(57)【要約】【課題】  主軸及びピストンの往復動作を無くし、真円回転を実現する事で小型、軽量、高出力、低燃費の実用エンジンを作る事。【解決手段】固定シリンダー室内（５）の形状を円形チューブ型にし、その空間を核ピストン（１５）が真円回転する様に配置した。更に核ピストンのヘッド（１６）を核ピストン（１５）の中心から１２０度毎に外周上に３個配置した。その事により３個の核ピストンのヘッド（１６）でできる６０度の正三角形がピストンの中心でもある同三角形の中心から３つの遠心力であるベクトルがバランスよく重心を保てるので、低速回転から高速回転まで安定でエネルギー損失の少ない回転出力が得られる。【選択図】  図２
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
固定シリンダー（１）と中心軸（８）を有する核シリンダーヘッド（７）と中心軸（２３）を有する核ピストン（１５）と回転出力機構と吸入圧縮機構から組成される。固定シリンダー内壁（２）と核シリンダーヘッド（７）と核ピストン内側内壁（１６）と核ピストン外側内壁（１９）と核ピストンのヘッド（１５）との５点の間に密閉空間ができる。そこに圧縮空気燃料混合室（２７）から噴射された混合ガスが燃焼すると、固定シリンダー燃焼作動区間（３）が高圧状態となり同圧力で核ピストンのヘッド（１６）が推進力を得て、核ピストン（１５）が回転する。それに伴って核ピストン外側外壁の溝（２１）が回転し、核シリンダースリットのピン（１１）が作用を受け、核シリンダーヘッド（７）が振り子運動し上記密閉空間の開閉を行う。その行程に伴う慣性出力で前期出力行程が繰り返され、回転が続行する。そのピストン軸（２３）の回転出力を特徴とする回転エンジン。
【請求項２】
独立核シリンダーヘッド機構は核シリンダーヘッド（７）と固定シリンダー（１）とに垂直に配置され、固定シリンダー室内（５）を核シリンダーヘッド（７）の振り子運動によって同空間の開閉を機能させる事を特徴とする。
【請求項３】
開閉弁機構は核ピストン内側外壁の溝（１９）と圧縮空気燃料混合室（２７）と開閉弁（２５）とから成り、核ピストン（１４）が回転すると同ピストンの溝（１９）に沿って開閉弁が往復運動し、圧縮空気燃料混合室（２７）と固定シリンダー燃焼作動区間（３）を開放、閉鎖を繰り返す事を特徴とする。
【請求項４】
吸入圧縮機構（２８）は圧縮空気吸入口（２９）と圧縮空気バイパス（３０）と圧縮空気排出口（３１）と圧縮空気燃料混合室（２７）からなり、核ピストンのヘッド（１６）が固定シリンダー空気圧縮作動区間（４）の区間を回転する時、圧縮空気燃料混合室（２７）へ圧縮空気を供給する。開閉弁（２５）が開くと圧縮空気の膨張力により、揮発性の高いガスが固定シリンダー燃焼作動区間（３）に噴射する事を特徴とする。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、ロータリーエンジンに関する。
【背景技術】
【０００２】
レシプロエンジンは起爆の科学エネルギーを最も効率良く運動エネルギーに変えるが、ピストンの摩擦抵抗により、運動エネルギー損失も大きい。
ベーンロータリーエンジンは起爆の科学エネルギーをレシプロエンジンの次に効率良く運動エネルギーに変えるが、作動室の吸気、圧縮、膨張の行程で効率良く燃焼させる事が難しい。ベーンの構造がばね等の弾性力を利用する伸縮作用のため、低速回転では問題は少ないが、高速回転では作動室の容積の増加・減少に伴いベーンの構造から来る機能の低下の問題が発生する。
バンケルロータリーエンジンは受爆面に加わる爆発圧の作用点と主軸の中心転に於ける力学上のベクトルの関係がシーソーの様な運動関係にあり、そのバランスの差で主軸を中心にロータリーが回る。そのため、回転方向とは逆方向にも起爆エネルギーが吸収され、それをａとすると、順方向の同エネルギー分も相殺されている為、結果は２ａ分のエネルギー損失となる。爆発圧が全て順方向に掛からず、逆方向にも掛かり、また同容積室内で当該行程をする為、圧縮比率の関係上、十分に爆発膨張するエネルギーを十分利用していない。
【特許文献１】特開２００１−２４１３０３
【特許文献２】特開平１０−２３１７３２
【特許文献３】公開昭６３−２２７９０１
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００３】
解決しようとする問題点は、主軸及びピストンの往復動作を無くし、真円回転を実現する事で小型、軽量、高出力、低燃費の実用エンジンを作る事。具体的には、固定シリンダー室内を円形チューブ型にし、独立運動するシリンダーヘッドを設置し、同シリンダーヘッドが振り子運動し、上記室内を周期的に開閉し、開放の時は真円回転ピストンのヘッドが同軌道上を通過する。公開昭６３−２２７９０１は同条件に限りなく近いが下記の問題がある。以下、同特開用語に従い掛かる問題点を明記すると、ドーナツ型の環状シリンダー（本発明では固定円形チューブ型シリンダー）に対しゲートバルブ（本発明では独立シリンダーヘッド）がロータリーピストンの通過開始と通過終了にタイミングを合わせてゲートバルブ連繋・作動機構に連結とある。同特開の請求項７にあるこれらの特許は技術特許でありながら当該発明の具体的な実施例の明記が無い。請求項７の特許の権利は当該時点での技術請求を遥かに超えて、将来発明される請求までも含まれ別のカテゴリーの技術まで、類推と拡大をし続ける。因って本発明は公開昭６３−２２７９０１のゲートバルブ連繋・作動機構に関する機構をも含め解決する課題とする。
【課題を解決するための手段】
【０００４】
本発明は、真円回転の課題を解決するために、本発明は、固定シリンダー室内（５）の形状を円形チューブ型にし、その空間を核ピストン（１５）が真円回転する様に配置した。  更に核ピストンのヘッド（１６）を核ピストン（１５）の中心から１２０度毎に外周上に３個配置した。その事により３個の核ピストンのヘッド（１６）でできる６０度の正三角形がピストンの中心でもある同三角形の中心から３つの遠心力であるベクトルがバランスよく重心を保てるので、低速回転から高速回転まで安定でエネルギー損失の少ない回転出力が得られる。本発明の構想上３の倍数であれば核ピストンのヘッド（１６）の数をいくらでも増やせる。
【０００５】
低燃費の課題を解決するために、圧縮空気燃料混合室（２７）を設置する事により固定シリンダー燃焼作動区間（３）に送られる燃料を圧縮空気の膨張力を利用し噴射するので、燃焼条件の良いガス化した燃料が配給できる。そのガス化燃料に点火プラグ（３３）で点火、核ピストンのヘッド（１６）は円形チューブ型の固定シリンダー室内（５）を完全燃焼した後も膨張区間を吸気口（３４）の位置まで回転し続けるので燃焼エネルギーを効率良く回転出力に変える。また核ピストン（１５）の中心と重心が同じである為、仕事をする為のエネルギー損失以外は同核ピストン（１５）のシールと同核ピストン（１５）の中心軸と軸受の摩擦抵抗だけとなる。
【０００６】
小型化の課題を解決するために、エンジンの基本原理をロータリー型とした。また、核ピストン（１５）の中心と重心を同じくする事で、核ピストンの中心軸（２３）と核ピストン（１５）の外周の径を小さくする事ができる
燃焼室の開閉の課題は核ピストン外側外壁の溝（２２）に核シリンダーヘッド核（１４）を垂直に接触させる。同（１４）にピン（１１）が配置され外側外壁の溝（２２）の回転に伴い作用を受けピン（１１）が外側外壁の溝（２２）の回転方向と直角に滑らかに振り子運動をする。ピン（１１）の動作は核シリンダーヘッドの中心軸（８）を基準にしている為、核シリンダーヘッド（７）が振り子運動をし、同外壁接触面の溝に接合されて、核ピストンの回転に伴い、ピンが同外壁面を滑らかに振り子運動をする。振り子の振幅は核シリンダーヘッドの中心とピン（１１）の成す角が１０５度から２５５度の１５０度の区間である。この機関でロータリーピストンの通過開始と通過終了にタイミングを合わせて開閉できる。
【発明の効果】
【０００７】
本発明は構成上、以下の効果を奏する。
【０００８】
燃焼区間を自在に設定できる。
【０００９】
容積膨張区間を自在に設定できる。
【００１０】
爆発力を効率良く、ピストンヘッドが受け、その推進力を摩擦抵抗の少ない核ピストンに作用し、高出力の回転慣性力を得る事ができる。
【００１１】
吸気区間と排気区間が別である為、喚起効率が良く、理想的な燃焼行程が可能となる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１２】
核シリンダーヘッド（７）の厚みは強度が当該機構（６）が要請する基準値より以上であれば極限まで薄いほうが機能向上になる。
【００１３】
核シリンダースリットのピン（１１）と核ピストン外側外壁の外壁の溝（２２）は、同溝（２２）に隣接して核シリンダースリットのピン（１１）との摩擦抵抗を限りなく小さくしながら強度を保つのが最良の形態である。
【００１４】
本発明による核ピストン外側外壁の溝（２２）と核シリンダースリッドのピン（１１）は機械的に連動し固定シリンダー燃焼作動区間（３）の開閉を行う為、開閉のタイミングは自由に設定される。この為、核シリンダーヘッド（７）が同作動室を閉鎖した後、十分に燃焼するだけの、膨張区間が確保できる。更に、燃焼行程が終わった後も、容積膨張区間がある為、完全燃焼と高出力が作用する。
【実施例】
【００１５】
本発明を実施に基づいて説明すると、エンジンの構造は固定シリンダー（１）の外周に」１８０度の角度で独立運動する核シリンダーヘッド（７）を配置し、同ヘッド（７）の核シリンダーヘッドの中心軸（８）は核シリンダーヘッドケーシング（１２）に軸受けされ、且つ同ケーシング（１２）は固定シリンダー（１）に接合される。固定シリンダー内壁（２）と核ピストン内側内壁（１７）と核ピストン外側内壁（２０）とで形成される円形チューブ型シリンダー室内（５）に於いて、同シリンダー室内（５）の断面積の形状が三日月型に形成され、同三日月型に形成された核ピストンのヘッド（１６）を持つ核ピストン（１５）を固定シリンダー（１）の中心に配置し、その中心軸（２３）は同中心に軸受けされる。以上の構成に因り核ピストンのヘッド（１６）が同シリンダー室内（５）の中を滑らかに回転する。
【００１６】
円形チューブ型シリンダー室内の形成は円形チューブ型シリンダー室内（５）は固定シリンダー内壁（２）と核ピストン内側内壁（１７）と核ピストン外側内壁（２０）とで構成される円形チューブ型シリンダー室内。又、その裁断面は核ピストン外側内壁（２０）を内径とし、核ピストン内側内壁（１７）を外径とする２つの円で囲まれた面積を持つ三日月型とする。
【００１７】
核ピストン（１５）は外周上に１２０度間隔で３個の核ピストンのヘッド（１６）を有し、同ヘッド（１６）の内側の円周上に核ピストン内側内壁（１７）と核ピストン内側外壁（１８）と同ヘッド（１６）の外側の円周上に核ピストン外側内壁（２０）を有し、且つ、核ピストン内側外壁（１８）には核ピストン内側外壁の溝（１８）と核ピストン外側内壁（１９）には核ピストン外側外壁（２１）を形成させ、核ピストンの中心軸（２３）で形成される。
【００１８】
核ピストンヘッドの形成は核ピストンのヘッド（１６）は円形チューブ型シリンダー室内（５）を核ピストン（１５）の回転に因って、移動して行く為、同ヘッド（１６）の形状は核ピストン（１５）に接合されている以外は、同シリンダー室内（５）の切断面積に一致する。その形状は核ピストン外側内壁（２０）を内径とし、核ピストン内側内壁（１７）を外径とする２つの円で囲まれた面積を持つ三日月型とする。
【００１９】
固定シリンダー（１）は円形チューブ型空洞を有する内壁（２）とで形成される。  
【００２０】
独立シリンダーヘッド機構（６）は核シリンダーヘッド（７）は中心軸（８）を有し、且つ、同中心軸（８）を共有する核シリンダーヘッド核（１４）が有り、同核（１４）にはピン（１１）が接合され、更に、スリット（１０）が設けられている。核シリンダーヘッド軸受（１３）は  核シリンダーヘッドケーシング（１２）に接合される。
【００２１】
核シリンダーヘッドと核ピストン外側外壁の構成は核ピストン外側外壁（２１）には外壁の溝（２２）が形成され、同溝（２２）に隣接して核シリンダースリットのピン（１１）が構成される。ＸＹＺ座標系に於いて、核ピストンの中心軸（２３）をＹ軸とすると、核シリンダーヘッドの中心軸（８）はＺ軸に平行な直線で任意のＸとする。同設定により、核ピストン外側外壁（２１）の回転に伴い、外壁の溝（２２）に隣接している核シリンダースリットのピン（１１）は溝（２２）の作用を受け、滑らかに従属運動、ここでは溝（２２）の形状により、核シリンダーヘッドの中心軸（８）を中心とする振り子運動とする。
【００２２】
開閉弁機構（２４）は核ピストン内側外壁の溝（１９）と圧縮空気燃料混合室（２７）と開閉弁（２５）と開閉弁のピン（２６）から構成される。
【００２３】
開閉弁機構の機能は核ピストンのヘッド（１６）が固定シリンダーの上面図、１０度で開閉弁（２４）が開放、２０度で同閉弁が閉鎖を繰り返す。
【００２４】
吸入圧縮機構（２８）は吸気口（３４）と圧縮空気吸入口（２９）と圧縮空気バイパス（３０）と圧縮空気排出口（２９）と圧縮空気燃料混合室（２６）から構成される。
【００２５】
吸入圧縮機構の機能は核ピストンのヘッド（１６）で吸気口（３４）から吸気を圧縮しながら圧縮空気燃料混合室（２７）へ燃料混合圧縮空気を供給する。作動区間は同ヘッド（１６）が固定シリンダーの上面図で２６０度から３５０度まで圧縮空気燃料混合室（２７）へ空気供給。
【００２６】
燃焼機構は円形チューブ型シリンダー室内（５）と核ピストンのヘッド（１６）核シリンダーヘッド（７）と圧縮空気燃料混合室（２７）と開閉弁機構（２４）と点火プラグ（３３）で構成される。
【００２７】
核シリンダーヘッドと核ピストンヘッドとの開閉のタイミングは振り子の振幅は核シリンダーヘッドの中心を基準に１０５度から２５５度までの１５０度の区間で繰り返される。同核シリンダーヘッドの開閉のタイミングは、核ピストン外側外壁の溝（２２）の形状が、中心点を基準点からピストンヘッドへの位置を基準点とすると、同基準点を溝の形状が山形の頂点とし、中心点より延びる基準点から＋１０度と−１０度で最下位置となる。ピストンヘッドは合計で３個あるので、核ピストン（１５）が１回転する間に３行程繰り返される。その結果、上記−１０度で開放開始し、０度で完全開放になり、１０度で閉鎖する。角度チャートで表記すると（核ピストンヘッドの角度、核シリンダーヘッドの角度）＝（−１０→０，１０５→２５５），（０→１０，２２５→１０５）となる。核ピストンが１回転する間、２次行程（１１０→１２０，１０５→２５５），（１２０→１３０，２２５→１０５）３次行程（２３０→２４０，１０５→２５５），（２４０→２５０，２２５→１０５）となる。
【００２８】
燃焼作動区間は固定シリンダー燃焼作動区間（３）は核シリンダーヘッド（７）が円形チューブ型シリンダー室内（５）を閉鎖する固定シリンダーの上面図の１０度から排気口（１２）の位置の１７０度までの１６０度の区間である。
【００２９】
空気圧縮作動区間は固定シリンダー空気圧縮作動区間（４）は核シリンダーヘッド（７）が円形チューブ型シリンダー室内（５）を閉鎖する固定シリンダーの上面図、２５０度から次に同核シリンダーヘッド（６）が同室内（５）を開放する位置の３５０度までの１００度の区間である。
【００３０】
燃焼行程は固定シリンダーの上面図で１０度で固定シリンダー燃焼作動区間（３）へ混合ガス供給、２０度で点火プラグ（３１）が点火、７０度から１７０度まで排気口（１２）へ排気、１９０度から２５０度までで吸気口（１１）から吸気、２８０度で圧縮空気燃料混合室（２７）へ燃料噴射、２６０度から３５０度まで圧縮空気燃料混合室（２７）へ空気供給。
【００３１】
シールは固定シリンダー（１）と核シリンダーヘッド（７）とで構成される独立シリンダーヘッド機構（６）で同シリンダー（１）と同ヘッド（７）との隣接箇所にシールを施す。固定シリンダー（１）と核ピストン（１４）とで構成される円形チューブ型シリンダー室内（５）は機密性を高める為に同シリンダー（１）と同ピストン（１５）との隣接箇所にシールを施す。核シリンダーヘッド（７）と核ピストン（１５）とで構成される隣接箇所にシールを施す。
【産業上の利用可能性】
【００３２】
回転出力を必要とする幅広い分野での装置に利用可能。
【図面の簡単な説明】
【００３３】
【図１】エンジン正面断面図
【図２】エンジン上面断面図
【図３】シリンダー正面断面図
【図４】核ピストン内側外壁の溝
【図５】核ピストン正面図
【図６】核ピストン上面図
【図７】圧縮空気燃料混合室と開閉弁機構の正面断面図１
【図８】圧縮空気燃料混合室と開閉弁機構の上面断面図２
【図９】核ピストン内側外壁の溝と開閉弁機構の正面断面図１
【図１０】核ピストン内側外壁の溝と開閉弁機構の上面断面図２
【図１１】固定シリンダーと開閉弁機構の上面断面図
【図１２】エンジン正面全体図
【図１３】核シリンダーヘッド正面図
【符号の説明】
【００３４】
１    固定シリンダー
２    固定シリンダー内壁
３    固定シリンダー燃焼作動区間
４    固定シリンダー空気圧縮作動区間
５    円形チューブ型シリンダー室内
６    独立シリンダーヘッド機構
７    核シリンダーヘッド
８    核シリンダーヘッドの中心軸
９    核シリンダーヘッドのヘッドの外壁
１０    核シリンダーヘッドのスリット
１１    核シリンダースリットのピン
１２    核シリンダーヘッドケーシング
１３    核シリンダーヘッド軸受
１４    核シリンダーヘッド核
１５    核ピストン
１６    核ピストンのヘッド
１７    核ピストン内側内壁
１８    核ピストン内側外壁
１９    核ピストン内側外壁の溝
２０    核ピストン外側内壁
２１    核ピストン外側外壁
２２    核ピストン外側外壁の溝
２３    核ピストンの中心軸
２４    開閉弁機構
２５    開閉弁
２６    開閉弁のピン
２７    圧縮空気燃料混合室
２９    吸入圧縮機構
３０    圧縮空気吸入口
３１    圧縮空気バイパス
３２    圧縮空気排出口
３３    燃料噴射装置
３４    点火プラグ
３５    吸気口
３６    排気口
【図１】
2005048680.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】
2005048680.tif 000011
【図１０】
2005048680.tif 000012
【図１１】
2005048680.tif 000013
【図１２】
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【図１３】
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