(57)【要約】【課題】ピストン部材の冷却を促進できる内燃機関を提供する。【解決手段】第１ピストン部材２４の第１壁面部材２４ｂは内部に中空部２４ｅを有している。中空部２４ｅは、軸方向における第２ピストン部材とは反対側に向けて開口している。中空部２４ｅを形成する内壁面のうち、径方向外側の内壁面を構成する外側壁面２４ｅ２は、開口２４ｅ０に近づくにつれて回転中心軸ＡＸから離れる形状を有している。【選択図】図５
2020084949.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
ハウジングと、
前記ハウジング内に回転可能に支持される一対のピストン部材とを備え、
前記ハウジングおよび一対の前記ピストン部材によって燃料を燃焼させるための燃焼室が形成される、内燃機関において、
一対の前記ピストン部材は各々、前記燃焼室の周方向の壁面を構成する壁面部材を有し、
前記壁面部材は内部に中空部を有し、前記中空部は前記ピストン部材の回転中心軸方向における一対の前記ピストン部材の他方とは反対側に向けて開口しており、
前記中空部を形成する内壁面のうち、径方向外側の内壁面は、開口に近づくにつれて前記回転中心軸からの距離が増加する形状を有する、内燃機関。
【請求項２】
前記中空部に前記開口から冷却媒体を供給する冷媒供給部を備える、請求項１に記載の内燃機関。
【請求項３】
前記径方向外側の内壁面は、前記開口に向けて漸次大径となる円錐面の一部で形成されている、請求項１または２に記載の内燃機関。
【請求項４】
前記中空部よりも径方向外側の前記壁面部材の径方向の厚みが、軸方向において前記中空部の底面から前記開口に向かうにつれて小さくなる、請求項１〜３のいずれか１項に記載の内燃機関。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本開示は、内燃機関に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来、キャットアンドマウス型ロータリー機関において、環状のシリンダの内部空間に嵌入されたピストンを冷却するための冷却系統が設けられる構成が開示されている（たとえば、特許文献１参照）。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】特開平５−２８０３６９号広報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
上記のような冷却系統を冷却媒体が流通することにより、ピストンが冷却される。冷却媒体の流れが滞ると、低温の冷却媒体をピストンに供給し続けることが困難になる場合があり、ピストンの冷却が不十分になる可能性がある。
【０００５】
本開示では、ピストン部材の冷却を促進できる内燃機関が提供される。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
本開示に従うと、ハウジングと、ハウジング内に回転可能に支持される一対のピストン部材とを備え、ハウジングおよび一対のピストン部材によって燃料を燃焼させるための燃焼室が形成される、内燃機関が提供される。一対のピストン部材は各々、燃焼室の周方向の壁面を構成する壁面部材を有している。壁面部材は、内部に中空部を有している。中空部は、ピストン部材の回転中心軸方向における、一対の前記ピストン部材の他方とは反対側に向けて開口している。中空部を形成する内壁面のうち、径方向外側の内壁面は、開口に近づくにつれて回転中心軸からの距離が増加する形状を有している。
【０００７】
中空部の径方向外側の内壁面をこのように形成することにより、ピストン部材の回転による遠心力の作用で、中空部内の作動油が壁面に沿って開口へ向かって流れる。中空部に供給された冷却媒体が中空部内で滞留することを防止できるので、ピストン部材の冷却を促進することができる。
【０００８】
上記の内燃機関は、中空部に開口から冷却媒体を供給する冷媒供給部を備えている。開口から冷却媒体を供給する構成とすることにより、冷却媒体の経路を簡単にすることができる。
【０００９】
上記の内燃機関において、中空部の径方向外側の内壁面は、開口に向けて漸次大径となる円錐面の一部で形成されている。このようにすれば、中空部の径方向外側の内壁面が開口に近づくにつれて回転中心軸から離れる形状を確実に実現することができる。
【００１０】
上記の内燃機関において、中空部よりも径方向外側の壁面部材の径方向の厚みが、軸方向において中空部の底面から開口に向かうにつれて小さくなっている。このようにすれば、壁面部材の強度を向上でき、また壁面部材を容易に作製できる。
【発明の効果】
【００１１】
本開示に係る内燃機関に従えば、ピストン部材の冷却を促進することができる。
【図面の簡単な説明】
【００１２】
【図１】実施形態の内燃機関の構成を示す斜視図である。
【図２】第１ピストン部材および第２ピストン部材の斜視図である。
【図３】第１ピストン部材の斜視図である。
【図４】冷媒供給部の構成の一例を説明するための斜視図である。
【図５】図３中のＶ−Ｖ線に沿う第１ピストン部材の断面図である。
【図６】図３中のＶＩ−ＶＩ線に沿う第１ピストン部材の断面図である。
【図７】燃焼室およびエンジンの動作を説明するための模式図である。
【図８】第２実施形態における第１ピストン部材の斜視図である。
【発明を実施するための形態】
【００１３】
以下、図面を参照しつつ、実施形態について説明する。以下の説明では、同一の部品には同一の符号が付されている。それらの名称および機能も同じである。したがってそれらについての詳細な説明は繰返さない。
【００１４】
［第１実施形態］
＜エンジン２の概略構成＞
図１は、実施形態の内燃機関の構成を示す斜視図である。実施形態の内燃機関は、回転ピストン型のエンジン２である。エンジン２の燃料には、たとえば、ガスやガソリンや軽油等が用いられる。エンジン２は、ハウジング４と、吸気管６と、排気管８と、インジェクタ１０と、スロットルモータ１４と、第１出力軸１６と、第２出力軸１８とを含む。
【００１５】
吸気管６の一方端は、ハウジング４の吸気ポート（図示せず）に接続される。吸気管６の他方端には、たとえば、エアクリーナ（図示せず）が接続される。エアクリーナは、エンジン２の外部から吸入される空気から異物を除去する。エンジン２の作動中において、吸気管６には、エアクリーナから吸入された空気が流通する。吸気管６を流通する空気は、ハウジング４の吸気ポートに流通する。
【００１６】
吸気管６には、吸気管６を流通する空気の流量を制限するスロットルバルブが設けられている。スロットルモータ１４は、スロットルバルブの開度を調整する。
【００１７】
インジェクタ１０は、吸気管６のスロットルバルブよりも上流側に設けられ、燃料（たとえば、ガス）を吸気管６内に噴射する。噴射された燃料は、吸気管６内で空気と混合されてハウジング４の吸気ポートに流通する。
【００１８】
ハウジング４の外周部分は、図１に示すように円筒形状によって形成されており、その内周部分も円筒形状に形成されている。ハウジング４は、その内部に、第１出力軸１６に接続される第１ピストン部材と、第２出力軸１８に接続される第２ピストン部材とを収納する。
【００１９】
排気管８の一方端は、ハウジング４の排気ポート（図示せず）に接続される。排気管８の他方端には、たとえば、排気処理装置（図示せず）が接続される。エンジン２の作動中において、ハウジング４内での燃焼により生じた排気は、ハウジング４の排気ポートから排気管８に流通する。排気管に流通する排気は、排気処理装置によって浄化されて、エンジン２の外部に排出される。
【００２０】
第１出力軸１６および第２出力軸１８は、いずれもハウジング４内での燃料の燃焼によって回転する。第１出力軸１６および第２出力軸１８は、たとえば、モータジェネレータ（図示せず）の回転軸に接続される。このモータジェネレータは、たとえば、三相交流回転電機である。
【００２１】
＜エンジン２の内部構造＞
次に、エンジン２の内部構造の一例について説明する。図２は、第１ピストン部材２４および第２ピストン部材２８の斜視図である。図２に示すように、エンジン２は、一対のピストン部材、すなわち第１ピストン部材２４と第２ピストン部材２８とを備えている。第１ピストン部材２４と第２ピストン部材２８とは、互いに組み合わされて、ハウジング４内に収納されている。第１ピストン部材２４は、第１回転体２４ａと、第１壁面部材２４ｂと、第１回転シャフト部２４ｓとを含む。第２ピストン部材２８は、第２回転体２８ａと、第２壁面部材２８ｂと、第２回転シャフト部２８ｓを含む。
【００２２】
第１回転シャフト部２４ｓと第２回転シャフト部２８ｓとは、ハウジング４に設けられた図示しない軸受に回転可能に支持されている。これにより第１ピストン部材２４と第２ピストン部材２８とは、ハウジング４によって回転可能に支持されている。第１回転体２４ａと第２回転体２８ａとは、回転中心軸ＡＸが一致している。第１回転体２４ａと第２回転体２８ａとは、回転中心軸ＡＸを中心に回転可能である。第１回転体２４ａと第２回転体２８ａとは、第１回転体２４ａの一方の端面と第２回転体２８ａの一方の端面とが軸方向に対向するように設けられる。
【００２３】
なお本明細書中の説明では、回転中心軸ＡＸと平行な方向を軸方向と称し、回転中心軸ＡＸを中心とする円周に沿う方向を周方向と称し、回転中心軸ＡＸと直交する方向を径方向と称する。径方向において、回転中心軸ＡＸに近い側を内側と称し、回転中心軸ＡＸから離れる側を外側と称する。
【００２４】
第１回転体２４ａおよび第２回転体２８ａは、回転中心軸ＡＸを含む断面に斜面部分を有するように形成される。これにより、第１回転体２４ａと第２回転体２８ａとが組み合わされた状態において、第１回転体２４ａと第２回転体２８ａとの間には、Ｖ字形状の断面を有する凹部が周方向に形成される。
【００２５】
第１壁面部材２４ｂは、第１回転体２４ａの斜面部分から、径方向外側に向けて延在し、第２回転体２８ａの斜面部分に向けて軸方向に延在するように、設けられている。第１壁面部材２４ｂは、２つの三角形の板状部材によって構成される。第１壁面部材２４ｂの２つの三角形の板状部材は、回転中心軸ＡＸについて互いに対称となる位置に配置されている。
【００２６】
第２壁面部材２８ｂは、第２回転体２８ａの斜面部分から、径方向外側に向けて延在し、第１回転体２４ａの斜面部分に向けて軸方向に延在するように、設けられている。第２壁面部材２８ｂは、上述の第１壁面部材２４ｂを構成する板状部材と同形状となる、２つの三角形の板状部材によって構成される。第２壁面部材２８ｂの２つの三角形の板状部材は、回転中心軸ＡＸについて互いに対称となる位置に配置されている。
【００２７】
第１壁面部材２４ｂおよび第２壁面部材２８ｂの三角形の板状部材は、いずれも、第１ピストン部材２４と第２ピストン部材２８がハウジング４に収納されている状態において第１回転体２４ａと第２回転体２８ａとの間のＶ字形状の凹部とハウジング４の内周面とによって形成される三角形の断面形状に合致するように、形成される。
【００２８】
第１壁面部材２４ｂは、三角形の一辺において、第１回転体２４ａの斜面部分に固定されている。第１壁面部材２４ｂの三角形の一辺は、ハウジング４の内周面に対向している。第１壁面部材２４ｂの三角形の一辺は、第２回転体２８ａの斜面部分に対向している。
【００２９】
第２壁面部材２８ｂは、三角形の一辺において、第２回転体２８ａの斜面部分に固定されている。第２壁面部材２８ｂの三角形の一辺は、ハウジング４の内周面に対向している。第２壁面部材２８ｂの三角形の一辺は、第１回転体２４ａの斜面部分に対向している。
【００３０】
各部材間の当接部分や摺動部分には、シール等が適宜設けられる。
第１ピストン部材２４の第１回転シャフト部２４ｓには、回転中心軸が一致するように第１出力軸１６が接続される。第１回転体２４ａとハウジング４との間には、ワンウェイクラッチが設けられる。このワンウェイクラッチは、ハウジング４内における第１ピストン部材２４の予め定められた回転方向へのみ回転を許容し、予め定められた回転方向とは逆方向への回転を抑制する。
【００３１】
第２ピストン部材２８の第２回転シャフト部２８ｓには、回転中心軸が一致するように第２出力軸１８が接続される。第２回転体２８ａとハウジング４との間には、ワンウェイクラッチが設けられる。このワンウェイクラッチは、ハウジング４内における第２ピストン部材２８の予め定められた回転方向へのみ回転を許容し、予め定められた回転方向とは逆方向への回転を抑制する。
【００３２】
図２に示すように、第２ピストン部材２８には、回転中心軸ＡＸに平行な方向に開口した４つの中空部２８ｃ，２８ｄ，２８ｅ，２８ｆが形成されている。中空部２８ｃ，２８ｄ，２８ｅ，２８ｆは、軸方向における、一対のピストン部材の他方、すなわち第１ピストン部材２４と対向する方向とは逆方向に開口している。中空部２８ｃと中空部２８ｄとは、回転中心軸ＡＸについて対称に設けられ、開口形状および内部形状も対称に形成される。中空部２８ｅと中空部２８ｆとは、回転中心軸ＡＸについて対称に設けられ、開口形状および内部形状も対称に形成される。中空部２８ｅ，２８ｆは、いずれも底部が第２壁面部材２８ｂ内に達するように形成される。
【００３３】
図３は、第１ピストン部材２４の斜視図である。図３に示すように、第１ピストン部材２４には、回転中心軸ＡＸに平行な方向に開口した４つの中空部２４ｃ，２４ｄ，２４ｅ，２４ｆが形成されている。中空部２４ｃ，２４ｄ，２４ｅ，２４ｆは、軸方向における、一対のピストン部材の他方、すなわち第２ピストン部材２８と対向する方向とは逆方向に開口している。中空部２４ｃと中空部２４ｄとは、回転中心軸ＡＸについて対称に設けられ、開口形状および内部形状も対称に形成される。中空部２４ｅと中空部２４ｆとは、回転中心軸ＡＸについて対称に設けられ、開口形状および内部形状も対称に形成される。中空部２４ｅ，２４ｆは、いずれも底部が第１壁面部材２４ｂ内に達するように形成される。
【００３４】
＜冷却装置＞
次に、冷却媒体を第１ピストン部材２４および第２ピストン部材２８に冷却媒体を供給するための冷媒供給部の構成、より具体的には、冷媒供給部に含まれる配管の構成の一例について説明する。図４は、冷媒供給部に含まれる配管の構成の一例を説明するための図である。冷媒供給部は、冷却媒体をハウジング４内に供給して、第１ピストン部材２４および第２ピストン部材２８を冷却する。本実施形態においては、冷却に加えて潤滑の機能を有する作動油を冷却媒体として用いるものとして説明する。
【００３５】
図４に示すように、冷媒供給部は、第１ピストン部材２４に作動油を供給するための第１配管３０と、第２ピストン部材２８に作動油を供給する第２配管３２と、第２配管３２に一端が接続され他端が図示しないオイルポンプに接続される第４配管３６と、第１配管３０と第４配管３６とを接続する第３配管３４とを含む。オイルポンプは、図示しないオイルパンから作動油を吸引して、第４配管３６に作動油を供給する供給源である。
【００３６】
第１配管３０は、第３配管３４から第１出力軸１６の上側に分岐する配管３０ａと、第３配管３４から第１出力軸１６の下側に分岐する配管３０ｂとを含む。配管３０ａの一方端は、第３配管３４との分岐点に接続され、配管３０ａの他方端は、ハウジング４の一方の端面における第１出力軸１６よりも上方の位置に設けられる開口部に接続される。配管３０ｂの一方端は、第３配管３４との分岐点に接続され、配管３０ｂの他方端は、ハウジング４の一方の端面における第１出力軸１６よりも下方の位置に設けられる開口部に接続される。これら２つの開口部は、第１出力軸１６の軸中心（回転中心軸ＡＸ）について対称となる位置にそれぞれ設けられる。
【００３７】
第２配管３２は、第４配管３６から第２出力軸１８の上側に分岐する配管３２ａと、第４配管３６から第２出力軸１８の下側に分岐する配管３２ｂとを含む。配管３２ａの一方端は、第４配管３６との分岐点に接続され、配管３２ａの他方端は、ハウジング４の他方の端面における第２出力軸１８よりも上方の位置に設けられる開口部に接続される。配管３２ｂの一方端は、第４配管３６との分岐点に接続され、配管３２ｂの他方端は、ハウジング４の他方の端面における第２出力軸１８よりも下方の位置に設けられる開口部に接続される。これら２つの開口部は、第２出力軸１８の軸中心（回転中心軸ＡＸ）について対称となる位置にそれぞれ設けられる。
【００３８】
＜ピストン部材の詳細構造＞
図５は、図３中のＶ−Ｖ線に沿う第１ピストン部材２４の断面図である。図５には、第１ピストン部材２４の、回転中心軸ＡＸを通りかつ第１壁面部材２４ｂを通る断面が図示されている。図５を参照して、第１ピストン部材２４に形成される中空部２４ｅの詳細な構造について説明する。
【００３９】
図５に示されるように、第１壁面部材２４ｂは、内部に中空部２４ｅを有している。中空部２４ｅが形成されることで、第１壁面部材２４ｂの内部が中空になっている。第１壁面部材２４ｂには、開口２４ｅ０が形成されている。第１壁面部材２４ｂは、底面２４ｅ１と、外側壁面２４ｅ２とを有している。中空部２４ｅは、開口２４ｅ０において開口している。中空部２４ｅは、回転中心軸ＡＸに平行な軸方向に開口している。底面２４ｅ１は、中空部２４ｅを形成する内壁面のうち、底面を構成している。外側壁面２４ｅ２は、中空部２４ｅを形成する内壁面のうち、径方向外側の内壁面を構成している。
【００４０】
外側壁面２４ｅ２は、回転中心軸ＡＸに対して傾斜している。外側壁面２４ｅ２は、回転中心軸ＡＸに対して非平行である。外側壁面２４ｅ２は、円錐面の一部形状を有している。外側壁面２４ｅ２は、開口２４ｅ０に向けて漸次大径となる円錐面の一部で形成されている。外側壁面２４ｅ２は、開口２４ｅ０に近づくにつれて回転中心軸ＡＸから離れる形状を有している。
【００４１】
図５に示される最深部２４ｅ２１は、外側壁面２４ｅ２のうち底面２４ｅ１に最も近く開口２４ｅ０から最も離れた位置を示す。開放側端部２４ｅ２３は、外側壁面２４ｅ２のうち開口２４ｅ０に最も近い、中空部２４ｅの縁を成す位置を示す。中間部２４ｅ２２は、最深部２４ｅ２１と開放側端部２４ｅ２３との中間の位置を示す。
【００４２】
最深部２４ｅ２１、中間部２４ｅ２２および開放側端部２４ｅ２３は、この順に回転中心軸ＡＸから離れている。径方向（図５においては図中の上下方向）における、中間部２４ｅ２２と回転中心軸ＡＸとの距離は、最深部２４ｅ２１と回転中心軸ＡＸとの距離よりも大きい。径方向における、開放側端部２４ｅ２３と回転中心軸ＡＸとの距離は、中間部２４ｅ２２と回転中心軸ＡＸとの距離よりも大きい。最深部２４ｅ２１、中間部２４ｅ２２および開放側端部２４ｅ２３は、この順に回転中心軸ＡＸとの間の距離が大きくなっている。
【００４３】
第１壁面部材２４ｂは、外周面２４ｂ１を有している。外周面２４ｂ１は、回転中心軸ＡＸと平行に延びる、円筒面の形状を有している。外周面２４ｂ１が回転中心軸ＡＸに平行であり、かつ外側壁面２４ｅ２が回転中心軸ＡＸに対して傾斜していることにより、図５に示される根元部分２４ｂ２の径方向の厚みが、先端部分２４ｂ３の径方向の厚みよりも大きくなっている。中空部２４ｅよりも径方向外側の第１壁面部材２４ｂの径方向の厚みが、軸方向において、中空部２４ｅの底面２４ｅ１から開口２４ｅ０に向かうにつれて、小さくなっている。
【００４４】
中空部２４ｆは、上述した通り、中空部２４ｅと回転中心軸ＡＸについて対照な形状を有している。第１壁面部材２４ｂは、中空部２４ｆの底面を構成する底面２４ｆ１と、中空部２４ｆの径方向外側の壁面を構成する外側壁面２４ｆ２とを有している。
【００４５】
図５中に矢印で示される油流れＯＦ１は、冷媒供給部、より具体的には第１配管３０から中空部２４ｅ，２４ｆに供給される作動油の流れを示す。配管３０ａ，３０ｂのいずれか一方から、開口２４ｅ０を経由して中空部２４ｅに作動油が供給され、いずれか他方から中空部２４ｆに作動油が供給される。第１ピストン部材２４の回転角度によっては、中空部２４ｅ，２４ｆには作動油が供給されずに、中空部２４ｃ，２４ｄに作動油が供給される場合もある。
【００４６】
図５中に太線矢印で示される油流れＯＦ２は、中空部２４ｅ，２４ｆから排出される作動油の流れを示す。中空部２４ｅに供給された作動油は、第１ピストン部材２４の回転によって生じる遠心力の作用で、外側壁面２４ｅ２へ向かって流れる。作動油は、外側壁面２４ｅ２に沿って、最深部２４ｅ２１、中間部２４ｅ２２、開放側端部２４ｅ２３の順に移動して、開口２４ｅ０から中空部２４ｅの外部に放出される。同様に、中空部２４ｆに供給された作動油は、外側壁面２４ｆ２に沿って流れ、開口から中空部２４ｆの外部に放出される。
【００４７】
図６は、図３中のＶＩ−ＶＩ線に沿う第１ピストン部材２４の断面図である。図５には、第１ピストン部材２４の、回転中心軸ＡＸを通り、かつ、第１壁面部材２４ｂの設けられていない一般面を通る断面が図示されている。
【００４８】
図６に示されるように、第１ピストン部材２４は、底面２４ｃ１と、傾斜壁面２４ｃ２と、平行壁面２４ｃ３とを有している。中空部２４ｃは、開口２４ｃ０において開口している。中空部２４ｃは、回転中心軸ＡＸに平行な方向に開口している。底面２４ｅ１は、中空部２４ｃの底面を構成している。底面２４ｃ１は、回転中心軸ＡＸに直交して延びている。
【００４９】
傾斜壁面２４ｃ２と平行壁面２４ｃ３とは、中空部２４ｃの径方向外側の壁面を構成している。傾斜壁面２４ｃ２は、回転中心軸ＡＸに対して傾斜している。平行壁面２４ｃ３は、回転中心軸ＡＸと平行に延びる、円筒面の形状を有している。平行壁面２４ｃ３は、底面２４ｆ１に対して直立している。中空部２４ｃの径方向外側の壁面は、開口２４ｃ０に近づくにつれて回転中心軸ＡＸからの距離が増加する形状を有している。
【００５０】
中空部２４ｄは、上述した通り、中空部２４ｃと回転中心軸ＡＸについて対照な形状を有している。第１ピストン部材２４は、中空部２４ｄの底面を構成する底面２４ｄ１と、中空部２４ｄの径方向外側の壁面を構成する傾斜壁面２４ｄ２および平行壁面２４ｄ３とを有している。
【００５１】
＜燃焼室＞
図７は、燃焼室Ａ〜Ｄおよびエンジン２の動作を説明するための模式図である。図７には、ハウジング４の中央部分（たとえば、第１回転体２４ａと第２回転体２８ａとの当接部分）における、回転中心軸ＡＸに直交する断面が模式的に示される。図７に示すように、ハウジング４内には、ハウジング４、第１ピストン部材２４および第２ピストン部材２８によって、燃料を燃焼させるための４つの燃焼室Ａ〜Ｄが形成される。
【００５２】
燃焼室Ａ〜Ｄは、各々、ハウジング４の内周面と、第１ピストン部材２４の第１壁面部材２４ｂおよび第１回転体２４ａの斜面部分と、第２ピストン部材２８の第２壁面部材２８ｂおよび第２回転体２８ａの斜面部分とによって、規定されている。第１壁面部材２４ｂおよび第２壁面部材２８ｂは、燃焼室Ａ〜Ｄの周方向の壁面を構成している。周方向に隣り合う２つの燃焼室は、第１壁面部材２４ｂおよび第２壁面部材２８ｂによって仕切られている。
【００５３】
図２を参照して説明したワンウェイクラッチは、図７においては、第１ピストン部材２４と第２ピストン部材２８との反時計回りの回転を抑制し、時計回りの回転を許容する。
【００５４】
図７に示される燃焼室Ａでは、圧縮された空気と燃料との混合気が自着火によって着火する膨張行程となる。すなわち、燃焼室Ａで燃料が燃焼すると、第１ピストン部材２４の反時計回りの移動がワンウェイクラッチによって抑制されるため、第１ピストン部材２４の回転位置が維持されつつ、第２ピストン部材２８のみが破線矢印の方向に回転し、燃焼室Ａ内の気体の膨張とともに燃焼室Ａの容積が増加する。
【００５５】
図７に示される燃焼室Ｂでは、膨張した排気が排気管８から排出される排気行程となる。すなわち、燃焼室Ａでの燃料の燃焼によって、第２ピストン部材２８が破線矢印の方向に回転すると、第１ピストン部材２４の回転位置が維持されるため、燃焼室Ｂの容積が減少する。このとき、燃焼室Ｂは、排気管８と連通している。そのため、燃焼室Ｂ内の排気は、燃焼室Ｂの容積の減少とともに、排気管８に排出されていく。
【００５６】
図７に示される燃焼室Ｃでは、吸気管６から空気と燃料との混合気が吸入される吸気行程となる。すなわち、燃焼室Ａでの燃料の燃焼によって、第２ピストン部材２８が破線矢印の方向に回転すると、第１ピストン部材２４の回転位置が維持されるため、燃焼室Ｃの容積が増加する。このとき、燃焼室Ｃは、第２ピストン部材２８が破線矢印の方向に回転する途中で、吸気管６と連通する。そのため、燃焼室Ｃの容積の増加とともに、吸気管６から混合気が燃焼室Ｃ内に吸入される。
【００５７】
図７に示される燃焼室Ｄでは、吸気管６から吸入された混合気が圧縮される圧縮行程となる。すなわち、燃焼室Ａでの燃料の燃焼によって、第２ピストン部材２８が破線矢印の方向に回転すると、第１ピストン部材２４の回転位置が維持されるため、燃焼室Ｄの容積が減少する。このとき、燃焼室Ｄは、吸気管６および排気管８のいずれにも連通していないため、燃焼室Ｄの容積の減少によって燃焼室Ｄ内の混合気が圧縮される。
【００５８】
そして、燃焼室Ｄ内の圧力が上昇することによって第１ピストン部材２４に時計回りの力が作用すると、第１ピストン部材２４が回転し、第１ピストン部材２４と第２ピストン部材２８との位置関係が入れ替わることとなる。
【００５９】
このようにして、燃焼室Ａ〜Ｄのうちのいずれかで燃焼する毎に、第１ピストン部材２４と第２ピストン部材２８とが交互に回転することによって、エンジン２が動作する。
【００６０】
＜作用および効果＞
次に、上述した実施形態の作用および効果について説明する。
【００６１】
実施形態のエンジン２において、第１ピストン部材２４の第１壁面部材２４ｂは、図５に示されるように、回転中心軸ＡＸに平行な方向に開口した中空部２４ｅが形成されることで、内部が中空になっている。第１壁面部材２４ｂは、中空部２４ｅの径方向外側の壁面を構成する外側壁面２４ｅ２を有している。外側壁面２４ｅ２は、開口２４ｅ０に近づくにつれて回転中心軸ＡＸから離れる形状を有している。
【００６２】
外側壁面２４ｅ２をこのように形成することにより、第１ピストン部材２４の回転による遠心力の作用で、中空部２４ｅ内の作動油が外側壁面２４ｅ２に沿って開口２４ｅ０へ向かって流れる。中空部２４ｅに供給された作動油が中空部２４ｅから排出されやすくなるので、作動油を容易に回収できる。作動油が中空部２４ｅ内で滞留することを防止でき、作動油を常に循環させてラジエータを経て冷却された作動油を常に中空部２４ｅに供給できるので、第１ピストン部材２４の冷却を促進することができる。
【００６３】
第１ピストン部材２４の回転による遠心力を利用して中空部２４ｅから作動油を排出する構成であるので、中空部２４ｅから作動油を排出するためにポンプなどの追加の構成を設ける必要がない。これにより、構成を簡略化できるとともに、運転費の増大を回避することができる。
【００６４】
図５に示される例では、外側壁面２４ｅ２の全体が回転中心軸ＡＸに対して傾斜しているが、外側壁面２４ｅ２の少なくとも一部が、開口２４ｅ０に向かうにつれて大径になる湾曲面の形状に形成されていてもよい。外側壁面２４ｅ２は、回転中心軸ＡＸに平行な平行面部を有してもよい。外側壁面２４ｅ２は、円錐面、湾曲面、円筒面などを組み合わせた形状であってもよい。外側壁面２４ｅ２が、開口２４ｅ０に近づくにつれて回転中心軸ＡＸからの距離が増加する形状、すなわち、開口２４ｅ０に近づくにつれて回転中心軸ＡＸからの距離が減少する部分を有しない形状であれば、第１ピストン部材２４の回転により発生する遠心力で中空部２４ｅからの作動油の排出を促進できる作用が奏され、したがって第１ピストン部材２４の冷却を促進できる効果を得ることが可能である。
【００６５】
図４に示されるように、第１ピストン部材２４に作動油を供給するための冷媒供給部は、第１配管３０を備えている。図５に示されるように、第１配管３０は、開口２４ｅ０から中空部２４ｅに作動油を供給する。第１回転シャフト部２４ｓに軸方向に延びる給油路を形成して径方向内側から中空部２４ｅへ作動油を供給することも可能であるが、非回転体である第１配管３０から中空部２４ｅに作動油を供給する構成とすることにより、作動油の経路を簡単にでき、またオイルポンプの吐出圧を小さくすることができる。
【００６６】
図５に示されるように、外側壁面２４ｅ２は、開口２４ｅ０に向けて漸次大径となる円錐面の一部で形成されている。外側壁面２４ｅ２を円錐面形状に形成することにより、開口２４ｅ０に近づくにつれて回転中心軸ＡＸから離れる形状を確実に実現することができる。
【００６７】
図５に示されるように、中空部２４ｅよりも径方向外側の第１壁面部材２４ｂの厚みが、軸方向において底面２４ｅ１から開口２４ｅ０に向かうにつれて、小さくなっている。第１壁面部材２４ｂを、根元部分２４ｂ２の厚みが先端部分２４ｂ３の厚みよりも大きいように形成することで、第１壁面部材２４ｂの強度を向上することができる。またこのような第１壁面部材２４ｂは、作製が容易である。
【００６８】
［第２実施形態］
図８は、第２実施形態における第１ピストン部材２４の斜視図である。第１壁面部材２４ｂおよび第２壁面部材２８ｂは、第一実施形態で説明した三角形の板状形状に限られず、たとえば図８に示されるように、四角形の板状形状を有してもよい。
【００６９】
図８に示される第１壁面部材２４ｂは、底面２４ｅ１と、外側壁面２４ｅ２と、内側壁面２４ｅ３とを有している。底面２４ｅ１は、中空部２４ｅの底面を構成している。外側壁面２４ｅ２は、中空部２４ｅの径方向外側の内壁面を構成している。内側壁面２４ｅ３は、中空部２４ｅの径方向内側の内壁面を構成している。内側壁面２４ｅ３は、図８に示される例では回転中心軸ＡＸと平行に延びる円筒面の形状を有しているが、回転中心軸ＡＸに対して傾斜する形状であってもよい。
【００７０】
図８に示される実施形態においても、外側壁面２４ｅ２が、開口２４ｅ０に近づくにつれて回転中心軸ＡＸから離れる形状を有していることにより、第１ピストン部材２４の回転による遠心力の作用で、中空部２４ｅ内の作動油が外側壁面２４ｅ２に沿って開口２４ｅ０へ向かって流れて、作動油が中空部２４ｅから排出されやすくなる。したがって、作動油が中空部２４ｅ内で滞留することを防止でき、第１ピストン部材２４の冷却を促進できる効果を、同様に得ることができる。
【００７１】
第１壁面部材２４ｂは、多角形状の形状に限られず、たとえば円板形状など、他の任意の形状を有してもよい。
【００７２】
これまでの実施形態においては、第１ピストン部材２４が２枚の第１壁面部材２４ｂを有し、第２ピストン部材２８が２枚の第２壁面部材２８ｂを有する例について説明したが、第１壁面部材２４ｂおよび第２壁面部材２８ｂの個数は任意であり、３枚以上であってもよい。
【００７３】
第１ピストン部材２４および第２ピストン部材２８を冷却するための冷却媒体は、作動油に限られず、他の任意の液冷媒であってもよく、または冷媒ガスであってもよい。
【００７４】
以上のように実施形態について説明を行なったが、今回開示された実施形態はすべての点で例示であって制限的なものではないと考えられるべきである。本発明の範囲は上記した説明ではなくて特許請求の範囲によって示され、特許請求の範囲と均等の意味および範囲内でのすべての変更が含まれることが意図される。
【符号の説明】
【００７５】
２  エンジン、４  ハウジング、１６  第１出力軸、１８  第２出力軸、２４  第１ピストン部材、２４ａ  第１回転体、２４ｂ  第１壁面部材、２４ｂ１  外周面、２４ｂ２  根元部分、２４ｂ３  先端部分、２４ｃ，２４ｄ，２４ｅ，２４ｆ，２８ｃ，２８ｄ，２８ｅ，２８ｆ  中空部、２４ｃ１，２４ｄ１，２４ｅ１，２４ｆ１  底面、２４ｃ２，２４ｄ２  傾斜壁面、２４ｃ３，２４ｄ３  平行壁面、２４ｃ０，２４ｅ０  開口、２４ｅ２，２４ｆ２  外側壁面、２４ｅ２１  最深部、２４ｅ２２  中間部、２４ｅ２３  開放側端部、２４ｅ３  内側壁面、２４ｓ  第１回転シャフト部、２８  第２ピストン部材、２８ａ  第２回転体、２８ｂ  第２壁面部材、２８ｓ  第２回転シャフト部、３０  第１配管、３０ａ，３０ｂ，３２ａ，３２ｂ  配管、３２  第２配管、３４  第３配管、３６  第４配管、Ａ，Ｂ，Ｃ，Ｄ  燃焼室、ＡＸ  回転中心軸、ＯＦ１，ＯＦ２  油流れ。
【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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