JPH01151779A - 流体圧力差動機関 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 本発明は、流体機関に関するものである。

目的とするところは、水、油、化学物質等の、粘性と、
圧縮率の少ない液体圧力を主体エネルギーとした、シリ
ンダーの等加圧回流運動により、加圧原よりの流体流入
を減少させた差動推力による、前方型原動機関の提供に
ある。

従来の流体機の出力は、加圧原よりの流体流入量と圧力
に比例するが、本発明においては、出力は、圧力と、回
流量に比例するという、新たな運動の原理に基く点を特
徴とする。

加圧原よりの流体流入を減少させる運動の方法は、大別
して、次の３種類である。

先ず始めは、推力を対向するシリンダーの受圧面積を同
一とし、歯車、滑車、傾斜ドラム等を推力の中間に介在
させ、歯車、滑車、ドラム等の直径の差による差動推力
を発生させる方式である。

第３図は、傾斜ドラムを使用する、直径差動方式を示す
ものである。

次に、歯車、滑車、ドラム等の直径は同一とするが、シ
リンダー受圧面積の差によって差動運動をさせる方式が
ある。

第４図に示す実施例は滑車を使用する受圧面積差動方式
の１つである。

更に高出力の方式として、歯車、滑車、ドラム等の直径
の差を設けると共に、シリンダー受圧面積の差を設定し
て推力を均衡させ、シ゛リンダ−の余剰流体を吐出回流
させることによる推力を発生させる合成方式があります
。

第１図、第２図は、直径差動と面積差動の合成方式です
。第１図の動作説明により流入を減少させた差動運動の
原理を詳説します。

第１図は、１７の往動方向に運動を開始する直前の状態
を示すものです。

始めに２．の高圧、低圧のポンプを駆動します。低圧ポ
ンプは、圧力２”ｐｃｄ　　吐出量４ノｓｅｃモーター
容量２１としてあり、高圧ポンプは圧力１５０すｄ　吐
出量０．５　ｊｓｅｃ　　モーター容量１０　です。

１１、の往動電磁弁をＯＮにしよす。高圧ポンプはアン
ロード弁により減圧しておき、先ず低圧ポンプで流体を
、７．８．２７．２８．のシリンダリｄ −内部に充填し、２　　程度に圧力が上昇すればアンロ
ード弁を閉じ高圧に切替します。

各シリンダーは、内部矢印の方向船こ推力を発生します
。

８、２７．のシリンダー受圧面積１００Ｇ”　　ストロ
ーク１ｍとし、７．の往動シリンダーと２８゜の補助シ
リンダーは、受圧面積２００”　　ストローク１ｍと設
定しています。

８、のシリンダー推力は、１００”Ｘ１５０すｄ＝１５
，０００リー　となり、２７．と２８．のシリンダーは
ピストン軸を結合している故に、合計推りｄ 力は４５，０００　　　であり、各ピストン軸は、３８
、４１．の直線ラック歯車を直結しているので、４０、
の大径歯車と、３９．の小株歯車に歯合し、推力が引張
合うことになります。

大径歯車の円周は１．５ｍ小径歯車の円周０．５ｍと３
対１としてあり、受圧面積を３対１としたシリンダーの
対向推力は、均衡されて運動は発生しません。

而し、２８．の補助シリンダーは、５．の回流回路を通
じ、７．の往動シリンダーと結ばれているので、７．の
シリンダーは、 １５０〜’Ｘ２００”＝３０，０００すｄの推力をもっ
て、１７．の方向に運動を発生します。

７、の推力により、４０．の大径歯車を支時計方向に回
転すれば２３．の歯車から１４．の歯車を連動します。

１４．の歯車は、１３．の固定ラック歯車に歯み合って
いる故に時計方向に回転し、３３、の遊動台を、３２．
の方向に、移動させて行きます。

１４、の歯車の円周は０．５　ｍ故に１回転すれば、３
３．の遊動台を０．５　ｍ移動させます。

但し、３８．の直線ラックは、３９．の小径歯車　円周
０．５ｍの１回転と、３３．の遊動台０．５ｍの移動量
の合計１ｍを運動することになり、２７、２８．のシリ
ンダー全ストロークを１７．の反対方向に移動させます
。

４０、の大径歯車は円周１．５ｍとしであるので１回転
すれば、２９．の直線ラックを１．５ｍ移動さす予定で
すが、３３．の遊動台が、１７．の往動方向の反対方向
に移動する故に、差交されて、８、のシリンダーは１ｍ
を移動します。

即ち、遊動台に設けた回転差動機構は、運動ストローク
の変換整合を可能とする方式であり、本発明成立の基本
要項であります。

亦、７．の往動シリンダーピストン出力ｌ１１２９、に
結合すれば押型の運動となり、３８．に結合すれば別型
の往動運動方向となります。

以上は、差動運動における差動の方向とストロークの説
明ですが、次に、内部流体の回流の方向と回流量の整合
に付いて説明します。

等加圧された、８．と２７．のシリンダーは、等容積故
に、過不足無＜　、２７．の内部流体はピストンに押出
されて、８．のシリンダーへ回流して行きます。したが
って、加圧原よりの流体の流入を要しません。

亦、２８．の補助シリンダー内部流体は、ピストンに押
出されて、５．の回流回路を通じ、７゜の往動シリンダ
ーえ回流して行きますが、受正面積を、同一の２００Ｃ
ｄ　　としであるので加圧源よりの流体の流入を要しな
い差動運動が可能となります。

即ち、２７．の内部流体は、推力の均衡と差動に要する
８、への回流容量であり、２８．の内部流体は均衡推力
保持の作用として必要であるが８、入の回流としては、
余剰容量である故に、７、の推進用シリンダーへ回流さ
せて、往動推力を発生さす、吐出流体原となる故に加圧
源よりの流入を要しない出力の発生が可能となります。

次に出力と人力に付いて説明します。

８、のシリンダーに対向する、２７．２８．の推力は、
３対１の推力差であるが、３９．と４０．の歯車の３対
１の直径差によって推力は中和均衡して、出力は発生し
ない故に７．の往動シリンダーの推力のみが発生し ２００’Ｘ１５０”’＝３０，０００”’ｆ）Ｆｊｊｌ
論推力全推力て運動することになります。

運動の速度は、５．の回流回路の断面積と、負荷率に比
例します。

負荷率を、理論推力の５□□□以下とし、回流回路の断
面積を１００−の大口径とすれば、配管長さ５ｍ以内に
おいて、１５０Ｋｌｃｄの水圧の加圧の場合は、データ
ーによれば、流速１０　ｍ５ｅｃ　　は容易な速度です
。

即ち、２８．のシリンダー内容積は、２０ノ故に０．２
秒で１ｍのストロークを運動することになります。

更に、各種の抵抗を加算して、０．５秒とすれば、理論
推力の５０％を実効推力として、１５．０００’Ｆ”の
推力をもって、１ｍを０．５秒で運動することになり、
出力は １５．０００すｄｘｌｍｘ−Ｌ二＝　３０，０００’Ｆ
ｍ５ｅＣ０，５ となりますが、昇圧に要する時間が、０．５秒を要する
故に、往復動の連続サイクルにおいては、往動タイムは
、合計１秒となり、連続出力は、１５，０００すｍ５ｅ
ｃ　となります。

人力に付いては、復動運動により説明します。第ｉ　Ｄ
Ｌ往動運動の説明図であり、復動回路を表示しておりま
せんが、回転歯車差動方式においては、７．８．２７．
２８．のシリンダー開口部に第１図と同形式の回流回路
を附設すれば、復動運動が可能となります。

亦第１図と同形態の構造を一組対象形に設置し、２２．
の出力軸を結合し、４．の復動加圧回路を接続すれば往
動と同様に復動運動が・可能となります。上記の構造と
して、等加圧起動させ、１７．の方向の往動運動が、終
端に到達すれば、リミットスイッチ等の指令により１１
６の往動電磁弁を、１２．の復動電磁弁に切替まず。

復動側の回路は、減圧されて、０．５　’Ｐｉに保たれ
ている故に、始めに、低圧ポンプを加圧して２　”ｋｄ
に達するのに０．３秒を要します。

次いで高圧ポンプをロードにして、１５０ＫｙＣ艷に達
するのに０．２秒を要します。１５０り一に達しても運
動は発生しません。２０．の減圧弁をＯＮにして、往動
回路の圧力を開放することにより、復動運動が開始しま
す。運動が開始されれば、入力流体は、漏れ量だけの流
入にノｓｅｃ より運動が連続する故に、０．１　　　程度の高圧入力
において、シリンダーの長さが許す限り５０００　”Ｓ
ｅｃの出力をもって、無限の運動を連続することになり
ます。

本実施例では、ストローク１ｍ故に、０．５秒後に再び
、往動運動に切替えます。更に交互加圧と減圧により、
直進往復運動を連続させ、２２．の出力軸にクランクを
連結すれば回転出力運動としても出力を取出す事が可能
となります。

入力合計１２ａｌｌで１５，０００９ｍ５ｅｃの出力を
計算し得るという運動の原理は、エネルギー保存の法則
のみでは、説明し得ない新たな物理現象と云えます。

第２図は、第１図と同じ、受圧面積差と、直径の差の合
成方式であり、往動側のみを表示しています。

出力効率も同一ですが、異なる点は、歯車を滑車に変え
た点と、２７゜と２８．の補助シリンダーを、一体にし
たことと、３３．の遊動台と、２２、の出力軸を共用と
した点です。

本方式においては、滑車をチェーンホイールに替えるこ
とも可能です。

第３図は、傾斜ドラムを使用する、直径差による差動方
式です。したがって、７．８．のシリンダー受圧面積は
同一となります。

本方式の出力は、７．の往動シリンダー理論推力の１／
２が、差動運動に消費される故に実効推力は、１／４出
力となります。

第４図は、直径の差のない滑車、歯車等を使用し、シリ
ンダー受圧面積の差による差動推力を発生させる方式で
すが、出力は、第３図と同一の理論推力の１／４が実効
推力となります。

以上の実施例は、全て、ビス、トン運動形式ですが、シ
リンダー外筒運動形式としても同一効果です。

亦、第１図、第２図等の方式においては、圧力だめタン
ク、増圧機、アキュームレーター等の出力をもって復動
運動をさせる方式も可能です。

更をこ、遊動台に附設する差動機構において、手提、Ｕ
字型配置の差圧シリンダー等の使用も可能です。

尚、第１図の形式の往動出力軸を曲型クランクに軸着構
造とし、放射状配置とする多数の並列設置による大出力
機関の製造も可能です。

以上の説明の如く構造は簡明であり、現代の技術水準で
容易に製造可能な流体機関である故に、全ゆる産業にお
ける駆動源となり得る省入力原動機であると同時に、本
発明の最大の効果は、今後の世界のエネルギーの変革を
も予測し得る、エネルギー増幅機関の可能性を有する、
重要な発明であります。

【図面の簡単な説明】

第１図Ｇ）←）は、第１実施例の往動動作説明図である
。 第２図は、第２実施例の往動動作説明図である。 第３図は、第３実施例の往復の動作説明図である。 第４図は、第４実施例の往復動作説明図である。 （１）原動機（モーター、内燃機関） （２）ポンプ （３）往動加圧回路 （４）復動加圧回路 （５）回流回路 （６）固定台 （７）往動シリンダー （８）補助シリンダー （９）復動シリンダー αΦ補助シリンダー αｐ往動電磁弁 α中復動電磁弁 αΦ固定ラック歯車 αΦ移動歯車 α０往動ドラム αφ復動ドラム αり往動方向 αゆ復動方向 αΦワイヤー ＣΦ圧抜弁 Ｃｐ増圧機（シリンダー） ｃ２２１出力軸 ＣΦ回転歯車 ＠回転軸 ＣΦ小径滑車 ＱΦ大径滑車 （２？）補助シリンダー ＠補助シリンダー （至）大径直線ラック歯車 （至）クランクホイール （：（υ往動時開転方向 （３２）往動時遊動台運動方向 （至）遊動台 （ロ）往動時ドラム回転方向 （至）復動時ドラム回転方向 Ｃ３０同径滑車 （３７１合成出力台 Ｇｅ小径直線ラック歯車 （３［有］小径歯車 （イ）大径歯車 以上

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. 水、油、化学物質等の液圧を使用するシリンダーの推力
   を対向させ、推力の系路に、歯車、滑車、ドラム等を介
   在させる如くし、歯車、滑車、ドラム等の直径の差か、
   シリンダー受圧面積の差による等加圧差動推力を生起す
   るか、差動推力を均衡させた、シリンダーの回流余剰流
   体の吐出による推力を発生させる等とし、差動推進に要
   する入力流体を、主として、シリンダー相互の回流によ
   って充当する如くして成る流体圧力差動機関