JPS6116233A - ロ−タリ−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】 本発明はロータリーエンジンに係り、更に詳しくは燃焼
室を正方形状に形成し、該燃焼室の４つの角部に吸入口
、排出口、点火プラグをそれぞれ配設し、」−記燃焼室
内に配設したローターが１回転する間に６回の圧縮爆発
を行なわせるように成すと共に、ローターの中心が真円
を描くように成したロータリーエンジンに関する。

従来ロータリーエンジンは種々開発されているか、従来
のロータリーエンジンはトロコイド曲線の燃焼室内に略
三角形状のローターな配したものであり、ローターが１
回転するとローターの３面がそれぞれ吸入→圧縮→爆発
→排気と１サイクル完了する構造となっており、ロータ
ーの３面で合」＋３サイクル行なう構造となっている。

このようにローター１回転当たりの圧縮、爆発が３回な
ので回転運動に脈動が発生し易く、回転運動を円滑に行
なわせる為に種々の工夫が必要となる。例えば従来はロ
ーターを２個以上並列に配設し且つローター軸にハズミ
車を取着し、バランスウェート等を配設して円滑運動を
させるようにしている。

本発明の発明者は上記脈動を可及的に小さくする為に次
のようなロータリーエンジンを先に発明した。即ち、ロ
ータリーエンジン、ングの正方形状の燃焼室内に、１辺
の長さが上記燃焼室の１辺の長さと同じ長さである正三
角形のそれぞれの頂点を中心として上記正三角形の１辺
の長さと等しい半径の３つの円を描き、これら３つの円
弧の重なり合った部分で形成される形状を有するロータ
ーを　゛回転自在に配設すると共に、該ローターの中心
に形成されている内歯と、ローター軸の外歯を噛合せし
め、且つ上記燃焼室の４つの角部に吸入口と排気口並び
に点火プラグをそれぞれ配設したロータリーエンジンで
ある。

上記ロータリーエンジンは、■ローター１回転当たりの
圧縮、爆発をエンジン全体で６回行なうことができ、従
って■円滑な出力を取り出すことができ、更に■爆発箇
所を４ケ所に分けているので、１ケ所当たりの過熱を可
及的に小さくでき、冷却し易い等の種々の利点を有する
ものである。

しかしこのロータリーエンジンの場合には種々の実験や
計算の結果次のような問題点を内在している。即ち、■
ローターが回転する時にその中心点が真円を描かない、
従って■ローターの中心に形成した内歯とローター軸の
外歯を常時噛合せしめる為には、ローター軸をローグー
の中心点が描く軌跡に対応させて移動させなければなら
ない。従って構造が複雑となってしまい、実用化しにく
い。

本発明は述にの点に鑑み成されたものであり、その目的
とする所は、■正方形状に形成した燃焼室内に配設する
ローターの中心点が、ローターが回転する時に真円を描
くように成し、これによって（２）ロータニ軸を固定し
たままでローターの中心に形成した内歯と、ローター軸
の外歯を常時噛合てき、従って■全体の構造を簡素化で
きるロータリーエンジンを提供するにある。

次に添イ１図面に従い本発明の実施例を詳述する。

図に於いて１はロータリーハウジングであり、１辺の長
さがＬである内壁２ａ、２ｂ、２ｃ、２ｄより成る正方
形状の燃焼室２を有し、該燃焼室２の４つの角部３ａ、
３ｂ、３ｃ、３ｄには吸入口４ａ、４ｂ、４ｃ、４ｄと
排気ｏ５ａ、５ｂ、５ｃ、５ｄ並ひに点火プラグ６ａ、
６ｂ、６ｃ、６ｄがそれぞれ配設されている。

［；記の如く形成された燃焼室２内に回転自在に配設さ
れるローターであるが、先に発明したロータリーエンジ
ンのローター５０は次のようにして形成されていた。即
ち、第２図に示すように、燃焼室２の内壁２ａ、２ｂ、
２ｃ、２ｄと同一）長さＬで正五角形７を形成し、この
正：ニ角形７のそれぞれの頂点Ａ′、Ｂ’、Ｃ′を中心
として上記正三角形７の１辺の長さしを半径とする３つ
の円ａ′、ｂ′、ｃ′を描き、これら３つの円弧ａ′、
ｂ’　、Ｃ′の重なり合った部分で形成されていた。

この為にＬ記ローター５０の３つの頂点Ａ　’　。

Ｂ′、Ｃ′からそれぞれの向側にある弦ａ′。

ｂ′、Ｃ′迄の長さは全てＬであり、各頂点間の長さく
Ａ’とＢ′の間、Ｂ′とＣ′の間、及びＣ′とＡ′の間
）も全てＬである。従ってこのローター５０を上記燃焼
室２内に配設した時には、各々の頂点Ａ′、Ｂ′、Ｃ′
又はこれら各々の頂点Ａ’−，Ｂ′、Ｃ′の向側にある
弦ａ′。

ｂ’、Ｃ′のいずれかの内４点が常に燃焼室２の内ｖ２
ａ、２ｂ、２Ｃ，２ｄに接触し、ローター５０が燃焼室
２を４つに区画する。

即ち、ローター５０が第３図中（イ）図に示す位置にあ
る時について説明すると、ローター５０の頂点Ａ′が燃
焼室２の上部の内壁２ａに接している時には下部の内壁
２Ｃにはローター５０の弦ａ′が過不足無く接する。こ
れは内壁２ａ　、　２ｃ間の長さがＬであり、頂点Ａ′
から弦ａ′迄の長さもしであるからである。次に左部の
内壁２ｂには頂点Ｂ′が接している。従って右部の内壁
２ｄには弦ｂ′が接触している。このような状態に於い
て、ローター５０が矢示Ｆの方向に回転するとした時に
は、頂点Ｂ′は左部の内壁２ｂから正に離れる寸前であ
る。他方図中右部の内壁２ｄ側に接している弦ｂ′は終
端にきており、このままローター５０の回転が進行する
と弦ｂ′はこの内壁２ｄと離接するが、弦ｂ′の離接に
連続して頂点Ｃ′がこの内壁２ｄに接触する。このよう
に頂点Ｃ′が図中右部の内壁２ｄに接触するので、図中
左部の内壁２ｂには頂点Ｂ′に連続して弦Ｃ′が接触す
る。このように燃焼室２の内壁２ａ、２ｂ、２ｃ、２ｄ
に接触しているローター５０の頂点Ａ′、Ｂ′、Ｃ′が
離接する時には弦ａ′。

ｂ′、Ｃ′が上記内壁２ａ、２ｂ、２ｃ、２ｄに連続し
て接触し、同様に弦ａ′、ｂ′、ｃ′が内壁２ａ、２ｂ
、２ｃ、２ｄに接触していて離接する時には、頂点Ａ’
　、Ｂ′、Ｃ′がこれら弦ａ　′、　ｂ　′＋’　ｃ　
′に代って連続して上記内壁？ａ、２ｂ、２ｃ、２ｄに
接触するので、ローター５０の頂点Ａ′、Ｂ’、Ｃ’又
は弦ａ’、ｂ’。

Ｃ′の内４点が常に内壁２ａ、２ｂ、２ｃ、２ｄに接触
し燃焼室２を常に４つに区画しているものである。上記
の如くの構成であるのでローター５０が燃焼室２内を１
周する間に、エンジン全体では合計６回の爆発が行なわ
れる。即ち、第３図（イ）図に於いてローター５０が矢
印Ｆのように回転すると角部３ａを含みローター５０の
頂点Ａ′と弦Ｃ′で区画された空間内の燃料、空気の混
合気は圧縮されていく。即ち圧縮行程にあり第３図（ロ
）図に示す状態で圧縮が終了し、この圧縮終了時に点火
プラグにより火花が放電されて爆発か行なわれ第３図（
ハ）図に示すように膨張が行なわれこの膨張圧力により
ローター５０は矢印Ｆのように回転せしめられる。そし
てこの膨張行程の最終段階に於いて排気口５ａが開放と
なり排気行程に移り、頂点Ａ′の次に位置する頂点Ｃ′
か角部３ａに最も接近した時点でこの排気行程が終了さ
れる。次いでこの頂点Ｃ′が角部３ａから遠去かる蒔か
ら吸入行程に入り吸入口４ａが開かれて燃Ｉｔと空気の
混合気が吸入される。

第３図（ホ）図は吸入行程の初期を示し、第３図（へ）
のあたりで吸入行程が終了し吸入口４ａが閉じられて圧
縮行程に移る。第３図（ト）図は頂点Ｃ′に続く頂点Ｂ
′が角部３ａに接近してきており圧縮行程の終了間際の
状態を示し、頂点Ｂ′が角部３ａに最も接近した時に圧
縮行程が終了し、この圧縮行程終了時に点火プラグ６ａ
から放電が行なわれ爆発が行なわれ次の膨張行程に移る
。この膨張行程が第３図（チ）図に示す状態である。

このように正方形状の燃焼室２の１つの角部３ａについ
て爆発回数を計算すると、ローター５０の頂点が２回接
近して１回爆発するので、ローター５０が１回転する間
に頂点は１つの角部３ａに３回接近するので角部１個当
たり１．５回の割で爆発することになる。このことは他
の角部３ｂ、３ｃ、３ｄについても同様であり、従って
全体では１．５Ｘ４＝６、即ち６回の爆発が行なわれる
ことになる。尚角部３ａ〜３ｄを直角状とすること休く
、角部を凹状曲線によって形成すれば圧縮効゛率がよく
なる。

このようにローター５０の１回転当たり６回の爆発が行
なわれるので脈動を小さくすることができる等の利点を
有するものであるが、次のような不具合が発生する。即
ち、−上記ローター５０が回転している間にその回転中
心点Ｓｌ’が燃焼室２の中心Ｓ２の周囲を真円を描いて
回転しないからである。即ち、ローター５０が第４図に
示すように頂点が真上を向いて位置している時にその中
心点Ｓｌ′は燃焼室２の中心点Ｓ２の真下に位置し、中
心点Ｓｌ′と８２の間の距離はＸである。

次いでこのローター５０が矢示Ｆ方向に回転して第５図
に示すように頂部が燃焼室２の角部を向いた時には、ロ
ーター５０の中心点Ｓｌ′は燃焼室２の中心点Ｓ２と角
部の間に移動する。この時の中心点８１′と８２の距離
をｙとする。Ｌ記距離Ｘとｙが等しい場合には、ロータ
ー５０の中心点Ｓビが燃焼室２の中心点Ｓ２の周囲を真
円を描いて回転していることになる。所が上記距離Ｘと
距離ｙの長さは等しくならず距＃ｙの方が距＃Ｉｘより
も長くなってしまう。即ち、種々の実験や計算の結果、
燃焼室２の１辺の長さ及び正三角形７の１辺の長さであ
るＬを１５０ｍ／ｍとした場合には、ｘ　＝　１１．Ｂ
Ｏ２４ｍ　／　ｍ ｙ　＝　１２．２３５２５ｍ　／　ｍ であり、距ｌＩＩ、ｙの方がＯ，Ｅ１３ｍ／ｍ長くなっ
てしまう。これはローター５０が第５図中角部３ｂ側に
入り過ぎてしまっている為である。従って上記距＃ｙを
距ｆｉｍｌ：ｘと同一にする為には、−上記ローター５
０を角部３ｂの反対側角部３ｄ方向に移動させるように
すればよいことに着目した。即ち、ローター５０の頂点
が角部を向いた時に当該ロータ−５０全体が角部方向に
入り過ぎを防ぐことである。

そこでこの入り過ぎの防止を可能にする為にローターの
形状を大きくすればよいことに着目する。

しかしながら、このローター５０を形成する為の円弧り
の長さを単に長して大きくした場合には図中２点鎖線で
示した如く、燃焼室２内に収容することができなくなっ
てしまう不具合が生じる。

本発明のロータリーエンジンはＥ記不具合を解消する為
に、ローター８を次のようにして形成したものである。

即ち、１辺の長さが燃焼室２０１辺の長さＬと同一の長
さしである正三角形７のそれぞれの頂点Ａ′、Ｂ′、Ｃ
′から所定の長さｔだけ正三角形の中心Ｓ１方向に移動
した３点Ａ、Ｂ。

Ｃを求める。北記所定の長さｔとは、ローターの中心が
燃焼室２の中心Ｓ２の周囲を真円を描いて回転すること
ができるようにする為に、ローター５０を形成する為の
半径を、正三角形７の１辺の長さＬ＋αで描いた時に、
第４図中２点鎖線で示したように燃焼室２からはみ出て
しまった長さであり、種々の実験や計算の結果この長さ
ｔを次のようにして求めた。即ち、燃焼室２の１辺及び
正三角形７の１辺の長さしに０．０１１５７を掛けて得
られた独値である。例えば上記りを１５０ｍ／ｍとした
場合１こは ｔ　＝　１５０　Ｘｏ、０１１５１？＝　１．７２．５
４ｍ／　ｍとなる。

即ち、１−記３点Ａ、Ｂ、Ｃは正三角形７の１辺りの長
さが１５０ｍ／ｍの場合には、正三角形の頂点Ａ′、Ｂ
′、Ｃ′の各々から中心点Ｓ１方向に１．７２５４ｍ／
ｍだけ移動した点として求めることができる。このよう
にして３点Ａ、Ｂ、Ｃを求めたら次にこれらの点を中心
にして半径りの円ａ。

ｂ、ｃを描く。これらの円弧ａ、ｂ、ｃの重なり合った
部分で形成される形状がローター８の原形となる。しか
しこの原形のままでは各々の頂部が燃焼室２からはみ出
てしまう。そこで円弧ａ。

ｂ、ｃで重なり合った部分で形成されるローターの頂点
が１一記３点Ａ、Ｂ、Ｃなるようにすれば燃焼室２内に
可不足無く収容することができ、而も頂点が角部を向い
た時に、その向いた角部側に入り過ぎないローターを形
成することかできる。即ち、中心点Ｓ１が燃焼室２の中
心点Ｓ２の周囲を真円を描いて回転することができるロ
ーターを形成することができるわけである。

上記Ａ、Ｂ、Ｃをローター８の頂点とする為に、ト記円
弧ａ、ｂ、ｃの内側に接し、且つ３点Ａ。

Ｂ、Ｃを通る円弧ｄ、ｅ、ｆ、ｇ、ｈ、ｉを描く。これ
らの円弧ｄ−ｉは計算の結果、正三角形の１辺の長さＬ
に３７５を掛けた長さが最適であろう。又は、単に３１
５Ｌではなく、３１５Ｌに連続し、漸次的に３点Ａ、Ｂ
、Ｃに行くに従い収縮していく曲線で描いてもよい。こ
れらの円弧ａ、ｂ、ｃ、ｄ、ｅ、ｆ、ｇ、ｈ、ｉで囲ま
れた部分で形成したのが本発明のロータリーエンジンに
配設するローター８である。

ローター８は上記のようにして形成したものであるから
その中心点Ｓ１は燃焼室２の中心点Ｓ２の周囲を真円を
描いて回転することができる。従って第７図に示すよう
にローター８の中心に内歯９を形成すれば、ローター軸
ｌＯを−動かすことなく当該ローター軸ｌＯの外歯１１
に常に噛合させることができる。

以１−詳述した如く本発明は、ロータリーハウジング１
の１辺の長さをＬとする正方形状の燃焼室２内に、ロー
ター８を回転自在に配設すると共に、該ローター８の中
心に形成されている内歯９と、ローター軸１０の外歯１
１を噛合せしめ、且つ−１、記燃焼室２の４つの角部３
ａ、３ｂ、３ｃ。

３ｄに、吸入口４ａ、４ｂ、４ｃ、４ｄと排気口５ａ、
５．ｂ、５ｃ、５ｄ並びに点火プラグ６ａ。

６ｂ、６ｃ、６ｄをそれぞれ配設し、更に上記ローター
８の形状を、先ず１辺の長さが上記燃焼室２の１辺の長
さと同一長さＬである正三角形７を描き、該正三角形７
のそれぞれの頂点Ａ′。

Ｂ’、Ｃ′から略０．０１１５１？Ｌの長さ分だけ正三
角形の中心Ｓｌに近い３点Ａ、Ｂ、Ｃを求め、これらの
３点Ａ、Ｂ、Ｃを中心として半径を長さＬとする３つの
円ａ、ｂ、ｃ、を描き、これら３つり円弧ａ、ｂ、ｃの
重なり合った部分で形成される形状のローターの頂点が
］二記３点Ａ、Ｂ、Ｃとなるようにする為に、上記３つ
の円弧ａ、ｂ、ｃの内側に接し、且つ３　点Ａ　、　Ｂ
　、　Ｃを通る円弧ｄ。

ｅ、ｆ、ｇ、ｈ、ｉを描き、これらの円弧ａ。

ｂ、ｃ、ｄ、ｅ、ｆ、ｇ、ｈ’、ｉ、で囲んで形成した
ロータリーエンジンであるので、■正方形状に形成され
た燃焼室２内に配設したローター８が回転する時に、そ
の中心点Ｓ＋が燃焼室２の中心点Ｓ２の周囲を真円を描
いて回転するようにすることができ、これによって■ロ
ーター軸１０を燃焼室２の中心点５２Ｊ−に回転自在に
固定したままで、ローター８の中心に形成された内歯９
と、ローター軸ｌＯの外歯１１を常時噛合させることが
でき、従って■全体の構造を簡素化できるロータリーエ
ンジンを提供する等種々の利点を有する。

【図面の簡単な説明】

添付図面は本発明の実施例を示し、第１図は断面図、第
２１ｉ８！１は従来のローターの形状を説明する図、第
３図（イ）〜（チ）はローグーの動作状１ε１を説明す
る図、第４図及び第５図は従来のローターの中心点と燃
焼室の中心点の関係を説明する図、ｆｐＪ６図は本発明
のロータリーエンジンのローグーの形状を説明する図、
第７図は本発明のローターの中心点と燃焼室の中心点の
関係を示す図である・ 尚図中１・・・ロータリーハウジング、２・φ・燃焼室
、３ａ、３ｂ、３ｃ、３ｄｓ＊・角部、４ａ　、４ｂ　
、４ｃ、４ｄ＊　＠　１１吸入口、５ａ、５ｂ、５ｃ、
５ｄ＠＊＊排気口、６ａ、６ｂ、６ｃ、６ｄ・・・点火
プラグ、７・・・１辺の長さをＬとする正三角形、８・
・・ローター、９・争−内歯、１０争−・ローター軸、
１１・Φ・外歯、Ａ’、Ｂ′、Ｃ′・・・正三角形の頂
点、Ａ、Ｂ、Ｃ・・◆正三角形の頂点Ａ’、Ｂ′。 Ｃ′から中心に向けて０．０１１５１７Ｌの長さ分だけ
移動した点、ローターの頂点、　ａ、ｂ、ｃ・・−３点
Ａ、Ｂ、Ｃを中心に半径りで描いた円弧、ｄ　、　ｅ　
、　ｆ　、　ｇ　、　ｈ、　ｉ　＊　ｍ　ｍ円弧ａ、ｂ
、ｃの内側に接すると共に３点Ａ、Ｂ、Ｃを通る円弧、
Ｌ・・・燃焼室の１辺の長さ、正三角形の１辺の長さ、
を示している。

Claims (2)

【特許請求の範囲】
1. （１）ロータリーハウジング１の１辺の長さをＬとする
   正方形状の燃焼室２内に、ローター８を回転自在に配設
   すると共に、該ローター８の中心に形成されている内歯
   ９と、ローター軸１０の外歯１１を噛合せしめ、且つ上
   記燃焼室２の４つの角部３ａ、３ｂ、３ｃ、３ｄに、吸
   入口４ａ、４ｂ、４ｃ、４ｄと排気口５ａ、５ｂ、５ｃ
   、５ｄ並びに点火プラグ６ａ、６ｂ、６ｃ、６ｄをそれ
   ぞれ配設し、更に上記ローター８の形状を、先ず１辺の
   長さが上記燃焼室２の１辺の長さと同一長さＬである正
   三角形７を描き、該正三角形７のそれぞれの頂点Ａ′、
   Ｂ′、Ｃ′から略０．０１１５１７Ｌの長さ分だけ正三
   角形の中心Ｓ１に近い３点Ａ、Ｂ、Ｃを求め、これらの
   ３点Ａ、Ｂ、Ｃを中心として半径を長さＬとする３つの
   円ａ、ｂ、ｃ、を描き、これら３つの円弧ａ、ｂ、ｃの
   重なり合った部分で形成される形状のローターの頂点が
   上記３点Ａ、Ｂ、Ｃとなるようにする為に、上記３つの
   円弧ａ、ｂ、ｃの内側に接し、且つ３点Ａ、Ｂ、Ｃを通
   る円弧ｄ、ｅ、ｆ、ｇ、ｈ、ｉを描き、これらの円弧ａ
   、ｂ、ｃ、ｄ、ｅ、ｆ、ｇ、ｈ、ｉで囲んで形成したこ
   とを特徴とするロータリーエンジン。
2. （２）上記３つの円弧ａ、ｂ、ｃの内側に接し、且つ３
   点Ａ、Ｂ、Ｃを通る円弧ｄ、ｅ、ｆ、ｇ、ｈ、ｉの半径
   は略３／５Ｌの長さであることを特徴とする特許請求の
   範囲第１項記載のロータリーエンジン。