JPH0217155Y2 - - Google Patents

Description

【考案の詳細な説明】 ［考案の利用分野］ 本考案は回転ピストン機関に関する。

［背景技術］ 回転ピストン機関は過去種々の形成のものが提
案されているが、自現実用化され量産されている
ものはバンケル公転ピストン機関が唯一のもので
ある。

しかしながら、該バンゲル公転ピストン機関は
その基本原理に於いてエピトロコイド曲線を基準
とする運動であるため、純粋な円運動ではなく、
偏心・遊星運動を行う。

従つて、純粋な円運動と比較すると機関効率が
劣ること、また、偏心運動のため振動発生を避け
られない基本的な弱点があり、回転ピストン機関
として最良のものであるとは言い難い。

［考案の目的］ 本考案は上記事実を考慮し、より優れた機関効
率と、より低減された振動発生とを可能とする純
粋円運動の回転ピストン機関を得ることを目的と
する。

［考案の構成］ 本考案に係る回転ピストン機関では、内面に中
空環状のピストン旋回路を形成する環状シリンダ
と；前記環状シリンダに等間隔に設けた複数個の
開口の夫々を覆つて該環状シリンダに固設され
た、内面に上部燃焼室を形成する複数個の燃焼室
体と；前記環状シリンダの円中心に回転中心を有
する回転体と；前記環状シリンダのピストン旋回
路に摺動自在に配設され、前記燃焼室体の夫々に
同時に相対向するように前記回転体に係合した前
記燃焼室体と同数のピストンと；前記各燃焼室体
の上部燃焼室と前記環状シリンダのピストン旋回
路との間に設けた上部燃焼室仕切弁と；前記各燃
焼室体各間の中間部の前記ピストン旋回路に設け
た中間仕切弁と；前記各燃焼室体仕切弁近傍の反
ピストン旋回方向側の前記ピストン旋回路に設け
た燃焼室仕切弁と；前記各燃焼室仕切弁近傍の反
ピストン旋回方向側の前記ピストン旋回路に設け
た開口と、該各開口近傍の前記燃焼室体に設けた
開口とを弁を設けて夫々を連通した連通管と；前
記各燃焼室仕切弁近傍の反ピストン旋回方向側の
前記ピストン旋回路に設けた開口に取付けた息抜
き弁と；前記各中間仕切弁近傍のピストン旋回方
向側の前記ピストン旋回路に設けた開口に取付け
た息吸い弁と；前記各燃焼室仕切弁近傍のピスト
ン旋回方向側の前記ピストン旋回路に設けた開口
に取付けた吸入弁と；前記各中間仕切弁近傍の反
ピストン旋回方向側の前記ピストン旋回路に設け
た開口に取付けた排気弁とを備え、ピストンが純
粋な円運動を行なうことを可能としている。

［考案の実施例］ 第１図および第２図には本考案に係る回転ピス
トン機関の第１実施例が示されており、第３図に
はその作動行程が示されている。この実施例で
は、環状シリンダ１０には中空環状円形断面のピ
ストン旋回路１２が内面に形成されている。また
該環状シリンダ１０には、該環状シリンダに等間
隔に設けられた３個の開口の夫々を覆つて内面に
上部燃焼室１４Ａ，１４Ｂおよび１４Ｃを形成す
る燃焼室体１６Ａ，１６Ｂおよび１６Ｃが固設さ
れている。該各燃焼室体１６Ａ，１６Ｂおよび１
６Ｃにはそれぞれ点火栓１８Ａ，１８Ｂおよび１
８Ｃが配設されている。前記環状シリンダ１０の
ピストン旋回路１２には、前記各燃焼室体１６
Ａ，１６Ｂおよび１６Ｃの夫々に同時に相対向す
るように、主動ピストン２０Ａと従動ピストン２
０Ｂ及び２０Ｃが摺動自在にシールリングを介在
して配設されている。該各ピストン２０Ａ，２０
Ｂ及び２０Ｃはいずれも進行方向が斜めにカツト
してあり、バルブ溝の通過を滑らかにするように
なつている。また主動ピストン２０Ａ、従動ピス
トン２０Ｂ及び２０Ｃはいずれも後記回転体２２
の外周縁部に固設されている。前記回転体２２
は、円板状に形成され、第２図に示すように、そ
の外周部両側部にバネ材（図示せず）を介してガ
スシール部材２６が設けられ、該ガスシール部材
２６を介して前記環状シリンダ１０の内径部に開
口した環状通路２４に回転自在に係合している。
該回転体２２の中心部のボス２８には出力軸３０
が挿通固定されている。また該回転体２２の外周
部近傍両側部には取付部材３２が固設され、該取
付部材にはバネ部材（図示せず）を介して押圧部
材３４が取付けられ、前記環状シリンダ１０と押
圧接触している。

上部燃焼室仕切弁３６Ａ，３６Ｂ及び３６Ｃは
それぞれ前記各上部燃焼室１４Ａ，１４Ｂ及び１
４Ｃの下部、即ち、環状シリンダ１０の開口直上
に設けられている。次に、これらの上部燃焼室仕
切弁３６Ａ，３６Ｂ及び３６Ｃの作動装置に付い
て説明する。

なお、これらの上部燃焼室仕切弁３６Ａ，３６
Ｂ及び３６Ｃは、同一構成となつているため、第
１図Ｂに示される上部燃焼室仕切弁３６Ａ、の作
動装置に付いて説明する。

第１図Ｂに示される如く、この上部燃焼室仕切
弁３６Ａの、ピストン旋回路１２の軸線直角方向
の断面形状は、上部燃焼室１４Ａとピストン旋回
路１２とを仕切る円弧状とされており、この上部
燃焼室仕切弁３６Ａは、ピストン旋回路１２の外
周に沿つてピストン旋回路１２の軸心Ｏを回転中
心に回転可能となつている。また、上部燃焼室仕
切弁３６Ａは、環状シリンダ１０の外部に出力軸
３０と直交する方向に配置されたレバー１３に連
結されており、このレバー１３が軸線方向へ移動
することによつて、上部燃焼室仕切弁３６Ａは、
ピストン旋回路１２の軸心Ｏを回転中心として回
転するようになつている。

このレバー１３の反出力軸３０端部１３Ａに
は、圧縮コイルスプリング１５の一方の端部１５
Ａが固定されており、圧縮コイルスプリング１５
の他方の端部１５Ｂは、燃焼室体１６Ａの側面に
固着されたブラケツト１７に固定されている。ま
た、レバー１３の他方の端部１３Ｂは、圧縮コイ
ルスプリング１５の付勢力によつて、出力軸３０
に同軸的に固着されたカム１９のカム面としての
外周面１９Ａに当接しており、カム１９が回転す
ることにより圧縮コイルスプリング１５の付勢力
に抗して、反出力軸３０方向へ移動するようにな
つている。

従つて、出力軸３０の回転に同期して、上部燃
焼室仕切弁３６Ａが開閉作動するようになつてい
る。中間仕切弁３８Ａ，３８Ｂ及び３８Ｃは前記
各燃焼室体１６Ａ，１６Ｂ及び１６Ｃ各間の中間
部の前記ピストン旋回路１２に設けられている。
燃焼室仕切弁４０Ａ，４０Ｂ及び４０Ｃはそれぞ
れ前記各燃焼室体１６Ａ，１６Ｂ及び１６Ｃ直近
の反ピストン旋回方向側のピストン旋回路１２に
設けられている。

次に、これらの中間仕切弁３８Ａ，３８Ｂ，３
８Ｃ及び燃焼室仕切弁４０Ａ，４０Ｂ，４０Ｃの
作動装置に付いて説明する。

なお、中間仕切弁３８Ａ，３８Ｂ，３８Ｃ及び
燃焼室仕切弁４０Ａ，４０Ｂ，４０Ｃの作動装置
は、同一構成となつているため、第１図Ｂに示さ
れる中間仕切弁３８Ｂの作動装置に付いて説明す
る。

第１図Ｂに示される如く、この中間仕切弁３８
Ｂは矩形状の板材で構成されており、出力軸３０
と平行に移動し、ピストン旋回路１２を仕切るよ
うになつている。この中間仕切弁３８Ｂの反ピス
トン旋回路１２側端部には、レバー３９の反出力
軸３０側端部３９Ａが軸支されており、このレバ
ー３９の略中央部は、環状シリンダ１０の第１図
Ｂ右側面１０Ａに固定されたブラケツト４１に第
１図Ｂ時計方向及び反時計方向へ回転可能に軸支
されている。

また、レバー３９の他方の端部３９Ｂは、出力
軸３０に同軸的に固定されたドラム状のカム４３
の外周面に沿つて連続的に形成されたカム溝４５
に挿入されている。またこのカム溝４５は蛇行し
ており、レバー３９の他方の端部３９Ｂは、カム
溝４５に沿つて第１図Ｂ左右方向へ移動するよう
になつている。

従つて、出力軸３０の回転に同期して、中間仕
切弁３８Ｂが開閉作動するようになつている。

連通管４２Ａ，４２Ｂおよび４２Ｃは前記各燃
焼室仕切弁４０Ａ，４０Ｂおよび４０Ｃ直近の反
ピストン旋回方向側のピストン旋回路１２に設け
た開口と、該各開口近傍の前記各燃焼室体１６
Ａ，１６Ｂおよび１６Ｃに設けた開口とを連通し
ている。該各開口には全て連通管入口弁６０Ａ，
６０Ｂ，６０Ｃ及び連通管出口弁６２Ａ，６２
Ｂ，６２Ｃが取付けられている。

息抜き弁４４Ａ，４４Ｂ及び４４Ｃは前記各燃
焼室仕切弁４０Ａ，４０Ｂおよび４０Ｃ直近の反
ピストン旋回方向側の前記ピストン旋回路に設け
た開口に取付けられている。息吸い弁４６Ａ，４
６Ｂおよび４６Ｃは前記各中間仕切弁３８Ａ，３
８Ｂおよび３８Ｃ直近のピストン旋回方向側の前
記ピストン旋回路に設けた開口に取付けられてい
る。

吸入弁４８Ａ，４８Ｂ及び４８Ｃは前記各燃焼
仕切弁４０Ａ，４０Ｂ及び４０Ｃ直近のピストン
旋回方向側の前記ピストン旋回路に設けた開口に
取付けられている。排気弁５０Ａ，５０Ｂ及び５
０Ｃは前記各中間仕切弁３８Ａ，３８Ｂ及び３８
Ｃ直近の反ピストン旋回方向側の前記ピストン旋
回路に設けた開口に取付けられている。

また、出力軸３０には、円板状のデイスク４７
が同軸的に固定されており、このデイスク４７に
は、回転軸を中心とし６本の円に沿つて所定の間
隔をおいて図示を省略した溝が形成されている。
この溝の回転軌跡に対応する位置には、それぞれ
６個の光センサ４９が配設されており、この光セ
ンサ４９によりデイスク４７の溝を検出するよう
になつている。光センサ４９はマイクロコンピユ
ータ等で構成された制御回路に接続されており、
この制御回路には、息抜き弁４４Ａ，４４Ｂ，４
４Ｃ、息吸い弁４６Ａ，４６Ｂ，４６Ｃ、吸入弁
４８Ａ，４８Ｂ，４８Ｃ、排気弁５０Ａ，５０
Ｂ，５０Ｃ、連通管入口弁６０Ａ，６０Ｂ，６０
Ｃ及び連通管出口弁６２Ａ，６２Ｂ，６２Ｃがそ
れぞれ接続されている。

従つて、制御回路は光センサ４９の出力信号に
基づいて、息抜き弁４４Ａ，４４Ｂ，４４Ｃ、息
吸い弁４６Ａ，４６Ｂ，４６Ｃ、吸入弁４８Ａ，
４８Ｂ，４８Ｃ、排気弁５０Ａ，５０Ｂ，５０Ｃ
連通管入口弁６０Ａ，６０Ｂ，６０Ｃ及び連通管
出口弁６２Ａ，６２Ｂ，６２Ｃをそれぞれ開閉制
御するようになつている。

次に本実施例の作用を第３図により説明する。

第３図Ａは時計方向に旋回している主動ピスト
ン２０Ａが燃焼室体１６Ａの下方に位置している
状態を示す。この状態では、制御回路の出力信号
により、吸入弁４８Ａ、連通管入口弁６０Ａ及び
連通管出口弁６２Ａが閉止状態とされており、息
抜き弁４４Ａが解放状態とされている。従つて、
主動ピストン２０Ａ、燃焼室体１６Ａ及び燃焼仕
切弁４０Ａにより閉鎖されたピストン旋回路１２
及び上部燃焼室１４Ａで燃焼室が形成され、該燃
焼室内の圧縮された混合気は点火栓１８Ａによつ
て点火され爆発膨張を開始する。

第３図Ｂは前記点火によつて膨張しガス圧によ
り主動ピストン２０Ａは図の位置まで旋回してい
る。この状態では、制御回路の出力信号により息
吸弁４６Ａ、排気弁５０Ａ及び連通管入口弁６０
Ｂは閉とされており、連通管入口弁６０Ａ、連通
管出口弁６２Ａ及び息抜き弁４４Ｂは開とされて
いる。またこの状態では制御回路の出力信号によ
り吸気弁４８Ｂが開となつて、燃焼仕切弁４０
Ｂ、上部燃焼室仕切弁３６Ｂ及び主動ピストン２
０Ｂによつて閉鎖されたピストン旋回路１２が形
成する吸入作動室に混合気の吸入が始まつてい
る。

第３図Ｃは中間仕切弁３８Ａが閉、息吸い弁４
６Ａ及び排気弁５０Ａが開となり、連通管４２Ａ
を通して従動ピストン２０Ｃに圧縮されて排気が
始まつている状態を示す。またこの状態では前記
混合気の吸入がまもなく終ろうとしている。

第３図Ｄは前記排気がまもなく終る状態を示
し、また、前記混合気の吸入が終り、連通管４２
Ｃを通して上部燃焼室１４Ｃへの圧縮が始まつて
いる状態を示す。

第３図Ｅは前記圧縮が終る直前の状態を示して
おり、第３図Ｆは終了した状態を示している。

第３図Ｇは閉鎖されたピストン旋回路１２およ
び上部燃焼室１４Ｃで形成された燃焼室で、圧縮
された混合気が点火栓１８Ｃにより点火されてい
る状態を示し、前記第３図Ａの燃焼室１４Ａと同
一の状態である。

このように本実施例では環状シリンダに３個の
燃焼室体を設けたことにより、出力軸の１回転で
２回の仕事を行なうことができる。また回転体に
環状シリンダを押圧する部材を取付けているの
で、環状シリンダの内径部に開口した回転体の環
状通路がガスの膨張によつて拡巾するのを軽減し
てガスシールの向上を計ることができる。さらに
主動ピストンが混合気点火時には回転体の環状通
路開口を覆う形状であるため、ガスシールの向上
を計ることができる。

なお上記実施例では３個の燃焼室体の例を示し
たが、燃焼室体の個数はこれに限定されるもので
はなく、３以上の奇数個又は３の整数倍の個数で
あれば本考案の実施が可能である。この場合、２
以上の燃焼室での同時燃焼が可能となり、また出
力軸１回転あたりの仕事回数の増加が可能となる
ので、総排気量の増加、円滑な出力発生、低振動
化を達成できる。

また上記実施例では回転体の形状が円板状のも
のを示したが、リム付スポーク状のものや、単な
るスポーク状のもの等であつても差支えない。ま
た上記実施例ではピストンを回転体に固設した例
を示したが、ピストンは回転体と共回りすればそ
の機能を果すので、例えば、回転体の直径方向に
は移動自在に係合して熱歪当に対する逃げを設け
ることも可能である。

第４図には本考案に係る回転ピストン機関の第
２実施例が示されており、この実施例では第１図
に示した機関を出力軸を共有して複数基並列に配
置している。従つて、総排気量の増大化には適当
な手段であり、また対応する各列の燃焼室の点火
時期をずらすことで、円滑な出力発生と低振動化
を図ることができる。

［考案の効果］ 以上説明した如く本考案に係る回転ピストン機
関では、ピストンが環状シリンダの内面に形成さ
れた中空環状のピストン旋回路を旋回する構成で
あるから、純粋円運動が可能となり高機関効率、
低振動化の効果を有する。

【図面の簡単な説明】

第１図は本考案に係る回転ピストン機関の第１
実施例を示す概略説明図で、ＡはＢの−線矢
視断面図、ＢはＡの−線矢視断面図、第２図
は第１図Ａ−線拡大断面図、第３図Ａ〜Ｇは
第１図の回転ピストン機関の作動行程図、第４図
は本考案に係る回転ピストン機関の第２実施例を
示す概略断面説明図である。 １０……環状シリンダ、１２……ピストン旋回
路、１４Ａ，１４Ｂ，１４Ｃ……上部燃焼室、１
６Ａ，１６Ｂ，１６Ｃ……燃焼室体、１８Ａ，１
８Ｂ，１８Ｃ……点火栓、２０Ａ，２０Ｂ，２０
Ｃ……ピストン、２２……回転体、２４……環状
通路、２６……ガスシール部材、２８……ボス
部、３０……出力軸、３２……取付部材、３４…
…押圧部材、３６Ａ，３６Ｂ，３６Ｃ……上部燃
焼室仕切弁、３８Ａ，３８Ｂ，３８Ｃ……中間仕
切弁、４０Ａ，４０Ｂ，４０Ｃ……燃焼室仕切
弁、４２Ａ，４２Ｂ，４２Ｃ……連通管、４４
Ａ，４４Ｂ，４４Ｃ……息抜き弁、４６Ａ，４６
Ｂ，４６Ｃ……息吸い弁、４８Ａ，４８Ｂ，４８
Ｃ……吸入弁、５０Ａ，５０Ｂ，５０Ｃ……排気
弁。

Claims (1)

【実用新案登録請求の範囲】
1. 内面に中空環状のピストン旋回路を形成する環
   状シリンダと、上記環状シリンダに等間隔に設け
   た複数個の開口の夫々を覆つて該環状シリンダに
   固設され内面に上部燃焼室を形成する複数個の燃
   焼室体と、上記環状シリンダの円中心に回転中心
   を有する回転体と、上記環状シリンダのピストン
   旋回路に摺動自在に配設され、上記燃焼室体の
   夫々に同時に相対向するように上記回転体に係合
   した上記燃焼室体と同数のピストンと、上記各燃
   焼室体の上部燃焼室と上記環状シリンダのピスト
   ン旋回路との間に設けた上部燃焼室仕切弁と、上
   記各燃焼室体間の中間部の上記ピストン旋回路に
   設けた中間仕切弁と、上記各燃焼室体近傍の反ピ
   ストン旋回方向側の上記ピストン旋回路に設けた
   燃焼室仕切弁と、上記各燃焼室仕切弁近傍の反ピ
   ストン旋回方向側の上記ピストン旋回路に設けた
   開口及び該各開口近傍の上記各燃焼室体に設けた
   開口とを弁を設けて夫々を連通した連通管と、上
   記各燃焼室仕切弁近傍の反ピストン旋回方向側の
   上記ピストン旋回路に設けた開口に取付けた息抜
   き弁と、上記各中間仕切弁近傍のピストン旋回方
   向側の上記ピストン旋回路に設けた開口に取付け
   た息吸い弁と、上記各燃焼室仕切弁近傍のピスト
   ン旋回方向側の上記ピストン旋回路に設けた開口
   に取付けた吸入弁と、上記各中間仕切弁近傍の反
   ピストン旋回方向側の上記ピストン旋回路に設け
   た開口に取付けた排気弁とを有することを特徴と
   する回転ピストン機関。