JP6712361B2 - マルチバッファのエネルギー蓄積装置及びその使用 - Google Patents
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Description
エネルギー蓄積シリンダは密閉されたシリンダ本体を含み、密閉されたシリンダ本体の片端には弾性移動デバイスが設置され、別の片端にはエネルギー伝達デバイスが設置され、弾性移動デバイスとエネルギー伝達デバイスとの間には反発磁力が存在し、弾性移動デバイスとエネルギー伝達デバイスとの間の密閉されたシリンダ本体の中で作動油が充填される;
密閉されたシリンダ本体と、油圧モータと、油タンクとは油回路で接続されることにより液圧ループが形成し、エネルギー伝達デバイスは第1スクロールスプリング機構に接続し、油圧モータは第2スクロールスプリング機構に接続し、第1スクロールスプリング機構と第2スクロールスプリング機構とは差動遊星歯車列で発電機に接続する。
ピストンに設置されたピストン永久磁石は少しずつシリンダ底永久磁石に近づき、磁石の同極反発の作用にて磁気式動力出力軸が回転しながら第1スクロールスプリング機構を駆動し、エネルギー蓄積が始まる;作動油はピストンによって圧縮され、オイル出口から油圧モータに流入し、油圧モータを駆動して回転させ、油圧モータは第2スクロールスプリング機構を駆動し、エネルギー蓄積が始まる;
ピストンロッド頭部の衝撃がなくなった後、第1スクロールスプリング機構と第2スクロールスプリング機構の油圧シリンダは作動油由来の作用がないため、油圧シリンダのピストンロッドが突き出、ラチェットを回転させてラチェットホイールを離し、第1スクロールスプリング機構と第2スクロールスプリング機構のスクロールスプリングは蓄積されたエネルギーを放出し、第1スクロールスプリング機構と第2スクロールスプリング機構は差動遊星歯車列によりエネルギーをフライホイールに出力し、最後にフライホイールによりエネルギーを発電機に出力する。
図1〜図7に示されるように、本実施例は、油タンク27と、エネルギー蓄積シリンダ3と、第1スクロールスプリング機構28と、第2スクロールスプリング機構29と、油圧モータ24と、差動遊星歯車列20と、発電機26とを含むマルチバッファのエネルギー蓄積装置を提供するものである;
エネルギー蓄積シリンダは密閉されたシリンダ本体を含み、密閉されたシリンダはシリンダ胴と、シリンダ胴の両端に設置されるシリンダキャップ2と、シリンダ底10からなるものであり、シリンダキャップ2の片端に弾性移動デバイスが設置され、シリンダ底10の片端にエネルギー伝達デバイスが設置され、弾性移動デバイスとエネルギー伝達デバイスの間に反発磁力が存在し、弾性移動デバイスとエネルギー伝達デバイスとの間の密閉されたシリンダ本体の中で作動油が充填される;
密閉されたシリンダ本体と、油圧モータ24と、油タンク27とは油回路で接続されることにより液圧ループが形成し、エネルギー伝達デバイスは第1スクロールスプリング機構28に接続し、油圧モータ24は第2スクロールスプリング機構29に接続し、第1スクロールスプリング機構28と第2スクロールスプリング機構29とは差動遊星歯車列20で発電機26に接続する。
F垂直=F・Cоsa
F回転=n・F水平>F摩擦
シリンダ底7がピストン永久磁石5に近づく過程でベアリング9の摩擦力を克服して回転するようになる;
中でも、F―永久磁石同士間の同極反発力;
a―永久磁石とピストンロッド軸線との夾角;
n―磁石車輪における永久磁石の数;
F摩擦―ベアリング摩擦力;
第1スクロールスプリング機構28と第2スクロールスプリング機構29とは構造が全く同じであり、第1スクロールスプリング機構28は第1スクロールスプリング16と、第1ラチェットホイール17、第1ラチェット25と、第1油圧シリンダ23とを含み、第1スクロールスプリング機構28が第1スクロールスプリング機構ブラケット43により固定される;第1油圧シリンダ23のピストンロッドがヒンジで第1ラチェット25に接続し(圧力がない場合は第1油圧シリンダのピストンロッドが突き出るのに対し、圧力がある場合は第1油圧シリンダのピストンロッドが引っ込む)、第1ラチェット25と第1ラチェットホイール17とが配合し、第1ラチェットホイール17が第1スクロールスプリング機構出力軸46により第1スクロールスプリング16に接続し、第1スクロールスプリング16の外輪が第1スクロールスプリング機構出力板42に接続し、第1ラチェットホイール17、第1スクロールスプリング機構出力軸46及び第1スクロールスプリング機構出力板42はいずれも互いに剛結合で接続する。
マルチバッファのエネルギー蓄積装置であって、その構造は実施例1のように示されるが、相違点は第1スクロールスプリング機構28がスプロケットとチェーンの機構(図示せず)により差動遊星歯車列20に伝動接続する。
マルチバッファのエネルギー蓄積装置であって、その構造は実施例2のように示されるが、相違点は第1スクロールスプリング機構28がプーリ機構(図示せず)により差動遊星歯車列20に伝動接続する。
実施例1における前記マルチバッファのエネルギー蓄積装置を利用する作業方法であって、以下の工程を含む。
ピストン13に設置されたピストン永久磁石5は少しずつシリンダ底永久磁石7に近づき、磁石の同極反発の作用にて磁気式動力出力軸8が回転しながら第1スクロールスプリング機構を駆動し、エネルギー蓄積が始まる;作動油はピストン13に引っ込めされ、オイル出口12から油圧モータ24に流入し、油圧モータ24を駆動して回転させ、油圧モータ24は第2スクロールスプリング機構を駆動し、エネルギー蓄積が始まる;
ピストンロッド頭部31の衝撃がなくなった後、第1スクロールスプリング機構と、第2スクロールスプリング機構の第1油圧シリンダ23と、第2油圧シリンダ32とが作動油由来の作用がないため、第1油圧シリンダ23のピストンロッドと第2油圧シリンダのピストンロッドが突き出、第1ラチェット25と第2ラチェット33を回転させてラチェットホイール17と第2ラチェットホイール34を離し、第1スクロールスプリング機構28と、第2スクロールスプリング機構29の第1スクロールスプリング16と、第2スクロールスプリング35とが蓄積されたエネルギーを放出し、第1スクロールスプリング機構28が第1スクロールスプリング機構出力板42によりエネルギーを第1ラチェットホイール17に伝達して第1ラチェットホイール17を回転させ、第2スクロールスプリング機構29が第2スクロールスプリング機構出力板44によりエネルギーを第2ラチェットホイール34に伝達して第2ラチェットホイール34を回転させ、第1ラチェットホイール17が回転するとともに噛み合わせる磁気式動力入力小歯車18と磁気式動力入力大歯車19を駆動して回転させ、且つ磁気式動力入力大歯車19によりエネルギーを差動遊星歯車列20に伝達し、第2ラチェットホイール34が回転するとともに第2スクロールスプリング機構出力軸47によりエネルギーを差動遊星歯車列20に伝達し、最終にフライホイール21により差動遊星歯車列20から発電機26に伝達して運行して発電する。
2 シリンダキャップ
3 エネルギー蓄積シリンダ
4 復帰ばね
5 ピストン永久磁石
6 セパレータ
7 シリンダ底永久磁石
8 磁気式動力出力軸
9 ベアリング
10 シリンダ底
11 オイル入口
12 オイル出口
13 ピストン
14 磁石車輪
15 油供給一方向弁
16 第1スクロールスプリング
17 第1ラチェットホイール
18 磁気式動力入力小歯車
19 磁気式動力入力大歯車
20 差動遊星歯車列
21 フライホイール
22 制御用油圧管
23 第1油圧シリンダ
24 油圧モータ
25 第1ラチェット
26 発電機
27 油タンク
28 第1スクロールスプリング機構
29 第2スクロールスプリング機構
30 カップリング
31 ピストンロッド頭部
32 第2油圧シリンダ
33 第2ラチェット
34 第2ラチェットホイール
35 第2スクロールスプリング
36 油圧モータオイル出口
37 油圧モータオイル入口
38 油排出一方向弁
39 一方向ベアリング
40 フライホイール出力軸
41 発電機出力軸
42 第1スクロールスプリング機構出力板
43 第1スクロールスプリング機構ブラケット
44 第2スクロールスプリング機構出力板
45 第2スクロールスプリング機構ブラケット
46 第1スクロールスプリング機構出力軸
47 第2スクロールスプリング出力軸
Claims (10)
- エネルギー蓄積シリンダ、油タンク、第1スクロールスプリング機構、第2スクロールスプリング機構、油圧モータ、差動遊星歯車列及び発電機を含み、
エネルギー蓄積シリンダは密閉されたシリンダ本体を含み、密閉されたシリンダ本体の片端には弾性移動デバイスが設置され、別の片端にはエネルギー伝達デバイスが設置され、弾性移動デバイスとエネルギー伝達デバイスとの間には反発磁力が存在し、弾性移動デバイスとエネルギー伝達デバイスとの間の密閉されたシリンダ本体の中で作動油が充填される;
密閉されたシリンダ本体と、油圧モータと、油タンクとは油回路で接続されることにより液圧ループが形成し、エネルギー伝達デバイスは第1スクロールスプリング機構に接続し、油圧モータは第2スクロールスプリング機構に接続し、第1スクロールスプリング機構と第2スクロールスプリング機構とは差動遊星歯車列で発電機に接続することを特徴とするマルチバッファのエネルギー蓄積装置。 - 前記弾性移動デバイスはピストンロッドと、ピストンロッド頭部と、復帰ばねと、ピストンと、磁石車輪と、ピストン永久磁石とを含み、ピストンは密閉されたシリンダ本体内に設置され、磁石車輪はピストン内に設置され且つピストンロッドの片端に接続し、磁石車輪の周方向に沿って前記ピストン永久磁石が設置され、ピストンロッドの別の片端は密閉されたシリンダ本体、復帰ばねを順に突き抜けてからピストンロッド頭部に接続することを特徴とする請求項1に記載のマルチバッファのエネルギー蓄積装置。
- 前記エネルギー伝達デバイスは磁気式動力出力軸と、シリンダ底永久磁石と、セパレータとを含み、磁気式動力出力軸の片端は密閉されたシリンダ内に設置され且つその周方向に沿って前記シリンダ底永久磁石が設置され、磁気式動力出力軸の別の片端は密閉されたシリンダ本体を突き抜け、セパレータは密閉されたシリンダ本体内に設置され且つエネルギー伝達デバイスと弾性移動デバイスの間に位置し、シリンダ底永久磁石はピストン永久磁石の反対側と同じ極性を有することを特徴とする請求項2に記載のマルチバッファのエネルギー蓄積装置。
- 前記ピストン永久磁石は磁石車輪の周方向に沿って傾斜夾角になるように設置され、前記シリンダ底永久磁石は磁気式動力出力軸の周方向に沿って傾斜夾角になるように設置され、ピストン永久磁石とシリンダ底永久磁石とは傾斜夾角が同じであることを特徴とする請求項3に記載のマルチバッファのエネルギー蓄積装置。
- 前記第1スクロールスプリング機構は歯車列、スプロケット機構又はベルト車機構で差動遊星歯車列に接続することを特徴とする請求項1に記載のマルチバッファのエネルギー蓄積装置。
- 前記第1スクロールスプリング機構と第2スクロールスプリング機構はいずれもスクロールスプリングと、ラチェットホイールと、ラチェットと、油圧シリンダとを含み、前記油圧シリンダのピストンロッドはヒンジでラチェットに接続し、ラチェットとラチェットホイールとが係合し、ラチェットホイールは軸でスクロールスプリングに接続することを特徴とする請求項3に記載のマルチバッファのエネルギー蓄積装置。
- 前記マルチバッファのエネルギー蓄積装置は更にフライホイールを含み、差動遊星歯車列はフライホイールで発電機に接続することを特徴とする請求項1に記載のマルチバッファのエネルギー蓄積装置。
- 前記密閉されたシリンダ本体にはオイル入口とオイル出口とが設置され、オイル入口とオイル出口はセパレータと弾性移動デバイスの間に設置され、オイル入口は油回路で油タンクに接続し、オイル出口は二つの分岐油回路で油圧モータと油圧シリンダにそれぞれ接続することを特徴とする請求項6に記載のマルチバッファのエネルギー蓄積装置。
- 前記オイル入口の油タンクに接続する油回路に油供給一方向弁が設置され、前記オイル出口の油圧モータに接続す分岐油回路に油排出一方向弁が設置されることを特徴とする請求項8に記載のマルチバッファのエネルギー蓄積装置。
- 請求項1〜9のいずれか一項に記載のマルチバッファのエネルギー蓄積装置の作業方法であって、
衝撃物体がピストンロッド頭部に接する際には、ピストンロッドが動きながらピストンを駆動し運動させ、作動油が圧力が生じるようにピストンが作動油を押し出すとともに、復帰ばねが押し縮めされる;圧力を有する作動油が油出口の分岐油回路の一つにより第1スクロールスプリング機構と第2スクロールスプリング機構との油圧シリンダを制御し、第1スクロールスプリング機構と第2スクロールスプリング機構を引っ込め、油圧シリンダが引っ込められるとともに、ラチェットがラチェットホイールを掴むようにラチェットを駆動する;
ピストンに設置されたピストン永久磁石は少しずつシリンダ底永久磁石に近づき、磁石の同極反発の作用にて磁気式動力出力軸が回転しながら第1スクロールスプリング機構を駆動し、エネルギー蓄積が始まる;作動油はピストンによって圧縮され、オイル出口から油圧モータに流入し、油圧モータを駆動して回転させ、油圧モータは第2スクロールスプリング機構を駆動し、エネルギー蓄積が始まる;
ピストンロッド頭部の衝撃がなくなった後、第1スクロールスプリング機構と第2スクロールスプリング機構の油圧シリンダは作動油由来の作用がないため、油圧シリンダのピストンロッドが突き出、ラチェットを回転させてラチェットホイールを離し、第1スクロールスプリング機構と第2スクロールスプリング機構のスクロールスプリングは蓄積されたエネルギーを放出し、第1スクロールスプリング機構と第2スクロールスプリング機構は差動遊星歯車列によりエネルギーをフライホイールに出力し、最後にフライホイールによりエネルギーを発電機に出力するという工程を含むマルチバッファのエネルギー蓄積装置の作業方法。
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