の変化において、圧力の上昇による出力の増幅
現象わ、効率が９９％を超える可能性有する省入力原動
機として、車両、船舶等の推進機関を始め、全ての機械
の駆動が可能であり、特に発電機の駆動機関として有効
であり、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】実施例の構造動作説明図です。

【図２】実施例の構造動作説明図です。

【符号の説明】 １ 原動機 ２ 圧力封入ポンプ ３ 圧力調整弁 ４ 加圧開放弁 ５ 加圧弁 ６ 加圧回路 ７ 駆動モーター ８ 回流等加圧ポンプ ９ 圧力計 １０ 推進軸 １１ 推進用シリンダー １２ 封入圧力の方向 １３ 負圧の方向 １４ 後退位置 １５ 前進位置 １６ 後退方向 １７ 前進方向 １８ ラック軸 １９ 一方向回転クラッチ付歯車 ２０ 本体フレーム ２１ 出力軸 ２２ 回転方向 ２３ 回流ポンプの流体方向 ２４ 回流ポンプの流体方向

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項 １】流体シリンダーの直線型、回転型及び気
   密の高い油圧モーターを使用し、ピストン両面の等加圧
   をする回流閉回路を設置する。回流閉回路に等加圧の可
   能な回転型回流ポンプを介在させ、原動機により回転す
   る機構を基本構造とする。更に、等加圧回流ポンプの単
   体及び複数を直列として閉回路に設置する機構とし、封
   入圧力の上昇圧をエネルギーとする推進運動を発生させ
   て成る等圧回流機関の製造法。 【０００１】