JPH07641Y2 - ロータリーエンジン - Google Patents

Description

【考案の詳細な説明】 〔産業上の利用分野〕 本考案は吸気、圧縮、燃焼膨張、排気の各工程によって
略三角形状をしたローターが回転して出力するロータリ
ーエンジンに関する。

〔従来の技術〕

従来から、ロータリーエンジンとして第19図に示す２節
３葉からなるバンケルエンジン（Wankel engine）が知
られている。この従来例のロータリーエンジン50はハウ
ジング51とローター52で囲まれた３つの独立した空間が
ローター52の回転にともなって容積変化する。各１つの
空間は４つの工程（１サイクル）を行う間にローター52
の内歯車53に出力軸55に固設された歯車54が噛合してい
る。そして、ローター52が１回転すると出力軸55は３回
転する。出力軸55が１回転すると、燃焼膨張工程が１回
伴われていた。

〔考案が解決しようとする問題点〕

ところが、上記従来例のロータリーエンジン50は、ハウ
ジング51の内部をローター52が偏心運動と回転運動する
ことによって、ローター52に設けられた内歯車（歯数
N₁）53の回転力がハウジング51の中心部に軸支された歯
車（歯数N₂）54に伝達され、その歯数比N₁／N₂＝3/2と
なっていた。このために、ローター52の回転力が出力軸
55に伝達される際に高負荷を伴い、更にはローター52に
加わる圧力を充分に回転エネルギーに変換していないの
で、効率が多少悪いという問題点があった。

本考案はこのような事情に鑑みてなされたもので、ロー
ターの回転力が出力軸に容易に伝達すると共に、、回転
力ベクトルも大きく（例えば1.5倍程度）、効率の良い
ロータリーエンジンを提供することを目的とする。

〔問題点を解決するための手段〕

上記目的に沿う本考案に係る請求項第１項記載のロータ
リーエンジンは吸気口、排気口を備えるハウジングと、
該ハウジング内にその頂点が接し回転及び上下動する略
三角形状のローターと、該ローターの中心軸に外側で連
結される大歯車と、該大歯車に噛合し、出力軸を中心と
して偏心回転し上記大歯車の歯数の1/3の歯数を有する
小歯車と、上記大歯車と上記小歯車を連結するコンロッ
ドを有して構成されている。

請求項第２項記載のロータリーエンジンは請求項第１項
記載のロータリーエンジンにおいて、ハウジングの内断
面は上部中窪み下部偏平形状となって、吸気口及び排気
口はハウジングの下部両側に設けられ、点火栓はハウジ
ングの上部に設けられて構成されている。

請求項第３項記載のロータリーエンジンは請求項第１項
記載のロータリーエンジンにおいて、ハウジングの内断
面は上部中窪み下部偏平形状となって、吸気口及び排気
口はハウジングの上部に設けられ、点火栓はハウジング
の下部に設けられて構成されている。

請求項第４項記載のロータリーエンジンは請求項第１項
記載のロータリーエンジンにおいて、ハウジングの内断
面は上部中窪み下部偏平形状となって、吸気口及び排気
口はハウジングの上部に設けられ、燃料噴射口はハウジ
ングの下部に設けられているジーゼル型のロータリーエ
ンジンとなるように構成されている。

〔作用〕

請求項第１項及び第２項記載のロータリーエンジンにお
いては、ハウジング内部で燃料が燃焼膨張することによ
ってローターが回転すると共に上下動する。そして、上
記ローターの上下動は大歯車と小歯車を介して出力軸に
伝達される。特に、ローターは小歯車を回転しながら上
下動して偏心回転させるので、ローターの回転運動と上
下動運動が出力軸に回転力として作用する。

請求項第３項記載のロータリーエンジンにおいては、ロ
ーターの回転運動と上下動運動によって出力軸を回転す
ると共に、点火栓はハウジングの下部偏平部に設けられ
ているので、ローターの回転に伴ってより強く圧縮され
た燃料を燃焼膨張する。

請求項第４項記載のロータリーエンジンにおいては、燃
料噴射口はハウジングの下部に設けられているので、ロ
ーターは高い圧縮比で空気を圧縮できる。そして、燃料
の自然発火点以上になった空気中に燃料が噴出され点火
されて燃焼膨張するので、ジーゼルエンジンとして使用
することができる。

〔実施例〕

続いて添付した図面を参照しつつ、本考案を具体化した
実施例につき説明し、本考案の理解に供する。

なお、以下において同一の構成要素については同じ番号
を重複する説明を省略する。

本考案の第１の実施例に係るロータリーエンジン10は第
１図〜第10図に示すように、ハウジング11に吸気口12、
排気口13および点火栓14が設けられ、その内部には略三
角形状のローター15が中心軸16に固着状態で軸支されて
いる。該中心軸16はハウジング11の外側両面で上下動自
在に装着され、その中心軸16には両側に大歯車17が固着
状態で軸着されて、偏心回転する小歯車18にコンロッド
19を介して噛合している。以下に該ロータリーエンジン
10の各構成要素について詳しく説明する。

ハウジング11の内部には上部中窪みとなって下部偏平状
となっているシリンダー20が形成され、その表面に沿っ
てローター15が摺動しながら回転する。上記ローター15
の先端部21には、第４図に示すように、バネ22を介して
摺動片23が凹溝24に摺着されている。この摺動片23はロ
ーター15の回転にともなってシリンダー20の表面を摺動
し、シリンダー20内を各部屋に仕切り、各部屋を構成す
る。

燃料はハウジング11の下部に設けられた吸気口12よりシ
リンダー20内に吸入され、ローター15の回転によってシ
リンダー20の上部で圧縮され点火栓14で点火される。点
火された上記燃料は燃焼膨張しながらローター15を回転
する。また、ローター15はシリンダー20に形成された他
の空間に貯蔵された燃料を排気口13より排気する。即
ち、第１図、第５図、第７図、第９図において、空間
Ａ、Ｂ、Ｃが燃料の吸入工程、空間Ｄ、Ｅ、Ｆが圧縮工
程、空間Ｇ、Ｈが燃焼膨張工程、空間Ｉ、Ｊ、Ｋ、Ｌが
排気工程である。

したがって、１つの空間が上記４工程する間にローター
15は１回転する。

ローター15の中心軸16はハウジング11の外側両面に設け
られた摺動孔25で上下動自在に支持されると共に、摺動
子26を介して大歯車17を軸着している。さらに摺動子26
の両側は案内部材27に摺動自在に嵌装されている。

上記大歯車17を軸支する中心軸16と小歯車18の軸28はコ
ンロッド19で連結されている。小歯車18は歯数が上記大
歯車の1/3となって、偏心板（カム板）に固着されてい
る軸28に固着され、該偏心板29は出力軸30に固着されて
いる。

したがって、ローター15の回転によって中心軸16が回転
すると、大歯車17が回転し、噛合する小歯車18（ステー
ショナル小歯車ともいう）を偏心回転移動しながら偏心
板29を回転させ、該偏心板29の回転が出力軸30を回転さ
せる。

さらに、ローター15が回転しながら上下動運動すると、
摺動孔25内を中心軸16が上下動運動する。そして、中心
軸16に連結された摺動子26が案内部材27にそって摺動
し、中心軸16の上下動運動が連結されたコンロッド19に
伝達され、軸28を介して偏心板29が回転して出力軸30を
回転することになる。

上記の動作を図面を追って説明すると、まず第１図にお
いて、空間Ａで燃料を吸気口12から吸気しながら、空間
Ｅで燃料を圧縮しると共に、空間Ｉで排気を開始しなが
らローター15が矢印のように回転するので、中心軸16は
摺動孔25に沿って上方に移動する。この時、第２図に示
すように、ハウジング11の外側では中心軸16に軸着され
た大歯車17は摺動子26に案内されて上方に移動しながら
回転する。そして大歯車17に噛合している小歯車18も偏
心回転すると共に、コンロッド19を介して偏心板29を上
方に変位させて出力軸30を回転する。なお、シリンダー
（ローターハウジング）の摺動面の形状はローターの形
状、中心軸16と摺動子26との距離、軸28と出力軸30との
距離によっても変わるので、適宜選ぶ、ローター15の頂
部がシリンダー内部に当接するようにする。

次に、第５図において、空間Ｂで燃料を吸気口12から吸
気しながら、空間Ｆで燃料を圧縮すると共に、空間Ｊで
燃料を排気口13から排気する。そして、空間Ｆで最高に
圧縮された燃料は点火栓14で点火され、燃焼膨張しなが
らローター15を矢印のように回転するので、中心軸16は
摺動孔25に沿って最上方に移動すると共に、下降しよう
とする。この時、第６図に示すように、ハウジング11の
外側では中心軸16に軸着された大歯車17は摺動子26に案
内されて最上方に移動しながら回転する。そして大歯車
17に噛合している小歯車18も偏心回転移動すると共に、
コンロッド19を介して偏心板29をさらに上方に変位させ
て出力軸30を回転する。

そして、第７図において、空間Ｃで燃料をいっぱいに吸
気口12から吸気しながら、空間Ｇで燃料を燃焼膨張しな
がら、空間Ｋで燃料を排気口13から排気しながらロータ
ー15は回転する。そして、ローター15はさらに矢印のよ
うに回転するので、中心軸16は摺動孔25に沿って下方に
移動する。この時、第８図に示すように、ハウジング11
の外側では中心軸16に軸着された大歯車17は摺動子26に
案内されて下降しながら回転する。そして大歯車17に噛
合している小歯車18も偏心回転すると共に、コンロッド
19を介して偏心板29を下方に変位させて出力軸30を回転
する。

さらに、第９図において、空間Ｄで燃料を圧縮しなが
ら、空間Ｈで燃料を燃焼膨張すると共に、空間Ｌで燃料
を排気口13から排気しながらローター15は回転する。ロ
ーター15は矢印のように回転するので、中心軸16は摺動
孔25に沿ってさらに下方に移動する。この時、第10図に
示すように、ハウジング11の外側では中心軸16に軸着さ
れた大歯車17は摺動子26に案内されてさらに下降しなが
ら回転する。そして大歯車17に噛合している小歯車18も
偏心回転移動すると共に、コンロッド19を介して偏心板
29をさらに下方に変位させて出力軸30を回転する。そし
て、さらに進んで上記の第１図、第２図の状態に戻り、
以後はローター15が回転しながら上記の各工程を繰り返
す。以上の説明からも明らかなように、本考案の第１の
実施例に係るロータリーエンジンはローターの回転運動
と上下動運動が相伴って偏心板29を回転するように作動
することによって、出力軸を効果的に回転するように構
成されている。

つぎに、第２の実施例に係るロータリーエンジン40につ
いて以下に説明する。第11図〜第18図に示すように、こ
のロータリーエンジン40においては、吸気口12と排気口
13がハウジング11の上部に設けられて、点火栓14はハウ
ジング11の下方に設けられている点で前記した第１の実
施例に係るロータリーエンジン10と相違する。

まず、第11図、第13図、第15図、第17図において、それ
ぞれの空間Ｎ、Ｏ、Ｐで燃料を吸気口12から吸気しなが
ら、空間Ｑ、Ｒ、Ｓ、Ｔで燃料を最高に圧縮すると共に
空間Ｔで点火栓14よって燃料に点火して空間Ｔ、Ｕ、Ｖ
で燃料を燃焼膨張する。そして空間Ｗ、Ｘ、Ｙ、Ｚで燃
焼した燃焼を排気口13から排気しながら、ローター15は
矢印のように回転する。それにともなって中心軸16は摺
動孔25に沿って上下動する。この場合、第12図、第14
図、第16図、第18図に示すように、ハウジング11の外側
両面では中心軸16に軸着された大歯車17は回転しながら
摺動子26に案内されて上方に移動し最高点に達した後で
下降する。そして、さらに最下点で反転して上昇し最初
の位置に戻る。それにともなって、大歯車17に噛合して
いる小歯車18も偏心回転移動すると共に、コンロッド19
を介して偏心板29を回転しながら変位させて出力軸30を
回転する。そして、以後はローター15は回転しながら上
記の各工程を繰り返す。したがって、本考案の第２の実
施例に係るロータリーエンジンはローターの回転運動と
上下動運動が相伴って偏心板29を回転することによっ
て、出力軸30を効果的に回転するように構成されている
と共に、ハウジングの偏平状下方部に点火栓を設けてい
るので、吸気口から吸気した燃料を高度に圧縮して、燃
焼膨張することが可能であり、ローターをより効果的に
回転することができる。

さらに、本考案の第２の実施例に係るロータリーエンジ
ン40において、所定のポンプに連結される燃料噴射装置
を設け、全体を強固に製造してジーゼル型ロータリーエ
ンジンとして作動することが可能である。すなわち、第
11図〜第18図において、点火栓14に替えてハウジングの
偏平状下方部に燃料噴射口を設けて、吸気口から吸気し
た空気を所定の圧力を圧縮できるように構成されてい
る。したがって、吸気口から空気を吸入し圧縮した後
（Rv＝15前後）、図示しない燃料噴射口から燃料を霧状
に噴射注入し発火して燃焼膨張するジーゼル型ロータリ
ーエンジンとして使用することも可能である。

なお、上記実施例においては、ローターの各頂点を結ぶ
面は多少内側に凹部を形成したが、略直線あるいは多少
外側に膨らませることも可能であり、このようにするこ
とによって、ハウジングの上部中窪みとローターとの隙
間が小さくまたは当接するようになり、吸気と排気の湿
気を減少させあるいは無くすことができる。

〔考案の効果〕

請求項第１項及び第２項記載のロータリーエンジンにお
いては、ハウジング内部で燃料が燃焼膨張することによ
ってローターが回転すると共に上下動しながら大歯車と
小歯車を介して出力軸を回転する。小歯車は偏心板に偏
心軸を介して軸着固定けられているので、回転移動しな
がら上下動して偏心板を偏心回転させるので、ローター
の回転運動と上下動運動が出力軸に回転力として有効に
伝達される。

そして、請求項第３項記載のロータリーエンジンにおい
ては、上記ローターの回転運動と上下動運動によって大
歯車と小歯車を介して出力軸を回転する。さらに、点火
栓はハウジングの下部偏平部に設けられ、ローターで燃
料をより強く圧縮して燃焼膨張するので、ローターの回
転運動と上下動運動が出力軸に回転力として有効に伝達
される。

請求項第４項記載のジーゼル型ロータリーエンジンにお
いては、燃料噴射口はハウジングの偏平状下部に設けら
れているので、ローターは高い圧縮比で空気を圧縮し、
燃料の自然発火点以上になった圧縮空気中に燃料を噴出
して燃焼膨張してローターを回転すると共に出力軸を回
転する。この場合、燃料として種々の燃料を使用できる
と共に、熱効率も高く経済的に優れたロータリーエンジ
ンを提供できる。

【図面の簡単な説明】

第１図は本考案の第１の実施例に係るロータリーエンジ
ンの正断面図、第２図は同背面図、第３図は同側断面
図、第４図はローター先端部の部分拡大図、第５図は上
記ロータリーエンジンの正断面図、第６図は同背面図、
第７図は同正断面図、第８図は同背面図、第９図は同正
断面図、第10図は同背面図、第11図は本考案の第２の実
施例に係るロータリーエンジンの正断面図、第12図は同
背面図、第13図は同正断面図、第14図は同背面図、第15
図は同正断面図、第16図は同背面図、第17図は同正断面
図、第18図は同背面図、第19図は従来例に係るロータリ
ーエンジンの正断面図である。 〔符号の説明〕 10……第１の実施例に係るロータリーエンジン、11……
ハウジング、12……吸気口、13……排気口、14……点火
栓、15……ローター、16……中心軸、17……大歯車、18
……小歯車、19……コンロッド、20……シリンダー、21
……ローター先端部、22……バネ、23……摺動片、24…
…凹溝、25……摺動孔、26……摺動子、27……案内部
材、28……軸、29……偏心板、30……出力軸、40……第
２の実施例に係るロータリーエンジン

Claims (4)

【実用新案登録請求の範囲】
1. 【請求項１】吸気口、排気口を備えるハウジングと、該
   ハウジング内にその頂点が接し回転及び上下動する略三
   角形状のローターと、該ローターの中心軸に外側で連結
   される大歯車と、該大歯車に噛合し、出力軸を中心とし
   て偏心回転し上記大歯車の歯数の1/3の歯数を有する小
   歯車と、上記大歯車と上記小歯車を連結するコンロッド
   とを有してなることを特徴とするロータリーエンジン。
2. 【請求項２】ハウジングの内断面は上部中窪み下部偏平
   形状となって、吸気口及び排気口はハウジングの下部両
   側に設けられ、点火栓はハウジングの上部に設けられて
   いる請求の範囲第１項記載のロータリーエンジン。
3. 【請求項３】ハウジングの内断面は上部中窪み下部偏平
   形状となって、吸気口及び排気口はハウジングの上部に
   設けられ、点火栓はハウジングの下部に設けられている
   請求の範囲第１項記載のロータリーエンジン。
4. 【請求項４】ハウジングの内断面は上部中窪み下部偏平
   形状となって、吸気口及び排気口はハウジングの上部に
   設けられ、燃料噴射口はハウジングの下部に設けられて
   いるジーゼル型の請求の範囲第１項記載のロータリーエ
   ンジン。