JPS59110832A - ロ−タリ−内燃機関 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 本発明はロータリー型内燃機関に関するものである。

内燃機関のうち、ロータリーエンジンは、空気のような
酸化性ガスを含む燃料を内部において燃焼することによ
って一つまたは二つ以上のローターが吸入→圧縮→膨脹
→排気のサイクルの順に運転され、出力形態が直接的回
転的なタイプである。

しかして単一回転子で構成された特に本発明の先行技術
としては、ワンケルエンジンのようなものが関連深い。

このワンケルエンジンは保修整備が容易であるが、その
部品、製造ともに複雑で、工業的価値から見て満足なも
のではない。そこでこれを改良し、もっと有利なエンジ
ンを創造するため研究し、本発明にいたった。

本発明は、ハウジングと、断面がほぼ円形を有して該ハ
ウジングに回転可能に内蔵され、周壁面には少くとも一
つの凹陥させてなるレセスが形成されるローターと、該
ローターに取付けられ、先端をハウジングの内周面に気
密的に当接させた羽根と、ローター外周凸面とハウジン
グ内周一部を拡大した凹面とによって三日月形断面の空
間に形成され、ローターの回転の際に羽根と協働して該
空間を減少させることにより、燃料・酸化性ガス混合気
体を圧縮するための圧縮室と、該圧縮室のほほ対向側の
ローター回転方向に位置し、羽根とローターの外周面と
ハウジング内周を一部拡大した凹面とによって形成され
る膨脹ガスのための円弧状レリーズ通路と、圧縮室の一
端に位置し、ハウジングに設けら五た前記混合ガスの吸
入口と、レリーズ通路の一端に位置するハウジングに設
けられた前記膨脹ガスの排気口と、圧縮室の下流側他端
に位置するハウジングに形成され、前記レセスと連通可
能な点火室と、点火室内に設けられ、点火室とレセスに
トラップされた圧縮混合ガスを燃焼させるための点火装
置とを備え、前記圧縮室先端とレリーズ通路の終端との
回転域間におけるハウジング内周面とローター外周面は
互いに極めて近接するようにしてなる。

本発明のさらに特徴として、内燃機関には前記レリーズ
通路と前記燃焼室との間を気密的に保持するため、気密
機構を備えたことにある。さらには該気密機構として、
ローターの外周面と相対するハウジングの内表面におい
て形成された軸心方向の溝に乙字形断面の細長部材を嵌
着させた構成としたことにある。

本発明の次の特徴は、ローターの直径上に対向して二枚
の羽根を配置したことにある。各羽根はそれぞれ２枚の
くさび状部材とすることが好ましく、これらのくさび状
部材は前記ローターの軸心線方向に形成された充分に深
い溝に互いに傾斜面を接合させて矩形状断面に形成させ
、摺動可能に嵌合させてなる。くさび部材゜の一つは前
記溝の内部に、他の一つは前記ローターの回転遠心力に
よって溝外部へ摺動することができ、すなわち前記ハウ
シングの内表面と気密に当接するようになっている。

本発明のまた次の特徴は、上記レセスを、ローターにお
ける各羽根の近傍かつ回転に先行する位置にそれぞれ設
けたことにある・ なお、本発明のまた次の特徴は、前記の各レセスがロー
ター回転軸に直交する方向における断面形状が水滴状に
形成されていることにある。前記レセスの先細端は各羽
根先端を指向し、他方の湾曲面は回転方向に位置するよ
うにさせである。

なお、本発明は、前記ローターに互いに１２０゜の角間
隔をして三つの羽根をそなえてなるロータリー内燃機関
を提供することもできる。

上記三つの羽根を備えたロータリー内燃機関の場合には
、三つのレセスが各羽根の近傍かつその回転に先行する
位置にそれぞれ設けられる。

本発明の主な目的は、簡単な構造を有し、かつガソリン
やディーゼル油等広汎な範囲の異った燃料によって運転
することができるロータリ一式の内燃機関を提供するこ
とにある・ 本発明の前記ならびそのほかの目的、特徴と長所は、以
下一実施例を添付図面と照し合せて詳細に説明すること
で、より明らかになるであろう。

ただし図はもっばら解説のためのものであって、この発
明の範囲を限定するものではない。

本発明の好ましい実施例において、内燃機関は第１図と
第２図に示すようにハウジングｌＯに嵌合することがで
きる円形断面のローター２０を有する。該ハウジング１
０は、表面の放熱面積を拡大するため周壁１９の外表面
に多数の凹溝１９１が形成され、かつ底壁１４を備えた
ケーシング１１と、シール部材１８および図示してない
ボルトによりケーシング１１に気密的に固着されたカバ
ー１２とからなる。なお、底壁１４と対向側のカバー１
２との表面側には、それぞれ水冷ジャケット１３．１３
が設置されている。これら水冷ジャケラ）１３．１３の
内部は、周壁１９と底壁１４とカバー１２とに形成した
多数の冷却水通路１７゜１７・・・によｐ連通されてお
シ、冷却水を取入ノイズ１６から導入して循環させた後
、排出／４’イブ１５より出すようになっている。

ローター２０は軸２１に堅固に固着され、この軸２１は
水冷ジャケット１３とカバー１２内に取付けられた軸承
部材２３に回転可能に支持され、ローター２０の両端部
の円形表面２４．２４はそれぞれ円周に沿う曲縁２４１
によシ底壁１４とカバー１２の内側表面３３と３２に接
触し気密を保持される。即ち第４図はそれをよく示した
ものである。

本実施例の場合、二つの羽根２２はローター２０の直径
上に対向して配置されてなる。その丸みがかった先端面
は第３図に示すようにハウジング１０の内周面３１にし
っかｇ当接することができる。

本実施例において羽根２２の構造は第１図に示したよう
にそれぞれが二つのくさび部材２２１と２２２とからな
るものが好ましい。このくさび部材２２１．２２２は楔
形断面を有し、そのテーパ一端は同一鋭角に形成され、
両部材２２１と２２２は互いの傾斜面がしっか多接合さ
れたとき、図中に示されるように矩形板状の羽根２２を
構成するようになってる。各羽根２２はローター２０の
軸心線にそって形成され次側溝２６に摺動可能に嵌挿さ
れる。各前記丸みがかった先端面を有する部材２２２は
それぞれの溝２６内の外側に配置され、その先端は丸い
面に形成され、ローター２０が回転する際の遠心力によ
ってハウジング１０の内周面３１に密着して当接するこ
とができる。前記外側部材２２２は内側部材２２１から
ずれることができるのであるが、またチーＡ？−を有し
ている故に熱膨張をおこしたとき、溝２６内において互
いに離れるように位置をずらすことによシ摺動性が保持
される。また羽根２２の両側端面は一般周知のもの同様
に本実施例においてもハウジング１０の内側表面３２と
３３に密着して接触して気密保持ができるように形成さ
れている。

ローター２０の円周壁面には、それぞれの羽根２２に隣
接して凹陥して形成されるレセス２５を、ローター２０
の回転時の先行位置に形成してあり、各レセス２５は第
３図でよく分るように、いずれもローター２０の軸の直
交方向の断面が水滴状に形成され、そのテーパ一端は羽
根２２の外側先端辺に指向させている。すなわち、その
斜面２５１は、溝２６の一側面２６１とハウジング１０
の内周面３１とにより形成される縁２５３において、内
周面３１に近接する。湾曲面２５２は、羽根２２０回転
に先行する側においてローター２０の外周面２７に交叉
する。レセス２５は面２５１と面２５２とがローター２
０の軸に直交方向の二つの対向平行面と交わって形成さ
れた凹陥空間からなる。

本実施例におけるハウジング１０は、その内孔が第３図
及び第７図から明らかなようにほぼ楕円形断面を呈し、
ハウジング１０の内壁面３１　、３２゜３３それぞれの
一部とローター２０の外周面２７の一部とによシ三日月
形断面の圧縮室３０を形成する。該圧縮室３０の一端付
近には吸入口４１が開口されておシ、酸化性ガス燃料気
体をここより導入する。

ふたたび第３図と第４図について説明すると、内周面３
１は圧縮室３０に隣接した口〜ター２０との対向周面３
１１がわずかに大きめの径に拡大され、それによって周
面３１１とローター２０の外周面との間に狭い円弧状レ
リーズ通路３４が形成される。ここで、４２はハウジン
グ１０のレリーズ通路３４の一端に開口させた排気口で
ある。

さらに第３図に標示しであるＣとＤとの間、すなわち圧
縮室３０から通路３４との間には、ノ・ウジング１０の
内周面３１のほぼレセス２５の回転軌道上の位置にスパ
ークプラグのような点火装置５０を収容するくぼみとし
て点火室３５が形成されておシ、シたがってローター２
０が回転すると、レセス２５と点火室３５が互いに連通
ずることができる。前記レセス２５と点火室３５は協働
して、後述する如く、その中において圧縮混合気体に点
火して燃焼を開始させるべく、回転にともなって空間の
形を変えるようになっている。

第３図から明らかなように、レリーズ通路３４と、燃焼
（膨張）行程域との間には気密を保持するための手段と
して、乙字形断面の棒材よシなる密閉部材２９が設けら
れている。この密閉部材２９はローター２０の軸方向に
沿う溝２８に嵌装され。

乙字形断面によって備わる弾性付勢力によって外周面２
７に当接することができる。

吸入口４１が開口する圧縮室３０の先端と、排気口４２
が開口する通路３４の先端との間はノ・ウジング１０の
内周面３１とローター２０の外周面２７とが気密的に摺
接するようになっており、これにより吸入行程と排気行
程を完全に隔離することができる。

以下第３図〜第７図を参照して装置ｌＯの作動を説明す
る。

第３図において、ローター２０を矢印方向に回転させる
と、羽根２２（図の吸入口４１寄シの方）は、移動させ
られて吸入口４１を通過し、空気など酸化性ガス・燃料
混合気体を吸入する。羽根２２が吸入口４１に来ると、
羽根２２背面とローター２０の外周面２７どハウジング
１０の内周面３１．３２．３３との圧縮室３０の部分に
よって空間が形成される。羽根２２の移動と共にこの空
間の容積が増大し、それによって負圧が生じて混合気体
が空間（この場合は吸気室３０ａ）に、続いてレセス２
５に吸入される。後続する一方の羽根２２が吸入口４１
を通りすぎると、混合気体は該空間にトラップされたま
ま、羽根２２の前面によって圧縮され、空間は吸気室３
０ａから圧縮室３０へと転じて容積を減少させるように
なる。第５図、第６図は前記を説明する略示図である。

第３図に戻って、羽根２２によって混合気体を圧縮室３
０の末端近くまで押すと、ローター２０が回転するに従
ってレセス２５は点火室３５と連通し始め、圧縮混合気
体は点火室３５内へもトラップされ、ついには第６図の
如く完全にレセス２５と点火室３５内に充満することに
なり、そこで点火装置５０を作用させることによシ燃焼
を始めることができる。

上記において、点火室３５に到達する附近のハウジング
１０の同周面３１とローター２０の外周面２７との間は
、僅かに空隙を保つようにさせると、点火室３５と連通
した当初の圧縮室３０の気圧急変を緩和させることがで
きる。

圧縮混合気体が燃焼するとその発熱エネルギーは運動と
なってレセス２５の湾曲面２５２をレリーズ通路３４の
方向に押し、それによってローター２０にトルクを発生
させ回転させる。続く回転によりレセス２５は密閉部材
２９を通過してレリーズ通路３４と連通し、燃焼ガスは
徐々に、そして最後に排気口４２を経由して外に排気さ
れる。

ここにおいて、前記レリーズ通路３４は排気行程をスム
ーズにし、圧力の激減を緩和することができる。

同様な過程は別の羽根２２とレセス２巨によって１８０
°回転遅れて遂行される。したがって一方の羽根２２と
レセス２５が圧縮行程にあると、同時に他方の羽根２２
とレセス２５は膨張行程にあることになる。本発明の別
の実施例は、本装置のローター２０に羽根とレセスの組
合せを三組、互いにそれぞれ１２０°角間隔に配置され
てなる。この例によれば、ローターが一回転するあいだ
、三つの作動サイクルが遂行される。

第６図を参照して上記に説明されるように、燃焼室はレ
セス２５が点火室３５に連通して形成される。該点火室
３５とレセス２５が連通している期間中の任意の時間に
点火することができ、しかもその連通期間が充分に長い
ので、充分に余裕をもって点火タイミングを各サイクル
毎に容易に調整することができる。

本発明の装置によれば、レセスを多様な寸法に形成する
ことによって圧縮比を変更することができるので、各種
異る燃料に適用するようにデザインすることができる。

上記図面についての説明は、本発明を限定するものでは
なく、添付の特許請求の範囲によってのみ限定され、そ
の範囲と精神から逸脱せずに種々の変形を施すこともで
きることは論を待たない。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明の内燃機関の実施例を示す立体分解図、
第２図は該実施例の組立状態の斜視図、第３図は第２図
のｌ［［−１線に沿う断面図、第４図は第２図の■−■
線に沿う断面図、第５．６．７図はそれぞれ−サイクル
の異なる過程における羽根トレセスの位置を示す断面図
である。 １０・・・ハウジング、１２・・・カバー、１４・・・
底壁、２０・・・ローター、２２・・・羽根、２５・・
・レセス、２９・・・密閉部材、３０・・・圧縮室、３
４・・・レリーズ通路、３５・・・点火室、４１・・・
吸入口、４２・・・排気口。 特許出願人 陳　　　　　金　　遜 （外１名） 特許出願代理人 弁理士　　青　木　　　朗 弁理士　　西　舘　和　之 弁理士　　中　山　恭　介 弁理士　　山　口　昭　之 刊／　図 葛４図 等７図 ６０

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １、はぼ楕円形断面をした内孔を有するハウジングと、
   このハウジング内孔に回転可能に内蔵され、外周面に少
   くとも−の表面を凹陥させてなるレセスを形成された円
   形断面のローターと、このローターに嵌合し、先端面を
   前記ハウジングの対向内周面と気密的に当接可能な少く
   とも−の羽根とを備えるロータリー内燃機関であって、
   前記ローターは、その外周面とハウジング内孔の内周面
   とによシ、ハウジング内孔の一部に三日月形空間として
   形成され、ローターと共に回転する前記羽根によって該
   空間の容積が変化するようにしてなる圧縮室と、該圧縮
   室とほぼ対向する側に僅かに内周面の一部が拡大されて
   なる円弧状レリーズ通路とを形成するような配置に取付
   けられ、前記ハウジングには、圧縮室の先端部に開口し
   て前記混合気体を吸入するための吸入口と、前記レリー
   ズ通路の末端部に開口して燃焼ガスを排出するための排
   気口と、前記圧縮室の末端部近傍に内周面の一部を凹陥
   させてなシ、ローターの回転によってそのレセスと連通
   ずるようにさせた点火室と、該点火室内に取付けられ、
   点火室とレセスとの内部にトラップされた圧縮混合気体
   を燃焼させるべく点火するための点火装置とを備えたこ
   とを特徴とするロータリー内燃機関。 ２、前記レリーズ通路と前記点火室との間は密閉部材に
   よって気密的に隔絶されることを特徴とする特許請求の
   範囲第１項記載のロータリー内燃機関。 ３、前記密閉部材が乙字形断面をした棒材からなり、ハ
   ウシング内周面上の前記ローグーの軸心線方向に沿って
   穿設した溝に嵌装され、その上端面をローター外周面に
   当接させてなることを特徴とする特許請求の範囲第２項
   記載のロータリー内燃機関。 ４、前記羽根が二つローターの直径上に互いに対向する
   ように配置されることを特徴とする特許請求の範囲第１
   項〜第３項のいずれか１項に記載のロータリー内燃機関
   。 ５、前記レセスは、それぞれ前記羽根の近傍かつ前記ロ
   ーターの回転方向前方位置に形成されることを特徴とす
   る特許請求の範囲第１項〜第４項のいずれか１項に記載
   のロータリー内燃機関。 ６、前記各羽根がそれぞれ２個のくさび部材を互いに斜
   面と斜面とを重ね合せて矩形断面をなし前記ローターの
   軸方向にそって設置された割溝内に摺動可能に嵌合され
   、ローターが回転しているときには該部材の一方は遠心
   力の作用によって前記ハウジングの内周面に気密的に摺
   接することを特徴とする特許請求の範囲第５項記載のロ
   ータリー内燃機関。 ７、　前記レセスは、前記ローターの軸と直交する方向
   の断面が水滴状を呈し、前記羽根の外端縁を指向するチ
   ー・千一端と羽根より先行する側に湾曲面とを備えるこ
   とを特徴とする特許請求の範囲第６項起載のロータリー
   内燃機関。 ８、前記羽根が上記ローターの周囲に互いに１２０°角
   間隔をとって三つ配置されたことを特徴とする特許 れか１項に記載のロータリー内燃機関。 ９、前記レセスはそれぞれ前記各羽根の近傍かつ前記ロ
   ーターの回転方向前方位置に形成されることを特徴とす
   る特許請求の範囲第８項記載のロータリー内燃機関。