JPS60150432A

JPS60150432A - ロ−タリ−エンジン

Info

Publication number: JPS60150432A
Application number: JP59007805A
Authority: JP
Inventors: Toshihiro Fujita; 藤田　俊宏
Original assignee: Individual
Current assignee: Individual
Priority date: 1984-01-18
Filing date: 1984-01-18
Publication date: 1985-08-08

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】本発明は自動車等のロータリーエンジンに関するもので
ある。

ピストンエンジンにおいてはピストン等の往復運動部分
の慣性により種々の障害が生じている。

そこでとわらの障害を避けるため、往復運動を排除し、
気体圧力を直接回転力に変換するようにしたバンケル式
ロータリーエンジンが既に開発され、自Ｈｉｒｌ）車用
エンジンとして実用化されている。しかるに、バンケル
式ロータリーエンジンは部品数かぐ・くて構〕青が伏雑
であり、しかもロータハウジングの内面をトロコイド曲
線面とし、ロータの周縁を外包絡線状に形成しなければ
ならない等のため、製造が容易ではなくコスト高になる
という問題がある。

このような問題を解消するため、本発明はロータの２端
のみをロータハウジングの内面に接触させるようにした
簡単な構造の２点接触式ロータリーエンジンを提供する
ものである。

以下、本発明を図示の実施例に基いて具体的に説明する
。

符号１はロータハウジングである。ロータハウジング１
内に＋＝、ロータシャフト２を回転自在に横先する。す
なわち、−例として、ロータハウジング１の左石両漏に
サイドハウジング３．３を取り伺り、各サイドハウジン
グ３．３にはそれぞれ相対応する位置に軸受け４を設り
、これらの軸受け４．４にロータシャフト２を支承させ
る。ロータシャフト２にはロータ５を該ロータシャフト
２に対し回転不１毛かつ軸方向と直角の方向に移１Ｍｂ
自在に取りイ；」ける。すなわち、−例として、ロータ
シャフト２に矩形のスライドブロック部６を設けると共
にロータ５にはロー　タシャ７ト２と直角の方向に溝７
忙穿設し、ロータシャフト２のスライドブロック部６を
ロー　タ５の溝７に摺嵌する。ロータ５は一例として図
示の如く側Ｎ図に２いＣ略。

状となす。芝目」、−例としてロータハウジング１にお
けるロー　クシャフト２のＦ方に一％Ｈした点火プラグ
、９．１ｏはサイドハウジング３又はロータハウジング
１におけるロータシャフト２の両側方にそれぞれ穿設し
た吸入孔と排気孔であって、それぞれ眩入弁１１と排気
弁１２とを備えさせる。

しかして、点火プラグ８はロータ５の回転角０（θは第
３図においてロータシャフト２の中心たる原点１３を通
る基準源１４がらの角度をいう。）が約０°と約１８０
’のとき混合ガスに点火するようになし、吸入弁］ｌは
ロータ５の回転角Ｏが約３６０°〜：＃ニア２ｏ０のと
き開となシ、排気弁１２はロータ５の回転角θが約１８
０’　〜５４０’のとき開となるようにする。

しかして、本発明においては、ロータハウジング１の内
面１５はロータシャフト２及びロータ５との関係におい
て次の如く規定される。すなわち、ロータハウジング１
の内面１５とロータシャフト２の中心１３との間の距離
ｒは、ロータシャフト２の中心１３を原点とする極座標
において、ｒ−４十ｂｆ（θンとする。但し、ａはロー
タシャツなる条件を持っＯの関数である。

上Ｈｅの如ｅ）’二ｒ（θ）の場合にＵ、ｏ−夕５の両
端１６．１７はロータ５の回転角θの如何にかかわらず
常にロータハウジングｌの内面１５に汲フ゛ることにな
る。すなわち、ロータハウジング１内は常にロータ５に
より２分割される。ロータ５はその両端１６．１’７を
ロータノ・クランク１の内面１５に摺接させた状態で滑
らかに回転し、ロータシャフト２を回転させる。

前記の式ｒ二ａ＋ｂｆ（θ）において、ｆ（θ〕を決定
した後ａ、ｂを任意に設定してよく、ａ、ｂの設定値と
ロータ５の側面形状（第２図にあられれる形状）とによ
り排気斌、圧縮比を随意に決定することができる。また
、ｆ（θ）は木ルＯであることが望プしい。すなわち’
ｔ　ｒ＝ｒ（ｅ）ニ注十し、４引、θ　であることが望
ま（−い。ｆ（θ）が夙００の場合、ロータ５の重心の
軌跡は、ロータシャフト２の中心１３からロータ５の重
心までの距離を１とすると、ヒＱニ１７々ル０　となる
。これは円の方程式であシ、ロータ５の重心は第３図の
符号１Ｂに示す点線の如き円運動をなす。

従つ“Ｃ１ロータ５はより滑らかに回転し、振動は軽減
する。上記ｍｅ　：ｌ：　ｂ　層外ｅ　をＸ７座標に直
、−１！−）２＝（亭）２　となる。なお、せばχ＞　
＋　（ｙ−２第３図における１９はｒ二ａの円である。

第４〜６図はｒ＝ａｇ石ルＯの場合における変形例を示
す。この変形例はロータをクランクに支承させるととに
よりロータの：ｉｌ　ＮＪＪ＝規制し、ロータの遠心力
によりロータの各端とロータノ・クランクの内面との間
に大きな摩擦が生ずることを防止しようとしたものであ
って、以下、前述の事例との相違点についてのみ説リド
」する。この変形例においては、ロータシャフト２を一
方のす・イドハウジング３′にのみ支承させ、ロータ５
のハ側に溝）を穿設し、ロータ５における他の片側には
中央にクランクピン穴２０を穿設し、ロータ５の泣７に
はロータシャフト２の内側端をロータ５がロータシャフ
ト２に対し回転不能かつ軸方向と直角の方向に移動自在
になるように挿入する。更に、他方のサイトノ・クラン
ク３″には前記ローター求心の軌跡円１８の中心２１（
第３図参照）に対応する位置にクランク１１＋受け２２
を設け、該クランク軸受け２２にはクランクシャフト２
３とクランクビン２４との軸間距離がロータ重心の軌跡
円１Ｂの半径（すなわち−１Ｊ）に等しくなるようにし
たクランク２５におけるクランクシャフト２３を回転自
在に挿嵌し、該クランク２５におけるクランクビン２４
をロータ５における前記クランクビン穴２０に挿入する
。

この変形例においては、ロー・夕５の中央を支承するク
ランクビン２４はロータ重心の軌跡円１８に対応する円
運動をなし、ロータ５の運動を規制する。すなわち、ロ
ータ５はロータハクランク１からの力を受けなくてもロ
ータの各端１６．１’７がロータハウジングの内面１５
に沿った運動をするようにクランク２５により規制され
る。従ってロータ５とロータノ・クランクの内面１５と
の間の摩擦が著しく減少し、ロータ５は一層円滑に回転
する。

次に、本発明の作用について説明する。ロータハウジン
グ１の内面はロータシャフト２及びロータ５との関係に
おいて前述の如く規定されるため、ロータ５はその両端
１６、ｌ’ｉ’をロータノ・クランク１の内面１５に摺
接させた状態で滑らかに回転しつつロータシャフト２に
対しその軸方向と直角の方向に慴動する（第２．４図参
照）。本発明によるロータリーエンジンの動作の行程を
第７図（１）〜（１６）に従ってｊ匪次説明ずれば次の
通りである。

（符号Ｐ、　Ｑはロータ５によυ２分割されたロータハ
ウジング１内の各作動室を示す。）（１）ロータの回転
角ｅが約０°のとき点火プラグ８によりＰ室内の混合ガ
スが点火され爆発膨張してロータ５を矢印の方向に回転駆動する。ロータ５の回転に伴ってＱ室が小さくなり、Ｑ室内のガスが圧縮される。

（２）ロータの回転角θが約４５°のときＰ室内のガス
は膨張を続け、Ｑ室内のガスは圧縮され続ける。

（３）ロータの回転角Ｏが約９０°のとき（２）と同じ
。

（４）ロータの回転角Ｏが約１３５°のとき（２）と同
じ。

（５）ロータの回転角Ｏが約１８０°のときＰ室内のガ
スの膨張が終了し、排気弁１２が開いてＰ室内のガスを排気し始める。一方、圧縮されたＱｌ内のガスは点火プラグ８により点火され爆発膨張してロータ５を矢印の方向に回転駆動する。

（６）ロータの回転角θが約２２５°のときＰ室内のガ
スはυｒ気弁１２よシ排気し続けるＯＱ室内のガスは膨
張を続ける。

（マ）ロータの回転角θが約２７０°のとき（６）と同
じ。

（８）ロータの回転角θが約３１５°のとき（６）と同
じ。

（９）ロータの回転角θが約３６００のときＰ室の排気
が終了し、吸入弁１１が開いてＰ室への混合ガスの吸入が開始される。Ｑ室内のガスは膨張を終え、従前よυ開いている排気弁１２よシ排気され始める。

（１０）ｏ−夕の回転角θが約３６０°＋４５６のときＰ室への吸入とＱ室の排気が続けられる０（１１）ロータの回転角θが約３６０°＋９００のとき（１０）と同じ。

（１２）ロータの回転角θが約３６０°＋１３５゜のと
き（１０）と同じ。

（１３）ｌ：Ｉ−夕の回転角θが約３６０’＋１８００
のときＰ％への吸入が終シ、排気弁１２が閉じてＰ室内のガスは圧縮され始める。

Ｑ室の抽気は終了シフ、従前よシ開いている吸入弁１１
よりＱ室への混合ガスの１吸入が始まる。

（１，４）ＩＪ−タの同軸角θが約３６０°＋２２５゜
のときＰ室内のガスの圧縮とＱ室へのガスの吸入が続けられる。

（１５）０−夕の回転角０が約３６０°＋　２７０’の
とき（１４）と同じ。

（１６）ロータの回転角θが約３６０°＋３］、５０の
とき（１４）と同じ。

（１６）から前記（１）に戻り、以後同様の動作が繰ヤ
返される。

以上のように、本発明のロータリーエンジンにおいては
、ロータ２回転につき２回の爆発があシ、ロータによシ
仕切られる２室Ｐ１Ｑは口＝−夕が２回転する間にそれ
ぞれ爆発−膨張一排気一吸入一圧縮の１サイクルを完了
する。

第２図において、ロータシャフト２の中心１３とロータ
５の一端１′７との間の距離Ｃが当該中心１３とロータ
の他端１６との間の距離ｄよりも小である場合、Ｐ室内
の混合ガスが爆発を起こしたときには次のような左回り
の力のモーメント（トルク）／Ｖが得られる。

一アＰｋ（ｄ′−Ｃす（ｐは気体圧力、ｈはロータの高さ）この式から、Ｃとｄとの差がわずかであっても大きなト
ルクが得られることがわかる。（但し、ここでイ（１ら
れるトルクについては、ロータフ１ウジング内壁が力え
る力は考慮に入れていない０）ちなみに、Ｃとｄとの差
はロータの回転角θが９０゜のときに最大となる。

以上説明したように、本発明のロータリーエンジンは、
従来のバンケル式ロータリーエンジンに比べ、部品数が
少なくて構造が簡単であり、しかもロータハウジングの
内面の曲線は簡単でありロータの周縁についても特定の
曲線は要求されない。

従って、本発明のロータリーエンジンは容易にかつ低コ
ストで製造でき、エンジン全体が軽量なものとなる。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明によるロータリーエンジンの分解斜視図
、第２図は同上エンジンにおいてサイドハウジングを取
り外した状態を示す側面図、第３図はロータハウジング
の内面の曲線を示すグラフ、第４図は上記エンジンの変
形例の概略を示す断面図、第５図は第４図におけるロー
タを示す断面図、第６図は第４図におけるクランクを示
す斜視図、第７図は本発明によるロータリーエンジンの
動作説明図である。１：ロータハウジング　２：ロータシャフト３．３′、
３″：サイドハウジング４：軸受け　５：ロータ６：スライドブロック部　７：溝８：点火プラグ　ｇ：吸入孔　１０：排気孔１１：吸入
弁　１２：排気弁］、　！３　：　ｒｔ−タシャフトの中心（原点）］４
二基準線　］５：ロータ／’１ウジングの内面〕６、ｌ
′７二ロータの端１８二ロー　タの重心の軌跡　１９：円２０＝クランク
ビン穴２１：ｒｆｆ−夕の重心の軌跡円の中心２２：クランク
軸受け　２３：クランクシャフト２４：クランクビン　
２５：クランクＰ、Ｑ：作動室出願人　藤　１）俊　宏第７図（８）

Claims

【特許請求の範囲】 ’ｌ、ｊＪ−一タハウ７＞ング内にロータシャフトを回
転自在に横架し、該ロータシャフトにはロータを該ロー
タシャフトに対し回転不能かつ軸方向と直角の方向（（
移動自在に取υ付け、ロータハウジング又はサイドハウ
ジングに点火プラグと吸入弁と排気弁と全備えさせ、ロ
ータハウジングの内面と１コータシヤフトの中心との間
の距離ｒはロータシャフトの中心を原点とする極座標に
おいてｒ−α＋１ｐｆ（ｅ）（但し、ａはロータシャフ
トと！ａ角点を通る基準線（１４）からの角ｊ蜆でｈｖ
、ｆ（Ｏ）はｆ（Ｑ＋１９０°）ニーｆ（０）なる条件
を持つＯの関数である）とすることを特徴とするロータ
リーエンジン。２、前記式におけるｆ（υ）は４力１．ｙ　Ｑであるこ
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
エンジン。３、前記ロータシャフトを一方のサイドハウジングにの
み支承させ、ロータの片側に溝（７）を穿設し、ロータ
における他の片側には中央にクランクピン穴（２０）を
穿設し、ロータの当該溝にはロータシャフトの内側端を
ロータがロータシャフトに対し回転不能かつ軸方向と直
角の方向に移動自在になるように挿入し、他方のサイド
ハウジングにはロータ重心の軌跡円（１日）の中心（２
１）に対応する位置にクランク軸受け（２２）を設け、
該クランク軸受けにはクランクシャフト（２３）とクラ
ンクビン（２４）との軸１Ｈ］距離が前記ロータ重心の
軌跡円の半径に等しくなるようにしたクランク（２５）
におけるクランクシャフトを回転自在に挿嵌し、該クラ
ンクにおけるクランクピンをロータにおける前記クラン
クビン穴に挿入した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エンジン。