JP5198691B1 - ロータリーエンジン - Google Patents
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Abstract
その解決手段としては、ローターハウジング10と、このローターハウジング10内で揺動回転可能に構成されたローター20とを有し、ローターハウジング10内で燃料を燃焼させることでローター20を揺動回転させて回転駆動力を得るロータリーエンジンにおいて、揺動回転するローター20と対向するハウジングハウジング内周面11Aの形状を、繭型のトロコイド曲線によって形成されるバンケル型ロータリーエンジン100のハウジングハウジング内周面111Aの形状よりも長手方向に広げたフットボール形状Fに形成し、長手方向に広げたことによって構成される拡張領域を通過するようにローター20を揺動回転させた。
【選択図】図1
Description
また、従来のバンケル型エンジンで使用されているアペックスシールを設ける必要がなくなる。そのため、アペックスシールの密封性に起因して圧縮比が低下していた要因を解消することができる。
図1は、本発明の実施の形態に係るロータリーエンジン1の正面図であって、出力軸26が延在する方向から見たものである。また、図2は、図1のロータリーエンジン1の分解斜視図、図3は図2の状態から各部品を組み立てた状態を示している。
なお、以下の説明で使用する、上下、左右、前側(手前側)、後側(奥側)の方向は、図1を基準にして見た方向をいうものとする。
また、図1〜図3(さらには、図4〜図12)で示すローターハウジング10の外側形状は、簡易的に矩形状に描かれているが、ローターハウジング10が取り付けられる対象構造に合わせてその外側形状を適宜変更して形成することができる。
図4は、第1歯車列GFを示す図であって、図1の状態から、ローターが15度回転した状態を示す正面図である。また、図5は、図4の状態から、ローターがさらに15度(図1から30度)回転した状態を示す正面図である。さらに、図6は、図5の状態から、ローターがさらに30度(図1から60度)回転した状態を示し、図7は、図6の状態から、ローターがさらに30度(図1から90度)回転した状態を示す正面図である。
ローター20の回転前の状態(図1および図8の状態。この状態を初期状態とする)では、ローター20の頂点T1が左方向(時計の9時の方向)に向いている。この初期状態からローター20を時計回りに回転させると、図9に示すように、回転座部30の奥側に位置する遊星歯車41は、太陽歯車15の周方向に沿って、中心線S1を中心に時計回りに転動する。また、遊星歯車41と噛合する第4歯車42も一緒に太陽歯車15の周方向に沿って、中心線S1を中心に時計回りに回転する。なお、太陽歯車15と第4歯車42のギヤ比は1:1で構成されている。
同様に、図8および図10に示すように、ローター20が時計回りに60度回転すると、遊星歯車41および第4歯車42が時計回りに180度回転するようになる。このローター20と遊星歯車41および第4歯車42の相対的な回転角度の差(位相差)は、180度−60度=120度となる。
ローター20が時計回りに回転すると、図4〜図7に示すように、円筒部21Bの内歯車22も時計回りに回転する。このとき、内歯車22と噛合する第3歯車25は、自ら時計回りに回転しながら、内歯車22に沿って、内歯車22および回転座部30の中心線S2を中心に、反時計回りに転動する。
また、第2歯車24は、自ら反時計回り(第3歯車25と逆回り)に回転しながら、内歯車22および回転座部30の中心線S2を中心に反時計回りに回転する。
また、第1歯車23は第2歯車24と噛合して回転するので、内歯車22および回転座部30の中心線S2は、第1歯車23の中心線S3を中心に反時計回りに回転するようになる。この回転は、円筒部21Bの内周摺動面22Bと、回転座部30の外周摺動面30Aとが相対的にスムーズに摺動回転できる構造によって実現されている。
なお、内歯車22と第1歯車23とのギヤ比は、3:2で構成されている。
同様に、図5〜図7に示すように、ローター20がそれぞれ30度、60度、90度回転すると、第1歯車23が、90度(位相差は90度−30度=60度)、180度(位相差は120度)、270度(位相差は180度)回転するようになる。
ローター20は、上述した第1歯車列GFおよび第2歯車列GRの作用によって、左右方向に大きく偏心しながら揺動回転する。このとき、ローター20の略3角形状の3つの頂点T1、T2、T3は、出力軸26(中心線S1)を中心に所定の軌跡を描くように移動する。この軌跡は、従来のバンケル型ロータリーエンジンの繭型のトロコイド曲線と比較して、左右に引き延ばされた態様の軌跡になる。ハウジング内周面11Aによって形成されるフットボール形状Fは、この3つの頂点が描く軌跡よりも外側であって、この軌跡に対して隙間を空けて形成されている。
上述したようにローター20の各頂点T1、T2、T3にアペックスシールが設けられていない代わりに、ローターハウジング10には、図11および図12に示すように、ハウジングガスシール50がそれぞれ設けられている。このハウジングガスシール50は、ローター収容部11の左右方向における中央部の上下にそれぞれ配置されている。このハウジングガスシール50は、略L字形状に形成されたL字アーム部51を備えている。このL字アーム部51のL字状の一端部は、回動軸52によって回動可能に軸支されている。また、L字状の他端部51Aには、図13に示すように、ほぼ平坦な接触面が形成された接触部51Bが形成されている。この接触部51Bは、例えば、従来のアペックスシールと同じ材料を用いて形成されている。
これらのことから、アペックスシールと比較して、より信頼性の高いガスシールを構成することができる。
フットボール形状Fは、上述したように、従来のバンケル型エンジンの繭型のトロコイド曲線よりも左右に長く引き延ばされた形状を有しており、従来と比較してハウジング内周面11Aで囲まれた領域が拡張されている。この拡張領域を通過するようにローター20を大きく揺動回転させることで、作動室Z1、Z2を大きく圧縮・膨張させ、大きな圧縮比が確保できるようにしている。
また、スパークプラグ80は、図11および図12に示すように、左側の作動室Z1では、左斜め下側の位置であって吸入ポート61の上側近傍に設けられている。また、右側の作動室Z2では、右斜め上側の位置出会って吸入ポート61の下側近傍に設けられている。
これらの位置については、燃焼効率やローター20の回転効率等を検討することで、より最適な位置を決定することができる。
その他、自動車に限らず、船舶、耕運機、持ち運び可能な加工・切削機械など、小型軽量化したロータリーエンジン1は有用であり、その用途は様々に広がってゆく。
10 ローターハウジング
11 ローター収容部
11A ハウジング内周面
15 太陽歯車
15A 太陽歯車のピッチ円
20 ローター
21A ローター部
21A1 ローター外周面
21B 円筒部
22 内歯車
22A 内歯車のピッチ円
22B 内周摺動面
23 第1歯車
23A 第1歯車のピッチ円
23B 第1歯車軸
24 第2歯車
24A 第2歯車のピッチ円
24B 第2歯車軸
25 第3歯車
25A 第3歯車のピッチ円
25B 第3歯車軸
26 出力軸
27 貫通穴
30 回転座部
30A 外周摺動面
41 遊星歯車
41A 遊星歯車のピッチ円
41B 遊星歯車軸
42 第4歯車
42A 第4歯車のピッチ円
42B 第4歯車軸
50 ハウジングガスシール
100 バンケル型ロータリーエンジン
110 ローターハウジング
111 ローター収容部
111A ハウジング内周面
120 ローター
120B ローターの3辺
121 ローターリセス(燃焼室)
123 固定ギヤ
150 アペックスシール
T1、T2、T3 ローターの頂点
H1、H2、H3 ローターの辺
S1 出力軸中心線(第3の中心線)
S2 ローター中心線(第1の中心線)
S3 第1歯車中心線(第2の中心線)
R1、R2、R3、Z1、Z2 作動室
GF 第1歯車列
GR 第2歯車列
Claims (4)
- ローターハウジングと、このローターハウジング内で揺動回転可能に構成されたローターとを有し、前記ローターハウジング内で燃料を燃焼させることで前記ローターを揺動回転させて回転駆動力を得るロータリーエンジンにおいて、
揺動回転する前記ローターと対向するハウジング内周面の形状を、繭型のトロコイド曲線によって形成されるバンケル型ロータリーエンジンのハウジング内周面の形状よりも長手方向に広げたフットボール形状に形成し、長手方向に広げたことによって構成される拡張領域を通過するように前記ローターを揺動回転させるものであり、
前記フットボール形状は、前記ローターの回転によっていずれの位置に移動したとしても、揺動回転する前記ローターの全てのローター外周面と前記ハウジング内周面との間に隙間が生じるように形成されており、
前記ローターハウジング側には、前記ハウジング内周面よりも内方へ突出し、揺動回転する前記ローターの前記ローター外周面と常に当接するように追従するハウジングガスシールが設けられていることを特徴とするロータリーエンジン。 - 前記ローターハウジング内には、前記ハウジングガスシールによって画成され、前記ローターの回転によらずに位置が固定される2つの作動室が形成されていることを特徴とする請求項1に記載のロータリーエンジン。
- 前記ハウジングガスシールを略L字状に形成し、この略L字状の一端部が回動可能に軸支され、他端部に前記ローターの外周面と接触するほぼ平坦な接触面を有する接触部が形成されていることを特徴とする請求項1または請求項2に記載のロータリーエンジン。
- 前記フットボール形状は、2つの2次曲線を長手方向に対称に組み合わせた形状であることを特徴とする請求項1から請求項3のいずれか1つに記載のロータリーエンジン。
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
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PCT/JP2012/070939 WO2014030196A1 (ja) | 2012-08-18 | 2012-08-18 | ロータリーエンジン |
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WO (1) | WO2014030196A1 (ja) |
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- 2012-08-18 JP JP2012547389A patent/JP5198691B1/ja active Active
- 2012-08-18 WO PCT/JP2012/070939 patent/WO2014030196A1/ja active Application Filing
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Publication number | Publication date |
---|---|
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WO2014030196A1 (ja) | 2014-02-27 |
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