JPH0563617B2 - - Google Patents

Description

請求の範囲 １ ロータの中心回転軸の半径方向に延在し、
各々がそこでピストンを担持する一又は複数の、
円弧方向上に隔てられたシリンダを有する略円筒
形のロータと；該ロータに同軸的に配設された静
止軸受支持軸と；該軸でロータを回転自在に支持
する主軸受を担持し、各々が該シリンダの１つと
独立に連通する一又は複数の個々の燃焼室を提供
する一体燃焼室と；該室は該ロータと同心的に該
軸の回りにそれと共に回転自在に動きうるよう設
けられ；該ロータの該回転軸に一致した中央軸の
回りに半径方向に非対称に形成された一対の整列
した、軸方向に離間した、連続曲線カム軌道から
なる複数のカムと；一対の該カム軌道は該回転軸
に垂直にある平行面に該シリンダの軸方向に外方
に、かつ該ロータの対向する軸方向端部に隣つて
位置し；各々が軌道の形状に追従する該軌道と係
合されたカムフオロワを有する複数のカムライダ
組立体とよりなり、各該ライダ組立体は各シリン
ダ内のピストンに結合され、それにより該フオロ
ワの該軌道に沿つた動きに応じてその関連したシ
リンダと同軸かつ該ロータの半径方向に各該ピス
トンの往復行程をなし；該軌道はピストンの明ら
かに異なる動きを発生し、その各吸入、圧縮、燃
焼及び排気工程中等しくない継続時間及び長さの
工程を発生するよう構成され、配置されてなる内
燃４サイクルロータリエンジン。

２ 各カムライダ組立体は各々該ロータが１回転
する間にそれに結合されたピストンの単一吸入、
圧縮、燃焼及び排気サイクル運動を行なう請求の
範囲第１項記載のロータリエンジン。

３ 該カム軌道は該ロータが１回転する間に各ピ
ストンの単一吸入、圧縮、燃焼、排気工程を行な
う形状とされている請求の範囲第１項記載のロー
タリエンジン。

４ 該軸は同軸吸入及び排気通路によりなり、吸
入及び排気弁ポートは該軸の外部及び該吸入及び
排気通路間をそれぞれ連通し、該軸の回りでの該
ロータ及び燃焼室の回転に応じて各該シリンダの
燃焼室と順次連通するよう作動しうる請求の範囲
第１項記載のロータリエンジン。

５ 各カムライダ組立体は該ロータに摺動自在に
結合され半径方向に、また協働するピストンの運
動軸と平行に動く一対の剛性摺動部材と、各シリ
ンダを横断し、該摺動部材の一端を協働するピス
トンの半径方向外端部にしつかりと結合する手段
と、該摺動部材の他端に取付けられ、該協働する
ピストンの半径方向内端に実質的に対向する該軌
道と係合するローラとよりなる請求の範囲第１項
記載のロータリエンジン。

６ ライン組立体及び該軌道間の力伝達の点はそ
れに接続された該ピストンの半径方向上最内端に
隣つている請求の範囲第１項記載のロータリエン
ジン。

７ 該軸の回りに該室と回転運転する点火プラグ
が各該燃焼室に設けられている請求の範囲第１項
記載のロータリエンジン。

８ 該カムは各々カムライダ組立体と協働する一
対のカムフオロワの一方と係合する、一対の半径
方向に離間したカム軌道よりなる請求の範囲第１
項記載のロータリエンジン。

明細書 本発明は一般にロータリ内燃エンジンに関し、
特にその燃料節約及び出力の増大をもたらすため
の改良に関する。

今日広く使われている、回転自在なクランク軸
に結合されたピストンを有する身近な往復動ピス
トンエンジンではピストン行程はクランク軸の軌
道により制約される。その結果各ピストンの燃焼
あるいは発動行程はその圧縮行程と同じ大きさに
しかなり得ず、従つてシリンダの排気弁が開いた
場合未使用の燃料及びガスが大気中に排出される
ので使用可能な動力の損失が生じる。かかるエン
ジンでは同様な制約が排気行程でもクランク軸の
軌道で生じる。すなわち排気ガスがシリンダから
排出されるに要する時間が制限される。その結果
各ピストンがその行程中でハイポイントから動く
際の背圧により出力の損失が生じる。

かかるエンジンでは上記の発動及び排気行程に
関する制限の他、数本のシリンダへ混合気を分配
するための長いマニホールドを使用することによ
り燃料混合及び分配効率の低下が生じる。これは
主としてシリンダへ吸入弁を周期的な開閉する必
要から生じるものであり、その際シリンダの混合
気の流入が中断される。これは個々のシリンダへ
の、またその内部での一様でない混合気の供給と
燃焼をもたらし、その結果エンジン回転にむらを
生じる。

従来の４行程エンジンの欠点にはさらに各ピス
トン及びシリンダは４サイクル動作、すなわち、
吸入、圧縮、燃焼及び排気にクランク軸の２回転
を必要とすることがある。すなわち、クランク軸
２回転に対し１回の燃焼ないし発動行程しか存在
しない。これは所要出力に対するエンジン回転数
を増大させ、従つてそれに伴う摩擦損失及び可動
部品の摩耗及び裂傷をもたらす。従来の４サイク
ル内燃エンジンは圧縮を受けるばねや回動される
軸受やカム、あるいは強く摺動することでエンジ
ン回転を制約するシール等の如き多数の摩擦を発
生する部品を使用しており、その結果生じる摩擦
出力損失分は馬力出力に利用できない。

他にも、現在公知の４サイクル内燃エンジンに
は最小の燃料消費で最大出力を発生することを妨
げる要因及び不能率な点が存在するが、先に示し
たものが本発明が軽減しようとする欠点の基本的
事柄である。

本発明はロータの中心回転軸の半径方向に延在
し、各々がそこでピストンを担持する一又は複数
の、円弧方向上に隔てられたシリンダを有する略
円筒形のロータと；該ロータに同軸的に配設され
た静止軸受支持軸と；該軸でロータを回転自在に
支持する主軸受を担持し、各々が該シリンダの１
つと独立に連通する一又は複数の個々の燃焼室を
提供する一体燃焼室と；該室は該ロータと同心的
に該軸の回りにそれと共に回転自在に動きうるよ
う設けられ；該ロータの該回転軸に一致した中央
軸の回りに半径方向に非対称に形成された一対の
整列した、軸方向に離間した、連続曲線カム軌道
からなる複数のカムと；一対の該カム軌道は該回
転軸に垂直にある平行面に該シリンダの軸方向に
外方に、かつ該ロータの対向する軸方向端部に隣
つて位置し；各々が軌道の形状に追従する該軌道
と係合されたカムフオロワを有する複数のカムラ
イダ組立体とよりなり、各該ライダ組立体は各シ
リンダ内のピストンに結合され、それにより該フ
オロワの該軌道に沿つた動きに応じてその関連し
たシリンダと同軸かつ該ロータの半径方向に各該
ピストンの往復行程をなし；該軌道はピストンの
明らかに異なる動きを発生し、その各吸入、圧
縮、燃焼及び排気工程中等しくない継続時間及び
長さの工程を発生するよう構成され、配置されて
なる内燃４サイクルロータリエンジンを提供す
る。

種々のピストンのそれぞれのシリンダに対する
運動はこの目的のため非対称カム手段が用いられ
ているため固定クランク軸の軌道により制約され
ることはない。その結果吸入、圧縮、燃焼及び排
気の種々のサイクルについてのピストン行程はカ
ム形状を変化させることで選択的に変化され、行
程長と時間は同一でなくなる。かくて燃焼ないし
発動行程及び排気行程は吸入及び圧縮行程よりか
なり大きくされる。発動ないし燃焼行程が増大さ
れるためエンジンは使用し得る燃焼ガスをより多
く利用することができ、利用可能出力を発生する
能力を有する。この発動行程の増大はエンジンの
全体寸法と使用可能な燃焼の圧縮ガスとにより制
限されるにすぎない。その結果実質的に全ての圧
縮ガスをエンジン外部に取出される出力の発生に
用いることができる。この点で効率がクランク軸
の軌道半径の制限長により制約されていた従来の
クランク軸エンジンと対照的である。

発動行程の増大に伴う必然的帰結として、エン
ジンは加圧燃焼ガスを利用可能回転出力に完全に
変換することができ、これは燃焼ガスの力ないし
圧力が平滑で段々傾斜していくカム手段の斜面に
直接に当てられることによる。かくしてガスはシ
リンダブロツクを回動させるのに用いられるレバ
ー比に対し最も効率的に利用される。長いカム角
が一定の、滑らかで、またレバー動作をもなす回
転出力を発生する目的に使用される。ガス圧が増
大するにつれカムレバー比は最小値から膨張ガス
の圧力が減少するにつれ徐々に増加する。この対
向作用により直線ピストン運動を出力軸の回転運
動に変換する際実質的に一定の力が加えられ、こ
のためエンジン特性が改良される。

燃焼ガスの圧力が消費されると排気ガスがエン
ジンから排出されねばならないが、ここでも本発
明のエンジンはカム動作ピストン運動を用いてい
るためカム角を排気モードで減少させることがで
き、排気ガスにシリンダ内から脱出するための最
大限の時間を与えることができる。この結果ピス
トンに対する背圧は減少し、従つてこの要因によ
る出力損失は軽減される。

発動及び排気行程が改良されるばかりでなく、
カム動作ピストンを用いた設計はエンジンの吸入
サイクル中の息つき動作をも改良する。これはエ
ンジンが静止マニホールド及び主軸受軸の回りで
回動し、その結果エンジンシリンダに流入する燃
料及び空気がほとんど一定ないし中断されないこ
とによる。この改良された吸入動作により混合気
中での燃料の分布が改良され、その結果シリンダ
内での燃焼がさらに強力になる。

好ましいエンジンの設計は燃料の燃焼と排気に
必要な４サイクルのモードの全てが各々360゜のロ
ータ回転内で完了されるものである。従つて回転
シリンダブロツク組立体の各シリンダはシリンダ
ブロツクロータの一回転毎に点火される。その結
果エンジンは低い毎分当りの回転数でも発生出力
が増加され、あるいはカム手段及びピストン行程
長を適当に変化させることにより逆に高回転数で
低い出力を発生するようにもできる。

息つき、燃焼及び出力の他にも本エンジンは摩
擦による内部出力損失についても非常に大きな利
点を有する。これはエンジンロータが精密軸受上
を自在に回転し、またカム手段がエンジンの個々
のピストンに結合されているためほとんど摩擦が
存在しないためである。

さらに本エンジンのロータシリンダブロツクは
比較的自由に回転できるため著しいフライホイー
ル効果を示し、その結果エンジンは短時間の定格
能力よりも高い出力を発生することができる。こ
の特性は例えば特に自動車等の発進の際初めにエ
ンジンを駆動軸に係合させるような場合に有用で
ある。このフライホイール効果は自動車等の用途
でエンジン寸法を縮小し燃費節約をするための出
力要求を減少させることも可能にする。

図面において： 第１図はロータリエンジンの実施例外観図； 第２図は第１図中のエンジンの右側部分側面
図； 第３図は本体カバーを外され、第１図に示した
エンジン部品内部構成が示されているエンジンの
拡大正面図； 第４図は第３図中の線４−４に実質的に沿つて
切断され、第３図中の矢印の方向を見た拡大短縮
側断面図； 第５図は第３図と同様な、ただし縮尺が縮少さ
れ、ロータが除去されて協働するカム手段の特徴
が示されている部分正面図； 第６図はロータに同軸的に取付けられる主軸受
支持及び燃焼室の外観図； 第７図は周囲でシリンダブロツクが回動される
主軸受及び吸入・排気マニホールド結合部材の外
観図； 第８図は第３図に示したカムライダ組立体と協
働する摺動部材の外観図； 第９図は出力軸及び第６図の燃焼室と協働する
燃料点火プラグを示す拡大正面図； 第１０図は出力取出し及びタイミング歯車の関
係を示す第９図と同様な拡大正面図； 第１１図は駆動歯車及び出力軸と協働する分配
器及び点火タイミング手段の拡大正面図； 第１２図は変形されたエンジンの第４図と同様
な部分断面図； 第１３図は第１２図のエンジンで使われる変形
二重軌道カム手段の部分正面図；また 第１４図は第１図から第１３図までに示した形
の個々のエンジンを４台用いた変形エンジン集合
体を示す、エンジン本体の一部を切除した端面図
である。

図面中、第１図から第１１図にはエンジン２０
の作業プロトタイプが示されている。第１図に示
す如くエンジン２０は制御パネル２２が設けられ
た試験スタンド２１上に取付けられた状態で示さ
れている。モータ２４により駆動されるサンプポ
ンプ２３がエンジン下側に取付けられた油サンプ
ウエル２５と協働する。エンジン２０には気化器
２６、点火コイル２７、出力軸２８及び適当な始
動モータ（図示せず）に結合されるべく適合さ
れ、始動のためエンジンピストンに最初の動作を
させる始動歯車２９が設けられている。

図示の如くエンジン２０は平行な側壁３３，３
４及び上部及び下部壁３５及び３６に取付けられ
て以下より詳細に説明するエンジンの作動要素を
囲む平行な前面及び背面壁３１及び３２をそれぞ
れ有する略直方体の外部ケーシング３０よりな
る。もちろんこのケーシング３０の特定の構成は
エンジンの作動要素の保護外部カバー及び支持を
示す以外本発明の要件には比較的無関係であるこ
とを理解すべきである。

第２図に示す如くケーシング３０外部には制御
パネル２２に隣接してオイルフイルルタ３７と12
ボルト電源３８が設けられ、またそれぞれケーシ
ング内に囲まれた作動要素を潤滑するオイル及び
空気ライン３９及び４０の回路が設けられる。適
当な燃料タンク（図示せず）に接続された適当な
燃料供給ライン４１がさらに設けられ、ガソリン
の如き可燃性燃料を気化２６に供給する。オイル
ライン３９はオイルフイルタ３７を介してオイル
サンプ２５と以下詳細に説明するエンジンの適当
な部分との間を連通する。同様に空気ライン４０
は図示の特定の実施例では継手手段４２を介して
（第１図参照）適当な圧縮空気源に接続される。
図示した潤滑及び冷却系は空気とオイルの混合の
組合わせよりなつているが、エンジンは加圧オイ
ルのみあるいは局部的オイル潤滑と組合わされた
空気により潤滑されてもよい。

要約すると、図示の冷却及び潤滑システムでは
加圧空気及びオイルが霧状大気としてケーシング
３０の囲まれた内側に注入され、そこで基本的に
は回転しているエンジンブロツクロータのフアン
作用によりケーシング中を循環される。フイルタ
手段４４（第３図参照）はエンジンケーシングか
ら開口部４５，４５を通つて出てくる循環空気か
らオイルミストを捕集する作用をする。凝縮した
オイルはケーシング底部に集まりケーシング底部
３６中のドレイン手段４６を介してオイルタンク
サンプ２５に戻る。ここでもこの詳細は本発明に
特に重要ではなく、単にエンジンの作動要素に対
し適当な冷却及び潤滑システムを構成する必要が
あるというにすぎない。

以下特に第３及び第４図を参照しながら本エン
ジンの主要動作要素の特徴を説明する。エンジン
２０には燃料の燃焼エネルギーを出力軸２８で利
用できる出力に変換するのに構成され組合わされ
る一般に８つの主要要素ないし手段が存在する。
要約するとこれらは主シリンダブロツクロータ５
０と、ロータに同軸的にインターロツクされ、結
合主軸受軸及び吸入・排出マニホールド手段の回
りで運動している間主軸受支持をなす軸受及び燃
焼室手段５２とよりなる。ロータ５０に設けられ
たシリンダの各々には直線運動をする往復ピスト
ン手段５６が収容され、これらはカムライダ組立
体５８により一対の平行静止カム手段５９及び６
０に摺動結合されている。

上に挙げた要素はロータの回転動作ないし運
動、及びその内側に担持されているピストン手段
のカム手段の形状に沿つた往復動作を実行するよ
うに構成されており、その際燃焼室手段５２の外
端に取付けられた主駆動歯車６２が回動される。
前記の如く、符号５０〜６２を有する手段はケー
シング３０内又はその上に支持されており、エン
ジンの主作動要素を構成するが以下これを詳細に
説明する。

ロータ５０は基本的には円筒形フライホイール
シリンダブロツクであり、一又は複数のシリンダ
内孔が弧方向に対し隔てられた半径方向軸に沿つ
て設けられ、ピストンシリンダが形成される。図
示の実施例では４本のかかる半径方向に配設され
たピストンシリンダ６４，６５，６６及び６７が
設けられる。可能なシリンダ内孔の数はロータ中
で使用できる空間及び特定のエンジン出力に対す
る要求によつてのみ決まることに注意が必要であ
る。かかる要因の範囲内で本発明によるエンジン
は一又はそれ以上のシリンダよりなつてよい。各
シリンダ内孔に隣接し、またそれに平行にロータ
の前面及び背面の両側で延在する、一対の、形状
が合致し、平行に離間したカム摺動溝６８，６８
が設けられ、各ピストン手段５６と協働する一対
のカムライダ組立体５８を受入れる。カム摺動溝
６８はロータ外周部から燃焼室手段５２を同軸的
に受入れる内部の中央内孔開口部（第４図参照）
６９まで延在する。各溝６８の側壁はアンダーカ
ツトされ、かかる溝の横側部を画成する張出した
リツプ部分７０が形成され、もつてカムライダ組
立体がかかる溝に連動される。ロータ直径の外側
１／３以内にはカム摺動溝６８の中心線に沿つて、
またシリンダ室の各々に沿つて配列した細長いス
ロツト開口部７１が設けられる。かかる開口部７
１はすぐわかるように隣接するシリンダ室内へ延
在し、もつて室内にあるピストン手段５６と協働
するカムライダ組立体５８とが結合される。シリ
ンダ６４〜６７の各々の間ではロータの部分が切
除されて中間ウエブ状スポーク７２が形成され
る。あるいはかかる中間区域は必要に応じて固体
のまま残してもよい。

シリンダ６４〜６７はそれぞれロータ５０の外
周部及び中央内孔６９と自由に連通していること
が理解されよう。またロータ５０の構成の際質量
が中心軸の回りに一様に分布しロータの静的及び
動的平衡が達成され、もつて運転の際の振動が回
避されることも理解されよう。

図示してないがロータの中央内孔６９には燃焼
室手段５２と連動させるためのキー溝が設けてあ
り、以下これを説明する。

特に第３、第４、及び第６図を参照するに、燃
焼室及び主軸受支持の特徴がわかる。燃焼室５２
は多目的部分であり、ロータ５０を支持し、また
その部材といつしよに結合静止主軸受軸及び吸
入・排気マニホールド手段５４の回りを回動する
（第３及び第４図参照）。第６図よりわかるように
燃焼室手段５２は円筒形本体部分８０により形成
され、その長手軸に平行に一方の側に刻設された
長いキー溝８１が設けられている。本体部分８０
はその一端を部分的に塞ぐ端壁部分８２を有し；
またそれに対向する端部は、本体部分８０の円周
部から半径方向外方に延在する環状フランジを有
し、周囲に90゜間隔で設けられた４つのＵ字形ノ
ツチないし切欠き部分８４，８４で特徴づけられ
る平行なフランジを設けられた端壁部分８３によ
り部分的に塞がれている。かかる切欠き部分ない
しノツチ８４は動作に際しカムライダ組立体５８
をクリアする目的で設けられており、以下より詳
しく説明する。２つの端壁部分８２及び８３は本
体部分８０を貫いて同軸的に延在し、静止主軸受
軸及びマニホールド手段５４を、組立ての際内部
に圧入される主円筒形スリーブ軸受８６（第４図
参照）といつしよに受入れる大きな中央円筒形内
孔８５により特徴づけられる。

部材５２の円筒形本体部分８０はさらに第６図
に示す如く表面から半径方向内方に延在し中央軸
を受入れる内孔８６ａと連通する４つの穿孔開口
部８７により特徴づけられる。穿孔８７の各々は
部材５２の中心軸と放射状に交差し、また切欠き
部分８４の一つと中心が一致するように配列され
ており、またその外端部には円筒形端ぐりを有
し、その結果開口部８７と同軸的に配列した浅い
カツプ状室部分８８が形成されている。そして穿
孔８７はカツプ状室部分８８にかど取りされた円
錐台状肩部８９を経て接続されている。各穿設孔
開口部８７の半径方向内端は燃焼室部材５２の伸
長軸に平行な長軸を有する横長の楕円形開口部９
０と連通し、また組立てに際し主軸受中に形成さ
れ、形状が一致するように整列された楕円形開口
部９１を介して軸５４と連通する。重畳開口部９
０，９１はすぐわかるように動作に際し弁手段と
して作用する。穿設開口部８７の各々及び前記の
隣接内孔領域８８，８９は個々の燃焼室を構成
し、燃焼室は組立てられた際それに同軸的に整列
されるシリンダ６４から６７のうちの一つに連通
する。燃焼室と４本のシリンダ６４〜６７との正
確な同軸的整列はキーを部材５２の本体部分８０
外側表面上のキー溝手段８１及びロータの中央拡
大開口部６９に設けられたキー溝と係合させるこ
とで達せられる。

各燃焼室には部材５２の外端８２から内方へ、
部材５２の縦軸に平行に延在する穿設開口部９３
内に螺入される点火プラグ９２が挿入され；かか
る点火プラグのギヤツプ付電極は内孔部分８７〜
８９により形成された燃焼室に突出している（第
４図参照）。部材５２の外端部８２にはまた12個
の開口部９４，９４及び９５，９５が設けられ、
組立ての際主駆動歯車６２を部材５２の外端部に
同軸的に結合するための適当なフアスナを受入れ
る。歯車６２は端壁８２に８本のマシンボルト９
６，９６で固定され（第１０図参照）、４本の開
口部９５の外側に突出している位置決めピン９
７，９７により整列される。燃焼室５２の反対側
のフランジを有する端壁部８３も同様に、第６図
に示した如く環状フランジ部分に形成された適当
な開口部９８中を延在する８本のマシンボルト
（図示せず）により結合される。

前記の如く、４つの燃焼室と数本のシリンダと
の正確な整列は部材５２及びロータ中央内孔に形
成されたキー及びキー溝手段を係合させることで
達成される；燃焼室手段５２はロータの中央開口
部６９に前記の如くキー及びキー溝を整列・係合
させて圧入される。その結果ロータ５０、燃焼室
手段５２及び主軸受８６は主軸及びマニホールド
手段５４の回りで同軸的に回動自在となる。

吸入及び排気マニホールド５４は回動自在なロ
ータ５０及びそれに固定されて隣接する燃焼室手
段５２及び主軸受８６のその回りでの運動に対す
る一般的な支持作用を果す。これはまた混合気を
個々の燃焼室へ供給し、またシリンダから排気ガ
スを排出する作用をする。

排気マニホールド手段５４の特徴は第４図と第
７図の関連よりよく理解できる。図示の如く、部
材５４は一の外端部１０２に接して一体化カラー
部分１０１を有し、またレンチと係合する平坦面
１０３を有し、以下詳述する調整目的のため手動
回転できる長い円筒状軸本体１００よりなる。部
材５４の反対側端部１０４にはビスが挿入される
ねじ溝付開口部（図示せず）が設けられ、これに
より気化器手段２６が同軸的に取付けられる。

１０６及び１０８で示した如く、軸部材５４の
両端には２つの大きな同軸内孔が内向きに形成さ
れ（第４図参照）、その長手方向に沿つて部分的
に延在する。内孔１０６は内端でその軸に対し
45゜に配設された二次的内孔１１０と交差する。
傾いた内孔１１０の外端は部材５４の長手軸に平
行に形成されたフライス研削されたスロツトない
し平坦部１１３と交わる。同様に中央内孔１０８
は内端が二次的な傾斜内孔１１２と交差し、一方
この内孔１１２は平坦部１１４と交わる。２つの
平担部１１３及び１１４はそれぞれ排気及び吸入
弁ポートを形成する。これらは決して交差するこ
となく（第７図参照）、また各燃焼室と隣接する
楕円形開口部９０，９１と協働とする。

軸５４にはまた主軸受８６と連通する一又は複
数の出口１１９（第４図参照）を有し、また軸受
が静止軸５４の回りで運動する際これを潤滑する
目的で形成された供給継手１２０をカラー部分１
０１に有する内部潤滑通路手段１１８が設けられ
ている。継手１２０はオイルライン３９に接続さ
れる。

第４図に示す如く、内部連結内孔１０６及び１
１０はエンジンの排気通路システムを形成する一
方、内孔１０８及びそれと交差する内孔１１２は
混合気を燃焼室に供給するための主空気吸入通路
系を形成する。第４図よりわかるように軸５４は
主軸受８６に対し同軸的に、また燃焼室５２及び
ロータ５０と同軸的に、また排気及び吸入ポート
が回動軸５４に整列するように挿入され、その結
果スロツト付弁ポート１１３及び１１４は楕円形
開口部９０及びそれに対応して整列された軸受部
材８６中の開口部９１と、エンジンの数本のピス
トン及びシリンダの吸入及び排気サイクルに従つ
て整列する。

軸５４を調整の後固定及び非回動状態に保持す
るため２つの軸締付部材１２２及び１２４が取付
けられ、軸部材５４の外端に締付けられる；締付
部材１２２は後部ケーシング壁部材３２にボルト
付けされる一方締着部材１２４もエンジンケーシ
ングの正面壁部材３１中央部に配設された補助ケ
ーシング１２８の正面カバー壁１２６に取付けら
れる。この構成ではロータ５０が燃焼室５２とい
つしよに軸５４の回りを動く際各々のシリンダ６
４〜６７と同軸的に整列した個々の燃焼室８７は
動いて順次ポート１１３及び１１４とロータ５０
の回転サイクルの選ばれた位置で連通される。燃
焼室及びこれらのシリンダとはポート１１３と１
１４との間では軸５４の円筒状一体外壁によりシ
ールされ遮断される。このようにしてエンジンの
弁システムが設けられる。本構成では吸入ポート
１１４はエンジンの４本のシリンダの一つと常に
連通しており、その結果混合気の流れは弁手段で
は中断されず、従つて通路１０８，１１２にはこ
れらを通る混合気の定常流が生じることに注意す
べきである。

ピストン５６は第４図よりわかるように一体的
に構成されており、ヘツド部分１３０は結合棒及
びクロスヘツド部分１３１及び１３２とそれぞれ
一体的に形成されている。ヘツド部分は当然円筒
形状であるがクロスヘツドは略直方形状であつて
半円筒形端部を有し、シリンダ壁と係合してピス
トンのピストン室へのシリンダ室に沿つて出入り
する動きの案内手段として作用する。ヘツド部分
１３０にもまた３本の環状リング１３４が設けら
れており、そのうち２本は圧縮リングであり、ま
た３番目のリングはオイルリングでありシリンダ
壁の潤滑を促進する。リング１３４は勿論円筒形
ピストンヘツド部分１３０の円周上にこの目的の
ため刻設された適当な溝中に取付けられる。クロ
スヘツド部分１３２にはピストンの長手軸を横切
つて延在し、ピストンを協働するカムライダ組立
体５８に結合する結合ピン１３６が挿入される中
央円筒形内孔が設けられている。上に説明したよ
うに図示の実施例では４本のピストンがあり、こ
れらはシリンダ６４〜６７の各々に１本ずつ配設
されておりまたかかるシリンダに対して同軸的に
直線運動をなし、各ピストンはさらに一対の協働
するカムライダ組立体５８と結合されており、以
下これを詳細に説明する。

第４及び第８図に示す如く、カムライダ組立体
５８の各々は細長い、両側面ないし縁部に沿つて
延在する平行に離間した直線状レール部分１３９
が形成され、先に説明した如く各シリンダの両側
に設けられた摺動溝６８中のリツプ７０の下に摺
動自在に受入れられる実質的に長方形の剛性摺動
部材１３８よりなる。カムライダ組立体は先に説
明した如くロータに回転力を与える手段であり、
この端部に向つて各ピストンのクロスヘツド部分
１３２の両側から結合ピン１３６がシリンダ壁の
スロツト開口部７１を経由して外向きに延在し、
協働対をなす各摺動部材１３８の外端部に隣接し
て形成された円筒形開口部に圧入される。ピン１
３６は主軸受軸５４の長手軸に平行に、かつ離間
して延在し、スロツト開口部７１中に緩く受容さ
れる。ピン１３６と摺動部材１３８との内部接続
はかかる部材間を剛性的に結合するものであり、
従つて摺動部材が動くとピストンもその制約範囲
内で動き、その逆も真である。レール部分１３９
の摺動溝６８に対する係合は緩い摺動はめあいで
あり、摺動部材はロータ中の摺動溝に沿つて容易
に動くことができる。

摺動部材１３８下端部には横向きに協働する摺
動部材よりもさらに突出した突出ピン部材１４２
が取付けられ、カムフオロワローラ１４４が取付
けられる取付スタツドを形成する。各ローラ１４
４はピン部材１４２外端に隣接して形成されたス
ナツプリング溝１４５中に受入れられるスナツプ
リング（図示せず）により保持される。各カムフ
オロワローラ１４４は、公知の方法によりハブレ
ース部材中に保持された回動自在なローラ軸受の
回り及びその上で動ける外部リングよりなる標準
的な軸受組立体構成を形成する。

図示の如く、組立体においては一対のローラ１
４４が各ピストンのヘツド端部１３０両側に隣接
して配設され、協働するローラ１４４がこれに同
軸的に並ぶ。かくて各ピストンは一対の摺動部材
１３８及び交差接続するピン手段１３６よりなる
剛性ヨークシステムによりローラ１４４上で効果
的に支持される。

かかるカムライダ組立体は燃料の燃焼により各
シリンダ中のピストンヘツドに対して生じた直線
力をエンジンブロツクの所望の回転作用に変換し
駆動歯車手段６２を回転させるための手段であ
る。この変換作用はローラベアリングが、ローラ
をカム手段５９及び６０により与えられる傾斜面
上に乗せるべく強制するピストンにより燃焼の後
外方へ押されることでなされ；フオロワローラ軸
受のカム手段に対する推力により自由回転してい
るロータ組立体５０の回転が応答し、所望の回転
出力が発生される。

カム手段５９〜６０の特徴は第３、第４及び第
５図にわかりやすく示されている。カム手段５９
及び６０はカム形状及び構成に関する限り同一な
ので両者はそれらを平行、かつ離間して形状が合
致するように収容するため一方が他方の競鏡にな
つているにすぎない。従つて以下の説明は主とし
てカム手段５９に関するものとするが、カム手段
６０でも対応する特徴は同じであるものと理解さ
れる。

特に第３図及び第５図を参照するに、ここに示
されたカム手段５９はエンジンケーシングの後部
カバー壁３２に軸手段５４及びロータ５０と同軸
的に配列されて適当にボルト付けされた略正方形
の重い金属板１５０よりなる。カム手段６０も同
様に正面ケーシング壁３１にカム５９と一致する
ように固定される。第５図よりよくわかるように
板１５０は中央部が切取られ、動作の際カムフオ
ロワローラ１４４と係合する連続的形状の非対称
周辺カム軌道１５２が形成されている。図示した
例では軌道１５２はピストンに４つの異なつた動
作をさせるよう形成されており、ピストンの運動
はローラ１４４のかかるカム軌道に沿つた係合運
動に応じてなされる。

要約すると、軌道１５２にはロータ５０の回転
軸と一致するエンジン及びカム板１５０の中心軸
に向い内方に突出する２つのロープ域１５３，１
５４が区別される。ローブ１５３の頂点はエンジ
ンピストンの吸入サイクルの始まりを示し、ロー
タ回転運動の０度位置とみなされる。この０度位
置から反時計回りに約85゜の位置まで軌道１５２
のカム角は下降ないしエンジン中心軸から離れて
ゆき、その結果各ピストンは軌道１５２に沿つた
協働するローラ手段１４４の追従動作に従つてロ
ータ回転軸から半径方向外方へ動く。この吸入モ
ードないしサイクルは隣接する軸受の楕円形開口
部９０，９１、及び燃焼室が主軸受軸５４中に設
けられた吸入ポート１１２に近づき整列する際シ
リンダ封込部に真空大気を形成する。ロータが吸
入ポート上を反時計方向に進行する際ピストンは
気化器から吸入マニホールド通路１０８，１１２
を経て混合気を吸入し、ロータが反時計回転で
85゜に近づく際関与するシリンダについての吸入
ポート１４４を徐々に閉じる。

カム手段５９には第５図符号１５６で示した補
助部分があることに注意しなければならない。こ
れは軌道１５２の吸入部分の半径方向内側に配設
されており吸入部分のカム軌道１５２に対して平
行に離間された関係を有する２次的カム軌道１５
８を与える。対応する補助板１６０が板１５６と
対向して形状一致するようカム手段６０に設けら
れる（第４図参照）。これらの２次的カム板はロ
ータ回転数が低く、ピストンに必要な遠心力を与
えてカムライダ組立体を軌道１５２に追従させ混
合気をシリンダ中に充分に吸入させることができ
ないエンジン始動時に吸入を補助するように特に
設計されたものである。始動モードの他では補助
カム板部分１５６及び１６０は何の役割もせず、
通常エンジンが完全に動作された後はローラ手段
１４４とは係合しない。

吸入サイクル終点と第２のローブ１５４の頂点
との間のカム軌道部分１５２（ローブ１５３頂点
から反時計回りに測つて略85度から175度の間）
は各ピストン／シリンダ組立体の圧縮サイクルを
構成する。

圧縮は注目のシリンダ及び燃焼室の楕円形開口
部９０，９１が吸入通路１１２及びポート１１４
を通過して吸入及び排気ポート開口部の中間の軸
５４一体部又はその反対側に到り、シリンダ及び
燃焼室がシール・遮断された際開始され、爆発性
混合気の損失は圧縮の間阻止される。ガスは協働
するカムライダ組立体が段々と値が増加していく
上り勾配のカム角を強制的に昇らされる際圧縮さ
れる。ローラ手段１４４がローブ１５４に接近す
るピストンはエンジンの中心線に近づくよう強制
され、約175゜のロータ回転角で完全圧縮状態に到
達する。

圧縮サイクルに続く次の各ピストン／シリンダ
の動作は燃焼モードであり、これは反時計回り回
転の175゜から237゜の間で生じる。このモードでは
シリンダ中のピストンは完全に圧縮され、また主
軸受軸中の吸入及び排気ポートはシールされ、そ
その結果関与する特定の燃焼室に付随する点火プ
ラグを電気的に励起することでシールされたシリ
ンダ内の圧縮された混合気が点火される。これが
生じるとピストンはエンジン中心軸から外方へ押
しやられ、カムライダ組立体は急角度で降下する
カム板の角度に対して駆動され、ロータ組立体の
回転駆動作用が生じる。

燃焼サイクルに引続き、ロータ組立体の各ピス
トン／シリンダの組合わせは動作サイクルの排気
モードに移行し、これは反時計回り回転において
実質的に237゜から360゜の間でなされる。ロータ組
立体がシリンダをこのモードに動かす際協働する
燃焼室中の楕円形穴９０，９１は主軸受軸中の排
気ポート１１３と連通する配列に移り、カムライ
ダ組立体は上昇していくカム角に沿つて動かさ
れ、ピストンを徐々に内方へ、ロータの中心軸及
びローブ１５３の頂点へ向つて強制的に動かす。
この各ピストンのそれに協働するカムフオロワロ
ータの運動に対向する内向きの半径運動は使用済
の燃料及びガスを排気ポート及びマニホールド通
路１０６，１１０から強制的に排出させる。排気
モードはロータが反時計回り回転で360゜に近づく
と完了し、前記の４サイクルプログラムを反復す
る準備が完了する。

前記の動作サイクルないしモードは勿論図示し
た４本のピストン及びシリンダ組立体の各々に生
じるのであるが、各ピストンは全動作サイクル、
すなわち吸入、圧縮、燃焼、及び排気を360゜のロ
ータ回転毎に行なうのであることに注意が必要で
ある。重要なことはピストン行程及び各動作サイ
クルの継続時間もカム軌道の選択された形状によ
り決定され、所望に応じて広範囲で変化できるこ
とである。

かかるロータの回転駆動はそれに対応して主駆
動歯車手段６２の結合された回転を生じ、この歯
車手段６２からエンジン出力が取出される。

主駆動歯車手段６２の特徴は第４図及び第９〜
第１１図よりわかる。駆動歯車はいくつかの機能
を有する。まずこれはエンジンの出力を取出し出
力軸手段２８に供給する手段を与える。次にこれ
は点火プラグを絶縁し、点火プラグの電力損失を
最小にする絶縁体を担持する手段を提供する。こ
の後者の機能に関し、駆動歯車手段６２はまた点
火プラグに点火をエンジン動作サイクルの適当な
順序で行なわせる分配器と協働する部分としても
作用する。

前記の機能がいかに実行されるかを理解するた
めにまず第９図を参照する。この図は燃焼室手段
５２が吸入及び排気マニホールド手段５４上の位
置に組立てられた様子を示しており、手段５４の
端部８２はケーシング壁３１の適当な開口部を通
つてエンジンケーシング前面に固定された箱状補
助ケーシング１２８中へ延在している。燃焼室手
段５２は外端部８２に内向きに形成された４つの
穿孔室９３を有し、図示の実施例では４本の点火
プラグ９２がその中に受入れられる（第４図参
照）ことが想起されよう。点火プラグは先に説明
した如く開口部９３の壁にねじ溝により係合して
おり、またギヤツプ付電極は図示の実施例では４
本のシリンダの各々に対し協働する個々の燃焼室
内に配設される。

また第９図に示した如く、出力軸２８はケーシ
ング壁３１中に取付けられ、また部分的に隣接の
カム板（図示せず）により支持されている軸受手
段１６４内で、またこれにより回動自在に支持さ
れている。

第１０図を参照するに、駆動歯車の詳細がより
わかりやすく示されている。歯車６２は燃焼室５
２外端にボルト及びピン手段９６及び９７により
固定されロータ及び燃焼室と共に回転運動する直
歯歯車であることに注意すべきである。駆動歯車
６２に並列してタイミング歯車１６８がキー及び
キー溝手段１６６等により出力軸に固定されてお
り、これは図示の実施例では駆動歯車と同一寸法
になつている。２つの歯車は外周部の歯でかみあ
い、１：１の比で回転する。この歯数比は勿論技
術的に可能な範囲内で出力軸２８に必要な回転速
度に応じて変化できる。

駆動歯車６２は燃焼室手段５２中の開口部９３
と一致するように並んだ４つの大きな開口部１７
０を有し、内部に中心電極ないし導電コア部材１
７３が取付けられた円筒形絶縁体１７２をその中
に受入れる（第４図参照）。かかる絶縁体部材は
点火プラグの外側電極端部周囲にはめ込まれ、導
電性コア部材１７３が第４図よりわかるようにコ
ネクタ電極１７４と接触する。この結果、点火プ
ラグと導電コア部材１７３との間には良好で確実
な回路接触が確立される。適当なロツクボルト１
７５が各絶縁体１７２の突出する半円形端部肩部
１７６と係合し、これをその内孔１７０内で軸方
向にロツクし、また点火プラグの中央接続用電極
にしつかりと圧迫する。この構成により駆動歯車
手段６２、点火プラグ９２及び燃焼室５２はロー
タ５０の運動に従つて共通の軸の回りを同時に動
くことが理解されよう。

エンジンの各ピストンの燃焼動作サイクルに従
つていくつかの点火プラグが正しい順序で点火さ
れるのを確実にするため、点火プラグの点火をタ
イミング調整し、また電気エネルギーをその電極
に供給する手段を設ける必要がある。特に第１０
図よりわかるようにこの目的のため絶縁体の外端
部の肩状端部１７６は各導電性コア部材１７３の
部分を切除されて半弧状にされ、またかかる弧状
切除部分は軸５４の中心軸から共通の半径で整列
される。

第１１図に示す如く、補助ハウジング１２８の
外側カバー１２６上には軸鎖錠用カラー１２４が
取付けられ、これは前記の如くカバー壁１２６に
ボルト付けされている。鎖錠カラー１２４は一の
側が切除され直線状肩が設けられ、これに対して
分配器絶縁体及び内部に導電性分配器接触部材１
８２が取付けられたハウジング１８０が載つてい
る。部材１８２は導体１８３（第１図参照）によ
りエンジンハウジングないしケーシング３０外側
に取付けられた点火コイル２７に接続され、また
駆動歯車により担持される導電性コア部材１７３
の運動経路の反対側に整列される。別の導線１８
６がコイル２７から補助ハウジング１２８の前壁
板１２６に固定された回動自在な調整可能タイミ
ング板１８８に取付けられた断続接点組立体１８
７に接続される。断続接点１８７は出力軸２８に
取付けられまたこれに固定されて出力軸に対し同
軸回転するタイミングカム１９０と動作係合す
る。タイミングカム１９０は断続接点組立体１８
７のフオロワ１９２と係合する４つのロープ１９
１を与えることに注意すべきである。かくて出力
軸２８が回転する毎に断続接点１８７は図示のエ
ンジンの４つのピストン及びシリンダ組立体の燃
焼サイクルに対応して４回開閉される。

点火コイルは勿論12ボルト電源３８に接続され
ており、その結果断続接点が開閉される際エネル
ギーが分配器組立体の電極に供給され、そこから
絶縁体部材１７２により保持されている導電性コ
ア部材１７３にそれが回転駆動される駆動歯車と
共に動いて電極１８２の下を通る際さらに供給さ
れる。これは電気エネルギーをタイミングカム１
９０の回転に対する確実な時間関係をもつて各々
の協働する点火プラグへ分配する。点火を早めた
り遅らせることは第１１図に示す如くボルト及び
スロツト手段１９４により調整可能に位置保持さ
れているタイミング板を回転させることで達成で
きる。かくて各シリンダに対する可燃混合気の点
火が所望の如く実行できる。

以上の好ましいエンジンを構成する種々の基本
的部分及び部品を説明したが、各ピストンと協働
する独特のカム及びカムライダ組立体により、ピ
ストンはエンジンの全体的寸法を最小に保ちなが
らも最大の行程長をとることが可能である。カム
ライダ組立体５８のフオロワローラがピストンの
ヘツド端に隣接して設けられることにより摺動部
材１３８内端部に隣接して位置するフオロワロー
ラと２つの形状が一致するように整列されたカム
軌道との力の伝達点はエンジンの中心線にできる
限り近づけられている。この特徴は可能なピスト
ン行程を延長するだけでなく燃焼サイクルの間よ
り急角度のカム軌道を可能とし、ローラがカム手
段の軌道に係合・追従する際ローラ１４４の回転
速度を非常に減少させる一方より多くの回転出力
をエンジンに発生させることを可能にする。さら
にカム摺動部材を設けたことによりピストンがシ
リンダ側部を摺ることで通常生じている出力の損
失はピストンがカム摺動部材及びクロスヘツドに
より直線的に案内されることにより実質的に除去
され、その結果ピストンには横向きの力は加わら
ない。ピストンに横向きの力が加わらないためシ
リンダの寿命は伸び、またピストンリングのシー
ル作用が向上する。

さらに、カム軌道が広範囲に変化し得ることに
注意するのが重要である。これを４サイクルピス
トン／シリンダ動作、すなわち吸入、圧縮、燃
焼、及び排気の全てがロータ組立体の360゜回転毎
になされることと組合わせるとピストン行程の時
間及び長さについて広範囲の変形が可能になる。
かかるサイクルの設計に関する自由度はエンジン
に最大の燃料効率で最大出力を発生することを可
能ならしめる。例えば吸入及び圧縮行程を燃焼行
程の行程長及び時間の半分にして膨張ガスを完全
に利用することができる。あるいは排気行程を非
常に延長して使用済ガスをエンジンからより長時
間パージし、もつてピストンへの背圧を減少する
こともできる。かかる個々のサイクルの変化は本
質的にカム設計の変更により可能であるため本発
明のエンジンはガソリン、デイーゼル燃料、アル
コール、天然ガス、水素、プロパン、ブタン等、
実質的にあらゆる急速膨張する燃料を効果的に燃
焼して回転出力に変換することができる。本エン
ジンはかかる燃料を燃焼することができるばかり
でなく、カム設計が柔軟であるためかかる燃焼を
最も効率的に行なわせることができる。さらに燃
焼サイクルと延長できるため燃焼ガスはほとんど
完全に消費され、従つて排気ガス汚染も減少す
る。

前記エンジン実施例は動作が効率的でまた多様
であるが、その変形例を第１〜第１１図のエンジ
ンに対する相異点につき第１２及び第１３図に示
す。図示の如く、変形エンジン２００は対応する
外部ケーシング部材２０３及び２０４とそれぞれ
一体的に形成された静止カム手段２０１及び２０
２を有する。ローラ手段１４４は先に説明してた
ように外側カム軌道２０５、すなわちエンジン中
心軸から半径方向上外側に設けられたカム軌道と
係合し、一方別のローラ手段２０６は半径方向上
内側の軌道２０７と係合する。その結果カムフオ
ロワシステムはエンジンのピストンの押引動作に
確実に応答し、また特にピストンが内向きから外
向きに運動方向を逆転する際比較的雑音及びがた
つきのない動作をする。またさらに吸入サイクル
がエンジン２０の場合のように遠心力に頼ること
なく、確実に制御される。外部ケーシング、カム
軌道手段及びカムフオロワ組立体の再設計の外は
変形例のエンジン２００はあらゆる点でエンジン
２０と実質的に同一である。

第１４図は上に説明したエンジンの第２変形例
の特徴を示す。すなわち、これは単一の出力軸２
１０に結合することができる２ないしそれ以上の
数のエンジン２０又は２００の集合体である。特
にこの変形実施例では外部ケーシング２１２は例
えば４つの、中央出力軸２１０回りの４つの象限
内に構成された個々のロータ手段５０が取付けら
れる。ロータは各々介在する速度クラツチ組立体
２１６を介して出力軸にくさびで固定された中央
駆動歯車２１４に結合されている。各クラツチ組
立体は基本的には共通のクラツチ軸２２２に取付
けられた一対の径の異なつた歯車２１８及び２２
０と；個々のエンジンロータの駆動歯車６２と係
合した歯車２１８と、共通の出力軸２１０に結合
された共通の駆動歯車２１４と係合した二次クラ
ツチ歯車２２０とよりなつている。スリツプクラ
ツチ組立体の構成は歯車２２０が歯車２１８より
速い速度で回転した場合クラツチ機構が２つのク
ラツチを完全に係合解除するようになつている。
一方もし歯車２１８の回転速度が増加して歯車２
２０の速度と等しくなるとクラツチは係合し、歯
車２１８及び２２０は互いにロツクされ、トルク
が出力歯車２１４、さらに出力軸２１０へと伝達
される。他にもロツキングピンあるいは標準的圧
力クラツチ等、公知技術内で駆動軸の係合及びそ
の解除を行なういくつかの公知の手段が存在す
る。

基本的には第１４図の集合エンジンは最大馬力
に関する要求を満足すると同時に可能出力の極く
一部の出力で動作する無負荷時の要求を満足する
エンジンを提供すべく設計されている。要約する
と、第１４図の多重ロータリエンジンは各ロータ
を互いに選択的に独立に保ちながら２又はそれ以
上のエンジンロータ５０を一つの共通なエンジン
に組入れることを可能にする。従つて第１４図に
示した特徴を有するエンジンは異なつた馬力出力
レベルで選択的に動作できる。例えば各ロータエ
ンジンが50馬力を発生可能と仮定した場合、第１
４図に示したのと同様な４ロータを含むエンジン
は実質的に200馬力の全馬力出力を発生し得る。
事情により100馬力だけが必要とされる場合は２
つのロータのみが必要であり、他の２つの完全に
運転停止させ、これらを静止させたまま２つのロ
ータを静止した２つのロータに妨げられることな
く継続的に運転することが可能である。かかる場
合静止したロータリエンジンではエンジン全体の
動作を中断することなく保守、調整、ないし同様
な操作を行なうことができる。さらに別な例とし
て、平均出力馬力に関する要求が50馬力だけであ
る場合は一つのロータしか一時に動作する必要が
なく、定期的に他のロータを一のロータの代りに
起動して一のロータを静止させることもでき、従
つてエンジン寿命を延ばし、可動部品の消耗をよ
り均等にすることもできる。事実、第１４図に示
した集合エンジンは内蔵バツクアツプシステムを
有しており、その結果ロータリエンジンのどれか
が機械的に故障しても一又は他のエンジンが使用
可能であり、投入に待機している。