(57)【要約】【課題】  ガソリン等の燃料を必要とせず、燃料の燃焼を伴うことなく、したがって排気ガスによる環境問題を引き起こすことがないピストンエンジンを提供する。【解決手段】  ピストンヘッド２の先端部に永久磁石６を埋設し、シリンダ１の端部に電磁石８を設ける。電磁石８への通電方向を適時変更して、永久磁石６との間で吸引と反発とを交互に行わせることによって、ピストンヘッド２をシリンダ１に案内させて往復運動させる。クランク機構を介することより、この往復運動を回転運動に変換できる。【選択図】        図１
2007074806.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
シリンダ内をピストンが往復運動するピストンエンジンにおいて、
前記ピストンのピストンヘッドの上部に永久磁石を配設し、
前記シリンダのシリンダヘッドに、前記ピストンの往復運動の方向を軸方向とした電磁石を、ピストンヘッドに臨ませて設け、
前記電磁石への通電方向を変更可能としたことを特徴とするピストンエンジン。
【請求項２】
前記ピストンの往復運動によりクランク軸を回転させることを特徴とする請求項１に記載のピストンエンジン。
【請求項３】
案内手段に案内させてピストンを往復運動させるピストンエンジンにおいて、
前記ピストンの一端部に永久磁石を埋設し、
前記ピストンの往復運動終端側であって、前記一端部を臨む位置に電磁石を配設し、
前記電磁石への通電方向を適時変更することを特徴とするピストンエンジン。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
この発明は、シリンダ内でピストンを連続して往復運動させる、いわゆるピストンエンジンに関し、特にガソリン、軽油、プロパンガス等の石油系燃料を利用することのないピストンエンジンに関する。
【背景技術】
【０００２】
自動車を走行駆動させるためのエンジンとしてシリンダ内で燃料と空気の混合気を爆発させることによりピストンを往復運動させる形式の、いわゆるピストンエンジンがある。自動車では、この往復運動を、クランク軸を介して回転運動に変換して車輪を回転させる駆動力を得ている。しかしながら、燃料の燃焼により生成される燃焼ガス中に含まれるＣＯ2やＳＯx、ＮＯxが環境問題を引き起こしている。このため、バッテリー電気自動車や、排出ガスとしては水を排出する液体燃料自動車等が開発され、実用化されつつある。
【０００３】
他方、特許文献１には大容量の大型蓄電池を用いなくても、同時起動コイルがあるために、従来の小型蓄電池で足りる電動起動ピストン・エンジンが開示されている。この電動起動ピストン・エンジンは、ピストン鉄心の上死点位置の外周に電導コイルを設け、ピストン鉄心の頂上部にビスマス心を固着（オーバーヘッド）し、その外周に起電コイルを設用し、更に、ピストンを可動させる磁力線バリアーリングが電導コイル下部端に設けられたものである。
【０００４】
【特許文献１】特開平８−３７７７３
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
しかしながら、前記特許文献１に開示されたピストン・エンジンではピストンの駆動を、ピストン鉄心の外周に設けた起電コイルにより行うと共に、ピストン鉄心の上死点位置に設けた電導コイルによるものであるため、これらコイルのそれぞれに電源を必要とすると共に、これらコイルの通電の制御が煩雑となってしまい、複雑な構造となるおそれがある。
【０００６】
そこで、この発明は、簡単な構造で、確実に動作させることができるピストンエンジンを提供することを目的としている。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
前記目的を達成するための技術的手段として、この発明に係るピストンエンジンは、シリンダ内をピストンが往復運動するピストンエンジンにおいて、前記ピストンのピストンヘッドの上部に永久磁石を配設し、前記シリンダのシリンダヘッドに、前記ピストンの往復運動の方向を軸方向とした電磁石を、ピストンヘッドに臨ませて設け、前記電磁石への通電方向を変更可能としたことを特徴としている。
【０００８】
前記永久磁石の磁極は固定されているため、前記電磁石への通電方向を変更することにより、これら永久磁石と電磁石との間で、吸引と反発とを行わせることができる。すなわち、ピストンヘッドが下死点にある場合には永久磁石を吸引するよう、上死点にある場合には永久磁石を反発させるように、電磁石の通電方向を変更する。これにより、ピストンヘッドが下死点にある場合には電磁石により吸い寄せられて電磁石に向かって、すなわち上死点に向かって移動し、上死点にある場合には電磁石におり反発されて電磁石から遠ざかる方向、すなわち下死点に向かって移動する。このため、電磁石への通電方向を適時変更することによりピストンヘッドが往復運動することになる。
【０００９】
また、請求項２の発明に係るピストンエンジンは、前記ピストンの往復運動によりクランク軸を回転させることを特徴としている。
【００１０】
すなわち、ピストンの往復運動を回転運動に変換するのに、クランク機構を用いるようにしたものであり、例えば各種車両その他の駆動源としてのエンジンとして利用することができるようにしたものである。
【００１１】
また、請求項３の発明に係るピストンエンジンは、案内手段に案内させてピストンを往復運動させるピストンエンジンにおいて、前記ピストンの一端部に永久磁石を埋設し、前記ピストンの往復運動終端側であって、前記一端部を臨む位置に電磁石を配設し、前記電磁石への通電方向を適時変更することを特徴としている。
【００１２】
自動車等のピストンエンジンのように、燃料と空気の混合気を圧縮する必要がないから、ピストンとシリンダとにより密閉室を形成する必要がない。このため、ピストンはシリンダと組み合わせる構造とする必要がなく、例えばガイドロッドなどによって運動方向を案内する構造とすることもできる。
【発明の効果】
【００１３】
この発明に係るピストンエンジンによれば、ガソリンや軽油等の石油系燃料を必要としないから、燃焼のための各種装置を必要とせず、また、安定した燃焼のための制御装置等も必要としないので、構造を簡単にすることができる。しかも、燃料を燃焼させる構造ではないため、燃焼ガスが排出されず、環境問題を生じない無公害なエンジンとすることができる。
【００１４】
また、請求項２の発明に係るピストンエンジンによれば、クランク機構の駆動装置として用いることにより、確実な回転運動を得ることができる。なお、シリンダを適宜な数として、それぞれのピストンの動作の位相をずらして往復運動させることにより、クランク軸の回転運動を円滑に行わせることができる。
【００１５】
また、請求項３の発明に係るピストンエンジンによれば、ガソリンエンジンのような燃焼室を必要とすることがなく、ピストンの往復運動方向を案内する案内手段が備えられていればよい。このため、構造を簡単にすることができる。しかも、例えば案内手段をガイドロッドなどのように棒材で構成する場合、この棒材を多少であれば湾曲させてもピストンを案内できるから、ピストンの運動を直線運動に限らず、曲線に沿って往復運動させることもできる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１６】
以下、図示した好ましい実施の形態に基づいて、この発明に係るピストンエンジンを具体的に説明する。
【００１７】
図１はこの発明の実施形態に係るピストンエンジンの概略構造を示す図で、案内手段であるシリンダ１の内部をピストンヘッド２が摺動可能に設けられている。このピストンヘッド２の基端部にはピストンロッド３の基端部が、ピストンヘッド２に対して軸3aを中心として回動可能に連繋している。また、ピストンロッド３の先端部には、クランク軸４の旋回軸部4aが回動可能に連繋させてある。なお、シリンダ１の下端部とクランク軸４が収められたクランクボックス５とは、着脱可能に一体的に連結されている。
【００１８】
前記ピストンヘッド２の先端側には、永久磁石６が保持されている。すなわち、ピストンヘッド２の先端側に凹部からなる磁石取付部７が設けられて、この磁石取付部７に永久磁石６を収容させて保持させてある。
【００１９】
前記シリンダ１の上端部には、電磁石８が取り付けられている。この電磁石８は、コイル8aを巻回するためのボビン8bを、シリンダ１の上端部に形成されたフランジ部1aと重ね合わせることにより取り付けられている。この電磁石８は、図示しない制御装置によって通電の方向及び電流の大きさを調整可能とされている。すなわち、電磁石８の軸方向と前記ピストンヘッド２の往復運動の方向とを一致させてある。
【００２０】
以上により構成されたこの発明の実施形態に係るピストンエンジンの作用を、以下に説明する。図１において、クランク軸４は時計回り方向に回転するものとし、ピストンヘッド２は上昇途中にあるものとする。このとき、前記電磁石８には前記永久磁石６を吸引することができる方向の電流を通じてある。このため、ピストンヘッド２は電磁石８に吸引されて上昇を続けることになり、クランク軸４の旋回部4aが引き上げられる。
【００２１】
ピストンヘッド２が上死点まで上昇したタイミングで前記電磁石８への通電方向を変更して、永久磁石６を反発させるようにする。これにより、ピストンヘッド２は上死点から下降することになり、クランク軸４の旋回部4aが押し下げられる。ピストンヘッド２が下死点まで下降したタイミングで、前記電磁石８への通電方向を、ピストンヘッド２を吸引する方向へ切り替える。これにより、下死点を通過した後には、ピストンヘッド２は電磁石８により吸引されて上昇することになる。すなわち、ピストンヘッド２の移動方向に応じて電磁石８への通電方向を変更することにより、ピストンヘッド２を連続して往復運動させることができる。
【００２２】
以上に説明した実施形態では、ピストンヘッド２の往復運動を案内手段としてシリンダ１で案内する構造について説明したが、従来のガソリンエンジンのように、燃料と空気の混合気を圧縮させる必要がなく、ピストンヘッド２とシリンダヘッドとの間で気密室を形成する必要がないから、ピストンヘッド２を開放した状態で往復運動できるようにしてもよい。このため、例えばピストンヘッド２にブラケットを設け、このブラケットに適宜に支持され固定されたガイドロッドを挿通させて、ピストンロッド２がこのガイドロッドに案内されて摺動することにより往復運動させるようにすることもできる。すなわち、ガイドロッドを案内手
段としているものである。なお、案内手段としてはガイドロッドに限らず、他の構造のものであっても構わない。
【産業上の利用可能性】
【００２３】
この発明に係るピストンエンジンによれば、従来、ピストン−シリンダ機構により動力を得ていた各種装置について用いることができると共に、ガソリンや軽油、プロパンガス等の石油系燃料を必要としないため、環境問題を引き起こすことがなく、従来のピストン−シリンダ機構に代替して利用することができる。
【図面の簡単な説明】
【００２４】
【図１】この発明に係るピストンエンジンの概略構造を説明する断面図である。
【符号の説明】
【００２５】
１  シリンダ（案内手段）
２  ピストンヘッド
３  ピストンロッド
４  クランク軸
５  クランクボックス
６  永久磁石
７  磁石収容部
８  電磁石
【図１】
2007074806.tif 000003