JPH06280603A - 機関本体が回転する燃料噴射内燃機関 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 （修正有） 【目的】完全回転往復機関を提供することを目標とし，
構造が簡単で公害が少なく飛躍的に小型軽量大出力低振
動で熱効率も８０％以上が期待できる対向ピストン１サ
イクル燃料噴射内燃機関を提供する。 【構成】２つのピストンが対向往復できる長さの機関本
体に４箇のピストンを収容し，対向するピストン間に３
箇の燃焼室を設け，機関本体が１回転する間に各燃焼室
で２回づつ計６回爆発行程を設けた燃料噴射１サイクル
機関で，排気穴をノズルにして排気を噴射し対向ピスト
ンと共同で機関本体を回転しながら両翼多段の排気ター
ピンをそれぞれ２箇づつの燃焼室の排気により運転し
て，機関本体の回転動力とする。 【効果】曲溝機構によれば４箇の給気室の圧縮比を最大
にできるため，ピストンの対向往復運動を完全弾性衝突
として２倍の熱効率が期待できるし，掃気噴射回転速度
が最大となり必然的に理想の希薄燃焼となり，往復機関
側の熱効率も最高となる。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】この発明はピストンが往復しなが
ら機関本体と共に回転し，排気の噴射速度により排気タ
ービンを駆動し，減速歯車により機関本体の回転動力と
する曲溝機構による１サイクル燃料噴射往復回転複合機
関で内燃機関に関するものである。

【０００２】

【従来の技術】従来の内燃機関はピストンの往復動をク
ランク機構を介して動力軸の回転に変換する構成をとっ
ている。そのためクランク機構による排気損失が３５％
冷却損失が３０％にも達するといわれている。この発明
はクランク機構による運動エネルギーの減少による損失
を３０％前後と予想して，運動エネルギーの減少が少な
い往復機関で排気の噴射速度も回転動力にできる曲溝機
構を発明し特許を取得しました。特許第１６０７１５１
号回転往復ピストン内燃機関，特許第１６０９６１７号
機関本体が回転する航空用燃料噴射内燃機関，特許第１
６４５３５０号機関本体が回転する内燃機関，米国特許
番号：５，１３３，３０５＜日本国出願平成２年２月２
日＞機関本体が回転する燃料噴射内燃機関。これら発明
の概要は以下のとおりである。通常の内燃機関のシリン
ダーその他に対応する機関本体に対向してピストンを収
容してピストン間に燃焼室を形成する。機関本体が回転
自在に機関本体に外嵌して突設したピストンピン転動部
を曲溝に転動自在に嵌め込む。そしてピストンが２往復
する間に１回転するよう曲溝を形成する。このように構
成したこれらの発明は省エネの往復運動が得られるし，
排気タービンにより排気損失と冷却損失を低減できるの
であるが，未解決の問題もある。

【０００３】

【発明が解決しようとする課題】ところで前記機関本体
が回転する燃料噴射内燃機関に於いては，給気室の容量
が非常に大きく，有効利用するための特許出願を平成３
年１０月７日及び平成４年１０月７日特願平３−３２４
９９０及び特願平４−３０９１８５として出願しまし
た。これらの発明は中央燃焼室の両側に両側燃焼室８
ａ，８ｂを構成させるため燃焼室の容積が飛躍的に大き
くなり，給気室の容量を有効利用できるが，給気室の圧
縮比を最大として熱効率を最高とするため，給気室の容
量を必要量だけ拡大する発明が急がれるようになった。

【０００４】又上記発明は１サイクル機関となり燃焼室
が連続し，ピストン３ａ，３ｂの対向往復運動に於ける
上死点と下死点が爆発行程となるため，熱負荷が非常に
大きくなり，高温用の断熱セラミックスの有効利用を欠
くことができなくなった。

【０００５】又前記発明によって研究成果は予定以上と
なったため，実用化が急がれることとなり，排気タービ
ンの用途による多様化と始動装置の設置及び燃料噴射器
の小型機関への対応と摩擦損失の低減が急務となった。

【０００６】

【課題を解決するための手段】上記課題を解決するため
の手段として，機関本体１の内筒部９３を２段にして中
央燃焼室４の部分の内径を小さくし，ピストン３ａ，３
ｂはそれぞれ外径を２段として，案内部１０ａ，１０ｂ
の部分の外径を拡大してピストン拡大部８９ａ，８９ｂ
を設け，ピストン拡大部８９ａ，８９ｂの外径と案内部
１０ａ，１０ｂの断面積を調整することにより給気室の
容量を必要量だけ拡大します。

【０００７】前記課題を解決する手段として，機関本体
１の内筒部９３を２段として中央燃焼室４の部分の内径
を小さくし，この部分に高温断熱用セラミックスを固着
して，中央燃焼室４の内筒部９３を断熱セラミックスと
して熱負荷に対応し冷却損失の低減を図ります。ピスト
ン３ａ，３ｂのヘッド４９ａ，４９ｂとシリンダー５２
ａ，５２ｂ，外筒５０ａ，５０ｂを一体として，高温断
熱用セラミックスで製作してピストン拡大部８９ａ，８
９ｂ内に嵌入し，子ピストン７ａ，７ｂの頭部にも高温
用断熱セラックスを固着して冷却損失を低減し熱負荷の
増大に対応します。

【０００８】前記課題を解決するための手段として，排
気タービン６１はタービン翼群６２ａ，６２ｂをそれぞ
れ１段以上として低速回転に対応し，騒音も低減しま
す。従って機関本体１側にも排気噴射口群１９ａ，１９
ｂに加えて動翼群９１ａ，９１ｂを１段以上設けます。

【０００９】前記課題を解決するための手段として，始
動装置は排気タービン用減速歯車装置７０を使用するの
が良い。従って始動電動機９２により直接本体側第２従
動小歯車７４を回転させるか，中間歯車９３を介して本
体側第２従動小歯車７４を回転させて本体側第２主動小
歯車７６により本体側従動大歯車４５と共に機関本体１
を回転させて始動します。

【００１０】前記課題を解決するための手段として，燃
料噴射穴２０を固定中心軸２１の接手部８４に設け，ピ
ストンの案内部１０ａ，１０ｂの両面にころ８８を設
け，ピストンと機関本体に気密部材９０ａ，９０ｂを固
着する。

【００１１】

【作 用】この機関本体が回転する燃料噴射内燃機関は
１回転で２箇の対向ピストン３ａ・３ｂが対向２往復す
るだけで，子ピストン７ａ・７ｂは動きませんが３つの
燃焼室で２回づつ計６回の爆発があるため，大きなトル
クを発生します。即ち，通常の２サイクル機関の燃焼室
を対向に４箇並べたものですが，対向ピストンの上死点
と下死点が爆発行程となるため，作用からの名称は対向
ピストン１サイクル燃料噴射内燃機関となります。空間
を１００％有効利用して構成できるし，対向往復運動で
あるため無振動に近づけ易く，小型軽量大出力のエンジ
ンを提供できる。

【００１２】この発明は動弁機構のない通常の２サイク
ル燃料噴射内燃機関の燃焼室を対向に４箇並べたもので
すからその作動も殆んど同じですが，４箇の給気室の圧
縮比を容易に最大にできるため，掃気時間を最短とする
ことにより往復機関側の熱効率を考えられる最高にでき
る。更に排気噴射速度も必然的に最大となり，燃焼室も
隣接しているため必然的に排気噴射口群１９ａ・１９ｂ
を２箇の燃焼室で共用することとなり，最適の排気脈流
噴射となり，排気タービンの熱効率を飛躍的に上昇でき
る。

【００１３】この発明は４箇の給気室の圧縮比を最大に
できるため，ピストンの対向往復運動を完全弾性衝突に
できるため運動エネルギーの減少が非常に少ないエンジ
ンが得られる。即ち吸気や掃気仕事量等に相当する最少
の減少となる。完全弾性衝突では衝突の際に運動エネル
ギーが減少しないことが証明されております。即ち密閉
した気体にピストンが衝突した際に気体の圧力が上昇す
る状態です。従って通常のクランク機関に於ける運動エ
ネルギーの減少は非常に大きく３０％前後が予想される
のです。即ち２倍の熱効率は容易ということです。

【００１４】この発明は４箇の給気室の圧縮比を最大に
できるため，燃料噴射内燃機関として実施したとき理想
の燃焼が得られます。即ち最高の掃気圧力により掃気噴
射速度を最大にできるため，機関本体の回転速度が加わ
り燃焼室内の空気回転速度を超高速にできる。遠心力は
速度の２乗に比例して大きくなるため，新空気と燃焼残
留ガスの温度差による比重差と燃焼未反応酸素と燃焼反
応酸素の温度差による比重差を利用して，遠心力により
酸素濃度の勾配をつくります。即ち，燃料噴射口付近に
は比重の軽い高温の燃焼反応終了ガスが集り，最も遠い
所を濃い新気が高速回転するため，燃料噴射直後の油粒
は予熱されるのみで強烈な風圧と遠心力により瞬時に拡
散し，理想の画期的希薄燃焼となり，窒素酸化物の発生
を０に近づけることも可能となる。

【００１５】

【実施例】実施例について図面を参照しながら説明し，
左右にあるものは符号ａ，ｂを付して説明します。図
４，図５に機関本体１を示すもので，この機関本体１は
通常の内燃機関のシリーダーに相当する。２ａ・２ｂは
ピストン案内穴であり，機関本体１の長軸方向に左右に
回転中心軸を挾んで対向して設けている。９３は内筒部
で内径が２段になっており中央燃焼室４に相当する中央
部の内径を小さくして，この部分を高温用断熱セラミッ
クスとして冷却損失を最小とすると共に，両側の給気室
容積を拡大して高圧掃気を充分供給すると共に子ピスト
ン７ａ・７ｂの断面積を拡大して排気量を増大し易くし
ます。９０ａ・９０ｂは気密部材で内筒部９３ａ・９３
ｂの端面即ち後述のピストン拡大部８９ａ・８９ｂの内
側端面の気密部材９０ａ・９０ｂに対向して固着し，曲
溝筒９ａ・９ｂに近接するピストン案内穴２ａ・２ｂの
縁部にも延長して固着する。１９ａ・１９ｂは排気噴射
口群で図５に示すように機関本体１に貫設している。９
１ａ・９１ｂは動翼群で排気噴射口群１９ａ・１９ｂの
外周に固着している。４５は本体側従動大歯車で後述の
排気タービン６１の回転を機関本体１の回転動力に変換
する歯車で，動翼群９１ａにスラストカラー４６ａと共
に固着しており，スラストカラー４６ｂは動翼群９１ｂ
に固着している。この廃棄噴射口群１９ａ・１９ｂは機
関本体１の排気により機関本体１の回転を助勢し，後述
の排気タービン６１を駆動する。２３ａ・２３ｂは中央
燃焼室掃気供給通路であって，図４，図５に示すように
中央燃焼室４の両側機関本体１内に対向に設け，中央燃
焼室４と外側給気室５ａ・５ｂに開口し，中央燃焼室掃
気噴射口群４４ａ・４４ｂにより中央燃焼室４を掃気す
る。

【００１６】図６，図７，図８，図９に左右一対のうち
右側のピストン３ｂを示す。このピストン３ｂは３ａと
対称に形成し，後述する固定中心軸２１に往復回転自在
に外嵌する内径用ピストンリング収容部８６ｂを有し，
その内周には冷却油通路２５ｂを適当数開口し，遠心力
により任意の箇所に潤滑油を運搬し開口します。対向す
るピストン３ａ・３ｂ間に中央燃焼室４を形成するた
め，ピストンリング収容部４７ｂと連絡したヘッド４９
ｂを有する外筒５０ｂ，外筒５０ｂから半径方向へ突設
された箱状の案内部１０ｂ及び後述のピストンピン１１
ｂを嵌着すピストンピン収容筒５１ｂ，後述の子ピスト
ン７ｂを収容して両側燃焼室８ｂを形成するシリンダー
５２ｂとから構成しており，シリンダー５２ｂと外筒５
０ｂとヘッド４９ｂを一体として高温用断熱セラミック
ス等で形成して，ピストン拡大部８９ｂ内に嵌入してい
る。

【００１７】４２ｂは両側燃焼室掃気噴射口群で図２，
図３に示すように機関本体１のピストン案内穴２ｂとピ
ストンの案内部１０ｂにより構成された内側給気室１４
ｂより給気を両側燃焼室８ｂ内へ掃気するのであるが，
図６，図９に示すようにピストン３ｂの頭部方向とエン
ジンの回転方向に傾斜させて設け，理想の掃気と燃焼を
得る構成にしてある。４３ｂは両側燃焼室排気穴群で両
側燃焼室８ｂ内よりピストン３ｂの外筒５０ｂに開口
し，ピストン３ｂが上死点に近づいたとき排気噴射口群
１９ｂに開口する。従って排気噴射口群１９ｂは中央燃
焼室４と両側燃焼室８ｂの共用となり，１９ａも同様に
共用となってピストン３ａ・３ｂが下死点に近づいたと
き中央燃焼室４が排気噴射口群１９ａ・１９ｂに開口す
る。

【００１８】ピストン案内部１０ａ・１０ｂを図２，図
３に示すようにピストン案内穴２ａ・２ｂにそれぞれ往
復自在に嵌め込むことによって，一対のピストン３ａ・
３ｂは対向して機関本体１内を往復するのであるが，案
内部１０ａ・１０ｂの摺動面に図６に示すように適当数
のころ８８ａ・８８ｂを設けてピストン拡大８９ａ・８
９ｂのそれぞれ両側に設けた気密部材９０ａ・９０ｂ
と，前述した機関本体１の気密部材９０ａ・９０ｂによ
り気密を確保することにより隙間の拡大を可能にして，
摩擦損失の低減を計り良好な気密を確保します。２４ａ
・２４ｂは排気案内溝でピストン３ａ・３ｂの頭部に排
気噴射口群１９ａ・１９ｂを開口するように同数設け，
ピストンの対向往復運動により排気噴射口群１９ａ・１
９ｂをそれぞれ２箇づつの燃焼室で共用することを可能
にするもので，子ピストン７ａ・７ｂの外径をピストン
３ａ・３ｂの外径に近づけた場合は欠くことのできない
ものです。

【００１９】機関本体１を回転自在に外嵌する曲溝筒９
ｂを図１０に示している。この曲溝筒９ｂは９ａと殆ん
ど対称で図１に示すように本体側従動大歯車４５に接近
する部分が相違します。この曲溝筒９ａ・９ｂは機関本
体１の両スラストカラー４６ａ・４６ｂの外側に図にな
いスラスト軸受を挾んで対向して外嵌し，内周面にそれ
ぞれ曲溝１３ａ・１３ｂを凹設している。そして曲溝１
３にはそれぞれピストンピン１１ａ・１１ｂの元転動輪
１２ａ・１２ｂ，先転動輪５５ａ・５５ｂを嵌め込み，
ピストン３ａ・３ｂが対向２往復する間に機関本体１が
１回転するよう曲溝１３ａ・１３ｂはほぼサイン曲線状
に形成している。この曲溝１３はピストン３ａ・３ｂを
長くすることなく各転動輪の外径を拡大し，各給気室の
圧縮比を最大にできるように工夫してある。即ち曲溝１
３の内周部をピストンピン１１の外径に対応させて図１
０，図１１に示すように巾着網状に凹設して曲溝１３の
内幅を最小としている。１６は内側吸気穴で，１８は外
側吸気穴で曲溝９ａ・９ｂの内側と外側にそれぞれ対向
に貫設しており，その内周面は機関本体１のピストン案
内穴２ａ・２ｂと内側回転弁１５ａ・１５ｂ及び外側回
転弁１７ａ・１７ｂを構成しており，機関本体１の回転
により４箇の給気室に吸気します。

【００２０】図１１に示すピストンピン１１は図２，図
６に示すようにピストン３のピストンピン収容筒５１に
それぞれ嵌着するものです。ピストンピン１１は頂部の
傘状の推力受部５３と鍔状推力受部５４との間には先転
動輪５５を，又鍔状推力受部５４のピストン側には元転
動輪１２を転動自在に取付けている。５６は複数の給油
小孔でピストンピン１１に貫設している。ピストンピン
１１は図２に示すように曲溝筒９ａ・９ｂの曲溝１３ａ
・１３ｂに両転動輪１２ａ・１２ｂ・５５ａ・５５ｂを
転動自在に嵌め込む。

【００２１】図１２，図１３に左右の子ピストン７兼給
気室蓋６を示す。図１に示す如く機関本体１の両端部に
それぞれ固着して外側給気室５ａ・５ｂを形成し，後述
する左右の曲溝筒蓋２２ａ・２２ｂに枢支している。右
側子ピストン７ｂ兼給気室蓋６ｂは動力軸５７も形成し
ており，機関本体１の中心軸外方に突出され給気室蓋６
ｂを機関本体１内に延長してピストン３ｂのシリンダー
５２ｂに収容し，子ピストン７ｂを形成してピストン３
ｂとの間に両側燃焼室８ｂを構成する。更に子ピストン
７ｂ内には固定中心軸２１を回転自在に枢支し，固定中
心軸２１内より噴射された潤滑油を遠心力によりピスト
ンピン１１ｂ等へ送油する給油小孔５６ｂを図２の如く
適宜設ける。左側子ピストン７ａは図１３に示す如く右
子ピストン７ｂとほぼ対称に構成し，補機主動歯車５８
を設ける。この補機主動歯車５８は後述の曲溝筒蓋２２
ａの補機用従動歯車５９と噛合する。

【００２２】図１４，図１に曲溝筒蓋２２ａを示す。曲
溝筒９ａの外端面に固着され軸方向の中心に固定中心軸
２１が固着されていて，前述の補機主動歯車５８に噛合
する補機用従動歯車５９の支軸を枢支している。固定中
心軸２１は子ピストン７ａ，ピストン３ａ・３ｂ，子ピ
ストン７ｂを串挿して給気室蓋６ｂに枢支し，図１４，
図１５に示すように各部に潤滑油を供給する給油小孔５
６を多数有し，図にないが内径用ピストンリングに潤滑
油を供給する給油超小孔３５も多数設け，図１，図１
６，図１７に示すように３箇の燃焼室に燃料を噴射する
燃料噴射穴２０ａ・２０ｂ・２０ｃを接手部８４ａ・８
４ｂ・８４ｃに空洞８５ａ・８５ｂ・８５ｃを設けて接
手部８４に適当数凹設する。燃料は図外燃料噴射ポンプ
より燃料噴射ポンプ配管３９を介して燃料噴射ポンプ連
絡穴３１に連絡し，接手部８４の燃料噴射穴２０より各
燃焼室に燃料を噴射するのであるが，中央燃焼室４と両
側燃焼室８の燃料噴射時期が相違するため燃料噴射ポン
プ連絡穴３１は２本以上とし，接手部８４を通過すると
きは図１６，図１７に示すように漏れ止めのためパッキ
ン９４を使用し，燃料を噴射する接手部８４では燃料噴
射ポンプ連絡穴３１を開放の状態にしておきます。即ち
燃料噴射穴３１を接手部８４に設けることにより燃料噴
射ポンプの高圧により接手部８４に大きな力が加わり燃
料噴射穴３１はわずかに開きます。従って燃料噴射穴３
１を限りなく小さくすると小型機関に最適の開閉する燃
料噴射器が得られますが，必要に応じバネ３８を設けて
接手部８４の開閉を調整する構成にすることもありま
す。潤滑油は図外潤滑油ポンプより潤滑油配管４１を介
して潤滑油通路３６に送油される。潤滑油通路３６は固
定中心軸２１の軸中心に設けて，図１４，図１５に示す
ように半径方向のあらゆる箇所に給油小孔５６及び給油
超小孔３５を開口できる構成とし，接手部８４は図１
６，図１７に示すように漏れ止め用のパッキン９４を使
用します。図１に曲溝筒蓋２２ｂを示す。曲溝筒９ｂの
外端面に固着された動力軸５７を枢支することにより曲
溝筒蓋２２ａと共に機関本体１を支持している。

【００２３】図１８，図１９に排気タービン６１を示
す。この排気タービン６１は図２，図３のように機関本
体１の中央部に回転自在に外嵌するもので，機関本体１
の排気噴射口群１９ａ・１９ｂの噴射排気により，排気
タービン６１を回転させるタービン翼群６２ａ・６２ｂ
をそれぞれ２段づつ有し，タービン側主動大歯車６３を
具備している。６４ａ・６４ｂは一対の転動支持輪であ
ってタービン側主動大歯車６３のピッチ円径に近い外径
を有して両側に固着され，後述のタービン側第１従動小
歯車６９に噛合し，従動支持輪７３ａ・７３ｂ多数に転
支する。６５はバランス兼冷却空気穴で排気タービン６
１の左寄りに貫設する。

【００２４】図２０に図１，図２に示す排気タービン歯
車装置６６の歯車のピッチ円を実線で図示している。排
気タービン歯車装置６６は６組の減速歯単装置７０によ
り排気タービン６１を転支しながら歯車により減速し，
機関本体１の本体側従動大歯車４５を機関本体１と共に
回転させて回転動力とするものです。従って減速歯車装
置７０は図では６組ですが用途に応じ３組以上で排気タ
ービン６１を転支して減速します。６７はタービン側支
軸中心円でゐり，６８は本体側支軸中心円です。タービ
ン側支軸７１にはタービン側主動大歯車６３に噛合する
タービン側第１従動小歯車６９が固着されており，その
両面には図２に示す如くその歯車のピッチ円径に近い外
径の一対の従動支持輪７３ａ・７３ｂを固着しており，
前述の転動支持輪６４ａ・６４ｂを転支している。即ち
図２０では６組の従動支持輪７３ａ・７３ｂにより転動
支持輪を支持して，排気タービン６１を転支している。
タービン側支軸７１の他方にはタービン側第１主動小歯
車７２が固着されていて，本体側支軸７５に固着された
本体側第２従動小歯車７４に噛合する。本体側支軸７５
の他方には図１に示す如く本体側第２主動小歯車７６が
固着されていて，本体側従動大歯車４５に噛合してい
る。

【００２５】図２１に実施例の外形を示す。９２は始動
電動機で図１に示すように前述の減速歯車装置７０の本
体側第２従動小歯車７４を中間歯車９５を介して始動電
動機９２の始動電動機歯車９６により駆動して減速歯車
装置７０の本体側第２主動小歯車７６により本体側従動
大歯車４５と共に機関本体１を回転させて始動します。
即ち減速歯車装置７０を使用して始動するということ
で，図示しないが図２，図２０では始動電動機歯車９６
により直接又は中間歯車９５を介してタービン側第１従
動小歯車６９を回転させて同様に始動してもよい。排気
タービン歯車箱７７は左右上下に分割されて曲溝筒９ａ
・９ｂの間に固着しておりますが，これは排気タービン
歯車装置６６の組立を容易にするもので，水平接手７８
ａ・７８ｂは必要に応じ分割数を増加します。排気ター
ビン歯車箱７７の曲溝筒側フランジ７９ａ・７９ｂ寄り
に排気穴８０ａ・８０ｂがそれぞれ６箇所づつ本体側支
軸７５，タービン側支軸７１の間に図１，図２に示すよ
うに開口しております。又容量の大きいバランス兼冷却
空気取入穴８１も同様に中央フランジ８２ｂ寄りに開口
します。図示しないがこの排気タービン歯車箱７７には
潤滑油の供給排出装置やラビリンス気止装置や容量の小
さいバランス兼冷却空気取入穴等が多数設けてありま
す。

【００２６】

【発明の効果】この発明は以上説明したように構成して
いるので以下に記載のような効果を有するが，１サイク
ル燃料噴射内燃機関を完全回転往復機関として実用化す
るために，給気室の圧縮比を最大として掃気時間を最短
として往復機関側の熱効率を最高にし，排気噴射速度を
最大にして排気タービン側の熱効率を最高にし，掃気噴
射速度を最大速度として機関本体の回転速度を加えて各
燃焼室内の空気回転速度を超高速回転として，理想の希
薄燃焼を得るためには給気室の容積を用途に合わせて最
適に調整できて気密が良く，摩擦損失も少ない構成に限
りなく改良します。又小型軽量大出力無振動無騒音の構
成に限りなく近づけます。

【００２７】機関本体が回転する１サイクル燃料噴射内
燃機関は対向ピストン２往復１回転で８爆発に相当する
６爆発と小型軽量大出力の構成になりますが，その分ピ
ストン３ａ・３ｂのヘッド４９ａ・４９ｂ等熱負荷が非
常に大きくなるため機関本体１の中央燃焼室４の部分の
内径を縮小し段差を設けて内筒部９３として，高温用断
熱セラミックス等の固着を容易にして冷却損失を低減
し，内筒部９３ａ・９３ｂの端面段差の部分と案内部１
０ａ・１０ｂ等の曲溝筒９ａ・９ｂに近接する端面に気
密部材９０を固着して，内側給気室１４ａ・１４ｂ，外
側給気室５ａ・５ｂの機関本体側区画として気密を確保
すると共に，ピストン３ａ・３ｂも対応するピストン拡
大部８９ａ・８９ｂの両側に気密部材９０を固着して，
内側給気室１４ａ・１４ｂ外側給気室５ａ・５ｂのピス
トン側区画として気密を確保し，許容隙間を拡大できる
方向として摩擦損失を低減し，圧縮比を最大にできる構
成にすることにより完全回転往復機関を実用化する大き
な効果がある。

【００２８】ピストン３ａ・３ｂのシリンダー５２ａ・
５２ｂと外筒５０ａ・５０ｂとヘッド４９ａ・４９ｂを
それぞれ一体としてピストン拡大部８９ａ・８９ｂ内に
嵌入する構成にしたことにより，前述のような効果があ
るのに加えて最も熱負荷の大きいヘッド４９ａ・４９ｂ
を含めて両側燃焼室８ａ・８ｂ等を高温用断熱セラミッ
クス等耐熱材料等でも容易に成形できるようになる大き
な効果があると共に，ピストン拡大部８９ａ・８９ｂの
加工も容易になる効果が大きく，高温用断熱材料を容易
に使用することによる冷却損失の低減効果も大きい。

【００２９】排気タービン６１はタービン翼群６２ａ・
６２ｂをそれぞれ１段以上と段落数を増加させる方向と
し，機関本体１側も同様に排気噴射口群１９ａ・１９ｂ
の他に動翼群９１ａ・９１ｂを１段以上と段落数を共に
増加させる方向とし，排気タービン６１の最適回転数を
段落数の増加により低速回転とし，用途や必要に応じて
回転数や減速比に対応できるようにしたため，排気ター
ビン６１を最適回転数として熱効率を最高にできる大き
な効果があり，又低速回転による騒音の防止効果は特に
大きい。

【００３０】始動装置に排気タービンの減速歯車装置７
０を使用することにより，特別な始動歯車装置を設ける
必要がなくなる大きな効果があり，又高速の始動電動機
９２を使用する場合はタービン側第１従動小歯車６９を
始動電動機歯車９６により回転して始動すればよいし，
低速の始動電動機９２を使用する場合は本体側第２従動
小歯車７４を始動電動機歯車９６により回転して始動す
るため，始動電動機９２の選択が容易になる効果があ
る。

【００３１】固定中心軸２１より各燃焼室に燃料を噴射
する燃料噴射穴２０ａ・２０ｂ・２０ｃを接手部８４ａ
・８４ｂ・８４ｃに空洞８５ａ・８５ｂ・８５ｃを設け
て接手部８４ａ・８４ｂ・８４ｃに適当数凹設する構成
にしたことにより，固定中心軸２１の外径を縮小できる
効果が大きく，従って機関本体が回転する燃料噴射内燃
機関の小型化に大きな効果があると共に，接手部８４は
高圧の燃料噴射圧力により僅かに開きます。即ち限りな
く小さく穴づまりしにくい開閉する燃料噴射穴２０を半
径方向に多数設けられるため，小型の機関本体が回転す
る燃料噴射内燃機関でも理想の燃焼が得られる大きな効
果があります。

【００３２】ピストン３ａ・３ｂのピストン案内穴２ａ
・２ｂとの摺動面，即ち案内部１０ａ・１０ｂの両面に
それぞれころ８８ａ・８８ｂを設けたことにより，潤滑
油が少量のときの焼付きを防止する効果が大きく，特に
ピストン案内穴２ところ８８の遊隙を小さくできる効果
が大きく，ピストン側とタービン側の交番回転動力によ
る騒音の発生を防止できる大きな効果がある。

【００３３】

【図面の簡単な説明】

【図 １】本発明の実施例を示す断面図で，中央燃焼室
の掃気と排気を示している。

【図 ２】本発明の実施例を示す断面図で，両側燃焼室
の掃気と外側給気室の吸気時を示している。

【図 ３】本発明の実施例を示す断面図で，中央燃焼室
の排気と内側給気室の吸気時を示している。

【図 ４】機関本体の一部破断正面図で，中央燃焼室掃
気供給通路その他を示す。

【図 ５】図４のＡ−Ａ′断面図で，排気噴射口群と中
央燃焼室掃気噴射口群と動翼群を示す。

【図 ６】ピストンの一部破断正面図で，両側燃焼室掃
気噴射口群と両側燃焼室排気穴群及び冷却油通路及び排
気案内溝及びころ及びピストン拡大部を示す。

【図 ７】ピストンを頭部より見た図で，排気案内溝及
びピストン拡大部を示す。

【図 ８】ピストンの一部破断平面図で，外筒とヘッド
とシリンダーを一体としてピストン拡大部と案内部に嵌
入したところを示している。

【図 ９】図８のＢ−Ｂ′断面図で，両側燃焼室掃気噴
射口群及び両側燃焼室排気穴群を示す。

【図１０】曲溝筒を示す断面図で，曲溝と内側吸気穴と
外側吸気穴を示す。

【図１１】ピストンピン及び元転動輪及び先転動輪の一
部破断正面図である。

【図１２】右側給気室蓋兼子ピストン兼動力軸の一部破
断正面図である。

【図１３】左側給気室蓋兼子ピストン及び補機主動歯車
の一部破断正面図である。

【図１４】左側曲溝筒蓋と固定中心軸の一部破断正面図
である。

【図１５】図１４のＣ−Ｃ′断面図で，潤滑油通路及び
給油超小穴及び給油小穴を示す。

【図１６】図１４のＤ−Ｄ′視図で接手面を示してい
る。

【図１７】接手部８４ａの拡大断面図である。

【図１８】排気タービンの一部破断正面図である。

【図１９】図１８の右側面図である。

【図２０】排気タービン歯車装置の配設図であって，歯
車はすべてピッチ円で示されております。

【図２１】実施例の外形図である。

【符号の説明】

左右に同じようなものがあるときは，左側にａの符号を
付け右側にｂの符号を付けます。 １：機関本体 ２：ピストン案内穴 ３：ピストン
４：中央燃焼室 ５：外側給気室 ６：給気室蓋 ７：子ピストン
８：両側燃焼室 ９：曲溝筒 １０：案内部 １１：ピストンピン
１２：元転動輪 １３：曲溝 １４：内側給気室
１５：内側回転弁 １６：内側吸気穴 １７：外側回転弁 １８：外側吸気穴 １９：排気
噴射口群 ２０：燃料噴射穴 ２１：固定中心軸
２２：曲溝筒蓋 ２３：中央燃焼室掃気供給通路
２４：排気案内溝 ２５：冷却油通路 ２８：油溜
２９：接手面 ３１：燃料噴射ポンプ連絡穴 ３５：給油超小穴
３６：潤滑油通路 ３８：バネ ３９：燃料噴射ポンプ配管 ４１：潤
滑油配管 ４２：両側燃焼室掃気噴射口群 ４３：両
側燃焼室排気穴群 ４４：中央燃焼室掃気噴射口群
４５：本体側従動大歯車 ４６：スラストカラー
４７：ピストンリング収容部 ４９：ヘッド ５
０：外筒 ５１：ピストンピン収容筒 ５２：シリンダー ５３：傘状推力受部 ５４：鍔
状推力受部 ５５：先転動輪 ５６：給油小孔 ５
７：動力軸 ５８：補機主動歯車 ５９：補機用従
動歯車 ６１：排気タービン ６２：タービン翼群
６３：タービン側主動大歯車 ６４：転動支持輪
６５：バランス兼冷却空気穴 ６６：排気タービン歯車装置 ６７：タービン側支軸
中心円 ６８：本体側支軸中心円 ６９：タービン
側第１従動小歯車 ７０：減速歯車装置 ７１：タ
ービン側小歯車支軸 ７２：タービン側第１主動小歯
車 ７３：従動支持輪 ７４：本体側第２従動小歯
車 ７５：本体側小歯車支軸 ７６：本体側第２主動
小歯車 ７７：排気タービン歯車箱 ７８：水平接
手 ７９：曲溝筒側フランジ ８０：排気穴 ８
１：バランス兼冷却空気取入穴 ８２：中央フランジ ８３：転動輪軸受 ８４：接
手部 ８５：空洞 ８６：内径用ピストンリング収容部 ８８：ころ ８
９：ピストン拡大部 ９０：気密部材 ９１：動翼群 ９２：始動電動機
９３：内筒部 ９４：パッキン ９５：中間歯車
９６：始動電動機歯車

【手続補正書】

【提出日】平成５年１１月２６日

【手続補正１】

【補正対象書類名】図面

【補正対象項目名】全図

【補正方法】変更

【補正内容】

【図１】

【図２】

【図５】

【図７】

【図９】

【図３】

【図４】

【図６】

【図８】

【図１０】

【図１１】

【図１３】

【図１２】

【図１４】

【図１５】

【図１６】

【図１７】

【図１８】

【図１９】

【図２０】

【図２１】

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 谷川 和永 岡山県岡山市江並428−35 (72)発明者 谷川 幸永 岡山県岡山市江並428−35

Claims (8)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】機関本体（１）の両端長軸方向に対向して
   設けたピストン案内穴（２ａ）（２ｂ）を介して機関本
   体（１）内に対向して往復動自在にピストン（３ａ）
   （３ｂ）をそれぞれ収容しピストン（３ａ）（３ｂ）間
   に中央燃焼室（４）を両側より内径を縮少して形成し，
   ピストン（３ａ）（３ｂ）内には機関本体（１）の両端
   に固着して中央燃焼室（４）に給気する外側給気室（５
   ａ）（５ｂ）を形成された給気室蓋（６ａ）（６ｂ）を
   延長して子ピストン（７ａ）（７ａ）を形成させてピス
   トン（３ａ）（３ｂ）内にそれぞれ両側燃焼室（８ａ）
   （８ｂ）を設け，機関本体（１）を回転自在に外嵌した
   対向する曲溝筒（９ａ）（９ｂ）の内周面にピストン
   （３ａ）（３ｂ）からそれぞれ突出してピストン案内穴
   （２ａ）（２ｂ）に収容する案内部（１０ａ）（１０
   ｂ）を通して突出したピストンピン（１１ａ）（１１
   ｂ）の先転動輪（５５ａ）（５５ｂ），元転動輪（１２
   ａ）（１２ｂ）をピストン（３ａ）（３ｂ）がそれぞれ
   ２往復する間に１回転するよう嵌めこむ曲溝（１３ａ）
   （１３ｂ）を凹設するとともに曲溝筒（９ａ）（９ｂ）
   の中央燃焼室（４）寄りには両側燃焼室（８ａ）（８
   ｂ）に吸気するピストン案内穴（２ａ）（２ｂ）内には
   ピストン案内部（１０ａ）（１０ｂ）を含むピストン拡
   大部（８９ａ）（８９ｂ）により構成する内側給気室
   （１４ａ）（１４ｂ）に開口する回転弁（１５ａ）（１
   ５ｂ）とそれに連絡した吸気穴（１６ａ）（１６ｂ）を
   設け，外側には外側給気室（５ａ）（５ｂ）に吸気する
   外側回転弁（１７ａ）（１７ｂ）とそれに連絡した外側
   吸気穴（１８ａ）（１８ｂ）を設け，中央燃焼室（４）
   に開口する排気噴射口群（１９ａ）（１９ｂ）を両側燃
   焼室（８ａ）（８ｂ）にも開口してそれぞれ共用し，回
   転中心には多数の燃料噴射穴（２０ａ）（２０ｂ）（２
   ０ｃ）を３列に設けて中央燃焼室（４）及び両側燃焼室
   （８ａ）（８ｂ）にそれぞれ燃料を噴射する固定中心軸
   （２１）を各ピストン及び各燃焼室を串挿して曲溝筒蓋
   （２２ａ）に固着し，中央燃焼室掃気供給通路（２３
   ａ）（２３ｂ）はピストン案内穴（２ａ）（２ｂ）と平
   行に対向に設けそれぞれ中央燃焼室（４）と外側給気室
   （５ａ）（５ｂ）に開口した機関本体が回転する燃料噴
   射内燃機関。
2. 【請求項２】ピストン（３ａ）（３ｂ）はそれぞれ外径
   を２段として案内部（１０ａ）（１０ｂ）の部分の外径
   を拡大してピストン拡大部（８９ａ）（８９ｂ）を設
   け，ピストン拡大部（８９ａ）（８９ｂ）の両側にそれ
   ぞれ気密部材（９０ａ）（９０ｂ）を固着した機関本体
   が回転する燃料噴射内燃機関。
3. 【請求項３】機関本体（１）の気密部材（９０ａ）（９
   ０ｂ）の固着部分をピストン拡大部（８９ａ）（８９
   ｂ）の内側に固着の気密部材（９０ａ）（９０ｂ）と対
   向に設け，曲溝筒（９ａ）（９ｂ）に接近するピストン
   案内穴（２ａ）（２ｂ）の縁部にも気密部材（９０ａ）
   （９０ｂ）を固着して外側給気室（５ａ）（５ｂ）及び
   内側給気室（１４ａ）（１４ｂ）の機関本体（１）側の
   区画として気密を確保すす機関本体が回転する燃料噴射
   内燃機関。
4. 【請求項４】ピストン（３ａ）（３ｂ）のシリンダー
   （５２ａ）（５２ｂ）と外筒（５０ａ）（５０ｂ）とヘ
   ッド（４９ａ）（４９ｂ）を一体としてピストン拡大部
   （８９ａ）（８９ｂ）内に嵌入した機関本体が回転する
   燃料噴射内燃機関。
5. 【請求項５】排気タービン（６１）はタービン翼群（６
   ２ａ）（６２ｂ）をそれぞれ１段以上とし，機関本体
   （１）側にも排気噴射口群（１９ａ）（１９ｂ）の他に
   動翼群（９１ａ）（９１ｂ）を１段以上設けた機関本体
   が回転する燃料噴射内燃機関。
6. 【請求項６】始動電動機歯車（９６）により直接本体側
   第２従動小歯車（７４）又はタービン側第１従動小歯車
   （６９）を回転させるか，中間歯車（９３）を介して本
   体側第２従動小歯車（７４）又はタービン側第１従動小
   歯車（６９）を回転させて本体側第２主動小歯車（７
   ６）により本体側従動大歯車（４５）と共に機関本体
   （１）を回転させて始動する機関本体が回転する燃料噴
   射内燃機関。
7. 【請求項７】燃料噴射穴（２０）を固定中心軸（２１）
   の接手部（８４）に空洞（８５）を設けて油溜（２８）
   とし接手面（２９）の片面又は両面を使用して，凹設し
   た機関本体が回転する燃料噴射内燃機関。
8. 【請求項８】ピストン（３ａ）（３ｂ）のピストン案内
   穴（２ａ）（２ｂ）との摺動面即ち案内部（１０ａ）
   （１０ｂ）の両面にころ（８８ａ）（８８ｂ）を設けた
   機関本体が回転する燃料噴射内燃機関。