JPH0156273B2 - - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 本発明は空気圧縮機に係り、磁気的吸引力、磁
気的反撥力を同時に作用させることで揺動エネル
ギーを発生する電磁揺動装置と、この電磁揺動装
置にて得られる揺動エネルギーによつて作動され
る気体圧縮装置とから成り、小型にして、極めて
効率的に圧縮空気が得られるようにした空気圧縮
機に関するものである。

従来、この種空気圧縮機において、ねじ形空気
圧縮モーター、ラツクピニオン形空気圧縮揺動モ
ータ、クランク形空気圧揺動モータ等の如くその
出力軸が揺動運動する空気圧揺動原動機を用いる
ことは、高価であり、かつ作動流体の圧縮性が大
きいためにその位置決め、適応性に問題があつ
た。また、電磁式揺動原動機を用いることは、一
般に約3kw下の小出力では、速度、位置制御に優
れていても、大出力駆動用のそれは作動遅れが大
きく高価であり、かつ効率性が悪く、十分なもの
ではなかつた。

そこで本発明は、電磁揺動原動装置と気体圧縮
装置とから成る空気圧縮機において、特にその電
磁揺動原動装置に改良を施したもので、具体的に
は、出力軸が軸支された外殻体と、出力軸に固定
した揺動円盤に、出力軸の軸方向両端側面で互い
に異極となるようにした複数の永久磁石を配設さ
せた揺動機構と、揺動円盤における永久磁石に自
身の固定鉄心を出力軸の軸方向に沿つて対面近接
させた固定電磁石を、外殻体の前後側壁内側とま
たは外周壁内側に保持させることで外殻体内部に
固定させると共に、電源に結線形成させた励磁回
路により極性が励磁される固定鉄心と前記永久磁
石との間に磁気的作用力を作用させて出力軸を揺
動運動させる電磁力発生機構とを備えたことによ
り、更には、出力軸の往復行程での揺動運動に伴
ない交互に弾性体に生じる弾撥力の蓄積、解放に
より揺動運動時の両死点にいたる慣性エネルギー
を吸収蓄力し、解放する慣性蓄積弾撥機構とを備
えたことで電磁揺動原動装置を構成し、これと組
合せられる気体圧縮装置は、電磁揺動原動装置の
出力軸に軸継手を介して連繋される主動軸と、内
部で往復することで気体を圧縮するピストンを有
するシリンダと、主動軸をピストン連結させる連
接棒とを備えたことにより、如上の従来存した欠
点を解放するものである。

しかも、構成簡単安価で、位置決め、速応性に
優れ、大出力も可能な信頼性の高い空気圧縮機を
提供するものであり、特に電磁揺動装置の特長で
ある単純原理的な新機能によつて小型化を図り、
また、省資源、省エネルギー、大出力、安価等の
作用、効果を発揮できるようにすることにある。

以下、本発明の実施例を説明すると次の通りで
あり、磁気的吸引力、磁気的反撥力を同時に作用
させることで揺動エネルギーを発生する電磁揺動
原動装置１と、この電磁揺動原動装置１にて得ら
れる揺動エネルギーによつて作動される気体圧縮
装置１００とから成るものである。

先ず、電磁揺動原動装置１は、出力軸１５を軸
支している外殻体１０と、出力軸１５に固定した
揺動円盤２１に永久磁石２２Ａ……を配設して成
る揺動機構２０と、外殻体１０に保持されて永久
磁石２２Ａ……に対面近接され、かつ励磁回路６
０により極性が励磁される固定電磁石３１Ａ……
が前記永久磁石２２Ａ……との間で、磁気的作用
力を作用させて出力軸１５を揺動させる電磁力発
生機構３０と、更にはまた、揺動反転時に生じる
慣性エネルギーを吸収蓄力して反転エネルギーと
して利用させる慣性蓄積弾撥機構７０，７５，８
５，９８とを備えて成り、また、使用目的に応じ
て揺動回数を限定したり、制御したりするため
に、前記励磁回路６０の交流電源６１に周波数変
換装置や、マイクロコンピユーター、周波数変換
装置、インターフエース回路等を備えて成るもの
である。

先ず、出力軸１５が軸支された外殻体１０は、
全体の製作、保守点検等の必要から前後に分割可
能に形成された略筒ボツクス状を呈し、前後側壁
１１中心に配置した軸受１４を貫挿させることで
出力軸１５が軸支される。なお、軸受１４はスラ
スト軸受（図示せず）も包含するものである。

前後側壁１１内側には、軸受１４と同心円状に
配置させた内周円筒部１３が固定されて、電磁力
発生機構３０や、慣性蓄積弾撥機構７５支持のた
めに供せられるものとしてあり、外殻体１０周壁
である外筒壁１２内側には、固定電磁石３１Ａ…
…の固定鉄心３２Ａ……を保持する外周壁鉄心取
付手段５１が取付けられるものとしてある。いず
れにしても、外殻体１０自体は、揺動機構２０及
び電磁力発生機構３０を完全に覆うように構成さ
れ、また、その前後方向での大きさは揺動機構２
０及び電磁力発生機構３０の単列形、軸列形の選
択により適宜決定される（第１８図乃至第２１図
参照） なお、内周円筒部１３には、その内外を貫通す
る空気孔を設けてもよい。

また、外殻体１０自体を鋳鉄或いは厚軟鋼板製
として磁速がひとめぐりできる磁気回路を作る役
目をさせてもよいし、冷却をよくするために外面
にフインをつけてもよい。

また、揺動機構２０は、出力軸１５に固定した
揺動円盤２１に、出力軸１５の軸方向両端側面で
互いに異極となるようにした複数の永久磁石２２
Ａ，２２Ｂ……を揺動円盤２１の同一円周上に配
設させて成るものである。

揺動円盤２１自体は、合成樹脂や炭素繊維強化
合成樹脂等の非磁性、非導電性物質により、或は
これらを金属製揺動円盤２１本体外表面に被覆す
ることにより、形成され、出力軸１５にはキー、
コツタ、溶接、融着、接着その他の適宜固定手段
にて固定されるも、第５図に示すように、揺動円
盤２１を出力軸１５にドライブキー２１ａによつ
て嵌合固定し、かつ軸方向の滑りに対してロツク
キー２１ｂを嵌着するようにしてもよい。なお、
揺動円盤２１と出力軸１５とは一体に成形される
もよい。

前記永久磁石２２Ａ……は、出力軸１５から得
られる揺動運動の揺動範囲に対応してその数が選
定され、例えば略90度の範囲とするときは、図示
のように揺動円盤２１を４等分する各位置に夫々
１個ずつ配設されるもので、もとより、希望する
揺動角に対応してその数の選択、更には等間隔に
するも、偏在させた配置にするも、適宜な設計変
更が可能である（第１５図乃至第１７図参照）。

その際、永久磁石２２Ａ……数は、偶数個とし
た方が、揺動バランスの面からは好ましい。

また、その配設手段は、第２図及び第３図に示
すように揺動円盤２１外周縁部に埋込状にする
も、第４図に示すように揺動円盤２１外周縁外方
に突状にするもよい。前者は、揺動円盤２１外周
縁部に断面扇形状の収容溝２３を凹設し、この収
容溝２３内に永久磁石２２Ａ……を嵌着したもの
で、必要に応じ、それらの接合面に非磁性層を介
して接着剤で接着されたり、直接に接着剤が塗布
されたり、また、揺動円盤２１外周縁に筒状キヤ
ツプ２４を嵌合または接着することでしつかりと
固定支持され（第２図参照）、或は永久磁石２２
Ａ……夫々に円弧状キヤツプ２５を接着剤で接着
するかねじ止めするかすることでしつかりと各別
に固定支持される（第３図参照）。後者は、揺動
円盤２１外周縁に突出配置させた永久磁石２２Ａ
……の左右両縁部を、揺動円盤２１外周縁に基端
がねじ止めされた略Ｌ字形の保持腕２６によつて
挟持させることで、永久磁石２２Ａ……が固定さ
れるものとしてある。必要に応じ、永久磁石２２
Ａ……に貫挿させる固定ネジ２７、更には、永久
磁石２２Ａ……外周面全体を覆う外輪保持材２８
によつて囲繞保持される（第４図参照）。

この揺動機構２０を揺動させるべく、永久磁石
２２Ａ……との間で磁気的作用力を複合的に作用
させる固定電磁石３１Ａ……を有する電磁力発生
機構３０は、揺動円盤２１における永久磁石２２
Ａ……に自身の固定鉄心３１Ａ，３２Ｂ，３２
Ｃ，３２Ｄを出力軸１５の軸方向に沿つて対面近
接させた固定電磁石３１Ａ，３１Ｂ，３１Ｃ，３
１Ｄを外殻体１０内部に保持させると共に、電源
に結線形成された励磁回路６０により極性が励磁
される固定鉄心３２Ａ……と前記永久磁石２２Ａ
……との間に磁気的作用力を複合的に作用させて
出力軸１５が揺動運動させるようにしたものであ
る。

固定電磁石３１Ａ……は、揺動する永久磁石２
２Ａ……の揺動範囲に対応するよう位置してお
り、外殻体１０の前後側壁１１内側、或は外筒壁
１２内側に所定手段にて保持させることで、永久
磁石２２Ａ……夫々に対面近接させてあり、永久
磁石２２Ａ……に対面している積層構造の固定鉄
心３２Ａ……と固定鉄心３２Ａ……夫々に巻装さ
れたコイル３３Ａ，３３Ｂ，３３Ｃ，３３Ｄとか
ら成つている。

前後側壁１１に保持させる場合は、第６図に示
すように前後側壁鉄心取付手段３６によるもの
で、それ３６は、前記内周円筒部１３と外周壁１
２との間に複数の保持材３７を放射状に配列し、
この保持材３７に固定した鉄心縁部締付腕３８の
両端にある略Ｉ字形の押え端３９にて固定鉄心３
２Ａ……の左右両縁部を圧接挟持することで固定
鉄心３２Ａ……を外殻体１０内において正確に位
置決め固定させるよう形成されている。

第７図及び第８図は、同じく外殻体１０の前後
側壁１１に保持させるべく前後側壁鉄心保持手段
４１によつた場合を示してある。この前後側壁鉄
心保持手段４１は、プラスチツクや繊維強化合成
樹脂等の非磁性、非導電性の円盤状保持盤４２
を、断面路Ｉ形のスペーサー４３の一端を保持盤
４２裏面に、他端を前後側壁１１にボルト等で
夫々固定することで前後側壁１１内面に適宜間隔
で相対峙させた状態で前記内周円筒部１３に外嵌
させると共に、保持盤４２に開口させた窓口４４
から自身の側面が露出されるようにして固定鉄心
３２Ａ……を保持盤４２に配置し、固定鉄心３２
Ａ……に貫挿させた固定ネジ４５及び固定鉄心３
２Ａ……外周面を掩蓋する覆蓋４６に貫挿させた
締付ネジ４７にて保持盤４２にねじ止め固定され
る。なお、４８は合成樹脂等の非磁性、非導電性
のライニング材であり、保持盤４２を磁性体とし
た場合に固定電磁石３１Ａ……相互間の保持盤４
２外側面に貼着される。また、保持盤４２は、そ
の内周を内周円筒部１３外周に外嵌固定すること
によつてスペーサー４３を省略してもよい。

外周壁１２に保持させる場合は、第９図乃至第
１１図、第１９図乃至第２１図に示すように外周
壁鉄心取付手段５１によるもので、それ５１は、
外周壁１２内側面に当接される台座基端５３を備
えた相対峙している１対の取付台５２と、同じく
相対峙している１対の締付キヤツプ５５とによつ
て、夫々に凹設した収容溝５４，５６をコイル３
３Ａ……が巻装されている固定鉄心３２Ａ……の
両縁部に嵌合させ、かつ取付台５２に貫挿した締
付ネジ５７を締付キヤツプ５５にねじ止めするこ
とで固定鉄心３２Ａ……を嵌合保持すると共に、
前記台座基端５３に、外周壁１２外方から貫挿さ
せた取付ネジ５８をねじ込むことにより、固定鉄
心３２Ａ……を外殻体１０内において正確に位置
決め固定させるよう形成されている。

また、第１３図及び第１４図においての永久磁
石２２Ａ……夫々は、出力軸１５の軸方向に沿つ
た両端側面は互いに、かつ揺動円盤２１の円周方
向に沿つた隣り合うそれら２２Ａ……は互いに、
夫々異極となるように設定されている。図示例の
４個配列の場合は、第１３図に示すように、図示
の右側においては上下の永久磁石２２Ａ，２２Ｃ
はＳ極とし、それら２２Ａ，２２Ｃ相互間の右方
から見ての左右の永久磁石２２Ｂ，２２ＤはＮ極
とし、図示の左側においては上下の永久磁石２２
Ａ，２２ＣはＮ極とし、それら２２Ａ，２２Ｃ相
互間の左方から見ての左右の永久磁石２２Ｂ，２
２ＤはＳ極としてある。この永久磁石２２Ａ……
の両端側面に対面する固定電磁石３１Ａ……の固
定鉄心３２Ａ……は、永久磁石２２Ａ……がいず
れの場所においても少なくとも一部が常時対面し
ているようにする。そのため、永久磁石２２Ａ…
…及び固定鉄心３２Ａ……夫々を、出力軸１５中
心からの開放角を約45度以上にすることが好まし
く、第２図、第３図、第７図は約50度となる扇形
状の両縁部を有するものとして形成したものを示
す。

一方、永久磁石２２Ａ……の配列極性に対応し
て、永久磁石２２Ａ……夫々の両端側面に対面し
ている固定電磁石３１Ａ……夫々は、出力軸１５
の軸方向に沿つての相互が異極となるよう結線さ
れている（同じく第１３図参照）。

そして、固定電磁石３１Ａ……の固定鉄心３２
Ａ……を励磁する励磁回路６０は、揺動円盤２１
を揺動させるべく固定電磁石３１Ａ……の極性を
変換させるもので、商用周波数の交流や、商用交
流電源とコンバータ、インバータ等よりなる周波
数変換装置を介して可変された周波数の交流や、
或は商用交流電源や直流電源よりコンバータ、イ
ンバータ等よりなる周波数変換装置、マイクロコ
ンピユータ、インターフエース回路等より構成さ
れた制御システムを介して制御された交流の電源
６１から供給される電流により、先ず、順電流で
はＳ極（Ｎ極）に励磁され、次の逆電流ではＮ極
（Ｓ極）に励磁されることで、永久磁石２２Ａ…
…の極性との対応関係によつて永久磁石２２Ａ…
…、固定電磁石３１Ａ……相互間で磁気的吸引力
及び磁気的反撥力が交互に生じるようになつてい
る。

第１２図に示す励磁回路６０は、前記概念の交
流の電源６１における交流をそのまま利用したも
のである。また、交流電源６１に限定されること
なく、第３５図に示すように直流電源１１１（電
池）を採用して、トリガ発生回路１１２，１１３
にマイコンまたはセンサーを接続し、そのマイコ
ンまたはセンサーが発信するデジタル信号によつ
て、サイリスタ１１４，１１５をオン・オフに切
替えて電磁揺動原動装置１を作動させることも可
能である。

この励磁回路６０によつて励磁される固定鉄心
３２Ａ……と永久磁石２２Ａ……との間に磁気的
吸引力及び磁気的反撥力を複合的に作用させるこ
とで、前述の揺動機構２０における揺動円盤２１
を一定範囲内で揺動させることに伴ない得られる
揺動作用を出力軸１５の揺動出力として得るもの
である。

即ち、作動前において、第１４図Ａ−１，Ｂ−
１に示すように、隣り合う固定電磁石３１Ａと３
１Ｂ、３１Ｂと３１Ｃ、３１Ｃと３１Ｄ、３１Ｄ
と３１Ａとの間に、夫々永久磁石２２Ａ，２２
Ｂ，２２Ｃ，２２Ｄが順次位置するようにして中
立状態で配置されているも、励磁回路６０からの
最初の半サイクルの順電流がコイル３３Ａ，３３
Ｂ，３３Ｃ，３３Ｄに通電されると、永久磁石２
２Ａ……を介在させての前後方向で相対向してい
る固定電磁石３１Ａ……は一方がＳ極であれば他
方はＮ極に励磁される。具体的には、揺動機構２
０を介在させて相対向している１対の電磁力発生
機構３０夫々における固定電磁石３１Ａは一方が
Ｓ極であれば他方はＮ極に励磁され、固定電磁石
３１Ｂは一方がＮ極であれば他方はＳ極に励磁さ
れ、固定電磁石３１Ｃは一方がＳ極であれば他方
はＮ極に励磁され、固定電磁石３１Ｄは一方がＮ
極であれば他方はＳ極に励磁される。すると、固
定電磁石３１Ａと３１Ｂとの間に位置している永
久磁石２２Ａは一方がＳ極であれば他方はＮ極
に、固定電磁石３１Ｂと３１Ｃとの間に位置して
いる永久磁石２２Ｂは一方がＮ極であれば他方は
Ｓ極に、固定電磁石３１Ｃと３１Ｄとの間に位置
している永久磁石２２Ｃは一方がＳ極であれば他
方はＮ極に、固定電磁石３１Ｄと３１Ａとの間に
位置している永久磁石２２Ｄは一方がＮ極であれ
ば他方はＳ極に設定してあるので、出力軸１５の
軸方向で対面している固定電磁石３１Ａ……の固
定鉄心３２Ａ……夫々と永久磁石２２Ａ……が同
極であれば磁気的反撥力、異極であれば磁気的吸
引力が発生して、揺動円盤２１の左回動を開始さ
せる（同図Ａ−２，Ｂ−２参照）。左回動後、永
久磁石２２Ａ……がその両側端面において互いに
異極となる固定電磁石３１Ａ……の固定鉄心３２
Ａ……面と対向し、それらの中心が互いに合致す
ると（同図Ａ−３，Ｂ−３参照）、励磁回路６０
では順電流がゼロとなり、次の半サイクルの逆電
流がコイル３３Ａ……に通電される。すると、固
定電磁石３１Ａ……は全く逆の極性となつてＳ極
はＮ極に、Ｎ極はＳ極になることで、それまで磁
気的吸引力で固定電磁石３１Ａに対向していた永
久磁石２２Ｄ、同様に固定電磁石３１Ｂに対向し
た永久磁石２２Ａ、固定電磁石３１Ｃに対向した
永久磁石２２Ｂ、固定電磁石３１Ｄに対向した永
久磁石２２Ｃは、それらの間で磁気的反撥力が生
じて永久磁石２２Ａ……部位にて揺動円盤２１の
左回動を開始させる（同図Ａ−４，Ｂ−４参照）。

そのまま右回動を続行すると、隣り合つた固定
電磁石３１Ａ……が異極であることから、互いに
異極となつて対面近接することになる固定電磁石
３１Ａ……と永久磁石２２Ａ……とは、磁気的吸
引力で互いに近接し、このときまで生じていた磁
気的反撥力との複合作用によつて、永久磁石２２
Ａは固定電磁石３１Ａに、同様に永久磁石２２Ｂ
は固定電磁石３１Ｂに、永久磁石２２Ｃは固定電
磁石３１Ｃに、永久磁石２２Ｄは固定電磁石３１
Ｄに夫々接近する（同図Ａ−５，Ｂ−５及びＡ−
６，Ｂ−６参照）。右回動後、永久磁石２２Ａ…
…がその両端側面において互いに異極となる固定
電磁石３１Ａ……の固定鉄心３３Ａ……面と対向
し、それらの中心が互いに合致し（同図Ａ−７，
Ｂ−７参照）、逆電流がゼロになると、励磁回路
６０では、２度目の順電流がコイル３３Ａ……に
通電される。すると、固定電磁石３１Ａ……は原
状の極性となつてＮ極はＳ極に、Ｓ極はＮ極にな
ることで固定電磁石３１Ａ……と永久磁石２２Ａ
……とは互いに磁気的反撥力を生じ、左回動を開
始し（同図Ａ−８，Ｂ−８参照）、異極となる固
定電磁石３１Ａ……夫々に対して永久磁石２２Ａ
……は磁気的吸引力との複合作用によつて左回動
を続行し（同図Ａ−９，Ｂ−９参照）、かかる動
作を繰り返すことにより、揺動円盤２１、出力軸
１５に揺動運動を行なわせるものである。

しかして、電磁揺動原動装置１自体は、揺動機
構２０における揺動円盤２１に配設された各永久
磁石２２Ａ……の磁極関係と、電磁力発生機構３
０における各固定電磁石３１Ａ……の励磁される
磁極関係とを組合せることによつて、種々の特性
を有する電磁揺動原動装置１を創出することがで
きる。ものであり、如上の実施例のみに限定され
るものではない。

第２２図においては、揺動機構２０の永久磁石
２２Ａ……を、互いに異極で隣り合うそれら２２
Ａ……が１対で電磁力発生機構３０の互いに同極
で隣り合う１対の固定電磁石３１Ａ……間で揺動
する場合を示す。詳しくは、揺動機構２０におけ
る揺動円盤２１には、出力軸１５の軸方向両端側
面で互いに異極となるようにした複数の永久磁石
２２Ａ，２２Ｂ，２２Ｃ，２２Ｄを揺動円盤２１
の同一円周上に隣り合うそれら２２Ａ……が互い
に異極となるようにし、かつそのうち互いに異極
な１対の永久磁石２２Ａ，２２Ｂ，２２Ｄ或は２
２Ｂ，２２Ｃを近接偏在配置して揺動円盤２１中
心に対して対称的に配設したものとし、一方、揺
動機構２０の両側に配列せしめた電磁力発生機構
３０における固定電磁石３１Ａ，３１Ｂ，３１
Ｃ，３１Ｄを、永久磁石２２Ａ……夫々に自身の
固定鉄心３２Ａ……夫々が出力軸１５の軸方向に
沿つて対面近接されるようにして外殻体１０内部
に保持させると共に、各列の固定電磁石３１Ａ…
…の隣り合うそれら３１Ａ……が互いに同極で、
かつ出力軸１５の軸方向では互いに異極になるよ
うにした励磁回路６０とし、また、円周方向で配
設されている１対の固定電磁石３１Ａ，３１Ｄ或
は３１Ｂ，３１Ｃ間で、近接されたことで対とな
つている前記永久磁石２２Ａ，２２Ｄ或は２２
Ｂ，２２Ｃが往復動するようにしたことにより、
半周波数毎に磁極が変換されながら励磁される固
定鉄心３２Ａ……と永久磁石２２Ａ……との間に
磁気的作用力を作用させて出力軸１５を揺動運動
させるようにしたものである。

これの作用を、第１５図に基づいて説明する
と、先ず、励磁回路６０によつて順電流がコイル
３３Ａ……に通電されると、各列毎の固定電磁石
３１Ａ……夫々は一方が全部Ｓ極であれば他方は
全部Ｎ極に励磁されるので、固定電磁石３１Ａと
３１Ｄとの間に位置している永久磁石２２Ａの一
端側面がＮ極で他端側面がＳ極であるため磁気的
吸引力で左回転方向に引き寄せられ、同時に、永
久磁石２２Ｄの一端側面がＳ極で他端側面がＮ極
であるため磁気的反撥力で左回転方向に押され
る。同様に、固定電磁石３１Ｂと３１Ｃとの間に
位置している永久磁石２２Ｂの一端側面がＳ極で
他端側面がＮ極であるため磁気的反撥力で左回転
方向に押され、永久磁石２２Ｃの一端側面がＮ極
で他端側面がＳ極であるため磁気的吸引力で左回
転方向に引き寄せられる（同図Ａ−１，Ｂ−１参
照）。そして永久磁石２２Ａ，２２Ｃがその両側
端面において互いに異極となつている固定電磁石
３１Ａ，３１Ｃの固定鉄心３２Ａ，３２Ｃ面と対
向し、それらの中心が互いに合致すると揺動円盤
２１の回動が一旦停止し（同図Ａ−２，Ｂ−２参
照）、順電流がゼロから逆電流になり、各列毎の
固定電磁石３１Ａ……夫々の磁極が逆になつて一
方が全部Ｎ極で他方が全部Ｓ極に励磁される。す
ると、永久磁石２２Ａ，２２Ｃには磁気的反撥力
が、永久磁石２２Ｂ，２２Ｄには磁気的吸引力が
夫々作用して揺動円盤２１を右回転方向に揺動さ
せる（同図Ａ−３，Ｂ−３参照）。

更に右回転方向に回転して永久磁石２２Ｂ，２
２Ｄがその両端側面において互いに異極となつて
いる固定電磁石３１Ｂ，３１Ｄの固定鉄心３２
Ｂ，３２Ｄ面と対向し、それらの中心が互いに合
致すると揺動円盤２１の回動は停止し（同図Ａ−
４，Ｂ−４参照）、逆電流がゼロとなり、次に順
電流が励磁回路６０に通電されると、前述の如く
左回転方向に回動を繰り返して出力軸１５に揺動
運動を伝達するものである。

また、第２２図に示された構成と略同一とする
も、揺動機構２０の永久磁石２２Ａ……を、互い
に同極で隣り合うそれら２２Ａ……が一対で電磁
力発生機構３０の互いに異極で隣り合う１対の固
定電磁石３１Ａ……間で揺動するように構成する
もよい。

即ち、揺動機構２０における揺動円盤２１に配
設した永久磁石２２Ａ……を、同一円周上で隣り
合うそれら２２Ａ……が互いに同極になるように
し、一方、揺動機構２０の両側に配列せしめた電
磁力発生機構３０における固定電磁石３１Ａ……
を、各列の固定電磁石３１Ａ……の隣り合うそれ
ら３１Ａ……が互いに異極になるようにした励磁
回路６０により交互に磁極が変換されながら励磁
されるものとし、固定電磁石３１Ａ……と永久磁
石２２Ａ……との間に磁気的作用力を複合的に作
用させて出力軸１５を揺動運動させるようにした
ものである。

これの作用を第１６図に基づいて説明すると、
それは第１５図に示されたものと略同様に作用さ
れるものであり、最初の順電流では、永久磁石２
２Ａ……夫々に対面している固定電磁石３１Ａ…
…にあつて異極に励磁される固定電磁石３１Ａ，
３１Ｃは永久磁石２２Ａ，２２Ｃを磁気的吸引力
にて引き寄せ、同時に同極に励磁される固定電磁
石３１Ｂ，３１Ｄは永久磁石２２Ｂ，２２Ｄを磁
気的反撥力にて押し、左回転を開始させる（同図
Ａ−１，Ｂ−１参照）。固定電磁石３１Ａ，３１
Ｃと永久磁石２２Ａ，２２Ｃとが対向合致し（同
図Ａ−２，Ｂ−２参照）、順電流がゼロとなつた
後、逆電流が通電されるも、固定電磁石３１Ａ…
…夫々は逆極性となつて固定電磁石３１Ａ，３１
Ｃと永久磁石２２Ａ，２２Ｃとの間は磁気的反撥
力が、同時に固定電磁石３１Ｂ，３１Ｄと永久磁
石２２Ｂ，２２Ｄとの間は磁気的吸引力が夫々生
じて右回転を開始する（同図Ａ−３，Ｂ−３参
照）。そして、固定電磁石３１Ｂ，３１Ｄと永久
磁石２２Ｂ，２２Ｄとが対向合致し（同図Ａ−
４，Ｂ−４参照）、逆電流がゼロとなつた後、順
電流が通電されると再び左回転を開始し、これを
繰り返すことで出力軸１５を揺動運動させるもの
である。

更に、別の実施例として、揺動機構２０の永久
磁石２２Ａ……の１個が、電磁力発生機構３０の
互いに異極で隣り合う１対の固定電磁石３１Ａ…
…間で揺動するように機構することもできる。詳
しくは、揺動機構２０における揺動円盤２１に
は、出力軸１５の軸方向両端側面で互いに異極と
なるようにした複数の永久磁石２２Ｂ，２２Ｄを
揺動円盤２１の同一方向に隣り合うそれら２２
Ｂ，２２Ｄが互いに異極となるようにして配設
し、一方、揺動機構２０の両側に配列せしめた電
磁力発生機構３０における固定電磁石３１Ａ，３
１Ｂ，３１Ｃ，３１Ｄは、各列毎の固定電磁石３
１Ａ……を隣り合うものを対として同極にし、か
つ対毎に異極となるようにした励磁回路６０と
し、また、前記永久磁石２２Ｂ，２２Ｄは、例え
ば稍大きな扇形状として揺動円盤２１の円周方向
に沿う両側部が隣り合う固定電磁石３１Ａ……
夫々に対面している大きさとし、半周波毎に磁極
が変換されながら励磁される各１対の固定電磁石
３１Ａ……と１個の永久磁石２２Ｂ……との間に
磁気的作用力を複合的に作用させるようにしても
よい。

これの作用を、固定電磁石３１Ａ……を等間隔
にして４個、永久磁石２２Ｂ……を揺動円盤２１
に対称的にして２個夫々配設した場合を示した第
１７図に基づいて説明すると、先ず、励磁回路６
０により順電流が固定電磁石３１Ａ……夫々に通
電されると、揺動円盤２１を介在させて対向して
いる固定電磁石３１Ａ，３１Ｂは一方がＳ極に他
方がＮ極に励磁され、また同じく固定電磁石３１
Ｃ，３１Ｄは一方がＮ極に他方がＳ極に励磁され
て、永久磁石２２Ｂの一端側面のＮ極と他端側面
のＳ極、永久磁石２２Ｄの一端側面のＳ極と他端
側面のＮ極との間に磁気的吸引力と磁気的反撥力
とを発生させて揺動円盤２１を左方向に回動させ
る（同図Ａ−１，Ｂ−１参照）。そのまま回動し
て、永久磁石２２Ｂ，２２Ｄが固定電磁石３１
Ｃ，３１Ａと対向してそれらの中心が合致して揺
動円盤２１の回動は左死点において一旦停止する
（同図Ａ−２，Ｂ−２参照）。すると、順電流がゼ
ロとなつた後、逆電流が通電されると、揺動円盤
２１を介在させて対向している固定電磁石３１
Ａ，３１Ｂは一方がＮ極に他方がＳ極に励磁さ
れ、また同じく固定電磁石３１Ｃ，３１Ｄは一方
がＳ極に他方がＮ極に励磁されて、永久磁石２２
Ｂ，２２Ｄとの間に生じる磁気的反撥力及び磁気
的吸引力によつて揺動円盤２１を右方向に回動さ
せる（同図Ａ−３，Ｂ−３参照）。

そして、永久磁石２２Ｂ，２２Ｄが固定電磁石
３１Ｂ，３１Ｄと対向してそれらの中心が合致し
て揺動円盤２１の回動が右死点において一旦停止
し（同図Ａ−４，Ｂ−４参照）、逆電流がゼロと
なり、次の順電流が励磁回路６０に通電されると
再び左回動を開始し、以下同様に出力軸１５に揺
動運動を行なわせるものである。

第１８図乃至第２１図においては、揺動機構２
０を複数にして並列させた軸列多段形に構成した
例が示されており、揺動出力を増減して設計する
場合に、単に各構成部材の寸法容量の大小によつ
てのみ解決するのではなく、標準規格化した揺動
機構２０、電磁力発生機構３０等を自由に増減し
て組立て得るようにし、ひいては技術的経済的効
果を著しく高めんとするものである。

即ち、前記前後側壁鉄心取付手段３６或は前後
側壁鉄心保持手段４１によつて外殻体１０の前後
側壁１１に、外周壁鉄心取付手段５１によつて外
周壁１２内側にそれぞれ固定鉄心３３Ａ……を取
付けることで電磁力発生機構３０となし、特に、
出力軸１５に固定した複数の揺動円盤２１相互間
に外周壁鉄心取付手段５１にて固定電磁石３１Ａ
……を介在配装することで周設、固定させるもの
で、第１８図に示すように外殻体１０自体の正面
形状は基本的には同一である。

そのいくつかの基本形を説明すると、第１９図
は、外殻体１０の前後側壁１１にて軸支された出
力軸１５の両端部近傍に計１対の揺動機構２０を
配設し、その揺動円盤２１における永久磁石２２
Ａ……に対面近接するようにした１列の固定電磁
石３１Ａ……を外周壁鉄心取付手段５１にて保持
させて成る電磁力発生機構３０を揺動機構２０相
互間に介在形成して外周壁１２に固定させた例を
示す。

第２０図は、出力軸１５の両端部近傍に計１対
の揺動機構２０を配設し、その揺動円盤２１相互
間に外周壁鉄心取付手段５１にて１列の固定電磁
石３１Ａ……を保持させて成る電磁力発生機構３
０を外周壁１２に固定すると共に、揺動円盤２１
における永久磁石２２Ａ……の前後側壁１１がわ
端面に対面近接するように計２列の固定電磁石３
１Ａ……を前後側壁鉄心取付手段３６或は前後側
壁鉄心保持手段４１に保持させて成る電磁力発生
機構３０を前後側壁１１に固定させた例を示す。

第２１図は、出力軸１５の中央部、両端部近傍
に計３個の揺動機構２０を配設し、その揺動円盤
２１における永久磁石２２Ａ……に対面近接する
ように計２列の固定電磁石３１Ａ……を外周壁鉄
心取付手段５１にて保持させて成る電磁力発生機
構３０を揺動機構２０相互間に介在して外周壁１
２に固定させた例を示す。

いずれにしても、このような軸列多段形の構成
において、揺動機構２０の数が多くなる場合は、
外殻体１０内で適当数の中間軸受（図示せず）を
設けて出力軸１５を支承してもよい。また、その
作用原理は、前述と同様であるため省略するが、
希望する揺動出力に対応させて、標準規格化され
た揺動機構２０及び前後側壁鉄心取付手段３６、
前後側壁鉄心保持手段４１、外周壁鉄心取付手段
５１にて成る電磁力発生機構３０等を組合せ構成
することで、その増減に対処でき、出力軸１５か
ら得られる揺動作用も相当に強力なものとするこ
とができる。

尚、本明細書において説明された軸列多段形の
構成の概念は、１本の出力軸１５に複個の揺動機
構２０を配設した長尺パイプ外観上の電磁揺動原
動装置１に限定するものではなく、これを複数並
行に集束して各出力軸１５を、それらの両端にて
従動歯車、原動歯車等にて噛合し、従動歯車の中
心に固定された集合出力軸から大出力を伝達させ
ることをも包含するものである。

もとより、揺動機構２０の一側にのみ電磁力発
生機構３０を配列させるも差し支えなく、適宜に
選択できるものである。

また、固定電磁石３１Ａ……におけるコイル３
３Ａ……の発熱を冷却し、効率向上を図るため、
例えば外殻体１０の前後側壁１１に吸気口６７及
び排気口６８を開穿し、出力軸１５等に放射状に
した冷却フアン６６をキー止めして成る冷却機構
６５を配設しておくもよい（第１図及び第２５図
参照） 尚、冷却フアン６６は、揺動円盤２１両端側面
に揺動円盤２１と一体成型または植込み、ボルト
締め等にてラジアル方向に沿つて配列してもよ
い。

尚、第４図に示す如く、揺動円盤２１外周縁上
に永久磁石２２Ａ……を突設した場合は、その突
設部分が冷却フアンと同様に作用し、内部の温度
上昇を防止するのに効果があり、更には、揺動円
盤２１更には後述するバネ案内部７９にも空気流
通孔６９を開穿することで揺動円盤２１両側にお
ける空気流通を図るとよい。

７０，７５，８５，９８は、揺動機構２０の揺
動運動に伴なう往復行程への転換時での両死点に
おいて生ずる急激な停止、反転を緩衝させる慣性
蓄積弾撥機構であり、その概略は、出力軸１５の
往復工程での揺動運動に伴ない交互に弾性体７
１，７６，８６，９９に生じる弾撥力の蓄積、解
放により揺動運動時の両死点にいたる慣性エネル
ギーを吸収蓄力し、解放するようにして、死点に
おける回動慣性エネルギーを反転作動力として最
大限に発揮できるようにしたものである。

第２２図乃至第２４図に示す慣性蓄積弾撥機構
７０は、揺動円盤２１と外殻体１０内側、例えば
前後側壁１１内側面或は前記内周円筒部１３との
間に、出力軸１５中心に対称配置させた１対のコ
イルバネの如きコイル状弾性体７１を、コイル軸
に沿つて直線状に伸縮させるよう、その両端部分
を収納するキヤツプ状或はガイドピン７３付の保
持体７２，７４を介して夫々回動自在に連結して
成るものである。

第２５図乃至第２８図に示す慣性蓄積弾撥機構
７５は、外殻体１０内側、例えば内周円筒部１３
に固定した固定バネ座７７と、この固定バネ座７
７と出力軸１５中心に対称させた位置で揺動円盤
２１に固定した揺動バネ座８１との間に、出力軸
１５周囲に沿つた円弧状を呈する１対のコイル状
弾性体７６を伸縮可能にして対称的に介在配装さ
せて成るもので、その具体的構造は以下の通りで
ある。

外殻体１０の前後側壁１１内側に取付けた前記
内周円筒部１３内周面に、彎曲したガイドピン７
８を両側方に突設させた固定バネ座７７をネジ止
め固定し、また内周円筒部１３内側で出力軸１５
に遊嵌状にして揺動円盤２１中心側部に取付けた
筒状のバネ案内部７９の外周一部切欠部に、彎曲
したガイドピン８２が両側方に突設された揺動バ
ネ座８１の内周突部を嵌合し、揺動バネ座８１を
揺動円盤２１の側面にネジ止め固定する。

バネ案内部７９外周には断面略半円形状の案内
収納溝８０が凹設されており、この案内収納溝８
０内に収納されるよう、出力軸１５周囲に沿つた
円弧状を呈する弾性体７６としての１対のコイル
バネを伸縮可能にして、前記ガイドピン７８，８
２相互間に対称的に介在配装させる。そして、１
対のコイルバネ７６は、一定の予圧を有した状
態、即ち、揺動往復行程における半分に圧縮され
た状態でセツトされ、励磁回路６０への通電ゼロ
の状態である揺動前においては、平衡状態を維持
すべく固定バネ座７７と揺動バネ座８１とは出力
軸１５に対し互いに対称位置に設けられる。

これが作用、効果について説明すると、励磁回
路６０への通電に伴ない揺動円盤２１が正逆方向
で揺動を開始すると、交互に円周方向に変位し、
固定バネ座７７、揺動バネ座８１相互間に支持さ
れた円弧状のコイルバネ７６の占有すべきコイル
軸方向の空間は、変位前より小さくなる。したが
つて、コイルバネ７６は、揺動円盤２１の揺動運
動に際して半周期毎に死点まで交互に圧縮され、
このとき、圧縮されたコイルバネ７６は原状へ復
原しようとする弾撥力が付与される。そのため、
前半周期における揺動円盤２１の回動慣性エネル
ギーは、一方の死点へ近づくに伴ない圧縮される
側のコイルバネ７６に弾撥力として吸収蓄積さ
れ、後半周期の前段においてはこれが弾撥して生
じる回動力と、互いに同極になることで永久磁石
２２Ａ……、固定電磁石３１Ａ……間に生じる磁
気的反撥力とで揺動円盤２１を逆方向に回動復帰
させる。

そして、後半周期の後段においては、互いに異
極になつていることで永久磁石２２Ａ……、固定
電磁石３１Ａ……間に生じる磁気的吸引力によつ
て他方の死点に近づくに伴ない、コイルバネ７６
は圧縮が逆となり再び揺動円盤２１の回動慣性エ
ネルギーを圧縮される側のコイルバネ７６に蓄積
する。

即ち、揺動円盤２１の揺動運動時に発生する回
動慣性エネルギーを両死点中心と両死点間で、コ
イルバネ７６が交互に吸収蓄力して死点における
揺動円盤２１の方向転換時に復帰力として弾撥さ
せるものであり、揺動円盤２１の揺動運動に伴な
い発生する慣性力の影響を無くすることによつ
て、電磁力を正味仕事に転換させることにより無
駄な電力を省費することなく、また、揺動角を大
きくして作用効果を向上する場合にも使用できる
利点がある。

第２９図及び第３０図に示す慣性蓄積弾撥機構
８５は、コイルバネ、サラバネ等の弾性体８６を
内蔵した弾撥部８７及び揺動円盤２１の揺動に伴
ない弾撥部８７端が間欠衝接して弾性体８６を圧
縮させる衝接部９４を揺動の正逆方向で揺動円盤
２１、外殻体１０両側間に夫々介在配装して成る
もので、その具体的構造は以下の通りである。

外殻体１０の前後側壁１１内側に取付けた断面
略Ｔ字形の取付台座８８に基筒８９を固定し、こ
の基筒８９内に収納した弾性体８６の弾撥力に抗
して摺動自在になる有底筒状の摺動筒９０を内嵌
すると共に、摺動筒９０内に固定したボルト状の
位置決め用ロツド９１を弾性体８６及び取付台座
８８に摺動自在に貫挿させてナツト９２にてねじ
止め係合し、摺動筒９０底部外側にフリーローラ
ー９３を軸支することで弾撥部８７を形成する。

また、揺動円盤２１に断面略Ｔ字形のストツパ
ー台座９５を固定し、揺動円盤２１の揺動に伴な
い前記フリーローラー９３に衝接し、弾性体８６
を圧縮させる制振鋼等の硬質鋼製パツト付ストツ
パー９６をストツパー台座９５面に突設させるこ
とで衝接部９４を形成する。そして、弾撥部８
７、衝接部９４夫々は、揺動円盤２１の正逆方向
での揺動の慣性力を規制すべく揺動方向で互いに
対向されて左右１対にして配設され、図に示す如
く、あたかも線対称的に配されている。

これが作用、効果について説明すると、励磁回
路６０への通電に伴ない揺動円盤２１が正逆方向
で揺動を開始すると、交互に円周方向に変位する
揺動円盤２１上の一方の衝接部９４がこれに対向
する弾撥部８７に対し、ストツパー９６、フリー
ローラー９３を介して弾性体８６を圧縮させるか
ら、弾性体８６には、原状へ復帰しようとする弾
撥力が付与される。そのため、揺動円盤２１の回
動慣性エネルギーは、一方の死点へ近づくに伴な
い弾性体８６に対して付与させる弾性圧縮力とし
て吸収蓄積され、死点にて最大限の弾性圧縮力に
到達するが、このとき、磁気的吸引力を発生させ
ていた固定電磁石３１Ａ……に通電されていた半
サイクルの順電流がゼロになり、次の半サイクル
の逆電流が通電されることにより、弾性体８６が
原状に復すべく弾撥して生じる回動力と、互いに
同極になることで永久磁石２２Ａ……、固定電磁
石３１Ａ……間に生じる磁気的反撥力とで揺動円
盤２１を逆方向に回動復帰させる。そして、両死
点中間行程より互いに異極になつていることで永
久磁石２２Ａ……、固定電磁石３１Ａ……間に生
じる磁気的吸引力によつて他方の死点に近づくに
伴ない。今度は他方の衝接部９４、弾撥部８７が
同様に作用するもので、揺動運動中、これを交互
に繰り返すのである。この慣性蓄積弾撥機構８５
によれば、揺動角が大きい場合に好適であり、し
かも、衝接部９４、弾撥部８７相互間に若干の間
隙が設けられることで、組立、取付が簡単とな
り、また、弾性体８６に対する各別の弾力調整を
可能とするものであり、衝接部９４を外殻体１０
に、弾撥部８７を揺動円盤２１に夫々配設するこ
とも可能である。なお、弾性体８６は、不等ピツ
チのコイルバネとすれば、揺動運動中におけるス
トツパー９６とフリーローラー９３との最初の衝
接が円滑に静かに行なわれるのである。

第３１図にはこれの変形例が示されている。即
ち、弾撥部８７において、摺動筒９０及びフリー
ローラー９３に代えて外出先端面が球面状となつ
ている伸縮当接体９７としたものであり、伸縮当
接体９７の球面がストツパー９６に間欠衝接する
ことで同様に作動するものである。

更には、いずれの慣性蓄積弾撥機構７０，７
５，８０も、外殻体１０に内蔵されている場合と
して説明、図示されたが、出力軸１５に連繋され
て駆動される各種従動機器の伝動系に配設される
もよい。その場合は、それに対応した構造のもの
として設計装置されるものであり、例えば第３４
図に示すように、ピストン形気体圧縮装置１００
における直交変換伝達部１０２両端に、この両端
夫々とケース１０８内側面との間にコイル状弾性
体９９を伸縮可能に介在配設することで、慣性蓄
積弾撥機構９８とするものである。

したがつて、本発明に係る電磁揺動原動装置１
は、上記のように構成されているから、従来の揺
動形各種原動機に比較して部品数も少なくてす
み、保守点検が極めて容易で、かつ無騒音、無振
動で効率が高く、経済性に優れた揺動原動力を出
力させることができる。

特に、揺動円盤２１の永久磁石２２Ａ……にお
ける互いに異極になつている両側端面に対面近接
させる固定電磁石３１Ａ……は出力軸１５の軸方
向に沿つて、具体的には外殻体１０の前後側壁１
１内側とまたは外周壁１２内側に保持されること
で外殻体１内部に固定されるから、揺動円盤２１
の永久磁石２２Ａ……に正確に位置決めされて対
面させることができ、磁気的吸引力及び磁気的反
撥力の作用発揮を確実なものとすると共に、外殻
体１０径の小型化を図ることができるばかりでな
く、極性が交互に変換される固定電磁石３１Ａ…
…と永久磁石２２Ａ……との間に生じる磁気的作
用力を複合的に作用させるから、揺動作用を確実
に、かつ大きな揺動出力を得ることができる。

また、揺動機構２０の前後で電磁力発生機構３
０による磁気的吸引力及び磁気的反撥力を作用さ
せてその揺動出力の一層の増大化が可能であると
共に、軸列多段形として構成する場合には、揺動
円盤２１相互間に介在配列される固定電磁石３１
Ａ……、永久磁石２２Ａ……夫々の極性を考慮す
ることで複数の揺動円盤２１に対する磁気的吸引
力及び磁気的反撥力の作用を各別にでも、或は兼
用させることも、更には各別、兼用組合せること
もできる。

更には、周波数変換装置付電源とすることによ
つて揺動回数の増減が可能で、一揺動毎の作動力
を大小に設定することができると共に、マイクロ
コンピユーターを付設することで高級制御システ
ムとすることにより、後述する気体圧縮装置１０
０と組合せ構成する場合において標準化、規格化
された電磁揺動原動装置１自体を大量生産方式に
て製作するも、ストアードプログラム方式毎によ
つてメモリに記憶させたプログラムを変更するの
みで自由に制御機能を持たせることもでき、設計
の自由度を増大させることが可能となる。

次に、気体圧縮装置１００を説明するに、これ
は、前記電磁揺動原動装置１の出力軸１５に軸継
手１１０を介して連繋される主動軸１０１と、内
部で往復することで気体を圧縮するピストン１０
４Ａ……を有するシリンダ１０５Ａ……と、主動
軸１０１をピストン１０４Ａ……に連結させる連
接棒１０３Ａ……とを備えて成るものである。

即ち、第３２図乃至第３４図は、圧縮気体を提
供するためにピストン形気体圧縮装置１００を付
加したものを示しており、シリンダ１０５Ａ，１
０５Ｂ内をピストン１０４Ａ，１０４Ｂが往復す
ることで気圧を圧縮する気体圧縮装置１００を並
行配置状に適数列にして構成したものである。

具体的には、出力軸１５に軸接手１１０を介し
て連繋させた主動軸１０１に、各列毎に対応させ
てレバー状のクランクアーム１０２を固定すると
共に、シリンダ１０５Ａ……内を往復摺動するピ
ストン１０４Ａ……に連繋されている夫々の連接
棒１０３Ａ，１０３Ｂ端部をクランクアーム１０
２両端部に夫々軸支したものである。したがつ
て、出力軸１５の揺動運動に伴ないクランクアー
ム１０２端部夫々が上下動するとき、出力軸１５
が右回動するときは、一方のピストン１０４Ａが
下降してシリンダ１０５Ａ内では吸込行程を、他
方のピストン１０４Ｂが上昇してシリンダ１０５
Ｂ内では圧縮行程を夫々行ない、逆に、出力軸１
５が左回動するときは、一方のピストン１０４Ａ
が上昇してシリンダ１０５Ａ内では圧縮行程を、
他方のピストン１０４Ｂが下降してシリンダ１０
５Ｂ内では吸込行程を夫々行なうことで、各シリ
ンダ１０５Ａ……では、吸気口１０６にて吸入さ
れた気体は排気口１０７を経て圧縮気体として得
ることができるものである。

特に、前記電磁揺動原動装置１の特色として揺
動角の大なる範囲で作動出力が得られるので、ク
ランクアーム１０２端部と連接棒１０３Ａ，１０
３Ｂにて連結したピストン１０４Ａ，１０４Ｂの
ストロークを大きくすることもできるから、大量
高圧の圧縮気体を提供し得る効果がある。

また、第３４図は、左右シリンダーヘツドの対
面する側に内蔵された吐出弁に連結する吐出口を
結合する吐出集合管１０９を経て、左右シリンダ
ーヘツドに内蔵され外側に配設された各吸込弁か
ら各シリンダ内に、直交変換伝達部１０２の揺動
運動によつて交互に吸入し、圧縮された気体を、
所望の圧縮気体使用部門に送り出す往復形気体圧
縮装置１００を示し、前述のように、そのクラン
クアーム１０２に弾性体９９を付設することで慣
性蓄積弾撥機構９８としてある。

なお、気体圧縮装置１００は、かかる図示例に
限定されることなく、例えば、揺動形気体圧縮装
置の主動軸に出力軸１５を連繋させ、主動軸に固
定された揺動ピストンをシリンダに内挿して、揺
動ピストンの揺動運動により気体の吸気、圧縮、
吐気を行なうようにするもよい。

したがつて、本発明によれば、永久磁石、極性
が変換される固定電磁石相互間に生じる磁気的吸
引力及び磁気的反撥力によつて揺動される揺動円
盤を介して出力軸を揺動運動させる電磁揺動原動
装置を原動源とするから、その運動自体は、周波
数の変換によつて揺動回数を自由に設定できると
共に、マイクロコンピユーター等の組込みも簡
単、自由で高級な制御機能を持たせることがで
き、それによつて、気体圧縮装置では多様な圧縮
空気を得ることが可能である。

しかも、電磁揺動原動装置自体は大量生産方式
による低価格化が可能であり、特に部品数が少な
く、保守点検が容易であるため、その使用に際し
ても省資源、省エネルギー、大出力のため、経済
的に優れているばかりでなく、小型化を図ること
ができ、また気体圧縮装置において得られる圧縮
気体は、高い圧縮比での大容量のものを得ること
ができる等の優れた効果を奏するものである。

【図面の簡単な説明】

図面は本発明の実施例を示すもので、第１図乃
至第３１図は電磁揺動原動装置を示し、その第１
図は断面図、第２図は揺動機構の断面図、第３図
及び第４図は夫々揺動機構の他例における断面
図、第５図は出力軸と揺動円盤との他の固定状態
を表わす要部断面図、第６図は固定電磁石を外殻
体の前後側壁に保持させる前後側壁鉄心取付手段
によつた場合での電磁力発生機構の正面図、第７
図は同じく前後側壁鉄心保持手段によつた場合で
の電磁力発生機構の一部切欠正面図、第８図はそ
の要部平面図、第９図乃至第１１図は固定電磁石
を外殻体の外周壁に保持させる外周壁鉄心取付手
段を表わし、その第９図は一部切欠正面図、第１
０は底面図、第１１図は断面図、第１２図は励磁
回路の結線図、第１３図及び第１４図は揺動原理
を説明するもので、その第１３図は概略断面図、
第１４図は揺動状態の各行程図で、Ａ−１乃至Ａ
−９は第１３図におけるＡ−Ａ線矢視での、また
Ｂ−１乃至Ｂ−９は同じくＢ−Ｂ線矢視での要部
断面図、第１５図乃至第１７図は他の揺動原理に
おける各行程図を示すもので、第１５図は揺動機
構の永久磁石が、互いに異極で隣り合うそれらが
１対で電磁力発生機構の互いに同極で隣り合う１
対の固定電磁石間で揺動する場合で、第１６図は
揺動機構の永久磁石が、互いに同極で隣り合うそ
れらが１対で電磁力発生機構の互いに異極で隣り
合う１対の固定電磁石間で揺動する場合で、第１
７図は揺動機構の永久磁石の１個が、電磁力発生
機構の互いに異極で隣り合う１対の固定電磁石間
で揺動する場合であり、それらのＡ−１乃至Ａ−
４及びＢ−１乃至Ｂ−４はいずれも第１３図にお
けるＡ−Ａ線、Ｂ−Ｂ線矢視での要部断面図、第
１８図乃至第２１図は軸列多段形として構成する
場合で、その第１８図は正面図、第１９図は電磁
力発生機構の両側に計１対の揺動機構を配設した
場合での、第２０図は３列に配列された電磁力発
生機構と１対の揺動機構とを交互に配置した場合
での、第２１図は同じく２列に配列された電磁力
発生機構と３個の揺動機構とを交互に配置した場
合での夫々の第１８図におけるＸ−Ｘ線矢視断面
図、第２２図乃至第３０図は慣性蓄積弾撥機構を
装置した場合を示し、その第２２図はコイル軸に
よつて直線状に伸縮する１対のコイル状弾性体か
ら成る慣性蓄積弾撥機構を装置した断面図、第２
３図及び第２４図夫々はその慣性蓄積弾撥機構の
断面図、第２５図は出力軸周囲に沿つた円弧状で
伸縮する１対のコイル状弾性体から成る慣性蓄積
弾撥機構を装置した断面図、第２６図は第２５図
におけるＹ−Ｙ線要部断面図、第２７図はこの慣
性蓄積弾撥機構の要部断面図、第２８図は第２６
図におけるＺ−Ｚ線断面図、第２９図は弾撥部と
衝接部との間欠衝接による慣性蓄積弾撥機構を装
置した断面図、第３０図はその要部断面図、第３
１図はその変形例における要部断面図、第３２図
乃至第３４図は気体圧縮装置と組合わせた全体を
示し、第３２図は側面からみた断面図、第３３図
は正面からみた断面図、第３４図は慣性蓄積弾撥
機構を気体圧縮装置の主動軸に配設した場合での
正面からみた断面図、第３５図は直流電源を採用
した励磁回路図である。 １……電磁揺動原動装置、１０……外殻体、１
１……前後側壁、１２……外周壁、１３……内周
円筒部、１４……軸受、１５……出力軸、２０…
…揺動機構、２１……揺動円盤、２１ａ……ドラ
イブキー、２１ｂ……ロツクキ…、２２Ａ，２２
Ｂ，２２Ｃ，２２Ｄ……永久磁石、２３……収容
溝、２４……筒状キヤツプ、２５……円弧状キヤ
ツプ、２６……保持腕、２７……固定ネジ、２８
……外輪保持材、３０……電磁力発生機構、３１
Ａ，３１Ｂ，３１Ｃ，３１Ｄ……固定電磁石、３
２Ａ，３２Ｂ，３２Ｃ，３２Ｄ……固定鉄心、３
３Ａ，３３Ｂ，３３Ｃ，３３Ｄ……コイル、３６
……前後側壁鉄心取付手段、３７……保持材、３
８……鉄心縁部締付腕、３９……押え端、４１…
…前後側壁鉄心保持手段、４２……保持盤、４３
……スペーサー、４４……窓口、４５……固定ネ
ジ、４６……覆蓋、４７……締付ネジ、４８……
ライニング材、５１……外周壁鉄心取付手段、５
２……取付台、５３……台座基端、５４……収容
溝、５５……締付キヤツプ、５６……収容溝、５
７……締付ネジ、５８……取付ネジ、６０……励
磁回路、６１……交流電源、６５……冷却機構、
６６……冷却フアン、６７……吸気口、６８……
排気口、６９……空気流通孔、７０……慣性蓄積
弾撥機構、７１……弾性体、７２……保持体、７
３……ガイドピン、７４……保持体、７５……慣
性蓄積弾撥機構、７６……弾性体（コイルバネ）、
７７……固定バネ座、７８……ガイドピン、７９
……バネ案内部、８０……案内収納溝、８１……
揺動バネ座、８２……ガイドピン、８５……慣性
蓄積弾撥機構、８６……弾性体、８７……弾撥
部、８８……取付台座、８９……基筒、９０……
摺動筒、９１……位置決め用ロツド、９２……ナ
ツト、９３……フリーローラー、９４……衝接
部、９５……ストツパー台座、９６……ストツパ
ー、９７……伸縮当接体、９８……慣性蓄積弾撥
機構、９９……弾性体、１００……気体圧縮装
置、１０１……主動軸、１０２……クランクアー
ム、１０３Ａ，１０３Ｂ……連接棒、１０４Ａ，
１０４Ｂ……ピストン、１０５Ａ，１０５Ｂ……
シリンダ、１０６……吸気口、１０７……排気
口、１０８……ケース、１０９……吐出集合管、
１１０……軸接手、１１１……直流電源（電池）、
１１２，１１３……トリガ発生回路、１１４，１
１５……サイリスタ、１１６……転流コンデン
サ、１１７……電磁石。

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １ 磁気的吸引力、磁気的反撥力を同時に作用さ
   せることで揺動エネルギーを発生する電磁揺動原
   動装置と、揺動エネルギーによつて作動される気
   体圧縮装置とから成る空気圧縮機において、電磁
   揺動原動装置は、出力軸が軸支された外殻体と、
   出力軸に固定した揺動円盤に、出力軸の軸方向両
   端側面で互いに異極となるようにした複数の永久
   磁石を配設させた揺動機構と、揺動円盤における
   永久磁石に自身の固定鉄心を出力軸の軸方向に沿
   つて対面近接させた固定電磁石を、外殻体の前後
   側壁内側とまたは外周壁内側に保持させることで
   外殻体内部に固定させると共に、電源に結線形成
   させた励磁回路により極性が励磁される固定鉄心
   と前記永久磁石との間に磁気的作用力を作用させ
   て出力軸を揺動運動させる電磁力発生機構とを備
   えており、気体圧縮装置は、電磁揺動原動装置の
   出力軸に軸継手を介して連繋される主動軸と、内
   部で往復することで気体を圧縮するピストンを有
   するシリンダと、主動軸をピストンに連結させる
   連接棒とを備えたことを特徴とする空気圧縮機。 ２ 電磁揺動原動装置は、複数の揺動円盤を出力
   軸に列設し、各揺動円盤の周辺外側には、出力軸
   の軸方向に併行して設けられた固定鉄心を有する
   固定電磁石を周設、固定した特許請求の範囲第１
   項記載の空気圧縮機。 ３ 電磁揺動原動装置は、揺動円盤揺動時におけ
   る両死点の中心位置で永久磁石の両端側面が固定
   鉄心に対面している特許請求の範囲第１項または
   第２項記載の空気圧縮機。 ４ 電磁揺動原動装置は、電源に周波数変換装置
   を備えた特許請求の範囲第１項または第２項また
   は第３項記載の空気圧縮機。 ５ 電磁揺動原動装置は、電源にマイクロコンピ
   ユーター、周波数変換装置、インターフエース回
   路を備えた特許請求の範囲第１項または第２項ま
   たは第３項記載の空気圧縮機。 ６ 磁気的吸引力、磁気的反撥力を同時に作用さ
   せることで揺動エネルギーを発生する電磁揺動原
   動装置と、揺動エネルギーによつて作動される気
   体圧縮装置とから成る空気圧縮機において、電磁
   揺動原動装置は、出力軸が軸支された外殻体と、
   出力軸に固定した揺動円盤に、出力軸の軸方向両
   端側面で互いに異極となるようにした複数の永久
   磁石を配設させた揺動機構と、揺動円盤における
   永久磁石に自身の固定鉄心を出力軸の軸方向に沿
   つて対面近接させた固定電磁石を、外殻体の前後
   側壁内側とまたは外周壁内側に保持させることで
   外殻体内部に固定させると共に、電源に結線形成
   させた励磁回路により極性が励磁される固定鉄心
   と前記永久磁石との間に磁気的作用力を作用させ
   て出力軸を揺動運動させる電磁力発生機構と出力
   軸の往復行程での揺動運動に伴ない交互に弾性体
   に生じる弾撥力の蓄積、解放により揺動運動時の
   両死点にいたる慣性エネルギーを吸収蓄力し、解
   放する慣性蓄積弾撥機構とを備えており、気体圧
   縮装置は、電磁揺動原動装置の出力軸に軸継手を
   介して連繋される主動軸と、内部で往復すること
   で気体を圧縮するピストンを有するシリンダと、
   主動軸をピストンに連結させる連接棒とを備えた
   ことを特徴とする空気圧縮機。 ７ 電磁揺動原動装置は、複数の揺動円盤を出力
   軸に列設し、各揺動円盤の周辺外側には、出力軸
   の軸方向に併行して設けられた固定鉄心を有する
   固定電磁石を周設、固定した特許請求の範囲第６
   項記載の空気圧縮機。 ８ 電磁揺動原動装置は、揺動円盤揺動時におけ
   る両死点の中心位置で永久磁石の両端側面が固定
   鉄心に対面している特許請求の範囲第６項または
   第７項記載の空気圧縮機。 ９ 電磁揺動原動装置は、電源に周波数変換装置
   を備えた特許請求の範囲第６項または第７項また
   は第８項記載の空気圧縮機。 １０ 電磁揺動原動装置は、電源にマイクロコン
   ピユーター、周波数変換装置、インターフエース
   回路を備えた特許請求の範囲第６項または第７項
   または第８項記載の空気圧縮機。 １１ 電磁揺動原動装置の慣性蓄積弾撥機構は、
   外殻体に内蔵されている特許請求の範囲第６項ま
   たは第７項または第８項または第９項または第１
   ０項記載の空気圧縮機。 １２ 電磁揺動原動装置の慣性蓄積弾撥機構は、
   揺動円盤と外殻体内側との間に出力軸中心に対称
   配置させた１対のコイル状弾性体を、コイル軸に
   沿つて直線状に伸縮させる保持体を介して夫々回
   動自在に連結して成る特許請求の範囲第６項また
   は第７項または第８項または第９項または第１０
   項または第１１項記載の空気圧縮機。 １３ 電磁揺動原動装置の慣性蓄積弾撥機構は、
   外殻体内側に固定した固定バネ座と、この固定バ
   ネ座と出力中心に対称させた位置で揺動円盤に固
   定した揺動バネ座との間に、出力軸周囲に沿つた
   円弧状を呈する１対のコイル状弾性体を伸縮可能
   にして対称的に介在配装させた特許請求の範囲第
   ６項または第７項または第８項または第９項また
   は第１０項または第１１項記載の空気圧縮機。 １４ 電磁揺動原動装置の慣性蓄積弾撥機構は、
   弾性体を内蔵した弾撥部及び揺動円盤の揺動に伴
   ない弾撥部端が間欠衝接して弾性体を圧縮させる
   衝接部を揺動の正逆方向で揺動円盤と外郭内側と
   の間に夫々介在配装した特許請求の範囲第６項ま
   たは第７項または第８項または第９項または第１
   ０項または第１１項記載の空気圧縮機。 １５ 慣性蓄積弾撥機構は、揺動される出力軸に
   て駆動される気体圧縮装置の主動軸に配設した特
   許請求の範囲第６項または第７項または第８項ま
   たは第９項または第１０項記載の空気圧縮機。