JPH08135460A - ロータリ型エンジン - Google Patents

ロータリ型エンジン

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JPH08135460A
JPH08135460A JP6273205A JP27320594A JPH08135460A JP H08135460 A JPH08135460 A JP H08135460A JP 6273205 A JP6273205 A JP 6273205A JP 27320594 A JP27320594 A JP 27320594A JP H08135460 A JPH08135460 A JP H08135460A
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cam
rotor
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housing
output shaft
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Heizaburo Kato
平三郎 加藤
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    • Y02TCLIMATE CHANGE MITIGATION TECHNOLOGIES RELATED TO TRANSPORTATION
    • Y02T10/00Road transport of goods or passengers
    • Y02T10/10Internal combustion engine [ICE] based vehicles
    • Y02T10/12Improving ICE efficiencies

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  • Ignition Installations For Internal Combustion Engines (AREA)

Abstract

(57)【要約】 【目的】 機械効率がよく低コストでスムーズな回転が
得られるようにする。 【構成】 中心部に出力軸1を備えて周方向に等間隔に
3つのカム山を有するロータカム2と、ロータカム2の
各カム山に回転可能に取り付けられたローラ6と、出力
軸1を回転可能に支持するケーシング3と、ケーシング
3に両端部を摺動可能に支持されるとともに、各ローラ
6が常に接触して転動するカム面17を内周面に形成さ
れたカムハウジング14と、カムハウジング14の所定
位置に設けられた吸気管18および排気管19および点
火プラグ24とを備える。ロータカム2が回転すること
により、カムハウジング14が上下に摺動しながらロー
タカム2とカム面17とにより形成される3つの作動室
の容積が変化し、ロータカム2すなわち出力軸1の1回
転ですべての作動室で吸気、圧縮、膨張、排気の4行程
が行なわれ、爆発が3回行なわれる。

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【産業上の利用分野】本発明は、ロータカムを有するロ
ータリ型エンジンに関する。
【0002】
【従来の技術】従来のロータリ型エンジンは、内周面を
まゆ型に形成されたロータハウジングの中で、往復式エ
ンジンのピストンに相当する三角形のロータが、容積が
変化する3つの作動室を形成しながら遊星運動を行なう
もので、ロータには内歯車が取り付けられ、出力軸には
外歯車が取り付けられて互いに噛み合っている。ロータ
ハウジングには、吸気口および排気口および点火プラグ
が設けられており、ロータが偏心しながら1回転する間
に出力軸が3回転し、すべての作動室において吸気、圧
縮、膨張、排気の4サイクルが行なわれる。したがっ
て、このロータリ型エンジンの場合は、クランクシャフ
トやコネクティングロッドやバルブ機構等が必要なく、
回転がスムーズで騒音も少ない特徴がある。
【0003】
【発明が解決しようとする課題】しかしながら、上記従
来のロータリ型エンジンでは、ロータがロータハウジン
グの内周面と滑り対隅を構成するので摩擦抵抗が大き
く、機械効率の点で問題があった。また、ロータはロー
タハウジングの内周面を高速度で摺動するため、作動室
のガス漏れ防止や吹き抜け防止のために高精度で耐久性
の高いガスシールを必要としていた、さらに、ロータの
出力軸への回転伝達がギヤの噛み合いによるので、ギヤ
を高精度に加工しなければならなかった。このため、全
体的にコストがかさみ、よりスムーズな回転を得る上で
限界があった。
【0004】本発明は、このような従来の問題を解決す
るものであり、機械効率がよく、低コストでスムーズな
回転が得られるロータリ型エンジンを提供することを目
的とする。
【0005】
【課題を解決するための手段】本発明は、上記目的を達
成するために、中心部に出力軸を備えて周方向に等間隔
に3つのカム山を有するロータカムと、ロータカムの各
カム山に回転可能に取り付けられたローラと、ロータカ
ムの出力軸を回転可能に支持するケーシングと、このケ
ーシングに両端部を摺動可能に支持されるとともに、各
ローラが常に接触して転動するカム面を内周面に形成さ
れたカムハウジングと、カムハウジングの所定位置に設
けられた吸気管および排気管および点火プラグとを備え
たものである。
【0006】
【作用】したがって、本発明によれば、初めにスタータ
により出力軸を回転させることによりロータカムを回転
させ、ロータカムの各ローラがカムハウジング内周面の
カム面に常に転がり接触しながら転動し、カムハウジン
グがケーシングに対し上下に摺動することにより、ロー
タカムとカム面との間に形成された3つの作動室の容積
が変化し、ロータが1回転する間にすべての作動室にお
いて吸気、圧縮、膨張、排気の4サイクルが行われ、3
回の爆発が行なわれる。
【0007】
【実施例】図1は本発明の一実施例を示すロータリ型エ
ンジンの概略断面正面図であり、図2は同エンジンの概
略断面側面図、図3は同エンジンをロータ側板が見える
ように切断した概略断面側面図、図4は図2の部分拡大
図である。これらの図において、1は出力軸であり、ロ
ータカム2の中心部に設けられ、その両端部をケーシン
グ3に軸受4,5を介して回転可能に支持されている。
ロータカム2は、周方向に等間隔に3つのカム山を有す
る3角形状に形成され、その3つの辺はそれぞれ内側に
少し湾曲しており、各頂点部分には、ローラ6の内側半
分を収容する凹部が形成されている。ロータカム2の両
側には、ロータカム2にローラ6を組み込んだ状態とほ
ぼ同じ3角形状を有するロータ側板7,8が、取付ボル
ト9,10により固定されている。ロータ側板7,8の
各頂点部分は、ローラ6の外形よりも少し内側に引っ込
んで形成されている。ローラ6は、この側板7,8に固
定されたローラシャフト11に、軸受12,13を介し
て回転可能に取り付けられている。
【0008】ケーシング3の上下部分には、ロータカム
2を収容するカムハウジング14の上下に突出した端部
14a,14bが、軸受15,16を介して摺動可能に
取り付けられている。カムハウジング14の内周面は、
ロータカム2に取り付けられたローラ6が、常に転がり
接触して転動できるように計算されたカム面17として
形成されている。カムハウジング14の上端部14aに
は、カム面17の上死点近傍の両側にカムハウジング1
4の内部に通じる吸気管18および排気管19が形成さ
れ、その外周には、それぞれラビリンスシール20,2
1を介して固定吸気管22および固定排気管23が接続
されている。ラビリンスシール20,21は、図3に示
すように、互いに対向する面を凹凸形状に形成して隙間
を迷路状にしたものである。カムハウジング14の下死
点位置には、点火プラグ24がその着火部をカムハウジ
ング14の内部に向けて取り付けられている。点火プラ
グ24には、比較的剛性を有する通電用電極線25が接
続されており、この電極線25には固定電極ブラシ26
が接触している。
【0009】カムハウジング14は、その両側面を側板
14c,14dにより密閉されており、両側板14c,
14dの出力軸1が通る穴は上下方向に長い長穴27,
28になっている。また、各ロータ側板7,8とカムハ
ウジング14の側壁との間の極小隙間は、各ロータ側板
7,8の形状に沿って設けられた環状溝にシールリング
29,30を嵌め込むことによりガスシールされてい
る。さらに、図4に示すように、ローラ6の両端部と各
ロータ側板7,8との間は、ローラ6の両端部に環状に
形成された凸部6aと、これに対向する位置の各ロータ
側板7,8に環状に形成された凹部7a,8aとが、微
小隙間をもって噛み合うラビリンス構造によりガスシー
ルされている。
【0010】次に上記したロータリ型エンジンの動作に
ついて、図5から図7を参照して説明する。3角形状の
ロータカム2とカム面17とにより3つの作動室A,
B,Cが形成され、各作動室A,B,Cは、ロータカム
2がカムハウジング14をケーシング3に対し上下動さ
せながら回転することにより、その容積が変化する。こ
こでは説明を分かりやすくするために、1つの作動室A
について、ロータカム2が反時計回り方向に30度ずつ
1回転したときの状態を説明するが、他の作動室B,C
は、それぞれほぼ1行程ずつ先の行程を行なっている。
まず初めに図5の(a)は、作動室A内の燃焼ガスが排
気管19に通じて排気されているとともに、吸気管18
を通じて空気と燃料の混合気が吸入されている状態を示
す。次にロータカム2が反時計回り方向に30度回転す
ると(b)の状態になり、排気管19が閉じられて完全
に吸気行程に移行している。ロータカム2がさらに30
度回転すると(c)の状態になり、さらに30度回転す
ると(d)のように吸気管18が塞がれて圧縮行程に入
る。この状態からさらに30度ずつ回転すると、順に図
6の(e),(f)の状態になり、次第に混合気が圧縮
されて、(g)の状態のときに点火プラグ24の火花に
より着火して爆発し、膨張行程に入り、(h)のように
ロータカム2を反時計回り方向に回転させる。そしてさ
らに30度ずつ回転すると、順に図7の(i),
(j),(k),(l)の状態になり、膨張行程が終了
して排気管19が開いたときに排気行程が開始され、3
60度回転すると図5の(a)の状態に戻る。このよう
にして、ロータカム2が1回転すなわち出力軸1が1回
転する間に、それぞれの作動室A,B,Cで吸気、圧
縮、爆発、排気の4行程が行われ、合計で3回の爆発が
行なわれるので、スムーズな回転と高い出力が得られ
る。
【0011】ロータカム2が回転している間は、カムハ
ウジング14はケーシング3に対し上下方向に摺動して
おり、吸気管18および排気管19も上下に移動するの
で、固定吸気管22および固定排気管23に対し、ラビ
リンスシール20および21によりガスシールを行なっ
ている。固定吸気管22および固定排気管23の代わり
に、繰り返し荷重に強いフレキシブルチューブを用いる
ことにより、このような一方が固定で他方が可動する場
合のシール構造を不要にすることができる。また、ロー
ラ6とロータ側板7,8との間もラビリンス構造6a,
7aおよび6a,8aによりガスシールされ、ロータ側
板7,8とカムハウジング14の側板14c,14dと
の間もシールリング29,30によりガスシールされて
いるが、これらは他のシール構造を用いてもよい。さら
に、点火プラグ24の電極線25も固定電極ブラシ26
に対し上下方向に移動しながら通電を行なっているが、
電極線として繰り返し荷重に強いフレキシブルワイヤを
用いることで、このようなブラシ構造を不要にすること
ができる。
【0012】上記実施例は、説明を簡単にするために単
独エンジンとして例示したが、このようなエンジンを2
連構造とし、爆発の位相を60度ずつずらしてロータカ
ムの1回転で6回爆発させるようにしてもよく、さらに
多連構造としてもよい。
【0013】
【発明の効果】以上のように本発明によれば、ローラが
カム面に転がり接触し、従来のロータリ型エンジンのよ
うな滑り対隅がないため機械効率がよく、またロータカ
ムの中心部に出力軸が設けられているので、回転がより
スムーズにバランスよく行なわれ、低コストで高出力の
ロータリ型エンジンを実現することができる。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明の一実施例を示すロータリ型エンジンの
概略正面断面図。
【図2】同エンジンの概略側面断面図。
【図3】同エンジンをロータ側板が見えるように切断し
た概略正面断面図。
【図4】図2の部分拡大図。
【図5】同エンジンの動作を示す模式図。
【図6】同エンジンの動作を示す模式図。
【図7】同エンジンの動作を示す模式図。
【符号の説明】
1 出力軸 2 ロータカム 3 ケーシング 4,5 軸受 6 ローラ 7,8 ロータ側板 9,10 取付ボルト 11 ローラシャフト 12,13 軸受 14 カムハウジング 15,16 軸受 17 カム面 18 吸気管 19 排気管 20,21 ラビリンスシール 22 固定吸気管 23 固定排気管 24 点火プラグ 25 通電用電極線 26 固定電極ブラシ 27,28 長穴 29,30 シールリング
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (51)Int.Cl.6 識別記号 庁内整理番号 FI 技術表示箇所 F02B 55/08 Z

Claims (4)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 中心部に出力軸を備えて周方向に等間隔
    に3つのカム山を有するロータカムと、前記ロータカム
    の各カム山に回転可能に取り付けられたローラと、前記
    出力軸を回転可能に支持するケーシングと、前記ケーシ
    ングに両端部を摺動可能に支持されるとともに、前記各
    ローラが常に接触して転動するカム面を内周面に形成さ
    れたカムハウジングと、前記カムハウジングの所定位置
    に設けられた吸気管および排気管および点火プラグとを
    備えたロータリ型エンジン。
  2. 【請求項2】 ロータカムが、その両側面に側板を固定
    され、この側板にローラシャフトが固定され、このロー
    ラシャフトにローラを回転可能に取り付けたことを特徴
    とする請求項1記載のロータリ型エンジン。
  3. 【請求項3】 カムハウジングの吸気管および排気管
    に、ラビリンスシールを介して固定吸気管および固定排
    気管を接続したことを特徴とする請求項1または2記載
    のロータリ型エンジン。
  4. 【請求項4】 点火プラグに通電用電極線を設け、この
    通電用電極線に固定電極ブラシを接触して通電を行なう
    ことを特徴とする請求項1または2または3記載のロー
    タリ型エンジン。
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