JPH0362890B2 - - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 〔産業上の利用分野〕 この発明は一対の扇形ロータを回転させる型式
のロータリエンジンに関するものである。

〔従来の技術〕

ロータリエンジンとして、種々の型式のものが
提案されている。例えば特公昭57−36412号には
トロコイド状の内面を有するロータリハウジング
とその両側に位置するガイドハウジングとで構成
するケーシング内に多角形状のロータが遊星回転
運動するようにした周知のロータリエンジンの改
良（以下従来例１と称する）が含まれている。ま
た、特公昭55−45721号公報には爆発筒に連通す
る爆発気体圧入用の導入口と燃焼排気排出用の排
気口とが施された第１円筒室内にロータを、その
頂部が気密的に摺接するように回転自在に納装
し、前記爆発筒内をロータの１回転毎に交互に往
復回動する遮断板にて第１及び第２爆発室に隔離
して第１及び第２爆発室を遮断板にて交互に導入
口に連通せしめ、一端が上記導入口と排気口との
間で第１円筒室内周壁に枢支されたシール板を導
入口に開閉自在に対向させるとともに、このシー
ル板の他端をロータの外周に芯を外して引きずら
れる状態で気密的に摺接させるようにしたエンジ
ン（以下従来例２と称する）が記載されている。

さらに、特公昭47−37723号公報には、断面が
王冠状の曲線を有する２つの扇形ロータを、その
回転軸を互いに平行にして一方のロータの円周部
が他方のロータの基部に当接するように組合せ、
これらロータを歯車を介して連動させて繭状シリ
ンダに内装し、扇形ロータの交差回転によつて作
用室を形成するようにした扇形ロータエンジンに
ついて記載されている（以下従来例３と称する）。

〔発明が解決しようとする問題点〕

上記の従来技術のうち、従来例１の型式は、広
く知られており、実用化もなされているが、ケー
シングやロータの形状が複雑で工作が面倒であ
り、ケーシング内面とロータの間のシール構造が
複雑となり、精度の高い加工が必要となるなどの
問題がある。

また、従来例２のエンジンはロータの形状が真
円でないため、従来例１の場合と同様に工作に手
数がかかるという問題がある。

従来例３のエンジンは、断面が王冠曲線状を有
する特殊形状の２つの扇形ロータを、その回転軸
が互いに平行となるように配置しかつ一方のロー
タ外周面が他方のロータ基部に当接しつゝ摺動回
するように組合せているから、ロータが回転する
につれてある位相角度では主ロータ側空間と副ロ
ータ側空間が連通し、このため吸入混合気と爆発
ガスが混在する体積がかなり大きくなる。又、シ
リンダとロータ間、シリンダとシリンダ間を完全
にシールすることが困難であり、吸入、圧縮、爆
発、膨張、排気の全体の作用がスムーズでないと
いう種々の問題がある。

〔問題点を解決するための手段〕

上記問題点を解決するためにこの発明では、少
なくとも一対の扁平な扇形のロータと、互いに交
差しかつ、連通するように組合わされ前記ロータ
を回転自在に内嵌装する少なくとも一対の扁平シ
リンダとから成り、各ロータは互いに一方のロー
タ外周面が他方のロータボス部外周面に接しつつ
回転するように連動させ、ロータの回転に伴なつ
て各シリンダ内の空間を縮小拡大しかつ所定の位
相角度では互いに直接連通するように設け、一方
のシリンダには吸気ポートを、他方のシリンダに
は排気ポートと一方のロータが交差する位置付近
に燃焼室とを設けたロータリエンジンの構成を採
用したのである。

〔作用〕

上記のように構成したこの発明によるロータリ
エンジンは、ガソリン機関として用いる場合、ロ
ータが回転すると、一方のシリンダの吸気ポート
から吸入される混合気はロータとシリンダ間の空
間で圧縮され、この空間が回転して所定の位相角
度位置にくるともう一方のシリンダ内に設けられ
た燃焼室に圧縮混合気が送り込まれる。

そして、この圧縮混合気は燃焼室で点火され爆
発・膨張し、その圧縮によりシリンダ内のロータ
が回転し、その回転によりシリンダ内空間が排気
ポートに連通すると排気される。

各シリンダ内で上記作用を繰返すことによつて
回転軸は連続回転する。

上記各作用において、吸入・圧縮は一方のシリ
ンダで、爆発・膨張・排気はもう一方のシリンダ
でそれぞれ独立に行なわれ、従つて吸入混合気と
爆発ガスが混在することがない。又、圧縮工程の
終りに近いタイミングではその間だけ一方のシリ
ンダの空間が他のシリンダの燃焼室に連通する。

また、デイーゼル機関として使用する場合は、
圧縮されて燃焼室に押込まれた燃料は高い圧縮比
で高圧高温にされ爆発する。

〔作用〕

この発明は上記の構成であるから、ガソリン機
関の場合、各ロータの連動回転に伴ない、一方の
シリンダ内の燃焼室に押込まれて圧縮された燃料
混合気が点火されて爆発すると、その圧力により
一方のロータが回転し、それに伴なう一方のシリ
ンダ内の空間容量の変化により燃焼廃ガスがこの
シリンダに設けた排気ポートから排出される。

また、デイーゼル機関の場合は燃焼室に押込ま
れて圧縮されて高圧高温になつた空気中に燃料を
噴射して爆発させる。

上記のような爆発排気を行なう一方のロータの
回転に連動して他方のロータも回転する。この他
方のロータの回転による他方のシリンダ内の空間
容積の拡大縮小により、他方のシリンダの吸気ポ
ートからこのシリンダ内に吸込まれた燃料混合気
または空気は他方のシリンダ内で圧縮されなが
ら、前記一方のシリンダ内の燃焼室に押込まれ
る。

各シリンダ内において、上記の作用を繰返すこ
とにより回転軸は連続回転を行なう。

〔実施例〕

図面に示す実施例はプラグ点火式のガソリンな
どを用いる内燃機関の場合で、第１図は外観を示
すものであり、ケーシング１に水平の回転軸２と
垂直の回転軸３が取付けられている。

ケーシング１の回転軸２側のシリンダ４には、
この軸２を中心とする扇形の排気ポート６を設
け、同ケーシング１の回転軸３側のシリンダ５に
はこの軸３を中心とする扇形の吸気ポート７を設
ける。

第２図、第３図の１１，１２は回転軸２，３に
それぞれ固定したロータである。このロータ１
１，１２はその平面形状は何れも円板の一部を扇
形にカツトした扇形で、回転軸２，３の軸芯を通
る面における断面形状は回転軸２，３が嵌合して
いるボス部１３，１４の厚み、すなわち軸芯方向
の長さが最大で、それより周縁に向かい次第に肉
薄となるテーパ状である。

ロータ１１の切欠部に対する端面１７，１８は
第５図のように、この両端面１７，１８の中心
O₁を通る仮想の線は回転軸２の軸芯と直交する
第４図の直線L₁であり、端面１７，１８の両側
縁２１，２２，２３，２４は第４図のように正面
から見ると回転軸２の軸芯を通る直線であるが、
この側縁２１〜２４はロータ１１のテーパ状の両
側面と交わる線であるから、端面１７，１８は周
囲部から中心に向かうに従つて急角度になるよう
にねじれている。

第６図、第７図に示すロータ１２も前記ロータ
１１と全く同じ形状である。すなわち、ロータ１
２の切欠部に対する端面２７，２８は第６図のよ
うに、この両端面２７，２８の中心O₂を通る仮
想の線は回転軸３の軸芯と直交する第７図の直線
L₂であり、端面２７，２８の両側縁３１，３２，
３３，３４は第７図のように、上面から見ると回
転軸３の軸芯の軸芯を通る直線であるが、この側
縁３１〜３４はロータ１２のテーパ状の両側面と
交わる線であるから端面２７，２８は周囲部から
中心に向かうに従つて急角度になるようにねじれ
ている。

従つてロータ１１の端面１７はロータ１２の端
面２７に隙間なく接触し、ロータ１１の端面１８
もロータ１２の端面２８に隙間なく密着する。

また、ロータ１１の外周面３７はロータ１２の
ボス部１４の外周面４０に隙間なく接触する形状
とし、ロータ１２の外周面３８はロータ１１のボ
ス部１３の外周面３９に隙間なく接触する形状と
する。

各シリンダ４，５の内側面は、それぞれ回転す
るロータの両側面および外周面に隙間なく接触す
る形状とし、両シリンダ４，５内は連通し、排気
ポート６はシリンダ４内に連通し、シリンダ５内
は吸気ポート７に連通している。

また、シリンダ４，５内が交叉する部分の一部
を第８図のように凹ませて燃焼室イとし、ここに
点火プラグ４１を設ける。

なお、回転軸２，３は図示省略してあるギヤそ
の他の公知の伝動手段により１：１で第２図、第
３図などの矢印方向に連動回転せしめるものであ
る。

つぎに第８図ないし第１２図に基づいて作用を
説明するが、第８図のａ〜ｄはシリンダ４，５の
交叉部における展開断面を示し、第９図ないし第
１２図の各は縦断正面図、各は横断平面図に
おける作用を示している。

まず、第８図のａおよび第９図の，は点火
直前の状態でロータ１１，１２の端面１７，２７
は接触し、燃焼室イは最小で、この室イ内には燃
料混合気（以下混合気と略称する）が圧縮されて
入つている。

この状態で点火プラグ４１がスパークを飛ば
し、混合気は点火されて爆発し、その圧力でロー
タ１１が第８図ｂ〜ｄ、第９図ないし第１２図
のように回転するが燃焼室イに通じるシリンダ
５内が拡大し、ロータ１１が第８図Ｃ、第１１図
を経て第８図ｄ、第１２図の位置になると燃
焼室イは閉じシリンダ４内は排気ポート６に通じ
て燃焼後の廃ガスが排出される。

一方、上記のようなロータ１１の回転に連動し
てロータ１２も第８図ａ〜ｄ、第９図ないし第
１２図のように回転するが、第９図から第１
０図の間はロータ１１のボス部１３の外周にロ
ータ１２の外周面３８が接触しているので第８図
ａ〜ｂのようにシリンダ４，５の間は遮断されて
いる。

第８図ａ，ｄ、第９図、第１２図の位置で
シリンダ５内は吸気ポート７に通じ、シリンダ５
内に混合気が流入している。ロータ１１がさらに
回転すると、ロータ１１の外周面３７がロータ１
２のボス部１４の外周面４０に接してシリンダ
４，５間を遮断したまま、シリンダ５内を混合気
が移動して第８図ｄ、第１１図から第１２図
の間でシリンダ５内に混合気が燃焼室イに押込ま
れ、第８図ｄ、第１２図のように吸気ポート７
からつぎの混合気が吸込まれる。

その後第８図ａ〜ｄ、第９図〜第１２図の行程
の繰返えしとなる。

上記実施例はロータ１１を爆発排気用とし、ロ
ータ１２を吸気用としたものであるが、第１３図
に示す他の実施例のように、ロータ１１に、45°
の扇形のカツトによる凹部を180°の位相で２個所
に設けるとともに、シリンダ４の排気ポート６も
２個所に設け、吸気用のロータ１２は前記実施例
のものと同一として左右に配置するとともに左右
のシリンダ５にはそれぞれの吸気ポートを設け、
左右の軸３の回転数は中央の軸２の回転数の２倍
として中央のロータ１１の部分では１回転に２回
爆発と排気を行なうようにする場合もある。

また、上記実施例はプラグ点火式の例である
が、吸気ポートからは空気のみを吸い込み、燃焼
室内で圧縮されて高圧高温になつた空気中の燃料
を噴射して点火爆発させるデイーゼル機関にも応
用できることは勿論である。

〔効果〕

この発明は上記のように扁平の扇形ロータの少
なくとも一対を、交差させ、かつ互に連通するよ
うに組合せた少なくとも一対の扁平シリンダ内に
回転自在に嵌装し、この各ロータは、一方のロー
タの外周部が他方のロータのカツト部のボス部外
周に接しつつ回転するように連動させたものであ
るから構造が著しく簡単であり、しかもロータの
形状も単純であるから工作が容易である。

さらに、エンジン各部のシールが極めて容易に
得られかつ安全であり、吸気から排出までの作用
がスムーズで、それぞれの各動作時に混合気と爆
発ガスの混在体積が少なく、従つてエンジンの作
動効率が高い。

また、各ロータは連動して一定の方向に回転す
ることにより吸気、圧縮、爆発、排気を行なうも
のであるから複雑な弁機構が不要で往復運動を行
なう部分が全くない。

従つて、往復運動による生ずる振動などがなく
なるなどの効果がある。

【図面の簡単な説明】

第１図はこの発明のロータリエンジンの外観を
示す斜視図、第２図は同上の縦断正面図、第３図
は同じく横断平面図、第４図は一方のロータの拡
大正面図、第５図は同ロータの拡大側面図、第６
図は他方のロータの拡大正面図、第７図は同上の
拡大平面図、第８図ａ〜ｄは両シリンダの交叉部
における展開断面図で各行程を示すもの、第９図
ないし第１２図は各行程を示すもので各図のは
縦断正面図、各図のは横断平面図、第１３図は
他の実施例の縦断正面図である。 １……ケーシング、２，３……回転軸、４，５
……扁平シリンダ、６……排気ポート、７……吸
気ポート、１１，１２……扇形ロータ、イ……燃
焼室。

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. １ 少なくとも一対の扁平な扇形のロータと、互
   いに交差しかつ、連通するように組合わされ前記
   ロータを回転自在に内嵌装する少なくとも一対の
   扁平シリンダとから成り、各ロータは互いに一方
   のロータ外周面が他方のロータボス部外周面に接
   しつつ回転するように連動させ、ロータの回転に
   伴なつて各シリンダ内の空間を縮小拡大しかつ所
   定の位相角度では互いに直接連通するように設
   け、一方のシリンダには吸気ポートを、他方のシ
   リンダには排気ポートと一方のロータが交差する
   位置付近に燃焼室とを設けて成るロータリエンジ
   ン。