JP6654149B2 - 可変動力伝達装置 - Google Patents
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Description
しかし、空気の移動と冷材の気化効果だけで一定温度以下に下げるには限度があり、冷材を交換したり補充することが煩わしく、また湿度が高い一定温度以上の暑いところでは体感効果が減少する。よって、空気の移送と冷材の気化効果を利用する代わりに、電動機の回転動力によって作られる誘導磁場と、回転磁場で回転力を作り、加速回転して回転力を高め、動力を伝達する装置によりエキスパンダーに動力を伝達して空気を拡張または加速して冷却空気を生産する電動式空気冷却装置にて前記の問題を解決する必要がある。
しかし、広い空間を一定温度以下に下げるためには圧縮機の容量が大きくなければならず熱交換器の冷却性能を高めなければならないため、圧縮機を駆動するのに電力消耗が増加して相当な運転費用が発生し、高価の熱交換器が必要である。よって、冷房効果を高めるために圧縮機の容量を増やし、または冷却性能が高い高価の熱交換器を適用する代わりに、熱交換器と送風機との間に装着して電動機の回転動力によって作られる誘導磁場と、回転磁場で回転力を作り、加速回転して回転力を高め、動力を伝達する装置によりエキスパンダーに動力を伝達し、空気を拡張または加速して冷却空気を生産する電動式空気冷却装置にて前記の問題を解決する必要がある。
しかし、吸引力を高めるためには電動機の容量が大きくなければならず、これによって、電力消費と騒音が発生する。よって、電動機でファンを回して真空を作る代わりに電動機の回転動力によって作られる誘導磁場と、回転磁場で回転力を作り、加速回転して回転力を高め、動力を伝達する装置によりエキスパンダーに動力を伝達して吸入空気を加速して真空を作り、流量を増やして加速空気または拡張空気を排出する電動式空気加速装置にて前記の問題を解決する必要がある。
しかし、電動式エアコンプレッサーは、大容量の電動機でインペラを駆動して空気を圧縮するため、電力消耗が多く、燃料電池で生産する電力やバッテリー充電電力を使用するようになるので、燃料電池とバッテリーの容量と体積が大きくなって車両の走行距離にも影響を与えるしかなかった。よって、大容量の電動機を使用する代わりに、電動機の回転動力によって作られる誘導磁場と、回転磁場で回転力を作り、加速回転して回転力を高め、動力を伝達する装置によりインペラに動力を伝達して空気を圧縮または加圧して圧縮空気または加圧空気を生産する電動式空気供給装置にて前記の問題を解決する必要がある。
しかし、慣性加圧過給給気方式は、高速走行の場合にのみ向かい風の空気密度を高め、充填効率を増加させる効果を得られるため一部車両に制限的に適用される。よって、空気濾過器と吸気管との間に装着して電動機の回転動力によって作られる誘導磁場と、回転磁場で回転力を作り、加速回転して回転力を高め、動力を伝達する装置によりエキスパンダーに動力を伝達して空気を拡張または加速して空気密度を高めた拡張空気または加速空気を生産する電動式拡張空気充填装置にて前記の問題を解決する必要がある。
しかし、ターボチャージャーを装着した過給車両は高速運転領域で十分な過給圧を得るメリットがある反面、低速運転領域で排気ガスエネルギーが低く、効率低下のため所望のブーストを得ることができず、これによって低速運転領域と逆動区間で負荷変動の際に車両の応答時間の遅れが発生し、排気熱から保護するためにオイル供給装置が設置されなければならず、高速領域において背圧の増加で内燃機関の負荷が増加する短所がある。
これを解決するために可変式ターボチャージャーと、2段ターボチャージャーシステムと、ツインチャージャーと、一体型電気補助ターボチャージャーシステムと、複合順次式過給システムと、を多様に適用して必要な過給圧を得て充填効率を増加させる複合過給装置が開発され、適用されているが、これに関連した部品数の増加で構造が複雑であり、且つ制御システムの追加が費用の増加要因となっている。よって、ターボチャージャーの代わりに空気濾過器と吸気管との間に装着して電動機の回転動力によって作られる誘導磁場と、回転磁場で回転力を作り、加速回転して回転力を高め、動力を伝達する装置によりインペラに動力を伝達して空気を圧縮または加圧して圧縮空気または加圧空気を生産する電動式空気充填装置にて前記の問題を解決する必要がある。
しかし、クランク軸回転数に比例して圧縮機を駆動させるので、内燃機関の負荷変動の際に車両の回答特性が優秀な長所がある一方、低速運転ではインペラを駆動する内燃機関の回転数が低く、過給圧形成が遅れて加速遅延があり、クランク軸回転数が増加することによってギアを駆動するプーリの負荷の増加によって内燃機関の駆動損失が増加し、連結具の騒音が大きくなって、これにより燃料消耗が多いので、運転費用が高くなるという短所がある。よって、スーパーチャージャーの代わりに内燃機関のベルト駆動システムに装着してベルトで駆動するアイドル・プーリの回転動力によって作られる誘導磁場と、回転磁場で回転力を作り、加速回転して回転力を高め、動力を伝達する装置によりインペラに動力を伝達して空気を圧縮または加圧して圧縮空気または加圧空気を生産する機械式空気充填装置にて前記の問題を解決する必要がある。
しかし、一般電動機は、周波数の調整が可能な電動機に変更しなければならず、定格容量が大きくなれば、回転子と固定子の外形が大きくなって騒音と熱の発生が多くなり、消費電力が増加し、且つ回転数を高めるためのコンバータの使用は、周波数を変換する電力損失と運用費用が増えることになる。よって、電動機を交代して出力を高め、コンバータを使用して回転数を高める代わりに電動機に装着して電動機の回転動力によって作られる誘導磁場と、回転磁場で回転力を作り、加速回転して回転力を高め、動力を伝達する装置にて前記の問題を解決する必要がある。
しかし、ピストンを駆動する大容量の電動機は電力消耗が多いので、相当な運転費用が発生する。よって、電動機と圧縮機の間に電動機の回転動力によって作られる誘導磁場と、回転磁場で回転力を作り、加速回転して回転力を高め、磁場を誘導して作られた回転力により圧縮機の回転軸に動力を伝達する装置を装着し、圧縮機を駆動する電動式圧縮装置にて前記の問題を解決する必要がある。
しかし、車両の発電機が車両用蓄電池を充電し、車両用蓄電池に別途の蓄電池を連結して車両の発電機が別途の蓄電池を充電する場合には、発電機の発電容量に余裕がなければならず、発電機を駆動する内燃機関の発電負荷の増加により相当な燃料費用が発生するようになり、別途の発電用内燃機関を使用する場合にも維持費用と相当な燃料費用が発生することになる。
太陽熱充電装置の発電装置で必要電力を発電して充電するためには、大容量の太陽電池パネルが必要であり、高価で、且つ装着するのに空間上の制約が伴う。よって、車両の発電機や太陽熱充電装置の発電装置より電力を得る代わりに空気の流動が自由な任意の空間に設置して電動機の回転動力によって作られる誘導磁場と、回転磁場で回転力を作り、加速回転して回転力を高め、磁場を誘導して作られた回転力により、発電機の回転軸に動力を伝達する装置を装着して発電機を駆動する電動式小型発電装置にて前記の問題を解決する必要がある。
しかし、ベルト駆動力によって回転力を作ってピストンを駆動するため、ベルトとプーリの摩擦損失が大きく、駆動損失が増加して駆動の騒音が大きくなり、内燃機関に負荷を与えて燃料消耗が多いので、相当な運転費用が発生する。よって、アイドル・プーリと圧縮機の間にベルトで駆動するアイドル・プーリの回転動力によって作られる誘導磁場と、回転磁場で回転力を作り、加速回転して回転力を高め、磁場を誘導して作られた回転力によって圧縮機の回転軸に動力を伝達する装置を装着して圧縮機を駆動する機械式圧縮装置にて前記の問題を解決する必要がある。
しかし、風力が弱い場合にファンから得る回転動力が小さくて発電機の回転数が低いため発電電力が少なく、風力が強い場合に高速回転によりギア加速装置の騒音と耐久性に限界があり、風力を受けて発電の回転数に到達して発電機を回転できるようにファンが一定サイズを維持しなければならず、且つ回転騒音の問題が発生した。よって、ギア加速装置の代わりファンと発電機の間にファンの回転動力によって作られる誘導磁場と、回転磁場で回転力を作り、加速回転して回転力を高め、磁場を誘導して作られた回転力によって発電機の回転軸に動力を伝達する装置を装着して発電機を駆動する風力発電装置にて前記の問題を解決する必要がある。
しかし、これは吸気管内部を流れる空気の慣性エネルギーの損失を減らし、または利用することであって、空気流動の変化だけでは慣性エネルギーの増加変化がほとんどなくて高い充填効率を得られなかった。
また、渦流を生成させる装置は一部運転領域で抵抗として作用する。よって、スロットルボディーと吸気管との間に装着して吸入圧による空気流れの動力によって作られる回転磁場で回転力を作り、加速回転して回転力を高め、動力を伝達する装置によりエキスパンダーに回転動力を伝達して空気を拡張または加速し、冷却空気を生産する空気冷却装置にて前記の問題を解決する必要がある。
しかし、冷却装置のサイズを大きくして冷却性能を高めるのには、装着上の制約があり、冷却装置に電動ファンを装着したり、冷却ピンを増やして、冷却効率を高めることには限界があり、費用の増加要因となっている。よって、冷却装置と吸気管との間に装着して冷却装置から出る過給圧による空気流れの動力によって作られる回転磁場で回転力を作って加速回転して回転力を高め、動力を伝達する装置によりエキスパンダーに回転動力を伝達して圧縮空気を拡張または加速して却空気を生産する空気冷却装置にて前記の問題を解決する必要がある。
しかし、ブースタポンプは電力を使用して電動機を駆動するので電力供給がない野外でも電力供給装置を構成しなければならず、運転費用が発生する。よって、流路管の中間に装着して流体ポンプから供給する移送流れの動力によって作られる回転磁場で回転力を作り、加速回転して回転力を高め、動力を伝達する装置によりインペラに回転動力を伝達して流圧と流量を増加させる流体加速装置にて前記の問題を解決する必要がある。
また、前記フレーム210は、ボディーの前方と後方の内面218に基準点に合わせて前記駆動子モジュール230の装着面218を形成することも好ましい。また、前記ベアリングモジュール220の装着空間とベアリング冷却空間212とは、グリース潤滑方式のベアリングと、オイル潤滑方式のベアリングと、空気冷却方式のベアリングと、そして磁気ベアリングのいずれか一つにするベアリングモジュール220の形状に合わせて装着するように形成したものである。
また、前記ベアリングモジュール220は、前記前方回転子240と前記後方回転子250との最大回転数によって耐久寿命を保障する許容限界を超えないグリース供給冷却方式のベアリングと、オイル供給冷却方式のベアリングと、空気冷却方式のベアリングと、磁気ベアリングのいずれか一つのベアリング226を選択して適用したものである。
また、動力発生機200の駆動子モジュール230と、前方駆動子モジュール310と後方駆動子モジュール350の永久磁石は3n個をN極とS極を3相配列してフレーム210の円周方向に前方回転子240と後方回転子250の周囲に配置したことである。
また、動力発生機200の駆動子モジュール230と前方駆動子モジュール310と後方駆動子モジュール350の永久磁石は3n個をN極とS極を3相配列してフレーム210の円周方向に前方回転子240と後方回転子250の周囲に配置したものである。
また、動力発生機200の駆動子モジュール230と前方駆動子モジュール310の永久磁石は3n個をN極とS極を3相配列してフレーム210の円周方向に前方回転子240の周囲に配置したものである。
また、動力発生機200の駆動子モジュール230と後方駆動子モジュール350の永久磁石は3n個をN極とS極を3相配列してフレーム210の円周方向に前方回転子240と後方回転子250の周囲に配置したものである。
110、120 駆動体
200 動力発生機
210 フレーム
211、231、311 基準点
212 ベアリング冷却空間
213 埋込穴
214、218、315 装着面
220 ベアリングモジュール
221 回転軸
222 ベアリング固定突起
223 ベアリング装着面
224、227 固定溝
225 ねじ山
226 ベアリング
230 駆動子モジュール
232、312 固定台
233、245、313 永久磁石の埋込穴
234 ボルト孔
236、246、316 永久磁石
240 前方回転子
242 回転板
243 スロット溝
244 円筒形の突出部
250 後方回転子
260 ロックナット
270 固定具
310 前方駆動子モジュール
350 後方駆動子モジュール
410、645 電動機
420 アイドル・プーリ
450 磁気発生器
501 エキスパンダー
502 軸流型エキスパンダー
505 エキスパンダーケース
521 インペラ
525 インペラケース
550、551、561 圧縮機
555、565、575、595 発電機
601、603 電動式空気冷却装置
605 電動式拡張空気充填装置
611 電動式空気充填装置
613 電動式空気供給装置
621 機械式空気充填装置
631 機械式拡張空気充填装置
641 電動式空気加速装置
651 電動式圧縮装置
655 電動式小型発電装置
661 機械式圧縮装置
665 機械式小型発電装置
675 風力発電装置
681、683 空気冷却装置
685 流体加速装置
Claims (14)
- 動力発生機は動力を加える駆動体に装着され、前方駆動子モジュールは動力を加える駆動体の回転軸に装着され、後方駆動子モジュールは前記動力発生機に装着されて動力を加える駆動体から動力が供給される可変動力伝達装置において、
動力を加える駆動体から供給される回転動力によって前記前方駆動子モジュールで作られる誘導磁場と、前記動力発生機が作る回転磁場と、前記動力発生機が前記後方駆動子モジュールと作る回転磁場で回転力を作り、加速回転して回転力を高め、動力を受ける対象物に動力を伝達することを特徴とする、
可変動力伝達装置。 - 前記動力発生機は前方回転子と、後方回転子と、前記前方回転子と後方回転子とを装着して回転を支持するベアリングモジュールと、前記前方回転子と前記後方回転子の周囲に磁場を形成する駆動子モジュールと、前記ベアリングモジュールと前記駆動子モジュールとを装着するフレームと、前記前方回転子と前記後方回転子とを前記ベアリングモジュールに固定するロックナット及び、前記ベアリングモジュールを前記フレームに固定する固定具とを含むことを特徴とする請求項1に記載の可変動力伝達装置。
- 前記フレームは、円筒形状からなるボディーの軸を中心として前方と後方の内面に基準点に合わせてそれぞれ等間隔で2n個または3n個の(以下、nは2以上の整数)永久磁石の埋込穴を円周軸線方向に形成し、または前記駆動子モジュールの装着面を形成し、内周面にグリース潤滑方式のベアリングと、オイル潤滑方式のベアリングと、空気冷却方式のベアリングと、そして磁気ベアリングのいずれか一つにする前記ベアリングモジュールの装着空間と冷却空間を形成し、ボディーの前面と裏面に動力を加える駆動体と、動力を受ける駆動体と、前記前方駆動子モジュールと、前記後方駆動子モジュールとの装着面を形成した形状を有することを特徴とする請求項2に記載の可変動力伝達装置。
- 前記ベアリングモジュールは、丸棒形状からなるボディーの外周面にベアリング装着面と、ベアリング固定突起と、前記前方回転子と前記後方回転子の位相を固定する固定溝とねじ山とを形成した回転軸と、グリース供給冷却方式のベアリングと、オイル供給冷却方式のベアリングと、空気冷却方式のベアリングと、磁気ベアリングのいずれか一つのベアリング、および位相を固定する固定具とを含むことを特徴とする請求項2に記載の可変動力伝達装置。
- 前記前方回転子と前記後方回転子は、円盤形状からなるボディーの中心に、円筒形の突出部を形成して内周面に位相を固定するスロット溝を形成し、ボディーの円周軸線上にスロット溝に合わせて等間隔で2n個の(以下、nは整数)永久磁石の埋込穴を形成した形状を有する回転板、および、前記回転板のスロット溝に合わせて永久磁石の埋込穴にN極とS極を交互に埋め込んで取り付けた2n個の永久磁石とを含むことを特徴とする請求項2に記載の可変動力伝達装置。
- 前記駆動子モジュールは、前記フレームの基準点に合わせて前記フレームの永久磁石の埋込穴に2n個を(以下、nは2以上の整数)N極とS極を交互に埋め込んで取り付け、または3n個を3相配列して埋め込んで取り付けた永久磁石を含み、または円筒形状のボディーに基準点に合わせて等間隔で2n個または3n個の永久磁石の埋込穴を前記前方回転子と前記後方回転子の周囲の円周軸線方向に形成した固定台、及び、前記固定台の基準点に合わせて2n個の永久磁石の埋込穴にN極とS極を交互に埋め込んで取り付け、または3n個の永久磁石の埋込穴に3相配列して埋め込んで取り付けた2n個または3n個の永久磁石とを含むことを特徴とする請求項2に記載の可変動力伝達装置。
- 前記前方駆動子モジュールは、一方面が閉じられた円筒形状からなるボディーに動力を加える駆動体と動力発生機との装着面を形成し、基準点に合わせて前記前方回転子の周囲の円周方向に一定間隙を置いて等間隔で2n個または3n個の(以下、nは2以上の整数)永久磁石の埋込穴を形成した固定台、及び、前記固定台の基準点に合わせて2n個の永久磁石の埋込穴にN極とS極を交互に埋め込んで取り付け、または3n個の永久磁石の埋込穴に3相配列して埋め込んで取り付けた2n個または3n個の永久磁石とを含むことを特徴とする請求項1に記載の可変動力伝達装置。
- 前記後方駆動子モジュールは、一方面が閉じられた円筒形状からなるボディーに動力を受ける駆動体と動力発生機との装着面を形成し、基準点に合わせて前記後方回転子の周囲の円周方向に一定間隙を置いて等間隔で2n個または3n個の(以下、nは2以上の整数)永久磁石の埋込穴を形成した固定台、及び、前記固定台の基準点に合わせて2n個の永久磁石の埋込穴にN極とS極を交互に埋め込んで取り付け、または3n個の永久磁石の埋込穴に3相配列して埋め込んで取り付けた2n個または3n個の永久磁石とを含むことを特徴とする請求項1に記載の可変動力伝達装置。
- 前記動力発生機の前方回転子と後方回転子は、磁束の方向が前記フレームの軸線方向または直径方向に向け、前記動力発生機の駆動子モジュールと前記前方駆動子モジュールと前記後方駆動子モジュールとは、前記動力発生機の前方回転子と後方回転子の周囲に一定間隙を置いて磁束の方向が直角に向くことを特徴とする請求項2に記載の可変動力伝達装置。
- 動力発生機は動力を加える駆動体に装着され、前方駆動子モジュールは動力を加える駆動体の回転軸に装着され、後方駆動子モジュールは前記動力発生機に装着され、動力を加える駆動体から動力が供給される可変動力伝達装置において、
前記動力発生機は動力を加える駆動体と動力を受ける駆動体に装着され、前記前方駆動子モジュールは動力を加える駆動体の回転軸に装着され、前記後方駆動子モジュールは前記動力を受ける駆動体の回転軸に装着されて動力を加える駆動体から動力が供給され、
動力を加える駆動体から供給される回転動力によって前記前方駆動子モジュールで作られる誘導磁場と、前記動力発生機が作る回転磁場で回転力を作り、加速回転して回転力を高め、前記後方駆動子モジュールに回転磁場を誘導して前記後方駆動子モジュールが回転力を作って動力を受ける駆動体に動力を伝達することを特徴とする、
可変動力伝達装置。 - 動力発生機は動力を加える駆動体に装着され、前方駆動子モジュールは動力を加える駆動体の回転軸に装着され、後方駆動子モジュールは前記動力発生機に装着されて動力を加える駆動体から動力が供給される可変動力伝達装置において、
前記動力発生機は動力を受ける駆動体に装着されて動力を受ける駆動体の回転体を装着し、前記前方駆動子モジュールと前記後方駆動子モジュールとは前記動力発生機に装着されて動力を受ける駆動体から動力が供給され、動力を受ける駆動体から供給される回転動力によって前記動力発生機が作る回転磁場と、前記動力発生機が前記前方駆動子モジュールと前記後方駆動子モジュールと作る回転磁場で回転力を作り、加速回転して回転力を高め、動力を受ける駆動体に動力を伝達することを特徴とする、
可変動力伝達装置。 - 動力発生機は動力を加える駆動体に装着され、前方駆動子モジュールは動力を加える駆動体の回転軸に装着され、後方駆動子モジュールは前記動力発生機に装着されて動力を加える駆動体から動力が供給される可変動力伝達装置において、
前記動力発生機は動力を加える駆動体に装着され、前記前方駆動子モジュールは動力を加える駆動体の回転軸に装着されて動力を加える駆動体から動力が供給され、
動力を加える駆動体から供給される回転動力によって前記前方駆動子モジュールで作られる誘導磁場と、前記動力発生機が作る回転磁場で回転力を作り、加速回転して回転力を高め、動力を受ける対象物に動力を伝達することを特徴とする、
可変動力伝達装置。 - 動力発生機は動力を加える駆動体に装着され、前方駆動子モジュールは動力を加える駆動体の回転軸に装着され、後方駆動子モジュールは前記動力発生機に装着されて動力を加える駆動体から動力が供給される可変動力伝達装置において、
前記動力発生機は動力を受ける駆動体に装着されて動力を受ける駆動体の回転体を装着し、前記後方駆動子モジュールは前記動力発生機に装着されて動力を受ける駆動体から動力が供給され、
動力を受ける駆動体から供給される回転動力によって前記動力発生機が作る回転磁場と、前記動力発生機が前記後方駆動子モジュールと作る回転磁場で回転力を作り、加速回転して回転力を高め、動力を受ける駆動体に回転動力と回転磁場の動力を伝達することを特徴とする、
可変動力伝達装置。 - 動力発生機は動力を加える駆動体に装着され、前方駆動子モジュールは動力を加える駆動体の回転軸に装着され、後方駆動子モジュールは前記動力発生機に装着されて動力を加える駆動体から動力が供給される可変動力伝達装置において、
前記動力発生機は動力を加える駆動体に装着されて動力を加える駆動体から動力が供給され、
動力を加える駆動体から供給される誘導磁場の動力によって、前記動力発生機が作る回転磁場で回転力を作り、加速回転して回転力を高め、動力を受ける対象物に動力を伝達することを特徴とする、
可変動力伝達装置。
Applications Claiming Priority (3)
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