JPS61252873A - 斜板式熱駆動エンジン - 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］ この発明は形状記憶合金の特性を利用して熱エネルギを
機械エネルギに変換する斜板式熱駆動エンジンに係り、
特にその斜板の傾き角を調節制御　。

する機構の改良に関するものである。

［従来の技術］ 第６図ないし第９図は例えば特開昭５９−５７８号公報
に示された従来の斜板式熱駆動エンジンを示すもので、
第６図はその一部側面図、第７図は第６図の斜板式熱駆
動エンジンを上方より見た一部平面図、第８図は第６図
のＡ−Ａ　’線における切断断面図、第９図は第６図の
矢印Ｂより見た一部斜視図である。以上の図面において
、（１）は回転シャフト、（２）は該回転シャフトに固
着される回転円板である。（３）は中心部が空洞状態で
ある斜板で、その中を上記回転シャフト（１）がユニバ
ーサルジョイト（４）を介して貫通する。

上記斜板（３）は後述するように支持棒（５）の動作に
よって水平方向に回動することができる。上記斜板（３
）は上記回転シャフト（１）に対して斜方向に傾いた回
転面を有しその斜めの回転状態にて上記回転シャフト（
１）を駆動するものである。この斜板（３）と上記回転
円板（２）の間にはＴｉ旧金合金ＣｕＡ　Ｉ旧合金等の
形状記憶合金からな葛コイルバネ（６）が複数本掛けら
れる。このコイルバネ（６）は予め縮んだ形状に形状記
憶処理しである。

図では上下左右に１本ずつ計４本のコイルバネ（６）が
掛けられている。上記斜板（３）は上記支持棒（５）に
固着されるホルダ（７）の内側に配置された軸受（８）
によって支持されスムーズに回転するように構成される
。（８）は上側に２本、下側に２本配置される枠材であ
り、上側の２木の枠材の間にビーム（１０ａ）が掛は渡
され、下側の２本の枠材の間にビーム（１０ｂ）が掛は
渡される。上側のビーム（１０ａ）の中心位置にネジ（
ｌｌａ）により調整ユニッ）　（１２ａ）が回動自在に
取り付けられ、同様に下側のビーム（１０ｂ）の中心位
置にネジ（ｌｌｂ）により調整ユニッ）　（１２ｂ）が
回動自在に取り付けられる。上記調整ユニット（１２ａ
）　、　（１２ｂ）はネジ（ｌｌａ）。

（ｌｌｂ）を中心として回動し該回動に従って上記支持
棒（５）は移動する。そしてこの移動に伴なって上記斜
板（９）の傾き角度が変化する。尚上記ネジ（ｌｌａ）
、（ｌｌｂ）は上記斜板（３）ノ斜面と上記回転シャフ
ト（１）の交点を通る方向に向けて取り付けられている
ので、上記調整ユニッ）　（ｆ２ａ）、（１２ｂ）を回
動させても上記斜板（３）の重心は安定状態を保つ、上
記４木の枠材（９）は端板（１３）に固定される。この
端板（１３）は第８図に示すように軸受（Ｉ４）により
上記回転シャフト（１）を回転自在に支持し、又端板（
１３）自体はベース（１５）の軸受（１６）により回転
自在に取り付けられる０次にユニバーサルジヨイント（
４）の構造を説明する。ユニバーサルジヨイント（４）
の構造は第９図に示されるように上記回転シャフト（１
）に固定的に結合される枠体（１７）と該枠体（１７）
に対してポールベアリング（１８）によって回転自在に
結合される丸棒（１８）と該丸棒（１８）と固定的に結
合される丸棒（２０）とからなる。

該丸棒（２０）は上記斜板（３）に対してポールベアリ
ング（２１）によって結合される。

以上の構造の斜板式熱駆動エンジンは次のようにして回
転動力を発生する。第６図のＡ−Ａ　’線のＦ側に熱湯
が満たされ、Ａ−Ａ　’線の上側は空気に晒されるもの
とする。この時Ａ−Ａ　’線の下−側に位置する形状記
憶合金からなるコイルバネ（６）は加熱され形状復帰に
よって強い力を伴って縮む。またＡ−Ａ　′線の上側に
位置する形状記憶合金からなるコイルバネ（８）は冷却
され容易に延びる。この結果加熱されたコイルバネ（６
）は上記回転円板（２）と上記斜板（３）とが最も接近
する位置に至るまで上記回転円板（２）と上記斜板（３
）とを回転駆動する。一方冷却されたコイルバネ（６）
は非常に弱い力によって延びるので上記回転円板（２）
と上記斜板（３）の回転を阻止することは無い。又加熱
されるコイルバネ（６）及び冷却されるコイルバネ（８
）は順次移り変わるので上記回転円板（２）及び上記斜
板（３）は回転動作を続行する。

このシステムにおいて回転シャフト（１）の出力は斜板
（３）の傾き角度を調節することによって変化する。又
斜板（３）の傾き角を上記回転シャフト（１）の直角方
向に対して逆の向きにすれば上記回転円板（２）及び上
記斜板（３）の回転方向を逆転させることもできる。又
、上記回転シャフト（１）に発生する出力は上記端板（
１３）をベース（１５）に対して回転することによって
も変化する。即ち上記端板（１３）を回転すれば上記斜
板（３）の上記回転円板（２）に対する距離間隔の関係
が変化するので上記回転円板（２）及び上記斜板（３）
に加わる力は当然変化する。

［発明が解決しようとする問題点］ 従来の装置は以上のように構成されているので、斜板を
取付ける枠材ビームを回転シャフトまわりに回転させて
斜板の傾き方向を変えるため、回転する枠材ビーム上の
調整ネジを操作して斜板の傾き角を調節する必要があり
、熱湯中での操作が非常に困難で、また傾き角の連続可
変制御機構が複雑化するなどの実施上の問題点があった
。

この発明は、上記のような問題点を解消するためになさ
れたもので斜板の回転軸まわりに回転機構を設けないで
、基台側の固定した位置から斜板の傾き角および方向を
簡単にしかも連続的に調節制御できるようにした斜板式
熱駆動エンジンを得ることを目的としている。

ｃ問題点を解決するための手段］ この発明に係る斜板式熱駆動エンジンは、斜板を保持す
るホルダを、回転シャフト上のユニバーサルジヨイント
の中心軸線上に位置する互いに直交する垂直軸および水
平軸によって連結支持し、垂直軸および水平軸のそれぞ
れの一端に回動機構を取付けて、斜板を回転シャフトに
垂直な面に対して一定の傾き角の範囲で任意の方向に連
続的に調節できるようにしたものである。

［作用］ この発明においては、回転シャフトに直交する水平軸と
、さらにこの水平軸に直交する垂直軸のまわりに、それ
ぞれ斜板の傾きを変えられるから、回転シャフトまわり
に固定した軸上の回転機構によって斜板の傾きを調節す
ることができる。

［実施例］ 以下、この発明の一実施例を図に基づいて説明する。第
１図は斜板式熱駆動エンジンを上方からみて示す一部平
面図、第２図は第１図の正面図、第３図は第１図のＢ−
Ｂ　’線断面図、第４図は第１図のｃ−ｃ　’線断面図
であり、図において符号（１）〜（４）　、　（８）〜
（８）および（１７）〜（２１）は上記従来装置と同一
である。

（２２ａ）はユニバーサルジヨイント（４）の中心を通
る垂直軸上においてホルダ（７）の外周上の垂直上向き
に設けた上方の垂直軸、（２２ｂ）は（２２ａ）と対称
にホルダ（７）の垂直下向きに設けた下方の垂直軸で、
これら雨垂直軸で第１の支持軸を形成している。

（２３ａ）は上方の垂直軸（２２ａ）の軸受、（２３ｂ
）は同様に下方の垂直軸（２２ｂ）の軸受、（２４ａ）
は軸受（２３ａ）を介して上方の垂直軸（２２ａ）を回
動可能に支持する上方の支持板、（２４ｂ）は下方の垂
直軸（２２ｂ）を上方の支持板（２４ａ）と同様に支持
する下方の支持板である。

（２５）は上方の支持板（２４ａ）上に設けた上方の垂
直軸（２２ａ）の回動機構であり、（２５ａ）は上方の
垂直軸（２２ａ）の軸端に挿入しキーで固定して取付け
たウオームギア、（２５ｂ）は−ウオーム、（２５ｃ）
はウオーム（２５ｂ）を上方の支持板（２４ａ）に支持
固定する軸受台である。

（２６）は上記ユニバーサルジヨイント（４）の中心軸
上を通り、上記各垂直軸、すなわち第１の支持軸に直交
する水平軸上の両端で支持し、上記上方の支持板（２４
ａ）および下方の支持板（２４ｂ）を所定の関係位置に
連結固定するように設けたコの字形のフレーム、（２７
ａ）は上記フレーム（２Ｂ）の一端を支持する左方の水
平軸、（２７ｂ）はフレーム（２Ｂ）（７）もう一端を
支持する右方の水平軸で、これら各水平軸で上記第１の
支持軸と直交方向に延びる第２の支持軸を形成している
。

（２８ａ）は左方の水平軸（２７ａ）　（７）軸受、（
２８ｂ）は右方の水平軸（２７ｂ）の軸受、（２９ａ）
は左方の水平軸（２？ａ）を軸受（２８ａ）を介して支
持する左方の支持台、（２９ｂ）は（２８ａ）と同様に
右方の水平軸（２７ｂ）を支持する右方の支持台である
。

（３０）は各水平軸、すなわち第２の支持軸の回動機構
で、上記第１の支持軸の回動機構（２５）と同じであり
、（３０ａ）は左方の水平軸（２７ａ）の軸端にキー固
定して取付けたウオームギア、（３０ｂ）はウオーム、
　（３０ｃ）はウオーム（３０ｂ）を左方の支持台（２
９ａ）に支持固定する軸受台である。

（３１）は回転シャフト（１）の出力軸側を支持する軸
受、（３２）は軸受（３１）の固定台である。（３３）
は左方の支持台（２９ａ）　、左方の支持台（２９ｂ）
および固定台（３２）を所定の関係位置に支持固定する
基台である。

上記のように構成された斜板式熱駆動エンジンにおいて
は、水平軸、すなわち第２の支持軸の回動機構（３０）
のウオーム（３０ｂ）を正、逆どちらかに回転させると
、ウオームギア（３０ａ）を介し、左右の水平軸（２７
ａ）、（２７ｂ）　、　７　Ｌｙ−ム（２Ｂ）、上下方
の支持板（２４ａ）　、　（２４ｂ）ならびに上下方の
垂直軸（２２ａ）　、　（２２ｂ）によって連結支持し
たホルダ（７）を、ユニバーサルジヨイント（４）の中
心を通る水平軸すなわち第２の支持軸まわりに回動する
のでホルダ（７）内の斜板（３）の向きを水平軸まわり
に一定の向き角の範囲で自由に調節できる。

また、垂直軸すなわち第１の支持軸の回動機構（２５）
のウオーム（２５ｂ）を上記と同様に回転させると、ウ
オームギア（２５ａ）を介して上記ユニバーサルジョイ
ト（４）の中心を通る垂直軸すなわち第１の支持軸まわ
りにホルダ（７）が回動するので、斜板（３）の向きを
垂直軸まわりに一定の傾き角の範囲で自由に調節できる
。

したがって、水平軸すなわち第２の支持軸の回動機構（
３０）および垂直軸すなわち第１の支持軸の回動機構（
２５）の回転角をそれぞれ、変えることによって、斜板
（３）を回転シャフト（１）に垂直な面に対し一定の傾
き角の範囲で任意の方向に調節できるようになる。しか
も、水平軸の上記回動機構（３０）は固定位晟で、垂直
軸の上記回動機構（２５）はフレーム（２６）上に固定
されて斜板（３）の傾き角の範囲、約２０度回転するだ
けであり、水平軸のウオーム（３０ｂ）の駆動を上方よ
り操作できるようにすれば、湯中操作からも解放される
。

なお、上記実施例は水平軸および垂直軸の回動機構にウ
オームギアを用いたものを示したが、第５図に示すよう
なネジレバー機構を用いてもよい０図において（３４）
は水平軸または垂直軸にキーなどにより固定し他端に十
字に交差にする切欠き溝を備えたレバー、（３５）は上
記レバーの切換き溝にはまり込み突出軸を備えたナツト
、（３Ｂ）は上記ナラ）　（３５）を介し上記レバー（
３４）を回転させる駆動ネジ、（３７）は駆動ネジの両
端をそれぞれ固定する軸受台である。

このようにすれば、駆動ネジ（３６）を正転または逆転
させるとそれに伴なってナツトがどちらかに移動し水平
軸または垂直軸の回転角を同様に調節できる。また、他
に油圧などで駆動する回転ラム機構（図示せず）などを
用いてもよい。

［発明の効果］ 以上のように、この発明によれば、回転シャフトに直交
するｚ軸上にそれぞれ固定的に取付けた回動機構を湯面
の上方で操作して斜板を必要な方位、角度に直接設定で
きるように構成したので、斜板の連続可変制御が簡単で
しかも迅速、かつ精度よく行なえるなどの、多大の効果
がある。

【図面の簡単な説明】

第１図はこの発明に係る斜板式熱駆動エンジンの一部平
面図、第２図は第１図の側面図、第３図はｉｉ図のＢ−
Ｂ　’線における切断断面図、第４図は第１図のｃ−ｃ
　’線における切断断面図、第５図（ａ）、（ｂ）は回
動機構の他の実施例を示す図、第６図は従来の斜板式熱
駆動エンジンの一部側面図、第７図は第６図の一部平面
図、第８図は第６図のＡ−Ａ　’線における切断断面図
、第９図は。 第６図の矢印Ｂより見た一部斜視図を示す。 図において、 （２２ａ）　、　（２２ｂ）は上下方の垂直軸、（２３
ａ）　、　（２３ｂ）は各垂直軸の軸受、　　　゛（２
４ａ）、（２４ｂ）は上下方の支持板、（２５）は各垂
直軸すなわち第１の支持軸の回動機構、 （２Ｂ）はフレーム、 （２７ａ）　、（２？ｂ）は左右の水平軸、（２８ａ）
　、　（２８ｂ）は左右の軸受、（２９ａ）　、（２９
ｂ）は左右の支持台、（３０）は各水平軸すなわち第２
の支持軸の回動機構、 （３１）は軸受、　　　　　（３２）は固定台、（３３
）は基台である。 なお、図中、同一符号は同−又は相当部分を示す。

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. 基台上に支承した回転軸と、この回転軸にユニバーサル
   ジョイントを介して連結され傾斜方向の回転面を保持さ
   せて上記基台側に支承した斜板と、この斜板と上記回転
   軸に定着された回転板との間に張設した形状記憶合金か
   らなる複数の弾性体とを備えた斜板式熱駆動エンジンに
   おいて、上記斜板を支承するホルダに設けられた上記ユ
   ニバーサルジョイントの中心線上に位置する第１の支持
   軸に回動可能に支持され、かつ該第１の支持軸の直交方
   向に延びる第２の支持軸により上記基台側に回動可能に
   支持したフレームと、このフレームに取付けた上記第１
   の支持軸の回転角度を調節する第１の回動機構と、上記
   基台側に取付けた上記第２の回転軸の回転角度を調節す
   る第２の回動機構とを設けたことを特徴とする斜板式熱
   駆動エンジン。