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公開番号2024164494
公報種別公開特許公報(A)
公開日2024-11-27
出願番号2023080005
出願日2023-05-15
発明の名称エンジン
出願人株式会社日本ビデオセンター
代理人個人,個人
主分類F02B 53/00 20060101AFI20241120BHJP(燃焼機関;熱ガスまたは燃焼生成物を利用する機関設備)
要約【課題】従来のレシプロエンジンとロータリーエンジンの互いのメリットを残しつつ、両者のデメリットを無くし、コンパクトで高出力なエンジンを提供する。
【解決手段】エンジン10は、略円筒形状のロータハウジング11と、当該ロータハウジングの内周壁面に当接し、クランク13を中心に回転自在に構成された気筒ユニット14からなる。当該気筒ユニットは4本のシリンダ本体22を備えるシリンダブロック20Aからなり、当該シリンダ本体には、両端にピストンヘッド26を備えたピストン本体25が往復自在に嵌合されている。ロータハウジング側面には遊星歯車機構12が設けられ、クランクと同軸で回転する太陽歯車15に対して所定の減速比で回転する遊星歯車16を軸支する遊星キャリア17がシリンダブロックに固定されている。これにより、ピストン本体の往復運動はクランクの回転運動に変換されると共にシリンダブロックの回転運動に変換される。
【選択図】図4
特許請求の範囲【請求項１】
上下方向に沿って縦断面視したとき、等長の側面部の上下両端に、略半円形の上円部と下円部がそれぞれ連接形成される略長丸形状であって、前記側面部の中心を左右方向に貫通するクランクを備えた気筒ユニットと、
当該気筒ユニットの前記上円部と前記下円部がそれぞれ内周壁面に接する直径を備え、前記クランクを中心に前記気筒ユニットが回動自在に収納される略円筒形状のロータハウジングと、
前記クランクの軸心と同軸で回転する太陽歯車を有し、前記ロータハウジングの左右両側面のいずれか一方又は双方に配される遊星歯車機構とから構成され、
前記遊星歯車機構は、前記太陽歯車を中心に公転する複数個の遊星歯車と、当該遊星歯車を軸支すると共に前記気筒ユニットへ固定され、前記太陽歯車の回転運動に対して、所定の減速比で回転する遊星キャリアとを備え、
前記クランクが回動したとき、前記遊星歯車機構を介し、前記クランクの回転に従動して前記気筒ユニットが前記ロータハウジング内を回動するようにしたことを特徴とするエンジン。
続きを表示（約 1,800 文字）【請求項２】
前記気筒ユニットは、シリンダ部と、当該シリンダ部内へ往復運動可能に収納されたピストン部とから構成され、
前記シリンダ部は、略円筒形状のシリンダ本体と、当該シリンダ本体の両端に連接形成される略半球状の燃焼室とから構成され、
前記シリンダ本体は、前記側面部内側に沿って配置され、周壁部中心を前記クランクが貫通するように形成され、
前記燃焼室は、前記上円部又は前記下円部の内側にそれぞれ配置され、
前記ピストン部は、略円柱形状のピストン本体と、当該ピストン本体の両端面に連接形成され、前記燃焼室とそれぞれ対向するピストンヘッドとから構成され、
前記ピストン本体は、周壁部中心に径方向に沿って所定の内径の貫通孔を有し、
当該貫通孔の内周壁面に沿って内歯車を形成し、当該内歯車と噛合する歯車と、当該歯車を先端にクランクピンで軸支し、基端に前記クランクを備えたクランクアームとを設け、
前記貫通孔の内径と略同径で、前記歯車と共に前記クランクピンで軸支された円盤状の偏心フリーロータを前記貫通孔内へ回動自在に嵌合して、
前記シリンダ本体内で前記ピストン本体が往復運動したとき、
前記内歯車に噛合する前記歯車が、前記内歯車内を周回して前記クランクアームを所定の方向へ回転させて、前記クランクを回動させると共に、
前記偏心フリーロータが前記貫通孔内を前記クランクアームの回転方向と相反する方向へ回動するようにしたことを特徴とする請求項１に記載のエンジン。
【請求項３】
前記内歯車の内径と前記歯車の直径の比が２対１であることを特徴とする請求項２に記載のエンジン。
【請求項４】
前記偏心フリーロータの軸心を、短径と長径の比が１対３となる位置に設けたことを特徴とする請求項２に記載のエンジン。
【請求項５】
前記燃焼室の反ピストンヘッド側の天井部の所定位置に、所定形状の第１吸気口、第１排気口及びスパークホールを設け、
前記ロータハウジングの周壁部に、前記第１吸気口と対向する所定形状の第２吸気口、前記第１排気口と対向する所定形状の第２排気口と、前記スパークホールと対向する点火プラグを設けて、
前記ロータハウジング内を回動する前記気筒ユニットの前記上円部と前記下円部が、前記ロータハウジングの内周壁面を摺動する場合に、
前記第１吸気口と前記第２吸気口が重なり合ってオーバーラップしたとき、前記第２吸気口へ吹き込まれた可燃性ガスが、前記第１吸気口を通じて前記燃焼室へ吸気され、
前記第１排気口と前記第２排気口が重なり合ってオーバーラップしたとき、前記燃焼室内の排気ガスが前記第１排気口を通じて、前記第２排気口から排気され、
前記スパークホールと前記点火プラグが重なり合ってオーバーラップしたとき、前記点火プラグから発した火花が前記スパークホールを通じて前記燃焼室内へ飛ぶようにしたことを特徴とする請求項１若しくは請求項２に記載のエンジン。
【請求項６】
前記気筒ユニットの前記シリンダ部が、所定の偶数本の前記シリンダ本体を備えるシリンダブロックから構成されていることを特徴とする請求項１若しくは請求項２に記載のエンジン。
【請求項７】
前記シリンダ本体にそれぞれ収納される前記ピストン本体は、隣り合う一方の前記ピストン本体の往復運動と他方の前記ピストン本体の往復運動とが、互いに相反する方向へ動くように構成されていることを特徴とする請求項６に記載のエンジン。
【請求項８】
前記シリンダブロックは、２本のシリンダ本体を備え、当該シリンダ本体にそれぞれ前記ピストン本体が収納されていることを特徴とする請求項６に記載のエンジン。
【請求項９】
前記シリンダブロックは、４本のシリンダ本体を備え、当該シリンダ本体にそれぞれ前記ピストン本体が収納されていることを特徴とする請求項６に記載のエンジン。
【請求項１０】
前記気筒ユニットの前記シリンダ部が、少なくとも一本の前記シリンダ本体を備えるシリンダケースから構成されていることを特徴とする請求項１若しくは請求項２に記載のエンジン。
（【請求項１１】以降は省略されています）
発明の詳細な説明【技術分野】
【０００１】
本発明は、エンジンに関するものである。
続きを表示（約 2,500 文字）【背景技術】
【０００２】
従来、様々な形式のエンジンが発明され、開示されている。近年は、エンジンとモータを組み合わせたハイブリッド化が進み、エンジンのレイアウト又は設置スペースの関係上、より一層、コンパクトでハイパワーなエンジンが求められている。
また、エンジンで使用される燃料についても、従来のガソリン若しくは軽油のみならず、エタノール等のアルコール系燃料、水素等の可燃性ガスといったものが使われつつある。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
引用なし
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
しかしながら、従来のレシプロエンジン、ロータリーエンジン等のエンジンでは、小型化するにしてもコンロッドの長さ、ロータリー及びロータリーケースの大きさ等の限界があり、さらには、小型化すると出力を高くすることが非常に困難である。
また、レシプロエンジンの場合は、小型化するとストローク長を稼ぐことが難しくなり、ロングストローク化して燃焼効率を上げ、燃費を改善することが困難である。そして、ロータリーエンジンの場合は、シール性の問題があり、シール性を高くすると耐久性が低くなるといった問題がある。
【０００５】
そこで本発明が解決しようとする課題は、従来のレシプロエンジンとロータリーエンジンの互いのメリットを残しつつ、両者のデメリットを無くし、コンパクトで高出力なエンジンを提供することである。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
請求項１に記載のエンジンは、上下方向に沿って縦断面視したとき、等長の側面部の上下両端に、略半円形の上円部と下円部がそれぞれ連接形成される略長丸形状であって、前記側面部の中心を左右方向に貫通するクランクを備えた気筒ユニットと、
当該気筒ユニットの前記上円部と前記下円部がそれぞれ内周壁面に接する直径を備え、前記クランクを中心に前記気筒ユニットが回動自在に収納される略円筒形状のロータハウジングと、
前記クランクの軸心と同軸で回転する太陽歯車を有し、前記ロータハウジングの左右両側面のいずれか一方又は双方に配される遊星歯車機構とから構成され、
前記遊星歯車機構は、前記太陽歯車を中心に公転する複数個の遊星歯車と、当該遊星歯車を軸支すると共に前記気筒ユニットへ固定され、前記太陽歯車の回転運動に対して、所定の減速比で回転する遊星キャリアとを備え、
前記クランクが回動したとき、前記遊星歯車機構を介し、前記クランクの回転に従動して前記気筒ユニットが前記ロータハウジング内を回動するようにしたことを特徴とする。
【０００７】
請求項２に記載のエンジンは、請求項１に記載の発明において、前記気筒ユニットは、シリンダ部と、当該シリンダ部内へ往復運動可能に収納されたピストン部とから構成され、
前記シリンダ部は、略円筒形状のシリンダ本体と、当該シリンダ本体の両端に連接形成される略半球状の燃焼室とから構成され、
前記シリンダ本体は、前記側面部内側に沿って配置され、周壁部中心を前記クランクが貫通するように形成され、
前記燃焼室は、前記上円部又は前記下円部の内側にそれぞれ配置され、
前記ピストン部は、略円柱形状のピストン本体と、当該ピストン本体の両端面に連接形成され、前記燃焼室とそれぞれ対向するピストンヘッドとから構成され、
前記ピストン本体は、周壁部中心に径方向に沿って所定の内径の貫通孔を有し、
当該貫通孔の内周壁面に沿って内歯車を形成し、当該内歯車と噛合する歯車と、当該歯車を先端にクランクピンで軸支し、基端に前記クランクを備えたクランクアームとを設け、
前記貫通孔の内径と略同径で、前記歯車と共に前記クランクピンで軸支された円盤状の偏心フリーロータを前記貫通孔内へ回動自在に嵌合して、
前記シリンダ本体内で前記ピストン本体が往復運動したとき、
前記内歯車に噛合する前記歯車が、前記内歯車内を周回して前記クランクアームを所定の方向へ回転させて、前記クランクを回動させると共に、
前記偏心フリーロータが前記貫通孔内を前記クランクアームの回転方向と相反する方向へ回動するようにしたことを特徴とする。
【０００８】
請求項３に記載のエンジンは、請求項２に記載の発明において、前記内歯車の内径と前記歯車の直径の比が２対１であることを特徴とする。
【０００９】
請求項４に記載のエンジンは、請求項２に記載の発明において、前記偏心フリーロータの軸心を、短径と長径の比が１対３となる位置に設けたことを特徴とする。
【００１０】
請求項５に記載のエンジンは、請求項１若しくは請求項２に記載の発明において、前記燃焼室の反ピストンヘッド側の天井部の所定位置に、所定形状の第１吸気口、第１排気口及びスパークホールを設け、
前記ロータハウジングの周壁部に、前記第１吸気口と対向する所定形状の第２吸気口、前記第１排気口と対向する所定形状の第２排気口と、前記スパークホールと対向する点火プラグを設けて、
前記ロータハウジング内を回動する前記気筒ユニットの前記上円部と前記下円部が、前記ロータハウジングの内周壁面を摺動する場合に、
前記第１吸気口と前記第２吸気口が重なり合ってオーバーラップしたとき、前記第２吸気口へ吹き込まれた可燃性ガスが、前記第１吸気口を通じて前記燃焼室へ吸気され、
前記第１排気口と前記第２排気口が重なり合ってオーバーラップしたとき、前記燃焼室内の排気ガスが前記第１排気口を通じて、前記第２排気口から排気され、
前記スパークホールと前記点火プラグが重なり合ってオーバーラップしたとき、前記点火プラグから発した火花が前記スパークホールを通じて前記燃焼室内へ飛ぶようにしたことを特徴とする。
（【００１１】以降は省略されています）

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