JPS58200034A - 回転エンジン - 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】 この発明は、楕円歯車の特性を利用した回転エンジンに
関する。

従来、回転エンジンとしては各種の型式のものがあるが
、この発明は、楕円歯車の特性に着目して成されたもの
で、まず、概要を述べると円筒状シリンダ内に二個の回
転子な対称の位置に固着し、かつ、回転子を相互に十字
に組み合わした回転体を設けた回転機構と、該回転体を
相互に関連させる楕円歯車機構と、前記回転子に生ずる
回転力を取り出す差動歯車機構と、差動歯車軸及びはず
み車を具備し、かつ、前記一対の回転体の軸部を貫通し
軸支された動力軸の出力機構との四部間から構成されて
おり、互に向い合った回転子間に吸入密封した膨張ガス
状媒体を圧縮して燃焼させ回転体を交互に回転させ、差
動歯車ｉ構を介して動力軸に回転力を取り出すようにし
たものである。

以下、この発明の一実施例を図面に基いて説明する。

まず、構成を述べる。この発明の回転エンジンＲ１ｉ、
シリンダ１を中央にして、その両端面板１亀、１ｂに対
称の位置にそれぞれ四個ずつの同形同大の楕円歯車２を
内蔵する歯車ケーシング３　ａ　＋３ｂを装着し、動力
軸４が前記シリンーダ１の両端面板１ｍ、ｌｂの中心及
び両歯車ケーシング３ａ。

３ｂの所要箇所を貫通し、かつ、はずみ＊Ｓを装備して
いる。また、＠４図に示されるようにシリンダ１内には
、対面して縦断面はぼＴ型の同転体６ｍ、６ｂが設けら
れ、それぞわ外方の形成された回転軸部６　”Ｊ　ｌ　
６ｂ＋はシリンダ１の中央部及び歯車ケーシング３　ａ
　ｒ　３　ｂの所要位置に軸支されている。そして回転
体６１Ｌ、６ｂの頂部６ζ、６ｂ、が凹型に形成され、
その中央に対面して傘歯車７１．７ｂが一体的に固着さ
れている。なお、頂部６１Ｌ、の外面には、シリンダ１
及び両端面板１ａ、１ｂに棲するほどの大きさの回転子
８．１０が回転中心ｌｓｃに対し対称の位−に突設さね
、また、頂部６ｂ、においても同様に回転子９．１１が
突設され回転子８，９，１０．１１によりシリンダ１室
内の空間を、回転子８．９間を重とし、以下順次ｎ＊］
Ｐ−ｑの四区画に分割している。

さらに各回転子８，９．１０．１１の周一にはガスシー
ル１２が付設されており、また、回転体に沿って刻設さ
れた１１１ＩＳ亀１ｔ６ｂｓに嵌入されたリング状のガ
スシール１３と相俟って各区画の空間ｍ。

ｎ、　ｐｔ　ｑ間の気密を保ちながら各回転子８１９゜
１０．１１が摺動回転するようになっている。

次に、回転体１１６ｂの回転軸部６’ｗ＊６１’＋に軸
支された動力軸４には、一体的に差動歯車軸１４が直角
方向に貫設され、該軸１４の両端には、傘歯車７亀、１
ｂに噛み合い回転可能な遊星歯車１５．１６が歯車止め
１７．１８によって取り付けられており、これらは一種
の差動歯車機構を成している。なお、第５１ＷＫ示すよ
うに、シリンダ１の側壁には、中央に点火栓用干「１９
を穿設して点火栓２０が装備されており、また、該点火
栓孔１・のシリンダ１中心に対し対称の位置から回転子
の回転方向に前後した所要筒所に排出口１・及び吸入口
１１が設けられている。

そして、歯車ケーシング３１Ｌ内においては、楕円歯車
２１亀が短半径２８を回転子８，１ｏの中心ｓｅｔと同
一平面上にあるように回転体６ａの回転軸！ｌｓｅ亀、
に固着され、次いで楕円歯車２２ａ。

２３ｔ、２４＆が千り、ぞれの長半径２ｔと短半径２ｓ
とが順次噛み合い端面板１ｍ及び歯車ケーシング３＆に
軸支されて配設さねており、また、歯車ケーシング３ｂ
内においては、雫円歯車２１ｂが短半径２ｓを回転子９
，１１の中心線ｃｂと同一平面上にあるように回転体６
ｂの回転軸部６ｂＩに固着され、歯車ケーシング３１内
におけると同様の構成により楕円歯車２１ｂ、２２ｂ、
２３ｂ、２４ｂが配設されている。なお、楕円歯車２４
１Ｌは連結回転軸２５により楕円″歯車２４ｂと一体的
に結合されている。

次に１作用について述べる。

以上述べた各要素を回転体６＆から楕円歯車２１　ｔＬ
ｔ　２２ａ、２３１Ｌ、　２４１Ｌ及び２４ｂ、２３ｂ
、２２ｂ、２１ｂ、回転体６ｂ、傘歯１ｆ７ｂ、遊星歯
＊１５と１６、傘歯車７ｍ、回転体６ａと輪状に構成す
ることによって各回転体６ａ、６ｂすなわち各回転子８
゜９．１０，１１を激増又ね激減回転させることができ
、連続した逆転阻止作用を安定にし、さらに差動歯車機
構とけずみ車５の作用により実質上安定した一定回転を
得る。ただし、最初は起動装置（図外）により予め矢印
方向の回転曾与えおくものとする。

次に楕円歯車２による回転子の激増回転、激減回転につ
いて、例えば楕円歯車２１＆、２２ａの一組を用いて原
理説明すると、楕円歯車２はすべて同形同大であり、か
つ、転がり接触回転中に一方の短半径２Ｓが他の長半径
２ｔと一直線上に一致するように組み合わしであるので
、このとき楕円歯車２１１Ｌｔ２２＆の回転比は最小又
は最大となり、その速度の変化は激減又は激増し、一回
転する間にこの激減及び激増回転を′交互に四回繰り返
す。したがって、四個の回転子８，９．１０゜１１で作
る室内の空間型＊”ｔｌ＞ｙｑはそれぞれ一回転する間
に爆発、排気、吸入、圧縮の四行程動作すなわち、−サ
イクルを行なうので、楕円歯車２が一回転すると西サイ
クルが繰り返されることになる。このとき激減回転する
側の回転子は初動のはずみ車５に’よる回転と相俟って
逆転阻止されている。

実用上、楕円歯車２１１Ｌから楕円鋼車２１ｂまでの最
大速度比は１００倍程度が必要であるため、前述のよう
に数段重ねなければならない。

第５図は、回転子８．１０が激減、すなわち、逆転阻止
されている状態図であり、一方、回転子９．１１が激増
すなわち、燃焼ガス圧力で作動中の状態を示している。

次ＫＳ［ｇ１転子の回転角と回転子間の角変化との相互
関係を第６図に基き説明する。

曲線には、回転子８．１０及び９，１１と楕円歯車群と
の組合せ関係と点火栓２０と吸入口１ｍと排出口１６な
どの配設位置と回転子８．１０及び９，１１の激増回転
、激減回転の状況と四行程動作を表わし、第５図におい
て楕円歯車２や回転子の組合せ位置を次に述べる条件に
して、そｔｌをｘ、ｙ軸上、回転子の初期位置点Ｏと考
え、回転子９．８を１８０度回転したときの回転子回転
角の相互関係をｘｔＹ軸上に表わした。

ｘ、ｙ軸における回転子の初期位置は楕円歯１２１＆〜
２１ｂのすべてを直径比１対１の点を楕円歯車の軸線上
に噛合せ連ねる。両端の楕円歯車２１１Ｌ、２１ｂは回
転体６亀、６ｂにそれぞれ結合して、回転体６１Ｌ、　
＠ｂの軸心を通る二等分線上にそれぞれ重ね合わせた状
態を回転子の初期位ｆｌ。

点とした。

ｘ、ｙの軸でＸ軸は回転子８の回転角をとり、ｙ軸は回
転子９の回転角とした。ｘｔＹ軸上のπは回転子８．９
の１８０度の回転角である。回転子９．８は初期位置の
点０から２ｆ回転するとき、互いに違った回転速度で回
る。すなわち、回転子９がａ１激増回転すると、回転子
８はＡＩ激減回転する。このとき回転子９．８の回転角
の和は１８０度で７軸上１にとなる。

次に、回転子８がβ、激増回転をすると回転子９が８．
激減回転をする。このときＸ軸上で−π、ｌｂｏ　ｅｌ
ｐＫ＠Ｅ・１”“・０１“６１　　　　、。

転子８はＡ、激減回転する。このときＸ軸上では３πと
なる。さらに回転子８がβ、激増回転すると回転子９は
Ｂ、激減回転する。このときＸ′軸上では４πとなる。

ここに記した回転子８，９の激増回転角ｇ、　、　ｇ、
。

β１．β、は互に等しく、激減回転角ＡＩ　＋　Ａ、　
ｌ　ｓ、　を町れる。ｘ、ｙ軸上の曲線には回転子９，
８の回転角の和ｉ軸と回転子９，８間の間の角の変化ｙ
軸として書き替えることができる。

四組の回転子８と９，９と１０９．１０と１１゜１１と
８がそれぞれＸ′軸上で曲線にの初期位置点０にあると
きは前記のように回転子９．８は重なり合っていて回転
子１１．１０は回転子９．８より１８０度進みπの位Ｉ
Ｈで重なり合っている。したがって、回転子９．８と回
転子１１．１０のそれぞれの回転子間の角は零であり、
回転子９．１０と回転子１１．８の回転子間の角Ｈｈ１
４−ｈ、で１８０度となる。（第８図参照） 次に回転子９．８の回転角の和が１８０度回ると１ｆの
位置となる。同じく回転子１１．１０も１８０度回り３
πの位置となり回転子９．８間と回転子１１．１０間の
角はり、となり回転子９．１０間の角はり、となり回転
子９．１０間と回転子１１゜８間の角はπ−り、　＝ｈ
、となる。（第８図参照）桟用は第７図のように回転子
の初期位置点０（以下「点０」という）において、回転
子間の角が零となり回転子が重なることは、構造上は成
り立たない。前記のｘｌ、　　Ｆ軸上の初期位置点Ｏに
おける回転子間の角＃ｉｘ′ｓ　ｙ’輪軸上曲線にの説
明上便宜的なものであり実用上は次のようにｙ′軸の点
０をｈ２／２だけ負に移行して移行初期位置点０′（Ｉ
！ 以下「点ｄ」という）としてこの点を通るＸ軸線上をｙ
軸における回転子間の角零とする。すなわち、点０と点
０′間は角ｈａ（＝ｈｔ　／２）となり回転子８．９と
、９．１０と、１０．１１と１１．８のそれぞれの各組
の回転子の回転角の和がπずつ進むとき回転子間の角は
常にｈｓ　＝　ｈａ　（＝ｈ−）で最小となることを意
味する。（第９図参照）このときの楕円歯車の組合せは
、前記したＸ。

ｙ軸の初期位置点０のときと同一であり、回転子の組合
せ開角のみｈａ　／２＝ｈ、とする。この回転子間の角
り３、すなわち点Ｏと点０間の中心点をＩととすると該
中心点工の周辺部分に点火栓２０を配置し、動力軸４の
中心に対し工の対称の位置をＨとし回転子の同転方向に
対し該Ｈ点の前方及び後方の所要箇所に点Ｃ１π′を定
め該Ｃ点前方周辺に排出口１ｅを、また、π′点後方周
辺に吸入口１ｓ舎配置する。このようにして回転子と楕
円−車σ）組合せ位置や、点火栓２Ｇ、吸入口１ｔ、排
出［」１ｅの位置が決められている。（第９図参照）第
９図のように回転子が配置された場合、回転子の初期位
置における回転子間の角は第６図より次のように彦る。

回転子９，８が点０位置にあるとき、回転子間の角はり
、であり、このとき回転子９，１０が１πにあり、同転
子間の角はり、となり、回転子１１，１０は２π位置に
あり、回転子間の角はり、で回転子１１゜８は３にの位
置にあり、回転子間の角はり、である。この初期位置が
第１０図（イ）となる。

上記初期位置第１０図（イ）より、それぞれ組とする回
転子の回転角の和がＸ軸上でπ進んだときの回転子間の
角は次のようになる。

同転子９．８の回転角の和が１８０＊すなわちＸ軸上１
π進むと同転子９，８間の角はり、とｈす１ｒｙ１転子
９．１０の回転子間の角の和がπ進むと２π位置と彦り
、同転子９，１０間の角はり、となり、同転子１１．１
０の回転角の和がπ進むと３πの位置となり、回転子１
１．１０の角はり、と々す、回転子１１，８の回転角の
和がπ進むと４πの位置となり、回転子１１．８間の角
Ｈｈ、となる。

これら回転子の位ＷＩにおいて同図１０）となる。さら
に各回転子はπ回転すると同図（ハ）となり、同様にし
て同図に）となり再び初期位置の同図（イ）に戻る。

第１０図（イ）、第９図はｘ、ｙ軸上において回転子の
初期＜１’ｒ、　＠を示した図である。各側転子がこの
初期位置にあり回転子間が下記条件であるとき第１０図
で動作原理を説明する。

点６′と点ｏ　ｎＪ’ｒ　ｈ＝’・・・′ｉ最最大圧負
角なり（第６図Ｏ′の点）膨張ガス状媒体が最大に圧縮
され、点Ｏと点ｃ　Ｍ　ｈ　＊は最大燃焼角となり（第
６図１πの点）には燃焼ガスが最大膨張しており、点Ｃ
と点π間ｈ４は最小排出角となり（第６図２ｆの点）、
燃焼ガス排出終了時点であり、点ｔ′と点Ｃ間り、は饅
大吸入角となり（第６図３ｆの点）膨張ガス状媒体を最
大に吸入密封している。この条件の各回転子の位置をエ
ンジンの作動初期位置とする。

第６８ｉ！を用いて第１０ｖ！Ｊｉ口）、（ハ）、に）
と順次回転する様子を説明する〇 最大圧縮素中の最大に圧縮された膨張ガス状媒体は点火
ｉ＆２０により点火をすると爆発した燃焼ガス圧力によ
り回転子１．９は互に正逆方向に回転力を発生する。

回転子９はｇ、区間内において激増正転して回転子８と
の回転角はｈｌとなる。この回転力は回転体６ａと差動
歯車機構を介して動力軸４より回転力を発破する。

一方、回転体６ｂに直結された楕円歯車２１１）ｔ２２
ｂ、２３ｂ、２４ｂ’ｌｔ・び連結回転軸２５並びに楕
円歯車２番亀、２ｓａ、！２＆、２１亀は楕円１６車の
原理説明に従って逆転阻止力が生じ回転子８の激減回転
角Ａ、区間内における逆転阻止作用をする。

この逆転阻止に必要とする力は楕円歯車の直径比で定め
られる。

第１０図（イ）から同図（ロ）に移る行程は、同転子９
が正転するとき空間１中の体積が増加し、空間ｎ中の体
積が減少し、その中の燃焼ガスは排出［Ｔ］１６より排
出される。空間ｐの体積は増加するので内圧が低下し吸
入口１！Ｉより膨張ガス状媒体を吸入し空間ｑの体積は
減少して膨張ガス状媒体力；圧縮される。それぞれの回
転子８，９，１０．１１が１８０１！回転し、この区間
内で四行程動作を同時に行ない第１θ図（ロ）となる。

この図の時点は第６図で見るとＸ軸１πの点が同転子８
，９のある位置であり、２πの点が回転子１０．９があ
る位置で、３πの点が回転子１０．１１のある位置で、
４πの点すなわち点Ｏの点が回転子１１，８のある位置
となる。

第１θ図（ロ）から同図（ハ）、同図に）とｒｒｔｌ記
同図（イ）による説明と同様に空間ｑ中の膨張ガス状媒
体が点火栓２０で爆発き焼し、燃焼ガスの圧力で回転子
８が市松して作動する等を繰り返して第１０図（イ）の
初期位置に≠る。この行程勢作を継続することによりエ
ンジンの椰紗作＠を保つことができる。

第１０図（イ）、（ロ）、（ハ）、に）の作動において
二組の同転子８，１０と回転子９，１１が一回転ず不明
間内に四行程動作を四回性なう。これらの動作は横内歯
車の作用により一定の関係で規則正しく繰り返されエン
ジンの安定した回転が得られる。

以上のように回転子が交互に激増、激減同転するのでこ
の二つの１０１転の差をとり、実質上、−軸の回転とし
てエンジン出力とするのに差動歯車機構が必要である。

第４図及び第５図で差動歯車機構の動作について説明す
る０回転子８が激減回転すると傘歯車７亀が激減−転を
し、同転子９が激増回転すると傘歯車７ｂが激増回転を
する。したがって傘歯車７１と傘歯車７ｂとの速度差に
より傘ｔｊｑ車７ｂの周囲を遊星歯車１５．１６が転・
かり、差動歯車軸１・：ζ。

４が傘歯車７＆と同一方向に同転する。これらの動作は
組とする各回転子８，９．１０．１１も同様に行なう。

以上のＩＪｊ１作による差動歯車軸１４の同転は該差軸
歯屯軸１４と一体化に結合されている勢力軸４に伝わり
常に一定方向の回転出力が枳られる。

以上説明してきたように、この発明によれば、回転エン
ジンを、円筒状シリンダ丙に、対称の箇所に二個の回転
子を装備した回転体一対を対面して組み合わせ四区画を
設けた回転機構と、該回転体を相互に関連させる楕円歯
車機構と、回転子に生ずる回転力を取り出す差動歯車機
構と、差動歯車軸及びはずみ車を具備した勢力軸の出力
機構とにより構成したため、楕円歯車及びはずみ車の作
用により、回販子の逆転阻止力が小さくて済み、かつ、
規則正しい作動安定性を保つことができ、しかも正転側
回転子は逆転阻止状態に進入するとき１、楕円歯車１回
転子等の回転慣性も含めて回転慣性を回転阻止されてい
る回転子に添加して加速する作用をさせ、また、差動歯
車機構とはずみ車の作用により交互に激り激減する回転
子の回転　　　　　　　１、速度差を実質的に一定回転
とするばかりか栖円歯車群の作用も加わってエンジンの
広い回転速度範囲に亘って大きな作ｔｌｌＩＩが定性を
確保する。なお、二組の回転子が互に一回転するとき、
吸入、圧縮。

爆発、排気の四行程を同時に四回性ない連続した燃焼動
作が繰り返されるので振動が小さいという特徴もある。

さらにまた、構造も論単なので小型軽量化もできる。こ
の発明は値上の効果を奏する回転エンジンを提供したも
のである。

【図面の簡単な説明】

第４図は、この発明の正面図、第２図は、同じく右側面
図、第、３１Ａは、同じく平面図、第４図は、第３図の
Ｗ−ＩＶ線断面図、第５図は、第３図の■−ｖ線断面図
にｖｂ−ｖｂｍ断面図を重ね合わせｖａ−ｖａｌｓ断面
図を並記した歯車関係の説明図、第６図は、回転子の回
転角と同転子間の角変化全表わした相互関係説明図、第
７図及び第８図は、第６図のｘ　：　ｙｌ軸における回
転子間の角説明図、第９図は、第６図のＸｓＹ軸におけ
る回転子の初動位置と点火伜、排出［１，吸入口の配電
位置等の実態説明図、第１０図は、二組の回転子が交互
に約１８０度ずつ激増、激減同転するときの動作説明図
である。 Ｒ・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・
・・・回転エンジント・・・・・・・・・・・・・・・
・・・・・・旧・・シリンダー１亀、ｌｂ・・・・・・
・・・・・・・・・端面板３１Ｌ、　３ｂ・・・・・・
・・・・・・・・・歯車ケーシング本・・・・・・・・
・・・・・・・・・・・・・・・・・・・動力軸５・・
・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・社
ずみ車６ｔ、　６ｂ・・・・・・・・・・・・・・・回
転体７＆、７ｂ・・・・・・・・・・・・・・・傘歯車
８、９．１０．１１・・・回転子 １４・・・・・・・−・・・・・・・・・・・・・・・
・差動歯車軸１５．１６−・・・・・−・・・・・遊星
歯車２５・・−・・・・・・・・・・・・・・・・・・
・・・連結回転軸第１０ （イ） （ハ） ρ （ロ）

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 両端面板で密閉した円筒状シリンダ内にに二個の回転子
   を対称の位置に固着した回転体一対を組み合わして空間
   四区画を形成し、前記端面板外部に固着した歯車ケーシ
   ング内にそれぞれ同じ複数個組み合わして設けられた楕
   円歯車と連結回転軸とにより前記両回転体を関連させ、
   また、該回転体に貫通して軸支される動力軸に貫設され
   た差動歯車軸と両回転体に固着された傘歯車とを遊星歯
   車によって連絡させ、かつ前記動力軸にはずみ車を具備
   して構成し、前記空間内において回転体の回転に伴ない
   膨張ガス状媒体を吸入、圧給、爆発。 排気の四行程を行なわせることを特徴とした回転エンジ
   ン。