JPH0639906B2

JPH0639906B2 - 回転往復ピストンを具備する内燃機関

Info

Publication number: JPH0639906B2
Application number: JP1128167A
Authority: JP
Inventors: 浩保谷川
Original assignee: Individual
Current assignee: Individual
Priority date: 1989-05-22
Filing date: 1989-05-22
Publication date: 1994-05-25
Anticipated expiration: 2009-05-25
Also published as: JPH02308925A

Description

【発明の詳細な説明】「産業上の利用分野」この発明は、回転しつつ往復するピストンの回転を機関
本体に伝達し、回転するシリンダから直接動力を取り出
すとともに、排気を利用して本体を回転させるタービン
を具備した内燃機関に関するものである。

「従来の技術」従来の内燃機関は、ピストンの往復運動をクランク機構
を介して動力軸の回転運動に変換する構成をとってい
る。

そのため、クランク機構を介することにより、多大のエ
ネルギの損失を招いている。

本出願人は、クランク機構を要しない２サイクル内燃機
関を発明し、先に「回転往復ピストン内燃機関」として
特許出願した（特開昭５８−９８６０２）。さらに前記
発明に改良を加えて数件の特許出願をした。

これらの発明の要旨は以下のとおりである。

対向して収容したピストン間に燃焼室を形成した本体
に、本体が回転自在に曲溝筒を外嵌して固定する。

ピストンから突設したピストンピンを、本体に対向して
長軸方向へ貫設した長溝を貫通して、曲溝筒の内周面に
凹設した曲溝に嵌め込む。

そして２往復する間に１回転するピストンにより、本体
１が１回転するよう曲溝を形成する。

なお、本体にはノズルを設け、ノズルから排気を噴射す
ることにより、本体の回転力を増加させる。

このうち、特開昭６１−７９８２１の「回転往復ピスト
ン内燃機関」は、ピストンを対向して収容した機関本体
に排気孔群を設け、さらに排気孔群と連通するノズルに
タービン翼を、又、固定した曲溝筒にもタービン翼を設
けてタービンとしたものである。

「発明が解決しようとする問題点」しかしながら前記タービンを具備する内燃機関は、ター
ビン翼を多段に配設することにより、高速回転、高出力
の内燃機関を得ることを目的とするものであり、自動車
などに搭載するのに適したコンパクトな構成が得られな
い欠点があった。

「問題点を解決するための手段」そこでこの発明は、コンパクトな内燃機関を提供するこ
とを目的とするものであって、以下の構成をその要旨と
する。

即ち、本体に排気を排出するノズルと、ノズルの排気に
より本体を回転させるタービン翼と、曲溝筒に回転自在
に支持されて、タービン翼を有してノズルの排気により
回転する回転翼車と、回転翼車の回転を本体に伝達する
歯車装置とを設ける。

「作用」ノズルの排気は本体のタービン翼に衝突して本体を回転
させる。又、回転翼車のタービン翼にもノズルの排気が
衝突して、回転翼車を回転させる。回転翼車は固定され
た曲溝筒に回転自在に支持されているが、その回転は歯
車機構を介して本体に伝達される。

従って本体は、ピストンの往復動での回転に加えて、排
気を利用した本体のタービン翼による回転、回転翼車の
回転とが加わって回転する。

「効果」クランク機構がないのでクランクの運動によるエネルギ
の損失がないうえ、排気をエネルギ源として利用するた
め熱効率が高い。

又、クランク機構がないのでコンパクトに形成できる。
特に回転翼車の回転を歯車機構を介して本体に伝達する
ので、本体の回転数にタービン翼車の回転数が加わるた
め、さらにコンパクトに形成でき、自動車などに搭載が
可能になる。

「実施例」以下図示する実施例に基づいて、この発明を詳細に説明
する。

第１図ないし第３図に示すように、１は内部がシリンダ
状の機関本体で、中央部は燃焼室２を形成しており、長
軸方向へ左右に対向して、かつ直径方向に一対の長溝３
が貫設されている。燃焼室２の一方側（第１図、第２図
では左側）に燃焼室２に開口しかつ互いに連通する多数
の給気孔４、給気孔４群と連通して燃焼室２の外側に開
口する導入口５ａ（第４図参照）、及び燃焼室２に配設
された複数の点火栓６を有する。

又、燃焼室２の他方側（図面では右側）には、燃焼室２
に開口する多数のノズル７が放射状に設けられており、
このノズル７の外側には多数のタービン翼８が同一円周
上に配設されている。９は大歯車で、本体１の外周に設
けられている。１０はノズル７に連通する多数の排気孔
で、燃焼室２に開口する。５ｂは前記導入口５ａと連通
する導入口である（第４図参照）。

１１は左右一対のピストンで、前記燃焼室２はこのピス
トン１１の間に形成されることになる。ピストン１１
は、ピストン１１から長溝３を貫通して、それぞれ直径
方向へ突設されたピストンピン１２を有する。１３はガ
イド兼用の当て止め金具である。又、各ピストンピン１
２の両端部には転動輪１４が回転自在に取付けられてい
る。１５は給気口で、第１図のようにピストン１１が下
死点付近に於いて、本体１の給気孔４群と導入口５ａ、
５ｂを介して連通する（第４図参照）。

１６は固定された左右一対の曲溝筒であって、本体１が
回転自在になるよう本体１に外嵌されている。その内周
面に凹設された曲溝１７には、ピストンピン１２の転動
輪１４が、転動自在に嵌めこまれている。この曲溝１７
は、ピストン１１が２往復すると、ピストンピン１２が
１回転し、従って本体１も１回転するよう形成されてい
る。

なお１８は吸気口で、それぞれ図外吸気マニホルドに接
続される（第２図参照）。

１９は上下２個の小歯車で、内側の小歯車１９ａは前記
大歯車８に歯合するよう曲溝筒１６に回転自在に取付け
られている（第５図参照）。

２０は回転翼車であり、そのタービン翼２１群は前記シ
リンダ１のタービン翼８の内周側でノズル７に臨むよ
う、曲溝筒１６に回転自在に取付けられているととも
に、前記小歯車１９の外側の小歯車１９ｂに歯合する内
歯車２２を有する（第６図参照）。前記本体１のタビン
翼８、回転翼車２０のタービン翼２１を、多段に構成で
きるのは勿論である。

２３は回転軸２４を有する内蓋であって、シリンダ１の
外端部に左右端部に固定されており、前記吸気口１８と
連通する通孔２５が設けられている。回転軸２４の右側
は動力軸とし、左側は発電機に連結される。

２６は外蓋で、それぞれ曲溝筒１６の左右外端部に固定
されているとともに、曲溝筒１６、内蓋２３で形成され
る吸気室２７ａを密封する。

２８は左右内蓋２３の内周面に固定された隔壁であり、
通孔２９が貫設されている。３０はこの通孔２９を開閉
する弁であり、隔壁２８と本体１との間には、吸気室２
７ｂが形成される。

３１は輪状の排気箱で、ノズル７から出た排気を図外排
気筒を介して排出するものであり、曲溝筒１６に固定さ
れている。

３２は点火金具で図外点火装置に接続され、取付金具３
３を介して排気箱３１に固定され点火栓６に給電する。

ここで、この内燃機関では以下のように構成されてい
る。

混合気の爆発により、ピストン１１が下死点に近づくと
まず排気孔１０群が開き、これにやや遅れて給気孔４群
が開く。給気孔４群が開くのに先立ってピストン１１の
給気口１５は、本体１の導入口５ａ、５ｂと連通し、混
合気を給気孔４群から噴出させ内燃室２内を掃気する。

下死点から上死点へピストン１１が移動すると、まず給
気孔４群が閉塞される。次に給気口１５と導入口５ａ、
５ｂが遮断され、排気孔１０群が閉塞される。ピストン
１１が上死点に近づき混合気が圧縮された段階で、点火
栓６により混合気が点火、爆発しピストン１１は下死点
側へ移動する。

なお、気密を要する部分には適宜各種シールを、回転部
分にはボール（ローラ）ベアリング、エヤベアリング、
磁気ベアリング等を適宜選択して取付けておくのは勿論
である。

上記構成から、まずピストン１１が第１図で示す下死点
付近から上死点側へ移動すると、第２図に示すように弁
３０が通孔２９を開き、混合気は吸気口１８、吸気室２
７、通孔２５、２９を経てピストン１１内に吸入され
る。さらにピストン１１が前進すると、ピストン１１の
給気口１５、導入口５ａ、５ｂから給気孔４への咬合気
が遮断され、吸気室２７ｂへの混合気の流入が続く。

ピストン１１が上死点に達すると、既に燃焼室２内で圧
縮された混合気に点火され、ピストン１１は後退する。
すると、前述のように排気孔１０群が先に開いて、排気
は排気孔１０群からノズル７群に噴射される。ピストン
１１の後退とともにピストンピン１２により本体１が回
転するとともに、回転翼車２０のタービン翼２１群に排
気が衝突して回転翼車２０を回転させる。この回転は内
歯車２２、小歯車２０、大歯車９を介して本体１へ伝え
られ本体１を回転させる。さらに本体１のタービン翼８
群にも排気が衝突するので、本体１を回転させる。即ち
ピストン１１の移動が本体１を回転させるとともに、排
気によりその回転力がより強くなる。

ピストン１１の後退とともに、排気孔１０群にやや遅れ
て給気孔４群が開き始めて、混合気が燃焼室２内へ流入
し、燃焼室２を掃気するとともに燃焼室２内を混合気で
満たす。そしてピストン１１が前進して混合気を圧縮す
る。

なお、第７図で示すように、ピストンピン１２を２分し
て連結部分をスリーブ３４で連結し、コッタ３５で固定
すれば、組み立てが便利である。

又、転動輪１４の外側に副転動輪３６を回転自在にピス
トンピン１２に取付け、常時この副転動輪３５が曲溝１
７と接触するように形成すれば、ピストンピン１２の回
転が滑らかになる。

【図面の簡単な説明】

第１図はピストンが下死点付近に位置するときの縦断面
図、第２図はピストンが上死点付近の横断面略図であ
る。第３図は本体の斜視図、第４図は本体の要部縦断面図、
第５図は曲溝筒の斜視図、第６図は回転翼車の斜視図で
ある。又、第７図はピストンピンの他の実施例を示す一部欠截
拡大図である。１……本体、２……燃焼室、３……長溝、７……ノズ
ル、８……タービン翼、９……大歯車、１１……ピスト
ン、１２……ピストンピン、１６……曲溝筒、１７……
曲溝、１９……小歯車、２０……回転翼車、２２……内
歯車

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】対向して収容したピストン間に燃焼室を形
成した本体に、本体が回転自在に曲溝筒を外嵌して固定
し、ピストンから突設したピストンピンを、本体に対向
して長軸方向へ貫設した長溝を貫通して、曲溝筒の内周
面に凹設した曲溝に嵌め込み、２往復する間に１回転す
るピストンにより本体１が１回転するよう構成した２サ
イクル内燃機関に於いて、本体に排気を排出するノズル
と、ノズルの排気により本体を回転させるタービン翼
と、曲溝筒に回転自在に支持されて、タービン翼を有し
てノズルの排気により回転する回転翼車と、回転翼車の
回転を本体へ伝達する歯車装置とを設けたことを特徴と
する回転往復ピストンを具備する内燃機関。
【請求項２】歯車装置は、回転翼車に設けた内歯車と、
曲溝筒に回転自在に支持されて前記内歯車に歯合する小
歯車と、本体に設けられて前記小歯車に歯合する大歯車
とから構成される請求項１記載の回転往復ピストンを具
備する内燃機関。