JPS5834649B2 - ロ−タリエンジン - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 本発明はロータリエンジンの改良及び同エンジンに関す
る改良に係る。

比較的少い数の運動部分及び多くの１回転当り燃焼回数
と併せて高い出力対重量比を有するロータリエンジンを
提供するのが本発明の目的である。

本発明によれば、相対向した位置を占める少なくとも１
対のステータ室とこれらのステータ室の間にある***し
た円弧状カム輪郭とが設けられた内面を有するステータ
と、前記ステータ内に装架されたロータと、前記ロータ
に設けられたそれぞれの室内にそれぞれ枢動可能に装架
され、前方圧縮面と背面とを有する複数個の推進羽根と
、それぞれ前記推進羽根の１つと結合された複数個のカ
ム従節と係合して、各推進羽根がステータ室内に入りこ
れを通過するに伴って各ステータ室の面に向けて各推進
羽根を回動させ、膨張行程中に１つの推進羽根の前方圧
縮面と先行する推進羽根の背面之の間に爆発室を構成さ
せる固定のカムとを具え、前記の***した円弧状カム輪
郭が、前記の各ステータ室内にお゛いて前記の先行推進
羽根が膨張行程の完了に向けて運動し終るまで、前記１
つの推進羽根をロータ内の対応する室内に不動に保持す
るようになっていることを特徴とするロータリーエンジ
ンが提供される。

以下、図示の実施例によって本発明を説明する。

本発明は、ステータ内に回転可能に装架されたロータに
設けられたそれぞれの室内に揺動可能に装架された複数
、例えば６個の推進羽根を有するロータリエンジンを包
含する。

そのステータは少くとも１対の対向室が設けられて、各
前記室内に於いてロークリ・エンジンサイクルの燃焼、
排気及び吸気の諸行程が行なわれる。

従って、各前記ステータ室には吸気及び排気両目が設け
られて、同吸気口はロータがステータ室内で回転するに
従って、空気が推進羽根の圧縮面へ向けてステータへか
つ隣接両射の推進羽根の間へ吹込まれるのを可能ならし
める。

このようにしてロータリエンジンへ流入せしめられた空
気はステータの内面に設けられた外方カム輪郭が各推進
羽根を内方へ揺動せしめかつロータ室内の空気を前記圧
縮面とステータの内面との間で圧縮せしめるに従って圧
縮される。

最初の推進羽根が同羽根をステータ室内へ固定カムによ
り開き始めさせる点へ近づくに従って、燃料の装入量が
（この時ステータのカム輪郭と、ロータ室前面と次続推
進羽根の圧縮面との間に圧縮されている）圧縮空気中へ
注入されて、両者の混合体は第１推進羽根が開くに従っ
て普通の圧縮／点火またはディーゼル原理によって点火
されかつ爆発が第１推進羽根の背面に燃焼即ち発勤行程
を付与する。

この配置の効果は、本発明のロータリエンジンでは各推
進羽根の前面が圧縮面となり、しかも各推進羽根の背面
が発勤行程中に起こる爆発の向けられる面となるように
、各推進羽根が圧縮行程を通過するに従って実際には先
行推進羽根に対する前記装入量を運ぶことである。

内方カム表面によって設けられる外方カム輪郭は各推進
羽根の燃料空気混合体の点火後に、先行推進羽根が同羽
根の発勤行程の完了する方へ少くとも動き終るまで、各
推進羽根の開きを遅らせるようになっている。

これは、相隣接する発勤行程が起らず、燃料空気混合体
の点火及びそれに続く爆発がロータを中心として対称に
起こる事実の故に逆戻作用がロータによって経験されな
い点で本発明のロータリエンジンの相当な利点になる。

本発明の一実施例では二つのステータ室が設けられてス
テータ周囲に相対向して位置せしめられ、かつ６個の推
進羽根がロータ周囲に揺動可能に装架されて、各推進羽
根がロータリエンジンの２サイクルを１回転毎に完了し
てエンジンに各回転毎に１２回ずつ発勤行程を行なわせ
るようになっている。

然し、エンジンの所要の設計及び出力特性に応じて適当
な如何なる数の対向対のステータ室でも適当な如何なる
数の対称に相互てられた推進羽根とでも共に設けられる
ことができる。

次に添付図面を、かつ特に第１図を参照すれば、ロータ
リエンジンがステータ１及び同ステータ内にあって軸１
５に装架されたロータ２を有して、断面を略図で示され
ている。

ステータ１は１対の対向室３を有し、各室３は両個別セ
グメント４及び５に分割され、これらのセグメントは共
通生保を有しているけれども間車中心を偏せられている
。

両セグメント４及び５を連接している平らな表面の各側
には吸気ロア及び排気口６がそれぞれ設けられて、吸気
ロアは送風機（第５図参照）へ連結され、また排気口６
は何れかの既知方式で排気マニホルド（図示せず）と連
接されている。

ステータ１の内面には室３の各々の間にカム輪郭３も設
けられて、即ち形成されている。

ロータ２には、同ロータにある室１０の中に装架された
複数の推進羽根９が設けられており、推進羽根９はガジ
ヨンピン２３によって室１０の中に揺動可能に装架され
ており、同ガジヨンピンにはステータ１の各側にそれぞ
れ装着された１対の端板のうちの一方の端板に装架され
た固定カム１４に衝接し、かつロータの半径方向スロッ
トを通って延びているカム従節１３と係合する揺動アー
ム１２が装着されている。

カム１４の輪隔に従って動くカム従節１３は、ロータ２
、がステータ１の中で回転するに従って、推進羽根９を
外方に各ステータ室３の中へ揺動せしめ、またステータ
１の内表面のカム輪郭８は（以下に更に詳しく説明され
るように）推進羽根９をロータ２の室１０の内方に揺動
せしめる。

ステータ周囲の適当な点には、燃料噴射口１６が設けら
れており、同日は燃料が推進羽根の圧縮前面１７と、同
羽根の所属ロータ室１０の前面との間に形成される室内
の圧縮空気中へ、先行推進羽根が室３へ開き始める以前
の約１０’に亘って噴射されるように位置せしめられて
いる。

この１０°に亘る燃料噴射は先行推進羽根の開くに従っ
て全出力が同羽根に加えられるのを可能ならしめ、それ
がエンジンサイクルの燃焼即ち発勤行程である。

推進羽根が室３に沿って排気口６の方へもつと大きい角
度まで揺動するに従ってもっと大きい表面面積が同羽根
の背面１８の背後の爆発装入量に露出される。

記号Ｘを付せられている如き推進羽根が排気口６を通過
するに従って、燃焼ガスは排気マニホルドへ放出され、
記号Ｗを付せられた次の推進羽根が背後に進んで同羽根
の発勤行程の際に開いて推進羽根Ｘの背後のガスの排出
を完全にする。

カム輪郭８は、記号Ｗを付せられている如き推進羽根が
、記号Ｘを付せられている如き先行推進羽根の発勤行程
の完了点及び排出行程の開始点の何れかの側の約１０°
内で開き始めるのを可能ならしめるようになっている。

推進羽根Ｘが吸気ロアを通過してしまえば、この口を通
して吹込まれる空気は排気口６を通して推進羽根、Ｘと
Ｗとの間に残存している燃焼ガスを完全に押出す排気を
起こらしめることになる。

エンジンサイクルに就いて引続き説明しかつ依然推進羽
根Ｘに就いて説明すれば、同羽根が吸気ロアへ近づくに
従って、空気が先行推進羽根Ｙと推進羽根Ｘの前面１７
との間の空気へ吹込まれて、同空気は推進羽根Ｘが室３
の周囲を進むに従ってカム輪郭８に沿って燃料噴射口１
８の方へ動く時に圧縮される（推進羽根Ｙ参照）。

この位置に於いて、かつ第１図に示されているように、
推進羽根Ｚは開き始め位置に近づきつつあるが、この推
進羽根Ｚが開き始め位置に達するよりも好ましくは約１
０’前に燃料が推進羽根、Ｙによって運ばれる圧縮空気
中へ噴射され、推進羽根Ｚが開くに従って推進羽根Ｙの
前前１７とステータ１の内面との間に担持された装入量
の全点火が生じかつ推進羽根Ｚの背面に爆発力を加えて
同羽根に発勤行程を行なわせるようになっている。

反対向きに位置せしめられた推進羽根Ｗも同時に発勤行
程を開始することなり、発勤行程の対称配置は出力軸１
５の一切の振動を実質的に減らす。

更にまた、カム輪郭８は推進羽根、例えば■を、同羽根
の先行推進羽根Ｗが同羽根の発勤行程を完了するかまた
は実質的に完了しかつ同羽根の背後の燃焼ガスを排出し
始めるまで推進羽根■を実質的に閉じられた状態に維持
するようになっている。

これもまたロータ及び出力軸１５にかかる逆戻作用を実
質的に減らし、従って振動を実質的に減らすと共にこの
エンジンの効率を高める。

次に添付図面の第２，３及び４図を特に参照すれば、ス
テータ１は相隣接するセグメント４及び５を有する１対
の室３を設けられて示されており、かつこれらの室３の
間には第１図を参照すれば円弧形カム輪郭８が設けられ
ている。

特に第４図を参照すれば、各推進羽根９は圧縮面１７を
設けられて図示されており、同羽根の周囲には前、横及
び後ろの密封部材それぞれ１９．２０及び２１を収容す
るみぞ２２が設けられている。

これらの密封部材はみぞ２２の中に滑り可能にかつ取外
し可能に位置せしめられ従って容易に取換えられるのを
必要な時には可能ならしめるようにみぞ２２の中に位置
せしめられて図示されており、これらの密封部材は好ま
しくは鋳鉄製である。

各推進羽根９は同羽根の所属室１０の中にガジヨンピン
２３によって揺動可能に装架されて図示されており、同
ガジヨンピンは推進羽根９にある軸線方向孔の中にコツ
タ４７によって装着され、同コツタは各推進羽根９の後
ろの円弧線面２６にあるそれぞれの孔の中に装着されて
いる。

各コツタ４７にはガジヨンピン２３の１対の平らな表面
４８のそれぞれに衝接す′る傾斜表面４９が設けられて
いる。

コツタ４７には傾斜表面４９が軸線方向スロットの中の
一番上にあるようにコツタ４７が回されるのを可能なら
しめるのにスロット５１が設けられている。

ナツト５０がコツタ４７の傾斜表面４９をピン２３の平
らな表面４８へ向けて引張ってコックを推進羽根９に装
着するのに、コツタ４７のねじ端部に係合している。

円弧線面２６及び爆発面１８は推進羽根９の装架されて
いる円弧形室１０の中を滑ることができるようになって
いる。

各ガジヨンピン２３のスプラインみぞを切られた端部５
２には、ねじ５３と係合するナツトによって揺動アーム
１２が装着されて、同アームはロータの頂上表面から軸
１５に隣接する内方くぼみ部分２７まで同ロータに貫通
しているそれぞれの通路５４の中に滑り可能に位置せし
められたカム従節１３と係合する。

カム従節１３は一方の端板２８に装着されたカム１４に
衝接している。

端板２８及び２９は貫通ボルト３１、適当な位置決めピ
ン３０、並びにステータ１と端板２８及び２９との衝接
面に設けられている対応孔によってステータ１に装着さ
れる。

例えばネオプレン（商標名）製の密封部材６３がカム１
４の端板２８に取付けられる部分の周囲に装着され、か
つロータ内の通路５４は同通路内をカム従節１３が自由
に滑るのを可能ならしめるのに適当な潤滑油を封入され
ている。

ロータ２が回転するに従ってカム従節１３はカム１４の
輪郭に従って動きかつそれぞれの通路５４の中で上下動
せしめられ、従って次に推進羽根９を揺動せしめる。

推進羽根９の前密封部材１９は各推進羽根９の先導縁と
ステータ１の内面との間にガス耐密密封を設ける。

周囲密封部材がロータ２の外周周囲のみぞ３４の中にも
設けられて室１０の各側にあり、同密封部材は膨張を考
慮して分割され、かつみぞ３４の中に装架された６対の
密封部材５７として設けられており、各対の密封部材５
７は波形ばね鋼部材５６によって相互てられ、かつみぞ
３４が波形ばね鋼部材６２の上にあるように装架されて
、ロータ２の外周部分とステータ１の内面との間に流体
耐密密封を設けるようになっている。

ロータ２は軸１５のスプラインみぞを切られた部分に焼
嵌めされかつ軸１５及びロータ２は各端板に位置せしめ
られた玉軸受として図示されている軸受５８によってス
テータ１の中に装架されて、軸１５の一端は以下に第５
図を参照して説明されるように、燃料噴射ポンプ及び送
風機を開端に装架されて有しかつ駆動する。

カム１４には同カムをステータ１内に位置決めするスプ
ラインみぞ部分５６が設けられ、カム１４を適所に装着
するリングナツト６４、及び密封部材６５も軸１５とカ
ム１４との間に設けられている。

ロータ２は同ロータの各端面に設けられた送風機羽根３
２を有し、またステータ１の外方縁は同ステータの周囲
表面を横ぎって、深い傾斜スロット３７及び横力向みぞ
３８を有しており、これらのスロット、みぞ及び送風機
羽根はエンジン周囲の冷却空気の流れを促進しかつ方向
流めする。

ステータ１の各個は***プラットホーム７３を有し、同
プラットホームには吸気開口６０及び排気開口５９が設
けられて、吸気兼排気マニホルドが各プラットホーム７
３に既知方式でボルト止めされている。

開口５９及び６０はステータ１を貫通し、かつそれぞれ
排気及び吸気両口それぞれ６及び７と連接している。

本発明のエンジンの運転中に、各推進羽根９の爆発面即
ち背面１８は燃料空気混合体の爆発圧力が下がるに従っ
て面積が２倍以上になる。

このことは付与されるトルクがちょうど排気点まで続く
のを可能にし、しかも排気圧力の下降するのを可能なら
しめる。

更にまた、推進羽根の先端の速度は低回転に於いて非常
に高くて、このことは推進羽根９にかかる衝撃荷重を減
らす。

推進羽根は遠心力に関しても釣合わされ、かつこのこと
は推進羽根に作用する摩耗因子を実質的に少くし、また
推進羽根の測＋（ま各推進羽根の圧縮行程の際に推進羽
根が密封位置に達するようにされる。

ロータに作用する遠心力はカム従節にかかる荷重を、カ
ム従節がロータに伴なってステータ内で回転するに従っ
て減らすことにもなる。

本発明の好適実施例では、ステータ及びロータが双方共
アルミニウム製であり、またカム、カム従節、揺動アー
ム及びガジヨンピンは総べて燃入れされた鋼製である。

次に第５図を特に参照すれば、全体を矢印４０によって
表わされた本発明のロークリエンジンは一部断面にされ
て、同エンジンの軸１５が同エンジンから外方に突出し
かつ適当な歯車装置（図示せず）によって送風機４１と
連結された状態で略図で示されている。

送風機４１は一連の羽根４３の装架された実質的に円錐
形の羽根支え４２を有し、一部断面にされて略図で示さ
れている。

エンジンを通過しかつ覆う空気はエンジン覆い６７の中
のダクト４５を通して第１段の送風機羽根４３へ、そし
てそこから、空気が次いでダクト４４を経てエンジン４
０の吸気マニホルド開口６０へそしてそこから吸気ロア
へ戻される時に第２及び第３段の羽根を通して導かれる
。

排気ダクト６８が排気開口５９を介して排気口６へ連結
されて図示されている。

軸１５には複数の燃料噴射ポンプ４６も、好ましくはス
テータの各ステータ室に対して１個ずつ装架されており
、これらの燃料噴射ポンプは普通の自動車用四サイクル
エンジンの燃料分配装置に使用されるのと同様なカム配
置によって軸１５から運転されるのが好ましい。

ポンプ４６は燃料管路６９によって燃料噴射口と連通さ
れている。

本発明は以上に、圧縮点火される内燃ロータリエンジン
に就いて特に説明されたけれども、理解されるべきは燃
料空気混合体が推進羽根及び点火プラグ、またはこの燃
料空気混合体を爆発させるのに利用されるその他の点火
装置によってステータ室へ吸込まれる即ち導入されるよ
うになっているエンジンとして容易に利用可能であるよ
うに本発明のエンジンが適用されることができることで
ある。

更に、ステータに設けられる口が適当に改変されれば、
本発明のエンジンはタービンまたはポンプとして容易に
作動するように適用されることもできる。

以上に説明されたように、カム従節は密封方式によって
潤滑され、他方では軸１５に装架されるかまたは軸１５
によって駆動される油ポンプ（図示せず）が、送風機４
１からステータ室へ吹込まれる空気流中へ、各推進羽根
を潤滑するように油を噴出させる。

添付図面に示されているエンジンでは、特に第２図を参
照すれば、カム従節１３が揺動アーム１２及び固定カム
１４に直接に衝接しているけれども、考えられるのはカ
ム従節操作がばねによって助けられることができること
である。

従って、本発明によれば、比較的少い数の運動部分を有
ししかも高い出力／重量比を有するロータリエンジンが
提供され、添付図面に示されているエンジンは二つのス
テータ室及び６個の推進羽根を有し、従ってロータの１
回転当りに１２回の発動行程を行なう。

本発明は例示の目的でかつ本発明の好適実施例に就いて
以上に説明されたけれども、理解されるべきは同実施例
が前掲特許請求の範囲によって定義された本発明の範囲
を逸脱することなしに様々に変えられても改良されても
構わないことである。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明の好適実施例によるロータリエンジンを
略図で示す断面図、第２図は本発明の好適実施例による
ロータリエンジンの一部断面にされた端面図、第３図は
第２図のロータリエンジンの一部断面にされた側面図、
第４図は本発明の好適実施例のロータリエンジンに使用
される推進羽根及びガジヨンピンの分解部品配列断面図
及び背面図、そして第５図は本発明の別の実施例による
ロータリエンジンを一部断面にして示す略図である。 １・・・・・・ステータ、２・・・・・・ロータ、３・
・・・・・ステータ室、８・・・・・・カム表面、９・
・・・・・推進羽根、１０・・・・・・ロータにある室
、１３・・・・・・カム従節、１４・・・・・・固定カ
ム。

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １ 相対向した位置を占める少なくとも１対のステータ
   室３とこれらのステータ室３の間にある***した円弧状
   カム輪郭８とが設けられた内面を有するステータ１と、 前記ステータ１内に装架されたロータ２と、前記ロータ
   ２に設けられたそれぞれの室１０内にそれぞれ枢動可能
   に装架され、前方圧縮面１７と背面１８とを有する複数
   個の推進羽根９と、それぞれ前記推進羽根９の１つと結
   合された複数個のカム従節１３と係合して、各推進羽根
   ９がステータ室３内に入りこれを通過するに伴って各ス
   テータ室３の面に向けて各推進羽根９を回動させ、膨張
   行程中に１つの推進羽根（例えばＷ）の前方圧縮面１７
   と先行する推進羽根（例えばＸ）の背面１８との間に爆
   発室を構成させる固定のカム１４とを具え、 前記の***した円弧状カム輪郭８が、前記の各ステータ
   室３内において前記の先行推進羽根Ｘが膨張行程の完了
   に向けて運動し終るまで、前記１つの推進羽根Ｗをロー
   タ２内の対応する室１０内に不動に保持するようになっ
   ていることを特徴とするロータリーエンジン。