JPH02250695A - 電磁駆動装置 - 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】 ［産業上の利用分野コ 本発明は、電磁反発力若しくは電磁吸引力によりピスト
ンを上下動せしめる電磁駆動装置に関するものである。

［従来技術及び発明が解決しようとする課題］今日、こ
の種電磁駆動装置として、電磁力により発生させたピス
トンの上下運動を、クランク機構を介して回転力として
出力する所謂磁力エンジンが提案されている。そしてこ
の様なものとしては、シリンダヘッド部に設けた電磁石
を、永久磁石が固着さ′れたピストンの上下運動にタイ
ミングを合わせた通電により励磁させ、これによって発
生する電磁反発力若しくは電磁吸引力によりピストンを
強制的に下動または上動せしめることで動力を発生する
ように構成されるものが知られている。しかるに従来の
ものは、ピストンの下降行程若しくは上昇行程において
電磁石を励磁するべく単にピストンの上死点、下死点に
おいて励磁、消磁の切換えを行うものであったから、効
率良く出力トルクに変換し得るクランク位置において大
きな電磁力を発生させることができず、このため高出力
を得られないのが実情であって実用化にはさらに改善の
必要がある。

［課題を解決するための手段］ 本発明は、上記の如き実情に鑑みこれらの欠点を一掃す
ることができる電磁駆動装置を提供することを目的とし
て創案されたものであって、永久磁石が設けられるピス
トンをクランク機構に連結する一方、ピストンを直線往
復動自在に内嵌するシリンダの永久磁石対向位置に、永
久磁石を反発、若しくは吸引する磁界を生ずる電磁石を
設けて成る電磁駆動装置であって、該電磁駆動装置には
、クランク機構が出力トルクのピーク位置に達する以前
に電磁石の通電を開始するよう励磁タイミングが設定さ
れた励磁手段が設けられていることを特徴とするもので
ある。

そして本発明は、この構成によって、電磁石を効率良く
励磁せしめることにより著しい出力アップを計ることが
できるようにしたものである。

［実施例〕 次に、本発明の実施例を図面に基づいて説明する０図面
において、１は磁力エンジン（電磁駆動装置）のシリン
ダであって、該シリンダ１は１円筒形状に形成され、そ
の下側開口部１ａは後述するピストン２が遊嵌状に嵌入
するべく小径なガイド孔１ａに形成されるが、大径に形
成される上側開口部１ｂには電磁石４が一体的に内嵌さ
れている。この電磁石４は、コア４ａに励磁コイル４ｂ
を巻装して形成され、後述の駆動回路５により励磁作動
せしめられるようになっている。

前記ピストン２は、中間部がスライドベアリング６に上
下案内され、さらに下端部はコンロッド７を介してクラ
ンクアーム８ａに連結されるが、一方上記シリンダ１に
嵌入する上端には電磁石３の励磁により反発力を受ける
永久磁石９が固着されている。そして後述する様にピス
トン２が上下運動することによりクランクアーム８ａか
ら左右に突出するクランク軸８が回転することになるが
、クランク軸８の一端にはフライホイール１０が一体回
動するべく取付けられ、また他端にはクランク角センサ
１１が連結されている。尚、クランク角センサ１１は、
クランク軸８と一体的に回転するディスクｌｌａのスリ
ットｌｌｂ位置を発光ダイオードＤとフォトトランジス
タＴｒにより検知する所謂光学式のものである。

一方、前記駆動回路５は、前述の励磁コイル４ｂおよび
クランク角センサ１１．さらにバッテリ１２、トランジ
スタＴｒｉ、Ｔｒ２．抵抗、ダイオードＤ２等で構成さ
れている。つまり、駆動回路５は１．クランク角センサ
１１において発光ダイオードＤ１の発光がディスクｌｌ
ａに遮られた状態では、フォトトランジスタＴｒがＯＦ
Ｆ、　トランジスタＴｒｌがＯＮ、トランジスタＴｒ２
がＯＦＦとなって励磁コイル４ｂへの通電は行わず、フ
ォトトランジスタＴｒがディスクｌｌａのスリットｌｌ
ｂを介して発光ダイオードＤ１の発光を受光した場合に
、フォトトランジスタＴｒがＯＮし、さらにトランジス
タＴｒｌがＯＦＦ、トランジスタＴｒ２がＯＮとなって
励磁コイル４ｂを励磁するものであるが、上記ディスク
ｌｌａのスリットｌｌｂは、上死点前所定クランク位置
からフォトトランジスタＴｒの受光を許容するべく開設
されている。即ち、電磁石４の発生磁力は、励磁コイル
４ｂの巻数Ｎと電流工の積であり、その電流Ｉは、第５
図に示す様に、励磁コイル４ｂの通電後所定の立上り時
間を経過してピークとなり；一方、ピストン２の下降行
程全範囲において電磁石４を励磁した場合におけるクラ
ンク軸８の出力軸トルクＴは、有効クランクアーム長Ａ
とピストン２が受ける反発力との積であり、また上記反
発ガが両磁石間の距離Ｂの２乗に反比例することがら、
上死点後８１付近でピークとなるため、両ピークタイミ
ングを一致させるべく励磁コイル４ｂの通電を上死点前
から開始するようになっている。

尚、スリットｌｌｂは、第３図に示す如く、上記上死点
前所定クランク位置から上死点後９ｏ“までの範囲に形
成され、電磁石４を励磁せしめるようになっている。

一方、前記ダイオードＤ２は、アース側がらバッテリ側
紮向くように励磁コイル４ｂと並列に設けられるもので
あるが、このものは、励磁コイル４ｂの通電を０ＦＦＬ
／たときに発生する逆起電力から駆動回路５を保護する
と共に、逆起電力を再び励磁コイル４ｂに通電せしめて
電磁石を有効に励磁する所謂フライホイールダイオード
を構成している。

叙述の如く構成された本発明の実施例において。

ピストン２の上下動にタイミングを合せて電磁石４を励
磁し、これにより反発力を受けるピストン２を下方へ押
し下げてクランク軸８を回転させることになるが、電磁
石４は、所定立上り時間を見込んで上死点前から通電さ
れ、出力軸トルクＴがピークとなる上死点後８°付近で
最大磁力を発生させることになる。従って、電磁石４の
発生磁力が有効に軸トルクＴに変換されることになり、
この結果、磁力エンジンの著しい高出力化を計ることが
できる。

さらに、駆動回路５においては、励磁コイル４ｂの逆起
電力から駆動回路５を保護するためのダイオードＤ２を
、逆起電力を再び励磁コイル４ｂに通電せしめるべく接
続しているので、電磁石４を無駄なく一層有効に励磁で
きることになって。

さらに磁力エンジンを出力アップすることができる。

尚１本発明は、前記実施例に限定されないものであるこ
とは勿論であって、要は出力トルクがピークとなる所定
クランク位置に達する以前に電磁石の通電を開始するよ
うにしたものであるから、前記実施例の様な電磁反発力
を利用したものに限らず、電磁吸引力を利用するものに
おいても実施できることは言うまでもない。

［作用効果］ 以上要するに、本発明は叙述の如く構成されたものであ
るから、ピストンの往復動にタイミングを合せた電磁石
の励磁によりピストンを往復動せしめ、これをクランク
機構を構成するクランク軸から回転力として出力するこ
とになるが、上記電磁石は、所定立上り時間を見込んで
出力軸トルクがピークとなる以前から通電されて、軸ト
ルクピーク時に大きな磁力を発生させることになる。従
って、電磁石の発生磁力をクランク機構に対して有効に
作用させることができ、この結果、磁力エンジンの著し
い出力アップを計ることができる。

【図面の簡単な説明】

図面は、本発明に係る電磁駆動装置の一実施例を示した
ものであって、第１図は電磁駆動装置の概略縦断面図、
第２図は駆動回路を示す回路図、第３図はクランク角セ
ンサに内装されるディスクの平面図、第４図Ａ、Ｂ、Ｃ
はそれぞれ電磁駆動装置の作動を示す縦断面図、第５図
は作用を説明するタイミングチャート図である。 図中、１はシリンダ、２はピストン、４は電磁石、４ａ
はコア、４ｂは励磁コイル、５は駆動回路、６は永久磁
石、８はクランク軸、８ａはクランクアーム、９は永久
磁石、１１はクランク角センサである。

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. 永久磁石が設けられるピストンをクランク機構に連結す
   る一方、ピストンを直線往復動自在に内嵌するシリンダ
   の永久磁石対向位置に、永久磁石を反発、若しくは吸引
   する磁界を生ずる電磁石を設けて成る電磁駆動装置であ
   つて、該電磁駆動装置には、クランク機構が出力トルク
   のピーク位置に達する以前に電磁石の通電を開始するよ
   う励磁タイミングが設定された励磁手段が設けられてい
   ることを特徴とする電磁駆動装置。