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技術 一個のピストンに二本のコンロッド有する伝達構造で、一本のコンロッドはエンジンピストンに連結し、他の一本は下部の油圧ピストンに連結し、中間のクランク軸は無負荷として、ピストンを滑らかに往復運動する目的で、コンロッドを二本配し、上部エンジンの爆発エネルギーを、油圧ピストンで直接油圧出力蓄積し、防音をした、油圧取り出すエンジン構造含む、トルク変換専用油圧モーターで、蓄積した圧力を、トルクエネルギーとして、取り出す方法、

出願人 石部征治金京子金鍾柱
発明者 石部征治
出願日 2006年12月1日 (13年11ヶ月経過) 出願番号 2006-357022
公開日 2008年6月19日 (12年5ヶ月経過) 公開番号 2008-138859
状態 未査定
技術分野 往復動ポンプ(2) 軸・クランク・連接棒及び関連の軸受 伝動装置
主要キーワード トルクエネルギー 達成目的 レベル線 総合エネルギー 圧力蓄積 注入タンク 中間トルク 発電モーター
関連する未来課題
重要な関連分野

この項目の情報は公開日時点(2008年6月19日)のものです。
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図面 (2)

課題

内燃機関等のピストン直線運動を 直接圧力に変換して、エネルギーロスを少なくし、燃費効率を高め、油圧モーターの制御効率を高めて、エンジン騒音を低減し、排気ガスクリーン化をする。

解決手段

一本のピストンに二本のコンロッド装備して、一本のコンロッドはエンジンのピストンに連結し、他の一本は油圧ピストンに連結、爆発圧力直接油圧に変換する。変換した圧力は一度蓄積後、負荷に応じて圧力を消費する。

概要

背景

従来、内燃機関において、ピストン上下運動は、コンロッドを介したシングルクランクシャフト回転運動によってクランクシャフトから出力回転が取り出されるが現在までの内燃機関の構造は、一本で構成されたクランクシャフトの回転運動で回転出力となり、ピストンの上下直線運動はピストン一個に対し、一本のコンロッドと一本のクランクで構成されている。
ガソリンエンジンでもディゼルエンジンでも同様である。
これらの内燃機関では、圧縮後の爆発エネルギーをピストンに受け、ピストンは下方に直線運動し、ピストンの圧力は一本の コンロッドを下方に加圧力が大きく、コンロッドの加圧力をクランクピンに受けてクランクのトルク成分に変換回転出力となっていた。
エンジンの回転出力は全て、クランクシャフトより直接トルクとして、取り出されるので、変換効率はよくないものであった。

従来のクランク軸からトルクを出力している場合では、燃料を多く消費して無駄な場合でも、クランク軸から出力を取り出しているので、可変する出力に対して、エネルギーの供給最適コントロールするのは燃料の供給をコントロールするのが主であったから、無駄な燃料消費もあった。

爆発エネルギーの蓄積方法がなく、蓄積エネルギーを消費する方法が最適コントロールの方法で、過大なガス排出も無く、適量の出力取り出しが容易である。
一個のピストンから、油圧直接出力として、取り出しているものは無かった。
また通常エンジンの場合、エンジンから得られる回転出力はクランク軸に一個のピストンとコンロッド一本でトルク出力を発生させ、 同一線上に連結されて出力するものであった。多気筒エンジンでも、上記システム多重連続化しているので、それぞれの気筒で考えると同じ様なシステムの連続にすぎない。

一度爆発エネルギーをプールする方法であれば、エンジンの燃焼効率を最適な状態で一定のコントロールが、可能となった。
油圧モーター自動車の場合、負荷の要求に応じて適正に出力取り出しが容易で通常ガソリン車に比べて総合効率は良くなることが可能になった。
通常ガソリン車は加速の場合必要以上の燃料多く消費することもあった。

概要

内燃機関等のピストン直線運動を 直接圧力に変換して、エネルギーロスを少なくし、燃費効率を高め、油圧モーターの制御効率を高めて、エンジンの騒音を低減し、排気ガスクリーン化をする。一本のピストンに二本のコンロッドを装備して、一本のコンロッドはエンジンのピストンに連結し、他の一本は油圧ピストンに連結、爆発圧力直接油圧に変換する。変換した圧力は一度蓄積後、負荷に応じて圧力を消費する。

目的

この発明では内燃機関の高効率化達成目的で、爆発エネルギーを、直接油圧に変換利用し、油圧モーターの高効率の連結で、省エネルギーの総合効率を、飛躍的に増大することを、目的としたものである

効果

実績

技術文献被引用数
0件
牽制数
0件

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請求項1

一個ピストンに、回転自在なコンロッドを、二本装備してコンロッドの一本はエンジンピストンに、他の一本は中間にクランクピンを介して油圧発生のピストンに連結し、それぞれクランクピンに回転可能に、連結したことを特徴とする、二本のコンロッドを装備した、ピストン伝達構造

請求項2

請求項1に記載のエンジン爆発エネルギーのピストン直線運動エネルギー直接油圧エネルギーに変換する構造。

請求項3

電気部品電気的作動センサーをエンジン上部より高い位置から、液体防音剤侵入を、完全に遮断したパイプ上端から、挿入することを特徴とする構造。

請求項4

エンジンの空気吸入又は空気混合ガスをエンジン上部より高い位置から液体防音剤の侵入を、完全に遮断したパイプの上端から、吸入することを特徴とする構造。

請求項5

エンジンの外側にエンジン全部を外板カバーして密閉、その中にエンジン上部まで防音剤を充填し、エンジン音を低減することを特徴とした構造。

請求項6

エンジンより直接出力を取り出さないで一度蓄積した圧力エネルギー油圧モータートルクに変換し動力消費する方法で、エンジンを最適回転でONとOFFを繰り返して、排気ガスクリーンにする方法

請求項7

直接油圧モーターをタイヤホィールに連結、ブレーキエネルギーを圧力として回収し、回収した圧力を圧力タンクに、回収エネルギーとして蓄積する方法。

技術分野

0001

本発明は一本のピストンに二本のコンロッドを有し、省エネルギー消費目的で、液体防音剤中作動して、高効率で油圧変換エンジントルク発生ステムに、関するものである。

背景技術

0002

従来、内燃機関において、ピストンの上下運動は、コンロッドを介したシングルクランクシャフト回転運動によってクランクシャフトから出力回転が取り出されるが現在までの内燃機関の構造は、一本で構成されたクランクシャフトの回転運動で回転出力となり、ピストンの上下直線運動はピストン一個に対し、一本のコンロッドと一本のクランクで構成されている。
ガソリンエンジンでもディゼルエンジンでも同様である。
これらの内燃機関では、圧縮後の爆発エネルギーをピストンに受け、ピストンは下方に直線運動し、ピストンの圧力は一本の コンロッドを下方に加圧力が大きく、コンロッドの加圧力をクランクピンに受けてクランクのトルク成分に変換回転出力となっていた。
エンジンの回転出力は全て、クランクシャフトより直接トルクとして、取り出されるので、変換効率はよくないものであった。

0003

従来のクランク軸からトルクを出力している場合では、燃料を多く消費して無駄な場合でも、クランク軸から出力を取り出しているので、可変する出力に対して、エネルギーの供給最適コントロールするのは燃料の供給をコントロールするのが主であったから、無駄な燃料消費もあった。

0004

爆発エネルギーの蓄積方法がなく、蓄積エネルギーを消費する方法が最適コントロールの方法で、過大なガス排出も無く、適量の出力取り出しが容易である。
一個のピストンから、油圧を直接出力として、取り出しているものは無かった。
また通常エンジンの場合、エンジンから得られる回転出力はクランク軸に一個のピストンとコンロッド一本でトルク出力を発生させ、 同一線上に連結されて出力するものであった。多気筒エンジンでも、上記システムの多重連続化しているので、それぞれの気筒で考えると同じ様なシステムの連続にすぎない。

0005

一度爆発エネルギーをプールする方法であれば、エンジンの燃焼効率を最適な状態で一定のコントロールが、可能となった。
油圧モーター自動車の場合、負荷の要求に応じて適正に出力取り出しが容易で通常ガソリン車に比べて総合効率は良くなることが可能になった。
通常ガソリン車は加速の場合必要以上の燃料多く消費することもあった。

発明が解決しようとする課題

0006

従来の内燃機関によると、ピストンの上死点近くでクランクシャフトとコンロッドとピストンが一直線になった時、爆発力はクランクシャフトを加圧するのみでトルクにはならない。
上死点を過ぎて初めてトルク成分が発生するが、コンロッドが一定の角度になるまでは、力の分散力学上、トルク成分は微小にしか出ず、エネルギーロスが、大きいと言う問題があった。

0007

他方、これまでの内燃機関の場合、燃料の効率燃焼化、バルブタイミングコントール減速時のブレーキエネルギーの回収充電利用のハイブリッド方式等の技術で省燃費効果を図って来たが、その効果はゆるやかなものであった。

0008

本発明は、内燃機関等のピストン爆発エネルギーを吸収トルクに、変換する伝達構造において、ピストン圧力を直接油圧エネルギーに変換し、油圧モーターにより、トルクエネルギーに変換、出力トルク飛躍的に増大させて、エネルギーロスを、最大限低減することが可能となった。

0009

この発明では内燃機関の高効率化達成目的で、爆発エネルギーを、直接油圧に変換利用し、油圧モーターの高効率の連結で、省エネルギーの総合効率を、飛躍的に増大することを、目的としたものである

0010

本発明ではエンジンの爆発を直接油圧に変換することで、エンジン作動を一定しアキュームレーターにエネルギーを圧力として、一度蓄えて、蓄えたエネルギーを、高効率に利用することで 高効率を可能にしたものである。

課題を解決するための手段

0011

本発明、一個のピストンには、コンロッド一本である との従来概念を、払拭し、敢えて コンロッド二本で設計することで、直接油圧に変換し油圧をアキュームレータータンクに、貯蔵圧力蓄積し、必要に応じて高効率油圧モーターからトルク出力する方が、油圧損失を考慮しても、エネルギー変換効率が、増大する理論を適用し、本発明を完成させた。
すなわち本発明は、一個のピストンにコンロッドを、二本装備して直接油圧を発生すれば、爆発エネルギーをクランクにトルク変換するより、効率が良いクランクに変換の場合上死点近くでは、クランクの加圧量が多く、トルク成分が少ないので、トルクへの変換率軽微であるから、このコンロッド二本式では爆発力を他のコンロッドを使って、直接下部の油圧ピストンに作用することで伝達ロスは最小に構成される。
連結された、二本のコンロッドは、小量の角度による伝達ロスはあるが、このロスは軽微であり、
上死点近くで瞬時に起こる爆発エネルギーを、油圧発生直接作用するので、エネルギー吸収は効率が高い。

0012

クランク軸はピストンを滑らかに、回転させる目的のみに使用して、動力の取り出しには使わない、ことを、特徴とする
動力即ちトルクの取り出しは、一度貯蔵した圧力エネルギーを、別途用意した油圧モーターで行えば、この油圧モーターは車輪直接駆動できるのでエンジンの発生した爆発エネルギーは、トルク伝達ロスの多いギャーBOXとかトルコンシステムは削除できる ことを特長とする。

0013

本発明の、ダイレクト油圧システムはエンジンの燃費効率の改善と ともに自動車の負荷となる、タイヤ直接駆動になり、中間トルク伝達発ロスは軽微なもので油圧電モーターの制御システムで、車輛減速エネルギー回収も容易である

0014

本発明は、圧力エネルギーを、一度貯蔵する方式なので、エンジンは常に最適燃焼効率回転が確保され、不効率回転は削除できた。
制御コントローラプログラム負荷出力が多くてもすべて、個々に最適運転も容易である。
エンジンを負荷変動による不効率回転が削除できたので、一定の最適エンジン回転が選択できて、不快エンジン音は、大幅に低減することが、可能となった。

0015

一定の好条件運転が可能になったことで、排気ガスの成分でも回転数変動等による従来改善のないものまで、排気ガスクリーン化が容易になった。

発明の効果

0016

ピストン一個にコンロッド二本で一本をエンジンピストンに、他の一本を油圧発生のピストンに連結したコンロッド二本で構成し、この二本のコンロッドから直接油圧を発生させたので、クランクの上死点近くの、トルク吸収不効率がなくなり、爆発直後ピークパワーエネルギー吸収が効率良く回収できて、圧力貯蔵効率の改善ができ、総合エネルギー変換効率が改善できた。
クランクトルクを目的にしないで、クランクはピストンのサインカーブ運動に利用するだけなので、クランク軸は無負荷でよく、変動の大きい負荷に対応する必要が無くなり、エンジンの最適回転を常時確保できるので、排気ガスのクリーン化達成と、燃費高効率運転が容易になった。

0017

エンジンにかかる負荷トルク変動を制御しないシステムなので、エンジンは一定の負荷を想定した 設計で良く、一度貯蔵した圧力消費のコントロールはエンジン出力に関係なく、消費のみのコントロールでよい。
自動車の様に負荷変動の激しいものでも、エンジンのコントロールは一度圧力をプールしたものを、引き出してエネルギーを消費する方式なので電子的プログラムのみで対応できることが可能となり、最適エネルギー消費のエンジンを最適回転にする選択が容易になった。排気ガスのコントロールも最適回転で固定回転が可能となったことで、クリーンな排気ガスにできる可能性は容易になり、従来変動の激しい不安定な排気ガス処理も容易になった。

0018

通常エンジンは静粛性に問題があって、騒音が大きく、利用が不便であった。
電気部品と、電気的センサーと、制御コントローラーと、出力軸先端と、エヤー吸入口と、点検口等、全てエンジン上部より、高い位置に配置したので、エンジンブロック騒音発生源は、液体防音材の中で運転作動することができて、騒音は大きく低減できた。

0019

エンジンの回転数最適値を予め設定して、圧力消費と補充はエンジンのONとOFFで行うので、全自動エンジン管理システムが可能となった。

発明を実施するための最良の形態

0020

以下に、本発明を実施するための最良の形態を実施例によって説明する。

0021

クランクピン31からエンジン用コンロッド30が 回転可能にピストンに連結され他のコンロッド34と油圧ピストン35に連結され 二本のコンロッドがクランク軸32に連結している。

0022

二本のコンロッド30と34は上下互いにクランクシャフト32を中心にして反対方向に配置して、クランク軸32は無負荷状態で運転して、エンジンピストン28の爆発圧力を、下方の油圧ピストン35に直接伝わり、中間のクランクピン31を介して、コンロッド30とコンロッド34の間に若干の角度が形成されるが、 ほぼ全量の爆発エネルギーが、下部の油圧ピストンに伝達され、油圧エネルギーとして油圧の発生がある。

0023

クランク軸は無負荷運転を目的として、この場合のクランクはピストンの運動をなめらかに、サインカーブ運動をすることにしたクランクである

0024

クランクシャフトから出力エネルギーを取り出さないので、エンジンより発生する出力エネルギーは、すべて油圧エネルギーに変換され、一度アキュームレータータンクに蓄積し、圧力として蓄積したエネルギーを、負荷の要求に応じて、制御バルブ1をコントロールすることで、油圧モーター出力軸9より。トルクの取り出しを行う。
たとえば自動車の場合、油圧モーター出力軸には直接タイヤホイールを取り付けることで、ミッションギャーとかデフギャーが削除できる。
減速時は完全にブレーキとして作用し、ブレーキエネルギーの蓄積も容易である

0025

電気部品とか液体防音剤を完全に遮断した点火プラグなどすべて、液体防音剤レベル線より、上に配置した。
セルモーター15とか発電モーター等も同様に、液体防音剤レベル線より上に配置したので下記の方法が可能になった。
エンジンクランク軸から出力を、取り出さない方式だから、エンジン全体を防音剤タンク39の中に沈めて、運転できるので、大幅に騒音が低減できた。

0026

防音材注入タンク39の内部には液体防音剤40をエンジン上部まで充填されている。

0027

エンジンの制御と油圧モーターの制御はすべて、外部に設置した電子制御により、集中制御される。

0028

ガソリンエンジンの場合高電圧プラグは液体防音剤の侵入を完全に遮断したプラグ挿入口14を液面の上から配置することで、高電圧のスパークが完全に防止できて目的が達成された。

0029

エンジンに供給するエヤー又は混合ガスは完全に液体防音剤を遮断したエヤー供給口11を通じて通り安全に供給できた。

0030

以上本実施例では、内燃機関の二本コンロッドを設けた、油圧出力増大エンジン構造説明と騒音低減方式説明と排出ガスのクリーン化方法について説明したが、本発明はガソリンエンジンに限らず、ディゼルエンジンについても同様の効果が期待でき、自動車の動力源のみならず、負荷力体は発電機でも建設機械でもあるいはダイレクトに産業の動力源ともなり、高効率動力の実現が容易になった。

図面の簡単な説明

0031

本発明による、一本のピストンから二本クランクエンジンにして一度圧力蓄積後 エンジンから直接出力を取り出さないで、別途出力取り出しモーターにより、トルクを取り出す方式の、騒音低減方法と高効率エネルギートルク取り出しと、蓄積の一部断面図と組み立て図である。

符号の説明

0032

1油圧モーター制御バルブユニット
油圧供給排出パイプ
3 油圧モーターケース
4 油圧モーター第一ピストン
5コンロッド
6 油圧モーター第二ピストン
7 コンロッド
8クランクピン
9 油圧モーター出力軸
10 油圧モーター第三ピストン
11エンジン空燃料ガス吸入口
12同期回転伝達チェーン
13制御用同期回転軸
14点火プラグ装填口
15エンジンスタートモーター軸
16排気ガス口
17油圧供給路
18使用油圧排出路
19アキュームレーター
20蓄積油圧タンク
21油圧逆止弁
22逆止弁バネ
23 逆止弁バネ
24 逆止弁
25油圧シリンダー
26騒音防止剤レベル
27エンジンバルブ
28 ピストン
29エンジンブロック
30 コンロッド
31 クランクピン
32エンジンクランク軸
33エンジン回転方向
34油圧発生用コンロッド
35 油圧発生ピストン
36油圧オイルレベル線
37オイル吸入口
38オイルタンク
39 騒音防止剤タンク
40 騒音防止剤

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