JP2016160930A - 永久磁石を応用した往復動機関 - Google Patents

Abstract

【課題】従来利用が困難であった永久磁石を利用した、往復運動機関を提供する。
【解決手段】２つの磁石の間に働く力は相互の間隙が狭くなるほど大きい。磁石間の反発力を爆破工程で最大にするためには、２つの磁石をできるだけ近づけ、圧縮工程では２つの磁石の間隙を制御することにより、磁石でも回転可能な機関ができる。１）磁石の反発力を利用する。２）ガソリン機関の仕組みを利用して、ピストンの頂部に磁石１１を取り付ける。３）磁石１はバネ５の力で上下する構造とする。４）爆発工程では、このバネ５を瞬時に抑えて、２つの磁石の間隙を最小にし、最大の反発力を得るためにカム３１機構を利用する。５）下死点を通過して、圧縮工程になった時はカム機構によりバネが働き２つの磁石の間隙を適度に保持でき、爆発工程よりもはるかに小さい反発力にできる。６）それにより、クランク軸１５は回転を続ける。本発明は上記を特徴する往復動機関である。
【選択図】図５

Description

本発明は、最近の永久磁石の技術革新により磁力が強力になっている。永久磁石のこの磁力を応用して、効率的に往復運動させる機関に関するものである。

従来、往復運動する機関は、ガソリンなどによる爆発力を利用したものが主であり、永久磁石を利用した往復運動機関は実用化されていない。

特になし

従来、往復運動する機関は、ガソリンや軽油による内燃機関、蒸気力による蒸気機関などが主である。なぜなら、永久磁石を往復運動する機関に使用するためには、次のような欠陥があり、利用できなかった。
１）磁力が弱い。
２）磁極の変化が容易でない。
３）磁力を継続的に維持できない。

本発明は、磁石の磁力が強力になっているので、この磁力を応用した往復動機関の発明に関するものである。
これまで、磁石の反発力と吸着力を交互に利用して、回転体を考えてきたがうまくいかなかった。そこで、少し考え方を変えてみた。ガソリン機関の仕組みはシリンダー内で、空気を圧縮して、燃料を噴射、爆発させてクランク軸を回転させている。これは、爆発工程と圧縮工程で働く力に大きな差があることで回転を可能にしている。
磁石の反発力を爆発力と考えてみた。２つの磁石の間に働く力は相互の間隙が狭くなるほど大きい。間隙を２倍にすると力は四分の一になる。
このことから、磁石の反発力を爆破工程で最大にするためには、２つの磁石をできるだけ近づけること。圧縮工程では２つの磁石の間隙を制御することが出来るならば、磁石でも回転可能な機関ができる。
そこで２組の磁石の反発力を最大にできる仕組みを考えた。
１）磁石の反発力を利用する。
２）ガソリン機関のクランク構造を利用して、回転する仕組みとする。そのためにピストンの頂部に磁石を取り付ける。
３）それに対する磁石はバネの力で上下する構造とする。
４）爆発工程では、このバネを瞬時に抑えて、２組の磁石の間隙を最小にして、最大の反発力を得るために、カム機構を利用する。
５）下死点を通過して、圧縮工程になった時はカム機構によりバネが伸び、２組の磁石の間隙は爆発工程の時より大きくなり、反発力は小さくなる。
６）それにより、クランク軸は回転を続けることが可能となる。

以上に述べたように本発明は、磁石の相互間に働く反発力を原動力として、回転力を得るものである。そのために、ガソリン機関のクランク構造を利用する。ピストンの部分に磁石を取り付け、それに対する磁石をバネ構造として、カム機構によりこの磁石を押し下げることで、ガソリン機関の爆発工程のように、最大の反発力を得る。圧縮工程では、バネが伸びた状態にあり、反発力は爆発工程の反発力より小さい反力となる。相互の磁石に働く反発力を制御することで回転する。このように永久磁石の反発力を利用する機関が出来れば、燃料を海外に依存している我が国にとって大変役立つものである。
この機関の出力は小さいけれど、出力を大きくするためには、ヨークの利用、磁石の数の増加、装置の直列結合、並列結合などが考えられる。そうすることで、家庭の発電機、小型自動車、レジャーボートなどの機関としても利用できる。
同時に環境上、排出するものがないため、地球の温暖化にも貢献できる。

本発明の上部磁石構造を示したものである。側面図とその断面図を示している。 本発明の下部磁石構造を示したものである。側面図とその断面図を示している。 本発明の全体構成図で側面を示し、上死点の状態図を示したものである。 本発明の下死点の状態図を示したものである。 本発明の機関を示したものである。

以下、本発明の実施の形態を図面に従って説明する。
図１は上部磁石構造を示している。右側には断面を示す。
上部磁石１が磁石ホルダー２に取り付けられ、磁石ホルダー２は軸３に接合されている。軸３は軸ガイド４内を通り、バネ５があり、押え６で構成してある。
上部磁石１は押え６に力を加えることで下がる。ロッカアーム３５により押え６が押えられて、上部磁石１は下がる。
図２は下部磁石構造を示している。右側には断面を示す。
下部磁石１１が磁石ホルダー１２に取り付けられ、磁石ホルダー１２はコンロッド１３にピン接合されている。磁石ホルダー１２はクランク軸１５が回転するに合わせて、磁石ホルダーガイド１６に沿って上下動する構造である。
図３は本発明の上死点の状態図である。カム３１がタレット３２を通してプッシュロッド３３を押し上げ、ロッカアーム３５が押え６を押し下げている状態を示している。
この状態は上部磁石１と下部磁石１１の間隙が最小となり、最大の反力を得ることが出来る。
図４は本発明の下死点の状態図である。上部磁石１と下部磁石１１の間隙が最大となり、反力は最小の状態となる。
図５は本発明の機関で、４組の上部磁石１と下部磁石１１の組み合わせを示している。
４組では９０度、１８０度、２７０度、３６０度で爆発工程である相互磁石の最小の間隙を得ることになる。６組では６０度ごとに最小間隙を得ることになる。
以上が本発明の構造である。
現在のガソリン機関は爆発熱、爆発力が大きいために構造が大きくなる。そのため重量も重くなるが、本発明は磁力で、出力が小さいのと爆発による発熱がないため、すべて構成部品に対して軽量化が可能となり、寸法の小さい、重量の軽い簡単な構造にできる。

１ 上部磁石 ２ 磁石ホルダー ３ 軸
４ 軸ガイド ５ バネ ６ 押え
１１ 下部磁石 １２ 磁石ホルダー １３ コンロッド
１４ クランクアーム １５ クランク軸 １６ 磁石ホルダーガイド
３１ カム ３２ タレット ３３ プッシュロッド
３４ ロッドガイド ３５ ロッカアーム ３６ 調時歯車
３７ カム軸 ３８ はずみ車

Claims (1)

1. ２組の磁石の反発力を利用するものである。そのために、１組の磁石はクランク軸のコンロッド先端に磁石ホルダーを介して接合されており、クランクの回転に合わせて、ガイドに沿って上下する構造である。
   それに対応するもう１組の磁石は軸付の磁石ホルダーに取り付けられおり、バネを使い、磁石を上下させる構造として、クランク側の磁石がほぼ上死点に来た時点で、双方の磁石との間隙を最小にして、反力を最大にするために、カム機構によりロッカアームがバネを押し下げて、クランクを回転させる構造をもつ回転体。

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