JPH01310102A

JPH01310102A - ロータリーピストン

Info

Publication number: JPH01310102A
Application number: JP13979988A
Authority: JP
Inventors: Yukio Fujiwara; 幸男藤原
Original assignee: Individual
Current assignee: Individual
Priority date: 1988-06-07
Filing date: 1988-06-07
Publication date: 1989-12-14

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】〈産業上の利用分野〉この発明は、原動機或はポンプ等に利用し得るロータリ
ーピストンに関するものである。

〈従来の技術〉従来においてもロータリー式の原！ＩＪ機やポンプは梯
々提案されている。即ち、有名なヴアンケルエンジンは
１〜口コイド曲面からなるハウジング内に、その内包＃
５線からなるローターを装着して、これを偏心運動と回
転運動の合成運動をさせることによりシリンダーとピス
トンの間の空間の容積を変化させ、これを利用して気化
した燃料と空気の混合ガスの圧縮と点火爆発を行わせて
動力を発生させるものである。

〈発明が解決しようとする課題〉上記のような従来のロータリー１ンジンのうちヴアンケ
ルエンジンは構造が比較的簡単で、実用にも共されてい
るが、ハウジングの内面の形状やローターの外側の形状
を正しく製作する為には特殊な工作掘械で極めて精度の
高い加工を施す必要があるという問題や、ハウジングと
ローターの間のガス漏れを防止する為のシール部分の構
成が極めて複雑でメンテナンスに難がある等の問題があ
る。

〈課題を解決するための手段〉この発明は上記のような問題点を解決するためになされ
たもので、円筒状の回転筒内に同心の回転軸を回転自在
に８看し、該回転筒内に複数の外翼を求心的に設け、該
回転軸の外側には該外翼の間において回動する内翼を設
け、上記の回転筒と回転軸が、交互に回転速度を変化さ
せながら同方向に回転して外翼と内翼の間に形成される
空間の容積を変化するように連動させる連動□構を設け
、該冬空間の容積変化を利用するようにしたものである
。

また、上記の外翼と内翼の間に形成される空間の容積変
化を利用して気化した燃料と空気の混合ガスの圧縮点火
による高圧と燃焼ガスの排気を行って回転力を得るよう
にしたり、上記の外翼と内翼の間に形成される空間の容
積の小なる側に蒸気や圧縮空気等の高圧気体や油圧笠の
高圧流体を供給してその容積を拡大させると共に、隣接
する空間内の流体を排出することにより回転力を得るこ
とができる。

更に、上記の回転筒と回転軸を適宜の駆動手段により駆
動し、外翼と内翼の間に形成される空間の容積が小から
大となる側に流体を吸引し、大から小となる側の流体を
排出するようにするとポンプとして利用し得る。

また、上記回転筒と回転軸とを二段の遊星ギア式の差動
機構により連結し、該８差動機構のＭ星ギア取付台座を
、該回転軸に連動する駆動手段により、相反する方向に
往復回動させるようにしたものである。

く作用〉この発明は上記の構造であるから、外翼と内翼の間の空
気に気化した燃料と空気の混合ガスを供給して、この空
間を縮小させることにより気化した燃料と空気の混合ガ
スを圧縮して高圧となし、断熱圧縮による自然着火或は
電気火花による点火等の手段により該空間を急膨服させ
る。一方隣接する空間は、その容積が急激に縮小して前
行程の爆発で生じた燃焼ガスを排気口から排出する。ま
た、高圧蒸気や圧縮空気、或は油圧等を利用づる場合も
上記と同様に小なる空間に圧力流体を供給し、大から小
に移行する空間内の流体を排出することにより回転力を
得る。更に、回転筒と回転軸を適宜の動力にて駆動する
と、外翼と内翼の間の空間の容積が変化するので、空間
が次第に大きくなっていく側に流体を吸引し、小さくな
っていく空間の流体を排出するようにすれば、ポンプと
なすことができる。

〈実施例〉第１図において、１は円筒状の回転筒である。

この回転筒１内に回転軸２を同心状で、回転自在に装着
する。該回転筒１の内周には一対の外翼３を相対向せし
めて一体に固定する。

４は該８外ｗ１３の内端に摺動自在に接触するように該
回転軸２の外周に固定したボスで、このボス４の外側に
一対の内翼５を一体に形成する。回転軸２の右端はフレ
ーム８の右端の軸受により支持されている。また、該軸
２の下方においてフレーム８にクランク軸９が回転自在
に装着され、この軸９に固定したギア１１と前記軸２に
固定したギア１２がかみ合って相反する方向に同一回転
数で回転する。

該ギア１２はフランジ付でその左側にインターナルギア
１４が固定され、このギア１４の外周を該ギア１２のフ
ランジに固定し、該ギア１４内において軸２に回転自在
に装着してセンターギア１５と該インターナルギア１４
に複数の遊星ギア１６をかみ合せる。

遊星ギア１６はインターナルギア１４の左側において回
転軸２に回転自在に装着して遊星ギア取付台座１８に固
定した遊星ギア軸１９に回転自在に離着されている。前
記クランク軸９のクランクビン２０にはコネクティング
ロッド２１の下端が回転自在に連結され、該ロッド２１
の上端は前記台座１８に設けた偏心ビン２２に回転自在
に連結する。

クランク軸９の左端はフレーム８の左端の軸受により回
転自在に支持せしめ、前記クランクビン２０の反対側に
対称的に設けたクランクビン２３には、もう１本のコネ
クティングロッド２４の下端を回転自在に連結し、同ロ
ッド２４の上端は、もう一つの遊星ギア取付台座２５の
偏心ビン２６に回転自在に連結する。該遊星ギア取付台
座２５は、前記回転軸２に回転自在に装着し、同台座２
５に設けた複数の遊星ギア軸２８にはそれぞれ遊星ギア
２９を回転自在に装着する。

３１は回転軸２の外側に回転自在にはめた回転軸筒３２
に固定したセンターギアで、該軸筒３２は、前記台座１
８及び台座２５を回転自在に貫通して前記センターギア
１５に固定したものである。また、前記ギア３１に遊星
ギア２９をかみ合せ、更に、前記回転筒１と一体のイン
ターナルギア３３に遊星ギア２９をかみ合せる。

上記の実施例の作用を説明すると、先ず、中心の回転軸
２を入力軸として考え、これを〔＋〕の時計り向に回転
させると、この軸２に直結している左端の内翼５や右方
のギア１２も同様に回転する。

このとき、遊星ギア取付台座１８が静止していると仮定
すれば、遊星ギア１６を挾んでセンターギア１５に〔−
〕、即ち、反時計方向の回転を伝える。

（この際回転量は関係ない）しかし、実施例のように回
転軸２とクランク軸９がギア１２．１１で連動している
と、台座１８を静止させて回転軸２を回すことは不可能
である。

そこで、ギア１１がギア１２に噛み合っていないものと
仮定して、台座１８．２５を固定した場合、反時計方向
に回転したセンターギア１５と共に回転軸筒３２及びセ
ンターギア３１も当然反時計方向に回転し、この回転が
静止位置の遊星ギア２９を介してインターナルギア３３
を時計方向に回転させるから、結局インターナルギア１
４．３３は同一の回転となり直結したのと同じになる。

従って、図示例のように、軸２．９をギア１２及びギア
１１で連動させ、各台座１８．２５を自由にしておけば
、ギア１２から下方のギア１１に伝わった〔−〕即ち、
反時計方向の回転はクランク軸９を反時訓方向に回転さ
せる。この為、ロッド２１が￥［ギア取付台座１８を、
現状から９０度までは〔＋）方向、９０〜２７０度まで
は（−）、２７０〜３６０度までは〔＋）の方向に動か
す。

しかし、上記のように遊星ギア１６の軸１９を固定して
いれば台座１８が回らないから台座１８を自由にする。

このように台座１８を自由にして回転軸２を前記のよう
に〔＋）方向に回転したとき、台座１８の回転量はクラ
ンクビン２０の回転半径と台座１８のビン２２の回転半
径により決まる。

その結果、センターギア１５が台座１８の固定時に回転
した量（角度）から台座１８が（＋）　　（−）に回転
した吊（角度）だけ〔＋〕のときは減り〔−）のときは
増えるという波のような遅速の回転になる。このセンタ
ーギア１５の回転は外側の軸筒３２により直結している
センターギア３１の回転となり、その回転が遊星ギア２
９、インターナルギア３３を介して回転筒１に伝えられ
る。

このとき、遊星ギア取付台座２５はクランクピン２３と
ロッド２４の作用により、前記のＭＷギア取付台座１８
と反対の往復Ｎ速回転を行なって往復回転の乱れを修正
し併せてクランク軸９の回転半径を小さくする働きをし
ている。

上記の構造において、入力軸としての回転軸２を一定の
速度で一定方向に連続回転させると、出力回転体として
の回転筒１が回転速度を変化させながら同方向に回転す
る。これにより外翼３と内翼５の間に形成される空間容
積が変化するので、この変化を利用して原動機としての
作用やボンブとしての作用をさせることができる。

その為には、第２図、第３図のように回転筒１の外側を
、前記フレーム８上に一体に設けた円筒状の静止弁体３
５により囲む。該弁体３５の両端には第３図のように回
転筒１の外側に接触する端壁３６を一体に形成し、内側
には３本の周方向の突条３７を形成して、その間を４本
の通気筒３８とする。

また、回転筒１には外翼３の付は根の前後と回転筒１の
外側の通気筒３８を連通させる穴３９．４０を形成する
。また、該６通気筒３８内はそれぞれ仕切り４２．４３
により適宜の範囲に分割づ゛る。また、通気筒３８の所
定の箇所に連通する連通穴４５．４６を第２図のように
フレーム８に設ける。

上記のような構成において、連通穴４６を図示省略しで
ある燃料と空気を混合する気化器に連通させ、連通孔４
５を排気管に連通させた場合、外翼３と一定速度の内翼
５に対して外翼３の回転速度が遅れることによりψ３．
５間の空気イが最少から最大になる間に穴４０から所定
の通気筒３８、連通穴４６を経て混合ガスを空間イに吸
引し、次に、外翼３の回転速度が速くなって、外翼３と
内翼５間の空気イが最少となって、混合ガスが圧縮され
たとき、図示省略しである点火栓の着火により混合ガス
が爆発して、その高圧により外翼３と内翼５間が拡大す
ることにより更に外翼３と内翼５が同方向に回転を続け
る。

更に、回転が進むと外翼３が内翼５に追い付き、空間イ
が次第に縮小し、空間イ内の燃焼ガスが、穴３９から所
定の通気筒３８、連通穴４５を経て図示省略しである排
気管から排出される。ディーゼルエンジンの場合は上記
のように混合ガスが圧縮されたとき断熱圧縮による高温
により自然点火させるか、空気のみを断熱圧縮させて、
圧縮空気が高温になったとき燃料を噴ｑ１シて自然点火
させる。

また、連通穴４５．４６の一方を圧力流体の入り口、他
方を出口とすれば流体圧力を利用した原動目となる。更
に、ポンプの場合は連通穴４５．４６の一方を吸引口、
他方を吐出口として、回転軸の駆動による空間の拡大、
縮小を利用して流体の吸引排出を行う。

〈発明の効果〉この発明は上記のように円筒状の回転筒内に同心の回転
軸を回転自在に装着し、該回転筒内に複数の外翼を求心
的に設け、該回転軸の外側には該外翼の間において回動
づる内翼を設け、上記の回転筒と回転軸が交互に回転速
度を変化させながら同方向に回転して外翼と内翼の間に
形成される空間の容積を変化するように連動させるＷ　
ＩＪ機構を設け、該冬空間の容積変化を利用するように
したものであるから、外翼と内翼の間に形成される空間
の容積変化を利用して燃料と空気の混合ガスの圧縮点火
による高圧と燃焼ガスの排気を行って回転力を得る・ロ
ータリー式の内燃１関を構成できる。

また、外翼と内翼の間に形成される空間の容積の小なる
側に高圧気体を供給してその容積を拡大させると共に、
隣接する空間内の流体を排出することにより回転力を得
るように偶成すれば、蒸気＾関や圧縮空気ｎ関、或は油
圧モーターどして利用できる。

更に、回転筒と回転軸を適宜の駆動手段により駆動し、
外翼と内翼の間に形成される空間の容積が小から大とな
る側に流体を吸引し、大から小となる側の流体を排出す
るように偶成すればロータリーポンプとして利用できる
。上記何れの場合も従来のロータリー別間やロータリー
ポンプと比較して極めて簡単な構造で大きな出力が１７
られる。

【図面の簡単な説明】

第１図はこの発明の分解斜視図１、第２図は内部構造の
正面図、第３図は一部を切欠した斜視図である。１・・・回転筒　　　　　　　　　２・・・回転軸３・
・・外翼　　　　　　　　　　４・・・ボス５・・・内
〃　　　　　　　　　　９・・・クランク軸１１．１２
・・・ギア１４．３３・・・インターナルギア１５．３１・・・センターギア　　　　１６．２９・・
・Ｍｆ’Ｎギア１８．２５・・・￥１星ギア取付台座２１．２４・・・コネクティングロツドイ・・・空間出願人代理人　　弁理士　　相　　１）　　昭第２図ら第３図

Claims

【特許請求の範囲】

（１）円筒状の回転筒内に同心の回転軸を回転自在に装
着し、該回転筒内に複数の外翼を求心的に設け、該回転
軸の外側には該外翼の間において回転する内翼を設け、
上記の回転筒と回転軸が、交互に回転速度を変化させな
がら同方向に回転して外翼と内翼の間に形成される空間
の容積を変化するように連動させる連動機構を設け、該
各空間の容積変化を利用するようにしたことを特徴とす
るロータリーピストン。
（２）上記の外翼と内翼の間に形成される空間の容積変
化を利用して、気化した燃料と空気の混合ガスの圧縮点
火による高圧と燃焼ガスの排気を行つて回転力を得るよ
うにしたことを特徴とする請求項１記載のロータリーピ
ストン。
（３）上記の外翼と内翼の間に形成される空間の容積の
小なる側に高圧気体を供給してその容積を拡大させると
共に、隣接する空間内の気体を排気することにより回転
力を得るようにしたことを特徴とする請求項１記載のロ
ータリーピストン。
（４）上記の回転筒と回転軸を適宜の駆動手段により駆
動し、外翼と内翼の間に形成される空間の容積が小から
大となる側に流体を吸引し、大から小となる側の流体を
排出するようにしたことを特徴とする請求項１記載のロ
ータリーピストン。
（５）上記回転筒と回転軸とを二段の遊星ギア式の差動
機構により連結し、該各差動機構の遊星ギア取付台座を
、該回転軸に連動する駆動手段により、相反する方向に
往復回動させるようにしたことを特徴とする請求項１記
載のロータリーピストン。