WO2007099634A1 - ロータリーエンジン - Google Patents

Description

明 細 書

ロータリーエンジン 技術分野

[0001] 本発明は、ロータリーエンジンに関する。

背景技術

[0002] 従来の自動車用エンジン、船舶用ディゼルエンジンなどのレシプロエンジンは内燃 機関内の燃料の爆発によってピストンの往復運動を回転運動に変換して動力とする ものである力 ピストンがー方向に動いたものがまた反対方向に返ってくるのでエネ ルギ一にロスを生じる。そのピストンの往復によるロスをなくすものとしてシリンダー内 のローターを回転させ、その回転を直に駆動軸に回転出力するロータリーエンジンが 開発された。

[0003] そして、実用化された自動車のロータリーエンジンとしては、筒型の空間を有するシ リンダ一の内部において三角型のローターがその三頂点部分をシリンダー内部の周 壁面に接して回転する形態のロータリーエンジンがある。このロータリーエンジンにお いてはその三頂点部分と周壁面との摩擦によって、エンジンの耐久性や燃費の効率 性などがレシプロエンジンよりも劣り、さらに複雑な構造なので製作上の困難性が存 在していた。

[0004] また、それとは別にシリンダー内のローターを回転させるロータリーエンジンも提案 されている。そのエンジンの場合、シリンダー内に設けられた吸入弁は装備されてい ても爆発室内を加圧するための弁機構などは装備されていない。また爆発室から直 に排気孔が設けてある。このために、圧縮燃料を爆発させてローターが回転した時に 、ローター室に圧力が逃げてしまレ、、また弁の押し上げ壁に圧力が加わるため、回転 力は半減してしまうことになる。またその爆発室はシリンダーの内面壁と密着して爆発 圧力は内部に完全に閉じ込められてしまうために、燃料を完全に燃焼させることがで きず、爆発に伴うパワーを有効に発揮することができない。

[0005] そこで、本件発明者は、小さい爆発でも大きい馬力が出力可能とすると共に、シリン ダ一の内壁面には無接触で回転可能とすることで摩擦ロスをなくし、且つ、耐久性に 優れたフライホイール型のロータリーエンジンを提案した。

[0006] このフライホイール型のロータリーエンジンは、内周面壁が真円筒形のシリンダーに 、中心にエンジン出力軸を有し且つ外周壁面が略楕円柱状を成し且つそのニ凸頂 部分が前記シリンダーの内周面壁に近接するフライホイール型のローターを軸支し、 前記ローターの凸頂部分よりもローター回転方向直後部にローターの爆発室をロー ターの中心軸対称に二個所形成するとともにシリンダーの内周面壁に前記両爆発室 に対向してシリンダーの爆発室を二個所形成し、シリンダーの爆発室内に臨ませて 点火プラグを設け、吸入擺動弁、圧力擺動弁、排気弁を設けてローターの回転に伴 う各弁機構の開閉と点火プラグの点火とをタイミング連動させ、ローターとシリンダー の爆発室とが対面状態の時に燃料を爆発させてローターを回転方向に出力させるよ うになつている（特許文献 1参照）。

[0007] 特許文献 1 :特開 2000— 240460号公報（第 1頁、図 1)

発明の開示

発明が解決しょうとする課題

[0008] 本件発明者が既に提案したフライホイール型のロータリーエンジンは、上記の構成 によって、小さい爆発でも大きい馬力が出力可能とすると共に、シリンダーの内壁面 には無接触で回転可能とすることで摩擦ロスをなくし、且つ、耐久性に優れたもので あるが、さらなる出力向上、摩擦ロスの減少、エンジンの小型化を達成することは、当 然のことながら望ましいことである。

[0009] そこで本発明は、このような状況に鑑みてなされたものであり、上記課題を達成でき るロータリーエンジンを提供することを目的とする。 課題を解決するための手段

[0010] 上記技術課題を達成するために、本発明にかかるロータリーエンジンは、下記の技 術的手段を講じた。

すなわち、請求項 1にかかるロータリーエンジンは、円筒形状の空間部が形成され たローターハウジングと、前記ローターハウジングの内周壁から所要の間隙が形成さ れるように前記ローターハウジングの内径より小径な外径からなる円柱状に形成され 、前記空間部の径方向中心を回転中心として前記ローターハウジング内に周方向回 転可能に出力軸に軸支されたフライホイールローターと、前記ローターハウジングの 内周壁と前記フライホイールローターの外周壁との間に形成された環状の前記所要 の間隙を燃焼室とし、その燃焼室内で電気放電可能なように前記ローターハウジン グに設けられた点火プラグと、前記点火プラグの配設位置より前記フライホイール口 一ターの回転方向下流側となる前記ローターハウジング内の所要位置に前記燃焼 室を分断するように仕切り及び仕切り開放可能に構成され、その仕切り動作に連係さ せて前記燃焼室へ混合気を導入及び遮断させる吸入弁と、前記点火プラグの配設 位置より前記フライホイールローターの回転方向上流側となる前記ローターハウジン グ内の所要位置に、前記燃焼室と外部とを連通及び連通遮断可能に設けられ、前 記燃焼室で燃焼された燃焼ガスを外部へ排気させる排気弁と、前記点火プラグと前 記排気弁との間の前記ローターハウジング内の所要位置に前記燃焼室を分断するよ うに仕切り及び仕切り開放可能に構成され、その仕切り動作と前記吸入弁の仕切り 動作とを連係させて前記混合気を追い込ませて圧縮させると共に前記排気弁の動作 と連係させて前記燃焼ガスを外部へ排気させる気密弁と、前記ローターハウジングの 内周壁に摺接可能及び摺接解除可能に前記フライホイールローターの外周壁の一 部に設けられ、前記混合気の燃焼膨張を受けるピストンヘッドとを備えてなることを特 徴とする。

[0011] 請求項 2にかかるロータリーエンジンは、請求項 1において、前記ローターハウジン グの内周壁の一部を凹ませて副燃焼室が形成され、その副燃焼室内で前記点火プ ラグが電気放電可能に配設されてなることを特徴とする。

[0012] 請求項 3にかかるロータリーエンジンは、請求項 2において、前記吸入弁は、前記フ ライホイールローターの回転方向下流側に先部が延設され、基部が前記ローターハ ウジング内に揺動可能に軸支されたリンク状に形成され、その吸入弁と対向するよう に、かつ、前記吸入弁を上方から抑え可能に前記ローターハウジング内に揺動可能 に吸入弁ストッパーが軸支され、その吸入弁ストッパーの軸支部と前記吸入弁の軸 支部との間に開口されるように、前記混合気が流通される吸入孔が前記ローターハウ ジングに連通され、前記吸入弁と前記吸入弁ストッパーとを連係させて、前記吸入孔 の流路の開放及び遮断を行うことを特徴とする。 [0013] 請求項 4にかかるロータリーエンジンは、請求項 3において、前記気密弁は、前記フ ライホイールローターの回転方向下流側に先部が延設され、基部が前記ローターハ ウジング内に揺動可能に軸支されたリンク状に形成されていることを特徴とする。

[0014] 請求項 5にかかるロータリーエンジンは、請求項 4において、前記吸入弁より前記フ ライホイールローターの回転方向下流側近傍の、前記ローターハウジング内の所要 位置に、前記燃焼室に連通された空気孔が設けられてなることを特徴とする。

[0015] 請求項 6にかかるロータリーエンジンは、請求項 5において、前記燃焼ガスを外部 へ排気させる排気孔が前記ローターハウジングに連通され、前記排気弁は、その排 気孔における燃焼室側開口部に対して上下移動させて該排気孔の開閉を行う円錐 台状に形成されてなることを特徴とする。

[0016] 請求項 7に力かるロータリーエンジンは、請求項 6において、前記フライホイール口 一ターの外周壁の一部にフロート室が凹設され、そのフロート室内の前記フライホイ ールローターの回転方向と反対側の位置に一端側が軸支されると共に、他端側が前 記フロート室内と掛脱可能に構成され、該フロート室内に収納されたフロートを備え、 前記ピストンヘッドは、前記フロートと一体成形されてなることを特徴とする。

[0017] 以上のように構成された本発明に力かるロータリーエンジンの各構成部の作用を、 吸気工程、圧縮工程、燃焼膨張工程、排気工程の各工程順を追って説明する。

[0018] (1)吸気工程

例えば、セルモーターの回転力によって出力軸を回転してフライホイールローター を回転する。フライホイールローターの外周壁の一部に設けたピストンヘッド力 ロー ターハウジングの内周壁に摺接 (密着)した状態で回転し、燃焼室の仕切りを開放し た状態の吸入弁をピストンヘッドが通過した直後に、その吸入弁が燃焼室を仕切ると 共に吸入弁が開いて、ピストンヘッドの移動に伴って燃焼室へ混合気が充満してレ、く 。ピストンヘッドが一回転して吸入弁に位置したら、燃焼室の仕切りを開放してピスト ンヘッドが吸入弁を通過し、その通過直後にその吸入弁が燃焼室を仕切って混合気 の吸入が完了する。

[0019] (2)圧縮工程

吸気工程が完了してピストンヘッドが吸入弁を通過したら次工程である圧縮工程に 入る。すなわち、ピストンヘッドが吸入弁を通過し移動していくことで、ピストンヘッドと 燃焼室を仕切っている吸入弁との間に充満された混合気は圧縮されていく。そしてピ ストンヘッドが気密弁を通過した直後、この気密弁が燃焼室を仕切ることで、吸入弁と 気密弁との間に混合気を追い込んで圧縮が完了する。

[0020] (3)燃焼膨張工程

次いで、この気密弁が燃焼室を仕切ると同時にピストンヘッドがローターハウジング の内周壁との摺接を解除して、吸入弁と気密弁との間を移動する。そしてピストンへッ ドが吸入弁にさし力かると、燃焼室を仕切っている吸入弁が仕切りを解除すると同時 にピストンヘッドがローターハウジングの内周壁との摺接を開始する。このとき、点火 プラグ力 Sスパークして気密弁とピストンヘッドとの間に圧縮された混合気に着火して燃 焼膨張する。

[0021] (4)排気工程

気密弁とピストンヘッドとの間に圧縮された混合気が燃焼膨張することで、ピストン ヘッドは勢い良く燃焼室を移動し、それに伴って出力軸が回転する。そして、ピストン ヘッドが燃焼室を仕切っている気密弁にさし力かるとー且気密弁は仕切りを解除して ピストンヘッドを通過させ、その直後に再度、気密弁は燃焼室を仕切る。このようにし てピストンヘッドが一回転して吸入弁を過ぎると、閉状態の排気弁が開いてピストンへ ッド前方の燃焼室内の燃焼ガスは外部に排気される。これと同時に、ピストンヘッドが 吸入弁を過ぎると、ピストンヘッド後方で混合気の吸入が開始する。

発明の効果

[0022] 本発明にかかるロータリーエンジンは、円筒形状の空間部が形成されたローターハ ウジング内を回転する円柱状のフライホイールローターを備えて、吸入、圧縮、燃焼 膨張 (爆発）、排気を行い、フライホイールローターの外周壁の一部に設けたピストン ヘッドによって燃焼膨張を受けるようにしているから、テコの作用が有効に働いてトノレ クを向上させることができる。したがって、排気量を同じにした従来のエンジンに対し て、高出力が期待でき、換言すれば、同じ出力の従来のエンジンに対して、本発明 にかかるロータリーエンジンは小型化ができる。

[0023] また、ローターハウジングの円形の内周壁に、ピストンヘッドが摺接して回転するか ら、摩擦損失が極めて少なぐしたがって、耐久性の向上、燃料消費の向上が期待で きる。

また、フライホイールローターを円柱状にしているから、極めて低振動なロータリー エンジンを提供できる。

発明を実施するための最良の形態

[0024] 次に、本発明に力、かるロータリーエンジンの実施の形態を、添付図面を参照しなが ら説明する。

[0025] (実施の形態 1)

実施の形態 1にかかるロータリーエンジンは、図 1に示すように、ローターハウジング 1と、フライホイールローター 4と、点火プラグ 16と、吸入弁 10と、排気弁 28と、気密 弁 21と、ピストンヘッド 34とを備えて構成される。

[0026] ローターハウジング 1は、図 1に示すように、円筒形状の空間部が形成された中空 部材であり、ローターハウジング 1の内周壁 2 (図 1において空間部上部）に、図面右 上から図面左下に傾斜するような孔状の副燃焼壁 14が形成されて副燃焼室 15が設 けられている（図 1及び図 3参照）。

[0027] また、この副燃焼室 15より図面左側のローターハウジング 1の内周壁 2には、吸入 室 9が凹設され、その吸入室 9内の上部には吸入室 9と連通される吸入孔 8を設けた 吸入パイプ 7が 2っ並設されている（図 2及び図 4参照）。この吸入パイプ 7は、図示し ない燃料噴射装置が接続されており、燃料と空気を所要の空燃比でもって混合され た混合気が吸入孔 8を介して流通されるようになっている。

[0028] この副燃焼室 15より図面右側のローターハウジング 1の内周壁 2には、図 1及び図 5に示すように、気密弁室 22が凹設され、その気密弁室 22内の上部には気密弁室 2 2と連通される気密弁孔 19を設けた気密弁パイプ 18が配設されている。この気密弁 孔 19は、気密弁室 22内に揺動可能に設けられた後述する気密弁 21の揺動動作を 実行させるための圧力空気用の孔となっている。

[0029] また、気密弁室 22より図面右側のローターハウジング 1の内周壁 2には、円錐状の 排気弁壁 29が形成されて排気弁室 30が設けられている。さらに、その排気弁室 30 内の上部には排気弁室 30と連通される排気孔 26を設けた排気パイプ 25が 2っ並設 されている（図 2及び図 6参照）。この排気パイプ 25は図示しないェキゾ一ストパイプ と接続され、燃焼ガスが外部に排気されるようになってレ、る。

[0030] さらに、吸入室 9より図面左側のローターハウジング 1の内周壁 2には、空気孔 55を 設けた空気パイプ 54が配設されている。この空気パイプ 54は、圧縮工程の際に後述 するピストンヘッド 34がスムーズに移動できるための空気流通用の孔となっており、そ の作用の詳細は後述する。

[0031] フライホイールローター 4は、ローターハウジング 1の内周壁から所要の間隙が形成 されるようにローターハウジング 1の内径より小径な外径からなる円柱状に形成されて おり、その空間部の径方向中心を回転中心として、ローターハウジング 1内に周方向 回転可能に出力軸 6に軸支されている。このようにして、フライホイールローター 4の 外周壁 5とローターハウジング 1の内周壁との間に環状の所要の間隙が形成され、そ の間隙を燃焼室 3としている。

[0032] また、このフライホイールローター 4の外側面とローターハウジング 1の内側面との間 には、図 1及び図 2に示すようにベアリング 47が介装され、そのベアリング 47外側の フライホイールローター 4の外側面には、フライホイールローター 4の外側面とロータ 一ハウジング 1の内側面との密着性を維持させるローターリング 45 (—般的なピストン リングと同じ作用となる）が嵌合されており、その密着性を維持したまま、フライホイ一 ルローター ₄がローターハウジング 1内でスムーズに回転するようになっている。なお

、上記したローターリング 45は、図 2に示すように両側面に嵌合され、ベアリング 47は 、図 2に示すように一側面に配設されている。このベアリング 47は、ローターリング 45 と同様に両側面に介装させても良い。

[0033] さらに、フライホイールローター 4の外周壁 5の一部力 略 V字状に凹ませたフロート 壁 31が形成されてフロート室 32が形成されている（図 1、図 7、図 8参照）。このフロー ト室 32は、後述するフロート 33を揺動可能に軸支し内装させるもので、そして、このフ ロート 33を揺動可能に軸支するフロート軸 39と対向するフロート室 32の内面には、 後述するストッパー磁石 41をスライド可能に内装させるストッパー磁石室 42が形成さ れている。

[0034] また、このフライホイールローター 4は、ローターリング 45とべアリング 47との間に、 電圧印加部 43、 44を備えた電線 46が配線されており、ストッパー磁石室 42にスライ ド可能に内装されたストッパー磁石 41を駆動させるようになつている。

[0035] 点火プラグ 16は、副燃焼室 15の上部にその副燃焼室 15内で電気放電可能に螺 合されている。

[0036] 吸入弁 10は、フライホイールローター 4の回転方向下流側（図 1において左側）に 先部が延設され、吸入室 9内に揷通された吸入弁軸 11に基部が軸支されて、先部が 揺動可能なリンク状に形成されている。さらに、この吸入弁 10と対向するように、吸入 室 9内に揷通された吸入弁ストッパー軸 13に基部が軸支されて、先部が吸入弁 10を 上方から抑え可能に揺動可能なリンク状の吸入弁ストッパー 12が配設されている。

[0037] この吸入弁 10と吸入弁ストッパー 12は、その両者が所定のタイミングで動作するこ とで、燃焼室 3を分断するように仕切ったり、その仕切りを開放すると共に、吸入孔 8 の流路を開放したり遮断して、燃焼室 3へ混合気を導入及び遮断させるようになって いる。

この吸入弁 10は、吸入弁軸 11に捩りコイルパネ（図示せず）を環装させてフライホ ィールローター 4の外周壁 5に付勢させてピストンヘッド 34の移動によって開閉させ たり、あるいは、吸入弁軸 11が図示しない他の駆動機構と連係して回動するようにし て、強制的な開閉動作を行うようにしても良い。なお、一連の動作は後述する。

[0038] 排気弁 28は、排気弁軸 27と接続され、排気弁壁 29と密着可能な円錐台状に形成 されている。そして、排気孔 26内に遊挿された排気弁軸 27は図示しない駆動機構と 接続されており、その駆動機構によって排気弁 28を上下移動させることで、燃焼室 3 と外部とを連通させて燃焼室 3で燃焼された燃焼ガスを外部へ排気させたり、連通を 遮断するようになっている。

[0039] 気密弁 21は、フライホイールローター 4の回転方向下流側に先部が延設され、気 密弁室 22内に揷通された気密弁軸 20に基部が軸支されて、先部が揺動可能なリン ク状に形成されている。さらに、この気密弁 21は、その先部底側に開口される気密弁 孔 23が形成されており、その気密弁孔 23にフライホイールローター 4の外周壁 5に摺 接される圧縮漏れ防止用ストッパー 24が嵌合されている。

[0040] この気密弁 21は、吸入弁 10の仕切り動作と連係した所定のタイミングでもって、気 密弁孔 19からの圧力空気で、燃焼室 3を分断するように仕切ったり、その仕切りを開 放したりして、混合気を追い込ませて圧縮させたり、また、排気弁 28の動作と連係し て燃焼室 3内の燃焼ガスを外部へ排気させるようになつている。

[0041] ピストンヘッド 34は、混合気の燃焼膨張を直接受けるもので、フロート 33と一体成 形されている。

[0042] このフロート 33は、略 V字状に凹ませたフロート壁 31に略沿うように形成され、フロ ート室 32内のフライホイールローター 4の回転方向と反対側の位置に揷通されたフロ ート軸 39に一端側が軸支されると共に、他端側がストッパー磁石室 42にスライド可能 に内装されたストッパー磁石 41と係合される溝が設けられている。なお、ストッパー磁 石 41とこの溝は楔作用による係合になっており、掛脱可能になっている。

[0043] なお、フロート 33は、ストッパー磁石 41がフロート 33に形成された溝力 係合が解 除された際は、フライホイールローター 4中心に向かって所要量移動可能なように形 設されている。

[0044] そして、上記したピストンヘッド 34は、フライホイールローター 4の外周壁側に膨出 するように回転方向側にピストンスライド 35が形成され、後方には、両側面を残してピ ストン壁 36が回転方向に向かって凹状に形成されてピストン室 37が形成されている

[0045] また、ピストン室 37を形成させる上記した両側面は、回転方向反対側に向かって漸 次下向きに傾斜されて、弁スライド壁 38が形成されている。

[0046] さらに、弁スライド壁 38とピストンスライド 35との間に形成された隆起部分に、ピスト ンヘッド気密ストッパー 40が嵌合されてレ、る。このピストンヘッド気密ストッパー 40は、 ストッパー磁石 41がフロート 33に形成された溝に係合した際に、ローターハウジング 1の内周壁 2に摺接され、ストッパー磁石 41がフロート 33に形成された溝力 係合が 解除された際、フロート 33がフライホイールローター 4中心に向かって所要量移動し てその摺接状態が解除されるようになってレ、る。

[0047] 次に、以上のように構成された実施の形態 1にかかるロータリーエンジンの一連の 動作を、図 9〜図 15を参照しながら、各工程順（吸気工程、圧縮工程、燃焼膨張ェ 程、排気工程）に説明する。 [0048] (1)吸気工程

例えば、セルモーターの回転力によって出力軸 6を回転してフライホイールロータ 一 4を回転する。フライホイールローター 4の外周壁 5の一部に設けたピストンヘッド 3 4が、ローターハウジング 1の内周壁 2に摺接 (密着）した状態で回転し、燃焼室 3の 仕切りを開放した状態の吸入弁 10をピストンヘッド 34が通過した直後に、その吸入 弁 10が燃焼室 3を仕切ると共に吸入弁 10が開いて (このとき吸入弁ストッパー 12は 上方で待機している）、ピストンヘッド 34の移動に伴って燃焼室 3へ混合気が充満し ていく。

[0049] ピストンヘッド 34がー回転して吸入弁 10に位置したら、燃焼室 3の仕切りを開放し てピストンヘッド 34が吸入弁 10を通過し、その通過直後にその吸入弁 10が燃焼室 3 を仕切って混合気の吸入が完了する（このとき吸入弁ストッパー 12は吸入弁 10を抑 えている）（図 9、図 10参照）。

なお、ピストンヘッド 34が吸入弁 10を通過する際は、ピストンスライド 35と弁スライド 壁 38が吸入弁 10に摺接した状態で吸入弁 10は開く。

[0050] (2)圧縮工程

吸気工程が完了してピストンヘッド 34が吸入弁 10を通過したら次工程である圧縮 工程に入る。すなわち、ピストンヘッド 34が吸入弁 10を通過し移動していくことで、ピ ストンヘッド 34と燃焼室 3を仕切っている吸入弁 10との間に充満された混合気は圧 縮されていく（図 11参照）。

[0051] そして、ピストンヘッド 34が図 12の位置に来た時、気密弁 21が気密弁孔 19からの 圧力空気により下方へ揺動しフライホイールローター 4の外周壁 5に当接して、気密 弁 21が燃焼室 3を仕切ることで、吸入弁 10と気密弁 21との間に混合気を追い込ん で圧縮が完了する（図 12参照）。

[0052] このとき、ストッパー磁石 41は、電圧印加部 43、 44に電圧が印加されることで、スト ッパー磁石室 42内にスライドして、ストッパー磁石 41とフロート 33との係合が解除さ れ、ピストンヘッド 34に圧縮された混合気によって、フロート 33はフロート室 32に押し 下げられる。その結果、ローターハウジング 1の内周壁 2とピストンヘッド 34との間に 空隙が形成されて、ピストンヘッド 34の移動を確保すると共にピストン室 37に圧縮さ れた混合気が入り込む。

[0053] なお、この圧縮工程において、ピストンヘッド 34が吸入弁 10を通過し移動すること により、ピストンヘッド 34と吸入弁 10との間で負圧が上昇してピストンヘッド 34を引き 戻す力が作用するが、空気孔 55から空気が入り込むことで、その引き戻す力を減少 または抑制させている。

[0054] また、この圧縮工程において、吸入弁ストッパー 12は吸入弁 10を抑えて吸入弁 10 とフライホイールローター 4の外周壁 5との間からガス抜けが生じないようにしている。

[0055] (3)燃焼膨張工程

気密弁 21が燃焼室 3を仕切ると同時にピストンヘッド 34がローターハウジング 1の 内周壁 2との摺接を解除して、吸入弁 10と気密弁 21との間を移動し、ピストンヘッド 3 4が吸入弁 10にさし力かると、ピストンスライド 35によって燃焼室 3を仕切っている吸 入弁 10が上方へ揺動して仕切りを解除すると同時にピストンヘッド 34がローターハウ ジング 1の内周壁 2との摺接を開始する（図 13参照）。

[0056] このとき、ストッパー磁石 41は、電圧印加部 43、 44に上記とは逆の電圧（プラス極、 マイナス極を交代させる）が印加されることで、フロート 33の溝にスライドして、ストッパ 一磁石 41とフロート 33との係合が開始される。

そして、点火プラグ 16がスパークして気密弁 21とピストン室 37との間に圧縮された 混合気に着火して燃焼膨張する。

[0057] このとき、気密弁 21は、後方へ圧力が漏れるのを防止する役目をしており、更に、 気密弁孔 23の圧力空気で圧縮漏れ防止用ストッパー 24が押され、フライホイール口 一ター 4の外周壁 5に当接して圧力が漏れるのを防止している。

[0058] (4)排気工程

気密弁 21とピストン室 37との間に圧縮された混合気が燃焼膨張することで、ピスト ンヘッド 34は勢い良く燃焼室 3を回転移動し、それに伴って出力軸 6が回転する（図 14参照）。そして、ピストンヘッド 34が燃焼室 3を仕切っている気密弁 21にさしかかる と一旦気密弁 21は仕切りを解除してピストンヘッド 34を通過させ、その直後に再度、 気密弁 21は燃焼室 3を仕切る。

[0059] このようにしてピストンヘッド 34がー回転して吸入弁 10を過ぎると、閉状態の排気弁 28が開いてピストンヘッド 34前方の燃焼室 3内の燃焼ガスは外部に排気される。これ と同時に、ピストンヘッド 34が吸入弁 10を過ぎると、ピストンヘッド 34後方で混合気の 吸入が開始する（図 15参照)。

[0060] この吸気工程、圧縮工程、燃焼膨張工程、排気工程が連続して行われることにより 、出力軸 6が回転出力する。

[0061] このように実施の形態 1にかかるロータリーエンジンは、円筒形状の空間部が形成さ れたローターハウジング 1内を回転する円柱状のフライホイールローター 4を備えて、 吸入、圧縮、燃焼膨張 (爆発）、排気を行い、フライホイールローター 4の外周壁 5の 一部に設けたピストンヘッド 34によって燃焼膨張を受けるようにしているから、テコの 作用が有効に働いてトルクを向上させることができる。したがって、排気量を同じにし た従来のエンジンに対して、高出力が期待でき、換言すれば、同じ出力の従来のェ ンジンに対して、本実施の形態 1にかかるロータリーエンジンは小型化ができる。

[0062] また、ローターハウジング 1の円形の内周壁 2に、ピストンヘッド 34が摺接して回転 するから、摩擦損失が極めて少なぐしたがって、耐久性の向上、燃料消費の向上が 期待できる。

また、フライホイールローター 4を円柱状にしているから、極めて低振動なロータリー エンジンを提供できる。

[0063] (実施の形態 2)

実施の形態 2にかかるロータリーエンジンは、図 16に示すように、実施の形態 1で 例示した、吸入弁 10、点火プラグ 16、気密弁 21、排気弁 28、ピストンヘッド 34、空 気孔 55等の各構成部材を対向配置させた例であり、ローターハウジング 1やフライホ ィールローター 4等は、一対の各構成部材が取着されるため、その形状は異なるもの の、基本的な構成は実施の形態 1と略同じであるため、実施の形態 1と同一符号を付 して詳細な説明は省略する。

[0064] なお、実施の形態 2にかかるロータリーエンジンは、例えば、一方の工程が吸気ェ 程の場合、他方の工程も吸気工程となり、双方の工程が同じになっている。

この実施の形態 2にかかるロータリーエンジンによれば、各構成部材を対向配置さ せることで、極めて低振動なロータリーエンジンを提供できる。 [0065] (実施の形態 3)

実施の形態 3は、実施の形態 1または 2にかかるロータリーエンジンの使用例を示し ている。すなわち、実施の形態 1または 2にかかるロータリーエンジンを発電モーター

48と連結させて発電装置とした例である。

[0066] この発電装置は、図 17及び図 18に示すように、実施の形態 1または 2にかかるロー タリーエンジンの出力軸 6を発電モーター 48の入力軸と兼用させて、ストッパー 51を 介して当該ロータリーエンジンと発電モーター 48とを接続させている。

[0067] すなわち、発電モーター 48のフレームに絶縁板 50を介して環状に配設された銅線 コイル 49内に、磁石 53を周設させた回転子 52が出力軸 6に固定されており、ロータ リーエンジンの出力軸 6の回転に伴って磁石 53を周設させた回転子 52が回転するこ とで、電磁誘導を発生させて発電されるようになっている。

[0068] このようにロータリーエンジンの出力軸 6を発電モーター 48の入力軸と兼用させて 連結させれば、ベルトなどの部品を使うこともなぐまた、本実施の形態にかかるロー タリーエンジンは小型化が可能であることから、極めてコンパクトな発電装置を提供で きる。

[0069] 以上、本実施の形態に力かるロータリーエンジンを説明した力 上述した実施の形 態は、本発明の好適な実施の形態の一例を示すものであり、本発明はそれに限定さ れるものではなぐその要旨を逸脱しない範囲内において、種々変形実施が可能で ある。

図面の簡単な説明

[0070] [図 1]実施の形態 1にかかるロータリーエンジンの縦断正面図である。

[図 2]図 1における平面図である。

[図 3]吸入弁廻りの縦断正面図である。

[図 4]図 3における平面図である。

[図 5]排気弁廻りの縦断正面図である。

[図 6]図 5における平面図である。

[図 7]フロート廻りの縦断正面図である。

[図 8]図 7における平面図である。 園 9]吸気工程を示したロータリーエンジンの縦断正面図その 1である。

[図 10]吸気工程を示したロータリーエンジンの縦断正面図その 2である。

園 11]圧縮工程を示したロータリーエンジンの縦断正面図その 1である。

[図 12]圧縮工程を示したロータリーエンジンの縦断正面図その 2である。

園 13]燃焼膨張工程を示したロータリーエンジンの縦断正面図である。

園 14]排気工程を示したロータリーエンジンの縦断正面図である。

園 15]排気工程及び吸気工程を示したロータリーエンジンの縦断正面図である。 園 16]実施の形態 2にかかるロータリーエンジンの縦断正面図である。

[図 17]発電装置の正面図である。

[図 18]図 17における縦断側面図である。

符号の説明

1…ローターハウジング 2…ローターハウジングの内周壁 3…燃焼室 4…フライホ ィールローター 5…フライホイールローターの外周壁 6…出力軸 7…吸入パイプ 8…吸入孔 9…吸入室 10…吸入弁 11…吸入弁軸 12…吸入弁ストッパー 1 3…吸入弁ストッパー軸 14…副燃焼壁 15 …副燃焼室 16…点火プラグ 18· · · 気密弁パイプ 19…気密弁孔 20…気密弁軸 21…気密弁 22…気密弁室 23 …気密弁孔 24…圧縮漏れ防止用ストッパー 25…排気パイプ 26…排気孔 27 …排気弁軸 28…排気弁 29…排気弁壁 30…排気弁室 31…フロート壁 32· · - フロート室 33…フロート 34…ピストンヘッド 35…ピストンスライド 36…ピストン壁 37…ピストン室 38…弁スライド壁 39…フロート軸 40…フロート気密ストッパー 41…ストッパー磁石 42…ストッパー磁石室 43、 44…電圧印カロ部 45…ロータ 一リング 46…電線 47…ベアリング 48…発電モーター 49…銅線コィノレ 50· · - 絶縁板 51…ストッパー 52…回転子 53…磁石 54…空気パイプ 55…空気孔

Claims

請求の範囲

[1] 円筒形状の空間部が形成されたローターハウジングと、

前記ローターハウジングの内周壁から所要の間隙が形成されるように前記ローター ハウジングの内径より小径な外径からなる円柱状に形成され、前記空間部の径方向 中心を回転中心として前記ローターハウジング内に周方向回転可能に出力軸に軸 支されたフライホイールローターと、

前記ローターハウジングの内周壁と前記フライホイールローターの外周壁との間に 形成された環状の前記所要の間隙を燃焼室とし、その燃焼室内で電気放電可能な ように前記ローターハウジングに設けられた点火プラグと、

前記点火プラグの配設位置より前記フライホイールローターの回転方向下流側とな る前記ローターハウジング内の所要位置に前記燃焼室を分断するように仕切り及び 仕切り開放可能に構成され、その仕切り動作に連係させて前記燃焼室へ混合気を導 入及び遮断させる吸入弁と、

前記点火プラグの配設位置より前記フライホイールローターの回転方向上流側とな る前記ローターハウジング内の所要位置に、前記燃焼室と外部とを連通及び連通遮 断可能に設けられ、前記燃焼室で燃焼された燃焼ガスを外部へ排気させる排気弁と 前記点火プラグと前記排気弁との間の前記ローターハウジング内の所要位置に前 記燃焼室を分断するように仕切り及び仕切り開放可能に構成され、その仕切り動作と 前記吸入弁の仕切り動作とを連係させて前記混合気を追い込ませて圧縮させると共 に前記排気弁の動作と連係させて前記燃焼ガスを外部へ排気させる気密弁と、 前記ローターハウジングの内周壁に摺接可能及び摺接解除可能に前記フライホイ ールローターの外周壁の一部に設けられ、前記混合気の燃焼膨張を受けるピストン ヘッド、と

を備えてなることを特徴とするロータリーエンジン。

[2] 前記ローターハウジングの内周壁の一部を凹ませて副燃焼室が形成され、その副 燃焼室内で前記点火プラグが電気放電可能に配設されてなることを特徴する請求項

1記載のロータリーエンジン。

[3] 前記吸入弁は、前記フライホイールローターの回転方向下流側に先部が延設され 、基部が前記ローターハウジング内に揺動可能に軸支されたリンク状に形成され、 その吸入弁と対向するように、かつ、前記吸入弁を上方から抑え可能に前記ロータ 一ハウジング内に揺動可能に吸入弁ストッパーが軸支され、

その吸入弁ストッパーの軸支部と前記吸入弁の軸支部との間に開口されるように、 前記混合気が流通される吸入孔が前記ローターハウジングに連通され、

前記吸入弁と前記吸入弁ストッパーとを連係させて、前記吸入孔の流路の開放及 び遮断を行うことを特徴とする請求項 2記載のロータリーエンジン。

[4] 前記気密弁は、前記フライホイールローターの回転方向下流側に先部が延設され 、基部が前記ローターハウジング内に揺動可能に軸支されたリンク状に形成されてい ることを特徴とする請求項 3記載のロータリーエンジン。

[5] 前記吸入弁より前記フライホイールローターの回転方向下流側近傍の、前記ロータ 一ハウジング内の所要位置に、前記燃焼室に連通された空気孔が設けられてなるこ とを特徴とする請求項 4記載のロータリーエンジン。

[6] 前記燃焼ガスを外部へ排気させる排気孔が前記ローターハウジングに連通され、 前記排気弁は、その排気孔における燃焼室側開口部に対して上下移動させて該 排気孔の開閉を行う円錐台状に形成されてなることを特徴とする請求項 5記載のロー タリーエンジン。

[7] 前記フライホイールローターの外周壁の一部にフロート室が凹設され、

そのフロート室内の前記フライホイールローターの回転方向と反対側の位置に一端 側が軸支されると共に、他端側が前記フロート室内と掛脱可能に構成され、該フロー ト室内に収納されたフロートを備え、

前記ピストンヘッドは、前記フロートと一体成形されてなることを特徴とする請求項 6 記載のロータリーエンジン。