JP2012219734A

JP2012219734A - ロータリーエンジン

Info

Publication number: JP2012219734A
Application number: JP2011087266A
Authority: JP
Inventors: Masaharu Horiuchi; 堀内政晴
Original assignee: Individual
Current assignee: Individual
Priority date: 2011-04-11
Filing date: 2011-04-11
Publication date: 2012-11-12

Abstract

【課題】
拡開部と縮小部のあるハウジング１内に、回転子(ローター)２の中心部から複数個の放射状に設けた横溝に翼板３を配しスプリング８もしくは遠心力により気密を保ち混合気を吸入、圧縮、爆発、排気、の４工程を連続的に行おうとする。ロータリーエンジンに於いては、理論的には作動する、はずではあるが現実的には、回転が上がる程遠心力が働き摩擦力が増大し少しは回転するもハウジング１の内面と翼板３の損傷により実用に寄与しないものである
【解決手段】。
そこで本発明は一大欠点である翼板３に架かる遠心力をコントロールする為に、バランスレバー４A、又はバランス円盤４、そして円弧状翼板３により遠心力をバランスさせる事でハウジング１の損傷及びアペックスシール７の損傷を防ぎ、円滑な回転と確実な気密を保ち実現可能なロータリーエンジンを供する事である。
【選択図】図１

Description

本発明はベーン型ロータリーエンジンに於いて翼板がスプリング及び遠心力により気密を保つ方式のため、ハウジング内面を強力に翼板が押しつけられるのを解消することにある。

拡開部と縮小部を設けたハウジング内に，回動自在に内装された回転子（ローター）から突出する翼板３が内接摺動して吸入、圧縮、爆発、排気、を行う従来の方法では翼板３がハウジング内面に、遠心力、又はスプリング８等により強力に押圧、摺動し機密を保つ構造であるため回転が上がると強力な遠心力により翼板３がハウジング内面を、押圧して強大な摩擦力が発生する為ハウジング内面および翼板３の先端が損傷し気密漏れ等の問題の他、回転子(ローター)２の横溝を出入りする翼板３の底部に於いては負圧，正圧が発生するなどの致命的な欠点があった。

特開平７−２９３２６４

本発明はハウジング１の拡開部と縮小部は均等に４分割し適切な勾配で繋がり形成されている。そしてハウジング１の中を回転する回転子(ローター)２の横溝は放射状に均等に４分割されていて、その溝の中に翼板３が出入り自在に緩入してあり、その先端部にはスプリング８を介してアペックスシール７を配し、翼板３の根元はバランスレバー４A、バランス板、円弧状翼板３により翼板３どうしを連携してハウジング１に架かる遠心力をバランスさせて、摩擦力を減衰する構造を有する。

本発明はベーン型ロータリーエンジンに於いて翼板が遠心力によりハウジング１内周面に押し付けられる事により回転が上昇することで強力な摩擦力が発生しハウジング内周面及び翼板の焼き付き破損等により現在に至るも実現化していない、そこで翼板に架かる遠心力を翼板どうしをバランスさせる事で解消することである。

そこで本発明は最大な欠点である翼板３に架かる遠心力が、拡開部と縮小部をもつハウジング摺動面に翼板３の遠心力が直接架かるのを防ぐ為に、翼板３どうしをバランスレバー４Aで遠心力の釣合をとる事で解消する。

又翼板３の中心軸寄りにピンを配し、４５度の長穴を設けたバランス板の長穴に翼板３のピンを挿入し全ての翼板３を連動することで釣合をとり翼板３の遠心力を、ハウジング１内面に架かる摩擦抵抗を取り除く事が出来る。遠心力による摩擦を減衰させて翼板３の先端部に設けた横溝に緩入したアペックスシール７をスプリング８で押圧して気密を保つ事が出来る。

又は翼板３を円弧状にすれば２枚の翼板３を１枚の円弧状翼板３に置き換える事で円弧状翼板３の先端部に架かる遠心力を取り除くことが出来る。そのためにはハウジング１と回転子(ローター)２は均等に少なくとも４分割する。

ハウジング１の拡開部と縮小部は中心が同じ同心円弧でありその円弧の大小の差と回転子(ローター)２及び翼板３により圧縮比を作り出している。また翼板３に架かる正圧と負圧は翼板３の底部の空間が繋がっているため正圧と負圧もバランスがとれている。そのためハウジング摺動面に架かる摩擦は前記アペックスシール７のスプリング８による押圧力のみとなる。よって摺動面の損傷を防ぎ円滑な回転をする事が出来る

遠心力をバランスさせる事でハウジングに架かる摩擦を軽減させ円滑な回転力を得ると同時にハウジング及びアペックスシール７の損傷を軽減させ効率が良く故障を軽減させ小型、軽量、安価で振動が少なく小部品で構造が簡単で直接主軸９に回転力を与える特徴を有する。

全体の分解斜視図本体の断面図本体の断面図本体の断面図翼板の三角図翼板の三角図

実施例を参照図面２により説明すると両サイドハウジング５の両側面内側に、バランス円盤４が回動自在に緩入出来るように円筒状の窪みを設けてあり。

バランス円盤４には均等に４５度の角度で４ヵ所の長穴を設けてあり、翼板３両側端部、中心軸寄りの切り欠き部にピンが圧入してあり、前記長穴にそれぞれの翼板３のピン部を緩入する事で、すべての翼板３はバランス円盤４を介して連動する様に配設する。

回転子(ローター)２の横溝を出入りする翼板３に架かる遠心力はバランス円盤４の長溝に、翼板３の切り欠き部に圧入されたピン部を緩入する事で、翼板３のピン部から、バランス円盤４の長溝の部分で遠心力を受け止めて、ハウジング１に直接遠心力ガ架かるのを防ぐ事が出来る。

Cの位置にある翼板３が反時計回りにDの位置迄、回転すると翼板３の前面で圧縮し、翼板３の背面で混合気を吸気し更に翼板３がAの位置迄進んだ時、翼板３の背面で点火し混合気は爆発高圧ガスが翼板３を反時計回りに強力におして回転力を主軸に与える。そしてよくばん３がBの位置迄進む事により、燃焼ガスは排気されるこの様にして全ての翼板３は連続して作動する。

バランス円盤４は各翼板３が回転子(ローター)２の横溝を出入りする事によりバランス円盤４には、４５度に設けた長穴があり、翼板３のピンが長穴の中を上下にスライドする事により、バランス円盤４は回転方向前後に揺動する。そして対向する翼板３と直角に配設した翼板３とは回転子(ローター)２の横溝を交互に出入りする。

この様にして翼板３に架かる遠心力は直接ハウジング１の内壁摺動部に当たらない、そして翼板３とハウジング１の間隙はアペックスシール７がスプリング８により弾押接する事で，混合ガスを密封する。

本発明実施例参照図面３により説明すると本体ハウジング１の内面に均等に少なくとも４分割した拡開部と縮小部を形成しその内面に回動自在に内装した回転子（ローター）２も同数に均等に分割配設した横溝より自在に出入りする翼板３を緩入してあり、翼板３の先端部には横溝を設けアペックスシール７をスプリング８で前記ハウジング１の内面摺動部に弾押接する、また翼板３は回転子(ローター)２の中心部両側端面部に切り欠き部を設け、バランスレバー４の一端を緩入してあり隣接されている翼板３の切り欠き部にバランスレバー４の他端を緩入する。前記バランスレバー４は中心部に軸を設け回転子（ローター）２の横溝と横溝の中間に軸穴を設け軸支する。

また回転子（ローター）２の中心軸はハウジング１の両サイドハウジング５の中心に設けた軸穴に軸支する。ハウジング１には少なくとも２か所の縮小部と２か所の拡開部とがあり一方の縮小部には吸気孔と排気孔がそれぞれ拡開部よりに設けてあり、他方の縮小部には点火栓１０又は燃料噴射ノズルを配設してあり、回転子（ローター）２は反時計回りに回転する。

またCの位置にある翼板３が吸気孔から反時計回りに回転する事により前記翼板３が拡開部を摺動し吸気孔より混合ガスを翼板３の背面で吸気し前面で圧縮しながら縮小部Dの所まで回転した時、翼板３の背面で吸気が完了する、そして翼板３がさらに回動して拡開部Aの所まで移動した時に翼板３に追従する翼板３は縮小部まで進むこの時翼板３と追従する翼板３との間で圧縮が完了する、そしてこの時に点火爆発し高圧ガスが翼板３を強力に押し回転子（ローター）２を回転させる。

さらに翼板３が排気孔まで回動する。そして翼板３が最初の吸気孔まで回転する事により追従する翼板３により排気ガスが排気孔より排気される、この様にして４サイクルが連続的に行われ回転子（ローター）２の主軸９を回転させて動力取り出す。

このロータリーエンジンの特筆すべき点はバランスレバー４Aを介して翼板３が拡開部にある時に、追従する翼板３は縮小部にあり両翼板３の先端部はハウジング１の摺動面に僅少間隔に保たれていて、その先端部横溝にアペックスシール７がスプリング８でハウジング１の摺動面に弾押接する事で気密を保持する。

この様に配設された全ての翼板３は回転子（ローター）２が高速で回転する時に回転子（ローター）２の外側に飛び出すように遠心力が働く、そこでバランスレバー４Aが翼板３の飛び出しを防ぐと同時にハウジング１の摺動面に懸かる遠心力をバランスレバー４Aによりバランスさせて遠心力による摩擦を完全に取り除く事で、アペックスシール７がスプリング８で押しつけられるだけの摩擦力しか発生しないために、ハウジング１及アペックスシール７の損傷を軽減する事が出来る。

又回転子（ローター）２の両側面の気密を保持する為に何本かの円周溝を設けその溝にサイドリング状シールを緩入する。

翼板３は一部が重なり合うように２分割されていて相対向する様にしてその重なり合う端面には両サイドに向けて２か所のスプリングが配設されていて其のスプリングで弾押接する事で側面の気密を保持し、ハウジング１側に設けた溝に緩合したスプリングとアペックスシールで弾押設しハウジングのとの気密を保ち吸入、圧縮、爆発、排気、の４工程を連続的に行う事で直接回転力を得るロータリーエンジン

実施例３を参照図面４により説明すると拡開部と縮小部を設けたハウジング１の内面に、配設した回転子(ローター)２はハウジング１の拡開部と縮小部を均等に分割する様に、前記回転子(ローター)２には４分割出来る様に２か所の円弧状の溝が設けてあり、その溝の中に緩入されている円弧状翼板３は一端が拡開部にあるときは他端は縮小部に位置し、回転子(ローター)２の回転により、円弧状翼板３は回転子(ローター)２の円弧状溝の中を移動しその先端にスプリング８を介してアペックスシール７により気密を保つと同時に又前記回転子(ローター)２には両そく端部には外周部内側に設けた円周溝にはサイドシール６を配設する事でこのエンジンを作動させる４サイクルを実現する為の側面の気密を保つ事が出来る。この様にして回転子(ローター)２がハウジング１の内面を翼板３の先端にとりつけたアペックスシール７と側面に配設したサイドシール６に吸入圧縮爆発排気を連続して主軸９より回転力を得る事が出来る。

参照図面６により説明すると一部が重なり合うように２分割し相対向するに様に組み合わせた翼板３の中心軸部よりハウジング１側に２か所のピン穴を設け其の穴に挿入したピンは中心部からスプリングでアペックスシールを弾押設する事によりハウジングとの気密を保つと同時にスプリングが中心軸側にある為に熱によるスプリングの劣化を防ぐ事が出来る。

１ハウジング１
２回転子(ローター)
３翼板
４バランスレバー又はバランス円盤
５サイドハウジング
６サイドシール朝なりあうように
７アペックスシール
８アペックスシール用スプリング
９主軸
１０点火栓１０
１１アペックスシール押しだしピン
１２アペックスシール押しだしスプリング
１３止めネジ
１４センターブレード

Claims

ほぼ均等に分割した拡開部と縮小部とを持つハウジング（気筒内）に、主軸９より外側に向けて均等に横溝を分設した回転子に其々緩挿した翼板３は其の先端にスプリング８を介して弾設したアペックスシール７を配設し，且つ翼板３の両サイドの中心部分に設けた切り欠き部分で、中心に支点のあるバランスレバー４Aにより一対ずつ翼板３を連結させる事で翼板３に架かる遠心力をバランスさせ、ハウジング摺動部に架かる摩擦を減衰させる事によりハウジング内壁の損傷を防ぐ事が出来るので回転子を円滑に回転させ気筒の拡開部で吸気し縮小部に混合気を強送圧縮し点火栓により点火爆発させ拡開部を摺動する翼板３を押して縮小部より排気を連続的に行う事により回転力を主軸９より取り出す事を特徴とするロータリーエンジン。又ほぼ均等に分割した拡開部と縮小部とを持つハウジング１、及びほぼ均等に分設した横溝が、４の倍数で拡開部と縮小部増やす事により多気筒化が可能なだけでなく大径で低速、大馬力の出せるロータリーエンジン。
特許請求範囲第１項記載のバランスレバー４Aが一対の翼板３を制御するのに対し、バランス円盤４は、翼板３の４ヵ所に設けたおよそ４５度の長穴に、翼板３両側端部が回転子(ローター)２の中心部寄りに設けた切り欠き部分に突出ピンを配し、バランス円盤４の長穴に挿入し全ての翼板３が連動してハウジング１の内周面にスプリング８を介してアペックスシール７がハウジング１の円周内面を摺動する時、バランス円盤４により遠心力をバランス減衰させる事を特徴とするロータリーエンジン。
特許請求範囲第一項記載の翼板３が、回転子（ローター）に円弧状溝を形成せしめ，前記円弧状溝に、同形状の円弧状翼板３を回動自在に緩入して、翼板３が交互に円弧状溝を移動する事で翼板３先端にスプリング８を介したアペックスシール７とサイドシール６で混合気の気密を保持し吸入、圧縮、爆発、排気、の４サイクル機構を有するロータリーエンジン。
特許請求範囲第一項記載の翼板３がスプリング８により、同一翼板３を対象に組み合わせ，其の翼板３の組み合わせた中心部に、翼板３と同厚のセンターブレード１４を緩挿し，且つ翼板３の厚みの中心部に両側端部より適当な位置に中心部より外側に抜ける細穴を設け，且つ其の細穴の中心部には其の細穴よりスプリング８の入るだけの少し多き目の穴を設け更に其の中心部に、ねじを切り其の細穴に段付きのピンをスプリング８により中心部に向けて押しだすように緩挿し、其の翼板３の中心部に設けたねじにより取り付ける事によりアペックスシール７を翼板３より押しだす事が出来ることによりハウジング１との気密を保つ、又翼板３の組み合わせた中心部に両サイド側に向けて少なくとも２か所のスプリング８の入る穴を途中まで設け其の穴にスプリング８を緩入する事により両サイドの気密を保つことのできる翼板３
００５特許請求範囲第一項記載の点火栓10を、燃料噴射ノズルに変え、燃料噴射ポンプで燃料を噴射爆発させる為に、拡開部と縮小部の差を大きくする事により圧縮比を高圧にすることで軽油又は重油で作動することのできるロータリー式ジーゼルエンジン。