JP2007205325A - Housing structure of rotary engine - Google Patents
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Abstract
Description
本発明は、ロータリーエンジンのハウジング構造に関するものである。 The present invention relates to a housing structure of a rotary engine.
従来から、2節3葉トロコイド状の内周面を有するロータハウジング内を略三角形状のロータが遊星回転運動するロータリーエンジンが知られている。特許文献1には、簡単な構造で高出力を得ることができる、いわゆる2ローター式のロータリーエンジンが示されている。
2. Description of the Related Art Conventionally, there is known a rotary engine in which a substantially triangular rotor rotates in a planetary manner within a rotor housing having a two-node, three-leaf trochoidal inner peripheral surface.
ところで、ロータリーエンジンの高出力化をさらに図るため、ロータとロータハウジングとで区画される作動室からガスが洩れないよう、そのシール性を向上させることが考えられる。そして、ガスを洩らさないためのシールの1つとして、ロータの3頂点部にそれぞれ配設されるアペックスシールがある。
ここで、様々なシュミレーションや実験などを行った結果、圧縮上死点近傍の爆発行程では、作動室を区画するロータの1辺(1面)に燃焼圧などが作用し、これにより、エキセントリックシャフトが撓んで、ロータが吸排気側(つまり、点火プラグとは反対側)に変位する、すなわち、ロータがロータハウジングのトロコイド内周面から遠ざかることが分かった。 Here, as a result of various simulations and experiments, in the explosion stroke near the compression top dead center, combustion pressure acts on one side (one surface) of the rotor that divides the working chamber, and thereby the eccentric shaft And the rotor is displaced to the intake / exhaust side (that is, the side opposite to the spark plug), that is, the rotor moves away from the inner surface of the rotor housing trochoid.
このように、ロータがトロコイド内周面から遠ざかると、本来、アペックスシールがトロコイド内周面に追従すべくロータのシール溝から径方向外側に飛び出すが、燃焼圧が最も大きくなる圧縮上死点近傍では、アペックスシールがその燃焼圧によってシール溝のトレーリング側の側面に強く押し付けられて動けなくなるものと考えられる。このため、ガスがロータの頂点部から洩れてしまうと思われる。 In this way, when the rotor moves away from the inner surface of the trochoid, the apex seal will essentially protrude radially outward from the rotor seal groove to follow the inner surface of the trochoid, but near the compression top dead center where the combustion pressure is greatest In this case, it is considered that the apex seal is strongly pressed against the trailing side surface of the seal groove by the combustion pressure and cannot move. For this reason, it is thought that gas leaks from the top of the rotor.
この問題を解決するため、シール溝に設けられた、アペックスシールを径方向外側に向かって押し出すスプリングのばね荷重を大きくすることが考えられる。この場合、アペックスシールがロータの回転中に亘ってトロコイド内周面に強く押し付けられ、その摺動抵抗が高くなってしまう。 In order to solve this problem, it is conceivable to increase the spring load of the spring provided in the seal groove for pushing the apex seal radially outward. In this case, the apex seal is strongly pressed against the inner peripheral surface of the trochoid during the rotation of the rotor, and the sliding resistance is increased.
そこで、本発明者たちは、上記問題を解決するため、ロータハウジングの内周面を改良した。 Therefore, the present inventors improved the inner peripheral surface of the rotor housing in order to solve the above problem.
本発明は、かかる点に鑑みてなされたものであり、その目的とするところは、シール性を向上させるロータリーエンジンのハウジング構造を提供することにある。 This invention is made | formed in view of this point, The place made into the objective is to provide the housing structure of the rotary engine which improves a sealing performance.
第1の発明は、略2節3葉トロコイド状の内周面を有するロータハウジング内を、3頂点部にアペックスシールがそれぞれ配設された略三角形状のロータが遊星回転運動するロータリーエンジンのハウジング構造であって、上記ロータハウジングの内周面は、トロコイド短軸よりも吸気側において、圧縮上死点近傍における作動室を区画するロータの2頂点部のうちトレーリング側の頂点部と対向する部分よりもトレーリング側の部分が、仮想の基準トロコイドよりも外側に膨らんでいる一方、該トレーリング側の頂点部と対向する部分よりもリーディング側の部分が、上記仮想の基準トロコイドよりも内側に窪んでいることを特徴とするものである。 A first aspect of the present invention is a rotary engine housing in which a substantially triangular rotor having apex seals arranged at three apex portions is rotated in a planetary manner in a rotor housing having a substantially two-node, three-leaf trochoidal inner peripheral surface. The inner peripheral surface of the rotor housing is opposed to the trailing apex of the two apexes of the rotor that defines the working chamber in the vicinity of the compression top dead center on the intake side of the trochoid minor axis. The part on the trailing side of the part swells outward from the virtual reference trochoid, while the part on the leading side of the part facing the apex on the trailing side is inside the virtual reference trochoid It is characterized by being recessed.
これにより、ロータハウジングの内周面は、トロコイド短軸よりも吸気側において、圧縮上死点近傍における作動室を区画するロータの2頂点部のうちトレーリング側の頂点部と対向する部分よりもリーディング側の部分が、仮想の基準トロコイドよりも内側に窪んでいるので、その窪んだ部分が、これを摺動するアペックスシールに近付く。そのため、その窪んだ部分によって、これを摺動するアペックスシールに径方向内側向きの荷重が作用する。したがって、圧縮上死点近傍において、燃焼圧などによってロータが吸排気側に変位しても、アペックスシールはその窪んだ部分を確実に摺動する。 Thereby, the inner peripheral surface of the rotor housing is closer to the intake side than the trochoidal minor axis than the portion facing the trailing apex of the two apexes of the rotor that divides the working chamber in the vicinity of the compression top dead center. Since the leading portion is recessed inward from the virtual reference trochoid, the recessed portion approaches the apex seal that slides on the leading portion. Therefore, a radially inward load acts on the apex seal that slides on the recessed portion. Therefore, even if the rotor is displaced to the intake / exhaust side near the compression top dead center due to combustion pressure or the like, the apex seal surely slides in the recessed portion.
また、ロータハウジングの内周面は、トロコイド短軸よりも吸気側において、圧縮上死点近傍における作動室を区画するロータの2頂点部のうちトレーリング側の頂点部と対向する部分よりもトレーリング側の部分が、仮想の基準トロコイドよりも外側に膨らんでいるが、その膨らんだ部分を摺動するアペックスシールに作用する遠心力が比較的大きいので、アペックスシールはその膨らんだ部分を確実に摺動する。 Further, the inner peripheral surface of the rotor housing is closer to the intake side than the trochoid minor axis than the portion of the two apexes of the rotor that divides the working chamber in the vicinity of the compression top dead center, that is opposed to the apex on the trailing side. The ring-side part bulges outside the virtual reference trochoid, but the apex seal ensures that the bulged part is relatively strong because the centrifugal force acting on the apex seal sliding on the bulged part is relatively large. Slide.
以上から、シール性を向上させることができる。 From the above, the sealing performance can be improved.
第2の発明は、略2節3葉トロコイド状の内周面を有するロータハウジング内を、3頂点部にアペックスシールがそれぞれ配設された略三角形状のロータが遊星回転運動するロータリーエンジンのハウジング構造であって、上記ロータハウジングの内周面は、トロコイド短軸よりも排気側において、圧縮上死点近傍における作動室を区画するロータの2頂点部のうちリーディング側の頂点部と対向する部分よりもトレーリング側の部分が、仮想の基準トロコイドよりも外側に膨らんでいる一方、該リーディング側の頂点部と対向する部分よりもリーディング側の部分が、上記仮想の基準トロコイドよりも内側に窪んでいることを特徴とするものである。 According to a second aspect of the present invention, there is provided a rotary engine housing in which a substantially triangular rotor having apex seals arranged at the three apex portions rotates in a planetary manner in a rotor housing having a substantially two-node, three-leaf trochoidal inner peripheral surface. The inner peripheral surface of the rotor housing is a portion facing the leading apex of the two apexes of the rotor that defines the working chamber in the vicinity of the compression top dead center on the exhaust side of the trochoidal minor axis The trailing side portion is bulging outward from the virtual reference trochoid, while the leading side portion is recessed inward from the virtual reference trochoid. It is characterized by
これにより、ロータハウジングの内周面は、トロコイド短軸よりも排気側において、圧縮上死点近傍における作動室を区画するロータの2頂点部のうちリーディング側の頂点部と対向する部分よりもリーディング側の部分が、仮想の基準トロコイドよりも内側に窪んでいるので、その窪んだ部分が、これを摺動するアペックスシールに近付く。そのため、その窪んだ部分によって、これを摺動するアペックスシールに径方向内側向きの荷重が作用する。したがって、圧縮上死点近傍において、燃焼圧などによってロータが吸排気側に変位しても、アペックスシールはその窪んだ部分を確実に摺動する。 As a result, the inner peripheral surface of the rotor housing is more leading than the portion facing the apex on the leading side of the two apexes of the rotor that divides the working chamber in the vicinity of the compression top dead center on the exhaust side of the trochoid minor axis. Since the side portion is recessed inward from the virtual reference trochoid, the recessed portion approaches an apex seal that slides on the recessed portion. Therefore, a radially inward load acts on the apex seal that slides on the recessed portion. Therefore, even if the rotor is displaced to the intake / exhaust side near the compression top dead center due to combustion pressure or the like, the apex seal surely slides in the recessed portion.
また、ロータハウジングの内周面は、トロコイド短軸よりも排気側において、圧縮上死点近傍における作動室を区画するロータの2頂点部のうちリーディング側の頂点部と対向する部分よりもトレーリング側の部分が、仮想の基準トロコイドよりも外側に膨らんでいるが、その膨らんだ部分を摺動するアペックスシールに作用する遠心力が比較的大きいので、アペックスシールはその膨らんだ部分を確実に摺動する。 Further, the inner peripheral surface of the rotor housing is more trailing than the portion of the two apexes of the rotor that divides the working chamber in the vicinity of the compression top dead center on the exhaust side of the trochoid minor axis, the portion facing the apex on the leading side. The side part swells outward from the virtual reference trochoid, but the apex seal reliably slides the swelled part because the centrifugal force acting on the apex seal sliding on the swelled part is relatively large. Move.
以上から、シール性を向上させることができる。 From the above, the sealing performance can be improved.
第3の発明は、略2節3葉トロコイド状の内周面を有するロータハウジング内を、3頂点部にアペックスシールがそれぞれ配設された略三角形状のロータが遊星回転運動するロータリーエンジンのハウジング構造であって、上記ロータハウジングの内周面は、トロコイド短軸よりも吸気側において、圧縮上死点近傍における作動室を区画するロータの2頂点部のうちトレーリング側の頂点部と対向する部分よりもトレーリング側の部分が、仮想の基準トロコイドよりも外側に膨らんでいる一方、該トレーリング側の頂点部と対向する部分よりもリーディング側の部分が、上記仮想の基準トロコイドよりも内側に窪んでいて、トロコイド短軸よりも排気側において、圧縮上死点近傍における作動室を区画するロータの2頂点部のうちリーディング側の頂点部と対向する部分よりもトレーリング側の部分が、上記仮想の基準トロコイドよりも外側に膨らんでいる一方、該リーディング側の頂点部と対向する部分よりもリーディング側の部分が、上記仮想の基準トロコイドよりも内側に窪んでいることを特徴とするものである。 According to a third aspect of the present invention, there is provided a rotary engine housing in which a substantially triangular rotor having apex seals arranged at the three apex portions is rotated in a planetary manner in a rotor housing having a substantially two-node, three-leaf trochoidal inner peripheral surface. The inner peripheral surface of the rotor housing is opposed to the trailing apex of the two apexes of the rotor that defines the working chamber in the vicinity of the compression top dead center on the intake side of the trochoid minor axis. The part on the trailing side of the part swells outward from the virtual reference trochoid, while the part on the leading side of the part facing the apex on the trailing side is inside the virtual reference trochoid Of the two apexes of the rotor that divides the working chamber in the vicinity of the compression top dead center on the exhaust side of the trochoidal minor axis. The portion on the trailing side of the portion facing the apex on the side swells outside the virtual reference trochoid, while the portion on the leading side than the portion facing the apex on the leading side It is characterized by being recessed inward from the virtual reference trochoid.
これにより、ロータハウジングの内周面は、トロコイド短軸よりも吸気側において、圧縮上死点近傍における作動室を区画するロータの2頂点部のうちトレーリング側の頂点部と対向する部分よりもリーディング側の部分が、仮想の基準トロコイドよりも内側に窪んでいるので、その窪んだ部分が、これを摺動するアペックスシールに近付く。そのため、その窪んだ部分によって、これを摺動するアペックスシールに径方向内側向きの荷重が作用する。したがって、圧縮上死点近傍において、燃焼圧などによってロータが吸排気側に変位しても、アペックスシールはその窪んだ部分を確実に摺動する。 Thereby, the inner peripheral surface of the rotor housing is closer to the intake side than the trochoidal minor axis than the portion facing the trailing apex of the two apexes of the rotor that divides the working chamber in the vicinity of the compression top dead center. Since the leading portion is recessed inward from the virtual reference trochoid, the recessed portion approaches the apex seal that slides on the leading portion. Therefore, a radially inward load acts on the apex seal that slides on the recessed portion. Therefore, even if the rotor is displaced to the intake / exhaust side near the compression top dead center due to combustion pressure or the like, the apex seal surely slides in the recessed portion.
また、ロータハウジングの内周面は、トロコイド短軸よりも吸気側において、圧縮上死点近傍における作動室を区画するロータの2頂点部のうちトレーリング側の頂点部と対向する部分よりもトレーリング側の部分が、仮想の基準トロコイドよりも外側に膨らんでいるが、その膨らんだ部分を摺動するアペックスシールに作用する遠心力が比較的大きいので、アペックスシールはその膨らんだ部分を確実に摺動する。 Further, the inner peripheral surface of the rotor housing is closer to the intake side than the trochoid minor axis than the portion of the two apexes of the rotor that divides the working chamber in the vicinity of the compression top dead center, that is opposed to the apex on the trailing side. The ring-side part bulges outside the virtual reference trochoid, but the apex seal ensures that the bulged part is relatively strong because the centrifugal force acting on the apex seal sliding on the bulged part is relatively large. Slide.
一方、ロータハウジングの内周面は、トロコイド短軸よりも排気側において、圧縮上死点近傍における作動室を区画するロータの2頂点部のうちリーディング側の頂点部と対向する部分よりもリーディング側の部分が、仮想の基準トロコイドよりも内側に窪んでいるので、その窪んだ部分が、これを摺動するアペックスシールに近付く。そのため、その窪んだ部分によって、これを摺動するアペックスシールに径方向内側向きの荷重が作用する。したがって、圧縮上死点近傍において、燃焼圧などによってロータが吸排気側に変位しても、アペックスシールはその窪んだ部分を確実に摺動する。 On the other hand, the inner circumferential surface of the rotor housing is on the exhaust side of the trochoid minor axis, and on the leading side of the two apexes of the rotor that defines the working chamber in the vicinity of the compression top dead center. Since this portion is recessed inward from the virtual reference trochoid, the recessed portion approaches the apex seal that slides on this portion. Therefore, a radially inward load acts on the apex seal that slides on the recessed portion. Therefore, even if the rotor is displaced to the intake / exhaust side near the compression top dead center due to combustion pressure or the like, the apex seal surely slides in the recessed portion.
また、ロータハウジングの内周面は、トロコイド短軸よりも排気側において、圧縮上死点近傍における作動室を区画するロータの2頂点部のうちリーディング側の頂点部と対向する部分よりもトレーリング側の部分が、仮想の基準トロコイドよりも外側に膨らんでいるが、その膨らんだ部分を摺動するアペックスシールに作用する遠心力が比較的大きいので、アペックスシールはその膨らんだ部分を確実に摺動する。 Further, the inner peripheral surface of the rotor housing is more trailing than the portion of the two apexes of the rotor that divides the working chamber in the vicinity of the compression top dead center on the exhaust side of the trochoid minor axis, the portion facing the apex on the leading side. The side part swells outward from the virtual reference trochoid, but the apex seal reliably slides the swelled part because the centrifugal force acting on the apex seal sliding on the swelled part is relatively large. Move.
以上から、シール性を向上させることができる。 From the above, the sealing performance can be improved.
本発明によれば、ロータハウジングの内周面は、トロコイド短軸よりも吸気側において、圧縮上死点近傍における作動室を区画するロータの2頂点部のうちトレーリング側の頂点部と対向する部分よりもリーディング側の部分が、仮想の基準トロコイドよりも内側に窪んでいるので、その窪んだ部分が、これを摺動するアペックスシールに近付く。そのため、圧縮上死点近傍において、燃焼圧などによってロータが吸排気側に変位しても、アペックスシールはその窪んだ部分を確実に摺動する。また、ロータハウジングの内周面は、トロコイド短軸よりも吸気側において、圧縮上死点近傍における作動室を区画するロータの2頂点部のうちトレーリング側の頂点部と対向する部分よりもトレーリング側の部分が、仮想の基準トロコイドよりも外側に膨らんでいるが、その膨らんだ部分を摺動するアペックスシールに作用する遠心力が比較的大きいので、アペックスシールはその膨らんだ部分を確実に摺動する。以上から、シール性を向上させることができ、ロータリーエンジンの高出力化を図ることができる。 According to the present invention, the inner peripheral surface of the rotor housing faces the apex on the trailing side of the two apexes of the rotor that defines the working chamber in the vicinity of the compression top dead center on the intake side of the trochoid minor axis. Since the portion on the leading side with respect to the portion is recessed inward from the virtual reference trochoid, the recessed portion approaches the apex seal that slides on the portion. Therefore, even if the rotor is displaced to the intake / exhaust side near the compression top dead center due to combustion pressure or the like, the apex seal surely slides in the recessed portion. Further, the inner peripheral surface of the rotor housing is closer to the intake side than the trochoid minor axis than the portion of the two apexes of the rotor that divides the working chamber in the vicinity of the compression top dead center, that is opposed to the apex on the trailing side. The ring-side part bulges outside the virtual reference trochoid, but the apex seal ensures that the bulged part is relatively strong because the centrifugal force acting on the apex seal sliding on the bulged part is relatively large. Slide. As described above, the sealing performance can be improved, and the output of the rotary engine can be increased.
別の発明によれば、これにより、ロータハウジングの内周面は、トロコイド短軸よりも排気側において、圧縮上死点近傍における作動室を区画するロータの2頂点部のうちリーディング側の頂点部と対向する部分よりもリーディング側の部分が、仮想の基準トロコイドよりも内側に窪んでいるので、その窪んだ部分によって、これを摺動するアペックスシールに径方向内側向きの荷重が作用する。そのため、圧縮上死点近傍において、燃焼圧などによってロータが吸排気側に変位しても、アペックスシールはその窪んだ部分を確実に摺動する。また、ロータハウジングの内周面は、トロコイド短軸よりも排気側において、圧縮上死点近傍における作動室を区画するロータの2頂点部のうちリーディング側の頂点部と対向する部分よりもトレーリング側の部分が、仮想の基準トロコイドよりも外側に膨らんでいるが、その膨らんだ部分を摺動するアペックスシールに作用する遠心力が比較的大きいので、アペックスシールはその膨らんだ部分を確実に摺動する。以上から、シール性を向上させることができ、ロータリーエンジンの高出力化を図ることができる。 According to another invention, this allows the inner peripheral surface of the rotor housing to be on the leading side of the two apexes of the rotor that defines the working chamber in the vicinity of the compression top dead center on the exhaust side of the trochoid minor axis. Since the portion on the leading side with respect to the portion opposed to is recessed inside the virtual reference trochoid, the radially inward load acts on the apex seal that slides on the recessed portion. Therefore, even if the rotor is displaced to the intake / exhaust side near the compression top dead center due to combustion pressure or the like, the apex seal surely slides in the recessed portion. Further, the inner peripheral surface of the rotor housing is more trailing than the portion of the two apexes of the rotor that divides the working chamber in the vicinity of the compression top dead center on the exhaust side of the trochoid minor axis, the portion facing the apex on the leading side. The side part swells outward from the virtual reference trochoid, but the apex seal reliably slides the swelled part because the centrifugal force acting on the apex seal sliding on the swelled part is relatively large. Move. As described above, the sealing performance can be improved, and the output of the rotary engine can be increased.
さらに別の発明によれば、ロータハウジングの内周面は、トロコイド短軸よりも吸気側において、圧縮上死点近傍における作動室を区画するロータの2頂点部のうちトレーリング側の頂点部と対向する部分よりもリーディング側の部分が、仮想の基準トロコイドよりも内側に窪んでいるので、その窪んだ部分によって、これを摺動するアペックスシールに径方向内側向きの荷重が作用する。そのため、圧縮上死点近傍において、燃焼圧などによってロータが吸排気側に変位しても、アペックスシールはその窪んだ部分を確実に摺動する。また、ロータハウジングの内周面は、トロコイド短軸よりも吸気側において、圧縮上死点近傍における作動室を区画するロータの2頂点部のうちトレーリング側の頂点部と対向する部分よりもトレーリング側の部分が、仮想の基準トロコイドよりも外側に膨らんでいるが、その膨らんだ部分を摺動するアペックスシールに作用する遠心力が比較的大きいので、アペックスシールはその膨らんだ部分を確実に摺動する。一方、ロータハウジングの内周面は、トロコイド短軸よりも排気側において、圧縮上死点近傍における作動室を区画するロータの2頂点部のうちリーディング側の頂点部と対向する部分よりもリーディング側の部分が、仮想の基準トロコイドよりも内側に窪んでいるので、その窪んだ部分によって、これを摺動するアペックスシールに径方向内側向きの荷重が作用する。そのため、圧縮上死点近傍において、燃焼圧などによってロータが吸排気側に変位しても、アペックスシールはその窪んだ部分を確実に摺動する。また、ロータハウジングの内周面は、トロコイド短軸よりも排気側において、圧縮上死点近傍における作動室を区画するロータの2頂点部のうちリーディング側の頂点部と対向する部分よりもトレーリング側の部分が、仮想の基準トロコイドよりも外側に膨らんでいるが、その膨らんだ部分を摺動するアペックスシールに作用する遠心力が比較的大きいので、アペックスシールはその膨らんだ部分を確実に摺動する。以上から、シール性を向上させることができ、ロータリーエンジンの高出力化を図ることができる。 According to yet another invention, the inner peripheral surface of the rotor housing has an apex on the trailing side of the two apexes of the rotor that divides the working chamber in the vicinity of the compression top dead center on the intake side of the trochoid minor axis. Since the portion on the leading side with respect to the opposing portion is recessed inward of the virtual reference trochoid, a load inward in the radial direction acts on the apex seal that slides on the recessed portion. Therefore, even if the rotor is displaced to the intake / exhaust side near the compression top dead center due to combustion pressure or the like, the apex seal surely slides in the recessed portion. Further, the inner peripheral surface of the rotor housing is closer to the intake side than the trochoid minor axis than the portion of the two apexes of the rotor that divides the working chamber in the vicinity of the compression top dead center, that is opposed to the apex on the trailing side. The ring-side part bulges outside the virtual reference trochoid, but the apex seal ensures that the bulged part is relatively strong because the centrifugal force acting on the apex seal sliding on the bulged part is relatively large. Slide. On the other hand, the inner circumferential surface of the rotor housing is on the exhaust side of the trochoid minor axis, and on the leading side of the two apexes of the rotor that defines the working chamber in the vicinity of the compression top dead center. This portion is recessed inward of the virtual reference trochoid, so that a radially inward load acts on the apex seal that slides on the recessed portion. Therefore, even if the rotor is displaced to the intake / exhaust side near the compression top dead center due to combustion pressure or the like, the apex seal surely slides in the recessed portion. Further, the inner peripheral surface of the rotor housing is more trailing than the portion of the two apexes of the rotor that divides the working chamber in the vicinity of the compression top dead center on the exhaust side of the trochoid minor axis, the portion facing the apex on the leading side. The side part swells outward from the virtual reference trochoid, but the apex seal reliably slides the swelled part because the centrifugal force acting on the apex seal sliding on the swelled part is relatively large. Move. As described above, the sealing performance can be improved, and the output of the rotary engine can be increased.
以下、本発明の実施形態を図面に基づいて詳細に説明する。 Hereinafter, embodiments of the present invention will be described in detail with reference to the drawings.
(実施形態1)
図1は、ロータリーエンジンの概略側面図であり、図2は、サイドハウジングが取り外された状態のロータリーエンジンの正面図であり、図3は、ロータの頂点部付近の拡大図であり、図4は、ロータハウジングの内周面の概略図である。
(Embodiment 1)
1 is a schematic side view of the rotary engine, FIG. 2 is a front view of the rotary engine with the side housing removed, and FIG. 3 is an enlarged view of the vicinity of the top of the rotor. FIG. 3 is a schematic view of an inner peripheral surface of a rotor housing.
本発明の実施形態に係るロータリーエンジン1は、いわゆる2ロータ式のものである。図1及び図2に示すように、ロータリーエンジン1は、フロントロータハウジング10と、リアロータハウジング30と、これらの両ハウジング10,30の間に設けられたインタミディエイトハウジング40と、フロントロータハウジング10の正面側及びリアロータハウジング30の背面側にそれぞれ配設されたサイドハウジング50とを備えている。以下、主にフロントロータハウジング10について説明するが、リアロータハウジング30もフロントロータハウジング10とほぼ同様の構成である。なお、以下の説明では、ロータ12の回転が進む方向(図2では時計回り方向)をリーディング側といい、その反対方向(図2では反時計回り方向)をトレーディング側という。
The
図2に示すように、ロータハウジング10は、略2節3葉トロコイド状の内周面11を有している(この詳細については後述する)。ロータハウジング10内には、3つの頂点を有する略三角形状のロータ12が収容されている。ロータ12は、ロータハウジング10内を遊星回転運動するようになっている。
As shown in FIG. 2, the
ロータ12の周囲には、ロータハウジング10との間に3つの作動室13が形成されている。すなわち、これらの作動室13は、ロータ12の1辺(1面)がそれぞれロータハウジング10との間に作っている空間である。各作動室13は、ロータ12が1回転する間に吸気、圧縮、爆発、排気の4行程を順に行うようになっている。これにより、エキセントリックシャフト(偏心軸)14が、ロータ12が1回転する間に3回転する。各作動室13は、吸気工程中は吸気ポート15に通じ、排気工程中は排気ポート16に通じるようになっている。
Three working
ロータハウジング10には、トレーディング側及びリーディング側点火プラグ17,18が配設されている。トレーディング側点火プラグ17は、トロコイド短軸Xよりもトレーディング側に位置し、リーディング側点火プラグ18は、トロコイド短軸Xよりもリーディング側に位置している(図4を参照)。
The
図2及び図3に示すように、ロータ12の各頂点部には、アペックスシール19が設けられている。各アペックスシール19は、ロータ12の厚み方向に延びていて、その厚さとほぼ同じ長さを持つ細長い部材である。各アペックスシール19は、ロータ12の各頂点部に設けられたシール溝20にスプリング21を介して埋め込まれている。このスプリング21は、アペックスシール19を径方向外側に向かって押し出している。そして、各アペックスシール19は、ロータ12の回転時は、遠心力によってロータハウジング10の内周面11に押し付けられ、その内周面11を摺動する(つまり、接触しながら移動する)ようになっている。これにより、ロータ12の各頂点部とロータハウジング10の内周面11との間が封止される。また、各アペックスシール19は、燃焼圧が最も大きくなる圧縮上死点近傍では、シール溝20のトレーリング側の側面に押し付けられる(図3を参照)。
As shown in FIGS. 2 and 3, apex seals 19 are provided at the apexes of the
ここで、図4を参照しながら、ロータハウジング10の内周面について、仮想の基準トロコイドVと比較しながら説明する。この基準トロコイドVは、本実施形態に係るロータハウジング10の内周面とほぼ同じ所定の大きさの、純粋なトロコイドである。ロータハウジング10の内周面11は、トロコイド短軸Xよりも吸気側(吸気ポート15(図2を参照)及びトレーディング側点火プラグ17側。図4では上側)において、圧縮上死点近傍における作動室13(図4では、3つの作動室13のうち最も右側の作動室13)を区画(形成)するロータ12の1辺に含まれる2頂点部12a,12bのうちトレーリング側の頂点部12aと対向(対応)する部分11aよりもトレーリング側(吸気側)の部分11bが、仮想の基準トロコイドVよりも僅かに外側に膨らんでいる一方、そのトレーリング側の頂点部12aと対向する部分11aよりもリーディング側(トレーディング側点火プラグ17側)の部分11cが、仮想の基準トロコイドVよりも僅かに内側に窪んでいる。その膨らんだ部分11bは、そのトレーリング側の頂点部12aと対向する部分11aから、トロコイド長軸Yよりもトレーリング側の部分まで延びている一方、その窪んだ部分11cは、そのトレーリング側の頂点部12aと対向する部分11aからトロコイド短軸Xまで延びている。上記膨らんだ部分11bは、中央部が仮想の基準トロコイドVとの距離が最も大きく、両端部に行くに従って仮想の基準トロコイドVとの距離が小さくなる。上記窪んだ部分11cは、リーディング側に行くに従って基準トロコイドとの距離が大きくなる。
Here, the inner peripheral surface of the
また、ロータハウジング10の内周面11は、トロコイド短軸Xよりも排気側(排気ポート16(図2を参照)及びリーディング側点火プラグ18側。図4では下側)において、圧縮上死点近傍における作動室13を仕切るロータ12の1辺に含まれる2頂点部12a,12bのうちリーディング側の頂点部12bと対向する部分11dよりもトレーリング側(リーディング側点火プラグ18側)の部分11eが、仮想の基準トロコイドVよりも僅かに外側に膨らんでいる一方、そのリーディング側の頂点部12bと対向する部分11dよりもリーディング側(排気側)の部分11fが、仮想の基準トロコイドVよりも僅かに内側に窪んでいる。その膨らんだ部分11eは、そのリーディング側の頂点部12bと対向する部分11dから、トロコイド短軸Xよりも僅かにリーディング側の部分まで延びている一方、その窪んだ部分11fは、そのリーディング側の頂点部12bと対向する部分11dから、トロコイド短軸Xよりもリーディング側の部分まで延びている。上記膨らんだ部分11eは、中央部が仮想の基準トロコイドVとの距離が最も大きく、両端部に行くに従って仮想の基準トロコイドVとの距離が小さくなる。上記窪んだ部分11cは、中央部が仮想の基準トロコイドVとの距離が最も大きく、両端部に行くに従って仮想の基準トロコイドVとの距離が小さくなる。
Further, the inner
さらに、ロータハウジング10の内周面11は、トロコイド短軸Xよりも排気側において、上記膨らんだ部分11eよりもトレーリング側の部分11gが、仮想の基準トロコイドVよりも僅かに窪んでいる。その窪んだ部分11gは、リーディング側に行くに従って仮想の基準トロコイドVとの距離が小さくなる。そして、上記窪んだ部分11gは、上記窪んだ部分11cと連続している。
Further, in the inner
最後に、ロータハウジング10の内周面11の、上述した以外の部分は、仮想の基準トロコイドVとほぼ一致している。
Finally, the portions of the inner
なお、図4では、ロータハウジング10の内周面11の輪郭線(軌跡)が、仮想の基準トロコイドVよりも大きく膨出したり、大きく凹んだりしているように見えるが、これは誇張して描かれたものであり、実際には、その膨らみ量やその窪み量は、最大約0.5mmである(以下、同じ)。
In FIG. 4, the contour (trajectory) of the inner
−効果−
以上により、本実施形態によれば、ロータハウジング10の内周面11は、トロコイド短軸Xよりも吸気側において、圧縮上死点近傍における作動室13を区画するロータ12の2頂点部12a,12bのうちトレーリング側の頂点部12aと対向する部分11aよりもリーディング側の部分11cが、仮想の基準トロコイドVよりも内側に窪んでいるので、その窪んだ部分11cが、これを摺動するアペックスシール19に近付く。そのため、その窪んだ部分11cによって、これを摺動するアペックスシール19に径方向内側向きの荷重が作用する。したがって、圧縮上死点近傍において、燃焼圧などによってロータ12が吸排気側に変位しても、アペックスシール19はその窪んだ部分11cを確実に摺動する。
-Effect-
As described above, according to the present embodiment, the inner
また、ロータハウジング10の内周面11は、トロコイド短軸Xよりも吸気側において、圧縮上死点近傍における作動室13を区画するロータ12の2頂点部12a,12bのうちトレーリング側の頂点部12aと対向する部分よりもトレーリング側の部分11bが、仮想の基準トロコイドVよりも外側に膨らんでいるが、その膨らんだ部分11bを摺動するアペックスシール19に作用する遠心力が比較的大きいので、アペックスシール19はその膨らんだ部分11bを確実に摺動する。
In addition, the inner
一方、ロータハウジング10の内周面11は、トロコイド短軸Xよりも排気側において、圧縮上死点近傍における作動室13を区画するロータ12の2頂点部12a,12bのうちリーディング側の頂点部12bと対向する部分11dよりもリーディング側の部分11fが、仮想の基準トロコイドVよりも内側に窪んでいるので、その窪んだ部分11fが、これを摺動するアペックスシール19に近付く。そのため、その窪んだ部分11fによって、これを摺動するアペックスシール19に径方向内側向きの荷重が作用する。したがって、圧縮上死点近傍において、燃焼圧などによってロータ12が吸排気側に変位しても、アペックスシール19はその窪んだ部分11fを確実に摺動する。
On the other hand, the inner
また、ロータハウジング10の内周面11は、トロコイド短軸Xよりも排気側において、圧縮上死点近傍における作動室13を区画するロータ12の2頂点部12a,12bのうちリーディング側の頂点部12bと対向する部分11dよりもトレーリング側の部分11eが、仮想の基準トロコイドVよりも外側に膨らんでいるが、その膨らんだ部分11eを摺動するアペックスシール19に作用する遠心力が比較的大きいので、アペックスシール19はその膨らんだ部分11eを確実に摺動する。
Further, the inner
以上から、シール性を向上させることができ、ロータリーエンジン1の高出力化を図ることができる。
As described above, the sealing performance can be improved, and the output of the
(実施形態2)
図5は、ロータハウジングの内周面の概略図である。
(Embodiment 2)
FIG. 5 is a schematic view of the inner peripheral surface of the rotor housing.
本実施形態は、実施形態1の変形例である。すなわち、図5に示すように、ロータハウジング10の内周面11は、トロコイド短軸Xよりも排気側(図5では下側)でかつトロコイド長軸Yよりも点火プラグ側(図5では右側)の部分11hが、仮想の基準トロコイドVよりも僅かに内側に窪んでいる。その窪んだ部分11hは、リーディング側に行くに従って仮想の基準トロコイドVとの距離が小さくなる。その他の点に関しては、実施形態1とほぼ同様の構成である。
The present embodiment is a modification of the first embodiment. That is, as shown in FIG. 5, the inner
−効果−
以上により、本実施形態によれば、ロータハウジング10の内周面11は、トロコイド短軸Xよりも吸気側において、圧縮上死点近傍における作動室13を区画するロータ12の2頂点部12a,12bのうちトレーリング側の頂点部12aと対向する部分11aよりもリーディング側の部分11cが、仮想の基準トロコイドVよりも内側に窪んでいるので、その窪んだ部分11cが、これを摺動するアペックスシール19に近付く。そのため、その窪んだ部分11cによって、これを摺動するアペックスシール19に径方向内側向きの荷重が作用する。したがって、圧縮上死点近傍において、燃焼圧などによってロータ12が吸排気側に変位しても、アペックスシール19はその窪んだ部分11cを確実に摺動する。
-Effect-
As described above, according to the present embodiment, the inner
また、ロータハウジング10の内周面11は、トロコイド短軸Xよりも吸気側において、圧縮上死点近傍における作動室13を区画するロータ12の2頂点部12a,12bのうちトレーリング側の頂点部12aと対向する部分よりもトレーリング側の部分11bが、仮想の基準トロコイドVよりも外側に膨らんでいるが、その膨らんだ部分11bを摺動するアペックスシール19に作用する遠心力が比較的大きいので、アペックスシール19はその膨らんだ部分11bを確実に摺動する。
In addition, the inner
以上から、シール性を向上させることができ、ロータリーエンジン1の高出力化を図ることができる。
As described above, the sealing performance can be improved, and the output of the
(実施形態3)
図6は、ロータハウジングの内周面の概略図である。
(Embodiment 3)
FIG. 6 is a schematic view of the inner peripheral surface of the rotor housing.
本実施形態は、実施形態1の変形例である。すなわち、図6に示すように、ロータハウジング10の内周面11は、トロコイド短軸Xよりも吸気側(図6では上側)でかつトロコイド長軸Yよりも点火プラグ側(図6では右側)の部分11iが、仮想の基準トロコイドVよりも僅かに内側に窪んでいる。その窪んだ部分11iは、リーディング側に行くに従って仮想の基準トロコイドVとの距離が大きくなる。その他の点に関しては、実施形態1とほぼ同様の構成である。
The present embodiment is a modification of the first embodiment. That is, as shown in FIG. 6, the inner
−効果−
以上により、本実施形態によれば、ロータハウジング10の内周面11は、トロコイド短軸Xよりも排気側において、圧縮上死点近傍における作動室13を区画するロータ12の2頂点部12a,12bのうちリーディング側の頂点部12bと対向する部分11dよりもリーディング側の部分11fが、仮想の基準トロコイドVよりも内側に窪んでいるので、その窪んだ部分11fが、これを摺動するアペックスシール19に近付く。そのため、その窪んだ部分11fによって、これを摺動するアペックスシール19に径方向内側向きの荷重が作用する。したがって、圧縮上死点近傍において、燃焼圧などによってロータ12が吸排気側に変位しても、アペックスシール19はその窪んだ部分11fを確実に摺動する。
-Effect-
As described above, according to the present embodiment, the inner
また、ロータハウジング10の内周面11は、トロコイド短軸Xよりも排気側において、圧縮上死点近傍における作動室13を区画するロータ12の2頂点部12a,12bのうちリーディング側の頂点部12bと対向する部分11dよりもトレーリング側の部分11eが、仮想の基準トロコイドVよりも外側に膨らんでいるが、その膨らんだ部分11eを摺動するアペックスシール19に作用する遠心力が比較的大きいので、アペックスシール19はその膨らんだ部分11eを確実に摺動する。
Further, the inner
以上から、シール性を向上させることができ、ロータリーエンジン1の高出力化を図ることができる。
As described above, the sealing performance can be improved, and the output of the
(実施形態4)
図7は、ロータハウジングの内周面の概略図である。
(Embodiment 4)
FIG. 7 is a schematic view of the inner peripheral surface of the rotor housing.
本実施形態は、実施形態1の変形例である。すなわち、図7に示すように、ロータハウジング10の内周面11は、トロコイド短軸Xよりも排気側(図7では下側)でかつトロコイド長軸Yよりも点火プラグ側(図7では右側)において、トロコイド短軸Xよりも僅かにリーディング側の部分からトロコイド長軸Yまでの部分11jが、仮想の基準トロコイドVよりも僅かに外側に膨らんでいる。その膨らんだ部分11jは、中央部が仮想の基準トロコイドVとの距離が最も大きく、両端部に行くに従って仮想の基準トロコイドVとの距離が小さくなる。その他の点に関しては、実施形態1とほぼ同様の構成である。
The present embodiment is a modification of the first embodiment. That is, as shown in FIG. 7, the inner
−効果−
以上により、本実施形態によれば、ロータハウジング10の内周面11は、トロコイド短軸Xよりも吸気側において、圧縮上死点近傍における作動室13を区画するロータ12の2頂点部12a,12bのうちトレーリング側の頂点部12aと対向する部分11aよりもリーディング側の部分11cが、仮想の基準トロコイドVよりも内側に窪んでいるので、その窪んだ部分11cが、これを摺動するアペックスシール19に近付く。そのため、その窪んだ部分11cによって、これを摺動するアペックスシール19に径方向内側向きの荷重が作用する。したがって、圧縮上死点近傍において、燃焼圧などによってロータ12が吸排気側に変位しても、アペックスシール19はその窪んだ部分11cを確実に摺動する。
-Effect-
As described above, according to the present embodiment, the inner
また、ロータハウジング10の内周面11は、トロコイド短軸Xよりも吸気側において、圧縮上死点近傍における作動室13を区画するロータ12の2頂点部12a,12bのうちトレーリング側の頂点部12aと対向する部分よりもトレーリング側の部分11bが、仮想の基準トロコイドVよりも外側に膨らんでいるが、その膨らんだ部分11bを摺動するアペックスシール19に作用する遠心力が比較的大きいので、アペックスシール19はその膨らんだ部分11bを確実に摺動する。
In addition, the inner
以上から、シール性を向上させることができ、ロータリーエンジン1の高出力化を図ることができる。
As described above, the sealing performance can be improved, and the output of the
本発明は、実施形態に限定されず、その精神又は主要な特徴から逸脱することなく他の色々な形で実施することができる。 The present invention is not limited to the embodiments, and can be implemented in various other forms without departing from the spirit or main features thereof.
このように、上述の実施形態はあらゆる点で単なる例示に過ぎず、限定的に解釈してはならない。本発明の範囲は請求の範囲によって示すものであって、明細書本文には何ら拘束されない。さらに、請求の範囲の均等範囲に属する変形や変更は、全て本発明の範囲内のものである。 As described above, the above-described embodiment is merely an example in all respects and should not be interpreted in a limited manner. The scope of the present invention is indicated by the claims, and is not restricted by the text of the specification. Further, all modifications and changes belonging to the equivalent scope of the claims are within the scope of the present invention.
以上説明したように、本発明にかかるロータリーエンジンのハウジング構造は、シール性を向上させる用途等に適用できる。 As described above, the housing structure of the rotary engine according to the present invention can be applied to uses for improving the sealing performance.
1 ロータリーエンジン
10 フロントロータハウジング
11 内周面
12 ロータ
13 作動室
14 エキセントリックシャフト
15 吸気ポート
16 排気ポート
17 トレーディング側点火プラグ
18 リーディング側点火プラグ
19 アペックスシール
20 シール溝
21 スプリング
30 リアロータハウジング
V 仮想の基準トロコイド
X トロコイド短軸
Y トロコイド長軸
DESCRIPTION OF
Claims (3)
上記ロータハウジングの内周面は、トロコイド短軸よりも吸気側において、圧縮上死点近傍における作動室を区画するロータの2頂点部のうちトレーリング側の頂点部と対向する部分よりもトレーリング側の部分が、仮想の基準トロコイドよりも外側に膨らんでいる一方、該トレーリング側の頂点部と対向する部分よりもリーディング側の部分が、上記仮想の基準トロコイドよりも内側に窪んでいることを特徴とするロータリーエンジンのハウジング構造。 A rotary engine housing structure in which a substantially triangular rotor in which apex seals are respectively disposed at three apex portions rotates in a planetary manner in a rotor housing having a substantially two-section, three-leaf trochoidal inner peripheral surface,
The inner peripheral surface of the rotor housing is more trailing than the portion of the two apexes of the rotor that divides the working chamber in the vicinity of the compression top dead center on the intake side of the trochoid minor axis, the portion facing the apex on the trailing side. The portion on the side swells outward from the virtual reference trochoid, while the portion on the leading side from the portion facing the apex on the trailing side is recessed inward from the virtual reference trochoid. The rotary engine housing structure.
上記ロータハウジングの内周面は、トロコイド短軸よりも排気側において、圧縮上死点近傍における作動室を区画するロータの2頂点部のうちリーディング側の頂点部と対向する部分よりもトレーリング側の部分が、仮想の基準トロコイドよりも外側に膨らんでいる一方、該リーディング側の頂点部と対向する部分よりもリーディング側の部分が、上記仮想の基準トロコイドよりも内側に窪んでいることを特徴とするロータリーエンジンのハウジング構造。 A rotary engine housing structure in which a substantially triangular rotor in which apex seals are respectively disposed at three apex portions rotates in a planetary manner in a rotor housing having a substantially two-section, three-leaf trochoidal inner peripheral surface,
The inner peripheral surface of the rotor housing is more on the exhaust side than the trochoid minor axis, more on the trailing side than the portion facing the apex on the leading side of the two apexes of the rotor that defines the working chamber in the vicinity of the compression top dead center The portion of swells outward from the virtual reference trochoid, while the portion on the reading side rather than the portion facing the apex on the leading side is recessed inward from the virtual reference trochoid The rotary engine housing structure.
上記ロータハウジングの内周面は、
トロコイド短軸よりも吸気側において、圧縮上死点近傍における作動室を区画するロータの2頂点部のうちトレーリング側の頂点部と対向する部分よりもトレーリング側の部分が、仮想の基準トロコイドよりも外側に膨らんでいる一方、該トレーリング側の頂点部と対向する部分よりもリーディング側の部分が、上記仮想の基準トロコイドよりも内側に窪んでいて、
トロコイド短軸よりも排気側において、圧縮上死点近傍における作動室を区画するロータの2頂点部のうちリーディング側の頂点部と対向する部分よりもトレーリング側の部分が、上記仮想の基準トロコイドよりも外側に膨らんでいる一方、該リーディング側の頂点部と対向する部分よりもリーディング側の部分が、上記仮想の基準トロコイドよりも内側に窪んでいることを特徴とするロータリーエンジンのハウジング構造。 A rotary engine housing structure in which a substantially triangular rotor in which apex seals are respectively disposed at three apex portions rotates in a planetary manner in a rotor housing having a substantially two-section, three-leaf trochoidal inner peripheral surface,
The inner peripheral surface of the rotor housing is
On the intake side of the trochoidal short axis, the portion on the trailing side of the two apexes of the rotor that divides the working chamber in the vicinity of the compression top dead center is the virtual reference trochoid rather than the portion facing the apex on the trailing side. While the portion on the leading side is more indented than the virtual reference trochoid, on the other hand, the portion facing the apex on the trailing side is bulging outward.
On the exhaust side of the trochoid minor axis, the portion on the trailing side of the two apexes of the rotor that divides the working chamber in the vicinity of the compression top dead center is closer to the leading apex on the leading side than the hypothetical reference trochoid A rotary engine housing structure characterized in that a portion on the leading side rather than a portion facing the leading apex on the leading side is recessed more inward than the virtual reference trochoid.
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