JPH07224673A - ロータリーエンジン - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 （修正有） 【目的】 ロータリーエンジンに関し、圧縮比の理論上
の上限をなくすと共に、ロータ頂部を周壁面に対して面
接触とし、且つ可変圧縮を可能とし低燃費化、及びディ
ーゼルエンジン化を可能とする。 【構成】 ロータ４２の各頂部は、揺動ピース６２の表
面の板ばねを介してロータハウジング３６の周壁面に面
接触している。ピースホルダー６０は、ロータ４２に対
して放射方向にスライド自在に支持され、ロータハウジ
ング３６の周壁面に向け付勢されている。ロータ４２の
３つの周面部にはそれぞれピストン８８が配置され、ピ
ストン８８は、燃焼室８４の底部を構成している。サイ
ドハウジング４０の外に配置された軸体が回転すると、
ナット型ウォームギア及びスクリューシャフトを介し
て、ピストンを直線方向に移動し、燃焼室の容積を変化
させる。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、ロータリーエンジンに
関する。

【０００２】

【従来の技術】ロータリー・ピストンエンジンの考え方
は、シリンダーとピストンから成るレシプロエンジンの
機構に比べ往復運動が少なく、原動機として有利と思わ
れ様々な方法が提唱された。しかし、１９５４年にＮＳ
ＵとＦｅｌｉｘ Ｗａｎｋｅｌのドイツ特許によるいわ
ゆるヴァンケルエンジンが発表されるまでは、実用に耐
え得るロータリーエンジン（回転ピストンエンジン）は
なかった。その後今日までいろいろな自動車メーカー、
原動機メーカーがロータリーエンジンを製造し、市場に
投入したが量産されているものは、マツダ株式会社（旧
東洋工業）により、自動車エンジンとして市場に出され
ているだけである。

【０００３】ロータリーエンジンの基本的な構成につい
て図１４，１５を参照して以下に説明する。ローターハ
ウジングのペリフェラル（内周壁面）の輪郭を形成する
ペリトロコイドは、固定された基円の外周を転円が内接
して転動するとき転円に固定されたアームの先端が描く
軌跡であると定義される。ロータリーエンジンのハウジ
ングは、ローターハウジング２と一対のサイドハウジン
グ４から構成され、ハウジング内にロータ６が配置され
ている。ロータ６のハウジング内での自転及び公転周期
は、サイドハウジング４に固定された外歯歯車８と、こ
れに噛み合う、ロータ６に固定された内歯歯車１０によ
って規制される。ペリトロコイドの定義によって、ロー
ターハウジング２のペリフェラル２ａの輪郭には、短軸
上にくびれ２ｂ，２ｃが形成され、ロータリーエンジン
駆動時、ロータ６は、アペックスシール即ちシール体１
２を介してペリフェラル２ａに線接触しつつ、自転及び
公転する。ローターハウジング２には、吸気ポート１
４、排気ポート１６が設けられ、且つ、スパークプラグ
１８，２０が設置されている。ロータ６の中心の穴には
ロータベアリング２２を介して、主軸２６の円柱部２６
ａの外周面が回転自在に嵌合し、この円柱部２６ａに偏
心して一体的に固設された主軸２６の軸部２６ｂが、メ
インベアリング２８，３０を介して、サイドハウジング
４に回転自在に支承されている。

【０００４】

【発明が解決しようとする問題点】レシプロエンジンに
対してロータリーエンジンの長所は、 ａ．慣性平衡がとりやすい。 ｂ．吸排気弁が不要であり吸排気のタイミングが狂わな
い。 ｃ．吸排気の抵抗が少ない。 ｄ．作動室容積に対し外形寸法が小さく、重量も少な
い。 ｅ．高出力の為の高速回転に適している。

【０００５】これに対して、短所は、 ａ．吸排気がペリフェラルポートの場合、作動行程がオ
ーバーラップする割合が大きい。即ち、膨張が終わる前
に排気を始める又は排気が終わる前に吸気が始まる。 ｂ．アペックスシールはローターハウジングと基本的に
線接触である為に点火プラグ、燃料噴射ノズル又吸排気
ポートを跨ぐとき、他の作動室に吹き抜けを生じる。 ｃ．ローターハウジングが短軸上において括れる為、特
に圧縮上死点において図１４に示すように燃焼室がＮ１
とＮ２に分割され。又圧縮容積Ｖに対し表面積Ｓが大き
く、同容積のレシプロエンジンに比べ、２倍近く大き
い。特に低回転、低負荷（アイドリング及び自動車の場
合のノロノロ運転の場合）失火等の回転のバラツキが起
り易いし、それを防ぐ為にオットー方式（ガソリンエン
ジン）の場合混合比をより「リッチ」（燃料を多めに）
にしなければならない。 ｄ．燃料室の比表面積の大きさと形状の偏平の為空燃比
が「リッチ」になると、残留、未燃焼ガスの比率が大き
くなり、燃費が悪くなる。 ｅ．理論圧縮比（圧縮比の上限）が低く、実用上適当と
思われるトロコイド定数Ｋが６〜８では圧縮比が１５〜
２１である。ローターハウジングの括れの為に圧縮上死
点において、燃焼室が分割されるのを防ぐ為にロータの
弓形輪郭の部分に凹み３２が作られるが、当然この容積
は含まれていない。したがって、圧縮着火（ディーゼル
化）に必要な高圧縮比（１８以上）は実用上不可能であ
る。尚、トロコイド定数Ｋは次のように定義します。ロ
ータの中心よりロータの頂点までの長さをＲ、自転しな
がら公転するロータの公転半径をｅ（ロータの主軸に対
する偏心量）としたとき Ｋ＝Ｒ／ｅ ｆ．吸入、圧縮、燃焼膨張、排気の４行程が、ローター
ハウジングの特定の場所で行われる為、エンジン本体の
温度の偏りが大きく、熱応力の対策がむづかしい。

【０００６】上記のように、数々の特徴を持ったロータ
リーエンジンであるが、その普及を妨げているものは、
効率（燃費）がレシプロエンジンに比べ多少悪いこと
と、もう一つ、ディーゼルエンジンに実用上出来ないこ
とが最大の原因と思われる。したがって、本発明は、デ
ィーゼル方式の実現する可能性を含めロータリーエンジ
ンの燃費を良くすることを主たる目的とするものであ
る。上記目的を達成するには、上記ａ，ｂ，ｃ，ｄ，
ｅ，ｆの各短所を下記に示すように除けば良い。

【０００７】ａ．吸排気のオーバーラップを防ぐ為には
吸気をサイドハウジングに作る方法もあるがアペックス
シールの代わりに面接触のシール体に変える。これによ
りガスシール（気密性）も良くなるし、点火プラグ及び
噴射ノズル孔や、シ−ル体が吸排気ポートを跨ぐときの
ガスの吹抜けも防げる。 ｂ．圧縮上死点と排気上死点において、ローターハウジ
ングの短軸上にある括れ２ｂ，２ｃによる、圧縮上死点
の燃焼室の分割を防ぐ為、ロータ弓形輪郭部分に凹み３
２をつくるのではなく、ローターハウジングの短軸上の
括れをなくす。又、ロータの弓形輪郭周面部分を張り出
させて圧縮上死点及び排気上死点、特に圧縮上死点にお
いてローターハウジングとロータを密着（スキッシュエ
リアを作る）させる。そして、ロータの適当な位置にコ
ンパクトな（Ｓ／Ｖ比の小さな）凹みを作り、圧縮混合
気がより大きなスワールを起こすようにすれば残留未燃
焼ガスを少なくし、より大きな圧縮比（オットー方式：
電気火花着火の場合）が可能になり、また低回転高負荷
時のノッキングも防ぐことができる。 ｃ．負荷の変動に応じロータの凹みの深さを変えると
（機械的な圧縮比を変えると）、低回転高負荷と低負
荷、高回転低負荷と高負荷の全ての条件の下で高い効率
を発揮することができる。 ｄ．前項ｂ，ｃにより、低燃費の為の希薄燃焼（リーン
バーン）においても尚一層の希薄燃焼が安定、容易に行
われる。 ｅ．ロータリーエンジンはローターハウジングの特定な
場所で各行程が行われるので、部分負荷（低負荷）の場
合、吸気行程でのポンピング損失を少なくする為には、
スロットル弁を絞らずにローターハウジングの圧縮行程
が行われる適当な場所に「ウエストポート」（逃口）を
設置する。圧縮行程が適当に進んだとき、このウエスト
ポートが閉じるようにウエストポートをコントロールす
れば吸気損失（ポンピングロス）の軽減と、圧縮行程よ
り、燃焼膨張行程を大きくでき、尚一層の効率が向上す
る。

【０００８】

【問題点を解決する手段】

（１）本発明は、上記問題点を解決するため、吸気ポー
ト排気ポート及びスパークプラグ用などの開口部を有す
るローターハウジングとこれの両側に配設されたサイド
ハウジングとから成るハウジングと、前記サイドハウジ
ングに固設された外歯歯車と、３つの頂部と該頂部間に
形成された３つの弓状の周面と該周面に開口する燃焼室
とを有する前記ハウジング内に配置されたロータと、該
ロータの側面の中央部に前記外歯歯車と噛み合うように
固設された内歯歯車と、前記ロータの中心に回転自在に
嵌合する円柱部と該円柱部に対し偏心した軸部とを有し
該軸部が前記サイドハウジングに前記外歯歯車の中心に
位置して回転自在に支承された主軸とを備え、前記ロー
ターハウジングの内周面と前記サイドハウジングの内壁
面と前記ロータの各周面で囲まれた作動室で行われる吸
入、圧縮、燃焼膨張、排気行程により、前記外歯歯車と
内歯歯車に規制されて前記ロータが前記ハウジング内で
公転しつつ自転するようにしたロータリーエンジンにお
いて、前記ローターハウジングの周面の断面形状を短軸
上にくびれのない楕円形とし、前記ロータの各周面の曲
率を前記ローターハウジングの短軸上のくびれのない周
面の曲率に略一致させるとともに、前記ロータの各頂部
に放射方向にスライド自在に且つ放射方向に付勢してシ
ール体を配設し、前記ロータの頂部が前記ローターハウ
ジングの短軸上の周面部分に移動したとき前記シール体
が放射方向にスライドして前記ロータの各頂部の前記シ
ール体を介した前記ローターハウジングの周面に対する
当接状態が保持されるようにしたものである。 （２）本発明は、上記問題点を解決するため、前記シー
ル体を、前記ロータ頂部に形成されたガイド穴に放射方
向にスライド自在に嵌合し且つ放射方向に付勢されたピ
ースホルダーと、該ピースホルダーに前記サイドハウジ
ングに対して平行な平面内で回転自在に保持され表面に
弓状の板ばねが取り付けられた揺動ピースとで構成し、
前記揺動ピースの表面を前記ローターハウジングの周面
に面接触させたものである。 （３）本発明は、上記問題点を解決するため、前記揺動
ピースの表面にローラベアリングを回転自在に設け、前
記板ばねとともに前記ローラベアリングを前記ローター
ハウジングの内周面に接触させたものである。 （４）本発明は、上記問題点を解決するため、前記燃焼
室の容積を外部の駆動力によって変化させる可変圧縮機
構を設けたものである。 （５）本発明は、上記問題点を解決するため、前記可変
圧縮機構を、前記ロータの前記内歯歯車取付側とは反対
側の側面に回転自在に支承され、前記内歯歯車と同径同
歯数の第２の内歯歯車が形成されたリングと、前記一対
のサイドハウジングのうち前記外歯歯車固定側とは反対
側のサイドハウジングに回転可能に支承され、前記第２
の内歯歯車に噛み合う前記外歯歯車と同径同歯数の第２
の外歯歯車を有する管状体と、前記燃焼室の底部を構成
し前記燃焼室内の容積を可変する方向に移動可能に前記
燃焼室内に支持されたピストンと、前記リングの回転運
動を前記ピストンの直線方向の移動運動に変換する運動
変換機構とより構成し、前記管状体を前記ハウジングの
外部の駆動力によって回転し、この管状体の回転によっ
て前記ピストンを移動し前記燃焼室の容積を変化させる
ようにしたものである 。（６）本発明は、上記問題点を解決するため、前記吸
気ポートの下流側に位置させてコントロールバルブによ
って開閉制御されるウエストポートを前記ローターハウ
ジングの内周面に複数開口させ、前記各ウエストポート
を前記ハウジングに形成したチャンバーを介して前記吸
気ポートに連通したものである。

【０００９】

【作用】

（１）圧縮上死点及び排気上死点、特に圧縮上死点にお
いて、ロータの周面が、ローターハウジングの内周面に
密着又は近接し、大きな圧縮比が得られ、未燃焼ガスが
少なくなり、又、低回転高負荷時において、ノッキング
が生じない。 （２）揺動ピース表面のローターハウジング内周面との
面接触により、ガスシールが良好となるとともに、揺動
ピースが点火プラグ又は噴射ノズル孔や、吸排気ポート
を跨ぐとき、ロータの頂部を境とする作動室間におい
て、ガスが吹き抜けることがない。 （３）揺動ピースがローターハウジングの内周面に沿っ
て高速で移動するときの、摺動抵抗がローラベアリング
によって減少し、揺動ピースはスムーズにローターハウ
ジングの周面に面接触しつつ高速で移動する。 （４）圧縮比を変えることで低回転から高回転、低負荷
から高負荷まで常に高い効率で運転できる。 （５）ロータ回転時、ロータとリングとの相対的位置関
係は変化しない。このリングを、第２の外歯歯車を外部
操作力によって回転させることにより、回転させると、
ピストンが移動して、ロータ周面に開口する燃焼室の容
積が変化する。 （６）ウエストポートのコントロールバルブを負荷に応
じ吸気ポートの手前から順番に開放してゆくと、シール
体が開放されたウエストポートを通過するまで、吸気は
作動室より排出され圧縮行程に実質的に利用される吸気
量が制御される。

【００１０】

【実施例】以下に本発明の構成を添付図面に示す実施例
を参照して詳細に説明する。図６において、３４はロー
タリーエンジンのハウジングであり、ローターハウジン
グ３６とサイドハウジング３８，４０とから構成されて
いる。前記ローターハウジング３６の内周壁面（ペリフ
ェラル面）は、その中央縦断面形状が、短軸上にくびれ
が存しない楕円形に形成されている。本発明において、
ペリフェラル面の楕円形は、その接線が楕円形の内側に
入り込まないように構成され、且つ、楕円形の短軸近傍
の曲率は、ロータ４２の頂部がペリフェラル面の短軸上
に位置したとき、該頂部とペリフェラル面との間に形成
されるギャップが大きくなり過ぎないように、適宜な値
に設定されている。前記サイドハウジング３８，４０に
は管状体４４，４６が同軸上に支承されている。一方の
管状体４４の鍔部はサイドハウジング３８に固定され、
他方の管状体４６の外周面は、前記サイドハウジング４
０の穴に軸方向にずれないように回転自在に嵌合してい
る。５２は主軸であり、円柱部５２ａとこれに対して偏
心した軸部５２ｂとから構成されている。

【００１１】前記管状体４４，４６の内径部には、主軸
５２の軸部５２ｂの外周面がメインベアリング４８，５
０を介して回転自在に嵌合している。前記円柱部５２ａ
の外周面は、ロータ４２の中央の穴にメタルベアリング
を介して回転自在に嵌合している。前記管状体４４の一
方側には、ロータ４２の自転及び公転周期を規制するた
めの外歯歯車５６が固設されている。５９は、ロータ４
２の自転公転を規制するための内歯歯車であり、前記ロ
ータ４２の側面の中央部に固設されている。前記内歯歯
車５９に前記外歯歯車５６が噛み合っている。前記ロー
タ４２の弓形輪郭周面から成るピストンヘッド４２ａ，
４２ｂ，４２ｃは、短軸近傍のペリフェラル面の曲率と
同一に設定され、これにより、図１及び図３に示すよう
に、前記ロータ４２の弓形輪郭周面は、排気、圧縮行程
完了時、前記ローターハウジング３６の短軸近傍のペリ
フェラル面に密着する。前記ロータ４２の３つの各頂部
には、放射方向即ち、ロータ４２の中心と各頂部を結ぶ
線分に沿った方向にガイド面を有するガイド穴５８が形
成され、該各ガイド穴５８にピースホルダー６０が前記
ガイド穴５８にスライド自在に保持されている。

【００１２】前記ピースホルダー６０は、図５及び図１
０に示すように、箱状に形成され、前記ガイド穴５８の
ガイド面５８ａ，５８ｂと接する前後と、前記サイドハ
ウジング３８，４０の内壁面に接する両側面と、底面と
ピース保持面６０ａとから構成されている。前記ピース
ホルダー６０は、２個のパーツ６０ｂ，６０ｃから構成
され、これらは、図５，図１３に示すように、くし歯状
に噛み合って結合している。前記くし歯状の結合部の凸
部と凹部とのスライド作用によって、前記パーツ６０
ｂ，６０ｃは、図５中、左右方向即ち、ロータ４２の厚
み方向に伸縮自在に構成され、図示しないスプリング力
によって、前記パーツ６０ｂ，６０ｃは、互いに、前記
くし歯の案内に沿って離反する方向に付勢されている。
この付勢力によって、ピースホルダー６０の両側面は、
前記サイドハウジング３８，４０の内壁面に密着する。
このピースホルダー６０の両側面は、ピストンリングの
役割を果たすことができる。前記ピース保持面６０ａ
は、断面弓状の凹曲曲から成り、これに揺動ピース６２
の底部の突出曲が前記サイドハウジング３８，４０の内
壁面に平行な平面内で回転自在に密着嵌合している。

【００１３】前記揺動ピース６２の表面は、断面弓状の
表面板６２ａと、片側部分Ｋが前記表面板６２ａに固着
された断面弓状の板ばね６２ｂとから構成され、前記板
ばね６２ｂのわん曲面は、前記表面板６２ａのわん曲面
より所定間隔浮き上がっている。前記表面板６２ａの両
側に開口部が形成され、該開口部が形成され、該開口部
に、前記揺動ピース６２内に回転自在に軸支されたロー
ラベアリング６８，７０がそれぞれ一対づつ配置されて
いる。前記ローラベアリング６８，７０は、前記サイド
ハウジング３８，４０の内壁面に垂直な軸線を中心とし
て回転自在に支承され、それらの表面は、前記表面板６
２ａの表面より若干突出して配置されている。前記揺動
ピース６２の板ばね表面は、前記ピースホルダー６０
を、ロ−タ４２の中心とロ−タの頂点を結ぶ軸線の延長
線上即ちロ−タ４２の放射方向に付勢するスプリング
（図示省略）の弾発力により、ローラベアリング６８，
７０とともに、ローターハウジング３６のペリフェラル
面に面接触している。

【００１４】前記表面板６２ａの前後には、図１１に示
すようにガスシール７２，７４が突出方向に付勢されて
配設され、主に揺動ピース６２とペリフェラル面間のガ
スシールを受け持っている。６４，６６は、揺動ピース
６２の両側面と底面に配設されたガスシールであり、主
に、揺動ピース６２とサイドハウジング３８，４０間の
ガスシール及び揺動ピース６２とピースホルダー６０間
のガスシールを受け持っている。 図８及び図９におい
て、コーナーシール７６は、ガイド穴５８のガイド面に
設けたホルダーラインシール７８と、ロータ４２の両側
面に設けた弓形ラインシール８０との切れ目をなくすた
めのものであり、ばね８２によって突出方向に付勢され
ている。前記ピースホルダー６０と揺動ピース６２は、
シール体を構成している。尚、本発明の実施に際し、シ
−ル体は、従来の線接触型のアペックスシ−ルを用い、
これを、ロ−タの放射方向にスライド自在且つ放射方向
に付勢した構成としても良い。

【００１５】本発明において、ローターハウジング３６
は、ペリフェラル面のくびれが除かれている。そのため
短軸上のペリフェラル面を揺動ピース６２が通過すると
きロータ４２の頂部とペリフェラル面との間のギャップ
の拡大を埋めるために、ピースホルダー６０がガイド穴
５８のガイド面に沿って放射方向にスライドする。前記
ホルダーラインシール７８は、このときの、このスライ
ド面のガスシールを受け持っている。前記弓形ラインシ
ール８０は、ロータ４２とサイドハウジング３８，４０
の内壁面とのガスシールを受け持っている。

【００１６】次に、図６及び図７を参照して、可変圧縮
機構について説明する。本発明において、可変圧縮は、
ロータ４２の３つの頂部間の３つの弓状表面即ちピスト
ンヘッド４２ａ，４２ｂ，４２ｃにそれぞれ設けた燃焼
室８４の容積を変えることによって行っている。各ピス
トンヘッド４２ａ，４２ｂ，４２ｃの可変圧縮機構は、
図６に示す歯車８６の回転をピストン８８の直線移動運
動に変換するものであり、この機構はいづれも同一であ
る。９０は前記ピストンヘッド４２ａ，４２ｂ，４２ｃ
ごとにロータ４２に固設されたシリンダであり、ロータ
４２の表面に開口している。９２は、ロータ４２に回転
自在且つ軸方向に移動自在に支承されたスクリューシャ
フトであり、これに前記シリンダ９０にスライド自在に
且つ回転しないように配置されたピストン８８が固設さ
れている。前記ピストン８８の表面と前記シリンダ９０
で囲まれた凹みが燃焼室８４を構成している。９６は前
記ロータ４２に軸方向にずれないように回転自在に支承
されたナット型ウォームギアであり、内径部のナット部
分が前記スクリューシャフト９２に螺合している。

【００１７】９４はロータ４２に、その軸方向に移動し
ないように回転自在に支承された軸体であり、前記スク
リューシャフト９２に対して直角に配置されている。前
記軸体９４には、ウォーム９８と歯車８６が固定され、
該ウォーム９８は、前記ウォームギア９６と噛み合って
いる。１００は、ロータ４２の他方の面に、軸方向に移
動しないように回転自在に前記ロータ４２の一方の面び
内歯歯車５９と中心を一致させて支承されたリングであ
り、これに２つの内歯歯車１０２，１０４が設けられて
いる。一方の内歯歯車１０２には、前記軸体９４に固着
された歯車８６が噛み合っている。他方の内歯歯車１０
４は、前記内歯歯車５９と同径同歯数に構成されてい
る。前記管状体４６には、前記外歯歯車５６と中心、
径、及び歯数が同一な、外歯歯車１０６が形成され、該
外歯歯車１０６は、前記内歯歯車１０４と噛み合ってい
る。

【００１８】１０８は適宜な固定部材（図示省略）に回
転自在に支承された軸体であり、コンピュータ（図示省
略）によって制御されるモータなどの駆動装置（図示省
略）に連結している。前記軸体１０８にウォーム１１０
が固着され、該ウォーム１１０は、前記管状体４６に固
設されたウォームギア１１２に噛み合っている。以上が
可変圧縮機構を構成し、ロータ４２側の３つの歯車８６
は、１２０度の角度間隔を存して前記内歯歯車８６にそ
れぞれ噛み合っている。図１において、１１４，１１
６，１１８，１２０は、吸気ポート１２２の下流側にこ
れに隣接して形成されたウエストポートであり、ロータ
ーハウジング３６に形成されたチャンバー１２４に連通
し、該チャンバー１２４は吸気ポート１２２に連通して
いる。前記ウエストポート１１４，１１６，１１８，１
２０には、それぞれコントロールバルブＶ１，Ｖ２，Ｖ
３，Ｖ４の弁体１２６，１２８，１３０，１３２が配置
されている。前記コントロールバルブＶ１，Ｖ２，Ｖ
３，Ｖ４は、それぞれ、コンピュータにより制御される
駆動装置（図示省略）に連結している。１３４は排気ポ
ート、１３６はローターハウジング３６に装置されたス
パークプラグである。ロータリーエンジンをディーゼル
エンジンとして使用する場合には、スパークプラグ１３
６の替りに燃料噴射ノズルが取り付けられる。

【００１９】次に本実施例の作用について説明する。ロ
ータ４２の３つの頂部に配置された揺動ピース６２の各
表面は、それぞれペリフェラル面に面接触しつつ、ロー
タリーエンジンの吸気・圧縮・燃焼、膨張・排気行程に
より、ペリフェラル面に沿って移動する。ロータ４２の
回転に伴うロータ４２各頂部の向きの変化に応じて、揺
動ピース６２は、サイドハウジング３８，４０の内壁面
に対して平行な平面内において、ピースホルダー６０に
対して相対的に回転し、これにより、揺動ピース６２表
面のペリフェラル面に対する面接触状態が保持される。
ペリフェラル面の短軸上近傍と長軸上近傍における曲率
の偏差は、揺動ピース６２表面の板ばね６２ｂの弾力性
によって補償され、揺動ピース６２表面とペリフェラル
面との間の良好な面接触が保持される。また、ペリフェ
ラル面から、くびれを除去したことに伴う、短軸上にお
ける揺動ピース６２表面とペリフェラル面との間に形成
される理論上の隙間は、図１及び図３に示すように、ピ
ースホルダー６０が付勢突出方向即ち放射方向にばね力
でロータ４２のガイド穴５８に沿って移動することによ
って除去され、揺動ピース６２表面とペリフェラル面と
の間の面接触が保持される。

【００２０】図１は、ロータ４２の３つのピストンヘッ
ド４２ａ，４２ｂ，４２ｃのうち、ピストンヘッド４２
ａが排気上死点（排気完了点）に位置している状態を示
している。図２は、ピストンヘッド４２ａが吸気下死点
（吸気完了点）に位置している状態を示している。図３
は、ピストンヘッド４２ａが圧縮上死点（圧縮完了点）
に位置している状態を示している。図４は、ピストンヘ
ッド４２ａが燃焼、膨張下死点（膨張完了点）に位置し
ている状態を示している。ロータリーエンジン駆動時、
負荷に応じ、ウエストコントロールバルブＶ１，Ｖ２，
Ｖ３，Ｖ４が制御され、ウエストポートが１１４，１１
６，１１８，１２０の順で開放される。これにより、揺
動ピース６２が、開放されたウエストポート１１４，１
１６，１１８，１２０を通過するまで、吸気はピストン
ヘッド上の作動室よりチャンバー１２４を経て排出さ
れ、圧縮行程に実質的に利用される吸気量が適正な値に
加減される。

【００２１】ロータ４２の回転中、ロータ４２に対する
リング１００の回転角は変化しない。これを以下に説明
する。ロータ４２の自転及び公転は、内歯歯車５９と外
歯歯車５６との噛み合いによって規制される。従って、
ロータ４２の他方の面に配置された内歯歯車１０４も、
内歯歯車５９の中心の公転周期円と同一の軌跡で公転す
る。このとき、内歯歯車１００は、その公転に伴い、外
歯歯車１０６との噛み合いによって自転するがこの自転
運動は、内歯歯車５９の自転運動即ちロータ４２の自転
運動と同期する。そのため、リング１００は、ロータ４
２の回転中、ロータ４２に対して相対的に静止状態を保
持し、その回転角は、ロータ４２に対して変化しない。

【００２２】次に可変圧縮動作について説明する。コン
ピュータの制御によって軸体１０８が回転すると、この
回転は、ウォーム１１０とウォームホイール１１２、外
歯歯車１０６、内歯歯車１０４、内歯歯車８６、歯車８
６、ウォーム９８を経てナット型ウォームギア９６に伝
達され、ナット型ウォームギア９６が回転する。この回
転によりスクリューシャフト９２が軸方向に移動し、ピ
ストン８８が移動して、燃焼室８４の容積が変化する。
この変位量は軸体１０８の回転変位量のみに依存する。

【００２３】

【効果】本発明は、上述の如く、ローターハウジングの
くびれを除去したので高圧縮比を実現することができ
る。また、ロータの各頂部をローターハウジングに対し
て面接触としたので従来の線接触に比し吸排気行程のオ
ーバーラップを少なくすることができる。また、機械的
な圧縮比を運転状況に応じて自由に変えることができる
ので低回転から高回転、低負荷から高負荷まで、常に高
い効率で運転することができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】ロータリーエンジンの縦断面図である。

【図２】ロータリーエンジンの縦断面図である。

【図３】ロータリーエンジンの縦断面図である。

【図４】ロータリーエンジンの縦断面図である。

【図５】揺動ピースの概略外観図である。

【図６】ロータリーエンジンを他の方向から切った縦断
面図である。

【図７】ロータの断面図である。

【図８】ロータの一部外観図である。

【図９】図８のロータを矢方向Ａから見たロータの断面
図である。

【図１０】揺動ピースの断面図である。

【図１１】図１０の揺動ピースを矢方向Ｂから見た揺動
ピースの一部平面図である。

【図１２】図１１の揺動ピースを矢方向Ｃから見た揺動
ピースの側面断面図である。

【図１３】ピースホルダーの底面図である。

【図１４】従来技術の断面図である。

【図１５】他の方向から切った従来技術の断面図であ
る。

【符号の説明】

２ ローターハウジング ４ サイドハウジング ６ ロータ ８ 外歯歯車 １０ 内歯歯車 ２ｂ くびれ ２ｃ くびれ １２ シール体 １４ 吸気ポート １６ 排気ポート １８ スパークプラグ ２０ スパークプラグ ２２ ロータベアリング ２６ 主軸 ２８ メインベアリング ３０ メインベアリング ３２ 凹み ３４ ハウジング ３６ ローターハウジング ３８ サイドハウジング ４０ サイドハウジング ４２ ロータ ４４ 管状体 ４６ 管状体 ４８ メインベアリング ５０ メインベアリング ５２ 主軸 ５６ 外歯歯車 ５８ ガイド穴 ５９ 内歯歯車 ６０ ピースホルダー ６２ 揺動ピース ６４ ガスシール ６６ ガスシール ６８ ローラベアリング ７０ ローラベアリング ７２ ガスシール ７４ ガスシール ７６ コーナーシール ７８ ホルダーラインシール ８０ 弓形ラインシール ８２ ばね ８４ 燃焼室 ８６ 歯車 ８８ ピストン ９０ シリンダ ９２ スクリューシャフト ９４ 軸体 ９６ ナット型ウォームギア ９８ ウォーム １００ リング １０２ 内歯歯車 １０４ 内歯歯車 １０６ 外歯歯車 １０８ 軸体 １１０ ウォーム １１２ ウォームギア １１４ ウエストポート １１６ ウエストポート １１８ ウエストポート １２０ ウエストポート １２２ 吸気ポート １２４ チャンバー １２６ 弁体 １２８ 弁体 １３０ 弁体 １３２ 弁体 １３４ 排気ポート １３６ スパークプラグ

Claims (7)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 吸気ポート排気ポート及びスパークプラ
   グ用などの開口部を有するローターハウジングとこれの
   両側に配設されたサイドハウジングとから成るハウジン
   グと、前記サイドハウジングに固設された外歯歯車と、
   ３つの頂部と該頂部間に形成された３つの弓状の周面と
   該周面に開口する燃焼室とを有する前記ハウジング内に
   配置されたロータと、該ロータの側面の中央部に前記外
   歯歯車と噛み合うように固設された内歯歯車と、前記ロ
   ータの中心に回転自在に嵌合する円柱部と該円柱部に対
   し偏心した軸部とを有し該軸部が前記サイドハウジング
   に前記外歯歯車の中心に位置して回転自在に支承された
   主軸とを備え、前記ローターハウジングの内周面と前記
   サイドハウジングの内壁面と前記ロータの各周面で囲ま
   れた作動室で行われる吸入、圧縮、燃焼膨張、排気行程
   により、前記外歯歯車と内歯歯車に規制されて前記ロー
   タが前記ハウジング内で公転しつつ自転するようにした
   ロータリーエンジンにおいて、前記ローターハウジング
   の周面の断面形状を短軸上にくびれのない楕円形とし、
   前記ロータの各周面の曲率を前記ローターハウジングの
   短軸上のくびれのない周面の曲率に略一致させるととも
   に、前記ロータの各頂部に放射方向にスライド自在に且
   つ放射方向に付勢してシール体を配設し、前記ロータの
   頂部が前記ローターハウジングの短軸上の周面部分に移
   動したとき前記シール体が放射方向にスライドして前記
   ロータの各頂部の前記シール体を介した前記ローターハ
   ウジングの周面に対する当接状態が保持されるようにし
   たことを特徴とするロータリーエンジン。
2. 【請求項２】 前記シール体を、前記ロータ頂部に形成
   されたガイド穴に放射方向にスライド自在に嵌合し且つ
   放射方向に付勢されたピースホルダーと、該ピースホル
   ダーに前記サイドハウジングに対して平行な平面内で回
   転自在に保持され表面に弓状の板ばねが取り付けられた
   揺動ピースとで構成し、前記揺動ピースの表面を前記ロ
   ーターハウジングの周面に面接触させたことを特徴とす
   る請求項１に記載のロータリーエンジン。
3. 【請求項３】 前記揺動ピースの表面にローラベアリン
   グを回転自在に設け、前記板ばねとともに前記ローラベ
   アリングを前記ローターハウジングの内周面に接触させ
   たことを特徴とする請求項２に記載のロータリーエンジ
   ン。
4. 【請求項４】 前記燃焼室の容積を外部の駆動力によっ
   て変化させる可変圧縮機構を設けた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。
5. 【請求項５】 前記可変圧縮機構を、前記ロータの前記
   内歯歯車取付側とは反対側の側面に回転自在に支承さ
   れ、前記内歯歯車と同径同歯数の第２の内歯歯車が形成
   されたリングと、前記一対のサイドハウジングのうち前
   記外歯歯車固定側とは反対側のサイドハウジングに回転
   可能に支承され、前記第２の内歯歯車に噛み合う前記外
   歯歯車と同径同歯数の第２の外歯歯車を有する管状体
   と、前記燃焼室の底部を構成し前記燃焼室内の容積を可
   変する方向に移動可能に前記燃焼室内に支持されたピス
   トンと、前記リングの回転運動を前記ピストンの直線方
   向の移動運動に変換する運動変換機構とより構成し、前
   記管状体を前記ハウジングの外部の駆動力によって回転
   し、この管状体の回転によって前記ピストンを移動し前
   記燃焼室の容積を変化させるようにしたことを特徴とす
   る請求項４に記載のロータリーエンジン。
6. 【請求項６】 前記吸気ポートの下流側に位置させてコ
   ントロールバルブによって開閉制御されるウエストポー
   トを前記ローターハウジングの内周面に複数開口させ、
   前記各ウエストポートを前記ハウジングに形成したチャ
   ンバーを介して前記吸気ポートに連通したことを特徴と
   する請求項１に記載のロータリーエンジン。
7. 【請求項７】 吸気ポート排気ポート及びスパークプラ
   グ用などの開口部を有するローターハウジングとこれの
   両側に配設されたサイドハウジングとから成るハウジン
   グと、前記サイドハウジングに固設された外歯歯車と、
   ３つの頂部と該頂部間に形成された３つの弓状の周面と
   該周面に開口する燃焼室とを有する前記ハウジング内に
   配置されたロータと、該ロータの側面の中央部に前記外
   歯歯車と噛み合うように固設された内歯歯車と、前記ロ
   ータの中心に回転自在に嵌合する円柱部と該円柱部に対
   し偏心した軸部とを有し該軸部が前記サイドハウジング
   に前記外歯歯車の中心に位置して回転自在に支承された
   主軸とを備え、前記ローターハウジングの内周面と前記
   サイドハウジングの内壁面と前記ロータの各周面で囲ま
   れた作動室で行われる吸入、圧縮、燃焼膨張、排気行程
   により、前記外歯歯車と内歯歯車に規制されて前記ロー
   タが前記ハウジング内で公転しつつ自転するようにした
   ロータリーエンジンにおいて、前記燃焼室の容積を外部
   の駆動力によって変化させる可変圧縮機構を設け、該可
   変圧縮機構を、前記ロータの前記内歯歯車取付側とは反
   対側の側面に回転自在に支承され、前記内歯歯車と同径
   同歯数の第２の内歯歯車が形成されたリングと、前記一
   対のサイドハウジングのうち前記外歯歯車固定側とは反
   対側のサイドハウジングに回転可能に支承され、前記第
   ２の内歯歯車に噛み合う前記外歯歯車と同径同歯数の第
   ２の外歯歯車を有する管状体と、前記燃焼室の底部を構
   成し前記燃焼室内の容積を可変する方向に移動可能に前
   記燃焼室内に支持されたピストンと、前記リングの回転
   運動を前記ピストンの直線方向の移動運動に変換する運
   動変換機構とより構成し、前記管状体を前記ハウジング
   の外部の駆動力によって回転し、この管状体の回転によ
   って前記ピストンを移動し前記燃焼室の容積を変化させ
   るようにしたことを特徴とするロータリーエンジン。