阅读说明：本技术 内燃机 (Internal combustion engine ) 是由 友田桂树 于 2019-05-29 设计创作，主要内容包括：本发明提供一种内燃机,课题在于使内燃机更紧凑。内燃机(1)具备：气缸(10),能够绕着旋转轴线(L)旋转；燃烧室,在气缸内被划定出；及驱动部(40)。驱动部具备：活塞(50),以能够在旋转轴线方向滑动的方式收容于气缸内,划定燃烧室；插槽(60),形成于气缸的周面；凸轮(70),固定设置于插槽的周围；及从动件(80),从活塞通过插槽而延伸至凸轮。插槽构成为,容许从动件与活塞一起相对于气缸在旋转轴线方向上相对移动,并限制从动件与活塞一起相对于气缸在旋转轴线的周向上相对移动。当在燃烧室中进行燃烧时,活塞与从动件一起按照凸轮的轮廓移动,由此气缸绕着旋转轴线旋转,气缸的旋转作为发动机输出而被取出。(The invention provides an internal combustion engine, and aims to make the internal combustion engine more compact. An internal combustion engine (1) is provided with: a cylinder (10) rotatable about a rotation axis (L); a combustion chamber defined within the cylinder; and a drive unit (40). The drive unit includes: a piston (50) housed in the cylinder so as to be slidable in the direction of the axis of rotation, and defining a combustion chamber; a slot (60) formed on the circumferential surface of the cylinder; a cam (70) fixedly arranged around the slot; and a follower (80) extending from the piston through the socket to the cam. The socket is configured to allow the follower and the piston to move relative to the cylinder in the rotational axis direction together, and to restrict the follower and the piston from moving relative to the cylinder in the circumferential direction of the rotational axis. When combustion is performed in the combustion chamber, the piston moves along with the follower following the contour of the cam, whereby the cylinder rotates about the rotation axis, and the rotation of the cylinder is taken out as the engine output.)

内燃机

技术领域

本发明涉及内燃机。

背景技术

将活塞的往复运动利用曲轴机构变换为旋转运动并输出的内燃机是公知的(例如，参照专利文献1)。在这样的内燃机中，若将冲程长度设定得比气缸缸膛直径大，则燃料消耗率降低，这也是已知的。

现有技术文献

专利文献

专利文献1：日本特开2017-207053号公报

发明内容

发明所要解决的课题

然而，若例如将冲程长度设定得比气缸缸膛直径大，则曲轴半径变大，内燃机的尺寸会变大。因此，只要使用曲轴机构，内燃机的紧凑化就存在界限。

用于解决课题的方案

根据本发明，提供一种内燃机，其中，具备：气缸，能够绕着旋转轴线旋转；燃烧室，在所述气缸内被划定出；及驱动部，所述驱动部具备：活塞，以能够在所述旋转轴线方向上滑动的方式收容于所述气缸内，划定所述燃烧室；插槽，形成于关于所述活塞与所述燃烧室相反一侧的所述气缸的周面；凸轮，固定设置于所述插槽的周围，在所述旋转轴线的周向上呈环状并具有在所述旋转轴线方向上振动的轮廓；及从动件，从所述活塞通过所述插槽而延伸至所述凸轮，构成为与所述活塞一起按照所述凸轮的轮廓移动，所述插槽构成为，容许所述从动件与所述活塞一起相对于所述气缸在所述旋转轴线方向上相对移动，并限制所述从动件与所述活塞一起相对于所述气缸在所述旋转轴线的周向上相对移动，当在所述燃烧室中进行燃烧时，所述活塞与所述从动件一起按照所述凸轮的轮廓移动，由此所述气缸绕着所述旋转轴线旋转，所述气缸的旋转作为发动机输出而被取出。

发明效果

能够使内燃机更紧凑。

附图说明

图1是本发明的实施例的内燃机的概略整体立体图。

图2是本发明的实施例的内燃机的概略分解图。

图3是本发明的实施例的内燃机的沿着旋转轴线的概略剖视图。

图4是本发明的实施例的内燃机的沿着旋转轴线的概略局部剖视图。

图5是本发明的实施例的内燃机的沿着对称面的概略剖视图。

图6是本发明的实施例的活塞的概略立体图。

图7是本发明的实施例的凸轮及从动件的概略放大图。

图8是表示本发明的实施例的活塞的行为的线图。

图9是进气冲程中的本发明的实施例的内燃机的概略图，(A)是示出连通孔与进气孔等的位置关系的剖视图，(B)是示出凸轮与从动件的位置关系的侧视图，(C)是示出插槽与从动件的位置关系的侧视图。

图10是压缩冲程中的本发明的实施例的内燃机的概略图，(A)是示出连通孔与进气孔等的位置关系的剖视图，(B)是示出凸轮与从动件的位置关系的侧视图，(C)是示出插槽与从动件的位置关系的侧视图。

图11是气缸的旋转角处于点火角范围内时的本发明的实施例的内燃机的概略图，(A)是示出连通孔与进气孔等的位置关系的剖视图，(B)是示出凸轮与从动件的位置关系的侧视图，(C)是示出插槽与从动件的位置关系的侧视图。

图12是气缸的旋转角处于点火角范围内时的本发明的实施例的内燃机的概略图，是示出活塞的切口、连通孔及火花塞的位置关系的侧视图。

图13是膨胀冲程中的本发明的实施例的内燃机的概略图，(A)是示出连通孔与进气孔等的位置关系的剖视图，(B)是示出凸轮与从动件的位置关系的侧视图，(C)是示出插槽与从动件的位置关系的侧视图。

图14是排气冲程中的本发明的实施例的内燃机的概略图，(A)是示出连通孔与进气孔等的位置关系的剖视图，(B)是示出凸轮与从动件的位置关系的侧视图，(C)是示出插槽与从动件的位置关系的侧视图。

图15是示出处于膨胀冲程的本发明的实施例的内燃机的概略图。

图16是示出处于压缩冲程及排气冲程的本发明的实施例的内燃机的概略图。

图17是示出处于进气冲程的本发明的实施例的内燃机的概略图。

图18是本发明的另一实施例的内燃机的沿着旋转轴线的概略剖视图。

图19是示出从动件的另一实施例的概略图，(A)是沿着旋转轴线的局部剖视图，(B)是沿着图19(A)的线B-B的剖视图。

图20是示出凸轮及从动件的另一实施例的概略图，(A)是沿着旋转轴线的局部剖视图，(B)是沿着图20(A)的线BB-BB的剖视图。

具体实施方式

图1～图7示出了本发明的实施例的内燃机1。该内燃机1作为整体而呈具有长度中心轴线的圆筒状或圆柱状(例如，参照图1、3、4)。该长度中心轴线与后述的旋转轴线L一致。另外，本发明的实施例的内燃机1关于与旋转轴线L垂直的对称面P大体对称地形成(例如，参照图3、4)。

本发明的实施例的内燃机1是4冲程发动机。在本发明的另一实施例(未图示)中，内燃机1是2冲程发动机。另一方面，在本发明的实施例的内燃机1中，进行火花着火燃烧。在本发明的另一实施例(未图示)的内燃机中，进行压缩着火燃烧或预混合压缩着火燃烧(HCCI或PCCI)。作为燃料，使用汽油、轻油、乙醇这样的液体燃料、液化石油气(LPG)、压缩天然气(CNG)、氢这样的气体燃料。

本发明的实施例的内燃机1具备能够绕着旋转轴线L旋转的单个气缸10(例如，参照图2～4)。气缸10作为整体而呈中空圆筒状。气缸10的圆筒状的内周面11及圆筒状的外周面12的长度中心轴线分别与旋转轴线L一致。在本发明的实施例中，气缸10能够在R方向上旋转(例如，参照图3、4)。

本发明的实施例的内燃机1还具备外周构件20(例如，参照图2～4)。该外周构件20作为整体而呈中空圆筒状。外周构件20的圆筒状的内周面21的长度中心轴线与旋转轴线L一致。上述的气缸10以能够绕着旋转轴线L旋转的方式收容于该外周构件20内，因此外周构件20位于气缸10的周围。另一方面，本发明的实施例的外周构件20固定设置。即，外周构件20以不能绕着旋转轴线L旋转且不能在旋转轴线L方向上移动的的方式设置或搭载。

本发明的实施例的外周构件20由多个构件构成。具体而言，外周构件20具备中央部分22、2个端部分23、23及2个壳体24、24(例如，参照图2～4)。中央部分22呈旋转轴线L方向两端开放的中空圆筒状，配置于对称面P上。端部分23、23分别呈旋转轴线L方向外端封闭且旋转轴线L方向内端开放的中空圆筒状，以从中央部分22沿旋转轴线L方向具有间隙25的方式配置(例如，参照图2、4)。该间隙25在旋转轴线L的周向上呈环状。壳体24、24分别呈旋转轴线L方向两端开放的中空圆筒状，例如通过螺栓26、26而固定于中央部分22和分别对应的端部分23、23(例如，参照图3、4)。其结果，中央部分22与端部分23、23通过壳体24、24而分别互相连结，并且间隙25、2通过壳体24、24而从外部隔离。在该情况下，外周构件20的内周面21由中央部分22的内周面及端部分23、23的内周面构成。在另一实施例(未图示)中，外周构件20由一体构件构成。

在本发明的实施例中，气缸10以气缸10的外周面12相对于中央部分22的内周面滑动的方式收容于外周构件20内(例如，参照图3、4)。另外，在气缸10的旋转轴线L方向两端分别设置的突出部13、13以能够绕着旋转轴线L旋转的方式保持于在外周构件20的旋转轴线L方向两端分别设置的贯通孔27、27内(例如，参照图2～4)。这样，气缸10以能够绕着旋转轴线L旋转的方式保持于外周构件20。需要说明的是，在本发明的实施例中，气缸10的外周面12与端部分23、23的内周面互相分离。另外，在本发明的实施例中，在一方的突出部13上连结输出轴(未图示)。

本发明的实施例的内燃机1还具备在气缸10内被划定出的单个燃烧室30(例如，参照图3、4)。该燃烧室30位于对称面P上。

本发明的实施例的内燃机1还具备沿着旋转轴线L排列的2个驱动部40、40(例如，参照图1～4)。

本发明的实施例的驱动部40、40分别具备单个活塞50(例如，参照图2～4)。活塞50以能够在旋转轴线L方向上滑动的方式收容于气缸10内。在该情况下，一方的驱动部40的活塞50与另一方的驱动部40的活塞50在气缸10内互相对向，在这些活塞50、50彼此之间的气缸10内划定上述的燃烧室30。需要说明的是，活塞50的长度中心轴线与旋转轴线L一致。

在本发明的实施例中，在活塞50的顶面51形成凹部52(例如，参照图6)。该凹部52在活塞50的直径方向上延伸，到达活塞50的周面。其结果，在与活塞50的顶面51相邻的活塞50的周面形成在旋转轴线L的周向上分离180度的2个切口52a、52b。另外，在本发明的实施例中，一方的活塞50的凹部52和另一方的活塞50的凹部52关于旋转轴线L的周向互相对齐。因此，一方的活塞50的切口52a、52b和另一方的活塞50的切口52a、52b也关于旋转轴线L的周向互相分别对齐。

另外，本发明的实施例的驱动部40、40分别还具备在旋转轴线L的周向上等间隔地分离并形成于气缸10的周面的多个插槽60(例如，参照图2～4)。在本发明的实施例中，插槽60具备在旋转轴线L的周向上互相分离180度的2个插槽60a、60b。插槽60a、60b分别形成于关于活塞50与燃烧室30相反一侧的气缸10的周面(例如，参照图2～4)。即，燃烧室30关于活塞50位于旋转轴线L方向内侧，插槽60a、60b关于活塞50位于旋转轴线L方向外侧。需要说明的是，插槽60a、60b在旋转轴线L方向上互相对齐。

本发明的实施例的插槽60a、60b分别呈在旋转轴线L方向上细长的长方形状，具备在旋转轴线L的周向上互相分离并在旋转轴线L方向上扩展的2个卡合面61u、61d(例如，参照图4、7)。在该情况下，关于绕着旋转轴线L的旋转方向R，卡合面61u位于上游侧，卡合面61d位于下游侧。

本发明的实施例的驱动部40、40分别还具备单个凸轮70(例如，参照图3、4)。该凸轮70固定设置于插槽60的周围。另外，凸轮70在旋转轴线L的周向上呈环状并具有在旋转轴线L方向上振动的轮廓。而且，在本发明的实施例中，以2个驱动部40、40的活塞50、50互相同步的方式分别形成了凸轮70、70的轮廓。

在本发明的实施例中，凸轮70由槽凸轮构成。具体而言，凸轮70具备中央部分22的旋转轴线L方向外端面22o、端部分23的旋转轴线L方向内端面23i及由这些端面22o、23i划定的外周构件20的间隙25(例如，参照图3、4、7)。这些端面22o、23i作为凸轮70的凸轮面发挥功能。在该情况下，也可以视为凸轮70由外周构件20保持。另外，也可以视为一方的驱动部40的凸轮70和另一方的驱动部40的凸轮70由共用的外周构件20保持。

本发明的实施例的驱动部40、40分别具备在旋转轴线L的周向上等间隔地分离并与活塞50一体地设置的多个从动件80(例如，参照图2～4)。在本发明的实施例的从动件80中，从动件80具备在旋转轴线L的周向上互相分离180度的2个从动件80a、80b。需要说明的是，从动件80a、80b在旋转轴线L方向上互相对齐。从动件80a、80b分别从活塞50通过插槽60a、60b而延伸至凸轮70，构成为按照凸轮70的轮廓移动(例如，参照图3、4)。

具体而言，本发明的实施例的从动件80a、80b分别具备滑动件81、臂82及滚子83(例如，参照图3、4、6)。滑动件81嵌合于在活塞50的周壁形成的贯通孔53内。另外，滑动件81具有在旋转轴线L方向上延伸的2个卡合面81u、81d。另一方面，臂82贯通滑动件81而向半径方向外向延伸。在本发明的实施例中，一方的从动件80a的臂82与另一方的从动件80b的臂82一体地形成。在臂82的顶端以能够绕着臂82的长度中心轴线L1旋转的方式安装滚子83。从动件80a、80b通过固定套筒84而固定于活塞50。

在组装状态下(例如，参照图3、4、7)，滚子83与凸轮70卡合。即，滚子83的周面抵接于凸轮70的凸轮面22o、23i。其结果，从动件80a、80b能够与活塞50一起按照凸轮70的轮廓移动。

另外，在组装状态下(例如，参照图3、4、7)，滑动件81、81收容于插槽60a、60b内。其结果，滑动件81的卡合面81u卡合于插槽60a、60b的卡合面61u，滑动件81的卡合面81d卡合于插槽60a、60b的卡合面61d。因而，滑动件81相对于气缸10在旋转轴线L的周向上的相对移动***槽60a、60b限制。这意味着，当从动件80a、80b绕着旋转轴线L旋转时，气缸10与从动件80a、80b一起绕着旋转轴线L旋转，当气缸10绕着旋转轴线L旋转时，从动件80a、80b与气缸10一起绕着旋转轴线L旋转。另一方面，滑动件81相对于气缸10在旋转轴线L方向上的相对移动被容许。即，本发明的实施例的插槽60构成为，容许从动件80与活塞50一起相对于气缸10在旋转轴线L方向上相对移动，并限制从动件80与活塞50一起相对于气缸10在旋转轴线L的周向上相对移动。

本发明的实施例的内燃机1还具备在旋转轴线L的周向上等间隔地分离并以与燃烧室30连通的方式形成于气缸10的周面的多个连通孔90。在本发明的实施例中，连通孔90具备在旋转轴线L的周向上互相分离180度的2个连通孔90a、90b(例如，参照图3、5)。这些连通孔90a、90b在旋转轴线L方向上互相对齐，例如配置于对称面P上(例如，参照图3、4)。

本发明的实施例的内燃机1还具备在外周构件20的中央部分22形成的单个进气孔90i(例如，参照图5)。进气孔90i在旋转轴线L方向上对齐于连通孔90a、90b。另外，本发明的实施例的进气孔90i以在气缸10的绕着旋转轴线L的旋转角θ处于预先确定的进气角范围内时进气孔90i与连通孔90a、90b连通的方式形成于外周构件20。在本发明的实施例中，如上所述，气缸10的外周面12与外周构件20的中央部分22的内周面21滑动接触。因而，在连通孔90a、90b面对外周构件20的内周面21时，连通孔90a、90b被该内周面21封闭，因此燃烧室30被密封。相对于此，当气缸10绕着旋转轴线L旋转而连通孔90a、90b面对进气孔90i时，连通孔90a、90b与进气孔90i连通，因此燃烧室30经由连通孔90a、90b而与进气孔90i连通。在该进气孔90i上连结进气管91i。(例如，参照图1、5)在进气管91i内例如配置用于向进气管91i内喷射燃料的燃料喷射阀(未图示)、用于控制在进气管91i内流动的进气量的节气门(未图示)等。

本发明的实施例的内燃机1还具备在外周构件20的中央部分22形成的单个排气孔90e(例如，参照图5)。排气孔90e在旋转轴线L方向上对齐于连通孔90a、90b，因此也对齐于进气孔90i。另外，本发明的实施例的排气孔90e以在气缸10的旋转角θ处于预先确定的排气角范围内时排气孔90e与连通孔90a、90b连通的方式形成或定位于外周构件20。当气缸10绕着旋转轴线L旋转而连通孔90a、90b面对排气孔90e时，连通孔90a、90b与排气孔90e连通，因此燃烧室30经由连通孔90a、90b而与排气孔90e连通。在该排气孔90e上连结排气管91e(例如，参照图1、5)。在排气管91e内例如配置用于净化排气的催化剂(未图示)等。

本发明的实施例的内燃机1还具备形成于外周构件20的单个火花塞収容孔90s(例如，参照图5)。火花塞収容孔90s在旋转轴线L方向上对齐于连通孔90a、90b，因此也对齐于进气孔90i及排气孔90e。在该火花塞収容孔90s中密封地收容火花塞91s。本发明的实施例的火花塞収容孔90s以在气缸10的旋转角θ处于预先确定的点火角范围内时火花塞91s面对连通孔90a、90b的方式形成或定位于外周构件20。

图8示出了本发明的实施例的活塞50的行为。在图8中，横轴表示以某上止点TDCe为基准的气缸10的旋转角θ，纵轴表示以对称面P为基准的活塞50的顶面51的旋转轴线L方向位移量。如上所述，活塞50与从动件80一起按照凸轮70的轮廓移动。因此，图8所示的活塞50的行为示出了凸轮70的轮廓。从图8可知，随着气缸10绕着旋转轴线L旋转，活塞50在旋转轴线L方向上往复运动。

如上所述，本发明的实施例的内燃机1是4冲程发动机。在4冲程发动机中，构成1燃烧循环的进气冲程、压缩冲程、膨胀冲程及排气冲程依次反复进行。在本发明的实施例中，进气冲程相当于从上止点TDCe到下止点BDCc。压缩冲程相当于从下止点BDCc到上止点TDCc。膨胀冲程相当于从上止点TDCc到下止点BDCe。排气冲程相当于从下止点BDCe到上止点TDCe。因此，在本发明的实施例中，上止点TDCe是排气上止点，下止点BDCc是压缩下止点，上止点TDCc是压缩上止点，下止点BDCe是排气下止点。

另外，在本发明的实施例中，当气缸10绕着旋转轴线L旋转180度时，进行1燃烧循环。换言之，以每当气缸10绕着旋转轴线L旋转1圈时进行2燃烧循环的方式形成了凸轮70的轮廓。因此，气缸10的旋转角θ从0到180度的凸轮70的轮廓与气缸10的旋转角θ从180到360度的凸轮70的轮廓互相相等。换言之，某旋转角θ(0≤θ≤180度)下的活塞50或从动件80a、80b的旋转轴线L方向位置与旋转角θ+180度下的活塞50或从动件80a、80b旋转轴线L方向位置互相相等。再换言之，在本发明的实施例中，凸轮70的轮廓绕着旋转轴线L形成为180度对称。不过，本发明的实施例的凸轮70的轮廓绕着旋转轴线L不是90度对称。

而且，在本发明的实施例中，上述的进气角范围IN被设定为从排气上止点TDCe到压缩下止点BDCc，即进气冲程(例如，参照图8)。在另一实施例(未图示)中，进气角范围IN从与排气上止点TDCe不同的气缸10的旋转角θ开始。另外，在另一实施例(未图示)中，进气角范围IN在与压缩下止点BDCc不同的气缸10的旋转角θ下结束。另外，在本发明的实施例中，排气角范围EX被设定为从排气下止点BDCe到排气上止点TDCe，即排气冲程(例如，参照图8)。在另一实施例(未图示)中，排气角范围EX从与排气下止点BDCe不同的气缸10的旋转角θ开始。另外，在另一实施例(未图示)中，排气角范围EX在与排气上止点TDCe不同的气缸10的旋转角θ下结束。

而且，在本发明的实施例中，点火角范围SP被设定于压缩上止点TDCc附近(例如，参照图8)。在另一实施例(未图示)中，点火角范围SP被设定为与压缩上止点TDCc附近不同的气缸10的旋转角θ。

在图9(A)、9(B)、9(C)中概略地示出进气冲程中的本发明的实施例的内燃机1。在进气冲程中，活塞50、50以互相离开的方式移动。其结果，燃烧室30的容积增大。此时，连通孔90a连通于进气孔90i。其结果，进气气体(例如，混合气)从进气管91i向燃烧室30内流入。

在图10(A)、10(B)、10(C)中概略地示出压缩冲程中的本发明的实施例的内燃机1。在压缩冲程中，活塞50、50以互相接近的方式移动。此时，连通孔90a、90b被封闭，因此燃烧室30内的进气气体被压缩。

在图11(A)、11(B)、11(C)中概略地示出气缸10的旋转角θ处于点火角范围SP内或压缩上止点TDCc附近时的本发明的实施例的内燃机1。在设定点火角范围SP的压缩上止点TDCc附近，燃烧室30主要被划定于互相对向的活塞50、50的凹部52、52内。另一方面，在本发明的实施例中，以在气缸10的旋转角θ处于点火角范围SP内时活塞50的切口52a、52b与连通孔90a、90b分别面对的方式分别形成了活塞50、50。其结果，当气缸10的旋转角θ到达点火角范围SP内时，火花塞91s经由连通孔90a及切口52a或连通孔90b及切口52b而面对燃烧室30(参照图11、12)。此时，进行火花塞91s的点火作用。其结果，燃烧室30内的混合气进行着火燃烧。

在图13(A)、13(B)、13(C)中概略地示出膨胀冲程中的本发明的实施例的内燃机1。在膨胀冲程中，连通孔90a、90b被封闭。因此，通过燃烧，活塞50、50以互相离开的方式移动。

在图14(A)、14(B)、14(C)中概略地示出排气冲程中的本发明的实施例的内燃机1。在排气冲程中，活塞50、50以互相接近的方式移动。此时，连通孔90b连通于排气孔90e。其结果，排气气体从燃烧室30向排气管91e内流入。

在下一燃烧循环中，在进气冲程中进气孔90i与连通孔90b连通，在压缩上止点TDCc附近火花塞91s经由连通孔90b而面对燃烧室30，在排气冲程中排气孔90e与连通孔90a连通。

在此，若将每当气缸10绕着旋转轴线L旋转1圈时进行的燃烧循环的数量称作燃烧循环数，则本发明的实施例的燃烧循环数被设定为2(例如，参照图8)。在另一实施例(未图示)中，燃烧循环数被设定为1或3以上。另外，在本发明的实施例中，设置单个进气孔90i、单个排气孔90e及单个火花塞収容孔90s，并且燃烧循环数的连通孔在旋转轴线L的周向上等间隔地分离设置。在另一实施例(未图示)中，燃烧循环数的进气孔、燃烧循环数的排气孔及燃烧循环数的火花塞収容孔90s在旋转轴线L的周向上等间隔地分离设置，并且设置单个连通孔。

接着，参照图15～图17对本发明的实施例的内燃机1进一步进行说明。需要说明的是，图15～图17示出了例如图3及图4中的右方的驱动部40。另外，旋转轴线L方向外向意味着从上止点朝向下止点的方向，旋转轴线L方向内向意味着从下止点朝向上止点的方向。

在膨胀冲程中，通过在燃烧室30内产生的燃烧，如图15所示，旋转轴线L方向外向的力F11作用于活塞50及与其一体的从动件80a、80b。其结果，经由从动件80a、80b的滚子83、83与凸轮70的凸轮面23i之间的卡合，与凸轮面23i垂直的方向的抗力F12作用于从动件80a、80b。其结果，经由从动件80a、80b的滑动件81、81的卡合面81d、81d与气缸10的插槽60a、60b的卡合面61d、61d之间的卡合，旋转轴线L的周向的力F13作用于气缸10。因此，气缸10在旋转轴线L的周向R上旋转。即，当在燃烧室30中进行燃烧时，活塞50与从动件80a、80b一起按照凸轮70的轮廓移动，由此气缸10绕着旋转轴线L旋转。这样，活塞50的旋转轴线L方向的运动被变换为绕着旋转轴线L的旋转运动。该旋转运动由连结于气缸10的突出部13(例如，参照图2～4)的输出轴(未图示)作为发动机输出而取出。

另一方面，在压缩冲程及排气冲程中，如图16所示，通过气缸10的旋转轴线L的周向R的旋转，经由气缸10的插槽60a、60b的卡合面61u、61u与从动件80a、80b的滑动件81、81的卡合面81u之间的卡合，旋转轴线L的周向的力F21作用于从动件80a、80b。其结果，经由从动件80a、80b的滚子83、83与凸轮70的凸轮面23i之间的卡合，与凸轮面23i垂直的方向的抗力F22作用于从动件80a、80b。其结果，旋转轴线L方向内向的力F23作用于从动件80a、80b及活塞50。因此，活塞50向旋转轴线L方向内向移动。

在进气冲程中，如图17所示，通过气缸10的旋转轴线L的周向R的旋转，经由气缸10的插槽60a、60b的卡合面61u、61u与从动件80a、80b的滑动件81、81的卡合面81u之间的卡合，旋转轴线L的周向的力F31作用于从动件80a、80b。其结果，经由从动件80a、80b的滚子83、83与凸轮70的凸轮面22o之间的卡合，与凸轮面22o垂直的方向的抗力F32作用于从动件80a、80b。其结果，旋转轴线L方向外向的力F33作用于从动件80a、80b及活塞50。因此，活塞50向旋转轴线L方向外向移动。

这样，在本发明的实施例中，以不使用连杆机构的方式将活塞50的往复运动变换为旋转运动。因此，能够使内燃机1更紧凑。另外，与使用连杆机构的以往的内燃机不同，在活塞不会产生推力。而且，由于气缸10自身旋转，所以部件件数减少。

另外，在本发明的实施例中，如上所述，设置2个驱动部40、40，因此2个活塞50、50，以这些活塞50、50的相位互相同步的方式形成了凸轮70、70的轮廓。其结果，在进气冲程及膨胀冲程中，活塞50、50以互相分离的方式移动，在压缩冲程及排气冲程中，活塞50、50以互相接近的方式移动。因此，基于活塞50、50的往复运动的振动被消除。

再次参照图8，在本发明的实施例中，以从压缩下止点BDCc到压缩上止点TDCc的冲程长度STc比从压缩上止点TDCc到排气下止点BDCe的冲程长度STe短的方式形成了凸轮70、70的轮廓。其结果，在内燃机1中，实现膨胀比大于压缩比的米勒循环。因此，内燃机1的运转效率进一步提高。在另一实施例(未图示)中，以从压缩下止点BDCc到压缩上止点TDCc的冲程长度STc与从压缩上止点TDCc到排气下止点BDCe的冲程长度STe互相相等的方式形成凸轮70、70的轮廓。在该情况下，在内燃机1中，实现膨胀比与压缩比互相相等的奥托循环。

本发明的实施例的内燃机1具备电子控制单元(未图示)。该电子控制单元由数字计算机构成，具备互相连接的处理器、存储器、输入端口及输出端口。在输入端口上例如连接检测气缸10的旋转角的旋转角传感器(未图示)、检测内燃机1的负荷的负荷传感器，在输出端口上例如连接火花塞91s、燃料喷射阀、节气门。通过由电子控制单元的处理器执行在电子控制单元的存储器中存储的程序，来执行各种控制。

图18示出了本发明的另一实施例的内燃机1。另一实施例的内燃机1在具备单个驱动部40这一点上结构与上述的实施例的内燃机1不同。在该情况下，燃烧室30被划定于活塞50的顶面与气缸10的旋转轴线L方向端面14之间。本发明的另一实施例的内燃机1的其他结构与上述的实施例的内燃机1的结构是同样的，因此省略其说明。

图19(A)、19(B)示出了从动件80a的另一实施例。在图19(A)、19(B)所示的实施例中，从动件80a的臂82具备2个分支部82a、82a，分支部82a、82a分别将滚子83a、83a保持为能够旋转。一方的滚子83a卡合于凸轮70的一方的凸轮面22o，另一方的滚子83a卡合于另一方的凸轮面23i。

图20(A)、20(B)示出了凸轮70及从动件80a的另一实施例。在图20(A)、20(B)所示的实施例中也是，从动件80a的臂82具备2个分支部82a、82a，分支部82a、82a分别将滚子83a、83a保持为能够旋转。另一方面，凸轮70呈从外周构件20的内周面21突出的突起的形状。该突起的两侧面构成凸轮面。一方的滚子83a卡合于凸轮70的一方的凸轮面，另一方的滚子83a卡合于另一方的凸轮面。

在到此为止叙述的本发明的各种实施例中，从安装于进气管91i的燃料喷射阀向进气管91i内喷射燃料。在本发明的另一实施例(未图示)中，从安装于外周构件20的燃料喷射阀向燃烧室30内直接喷射燃料。在该情况下，燃料喷射阀收容于在外周构件20形成的燃料喷射阀収容孔内，以在气缸10的旋转角处于预先确定的喷射角范围内时面对连通孔90a、90b的方式配置于外周构件20的内周面21。

另外，在到此为止叙述的本发明的各种实施例中，凸轮70的轮廓在旋转轴线L的周向上形成为180度对称而非90度对称。在本发明的另一实施例(未图示)中，凸轮70的轮廓在旋转轴线L的周向上形成为预先确定的设定角度对称。在一例中，设定角度的一例是90度。在又一实施例(未图示)中，凸轮70的轮廓在旋转轴线L的周向上形成为不对称。

另一方面，在到此为止叙述的本发明的各种实施例中，驱动部40具备2个插槽60a、60b。在本发明的另一实施例(未图示)中，驱动部40具备单个或3个以上的插槽60。

另外，在到此为止叙述的本发明的各种实施例中，驱动部40具备2个从动件80a、80b。在本发明的另一实施例(未图示)中，驱动部40具备单个或3个以上的从动件80。在此，从动件80的数量与插槽60的数量相同或比其少。

不过，在凸轮70的轮廓绕着旋转轴线L不是90度对称而是180度对称的情况下，从动件80的数量是1或2。在凸轮70的轮廓绕着旋转轴线L90度对称的情况下，从动件80的数量是1、2或4。因此，若统括地表述，则凸轮70的轮廓在旋转轴线L的周向上形成为预先确定的设定角度对称，从动件80具备在旋转轴线L的周向上互相等间隔地分离的多个从动件，从动件的数量根据设定角度而确定。当从动件80的数量变多时，作用于各从动件80的载荷降低，受到抑制。

在本发明的另一实施例(未图示)中，省略从动件80的滑动件81。在该情况下，例如，臂82与插槽60a的卡合面61u、61d卡合。在本发明的又一实施例(未图示)中，省略从动件80的滚子83。在该情况下，例如，臂82与凸轮70的凸轮面卡合。

标号说明

1 内燃机

10 气缸

20 外周构件

30 燃烧室

40 驱动部

50 活塞

60 插槽

70 凸轮

80 从动件

L 旋转轴线。