(57)【要約】  内燃機関は４ストロークサイクルで作動し、１つまたは複数の略Ｖ字形燃焼室と内部キャビティとを区画するハウジングを含み、内部キャビティ内ではホイールが回転のためにクランクシャフトに取り付けられる。各燃焼室の内側にはゲートが配置され、各ゲートは、制御シャフトを含む対応ゲート制御組立体を持つ。各制御シャフトはベアリングによって支持され、ベアリングは、ホイールの表面に区画された略楕円形のカムーカットアウトに係合し摺動する。楕円形カムーカットアウトに対する及び内でのゲート制御組立体の動きは、ゲートの動きと作用を制御し、ホイールが回転するに伴って、混合気が燃焼室に引き込まれ、ゲートの回転運動によって圧縮され、そして点火され、ゲート上に力を与え、次いで、ゲートが回転して燃焼ガスを排気ポートから押し出す。【選択図】図７
2009529111.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
１つまたは複数の燃焼室を区画する前方ハウジングと；
内部キャビティを区画する後方ハウジングであって、該内部キャビティの中でホイールが回転のためにクランクシャフトに取り付けられ、かつ前記ホイールの前面が略楕円形のカムーカットアウトを区画する後方ハウジングと；
１つまたは複数で、それぞれが前記燃焼室の１つの中に位置する実質的に同一のゲートと；
１つまたは複数のゲート制御組立体であって、各ゲート制御組立体がそれぞれのゲートに接続され、ゲートの回転のための回転中心を区画する制御シャフトと、制御シャフトに一体か、装着された第１端部、および後方ハウジング内に延びる第２端部を有する制御アームとを含むゲート制御組立体と；
各制御アームの第２端部での１つまたは複数のベアリングであって、該ベアリングが、ホイールが回転するに伴って、前記楕円形のカムーカットアウト内および対するゲート制御組立体の動きが、それぞれの燃焼室内でのゲートの動きおよび作用を制御するように、前記楕円形のカムーカットアウトに係合し、摺動するベアリングと；
を備え、
ホイールが回転するに伴って、混合気が前記燃焼室の１つに引き込まれ、次いで楕円形のカムーカットアウトがそのゲートと連動して制御組立体上に作用するに伴って、混合気が前記ゲートの１つの回転運動によって圧縮され、次いで混合気が点火され、燃焼ガスの急激な膨張を引き起し、ゲート上に力を与え、そのためにホイールが、ゲートが再び内方へ回転し始めるのに伴い、燃焼室の容積を最小にして、燃焼ガスを排気ポートから押し出す内燃機関。
【請求項２】
前記内燃機関が、少なくとも２つの燃焼室を、各燃焼室の中に位置するゲートと共に含む請求項１に記載の内燃機関。
【請求項３】
各燃焼室が、略Ｖ字形である請求項１に記載の内燃機関。
【請求項４】
各ゲートが、略Ｖ字形である請求項３に記載の内燃機関。
【請求項５】
各ゲートの最幅広部分が、それぞれの燃焼室の最幅狭部分の内部に位置し、基本的にはいっぱいにする請求項４に記載の内燃機関。
【請求項６】
２つのベアリングが、前記楕円形のカムーカットアウトに係合し、摺動する各制御アームの第２端部に取り付けられる請求項１に記載の内燃機関。
【請求項７】
前記楕円形のカムーカットアウトが、２つのベアリングを受承するための階段状断面を有し、一方のベアリングは楕円形のカムーカットアウトの下位側壁に当接し、他方のベアリングは楕円形のカムーカットアウトの上位側壁に当接する請求項６に記載の内燃機関。
【請求項８】
前記カムーカットアウトに対向する前記ホイール側に位置する一連のマグネットと、前記一連のマグネットに面して後方ハウジングの壁に位置する対応する一連のマグネットとをさらに備え、前記マグネットが永久磁石発電機として機能し、前記内燃機関と連動して電力補助装置に電力を供給する請求項１に記載の内燃機関。
【請求項９】
1つまたは複数の燃焼室と、ホイールが回転のためにクランクシャフトに取り付けられるキャビティとを区画するハウジングと；
１つまたは複数のゲートであって、各ゲートが回転のために前記燃焼室の１つの中に枢支点を中心にする回転のために取り付けられたゲートと；
１つまたは複数のゲート制御組立体であって、各ゲート制御組立体がそれぞれのゲートをホイールに動作可能に接続し、ホイールが回転するに伴って、ゲート制御組立体の動きがそれぞれの燃焼室内でのゲートの回転を制御するゲート制御組立体と；
を備え、
ホイールが回転するに伴って、混合気が前記燃焼室の１つに引き込まれ、次いで混合気が燃焼室内でゲートの回転によって圧縮されて、混合気が点火され、燃焼ガスの急激な膨張を引き起し、かつゲート上に力を与え、そのためにホイールが、ゲートと共に、燃焼室の容積を最小にし、燃焼ガスを排気ポートから押し出す内燃機関。
【請求項１０】
前記ホイールの前面が略楕円形のカムーカットアウトを区画し、かつ各ゲート制御組立体が、それぞれのゲートに接続され、ゲートの回転のために枢支点を区画する制御シャフトと、制御シャフトに一体か、装着される第１端部と後方ハウジング内に延び、前記楕円形のカムーカットアウトに係合する第２端部とを有する制御アームを含む請求項９に記載の内燃機関。
【請求項１１】
さらに、各制御アームの第２端部に、１つまたは複数のベアリングを備え、前記ベアリングが前記楕円形のカムーカットアウト内に係合し、摺動する請求項１０に記載の内燃機関。
【請求項１２】
２つのベアリングが、前記楕円形のカムーカットアウト内に係合し、摺動するために各制御アームの第２端部に取付けられた請求項１１に記載の内燃機関。
【請求項１３】
前記楕円形のカムーカットアウトが２つのベアリングを受承するために階段状断面を有し、一方のベアリングは楕円形のカムーカットアウトの下位側壁に当接し、他方のベアリングは楕円形のカムーカットアウトの上位側壁に当接する請求項１２に記載の内燃機関。
【請求項１４】
前記内燃機関が、少なくとも２つの燃焼室を含み、各燃焼室内に１つのゲートが位置する請求項９に記載の内燃機関。
【請求項１５】
各燃焼室が、略Ｖ字形である請求項９に記載の内燃機関。
【請求項１６】
各ゲートが、略Ｖ字形である請求項１５に記載の内燃機関。
【請求項１７】
各ゲートの最幅広部分が、それぞれの燃焼室の最幅狭部分の内部に位置し、基本的にはいっぱいにする請求項１６に記載の内燃機関。
【請求項１８】
さらに、前記ホイール側に位置する一連のマグネットと、前記一連のマグネットに面して後方ハウジングの壁に位置し対応する一連のマグネットとを備え、前記マグネットが永久磁石発電機として機能し、前記内燃機関と連携して電力補助装置に電力を供給する請求項９に記載の内燃機関。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
［関連出願との相互参照］
この出願は２００６年３月３日に出願された米国仮特許出願第６０／７７９,３３８号について優先権を主張し、その仮出願の全ての開示が引用によってここに組み入れられる。
本発明は、内燃機関に関する。
【背景技術】
【０００２】
内燃機関において、基本機能は、（１）燃焼室内への混合気（fuel-air mixture）の吸気；（２）混合気の圧縮；（３）混合気の点火；および（４）点火された混合気の膨張と燃焼ガスの排気を含む。結果として膨張ガスの形で得られるエネルギーの放出が、車両を含む種々の機械的装置にパワーを与えるために使われる。
【０００３】
往復内燃機関は、内燃機関の、おそらく最も一般的な形態であろう。往復内燃機関において、シリンダ内でのピストンの往復運動は、混合気の圧縮および燃焼ガスの膨張をもたらす。エネルギーは、ピストンのクランクシャフトへの接続を通じて直線運動から回転運動に変換される。
【０００４】
ごく最近の車両機関は、大抵、４ストローク燃焼サイクルと呼ばれる、（１）吸気ストローク、（２）圧縮ストローク、（３）燃焼ストロークおよび（４）排気ストロークからなるピストンーシリンダ配置構成を用いる。代表的なピストンーシリンダ配置構成を用いる４ストローク燃焼サイクルにおいて、ピストンは、燃焼室（すなわち、シリンダ）のトップで開始し、吸気バルブが開く。ピストンは、シリンダ内で下方に移動し、そして、混合気が吸気バルブを通ってシリンダの中へ吸引されて、吸気ストロークを完了する。次いで、ピストンは、上方へと戻るように移動して、ストロークのトップに達するまで、混合気を圧縮して、圧縮ストロークを完了する。ピストンがストロークのトップに達したとき、スパークプラグが圧縮混合気を点火し、その結果、ピストンを下方へ動かす制御された爆発が生じ、燃焼ストロークを完了する。最後に、ピストンが、そのストロークのボトムに達すると、排気バルブが開き、燃焼ガスが、ピストンのストロークのトップへと戻るピストンの上昇移動により、シリンダの外へと押し出され、排気ストロークを完了し、ピストンは、次の燃焼サイクルのための準備ができる。
【０００５】
車両では一般的であるけれども、４ストローク燃焼サイクルを使用している往復内燃機関は、幾つかの欠点を有している。このために、他の機関が、同様の基本的な燃焼原理をいくらか変更して利用して開発されてきている。例えば、２ストローク燃焼サイクルを使用している内燃機関においては、吸気バルブと排気バルブとが取り除かれている。その代わりに、吸気ポートと排気ポートとが、シリンダの両側に配置されている。各膨張ストロークの後に、燃焼ガスが加圧下、シリンダから排気ポートを通って排気され、さらに、混合気が吸気ポートを通って吸引される。２サイクル機関は、クランクシャフトの回転当り1回だけの膨張サイクルであるけれども、４サイクル機関よりも効率が低いはずである。
【０００６】
もう１つの往復内燃機関は、４ストロークもしくは２ストローク燃焼サイクルを持つことができるディーゼル機関である。しかし、ディーゼル機関は、上述の機関とは異なり、シリンダ内に空気のみを吸引して圧縮する。この空気は、ピストンにより４５０psiを超えて圧縮され、その結果、約９００〜１１００F°の空気温度になる。圧縮ストロークのボトムでは、ディーゼル燃料がシリンダの中に射出され、そしてシリンダ内の空気の温度は、スパークプラグを必要としないで、混合気の点火を生じさせるのに充分である。
【０００７】
いずれの場合でも、往復内燃機関には、欠点がある。ピストンは、かなりの重量があるので、運動の間に振動を生じさせ、クランクシャフトの最大回転速度を制限する慣性を持っている。さらに、このような機関は、機械的効率と燃料効率とが比較的低い。
【０００８】
上記欠点のために、代替の燃焼機関のデザインを提案する幾つかの試みがなされている。おそらく、これら代替のデザインで最も良く知られ、また商業的に成功しているのは、ワンケル(Wankel)機関、すなわち、回転ピストン機関であろう。このワンケル機関は、クランクシャフトを回転させるようにエキセントリックパス（eccentric path）に沿って動く、ほぼ三角形の回転ピストン（quasi-triangular rotating piston）を有している。これは、吸入バルブと排気バルブとを使用する代わりに、回転しているピストンの端部が、燃焼室の壁に形成されたポートを開閉する。換言すると、吸気と排気のタイミングが、ロータの運転によってのみ制御される。
【０００９】
ワンケル機関のピストンが回転するに伴って、３つのコーナに設けられた封止部が、燃焼室の壁に沿って連続して摺動する。ピストンと壁との間に形成された密閉容積（enclosed volumes）が、ピストンの各回転の間に増減する。混合気が、密閉容積の中に吸引され、この密閉容積を減じるピストンの回転により圧縮され、次いで点火されて、燃焼ガスが、密閉容積の膨張によって、調整されて放出される。要するに、完全な４ストローク燃焼サイクルは達成されるが、往復運動が無いので、比較的高い回転速度が可能である。
【００１０】
ワンケル機関、すなわち、回転ピストン機関の最も顕著な欠点は、ピストンの各回転によって増減する、ピストンと燃焼室の壁との間の密閉空間を適切に封止することが難しいことである。もし、これら密閉空間が互いに連通できることになると、機関は、適切に機能することができなくなる。
【００１１】
ワンケル機関の開発以来、ワンケル、すなわち回転ピストン機関の欠点を取り扱う、幾つかの提案がなされている。例えば、米国特許第５,４１５,１４１号は、中心のロータと、複数の放射状摺動翼とを有する機関を開示し、請求している。これら翼は、ロータと共に時計方向に回転し、それら翼と、燃焼室の側壁と、ロータとの間に密閉容積を形成する。これらの密閉容積は、燃焼サイクルの間、ずっと容積を増減し、混合気が密閉容積に吸引され、ロータと関連した翼との回転により圧縮され、次いで点火されて、密閉容積の膨張により調整されて放出される。それにもかかわらず、ワンケル機関と同様、そのようなデザインは、密閉容積の相互の適切な封止の問題に今でも悩まされている。さらに、燃焼室の壁に沿う翼の抵抗（drag）が、動力および燃料効率を減らす。
【００１２】
もう１つの代替として、米国特許第６,７９６,２８５号は、ハウジングによって区画された中央キャビティ内に回転のために、そしてクランクシャフトを駆動させるために、取り付けられたトルクホイールを持つ内燃機関を記載し、請求している。このトルクホイールは、トルクホイール中心のまわりに間隔をもって配置された複数の別々のアームを含み、それによってそれぞれのアーム間の各容積を区画する。これらの容積内に位置しているのは、実質的に同一の燃焼ゲートである。トルクホイールが回転するに伴って、燃焼ゲートを楕円形パスを通じて動かす。空気がハウジングの中央キャビティに吸い込まれ、さらに燃料がハウジングの中央キャビティに導入されて、前記トルクホイールの対応アームと燃焼ゲートのうちの隣接ゲートとの間の容積の１つで混合気を作成する。次いで、この混合気は、燃焼ゲートの旋回と外向き移動によって、トルクホイールの連続回転中に圧縮される。次いで、混合気が点火され、燃焼ガスの急速な膨張を起こさせ、トルクホイールの連続回転を生じさせるトルクを与える。次いで、燃焼ゲートは旋回し、トルクホイールの中心に向かって内方へ移動し、燃焼ガスが膨張するのを可能にし、次いで旋回し、再度外側に移動し、燃焼ガスを排気口を通じて押し出す。
【００１３】
それにもかかわらず、一般的なガソリン機関より高速で回転できる一方で、重量当たり高パワー出力で一定の回転速度を維持する、耐久性があり、低燃費の内燃機関の必要性は残っている。
【００１４】
［発明の要旨］
本発明によってなされた内燃機関は、１つまたは複数の略Ｖ字形の燃焼室を区画する前方ハウジング（すなわち、機関ブロック）を含む。この内燃機関は、さらに、ホイールが回転のために取り付けられた内部キャビティを区画する第２の、後方ハウジングを含む。このホイールは、内燃機関の前方および後方ハウジングの両方を介して延び、かつ一連のベアリングによって支持されるクランクシャフトに取り付けられる。
【００１５】
各燃焼室の内側に配置されるのは、ゲートである。これらのゲートは、同様に、略Ｖ字形であるが、それぞれの燃焼室が幅広くなるに伴い幅狭くなる。言い換えれば、各ゲートの最幅広部分は、それぞれの燃焼室の最幅狭部分の内部に位置し、基本的にはいっぱいにする。一連の封止部が、ゲートとそれぞれの燃焼室との間に実質的に封止部を形成するように、各ゲートの周辺の周りに配置されることが考えられ、好ましい。
【００１６】
内燃機関における各ゲートは、対応するゲート制御組立体を含む。各ゲート制御組立体は、それぞれのゲートに接続され、ゲートの回転中心を区画する制御シャフトを含む。各制御シャフトは、後方に延び、一連のベアリングによって支持される。各制御シャフトの末端には、第１端部および第２端部を持つ、Ｌ字形の制御アームがある。第１端部は制御シャフトに一体か、装着されるが、第２端部は後方ハウジング内に延びる。
【００１７】
ホイールの前面は、後方ハウジングによって区画される内部キャビティ内に回転のために取り付けられが、略楕円形のカムーカットアウトを区画する。それぞれのＬ字形制御アームの第２端部に取り付けられるのは、楕円形カムーカットアウトに係合し摺動する、１または複数のローラベアリングである。このことについては、楕円形カムーカットアウトは一対のベアリングを受承するために階段状断面を持つことが考えられる。そのような階段状断面を有する楕円形カムーカットアウトを構成することによって、一つのローラベアリングは楕円形カムーカットアウトの下側壁に隣接するが、もう一つのローラベアリングは楕円形カットアウトの上側壁に隣接する。ゲート制御組立体の、楕円形カムーカットアウト内およびそれに対する移動は、それぞれの燃焼室内のゲートの移動および動作を制御する。
【００１８】
内燃機関において、２つのシリンダヘッドがハウジングの両側に装着される。
各ヘッドは各燃焼室のために２つのポートを区画する。すなわち、混合気（fuel/air mixture）を燃焼室に吸い込むための吸気ポートと、燃焼ガスを排気するための排気ポートとである。さらに、各シリンダヘッドもスパークプラグを含み、このスパークプラグは電子スパーク制御システムによって制御されるのが望ましい。
【００１９】
内燃機関は、４ストロークサイクルで作動する。まず、電子スタータがクランクシャフトとホイールを回転させ、楕円形カムーカットアウトが制御アームを始動させる。特定のゲートが回転して燃焼室の容積を最大にすると、吸気バルブが開く。このようにして、混合気がゲートとハウジングの壁との間の燃焼室に吸い込まれる。次いで、ホイールが回転を続けると、楕円形カムーカットアウトが制御組立体に作用しゲートを外部に回転させ、混合気をゲートとハウジングの壁との間の燃焼室内で圧縮する。次いで、混合気はスパークプラグによって点火される。圧縮された混合気の点火は、燃焼ガスの急速な膨張を起こさせ、ゲート、従ってホイールに、このホイールが回転を続ける間、力を分け与える。最後に、ゲートは、再び内部に回転し始め、ゲートとハウジングの壁との間の容積を最小にする。次いで、排気バルブが開き、ゲートの回転が燃焼ガスを、排気ポートを通じて押し出す。
【００２０】
図１は、本発明により作られた模範的な内燃機関の正面図である。
図２は、図１の模範的な内燃機関の平面図である。
図３は、図２の線３−３における、図１−２の模範的な内燃機関の断面図である。
図４は、図１の線４−４における、図１−２の模範的な内燃機関の断面図である。
図５は、図１の線５−５における、図１−２の模範的な内燃機関の断面図である。
図６は、図２の線６−６における、図１−２の模範的な内燃機関の断面図である。
図７は、図２の線７−７における、図１−２の模範的な内燃機関の断面図である。
図８は、図７に類似する断面図であり、さらに、右側に、混合気が、４ストローク燃焼サイクルの一部として吸気ポートから吸い込まれるところを説明する。
図９は、図７に類似する断面図であり、さらに、右側に、混合気が、４ストローク燃焼サイクルの一部としてゲートとハウジングの壁との間の燃焼室に受入れられるところを説明する。
【００２１】
図１０は、図７に類似する断面図であり、さらに、右側に、４ストローク燃焼サイクルの一部として混合気の圧縮を説明する。
図１１は、図７に類似する断面図であり、さらに、右側に、４ストローク燃焼サイクルの一部としてスパークプラグによる混合気の点火を説明する。
図１２は、図７に類似する断面図であり、さらに、右側に、４ストローク燃焼サイクルの一部として混合気の燃焼を説明する。
図１３は、図７に類似する断面図であり、さらに、右側に、４ストローク燃焼サイクルの一部とし燃焼ガスの膨張を説明する。
図１４は、図７に類似する断面図であり、さらに、右側に、４ストローク燃焼サイクルの一部として排気バルブが開放し排気ポートを通じて燃焼ガスを押し出すところを説明する。
【００２２】
［発明の説明］
図１、２および７を参照すると、本発明により作られた模範的な内燃機関１００は、本発明の精神および意図から逸脱しない少数またはそれ以上の室はあり得るけれども、２つの略Ｖ字形の（generally wedge-shaped）燃焼室２６ａ、２６ｂを区画する前方ハウジング（または機関ブロックengine block）１３を含む。模範的な内燃機関１００は、さらに、ホイール１が回転のために取り付けられた内部キャビティ（internal cavity）６０を区画する第２の、後方ハウジング１４を含む。このホイール１は、内燃機関１００の前方および後方ハウジング１３，１４の両方から延び、一連のベアリング（図示しない）によって支持されるクランクシャフト１１に取り付けられる。
【００２３】
前方ハウジング１３に戻って、各燃焼室２６ａ、２６ｂの内側に配置されるのは、ゲート５ａ，５ｂである。図７に説明されているように、これらのゲート５ａ，５ｂも、略Ｖ字形であるが、それぞれの燃焼室２６ａ、２６ｂが幅広くなるにつれて幅狭くなる。言い換えれば、各ゲート５ａ，５ｂの最幅広部分は、それぞれの燃焼室２６ａ、２６ｂの最幅狭部分の内部に位置し、基本的には、その最幅狭部分をいっぱいにする。また、図には明確に説明されていないけれども、一連の封止部（a series of seals）が各ゲート５ａ，５ｂの周囲に配置されることは、それらがゲート５ａ，５ｂとそれぞれの燃焼室２６ａ、２６ｂとの間に実質的に封止部を形成するように、検討され、望ましいことである。言い換えれば、ガスが、ゲート５ａ，５ｂの周りを、燃焼室２６，２６の一方側から他方側に通過できない。
【００２４】
同じく、図１、２および７を参照すると、模範的な機関１００の各ゲートゲート５ａ，５ｂは、対応するゲート制御組立体１０ａ，１０ｂを含む。各ゲート制御組立体１０ａ，１０ｂは、それぞれのゲート５ａ，５ｂに接続され、ゲート５ａ，５ｂの回転中心を区画する制御シャフト５０ａ、５０ｂを含む。各制御シャフト５０ａ、５０ｂがそれぞれのゲート５ａ，５ｂの端部に接続されるので、各ゲート５ａ，５ｂの回転は、一般の風よけワイパーのそれに類似する横-横の動きに軸支するのをベストとして記載されている。とにかく、各制御シャフト５０ａ，５０ｂは、後方へ延び、一連のベアリング（図示しない）によって支持される。各制御シャフト５０ａ，５０ｂの第１遠位端には、第１端部５３ａ，５３ｂおよび第２端部５４ａ、５４ｂを持つＬ字形制御アーム５２ａ、５２ｂがある。第１端部５３ａ、５３ｂは制御シャフト５０ａ，５０ｂに一体か、装着され、一方、第２端部５４、５４は、後方ハウジング１４内に延びる。
【００２５】
図３を参照すると、ホイール１の前面は、後方ハウジング１４によって区画された内部キャビティ６０内に回転のために取り付けられ、略楕円形のカムーカットアウト（generally elliptical cam-cutout）２をその表面に区画する。楕それぞれのＬ字形制御アーム５２ａ，５２ｂの第２端部５４ａ，５４ｂに取り付けられるのは、１つまたは複数（実施例では２つ）のローラベアリング３ａ，３ｂであり、楕円形のカムーカットアウト２に係合し、摺動する。これに関して、また図２にベストに説明されているごとく、楕円形カムーカットアウト２が、各対のローラベアリング３ａ，３ａ’，３ｂ、３ｂ’を受承する階段状断面を持つことが考えられる。引用によってここに組み入れられる米国特許第６,７９６,３８５に記載されているごとく、楕円形カムーカットアウト２をそのような階段状断面で構成することによって、１つのローラベアリングは、もう１つのローラベアリングが楕円形カムーカットアウト２の上位側壁に当接する間、楕円形カムーカットアウト２の下位側壁に当接する。このようにして、楕円形カムーカットアウト２の階段状の構成およびローラベアリング３ａ，３ａ’，３ｂ、３ｂ’との関係が、制御アーム５２ａ、５２ｂの劇的な動きを防止し、内燃機関１００の最適効率を妨げる。とにかく、さらに詳細に後述するごとく、楕円形カムーカットアウト内とそのカムーカットアウトに対するゲート制御組立体１０ａ，１０ｂの動きが、それぞれの燃焼室２６ａ，２６ｂ内でゲート５ａ，５ｂの動きおよび作動を制御する。
【００２６】
ここで、図１，４、５、７および１１を参照すると、模範的な内燃機関１００において、２つのシリンダヘッド６ａ，６ｂはハウジング１３の両側に対向して取り付けられる。各ヘッド６ａ，６ｂは各燃焼室２６ａ，２６ｂのために２つのポートを区画する。すなわち、混合気（fuel-air mixture）を燃焼室２６ａ，２６ｂに引き込むための吸気ポート１５ａ，１５ｂ、および燃焼ガスを排気するための排気ポート２４ａ，２４ｂである。模範的な内燃機関１００では、そのような吸気ポート１５ａ，１５ｂおよび排気ポート２４ａ，２４ｂは、これらのポートと連動するバルブを含み、自動車用機関で普通に見られた代表的なものである。さらに、各シリンダヘッド６ａ，６ｂは同様にスパークプラグ２７ａ，２７ｂを含み、これらのスパークプラグは電子スパーク制御システム（図示しない）によってそれぞれ制御されるのが好ましい。そのようなスパークプラグおよび連動する制御システムも、自動車用機関で普通に見られた代表的なものである。
【００２７】
ここで、図７〜１４を参照すると、模範的な内燃機関１００は、４ストローク・サイクルで作動する。まず、図７に図示されるように、電子式スタータ（図示しない）がクランクシャフト１１およびホイール１を回転させるに伴って、楕円形カムーカットアウト２は制御アーム５２ａ、５２ｂを発進させる。図８の模範的な機関１００の右側とゲート５ａとに焦点を当てると、このゲート５ａが回転して燃焼室２６ａの容積を最大にし、吸気バルブ１６ａが開く。かくして、混合気は、図９に示されるように、ゲート５ａとハウジング１３の壁との間の燃焼室２６ａに、吸気ポート１５ａから吸引される。次いで、ホイール１が回転を続けたままで、楕円形のカムーカットアウト２は、制御組立体１０ａに作用し、ゲート５ａを外側に回転させ、図１０に示すように、ゲート５ａとハウジング１３の壁との間の燃焼室２６ａ内に混合気を圧縮する。
【００２８】
ここで、図１１において、模範的な内燃機関１００の右側とゲート５ａを参照すると、混合気がスパークプラグ２７ａによって点火される。圧縮混合気の点火は、燃焼ガスの急速な膨張を起こし、ゲート５ａ、従ってホイール１に力を与え、図１２〜１４に示されるようにホイール１が回転し続ける。
最後に、ゲート５ａが、再び内部へ回転し始め、ゲート５ａとハウジング１３の壁との間の容積を最少にする。  次いで、排気バルブ１８ａが開き、ゲート５ａのこの回転により、図１４に図示されるように、排気ポート２４ａを通じて燃焼ガスを押し出す。
【００２９】
図７〜１４で説明されたホイール１の回転中に、模範的な内燃機関１００の左側では、他のゲート５ｂが４ストロークサイクルを同時にし終える。しかしながら、ゲート５ａがその燃焼サイクルを開始し、混合気を吸い込むとき、他のゲート５ｂは、１つのサイクルを終了し、燃焼ガスの膨張と排気を可能にする。
【００３０】
上記仕様に基づいて構成された内燃機関１００は通常の往復動の、ピストン型の機関の問題および回転燃焼機関の問題を避ける。往復動の、ピストン型の機関とは違って、シリンダ内では実質的な縦方向の移動量を強制する必要がないので、各燃焼サイクルに必要とする燃料と空気は最小である。むしろ、ホイール１は実質的な質量と慣性を持っているので、ホイール１を駆動するには比較的小さい燃焼で十分である。
【００３１】
さらに、ピストンーシリンダの配置構成を用いるときは、オフセットクランクシャフトがエネルギーを直線運動から回転運動に変換するために必要であり、その結果、効率の損失になる。同様に、回転ピストン機関は、燃焼室内での回転ピストンの偏心運動のためオフセットクランクシャフトを必要とする。本発明の内燃機関１００のホイール１は、エネルギーの変換がないように、クランクシャフト１１に直接固着される。クランクシャフト１１はホイール１で回転する。この件に関して、本発明の内燃機関１００は出力速度を制御すべく設計された変速装置に連動して、一定の回転速度（ＲＰＭ）で作動されることが望ましい。
【００３２】
また、更なる改良として、図２で説明された実施態様において、楕円形カムーアウトカット２に対向するホイール１の側が一連のマグネット２５を含んでもよいことに注目すべきである。一連のマグネット２５に面する後方ハウジング１４の壁は、対応する一連のマグネット２３を含む。よって、ホイール１上のマグネット２５と、後方ハウジング１４上のマグネット２３は、永久磁石発生器として作用して発電をし、内燃機関１００と連動するパワー補助装置に用いることができる。
【００３３】
さらに、もう１つの改良として、作動中に、模範的な内燃機関１００を空気または液体で、シリンダヘッド６ａ，６ｂおよび／またはハウジング１３によって区画されたチャンネル（図示しない）を通すことにより冷却してもよい。
【００３４】
当業者であれば、本発明の教示を逸脱することなく実施態様を追加することも可能であることを認めるであろう。この詳細な記述、特に、ここに開示された模範的な実施態様の具体的な詳細は、主として理解を明確にするために与えられたものであり、また、変形がこの開示を読んだ当業者に自明となるだろうし、本発明の精神または意図から逸脱することなしに可能であるので、不必要に限定することはないと理解すべきである。
【図面の簡単な説明】
【００３５】
【図１】本発明により作られた模範的な内燃機関の正面図である。
【図２】図１の模範的な内燃機関の平面図である。
【図３】図２の線３−３における、図１−２の模範的な内燃機関の断面図である。
【図４】図１の線４−４における、図１−２の模範的な内燃機関の断面図である。
【図５】図１の線５−５における、図１−２の模範的な内燃機関の断面図である。
【図６】図２の線６−６における、図１−２の模範的な内燃機関の断面図である。
【図７】図２の線７−７における、図１−２の模範的な内燃機関の断面図である。
【図８】図７に類似する断面図であり、さらに、右側に、混合気が、４ストローク燃焼サイクルの一部として吸気ポートから吸い込まれるところを説明する。
【図９】図７に類似する断面図であり、さらに、右側に、混合気が、４ストローク燃焼サイクルの一部としてゲートとハウジングの壁との間の燃焼室に受入れられるところを説明する。
【００３６】
【図１０】図７に類似する断面図であり、さらに、右側に、４ストローク燃焼サイクルの一部として混合気の圧縮を説明する。
【図１１】図７に類似する断面図であり、さらに、右側に、４ストローク燃焼サイクルの一部としてスパークプラグによる混合気の点火を説明する。
【図１２】図７に類似する断面図であり、さらに、右側に、４ストローク燃焼サイクルの一部として混合気の燃焼を説明する。
【図１３】図７に類似する断面図であり、さらに、右側に、４ストローク燃焼サイクルの一部とし燃焼ガスの膨張を説明する。
【図１４】図７に類似する断面図であり、さらに、右側に、４ストローク燃焼サイクルの一部として排気バルブが開放し排気ポートを通じて燃焼ガスを押し出すところを説明する。
【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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【国際調査報告】
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