(57)【要約】【課題】単純な部品でもって構成され、振動が少なく、生産性が高く、コストが低いロータリ内燃機関を提供する。【解決手段】内周面が円筒面（７ａ）に形成された１個のメインロータ室（７）と、該メインロータ室（７）を挟んで両側に配置されると共に内周面が前記メインロータ室（７）の円筒面（７ａ）より小径の円筒面（８ａ，９ａ）に形成された２個のサブロータ室（８，９）とを形成したロータハウジング（１）と、前記メインロータ室（７）の内周面に密接した状態で前記ロータハウジング（１）に回転可能に枢支された側面形状が凸レンズ状のメインロータ（15）と、前記２個のサブロータ室（８，９）の内周面にそれぞれ密接した状態で前記ロータハウジング（１）に回転可能に枢支された側面形状が凸レンズ状のサブロータ（16，17）とよりなるロータリ内燃機関。【選択図】図１０
2013060811.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
内周面が円筒面（７ａ）に形成された１個のメインロータ室（７）と、該メインロータ室（７）を挟んで両側に配置されると共に内周面が前記メインロータ室（７）の円筒面（７ａ）より小径の円筒面（８ａ，９ａ）に形成された２個のサブロータ室（８，９）とを形成したロータハウジング（１）と、
前記メインロータ室（７）の内周面（７ａ）に密接した状態で前記ロータハウジング（１）内に回転可能に枢支されたメインロータ側面形状が凸レンズ状のメインロータ（15）と、
前記２個のサブロータ室（８，９）の内周面にそれぞれ密接した状態で前記ロータハウジング（１）に回転可能に枢支されたサブロータ側面形状が凸レンズ状のサブロータ（16，17）と、
前記２個のサブロータ室（８，９）の内の一方のサブロータ室（９）、または、該一方のサブロータ室（９）に隣接した一方のメインロータ室（７）の一部分に連通する吸気ポート（18，24）と、
前記２個のサブロータ（８，９）の内の一方のサブロータ室（９）、または該一方のサブロータ室（９）に隣接した他方のメインロータ室（７）の一部分に連通する排気ポート（19，25）と、
前記２個のサブロータ室（８，９）の内の他方のサブロータ室（８）に形成された燃焼室（８ｄ）と、
前記１個のメインロータ（15）と前記２個のサブロータ（16，17）とを全て同一方向にかつ同一回転速度で回転可能に連結するとともに、前記メインロータ（15）の回転軸（10）から動力を取出す動力伝動機構（14）とで構成されたことを特徴とするロータリ内燃機関（０）。
【請求項２】
前記メインロータ室（７）の円周面（７ａ）の径および前記メインロータ（15）の大径をＲ、
前記サブロータ室（８，９）の円周面（８ａ，９ａ）の径および前記サブロータ（16，17）の大径をｒ、
前記メインロータ（15）およびサブロータ（16，17）の小径をＲａ，ｒａ、
前記メインロータ（15）の回転中心（７ｂ）と前記サブロータ（16，17）の回転中心（８ｂ，９ｂ）との距離をＬとすると、
Ｌ２＝Ｒ２＋ｒ２      ・・・  （１）
Ｒ＋ｒａ＝Ｒａ＋ｒ  ・・・  （２）
なる関係式が成立することを特徴とする請求項１記載のロータリ内燃機関（０）。
【請求項３】
前記メインロータ（15）は、該メインロータ（15）の中心（７ｂ）から小径部（15ｂ）に向い
前記サブロータ（16，17）の大径（ｒ）に相当する距離だけ離れた個所（15ｄ）を中心とし、
半径Ｌの円筒面（15ｃ）に沿った形状に形成されると共に、
前記サブロータ（16，17）は、該サブロータ（16，17）の中心（８ｂ，９ｂ）から小径部（16ｂ，17ｂ）に向い、
前記メインロータ（15）の大径（Ｒ）に相当する距離だけ離れた個所を中心（16ｄ）とし、
半径Ｌの円筒面（16ｃ，17ｃ）に沿った形状に形成されたことを特徴とする請求項２記載のロータリ内燃機関（０）。
【請求項４】
前記吸気ポート（18）の開口および排気ポート（19）の開口は、前記吸排気側のサブロータ室（９）に隣接する前記メインロータ室（８）の周壁（７ｅ）にそれぞれ形成されたことを特徴とする請求項１ないし請求項３いずれか記載のロータリ内燃機関（０）。
【請求項５】
前記排気ポート（25）の開口（25ａ）は、前記吸排気ポートが配設される一方のサブロータ室に隣接した前記メインロータ室の側壁に形成され、前記吸気ポート（24）の開口（24ａ）は、前記一方のサブロータ室（９）の側面の側壁（２）に形成されたことを特徴とする請求項１ないし請求項３いずれか記載のロータリ内燃機関（０）。
【請求項６】
前記燃焼室（８ｄ）が形成された他方のサブロータ室（８）に設けられている点火栓（23）に対し、該他方のサブロータ室（８）内のサブロータ（16）の下流側に水噴射を行なう水噴射弁が設けられたことを特徴とする請求項１ないし請求項５いずれか記載のロータリ内燃機関（０）。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、燃焼室の容積を変更する部材が往復運動せずに回転して、燃料が保有する化学エネルギを機械エネルギに変換するロータリ内燃機関に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
自動二輪車や通常自動車と称せられる４輪自動車の車体に搭載される内燃機関には、構造が比較的簡単で、シール性が良くかつ他の形式の内燃機関よりも比較的燃費が良好なため、燃焼室の容積を変更するピストンが往復運動する往復型内燃機関が広く用いられていた。
【０００３】
しかし、往復型内燃機関ではピストンの往復運動による振動が発生するため、この振動を低減し、さらに小型大出力化を図った内燃機関として、２節ペリトロコイド曲線を内周面に持つロータハウジングの内部に辺中央部が外方へ変曲した略３角形状のロータが回転するバンケル型ロータリ内燃機関が開発されていた。
【０００４】
このバンケル型ロータリ内燃機関では、ロータが遊星運動を伴うため、往復振動が発生し、振動を充分に低減することが困難であり、またロータハウジングおよびロータの形状が複雑で、ロータを駆動させるための伝動機構が複雑であった。
【０００５】
これを改善しようとする内燃機関に、ロータが遊星運動をせず、１個所で回転するロータリ内燃機関があった（特開２００５−３１５２０５号公報参照）。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００６】
【特許文献１】特開２００５−３１５２０５号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００７】
前記特許文献１記載のロータリ内燃機関では、ロータの平面形状が複雑であるため、加工が困難で、生産性が低く、コスト高が避けられなかった。
【０００８】
本発明は、このような難点を克服したロータリ内燃機関の改良に係り、単純な形状の部品でもって構成され、振動が少なく、生産性が高く、コストが低いロータリ内燃機関を提供することを目的としている。
【課題を解決するための手段】
【０００９】
上記目的を達成するために、請求項１記載の発明は、
内周面が円筒面に形成された１個のメインロータ室と、該メインロータ室を挟んで両側に配置されると共に内周面が前記メインロータ室の円筒面より小径の円筒面に形成された２個のサブロータ室とを形成したロータハウジングと、
前記メインロータ室の内周面に密接した状態で前記ロータハウジング内に回転可能に枢支されたメインロータ側面形状が凸レンズ状のメインロータと、
前記２個のサブロータ室の内周面にそれぞれ密接した状態で前記ロータハウジングに回転可能に枢支されたサブロータ側面形状が凸レンズ状のサブロータと、
前記２個のサブロータ室の内の一方のサブロータ室、または、該一方のサブロータ室に隣接した一方のメインロータ室の一部分に連通する吸気ポートと、
前記２個のサブロータの内の一方のサブロータ室、または該一方のサブロータ室に隣接した他方のメインロータ室の一部分に連通する排気ポートと、
前記２個のサブロータ室の内の他方のサブロータ室に形成された燃焼室と、
前記１個のメインロータと前記２個のサブロータとを全て同一方向にかつ同一回転速度で回転可能に連結するとともに、前記メインロータの回転軸から動力を取出す動力伝動機構とで構成されたことを特徴とするロータリ内燃機関である。
【００１０】
請求項２記載の発明は、
前記メインロータ室の円周面の径および前記メインロータの大径をＲ、
前記サブロータ室の円周面の径および前記サブロータの大径をｒ、
前記メインロータおよびサブロータの小径をＲａ，ｒａ、
前記メインロータの回転中心と前記サブロータの回転中心との距離をＬとすると、
Ｌ２＝Ｒ２＋ｒ２      ・・・  （１）
Ｒ＋ｒａ＝Ｒａ＋ｒ  ・・・  （２）
なる関係式が成立することを特徴とする請求項１記載のロータリ内燃機関である。
【００１１】
請求項３記載の発明は、
前記メインロータは、該メインロータの中心から小径部に向い
前記サブロータの大径に相当する距離だけ離れた個所を中心とし、
半径Ｌの円筒面に沿った形状に形成されると共に、
前記サブロータは、該サブロータの中心から小径部に向い、
前記メインロータの大径に相当する距離だけ離れた個所を中心とし、
半径Ｌの円筒面に沿った形状に形成されたことを特徴とする請求項２記載のロータリ内燃機関である。
【００１２】
請求項４記載の発明は、
前記吸気ポートの開口および排気ポートの開口は、前記吸排気側のサブロータ室に隣接する前記メインロータ室の周壁にそれぞれ形成されたことを特徴とする請求項１ないし請求項３いずれか記載のロータリ内燃機関である。
【００１３】
請求項５記載の発明は、
前記排気ポートの開口は、前記吸排気ポートが配設される一方のサブロータ室に隣接した前記メインロータ室の側壁に形成され、前記吸気ポートの開口は、前記一方のサブロータ室の側面の側壁に形成されたことを特徴とする請求項１ないし請求項３いずれか記載のロータリ内燃機関である。
【００１４】
請求項６記載の発明は、
前記燃焼室が形成された他方のサブロータ室に設けられている点火栓に対し、該他方のサブロータ室内のサブロータの下流側に水噴射を行なう水噴射弁が設けられたことを特徴とする請求項１ないし請求項５いずれか記載のロータリ内燃機関である。
【発明の効果】
【００１５】
請求項１記載の発明によれば、往復運動部分のみならず、偏心回転部分を排除しているため、内燃機関の更なる低振動化と摩擦の低減化を図ることができるとともに、内燃機関の小型化を図ることができる。
【００１６】
請求項２記載の発明によれば、前記メインロータ室およびサブロータ室の内周面を円筒面に形成すると共に、前記メインロータおよびサブロータの外周面を曲率半径一定の円筒面に形成したため、内燃機関の構成部分の形状を単純化して生産性を向上することができる。
【００１７】
請求項３記載の発明によれば、前記メインロータおよびサブロータに対し所定の距離離れた点を中心として旋回する治具を用いて、該メインロータの外周面を所要の半径Ｒの円筒面に形成することができ、加工することが極めて容易であり、また前記サブロータも同様に極めて容易に加工することができる。
【００１８】
請求項４記載の発明によれば、吸排気のタイミングや開口期間を自由に変更でき、内燃機関の性能・特性を向上することができる。
【００１９】
請求項５記載の発明によれば、吸吸排気のオーバーラップのタイミングを拡大して、充槇効率を増大でき、内燃機関の性能向上を図ることができる。
【００２０】
請求項６記載の発明によれば、気化潜熱による筒内冷却性の向上と蒸気圧による燃費の向上を図る場合に噴射水蒸気がサブロータに遮られて点火プラグが濡れることが阻止され、水噴射時期や点火プラグの配置位置の自由度が向上する。
【図面の簡単な説明】
【００２１】
【図１】本発明のロータリ内燃機関の基本的概略構造を図示した説明図である。
【図２】図１の説明図で、メインロータおよびサブロータの回転位置を９０°回転させた状態の説明図である。
【図３】メインロータとサブロータとがどのような回転位置にあっても、両ロータが常に接触状態を保持できることを説明した説明図である。
【図４】メインロータ室とサブロータ室の境界点Ｐ１において、メインロータの大径部とサブロータの大径部が相互に当接し、メインロータ室の中心と境界点とを結ぶ線分と、サブロータ室の中心と境界点とを結ぶ線分との挟角が直角であることを示す説明図である。
【図５】図４に図示した内燃機関でメインロータ室の中心とサブロータ室の中心とを結ぶ軸間距離を変えずに、図４に図示のものと比べてメインロータ室の径を小さくし、サブロータ室の径を大きくした場合でも、メインロータの大径部とサブロータの大径部が相互に当接し、メインロータ室の中心と境界点とを結ぶ線分と、サブロータ室の中心と境界点とを結ぶ線分との挟角が直角であることを示す説明図である。
【図６】図４に図示した内燃機関でメインロータ室の中心とサブロータ室の中心とを結ぶ軸間距離を変えずに、図４に図示のものと比べてメインロータ室の径を大きくし、サブロータ室の径を小さくした場合でも、メインロータの大径部とサブロータの大径部が相互に当接し、メインロータ室の中心と境界点とを結ぶ線分と、サブロータ室の中心と境界点とを結ぶ線分との挟角が直角であることを示す説明図である。
【図７】本発明の内燃機関の第１実施例の前面図である。
【図８】本発明の内燃機関の第１実施例の右側面図である。
【図９】本発明の内燃機関の第１実施例を斜右後方から見た斜視図である。
【図１０】本発明の内燃機関の第１実施例を斜右後方から見た分解図である。
【図１１】本発明の内燃機関の第１実施例において、その動作状態を図示するために、メインロータおよびサブロータを後方から見て、メインロータの大径部がサブロータの小径部に当接した状態を図示した後面図である。
【図１２】図１１に図示した状態から、メインロータおよびサブロータが約４５°時計方向に回転した状態を図示した後面図である。
【図１３】図１２に図示した状態から、メインロータおよびサブロータがさらに約４５°図１１に比べて９０°時計方向に回転した状態を図示した後面図である。
【図１４】図１３に図示した状態から、メインロータおよびサブロータがさらに約４５°図１１に比べて約１３５°時計方向に回転した状態を図示した後面図である。
【図１５】図１４に図示した状態からさらにメインロータとサブロータが回転して、メインロータとサブロータの両大径部が、メインロータ室とサブロータ室の境界点において、相互に当接した状態を図示した後面図である。
【図１６】図１５に図示した状態からさらにメインロータおよびサブロータが回転して、メインロータの大径部がサブロータの小径部に当接した状態を図示した後面図である。
【図１７】図１６に図示された状態からメインロータおよびサブロータが約４５°時計方向へ回転した状態を図示した後面図である。
【図１８】図１７に図示された状態からメインロータおよびサブロータがさらに約４５°時計方向へ回転した状態を図示した後面図である。
【図１９】図１８に図示された状態からメインロータおよびサブロータがさらに約４５°回転した状態を図示した後面図である。
【図２０】図１９に図示された状態からさらにメインロータおよびサブロータが回転して、メインロータおよびサブロータの大径部が、メインロータ室とサブロータ室との境界的において、相互に当接した状態を図示した後面図である。
【図２１】本発明の第２実施例において、その動作状態を図示するために、メインロータおよびサブロータを後方から見て、メインロータの小径部にサブロータの大径部が当接した状態を図示した後面図である。
【図２２】図２１に図示した状態における第２実施例を斜右後方から見た分解斜視図である。
【図２３】図２２に図示された状態からメインロータおよびサブロータが約４５°時計方向へ回転した状態を図示した分解斜視図である。
【図２４】図２５に図示した状態からさらにメインロータとサブロータが時計方向へ回転して、メインロータとサブロータの両大径部がメインロータ室とサブロータ室の境界点において、相互に当接した状態を図示した分解斜視図である。
【図２５】図２４に図示の状態からさらにメインロータとサブロータが時計方向へ回転して、メインロータの大径部がサブロータの小径部に当接した状態を図示した分解斜視図である。
【図２６】図２５に図示の状態からさらにメインロータとサブロータが時計方向へ回転して、メインロータとサブロータの両大径部が、メインロータ室とサブロータ室との境界点で相互に当接した状態を図示した分解斜視図である。
【図２７】図２６に図示した状態からさらにメインロータとサブロータが時計方向へ回転した状態を図示した分解斜視図である。
【図２８】図２７に図示の状態からさらにメインロータとサブロータが時計方向へ回転し、メインロータの小径部にサブロータの大径部が当接した状態を図示した分解斜視図である。
【図２９】図２８に図示の状態からさらにメインロータとサブロータが時計方向へ回転し、メインロータとサブロータの大径部が、メインロータ室とサブロータ室の境界点において、相互に当接した状態を図示した分解斜視図である。
【図３０】図２９に図示の状態からさらにメインロータとサブロータが時計方向へ回転し、メインロータ室とサブロータ室の境界点において、相互に当接した状態を図示した分解斜視図である。
【発明を実施するための形態】
【００２２】
以下、図１ないし図１５に図示された本発明に係るロータリ内燃機関０の一実施例について説明する。
【００２３】
以下、本願明細書において、ロータリ内燃機関０の上下、前後、左右を、ロータリ内燃機関０を搭載する車両の上下、前後、左右方向とそれぞれ同一方向とする。
【００２４】
まず、図１および図２を参照して本発明に係るロータリ内燃機関０の基本的概略構造を説明する。
【００２５】
ロータリ内燃機関０のロータハウジング１は、内周面７ａが半径Ｒの円筒面に形成された１個のメインロータ室７と、メインロータ室７を挟んで上下両側に配置された上、下部サブロータ室８，９とよりなり、上、下部サブロータ室８，９の内周面８ａ，９ａはメインロータ室７の内周面７ａよりも小径の半径ｒの円筒面に形成されている。
【００２６】
また、メインロータ側面形状が凸レンズ状に形成されたメインロータ15の大径部15ａの半径は、前記メインロータ室７の円筒面の半径Ｒと同一に設定され、メインロータ15の中心がメインロータ室７の中心７ｂに合致した状態で、メインロータ15はメインロータ室７内で回転可能に枢支されている。なお、メインロータ室７の中心７ｂとメインロータ15の中心とが合致しているため、メインロータ15の中心も７ｂと表示する。
【００２７】
さらに、サブロータ側面形状が凸レンズ状に形成された上、下部サブロータ16，17の大径部16ａ，17ａの半径は、前記上、下部サブロータ室８，９の円筒面８ａ，９ａの半径ｒと同一に設定され、上部サブロータ16の中心が上部サブロータ室８の中心８ｂと合致すると共に、下部サブロータ17の中心が下部サブロータ室９の中心９ｂに合致した状態で、上、下部サブロータ16，17は、上、下部サブロータ室８，９内でそれぞれ回転可能に枢支されている。また、サブロータ室８，９の中心８b，９ｂとサブロータ16，17の中心とが合致しているので、サブロータ16，17の中心も８ｂ，９ｂと表示する。
【００２８】
メインロータ室中心７ｂと、上、下部サブロータ室８，９の中心８ｂ，９ｂとの各距離Ｌと、メインロータ15の大径部15ａおよび小径部15ｂの半径Ｒ，Ｒａと、上、下部サブロータ17の大径部16ａ，17ａおよび小径部16ｂ，17ｂの半径ｒ，ｒａとの間には、
Ｌ２＝Ｒ２＋ｒ２          ・・・  （１）
Ｌ＝Ｒ＋ｒａ＝Ｒａ＋ｒ  ・・・  （２）
なる関係式が成立するように、Ｒ，Ｒａ，ｒ，ｒａ，Ｌが設定される。
【００２９】
図１に図示するように、メインロータ15の上半部を形成するには、上部サブロータ室８のサブロータ室中心８ｂと下部サブロータ室９のサブロータ室中心９ｂとを結ぶ直線上において、メインロータ室中心７ｂからサブロータ室中心９ｂに向ってサブロータ16の大径部16ａの半径ｒに相当した距離だけ離れたロータ周面中心15ｄを中心とし、半径Ｌ＝（Ｒａ＋ｒ）の円をメインロータ室７の内周面７ａに交る個所迄画き、メインロータ15の下半部も上記と同様に画けば、メインロータ15の外周面15ｃを得ることができる。
【００３０】
図２に図示するように、また上部サブロータ16の下半部を形成するには、メインロータ室７のメインロータ室中心７ｂと上部サブロータ室８のサブロータ室中心８ｂとを結ぶ直線上において、サブロータ室中心８ｂからメインロータ室中心７ｂに対し遠ざかる方向に向ってメインロータ15の大径部15ａの半径Ｒに相当した距離だけ離れたロータ周面中心16ｄを中心とし、半径Ｌ＝Ｒ＋ｒａの円を上部サブロータ室８の内周面８ａに交る個所迄画き、また前記したものと上下逆にしたように画けば、上部サブロータ16の外周面16ｃを得ることができ、しかも、下部サブロータ17に対しても同様な作業を行なうことにより、下部サブロータ17の外周面17ｃを得ることができる。
【００３１】
上述のように、メインロータ15の小径部15ｂに上、下部サブロータ16，17の大径部16ａ，17ａがそれぞれ当接する状態を図示した図１と、上、下部サブロータ16，17の小径部16ｂ，17ｂにメインロータ15の大径部15ａがそれぞれ当接する状態を図示した図２とに示した状態以外の図３に図示の状態でも、メインロータ15の外周面15ｃに上、下部サブロータ16の大径部16ａ，17ａとが常にそれぞれ当接しながらメインロータ15，および上、下部サブロータ16，17が回転することができ、またはメインロータ15の大径部15ａが上、下部サブロータ16，17の外周面16ｃ，17ｃに常にそれぞれ当接しながらメインロータ15，上部サブロータ16，下部サブロータ17が回転できることについて説明する。
【００３２】
図１に図示された状態から、図３に図示されるように、メインロータ室７のメインロータ室中心７ｂを原点とし、メインロータ15が時計方向へ角度α回転した場合のロータ周面中心15ｄのＸ方向，Ｙ方向の位置は、
Ｘ方向      −ｒsinα
Ｙ方向      −ｒcosα
である。
【００３３】
上記メインロータ周面中心15ｄを通り、Ｙ軸と平行な線がメインロータ15の上方外周面15ｃと交わる点15ｅのＸ方向，Ｙ方向位置は、
Ｘ方向      −ｒsinα      ・・・      （４）
Ｙ方向      Ｒ＋ｒａ−ｒcosα  ・・・  （５）
である。
【００３４】
また、図１に図示された状態から、図３に図示されるように、上部サブロータ16の下部の大径部16ａのＸ方向，Ｙ方向位置は、
Ｘ方向      −ｒsinα                  ・・・       （６）
Ｙ方向      Ｌ−ｒcosα＝Ｒ＋ｒａ−ｒcosα  ・・・  （７）
上記式（４）と式（６）とが等しく、また上記式（５）と式（７）とが等しいので、上部サブロータ16の大径部16ａはメインロータ15の外周面15ｃに常に接触して、メインロータ15，上部サブロータ16は回転する結果、メインロータ15と上部サブロータ16とで仕切られるメインロータ室７内の一方のメインロータ室空間７ｃと他方のメインロータ室空間７ｄとは、相互に連通することなく、確実に密閉状態を維持することができる。
【００３５】
さらに、図４ないし図６に図示するように、前記（２）式において、メインロータ15と上、下部サブロータ16，17との軸間距離Ｌを設定し、メインロータ15の大径部15ａの半径Ｒ、または上、下部サブロータ16，17の大径部16ａ，17ａの半径ｒのいずれか一方を設定すれば、下記に説明するようにメインロータ室７の容積と上、下部サブロータ室８，９の容積とを適宜変更し、ロータハウジング１の圧縮比を選定することができる。
【００３６】
メインロータ室７と上部サブロータ室８および下部サブロータ室９との境界点Ｐ１では、図４に図示されるように、メインロータ15の大径部15ａと、上部サブロータ16の大径部16ａとが相互に当接し、メインロータ室７のメインロータ室中心７ｂおよび境界点Ｐ１間の距離Ｒ１と、上部サブロータ室８のサブロータ室中心８ｂおよび境界点Ｐ１間の距離ｒ１と、メインロータ室７の回転中心７ｂおよび上部サブロータ室８の回転中心８ｂ間の距離Ｌとは、
前記（１）式      Ｌ２＝Ｒ１２＋ｒ１２
なる条件が成立するので、メインロータ室中心７ｂ，境界点Ｐ１間の線分と、サブロータ室中心８ｂ，境界点Ｐ１間の線分との挟角は、ピタゴラスの定理で直角である。
【００３７】
また、Ｌを一定にしたまま図５および図６に図示するように、メインロータ15の大径部15ａの半径をＲ２，Ｒ３に設定すると、上部サブロータ16の大径部16ａの半径ｒ２，ｒ３は前記（２）式により、必然的に決定され、線分Ｌを直径とする半円Ｑ上に、境界点Ｐ２，Ｐ３が存在する結果、図５および図６に概略図示されたロータリ内燃機関０も、本発明に適合したものであり、これらのロータリ内燃機関０のメインロータ室７の最大容積と上部サブロータ室８の最大容積の比が適宜変更可能となり、所要の圧縮比が得られる。
【００３８】
以下、図７ないし図２０に図示された第１実施例について説明する。
【００３９】
ロータリ内燃機関０の外殻体を構成するロータハウジング１は、図１０に図示されるように、大径の円の上下両外側にこれよりも小径の半円を一体に付設した形状に形成された前後２枚のサイドパネル２，３と、このサイドパネル２，３の外周縁部２ａ，３ａに沿った変曲無端形状の周壁に形成されたラウンドシェル４とよりなっており、該ラウンドシェル４における大径円と小径円との交叉肉厚部分４ａ近傍にボルト挿入孔４ｂが形成されると共に、前後１対のサイドパネル２，３の外周縁部２ａ，３ａにおける前記ラウンドシェル４の交叉肉厚部分４ａにそれぞれ対応した個所にボルト挿入２ｂ，３ｂとがそれぞれ形成され、このボルト挿入孔２ｂ，４ｂ，３ｂにボルト５とが挿入され、このボルト５の先端の雄ネジ５ａにナット６が螺合緊締されることにより、内部に密閉７，８，９を有するロータハウジング１が構成されるようになっている。
【００４０】
また、ベアリング（図示されず）を介して前記前方のサイドパネル２のメインロータ軸貫通孔２ｃを貫通して駆動軸10が回転可能に枢支されると共に、ベアリング（図示されず）を介して前記後方のサイドパネル３の駆動軸貫通孔３ｃを貫通して駆動軸10が回転可能に枢支される。
【００４１】
この駆動軸10は、車体前面視で凸レンズ状に形成されたメインロータ15の中心を貫通してメインロータ15と一体的に結合され、前記メインロータ室７はメインロータ15により、一方のメインロータ室空間７ｃと他方のメインロータ室空間７ｄとに分割されている。
【００４２】
さらに、ベアリング（図示されず）を介して前記前方のサイドパネル２のサブロータ軸枢支孔２ｄに枢支されると共に、べアリング（図示されず）を介して前記後方のサイドパネル３のサブロータ軸枢支孔３ｄを貫通してサブ回転軸11が回転可能に枢支される。
また、ベアリング（図示されず）を介して前記前方のサイドパネル３のサブロータ軸枢支孔３ｃに枢支されると共に、ベアリング（図示されず）を介して前記後方サイドパネル３の駆動軸貫通孔３ｃを貫通してサブ回転軸12が回転可能に枢支される。このサブ回転軸11，12は、車体前面視凸レンズ状に形成されたサブロータ16，17の中心をそれぞれ貫通してサブロータ16，17と一体的に結合され、前記サブロータ室８，９は、サブロータ16，17により、一方のサブロータ室空間８ａ，９ａと他方のサブロータ室空間８ｂ，９ｂとに分割されている。
【００４３】
さらにまた、前方サイドパネル２には、メインロータ軸貫通孔２ｃを挟んで、メインロータ軸貫通孔２ｃとサブロータ軸枢支孔２ｄとの中心間の中央に伝動歯車枢支孔２ｅがそれぞれ形成され、この伝動歯車枢支孔２ｅに伝動歯車枢支軸13が一体に嵌着され、駆動軸10，サブロータ回転軸11およびサブロータ回転軸12の各後端に、同一寸法でかつ同一形状の３個の伝動歯車14がそれぞれ一体に嵌着されると共に、伝動歯車枢支軸13に前記駆動軸10，サブロータ回転軸11，サブロータ回転軸12に嵌着された３個の伝動歯車14と同一寸法でかつ同一形状の２個の伝動歯車14が回転可能に取付けられており、メインロータ15が回転すると、伝動歯車14を介して上下一対の上部サブロータ16，下部サブロータ17もメインロータ15の回転と同一方向にかつ同一回転速度で回転駆動されるようになって
いる。
【００４４】
下方の下部サブロータ室9の左右端部に隣接したラウンドシェル４の下方左右両端部にはメインロータ室７の下部内周面７ａにそれぞれ開口する吸気ポート18，排気ポート19が形成され、吸気ポート18は後方の後方サイドパネル３に設けられた吸気管20に接続されると共に、排気ポート19は前方の前方サイドパネル２に設けられた吸気管21に接続され、吸気管20の上流端は図示されないエアクリーナに接続されると共に、吸気管21の下流端は図示されない消音器に接続されている。
【００４５】
上部サブロータ室８の左側部に燃料噴射弁22が配設されると共に、上部サブロータ室８の右側部に点火栓23が配設されている。
【００４６】
図７ないし図２０に図示の第１実施例は、前述したように構成されているので、図示されない始動モータにより、駆動軸10が図示矢印回転方向に回転駆動されると、図示されないエアクリーナにより濾過された吸気は、図１１から図１２に図示されるように、吸気管20から吸気ポート18を介してメインロータ室７の一方のメインロータ室空間７ｃに吸入されてから上部サブロータ室８の一方のサブロータ室空間８ｃに圧入され始める。
【００４７】
そして、上部サブロータ16の大径部16ａがメインロータ15の小径部15ｂに当接した図１３に図示の状態からさらに時計方向にメインロータ15および上部サブロータ16，下部サブロータ17が回転して図１４に図示された状態になると、燃料噴射弁22から上部サブロータ室８ｃに燃料が噴射され、図１４から図１５に図示される間に吸気の圧縮が進行すると共に、図１６に図示される前に燃料の噴射が停止する。
【００４８】
さらに、図１６に図示される状態からメインロータ15，上、下部サブロータ16，17が時計方向に回転して、図１７に図示される状態からメインロータ15および上、下部サブロータ16，17が回転すると、上部サブロータ室空間８ｃ内の混合気の一部が一方のメインロータ室空間７ｃに流入し、点火栓23の点火により上部サブロータ室空間８ｃおよびメインロータ室空間７ｃ内の混合気が点火され、その燃焼ガスの圧力上昇により、図１７から図１８に図示されるように、メインロータ15は時計方向へ回転駆動される。
【００４９】
図１８図示の状態から、メインロータ15および上、下部サブロータ16，17が図１９に図示される位置に達してこれを越えると、メインロータ室空間７ｃ内の燃料ガスが排気ポート19から排気管21および図示されない消音器を介して大気中に放出され、さらにメインロータ15および上、下部サブロータ16，17が図２０に図示の状態からさらに回転すると、図１１に図示された状態に復帰する。
【００５０】
前述したロータリ内燃機関０の動作は、ロータリ内燃機関０の左半部と右半部とで、半回転差で同時に行なわれるので、１回転当りの出力は、通常の２ストロークサイクル内燃機関の２倍、４ストロークサイクル内燃機関の４倍の値になる。
【００５１】
また、ロータリ内燃機関０では、ロータハウジング１や、メインロータ15，上部サブロータ16および下部サブロータ17は単純な形状であり、構造も複雑でないため、生産性が高く、コスト安となる。
【００５２】
次に、図２１ないし図３０に図示された第２実施例について説明する。
【００５３】
第２実施例において、第１実施例と共通する部分に対しては、同一の符号が付されている。
【００５４】
第１実施例では、吸気ポート18および排気ポート19は、メインロータ室７の左方空間７ｃに面した内周面７ａおよび右方空間７ｄに面した内周面７ａにそれぞれ開口していたが、本第２実施例では、図２１および図２２に図示されるように、下部サブロータ室９の左方に対応した他方のサブロータ室空間９ｄに連通する吸気ポート24が後方サイドパネル３に形成されると共に、下部サブロータ室９の右方に対応した一方のサブロータ室空間９ｃに連通する排気ポート25が前方サイドパネル２に形成され、これら吸気ポート24および排気ポート25に吸気管20および排気管21がそれぞれ接続され、前記吸気ポート24および排気ポート25は図２１に図示されるように狭角が直角に近い扇形に形成され、吸気ポート24は時計の針の６時と９時を示す範囲の開口であり、排気ポート25は時計の針の１２時と３時を示す範囲の開口である。
【００５５】
また、駆動軸10，サブロータ回転軸11およびサブロータ回転軸12を相互に連結する伝動歯車14は省略されているが、これら駆動軸10，サブロータ回転軸11およびサブロータ回転軸12を相互に連結する機構は、伝動歯車14を用いなくて、他の連絡機構を用いてもよい。
【００５６】
さらに、図２２ないし図２７に図示されるように、前記前方サイドパネル２の後面および後方サイドパネル３の前面には、ラウンドシェル４の下部サブロータ室９の内周面９ａと同一径ｒの円形凹部２ｆ，３ｆ（３ｆは図示されていない）が形成され、下部サブロータ17の前後端面には、前方遮蔽円板26および後方遮蔽円板27が一体に装着され、この前方遮蔽円板26および後方遮蔽円板27には、下部サブロータ17の外周面17ｃに沿いかつ下部サブロータ17の小径部17ｂから両大径部17ａを結ぶ面に対して直角方向に指向した面に亘り略１／４円弧状の開口26ａ，27ａが形成されている。
【００５７】
図２１ないし図３０に図示の実施例は、前述したように構成されているので、図示されない始動モータにより、後方から前方に向いた状態で駆動軸10が回転駆動されると、図示されないエアクリーナにより濾過された吸気は、図２２から図２４に図示されるように、吸気管20から吸気ポート24および後方遮蔽円板27の開口27ａを介して左方に位置した他方のサブロータ室空間９ｄに吸入され、さらにメインロータ室７の他方のメインロータ室空間７ｄに吸入され、図２４に図示の状態以後に、燃料噴射弁22から一方のサブロータ室空間８ｃ内に燃料が噴射される。
【００５８】
そして、メインロータ15の大径部15ａと上部サブロータ16の大径部16ａとが相互に当接した図２４に図示された圧縮行程終了以後、図２５に図示の状態になると、一方のサブロータ室空間８ｃ内の混合気は、上部サブロータ16の回転に対応して時計方向へ回転され、図２６に図示の状態を越えて図２７に図示の状態になると、一方のサブロータ室空間８ｃ内の混合気がメインロータ室７の他方のメインロータ室空間７ｃ内に流入し、点火栓23が動作して、一方のサブロータ室空間８ｃ内の混合気が着火されて燃焼し、この高圧燃焼ガスの圧力によりメインロータ15が時計方向に回転される。
【００５９】
この図２７に図示された状態からメインロータ15および上、下部サブロータ16，17がさらに時計方向に回転して図２８に図示された状態になると、右側のメインロータ室７ｃ内の燃焼ガス前方遮蔽円板26の開口26ａから排気管21を通過して排出され、図２９に図示の状態になると、燃焼ガスの排出が終了する。
ロータリ内燃機関０は、図２９に図示の状態からメインロータ15および上、下部サブロータ16，17がさらに時計方向へ回転してから、図２２に図示の状態吸気状態に復帰し、前述したと同様な動作が繰り返される。
【００６０】
図２１ないし図３０に図示の実施例も図７なし図２０に図示の実施例と同様に、メインロータ15が１回転する間に、メインロータ室７，上部サブロータ室８および下部サブロータ室９中で２分割された空間内で、それぞれ吸入、圧縮、燃焼、排気の行程が実行されるので、従来の往復動型内燃機関と比べて、１回転当の出力が、２倍または４倍となり、ロータリ内燃機関０の小型が可能となる。
【００６１】
また、ロータリ内燃機関０では、往復運動部分がないため、振動が少なく、振動による騒音を回避することができる。
【００６２】
前記実施例１および実施例２において、点火栓23の下流側に図示されない水噴射弁を設けることができ、このような構造にすれば、気化潜熱による筒内冷却性の向上と蒸気圧による燃費の向上を図る場合に水噴射弁から排出された噴射水蒸気が上部サブロータ16に遮られて点火栓23が濡れることが未然に阻止されて、ロータリ内燃機関０の効率の向上が可能となると共に、水噴射時期や点火栓23の配置位置の自由度が向上する。
【符号の説明】
【００６３】
０…ロータリ内燃機関、１…ロータハウジング、２…前方サイドパネル、３…後方サイドパネル、４…ラウンドシェル、５…ボルト、６…ナット、７…メインロータ室、８…上部サブロータ室、９…下部サブロータ室、10…駆動軸、11…サブロータ回転軸、12…サブロータ回転軸、13…伝動歯車枢支軸、14…伝動歯車、15…メインロータ、16…上部サブロータ、17…下部サブロータ、18…吸気ポート、19…排気ポート、
20…吸気管、21…排気管、22…燃料噴射弁、23…点火栓、24…吸気ポート、25…排気ポート、26…前方遮蔽円板、27…後方遮蔽円板
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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【図８】
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【図９】
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【図１０】
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【図１１】
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【図１２】
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【図１３】
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【図１４】
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【図１５】
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【図１６】
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【図１７】
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【図１８】
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【図１９】
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【図２０】
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【図２１】
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【図２２】
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【図２３】
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【図２４】
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【図２５】
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【図２６】
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【図２７】
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【図２８】
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【図２９】
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【図３０】
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