JPS5856343Y2 - ロ−タリピストンエンジンのロ−タ - Google Patents

Description

【考案の詳細な説明】 本考案は、ロータリピストンエンジンのロータの内部構
造の改良に関するものである。

従来より、ロータリピストンエンジンのロータの構造と
して、周壁と側壁とからなる外壁部とロータボスとを軸
方向に延びる放射状のリブで一体に結合し、これらのり
１間に中空室を形成した内部構造を有し、ロータベアリ
ング部分あるいは偏心軸に形成したオイル供給通路から
中空室内に冷却オイルを供給するようにし、ロータの偏
心回転運動に伴なった慣性力変化によって冷却オイルを
中空室内で旋回させることにより周壁背面から熱を奪い
、ロータ中心に向かう求心力の作用によって、ロータ中
心部に連通ずるオイル回収路に冷却オイルを回収して冷
却するようにしたものはよく知られている。

しかるに、従来のロータの内部構造は、リブが外壁部の
補強構造として形成されているものであって、冷却にお
けるロータの温度分布を考慮して形成されているもので
はながった。

すなわち、従来のロータにおけるリブは外壁部からロー
タボスに連続して形成され、中空室は隣接するものから
相互に独立しており、各中空室毎に冷却が行われる結果
、この冷却オイルによる冷却効率が大きいとともに、上
記リブを直接伝わる熱伝導による冷却作用も有し、周壁
特に燃焼凹部付近は過冷却状態となっている。

しかして、ロータの周壁、特に゛燃焼凹部を高温に維持
することにより、燃焼性が良好となって熱効率が向上し
、燃料消費率およびエミッション性能の向上を図ること
ができるものである。

この点、上記従来のロータは、燃焼凹部の温度が低く種
々の不具合を有している。

また、上記不具合を解消せんとして冷却オイルの供給量
を減少させてロータ周壁の高温化を図った場合に、Ｏリ
ングを使用したオイルシール部、その化アペックスシー
ル、ロータボス等の高温化が好ましくない部分も高温と
なると、シール性能の悪化およびロータベアリングの焼
付等の不具合が生起する。

本考案はか・る点に鑑み、外壁部とロータボスとを一体
に結合してなるリブのうち各周壁に対し回転方向後端あ
るいは前端のリブを除く他のリブの少なくとも一つを、
軸方向中央部において所定幅除去し、燃焼凹部の高温化
を図るとともに、オイルシール部分の冷却は充分に行う
ようにしたロータリピストンエンジンのロータを提供し
、前記従来の欠点を解消するものである。

以下、本考案の実施例を図面に沿って説明する。

第１図ないし第３図において、１はロータリピストンエ
ンジンにおけるロータであって、トロコイド状内周面を
有するロータハウジング２とサイドハウジング３，３と
によって構成されるケーシング内を遊星回転運動する。

上記ロータ１は、円弧状のフランク面を形成する周壁４
ａと側壁４ｂとからなる外壁部４と、円環状のロータボ
ス５とが、ロータ１の軸中心Ｒに関してほぼ放射状をな
し軸方向に延びる多数のリブ６ ａ 、６ ｂ 、６
Ｃ，６ｄで一体に結合され、各周壁４ ａ 、４ ａ
、４ ａの中央部には燃焼凹部７が形成されている。

８ａ、８ｂ、８Ｃおよび８ｄは、上記リブ６ａ〜６ｄに
よってロータ１内に区画形成され、それぞれ冷却オイル
が供給される中空室である。

又、９はロータボス５の内周に嵌着されたロータベアリ
ング、１０はロータベアリング９にその偏心部すなわち
ロータジャーナル部１０ ａを嵌挿してロータ１を支承
する偏心軸である。

１１はロータ１に固設された内歯歯車、１２はサイドハ
ウジング３に固定され内歯歯車１１と噛合して遊星回転
を保証する外歯歯車である。

一方、１３は上記ロータ１の側面に装着されたオイルシ
ール、１４はアペックスシール、１５はコーナシール、
１６はサイドシールである。

１７は偏心軸１０の中心に形成されたオイル通路であっ
て、このオイル通路１７から偏心軸１０のロータジャー
ナル部１０ ａの近傍において半径方向に噴出通路１７
ａが分岐形成されており、この噴出通路１７ ａは前
記中空室８ａ〜８ｄのオイル人排出路１８に向って開口
している。

噴出通路１７ ａには該噴出通路１７ａを開閉する逆止
弁１９が介設されている。

１７ ｂはオイル通路１７から分岐されたロータベアリ
ング９潤滑用のオイル分岐通路である。

上記ロータ１において、外壁部４とロータボス５とを結
合するリブ６ａ〜６ｄのうち、回転方向前端すなわちリ
ーディング部りの前端リブ６ａを除いて、燃焼凹部７の
背部に位置する２つの中間リブ６ｂ、６Ｃおよび回転方
向後端すなわちトレーリング部Ｔの後端リブ６ｄの軸方
向中央部が所定幅除去されて除去部Ａ、Ｂが形成されて
いる。

中間リブ６ｂ、６Ｃの除去部Ａは軸方向中央部で燃焼凹
部７背面からロータボス５に至る全部を除去して形成さ
れ、一方、後端リブ６ｄの除去部Ｂは軸方向中央部でロ
ータボス５近傍の一部分のみを除去して形成され、この
除去部Ａ、Ｂにより各中空室８ａ〜８ｄが連通されてい
る。

尚、上記除去部Ａ、Ｂは、ロータ１の鋳造時に鋳型を工
夫することによって形成される。

上記実施例の如きリブ構造において、中間リブ６ｂ、６
Ｃに除去部Ａを設けることにより、各燃焼凹部７の背部
に位置する計３つの中空室８ａ、８ｃ、Ｂｃは、冷却オ
イルの循環に関し、相互に連通した構造となり、冷却オ
イルをこれら中空室８ａ。

８ｂ、８Ｃ間で循環させることができるので、各中空室
８ａ、８ｂ、８Ｃで独立に冷却オイルを循環させる場合
に比して中空室８ａ、８ｂにおける冷却オイルの滞溜時
間が短かく、熱燻凹部７囚囲の冷却が緩和される又、後
端リブ６ｄに除去部Ｂを設けることにより、ロータ頂部
に位置する中空室８ｄが回転前方の中空室８Ｃと小さな
開口で連通し、周壁４ａの回転方向後端部（トレーリン
グ部）Ｔの冷却が緩和される（詳細理由後述）。

すなわち、よく知られているように、ロータ１の遊星回
転運動に伴う慣性力の瞬間中心Ｑは、ロータ１の中心Ｒ
と偏心軸１０の軸中心Ｐとを結ぶ線分を延長した延長線
上でロータ１の中心Ｒと１８０゜対向し軸中心Ｐから８
×ｅ（但し、ｅは偏心量すなわち線分ＲＰの長さ）の位
置にあるため、第２図および第３図に矢印で示すような
慣性力が、ロータ１の各中空室８ａ〜８ｄ内の冷却オイ
ルに作用する。

したがって、ロータ１の軸方向中央部においては、第２
図に示すようなロータ姿勢で、図の右側の燃焼凹部７の
背部に位置する計３つの中空室８ａ 、８ ｂ 、８
Ｃについて注目すると、回転前方の中空室８ａ内の冷却
オイルは、上側の中空室８ｂに向かう方向の慣性力を受
け、中空室８ｂ内の冷却オイルはさらに上側の中空室８
Ｃに向かう方向の慣性力を受ける。

このため、回転前方の中空室８ａ内の冷却オイルの一部
は、中間リブ６ｂの除去部Ａを通して次の中空室８ｂ内
に流入し、さらに中空室８ｂ内の冷却オイルは、同様に
中間リブ６Ｃの除去部Ａを通して中空室８Ｃ内に流入し
、結局、中空室８ａ側から中空室８ｂを経て中空室８Ｃ
へ冷却オイルの一部が直ちに流通し、中空室８Ｃ内に冷
却オイルが他の中空室８ ａ 、８ ｂよりも多く貯ま
る。

このようにして、中空室８Ｃには他の中空室８ａ、８ｂ
よりも多く冷却オイルが滞留するが、この冷却オイルは
上記慣性により後端リブ６ｄと周壁４ａとの連結部（コ
ーナ部）に集まり、冷却オイルが増加した割には周壁４
ａの背部との接触面積がさほど増えず、この中空室８Ｃ
の温度低下は小さい。

また、中空室８ ａ 、８ ｂ内の冷却オイルの一部は
、該中空室８ ａ 、８ ｂに短時間しか滞留せず、こ
の中空室８ａ、８ｂをほとんど冷却することなく中空室
８Ｃ側へ向って流通するため、中空室８ａ。

８ｂ内の冷却オイル量が減少し、該中空室８ａ、８ｂの
温度が上昇する。

したがって、中空室８Ｃの温度が若干低下しても、その
低下分よりも中空室８ａ、８ｂの温度上昇分が大きいた
めに、燃焼凹部７の背部の中空室は全体として温度が上
昇し、該燃焼凹部７の冷却が緩和される。

ところで、従来のように各中空室を独立にした場合、冷
却オイルは各中空室内を循環し、その滞留時間は本考案
よりも長く、シかも慣性力の瞬間中心Ｑに近い側の中空
室８ａ、８ｂ（第２図の右側の燃焼凹部７の背部に位置
する中空室）内の冷却オイル量も本考案の場合に比べ多
いため、冷却効果が過大である。

しかし本考案はこの点上記理由により冷却を緩和するこ
とができる。

また、上記回転後方の中空室８Ｃに流入した冷却オイル
の一部は、後端リブ６ｄの除去部Ｂを通して頂部の中空
室８ｄに流入するが、この冷却オイルは上記のように後
端リブ６ｄと周壁４ａとの連結部（コーナ部）に滞留し
比較的高温となった冷却オイルであり、しかも後端リブ
６ｄの除去部Ｂは小さいことにより、この除去部Ｂを通
って中空室８ｄに流入する冷却オイル量は少なく、シた
がってロータ頂部は該冷却オイルと噴出通路１７ ａか
ら中空室８ｄに直接供給されるオイルとによって必要十
分に冷却され、アペックスシール１４、コーナシール１
５等に対する熱的悪影響を防止する。

一方、第２図の下側の周壁４ａ背部に位置する中空室８
ａ〜８ｄに注目すると、これら各中空室８ａ〜８ｄ内の
冷却オイルに作用する慣性力は、ロータ１内部に向かう
求心力として作用し、この求心力により、各中空室８ａ
〜８ｄ内の冷却オイルはオイル人排出路１８から流出し
て回収される。

尚、第２図の左側の燃焼凹部７の背部に位置する各中空
室８ａ〜８ｄ内の冷却オイルの流れは時計廻りであり、
図の右側の各中空室８ａ〜８ｄ内の冷却オイルの流れと
反対方向である。

よって、冷却オイルは燃焼凹部７の背部を一往復したの
ち、流出する冷却過程を繰り返す。

次に、両側壁４ｂ近傍における冷却オイルの流れは、第
３図に示すように、各リブ６ａ〜６ｄは外壁部４とロー
タボス５とを結合して各中空室８ａ〜８ｄを分離してい
ることにより、冷却オイルはリブ６ａ〜６ｄによって仕
切られた各中空室８ａ〜８ｄ内のみを循環するようにな
り、各中空室を独立して冷却する従来例と同様に冷却能
力は大きく、側壁４ｂは充分に冷却されてオイルシール
１３が過熱状態となるのか°防止される。

従って、上記実施例においては、前端リブ６ａを除いて
、中間リブ６ｂ、６Ｃの軸方向中央部に耐容幅の除去部
Ａを形成したことにより、前述のように燃焼凹部７の背
部のうち慣性力の瞬間中心Ｑに近い側の中空室の冷却オ
イルの滞留時間が短かく、シかもその流量も少ないため
冷却能力が低下するとともに、中間リブ６ｂ、６Ｃを直
接熱伝導して燃焼凹部７からロータボス５に伝わる熱が
遮断され、上記燃焼凹部７が高温に維持され、燃焼性が
良好となって熱効率が向上し、燃料消費率およびエミッ
ション性能が改善される。

また、ロータボス５への熱伝導が遮断されることにより
、ロータボス５およびロータベアリング９の昇温か抑制
されて良好な潤滑状態が得られる。

また、後端リブ６ｄの軸方向中央部に所定幅の除去部Ｂ
を形成したことにより、周壁４ａの回転方向後端のトレ
ーリング部Ｔが上記のように過冷却されることなく必要
十分に冷却されるため、従来のようにトレーリング部の
背部を独立して冷却するものに比べて燃焼性がさらに改
善される。

しかも、上記除去部Ｂは上記トレーリング部Ｔの熱がロ
ータボス５側へ伝導するのを遮断するいわゆる熱切部と
して作用し、該トレーリング部Ｔの高温化を促進させる
ことができる。

特に、上記トレーリング部Ｔは、燃料が遅れて供給され
るとともに、アペックスシール１４がロータハウジング
２内壁に付着している燃料を掻き取るために、燃料の気
化が悪く、シかも、圧縮・燃焼状態においてはロータハ
ウジング２内面と接近して狭い燃焼室が形成されるため
に燃焼性が元来悪い部分であり、燃料消費率、エミッシ
ョン性能（特に未燃焼成分の排出）に悪影響を与えてい
るものであって、このトレ−リング部下の高温化により
燃焼性が良好となり、未燃焼戊分の排出の低減化が得ら
れる。

上記実施例においては、各リブ６ ａ 、６ ｄのうち
中間リブ６ｂ、６Ｃと後端リブ６ｄとに除去部Ａ。

Ｂを形成したが、本考案はこれに限定されるものではな
く、上記リブ６ａ〜６ｄのうち各周壁４ａに対し回転方
向後端の後端リブ６ｄあるいは回転方向前端の前端リブ
６ａを除く他のリブの少なくとも一つを、軸方向中央部
において所定幅除去して隣接する中空室８ａ〜８ｄを連
通させるようにすればよいものである。

よって、以上の如き本考案によれば、外壁部とロータボ
スとを結合するリブのうち特定のリブを、軸方向中央部
において所定幅除去することにより、ロータ周壁の燃焼
凹部等の高温化を図って燃焼性を改善するとともに暖機
性を良好にし、燃料消費率およびエミッション性能が向
上できる。

しかも、リブの軸方向中央部のみを除去するために、側
壁に対しては充分な冷却が得られオイルシール等に対す
る熱的悪影響は阻止されるなど実用上程々の利点を有し
ている。

【図面の簡単な説明】 図面は本考案の一実施例を示し、第１図はロータリピス
トンエンジンの縦断面図、第２図は第１図のＩＩ −Ｉ
Ｉ線に沿うロータの横断面図、第３図は第１図のＩＩＩ
−ＩＩＩ線に沿う同横断面図である。 １・・・・・・ロータ、２・・・・・・ロータハウジン
グ、３・・・・・・サイドハウジング、４・・・・・・
外壁部、４ａ・・・・・・周壁、４ｂ・・・・・・側壁
、５・・・・・・ロータボス、６ａ・・・・・・前端リ
ブ、６ｂ 、６Ｃ・・・・・・中間リブ、６ｄ・・・・
・・後端リブ、７・・・・・・燃焼凹部、８ａ〜８ｄ・
・・・・・中空室、１７・・・・・・オイル通路、１７
ａ・・・・・・噴出通路、Ａ、Ｂ・・・・・・除去部
。

Claims (1)

【実用新案登録請求の範囲】
1. 周壁と側壁とからなる外壁部とロータボスとを、両者間
   に冷却すイルを供給する中空室を保有せしめて軸方向に
   延びるリブにより一体に結合してなるロータリピストン
   エンジンのロータにおいて、上記リブのうち各周壁に対
   し回転方向後端あるいは前端のリブを除く他のリブの少
   なくとも一つを、軸方向中央部において所定幅除去した
   ことを特徴とするロータリピストンエンジンのロータ。