JPH1162605A - 回転式内燃機関 - Google Patents

回転式内燃機関

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JPH1162605A
JPH1162605A JP9252583A JP25258397A JPH1162605A JP H1162605 A JPH1162605 A JP H1162605A JP 9252583 A JP9252583 A JP 9252583A JP 25258397 A JP25258397 A JP 25258397A JP H1162605 A JPH1162605 A JP H1162605A
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JP
Japan
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rotary
piston
output shaft
internal combustion
combustion engine
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JP9252583A
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English (en)
Inventor
Chota Yanagi
長太 柳
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    • FMECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F02COMBUSTION ENGINES; HOT-GAS OR COMBUSTION-PRODUCT ENGINE PLANTS
    • F02BINTERNAL-COMBUSTION PISTON ENGINES; COMBUSTION ENGINES IN GENERAL
    • F02B75/00Other engines
    • F02B75/02Engines characterised by their cycles, e.g. six-stroke
    • F02B2075/022Engines characterised by their cycles, e.g. six-stroke having less than six strokes per cycle
    • F02B2075/027Engines characterised by their cycles, e.g. six-stroke having less than six strokes per cycle four
    • YGENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
    • Y02TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
    • Y02TCLIMATE CHANGE MITIGATION TECHNOLOGIES RELATED TO TRANSPORTATION
    • Y02T10/00Road transport of goods or passengers
    • Y02T10/10Internal combustion engine [ICE] based vehicles
    • Y02T10/12Improving ICE efficiencies

Landscapes

  • Output Control And Ontrol Of Special Type Engine (AREA)

Abstract

(57)【要約】 【目的】 エネルギー効率が高く、コンパクトで振動の
少ない回転式内燃機関を提供することを目的とする。 【解決手段】 円筒形筐体のローターハウジング
(2)、ローターハウジング(2)の円の中心に設けた
回転出力軸(1)、回転出力軸(1)を支点にして回転
する通常2個のロータリーピストン(3、4)、(6、
7)、及び各ロータリーピストンの回転力をそれぞれ独
立して回転出力軸(1)により取り出す機構を備えてい
る回転式内燃機関で、ローターハウジング内でピストン
部により挟まれた作動室(12)、(13)、(1
4)、(15)の容積変化により、吸入・圧縮・爆発・
排気工程を行うことを特徴とする。

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【産業上の利用分野】本発明は、自動車等のエンジンと
して広く使用されている、ガソリンや軽油などを燃料と
し、吸入・圧縮・爆発・排気の4サイクルからなる内燃
機関に関し、詳しくは回転式のピストンを有する内燃機
関に関するものである。
【0002】
【従来の技術】従来の内燃機関は円筒形のシリンダー内
で、ピストンが往復運動し、その往復運動を回転運動に
変換する、いわゆるレシプロ型が主流であった。一方、
回転式では一部、楕円形筐体の内部に三角形のロータリ
ーピストンが内蔵された回転式内燃機関が実用化されて
いるのみであった。
【0003】
【発明が解決しようとする課題】従来のレシプロ型及び
回転式の内燃機関には次のような欠点があった。レシプ
ロ型の内燃機関では爆発工程時におけるピストンの振れ
によるフリクションロスやピストンの往復運動を回転運
動に変換するためのエネルギーロスがあり、これらのエ
ネルギーロスが振動の発生原因にもなっていた。一方、
回転式では、爆発のエネルギーを受けるロータリーピス
トンの面が常に斜めのため爆発エネルギーが分散される
ことによるエネルギーロスがあることや、ロータリーピ
ストンのガスシール部では常にシール部の角度が変化す
るため完全なガスシールが困難で、効率面で問題がある
とされていた。本発明は、これらの欠点を改善し、振動
が少なく、エネルギー効率のよい内燃機関を提供するた
めになされたものである。
【0004】
【課題を解決するための手段】本発明の回転式内燃機関
は、基本形状が円筒形筐体のローターハウジング内に、
その円の中心軸を支点にして、それぞれ独立して回転す
るロータリーピストンを通常2個有し、該ロータリーピ
ストンの回転力を回転出力として取り出す前記中心軸部
分に設けた回転出力軸から構成されることを特徴とす
る。上記ローターハウジングは円筒形筐体の他に断面が
円形或いは楕円形の筐体でも良い。また、前記ローター
ハウジングの一部に吸気孔、排気孔及び必要に応じて点
火プラグを設ける。前記ロータリーピストンは前記中心
軸部分に設けた前記回転出力軸の周囲を回転する外輪部
分から羽根が出ているような構造で、その羽根構造のピ
ストン部は1或いは2個出ているものを基本とし、いわ
ゆる蝶番のような構造で、それぞれ前記回転出力軸を支
点として回転可能なように取り付けられているか、或い
は、2個目のロータリーピストンが前記回転出力軸を支
点として回転する1〜2枚の円板状ピストン保持用具に
固定されており、前記ローターハウジング内の2個のピ
ストン部で区切られた空間部分、いわゆる、作動室の容
積変化により、吸入・圧縮・爆発・排気の工程を行うこ
とを特徴とする。前記ロータリーピストンの具体的な形
状は作動室の最少容積やガスシールの面から決められ
る。前記ロータリーピストンと前記ローターハウジング
の摺動面及び各ロータリーピストンの回転軸部分での摺
動部はガスケットなどによるガスシール構造になってい
て、摺動部からの燃焼ガスや燃料混合ガスの漏れを防ぐ
構造になっている。前記ロータリーピストンは一方向に
のみ回転し、逆方向には回転しない構造で、前記ロータ
リーピストンの回転力を回転出力として取り出す前記回
転出力軸と各ロータリーピストンの回転力の伝達は、前
記回転出力軸に設置された連結キーを前記ロータリーピ
ストンの回転軸外輪部分に設けた連結キー溝への挿入、
取り出しにより断続が可能で、前記ロータリーピストン
の位置により自動的に回転力の伝達が断続されることに
より、円滑にロータリーピストンの回転力を回転出力と
して取り出すことができることを特徴とする。一方、中
心軸と連結されていないロータリーピストンは混合ガス
の圧縮比が大きくなると、正の回転方向に回転する可能
性があるが、このような場合には、該ロータリーピスト
ンの停止位置に、ロータリーピストンを一時的に固定す
るためのロータリーピストン繋留機を設置し、動きを制
御すれば良い。
【0005】
【実施例1】図1にピストン部を1個備えたロータリー
ピストンを2個内蔵する、作動室が2個のガソリンを燃
料とする内燃機関を示す。図1に示したように、排気弁
の回転方向後方で吸気弁と点火プラグの回転方向手前に
ロータリーピストン(3)があり、吸気弁及び点火プラ
グの回転方向後方にロータリーピストン(6)がある。
このとき、ロータリーピストン(3)、(6)が挟む吸
気弁及び点火プラグのある側の作動室(12)に混合ガ
スが圧縮された状態で存在するとして、点火プラグで点
火し、爆発燃焼させ、内圧を膨張させる。ロータリーピ
ストンは逆方向には回転しないのでロータリーピストン
(3)は動かず、ロータリーピストン(6)のみが回転
し、回転エネルギーを回転出力軸に伝達する。また、も
う一方の作動室(13)では前回の工程において爆発或
いは吸気工程であった可能性があるが、仮に、吸気工程
であったとすると今回の工程ではロータリーピストン
(6)の動きにより内部の混合ガスは圧縮される。次
に、ロータリーピストン(6)が図2に示す位置に到達
した時点で2個のロータリーピストンは同時に回転し、
ロータリーピストン(6)は図1のロータリーピストン
(3)の位置に、ロータリーピストン(3)は図1のロ
ータリーピストン(6)の位置に移動する。ロータリー
ピストン(6)は図1のロータリーピストン(3)の位
置に達した時点で、回転出力軸との伝達が切断され、ロ
ータリーピストン(3)は図1のロータリーピストン
(6)の位置に到達した時点で回転出力軸と連結され、
エネルギーの伝達が開始される。この後、作動室(1
3)では圧縮された混合ガスに点火され、爆発工程が行
なわれ、ロータリーピストン(3)により回転エネルギ
ーが回転出力軸に伝達される。また、作動室(12)で
は前回の爆発工程で燃焼したガスが排気される。以上の
ように、次々に、作動室(12)、(13)では吸入・
圧縮・爆発・排気の各工程が進行する。このように、ロ
ータリーピストンが2個で、ピストン部が2個の場合に
は、作動室が2個形成されるので、4つのサイクルのう
ち2つずつが並行して進行する。この内燃機関では、ロ
ータリーピストンの1工程の回転角を300度以上にも
できるので、作動室最大容積が大きくでき、圧縮比を大
きくすることが可能でトルクの大きいエンジンを提供で
きる。しかし、この場合には、吸気孔及び排気孔に吸排
気の時期を制御するためのバルブが必要になる。
【0006】
【実施例2】図3にピストン部を180度の方向に2個
備えたロータリーピストンを2個内蔵した作動室が4個
形成される内燃機関の例を示す。図3では、ピストン部
(3)とピストン部(6)に挟まれた作動室(12)に
は圧縮された混合ガス、ピストン部(6)とピストン部
(4)に挟まれた作動室(13)には爆発後の燃焼ガ
ス、ピストン部(4)とピストン部(7)に挟まれた作
動室(14)は排気された状態、ピストン部(7)とピ
ストン部(3)に挟まれた作動室(15)には吸気され
た燃料混合ガスが充満した状態とする。この状態で点火
プラグで点火すると、作動室(12)、(13)、(1
4)、(15)ではそれぞれ爆発、排気、吸入、圧縮工
程が進行する。このとき、ピストン部(6、7)のある
ロータリーピストンの回転力が回転出力軸に伝達される
状態になっている。図4に示す位置にピストンが到達し
たとき、2個のロータリーピストンは同時に動き、図3
に示す位置まで動き、ピストン部(6、7)のあるロー
タリーピストンと回転出力軸の連結は切断され、ピスト
ン部(3、4)のあるロータリーピストンと回転出力軸
が連結される。この時点から次の工程が進行する。以上
のように、1個のローターハウジング内に作動室が4個
形成される内燃機関では、吸入・圧縮・爆発・排気の4
工程が同時に並行して進行するので、コンパクトなエン
ジンを提供できる。また、吸気孔、排気孔、点火プラグ
の取り付けられた位置で、それぞれ、吸気、排気、爆発
が進行するので吸排気を制御するためのバルブを必要と
しない。
【0007】
【実施例3】図5に同心軸を回転するロータリーピスト
ンの装着構造及び回転エネルギー伝達機構の例を示す。
図5に示したように、ロータリーピストンは回転出力軸
に、いわゆる蝶番のように取り付けることによって、そ
れぞれ独立に回転することができる。また、中心軸とロ
ータリーピストンのエネルギー伝達は中心軸に出入り可
能な連結キーを設け、ロータリーピストン側にはその連
結キーが入るキー溝を設け、バネなどで常に連結キーが
押しだされる構造にしておき、連結を切断すべき位置に
のみに連結キーを押し込む伝達機能切断用具を設けるこ
とによって伝達機能は断続される。
【0008】
【実施例4】図6に示したように、1つのロータリーピ
ストンは回転出力軸の外輪部に、他の1つは回転出力軸
の外輪部に固定した円板状ピストン保持用具に取り付け
ることによって、それぞれ独立に回転することができ
る。以上は、ロータリーピストン及び回転出力伝達機構
の例を示すものであって、この形式に限定するものでは
ない。
【0009】
【発明の効果】本発明による内燃機関は次のような特長
を有する。 (1)ロータリーピストンの回転エネルギーをそのまま
回転エネルギーとして取り出すので、エネルギーロスの
少なく、環境負荷の少ない内燃機関が提供できる。 (2)爆発のエネルギーを垂直面で受けるのでエネルギ
ーが分散せず、効率が高い内燃機関が提供できる。 (3)ロータリーピストンの回転方向及び角度が常に一
定であるのでガスのシールが容易なため、燃料のロスが
少ない内燃機関が提供できる。 (4)ロータリーピストンは回転出力軸を支点にして回
転するので、振れがなく、振動が少ない内燃機関が提供
できる。 (5)1個のローターハウジングで、2又は4の工程が
同時に進行するので、コンパクトな内燃機関が提供でき
る。 (6)作動室が4個の場合には、吸排気の時期を制御す
るバルブを必要とせず、製造コストを低くできる。
【図面の簡単な説明】
【図1】2作動室回転式内燃機関の工程概念図
【図2】2作動室回転式内燃機関の工程概念図(途中
図)
【図3】4作動室回転式内燃機関の工程概念図
【図4】4作動室回転式内燃機関の工程概念図(途中
図)
【図5】回転式内燃機関断面概念図(蝶番型)
【図6】回転式内燃機関断面概念図(円板保持型)
【符号の説明】
1…回転出力軸、 2…ローターハウジン
グ 3…ロータリーピストンのピストン部 4…ロータリーピストンのピストン部 5…ロータリーピストンの回転出力軸外輪部 6…ロータリーピストンのピストン部 7…ロータリーピストンのピストン部 8…点火プラグ 9…排気弁、 9’…排気孔 10…吸気弁、 10’…吸気孔 11…燃焼室、 12…作動室 13…作動室、 14…作動室 15…作動室、 16…連結キー 17…キー押出しバネ、 18…キー溝 19…伝達機能切断用具 20…ロータリーピストンの回転出力軸外輪部 21…円板状ピストン保持用具 22…ロータリーピストンの回転方向

Claims (4)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 断面が楕円形筐体又は円筒形筐体のロー
    ターハウジング、該ローターハウジング内にその円の中
    心軸を支点にして、それぞれ独立して回転する通常2個
    のロータリーピストン、及び該ロータリーピストンの回
    転力を回転出力として取り出す前記中心軸部分に設けた
    回転出力軸を主要な構成要素とし、上記ローターハウジ
    ング内の前記ロータリーピストンで区切られた作動室の
    容積変化により、吸入・圧縮・爆発・排気の工程を行う
    回転式内燃機関。
  2. 【請求項2】 前記ロータリーピストンは前記回転出力
    軸の周囲を回転する外輸部分から羽根が出ているような
    構造で、その羽根構造は通常1或いは2個で多くても4
    個であり、いわゆる蝶番のような構造で、それぞれ前記
    回転出力軸を支点として回転可能なように取り付けられ
    ており、前記ロータリーピストンと前記ローターハウジ
    ングの摺動面及び各ロータリーピストンの回転軸部分で
    の摺動部はガスシール構造になっている請求項1の回転
    式内燃機関。
  3. 【請求項3】 請求項2のロータリーピストンの1個が
    前記回転出力軸の周囲を回転する外輪部分に固定された
    円板状ピストン保持用具に固定されている請求項1の回
    転式内燃機関。
  4. 【請求項4】 前記ロータリーピストンは一方向にのみ
    回転し、逆方向には回転しない構造で、前記回転出力軸
    と前記ロータリーピストンの回転力の伝達は断続が可能
    で、前記ロータリーピストンの位置により自動的に回転
    力の伝達が断続される機構を備えた請求項1の回転式内
    燃機関。
JP9252583A 1997-08-13 1997-08-13 回転式内燃機関 Pending JPH1162605A (ja)

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Cited By (6)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
WO2008110059A1 (fr) * 2007-03-15 2008-09-18 Weijia Chen Moteur de rotor
JP5218930B1 (ja) * 2012-09-21 2013-06-26 武史 畑中 ロータリ内燃機関及びこれにより駆動される車両並びにハイブリッド車両
WO2015195078A1 (en) * 2014-06-16 2015-12-23 Orthmann Christopher Combustion engine
JP2020159293A (ja) * 2019-03-27 2020-10-01 株式会社豊田自動織機 エンジン装置、およびエンジン装置の制御方法
JP2020204290A (ja) * 2019-06-18 2020-12-24 株式会社豊田自動織機 シール構造
JP2021139326A (ja) * 2020-03-04 2021-09-16 株式会社豊田自動織機 内燃機関

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