JPS5851378Y2 - ロ−タリピストンエンジンの吸気装置 - Google Patents

Description

【考案の詳細な説明】 本考案は、ロータリピストンエンジンの吸気装置の改良
に関するものである。

従来より、トロコイド状の内周面を有するロータハウジ
ングとその両側に配設されたサイドハウジングからなる
ケーシング内を多角形状のロータがその頂辺を上記トロ
コイド状の内周面に摺接せしめながら遊星回転運動し、
吸気圧縮、爆発、膨張および排気の各行程を行うように
したロータリピストンエンジンにおいては、排気および
吸気行程作動室のオーバーラツプにより、すなわち一つ
の作動室に対して吸気ポートと排気ポートが同時に開き
、両ポートの圧力差により排気ポートに残留する排気ガ
スが吸気ポートから吸気通路に吸入され、この作動室が
拡張する吸気行程で上記吸気通路内の排気ガスが新気混
合気とともに吸気行程作動室に持ち込まれるために、新
気混合気が不活性な排気ガスで稀釈され点火プラグによ
る混合気への着火ミス、いわゆる失火現象が発生し、走
行性の悪化および燃焼不良による排気ガス中の有害成分
の増加等の不具合を引き起すことが認識されている。

特に、新気混合気の充填効率の低いアイドルを含む軽負
荷運転域においては、上記オーバーラツプによる悪影響
が顕著に現われるため、従来は混合気の空燃比を小さく
、すなわち混合気を濃くして、この運転域における着火
性を維持するようにしていた。

しかしながら、上記した手法では不必要な余分な燃料を
供給するものであって、燃費性能の悪化は避けられず、
ロータリピストンエンジンにおいて燃費低減を図り、省
資源の要請に答える上で大きな障害となっている。

そこで、本考案は、上記した如く混合気を濃く設定する
ことなくアイドルを含む軽負荷運転域での着火性を向上
させるために、前記オーバーラツプを有しないように吸
気ポートを設け、オーバーラツプに起因する吸気行程作
動室への排気ガスの持ち込みを抑制し、薄い混合気で良
好な着火性を維持して燃費性能を改善するものである。

すなわち、本考案では、一つの作動室が排気行程から吸
気行程に移行するときに、排気ポートが実質的に閉じた
後に吸気ポートが開くように設定し、オーバーラツプを
無くすものである。

この場合に、一般に、吸気ポート形式としては、ロータ
ハウジングの内周面に吸気ポートを開口する周辺ポート
形式と、サイドハウジングの内側面に吸気ポートを開口
するサイドポート形式とがあるが、前者の周辺ポート形
式ではその構造上の制約から排気ポートとのオーバーラ
ツプが無いように設定することは困難である。

よって、本考案では、後者のサイドハウジングに設けた
サイドポート形式の吸気ポートを採用するものである。

しかるに、上記サイドポート形式の吸気ポートにおいて
は、その開口形状は種々の要件によって制約され、前記
のように排気ポートとのオーバーラツプが無いように設
定すると、その開口面積が狭くなって高負荷時に十分な
混合気が供給できず出力性能が低下する不具合を生起す
るものである。

すなわち、サイドハウジングに開設した吸気ポートの輪
郭形状は、中心側の内縁がオイルシールの摺動軌跡より
外方となるように規制され、外周側の外縁は吸気ポート
の開き始めの時期を規制し、一方、上側縁は吸気ポート
の閉じる時期を規制するものであり、前記した如（排気
ポートとのオーバーラツプを無くすように開口時期を遅
らせるためには外縁を内側に設定しなげればならな（・
。

これにより、吸気ポートの開口面積は狭くなるが、これ
を前記オーバーラツプを生起させずに拡大するには、上
側縁を広げて開口時期を遅らせるほかない。

しかるに、閉口時期を遅らせることは、高負荷低回転時
における吸入混合気の吸気通路への吹き返し現象を生起
し充填効率、圧縮圧力の低下を招いて低回転時の運転性
能が悪化するものである。

本考案はかかる点に鑑み、サイドハウジングにアイドル
を含む軽負荷用吸気ポートと高負荷用及気ポートとを設
け、軽負荷用吸気ポートは排気ポートが実質的に閉じた
後開くように設定してオーバーラツプを無くし、排気ガ
スの持ち込みを抑制するとともに吸気流速を向上して燃
料の霧化を促進し、アイドル運転時においても薄い混合
気で着火を可能として燃費性能を改善する一方、上記軽
負荷用吸気ポートより設定値遅れて閉じる高負荷用吸気
ポートには筒状開閉弁を嵌装し、該開閉弁を高負荷時所
定角度回動させて開閉弁の連通孔と高負荷用吸気ポート
の作動室側開口部とを連通させ、この高負荷用吸気ポー
トから新気を供給し、前記オーバーラツプを無くすこと
、および開口時期を早くすることによる吸気ポートの開
口面積の低下に起因する高負荷時の出力性能の低下を解
消し、しかも、軽負荷時には高負荷用吸気ポートおよび
高負荷用吸気通路内に排気ガスが持ち込まれるのを排除
するようにして、軽負荷域における燃費性および高負荷
域の出力性能を同時に改善するものである。

しかるに、上記高負荷用吸気ポートに介設する筒状開閉
弁は、高負荷時にアクチュエータによって所定角度回動
されて高負荷用吸気ポートを開くものであるが、この高
負荷用吸気ポートの機能を発揮させるのに十分な開口面
積を得るためには、筒状開閉弁の径を大きくするかその
回動操作角度を大きくする必要がある。

しかして、上記筒状開閉弁はサイドハウジングに嵌装す
ることから、その径を大きくすることには制限があり、
回動操作角度を大きくしなげればならないものである。

また、上記筒状開閉弁をアクチュエータで回動操作する
には、該開閉弁に吸気マニホールドに回動自在に支承さ
れた作動軸を連結するとともに、アクチュエータの作動
ロッドの直線運動を回転運動に変換するべく該作動ロッ
ドに連結された作動レバーを、上記開閉弁の作動軸に連
結するものであるが、前記の如く、開閉弁の回動操作角
度を大きくするためには、上記作動レバーの回動角度も
大きく設定しなければならない。

その結果、作動レバーと作動ロッドとの連結点が思案点
近傍にまで移動することになり、各部品の製作誤差もし
くは組付誤差により上記連結点が思案点を越える恐れが
ある。

この連結点が思案点と一致した場合には開閉弁は回動不
能となる一方、思案点を越えて反対側に移動した場合に
は開閉弁は逆回転することになり、高負荷用吸気ポート
が閉じないことになってその機能が十分に発揮されない
不具合を有するものである。

よって、本考案は上記不具合を解消するべく、筒状開閉
弁の作動軸に固定された作動レバーをスプリングによっ
て開閉弁の閉作動方向に付勢するようにして、開閉弁の
確実な作動を確保し所期の特性を発揮させんとするもの
である。

以下、本考案の実施例を図面に沿って説明する。

尚、この実施例は、ロータリピストンエンジンのサイド
ハウジングにアイドルを含む軽負荷用吸気ポート、中負
荷用吸気ポートおよび高負荷用吸気ポートを開口させた
３ポ一ト形式の吸気装置な示すものである。

第１図ないし第６図において、１はトロコイド状の内周
面１ａを有するロータハウジング、２ａ。

２ｂはロータハウジング１０両側に配設されたサイドハ
ウジングであって、ロータハウジング１とサイドハウジ
ング２ａ 、２ｂＫよって構成されるケーシング内を多
角形状のロータ３がその頂辺をトロコイド状の内周面１
ａに摺接せしめながら遊星回転運動し作動室４を形成す
るようにしている。

該ロータ３は偏心軸５（第５，６図参照）Ｋ支承される
とともに、上記ロータ３には各作動室４間のガスシール
性を保つためにアペックスシール６、コーナシール７お
よびサイドシール８が装着され、中心側にはオイルシー
ル９が装着されている。

また、１０は一方のサイドハウジング２ａにその内側面
に開口した開口部１０ａを有するアイドルを含む軽負荷
用吸気ポート、１１は他方のサイドハウジング２ｂにそ
の内側面に開口した開口部１１ａを有する中負荷用吸気
ポート、１２は中負荷用吸気ポート１１とともに他方の
サイドハウジング２ｂにその内側面に開口した作動室側
開口部１２ａを有する高負荷用吸気ポートであり、１３
は上記各ポート１０，１１，１２Ｖｃ吸気マニホールド
１４を介して混合気を供給する複式の気化器である。

上記各ポートの作動室側開口部１０ａ、１１ａ。

１２ａはロータ３の回転によって開閉され、第５図に示
すように、軽負荷用吸気ポート１０は、ロータハウジン
グ１に開設された排気ポート１５が実質的に閉じた後に
開くとともに早い時期に閉じるように設定されている。

また、中負荷用吸気ポート１１は上記軽負荷用吸気ポー
ト１０と同一形状であって、その開閉時期は排気ポート
１５が実質的に閉じた後開き、かつ軽負荷用吸気ポート
１０と実質的に同時に閉じるように設定されている。

一方、高負荷用吸気ポート１２は軽負荷用吸気ポート１
０が閉じた後設定値遅れて閉じるように設定されている
。

尚、第５図で１６は点火プラグである。

次に、１７は上記高負荷用吸気ポート１２に介装され高
負荷時に開く筒状開閉弁である。

高負荷用吸気ポー）１２＆転サイドハウジング２ｂ内側
面に開口した作動室側開口部１２ａと、該開口部１２ａ
に対しサイドハウジング２ｂの一端部から円孔状に開設
された筒孔部１２ｂとからなり、この高負荷用吸気ポー
ト１２の筒孔部１２ｂ４Ｃ開閉弁１１が回動自在に嵌装
されている。

該開閉弁１７は軸方向一端が開口した円筒状に形成され
、先端部側方に上記高負荷用吸気ポート１２の開口部１
２ａと所定角度位置で連通ずる連通孔１７ａが開設され
ている。

上記開閉弁１１の一端の開口部には作動軸１８の先端が
ピン１９を介して連結されている。

該作動軸１８は吸気マニホールド１４にガイド２０を介
して回動自在に支承され、他端は吸気マニホールド１４
を貫通して外方に突出している。

尚、２１は作動軸１８と吸気マニホールド１４間に介装
されたラバーシールで、２次吸気通路２Ｔに発生する吸
気負圧で外方の粉塵が吸入されるのを阻止する。

また、上記作動軸１８の他端には作動レバー２２０基端
が固定され、作動レバー２２の先端は中間リンク２３を
介してアクチュエータ２４の作動ロッド２４ａと連結さ
れ、アクチュエータ２４の作動ロッド２４ａの直線運動
が作動レバー２２で回転運動に変換され、作動軸１８に
よって開閉弁１７が回動され、開口部１２ａと連通孔１
７ａとの連通開閉が行われる。

尚、上記アクチュエータ２４において、２４ｂは上記作
動ロッド２４ａを支持するとともにケース２４ｃ内を圧
力室２４ｄと大気室２４ ｅとに区画するダイヤフラム
、２４ｆは大気室２４ｅ Ｋ縮装されたスプリング、２
４ｇは調整ねじ、２４ｈは圧力室２４ｄへの排気圧力導
入管、２４ｉは内外周に交互にスリットが形成されたソ
リッド型のベローズである。

さらに、２５は、上記作動軸１８の外周に装着され一端
が作動レバー２２に係合されて該作動レバー２２を開閉
弁１Ｔの閉作動方向に付勢する捩りばねで構成されたス
プリングである。

上記アクチュエータ２４の圧力室２４ ｄ ［導入され
る排気圧力は、エンジンへの混合気の吸入量に対応して
変化するものであって、圧力室２４ｄに導入された圧力
が設定値を越えて上昇した高負荷時には、ダイヤフラム
２４ｂは下方へ偏倚し、作動ロッド２４ａの没入作動に
より作動レバー２２、作動軸１８を介して開閉弁１７を
回動し、連通孔１７ａと開口部１２ａとを連通して高負
荷用吸気ポート１２を開くものである（第４図の実線で
示す状態）。

一方、排気圧力が設定値より低い軽負荷時には、スプリ
ング２４ｆの付勢力によって作動ロッド２４ａが突出し
、第４図に鎖線で示す如く開閉弁１Ｔを閉開動するもの
である。

その際、作動レバー２２と中間リンク２３との連結点ｐ
が破線で示すように思案点を越えて反対側へ移動しない
ように（開閉弁１７が逆回転する）、前記スプリング２
５によって作動レバー２２を開閉弁１７の閉回動力向に
付勢し、逆転防止を行うものである。

さらに、２６は気化器１３の１次絞り弁２８を有する１
次気化器１３Ａと吸気マニホールド１４内に独立形成さ
れた通路とにより構成された１次吸気通路、２７は気化
器１３の２次絞り弁２９を有する２次気化器１３Ｂと吸
気マニホールド１４内に独立形成された通路とにより構
成された２次吸気通路であって、１次吸気通路２６は前
記軽負荷用吸気ポー）１０に接続され、２次吸気通路２
Ｔの下流側は２つに分岐して前記中負荷用吸気ポート１
１および高負荷用吸気ポート１２にそれぞれ接続されて
いる。

尚、気化器１３において、３０は１次側ベンチュリ部、
３１は２次側ベンチュリ部、３２は１次側メインノズル
（２次側は図示せず）、３３はフロート室、３４はメイ
ンジェット、３５はエアーブリードであり、２次絞り弁
２９は１次気化器１３Ａのベンチュリー負圧が設定値以
上になったときに開くようにダイヤフラム式のアクチュ
エータに連係される。

以下、上記実施例の作動について説明する。

まず、アイドルを含む軽負荷域においては、気化器１３
０２次絞り弁２９は閉じているとともに、アクチュエー
タ２４に作用する排気圧力も小さく開閉弁１Ｔは高負荷
用吸気ポート１２を閉じている。

よって、作動室４には１次吸気通路２６からの混合気が
軽負荷用吸気ポー）１０によってのみ供給される。

上記軽負荷用吸気ポート１０は、排気ポート１５が実質
的に閉じた後に開くように設定され、排気ポート１５と
のオーバーラツプが無いことにより、このオーバーラツ
プに起因する排気ガスの持ち込みが低減すると同時に、
該軽負荷用吸気ポート１０の開口面積は小さくしかも独
立形成された１次吸気通路２６かも混合気が供給される
ことにより、混合気の流速は速くて燃料の気化、霧化が
良好であり、よって、前記排気ガスの持ち込みの低減と
相俟って、薄い混合気でも良好な着火性が得られる結果
、このアイドルを含む軽負荷時における燃費性能が著し
く改善される。

その際、中負荷用吸気ポート１１は軽負荷用吸気ポート
１０と同様に排気ポート１５が閉じた後に開くようにな
されているため、排気ガスの持ち込みが増大することは
ない。

また、上記軽負荷時には高負荷用吸気ポート１２は開閉
弁１７により開口部１２ａの近傍で閉じられ、ポート内
のデッドボリュームがきわめて小さくなっているので排
気ガスの持ち込み量が増大することなく良好なアイドル
および軽負荷運転が得られる。

次に、中負荷域においては、気化器１３の２次絞り弁２
９が開作動するが、アクチュエータ２４に作用する排気
圧力は設定値より低く開閉弁１７は依然として高負荷用
吸気ポート１２を閉じている。

よって、中負荷用吸気ポート１１からも２次吸気通路２
７による混合気が速い流速で供給され、負荷の上昇に応
じた十分な混合気により中負荷域の出力性能を良好に保
証する。

一方、高負荷域においては、気化器１３の２次絞り弁２
９がさらに開作動するとともに、アクチュエータ２４の
圧力室２４ｄに作用する排気圧力が上昇し、設定負荷状
態を越えるとアクチュエータ２４が作動し、筒状開閉弁
１７を回動させることにより、連通孔１７ａと高負荷用
吸気ポート１２の開口部１２ａとが連通して開き、この
高負荷用吸気ポート１２からも２次吸気通路２７の混合
気が供給される。

その際、上記高負荷用吸気ポート１２の開口部１２ａは
、第２図に示す如く開閉弁１７ＶＣよってその上部（リ
ーディング側）から開き、該開閉弁１Ｔ内を通って連通
孔１７ａを介して開口部１２ａから供給される混合気は
、リーディング方向すなわち点火プラグ１６近傍に向け
て噴出するように構成され、より良好な燃焼性能が得ら
れる。

上記高負荷時には、軽負荷用、中負荷用および高負荷用
吸気ポーＮ０，１１，１２の全部から多量の新気混合気
が供給されることにより高い出力性能が得られ、良好な
高負荷、高回転運転が得られる。

特に、上記高負荷用吸気ポート１２は軽負荷用吸気ポー
ト１０および中負荷用吸気ポート１１に比べて閉じる時
期が遅く、すなわち吸気行程の終期が遅いために、より
多くの混合気が供給されて充填効率が向上するものであ
る。

尚、高負荷用吸気ポート１２の閉口時期は、高負荷低回
転時における吸気の吹き返し等との関係より制限される
が、本実施例においては、開閉弁１７を負荷と回転数に
対応する排圧で開閉制御しているので高負荷高回転時に
おける出力性能向上の面から最適値に設定される。

尚、上記実施例において、筒状開閉弁１７の外周面に＆
Ａ該開閉弁１７０回転作動を不良潤滑状態においても確
実とするために、フッ素樹脂等にヨル樹脂被膜をコーテ
ィングしておくのが好ましい。

また、開閉弁１７の連通孔１７ａは高負荷用吸気ポート
１２の開口部１２ａより大きく形成しておく。

さらに、上記アクチュエータ２４は種々設計変更可能で
あり、高負荷時に開作動させるための信号としても、上
記排気圧力の他にエンジンの負荷状態に対応して変化す
る吸気負圧、絞り弁開度等もしくはこれと回転数等とを
組合せて使用してもよい。

しかし、上記排気圧力を利用して開閉弁１７の開閉を行
うと、高負荷時であって且つ高回転時にのみ高負荷用吸
気ポート１２を開くことになり、軽負荷用吸気ポート１
０もしくは中負荷用吸気ポーＮ ＩＫで十分な混合気量
が確保できる高負荷低回転時には却って問題となる吸気
の吹き返し現象が改善できる効果を有し好ましいもので
ある。

また、上記実施例では、高負荷用吸気ポート１２の開口
時期は、第５図に示す如く排気ポート１５が閉じた後に
開くように設定しているが、高負荷用吸気ポートは排気
ガスの持ち込みが問題となる軽負荷域においてはその開
口部付近において開閉弁１７により閉じられ開口部付近
のデッドボリュームがきわめて小さくなっており、この
デッドボリュームからの排気ガスの持ち込み量はわずか
であるので若干排気ポート１，５とのオーバーラツプが
あるように設之してもよい。

さらにまた、上記実施例においてはサイドハウジング２
に軽負荷用、中負荷用および高負荷用吸気ポート１０，
１１，１２を開設し、この３ポートにて吸気ポートを構
成するようにしているが、上記中負荷用吸気ポート１１
を省略して軽負荷用吸気ポート１０と高負荷用吸気ポー
ト１２との２ポートにより吸気ポートを構成してもよく
、その場合、軽負荷用吸気ポート１０は３ポ一ト形式の
場合よりも開口面積を大きくして、中負荷域においても
十分な新気混合気が確保できるようにする必要がある。

一方、燃料供給方式としても、上記実施例の如き気化器
１３によるもののほか、燃料噴射方式を採用してもよい
。

従って、以上のような本考案吸気装置によれば、ロータ
リピストンエンジンのサイドハウジングにアイドルを普
む軽負荷用吸気ポートと高負荷用吸気ポートとを設け、
軽負荷用吸気ポートを排気ポートが実質的に閉じた後開
くように設定し、高負荷用吸気ポートを軽負荷用吸気ポ
ートより設定値遅れて閉じるように設定するとともに、
高負荷用吸気ボーＩｎｃ高負荷時に開く筒状開閉弁を設
けたことにより、アイドルを含む軽負荷時には排気ポー
トとのオーバーラツプによる排気ガスの持ち込みを低減
して着火性を向上し、薄い混合気による良好な運転を可
能として燃費性を著しく向上するとともに、高負荷時に
は高負荷用吸気ポートを開いて多量の混合気を供給して
出力性能を向上したものであって、全運転領域において
実用上置も好ましい燃費性能と出力性能が得られる。

また、本考案では、開閉弁の作動軸に固定した作動レバ
ーをスプリングによって開閉弁の閉作動方向に付勢する
ようにしたことにより、開閉弁の逆転作動等を防止して
、その回転操作角度を大きくしても確実な開閉作動が確
保でき、十分な開口面積を得て所期の特性を発揮させる
ことができる。

【図面の簡単な説明】

第１図は本考案の一実施例を示すロータリピストンエン
ジンの要部断面側面図、第２図はサイドハウジングの要
部斜視図、第３図は開閉弁の作動機構を示す要部正面図
、第４図は同作動機構の動作説明図、第５図は吸気ポー
トと排気ポートとの開閉時期を示す説明図、第６図は要
部縦断面図である。 １・・・・・・ロータハウジング、１ａ・・・・・・内
周面、２ａ。 ２ｂ・・・・・・サイドハウジング、３・・・・・・ロ
ータ、４・・・・・・作動室、５・・・・・・偏心軸、
１０・・・・・・軽負荷用吸気ポート、１１・・・・・
・中負荷用吸気ポート、１２・・・・・・高負荷用吸気
ポート、１０ａ、１１ａ、１２ａ・・・・・・開口部、
１２ｂ・・・・・・筒孔部、１３・・・・・・気化器、
１３Ａ・・・・・・１次気化器、１３Ｂ・・・・・・２
次気化器、１４・・・・・・吸気マニホールド、１５・
・・・・・排気ポート、１７・・・・・・筒状開閉弁、
１７ａ・・・・・・連通孔、１８・・・・・・作動軸、
１９・・・・・・ピン、２０・・・・・・ガイド、２２
・・・・・・作動レバー ２３・・・・・・中間リンク
、２４・・・・・・アクチュエータ、 ・・・スプリング、２ ２次吸気通路、２ 次絞り弁。

Claims (1)

【実用新案登録請求の範囲】
1. サイドハウジングに、排気ポートが実質的に閉じた後開
   く軽負荷用吸気ポートと、該軽負荷用吸気ポートより設
   定値遅れて閉じるようにした高負荷用吸気ポートとを設
   け、該高負荷用吸気ポートに、高負荷時所定角度回動し
   て高負荷用吸気ポートを開く筒状開閉弁を設け、該開閉
   弁には一端において吸気マニホールドに回動自在に支承
   された作動軸を連結し、該作動軸に、一端でアクチュエ
   ータの作動ロッドと連結されアクチュエータの直線運動
   を回転運動に変換する作動レバーを固定し、該作動レバ
   ーをスプリングにより開閉弁の閉作動方向に付勢したこ
   とを特徴とするロータリピストンエンジンの吸気装置。