JP5838096B2 - Rotary engine - Google Patents
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Description
本発明は、放射状に配置された複数のシリンダーがクランクシャフトを回転軸として回転するロータリーエンジンに関する。 The present invention relates to a rotary engine in which a plurality of radially arranged cylinders rotate with a crankshaft as a rotation axis.
従来、航空機などに用いられるエンジンであって、放射状に配置された複数のシリンダーを有したロータリーエンジンが知られている(特許文献1参照)。
この種のロータリーエンジンにおけるコンロッドセットは、一つのマスターコンロッドと、複数のリンクコンロッドとからなり、マスターコンロッドに各リンクコンロッドがリンクピンなどによって接続されることで構成されている。
2. Description of the Related Art Conventionally, a rotary engine having a plurality of radially arranged engines that are used in an aircraft or the like is known (see Patent Document 1).
A connecting rod set in this type of rotary engine is composed of one master connecting rod and a plurality of link connecting rods, and each link connecting rod is connected to the master connecting rod by a link pin or the like.
上述したように構成されたコンロッドセットを用いたロータリーエンジンでは、ピストンがシリンダー内を円滑に摺動せず、ひいては、クランクシャフトの回転が円滑ではないという問題がある。 In the rotary engine using the connecting rod set configured as described above, there is a problem that the piston does not slide smoothly in the cylinder, and as a result, the rotation of the crankshaft is not smooth.
そこで、本発明は、ピストンがシリンダー内を円滑に摺動可能なロータリーエンジンを提供することを目的とする。 Accordingly, an object of the present invention is to provide a rotary engine in which a piston can smoothly slide in a cylinder.
上記目的を達成するためになされた本発明は、放射状に配置された複数のシリンダーがクランクシャフトを回転軸として回転するロータリーエンジンに関する。
その本発明のロータリーエンジンは、ピストンと、クランクシャフトと、コンロッドセットとを備える。本発明のロータリーエンジンにおいては、ピストンがシリンダーそれぞれの内部を摺動し、一つのクランクシャフトが、ピストンの往復運動を回転運動へと変換する。
The present invention made to achieve the above object relates to a rotary engine in which a plurality of radially arranged cylinders rotate around a crankshaft as a rotation axis.
The rotary engine of the present invention includes a piston, a crankshaft, and a connecting rod set. In the rotary engine of the present invention, the piston slides inside each cylinder, and one crankshaft converts the reciprocating motion of the piston into a rotational motion.
さらに、コンロッドセットは、ピストンの往復運動をクランクシャフトに伝達する複数のコネクティングロッドからなり、コネクティングロッドの各々におけるクランクシャフトとの接触面は、円弧を有するように形成されている。
このコンロッドセットは、コネクティングロッドの各々を前記クランクシャフトと対面するように配置することで、前記コンロッドセット全体で形成される面であって前記クランクシャフトと接触する面における前記クランクシャフトの周方向に沿った長さは前記クランクシャフトの周方向に沿った外周よりも短く形成されている。
Further, the connecting rod set is composed of a plurality of connecting rods that transmit the reciprocating motion of the piston to the crankshaft, and the contact surface of each connecting rod with the crankshaft is formed to have an arc .
In this connecting rod set, each of the connecting rods is arranged so as to face the crankshaft, so that the connecting rod set is formed in the circumferential direction of the crankshaft on the surface formed by the entire connecting rod set and in contact with the crankshaft. The length along is formed shorter than the outer periphery along the circumferential direction of the crankshaft.
このようなロータリーエンジンによれば、ピストンの往復運動に従って、各コネクティングロッドがクランクシャフトとの接触面を摺動し順次変位する。つまり、本発明のロータリーエンジンによれば、コネクティングロッドがクランクシャフトとの接触面において、円滑に動作できる。 According to such a rotary engine, according to the reciprocating motion of the piston, each connecting rod slides on the contact surface with the crankshaft and is sequentially displaced. That is, according to the rotary engine of the present invention, the connecting rod can operate smoothly on the contact surface with the crankshaft.
この結果、本発明によれば、ピストンがシリンダー内を円滑に摺動可能なロータリーエンジンを提供できる。
さらに、本発明のロータリーエンジンにおいては、クランクシャフトに加わる摩擦を低減する軸受を備えていても良い。この場合、コネクティングロッドの各々は、軸受を介して、ピストンの往復運動をクランクシャフトに伝達しても良い(請求項2)。
As a result, according to the present invention, it is possible to provide a rotary engine in which the piston can smoothly slide in the cylinder.
Furthermore, the rotary engine of the present invention may include a bearing that reduces friction applied to the crankshaft. In this case, each of the connecting rods may transmit the reciprocating motion of the piston to the crankshaft via the bearing (claim 2).
すなわち、コネクティングロッドの各々は、軸受を介して、クランクシャフトに接触する。よって、本発明のロータリーエンジンによれば、クランクシャフトとの接触面において、コネクティングロッドは、より円滑に動作できる。 That is, each of the connecting rods contacts the crankshaft via the bearing. Therefore, according to the rotary engine of the present invention, the connecting rod can operate more smoothly on the contact surface with the crankshaft.
なお、本発明のロータリーエンジンにおいては、シリンダーを収納するクランクケースと、クランクケースを挟み込むように配置されるフロントプレート及びバックプレートと、フロントプレート及びバックプレートを挟み込むように配置されるフロントハウジング及びバックカバーとを備えていても良い。この場合、クランクケースと、フロントプレートと、バックプレートと、フロントハウジングと、バックカバーとは、外部から取り込んだ空気を、当該ロータリーエンジン内を流動させると共に、予め規定された規定位置に位置したシリンダーへと供給する流路を形成しても良い(請求項3)。 In the rotary engine of the present invention, the crankcase that houses the cylinder, the front plate and the back plate that are disposed so as to sandwich the crankcase, and the front housing and the back that are disposed so as to sandwich the front plate and the back plate. And a cover. In this case, the crankcase, the front plate, the back plate, the front housing, and the back cover cause the air taken in from the outside to flow in the rotary engine and are located at a predetermined specified position. You may form the flow path which supplies to (claim 3).
このようなロータリーエンジンによれば、外部から取り込んだ空気が流動することで、当該ロータリーエンジンの冷却効果を向上させることができる。 According to such a rotary engine, the cooling effect of the rotary engine can be improved because the air taken in from the outside flows.
以下に本発明の実施形態を図面と共に説明する。
〈ロータリーエンジンについて〉
図1に示すように、本発明が適用されたロータリーエンジン1は、外部機器に固定されたクランクシャフト50(図2参照)を中心に、シリンダー38やピストン44(図2参照)等が回転する星形エンジンである。本実施形態におけるロータリーエンジン1は、いわゆる2サイクルのレシプロエンジンである。
Embodiments of the present invention will be described below with reference to the drawings.
<About the rotary engine>
As shown in FIG. 1, in a
ここで言う外部機器には、発電機や、自動車の駆動系、航空機のプロペラなどを含む。
ロータリーエンジン1は、ハウジング10と、ハウジング10内に収納され、回転するエンジン本体30(図2,図3参照)とを備えている。
The external equipment mentioned here includes a generator, a driving system of an automobile, an aircraft propeller, and the like.
The
ハウジング10は、ロータリーエンジン1の外殻を構成するものであり、フロントハウジング12と、ハウジングカバー16と、バックカバー20とを備えている。
一方、図2,3に示すように、エンジン本体30は、一つのクランクケース32と、複数(本実施形態では、6つ)のシリンダー38A〜38Fと、複数のピストン44A〜44Fと、一つのクランクシャフト50と、複数のコネクティングロッド56A〜56Fと、一つのフロントプレート62と、一つのバックプレート68とを備え、ボールベアリング75を介して軸支されている。
The
On the other hand, as shown in FIGS. 2 and 3, the engine
ハウジングカバー16は、リング状の部材であり、当該ハウジングカバー16の外周面には、吸気行程においてシリンダー38に空気を供給する吸気ポート84と、排気行程においてシリンダー38から排気する排気ポート86とが形成されている。さらに、ハウジングカバー16には、シリンダー38内に供給された燃料に点火する周知の点火機構98などが設けられている。
The
フロントプレート62及びバックプレート68は、クランクケース32を挟み込むように配置される。さらに、フロントハウジング12及びバックカバー20は、フロントプレート62及びバックプレート68に挟み込まれたクランクケース32を挟み込むように、フロントハウジング12がフロントプレート62の外側に、バックカバー20がバックプレート68の外側に配置される。
The
これらフロントハウジング12、フロントプレート62、クランクケース32、バックプレート68、バックカバー20は、流入口80から取り込んだ空気Aiを、エンジン本体30内を流動させた後、流出口82から排出させて吸気ポート84へと流動する流路Fcを構成する。
The
フロントハウジング12は、フロントプレート62との接触面側に凹部13を有し、凹部13が流路Fcの一部として機能する。
また、フロントプレート62は、図4に示すように、円板状に形成されたプレート部63と、クランクシャフト50が挿通されるよう中空の筒状に形成された軸部64とを有している。このうち、プレート部63には、プレート部63を貫通するように穿設された複数の孔65A〜65Fを有し、この孔65が流路Fcの一部として機能する。
The
Further, as shown in FIG. 4, the
さらに、図5に示すように、クランクケース32は、中心に開口(以下、中心開口と称す)を有し、当該中心開口と同心状の円板状に形成された部材である。さらに、クランクケース32は、中心開口と外周との間を貫通する複数の孔33A〜33F(33D〜33Fは図示せず)と、一方の面から他方の面へと貫通する複数の孔34A〜34Fを有している。そして、クランクケース32の孔33A〜33Fには、それぞれ、図6,図7に示すように、略円筒状に形成されたシリンダー38が挿通される。また、クランクケース32の孔34A〜34Fは、それぞれ、流路Fcの一部として機能する。
Furthermore, as shown in FIG. 5, the
バックプレート68は、図8に示すように、中心に開口を有した円板状に形成された板部69と、板部69の一方の面から、互いに隙間を形成するように突出した複数の翼70とを備えている。本実施形態のバックプレート68における翼70は、板部69に接する端部とは反対側の端部が、クランクケース32と接触するように配置され、隣接する翼70の間の隙間が、流路Fcの一部として機能する。
As shown in FIG. 8, the
また、バックカバー20は、バックプレート68との接触面側に凹部21を有し、凹部21が流路Fcの一部として機能する。
すなわち、流入口80から取り込まれた空気Aiは、バックカバー20に設けられた凹部21、バックプレート68に設けられた翼70の間の隙間の順に通り、クランクケース32の中心開口へと流動する。そして、中心開口を通り抜けた空気Aiは、フロントプレート62に穿設された孔65、フロントハウジング12に設けられた凹部13の順に通過した後、クランクケース32に穿設された孔34を通過し、流出口82へと到達する。その流出口82から吐出された空気Aiは、吸気ポート84へと供給される。
Further, the
That is, the air Ai taken in from the
次に、ピストン44は、シリンダー38それぞれの内部を往復運動する周知の部材である。
クランクシャフト50は、ピストン44の往復運動を回転運動に変換する周知のシャフトであり、一端が固定され、他端が出力軸として機能する。
Next, the
The
このクランクシャフト50には、コネクティングロッド56を介して、ピストン44各々の往復運動が伝達される。
〈コネクティングロッドについて〉
次に、コネクティングロッド56について説明する。
A reciprocating motion of each
<About connecting rod>
Next, the connecting
本実施形態におけるコネクティングロッド56は、図9に示すように、ピストン44に接続される小端部57と、ボールベアリング78(図3参照)を介してクランクシャフト50に接続される大端部58と、小端部57と大端部58とを接続する棒部59とを備えている。小端部57は、リンクピン(図示せず)を介してピストン44に接続される。
As shown in FIG. 9, the connecting
各コネクティングロッド56の大端部58は、クランクシャフト50の周方向に沿って互いに異なる方向に延出した第一接触面60、及び第二接触面61を有している。これら第一接触面60及び第二接触面61は、クランクシャフト50と接触する面が、ボールベアリング78の外表面と係合するように曲面に形成されている。この曲面とは、周方向の断面が円弧状の面である。
The
なお、コネクティングロッド56は、各コネクティングロッド56の第一接触面60,第二接触面61が周方向に沿って咬み合うように配置した場合、クランクシャフト50と接触するコネクティングロッド56A〜56F全体(以下、コンロッドセットとも称す)での周がクランクシャフト50の周(本実施形態では、ボールベアリング78の外周)よりも短くなるように形成されている。
The connecting
このように形成されたコネクティングロッド56は、図10に示すように、それぞれの大端部58が、ボールベアリング78を介してクランクシャフト50に接するように配置される。そして、図11に示すように、コンロッドセットを構成する全コネクティングロッド56の大端部58の外周には、リング状に形成された抑止部材90が配置される。
As shown in FIG. 10, the connecting
さらに、抑止部材90の外側には、図12に示すように、ドライブシャフト92、及びシャフトベアリング94(図2参照)が設けられ、さらに、シャフトベアリング94を介して、フロントプレート62、フロントハウジング12が接続されている。
Further, as shown in FIG. 12, a
すなわち、本実施形態のロータリーエンジン1は、クランクケース32に複数のシリンダー38A〜Fが放射状に配置され、各シリンダー38内に位置するピストン44が、コネクティングロッド56を介してクランクシャフト50に接続されている。
That is, in the
次に、ロータリーエンジン1の動作について説明する。
本実施形態のロータリーエンジン1は、吸気口ポート84からシリンダー38内に供給された燃料と空気Aiとの混合気に、点火機構98を介して点火することで始動される。そして、ロータリーエンジン1は、始動すると、クランクケース32、シリンダー38A〜38Fが、一体となって回転する。
Next, the operation of the
The
このとき、ロータリーエンジン1では、流入口80から取り込まれた空気Aiが、流路Fcを流動した後に吸気ポート84へと到達し、一つのシリンダー38内へと供給される(吸気行程)。そして、ロータリーエンジン1自体が1回転してピストン44が1往復する間に、一つのシリンダー38では、吸気ポート84から取り込まれた空気Aiと燃料との混合気がピストン44によって圧縮される(圧縮工程)。そして、圧縮された混合気に、点火機構98にて点火してピストン44を押し下げ(燃焼(膨張)工程)、その後、排気ポート86から排気する(排気行程)。
[実施形態の効果]
以上説明したように、ロータリーエンジン1によれば、ピストン44の往復運動に従って、各コネクティングロッド56がクランクシャフト50との接触面を摺動し順次変位する。さらに、コネクティングロッド56の各々は、ボールベアリング78を介して、クランクシャフト50に接触している。
At this time, in the
[Effect of the embodiment]
As described above, according to the
つまり、ロータリーエンジン1によれば、コネクティングロッド56がクランクシャフト50との接触面において、円滑に動作できる。
この結果、ロータリーエンジン1によれば、ピストン44がシリンダー38内を円滑に摺動可能なロータリーエンジンを提供できる。
That is, according to the
As a result, according to the
しかも、ロータリーエンジン1によれば、外部から取り込んだ空気Aiが、エンジン本体30内を流動することで、当該ロータリーエンジン1の冷却効果を向上させることができる。
[その他の実施形態]
以上、本発明の実施形態について説明したが、本発明は上記実施形態に限定されるものではなく、本発明の要旨を逸脱しない範囲において、様々な態様にて実施することが可能である。
Moreover, according to the
[Other Embodiments]
As mentioned above, although embodiment of this invention was described, this invention is not limited to the said embodiment, In the range which does not deviate from the summary of this invention, it is possible to implement in various aspects.
例えば、上記実施形態のロータリーエンジン1は、ガソリンエンジンを想定したが、本発明が適用されるロータリーエンジンは、ガソリンエンジンに限るものではなく、ディーゼルエンジンでも良いし、その他の燃料を燃焼するエンジンでも良い。
For example, although the
さらに、上記実施形態のロータリーエンジン1では、気筒数を「6」としていたが、本発明のロータリーエンジンにおける気筒数は、これに限るものではなく、例えば、気筒数は、「6」未満でも良いし、「6」以上でも良い。
Furthermore, in the
上記実施形態のロータリーエンジン1は、2サイクルのエンジンを想定したが、本発明が適用されるロータリーエンジンは、これに限るものではなく、4サイクルエンジンでも良い。
Although the
なお、特許請求の範囲の記載における「軸受」として、上記実施形態では、ボールベアリングを想定したが、この「軸受」は、ボールベアリングに限るものではなく、例えば、ころ軸受でも良いし、針軸受でも良い。
[実施形態と特許請求の範囲との対応関係]
最後に、上記実施形態の記載と、特許請求の範囲の記載との関係を説明する。
In the above embodiment, the ball bearing is assumed as the “bearing” in the description of the claims. However, the “bearing” is not limited to the ball bearing, and may be, for example, a roller bearing or a needle bearing. But it ’s okay.
[Correspondence between Embodiment and Claims]
Finally, the relationship between the description of the above embodiment and the description of the scope of claims will be described.
上記実施形態におけるピストン44が、特許請求の範囲の記載におけるピストンに相当し、上記実施形態におけるクランクシャフト50が、特許請求の範囲の記載におけるクランクシャフトに相当し、上記実施形態におけるコネクティングロッド56が、特許請求の範囲の記載におけるコネクティングロッドに相当する。
The
さらに、上記実施形態におけるボールベアリング78が、特許請求の範囲の記載における軸受に相当し、上記実施形態におけるクランクケース32が、特許請求の範囲の記載におけるクランクケースに相当し、上記実施形態におけるフロントプレート62が、特許請求の範囲の記載におけるフロントプレートに相当し、上記実施形態におけるバックプレート68が、特許請求の範囲の記載におけるバックプレートに相当する。
Further, the
そして、上記実施形態におけるフロントハウジング12が、特許請求の範囲の記載におけるフロントハウジングに相当し、上記実施形態におけるバックカバー20が、特許請求の範囲の記載におけるバックカバーに相当する。
And the
1…ロータリーエンジン 10…ハウジング 12…フロントハウジング 13…凹部 16…ハウジングカバー 20…バックカバー 21…凹部 30…エンジン本体 32…クランクケース 33,34…孔 38…シリンダー 44…ピストン 50…クランクシャフト 56…コネクティングロッド 57…小端部 58…大端部 60…第一接触面 61…第二接触面 59…棒部 62…フロントプレート 63…プレート部 64…軸部 65…孔 68…バックプレート 69…板部 70…翼 75,78…ボールベアリング 80…流入口 82…流出口 84…吸気ポート 86…排気ポート 90…抑止部材 92…ドライブシャフト 94…シャフトベアリング
DESCRIPTION OF
Claims (3)
前記シリンダーそれぞれの内部を摺動するピストンと、
前記ピストンの往復運動を回転運動へと変換する一つのクランクシャフトと、
前記ピストンの往復運動を前記クランクシャフトに伝達する複数のコネクティングロッドからなるコンロッドセットであって、前記コネクティングロッドの各々における前記クランクシャフトとの接触面は円弧を有するように形成されたコンロッドセットと
を備え、
前記コンロッドセットは、
前記コネクティングロッドの各々を前記クランクシャフトと対面するように配置することで、前記コンロッドセット全体で形成される面であって前記クランクシャフトと接触する面における前記クランクシャフトの周方向に沿った長さは前記クランクシャフトの周方向に沿った外周よりも短い
ことを特徴とするロータリーエンジン。 A rotary engine having a plurality of radially arranged cylinders,
A piston sliding inside each of the cylinders;
One crankshaft for converting the reciprocating motion of the piston into a rotational motion;
A connecting rod set comprising a plurality of connecting rods for transmitting the reciprocating motion of the piston to the crankshaft, wherein a contact surface of each of the connecting rods with the crankshaft has an arc ;
With
The connecting rod set is
Said that each of the connecting rod is arranged so as to face the crankshaft, the length along the circumferential direction of the crankshaft in the surface in contact with said crankshaft said a plane formed by the entire connecting rod set rotary engine, characterized in that shorter than the outer circumference along the circumferential direction of the crank shaft.
を備え、
前記コネクティングロッドの各々は、
前記軸受を介して、前記ピストンの往復運動を前記クランクシャフトに伝達する
ことを特徴とする請求項1に記載のロータリーエンジン。 A bearing for reducing friction applied to the crankshaft;
Each of the connecting rods
The rotary engine according to claim 1, wherein the reciprocating motion of the piston is transmitted to the crankshaft via the bearing.
前記クランクケースを挟み込むように配置されるフロントプレート及びバックプレートと、
前記フロントプレート、及び前記バックプレートを挟み込むように配置されるフロントハウジング、及びバックカバーと
を備え、
前記クランクケースと、前記フロントプレートと、前記バックプレートと、前記フロントハウジングと、前記バックカバーとは、
外部から取り込んだ空気を、当該ロータリーエンジン内を流動させると共に、予め規定された規定位置に位置した前記シリンダーへと供給する流路を形成する
ことを特徴とする請求項1または請求項2に記載のロータリーエンジン。 A crankcase for storing the cylinder;
A front plate and a back plate arranged to sandwich the crankcase;
A front housing disposed so as to sandwich the front plate and the back plate, and a back cover,
The crankcase, the front plate, the back plate, the front housing, and the back cover are:
The flow path which supplies the air taken in from the outside to the said cylinder located in the prescription | regulation position prescribed | regulated while flowing the inside of the said rotary engine is formed. Rotary engine.
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