(57)【要約】  本願発明は、ロータリ内燃エンジンについて開示するものである。エンジンは、環状部を有し、半円部を有し同一である２つのシリンダ部材を有する環状シリンダを備える。２つのロータがそのシリンダ部材内に配置される。そのロータには、往復式エンジンと同様なピストンリングを有する４つのピストンを備える。２つの同一のロータシャフトが２つのロータ上にそれぞれ垂直に固定される。２つの非円形歯車が２つのロータシャフト上に分離して取り付けられ、２つの偏心歯車とそれぞれ係合して、一の出力軸にそれぞれ取り付けられる。しかるに、ロータは、回転毎に４工程を行う。このエンジンにはバルブがなく、複数の点火プラグまたはインジェクタ、複数の吸気ポート、複数の排気ポートを配置しても良い。このエンジンは、歯車のセットを変更することによって動作性能を向上させるように、速度差を増加させることができる。このエンジンは複数のシリンダ部材を組み合わせて大出力を出すこともできる。
2008542604.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
燃料供給システムと、
冷却システムと、
潤滑システムと、
点火システムと、
シリンダピストンシステムなどを備えるロータリ内燃エンジンであって、
環状部を有する環状シリンダであって、半円部を有し同一である２つのシリンダ部材（２，１２）を具備する環状シリンダと、
該シリンダ部材内に配置される２つのロータ（４，５）と、
該ロータのそれぞれの両端に固定される４つのピストン（３）と、
該２つのロータ上に垂直に固定される２つのロータシャフト（６，７）と、
２つのロータシャフト上に取り付けられ、２つの歯車対をなすように、２つの偏心歯車とそれぞれ係合して同一の出力軸（１３）に反対向きに取り付けられる２つの非円形歯車（８，９）と
点火プラグまたはインジェクタ（２５）と、
所定の位置に配置される吸気ポート（２０）と排気ポート（２１）とを備えることを特徴とするロータリ内燃エンジン。
【請求項２】
請求項１に記載のロータリ内燃エンジンであって、一体の単一の部材を形成していることを特徴とするロータリ内燃エンジン。
【請求項３】
請求項１または２に記載のロータリ内燃エンジンであって、２以上の点火プラグまたは燃料インジェクタを備えることを特徴とするロータリ内燃エンジン。
【請求項４】
請求項１から３のいずれか一項に記載のロータリ内燃エンジンであって、２以上の吸気ポートおよび排気ポートを備えることを特徴とするロータリ内燃エンジン。
【請求項５】
請求項１から４のいずれか一項に記載のロータリ内燃エンジンであって、該ピストンは２以上のピストンリングを有するジョイントを有し、該ジョイントは該ロータの端部のピストンリングジョイント部内に配置されることを特徴とするロータリ内燃エンジン。
【請求項６】
請求項１から５のいずれか一項に記載のロータリ内燃エンジンであって、該非円形歯車のグループを変更または追加することによって動作性能を向上させたことを特徴とするロータリ内燃エンジン。
【請求項７】
請求項１から６のいずれか一項に記載のロータリ内燃エンジンであって、エンジンの出力を増大するように複数のシリンダ部材を伝動シャフトおよび歯車と組み合わせたことを特徴とするロータリ内燃エンジン。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、内燃エンジンに関し、特には、ロータリ内燃エンジンに関する。
に特に適している。
【背景技術】
【０００２】
現在の２ストロークの往復式内燃エンジンのオイルの消費量が大きく、放熱効率が低く、汚染が大きい問題がある。４ストロークの内燃エンジンの排気系統の結合構造は複雑で、パワーロスも大きく、ピストン，ピストンリングおよびシリンダは常に一方の側と摩擦状態にあって、シリンダが円形でなくなり易く、摩擦が増加し、さらに効率の損失や密閉性の困難さが増大する。さらに、燃焼室の頂上部の面積の影響を受けて、点火プラグおよびインジェクタの数は言うまでも無く、燃料吸気部および排気部の大きさや数までも制限され、しかるにエンジンの性能の改良の妨げとなる。同時に、クランクシャフト連結ロッド機構およびピストンの複雑な往復運動は大量の効率を失うばかりでなく、その上、複雑な運動の慣性力のために、各々受ける負荷と軸受けの摩耗が増加する。また、エンジンの振動が増加し、回転速度に大きな影響を与える。機械的な力の損失は７４％から８０％にまで至り（「内燃エンジンの性能の改良のための技術」という名前の書の第３８ページの第２章第１項参照）。従来の三角回転子エンジンでは、加工が困難性，密閉片（往復エンジンのピストンリングに対応）およびそれの潤滑の問題と、燃料消費および排熱の問題のため、往復エンジンの効果を得ることが難しい（「特殊エンジン原理と仕組」１７１頁、３．３．２三角回転子エンジン」）。
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００３】
従来の瞬時可変容積型動作角変更式内燃エンジンは、互いに交差するように配置される２つのロータとの間および本体との間におけるシールに問題を有している。これは解決すべき課題であって、２式の非円形歯車およびサムホイールの機構では原理的に出力に限界があって、全く動作させることができない。
【課題を解決するための手段】
【０００４】
本発明の目的は、従来の往復式内燃エンジンのシリンダ−ピストン機構，バルブ機構およびクランクシャフト連結ロッド機構を改変し、ロータリ内燃エンジンを提供することにある。
【０００５】
本発明のロータリ内燃エンジンは、燃料供給システム、潤滑システム、点火ないし燃料注入システム、シリンダ−ピストンシステムなど、特に、半円部を有する２つの同一のシリンダ部材２，１２を具備する環状部を有する環状シリンダと、そのシリンダ部材内に取り付けられる２つのロータ４，５と、その２つのロータ４，５の両端にそれぞれ取り付けられる４つのピストンと、その２つのロータ４，５のそれぞれに垂直に取り付けられる２つのロータシャフト６，７と、２つのロータシャフト６，７上に備え付けられて２つの偏心歯車１０，１１と係合し、２つの歯車対を形成するために同じ出力シャフト１３に反対方向に取り付けられる２つの非円形歯車と、点火プラグないしインジェクタ２５と、吸気ポート２０と、排気ポート２１が要求された位置に配置される。
【０００６】
従来技術と比較すると、本願のロータリ内燃エンジンは次の利点を有している。
（１）本願の構成は、専用のバルブシステムを有しておらず、一定の出力を保持できる。
（２）ロータは１回転毎に４回の仕事をなす、これはクランクシャフトの２回転毎に８気筒４行程の往復内燃エンジンによってなされるものに等しい。
（３）複雑で、持て余すほどのクランクシャフト連結機構およびバルブ機構を有しておらず、ロータリ内燃エンジンがより単純な構造で、少ない部品点数で、小さい容積で、軽量で、リッターあたり高い性能を有し、重量−出力比が小さく、同じシリンダ径を有する８気筒４行程内燃エンジンと比較して、ロータリ内燃エンジンの特徴的な部分において、数、重量、部品の体積が４０％以上削減され、組み立てにおいても単純な行程、安いコストにつながる。
（４）本願のロータリエンジンでは、クランクシャフト連結ロッド機構、バルブシステムおよびピストンの不利な往復運動による振動を生じない。
（５）本願の内燃エンジンのピストンとシリンダとの間には摩擦が生じないし、シリンダの側とピストンおよびピストンリングとの摩擦も避けられ、側部の摩耗および剥れによっては摩擦損失は増加せず、側部摩擦によってシリンダ本体の真円度が失われることによってシールが困難になることもなく、図２に示すように、ピストンリングのジョイントにおいて漏れの問題を解決して１または２のピストンのピストンリングを有するジョイントがロータの端部であってピストンリングジョイント部２６内に配置される。
（６）本願のロータリ内燃エンジンは各々のピストンは、図１１から１３に示すように、同時にたとえば膨張および排気の２回の行程を実行することができ、吸気と圧縮行程は同時に同じピストンによって実行できる。結果的に、ピストンリングとシリンダとの間の摩擦は、大出力を確保するように、５０％ほど削減される。
（７）本願の構成の吸気と排気位置において、吸気および排気ポートをさらに配置することができる。吸気または排気ポートの全体の面積は、シリンダ径の面積より大きくでき、その結果ポンプ損失が大きく削減される。吸気充填量は増加する。排気ガスは、より素早く、より完全に排気される。出力は保持される。
（８）本願構成の吸気ポート内には空気バルブがなく、吸気ポートは、より早くより完全に混合ガスを燃焼できるように、混合ガスを渦を形成しやすくする形に設計しやすい。
（９）より早くより効率的に燃焼するように、高燃費技術、高速燃焼技術が適用しやすく、点火プラグまたは燃焼インジェクタをさらに配置できる。
（１０）燃焼ガスによって加熱されないシリンダ部材はいつも特別な位置にあって、吸気および圧縮行程がいつも実行される。それゆえに、吸気された新鮮な空気は低い密度と低い温度を有していて、圧縮比および燃焼効率を増加させやすくなる。
（１１）本願の構造では特別な燃焼室を有していないので、燃焼室において炭素の堆積によって生じる不利な現象がない。
【発明を実施するための最良の形態】
【０００７】
図面を参照しつつ、以下、本願発明の具体的な実施の形態を説明する。
環状部を有する環状シリンダは、半円部を有し同一である２つのシリンダ部材２，１２（図６に示す）を具備する。図２に示されるように、同一の２つのロータ４および５はそのシリンダ部材内に取り付けられる。シールリングのための溝２８はロータ４，５の両側面上に、シリンダ部材の対応する位置に配置される。４つの同一のピストン３はロータ４および５の両端に固定される。ピストンは、ロータの端部に取り付けられる孔２４を有し、ロータの端部にピストンピン用孔２２と同心となるピストンピン用孔２３を有している。ピストンは、往復式エンジンと同じようなピストンピンまたはボルトによりロータの端部に固定される。４つのピストンは同じ水準に取り付けられる。往復式エンジンと同じ一以上のピストン（不図示）上に取り付けられる。内部に一以上のリングを有するリングジョイントは、ロータの端部におけるピストンリングジョイントの箇所２６の内部に配置される。ピストンの上下面は、両方とも、中実である。ピストンリング、シリンダ部材およびシリンダ部材の間の潤滑は、ロータシャフトとロータを通して、強制的な圧力不連続潤滑様式で、実行できる。たとえば、ピストンが吸気ポートおよび排気ポートを通過するとき、圧力は供給されない。ピストンは図４に示すように、扇形形状にすることができ、または別の形としてもよい。
【０００８】
２つのシャフト６および７は、２つのロータ４，５のシャフト孔２７に、それぞれ垂直に固定される。ロータとピストンは一体の単一部材である。２つの非円形歯車８および９は、図８または９に示すように、２つのロータシャフト６，７にそれぞれ取り付けられる。非円形歯車８，９は、図１０に示すように、主軸が、ロータ４，５の両端上において、ピストンと平行となる。さらに、出力シャフト１３は、図８または９に示すように、２つの同一の偏心歯車１０，１１が、反対方向を向くように、取り付けられる。２つの偏心歯車１０，１１は従来技術と同じように解決される。図８または１０に示すように、２つの歯車対は偏心歯車１０，１１および非円形歯車８，９によって形成され、互いに係合する。非円形歯車の周長は、偏心ギアの周長の２倍である。出力軸１３上に２つのベアリング１４，１５が配置される。エンジン本体に固定される４つのベアリング１６，１７，１８，１９は、図９に示すように、それぞれロータシャフト６，７上に取り付けられる。点火プラグまたは燃料インジェクタ２５は、２つのピストン間の回転角度差が最小になるようなシリンダ部材上の位置、たとえば２つのピストン間の容積が最小になるときの中央に配置される。吸気ポート２０と排気ポート２１は、図８に示すように、点火プラグ２５に対応する位置に配置される。さらに、燃料供給システム、潤滑システム、冷却システム、点火システムは、従来の往復式内燃エンジンのそれらとほぼ同じに配置される。
【０００９】
本願発明の動作原理は、次のようである。吸気、圧縮、膨張、排気の一連の行程を連続的に実行するために、ピストン間の容積を、非円形歯車の２つのグループと偏心歯車間の回転角度差の効果に基に、２つのロータ間における回転速度差を利用して変化させる。ピストンＡとＢとの間の燃焼ガスが圧縮され、点火が開始され、膨張行程が開始する、このプロセスは図１１に示している。同時に、同じロータ上のピストンＢとＤは時計回りに回転し加速し、出力はロータシャフト、非円形歯車、偏心歯車によって出力シャフトを介して出力される。同じロータ上のピストンＡとＣが回転し減速すると、同時にピストンＡとＤの間の堆積が圧縮行程に、ピストンＤとＣとが吸気行程に、ピストンＢとＣとが排気行程に入る。ピストンが図１２に示される位置に到達した際に、ピストンＡとＣとが最も遅くなりピストンＢとＤとが最も早くなって、回転速度差が最大になる。このとき、ピストンＡとＣとが加速し始め、ピストンＢとＤとが減速し始める。ピストンが図１３に示す位置に到達した際に、ピストンＡとＢとの間で膨張行程が完了し、ピストンＡとＤとの間の圧縮行程が完了し、ピストンＤとＣとの間の吸気行程が完了し、ピストンＢとＣとの間の排気行程が完了する。したがって、排気、吸気、圧縮および膨張行程は、ピストンの２つの組み合わせ夫々毎に、一旦同時に完了する。しかるに、ピストンＡが、図１１に示すように、全回転を完了すると、ピストンＡは回転して同じ位置に戻り、４つの工程が完了する。これが、８気筒４行程往復内燃エンジン中のクランクシャフトの２回転のサイクルに対応する。
【００１０】
許容される範囲内でピストン間の速度差を大きくすると、より良い性能が得られる。ピストン間の回転速度差は偏心歯車の設計によって決定される。非円形歯車および偏心歯車変更したり加えたりすることによって、性能を上げるために、回転速度差を大きくすることができる。複数のシリンダ部材を伝動シャフトおよび歯車と組み合わせて、大出力を得ることができる。本願発明の構成として、２以上の吸気／排気ポートを設けることもでき、ポンプ損失の低減と吸気充填量の増加をさせることができる。本願発明の構成として、２以上の点火プラグ／燃料インジェクタを設けることもでき、より早くより完全な燃焼をさせることもできる。
【００１１】
本願発明の例示的な説明を行った。添付の特許請求の範囲によって画定される思想および範囲から離れることなく、変更、改変、同等なものは本願発明の保護される範囲内にあると理解される。
【図面の簡単な説明】
【００１２】
【図１】ロータの側面図である。
【図２】図１の平面図である。
【図３】図４の側面図である。
【図４】ピストンの側面図である。
【図５】図４の平面図である。
【図６】環状シリンダ部材の平面図である。
【図７】図６のＥ−Ｅ線に沿った断面図である。
【図８】非円形歯車，偏心歯車およびシリンダ部材の概念組立図である。
【図９】図８の一般的組立図のＭ−Ｍ線に沿った断面図である。
【図１０】ピストン、非円形歯車、偏心歯車の概念組立図であって、シリンダ部材が部分的に取り除いて描いた図である。
【図１１】シリンダ部材中に行程を実行しているピストンの概略図である。
【図１２】シリンダ部材中に行程を実行しているピストンの概略図である。
【図１３】シリンダ部材中に行程を実行しているピストンの概略図である。
【図１】
2008542604.tif 000003
【図２】
2008542604.tif 000004
【図３】
2008542604.tif 000005
【図４】
2008542604.tif 000006
【図５】
2008542604.tif 000007
【図６】
2008542604.tif 000008
【図７】
2008542604.tif 000009
【図８】
2008542604.tif 000010
【図９】
2008542604.tif 000011
【図１０】
2008542604.tif 000012
【図１１】
2008542604.tif 000013
【図１２】
2008542604.tif 000014
【図１３】
2008542604.tif 000015
【国際調査報告】
2008542604.tif 000016
2008542604.tif 000017
2008542604.tif 000018
2008542604.tif 000019