WO1996011334A1

WO1996011334A1 - Moteur a combustion interne a pistons rotatifs

Info

Publication number: WO1996011334A1
Application number: PCT/JP1995/002047
Authority: WO
Inventors: Toshio Okamura
Original assignee: Toshio Okamura
Priority date: 1994-10-05
Filing date: 1995-10-05
Publication date: 1996-04-18
Also published as: EP0785348A1; US6062188A; EP0785348A4; AU3619395A; KR970705696A; CN1158152A

Description

明細書

回転ビストン型内燃機関技術分野

本発明は、回転ピストン型内燃機関に関し、特に、ハウジング内の円筒状の口一夕収容ボア内に収容された回転ビストンとしてのロータを、ロータ収容ボアの軸心を回転中心として回転させるように構成した回転ビストン型内燃機関に関する。

背景技術

従来の往復動ピストン型内燃機関（レシプロエンジン）は、ピストンの往復遝動をクランク機構を介してクランク軸の回転運動に変換するが、クランク機構の特性からピストンに作用する燃焼ガス圧の約 5 0〜6 0 %程度がクランク軸の出力トルクに変換されるものと推定される。

吸気弁と排気弁が両方開いたオーバーラップ期間があるため、排気後にもかなりの量の燃焼ガスが燃焼室内に残留するため燃焼行程における燃焼性を高めにくく、未燃ガスの排出量も少なくない。クランク機構や、吸気弁と排気弁とを含む動弁機構の構造が複雑であり、ピストンの往復動に伴う振動や振動音を低減するにも限界があり、 4サイクルェンジンは出力馬力を確保しながら小型化することが難しいという欠点がある。

そこで、従来より、種々の回転ピストン型内燃機閱（ロータリピストンェンジン）が提案されてきたが、ロータリピストンエンジンは、ロータが偏心運動しない単一回転型ロータリビストンエンジンと、ロータが偏心運動する遊星回転型口 —タリピストンエンジンとに区分される。前者は、後者よりも機構的に難しいため、未だ広く実用化されるに至っていないのが実情であり、後者に属するバンケル型ロータリビストンエンジンが実用化されている。

このバンゲル型口一タリピストンエンジンにおいては、ペリトロコイド曲線の内周而を有するロータ収容ボア内に、三角形状のロータを収容し、このロータのロータギヤを偏心軸のギヤに嚙合させ、ロータを遊星回転運動させ、このロー夕の遊星回転運動に応じて、ロータの外側の 3つの容積変化する作動室により、吸入、圧縮、燃焼、排気の 4行程を行うように構成してある。

このバンゲル型ロータリビス卜ンエンジンにおいては、膨張作動室に臨む口一タ受圧面のトレーリング側部分に作用する燃焼ガス圧は、ロータを逆転させるように作用するため、口一タ受圧面に作用する燃焼ガス圧の約 6 0〜7 0 %が出力トルクに変換されるだけであると推定される。また、燃焼行程における燃焼性を高めにくく、未燃ガスの排出量も少なくない。

一方、単一回転型ロータリピストンエンジンとして、従来より種々の機構のものが提案されて来た。図 5 1 ( a ) 〜（f ) には、有名な単一回転型ロータリピストンエンジン 3 0 0 A〜3 0 0 Fを示してある。図 5 2には、マロリー社の口 —タリピストンエンジン 3 0 0 Gを示してあり、このエンジン 3 0 0 Gには、ノヽウジング 3 0 0、ロータ 3 0 1、吸気ボート 3 0 2、点火ブラグ 3 0 3、排気ポ —ト 3 0 4、スカベンジングポート 3 0 5が設けられ、ロータ 3 0 1は、時計回り方向へ回転する。

図 5 3に示す単一回転型ロータリビストンエンジン 3 0 0 Hにおいては、ハウジング 3 1 0、吸気ポート 3 1 1、排気ポート 3 1 2、ロータ収容ボア 3 1 3、このボアと同心のロータ 3 1 4、このロータ 3 1 4に形成された 2つのサイクロィド歯形部 3 1 5 , 3 1 6、筒状の回転駆動される第 1小ロータ 3 1 7、筒状の回転駆動される第 2小ロータ 3 1 8、副燃焼室 3 1 9、点火プラグ 3 2 0、等が設けられており、鎖線で示すように、吸入作動室 3 2 1と、圧縮作動室 3 2 2と、膨張作動室 3 2 3と、排気作動室 3 2 4とが形成される。この口一タリビストンエンジン 3 0 0 Hは、 1 9 4 5年頃提案されたものであるが、このエンジン 3 0 0 Hでは、小型軽量の構造でもって、実験段階においては高出力が得られたと言われている力その後、全く実用化されていないようである。

—方、特開昭 6 0 - 2 7 7 3 2号公報には、ハウジング内のロータ収容ボア、このボアと同心のロータ、そのロータを回転自在に支持する軸部材、ハウジングの円周 3等分位置に設けた 3つの仕切り機構（仕切り板部材と、それを中心方向へ付勢するスプリング等からなる）、ロータの約 1ノ3部分を切り欠いた切欠き部、その切欠き部のリーディング端のほぼ半径方向向きの立壁（受圧面）、切欠き部の底面の円弧壁（加圧面）、ハウジングの下部左側の第 1仕切り機構を挟んで位置する吸気ポ一卜と排気ボー卜、ハウジングの下部右側の第 2仕切り機構のトレーリング側近傍位置の圧縮ポート、ハウジングの頂部の第 3仕切り機構のリ一ディング側近傍位置に設けた爆発ポート、この爆発ポートに付設した点火ブラグ、圧縮ポートと爆発ポートとを連通する通気管、等を備えた単一回転型ロータリピストンエンジンが記載されている。

次に、従来技術に関する課題について説明する。

図 5 1に示した各種の単一回転型ロータリピストンエンジン 3 0 0 A〜3 0 0 Fにおいては、ロータの軸心がロータ収容ボアの軸心から偏心した構造であるが、これらのエンジンでは、本質的に燃焼ガス圧の一部が逆転トルクを発生させるため、燃焼ガス圧を出力トルクに変換する変換効率を高めにくいこと、複数気筒エンジンとした場合にストレート状の出力軸を適用できず、出力軸の構造が複雑化すること、偏心に伴う振動が発生すること、ガス密にシールする部材の耐久性を確保しにくいこと、構造によっては吸気弁や排気弁が必要となること、吸気期間や排気期間を十分に長くできないこと、等の問題がある。

図 5 2に示した単一回転型ロータリピストンエンジン 3 0 0 Gにおいては、部品数が多く、構造が複雑で製作コストが高価になるうえ、耐久性を確保することが困難であるように見受けられる。図 5 3に示した単一回転型ロータリピストンエンジン 3 0 0 Hにおいては、構造が簡単でかなり優れたものであるが、サイク口ィド歯形部と第 1及び第 2小口一タとの係合を介してガス密にシールする機構の信頼性と耐久性の面で問題があるし、また、吸気行程の期間と排気行程の期間がロータの回転角で 1 8 0度であり、十分長くすることができない。

前記公報に記載された単一回転型ロータリビス卜ンエンジンにおいては、圧縮ポー卜から爆発ポー卜へかなり長い通気管を介して圧縮混合気を供給する構造であるため、その通気管内に圧縮混合気が残留すること、この残留量を少なくする為に連通管を細く形成すると、圧縮混合気の圧力損失が大きくなること、着火後にその通気管内の圧縮混合気も燃焼するのを防止する為の弁手段が必要となること、膨張行程の早期の段階から順次増大する逆転トルクが作用し始めるため、燃焼ガス圧を有効に出力トルクに変換できないこと、また、立壁（受圧面）がほぼ半径方向向きに形成してあるため、高速回転時には、仕切り手段の仕切り板部材力く、ロータに追従できなくなること、圧縮行程のときに切欠き部に負圧が作用して逆転トルクが発生すること、吸気、圧縮、膨張、排気の各行程の期間がロータ回転角で約 1 2 0度と非常に短いためエンジンを性能を高めることが難しいこと、厚さの薄い仕切り板部材でガス密に仕切るシール性能を確保することが難しく、かつ耐久性も確保しにくいこと、ハウジングが 3つの仕切り板部材で 3分割される場合には、ハウジングの製作、精度確保が難しくなること、 3つの仕切り板部材が放射方向に突出するためェンジンが大型化すること、等の種々の欠点があり、到底実用に耐えるエンジンとは言い難い。

本発明の目的は、燃焼ガス圧を出力トルクに変換する変換効率を高くすること、小型で簡単な構造にすること、燃焼ガス圧を受圧する受圧面積を大きく維持できる期間を長くすること、吸入行程の期間を確保しつつ排気行程の期間を十分に大きくして吸排気のホンビングロスを少なくすること、ボア面とロータ外周面間を仕切る仕切り機構のガス密シール性能と耐久性を確保すること、圧縮作動室から燃焼室へ圧縮混合気や圧縮空気を供給する為のガス通路機構の通路長を極力短くし、構造を簡単化すること、複数気筒エンジンにもストレートの出力軸を適用可能にすること、等である。

発明の開示

請求項 1の発明は、ロータハウジングとサイドハウジングとを含むハウジングと、前記ハウジング内に形成された円筒状のロータ収容ボアと、前記ロータ収容ボア内にその軸心を回転中心として回転可能に収容された回転ビストンとしての口一夕であって、外周面の周方向の一部にロータ収容ボアの周面であるボア面よりも小半径の最小半径面を備え、かつ頂部がボア面にガス密状に摺接する仕切り用の突出部を備えたロータと、前記ロータ収容ボアと同心状の軸部材であつて、ロータをハウジングに支持してロータと—体的に回転する軸部材と、前記ノ、ゥジングに形成された、吸気ポートと、吸気ポートに対してロータ回転方向トレーリング側付近に位置する排気ポ一卜と、前記ロータ収容ボアの軸心に対して吸気ポ一ト及び排気ポー卜とほぼ反対側においてロータの外周面とボア面問をロータの外周面に追従しつつガス密状に仕切る第 1仕切り手段と、前記吸気ポートと排気ポートの間においてロータの外周面とボア面間をロータの外周面に追従しつつガス密状に仕切る第 2仕切り手段と、前記ロータ収容ボア内のうちのロー夕の外周面とボア面間に、第 1仕切り手段と第 2仕切り手段と突出部とで仕切られて形成され、ロー夕の回転に応じて容積変化する 3つの作動室とを備えたことを特徴とする回転ビストン型内燃機閲である。

請求項 2の発明は、請求項 1の発明において、前記ロータが、その外周面に、前記最小半径面と、最小半径面のトレーリング側端部から突出部の頂部にわたる加圧用緩傾斜湾曲面と、最小半径面のリーディング側端部から突出部の頂部にわたる受圧用急傾斜湾曲面とを備えたことを特徴とするものである。

請求項 3の発明は、請求項 2の発明において、前記第 1仕切り手段が、ボア面にほぼ外接しロータ収容ボアの軸心と平行な軸心回りに回動自在にハウジングに支持された軸状部と、この軸状部に一体形成されてこの軸状部からロータ回転方向へ所定長さ延びロータにガス密状に摺接する摺接用湾曲面を有する揺動仕切り板部とを含む第 1揺動仕切り部材と、前記ボア面に閒ロ状にロータハウジングに形成され、第 1揺動仕切り部材の摇動仕切り板部を収容可能な第 1収容凹部と、前記揺動仕切り板部がロータの方へ付勢されるように第 1揺動仕切り部材を付勢する第 1付勢手段とを備えたことを特徴とするものである。

請求項 4の発明は、請求項 3の発明において、前記第 2仕切り手段が、ボア面にほぼ外接しロータ収容ボァの軸心と平行な軸心回りに回動自在にハウジングに支持された軸状部と、この軸状部に一体形成されこの軸状部からロータ回転方向へ所定長さ延びロータに摺接する摺接用湾曲面を有する揺動仕切り板部とを含む第 2揺動仕切り部材であって、ロータの回転位相に応じたタイミングで吸気ポートを開閉可能な第 2揺動仕切り部材と、前記ボア面に開口状にロータハウジングに形成され、第 2揺動仕切り部材の摇動仕切り板部を収容可能で、吸気ポートが開口した第 2収容凹部と、前記揺動仕切り板部がロータの方へ付勢されるように第 2揺動仕切り部材を付勢する第 2付勢手段とを備えたことを特徴とするものでのる。

請求項 5のは、請求項 3又は請求項 4の発明において、前記 3つの作動室が、ロータの突出部が吸気ポー卜よりもリーディング側で、第 1仕切り手段よりもトレーリング側にあるときには、吸気ボートに連通する吸入作動室と、突出部と第 1仕切り手段間の圧縮作動室と、排気ポートに連なる排気作動室であり、また、ロータの突出部が第 1仕切り手段よりもリーディング側で、排気ポー卜よりもトレーリング側にあるときには、吸入作動室又は圧縮作動室と、膨張作動室と、排気ポートに連なる排気作動室であることを特徴とするものである。

請求項 6の発明は、請求項 3又は請求項 4の発明において、前記吸気ポートと排気ポー卜とは、ロータハウジングに形成されたことを特徴とするものである。請求項 7の発明は、請求項 3又は請求項 4の発明において、前記ロータの突出部は、シール装着溝と、このシール装着溝に装着されてロータ収容ボアのボア面にガス密状に摺接するシール部材と、このシール部材をボア面の方へ付勢する付勢手段とを備えたことを特徴とするものである。

請求項 8の発明は、請求項 5の発明において、前記第 1収容凹部の奥端面の少なくとも一部に開口するようにロータハウジングに形成され、第 1揺動仕切り部材の揺動仕切り板部により、ガス密状に閉じた状態と、第 1収容凹部と膨張作動室に開放した状態とに切換え可能な副燃焼室を備えたことを特徴とするものである。

請求項 9の発明は、請求項 8の発明において、前記圧縮作動室の圧縮混合気又は圧縮空気を副燃焼室に導入する為に、第 1揺動仕切り部材に形成されたガス導入路と、前記軸状部に形成された軸孔に挿通状に装着されたバルブ軸を含み、ガス導入路をロータの回転位相に応じたタイミングで開閉する開閉弁手段とを備えたことを特徴とするものである。

請求項 1 0の発明は、請求項 5の発明において、前記第〗揺動仕切り部材の軸状部に形成された軸孔内に装着された副室形成部材と、この副室形成部材内に形成された副燃焼室を備えたことを特徴とするものである。

請求項 1 1の発明は、請求項 1 0の発明において、前記圧縮作動室の圧縮混合気又は圧縮空気を副燃焼室に導入する為に、第 1揺動仕切り部材に形成されたガス導入路と、前記副燃焼室から膨張作動室へ燃焼ガスを導出する為に、第 1揺動仕切り部材の軸状部に形成されたガス導出路と、前記軸状部の軸孔に挿通状に装着され副室形成部材を含むバルブ軸を備え、ガス導入路とガス導出路とを夫々口一夕の回転位相に応じたタイミングで開閉する開閉弁手段とを備えたことを特徴とするものである。

請求項 1 2の発明は、請求項 3又は請求項 4の発明において、前記第 1付勢手段は、スプリングの弾性力で付勢するように構成されたことを特徴とするもので fcる。

請求項 1 3の発明は、請求項 3又は請求項 4の発明において、前記第 1付勢手段は、スプリングの弾性力と加圧エアとで付勢するように構成されたことを特徴とするものである。

請求項 1 4の発明は、請求項 4の発明において、前記第 2付勢手段は、スプリングの弹性力で付勢するように構成されたことを特徴とするものである。

請求項 1 5の発明は、請求項 4の発明において、前記第 2付勢手段は、スプリングの弾性力と加圧エアとで付勢するように構成されたことを特徴とするものでのる。

請求項 1 6の発明は、請求項 3又は請求項 4の発明において、前記第 1仕切り手段の第 1揺動仕切り部材の摺接用湾曲面に潤滑用のオイルを供袷するオイル供給手段を備えたことを特徴とするものである。

請求項 1 7の発明は、請求项 3又は請求項 4の発明において、前記第 1仕切り手段の第 1揺動仕切り部材を冷却する冷却手段を備えたことを特徴とするものでめる。

請求項 1 8の発明は、請求項 4の発明において、前記第 2仕切り手段の第 2揺動仕切り部材の摺接用湾曲面に潤滑用のオイルを供給するオイル供給手段を備えたことを特徴とするものである。

請求項 1 9の発明は、請求項 4の発明において、前記第 2仕切り手段の第 2摇動仕切り部材を冷却する冷却手段を備えたことを特徴とするものである。

請求項 2 0の発明は、請求項 8又は請求項 1 0の発明において、前記副燃焼室内の圧縮混合気に点火する為の点火プラグを設けたことを特徴とするものである。請求項 2 1の発明は、請求項 8又は請求項 1 0の発明において、前記副燃焼室内に燃料を喷射する燃料噴射器を設けたことを特徴とするものである。

次に、以上の本発明の作用と効果について簡単に説明する。

請求項 1の発明においては、口一夕収容ボアのうちのロータの外周面とボア面間に、第 1仕切り手段と第 2仕切り手段とロータの突出部とで、バンゲル型口一夕リビストンエンジンと同様に、ロータの回転に応じて容積変化する 3つの作動室が形成される。

これら 3つの作動室に関して、例えば、ロータが回転するとき、ロータの突出部が吸気ポートを通過し第 1仕切り手段に達しない状態では、吸気ポートに連通し容積が拡大する吸入作動室と、突出部と第 1仕切り手段間にあり容積が縮小する圧縮作動室と、第 1仕切り手段から第 2仕切り手段間にあり排気ポ一トに連なる排気作動室とが形成され、また、ロータの突出部が第 1仕切り手段を通過し排気ポートに達しない状態では、吸気ポートと第 1仕切り手段間にある吸入作動室又は圧縮作動室と、第 1仕切り手段と突出部間にある膨張作動室と、突出部と第 2仕切り手段問にあり排気ポートに連通した排気作動室とが形成される。

ロータはロータ収容ボアの軸心を回転中心として回転運動するため、突出部の頂部とボア面間のガス密性能と、そのガス密シ一ル部の耐久性を確保することが容易になる。膨張行程においてロータに作用する燃焼ガス圧の合力の作用点からロータの回転中心までのレバー長を大きく設定できるため、また、ロータの形状を適切に設定すれば、燃焼ガス圧でロータに逆転トルクが殆ど作用しないから、燃焼ガス圧を出力トルクに変換する変換効率を格段に高めることができる。ロータの最小半径面の周方向幅を大きくするとか、この最小半径面から突出部の頂部に至るロータの外周面の形状に工夫を凝らすことにより、膨張行程においてほぼ最大の受圧面積を持続することも可能であるので、前記変換効率を一層高めることができる。

ロータは偏心回転運動せず、軸部材は口一夕収容ボアの軸心と同心であるので、複数気筒の内燃機関の場合にも、ストレートの軸部材を適用でき、偏心に伴う振動が発生しない。吸入行程は、ロータの突出部が吸気ボートを通過後、第 1仕切り手段を通過後のある時点（ロータの形状によって決まる時点）までの十分に長い期問となるから吸気抵抗が低くなる。排気行程は、突出部が排気ポートを通過後ロータがほぼ 1回転する非常に長い期問となるし、また、排気ポートに排気弁を設ける必要がないので、吸排気の為のポンピングロスを極端に低減できる。請求項 2の発明においては、ロータは、その外周面に、周方向の一部にある最小半径面と、最小半径面のトレーリング側端部から突出部の頂部にわたる加圧用緩傾斜湾曲面と、最小半径面のリーディング側端部から突出部の頂部にわたる受圧用急傾斜湾曲面とを備えているため、ロータが回転するとき、第 1仕切り手段又は第 2仕切り手段を、加圧用緩傾斜湾曲面が通過し、次に突出部の頂部が通過し、次に受圧用急傾斜湾曲面が通過する。

それ故、第 1 , 第 2仕切り手段の作動及びロータの作動が円滑になるし、第 1 , 第 2仕切り手段から作用する押圧力で発生する逆転トルクが非常に小さくなる。また、燃焼ガス圧を受圧用急傾斜湾曲面に受圧する際、受圧面積の増加率が大きくなり、膨張行程での出力トルクの立ち上がりが早まり、前記変換効率が高くなる。

請求項 3の発明においては、第 1仕切り手段は、第 1揺動仕切り部材と、第 1 収容凹部と、第 1付勢手段とを備えている。第 1揺動仕切り部材は、ボア面にほぼ外接しロータ収容ボアの軸心と平行な軸心回りに回動自在にハウジングに支持された軸状部と、この軸状部に一体形成されてこの軸状部からロータ回転方向へ所定長さ延びロータにガス密状に摺接する摺接用湾曲面を有する揺動仕切り板部とを含み、揺動仕切り板部は、第 1付勢手段により、ロータの方へ付勢されている。この第 1付勢手段は、例えばスプリングを主体として構成できるが、第 1揺動仕切り部材の摇動仕切り板部に作用する圧縮混合気又は圧縮空気のガス圧で、揺動仕切り板部がロータから離隔しないように付勢する付勢力を発生させる。第 1揺動仕切り部材の軸状部が、ボア面にほぼ外接しており、揺動仕切り板部が蚰状部からロータ回転方向へ所定長さ延びているため、圧縮作動室の容稂が十分に小さくなるまで、混合気又は空気を圧縮することができる。そして、口一夕の回転に応じて、軸状部を中心として、揺動仕切り板部が、その摺接用湾曲面をロータに摺接させつつ、ロータに追従して揺動する。

従って、ロータの回転に応じて揺動仕切り板部が軸状部を中心として揺動し、摺接用湾曲面の摺接個所が移動するため、摺接用湾曲面が局部摩耗せず、ガス密にシールするシール性能を高めやすく、耐久性も確保できる。

ロータの突出部が第 1仕切り手段を通過する際には、第 1揺動仕切り部材の揺動仕切り板部が、ボア面に開口状にロータハウジングに形成された第 1収容凹部に収容されるので、ロータの回転が阻止されることがない。回転するロータにより、揺動仕切り板部が第 1収容凹部に収容された瞬間には、揺動仕切り板部が口一夕の突出部に当接しているため、揺動仕切り板部のジヤンビングが生じる可能性は殆どない。しかも、第 1揺動仕切り部材がロータハウジングの外方へ大きく突出することがないし、第 1揺動仕切り部材が揺動するものの、その専有空間が大きくならないから、ロータハウジングが大型化することがなく、第 1揺勦仕切り部材を設ける為にロータハウジングを分断しなくて済む。

請求項 4の発明においては、第 2仕切り手段は、第 2揺動仕切り部材と、第 2 収容凹部と、第 2付勢手段とを備えている。第 2揺動仕切り部材は、ボア面にほぼ外接し口一夕収容ボアの軸心と平行な軸心回りに回動自在にハウジングに支持された軸状部と、この軸状部に一体形成されてこの籼状部からロータ回転方向へ所定長さ延びロータにガス密状に摺接する摺接用湾曲面を有する揺動仕切り板部とを含み、この第 2揺動仕切り部材は、ロータの回転位相に応じたタイミングで吸気ボ一トを開閉可能に構成されている。第 2揺動仕切り部材の揺動仕切り板部は、第 2付勢手段により、ロータの方へ付勢されている。この第 2付勢手段は、例えばスプリングを主体として構成できるが、揺動仕切り板部に排気作動室の燃焼ガス圧が作用しても揺動仕切り板部がロー夕から離隔しないだけの付勢力を発生させる。

第 2揺動仕切り部材の軸状部が、ボア面にほぼ外接しており、揺動仕切り板部が軸状部からロータ回転方向へ所定長さ延びているため、排気作動室の容積が十分に小さくなるまで、排気作動室を縮小させることができる。そして、ロータの回転に応じて、軸状部を中心として、揺動仕切り板部が、その摺接用湾曲面を口一夕に摺接させつつ、ロータに追従して揺動する。

ロータの突出部が第 2仕切り手段を通過する際には、第 2揺動仕切り部材の摇動仕切り板部が、ボア面に開口状にロータハウジングに形成された第 2収容凹部に収容されるので、ロータの回転が阻止されることがない。回転するロータにより、揺動仕切り板部が第 2収容凹部に収容された瞬間には、揺動仕切り板部が口一夕の突出部に当接しているため、揺動仕切り板部のジヤンピングが生じる可能性は殆どない。

そして、第 2収容凹部に吸気ポートが開口しており、第 2揺動仕切り部材は、ロータの回転位相に応じたタイミングで吸気ポー卜を開閉するように構成してあるため、第 2揺動仕切り部材は、吸気ポートを開閉する開閉弁手段としても機能するものであるから、開閉弁手段を別に設ける場合と比較して、構造を簡単化することができる。し力、も、第 2揺動仕切り部材がロータハウジングの外方へ大きく突出することがないし、第 2揺動仕切り部材が揺動するものの、その専有空間が大きくならないから、ロータハウジングが大型化することがなく、第 2揺動仕切り部材を設ける為にロータハウジングを分断しなくて済む。

請求項 5の発明においては、前記 3つの作動室は、ロータの突出部が吸気ポートを通過後、第 1仕切り手段に達しない状態では、吸気ポートに連通し拡大する吸入作動室と、突出部と第 1仕切り手段間の縮小する圧縮作動室と、排気ポートに連なる排気作動室であり、また、ロータの突出部が第 i仕切り手段を通過後排気ボートに達しない状態では、吸入作動室又は圧縮作動室と、拡大する膨張作動室と、排気ポートに連なる排気作動室である。このことは、請求項 1において記載した通りである。

ここで、吸入作動室は、第 2仕切り手段とロータの受圧用急傾斜湾曲面との間に形成されるため、吸入行程初期に吸入作動室の容積が急増するため、充填効率が高まり、吸入作動室の容積を大きくできる。膨張作動室は、第 1仕切り手段とロータの受圧用急傾斜湾曲面との間に形成されるため、膨張行程での出力トルクの立ち上がりが早まり、膨張作動室の容積を大きくでき、膨張作動室に臨むロー夕の受圧面積を大きくできる。一方、圧縮作動室は、ロータの加圧用緩傾斜湾曲面と第 1仕切り手段問に形成されるため、圧縮行程の期問が長くなり、圧縮作動が円消化するし、また、排気作動室は、ロータの加圧用緩傾斜湾曲面と第 2仕切り手段間に形成されるため、排気作動が円滑化する。

請求項 6の発明においては、吸気ポートと排気ポートとは、ロータハウジングに形成される力 <、これらボー卜のロータ軸方向幅をロータより短く形成することで、これらポートでロータハウジングが分断されないように構成できる。吸気ポ ―卜と排気ボートとをロータハウジングに形成するので、それらポートの構造、サイドハウジングの構造を簡単化できる。

請求項 7の発明においては、ロータの突出部が、シール溝と、シール部材と、このシール部材をボア面の方へ付勢する付勢手段とを有するため、ロータの突出部で、隣接する作動室間をガス密状に確実に仕切ることができる。

請求項 8の発明においては、副燃焼室は、第 1収容凹部の奥端面の少なくとも一部に開口するようにロータハウジングに形成され、第 1揺動仕切り部材の揺動仕切り板部により、ガス密状に閉じた状態と、第 1収容凹部と膨張作動室に開放した状態とに切換え可能に構成されている。

このように、第 1揺動仕切り部材を副燃焼室を開閉する開閉弁手段として活用するため、開閉弁手段を別途設ける場合と比較して、構造が著しく簡単化するし、開閉弁手段を駆動するァクチユエ一クも省略できる。そして、圧縮行程の後期に、副燃焼室が揺動仕切り板部で閉じられると、副燃焼室内の圧縮混合気又は圧縮空気のガス圧が揺動仕切り板部に作用するため、第 1付勢手段の圧縮混合気又は圧縮空気に抗する付勢力の最大値を低くすることができる。

しかも、ボア面の近くの軸状部を中心として揺動する揺動仕切り板部により、副燃焼室を開閉するので、副燃焼室を開放したときの開口面積を大きくすることができる。また、副燃焼室を開いた状態において、膨張作動室内の燃焼ガス圧が揺動仕切り板部に作用してロータの方へ付勢するため、第 1仕切り手段のガス密にシールする性能（仕切り性能）が完璧になる。

更に、揺動仕切り板部が軸状部からロータ回転方向へ所定長さ延びているため、また、ロータが揺動仕切り板部を通過後直ちに副燃焼室が開放される訳ではないので、圧縮混合気又は圧縮空気を副燃焼室に所定微小期問の間保持して、着火性能を高め、副燃焼室内における初期燃焼性を高め、その後の膨張行程における燃焼性を高めることができる。

請求項 9の発明においては、圧縮作動室から副燃焼室へ圧縮混合気又は圧縮空気を導入する為のガス導入路と、このガス導入路をロータの回転位相に応じた夕ィミングで開閉する開閉弁手段とを有する。圧縮作動室の圧縮混合気又は圧縮空気を副燃焼室に導入する為のガス導入路が

、第 1揺動仕切り部材に形成されており、また、軸状部に形成された軸孔に揷通状に装着されたバルブ軸を含み、ガス導入路を口一夕の回転位相に応じたタイミングで開閉する開閉弁手段を設けたので、ガス導入路を非常に短く形成できるし、ガス導入路の長さが短いので、その通路面積を必要に応じて大きく形成できるまた、このガス導入路を開閉する開閉弁手段が、第 1揺動仕切り部材の軸状部に揷通状に装着されたバルブ軸を含むため、開閉弁手段を、バルブ軸を主体とするロータリバルブ等で構成することができ、開閉弁手段の構造を簡単化できるうえ、祓数気筒に共通のバルブ軸に構成して、そのバルブ軸をロータに同期して駆動することができる。

請求項 1 0の発明においては、副室形成部材は、第 1揺動仕切り部材の軸状部に形成された軸孔内に装着されており、副燃焼室は、副室形成部材内に形成されている。これにより、圧縮作動室から副燃焼室までの距離（つまり、ガス導入路の長さ）を最短化することができるため、ガス導入路に残留する圧縮混合気又は圧縮空気の残留量を最少化できる。しかも、副燃焼室の構造を簡単化できる。請求項 1 1の発明においては、前記副燃焼室へ圧縮混合気又は圧縮空気を導入する為のガス導入路と、副燃焼室から燃焼ガスを膨張作動室へ導出するガス導出路と、ガス導入路とガス導出路とを、夫々、ロータの回転位相に応じたタイミングで開閉する開閉弁手段とが設けられている。開閉弁手段は、第 1揺動仕切り部材の籼状部の軸孔に揷通状に装着-され副室形成部材を含むバルブ軸を備え、ガス導入路とガス導出路とを、夫々、ロータの回転位相に応じたタイミングで開閉する。これにより、開閉弁手段の構造を著しく簡単化することができ、ロータハウジングの構造も簡単化する。その他、開閉弁手段の作用 '効果については、請求項 9と同様である。

請求項 1 2の発明においては、第 1仕切り手段の第 1揺動仕切り部材を付勢する第 1付勢手段が、スプリングの弾性力で付勢するように構成されているため、この付勢手段の構成を簡単化できる。

請求項 1 3の発明においては、前記第 1付勢手段が、スプリングの弾性力と加圧エアとで付勢するように構成されているため、強力な付勢力を発生でき、応答性が低下することもない。

請求項 1 4の発明においては、第 2仕切り手段の第 2揺動仕切り部材を付勢する第 2付勢手段が、スプリングの弾性力で付勢するように構成されているため、この付勢手段の構成を簡単化できる。

請求項 1 5の発明においては、前記第 2付勢手段が、.スプリングの弾性力と加圧エアとで付勢するように構成されているため、強力な付勢力を発生でき、応答性が低下することもない。

請求項 1 6の発明においては、オイル供袷手段により、第 1仕切り手段の第 1 揺動仕切り部材の摺接用湾曲面に潤滑用のオイルを供給するので、ロータの突出部と摺接用湾曲面間を確実に潤滑できる。

請求項 1 7の発明においては、冷却手段により、第 1仕切り手段の第 1揺動仕切り部材を冷却するので、第 1揺動仕切り部材がオーバ一ヒー卜するのを防止して耐久性を確保できる。

請求項 1 8の発明においては、オイル供給手段により、第 2仕切り手段の第 2 揺動仕切り部材の摺接用湾曲面に潤滑用のオイルを供給するので、ロータの突出部と摺接用湾曲面間を確実に潤滑できる。

請求項 1 9の発明においては、冷却手段により、第 2仕切り手段の第 2揺動仕切り部材を冷却するので、第 2揺動仕切り部材がオーバ一ヒー卜するのを防止して耐久性を確保できる。

請求項 2 0の発明においては、副燃焼室内の圧縮混合気に点火する為の点火プラグを設けてあるので、この内燃機関はガソリン等の燃料と空気の混合気に点火する形式の点火式内燃機関である。

圧縮作動室から副燃焼室へ圧縮比 8〜1 0程度の圧縮混合気が充塡され、ガス導入路が開閉弁手段で閉じられた時点で、点火プラグにより点火すると、副燃焼室内で着火が進行し、ロータの突出部が第 1仕切り手段を通過して副燃焼室が開放されると、燃焼ガスが副燃焼室から膨張作動室へ噴出し、その膨張作動室に臨むロータの受圧用急傾斜湾曲面に燃焼ガス圧が作用し、ロータが回転駆動されることになる。

請求項 2 1の発明においては、前記副燃焼室内に燃料を喷射する燃料喷射器を設けてあるので、この内燃機関は、圧縮空気内へ軽油等の燃料を噴射して点火する形式の圧縮点火式内燃機関である。圧縮作動室から副燃焼室へ圧縮比約 1 4程度の圧縮空気が充塡され、ガス導入路が開閉弁手段で閉じられた時点で、燃料喷射器から燃料を噴射すると、副燃焼室内において圧縮点火する。その後の作用については、請求項 2 0の場合とほぼ同様である。

図面の簡単な説明

図 1は、図 2と図 3の接統関係を示す図面配置説明図であり、

図 2は、本発明の実施例に係る回転ビストン型エンジンの後部の平面図であり、図 3は、図 2の回転ビストン型エンジンの前部の平面図であり、

図 4は、図 2と図 3に示すエンジンの縱断面図であり、

図 5は、図 2と図 3に示すエンジンの縦断正面図であり、

図 6は、図 2と図 3に示すエンジンの正面図であり、

図 7は、図 2と図 3に示すェンジンの背面図であり、

図 8は、前記エンジンのロータの正面図であり、

図 9は、図 5の A— A線断面図であり、

図 1 0は、図 5の B— B線断面図であり、

図 1 1は、図 5の C一 C線断面図であり、

図 1 2は、第 1揺動式べ一ン機構の第 1揺動べ一ンの斜視図であり、

図 1 3は、第 1揺動べ一ンの平面図であり、

図 1 4は、図 1 2の F— F線断面図であり、

図 1 5は、図 1 4の G— G線断面部分図であり、

図 1 6は、図 1 4の H— H線断面図であり、

図 1 7は、第 1揺動式べ一ン機構の第 1付勢機構のスプリングュニッ卜の断面図であり、

図 1 8は、第 1付勢機構のスプリング支持部材の平面図であり、

図 1 9は、図 5の D— D線断面図であり、

図 2 0は、図 5の E— E線断面図であり、

図 2 1は、第 2揺動式べーン機構の第 2揺動べーンの斜視図であり、

図 2 2は、第 2揺動べ一ンの平面図であり、図 2 3は、図 2 1の I— I線断面図であり、

図 2 4は、図 2 1の J— J線断面図であり、

図 2 5は、エンジンの吸入、圧縮、燃焼、排気の行程説明であり、

図 2 6は、ロータ位相角 2 3 4 ° における作動説明図であり、

図 2 7は、ロータ位相角 2 8 4 ° における作動説明図であり、

図 2 8は、ロータ位相角 3 3 0 ° における作動説明図であり、

図 2 9は、ロータ位相角 3 3 8 ° における作動説明図であり、

図 3 0は、ロータ位相角 0 ° における作動説明図であり、

図 3 Iは、ロータ位相角 3 2 ° における作動説明図であり、

図 3 2は、ロータ位相角 9 8 ° における作励説明図であり、

図 3 3は、ロータ位相角 1 4 4 ° における作動説明図であり、

図 3 4は、ロータ位相角 1 7 4 ° における作動説明図であり、

図 3 5は、ロータ位相角 1 9 0 ° における作動説明図であり、

図 3 6は、口一タリバルブ開期間及び副燃焼室開放期間を説明するタイムチヤ一トであり、

図 3 7は、変更態様の副燃焼室とその付近の構造の縦断正面図であり、図 3 8は、変更態様の副燃焼室とその付近の構造の縦断正面図であり、図 3 9は、変更態様のスプリングュニッ卜の断面図であり、

図 4 0は、変更態様の付勢ュニッ卜の横断平面図であり、

図 4 1は、図 4 0の K一 K線断面図であり、

図 4 2は、変更態様のロータ形状を示す作動説明図（ロータ位相角 2 3 4 ° ) であり、

図 4 3は、図 4 2の変更態様の作動説明図（ロータ位相角 1 7 4 ° ) であり、図 4 4は、変更態様の副燃焼室とその付近の構造の横断平面図であり、図 4 5は、図 4 4の変更態様の副燃焼室とその付近の構造の縱断面図であり、図 4 6は、変更態様の副燃焼室とその付近の構造の縦断面図であり、

図 4 7は、図 4 6の変更態様の副燃焼室とその付近の構造の横断面図であり、図 4 8は、図 4 6の変更態様に関する圧縮ガス導入期問と燃焼ガス噴出期問説明用のタイムチヤ一トであり、図 4 9は、変更態様の第 1揺動べ一ンの蚰状部に組み込んだ逆止弁の断面図であ、

図 5 0は、変更態様の回転ピストン型エンジンの要部縦断正面図であり、図 5 1 ( a ) 〜（f ) は、従来技術に係る 6種類の単一回転型口一タリピストンエンジンの概略断面図であり、

図 5 2は、従来技術に係る単一回転型ロータリピストンエンジンの断面図であり、図 5 3は、従来技術の単一回転型口一タリピストンエンジンの断面図である。発明を実施するための最良の形態

以下、本発明に係る回転ビストン型内燃機関の実施例について図面を参照しつつ説明する。本実施例は、自動車用の 2気筒の回転ピストン型内燃機関に本発明を適用した場合の一例である。

最初に、この回転ピストン型内燃機関 1 (以下、エンジン 1 と略称する）の全体構成について簡単に説明する。

図 2〜図 4に示すように、このエンジン 1は、エンジン本体、吸気系及び燃料系、排気系、柿機類等を備えている。

エンジン本体は、前側の第 1気筒 2と第 2気筒 3に共通の 1本の速铳したメインシャフト 4 (出力軸）、第 1気筒 2内でメインシャフト 4に外嵌固定された口一夕 5、第 2気筒 3内でメインシャフト 4に外嵌固定され、口一夕 5と 1 8 0度位相の異なるロータ 6、これらのロータ 5， 6の外周側を夫々被う口一タハウジング 7， 8、これらロータハウジング 7 , 8間を仕切る中間サイドハウジング 9 (以下、中間ハウジング 9という）、これらロータハウジング 7 , 8の両端を塞ぐサイドハウジング 1 0 , 1 1、内部に設けられた後述の種々の内部機構、等を含む。

図 2〜図 4に示すように、前記ハウジング？〜 1 1の間のメタルタツチ部分には、十分に薄い金厲ガスケット 1 4が夫々設けられている力く、ハウジング 7〜1 1の表面仕上げ精度が高い場合にはガスケット 1 4を省略可能である。これらハウジング 7〜 1 1は、それらの外周近傍部において揷通させた 1 0本の通しボルト 1 6で一体的に連結され、所定の位置関係に位笸決めされている。これらハウジング 7〜 1 1 とメインシャフ卜 4問に軸受けメタル 1 7が装着され、メインシャフ卜 4は回転自在に支承されている。尚、軸受けメタル 1 7の代わりにニードルベアリングゃボールベアリングを適用してもよい。

メインシャフト 4の前部には、その鍔部 4 aとサイドハウジング 1 0間のスラストベアリング 1 8と、環状部材 2 9が外嵌され、メインシャフト 4の前端部分には、後述のロータリバルブ 1 3 4の為のバルブ駆動ギヤ 1 9と、 3つのプーリ 2 0が固定され、メインシャフト 4の前端部にはネジ部 4 bが形成されている。メインシャフト 4の後部には、スラストベアリング 2 2 と、ベアリング押え部材 2 3と、 2枚の強力な皿パネ 2 4と、ナツト部材 2 5とが外嵌され、皿バネ 2 4が弾性変形した状態になるまで、ナツト部材 2 5をネジ部 4 cに螺合させ、ベァリング押え部材 2 3でスラストベアリング 2 2を押さえてある。こうして、ノヽウジング 7 ~ 1 3の熱膨張量と、メインシャフト 4の熱膨張量との差力く、皿バネ 2 4の弾性変形を介して吸収される。尚、スラストベアリング 2 2の外周側には、環状部材 2 6が設けられている。メインシャフト 4のネジ部 4 cには、フライホイール 3 0が螺合され、キーで回転規制されている。フライホイール 3 0の外周面には、スタータ 3 1のピニオン 3 1 aが嚙合するギヤ 3 0 aが形成されている。このメインシャフト 4の後端部分には、駆動対象の機器を連結する為の出力軸部 4 dが形成されている。

吸気系に関して、エアクリーナ（図示略）から延びる吸気管 3 2には、エアフローメータュニット 3 2 aと、スロットル弁ュニッ卜 3 2 bを介してサージタンク 3 3が接続されている。図 2、図 3、図 5に示すように、各ロータハウジング 7 , 8には、吸気ポ一ト 3 が形成され、吸気ポート 3 に接続された各吸気分岐管 3 5は、サージタンク 3 3の右側面に接続され、これら吸気分岐管 3 4を介して、サージタンク 3 3から各気筒 2 , 3へ空気を供袷可能に構成してある。排気系に関して、各ロータハウジング 7 , 8には、吸気ポート 3 4に対して口一夕回転方向（図 5の矢印 5 2の方向）トレーリング側近くに位置する排気ポー卜 3 7が形成され、排気ポート 3 7に接続された各排気分岐管 3 8は、サージ夕ンク 3 3の下側に配設された排気タンク 3 9に接続され、排気タンク 3 9には、触媒コンバータ及びマフラー（図示略）を有する排気管 4 0が接続され、各気筒 2 , 3から、排気分岐管 3 8と排気タンク 3 9を介して排気管 4 0へ排気可能に構成してある。尚、排気タンク 3 9は省略してもよい。

捕機類に関して、補機類は、バルブ駆動機構 4 2、冷却水ポンプ 4 8、ラジェ一夕及びファン（図示略）、オイルポンプ 4 9、スタータ 3 1、発電用のオルタネータ 5 0、ディストリビュータ 5 1、燃料ポンプ（図示略）、等を含む。更に、図示省略したが、このエンジン 1を制御する制御ユニット及び種々のセンサやスィッチ類も設けられる。これら、補機類のうちのバルブ駆動機構 4 2以外は、本発明の特徴的な構成ではないため、参考までに概略的に図示しただけであり、それらを支持する支持構造については図示省略した。これら補機類の大きさ、構造、配置、支持構造、駆動形態等は、適宜変更可能である。

バルブ駆動機構 4 2について説明すると、バルブ軸 4 3は、 1本の軸状部材に構成されて、ハウジング？〜 1 2を揷通して延び、サイドハウジング 1 0の前側において、バルブ軸 4 3の前端部には、バルブ駆動ギヤ 1 9と同怪の従動ギヤ 4 4が固定され、サイドハウジング 1 0に固定された支軸部材 4 5には、ニードルベアリングを介して中間ギヤ 4 6が設けられ、従動ギヤ 4 4は、バルブ駆動ギヤ 1 9により中間ギヤ 4 6を介して、メインシャフト 4の回転方向と同方向へ同速度で回転駆動される。尚、これらギヤ 1 9， 4 4 , 4 6は、平歯車でもよいが、ヘリカルギヤで構成することが望ましい。

このエンジン 1では、各気筒 2 , 3において、メインシャフト 4の 1回転当り 1回点火されるため、ディストリビュー夕 5 1の駆励軸 5 1 aがバルブ軸 4 3にカップリング 4 7を介して連結されている。

発電用のオルタネータ 5 0は、メインシャフト 4のプーリ 2 0によりベルトを介して回転駆動され、スタータ 3 1は、エンジン本体の後端部の左側の下部に配設されている。

前記冷却水ポンプ 4 8とオイルポンプ 4 9とは、共通のプーリ 4 8 aに連結され、メインシャフト 4のプーリ 2 0にベルトを介して連動連結されている。冷却水ポンプ 4 8で加圧された冷却水は、エンジン本体の冷却に適用され、オイルポンプ 4 9からの加圧オイルは、エンジン本体内の種々の摺動部の潤滑と冷却とシールに適用される。但し、冷却水ポンプ 4 8とオイルポンプ 4 9とをュニット状に構成して、メインシャフト 4に直接同軸状に装着してもよいし、これらポンプ 4 8， 4 9のうちの 1つだけをメインシャフ卜 4に同蚰状に装着してもよい。各吸気分岐管 3 5には、その内部へ燃料（本実施例の場合、ガソリン）を噴射するインジヱクタ 3 6が設けられ、これらインジヱクタ 3 6へ加圧した燃料を供給する燃料ポンプ（図示略）が設けられ、この燃料ポンプは、メインシャフト 4 のプーリ 2 0によりベルトを介して駆動される。

次に、エンジン本体のうちの第 1気筒 2の構造と第 2気筒 3の構造とは、口一夕 5， 6の位相が異なる以外は、ほぼ同様であるので、第 1気筒 2の構造について、詳細に説明する。

ロータハウジングの構造 . · ·図 4、図 5参照

ロータハウジング 7は、ダクタイル铸鉄又はアルミニウム合金で構成されるが、その他の耐熱性に優れる合金鋼、又は繊維強化セラミック材料で構成することもできる。ロータハウジング 7は、メインシャフト 4 と同心状でメインシャフト 4の籼方向に所定の長さを有する略円筒状をなし、ロータハウジング 7の右側下寄り部には、副室形成部 5 5がー体形成され、ロータハウジング 7の左側上寄り部には、ポート形成部 5 6がー体形成されている。

ロータハウジング 7の内部には、その前端から後端にわたりメインシャフト 4 と同心の円筒状のロータ収容ボア 5 8が形成され、このロータ収容ボア 5 8内には、メインシャフト 4に取付けられたロータ 5が収容されている。

このロータ収容ボア 5 8のボア面 5 8 aとロータ 5の外周面との間に、吸入作動室 6 0と圧縮作動室 6 1 と燃焼作動室 6 3と排気作動室 6 4が後述のように形成される。このボア而 5 8 aは、メツキ、溶射、チル化処理等の表面処理により、低摩擦で耐摩耗性に優れた構造に構成される。

ロータハウジング 7の副室形成部 5 5には、メインシャフト 4の軸心 4 eに対して吸気ポー卜 3 4及び排気ポート 3 7の略反対側において、ロータハウジング 7の全長にわたりボア面 5 8 aに開口状のベーン収容凹部 6 5と、口一夕ハウジング 7の軸方向中央部分に位置してベーン収容凹部 6 5に開閉される副燃焼室 6 2が形成され、この副燃焼室 6 2の前後両端は、ロータハウジング 7の壁部 7 a (図 9参照）で夫々塞がれており、この副燃焼室 6 2は、第 1揺動べ—ン 1 0 1 で開閉され、副室形成部 5 5には、副燃焼室 6 2に臨む 1つの点火ブラグ 5 9が装着されている（図 9参照）。このべーン収容凹部 6 5の下端に連なりボア面 5 8 aに開口した断面略三角形状のガス導出案内部 6 6力ロータハウジング 7の全長にわたって形成されている。

ベーン収容凹部 6 5の下面部分は、第 1揺動べーン 1 0 1の揺動中心 1 0 1 a を中心とする部分円筒面 6 5 aに形成されている。尚、ガス導出用案内部 6 6は、第 1揺動べーン 1 0 1の形状と関連づけて、より小型に形成してもよい。ロータハウジング ₇には、ベーン収容凹部 6 5の上端側に、第 1摇動べーン 1 0 1の軸状部 1 0 3を嵌める為に、ベーン収容凹部 6 5と副燃焼室 6 2の上端部に連なる軸孔 1 0 8力全長にわたって形成され、ロータハウジング 7には、第 1揺動べーン 1 0 1の 3つの駆動アーム 1 0 5の為の 3つの開口 6 7 (図 1 1参照）が形成され、ロータハウジング 7が上下に分断されないように、 3つの開口 6 7は、スリッ卜状に形成されている。

ロータハウジング 7のポート形成部 5 6には、メインシャフト 4の蚰心に対して副燃焼室 6 2の反対側に開口する排気ポート 3 7と、この排気ポート 3 7の少し上側に位置する吸気ポー卜 3 4とが形成されている。吸気ポート 3 4は、排気ポート 3 7に対して、ロータ 5の回転方向（矢印 5 2の方向）に約 3 5度シフ卜させた位置にある。図 2 0に示すように、吸気ポー卜 3 4と排気ポート 3 7は、ロータハウジング 7の前端部近くから後端部近くにわたる大きな断面積の矩形状の通路に形成されている。ロータハウジング 7が上下に分断されないように、吸気ポート 3 4の前側と後側には、所定の厚さの強度壁 7 bが形成され、同様に、排気ポート 3 7の前側と後側には、所定の厚さの強度壁 7 cが形成されている。ロータハウジング ₇には、排気ポート 3 7と吸気ポート 3 4との間に、吸気ポ一卜 3 4に連なり且つボア而 5 8 aに開口して第 2揺動べ一ン 1 6 1を収容可能なべ一ン収容凹部 6 8力 \ 全長にわたって形成されている。このべーン収容凹部 6 8の下端面は、第 2揺動べ一ン 1 6 1の軸状部 1 6 3が嵌まる部分円筒面に形成され、ベーン収容凹部 6 8の上端面は、軸状部 1 6 3の軸心を中心とする部分円筒面 6 8 aに形成されている。更に、ロータハウジング 7のポート形成部 5 6 には、第 2摇動ベーン 1 6 1の 2つの駆動アーム 1 6 5の為の 2つの開口 6 9であって、吸気ポート 3 4に連なる開□ 6 9が形成されている（図 2 0参照）。ロータハウジング 7の右側の上寄り部には、第 1及び第 2揺動べーン 1 0 1 , 1 6 1を弾性付勢する付勢機構の為のスプリング支持部材 1 4 0を取付ける取付け突部 5 7がー体形成され、この取付け突部 5 7の右端面には、スプリング支持部材 1 4 0の基端部が 8つのボルト 5 7 aで固定されている（図 5参照）。

ロータハウジング 7には、 1 0本の通しボルト 1 6を殆ど隙間なく揷通させる為の 1 0本のボルト孔 5 3力く、メインシャフト 4と平行に形成されるとともに、冷却水を流す為の複数の冷却水通路 5 4 a〜5 4 i力 <、前端から後端まで貫通状に形成されている。そして、冷却水通路 5 4 a〜5 4 iの冷却水をシールする為の内外 2本の環状シール部材 2 7 , 2 8 (図 4参照）が設けられている。

中間ハウジングとサイドハウジングの構造 · · '図 2〜図 4参照

中間ハウジング 9とサイドハウジング 1 0， 1 1は、铸鉄、ダクタイル铸鉄、アルミニウム合金、等の何れかの材料で構成されるが、その他の耐熱性に優れる合金鋼、又は繊維強化セラミック材料で構成することもできる。そして、中間ハゥジング 9とサイドハウジング 1 0， 1 1のうちの少なくともボア 5 8に臨む面は、メツキ、溶射、チル化処理等の表面処理で低摩擦で耐摩耗性に優れる構造に構成されている。

中間ハウジング 9とサイドハウジング 1 0， 1 1 とは、略同様の構造であり、先ず、中間ハウジング 9について説明する。

中間ハウジング 9は、メインシャフト 4の軸方向に所定の厚さで、ロータハウジング 7と略同外形の板状体であり、その内部にはロータハウジング 7の下半部の冷却水通路 5 4 a〜 5 4 gに連なる冷却水通路 7 0と、ロータハウジング 7の上半部の冷却水通路 5 4 h , 5 4 iに連なる冷却水通路 7 1が形成されている。更に、中間ハウジング 9には、メインシャフト 4が揷通する軸孔であって、メ夕ル装着孔 7 2とその両側の端孔 Ί 3と力、らなる軸孔が形成され、メインシャフト 4は、軸受けメタル 1 7に回転自在に支持され、端孔 7 3は、メインシャフト 4よりも大怪に形成される力例えば、後側の端孔 7 3を形成する部分は、軸受けメタル 1 7の装着の為に、分割されたリング状部材で構成してもよ L、。

中間ハウジング 9には、メタル装着孔 7 2の外周側に位置する環状のオイル通路 7 .1が形成され、中問ハウジング 9の前端而には、オイル通路 7 4に連通し、

9 2 第 1気筒 2のロータ 5の後端面のオイル通路 9 1 a〜9 1 dに臨む複数の円弧状のオイル通路 7 5が形成され、中間ハウジング 9の後端面には、オイル通路 7 4 に連通し、第 2気筒 3のロータ 6の前端面のオイル通路 9 1 a〜9 1 dに臨む複数の円弧状のオイル通路 7 6が形成されている。

前後のサイドハウジング 1 0， 1 1には、中間ハウジング 9とほぼ同様に、口一夕ハウジング 7， 8の下半部の冷却水通路 5 4 a〜 5 4 gに連なる冷却水通路 7 7 , 8 2と、ロータハウジング 7， 8の上半部の冷却水通路 5 4 h， 5 4 iに連なる冷却水通路 7 8 , 8 3と、環状のオイル通路 7 9 , 8 4と、複数の円弧状のオイル通路 8 0， 8 5とが夫々形成されている。

口一夕の構造 · · ·図 4、図 5、図 8参照

ロータ 5は、ダクタイル铸鉄又はアルミニウム合金で構成されるが、その他の低摩擦の耐熱性合金鋼又は繊維強化セラミック材料等で構成してもよい。

ロータ 5は、ロータハウジング 7のボア 5 8内に配設され、メインシャフト 4 にキー 8 7を介して相対回転不能に支持され、ロータ 5はメインシャフト 4と一体的に回転可能で、ロータ 5の回転方向は、図 5の矢印 5 2の方向である。ロー夕 5の前後両端面とハウジング 9 , 1 0間には、夫々、 0. 5 mm程度の微小隙間が形成される。

メインシャフト 4の軸心 4 eを中心として、ロータ 5の外周面の最小半径は、ロータハウジング 7のボア 5 8の半径の約 2 Z 3であり、このロータ 5の最小半径を半径とする仮想基本円筒面 5 aを図 5のように設定する。ロータ 5の最小半径面 5 b (仮想基本円筒面 5 aと一致する面）は、周方向に狭い幅の面である。口一夕 5には、仮想基本円筒面 5 aの外側へ大きく突出し、ボア面 5 8 aに達する 1つの突出部 5 じが、ロータ 5の全長にわたって形成され、この突出部 5 c の頂部は、ボア面 5 8 aに微小隙間を空けて近接する周方向に約 1 0〜1 5 m m 程度の幅に形成されている。この突出部 5 cの頂部は、最小半径面 5 bからロータ 5の回転方向へ約 9 0度シフ卜した位置にある。

ロータ 5の外周面には、突出部 5 cの頂部のリーディング側（回転方向進み側 ) の端部から最小半径面 5 bのトレーリング側（回転方向遅れ側）端部まで、口一夕回転方向に向かって小さなほぼ一定の半径減少率でもって半径が減少していくリーディング側湾曲面 5 d (これ力加圧用緩傾斜湾曲面に相当する）が形成されるとともに、突出部 5 cの頂部の卜レーリング側の端部から最小半径面 5 b のリーディング側端部まで、ロータ回転方向と反対方向に向かって大きなほぼ一定の半径減少率でもって半径が減少していくトレーリング側湾曲面 5 e (これが、受圧用急傾斜湾曲面に相当する）が形成されている。つまり、リーディング側湾曲面 5 dは、最小半径面 5 bのトレ一リング側端部から突出部 5 cの頂部のリ一ディング側端部まで、ロータ回転方向と反対方向に向かって小さなほぼ一定の半径増加率でもって半径が増加していく湾曲面に形成されている。

ロータ 5の外周面は、メツキ、溶射、チル化処理等の表面処理で低摩擦で耐摩耗性に優れる構造に構成されている。

ロータ 5は、メインシャフト 4に外嵌される筒状壁部 5 f と、前端壁部 5 gと、後端壁部 5 と、外周壁部 5 i とを一体形成してあり、ロータ 5の中空状の内部にはオイル通路 9 0が形成されている。これら壁部の肉厚等は、ロータ 5を構成する材料の高温での強度と、諸寸法と、燃焼ガス圧とを考慮して設定される。但し、ロータ 5の内部に捕強リブや整流フィンを形成してもよい。筒状壁部 5 f の内周部にはキ一溝 8 7 aが形成され、オイル通路 9 0から小孔（図示略）を介してキー溝 8 7 aに導入されたオイルは、軸受けメタル 1 7とメインシャフト 4 間の摺動部へ供給される。

前記筒状壁部 5 f の外周側において、前端壁部 5 gと後端壁部 5 iには、オイル通路 9 0に連なる 4つのオイル通路孔 9 1 a〜9 1 dが夫々形成されている。ロータ 5には、 1つの頂部メインシール 9 2と、 2つのリング状のサイドシール 9 3と、 2つの頂部サイドシール 9 が装着されている。

ロータ 5の突出部 5 cの頂部には、この頂部の全幅と略同幅の角溝からなるシール装着溝 9 5力く、全長にわたって形成され、このシール装着溝 9 5に、例えばダクタイル铸鉄製の頂部メインシール 9 2が可動に装着されている。

この頂部メィンシール 9 2の外周面には、ボア面 5 8 aと同曲率の部分円筒面状のシール面 9 2 aが形成されている。頂部メインシール 9 2は、溝底側が開口した箱状に形成され、その内部に収容した板バネ 9 6によりボア面 5 8 aの方へ弾性付勢されるとともに、オイル通路 9 0から小孔を介して導入されるオイルでボア面 5 8 aの方へ付勢され、顶部メインシール 9 2のシール面 9 2 aは、ボア面 5 8 aに常時摺接して高圧の燃焼ガスや圧縮混合気が漏れないようにシールする。尚、シール溝 9 5と頂部メインシール 9 2間の隙間（特に、リーディング側の隙間）からリークするオイルにより、シール面 9 2 aとボア面 5 8 a間が確実に潤滑される。そして、オイル保持性能を確保しつつも耐摩耗性を高める為に、頂部メインシール 9 2のシール面 9 2 aは、レーザ一光等で多数の線状に焼入れ処理することでチル化することが望ましい。尚、シール溝 9 5と頂部メインシール 9 2間の隙間からガス圧を導入して、そのガス圧で頂部メィンシール 9 2を外側へ付勢するように構成してもよレ、。

ロータ 5の前端壁部 5 gと後端壁部 5 hには、メインシャフト 4の軸心 4 eから偏心したリング状シール溝 9 7が夫々形成され、各シール溝 9 7には、金属製の耐熱性に優れた分断リング状又はリング状のサイドシール 9 3であって、ガスシール兼オイルシールとしてのサイドシール 9 3が可動に装着され、オイル通路 9 0から複数の小孔（図示略）を介してシール溝 9 7に導入されるオイルとサイドシール 9 3に含まれるスプリング部材により、サイドシール 9 3力、ウジング 9 , 1 0の方へ付勢され、サイドシール 9 3は常時ハウジング 9 , 1 0に摺接している。頂部メインシール 9 2の前後両端には、シール溝 9 8が夫々半径方向に形成され、ロータ 5の前端壁部 5 gと後端壁部 5 hには、シール溝 9 8とシール溝 9 7に連なるシール溝 9 9力く、半径方向向きに形成され、これらシール溝 9 8 , 9 9に、金属製の耐熱性に優れた頂部サイドシール 9 4力夫々可動に装着され、これら頂部サイドシール 9 4は、オイル圧とスプリング部材によりハウジング 9 , 1 0の方へ付勢され、常時ハウジング 9 , 1 0に摺接している。

第 1揺動式べ一ン機構 · · ·図 2、図 3、図 5、図 1 0〜図 1 8参照第 1仕切り手段としての第 1揺動式べーン機構 1 0 0は、ロータ 5と協働して、圧縮作動室 6 1 と燃焼作動室 6 3との間をガス密状に仕切る仕切り手段、及び副燃焼室 6 2を開閉する開閉弁手段として機能するもので、この第 1揺動式べ一ン機構 1 0 0は、第 1揺動べーン 1 0 1 (第 1揺動仕切り部材に相当する）と、この第 1揺動べーン 1 0 1をロータ 5の方へ強力に弾性付勢する第 1付勢機構 1 0 2と、前記べーン収容凹部 6 5とを含むものである。第 1揺動べーン 1 0 1は、チタン合金、ダクタイル铸鉄、等の何れかの材料で構成されるが、その他の耐熱性と強度に傻れる合金綱等で構成してもよい。

第 1揺動べ一ン 1 0 1は、メインシャフト 4と平行な軸状部 1 0 3と、この軸状部 1 0 2からロータ回転方向へ所定長さ延びるベ一ン本体部 1 0 4と、 3つの駆動アーム 1 0 5とを一体的に構成してあり、軸状部 1 0 3の内部には、バルブ軸 4 3を揷通させる為の軸孔 1 0 6が形成され、軸状部 1 0 3の両端部には、筒状枢支軸 1 0 7が形成され、軸状部 1 0 3をロータハウジング 7の軸孔 1 0 8に嵌め、両端の筒状枢支軸 1 0 7をハウジング 9 , 1 0の枢支孔 9 a , 1 0 a (図 3参照）に回転自在に挿入することで、第 1揺動べーン 1 0 1力《ノヽウジング 9 , 1 0に揺動自在に支持されている。尚、蚰孔 1 0 8の外周部の 2つのシール溝には、金厲製のガスシールの為のシール部材 1 0 9が装着されている。

ベーン本体部 1 0 4は、鳥のくちばし状の断面形状の所定厚さの矩形板状の部材で、ベーン本体部 1 0 4は、ロータ 5と軸方向に同長である。ベーン本体部 1 0 4のロータ 5に臨む上側面には、ボア面 5 8 aと同曲率で、図 5に鎖線で示すように副燃焼室 6 2を閉じた状態において、ボア面 5 8 aに滑らかに連続する緩湾曲面 1 1 0 aと、その緩湾曲面 1 1 0 aの先端部に滑らかに連続する大きな曲率の部分円筒而状の摺接用湾曲面 1 1 0 bと、摺接用湾曲而 1 1 0 bの先端に滑らかに連铳し且つ蚰状部 1 0 3の軸心 1 0 1 aを中心とし、ベ一ン収容凹部 6 5 の下部の部分円筒面 6 5 aに隙問無くガス密状態に摺接可能な部分円筒面 1 1 0 cとが形成されている。ベ一ン本体部 1 0 4のロータ 5に臨まない下側面には、部分円筒面 1 1 0 dが形成され、その中央部分は、副燃焼室 6 2のボア 5 8側壁面を構成する。部分円筒面 1 1 0 dの前後両端側部分は、図 5に鎖線で示すように副燃焼室 6 2を閉じた状態において、ベーン収容凹部 6 5の奥側壁面の前後両侧部分にガス密状に当接する当接面を構成している。尚、軸孔 1 0 8と蚰状部 1 0 3は、図 5に示すようにボア面 5 8 aにほぼ外接する位置に設けられている。前記部分円筒面 1 1 0 c， 6 5 aが摩耗した場合にも、ガス密性を一屑完全にする桢成として、後述の変更態様に記載した何れかを採用することが望ましい。ベーン本体部 1 0 4の上側而を形成する部分は、微細な多孔状の連通した間隙を有し且つ自己潤滑性に侵れる焼結金厲 ^の潤滑部材 1 1 1で構成され、この滑部材 1 1 1は、その複数のァリ溝嵌合部 1 1 1 aをァリ溝 1 1 2に夫々嵌合させることにより固定されている。尚、この潤滑部材 1 1 1は、耐熱性の無機接着剤による接着を併用して固定してもよい。

ベーン本体部 1 0 4と反対仰 1において、軸状部 1 0 3には、 3つの駆動アーム 1 0 5が一体形成され、これら駆動アーム 1 0 5の外端部には、ピン孑 L l 0 5 a を有するピン結合部 1 0 5 1)カ\ 夫々形成され、これら駆動アーム 1 0 5は、口 —夕ハウジング 7の 3つの開口 6 7に夫々挿入され、 3つのピン結合部 1 0 5 b がロータハウジング ₇の外面外へ突出した状態になっている。第 1揺動べ一ン 1 0 1をロータ 5の方へ弾性付勢する第 1付勢機構 1 0 2は、ロータハウジング 7に固定されたスプリング支持部材 1 4 0と、そのスプリング支持部材 1 4 0と 3つの駆動アーム 1 0 5とを迹結し且つ第 1揺動べ一ン 1 0 1 を図 5においてロータ 5の方へ、つまり時計回り方向へ強力に弾性付勢する 3つのスプリングュニット 1 4 1 とを含んでいる。

図 1 8に示すように、スプリング支持部材 1 4 0は、例えば、アルミニウム合金製で、その先端部の下面には 3つの駆動アーム 1 0 5に対応する 3つのピン結合部 1 4 2が一体形成され、各ピン結合部 1 4 2にはピン孔が形成されている。スプリングュニット 1 4 1は、例えば、図 1 Ίに示すように、プリング 1 4 3 を有し、このスプリング 1 4 3の両端部はスプリング線材が密に並んだネジ状部 1 4 3 aに構成されている。両端のネジ状部 1 4 3 aには、ネジ部材 1 4 4が夫々内嵌螺合されて接着固定され、その両端のネジ状部 1 4 3 aには、ピン孔を有する連結体 1 4 6， 1 4 7のキャップ部 1 4 6 a , 1 4 7 aが外嵌螺合されて接着固定されている。

3つのスプリングュ二ット 1 4 1の連結部材 1 4 6のピン結合部 1 4 6 b力く、駆動ァーム 1 0 5のピン結合部 1 0 5 bに、夫々、ピン 1 4 6 cを介してピン結合され、これらスプリングュニッ卜 1 4 1の迹結部材 1 4 7のピン結合部 1 4 7 bは、スプリング支持部材 1 4 0の 3つのピン桔合部 1 4 2に、夫々、ピン 1 4 7 cを介してピン結合され、 3つのスプリングュニッ卜 1 4 1は、常時引張り状態となるように配設される。

図 5に示すように、第 1揺動べーン 1 0 1の反時計回り方向への揺動角が小さく、圧縮作動室 6 1内のガス圧が低いうちは、 3つのスプリングュニット 1 4 1 の付勢力は弱く、第 1揺動べ一ン 1 0 1の揺動角が増す程、スプリングュニット 1 4 1の弾性変形量が増し且つ駆動アーム 1 0 5の有効レバ一長が増すため、付勢力は強化される。この第 1付勢機構 1 0 2は、スプリング線材の太さ、径、巻き数、長さ、パネ定数等を適切に設定することにより、圧縮作動室 6 1のガス圧に抗して、第 1揺動べ一ン 1 0 1をロータ 5の方へ付勢し、第 1揺動べーン 1 0 1の摺接用湾曲面 1 1 0 cをロータ 5に摺接させた状態を維持するように構成してある。第 1揺動べーン 1 0 1は、常時ロータ 5の外周面に摺接し、第 1揺動べ —ン 1 0 1は、回転するロータ 5により筒状枢支軸 1 0 7を揺動中心として揺動駆動される。

前記第 1付勢機構 1 0 2の付勢力に関して、図 2 6に示すように、後述する口一タリバルブ 1 2 が開弁するまでは、第 1付勢機楛 1 0 2は、少なくとも、圧縮作動室 6 1のガス圧に杭して、第 1揺動べーン 1 0 1をロータ 5の方へ付勢する必要がある力く、ロータリバルブ 1 2 4が開弁し、第 1揺動べーン 1 0 1により副燃焼室 6 2が閉じられて副燃焼室 6 2に混合気が流入した以降には、副燃焼室 6 2内のガス圧が、第 1揺動べ一ン 1 0 1の内面の大きな受圧面に作用する。更に、副燃焼室 6 2内の混合気に点火後燃焼ガス圧が発生すると、その高圧の燃焼ガス圧が、第 1揺動べーン 1 0 1の内面に強力に作用する。従って、第 1付勢機構 1 0 2の付勢力は、以上のことを考慮して設定される。

第 1揺動べ一ン 1 0 1のその他細部の構造に関して、第 1ベーン 1 0 1のべ一ン本体部 1 0 4の前後両端而には、正面視にて大きなシール溝 1 1 4 a , 1 1 bとそれらに連なるオイル通路 1 1 5 a , 1 1 5 bが形成され、ベーン本体部 1 0 4の内部には、これらオイル通路 1 1 5 a , 1 1 5 bに連通したオイル通路 1 1 6が形成されている。各シール溝 1 1 4 a , 1 1 4 bには、金属製の板状のシ —ル部材 1 1 7 a , 1 1 7 bが可励に装着されている。また、潤滑部材 1 1 1にオイルを供給してベーン本体部 1 0 4の上側面に浸透させる為に、オイル通路 1 1 6から潤滑部材 1 1 1の下面に通じる例えば 1 2〜1 8本の小径オイル通路 1 1 8 aが形成されている。

前記軸状部 1 0 3の軸孔 1 0 6に揷通されたバルブ軸 4 3のうち、ハウジング 9 , 1 0内の部分と、軸状部 1 0 3の前後両端部に対応する部分は、軸孔 1 0 6 の内径よりも小径に形成してあり、また、バルブ軸 4 3のその他の部分は、軸孔 1 0 6に殆ど隙間なく嵌まる太さに形成されている。

後述のように、前側の筒状枢支軸 1 0 7の内部の環状オイル通路 1 1 9 aへ導入されたオイルは、オイル通路 1 1 5 a、オイル通路 1 1 6、オイル通路 1 1 5 b、後側の筒状枢支軸 1 0 7の内部の環状オイル通路 1 1 9 bの順に流れ、シール部材 1 1 7 a， 1 1 7 bは、オイル通路 1 1 6 a , 1 1 6 bより導入されるォィルによりハウジング 9 , 1 0の方へ付勢され、また、複数のオイル溝 1 1 8 a に導入されたオイルが、ベーン本体部 1 0 4の上側面に滲み出して、第 1揺動べ —ン 1 0 1とロータ 5との摺接部、第 1摇動べーン 1 0 1 とべーン収容凹部 6 5 と部分円筒面 6 5 aとの摺接部が確実に潤滑される。こうして、第 1揺動べーン 1 0 1は、オイルで冷却され潤滑される。

圧縮ガス導入路とロ一タリバルブ · · ·図 5、図 1 0、図 1 2〜図 1 6参照圧縮ガス導入路 1 2 0は、回転するロータ 5により圧縮作動室 6 1内に圧縮された混合気を、副燃焼室 6 2へ導入する為のものであり、また、口一タリバルブ 1 2 4は、圧縮作動室 6 1の圧縮工程の途中の時期に、圧縮ガス導入路 1 2 0を開くとともに、圧縮上死点直前の時期に、圧縮ガス導入路 1 2 0を閉じる為のものである。

第 1揺動べ一ン 1 0 1の軸状部 1 0 3とべ一ン本体部 1 0 4には、緩湾曲面 1 1 0 aの軸方向中央部分から軸孔 1 0 6内へ通じる第 1導入路 1 2 1が形成され、また、軸状部 1 0 3には、第 1導入路 1 2 1に対応する軸方向位置において、軸孔 1 0 6を副燃焼室 6 2に速通させる第 2導入路 1 2 3が形成され、バルブ軸 4 3には、第 1及び第 2導入路 1 2 1， 1 2 3に対応する位置において、半円断面状に切欠いた切欠通路 1 2 2が形成されている。尚、緩湾曲面 1 1 0 aには、第 1導入路 1 2 1に通じた浅い 1対の導入溝 1 2 1 aが形成されている。

図 1 2、図 1 4に示すように、圧縮ガス導入路 1 2 0は、第 1及び第 2導入路 1 2 1 , 1 2 3と切欠通路 1 2 2とで構成され、この圧縮ガス導入路 1 2 0は、圧縮ガスを副燃焼室 6 2へ導入するのに必要な開口断面積となるように形成される。但し、必要に応じて、圧縮ガス導入路 1 2 0の籼方向の幅を拡大することも

2 D 可能であり、第 1及び第 2導入路 1 2 1 , 1 2 3と切欠通路 1 2 2を、軸方向に複数に分断状に形成してもよい。

ロータリバルブ 1 2 4は、バルブ駆動機構 4 2により回転駆動されるバルブ軸 4 3のうちの、切欠通路 1 2 2とこれに対応する半円断面状の閉弁用軸部 1 2 5 を有する部分で構成され、図 1 4に示すように、切欠通路 1 2 2をべーン本体 1 0 4側に向けると、第 1導入通路 1 2 1 と第 2導入通路 1 2 3とが切欠通路 1 2 2を介して迹通し、口一タリバルブ 1 2 4が閲弁状態となる。半円断面状の閉弁用軸部 1 2 5をべーン本体 1 0 4側に向けると、第 1導入通路 1 2 1 と第 2導入通路 1 2 3とが閉弁用軸部 1 2 5で遮断され、ロータリバルブ 1 2 4が閉弁状態となる。尚、ロータ 5と、バルブ軸 4 3とは、同方向へ同速度で回転するため、ロータリバルブ 1 2 4の作動状態は、ロータ 5の回転位相（つまり、バルブ軸 4 3の回転位相）と、第 1揺動べーン 1 0 1の揺動位相とに依存するが、これについては、図 2 6〜図 3 5により後述する。

尚、口一タリバルブ 1 2 4を閉弁した状態において、副燃焼室 6 2の燃焼ガス圧が、閉弁用軸部 1 2 5に作用するので、バルブ軸 4 3は、例えば、クロム 'モリブデン鋼のような強度と耐熱性に優れる合金鋼で構成することが望ましい。図 1 2、図 1 3に示すように、燃焼ガス圧がオイル通路 1 1 9 a , 1 1 9 へリークするのを防止する為に、圧縮ガス導入路 1 2 0の前後両仰 Jにおいて、バノレブ軸 4 3の外周の環状シール溝には金属製のリング状シール部材 1 2 6が装着されている。尚、第 1揺動べーン 1 0 1の軸状部 1 0 3をより大径化し、バルブ軸 4 3をより大径化し、圧縮ガス導入路 1 2 0の通路面積をー愿大きく構成することも十分に可能である。

第 2揺動式べ一ン機構 · · · ·図 5、図 1 9〜図 2 4参照

第 2仕切り手段としての第 2揺動式べ一ン機構 1 6 0は、ロータ 5と協働して、排気作動室 6 4と吸入作勁室 6 0との間をガス密状に仕切る仕切り手段、及び吸気ボート 3 4を開閉する開閉弁手段として機能するもので、この第 2揺動式べ —ン機構 1 6 0は、第 2揺動べーン 1 6 1 (これ力第 2揺動仕切り部材に相当する）と、その第 2揺動べ一ン 1 6 1をロータ 5の方へ弾性付勢する第 2付勢機 l 6 2と、前記べーン収容凹部 6 8とを含むものである。第 2揺動べ一ン 1 6 1は、第 1揺動べーン 1 0 1 と同様の材料で構成され、この第 2揺動べ一ン 1 6 1は、メインシャフト 4と平行な軸状部 1 6 3と、その軸状部 1 6 3からロータ回転方向へ所定長さ延びるベーン本体部 1 6 4と、 2つの駆動アーム 1 6 5とを一体的に構成してある。軸状部 1 6 3の両端部には、筒状枢支軸 1 6 6が夫々形成され、軸状部 1 6 3の両端部分の内部には、端部に開口した大径のオイル通路 1 6 7 a , 1 6 7 bが形成され、軸状部 1 6 3の長さ方向中央部分の内部には、小径のオイル通路 1 6 8が形成されている。

軸状部 1 6 3をロータハウジング 7のべ一ン収容凹部 6 8の下端の部分円筒面に嵌め、両端の筒状枢支蚰 1 6 6をハウジング 9， 1 0の枢支孔 9 b， 1 0 b ( 図 3参照）に回転自在に挿入して、第 2揺動べ一ン 1 6 1がハウジング 9， 1 0 に揺動自在に支持されている。

ベーン本体部 1 6 4は、図示のような断面形状の所定厚さの矩形板状に形成され、ベーン本体部 1 6 4は、ロータ 5と蚰方向に同長である。ベーン本休部 1 6 4のロータ 5に臨む下側面には、ボア面 5 8 aと同曲率で、図 5に鎖線で示す状態において、ボア面 5 8 aと滑らかに連続する緩湾曲面 1 6 9 aと、この緩湾曲面 1 6 9 aの先端部に滑らかに連続する大きな曲率の部分円筒面状の摺接用湾曲而 1 6 9 bと、摺接用湾曲面 1 6 9 bの先端に滑らかに連続し且つ軸状部 1 6 3 の軸心 1 6 1 aを中心とし、ベーン収容凹部 6 8の上端の部分円筒面 6 8 aに殆ど隙間無く摺接可能な部分円筒面 1 6 9 cとが形成されている。ベーン本体部 1 6 1のロータ 5に臨まない上側面 1 6 9 dは、平面状に形成されている。尚、前記軸状部 1 6 3と枢支孔 9 b , 1 0 bは、図 5に示すように、ボア面 5 8 aにほぼ外接する位置に設けられている。

ベーン本体部 1 6 4の下側面を形成する部分は、微細な多孔状の連通した間隙を有し且つ自己潤滑性に優れる焼結金属製の澗滑部材 1 Ί 0で構成され、この潤滑部材 1 7 0は、その複数のァリ溝嵌合部 1 7 0 aをァリ溝 1 7 1に夫々嵌合させることにより固定されている。尚、この潤滑部材 1 7 0は、耐熱性の無機接着剤による接着を併用して固定してもよい。

ベ一ン本体部 1 6 と反対側において、軸状部 1 6 3には、 2つの駆動アーム 1 6 5が一体形成され、これら駆動アーム 1 6 5の外端部には、ピン孔を有するピン結合部 1 6 5 a力く、夫々形成され、これら駆動アーム 1 6 5は、ロータハウジング 7の 2つの開口 6 9に夫々揷入され、各開口 6 9と吸気ポート 3 4との連通を遮断する為に、各開口 6 9のうちの駆動アーム 1 6 5の作動空間以外の部分には、ワイヤ挿通孔 1 7 7 aを有する金属製又は非金属製の耐熱性の嵌合部材 1 7 7が嵌合されている。

第 2揺動べ一ン 1 6 1をロータ 5の方へ弾性付勢する第 2付勢機構 1 6 2は、スプリング支持部材 1 4 0と、 2つの駆動アーム 1 6 5に夫々連結された 2つのワイヤ体 1 7 5と、スプリング支持部材 1 4 0と 2つのワイヤ体 1 7 5とを連結し且つ第 2揺動べーン 1 6 1を図 5においてロータ 5の方へ、つまり時計回り方向へ強力に付勢する 2つのスプリングュニッ卜 1 7 6とを含んでいる。

スプリング支持部材 1 4 0の途中部の上面には、 2つの駆動アーム 1 6 5に対応するように 2つのピン結合部 1 4 0 aがー体形成されている。尚、各ピン結合部 1 4 0 aには、ピン孔が形成されている（図 I 8参照）。

ワイヤ体 1 7 5は、約 3〜4咖の太さの金厲製のワイヤ 1 7 5 aの両端部に、ピン孔を有するピン結合部 1 Ί 5 bを夫々固定したもので、各ワイヤ体 1 7 5の左端のピン結合部 1 7 5 bが駆動アーム 1 6 5のピン結合部 1 6 5 aにピンを介して連結され、このワイヤ 1 7 5 aは、開口 6 8に嵌合された嵌合部材 1 Ί 7のワイヤ孔 1 7 7 aと、吸気ボート 3 4と、ボー卜形成部 5 6のワイヤ孔 1 7 8とを挿通してロータハウジング 7の上面へ延ばされている。尚、ワイヤ孔 1 7 8からの混合気のリーク防止の為、ワイヤ孔 1 7 8に〇リング等のシール部材を装着してもよいし、ロータハウジング 7の外面に、例えばラバ一製のシール部材 1 Ί 9を取付けてもよい。

スプリングュニット 1 7 6は、第 1揺動式べ一ン機構 1 0 0のスプリングュ二ット 1 4 1と同様の構成であるが、スプリング特性は異なっている。各スプリングュニット 1 7 6の左端側の速結部材 1 8 0のピン結合部が、ワイヤ体 1 7 5の右端のピン結合部 1 7 5 bにピンを介してピン桔合され、右端側の連結部材 1 8 1のピン結合部は、スプリング支持部材 1 4 0のピン結合部 1 4 0 aにピンを介してピン結合され、 2つのスプリングュニット 1 7 6は、常時引張り状態となるように配設される。第 2揺動べ一ン 1 6 1力〈、図 5において反時計回り方向へ揺動する程、 2つのスプリングユニット 1 7 6の付勢力は強くなる。この第 2付勢機構 1 6 2は、スプリング線材の太さ、径、巻き数、長さ、パネ定数等を適切に設定することにより、排気作動室 6 4内のガス圧に杭して、第 2摇動べ一ン 1 6 1をロータ 5の方へ付勢し、第 2揺動べーン 1 6 1の摺接用湾曲面 1 7 ひをロータ 5にガス密状に摺接させた状態を維持するように構成してある。第 2揺動べーン 1 6 1が常時口一夕 5の外周面に摺接し、第 2揺動べーン 1 6 1は、回転するロータ 5により、筒状枢支軸 1 6 6を揺動中心として揺動駆動される。

前記第 2付勢機構 1 6 2に関して、第 2揺動べ一ン 1 6 1に排気作動室 6 4内のガス圧が作用し始めるのは、図 2 6に示すように、ロータ 5の突出部 5 cの頂部が、第 2揺動べーン 1 6 1を通過した時点であるが、排気ポート 3 7の通路断面積は十分に大きく形成してある関係上、図 2 6の状態において、排気作動室 6 4内のガス圧はそれ程高くないし、後述のように、排気行程の期問は十分に長く、排気抵抗は非常に小さいため、第 2付勢機構 1 6 2の付勢力は、第 1付勢機構 1 0 2の付勢力と比較して格段に小さく設定される。

第 2揺動べ一ン 1 6 1のその他細部の構造に関して、ベーン本体部 1 6 4の前後両端部には、端面に開口した正面視にて大きなシール溝 1 8 4 a , 1 8 4 bと、このシール溝 1 8 4 a， 1 8 4 bに夫々連なるオイル通路 1 8 5 a , 1 8 5 b とが夫々形成され、ベ一ン本体部 1 6 4の内部には、オイル通路 1 8 6が形成されており、後述のようにサイドハウジング 1 0の枢支孔 1 0 bに導入されたオイルの大部分は、オイル通路 1 6 7 a、オイル通路 1 8 5 a、オイル通路 1 8 6、オイル通路 1 8 5 b、オイル通路 1 6 7 bの順に流れ、オイルの一部は、オイル通路】 6 7 a、オイル通路 1 6 8、オイル通路 1 6 7 bの順に流れる。こうして、第 2揺動べーン 1 6 1はオイルより確実に冷却される。これらシール溝 1 8 4 a , 1 8 4 bには、夫々、金属製の板状のシール部材 1 8 7 a , 1 8 7 bが可動に装着され、シール部材 1 8 7 a , 1 8 7 bは、オイルによりハウジング 1 0 , 9の方へ付勢され、シール部材 1 8 7 a , 1 8 7 bとハウジング 9 , 1 0間は、シール溝 1 8 4 a , 1 8 4 bからリークするオイルで潤滑される。前記潤滑部材 1 7 0にオイルを供給してベーン本体部 1 6 4の下側面に浸透させる為に、オイル通路 1 8 6から潤滑部材 1 7 0の下而に通じる約 1 2〜 1 8本の小径オイル通路 1 8 6 aが形成されている。

次に、エンジン本体内のオイル系統などについて補足的に説明する。

図 2、図 3に示すように、バルブ軸 4 3の前端侧部分において、バルブ軸 4 3 の鍔部 4 3 aとサイドハウジング 1 0間にはスラストべァリング 1 4 9が装着され、サイドハウジング 1 0の枢支孔 1 0 aには、バノレブ軸 4 3に外嵌したブッシュ 1 5 0が嵌合され、鍔部 4 3 aとスラストベアリング 1 4 9には、環状部材 1 5 1が外嵌されている。

バルブ軸 4 3の後端側部分に関して、バルブ蚰 4 3に外嵌したブッシュ 1 5 2 がサイドハウジング 1 1の枢支孔 1 1 aに嵌合され、サイドハウジング 1 1の外側において、バルブ軸 4 3には、スラストベアリング 1 5 3と、皿バネ 1 5 4とが外嵌され、バルブ軸 4 3の後端のネジ部 4 3 bに螺合させたナツ卜部材 1 5 5 は、皿バネ 1 5 4が弾性変形した状態まで締結され、こうして、バルブ軸 4 3が所定の位置を保持して、回転できるように装着されている。また、スラストベアリング 1 5 3には、環状部材 1 5 6が外嵌されている。

前側のサイドハウジング 1 0に関して、図 3、図 4、図 6に示すように、サイドハウジング 1 0内には、環状オイル通路 7 9と、環状オイル通路 7 9を入口ポ —ト 1 9 1に迹通させるオイル通路 1 9 2と、環状オイル通路 7 9を枢支孔 1 0 aのオイル通路 1 9 4に速通させるオイル通路 1 9 5とが形成されている。後側のサイドハウジング 1 1に閱して、図 2、図 4、図 7に示すように、環状オイル通路 8 と、環状オイル通路 8 4を出口ポート 1 9 6に連通させるオイル通路 1 9 7と、環状オイル通路 8 4を枢支孔 1 1 aのオイル通路 1 9 8連通させるオイル通路 1 9 9とが形成されている。尚、枢支孔 1 0 bの前端部には、ブラグ部材 1 0 cが蝶着され、また、枢支孔 1 1 bの後端部には、プラグ部材 1 1 c が螺着されている。

オイルポンプ 4 9からオイル供給管 1 9 0を介して入口ポート 1 9 1に導入された加圧されたオイルの大部分は、環状オイル通路 7 9、第 1気筒 2の口一夕 5 内のオイル通路 9 0、中間ハウジング 9内の環状オイル通路 7 4、第 2気筒 3のロー夕 5内のオイル通路 9 0、サイドハウジング 1 1内の環状オイル通路 8 4、出口ポート 1 9 6、オイル戻り管 2 0 0の順に流れる。

入口ポート 1 9 1に導入されたオイルの一部は、環状オイル通路 7 9、オイル通路 1 9 5、オイル通路 1 9 4、第 1気筒 2の第 1揺動べ一ン 1 0 1内の複数のオイル通路、中間ハウジング 9の枢支孔 9 a、第 2気筒 3の第 1揺動べ一ン 1 0 1内の複数のオイル通路、枢支孔 1 1 aのオイル通路 1 9 8、サイドハウジング 1 1内のオイル通路 1 9 9 , 8 4， 1 9 7、出口ポート 1 9 6の順に流れる。入口ポート 1 9 1に導入されたオイルの一部は、サイドハウジング 1 0の枢支孔 1 0 b、第 1気筒 2の第 2揺動べ一ン 1 6 1内の複数のオイル通路、中間ハウジング 9の枢支孔 9 b、第 2気筒 3の第 2揺動べーン 1 6 1内の複数のオイル通路、枢支孔 1 1 b、サイドハウジング 1 1の出口ポート 1 9 6の順に流れる。次に、エンジン本体内の冷却水系統について柿足的に説明する。

図 6に示すように、前側のサイドハウジング 1 0内には、冷却水ポンプ 4 8から延びた冷却水供袷ホース 2 0 5が接铳された入口ポート 2 0 5 a、この入ロボ一卜 2 0 5 aに連通し且つエンジン本体の下半部の冷却水通路 5 4 a〜5 4 gに連通した冷却水通路 7 7、ラジェ一夕へ延びる冷却水排出ホース 2 0 6が接続された出口ポート 2 0 6 a、この出口ポート 2 0 6 aに連通し且つエンジン本体の上半部の冷却水通路 5 4 h , 5 4 iに連通した冷却水通路 7 8等が形成されている。図 7に示すように、後側のサイドハウジング 1 1内には、エンジン本体の下半部の冷却水通路 5 4 a〜5 4 gに連通した冷却水通路 8 2、エンジン本体の上半部の冷却水通路 5 4 h , 5 4 iに連通した冷却水通路 8 3、冷却水通路 8 2 , 8 3の両端部を接铳する冷却水通路 2 0 8 , 2 0 9等が形成されている。

エンジン本体の副燃焼室 6 2と燃焼作動室 6 3側の熱負荷が高く、吸入作動室 6 0と圧縮作動室 6 1側の熱負荷が低いので、冷却水ポンプ 4 8から冷却水供袷ホース 2 0 5を介して前側のサイドハウジング 1 0内に導入される冷却水は、ェンジン本体の下半部の冷却水通路 5 4 a〜 5 4 gを通つて後方へ流れて、後側のサイドハウジング 1 1内に達し、その後ェンジン本体の上半部の冷却水通路 5 4 h， 5 4 iを通って前方へ流れて、前側のサイドハウジング 1 0に達し、冷却水排出ホース 2 0 6を介してラジェ一夕へ戻るように構成してある。

次に、以上説明したエンジン 1の作動について、エンジン 1の作動中を例をとして、図 2 6〜図 3 5を参照、しつつ説明する。

圧縮上死点について説明しておくと、ロータ 5の突出部 5 cの頂部が第 1揺動ベーン 1 0 1の緩湾曲面 1 1 0 aに達すると、第 1摇動ベーン 1 0 1が副燃焼室 6 2の方へ最大限揺動して圧縮上死点状態となり、その後突出部 5 cの頂部が緩湾曲面 1 1 0 aから外れるまで、圧縮上死点状態に保持される。ここで、図 2 6 〜図 3 5付記した角度は、図 3 0に示す圧縮上死点状態の最終時点のときの口一夕 5の回転位相を 0度とした場合のロータ 5の回転位相である。

図 2 6に示すように、ロータ 5の外周面とボア面 5 8 a問には、ロータ 5の突出部 5 cと、第 1揺動式べ一ン機構 1 0 0と、第 2揺動式べ一ン機構 1 6 0とで仕切られ、ロータ 5の回転に応じて容積変化する 3つの作動室が形成される。圧縮作動室 6 1 と排気作動室 6 問は第 1揺勁べーン 1 0 1で遮断され、排気作動室 6 4と吸入作動室 6 0問は、第 2揺動べーン 1 6 1で遮断されている。図 2 6の状態（ロータの回転位相 2 3 4度）において、ロータ 5の突出部 5 c が第 2揺動べ一ン 1 6 1を通過して吸気ポート 3 4を開き始め、吸気ポート 3 4 から吸入作動室 6 0へ混合気が吸入され始める。口—タリバルブ 1 2 4が閉弁している状態では、縮小中の圧縮作動室 6 1内の混合気は、その内部に加圧される。このエンジン 1の圧縮比は、例えば 8〜1 0であるが、図 2 6では、圧縮作動室 6 1内の混合気のガス圧は、圧縮比の約 6 0 %まで圧縮された状態にあり、ロータリバルブ 1 2 4は、ほぼこの時点から開弁を閒始する。ロータリバルブ 1 2 4が開弁開始する直前に、第 1揺動べ一ン 1 0 1が副燃焼室 6 2を閉じ始めるので、副燃焼室 6 2に充城される混合気がその内部に確実に保持される。そして、ロータリバルブ 1 2 4の開弁後には、第 1揺動べーン 1 0 1の内面には、副燃焼室 6 2の圧縮混合気のガス圧が作用する。尚、排気作動室 6 4内には、前回のサイクルにおける燃焼ガスが残存していて、目下排気中である _c

この段階では、第 1揺動べーン 1 0 1に作用する弹性付勢力により、第 1揺動ベーン 1 0 1からロータ 5に作用する押圧力 Fは、メインシャフト 4の中心 4 e の近くに向かって作用するから、その押圧力 Fによる逆転トルクは、非常に小さい。一方、第 2揺動べーン 1 6 1からロータ 5に作用する押圧力 f は、メインシャフト 4の中心 4 eに対して大きなレバーで作用するため、その押圧力 f で口一

3 G 夕 5が回転方向へ付勢される。

図 2 7の状態（ロータの回転位相 2 8 4度）において、第 2揺動べ一ン 1 6 1 が吸気ポート 3 4を最大限開き、拡大中の吸入作動室 6 0へは混合気が円滑に吸入されつつある。縮小中の圧縮作動室 6 1内の混合気は、圧縮比の約 8 0〜9 0 %まで圧縮され、ロータリバルブ 1 2 4が大きく開弁して、圧縮混合気が副燃焼室 6 2へ急速に充塡される。混合気の圧縮の進行に応じて、第 1摇動ベーン 1 0 1の部分円筒面 1 1 0 cと部分円筒面 6 5 aとのラップ量が大きくなつていくため、副燃焼室 6 2からの混合気のリークが確実に防止される。副燃焼室 6 2内の混合気圧が第 1揺動べーン 1 0 1の内面に作用し、また、第 1摇動べーン 1 0 1 が副燃焼室 6 2の方へ揺動するのに応じて、第 1付勢機構 1 0 2の付勢力が増大するため、第 1揺動べーン 1 0 1がロータ 5から離れることはない。一方、縮小中の排気作動室 6 4内の燃焼ガスは、大きな排気ポート 3 7から円滑に排気されている。

図 2 8の状態（ロータの回転位相 3 3 0度）において、ロータ 5の突出部 5 c が、第 1揺動べーン 1 0 1の緩湾曲面 1 1 0 aに当接し、圧縮作動室 6 1の容積は最小（ほぼ零）になる。但し、緩湾曲面 1 1 0 aの曲率をボア面 5 8 aの曲率と等しく設定した場合には、前記最小容積は、ある小さな値になる力緩湾曲面 1 1 0 aの湾曲形状と、リーディング側面 5 dの頂部の湾曲形状とを等しく設定すれば、その最小容積は、ほぼ零になる。

圧縮作動室 6 1で圧縮された混合気は、ほぼ全量、ガス導入路 1 2 0と副燃焼室 6 2とに充塡され、この時期に、口一タリバルブ 1 2 4が閉弁し、第 1揺動べーン 1 0 1は、副燃焼室 6 2側へ大きく後退し、部分円筒面 1 1 0 c , 6 5 aのラップ量は一層大きくなり、ガス密に遮断するシール機能が確保される。

前記ロータリバルブ 1 2 4の閉弁の直後に、点火ブラグ 5 9から副燃焼室 6 2 内の混合気に点火される。即ち、点火プラグ 5 9による点火から混合気の着火までの着火遅れ時間に鑑み、通常の往復動エンジンと同様に、極力早期に点火することが望ましい。

尚、ガス導入路 1 2 0の第 1導入路 1 2 1 と切欠通路 1 2 2内の圧縮混合気は、その後、吸入作動室 6 0へ逆流することになるが、これらの圧縮混合気の量は全体の約 1 5 %程度である。それ故、吸入作動室 6 0の容積を、目標最大吸入容積よりも約 1 5 %程度大きく形成する必要があるが、このエンジン 1は、既存のエンジンに比べて著しく小型化可能なものであるから、あまり問題にならな、。図 2 9の状態（ロータの回転位相 3 3 8度）において、ロータリバルブ 1 2 4 の閉じ量は更に大きくなり、第 1揺動べーン 1 0 1は、副燃焼室 6 2側へ更に摇動し、副燃焼室 6 2内の混合気は更に圧縮される。

ロータ 5の突出部 5 cの頂部が緩湾曲面 1 1 0 aに達した時点から、図 3 0の圧縮上死点の最終時点（ロータの回転位相 0度）までの圧縮上死点状態において、ロータリバルブ 1 2 4の閉じ量は最大になり、第 1揺動べーン 1 0 1は、副燃焼室 6 2側へ最大限揺動し、副燃焼室 6 2の容積が最小となり、副燃焼室 6 2内の圧縮混合気が、図 2 8の状態の圧縮比の約 1 . 2倍程度まで、最大限圧縮された状態となり、この混合気の着火が全域に進行する。

その後、図 3 1の状態（ロータの回転位相 3 2度）になるまでに、副燃焼室 6 2内の混合気の着火が完全に進行し、副燃焼室 6 2内の燃焼ガス圧が急速に上昇して、最大燃焼ガス圧程度まで上昇し、その燃焼ガスが第 1揺動べーン 1 0 1に作用する。尚、吸入作動室 6 0、ガス導入路 1 2 0の第 1導入路 1 2 1 と切欠通路 1 2 2と第 2導入路 1 2 3、圧縮上死点における副燃焼室 6 2、の各容稂は、所期の圧縮比（ガソリン燃料では、例えば 8〜 1 0 ) が得られるように適切に設定されるものとする。

図 3 1の状態においては、ロータ 5の突出部 5 cが第 1揺動べーン 1 0 1を通過し、第 1揺動べーン 1 0 1は、第 1付勢機構 1 0 2の付勢力と、燃焼ガス圧による押圧力でもって、ロータ 5侧へ強力に付勢され、第 1揺動べ一ン 1 0 1が副燃焼室 (3 2を開き始める。副燃焼室 6 2が開かれても、第 1揺動べーン 1 0 1は、高圧の燃焼ガス圧で強力にロータ 5の方へ付勢されるから、第 1揺動べーン 1 0 1 とロータ 5間は完全にガス遮断状態を維持する。ここで、第 1揺動べーン 1 0 1が副燃焼室 6 2を開放する以前においても、ロータ 5のトレーリング側面 5 eが急傾斜面であるため、第 1揺動べーン 1 0 1からロータ 5の外面に作用する押圧力でもって、ロータ 5を駆動する駆動トルクが発生する。一方、この状態において、吸入作動室 6 0内にはほぼ最大量の混合気が吸入され、また、排気作動室 6 4からの排気は約 7 0〜8 0 %程度以上完了しているものと推定される。図 3 2の状態（ロータの回転位相 9 8度）においては、ロータリバルブ 1 2 4 の閉じ量は大きく、第 1揺動べ一ン 1 0 1が副燃焼室 6 2を大きく開き、燃焼ガスが燃焼作動室 6 3に急速に噴出し、ロータ 5の最小半径面 5 bが、第 1揺動べーン 1 0 1に達しているため、ロータ 5には最大トルクが作用する。

この最大トルクを Tmax 、ロータ 5の最小半径を r、ボア面 5 8の半径を R、ロータ 5の軸方向長さを L、燃焼ガス圧を Pとすると、排気作動室 6 4内の燃焼ガス圧と、吸入作動室 6 0又は圧縮作動室 6 1内の混合気のガス圧を無視した場合、 Tmax = L ( R— r ) x P x ( R + r ) Z 2、となる。

一方、吸入作動室 6 0では、混合気を吸入しながら混合気を圧縮し始めており、排気作動室 6 4では、最後の残燃焼ガスが排出されている。

図 3 3の状態（ロータの回転位相 1 4 4度）においては、燃焼作動室 6 3は拡大中で、ロータ 5には、最大トルク Tmax にほぼ等しいトルクが作用している。また、ロータリバルブ 1 2 4の切欠通路 1 2 2が副燃焼室 6 2に連通するため、切欠通路 1 2 2に充旗されている低圧の混合気が副燃焼室 6 2内に供給され、未燃ガスの燃焼を促進する。一方、口一タリバルブ 1 2 4力ガス導入路 1 2 0を閉じており、第 2揺動べ一ン 1 6 1によって吸気ボート 3 4が閉じられ、圧縮作動室 6 1が縮小していくため、圧縮作動室 6 1内の混合気の圧縮が進行する。排気作動室 6 4は小さく縮小し、燃焼ガスの排気はほぼ完了している。

図 3 4の状態（ロータの回転位相 1 7 4度）においては、燃焼作動室 6 3が最大限拡大し、ロータ 5には最大トルク Tmax に近いトルクが作用する。ロータリバルブ 1 2 4は閉弁状態を保持し、圧縮作動室 6 1内の混合気は徐々に圧縮され、また、排気作動室 6 4は最大限縮小し、排気作動室 6 4内の燃焼ガスは完全に排出されている。尚、第 2揺動べーン 1 6 1の綾湾曲而 1 6 9 aをボア而 5 8 a と同形状に形成する場合には、この緩湾曲而 1 6 9 aとロータ 5のリーディング側面 5 dの頂部との問に僅かの隙間が残るが、この隙問に残る燃焼ガス量は微小量であるため問題にならない。但し、この隙問を排気ポート 3 7に連通させる案内溝を、緩湾曲面 1 6 9 aに形成してもよいし、或いは、緩湾曲面 1 6 9 aとリ一ディング側而 5 dの頂部とを同形状に形成する場合には、隙間がほぼ零となるように形成することができる。

図 3 5の状態（ロータの回転位相 1 9 0度）においては、ロータ 5の突出部 5 cが第 2揺動べーン 1 6 1に差し掛かって、排気ポート 3 7が開口され、これまでの燃焼作動室 6 3が排気作動室 6 4に切り換わり、燃焼ガスの排気が開始される。尚、排気開始後にも、燃焼ガスのガス圧がロータ 5に作用するため、排気開始後、回転位相 1 9 0度から 2 3 4度にかけて、ロータ 5にある程度の駆動トルクが発生する。

以上が、 1つの気筒についての作動であるが、第 1気筒 2のロータ 5と第 2気筒 3のロータ 6は、回転位相が 1 8 0度異なっているから、メインシャフト 4には、 2つのロータ 5， 6から順々に駆動トルクが作用する（図 2 5参照）。尚、図 2 5において、吸気行程はロータ 5のメインシャフト 4の回転角にて約 1 8 0度の期問である力 \ 吸気ポート 3 4は約 2 7 0度の期間にわたって開かれている。

ここで、ロータリバルブ 1 2 4の開期間、副燃焼室 6 2の開放期間について、図 3 6を参照して説明すると、ロータ 5の回転に応じて、第 1導入路 1 2 1は、その移動ゾーン 1 2 1 Zのように移動し、第 2導入路 1 2 3は、その移動ゾーン 1 2 3 Zのように移動し、切欠通路 1 2 2は、その移動ゾーン 1 2 2 Zのように移動するため、ロータリバルブ 1 2 4の開弁期間 Aが決定され、また、ベーン本体部 1 0 4の先端の位置の移動状態から副燃焼室開放期間 Bが決定される。そして、第 1導入路 1 2 1の位置と大きさ、第 2導入路 1 2 3の位置と大きさ、切欠通路 1 2 2の大きさ、等を適宜変更することにより、開弁期間 Aを変更設定でき、また、ガス導出案内部 6 6の大きさ、第 1揺動べーン 1 0 1のべーン本体部 1 0 4の大きさや形状を適宜変更することにより、副燃焼室開放期間 Bを変更設定できる。尚、鎖線で示すエッジ線 6 2 eは、副燃焼室 6 2の上端の縁を示す。次に、このエンジン 1の作用と効果について、説明する。

1 ) 先ず、このエンジン 1では、ロータ 5， 6がストレート状のメインシャフト 4ととともに回転し、口一夕 5， 6とメインシャフト 5とロータ収容ボア 5 8 とが完全に同心構造であり、ロータ 5， 6が偏心運動することがないから、往復運動や偏心運動によるェンジン振動が生じず、既存の往復動ェンジンゃバンゲル型ロータリピストンエンジンよりも、一眉静粛に作励する。

2 ) 各気筒 2 , 3において、メインシャフト 1回転につき 1回点火して 1回爆発するため、この 2気筒エンジン 1は、 4気筒の往復動エンジンに相当することから、エンジン 1を大幅に小型化することができる。

3 ) 吸入作動室 6 0と排気作動室 6 4とは、第 2揺動べ一ン 1 6 1により完全に遮断されるので、燃焼ガスが吸入作動室 6 0へ流人したり、また、吸入作動室 6 0の混合気が排気作動室 6 4へ流出したりすることはない。それ故、副燃焼室

6 2と燃焼作動室 6 3内における燃焼性が向上し、未燃ガスの排出量を著しく低減することができる。

4 ) 吸気ポート 3 4が開いている期間は、メインシャフト 4の回転角度で約 2

7 0度という十分に長い期間であり、また、吸気ポート 3 4の断面積を十分に大きく形成することができる。従って、混合気を吸入作動室 6 0へ吸入する際の吸気抵抗が非常に小さくなる。

5 ) 排気作動室 6 4から燃焼ガスを排気する期間は、メインシャフト 4の回転角度で約 3 4 0度という非常に長い期間であり、また、排気ポー卜 3 7の断面積を十分に大きく形成することができる。従って、排気作動室 6 4の燃焼ガスを排気する際の排気抵抗が非常に小さくなる。

6 ) 出力トルクに関して、前記最大トルクの説明において述べたように、燃焼作動室 6 3の燃焼ガス圧の合力がロータ 5 , 6に作用するレバ一長が、燃焼行程のほぼ全期問にわたって約（R + r ) Z 2という大きな値に維持され、燃焼作動室 6 3の燃焼ガス圧でロータ 5に作用する逆転トルクは、極めて小さいことから、燃焼ガス圧を効率良く出力トルクに変換することができる。

それ故、このエンジン 1の燃料消費率は、既存の往復動エンジンやロータリピストンエンジンに比較しても、著しく改善される。

尚、このエンジン 1において、第 1揺動べーン 1 0 1がロータ 5 , 6のトレーリング側面 5 eに当接している期間は、ロータ 5の受圧面積が小さくなる力 \ この期間においても、第 1揺動べーン 1 0 1からロータ 5， 6に機械的に作用する押圧力（ガス圧による力とスプリング力）で駆動トルクが生じる。また、ある短い期間ではある力第 2揺動べ一ン 1 6 1がロータ 5， 6をスプリング力で回転方向へ付勢する。

7 ) 圧縮作動室 6 1 と燃焼作動室 6 3間を、第 1揺動べ一ン 1 0 1で遮断するように構成し、ベーン本体部 1 0 4をその軸状部 1 0 3からロータ回転方向へ所定長さ延ばし、第 1揺動べーン 1 0 1に燃焼ガス圧を作用させるように構成したため、ロータ 5， 6が高速回転しても、第 1揺動べーン 1 0 1カ^ ジヤンビング現象によりロータ 5 , 6から離れることはない。

それ故、ロータ 5 , 6のトレ一リング側面 5 eの半径減少率を大きくし、ロー夕 5 , 6のトレーリング側面 5 eを、急傾斜状の面に構成でき、その結果、ロー夕 5 , 6の最小半径 rを、ボア面 5 8 aの半径 Rに対して小さくし、半径比 r / Rの値を極力小さくすることができた。これにより、ロータ 5 , 6が燃焼室ガス圧を受圧する受圧面積を大きくして、出力トルクと出力馬力を大きくでき、且つ、燃焼作動室 6 3を半径方向へ極力厚く形成し、燃焼作動室 6 3の冷却表面積を小さくして燃焼性を高め、冷却損失を低減できる。尚、実施例に記載したロータ 5、 6の場合よりも、半径比 r Z Rを小さく設定したり、大きく設定したりすることもできるし、ロータ 5， 6の形状に変更を付加することもできる。

8 ) ロータ 5， 6が約 6 0度回転する間、圧縮混合気を副燃焼室 6 2に高温高圧状態で閉じ込めておくことができるため、副燃焼室 6 2内における着火と、火炎伝揺を著しく促進して、初期燃焼性能を著しく高めることができる。それ故、燃焼作動室 6 3における燃焼性が格段に向上し、未燃混合気が低減し、燃料消費率が低減する可能性がある。

9 ) ロータ 5 , 6のリーデイング側而 5 dの半径増加率を極力小さく設定し、第 1及び第 2揺動べーン 1 0 1 , 1 6 1を夫々の軸状部 1 0 3， 1 6 3からロー夕回転方向へ延ばしたので、第 1及び第 2揺動べ一ン 1 0 1， 1 6 1から口一夕 5， 6に作用する機械的押圧力による逆転トルクは、非常に小さくなる。尤も、その機械的押圧力による摩擦力に起因する抵抗は生じるが、その抵抗は比較的小さく、燃焼ガス圧で発生するトルクの約 1 0 %程度になるものと推定される。前記同心構造故に、ロータ 5 , 6の突出部 5 cの顶部の幅を周方向に十分に大きくでき、その頂部に広幅の頂部メインシール 9 2を装着して圧縮混合気や燃焼ガスを確実に遮断できる。また、ロータ 5 , 6の前後両端面には、リング状のシ一ル部材 9 3及びシール部材 9 を設けたので、圧縮混合気や燃焼室ガスのリ一クを十分に防止できる。

特に、第 1揺動べーン 1 0 1に燃焼ガス圧を作用させる構造であるので、第 1 揺動べーン 1 0 1 とロータ 5 , 6間から燃焼ガスがリークすることはない。 1 0 ) 第 1揺動べ一ン機構 1 0 0の第 1揺動べ一ン 1 0 1が圧縮作動室 6 3と燃焼作動室 6 3間を遮断する仕切り手段として機能するだけでなく、副燃焼室 6 2を開閉する開閉弁手段として機能するため、別途開閉弁手段を設ける場合と比較して、構造が著しく簡単化する。

第 1揺動べ一ン 1 0 1の軸状部 1 0 3をボア面 5 8 aにほぼ外接する位置に設け、第 1揺動べ一ン 1 0 1を軸状部 1 0 3からロータ回転方向へ延ばし、第 1揺動べ一ン 1 0 1の緩湾曲面 1 1 0 aと、リ一ディング側面 5 dの頂部の形状をほぼ同形状に形成したので、圧縮作動室 6 1の圧縮混合気のほぼ全量をガス導入路 1 2 0と副燃焼室 6 2とに充¾できる。

また、第 1揺動べ一ン 1 0 1の軸状部 1 0 3をボア面 5 8 aの近傍に配置し、その軸状部 1 0 3とその近傍部分に、ガス導入路 1 2 0を形成し、このガス導入路 1 2 0を軸状部 1 0 3内のロータリバルブ 1 2 で開閉するので、ガス導入路 1 2 0を極力短くして、第 1導入路 1 2 1 と切欠通路 1 2 2とに残留する残留ガス量を極力少なくできる。

また、図 2 8〜図 3 0に示す圧縮最終段階における、第 1揺動べーン 1 0 1の部分円筒面 1 1 0 と、部分円筒面 6 5 aとのラップ量を大きく構成したので、副燃焼室 6 2のガスシール性を確保しゃすくなる。

特に、第 1揺動べーン 1 0 1が軸状部 1 0 3からロータ回転方向へ所定長さ延びているため、圧縮最終段階において、メインシャフト 4が約 3 0度回転する間、副燃焼室 6 2内に圧縮混合気が圧縮状態に閉じ込められ、その後さらにメインシャフト 4が約 3 0度回転する問、副燃焼室 6 2が閉じた状態に保持されるので、着火性能が格段に高く、燃焼開始初期の初期燃焼性能が格段に高くなる。それ故、燃焼行程における燃焼性能が改善される。その結果、空燃比の大きな混合気によるリーン燃焼が可能になるかも知れなし、。

1 1 ) 第 1揺動べ一ン 1 0 1で副燃焼室 6 2を開閉するため、燃焼行程において副燃焼室 6 2の開口 ffiを大きくすることもできる。また、第 1揺動べ一ン 1 0 1を最大限閉じる際には、副燃焼室 6 2に混合気が充¾¾されており、その混合気が緩衝機能を奏するため、第 1揺動べ一ン 1 0 1の衝突音は非常に低くなる。更に、第 1揺動べ一ン 1 0 1の摺接用湾曲面 1 1 O bの局部ではなく、そのほぼ全面が順にロータ 5， 6に摺接するため、局部摩耗が生じず、耐久性を確保で。

更に、第 1付勢機構 1 0 2に関して、第 1揺動べ一ン 1 0 1の 3つの駆動ァーム 1 0 5をロータハウジング 7， 8の開口 6 7から外部へ延ばしたため、第 1付勢機構 1 0 2をロータハウジング 7 , 8の外部に配設でき、組付け性に優れるうえ、第 1付勢機構 1 0 2を設ける為にロータハウジング 7 , 8を上下に分断せずに一体性を維持できるので、ロータハウジング 7 , 8の製作が複雑化することがなく、製作精度を確保できる。

1 2 ) ロータリバルブ 1 2 4に関して、第 1及び第 2気筒 2， 3の第 1揺動べーン 1 0 1の軸状部 1 0 3を挿通する共通のバルブ軸 4 3でもって、各気筒 2 , 3のロータリバルブ 1 2 4を構成し、そのバルブ蚰 4 3をメインシャフト 4によりバルブ駆動機構 4 2介して駆動するので、バルブ駆動系が簡単化し、 2つの口 —タリバルブ 1 2 4の作動確実性が得られる

1 3 ) 第 2揺動式べ一ン機構 1 6 0の第 2揺動べ一ン 1 6 2が排気作動室 6 4 と吸入作動室 6 0間を遮断する仕切り手段として機能するだけでなく、吸気ボート 3 4を開閉する開閉弁手段として機能するため、別途開閉弁手段を設ける場合と比較して、梳造が著しく简単化する。

第 1揺動式べーン機構 1 0 0の場合と同様に、第 2揺動べーン 1 6 1を介して、排気作動室 6 4を最大限まで縮小できるし、摺動用湾曲面 1 6 9 bの局部摩耗がなく耐久性に優れるし、第 2揺動べ一ン 1 6 1がロータ 5， 6の方へ強く付勢されていて、機構的にジヤンビングの余地がないので、第 2揺動べーン 1 6 1のジヤンビング現象は発生しないし、また、第 2揺動べ一ン 1 6 1がべーン収容凹部 6 8に嵌まるとき、混合気が緩衝するため衝撃音が低くなるし、また、第 2揺動式べーン機構 1 6 0を設ける為に、ロータハウジング 7， 8を上下に分断せずに一体性を維持できるし、第 2付勢機構 1 6 2をロー夕ハウジング 7 , 8の外部に配設して組付け性を確保できる、等の作用 ·効果が得られる。

次に、前記実施例におけるエンジン 1についての補足説明及び前記実施例を部分的に変更した種々の変更態様について説明する。

1〕前記吸気ポート 3 4をロータハウジング 7 , 8に形成せずに、ベーン収容凹部 6 8に開口するように、中間サイドハウジング 9及びノ又はサイドハウジング 1 0， 1 1に形成することも可能である。また、排気ポート 3 7をロータハウジング 7 , 8に形成せずに、前記実施例の排気ポート 3 7の近くにおいて、中間サイドハウジング 9及び Z又はサイドハウジング 1 0， 1 1に形成することも可能である。

2〕前記吸気ポート 3 4、中問サイドハウジング 9及び Z又はサイドハウジング 1 0 , 1 1に形成した吸気ボー卜に関して、吸入作動室 6 0から混合気や圧縮器空気が逆流するのを防止する開閉弁を吸気弁手段を設けてもよい。

3〕前記副燃焼室 6 2に関して、副燃焼室 6 2をロータハウジング 5 , 6に形成せずに、中間ハウジング 9又はサイドハウジング 1 0， 1 1に形成し、その副燃焼室をロータ 5 , 6の回転位相に応じた所定のタイミングで開閉する開閉弁機構を設けることも考えられる。その場合、第 1揺動式べーン機構 1 0 0の圧縮ガス導入路 1 2 0やロータリバルブ 1 2 4等は省略可能である。

4〕ロータ 5 , 6の頂部メインシール 9 2とシール装着溝 9 5に関して、ボア面 5 8 aの不連続個所（ガス導出案内部 6 6、ベ一ン収容凹部 6 8のリーデイング側端部等）において、頂部メインシール 9 2が飛び出すのを防止する為に、頂部メインシール 9 2の為の飛び出し防止手段を突出部 5 cに設けることが望ましい。例えば、飛び出し防止手段として、シール装着溝 9 5の底部侧約 1 2部分の幅を 2〜4 m m程度大きく T溝状に形成し、頂部メインシール 9 2の底部側約 1 / 2部分の幅を 2〜 4 m m程度大きく形成し但し、頂部メインシール 9 2が摩耗してもシール性能が低下しないように、頂部メインシール 9 2は、シール装着溝 9 5に可動に装着され、突出部 5 cの頂面から数 1 0 0 z m程度突出可能に構成するものとする。或いは、また、頂部メインシール 9 2の飛び出しを規制する為に、ガス導出案内部 6 6に問欠的にロー夕籼と直交方向に延びるガイド壁を形成することも考えられる。 5〕前記ロータ 5， 6の形状は一例を示すものであり、ロータ 5 , 6の形状としては種々の形状を適用できる。例えば、図 4 2、図 4 3に実線で示すように、最小半径面 5 bをトレーリング方向へ延長して長く形成する。この場合、第 1揺動べ一ン 1 0 1のべ一ン本体部 1 0 4が副燃焼室 6 2を閉じる時期を変えることなく、燃焼作動室 6 3の受圧面積が最大となる期間を長くすることができる。ロータ 5， 6の形状について柿足説明すると、ロータ 5 , 6のリーディング側面 5 dの形状に応じて、第 1揺動べーン 1 0 1が副燃焼室 6 2を閉じる時期と、第 2揺動べーン 1 6 1が吸気ポート 3 4を閉じる時期が決定される。また、ロータ 5 , 6のトレ一リング側面 5 eの形状に応じて、第 1摇動べ一ン 1 0 1が副燃焼室 6 2を開く時期と、第 2揺動べーン 1 6 1が吸気ポート 3 4を開く時期が決定される。例えば、図 3 1に 3点鎖線で図示のように、突出部 5 cの周方向長さを小さくし、トレーリング側湾曲面 5 eの形状を変更することも可能である。このような形状にすることにより、副燃焼室 6 2を開放するタイミングを大幅に早めることができる。

6〕前記第 1揺動べーン 1 0 1が全体として湾曲状に形成されているため、副燃焼室 6 2内のガス圧が第 1揺動べーン 1 0 1に作用したとき、第 1揺動べーン 1 0 1は湾曲形状が緩和する方向へ微小に弹性変形するため、第 1揺動べーン 1 0 1の封止作用が強化されるものと推定される。

7 ] 前記第 1揺動べーン 1 0 1とロータ 5 , 6間の潤滑に関して、第 1揺動べ —ン 1 0 1の摺接用湾曲面 1 1 0 bの部位に、複数のシール装着溝を形成し、それらシール装着溝に自己潤滑性と耐摩耗性と耐熱性に優れるシール部材を夫々装着し、それらシール部材をシール装着溝から所定微小長さ以上には飛び出さないように構成し、それらシール装着溝の内部からシール部材にオイルを供給するように構成する。このことは、第 2揺動べ一ン 1 6 1の摺接用湾曲面 1 Ί 0についても同様である。或いは、また、前記第 1揺動べーン 1 0 1のべ一ン本体部 1 0 4に設ける潤滑部材 1 1 1を省略し、その代わりに、オイル通路 1 1 6から多数の微小のオイル通路を介して摺接用湾曲面 1 1 0 cにオイルを浸透させるように構成してもよい。

8〕図 3 7に示すように、第 1揺動べ一ン 1 0 1 の部分円筒面 1 1 0 cと、ベーン収容凹部 6 5の下面の部分円筒面 6 5 aとの問のガスシール性を高める為に、クロム 'モリブデン鋼のような耐熱合金鋼製の弾性部材 2 1 0で以て、ガス導出用案内部 6 6の上端部の壁面と部分円筒面 6 5 aを形成する部分が構成され、この弹性部材 2 1 0の左端部は、複数の嵌合ピン 2 1 0 aによりロータハウジング 7 , 8に固定され、エンジン本体の全長にわたるオイル通路 2 1 1から弾性部材 2 1 0の下面側に約 1 O Kgf/cm² 以上の圧力の加圧オイルが供袷される。このオイルによる弾性部材 2 1 0の弾性変形量は、右端側程大きくなるが、その最大弾性変形量が約 200 ^程度の大きさになるように、弾性部材 2 1 0の厚さ、左右方向の幅、高温状態におけるヤング率等が設定される。

また、弾性部材 2 1 0の右端の微小隙問 2 1 0 bからオイルがリークして、部分円筒面 1 1 0 c , 6 5 a間の潤滑とガスシールがなされるので、図示のように、第 1揺動べーン 1 0 1で副燃焼室 6 2を閉じた状態においては、副燃焼室 6 2 内のガス圧が、弾性部材 2 1 0に殆ど作用しなくなる。尚、前記実施例と同様の部材には、同一符号を付して説明を省略する。

9〕図 3 8に示すように、第 1揺動べーン 1 0 1の部分円筒面 1 1 0 cと、ベーン収容凹部 6 5の部分円筒面 6 5 aの摩耗対策として、クロム ·モリブデン鋼のような耐熱合金鋼製の可動部材 2 1 2で以て、ガス導出用案内部 6 6の上端部の壁面と部分円筒面 6 5 aを形成する部分が構成され、この可動部材 2 1 1の位匱を微調節する微調節機構 2 1 3が設けられている。

この微調節機構 2 1 3は、 4本 X 2列の計 8本の立て向きのボルト 2 1 4と、各ボルト 2 1 4の高さ位置を微調節するネジ機構 2 1 5と、ロータハウジング 7 , 8の副室形成部 5 5の下面に固定された板部材 2 1 6等からなる。

各ボルト 2 1 4の上端部は、可動部材 2 1 2にネジ結合され、各ボルト 2 1 4 は、ロータハウジング 7， 8と、板部材 2 1 6と、この板部材 2 1 6のネジ穴 2 1 6 aに螺合されたネジ部材 2 1 7とを揷通している。ネジ部材 2 1 7は、ボルト 2 1 4に一体形成された鰐部 2 1 aと、ボルト頭部 2 1 6 bとに挟持され、ネジ部材 2 1 7には、六角形状の操作部 2 1 7 aが形成されている。

操作部 2 1 7 aを回動することで、ネジ部材 2 1 7の高さ位置を微調節することによって、ボルト 2 1 4の高さ位置が微調節される。部分円筒面 1 1 0 c , 6 5 a力く摩耗して、ガスシール性能が低下したときには、この微調節機構 2 1 3によって、可動部材 2 1 2の高さ位置を、上方へ微調節すれば、ガスシール性能が回復する。

1 0〕前記第 1付勢機構 1 0 2及び第 2付勢機構 1 6 2のスプリングュ二ットの代わりに、図 3 9に示すように、ァゥタスプリング 1 4 3 Aと、ィンナスプリング 1 4 3 Bと、ネジ部材 1 4 4 Aと、リング状ネジ部材 1 4 4 Bとを介して連結部材 1 4 6， 1 4 7に連結した構成のスプリングュニッ卜を採用してもよい。 1 1〕前記第 1付勢機構 1 0 2及び第 2付勢機構 1 6 2のスプリングュ二ットの代わりに、中間ハウジング 9及びサイドハウジング 1 0， 1 1内に組み込んだ捩じりコイルスプリングにより、軸状部 1 0 3の両端部を付勢するように構成することもできる。

1 2〕図 4 0、図 4 1に示すように、第 1揺動べ一ン 1 0 1を弾性付勢する第 1付勢機構 1 0 2の代わりに、図示のような付勢ュニット 2 2 0を適用することができる。この付勢ュニット 2 2 0において、シリンダ本体 2 2 1は、ケース部材 2 2 1 aと、底板 2 2 1 bと、蓋板 2 2 1 cとを 4本のボル卜 2 2 2で一体的に連結した構造であり、シリンダ本体 2 2 1内には、断面長円形状のシリンダボァ 2 2 3が形成され、そのシリンダボア 2 2 3には、ピストン部材 2 2 4が可動に装着され、 3本のピストンロッド 2 2 5の各右端部がビストン部材 2 2 4に連結され、 3本のピストンロッド 2 2 5の各左端部には、第 1揺動べ一ン 1 0 1の駆動アーム 1 0 5に迚結する為のピン結合部 2 2 5 aが形成されている。

底板 2 2 1 bの右端面には、スプリング支持部材 1 4 0の 3つのピン結合部 1 4 2に連結する為の 3つのピン結合部 2 2 6が形成されている。

シリンダ本体 2 2 1内の、ピストン部材 2 2 -1と蓋板 2 2 1 c間の作動室 2 2 7において、各ピストンロッド 2 2 5には、圧縮スプリング 2 2 8が外装され、また、シリンダ本体 2 2 1には、加圧エア供給源に接続されたエア供給管 2 2 9 から作動室 2 2 7に加圧エアが供給可能に構成してある。 3本の圧縮スプリング 2 2 8の弾性力と作動室 2 2 7内の加圧エアの流体力は、第 1付勢機構 1 0 2の弾性力と同等に設定してある。尚、 3本の圧縮スプリング 2 2 8を省略して、作動室 2 2 7内の加圧エアの流体力だけで、第 1付勢機構 1 0 2の弾性力と同等の付勢力を発生させるように構成することも可能である。

ここで、エンジン 1がガソリンエンジンである場合には、 3本の圧縮スプリング 2 2 8の弾性力だけで、第 1付勢機構 1 0 1の弾性力と同等の付勢力を発生させ、また、エンジン 1がディーゼルエンジンである場合には、 3本の圧縮スプリング 2 2 8の弾性力と作動室 2 2 7内の加圧エアの流体力とで、ディーゼルェンジンにおいて第 1揺動べーン 1 0 1を付勢するのに必要な付勢力を発生させるように構成してもよい。尚、第 2揺動式べーン機構 1 6 0の第 2付勢機構 1 6 2の代わりに、以上説明した付勢ュニット 2 2 0を適用できる。但し、この場合、ピストンロッド 2 2 5は 2本設ければよい。

1 3〕図 4 4、図 4 5に示すように、ロータハウジングの副室形成部 5 5 Aに形成される副燃焼室 2 3 0における燃焼性を高める為に、副燃焼室 2 3 0が長円回転体に近い形状に形成され、この副燃焼室 2 3 0がべーン収容凹部 2 3 1のほぼ中央部に開口されている。ベーン収容凹部 2 3 1の奥側面 2 3 1 aは平面状に形成され、第 1揺動べーン 1 0 1 Aのべーン本体部 1 0 4 Aの下面は平面状に形成される力く、このべ一ン本体部 1 0 4 Aの下面の中央部には、副燃焼室 2 3 0に臨む浅い凹部 2 3 2が形成されている。

副燃焼室 2 3 0には、ロータリバルブ 1 2 4で開閉されるガス通路 1 2 0から圧縮混合気が供給される。点火プラグ 5 9は、副燃焼室 2 3 0の奥端やや下側に臨むように装着され、副燃焼室 2 3 0の外周側には、エンジン本体内を後方へ流れる冷却水が供給される冷却水通路 2 3 3が形成されている。尚、ベ一ン収容凹部 2 3 1の奥側面 2 3 1 aには、副燃焼室 2 3 0に通ずる小さな断面の水平方向向きの複数のガス通路溝を形成してもよい。このように、副燃焼室 2 3 0を球形に近く形成する程、点火直後の着火性が向上し、副燃焼室 2 3 0内における初期燃焼性が向上する。

尚、前記以外に、副燃焼室の形状として、前記実施例における副燃焼室 6 2の断而積を小さくしてロータハウジング 7 , 8の前端から後端わたる細長の形状に形成してもよいし、平面視ほぼ三角形状で正面視が卵形形状の副燃焼室に形成してもよい。

1 4〕図 4 6、図 4 7に示すように、第 1揺動式べ一ン機構 2 6 0の第 1揺動ベ一ン 2 β 1の軸状部 2 6 2が大径且つ厚肉状に形成され、バルブ軸 2 6 3が太く形成され、副室形成部材を兼ねるバルブ軸 2 6 3のうちの、軸状部 2 6 2内の軸方向中央部分の内部に、ロータハウジング 7 Αの籼方向長さの約半分の長さの円筒状の副燃焼室 2 6 4が形成される。この副燃焼室 2 6 4に対応する軸方向位置において、軸状部 2 6 2には、副燃焼室 2 6 4に圧縮混合気を導入するガス導入路 2 6 5が形成され、ロータハウジング 7 Aには、ガス導入路 2 6 5への圧縮混合気の導入の為の導入用切欠部 2 6 6が形成されている。

前記副燃焼室 2 6 4へ圧縮混合気を導入したり、副燃焼室 2 6 4内の燃焼ガスを導出する為、バルブ軸 2 6 3には、副燃焼室 2 6 4に連通する開口部 2 6 7が形成されている。

軸状部 2 6 3には、副燃焼室 2 6 4の燃焼ガスを燃焼作動室へ導出する為に、ガス導入路 2 6 5のほぼ反対側に位置するガス導出路 2 6 8が形成されている。ロータハウジング 7 Aには、ボア面 5 8 aに開口するべ一ン収容凹部 2 6 9が形成されるとともに、このべ一ン収容凹部 2 6 9に開口したガス噴出路 2 7 0が形成されている。このガス噴出路 2 7 0の奥端部は、ガス導出路 2 6 8に連通可能に形成される力このガス喷出路 2 7 0は、ロータ 5側に接近する程軸方向長さが大きく、つまり平面視にて略台形状に形成される。更に、ロータハウジング 7 Aには、開口部 2 6 7とガス導出路 2 6 8とを介して副燃焼室 2 6 4内の圧縮混合気に点火する為の点火プラグ 5 9が付設されている。尚、ガス導出案内部 2 7 1 も形成されている。副燃焼室 2 6 と開口部 2 6 7との合計容積は、吸入作動室の最大容積との関連において所定の圧縮比となるように設定される。

バルブ軸 2 6 3は、従動ギヤ 4 4を含むバルブ駆動機構 4 2により、ロータ 5 と同方向へ同速度で回転駆動されるが、ロータリバルブは、バルブ軸 2 6 3のうちの副室形成部分円筒壁部 2 6 3 a及び開口部 2 6 7と、軸状部 2 6 2とで構成されている。

図 4 8に示すように、ロータ 5が回転するとき、ガス ¾？入路 2 6 5は、その移動ゾーン 2 6 5 Zを移動し、ガス導出路 2 6 8は、その移動ゾーン 2 6 8 Zを移動し、開口部 2 6 7はその移動ゾーン 2 6 7 Zを移動する。尚、一点鎖線のエツジ線 2 7 0 eは、ガス噴出路 2 7 0の上端のエッジに対応する線を示す。それ故、圧縮作動室の圧縮行程の後期において、導入用切欠部 2 6 6と、ガス導入路 2 6 5と、開口部 2 6 7とを介して、副燃焼室 2 6 4が圧縮作動室に迹通されるため、圧縮混合気が副燃焼室 2 6 4に充 ¾される。つまり、ロータ 5の回転位相約 2 1 0度〜 3 3 0度の期間にわたる圧縮ガス導入期間 A Aが図示のように決定される。この圧縮ガス導入期間 A Aにおいて、ガス導出路 2 6 8は、副室形成部分円筒壁部 2 6 3 aで塞がれている。ガス導出路 2 6 8の移動ゾーン 2 6 8 Z力く、開口部 2 6 7の移動ゾーン 2 6 7 Z内にあり、且つ、エッジ線 2 7 0 e よりも小角度の領域において、副燃焼室 2 6 4力開口部 2 6 7とガス導出路 2 6 8とガス噴出路 2 7 0を介して、燃焼作動室に連通される。それ故、ロータ 5 の回転位相約 0度〜 1 6 0度の期間にわたる燃焼ガス噴出期間 B Bが図示のように決定される。この燃焼ガス噴出期間 B Bにおいて、ガス導入路 2 6 5は副室形成部分円筒壁部 2 6 3 aで塞がれている。

前記圧縮ガス導入期間 A Aの直後に、開口部 2 6 7の移動ゾーン 2 6 7 Zがガス導出路 2 6 8の移動ゾーン 2 6 8 Zにラッブした期間のうち、ロータ 5の回転位相約 3 2 0度〜 3 6 0度の期間において、点火プラグ 5 9が副燃焼室 2 6 4に臨むので、点火プラグ 5 9から副燃焼室 2 6 4内の圧縮混合気に点火することができる。

以上のように、副燃焼室 2 6 4を第 1揺動べーン 2 6 1の軸状部 2 6 2内に形成すると、圧縮作動室から副燃焼室 2 6 4までの距離を最短化することができるし、ロータハウジング 7 Aの構造も簡単化する。但し、バルブ軸 2 6 3の冷却を図る為に、軸状部 2 6 2の肉厚を更に大きく形成して、その軸状部 2 6 2内にォィル通路を形成することが望ましい。その他、前記実施例と同一のものに同一符号を付して説明を省略する。

1 5〕前記実施例では、第 1揺動べ一ン 1 0 1の蚰状部 1 0 3内にロータリバルブ 1 2 4を組み込んだ場合を例として説明したが、前記ロータリバルブ 1 2 4 の代わりに、図 4 9に例示した梳造の逆止弁を適用することも可能できる。この逆止弁 2 9 0において、第 1揺動べ一ンの軸状部 1 0 3内に、第 1導入通路 1 2 1を内側から開閉する耐熱性に優れる金属製又は非金属製の弁部材 2 9 1が設けられ、この弁部材 2 9 1は、耐熱合金鋼製の弾性板 2 9 2の先端部分に固着して支持され、この弾性板 2 9 2の端部分は、蚰状部 1 0 3内に固定した第 1嵌合部材 2 9 3に固定され、また、軸状部 1 0 3内には、第 2嵌合部材 2 9 4 も固定されている。圧縮作動室から充壚される圧縮混合気や圧縮空気のガス圧が弁部材 2 9 1に作用すると、弾性板 2 9 2が鎖線で図示のように弾性変形して開弁するので、圧縮混合気や圧縮空気は、第 2導入通路 1 2 3から副燃焼室へ充愼される。そして、副燃焼室内における燃焼ガス圧が第 2導入通路 1 2 3から弁部材 2 9 1に作用すると、逆止弁 2 9 0が閉弁状態となるので、燃焼ガスが第 1導入通路 1 2 1から逆流することはない。

尚、この逆止弁 2 9 0は、一例を示すものに過ぎず、これ以外の種々の機構の逆止弁を適用できることは勿論である。

1 6〕図示していないが、舶用エンジンやその他の種々の用途の中型エンジンにおいては、各気筒の各ロータに駆動 1 8 0度位相を異ならせた 2つの突出部を形成し、前記実施例と同様に、 1組の第 1揺動べーン機構及び 1組の第 2揺動べ —ン機構を設けることも可能である。この場合、各気筒においてロータ 1回転毎に、 2回点火（ガソリンエンジンの場合は点火プラグによる点火、ディーゼルェンジンの場合は、圧縮点火）がなされることになる。

また、図 5 0に示すように、舶用エンジンやその他の種々の用途の中型ェンジンゃ大型エンジンの場合には、ロータ収容ボア 5 8 Aが大径に形成され、ロータ 5 Bも大径に形成され、各気筒のロータ 5 Bには、メインシャフト 4の軸心 4 e に対して回転対称の位置関係となるように 2つの突出部 2 8 0が形成され、また、ロータハウジング 7 bには、メインシャフト 4の蚰心 4 eを挟んで対向状に位置する 2組の第 1揺動式べ一ン機構 1 0 0及び 2組の第 2揺動式べ一ン機構 1 6 0が設けられる。各第 2揺動式べーン機構 1 6 0のリーディング側近傍には、吸気ポート 3 4が形成され、また、各第 2揺励式べーン機構 1 6 0のトレ一リング側近傍には、排気ポート 3 7が形成される。

前記ロータ 5 Bのリーディング側湾曲面 2 8 1 (加圧用緩傾斜湾曲面）、トレーリング側湾曲面 2 8 2 (受圧用急傾斜湾曲面）、最小半径面 2 8 3等も図示のように形成される、その他、ロータ 5 Bのシール部材等の構造、各第 1揺動式べ —ン機構 1 0 0におけるロータリバルブやガス導入路ゃバルブ駆動機構等の構造は、第 1揺動べーン 1 0 1及び第 2揺動べーン 1 6 1の構造等については、前記実施例と同様である。但し、出力トルクを極力平均化する為に、 2つの突出部 2 8 0をメインシャフト 4の軸心 4 eに対して回転対称でない位置関係に設けたり、 2つの第 1揺動べ一ン機構 1 0 0を、メインシャフト 4の軸心 4 eに対して回転対称でない位置関係となるように設けてもよい。

ここで、各ロータに複数の突出部を設けたり、及び Z又は、各ロータ収容ボアの外周部に複数組の第 1及び第 2揺動式べ一ン機構を設けたりする場合、ロータの突出部の数を i、第 1揺動式べ一ン機構の数を j、第 2揺動式べ一ン機構の数を j とすると、ロータとボア面問には、（ i + 2 j ) の数の作動室であって、口ータの回転に応じて容積変化する作動室が形成されることになる。

1 7〕前記エンジンにおける種々のガスシール部の構造は、一例を示すものに過ぎず、リング状のサイドシール 9 3を 2重に設けたり、ロータ 5 , 6のハウジング仰 1端面にその他の小さな複数のシール部材を付加したり、第 1及び第 2揺動ベ一ン 1 0 1， 1 6 1のべ一ン本体部 1 0 4 , 1 6 4のサイドのシール部材の形状を変更したり、する等の種々の変更が可能である。

また、ロータ 5 , 6の冷却の為のオイルをメインシャフト 4内から供袷したり、ロータ 5， 6を水冷構造にしたり、小型エンジンに構成した場合に、ハウジングの冷却構造を空冷構造に変更したり、ハウジングの冷構造をオイル冷却構造に変更したり、する等の種々の変更も可能である。

1 8〕前記実施例では、 2気筒のエンジンを例として説明したが、メインシャフト 4が 3 6 0度回転する問における出力トルクの迹铳性を高める観点からは、 3気筒エンジンとすることが望ましい。但し、気筒数はエンジンの用途に応じて、 1気筒以上の任意の数に設定することができる。そして、この本発明に係るェンジン 1は、自動車用エンジン以外に、種々の用途の小型エンジン又は大型ェンジンとして適用可能であり、農業機械用エンジンや、舶用エンジンとしても適用可能である。

前記実施例では、自動車用のガソリンエンジンを例として説明したが、このェンジン 1は、ディーゼルエンジンとしても適用できるものである。但し、この場合、点火プラグ及びインジクタを省略し、副燃焼室に燃料を噴射する燃料噴射器及びグロ一プラグを装備する等の変更は必要であり、また、ディーゼルェンジン用の圧縮比が得られるように設計する必要がある。

このエンジンのハウジングやロータの構造は、あまり複雑ではないので、アルミナ等の高強度の短繊維を混入した強度に優れた繊維強化セラミック材料の製造技術、加工技術が確立された時点では、このエンジン 1のハウジングやロータを繊維強化セラミック材料で製作できる可能性もある。

更に、このエンジン 1は、ガソリンや軽油以外の種々の燃料、例えば、ガソリンとアルコールの混合燃料、アルコ一ル燃料、ガソリンと水の混合燃料、水素燃料、 L P G、 L N G、等を適用するエンジンとしても適用可能である。

Claims

請求の範囲

1 . ロータハウジングとサイドハウジングとを含むハウジングと、

前記ハウジング内に形成された円筒状のロータ収容ボアと、

前記ロータ収容ボア内にその軸心を回転中心として回転可能に収容された回転ピストンとしてのロータであって、外周面の周方向の一部にロータ収容ボアの周面であるボア面よりも小半径の最小半径面を備え、かつ頂部がボア面にガス密状に摺接する仕切り用の突出部を備えたロータと、

前記ロータ収容ボアと同心状の軸部材であって、ロータをハウジングに支持してロータと一体的に回転する軸部材と、

前記ハウジングに形成された、吸気ポートと、吸気ポートに対してロータ回転方向卜レーリング側付近に位置する排気ポートと、

前記ロータ収容ボアの蚰心に対して吸気ポート及び排気ポー卜とほぼ反対側においてロータの外周面とボア面間をロータの外周面に追従しつつガス密状に仕切る第 1仕切り手段と、

前記吸気ポー卜と排気ポー卜の間においてロータの外周面とボア面間をロータの外周面に追従しつつガス密状に仕切る第 2仕切り手段と、

前記ロータ収容ボア内のうちのロータの外周而とボア面問に、第 1仕切り手段と第 2仕切り手段と突出部とで仕切られて形成され、ロータの回転に応じて容積変化する 3つの作動室と、

を備えたことを特徴とする回転ピストン型内燃機関。

2 . 前記ロータは、その外周面に、前記最小半径面と、最小半径面のトレーリング側端部から突出部の頂部にわたる加圧用緩傾斜湾曲而と、最小半径面のリーディング仰 1端部から突出部の頂部にわたる受圧用急傾斜湾曲面とを備えたことを特徴とする請求項 1に記載の回転ビストン型内燃機関。

3 . 前記第 1仕切り手段は、

ボア面にほぼ外接しロータ収容ボァの軸心と平行な軸心回りに回動自在にハウジングに支持された軸状部と、この蚰状部に一体形成されてこの軸状部からロー夕回転方向へ所定長さ延びロータにガス密状に摺接する摺接用湾曲面を有する揺動仕切り板部とを含む第 1揺動仕切り部材と、前記ボア面に開口状にロータハウジングに形成され、第 1揺動仕切り部材の揺動仕切り板部を収容可能な第 1収容凹部と、

前記揺動仕切り板部がロータの方へ付勢されるように第 1揺動仕切り部材を付勢する第 1付勢手段と、

を備えたことを特徴とする請求項 2に記載の回転ビストン型内燃機関。

4 . 前記第 2仕切り手段は、

ボア面にほぼ外接しロータ収容ボァの軸心と平行な軸心回りに回動自在にハウジングに支持された紬状部と、この軸状部に一体形成されこの軸状部から口一夕回転方向へ所定長さ延びロータに摺接する摺接用湾曲面を有する揺動仕切り板部とを含む第 2揺動仕切り部材であつて、ロータの回転位相に応じたタイミングで吸気ポー卜を開閉可能な第 2揺動仕切り部材と、

前記ボア面に開口状にロータハウジングに形成され、第 2揺動仕切り部材の揺動仕切り板部を収容可能で、吸気ポー卜が開口した第 2収容凹部と、

前記揺動仕切り板部がロータの方へ付勢されるように第 2揺動仕切り部材を付勢する第 2付勢手段と、

を備えたことを特徴とする請求項 3に記救の回転ビス卜ン型内燃機関。

5 . 前記 3つの作動室は、

ロータの突出部が吸気ポ一卜よりもリーデイング側で、第 1仕切り手段よりもトレ一リング側にあるときには、吸気ポートに速通する吸入作動室と、突出部と第 1仕切り手段間の圧縮作動室と、排気ポートに連なる排気作動室であり、また、ロータの突出部が第 1仕切り手段よりもリーディング側で、排気ポー卜よりもトレーリング側にあるときには、吸入作動室又は圧縮作動室と、膨張作動室と、排気ポー卜に連なる排気作動室であることを特徴とする請求項 3又は請求項 4に記載の回転ビス卜ン型内燃機関。

6 . 前記吸気ポートと排気ポートとは、ロータハウジングに形成されたことを特徴とする請求項 3又は請求項 4に記載の回転ビストン型内燃機関。

7 . 前記ロータの突出部は、シール装着溝と、このシール装着溝に装着されて口一夕収容ボアのボア面にガス密状に摺接するシール部材と、このシール部材をボァ面の方へ付勢する付勢手段とを備えたことを特徴とする請求項 3又は請求項 4 に記載の回転ビス卜ン型内燃機関。

8 . 前記第 1収容凹部の奥端面の少なくとも一部に開口するようにロータハウジングに形成され、第 1揺動仕切り部材の揺動仕切り板部により、ガス密状に閉じた状態と、第 1収容凹部と膨張作動室に開放した状態とに切換え可能な副燃焼室を備えたことを特徴とする請求項 5に記載の回転ピストン型内燃機関。

9 . 前記圧縮作動室の圧縮混合気又は圧縮空気を副燃焼室に導入する為に、第 1 揺動仕切り部材に形成されたガス導入路と、

前記軸状部に形成された軸孔に揷通状に装着されたバルブ軸を含み、ガス導入路をロータの回転位相に応じたタイミングで開閉する開閉弁手段と、

を備えたことを特徴とする請求項 8に記載の回転ビストン型内燃機関。

1 0 . 前記第 1揺動仕切り部材の軸状部に形成された軸孔内に装着された副室形成部材と、

この副室形成部材内に形成された副燃焼室を備えたことを特徴とする請求項 5 に記載の回転ビス卜ン型内燃機関。

I I . 前記圧縮作動室の圧縮混合気又は圧縮空気を副燃焼室に導入する為に、第 1揺動仕切り部材に形成されたガス導入路と、

前記副燃焼室から膨張作動室へ燃焼ガスを導出する為に、第 1揺動仕切り部材の軸状部に形成されたガス導出路と、

前記軸状部の蚰孔に挿通状に装着され副室形成部材を含むバルブ軸を備え、ガス導入路とガス導出路とを、夫々、ロータの回転位相に応じたタイミングで開閉する開閉弁手段と、

を備えたことを特徴とする請求項 1 0に記載の回転ビストン型内燃機関。 1 2 . 前記第 1付勢手段は、スプリングの弾性力で付勢するように構成されたことを特徴とする請求項 3又は請求項 4に記載の回転ビストン型内燃機関。

1 3 . 前記第 1付勢手段は、スプリングの弾性力と加圧エアとで付勢するように構成されたことを特徴とする請求項 3又は請求項 4に記載の回転ビストン型内燃機閱。

1 4 . 前記第 2付勢手段は、スプリングの弾性力で付勢するように構成されたことを特徴とする請求項 4に記載の回転ビス卜ン型内燃機間。

1 5 . 前記第 2付勢手段は、スプリングの弾性力と加圧エアとで付勢するように構成されたことを特徴とする請求項 4に記載の回転ビストン型内燃機関。

1 6 . 前記第 1仕切り手段の第 1揺動仕切り部材の摺接用湾曲面に潤滑用のオイルを供給するオイル供給手段を備えたことを特徴とする請求項 3又は請求項 4に記截の回転ピストン型内燃機関。

1 7 . 前言 ¾第 1仕切り手段の第 1揺動仕切り部材を冷却する冷却手段を備えたことを特徴とする請求項 3又は請求項 4に記截の回転ピストン型内燃機関。

1 8 . 前記第 2仕切り手段の第 2揺動仕切り部材の摺接用湾曲面に潤滑用のオイルを供給するオイル供給手段を備えたことを特徴とする請求項 4に記載の回転ピストン型内燃機関。

1 9 . 前記第 2仕切り手段の第 2揺動仕切り部材を冷却する冷却手段を備えたことを特徴とする請求項 4に記戯の回転ビス卜ン型内燃機関。

2 0 . 前記副燃焼室内の圧縮混合気に点火する為の点火プラグを設けたことを特徴とする請求項 8又は請求項 1 0に記載の回転ビス卜ン型内燃機関。

2 1 . 前記副燃焼室内に燃料を噴射する燃抖喷射器を設けたことを特徴とする請求項 8又は請求項 1 0に記黻の回転ビストン型内燃機関。