WO2017051484A1

WO2017051484A1 - 火花点火内燃機関

Info

Publication number: WO2017051484A1
Application number: PCT/JP2015/077190
Authority: WO
Inventors: 隆雄鶴田
Original assignee: 隆雄鶴田
Priority date: 2015-09-25
Filing date: 2015-09-25
Publication date: 2017-03-30

Abstract

ハウジング１と、出力軸２と、円環状シリンダ１２と、回転子２１と、隔壁円盤３と、を備えて円環状シリンダ１２の内部で燃料と空気の混合気を燃焼させる火花点火内燃機関１００であって、回転子２１は、円環状シリンダ１２の内部に配置されて当該円環状シリンダ１２の内周面と接しながら当該円環状シリンダ１２の内部を出力軸２円周方向に移動可能なピストン部２３を有し、隔壁円盤３は、円環状シリンダ１２を横切ったときに、混合気の燃焼を行うための燃焼室１２１の一部をピストン部２３と共に円環状シリンダ１２の内部に形成する隔壁部３３と、燃焼室１２１で混合気を燃焼させたときに生じる燃焼ガスの圧力によってピストン部２３が前記円環状シリンダ１２の内部を所定の角度位置まで移動してきたときにピストン部２３を通過させるための切り欠き部３４と、を有する。

Description

火花点火内燃機関

　本発明は、火花点火内燃機関に関する。

　特許文献１には、従来の火花点火内燃機関として、ピストンの往復運動をクランク機構によって回転運動に変換するいわゆるレシプロエンジンが開示されている。

特開２０１４－２３１７８１号公報

　ここで、レシプロエンジンのようにピストンの往復運動をクランク機構によって回転運動に変換する場合には、ピストンが上死点及び下死点に到達する前後において、ピストンの往復運動を継続させるために、ピストンに対して減速及び加速のためのエネルギを与える必要がある。すなわち、ピストンを上死点及び下死点で停止させるためのエネルギと、上死点及び下死点で停止させたピストンを再加速させるためのエネルギと、が必要となる。これらのエネルギは、ピストンの往復運動を継続させるために必要なエネルギ（換言すれば、ピストンの往復運動を継続させるために消費されるエネルギ）であって、回転運動には寄与せず、結局は熱エネルギとして棄てられることになる。このようなピストンの往復運動を継続させるために消費されるエネルギを低減するべく、レシプロエンジンのピストンは、できるだけ軽い材料によって形成されて軽量化が図られているが、ピストンを往復運動させている限り、根本的な解決には至らない。またピストンの軽量化を図っても、エンジン回転数が高くなるほど単位時間あたりのピストンの往復動の回数も増加するので、ピストンの往復運動を継続させるために消費されて棄てられるエネルギも大きくなってしまう。したがって、レシプロエンジンのようにピストンの往復運動をクランク機構によって回転運動に変換する場合には、混合気を燃焼させたときに生じる熱エネルギを回転動力に変換する際のエネルギロスが大きくなるという問題点がある。

　本発明はこのような問題点に着目してなされたものであり、混合気を燃焼させたときに生じる熱エネルギを回転動力に変換する際のエネルギロスを少なくすることを目的とする。

　上記課題を解決するために、本発明のある態様による火花点火内燃機関は、ハウジングと、ハウジングの内部に挿通され、ハウジングに対して回転自在に支持される出力軸と、ハウジングの内部に形成され、出力軸の軸心を円環中心とする円環状シリンダと、出力軸に固定又は形成され、出力軸と一体となって回転する回転子と、ハウジングの内部に回転自在に配置され、円環状シリンダの出力軸円周方向の所定の角度位置を横切りながら回転する隔壁円盤と、を備え、円環状シリンダの内部で燃料と空気の混合気を燃焼させるように構成されている。そして回転子は、円環状シリンダの内部に配置されて、円環状シリンダの内周面と接しながら円環状シリンダの内部を出力軸円周方向に移動可能なピストン部を有するように構成されている。また隔壁円盤は、円環状シリンダを横切ったときに、混合気の燃焼を行うための燃焼室の一部をピストン部と共に円環状シリンダの内部に形成する隔壁部と、燃焼室で混合気を燃焼させたときに生じる燃焼ガスの圧力によってピストン部が円環状シリンダの内部を所定の角度位置まで移動してきたときに、ピストン部を通過させるための切り欠き部と、を有するように構成されている。

　本発明のこの態様による火花点火内燃機関によれば、燃焼ガスの圧力によって回転子のピストン部が直接回転運動するので、レシプロエンジンのようにピストンの往復運動をクランク機構によって回転運動に変換する必要がない。そして、燃焼ガスの圧力によって回転子のピストン部を常に一方向に移動させることができる。よって、混合気を燃焼させたときに生じる熱エネルギを回転動力に変換する際のエネルギロスを少なくすることができる。

図１は、本発明の第１実施形態による火花点火内燃機関の概略平面図である。図２は、図１のII-II線に沿う火花点火内燃機関の概略部分断面図である。図３は、図２のIII-III線に沿う火花点火内燃機関の概略断面図である。図４は、隔壁円盤の概略平面図である。図５は、回転子のピストン部が円環状シリンダの基準角度位置を通過した瞬間の、図１のV-V線に沿う火花点火内燃機関の概略断面図である。図６Ａは、第１実施形態においてピストン部が切り欠き部を通過する直前の様子を表す図である。図６Ｂは、第１実施形態においてピストン部が切り欠き部を通過している最中の様子を表す図である。図６Ｃは、第１実施形態においてピストン部が切り欠き部を通過した直後の様子を表す図である。図７Ａは、第２実施形態においてピストン部が切り欠き部を通過する直前の様子を表す図である。図７Ｂは、第２実施形態においてピストン部が切り欠き部を通過している最中の様子を表す図である。図７Ｃは、第２実施形態においてピストン部が切り欠き部を通過した直後の様子を表す図である。

　以下、図面を参照して本発明の実施形態について詳細に説明する。なお、以下の説明では、同様な構成要素には同一の参照番号を付す。

　（第１実施形態）
　図１は、本発明の第１実施形態による火花点火内燃機関１００の概略平面図である。

　本実施形態による火花点火内燃機関１００は、ハウジング１の内部で燃料と空気との混合気に点火して混合気を燃焼させ、そのときに生じる燃焼ガスの圧力によって出力軸２を直接回転させることができるように構成される。以下、図１に加えて図２から図５を参照して、この本実施形態による火花点火内燃機関１００の詳細な構成について説明する。

　まず図１から図３を参照して、火花点火内燃機関１００の詳細な構成について説明する。図２は、図１のII-II線に沿う火花点火内燃機関１００の概略部分断面図である。図３は、図２のIII-III線に沿う火花点火内燃機関１００の概略断面図である。

　図３に示すように、火花点火内燃機関１００の外郭を構成するハウジング１には、出力軸２の一部が挿通される挿通穴１１が形成される。出力軸２は、挿通穴１１に設けられた２つの軸受け４１ａ、４１ｂによって、ハウジング１に対して回転自在に支持される。そして図２及び図３に示すように、ハウジング１の内部には、出力軸２の軸心Ｐ１を円環中心とする１つの円環状シリンダ１２が形成される。本実施形態では円環状シリンダ１２の径方向断面は真円とされている。なお以下の説明では、「軸方向」と言ったときは出力軸２の軸方向のことを、「径方向」と言ったときは出力軸２の径方向のことを、「円周方向」と言ったときは出力軸２の円周方向のことを指すものとする。

　円環状シリンダ１２と挿通穴１１との間のハウジング１には、軸方向に所定の幅を有するスリット１３が円周方向全長に亘って形成されており、円環状シリンダ１２は、このスリット１３を介して挿通穴１１に部分的に開口している。

　出力軸２には、その外周に出力軸２と一体となって回転する回転子２１が固定又は形成される。回転子２１は、スリット１３内に配置される円筒状のスリット封止部２２と、円環状シリンダ１２の内部に配置される円盤状のピストン部２３と、を備える。

　スリット封止部２２は、出力軸２の外周に固定された円筒状の部分であり、軸方向にスリット１３と略同等の幅を有する。図３に示すように、スリット１３の側面には、円周方向全長に亘ってスリットリング溝１３１ａ、１３１ｂが形成されており、スリット封止部２２の側面とスリット１３の側面との間に生じる間隙は、このスリットリング溝１３１ａ、１３１ｂに組み付けられたスリットリング１３２ａ、１３２ｂによって封止される。スリット封止部２２とスリットリング１３２ａ、１３２ｂとによって、スリット１３を介した円環状シリンダ１２から挿通穴１１へのガス漏れが防止され、円環状シリンダ１２の気密性が確保されている。

　ピストン部２３は、スリット封止部２２から径方向外側に向けて延設された所定の厚みを持つ円盤状の部分であり、円環状シリンダ１２の内部で混合気を燃焼させたときに生じる燃焼ガスの圧力を受けて円環状シリンダ１２の内部を円周方向に移動する。

　図２では、ピストン部２３は時計周りの一方向に円環状シリンダ１２の内部を円周方向に移動する。このように、燃焼ガスの圧力を受けて回転子２１のピストン部２３が円環状シリンダ１２の内部を円周方向に移動することによって、回転子２１と一体となって出力軸２が回転し、燃焼ガスの圧力によって直接出力軸２が回転させられることになる。またピストン部２３は、その径方向断面が円環状シリンダ１２の径方向断面に対応した形状、すなわち真円とされており、円環状シリンダ１２の内径と略同等の外径を有している。

　またピストン部２３の外周側面には、円周方向全長に亘ってピストンリング溝２３１が形成されており、ピストン部２３の外周側面と円環状シリンダ１２の内周面との間に生じる間隙は、このピストンリング溝２３１に組み付けられたピストンリング２３２によって封止される。

　ピストンリング２３２は、自己の張力によって円環状シリンダ１２の内周面と密着するようになっており、ピストン部２３の外周側面と円環状シリンダ１２の内周面との間に生じる間隙を介してのガス漏れを防止する役割を果たす。ピストンリング２３２は、このような気密性を確保する役割の他にも、ピストン部２３の熱をハウジング１に伝達して逃がすと共に、円環状シリンダ１２の内周面に潤滑オイル供給孔１４から供給される潤滑オイルの余剰分をかき落とし、円環状シリンダ１２の内周面に適切な油膜を作る役割を果たす。なお図２では、潤滑オイル供給孔１４を１つだけ図示しているが、潤滑オイル供給孔１４の数や位置などは、円環状シリンダ１２の内周面に適切な油膜を作ることができるように適宜調節すればよいものである。

　またハウジング１は、円環状シリンダ１２が形成されている部分から径方向外側に延設された円盤状の円盤収容部１５を備える。円盤収容部１５の内部には、図４及び図５を参照して後述する隔壁円盤３を収容するための円盤収容空間１６が形成される。

　円盤収容空間１６は、円環状シリンダ１２の円周方向の所定の角度位置（図２では３時の位置にあるピストン部２３が１２時の位置にあるときの角度を０度とすると、その０度の角度位置）において、円環状シリンダ１２の内部と連通している。以下の説明では、便宜上、この円盤収容空間１６と連通している円環状シリンダ１２の円周方向の所定の角度位置のことを「基準角度位置」という。

　隔壁円盤３は、その中心部を貫通する円盤回転軸３１の外周に固定されており、円盤回転軸３１と一体となって回転する。また隔壁円盤３は、円盤回転軸３１と一体となって回転したときに、円環状シリンダ１２の基準角度位置を横切りながら回転するように、円盤収容空間１６及び円環状シリンダ１２の内部に配置されている。

　円盤回転軸３１は、ハウジングの円盤収容部１５の両側面に設けられた２つの軸受け５１ａ、５１ｂによって、ハウジング１に対して回転自在に支持される。円盤回転軸３１の一端には、ギヤ３２（又はプーリ）が取り付けられる。円盤回転軸３１は、ギヤ３２等を介して出力軸２と機械的に連結されており、出力軸２が１回転すると円盤回転軸３１、ひいては隔壁円盤３が１回転するようになっている。

　円盤収容空間１６は、円環状シリンダ１２の基準角度位置において、円環状シリンダ１２の内部と連通しているため、そのままでは円環状シリンダ１２内の燃焼ガスが円盤収容空間１６に漏れてしまう。そのため本実施形態では、円盤収容空間１６を形成するハウジング１の内部側面１６ａに、隔壁円盤３を挟んで対向するように、シリンダ周方向全長に亘ってシールリング溝１６１ａ、１６１ｂを形成している。

　隔壁円盤３と、円盤収容空間１６を形成するハウジング１の内部側面１６ａと、の間に生じる間隙は、このシールリング溝１６１ａ、１６１ｂに組み付けられたシールリング１６２ａ、１６２ｂによって封止される。これにより、円環状シリンダ１２内の燃焼ガスが円盤収容空間１６に漏れるのを防止し、円環状シリンダ１２の気密性を確保している。

　また隔壁円盤３は、円環状シリンダ１２の内部を横切ったときに燃焼ガスに曝されて高温となる。そのため本実施形態では、円盤収容空間１６に、隔壁円盤３を直接冷却するための冷却ガスを封入している。冷却ガスとしては、空気を利用することができるが、例えばヘリウムガスや炭酸ガスなど、熱伝導性に優れ、また、隔壁円盤３の材質に対して低腐食性のガスを使用することもできる。

　またハウジング１の内部には、ハウジング１を冷却するための冷却水が流れるウォータジャケット１７が、円環状シリンダ１２の周りや円盤収容部１５に形成されている。

　またハウジング１には、一端がハウジング１の外表面に開口し、他端が円環状シリンダ１２の内周面に開口する２つの吸気ポート１８が形成されると共に、点火プラグ４が取り付けられている。

　各吸気ポート１８の一端には、それぞれ吸気通路５が接続される。各吸気通路５には、各吸気ポート１８に向かって燃料を噴射するための燃料噴射弁６と、各吸気ポート１８の他端を開閉するための吸気バルブ７とが、それぞれ設けられている。

　各吸気ポート１８の他端は、円環状シリンダ１２の基準角度位置からピストン部２３の移動方向（以下「円周方向遅角側」という。）に所定の角度だけずれた角度位置に開口するように形成される。本実施形態では図２に示すように、基準角度位置から円周方向遅角側に概ね３０度だけずれた角度位置に各吸気ポート１８の他端が開口している。

　点火プラグ４は、各吸気ポート１８の他端が開口している角度位置からさらに円周方向遅角側に所定の角度位置だけずれた角度位置に、円環状シリンダ１２の内部に臨むようにハウジング１に取り付けられている。本実施形態では図２に示すように、基準角度位置から円周方向遅角側に概ね４５度だけずれた角度位置に点火プラグ４が取り付けられている。

　またハウジング１には、一端がハウジング１の外表面に開口し、他端が円環状シリンダ１２の内周面に開口する２つの排気ポート１９が、隔壁円盤３を挟んで各吸気ポート１８と対向するように形成される。

　各排気ポート１９の一端には、それぞれ排気通路８が接続されており、円環状シリンダ１２の内部で生じた燃焼ガスは、各排気ポート１９から各排気通路８に排出される。本実施形態では、各排気ポート１９の他端を開閉するための排気バルブは設けず、排気ポート１９の他端は常に開口した状態となっている。

　各排気ポート１９の他端は、円環状シリンダ１２の基準角度位置からピストン部２３の移動方向とは反対方向（以下「円周方向進角側」という。）に所定の角度だけずれた角度位置に開口するように形成される。本実施形態では図２に示すように、基準角度位置から円周方向進角側に概ね３０度（逆を言えば円周方向遅角側に概ね３３０度）だけずれた角度位置に各排気ポート１９の他端が開口している。

　続いて図１から図５を参照し、本実施形態による火花点火内燃機関１００の詳細な構成、特に隔壁円盤３の構成について説明する。

　図４は、隔壁円盤３の平面図である。図５は、回転子２１のピストン部２３が円環状シリンダ１２の基準角度位置を通過した瞬間の、図１のV-V線に沿う火花点火内燃機関１００の概略断面図である。

　図４に示すように、隔壁円盤３は、円環状シリンダ１２の所定の角度位置を横切りながら回転したときに、円環状シリンダ１２の径方向断面を塞ぐための隔壁部３３と、一時的に円環状シリンダ１２の径方向断面を開口させて回転子２１のピストン部２３を通過させるための切り欠き部３４と、を備える。

　そして図５に示すように、隔壁円盤３は、回転子２１のピストン部２３が円環状シリンダ１２の基準角度位置に来たときに、その切り欠き部３４が円環状シリンダ１２を横切るように、円盤回転軸３１及びギヤ３２等を介して出力軸２と機械的に連結されている。そのため、ピストン部２３が円環状シリンダ１２の基準角度位置に来たときに、ピストン部２３が切り欠き部３４の内側を通過して円環状シリンダ１２の内部を円周方向に移動し続けることができるようになっている。

　そして、ピストン部２３が円環状シリンダ１２の基準角度位置を通過した後は、隔壁円盤３の隔壁部３３によって円環状シリンダ１２が塞がれることになる。

　これにより、図２に示すように、円環状シリンダ１２の内部が、隔壁円盤３の隔壁部３３と回転子２１のピストン部２３とによって、燃焼室１２１と排気室１２２とに区画されることになり、燃焼室１２１内で混合気を点火、燃焼させることによって出力軸２が回転させられることになる。なお燃焼室１２１は、吸気ポート１８側の隔壁部３３の表面３３ａと、燃焼圧力を受ける側のピストン部２３の表面（以下「ピストン冠面」という。）２３ａと、円環状シリンダ１２の内周面と、によって区画形成される空間である。排気室１２２は、排気ポート１９側の隔壁部３３の表面３３ｂと、ピストン部２３のピストン冠面の裏面（以下「ピストン背面」という。）２３ｂと、円環状シリンダ１２の内周面と、によって区画形成される空間である。

　以下、この本実施形態による火花点火内燃機関１００の動作について、図２を参照しながら説明する。

　火花点火内燃機関１００を始動するときは、例えばスタータモータ等による外力によって出力軸２が回転駆動される。出力軸２が回転駆動されると、それに伴って出力軸２に固定された回転子２１のピストン部２３が円環状シリンダ１２の内部を円周方向遅角側（図２では時計周り方向）に移動すると共に、隔壁円盤３が円環状シリンダ１２を横切りながら回転する。このとき隔壁円盤３は、回転子２１のピストン部２３が円環状シリンダ１２の基準角度位置に来たときに切り欠き部３４が円環状シリンダ１２を横切るように出力軸２と同期して回転する。

　このように外力によって出力軸２が回転させられてピストン部２３が円環状シリンダ１２の基準角度位置を通過すると、円環状シリンダ１２の径方向断面が隔壁円盤３の隔壁部３３によって塞がれ、燃焼室１２１が形成される。

　燃焼室１２１が形成された後、ピストン部２３がさらに円周方向遅角側に移動して吸気ポート１８の前を通過すると、吸気バルブ７が開かれると共に燃料噴射弁６から燃料が噴射され、燃焼室１２１の内部に生じる負圧によって混合気が燃焼室１２１に吸入される。そして、ピストン部２３がさらに円周方向遅角側に移動して点火プラグ４の前を通過すると、燃焼室１２１内の混合気が点火プラグ４によって点火されて燃焼し、そのときに生じる燃焼ガスの圧力によってピストン部２３がさらに円周方向遅角側に移動させられる。なお吸気バルブ７は、ピストン部２３が点火プラグ４の前を通過するまでの間の任意の角度位置で閉じればよく、また同様に燃料噴射弁６からの燃料噴射もピストン部２３が点火プラグ４の前を通過するまでの間の任意の角度位置で停止すればよい。

　この燃焼ガスの圧力によって、ピストン部２３は再び円環状シリンダ１２の基準角度位置まで移動させられる。この移動途中に、燃焼室１２１内の燃焼ガスの一部は排気ポート１９を介して排気通路８に排出される。そして、残りの燃焼ガスは、ピストン部２３が円環状シリンダ１２の基準角度位置を通過して円環状シリンダ１２の径方向断面が隔壁円盤３の隔壁部３３によって塞がれることによって、排気室１２２に残存することになる。

　燃焼ガスの圧力によってピストン部２３が円環状シリンダ１２の基準角度位置を通過した後は、上記と同様に燃焼室１２１内で混合気が点火され、そのときに生じる燃焼ガスの圧力によって再びピストン部２３が円環状シリンダ１２の基準角度位置まで移動させられる。この移動途中に、排気室１２２に残存する前回の燃焼によって生じた燃焼ガスが、ピストン部２３によって排気室１２２から押し出され、排気ポート１９を介して排気通路８に排出される。

　これ以降は、燃焼室１２１内での混合気の点火・燃焼と、排気室１２２からの前回の燃焼によって生じた燃焼ガスの排出とが繰り返され、燃焼ガスの圧力を受けて回転子２１のピストン部２３が円環状シリンダ１２の内部を円周方向に移動し続けることになる。このように、燃焼ガスの圧力を受けて回転子２１のピストン部２３が円環状シリンダ１２の内部を円周方向に移動し続けることによって、回転子２１と一体となって出力軸２が連続的に回転し、燃焼ガスの圧力によって直接回転軸が回転させられることになる。そして、回転子２１と共に回転する出力軸２が一定の回転速度に到達すると、外力による出力軸２の回転駆動は不要となって、火花点火内燃機関１００が自立運転状態となる。

　以上説明した本実施形態による火花点火内燃機関１００は、ハウジング１と、ハウジング１の内部に挿通されてハウジング１に対して回転自在に支持された出力軸２と、ハウジング１の内部に形成されて出力軸２の軸心Ｐ１を円環中心とする円環状シリンダ１２と、出力軸２に固定又は形成されて出力軸２と一体となって回転する回転子２１と、ハウジング１の内部に回転自在に配置されて円環状シリンダ１２の出力軸円周方向の所定の角度位置（基準角度位置）を横切りながら回転する隔壁円盤３と、を備え、円環状シリンダ１２の内部で燃料と空気の混合気を燃焼させるように構成されている。

　そして回転子２１は、円環状シリンダ１２の内部に配置されて円環状シリンダ１２の内周面と接しながら円環状シリンダ１２の内部を出力軸円周方向に移動可能なピストン部２３を有するように構成されている。また隔壁円盤３は、円環状シリンダ１２を横切ったときに、混合気の燃焼を行うための燃焼室１２１の一部をピストン部２３と共に円環状シリンダ１２の内部に形成する隔壁部３３と、燃焼室１２１で混合気を燃焼させたときに生じる燃焼ガスの圧力によってピストン部２３が円環状シリンダ１２の内部を所定の角度位置まで移動してきたときに、ピストン部２３を通過させるための切り欠き部３４と、を有するように構成されている。

　そのため、円環状シリンダ１２の内部に形成される燃焼室１２１で混合気を燃焼させたときの燃焼ガスの圧力によって、回転子２１のピストン部２３を円環状シリンダ１２の内部で円周方向に移動させ続けることができる。その結果、回転子２１と一体となって回転する出力軸２を、燃焼ガスの圧力によって直接回転させることができる。

　すなわち本実施形態による火花点火内燃機関１００によれば、燃焼ガスの圧力によって回転子２１のピストン部２３が直接回転運動を行うので、レシプロエンジンのようにピストンの往復運動をクランク機構によって回転運動に変換する必要がない。そして燃焼ガスの圧力によって回転子２１のピストン部２３を常に一方向（円周方向）に移動させ続けることができる。よって、レシプロエンジンと比較して、混合気を燃焼させたときに生じる熱エネルギを効率良く回転動力に変換することができ、熱エネルギを回転動力に変換する際のエネルギロスを少なくすることができる。

　また本実施形態による火花点火内燃機関１００は、ピストン部２３の外周側面に組み付けられたピストンリング２３２を介して、ピストン部２３が円環状シリンダ１２の内周面と接するように構成されている。

　ロータリーエンジンの場合、ロータをロータハウジング内に組み込んだときにできる３つの作動室の気密を保つために、ロータハウジングの内周面と接するロータの３つの頂点にそれぞれシール類が組み付けられている。そのため、ピストンの外周側面にのみシール類が組み付けられているレシプロエンジンと比較して、ロータハウジングの内周面が異常磨耗しやすい。

　これに対し本実施形態では、前述の通り、ピストン部２３の外周側面に組み付けられたピストンリング２３２を介して、ピストン部２３が円環状シリンダ１２の内周面と接している。そのため、燃焼ガスの圧力によって回転子２１のピストン部２３を直接的に回転運動させつつ、レシプロエンジンのようにピストンの外周側面にシール類を設けることで、燃焼室１２１の気密性を確保することができる。よって、円環状シリンダ１２の内周面の磨耗も抑制することができる。

　また本実施形態では、隔壁円盤３が、出力軸２と同期して回転するように、出力軸２と機械的に連結されている。そのため、隔壁円盤３がいわゆるフライホイールとしても機能し、出力軸２の回転変動を抑制することができる。

　（第２実施形態）
　次に図６Ａから図６Ｃ、図７Ａから図７Ｃを参照して、本発明の第２実施形態による火花点火内燃機関１００について説明する。本実施形態による火花点火内燃機関１００は、ピストン部２３の表面及び隔壁円盤３の表面の２つの平面のなす角度が鋭角となるようにした点で第１実施形態と相違する。以下、その相違点を中心に説明する。

　図６Ａから図６Ｃは、回転子２１のピストン部２３が隔壁円盤３の切り欠き部３４を通過する様子を模式的に表した図であり、ピストン部２３の表面（ピストン冠面２３ａ及びピストン背面２３ｂ）及び隔壁円盤３の表面（隔壁部３３の表面３３ａ、３３ｂ）の２つの平面が平行となるようにした場合（第１実施形態に相当）を示す図である。図６Ａは、ピストン部２３が切り欠き部３４を通過する直前の様子を表す。図６Ｂは、ピストン部２３が切り欠き部３４を通過している最中の様子を表す。図６Ｃは、ピストン部２３が切り欠き部３４を通過する直後の様子を表す。

　図６Ａから図６Ｃに示すように、ピストン部２３の表面及び隔壁円盤３の表面の２つの平面が平行となるようにした場合、切り欠き部３４の内側をピストン部２３が通過できるようにするためには、切り欠き部３４の開口面積を、ピストン部２３を平面視したときのピストン部２３の表面積よりも大きくする必要がある。

　一方で図７Ａから図７Ｃは、ピストン部２３の表面及び前記隔壁円盤３の表面の２つの平面のなす角度が鋭角となるようにした場合（本実施形態）を示す図である。図７Ａは、ピストン部２３が切り欠き部３４を通過する直前の様子を表す。図７Ｂは、ピストン部２３が切り欠き部３４を通過している最中の様子を表す。図７Ｃは、ピストン部２３が切り欠き部３４を通過する直後の様子を表す。

　図７Ａから図７Ｃに示すように、ピストン部２３の表面及び隔壁円盤３の表面の２つの平面のなす角度が鋭角となるようにした場合は、切り欠き部３４の開口面積を、ピストン部２３を平面視したときのピストン部２３の表面積よりも小さくしても、切り欠き部３４の内側をピストン部２３が通過することが可能となる。このように、切り欠き部３４の開口面積を小さくすることで、隔壁円盤３の切り欠き部３４が円環状シリンダ１２を横切ったときの排気室１２２から燃焼室１２１への燃焼ガスのガス漏れを抑制することができる。

　以上、本発明の実施形態について説明したが、上記実施形態は本発明の適用例の一部を示したに過ぎず、本発明の技術的範囲を上記実施形態の具体的構成に限定する趣旨ではない。

　例えば上記の各実施形態では、ハウジング１の内部に１つの円環状シリンダ１２を形成したが、複数の円環状シリンダ１２を形成するようにしても良い。また上記の各実施形態では、円環状シリンダ１２の径方向断面の形状を真円としていたが、円環状シリンダ１２の径方向断面の形状は真円に限られるものではなく、楕円や涙滴形状としても良い。円環状シリンダ１２の径方向断面の形状は、熱効率等を考慮して適宜最適な形状にすればよいものである。また上記の各実施形態では、吸気ポート１８に燃料を噴射していたが、燃焼室１２１に直接燃料を噴射できるように燃料噴射弁６をハウジング１に取り付けても良い。また上記の各実施形態では、吸気ポート１８及び排気ポート１９をそれぞれ２つずつハウジング１に形成していが、吸気ポート１８及び排気ポート１９は１つ以上あれば良い。

　また、各図面は模式的なものであって、各部の新法の比率等は現実のものとは異なる。したがって、各部の具体的な寸法は前述の説明を参酌して決定すべきものである。また、図面相互間においても、互いの寸法の関係や比率が異なる部分が含まれていることは勿論である。

　１００　　火花点火内燃機関
　１　　ハウジング
　１２　　円環状シリンダ
　１２１　　燃焼室
　２　　出力軸
　２１　　回転子
　２３　　ピストン部
　２３２　　ピストンリング
　３　　隔壁円盤
　３３　　隔壁部
　３４　　切り欠き部

Claims

　ハウジングと、
　前記ハウジングの内部に挿通され、当該ハウジングに対して回転自在に支持される出力軸と、
　前記ハウジングの内部に形成され、前記出力軸の軸心を円環中心とする円環状シリンダと、
　前記出力軸に固定又は形成され、当該出力軸と一体となって回転する回転子と、
　前記ハウジングの内部に回転自在に配置され、前記円環状シリンダの出力軸円周方向の所定の角度位置を横切りながら回転する隔壁円盤と、
を備え、前記円環状シリンダの内部で燃料と空気の混合気を燃焼させる火花点火内燃機関であって、
　前記回転子は、前記円環状シリンダの内部に配置されて、当該円環状シリンダの内周面と接しながら当該円環状シリンダの内部を出力軸円周方向に移動可能なピストン部を有し、
　前記隔壁円盤は、前記円環状シリンダを横切ったときに、混合気の燃焼を行うための燃焼室の一部を前記ピストン部と共に当該円環状シリンダの内部に形成する隔壁部と、前記燃焼室で混合気を燃焼させたときに生じる燃焼ガスの圧力によって前記ピストン部が前記円環状シリンダの内部を前記所定の角度位置まで移動してきたときに、当該ピストン部を通過させるための切り欠き部と、を有する、
火花点火内燃機関。
　前記ピストン部は、当該ピストン部の外周側面に組み付けられたピストンリングを介して前記円環状シリンダの内周面と接する、
請求項１に記載の火花点火内燃機関。
　前記回転子は、前記ピストン部の表面及び前記隔壁円盤の表面の２つの平面のなす角度が鋭角となるように、前記出力軸に固定又は形成される、
請求項１又は請求項２に記載の火花点火内燃機関。
　前記隔壁円盤は、前記出力軸と同期して回転するように、前記出力軸と機械的に連結される、
請求項１から請求項３までのいずれか１つに記載の火花点火内燃機関。