JPS59578A - 斜板式熱駆動エンジン - Google Patents

斜板式熱駆動エンジン

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JPS59578A
JPS59578A JP57110233A JP11023382A JPS59578A JP S59578 A JPS59578 A JP S59578A JP 57110233 A JP57110233 A JP 57110233A JP 11023382 A JP11023382 A JP 11023382A JP S59578 A JPS59578 A JP S59578A
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swash plate
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rotation
shape memory
driven engine
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雅弘 西川
Hiroshi Tanaka
宏 田中
Kiyoshi Kondo
近藤 清
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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、形状記憶合金の特性を活用して熱エネルギー
を機械エネルギーに変換する装置に関するものである。
形状記憶合金の一つの性質である形状記憶効果とは文字
どおり材料が元の形を記憶している性質のことであり、
ある温度で変形したものかその形状のま捷で温度を上げ
ると何等の外力を加えなくとも元の形状に戻る現象を言
う。この現象が熱弾性型マルテンサイト変態に起因する
点について−良く知られている。そしてこの様な形状記
憶合金の元の形状に戻る際の回復力を機械的エネルギー
として取り出す装置として体表的なものが熱駆動エンジ
ンである。
上記マルテンサイト変態を生ずる温度は形状記憶合金の
組成、加工条件、熱処理条件を適当に選ぶことによって
任意に設定できる。又その変態・逆変態を数10℃の温
度範囲で発生せしめることも可能である。この様な形状
記憶合金を用いた熱駆動エンジンは、地熱、工場排熱、
太陽熱等の熱エネルギー、あるいはそれらによる温排水
の低質熱エネルギーを有効に回収できるものであるので
現在の様にエネルギー枯渇が叫ばれている時に非常に有
効な手段と言える。
第1図は従来提案された熱1駆動エンジンの構造を示し
たものである。同一径のブーIJ−1,2間に形状記憶
合金で出来た形状記憶ベルト3か掛けられ、プーリー1
,2と各々同軸上に固定された互いに異なる径の駆動プ
ーリー4,5間に熱によって伸縮しない材質からなる駆
動ベルト6か掛けられている。この熱駆動エンジンは、
プーリー1゜2.4.5の半径R1、R2、R4、R5
の間にRI R5>R2R4の関係かある時に反時計方
向に回転する。
この熱駆動エンジンのトルク特性は第2図の様になシ、
この図の特性曲線は、加熱・冷却の温度及び各プーリー
の比か決まれば一義的に決定される。
従って加熱・冷却の温度及び各プーリーの比が決まれば
所定の負荷トルクに対する回転数はただ1つである。こ
の事は言い換えれば同じ負荷トルクのもとて回転数を変
化させる事は不可能であることを示し、又一定回転数を
保ちなから負荷トルクを変化させる事も不可能であるこ
とを示している。
以上の様に従来の熱駆動エンジンでは実用化の点で不都
合な事か多く低質熱エネルギーを回収できるものの、そ
の回収エネルギー全有効に利用する事は困難であった。
本発明は以上の点に鑑みなされたもので出力の制りk可
能とするもの、例えば同一負荷トルクに対して回転数か
可変な熱、駆動エンジン或いは同一回転数を保ちつつ負
荷トルクを変化し得る熱駆動エンジンを提供することを
目的とするものである。
以下、本発明に係る斜板式熱駆動エンジンの実施例を図
面を用いて詳細に説明する。
第3図は本発明に係る斜板式熱駆動エンジンの一部側面
図、第4図は第3図の斜板式熱駆動エンジンを上方より
見た一部平面図、第5図は第3図のA、−A’線におけ
る切断断面図、第6図は第3図の矢印Bより見た一部斜
視図である。以上の図面において7は回転シャフト、8
は該回転シャフトに固着される回転円板である。9は中
心部か空洞状態である斜板で、その中を上記回転シャフ
ト7かユニバーサルジヨイント10′に:介して貫通す
る。
上記斜板9は後述する様に支持棒11の動作によって水
平方向に回動することかできる。上記斜板9は上記回転
シャフト7に対して斜方向に傾いた回転面を有しその斜
めの回転状態にて上記回転シャフト7を駆動するもので
ある。この斜板9と上記回転円板80間にはT1Ni合
金、CuAlNi合金等の形状記憶合金からなるコイル
バネ12か複数本掛けられる。このコイルバネ12は予
め縮んだ形状に形状記憶処理しである。図では上下左右
に1本ずつ計4本のコイルバネ12が掛けられている。
上記斜板9は上記支持棒11に固着されるホルダー13
の内側に配置された軸受14によって支持されスムーズ
に回転するように構成される。
I5は上側に2本、下側に2本配置される枠材であり、
上側の2本の枠材15a、15a’の間にビーム16a
か掛は渡され、下側の2本の枠材15b、+5b’の間
にビーム+6bか掛は渡される。上側のビーム16aの
中心位置にネジ17aにより調整ユニット18aか回動
自在に取り付けられ、同様に下側のビーム+6bの中心
位置にネジ+7bにより調整ユニット18bか回動自在
に取り付けられる。上記調整ユニット18a 、18b
はネジ17a、17bを中心として回動し該回動に従っ
て上記支持棒11を移動する。
そしてこの移動に伴なって上記斜板9の傾き角度か変化
する。尚」二記ネジ17a、17bij:上記斜板9の
斜面と」二記回転ンヤフト7の交点を通る方向に向けて
取り伺けられているので、上記調整ユニット+8a、1
8bを回動させても上記斜板9の重心は安定状態を保つ
。上記4本の枠材15は端板19に固定される。この端
板19は第5図に示す様に軸受20により上記回転シャ
フト7を回転自在に支持し、又端板19自体はベース2
1の軸受22により回転自在に取り付けられる。次にユ
ニバーサルジヨイント10の構造を説明する。ユニバー
サルジヨイント10の構造は第6図に示されるように上
記回転シャント7Vc固定的に結合される枠体23と該
枠体23に対してボールベアリング24によって回転自
在に結合される丸棒25と該丸棒25と固定的に結合さ
れる丸棒26とからなる。
該丸棒26は上記斜板9に対してボールベアリング27
によって結合される。
以上の構造の斜板式熱駆動エンジンは次のようにして回
転動力を発生する。第3図のA−A’線の下側に熱湯か
満たされ、A−A’線の上側は空気に晒されるものとす
る。この時A−A’線の下側に位置する形状記憶合金か
らなるコイルバネI2は加熱され形状復帰によって強い
カを伴って縮む。又A−A’線の上側に位置する形状記
憶合金からなるコイ/l/ハ412は冷却され容易に伸
びる。この結果加熱されたコイルバネ12は上記回転円
板8と上記斜板9とが最も近接する位置に至るまで上記
回、耘円板8と上記斜板9とを回転駆動する。一方冷却
されたコイルバネ12は非常に弱い力によって伸びるの
で上記回転円板8と上記斜板9の回転を阻止することは
無い。又加熱されるコイルバネ12及び冷却されるコイ
ルバネ12は順次移り変わるので上記回転円板8及び上
記斜板9は回転動作を続行する。このシステムにおいて
回転シャフト7の出力は斜板9の傾き角度を調節するこ
とによって変化する。又斜板9の傾き角を上記回転シャ
フト7の直角方向に対して逆の向きにすれば上記回転円
板8及び上記斜板9の回転方向を逆転させることもでき
る。又、上記回転シャフト7に発生する出力は上記端板
19をベース21に対して回転することによっても変化
する。即ち上記端板19を回転すれば上記斜板9の上記
回転円板8に対する距離間隔の関係か変化するので上記
回転円板8及び上記斜板9に加わる力は当然変化する。
次にユニバーサルジヨイントの他の例について説明する
。第7図及び第8図はユニバーサルジヨイントの他の例
を示す。このユニバーサルジヨイントは上記回転シャフ
ト7に固定的に結合される第7図の内球28と、上記斜
板9に固定的に結合される第8図の外輪29とから構成
される。第8図(a)は平面図、同図(b)は正面断面
図、同図(c)は側面断面図である。上記内球28には
2個の突起30か互いに180°方向に突出する(この
突起30は一方のみであっても構わない。)。父上記外
輪29は外形か7円板状であり、その内部に上記内球2
8表面か摺接する接触面と上記内球28の突起30の摺
動か可能な保合溝31か形成される。
尚、上述の実施例は回転シャフト7に対して直交する回
転面を備える回転円板8と回転シャフト7に対して斜方
向の回転面を備える斜板9との間に形状記憶合金からな
るコイルバネ12を掛は渡したものであったか、回転シ
ャフト7に対して互いに異なる角度の斜方向の回転面を
備える2個の斜板の間に形状記憶合金からなるコイルバ
ネ12を掛は渡して斜板式熱、駆動エンジンを構成して
もよい。
以上詳細に説明した本発明の斜板式熱駆動エンジンによ
れば斜板の傾き状態を調節することによってエンジンの
出力状態を変化することができる。
例えば従来の熱駆動エンジンでは不可能であった同一負
荷に対して回転数を変化させたり、同一回転数の状態の
ままで負荷トルクを変化させることか可能な熱1駆動エ
ンジンを得るものである。従って動力発生装置として極
めて汎用性の高いものである。
【図面の簡単な説明】
第1図は従来の熱駆動エンジンの説明図、第2図はその
特性曲線図、第3図は本発明に係る斜板式熱駆動エンジ
ンの一部側面図、第4図は第3図の斜板式熱駆動エンジ
ンの一部平面図、第5図は第3図のA−A’線における
切断断面図、第6図は第3図の矢印Bより見た一部斜視
図、第7図はユニバーサルジヨイントの他の実施例の内
球の斜視図、第8図はその外輪を示すもので同図(a)
は平面図、同図(b)は正面断面図、同図(C)は側面
断面図を示す。 図中、7:回転シャフト  8:回転円板Il:支持棒
     12:コイルバネ13:ホルダー    1
4:軸受 15:枠材      16:ビーム 17:ネジ      18:調整ユニット19:端板
      21:ベース 代理人 弁理士 福 士 愛 彦(他2名)21 笛5図

Claims (1)

  1. 【特許請求の範囲】 18  回転出力軸と、該回転出力軸に対して斜方向に
    傾いた回転面を有しその回転により前記回転出力軸を駆
    動する斜板と、前記回転出力軸と固定的に結合され前記
    回転出力軸を回転中心軸とする回転板と、前記斜板と前
    記回転板の間に張り渡された、形状記憶合金からなる複
    数本の弾性体と、該弾性体の互いに異なるものに互いに
    異なる熱的影響を付与する手段とを具備することを特徴
    とする斜板式熱駆動エンジン。 2 回転出力軸と、該回転出力軸に対して斜方向に傾い
    た回転面を有し′その回転により前記回転出力軸を駆動
    する第1の斜板と、該第1の斜板と異なる角度の回転面
    を有しその回転により前記回転出力軸を駆動する第2の
    斜板と、前記第1の斜板と前記第2の斜板の間に張り渡
    された、形状記憶合金からなる複数本の弾性体と、該弾
    性体の互いに異なるものに互いに異なる熱的影響を付与
    する手段とを具備することを特徴とする斜板式熱駆動エ
    ンジン。 3 斜板の回転面の角度を調節する手段を具備すること
    を特許請求の範囲第1項又は第2項記載の斜板式熱駆動
    エンジン。
JP57110233A 1982-06-25 1982-06-25 斜板式熱駆動エンジン Granted JPS59578A (ja)

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JP57110233A JPS59578A (ja) 1982-06-25 1982-06-25 斜板式熱駆動エンジン

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JPS59578A true JPS59578A (ja) 1984-01-05
JPS6359029B2 JPS6359029B2 (ja) 1988-11-17

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Cited By (2)

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Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPS6219679U (ja) * 1985-07-18 1987-02-05
US5538171A (en) * 1990-07-31 1996-07-23 Roll Systems, Inc. Method of tracking web segments for post-production operations

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JPS6359029B2 (ja) 1988-11-17

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