JPH0730712B2 - ロ−タリピストンエンジンのロ−タ冷却装置 - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 （産業上の利用分野） 本発明は、ロータリピストンエンジンのロータ内に冷却
油を供給して該ロータを冷却するようにしたロータ冷却
装置の改良に関する。

（従来の技術） 繭形のケーシング（ロータハウジング）内で略三角形状
のロータが遊星回転運動することにより出力軸（エキセ
ントリックシャフト）を回転させて出力を得るようにし
たロータリピストンエンジンにおいては、燃焼ガス等に
より高温化されるロータを適温に保つために、上記出力
軸内に、主冷却油通路と、この通路から分岐してロータ
内に連通するロータ冷却油供給通路とを夫々形成し、オ
イルポンプ（上記出力軸によって駆動される）から圧送
される冷却油を上記主冷却油通路及びロータ冷却油供給
通路を介してロータ内に供給することにより該ロータを
冷却するのが通例である。そして、従来においては更に
上記ロータ冷却油供給通路に、エンジン回転数に応じて
該通路を開閉する制御分（一方向弁）を設け、該弁の開
閉によって上記ロータ内への冷却油の供給を制御するこ
とが行われる。

その場合、上記制御弁は、例えば、ロータ冷却油供給通
路内に設けられて該通路を開閉するボールと、このボー
ルを当該通路閉鎖方向に付勢するスプリング等で構成さ
れ、該ボールに作用する遠心力及び油圧とスプリング力
との力関係に基いて上記供給通路を開閉するようになっ
ている。つまり、エンジの低回転時にはボールに作用す
る遠心力及び油圧が上記スプリングのスプリング力より
も小さくなるために該ボールによってロータ冷却油供給
通路が閉じられる一方、エンジン回転数が所定値を超え
るとボールに作用する遠心力及び油圧が上記スプリング
力に打ち克って該ボールを通路開方向に移動させること
により、当該通路が開かれてロータ内に冷却油が供給さ
れるようになっている。従って、従来この種のロータ冷
却装置においては、上記ボールに作用する遠心力及び油
圧がいずれも当該エンジンの回転数に応じて変化するこ
とから、上記制御弁の開閉つまりロータ内に冷却油を供
給するか否かはエンジン回転数のみで決められていたこ
とになる。

ところで、実公昭53−5924号公報には、上記のようなロ
ータリピストンエンジンにおいてロータ内に供給する冷
却油量をエンジンの負荷の増大に伴って増加させるよう
にした冷却油制御装置が開示されている。これによれ
ば、エンジ回転数が設定値を超えた時に上記制御弁が開
弁されることによりロータ内に供給される冷却油量がエ
ンジン負荷に伴って増加されるので、エンジン回転数が
上記設定値を超えて制御弁が開弁されている限り、高負
荷時におけるロータの加熱防止が図れる一方、比較的低
負荷時にはロータへの冷却油量が少なくなって該ロータ
の過冷却が防止される等の効果が得られることになる。
しかし、この場合においても、ロータ内に冷却油を供給
するか否かはエンジン回転数のみに依存する。

（発明が解決しようとする問題点） 然るに、上記のようにロータ冷却油供給通路に設けられ
た制御弁の開閉をエンジン回転数のみによって制御する
従来のロータ冷却装置によると、制御弁が開くこととな
るエンジン回転数が当該エンジンの運転状態の如何に拘
らず予め設定された値に固定されているため、その設定
値が比較的低回転側に設定されている場合には、熱負荷
の比較的小さい低負荷低回転時時にロータ内に冷却油が
必要以上に多く供給されることになり、その結果、オイ
ルポンプの負荷が増大すると共に、ロータが必要以上に
冷却される過冷却状態を招き、ひいては燃費の悪化や有
害排気ガス成分の増加を招くことになる。

このような問題に対処するには、上記制御弁が開かれる
エンジン回転数（以下、必要に応じて開弁回転数とい
う）を予め比較的高回転側に設定しておけばよいが、こ
のようにした場合、当該エンジン回転数が上記制御弁の
開弁回転数以下である時に、エンジン負荷の如何に拘ら
ずロータ内に冷却油が供給されなくなって該ロータが冷
却されなくなるため、低回転時であっても高負荷状態で
ある場合のようにロータを冷却する必要がある場合にノ
ッキングが生じ易くなるのである。

本発明は従来におけるロータリピストンエンジンのロー
タ冷却装置に関する上記のような問題に対処するもの
で、当該エンジンの回転数と負荷とに応じた最適のロー
タ冷却状態が得られるようにして、該エンジンの低回転
低負荷時におけるロータの過冷却による燃費悪化等を防
止すると共に、低回転高負荷時におけるノッキングの発
生を防止することを目的とする。

（発明の構成） 上記目的達成のため本発明に拘るロータ冷却装置は、ロ
ータハウジング内で遊星回転運動するロータと、該ロー
タの回転運動によって回転される出力軸と、該出力軸内
に形成された主冷却油通路と、該通路から分岐されて上
記ロータ内へ冷却油を供給するロータ冷却油供給通路
と、該供給通路に設けられてエンジン回転数に応じた遠
心力と油圧とが開弁方向に作用する一方向弁とを有する
ロータリピストンエンジンにおいて、該エンジンの高負
荷時に上記冷却油供給通路内の油圧が高くなるように該
油圧をエンジン負荷に応じて補正する油圧補正手段を設
けたことを特徴とする。

ここで、上記油圧補正手段は、例えば、エンジンの低負
荷低回転時に上記主冷却油通路内の冷却油をリリーフす
るリリーフ通路等によって構成される。

（作用） 上記の構成によれば、エンジン回転数が予め定められた
設定値（開弁回転数）を越えた時に一方向弁に作用する
遠心力と油圧とにより該弁が開かれると共に、これに伴
って主冷却通路内の冷却油がロータ冷却油供給通路を介
してロータ内に供給されることにより、該ロータが冷却
される。そして、この場合において、エンジン負荷が高
くなった時には油圧補正手段によって上記ロータ冷却油
供給通路内の油圧が高められる。従って、エンジン回転
数が上記開弁回転数を越えた高回転領域にある場合に
は、エンジン負荷の如何に拘らずロータが冷却される
が、そのロータ内に供給される冷却油量は低負荷時より
も高負荷時の方が多くなる。これにより、ロータを最も
冷却する必要のある高回転高負荷時におけるロータ冷却
性能が一層向上されることになる。

一方、エンジン回転数が上記開弁回転数以下である時、
つまり上記一方向弁に作用する遠心力と油圧とが所定の
開弁力よりも小さい時には、該弁が閉じられてロータ内
に冷却油が供給されないので、該ロータは冷却されなく
なる。そして、この場合において、エンジン負荷が高く
なった時、つまり該エンジンの運転状態が低負荷領域か
ら高負荷領域に移行した際には、上記油圧補正手段によ
ってロータ冷却油供給通路内の油圧が高められ、その結
果として上記一方向弁が開弁されてロータ内に冷却油が
供給される。従って、当該エンジンの運転状態が低回転
低負荷領域にある場合にはロータは冷却されないが、低
回転時であって高負荷状態にある場合にはロータは冷却
されることになる。これにより、エンジンの低回転低負
荷時におけるロータの過冷却による燃費悪化や有害排気
ガス成分の増加が未然に防止されると共に、低回転高負
荷時におけるノッキングの発生が効果的に防止されるこ
とになる。

（実施例） 以下、本発明の実施例を説明する。

第１図に示すように、この実施例に係るロータリピスト
ンエンジン１は、トロコイド状の内周面を有するロータ
ハウジング2,2と、該ハウジング2,2の両側に配設される
サイドハウジング３…３とでケーシングを形成し、この
ケーシング内に略三角形状のロータ（図例では２個）4,
4を備えた構成である。そして、該エンジン１には、上
記ケーシング及びロータ4,4を貫通するように出力軸
（エキセントリックシャンフト）５が配設されている。
この出力軸５は主軸受6,6を介してリヤ及びフロントの
各サイドハウジン3₁,3₂に支承されており、その回転中
心に対して偏心したロータジャーナル部5a,5aに上記ロ
ータ4,4のメタルボス部4a,4aが夫々回転自在に嵌合され
ていると共に、後端部にフライホイール７が取付けられ
ている。

一方、上記ロータ4,4は中空構造とされ、その各頂辺部
により上記ケーシング内を各作動室８…８に画成してい
る。そして、各ロータ4,4に取付けられたロータ歯車
（内歯歯車）9,9が上記リヤ及びフロントの各サイドハ
ウジング3₁,3₂に夫々固定された固定歯車（上記主軸受
6,6と一体の外歯歯車）10,10と噛合した状態で、各ロー
タ4,4が上記ケーシング内で遊星回転運動することによ
り出力軸５を回転させるようになっている。ここで、上
記ロータ4,4の各頂辺部には、各作動室８…８の気密を
保つガスシール材としてアペックスシール11…11が夫々
設けられている。

また、上記出力軸５の内部には、その軸方向に沿って伸
びる主冷却油通路5bと、該通路5bから分岐されて上記ロ
ータ4,4のメタルボス部4a,4a及び主軸受6,6との各嵌合
部に潤滑油（冷却油）を夫々供給する第１通路5c,5c及
び第２通路5d,5dと、同じく主冷却油通路5bから分岐さ
れて上記ロータ4,4の内部a,aに冷却油を夫々供給するロ
ータ冷却油供給通路5e,5eとが設けられている。

そして、このうち各ロータ冷却油供給通路5e,5eには、
エンジン１の回転数に応じた遠心力と油圧とが開弁方向
に作用する一方向弁12,12が夫々設けられている。この
一方向弁12は、第２図に拡大して示すように、上記ロー
タ冷却油供給通路5eを開閉するボール13と、該ボール13
を通路閉鎖方向に付勢するスプリング14と、中央に油吐
出口15aを有してロータ冷却油供給通路5eの出力軸外周
側の端部に嵌合され且つスプリング14を受止する部材15
とで構成されている。そして、エンジン１の回転数の増
大に伴って、上記ボール13に作用する遠心力と油圧（ボ
ール13の上流側から作用する油圧）との合力がスプリン
グ14のスプリング力よりも大きくなった時に、ボール13
がスプリング14に抗して開弁方向に移動され、これに伴
って該ロータ冷却油供給通路5eにおけるボール13の上流
側と下流側とが連通されることにより、該通路5eを介し
て主冷却油通路5b内の冷却油が同図点線で示すようにロ
ータ４内に供給されるようになっている。

更に、このエンジン１における後部側の上記サイドハウ
ジング3₁及び主軸受6₁には、当該上流端が冷却油入口16
aとされ且つ出力軸５の第２通路5d,5dを介して主冷却油
通路5bに接続された第３通路16が形成されている。そし
て、エンジンに別途備えられたオイルポンプ（図示せ
ず）から該第３通路16を介して出力軸５内の主冷却油通
路5b内に冷却油が圧送され、この油が更に上記各第１通
路5c,5cを介してロータジャーナル部5a,5aの摺動面に供
給されることにより該摺動面が潤環されると共に、上記
一方向弁12,12の開弁時にロータ冷却油供給通路5e,5eを
介して各ロータ4,4内に該冷却油が供給されることによ
り、各ロータ4,4が夫々冷却されるようになっている。
尚、上記オイルポンプは出力軸５によっ駆動されるよう
になっている。

然して、本発明の特徴として、このエンジン１にはその
高負荷時に上記ロータ冷却油供給通路5e,5e内の油圧が
高くなるように該油圧を補正する油圧補正手段17が備え
られている。該油圧補正手段17は、この実施例において
は、上記後部側サイドハウジング3₁における第３通路16
から分岐された分岐通路18と、一端が該分岐通路18に開
口し且つ他端がエンジン下部のオイルパン19に通じるリ
リーフ通路20と、該リリーフ通路20の分岐通路18側の開
口部を開閉するソレノイド弁21と、該弁21を制御するコ
ントロールユニット22とで構成されている。このうちソ
レノイド弁21は、更に、上記分岐通路18に摺動可能に嵌
合されたピストン型の弁部材21aと、該部材21aを閉弁方
向に付勢するバネ21bと、上記コントロールユニット22
に電気的に接続されて通電時に上記弁部材21aを第１図
の実線位置から鎖線位置まで後退させるソレノイド21c
とで構成されている。また、上記コントロールユニット
22には、エンジン１の回転数を示す回転数信号Ａと、エ
ンジン１の負荷を示す負荷信号Ｂと、上記オイルポンプ
から主冷却油通路5b等に供給され冷却油の油温を示す油
温信号Ｃとが入力されるようになっている。そして、こ
れらの信号A,B,Cに基いてコントロールユニット22がソ
レノイド弁21を制御して上記リリーフ通路20の分岐通路
18側の開口部を開閉させることにより、エンジン１の高
負荷時には該開口部を閉じる一方、低負荷時には該開口
部を開くようになっている。

ここで、上記負荷信号Ｂとしては、例えば上記作動室８
への燃料供給量を示す信号や空気又は混合気の供給量を
示す信号或いはスロットル開度や吸気管内の負圧を示す
信号等が用いられる。また、上記油温信号Ｃは、この実
施例では、上記主冷却通路5b内の冷却油の油圧がその温
度と共に変化する粘度によって異なる可能性があること
から、上記ソレノイド弁21の開閉制御を油温によって補
正する必要がある場合に用いる意味で上記コントロール
ユニット22に入力されるものである。

次に、上記実施例の作用を説明する。

先ず、ロータ4,4の遊星回転運動により出力軸５が回転
されると、これに伴ってオイルポンプが駆動されること
により、該ポンプからエンジン１内における第３通路16
及び第２通路5d,5dを介して出力軸５内の主冷却油通路5
b内に冷却油（潤滑油）が供給される。そして、この冷
却油が更に第１通路5c,5cを介してロータジャーナル部5
a,5aの摺動面に供給されることにより該摺動面が潤滑さ
れると共に、上記主冷却油通路5b内の冷却油はロータ冷
却油供給通路5e,5e内にも導かれる。そのため、当該エ
ンジン回転数に応じた遠心力と油圧との合力が上記主冷
却油供給通路5e,5eにおける一方向弁12のボール13に対
してスプリング14に抗して通路開方向に作用する。

そして、このような状態において、一方ではコントロー
ルユニット22にエンジン１の回転数信号Ａと負荷信号Ｂ
と上記冷却油の油温信号Ｃとが入力される。そして、該
ユニット22においてエンジン１の運転状態が第３図のグ
ラフで符号（イ）で示す低回転負荷領域にあると判断さ
れた場合には、該ユニット22からの信号を受けてソレノ
イド弁21における弁部材21aが第１図の実線位置から鎖
線位置まで後退され、これに伴って上記第３通路16が分
岐通路18を介してリリーフ通路20と連通されることによ
り、上記第３通路16内の冷却油が該リリーフ通路20を介
してオイルパン19にリリーフされ、その結果、上記主冷
却油通路5b内の油圧は所定の低油圧状態に制御される。
従って、このような低回転低負荷領域においては、上記
一方向弁12のボール13に作用する油圧と遠心力との合力
はスプリング14のスプリング力より小さくなり、ロータ
冷却油供給通路5e,5eは各ボール13によって夫々閉じら
れるから、各ロータ４内には冷却油が供給されなくな
る。これにより、エンジン１の低回転低負荷時にける各
ロータ4,4の過冷却が防止され、燃費が向上されると共
に、有害排気ガス成分の増加が防止されることになる。

然して、上記のような状態からエンジン１の負荷だけが
増大した場合、従来においては第３図のグラフに点線で
示した所定のエンジン回転数（開弁回転数）Ｒ以下の領
域にある限り、当該ロータ４が冷却されなかったために
ノッキングが生じ易かったのであるが、上記実施例に係
るロータ冷却装置によれば、この種のノッキングが次の
ようにして防止されることになる。即ち、エンジン１が
低回転高負荷状態にある時には、これらの状態を示す回
転数信号Ａ及び負荷信号Ｂがコントロールユニット22に
夫々入力されると共に、該ユニット22からの信号によっ
て上記ソレノイド弁21における弁部材21aが第１図の実
線位置にあるように制御される。この場合、上記第３通
路16とリリーフ通路20とが非連通状態となり、該第３通
路16内の油圧つまり主冷却油通路5b内ないしロータ冷却
油供給通路5e,5e内の油圧はその分だけ高められること
になる。そのため、エンジン１の回転数が低い場合であ
るにも拘らず、ロータ冷却油供給通路5e,5eにおける各
一方向弁12,12が夫々開弁されて各ロータ4,4内に冷却油
が供給され、各ロータ4,4が冷却されることになる。こ
れにより、エンジン１の低回転高負荷時にもロータ4,4
が冷却されることになり、その結果、第３図のグラフに
符号（ロ）で示すような領域で生じ易かったノッキング
が未然に防止されることになる。

また、上記のロータ冷却装置によれば、エンジン１の高
回転時（第３図のグラフに符号（ハ）で示す領域にある
時）においては、夫々、上記一方向弁12におけるボール
13に使用する遠心力と油圧とが上記スプリング14のスプ
リング力よりも大きくなって該弁12が開かれ、その結
果、各ロータ4,4内に冷却油が供給されることにより該
ロータ4,4が夫々冷却される。その場合、上述したエン
ジン１の低回転時の場合と同様にして、該エンジン１の
低負荷時よりも高負荷時の方がロータ冷却油供給通路5
e,5e内の油圧は高められるので、高回転高負荷時には各
ロータ4,4内に最も多量の冷却油が夫々供給されること
になる。これにより、エンジン１における高回転高負荷
時におけるロータ4,4,の冷却性が一層向上されることに
なる。

（発明の効果） 以上のように本発明に係るロータリピストンエンジンに
おけるロータ冷却装置によれば、当該エンジンの回転数
だけではなく負荷に応じてもロータが最適温度に冷却さ
れるようになり、該エンジンの低回転低負荷時における
ロータの過冷却による燃費悪化や有害排気ガス成分の増
加が防止されると共に、低回転高負荷時におけるノッキ
ングの発生が未然に防止されることになる。

【図面の簡単な説明】

第１図及び第２図は本発明の実施例を示すもので、第１
図は該実施例に係るロータ冷却装置を示すロータリピス
トンエンジンの縦断面図、第２図は第１図におけるロー
タ周辺部の拡大図である。また、第３図は一方向弁の開
領域と閉領域について本発明の場合と従来の場合とを比
較して示すグラフである。 １……ロータリピストンエンジン、２……ロータハウジ
ング、４……ロータ、５……出力軸、5b……主冷却油通
路、5e……ロータ冷却油供給通路、12……一方向弁、17
……油圧補正手段（20……リリーフ通路、21……ソレノ
イド弁、22……コントロールユニット）。

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】ロータハウジング内で遊星回転運動するロ
   ータと、該ロータの回転運動によって回転される出力軸
   と、該出力軸内に形成された主冷却油通路と、該通路か
   ら分岐されて上記ロータ内へ冷却油を供給するロータ冷
   却油供給通路と、該供給通路に設けられてエンジン回転
   数に応じた遠心力と油圧とが開弁方向に作用する一方向
   弁とを有するロータリピストンエンジンのロータ冷却装
   置であって、該エンジンの高負荷時に上記ロータ冷却油
   供給通路内の油圧が高くなるように該油圧をエンジン負
   荷に応じて補正する油圧補正手段が備えられていること
   を特徴とするロータリピストンエンジンのロータ冷却装
   置。