JPS63215880A - 差動増幅機関 - 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】 （イ）１・本発吠は、流体機関に関するものである。

（ロ）本発明は、加圧圧力を主入力とする、差動増幅の
原理と、差動増幅装置と、書入力流体原動機の提供にあ
る。

ｆ→　特徴とするところは、シリンダー着力点を、重複
差動させることにより、シリンダーストロークの調整が
可能となり、回流容積の整合と、推力差の発生が、成立
することを、発見した点にあります。

に）従来の流体機関との相違点は、従来の流体機関が、
加圧原よりの流体の流入によって、出力を連続すること
を原理としていますが、本発明においては、加圧原より
の流体の流入を、極度に減少させた点が、特徴となりま
す。

即ち、高圧力発生に要するエネルギーが、極めて小量で
済む点に着目したことが、本発明の発想の原点となりま
す。

市販の、高圧発生ポンプのデーターに依れば、１，００
０’−の昇圧入力は、吐出量が少量なれば　ＩＫＷで充
分である事実に注目すべきであります。

更をこ、圧力のみで運動を発生させるには、等容積回路
の等加圧でなければなりませんが通常の回路では、等容
積では、推力が中和して推力は発生致しません。

上記の問題点を、推力の着力点に、歯車等を介在させて
、重複差動をさせることにより等容積の回路に推力差を
発生させ、差動出力運動として、加圧圧力を主体入力と
する原動機関を開発するに至りました。

（ホ）加圧圧力を主体とする運動の機構と原理を第１図
により説明します。

初め番こ１．の電動機を起動し、２．のポンプを回転し
ます。

ポンプ定格圧力は、１００〜ｃｒｉ吐出量は、Ｉ　Ｊ　
ｓｅｃ電動機入方は、１０”　　としています。

次に、３．の往動電磁弁をＯＮにして、５．の往動加圧
回路を通じ、８．２９．７．のシリンダーリｄ の往動側を加圧すれば、１　　の残留圧力を保持させて
流体が充満しである故に、瞬時に１００”’に昇圧しま
す。

各シリンダー推力の方向は、内部の矢印の方向に発生し
ます。

８、と２９．のシリンダーのラック軸、１４．と１５、
は１７．の小径歯車を着力点として、引合い対向する状
態となります。

８、ノ受圧面積ハ１００Ｃ１１ｔストｌ１ｌ−１１，５
ｍであり、２７．のシリンダー受圧面積は、５０ｃｒｌ
ストロークは５０１　としています。

８、の補助シリンダー推力は、 １００’Ｘ１００す”＝１０，０００り一となり、２９
゜の均衡シリンダー推力は、１００”’Ｘ５０”５．０
００’−となり、１７．の小径歯車を着力点として対向
して、均衡する故に静止しています。

即ち、１７．の歯車は、１８．の大径歯車を介して２７
、の移動歯車を連動し、１３．の固定ラック歯に噛み合
い位置を支点とする挺子の作用により、１５．と１４．
の位置は、支点からの距離を２対１の比となっている故
、受圧面積の差を２対１としている８、と２９．のシリ
ンダー推力は、均衡する故に動きません。

したがって、１６．の回流回路を通じ、等加圧されてい
る７、の推進シリンダーのみが推力を発生し、受圧面積
１１゛６−　ストローク１．５ｍとする７、のシリンダ
ー推力、ｌ　ｌ　６ｄＸ１００に＃ｌり一 ＝　１．１，６００　　　の推力をもって、１９．の方
向え往動運動を開始します。

１５、の推進軸が、ｓ　ｏｃｌＩ＆を運動すれば、１７
゜の小径歯車は、円周１ｍとしある故に、時計方向にし
７２回転します。

１８、の大径車は円周を２ｍとしている故に連動して反
時方向にｖ２回転し、２γ・の歯車を介して１３．のラ
ック歯に噛み合う故に、２８．の遊動台は１９．の方向
え１ｍ移動します。

したがって、１５．の軸は合計１．５ｍを運動すること
になります。

１４、の軸は、１７．の歯車のｖ２回転により、復動力
向へ５０１移動する予定ですが、２８．の遊動台の、１
ｍの往動方向えの移動により差引されて、５０１を１９
．の方向え運動することになります。

以上の説明は、シリンダーストロークの移動量と差動機
械の運動状況ですが、 （へ）次に、等容積回流に付いて説明します。

８、のシリンダー内容積は、１５１であり、２９．のシ
リンダー内容積は１，２．５　　です。

１９、の方向えのピストンの運動は、８．、！：２９゜
の内容量の合計を吐出する故に、流入側の７゜の推進シ
リンダーの内容積は、合計量の１７５１と設定していま
す。したがって回流容量は整合する故に運動中において
、ポンプよりの流入を必要とせずに、７．の推進運動が
可能となります。

すｄ 即ち、１１，６００　　　の推力が有する７、の推進運
動中のポンプ入力は、ＩＶｘ程度で入力で運動を連続し
ます。

尚、１０Ｉａｌｌのポンプ入力の設定は、往動起動時の
０．５　　程の流体の昇圧流人に対応する容量設定です
。

（ト）次に、シリンダーの出力に付いて説明します。

通常の出力計算は、 受圧面積×圧力×ポンプ吐出量（速度）＝理論出力とな
りますが、本機関においては、受圧面積×圧力Ｘ回流量
（速度）＝理論出力となります。

回流量は、圧力と配管断面積に比例し、負荷率と、配管
長と流体の粘性率に逆比例します。

水圧加圧１００’Ｆｃｙ’！　　負荷率５０ン配管断面
積５０”配管長１０ｍ　以内のデーターに依れば、１秒
間の流量は５０７ｓｅｃが標準故に、７．のシリンダー
容積１７．５　を充満さす時間は昔＝約ｏ、３ｓｅｃと
なります。

加えて、昇圧タイム（１５Ｓｅｃ減圧タイムＯ，’７ｓ
ｅｃの合計は、１．５秒となり、１．５ｍの７．のシリ
ンダーのストロークを１．５秒で運動することになりま
す。

したがって、理論液力の５０悠を実効推力トシテ、５０
．０００”’ＸＩ”ＣＸｉ”＝５０．ＱＯＯすｍ５ｅｃ
となり、曝に換算して約４８１の平均出力となります。

１８５ｍを０．５秒の速度の瞬時出力では、１４８ＫＩ
Ｍ　　となります。

即ち、昇圧と減圧の時間を短縮することが出力効率のポ
イントとなります。

したがって多気筒の順次加圧方式等が有効です。

亦、第１図の実施例において、もしも、７゜８、のシリ
ンダーストロークが、１００ｍ続いているものとすれば
　ＩＫＩＩ！の入力において、１４８“　の出力を発生
しながら、１００ｍの運動を連続する現象となります。

出力がたとえ１頚でも人力を上回る状態となれば、現代
のエネルギ保存の法則では、説明し得ない力学現象とな
りますが、敢えて要約すれば、 閉回路の等容積、等加圧回流運動においては、位置エネ
ルギーは、変化することなく、運動エネルギーと共存す
る。

と云えます。

即ち、ｒ等容積の等加圧回流効果」と称し得る、新たな
、流体の運動原理の発見であり、増幅出力の基本原理で
あり、本発明の最大の効果とするところです。

（ト）サイクル運動の説明に戻ります。

往動運動が、２３．の往動終端に到着すれば、リミット
スイッチ等の指令により、３．の電磁弁をＱＦにし、５
゜と６．の回路の圧力を平均化した後、４．の復動電磁
弁をＯＮにすれば、復動回路の圧力は上昇し、往動回路
の圧力を減圧し、復動運動を開始します。

２４、の復動終端に到達すれば、再び、往動電磁弁に切
替えることにより、直進往復運動を連続し、２０．の出
力軸に出力を伝達します。

２０、の出力軸に、一方向クラッチ、クランク等を軸着
すれば、回転出力運動のサイクルを連続することになり
ます。

（す）上記の説明は、往復運動の連続機関、即ち原動機
としての説明ですが、本機関の往動回路が、復動回路を
して、既存の機械の出力部等に、部分として装着する場
合は、差動増幅装置です。亦、吐出流体により、外部の
シリンダーを運動さすことが可能です。

亦、本機関は、内燃機関と同どく、バッテリー、セルモ
ーター、ポンプの順に起動させる、自己起動方式等も可
能であり、更に、圧力だめタンク等の加圧流体による自
−己起動方式も可能です。

回転が上昇すれば、余剰出力を入力側にフィードバック
させることにより、連続運転が可能となります。

第２図の実施例は、７．と８．の推力差にょる差動出力
方式ですが、出力効率は、第１図の方式のし７２以下を
二減少します。

第３図の方式も、第２図と同一の差動出力方式ですが、
第２図と逆方向に、歯車軸が移動する逆作動型です。

亦７．と８．のシリンダーの並行配置も、第１図の如く
対向配置とする方式も可能です。

亦、歯車の回転方向直径等を変更したり、１７、と１８
．の歯数の比を変更するか、着力点を変更等において、
シリンダーストローク、受圧面積の変更により対応する
ことが可能です。

亦、差動機構の着力点において、挺子、クランク、滑車
等を使用することが可能です。

更番こ、ワイヤードラム、チェーンホイル、多段歯車等
の使用が可能です。

亦、往動推力により、重錘、圧力だめタンクよりの回流
推力を移動させ、復元推力を出力させる方式も可能です
。

亦、往動推力と、重錘、圧力だめ推力等を均衡させて、
外力で移動し、復元推力を発生させる方式も可能です。

亦、圧力だめタンク、増圧機、アキュームレーター等の
使用により、入力効率の上昇が可能です。

亦、高圧、低圧の２段ポンプ使用、可変容量ポンプ等の
使用も有効です。

亦、流量調整弁、圧力調整弁等により速度調整が可能で
す。亦、背圧加圧による多段増幅が司能であり１、出、
力軸の取出”も１２．、１４．１Ｊ５゜２８゜等の選択
が可能です。

亦、電磁弁に変えて、機械式カム切替弁、回転軸に連動
する回転切替弁等の使用も有効です。

尚、本機関の使用流体は、水、油、化学物質等の、粘性
と圧縮率の低い流体の使用が必要です。

乞）本機関は上記の説明の如く、構造は簡明であり、高
圧の加圧、並列設置、多段角度設置等により、大容量機
関の製造も容易である故に、船舶、車輌、航空機等の推
進機関として適当であり、冷凍機、コンプレッサー、プ
レス、土木建設機械、射出成型機等の動力として有効で
す。

更に、発電機の駆動原とすれば、余剰出力の入力えの帰
還させる方式により、燃料を要しない、エネルギー発生
装置となる故に、人類の未来に貢献し得る重要な発明で
あります。

【図面の簡単な説明】

第１図（り←）は、実施例の動作説明図です。 第２図、第３図は、実施例の動作説明概略図です。 （１）電動機（内燃機） （２）ポンプ （３）　　往動電磁弁 （４）　　復動電磁弁 （５）往動加圧回路 （６）復動加圧回路 （７）推進シリンダー （８）補助シリンダー （９）　　固定台 叫　往動方向 （６）復動方向 （２）歯車軸 （ト）固定ラック歯 αゆ　補助ラック軸 （ト）推進ラック軸 叫　回流回路 面　小径歯車 （ト）大径歯車 （ト）往動時運動方向 （１）出力軸 （イ）流量調整弁 彎　歯車軸往動位置 鋤　往動終端 （ホ）復動終端 （イ）圧力調整弁 （４）　アキュームレーター （支）移動歯車 翰　遊動台 （支）均衡シリンダー 匂　安定歯車

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 液圧シリンダーの着力点に、歯車、挺子、 クランク、滑車等を介在させ、着力点に推力を対向させ
   て加圧し、着力点を差動させつつ、着力点を移動させる
   如くしてシリンダーストロークを調整し、回流容積の整
   合と、推力差を生起して液体の加圧圧力を主入力とし得
   る差動増幅運動の原理を使用する差動増幅機関。