JPH05506906A - ロータリーエンジン - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるため要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 ロータリーエンジン 状に取り付けられたロータと、多数の燃焼室を形成するための複数のスライド可 能なベーンとを育し、ロータには燃焼室へ空気を導入したり燃焼室から排気ガス を排出したりするための内部流路が形成されているようなロータリーエンジンに 関する。

ロータリーエンジンが提案及び開発されている。従来のロータリーエンジンはい ずれも一つの軸の回りに回転するロータ（あるいは、ピストン）を含むもので、 ある程度の往復動を利用している。これは往復動のみを利用しているレシプロエ ンジンとは対照的である。

ロータリーエンジンの多くはシャフトに対して偏心状に取り付けられたロータを 含む。そして、ロータが偏心動をすることによって、燃焼室の容積が変化し、そ れによってエンジンが動作する。この種のエンジンの欠点は、ロータがエンジン 内で動的不均衡（ｄｙｎａｍｉｃ　ｉｍｂａｌａｎｃｅｓ）を誘発することであ る。

ロータリーエンジンにおいては、他の内燃エンジンと同様に、燃焼室内に空気を 導入する動作及び燃焼室から排気ガスを排出する動作を必要とする。ロータリー エンジンの多くは従来のバルブシステムを使用している。すなわち、各燃焼室に は少なくとも一対のバルブが取り付けられており、一つのバルブによって燃焼室 内に空気が導入され、第２のバルブによって燃焼室から排気ガスが排出される。

ロータリーエンジンは多数の燃焼室を含むので、多数のバルブが必要となる。こ れらのバルブは通常各マニホールドに取り付けられる。そのため、エンジンが大 型化するとともに複雑化し、製造コストも高くなる。

上記の点を改良するために、種々の試みがなされた。国際出願ＷＯ３６１０２６ ９Ｂは２サイクルの内燃型ロータリーエンジンを開示している。このエンジンは 偏心状に支持されたロータを多数のピストンと併用している。ロータには混合気 を圧検シリンダから燃焼室へ送るための通路が形成されている。上部、すなわち ピストンをスライド可能に収容しているシリンダは燃焼室を形成するためのシー ル材を育する。

オーストラリア特許５５０１１７にはロータを有する軌道エンジン（ｏｒｂｉｔ ａｌ　ｅｎｇｉｎｅ）が開示されている。ロータにはその全長にわたって延びる 通路が形成されている。この通路は一時的に圧縮空気を蓄え、その圧縮空気をベ ーン（ｖｅｉｎｓ　）の後方へおぐる。

オーストラリア特許５９２７５０には多数の中空のベーンを有する内燃式のロー タリーエンジンが開示されている。ベーンは空気を圧破し、その空気を燃焼室へ 供給する。ロータ自体には通路は形成されていない。

オーストラリア特許４０４３０／７Ｂにはロータリーエンジンから最大限の出力 を引き出すためのシステムが開示されている。回転ステージ（ｒｏｔａｒｙ　ｓ ｔａｇｅｓ　）の一つがロータを有する。このロータにはその全長にわたって延 びる通路が形成されている。この通路は可燃ガスを供給したり、燃焼室から燃焼 ガスを排出したりする機能を果たすものではない。

アメリカ特許３８８３２７６にはロータを有する内燃式のロータリーエンジンが 開示されている。ロータはハウジング内に配置された偏心シャフトに取り付けら れている。ハウジングはスライド式のベーンを含んでいないが、その代わりに皿 状の凹部が形成されている。この凹部は偏心状に配置されたロータの突出部（ｌ ｏｂｅｓ）に適合するように設定されている。燃料は偏心シャフトを通って流入 し、排気ガスはサイドハウジング内のダクトを通じて排出される。

アメリカ特許３７１２２７４には円形のハウジング内に取り付けられた円形のロ ータが開示されている。このロータ及びハウジングは凹部を有し、この凹部によ って燃焼室が形成される。燃料はロータに形成された通路をとおって燃焼室内に 入り、一方排気ガスは円筒状のハウジングを通って延びる通路を経て燃焼室から 排出される。

アメリカ特許３６９３６００には円筒状のハウジング内に偏心状態で取り付けら れたロータが開示されている。燃焼ガスはロータに螺旋状に形成されたダクトを 通って流れ、また、ロータはジェットエアーオリフィス、燃焼室内の流体の膨張 、及び螺旋形のダクトのトルク成分の複合作用によって駆動される。排気ガスは 円筒状のハウジングから直接排出される。

アメリカ特許３８９４５１９には円筒状のハウジング内に配置された楕円形のロ ータを有するロータリーエンジンが開示されている。複数のベーンが設けられて おり、これらのベーンによって燃焼室が形成されている。ロータは円筒状のチャ ンバの＃Ｉ壁を通って延びるシャフトに取り付けられている。燃料及び空気は中 空のシャフトの一端及びロータの本体に形成された通路を通って燃焼室へ導入さ れる。排気ガスはロータの本体に形成された通路及び中空のシャフトの他端を通 って燃焼室から排出される。シャフトは二つのセグメントに分かれており、その 一方はシャフトの一端から排気ガスを排出させ、他方は空気と燃料の混合気をシ ャフトの他端へと流入させる。空気と燃料の混合気は長手方向に形成された仕切 りによって混じり合わないようになっている。このような構成においては、空気 及び排気ガスの双方が中空のシャフトを通って流れるので、シャフトの一端をギ ヤーボックス、クラッチ、フライホイール等に連結して出力シャフトとして利用 することが困難である。

この発明の目的は上記欠点を克服することのできるロータリーエンジンを供給す ることである。

この発明の別の目的はロータの本体に形成された通路を通じて燃焼室へ空気を供 給したり燃焼室から排気ガスを排出したりすることが可能で、しかもエンジンと ギヤーボックス、クラッチ、フライホイール等との連結を可能にする出力シャフ トを有するロータリーエンジンを供給することである。

発明の説明 この発明のロータリーエンジンは、一つの態様において、円筒状のチャンバを有 するエンジン本体と、本体を育する楕円形のロータと、 複数の可動式のベーン部材と、 を育し、円筒状のチャンバは端壁を有し、ロータの本体は対向する一対の側壁及 び外周面を有するとともに各Ｓ壁から外方に延びる一対の対向するシャフト部材 を育し、楕円形のロータを中心軸の回りに回転運動させるために、両シャフト部 材は相互にその軸を揃えて配置されるとともに円筒状のチャンバの各端壁を通っ て延び、ベーン部材はロータの外周面と円筒状のチャンバの内壁との間に延びて 複数の独立した燃焼室を形成するように設定され、ロータは第１流路と第２流路 とを有し、第１流路はシャフト部材の一方及びロータの本体を通ってロータの外 周面に形成された第］ボートへと延びて、流体を第１ボートと円筒状のチャンバ の内部との間に流し、第２流路は円筒状のチャンバの端壁の一方及びロータの本 体を通ってロータの外周面に形成された第２ボートへと延びて、流体を第２ボー トと円筒状のチャンバの内部との間に流し、第１及び第２流路は相互に連通され ていない。

一方のシャフト部材を通って延びる第１流路を設けるとともに円筒状のチャンバ の一方の端壁を通って延びる第２流路を設けたことによって得られる利点の一つ は、他方のシャフト部材に流路を設ける必要がなくなるため、このシャフトを出 力シャフトとして使用し、マニホールドの配列を複雑化させることなくエンジン とギヤーボックス、クラッチ、フライホイール等とを連結できる点である。

エンジン本体は事実上ディスク状に形成することが可能である。端壁は別体とし 、て形成して、エンジン本体の残りの部分に後から取り付けるようにしてもよい 。

また、エンジン本体は二つの構成部分（各構成部分が端壁及び円筒状のチャンバ の一部分を有している）から構成することも可能である。

楕円形のロータはその長軸が円筒状のチャンバの内壁から若干離れ、それによっ て圧縮領域が限定されるような寸法に設定される。楕円形のロータの幅は円筒状 のチャンバの両端壁間の距離よりも若干短く設定される。楕円形のロータの側壁 に沿って流体が漏出するのを抑制するために、楕円形のロータの対向する側壁と 円筒状のチャンバの各端壁との間にはシール材が配置されている。

対向する一対のシャフト部材は単一の部材として形成され、楕円形のロータを貫 通して、ロータの各側壁から突出している。この単一の部材はその長手方向の一 部に中空部を有し、中空のシャフト部材と中実のシャフト部材とを形成している 。

第１流路は中空のシャフト部材と、この中空のシャフト部材からロータの本体を 経て第１ボートへと続く流路とによって形成されている。この流路は中空のシャ フト部材と第１ボートの間に延びるチューブ又はシャフトである。また、第１ボ ートを複数にして、中空のシャフトからこれらの複数の第１ボートへと延びる複 数の流路を形成することも可能である。

第２流路はロータの対向する側壁の一方又は両方に形成された凹部と、円筒状の チャンバの一方の端壁に凹部と連通するように形成された開口と、ロータの外周 面に形成された第２ボートと連通ずるように凹部内に形成された開口とによって 形成されている。

凹部はロータの本体の軸方向に延びてこの本体を貫通し、チャンバの端壁に形成 された開口に連通ずるボアを形成している。

ロータの対向する側壁はボアの各端縁とロータの外周面との間に延びている。

シール部材はこの端面と円筒状のチャンバの各端壁との間に配置されている。

第１及び第２ボートの配置はエンジンの作動サイクルの形式に２して変更可能で ある。２サイクルエンジンの場合、これら第４及び第２ボートが共通の燃焼室内 に位置することができるように、これら両ボートを相互に隣接して配置するのが 好ましい。また、これら両ポートは楕円形のロータの短軸に隣接させて配置する のが望ましい。さらに、２サイクルエンジンの場合、それぞれ一対の第１ボート 及び第２ボートをロータの対向する側に形成するのが望ましい。

４サイクルエンジンの場合、これら第」及び第２ボートがそれぞれ別の燃焼室を 通るように、これら両ボートを相互に離間して配置するのが好ましい。

燃焼室への流体の流入及び燃焼室からの流体の排出を円滑にするために、第１及 び第２ボートの形状は様々に変形する、二とができる。各ポートは単一の開口部 からなるものでもよいし、複数の開口部からなるものでもよい。

ベーン部材も、独立した燃焼室を形成し得るものであれば、どのような構造のも のでもよい。ベーン部材は、エンジン本体内に形成されたベーンハウジング内に 付勢された状態で配置されたスライド式のベーンであることが望ましい。ベーン 部材の数は燃焼室の数に応して変更される。ベーン部材の数は奇数でも偶数でも よい。好ましいエンジンは６つのベーン部材によって限定される６燃焼室のもの 、あるいは８つのベーン部材によって限定される８燃焼室のものであるが、これ ら以外の数の燃焼室を育するエンジンも可能である。

第１流路は燃焼室から排気ガスをエンジン本体の外部へ排圧する。燃焼ガスとロ ータとの間の熱交換を制御するために、必要に応じて、断熱材を使用することも 可能である。

第２流路は混合気吸入口を育し、燃料はここで供給される。この第２流路には空 気のみ（２サイクルエンジンの場合には、空気／オイルの混合気）が流されるこ とが望ましい。

燃料噴射装置は一つだけエンジン本体に取り付けて、燃料を各燃焼室内に噴霧で きるようにすることが望ましい。燃料噴射装置は各燃焼室に取り付けることも可 能である。その場合、６燃焼室型のエンジンでは６個の燃料噴射装置が取り付け られる。燃料噴射装置を各燃焼室に取り付けることの利点は、各燃焼室毎に燃料 の供給量を制御できる点である。したがって、大きいエンジン出力を必要としな い場合には、一部の燃焼室への燃料供給を遮断できるようにして、エンジンを可 変出力式にすることが可能である。

このロータリーエンジンは燃焼室内に導入された空気と燃料の混合気に点火する ための点火装置を含む。点火装置はスパークプラグ等のスパーク点火方式のもの がよい。所定の圧力／温度において自然発火する空気と燃料の混合気が用いられ る場合には、点火装置は不要である。

エンジンの冷却を容易にするために、エンジン本体に冷却液用の通路を形成して もよい。この通路に水その他の冷却液を流すことによって、燃焼領域からの放熱 性を向上させることができる。

軽量化及び熱伝導性の制御のために、ロータには中空部が形成されている。

図面の簡単な説明 この発明は添付の図面に示されるような実施例を参照することによってよりよ（ 理解されよう。図面において、 図１は２サイクルに適した８燃焼室の実施例におけるロータリーエンジンの断面 図、 図２は図１の断面図、 図３は２サイクルに適した６燃焼室の実施例におけるロータリーエンジンの断面 図、 図４は４サイクルに適した８燃焼室の実施例におけるロータリーエンジンの断面 図、 図５は４サイクルへの適用に適したロータの図、図６は相互に連結された一対の ロータを含むエンジンの断面図である。

発明の詳細な説明 図１．２及び５を参照すると、エンジン本体１０を有する８室ロータリーエンジ ンが示されている。エンジン本体１０の内部には円筒状のチャンバ１１が形成さ れている。この円筒状のチャンバは一対の端壁１３Ａ、１３Ｂ（図２参照）を育 する。

円筒状のチャンバ１１内には楕円形のロータ１２が配置されている。ロータ１２ は本体１３Ｃ（Ｉｆｆ１５参照）を育する。本体１３Ｃの外周面１４はそれぞれ の燃焼室を通っている。ロータ１２はさらに一対の対向する側壁１５．１６を含 む。

各側壁にはロータを円筒状のチャンバの内壁に対してシールするためのシールリ ング１７．１８が取り付けられている。

この実施例においては、ロータ１２にはこのロータを貫通して両側壁１５，１６ に開口する円形のボア１９が形成されている。さらに、ロータ１２には軽量化の ための中空部２０（図１参照）が幾つか形成されている。

図２に一層明瞭に示されているように、ロータ１２は一対のシャフト２１，２２ によって円筒状のチャンバｌｌ内で非偏心回転可能に取り付けられている。この 実施例においては、シャフト２１．２２は単一の部材として形成されている。

また、シャフト２１は中空体として形成され、一方シャフト２２は中実体として 形成されている。各シャフトはエンジン本体の各端壁１３Ａ、１３Ｂを通るよう に配置され、軸受アセンブリ２３．２４を介してエンジン本体に取り付けられて いる。なお、軸受アセンブリ２３．２４にはこれらに隣接してシール材２５，２ ６が配置されている。さらに、シャフト２１にはプーリ２７が取り付けられてお り、プーリベルトを介して補助装置を駆動できるように設定されている。

中空のシャフト２１の端部はロータ１２のほぼ中央に位置し１、二の端部にはシ ャフト２１の中空部に連通ずる一対の流体用の流路２８．２９が延びている。一 方、ロータの外周面には第１ボート３０．３１が形成されており、流路２８，２ ９は第１ボート３０．３１に開口されている。流路２８．２９は中空のチューブ （図５参照）であり、シャフト２１．２２をロータの本体１３に支持する役目も 果たしている。

中空のシャフト２１と各ボート３０．３１に連通する流路２８，２９とによって 、第１流路が形成される。この実施例においては、この第１流路は排気ガスを燃 焼室からエンジン本体の外部へと排出する。

中実のシャフト２２は出力シャフトとして機能するシャフトであり、フライホイ ール３２に連結されている。

円筒状のチャンバ（図２参照）の端壁１３Ａにはボア１９に連通ずる開口３３が 形成されている。開口３３はシャフト２１，２２の一方とシールリング１７又は ＋８との間に配置されている。ボア１９はロータ１２の本体１３Ｃに形成された 適当な通路を介して一対の第２ボート３５．３６に連通されている。第２ボート ３５と、ボア１９と、及びボア１９と各第２ボート３５．３６とを連通させる通 路とによって、第２流路が形成される。この実施例においては、この第２流路は エアーを各燃焼室へ送る。

この実施例のシールリング１７．１８は楕円形を育し、ロータとともに回転する 。また、このシールリング１７．１８は端壁１３Ａ、１３Ｂの平坦な端部プレー トに接触した状態に保持され、燃焼室からのガスの漏洩を防止するためのバリア として機能する。

ロータリーエンジンの本体１０には８つのスライド式のベーン４８−５３Ａ。

５３Ｂによって区画された８つの燃焼室４０−４７が形成されている。ベーン４ ８−５３Ａ、５３Ｂはエンジンのハウジングにスライド可能に取り付けられ、ロ ータ１２の外周面１４に接触するように設計されている。また、ベーンにはロー タの外周面にスライド係合するシールチップが取り付けられている。さらに、各 ベーンの両側面にはシール部材が離間させて取り付けられている。このシール部 材によって、ベーンが燃焼ガスを損失することな（ベーンハウジング（符号５４ で示される）内をスライド動作することが可能となる。各ベーンはベーンハウジ ングから突出する方向にけ勢されている。各ベーンはロータの外周面の幅方向に 延びており、この外周面との間をシールした状態でこの外周面に接触する。

ベーンの詳細な構造及びベーンのエンジン本体への詳細な取り付は構造はこの発 明の構成部分を成すものではない。従来技術文献にはこの発明に適用可能なベー ンの設計又は操作に関する種々の方法が開示されている。

隣接する各対のベーンの間には、燃料噴射装置５５及び点火プラグ５６が取り付 けられている。これら燃料噴射装置及び点火プラグの形式及び動作もこの発明の 構成部分を成すものではない。

エンジン本体はこのエンジン本体に形成された適当な通路５７に冷却液を流して 、放出熱（Ｉｉｂｒａｔｅｄ　ｈｅａｔ　）を除去することによって冷却される 。

ロータの本体を通って流れる高温の排気ガスとボア１９を通るエアーとの間の熱 交換をコントロールするために、ボア１９の内面には絶縁材５８がコーティング されている。

図１．　２及び５に示されるエンジンの動作を以下に説明する。

まず、エンジンを始動させるために、所定の外部装ｆｌ（スターターモータ等） によってシャフト２２を回転させることによって、エンジン本体に対してロータ １２を回転させる。それと同時に、スーパーチャージャ（図示せず）をベルトに よって駆動させ、圧縮空気を開口３３を通じてボア１９内へ導入する。ロータｊ ２がその中心軸の回りに回転すると、ロータの動きに応じてベーンが突出したり 引っ込んだりし、隣接するベーンの間に形成される燃焼室の容積は最大容積と最 小容積との間で変化する。

２サイクルの燃焼プロセスにおいては、圧縮空気はボア１９から第２ボート３５ ．３６を通じて燃焼を終了した燃焼室へ導入される。その後、ロータ１２の回転 により、第２ボート３５．３６は圧縮された燃焼室からの出口として機能するよ うになる。この段階で、燃料が燃料噴射装置から圧縮された燃焼室内へ噴霧され る。ロータは楕円形の形状を有するので、ロータの回転により空気と燃料との混 合気はさらに圧縮される。ロータの長手方向の頂点が燃焼室の中央に達したとき 又はそれに近づいたとき、燃焼室の前方の領域に存在する空気と燃料との混合気 の割合が減り、燃焼室の後方の領域に存在する空気と燃料との混合気の割合が増 大し始め、混合気は点火プラグが設けられた後方の領域に蓄積される。この状態 で、点火プラグからスパークが放たれ、混合気が点火される。これにより、混合 気の爆発膨張がおこり、ロータに対して図示反時計回りの回転力が付与される。

こうして得られたロータの回転力により、燃焼室の前方の領域に残存している燃 料ガスが圧縮されるとともに後方の領域に送られ、燃焼中の火炎の中へ投入され る。

供給された燃料の燃焼は第１ボート３０（又は３１）がその燃焼室を通過する瞬 間又は直前に完了する。このボートが燃焼室を通過するとき、燃焼ガスはこのボ ートを経て中空のシャフト２１を通り排気管２１Ａへと排出される。

排気ガスは圧縮空気の燃焼室への導入によって排出される。なお、この圧縮空気 は排気ポートに隣接する第２ボート３５（又は３６）を通じて導入される。この 動作によって、新しい空気が燃焼室内に充填され、新たなサイクルが再度開始さ れる。

特に図１に示されているように、ロータ１２は矢印で示される反時計回りに回転 する。図１においては、燃焼室４０．４４が最も圧縮された状態であり、燃焼室 ４３．４７が膨張過程であり、燃焼室４２．４６が排気の状態である。また、燃 焼室４１．４５は燃料噴射及び圧縮の過程である。このようにして、各サイクル 毎に均衡のとれた動作が行われる。

図３は上記の８燃焼室のロータリーエンジンと類似した６燃焼室のロータリーエ ンジンである。なお、同一の構成部材には同様な参照符号を付している。

８燃焼室のものにおいては、点火時における圧縮された燃焼室の前に膨張過程に ある燃焼室が位置しているので、動力パルスＣｐｏｗｅｒ　ｐｕｌｓｅｓ）が重 なり、トルクが円滑に伝達される。したがって、このような効果をさらに増大さ せるためには、燃焼室の数を増やす必要がある。６燃焼室のものにおいては、あ る圧縮された燃焼室が点火されようとしているときには、その燃焼室の前方に位 置する燃焼室は燃焼過程をすでに完了している。この場合、フライホイールによ って、出力シャフトからトルクを円滑に取り出すことができる。

図４はこの発明の実施例におけるロータリーエンジンであり、４サイクルに適し たロータリーエンジンである。このエンジンは上記２サイクルに適したエンジン と類似しており、円筒状のチャンバ１０１を育するエンジン本体＋００と、上記 と同様にしてチャンバ内に配置された楕円形のロータ１０２とを有する。円筒状 のチャンバ１０１は８つのスライド式のベーンによって区画された８つの燃焼室 が形成されている。これは、上記の２サイクル用の８ｆｉ焼室エンジンの場合と 同様である。ロータ１０２は、上記と同様に、部分的に中空の中心シャフト１０ ３を有している。しかしながら、このシャフト１０３は中空のシャフト１０３と 第１ボート＋０５とを連結する単一の流路１０４を存する。シャフト１０３をこ の状態に保持するために、補強用の支柱１０５がシャフト１．０３とロータ１０ ２を通って延びるボア１．０６の内壁との間に差し渡されている。燃焼ガスは第 １ボート１０５及び流路１０４を通り、中空のシャフト１０３から排気系（図示 せず）へと導かれる。

上記の２サイクル用のエンジンと同様に、空気はエンジン本体の端壁に形成され た開口（図示せず）を通じてボア１０６内に入ることができる。ボア１０６と第 ２ボート１０８との間には流路１０７が形成が形成されており、この流＃５１０ ７によって空気がボア１０６から所定の燃焼室の内部へと流される。

４サイクルエンジンの動作を以下に説明する。図４に示されるように、燃焼室１ １０．１１４は最も圧縮された状態にあり、燃焼室１１２，１１６は最大容積の 状態にある。燃焼室１１１，１１５は圧縮の過程にあり、一方燃焼室１■３゜＋ １７は膨張の過程にある。ロータが矢印で示された方向に回転すると、空気がボ ア１０６から流路１０７及び第２ボートを経て膨張過程にある燃焼室１１．７へ と供給される。膨張が最大（燃焼室１１Ｅｉ参照）に達した後、燃料が燃料噴射 装置（仮想線で示されている）からその燃焼室内へ噴霧される。その後、楕円形 のロータがさらに回転されることによって、その燃焼室が圧縮される。

燃料を含む燃焼室が最大限圧破（燃焼室１１４参照）されたら、点火プラグ（仮 想線で示されている）からスパークが放たれる。燃料の爆発膨張により、ロータ が示された方向に回転する。この膨張によるロータの回転は、膨張が最大になっ て排気スロット（第１ポート１０５）が燃焼室１１１に達するまで続く。

ロータがさらに回転すると、排気ガスは圧線され、ロータによって燃焼室から排 出される。この排気ガスは排気チューブ及び中空のシャフトを経て大気中へ開口 する排気管へと導かれる。

このようにして、各燃焼室１１０−１１７について圧縮、燃焼、膨張及び排気の オツトーサイクルが連続的に行われる。すなわち、４サイクルの内燃エンジンの 動作が行われる。

このエンジンにおいては必ずしも燃料噴射装置を使用する必要はなく、キャブレ タ等の外部装置を用いて燃料及び空気をボア１０６内に直接供給して、空気と燃 料との混合気を膨張過程の燃焼室に導入してもよいし、あるいは混合気を予め加 圧しておいて燃焼室内に圧送（スーパーチャージャ等によって）するようにして もよい。

また、ロータは非偏心運動をするので、大きいエンジン出力を必要としない場合 には、一部の燃焼室が燃焼サイクルに関与しないようにすることも可能である。

たとえば、８燃焼室のものは、電気的な制御によって、ロータか一回転する間に 各燃焼室における燃焼が一回だけになるようにすることも可能である。これは、 図１において、燃焼室の点火順を４０．　４５．　４２．　４７．　４４．　４ １．　４６゜４３の順にすることによって実施可能である。このような点火順に すれば、トルクがロータに対して連続的に加えられる。

同様に、６つの等しい燃焼室を育するもの（連続する燃焼室が反時計回りにＡ。

Ｂ、Ｃ，Ｄ、Ｅ、Ｆとして識別され、ロータが反時計回りに回転するもの）にお いては、エンジンはＡ、Ｅ、　Ｃ，Ａ、　Ｅ、　Ｃの点火順でロータに動力が加 えられるように制御される。このようにすることによって、ロータの１回転につ き６つの動力パルスが作用する。なお、６つの燃焼室がすべて作動する場合には 、ロータの１回転につき１２の動力パルスが作用する。

以上のように、可変点火が可能であるとともに許容容積において操作可能である ため、燃費の低減及び排気物質の低減等の面で特育の効果がある。

また、二つ又はそれ以上のロータを連結して、エンジン本体に形成される燃焼室 の数をさらに増やすことも可能である。

図６に示されるように、この発明の一つの実施例においては、一対のロータが連 結されている。

この図においては、二つの円筒状のチャンバ１２２，１２３が形成されたエンジ ン本体１２１を有するロータリーエンジン１２０が示されている。円筒状のチャ ンバ１２２．１２３のそれぞれは端壁１２４．１２５を有し、これら円筒状のチ ャンバは中央壁１２６によって区画されている。これらの壁には通路１２７が形 成され、冷却液を通してこの系から出される熱を除去できるように設計されてい る。

このエンジンは二つの楕円形のロータ１２８，１２９を有する。これらの各ロー タは各円筒状のチャンバ内に回転可能に配置されている。各ロータ１２８，１２ ９は上記したロータと同様に構成され、このロータと円筒状のチャンバの端壁と の間をシールするためのシール材１３０．１３１を有する。円筒状のチャンバに は、上記と同様に、このチャンバを複数の燃焼室に区画するための多数のベーン が配置されている。ロータ１２８は中空のシャフト１３２によって支持され、ロ ータ１２９は中空部１３３と中実部１３４とから成る部分的に中空のシャフトに よって支持されている。中実部１３４は端壁１２５に形成された開口に挿通され 、この開口に取り付けられた軸受１３５によって支持されている。中実部１３４ は出力シャフトであり、フライホイール１３６に連結されている。

シャフト１３２、中空部１３３及び中実部１３４は単一の部材として一体状に形 成されている。このため、ロータ１２８．１２９は相互に軸方向に配置される。

上記したように、各燃焼室には燃料噴射装ｆｌ１４０及び点火プラグ（図示せず ）が取り付けられている。

排気ガスは各燃焼室から各ロータ１２８．１２９に形成された第１ボート１４１ を通り、さらにこのポートに連通ずる通路１４２及び中空のシャフト１３２を経 て排出され、排気系（図示せず）へと導かれる。

ロータ１２８．１２９にはその本体を通って延びるボア１４３，１４４が形成さ れている。これらのボア１．４３，１４４は＋４５において相互に連通されてい る。端壁１２４には空気をボア１４３，１４４内に導入するための開口１４６が 形成されている。この開口＋４８によって、空気が両方のロータに形成されたボ ア内に供給される。なお、多量の空気を導入する必要がある場合には、空気を取 り入れるための開口を複数にしてもよい。

上記と同様に、空気を燃焼室へ導入するために、各ボア１４３，１４４は所定の 通路（図示せず）を通じて第２ボートに連通されている。

また、ロータ１２８，１２９には相互に連通されていないボア１４３，１４４を 形成することも可能である。この場合、中央壁１２６に空気を取り入れ用の通路 が形成され、この通路には両方のボアに連通ずる開口が形成される。中央壁１２ ６は中空部１３３とシール係合し、別々のボアを形成している。

両方のロータは相互に連結されているので、それらはその回転力を共通のシャフ トに付与する。このため、出力特性が改善される。

当然のことながら、これ以外の変更も可能である。たとえば、個々のロータの回 転時にそのオツトーサイクルの時期をずらせたり交互に生じさせたりするために 、ロータをシャフトの回りに並列に配置しないことも可能である。この場合（位 相をずらせた場合）、各ロータにおいてオツトーサイクルがオーバーラツプする 。そのため、２連ロ一タ式のエンジンを、上記のように、１回転当たりに点火さ れる燃焼室の数を少なくした状態で運転した場合でも、そのエンジンは優れたバ ランス性能を発揮する。

図６に示すように、ロータを平行に配置してその回転を同期させることも可能で アル。また、第２のロータのハウジング、ベーン及び関連部材を第１のロータの ハウジングに対して回転させることによって、上記のように、各ロータの動作が オーバーラツプするように設定することも可能である。

さらに、燃料噴射装置を中央壁１２６に配置し、一つの燃料噴射装置で隣接する 二つの燃焼室に燃料を供給できるようにしてもよい。

中央に排気管を設け、その排気管にタービンを連結することによって、そのシャ フトから出力を直接取り出すことも可能である。

連続的な回転運動による排気ガスの脈動は（レシプロエンジンと比較して）極め て低く抑えられる。吸入された空気はロータの本体を通って流れ、ロータに対す る冷却作用も発揮する。また、高温の排気ガスとの間の熱交換によって、この吸 入された空気を予め加熱しておくことも可能である。

ロータのシャフトが１回転する間に各燃焼室が２回のパワーストローク（動力行 程）を行う形式のこの発明による８燃焼室型のロータリーエンジンは、従来の２ サイクルのレシプロエンジンに比べて極めて遅いスピードで運転可能である。

各シリンダの出力シャフトが１回転する間に１回のパワーストロークを行う従来 の４気笥エンジンは、１回転当たりのパワーストロークは４回である。このロー タリーエンジンは１回転当たり１６回のパワーストロークを行う。つまり、この ロータリーエンジンは同じ出力を得るために従来の４気筒エンジンの１／４のス ピードで運転することが可能である。したがって、８燃焼室の２サイクルのロー タリーエンジンの最大速度を約１．４００ｒｐｎ＋に設定することが可能である 。なお、ロータの回転スピードをさらに上げれば、出力はさらに増大する。

ロータリーエンジンのハウジングの内径は２２０ｍｍに設定されるのが望ましい 。

また、エンジンの外径は約３６０Ｍである。好ましい燃焼室は最大容積時におけ る深さ３５ｍｍ、ベーン間の輻５５ｍｍ、及びロータの軸方向の深さ５５ｍｍを 育する。

このように設定した場合、各燃焼室の最大容積は１０８ｃｃ、隙間容積は７５ｃ ｃとなる。過給状態下で吸入される空気量は、ロータの１回転に対して１（３ｘ ７５ｃｃ、すなわち１２００ｃｃである。高オクタン価の燃料を使用する場合に は、ある程度の過給が必要である。このエンジンは１．５００ｒｐａ＋でネット 出力３０ｋｗを発生する能力があり、ツインロータにすれば６０ｋｗの出力を得 ることが可能である。

ハウジングの内径を変更せずに燃焼室の数を６とすれば、各燃焼室はその幅が広 くなるため、８燃焼室嬰の燃焼室よりも大きくなる。燃焼室が大きくなれば、ロ ータが１回転する間により多くの燃料を燃焼させることができるので、より大き い出力が得られる。

この発明は請求の範囲によって限定される発明の屹匪から逸脱しない限りいかな る変更及び修正して実施可能である。

要約書 円筒状のチャンバ（１１）の中央部に配置された楕円形のロータ（１２）を有す るロータリーエンジン。円筒状のチャンバ（１１）はスライド可能なベーン（４ ８−５３Ｂ）によって多数の燃焼室（４０−４７）に区画されている。ロータ（ １２）は部分的に中空のシャフト（２１）に取り付けられている。シャフト（２ １）は円筒状のチャンバ（１１）各側壁を通って延びている。ロータ（１２）に は複数の内部通路が形成されている。排気ガスは燃焼室（４０−４７）から一本 の内部通路及び中空のシャフト（２１）を経て排出される。また、空気はロータ （１２）に形成された中空部（１９）に流入した後、別の流路を経てロータ（１ ２）外周面に形成されたポートへと流れる。このように、空気及び排気ガスはそ れぞれロータ（１２）に形成されたボートによって燃焼室（４０−４７）に対し て吸入及び排出される。したがって、このエンジンはバルブを必要としない。シ ャフト（２１）は中実の端部を有する。この端部はフライホイール等を駆動させ るための出力シャフトとして使用される。

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Claims (18)

【特許請求の範囲】
1. １．円筒状のチャンバを有するエンジン本体と、本体を有する楕円形のロータと 、 複数の可動式のベーン部材と、 を有し、前記円筒状のチャンバは端壁を有し、前記ロータの本体は対向する一対 の側壁及び外周面を有するとともに各側壁から外方に延びる一対の対向するシャ フト部材を有し、前記楕円形のロータを中心軸の回りに回転運動させるために、 前記両シャフト部材は相互にその軸を揃えて配置されるとともに前記円筒状のチ ャンバの各端壁を通って延び、前記ベーン部材は前記ロータの外周面と前記円筒 状のチャンバの内壁との間に延びて複数の独立した燃焼室を形成するように設定 されたロータリーエンジンであって、 前記ロータは第１流路と第２流路とを有し、前記第１流路は前記シャフト部材の 一方及び前記ロータの本体を通って前記ロータの外周面に形成された第１ポート へと延びて、流体を第１ポートと前記円筒状のチャンバの内部との間に流し、前 記第２流路は前記円筒状のチャンバの前記端壁の一方及び前記ロータの本体を通 って前記ロータの外周面に形成された第２ポートへと延びて、流体を第２ポート と前記円筒状のチャンバの内部との間に流し、前記第１及び第２流路は相互に連 通されていないロータリーエンジン。
2. ２．前記シャフト部材の一方が中空体であり、前記第１流路の一部を構成し、前 記シャフト部材の他方が中実体であり、前記第１流路又は第２流路の一部を構成 していない請求項１に記載のロータリーエンジン。
3. ３．前記第１及び第２のシャフト部材が単一の部材として形成され、その長手方 向に沿って部分的に中空部が形成されていることにより、中空のシャフト部材と 中実のシャフト部材とが限定される請求項２に記載のロータリーエンジン。
4. ４．前記中空のシャフト部材と前記第１ポートとの間に延びる流路が形成されて いる請求項３に記載のロータリーエンジン。
5. ５．前記流路及び前記第１ポートがそれぞれ一対設けられ、各流路が前記中空の シャフト部材と前記各第１ポートとの間に延びている請求項４に記載のロータリ ーエンジン。
6. ６．前記楕円形のロータがその対向する側壁の少なくとも一方に形成された凹部 を有する請求項１に記載のロータリーエンジン。
7. ７．前記凹部が前記ロータの軸方向に沿って延びて前記ロータを貫通し、ボアを 形成している請求項６に記載のロータリーエンジン。
8. ８．前記ロータが前記ボアと前記第２ポートとの間に延びる通路を有する請求項 ７に記載のロータリーエンジン。
9. ９．前記通路及び前記第２ポートがそれぞれ一対設けられ、前記通路が前記ボア と前記各第２ポートとの間に延びている請求項８に記載のロータリーエンジン。
10. １０．前記エンジン本体の前記端壁の一方に開口が形成され、この開口が前記ボ アに連通している請求項７に記載のロータリーエンジン。
11. １１．前記第１ポート及び前記第２ポートが共通の燃焼室に連通することができ るように、これら両ポートが相互に離間した状態で隣接して配置されている請求 項１に記載のロータリーエンジン。
12. １２．前記第１ポート及び前記第２ポートが別々の燃焼室に連通することができ るように、これら両ポートが相互に離間した状態で配置されている請求項１に記 載のロータリーエンジン。
13. １３．前記第１ポート及び前記第２ポートが前記ロータの短軸に隣接した状態で 配置されている請求項１に記載のロータリーエンジン。
14. １４．前記燃焼室のうちの一つ又はそれ以上に連通する燃料噴射装置が取り付け られている請求項１に記載のロータリーエンジン。
15. １５．前記燃焼室のうちの一つ又はそれ以上に連通する点火装置が取り付けられ ている請求項１に記載のロータリーエンジン。
16. １６．前記燃焼室の数が６から８である請求項１に記載のロータリーエンジン。
17. １７．前記燃焼室のそれぞれが燃料噴射装置及び点火装置を有する請求項１６に 記載のロータリーエンジン。
18. １８．前記チャンバ及び前記ロータが複数であり、前記各ロータが共通のシャフ トに取り付けられている請求項１に記載のロータリーエンジン。