JP2008232105A - フリーピストンエンジン - Google Patents

Abstract

【課題】ピストンが回転運動するフリーピストンエンジンを提供する。
【解決手段】ケーシング３０に形成された円形の気筒Ｋ１（Ｋ２）内に、気筒中心を中心として第１ピストン４１Ａ（４１Ｂ）と第２ピストン４２Ａ（４２Ｂ）との２つのピストンが正逆回転可能に配設されて、気筒周方向において２つのピストン４１Ａと４２Ａ（４１Ｂと４２Ｂ）によって挟まれた燃焼室６１Ａ（６１Ｂ）が構成される。ケーシング３０には、気筒中心を中心として、第１ピストン４１Ａと一体に正逆回転される第１出力軸５１が回転可能に保持されると共に、第２ピストン４２Ａと一体に正逆回転される第２出力軸５２が回転可能に保持されている。第１出力軸５１、第２出力軸５２によって、回転式の発電機８１，９１が駆動される。
【選択図】 図３

Description

本発明は、フリーピストンエンジンに関するものである。

近時、燃焼ガスの有する熱エネルギを高効率に取り出すという観点から、フリーピストンエンジンが注目されている。特許文献１には、往復直線運動されるフリーピストンエンジンのピストンに設けた永久磁石が、リニア発電機の磁界内を往復動されることにより発電を行うものが開示されている。また、特許文献２には、シリンダ内に嵌合されたそれぞれ往復直線運動される２つのピストン間に１つの燃焼室を構成して、燃焼室内での燃焼圧力によって２つのピストンが離間方向駆動されるフリーピストンエンジンが提案されている。
特開２００３−３４３２０２号公報 特開２００５−１５５３４５号公報

前述した各特許文献に記載のように、フリーピストンエンジンにおいて発電を行う場合、ピストンが往復直線運動されることに対応させて、発電機としてはリニア発電機が用いられるが、リニア発電機は回転式の発電機に比して発電効率が悪く、この点においてなんらかの対策が望まれることになる。より具体的には、発電用コイルと永久磁石との長さ（永久磁石の往復方向長さ）を同じに設定した場合、永久磁石の往復ストローク端付近では、永久磁石に対応した発電用コイルが存在しない状態が形成されてしまい、このため発電効率が悪いものとなる。また、永久磁石の往復直線運動軌跡の全長に渡って発電用コイルを長く配設した場合は、発電用コイルには発電に関与しない部分が相当長く存在してしまうと共に、発電機の全長が極めて大きくなってしまうという問題をも生じる。このような問題は、つまるところ、従来のフリーピストンエンジンでは、ピストンが往復直線運動することに起因したものとなる。

本発明は以上のような事情を勘案してなされたもので、その目的は、ピストンが回転運動するようにしたフリーピストンエンジンを提供することにある。

前記目的を達成するため、本発明にあっては次のような解決手法を採択してある。すなわち、特許請求の範囲における請求項１に記載のように、
ケーシングに形成された円形の気筒内に、気筒中心を中心として第１ピストンと第２ピストンとの２つのピストンが正逆回転可能に配設されて、気筒周方向において該２つのピストンによって挟まれた燃焼室が構成されており、
前記ケーシングには、気筒中心を中心として前記第１ピストンと一体に正逆回転される第１出力軸が回転可能に保持されると共に、気筒中心を中心として前記第２ピストンと一体に正逆回転される第２出力軸が回転可能に保持されており、
少なくとも前記第１出力軸または第２出力軸のいずれか一方の正逆回転によって発電を行う回転式の発電機を有している、
ようにしてある。

上記解決手法によれば、燃焼に応じて、各ピストンつまり各出力軸は、気筒中心を中心として回転運動としての正逆回転駆動されることになる。したがって、出力軸によって発電機を駆動する場合は、発電効率のよい回転式発電機を用いることが可能となる。また、燃焼による駆動力は、各出力軸の正逆回転運動として直接取り出されるので、例えば往復運動を正逆回転運動に変化するための特別な機構を別途用いることなく、回転式の発電機を用いることが可能となる。

上記解決手法を前提とした好ましい態様は、特許請求の範囲における請求項２以下に記載のとおりである。すなわち、
気筒内に、前記燃焼室に対して前記２つのピストンによって隔離されると共に、気筒周方向において該２つのピストンによって挟まれた掃気用のポンプ室が構成されている、ようにしてある（請求項２対応）。この場合、２つのピストンを有効に利用して、１つの気筒内に、燃焼室の他に掃気用のポンプ室を構成することができる。換言すれば、フリーピストンエンジンそのものが掃気用ポンプの機能を兼用することになり、別途掃気用ポンプを設けることが不用になる。

前記発電機が、前記第１出力軸の正逆回転によって発電を行う回転式の第１発電機と、前記第２出力軸の正逆回転によって発電を行う回転式の第２発電機とされている、ようにしてある（請求項３対応）。この場合、各出力軸毎に個別に回転式発電機を設けてあるので、発電機の配置の自由度を高めたり、各発電機を小型化する等の上で好ましいものとなる。

それぞれ前記２つのピストンと１つの燃焼室と１つのポンプ室とを有する気筒が、第１気筒および第２気筒として２つ直列に配設され、
前記第１出力軸と第２出力軸とがそれぞれ、前記第１気筒と第２気筒とに跨って配設され、
前記第１気筒における一方のピストンと前記第２気筒における一方のピストンとが該第１出力軸を介して一体化されると共に、該第１気筒における他方のピストンと該第２気筒における他方のピストンとが前記第２出力軸を介して一体化され、
前記第１気筒における燃焼室での燃焼圧力によって前記第２気筒における燃焼室が圧縮されるように、前記第１気筒の燃焼行程と該第２気筒での燃焼行程とが相違するように設定されると共に、前記各出力軸に対する前記各ピストンの一体化の関係が設定されている、
ようにしてある（請求項４対応）。この場合、第１出力軸と第２出力軸とを、２つの気筒用として兼用させることができる。また、多気筒フリーピストンエンジンとなって、振動低減の上でも好ましいものとなる。さらに、各ピストンを圧縮方向へ戻すためのリターンスプリングを別途設けることが不用となる等、種々の効果を奏するものとなる。

前記発電機が、前記第１出力軸の正逆回転によって発電を行う回転式の第１発電機と、前記第２出力軸の正逆回転によって発電を行う回転式の第２発電機とされ、
前記第１出力軸が中空状とされ、
前記第２出力軸が、前記第１出力軸内に相対回転可能に嵌合されており、
前記第１発電機が、前記第１気筒と第２気筒の間の中間位置に配設され、
前記第２発電機が、気筒配列方向において、１つの気筒を挟んで前記第１発電機とは反対側に配設されている、
ようにしてある（請求項５対応）。この場合、２つの気筒と２つの発電機との合計４つの大きな機能部分を、互いに直列に配設した構造とすることができる。

気筒内に、前記２つのピストンによって互いに隔離された２つの燃焼室が構成されており、
前記２つの燃焼室のうち一方の燃焼室での燃焼圧力によって他方の燃焼室が圧縮されるように、該２つの燃焼室の燃焼行程が互いに相違されている、
ようにしてある（請求項６対応）。この場合、１つの気筒内に２つの燃焼室を構成して、ピストン１回の正逆回転あたりの出力を増大させる上で好ましいものとなる。また、別途リターンスプリングを用いることなく、２つのピストンを圧縮方向に戻すことができる。

本発明によれば、ピストンが回転運動するようにしたフリーピストンエンジンを提供することができる。

図１は、車両としての自動車を駆動するモータへの給電用としてフリーピストンエンジンを利用した場合の実施形態を示すものである。この図１において、１は駆動用（走行用）のモータで、実施形態ではＡＣモータで構成されている。２Ｒ、２Ｌは左右の駆動輪（前輪または後輪）であり、この駆動輪２Ｒ、２Ｌは、デファレンシャルギア３を介してモータ１によって駆動される。

１０は、フリーピストンエンジンであり、このフリーピストンエンジン１０は、ピストンやシリンダを含むエンジン本体１１と後述する発電機８１．９１とを含めたユニット体として構成されている。エンジン本体１１は、発電機８１，９１を駆動するもので、発電機８１、９１によって発電された電力（交流）は、整流器２０によって直流に変換された後、ＤＣ−ＡＣコンバータ２１を介してモータ１に供給される一方、余剰電力はバッテリ２２に供給される。また、バッテリ２２からの電力が、上記ＤＣ−ＡＣコンバータ２１を介してモータ１に供給されるようにもなっている。制動時の回生エネルギを回収するため、制動時には、モータ１によって発電された電力が、整流器２３によって直流に変換された後、ＤＣ−ＤＣコンバータ２４によって昇圧されてバッテリ２２に供給される。

自動車の運転状態に応じた電力供給の流れは、例えば次のように行われるが、フリーピストンエンジン１０による最大発電量は、モータ１による最大出力を確保できる程度に十分に大きいものとされている。
（１）要求発電量が極めて少ないとき
発進時や極軽負荷時でかつバッテリ２２の蓄電量が大きいときである。このときは、発電機８１、９１での発電は行われず（フリーピストンエンジン１０つまりエンジン本体１１の停止状態）、バッテリ２２からのみモータ１へ電力が供給される。
（２）要求発電量が少ないとき
軽負荷〜中負荷時でかつバッテリ２２の蓄電量が多いときである。このときは、発電機８１、９１での発電が行われて（フリーピストンエンジン１０が作動）、発電機８１、９１からもっぱらモータ１へ電力が供給される（若干の余剰電力分を発電して、余剰電力をバッテリ２２に蓄電するようにしてもよい）。
（３）要求発電量が中〜大のとき
軽負荷〜高負荷時でかつバッテリ２２の蓄電量が少ないときである。このときは、発電機８１、９１で走行に必要な電力以上の十分な発電が行われて（フリーピストンエンジン１０が作動）、発電機８１、９１からモータ１へ電力が供給されると共に、十分な余剰電力がバッテリ２２に蓄電される。
（４）回生制動時
モータ１が駆動輪２Ｒ、２Ｌによって駆動される発電機として機能されるときである。このときは、モータ１で発電された電力がバッテリ２２に蓄電される。なお、フリーピストンエンジン１０は、停止してもよいが、次の発電に備えて、極低速で運転を継続させることもできる。

次に、フリーピストンエンジン１０の一例について、図２を参照しつつ説明する。この図２において、エンジン本体１１はケーシング３０を有し、このケーシング３０内に、第１気筒Ｋ１、第２気筒Ｋ２とが構成されている。各気筒Ｋ１とＫ２とは、互いに気筒中心となる所定軸線Ｌ方向に間隔をあけて直列に配設されている。各気筒Ｋ１とＫ２との間には、回転式とされた前述の第１発電機８１が配設されている。また、所定軸線Ｌ方向において、第２気筒Ｋ２を挟んで第１発電機８１とは反対側において、回転式の第２発電機９１が配設されている。

各気筒Ｋ１、Ｋ２の一例が、図３，図４に示されている。各気筒Ｋ１、Ｋ２は、燃焼行程が互いに相違するように設定されている以外は、実質的に同様に構成されているので、第１気筒Ｋ１に着目してその詳細について、図３を参照しつつ説明する。

図３において、第１気筒Ｋ１は、所定軸線Ｌを中心とする円形の空間を構成していて、この第１気筒Ｋ１内には、第１ピストン４１Ａと第２ピストン４２Ａとの２つのピストンが配設されている。また、ケーシング３０には、所定軸線Ｌを中心として回転可能に、第１出力軸５１と第２出力軸５２とがそれぞれ回転可能に保持されている。第１出力軸５１は中空状とされて、この第１出力軸５１内に、第２出力軸５２が相対回転可能に嵌合されている。

内外２重構造の関係とされた出力軸５１，５２のうち、外側の出力軸５１に対して、前記第１ピストン４１Ａのうち径方向（第１気筒Ｋ１の径方向）中心側端部が一体化されている。また、内側の第２出力軸５２は、その一部が第１気筒Ｋ１内に露出されていて、この第２出力軸５２に対して、前記第２ピストン４２Ａの径方向中心側端部が一体化されている。各ピストン４１Ａと４２Ａとは、それぞれ気筒Ｋ１内を気筒周方向に分断するように円弧状とされていて、第１ピストン４１は第１出力軸５１を中心にして正逆回転可能とされ、第２ピストン４２Ａは第２出力軸５２を中心として正逆回転可能とされている。

第１気筒Ｋ１内には、前述した２つのピストン４１Ａと４２Ａとによって、気筒周方向において当該ピストン４１Ａと４２Ａとによって挟まれた１つの燃焼室６１Ａが形成されている。また、この燃焼室６１Ａとは第１気筒Ｋ１の径方向反対側において、起立位置等周方向において２つのピストン４１Ａと４２Ａとによって挟まれた１つのポンプ室６２Ａが形成されている。２つのピストン４１Ａと４２Ａとが互いに離間する方向に変位したとき、つまり燃焼室６１Ａを膨張させる方向に変位したとき、ポンプ室６２Ａが圧縮されることになる。

ケーシング３０には、第１気筒３０内に開口するように吸気ポート６３Ａと排気ポート６４Ａとが形成されると共に、掃気ポート６５Ａが形成されている。この掃気ポート６５Ａは、その一端がポンプ室６２Ａに常時開口される一方、その他端は燃焼室６１Ａが排気行程となった直後付近において燃焼室６１Ａ内に開口される所定位置において第１気筒Ｋ１内に開口されている。そして、実施形態では、第１気筒Ｋ１は、２サイクルの自己着火式とされている。

第２気筒Ｋ２が、図４に示される（図３対応）。この第２気筒Ｋ２は、第１気筒Ｋ１と実質的に同じように構成されており、第１気筒Ｋ１における構成要素と同一構成要素には、第１気筒Ｋ１で用いた符号「Ａ」に代えて「Ｂ」の符合を用いることにより、その詳細な説明は省略する。

前述した各出力軸５１と５２とは、２つの気筒Ｋ１とＫ２との共通用とされている。すなわち、各出力軸５１と５２とは、２つの気筒Ｋ１とＫ２とに跨って配設されており、内側の第２出力軸５２は、第２発電機９１用の駆動用として、外側の第１出力軸５１よりも長くされている。

第１気筒Ｋ１における第１ピストン４１Ａと、第２気筒Ｋ２における第１ピストン４１Ｂとが、第１出力軸５１を介して連結（連動）されている。また、第１気筒Ｋ１における第２ピストン４２Ａと、第２気筒Ｋ２における第２ピストン４２Ｂとが、第２出力軸５２を介して連結（連動）されている。この、各出力軸５１あるいは５２を介してのピストン４１Ａ、４２Ａ、４１Ｂ、４２Ｂの連結態様の詳細が、図７〜図９に示される。すなわち、図８は、第１出力軸５１を介した連結態様を示すものであり、図９は、第２出力軸５２を介した連結態様を示すものであり、図７が、図８と図９とを組み合わせせた組立状態を示すものである。

２つの気筒Ｋ１、Ｋ２のうち、一方の気筒における燃焼室での燃焼圧力によって、他方の気筒の燃焼室が圧縮される関係となるように、設定されている。換言すれば、燃焼行程が２つの気筒Ｋ１とＫ２とで互いに相違するように設定されて、例えば一方の気筒が膨張行程のときに、他方の気筒が圧縮行程となるように設定されている。そして、このような関係を満足するように、各出力軸５１，５２を利用した各気筒用ピストン４１Ａ、４２Ａと４１Ｂ、４２Ｂとの連結関係も選択されて行われている。より具体的には、例えば、第１気筒Ｋ１における第１ピストン４１Ａと第２ピストン４２Ａとが気筒周方向において互いに離間するとき（燃焼室６１Ａが膨張されるときで、図３対応）に、第２気筒Ｋ２における第１ピストン４１Ｂと第２ピストン４２Ｂとが気筒周方向において互いに接近する（燃焼室６１Ｂが圧縮されるときで、図４対応）ように、その連結関係が設定されている。

図５に示すように、ケーシング３０は、図所定軸線Ｌ方向に分割された複数の分割ケーシング３０Ａ〜３０Ｆを互いに一体化することにより形成されている。すなわち、分割ケーシング３０Ａは、図１左端部に位置されて、第１気筒Ｋ１の端面を閉塞すると共に、掃気ポート６５Ａが形成されている。分割ケーシング３０Ｂは、第１気筒Ｋ１構成用とされている。分割ケーシング３０Ｃは、第１発電機８１用とされている。分割ケーシング３０Ｄは、第２気筒Ｋ２の端面を閉塞して、掃気ポート６５Ｂ（図５では図示を略す）が形成されている。分割ケーシングＥは、第２気筒Ｋ２構成用とされている。分割ケーシング３０Ｆは、第２発電機９１用とされている。図５の状態から、分割ケーシング３０Ａ、３０Ｃ、３０Ｄ、３０Ｆを除外した状態が、図６に示される。

図１０は、回転式とされた第１発電機８１部分の詳細を示すものである。この図１０において、７１は、第１出力軸５１に一体化されて正逆回転されるロータであり、このロータ７１に、第１出力軸５１の周方向全長（３６０度の全周）に渡って永久磁石７２（図１参照）が保持されている。また、７３は、ケーシング３０に固定されたステータであり、このステータ７３に、第１出力軸５１の周方向全長（３６０度の全周）に渡って発電用コイル７４（図１参照）が保持されている。このように、永久磁石７２の位置する部分には必ず発電用コイル７４が位置されるので、第１出力軸５１の正逆回転によって、全ての永久磁石７２を利用して効率よく発電が行われることになる。

図１１は、回転式の第２発電機９１部分の詳細を示すものである。この第２発電機９１も、第２出力軸５２によって駆動される以外は、実質的に図１０に示す第１発電機８１と同様に構成されているので、同一構成要素には同一符合を付してその重複した説明は省略する。

次に、図１２〜図１７を参照しつつ、実施形態における燃焼行程が変化する様子について、特に第１気筒Ｋ１に着目して詳細に説明する。まず、図１２は、第１気筒Ｋ１が圧縮行程の初期にある状態で、第２気筒Ｋ２が膨張行程初期にある状態が示される。この図１２の状態から、図１３の状態へと進行して、第１気筒Ｋ１の圧縮が進行され、これに伴ってポンプ室６５Ａに対して吸気ポート６３Ａが開き始める。ただし、燃焼室６１Ａは、掃気ポート６５Ａと連通されていない状態である。

図１３の状態から、図１４の状態へと変化すると、燃焼室６１Ａが圧縮行程終期となって、この直後に燃焼が行われる。この図１４の状態では、ポンプ室６５Ａに対して、吸気ポート６３Ａが完全に開口された状態となっていて、ポンプ室６５Ａに多量の吸気（混合気）が供給される。

図１４の状態の直後に燃焼室６１Ａでの燃焼（着火）が行われると、各ピストン４１Ａと、４２Ａは、図１２〜図１４とは反対方向に回転され始めて、図１５の状態となる（膨張初期）。

図１５の状態から、図１６の状態へと変化したときは、燃焼室６１Ａに対して排気ポート６４Ａが開き始めると共に、掃気ポート６５Ａが燃焼室６１Ａに開口され始めた状態となる（排気および掃気の初期状態）。

図１６の状態から、図１７の状態へと変化したときは、燃焼室６１Ａに対して、排気ポート６４Ａが大きく開口されると共に、掃気ポート６５Ａも大きく開口された状態となる。

排気行程（掃気行程）の終期となる図１７の状態以後、第１気筒Ｋ１は、再び図１２の状態、つまり燃焼室６１Ａを圧縮する方向へと回転方向が変更されることになる。

第１気筒Ｋ１が、図１７の状態から図１２への状態へと移行してピストン４１Ａ、４２Ａの回転方向が変換されるとき、この回転方向変換の力およびその後の燃焼室６１Ａを圧縮するための力は、第２気筒Ｋ２での燃焼圧力によって確保されることになる。

図１８は、本発明の第２の実施形態を示すもので、前記実施形態と同一構成要素には同一符合を付してある（前記実施形態の第１気筒Ｋ１用の符合を用いてある）。本実施形態では、１つの気筒Ｋ１のみを有するものとなっている。そして、１つの気筒Ｋ１内に、２つの燃焼室６１Ａと６７Ａを構成するようにしてある。より具体的には、前記実施形態におけるポンプ室６５Ａとして構成されていた部分を、燃焼室６７Ａとして構成したものとなっている。このため、各燃焼室６１Ａと６７Ａとの両方に、個別に吸気ポート６３Ａと排気ポート６４Ａとを設けてある。なお、掃気は、吸気ポート６３Ａから、掃気用ポンプで圧縮された吸気を供給することによって行うようにしてある。

図１８の実施形態においても、各出力軸５１，５２によって、個別に２つの発電機（８１，９１相当で、図１８では図示を略す）を駆動するようになっている。すなわち、１つの気筒Ｋ１を挟んでその気筒中心方向一端側（例えば図１８における紙面手前側）に第１発電機８１が配設され、気筒中心方向他端側（例えば図１８において紙面裏側）に第２発電機９１が配設される。

図１８に示す実施形態では、一方の燃焼室での燃焼圧力によって、他方の燃焼室を圧縮する方向の力として利用して、各ピストン４１Ａ、４２Ａを燃焼室圧縮のために戻すためのリターンスプリングが不用となっている。また、１つの気筒に着目したとき、ピストン４１Ａと４２Ａとの１回の正逆回転によって、前記実施形態よりも２倍の燃焼回数を確保できるので、大出力確保の点でも有利である。

以上実施形態について説明したが、本発明は、実施形態に限定されるものではなく、特許請求の範囲の記載された範囲において適宜の変更が可能であり、例えば次のような場合をも含むものである。図２に示す構造のものを複数並置したり、あるいは図１０に示すものを例えば直列に複数配置する等、要求される発電能力に応じて気筒数を適宜選択し得るものである。各永久磁石７２．７４は、出力軸５１あるいは５２に対して一体的に設けることなく、例えば、各出力軸５１，５２に対して歯車等を介して正逆回転するように連動された磁石保持体を設けて、この磁石保持体に永久磁石７２，７４を保持させるようにすればよい。

図２〜図４の実施形態において、１つの気筒のみを設けるようにしてもよい。この場合、リターンスプリングを用いて燃焼室を圧縮するための力を確保すればよく、リターンスプリングは、例えばポンプ室に相当する位置に配設したり、あるいはリターンスプリングをケーシング３０の外部に設けて、リターンスプリングの力を出力軸５１，５２を介してピストンに伝達するようにしてもよい。

各出力軸５１，５２毎に個別に発電機を設けることなく、各出力軸共通用の１つの発電機を設けるようにしてもよい。この場合、例えば、１本の共通出力軸を正逆回転可能に設けて、この共通出力軸に対して、各出力軸５１，５２を歯車を介して連動させるようにすればよい（例えば、回転方向変換用の歯車を介在させることにより、出力軸５１と５２からの出力の回転方向を一致させた状態で共通出力軸に入力させる）。また、第１出力軸５１と第２出力軸５２とのいずれか一方によってのみ回転式の発電機を駆動するようにしてもよい。フリーピストンエンジンは、自動車用に限らず、定置式の発電用等に用いる等、その仕様範囲は限定されないものである。フリーピストンエンジンは、火花点火式であってもよく、あるいは４サイクル式にする等、適宜の形式を採択することができる。勿論、本発明の目的は、明記されたものに限らず、実質的に好ましいあるいは利点として表現されたものを提供することをも暗黙的に含むものである。

フリーピストンエンジンを自動車の走行用モータへの給電用として利用した場合の実施形態を示す全体系統図。 本発明の第１実施形態を示すもので、フリーピストンエンジンの一例を示す簡略側面断面図。 図２に示す第１気筒を示す簡略断面図。 図２に示す第２気筒を示す簡略断面図。 図２に示すフリーピストンエンジンの外観を示す斜視図。 図５の状態から、一部の分割ケーシングを除外して示す斜視図。 ２つの気筒におけるピストンの連結関係を示す斜視図。 図７のうち、第１出力軸を介して２つの気筒におけるピストンの連結関係を示す斜視図。 図７のうち、第２出力軸を介して２つの気筒におけるピストンの連結関係を示す斜視図。 第１発電機の部分を示す要部斜視図。 第２発電機部分を示す要部斜視図。 図２に示す実施形態において、燃焼行程の進行に伴ってピストン位置が変化する様子を示す要部斜視図。 図２に示す実施形態において、燃焼行程の進行に伴ってピストン位置が変化する様子を示す要部斜視図。 図２に示す実施形態において、燃焼行程の進行に伴ってピストン位置が変化する様子を示す要部斜視図。 図２に示す実施形態において、燃焼行程の進行に伴ってピストン位置が変化する様子を示す要部斜視図。 図２に示す実施形態において、燃焼行程の進行に伴ってピストン位置が変化する様子を示す要部斜視図。 図２に示す実施形態において、燃焼行程の進行に伴ってピストン位置が変化する様子を示す要部斜視図。 本発明の第２の実施形態を示すもので、図３，図４に対応した断面図。

符号の説明

１０：フリーピストンエンジン
１１：エンジン本体
３０：ケーシング
４１Ａ、４１Ｂ：第１ピストン
４２Ａ、４２Ｂ：第２ピストン
５１：第１出力軸
５２：第２出力軸
６１Ａ、６１Ｂ：燃焼室
６２Ａ、６２Ｂ：ポンプ室
６３Ａ、６３Ｂ：吸気ポート
６４Ａ、６４Ｂ：排気ポート
６５Ａ、６５Ｂ：掃気ポート
６７Ａ：燃焼室（図１８）
７１：ロータ
７２：永久磁石
７３：ステータ
７４：発電用コイル
８１：第１発電機
９１：第２発電機

Claims (6)

1. ケーシングに形成された円形の気筒内に、気筒中心を中心として第１ピストンと第２ピストンとの２つのピストンが正逆回転可能に配設されて、気筒周方向において該２つのピストンによって挟まれた燃焼室が構成されており、
   前記ケーシングには、気筒中心を中心として前記第１ピストンと一体に正逆回転される第１出力軸が回転可能に保持されると共に、気筒中心を中心として前記第２ピストンと一体に正逆回転される第２出力軸が回転可能に保持されており、
   少なくとも前記第１出力軸または第２出力軸のいずれか一方の正逆回転によって発電を行う回転式の発電機を有している、
   ことを特徴とするフリーピストンエンジン。
2. 請求項１において、
   気筒内に、前記燃焼室に対して前記２つのピストンによって隔離されると共に、気筒周方向において該２つのピストンによって挟まれた掃気用のポンプ室が構成されている、ことを特徴とするフリーピストンエンジン。
3. 請求項１または請求項２において、
   前記発電機が、前記第１出力軸の正逆回転によって発電を行う回転式の第１発電機と、前記第２出力軸の正逆回転によって発電を行う回転式の第２発電機とされている、ことを特徴とするフリーピストンエンジン。
4. 請求項１において、
   それぞれ前記２つのピストンと１つの燃焼室と１つのポンプ室とを有する気筒が、第１気筒および第２気筒として２つ直列に配設され、
   前記第１出力軸と第２出力軸とがそれぞれ、前記第１気筒と第２気筒とに跨って配設され、
   前記第１気筒における一方のピストンと前記第２気筒における一方のピストンとが該第１出力軸を介して一体化されると共に、該第１気筒における他方のピストンと該第２気筒における他方のピストンとが前記第２出力軸を介して一体化され、
   前記第１気筒における燃焼室での燃焼圧力によって前記第２気筒における燃焼室が圧縮されるように、前記第１気筒の燃焼行程と該第２気筒での燃焼行程とが相違するように設定されると共に、前記各出力軸に対する前記各ピストンの一体化の関係が設定されている、
   ことを特徴とするフリーピストンエンジン。
5. 請求項４において、
   前記発電機が、前記第１出力軸の正逆回転によって発電を行う回転式の第１発電機と、前記第２出力軸の正逆回転によって発電を行う回転式の第２発電機とされ、
   前記第１出力軸が中空状とされ、
   前記第２出力軸が、前記第１出力軸内に相対回転可能に嵌合されており、
   前記第１発電機が、前記第１気筒と第２気筒の間の中間位置に配設され、
   前記第２発電機が、気筒配列方向において、１つの気筒を挟んで前記第１発電機とは反対側に配設されている、
   ことを特徴とするフリーピストンエンジン。
6. 請求項１において、
   気筒内に、前記２つのピストンによって互いに隔離された２つの燃焼室が構成されており、
   前記２つの燃焼室のうち一方の燃焼室での燃焼圧力によって他方の燃焼室が圧縮されるように、該２つの燃焼室の燃焼行程が互いに相違されている、ことを特徴とするフリーピストンエンジン。

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