JP2013060811A - Rotary internal combustion engine - Google Patents
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Abstract
Description
本発明は、燃焼室の容積を変更する部材が往復運動せずに回転して、燃料が保有する化学エネルギを機械エネルギに変換するロータリ内燃機関に関するものである。 The present invention relates to a rotary internal combustion engine in which a member that changes the volume of a combustion chamber rotates without reciprocating and converts chemical energy held by fuel into mechanical energy.
自動二輪車や通常自動車と称せられる4輪自動車の車体に搭載される内燃機関には、構造が比較的簡単で、シール性が良くかつ他の形式の内燃機関よりも比較的燃費が良好なため、燃焼室の容積を変更するピストンが往復運動する往復型内燃機関が広く用いられていた。 The internal combustion engine mounted on the body of a four-wheeled vehicle called a motorcycle or a normal vehicle has a relatively simple structure, good sealing performance, and relatively good fuel consumption compared to other types of internal combustion engines. A reciprocating internal combustion engine in which a piston that changes the volume of the combustion chamber reciprocates has been widely used.
しかし、往復型内燃機関ではピストンの往復運動による振動が発生するため、この振動を低減し、さらに小型大出力化を図った内燃機関として、2節ペリトロコイド曲線を内周面に持つロータハウジングの内部に辺中央部が外方へ変曲した略3角形状のロータが回転するバンケル型ロータリ内燃機関が開発されていた。 However, in a reciprocating internal combustion engine, vibration due to the reciprocating motion of the piston is generated. Therefore, as an internal combustion engine that reduces this vibration and further reduces the size and output, the rotor housing having a two-node peritrochoidal curve on the inner peripheral surface is used. A Wankel type rotary internal combustion engine has been developed in which a substantially triangular rotor having a centrally bent side outwardly rotates.
このバンケル型ロータリ内燃機関では、ロータが遊星運動を伴うため、往復振動が発生し、振動を充分に低減することが困難であり、またロータハウジングおよびロータの形状が複雑で、ロータを駆動させるための伝動機構が複雑であった。 In this Wankel type rotary internal combustion engine, since the rotor is accompanied by planetary motion, reciprocal vibration is generated, and it is difficult to sufficiently reduce the vibration, and the shape of the rotor housing and the rotor is complicated, and the rotor is driven. The transmission mechanism was complicated.
これを改善しようとする内燃機関に、ロータが遊星運動をせず、1個所で回転するロータリ内燃機関があった(特開2005−315205号公報参照)。 As an internal combustion engine to be improved, there is a rotary internal combustion engine in which the rotor does not perform planetary motion and rotates at one place (see Japanese Patent Application Laid-Open No. 2005-315205).
前記特許文献1記載のロータリ内燃機関では、ロータの平面形状が複雑であるため、加工が困難で、生産性が低く、コスト高が避けられなかった。
In the rotary internal combustion engine described in
本発明は、このような難点を克服したロータリ内燃機関の改良に係り、単純な形状の部品でもって構成され、振動が少なく、生産性が高く、コストが低いロータリ内燃機関を提供することを目的としている。 The present invention relates to an improvement of a rotary internal combustion engine that overcomes such difficulties, and an object thereof is to provide a rotary internal combustion engine that is configured with simple-shaped parts, that has less vibration, has high productivity, and is low in cost. It is said.
上記目的を達成するために、請求項1記載の発明は、
内周面が円筒面に形成された1個のメインロータ室と、該メインロータ室を挟んで両側に配置されると共に内周面が前記メインロータ室の円筒面より小径の円筒面に形成された2個のサブロータ室とを形成したロータハウジングと、
前記メインロータ室の内周面に密接した状態で前記ロータハウジング内に回転可能に枢支されたメインロータ側面形状が凸レンズ状のメインロータと、
前記2個のサブロータ室の内周面にそれぞれ密接した状態で前記ロータハウジングに回転可能に枢支されたサブロータ側面形状が凸レンズ状のサブロータと、
前記2個のサブロータ室の内の一方のサブロータ室、または、該一方のサブロータ室に隣接した一方のメインロータ室の一部分に連通する吸気ポートと、
前記2個のサブロータの内の一方のサブロータ室、または該一方のサブロータ室に隣接した他方のメインロータ室の一部分に連通する排気ポートと、
前記2個のサブロータ室の内の他方のサブロータ室に形成された燃焼室と、
前記1個のメインロータと前記2個のサブロータとを全て同一方向にかつ同一回転速度で回転可能に連結するとともに、前記メインロータの回転軸から動力を取出す動力伝動機構とで構成されたことを特徴とするロータリ内燃機関である。
In order to achieve the above object, the invention according to
One main rotor chamber having an inner peripheral surface formed in a cylindrical surface, and disposed on both sides of the main rotor chamber, and the inner peripheral surface is formed in a cylindrical surface having a smaller diameter than the cylindrical surface of the main rotor chamber. A rotor housing formed with two sub-rotor chambers;
A main rotor having a convex lens-like shape on the side surface of the main rotor pivotally supported in the rotor housing in a state of being in close contact with the inner peripheral surface of the main rotor chamber;
A sub-rotor having a convex lens-like shape on the side surface of the sub-rotor pivotably supported by the rotor housing in close contact with the inner peripheral surfaces of the two sub-rotor chambers;
An intake port communicating with one of the two sub-rotor chambers, or a part of one main rotor chamber adjacent to the one sub-rotor chamber;
An exhaust port communicating with one of the two sub-rotors, or a portion of the other main rotor chamber adjacent to the one sub-rotor chamber;
A combustion chamber formed in the other sub-rotor chamber of the two sub-rotor chambers;
The one main rotor and the two sub-rotors are all connected in the same direction so as to be rotatable at the same rotational speed, and are configured by a power transmission mechanism that extracts power from the rotation shaft of the main rotor. This is a featured rotary internal combustion engine.
請求項2記載の発明は、
前記メインロータ室の円周面の径および前記メインロータの大径をR、
前記サブロータ室の円周面の径および前記サブロータの大径をr、
前記メインロータおよびサブロータの小径をRa,ra、
前記メインロータの回転中心と前記サブロータの回転中心との距離をLとすると、
L2=R2+r2 ・・・ (1)
R+ra=Ra+r ・・・ (2)
なる関係式が成立することを特徴とする請求項1記載のロータリ内燃機関である。
The invention according to
The diameter of the circumferential surface of the main rotor chamber and the large diameter of the main rotor are R,
The diameter of the circumferential surface of the sub-rotor chamber and the large diameter of the sub-rotor are r,
Ra, ra, the small diameter of the main rotor and sub-rotor
When the distance between the rotation center of the main rotor and the rotation center of the sub-rotor is L,
L 2 = R 2 + r 2 (1)
R + ra = Ra + r (2)
The rotary internal combustion engine according to
請求項3記載の発明は、
前記メインロータは、該メインロータの中心から小径部に向い
前記サブロータの大径に相当する距離だけ離れた個所を中心とし、
半径Lの円筒面に沿った形状に形成されると共に、
前記サブロータは、該サブロータの中心から小径部に向い、
前記メインロータの大径に相当する距離だけ離れた個所を中心とし、
半径Lの円筒面に沿った形状に形成されたことを特徴とする請求項2記載のロータリ内燃機関である。
The invention described in
The main rotor is directed from the center of the main rotor toward the small diameter portion, and is centered at a location separated by a distance corresponding to the large diameter of the sub rotor.
Formed in a shape along a cylindrical surface of radius L,
The sub-rotor is directed from the center of the sub-rotor to the small diameter portion,
Centered at a location separated by a distance corresponding to the large diameter of the main rotor,
The rotary internal combustion engine according to
請求項4記載の発明は、
前記吸気ポートの開口および排気ポートの開口は、前記吸排気側のサブロータ室に隣接する前記メインロータ室の周壁にそれぞれ形成されたことを特徴とする請求項1ないし請求項3いずれか記載のロータリ内燃機関である。
The invention according to
The rotary according to any one of
請求項5記載の発明は、
前記排気ポートの開口は、前記吸排気ポートが配設される一方のサブロータ室に隣接した前記メインロータ室の側壁に形成され、前記吸気ポートの開口は、前記一方のサブロータ室の側面の側壁に形成されたことを特徴とする請求項1ないし請求項3いずれか記載のロータリ内燃機関である。
The invention according to
The opening of the exhaust port is formed on the side wall of the main rotor chamber adjacent to the one sub-rotor chamber where the intake / exhaust port is disposed, and the opening of the intake port is formed on the side wall of the side surface of the one sub-rotor chamber. 4. The rotary internal combustion engine according to
請求項6記載の発明は、
前記燃焼室が形成された他方のサブロータ室に設けられている点火栓に対し、該他方のサブロータ室内のサブロータの下流側に水噴射を行なう水噴射弁が設けられたことを特徴とする請求項1ないし請求項5いずれか記載のロータリ内燃機関である。
The invention described in
The water injection valve for performing water injection on the downstream side of the sub-rotor in the other sub-rotor chamber is provided for the spark plug provided in the other sub-rotor chamber in which the combustion chamber is formed. A rotary internal combustion engine according to any one of
請求項1記載の発明によれば、往復運動部分のみならず、偏心回転部分を排除しているため、内燃機関の更なる低振動化と摩擦の低減化を図ることができるとともに、内燃機関の小型化を図ることができる。 According to the first aspect of the present invention, since not only the reciprocating motion part but also the eccentric rotation part is eliminated, the vibration of the internal combustion engine can be further reduced and the friction can be reduced. Miniaturization can be achieved.
請求項2記載の発明によれば、前記メインロータ室およびサブロータ室の内周面を円筒面に形成すると共に、前記メインロータおよびサブロータの外周面を曲率半径一定の円筒面に形成したため、内燃機関の構成部分の形状を単純化して生産性を向上することができる。 According to the second aspect of the present invention, the inner peripheral surfaces of the main rotor chamber and the sub-rotor chamber are formed in a cylindrical surface, and the outer peripheral surfaces of the main rotor and the sub-rotor are formed in a cylindrical surface having a constant curvature radius. It is possible to improve the productivity by simplifying the shape of the components.
請求項3記載の発明によれば、前記メインロータおよびサブロータに対し所定の距離離れた点を中心として旋回する治具を用いて、該メインロータの外周面を所要の半径Rの円筒面に形成することができ、加工することが極めて容易であり、また前記サブロータも同様に極めて容易に加工することができる。 According to the third aspect of the present invention, the outer peripheral surface of the main rotor is formed into a cylindrical surface having a required radius R by using a jig that turns around a predetermined distance from the main rotor and the sub-rotor. It is very easy to process, and the sub-rotor can be processed very easily as well.
請求項4記載の発明によれば、吸排気のタイミングや開口期間を自由に変更でき、内燃機関の性能・特性を向上することができる。
According to the invention described in
請求項5記載の発明によれば、吸吸排気のオーバーラップのタイミングを拡大して、充槇効率を増大でき、内燃機関の性能向上を図ることができる。 According to the fifth aspect of the present invention, it is possible to increase the charging efficiency by expanding the timing of overlap of intake and exhaust, and to improve the performance of the internal combustion engine.
請求項6記載の発明によれば、気化潜熱による筒内冷却性の向上と蒸気圧による燃費の向上を図る場合に噴射水蒸気がサブロータに遮られて点火プラグが濡れることが阻止され、水噴射時期や点火プラグの配置位置の自由度が向上する。 According to the sixth aspect of the present invention, when the in-cylinder cooling performance is improved by the latent heat of vaporization and the fuel efficiency is improved by the steam pressure, the injection steam is blocked by the sub-rotor and the spark plug is prevented from getting wet, and the water injection timing And the degree of freedom of the position of the spark plug is improved.
以下、図1ないし図15に図示された本発明に係るロータリ内燃機関0の一実施例について説明する。
Hereinafter, an embodiment of the rotary
以下、本願明細書において、ロータリ内燃機関0の上下、前後、左右を、ロータリ内燃機関0を搭載する車両の上下、前後、左右方向とそれぞれ同一方向とする。
Hereinafter, in the specification of the present application, the top, bottom, front, back, left and right of the rotary
まず、図1および図2を参照して本発明に係るロータリ内燃機関0の基本的概略構造を説明する。
First, a basic schematic structure of a rotary
ロータリ内燃機関0のロータハウジング1は、内周面7aが半径Rの円筒面に形成された1個のメインロータ室7と、メインロータ室7を挟んで上下両側に配置された上、下部サブロータ室8,9とよりなり、上、下部サブロータ室8,9の内周面8a,9aはメインロータ室7の内周面7aよりも小径の半径rの円筒面に形成されている。
The
また、メインロータ側面形状が凸レンズ状に形成されたメインロータ15の大径部15aの半径は、前記メインロータ室7の円筒面の半径Rと同一に設定され、メインロータ15の中心がメインロータ室7の中心7bに合致した状態で、メインロータ15はメインロータ室7内で回転可能に枢支されている。なお、メインロータ室7の中心7bとメインロータ15の中心とが合致しているため、メインロータ15の中心も7bと表示する。
The radius of the
さらに、サブロータ側面形状が凸レンズ状に形成された上、下部サブロータ16,17の大径部16a,17aの半径は、前記上、下部サブロータ室8,9の円筒面8a,9aの半径rと同一に設定され、上部サブロータ16の中心が上部サブロータ室8の中心8bと合致すると共に、下部サブロータ17の中心が下部サブロータ室9の中心9bに合致した状態で、上、下部サブロータ16,17は、上、下部サブロータ室8,9内でそれぞれ回転可能に枢支されている。また、サブロータ室8,9の中心8b,9bとサブロータ16,17の中心とが合致しているので、サブロータ16,17の中心も8b,9bと表示する。
Further, the side surface shape of the sub-rotor is formed in a convex lens shape, and the radius of the large-
メインロータ室中心7bと、上、下部サブロータ室8,9の中心8b,9bとの各距離Lと、メインロータ15の大径部15aおよび小径部15bの半径R,Raと、上、下部サブロータ17の大径部16a,17aおよび小径部16b,17bの半径r,raとの間には、
L2=R2+r2 ・・・ (1)
L=R+ra=Ra+r ・・・ (2)
なる関係式が成立するように、R,Ra,r,ra,Lが設定される。
Distances L between the main
L 2 = R 2 + r 2 (1)
L = R + ra = Ra + r (2)
R, Ra, r, ra, and L are set so that the following relational expression holds.
図1に図示するように、メインロータ15の上半部を形成するには、上部サブロータ室8のサブロータ室中心8bと下部サブロータ室9のサブロータ室中心9bとを結ぶ直線上において、メインロータ室中心7bからサブロータ室中心9bに向ってサブロータ16の大径部16aの半径rに相当した距離だけ離れたロータ周面中心15dを中心とし、半径L=(Ra+r)の円をメインロータ室7の内周面7aに交る個所迄画き、メインロータ15の下半部も上記と同様に画けば、メインロータ15の外周面15cを得ることができる。
As shown in FIG. 1, in order to form the upper half portion of the
図2に図示するように、また上部サブロータ16の下半部を形成するには、メインロータ室7のメインロータ室中心7bと上部サブロータ室8のサブロータ室中心8bとを結ぶ直線上において、サブロータ室中心8bからメインロータ室中心7bに対し遠ざかる方向に向ってメインロータ15の大径部15aの半径Rに相当した距離だけ離れたロータ周面中心16dを中心とし、半径L=R+raの円を上部サブロータ室8の内周面8aに交る個所迄画き、また前記したものと上下逆にしたように画けば、上部サブロータ16の外周面16cを得ることができ、しかも、下部サブロータ17に対しても同様な作業を行なうことにより、下部サブロータ17の外周面17cを得ることができる。
As shown in FIG. 2, in order to form the lower half of the
上述のように、メインロータ15の小径部15bに上、下部サブロータ16,17の大径部16a,17aがそれぞれ当接する状態を図示した図1と、上、下部サブロータ16,17の小径部16b,17bにメインロータ15の大径部15aがそれぞれ当接する状態を図示した図2とに示した状態以外の図3に図示の状態でも、メインロータ15の外周面15cに上、下部サブロータ16の大径部16a,17aとが常にそれぞれ当接しながらメインロータ15,および上、下部サブロータ16,17が回転することができ、またはメインロータ15の大径部15aが上、下部サブロータ16,17の外周面16c,17cに常にそれぞれ当接しながらメインロータ15,上部サブロータ16,下部サブロータ17が回転できることについて説明する。
As described above, FIG. 1 illustrates a state in which the large-
図1に図示された状態から、図3に図示されるように、メインロータ室7のメインロータ室中心7bを原点とし、メインロータ15が時計方向へ角度α回転した場合のロータ周面中心15dのX方向,Y方向の位置は、
X方向 −rsinα
Y方向 −rcosα
である。
From the state illustrated in FIG. 1, as illustrated in FIG. 3, the rotor
X direction -rsinα
Y direction -rcosα
It is.
上記メインロータ周面中心15dを通り、Y軸と平行な線がメインロータ15の上方外周面15cと交わる点15eのX方向,Y方向位置は、
X方向 −rsinα ・・・ (4)
Y方向 R+ra−rcosα ・・・ (5)
である。
The X direction and Y direction positions of a point 15e passing through the main rotor
X direction -rsinα (4)
Y direction R + ra-rcosα (5)
It is.
また、図1に図示された状態から、図3に図示されるように、上部サブロータ16の下部の大径部16aのX方向,Y方向位置は、
X方向 −rsinα ・・・ (6)
Y方向 L−rcosα=R+ra−rcosα ・・・ (7)
上記式(4)と式(6)とが等しく、また上記式(5)と式(7)とが等しいので、上部サブロータ16の大径部16aはメインロータ15の外周面15cに常に接触して、メインロータ15,上部サブロータ16は回転する結果、メインロータ15と上部サブロータ16とで仕切られるメインロータ室7内の一方のメインロータ室空間7cと他方のメインロータ室空間7dとは、相互に連通することなく、確実に密閉状態を維持することができる。
Further, from the state illustrated in FIG. 1, as illustrated in FIG. 3, the X-direction and Y-direction positions of the large-
X direction -rsinα (6)
Y direction L-rcosα = R + ra-rcosα (7)
Since the above equations (4) and (6) are equal and the above equations (5) and (7) are equal, the large-
さらに、図4ないし図6に図示するように、前記(2)式において、メインロータ15と上、下部サブロータ16,17との軸間距離Lを設定し、メインロータ15の大径部15aの半径R、または上、下部サブロータ16,17の大径部16a,17aの半径rのいずれか一方を設定すれば、下記に説明するようにメインロータ室7の容積と上、下部サブロータ室8,9の容積とを適宜変更し、ロータハウジング1の圧縮比を選定することができる。
Further, as shown in FIGS. 4 to 6, in the equation (2), an inter-axis distance L between the
メインロータ室7と上部サブロータ室8および下部サブロータ室9との境界点P1では、図4に図示されるように、メインロータ15の大径部15aと、上部サブロータ16の大径部16aとが相互に当接し、メインロータ室7のメインロータ室中心7bおよび境界点P1間の距離R1と、上部サブロータ室8のサブロータ室中心8bおよび境界点P1間の距離r1と、メインロータ室7の回転中心7bおよび上部サブロータ室8の回転中心8b間の距離Lとは、
前記(1)式 L2=R1 2+r1 2
なる条件が成立するので、メインロータ室中心7b,境界点P1間の線分と、サブロータ室中心8b,境界点P1間の線分との挟角は、ピタゴラスの定理で直角である。
In the boundary point P 1 between the
Formula (1) L 2 = R 1 2 + r 1 2
Since conditions are satisfied, the included angle of the main
また、Lを一定にしたまま図5および図6に図示するように、メインロータ15の大径部15aの半径をR2,R3に設定すると、上部サブロータ16の大径部16aの半径r2,r3は前記(2)式により、必然的に決定され、線分Lを直径とする半円Q上に、境界点P2,P3が存在する結果、図5および図6に概略図示されたロータリ内燃機関0も、本発明に適合したものであり、これらのロータリ内燃機関0のメインロータ室7の最大容積と上部サブロータ室8の最大容積の比が適宜変更可能となり、所要の圧縮比が得られる。
5 and 6, when the radius of the
以下、図7ないし図20に図示された第1実施例について説明する。 Hereinafter, the first embodiment shown in FIGS. 7 to 20 will be described.
ロータリ内燃機関0の外殻体を構成するロータハウジング1は、図10に図示されるように、大径の円の上下両外側にこれよりも小径の半円を一体に付設した形状に形成された前後2枚のサイドパネル2,3と、このサイドパネル2,3の外周縁部2a,3aに沿った変曲無端形状の周壁に形成されたラウンドシェル4とよりなっており、該ラウンドシェル4における大径円と小径円との交叉肉厚部分4a近傍にボルト挿入孔4bが形成されると共に、前後1対のサイドパネル2,3の外周縁部2a,3aにおける前記ラウンドシェル4の交叉肉厚部分4aにそれぞれ対応した個所にボルト挿入2b,3bとがそれぞれ形成され、このボルト挿入孔2b,4b,3bにボルト5とが挿入され、このボルト5の先端の雄ネジ5aにナット6が螺合緊締されることにより、内部に密閉7,8,9を有するロータハウジング1が構成されるようになっている。
As shown in FIG. 10, the
また、ベアリング(図示されず)を介して前記前方のサイドパネル2のメインロータ軸貫通孔2cを貫通して駆動軸10が回転可能に枢支されると共に、ベアリング(図示されず)を介して前記後方のサイドパネル3の駆動軸貫通孔3cを貫通して駆動軸10が回転可能に枢支される。
Further, the
この駆動軸10は、車体前面視で凸レンズ状に形成されたメインロータ15の中心を貫通してメインロータ15と一体的に結合され、前記メインロータ室7はメインロータ15により、一方のメインロータ室空間7cと他方のメインロータ室空間7dとに分割されている。
The
さらに、ベアリング(図示されず)を介して前記前方のサイドパネル2のサブロータ軸枢支孔2dに枢支されると共に、べアリング(図示されず)を介して前記後方のサイドパネル3のサブロータ軸枢支孔3dを貫通してサブ回転軸11が回転可能に枢支される。
また、ベアリング(図示されず)を介して前記前方のサイドパネル3のサブロータ軸枢支孔3cに枢支されると共に、ベアリング(図示されず)を介して前記後方サイドパネル3の駆動軸貫通孔3cを貫通してサブ回転軸12が回転可能に枢支される。このサブ回転軸11,12は、車体前面視凸レンズ状に形成されたサブロータ16,17の中心をそれぞれ貫通してサブロータ16,17と一体的に結合され、前記サブロータ室8,9は、サブロータ16,17により、一方のサブロータ室空間8a,9aと他方のサブロータ室空間8b,9bとに分割されている。
Further, the sub-rotor shaft of the
Further, it is pivotally supported by the sub-rotor
さらにまた、前方サイドパネル2には、メインロータ軸貫通孔2cを挟んで、メインロータ軸貫通孔2cとサブロータ軸枢支孔2dとの中心間の中央に伝動歯車枢支孔2eがそれぞれ形成され、この伝動歯車枢支孔2eに伝動歯車枢支軸13が一体に嵌着され、駆動軸10,サブロータ回転軸11およびサブロータ回転軸12の各後端に、同一寸法でかつ同一形状の3個の伝動歯車14がそれぞれ一体に嵌着されると共に、伝動歯車枢支軸13に前記駆動軸10,サブロータ回転軸11,サブロータ回転軸12に嵌着された3個の伝動歯車14と同一寸法でかつ同一形状の2個の伝動歯車14が回転可能に取付けられており、メインロータ15が回転すると、伝動歯車14を介して上下一対の上部サブロータ16,下部サブロータ17もメインロータ15の回転と同一方向にかつ同一回転速度で回転駆動されるようになって
いる。
Furthermore, a transmission gear
下方の下部サブロータ室9の左右端部に隣接したラウンドシェル4の下方左右両端部にはメインロータ室7の下部内周面7aにそれぞれ開口する吸気ポート18,排気ポート19が形成され、吸気ポート18は後方の後方サイドパネル3に設けられた吸気管20に接続されると共に、排気ポート19は前方の前方サイドパネル2に設けられた吸気管21に接続され、吸気管20の上流端は図示されないエアクリーナに接続されると共に、吸気管21の下流端は図示されない消音器に接続されている。
An
上部サブロータ室8の左側部に燃料噴射弁22が配設されると共に、上部サブロータ室8の右側部に点火栓23が配設されている。
A
図7ないし図20に図示の第1実施例は、前述したように構成されているので、図示されない始動モータにより、駆動軸10が図示矢印回転方向に回転駆動されると、図示されないエアクリーナにより濾過された吸気は、図11から図12に図示されるように、吸気管20から吸気ポート18を介してメインロータ室7の一方のメインロータ室空間7cに吸入されてから上部サブロータ室8の一方のサブロータ室空間8cに圧入され始める。
Since the first embodiment shown in FIGS. 7 to 20 is configured as described above, when the
そして、上部サブロータ16の大径部16aがメインロータ15の小径部15bに当接した図13に図示の状態からさらに時計方向にメインロータ15および上部サブロータ16,下部サブロータ17が回転して図14に図示された状態になると、燃料噴射弁22から上部サブロータ室8cに燃料が噴射され、図14から図15に図示される間に吸気の圧縮が進行すると共に、図16に図示される前に燃料の噴射が停止する。
Then, the
さらに、図16に図示される状態からメインロータ15,上、下部サブロータ16,17が時計方向に回転して、図17に図示される状態からメインロータ15および上、下部サブロータ16,17が回転すると、上部サブロータ室空間8c内の混合気の一部が一方のメインロータ室空間7cに流入し、点火栓23の点火により上部サブロータ室空間8cおよびメインロータ室空間7c内の混合気が点火され、その燃焼ガスの圧力上昇により、図17から図18に図示されるように、メインロータ15は時計方向へ回転駆動される。
Further, the
図18図示の状態から、メインロータ15および上、下部サブロータ16,17が図19に図示される位置に達してこれを越えると、メインロータ室空間7c内の燃料ガスが排気ポート19から排気管21および図示されない消音器を介して大気中に放出され、さらにメインロータ15および上、下部サブロータ16,17が図20に図示の状態からさらに回転すると、図11に図示された状態に復帰する。
When the
前述したロータリ内燃機関0の動作は、ロータリ内燃機関0の左半部と右半部とで、半回転差で同時に行なわれるので、1回転当りの出力は、通常の2ストロークサイクル内燃機関の2倍、4ストロークサイクル内燃機関の4倍の値になる。
The operation of the rotary
また、ロータリ内燃機関0では、ロータハウジング1や、メインロータ15,上部サブロータ16および下部サブロータ17は単純な形状であり、構造も複雑でないため、生産性が高く、コスト安となる。
In the rotary
次に、図21ないし図30に図示された第2実施例について説明する。 Next, the second embodiment shown in FIGS. 21 to 30 will be described.
第2実施例において、第1実施例と共通する部分に対しては、同一の符号が付されている。 In the second embodiment, parts that are the same as in the first embodiment are given the same reference numerals.
第1実施例では、吸気ポート18および排気ポート19は、メインロータ室7の左方空間7cに面した内周面7aおよび右方空間7dに面した内周面7aにそれぞれ開口していたが、本第2実施例では、図21および図22に図示されるように、下部サブロータ室9の左方に対応した他方のサブロータ室空間9dに連通する吸気ポート24が後方サイドパネル3に形成されると共に、下部サブロータ室9の右方に対応した一方のサブロータ室空間9cに連通する排気ポート25が前方サイドパネル2に形成され、これら吸気ポート24および排気ポート25に吸気管20および排気管21がそれぞれ接続され、前記吸気ポート24および排気ポート25は図21に図示されるように狭角が直角に近い扇形に形成され、吸気ポート24は時計の針の6時と9時を示す範囲の開口であり、排気ポート25は時計の針の12時と3時を示す範囲の開口である。
In the first embodiment, the
また、駆動軸10,サブロータ回転軸11およびサブロータ回転軸12を相互に連結する伝動歯車14は省略されているが、これら駆動軸10,サブロータ回転軸11およびサブロータ回転軸12を相互に連結する機構は、伝動歯車14を用いなくて、他の連絡機構を用いてもよい。
Further, the
さらに、図22ないし図27に図示されるように、前記前方サイドパネル2の後面および後方サイドパネル3の前面には、ラウンドシェル4の下部サブロータ室9の内周面9aと同一径rの円形凹部2f,3f(3fは図示されていない)が形成され、下部サブロータ17の前後端面には、前方遮蔽円板26および後方遮蔽円板27が一体に装着され、この前方遮蔽円板26および後方遮蔽円板27には、下部サブロータ17の外周面17cに沿いかつ下部サブロータ17の小径部17bから両大径部17aを結ぶ面に対して直角方向に指向した面に亘り略1/4円弧状の開口26a,27aが形成されている。
Further, as shown in FIGS. 22 to 27, the rear surface of the
図21ないし図30に図示の実施例は、前述したように構成されているので、図示されない始動モータにより、後方から前方に向いた状態で駆動軸10が回転駆動されると、図示されないエアクリーナにより濾過された吸気は、図22から図24に図示されるように、吸気管20から吸気ポート24および後方遮蔽円板27の開口27aを介して左方に位置した他方のサブロータ室空間9dに吸入され、さらにメインロータ室7の他方のメインロータ室空間7dに吸入され、図24に図示の状態以後に、燃料噴射弁22から一方のサブロータ室空間8c内に燃料が噴射される。
Since the embodiment shown in FIGS. 21 to 30 is configured as described above, when the
そして、メインロータ15の大径部15aと上部サブロータ16の大径部16aとが相互に当接した図24に図示された圧縮行程終了以後、図25に図示の状態になると、一方のサブロータ室空間8c内の混合気は、上部サブロータ16の回転に対応して時計方向へ回転され、図26に図示の状態を越えて図27に図示の状態になると、一方のサブロータ室空間8c内の混合気がメインロータ室7の他方のメインロータ室空間7c内に流入し、点火栓23が動作して、一方のサブロータ室空間8c内の混合気が着火されて燃焼し、この高圧燃焼ガスの圧力によりメインロータ15が時計方向に回転される。
After the end of the compression stroke shown in FIG. 24 where the
この図27に図示された状態からメインロータ15および上、下部サブロータ16,17がさらに時計方向に回転して図28に図示された状態になると、右側のメインロータ室7c内の燃焼ガス前方遮蔽円板26の開口26aから排気管21を通過して排出され、図29に図示の状態になると、燃焼ガスの排出が終了する。
ロータリ内燃機関0は、図29に図示の状態からメインロータ15および上、下部サブロータ16,17がさらに時計方向へ回転してから、図22に図示の状態吸気状態に復帰し、前述したと同様な動作が繰り返される。
When the
The rotary
図21ないし図30に図示の実施例も図7なし図20に図示の実施例と同様に、メインロータ15が1回転する間に、メインロータ室7,上部サブロータ室8および下部サブロータ室9中で2分割された空間内で、それぞれ吸入、圧縮、燃焼、排気の行程が実行されるので、従来の往復動型内燃機関と比べて、1回転当の出力が、2倍または4倍となり、ロータリ内燃機関0の小型が可能となる。
In the embodiment shown in FIGS. 21 to 30 without FIG. 7, as in the embodiment shown in FIG. 20, the
また、ロータリ内燃機関0では、往復運動部分がないため、振動が少なく、振動による騒音を回避することができる。
Further, in the rotary
前記実施例1および実施例2において、点火栓23の下流側に図示されない水噴射弁を設けることができ、このような構造にすれば、気化潜熱による筒内冷却性の向上と蒸気圧による燃費の向上を図る場合に水噴射弁から排出された噴射水蒸気が上部サブロータ16に遮られて点火栓23が濡れることが未然に阻止されて、ロータリ内燃機関0の効率の向上が可能となると共に、水噴射時期や点火栓23の配置位置の自由度が向上する。
In the first embodiment and the second embodiment, a water injection valve (not shown) can be provided on the downstream side of the
0…ロータリ内燃機関、1…ロータハウジング、2…前方サイドパネル、3…後方サイドパネル、4…ラウンドシェル、5…ボルト、6…ナット、7…メインロータ室、8…上部サブロータ室、9…下部サブロータ室、10…駆動軸、11…サブロータ回転軸、12…サブロータ回転軸、13…伝動歯車枢支軸、14…伝動歯車、15…メインロータ、16…上部サブロータ、17…下部サブロータ、18…吸気ポート、19…排気ポート、
20…吸気管、21…排気管、22…燃料噴射弁、23…点火栓、24…吸気ポート、25…排気ポート、26…前方遮蔽円板、27…後方遮蔽円板
DESCRIPTION OF
20 ... Intake pipe, 21 ... Exhaust pipe, 22 ... Fuel injection valve, 23 ... Spark plug, 24 ... Intake port, 25 ... Exhaust port, 26 ... Front shielding disk, 27 ... Back shielding disk
Claims (6)
前記メインロータ室(7)の内周面(7a)に密接した状態で前記ロータハウジング(1)内に回転可能に枢支されたメインロータ側面形状が凸レンズ状のメインロータ(15)と、
前記2個のサブロータ室(8,9)の内周面にそれぞれ密接した状態で前記ロータハウジング(1)に回転可能に枢支されたサブロータ側面形状が凸レンズ状のサブロータ(16,17)と、
前記2個のサブロータ室(8,9)の内の一方のサブロータ室(9)、または、該一方のサブロータ室(9)に隣接した一方のメインロータ室(7)の一部分に連通する吸気ポート(18,24)と、
前記2個のサブロータ(8,9)の内の一方のサブロータ室(9)、または該一方のサブロータ室(9)に隣接した他方のメインロータ室(7)の一部分に連通する排気ポート(19,25)と、
前記2個のサブロータ室(8,9)の内の他方のサブロータ室(8)に形成された燃焼室(8d)と、
前記1個のメインロータ(15)と前記2個のサブロータ(16,17)とを全て同一方向にかつ同一回転速度で回転可能に連結するとともに、前記メインロータ(15)の回転軸(10)から動力を取出す動力伝動機構(14)とで構成されたことを特徴とするロータリ内燃機関(0)。 One main rotor chamber (7) having an inner peripheral surface formed in a cylindrical surface (7a), and disposed on both sides of the main rotor chamber (7), and an inner peripheral surface is the main rotor chamber (7 A rotor housing (1) formed with two sub-rotor chambers (8, 9) formed on a cylindrical surface (8a, 9a) having a smaller diameter than the cylindrical surface (7a) of
A main rotor (15) having a convex lens-like shape on the side surface of the main rotor rotatably supported in the rotor housing (1) in close contact with the inner peripheral surface (7a) of the main rotor chamber (7);
A sub-rotor (16, 17) having a convex lens-like shape on the side surface of the sub-rotor pivotally supported by the rotor housing (1) in close contact with the inner peripheral surfaces of the two sub-rotor chambers (8, 9);
An intake port that communicates with one of the two sub-rotor chambers (8, 9) or a part of one main rotor chamber (7) adjacent to the one sub-rotor chamber (9). (18, 24),
An exhaust port (19) communicating with one subrotor chamber (9) of the two subrotors (8, 9) or a part of the other main rotor chamber (7) adjacent to the one subrotor chamber (9). , 25) and
A combustion chamber (8d) formed in the other sub-rotor chamber (8) of the two sub-rotor chambers (8, 9);
The one main rotor (15) and the two sub-rotors (16, 17) are connected together so as to be rotatable in the same direction and at the same rotational speed, and the rotation shaft (10) of the main rotor (15). A rotary internal combustion engine (0) comprising a power transmission mechanism (14) for taking out power from the engine.
前記サブロータ室(8,9)の円周面(8a,9a)の径および前記サブロータ(16,17)の大径をr、
前記メインロータ(15)およびサブロータ(16,17)の小径をRa,ra、
前記メインロータ(15)の回転中心(7b)と前記サブロータ(16,17)の回転中心(8b,9b)との距離をLとすると、
L2=R2+r2 ・・・ (1)
R+ra=Ra+r ・・・ (2)
なる関係式が成立することを特徴とする請求項1記載のロータリ内燃機関(0)。 The diameter of the circumferential surface (7a) of the main rotor chamber (7) and the large diameter of the main rotor (15) are R,
The diameter of the circumferential surface (8a, 9a) of the sub-rotor chamber (8, 9) and the large diameter of the sub-rotor (16, 17) are r,
The main rotor (15) and the sub rotors (16, 17) have small diameters Ra, ra,
When the distance between the rotation center (7b) of the main rotor (15) and the rotation center (8b, 9b) of the sub-rotor (16, 17) is L,
L 2 = R 2 + r 2 (1)
R + ra = Ra + r (2)
The rotary internal combustion engine (0) according to claim 1, wherein the following relational expression is established.
前記サブロータ(16,17)の大径(r)に相当する距離だけ離れた個所(15d)を中心とし、
半径Lの円筒面(15c)に沿った形状に形成されると共に、
前記サブロータ(16,17)は、該サブロータ(16,17)の中心(8b,9b)から小径部(16b,17b)に向い、
前記メインロータ(15)の大径(R)に相当する距離だけ離れた個所を中心(16d)とし、
半径Lの円筒面(16c,17c)に沿った形状に形成されたことを特徴とする請求項2記載のロータリ内燃機関(0)。 The main rotor (15) is located away from the center (7b) of the main rotor (15) toward the small diameter portion (15b) by a distance corresponding to the large diameter (r) of the sub rotor (16, 17) (15d )
Formed in a shape along the cylindrical surface (15c) of radius L,
The sub-rotor (16, 17) is directed from the center (8b, 9b) of the sub-rotor (16, 17) to the small diameter portion (16b, 17b),
A location separated by a distance corresponding to the large diameter (R) of the main rotor (15) is the center (16d),
The rotary internal combustion engine (0) according to claim 2, wherein the rotary internal combustion engine (0) is formed in a shape along a cylindrical surface (16c, 17c) having a radius L.
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JP2011197812A JP2013060811A (en) | 2011-09-12 | 2011-09-12 | Rotary internal combustion engine |
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Cited By (1)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
CN109681317A (en) * | 2018-12-30 | 2019-04-26 | 北京工业大学 | A kind of water spray reduces by the zero nitrogen HC fuel spark ignition type zero-turn handset and its control method of cylinder temperature |
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2011
- 2011-09-12 JP JP2011197812A patent/JP2013060811A/en not_active Withdrawn
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