(57)【要約】本発明は、ロータリー機関に関し、吸入口１０，排気口１２及び点火プラグ１４を有するハウジングＡと、ハウジングＡ内に回転軸２を軸として回転可能に設けられた回転体Ｃと、ハウジングＡから突出して回転体Ｃの中央に位置する楕円形の案内台Ｄと、回転体Ｃに形成された作動室４４に軸棒４でもって回転可能に設けられ、尾部５８及び前面５９が案内台Ｄに外接するピストンＢと、ピストンＢの軸棒４の端部に連結形成され端部の案内ローラ６２がハウジングＡの楕円形案内面６に内接する誘導棒８とから構成される。回転体Ｃの回転時、ピストンＢが作動室４４を縮小・拡張させる運動によって４行程が順次行われるようにした。回転体Ｃには、潤滑油供給路６４と供給用穴６４ａと潤滑油排出路６６と排出用穴６６ａを形成して機関内への潤滑油供給が円滑になるようにし、また、作動室４４内に潤滑油が流入しないようにオイルシール６８を形成して独立した潤滑機能が備えられるようにした。【選択図】図２
2004520538.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
円筒形のハウジング（Ａ）と、
ハウジング（Ａ）内で回転する回転体（Ｃ）と、
ハウジング（Ａ）から突出して回転体（Ｃ）の中央に位置する楕円形案内台（Ｄ）と、
回転体（Ｃ）と一体に形成されハウジング（Ａ）と案内台（Ｄ）を貫通する回転軸（２）とからなり、
前記ハウジング（Ａ）には、吸入口（１０）及び排気口（１２）、並びに、構成しようとする機関に応じて点火プラグ（１４）や燃料供給装置を選択的に形成し、
回転体（Ｃ）には吸排気穴（４６）を有する一つ以上の作動室（４４）を形成し、
前記作動室（４４）の一方の側には、ピストン（Ｂ）を回転可能に設けてその尾部（５８）及び前面（５９）が案内台（Ｄ）に外接するようにし、
ピストン（Ｂ）を連結する軸棒（４）には、案内ローラ（６２）を介してハウジング（Ａ）の案内面（６）に内接する誘導棒（８）を形成してなるロータリー機関。
【請求項２】
回転体（Ｃ）の回転軸（２）に、潤滑油供給路（６４）と供給用穴（６４ａ）と、潤滑油排出路（６６）と排出用穴（６６ａ）とを形成し、作動室（４４）と吸排気穴（４６）の周囲をオイルシール（６８）で密閉してなる請求項１記載のロータリー機関。
【請求項３】
ハウジング（Ａ）の一方の側に燃料流入管（２８）の形成されたカバー（３０）を結合固定し、カバー（３０）内に回転軸（２）に連結固定される燃料加圧機（３２）を設置してなる請求項１記載のロータリー機関。
【請求項４】
回転体（Ｃ）の一方の側に多数の案内突片（４８）を放射状に形成し、それらの間に流路（５０）が形成されるように構成したことを特徴とする請求項１記載のロータリー機関。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
＜技術分野＞
本発明は、内燃機関のうちのロータリー機関に関する。
【０００２】
＜背景技術＞
既存のロータリー機関は、ハウジング内で偏心回転する三角形のローターによって機関の４行程が行われるようにしたものであり、そのハウジングとローターは幾何学的な構造のため製作し難い。また、作動時にはローターの回転摩擦が激しく、これによりローターの摩耗度が極めて高いものであり、独立の潤滑機能がないため燃料に潤滑油が混合することから燃焼の際に煤煙が多量に発生する。これらの問題点から、同出力の往復用機関に比べて小型で軽量であるにも関わらず現実の実施がされていない実状にある。
【０００３】
＜発明の説明＞
本発明は、上述した従来のロータリー機関における問題点を解決するために、円筒形ハウジング内で回転軸を中心に回転する回転体のピストンが、ハウジングから回転体中央部に突出形成された楕円形案内台に外接して滑り移動しながら、作動室を圧縮および拡張する作用によって、機関の４行程が行われるようにした。
【０００４】
また、回転体のピストンについては、その軸棒に案内ローラを有する誘導棒を設けて、案内ローラがハウジングの楕円形の案内面に内接されるようにすることにより、遠心力の作用時にも各行程ごとに要求される作動室の圧縮または拡張が円滑に行われるようにした。
【０００５】
このような４行程の進行時、回転軸に形成された潤滑油供給路及び供給用穴から機関内部へと潤滑油が供給されるようにし、供給された潤滑油が、排出用穴と潤滑油排出路から排出されて循環されるようにした。また、燃料を吸入する吸入口と排ガスを排出する排気口、および作動室などについては、オイルシールで密閉して、潤滑作用に際して作動室内への潤滑油流入が遮断されるようにした。
【０００６】
したがって、本発明は、構成が比較的簡単で製作し易いことは勿論、回転体とピストンの作動が柔軟で円滑に行われるため、その分だけ振動騒音とピストンの摩耗率を下げることができ、また、独立した潤滑機能を持たせて煤煙発生を低減できる。
【０００７】
＜発明の実施のための最良の形態及び発明の実施の形態＞
本発明は、図１および図２に示すように、円筒形のハウジングＡと、ハウジングＡ内で回転軸２を中心に回転し、また１個以上のピストンＢが設置される回転体Ｃと、ハウジングＡの内壁から突出して回転体Ｃの中央部に位置する楕円形の案内台Ｄと、ピストンＢを連結する軸棒４に延長形成され、ハウジングＡの案内面６によって案内される誘導棒８と、から構成される。
【０００８】
ハウジングＡは、本体１６と、本体１６にボルトで結合される蓋１８からなる。本体１６には、燃料吸入用吸入口１０とガス排出用排気口１２が両側に形成され、それらの間には構成しようとする機関（ガソリン機関またはディーゼル機関）に応じて点火プラグ１４と燃料供給装置が選択的に設置される。本体１６の内側空間部には、内壁から楕円形の案内台Ｄが突出形成される。また、本体１６の案内台Ｄと蓋１８には回転軸２が貫通する軸穴２０、２２が形成される。
【０００９】
ハウジングＡを構成する本体１６及び蓋１８には、冷却室２４，２６を形成して冷却用液体を充填し、本体１６の底部には燃料流入管２８を有するカバー３０をボルトで結合し、カバー３０内には回転軸２に結合固定されるタービン型燃料加圧機３２を設置する。
【００１０】
ハウジングＡの本体１６に形成されるガス排出用排気口１２には、図３に示すように、回転体Ｃの回転方向にやや傾くように多数の傾斜板３４を密に形成して排気の際に推進力を増大させる。
【００１１】
本体１６の内側壁から突出形成される楕円形の案内台Ｄは、軸穴２２の中心点から最も短い下死点Ｄ−１と最も遠い上死点Ｄ−２を有する形であって、回転体Ｃの中央に位置する。
【００１２】
蓋１８の内側面には、誘導棒８の作動を自由にさせる作動空間３６と、作動空間３６から凹み込んだ楕円形の案内面６とを形成している。楕円形の案内面６は、内接する誘導棒８を通じて、ピストンＢが案内台Ｄとの外接状態を保持できるようにする楕円をなすのである。
【００１３】
回転体Ｃは、円筒形の胴体３８と、胴体３８の上下側にボルトで結合される密閉板４０，４２とから構成され、その回転軸２は一方の密閉板４０と一体に形成する。
【００１４】
回転体Ｃの胴体３８内には一つ以上の作動室４４を形成し、各作動室４４には、燃料が吸入され、また燃焼後のガスを排出するための吸排気穴４６を形成している。吸排気穴４６は、吸気および排気機能以外に、作動室４４の一部として作動室４４の機能も行う。
【００１５】
回転体Ｃの他方の密閉板４２の外面には、図４に示すように、多数の案内突片４８を放射状に形成し、それらの間に潤滑油の排出を促進する潤滑油排出促進用流路５０が形成されるようにする。
【００１６】
回転体Ｃの各作動室４４内に設置されるピストンＢは、図５に示すように、側面から見て円形であるヘッド部５２と、ヘッド部５２の一側部から、内側へと湾曲して延長形成された胴体５４とからなる。また、ピストンＢは、ヘッド部５２の連結穴５６を通じて回転体Ｃに軸棒４でもって連結されて設置され、胴体３８端部の尾部５８と前面５９が楕円形案内台Ｄに外接するようにされる。
【００１７】
前記ピストンＢの尾部５８と案内台Ｄの上死点Ｄ−２には回転時の摩擦を少なくするために案内ローラ６０をさらに設けるのが好ましい。
【００１８】
ピストンＢを連結する軸棒４については、回転体Ｃの一方の密閉板４０の外側から連結穴５６を貫通してピストンＢと一体感を有するようにする。外部に露出された軸棒４の端部には誘導棒８を一体に延長形成する。誘導棒８の端部には案内ローラ６２を形成して、該端部が、案内ローラ６２を介してハウジングＡの案内面６に内接されるようにする。
【００１９】
回転体Ｃの一方のカバー４０に一体形成された回転軸２は、内部に潤滑油供給路６４と潤滑油排出路６６を形成し、潤滑油供給路６４は供給用穴６４ａによって機関内部と連通されるようにし、潤滑油排出路６６は排出用穴６６ａによって機関内部と連通されるようにする。
【００２０】
ハウジングＡと回転体Ｃとの間、回転体ＣとピストンＢとの間には、それぞれオイルシール６８を形成して、潤滑油が作動室４４，吸排気穴４６，吸入口１０および排気口１２に流入するのを防止する。
【００２１】
本発明において、点火プラグ１４は、ピストンＢが案内台Ｄの上死点Ｄ−２を通り過ぎるとき点火されるような位置に設ける。点火プラグ１４に代えて燃料供給装置を点火位置に設けるならば、ディーゼル機関としても満足できることになる。
【００２２】
このように構成された本発明においては、始動によって回転体Ｃが回転すると、その尾部５８が案内台Ｄと外接し、また、軸棒４に延長形成された誘導棒８の案内ローラ６２はハウジングＡの案内面６に内接しているので、ピストンＢは楕円形案内台Ｄの下死点Ｄ−１と上死点Ｄ−２を通りながら作動室４４の容積を縮小または拡張させる。
【００２３】
このときピストンＢの尾部５８は、図６のように作動室４４の吸排気穴４６が吸入口１０と出会う時点からは案内台Ｄの上死点Ｄ−２を通って下死点Ｄ−１に移動しながら軸棒４を軸として回転体Ｃの中心部側に回転することになる。そのため、このように回転するにつれて、最小容積化していた作動室４４が漸次拡張される。作動室４４の拡張時には、燃料流入管２８に噴射されて入った燃料が、タービン型燃料加圧機３２によって加圧された状態で、吸入口１０を経て作動室４４内に強く吸入される。
【００２４】
このような吸入作用は、作動室４４の吸排気穴４６がハウジングＡの吸入口１０を通る間中、続けて行われる。この吸入行程時、ピストンＢには回転体Ｃの回転によって遠心力が作用するが、軸棒４に連結された誘導棒８が案内ローラ６２を介してハウジングＡの楕円形案内面６に内接しているので正常な吸入行程が遂行される。
【００２５】
すなわち、ピストンＢは、案内台Ｄと外接し滑り移動しながら作動室４４を縮小または拡張させるが、回転体Ｃの回転によって常時遠心力が作用するので、とくに外力が全く作用しない吸入区間ではその尾部５８が案内台Ｄとの滑り接触状態を保持できなくなる。
【００２６】
しかし、図７のように、ピストンＢは、常時、その尾部５８が案内台Ｄに外接しており、また、誘導棒８は、案内ローラ６２を介してハウジングＡの案内面６に内接することで遠心力の作用するピストンＢを支持している。そのため、ピストンＢの尾部５８は遠心力に影響を受けず、常時、案内台Ｄと外接して往復作動を行うこととなる。
【００２７】
回転体Ｃの吸排気穴４６がハウジングＡの吸入口１０を通り過ぎたならば、ハウジングＡの内壁と、作動室４４および吸排気穴４６を取り囲んでいるオイルシール６８とによって、作動室４４及び吸排気穴４６が密閉され、吸入行程が完了する。
【００２８】
吸入行程が完了すると、ピストンＢの尾部５８は案内台Ｄの下死点Ｄ−１を通って上死点Ｄ−２に移動するので、下死点で最大容積化した作動室４４は漸次縮小されながら燃料を圧縮することになる。
【００２９】
ピストンＢの尾部５８が上死点Ｄ−２に到達すると、作動室４４の容積が最小化し燃料は最大に圧縮され、圧縮行程が完了する。
【００３０】
最大圧縮時、点火プラグ１４が点火されると、燃料が燃焼しながら膨張行程が始まり、膨張力がピストンＢの背面を押すことから、回転体Ｃが反時計方向に回転する回転動力が得られる。
【００３１】
このとき、ピストンＢの尾部５８が上死点Ｄ−２を過ぎ下死点Ｄ−１へと移動するので、作動室４４が漸次拡張される。回転を続けて作動室４４の吸排気穴４６が排気口１２に出会うと、膨張行程が完了し、排気行程が始まる。
【００３２】
排気行程が始まる際には、再びピストンＢの尾部５８が下死点Ｄ−１を過ぎて上死点Ｄ−２へと移動するので、これに伴い、最大容積化した作動室４４が漸次縮小されながら排気が迅速に進行する。
【００３３】
排気行程時、排気口１２には図３のように多数の傾斜板３４が形成されているので、傾斜板３４の作用により推進力が増大する。
【００３４】
作動室４４の吸排気穴４６が排気口１２を完全に通り過ぎると、排気行程が完了する。このとき、ピストンＢの尾部５８は、再び上死点Ｄ−２を過ぎて下死点Ｄ−１へと移動することとなり、また、最小容積化していた作動室４４が、吸入口１０を通り過ぎつつ、再び漸次拡張されることとなるので、燃料を吸入する最初の吸入行程が繰り返される。
【００３５】
これら４行程が進行される間、回転軸２の潤滑油供給路６４から供給された潤滑油は、供給用穴６４ａを通じてハウジングＡと回転体Ｃとの間、回転体ＣとピストンＢとの間、回転軸２とハウジングＡおよび案内台Ｄとの間など機関内に満遍なく流入されて回転を円滑にする。そして、潤滑油排出用穴６６ａと潤滑油路６６を通じて排出される循環作用を行う。
【００３６】
潤滑作用の際、吸入口１０，排気口１２，作動室４４および吸排気穴４６には潤滑油が流入しないようにオイルシール６８で密閉されているので、潤滑油の燃焼による煤煙発生の恐れがない。
【００３７】
潤滑油の排出時には回転体Ｃの回転によって放射状の案内突片４８同士の間に形成される流路５０を通じて潤滑油が中央部に迅速に移動し、潤滑作用が円滑になる。
【００３８】
＜産業上の利用可能性＞
本発明は、ハウジングＡ内で回転体ＣのピストンＢが案内台Ｄの外面に接して滑り移動しながら機関の４行程が行われるので、三角形ローターが偏心回転しながら機関の４行程が行われる従来のロータリー機関に比べて、構成が比較的簡単であって製作しやすい。また、回転摩擦がずっと少ないため作動が柔軟且つ円滑になり、その分だけ騒音振動やピストンＢの摩耗率が低減される。さらに、独立した潤滑機能を持たせることで潤滑油による煤煙発生のおそれを排除することができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の側断面構成図。
【図２】本発明の分解斜視図。
【図３】本発明の排気口の部分斜視図。
【図４】本発明の回転体底面に有する潤滑油排出用流路の構成図。
【図５】本発明に使用されるピストンの斜視図。
【図６】本発明の平断面構成図。
【図７】本発明の誘導棒の作動状態を示す平断面構成図。
【符号の説明】
Ａ：ハウジング          Ｂ：ピストン
Ｃ：回転体              Ｄ：案内台
Ｄ−１：下死点          Ｄ−２：上死点
２：回転軸              ４：軸棒
６：案内面              ８：誘導棒
１０：吸入口            １２：排気口
１４：点火プラグ        １６：本体
１８：蓋                ２０、２２：軸穴
２４、２６：冷却室      ２８：燃料流入管
３０：カバー            ３２：燃料加圧機
３４：傾斜板            ３６：作動空間
３８：胴体              ４０、４２：密閉板
４４：作動室            ４６：吸排気穴
４８：案内突片          ５０：流路
５２：ヘッド部          ５４：胴体
５６：連結穴            ５８：尾部
５９：前面              ６０、６２：案内ローラ
６４：潤滑油供給路      ６６：潤滑油排出路
６４ａ：供給用穴        ６６ａ：排出用穴
６８：オイルシール
【国際公開パンフレット】
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2004520538.tif 000004
2004520538.tif 000005
2004520538.tif 000006
2004520538.tif 000007
2004520538.tif 000008
2004520538.tif 000009
2004520538.tif 000010
2004520538.tif 000011
2004520538.tif 000012
2004520538.tif 000013
2004520538.tif 000014
2004520538.tif 000015
2004520538.tif 000016
2004520538.tif 000017
2004520538.tif 000018
2004520538.tif 000019
2004520538.tif 000020
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2004520538.tif 000022
2004520538.tif 000023
【国際調査報告】
2004520538.tif 000024