JPS6275027A - ロ−タリ−ピストンエンジン - 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】

産業上の利用分野 本発明は特許請求の範囲第１項に記載した種類のロータ
リーピストン１−ンジンに関する。かかるロータリーピ
ストンエンジンは本出願人によるヨーロッパ特許第（１
１１６３５６号により公知である。この公知のロータリ
ーピストンエンジンの特徴は動力弁１１一部及び圧縮部
の双方においてそれぞれのビス１−ンが良く連続して回
転されることにあり、その際最小のシール損失で非常に
−・様な駆動及び圧縮性能が得られる。 従来の技術及びその問題ｉ；λ 公知のロータリーピストンエンジンでは、ロータリービ
ス［〜ンが取付けられるシャフトは複数のスポークを有
するシャフトとされているが、この構成は必然的に費用
的に高くつく。発生空間を吸入室どＦ！−縮室あるいは
膨張室及び／又は排気室に分割覆るしゃ断装置には公知
のロータリーシールが使われる。しかし、かかるロータ
リーシールは関係する駆動機構の点で問題があり、また
シール損失が比較的大きくこれは特にロータリーピスト
ンのビス］〜ンが［１−タリーシールの対応づる凹部と
係合するあたりで著しい。 本発明は前記ロータリーピストンエンジンの開発上の技
術的問題点をふまえ、シール損失が抑えられ、構成が大
幅に簡素化され、また経済的に製造できるロータリーエ
ンジンを提供することを目的と１６゜ 問題点を解決するだめの手段 要約すると、本発明によるロータリーピストンエンジン
はシャフト上に複数の円形ピストンロータがシ１？フト
軸に沿って直列に取付けられ、各々のピストン［］−タ
は対応づる円筒形発生空間の対応づる静止壁に沿って運
動するピストンを有する。 各々の円筒形発生空間には弁装置によつでガス状媒体が
導入されまた１出され、該円筒形弁（１−空間は制御さ
れシールをなす遮断装置によって吸入室と几縮室に、あ
るいは膨張室と１１１気室に分割される。本発明では構
成を曲中に

【ノシール損失を減じるためロータリーシー
ルを省略し、シ１１フトを筐体に取付けられる軸受を両
端面にｅ’−５１６中空のシャフトとし、発！［空間を
制御しシールする遮断装置をビス］〜ンによって間接的
にあるいは直接的に制御されるオーバーヘッド弁あるい
は１−１−タリー弁とする。 上２の問題を解決し目的を達成するた砧に、本発明では
シャフトは中空とされ、また両端面に筐体に対する軸受
を有するように構成される。また発生空間を制御しシー
ルする遮断装置はピストンにより間接的にあるいは直接
的に制御されるオーバーヘッド弁ないしロータリー弁と
される。 本発明の特徴は従って複数のスポークを有するシャツｌ
〜のかわりに単純な中空シャフトを使用し、各部分て・
中空シャツ１へは協働するビス］〜ンと共に１］−タリ
ーピストンを形成し、さらに各々のロータリービス１〜
ンに対して筐体内の円形の発生空間が対応することにあ
る。 ］」−タリーシールのかわりにピストンによって間接的
にあるいは直接的に制御されるオーバーヘッド弁ないし
ロータリー弁を使用した場合、シール損失の問題が回避
でき、特にロータリーシールを使用した場合に使われる
発生空間の因仙面シールの問題が解決される。 このように、比較的簡単な手段によって全く新しい形式
のビス１ヘンＴンジンを得ることができる。 かかるエンジンは前記ヨーロッパ特許第０１１６３５６
月と同様４を利点、すなわち圧縮機として作用りるロー
タリービス１〜ン機構により竹動媒体が直列接続され／
ｊ室を一様ならせん状の運動をしながら送られること、
及びロータリービス１−ンエンジンを燃焼エンジンとし
て構成することにより高いトルクにおいても静粛な動作
を行なえる利点を有する。 発９−空間を汀縮室と膨張室に分ｉｌ、ｌＩするオーバ
ーヘッド弁あるいは［］−タリー弁は様々な方法で構成
できる。 好ましい実施例では鴻１１ｉ装買はビスｌ−ンど係合し
て回転されビス］〜ンの回転によつて弁座から半径方向
外りへもちｌげられる、少なくとも３つの弁アームを有
し筐体上にｌ１１１１１自右にまＩ：、摺動自イ１に取
付１フられた弁円板よりなる。 本発明の別の特ｍｔよ］＝「１ツバ特許第０１１６３５
６号に示す制御円板の数を大幅に減らセることにあり、
まｌＣ別の実施例τ・はこれを完全に省略し別の形式の
弁機構でおきかえることもできる。 まず特許請求の範囲第５　ＩＩＮの記載ではＲ’−１空
間へガス媒体を導入−４るのに必’１１　／に弁装置が
制御円板の形に構成されている。この円板は中空シ１１
フトに対して回転しイＴいように固定さねでおり、また
中空シ１７７１へはその円周十に聞１］部をイ１１ノ、
この間口部はけ体中の対応する転送ボー１へをｉ−Ｃ’
ｉ’　１）ｔｉ口部と重ね合わされる。 制御円板自体は中空シャフトの材料と同一の材質でよい
。リーなねり、同一の材料をこれらの２つの部品に使用
で・きる。 特許請求の範囲第６項の記載のように、Ｉｆ、ＩＩ？ｉ
部分の各発生空間の１１日−１側には中空シャフトトに
一つの制御円板しか構成されない。これは本発明では吸
入側制御円板が省略でき、吸入ポートは常時開いていて
作動媒体を連続的に吸入するためである。 本発明ではまた燃焼エンジン部及び排気部においＣは中
空シャツ］・の制御円板は各々の発生空間の入口側にし
か必要なく、出口側の制御円板は省略できる。 そこで制御円板の数が大幅に減少でき、これは本発明に
Ｊ、るロータリーピストン１ンジンの原理的利点の一つ
である。 本発明の１−タリーピストンエンジンの動作については
ヨーロッパ特許第０１１６３５６号に開示されており、
この記載はそのまま本願にも適用できる。 −〇　　一 本発明ではさらに制御円板を２つの隣接（）ｌζζ光中
空間中間にある転送ボー１〜の各々に形成されるばねイ
（」勢されｌこ逆止弁Ｊ＝　１’）　％る弁装置ＦＪ　
’Ｃｔｉ−＞きかえた「−１−タリーピストン−「ンジ
ンを提供りる１、この逆ＩＦ弁は作！ＩＪ！１１！体を
先の発ｚ１空間から次の発生空間へ一方向にのみ流し３
ｔＩ！ｌｉ　ｒ＋’ｕの流れｔｄ　ｌ、−断する。この
場合、前記の制御円板は全て不要となり、本発明による
［１−タリーピストンエンジンの機械的構成はさらに簡
素化される。 本発明は個々の特許請求の範囲の記載だＩＪでなくこれ
らの特許請求の範囲の組合わｌを１〕ぞの範囲に含む。 本明細出に開示した特徴、特に図示した三次元外観図は
全てＩｌｌ独でｔ）　Ｊ：た組合わされても従来技術【
こ対して新規であり、本発明の必須の要件として特許請
求の範囲に記載されている。 実施例 以下、本発明を図面を参照しく２がら実施例について説
明づ−る。以上の説明及び図面より本発明の他の特徴及
び利点が明らかとイｆろう。 本発明においではｆＦ縮部及び後続りる直り１１接続さ
れた排気部を有り”る燃焼エンジン部はいずれも発明性
を有している。従って、本発明の保護は圧縮部と燃焼エ
ンジン部と排気部との組合わせに対してだ番ノでなく個
々の部分に対しても別個になされるべきである。 しかし、以下の図の説明では間中のため第１図に示す組
合わされたロータリーピストンエンジンは圧縮部（５２
）と、燃焼エンジン部（５３）と、燃焼エンジン部に直
列接続された排気部（５４）とが一つの同一の中空シャ
フト（６）Ｌに取付けられているものと】る。 中空シャフト（６）はその端面が静止筐体（１）に軸受
（５１）に」、り回動自在に取付けられている。 燃焼エンジン（５３）は膨張の前あるいは最中に水を注
入されるように変形してもく、この場合水噴射エンジン
となる。 対流による損失を防ぐため外部に熱遮蔽をしてもよい。 筺体（１）は環状をした発生空間（４）を互いに隔てて
シールザる隔壁（２）及び（３）を有する。図より、発
生空間は圧縮部（５２）　’ｔ’　Ｇ、ｉ容積が徐々に
減少していくのがわかる。これについては後で説明をす
る。駆動シ１１フ１−（５）は中空シャフト（６）と一
体ｌこ４↑っでいる。本発明では中空シャフト（６）は
制御円板（７）を担持する。 ガス状媒体は入口（８）から導入さｔ’ｔ、　’？’　
Ｉｔ縮部で連続的に圧縮され、矢印（９）′ｃ示した位
置にス１する。この過程、ずなわちＬｌ＋御円板と転送
ポート（１０）を有する隔壁との相ｎ作用は前記ヨー［
１ツバ特許第０１１６３５６号に記載されている。 圧縮部の発生空間（４）でＩＴ−縮された作動媒体の転
送は制御円板（７）中の聞１１部（４５）とかさなるよ
うにされる隔壁（２）の開口部（４２）によってなさね
る。 開口部（４１）と（４５）がかさなると例λば６段の圧
縮段の第１番目の段階で圧縮された作動媒体はその高い
圧力によって間口部（４２）。 （４５）を通って筐体中の静止転送ポート（１０）（第
１図を参照）へ流れ、さらに直列接続された第２番目の
圧縮段（５２）へ隔壁（３）中の開口部（４３）を通っ
て到達する。 以降の圧縮部における作動媒体の圧縮は同様になされ、
その際圧縮段の容積は先の段にいくほど小さくなり、こ
のため第６番目の圧縮段における作動媒体は非常に強く
圧縮されている。この圧縮された媒体はそのまま燃焼エ
ンジン（５３）へ導入してもあるいは他の目的に使用し
でもよい。 矢印（９）で示す破線の位置で圧縮段は終り、本実施例
ではその後に燃焼エンジン（５３）が続く。このエンジ
ン（５３）は矢印（１１）で示しｌこ領域で終る。本実
施例では膨張域に形成された３つの発生空間が領域（１
２）に排気部（５４）として構成された２つの排気室に
接続されている。 領域（１２）の発生空間のピストン面積は膨張域の発生
空間のピストン面積の略９倍である。 第２図はロータリーピストンエンジンの一つの段の断面
を概略的に示す。この断面は例えば圧縮部（５２）の圧
縮段のものと考えてもよい。 本発明では中空シャフト（６）はロータリーシ一ルとし
て設計されている。この中空シャフトにはピストン（１
３）が各々の発生空間の内側にくるように形成されてい
る。中空シャフト（６）がロータリーシール及びピスト
ン（１３）と共に矢印（１４）の方向へ回動される際発
生空間は、圧縮段の場合、吸入室（１５）と圧縮室（１
６）どに分けられる。この圧縮室（１６）は、制御円板
（７）が対応するように位置されることにより圧縮され
たガスが次の発生空間へ押込まれた後で弁体（１８）を
ばね（１９）の力に抗して矢印（２０）の方向に持上げ
る作用をなすビス１ヘンの制御面（１７）の側に形成さ
れる。ピストン（１３）の後ろ側の而は弁体（１８）の
別の制御面（２２）を形成し、而（２２）は弁体（１８
）が中空シャフト（６）上に再びシールされた状態に戻
る動作を制御する。ピストンを筐体（１）の壁に対しで
シールするには公知のシール（２３）が使用される。第
２図では全ての弁が中空シャフト（６）の長さと等しい
制御棒−Ｆに連続して構成されているように示しである
。また筺体（１）は２つの部分よりなる。 使われているシールは全て従来のシールであって特殊な
ものは必要イ１い。これは本発明の利点の一つである。 第２図は出口側に構成される制御円板（７）の位置を概
略的に示す。ここで出口側に構成されている制御円板（
７）中の間口部（４５）を点線で発生空間（４）中に示
１゜この開口部（４５）は外周（４４）に沿って一定の
間隔で分布している。 ただし、第２図の１１部にあたる領域だけは吸入室（１
５）と圧縮室（１６）との間の漏れを避けるため形成さ
れていない。 さらに、第２図には隔壁（２）に形成された開口部（４
２）も示されている。この開口部（４２）を通って圧縮
された媒体がピストン（１３）前方の制御面（１７）に
より背後の隔壁中の転送ポート（１０）に押込まれる。 転送ポート（１０）から媒体は同じく図示した開口部（
４３）を経て隣接】る圧縮段の発生空間へ流入する。 第３〜第５図は別の弁の実施例を示す。この弁は先に説
明した弁が［オーバーヘッド１弁であったのにλ１しロ
ータリー弁である点が相異する。 第２図と同様に、エンジンのビス］−ン（１３）が、発
生空間（４）中において、ピストン（１３）が矢印（１
４）の方向へ回転される吸入室（１５）を区分する。 整えられた内面（４０）を有する筐体（１）中の四部（
３９）中に段階的に回転する弁円板（２５）が構成され
、この弁円板はエンジンの圧縮室（１６）と吸入室（Ｉ
　Ｆｉ　）との間のシールの役目を第３図及び第３図に
示１位置ではた寸。一方第４図の位置では室（１６）と
（１５）の；］：力は等しいので弁がシール機構をはだ
す必要がない。 弁は矢印（３３）の方向へ回転できる、四部（３９）中
に取付１ノられた弁円板（２５）よりなり、図示の実施
例では弁円板（２５）はでの外周上に万いに９０°の角
亀で構成された４本の弁アーム（２７）、（２８）、（
２９）、（３（’））を有する。 これらの弁アーム（２７〜３０）の先端には苅−１５一 応してシール部材が取付けられている。ただし、第４図
及び第５図では簡単のｌこめこれらは示してない。 弁円板（２５）は矢印（３３）の方向に回動自在な爪付
き円板（２６）上に取付けられており、爪付き円板（２
６）は弁円板（２５）の領域内の対応する四部と協働す
る突部を有している。弁円板（２５）と爪付き円板（２
６）とは互いにラチェットロックを形成し、ピストン（
１３）が筐体（１）中で３６０°回転される度にただ１
の弁アーム（２７〜３０）が９０°だけ回転されるよう
にする。　′ 第３図に示した位置では弁円板（２５）は弁アーム（２
８）、（２９）、（３０）と共に筐体との間でシール係
合を４１す関係にあり、対応するシール部材（４１）は
筐体中の対応するシール位置（３６）、（３７）、（３
８）に位置している。 このように圧縮室（２６）は吸入室（１５）に対して圧
力的にシールされており、これら２つの室の間で大きな
圧力差が生じることが可能である。 ピストン（１３）がさらに矢印（１４）の方向に回動さ
れるとビス］〜ンは弁アーム（２８）と（２９）との間
の四部（３１）と回転係合し、第３図及び第４図に示１
ように、弁円板（２５）の全体と爪付き円板（２６）と
（五まず矢印（３４）の方向へ持ち一］げられ、同前に
矢印（３３）の方向に４５°回転される。ぞこで弁アー
ム（２８）及び（３０）は対応するシール部との係合が
解＋−Ｊ　１ピストンの前側及びビス１−ンの後側（圧
縮室４及び吸入室５）の圧力は等しくなり、画室の圧力
は同じになる。弁円板（２５）は前の軸（３２）から持
ち」−けられて上にある新たな軸（３５）の回りで回転
するようになる。 ピストンがさらに矢印（１４）の方向へ動くど弁アーム
（２８）と（２９）との間の四部（３１）と回転自在に
係合しているため弁円板（２５）全体はざらに４５°回
転させられ、その結果弁円板（２５）は再び下側の位置
に戻り、また弁アーム（２Ｂ）のシール部材（４１）（
図示せず）（、（シール位置に対して作用をなし、一方
他の弁アーム（２７）、（３０）は四部（３９）の内面
（４０）のシール座（３６）、（３８）に対して使用す
る。 ビス１−ン（１３）はその後さらに回転を続け、再び第
３図の位置に達すると上記の過程がくりかえされる。 以上の説明において、圧縮部（５２）の入口側制御円板
は、第６図に示す如く、先の圧縮段で作動媒体が後続圧
縮段のピストン（１３）に対してシールされているため
省略でき、また各段の入口には発生空間（４）に対して
開口し、隣接する発生空間（４）を閉じる弁の回転の方
向（１４）に構成された唯一の開口部が隔壁（２＞、（
３）中に存在すれば十分である。 燃焼エンジン部（５３）及び排気部（５４）において出
口制御円板は隔ｖ（３）に開口部と唯一つの設ければ十
分であるため省略できる。これは媒体の逆流が弁（１８
）及びピストン（１３）によってＭ什されるからである
。 本発明ではまた第６図に概略的に示した逆止弁を設ける
ことにより前記の制御円板は全て省略することもできる
。この逆止弁（／Ｉ６）は圧力により矢印（５０）の方
向へ動いて聞き、またばね（４９）の力により閉じる。 その際弁（４６）中ではボール（４７）がかご形弁外（
４８）中に保持され、このボール１まばね（４９）によ
り弁が開かないように保持される。 かかる逆止弁の使用により本発明の１１−タリーピスト
ン−［ンジンの構成ｔ、１非常に簡単にイ【す、取外せ
る部品はわずかになり、製造費用が安くなり、また摩耗
も少なくなるため保守費用す安くなる。。

【図面の簡単な説明】

第１図ｔｉｔロ：縮部、膨張部、及σ１１＋気部よりな
るロータリーピストン［−ンジンの縦断面図、第２図は
第１図のエンジンの−の段のざらに詳細を示まための概
略的横断面図、第３図は第１の位置をとっている別の構
成の弁を承り筐体−１部の概略図、第４図は第３図の弁
が別の（イｌ買に回転した様子を示す第３図と同様な図
、第５図は弁がさらに第３の位置をとっている様子を示
す第３図及び第４図と同様な図、第６図、１．ｔ２つの
隣接した発生空間の間の転送ポート中に構成される逆止
弁の概略図である。 １・・・筺体、２，３・・・隔壁、４・・・発生空間、
５・・・駆動軸、６・・・中空シ１１フト、７・・・制
御円板、８・・・入口、９，１１．３３，３４．５０・
・・矢印、１０・・・転送ポート、１２・・・領域、１
３．２１・・・ピストン、１４．２０・・・矢印方向、
１５・・・吸入室、１６・・・圧縮室、１７・・・ピス
トンの制御側面、１８・・・弁体、１９．４９・・・ば
ね、２２・・・制御面、２３・・・シール、２４・・・
制御棒、２５・・・弁円板、２６・・・爪付き円板、２
７〜３０・・・弁アーム、３１．３９・・・凹部、３２
．３５・・・軸、３６〜３８・・・シール位置、４０・
・・内面、４１・・・シール片、４２．４３．４５・・
・開口部、４４・・・円周、４６・・・逆止弁、４７・
・・ボール、４８・・・弁座、５１・・・軸受、５２・
・・圧縮部、５３・・・燃焼エンジン部、５４・・・排
気部。

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 （１）シャフト上に複数の円形ピストンロータがシャフ
   ト軸に沿って直列に取付けられ、各々のピストンロータ
   は対応する円筒形発生空間（４）の対応する静止壁に沿
   って運動するピストン（１３）を有し、各々の円筒形発
   生空間（４）には弁装置（１８）、（４６）によってガ
   ス状媒体が導入されまた排出され、該円筒形発生空間（
   ４）は制御されシールをなす遮断装置によって吸入室と
   圧縮室に、あるいは膨張室と排気室に分割され、その際
   圧縮部（５２）、燃焼エンジン部（５３）、及び排気部
   （５４）が共通のシャフト上に形成され、燃焼エンジン
   部（５３）は複数の室を有するように構成され、その際
   各々の発生空間（４）は平行に接続されて燃焼室を構成
   し、排気部（５４）も同様にそれぞれの発生空間（４）
   が直列に接続された多段式装置に構成されているロータ
   リーピストンエンジンであって、シャフトは筐体（１）
   に取付けられる軸受を両端面に有する中空のシャフト（
   ６）であり、発生空間（４）を制御しシールする遮断装
   置はピストン（１３）によって間接的にあるいは直接的
   に制御されるオーバーヘッド弁あるいはロータリー弁で
   あることを特徴とするロータリーピストンエンジン。 （２）該遮断装置は少なくとも３つの弁アーム（２７−
   ３０）を有する、筐体（１）上に回動及び摺動自在に取
   付けられピストン（１３）の回転に係合してピストンが
   回転する際シール位置（３６）、（３７）、（３８）か
   ら関係方向外方に持上げられる弁円板（２５）よりなる
   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
   ーピストンエンジン。 （３）シール（３７−４１）が弁アーム（２７−３０）
   の先端に設けられていることを特徴とする特許請求の範
   囲第２項記載のロータリーピストンエンジン。 （４）弁アーム（２７−３０）はちょうど４つあること
   を特徴とする特許請求の範囲第２項ないし第３項記載の
   ロータリーピストンエンジン。 （５）ガス状媒体を発生空間（４）に導入するための弁
   装置は中空シャフト（６）上に回転しないように固定さ
   れた、筐体中の転送ポート （１０）の対応する開口部（４２）、（４３）とかさな
   るように動かされる開口部（４５）を有する制御円板（
   ７）であることを特徴とする特許請求の範囲第１項記載
   のロータリーピストンエンジン。 （６）圧縮部（５２）には中空シャフト（６）上の各々
   の発生空間（４）の出口側に唯一つの制御円板（７）の
   みが設けられることを特徴とする特許請求の範囲第５項
   記載のロータリーピストンエンジン。 （７）燃焼エンジン部（５３）及び排気部（５４）では
   各々の発生空間（４）の入口側に唯一つの制御円板（７
   ）のみが設けられることを特徴とする特許請求の範囲第
   ５項記載のロータリーピストンエンジン。 （８）ガス状媒体を発生空間（４）に導入するための弁
   装置は転送ポート（１０）に設けられて作動媒体が前の
   発生空間（４）から後の発生空間（４）へのみ流れるよ
   うにする一方逆方向の流れを遮断するばね付勢された逆
   止弁（４６）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ピストンエンジン。