JPH1068301A - ベーン回転式容積変化装置及びそれを用いた内燃機関 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 ベーン回転式容積変化装置を高回転で使用す
ることができなかった。 【解決手段】 内部に収容空間４を有するハウジング５
の壁面に流入開口部６と流出開口部７を設け、収容空間
４内にロータ８を設け、同ロータ８の放射状の溝９にベ
ーン１０を設け、ロータ８を回転するとベーン１０の周
面１０ａがハウジング５の内面に摺接して回転して収容
空間４に二以上の区分空間１１を形成すると共に、夫々
の区分空間１１の容積が変化し、その回転に伴ってハウ
ジング５の流入開口部６の流体を流出開口部７へと移送
する容積変化装置において、前記ベーン１０に溝９内で
の出入りを案内する案内体１２を設け、ハウジング５内
に案内体１２を案内する円形ガイド１３を設け、円形ガ
イド１３はベーン１０を本体ハウジング１の内周面に摺
接するように案内体１２を案内可能な本体ハウジング１
と同心円状とした。またこの容積変化装置のハウジング
５のうち、ロータ８の近死点付近に常時燃焼室１６を設
け、同常時燃焼室１６に点火装置１７をハウジング５の
外側に突出するように設けた。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明のベーン回転式容積変
化装置は各種産業分野でポンプ、膨張機、圧縮機、変速
機、動力伝達機等として利用可能なものであり、また本
発明のベーン回転式容積変化装置を用いた内燃機関はガ
ソリン、灯油、重油、アルコール等の各種燃料を燃焼し
て動力を発生する原動機として利用可能なものである。

【０００２】

【従来の技術】従来よりあるベーン回転式容積変化装置
は主にポンプとして利用されており、通常、この装置は
図１６に示すような構造である。即ち、円筒形の本体ハ
ウジングＡの軸線方向両側に円盤型のサイドハウジング
Ｂ、Ｃが配置されて、内部に収容空間Ｄを有するハウジ
ングＥが形成され、このハウジングＥの壁面に収容空間
Ｄと外部とに貫通する流入開口部Ｆと流出開口部Ｇが設
けられ、収容空間Ｄ内にその内部を偏心して回転するロ
ータＨが設けられ、ロータＨにその中心側から外周に向
けて放射状に形成された二以上の溝Ｉ内にベーンＪが出
入り自在に配置されてなる。

【０００３】このベーン回転式容積変化装置では、ロー
タＨを図中の矢印方向に回転駆動すると、溝Ｉ内に配置
されたベーンＪが遠心力によりロータＨの外周側へと突
出され、同ベーンＪの周面がハウジングＥの内面に摺接
されながら回転されて、ハウジングＥ内の収容空間Ｄに
二以上の区分空間Ｋを形成すると共に、夫々のベーンＪ
が夫々の溝Ｉ内を出入りして夫々の区分空間Ｋの容積を
変化させ、回転に伴ってハウジングＥの流入開口部Ｆの
流体を流出開口部Ｇへと移送する。

【０００４】同様のベーン回転式容積変化装置として、
ロータＨの各溝Ｉの内側に夫々にバネを設け、同バネの
力で各溝Ｃ内のベーンＪをロータＨの外周側へと付き出
させ、ベーンＪを本体ハウジングＡの内周面に押し付け
る構造のものもある。

【０００５】また容積変化装置を拡大解釈すれば、その
一種としてとらえることもできる内燃機関としては、往
復ピストン式エンジンやバンケル式ロータリーエンジ
ン、ガスタービン式エンジンが広く知られている。往復
ピストン式エンジンの一つである４サイクルガソリンエ
ンジンは図１８に示すような構造であり、その動作は、
シリンダーＬの上部の吸気バルブＭ１が開いてピストン
Ｎが降下されると燃焼空間Ｏ内に空気と燃料の混合気が
導入され（吸気行程）、前記吸気バルブＭ１が閉じてピ
ストンＮが上昇されると混合気が圧縮され（圧縮行
程）、点火プラグＰにより圧縮混合気が着火されて爆発
されるとピストンＮが降下され（爆発行程）、ここで動
力が発生され、シリンダーＬ上部の排気弁Ｍ２が開いて
ピストンＮが上昇されると燃焼ガスが燃焼空間Ｏ内から
外に排出され（排気行程）、燃焼ガスが排気されて排気
弁Ｍ２が閉じると、前記吸気行程に戻り、同行程から排
気行程までを繰り返し行う。この往復ピストン式エンジ
ンでは、前記各行程におけるピストンＮの往復移動がコ
ンロッドＱを介してクランクシャフトＲに伝達され、往
復運動が回転運動に変換されて動力が取り出される。通
常、この種のエンジンは、ガソリンを燃料とする場合、
最大回転数が毎分９０００回転程度であり、出力はリッ
ター当りおよそ６５〜１００馬力である。

【０００６】同様の往復ピストン式エンジンには軽油を
燃料とするディーゼルエンジンもある。これは、構造的
には前記ガソリンエンジンと同じであるが、混合気の圧
縮比を極めて高く設定してあり、ガソリンに比べて燃焼
性の良くない軽油、その他の多様な燃料を高圧下で燃焼
する多燃料機関となるものである。このディーゼルエン
ジンは、軽油を燃料とする場合、最大回転数が毎分４０
００回転程度であり、出力はリッター当たりおよそ３５
〜６０馬力である。

【０００７】バンケル式ロータリーエンジンは図１９に
示すような構造であり、その動作は、本体ハウジングＳ
内を偏心して回転する略三角形状のロータＴによって同
本体ハウジングＳ内に３つの独立した燃焼室Ｕが形成さ
れ、これら燃焼室Ｕの一つ一つで混合気の吸気、圧縮、
爆発燃焼、排気が逐一行われるものである。従って、こ
のロータリーエンジンは図１８の往復ピストン式エンジ
ンよりも小型で高出力となり、またロータＴの回転がギ
アを介して直接に主軸Ｖに伝達されるため、回転がスム
ーズで振動が少なく、さらにハウジングＳの吸気口や排
気口に給排気弁が不要なため、弁駆動のためのロスもな
い。

【０００８】タービン式エンジンは図２０に示すような
構造であり、筒型のハウジングＷの内周と同ハウジング
Ｗの中心にある回転軸Ｘの外周に夫々、回転軸Ｘの軸線
方向に沿って交互に放射状の固定ブレードＹ１と回転ブ
レードＹ２が設けられてなり、ハウジングＷの前方開口
部から吸気される空気は回転軸Ｘによって高速回転され
る回転ブレードＹ２により段階的に圧縮されて、ハウジ
ングＷの中程に設けられた解放型の燃焼室Ｚに送り込ま
れ、同燃焼室Ｚ内の圧縮空気に燃料が噴射されて燃焼さ
れ、高圧の燃焼ガスが後方の開口部から噴射されるもの
である。このエンジンでは、燃焼室Ｚの後方にも固定ブ
レードＹ１と回転ブレードＹ２が設けられ、燃焼ガスの
力を利用して回転軸Ｘを回転駆動するようにしてある。

【０００９】内燃機関には以上説明したものの他に蓄熱
式再生器を使用した内燃スターリングエンジンも知られ
ているが、熱効率の良い再生器がいまだ開発されておら
ず、また圧縮比を大きくとれない点で実用化はされてい
ない。

【００１０】

【発明が解決しようとする課題】前記従来のベーン回転
式容積変化装置及び内燃機関には夫々次のような問題が
あった。図１６のベーン回転式容積変化装置は、回転速
度を上げると、ベーンＪに遠心力が作用しても、図１７
に示すように近死点側でロータＨの中心側に押し込めら
れベーンＪが遠死点側でも外側に突き出せないまま元の
近死点側に到達してしまい、ベーンＪが本体ハウジング
Ａの内周面と接しないまま空回りする。図１７の空回り
状態ではハウジングＥ内に区分空間Ｋが形成されず、ポ
ンプ、膨張機、圧縮機等としての機能を果たさなくな
る。

【００１１】なお、ベーンＪをロータＨの溝Ｉ内に設け
たバネで強制的に押し出すタイプのものでは遠心力の他
にバネの力も加わるので良さそうであるが、バネによっ
て押し出されるベーンＪは本体ハウジングＡとの間に大
きな抵抗を発生し、この抵抗が高回転化を阻害すること
になる。通常、バネを設けるのはロータＨを高速回転す
る場合でなく、遠心力が働きにくい低速回転で使用する
場合である。

【００１２】図１８の往復ピストン式エンジンは、４サ
イクルエンジンにおいてはクランクシャフトＲが２回転
して１回の爆発が生じるため高出力化に限界があり、ま
たシリンダーＬに設けられる給気バルブＭ１や排気バル
ブＭ２に関して、バルブジャンプ、バルブ径の制約、バ
ルブの慣性重量が問題となってエンジンの高回転化、高
出力化が難しく、またピストンＮが往復運動であること
からも高回転化が難しく、単機筒、２機筒等の小機筒エ
ンジンでは振動も多く発生する。また給気バルブＭ１、
排気バルブＭ２を駆動するために動力の一部が消費され
るため、これも高出力化を難しくしている。

【００１３】同様の往復ピストン式内燃機関でも軽油を
燃料とするディーゼル機関は、高出力を達成できないの
と、極めて高い圧縮比のために排気ガスに有害物質を多
量に含まれるという問題がある。

【００１４】図１９のバンケル式ロータリーエンジン
は、給排気バルブがなく、毎回転爆発であるため高出力
となり得るが、低回転時のトルク不足に難がある。

【００１５】図２０のタービン機関は航空機用のジェッ
トエンジンが主流であり、大型のものでは何万馬力も発
生するが、高出力を維持した上での小型化が難しく、こ
れ以外にも低回転時のトルク不足と、応答性に難があ
り、乗用車等には使用されていない。ガスタービンはタ
ーボチャージゃーのような過吸機としての利用もあり、
この場合は特にこれといった難点はなく、これは広く使
用されている。

【００１６】本発明の目的は、ベーン回転式容積変化装
置の高回転化を達成し、また容積を可変可能にして、こ
れまでポンプ等としてしか利用されなかったものを圧縮
機、膨張機、無段変速機、動力伝達機等としても利用可
能にし、またベーン回転式容積変化装置に高回転化技術
を取り入れることにより、これを内燃機関としても利用
できるようにして、高回転、高出力、高トルク、低公
害、高燃費の原動機として利用できる様にすることであ
る。

【００１７】

【課題を解決するための手段】本発明のベーン回転式容
積変化装置は図１〜７に示すように、円筒形の本体ハウ
ジング１の軸線方向両側にサイドハウジング２、３が配
置されて、内部に収容空間４を有するハウジング５が形
成され、ハウジング５の壁面に収容空間４と外部とに貫
通する流入開口部６と流出開口部７が設けられ、収容空
間４内にその内部を偏心して回転するロータ８が設けら
れ、ロータ８にその中心側から外周に向けて放射状に形
成された二以上の溝９内にベーン１０が出入り自在に配
置され、ロータ８が回転するとベーン１０の周面１０ａ
がハウジング５の内面に摺接して回転して収容空間４が
二以上の区分空間１１に区分されると共に、夫々のベー
ン１０が夫々の溝９内を出入りして夫々の区分空間１１
の容積が変化し、その回転に伴ってハウジング５の流入
開口部６の流体が流出開口部７へと移送されるようにし
たベーン回転式容積変化装置において、夫々のベーン１
０に溝９内での出入りを案内する案内体１２が設けら
れ、ハウジング５内には案内体１２を案内する円形ガイ
ド１３が設けられ、円形ガイド１３はベーン１０が本体
ハウジング１の内周面に摺接するように案内体１２を案
内可能なるように本体ハウジング１と同心円状に設けら
れてなることを特徴とするものである。

【００１８】本発明の内燃機関は図９、１０に示すよう
に、円筒形の本体ハウジング１の軸線方向両側にサイド
ハウジング２、３が配置されて、内部に収容空間４を有
するハウジング５が形成され、ハウジング５の壁面に収
容空間４と外部とに貫通する流入開口部６と流出開口部
７が設けられ、収容空間４内にその内部を偏心して回転
するロータ８が設けられ、ロータ８にその中心側から外
周に向けて放射状に形成された二以上の溝９内にベーン
１０が出入り自在に配置され、ロータ８が回転するとベ
ーン１０の周面１０ａがハウジング５の内面に摺接して
回転して収容空間４が二以上の区分空間１１に区分され
ると共に、夫々のベーン１０が夫々の溝９内を出入りし
て夫々の区分空間１１の容積が変化し、その回転に伴っ
てハウジング５の流入開口部６の流体が流出開口部７へ
と移送されるようにしたベーン回転式容積変化装置にお
いて、夫々のベーン１０に溝９内での出入りを案内する
案内体１２が設けられ、ハウジング５内には案内体１２
を案内する円形ガイド１３が設けられ、円形ガイド１３
はベーン１０が本体ハウジング１の内周面に摺接するよ
うに案内体１２を案内可能なるように本体ハウジング１
と同心円状に設けられてなるベーン回転式容積変化装置
の前記ハウジング５のうち、ロータ８の近死点付近に常
時燃焼室１６を設け、同常時燃焼室１６に点火装置１７
をハウジング５の外側に突出するように設けたことを特
徴とするものである。

【００１９】

【発明の実施の形態１】図１は本発明のベーン回転式容
積変化装置の第１の実施形態である。このベーン回転式
容積変化装置のハウジング５は図１（ａ）、（ｂ）に示
されるように、円筒形に作製された本体ハウジング１
と、円盤形に作製されて前記本体ハウジング１の軸線方
向両側の開口面に配置されるサイドハウジング２、３と
で構成され、ハウジング５内には一つの収容空間４が形
成される。この収容空間４内の本体ハウジング１の中心
軸線より偏心した位置には円柱型のロータ８が内装さ
れ、同ロータ８はその中心に設けられた主軸（回転軸）
２０がサイドハウジング２、３の軸受け２１、２２に支
持されて、収容空間４内で回転自在となっている。この
ロータ８はサイドハウジング２、３と対向する平面が夫
々サイドハウジング２、３の内壁面と緩く接触されてお
り、ロータ８はサイドハウジング２、３と摺接するもの
の、極めてスムーズに回転させることが可能である。ま
た、前記ロータ８の主軸２０はサイドハウジング２、３
を貫通して外部に突出されており、この突出した先を図
示されていない原動機等に連結することにより所望の回
転速度、回転トルクで回転駆動することができる。前記
ロータ８はその主軸２０が本体ハウジング１の中心軸線
と相対的に偏心しており、これは本体ハウジング１を基
準とすればロータ８の主軸２０が偏心していることであ
り、ロータ８を基準にとれば本体ハウジング１の中心軸
線が偏心していることである。

【００２０】前記ロータ８は図１、２に示されるよう
に、その外周面に１６本の放射状の溝９が形成されてお
り、この放射状の溝９の夫々に図３（ａ）、（ｂ）に示
されるベーン（羽根）４が１枚づつ差し込まれている。
個々の溝９はベーン１０を狭着しておらず、ベーン１０
は溝９内をロータ８の中心側及び外周側に極めてスムー
ズにスライドできるようになっている。

【００２１】前記ベーン１０は図３（ａ）、（ｂ）に示
すように長方形の平板に作成されており、その周面１０
ａはハウジング５の内面に密着できるように精度の高い
平滑な面にしてある。このベーン１０のロータ８の溝９
から突き出される先端側の両サイド部分には夫々案内体
１２が取り付けられおり、各案内体１２はサイド部分に
突出させて取り付けられた軸ピン２５と、同ピン２５に
回転自在なるように取り付けられた回転ローラ２６とか
ら構成されている。この案内体１２は後述する円形ガイ
ド１３にガイドされて、ベーン１０を本体ハウジング１
の内壁面に常時摺接するように溝９から突き出したり、
溝９内に押し込んだりするようにスライドさせるのに使
われる。

【００２２】前記サイドハウジング２、３は図２に示す
ように、本体ハウジング１の前後開口面２７、２８に同
開口面２７、２８を閉塞するように取り付けられてお
り、また本体ハウジング１とサイドハウジング２、３と
の接触面には図示されていないがシール材が挟み込ま
れ、本体ハウジング１とサイドハウジング２、３との間
に高度な機密性が確保されている。このサイドハウジン
グ２、３のベーン１０が摺接される内壁面には夫々リン
グ状の溝が形成されており、この溝が円形ガイド１３と
して機能するようにしてある。前記溝、即ち円形ガイド
１３は本体ハウジング１の中心軸に対して同心円であ
り、この円形ガイド１３内に各ベーン１０の案内体１２
が差し込まれており、これら案内体１２が円形ガイド１
３に沿って走行可能とされている。この結果、ハウジン
グ５内の合計１６枚のベーン１０は、ロータ８の回転に
より回転されると、夫々が円形ガイド１３を走行する案
内体１２によりロータ８の溝９を出し入れされ、夫々の
先端面が本体ハウジング１の内壁面に常に摺接されるよ
うになる。

【００２３】図１（ａ）に示すように、本体ハウジング
１のベーン１０が摺接される内壁面には気体や液体等の
流体を導入するための流入開口部６と流体を排出するた
めの流出開口部７が開口されている。流入開口部６や流
出開口部７の開設位置は希望する任意箇所に設定するこ
とができるが、流入開口部６側の流体を流出開口部７側
に輸送できるようにするためには、流入開口部６を本体
ハウジング１の区分空間１１の容積膨張側に形成し、流
出開口部７を本体ハウジング１の区分空間１１の容積収
縮側に形成すると良い。この場合、流入開口部６、７の
大きさや開設位置を変化すると、流体の輸送方向、輸送
量を希望する値に設定することができ、また流体が気体
等の圧縮性流体である場合には圧縮率、膨張率を調整す
ることができる。

【００２４】前記ベーン回転式容積変化装置において本
体ハウジング１、サイドハウジング２、３は軽合金で作
製すると良く、この場合、本体ハウジング１の内側には
鉄系金属製のスリーブを圧入すると良い。鉄系金属製の
スリーブを使用しないときは本体ハウジング１の内壁面
に金属メッキを施しても良い。同様にサイドハウジング
２、３の内壁面に金属メッキを施すことも良い。

【００２５】以上説明したベーン回転式容積変化装置で
は、ロータ８の主軸２０を原動機等で図１（ａ）中の矢
印ａ方向に回転駆動すると、ロータ８の放射状の溝９に
差し込まれた各ベーン１０が、サイドハウジング２、３
の円形ガイド１３にガイドされる案内体１２により溝９
から出し入れされてその先端部が本体ハウジング１の内
周面に接触されると共に、両サイド部もサイドハウジン
グ２、３の内壁面に接触されてハウジング５内を回転さ
れて、ハウジング５の内側の収容空間４に１６枚のベー
ン１０による１６個の区分空間１１が形成され、これら
の区分空間１１の容積がロータ８の近死点側では圧縮さ
れ、遠死点側では膨張されるように変化される。そし
て、流入開口部６側に流体がある場合、同流体は流入開
口部６からハウジング５の収容空間４内に吸引され、流
出開口部７から外に吐き出される。

【００２６】さらに前記ベーン回転式容積変化装置で
は、ベーン１０が円形ガイド１３によりガイドされる案
内体１２により誘導されて本体ハウジング１の内壁面に
摺接されるため、高速回転時、例えば１０、０００ｒｐ
ｍ〜４０、０００ｒｐｍの高速回転時にも、ベーン１０
の確実な摺接が達成され、図１７のようにベーンＪが本
体ハウジングＡ内で空回りすることや、ベーンＪがバネ
で強制的に本体ハウジング１に押し付けられて同本体ハ
ウジング１との間に高速回転を妨げる大きな摩擦を発生
することもない。

【００２７】

【発明の実施の形態２】図４（ａ）〜（ｃ）は本発明の
ベーン回転式容積変化装置の第２の実施形態であり、実
施の形態１で説明した容積変化装置の各ベーン１０の先
端に小型で軽量な先端ベーン１４が図中の矢印ａ−ｂ方
向に伸縮可能なるように設けられている。そしてベーン
１０と本体ハウジング１の内周面とが先端ベーン１４で
摺接されると共に、この伸縮可能な先端ベーン１４でベ
ーン１０と本体ハウジング１間の隙間の変動が吸収され
て、ハウジング５内の各区分空間１１の密閉性が高めら
れるようになっている。

【００２８】具体的には、各ベーン１０の本体ハウジン
グ１と近接される先端部分が少し肉厚に作製されてお
り、この肉厚部分３０に同図（ｃ）に示すように、先端
部が狭く奥が広い溝３１がベーン１０の幅方向に連続し
て形成され、この溝３１の内側に波型に整形された板状
のバネ１５が内装され、さらに溝３１の内側に先端部を
細く、根元部を太くして溝３１から抜け出ないようにし
た先端ベーン１４が取り付けられている。先端ベーン１
４はバネ１５により常時矢印ａ方向の力が付与されてお
り、先端ベーン１４は矢印ａ−ｂ方向に伸縮できるよう
になっている。

【００２９】図５はバネ１５のより実用的で、好ましい
ものの例である。このバネ１５は、形状的には断面角型
の金属製棒材が円弧状に湾曲されてなるものであり、実
際はエンジンのピストンに使用されているピストンリン
グを図示されているようにカットして得られたものであ
る。ピストンに使用されているピストンリングは先端ベ
ーン１４用のバネ１５として望ましいバネ特性を有して
おり、大きなバネ定数を得ることができる。本件発明の
ベーン回転式容積変化装置はロータ８を１０、０００〜
４０、０００ｒｐｍの高速で回転させる場合、先端ベー
ン１４に極めて高速の伸縮動作が要求され、これを可能
にするためバネ定数の大きなバネが求められる。図５で
はバネ１５が湾曲した中央部を下向きにして配置されて
いるが、湾曲した中央部を上向きにして配置しても良
い。なお、前記図４（ｃ）、図５のバネ１５を含め、バ
ネ１５はベーン１０側でなく、先端ベーン１４側に取り
付けられた構造としても良く、また、先端ベーン１４自
体がバネ性を有する素材で作成されて、先端ベーン１４
が自身のバネ力で本体ハウジング１の内周面に接触され
るような構造にしても良い。

【００３０】次に、前記先端ベーン１４を取り付けたベ
ーン回転式容積変化装置の作用について説明する。 １．ベーン１０の先端は円形ガイド１３により本体ハウ
ジング１の内壁面に常時接近されるため、同ベーン１０
の先端に設けられる先端ベーン１４の変位は極めて小さ
いものにすることができる。図１３は先端ベーン１４の
変位を数値計算により求めたものであるが、この結果に
よると先端ベーン１４の変位幅は極めて小さく、通常で
あればハウジング内径に対して１〜２％の範囲に設定す
ることができる。 ２．先端ベーン１４は非常に小さく、軽量とすることが
できるため、同ベーン１４を伸縮させるバネ１５のバネ
定数を高回転化に適した高いものとすることができる。
即ち、ロータ８の最高回転数を支配する［先端ベーン１
４の重量／バネ１５のバネ定数］の値を極めて小さくす
ることができる。 ３．先端ベーン１４は高いバネ定数のバネ１５によりき
わめて高速で伸縮させることができ、ロータ８の高速回
転時にもベーン１０と本体ハウジング１との間の高速で
はあるが大きさ的には小さい距離変動に確実に追随する
ことができ、ベーン１０間の区分空間１１の気密性を高
度に維持することができる。

【００３１】４．前記気密性は固有振動数の発生する回
転数以下で保たれるが、固有振動数を超えるような高速
回転領域でも本体ハウジング１との間には微小な隙間し
か発生せず、ベーン１０間の区分空間１１の気密性を大
きく低下させることはない。 ５．先端ベーン１４の変位量が非常に小さく、先端ベー
ン１４に作用させるバネ１５を強力に設計できることに
より、先端ベーン１４の重量を先端ベーン１４に作用さ
せるバネ１５の定数で割った値の平方根に定数を乗じた
値、即ち、共振の固有振動数となる回転数を極めて高い
ものにすることができ、１０、０００〜４０、０００ｒ
ｐｍの超高回転を比較的容易に可能とする。

【００３２】

【発明の実施の形態３】図６は本発明のベーン回転式容
積変化装置の第３の実施形態であり、図１〜３の容積変
化装置、或いは図４、図５の先端ベーン１４を取り付け
たものにおいて、リング状の円形ガイド１３がサイドハ
ウジング２、３の内壁面に独立して設けられ、この独立
した円形ガイド１３が後述する機構によりロータ８と同
期して回転されるようにしてある。具体的には、リング
状の円形ガイド１３を図中に仮想線で示されるサイドハ
ウジング２、３の内側で本体ハウジング１と同心で回転
自在なるように支持し、また円形ガイド１３の内周面に
内歯を形成し、この内歯に第１歯車３５を噛み合わせ、
この第１歯車３５と連動して回転する第２歯車３６に第
３歯車３７を噛み合わせ、この第３歯車３７にロータ８
の主軸２０に取り付けた第４歯車３８を噛み合わせる構
造とした。前記円形ガイド１３の内歯、第１〜４の歯車
３５、３６、３７、３８の歯数は適切に設定してあり、
円形ガイド１３がロータ８と同速（同じ角速度）で回転
するようにしてある。円形ガイド１３の内側に設けられ
る他の３つの小歯車３９は円形ガイド１３を回転可能に
支持するものである。なお、サイドハウジング２、３は
円形ガイド１３が回転可能な構造となっても、サイドハ
ウジング２、３の内側で回転するロータ８及び同ロータ
８に取り付けられたベーン１０がサイドハウジング２、
３か、サイドハウジング２、３の内側に別途設けたシー
ル材等（図示されていない）と摺接されるようにし、ハ
ウジング５内の区分空間１１の機密性が高度に保たれる
ようにすることはいうまでもない。

【００３３】図６のベーン回転式容積変化装置において
は、ベーン１０の案内体１２をガイドする円形ガイド１
３がロータ８と同期して同速或いはほぼ同速で回転され
るため、案内体１２と円形ガイド１３との間の相対速度
が０か或いはそれに近い値になり、案内体１２と円形ガ
イド１３との間の運動抵抗が殆ど解消されて、ベーン１
０をよりスムーズに、より高速に回転することが可能と
なる。

【００３４】

【発明の実施の形態４】図７は本発明のベーン回転式容
積変化装置の第４の実施形態であり、ハウジング５内で
回転されるロータ８の主軸２０を図中の矢印ａ−ｂ方向
に移動できる構造としたものである。具体的には、サイ
ドハウジング２、３の主軸２０を受ける軸受２１、２２
を矢印ａ−ｂ方向に共に平行して移動可能としてある。
この装置では、サイドハウジング２、３の円形ガイド１
３をサイドハウジング２、３と別体としてあり、図６に
示した円形ガイド１３の回転機構によりロータ８と同期
して回転するようにもしてある。

【００３５】前記ベーン回転式容積変化装置では、ロー
タ８の主軸２０を本体ハウジング１の中心軸側に移動し
て本体ハウジング１の中心に配置したり、主軸２０を図
７中の矢印ａ方向に移動してロータ８を本体ハウジング
１の上部内周面に近接させたりすることができる。そし
て、ロータ８が中央にあると各区分空間１１の容積変化
は０となり、ロータ８が上側にあると各区分空間１１の
容積が近死点側と遠死点側とで大きく変化するようにな
る。このことは、ロータ８の回転数を一定に保ったま
ま、ロータ８の偏心量を可変するだけで流体の移送量を
制御することができ、ポンプとして使用する場合は、搬
送量を調整することができることを意味する。また、圧
縮機、膨張機として使用すれば、ロータ８の回転数を変
化させずにその圧縮率、膨張率を変化することが可能と
なり、この装置を用いれば新しいタイプの無断変速機を
構成することもできる。

【００３６】

【発明の実施の形態５】図８は本発明のベーン回転式容
積変化装置の第５の実施形態であり、案内体１２をベー
ン１０のロータ８の溝９から突き出される先端側ではな
く、溝９に差し込まれる根元側に設け、それに併せてサ
イドハウジング２、３の円形ガイド１３もより小径に作
成するものである。

【００３７】このベーン回転式容積変化装置では、ベー
ン１０が溝９の内側部分で案内体１２によりロータ８の
中心側外側へと可動されるので、同ベーン１０がロータ
８の外に大きく突き出した際にも同ベーン１０が案内体
１２によってハウジング１の周方向にふらつかされず、
また高速回転時に案内体１２の慣性重量がロータ８の回
転のレスポンスを悪化させるのを軽減することもでき
る。また、案内体１２の円形ガイド１３を走行する速度
が低下されるので、両者間の抵抗が少なくなり、円形ガ
イド１３をロータ８と同期して回転させなくても比較的
高回転を達成することが可能となる。

【００３８】

【発明の実施の形態６】図９は本発明のベーン回転式容
積変化装置を用いた内燃機関の実施形態である。これは
実施の形態１〜５で説明したベーン回転式容積変化装置
において、本体ハウジング１の内壁面に燃焼室（本発明
では常時燃焼室と呼ぶ）１６を設け、同燃焼室１６内に
噴射ノズル１８と点火装置１７を設けるものである。

【００３９】前記常時燃焼室１６は本体ハウジング１の
ロータ８の近死点付近に設けた窪みであり、ロータ８の
厚み方向（ロータ８の軸線方向）に沿って細長く設けて
ある。

【００４０】前記噴射ノズル１８は図示されていない燃
料ポンプから燃料が供給されるようにしてあり、燃料は
高圧の常時燃焼室１６内に直接噴射できるように高圧で
供給される。なお、噴射される燃料は霧化されて常時燃
焼室１６内に分散され、効率的な燃焼がなされるように
してある。燃料にはガソリンの他、軽油、重油、アルコ
ール、水素等、多様な燃料を使用することができる。

【００４１】前記点火装置１７は常時燃焼室１６内の燃
料が混合された空気（混合気）を着火するための点火プ
ラグである。図示されていないが点火プラグには高圧電
源装置が接続され、スパークが発生されるようにしてあ
る。この内燃機関では常時燃焼室１６において燃焼が継
続され続けるため、点火装置１７は内燃機関の始動時の
み作動し、始動後は停止するものでよい。なお、内燃機
関始動後も点火装置１７は継続して点火を続けてもよい
が、ガソリンエンジンのように回転数に応じて点火時期
を細かく制御する必要はない。具体的には、ディーゼル
エンジンのグロープラグ点火装置でよい。

【００４２】この内燃機関においては給気口、排気口と
なる流入開口部６、流出開口部７はいずれも遠死点側に
形成されており、ここではサイドハウジング２に給気口
となる流入開口部６が形成され、サイドハウジング３に
排気口となる流出開口部７が形成されている。前記流入
開口部６、流出開口部７の開口位置はロータ８の回転方
向の先方側、手前側に少しずらしてあり、遠死点を挟ん
で回転方向先方側が給気口、手前側が排気口となってい
る。なお、図９には紙面奥側のサイドハウジング３に開
口された流出開口部７が実線で示され、手前側のサイド
ハウジング２に開口された流入開口部６は点線で示され
ている。

【００４３】前記図９の内燃機関において、給気口であ
る流入開口部６にキャブレター等を通じて燃料と空気と
の混合気が供給される場合、噴射ノズル１８は不要であ
る。

【００４４】また、前記内燃機関において、本体ハウジ
ング１やサイドハウジング２、３は軽合金製とし、本体
ハウジング１の内側には鉄製その他金属製の金属スリー
ブを装着する。本体ハウジング１の内周面は金属スリー
ブを圧入する代わりに金属メッキを施しても良く、サイ
ドハウジング２、３にも金属メッキを施すことができ
る。この他、本体ハウジング１とサイドハウジング２、
３の接触面にはシール材を介在させ、ガス漏れを防止で
きる構成とする。

【００４５】以上説明した本発明の内燃機関について、
高トルク型、高回転型、高出力型、高効率型、多燃料型
であることの説明を行う。 １．ハウジング１、２、３内のロータ８のベーン１０で
区分けされる区分空間１１の一つ一つが独立した燃焼室
となり、これら区分空間１１の燃焼室で断熱圧縮行程、
常時受熱行程、断熱膨張行程、排気行程、吸気行程が独
立した形態で逐一進行するため（ベーン狭角が小さけれ
ば、即ち区分空間１１が多数形成されれば、ほぼ同時に
複数の断熱圧縮行程、常時受熱行程、断熱膨張行程、排
気行程、吸気行程が存在することもある）、常時、断熱
膨張による仕事を得ることができる。 ２．ベーン１０間の区分空間１１の燃焼室で毎回転燃焼
となるために、小型で熱効率が高く、ベーン機構の特性
による燃焼ガス圧力をトルクに変換するときの変換効率
が高いものとなる。

【００４６】３．常時燃焼室１６では燃焼が途絶えるこ
となく継続されるため、この常時燃焼室１６を次々と通
過するベーン１０間の区分空間１１の燃焼室において混
合気が確実に着火され、常時燃焼室１６から区分空間１
１への常時拡散燃焼が行われ、２００００〜４００００
ｒｐｍの高速回転でも着火遅れ等のない安定した動作が
得られる。 ４．常時燃焼室１６は、仮想の超高熱効率再生器付き内
燃スターリング機関における再生器がもつ役割を備え
る。即ち、先行する区分空間１１の燃焼ガスが圧力上昇
により常時燃焼室１６を通過して次の区分空間１１に侵
入して常時燃焼が継続されるが、侵入するときは仮想の
超高熱効率再生器付き内燃スターリング機関の再生器に
蓄熱をするために入って、次のベーン間空間１１に出る
ときは即座に同量の燃焼ガスにより即座に熱効率が１０
０％で再生されるという仮想の超高熱効率再生器の機構
が存在することに等しい。

【００４７】５．常時拡散燃焼であるため、ガソリン以
外の軽油、重油、アルコール、さらには気体、液体の水
素等も燃料として使用することができる。 ６．従来のディーゼルエンジンのように圧縮比を高くし
なくても燃料を燃焼させることができ、具体的には圧縮
比［ε＝８〜１２程度］で燃焼することができることか
ら、排ガスは有害物質を多量に含まないクリーンなもの
となる。 ７．本発明の内燃機関はベーン機構の持つ高い圧力−ト
ルク変換効率のため、従来の往復ピストン機構に比較し
て大きなトルクを発生することができる。図１４、１５
は本件発明の内燃機関及び従来の往復ピストン内燃機関
の主軸回転角に対する容積変化を示したものであるが、
本件発明のものは、従来の往復ピストン機構の容積であ
る図１５と比較して、近死点付近（回転角度０付近）に
おける容積変化が穏やかであり、常時微小体積下の圧縮
と燃焼と膨張で圧力からトルク変換効率が高く、圧力が
高い主軸角度における回転角度が極めて大きいことか
ら、従来の往復ピストン機構よりも極めて大幅に大きな
トルクを得ることができるものである。 ８．高回転でしかも大トルクを発生することがでるの
で、トルク値に回転数と定数を乗じた出力値は非常に大
きなもとなる。

【００４８】

【発明の実施の形態７】図１０は本発明の内燃機関の他
の実施形態であり、ハウジング５を構成する本体ハウジ
ング１及びサイドハウジング２、３のうち、本体ハウジ
ング１のみを、同本体ハウジング１の外周の歯と噛み合
わせた歯車４０で図中の矢印ａ−ｂ方向に回動できるよ
うにしたものである。この内燃機関では、別途図示され
ていない検出器でロータ８の回転数を検出し、ロータ８
の回転数に応じて前記歯車４０を回転駆動して本体ハウ
ジング１の回転角度を制御することにより、常時燃焼室
１６の位置を燃焼に最も適した位置に調整して燃焼効率
を良くすることができる。

【００４９】

【発明の実施の形態８】図１１は本発明のベーン回転式
容積変化装置とそれを用いた内燃機関の応用例であり、
実施の形態６で説明した内燃機関５０に、実施の形態１
で説明したベーン回転式容積変化装置を過給機５１、膨
張機５２、燃料ポンプ５３として取り付けた構造のエン
ジンである。具体的には、図９の内燃機関の給気口であ
る流入開口部６に図１の容積変化装置を過給機５１とし
て取り付け、排気口である流出開口部７に図１の容積変
化装置を膨張機５２として取り付け、噴射ノズル１８に
図１の容積変化装置を燃料ポンプ５３として取り付け、
さらに過給機５１、膨張機５２、燃料ポンプ５３が図９
の内燃機関５０で駆動されるように夫々の主軸２０を同
軸に連結して構成したものである。

【００５０】前記内燃機関では、内燃機関５０に膨張機
５２を取り付けることにより、内燃機関５０側の区分空
間１１の約１４５〜１６５度の膨張期間に、膨張機５２
の約１６０〜１７０度の膨張期間を加えることができ、
合計で膨張期間を約３０５〜３３５度とすることができ
る。これは、従来の往復ピストンエンジンが吸排気弁の
オーバーラップを除いた有効の膨張角で約１５５〜１６
５度を持つことに比べて著しく大きいので、燃膨張によ
る仕事を多く取り出すことができ、排気ガス損失熱量を
著しく低減することができる。

【００５１】また前記内燃機関では、膨張機を装備する
ことにより膨張比を１５〜２５と極めて大きくとること
ができ、等圧排気で排気熱損失活用のボトミングサイク
ルを行わせることが可能であり、サディ・カルノーの１
８２４年の論文に記載された、後にカルノーサイクルと
呼ばれる機関に近いものとなり得る。

【００５２】また、膨張機５２を装備することにより、
膨張比が大きくなりガス温度が下がるのでアフターファ
イアーを少なくすることもできる。

【００５３】図１２は前記内燃機関のＴ−Ｓ線図であ
り、ベーン狭角を小さくしたものである。このＴ−Ｓ線
図で考察すると燃料噴射があると再生式圧力増加燃焼で
噴射ノズルあたりに主軸回転あたりのエントロピー変化
分を並列に並べた総和は、内燃機関を高回転、大トル
ク、大出力、高熱効率型とできる。

【００５４】

【使用例】本発明のベーン回転式容積変化装置とそれを
用いた内燃機関の使用例を２つ説明する。 本発明のベ
ーン回転式容積変化装置は高回転に対応できるため、こ
れまでは不可能であった航空機のジェットエンジンの回
転主軸に直接取り付けて使用することができ、例えばこ
れをポンプとして使用すれば気体、液体を効率良く送出
することができる。

【００５５】可変式のロータを採用したベーン回転式容
積変化装置を使用すれば、乗用車等において無段変速を
構成することもでき、またエンジンの出力を車輪に伝達
する伝達装置として用いて車輪の回転速度を制御するよ
うな使い方もできる。

【００５６】

【発明の効果】本発明のベーン回転式容積変化装置を用
いれば次のような効果を得ることができる。 １．請求項１の発明では、ベーン１０が円形ガイド１３
により可動されてハウジング５の内面に確実に摺接され
るため、超高速回転でも極低速回転でも容積変化装置と
しての機能が損なわれず、用途が拡大される。 ２．請求項２の発明では、小さく軽量な先端ベーン１４
が高速で可動できるため、ベーン１０単独では塞ぎきれ
ないようなハウジング５との間の微少な隙間をも確実に
塞いで、区分空間１１間の流体の漏れを非常に少ないも
のとすることができ、超高回転、極低回転での確かな使
用が期待できる。 ３．請求項３の発明では、円形ガイド１３がベーン１０
の案内体１２と同速で回転するため、ベーン１０の高速
な回転が案内体１２と円形ガイド１３との間の抵抗で阻
害されるのを防止できる。 ４．請求項４の発明では、ロータ８の偏心量を調整する
ことができるため、ロータ８の回転数を一定に保ったま
までも、流体の搬送量を変化することができる。 ５．請求項５の発明では、円形ガイド１３により可動さ
れるベーン１０とその先の先端ベーン１４により、高速
回転しても区分空間１１間の流体の漏れが非常に少な
く、高回転型のポンプ、膨張機、圧縮機等として使用す
ることができる。 ６．請求項６の発明では、高回転型の動力伝達装置、無
段変速機として使用することができる。 ７．請求項７の発明では、例えばエンジンのピストンに
使用されているピストンリングを加工して簡単且つ安価
に高いバネ定数のバネ１５を得ることができ、ハウジン
グ５内周面への追従性に優れた先端ベーン１４を実現す
ることができ、ロータ８を高速回転させることができ
る。 ８．請求項８の発明では、先端ベーン１４自体にバネ性
を持たせることで、ベーン１０の先端部の構造を簡素化
できる。

【００５７】本発明の内燃機関によれば次のような効果
を得ることができる。 １．請求項９の発明では、ハウジング５に設けられた常
時燃焼室１６の常時燃焼により、またベーン機構の特性
により、従来のレシプロエンジンやロータリーエンジン
でも達成することができない高回転、高トルク、高効率
のエンジンを実現することができる。 ２．常時拡散燃焼によりガソリンのみならず軽油、重
油、アルコール等の多様な燃料を使用することができ、
しかも従来のディーゼルエンジンのように圧縮比が高く
ないため、有害な物質を多量に排気することもない。即
ち、低公害のエンジンとなる。 ３．請求項１０の発明では、常時燃焼室１６に燃料噴射
ノズル１８を設けるため直噴型のエンジンとなる。 ４．請求項１１の発明では、先端ベーン１４のシール効
果によりガス漏れの非常に少ない低燃費のエンジンとな
り、しかも高回転を達成することができる。 ５．請求項１２の発明では、円形ガイド１３の回転によ
り高回転を達成することができる。 ６．請求項１３の発明では、ハウジング５の回転により
燃焼タイミングの最適化を図ることができ、例えば燃料
を切り替えて使用したりするようなことも可能となる。 ７．請求項１４の発明では、高回転、高トルク、高効率
の直噴エンジンを得ることができる。 ８．請求項１５の発明では、請求項１４のエンジンをよ
り高回転型にすることができる。 ９．請求項１６の発明では、請求項１４のエンジンの燃
焼タイミングを最適化することができる。 １０．請求項１７の発明では、先端ベーン１４、円形ガ
イド１３の回転により、高回転のエンジンを得ることが
できる。 １１．請求項１８の発明では、請求項１７のエンジンの
燃焼タイミングを最適化でき、多様な燃料を使用でき、
高回転、高トルク、高校率のエンジンを得ることができ
る。 １２．請求項１９の発明では、例えばエンジンのピスト
ンに使用されているピストンリングを加工して簡単且つ
安価に高いバネ定数のバネ１５を得ることができ、ハウ
ジング５内周面への追従性に優れた先端ベーン１４を実
現することができ、高速回転の内燃機関を得ることがで
きる。 １３．請求項２０の発明では、先端ベーン１４自体にバ
ネ性を持たせることで、ベーン１０の先端部の構造を簡
素化できる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明のベーン回転式容積変化装置の第１の実
施形態であり、（ａ）はサイドハウジングを外した状態
での正面図、（ｂ）はサイドハウジングを取り付けた状
態での縦断面図。

【図２】図１のベーン回転式容積変化装置の分解透視斜
視図。

【図３】図１のベーン回転式容積変化装置のベーンであ
り、（ａ）は正面図、（ｂ）は側面図。

【図４】本発明のベーン回転式容積変化装置の第２の実
施形態であり、（ａ）はベーンの正面図、（ｂ）はベー
ンの側面図、（ｃ）はベーンの部分斜視図。

【図５】図４のベーン回転式容積変化装置において他の
バネを用いたベーンの部分斜視図。

【図６】本発明のベーン回転式容積変化装置の第３の実
施形態を示した斜視図。

【図７】本発明のベーン回転式容積変化装置の第４の実
施形態であり、（ａ）はサイドハウジングを外した状態
での正面図、（ｂ）はサイドハウジングを取り付けた状
態での縦断面図。

【図８】本発明のベーン回転式容積変化装置の第５の実
施形態であり、サイドハウジングを外した状態での正面
図。

【図９】本発明の内燃機関の第１の実施形態であり、サ
イドハウジングを外した状態での正面図。

【図１０】本発明の内燃機関の他の実施形態であり、サ
イドハウジングを外した状態での正面図。

【図１１】本発明のベーン回転式容積変化装置と内燃機
関を組み合わせたエンジンの概略図。

【図１２】本発明の内燃機関の燃焼サイクルを説明する
Ｔ−Ｓ線図。

【図１３】本発明のベーン回転式容積変化装置及び内燃
機関における先端ベーンの変位を示した説明図。

【図１４】本発明のベーン回転式容積変化装置及び内燃
機関における容積変化を示す説明図。

【図１５】従来のピストン機構における容積変化を示す
説明図。

【図１６】従来のベーン回転式容積変化装置の透視斜視
図。

【図１７】図１５のベーン回転式容積変化装置の問題点
を示した説明図。

【図１８】従来のピストンエンジンの説明図。

【図１９】従来のロータリーエンジンの説明図。

【図２０】従来のジェットエンジンの説明図。

【符号の説明】 １ 本体ハウジング ２ サイドハウジング ３ サイドハウジング ４ 収容空間 ５ ハウジング ６ 流入開口部 ７ 流出開口部 ８ ロータ ９ 溝 １０ ベーン １０ａ 周面 １１ 区分空間 １２ 案内体 １３ 円形ガイド １４ 先端ベーン １５ バネ １６ 常時燃焼室 １７ 点火装置 １８ 燃料噴射ノズル

Claims (20)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】円筒形の本体ハウジング（１）の軸線方向
   両側にサイドハウジング（２、３）が配置されて、内部
   に収容空間（４）を有するハウジング（５）が形成さ
   れ、ハウジング（５）の壁面に収容空間（４）と外部と
   に貫通する流入開口部（６）と流出開口部（７）が設け
   られ、収容空間（４）内に本体ハウジング（１）の中心
   軸と相対的に偏心した位置を回転軸として回転するロー
   タ（８）が設けられ、ロータ（８）にその回転軸側から
   外周に向けて放射状に形成された二以上の溝（９）内に
   ベーン（１０）がスライド自在に配置され、ロータ
   （８）が回転するとベーン（１０）の周面（１０ａ）が
   ハウジング（５）の内面に摺接して回転して収容空間
   （４）が二以上の区分空間（１１）に区分されると共
   に、夫々のベーン（１０）が夫々の溝（９）内をスライ
   ドして夫々の区分空間（１１）の容積が変化し、その回
   転に伴ってハウジング（５）の流入開口部（６）の流体
   が流出開口部（７）へと移送されるようにしたベーン回
   転式容積変化装置において、夫々のベーン（１０）に溝
   （９）内でのスライドを案内する案内体（１２）が設け
   られ、ハウジング（５）内には案内体（１２）を案内す
   る円形ガイド（１３）が設けられ、円形ガイド（１３）
   はベーン（１０）が本体ハウジング（１）の内周面に摺
   接するように案内体（１２）を案内可能なるように本体
   ハウジング（１）と同心円状に設けられてなることを特
   徴とするベーン回転式容積変化装置。
2. 【請求項２】前記各ベーン（１０）の先端にそれとは別
   体の先端ベーン（１４）が設けられ、同先端ベーン（１
   ４）をバネ（１５）により本体ハウジング（１）側に押
   し出して同ハウジング（１）の内周面に圧接させるよう
   にしたことを特徴とする請求項１記載のベーン回転式容
   積変化装置。
3. 【請求項３】前記円形ガイド（１３）がロータ（８）と
   同期してハウジング（５）内を回転して、円形ガイド
   （１３）と案内体（１２）との相対速度が０又は０付近
   に保持されるようにしたことを特徴とする請求項１記載
   のベーン回転式容積変化装置。
4. 【請求項４】前記ロータ（８）の回転軸の本体ハウジン
   グ（１）の中心軸に対する偏心量を可変可能としたこと
   を特徴とする請求項１記載のベーン回転式容積変化装
   置。
5. 【請求項５】請求項１のベーン回転式容積変化装置にお
   ける各ベーン（１０）の先端に先端ベーン（１４）が設
   けられ、同ベーン（１０）内に先端ベーン（１４）を本
   体ハウジング（１）側に押し出して同ハウジング（１）
   の内周面に圧接させるバネ（１５）が設けられ、前記円
   形ガイド（１３）がロータ（８）と同期してハウジング
   （５）内を回転して、円形ガイド（１３）と案内体（１
   ２）との相対速度が０又は０付近に保持されるようにし
   たことを特徴とするベーン回転式容積変化装置。
6. 【請求項６】前記ロータ（８）の回転軸の本体ハウジン
   グ（１）の中心軸に対する偏心量を可変可能としたこと
   を特徴とする請求項５記載のベーン回転式容積変化装
   置。
7. 【請求項７】前記バネ（１５）はバネ性を有する角柱状
   の金属材料を略弓形に湾曲させてなるものであることを
   特徴とする請求項２又は請求項５又は請求項６記載のベ
   ーン回転式容積変化装置。
8. 【請求項８】前記各ベーン（１０）の先端にそれとは別
   体の先端ベーン（１４）が設けられ、同先端ベーン（１
   ４）をそれ自体のバネ性により本体ハウジング（１）側
   に押し出して同ハウジング（１）の内周面に圧接させる
   ようにしたことを特徴とする請求項１又は請求項３又は
   請求項４に記載のベーン回転式容積変化装置。
9. 【請求項９】請求項１のベーン回転式容積変化装置にお
   けるハウジング（５）のうち、ロータ（８）の近死点付
   近に常時燃焼室（１６）を設け、同常時燃焼室（１６）
   に点火装置（１７）をハウジング（５）の外側に突出す
   るように設けたことを特徴とする内燃機関。
10. 【請求項１０】前記常時燃焼室（１６）に燃料噴射ノズ
    ル（１８）を設けたことを特徴とする請求項９記載の内
    燃機関。
11. 【請求項１１】各ベーン（１０）の先端に先端ベーン
    （１４）が設けられ、同ベーン（１０）内に先端ベーン
    （１４）を本体ハウジング（１）側に押し出して同ハウ
    ジング（１）の内周面に圧接させるバネ（１５）が設け
    られてなることを特徴とする請求項９記載の内燃機関。
12. 【請求項１２】円形ガイド（１３）がロータ（８）と同
    期して回転して、円形ガイド（１３）と案内体（１２）
    との相対速度が０又は０付近に保持されるようにしたこ
    とを特徴とする請求項９記載の内燃機関。
13. 【請求項１３】ハウジング（５）をその周方向に回動可
    能とし、同ハウジング（５）をロータ（８）の回転数に
    応じて回転させることにより、燃焼タイミングを最適な
    状態に保持可能とすることを特徴とする請求項９記載の
    内燃機関。
14. 【請求項１４】請求項１のベーン回転式容積変化装置に
    おけるハウジング（５）のうち、ロータ（８）の近死点
    付近に常時燃焼室（１６）を設け、同常時燃焼室（１
    ６）に点火装置（１７）をハウジング（５）の外側に突
    出するように設け、前記常時燃焼室（１６）に燃料噴射
    ノズル（１８）を設け、各ベーン（１０）の先端に先端
    ベーン（１４）が設けられ、同ベーン（１０）内に先端
    ベーン（１４）を本体ハウジング（１）側に押し出して
    同ハウジング（１）の内周面に圧接させるバネ（１５）
    が設けられてなることを特徴とする内燃機関。
15. 【請求項１５】円形ガイド（１３）がロータ（８）と同
    期して回転して、円形ガイド（１３）と案内体（１２）
    との相対速度が０又は０付近に保持されるようにしたこ
    とを特徴とする請求項１４記載の内燃機関。
16. 【請求項１６】ハウジング（５）をその周方向に回動可
    能とし、同ハウジング（５）をロータ（８）の回転数に
    応じて回転させることにより、燃焼タイミングを最適な
    状態に保持可能とすることを特徴とする請求項１４記載
    の内燃機関。
17. 【請求項１７】請求項１のベーン回転式容積変化装置に
    おけるハウジング（５）のうち、ロータ（８）の近死点
    付近に常時燃焼室（１６）を設け、同常時燃焼室（１
    ６）に点火装置（１７）をハウジング（５）の外側に突
    出するように設け、前記常時燃焼室（１６）に燃料噴射
    ノズル（１８）を設け、各ベーン（１０）の先端に先端
    ベーン（１４）が設けられ、同ベーン（１０）内に先端
    ベーン（１４）を本体ハウジング（１）側に押し出して
    同ハウジング（１）の内周面に圧接させるバネ（１５）
    が設けられ、円形ガイド（１３）がロータ（８）と同期
    して回転して、円形ガイド（１３）と案内体（１２）と
    の相対速度が０又は０付近に保持されるようにしたこと
    を特徴とする内燃機関。
18. 【請求項１８】ハウジング（５）をその周方向に回動可
    能とし、同ハウジング（５）をロータ（８）の回転数に
    応じて回転させることにより、燃焼タイミングを最適な
    状態に保持可能とすることを特徴とする請求項１７記載
    の内燃機関。
19. 【請求項１９】前記バネ（１５）はバネ性を有する角柱
    状の金属材料を略弓形に湾曲させてなるものであること
    を特徴とする請求項１１又は請求項１４乃至請求項１８
    の夫々に記載の内燃機関。
20. 【請求項２０】前記各ベーン（１０）の先端にそれとは
    別体の先端ベーン（１４）が設けられ、同先端ベーン
    （１４）をそれ自体のバネ性により本体ハウジング
    （１）側に押し出して同ハウジング（１）の内周面に圧
    接させるようにしたことを特徴とする請求項９又は請求
    項１０又は請求項１２又は請求項１３に記載の内燃機
    関。