JP2017529486A - 平衡シールアセンブリを含むロータリーデバイス - Google Patents

Abstract

ロータリーデバイスが提供される。そのロータリーデバイスは、円筒形の内側表面を有するハウジングと、ハウジングに回転のために取り付けられたロータアセンブリとを含むロータアセンブリは、ロータと、ロータに旋回可能に結合された少なくとも１つのロッカと、平衡シールアセンブリとを含む。ロータは、中心部分と、中心部分から半径方向外側に延びる複数のアームとを含む。各アームは、内側表面とスライド係合するように配置された末端部を有する。ロッカの旋回は、ロータを回転させる。平衡シールアセンブリは、アームのうちの少なくとも１つの末端部に配置され、シールと、平衡おもり機構とを含む。平衡おもり機構は、ロータの回転の結果として内側表面上のシールによって加えられる接触圧力を制御するように構成される。

Description

本開示の分野は、一般にロータリーデバイスに関し、特にそのようなデバイスに使用されるクロスオーバシールに関する。

内燃ロータリーエンジンなどのロータリーデバイスは、一般的に、ハウジングと、回転のためのハウジング内のロータとを含む。ロータは、ハウジングを１つ以上のチャンバに分離し、そこでガスまたは液体などの流体は、受け取られ、圧縮され、燃焼され、および／または排出される。ロータリーエンジン内では、このようなチャンバ内の空燃混合気の燃焼は、ガスの急速な膨張を引き起こし、ロータを回転させる。ロータの回転は、自動車、圧縮機、ポンプ、および他のデバイスなどの様々なデバイスに電力を供給するために使用することができる。

このロータリーデバイスの中のロータは、典型的には、アペックスシールまたはクロスオーバシールと一般に呼ばれる、ロータの遠位の外側部分に配置されたシールを含む。アペックスシールは、ロータリーデバイスのハウジングにシールを形成して、隣接するチャンバを互いに封止し、一方のチャンバから他方のチャンバへのガスの漏れを防止するように設計されている。いくつかのロータリーデバイスは、ばねをも使用してアペックスシールをハウジングに対して付勢し、シールとハウジングとの間の十分な接触圧力を確保して、隣接するチャンバ間の封止を維持する。

ロータの回転は、アペックスシールに遠心力を与え、ロータの回転速度が増加するにつれてシールとハウジングとの間の接触圧力を増加させる。比較的高い回転速度で作動された場合、アペックスシールに作用する遠心力は、特にばねがハウジングに対してシールを付勢するために使用される場合、シールの急速な摩耗をもたらし得る。このような摩耗は、アペックスシールの耐用年数の望ましくない低下をもたらす。

いくつかの公知のロータリーデバイスは、ばねを省略し、遠心力に頼ってアペックスシールをハウジングに対して押し付けている。しかしながら、比較的低い回転速度におけるこのようなデバイスの動作は、隣接するチャンバ間の封止が不十分であるため適切ではなかった。

ある態様では、ロータリーデバイスが提供される。ロータリーデバイスは、円筒形の内側表面を有するハウジングと、ハウジングに回転のために取り付けられたロータアセンブリとを含む。ロータアセンブリは、ロータと、ロータに旋回可能に結合された少なくとも１つのロッカと、平衡シールアセンブリとを含む。ロータは、中心部分と、中心部分から半径方向外側に延びる複数のアームとを含む。各アームは、内側表面とスライド係合するように配置された末端部を有する。ロッカは、内側表面から離れた第１位置と内側表面に隣接した第２位置との間を旋回する。ロッカの旋回は、ロータを回転させる。平衡シールアセンブリは、アームのうちの少なくとも１つの末端部に配置され、シールと、平衡おもり機構とを含む。平衡おもり機構は、ロータの回転の結果として内側表面上のシールによって加えられる接触圧力を制御するように構成される。

別の態様では、ロータリーデバイスに使用するロータアセンブリが提供される。ロータアセンブリは、ロータと、ロータに旋回可能に結合された少なくとも１つのロッカと、平衡シールアセンブリとを含む。ロータは、中心部分と、中心部分から半径方向外側に延びる複数のアームとを含む。中心部分および複数のアームは、中心部分から半径方向外側に延びる複数のチャンバを規定する。ロッカは、中心部分に近接した第１位置と中心部分から遠位の第２位置との間を旋回する。ロッカの旋回は、ロータを回転させる。平衡シールアセンブリは、複数のチャンバの隣接するチャンバ間の流体の流れを阻止するように構成される。平衡シールアセンブリは、シールと、ロータの回転によってシールに加えられる遠心力に起因するシールの半径方向の変異を制御するように構成された平衡おもり機構を含む。

更に別の態様では、ロータリーデバイスが提供される。ロータリーデバイスは、内側表面を有するハウジングと、ハウジングに回転するように取り付けられたロータアセンブリとを含む。ロータアセンブリは、ロータと、ロータに旋回可能に結合された少なくとも１つのロッカと、シールアセンブリとを含む。ロータは、中心部分と、中心部分から半径方向外側に延びる複数のアームとを含む。各アームは、内側表面とスライド係合するように配置された末端部を有する。ロッカは、ハウジングの内側表面から離れた第１位置と内側表面に隣接した第２位置との間を旋回する。ロッカの旋回は、ロータを回転させる。シールアセンブリは、アームの少なくとも１つの末端部に配置され、シールと、シールに動作可能に結合された制御機構とを含む。制御機構は、シールに可変の半径方向の力を加えて、ロータの回転に起因してシールによって内側表面に加えられる接触圧力を制御するように構成される。

更に別の態様では、ロータリーデバイスが提供される。ロータリーデバイスは、内側表面を有するハウジングと、ロータリーデバイスの軸方向を規定する軸の周りを回転するようにハウジングに取り付けられたロータアセンブリとを含む。ロータアセンブリは、ロータおよびシールアセンブリを含む。ロータは、中心部分と、中心部分から半径方向外側に延びる複数のアームとを含む。各アームは、ハウジングの内側表面とスライド係合するように配置された末端部を有し、アームのうちの少なくとも１つは、そこに規定されたチャネルを有する。シールアセンブリは、チャネル内に配置される。シールアセンブリは、シールと、シールを受け入れるように構成されたシールチャネルを規定するベースと、平衡おもり機構とを含む。平衡おもり機構は、ベースに旋回可能に結合され、ロータの回転に起因してシールによって内側表面に加えられる接触圧力を制御するように構成される。

更に別の態様では、ロータを含むロータリーデバイスに使用するシールアセンブリが提供される。シールアセンブリは、シールと、ベースと、平衡おもり機構とを含む。ベースは、長手方向に延びるシールチャネルを規定する。シールは、シールチャネル内に配置される。平衡おもり機構は、ベースに旋回可能に結合され、ロータの回転によってシールに加えられる遠心力によるシールの半径方向の変位を制御するように構成される。

更に別の態様では、ロータリーデバイスが提供される。ロータリーデバイスは、内側表面を有するハウジングと、ロータリーデバイスの軸方向を規定する軸の周りを回転するようにハウジングに取り付けられたロータアセンブリとを含む。ロータアセンブリは、ロータおよびシールアセンブリを含む。ロータは、中心部分と、中心部分から半径方向外側に延びる複数のアームとを有する。各アームは、内側表面とスライド係合するように配置された末端部を有し、アームのうちの少なくとも１つが、そこに規定されたチャネルを有する。シールアセンブリは、チャネル内に配置され、シールと、ベースと、平衡おもり機構とを含む。シールは、ボディおよびボディから外側に延びるへりを含む。ベースは、シールチャネルを規定し、および支点を含む。シールは、シールチャネル内に配置される。平衡おもり機構は、支点に動作可能に結合され、平衡おもりと、平衡おもりから離れて延びるレバーとを含む。ロータの回転は、平衡おもり機構に支点の周りを回転させ、およびレバーをしてシールに半径方向内向きの力を加えさせる。

更に別の態様では、ロータを含むロータリーデバイスに使用するシールアセンブリが提供される。シールアセンブリは、シールと、ベースと、平衡おもりとを含む。シールは、ボディおよびボディから外側に延びるへりを含む。ベースは、シールチャネルを規定し、および支点を含む。シールは、シールチャネル内に配置される。平衡おもり機構は、支点に動作可能に結合され、平衡おもりと、平衡おもりから離れて延びるレバーとを含む。ロータの回転は、平衡おもり機構に支点の周りを回転させ、およびレバーをしてシールに半径方向内向きの力を加えさせる。

例示的なロータリーエンジンの斜視図である。 図１に示されたロータリーエンジンの分解図であり、ロータリーエンジンのハウジングおよびロータアセンブリを示している。 図２に示されたロータリーエンジンのロータアセンブリの分解図であり、ロータアセンブリのロータと、複数のロッカと、外側クランクシャフトと、およびメインクランクシャフトとを示している。 自動車内の図１のロータリーエンジンの断面図である。 図３に示されたロータの正面図である。 図３に示されたロータの部分正面図であり、第１位置にあるロッカの１つを示している。 図３に示されたロータの部分正面図であり、第２位置にあるロッカを示している。 図３に示されたロータの例示的なロッカの斜視図である。 図３に示されたロータの例示的な外側クランクシャフトの分解図である。 図１に示されたロータリーエンジンのハウジングの正面斜視図である。 冷却ジャケットを含む図１０に示されたロータリーエンジンのハウジングの後面斜視図である。 図３に示されたロータの斜視図である。 図３に示されたメインクランクシャフトの斜視図である。 ロータリーエンジンの中における使用に適した例示的な２チャンバロータの正面図である。 ２つのロータリーエンジンを含む例示的な２ユニットロータリーエンジンの斜視図である。 図１に示されたロータリーエンジンと共に使用するのに適した代替的なリングプレートの斜視図である。 図１に示されたロータリーエンジンと共に使用するのに適した別の代替的なリングプレートの斜視図である。 図１に示されたロータリーエンジンと共に使用するのに適した交換部品の斜視図である。 図１に示されたロータリーエンジンと共に使用するのに適した例示的なシールの斜視図である。 ロータリー式の圧縮機と共に使用するのに適した例示的なハウジングの斜視図である。 図１に示されたロータリーエンジンと共に使用するのに適した代替的な平歯車の斜視図である。 図１に示されたロータリーエンジンと共に使用するのに適した代替的なロータの斜視図である。 図１に示されたロータリーエンジンと共に使用するのに適したスリーブを含む例示的なハウジングの分解図である。 図２に示されたハウジングおよびロータアセンブリと共に使用するのに適した例示的なロータの断面図であり、ロータは、平衡シールアセンブリを含んでいる。 図２４に示されたロータの部分拡大図であり、平衡シールアセンブリの詳細を示している。 図２５に示された平衡シールアセンブリと共に使用するのに適した例示的なシールの側面図である。 図２６に示されたシールの一部の斜視図である。 図２５に示された平衡シールアセンブリと共に使用するのに適した例示的な平衡おもり機構の斜視図である。 制御機構を含む平衡シールアセンブリの代替的な具体例を含むロータアームの部分断面図である。 平衡シールアセンブリの別の代替的な具体例を含むロータアームの部分斜視図である。 図３０のロータアームの部分斜視図であり、ロータアームから取り外された図３１の平衡シールアセンブリを示している。 図３１の平衡シールアセンブリの部分分解図である。 平衡シールアセンブリの別の代替的な具体例の部分分解図である。 図３３の平衡シールアセンブリが取り付けられたロータアセンブリの部分斜視図である。 平衡シールアセンブリの更に別の代替的な具体例の分解図である。 図３５の平衡シールアセンブリの端面図である。

様々な具体例の特定の特徴は、いくつかの図面には示され、他の図面には示されていないが、これは便宜のために過ぎない。どの図面のどの特徴も、他の図面のいずれかの特徴と組み合わせて参照および／または請求されてもよい。

図１は、例示的なロータリーエンジン１００の斜視図であり、図２は、ロータリーエンジン１００の分解図である。ロータリーエンジン１００は、他の部品を収納するためおよび自動車または他のデバイスに取り付けるためのハウジング２００と、ロータアセンブリ３００（広くは、パワーモジュール）と、出力部材６００（広くは、出力）とを含む。

ハウジング２００は、８６２０、８５１４または他のスチールまたは鉄の合金のほぼ円筒形のハウジングボディ２０２を含んでもよい。アルミニウムまたは他の適切な材料も使用することができる。ハウジングボディ２０２は、円筒形の内壁または内側表面２０４を有する。いくつかの具体例では、内壁２０４は、外側のハウジングボディに受け入れられるスチールの挿入物またはスリーブによって規定される（例えば図２３参照）。

ハウジング２００は、空冷式または水冷式であってもよい。水冷式の場合、ハウジング２００は、上部水溝２１０および下部水溝２２０を有してもよい（図１０および図１１）。上部水溝２１０を覆う上部水ジャケット２１２は、入口２１４および出口２１６を有する（図１０）。同様に、下部水溝２２０を覆う下部水ジャケット２２２は、入口２２４および出口２２６を有する。入口は、ラジエータまたは他の熱交換器から冷却剤を受け取り、出口は、冷却剤をラジエータに戻す。入口および出口をラジエータに接続するホースは、図示されていない。溝は、熱伝導性材料のベーン２１８および２２８を有し、熱をハウジングから冷却剤に移してもよい。ベーンはまた、冷却剤を入口から出口へ移動させてもよい。更に、入口および出口の位置またはベーン２１８、２２８の向きを変更することができる。ある具体例では、例えば、ベーン２１８、２２８は、ハウジング２００の軸方向に平行に延びていてもよい。

前部プレート２３０および後部プレート２３２は、ハウジング２００を囲む（図１および図２）。プレート２３０および２３２は、６０６１アルミニウムまたは他の適切な材料であってもよい。用語「前部（front）」および「後部（rear）」は、図面を参照して使用されるものであって、必ずしもロータリーエンジンが搭載された自動車または他のデバイスに関して使用されるものではない。ハウジングボディ２０２は、円周方向に間隔の空いたボアを有し、ボアはハウジングボディの前部と後部にわたって広がっている。図２、図４、図１０および図１１では、ハウジング２００の前部のボア２３４のみが見えている。ボルトまたは他の締結具（図示せず）は、前部プレート２３０の対応するホール２３６を通って延び、ボアに固定される。ハウジングボディ２０２は、開口部およびポートを有してもよいが、これらは以下でより詳細に説明される。

前部プレート２３０および後部プレート２３２は、油リングシール溝２３８を含んでもよい（図２にプレート２３２上のもののみが示されている）。対応するリングシール（図１９のシール５３２参照）は、リングシール溝に取り付けられ、プレートがハウジングボディ２０２に取り付けられた場合にシールを形成する。ガスケット（図示せず）もまた、プレートでハウジングボディを封止してもよい。異種金属によるガルバニック腐食を防止するために、他のデバイスまたはシステムが提供されてもよい。

ロータアセンブリ３００（広くは、パワーモジュール）は、回転のためにハウジングボディ２０２内に搭載される。ロータアセンブリ３００は、ハウジングボディ２０２内の回転軸の周りを回転するロータ３１０を含む。ロータ３１０は、８６２０または８５１４スチールまたはダクタイル鋳鉄で形成されてもよい。ロータ３１０は、４つのアーム３１２、３１４、３１６および３１８を有してもよい（図５、図６、図７、および図１２）。各アームの末端部、例えばアーム３１２の端部３２０（図５および図７）は、２つの短い間隔の空いた拡張部３２２および３２４（図６および図７）を有する。拡張部３２２および３２４の外側の面３２６および３２８（図３、６および７）は、ハウジングボディ２０２の内壁２０４に適合し、円筒形の内壁２０４とスライド係合する表面を有してもよい。図３に示された具体例では、圧力プレート３３０が、これは９２５４スチールであり得るが、拡張部３２２と３２４との間のスペースに取り付けられている。ばね３３２は、これはＩＮＣＯＬＯＹ（登録商標）合金から成り得るが、圧力プレート３３０に圧力を加えて、シール３０６および３０８（図３）を押圧し、円筒形の内壁２０４に対して封止する。拡張部３２２および３２４などの圧力プレートシールおよびアーム拡張部は、アームの末端部でハウジングボディ２０２の円筒形の内壁２０４を封止する。残りのアーム３１４、３１６および３１８も、同様の配置である。

アーム３１２、３１４、３１６および３１８は、中心部分、すなわちハブ３４４から外側に延びる２つのプレート３４０および３４２から形成され、プレート３４０と３４２との間の中空のスペース３３６を形成してもよい。図１２では、アーム３１２を形成するプレートのみが番号を付けられている。後述のように、中空の空間は、外側クランクシャフトによって使用される。更に、間隔を空けて配置されたプレートを有することにより、ロータの質量を減少させ、効率を増加させ得る。

アーム３１２、３１４、３１６および３１８のためのプレートは、整列したボアを有してもよい。図１２は、プレート３４０内のボア３５０、３５２、３５４および３５６を示している。プレート３４２内のボア３５８のみが見えている。ボア３５０、３５２、３５４および３５６は、プレート３４２内の対応するボアと整列する。

図５を参照すると、複数のチャンバ３６０、３６２、３６４、および３６６は、隣接するアーム３１２、３１４、３１６、および３１８と、円筒形の内壁２０４との組によって規定される。図示された具体例では、チャンバ３６０（図５）は、アーム３１２と３１８との間に形成され、アーム３１２と３１４との間、３１４と３１６との間および３１６と３１８との間の空間は、それぞれチャンバ３６２、３６４および３６６を形成する。

複数のロッカ３７０、３７２、３７４および３７６は、旋回可能にロータ３１０に接続され、内壁２０４から離れた第１位置（内側位置）（図６）と内壁２０４に隣接した第２位置（外側位置）との間を旋回する。４つのロッカ３７０、３７２、３７４および３７６のうちの１つは、各チャンバ３６０、３６２、３６４および３６６内で旋回するように取り付けられる。図３は、ロータから分解されたロッカ３７６を示し、図５は、ロータ３１０との関係で各ロッカ３７０、３７２、３７４および３７６を示し、および図８は、例示的なロッカの拡大図を示している。ロッカ３７０、３７２、３７４および３７６は、４０３２アルミニウムまたは他の適切な材料から形成されてもよい。

図５および図８に示されているように、ピボットピン３８０は、各ロッカ３７０、３７２、３７４および３７６のリッジ３８２を通って延びている（図５に１つのピンのみ示されている）。リッジ３８２は、各アーム３１２、３１４、３１６および３１８の円形部３８４に取り付けられている。リッジ３８２の外面は、円形部３８４の表面と協働して、ロッカが旋回するときにリッジ３８２および円形部３８４の交差部を封止する。リッジ３８２における封止を向上させるために、リッジ３８２（図８）の近くのシール部材４２８（図３）などの追加の構造が提供されてもよい。ロッカ３７０、３７２、３７４および３７６は、前部溝４０４および側部溝（例えば、図８に溝４０６が示されている）を有してもよい。側部圧縮シール４２４および４２６（図３）は、側部溝に取り付けられ、前部圧縮シール４２８は、前部溝４０４に取り付けられる。側部圧縮シール４２４および４２６並びに前部圧縮シール４２８は、５２５４スチールであってもよい。側部圧縮シール４２４および４２６は、リングプレート３９６および３９８がロータ３１０の外側に取り付けられた場合（図３）、前部リングプレート３９６および後部リングプレート３９８に接触する。前部圧縮シール４２８は、各ロータアームのロッカ面、例えばアーム３１２の面３６８（図５）に接触する。ロッカ面は、各ピボットピンの軸を巻くアーチ形であってもよい。ロッカ面はまた、２つのプレートの間の空間を閉鎖する。シール３０６および３０８（図３）は、リングプレート３９６および３９８の円周溝３３４に固定されてもよい（図３にリングプレート３９６の溝３３４のみが示されている）。各シール３０６および３０８は、内側向き部分５０４および５０６を有してもよい（図３にシール３０６の内側向き部分５０４および５０６のみが示されている）。内側向き部分５０４および５０６は、互いに接触してシールを形成する。内側向き部分５０４および５０６は、リングプレートの切欠き、例えば切欠き５０８を通って円周溝から延びてもよい。デバイスが組み立てられた場合、シール３０６および３０８は、チャンバ３６０、３６２、３６４および３６６の外側を封止する。

ロッカ面の１つ（例えば、図５に示されているロッカ面３６８）が損傷または摩耗した場合、部品を交換したい場合がある。したがって、ロータ３１０は、損傷を受けていない、または摩耗していない面を有する交換部品（図１８）を許容するように設計されてもよい。

再び図３を参照すると、前部リングプレート３９６および後部リングプレート３９８は、ロータアーム３１２、３１４、３１６および３１８と、チャンバ３６０、３６２、３６４および３６６と、ロッカ３７０、３７２、３７４および３７６とを覆う。リングプレート３９６および３９８は、ダクタイル鋳鉄から形成されてもよい。前部リングプレート３９６は、４つの切抜き４８４、４８６、４８８および４９０を有する。各切抜き４８４、４８６、４８８および４９０は、ロータアーム３１２、３１４、３１６および３１８のそれぞれの中のボア３５０、３５２、３５４、３５６のうちの１つと一直線に並ぶ。後部リングプレート３９８は、４つの切抜き４９６、４９８、５００および５０２を有する（図３）。各切抜き４９６、４９８、５００および５０２は、前部リングプレート３９６の対応する切抜きと一直線に並ぶ。

ピボットピン３８０は、前部リングプレート３９６のボア３９４（図３）などのボアの中へ、および後部リングプレート３９８の対応するボア（番号は付けられていない）へ延びてもよい。ピボットピン３８０はまた、くぼみの中へ伸びてもよく、ここではリングプレートの中へ延びるが、リングプレートを貫通しない。リングプレート上のボア３８８、３９０および３９２並びに他の番号が付けられていないボアは、リングプレート３９６をロータ３１０にボルトで留めるために使用することができる。対応するボルトまたは他の締結具は、後部リングプレート３９８をロータ３１０に取り付ける。締結具（図示せず）は、ロータアーム３１２、３１４、３１６および３１８上のねじ穴３８６（図３〜７）に取り付けられる。リングプレートを取り付けるために使用されるボアの位置は、異なってもよい。

手で位置決めするために、合わせ釘が使用され、適切な穴、例えば、リングプレート３９６または３９８のホール３８８を適切なボア３８６と整列させてもよい。自動組立ては、様々な技術を使用してもよい。

再び図８を参照すると、ロッカ３７６は、間隔の空いた２つのピンボス４１０および４１２を含んでもよいが、これらのピンボスは、ロッカ３７６の一部として一体的に形成されてもよい。ロッカロッドピン４１４は、４１４０スチールであってもよく、ピンボス４１０のボア４１６を貫通して延びている（図８では１つのみが見える）。また、ロッカロッドピン４１４は、リンク４１８の上部ボア４２０（図３および図８に示されている）を貫通して延びている。リンク４１８の下部ボア４２２も図３に示されている。リンク４１８はまた、４１４０スチールであってもよい。ロッカ３７０、３７２、および３７４は、図８に示されているロッカ３７６と同様の構成を有してもよい。

ロッカ３７０、３７２、３７４および３７６は、それぞれのピボットピン、例えばロッカ３７６のピン３８０（図５）の周りを旋回する。各ロッカ３７０、３７２、３７４および３７６は、ハウジングボディ２０２の内壁２０４に近い外側の位置と内壁２０４から離れた内側の位置との間で旋回し、そして外側位置に戻る。したがって、図５では、ロッカ３７０および３７４は、内側の位置に示され、ロッカ３７２および３７６は、外側の位置に示されている。後述のように、これらの位置は、ロッカ３７０、３７２、３７４および３７６が前後に旋回するため、一時的なものである。

各ロッカ３７０、３７２、３７４および３７６の旋回は、対応する外側クランクシャフト４３０、４３２、４３４および４３６を回転させる（図５）。同様に、外側のクランクシャフトの回転は、対応するロッカを旋回させる。外側クランクシャフト４３０、４３２、４３４および４３６は、４１４０スチールから成ってもよい。図８および図９に示されている具体例では、外側クランクシャフト４３６は、部品の組み立てを含むが、外側クランクシャフト４３０、４３２、４３４および４３６のうちの１つまたは複数は、一体的な構成を有してもよい。図８および図９に示されているように、クランクシャフト４３６は、前部ホイール４４０および後部ホイール４４２を含む。前部ホイール４４０は、後部ジャーナル４４４を含み、これはその端部にタング４４６を有する。タング４４６は、後部クランクホイール４４２のタング受容部４４８の中に取り付けられる（図９）。前部第１駆動装置または駆動部材、すなわち前部平歯車４５０は、前部ホイール４４０のタング受容開口部に取り付けられたタング４５２を含み、後部第１駆動装置または駆動部材、すなわち後部平歯車４５６もまた、後部クランクホイール４４２のタング受容開口部（図９では見えない）の中に受けられたタング４５８を含む。

ボルト４６０および４６２（図５（２つのみ番号を付けられている）および図７および図８）または他の締結具は、前部平歯車４５０のボルトホール４６４と４６６を貫通しおよび前部クランクホイール４４０内の一列に並んだホール４６８と４７０を貫通し、後部クランクホイール４４２内の一列に並んだホール４７２と４７４を貫通し、そして後部平歯車４５６のホール４７６と４７８の中へ延びる。後部平歯車の内部にボルトを係合させるためのねじは見えていない。その結果、ボルトは、前部平歯車、前部クランクアセンブリおよび後部クランクアセンブリおよび後部平歯車を共に固定する。

各外側クランクシャフト、例えばクランクシャフト４３６の前部ホイール４４０および後部ホイール４４２は、ホイールに潤滑油を塗るための油溝４８０および４８２（図８および図９）を有してもよい。油溝は、油供給口３３８（図１２）から潤滑剤を受け取ってもよい。油供給口は、機械加工を容易にするために角度を付けてもよい。代わりに、油供給口は、アームプレート３４０および３４４を貫通して穿孔した後にそれを穿孔することによって、直線状にすることができる。

ロッカ３７６に関連する燃焼チャンバ内の燃料の点火によって生じるガスからの圧力は、ロッカ３７６を内側に旋回させる（すなわち、図７では、右側のロッカ３７６が下方向に動く）。その結果、ロッカは、外側クランクシャフト４３６のジャーナル４４４に対してリンク４１８を駆動し、クランクシャフトを回転させる。部品は、ロッカがその最も内側の位置に達した場合に、クランクシャフトジャーナルがその下部の位置またはその近くになるように寸法決めされる。ジャーナルの継続的な回転は、ロッカを外側に駆動する。ロッカがガス膨張によって押し込まれる以外の位置にあり、そのサイクルにおけるロッカの位置に応じて、クランクシャフトは、ロッカを引きまたは押す。

メインクランクシャフト６１０（図２、図３、図５および図１３に示されている）は、４１３０スチールであってもよいが、エンジンからの動力を供給して、自動車に動力を与えまたは他の有用な仕事を生産する。メインクランクシャフト６１０は、一体であってもよく、または互いに接続された別個に形成された部品のアセンブリであってもよい。メインクランクシャフト６１０は、部分またはスリーブ６１６（図３）を含んでもよく、これは中間の直径部分６１４より大きい直径を有する。大直径部分６１６の端部の油溝６５０および６５２（図１３）は、潤滑のための油を運ぶ。また、メインクランクシャフト６１０は、クランクシャフトの端部に小さな直径のフランジ６１２および６１８を含む。更に、スリーブ６１６は、長手方向のキー溝６３２を含む（図１３）。図１３は、１つのキー溝のみを示しているが、クランクシャフト６１０は、２つ以上のキー溝を含んでもよい。

メインクランクシャフト６１０の長手方向の中心は、中空であってもよく、油をクランクシャフトの外側に、および１つの油穴から別の油穴に移動させる。例えば、１つ以上の油配給チャネル６４０（図１３）は、中央の、大直径部分６１６に沿って延びて、油溝６５０および６５２に接続してもよい。同様に、１つ以上の追加の円周油トラフ６４２および６４４が、メインクランクシャフトのより小さい直径のフランジ６１２および６１８の外側の周りに延びてもよい。油供給口６２８および６３０は、潤滑剤を油トラフへ運んでもよい。フランジ６１２および６１８は、キー溝６３４および６３６を有してもよい。フランジの端部は、ボルト穴６３８を形成するが、図１３ではこのうち１つのみが見えている。

図１２を参照すると、スラストリング５４０は、青銅であってもよいが、ロータ３１０のスラストリングキャビティ５４２に取り付けられ、対応するスラストリング（図１２では見えていない）は、ロータ３１０の他の側に取り付けられる。各スラストリングは、ボア５４４を有する。メインクランクシャフト６１０は、メインクランクシャフト６１０をキャビティ５４２内に配置し、およびスラストリング（例えば、スラストリング５４２）をメインクランクシャフト６１０上にスライドさせることによって、ロータ３１０に取り付けられてもよい。各スラストリングのキー５４６は、スリーブ６１６のキー溝６４０に係合する。

メインクランクシャフト６１０は、リングギヤ６２０および６２２（広くは、第２駆動装置または駆動部材）と、リングプレート３９６および３９８とを通って延びる。リングギヤ６２０および６２２は、４１４０スチールであってもよい。メインクランクシャフト６１０は、アームプレート３４０および３４２の中心のボア（図６、図７および図１２に、ボア５１０のみが見えている）に取り付けられる。リングギヤは、前部プレート２３０および後部プレート２３２の内部に対して固定される（図１および図２）。例えば、リングギヤは、取付プレート６６２に固定され、ボルト６６０は、リングギヤおよび取付プレートを前部プレートおよび後部プレートに固定してもよい。また、リングギヤは、他の構造に固定されてもよい。

前部平歯車４５０および後部平歯車４５６の歯は、外側クランクシャフト４３６およびロッカ３７６に関連付けられるものであるが、リングギヤ６２０および６２２の歯と噛み合う。同様に、他のロッカに関連する他の外側クランクシャフトの他の平歯車、例えば４３２、４３４、４３６も、前部リングギヤおよび後部リングギヤの歯と噛み合う。リングギヤは静止しているため、平歯車の回転によって、平歯車がリングギヤの周りを回転する。それらの平歯車を含む外側クランクシャフトのロータ３１０への接続によって、ロータがロータの回転軸の周りを回転する。その軸は、メインクランクシャフトの回転軸と一致する。

図では、平歯車は、リングギヤの外側を周回する。リングギヤは、内歯を有する遊星歯車であり、平歯車がこのような歯車の内部を周回する。更に、図面は、平歯車がリングギヤに噛み合っていることを示しているが、歯車は、ベルト、チェーン駆動部、摩擦駆動部などの、それらの相互作用によって駆動しまたは駆動されることができる他のデバイスに置き換えられてもよい。

平歯車の歯とリングギヤの歯の数の比率は、変更可能である。変更することにより、平歯車、例えば歯車４５０および４５６の各回転に対してロータ３１０が移動する角距離が変化する。

メインクランクシャフト６１０のフランジ６１２および６１８は、ボア２４４および２４６を通って、前部プレート２３０および後部プレート２３２へ延びてもよい。しかしながら、ハウジング２００から突き出てもよいのは、１つのフランジのみである。クランクシャフトフランジは、クランクシャフトカラー２４８および２５０のそれぞれの開口部２５２および２５４を通って延びてもよい。前部クランクシャフトカラー２４８の開口部２５６を通って延びる締結具（図示せず）は、前部プレート２３０内のボア２５８と係合し、対応する締結具は、後部カラー２５０を後部プレートに固定する。各カラーは、開口部２５２および２５４の内側の周りにシール（図示せず）を有してもよい。タイミングマーク取付穴２６０（図１）もまた供給されてもよい。

前部プレート２３０および後部プレート２３２は、油リングシール溝２３８を含んでもよい（図２にプレート２３２上のもののみが示されている）。対応するリングシール（例えば、図２および図１９に示されているシール５３２）は、リングシール溝に取り付けられ、前部ロータリングプレート３９６および後部ロータリングプレート３９８と前部ハウジングプレート２３０および後部ハウジングプレート２３２の内側との間のシールを、これらのプレートがハウジングボディ２０２に取り付けられた場合に、形成する。リングプレートシールは、環状肩部５３０を含んでもよいが、これはリングプレートに面して接触する。リングプレートシールは、鋳鉄、シリコングラファイト、炭素繊維または他の適切な材料であってもよい。ばね（図示せず）は、リングプレートシールを前後のリングプレートに向けて付勢してもよい。

リングプレートシール５３２は、ロータ３１０の回転中、ハウジングプレート２３０および２３２に対して静止したままである。したがって、ロータのリングプレート３９６および３９８は、リングプレートシール上をスライドする。リングプレートシールは、縁の肩部５３４を有する（図１９）。ガスケット（図示せず）もまた、プレート２３０および２３２をハウジングボディ２０２に封止する。他のデバイスまたはシステムが、異種の金属が互いに接触することによるガルバニック腐食を防止するために提供されてもよい。

図１６および図１７は、それぞれ４９２および４９４で示される、前部リングプレートおよび後部リングプレートの２つの代替的な構造を示している。前部リングプレート４９２の外面５８０は、ボス５８２を含む。ボス５８２は、図２に示される端部のプレート２３０または２３２から修正された、ハウジングの前部または後部プレート上の対応するくぼみ内に嵌合する。開口部５８４、５８６および５８８などの開口部は、いくつかの機能を果たしてもよい。開口部５８４および５８６と、これに対応するリングプレート４９４内の穴は、リングプレートをロータに取り付ける締結具（図示せず）のためのものである。開口部５９０および５９２（図１７）は、４つの平歯車の取付け（clearance）および支持のためのものである。各四分円の１つの開口部には、ロータのロッカのためのピボットピンを取り付けてもよい。リングプレートを完全に貫通する切抜き、例えば図３に示された切抜き４８４、４８６、４８８および４９０など、の代わりに、前部リングプレート４９２および後部リングプレート４９４は、それぞれのリングプレートの内壁に規定されたくぼみ５９０（図１７）などのくぼみを含んでもよい。平歯車５９４（図２１）は、各くぼみに取り付けられる。ボア５８８および５９２（図１６および図１７）は、それぞれのリングプレート４９２および４９４を通って延び、対応する平歯車のハブ５９６を受ける。シャフトは、ボアを貫通して延び、平歯車を外側クランクシャフトのホイールに接続する。開口部（図示せず）はまた、平歯車に隣接して提供され、平歯車に潤滑剤を噴霧する。

エンジンが動作するためには、ロッカ３７４（図５）などのロッカがそれぞれのピボットピン（例えば、ピボットピン３８０）の周りを内側に旋回するにつれて、制御された量の空気および燃料が、吸気口５１４（図１０および図１１）を通って噴射される。電子制御は、空気および燃料の量または空燃比を変化させてもよい。ターボチャージャまたはスーパーチャージャは、吸気口を通る空気（酸素）の量を増加させてもよい。外側クランクシャフト４３４の平歯車が前部リングギヤ６２０を中心に回転（および対応する平歯車が後部リングギヤ６２２を中心に回転）すると、外側クランクシャフトが回転する。ロッカ３７４へのリンクを介した外側クランクシャフトの接続は、ロッカを内側に旋回させる。内側に向けた旋回は、チャンバ３６６（図５において「吸気」と示されたチャンバ）内の圧力を減少させる。

チャンバ３６６が所定の量の空気および燃料を受け取った後、ロータ３１０の回転は、チャンバ３６６を運んで吸気口５１４を通過させる（図１０および図１１）。ロータ３１０の更なる回転により、外側クランクシャフト４３４は、ロッカ３７４を外側に旋回させ始める。図面はアニメーション化されず、構成要素は静止したままであるから、チャンバ３６６は、チャンバ３６０が図示されていた場所へ移動したものと見なし、今度はそこにあった部品に対して参照番号が使用されるものと見なす。ロッカ（今は３７６）が外側に旋回するため、チャンバ３６０内の容積の減少は、ロッカの上のチャンバ内の空燃混合気の対応する圧力増加（圧縮）を引き起こす。

再び図８を参照すると、ロッカ、例えばロッカ３７６の上面は、コーティングされてもよい。図８に示された具体例では、ロッカ３７６の上面は、スキッシュ区域に囲まれた中央燃焼領域４０２を有する。ピストンエンジンにおいて、スキッシュ区域は、燃焼チャンバの狭い部分であり、そこでは空燃混合気が残りのチャンバよりも圧縮されている。スキッシュ区域は、新鮮な空燃混合気の流れを導き、掃気（すなわち、燃焼したガスをシリンダの外へ押し出すこと）を向上させることを助ける。ここでは、スキッシュ区域４０８は、表面４０２から外側に広がっている隆起表面であり、ハウジングボディ２０２の内壁２０４に適合する。この隆起表面は、燃焼表面４０２の広がった縁の周りでより高い圧力を生み出す。

スキッシュ区域４０８は、空燃混合気が中央燃焼領域４０２上で完全な圧縮に達すると、区域内の空燃混合気を圧縮することによって乱流を発生させ得る。これは、ガス混合物をより完全に燃焼させて、排出ガスを減少させることを可能にする。また、スキッシュ区域は、残った燃焼ガスの排気を向上させ得る。スキッシュ区域の表面は、燃焼表面４０２より０．０１０インチ〜０．０８０インチ（０．２５ｍｍ〜２ｍｍ）（メートル法の相当量は概算である）上にあってもよく、場合により０．０２０インチ〜０．０６０インチ（０．５ｍｍ〜１．５ｍｍ）が好ましい。

図１および図４を参照すると、点火プラグ５２０は、ハウジングボディ２０２内に規定されたマウント５２２を貫通し、チャンバ３６０に向かい、点火プラグからの火花は、空燃混合気を点火することができる。高圧の直接噴射装置は、ガソリン直接噴射用のために、点火プラグ５２０に近接してハウジング２０２に取り付けられてもよい。点火プラグの高温端は、ハウジングボディ２０２の内壁２０４のくぼみ５２４で終端してもよい（図１０）。くぼみは、円筒形として示されているが、燃焼を改善するサイズおよび形状にされてもよい。図示された具体例は、単一の点火プラグを持つものとして示されているが、ロータリーエンジン１００は、各燃焼チャンバに対して２つ以上の点火プラグを含んでもよい。他の具体例では、ロータリーエンジンは、より高い圧力で、および点火プラグなしで、ディーゼルサイクルに基づいて動作してもよい。これらのより高い圧力は、ロータリーエンジンの部品に対して異なる材料または異なる寸法を要求する可能性がある。

点火プラグ５２０は、適切なエンジンタイミングのために所定の時間に点火する。チャンバ３６０内の空気の存在下での燃料の点火は、燃焼を引き起こし、チャンバ内の圧力を実質的に増加させる。燃焼からの圧力は、ロッカ３７６に力を加え、ロッカ３７６をその内側位置に移動させる。

外側クランクシャフトタング４３６をタング受容部４４８に接続することにより、ロッカ３７６の内側への移動は、外側クランクシャフト４４２を回転させる。その結果、平歯車４５０および４５６は、回転してリングギヤ６２０および６２２の外側に沿って移動する（図３および図５）。これにより、ロータ３１０が回転する。

ロータ３１０の継続的な回転は、チャンバを図５のチャンバ３６４の位置に配置する。このロータの回転の間、ロッカ（今はロッカ３７２）に関連する平歯車は、外側クランクシャフトとロッカとの間のリンクに作用して、ロッカを外側に旋回させる。外側への旋回は、排気口５１６（図２、図１０、および図１１）を通して排気ガスを押し出す。このサイクルは、ロータ３１０が回転し続けると繰り返される。

ロータ３１０の各回転の間、４つのチャンバのそれぞれは、吸気、圧縮、動力（すなわち、燃焼）および排気の４つのサイクルを順番に経る。吸気、圧縮、燃焼および排気サイクルのタイミングは、その外側クランクシャフト４３６およびロッカ３７６（図８）に対するロッカリンク、例えばリンク４１８のオフセットピボットおよびそのピボットピン３８０の位置を変更することによって変更することができる。更にまたは代わりに、吸気および／または燃焼のタイミングは、構成（例えば形状）および／または吸気口５１４および／または排気口５１６の半径方向の位置を変更することによって変更されてもよい。

ロッカのピボットは静止しているから、ピボットは、アーチ形状のオフセット角を作り出す。例えば、ロッカは、圧縮および排気サイクルより長い動力および吸気サイクルを有してもよい。これらのサイクルは、次のようなものであってもよい。吸気＝１００°、圧縮＝８０°、燃焼＝１００°および排気＝８０°。この重なりは、各燃焼サイクルが前のチャンバがその動力サイクルを終了する２０°前に点火することを可能にする。この重なり機能は、動力サイクル間のより滑らかな遷移を可能にし得る。

更に、吸気口５１４および排気口５１６（図１０および図１１）は、重なってもよく、新しい空気および燃料は、吸気口が開いている間であって排気口が完全に閉鎖される前に、吸気口を通って燃焼チャンバに入ってもよい。これは、新しい空燃混合気の小さな突入が、残りの排気ガスを押し出し、完全に新しい燃料および空気の充填を引き込むことを可能にし得る。吸気口５１４および排気口５１６の重なりの程度は、約０°〜約２４°の間、より適切には約１°〜約２０°の間、更に適切には約８°であってもよい。

図示された具体例では、燃焼チャンバ内のロッカに接続された外側クランクシャフトのみが、ロッカに作用する燃焼による圧力から直接的に動力を受け取る。リングギヤ６２０および６２２に作用する外側クランクシャフト平歯車の回転により、ロータ３１０が回転する。同時に、ロータの連続的な回転は、他の３つの外側クランクシャフトの平歯車を回転させ、それらのクランクシャフトに関連するロッカを内側または外側に旋回させる。各ロッカおよびそれに対応する平歯車は、動力／燃焼位置に移動し、そこで空燃混合気が発火し、膨張ガスがロッカを内側に駆動する。その結果、その平歯車の組が駆動歯車となり、他の平歯車が従動歯車となる。

ロータアセンブリ３００が組み立てられた場合、前部リングプレート３９６の後面および後部リングプレート３９８の前面は、ロータ３１０のそれぞれの側面に係合する。ロータ３１０のそれぞれの側部は、図５〜７に示されているシール溝５３０などのシール溝を有してもよく、このシール溝は、アームの周囲に沿って広がっている。ロータシールコード（図示せず）は、ロータ３１０の両方の側部のシール溝に取り付けられ、アーム３１２、３１４、３１６、および３１８とリングプレート３９６および３９８との間にシールを形成してもよい。

図１に示されているように、ロータリーエンジン１００が組み立てられた場合、メインクランクシャフト６１０は、カラー２４８を通って延びる。ロータリーエンジンが自動車に使用された場合、メインクランクシャフト６１０は、自動車の駆動系の残りの部分、例えばトランスミッション、クラッチまたは他の部品に接続されてもよい。ポンプや圧縮機などの自動車以外の用途では、クランクシャフト６１０は、駆動されるデバイスに接続される。また、メインクランクシャフト６１０は、デバイスが、図２０を参照して以下に記載される圧縮機８００などの圧縮機またはポンプとして使用される場合に駆動され得る。また、メインクランクシャフト６１０は、ハウジングのどちらかの側部または両側に延びてもよい。

ロータリーエンジンの様々な構成要素は、冷却剤および潤滑剤のためのチャネルおよび開口部、例えば開口部３４６および３４８（図６、図７、および図１２）などを有してもよい。そのようなチャネルおよび開口部は、エンジンのサイズおよび設計が異なると、変化してもよい。また、アームも、チャンバへの注油を提供するための油ジェット、例えばジェット３３８（図１２）を有してもよい。これらのオイルジェットは、圧力または動作によって活性化され、所望の場合にのみ油が通過することを許容するものであってもよい。他の物理的に活性化された（圧力または動作）油ジェットは、可動部品の制御された給油のために、前部プレート２３０および後部プレート２３２（図２）などの様々な構成部品上に配置されてもよい。構成要素および部品は、摩擦低減、金属と金属の接触保護、または所望の許容差仕様を保持するために必要な場合に、ブッシュまたはベアリング（図示せず）を有してもよい。前部プレート２３０および後部プレート２３２（図２）上の油真空ポートは、エンジンの物理的な取付位置に応じて、重力による油収集領域を利用できる最も低い場所に配置され、動く部品から油を抽出してもよい。また、部品は、切抜きを有し、重量を減らしまたはより良好な放熱を提供してもよい。

図４を参照すると、ロータリーエンジン１００は、自動車環境の状態で示されている。吸気システム１１０は、スロットルボディ１１４の上の空気フィルタ１１２を含んでもよく、吸気マニホールド１１６に接続している。吸気システムからの空気は、吸気チャンバ３６６（図５）に流入する。燃料噴射器は、吸気チャンバの近くに配置される。エンジンは、異なる燃料、例えばガソリン、エタノール、ＣＮＧ、ＬＮＧ、プロパン、または水素を燃焼させるように設計されてもよい。そのようなエンジンの燃料噴射器は、異なる燃料用の別個の出口１２８および１３０を有することができる。チャンバ３６４（図５）からの排気は、排気ヘッダ１１８内を通り、排気システムの残りの部分に入る。スタータモータ１２０、オルタネータ１２２、および電子制御ユニット（electronic control unit、ＥＣＵ）１２４もまた、ハウジング２００に取り付けられる。

エンジン区画のサイズおよびエンジン区画内のロータリーエンジンの位置は、区画に適合しなければならず、および点検のためにアクセス可能である必要がある限りにおいて、様々な構成要素の位置に影響を与える可能性がある。

ベルトまたは他のコネクタ（図示せず）は、オルタネータおよび他の装置をエンジン動力から駆動してもよい。

図１４は、ロータリーエンジンの中における使用に適した例示的な２チャンバロータ５５０の正面図を示している。ロータ５５０は、ロータ５５０の所望の用途に応じて、各動力エンジンの動力ストローク毎に１回以上回転してもよい。ロータ５５０は、２つのアーム５５２および５５４を有し、それらは図１４に示すように成形されてもよい。アームは、２つの対向するチャンバ５５６および５５８を形成する。ロッカ５６０および５６２は、それぞれのピン５６４および５６６に取り付けられている。外側クランクシャフト（図１４には示されていない）は、図８に示されているのと同様のリンク機構によってロッカに接続している。各クランクシャフトは、ロータからボア５６８および５７０を通って突き出ている外側クランクシャフトの端部に平歯車（図１４には示されていない）を有してもよい。メインクランクシャフト（図１４には示されていない）は、中心ボア５７２を通って延びる。静止リングギヤ（図１４には示されていない）は、静止ハウジング構造に取り付けられる。

図１４のある配置では、空燃混合気は、噴射されるか、そうでなければチャンバの１つ、例えばチャンバ５５６に入る。ロータ５５０が回転すると、ロッカ５６０は、外側に旋回し、全圧縮時またはそれに近くの、空気と燃料を点火する火花が生じるところまで空燃混合気を圧縮する。ロータ５５０の所望の用途に応じて、ロータ５５０は、ロータが初期位置、すなわちチャンバ５５６が図１４の位置に戻るまで、排気ガスの排気と共に、または排気なしで回転してもよい。バルブ（図示せず）は、チャンバ５５６および５５８からの吸気および排気を制御してもよい。１つ以上のバルブが開いて空燃混合気がチャンバ５５６に入ることを可能にし、次に１つ以上の異なるバルブが開いて排気ガスが排気システムに入ることを可能にする。

記載されたロータリーエンジンは、吸気、圧縮、燃焼および排気の４ストロークのエンジンである。４ストロークピストンエンジンでは、これらのストロークは、メインクランクシャフトの２回転ごとに発生する。２ストロークピストンエンジンは、ピストンの内へおよび外への２つの動きでサイクルを完了する。ロータリーエンジンは、２ストロークエンジンに変更できる。２および４ストローク設計は、互いに利点および欠点を有する。

内燃機関の典型的な用途は自動車にある。ピストンエンジンのサイズ、圧縮率、動力定格、および他の要素が車種ごとに異なるように、ロータリーエンジンの仕様は変化することができる。ロータリーエンジンが発電機、ポンプ、機械または他のデバイスに動力を供給する限りにおいて、エンジンは、異なる設計を有することができる。あるものは、より高速であるが低速トルクよりも低いトルクを必要とする場合がある。他の用途は、低速で高いトルクを必要とし得る。いくつかの用途では、長期間にわたって一定の出力を必要とし得る。ロータリーエンジンの燃焼チャンバの容積、ロッカのサイズおよび旋回角度、および他の要素を調整することは、エンジンの要求を満たすように修正されてもよい。

少なくとも２つの方法は、出力動力を動力需要に合わせることを可能にする。第１は、より大きなロッカを有するより大きな燃焼チャンバを有することである。ロータ３１０の直径を増加させると、ロッカがより大きな角度で旋回して変位を増加させることが可能になる。同様に、ロータの幅を増加させると、各チャンバの変位も増加する。性能を最適化するためには、ロータの直径および幅を増化させる効果のバランスを取る必要がある。例えば、すべての構成要素の寸法重量が増加し、他のエンジン構成要素またはエンジンの対称性に影響を与える可能性がある。

メインクランクシャフトに沿って２つ以上のロータアセンブリまたは動力モジュールを積み重ねることもまた、モジュールの出力を組み合わせることができる。更に、異なるサイズのロータアセンブリまたは動力モジュールの組合せは、１つのユニットにまとめることができる。

図１５は、前部ユニット７０２および後部ユニット７０４を含む２ユニットロータリーエンジン７００を示している。前部ユニットは、前部プレート７０６および中央プレート７１０によって境界を定められ、後部ユニットは、後部プレート７０８および中央プレート７１０によって境界を定められる。図１５では、燃焼が発生する場所は、ハウジングの同じ側にあるが、１８０°離れて取り付けられてもよい。同様に、１つのエンジンについてより多くのロータを用いると、燃焼が発生する場所は、各ハウジングの周りに均等に間隔を置くことができ、例えば３つのロータについては１２０°離れて、および４つのロータについては９０°離れて置くことができる。

ここで説明された構成は内燃機関であるが、ロータリーエンジン１００は、圧縮機に利用されてもよい。図２０は、例えば、ハウジングボディ８０２を含む圧縮機８００を示している。圧縮機は、自立式であってもよい。したがって、圧縮機は、ベース８０４を含んでもよい。ハウジングボディ２０２は、円筒形の開口部８０６を有し、これは動力モジュールまたはロータアセンブリ３００（図２）などのロータアセンブリを受けるように構成されている。前部および後部ハウジングプレート（図示せず。図２のプレート２３０および２３２と同様）は、ロータアセンブリおよび円筒状の開口部を覆う。シール８１０および８１２は、ハウジングプレートをハウジングボディに封止し、ハウジングプレートの開口部を貫通する締結具（図示せず）は、ハウジングボディのボア８０８に付いてもよい。ロータアセンブリのメインクランクシャフト（メインクランクシャフト６１０など）は、ハウジングプレートを貫通して、別個のモータまたはエンジンに接続する。デバイスが圧縮機として使用される場合、メインクランクシャフトは、動力を提供する代わりに駆動される。

ハウジングボディ８０２は、１つ以上の入口８２０および８２４並びに１つ以上の出口８２６および８２８を含む。これらの入口および出口は、液体加圧などの高圧に使用されることができる。バルブは、どの入口または出口に対して提供されてもよく、その構造および動作は、流体の体積および圧力に依存し得る。ボア８３０、８３２、８３６及び８３８などの様々なボアが提供され、潤滑のための入口および出口などの関連するデバイスを固定してもよい。

ロータの回転は、ロッカを内および外に旋回させる。入口は、空気の場合には大気から、または流体の供給源から空気、他の気体または液体（すなわち流体）を受け取るように配置される。ロッカが内側に回転して圧力が下がると、流体は、ロータのチャンバの１つに流入する。ロータが入口から離れる方向に回転した場合、ロッカは外側に旋回して流体を圧縮し、出口を通してそれを押し出す。４チャンバロータでは、ロータは、別の入口へ回転し、チャンバ内へ流体を引き込み、次にロータが隣接する別の出口へ移動すると、流体を圧縮する。

４ストロークは、必ずしも必要でない。したがって、加圧流体は、圧縮ストローク（ロッカの外側への旋回）ですべて出口から流出することができる。したがって、ロータは、空間の制限を受ける対応する数のロッカおよび外側クランクシャフトを有する２、４、６またはそれ以上のチャンバを有することができる。

図２２は、例えば、８つのチャンバを有するロータ９１０を示している。ロータ９１０は、特に、高馬力のディーゼルユニットとして有用であり得る。ロータ９１０は、８つのアーム９１２、９１４、９１６、９１８、９２０、９２２、９２４および９２６を含む。隣接するペアは、アーム９１４と９１６の間のチャンバ９３０、およびアーム９１６と９１８の間のチャンバ９２３などの８つのチャンバを部分的に規定する。ロータ９１０が収容されるハウジングの内部円筒壁（図示せず）は、各チャンバの外側を規定する。ロッカ９３４および９３６などのロッカは、各アーム９１２、９１４、９１６、９１８、９２０、９２２、９２４および９２６の末端部の近くに旋回可能に取り付けられる。ロッカは、チャンバ９３０などのそれぞれのチャンバの内側および外側に旋回するように構成される。ロッカ９３４は、図２２では内側の位置に示され、ロッカ９３６は、図２２では外側の位置に示されている。

ロータ９１０は、前部プレート９４０および対応する後部プレートから形成されるが、これらは図２２では見えていない。ボア９４２および９４４などのボアは、ロータの前部プレートへ貫通し、対応しかつ一直線に並んだボア（図示せず）は、後部プレートへ貫通する。適切なサイズのホイール（図２２には図示せず）がボアに取り付けられ、平歯車（図２２には図示せず）がホイールに取り付けられ、ボアから延びる。平歯車は、中心ボア９４６を通って延びるメインクランクシャフト上に取り付けられたリングギヤと噛み合い、ロータ９１０がその軸の周りを回転すると回転する。ホイールとロッカとの間のリンクは、ロータが回転すると、ロッカをそれぞれのチャンバの内外に旋回させる。燃料が動力チャンバであるチャンバ内で着火すると、ロッカの膨張ガスからの力がホイールおよび平歯車を回転させる。この回転は、リングギヤに作用してロータを回転させる。

ロータは、ボア９５０および９５２などの追加のボアを有して重量を減少させてもよい。また、ボアは、潤滑剤を運んでもよい。

ハウジングの円筒形の壁に接触または近接する各アームの外側は、２つの溝、例えば溝９５８および９６０を有してもよく、これらはシール（図示せず）を受け入れる。チャンバおよびロータ自体を封止するための他のシールは、図示されていない。

８チャンバ型では、空燃混合気は、ハウジングの反対側の２つのチャンバ内で同時に着火する。したがって、各ロータの回転中に、各チャンバは、８サイクル（吸気、圧縮、動力、排気、吸気、圧縮、動力および排気）を完了する。ロータ当たり１２、１６はそれ以上のチャンバを有するエンジンが考えられる。それらは、アースムーバ、鉱業用ダンプトラック、クレーンなどの大型重機には特に有用であり得る。

図２３は、ロータリーエンジン１００と共に使用するのに適した例示的なハウジング２３００の分解図である。ハウジング２３００は、図１、図２を参照して上で説明されたハウジング２００と実質的に同様であるが、ただし、ハウジング２３００が、ハウジングボディ２３０２と、ハウジングボディ２３０２内に受け入れられるスリーブ２３０４とを含むことを除く。スリーブ２３０４は、厳格な公差のプレスまたはクランプによって、ハウジングボディ２３０２と静的に接触するようなサイズおよび形状である。スリーブ２３０４は、ロータアセンブリ３００などのロータアセンブリを受け入れるように構成され、ハウジングボディ２３０２とロータアセンブリ３００との間の中間部分として機能する。

各ハウジングボディ２３０２およびスリーブ２３０４は、それぞれの入口または吸気口２３０６、２３０８と、出口または排気口２３１０、２３１２と、および点火プラグマウント２３１４、２３１６とを含む。スリーブ２３０４がハウジングボディ２３０２に結合された場合、スリーブ２３０４の入口２３０８、出口２３１２、および点火プラグマウント２３１６は、ハウジングボディ２３０２の入口２３０６、出口２３１０、および点火プラグマウント２３１４とそれぞれ合致する。

図２４は、ハウジング２００およびロータアセンブリ３００（両者とも図２に示されている）と共に使用するのに適した例示的なロータ２４００の断面図である。ロータ２４００は、図２に示されたハウジング２００を参照して説明されているが、ロータ２４００は、図２３に示されたハウジング２３００などの他のロータリーエンジンハウジングに利用されてもよいことが理解される。ロータ２４００は、図３〜図７および図１２を参照して上で説明されたロータ３１０と実質的に同様であるが、ただし、ロータ２４００が、ロータリーエンジン１００の性能を向上させ、ロータリーエンジン１００内の対応するクロスオーバシールの耐用年数を増加させるように構成された平衡シールアセンブリ２４０２を含むことを除く。

図２４に示されているように、ロータ２４００は、中心部分またはハブ２４０６から半径方向に外側に伸びる複数のアーム２４０４を含む。各アーム２４０４は、ハブ２４０６からハウジング２００の内壁または内側表面２０４（図１、図２）とスライド係合するように配置されたそれぞれの末端部２４０８までアーチ状に延びている。ロータ２４００は、図３〜図７および図１２を参照して上で説明されたロータ３１０と同じ材料で形成されてもよい。更に、ロータ２４００は、ロータ３１０と同様の２つのプレートから形成されてもよい。

各アーム２４０４は、ロータ２４００を軸方向に貫通する規定されたボア２４１０を有する。各ボア２４１０は、その中にクランクシャフト４３６（図５〜図９）などの外側クランクシャフトを受け入れるようなサイズおよび形状である。各アーム２４０４はまた、ロッカ３７６（図８）などのロッカの一部を受け入れるように構成された円形部２４１２をも規定する。

各アーム２４０４の末端部２４０８は、ハウジング２００の内壁２０４と相補的な形状の外面２４１４を含む。各アーム２４０４の末端部２４０８、具体的には、外面２４１４は、ハウジングボディ２０２の内壁２０４とスライド係合するように配置される。シールチャネル２４１６は、各アーム２４０４内に規定され、外面２４１４から半径方向に内側に延びている。図２４および図２５に示された具体例では、空洞２４１８の対もまた、各アーム２４０４内に規定されている。各空洞２４１８は、シールチャネル２４１６の対向する側面から円周方向に広がる。以下でより詳細に説明されるように、シールチャネル２４１６および空洞２４１８は、平衡シールアセンブリ２４０２を受け入れるように構成される。図２４には、１つの平衡シールアセンブリ２４０２のみが示されているが、各アーム２４０４は、平衡シールアセンブリ２４０２を含んでもよいと理解される。他の具体例では、空洞２４１８は、アーム２４０４から取り除かれてもよい（例えば、図３０および図３１参照）。

ロータ２４００は、ロータアセンブリ３００などのロータアセンブリの一部として組み立てられ、およびハウジング２００（図１、図２）などのエンジンハウジング内で回転するように取り付けられるように構成される。ロータ２４００が、ロータアセンブリ３００内に組み立てられ、ハウジング２００内に取り付けられた場合、ロータ２４００は、図３〜図７および図１２を参照して上で説明されたロータ３１０と実質的に同じように動作するように構成される。具体的には、各アーム２４０４は、ロッカ３７６（図８）などのロッカに旋回可能に結合されるように構成され、ここでロッカは、ボア２４１０に受け取られたクランクシャフト４３６（図５〜図９）などの外側クランクシャフトに動作可能に結合されている。外側クランクシャフトは、ハウジング２００に取り付けられた第２駆動装置または駆動部材（例えば、リングギヤ６２０および６２２）と係合するように構成される。ロッカの内側または外側への旋回は、外側クランクシャフトを旋回させ、外側クランクシャフトは、第２駆動部材と係合してロータ２４００を回転させる。メインクランクシャフト６１０などの出力部材は、ロータ２４００に動作可能に結合され、ロータ２４００の回転時に回転する。

図２５は、アーム２４０４の末端部２４０８の拡大図であり、シールチャネル２４１６、空洞２４１８、および平衡シールアセンブリ２４０２の詳細を示している。図２５に示されているように、平衡シールアセンブリ２４０２は、クロスオーバまたはアペックスシール２４２０および平衡おもり機構２４２２を含む。

図２６は、シール２４２０の側面図であり、図２７は、シール２４２０の一部の斜視図である。図示された具体例では、シール２４２０は、一般的にＴ字型の断面を有し、ヘッド２４２４および一般的にヘッド２４２４から鉛直に延びるステム２４２６を含む。ヘッド２４２４は、ハウジングボディ２０２の内壁２０４と密封的に係合するように構成された外面２４２８を規定する。ステム２４２６は、ステム２４２６の横方向の両側から内側に延びる１対の溝２４３０を規定する。

図示された具体例では、ヘッド２４２４は、幅または弧長２４３２を横方向（すなわち、ロータ２４００の円周方向）に延び、吸気口５１４の円周方向幅および排気口５１６の円周方向幅よりも大きい。吸気口５１４および排気口５１６に関して使用されるように、円周方向幅という用語は、ハウジングボディ２０２の円周方向において測定されるそれぞれの口の幅を指す。これにより、シール２４２０は、内壁２０４との一定の密封を維持し、シールがなければ吸気口５１４および排気口５１６によって発生するシール２４２０の周りの流体の流れを抑制する。

図示された具体例では、シール２４２０は、互いに独立して半径方向に移動またはスライドすることができる２つの別個のピースを含む。具体的には、シール２４２０は、第１シール部材２４３４および第２シール部材２４３６を含む。第１シール部材２４３４および第２シール部材２４３６は、シールチャネル２４１６内に互いに隣接して配置され、それぞれの係合表面２４３８、２４４０に沿って互いに隣接する。図示された具体例では、第１シール部材２４３４および第２シール部材２４３６は、物理的にリンクされ、接着され、または他の方法で互いに接続されておらず、半径方向に互いに自由に移動またはスライドすることができる。他の具体例では、シール２４２０は単一の構造を有してもよい。すなわち、シール２４２０は、単一の材料片から形成されてもよい。シール２４２０は、ダクタイル鋳鉄などの様々な適切な材料から構成されてもよい。

図２８は、平衡おもり機構２４２２の斜視図である。図示された具体例では、平衡おもり機構２４２２は、平衡おもり２４４２および平衡おもり２４４２から離れて広がるレバー２４４４を含む。平衡おもり２４４２は、略円筒形の形状を有し、かつ空洞２４１８の１つの中に受け入れられるようなサイズである。他の具体例では、平衡おもり２４４２は、略円筒形以外の形状であってもよい。レバー２４４４は、平衡おもり２４４２から外側に広がり、ステム２４２６によって規定された溝２４３０の１つの中に受け取られるサイズおよび形状である。平衡おもり２４４２およびレバー２４４４は、共に、長手方向または軸方向に延びる一対の溝２４４６を規定する。本明細書でより詳細に説明されるように、溝２４４６は、ロータ２４００のアーム２４０４などのアームの一部と協力して、ロータ２４００の回転に応答して平衡おもり機構２４２２を旋回させるように構成される。平衡おもり機構２４２２は、適切には、比較的高密度の材料から構成され、その材料は、スチール、鉄、鉛、およびこれらの組合せを含むが、これらに限定されない。

再び図２５を参照すると、アーム２４０４は、平衡おもり機構２４２２を旋回軸で旋回可能に係合するように構成された支点２４４８を含む。図示された具体例では、支点２４４８は、アーム２４０４の末端部２４０８から半径方向に内側に延びる支持部２４５０を含む。支持部２４５０は、空洞２４１８の１つとシールチャネル２４１６との間に配置され、シールチャネル２４１６および空洞２４１８の１つを部分的に規定する。

シールチャネル２４１６は、外面２４１４から半径方向に内側に延び、シール２４２０を受け入れるサイズおよび形状である。図示された具体例では、シールチャネル２４１６は、外面２４１４から、シール２４２０の半径方向の長さよりも大きい半径方向の深さまで延びている。例えば、ロータ２４００の回転からシール２４２０に与えられる遠心力の結果として、シールチャネル２４１６は、シール２４２０の半径方向の変位を可能にする。図示された具体例では、シールチャネル２４１６は、シール２４２０のＴ字型の断面に一致するＴ字型の断面を有するが、シールチャネル２４１６は、平衡シールアセンブリ２４０２が本明細書に記載されるように機能させることができる適切な構造であればいかなる構成を有してもよい。各空洞２４１８は、アーム２４０４内に規定され、アーム２４０４を通って軸方向に延びる。空洞２４１８は、シールチャネル２４１６の両側からアーム２４０４内に円周方向に延びる。各空洞２４１８は、平衡おもり２４４２を受け入れるサイズおよび形状である。

動作中、シール２４２０は、ハウジングボディ２０２の内壁２０４に密封的に係合するように構成され、それによって、アーム２４０４によって規定される隣接するチャンバ間の流体の流れを阻止する。シール２４２０は、ロータ２４００が回転するときにスライド可能にハウジングボディ２０２の内壁２０４に係合し、内壁２０４との一定の密封を維持するように構成される。シール２４２０は、内壁２０４に接触圧力を加えて、隣接するチャンバ間の密封を維持する。ロータ２４００の回転速度が増加すると、シール２４２０に作用する遠心力が増大し、シール２４２０と内壁２０４との間の接触圧力が増加する。そのような接触圧力は、制御されなければ、シール２４２０をすぐに摩耗させ、シール２４２０の耐用年数を減少させる。

平衡おもり機構２４２２は、ロータ２４００の回転によるシール２４２０の半径方向の変位を制御し、ロータ２４００の回転の結果として内壁２０４上のシール２４２０によって加えられる接触圧力を制御するように構成される。具体的には、平衡おもり機構２４２２の重心は、平衡おもり２４４２に向かってオフセットされている。その結果、平衡おもり機構２４２２に作用する遠心力は、平衡おもり機構２４２２を、支点２４４８によって規定される旋回軸の周りに旋回させる。溝２４３０に沿ったレバー２４４４とシール２４２０との係合は、ロータ２４００の回転によるシール２４２０の半径方向外側への変位を制限し、それによってシール２４２０と内壁２０４との間の接触圧力を制限する。

図示された具体例では、平衡シールアセンブリ２４０２は、シール２４２０の横方向に両側に配置された２つの平衡おもり機構２４２２を含む。各平衡おもり機構２４２２は、前部シール部材２４３４および後部シール部材２４３６のうちの１つと溝２４３０内で係合する。２つの平衡おもり機構２４２２は、第１シール部材２４３４および第２シール部材２４３６の独立した半径方向の移動を可能にし、それによって第１シール部材２４３４と第２シール部材２４３６との間の接触圧力の差を可能にする。他の具体例では、平衡シールアセンブリ２４０２は、単一の平衡おもり機構のみを含んでもよい。

上述のように、レバー２４４４は、レバー２４４４とシール２４２０に規定された溝２４３０との係合によってシール２４２０に動作可能に結合されている。他の具体例では、レバー２４４４は、平衡シールアセンブリ２４０２が本明細書に記載されるように機能することを可能にする適切な手段によって、シール２４２０に動作可能に結合されてもよい。ある具体例では、例えば、平衡おもり機構２４２２は、１つ以上のピンによってシール２４２０にヒンジ式に結合される（例えば図３５および図３６参照）。

図２９は、ロータアーム２９００の部分断面図であり、ロータ２４００（図２４および図２５）との使用に適した平衡シールアセンブリ２９０２の別の具体例を示している。ロータアーム２９００および平衡シールアセンブリ２９０２は、図２４〜図２８を参照して説明されたロータアーム２４０４および平衡シールアセンブリ２４０２と実質的に同一であるが、ただし平衡シールアセンブリ２９０２が制御機構２９０４を含むことを除く。したがって、図２９に示された構成要素のうち図２４〜図２８に示された構成要素と同一のものには、同一の参照符号で識別される。

制御機構２９０４は、シール２４２０に可変の半径方向の力を加えることによって、シール２４２０とハウジングボディ２０２の内壁２０４との間の接触圧力を選択的に制御するように構成される。図示された具体例では、制御機構２９０４は、平衡おもり機構２４２２を経由してシール２４２０に動作可能に結合され、平衡おもり２４４２に可変の半径方向の力を加えることによって、シール２４２０と内壁２０４との間の接触圧力を制御する。平衡おもり２４４２に可変の半径方向の力を加えることによって、制御機構２９０４は、空洞２４１８内の平衡おもり２４４２の半径方向の変位を制御することを容易にし、それによってシール２４２０の半径方向の変位の制御を可能にする。他の具体例では、制御機構２９０４は、平衡おもり機構２４２２以外の中間連結部材によってシール２４２０に動作可能に結合されてもよい。いくつかの具体例では、例えば、制御機構２９０４は、レバー２４４４などの連結アームによってシール２４２０に結合される。言い換えれば、平衡おもり２４４２は、平衡シールアセンブリ２９０２から省かれてもよく、制御機構は、レバー２４４４を経由してシール２４２０に結合されてもよい。

制御機構２９０４は、シール２４２０に可変の半径方向の力を加えるように構成された適切な機構を含んでもよい。いくつかの具体例では、制御機構２９０４は、平衡おもり機構２４２２などの１つ以上の中間連結部材によって直接的または間接的にシール２４２０に動作可能に結合されたアクチュエータ２９０６を含む。平衡おもり２４４２に近接した空洞２４１８内にアクチュエータ２９０６が示されているが、アクチュエータ２９０６は、平衡おもり２４４２から離れて配置されてもよく、例えばロータ２４００のハブ２４０６（図２５）内に、またはハウジングボディ２０２（図２）内などに配置されてもよい。

アクチュエータ２９０６は、例えば、機械式、油圧式、空気式、磁気式、およびそれらの組合せを含む、様々な適切な手段によって動作可能であってもよい。いくつかの具体例では、例えば、アクチュエータ２９０６は、平衡おもり機構２４２２を介してシール２４２０に動作可能に結合された空気圧式アクチュエータを含んでもよい。別の具体例では、アクチュエータ２９０６は、平衡おもり２４４２と磁気的に相互作用するように構成された磁石または電磁石を含み、空洞２４１８内の平衡おもり２４４２の半径方向の変位を制御してもよい。

他の具体例では、アクチュエータ２９０６は、ロータリーエンジン１００内の１つ以上の環境条件に反応して動作可能であってもよい。図示された具体例では、例えば、アクチュエータ２９０６は、バイメタルストリップ（広くは、多層金属ストリップ）を含み、これは平衡おもり２４４２に動作可能に結合され、およびロータリーエンジン内の温度変化に応じて半径方向に外側および内側に曲がるように構成されている。これにより、アクチュエータ２９０６は、ロータリーエンジン１００内の温度に基づいて平衡おもり２４４２に可変の半径方向の力を加えるように構成される。バイメタルストリップの層は、バイメタルストリップがロータリーエンジン１００内の温度変化に応じて平衡おもり２４４２に可変の半径方向の力を加えることを可能にする適切な材料であればいかなる材料から構成されてもよい。ある具体例では、例えば、一方の層は鋼鉄から構成され、他方の層は銅または黄銅のような銅合金から構成される。図示された具体例では、制御機構２９０４は、２つのバイメタルストリップを含むが、制御機構２９０４は、単一のバイメタルストリップなどの、制御機構２９０４が本明細書に記載されるように機能することを可能にする適切な数のバイメタルストリップを含んでもよい。

いくつかの具体例では、アクチュエータ２９０６は、ＥＣＵ１２４（図４）などのコンピューティングデバイスに動作可能に結合され、およびコンピューティングデバイスによって制御されてもよく、シール２４２０とハウジングボディ２０２の内壁２０４との間の接触圧力を選択的に制御してもよい。例えば、ＥＣＵ１２４は、ロータ２４００の１回のストロークまたは１回転の間に、指定された時間および／または回転位置で、アクチュエータ２９０６によってシール２４２０に加えられる半径方向の力を変化させるようにプログラムされてもよい。ＥＣＵ１２４は、シール２４２０の回転位置、ロータ２４００の回転位置、メインクランクシャフト６１０（図１〜図３）の回転位置、およびそれらの組合せのうちの少なくとも１つに基づいて、アクチュエータ２９０６によってシール２４２０に加えられる半径方向の力を変化させるようにプログラムされてもよい。これにより、制御機構２９０４は、ロータ２４００の１回転の間の様々な時間に、シール２４２０と内壁２０４との間の接触圧力を正確に制御することができる。

図３０は、ロータアーム３０００の部分斜視図であり、ロータリーエンジン１００（図１および図２）および圧縮機８００（図２０）などのロータリーデバイスにおける使用に適した平衡シールアセンブリ３００２の別の具体例を示している。図３１は、ロータアーム３０００の部分斜視図であり、ロータアーム３０００から取り外された平衡シールアセンブリ３００２を示している。本明細書でより詳細に説明されるように、平衡シールアセンブリ３００２の構成は、平衡シールアセンブリ３００２およびその構成要素の取付け、取外し、および交換を容易にする。

ロータアーム３０００は、ロータ２４００（図２４および図２５）などのロータの中心部分またはハブから、ロータアーム３０００の末端部３００４まで半径方向外側に延びる。ロータアーム３０００は、クランクシャフト４３６（図５〜９）などの外側クランクシャフトを受け入れるためのボア２４１０（図２４）と同様のボア（図示せず）を含んでもよい。ロータアーム３０００は、ロッカ３７６（図８）などのロッカの一部を受け入れるように構成された円形部３００６を規定する。

ロータアーム３０００の末端部３００４は、ハウジング２００（図１および図２）またはハウジング２３００（図２３）などのロータリーデバイスハウジングの内壁または内側表面と相補的な形状の外面３００８を含む。末端部３００４は、ハウジング２００（図１および図２）またはハウジング２３００（図２３）などのロータリーデバイスハウジングの内壁または内側表面とスライド係合するように構成される。

図３１に示されているように、ロータアーム３０００は、一対の対向する内部側面３０１０、３０１２と、内部側面３０１０と３０１２との間に広がっている半径方向内側表面３０１４と、およびそれぞれの側面３０１０、３０１２からそれぞれ外側に延びる一対のレッジ３０１６とを含む。側面３０１０、３０１２、半径方向内側表面３０１４、およびレッジ３０１６は、ロータアーム３０００内のシールアセンブリチャネル３０１８を規定する。シールアセンブリチャネル３０１８は、外面３００８から半径方向内側に広がり、およびロータアーム３０００を通って軸方向に広がり、平衡シールアセンブリ３００２は、ロータアーム３０００のいずれかの側に挿入されまたはそこから取り外されることができる。シールアセンブリチャネル３０１８は、平衡シールアセンブリ３００２を受け入れるように構成される。具体的には、平衡シールアセンブリ３００２は、図３１に矢印３０２０によってしめされている軸方向または長手方向にシールアセンブリチャネル３０１８に出入りするように構成され、アセンブリ全体の取付け、取外し、および交換を容易にする。軸方向３０２０は、その周りをロータアーム３０００が動作中に回転する軸に平行である。図３０および図３１に示されているように、ロータアームは空洞２４１８を含まないが、それは、平衡シールアセンブリ３００２のすべての構成要素が、シールアセンブリチャネル３０１８内に受け入れられるからである。すなわち、シールアセンブリチャネル３０１８は、シールアセンブリ３００２の各要素を受け入れるサイズおよび形状である。

図３２は、平衡シールアセンブリ３００２の部分分解図である。図３２に示されているように、平衡シールアセンブリ３００２は、クロスオーバまたはアペックスシール３０２２と、ベース３０２４と、および複数の平衡おもり機構３０２６を含む。

図示された具体例では、シール３０２２は、ほぼ長方形の断面を有し、およびボディ３０２８と、ボディ３０２８の両側から横方向に外側に延びる一対のへり３０３０とを含む。図３２では、へり３０３０のうち１つのみが見えている。ボディ３０２８は、軸方向３０２０に、シール３０２２の第１端部３０３２からシール３０２２の第２端部３０３４まで延びる。ボディ３０２８は、半径方向内側表面３０３６および半径方向外側表面３０３８を規定する。動作中、半径方向外側表面３０３８は、ハウジング２００（図１および図２）またはハウジング２３００（図２３）などのロータリーデバイスハウジングの内壁に密封的に係合して、チャンバ３６０、３６２、３６４および３６６（図５）などの隣接するロータリーデバイスのチャンバ間の流体の流れを阻止する。

更に、ボディ３０２８は、ロータアーム３０００を越えて軸方向３０２０に延びる。より具体的には、ボディ３０２８は、軸方向３０２０の長さを有し、それはシールアセンブリチャネル３０１８の軸方向３０２０の長さよりも大きい。したがって、シール３０２２の第１端部３０３２および第２端部３０３４は、ハウジング２００の前部プレート２３０および後部プレート２３２またはリングプレート３９６、３９８（すべて図２に示されている）などのロータリーデバイスの面プレートと密封的に係合し、シール３０２２の第１端部３０３２および第２端部３０３４の周りの流体の流れを阻止する。

溝３０４０は、ボディ３０２８の半径方向内側表面３０３６を規定する。溝３０４０は、シール３０２２の第１端部３０３２からシール３０２２の第２端部３０３４まで軸方向に延びる。溝３０４０は、ベース３０２４と協力して、本明細書でより詳細に説明されるように、平衡シールアセンブリ３００２内のシール３０２２の整列を維持するように構成される。

各へり３０３０は、シール３０２２のそれぞれの側部から横方向外側に延びている。各へり３０３０は、少なくとも１つの平衡おもり機構３０２６とベース３０２４との間にスライド可能に受け入れられるように構成される。図３２に示されているように、各へり３０３０は、ボディ３０２８の軸方向３０２０の長さよりも短い軸方向３０２０の長さを有する。特に、各へり３０３０は、シールアセンブリチャネル３０１８およびベース３０２４と実質的に同じ軸方向３０２０の長さを有する。動作中、平衡シールアセンブリ３００２が取り付けられているロータの回転からシール３０２２に加えられた遠心力は、シール３０２２を半径方向外向きに押す。へり３０３０と平衡おもり機構３０２６との間の係合は、ロータアーム３０００内のシール３０２２を保持し、より詳細に後述されるように、シール３０２２の半径方向の変位を更に制御する。

図示された具体例では、シール３０２２は、一体構造を有する。すなわち、シール３０２２は、ダクタイル鋳鉄などの単一の材料片から形成される。他の具体例では、シール３０２２は、モジュール式組立構造を有してもよい。すなわち、シール３０２２は、シール２４２０（図２５〜図２７）と同様の複数のシール部材を含んでもよい。

ベース３０２４は、一対の対向する側壁３０４２、３０４４と、側壁３０４２、３０４４の間に広がりそれらを相互接続する半径方向内壁３０４６とを含む。平衡シールアセンブリ３００２がシールアセンブリチャネル３０１８内に取り付けられた場合、各側壁３０４２、３０４４は、ロータアーム３０００の内部側面３０１０、３０１２に隣接して配置され、ロータアーム３０００の半径方向内側表面３０１４からそれぞれのレッジ３０１６まで延びる。半径方向内壁３０４６は、ロータアーム３０００の半径方向内側表面３０１４に隣接して配置される。ベース３０２４は、シールアセンブリチャネル３０１８と相補的なサイズおよび形状であり、側壁３０４２、３０４４および半径方向内壁３０４６は、内部側面３０１０、３０１２および半径方向内側表面３０１４とそれぞれ同一平面上にある。これにより、ベース３０２４の構成は、平衡シールアセンブリ３００２を取り付け、取り外し、および交換するために、平衡シールアセンブリ３００２を軸方向３０２０にスライドさせることを容易にする。

側壁３０４２、３０４４および半径方向内壁３０４６は、シール３０２２を受け入れるように構成されたシールチャネル３０４８を規定する。シールチャネル３０４８は、シール３０２２の断面形状に対応するほぼ長方形の断面形状を有するが、シールチャネル３０４８およびシール３０２２は、平衡シールアセンブリ３００２が本明細書に記載されるように機能することを可能にする構成であればいかなる構成を有してもよい。

図３２に示されているように、ベース３０２４は、複数の支点３０５０をも含む。各支点３０５０は、支点３０５０の半径方向内側表面に沿って平衡おもり機構３０２６に旋回可能に係合するように構成される。各支点３０５０は、側壁３０４２、３０４４のうちの１つに結合される。図示された具体例は、４つの支点３０５０を含み、各支点３０５０は、１つの平衡おもり機構３０２６に対応する。図示された具体例では、２つの支点３０５０がベース３０２４の各側壁３０４２、３０４４に結合されている。共通の側壁に結合された支点３０５０は、互いに間隔を置いて軸方向３０２０に配置され、互いに軸方向３０２０に一直線に整列されている。図示された具体例では、ベース３０２４は、アルミニウムから構成され、各支点３０５０は、側壁３０４２、３０４４の一方に押し込まれた硬化スチールピンから構成されている。他の具体例では、ベース３０２４および支点３０５０は、平衡シールアセンブリ３００２が本明細書に記載されるように機能することを可能にする材料であればいかなる材料から構成されてもよい。

ベース３０２４はまた、半径方向内壁３０４６から半径方向外側に突き出るリッジ３０５２をも含む。リッジ３０５２は、ベース３０２４の全長に沿って軸方向に延び、溝３０４０内に受け入れられるようなサイズおよび形状である。シール３０２２は、リッジ３０５２に沿って軸方向３０２０にスライドするように構成される。リッジ３０５２は、シール３０２２の取付けおよび取外し中に、および、平衡シールアセンブリ３００２が取り付けられているロータリーデバイスの動作中に、シールの調整の維持を容易にする。

図３０および図３１に示されているように、ベース３０２４は、シールアセンブリチャネル３０１８と実質的に同じ軸方向の長さを有し、かつロータアーム３０００の側面に隣接している。ベース３０２４はまた、シール３０２２のへり３０３０と同じ軸方向長さを有する。

各平衡おもり機構３０２６は、平衡おもり３０５４と、平衡おもり３０５４から離れて延びるレバー３０５６とを含む。切欠き３０５８は、平衡おもり３０５４とレバー３０５６との間の平衡おもり機構３０２６内に規定される。切欠き３０５８は、その中に支点３０５０の１つを受け入れるようなサイズおよび形状であり、平衡おもり機構３０２６が旋回する旋回軸を提供する。

図３２に示されているように、各平衡おもり機構３０２６は、対応する支点３０５０とベース３０２４（具体的には、ベース３０２４の半径方向内壁３０４６）との間に配置されている。各平衡おもり機構３０２６は、支点３０５０の１つに旋回可能に結合され、軸方向３０２０に実質的に鉛直である旋回軸３０６０の周りを旋回するように構成される。平衡おもり機構３０２６は、適切には、比較的高密度の材料から構成され、その材料は、スチール、鉄、鉛、およびこれらの組合せを含むが、これらに限定されない。

平衡おもり機構３０２６は、ロータアーム３０００の回転によるシール３０２２の半径方向の変位を制御し、ロータアーム３０００の回転によるロータリーデバイスハウジングの内壁へシール３０２２によって加えられる接触圧力を制御するように構成される。具体的には、各平衡おもり機構３０２６の重心は、平衡おもり３０５４に向かってオフセットされている。その結果、平衡おもり機構３０２６に作用する遠心力は、平衡おもり機構３０２６を、対応する支点３０５０によって規定される旋回軸３０６０の周りに旋回させる。ロータアーム３０００が回転すると、平衡おもり機構３０２６に作用する遠心力は、平衡おもり３０５４を半径方向外側向きに回転させ、レバー３０５６を半径方向内側向きに回転させる。レバー３０５６は、シール３０２２のへり３０３０と係合し、へり３０３０に半径方向内向きの力を加えて、シール３０２２の半径方向外側への変位を制限する。これにより、平衡おもり機構３０２６は、シール３０２２とロータリーデバイスハウジングの内壁との間の接触圧力を制限する。

図示された具体例では、平衡シールアセンブリ３００２は、４つの平衡おもり機構３０２６を含む。２つの平衡おもり機構３０２６は、支点３０５０によってベース３０２４の各側壁３０４２、３０４４に動作可能に結合されている。共通の側壁に連結された平衡おもり機構３０２６は、平衡おもり機構３０２６の平衡おもり３０５４が互いに向き合うように配置されている。すなわち、各平衡おもり３０５４は、切欠き３０５８から、共通の側壁に結合された他の平衡おもり機構３０２６に向かって延びている。

上述のように、平衡シールアセンブリ３００２は、シールアセンブリチャネル３０１８を軸方向３０２０に出入りするように構成されている。この平衡シールアセンブリ３００２の構成は、平衡シールアセンブリ３００２およびその構成要素の取付け、取外し、および交換を容易にする。特に、シール３０２２および平衡おもり機構３０２６は、共通の構造（すなわち、ベース３０２４）に結合される。より具体的には、シール３０２２は、平衡おもり機構３０２６とへり３０３０との間の係合によってシールチャネル３０４８内に保持され、平衡おもり機構３０２６は、支点３０５０によってベース３０２４に動作可能に結合される。その結果、平衡シールアセンブリ３００２のすべての構成要素（すなわち、ベース３０２４、シール３０２２、および平衡おもり機構３０２６）は、例えば、平衡シールアセンブリ３００２の取付けまたは取外しの間、単一のユニットまたはモジュールとして（例えばベース３０２４を移動させることによって）一緒に移動することができる。

加えて、平衡おもり機構３０２６がベース３０２４内に支持されるため、平衡おもり機構３０２６は、平衡シールアセンブリ３００２の取付中にロータアーム３０００の別個の空洞、穴、またはスロットと整列される必要がない。更に、シール３０２２のへり３０３０は、平衡おもり機構３０２６とベース３０２４との間をスライドするように構成されているため、平衡おもり機構３０２６は、シール３０２２の取付けまたは交換中に、シール３０２２の溝またはチャネルと整列される必要はない。その結果、ロータアーム３０００から平衡シールアセンブリ３００２の他の構成要素を取り外すことなく、シール３０２２は、容易に取付けまたは交換されることができる。言い換えれば、シール３０２２は、ベース３０２４および平衡おもり機構３０２６とは独立して、軸方向３０２０にスライドするように構成される。

図３３は、ロータリーエンジン１００（図１および図２）および圧縮機８００（図２０）などのロータリーデバイスにおける使用に適した平衡シールアセンブリ３３００の別の具体例の部分分解図である。

図３３に示されているように、平衡シールアセンブリ３３００は、クロスオーバまたはアペックスシール３３０２と、ベース３３０４と、複数の平衡おもり機構３３０６と、および一対の端部シール３３０８とを含む。

シール３３０２は、図３０〜図３２を参照して上で説明されたシール３０２２と実質的に同一であるが、ただしシール３３０２がそこに規定された溝３３１０を有することを除く。このように、図３３に示されたシール３３０２の構成要素のうち図３０〜図３２に示された構成要素と同一のものには、同一の参照符号で識別される。

各端部溝３３１０は、第１端部３０３２および第２端部３０３４のうちの１つからシール３３０２のボディ３０２８内に軸方向内向きに延び、半径方向外側表面３０３８から半径方向内側表面３０３６までボディ３０２８を通って半径方向に延びる。各端部溝３３１０は、ボディ３０２８の半径方向内側表面３０３６に沿って規定された溝３０４０に隣接し、単一の連続した溝を形成する。各端部溝３３１０は、端部シール３３０８の１つの一部を受け入れるサイズおよび形状である。

ベース３３０４は、図３０〜図３２を参照して上で説明されたベース３０２４と実質的に同一であるが、ただしベース３３０４がリッジ３０５２（図３２）を含まないことと、ベース３３０４がそこに規定された端部シールチャネル３３１２を有することとを除く。このように、図３３に示されたベース３３０４の構成要素のうち図３０〜図３２に示された構成要素と同一のものには、同一の参照符号で識別される。端部シールチャネル３３１２は、半径方向内向きにベース３３０４の半径方向内壁３０４６内に延び、ベース３３０４の軸方向の長さ全体にわたって軸方向に延びる。端部シールチャネル３３１２は、その中の各端部シール３３０８の一部を受け入れるサイズおよび形状である。

平衡おもり機構３３０６は、図３０〜図３２を参照して説明された平衡おもり機構３０２６と同一である。

各端部シール３３０８は、シール３３０２とベース３３０４との間に配置され、溝３０４０、端部溝３３１０のうちの１つ、および端部シールチャネル３３１２内に配置される。図示された具体例では、各端部シール３３０８は、溝３０４０および端部溝３３１０によって規定される連続的な溝の形状に対応する「Ｌ」字型の断面を有する。本明細書でより詳細に説明されるように、端部シール３３０８は、シール３３０２の端部３０３２、３０３４の周囲にシールを形成し、シールを比較的低温で維持することを容易にするように構成される。

各端部シール３３０８は、第１端部すなわちシール端部３３１４と、シール端部３３１４から遠位の第２端部すなわち非シール端部３３１６とを含む。各端部シール３３０８のシール端部３３１４は、平衡シールアセンブリ３３００が取り付けられるロータリーデバイスの前部プレート２３０または後部プレート２３２（図２）などの面プレートに密封的に係合するように構成される。端部シール３３０８は、互いに近接して配置された非シール端部３３１６で位置合わせされる。

ばね（図示せず）などの付勢部材は、端部シール３３０８の間に取り付けられる。より具体的には、付勢部材は、端部シール３３０８の非シール端部３３１６の間に配置され、端部シール３３０８を、平衡シールアセンブリ３３００が取り付けられたロータリーデバイスのそれぞれの面プレート、例えば前部プレート２３０または後部プレート２３２（図２）などに向かって付勢する。

図３４は、平衡シールアセンブリ３３００（図３３）が取り付けられたロータアセンブリ３４００の部分斜視図である。ロータアセンブリ３４００は、ロータアーム３４０２と、前部リングプレート３４０４（広くは、第１リングプレート）と、および後部リングプレート３４０６（広くは、第２リングプレート）とを含む。使用時には、ロータアセンブリ３４００は、ハウジング２００（図２）またはハウジング２３００（図２３）などのロータリーデバイスハウジング内で回転するように取り付けられ、前部プレート２３０および後部プレート２３２（図２）などの面プレートによってハウジング内に封入される。ロータアセンブリ３４００は、上述のロータアセンブリ３００（図２および図３）と実質的に同じように機能する。

上述のように、端部シール３３０８は、シール３３０２の端部３０３２、３０３４の周囲のシールを比較的低温で維持することを容易にする。具体的には、ロータリー燃焼エンジンなどの、動作中に比較的大きな温度変動を受けるロータリーデバイスにおいては、シール３３０２は、シール３３０２の軸方向の熱膨張を可能にするために「標準より小さい」。その結果、シール３３０２の端部３０３２、３０３４は、比較的低い温度でロータアセンブリ３４００を囲む面プレートから隔てられ、シール３３０２は、面プレートに密封的に係合しない。

端部シール３３０８は、ロータアセンブリ３４００を囲む面プレートに密封的に係合することによって、シール３３０２の端部３０３２、３０３４の周囲にシールを維持する。具体的には、各端部シール３３０８のシール端部３３１４は、端部シール３３０８の間に配置された付勢部材によってそれぞれの面プレートに付勢され、それによってシール３３０２の各端部３０３２、３０３４にシールを形成する。ロータアセンブリ３４００の温度が上昇すると、シール３３０２は、シール３３０２の端部３０３２、３０３４がロータアセンブリ３４００を囲む面プレートに密封的に係合するまで、軸方向に膨張する。端部シール３３０８も同様に熱膨張し、非シール端部３３１６を互いに向かって膨張させ、端部シール３３０８の間に配置された付勢部材を圧縮する。

図３５は、ロータリーエンジン１００（図１および図２）および圧縮機８００（図２０）などのロータリーデバイスにおける使用に適した平衡シールアセンブリ３５００の別の具体例の分解図である。図３６は、平衡シールアセンブリ３５００の端面図である。図３５および図３６に示されているように、平衡シールアセンブリ３５００は、クロスオーバまたはアペックスシール３５０２と、ベース３５０４と、一対の平衡おもり機構３５０６と、一対の端部シール３５０８と、および一対の軸方向に延びるピン３５１０とを含む。図３５および図３６に示されている具体例では、以下でより詳細に説明されるように、平衡おもり機構３５０６は、ピン３５１０によって、シール３５０２にヒンジ式に結合されている。

図示された具体例では、シール３５０２は、ほぼＴ字型の断面を有し、ヘッド３５１２と、ヘッド３５１２から実質的に鉛直に延びるステム３５１４とを含む。ヘッド３５１２は、シール３５０２の半径方向外側表面３５１６を規定し、ステム３５１４は、シール３５０２の半径方向内側表面３５１８を規定する。動作中、半径方向外側表面３５１６は、ハウジング２００（図１および図２）またはハウジング２３００（図２３）などのロータリーデバイスハウジングの内壁または内側表面に密封的に係合する。

シール３５０２は、図３５の矢印３５２０によって示されている軸方向または長手方向に、シール３５０２の第１端部３５２２からシール３５０２の第２端部３５２４まで延びる。シール３５０２の第１端部３５２２および第２端部３５２４は、それぞれそこに規定された端部溝３５２６を有する。各端部溝３５２６は、第１端部３５２２および第２端部３５２４のうちの１つから、シール３５０２の中に軸方向内側に延び、および半径方向外側表面３５１６からシール３５０２の中に半径方向に延びる。各端部溝３５２６は、端部シール３５０８のうちの１つの少なくとも一部を受け入れるサイズおよび形状である。

シール３５０２はまた、第１端部３５２２から第２端部３５２４までシール３５０２を通って軸方向に延びるピン穴３５２８をも有する。ピン穴３５２８は、ピン３５１０を受け入れるサイズおよび形状である。シール３５０２は、単一の連続的なピン穴を含んでもよく、またはシール３５０２は、２つ以上の別個のピン穴を含んでもよい。図示された具体例では、ピン穴３５２８は、シール３５０２の第１端部３５２２および第２端部３５２４に沿って端部溝３５２６に隣接し、単一の連続溝を形成している。他の具体例では、ピン穴３５２８は、端部溝３５２６から離れていてもよい。

図示された具体例では、シール３５０２は、そこに規定された一対の切欠き３５３０を有する。各切欠き３５３０は、半径方向内側表面３５１８からシール３５０２の中に半径方向に延び、平衡おもり機構３５０６の一部を受け入れる大きさおよび形状である。切欠き３５３０は、互いに離れて長手方向３５２０に配置されている。図３５に示されているように、切欠き３５３０は、ピン穴３５２８を３つの部分に分離するが、これらの部分は、軸方向外側部分および軸方向内側部分を含む。いくつかの具体例では、シール３５０２は、切欠き３５３０を含まなくてもよい。

図示された具体例では、シール３５０２は、一体構造を有する。すなわち、シール３５０２は、ダクタイル鋳鉄などの単一の材料片から形成される。他の具体例では、シール３５０２は、モジュール式組立構造を有してもよい。すなわち、シール３５０２は、シール２４２０（図２５〜図２７）と同様の複数のシール部材を含んでもよい。

図３６に示されているように、ベース３５０４は、一対の対向する側壁３５３２、３５３４と、側壁３５３２、３５３４の間に広がりそれらを相互接続する半径方向内壁３５３６と、およびそれぞれの側壁３５３２、３５３４からそれぞれ外側に延びている一対のレッジ３５３８とを含む。ベース３５０４は、シールアセンブリチャネル３０１８（図３１）などのシールアセンブリチャネル内にスライド可能に受け入れられるように構成される。レッジ３５３８は、周方向または横方向に互いに離れて配置され、シールチャネル３５４０を部分的に規定して、シール３５０２、特にその中のシール３５０２のステム３５１４を受け入れるように構成されている。

ベース３５０４はまた、一対の支点３５４２をも含み、これはそれぞれ平衡おもり機構３５０６の１つにスライド可能に係合するように構成されている。各支点３５４２は、旋回軸を規定し、この旋回軸の周りを、平衡おもり機構３５０６が、平衡シールアセンブリ３５００が取り付けられているロータの回転に応じて旋回する。図示された具体例では、各旋回軸は、軸方向３５２０に実質的に平行である。図示された具体例では、各支点３５４２は、それぞれのレッジ３５３８からベース３５０４の半径方向内壁３５３６に向かって半径方向内向きに延びる支持部３５４４を含む。

ベース３５０４はまた、その中に規定された一対の平衡おもりチャネル３５４６を有するが、これはそれぞれ平衡おもり機構３５０６の一部を受け入れるように構成されている。各平衡おもりチャネル３５４６は、半径方向内壁３５３６と、それぞれの側壁３５３２、３５３４と、それぞれのレッジ３５３８と、およびそれぞれの支持部３５４４とによって規定される。図３６に示されているように、支持部３５４４は、十分な距離だけ半径方向内壁３５３６に向かって半径方向内向きに延び、平衡おもり機構３５０６が平衡おもりチャネル３５４６から長手方向３５２０を横切る方向に滑り出るのを防止する。

図示された具体例では、ベース３５０４はアルミニウムから構成されているが、ベース３５０４は、本明細書に記載されるように機能することを可能にする材料であればいかなる材料から構成されてもよい。

図３５に示されているように、平衡おもり機構３５０６は、平衡おもり３５４８と、第１レバー３５５０と、および第２レバー３５５２とを含む。平衡おもり３５４８は、ほぼ長方形の形状を有し、平衡おもりチャネル３５４６のうちの１つの中に受け入れられるようなサイズである。他の具体例では、平衡おもり３５４８は、ほぼ長方形以外の形状であってもよい。第１レバー３５５０および第２レバー３５５２は、それぞれ平衡おもり３５４８から離れて延び、軸方向３５２０に互いに離れて配置されている。第１レバー３５５０および第２レバー３５５２は、それぞれシール３５０２内に規定された切欠き３５３０の１つの中に受け入れられるサイズおよび形状である。第１レバー３５５０および第２レバー３５５２のそれぞれは、それぞれの支点３５４２と協力するように構成された軸方向に延びる溝３５５４を規定し、平衡おもり機構３５０６を、平衡シールアセンブリ３５００が取り付けられたロータの回転に応じて旋回させる。言い換えれば、各平衡おもり機構３５０６は、支点３５４２の１つによって、ベース３５０４に旋回可能に結合されている。

第１レバー３５５０および第２レバー３５５２はそれぞれ、その中に規定されたそれぞれのピン穴３５５６を含む。ピン穴３５５６は、それぞれ、ピン３５１０の１つを受け入れるサイズおよび形状であり、平衡おもり機構３５０６をシール３５０２にヒンジ式に結合する。より具体的には、平衡シールアセンブリ３５００が組み立てられた場合、ピン穴３５５６は、シール３５０２のピン穴３５２８と一直線に並び、各ピン３５１０は、第１レバー３５５０および第２レバー３５５２のうちの１つに規定されたピン穴３５２８およびピン穴３５５６を通して挿入される。したがって、第１レバー３５５０および第２レバー３５５２は、ピン３５１０によってシール３５０２と係合する。

第１レバー３５５０および第２レバー３５５２は、切欠き３５３０の間の軸方向距離以上の距離だけ互いに離れており、平衡シールアセンブリ３５００が組み立てられた場合、第１レバー３５５０は、切欠き３５３０の１つの中に配置され、第２レバー３５５２は、切欠き３５３０の他方の中に配置される。図示された具体例では、第１レバー３５５０および第２レバー３５５２は、切欠き３５３０の間の軸方向距離よりも大きな距離だけ互いに間隔を置いて配置されている。より具体的には、第１レバー３５５０および第２レバー３５５２は、互いに間隔を置いて配置され、平衡シールアセンブリ３５００が組み立てられた場合、各平衡おもり機構３５０６上の第１レバー３５５０および第２レバー３５５２の相対的な軸方向位置が互い違いになる。すなわち、平衡シールアセンブリ３５００が組み立てられた場合、一方の平衡おもり機構３５０６の第１レバー３５５０は、他方の平衡おもり機構３５０６の第１レバー３５５０の軸方向内側に配置され、一方の平衡おもり機構３５０６の第２レバー３５５２は、他方の平衡おもり機構３５０６の第２レバー３５５２の軸方向外側に配置される。他の具体例では、一方の平衡おもり機構３５０６の第１レバー３５５０と第２レバー３５５２との間の軸方向間隔は、他方の平衡おもり機構３５０６の第１レバー３５５０と第２レバー３５５２との間の軸方向の間隔よりも小さくてもよく、一方の平衡おもり機構３５０６の両レバー３５５０、３５５２は、他方の平衡おもり機構３５０６の両レバー３５５０、３５５２の軸方向内側に配置される。更に他の具体例では、シール３５０２は、切欠き３５３０を含まなくてもよく、第１レバー３５５０および第２レバー３５５２は、平衡シールアセンブリ３５００が組み立てられた場合、それぞれシール３５０２の端部３５２２、３５２４に隣接して配置されてもよい。

端部シール３５０８は、図３３および図３４を参照して上で述説明された端部シール３３０８と実質的に同じ態様で動作する。特に、各端部シール３５０２は、端部溝３５２６の１つの内部に配置され、シール３５０２の一端３５２２、３５２４の周りにシールを形成し、シールを比較的低温で容易に維持できるように構成される。コイルばねなどの付勢部材は、ピン３５１０の間のピン穴３５２８の内部に配置され、平衡シールアセンブリ３５００が取り付けられたロータリーデバイスの前部プレート２３０または後部プレート２３２（図２）などのそれぞれの面プレートに向かって端部シール３５０８を付勢する。

各ピン３５１０は、シール３５０２に規定されたピン穴３５２８の中に、および第１レバー３５５０と第２レバー３５５２とに規定されたピン穴３５５６のうちの少なくとも１つの中に受け入れられるようなサイズおよび形状である。各ピン３５１０は、軸方向３５２０に十分な長さを有し、第１レバー３５５０および第２レバー３５５２の一方をシール３５０２にヒンジ式に結合する。特に、各ピン３５１０は、軸方向３５２０の長さを有し、平衡シールアセンブリ３５００が組み立てられた場合、シール３５０２のピン穴３５２８および第１レバー３５５０と第２レバー３５５２のうちの１つに規定されたピン穴３５５６を通って延びる。図示された具体例では、各ピン３５１０は、軸方向の長さを有し、シール３５０２のピン穴３５２８を通り、第１レバー３５５０と第２のレバー３５５２のうちの１つに規定されたピン穴３５５６を通り、そしてシール３５０２に規定されたピン穴３５２８に戻っている。

図示された具体例は、２つのピン３５１０を含み、それぞれはシール３５０２のそれぞれの端部３５２２、３５２４に挿入されるように構成され、平衡おもり機構３５０６をシール３５０２にヒンジ式に結合する。特に、各ピン３５１０は、端部シール３５０８の１つと一体的に形成されている。したがって、平衡シールアセンブリ３５００では、端部シールとは別に形成されたピンを有する平衡シールアセンブリと比較して、部品点数が減少する。他の具体例では、ピン３５１０は、端部シール３５０８とは別に形成されてもよい。ある具体例では、例えば、端部シール３５０８は平衡シールアセンブリ３５００から省略され、平衡シールアセンブリ３５００は、別々のピンを含む。更に他の具体例では、平衡シールアセンブリ３５００は、平衡シールアセンブリ３５００が組み立てられた場合に、第１レバー３５５０と第２レバー３５５２の両方に規定されたピン穴３５５６を通って延びるように構成された単一のピンを含んでもよい。

使用時には、平衡シールアセンブリ３５００は、ロータのロータアーム３０００（図３０）などのロータアームに取り付けられる。ロータアーム３０００が回転すると、平衡おもり機構３５０６に作用する遠心力によって、平衡おもり機構３５０６が旋回軸（例えば、支点３５４２）を中心に旋回する。ピン３５１０によるレバー３５５０、３５５２とシール３５０２との間の係合は、ロータアーム３０００の回転によるシール３５０２の半径方向外側への変位を制限し、それによって、シール３５０２とハウジング２００（図１および図２）またはハウジング２３００（図２３）などのロータリーデバイスハウジングの内壁または内側表面との間の接触圧力を制限する。

シール３５０２と平衡おもり機構３５０６との間のヒンジ接続は、図３５および図３６に示された具体例に限定されず、かつ本明細書に記載されている他の平衡シールアセンブリで利用されてもよい。ある具体例では、例えば、平衡シールアセンブリ３５００のシール３５０２および平衡おもり機構３５０６は、平衡おもり機構３５０６が旋回する旋回軸を規定する支点２４４８を有するロータ２４００（図２４および図２５）のロータアーム２４０８において利用されてもよい。

いくつかの公知のロータリーエンジンシステムと比較して、本明細書で開示されているロータリーエンジンは、ロータリーエンジン内のクロスオーバシールの信頼性および耐用年数の改善を容易にする。特に、本明細書で開示されているロータリーエンジンは、シールと、シールの半径方向の変位を制御するように構成された平衡おもり機構とを含む平衡シールアセンブリを含む。シールの半径方向の変位を制御することによって、平衡おもり機構は、シールとロータリーエンジンを収容するハウジングの内壁との間の接触圧力を制御し、ロータリーエンジン内のロータの回転からシールに与えられる遠心力に対抗する。

加えて、いくつかの具体例では、本明細書で開示されている平衡シールアセンブリは、シールに可変の半径方向の力を加えるように構成された制御機構を含み、シールとロータリーエンジンハウジングの内壁との間の接触圧力を制御する。制御機構を利用して、ロータの１回のストロークまたは回転の間の特定の時間および／または回転位置でシールに加えられる半径方向の力を選択的に変化させ、それによってターボチャージ、スーパーチャージ、チャンバ結合および分離などの様々なエンジン機能を可能にすることができる。更に、シールに加えられる半径方向の力の選択的な制御を可能にすることによって、制御機構は、ロータリーエンジンの動作に対する「オンザフライ」調整を可能にする。例えば、制御機構を利用して、高速走行時に燃費を向上させながら、車両のロータリーエンジンの圧縮比を下げることができる。制御機構は、追加の動力が必要とされる場合に、ロータリーエンジンの圧縮比を高めるために利用されてもよい。制御機構はまた、ロータリーエンジン内の圧縮比の選択的な調整を可能にすることにより、ロータリーエンジンが異なる種類の燃料により動作することを可能にする。

更に、いくつかの具体例では、本明細書で開示された平衡シールアセンブリの構成は、平衡シールアセンブリ取付け、取外し、および交換を容易にする。特に、本明細書で開示されるいくつかの平衡シールアセンブリのシールおよび平衡おもり機構は、ベースなどの共通構造に結合されて、平衡シールアセンブリのすべての構成要素を単一のユニットまたはモジュールとして一緒に動かすことを可能にする。

本発明の様々な具体例の特定の特徴は、いくつかの図面には示され、他の図面には示されていないが、これは便宜上のものに過ぎない。本発明の原理によれば、図面のあらゆる特徴は、他の図面のどの特徴と組み合わせて参照および／または請求されてもよい。

ここで記載された説明は、例を使用して、最良の形態を含む本発明を開示し、また当業者が、本発明を実施することを可能にし、ここで実施は、任意のデバイスまたはシステムの作製および使用、および組み込まれた方法の実行を含む。本発明の特許可能な範囲は、特許請求の範囲によって定義され、当業者が想到する他の例を含んでもよい。そのような他の例は、それらが特許請求の範囲の文字通りの言葉と異ならない構造要素を有する場合、または特許請求の範囲の文字通りの言葉との実質的な相違がない同等の構造要素を含む場合、特許請求の範囲内にあることが意図される。

Claims (46)

1. 円筒形の内側表面を有するハウジングと、
   前記ハウジングに回転のために取り付けられたロータアセンブリと、
   を含むロータリーデバイスであって、前記ロータアセンブリは、
   中心部分と、前記中心部分から半径方向外側に延びる複数のアームとを含むロータであって、各アームは、前記内側表面とスライド係合するように配置された末端部を有するロータと、
   前記ロータに旋回可能に結合され、前記ハウジングの前記内側表面から離れた第１位置と前記ハウジングの前記内側表面に隣接した第２位置との間を旋回する少なくとも１つのロッカであって、前記ロッカの旋回が前記ロータを回転させるロッカと、
   前記アームのうちの少なくとも１つの前記末端部に配置された平衡シールアセンブリであって、シールと、前記ロータの回転の結果として前記内側表面上の前記シールによって加えられる接触圧力を制御するように構成された平衡おもり機構と、を含む平衡シールアセンブリと、
   を含むロータリーデバイス。
2. 前記平衡おもり機構は、平衡おもりおよび前記平衡おもりから離れて広がるレバーを含み、前記レバーは、前記シールに係合して、前記ロータの回転から前記シールに加えられる遠心力によって生じる前記シールの半径方向の変異を制御する請求項１に記載のロータリーデバイス。
3. 前記シールは、そこに規定された溝を有し、前記レバーは、その溝の内部に受け入れられる請求項２に記載のロータリーデバイス。
4. 前記少なくとも１つのアームは、前記平衡おもり機構を旋回可能に支持するように構成された支点を含む請求項１に記載のロータリーデバイス。
5. 前記平衡おもり機構は、軸方向に延びる溝を規定し、前記支点は、前記溝の内部に受け入れられた支持部を含む請求項４に記載のロータリーデバイス。
6. 前記シールは、ヘッドおよびステムを含むＴ字型のボディを含み、前記ヘッドは、前記ハウジングの前記内側表面と密封的に係合するように構成され、前記ステムは、前記平衡おもり機構に動作可能に結合されている請求項１に記載のロータリーデバイス。
7. 前記ハウジングは、吸気口および排気口を含み、前記シールは、前記吸気口および前記排気口のうちの少なくとも１つの円周方向幅より大きい弧長を有する請求項１に記載のロータリーデバイス。
8. 前記シールは、第１シール部材および第２シール部材を含み、前記第１および第２シール部材は、半径方向に互いに独立して移動するように構成されている請求項１に記載のロータリーデバイス。
9. 前記ロータアセンブリは、更に、
   前記ロッカに動作可能に結合され、前記第１および第２位置の間を旋回する前記ロッカに応答して回転する第１駆動装置と、
   前記ハウジングに動作可能に結合され、および前記第１駆動装置に係合する第２駆動装置と、を含み、前記第１駆動装置の回転は、前記第１駆動装置を前記第２駆動装置の周りで回転させ、および前記ロータを回転させる請求項１に記載のロータリーデバイス。
10. 前記アームのうちの少なくとも１つは、ボアを含み、前記第１駆動装置は、前記ボアの内部に配置されている請求項９に記載のロータリーデバイス。
11. 前記アームは、前記中心部分の周囲に配置され、各アームは、前記中心部分から円弧状に延びている請求項１に記載のロータリーデバイス。
12. ロータリーデバイスに使用するロータアセンブリであって、
    中心部分と、前記中心部分から半径方向外側に延びる複数のアームと、を含むロータであって、前記中心部分および前記複数のアームは、前記中心部分から半径方向外側に延びる複数のチャンバを規定するロータと、
    前記ロータに旋回可能に結合され、前記中心部分に近接した第１位置と前記中心部分から遠位の第２位置との間を旋回する少なくとも１つのロッカであって、前記ロッカの旋回は、ロータを回転させるロッカと、
    前記複数のチャンバの隣接するチャンバ間の流体の流れを阻止するように構成された平衡シールアセンブリであって、シールと、前記ロータの回転によって前記シールに加えられる遠心力に起因する前記シールの半径方向の変異を制御するように構成された平衡おもり機構を含む平衡シールアセンブリと、
    を含むロータアセンブリ。
13. 前記平衡おもり機構は、平衡おもりおよび前記平衡おもりから離れて広がるレバーを含み、前記レバーは、前記シールに係合して、前記ロータの回転から前記シールに加えられる遠心力によって生じる前記シールの半径方向の変異を制御する請求項１２に記載のロータアセンブリ。
14. 前記シールは、そこに規定された溝を有し、前記レバーは、その溝の内部に受け入れられる請求項１３に記載のロータアセンブリ。
15. 前記少なくとも１つのアームは、前記平衡おもり機構を旋回可能に支持するように構成された支点を含む請求項１２に記載のロータアセンブリ。
16. 前記平衡おもり機構は、軸方向に延びる溝を規定し、前記支点は、前記溝の内部に受け入れられた支持部を含む請求項１５に記載のロータアセンブリ。
17. 前記シールは、第１シール部材および第２シール部材を含み、前記第１および第２シール部材は、半径方向に互いに独立して移動するように構成されている請求項１２に記載のロータアセンブリ。
18. 内側表面を有するハウジングと、
    前記ハウジングの中に回転するように取り付けられたロータアセンブリと、
    を含むロータリーデバイスであって、前記ロータアセンブリは、
    中心部分と、前記中心部分から半径方向外側に延びる複数のアームとを含むロータであって、各アームは、前記内側表面とスライド係合するように配置された末端部を有するロータと、
    前記ロータに旋回可能に結合され、前記ハウジングの前記内側表面から離れた第１位置と前記ハウジングの前記内側表面に隣接した第２位置との間を旋回する少なくとも１つのロッカであって、前記ロッカの旋回が前記ロータを回転させるロッカと、
    前記アームの少なくとも１つの前記末端部に配置されたシールアセンブリであって、シールと、前記シールに動作可能に結合され、および前記シールに可変の半径方向の力を加えて、前記ロータの回転に起因して前記シールによって前記内側表面に加えられる接触圧力を制御するように構成された制御機構と、を含むシールアセンブリと、
    を含むロータリーデバイス。
19. 前記シールアセンブリは、更に、平衡おもりおよび前記平衡おもりから離れて広がるレバーを含む平衡おもり機構を含み、前記制御機構は、前記平衡おもりに可変の力を加えて、前記シールによって前記内側表面に加えられる接触圧力を制御する請求項１８に記載のロータリーデバイス。
20. 前記制御機構は、前記シールに動作可能に結合された多層金属ストリップであって、前記ロータリーデバイス内の温度に基づいて、前記シールに可変の半径方向の力を加えるように構成されている多層金属ストリップを含む請求項１８に記載のロータリーデバイス。
21. 前記制御機構は、前記ロータの１回転の間、前記シールに可変の半径方向の力を加えるように構成されているアクチュエータを含む請求項１８に記載のロータリーデバイス。
22. 前記アクチュエータは、前記シールの回転位置、前記ロータの回転位置、および前記ロータの１回転の間の特定の時間のうちの少なくとも１つに基づいて前記シールに可変の半径方向の力を加えるように構成されている請求項２１に記載のロータリーデバイス。
23. 内側表面を有するハウジングと、
    ロータリーデバイスの軸方向を規定する軸の周りを回転するように前記ハウジングに取り付けられたロータアセンブリと、
    を含むロータリーデバイスであって、前記ロータアセンブリは、
    中心部分と、前記中心部分から半径方向外側に延びる複数のアームとを含むロータであって、各アームは、前記内側表面とスライド係合するように配置された末端部を有し、前記アームのうちの少なくとも１つは、そこに規定されたチャネルを有するロータと、
    前記チャネル内に配置されたシールアセンブリであって、
    シールと、
    前記シールを受け入れるように構成されたシールチャネルを規定するベースと、
    前記ベースに旋回可能に結合され、前記ロータの回転に起因して前記シールによって前記内側表面に加えられる接触圧力を制御するように構成された平衡おもり機構と、
    を含むシールアセンブリと、
    を含むロータリーデバイス。
24. 前記シールアセンブリは、前記少なくとも１つのアームに規定されたチャネル内で軸方向にスライドするように構成されている請求項２３に記載のロータリーデバイス。
25. 前記シールは、前記ベースと独立に軸方向にスライドするように構成されている請求項２３に記載のロータリーデバイス。
26. 前記シールは、前記平衡おもり機構と前記ベースとの間にスライド可能に受け入れられるへりを含み、前記平衡おもり機構は、前記へりに係合して、前記シールによって前記内側表面に加えられる接触圧力を制御する請求項２３に記載のロータリーデバイス。
27. 前記ベースは、前記平衡おもり機構がその周りを旋回する旋回軸を規定する支点を含み、前記旋回軸は、前記軸方向に実質的に鉛直である請求項２３に記載のロータリーデバイス。
28. 前記平衡おもり機構を前記シールにヒンジ式に結合するピンを更に含む請求項２３に記載のロータリーデバイス。
29. 前記ベースは、前記平衡おもり機構がその周りを旋回する旋回軸を規定する支点を含み、前記旋回軸は、前記軸方向に実質的に平行である請求項２３に記載のロータリーデバイス。
30. 前記シールは、第１端部と前記第１端部から遠位の第２端部とを含み、前記第１端部および第２端部のそれぞれは、そこに規定された端部溝を有し、前記シールアセンブリは、一対の端部シールを更に含み、各端部シールは、前記端部溝の１つに配置されている請求項２３に記載のロータリーデバイス。
31. 前記ロータアセンブリは、前記ロータに旋回可能に結合され、前記ハウジングの前記内側表面から離れた第１位置と前記ハウジングの前記内側表面に隣接した第２位置との間を旋回する少なくとも１つのロッカを更に含み、前記ロッカの旋回が前記ロータを回転させる請求項２３に記載のロータリーデバイス。
32. ロータを含むロータリーデバイスに使用するシールアセンブリであって、
    シールと、
    長手方向に延びるシールチャネルを規定するベースであって、前記シールが、前記シールチャネル内に配置されるベースと、
    前記ベースに旋回可能に結合された平衡おもり機構であって、前記ロータの回転によって前記シールに加えられる遠心力による前記シールの半径方向の変位を制御するように構成された平衡おもり機構と、
    を含むシールアセンブリ。
33. 前記シールは、前記ベースと独立に長手方向にスライドするように構成されている請求項３２に記載のシールアセンブリ。
34. 前記シールは、前記平衡おもり機構と前記ベースとの間にスライド可能に受け入れられるへりを含み、前記平衡おもり機構は、前記へりに係合して、前記シールの半径方向の変位を制御する請求項３２に記載のシールアセンブリ。
35. 前記ベースは、前記平衡おもり機構がその周りを旋回する旋回軸を規定する支点を含み、前記旋回軸は、前記長手方向に実質的に鉛直である請求項３２に記載のシールアセンブリ。
36. 前記平衡おもり機構を前記シールにヒンジ式に結合するピンを更に含む請求項３２に記載のシールアセンブリ。
37. 前記ベースは、前記平衡おもり機構がその周りを旋回する旋回軸を規定する支点を含み、前記旋回軸は、前記長手方向に実質的に平行である請求項３２に記載のシールアセンブリ。
38. 前記シールアセンブリは、前記ロータのアームのうちの１つの中に規定されたシールアセンブリチャネル内にスライド可能に受け入れられるように構成されている請求項３２に記載のシールアセンブリ。
39. 前記シールは、第１端部と前記第１端部から遠位の第２端部とを含み、前記第１端部および第２端部のそれぞれは、そこに規定された端部溝を有し、前記シールアセンブリは、一対の端部シールを更に含み、各端部シールは、前記端部溝の１つに配置されている請求項３２に記載のシールアセンブリ。
40. 内側表面を有するハウジングと、
    ロータリーデバイスの軸方向を規定する軸の周りを回転するように前記ハウジングに取り付けられたロータアセンブリと、
    を含むロータリーデバイスであって、前記ロータアセンブリは、
    中心部分と、前記中心部分から半径方向外側に延びる複数のアームとを含むロータであって、各アームは、前記内側表面とスライド係合するように配置された末端部を有し、前記アームのうちの少なくとも１つは、そこに規定されたチャネルを有するロータと、
    前記チャネル内に配置されたシールアセンブリであって、
    シールと、
    シールチャネルを規定するベースであって、前記シールが前記シールチャネル内に配置され、前記ベースが支点を含むベースと、
    前記支点に動作可能に結合され、平衡おもりと、前記平衡おもりから離れて延びるレバーと、を含む平衡おもり機構であって、前記ロータの回転は、前記平衡おもり機構に前記支点の周りを回転させ、および前記レバーをして前記シールに半径方向内向きの力を加えさせる平衡おもり機構と、
    を含むシールアセンブリと、
    を含むロータリーデバイス。
41. 前記支点は、前記平衡おもりがその周りを回転する旋回軸を規定し、前記旋回軸は、前記軸方向に実質的に鉛直である請求項４０に記載のロータリーデバイス。
42. 前記シールは、ボディおよび前記ボディから外側に延びるへりを含み、前記ロータの回転は、前記レバーをして前記へりに半径方向内向きの力を加えさせる請求項４０に記載のロータリーデバイス。
43. 前記平衡おもり機構を前記シールにヒンジ式に結合するピンを更に含む請求項４０に記載のロータリーデバイス。
44. 前記支点は、前記平衡おもり機構がその周りを旋回する旋回軸を規定し、前記旋回軸は、前記軸方向に実質的に平行である請求項４０に記載のロータリーデバイス。
45. 前記ロータアセンブリは、前記ロータに旋回可能に結合され、前記ハウジングの前記内側表面から離れた第１位置と前記ハウジングの前記内側表面に隣接した第２位置との間を旋回する少なくとも１つのロッカを更に含み、前記ロッカの旋回が前記ロータを回転させる請求項４０に記載のロータリーデバイス。
46. ロータを含むロータリーデバイスに使用するシールアセンブリであって、
    シールと、
    シールチャネルを規定し、前記シールが前記シールチャネル内に配置されるベースであって、更に支点を含むベースと、
    前記支点に動作可能に結合され、平衡おもりと、前記平衡おもりから離れて延びるレバーと、を含む平衡おもり機構であって、前記ロータの回転は、前記平衡おもり機構に前記支点の周りを回転させ、および前記レバーをして前記シールに半径方向内向きの力を加えさせる平衡おもり機構と、
    を含むシールアセンブリ。

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