JPH06590Y2 - ロ−タリピストンエンジンの吸気装置 - Google Patents

Description

【考案の詳細な説明】 （産業上の利用分野） 本考案は、ロータリピストンエンジンの吸気装置に関す
る。

（従来の技術） エンジンの燃費改善の障害となっている機械損失の１つ
として、吸・排気行程におけるポンピング・ロスがあ
る。このポンピング・ロスは低負荷時に大きくなるた
め、特に中、低負荷の使用頻度の高い自動車エンジンに
おいてはこのポンピング・ロスによって燃費向上が妨げ
られている。

そこで、エンジンの高負荷時における要求特性を損なわ
ずに、低負荷時におけるポンピング・ロスを減少させる
ための手段として、低負荷時には吸入行程におけるスロ
ットル弁の開度を通常の場合よりも大きくして吸気負圧
による絞り損失を減少させ、かつ吸気行程で開かれた吸
気弁を続く圧縮行程の初期まで開いたままに保持して、
吸気した混合気の一部を圧縮行程の初期において吸気通
路に排出し（吸気弁の遅閉じ）、これにより燃焼室に対
する充填量をスロットル弁開度の小さい場合と等しくす
るとともに、圧縮容積を減少させて圧縮行程における損
失を減少させる技術が知られている。

この技術はレシプロエンジンに限らず、偏心軸に軸支さ
れた三角形状側面を有するロータがケーシング内を遊星
回転運動するように構成されたロータリピストンエンジ
ンにも適用できるものであるが、上記のように構成した
場合、構造が複雑になりかつ余分なスペースを要するの
みでなく、気筒内に一旦供給され、この中で熱膨張した
空気の一部が圧縮行程の初期に気筒内から吸入通路に逆
流し、吸気騒音の増大、および大気側への逆流の危険が
あるので、これらの問題を防止するために特別な手段を
講ずる必要があり、実現性の薄いものであった。

そこで本出願人は、特開昭５８−１７２４２９号公報に
記載されているように、簡単な構造でかつ余分なスペー
スを要さず、さらに還流吸気の大気への逆流を防止する
手段を特別に設ける必要のない還流通路を備えた２気筒
ロータリピストンエンジンの吸気装置を提案した。この
吸気装置は、互いに隣接する２つの気筒間に配置された
中間ハウジング（インタミディエイト・ハウジング）
に、２つの気筒のうちの一方の気筒の圧縮行程中の作動
室と他方の気筒の吸気行程中の作動室とを連通する連通
路を吸気ポートとともに開口させるとともに、この連通
路に、エンジン負荷の大きさに応じて連通路の通気量を
制限する制御弁を設けた構成を有するものである。そし
て低負荷時においては、制御弁を負荷に応じた開度をも
って開いて連通路を開通させることにより、一方の気筒
の吸気行程で吸気ポートから吸入された混合気の一部を
続く圧縮行程の初期において圧縮行程中の作動室から上
記連通路を通って他方の気筒の吸入行程中の作動室内へ
排出して、低負荷時におけるポンピング・ロスの低減を
図ったものである。

第９図Ａ〜Ｅは上述の特開昭５８−１７２４２９号公報
に開示された２気筒ロータリピストンエンジンの吸気装
置の動作説明図で、互いに隣接する第１および第２気筒
のトロコイド状の内周面を有するロータハウジング１１
内において実線および破線でそれぞれ示すロータ，
が互いに１８０°の回転位相差をもって図の時計方向に
回転している。そして２つの気筒間を仕切る中間ハウジ
ング１２の両側面には吸気ポート１３と中間ハウジング
１２の両側面間を連通する連通路１４とが開口してい
る。またロータハウジング１１に排気ポート１５が設け
られている。

いま、第９図Ａにおいて、連通路１４が開口している部
位における両気筒の作動室に着目すると、第１気筒のロ
ータによって形成される作動室は吸気行程に終期にあ
り、第２気筒のロータによって形成される作動室は吸
気行程の初期にある。両気筒のロータ，は第９図Ｂ
〜Ｄに示す順序で回転するが、この間第１気筒では圧縮
行程中であり、また第２気筒では吸入行程中であるか
ら、第１気筒の作動室内の混合気が連通路１４を通って
第２気筒の作動室内に排出される。そして第９図Ｅに示
す状態に至って始めて連通路１４が閉塞され、第１気筒
の作動室１６内においてロータによる実際の混合気の
圧縮が開始される。このことは、低負荷時においてエン
ジンがこれよりも小排気量のエンジンとして動作するこ
とを意味し、これによりポンピング・ロスを効果的に低
減させているのである。なお、第９図Ａ〜Ｄは第１気筒
の圧縮行程中の作動室が連通路１４を通じて第２気筒の
吸気行程中の作動室に連通している状態を示している
が、同様に第２気筒の圧縮行程中の作動室が連通路１４
を通じて第１気筒の吸気行程中の作動室に連通するよう
に構成されていることはいうまでもない。

ところで、第９図Ｅにおいて、ロータが回転している
第１気筒に着目すると、実際の圧縮が開始された作動室
１６に対し遅れて追従する側の作動室１７は吸気ポート
１３が開き始めて吸入行程が開始された段階にあり、ま
た作動室１６に対し先行する作動室１８では排気行程が
開始された状態にある。また、連通路１４の開口部は、
作動室１６，１７間を仕切るアペックス１９からロータ
の側縁に沿って延長して設けられている２つのサイド
シール２１，２２の内側位置にあり、かつ、一方のサイ
ドシール２１が吸気ポート１３の開口部をまたいだ位置
にある。しかしながら、ロータが上記のような位置に
あるときは、作動室１７、１８間を仕切るアペックス２
３が排気ポート１５の開口部をまたいだ状態となるた
め、作動室１８内の高圧の排気ガスの一部が排気ポート
１５の開口部を通って先行作動室１７内へ持ちこまれ
る。一方この作動室１７内においては、上記したように
ロータのサイドシール２１が吸気ポート１３の開口部
をまたいだ状態にあるから、作動室１８側から持ちこま
れた排気ガスが吸気ポート１３の開口部を通じてサイド
シール２１の内側の空間に入りこみ、この空間に開口し
ている連通路１４を通って第２気筒の吸気行程の後半に
ある作動室内に導入され、この結果吸気行程中に作動室
に対する排気ガスの持ちこみ量が、連通路１４を備えて
いないエンジンよりも増加するという問題があった。

（考案の目的） そこで本考案は、中間ハウジングに上記ような連通路を
備えたエンジンにおいて、排気ガスが連通路を通じて隣
接する気筒の作動室内に導入されるのを防止したロータ
リピストンエンジンの吸気装置を提供することを目的と
する。

（考案の構成） 本考案は、複数気筒型ロータリピストンエンジンの互い
に隣接する２つの気筒間に配置された中間ハウジング
に、吸気ポートと、一方の気筒の圧縮行程中の作動室と
他方の気筒の吸気行程中の作動室とを連通する連通路と
が開口して設けられているロータリピストンエンジンの
吸気装置において、３つのサイドシールとオイルシール
とにより囲まれた空間を、連通路の開口部がロータ頂部
近傍における２つのサイドシールの内側にあるときにこ
の開口部がロータ頂部側に含まれる態様でロータ頂部側
とロータフランク中央側とに仕切るシール部材を中間ハ
ウジングに対面する側のロータ側面に設けたことを特徴
とする。

（考案の効果） 本考案によれば、連通路の開口部がロータ頂部近傍にお
ける２つのサイドシールの内側にあるときに、３つのサ
イドシールとオイルシールとに囲まれた空間内に排気ガ
スが侵入しても、この領域をロータ頂部側とロータフラ
ンク側とに仕切るシール部材がロータ側面に設けられて
いるので、排気ガスは連通路の開口部へは到達せず、し
たがって吸気行程後半の作動室に対して排気ガスが多量
にもちこまれるのを防止することができる。

（実施例） 以下図面を参照して本考案の実施例について詳細に説明
する。

第１図および第２図は本考案による吸気装置を備えた２
気筒型ロータリピストンエンジンのロータＲの側面図お
よび部分的断面図を示し、３１〜３３は、三角形状を有
するロータ側面の３つの縁部に沿って延長して設けられ
たサイドシール溝で、これら溝３１〜３３内にそれぞれ
サイドシールが嵌装される。また３４はロータ側面の中
央部を取囲みように環状に形成されたオイルシール溝
で、この溝３４にオイルシールが嵌装される。なお、３
５はアペックスシールが嵌装される溝、３６はコーナー
シールが嵌装される溝である。これら溝３１〜３６内に
それぞれシールが嵌装されたロータＲの側面には３つの
サイドシールとオイルシールとに囲まれた領域３７が形
成される。

３８は、中間ハウジングに対面する側の領域３７に設け
られたシール部材で、そのシール部材は例えばマグネシ
ウム粉と銀粉と硬化剤とよりなる。このシール部材３８
は、このシール部材３８を側面に備えたロータＲが気筒
内に配置された場合、３つのサイドシールとオイルシー
ルと、ロータ側面と中間ハウジングとに囲まれた空間
（領域３７に対応する）をシール部材３８によってロー
タ頂部側とロータフランク中央側とに仕切っている。そ
して第９図Ｅに示すように、連通路１４の開口部がロー
タ頂部近傍における２つのサイドシール２１、２２の内
側にあるときには、連通路１４の開口部が第１図に仮想
線で示されているように、ロータ頂部側の仕切り内にあ
るような位置にシール部材３８が設けられている。した
がって、このロータＲが第９図Ｅにおいて符号によっ
て示されている位置にあるときは、そこに仮想線３８で
示されているシール部材３８によって、排気ガスが連通
路１４内に侵入するのを防止することができる。なお、
第１図に示されているシール部材３８は、２つのサイド
シール溝３１、３２間を連結するように一体に形成さ
れ、その中央部分がオイルシール溝３４に沿って延長し
て設けられているが、このシール部材３８は、左右のサ
イドシール溝３１、３２と中央のオイルシール溝３４間
をそれぞれ連結するように分割して設けてもその目的は
達せられる。

次に第３図を参照すると、本考案による吸気装置を備え
た３気筒型ロータリピストンエンジンの概略構成説明図
が示されている。第３図の構成の場合、ケーシング４０
は２つの中間ハウジング４１ａ、４１ｂと、３つのロー
タハウジング４２ａ、４２ｂ、４２ｃと、両外側の２つ
のサイドハウジング４３ａ、４３ｂとからなり、このケ
ーシング４０によって構成された３つの気筒内にそれぞ
れロータＲ_１、Ｒ_２、Ｒ_３が配置されている。互いに隣
接する第１気筒と第２気筒との間に配設された中間ハウ
ジング４１ａには、第９図における連通路１４と同様の
連通路４４ａが形成され、また互いに隣接する第２気筒
と第３気筒との間に配設された中間ハウジング４１ｂに
も同様の連通路４４ｂが形成されている。連通路４４
ａ、４４ｂはケーシング４０の軸線方向に整合した位置
に設けられている。さらにこれらの連通路４４ａ、４４
ｂ間には連通路４４ａ，４４ｂをそれぞれ開閉するため
の制御弁４５が設けられている。さらに第２気筒のロー
タＲ_２の３つのアペックスの近傍には、このロータＲ_２
のアペックスが連通路４４ａ、４４ｂの開口部の近傍に
来たときに連通路４４ａ、４４ｂ間を連通することがで
きる連通路４６がロータＲ_２の両側面間を貫通して設け
られている。このような連通路４６が第２気筒のロータ
Ｒ_２に設けられていることにより、第３気筒の圧縮行程
中の作動室と第１気筒の吸気行程中の作動室とを連通路
４４ｂ→４６→４４ａを通じて連通することができ、３
気筒型ロータリピストンエンジンにおいても、前記特開
昭５８−１７２４２９号公報に記載された２気筒型ロー
タリピストンエンジンと同様の作用効果を得ることがで
きる。

第４図Ａ〜Ｃは第３図で示された３気筒型ロータリピス
トンエンジンの吸気装置の動作説明図で、第１気筒のロ
ータＲ_１は実線で、第２気筒のロータＲ_２は破線で、第
３気筒のロータＲ_３は１点鎖線でそれぞれ示してある。
吸気ポートには第９図と同様に符号１３が付せられてい
る。各ロータＲ_１〜Ｒ_３は互いに１２０°の回転位相差
をもって回転しており、第４図Ａは第１気筒の圧縮行程
に入ろうとする作動室が連通路４４ａを通じて第２気筒
の吸気行程中の作動室に連通している状態を示す。また
第４図Ｂは、第２気筒の圧縮行程に入ろうとする作動室
が連通路４４ｂを通じて第３気筒の吸気行程中の作動室
に連通している状態を示す。さらに第４図Ｃは、第３気
筒の圧縮行程に入ろうとする作動室が、連通路４４ｂ→
４６→４４ａを通じて第１気筒の吸気行程中の作動室に
連通している状態を示す。このように、３気筒型ロータ
リピストンエンジンの場合、中間に配置されている第２
気筒のロータＲ_２に連通路４６を設けることによって、
隣接していない第３気筒と第１気筒とを連通するための
連通路をケーシング４０の外部に設けることなしに、第
３気筒の圧縮行程中の作動室と第１気筒の吸気行程中の
作動室と連通することができる。

次に第５図および第６図は、第３図の第３気筒型ロータ
リピストンエンジンにおける中間ハウジング４１ａ（４
１ｂ）の要部を示す側面図およびその部分的断面図で、
吸気ポート１３の開口部および連通路４４ａ（４４ｂ）
の開口部の形状および両者の相互位置関係を示したもの
である。また第６図から明らかなように、連通路４４ａ
（４４ｂ）内には、高負荷時に全閉し、低負荷時にはそ
の負荷に応じた開度をもって開くように構成された回転
型の制御弁４５が設けられている。この制御弁４５はア
クセルペダルに作動的に連結されている。なお、第５図
には吸気ポート１３に連接して設けられる燃料噴射弁の
取付孔が符号４７で示されている。

次に第７図および第８図は、両側面間を連通する連通路
４６を備えた第２気筒のロータＲ_２の側面図および部分
的断面図である。第３図に示す３気筒型ロータリピスト
ンエンジンは３個のロータＲ_１、Ｒ_２、Ｒ_３を備えてい
るが、その外両側のロータＲ_１、Ｒ_３は第１図および第
２図に示したロータＲと同様の構成を有している。しか
しながら、中間のロータＲ_２は前記したようにその３つ
のアペックス近傍に断面円形の連通路４６を有し、さら
に、第３気筒の作動室と第１気筒の作動室とが連通しう
るロータＲ_２の回転角度範囲を所望とする範囲に設定す
るために、この連通路４６の両端の開口部４６′は、第
７図に示すように連通路４６の開くタイミングを所定の
ものとするための面積拡大部となされている。また、こ
のように連通路４６の中央部分は小径であって、両端の
開口部４６′の面積が拡大されているのは、連通路４６
の中間部分の周辺に、アペックスシール部分を潤滑油で
冷却するための油路（図示せず）を設けるためである。
ロータＲ_２においては、３つのサイドシールとオイルシ
ールとに囲まれた空間を仕切るためのシール部材３８が
ロータＲ_２の両側面に設けられているが、そのシール部
材３８の設けられる位置は第１図および第２図に示した
ロータＲと同様であるため、これ以上の詳細な説明は省
略する。

以上の説明で明らかなように、本考案は、隣接する２つ
の気筒間に配置された中間ハウジングに連通管１４また
は４４ａ、４４ｂを設けて低負荷時におけるポンピング
・ロスの低減を図った多気筒型ロータリピストンエンジ
ンにおいて、中間ハウジングに対面する側のロータ側面
にシール部材３８を設けているため、排気ガスが一方の
気筒から、通路１４または４４ａ、４４ｂを介して吸気
行程後半の他方の気筒に持ちこまれるのを防止すること
ができる。

【図面の簡単な説明】

第１図は本考案による吸気装置を備えた２気筒型ロータ
リピストンエンジンのロータ側面図、第２図は第１図の
II−II線に沿う部分的断面図、第３図は本考案による吸
気装置を備えた３気筒型ロータリピストンエンジンの概
略構成を示す説明図、第４図Ａ〜Ｃはその動作説明図、
第５図はその中間ハウジングの要部を示す側面図、第６
図は第５図VI−VI線に沿う断面図、第７図はその第２気
筒のロータの側面図、第８図は第７図のVIII−VIII線に
沿う部分的断面図、第９図Ａ〜Ｅは従来の２気筒型ロー
タリピストンエンジンの動作説明図である。 １３……吸気ポート １４……連通路 １５……排気ポート １６〜１８……作動室 ２１、２２……サイドシール ３１〜３３……サイドシール溝 ３４……オイルシール溝 ３８……シール部材 ４０……ケーシング ４１ａ、４１ｂ……中間ハウジング ４２ａ、４２ｂ……ロータハウジング ４３ａ、４３ｂ……サイドハウジング ４４ａ、４４ｂ、４６……連通路 ４５……制御弁

Claims (1)

【実用新案登録請求の範囲】
1. 【請求項１】三角形状側面にその３つの縁部に沿う３つ
   のサイドシールと前記側面の中央部を囲む環状のオイル
   シールとを備えた複数のロータを有する複数気筒型ロー
   タリピストンエンジンの互いに隣接する２つの気筒間に
   配置された中間ハウジングに、吸気ポートと、前記隣接
   する２つの気筒のうちの一方の気筒の圧縮行程中の作動
   室と他方の気筒の吸気行程中の作動室とを連通する連通
   路とが開口して設けられているロータリピストンエンジ
   ンの吸気装置において、 前記中間ハウジングに対面する側のロータ側面に、前記
   ３つのサイドシールと前記オイルシールとに囲まれた空
   間を、前記連通路の開口部がロータ頂部近傍における２
   つのサイドシールの内側にあるときにこの開口部がロー
   タ頂部側に含まれる態様でロータ頂部側とロータフラン
   ク中央側とに仕切るシール部材を設けたことを特徴とす
   るロータリピストンエンジンの吸気装置。