JP2003065063A - ロータリー機関 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 爆発力を直接回転力に変換すると共に、小型
化の図れるロータリー内燃機関を提供すること。 【解決手段】 第１のシリンダー内に回転自在に軸支さ
れたメインローターと、第１のシリンダー内に前記メイ
ンローターとの関係で空間容積を変化させつつ回転可能
に支持されたサブローターと、第１のシリンダー内の前
記容積の変化する空間に臨んで配設された点火プラグ
と、第１のシリンダー内の前記容積の変化する空間に臨
んで配設された燃料噴射プラグと、第１のシリンダーと
開閉可能な弁体を介して配設された第２のシリンダー内
にメインローターの回転軸に固着されて回転可能に支持
された第２のメインローターと、第２のシリンダー内に
前記第２のメインローターとの関係で空間容積を変化さ
せつつ回転可能に支持された第２のサブローターとを備
え、噴射した燃料を点火プラグで爆発させることにより
前記メインローターを回転させるので、小型化を図るこ
とができる。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、ロータリー内燃機
関及びロータリー蒸気機関等の往復運動を伴わないロー
タリー機関に関するものである。

【０００２】

【従来の技術】従来から種々のロータリー機関が提案さ
れている。例えば、特開平７−４２５０２号に開示され
たロータリー蒸気機関は、凹部と凸部（ベーン）を有す
る一対のローターを有すると共に、入口にバルブを設
け、入口から蒸気を供給し、凸部を有するローターを回
転させ、圧力エネルギーを回転エネルギーに変換するも
のである。

【０００３】また、特開平１１−１７３１５７号におい
て、燃焼用ローターポンプと空気圧縮用のロータリーポ
ンプを設け、燃焼室に燃料インジェクターと点火プラグ
を設け、燃焼室が高圧空気に満たされた時、燃料インジ
ェクターにより燃料を噴射し、点火プラグで着火して爆
発させ、ローターを回転させるものである。

【０００４】

【発明が解決しようとする課題】しかし、以上のように
構成された従来の特開平７−４２５０２号においては、
ローターに設けられた凸部（ベーン）が一つである。こ
のため、ローターの凹部と凸部が係合した際の導通（吹
き抜け）現象を回避するべく、バルブが必須要素であ
る。このため、バルブが破損し易いと云う欠点が存在し
た。更に、従来のロータリー蒸気機関では、ベーンの断
面形状が半円形であるために、エネルギーロスになると
云う欠点が存在した。

【０００５】また、特開平１１−１７３１５７号に開示
されたロータリーエンジンでは、ローターバルブが爆発
側に直面しており、デリケートなローターバルブでは爆
発に耐えることができなかった。この発明は上記実情に
鑑み提案されたもので、エネルギーの有効利用が図れる
と共に、耐久性に優れたロータリー機関を提供すること
を目的とする。

【０００６】

【課題を解決するための手段】上記目的を達成するため
に、請求項１に記載の発明は、第１のシリンダー内に回
転自在に軸支されたメインローターと、第１のシリンダ
ー内に前記メインローターとの関係で空間容積を変化さ
せつつ回転可能に支持されたサブローターと、前記第１
のシリンダー内の前記容積の変化する空間に臨んで配設
された点火プラグと、前記第１のシリンダー内の前記容
積の変化する空間に臨んで配設された燃料噴射プラグ
と、前記第１のシリンダーと開閉可能な弁体を介して配
設された第２のシリンダー内に前記メインローターの回
転軸に固着されて回転可能に支持された第２のメインロ
ーターと、第２のシリンダー内に前記第２のメインロー
ターとの関係で空間容積を変化させつつ回転可能に支持
された第２のサブローターとを備え、前記第２のシリン
ダーにより吸入、圧縮された流体を前記弁体を介して第
１のシリンダーの容積の変化する空間に導き、前記燃料
噴射プラグから噴射した燃料を前記点火プラグで爆発さ
せることにより前記メインローターを回転させることを
特徴としている。以上の構成により、メインローターの
一回転内に吸入、圧縮、爆発、排気の四工程を全て行う
ことができる。また、部品点数が少なく、安価に製造す
ることができる。

【０００７】また、請求項２に記載の発明は、上記した
請求項１に記載の発明の構成に加えて、前記メインロー
ターの回転軸は、フライホイールを備えたことを特徴と
している。以上の構成により、ローターの回転を均一に
することができる。

【０００８】また、請求項３に記載の発明は、上記した
請求項１または２に記載の発明の構成に加えて、前記メ
インローターとサブローターと第２のサブローターと
は、ギア比の等しいタイミングギアで互いに回転制御さ
れたことを特徴としている。以上の構成により、メイン
ローターとサブローターと第２のサブローターの回転数
を等しくすることができる。

【０００９】また、請求項４に記載の発明は、上記した
請求項１〜３に記載の発明の構成に加えて、前記メイン
ローターとサブローターとは、径の異なる部位を備え、
互いに一部で接触しつつ回転する構成であることを特徴
としている。以上の構成により、空間容積を変化させる
ことができる。

【００１０】また、請求項５に記載の発明は、シリンダ
ー内に回転可能に支持されたメインローターと、前記メ
インローターから外側に突出形成されたベーンと、前記
シリンダー内に於いて前記メインローターの一部または
ベーン及びシリンダーの内周と常に接触しつつ回転可能
に支持されたサブローターとを備え、前記シリンダーの
一部に設けられたインレットから導入される流体により
前記メインローターを回転させるよう構成したことを特
徴としている。以上の構成により、各ローターを円滑に
回転させることができる。

【００１１】また、請求項６に記載の発明は、上記した
請求項５に記載の発明の構成に加えて、前記メインロー
ターとサブローターとの径比が１：１であることを特徴
としている。以上の構成により、円滑なローターの回転
が得られる。

【００１２】また、請求項７に記載の発明は、上記した
請求項５に記載の発明の構成に加えて、前記メインロー
ターとサブローターとの径比が２：１であることを特徴
としている。以上の構成により、ローターの死点角度を
小さくすることができる。

【００１３】また、請求項８に記載の発明は、上記した
請求項５〜７に記載の発明の構成に加えて、前記インレ
ットから導入される流体は、蒸気発生装置で発生された
蒸気であることを特徴としている。以上の構成により、
装置全体をコンパクトにすることができる。

【００１４】また、請求項９に記載の発明は、上記した
請求項８に記載の発明の構成に加えて、前記インレット
から導入され蒸気は、シリンダーのアウトレットから排
出された後、熱交換器で前記蒸気発生装置へ供給する水
を加熱することを特徴としている。以上の構成により、
排出される熱の有効利用を図ることができる。

【００１５】また、請求項１０に記載の発明は、上記し
た請求項５〜９に記載の発明の構成に加えて、前記ベー
ンは、等間隔に複数形成されたことを特徴としている。
以上の構成により、圧力流体の吹き抜け（導通）を防止
することができる。

【００１６】

【発明の実施の形態】以下、一実施の形態を示す図面に
基づいて本発明を詳細に説明する。図１は、本発明に係
るロータリー内燃機関の一実施の形態を示す一部を切り
欠いた正面図、図２は、図１に示したロータリー内燃機
関の一部を切り欠いた側面図、図３は、本発明のロータ
リー内燃機関の平面図である。

【００１７】ここで、第１のシリンダー１１内に回転自
在に軸支されたメインローター１２と、第１のシリンダ
ー１１内に前記メインローター１２との関係で空間容積
を変化させつつ回転可能に支持されたサブローター１３
と、前記第１のシリンダー１１内の前記容積の変化する
空間である燃焼室１４に臨んで配設された点火プラグ１
５と、前記第１のシリンダー１１内の前記容積の変化す
る空間である燃焼室１４に臨んで配設された燃料噴射プ
ラグ１６と、前記第１のシリンダー１１と開閉可能な弁
体１７を介して配設された第２のシリンダー１８内に前
記メインローター１２の回転軸１９に固着されて回転可
能に支持された第２のメインローター２０と、第２のシ
リンダー１８内に前記第２のメインローター２０との関
係で空間容積を変化させつつ回転可能に支持された第２
のサブローター２１とを備えている。

【００１８】第１のシリンダー１１は、メインローター
１２の回転する円筒部１１ａとサブローター１３の回転
する円筒部１１ｂとが接合された形成をしており、本実
施の形態ではそれらの円筒部１１ａ、１１ｂが上下方向
に配置されている。また、第１のシリンダー１１には、
爆発工程を終了したガスを排出する排気口２２が形成さ
れている。また、第１のシリンダー１１の一部に形成さ
れた燃焼室１４には、前述の如く点火プラグ１５と燃料
噴射プラグ１６が配設されている。ここで、点火プラグ
１５には、図外の高圧発生装置で発生した高電圧がメイ
ンローター１２の回転と同期して印加される。また、燃
料噴射プラグ１６からは、メインローター１２の回転と
同期して、ガソリン、その他の燃料が供給される。

【００１９】第２のシリンダー１８は、第２のメインロ
ーター２０の回転する円筒部１８ａと第２のサブロータ
ー２１の回転する円筒部１８ｂとが接合された形成をし
ており、本実施の形態ではそれらの円筒部１８ａ、１８
ｂが水平方向に配置されている。また、第２のシリンダ
ー１８には、吸入工程において吸入する流体を吸入する
吸入口２３が形成されている。さらに、第２のシリンダ
ー１８には、一部に圧縮送気室２４が形成されており、
前述した弁体１７を介して燃焼室１４と連通している。

【００２０】図４は、図１のａ−ａ線断面に沿った説明
図であり、燃焼室１４と圧縮送気室２４と弁体１７の関
係を示すものである。ここで、弁体１７は、送気ポート
２６において、弁軸１７ａがバネ２５によって閉鎖する
方向に付勢されており、圧縮送気室２４内の流体圧がこ
のバネ２５に勝った場合に開成される。また、弁体１７
は、逆止弁となっており、燃焼室１４方向からの圧力に
よっては開成しない構成となっている。更に、送気ポー
ト２６と燃焼室１４とは、隣り合わせに配設されてお
り、送気の距離を短くしている。これは、第１のシリン
ダー１１を第２のシリンダー１８の横に並べることによ
り実現できる。圧縮された流体の圧力を保ためにも、送
気距離が短いほうが有利である。

【００２１】メインローター１２の回転軸１９の端部に
は、フライホイール２７が固定されており、回転軸１９
の回転を均一化している。また、メインローター１２と
サブローター１３と第２のサブローター２１とは、ギア
比の等しいタイミングギア２８、２９、３０で互いに噛
み合っており、夫々の回転が制御されている（図９参
照）。ここで、タイミングギア２８が矢印Ｘ方向へ回転
すると、タイミングギア２９は、矢印Ｙ方向へ回転し、
タイミングギア３０も矢印Ｚ方向へ回転する。それぞれ
のギア比が等しいので、これと連結されたメインロータ
ー１２，サブローター１３、第２のメインローター２
０、第２のサブローター２１の回転数は等しくなる。た
だし、メインローター１２とサブローター１３の回転方
向が逆方向となる。また、サブローター１３と第２のサ
ブローター２１とは、同一方向に回転する。

【００２２】図１等に示すように、メインローター１２
とサブローター１３とは、径の異なる部位である小径部
１２ａ、１３ａと大径部１２ｂ、１３ｂとを備えてお
り、互いに小径部１２ａと大径部１３ｂ及び大径部１２
ｂと小径部１３ａとが接触しつつ回転する。したがっ
て、常に一部で接触しつつ回転する構成となっている。
また、両者の噛み合い部分は、インボリュート曲線を使
用している。更に、メインローター１２とサブローター
１３の接触部分は、常に両者の径が異なることより、転
がり合いではなく摺動接触となる。

【００２３】また、第２のメインローター２０と第２の
サブローター２１も同様に、径の異なる部位である小径
部２０ａ、２１ａと大径部２０ｂ、２１ｂとを備えてお
り、互いに小径部２０ａと大径部２１ｂ及び大径部２０
ｂと小径部２１ａとが接触しつつ回転する。したがっ
て、常に一部で接触しつつ回転する構成となっている。
このため、第２のシリンダー１８内において、第２のメ
インローター２０の大径部２０ｂが圧縮送気室２４の流
体を圧縮することができる。また、両者の噛み合い部分
は、インボリュート曲線を使用している。更に、ここで
も、第２のメインローター２０と第２のサブローター２
１の接触部分は、常に両者の径が異なることより、転が
り合いではなく摺動接触となる。

【００２４】次に、以上のように構成されたロータリー
内燃機関の動作について図面に従って説明する。図７に
示す様に、第２のシリンダー１８内において、第２のメ
インローター２０によって吸入口２３から空気が吸入さ
れる。吸入された空気は、第２のメインローター２０の
大径部２０ｂによって、圧縮送気室２４内で圧縮され
る。圧縮送気室２４は、弁体１７によって閉成されてい
るが、圧縮圧力がバネ２５の付勢力より大きくなると、
図６（ａ）に示すように弁体１７が開成される。

【００２５】圧縮空気は、弁体１７を通って第１のシリ
ンダー１１内の燃焼室１４内に導かれ、燃料噴射プラグ
１６から燃料が供給されると共に、点火プラグ１５によ
って着火され、爆発する（図５参照）。このとき、弁体
１７はバネ２５の付勢力で戻ると共に、逆止弁となって
いるので爆風が第２のシリンダー１８側に逆流すること
もない（図５（ａ）参照）。図１０は、爆発時の第１の
シリンダー１１と第２のシリンダー１８の関係を示すも
のである。燃焼室１４内が爆発すると、第１のシリンダ
ー１１は、図中で反時計方向に回転すると共に前工程の
排気を排気口２２から行う。

【００２６】図１１は、吸入、圧縮、爆発、排気の各工
程を第１のシリンダー１１と第２のシリンダー１８を対
比しつつ説明するものである。図１１（１）は、燃焼室
１４が閉鎖された際の第１のシリンダー１１と第２のシ
リンダー１８の関係である。この状態で点火プラグ１５
を着火すると爆発が起こり、燃焼室１４内の空気が膨張
する。（２）（３）においては、爆発力によってメイン
ローター１２が回転し駆動力が得られる。同時に、第２
のシリンダー１８においては、吸入口２３から第２のメ
インローター２０の回転にともなって空気が吸入され
る。（４）において、第２のメインローター２０の回転
により、圧縮送気室２４内で空気の圧縮が開始する。

【００２７】第２のメインローター２０の回転により、
圧縮送気室２４内で空気の圧縮が更に進むと、（７）で
遂に弁体１７が開成される。一方、第１のシリンダー１
１においては、排気口２２から排気が行われる。（８）
では、更に圧縮が進み圧縮送気室２４から燃焼室１４へ
圧縮空気が注入される。以上の工程を順次くり返すこと
により、ロータリー内燃機関が回転する。

【００２８】図１２は、本発明のロータリー内燃機関の
第１のシリンダー１１におけるメインローター１２とサ
ブローター１３との関係を示す説明図である。ここで、
メインローター１２の小径部１２ａとサブローター１３
の大径部１３ｂ及び大径部１２ｂと小径部１３ａとが接
触するので、両者は、転動ではなく摺動接触となる。

【００２９】図１３は、本発明のロータリー内燃機関の
第２のシリンダー１８における第２のメインローター２
０と第２のサブローター２１との関係を示す説明図であ
る。ここでも、径の異なる小径部２０ａと大径部２１ｂ
及び大径部２０ｂと小径部２１ａが接触するので両者
は、転動ではなく摺動接触となる。

【００３０】また、本発明では、タイミングギア２８〜
２９は、第１のシリンダー１１及び第２のシリンダー１
８の間に配設されており、ギアの厚みの幅が圧縮送気室
２４と燃焼室１４を繋ぐ上で利用されており、弁体１７
が設置されている。

【００３１】更に、本発明では吸入と圧縮を専用のシリ
ンダーで担当するので、シリンダーの奥行きを増すこと
により、送気量や圧縮比を自由に選択でき、設計の自由
度が大きい。これは、既存のレシプロエンジンにはでき
ない。また、それぞれのメインローター１２、２０、サ
ブローター１３、２１は、大径部と小径部を有してお
り、弁の働きを兼ねている。

【００３２】また、本発明の特徴として、レシプロエン
ジンと異なり、爆発力を直接回転力に変換できる点であ
る。更に、４工程で毎回爆発があるので、形状を小型化
できると共に、高出力が得られる。また、回転軸１９が
１回転する間に、４工程が全て行われるのでエンジン出
力を向上することができる。更に、部品点数が極端に少
なく、安価に製造できる。

【００３３】図１４〜１９は、本発明に係るロータリー
内燃機関の第２の実施の形態を示すものである。図１４
は、その一部を切り欠いた正面図である。本実施の形態
では、第１のシリンダー１１と第２のシリンダー１８を
縦方向に重ねて配設したものである。本実施の形態で
は、設置場所の問題やより小さな風袋が必要な場合に効
果的である。

【００３４】本実施の形態において、第１のシリンダー
１１と第２のシリンダー１８は、並列に配設されてお
り、燃焼室３１が両シリンダーの間に配設されている。
回転軸１９には、フライホイール２７が取り付けられる
と共に、メインローター１２、第２のメインローター２
０が取り付けられている。また、第２の回転軸３２に
は、サブローター１３、第２のサブローター２１が取り
付けられると共に、タイミングギア３３によって回転軸
１９に固着されたタイミングギア３４と噛み合ってい
る。したがって、回転軸１９と第２の回転軸３２とは、
同一回転数で回転する。

【００３５】以上のように構成した場合、より小さな風
袋を得ることができる。また、ロータリー機関の設置ス
ペースを自由に設定することができる。

【００３６】図２０〜図２３は、本発明の他の実施の形
態を示すもので、図２０は、本発明に係るロータリー機
関の縦断面図、図２１は、図２０のＣ−Ｃ線断面図、図
２２は、図２１のＢ−Ｂ線断面図である。ここで、ロー
タリー機関１００は、シリンダー１０１内に回転可能に
支持されたメインローター１０２と、前記メインロータ
ー１０２から外側に突出形成されたベーン１０３と、前
記シリンダー１０１内に於いて前記メインローター１０
２の一部またはベーン１０３及びシリンダー１０１の内
周と常に接触しつつ回転可能に支持されたサブローター
１０４とを備えている。メインローター１０２とサブロ
ーター１０４の径は、等しく形成されている。また、シ
リンダー１０１には、圧力流体を供給するためのインレ
ットポート１０１ｂと排出するためのアウトレットポー
ト１０１ｃが形成されている。

【００３７】本実施の形態では、ベーン１０３は、メイ
ンローター１０２の外周に１８０度の間隔で２枚取り付
けられている。一方、サブローター１０４には、ベーン
１０３を収納可能な凹部１０５が２箇所、１８０の間隔
で形成されており、それぞれ凹部１０５とベーン１０３
とが対向するように回転する。また、シリンダー１０１
には、潤滑油圧入口１０１ａが形成されており、ここか
ら潤滑油を圧入することができる。

【００３８】メインローター１０２は、出力軸１０６に
固着されており、この出力軸１０６には、タイミングギ
ア１０７が固着されると共に、シリンダー１０１の外部
まで延設され、フライホイール１０８が固定されてい
る。また、サブローター１０４は、軸１０９に取り付け
られており、この軸１０９にはタイミングギア１１０が
固着され、タイミングギア１０７と噛み合っている。タ
イミングギア１０７と１１０とは、ギア比１：１となっ
ており、メインローター１０２とサブローター１０４
は、同一回転数で回転する。図２２に示すように、タイ
ミングギア１０７とタイミングギア１１０は、シリンダ
ー１０１に付随したギアケース１１１内に配設されてお
り、潤滑油が充填されている。

【００３９】以上の様に構成されたロータリー機関１０
０の動作を図面に従って説明する。図２０で示す状態
で、インレットポート１０１ｂから圧力流体が供給され
ても、メインローター１０２に回転力は働かない。一
方、サブローター１０４には、矢印Ｓ方向の回転力が働
く。また、メインローター１０２とサブローター１０４
とは、タイミングギアで噛み合っているので、メインロ
ーター１０２も矢印Ｔ方向へ回転する。この状態の前後
３０度は、回転力が弱まるので死点角度と規定した。こ
のように、二つのベーン１０３が垂直になる位置で回転
力の弱まる死点となるが、その前後においても回転力が
弱まるので、ここでは、死点角度とする。死点角度に接
する位置に給排気ポートを設置する。

【００４０】図２３は、本発明のロータリー機関が左回
転した際の３０度毎の位置を示す説明図である。ここ
で、メインローター１０２とサブローター１０４の径の
比は２：１であり、タイミングギアの比も２：１に設定
されている。また、サブローター１０４に形成される凹
部１０５も一箇所である。（１）において、圧力流体が
インレットポート１０１ｂから供給されると、メインロ
ーター１０２は図中で半時計方向に回転する。サブロー
ター１０４の存在により、圧力流体は直接アウトレット
ポート１０１ｃに流れることがない。一方、アウトレッ
トポート１０１ｃからは、排気が行われる。３０度ずつ
進み（３）でベーン１０３が凹部１０５に収納される。
ここにおいても、サブローター１０４の存在により、圧
力流体が直接アウトレットポート１０１ｃに流出するこ
とがない。この状態でメインローター１０２は回転力を
受けないので死点角度である。

【００４１】回転が進み、（４）においてベーン１０３
が凹部１０５から外れ、（５）では、インレットポート
１０１ｂを通過する。この状態で、メインローター１０
２は、死点から脱し回転力を受けるようになる。この状
態においても、サブローター１０４の存在により圧力流
体は、ベーン１０３を回転させるように作用し、アウト
レットポート１０１ｃから排出することがない。

【００４２】図２３（５）〜（２）までの間、メインロ
ーター１０２は、圧力流体から回転力を受け回転する。
順次この動作を繰り返し、ロータリー機関が回転する。
本実施の形態では、サブローター１０４の回転数は、メ
インローター１０２の倍となり、１つの凹部１０５で２
枚のベーン１０３と噛み合う。本実施の形態では、サブ
ローター１０４の径が小さく、死点角度を小さくするこ
とができる。したがって、運転効率の向上を図ることが
できる。また、高速回転に適している。

【００４３】図２４は、本発明のロータリー機関のベー
ンが１枚の場合を示す説明図である。本実施の形態にお
いて、メインローター１０２のベーン１０３が１枚であ
るので、図２４で示す位置でインレットポート１０１ｂ
とアウトレットポート１０１ｃの間で導通が生じ、吹き
抜けが発生する。また、死点角度は７２度である。しか
し、導通するのは、一回転中の１／１０〜１／２０の角
度であり、例えばローターが毎分１０００回転している
場合、導通によりロスする時間は１分間に０．３６秒
で、０．６％のロスである。

【００４４】図２５は、本発明のロータリー機関のベー
ンが２枚の場合を示す説明図である。本実施の形態にお
いて、ベーン１０３は、２枚でサブローター１０４に形
成される凹部１０５も２箇所である。本実施の形態で
は、導通の発生がなく、効率よくロータリー機関を運転
することができる。

【００４５】図２６は、本発明のロータリー機関のベー
ンが３枚の場合を示す説明図である。本実施の形態にお
いて、ベーン１０３は、３枚でサブローター１０４に形
成される凹部１０５も３箇所である。本実施の形態で
は、導通の発生がなく、効率よくロータリー機関を運転
することができる。

【００４６】図２７は、本発明のロータリー機関のベー
ンが４枚の場合を示す説明図である。本実施の形態にお
いて、ベーン１０３は、４枚でサブローター１０４に形
成される凹部１０５も４箇所である。本実施の形態で
は、導通の発生がなく、効率よくロータリー機関を運転
することができる。しかし、ベーン１０３が４枚でる
と、死点角度が７２×４＝２８８度となり効率が低下す
る。ただし、簡易な構造であり、低速回転でも充分なト
ルクを得ることができるため、用途によっては充分使用
に耐える。

【００４７】図２８は、本発明のロータリー機関のベー
ンが２枚でメインローターとサブローターとの径比が
２：１の場合を示す説明図である。メインローター１０
２とサブローター１０４の径比は、種々に変更すること
ができる。本実施の形態の場合、死点角度が小さくなる
と云う利点がある。一方、シリンダー幅が狭くなる。

【００４８】図２９は、本発明のロータリー機関のベー
ンが１枚でサブローターが２個の場合を示す説明図であ
る。本実施の形態では、メインローター１０２が１個に
対して、サブローター１０４が２個、ベーン１０３が１
枚でサブローター１０４に形成される凹部１０５も１箇
所である。ここで、インレットポート１０１ｂとアウト
レットポート１０１ｃの導通が生じる。

【００４９】図３０は、本発明のロータリー機関のベー
ンが２枚でサブローターが２個の場合を示す説明図であ
る。本実施の形態では、メインローター１０２が１個に
対して、サブローター１０４が２個、ベーン１０３が２
枚でサブローター１０４に形成される凹部１０５が２箇
所である。ここで、インレットポート１０１ｂとアウト
レットポート１０１ｃの導通が生じる。

【００５０】図３１は、同ロータリー機関のベーンが３
枚でサブローターが２個の場合を示す説明図である。本
実施の形態では、メインローター１０２が１個に対し
て、サブローター１０４が２個、ベーン１０３が３枚で
サブローター１０４に形成される凹部１０５が３箇所で
ある。ここで、インレットポート１０１ｂとアウトレッ
トポート１０１ｃの導通が生じる。

【００５１】図３２は、本発明に係るロータリー機関を
二気筒とし発電機と接続した場合を示す要部断面図であ
る。本実施の形態では、シリンダー１０１を並列に二気
筒配設したものである。２個のシリンダー１０１を貫い
て出力軸１５０が軸受１５１を介して回転自在に取り付
けられている。出力自在１５０には、２個のメインロー
ター１０２とタイミングギア１０７とフライホイール１
０８及びカップリング１５２を介して発電機１５３が接
続されている。２個のメインローター１０２は、それぞ
れ９０度位相がずれた状態で取り付けられている。ま
た、軸１５４には、２個のサブローター１０４がそれぞ
れ９０度位相がずれた状態で取り付けられている。更
に、タイミングギア１０７とタイミングギア１１０は、
ギア比が等しく構成されており、互いに歯合している。

【００５２】図３３は、図３２のＡ−Ａ線断面図、図３
４は、図３２のＢ−Ｂ線断面図である。図からも明らか
なように隣に配設した２個のメインローター１０２は、
互いに９０度位相がずれているので、死点を補い円滑な
回転出力が得られる。本実施の形態では、２気筒の場合
について説明したが、３以上の気筒とすれば、死点を補
いより円滑な出力が得られる。低速回転での用途によっ
ては、六気筒や八気筒にすれば、１００ｒｐｍ程度の低
速回転でも円滑な回転を得ることができる。

【００５３】図３５は、本発明に係るロータリー機関を
蒸気発生装置、冷却室と接続した場合の断面図、図３６
は、図３５のＢ−Ｂ線断面図、図３７は、図３５のＣ−
Ｃ線断面図、図３８は、図３５の側面図である。本実施
の形態において、メインローター１０２とサブローター
１０４は、水平方向に配設されており、インレットポー
ト１０１ｂに蒸気発生室１５５と連通されている。蒸気
発生室１５５には、加熱手段１５６と水噴射ポンプ１５
７が取り付けられている。水噴射ポンプ１５７から噴射
用水が供給され、蒸気が発生する。また、水噴射ポンプ
１５７から噴射される供給水は、一次冷却室１５８にて
熱交換がなされて加熱される。アウトレットポート１０
１ｃは、一次冷却室１５８と接続されており、熱交換器
１５９によって冷却された後、二次冷却室１６０へと接
続されている。熱交換器１５９では、冷却水１６１がア
ウトレットポート１０１ｃからの高温流体を冷却し、暖
められた冷却水の一部は、水噴射ポンプ１５７から蒸気
発生室１５５内へ噴射される。

【００５４】以上のように構成した場合、簡易な構造で
あって低速回転においても必要なトルクを得ることがで
きる。また、高速回転を可能である。インレットポート
側を高温高圧とし、アウトレットポート側を低温低圧と
すれば、より高い効率の仕事をすることができる。更
に、従来のタービンエンジンのように高速回転を歯車で
減速する必要もなく、簡易な構造とすることができ、当
初から必要とされる回転数とトルクを得られる。

【００５５】

【発明の効果】この発明は上記した構成からなるので、
以下に説明するような効果を奏することができる。請求
項１に記載の発明では、第１のシリンダー内に回転自在
に軸支されたメインローターと、第１のシリンダー内に
前記メインローターとの関係で空間容積を変化させつつ
回転可能に支持されたサブローターと、前記第１のシリ
ンダー内の前記容積の変化する空間に臨んで配設された
点火プラグと、前記第１のシリンダー内の前記容積の変
化する空間に臨んで配設された燃料噴射プラグと、前記
第１のシリンダーと開閉可能な弁体を介して配設された
第２のシリンダー内に前記メインローターの回転軸に固
着されて回転可能に支持された第２のメインローター
と、第２のシリンダー内に前記第２のメインローターと
の関係で空間容積を変化させつつ回転可能に支持された
第２のサブローターとを備え、前記第２のシリンダーに
より吸入、圧縮された流体を前記弁体を介して第１のシ
リンダーの容積の変化する空間に導き、前記燃料噴射プ
ラグから噴射した燃料を前記点火プラグで爆発させるこ
とにより前記メインローターを回転させるので、メイン
ローターの一回転内に吸入、圧縮、爆発、排気の四工程
を全て行うことができる。また、部品点数が少なく、安
価に製造することができる。

【００５６】また、請求項２に記載の発明では、上記し
た請求項１に記載の発明の構成に加えて、前記メインロ
ーターの回転軸は、フライホイールを備えた回転軸の回
転変動を少なくすることができる。

【００５７】また、請求項３に記載の発明では、上記し
た請求項１または２に記載の発明の構成に加えて、前記
メインローターとサブローターと第２のサブローターと
は、ギア比の等しいタイミングギアで互いに回転制御さ
れたので、メインローターとサブローターと第２のサブ
ローターの回転数を等しくすることができる。

【００５８】また、請求項４に記載の発明では、上記し
た請求項１〜３に記載の発明の構成に加えて、前記メイ
ンローターとサブローターとは、径の異なる部位を備
え、互いに一部で接触しつつ回転するので、空間容積を
変化させることができる。

【００５９】また、請求項５に記載の発明では、シリン
ダー内に回転可能に支持されたメインローターと、前記
メインローターから外側に突出形成されたベーンと、前
記シリンダー内に於いて前記メインローターの一部また
はベーン及びシリンダーの内周と常に接触しつつ回転可
能に支持されたサブローターとを備え、前記シリンダー
の一部に設けられたインレットから導入される流体によ
り前記メインローターを回転させるよう構成したので、
各ローターを円滑に回転させることができる。

【００６０】また、請求項６に記載の発明では、上記し
た請求項５に記載の発明の構成に加えて、前記メインロ
ーターとサブローターとの径比が１：１であるので、メ
インローターとサブローターとを円滑に回転することが
できる。

【００６１】また、請求項７に記載の発明では、上記し
た請求項５に記載の発明の構成に加えて、前記メインロ
ーターとサブローターとの径比が２：１であるので、ロ
ーターの死点角度を小さくすることができる。

【００６２】また、請求項８に記載の発明では、上記し
た請求項５〜７に記載の発明の構成に加えて、前記イン
レットから導入される流体は、蒸気発生装置で発生され
た蒸気であるので、装置全体をコンパクトにすることが
できる。

【００６３】また、請求項９に記載の発明では、上記し
た請求項８に記載の発明の構成に加えて、前記インレッ
トから導入され蒸気は、シリンダーのアウトレットから
排出された後、熱交換器で前記蒸気発生装置へ供給する
水を加熱するので、排出された熱の有効利用を図ること
ができる。

【００６４】また、請求項１０に記載の発明では、上記
した請求項５〜９に記載の発明の構成に加えて、前記ベ
ーンは、等間隔に複数形成されたので、圧力流体の吹き
抜け（導通）を防止することができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】図１は、本発明に係るロータリー内燃機関の一
実施の形態を示す一部を切り欠いた正面図である。

【図２】図２は、図１に示したロータリー内燃機関の一
部を切り欠いた側面図である。

【図３】図３は、同ロータリー内燃機関の平面図であ
る。

【図４】図４は、図１のａ−ａ線断面に沿った説明図で
ある。

【図５】図５は、弁体と第１のシリンダーとの関係を示
す説明図である。

【図６】図６は、弁体と第２のシリンダーとの関係を示
す説明図である。

【図７】図７は、圧縮送気室と第２のシリンダーにおけ
る第２のメインローターとの関係を示す説明図である。

【図８】図８は、燃焼室と第１のシリンダーにおけるメ
インローターとの関係を示す説明図である。

【図９】図９は、本発明におけるタイミングギアの配置
を示す正面図である。

【図１０】図１０は、本発明におけるロータリー内燃機
関の工程示す説明図である。

【図１１】図１１は、本発明におけるロータリー内燃機
関の各工程示す説明図である。

【図１２】図１２は、同ロータリー内燃機関の第１のシ
リンダーにおけるメインローターとサブローターとの関
係を示す説明図である。

【図１３】図１３は、同ロータリー内燃機関の第２のシ
リンダーにおける第２のメインローターと第２のサブロ
ーターとの関係を示す説明図である。

【図１４】図１４は、本発明に係るロータリー内燃機関
の第２の実施の形態を示す一部を切り欠いた正面図であ
る。

【図１５】図１５は、図１４に示すロータリー内燃機関
の左側面図である。

【図１６】図１６は、図１４に示すロータリー内燃機関
の右側面図である。

【図１７】図１７は、図１４に示すロータリー内燃機関
の平面図である。

【図１８】図１８は、図１４に示すロータリー内燃機関
の横断面図である。

【図１９】図１９は、図１４に示すロータリー内燃機関
の縦断面図である。

【図２０】図２０は、本発明に係るロータリー機関の縦
断面図である。

【図２１】図２１は、図２０のＣ−Ｃ線断面図である。

【図２２】図２２は、図２１のＢ−Ｂ線断面図である。

【図２３】図２３は、同ロータリー機関が左回転した際
の３０度毎の位置を示す説明図である。

【図２４】図２４は、同ロータリー機関のベーンが１枚
の場合を示す説明図である。

【図２５】図２５は、同ロータリー機関のベーンが２枚
の場合を示す説明図である。

【図２６】図２６は、同ロータリー機関のベーンが３枚
の場合を示す説明図である。

【図２７】図２７は、同ロータリー機関のベーンが４枚
の場合を示す説明図である。

【図２８】図２８は、同ロータリー機関のベーンが２枚
でメインローターとサブローターとの径比が２：１の場
合を示す説明図である。

【図２９】図２９は、同ロータリー機関のベーンが１枚
でサブローターが２個の場合を示す説明図である。

【図３０】図３０は、同ロータリー機関のベーンが２枚
でサブローターが２個の場合を示す説明図である。

【図３１】図３１は、同ロータリー機関のベーンが３枚
でサブローターが２個の場合を示す説明図である。

【図３２】図３２は、本発明に係るロータリー機関を二
気筒とし発電機と接続した場合を示す要部断面図であ
る。

【図３３】図３３は、図３２のＡ−Ａ線断面図である。

【図３４】図３４は、図３２のＢ−Ｂ線断面図である。

【図３５】図３５は、本発明に係るロータリー機関を蒸
気発生装置、冷却室と接続した場合の断面図である。

【図３６】図３６は、図３５のＢ−Ｂ線断面図である。

【図３７】図３７は、図３５のＣ−Ｃ線断面図である。

【図３８】図３８は、図３５の側面図である。

【符号の説明】

１０ ロータリー内燃機関 １１ 第１のシリンダー １２ メインローター １３ サブローター １４ 燃焼室 １５ 点火プラグ １６ 燃料噴射プラグ １７ 弁体 １７ａ 弁軸 １８ 第２のシリンダー １９ 回転軸 ２０ 第２のメインローター ２１ 第２のサブローター ２２ 排気口 ２３ 吸入口 ２４ 圧縮送気室 ２５ バネ ２６ 送気ポート ２７ フライホイール ２８ タイミングギア ２９ タイミングギア ３０ タイミングギア ３１ 燃焼室 ３２ 第２の回転軸 ３３、３４ タイミングギア １００ ロータリー機関 １０１ シリンダー １０１ａ 潤滑油圧入口 １０１ｂ インレットポート １０１ｃ アウトレットポート １０２ メインローター １０３ ベーン １０４ サブローター １０５ 凹部 １０６ 出力軸 １０７ タイミングギア １０８ フライホイール １０９ 軸 １１０ タイミングギア １１１ ギアケース １５０ 出力軸 １５１ 軸受 １５２ カップリング １５３ 発電機 １５４ 軸 １５５ 蒸気発生室 １５６ 加熱手段 １５７ 水噴射ポンプ １５８ 一次冷却室 １５９ 熱交換器 １６０ 二次冷却室 １６１ 冷却水

Claims (10)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 第１のシリンダー内に回転自在に軸支さ
   れたメインローターと、第１のシリンダー内に前記メイ
   ンローターとの関係で空間容積を変化させつつ回転可能
   に支持されたサブローターと、前記第１のシリンダー内
   の前記容積の変化する空間に臨んで配設された点火プラ
   グと、前記第１のシリンダー内の前記容積の変化する空
   間に臨んで配設された燃料噴射プラグと、前記第１のシ
   リンダーと開閉可能な弁体を介して配設された第２のシ
   リンダー内に前記メインローターの回転軸に固着されて
   回転可能に支持された第２のメインローターと、第２の
   シリンダー内に前記第２のメインローターとの関係で空
   間容積を変化させつつ回転可能に支持された第２のサブ
   ローターとを備え、 前記第２のシリンダーにより吸入、圧縮された流体を前
   記弁体を介して第１のシリンダーの容積の変化する空間
   に導き、前記燃料噴射プラグから噴射した燃料を前記点
   火プラグで爆発させることにより前記メインローターを
   回転させることを特徴とするロータリー内燃機関。
2. 【請求項２】 前記メインローターの回転軸は、フライ
   ホイールを備えたことを特徴とする請求項１に記載のロ
   ータリー内燃機関。
3. 【請求項３】 前記メインローターとサブローターと第
   ２のサブローターとは、ギア比の等しいタイミングギア
   で互いに回転制御されたことを特徴とする請求項１また
   は２に記載のロータリー内燃機関。
4. 【請求項４】 前記メインローターとサブローターと
   は、径の異なる部位を備え、互いに一部で接触しつつ回
   転する構成であることを特徴とする請求項１〜３の何れ
   か１に記載のロータリー内燃機関。
5. 【請求項５】 シリンダー内に回転可能に支持されたメ
   インローターと、前記メインローターから外側に突出形
   成されたベーンと、前記シリンダー内に於いて前記メイ
   ンローターの一部またはベーン及びシリンダーの内周と
   常に接触しつつ回転可能に支持されたサブローターとを
   備え、前記シリンダーの一部に設けられたインレットか
   ら導入される流体により前記メインローターを回転させ
   るよう構成したことを特徴とするロータリー機関。
6. 【請求項６】 前記メインローターとサブローターとの
   径比が１：１であることを特徴とする請求項５に記載の
   ロータリー機関。
7. 【請求項７】 前記メインローターとサブローターとの
   径比が２：１であることを特徴とする請求項５に記載の
   ロータリー機関。
8. 【請求項８】 前記インレットから導入される流体は、
   蒸気発生装置で発生された蒸気であることを特徴とする
   請求項５〜７の何れか１に記載のロータリー機関。
9. 【請求項９】 前記インレットから導入され蒸気は、シ
   リンダーのアウトレットから排出された後、熱交換器で
   前記蒸気発生装置へ供給する水を加熱することを特徴と
   する請求項８に記載のロータリー機関。
10. 【請求項１０】 前記ベーンは、等間隔に複数形成され
    たことを特徴とする請求項５〜９の何れか１に記載のロ
    ータリー機関。