JPS6395871A

JPS6395871A - マグネツトデイスクエンジン

Info

Publication number: JPS6395871A
Application number: JP24053086A
Authority: JP
Inventors: Atsuki Kubota; 久保田　厚樹
Original assignee: Individual
Current assignee: Individual
Priority date: 1986-10-09
Filing date: 1986-10-09
Publication date: 1988-04-26

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】本発明は設定当所に与えられるマグネットディスクの永
久磁石（以後磁石と述する）が、独立しタマグネットピ
ストンのそれぞれの磁石と対向して反発する、与えられ
た磁石の範囲で、以後外部補給なしに回転を持続するこ
とを特徴とした、マグネットディスクエンジンに関する
も９である。

二つの磁石の反発、吸引力は、磁石の相乗積に正比例し
、距離の二乗に反比例して増減する。も、反発力（片方
の磁力零はあり得ない）の場合、水平同一線上を移動自
由にした、均一な磁力及び重さを持つ二つの磁石を同極
正面対向させると、反発しで移動する距離及び速度は、
左右に同一であるが、片方を固定し、間隙はとんど零の
時が移動側に最大（左右同一移動時の概算２倍）に働き
移動する。以後ここで磁力とは、反発力についてのみ述
べることにする。

本発明は現存する動力機構を、エネルギー利用の方法か
ら比較して、水力機構に類似しており、限られた磁力（
与えられたへ、ド及びパイプ径）を如何に効率良く利用
するかに重点が置かれる。

父、磁極変換の面から考えるに、磁力の前述した性質を
効率良く利用したエンジンが電動機であるが、この特徴
を生し、磁石の磁極を電磁石の如く自由に、しかも瞬時
に変換出来れば、電気エネルギーを使わずに、磁石のみ
の利用で電動機に似たエンジンを動かすことが出来るこ
とに着目し、考案されたものである。

次に本発明の設定基本条件を列記する。

１）設定当所与えられる磁力が本発明の出力を決定する
。よって軽量で強力な磁石が望ましい故、ニオブ合金磁
石、又はコバルト磁石の様な薄型、軽量で強力な磁石を
使用する。

２）対面する二つの磁石の至近距離で、機械的に極性を
入れ変えることは非常に困難数、磁極は常時同極対向と
し、磁石が対面するタイミングを変化させ利用する。

３）エンジンに組み込んだ磁石は、以後磁力のコントロ
ールも困難な為、相対する面積と距離を機械的に変化さ
せコントロールする。

４）水力機構同様最高出力（磁力）を絞り常用回転とし
、負荷の変動は上記３）の方法で磁力を増減し吸収する
。

５）磁力の影響を避け、軽量化を図る為、アルミ合金金
を主体にし、強い応力を受ける部分、コンロ、ド、ポー
ルベアリング、スプリング等はニューセラミ、りを使用
する。

６）本発明の動力源は磁石が持つ反発力であり、その最
良の利用方法は、前述の反発力が最大に働く片方固定の
距離はとんど零の移動方法であり、又前記２）項を満す
機構、つまりマグネットピストンとマグネットディスク
の交叉である。マグネットピストンが上死点に達するタ
イミングに合せで、ディスク磁石が見掛上静止する様、
反発力の影響の少くない真横から、シリンダーヘッドを
横切る形で進入覆蓋する方法である。

７）市販の磁石で吸収出来ない大型ピストン及びディス
クの場合は、複数の磁石の格子形嵌め込みで整形する。

以下本発明を一実施例及び設定例を示す添付図面を参考
に説明する。第１図は基本構造及びディスク、ピストン
の作動を示す簡略図、第２図は１６気筒エンジンの主要
部断面図、第３図は一実施例の３気筒エンジンの断面図
であり、各図共通する部分は同種符号を付し、作動説明
の為の同一部品には、アルファぺ、ト及びＣ）等で区別
する。

第１図は基本構造及び作動説明の為に簡略化した６気筒
エンジンの断面図である。１はメーンシャフト、２は段
違い磁石のト、ブマグネット８、アクセルマグネｙ　）
　８’、スリップリング１７．１７’及び、８に巻いた
電磁コイル２０をシリンダー側に埋込んだアルミ合金製
コントロールマグネットティスフで、メーンシャフトに
固定のガバナー２１と、リンク２２　　でスプライン上
を連動、スプリング２３　　で常時シリンダー側に押圧
されている。プラススリ、プリング１７　及び、マイナ
ススリ、ブリング１７’は電磁コイルにそれぞれ接続、
プラスプラック１８　及び、マイナスプラック１８Ｉト
常時接触、連室可能状態にあり、プラック１８．１８’
は常設のバッテリー（図示せず）にそれぞれマグネ、ト
スイ、チ（図示せず）を経て接続されている。

パワーマグネットディスク３は、アルミ合金金ニ段違い
磁石、トップマグネ、ト８、アクセルマグネット８Ｉ、
スリップリング１７．１７’及び、８に巻いた電磁コイ
ル２０　　をシリンダー側に埋込れ、メーンシャフトに
固定配設される。

マグネットピストン４は隣接ピストンとの干渉を避け、
出来得る限り面積を広げるべく中心方向へ細長く採り、
アルミ合金台にピストンマグネ。

ト９を配設、ビス−トンピン１１、セラミック製コンロ
、ド１０　　で、２／３几間隔に配設された３本のクラ
ンクシャフト５Ａ、　５Ｂ、　５Ｃに４Ａ−４Ａ’、４
Ｂ−４Ｂ’、４Ｃ−４Ｃ’とそれぞれ配設され、鉋金又
は、セラミ、り製シリンダー１２　　内を摺動する。

クランクシャフト５の先端に固定されたそれぞれのベベ
ルギヤー６は、メーンシャフトヘヘルギャ−７に１：１
の比で噛合っている。トップマグネ、ト８は、アクセル
マグネット８−　の面より、ピストンの１／４ストロ一
ク分だけ段違いに凹んでいる故、ピストンヘッドは上死
点で、１／４ストロ一ク分だけシリンダー外に露出する
。

尚アクセルマグネット８１　　はπ／３で交叉を開始、
π／２でピストンを完全覆蓋するに必要な弧長を有し、
又トップマグネ、ト８は、ピストン上死点で既に経端よ
り１／４〜１／３進入交叉し、１／３まで覆蓋するに必
要な弧長を有する扇形となっている。

第２図は　１６気筒工ンジン主要部断面で、第１図と同
一構造なれど、出力増強を図るべく、ピストン面積を増
大し、円周にシリンダーを増し、軸方向にも増設したエ
ンジンである。

又、クランクシャフトの数が増えたのに伴い、ベベルギ
ヤー比は１：２となり、埋込む磁石も各々のディスクに
２組と増え、高トルク、低回転エンジンとなっているが
、第１図と共通する部分の説明は第１図を参照して省略
、或は簡略する。

エンジンプロ、り１３は、１５．１５１．１５”のペア
リングキャップで、スラスト用７ランジ５Ｉ　　を挾み
、メタルベアリング１４　　を介しで、クランクシャ−
フト５を保持し、シャフトを中心に２５　締付はボルト
でエンジンプロ、り１３’にそれぞれ固定される。

それぞれのエンジンプロ、りはメーンシャフト用ベアリ
ング１６　　と、スリ、ブリング１８．１８’を有し、
１ケ所にマグネ、トスイッチ作動用のマイクロスイッチ
１９　　を内蔵する。又、各ディスクがエンジンブロッ
クと接する先端には調整用シム及びスナ、ブリング２４
　　がそれぞれメーンシャフトに固定され、ディスクと
ピストンヘッドとの限界間隙を維持する。

ピストン、クランクシャフト、ベベルギヤー等は、オイ
ルパン、オイルポンプ、オイルパイプ等（図示せず）で
強制循環給油を行う。

＠３図は一実施例の３気筒片側エンジンで、２６バラン
スウエイトを片側ピストン用に追加し、回ＦＪｌｕ用フ
ォーク２８　　はピポ、トビン２９　及び、スクリュー
３０　　で保持され、スラストベアリング２７テ、コン
トロールディスク２を押圧、スプリング２３　　と、調
整ハンドル３１　　で、ピストンへ。

ドとの間隙を増減し回転を調整する。

小型故、ピストン及びコンロ、ドはアルミ合金製、コン
トロールディスク２は鉋金で、埋込む磁石は８Ｉアクセ
ルマグネットのみで、電磁コイル等は省略しである。

ここで第１図を参照し、本発明の機構について述ベル。

両ティスク正面図は、５Ａクランクシヤフト、４Ａピス
トンの上死点の時に、クランクシャフト５Ｂ、ピストン
４Ｂ　は２／３几遅れ、５Ｃクランクシヤフト、４Ｃピ
ストンは４／３に遅れとなる様それぞれのベベルギヤー
を噛合せ、ピストン４Ａの上死点を基準に６個のピスト
ンの位置関係を示す。

ピストン４Ａの上死点では、コントロールディスクのＣ
８ト、プマグネ、トの先端は、ピストン４Ａの経端より
既に１／４〜１／３の点まで進入しており、Ｃ８Ｉ　　
アクセルマグネットの後尾はピストン４Ｃの２／３　降
下まで作用し、後退の状態を示す。又パワーディスクの
Ｐ８ト、プマグネ、トは既にピストン４Ｂ’　　と上死
点で交叉し、π／３降下したピストンヘッドと、Ｐ８１
アクセルマグネットが交叉し始める状態を示している。

次に段違い磁石の作用について述べる。ピストン行程速
度が零となる上死点で、トップマグネ。

トが、ピストン全面積を覆蓋する様な周速度（長い弧長
）とし、零よりの初期降下時に最大反発力を与えるのが
望ましいが、しかし、比較的負荷の小さい１／４〜１／
３までオーパーラ、プさせ、隣接ピストンを干渉しない
周速度に落し、気筒数を増すことが出力増強につながり
、又粘りのあるエンジンにすることが出来る。

次にπ／３辺りで、アクセルマグネットを交叉させるの
は、クランクシャフトへの作用点が最長となるπ／２点
で、へ、ドとの間隙が極小となるアクセルマグネットが
更にピストン全面積を覆蓋し、反発力を与えることで、
ト、プマグネ、トだけの反発力にアクセルマグネットの
ものが加算され、一段と増力されることに着目して、ト
ップマグネ、トの粘りの交叉と、アクセルマグネットの
加速の交叉を図り、段違い磁石を採用した。

本発明は上述の如くマグネットディスクが、ピストン上
死点でオーパーラ、プして進入する様設定する故、適当
な起動回転を必要とする。それはマグネットピストンが
上死点前に、シリンター経端より進入するト、プマグネ
、ト８の抵抗を受けながら上昇し、又ディスクも上昇ピ
ストンの磁力に逆らって進入するに必要な外力である。

ピストンが外力を得て上昇し、上死点を過ぎると、見掛
は上静止のト、プマグネ、トの反発力を受は急激に降下
するが、この反発力が本発明の出力源であり、トップマ
グネ、トはピストンがπ／３点辺りまで降下する時間、
シリンダーを覆蓋するに必要な弧長を持ち、段違いのア
クセルマグネットが次はπ／２点辺りまで降下する間、
シリンダーを覆蓋し続け、順次隣接ピストンと交叉を繰
り返しながら回転する。このピストンが一山を越すに必
要な初期の外力が起動回転であり、又ディスクが一山を
越す慣性モーメントを有するならば回転は持続するが、
これが取りも直さず限界回転である。

図は外力を得て各ピストン及びディスクが矢印方向に回
転し、基準とするピストン４Ａの上死点時の状態を示し
ている。各クランクシャフトは前述の如＜２／３にづつ
遅れて噛合っている故、反対側のピストン４Ｂ’、４Ｃ
“は図の如くπ／３進み、遅れとなる。図の状態から更
にディスクが、π／３回転すると、　４Ａにπ／３遅れ
の４Ｃ’が上死点でＰ８　　と交叉開始、４Ａはπ／３
降下点でＣ８°と交叉開始と云う様に、ディスク１回転
で４Ａ　ｘ　Ｃ８ｘＣ８’　、　　４Ｃ１×Ｐ８×Ｐ８
′、　　４Ｂ　Ｘ　Ｃ８Ｘ　Ｃ８’　、　　４ＡＩＸＰ
８ｘＰ８’、　４ＣｘＣ８ｘＣ８’、４ＢｌｘＰ８ＸＰ
８′ト順次交叉を繰り返し、各ピストンはメーンシャフ
トπ／３回転毎にメーンシャフトを駆動し、円滑な回転
を持続する。

ここで本発明の回転制御について述べると、基本二二、
ト側面図の如く、パワーディスク３及び、コントロール
ディスク２がピストンヘッドと限界間隙を維持する場合
が、本発明の最高出力となる故、常用回転は先述の設定
条件４）の方法でガバナー２１　　を図中右方向へ移動
固定し、連動するコントロールディスクと、ピストンヘ
ッドの間隙を空は磁力を制限し、使用回転まで落す。

若干の負荷の変動による回転の変化は、ガバナー２１　
　が、ガバナースプリング２３　　と対応して、コント
ロールディスク２を移動し、最高回転から絞った範囲で
吸収回復する。

又過負荷による急激な回転低下は、第２図中、コントロ
ールディスクの急押圧に、マイクロスイ、チ１９　が、
マグネ、トスイ、チ（図示せず）を作動させ、常設のバ
ッテリー（図示せず）より、ブラ、シ１８．１８１、ス
リ、プリング１７．１７！、電磁コイル２０　　と通電
し、短時間両ディスクの磁力をあげ、回転を回復した後
、ガバナーだけの微調整に戻る。

【図面の簡単な説明】

第１図は基本構造及び作動説明の為の簡略図で、ピスト
ン、ディスクの位置関係を示す正面、側面図。第２図は
　１６気筒工ンジン主要部軸方向の断面図、第３図は一
実施例の小型３気筒エンジンの断面図。１・・・メーンシャフト、２１・コントロールマグネッ
トディスク、３・・・パワーマグネットディスフ、４・
・・マグネットピストン、５番φ・クランクシャフト、
６・・・ベベルギヤー、７・・・メーンシャフトベペル
ギャー、８ａｓ＊）ツブマグネット、８’　Ｉ　＠・ア
クセルマグネット、９・ｌ１１１ピストンマグネツト、
１３・・・エンジンプロ、り、１７．１７’　　・・・
スリ、プリング、　　１８．１８’・・・　カーボンプ
ラ、シ、１９・・・マイクロスイッチ、２０・・・電磁
コイル、２５・・・締付はボルト、２６・・・バランス
ウェイト、２８・・・フォーク、３１・・・調整ハンド
ル。

Claims

【特許請求の範囲】

適当な形状及び面積（大型の場合、格子形嵌め込み）を
持つマグネットピストン（４）を、コントロッド（１０
）を介し、クランクシャフト（５）を挾み左右に配し一
組とし、メーンシャフト（１）を中心とする円形エンジ
ンブロック（１３）に、クランクシャフトの軸線を放射
状に適当な組数を円周に配設し、それぞれのクランクシ
ャフトの先端にベベルギヤー（６）を配し、ターンシャ
フトベベルギヤー（７）と噛合い、ピストンヘッドと交
叉する段違い永久磁石の先端が、ピストン行程速度の適
当な倍数の周速度となる様、ディスクの直径を設定した
パワーマグネットディスク（３）及び、コントロールマ
グネットディスク（２）をピストン上死点ではトップマ
グネット（８）が、又π／３ではアクセルマグネット（
８′）が僅少な間隙となる様、メーンシャフトにそれぞ
れ配設し、マグネットピストンの上死点及びπ／３降下
点を標準に、適当なタイミングをもってピストンヘッド
を横切る形で順次交叉するマグネットディスクは、ディ
スクと、ピストンの永久磁石の反発力で、ピストンに往
復運動を与え、ベベルギヤーとの噛合いで、ディスクは
同調連動して回転を持続し、フライホイルを兼ねたパワ
ーマグネットディスクはメーンシャフトに固定され、ガ
バナー（２１）と連動するコントロールマグネットディ
スクは、メーンシャフトのスプライン上を前後に移動し
て、ピストンヘッドとの間隙を増減し、反発力に変化を
与えることで常用回転の若干の上下変動をコントロール
し、又スイッチ（１９）がコントロールディスクの急動
に作動し、ディスク磁石に巻かれた電磁コイル（２０）
に、常設のバッテリーより短時間通電し、ディスクの磁
力を一時増力し、過負荷による急激な回転低下をも回復
コントロールする、マグネットディスクの段違い磁石が
、適当なタイミングで、真横から交叉し、ピストンに往
復運動を与えることを特徴とした多気筒マグネットディ
スクエンジン。