JPS5939932A

JPS5939932A - 機関本体が回転する内燃機関

Info

Publication number: JPS5939932A
Application number: JP14955682A
Authority: JP
Inventors: Hiroyasu Tanigawa; 浩保谷川
Original assignee: Individual
Current assignee: Individual
Priority date: 1982-08-28
Filing date: 1982-08-28
Publication date: 1984-03-05
Also published as: JPH039290B2

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】本発明は、内燃機関本体内に収容したピストンを、対向
往復運動させつつ回転させ、このピストンの回転を、内
燃機関本体の回転に変えて動力とする内燃機関に関する
。

通常の内燃機関は、ピストンの往復運動をクランク機構
により、動力軸の回転運動に変える構成となっている。

しかし、クランク機構によるエネルギ損失は、通常の内
燃機関の欠点となっており、又、ニューセラミックスを
使用して高温燃焼を行っても、高温の排気を動力として
利用できない欠点がある。

本発明は、内燃機関本体（１）に外嵌した曲溝筒（ＩＣ
１の内周面に穿設した曲溝（１７）に、ピストンから突
出たピストンピン（ハ）に外嵌する案内溝転勤部（財）
をピストン案内溝（８）に転勤自在に遊嵌し、その先端
、曲溝転動部彌を曲溝（１７）に転勤自在に嵌め込み、
ピストンの往復運動をピストンの回転往復運動、即ち本
体（１）の回転運動に変換することによって、本体の回
転を動力とするものであり、又本体に直接排気タービン
翰を組込んで排気エネルギを回転動力とするものである
。

これによって、通常の内燃機関の欠点を解消し、低燃費
で、振動や騒音が少なく、構造の簡単な□内燃機関を提
供することを目的とする。

以下図示実施例にューセラミックスエンジン）を参照し
ながら本発明を詳述する。

第１図から第８図に於て、（］）は内内燃機木本で、排
気タービン（７０の部分で分割してあり、ボルトにより
組立てる。内側は燃焼室（２）を形成するためシリンダ
ライナ（７１）　（セラミックス）を圧入する構格する
。燃焼室外周、排気ターＶ゛ンの反対側には通常の空気
圧縮羽根（７２を形成して、固定外筒部（２）と関連せ
しめて、過給機−を構成さし、両端に曲溝筒０６、）を
外嵌する大きさとする。（８）はピストン案内溝で、本
体（１）の両端から中央に向って、本体長軸方向に対向
して設ける。

第３図、第４図にセラミックスの排気タービン翰、シリ
ンダライナ（７υを示す。（４）は排気穴でシリンダラ
イナσυに貫設され、それセれタービンノズルｆＱに重
合して、排気をタービン静翼（７４に噴射する。タービ
ン静翼は、曲溝筒（１６）に固着しであるため、本体（
１）に回転動力が発生する。同様にタービン静翼より噴
射する排気を、タービン動翼（７３に作用さして回転動
力を得るのであるが、必要により段数を増設します。（
５）は掃気穴で、第８図のように両端給気室ＨＨを連絡
して、燃焼室（２）の一方に開口連設し、左側ピストン
（１０）により開閉する。同様に右側ピストンにより排
気穴（４）を開閉する。

（９）は回転弁で、第７図のように空気等を、吸入口管
（／４３、曲溝筒０６．）に貫設された吸気口（９）、
給気室蓋＠０）′に貫設して給気室ψ０に開口する吸気
穴（１８）に吸入する過程で、給気室蓋（財））′が本
体（１）と共に回転して、吸気口−と吸気穴（１８）が
開閉し、回転弁（９）を構成して、給気室Ｇｌ！Ｉ）に
空気等を供給する。

（３）は燃料噴射弁で、固定円板部（ロ）の円柱部、燃
焼室（２）の中央部（第７図）に第９図、第１０図に示
す如く、必要数配設する。燃料噴射弁（３）は、円柱の
直径方向に丸穴を設は中央にノズルニードル川を固着、
バネ座を設けたノズルボデ（６υを挿入、ノズル用バネ
（財）を係合、調整用ナツト■を締込んで燃料が設定圧
力に達した時、ノズルボデ（ｉυが作動して、燃料噴射
弁が開き、ノズルより燃料を噴射する構成とする。燃料
噴射弁は、それぞれの燃料噴射ポンプ（図示していない
）に連絡する。

第１１．１２．１３．１５図にセラミックスのピストン
（１０）を示す。筒状を呈し、頭部は図示の如く、ノズ
ルに対応して土楕円状の（ぼみを設け、ピストンリング
溝は、外筒面に加えて、内筒面にも設ける。

尾部は、丁字形に削りとった形とし、ピストンピン穴０
５）を貫設する。外周長軸方向にシール溝■を設けて、
板バネを固着した通常のシール材を挿入する。更に曲溝
（１７）と給気室（２＋）を隔離するため、シール溝輪
を有する隔離材６カを、第７図の如くピストン尾部に固
着して、曲溝内の非常に濃い潤滑油の混合気を流出防止
する。

第１４図にピストンピン＠仲を示す。段付円筒形として
、ピストンピン穴（１５）に嵌入、固着するネジ穴を設
け、潤滑油を噴射する小穴も設ける。第７図の如く、曲
溝転動部（ハ）及び案内溝転勤部（７）を係合して、ピ
ストンに固着し、ピストンが本体（１）内を摺動、ピス
トン案内溝（８）内を、案内溝転勤部（７）が転動して
、往復運動し、曲溝（１７）に導かれて、曲溝転動部翰
が転勤し、ピストン及び本体が回転する。

第１６．１７．１８図は、第７図で右側の曲溝筒０６、
）を示す。この曲溝筒は、本体（１）の両端部、即ち、
ピストン案内溝（８）を覆って、本体に外１阪される。

（１７）は曲溝で、曲溝転動部（ハ）を転勤自在に嵌め
込むもので、ピストンが本体内を２往復する間に、曲溝
に案内されるピストンが１回転するよう、はぼすイン曲
線状に形成されて、曲溝筒内周面に穿設される。（ハ）
はピストンピン組立穴で、曲溝部分に設ける。更にシー
ル溝輪、漏油溝＊７１．＝ロガリ軸受軌道（８１）を設
け、端部を給気室蓋（２０）’に外嵌さし、適所に給気
口（９）を設けて、前述の如く吸気穴（１８）と作動さ
し、回転弁（９）を構成さす。なお、外周は、同形に突
出させて固定外筒部（ト）に、正確に固着できる構成と
して、ピストンの対向往復回転運動を同期さす。又第１
７図で左側面には、ネジ穴を設けて排気タービン翰のタ
ービン静翼（７４）を固着する。

第７図で左側の曲溝筒θ６）は、図示の如くタービン部
分の他は対称形で殆んど同じである。案内溝転勤部■、
曲溝転動部（ハ）を含めて、曲溝等を冷却、潤滑した油
は、潤滑油循環出口０′７）より、シール溝輪のシール
材より漏洩の潤滑油は、漏油出口（７７）より、それぞ
れ下部の油たまり（図示してない）に循環する。

第１９．２０．２１．２２図に固定外筒部に）の上半分
を示す。筒形をしており、水平接手により」１下に分割
され、下半分も主要部は殆んど同じである。両端部は、
曲溝筒０６４）を正確に取付けるため、ネジ穴が設けて
あり、精密に加工しである。本体の圧縮羽根（７２の関
係位置に、空気案内羽根（７枠等を設けて過給機−を構
成さし、図示していないが空気案内羽根（７１を環状に
覆って、空気を送り出す、過給機空気出口を設ける。第
８図排気タービン（７０との間には、通常の空気濾過材
を成形加工して取付け、空気濾過器（４１）として空気
を吸入する。本体の排気タービン関係位置に排気案内料
ｔ’ｌ！　翰を配列し、図示していないが、それを環状
に覆って排気を送り出す出口を設ける。内筒部分は第８
図に示すように、回転圧力部分には、過給機（７）、排
気タービン翰共に、環状のパツキンが接触しないように
設けてあり、タービン静翼Ｏ′→の外周部分には、丸ひ
も状のパツキンが環状に設けである。

第７図（ロ）裟ｏ）　’は給気室蓋であり、円板状で本
体にボルト締めし、前述のや一回転弁（９）より、吸気
穴（＋８）を通じて空気等を吸入し、給気室（２１）　
（２１）を構成さす。曲溝筒（１６）に近接する適所に
コロガリ軸受軌道−を設け、コロガリ軸受を構成さして
、各部品間の距離を整定し、コロガリ接触として摩擦損
失の減少を計る。固定円板部（財）の円柱部と接触する
部分もたいたい同じように、コロガリ接触構造とする。

給気室蓋（社）には、大歯車輪を取付け、小歯車（８１
）を回転さして、燃料ポンプ（図示していない）等各補
機を運転する。大歯車輪と小歯車（８１）の比を２＝１
にしておけば、１爆発毎に小歯車が１回転する。給気室
蓋（社）′には図示しないが、始動大歯車や動力軸等を
取付ける。

第７図の０脅は、固定円板部である。図示しないが燃料
噴射ポンプや潤滑油ポンプ等を取付けて、小歯車（８１
）により駆動する。円柱部分の燃焼室に該当する部分は
、ニューセラミックスのブシュ（８２）により断熱する
。燃料噴射弁（３）は前述のように実施し、ピストン（
１０）が図示の如（燃焼室を形成したとき、燃料を噴射
するよう構成さし、燃料噴射弁（３）を、それぞれの燃
料噴射ポンプに連絡して、ノズル数の増減も含めて、燃
料噴射量を加減する。

固定円板部（ト）を第８図で説明すると、円柱部には潤
滑冷却油入口（ト）を設けて、潤滑油ポンプ（図示して
いない）より潤滑油を送油して、円柱部分を冷却し、潤
滑油圧入口（ト）−（ト）翰より、各部を充分潤滑、冷
却する。６６）　（４６）は潤滑油循環穴で、回転弁（
９）　（９）部分、大歯車輪、小歯車（８１）その他を
潤滑冷却して、第７図に示す両端の潤滑油循環出口（４
７）　（４７）より、油だまり（図示していない）に循
環さす。

潤滑油の温度を適当にするため、潤滑冷却油通路（ハ）
を設けて、潤滑冷却油出口θ９）より、油冷却器（図示
していない）に循環さす。潤滑油圧入口（ト）鴫よりピ
ストンの内筒面に圧入された潤滑油は、一部ピストンピ
ングに供給し、残りは第７図に示すピストンピン（２す
の中空部、油濾過保持材（８３）を介して案内溝転動部
■、曲溝転動部翰にピストンピンの小穴より充分供給す
る。使用ずみの潤滑油は、前述のように曲溝よりの潤滑
油循環出口Ｑ７）　（４７）より油だまりに循環さす。

本発明は、上述の構成から次のような作用、効果を有す
る。

第７図のように、両ピストンが上死点附近にきたとき、
燃焼室（２）の燃料噴射弁（３）を開き、燃料を噴射燃
焼さすと、爆発力がピストン頂部に加わり、曲溝転動部
（ハ）、案内溝転勤部（財）が曲溝（１７）とピストン
案内溝（８）にクサビのように作用ルで、ピストンピン
に）を筆頭に、各部に力が加わり、ピストンピンや各部
に弾性歪を造って、爆発力等をあらゆる方向に保存する
と同時に、ビス！・ン（１０）（１０）の回転往復運動
は加速され、本体（１）の回転運動も加速される。保存
された爆発力は随時回転力として放出される。勿論、ピ
ストンの慣性運動力も保存、放出して、エネルギ損失の
少ない、バネ振り子に爆発力を加えた理想的な往復運動
が得られるし、本体やピストンの高速回転により、その
安定性が更に高められます。

第８図ピストン（ｌＯ）（ｌＯ）が下死点附近に近づき
先づ排気穴（４）が開き、第４図、前述のよ１にタービ
ンノズル（７（Ｄより、排気を噴射する。タービン静翼
（７→が曲溝筒に固定されておるため、タービンノズル
（７Ｇ、即ち、本体（１）の回転力が増大する。更にタ
ービン静翼（７→から排気を噴射して、タービン動翼Ｑ
３に作用さし、本体の回転を加速する。燃焼室か断熱材
で構成しであるため、比較的大きな回転力が得られる効
果があり、更に通常の過給機を付加して、高温燃焼を行
えば、更にその効果は大きくなる。

次に掃気穴（５）が開き左右の給気基幹ワより掃除空気
が燃焼室に供給され、排気を押し出す。勿論このときも
回転は助勢される。

ピストンが下死点を過ぎ、掃気穴（５）、排気穴（４）
がピストン弁によって閉止し、回転弁（９）が開いて空
気等を、吸入口管（ハ）、吸気口（ト）、回転弁（９）
、吸気穴（＋８）より、給気室０υに吸入し、燃焼室は
圧縮行程に入るのであるが、答弁の開閉時期は、通常の
２サイクル機関と殆んど同じであり、本体とピストンが
１回転する間に、ピストンが２往復して、２回爆発する
ため、大きな回転力を得る。

曲溝筒（１６１（］ｔＪｌが固定外筒部（ト）に正確に
取イ」けてあり、曲溝（１７）も対称に穿設しであるた
め、ピストン（１０）　（１（１）の対向往復回転運動
を同期して、無振動に近い状態で運転できる効果があり
、固定外筒部という囲いの中で本体が運転されるので、
静かな内燃機関を得る効果がある。

【図面の簡単な説明】

第１図は内燃機関本体（１）の左部を示す部分断面図で
あり、第２図はその右側面図である。第３図は排気ター
ビン（７０の部分断面図であり、第４図はＥ−Ｅ’断面
図である。第５図は本体（１）の右部を示す断面図であ
る。第６図は本体（１）の右側面図である。第７図はピ
ストンが上死点にあり、給気室ψ０に吸入の状態を示す
断面図である。第８図はピストンが下死点にあり、掃気
と排気の状態を示す断面図である。第９図は燃料噴射弁
（３）部分を示す拡大図であり、第１０図はＨ−Ｈ’断
面図である。第１１図はＣＯＣ′断面図であり、第１２図はピストン
の正面を示す部分断面図である。第１３図はＤ×Ｄ′断
面図である。第１４図はピストンピンを示す正面図であ
る。第１５図はピストンの平面図である。第１６図は右側曲溝筒（１６）の左側面図であり、第１
７図は右側曲溝筒の断面図である。第１８図は右側曲溝
筒の右側面図である。第１９図は固定外筒部０５）の上
半分を示す正面図であり、第２０図はその右側面図を示
す。第２１図はＦ−Ｆ’断面図であり、第２２図はＧ−
Ｇ’断面図である。（１）・・・内燃機関本体　（２）・・・燃焼室　（３
）・・・燃料噴射弁　（４）・・・排気穴　（５）・・
・掃気穴　（８）・・・ピストン案内溝（９）・・・回
転弁（ｌＯ）・・・ピストン　０５）・・・ピストンピ
ン穴　（１６）・・・曲溝筒　（１７）・・・曲溝　（
］８）・・・吸気穴　（１９）・・・コロガリ軸受　（
２０）・・・給気室蓋　（２１）・・・給気室　娑ツ・
・・ピストンピン組立穴（２時・・・ピストンピン　（
財）・・・ピストンピン組立大蓋　（ハ）・・・曲溝転
動部　０→・・・固定円板部　（２）・・・固定外筒部
　鵜・・・潤滑油圧入口　（９）・・・吸気口　０］）
・・・空気濾過器　（ハ）・・・吸入口管　（ハ）・・
・潤滑冷却油通路　０Ｑ・・・潤滑油循環穴　θη・・
・潤滑油循環出口　（ハ）・・・潤滑冷却油入口　０９
）・・・潤滑冷却油出口　　−・・・過給機　■・・・
ノズルニードル　Ｏ］）・・・ノズルボテ　（財）・・
・ノズル用バネ　岐・・・調整用ナツト輪・・・シール
溝　０７）・・・漏油溝　（へ）・・・案内溝転動部１
６ツ・・・コロガリ軸受軌道　翰・・・排気タービン　
（７１）・・・シリンダライナ　（ハ）・・・空気圧縮
羽根　Ｑ３・・・タービン動翼　（７４１・・・タービ
ン静翼　Ｑυ・・・組立ボルト穴ｆユ・・・タービンノ
ズル　（ハ）・・・漏油出口　ｆｆｅ・・・空気案内羽
根　（７’Ｊ・・・排気案内羽根　団・・・大歯車　（
８１）・・・小歯車　（８２）・・・ブシュ　（８３）
・・・油濾過保持材。特許出願人谷川浩保

Claims

【特許請求の範囲】

（１）対向して収容したピストン（１０）（１０）間に
燃焼室（２）を形成する内燃機関本体（１）を分割、排
気タービン（７０を挿入、組立て、左右の給気室ＱＯを
掃気穴（５）により連絡して燃焼室（２）の一方に開口
し、他方に排気穴（４）を連設して排気タービン翰のノ
ズルに重合さし、両端部にはピストンが往復しつつ回転
可能に、内周面に曲溝（１７）を有して固定された曲溝
筒（１すを、本体（］）を回転自在に外嵌し、ピストン
から突出したピストンピン（ハ）に外嵌する案内溝転勤
部岐をピストン案内溝（８）に転勤自在に遊嵌し、その
先端、曲溝転動部（ハ）を曲溝（１７）に転動自在に嵌
め込んでなる回転往復ピストン内燃機関。
（２）燃焼室（２）の外周に羽根を取付け、固定外筒部
θつに空気案内羽根（７９を設けて、過給機Ｃ１を構成
さし、排気タービン翰との間に、空気濾過器（４１）を
取付けてなる特許請求の範囲第１項記載の回転往復ピス
トン内燃機関。
（３）固定円板部（３→の円柱部中央の直径方向に丸穴
を穿ち、中央にノズルニードル−を固着、バネ座を有す
るノズルボデ（６１）を挿入、ノズル用バネ（へ）、調
整用ナツト−を組立てなる燃料噴射弁−を設けた特許請
求の範囲第１項又は第２項記載の回転往復ピストン内燃
機関。