JP2004263682A - ピストン付きロータリーエンジン - Google Patents

Abstract

【課題】本発明は、元来レシプロエンジンよりゆっくり行われるロータリーエンジンの吸入・圧縮・爆発・排気の各作動行程に遅速の変化を与え、ロータリーエンジンの問題点である燃費の改善を計った高効率・低燃費のロータリーエンジンを提供する。
【解決手段】従来のロータリーエンジンと同様のロータ１の三辺にシリンダ２を穿設し、そこにスプリング４を内部に設けたピストン３を配置する。さらに、エキセントリックシャフト８のロータジャーナル７部に非対称パターンのカム６を設ける。該カム６の回転で該ピストン３を稼動させ、吸入・圧縮・排気の各作動行程を従来より効率的に行えるようにする。爆発行程では逆に燃焼ガスの圧力に押された該ピストン３が該カム６に回転力を与えるので、結果として該カム６と一体のエキセントリックシャフト８から動力を得ることができる。
【選択図】 図１

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、車両・船舶などのエンジンに係わり、ロータリーエンジンの吸入・圧縮・爆発・排気と行われる各作動行程が効率的に作動するようにコントロールし、更なる高出力の発生と低燃費の両立を計ったロータリーエンジンに関する。
【０００２】
【従来の技術】
ロータリーエンジンは、エキセントリックシャフトが三回転してロータが一回転する仕組みから成り、ロータの回転で行われる吸入・圧縮・爆発・排気の、すべての行程の作動速度がレシプロエンジンに比べて遅い構造である。元来ロータリーエンジンは軽量・コンパクト・シンプル・高出力・低振動など多くの長所を備えているにもかかわらず、前記の構造が燃焼効率向上の弊害となり、ロータリーエンジン由来の高燃費を敬遠される結果を招いている。実用化されて以来今日までの間、ロータリーエンジンの普及を妨げる大きな原因となっていた。
【発明が解決しようとする課題】
【０００３】
本発明は、このような従来のロータリーエンジンの問題点に鑑みてなされたもので、元来ロータリーエンジンの構造上解決することのできなかった各行程それぞれの作動速度に遅速の変化を与えることによって燃焼効率の改善を計り、高効率・低燃費のロータリーエンジンを提供することを目的としている。
【０００４】
【課題を解決するための手段】
本発明のロータリーエンジンは、エキセントリックシャフト８と一体のロータジャーナル７部に設けたカム６の非対称パターンに沿って稼動するピストン３により、以下の四行程を効果的に行う。まず、吸入行程では図５の▲２▼に示すようにピストン３は、カム６のパターンに沿ってゆっくり下がり吸気を促す。次に、圧縮行程では図５の▲６▼に示すようにピストン３は下がったまま圧縮されるので、圧縮抵抗が少ない状態で行われる。圧縮行程終了直前に該ピストン３は、カム６のパターンに沿って急速に上がり、図６の▲７▼に示すように燃焼室は高温・高圧縮状態となり少ない燃料での爆発が可能となる。さらに、爆発行程では図７の▲９▼に示すようにピストン３は燃焼ガスの圧力を失わないようにカム６のパターンに沿ってゆっくり下がりながら該カム６に回転力を与えるので、結果として該カムと一体のエキセントリックシャフト８に動力を伝える。最後に、排気行程では図６の▲１２▼に示すようにピストン３は下がったまま排気行程を行い、排気が終わる直前に該ピストン３は、カム６のパターンに沿って急速に上がり、図４の▲１４▼に示すように排気を効率よく排出して終了することからなる。
【０００５】
このように構成された本発明のロータリーエンジンは、非対称パターンのカム６に沿って稼動するピストン３によって、吸入・圧縮・排気の各行程を効果的に補助する。爆発行程では逆に、該ピストン３は燃焼ガスの圧力に押されて該カム６に回転力を与え、結果として該カム６を設けたロータジャーナル７と一体のエキセントリックシャフト８に動力を伝えるので、本来ロータ１の回転によって得られる動力と共に大きな出力を得ることができる。
【０００６】
【発明の実施の形態】
以下、本発明のロータリーエンジンの実施の形態を添付した図面を参照して説明する。
【０００７】
図１に示すように、本発明のロータリーエンジンは、従来のロータリーエンジンと同様のロータ１にシリンダ２を穿設し、該シリンダ内にピストン３を配置する。該ピストンを稼動させる非対称パターンのカム６をエキセントリックシャフト８と一体のロータジャーナル７部に設ける。
【０００８】
前記ピストン３が、前記カム６のパターンに沿って稼動するように、制御用スプリング４をピストン３の内部に配置する。
【０００９】
【実施例】
以下、図４・図５・図６・図７に示すように、エキセントリックシャフト８と一体のロータジャーナル７部に設けたカム６とロータ１は三対一の回転差をもって矢印の方向に回転する。吸入行程は▲１▼▲２▼▲３▼▲４▼で行われ、▲１▼でピストン３はカム６で押し上げられた状態にあり、▲１▼過ぎから▲４▼にかけてピストン３はゆっくり下がり、吸気孔１１からの吸気を促す状態となる。圧縮行程は▲５▼▲６▼▲７▼で行われ、▲５▼▲６▼でピストン３は下がったまま圧縮行程が行われるので圧縮抵抗を軽減できる。▲７▼の少し手前で該ピストン３はカム６で急速に押し上げられるので▲７▼で燃焼室は高温・高圧縮状態となり、そこに燃料噴射ノズル１５から燃料が噴射される。爆発行程は▲８▼▲９▼▲１０▼で行われ、▲８▼で燃焼室の燃料に点火プラグ１６で点火して爆発させる。▲８▼過ぎから▲１０▼にかけてピストン３は燃焼ガスの圧力に押されてカム６に回転力を与えるので、該カム６を設けたロータジャーナル７と一体のエキセントリックシャフト８から出力を得ることができる。排気行程は▲１１▼▲１２▼▲１３▼▲１４▼で行われ、▲１１▼▲１２▼▲１３▼でピストン３は下がったまま排気行程が行われ▲１４▼の少し手前で該ピストン３はカム６で急速に押し上げられ、▲１４▼で排気を排気孔１２から急速に排出する。
【００１０】
【発明の効果】
本発明のロータリーエンジンは、従来のロータリーエンジンには無かった上記のような構造を備えているので、吸入・圧縮・排気の各行程を効率的に行うことができる。また、爆発行程では、本発明のピストンから得る動力と、ロータリーエンジンが本来ロータの回転で得る動力の相乗効果で大きな出力を得ることができる。このように構成された本発明のロータリーエンジンは、ロータリーエンジンが元来備えている軽量・コンパクト・シンプル・高出力・低振動の利点と、本発明による燃料消費量の改善で、全世界が抱える環境問題に対応するための超低公害エンジンや、ハイブリッドシステムに欠かせないコンパクトな抵公害エンジンなど。また、有害ガスを排出しない水素燃料エンジンへの応用が期待できる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明のロタリーエンジンの一実施例の燃料噴射ノズルと点火プラグを取り付けた状態を示す全体構成の一部縦断図面。
【図２】図１に示したロータリーエンジンのＡ部部分を拡大した縦断図面。
【図３】図１のＩＩＩ−ＩＩＩ矢視より見たロータリーエンジンの横断図面。
【図４】本発明のロータリーエンジンの回転方向と作動行程▲１▼▲５▼▲１０▼▲１４▼を示す縦断面図。
【図５】本発明のロータリーエンジンの回転方向と作動行程▲２▼▲６▼▲１１▼を示す縦断面図。
【図６】本発明のロータリーエンジンの回転方向と作動行程▲３▼▲７▼▲８▼▲１２▼を示す縦断面図。
【図７】本発明のロータリーエンジンの回転方向と作動行程▲４▼▲９▼▲１３▼を示す縦断面図。
【符号の説明】
１ ロータ
２ シリンダ
３ ピストン
４ スプリング
５ ピストンリング
６ カム
７ ロータジャーナル
８ エキセントリックシャフト
９ ロータハウジング
１０ 燃焼室
１１ 吸気孔
１２ 排気孔
１３ アペックスシール
１４ インターナルギア
１５ 燃料噴射ノズル
１６ 点火プラグ

Claims (2)

1. 従来のロータリーエンジンと同様のロータの三辺に、レシプロエンジンと同じようにシリンダを穿設し、該シリンダ内を往復運動するピストンと、該ピストンを制御するスプリングをピストン内部に配置したことを特徴とするピストン付きロータリーエンジン。
2. 前記ピストンを効果的に稼動させる方法として、エキセントリックシャフトと一体のロータジャーナル部に、非対称パターンのカムを設けたことを特徴とする請求項１のロータリーエンジン。

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