JP2008521370A - 電磁気エンジン - Google Patents

Abstract

電磁気エンジン（１０）は起動力が電磁気である。電磁気エンジン（１０）は、ハウジング構造体と、シリンダ組立体（２０，２０’，２０’及び２０”）と、クランクケース組立体（３０）と、クランクシャフト組立体（３４）と、電磁気システム及び電気システムとを備えている。電磁気システム（４）は前記ハウジング内に固定されたコイル組立体（コイル４２，４２’，４２’及び４２”）から構成されている。電磁気エンジン（１０）は、自動車のスターターからのような外部の力を組立体に短時間作用させることによりクランクシャフト（３４）の初期動作させた後、所定方向にクランクシャフト（３４）を連続的に回転させる。少なくとも３つの交流電源が回転クランクシャフト（３４）に接続され、それぞれが３５アンペアで作動し、電池（１０２）を再充電する。

Description

本発明はエンジンに関し、特に、起動力が電磁気であるエンジンに関する。

電磁気システムは、反対の極は互いに引き付け合い、同じ極は互いに反発する基本的な原理を有している。出願人が知る限りでは、自動車のスターターからのように、短時間の力を作用させることによってクランクシャフトの初期動作後にクランクシャフトを所定方向に連続的に回転させる電磁気エンジンはない。

本発明の主な目的の１つは、起動力が電磁気である電磁気エンジンを提供することである。

本発明のさらに別の目的は、製造が安価で、その効力を保持する装置を提供することである。

本発明のさらなる目的は、以下の明細書から明らかになるであろう。また、詳細な説明はそれに限定を加えるものではなく、本発明を十分に開示することを目的とする。

電磁気エンジンはハウジング構造体とシリンダー手段とを備えている。シリンダー手段はハウジング構造体内に設けられる少なくとも２つのシリンダーを備えている。各シリンダー手段はピストン及びピストン棒を含んでいる。ピストンは第１及び第２の端部を有している。第１の端部は磁気体を有し、第２の端部はピストン棒に接続する。

電磁気エンジンは、さらにクランクケース手段とクランクシャフト手段とを備えている。クランクケース手段はハウジング構造体に取り付けられている。クランクシャフト手段はクランクケース手段に配置されている。ピストン棒はクランクケース手段のクランクケース手段に組立てられている。電磁気エンジンは電磁気手段をさらに備えている。電磁気手段は少なくとも２つのコイルを有するコイル手段から構成されている。少なくとも２つのコイルのそれぞれはハウジング構造体に固定されており、そのそれぞれのピストンと整列されている。少なくとも２つのコイルのそれぞれは第１及び第２の開口部を有している。第１及び第２の開口部はディストリビュータに電気的に接続される巻線端子を含んでいる。ディストリビュータは少なくとも２つのコイルに電流を送り、磁気極性を切り替える同期手段を有している。電磁気手段は、ディストリビュータにより同期された時に第１及び第２の開口部とその対応する磁気体との間に起電力を発生し、第１の開口部と第２の開口部の間の磁気極性を切り替えることにより、そのそれぞれの少なくとも２つのシリンダー内でピストンを上下方向に移動させる。これは、短時間の力を作用させることにより、クランクシャフト手段の初期動作後に、クランクシャフト手段を所定方向に回転させる。電磁気手段はハウジング構造体に取り付けられる。

電磁気エンジンは、電気接続と、短時間の力で電池にパワーを供給する電池電源とを備えている。電気手段は、スタータースイッチへの電気接続を有する電池電源を備えている。スタータースイッチはスターターへの電気接続を有する。スタータースイッチは少なくとも１つの電気コイルへの電気接続を有している。インバータとしての電気コイルは２４ボルトを２４０ボルトに変換する手段を有している。少なくとも１つの電気コイルは機械式ペダルへの電気接続を有している。機械式ペダルは電気式アクセル及びコンピュータへの電気接続を有し、コンピュータはディストリビュータへの電気接続を有している。好適な実施例では、自動車のスターターから力を得、磁気体は永久磁石又は電磁石を含み、少なくとも２つのコイルは透過性材料又は空心を含んでいる。

上記及び他の関連する目的を考慮して、本発明の詳細な構造及びその組合せは添付した図面を参照しつつ、以下の説明から十分に理解されるだろう。

図面を参照すると、電磁気エンジンが１０で示されている。好適な実施例では、電磁気エンジンは、本発明で説明されているように、ハウジング内に２つ以上のシリンダーとそれに組立てられる関連機構とから構成されている。それは基本的に、シリンダー組立体２０，２０’，２０”，２０”’と、クランクケース組立体３０と、電磁気組立体４０と、電気システム１００とを含んでいることが分かる。シリンダー組立体２０，２０’，２０”，２０”’の一部分とクランクケース組立体３０の一部分だけが本発明を説明するために示されている。シリンダー組立体２０，２０’，２０”，２０”’はクランクケース組立体３０が取り付けられる適切なハウジング手段に組み立てられている。典型的なピストン２４と、ピストン棒２６と、クランクシャフト３４がシリンダー２２及びクランクケース３２内に組み立てられて示されている。

図１で分かるように、電気システム１００は、再充電可能な電池１０２と、後述するそれぞれの構成部品に電気的に接続される電線１０４とを備えている。再充電可能な電池１０２は当該発明を始動させるのに十分なパワーを有している。再充電可能な電池１０２のそれぞれはスタータースイッチ１０６に接続する電線１０４を有している。スタータースイッチ１０６はスターター１０８に接続されている。スタータースイッチ１０６は電線１０４により電気コイルのそれぞれに接続している。好適な実施例では、インバータとして、それぞれの電気コイル１１０は２４ボルトを２４０ボルトに変換する手段を有している。電気コイル１１０は電気式アクセル１１４に接続する機械式ペダル１１２に接続している。機械式ペダル１１２は運転者により操作され、機械式ペダル１１２を押し込むことにより車両の加速度を増加させる。ペダルの押し込みを認識すると、電気式アクセル１１４はコンピュータ１１６と電子的に通信し、コンピュータ１１６はディストリビュータ１１８に流す電流を決定する。ディストリビュータ１１８からは電線ｉ，ｊ，Ｋ及びＬが延出している。また、ディストリビュータ１１８は、タイミングを確立するためクランクシャフト３４への接続（図示せず）を有している。さらに、ディストリビュータ１１８は、図１ａに見られるように、磁石の極性を切り替えるためコイル４２，４２’，４２”及び４２”’に電流を送る同期手段を有している。

典型的なシリンダー及び電磁気エンジンの関連機構が本発明に供給されるように図１ａに示されている。この図は、各ピストン、シリンダヘッド、及び４シリンダーの電磁気エンジンの電磁気組立体を通る縦断面を示す構造図であり、シリンダー組立体２０及び２０”は上死点位置におけるそれらの各ピストン２４及び２４”を示し、シリンダー組立体２０’及び２０”’は下死点位置におけるそれらの各ピストン２４’及び２４”’を示している。

図示した実施例では、電磁気組立体４０はそれぞれピストン２４，２４’，２４”及び２４”’のためのコイル４２，４２’，４２”及び４２”’を備えている。コイル４２，４２’，４２”及び４２”’はシリンダー組立体２０，２０’，２０”及び２０”’と整列した状態で固定されていると共に配置されている。この図に示されているように、４つの巻線端子ａ，ｂ，ｃ及びｄはそれぞれコイル４２，４２’，４２”及び４２”’の開口部に配置され、他の４つの巻線端子ｅ，ｆ，ｇ及びｈはそれぞれ各コイル４２，４２’，４２”及び４２”’の他の開口部に配置されている。

図示された４シリンダーの電磁気エンジンでは、ピストン２４及び２４”はそれぞれシリンダー組立体２０及び２０”内の上死点位置への上方向への各移動を完了している。この図に見られるように、ピストン２４及び２４”がコイル４２及び４２”のそれぞれに近づくと、コイル４２及び４２”は起電力Ｅ１及びＥ３を誘導し、電流Ｉ１及びＩ３を誘導する。

誘導電流Ｉ１及びＩ３は各電流リミッターＲ１及びＲ３を流れ、トランジスターＱ１及びＱ３を作動させる。トランジスターＱ１及びＱ３が作動すると、電流Ｉ１及びＩ３がディストリビュータ１１８に流れる。ディストリビュータ１１８は磁石の極性を切り替える電流（すなわち、反対の起電力）をコイル４２及び４２”に送ることにより反対の力を同時に発生させ、ピストン２４及び２４”をそれぞれ上下方向に移動させる。

同様に、起電力Ｅ２及びＥ４はそれぞれ電流１２及び１４を誘導するピストン２４’及び２４”によりコイル４２’及び４２”’で誘導される。誘導電流１２及び１４は各電流リミッターＲ２及びＲ４を流れ、それぞれトランジスターＱ２及びＱ４を作動させる。トランジスターＱ２及びＱ４が作動されると、電流１２及び１４がディストリビュータ１１８に流れる。ディストリビュータ１１８は磁石の極性を切り替える電流（すなわち、反対の起電力）をコイル４２’及び４２”’に送ることにより反対の力を同時に発生させ、ピストン２４’及び２４”’をそれぞれ上下方向に移動させる。

それぞれのシリンダー組立体２０内でピストン２４，２４’，２４”及び２４”’に上下方向に力を加えることにより、図２〜５に見られるように、クランクシャフト３４の初期動作の後、クランクシャフトを所定方向に連続的に回転させる。クランクシャフト３４の初期動作は、スターター１０８からのように、短期間の力を作用させることにより達成される。少なくとも３つの交流電源（図示せず）が回転するクランクシャフト３４に接続されている。好適な実施例では、交流電源はそれぞれ３５アンペアで動作し、再充電可能な電池１０２を再充電する。

図２は上方向に移動するピストン２４を示している。ピストン２４は図示のようにＮ極及びＳ極を定義する永久磁石材料を有する磁石体を備えている。他のピストンでは、磁石体のそれぞれは同一方向の極性を有している。クランクシャフト３４の回転方向が図３〜５のそれぞれに示されている。図２に示されているように、ピストン２４はコイル４２に引き付けられる。

シリンダー組立体の図３に見られるように、ピストン２４は上死点位置までの上方向でその移動を完了する。ピストン２４がコイル４２の端部に近づくと、この図に見られるように、コイル４２は起電力Ｅ１を誘導する。

図４はシリンダー２２内を下方向に移動するピストン２４を示している。この図に示されているように、ピストン２４はコイル４２から反発している。

図５に見られるように、ピストン２４は下死点位置まで下方向に移動し続ける。

また、電磁気エンジンは、コイル４２，４２’，４２”及び４２”’を冷却するためのウォーターポンプシステムと、簡略化のために図示しない潤滑及び冷却のためのエンジンオイルシステムとを備えている。さらに、電磁気エンジン１０は消磁材料から製造されている。

さらに、シリンダー組立体の配置は変更可能であり、本発明は回転型のエンジンとしても動作可能である。本発明は好適な実施例としては自動車において使用されるのに適しているが、本発明の他の実施例は、それらに限定されるものではないが、トラック、ジープ、オートバイ、スクーター、ワゴン車、及び船のような車両にも適用可能である。調時チェーン、歯車等のような在来の構成部品は示されていない。これらの構成部品は完成された実施例の一部分であることが分かる。電磁気エンジンは、本発明に示されているように、２つ以上のシリンダーと、適切な材料から構成された必須の機構から構成されていてもよい。機構手段の一部分は本発明を説明するのに十分な程度に説明されているに過ぎず、同一の結果を得られる構造のこれらの構成要素の変形が本発明の範囲内であることが分かる。さらに、本発明１０は、適切な動作をするために所定の起電力を保持するため所定の間隔で電磁気組立体４０の予定された保守及び交換が必要であることに注意することが重要である。

代わりの実施例では、本発明は電気を作り出すための電気プラントでも実施可能である。

本発明の上記した説明から容易に理解できるように、本構造は電磁気エンジンを組み立てる能力を提供する異なる態様で構成されてもよい。従って、上述した説明は本発明の目的及び利点が最も理解されることを意味している。ここに開示したすべての事項は単なる例示としてのみ解釈され、限定する趣旨ではないこと理解すべきである。

本発明に記載された電磁気エンジンのような発明は、起動力が電磁気であるため好ましいことは明らかである。また、本発明はその有効性を保持しつつ製造及び保守するのが安価であるため好ましい。

４サイクル電磁気エンジンの電気システムの部分を示す図である。 各ピストン、シリンダーヘッド、及び４サイクル電磁気エンジンの電磁気組立体の縦断面を示す構造図である。 クランクシャフト、ピストン、シリンダーヘッド、及び上方ストロークの電磁気エンジンの電磁気組立体の縦断面を示す構造図である。 クランクシャフト、ピストン、シリンダーヘッド、及び上死点における上方ストロークの電磁気エンジンの電磁気組立体の縦断面を示す構造図である。 クランクシャフト、ピストン、シリンダーヘッド、及び下方ストロークの電磁気エンジンの電磁気組立体の縦断面を示す構造図である。 クランクシャフト、ピストン、シリンダーヘッド、及び下死点における下方ストロークの電磁気エンジンの電磁気組立体の縦断面を示す構造図である。

Claims (1)

1. Ａ）ハウジング構造体と、
   Ｂ）前記ハウジング構造体内に設けられた少なくとも２つのシリンダーを備え、該各シリンダーがピストン及びピストン棒を備え、該ピストンが第１及び第２の端部を備え、該第１の端部が磁石体を備え、前記第２の端部が前記ピストン棒に接続されているシリンダー手段と、
   Ｃ）前記ハウジング構造体に設けられるクランクケース手段と、
   Ｄ）該クランクケース手段に配置され、前記ピストン棒が前記クランクケース手段で組立てられるクランクシャフト手段と、
   Ｅ）少なくとも２つのコイルを有するコイル手段から構成され、前記各２つのコイルがその各ピストンに整列された前記ハウジング構造体に固定されていると共に第１及び第２の開口部を備え、該第１及び第２の開口部がディストリビュータに電気的に接続された巻線端子を含み、前記ディストリビュータが磁石の極性を切り替えるために前記少なくとも２つのコイルに電流を送る同期手段を有する電磁気手段であって、前記ディストリビュータにより同期された時に前記第１及び第２の開口部とその対応する前記磁石体との間に起電力を発生し、前記第１の開口部と前記第２の開口部との間の前記磁石の極性の切り替えにより、そのそれぞれの前記少なくとも２つのシリンダー内で前記ピストンを上下方向に移動させ、これにより、電力を短時間作用させることによる前記クランクシャフト手段の初期動作の後、前記クランクシャフト手段を所定方向に連続して回転させ、前記ハウジング構造体に設けられた電磁気手段、
   及び、電気接続と前記短時間の電力のため再充電可能な電池のパワーを供給するための再充電可能な電池の電源とを備えると共に、スターターのスイッチへの電気接続を有する再充電可能な電池の電源をさらに備え、該スターターのスイッチがスターターへの電気接続を有し、前記スターターのスイッチが少なくとも１つの電気コイルへの電気接続を有し、該電気コイルがインバータであると共に直流の２４ボルトを交流の２４０ボルトに変換する手段を有し、前記少なくとも１つの電気コイルがドライバーにより加速操作される機械式ペダルに対する電気接続を有し、前記機械式ペダルが電気式アクセルに対する電気接続を有し、前記機械式ペダルがコンピュータへの電気接続を有し、該コンピュータが前記ディストリビュータへの電気接続を有し、前記短時間の電力が自動車のスターターから得られ、前記磁石体が永久磁石又は電磁石を含み、前記少なくとも２つの電気コイルが透過性材料又は空心を含んでいる電気手段と、
   を備え前記ピストンが前記少なくとも２つの電気コイルの一つに近づいた時に、前記少なくとも２つの電気コイルが前記起電力を誘導すると共に前記電流を誘導し、該誘導された電流が電流制限器を流れると共にトランジスターを作動させ、該トランジスターが作動された時に、前記電流が前記ディストリビュータに流れ、前記電気手段が少なくとも３つの交流電源を備え、該交流電源がそれぞれ３５アンペアで動作し、前記再充電可能な電池のパワーを再充電することを特徴とする電磁気エンジン。

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