JP2006083872A - ロータリーエンジン用空気充填装置 - Google Patents

Abstract

【課題】直接回転運動をさせることにより、充填圧力に比例した強力な回転力と円滑な回転力が得られるロータリーエンジンに空気圧充填するものとして、充填圧力の数倍から数十倍の圧力が交互脈拍の如く加圧でき、充填圧力に比例した強力な回転力となって表れるようにすることができる。
【解決手段】ピストンを有するシリンダーを複数備えて空気をシリンダーに圧縮充填することで充填圧力に比例した出力を外部に取り出すロータリーエンジンに使用する空気充填装置であり、この空気充填装置は、大小一体ピストンを有し、シリンダー室が連通し、空気圧充填して、ピストン流体口を開閉することにより流体移動作用に伴ない一系に充填圧力の数倍の圧力が排気行程なしで交互形成される増圧器である。
【選択図】 図１

Description

本発明は、コードレス駆動装置で、各種の自動車等や小船等に搭載し、走行に当り、排気公害のない環境汚染防止するためガソリン燃料等を全く使用せず、自然エネルギー空気を圧縮充填し、充填圧力に比例した出力を外部に取り出すことを可能にしたロータリーエンジンに使用するロータリーエンジン用空気充填装置に関するものである。

出願人は、先に、下記特許文献による空気圧力を機械力変換する圧力−機械変換装置を出願し、特許権を取得した。
特許第２１２７３３６号 特許第２７２７１６６号

この圧力−機械変換装置は装置全体に空気圧充填し、排気行程なしで、左右ピストンの交互上下運動を回転運動に変換して出力を得るものである。

しかし、前記特許文献１、特許文献２の圧力−機械変換装置は、シリンダー室は密封され排気行程なしで空気を蓄えるとはいえ、永久機関ではないので、シリンダー室への空気圧充填は補充が必要とされる。

本発明の目的は、直接回転運動をさせることにより、充填圧力に比例した強力な回転力と円滑な回転力が得られるロータリーエンジンに空気圧充填するものとして、充填圧力の数倍から数十倍の圧力が交互脈拍の如く加圧でき、充填圧力に比例した強力な回転力となって表れるようにすることができるロータリーエンジン用空気充填装置を提供することにある。

前記目的を達成するため、請求項１記載の本発明は、ピストンを有するシリンダーを複数備えて空気をシリンダーに圧縮充填することで充填圧力に比例した出力を外部に取り出すロータリーエンジンに使用する空気充填装置であり、この空気充填装置は、大小一体ピストンを有し、シリンダー室が連通し、空気圧充填して、ピストン流体口を開閉することにより流体移動作用に伴い一系に充填圧力の数倍の圧力が排気行程なしで交互形成される増圧器であることを要旨とするものである。

請求項１記載の本発明によれば、装置全体に空気圧充填し、排気行程なしで、増圧器が作動すれば、エンジンピストン部には充填圧力の数倍から数十倍の圧力が交互脈拍の如く加圧すると、装置は恰も心臓の如き働きをなす。これらを一方向回転力に用いたもので、ロータリーエンジンは充填圧力に比例した出力が得られる。

増圧器は、大小一体ピストンシリンダー室が連通している。空気圧充填して、ピストン流体口を開閉することにより流体移動作用に伴い一系に充填圧力の数倍の圧力が排気行程なしで交互形成されるこれらはエンジン回転に寄与する。

請求項２記載の本発明は、増圧器は、流体連通口により連通されるＡ室、Ｂ室を有し、Ａ室の容積はＢ室の容積の数十倍であり、Ａ室、Ｂ室間にスピンドル弁をＡ室側に有する大小一体ピストンを配設したことを要旨とするものである。

請求項２記載の本発明によれば、ピストン流体口である流体連通口を開閉するのにスピンドル弁を利用し、これをＡ室側に収めることでコンパクトなものとすることができる。

請求項３記載の本発明は、増圧器のＡ室は
φＤ＝８０ｍｍＰ＝０．５ＭＰａ
空圧時の理論推力は＝２５１．２ｋｇｆ
Ｂ室はφＤ＝４０ｍｍＰ＝０．５ＭＰａ
空圧時の理論推力は＝６２．８ｋｇｆ
で、Ａ室、Ｂ室は流体連通口で連通され、スピンドル弁が開の状態では、Ａ室、Ｂ室の充填圧力０．５ＭＰａであることを要旨とするものである。

請求項３記載の本発明によれば、具体的な数値の一例を示すものである。

以上述べたように本発明のロータリーエンジン用空気充填装置は、直接回転運動をさせることにより、充填圧力に比例した強力な回転力と円滑な回転力が得られるロータリーエンジンに空気圧充填するものとして、充填圧力の数倍から数十倍の圧力が交互脈拍の如く加圧でき、充填圧力に比例した強力な回転力となって表れるようにすることができるものである。

以下、図面について本発明の実施の形態を詳細に説明する。図１は本発明の空気充填装置を付設したロータリーエンジンの１例を示す系統説明図、図２は同上縦断側面図、図３は同上空気圧充填補給構造の説明図、図４は同上縦断側面図である。

一流体補給路を有する車輪軸１の外径に気密保持して回転自在に鞘管２を挿入し、鞘管２の外径に気密保持して、クロス状４方シリンダー３を挿入する。このクロス状４方シリンダー３はこれらシリンダー内にピストン４Ａ、４Ｂ、４Ｃ、４Ｄが気密保持してそれぞれ挿入され、各ピストンの飛び出すのを受止めする。

ピストン飛び出し受止ピン５Ａ、５Ｂ、５C、５Ｄが各ピストン４Ａ、４Ｂ、４Ｃ、４Ｄの上部に設けられ、ピストン案内板６の大気圧開放口付７をピストン案内板締付ネジ８で固定する。

各ピストン４Ａ、４Ｂ、４Ｃ、４ＤはＯリング９で気密保持し、空気圧補給路１０を経て各ピストン室に空気圧が補給される。

図中１１はシリンダー３の両面の４ヶ所に設けた歯車締付固定ネジ穴、１２はシリンダー３を気密保持するするＯリング、１３は鞘管２を気密保持するＯリング、１４はロータリージョイント３１を気密保持するＯリングである。

連杆１５Ａ、１５Ｂ、１５Ｃ、１５Ｄは各ピストン飛び出し受止ピン５Ａ、５Ｂ、５C、５Ｄに挿入され、梃子１６Ａ、１６Ｂ、１６Ｃ、１６Ｄは締付ボルト１７Ａ、１７Ｂ、１７Ｃ、１７Ｄでシリンダー両面に回転自在に固定され、各梃子１６Ａ、１６Ｂ、１６Ｃ、１６Ｄの外面に大歯車２１Ａ、２１Ｂが締付固定される。

ピン１８Ａ、１８Ｂ、１８Ｃ、１８Ｄがローラ１９Ａ、１９Ｂ、１９Ｃ、１９Ｄを各梃子１６Ａ、１６Ｂ、１６Ｃ、１６Ｄの片方に回転自在に固定する。各梃子１６Ａ、１６Ｂ、１６Ｃ、１６Ｄの他方は各連杆１５Ａ、１５Ｂ、１５Ｃ、１５Ｄの一方とネジ付ピン２０で自在に締付接続する。

シリンダー３の両面に締付ボルト１７で固定された歯車（大）２１Ａ、２１Ｂの内径にはワンウェイクラッチ２２が固定され、シリンダー３の回転に伴い一方向には回転負荷を、他方向には回転空転を鞘管２に伝動する。

歯車２１Ａにはモーターによるダイナモ発電機２７の小歯車が噛み合い、歯車２１Ａがシリンダー３と共に回転ずれば、高速回転のダイナモ発電機２７か電気をバッテリー３０に蓄える。

シリンダー３に締付固定の大歯車２１Ｂの片面には車輪につながる円盤４４が締付固定され、シリンダー３と共に回転をなす。この車輪につながる円盤４４には円周にクラッチ穴４８を設け、これにクラッチ４５がスプリングを介し右方に張れば、クラッチ４５はクラッチ穴４８につながる。クラッチ４５内は車輪軸１にキーを介しエンジンと車輪軸１に回転力を切ったりつないだりをなす。クラッチペダル４７を踏むとエンジンとの接続が一時中断される。

歯車（中）２３は、鞘管２を回転誘導するもので、内径には２４ワンウェイクラッチ２４が固定され、これら歯車（中）２３にはモーター２５、バッテリー３０駆動の２６小モータ付歯車２６が噛み合い、歯車２３を介し、鞘管２がエンジン回転部に空気圧充填すれば各ピストンの飛び出すモーメントが連杆１５Ａ、１５Ｂ、１５Ｃ、１５Ｄ、梃子１６Ａ、１６Ｂ、１６Ｃ、１６Ｄを介して各ローラ１９Ａ、１９Ｂ、１９Ｃ、１９Ｄが４方から鞘管２に圧着して押され、クロス４方シリンダー３が矢印の一方向に装置全体の回転力となって表れる。なお、ローラ１９Ａ、１９Ｂ、１９Ｃ、１９Ｄに代えて小歯車の場合は鞘管２の圧着部分も歯車とする。

前記鞘管２を回転誘導すると、充填圧力反発力が遠心力が加算され強力な回転力が充填圧力に比例して得られる。

図１中２８，２９は太陽光ソーラパネル盤で、晴天時は直接小モーター２５の回転だけでロータリーエンジンを駆動補助する。又常にバッテリー３０に充電を行う。

このようにして、クロス状４方に設けた各シリンダーピストン室に同時空気圧充填すると各シリンダーの反発力は相互打消し合う一方、各ピストン４Ａ、４Ｂ、４Ｃ、４Ｄは大気圧に飛びだそうとする、モーメントを一方向に集中せしめて回転力に用いる。

この時後述の充填空気圧を排気行程なしで圧縮高圧、減圧充填圧力をエンジン、ピストン部に充填圧力自体を増圧器の働きにより一系に交互加圧すれば、装置は充填圧力に比例した強力な回転力となって表れる。これらをバッテリーモーターで一方向に弾み回転誘導補助すれば充填圧力の反発力遠心力が加算され円滑な回転力が得られる。

ロータリーエンジンに空気圧充填すれば各シリンダーの反発力は互いに打消し合い各ピストンは大気圧に向かって飛びだすモーメントが作用している。この飛びだすモーメントを連杆梃子を介しシリンダー両面のボルト回転部に受止すれば各ピストンの飛びだすモーメントは倍力されて鞘管外径に４方より圧接すればエンジン装置全体は矢印方向に強力な回転力となって表れる。これら回転力を様々なバッテリーを用いて回転誘導すれば、装置は円滑な回転力を続ける。

エンジンの回転に伴いシリンダー両面口締付固定の大歯片方には、ダイナモ発電機の小歯車が噛み合い高速回転なし起った電気をバッテリーに充電する。大歯車他方には車輪につながる円盤が締付固定されペダルを踏むとエンジンとの接続が一時中断される従来の自動の操作の如く変速レバーでエンジン走行停止する。エンジンは走行のための燃料は用いず、充填空気圧が駆動源であり、各種バッテリー太陽光ソーラー燃料電池で補助走行する。

次に、本発明の空気充填装置について説明する。図１中、３１はロータリージョイントで、空気圧補給はロータリーエンジン回転中でも自在に充填圧できる。３２は携帯空気入ポンプで、いつでもどこでも空気のある所であれば、０．１〜１Ｍｐａで手動、足動で充填し又はボンベ圧補給も自在である。

図１中３３はストップバルブで、携帯空気入ポンプ３２等で装置に所定の空気圧充填後、このストップバルブバルブストップバルブを閉じる。

このようにして装置に空気圧充填すると増圧器シリンダー４０のＡ室とＢ室配管を通りロータリージョイント３１から空気補路１０を通り、クロス４方シリンダー３の各ピストン室に一様に空気圧が作用している。

この状態を詳細に説明すれば、
増圧器のＡ室はφＤ＝８０ｍｍＰ＝０．５ＭＰａ
空圧時の理論推力は＝２５１．２ｋｇｆ
Ｂ室はφＤ＝４０ｍｍＰ＝０．５ＭＰａ
空圧時の理論推力は＝６２．８ｋｇｆ
Ａ室、Ｂ室は流体連通口４２で連通され、スピンドル弁３８が開の状態では、Ａ室、Ｂ室の充填圧力０．５ＭＰａである。

図１の如くＡ室の容積はＢ室の数十倍を要す。即ちモーター３４により駆動するウォームギア３５の回転に伴い、Ａピストン３９をスピンドル弁閉すれば、Ａ室φ８０ｍｍＰ＝０．５＝２５１，２ｋｇｆ推力でＡピストン３９は左方に移動を始める。

その結果、Ａ室はＡピストン３９の移動に伴い減圧する。Ａピストン３９が２０ｍｍ移動すれば充填圧力Ｐ＝０．４ＭＰａ＝２００９ｋｇｆ推力となる。

同時にＢピストン４０ｍｍＰ＝０．５＝６２．８ｋｇｆが２０ｍｍ圧縮すれば、圧力１ＭＰａ＝１２５．６ｋｇｆとなる。

従って、Ａ室の容積は仕様に応じピストン径、充填圧力、Ａ，Ｂ同時ストローク選定により充填圧力に比例した仕事量が抽出できる。

前記ウォームギア３５の回転に伴いＡピストン３９のストロークが終着に至ると、スピントル弁３８がＡピストン３９から離れる瞬間に充填圧力の数倍になっていたピストン室Ｂと減圧になっていたＡピストン室は元の充填圧力に戻る。

本発明の空気充填装置は、以上の動作をくりかえす。特に充填圧力を交互発生させるものでなく、一度充填したエネルギー内で回転部に充填圧力から充填圧力数倍の圧力を交互加圧して仕事量を抽出する。

図１中、５０は変速機ギアボックスで、レバー５１操作で自在回転を得る。５２はタイヤ、５３はカバー、５４は軸受、５５はフックである。

本発明の空気充填装置を付設したロータリーエンジンの１例を示す系統説明図である。 本発明の空気充填装置を付設したロータリーエンジンの１例を示す縦断側面図である。 本発明の空気充填装置を付設したロータリーエンジンの空気圧充填補給構造の説明図である。 本発明の空気充填装置を付設したロータリーエンジンの１例を示す縦断側面図である。 本発明の空気充填装置を付設したロータリーエンジンの１例を示す回転力、出力歯車の回転に伴うバッテリー充電説明図である。

符号の説明

１車輪軸
２…鞘管
３…クロス４方シリンダー
４Ａ、４Ｂ、４Ｃ、４Ｄ…ピストン
５Ａ、５Ｂ、５Ｃ、５Ｄ…ピストン受止ピン
６…ピストン案内板
７…大気圧開放口
８…ピストン案内板締付ネジ
９…Ｏリング
１０…空気圧補給路
１１…歯車締付固定穴
１２…Ｏリング
１３…Ｏリング
１４…Ｏリング
１５Ａ、１５Ｂ、１５Ｃ、１５Ｄ…連杆
１６Ａ、１６Ｂ、１６Ｃ、１６Ｄ…梃子
１７Ａ、１７Ｂ、１７Ｃ、１７Ｄ…締付ボルト
１８Ａ、１８Ｂ、１８Ｃ、１８Ｄ…ピン
１９Ａ、１９Ｂ、１９Ｃ、１９Ｄ…ローラ
２０…ネジ付きピン
２１Ａ、２１Ｂ…歯車（大）
２２…ワンウェイクラッチ
２３…歯車（中）
２４…ワンウェイクラッチ
２５…モーター
２６…歯車（小）
２７…モーター
２８…太陽光ソーラパネル盤
２９…太陽光ソーラパネル盤
３０…バッテリー
３１…ロータリージョイント
３２…携帯空気入ポンプ
３３…ストップバルブ
３４…モーター
３５…ウォームギア駆動変速機
３６…連拝
３７…骨子
３８…スピンドル弁
３９…Ａピストン
４０…増圧器シリンダー
４１…Ｂピストン
４２…流体連通口
４３…配管
４４…車輪につながる円盤
４５…クラッチ
４６…スプリング
４７…クラッチペダル
４８…クラッチ穴
４９…スピルキー
５０…変速機ギアボックス
５１…レバー
５２…タイヤ
５３…カバー
５４…軸受
５５…フック

Claims (3)

1. ピストンを有するシリンダーを複数備えて空気をシリンダーに圧縮充填することで充填圧力に比例した出力を外部に取り出すロータリーエンジンに使用する空気充填装置であり、この空気充填装置は、大小一体ピストンを有し、シリンダー室が連通し、空気圧充填して、ピストン流体口を開閉することにより流体移動作用に伴い一系に充填圧力の数倍の圧力が排気行程なしで交互形成される増圧器であることを特徴としたロータリーエンジン用空気充填装置。
2. 増圧器は、流体連通口により連通されるＡ室、Ｂ室を有し、Ａ室の容積はＢ室の容積の数十倍であり、Ａ室、Ｂ室間にスピンドル弁をＡ室側に有する大小一体ピストンを配設した請求項１記載のロータリーエンジン用空気充填装置。
3. 増圧器のＡ室は
   φＤ＝８０ｍｍＰ＝０．５ＭＰａ
   空圧時の理論推力は＝２５１．２ｋｇｆ
   Ｂ室はφＤ＝４０ｍｍＰ＝０．５ＭＰａ
   空圧時の理論推力は＝６２．８ｋｇｆ
   で、Ａ室、Ｂ室は流体連通口で連通され、スピンドル弁が開の状態では、Ａ室、Ｂ室の充填圧力０．５ＭＰａである請求項２記載のロータリーエンジン用空気充填装置。

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