(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
中空の固定軸と、該中空固定軸の周りに回転自在に支持され、該中空固定軸を挟んで対向する少なくとも一対のシリンダと、各シリンダの内部に往復動自在に嵌装されたピストンと、該中空固定軸に支持され、該中空固定軸に対して偏心している支持軸と、該支持軸の周りに一端が回動自在に支持されたピストンロッドと、該ピストンロッドと該ピストンを繋ぐピストンピンと、該支持軸の周りに設けられた、該ピストンロッドといっしょに回る送風羽根車からなる内燃機関。
【請求項２】
さらに、該シリンダの側部から導かれ、先端が該中空固定軸に摺接する給気管と、同じく、該シリンダの側部から導かれ、先端が該中空固定軸に摺接する排気管と、該中空固定軸内に形成された給気路と該給気管を連通する、該中空固定軸に穿設された給気ポートと、該中空固定軸内に形成された排気路と該排気管を連通する、該中空固定軸に穿設された排気ポートを有する請求項１に記載の内燃機関。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
この発明は、オートバイ、自動車、小型船舶等に用いる内燃機関に関する。
【０００２】
【従来の技術】
自動車等のエンジンは、ほとんどがレシプロピストン式であるが、このタイプはもともと振動が大きく、シリンダの数を多くするなどの振動対策に多くの費用がかかる。これに対して、ロータリピストン式のエンジンがあるが、これは振動が少ないが、ピストンとシリンダの間のシールが破損しやすい欠点がある。
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】
この発明は、振動が少なく、しかも、シール構造が簡単なピストン式の内燃機関を提供することを課題とする。
【０００４】
【課題を解決するための手段】
この発明のエンジンは、中空固定軸の周りに、少なくとも一対の対向するシリンダを回転自在に支持し、各シリンダの内部にピストンを往復動自在に嵌装する。中空固定軸に対し偏心した位置に支持軸を支持し、この軸に、ピストンロッドの一端を回動自在に支持し、ピストンロッドの先をピストンピンを介してピストンに結合する。したがって、シリンダが中空固定軸周りに回転すると、シリンダの中のピストンもシリンダと一緒に回転するが、ピストンロッドの一端は、中空固定軸から偏心した支持軸に支持されているので、ピストンはシリンダの中を往復動する。そこで、シリンダ容積が増加する行程でシリンダに空気と燃料の混合ガスを導入し、これを充分圧縮してから点火燃焼させ、生じた排ガスを排出するようにすれば、連続的に回転し、これから回転エネルギーを取り出すことができる。
【０００５】
このものでは、シリンダもピストンも共に、それぞれ固有の軸の周りに回転するので、従来のレシプロエンジンに比べて振動が少ないと特徴がある。シリンダは、中空回転軸を挟んで対向するように配置すると、ピストンが正反対の動きをするので、振動が特に少なくなる。したがって、シリンダの数は２またはその倍数とすることが好ましい。このエンジンは、２ストロークサイクルでも、４ストロークサイクルでも運転可能である。
【０００６】
シリンダに給排気するために、各シリンダの側部から、先端が中空固定軸に摺接するように給気管２７と排気管２８とを導く。この給気管２７を中空固定軸内に形成された給気路３８と連通するために、中空固定軸１０に給気ポート３５を穿設する。同様に、排気管２８を中空固定軸内に形成された排気路３９と連通するために、中空固定軸１０に排気ポート３６を穿設する。このようにすれば、中空固定軸の中から、シリンダへの給排気が可能になり、シリンダに可動弁を設ける必要がない。したがって、構造がシンプルになり、維持管理も容易である。
【０００７】
なお、支持軸の周りに、ピストンロッドといっしょに回る送風羽根車を設け、羽根車で給気をシリンダの中に押し込むようにすれば、シリンダから排気が逆流するのを防止することができる。
【０００８】
【発明の実施の形態】
図１、２に示すように、中空の固定軸１０の周りにシリンダブロック１１を回転自在に支持する。符号１２はシリンダブロックを支えるローラベアリングである。シリンダブロック１１は、中空固定軸１０を挟んで対向する一対のシリンダ１３を備えており、各シリンダにピストン１５を摺動自在に嵌装する。各ピストンにはピン１６を介してピストンロッド１７の上端を枢支する。
【０００９】
中空固定軸１０の内部に間隔をあけて２枚の支持板１８、１９を固定し、それら支持板の間に、中空固定軸に対し偏心して支持軸２０を固定する。この支持軸に送風機としての羽根車２１を回転自在に支持し、この羽根車の外筒２１ａに前記ピストンロッド１７の下端を固定する。符号２２は羽根車２１を支えるニードルベアリングである。
【００１０】
２枚の支持板のうち右側のもの１９には羽根車２１の吸込口２１ｂと吐出口２１ｃを穿設し、これらの２つの口を分離する仕切壁２３を中空固定軸１０の内部に設ける。各シリンダ１３の両側にあけた給排気ポート２５、２６から給気管２７と排気管２８がそれぞれ延びており、それらの先は、中空固定軸１０の周りに摺動自在に支持されたリング３０、３１に結合する。一方、リング３０、３１が摺接する個所の中空固定軸１０には、円周方向に細長い給気ポート３５および排気ポート３６をそれぞれ穿設する。給気ポート３５は羽根車２１の出口に繋がる給気路３８に繋がっており、排気ポート３６は支持板１８左側の排気路３９に繋がっている。
【００１１】
中空固定軸１０の端に燃料気化器４０を設ける。燃料には潤滑油を混合したものを用いる。中空固定軸の左側にあるのはマフラー４１である。各シリンダ１３には点火プラグ４２を設ける。点火コイル４３はシリンダ側に固定し、対するマグネット４４は中空固定軸側に固定し、点火プラグにタイミングよく電流を流すようにする。
【００１２】
左側のリング３１に平歯車４６を固定し、これに噛合するピニオン４７を出力軸４８に取り付ける。符号は始動モータ５０であり、その軸に取り付けられたピニオン５１も平歯車４６に噛合する。
【００１３】
このエンジンの作用を説明する。シリンダブロック１１は中空固定軸１０の周りを回転する。各シリンダ１３のピストン１５から延びるピストンロッド１７は支持軸２０に支持されており、支持軸は中空固定軸から偏心しているので、シリンダブロック１１が回転すると、各シリンダの中でピストンが往復動する。そして、２つのシリンダでは、ピストンが常に正反対の動きをする。図において、上のシリンダはピストンが中にいっぱいに入った上死点にあり（Ａ状態）、下のシリンダはピストンが最も抜けて下死点にある（Ｃ状態）。図２において、ＡからＣへ至る行程の中間をＢ状態、ＣからＡに至る行程の中間をＤ状態として示す。
【００１４】
Ａ状態（上死点）では、その前の圧縮行程において圧縮されたシリンダ１３内の混合気に点火プラグ４２で着火される。混合気体は爆発的に燃焼、膨張し、ピストン１５を押し下げながら当該シリンダはＢ、さらにはＣに向って回転する。当該シリンダがＣ状態に近づくと、ピストンが抜けてシリンダの給排気ポート２５、２６が開く。さらに、給気管２７の管端が中空固定軸１０の給気ポート３５の上に乗り、給気管２７を介してシリンダ内部と中空固定軸内の給気路３８が連通する。こうなると、キャブレター４０で作られた気化燃料と空気の混合気は吸込口２１ｂから羽根車２１の中に吸い込まれる。羽根車２１はシリンダブロック１１と共に回転しており、羽根車に吸い込まれた混合気は勢いを増して反対側から送り出される。送り出された混合気は羽根車の外側に回り込んで給気路３８に達し、ここから、中空固定軸１０に穿たれた給気ポート３５を通って給気管２７の中に達し、当該シリンダの中に吸込まれる。
【００１５】
さらに、少し遅れて、排気管２８の管端が中空固定軸の排気ポート３６の上に乗り、排気管２８を介してシリンダ内部と中空固定軸内の排気路３９が連通する。そして、シリンダ容積が徐々に小さくなるので、シリンダ内の排気ガスが押し出され、排気管２８を通って中空固定軸内の排気路３９に入り、マフラー４１を通って外部に排出される。
【００１６】
こうして、シリンダ内は排ガスが混合気に置き換わり、Ｄ状態を過ぎるころから、エンジンは圧縮行程に入り、Ａ状態で点火される。こうして、エンジンは連続的に回転し、その出力は出力軸４８から取り出される。
【図面の簡単な説明】
【図１】  エンジンの縦断面図である。
【図２】  エンジンの動作を示す横断面図である。
【符号の説明】
１０  中空固定軸
１３  シリンダ
１５  ピストン
１６  ピストンピン
１７  ピストンロッド
２０  支持軸
２１  送風機としての羽根車
２７  給気管
２８  排気管
３５  給気ポート
３６  排気ポート
３８  給気路
３９  排気路
【図１】
0004431245.tif 000002
【図２】
0004431245.tif 000003