JPS6135712Y2 - - Google Patents

Description

【考案の詳細な説明】 本考案は、バンケル式ロータリピストンエンジ
ンにおけるノツキング現象の発生を抑制するよう
にしたロータリピストンエンジンのノツキング抑
制装置に関するものである。

一般に、２節トロコイド曲線を内部輪郭とする
ケーシング内をその内包絡線で形成されたロータ
が遊星回転運動するようにしたバンケル式ロータ
リピストンエンジンにおいては、作動室が点火側
上死点付近にあるとき、ケーシング（ロータハウ
ジング）の内部輪郭部とロータの内包絡線とが理
論的に接触する最小クリアランス点が存在し、こ
の最小クリアランス点の存在する範囲は上死点を
挾んで±１／√２（１−３ｅ／Ｒ）〓・（Ｒ＋2e）の範
囲 （尚、Ｒは創成半径、ｅは偏心量であり、2eは偏
心軸固定ギヤ半径、3eはロータギヤ半径を示す）
であり、この最小クリアランス点はロータの回転
方向と反対方向へ順次移動するものである。

したがつて、上記点火側上死点前後では、ロー
タの回転に従つて、圧縮作動室のうち最小クリア
ランス点よりトレーリング側の作動室の容積は漸
次減少する一方、最小クリアランス点よりリーデ
イング側の作動室の容積は漸次増大する傾向とな
り、これに伴つて上記トレーリング側作動室の作
動ガスはトロコイド短軸部とロータとの間の間
〓、主としてロータリセスを通つて抵抗なくリー
デイング側作動室へ流出することによつて、通常
トレーリング側およびリーデイング側の両作動室
の圧力は均衡しているが、ある時点、すなわちロ
ータ姿勢が偏心軸角度にして上死点後50〜60度以
内において最小クリアランス点がロータリセスの
トレーリング側端部よりロータフランクのトレー
リング側に移行する時点からは、トロコイド短軸
部とロータとで形成されるガス通路断面積が非常
に小さくなるため、トレーリング側作動室の作動
ガスがリーデイング側作動室へ流れにくくなり、
そのためトレーリング側作動室の作動ガスは異常
に圧縮され、リーデイング側作動室に比べ圧力お
よび温度が著しく上昇し、その結果、この圧力お
よび温度上昇によりトレーリング側作動室の作動
ガスが自己着火を起こし、ノツキング現象が生じ
るという問題があつた。尚、偏心軸角度にして上
死点後50〜60度以後においては作動室のトレーリ
ング側の圧力が低下し、ノツキング現象は発生し
ない。

本考案はかかる点に鑑みてなされたものであ
り、混合気を高温高圧のもとに一定時間以上保持
したとき自己着火を起こすという特性に着目し
て、ロータリピストンエンジンにおいて作動室が
点火側上死点付近にあるとき、その圧縮作動室の
うちのトレーリング側の作動ガスの圧力がピーク
に達する直前からその圧力を後続の作動室に逃が
し、自己着火に至る前に圧力および温度を下げる
ことにより、ノツキング現象を抑制することがで
きるようにしたロータリピストンエンジンのノツ
キング抑制装置を提供するものである。

すなわち、本考案は、２節トロコイド曲線を内
部輪郭とするケーシング内をその内包絡線で形成
されたロータが遊星回転運動するようにしたロー
タリピストンエンジンにおいて、ロータフランク
に形成するロータリセスのトレーリング側端部
を、上死点後のロータ姿勢におけるロータとケー
シングとの最小クリアランス点と一致する領域に
設ける一方、上記ケーシング内周面に、ロータリ
セスのトレーリング側端部がロータとケーシング
との最小クリアランス点と一致する付近のロータ
姿勢から偏心軸角度にして上死点後50〜60度のロ
ータ姿勢までの間において作動室のトレーリング
側を後続作動室に連通せしめる連通路を設けたこ
とを特徴とするものである。

なお、本考案とは目的、構成および効果の点で
異なるが、アペツクスシールが通過する際に圧縮
側作動室と燃焼側作動室とを連通するように、サ
イドハウジングに連通路を設けたものとして、実
開昭49−2904号公報がある。

以下、本考案を図面に示す実施例に基づいて詳
細に説明する。

第１図において、１は２節トロコイド曲線（あ
るいはトロコイド近似曲線）を内部輪郭２ａとす
るロータハウジング２とその両側に配置されて一
体に固定されるサイドハウジング３，３とにより
構成されたケーシング、４は２節トロコイド曲線
の内包絡線（あるいは近似曲線）で形成されたロ
ータであつて、その頂部に装着されたアペツクス
シール５をロータハウジング２の内部輪郭２ａに
摺接させながらケーシング１内を遊星回転運動す
るもので、このロータ４が第１図矢印方向に回転
することによつてケーシング１内を３つの作動室
６，６，６に画成して吸入、圧縮、爆発、膨張お
よび排出の各行程を順に行なわせる。７はロータ
４の回転により回転する偏心軸、８はロータ４の
各フランク４ａに凹設されたロータリセスであ
る。尚、第１図においては膨張作動室６の一部を
構成するロータリセス８のトレーリング側端部８
ａがロータ４とケーシング１（ロータハウジング
２）との最小クリアランス点Ｐと一致する付近の
ロータ姿勢から偏心軸角度θにして上死点Ｏ後50
〜60度のロータ姿勢までの間における状態を示し
ており、したがつて、ロータリセス８の上記トレ
ーリング側端部８ａは上死点後のロータ姿勢にお
ける上記最小クリアランス点Ｐと一致する領域の
ロータフランクに形成されている。６ａおよび６
ｂはそれぞれ膨張作動室６のうち最小クリアラン
ス点Ｐよりトレーリング側およびリーデイング側
の作動室、ｌはトロコイド短軸線である。また、
９は点火プラグ、１０は吸気ポート、１１は排気
ポートである。

上記ケーシング１の内周面（すなわちロータハ
ウジング２の内部輪郭２ａ）の一部分には、膨張
作動室６のトレーリング側作動室６ａを後続の吸
入作動室６に連通せしめる溝状の連通路１２が刳
設されている。この連通路１２の刳設箇所は、ロ
ータリセス８のトレーリング側端部８ａがロータ
４とケーシング１（ロータハウジング２）との最
小クリアランス点Ｐと一致する付近のロータ姿勢
から偏心軸角度θにして上死点Ｏ後50〜60度のロ
ータ姿勢までの間においてトレーリング側のアペ
ツクスシール５がロータハウジング２の内部輪郭
２ａに摺接する軌跡範囲位置に設定されており、
したがつて上記連通路１２の円周方向長さは上記
軌跡の長さに設けられる一方、その軸方向巾およ
び軸方向の個数はエンジンに応じて任意に設定さ
れる。

すなわち、上記ロータリセス８のトレーリング
側端部８ａが最小クリアランス点Ｐよりリーデイ
ング側に位置するロータ姿勢において膨張作動室
６のトレーリング側作動室６ａを後続の吸入作動
室６に連通せしめるようにすると、膨張作動室６
のリーデイング側作動室６ｂの高圧縮ガスがロー
タリセス８を介して抵抗なくトレーリング側作動
室６ａに流れ、しかる後続の吸入作動室６に洩出
するため、膨張作動室６の作動ガスの圧力が低下
し、エンジン性能（出力性能、燃費性能等）に悪
影響を及ぼすので好ましくなく、また、偏心軸角
度θにして上死点Ｏ後50〜60度以後のロータ姿勢
においてはトレーリング側作動室６ａの圧力低下
によりノツキングの発生はないので、トレーリン
グ側作動室６ａを後続作動室６に連通せしめる必
要はなく、よつて上記設定範囲のみにおいてトレ
ーリング側作動室６ａを後続作動室６に連通せし
めてトレーリング側作動室６ａの圧力を減少せし
めるように設けられている。

したがつて、上記実施例においては、作動室６
が点火側上死点Ｏ付近にあるときにはトレーリン
グ側作動室６ａの作動ガスはロータ４とトロコイ
ド短軸部との間〓、主にロータリセス８を通つて
リーデイング側作動室６ａに流出し、両作動室６
ａ，６ｂの圧力は均衡しているが、最小クリアラ
ンス点Ｐがロータリセス８のトレーリング側端部
８ａよりトレーリング側に移行した後は、トレー
リング側作動室６ａの作動ガスのリーデイング側
作動室６ｂへの流出は上記最小クリアランス点Ｐ
における最小間〓によつて抵抗を受けるため、ト
レーリング側作動室６ａの圧力はリーデイング側
作動室６ｂの圧力より上昇してさらに圧力上昇し
ようとするが、その際、連通路１２を介してトレ
ーリング側作動室６ａが後続の吸入作動室６に連
通しているため、トレーリング側作動室６ａの高
圧縮ガスは連通路１２を通つて後続の吸入作動室
６に流出するので、トレーリング側作動室６ａの
圧力上昇は緩和され、この圧力上昇の緩和は連通
路１２を介してトレーリング側作動室６ａと後続
の吸入作動室６とが連通する偏心軸角度θにして
上死点Ｏ後50〜60度のロータ姿勢まで続けられ、
よつてトレーリング側作動室６ａの高温高圧下で
の持続時間が短縮されることになり、トレーリン
グ側作動室６ａの作動ガスの自己着火性が困難と
なり、ノツキング現象の発生を抑制することがで
きる。

今、ここに本考案におけるトレーリング側作動
室６ａの圧力特性を従来例のものと比較した実験
結果を第２図に示す。第２図はエンジン回転数が
200r.p.m.で全負荷運転時でのエンジン状態下に
おいてケーシング１の内周面（ロータハウジング
２の内部輪郭２ａ）の設定箇所に連通路１２を設
けた場合（本考案例）および連通路１２を設けな
い場合（従来例）の各トレーリング側作動室の圧
力特性、並びにリーデイング側作動室の圧力特性
を示すもので、図中、破線Ａは本考案例のトレー
リング側作動室６ａの圧力特性、一点鎖線Ｂは従
来例のトレーリング側作動室の圧力特性、実線Ｃ
はリーデイング側作動室６ｂの圧力特性を示す。
第２図より明らかなように、本考案例のトレーリ
ング作動室６ａでは、従来例のトレーリング作動
室に較べて、上死点Ｏ後の偏心軸角度が略35゜付
近から圧力上昇が緩和され、その点をピーク値と
して以後圧力が低下し、偏心軸角度が50〜60度で
は低い圧力値を示しており、よつて高温高圧下で
の持続時間が従来例ではであるのに対し、本
考案例では′（＜）に短縮され、自己着火
性が低下し、耐ノツキング性能が向上しているこ
とが判る。

以上説明したように、本考案によれば、２節ト
ロコイド曲線を内部輪郭とするケーシング内をそ
の内包絡線で形成されたロータが遊星回転運動す
るようにしたロータリピストンエンジンにおい
て、ロータフランクに形成するロータリセスのト
レーリング側端部を、上死点後のロータ姿勢にお
けるロータとケーシングとの最小クリアランス点
と一致する領域に設ける一方、上記ケーシングの
内周面に、ロータリセスのトレーリング側端部が
ロータとケーシングとの最小クリアランス点と一
致する付近のロータ姿勢から偏心軸角度にして上
死点後50〜60度のロータ姿勢までの間において作
動室のトレーリング側を後続作動室に連通せしめ
る連通路を設けたことにより、ロータリセスのト
レーリング側端部が最小クリアランス点を通過し
た後において、エンジン性能に悪影響を与えるこ
となく、上死点後50〜60度までのノツキング発生
域における作動室のトレーリング側の圧力を減少
させることができるので、トレーリング側作動室
の高温高圧では持続時間を短縮することができ、
よつて自己着火によるノツキング現象の発生を抑
制することができるものである。

【図面の簡単な説明】

第１図は本考案の実施態様を例示する縦断側面
図、第２図は偏心軸角度に対する作動室の圧力特
性を示すグラフである。 １……ケーシング、２……ロータハウジング、
２ａ……内部輪郭、３……サイドハウジング、４
……ロータ、４ａ……フランク、５……アペツク
スシール、６……作動室、６ａ……トレーリング
側作動室、６ｂ……リーデイング側作動室、７…
…偏心軸、８……ロータリセス、８ａ……トレー
リング側端部、９……点火プラグ、１０……吸気
ポート、１１……排気ポート、１２……連通路、
Ｏ……上死点、Ｐ……最小クリアランス点、ｌ…
…トロコイド短軸線、θ……偏心軸角度。

Claims (1)

【実用新案登録請求の範囲】
1. ２節トロコイド曲線を内部輪郭とするケーシン
   グ内をその内包絡線で形成されたロータが遊星回
   転運動するようにしたロータリピストンエンジン
   において、ロータフランクに形成するロータリセ
   スのトレーリング側端部を、上死点後のロータ姿
   勢におけるロータとケーシングとの最小クリアラ
   ンス点と一致する領域に設ける一方、上記ケーシ
   ング内面に、ロータリセスの上記トレーリング側
   端部がロータとケーシングとの最小クリアランス
   点と一致する付近のロータ姿勢から偏心軸角度に
   して上死点後50〜60度のロータ姿勢までの間にお
   いて作動室のトレーリング側を後続作動室に連通
   せしめる連通路を設けたことを特徴とするロータ
   リピストンエンジンのノツキング抑制装置。