(57)【要約】【課題】加工が容易で、燃料空気サイクルが合理的な直接回転型の内燃機関を提供する。【解決手段】ボア２に基円部７ａが接する第１のロータ７と、第２のロータ８ｂの基円部８ａが密に接している。基円部７ａには凹部７ｂが設けられ、基円部８ａには突起部８ｂが設けられている。ロータ７，８を固定された軸６，９はケーシング１に回転自在に支持されている。ケーシング１外において軸６，９に夫々固定した同一歯数のギアが噛み合っている。機外の圧縮機から吸気口１０を通じて送り込まれた混合気は点火栓１６で点火爆発し、空間１４ａの混合気は膨張して突起部８ｂを押して第２のロータ８を回転する。排気は排気口１７から排出される。【選択図】      図５
2004308592.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
平行に、かつ軸間距離がその直径の合計の半分よりも小なる如く互いに重なり合って設けられた円筒状の第１、第２のボアを有し各ボアの交線がロータ離脱側稜線及びロータ進入側稜線となっているケーシングと、
第１のボアの中心においてケーシングに回転可能に支持されたボア軸に固定された第１のボアと同直径の基円部と、基円部に設けられた凹部であって、第２のロータの突起部が係合可能な凹部を有し第１のボアに収容された第１のロータと、
第２のボアの中心においてケーシングに回転可能に支持されたボア軸に固定されこの軸を中心とする基円部であって、第１のロータの基円部に接する基円部と、この基円部から放射方向に突出して先端が第２のボアの内周に密接する突起部であって第１のロータの凹部と係合可能な突起部を有し第２のボアに収容された第２のロータと、
ケーシング外でボア軸の夫々に固定されて互いに噛み合い、夫々が同歯数を有する歯車対と、
圧縮燃料供給手段と、
を有し、
更に、各ロータが回転する際に
（１）第１のロータの凹部がロータ進入側稜線を通過して第１のロータの基円部がロータ進入側稜線から第１のボアの内周に接し、第２のロータの突起部先端がロータ進入側稜線から第２のボアの内周に接して、第１のロータの基円部と第２のロータの突起部の進行方向背面との間の空間と圧縮燃料供給手段を連通させる燃料供給制御手段と、
（２）続く第２のロータの回転により圧縮燃料が供給されて燃料供給制御手段が燃料供給を停止した後に点火を行う点火栓と、
（３）点火後の圧縮燃料の膨張により突起部が押されて第２のロータに回転力を加えて第２のロータが回転する際に突起部の回転方向前面側の空間の気体を排出するための排気ポートと、
をケーシングに有することを特徴とする内燃機関。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は内燃機関及び気体例えばガソリンと空気の混合気を圧縮する圧縮機に関する。
【０００２】
【特許文献】
調査された範囲の特許文献（特許公開公報、実用新案公開公報など）に公知文献はありませんでした。
【非特許文献】
非特許文献（書籍、雑誌、学会発表レポート、インターネットサイト等）のうち刊行物である商品大辞典（昭和５１年６月１５日東洋経済新聞社発行）第１７８頁にはロータリー機関の説明がある。
【０００３】
【従来の技術】
往復動内燃機関の直線運動を回転運動に変換する変換機構構をなくしたロータリ機関が知られている。従来のロータリ機関はロータはいわゆる「おむすび（等幅歪円）」に近い形状をしており、ほぼ長円形中において遊星運動をするように構成されている。ロータリ機関はエンジン自体が直線運動を回転運動に変換する運動変換機構を用いないで直接回転力を得る直接回転型の内燃機関である。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】
従来のロータリ内燃機関は主として自動車に採用され、出力が大きく、応答が早く静かである点ですぐれたものとされている。しかし乍、従来の技術によればロータの加工に格別な技術が必要である。ロータとハウジング間に設けるアペックスシールは曲率の常に変化するハウジング内面に摺擦するため密封に格段の工夫が必要とされる。ハウジング内面が非円形となる部分があるので加工に格別な技術が必要である。アペックスシールを設ける部分は幅を大きくできず、アペックスシールが不可欠である。
【０００５】
上述の理由から、エンジンの耐久性を保障するには格別なメンテナンスを必要としている。
【０００６】
これらの点を勘案すると製造、保守共高コストとなるのが否がめない。
【０００７】
本発明は直接回転型の内燃機関の特徴を生かした加工が容易な内燃機関を提供することを目的とする。
【０００８】
【課題を解決するための手段】
本出願に係る第１の発明は平行に、かつ軸間距離がその直径の合計の半分よりも小なる如く互いに重なり合って設けられた円筒状の第１、第２のボアを有し各ボアの交線がロータ離脱側稜線及びロータ進入側稜線となっているケーシングと、第１のボアの中心においてケーシングに回転可能に支持されたボア軸に固定された第１のボアと同直径の基円部と、基円部に設けられた凹部であって、第２のロータの突起部が係合可能な凹部を有し第１のボアに収容された第１のロータと、第２のボアの中心においてケーシングに回転可能に支持されたボア軸に固定されこの軸を中心とする基円部であって、第１のロータの基円部に接する基円部と、この基円部から放射方向に突出して先端が第２のボアの内周に密接する突起部であって第１のロータの凹部と係合可能な突起部を有し第２のボアに収容された第２のロータと、ケーシング外でボア軸の夫々に固定されて互いに噛み合い、夫々が同歯数を有する歯車対と、圧縮燃料供給手段と、を有し、更に、各ロータが回転する際に
（１）第１のロータの凹部がロータ進入側稜線を通過して第１のロータの基円部がロータ進入側稜線から第１のボアの内周に接し、第２のロータの突起部先端がロータ進入側稜線から第２のボアの内周に接して、第１のロータの基円部と第２のロータの突起部の進行方向背面との間の空間と圧縮燃料供給手段を連通させる燃料供給制御手段と、
（２）続く第２のロータの回転により圧縮燃料が供給されて燃料供給制御手段が燃料供給を停止した後に点火を行う点火栓と、
（３）点火後の圧縮燃料の膨張により突起部が押されて第２のロータに回転力を加えて第２のロータが回転する際に突起部の回転方向前面側の空間の気体を排出するための排気ポートと、
をケーシングに有することを特徴とする内燃機関である。
【０００９】
【発明の実施の形態】
以下、図面を用いて本発明の実施の形態について説明する。
【００１０】
理解を容易とするため、初めに構成は概略のみ説明し、次に作用を説明し、最後に実施の形態を示す。
【００１１】
（概略構成）
図１、図２はこの発明の内燃機関の内燃機部を説明するための摸式図である。
【００１２】
この発明の実施の形態の内燃機関の構成は、以下のとおりである。
【００１３】
平行に、かつ軸間距離ＣＤがその直径Ｄ１，Ｄ２の合計の半分よりも小なる如く互いに重なり合って設けられた円筒状の第１、第２のボア２，３を有し各ボア２，３内周の交線がロータ離脱側稜線４及びロータ進入側稜線５となっているケーシング１と、
第１のボア２の中心においてケーシング１に回転可能に支持されたボア軸６に固定された第１のボア２と同直径の基円部７ａと、基円部７ａに設けられた凹部７ｂであって、第２のロータ８の突起部８ｂが係合可能な凹部７ｂを有し第１のボア２に収容された第１のロータ７と、
第２のボア３の中心においてケーシング１に回転可能に支持されたボア軸９に固定されこの軸９を中心とする基円部８ａであって、第１のロータ７の基円部７ａに接する基円部８ａと、第２のロータ８の基円部８ａから放射方向に突出して先端が第２のボア３の内周に密接する突起部８ｂであって第１のロータ７の凹部７ｂと係合可能な突起部８ｂを有し第２のボア３に収容された第２のロータ８と、
ケーシング１外でボア軸６，９の夫々に固定されて互いに噛み合い、夫々が同歯数を有する歯車１１，１２対と、
圧縮燃料供給手段１３と、
を有し、
更に、各ロータ７，８が回転する際に
（１）第１のロータ７の凹部７ｂがロータ進入側稜線５を通過して第１のロータ７の基円部７ａがロータ進入側稜線５から第１のボア２の内周に接し、第２のロータ８の突起部８ｂ先端がロータ進入側稜線５から第２のボア３の内周に接して、第１のロータ７の基円部７ａと第２のロータ８の突起部８ｂの進行方向背面との間の空間１４（図４参照）と圧縮燃料供給手段１３を連通させる燃料供給制御手段１５と、ここで空間１４には吸気口１０が開口しており、吸気口１０は燃料供給制御手段１５と通じている。
（２）続く第２のロータ８の回転により圧縮燃料が供給されて燃料供給制御手段１５が燃料供給を停止した後に点火を行う点火栓１６と、
（３）点火後の圧縮燃料の膨張により突起部８ｂが押されて第２のロータ８に回転力を加えて第２のロータ８が回転する際に突起部８ｂの回転方向前面側の空間１９の気体を排出するための排気口１７と、
をケーシング１に有する。ケーシング１は図の紙面に平行な側板を両側に有する（後述する）。
【００１４】
図１では説明を分り易くするためにＤ１＝Ｄ２としてあるがＤ１≠Ｄ２であってもよい。何れの場合も歯車１１，１２の歯数は等しい。また、突起部８ｂ先端は線として鋭っているとして説明する。
【００１５】
図３から図１３に作用及び構成の一部を示す。
【００１６】
今図３のように凹部７ｂと突起部８ｂとが係合している状態をこの内燃機関の始点とする。ただし、この内燃機関は始点で定位置停止する必要はないので始点は説明のためのものである。
【００１７】
図３の状態から図示されない始動装置によりロータ７，８が図示矢印の方向に回転する。即ち、第１のロータ７は反時計回りに、第２のロータ８は時計回りに回転する。各ロータ７，８の回転速度は同一で回転方向は互いに反対である。ボア軸９側が始動装置に係合されている場合は第２のロータ８はボア軸９で直接駆動され、第２のロータ７は歯車１１，１２対を介して駆動されるボア軸６と共に回転する。始点では両基円部７ａ，８ａは接触の始めの位置である。図３の位置及び図３の位置から第１、第２のロータ７，８が回転を始めた位置では第２のロータ８回りの空間１８と凹部７ｂとは連なった一つの空間となっている。凹部７ｂを形成する第１のロータ７周面の進行方向の後面（凹部後面という）７ｃはボア軸６，９を結ぶ直線Ｌ１と一致しロータ７の半径方向の面である。突起部８ｂは第２のロータ８の周面の移動方向で見て後方へ倒れている。凹部７ｂの前面（凹部前面という）７ｄは突起部８ｂの先端と一致する凹部７ｂの底の位置から第２のロータの外周へ向っている。
【００１８】
図４に示すように第１のロータ７の凹部７ｂがケーシング１の進入側稜線５を通過して、凹部後面７ｃと第２のロータの基円部７ａが交わる角部７ｅが進入側稜線５と一致する。同時に第２のロータ８の突起部８ｂ先端が進入側稜線５と一致する。その後第１、第２のロータ７，８が少しく回転してロータ進入側稜線５から角部７ｅまでの基円部７ａと第１のボア２との接触部の周方向の幅が大きくなると共に突起部８ｂはロータ進入側稜線５よりやや遠ざかる。これによって第１のロータ７の基円部７ａと第２のロータ８の突起部８ｂの進行方向背面との間の空間１４が図４から第１、第２のロータ７，８がわずかに回転した位置に相当して拡大される。
【００１９】
このときに、燃料供給制御手段１５が圧縮燃料供給手段１３と吸気口１０を連通させる。燃料供給制御手段１５としては、例えば出力軸であるボア軸９に設けたカムでもって開閉する弁装置が採用できる。圧縮燃料供給手段１３は吸気側に空気と燃料例えばガソリンの混合気を作成する気化器を設けた圧縮機である。圧縮燃料供給手段１３の吐出側は燃料供給制御手段１５を介して吸気口１０に連通している。ここで、圧縮機としては各種のものが採用されるが回転圧縮機、例えばロータリ圧縮機、べーン圧縮機等が考えられている。なお、圧縮機については後述する。
【００２０】
空間１４に圧縮燃料が送り込まれてロータ７，８が少しく回転すると燃料供給制御手段１５は閉じる。
【００２１】
図５に示すように突起部８ｂが点火栓１６の位置をとおり過ぎると点火栓１６は付勢されて第２のロータ８の回転による突起部８ｂの進行方向背面と第１のロータ７の基円部７ａ間の空間１４ａの燃料は火花点火される。これによって、空間１４ａの燃料は爆発燃焼して昇圧され突起部８ｂの進行方向背面が加圧されて第２のロータ８は回転力を得る。
【００２２】
図６に示すように燃焼した燃料の膨張により第２のロータ８は回転する。このとき、突起部８ｂの進行方向の前面側の空間１９の気体は排気口１７から排出される。尚この空間１９の気体は燃焼ガスではなく始動装置で内燃機関が回転し最初の爆発があった際のみで、その後は爆発後の排気となる。
【００２３】
図７に示すように第２のロータ８の突起部８ｂの先端が稜線４に達する直前には突起部８ｂの進行方向背部の空間１４ｂ中の爆発膨張した燃焼ガスは圧力が低下しているが若干の圧力を有する。そこでこのガスは排気口１７から排出される。
【００２４】
図８に示すようにロータが始点に来ると、以下は、図９から始まる排気と吸気が同時に開始される。図９では図４と同様であるが、図９の突起部８ｂの進行方向前面の空間１９ａには前回の爆発工程後の膨張した気体の排出残りが滞留している。
【００２５】
図１０に示すように爆発工程では突起部８ｂの進行方向背部に面する空間１４ａでは圧縮混合気の爆発が行われる。
【００２６】
図１１に示すように図１０の爆発工程後の膨張工程ではこの回転の前回の回転時の膨張工程における排気が排気口１７から排出される。
【００２７】
図１２の突起部８ｂ先端がロータ離脱側稜線４に達する直前に図１１に示す縮小する空間１９ａによって排気は排気口１７から排気された後は、膨張工程によって生じた空間１４ｂの燃焼ガスが排気口１７を通じて排気される。
【００２８】
図１３のように始点に戻る。以下、同様の工程をくり返すことによりボア軸６，９は連続した回転出力を得る。燃料供給を停止または及び火花点火の停止により、ボア軸６，９の回転は停止する。
【００２９】
図１４から図１７は圧縮燃料供給手段としての圧縮機を示す。図１４に示すように前述のケーシング１とは異なるが同様な形状のシリンダ１００の第１のボア１０２の中心には内燃機関のボア軸６が延出されている。シリンダ１００の第２のボア１０３の中心にはボア軸９が延出されている。シリンダ１００内においてボア軸６には第１のロータ１０７が固定されている。シリンダ１００内においてボア軸９には第２のロータ１０８が固定されている。
【００３０】
第１、第２のロータ１０７，１０８の形状は図１においてボア軸６，９の中心を結ぶ直線Ｌ１を中心にしてロータ７，８を１８０度回転して裏返した形状となっている。ただし、ロータ７，８とロータ１０７，１０８の取付けの位相（ボア軸６，９に対するロータの取付角は異なっており、図１と図１４は対応していない。
【００３１】
シリンダ１００には吸込口１１０、吐出口１１７が設けられている。吸込口１１０は稜線１０５の近くで空間１１８に向って開口している。この吸込口１１０はまた第１のロータ１０７によって閉塞されない位置にある。吐出口１１７は稜線１０４の近くで空間１１８に向かって開口している。吐出口１１７は第１のロータ１０７によって閉塞されない位置にある。
【００３２】
吸込口１１０は図示されないエアフィルタ及び気化器又は燃料噴射装置を介して大気に通じている。吐出口１１７は燃料供給制御手段１５を介して内燃機関の吸気口１０に通じている。吐出口１１７と吸気口１０を通ずる燃料の通路はケーシング１，１００内を通ずるように設ける。又は、ケーシング１，１００内を通ずる燃料通路と併せて配管により設けるようにしてもよい。
【００３３】
図３、図１５が内燃機部と圧縮機のロータの相当関係位置を示している。即ち、ボア軸６に対して図示位置に第１のロータ７，１０７が固定されている。また、ボア軸９に対して図示位置に第２のロータ８，１０８が固定されている。内燃機部のロータ７が始点位置（図３の位置）にあるときは、凹部７ｂの半径方向の凹部後面７ｃはボア軸６，９を結ぶ直線Ｌ１上にあり、突起部８ｂの先端は直線Ｌ１上にある。内燃機部直線Ｌ１と、ボア軸９と稜線５を結ぶ直線Ｌ２とのなす角をθとする。このとき、圧縮機の第２のロータ１０８は図１５の位置にある。図１５においてはボア軸９と稜線１０４を結ぶ直線をＬ３とする。突起部１０８ｂの先端が稜線１０４よりも突起部１０８ｂの進行方向手前側にあって、突起部１０８ｂの先端とボア軸９を結ぶ直線をＬ４とする。線Ｌ３とＬ４のなす角はθ＋αとなっている。ここで角αは小さな角度である。本例では、第２のロータ８，１０８の回転方向に関し、突起部１０８ｂは突起部８ｂの位置よりも中心角で約９０度遅れた位置にある。内燃機部と圧縮機はロータが夫々同軸で結合されている。この圧縮機は内燃機部が膨張工程を行っているときに圧縮工程を行って圧縮燃料を得るものである。
【００３４】
内燃機関が図３の始点にあり、圧縮機が図３に対応する図１５の始点にある状態で内燃機関が停止している位置から始動したとして説明する。ただし、始動装置があるのでロータの位置にかかわらず内燃機関は始動できる。
【００３５】
始動装置により、第２のロータ８が回転し、角θ回転すると、図４に示すように内燃機部の第２のロータ８の突起部８ｂの先端が稜線５に達すると、圧縮機の突起部１０８ｂは稜線１０４に近ずく。このとき、圧縮機の突起部１０８ｂの先端及び稜線１０４夫々がボア軸９と結ぶ線が挟む角度はαである。この直後に燃料供給制御手段１５が開いて内燃機関の空間１４と、圧縮機の突起部１０８ｂの前進側に面する空間は連通するが上記始点位置からの圧縮では圧縮機での燃料気体の加圧が不足しているため空間１４には火花点火の条件に合わない燃料気体が送られる。
【００３６】
第２のロータ１０８の突起部１０８ｂが図１４に示すように直線Ｌ１をとおりすぎて、その後稜線１０５に到る。
【００３７】
突起部１０８ｂの先端が稜線１０５を過ぎて第２のボア１０３に接し、且つ両基円部１０７ａ，１０８ａが接した後は第２のボア１０３と第１、第２のロータ１０７，１０８間には空間ができる。そして突起部１０８ｂが逆止弁を介装した吸込口１１０を通過した後は、図１７に示すように空間１１４は拡大して行き空間１１４へは吸込口１１０を通じて燃料気体が吸い込まれる。同時に突起部１０８ｂの進行方向の前面側の空間１１９の気体は空間１１９の縮小につれて圧縮される。空間１１９のこのときの気体は図１５における空間１１８を始点として拡大した空間の気体であり、燃料気体は所定の濃度のものではない。尚、空間１１９の気体は第２のロータ１０８が始点から１回転以上回転し更に回転して突起部１０８ｂが吸込口１１０を通過した後に始めて吸込口１１０から吸い込まれた燃料気体が有効な混合比となっている。この燃料気体は突起部１０８ｂが始点から更に１回転して始点に達したとき、図１５に示すように空間１１９に圧縮される。
【００３８】
そして、図１５において、第２のロータ１０８の回転により、所定の混合気が空間１１９から図１６に示すように空間１１９ａに圧縮される過程で、燃料供給制御手段１５が開いて吐出口１１７から図示されない通路を介して図４に示す状態にある第１、第２のロータ７，８によって閉じられた空間１４に吸気口１０から燃料気体が送り込みが始まり、図４の位置から第２のロータ８が角α回転するにつれて空間１４の混合気の圧力が高まる。その直後に燃料供給制御手段１５は吐出口１１５を閉じる。
【００３９】
その後は圧縮機の１回転毎に図１６の状態となり、図１６の状態の少し前の状態から内燃機部は図４の状態となり圧縮燃料が圧縮機から内燃機部へ送り込まれる。
【００４０】
上述のように内燃機部は爆発、膨張と排気が同時に進行し、圧縮機は吸込と圧縮が同時に進行するサイクルが行われる。
【００４１】
図１８は前述した圧縮機を備えた内燃機即ち内燃機関を示す。
【００４２】
図に示すようにケーシング１，１００は一体化されている。即ち、内燃機のケーシング１は本体１ａ、サイドケーシング１ｂ，１ｃを有する。圧縮機のケーシング１００は本体１００ａとサイドケーシング１００ｂを有し、サイドケーシング１ｂを借用している。そして、これら本体１ａ，１００ａ、サイドケーシング１ｂ，１ｃ，１００ｂは夫々側面を密接して周辺の２個所で各ケーシングを密に貫通する位置決めピン２１で位置決めし、各ケーシングのボルト穴を挿通する通しボルト２２とナットにより締結されている。各ケーシングの接触面には、例えば液体シール等が施行され気密が計られている。
【００４３】
各サイドケーシング１ｂ，１ｃ，１００ｂ及び第１のロータ７，１０７を貫通してボア軸６が設けられている。ボア軸６はサイドケーシング１ｂ，１ｃ，１００ｂに設けた軸受穴１ｄ，１ｅ，１００ｃに回転自在に支持されている。既にのべたように第１のロータ７，１０７はボア軸６に固定されている。
【００４４】
各サイドケーシング１ｂ，１ｃ，１００ｂ及び第２のロータ８，１０８を貫通してボア軸９が設けられている。ボア軸９はサイドケーシング１ｂ，１ｃ，１００ｂに設けた軸受穴１ｆ，１ｇ，１００ｄに回転自在に支持されている。既にのべたように第２のロータ８，１０８はボア軸９に固定されている。
【００４５】
ケーシング１，１００は本体１ａ，１００ａの外周が図１、図１４に示したように各ボア２，３，１０２，１０３からほぼ一定の肉厚を有している。サイドケーシング１ｂ，１ｃ，１００ｂの外周は本体１ａ，１００ａの外周と一致する形状である。尚、ケーシング１，１００、サイドケーシング１ｂ，１ｃ，１００ｂの第２のボア３，１０３回りは水冷式の場合はウォータージャケット１ｈに構成され、冷却水装置により冷却水を循環させる。この冷却水の循環水路中にはラジエータ３４等の熱交換器が介装される。なお、本例では第１のボア２，１０２回りにも一部ウオータージャケット１ｈを設けてある。
【００４６】
サイドケーシング１ｂ，１ｃと第１、第２のロータ７，８の側面は気密性があり、且つ、摺動可能となっている。尚、気密性を保つために基円部７ａ，８ａに沿って第１、第２のロータ７，８夫々の側面に気密性を保つための円弧形のリング溝を設け、リング溝に気密リングを嵌め込み、該リング溝底と気密リング間に該リングを押し出すばねを介装してもよい。
【００４７】
サイドケーシング１ｂ，１００ｂと第１、第２のロータ１０７，１０８の側面は気密性があり、且つ、摺動可能となっている。ロータ１０７，１０８とサイドケーシング１ｂ，１００ｂ間に気密リングを設けることは、ロータ７，８の場合と同様である。
【００４８】
内燃機のサイドケーシング１ｃには点火栓１６が設けられれてる。点火栓１６をタイミングを計って付勢するための高圧発生装置２３はボア軸９に連結されると共にその出力は点火栓１６に供給される。高圧発生装置２３は周知の往復動内燃機関に採用されているものを用いることが出来る。即ち、所定の点火時にカムにより、接点開閉又は無接点による誘起電圧を高圧コイルで増圧して点火栓１６を付勢するものである。ボア軸９のサイドケーシング１００ｂ外へ延出した部分には歯車１２，２４が固定され、先端は、出力部９ａであって、例えばスプライン軸となっている。
【００４９】
（始動装置）
始動装置２５は上述の歯車２４と始動電動機２６を備える。始動電動機２６は周知されているようにモータ軸端に設けたピニオン２６ａを有する。始動電動機２６は電源装置のバッテリ２８から不図示の始動スイッチを介して給電されると、モータ軸が突出してモータ軸端のピニオン２６ａが歯車２４と噛合い、ピニオン２６ａが回転して歯車２４を回転してボア軸９、第２のロータ８，１０８を回転する。
【００５０】
同時に歯車１２と噛合っている歯車１１が回転して歯車１１が固定されているボア軸６、第１のロータ７，１０７を回転する。これによって、この内燃機関は先にのべたように始動状態から運転状態になる。
【００５１】
（点火装置）
サイドケーシング１ｃには点火栓１６がねじ込まれている。点火栓１６は放電電極がケーシング１内で露出している。ボア軸９にはケーシング１外において、デイストリビュータ付の高圧発生装置２３が設けてある。高圧発生装置２３は周知のものでバッテリ２９に接続された回路を断続する接点式、無接点式であり、この回路に介装した高圧コイルで昇圧し、デイストリビュータロータから、このロータに対極する電極と点火栓１６を結合したものである。もちろん、進角装置を有する。尚、本例は回転力を発生する第２のロータ８が１個であるのでデイストリビュータは一つの点火栓のみに高電圧を加えるものであるが第２のロータが２個の場合はデイストリビュータロータに対極する電極は２個で点火栓は２個である。
【００５２】
（充電装置）
ボア軸６にはケーシング１００外において直接又はベルト装置２９を介し発電機２７が連結されている。発電機２７はケーシング１００に支持されている。発電機２７はバッテリ２８及び高圧発生装置２３に配線されており、直流電気出力はバッテリ２８及び高圧発生装置２３に供給される。尚、バッテリ２８と高圧発生装置２３間にも配線されている。
【００５３】
発電機２７はダイオードによる整流器を有し、交流発電機で発電した電力を直流に変換している。また、発電機２８はＩ．Ｃ．レギュレータを内蔵し定電圧を出力する。
【００５４】
（燃料供給装置）
燃料供給装置は一方が大気に開放され他方が気化器又は燃料噴射装置３１に連結されている。気化器又は燃料噴射装置３１は負圧又は正圧を用いて燃料、この場合はガソリンを気化して所要の混合気を得るものである。
【００５５】
気化器又は燃料噴射装置３１はエアフィルタ３２と圧縮機の吸込口１１０を結ぶ配管に介装されている。作用は圧縮機の吸入工程において、その負圧を用いてエアフィルタ３２を通じて大気を吸込み、エアフィルタ３２で除塵し、気化器又は燃料噴射装置３１でエアフィルタ３２を通過した空気に燃料を供給して混合気を得る。この燃料供給装置により、混合気の混合比、混合気量を調節して内燃機関の負荷に対応させる。なお、気化器３１と吸込口１１０間には図示されない逆止弁が介装され吸込口１１０からの逆流を防止している。なお、図１８の吸込口１１０の位置は実際は第２のボア１０３に開口しているものであり、図はこの点を摸式的に示した。
【００５６】
（冷却装置）
冷却装置は少なくともケーシング１に設けたウオータージャケット１ｈに冷却水が循環するように設けた閉管路中に冷却水ポンプ３３、ラジエータ３４を介装したものである。ラジエータファン３４ａは電動又は何れかのボア軸６，９からベルト装置を介して駆動される。
【００５７】
（排気装置）
排気装置は内燃機関の排気口１７に連結され、空気清浄化用の触媒、消音器等よりなる（図示されない）。
【００５８】
実施の形態は回転力を発生する第２のロータが１個の場合であるがボア軸９上にシリンダ室を軸方向異なる位置に設けて複数の回転力を発生する第２のロータを設けてもよい。そして、この場合に回転力を発生する第２のロータ夫々に圧縮機を夫々設けてもよい。また、回転力を発生する第２のロータと圧縮機の数が一致しない場合において、圧縮機で得られた加圧混合気をリザーブタンクに一旦貯蔵して用いるようにしてもよい。
【００５９】
実施の形態は内燃機と圧縮機のロータを夫々のボア軸を結ぶ線を中心にして引くり返した形状とした。これによって、製造上利点が大きいが、圧縮機の形状はこれにとらわれない。圧縮機としては容積形の回転圧縮機であれば用いることが可能である。この場合圧縮機はボア軸９に固定されるロータを有し、一軸である。
【００６０】
（潤滑装置）
第１、第２のロータの基円部７ａ，８ａ，及び１０７ａ，１０８ａが互いに接触するニップ部の気密を計ると共に基円部の耐摩耗性を向上するために潤滑装置を設ける。この潤滑装置はサイドケーシング１ｂ，１ｃ，１００ｂの上述のニップ部の近くの空間へ向って給油口を設けて行う。この給油口は基円部７ａ，８ａ，及び１０７ａ，１０８ａの周面の移動方向に関しニップ部よりも上流側のニップ部近くに配置される。これらの給油口には高圧の潤滑油を噴射して行う（図示されない）。
【００６１】
上述の実施の形態の内燃機関は内燃機部と圧縮機部を有する。圧縮機部の構成は次のとおりである。
【００６２】
平行に、かつ軸間距離ＣＤがその直径Ｄ１，Ｄ２の合計の半分よりも小なる如く互いに重なり合って設けられた円筒状の第１、第２のボア１０２，１０３を有し各ボアの交線がロータ離脱側稜線１０４及びロータ進入側稜線１０５となっているケーシング１００と、
第１のボア１０２の中心においてケーシング１００に回転可能に支持されたボア軸６に固定された第１のボア１０２と同直径の基円部１０７ａと、基円部１０７ａに設けられた凹部１０７ｂであって、第２のロータ１０８の突起部１０８ｂが係合可能な凹部１０７ｂを有し第１のボア１０２に収容された第１のロータ１０７と、
第２のボア１０３の中心においてケーシング１００に回転可能に支持されたボア軸９に固定されこの軸９を中心とする基円部１０８ａであって、第１のロータ１０７の基円部１０７ａに接する基円部１０８ａと、この基円部１０８ａから放射方向に突出して先端に第２のボア１０３の内周に密接する突起部１０８ｂであって第１のロータ１０７の凹部１０７ｂと係合可能な突起部１０８ｂを有し第２のボア１０３に収容された第２のロータ１０８と、
ケーシング１００外でボア軸６，９の夫々に固定されて互いに噛み合い、夫々が同歯数を有する歯車１１，１２対と、
を有し、
更に、各ロータ１０７，１０８が回転する際に
（１）第１のロータ１０７の凹部１０７ｂがロータ進入側稜線１０５を通過して第１、第２のロータ１０７，１０８の基円部１０７ａ，１０８ａが接した状態で第１のロータ１０７の基円部１０７ａが第１のボア１０２の内周に接し、第２のロータ１０８の突起部１０８ｂ先端が第２のボア１０３の内周に接して、第１のロータ１０７の基円部１０７ａと第２のロータ１０８の突起部１０８ｂの進行方向背面との間の空間１１４の拡大につれて外気を吸込む吸込口１１０と、
（２）第２のロータ１０８の突起部１０８ｂが吸込口１１０を通過した後に、第２のロータ１０８の突起部１０８ｂの進行方向前面と第１のロータ１０７の基円部１０７ａとの間の空間１１９の縮小につれて、該空間の気体を圧縮して吐出するための吐出口１１７をケーシング１００に有する圧縮機である。
【００６３】
ここで、圧縮機を空気圧縮機とする場合は例えば吐出口１１７には逆止弁を介して圧縮空気タンクに連結されている。
【００６４】
この場合ボア軸１０６，１０９又は歯車１１，１２何れか１つをモータ（図示されない）で回転駆動することにより、圧縮機は付勢される。
【００６５】
実施の形態において、第１、第２のロータ７，１０７、８，１０８の夫々の幅を等しくするとロータの種類が半減し製造上有利である。
【００６６】
実施の形態は、ケーシング１００のボア１０２，１０３の直径を等しくしたが等しい場合に限定されない。第１のロータ７，１０７の基円部７ａ，１０７ａと第２のロータ８，１０８の基円部８ａ，１０８ａの直径を等しくしてもよい。こうすると、基円部７ａ，１０７ａ，８ａ，１０８ａが接触する部分においては、両基円部が転動する。転動することにより、基円部７ａ，１０７ａ，８ａ，１０８ａの摩耗を少なくすることができる。
【００６７】
また、突起部８ｂ，１０８ｂの先端は気密性を高めるために、ボア３の円周に沿う方向の幅を大きくしてもよい。このためボアとロータ間の気密性を向上するのは難しくない。
【００６８】
実施の形態の圧縮機は圧縮機として単独使用可能であり、この場合は、ケーシング本体１００ａ、サイドケーシング１ｂ，１００ｂ、ロータ１０７，１０８、ボア軸６，９、歯車１１，１２が主要な構成要素となる。
【００６９】
実施の形態では吸気口、排気口、点火栓吐出口のボア内への開口はサイドケーシングに設けてあるがボア内周に開口するようにケーシング本体に設けてもよい。
【００７０】
実施の形態は火花点火機関としたが、ディーゼル機関同様圧縮機で作った圧縮空気を内燃機に吸込み、点火に代えて内燃機に燃料噴射を行うようにしてもよい。
【００７１】
【発明の効果】
本発明によれば、ロータが回転することにより直接出力軸に回転力を得ることが出来る内燃機関となる。爆発後の膨張工程の容積の拡大がロータの回転角に比例するので、燃料空気サイクルは膨張エネルギーを効率よく回転力に変換できるものとなる。
【００７２】
平行に、かつ軸間距離がその直径の合計の半分よりも小なる如く互いに重なり合って設けられた円筒状の第１、第２のボアを有し各ボアの交線がロータ離脱側稜線及びロータ進入側稜線となっているケーシングは、ケーシングのボアの加工が円筒加工のみであるので加工が容易で精度よく加工できる。
【００７３】
第１のボアの中心においてケーシングに回転可能に支持されたボア軸に固定された第１のボアと同直径の基円部と、基円部に設けられた凹部であって、第２のロータの突起部が係合可能な凹部を有し第１のボアに収容された第１のロータは、外周が円筒加工部分に凹部を設けるだけであるので加工が容易で精度よく加工できる。
【００７４】
第２のボアの中心においてケーシングに回転可能に支持されたボア軸に固定されこの軸を中心とする基円部であって、第１のロータの基円部に接する基円部と、この基円部から放射方向に突出して先端に第２のボアの内周に密接する突起部であって第１のロータの凹部と係合可能な突起部を有し第２のボアに収容された第２のロータは、精度を要する基円部と突起部先端はボア軸中心を中心とする円筒面であるので加工が容易で精度よく加工できる。
【図面の簡単な説明】
図面は何れも本発明の実施の形態を示し
【図１】内燃機の縦断面図である。
【図２】図１の摸式的側面図である。
【図３】内燃機の作用を示す始点における縦断面図である。
【図４】内燃機の吸気工程を示す縦断面図である。
【図５】内燃機の爆発工程を示す縦断面図である。
【図６】内燃機の膨張工程を示す縦断面図である。
【図７】内燃機の膨張工程の終了直後を示す縦断面図である。
【図８】内燃機の排気開始を示す縦断面図である。
【図９】内燃機の吸気工程を示す縦断面図である。
【図１０】内燃機の爆発工程を示す縦断面図である。
【図１１】内燃機の膨張・排気工程を示す縦断面図である。
【図１２】内燃機の膨張工程の終了を示す縦断面図である。
【図１３】内燃機の排気開始を示す縦断面図である。
【図１４】圧縮機の形状を示す縦断面図である。
【図１５】圧縮機の吸気・圧縮工程を示す縦断面図である。
【図１６】圧縮機の圧縮・吸気工程の終了を示す縦断面図である。
【図１７】圧縮機の圧縮・吸気工程を示す縦断面図である。
【図１８】内燃機関の縦断面図である。
【符号の説明】
Ｄ１，Ｄ２…直径
Ｌ１，Ｌ２，Ｌ３，Ｌ４…直線
１…ケーシング  １ａ…本体  １ｂ，１ｃ…サイドケーシング  １ｄ，１ｅ，１ｆ，１ｇ…軸受穴  １ｈ…ウオータージャケット
２…第１のボア
３…第２のボア
４…ロータ離脱側稜線
５…ロータ進入側稜線
６…ボア軸
７…第１のロータ  ７ａ…基円部  ７ｂ…凹部  ７ｃ…凹部後面  ７ｄ…凹部前面  ７ｅ…角部
８…第２のロータ  ８ａ…基円部  ８ｂ…突起部
９…ボア軸  ９ａ…出力軸
１０…吸気口
１１，１２…歯車
１３…圧縮燃料供給手段
１４，１４ａ，１４ｂ…空間
１５…燃料供給制御手段
１６…点火栓
１７…排気口
１８，１９，１９ａ…空間
２１…位置決めピン
２２…通しボルト
２３…高圧発生装置
２４…歯車
２５…始動装置
２６…始動電動機  ２６ａ…ピニオン
２７…発電機
２８…バッテリ
２９…ベルト装置
３１…燃料噴射装置
３２…エアフィルタ
３３…冷却水ポンプ
３４…ラジエータ  ３４ａ…ラジエータファン
１００…ケーシング  １００ａ…本体  １００ｂ…サイドケーシング  １００ｃ，１００ｄ…軸受穴
１０２…第１のボア
１０３…第２のボア
１０４，１０５…稜線
１０７…第１のロータ  １０７ａ…基円部  １０７ｂ…凹部
１０８…第２のロータ  １０８ａ…基円部  １０８ｂ…突起部
１１０…吸込口
１１４…空間
１１７…吐出口
１１８，１１９，１１９ａ…空間
【図１】
2004308592.tif 000003
【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】
2004308592.tif 000016
【図１５】
2004308592.tif 000017
【図１６】
2004308592.tif 000018
【図１７】
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【図１８】
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