KR100368119B1 - 축방향 4행정 엔진 - Google Patents

Abstract

본 발명은 일측면이 개방되는 한 쌍의 원통구조이고, 그 개방면이 상호 대향하도록 배치되는 하우징(10); 상기 하우징(10)의 내측으로 동일 중심선상에 배치되는 보스(15); 상기 하우징(10)의 개방면을 밀폐하면서 보스(15)를 지지하고, 복수의 내측공(20a)과 외측공(20b)을 지니는 지지체(20); 상기 하우징(10)의 내측 공간상에 샤프트(60)를 개재하여 장착되고, 대향하는 면이 사인(sine)형 곡면(30a)으로 형성되는 회전체(30); 상기 지지체(20) 상에 미끄럼 직선운동 가능하게 설치되고, 상기 회전체(30)의 대향하는 양측 곡면(30a)과 접하도록 연장되는 복수의 벽체(40); 및 상기 하우징(10)의 내면 및 보스(15)의 외면과 접한 상태로 상기 회전체(30)와 함께 회전하도록 설치되고, 일정 구간에 형성되는 개구(51a)(52a)를 통해 공기유로를 개방하는 밸브체(50)를 포함하여 이루어지는 것을 특징으로 함에 따라, 일반적인 피스톤왕복형 엔진과 로터리엔진의 장점을 살려 밸브 등 작동부품의 수를 줄이면서 엔진을 소형 경량화할 수 있는 효과가 있다.

Description

축방향 4행정 엔진{Axial flow 4 stroke engine}

본 발명은 축방향 4행정 엔진에 관한 것으로서, 보다 상세하게는 밸브 등 작동부품의 수를 줄이면서 엔진을 소형 경량화할 수 있는 축방향 4행정 엔진에 관한 것이다.

일반적으로 열에너지를 기계에너지로 바꾸어주는 열기관 중에서도 기관의 내부에서 연소가 이루어져 그 연소가스가 팽창할 때 발생하는 열에너지를 이용하여 기계적인 일로 변환시키는 동력원으로는 피스톤왕복형 엔진, 로터리형 엔진, 터빈 엔진 등이 있다.

피스톤왕복 4행정 엔진은 실린더가 왕복운동하는 구조를 지니고 있어 왕복운동을 회전운동으로 전환하는 기구장치가 부가되어야 하므로 구조가 복잡화되는 특징이 있다. 이러한 이유에 기인하여 수 마력 정도의 소형동력원으로 구성하기 부적합하다.

반면 로터리엔진은 회전 실린더인 로터를 사용하여 필요한 행정을 수행하므로 구조가 단순하고 저속회전시에는 연소가 안정되는 특징은 있으나 고속회전시에는 연료의 흡입효율이 나쁘고 연소가 불안정한 결함이 있다.

본 발명은 피스톤왕복 4행정 엔진에 비해 구조가 훨씬 단순하면서도, 고속회전시 연료 흡입효율이 나쁘고 연소가 불안정한 일반적인 로터리 엔진의 단점을 개선할 수 있는 축방향 4행정 엔진을 제공하는 것을 그 목적으로 한다.

도 1은 본 발명에 따른 엔진의 주요부를 부분 절개하여 나타내는 사시도,

도 2는 도 1의 하우징이 조립된 상태를 부분 절개하여 나타내는 사시도,

도 3은 도 1의 회전체를 나타내는 사시도,

도 4a 및 도 4b는 각각 도 3의 회전체에 대한 평면도 및 곡면부의 전개도,

도 5는 도 1의 밸브체를 나타내는 사시도,

도 6은 도 1을 종단하여 나타내는 사시도,

도 7은 도 6을 간략화하여 나타내는 모식도,

도 8은 본 발명의 4행정 진행에 따른 회전체의 상태를 나타내는 그래프,

도 9는 본 발명의 변형예에 따른 밸브체를 나타내는 사시도,

도 10은 본 발명의 또 다른 변형예에 따른 밸브체를 나타내는 사시도.

* 도면의 주요 부분에 대한 부호 설명 *

10 : 하우징 15 : 보스

20 : 지지체 20a : 내측공

20b : 외측공 30 : 회전체

40 : 벽체 50 : 밸브체

51 : 내측링 52 : 외측링

51a, 52a : 개구 60 : 샤프트

이러한 목적을 달성하기 위해 본 발명은 일측면이 개방되는 한 쌍의 원통구조이고, 그 개방면이 상호 대향하도록 배치되는 하우징(10); 상기 하우징(10)의 내측으로 동일 중심선상에 배치되는 보스(15); 상기 하우징(10)의 개방면을 밀폐하면서 보스(15)를 지지하고, 복수의 내측공(20a)과 외측공(20b)을 지니는 지지체(20); 상기 하우징(10)의 내측 공간상에 샤프트(60)를 개재하여 장착되고, 대향하는 면이 사인(sine)형 곡면(30a)으로 형성되는 회전체(30); 상기 지지체(20) 상에 미끄럼 직선운동 가능하게 설치되고, 상기 회전체(30)의 대향하는 양측 곡면(30a)과 접하도록 연장되는 복수의 벽체(40); 및 상기 하우징(10)의 내면 및 보스(15)의 외면과 접한 상태로 상기 회전체(30)와 함께 회전하도록 설치되고, 일정 구간에 형성되는 개구(51a)(52a)를 통해 공기유로를 개방하는 밸브체(50)를 포함하여 이루어지는 것을 특징으로 한다.

이때 상기 하우징(10)은 상기 지지체(20)의 외측공(20b)과 연통되어 하우징(10)의 내부로 공기를 유입하는 흡기구(10b)를 구비하고, 상기 보스(15)는 상기 지지체(20)의 내측공(20a)과 연통되어 하우징(10) 내부의 공기를 배출하는 배기구(15b)를 구비한다.

상기 회전체(30)는 양측 곡면(30a)의 임의의 지점에서 축방향 거리가 항상 일정하도록 배치된다.

이하, 첨부된 도면을 참조하여 본 발명의 바람직한 실시예를 상세하게 설명한다.

도 1은 본 발명에 따른 엔진의 주요부를 부분 절개하여 나타내는 사시도가 도시된다.

본 발명에 따른 엔진은 하우징(10) 상에 보스(15), 지지체(20)가 일체로 조립되어 실린더의 역할을 수행하고, 회전체(30)가 그 내부에서 벽체(40)에 의해 수개의 공간으로 분할되어 로터의 역할을 수행하는 로터리형 엔진이다. 하우징(10), 보스(15), 지지체(20)를 각각 별도로 제작한 다음 후술하는 회전체(30), 벽체(40) 등과 함께 순차적으로 조립한다.

도 2는 도 1의 하우징이 조립된 상태를 부분 절개하여 나타내는 사시도가 도시된다.

하우징(10)은 피스톤 엔진에서 실린더 블록 및 헤드에 해당되는 것으로, 후술하는 회전체(30), 벽체(40), 흡배기를 위한 밸브체(50) 및 냉각 시스템 등을 포함한다. 하우징(10)은 흡배기 시스템에 따라 여러 형상이 있을 수 있으나, 기본적으로 피스톤 엔진처럼 밸브 관련 장치를 가지는 경우와 일본의 로터리 엔진처럼 밸브 관련 장치를 가지지 않는 경우의 두 가지로 나눌 수 있다. 본 발명의 실시예는 후자의 경우에 대하여 도시하는데, 흡배기구의 위치 및 개폐 장치에 따라 다양하게 나눌 수 있다.

하우징(10)의 양측부는 실제 4행정이 수행되는 내부공간이고 중앙부는 흡배기 시스템, 냉각 시스템 등을 연결하기 위한 외부공간이다. 이러한 내외부 공간을구분하는 것이 지지체(20)이고, 지지체(20) 상에는 흡배기가 가능하도록 내측공(20a) 및 외측공(20b)이 형성된다. 내측공(20a)은 보스(15)의 외경보다 작은 PCD(pitch circle diameter) 상에 가공되고, 외측공(20b)은 하우징(10)의 내경보다 큰 PCD 상에 가공된다. 본 실시예에서 내측공(20a) 및 외측공(20b)은 각각 동일한 직경으로 8개소에 형성된다. 여기서 외측공(20b)은 지지체(20)에서만 형성이 가능한 것이 아니라 하우징(10) 상에서도 형성이 가능한데, 이 경우 두 지지체(20) 사이의 공간 활용이 좋아지는 이점이 있다.

이때 하우징(10)에는 상기 지지체(20)의 외측공(20b)과 연통되어 하우징(10)의 내부로 공기를 유입하는 흡기구(10b)가 형성되고, 보스(15)에는 상기 지지체(20)의 내측공(20a)과 연통되어 하우징(10) 내부의 공기를 배출하는 배기구(15b)가 형성된다. 흡기구(10b) 및 배기구(15b)는 먼저 축방향 유로를 가공한 다음 반경방향 유로를 교차시켜 가공하면 ㄱ자형으로 공기출입의 유로가 형성된다. 부호 10a는 및 15a는 회전체(30)의 샤프트(60)가 삽입되는 관통공이다.

도 3은 도 1의 회전체를 나타내는 사시도이고, 도 4a 및 도 4b는 각각 도 3의 회전체에 대한 평면도 및 곡면부의 전개도이다.

회전체(30)의 역할은 피스톤왕복 4행정 엔진에서의 피스톤 또는 로터리 엔진에서의 로터에 해당되는 것이다. 전자의 예로 든다면 흡입 및 폭발 행정이 시작되는 시기 즉, 피스톤의 상사점 위치가 회전체(30)의 상사점의 위치에 해당하고, 압축, 배기 행정이 시작되는 시기 즉, 피스톤의 하사점 위치가 회전체(30)의 하사점에 해당된다. 전자의 피스톤왕복 엔진에서는 직선왕복 운동을 회전 운동으로 바꾸게 되므로 진동 및 기계적 손실 문제 등이 발생하고, 후자의 로터리 엔진에서는 유성 운동을 하게 되나, 회전체(30)를 사용할 경우는 완전 원운동을 하게 되므로 효율저하의 문제를 어느 정도 해결할 수 있다.

도 3에서, 샤프트(60)에 일체로 결합되는 회전체(30)는(n=0,1,2,…) 개의 상사점과 하사점을 가지며, 이것의 회전 운동에 의해 발생하는 용적 변화에 따라 흡입-압축-폭발-배기의 4행정이 이루어진다. 본 실시예에서는 n=1, 즉 상사점과 하사점의 개수가 각각 2개인 회전체(30)를 구현한다.

도 4a 및 도 4b에서, 회전체(30)의 곡면(30a) 상의 A, B, C, D 지점은 90° 간격으로 회전체(30)의 중심에 대하여 상호 대칭을 이루고 있으며, 이외의 부분에서도 그 대칭성은 유지된다. 여기서 A, C는 상사점의 위치에 해당되고, B, D는 하사점의 위치에 해당된다. a, b, c, d는 회전체(30)의 높이가 기준값 '0'이 되는 지점으로서 상사점 A, C 및 하사점 B, D를 연결한 선의 교차점을 기준으로 45°에 위치한다. 이 네 위치에서 각각 동일 방향으로 같은 각에서는 높이값의 절대값은 같고 부호는 달라지게 된다. 부호가 같은 것은 서로 180°위치에 있는 것이고, 서로 90°위치에 있는 것들의 부호는 반대가 된다. 도시에서 d-a, b-c 구간인 ▨부분은 상사점을 향하는 부분으로 '+'값이 되고, a-b, c-d 구간인 ▧부분은 하사점을 향하는 부분으로 '-'값을 가진다. 상사점 및 하사점이 회전체(30)의 최고점 및 최저점과 반드시 일치하지는 않는다.

이와 같이 곡면(30a)의 어느 부분에서나 높이 차이가 있을 뿐 반경 방향으로는 대칭을 유지하게 되므로 회전체(30)와 접촉하게 되는 벽체(40)는 임의의 한 위치에서 곡면(30a)과 선 또는 면 접촉을 하게 되며, 회전체(30)가 그 중심을 기준으로 회전하게 되더라도 벽체(40)는 축방향으로 직선왕복운동 하면서 항상 선 또는 면접촉을 계속 유지하게 된다.

한편, 도 4b는 회전체(30) 중심에서 임의의 반경 방향에서도 축에 대하여 대칭을 이루고 있는 사인(sine)형 곡면(30a)을 나타내지만 비대칭으로 구성하는 것도 가능하다. 즉 기준값의 위치인 a ∼ d 지점이 A ∼ D 지점의 중간에 위치하지 않고 약간 일측(예컨대 오른쪽)으로 치우치게 한다. 물론 이 경우에도 두 회전체의 양측 곡면의 임의의 지점에서 축방향 거리가 항상 일정해야 벽체(40)의 운동에 영향을 주지 않는다.

한편 도시에는 없으나 샤프트(60)에 수직한 방향으로 행정이 일어나게 하는 네잎 클로버형의 회전체를 구성하는 것도 가능하다. 즉 n=2를 적용하며 벽체(40)들은 회전체의 외곽쪽에 배치되고 축의 직각 방향으로 전후진 운동된다.

또, 도 1에서 본 발명에 따르면 벽체(40)는 회전체(30)의 회전에 따라 곡면(30a)과 항상 선 또는 면접촉을 하는 것으로 행정실을 분할하여 독립적으로 만들고, 행정실간의 기밀을 유지하는 역할을 한다. 벽체(40)의 개수는 최소 2개부터 그 수를 증가시킬 수 있는데, 본 실시예에서는 8개를 사용하는 시스템에 대하여 구현한다.

벽체(40)는 정해진 형상은 아니지만 하나의 엔진에 들어가는 것은 일반적으로 동일한 형상을 가지고 있으며, 본 실시예에서는 판형으로 구성하고 샤프트(60)를 중심으로 동일한 각도 간격으로 나누어 배열한다. 벽체(40)들은 회전체(30)가회전할 때 축방향으로 직선왕복 운동을 하게 된다. 임의의 한 벽체(40)에 대하여 90°방향에 놓여있는 벽체(40)는 도 4a 및 도 4b에 나타내는 회전체(30) 곡면(30a)의 특성상 항상 서로 반대 방향으로 같은 속도로 움직이게 되므로 진동을 어느 정도 상쇄시키는 효과를 기대할 수 있다.

도 5는 도 1의 밸브체를 나타내는 사시도가 도시된다.

본 발명에 따르면 엔진 하우징(10)의 흡기구(10b) 및 보스(15)의 배기구(15b)를 개폐하는 밸브체(50)가 사용된다. 밸브체(50)는 내측링(51) 과 외측링(52)으로 각각의 개구(51a)(52a)지니고 회전체(30)에 일체형으로 끼워맞춤되며 행정에 맞게 흡기구(10b) 및 배기구(15b)를 개폐한다. 회전체 일체형의 밸브체(50)를 사용하는 경우 오픈되어져 있는 개구(51a)(52a) 부분에 질량을 더하는 등 밸브체(50)에 질량의 균형을 이루면 회전시 다이내믹 언밸런스에 의한 진동을 저감시킬 수 있다.

도 6은 도 1을 종단하여 나타내는 사시도이고, 도 7은 도 6을 간략화하여 나타내는 모식도이고, 도 8은 본 발명의 4행정 진행에 따른 회전체의 상태를 나타내는 그래프이다.

도 6 및 도 7에서, 본 발명에 따른 전체 장치는 하우징(10) ·지지체(20) ·회전체(30)가 각각 쌍으로 구성되고, 벽체(40) ·흡기구(10b) ·배기구(15b)가 각각 8개로 구성된다. 밸브체(50) 중 외측링(52)은 하우징(10)의 내면과 접하여 회전하며 흡기구(10b)를 개폐하고, 내측링(51)은 보스(15)의 외면과 접하여 회전하며 배기구(15b)를 개폐한다. 밸브체(50)는 회전체(30)와 함께 일체로 구성되어 시계방향으로 회전한다. 밸브체(50) 상의 개구(51a)(52a)는 흡배기 작동에 영향을 주지 않는 적절한 범위로 절개한다.

이와 같이 8개의 벽체(40)를 가진 16행정실(회전체 1개당 8행정실) 엔진을 구성하면, 두 상사점을 기준으로 각각 폭발, 흡입 행정이 이루어지고 두 하사점을 기준으로 각각 압축, 배기 행정이 이루어진다. 일측의 행정실이 압축 또는 배기 행정의 기준이 되면, 이와 90°의 간격을 갖는 타측의 행정실은 흡입 또는 폭발 행정의 기준이 된다. 그러나 혼합가스 흡입, 연소시기 등의 효율을 고려한 측면에서 피스톤 엔진처럼 행정의 기준점이 약간 바뀔 수 있다. 도 4b에서 설명한 바와 같은 a ∼ d 지점은 행정들이 변화되는 중간 과정을 수행한다. 회전체(30)와 밸브체(50)는 샤프트(60)와 회전 속도가 동일하고, 회전체(30)의 회전에 따라 벽체(40)는 양측의 회전체(30) 사이를 축방향으로 운동하면서 행정실의 구분, 기밀유지 등의 기능을 수행하게 된다.

도 8 및 표 1에는 우측으로 갈수록 각각의 행정이 진행되는 과정을 나타내고 있다. 도시는 회전체(30)의 측면에서 한 행정실을 예로 나타낸 것이다. 도시에서 가로선은 지지체(20)이고, 세로선은 두 벽체(40)이고, 곡선은 회전체(30)의 곡면(30a)이고, 미세한 점들은 공기와 연료의 혼합가스 또는 연소가스이다. 회전체(30)는 화살표 방향(오른쪽)으로 회전하면서 순차적인 행정이 이루어진다. 흡입행정을 예로 들면 제일 왼쪽 그림인 회전체(30)의 상사점이 행정실의 중앙에 왔을 때부터 혼합 가스의 흡입이 시작되고, 회전체(30)가 오른쪽으로 회전할수록 행정실의 용적이 늘어나면서 흡입이 되는 것을 보여주고 있다. 제일 오른쪽 그림인 회전체(30)의 하사점이 행정실의 중앙에 왔을 때 흡입이 완료된다. 폭발은 회전체(30) 1회전당 각각의 행정실에서 1회 발생한다. 따라서, 하나의 회전체(30)에서 1회전당 여덟 번의 폭발이 일어나게 된다.

아래의 표는 도 7처럼 8개의 행정실에 각각 'A 행정실 ∼ H 행정실'의 명칭을 부여하고, 회전체(30)가 45°회전할 때마다의 시간을 기준으로 행정 상태를 나타낸 것이다.

행정실＼시간	A 행정실	B 행정실	C 행정실	D 행정실	E 행정실	F 행정실	G 행정실	H 행정실
제1시간	배기末흡입初	흡입中	흡입末압축初	압축中	압축末폭발初	폭발中	폭발末배기初	배기中
제2시간	흡입中	흡입末압축初	압축中	압축末폭발初	폭발中	폭발末배기初	배기中	배기末흡입初
제3시간	흡입末압축初	압축中	압축末폭발初	폭발中	폭발末배기初	배기中	배기末흡입初	흡입中
제4시간	압축中	압축末폭발初	폭발中	폭팔末배기初	배기中	배기末흡입初	흡입中	흡입末압축初
제5시간	압축末폭발初	폭발中	폭발末배기初	배기中	배기末흡입初	흡입中	흡입末압축初	압축中
제6시간	폭발中	폭발末배기初	배기中	배기末흡입初	흡입中	흡입末압축初	압축中	압축末폭발初
제7시간	폭발末배기初	배기中	배기末흡입初	흡입中	흡입末압축初	압축中	압축末폭발初	폭발中
제8시간	배기中	배기末흡입初	흡입中	흡입末압축初	압축中	압축末폭발初	폭발中	폭발末배기初

A ∼ H의 행정실로 회전체가 시계 방향으로 회전할 때 도 7 상태의 A 행정실을 위의 표에서 A 행정실 - 제1시간으로 하면,(여기서 회전체(30), 흡기구(10b), 배기구(15b)의 부호는 생략함.)

① 제1시간에서는 배기구는 막 닫힌 상태가 되고, 흡기구는 열리는 상태가 된다.

② 회전체가 45°회전하여 제2시간이 되면, A 행정실은 B 행정실과 같은 용적을 가지게 된다. 이때는 도 6 및 도 7을 참조하면 알 수 있는 바와 같이 흡기구와 연결 통로가 완전히 열려 흡입이 진행된다.

③ 다시 회전체가 45°회전하여 제3시간이 되면, A 행정실은 C 행정실과 같은 용적을 가지게 된다. 즉, 흡기구가 완전히 닫히고 회전체는 하사점에 위치하면서 흡입행정이 완료되고 압축행정이 시작된다.

④ 다시 회전체가 45°회전하여 제4시간이 되면, A 행정실은 D 행정실과 같은 용적을 가지게 된다. 이때는 흡배기구는 닫히고, 압축 행정이 진행된다.

⑤ 다시 회전체가 45°회전하여 제5시간이 되면, A 행정실은 E 행정실과 같은 용적을 가지게 된다. 회전체가 상사점에 이르면 압축 행정이 끝나고 점화에 의한 폭발행정이 시작된다.

⑥ 다시 회전체가 45°회전하여 제6시간이 되면, A 행정실은 F 행정실과 같은 용적을 가지며 팽창이 이루어지게 된다.

⑦ 다시 회전체가 45°회전하여 제7시간이 되면, A 행정실은 G 행정실과 같은 용적을 가지고 회전체는 하사점에 위치한다. 이때 배기구는 막 열리려고 하는 순간이고, 폭발행정을 마치고 배기행정이 시작된다.

⑧ 다시 회전체가 45°회전하여 제8시간이 되면, A 행정실은 H 행정실과 같은 용적을 가지게 되며 배기구가 완전히 열려 배기행정이 진행된다.

⑨ 다시 회전체가 45°회전하여 다시 제1시간이 되면, 배기구는 막 닫히고 흡기구가 열려 흡입 행정이 시작된다.

본 발명에 따른 축방향 4행정 엔진에서 연소에 의한 혼합 가스의 팽창 압력은 회전체(30) 곡면(30a)에서 임의의 면(직선)상의 점에 대하여 법선 방향으로 향하는 합력로 나타낼 수 있다. 여기서,는 축방향으로 작용하는 힘이고, 출력축을 회전시키는 힘은가 된다. 출력축에서 회전체의 평균 거리를 r이라고 하면, 토크(torque)는가 된다. 토크는 완전 원운동에 의해 출력축에 회전력이 곧바로 전달되고, 회전체 1회전당 행정실만큼(2회전체일 경우 2배)의 폭발 횟수를 얻을 수 있으므로, 4개의 실린더 사용하는 4행정 피스톤 엔진의 경우 출력축 1회전당 2번 폭발이 일어나는 것보다 더 안정된 회전력(구동력)을 얻을 수 있다.

또한 도시에는 없으나 소정의 감속비를 지닌 내접기어 및 외접기어를 개재하여 회전체(30)의 샤프트(60)를 출력축에 연결하면, 출력축에 비해 회전체의 회전 속도를 상대적으로 줄어들게 함으로써 회전체(30), 벽체(40) 및 하우징(10) 간의 마찰을 줄일 수 있다.

도 9는 본 발명의 변형예에 따른 밸브체를 나타내는 사시도이고, 도 10은 본 발명의 또 다른 변형예에 따른 밸브체를 나타내는 사시도이다.

본 실시예에서는 밸브 시스템을 갖추고 있지 않는 경우로서 벽체(40)의 내외측으로 각각 흡배기구를 가지는 엔진에 대하여 구현하였으나, 벽체(40) 외측으로 흡배기구를 모두 가지도록 하거나 벽체(40) 내측으로 흡기배구를 모두 가지도록 하는 구성도 가능하다. 전자의 경우 도 9와 같은 밸브체를 사용하며 그 절개된 개구의 각도 범위는 앞의 예에서와 같이 행정시기에 맞춘다. 이와 같이 흡배기구의 위치가 벽체(40)를 기준으로 어느 일측으로 변경되면 도 1의 흡기구(10b) 및 배기구(15b)도 적절히 변경되어야 한다.

어느 경우이거나 도 5의 구성에 비하여 밸브체의 중량을 줄이는 측면에서는 유리하지만 회전체(30)와 일체로 연동하도록 연결하는 구성이 복잡화되는 단점이 있다.

또한, 밸브 시스템을 갖추고 있는 경우 도 10과 같은 구성의 밸브체를 사용하는 것도 가능하다. 이 경우는 왕복형 엔진과 같은 방식의 가스 교환이 일어나는 것으로 지지체(20)가 왕복형 엔진에서의 실린더 블록에 해당된다. 이 경우 도 1의 흡기구(10b)와 배기구(15b)는 불요하다. 이러한 밸브체는 각 행정실에 흡기밸브와 배기밸브를 가지며, 이들 밸브는 로드에 연결되어 진다. 이들 로드는 각각의 행정시기에 맞게 후방으로 돌출되는 각각의 원형의 캠에 의해 전후진 운동하며 흡배기구를 개폐한다. 이 경우 캠의 작동은 외부에서 별도의 기구를 통하여 회전체(30)의 샤프트(60)와 연동되도록 해야 한다.

본 발명의 실시예에서는 폭발행정을 수행하기 위한 점화장치, 엔진의 윤활 및 냉각장치 등을 도시하지 않았으나 이는 종래의 로터리 엔진의 기술을 응용하여 구성하는 것이 용이하다.

한편, 본 발명의 실시예를 통하여 나타낸 흡기구(10b) 및 배기구(15b)는 설명의 편의를 위한 구분이고 그 역할이 상호 바뀌어도 무방하다. 흡기구(10b) 및 배기구(15b)는 별도의 배관을 연결하고 흡기다기관 및 배기다기관을 통하여 취합되도록 한다.

이상의 구성 및 작용에 따르면 본 발명은 일반적인 피스톤왕복형 엔진과 로터리엔진의 장점을 살려 밸브 등 작동부품의 수를 줄이면서 엔진을 소형 경량화할 수 있는 효과가 있다.

본 발명은 기재된 실시예에 한정되는 것은 아니고, 본 발명의 사상 및 범위를 벗어나지 않고 다양하게 수정 및 변형할 수 있음은 이 기술의 분야에서 통상의 지식을 가진 자에게 자명하다. 따라서 그러한 변형예 또는 수정예들은 본 발명의 특허청구범위에 속한다 해야 할 것이다.

Claims (4)

1. 일측면이 개방되는 한 쌍의 원통구조이고, 그 개방면이 상호 대향하도록 배치되는 하우징(10);

   상기 하우징(10)의 내측으로 동일 중심축선상에 배치되는 보스(15);

   상기 하우징(10)의 개방면을 밀폐하면서 보스(15)를 지지하고, 복수의 내측공(20a)과 외측공(20b)을 지니는 지지체(20);

   상기 하우징(10)의 내측 공간상에 샤프트(60)를 개재하여 장착되고, 대향하는 면이 사인(sine)형 곡면(30a)으로 형성되는 회전체(30);

   상기 지지체(20) 상에 축방향으로 각각 미끄럼 직선운동 가능하게 설치되고, 상기 회전체(30)의 대향하는 양측 곡면(30a)과 접하도록 연장되는 복수의 벽체(40); 및

   상기 하우징(10)의 내면 및 보스(15)의 외면과 접한 상태로 상기 회전체(30)와 함께 회전하도록 설치되고, 일정 구간에 형성되는 개구(51a)(52a)를 통해 공기유로를 개방하는 밸브체(50)를 포함하여 이루어지는 것을 특징으로 하는 축방향 4행정 엔진.
2. 제 1 항에 있어서,

   상기 하우징(10)은 상기 지지체(20)의 외측공(20b)과 연통되어 하우징(10)의 내부로 공기를 유입하는 흡기구(10b)를 구비하는 것을 특징으로 하는 축방향 4행정 엔진.
3. 제 1 항에 있어서,

   상기 보스(15)는 상기 지지체(20)의 내측공(20a)과 연통되어 하우징(10) 내부의 공기를 배출하는 배기구(15b)를 구비하는 것을 특징으로 하는 축방향 4행정 엔진.
4. 제 1 항에 있어서,

   상기 회전체(30)는 양측 곡면(30a)의 임의의 지점에서 축방향 거리가 항상 일정하도록 배치되는 것을 특징으로 하는 축방향 4행정 엔진.