JP2006207564A - Rotary type internal combustion engine - Google Patents
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Abstract
Description
本発明は、車両等に用いられている内燃機関の回転式内燃機関に関するものである。 The present invention relates to a rotary internal combustion engine of an internal combustion engine used in a vehicle or the like.
従来のレシプロエンジンはピストンにて圧縮された混合気を点火・爆発させ、ピストンを押し下げる時にコンロッドに力を伝達し、クランクシャフトを回転させ出力を得ている。 The conventional reciprocating engine ignites and explodes the air-fuel mixture compressed by the piston, transmits force to the connecting rod when the piston is pushed down, and rotates the crankshaft to obtain output.
上述の如く、従来技術に係るレシプロエンジンは、圧縮された混合気を点火爆発させそのエネルギーでピストンを押し下げる時に出力を得る構造である。しかし、混合気の爆発によりピストンが押し下げられ上死点と下死点の中間点にてピストンの移動スピードが最速になるものの、ピストンが下死点に近づくとともにピストンの移動スピードが下がり下死点において0となる。又、上死点に向かうときにピストンの移動スピードが0であったものが徐々に速度が上がり、上死点、下死点の中間位置にてピストンの移動スピードが最速になるものの、上死点に近づくとともにピストンの移動スピードが下がり上死点において0となる。つまり、ピストンからコンロッド、そしてクランクシャフトに出力を伝えた後、今度は逆にクランクシャフト、コンロッド、そしてピストンの順にエネルギーが伝えられるという複雑なエネルギーの受け渡しが行われるため、得られたエネルギーがコンロッドとクランクシャフトの軸受け部、コンロッドとピストンピンの軸受け部で機械的に損失されることになる。
本発明の目的は、爆発時のエネルギーで直接ローター、及びローターシャフトを回転させるようにしたので、従来のレシプロエンジンのピストンに見られる複雑なエネルギーの受け渡しが無くなるため機械損失が減少し、混合気の爆発によるエネルギーを効率良く出力として取り出せるようにすることにある。As described above, the reciprocating engine according to the prior art has a structure that obtains an output when the compressed air-fuel mixture is ignited and exploded and the piston is pushed down by the energy. However, although the piston is pushed down due to the explosion of the air-fuel mixture and the piston moving speed is the fastest at the midpoint between the top dead center and the bottom dead center, the piston moving speed decreases and the bottom dead center decreases as the piston approaches the bottom dead center. Becomes 0. Also, when moving toward the top dead center, the piston moving speed was zero, and the speed gradually increased, and the piston moving speed became the fastest at the middle position between the top dead center and the bottom dead center, but the top dead center As the point approaches, the moving speed of the piston decreases and becomes zero at the top dead center. In other words, after the output is transmitted from the piston to the connecting rod and then to the crankshaft, the energy is transferred in the order of the crankshaft, connecting rod, and piston in reverse, so the energy obtained is connected to the connecting rod. And mechanical loss at the bearing portion of the crankshaft and the bearing portion of the connecting rod and piston pin.
The object of the present invention is to directly rotate the rotor and the rotor shaft with the energy at the time of explosion, so that the complicated energy transfer found in the piston of the conventional reciprocating engine is eliminated, the mechanical loss is reduced, and the air-fuel mixture is reduced. The purpose is to make it possible to efficiently extract the energy generated by the explosion as an output.
上述の目的を達成する本発明の回転式内燃機関は、ハウジング、ローター、カム、ゲート、及びバルブにて圧縮された混合気をスパークプラグにて点火・爆発させることによりローターがローターシャフトを中心として回転を行う構造を特徴とする。又ローターにはローターバランサーが設けられる。 The rotary internal combustion engine of the present invention that achieves the above-described object is achieved by igniting and exploding an air-fuel mixture compressed by a housing, a rotor, a cam, a gate, and a valve by a spark plug so that the rotor is centered on the rotor shaft. It features a structure that rotates. The rotor is provided with a rotor balancer.
以上説明したように本発明によれば、点火・爆発により得られたエネルギーで直接ローター、及びローターシャフトを回転させるようにしたので、レシプロエンジンのピストンの動きに見られる複雑なエネルギーの受け渡しが無くなり、機械損失面で有利である。又、ローターバランサーにより、ローター自体の重量バランスを取る構造としているため、振動を抑える効果がある。 As described above, according to the present invention, since the rotor and the rotor shaft are directly rotated by the energy obtained by ignition / explosion, the complicated energy transfer seen in the movement of the piston of the reciprocating engine is eliminated. This is advantageous in terms of mechanical loss. In addition, since the rotor balancer has a structure that balances the weight of the rotor itself, there is an effect of suppressing vibration.
以下、図面により本発明の構造を説明する。図1の全体図においてハウジング1の内面とローターヘッド6の隙間は限りなくないものとする。又、ローター3の側面とハウジング1は機密性を有する構造とする。ローター3はローターヘッド6、ローターバランサー5、及びローターシャフト4により構成され、ローターシャフト4はローター3の両側面にてベアリングで支持される構造とする。ゲートA12はゲートA用カム11よりロッドA20を介してゲートA軸26を軸として作動し、スプリングF23にてゲートA12がハウジング1に戻る構造とする。ゲートB16はゲートB用カム15よりロッドB21を介してゲートB軸27を軸として作動し、スプリングH25にてゲートB16がハウジング1に戻る構造とする。吸気バルブ10は吸気バルブ用カム9により作動し、スプリングE22にてハウジング1に戻る構造とする。排気バルブ14は排気バルブ用カム13により作動し、スプリングG24にてハウジング1に戻る構造とする。吸気バルブ用カム9、ゲートA用カム11、排気バルブ用カム13、及びゲートB用カム15はローター3が3回転したときに1回転するよう精密なギアーで連結する。ゲートA12、及びゲートB16がローター3に沿って動くとき、その隙間は限りなくないものとする。ローター溝8はローターヘッド6の回転方向とは逆側に設ける。尚、ローター3、吸気バルブ用カム9、ゲートA用カム11、排気バルブ用カム13、及びゲートB用カム15は左回転するものとする。 The structure of the present invention will be described below with reference to the drawings. In the overall view of FIG. 1, the gap between the inner surface of the
以下図面により本発明の作動について詳細に説明する。図2は混合気の吸気が開始された時点であり、ローター3が図1の状態より120度回転したものである。この時、ゲートA用カム11によりゲートA12がローターヘッド6に沿いながらローター3に接する間際まで移動することによりローターヘッド6の回転方向と逆側(以下後方と呼ぶ)が密閉され負圧が発生する。吸気バルブ用カム9により吸気バルブ10が開き、混合気が吸気口18からローターヘッド6の後方に吸い込まれる。排気バルブ14は排気バルブ用カム13により既に開いている状態である。
図3は吸気が完了された時点であり、ローター3が420度回転したものである。この時、ゲートA用カム11によりゲートA12がハウジング1に戻り、吸気バルブ用カム9により吸気バルブ10が閉じ吸気完了となり、排気バルブ用カム13により排気バルブ14が既に閉じた状態となる。
図4は吸気が完了し、混合気の圧縮を開始する時点であり、ローター3が480度回転したものである。この時、ゲートA用カム11によりゲートA12がローター3に接する間際まで移動しハウジング内2が密閉され、ローターヘッド6の回転方向側(以下前方と呼ぶ)で混合気の圧縮が開始される。
図5は混合気の圧縮が完了された時点であり、ローター3が720度回転したものである。この時、ゲートA用カム11によりゲートA12がローターヘッド6に接する間際まで沿いながらハウジング1に移動を始め、ゲートB用カム15によりゲートB16がローターヘッド6に接する間際まで移動している状態である。
図6はスパークプラグ7により圧縮された混合気に点火された時点であり、ローター3が780度回転したものである。この時、ゲートB用カム15によりゲートB16がローター3に接する間際まで移動を行い、燃焼室17の気密を保持するため、ローターヘッド6の後方は密閉された状態となり、爆発時のエネルギーがローターヘッド6及びローター溝8に与えられる。
図7は爆発による混合気の膨張を完了とし燃焼ガスとしての排気が開始された時点であり、ローター3が1035度回転したものである。この時、ゲートB用カム15によりゲートB16がハウジング1に戻り、排気バルブ用カム13により排気バルブ14が開き、燃焼ガスが排気口19より排出を始める。尚、ローター3が後残り45度回転した時点で1080度、3回転となり、これまでの工程の区切りとなる。
図8は燃焼ガスの排気中、及び混合気の吸気開始となりローター3が図1の状態から120度回転したもので、図2と同じ状態のものである。ゲートA用カム11によりゲートA12がローター3に接する間際まで移動し、ローターヘッド6の前方では燃焼ガスの排出が引き続き行われている。又、ローターヘッド6の後方では吸気バルブ用カム9により吸気バルブ10が開き、混合気が吸気口18からローターヘッド6の後方に吸い込まれる。
図9は燃焼ガスの排気完了、及び混合気の吸気中であり、ローター3が345度回転したものである。排気バルブ用カム13により排気バルブ14が閉じて排気完了となりローターヘッド6の後方では混合気の吸気が引き続き行われている。
図10はローター溝8の形状を示した図であり、混合気の爆発エネルギーを効率良くローターヘッド6に与えるためのものである。Hereinafter, the operation of the present invention will be described in detail with reference to the drawings. FIG. 2 shows the time when the intake of the air-fuel mixture is started, and the
FIG. 3 shows the time when the intake is completed, and the
FIG. 4 shows a point in time when the intake is completed and compression of the air-fuel mixture is started. At this time, the gate A 12 is moved by the
FIG. 5 shows the time when the air-fuel mixture has been compressed, and the
FIG. 6 shows the time when the air-fuel mixture compressed by the
FIG. 7 shows the time when the expansion of the air-fuel mixture due to the explosion is completed and the exhaust as the combustion gas is started. The
FIG. 8 shows the same state as FIG. 2 in which the
FIG. 9 shows the exhaust of the combustion gas and the intake of the air-fuel mixture, in which the
FIG. 10 is a view showing the shape of the
上述の説明は単一ローターでの説明であったが、これを並列、又は直列に複数個接続することにより、限られたスペースでより高出力を得ることができる。 Although the above description is a description of a single rotor, a high output can be obtained in a limited space by connecting a plurality of them in parallel or in series.
1 ハウジング
2 ハウジング内
3 ローター
4 ローターシャフト
5 ローターバランサー
6 ローターヘッド
7 スパークプラグ
8 ローター溝
9 吸気バルブ用カム
10 吸気バルブ
11 ゲートA用カム
12 ゲートA
13 排気バルブ用カム
14 排気バルブ
15 ゲートB用カム
16 ゲートB
17 燃焼室
18 吸気口
19 排気口
20 ロッドC
21 ロッドD
22 スプリングE
23 スプリングF
24 スプリングG
25 スプリングH
26 ゲートA軸
27 ゲートB軸1
13
17
21 Rod D
22 Spring E
23 Spring F
24 Spring G
25 Spring H
26
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JP2005043037A JP4292165B2 (en) | 2005-01-24 | 2005-01-24 | Rotary internal combustion engine |
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---|---|---|---|---|
CN104153877A (en) * | 2014-08-06 | 2014-11-19 | 贵州省机电研究设计院 | Multi-purpose combined wheel used for engine |
CN106948934A (en) * | 2017-03-23 | 2017-07-14 | 大连理工大学 | A kind of centering block coordinates cam follower explosive motor dynamical system |
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2005
- 2005-01-24 JP JP2005043037A patent/JP4292165B2/en active Active
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