JP3776419B2

JP3776419B2 - ロータリーエンジン

Info

Publication number: JP3776419B2
Application number: JP2003307945A
Authority: JP
Inventors: 栄三郎村上
Original assignee: 栄三郎村上
Priority date: 2003-07-29
Filing date: 2003-07-29
Publication date: 2006-05-17
Anticipated expiration: 2023-07-29
Also published as: JP2005048757A

Description

本発明は、大気圧空気のある所であれば、いつでも、どこでもシリンダー内に圧縮空気として手動手押しポンプで充填し、又は、高圧ボンベ圧より減圧し、充填圧縮空気圧自体のエネルギーの反発力、張力を回転運動に用いて、充填圧力に比例した出力を外部に反発力遠心力を取り出すことを可能にしたロータリーエンジンに関するものである。

出願人は、先に、空気圧力を機械力変換する装置を出願し、下記特許文献の特許権を取得した。
特許第２１２７３３６号特許第２７２７１６６号

前記取得した特許権は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ていた。

本発明の目的は前記従来例の不都合を解消し、ピストンの作用を直接回転運動として利用できることにより、充填圧力に比例した強力な回転力が得られるロータリーエンジンを提供することにある。

本発明は前記目的を達成するため、第１に、４方にピストン室を有するクロス状シリンダーに車輪軸への回転誘導軸を回転自在に挿入し、このクロス状シリンダーの各ピストンの飛び出す圧力のピストン受止ピンと前記車輪軸への回転誘導軸とを回転力伝達可能に連結し、
車輪軸への回転誘導軸は、クロス状シリンダーのピストン室への流体補給路を有し、回転誘導軸の中央には鞘管を設け、鞘管の両側には第１の軸受がはめ込まれ、その両側には第２の軸受がはめ込まれ、それらの両側に太陽歯車が固定されてこれらは車輪軸への回転誘導軸に装着されて相互に一体となり、
前記ピストン受止ピンに設けた水平槓杆の左右に連杆とこれに結合する梃子を接続し、
シリンダーを挟み両面に連杆を介し梃子の支点部をシリンダーに設け、右平行軸に遊星歯車と共に挿入し、これら遊星歯車はフレームに固定された内歯車と噛み合い、他方は車輪軸への回転誘導軸の両端に前記固定の太陽歯車と噛み合い、
前記梃子の作用点は第２の軸受への軸受圧接部となり、
車輪軸への回転誘導軸の回転を空気圧充填したクロス状シリンダーに車輪軸への回転誘導軸の回転を加えて各ピストンが大気圧に飛びだそうとするモーメントを一方向に集中させ、一方向回転に導くことを要旨とするものである。

第２に、ピストン受止ピンと車輪軸への回転誘導軸とを回転力伝達可能に連結するのは、前記ピストン受止ピンに設けた水平槓杆の左右に連杆とこれに結合する梃子を接続し、該梃子の支点部はシリンダーに挿入した平行軸に取り、該平行軸に回転自在に設けた遊星歯車と前記車輪軸への回転誘導軸に固定の太陽歯車と噛み合せることを要旨とするものである。

第３に、シリンダーを挟み両面に連杆を介し梃子の支点部をシリンダーに設け、右平行軸に遊星歯車と共に挿入し、これら遊星歯車はフレームに固定された内歯車と噛み合い、他方は車輪軸への回転誘導軸の両端に固定の太陽歯車と噛み合い、太陽歯車回転に導けば、各ピストンの飛び出す圧力の受止ピンを力点とし、梃子の平行軸挿入口を支点とし、梃子の先端車輪軸への回転誘導軸にはめ込みの軸受圧接押部を作用点として、太陽歯車回転に伴いシリンダーと共にフレームに固定の軸受を介して３６０度回転すること、第４に、フランジ付き回転ブロックの内径の軸受には車輪軸への回転誘導軸が回転自在に挿入し、このフランジ付き回転ブロックの外径のボスにはフレームに締付けたフランジ形ユニットの軸受が回転自在挿入に挿入されること、第５に、クロス状シリンダーのピストン室へは空気圧を充填補給すること、第６に、フランジ付き回転ブロックにタイヤ車輪又は様々な回転体と共に勢車を締付固定し、この勢車の回転体により、ベルトを介してダイナモ発電機回転により起こった電気をバッテリーを充電すること、第７に、携帯空気入ポンプで大気圧空気（０〜０．９ＭＰａ）を充填できる又はボンベ圧を減圧弁を介し指定圧に充填を自動的に行う流体補給装置を具備することを要旨とするものである。

本発明によれば、４方にピストン室を有するクロス状シリンダー８の各シリンダーピストン室に同時に空気圧充填すると、各ピストン室におけるシリンダーの反発力は相互に打ち消し合う一方、各ピストン９が大気圧に飛びだそうとするモーメントを一方向に集中し、これらを一方向高速回転に導けば、遠心力がプラスされ、充填圧力に比例した強力な回転力が得られる。

以上述べたように本発明のロータリーエンジンはピストンの作用を直接回転運動として利用できることにより、充填圧力に比例した強力な回転力が得られるものであるが、下記の効果を発揮できる。
（１）…構造自体簡潔であり、部品が少なく人件費の削減効果がある。
（２）…自然エネルギーである空気圧、太陽光、各種燃料電池、バッテリーを用いるので環境衛生保持に効果を奏す。
（３）…ガソリン等の燃料を用いないので自給自足の経済効果がある。

図１は、本発明のロータリーエンジンの１実施形態を示す系統説明図、図２は、同上縦断側面図、図３は同上縦断正面図で、図中１はフレームである。

フレーム１は両面開閉できるふた板締付形の円筒状のカバーで、ふた板両内面には内歯車２であるインターナルギアをはめ込み、ふた板外面には内部に軸受２５Ａ、２５Ｂを圧入したフフンジ形ユニット２３が締付ボルト２４で締付固定されている。

４方にピストン室を有するクロス状シリンダー８の中央に横穴を形成し、この横穴に車輪軸への回転誘導軸３を気密保持して回転自在に挿入する。この車輪軸への回転誘導軸３は流体補給路７付で、中央には流体補給路を設けた鞘管４が設けられ、内径外径から空気洩れの気密保持のためのＯリング５、６が挿入される。鞘管４には流体補給路を設けて車輪軸誘導軸３の中央に取付く。

このようにして車輪軸への回転誘導軸３の片方よりロータリージョイント３１を介して空気圧が注入されると流体補給路７を通り各ピストン室に指定空気圧が充填され、図３の矢印のように圧力が作用する。

この時、充填空気圧は上下左右の各シリンダー室に挿入の各ピストン９を介して互いに打ち消し合い、各ピストン９は大気に向かい飛び出すモーメントが４方に張力となって表れる。

各ピストン９には空気圧洩れ気密保持に０リングが設けてある。

１例として、ピストン径Φ１００ｍｍ＋空気圧力０．１Ｍｐａ充填すると、７８．５ｋｇｆの荷重が１本のピストンに加わる。ピストン数４本×７８．５ｋｇｆ＝３１４ｋｇｆ。３１４ｋｇｆ×０．５ＭＰａ加圧充填すれば＝１５７０ｋｇｆの荷重が加わる。これらを行程毎に排気せず、外部に飛び出そうとするエネルギーを一方向に集中回転力遠心力を仕事量に求める。

鞘管４の両側には軸受１３がはめ込まれ、なおその両側には第２の軸受１３がはめ込まれ、それらの両側に太陽歯車１２が固定される。これらは車輪軸への回転誘導軸３に装着されて相互に一体となり、シリンダー内横穴に左右自在に挿入・組立できる。

各ピストン９の上部にはピストン受止ピン１０が挿入され、ピストン案内板１１は各シリンダー上部にビス止めされる。

ピストン受止ピン各１０には水平槓杆１４の中央がそれぞれはめ込まれ、水平槓杆１４の両端のピン１４Ａ、１４Ｂには連杆１５がはめ込み接続され、連杆１５の一方には１６梃子１６の力点となる部分がネジ付きピン２２にて接続され、梃子１６の支点となる部分は、シリンダー８に４等分の位置に加工された取付穴に平行軸１７がそれぞれ挿入される。

図３に示すように、空気圧を充填すれば、矢印のように圧力が作用しシリンダーを挟み両面とも同形態となり、梃子１６の作用点は軸受圧接部２１となり、軸受１３の外輪に均等に充填圧力以上の荷重が加わるが、充填圧力変化に伴ない出力抵抗値が極めて少ない。その理由は軸受１３の外輪と内輪が相対動作するからである。

クロス状シリンダー８に４等分にはめ込んだ前記平行軸１７の両面の各梃子１６のさらに外側に内径に軸受１９を圧入した遊星歯車１８を挿入する。

前記車輪軸への回転誘導軸３の左右に取付固定された太陽歯車１２がシリンダー８の横穴を介して前記遊星歯車１８と噛み合せの状態になり、前記フランジ付き回転ブロック２６の内径に軸受２７を圧入したフランジ部には、平行軸１７の一部をそれぞれ挿入し、平行軸固定ナット２０で締付固定する。

前記フランジ付き回転ブロック２６のボス部の外径には、軸受２５が回転自在に挿入される。フランジ付き回転ブロック２６には出力回転体が取付く。

以上のように、クロス状シリンダー８を挟み、図２のように各ピストンが飛び出す圧力を水平槓杆１４、各ピストン９等をピストン受止ピン１０を介して受止め、左右の連杆１５等を介して各梃子１６の均等押圧による軸受１３が相対動作できるように、各梃子１６の両外側には遊星歯車１８が回転自在に平行軸１７を介して取り付く。

これら遊星歯車１８に車輪軸への回転誘導軸３に取付けられた鞘管４の軸受及び左右端に固定の太陽歯車１２が各遊星歯車１８と噛み合うように組立する。

その両端から内径に軸受２７が圧入されたフランジ付き回転固定ブロック２６が車輪軸への回転誘導軸３を軸支する。

フレーム１のふた板の内面に内歯車（インターナルギア）２、外面にフランジ形ユニット２３の内径にそれぞれ軸受２５が圧入されて、ふた板に締付ボルト２４で締付固定され、図２のようにふた板閉塞する事により組立完了する。

このようにして、フランジ付き回転ブロック２６の回転に伴ない、出力回転体締付ボルト４０を介して左右のタイヤ車輪３９と共に締付けられた勢車３８が回転すると、ベルトを通じダイナモ発電機３５が回転し、起った電気がバッテリー３０に蓄えられる。

太陽光ソーラパネル盤２８、２９は常時バッテリー３０へ充電する。又各種燃料電池、用途に応じＤＣモーター３４の補助回転源を選定する。モーター３４は電圧調整に伴ない、出力回転を調整する。このように、電装系の左右ＤＣモーター３４に電流調整機（図示せず）で電流調整することにより超低速回転から、超高速回転まで実現できる。

車輪軸への回転誘導軸３の左右に、内面に一方向回転ワンウェイクラッチが圧入される始動歯車３６、始動歯車３７が挿入されて、これら始動歯車３６、３７には図示す省略するが、各種バッテリー、太陽ソーラ、各種燃料電池で動作するＤＣモーター３４の小歯車が噛み合う。

次に動作について説明すると、車輪軸への回転誘導軸３の片方よりロータリージョイント３１を介して空気圧が注入されると流体補給路７を通り各ピストン室に指定空気圧が充填され、この時、充填空気圧は上下左右の各シリンダー室に挿入の各ピストン９を介して互いに打ち消し合い、各ピストン９は大気に向かい飛び出すモーメントが４方に張力となって表れる。

水平槓杆１４はクロス状シリンダーを挟み、各ピストンが飛び出す圧力を受止め、各ピストン９が大気圧に飛びだそうとするモーメントを一方向に集中し、これらを一方向高速回転に導けば、遠心力がプラスされ、充填圧力に比例した強力な回転力が得られる。

フランジ付き回転ブロック２６Ａ２６Ｂ回転に伴ない締付ボルト４０を介して左右のタイヤ車輪３９Ａ３９Ｂと共締付けられた勢車３８Ａ３８Ｂが回転すると、ベルトを通じダイナモ３５Ａ３５Ｂ発電機が回転起った電気がバッテリー３０に蓄えられる。太陽光ソーラパネル盤２８、２９は常時バッテリー３０へ充電する。

フランジ付き回転ブロック２６の両端に締付固定された勢車３８およびタイヤ車輪３９が回転する。

前記のように、始動歯車３６、始動歯車３７は内径に一方向転のワンウェイクラッチを設けてあり、モーター３４の小歯車と噛み合うこれらモーター３４は電圧調整に伴ない、出力回転を調整する。

勢車３８の回転で、ダイナモ発電機３５の回転で起こった電気がバッテリー３０に蓄えられる。

手押しの携帯空気入れポンプ３２で大気圧空気をいつどこでも自由に０．９ＭＰａ程度の空気圧は充填できる。

又は、高圧容器ボンベより減圧弁からロータリージョイントを介し指定圧に自動補給する。

本発明のロータリーエンジンの１実施形態を示す系統説明図である。本発明のロータリーエンジンの１実施形態を示す縦断側面図である。本発明のロータリーエンジンの１実施形態を示す縦断正面図である。本発明のロータリーエンジンの１実施形態を示す遊星歯、太陽歯車部分の縦断正面図である。遊星歯、太陽歯車の回転を示す説明図である。

符号の説明

１…フレーム
２…内歯車（インターナルギア）
３…車輪軸回転誘導軸
４…鞘管
５…Ｏリング
６…Ｏリング
７…流体補給路
８…クロス状４方シリンダー
９…ピストン９
９Ａ９Ｂ９Ｃ９Ｄ…Ｏリング付
１０Ａ１０Ｂ１０Ｃ１０Ｄ…ピストン受止ピン
１１…ピストン案内板
１２…太陽歯車
１３…軸受
１４Ａ１４Ｂ１４Ｃ１４Ｄ…水平槓杆
１５…連杆
１６…梃子
１７…平行軸
１８…遊星歯車
１９…軸受
２０…平行軸固定ナット
２１…軸受圧接部
２２…ネジ付ピン
２３…フランジ形ユニット
２４…締付ボルト
２５…軸受
２６…フランジ付き回転ブロック
２６Ａ２６Ｂ… 出力回転部取付ネジ
２７…軸受
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…減圧弁
３４…モーター
３５…発電機
３６…始動歯車１
３７…始動歯車２
３８…勢車
３９Ａ３９Ｂ…タイヤ車輪
４０…出力回転体締付ボルト

Claims

４方にピストン室を有するクロス状シリンダーに車輪軸への回転誘導軸を回転自在に挿入し、このクロス状シリンダーの各ピストンの飛び出す圧力のピストン受止ピンと前記車輪軸への回転誘導軸とを回転力伝達可能に連結し、
車輪軸への回転誘導軸は、クロス状シリンダーのピストン室への流体補給路を有し、回転誘導軸の中央には鞘管を設け、鞘管の両側には第１の軸受がはめ込まれ、その両側には第２の軸受がはめ込まれ、それらの両側に太陽歯車が固定されてこれらは車輪軸への回転誘導軸に装着されて相互に一体となり、
前記ピストン受止ピンに設けた水平槓杆の左右に連杆とこれに結合する梃子を接続し、
シリンダーを挟み両面に連杆を介し梃子の支点部をシリンダーに設け、右平行軸に遊星歯車と共に挿入し、これら遊星歯車はフレームに固定された内歯車と噛み合い、他方は車輪軸への回転誘導軸の両端に前記固定の太陽歯車と噛み合い、
前記梃子の作用点は第２の軸受への軸受圧接部となり、
車輪軸への回転誘導軸の回転を空気圧充填したクロス状シリンダーに車輪軸への回転誘導軸の回転を加えて各ピストンが大気圧に飛びだそうとするモーメントを一方向に集中させ、一方向回転に導くことを特徴としたロータリーエンジン。
ピストン受止ピンと車輪軸への回転誘導軸とを回転力伝達可能に連結するのは、前記ピストン受止ピンに設けた水平槓杆の左右に連杆とこれに結合する梃子を接続し、該梃子の支点部はシリンダーに挿入した平行軸に取り、該平行軸に回転自在に設けた遊星歯車と前記車輪軸への回転誘導軸に固定の太陽歯車と噛み合せる請求項１記載のロータリーエンジン。
シリンダーを挟み両面に連杆を介し梃子の支点部をシリンダーに設け、右平行軸に遊星歯車と共に挿入し、これら遊星歯車はフレームに固定された内歯車と噛み合い、他方は車輪軸への回転誘導軸の両端に固定の太陽歯車と噛み合い、太陽歯車回転に導けば、各ピストンの飛び出す圧力の受止ピンを力点とし、梃子の平行軸挿入口を支点とし、梃子の先端車輪軸への回転誘導軸にはめ込みの軸受圧接押部を作用点として、太陽歯車回転に伴いシリンダーと共にフレームに固定の軸受を介して３６０度回転する請求項１または請求項２に記載のロータリーエンジン。
フランジ付き回転ブロックの内径の軸受には車輪軸への回転誘導軸が回転自在に挿入し、このフランジ付き回転ブロックの外径のボスにはフレームに締付けたフランジ形ユニットの軸受が回転自在挿入に挿入される請求項１ないし請求項３のいずれかに記載のロータリーエンジン。
クロス状シリンダーのピストン室へは空気圧を充填補給する請求項１ないし請求項４のいずれかに記載のロータリーエンジン。
フランジ付き回転ブロックにタイヤ車輪又は様々な回転体と共に勢車を締付固定し、この勢車の回転体により、ベルトを介してダイナモ発電機回転により起こった電気をバッテリーを充電する請求項１ないし請求項５のいずれかに記載のロータリーエンジン。
携帯空気入ポンプで大気圧空気（０〜０．９ＭＰａ）を充填できる又はボンベ圧を減圧弁を介し指定圧に充填を自動的に行う流体補給装置を具備する請求項１ないし請求項６のいずれかに記載のロータリーエンジン。