JP6618937B2 - ベーン型内燃機関の過給気通路開閉構造 - Google Patents

Description

本発明は、ベーン型内燃機関の吸気、燃料供給、冷却の機能を一体として簡易で確実な動作をさせることを目的としたベーン型内燃機関の過給気通路開閉構造に関する。

従来から提案されているベーン型内燃機関の構造は、構成部品において作動時に最も強度が課題となる部品がベーンである。ハウジングの内形形状を楕円、長円等にすると、摺動する内周面との抵抗でベーンに曲げの力が大きくかかるため、ハウジングの内形形状を最も抵抗の無い真円にすることで解決されている。真円ハウジングにすると、吸気行程時に室容積を拡大して空気を吸い込み、また、排気行程時の室容積を縮小して空気を押し出して、吸排気の機能を実現することができない構造となっていた。このため、種々の方式が提案されたが、それらの方式には、新たな課題があり実現化には至っていない。例えば、圧縮空気を吹き込む方式、あるいは、流入開口部及び流出開口部を設ける方式が挙げられる。

例えば、特許文献１においては、圧縮空気入口と空気入口ポートで吸気するベーン型内燃機関が記載されている。また、特許文献２においては、流入開口部で吸気し、流出開口部で排気するベーン型内燃機関が記載されている。

特開平２００１−１１５８４９号公報 特開平１０−６８３０１号公報

しかし、従来から提案されているベーン型内燃機関においては、空気入口、空気入口ポートの作動タイミングと、また、流入開口部、流出開口部が設定されているのみで、吸気と排気に寄与する働きは少ない。

上述の特許文献１のベーン型内燃機関においては、圧縮空気を作るための空気圧縮機等の別途装置が必要で大きなコスト増となる。また、排気ポートはあるが、室容積を縮小して排気する仕組みが無いため排気効率が悪い。

特許文献２のベーン型内燃機関においては、流入開口部から吸気行程時室容積を拡大して空気を吸い込み、流出開口部から排気行程時室容積を縮小して空気を吹き出すが、この二つの吸気排気の効率は悪い。

よって、部品を少なくし、簡易で吸排気効率の良い構造のベーン型内燃機関の実現が望まれることとなっていた。

本発明は、上述の課題を解決するものであり、吸排気効率の向上とコストを低減できるベーン型内燃機関の過給気通路開閉構造を提供することを目的とする。また、別の解決すべき課題としては、多機能な開閉部材を提供することが挙げられる。

請求項１記載の発明では、ハウジングと、前記ハウジングの軸心に対して偏心して内蔵され前記ハウジング内で回動可能なロータと、前記ハウジングの内周面に摺接する複数のベーンと、前記ベーンが摺動する複数のベーン溝と、を備え、
１サイクルで爆発、膨張、排気、空気吸気、空気圧縮、過給、掃気、圧縮空気吸気、混合ガス圧縮行程を順に繰り返すように構成されたベーン型内燃機関の過給気通路開閉構造であって、
前記ハウジングの前記圧縮空気吸気行程が行われる領域に臨む部分には、大気側と連通する吸気口が形成され、
前記ハウジングの前記過給行程が行われる領域に臨む部分と前記吸気口との間には、前記過給行程時に発生する圧縮空気が流入する過給気通路が形成され、
前記過給気通路には、前記爆発行程により発生する前記高圧の燃焼ガスを前記過給気通路に流入させず、前記過給行程時に前記過給気通路に前記圧縮空気を流入させる、切り替え機能を有した開閉部材が配設され、
前記開閉部材は、円柱状に形成され前記過給気通路を閉鎖するように配置され、内部において前記圧縮空気を流通可能とされ、
前記開閉部材が回転することにより、前記過給気通路を開閉可能とされている。

これによれば、圧縮空気の分配と過給により吸気効率を向上させることができる。また、過給行程を行うときだけ、圧縮空気を過給気通路に流入させ、吸気行程をサポートすることができる。換言すれば、過給行程に対応する領域で行われる、膨張行程が行われる領域にある燃焼ガスが、吸気行程が行われる領域に入らなくして、燃焼ガスが吸気行程に影響を与えることをなくすことができる。

また、前記ハウジングには燃料を噴射する噴射ポンプに配されるプランジャが配設され、前記開閉部材には、偏心カム部が配設され、前記偏心カム部が前記プランジャと当接するように配置され、前記偏心カム部の動作により前記燃料を送給可能とされている。

これによれば、例えば、ベーン型内燃機関の回転を利用して開閉部材を回転させることにより、偏心カム部がプランジャを移動させ、プランジャの移動により燃料を送給可能となるので、別途複雑な機構を適用することなく、ベーン型内燃機関を簡易な構造とし製造コストを低減させることが可能となる。

また、前記ハウジングには外気を流通可能な外気流通部が配設されるとともに、前記ハウジングの前記膨張行程が行われる領域に臨む部分と、前記ハウジングの前記混合ガス圧縮行程が行われる領域に臨む部分との間には、前記膨張行程において膨張する燃焼ガスが流入可能な燃焼ガス伝播通路が配設され、
前記開閉部材には、
前記外気流通部内の前記外気の流れを発生させる流れ発生手段と、
軸線方向からみて外周縁部から軸線方向に向かい前記燃焼ガス伝播通路を開放可能とする凹部と、の少なくとも一つが配設されている。

これによれば、開閉部材と、ハウジングに、吸気、燃料供給、冷却機能を組み込んで簡易かつ確実な構造でコストを低減したベーン型内燃機関とすることができる。

本発明の一実施形態によるベーン型内燃機関の正面図である。 同実施形態の背面図である。 同実施形態の側面図である。 同実施形態の正面側からみた縦断面図である。 図１のＶ−Ｖ線矢視断面図である。 センターハウジング部の正面図である。 図６のＶＩＩ−ＶＩＩ線矢視断面図に前ハウジング、後ハウジングを取り付けた概略説明図である。 （ａ）は図６のＶＩＩＩａ−ＶＩＩＩａ線矢視断面図、（ｂ）図６の導入孔部及び導入孔部の部分拡大断面図である。 前ハウジングの正面図である。 前ハウジングの背面図である。 （ａ）は図１０のＸＩａ−ＸＩａ線矢視断面図、（ｂ）は図１０のＸＩｂ−ＸＩｂ線矢視断面図である。 後ハウジングの背面図である。 後ハウジングの正面図である。 （ａ）は図１３のＸＩＶａ−ＸＩＶａ線矢視断面図、（ｂ）は図１３のＸＩＶｂ−ＸＩＶｂ線矢視断面図である。 前ケースの正面図である。 図１５のＸＶＩ−ＸＶＩ線矢視断面図である。 図１５のＸＶＩＩ−ＸＶＩＩ線矢視断面図である。 後ケースの正面図である。 図１８のＸＩＸ−ＸＩＸ線矢視断面図である。 図１８のＸＸ−ＸＸ線矢視断面図である。 バルブシャフトの（ａ）は部分断面図、（ｂ）は（ａ）から９０度回転させた状態の外観図、（ｃ）は（ａ）のＸＸＩｃ線矢視図、（ｄ）は（ｂ）のＸＸＩｄ−ＸＸＩｄ線矢視断面図である。 バルブシャフトに冷却ファン、前ブロア、後ブロアを取り付けた状態の斜視図である。 冷却ファンの（ａ）は正面図、（ｂ）は側面図である。 前ブロア、後ブロアの（ａ）は正面図、（ｂ）は側面図である。 バルブシャフト周辺の部分拡大断面図である。 ロータに関連する部分の分解斜視図である。 サイドロータのリング収容室が配設される側からみた図である。 図２７のＸＸＶＩＩＩ−ＸＸＶＩＩＩ線矢視断面図である。 ベーンと弾性リングの作用説明図である。 前主軸、後主軸の（ａ）は断面図、（ｂ）はロータ軸部側からみた図である。 （ａ）は燃焼ガス伝播通路の説明図、（ｂ）は（ａ）の続き、（ｃ）は（ｂ）の続きである。 過給気通路及びバルブシャフトの機能説明図である。 前ハウジング側の冷却作用の説明図である。 後ハウジング側の冷却作用の説明図である。

本発明によるベーン型内燃機関の一実施形態を図面に基づいて説明する。以下の説明において、図面に矢印が付される場合、Ｆを前、Ｂを後ろ、Ｒを右、Ｌを左、Ｕを上、Ｄを下、とする。

実施形態のベーン型内燃機関１０は、概略的には、１サイクルで爆発、膨張、排気、空気吸気、空気圧縮、過給、掃気、圧縮空気吸気、混合ガス圧縮行程を順に繰り返すように構成されている。

ベーン型内燃機関１０は、図１〜５に示すように、ハウジング２０と、ハウジング２０に内蔵されて回動可能なロータ２００と、ロータ２００に装着されるベーン２３０と、を備えている。ハウジング２０とロータ２００との隙間には、図４に示すように、中空部が形成されている。

そして、ロータ２００に取り付けられる前主軸２６０、後主軸２７０と、前主軸２６０に取り付けられる大歯付プーリ１１と、ハウジング２０をロータ２００の回転軸方向と略平行に挿通するバルブシャフト１５０と、バルブシャフト１５０に取り付けられる小歯付プーリ１２と、大歯付プーリ１１から小歯付プーリ１２に架け渡された歯付ベルト１３により駆動力が伝達され、バルブシャフト１５０が駆動する。バルブシャフト１５０に取り付けられた、冷却ファン１６０、前ブロア１７０、後ブロア１８０及びハウジング２０の一部を覆うシュラウド１６等により、ベーン型内燃機関１０は冷却可能とされている。

ハウジング２０は、センターハウジング部３０と、センターハウジング部３０の前後方向における両側に配置された前ハウジング部５０及び後ハウジング部１００と、に３分割されて構成されている。

また、詳細は後述するが、ハウジング２０には、燃焼ガスＧを伝播可能な燃焼ガス伝播通路２１と、外気を流通可能な外気流通部２２と、過給気を流通可能な過給気通路２３と、が配設されている。

センターハウジング部３０は、図４、６〜８に示すように、略円筒状の単一の部材で形成され、中心線Ｃを中心に真円形に形成された内周面３１を有している。センターハウジング部３０の外周面には、第一の肉盛部３２と、第二の肉盛部３３が形成され、第一の肉盛部３２と、第二の肉盛部３３との間にボス部３４が形成されている。

点火プラグ３５は、ボス部３４を、中心線Ｃに向かって挿通して配置されている。ボス部３４には、点火プラグ３５が混合ガスに点火できるように点火口３６が配置されている。

また、センターハウジング部３０の第一の肉盛部３２には、後述するバルブ挿通孔２４を構成する、前端面から後端面まで貫通するバルブ挿通孔形成孔３７が配設されている。

センターハウジング部３０の過給気行程が行われる領域に臨む部分には、内周面３１からバルブ挿通孔形成孔３７まで連通して、過給気行程で発生する圧縮空気を導入可能な空気導入孔３８が配設されている。

センターハウジング部３０の周壁部分の下部には、後述する圧力連通孔２５を構成する、中心線Ｃと略平行で前端面から後端面まで貫通する圧力連通孔形成孔３９が配設されている。

センターハウジング部３０の外周面には、板状の冷却フィン４０が、外側に突出して円周方向に沿って複数配置されている。

燃焼ガス伝播通路２１に関する構成について説明する。

センターハウジング部３０の前後方向における両端部には、燃焼ガス伝播通路２１の一部を構成する、燃焼ガスＧを導入する導入孔部４１と、燃焼ガスＧが流通する第一有底溝４４、第二有底溝４５と、燃焼ガスＧを噴出する噴出孔部４６と、がそれぞれ配設されている。

導入孔部４１は、図７、８（ａ）、（ｂ）に示すように、センターハウジング部３０の内周面３１の膨張行程が行われる領域に臨む部分に、上下方向に対して内側に若干傾いた断面円形状の有底孔として形成される導入細孔４２と、第一有底溝４４と導入細孔４２とを連通させる連通細孔４３と、で構成されている。

噴出孔部４６は、図７、８（ａ）、（ｂ）に示すように、センターハウジング部３０の内周面３１の混合ガス圧縮行程が行われる領域に臨む部分に、上下方向に対して内側に若干傾いた断面円形状の有底孔として形成される噴出細孔４７と、第二有底溝４５と噴出細孔４７とを連通させる連通細孔４８と、で構成されている。

第一有底溝４４は、センターハウジング部３０の、中心線Ｃ方向における一の端面から他の端面に向かう断面矩形状の有底溝（前端面においては前端面から後端面に向かう有底溝、後端面においては、後端面から前端面に向かう有底溝となる）として形成され、一端側で導入孔部４１と連通し、他端側でバルブシャフト１５０を挿通可能に形成されたバルブ挿通孔形成孔３７と連通している。

第二有底溝４５は、センターハウジング部３０の、中心線Ｃ方向における一の端面から他の端面に向かう断面矩形状の有底溝（前端面においては前端面から後端面に向かう有底溝、後端面においては、後端面から前端面に向かう有底溝となる）として形成され、一端側でバルブ挿通孔形成孔３７と連通し、他端側で噴出孔部４６と連通している。

また、センターハウジング部３０の第二の肉盛部３３には、混合ガス圧縮行程が行われる領域に向かって燃料を供給する燃料供給ノズル４９が配設されている。

前ハウジング部５０は、センターハウジング部３０の前側に配置される前ハウジング６０と、前ハウジング６０の前側に配置される前ケース８０と、で構成されている。後ハウジング部１００は、センターハウジング部３０の後側に配置される後ハウジング１１０と、後ハウジング１１０の後側に配置される後ケース１３０と、で構成されている。

ハウジング２０に配設される外気流通部２２として、後ハウジング部１００に配設される第一外気流通部１０１と、前ハウジング部５０に配設される第二外気流通部５１と、がある。

前ハウジング６０と後ハウジング１１０とは、前後方向において一対に構成され、機能作用で関連する構成についてまとめて説明する。

前ハウジング６０は、図９〜１１に示すように、略円盤状に形成され、中央部分に後述する前主軸２６０のフランジ部２６２を挿通可能な断面円形状の貫通孔として形成された主軸挿通孔６１を有している。主軸挿通孔６１の周辺近傍には、吸気口６２、排気口６３となる円弧孔が形成されている。

第二外気流通部５１に関する構成について説明する。

前ハウジング６０には、第二外気流通部５１の一部を構成する、円弧溝部６４と、吸引溝部６５と、が配設されている。

円弧溝部６４は、前ハウジング６０の前端面から後端面に向かう略円弧状の有底孔として形成されている。吸引溝部６５は、前端面から後端面に向かう略円弧状の有底孔として形成され、吸引開口部６６において、円弧溝部６４と連通している。

円弧溝部６４の略中央部部分には、円弧溝部６４の底面から前ハウジング６０の後端面まで貫通した断面円形状の圧力連通孔形成孔６７が形成されている。

前ハウジング６０には、前端面から後端面に向かう断面円形状の有底孔として形成されたブロア室形成孔６８と、ブロア室形成孔６８の底面から後端面まで貫通する断面円形状のバルブ挿通孔形成孔６９と、が形成されている。

ブロア室形成孔６８は、前ハウジング６０の前端面からの深さが吸引溝部６５より浅く形成され、吸引溝部６５と段差を有し、その段差部分において、吸引溝部６５と連通している。

吸引溝部６５は、ブロア室形成孔６８から遠ざかるにしたがって幅が狭小となるように形成され、吸引接続孔７０と接続されている。

吸引接続孔７０は、吸引溝部６５の底面から前ハウジング６０の後端面及び主軸挿通孔６１まで貫通する貫通孔として形成されている。

後ハウジング１１０は、図１２〜１４に示すように、略円盤状に形成され、中央部分に後述する後主軸２７０のフランジ部２７２を挿通可能な断面円形状の貫通孔として形成された主軸挿通孔１１１を有している。

主軸挿通孔１１１の周辺近傍には、吸気口１１２、排気口１１３となる円弧孔が形成されている。

後ハウジング１１０には、第一外気流通部１０１の一部を構成する、円弧溝部１１４と、吹込み溝部１１５と、が配設されている。

円弧溝部１１４は、後ハウジング１１０の後端面から前端面に向かう略円弧状の有底孔として形成されている。吹込み溝部１１５は、後端面から前端面に向かう略三角形状の有底孔として形成され、吹込み開口部１１６において、円弧溝部１１４と連通している。

円弧溝部１１４の略中央部部分には、円弧溝部１１４の底面から後ハウジング１１０の前端面まで貫通した断面円形状の圧力連通孔形成孔１１７が形成されている。

圧力連通孔２５は、それぞれ前後方向に沿って貫通する、センターハウジング部３０の圧力連通孔形成孔３９と、前ハウジング６０の圧力連通孔形成孔６７と、後ハウジング１１０の圧力連通孔形成孔１１７が、前後方向（ハウジング２０の中心線Ｃ方向、ロータ２００の軸線方向）に沿って連通することで形成される。

第一外気流通部１０１と、第二外気流通部５１とは、図５に示すベーン型内燃機関１０が組み付けられた状態において、圧力連通孔２５により連通されることになる。

後ハウジング１１０には、後端面から前端面に向かう有底孔として形成された断面円形状のブロア室形成孔１１８と、ブロア室形成孔１１８の底面から前端面まで貫通する断面円形状のバルブ挿通孔形成孔１１９と、が形成されている。

ブロア室形成孔１１８は、後ハウジング１１０の前端面からの深さが吹込み溝部１１５より浅く形成され、吹込み溝部１１５と段差を有し、その段差部分において、吹込み溝部１１５と連通している。

吹込み溝部１１５は、ブロア室形成孔１１８から遠ざかるにしたがって幅が狭小となるように形成され、吹込み接続孔１２０と接続されている。

吹込み接続孔１２０は、吹込み溝部１１５の底面から後ハウジング１１０の前端面及び主軸挿通孔１１１まで貫通する貫通孔として形成されている。

過給気通路２３に関連する構成について説明する。

図９〜１１に示すように、前ハウジング６０の前端面には、前端面から後端面に向かう有底溝として形成された、過給気通路２３の一部を構成する過給気通路形成溝７１が配設されている。

過給気通路形成溝７１は、主軸挿通孔６１の外周縁に略沿った円弧状に形成され、一端において、ブロア室形成孔６８及び過給気導入孔７２と連通するように形成され、他端において、接続孔７３と連通するように形成されている。接続孔７３は、吸気口６２と連通するように形成されている。

図１２〜１４に示すように、後ハウジング１１０の後端面には、後端面から前端面に向かう有底溝として形成された、過給気通路２３の一部を構成する過給気通路形成溝１２１が配設されている。

過給気通路形成溝１２１は、主軸挿通孔１１１の外周縁に略沿った円弧状に形成され、一端において、ブロア室形成孔１１８及び過給気導入孔１２２と連通するように形成され、他端において、接続孔１２３と連通するように形成されている。接続孔１２３は、吸気口１１２と連通するように形成されている。

換言すれば、バルブ挿通孔形成孔６９、１１９と、過給気通路形成溝７１、１２１とは、過給気導入孔７２、１２２を介してそれぞれ連通可能とされていることになる。

過給気通路形成溝７１、１２１は、ブロア室形成孔６８、１１８、円弧溝部１１４及び吹込み溝部１１５、円弧溝部６４及び吸引溝部６５、より前ハウジング６０、後ハウジング１１０の前端面、後端面からの深さが深くなるようにそれぞれ形成されている。

さらに、ブロア室形成孔６８、１１８、円弧溝部１１４及び吹込み溝部１１５と円弧溝部６４及び吸引溝部６５、過給気通路形成溝７１、１２１の順に、前ハウジング６０、後ハウジング１１０の前端面、後端面から底部までの深さが深くなるようにそれぞれ形成されている。

前ケース８０と後ケース１３０とは、前後方向において一対に構成され、機能作用で関連するのでまとめて説明する。

なお、図１７では冷却フィン９０を、図２０では冷却フィン１４１を省略している。

前ケース８０は、図１５〜１７に示すように、主軸挿通孔８１を有した円筒状のボス部８２と、フランジ部８３と、を有している。

ボス部８２の主軸挿通孔８１は、前主軸２６０の大径部２６１を挿通可能な貫通孔としてそれぞれ形成され、前主軸２６０の大径部２６１との間にシール部材、軸受部材が配設されて前主軸２６０の回転を許容可能とされている（図５参照）。

フランジ部８３には、厚みが他の部分より若干厚く形成された取付ベース部８４が設けられている。取付ベース部８４には、吸気口６２と接続される吸気接続口８５と、排気口６３と接続される排気接続口８６と、が配設されている。

また、フランジ部８３には、前側に円柱状に突出する肉厚部８７が配設されている。肉厚部８７には、前ケース８０の後端面から前端面に向かう有底孔として形成されたブロア室形成孔８８と、ブロア室形成孔８８の底面から前端面まで貫通して形成されたバルブ挿通孔形成孔８９と、が配設されている。

後ケース１３０は、図１８〜２０に示すように、主軸挿通孔１３１を有した円筒状のボス部１３２と、フランジ部１３３と、を有している。

ボス部１３２の主軸挿通孔１３１は、後主軸２７０の大径部２７１を挿通可能な貫通孔としてそれぞれ形成され、後主軸２７０の大径部２７１との間にシール部材、軸受部材が配設されて後主軸２７０の回転を許容可能とされている（図５参照）。

フランジ部１３３には、厚みが他の部分より若干厚く形成された取付ベース部１３４が設けられている。取付ベース部１３４には、吸気口１１２と接続される吸気接続口１３５と、排気口１１３と接続される排気接続口１３６と、が配設されている。

また、フランジ部１３３には、外側が四角柱状で内側が半円柱状に後側に突出して、噴射ポンプ１９０を取り付け可能とする噴射ポンプ取付部１３７が配設されている。噴射ポンプ取付部１３７には、後端面から前端面に向かう有底孔として形成されたシャフト収容孔１３８と、シャフト収容孔１３８の底面から前端面まで貫通するバルブ挿通孔形成孔１３９と、が配設されている。

噴射ポンプ取付部１３７には、シャフト収容孔１３８から噴射ポンプ取付部１３７の外側の端面まで貫通して、噴射ポンプ１９０を螺合可能な噴射ポンプ取付孔１４０が配設されている。

前ケース８０のフランジ部８３の前面、後ケース１３０のフランジ部１３３の後面には、前後方向（軸線方向）からみて、前主軸２６０、後主軸２７０の軸心と同心円周上となるように冷却フィン９０、１４１が、それぞれ複数設けられている。

バルブ挿通孔形成孔８９とブロア室形成孔８８、ブロア室形成孔６８、バルブ挿通孔形成孔６９と、バルブ挿通孔形成孔３７、バルブ挿通孔形成孔１１９、ブロア室形成孔１１８、バルブ挿通孔形成孔１３９、シャフト収容孔１３８と、が連通することで、ハウジング２０に前後方向に沿ってバルブ挿通孔２４が形成されることになる。

バルブシャフト１５０は、図２１、２２に示すように、大径部１５１と、大径部１５１より小径に形成された中径部１５２と、中径部１５２より小径に形成された小径部１５３と、大径部１５１と中径部１５２の間に配設される偏心カム部１５４と、を有し、センターハウジング部３０と、前ハウジング部５０と、後ハウジング部１００と、を前後方向において、挿通可能に形成されている。

バルブシャフト１５０は、大径部１５１から中径部１５２の前部に至る有底孔として形成される通気孔１５５と、通気孔１５５に直交するとともに連通して形成された導入連通孔１５６及び排出連通孔１５７と、を有している。

導入連通孔１５６は、センターハウジング部３０の空気導入孔３８と連通可能に二つ形成され、ハウジング２０の中空部分と連通可能とされている。

排出連通孔１５７は、前ハウジング６０、後ハウジング１１０に配設された過給気導入孔７２、１２２と連通可能、かつ、導入連通孔１５６の外側に一つずつ形成され、過給気導入孔７２、１２２を介して過給気通路形成溝７１、１２１と連通可能とされている。

中径部１５２の中央後寄りの部分であって、センターハウジング部３０のバルブ挿通孔形成孔３７と連通する第一有底溝４４、第二有底溝４５と連通可能な位置には、バルブシャフト１５０の軸線方向からみて外周縁部から軸線方向に向かう凹部１５９が形成されている。

本実施形態では、凹部１５９は、軸線から周方向における端部を結ぶ二つ線の開き角度が約７０度となるように形成されている。換言すれば、ロータ２００が一回転するとバルブシャフト１５０が２．５回転するように設定され、ロータ２００が約７２度回転するとバルブシャフト１５０は１８０度回転する。膨張行程の移動領域内にある時間の１８０分の７０の間、第一有底溝４４、第二有底溝４５と凹部１５９が連通するようこととされている。

通気孔１５５の後端部には、ねじが形成され、ねじ部材１５８が螺合可能とされ、ねじ部材１５８が螺合されることにより、通気孔１５５の後端が閉塞される。

通気孔１５５と、導入連通孔１５６と、排出連通孔１５７と、で通気通路１５０Ａが構成される。

バルブシャフト１５０の中径部１５２の前側には、冷却ファン１６０が取り付けられている。冷却ファン１６０は、図２２、２３に示すように、円形の平板をプレス機でプレス加工等して形成される。冷却ファン１６０は、四つの略扇状の扇片部１６１を有している。

扇片部１６１は、回転方向前側の外周縁の二点を結ぶ仮想線上を後側に折り曲げた折り曲げ部１６２と、回転方向後側が後側に湾曲して形成された湾曲部１６３と、を有している。冷却ファン１６０は、バルブシャフト１５０に取り付けられた状態において、後側、かつ、回転方向外側に向かって空気の流れを発生可能とされている。

中径部１５２の冷却ファン１６０より後ろ側のブロア室形成孔８８、１１８に対応する部分には、前ブロア１７０、後ブロア１８０がそれぞれ取り付けられる。

前ブロア１７０、後ブロア１８０は、図２２、２４に示すように、円形の平板をプレス機でプレス加工等して形成され、回転方向前側の外周縁部が後側に折り曲げられた八か所の折り曲げ部１７１、１８１を有している。

折り曲げ部１７１、１８１は、円形の平板に径方向に沿って切り込み１７２、１８２を形成し、外周縁の二点を結ぶ仮想線上を切込みまで後側に折り曲げて形成される。

前ブロア１７０、後ブロア１８０は、バルブシャフト１５０に取り付けられた状態において、回転方向外側に向かって空気の流れを発生可能とされている。

バルブシャフト１５０の、冷却ファン１６０と前ブロア１７０が取り付けられる間には、バルブ挿通孔形成孔８９との間に軸受部材９１が嵌め込まれ、前ケース８０に対してバルブシャフト１５０が回転可能とされている（図２５参照）。

偏心カム部１５４は、中径部１５２より大きく大径部１５１より小さい円柱状に形成され、回転中心が中径部１５２の回転中心と同一とされている。

偏心カム部１５４の外側には、軸受部材１４２が嵌め込まれている。偏心カム部１５４は、軸受部材１４２を介して、噴射ポンプ１９０のプランジャ１９１と当接するように配置されている。そして、偏心カム部１５４の回転により、プランジャ１９１が図２５に紙面における上下方向に移動して、図示しない燃料タンクからの燃料を取り入れて、燃料供給ノズル４９に燃料を送り出し可能とされている。

図２５に示す組み付けられた状態において、バルブシャフト１５０は、大径部１５１において、後ケース１３０のシャフト収容孔１３８に配設された軸受部材１４３の内側に嵌め込まれ、ハウジング２０に対して回転可能とされている。

また、中径部１５２において、後ケース１３０のバルブ挿通孔形成孔１３９に配設された軸受部材１４４の内側に嵌め込まれ、ハウジング２０に対して回転可能とされている。

小径部１５３には、小歯付プーリ１２が取り付けられ、ベーン型内燃機関１０から発生する駆動力を、前主軸２６０に取り付けられた大歯付プーリ１１、歯付ベルト１３を介してバルブシャフト１５０に伝達可能とされている。

ロータ２００を駆動させる主軸部分は、図３０に示すように、ロータ２００に嵌め込み可能に、前後一対の前主軸２６０、後主軸２７０に分割されて構成されている。前主軸２６０、後主軸２７０は大径部２６１、２７１と、大径部２６１、２７１より大径に形成されたフランジ部２６２、２７２と、大径部２６１、２７１より小径に形成されたロータ軸部２６４、２７４と、をそれぞれ備えている。

フランジ部２６２、２７２のロータ軸部２６４、２７４側には、外気を流通可能とする分配切り欠き２６３、２７３がそれぞれ形成されている。分配切り欠き２６３、２７３は、ロータ２００側の端面から反対側の端面に向かうとともに、外周縁から軸心に向かう、有底溝として形成されている。分配切り欠き２６３は吸引接続孔７０と、分配切り欠き２７３は吹込み接続孔１２０と、それぞれ連通可能されている。

前主軸２６０は、大径部２６１において、大歯付プーリ１１が取り付けられ、歯付ベルト１３を介してバルブシャフト１５０に取り付けられた小歯付プーリ１２に、ベーン型内燃機関１０から発生する駆動力を伝達する。後主軸２７０は、大径部２７１において被駆動装置等に接続される。

一方、センターハウジング部３０の内周面３１に対向するように、前主軸２６０、後主軸２７０とともに回転されるロータ２００が配設されている。ロータ２００は、図２６に示すように、センターロータ２１０とセンターロータ２１０の両側に配置されるサイドロータ２２０Ａ、２２０Ｂとに３分割して形成されている。

それぞれのサイドロータ２２０Ａ、２２０Ｂは後述する前主軸２６０、後主軸２７０のフランジ部２６２、２７２にねじ締結にて固定され、センターロータ２１０とそれぞれのサイドロータ２２０Ａ、２２０Ｂとはロータセットピン２０４で一体的に組み付けらいる。

センターロータ２１０は、図２６に示すように、略円柱状に形成され、中心部に前主軸２６０、後主軸２７０のロータ軸部２６４、２７４、が挿入可能な軸孔形成孔２１１、外周縁から軸線に向かい、かつ、放射状に複数個（実施形態では５個）のベーン溝形成溝２１２が等間隔に形成され、外周面に、それぞれのベーン溝形成溝２１２付近に、外周面から軸心に向う湾曲部２１３（実施形態では５か所）が形成されている。また、ベーン溝形成溝２１２と湾曲部２１３との間にはロータセットピン２０４が嵌入されるロータセットピン孔２１４（実施形態では５か所）が形成されている。

サイドロータ２２０Ａ、２２０Ｂは、図２６、２７に示すように、略円柱状に形成され、中心部に前主軸２６０、後主軸２７０のロータ軸部２６４、２７４が挿入可能な軸孔形成孔２２１がそれぞれ形成され、軸孔形成孔２２１から外部に向かって放射線方向に複数個（実施形態では５個）のベーン溝形成溝２２２が等間隔にそれぞれ形成されている。また、外周面に、それぞれのベーン溝形成溝２２２付近に、外周面から軸心に向かう湾曲部２２３（実施形態では５か所）がそれぞれ形成されている。

軸孔形成孔２１１、軸孔形成孔２２１は、センターロータ２１０、サイドロータ２２０Ａ、２２０Ｂが組み付けられた状態において連通することで１個の軸孔２０１が形成される。

また、ベーン溝形成溝２２２と湾曲部２２３との間には、それぞれロータセットピン２０４が嵌入されるロータセットピン孔２２４（実施形態では５か所）が形成されている。

ロータセットピン孔２１４、ロータセットピン孔２２４は、センターロータ２１０、サイドロータ２２０Ａ、２２０Ｂが組み付けられた状態において連通することで１個のロータセットピン孔２０３が形成される。

また、サイドロータ２２０Ａ、２２０Ｂのセンターロータ２１０との対向面(内側となる面)には、軸孔形成孔２２１と同心上に、内側の面から外側の面に向かう円形の有底孔として形成され後述の弾性リング２５０が配設されるリング収容室形成凹部２２５Ａ、２２５Ｂが、それぞれ内端面から所定深さとなるように形成されている。

各ベーン溝形成溝２１２、２２２は、センターロータ２１０、サイドロータ２２０Ａ、２２０Ｂが組み付けられた状態において連通することで１個のベーン溝２０２が形成され、ベーン溝２０２に１個のベーン２３０が嵌入される。

ベーン２３０は、直方体状に形成されたベーン本体部２３１、と一端がアール状に形成された底部２３２と、底部２３２と反対側の先端側に形成される先端ベーン用溝部２３３とを有して形成されている。

ロータ２００の各ベーン溝２０２には、ベーン２３０が各ベーン溝２０２内を摺動可能に配置されている。先端ベーン用溝部２３３には、ベーン先端シール２４０が嵌入されている。

図５に示すようにベーン２３０の、ロータ２００の軸線方向における幅方向の長さは、センターロータ２１０、サイドロータ２２０Ａ、２２０Ｂの軸線方向における長さを合わせた長さに略一致する。

ベーン先端シール２４０の先端部は、ハウジング２０の内周面に摺接するため、例えば、カーボンに金属を含浸させた角柱状に形成され、先端部側の端部は内周面側に突出する円弧状に形成された摺動面を有しているものであればよい。

ベーン２３０の底部２３２は、前主軸２６０、後主軸２７０のロータ軸部２６４、２７４にすべり対偶で嵌められた弾性リング２５０の外端部に食い込むように当接している。そのため、ベーン２３０はその先端側のベーン先端シール２４０の先端部でハウジング２０内周面を押圧することになる。

弾性リング２５０は、リング収容室形成凹部２２５Ａ、２２５Ｂ内に配設され、ベーン２３０のセンターロータ２１０から両側に突出した部位と当接することになり、ベーン２３０をロータ２００の径方向外側に押圧することになる。

なお、リング収容室形成凹部２２５Ａ、２２５Ｂは、前後方向における底面までの深さが、弾性リング２５０の前後方向（軸線方向）の厚みより、若干深く形成され、弾性リング２５０との間に隙間が発生するようにそれぞれ形成されている。また、リング収容室形成凹部２２５Ａ、２２５Ｂは、ベーン溝２０２と連通して形成されている。

弾性リング２５０は、実施形態においては、図２６、２９に示すように、転がり軸受２５１の外輪２５２の外側に転がり軸受２５１と同心円環状の外部弾性リング２５４を圧入し、転がり軸受２５１の内輪２５３の内側に略円形の内部弾性リング２５５を圧入している。

内部弾性リング２５５は、転がり軸受２５１の軸心と偏心した位置において、前主軸２６０、後主軸２７０のロータ軸部２６４、２７４をそれぞれ挿通している。また、内部弾性リング２５５は、下側の一部が切り取られた切り欠き部２５６が設けられ、転がり軸受２５１の内輪２５３との間に隙間Ｓが形成され、ロータ２００の軸線方向に空気が流通することを可能としている。

外部弾性リング２５４と内部弾性リング２５５は、ベーン２３０の底部２３２が食い込むことができ、さらにその弾力でベーン２３０をハウジング２０の内周面に押圧させるために適度な柔軟性を有するもの、例えばウレタンゴム系のもので形成されていることが望ましい。また、内部弾性リング２５５は、特に弾性体に限定するものではないが、外部弾性リング２５４と同様の材料であれば、ハウジング２０の内周面と、ベーン先端シール２４０の先端部との間との隙間をより多く吸収できる。

なお、転がり軸受２５１は、グリス封入型を使用することによって摩耗がなくメンテナンスフリーとなる。

次に、上記のように構成されたベーン型内燃機関１０の組み付け手順に付いて説明する。

図２６に参照するように、先ず、分割されているサイドロータ２２０Ａ、２２０Ｂに、転がり軸受２５１に外部弾性リング２５４と内部弾性リング２５５とを装着した弾性リング２５０を、前主軸２６０、後主軸２７０のロータ軸部２６４、２７４をサイドロータ２２０Ａ、２２０Ｂの軸孔形成孔２２１にそれぞれ取り付け、サイドロータ２２０Ａ、２２０Ｂのリング収容室形成凹部２２５Ａ、２２５Ｂ内にそれぞれ配置する。

次に、弾性リング２５０を取り付けたそれぞれのサイドロータ２２０Ａ、２２０Ｂを、前主軸２６０、後主軸２７０のロータ軸部２６４、２７４とセンターロータ２１０の軸孔形成孔２１１にそれぞれ挿入することによって、センターロータ２１０に組み付ける。

このとき、ベーン溝２０２と、前主軸２６０、後主軸２７０の分配切り欠き２６３、２７３と、が軸線方向において揃うように組み付けられる。また、リング収容室形成凹部２２５Ａ、２２５Ｂとセンターロータ２１０とで囲まれる領域がリング収容室２０５となり、リング収容室２０５内に弾性リング２５０が配設されることになる。

一方、センターロータ２１０には、ベーン溝形成溝２１２にベーン２３０が挿入されていて、センターロータ２１０の両側に突出したベーン２３０がはみ出している。サイドロータ２２０Ａ、２２０Ｂをセンターロータ２１０に組み付ける際には、センターロータ２１０からはみ出したベーン２３０の突出した部位をサイドロータ２２０Ａ、２２０Ｂのベーン溝形成溝２２２内に嵌合するように組み付ける。

そして、一方のサイドロータ２２０Ａのロータセットピン孔２２４から５本のロータセットピン２０４をセンターロータ２１０のロータセットピン孔２１４、他方のサイドロータ２２０Ｂのロータセットピン孔２２４を貫通させ、ベーン２３０を摺動可能に嵌入して一体化されたロータ２００を構成する。

図５に参照するように、一体化されたロータ２００を、センターハウジング部３０内に配置する。

バルブシャフト１５０に、軸受部材１４２、１４３、１４４をそれぞれ嵌め込んだ状態とし、シャフト収容孔１３８、バルブ挿通孔形成孔１３９内にバルブシャフト１５０を挿通して、軸受部材１４２、１４３、１４４を介して後ケース１３０にバルブシャフト１５０を嵌め込んだうえで、後ブロア１８０を取り付ける。

一方、噴射ポンプ１９０を噴射ポンプ取付孔１４０と螺合させて、噴射ポンプ取付部１３７に取り付ける。

そして、後ハウジング１１０と後ケース１３０とを、重ね合わせて、後ハウジング部１００を形成する。このとき、ブロア室形成孔１１８と後ケース１３０とで囲まれた領域がブロア室１０４となり、ブロア室１０４内に後ブロア１８０が配設される。

後主軸２７０は、大径部２７１が後ケース１３０の主軸挿通孔１３１に挿通された状態にあり、フランジ部２７２が後ハウジング１１０の主軸挿通孔１１１に配された状態にある。

そして、センターハウジング部３０と後ハウジング部１００とをネジ締結して一体化させる。一体化されたセンターハウジング部３０と後ハウジング部１００とロータ２００に前ハウジング６０を取り付ける。バルブシャフト１５０に前ブロア１７０を取り付けて、さらに、前ケース８０を取り付ける。

ブロア室形成孔６８とブロア室形成孔８８とで、ブロア室５４が形成され、ブロア室５４内に前ブロア１７０が配設される。

バルブシャフト１５０の、中径部１５２の前部に冷却ファン１６０を取り付け、小径部１５３に小歯付プーリ１２を取り付ける。

一方、前主軸２６０は、大径部２６１が前ケース８０の主軸挿通孔８１に挿通された状態にあり、フランジ部２６２が前ハウジング６０の主軸挿通孔６１に配置された状態にある。

前主軸２６０の大径部２６１に大歯付プーリ１１を取り付ける。大歯付プーリ１１と小歯付プーリ１２に歯付ベルト１３を架け渡す。これにより、図示しないベーン型内燃機関１０で発生した駆動力がバルブシャフト１５０に伝達可能となる。

図１、２に示すように、ＩＮパイプ１４を吸気接続口８５、１３５に、ＯＵＴパイプ１５を排気接続口８６、１３６に、接続させて、シュラウド１６で冷却ファン１６０から噴射ポンプ１９０にかけてハウジング２０の外側を覆うことで、一体化されたハウジング２０内に内蔵されたロータ２００を有するベーン型内燃機関１０が完成する。

組み付けられて完成した状態においては、図５等に参照するように、前ケース８０、後ケース１３０で、過給気通路形成溝７１、１２１の開放部分が覆われて、過給気通路２３の周壁部分の一部が形成される。

過給気通路２３は、前ハウジング６０、後ハウジング１１０に形成された過給気通路形成溝７１、１２１と前ケース８０、後ケース１３０とで囲まれる領域と、過給気導入孔７２、１２２と、バルブシャフト１５０に形成された通気孔１５５、導入連通孔１５６及び排出連通孔１５７、センターハウジング部３０の空気導入孔３８と、が連通することで形成される。

以上のことより、ハウジング２０の過給行程が行われる領域に臨む部分と吸気口６２、１１２との間には、過給行程時に発生する圧縮空気が流入する過給気通路２３が形成されていることになる。

また、バルブシャフト１５０に形成された凹部１５９と、第一有底溝４４と、第二有底溝４５とが連通することで、燃焼ガスＧが、ハウジング２０の、膨張行程が行われる領域から、混合ガス圧縮行程が行われる領域に伝播可能となる。

前ハウジング６０、後ハウジング１１０で、第一有底溝４４、第二有底溝４５の開放部分を覆うことで、燃焼ガス伝播通路２１の周壁部分の一部が形成される。

センターハウジング部３０と対向して配置される、前ハウジング６０、後ハウジング１１０と第一有底溝４４及び第二有底溝４５で囲まれる領域と、導入孔部４１及び噴出孔部４６と、バルブシャフト１５０に形成された凹部１５９と、一対の前ハウジング６０、後ハウジング１１０で断面矩形状の燃焼ガス伝播通路２１が形成される。

換言すれば、燃焼ガス伝播通路２１は、ハウジング２０の膨張行程が行われる領域に臨む部分と、ハウジング２０の混合ガス圧縮行程が行われる領域に臨む部分と、を連通可能に配設されていることになる。

前ハウジング６０と前ケース８０が重ね合わされることで、円弧溝部６４と、吸引溝部６５の開放部分が閉塞され第二外気流通部５１の周壁の一部が形成される。換言すれば、組み付けられた状態において、円弧溝部６４と、吸引溝部６５と、前ケース８０と、で第二外気流通部５１が形成されることになる。円弧溝部６４と前ケース８０とで囲まれる領域が、第二外気流通部５１の円弧部５２とされ、吸引溝部６５と前ケース８０とで囲まれる領域が、第二外気流通部５１の吸引部５３とされる。

後ハウジング１１０と後ケース１３０が重ね合わされることで、円弧溝部１１４と、吹込み溝部１１５の開放部分が閉塞され第一外気流通部１０１の周壁の一部が形成される。換言すれば、組み付けられた状態において、円弧溝部１１４と、吹込み溝部１１５と、後ケース１３０と、で第一外気流通部１０１が形成されることになる。円弧溝部１１４と後ケース１３０とで囲まれる領域が、第一外気流通部１０１の円弧部１０２とされ、吹込み溝部１１５と後ケース１３０とで囲まれる領域が、第一外気流通部１０１の吹込み部１０３とされる。

なお、ハウジング２０は、センターハウジング部３０と前ハウジング部５０、後ハウジング部１００と一体となるため、一体化された状態のハウジング２０を説明する場合には、以下、単にハウジング２０とし、ベーン２３０との摺接面を内周面とする。また、ロータ２００の場合も同様に、一体化された状態のロータ２００を説明する場合には、以下、単にロータ２００とする。

ハウジング２０の中空部内には、ベーン２３０が複数個（実施形態においては５個）配設されている。ベーン２３０は、弾性リング２５０の弾力でハウジング２０の内周面を押圧しているから、ハウジング２０とロータ２００との間の中空部は、ベーン２３０によって仕切られて、複数（実施形態においては５室）の室（５Ａ、５Ｂ、５Ｃ、５Ｄ、５Ｅ）を構成することになる。

また、内部弾性リング２５５の軸心は、ハウジング２０の軸心に対して偏心された位置にあり、前主軸２６０、後主軸２７０が回転しても、弾性リング２５０がロータ２００内のリング収容室２０５内にあるため、内部弾性リング２５５はハウジング２０内で固定され、外部弾性リング２５４は、転がり軸受２５１に装着されていることから、前主軸２６０、後主軸２７０の回転と共にハウジング２０内を回転する。

上記のように構成された実施形態のベーン型内燃機関１０では、図４に示すように、ベーン２３０で区分けされた各室５において、ロータ２００の回転でそれぞれの行程が行われる。この場合、各室５においてはロータ２００の２回転で１回爆発が起こり、その間に膨張、排気、空気吸気、空気圧縮、過給、掃気、圧縮空気吸気、混合ガス圧縮のそれぞれの行程が行われる。

ベーン型内燃機関１０は、本出願人が先にした、特願２００６−２２３３３８号（特開平２００８−４５５１３号公報）のベーン型内燃機関を改良したものである。上述したベーン型内燃機関１０の各行程は、本願発明においても同じであるので詳細な説明は省略する。

本発明のベーン型内燃機関１０では、過給気行程を過給気通路２３等が異なるが、作動原理は同様である。

ベーン型内燃機関１０の燃焼構造について、膨張行程が行われる領域で発生する燃焼ガスＧが、混合ガス圧縮行程が行われる領域に伝播させる作用について説明する。

図３１（ａ）は、室５Ａが爆発行程から膨張行程に進行中の状態を示している。燃焼ガス伝播通路２１は、ハウジング２０の膨張行程が行われる領域（室５Ａ）に臨む部分と、ハウジング２０の混合ガス圧縮行程が行われる領域（室５Ｃ）に臨む部分と、を連通して形成されている。

図３１（ｂ）に示すように、バルブシャフト１５０の凹部１５９が第一有底溝４４及び第二有底溝４５と連通することで、ハウジング２０内の膨張行程で発生する燃焼ガスＧが、膨張行程が行われる領域（室５Ａ）に臨む部分と、ハウジング２０内の混合ガス圧縮行程が行われる領域（室５Ｃ）に送られる。これにより、混合ガス圧縮行程において、予め混合ガスに温度と、圧力を付与して、爆発行程において、完全燃焼をさせ、燃費向上と排気ガス浄化をし、さらに、出力を向上させることが可能となる。

詳説すると、燃焼ガス伝播通路２１は、センターハウジング部３０の導入孔部４１から、燃焼ガスＧを取り入れ、第一有底溝４４、凹部１５９、第二有底溝４５を経て、噴出孔部４６から燃焼ガスＧを流出させる。

そして、バルブシャフト１５０は、主軸が１回転すると、２．５回転する、換言すると、バルブシャフト１５０が二分の一回転すると前主軸２６０、後主軸２７０（ロータ２００）が７２度回転する。つまり、前主軸２６０、後主軸２７０（ロータ２００）が１４４度回転すると膨張行程と、空気圧縮行程は、略同一の領域で順に行われることになる。

図３１（ｃ）に参照するように、膨張行程においてバルブシャフト１５０の凹部１５９が第一有底溝４４及び第二有底溝４５と連通するように設定し、空気圧縮行程において凹部１５９が連通しないように設定することで、膨張行程で燃焼ガスＧを導入し、空気圧縮行程で圧縮空気を導入しない構成としている。

ベーン型内燃機関１０の過給気通路２３の開閉構造について説明する。

ベーン型内燃機関１０が、過給気行程が行われる領域が過給気行程でないとき、ハウジング２０の空気導入孔３８に圧縮空気が入ろうとするが、バルブシャフト１５０により通気通路１５０Ａは閉塞されて圧縮空気は導入されない。過給気行程が行われる領域が過給気行程のときに、バルブシャフト１５０が回転して導入連通孔１５６と空気導入孔３８とが連通し、図３２、３３に示すように、導入連通孔１５６と空気導入孔３８と、通気通路１５０Ａ、排出連通孔１５７、前ハウジング６０の過給気導入孔７２、後ハウジング１１０の過給気導入孔１２２、過給気通路形成溝７１、過給気通路形成溝１２１、接続孔７３、接続孔１２３、吸気口６２、１１２の順に圧縮空気が流れていく。

そして、圧縮空気行程が行われる領域に圧縮空気が流入して、圧縮空気の分配と過給により吸気効率を向上させる。

また、膨張行程が行われる領域にある燃焼ガスＧは、バルブシャフト１５０により導入連通孔１５６と空気導入孔３８とは連通せず、通気通路１５０Ａが閉塞されるため、吸気行程が行われる領域に入らないので、燃焼ガスＧが吸気行程に影響を与えることはない。

次に、ベーン型内燃機関１０の冷却構造について説明する。

ベーン型内燃機関１０では、過給気通路２３を介して、接続孔７３、１２３が吸気口６２、１１２と連通し、かつ、過給気通路２３と、吹込み部１０３、吸引部５３が連通していることから、吸気口６２、１１２から取り入れた外気を過給気行程で圧縮した圧縮空気を取り入れ可能とされ、つまり、外気（空気）を取り入れて、ハウジング２０内で循環可能とされている。

また、本実施形態のベーン型内燃機関１０では、前主軸２６０、大歯付プーリ１１、小歯付プーリ１２、歯付ベルト１３、バルブシャフト１５０、前ブロア１７０、後ブロア１８０、で流れ発生手段１７が構成されることになる。

後ハウジング部１００において、図３４に示すように、ブロア室１０４内で後ブロア１８０が回転すると、矢印の方向に空気の流れが発生する。この流れは、過給気通路２３に向かって流れるため、吹込み開口部１１６を介して吹込み部１０３内の空気が円弧部１０２に流れていくとともに、吹込み接続孔１２０に向かって流れていく。

このとき、吹込み部１０３は、ブロア室形成孔１１８から遠ざかるにしたがって幅が狭小となるように形成されているので、流路の断面積が小さくなり流れる空気の流速は次第に速くなって冷却効果を向上させる。

一方、前ハウジング部５０においては、図３３に示すように、ブロア室５４内で前ブロア１７０が回転すると、矢印の方向に空気の流れが発生する。この流れは、過給気通路２３に向かって流れるため、第二外気流通部５１の吸引部５３が負圧状態となり、吸引開口部６６を介して円弧部５２内の空気が吸引部５３に流れていくとともに、吸引接続孔７０から第一外気流通部１０１の吹込み部１０３内の空気が吸引される。

このとき、吸引部５３は、吸引接続孔７０から遠ざかるにしたがって幅が広くとなるように形成されているので、流路の断面積が次第に大きくなり吸引部５３内の圧力が低下する。よって、後述するように、第二外気流通部５１から流れ込む空気を吸引し易くなって冷却効果を向上させる。

また、圧力連通孔２５を介して、第一外気流通部１０１の円弧部１０２内の空気が、第二外気流通部５１の円弧部５２内に流れていく。これにより、前ハウジング６０、後ハウジング１１０の冷却が可能となる。さらに、吹込み接続孔１２０、吸引接続孔７０を介して、第一外気流通部１０１の吹込み部１０３内の空気が、吸引部５３に流れていく。これにより、ロータ２００の冷却が可能となる。つまり、二系統の空気の流れが発生することになる。

吹込み接続孔１２０から、吸引接続孔７０までの空気の流れを詳説すると、吸引接続孔７０と、吹込み接続孔１２０とは、前後方向からみて、投影される位置が略同一となっているので、前主軸２６０、後主軸２７０のフランジ部２６２、２７２に形成された分配切り欠き２６３、２７３が、吹込み接続孔１２０と連通すると、空気は、吹込み接続孔１２０から、ベーン溝２０２、リング収容室２０５、内部弾性リング２５５と転がり軸受２５１の内輪２５３との隙間Ｓ、ベーン溝２０２、リング収容室２０５、内部弾性リング２５５と転がり軸受２５１の内輪２５３との隙間Ｓ、ベーン溝２０２、の順に通って、吸引接続孔７０まで空気が流れる。

この空気の流れによって、ロータ２００、ロータ２００内に配設される弾性リング２５０が冷却される。

[発明Ａ−１]
本実施形態のベーン型内燃機関１０の発明としては、ハウジング２０と、ハウジング２０の軸心に対して偏心して内蔵されハウジング２０内で回動可能なロータ２００と、ハウジング２０の内周面に摺接する複数のベーン２３０と、ベーン２３０が摺動する複数のベーン溝２０２と、を備えるベーン型内燃機関の冷却構造であって、ハウジング２０には、外気を流通可能な外気流通部２２が配設されるとともに、外気流通部２２内の外気の流れを発生させる流れ発生手段１７が配設されている。

これによれば、流れ発生手段１７により、外気流通部２２内の外気の流れを発生させることで、ハウジング２０の冷却を介して、ハウジング２０内のロータ２００を冷却可能となり、簡易な構造で冷却効率が良いベーン型内燃機関の冷却構造を提供することができる。

[発明Ａ−２]
また、ハウジング２０は、筒状のセンターハウジング部３０と、センターハウジング部３０を閉塞する一対の前ハウジング部５０、後ハウジング部１００と、を備え、外気流通部２２として、一のサイドハウジング部（後ハウジング部１００）に配設される第一外気流通部１０１と、他のサイドハウジング部（前ハウジング部５０）に配設される第二外気流通部５１と、があり、第一外気流通部１０１と、第二外気流通部５１と、が連通して形成され、流れ発生手段１７により、第一外気流通部１０１から、第二外気流通部５１に向かって外気が流通可能とされている。

これによれば、第一外気流通部１０１から、第二外気流通部５１に向かって外気を流通可能とすることで、サイドハウジング部（前ハウジング部５０、後ハウジング部１００）を冷却することが可能となり、サイドハウジング部と接するロータ２００、ベーン２３０等の潤滑不良を抑制することができる。

[発明Ａ−３]
また、ロータ２００は、ロータ２００の回転軸線方向に沿って外気が流通可能に形成され、第一外気流通部１０１から、ロータ２００が配置される領域を経て、第二外気流通部５１に向かって外気が流通可能とされている。

これによれば、サイドハウジング部（前ハウジング部５０、後ハウジング部１００）に加え、ハウジング２０内に配置されるロータ２００を冷却可能となり、例えば、ロータ２００に摺動可能に配されるベーン２３０を付勢する弾性体への熱影響を抑制することができる。

[発明Ａ−４]
また、ハウジング２０に、ハウジング２０を外側から冷却する冷却ファン１６０を配設する構成とし、流れ発生手段１７を、冷却ファン１６０の回転軸と同軸駆動させることしているので、流れ発生手段１７を駆動させる駆動手段を別途設ける必要がなくなり、簡易な構成で製造コストを低減させることができる。

[発明Ｂ−１]
また別の観点の発明として、ハウジング２０と、ハウジング２０の軸心に対して偏心して内蔵されハウジング２０内で回動可能なロータ２００と、ハウジング２０の内周面に摺接する複数のベーン２３０と、ベーン２３０が摺動する複数のベーン溝２０２と、を備え、
１サイクルで爆発、膨張、排気、空気吸気、空気圧縮、過給、掃気、圧縮空気吸気、混合ガス圧縮行程を順に繰り返すように構成されたベーン型内燃機関の燃焼構造であって、
ハウジング２０の膨張行程が行われる領域に臨む部分と、ハウジング２０の混合ガス圧縮行程が行われる領域に臨む部分との間には、膨張行程において膨張する燃焼ガスＧが流入可能な燃焼ガス伝播通路２１が配設されている。

これによれば、燃焼ガスＧを、膨張行程が行われている領域から、混合ガス圧縮行程が行われる領域に送ることが可能となり、予め混合ガスに温度と、圧力を付与して完全燃焼をさせ、燃費向上と排気ガス浄化をし、さらに、出力を向上させることができる。

[発明Ｂ−２]
また、燃焼ガス伝播通路２１には、過給行程時に発生する圧縮空気を燃焼ガス伝播通路２１に流入させず、膨張行程時に燃焼ガス伝播通路２１に燃焼ガスＧを流入させる、切り替え機能を有した開閉部材としてのバルブシャフト１５０が配設されている。

これによれば、膨張行程を行うときだけ、燃焼ガスＧを、燃焼ガス伝播通路２１に流入させ、混合ガス圧縮行程をサポートすることができる。換言すれば、膨張行程に対応する領域で行われる、過給行程が行われる領域にある圧縮された空気が、空気圧縮行程が行われる領域に入らなくして、圧縮空気が空気圧縮行程に影響を与えることをなくすことができる。

[発明Ｂ−３]
また、バルブシャフト１５０は、円柱状に形成され燃焼ガス伝播通路２１を閉鎖するように配置され、軸線方向からみて外周縁部から軸線方向に向かう凹部１５９が形成され、バルブシャフト１５０が回転して凹部１５９と燃焼ガス伝播通路２１とが連通することにより、燃焼ガス伝播通路２１を開放可能とされている。

これによれば、例えば、ベーン型内燃機関１０の回転を利用してバルブシャフト１５０を回転させることにより、燃焼ガス伝播通路２１を開放、閉鎖させることができるので、別途複雑な機構を適用することなく、ベーン型内燃機関１０の燃焼構造を簡易な構造とし製造コストを低減させることが可能となる。

[発明Ｃ−１]
また別の観点の発明として、ハウジング２０と、ハウジング２０の軸心に対して偏心して内蔵されハウジング２０内で回動可能なロータ２００と、ハウジング２０の内周面に摺接する複数のベーン２３０と、ベーン２３０が摺動する複数のベーン溝２０２と、を備え、
１サイクルで爆発、膨張、排気、空気吸気、空気圧縮、過給、掃気、圧縮空気吸気、混合ガス圧縮行程を順に繰り返すように構成されたベーン型内燃機関の過給気通路開閉構造であって、
ハウジング２０の圧縮空気吸気行程が行われる領域に臨む部分には、大気側と連通する吸気口６２、１１２が形成され、
ハウジング２０の過給行程が行われる領域に臨む部分と吸気口６２、１１２との間には、過給行程時に発生する圧縮空気が流入する過給気通路２３が形成され、
過給気通路２３には、爆発行程により発生する高圧の燃焼ガスＧを過給気通路２３に流入させず、過給行程時に過給気通路２３に圧縮空気を流入させる、切り替え機能を有した開閉部材としてのバルブシャフト１５０が配設され、
バルブシャフト１５０は、円柱状に形成され過給気通路２３を閉鎖するように配置され、内部（通気通路１５０Ａ、導入連通孔１５６、排出連通孔１５７）において圧縮空気を流通可能とされ、
バルブシャフト１５０が回転することにより、過給気通路２３を開閉可能とされている。

これによれば、圧縮空気の分配と過給により吸気効率を向上させることができる。また、過給行程を行うときだけ、圧縮空気を過給気通路２３に流入させ、吸気行程をサポートすることができる。換言すれば、過給行程に対応する領域で行われる、膨張行程が行われる領域にある燃焼ガスＧが、吸気行程が行われる領域に入らなくして、燃焼ガスＧが吸気行程に影響を与えることをなくすことができる。

[発明Ｃ−２]
また、ハウジング２０には燃料を噴射する噴射ポンプ１９０に配されるプランジャ１９１が配設され、バルブシャフト１５０には、偏心カム部１５４が配設され、偏心カム部１５４がプランジャ１９１と当接するように配置され、偏心カム部１５４の動作により燃料を送給可能とされている。

これによれば、ベーン型内燃機関１０の回転を利用してバルブシャフト１５０を回転させることにより、偏心カム部１５４がプランジャ１９１を移動させ、プランジャ１９１の移動により燃料を送給可能となるので、別途複雑な機構を適用することなく、ベーン型内燃機関１０を簡易な構造とし製造コストを低減させることが可能となる。

[発明Ｃ−３]
また、ハウジング２０には外気を流通可能な外気流通部２２が配設されるとともに、ハウジング２０の膨張行程が行われる領域に臨む部分と、ハウジング２０の混合ガス圧縮行程が行われる領域に臨む部分との間には、膨張行程において膨張する燃焼ガスＧが流入可能な燃焼ガス伝播通路２１が配設され、
バルブシャフト１５０には、
外気流通部２２内の外気の流れを発生させる流れ発生手段１７と、
軸線方向からみて外周縁部から軸線方向に向かい燃焼ガス伝播通路２１を開放可能とする凹部１５９と、の少なくとも一つが配設されている。

これによれば、バルブシャフト１５０と、ハウジング２０に、吸気、燃料供給、冷却機能を組み込んで簡易かつ確実な構造でコストを低減したベーン型内燃機関とすることができる。

以上、実施形態に基づき本発明について説明してきたが、上記した発明の実施の形態は、本発明の理解を容易にするためのものであり、本発明を限定するものではない。本発明は、その趣旨並びに特許請求の範囲を逸脱することなく、変更、改良され得ると共に、本発明にはその等価物が含まれる。

１０ ベーン型内燃機関
２０ ハウジング
２３ 過給気通路
６２ 吸気口
１１２ 吸気口
１５０ バルブシャフト
１５０Ａ 通気通路
１５４ 偏心カム部
１９０ 噴射ポンプ
１９１ プランジャ
２００ ロータ
２０２ ベーン溝
２３０ ベーン

Claims (2)

1. ハウジングと、前記ハウジングの軸心に対して偏心して内蔵され前記ハウジング内で回動可能なロータと、前記ハウジングの内周面に摺接する複数のベーンと、前記ベーンが摺動する複数のベーン溝と、を備え、
   １サイクルで爆発、膨張、排気、空気吸気、空気圧縮、過給、掃気、圧縮空気吸気、混合ガス圧縮行程を順に繰り返すように構成されたベーン型内燃機関の過給気通路開閉構造であって、
   前記ハウジングの前記圧縮空気吸気行程が行われる領域に臨む部分には、大気側と連通する吸気口が形成され、
   前記ハウジングの前記過給行程が行われる領域に臨む部分と前記吸気口との間には、前記過給行程時に発生する圧縮空気が流入する過給気通路が形成され、
   前記過給気通路には、前記爆発行程により発生する前記高圧の燃焼ガスを前記過給気通路に流入させず、前記過給行程時に前記過給気通路に前記圧縮空気を流入させる、切り替え機能を有した開閉部材が配設され、
   前記開閉部材は、円柱状に形成され前記過給気通路を閉鎖するように配置され、内部において前記圧縮空気を流通可能とされ、
   前記開閉部材が回転することにより、前記過給気通路を開閉可能とされ、
   前記ハウジングには燃料を噴射する噴射ポンプに配されるプランジャが配設され、
   前記開閉部材には、偏心カム部が配設され、
   前記偏心カム部が前記プランジャと当接するように配置され、前記偏心カム部の動作により前記燃料を送給可能とされていることを特徴とするベーン型内燃機関の過給気通路開閉構造。
2. ハウジングと、前記ハウジングの軸心に対して偏心して内蔵され前記ハウジング内で回動可能なロータと、前記ハウジングの内周面に摺接する複数のベーンと、前記ベーンが摺動する複数のベーン溝と、を備え、
   １サイクルで爆発、膨張、排気、空気吸気、空気圧縮、過給、掃気、圧縮空気吸気、混合ガス圧縮行程を順に繰り返すように構成されたベーン型内燃機関の過給気通路開閉構造であって、
   前記ハウジングの前記圧縮空気吸気行程が行われる領域に臨む部分には、大気側と連通する吸気口が形成され、
   前記ハウジングの前記過給行程が行われる領域に臨む部分と前記吸気口との間には、前記過給行程時に発生する圧縮空気が流入する過給気通路が形成され、
   前記過給気通路には、前記爆発行程により発生する前記高圧の燃焼ガスを前記過給気通路に流入させず、前記過給行程時に前記過給気通路に前記圧縮空気を流入させる、切り替え機能を有した開閉部材が配設され、
   前記開閉部材は、円柱状に形成され前記過給気通路を閉鎖するように配置され、内部において前記圧縮空気を流通可能とされ、
   前記開閉部材が回転することにより、前記過給気通路を開閉可能とされ、
   前記ハウジングには外気を流通可能な外気流通部が配設されるとともに、前記ハウジングの前記膨張行程が行われる領域に臨む部分と、前記ハウジングの前記混合ガス圧縮行程が行われる領域に臨む部分との間には、前記膨張行程において膨張する燃焼ガスが流入可能な燃焼ガス伝播通路が配設され、
   前記開閉部材には、
   前記外気流通部内の前記外気の流れを発生させる流れ発生手段と、
   軸線方向からみて外周縁部から軸線方向に向かい前記燃焼ガス伝播通路を開放可能とする凹部と、の少なくとも一つが配設されていることを特徴とするベーン型内燃機関の過給気通路開閉構造。
   

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