(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
メイン中心軸を中心にし、所定サイズの中心角を有する往復回動を行うマスターユニットと、
前記マスターユニットの側方向外側に位置し、少なくとも一部分が、前記マスターユニットの往復回動を伝達され、前後直線方向往復動を行う前後往復ユニットと、を含み、
前記マスターユニットは、
前記メイン中心軸を中心にし、前後方向に延長され、前記メイン中心軸と同一中心軸を有する中空を含むスウェルチューブと、
少なくとも一部分が、前記中空内に搭載され、前記メイン中心軸を中心にし、前後方向に延長されるスウェルロータと、
前記中空内に搭載され、前記スウェルチューブと前記スウェルロータとの間に位置する弾性ボールと、
前記中空内に搭載され、前記スウェルチューブと前記スウェルロータとの間に位置し、前記スウェルロータの周囲方向に、前記弾性ボールの側部に位置する弾性パネル部材と、
前記スウェルチューブと前記スウェルロータとの後方に配置され、外部振動により、前後方向に振動し、前記弾性パネル部材に弾性変形を加えることができるディスクプレートと、
前記スウェルチューブと前記スウェルロータとの前方に配置され、前記メイン中心軸を中心にし、所定サイズの中心角を有する往復回動を行うリフトカムパネルを含み、
前記前後往復ユニットは、
少なくとも一部分が、前記リフトカムパネルに当接するボールユニットと、
少なくとも一部分が、前記ボールユニットと当接するプッシングシリンダと、を含み、
前記ボールユニットは、前記リフトカムパネルの往復回動により、少なくとも一部分が、前記リフトカムパネルの半径方向に往復動し、他の少なくとも一部分が前後方向に往復動し、
前記プッシングシリンダは、前記ボールユニットの前後直線方向往復動により、前後直線方向往復動を行い、
前記スウェルチューブは、半径方向内側周囲面に具備され、半径方向内側に突出され、前後方向に延長される第１突出ベインを含み、
前記スウェルロータは、半径方向外側周囲に具備され、半径方向外側に突出され、前後方向に延長される第２突出ベインを含み、
前記弾性パネル部材は、
前記ディスクプレートの振動によって変形されるが、
前記第１突出ベインと前記第２突出ベインとの間で、前記スウェルロータの周囲方向に弾性変形及び復元され、前記第１突出ベインと前記第２突出ベインとの距離を可変にする変位拡大装置。
【請求項２】
前記弾性パネル部材は、
第１突出ベインと前記第２突出ベインとの間方向に積層される複数個の平板スプリング部材を含み、
前記第１突出ベインと前記第２突出ベインとの間に弾性力を加えることを特徴とする請求項１に記載の変位拡大装置。
【請求項３】
前記リフトカムパネルは、
前記リフトカムパネルの半径方向外側周囲面に形成され、半径方向に所定深さを有する複数個のリフティング溝を含むことを特徴とする請求項２に記載の変位拡大装置。
【請求項４】
前記ボールユニットは、
前記リフトカムパネルの半径方向外側周囲面に当接するように位置するリフトボールと、
前記リフトカムパネルの半径方向に、前記リフトボールよりさらに外側に位置するシフトボールと、をさらに含み、
前記プッシングシリンダは、
少なくとも一部分が、前記シフトボールの前方に位置し、前記シフトボールと当接することができる後方プッシング面と、
前記後方プッシング面の前方に位置する前方プッシング面と、を有し、
前記リフトボールは、
前記リフトカムパネルのリフティング溝内に位置すれば、第１位置に位置し、
前記リフトカムパネルのリフティング溝から離脱すれば、第２位置に位置し、
前記第２位置は、前記第１位置より前記リフトカムパネルの半径方向にさらに外側に位置する位置であり、前記リフトカムパネルが往復回動を行うことにより、前記リフトボールは、前記リフトカムパネルの半径方向に往復動し、
前記シフトボールは、
前記リフトボールが第２位置に位置すれば、前記リフトボールによって押されて前方に変位し、前記プッシングシリンダの後方プッシング面を前方に押し、
前記プッシングシリンダは、前記シフトボールによって前方に押されて変位することができることを特徴とする請求項３に記載の変位拡大装置。
【請求項５】
前記リフトボールと前記シフトボールとの間には、
中間ボールが具備され、前記中間ボールは、前記リフトボールより前記リフトカムパネルの半径方向に外側に位置することを特徴とする請求項４に記載の変位拡大装置。
【請求項６】
回転ユニットをさらに含み、
前記回転ユニットは、
前記メイン中心軸と中心回転軸を共有するロータ軸と、
前記ロータ軸と連結されて回転するメインロータと、
前記メインロータの外側周囲面に具備されるスライディングモジュールと、を含み、
前記メインロータは、前記メインロータの外側周囲面に形成され、後方にオープンされ、前記メイン中心軸に対して傾くように形成されたモジュール搭載溝を有し、
前記スライディングモジュールは、
前記モジュール搭載溝の前端に配置される第１ロータ駆動ボールと、
前記第１ロータ駆動ボールの後方に位置する弾性スプリングと、
前記弾性スプリングの後方に位置する第２ロータ駆動ボールと、を含み、
前記第２ロータ駆動ボールは、
前記プッシングシリンダの前方プッシング面によって前方に押され、前記弾性スプリングによって後方に押され、
前記モジュール搭載溝内で往復変位することを特徴とする請求項５に記載の変位拡大装置。
【請求項７】
一方向に延長されるメイン中心軸を有し、内部に搭載空間を有するケーシングと、
前記ケーシング内に搭載され、前記ケーシングの後端に位置し、前後方向に往復する振動を発生させる振動子を含む振動ユニットと、
前記ケーシング内に搭載され、前記振動ユニットの前端に位置し、前記振動ユニットで発生した振動を伝達され、少なくとも一部分が、前記メイン中心軸を中心にし、所定サイズの中心角を有する往復回動を行うマスターユニットと、
前記ケーシング内に搭載され、前記ケーシングの半径方向に、前記マスターユニットの外側に位置し、少なくとも一部分が、前記マスターユニットの往復回動を伝達され、前後直線方向往復動を行う前後往復ユニットと、
前記ケーシング内に搭載され、前記ケーシングの前端に位置し、少なくとも一部分が、前記前後往復ユニットの前後直線方向往復動を伝達され、前記メイン中心軸を中心にし、回動を行う回転ユニットと、を含み、
前記マスターユニットは、
前記メイン中心軸を中心にし、所定サイズの中心角を有する往復回動を行うリフトカムパネルを含み、
前記前後往復ユニットは、
前記リフトカムパネルにより、少なくとも一部分が、前記ケーシングの半径方向に往復動しながら少なくとも一部分が前後方向に往復動するボールユニットと、
少なくとも一部分が、前記ボールユニットと当接し、前後直線方向往復動を行うプッシングシリンダと、を含み、
前記回転ユニットは、
メインロータと、
前記プッシングシリンダにより、少なくとも一部分が前方に変位し、前記メインロータをプッシングするスライディングモジュールと、を含む変位拡大装置を含むエンジン。
【請求項８】
前記振動ユニットは、
前記振動子の前方に位置する振動ボールと、
前記振動ボールの前方に位置し、前記振動ボールにより、前後方向に往復移動するディスクプレートと、を含むことを特徴とする請求項７に記載の変位拡大装置を含むエンジン。
【請求項９】
前記マスターユニットは、
前記メイン中心軸を中心にし、前後方向に延長され、前記メイン中心軸と同一中心軸を有する中空を含むスウェルチューブと、
少なくとも一部分が、前記中空内に搭載され、前記メイン中心軸を中心にし、前後方向に延長されるスウェルロータと、
前記中空内に搭載され、前記スウェルチューブと前記スウェルロータとの間に位置する弾性ボールと、
前記中空内に搭載され、前記スウェルチューブと前記スウェルロータとの間に位置し、前記弾性ボールの外側に位置する弾性パネル部材と、を含み、
前記スウェルチューブは、
半径方向内側周囲面に具備され、半径方向内側に突出され、前後方向に延長される第１突出ベインを含み、
前記スウェルロータは、
半径方向外側周囲に具備され、半径方向外側に突出され、前後方向に延長される第２突出ベインを含み、
前記弾性ボール及び前記弾性パネル部材は、前記第１突出ベインと前記第２突出ベインとの間に位置し、
前記ディスクプレートは、前記弾性パネル部材の後端に位置し、前記弾性パネル部材に前後方向に振動を加え、前記弾性パネル部材が弾性変形されるようにし、
前記弾性パネル部材は、
前記第１突出ベインと前記第２突出ベインとの間で、前記スウェルロータの周囲方向に弾性変形及び復元され、前記第１突出ベインと前記第２突出ベインとの距離を可変にし、
前記リフトカムパネルは、
前記スウェルロータの前端に連結され、前記スウェルロータと一体に構成されることを特徴とする請求項８に記載の変位拡大装置を含むエンジン。
【請求項１０】
前記弾性パネル部材は、
第１突出ベインと前記第２突出ベインとの間方向に積層される複数個の平板スプリング部材を含み、
前記第１突出ベインと前記第２突出ベインとの間に弾性力を加えることを特徴とする請求項９に記載の変位拡大装置を含むエンジン。
【請求項１１】
前記リフトカムパネルは、
半径方向外側周囲面に形成され、半径方向に所定深さを有する複数個のリフティング溝を含むことを特徴とする請求項１０に記載の変位拡大装置を含むエンジン。
【請求項１２】
前記ボールユニットは、
前記リフトカムパネルの半径方向外側周囲面に当接するように位置するリフトボールと、
前記ケーシングの半径方向に、前記リフトボールよりさらに外側に位置するシフトボールと、をさらに含み、
前記プッシングシリンダは、
少なくとも一部分が、前記シフトボールの前方に位置し、前記シフトボールと当接することができる後方プッシング面と、
前記後方プッシング面の前方に位置する前方プッシング面と、を有し、
前記リフトボールは、
前記リフトカムパネルのリフティング溝内に位置すれば、第１位置に位置し、
前記リフトカムパネルのリフティング溝から離脱すれば、第２位置に位置し、
前記第２位置は、前記第１位置より前記ケーシングの半径方向にさらに外側に位置する位置であり、前記リフトカムパネルが往復回動を行うことにより、前記リフトボールは、前記ケーシングの半径方向に往復動し、
前記シフトボールは、
前記リフトボールが第２位置に位置すれば、前記リフトボールによって押されて前方に変位し、前記プッシングシリンダの後方プッシング面を前方に押し、
前記プッシングシリンダは、前記シフトボールによって前方に押されて変位することができることを特徴とする請求項１１に記載の変位拡大装置を含むエンジン。
【請求項１３】
前記リフトボールと前記シフトボールとの間には、
中間ボールが具備され、前記中間ボールは、前記リフトボールより前記ケーシングの半径方向に外側に位置することを特徴とする請求項１２に記載の変位拡大装置を含むエンジン。
【請求項１４】
前記回転ユニットは、
前記メイン中心軸と中心回転軸を共有するロータ軸と、
前記ロータ軸と連結されて回転するメインロータと、
前記メインロータの外側周囲面に具備されるスライディングモジュールと、を含み、
前記メインロータは、前記メインロータの外側周囲面に形成され、後方にオープンされ、前記メイン中心軸に対して傾くように形成されたモジュール搭載溝を有し、
前記スライディングモジュールは、
前記モジュール搭載溝の前端に配置される第１ロータ駆動ボールと、
前記第１ロータ駆動ボールの後方に位置する弾性スプリングと、
前記弾性スプリングの後方に位置する第２ロータ駆動ボールと、を含み、
前記第２ロータ駆動ボールは、
前記プッシングシリンダの前方プッシング面によって前方に押され、前記弾性スプリングによって後方に押され、
前記モジュール搭載溝内で往復変位することを特徴とする請求項１３に記載の変位拡大装置を含むエンジン。
【請求項１５】
前記ケーシング内には、
冷却絶縁油が充填される冷却油チャンバが具備されることを特徴とする請求項８に記載の変位拡大装置を含むエンジン。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、変位拡大装置、及び変位拡大装置を含むエンジンに係り、さらに詳細には、振動子の一方向の振動を往復回動に転換させていて、さらに一方向の振動運動に転換させつつ、振動変位を拡大させる変位拡大装置、及びそれを含むエンジンに関する。
【背景技術】
【０００２】
車両や各種機械、器具などを駆動させるための動力（回転力）を、化石燃料を燃焼させて得ることが一般的である。化石燃料を燃焼させることになれば、多量の二酸化炭素が押し出され、二酸化炭素以外にも、各種有害物質が量産され、環境を汚染させる主原因になる。また、原油や石炭のような化石燃料は、地球上に存在する量が限定されており、そのような化石燃料に依存することには、限界があるということが広く認識されている。そのために、人類は、新たなエネルギー源を見い出そうとする努力と共に、既存のエネルギーを効率的に使用する方法を広く研究している。
【０００３】
これまでの研究成果の中には、バッテリを充電し、電気エネルギーでもって、車両や機械装置の動力を得る方式や、既存の化石燃料を燃焼させる方式や、それと、バッテリを共に使用するハイブリッド方式などがある。しかし、これまでの電気エネルギーを活用する動力発生装置（エンジン）は、その性能に限界があった。そのために、使用において、二酸化炭素の発生がなく、親環境的な電気エネルギーを使用しながら、性能が向上し、寿命が長い新たな方式の動力発生装置を開発する必要性が大きく叫ばれている。
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
本発明は、前述の問題点を含むさまざまな問題点を解決するためのものであり、本発明の目的は、親環境的な電気エネルギーを使用して回動力を発生させるエンジンとして、性能が向上して寿命が長い新たなエンジンを提供することである。
【０００５】
また、本発明の目的は、セラミックス振動子または機械式振動子の一方向振動の振幅を増幅させることができる変位拡大装置と、それを含み、大きい動力を提供することができ、親環境的で寿命が長い新たなエンジンを提供することである。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
本発明の一実施形態による変位拡大装置は、メイン中心軸を中心にし、所定サイズの中心角を有する往復回動を行うマスターユニット；及び前記マスターユニットの側方向外側に位置し、少なくとも一部分が前記マスターユニットの往復回動を伝達され、前後直線方向往復動を行う前後往復ユニット；を含み、前記マスターユニットは、前記メイン中心軸を中心にして前後方向に延長され、前記メイン中心軸と同一中心軸を有する中空を含むスウェルチューブ、少なくとも一部分が前記中空内に搭載され、前記メイン中心軸を中心にして前後方向に延長されるスウェルロータ、前記中空内に搭載され、前記スウェルチューブと前記スウェルロータとの間に位置する弾性ボール、前記中空内に搭載され、前記スウェルチューブと前記スウェルロータとの間に位置し、前記スウェルロータの周囲方向に、前記弾性ボールの側部に位置する弾性パネル部材、前記スウェルチューブと前記スウェルロータとの後方に配置され、外部振動によって前後方向に振動し、前記弾性パネル部材に弾性変形を加えることができるディスクプレート、及び前記スウェルチューブと前記スウェルロータとの前方に配置され、前記メイン中心軸を中心にし、所定サイズの中心角を有する往復回動を行うリフトカムパネルを含み、前記前後往復ユニットは、少なくとも一部分が、前記リフトカムパネルに当接するボールユニットと、少なくとも一部分が、前記ボールユニットと常時密着圧着されて当接するプッシングシリンダと、を含み、前記ボールユニットは、前記リフトカムパネルの往復回動により、少なくとも一部分が、前記リフトカムパネルの半径方向に往復動し、他の少なくとも一部分が前後方向に往復動し、前記プッシングシリンダは、前記ボールユニットの前後直線方向往復動により、前後直線方向往復動を行い、前記スウェルチューブは、半径方向内側周囲面に具備され、半径方向内側に突出されて前後方向に延長される第１突出ベインを含み、前記スウェルロータは、半径方向外側周囲に具備され、半径方向外側に突出されて前後方向に延長される第２突出ベインを含み、前記弾性パネル部材は、前記ディスクプレートの振動によって変形されるが、前記第１突出ベインと前記第２突出ベインとの間で、前記スウェルロータの周囲方向に弾性変形及び復元され、前記第１突出ベインと前記第２突出ベインとの距離を可変にする。
【０００７】
本発明の一実施形態によれば、前記弾性パネル部材は、第１突出ベインと前記第２突出ベインとの間方向に積層される複数個の平板スプリング部材を含み、前記第１突出ベインと前記第２突出ベインとの間に弾性力を加える。
【０００８】
本発明の一実施形態によれば、前記リフトカムパネルは、前記リフトカムパネルの半径方向外側周囲面に形成され、半径方向に所定深さを有する複数個のリフティング溝を含む。
【０００９】
本発明の一実施形態によれば、前記ボールユニットは、前記リフトカムパネルの半径方向外側周囲面に当接するように位置するリフトボール、前記リフトカムパネルの半径方向に、前記リフトボールよりさらに外側に位置するシフトボールをさらに含み、前記プッシングシリンダは、少なくとも一部分が、前記シフトボールの前方に位置し、前記シフトボールと当接することができる後方プッシング面、及び前記後方プッシング面の前方に位置する前方プッシング面を有し、前記リフトボールは、前記リフトカムパネルのリフティング溝内に位置すれば、第１位置に位置し、前記リフトカムパネルのリフティング溝から離脱すれば、第２位置に位置し、前記第２位置は、前記第１位置より前記リフトカムパネルの半径方向にさらに外側に位置する位置であり、前記リフトカムパネルが往復回動することにより、前記リフトボールは、前記リフトカムパネルの半径方向に往復動し、前記シフトボールは、前記リフトボールが第２位置に位置すれば、前記リフトボールによって押されて前方に変位し、前記プッシングシリンダの後方プッシング面を前方に押し、前記プッシングシリンダは、前記シフトボールによって前方に押されて変位することができる。
【００１０】
本発明の一実施形態によれば、前記リフトボールと前記シフトボールとの間には、中間ボールが具備され、前記中間ボールは、前記リフトボールより大きく、前記リフトボールより前記リフトカムパネルの半径方向に外側に位置する。
【００１１】
本発明の一実施形態によれば、回転ユニットをさらに含み、前記回転ユニットは、前記メイン中心軸と中心回転軸を共有するロータ軸、前記ロータ軸と連結されて回転するメインロータ、前記メインロータの外側周囲面に具備されるスライディングモジュールを含み、前記メインロータは、前記メインロータの外側周囲面に形成され、後方にオープンされ、前記メイン中心軸に対して傾くように形成されたモジュール搭載溝を有し、前記スライディングモジュールは、前記モジュール搭載溝の前端に配置される第１ロータ駆動ボール、前記第１ロータ駆動ボールの後方に位置する弾性スプリング、及び前記弾性スプリングの後方に位置する第２ロータ駆動ボールを含み、前記第２ロータ駆動ボールは、前記プッシングシリンダの前方プッシング面によって前方に押され、前記弾性スプリングによって後方に押され、前記モジュール搭載溝内で往復変位する。
【００１２】
前述のような本発明の目的は、一方向に延長されるメイン中心軸を有し、内部に搭載空間を有するケーシング；前記ケーシング内に搭載され、前記ケーシングの後端に位置し、前後方向に往復する振動を発生させる振動子を含む振動ユニット；前記ケーシング内に搭載され、前記振動ユニットの前端に位置し、前記振動ユニットで発生した振動を伝達され、少なくとも一部分が、前記メイン中心軸を中心にし、所定サイズの中心角を有する往復回動を行うマスターユニット；前記ケーシング内に搭載され、前記ケーシングの半径方向に、前記マスターユニットの外側に位置し、少なくとも一部分が、前記マスターユニットの往復回動を伝達され、前後直線方向往復動を行う前後往復ユニット；前記ケーシング内に搭載され、前記ケーシングの前端に位置し、少なくとも一部分が、前記前後往復ユニットの前後直線方向往復動を伝達され、前記メイン中心軸を中心にして回動を行う回転ユニット；を含み、前記マスターユニットは、前記メイン中心軸を中心にし、所定サイズの中心角を有する往復回動を行うリフトカムパネルを含み、前記前後往復ユニットは、前記リフトカムパネルにより、少なくとも一部分が、前記ケーシングの半径方向に往復動しながら少なくとも一部分が前後方向に往復動するボールユニット、及び少なくとも一部分が、前記ボールユニットと当接し、前後直線方向往復動を行うプッシングシリンダを含み、前記回転ユニットは、メインロータ、及び前記プッシングシリンダにより、少なくとも一部分が前方に変位し、前記メインロータをプッシングするスライディングモジュールを含む変位拡大装置を含むエンジンによって達成される。
【００１３】
本発明の一実施形態によれば、前記振動ユニットは、前記振動子の前方に位置する振動ボール、及び前記振動ボールの前方に位置し、前記振動ボールによって前後方向に往復移動するディスクプレートを含む。
【００１４】
本発明の一実施形態によれば、前記マスターユニットは、前記メイン中心軸を中心にして前後方向に延長され、前記メイン中心軸と同一中心軸を有する中空を含むスウェルチューブ、少なくとも一部分が、前記中空内に搭載され、前記メイン中心軸を中心にして前後方向に延長されるスウェルロータ、前記中空内に搭載され、前記スウェルチューブと前記スウェルロータとの間に位置する弾性ボール、及び前記中空内に搭載され、前記スウェルチューブと前記スウェルロータとの間に位置し、前記弾性ボールの外側に位置する弾性パネル部材を含み、前記スウェルチューブは、半径方向内側周囲面に具備され、半径方向内側に突出されて前後方向に延長される第１突出ベインを含み、前記スウェルロータは、半径方向外側周囲に具備され、半径方向外側に突出されて前後方向に延長される第２突出ベインを含み、前記弾性ボール及び前記弾性パネル部材は、前記第１突出ベインと前記第２突出ベインとの間に位置し、前記ディスクプレートは、前記弾性パネル部材の後端に位置し、前記弾性パネル部材に前後方向に振動を加え、前記弾性パネル部材が弾性変形されるようにし、前記弾性パネル部材は、前記第１突出ベインと前記第２突出ベインとの間で、前記スウェルロータの周囲方向に弾性変形及び復元され、前記第１突出ベインと前記第２突出ベインとの距離を可変にし、前記リフトカムパネルは、前記スウェルロータの前端に連結され、前記スウェルロータと一体に構成される。
【００１５】
本発明の一実施形態によれば、前記弾性パネル部材は、第１突出ベインと前記第２突出ベインとの間方向に積層される複数個の平板スプリング部材を含み、前記第１突出ベインと前記第２突出ベインとの間に弾性力を加える。
【００１６】
本発明の一実施形態によれば、前記リフトカムパネルは、半径方向外側周囲面に形成され、半径方向に所定深さを有する複数個のリフティング溝を含む。
【００１７】
本発明の一実施形態によれば、前記ボールユニットは、前記リフトカムパネルの半径方向外側周囲面に当接するように位置するリフトボール、前記ケーシングの半径方向に、前記リフトボールよりさらに外側に位置するシフトボールをさらに含み、前記プッシングシリンダは、少なくとも一部分が、前記シフトボールの前方に位置し、前記シフトボールと当接することができる後方プッシング面、及び前記後方プッシング面の前方に位置する前方プッシング面を有し、前記リフトボールは、前記リフトカムパネルのリフティング溝内に位置すれば、第１位置に位置し、前記リフトカムパネルのリフティング溝から離脱すれば、第２位置に位置し、前記第２位置は、前記第１位置より前記ケーシングの半径方向にさらに外側に位置する位置であり、前記リフトカムパネルが往復回動を行うことにより、前記リフトボールは、前記ケーシングの半径方向に往復動し、前記シフトボールは、前記リフトボールが第２位置に位置すれば、前記リフトボールによって押されて前方に変位し、前記プッシングシリンダの後方プッシング面を前方に押し、前記プッシングシリンダは、前記シフトボールによって前方に押されて変位することができる。
【００１８】
本発明の一実施形態によれば、前記リフトボールと前記シフトボールとの間には、中間ボールが具備され、前記中間ボールは、前記リフトボールより前記ケーシングの半径方向に外側に位置する。
【００１９】
本発明の一実施形態によれば、前記回転ユニットは、前記メイン中心軸と中心回転軸を共有するロータ軸、前記ロータ軸と連結されて回転するメインロータ、前記メインロータの外側周囲面に具備されるスライディングモジュールを含み、前記メインロータは、前記メインロータの外側周囲面に形成され、後方にオープンされ、前記メイン中心軸に対して傾くように形成されたモジュール搭載溝を有し、前記スライディングモジュールは、前記モジュール搭載溝の前端に配置される第１ロータ駆動ボール、前記第１ロータ駆動ボールの後方に位置する弾性スプリング、及び前記弾性スプリングの後方に位置する第２ロータ駆動ボールを含み、前記第２ロータ駆動ボールは、前記プッシングシリンダの前方プッシング面によって前方に押され、前記弾性スプリングによって後方に押され、前記モジュール搭載溝内で往復変位する。
【００２０】
本発明の一実施形態によれば、前記ケーシング内には、冷却絶縁油が充填される冷却油チャンバが具備される。
【発明の効果】
【００２１】
本発明による変位拡大装置は、外部振動を増幅させて回動に転換させることができる。
【００２２】
本発明による変位拡大装置を含むエンジンにおいては、セラミックス振動子を含み、前記セラミックス振動子は、逆圧電効果を主に活用する。逆圧電効果によれば、駆動電圧、駆動周波数及びセラミックス振動子の剛性（rigidity）により、セラミックス振動子において、変位と大きい力とが発生し、ロータを回転させるトルクを非常に大きくすることができる。特に、加えられる駆動信号の供給時間を調整し、振動、及び振動による出力を任意に変更することができて望ましい。
【００２３】
また、本発明による変位拡大装置を含むエンジンは、振動の振幅を拡大させることができる振幅拡大装置（マスターユニット、前後往復ユニット及び回転ユニット）を含むことにより、振動子による振動振幅がさらに拡大されるので、さらに大きい出力を有することができる。
【００２４】
同時に、本発明による変位拡大装置を含むエンジンは、冷却油が充填された冷却油チャンバを含む。従って、作動中に発生する熱の冷却が効率的にもなされる。
【図面の簡単な説明】
【００２５】
【図１】本発明の一実施形態による変位拡大装置を含むエンジンの外観を示す斜視図である。
【図２】図１の変位拡大装置を含むエンジンのＡ１またはＡ２の断面図である。
【図３】図１及び図２のＢ−Ｂの断面図である。
【図４】図１及び図２のＣ−Ｃの断面図である。
【図５】本発明の一実施形態による変位拡大装置を含むエンジンの振動ユニットの構造を示す部分断面拡大図である。
【図６】本発明の一実施形態による変位拡大装置を含むエンジンのマスターユニットの構造を示す分解図である。
【図７】図６のＤ−Ｄの断面図であり、本発明の一実施形態による変位拡大装置を含むエンジンのマスターユニットの一作動状態を示す断面図である。
【図８】本発明の一実施形態による変位拡大装置を含むエンジンのマスターユニットが、図７のような作動状態であるとき、第１突出ベインと第２突出ベインとの構造、及び前述の第１突出ベインと第２突出ベインとの間の弾性パネル部材と、弾性ボールとの構造を、図７の矢印Ｆ方向に沿って広げて見た図面である。
【図９】図６のＤ−Ｄの断面図であり、本発明の一実施形態による変位拡大装置を含むエンジンのマスターユニットの一作動状態を示す断面図である。
【図１０】本発明の一実施形態による変位拡大装置を含むエンジンのマスターユニットが、図９のような作動状態であるとき、第１突出ベインと第２突出ベインとの構造、及び前述の第１突出ベインと第２突出ベインとの間の弾性パネル部材と、弾性ボールとの構造を、図７の矢印Ｆ方向に沿って広げて見た図面である。
【図１１】本発明の一実施形態による変位拡大装置を含むエンジンのマスターユニットが、図７のような作動状態であるとき、マスターユニットのリフトカムパネルと前後往復ユニットとの構造を示す概念図である。
【図１２】本発明の一実施形態による変位拡大装置を含むエンジンのマスターユニットが、図９のような作動状態であるとき、マスターユニットのリフトカムパネルと前後往復ユニットとの構造を示す概念図である。
【図１３】前後往復ユニットのプッシングシリンダと回転ユニットとの結合関係を示した構造図である。
【図１４】前後往復ユニットのプッシングシリンダと回転ユニットとの作動関係を示した図面である。
【図１５】前後往復ユニットのプッシングシリンダと回転ユニットとの作動関係を示した図面である。
【発明を実施するための形態】
【００２６】
本発明において、変位拡大装置は、マスターユニットと前後往復ユニットとを含む部分を指すものであり、該変位拡大装置は、振動ユニットに含まれた振動子の一方向振動の変位を拡大させる機能を具現する装置である。
【００２７】
以下では、本発明の望ましい実施形態について、添付された図面を参照し、さらに詳細に説明する。
【００２８】
図１は、本発明の一実施形態による変位拡大装置を含むエンジン１の外観を示す斜視図である。図２は、図１の変位拡大装置を含むエンジン１のＡ１またはＡ２の断面図である。図３は、図１及び図２のＢ−Ｂの断面図である。図４は、図１及び図２のＣ−Ｃの断面図である。
【００２９】
本発明の一実施形態による変位拡大装置を含むエンジン１は、一方向に延長されるメイン中心軸Ｃｅを有し、内部に搭載空間を有するケーシング１００と、前記ケーシング１００内に搭載され、前記ケーシング１００の後端に位置し、外部から電源を入力され、前後方向に往復する振動を発生させる振動子２１０を含む振動ユニット２００と、前記ケーシング１００内に搭載され、前記振動ユニット２００の前端に位置し、前記振動ユニット２００で発生した振動を伝達され、少なくとも一部分が、前記メイン中心軸Ｃｅを中心にし、所定サイズの中心角を有する往復回動を行うマスターユニット３００と、前記ケーシング１００内に搭載され、半径方向に、前記マスターユニット３００の外側に位置し、前記マスターユニット３００の往復回動を伝達され、前後直線方向往復動を行う前後往復ユニット４００と、前記ケーシング１００内に搭載され、前記ケーシング１００の前端に位置し、前記前後往復ユニット４００の前後直線方向往復動により、前記メイン中心軸Ｃｅを中心にして回動を行う回転ユニット５００と、を含む。
【００３０】
このとき、前記マスターユニット３００は、少なくとも一部分の半径が異なっており、前記メイン中心軸Ｃｅを中心にし、所定サイズの中心角を有する往復回動を行うリフトカムパネル３３０を含み、前記前後往復ユニット４００は、前後直線方向往復動を行うプッシングシリンダ４３０を含み、前記回転ユニット５００は、メインロータ５２０を含む。
【００３１】
ここで、マスターユニット３００、前後往復動ユニット４００は、１つの変位拡大装置を構成することができる。
【００３２】
以下では、本発明の一実施形態による変位拡大装置、及び変位拡大装置を含むエンジンについて説明する。
【００３３】
まず、ケーシング１００について説明する。
【００３４】
ケーシング１００は、本発明による変位拡大装置を含むエンジン１の外観と骨組とを構成する。ケーシング１００は、一方向に延長されるメイン中心軸Ｃｅを有し、内部に搭載空間を有する。
【００３５】
以下で説明する振動ユニット２００、マスターユニット３００、前後往復ユニット４００及び回転ユニット５００は、いずれもケーシング１００の搭載空間内に搭載される。
【００３６】
同時に、図３を参照すれば、前後往復ユニット４００は、前後方向に見るとき、ケーシング１００のメイン中心軸Ｃｅを中心に４方向（上、下、左側、右側）にそれぞれ一つずつ位置することができる。ただし、それに必ずしも限定されるものではない。
【００３７】
また、図４を参照すれば、振動ユニット２００は、前後方向に見るとき、メイン中心軸Ｃｅが通過するように、中心部に位置することができる。ただし、それに必ずしも限定されるものではない。
【００３８】
また、ケーシング１００内部には、冷却油チャンバ１１０が具備されてもよい。冷却油チャンバ１１０内には、冷却絶縁油が保管される。該冷却油は、変位拡大装置を含むエンジン１の作動過程において、各部で発生する熱を冷却することができる。
【００３９】
併せて、ケーシング１００内部には、後述する振動ユニット２００、マスターユニット３００、前後往復ユニット４００及び回転ユニット５００をそれぞれ位置固定させ、正位置で作動させる固定手段が具備されてもよい。例えば、コーンホルダ１２０、サンク（sank）１３０、ネックディスク１４０、スリーブ、フランジ、ベアリング及びベアリングハウジングなどが具備されてもよい。
【００４０】
また、ケーシング１００内部の各種流体（冷却油、絶縁油など）を入れ、前記流体を外部に流出させない各種チャンバ、シール（seal）部材１５０、及び前記流体が流動することができる流動路などが具備されてもよい。
【００４１】
例えば、ケーシング１００の外側には、冷却油チャンバ１１０と連結され、冷却絶縁油が流動することができる水平流動路１６０及び回転通路１７０が具備されてもよい。
【００４２】
併せて、ケーシング１００には、各部材間の空間または間隙１６１，１６２，１６３が具備されてもよい。併せて、各部材を結合させるスプラインねじ部１６４及び各種ホルダスリーブ１６５が具備されてもよい。また、ボールシート１６６、ベアリングハウジング１６７、ユニットハウジング１６８などを具備することができる。併せて、ホルダのような各種部材を固定させるとき、プライヤでつかむところが具備されてもよい。また、絶縁油が流動することができる垂直通路１６９が具備されてもよい。また、カバーキャップ１７１が具備されてもよい。
【００４３】
以下では、振動ユニット２００の構成と、振動ユニット２００の作動とについて説明する。
【００４４】
振動ユニット２００は、前記ケーシング１００内に搭載され、前記ケーシング１００の後端に位置する。
【００４５】
振動ユニット２００は、振動子２１０、振動ボール２２０及びディスクプレート２３０を含む。
【００４６】
振動子２１０は、変位拡大装置を含むエンジン１の後端に配置される。振動子２１０は、前記変位拡大装置を含むエンジン１の長手方向に変形され、長さが可変される部材である。従って、振動子２１０は、前後方向振動を発生させることができる。前記振動子２１０は、セラミックス振動子または機械式振動子がいずれも使用されるが、セラミックス素材の圧電素子で作われることが最も望ましく、圧電素子で作られる場合には、圧電素子が積層されたスタック形態に作られる。
【００４７】
一方、前記振動子２１０に作動信号を印加し、前記変位拡大装置を含むエンジン１を駆動し、前記変位拡大装置を含むエンジン１の回転数及びトルクを調整し、駆動電源として二次バッテリを含む作動モジュール（図示せず）がさらに含まれてもよい。
【００４８】
振動子２１０は、外部から信号（及び／または電源）を入力されて動作することができる。振動子２１０は、外部のコントローラＰとも連結される。
【００４９】
振動子２１０は、ヘッド２１２を含み、ヘッド２１２は、振動子２１０の先端に具備される。従って、ヘッド２１２は、振動子２１０の前方にも突出される。
【００５０】
振動ボール２２０は、振動子２１０の前方に位置する。振動ボール２２０は、振動子２１０により、前後方向に往復移動することができる。振動ボール２２０は、弾性を有する材質からも構成されるが、それに限定されるものではない。
【００５１】
ディスクプレート２３０は、振動ボール２２０の前方に位置する。ディスクプレート２３０は、振動ボール２２０により、少なくとも一部分が前後方向に移動することができる。すなわち、ディスクプレート２３０は、全体的に前後方向に往復移動するか、あるいは変形され、少なくとも一部分が前後方向に往復移動することができる。すなわち、図５の矢印Ｏのように、前後方向に往復移動することができる。
【００５２】
前記ディスクプレート２３０は、振動子２１０の振動を、後述するマスターユニット３００に伝達する部材である。本説明においては、ディスクプレート２３０が、振動ユニット２００に含まれるように説明したが、それに限定されるものではない。すなわち、マスターユニット３００に、ディスクプレート２３０が含まれ、ディスクプレート２３０がマスターユニット３００の後端に具備されるようにも把握される。
【００５３】
振動子２１０が、外部の電源により、前後方向に往復する振動を発生させれば、振動ボール２２０を介して、前記振動がディスクプレート２３０に伝達される。従って、ディスクプレート２３０は、全体的に、前後方向に往復移動するか、あるいは変形され、少なくとも一部分が前後方向に往復移動することができる。振動ボール２２０は、振動子２１０の振動を増幅させることができる。
【００５４】
図６は、本発明の一実施形態による変位拡大装置を含むエンジン１のマスターユニット３００の構造を示す分解図である。図７は、図６のＤ−Ｄの断面図であり、本発明の一実施形態による変位拡大装置を含むエンジン１のマスターユニット３００の一作動状態をＤ方向に見たところを示す断面図であり、図８は、本発明の一実施形態による変位拡大装置を含むエンジン１のマスターユニット３００が、図７のような作動状態であるとき、第１突出ベイン３１４及び第２突出ベイン３２４、並びに前記第１突出ベイン３１４と第２突出ベイン３２４との間の弾性パネル部材３５０及び弾性ボール３４０の構造を、図７の矢印Ｆ方向に沿って広げて見た図面である。また、図９は、図６のＤ−Ｄの断面図であり、本発明の一実施形態による変位拡大装置を含むエンジン１のマスターユニット３００の一作動状態をＤ方向に見たところを示す断面図であり、図１０は、本発明の一実施形態による変位拡大装置を含むエンジン１のマスターユニット３００が、図９のような作動状態であるとき、第１突出ベイン３１４及び第２突出ベイン３２４、並びに前記第１突出ベイン３１４と第２突出ベイン３２４と間の弾性パネル部材３５０及び弾性ボール３４０の構造を、図７の矢印Ｆ方向に沿って広げて見た図面である。
【００５５】
以下では、マスターユニット３００の構成と、マスターユニット３００の作動とについて説明する。ここで、前後方向は、矢印Ｅ方向である。また、周囲方向は、矢印Ｆ方向である。
【００５６】
一方、前述のように、ディスクプレート２３０は、マスターユニット３００の後端に具備される。
【００５７】
マスターユニット３００は、ケーシング１００内に搭載され、振動ユニット２００の前方に位置する。
【００５８】
マスターユニット３００は、振動ユニット２００で発生した振動を伝達され、前記振動による線形往復動を往復回動に変換するユニットである。
【００５９】
マスターユニット３００は、スウェルチューブ３１０、スウェルロータ３２０、リフトカムパネル３３０、弾性ボール３４０及び弾性パネル部材３５０を含む。
【００６０】
スウェルチューブ３１０は、中空３１２を有するチューブである。スウェルチューブ３１０は、前記メイン中心軸Ｃｅを中心にし、前後方向に延長される。スウェルチューブ３１０は、ケーシング１００内の一位置に固定される。スウェルチューブ３１０の中空３１２は、前記メイン中心軸Ｃｅと同一中心軸を有して延長される。中空３１２は、前後方向にオープンされる。スウェルチューブ３１０の内側周囲面には、第１突出ベイン３１４が具備される。第１突出ベイン３１４は、スウェルチューブ３１０の半径方向内側に突出され、前後方向に延長される。
【００６１】
スウェルロータ３２０は、少なくとも一部分が、前記スウェルチューブ３１０の中空３１２内に搭載される。スウェルロータ３２０は、前記メイン中心軸Ｃｅと同一中心軸を有し、前後方向に延長される。スウェルロータ３２０は、前記スウェルチューブ３１０の中空内に位置する。
【００６２】
スウェルロータ３２０は、円筒状のスウェルロータボディ３２２を有する。スウェルロータボディ３２２とスウェルチューブ３１０との間には、スウェル空間Ｖが形成される。
【００６３】
スウェルロータボディ３２２の外側周囲面には、第２突出ベイン３２４が具備される。第２突出ベイン３２４は、スウェルロータ３２０の半径方向外側に突出され、前後方向に延長される。第１突出ベイン３１４と第２突出ベイン３２４との間には、スウェル空間Ｖが設けられている。前記スウェル空間Ｖ内には、絶縁機能及び冷却機能を遂行する流体が充填されてもよい。
【００６４】
スウェルロータ３２０の後端は、振動ユニット２００のディスクプレート２３０と対面することができる。ただし、スウェルロータ３２０の後端と、ディスクプレート２３０との間は、若干の隔離距離を有する。
【００６５】
スウェルロータ３２０は、スウェルチューブ３１０の中空３１２内部に位置し、所定の中心角範囲ほど回転することができる。
【００６６】
弾性ボール３４０は、スウェルチューブ３１０の第１突出ベイン３１４と、スウェルロータ３２０の第２突出ベイン３２４との間に位置する。弾性ボール３４０は、弾性復元力を有する弾性ボール３４０でもある。
【００６７】
弾性パネル部材３５０は、それぞれ弾性変形、復元される平板スプリング部材を複数個含む。弾性パネル部材３５０は、前記複数個の平板スプリング部材が積層された構成を有する。弾性パネル部材３５０は、スウェルチューブ３１０の第１突出ベイン３１４と、スウェルロータ３２０の第２突出ベイン３２４との間に位置する。
【００６８】
すなわち、弾性パネル部材３５０と弾性ボール３４０は、前記スウェル空間Ｖ内に位置する。
【００６９】
ただし、第１突出ベイン３１４と第２突出ベイン３２４との間の全てのスウェル空間Ｖに、前述の弾性パネル部材３５０と弾性ボール３４０とが配置されるものではない。すなわち、図７に図示されているように、前記弾性パネル部材３５０と弾性ボール３４０とが配置された空間（第１スウェル空間Ｖ１）と、前記弾性パネル部材３５０と弾性ボール３４０とが配置されていない空間（第２スウェル空間Ｖ２）が相互に設けられる。
【００７０】
前述のような配置を有することにより、弾性パネル部材３５０と弾性ボール３４０は、第１突出ベイン３１４と第２突出ベイン３２４との間で、スウェルロータ３２０の周囲方向（すなわち、スウェルロータ３２０が、中心軸を中心に回転する方向）に弾性力を加えることができる。
【００７１】
リフトカムパネル３３０は、スウェルロータ３２０の先端に具備される。リフトカムパネル３３０とスウェルロータ３２０は、一体にも構成され、あるいは互いに結合され、一体にも固定される。リフトカムパネル３３０と連結されるスウェルロータ３２０の先端には、ネック３２６が具備されてもよい。
【００７２】
リフトカムパネル３３０は、全体的に円形の外形を有するディスクボディ３３２と、リフティング溝３３４とを含んでもよい。リフトカムパネル３３０は、前記メイン中心軸Ｃｅと同一中心軸を有することができる。リフトカムパネル３３０は、少なくとも一部分の半径が他の部分と異なる。
【００７３】
一実施形態によれば、リフトカムパネル３３０は、複数個のリフティング溝３３４を含む。リフティング溝３３４は、リフトカムパネル３３０の半径方向外側周囲面に形成され、半径方向に所定深さを有する。
【００７４】
マスターユニット３００の作動について説明すれば、以下の通りである。説明の便宜上、１つの第１スウェル空間Ｖ１（第１突出ベイン３１４と第２突出ベイン３２４との間に、弾性パネル部材３５０と弾性ボール３４０とが配置されたスウェル空間）を選択して説明する。ここで、前記第１スウェル空間Ｖ１内の第１突出ベイン３１４は、第１−１突出ベイン３１４ａであり、第２突出ベイン３２４は、第２−１突出ベイン３２４ａであると命名する。また、前記第１スウェル空間Ｖ１外側にそれぞれ位置した第１突出ベイン３１４と第２突出ベイン３２４は、それぞれ第１−２突出ベイン３１４ｂ及び第２−２突出ベイン３２４ｂと命名する。第１−２突出ベイン３１４ｂと第２−２突出ベイン３２４ｂは、単にさらに明瞭な確認のために図示されている。
【００７５】
マスターユニット３００は、振動ユニット２００と連繋して作動する。
【００７６】
振動ユニット２００が作動しない初期状態、及び振動ユニット２００の振動子２１０が後退した作動状態では、マスターユニット３００のスウェルチューブ３１０、スウェルロータ３２０、弾性パネル部材３５０及び弾性ボール３４０は、図７及び図８に図示されているような位置関係を有する。併せて、１つの第１スウェル空間Ｖ１内の第１−１突出ベイン３１４ａと第２−１突出ベイン３２４ａとの距離は、Ｘ１の大きさを有する。
【００７７】
振動ユニット２００が作動して振動子２１０が振動し、振動ボール２２０が前方に変位（振動）すれば、ディスクプレート２３０が弾性パネル部材３５０を前方に押すことになる。従って、弾性パネル部材３５０が圧縮され、図９及び１０に図示されているように変形される。従って、第１−１突出ベイン３１４ａと第２−１突出ベイン３２４ａとの距離は、Ｘ２の大きさを有するように拡張される。従って、第１−１突出ベイン３１４ａと第２−１突出ベイン３２４ａとの距離が拡張される方向Ｒに、スウェルロータ３２０が回転する。このとき、弾性パネル部材３５０が、スウェルチューブ３２０の周囲方向に変形する変形幅は、０．５ｍｍないし１ｍｍでもあり、図面に図示され手いるところは、若干誇張されて表現されたものでもある。ただし、その数値に限定されるものではない。
【００７８】
併せて、スウェルロータ３２０の復元は、後述する前後往復動ユニット４００、及び回転ユニット５００の作動によっても行われる。
【００７９】
図１１は、本発明の一実施形態による変位拡大装置を含むエンジン１のマスターユニット３００が、図７のような作動状態であるとき、マスターユニット３００のリフトカムパネル３３０と前後往復ユニット４００との構造を示す概念図である。
【００８０】
図１２は、本発明の一実施形態による変位拡大装置を含むエンジン１のマスターユニット３００が、図９のような作動状態であるとき、マスターユニット３００のリフトカムパネル３３０と前後往復ユニット４００との構造を示す概念図である。説明及び確認の便宜のために、図１１、図１２においては、リフトカムパネル３３０を、前後方向に見た 状態に示し、前後往復ユニット４００は、軸方向から見た状態に示されている。
【００８１】
また、図１３は、前後往復ユニット４００のプッシングシリンダ４３０と回転ユニット５００との結合関係を示した構造図である。
【００８２】
以下では、前後往復ユニット４００の構成と、前後往復ユニット４００の作動とについて説明する。
【００８３】
前記前後往復ユニット４００は、ボールユニット４１０及びプッシングシリンダ４３０を含む。ボールユニット４１０は、リフトボール４１２、シフトボール４１６中間ボール４１４を含む。併せて、前記リフトボール４１２、シフトボール４１６及び中間ボール４１４が内蔵され、それぞれ変位することができる搭載空間４２０（搭載空間４２０は、ケーシング１００が半径方向に延長される垂直通路を含む）が設けられてもよい。
【００８４】
前述のように、前後往復ユニット４００は、メイン中心軸Ｃｅを中心にし、四方に一つずつ、総４個が具備されてもよい。従って、搭載空間４２０は、メイン中心軸Ｃｅを中心にし、四方に一つずつ、総４個が具備されてもよい。
【００８５】
リフトボール４１２は、前記リフトカムパネル３３０の半径方向外側に位置する。リフトボール４１２は、リフトカムパネル３３０の半径方向外側周囲面に当接するように位置することができる。
【００８６】
シフトボール４１６は、リフトボール４１２よりケーシング１００の半径方向にさらに外側に位置することができる。一実施形態によれば、１つの前後往復ユニット４００内に、シフトボール４１６は、２個具備されもする。従って、前方に位置する第１シフトボール４１６ａと、後方に位置する第２シフトボール４１６ｂと、を含んでもよい。
【００８７】
中間ボール４１４は、半径方向には、リフトボール４１２とシフトボール４１６との間に位置することができる。中間ボール４１４は、前後方向には、第１シフトボール４１６ａと第２シフトボール４１６ｂとの間に位置することができる。
【００８８】
ここで、リフトボール４１２及びシフトボール４１６は、同サイズを有することができる。併せて、中間ボール４１４は、前記リフトボール４１２、シフトボール４１６より大サイズを有することが、中間ボール４１４の半径方向移動による第１シフトボール４１６ａの前後方向移動距離を拡大させることができ、さらに望ましい。
【００８９】
プッシングシリンダ４３０は、シリンダ中空４３１を有する所定のチューブ形態の部材によっても構成される。プッシングシリンダ４３０は、シリンダボディ４３２を含む。シリンダボディ４３２の背面及び前面には、それぞれ後方プッシング面４３３と、前方プッシング面４３４とが具備される。併せて、プッシングシリンダ４３０は、前記前方プッシング面４３４よりさらに前方に延長される延長チューブ４３５を有することができる。
【００９０】
後方プッシング面４３３は、前記シフトボール４１６の前方に位置し、前記シフトボール４１６と、常時圧着及び密着によって当接することができる部分である。
【００９１】
前方プッシング面４３４は、前記後方プッシング面４３３の前方に位置する部分である。
【００９２】
前記搭載空間４２０内には、冷却絶縁油が充填されもする。該冷却絶縁油は、ケーシング１００内部の冷却油チャンバ１１０からも供給される。それにより、搭載空間４２０は、冷却油チャンバ１１０と連通する所定の通路４４０を有することができる。
【００９３】
前後往復ユニット４００の動作について説明すれば、以下の通りである。
【００９４】
まず、前後往復ユニット４００は、マスターユニット３００と連繋して作動する。
【００９５】
前記リフトボール４１２は、前記マスターユニット３００のリフトカムパネル３３０のリフティング溝３３４内に当接するように位置すれば、図１１に図示されているような第１位置Ｗ１に位置する。
【００９６】
また、前記リフトカムパネル３３０が、図１２の矢印Ｒのように回転し、前記リフトボール４１２は、前記リフトカムパネル３３０のリフティング溝３３４から離脱し、リフトカムパネル３３０の外側周囲面に当接するように位置すれば、矢印Ｇ２のように上昇し、図１２に図示されているような第２位置Ｗ２に位置する。前記中間ボール４１４も、矢印Ｇ３のように上昇する。
【００９７】
ここで、前記第２位置Ｗ２は、前記第１位置Ｗ１より半径方向にさらに外側に位置する位置である。従って、前記リフトカムパネル３３０が往復回動すれば、前記リフティング溝３３４が往復回動を行う。従って、リフトボール４１２は、前記第１位置Ｗ１と第２位置Ｗ２との間でケーシング１００の半径方向に往復動する。
【００９８】
前記リフトボール４１２が前記ケーシング１００の半径方向に往復動することにより、前記中間ボール４１４も、前記ケーシング１００の半径方向に往復動する。
【００９９】
前記シフトボール４１６（正確には、第１シフトボール４１６ａ）は、前記リフトボール４１２が第２位置Ｗ２に位置すれば、前記リフトボール４１２によって押され、図１２の矢印Ｈ２のように前方に変位する。このとき、前記中間ボール４１４は、図１２の矢印Ｇ３のように、対角方向に変位することになる。このとき、前記シフトボール４１６は、前記プッシングシリンダ４３０の後方プッシング面４３３を、矢印Ｈ２のように前方に押す。従って、プッシングシリンダ４３０は、前方に変位する。
【０１００】
この過程において、プッシングシリンダ４３０の前後方変位幅は、振動子２１０の振動幅に比べて拡張される。
【０１０１】
一方、シフトボール４１６の後方変位、及びリフトボール４１２の半径方向内側位置復元は、以下、回転ユニット５００の作動と係わる事項であるので、後述する。
【０１０２】
図１３は、前後往復ユニット４００のプッシングシリンダ４３０と回転ユニット５００との結合関係を示した構造図であり、図１４及び図１５は、前後往復ユニット４００のプッシングシリンダ４３０と回転ユニット５００との作動関係を示した図面である。
【０１０３】
以下では、回転ユニット５００について説明する。
【０１０４】
回転ユニット５００は、前記ケーシング１００内に搭載され、前記ケーシング１００の前端に位置し、前記前後往復ユニット４００の前後直線方向往復動により、前記中心軸を中心にし、回動を行うユニットである。
【０１０５】
前記回転ユニット５００は、ロータ軸５１０、メインロータ５２０及びスライディングモジュールＴを含む。
【０１０６】
ロータ軸５１０は、前記メイン中心軸Ｃｅと中心回転軸を共有する所定の回転軸である。
【０１０７】
メインロータ５２０は、前記ロータ軸５１０と連結されて回転するロータである。前記メインロータ５２０は、前記前後往復ユニット４００のプッシングシリンダ４３０の中空４３１内部（正確には、延長チューブ４３５内側）に位置することができる。従って、メインロータ５２０の外側周囲面がプッシングシリンダ４３０の延長チューブ４３５の内面と面することができる。併せて、メインロータ５２０の背面は、プッシングシリンダ４３０の前方プッシング面４３４と、前後方向に面することができる。
【０１０８】
メインロータ５２０は、モジュール搭載溝５２２を有する。モジュール搭載溝５２２は、メインロータ５２０の外側周囲面に形成され、後方にオープンされ、メイン中心軸Ｃｅに対して傾くように形成される。すなわち、モジュール搭載溝５２２は、螺旋形に形成される。モジュール搭載溝５２２は、メインロータ５２０の外側周囲面に形成されるが、４方向にもそれぞれ形成される。モジュール搭載溝５２２の後端は、面取り孔５２４を有する。
【０１０９】
スライディングモジュールＴは、前記モジュール搭載溝５２２内に搭載される。
【０１１０】
前記スライディングモジュールＴは、第１ロータ駆動ボール５３０、弾性スプリング５４０及び第２ロータ駆動ボール５３２を含む。
【０１１１】
第１ロータ駆動ボール５３０は、前記モジュール搭載溝５２２の前端に配置される。弾性スプリング５４０は、前記第１ロータ駆動ボール５３０の後方に位置する。第２ロータ駆動ボールは、前記弾性スプリング５４０の後方に位置する。第２ロータ駆動ボール５３２は、第２−１ロータ駆動ボール５３２ａと、第２−２ロータ駆動ボール５３２ｂとを含んでもよい。第２−２ロータ駆動ボール５３２ｂは、メインロータ５２０の背面よりさらに後方に突出され、露出される。
【０１１２】
回転ユニット５００の動作について説明すれば、以下の通りである。
【０１１３】
回転ユニット５００は、前後往復ユニット４００と連繋して作動する。
【０１１４】
前述のように、前後往復ユニット４００のプッシングシリンダ４３０は、シフトボールにより、前方に変位することができる。このとき、プッシングシリンダ４３０が前方に変位すれば、プッシングシリンダ４３０に具備された前方プッシング面４３４は、第２ロータ駆動ボール５３２を前方に押すことになる。
【０１１５】
矢印Ｉのように、前方に押された第２ロータ駆動ボール５３２は、メインロータ５２０のモジュール搭載溝５２２の傾斜面をプッシングする。従って、矢印Ｋのように、メインロータ５２０が回転する方向に分力が発生する。従って、メインロータ５２０が回転することになる。
【０１１６】
第２ロータ駆動ボール５３２が前方に押されて変位すれば、第２ロータ駆動ボール５３２は、モジュール搭載溝５２２に沿い、前方傾斜方向に変位する。従って、矢印Ｊのように、弾性スプリング５４０が圧縮される。
【０１１７】
次に、圧縮された弾性スプリング５４０が、矢印Ｌのように、弾性復元力によって復元されれば、第２ロータ駆動ボール５３２は、またモジュール搭載溝５２２に沿い、後方傾斜方向に復帰する。
【０１１８】
第２ロータ駆動ボール５３２が後方に変位し、矢印Ｍのように、プッシングシリンダ４３０の前方プッシング面４３４に接触し、密着する力と圧着する力とを加えれば、プッシングシリンダ４３０は、矢印Ｍのように、後方で位置復元される。このとき、プッシングシリンダ４３０の後方プッシング面４３３は、シフトボールを後方に押す。
【０１１９】
後方に押されたシフトボールは、中間ボール４１４及びリフトボール４１２を下方に押すことになる。従って、リフトボール４１２が下方（図面基準で、下方、中心軸を基準には、中心軸方向）に押されることにより、リフトボール４１２は、また第１位置Ｗ１に位置することができる。すなわち、プッシングシリンダ４３０は、図１１に図示されたＨ１のように変位し、中間ボール４１４は、Ｇ１のように変位する。
【０１２０】
また、リフトボール４１２が下方に押されることにより、リフトカムパネル３３０も、また原位置に回転復元される。併せて、スウェルロータ３２０も、原位置に回転復元される。
【０１２１】
以下では、本発明による変位拡大装置を含むエンジン１の作動について順次に説明する。
【０１２２】
振動子２１０が前後方向に往復する振動を発生させれば、振動子ヘッド２１２及び振動ボール２２０を介して、前記振動がディスクプレート２３０に伝達される。従って、ディスクプレート２３０は、全体的に前後方向に往復移動するか、あるいは変形されて少なくとも一部分が前後方向に往復移動することができる。
【０１２３】
ディスクプレート２３０が、マスターユニット３００の弾性パネル部材３５０を前方に押せば、弾性パネル部材３５０が圧縮されて変形される。従って、第１突出ベイン３１４と第２突出ベイン３２４との距離が拡張される方向に、スウェルロータ３２０が回転する。このとき、リフトカムパネル３３０も、共に回転する。
【０１２４】
リフトカムパネル３３０が回転すれば、リフトカムパネル３３０のリフティング溝３３４内に位置していた前後往復ユニット４００のリフトボール４１２が第１位置Ｗ１から第２位置Ｗ２に移動する。すなわち、リフトボール４１２は、ケーシング１００の半径方向外側方向に移動する。
【０１２５】
前記リフトボール４１２が前記ケーシング１００の半径方向外側方向に移動することにより、前記中間ボール４１４も、前記ケーシング１００の半径方向外側方向に移動する。
【０１２６】
シフトボール４１６（正確には、第１シフトボール４１６ａ）は、前記リフトボール４１２が、第２位置Ｗ２に位置すれば、（すなわち、ケーシング１００の半径方向外側方向に移動すれば）前記リフトボール４１２によって押されて前方に変位する。このとき、前記シフトボールは、前記プッシングシリンダ４３０の後方プッシング面４３３を前方に押す。従って、プッシングシリンダ４３０は、前方に変位する。
【０１２７】
プッシングシリンダ４３０が前方に変位すれば、プッシングシリンダ４３０に具備された前方プッシング面４３４は、回転ユニット５００の第２ロータ駆動ボール５３２を前方に押すことになる。
【０１２８】
前方に押された第２ロータ駆動ボール５３２は、メインロータ５２０のモジュール搭載溝５２２の傾斜面をプッシングし、メインロータ５２０が回転することになる。
【０１２９】
第２ロータ駆動ボール５３２が前方に押されて変位すれば、弾性スプリング５４０が圧縮される。圧縮された弾性スプリング５４０が、弾性復元力によって復元されれば、第２ロータ駆動ボールは、さらにモジュール搭載溝５２２に沿い、後方傾斜方向に復帰する。
【０１３０】
第２ロータ駆動ボール５３２が後方に変位し、プッシングシリンダ４３０の前方プッシング面４３４に接触及び密着しながらプッシングすれば、プッシングシリンダ４３０は、後方にさらに位置復元される。このとき、プッシングシリンダ４３０は、シフトボール４１６を後方に押す。後方に押されたシフトボール４１６は、中間ボール４１４及びリフトボール４１２を下方に押すことになる。
【０１３１】
前述のような作動は、振動子２１０が振動作動することにより、継続的反復される。
【０１３２】
以下では、本発明による変位拡大装置を含むエンジン１の効果について説明する。
【０１３３】
本発明による変位拡大装置を含むエンジン１においては、変位拡大装置を含むエンジン１を構成するセラミックス振動子２１０を含み、前記セラミックス振動子２１０は、逆圧電効果を主に活用する。逆圧電効果によれば、駆動電圧、駆動周波数及びセラミックス振動子２１０の剛性により、セラミックス振動子２１０において、変位と大きい力とが発生し、ロータを回転させるトルクを非常に大きくする。特に、加えられる駆動信号の供給時間を調整し、振動、及び振動による出力を任意に変更することができて望ましい。
【０１３４】
また、本発明による変位拡大装置を含むエンジン１は、振動の振幅を拡大させることができる振幅拡大装置（マスターユニット３００、前後往復ユニット４００及び回転ユニット５００）を含むことにより、振動子２１０による振動振幅がさらに拡大されるので、さらに大きい出力を有することができる。
【０１３５】
併せて、本発明による変位拡大装置を含むエンジン１は、冷却油が充填された冷却油チャンバ１１０と、冷却油が流動する流動路と、を含む。従って、作動中に発生する熱の冷却が効率的にもなされる。
【０１３６】
以上、本発明についての説明において、図面に図示された実施形態を参照して説明したが、それらは、例示的なものに過ぎず、本技術分野の当業者であるならば、それらから多様な変形、及び均等な他の実施形態が可能であるという点を理解するであろう。従って、本発明の真の技術的保護範囲は、特許請求の範囲の技術的思想によって定められるものである。
【符号の説明】
【０１３７】
１    変位拡大装置を含むエンジン
１００    ケーシング
１１０    冷却油チャンバ
１２０    コーンホルダ
１３０    サンク
１４０    ネックディスク
１５０    シール部材
１６０    水平流動路
１７０    回転通路
２００    振動ユニット
２１０    振動子
２１２    振動子ヘッド
２２０    振動ボール
２３０    ディスクプレート
３００    マスターユニット
３１０    スウェルチューブ
３１２    中空
３１４    第１突出ベイン
３２０    スウェルロータ
３２２    スウェルロータボディ
３２４    第２突出ベイン
３２６    ネック
３３０    リフトカムパネル
３３２    ディスクボディ
３３４    リフティング溝
３３６    ネック
３４０    シフトボール
３５０    弾性パネル部材
４００    前後往復ユニット
４１０    ボールユニット
４１２    リフトボール
４１４    中間ボール
４１６    シフトボール
４１６ａ    第１シフトボール
４１６ｂ    第２シフトボール
４２０    搭載空間
４３０    プッシングシリンダ
４３１    シリンダ中空
４３２    シリンダボディ
４３３    後方プッシング面
４３４    前方プッシング面
４３５    延長チューブ
４４０    通路
５００    回転ユニット
５１０    ロータ軸
５２０    メインロータ
５２２    モジュール搭載溝
５２４    面取り孔
５３０    第１ロータ駆動ボール
５３２    第２ロータ駆動ボール
５３２ａ    第２−１ロータ駆動ボール
５３２ｂ    第２−２ロータ駆動ボール
５４０    弾性スプリング
【要約】
【課題】変位拡大装置、及びそれを含むエンジンを提供する。
【解決手段】親環境的な電気エネルギーを使用し、回動力を発生させる変位拡大装置と、変位拡大装置を含むエンジンであり、性能が向上して長寿命の新たなエンジンと、を提供し、また新たなエンジンを具現するために、親環境的であって長寿命の新たなエンジンを提供する。
【選択図】図１【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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【図８】
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【図９】
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【図１０】
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【図１１】
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【図１２】
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【図１３】
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【図１４】
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【図１５】
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