JP2781273B2 - 球形ハウジング内で互いに対をなして回転するピストンを備えた動力変換機 - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 本発明は、ピストンの第１の対を備えた第１ロータ部
分と、機械ハウジングの球形キャビティ内で移動される
ようになったピストンの第２の対を備えた第２ロータ部
分とを有し、前記ピストンの第２の対はピストンの第１
の対に関して前後に積極的に揺動するようになってお
り、第１ロータ部分は駆動回転シャフト又は被駆動回転
シャフトに連結され、第２ロータ部分は、回転シャフト
の回転軸線を中心に協働運動を行うように第１ロータ部
分に非回転的に連結され、第１ロータ部分は回転軸線に
直角な平面内の第１回転路内で回転自在であり、第２ロ
ータ部分は、第１ロータ部分とともに回転自在であり且
つこの第１ロータ部分に関して揺動自在であり、第２ロ
ータ部分は、不動の案内手段によって第１回転路に関し
て角度Ｖ傾斜した第２回転路内で回転自在の案内部材に
よって案内される、動力変換機に関する。

本発明の動力変換機は、多くの分野で、例えば一段又
は多段の圧縮機、ポンプ、空気圧又は液圧作動式のエン
ジン、及び２ストローク又は４ストロークの内燃エンジ
ンの夫々として使用することができる。この機械は種々
の速度スペクトルについて使用することができる。この
機械は高速圧縮機又は高速エンジンとして特に有用であ
る。機械が空気圧作動式のモータ、蒸気エンジン、又は
内燃エンジンの形態であり、適度な作用容積を有する場
合、500r.p.s（30000r.p.m）の速度を使用することがで
きる。機械が内燃エンジンである場合には、約100r.p.s
（6000r.p.m）の速度が適当である。他の場合には500r.
p.sの速度が特定の他の用途について更に適当であろ
う。船舶用推進エンジン（例えばディーゼルエンジン）
に関しては、プロペラの速度を考慮すると特に低速が便
利であり、その場合、プロペラについて100r.p.mの速度
が推進エンジンに適当である。特別の目的は機械の作動
中の振動を最小にするため機械内の移動質量を効果的に
均衡する機械を提供することである。別の目的は、部品
が簡単で部品点数が比較的少なく、その出力に比べて容
積及び重量が比較的小さな、比較的にコンパクトな設計
の機械を提供することである。更に別の目的は、機械の
潤滑されている部品から作用室がシールされている機械
を提供することである。他の目的は、機械ハウジングの
種々のポート案内を簡単に且つ効率的に行う機械を提供
することである。

1906年に付与された米国特許第826,985号（D.Appel）
は、導入として言及した種類の解決策を提供する。この
特許に開示された装置は、種々のポートに対するピスト
ン及び関連した作用室の好ましい運動をクランクシャフ
ト及び別に作動する弁がない簡単な設計に基づいて行
う。

この従来技術の解決策は、不動の案内手段を設けるこ
とを示唆し、この不動の案内手段は、ピストンの第２の
対をピストンの第１の対に関して揺動運動するように積
極的に案内するため、機械の作用室の半径方向外方に配
置されている。従来技術には環状案内部材が開示され、
この案内部材は不動の案内手段で案内溝内を案内され、
この案内溝は、実際の機械ハウジングに形成され、これ
は、更に、実際の機械ハウジングを越えて半径方向外方
に延びる。

従来技術の解決策によれば、ピストンの第１の対は、
実際には回転運動だけを行い、この際、ピストンの第２
の対は対応する回転運動の他にピストンの第１の対に関
して追加の積極的に案内された前後への揺動運動を行
う。前記半径方向外方案内手段によって、ピストンの第
２の対は、球形ハウジングの不動の平面内の特別の移動
路内を積極的に案内され、すなわちピストンの第１の対
回転路に関して前記角度Ｖの回転路内で傾斜した環状案
内手段で積極的に案内される。ピストンの第１の対に関
するピストンの第２の対の前後への揺動運動は、ロータ
組立体の回転シャフトの回転軸線の横方向に延びる揺動
軸線を中心として積極的に案内された運動を行うときに
起こる。これは、ピストンの第２の対のピストン面上の
全ての点が回転シャフトの回転軸線を中心に連続的に回
転されるということを意味する。これらのピストンは、
これと同時に、ピストンの第１の対のピストン面に関す
る前後に揺動運動も行う。ピストンの第２の対の回転運
動と揺動運動の複合運動は、第２ピストンが揺動運動の
極位置で死点を通って作動することなく、ピストンの第
１の対に関して及び球形の内面を有する包囲機械ハウジ
ングに関して第２ピストン（第２ロータ部分）の好まし
い運動パターンを作り出す。

上述の設計により、四つのピストン間に構成された四
つの異なる室は回転シャフトの回転軸線を中心に対応す
る運動を行うように運動され、ピストンの運動路の所定
の部分領域で機械ハウジングの不動のポートに対を成し
て連結される。回転シャフトの回転サイクルの各々で
は、これらの作用室のうちの二つの作用室に最大に向か
う角度的に均等な立体的な膨張が加えられ、次いで、続
く行程で最小に向かう角度的に均等な立体的な収縮が連
続的に加えられ、この際、他の二つの作用室は対応して
最小に向かう角度的に均等な立体的な収縮が加えられ、
次いで次いで、続く行程で最大に向かう角度的に均等な
立体的な膨張が連続的に加えられる。作用室の一つの対
はポートの第１対と協動し、この際、作用室の第２の対
はポートの第２対と協動する。従って、作用室の特に均
等な充填、及び作用室を均等に空にすることは、各行程
で作用室の第１及び第２の対で行われ、行程の交替は揺
動自在のピストンがそれらの夫々の極位置に到った後に
直ちに行われる。行程の交替は、互いに向かって移動す
る、及び互いから遠ざかるように移動する二つのピスト
ン間の死点へ向かう質量の特筆すべき運動を介して起こ
るのでなく、別々の移動路での互いに関するピストンの
積極的に案内された運動を介する質量の均等な運動によ
って起こる。この運動パターンは、以下に説明するよう
に、重要である。

好ましい運動パターン及びロータ部分に加えることの
できる好ましい作動状態にも関わらず、最後に言及した
解決策は実際上有用であるということは以前には知られ
ていなかった。これは、案内手段を機械の作用室の半径
方向外側に位置決めすることに関して持ち上がる、案内
部材（案内リング）に特に高い周速が加わり、機械の作
用室に対して開放するという特殊な問題点によると仮定
され、これが作動上の欠点をもたらす。かくして、揺動
自在のピストンがそれらの揺動運動の各々で、機械ハウ
ジングの、案内部材（案内リング）が機械ハウジングに
取付けられた隙間の横方向に移動しなければならないと
いうことが大きな欠点である。一方では、案内部材を機
械ハウジングに関して潤滑を確保する問題があり、他方
では、機械の作用室内で作用媒体上に案内部材のシール
をつくる問題がある。これらの問題は高速機械、特に高
速内燃エンジンでは特に明らかである。これらの問題
は、本発明がなされるまで過去80年乃至83年に亘って何
の解決策も見出されなかった問題である。

ヨーロッパ特許明細書第293413号（3Dインターナショ
ナルA/S）は、同様であるが設計が実質的に異なる動力
変換機を開示している。これは上述の従来技術の欠点の
うちの幾つかを無くすけれども本発明による上述の目的
の全てを達成しない。従来技術の解決策は、ポンプ又は
圧縮機の形態で効率的に機能するが、一層複雑な内燃エ
ンジンの形態では、ピストンの全てを複合揺動回動運動
で運動させるのに回転クランクシャフトを使用するた
め、及び機械ハウジングに取付けられた弁の作動に加え
て弁を特別に作動させなければならないため、効率的に
機能しない。

本発明によれば、二つの従来技術の解決策の問題点が
解決され、従来技術の解決策と較べて大きな利点を有す
る解決策が提供される。

本発明による機械は、第１及び第２のロータ部分が、
機械ハウジングの球形の内面に対応する共通の球形の母
面の内方に形成され、第２ロータ部分を前後の揺動運動
を行うように案内するための不動の案内手段がロータ組
立体の中央に一端が機械ハウジングにしっかりと固定さ
れた細長い固定子として配置されている、ことを特徴と
する。

第２ロータ部分の前後の揺動運動をロータ組立体の内
側から案内し、不動の案内手段及びロータ組立体の内側
の案内部材上の有効なシールを提供しながら二対のピス
トンに連続回転運動を加えることによって、ロータ組立
体の外側に配置されたピストンを外案内手段等とは独立
して、比較的高速の運動で運動させることができる。内
部に配置された不動の案内手段及び、内部に配置された
関連した案内部材の選択が案内機構のコンパクトで丈夫
な設計を可能にし、この選択により案内部材を比較的低
い周速で移動することができ、この際、特別の問題を引
き起こすことなく、ロータ組立体の半径方向に最大の周
部分を実質的に大きな周速で移動することができる。更
に、ロータ組立体又は機械内に特に振動を生じることな
く、案内部材及び第２ロータ部分の隣接した部品をロー
タ組立体内で制御された方法で均衡させることができ
る。これと同時に、潤滑剤と機械の作用室内で処理され
る媒体とを混合する危険なしに、作用室をロータ組立体
内の案内手段及び対応する部品の潤滑剤領域から容易に
シールできる。

本発明によれば、導入として言及したように、上述の
ように機械ハウジングの球形の内面に対応する球形の母
面の内方にロータ部分を構成することによって、及び不
動の案内手段を半径方向外側部分から中央内側位置へ移
動することによって、特に高速機械について有効な解決
策を容易に得られる。これは、案内手段の位置に関わら
ずポートを機械ハウジングの球面の内側の最適位置に形
成することができるという大きな利点をもたらす。特別
の利点は、ロータ組立体の外側及びモータハウジングの
内側の両方を、ロータ組立体の回転、特に高速回転につ
いて互いに対して正確に適合できる球形の表面を有する
ように設計できるということである。

案内手段について、回転シャフトと同軸に配置され、
回転シャフトの内端に連結された軸受から機械ハウジン
グの反対端の不動の取付け部まで機械ハウジングを貫通
するようにしてある。

その結果、ロータ組立体は、ロータ組立体内に構成さ
れた不動の案内手段上で第２ロータ部分の案内部材（案
内リング）を有効に案内できると同時に、不動の案内手
段に有効に取付けられる。

不動の案内手段は第１ロータ部分の中央を貫通し、第
１ロータ部分はその両端で不動の案内手段に関して回転
自在に取付けられている。かくして、ロータ組立体も又
機械ハウジング内に容易に取付けることができる。

上述のように、本発明は、潤滑剤（案内部材と不動の
案内手段との間の軸受面、第１ロータ部分と不動の案内
手段との間の軸受面、及び第１ロータ部分と案内部材と
の間の軸受面を潤滑しようとするものである）と作用媒
体（機械の作用室内で処理される）との間の連通をどの
ようなことがあろうとなくすことに向けられている。

本発明によれば、ロータ組立体の内部軸受手段及び内
部に配置された案内手段の軸受手段の有効な共通のシー
ルを、これらの軸受を機械の固定子の溝形態に形成され
た共通の潤滑システムで潤滑できるように形成すること
である。従って、本発明の機械は、第１ロータ部分がロ
ータ部分の環状半径方向外部分を通って第２ロータ部分
を端方向に貫通し、第１ロータ部分及び第２ロータ部分
が共同で潤滑剤包含キャビティを構成し、このキャビテ
ィが作用室に対してシールされ、不動の案内手段及び関
連した案内部材及びこの案内部材を第２ロータ部分に連
結する連結手段を包囲することを特徴とする。

本発明による種々の解決策は（米国特許第826,985号
と同様に）、一般に弁作動式ポートを必要としない。こ
れは、ピストンの運動が、球形ハウジングのポートに対
するピストンの回転運動だけでポートの開閉を作動でき
るからである。ポートの開閉時点は、球形ハウジングの
ポートの対応する最適設計及び対応する位置決めによっ
て、不動の外案内手段及び外案内部材と別に調節するこ
とができる。二つの吸気ポート及び排気ポート、即ち作
用室の第１の対に共通な一つの吸気ポート及び一つの排
気ポート、及び作用室の第２の対に共通の別の吸気ポー
ト及び別の排気ポート、を使用することができる。

構造的に関する実際上の好ましい解決策は、回転シャ
フトロータ組立体を構成するピストンの第１及び第２の
対を含む簡単なものであり、ピストンの第２の対を第２
案内路で案内するための球形ハウジング及びこの球形ハ
ウジングに取付けられた案内手段が固定子組立体を構成
する。

重量が少なく、容積が比較的小さいが出力が比較的高
い簡単で比較的コンパクトな構造上の解決策が提供され
ると同時に、ここでは、ロータ組立体及び固定子の両方
で少数の別々の部品を使用することができる。更に詳細
い述べると、固定子は互いにしっかりと連結された案内
手段及び機械ハウジングを有し、ロータ組立体は第１ロ
ータ部分、第２ロータ部分、及びこれに取付けられ且つ
一対のの回動ピンで案内手段にヒンジ連結された連結手
段を有し、前記案内部材は不動の案内手段に回転自在に
取付けられている。組立及び製造を考えると、これらの
部分は、実際には、多数の部品に分けられるが、大まか
にいえば固定子は単一の部品から成るのに対しロータ組
立体は三つの協動部品（二つのロータ部分及び案内部
材）を有する。更に、これらの種々の部品は以下の説明
から明らかなように、容易に製作でき且つ比較的簡単に
取付けることができる。

本発明による好ましい解決策では、機械ハウジング
は、その両端の各々に回転角度に関して間隔を隔てられ
た一対のポートを備え、これらのポートは、第１ロータ
部分の夫々の端部分の球形の外面の周縁の移動路の内方
に配置され、前記ポートは、ロータ組立体の種々の回転
位置で又はロータ組立体の回転領域で前記端部によって
開閉されるようになっており、第１ロータ部分の端部分
上に構成された、ロータ組立体の回転軸線に関して対称
な球形の外面は幅に比べてかなり大きな長さを有する。

これは、本発明によれば、ポートを第１ロータ部分の
ピストン形成端部分でそれらの全体を案内できるという
ことを意味する。

本発明によれば、機械を圧縮機又はポンプとして、又
は２ストローク内燃エンジンとして使用することによっ
て、二つの直径方向反対側の作用室を、吸気ポートを構
成する互いに直径方向反対側のポートに確実に連結する
ことができ（これらの作用室は、次いで、排気ポートを
構成する互いに連結するポートに連結される）、この
際、二つの他の直径方向反対側の作用室を、これと同時
に、排気ポートを構成する対応する互いに直径方向反対
側のポートに夫々の行程の所定の段階の夫々で連結する
（れらの他の作用室は、次いで、排気ポートを構成する
互いに連結されたポートに連結される）。

機械が４ストローク内燃エンジンの形態である場合に
は、モータハウジングのキャビティはロータ組立体によ
って四つの別々の作用室を構成し、これらの作用室は、
別々に且つ次々に対をなして、四つのポートのうちの二
つのポートの夫々と連通したエンジンの四つの行程のう
ちの二つの行程の夫々を受け、これらのポートのうちの
第１ポートは、これと同時に第１作用室の吸気ポートを
構成し、第２ポートは第２作用室からこの作用室の半径
方向外側に配置された連結室への圧縮空気の排出ポート
を構成し、第３ポートは連結室から膨張室を構成する第
３作用室への吸気ポートを構成し、第４ポートは第４作
用室から排気出口への排気ポートを構成する。

本発明によれば、先ず第１に、連結室が吸気／圧縮側
で作動している作用室を機械ハウジングの燃焼／排気側
で作動している作用室の第２の対に連結する。第２に、
このましくはエンジンの冷却ケーシングの外側に配置さ
れた連結室がノズル及び点火手段を備えた外部燃焼室を
構成する。

外部連結室に外部燃焼室を組み合わせることによっ
て、多くの大きな利点を得ることができる。

第１に４つの行程（吸気行程、圧縮行程、燃焼行程、
及び排気行程）の各々を一つの同じエンジンハウジング
内で同時にしかも四つの作用室のうちの一つで各々別々
に行うことができる。

第２に、実際の燃焼工程を非常に簡単にすることがで
き、熱損失、高い燃焼温度、及びその結果、燃料の完全
燃焼等を大きく改善することができる。

従って、燃焼室には、好ましくはセラミック材料の内
部断熱層が設けられている。

これは幾つかの大きな利点をもたらす。

第１に、ロータ組立体の部分を低い温度レベルに保持
できると同時に燃焼室をかなり高い温度レベルに保持で
き、これによって、エンジンの内部部品（機械ハウジン
グの内側、ロータ組立体等）とは別に効果的に燃焼を行
うことができるようにエンジンの燃焼行程の燃焼が作用
室の外側で起こる。

更に詳細には、燃焼室をエンジンハウジング自体に、
好ましくはエンジンハウジング自体及びエンジンの水ケ
ーシングの両方の外側にエンジンのロータ組立体、水ケ
ーシング、潤滑システム等とは別に固定することができ
る。これに対応して、エンジンのロータ組立体を、実際
の燃焼サイクル及び燃焼室の設計とは別に、回転につい
てできるだけ好ましい方法で設計できる。

更に、燃焼室が相互作用する作用室に、ポートに対す
る連続回転を加えることができ、これは、作用室の移動
方向への高温のガス流の運動エネルギも効率的に使用で
きるように不動の燃焼室から作用媒体を供給する。

燃焼室をエンジンハウジングの外側に固定することの
本質的な別の利点は、特に高温で及び同時に多かれ少な
かれエンジンハウジング内の温度状態とは別の比較的不
変の温度レベルで燃料の有効な燃焼を行うことができる
ということである。燃焼室は燃焼室を高い一定の温度レ
ベルに保持でき、これによって燃料の有効な多かれ少な
かれ完全な燃焼を行うことができるように、比較的容易
に断熱され、高温に対して比較的容易に耐熱性にされた
（例えば内壁に内張りを設け外壁に任意でセラミック材
料を設けることによって）領域の内方に構成するとがで
きる。これは環境についての利点とエンジンの大きな出
力の両方をもたらす。換言すると、エンジンハウジング
の外部燃焼室への熱の部分的な供給を制限でき、熱の供
給をエンジンのこの部分的領域にかなり限定することが
できる。同じ理由で、エンジンのロータ部分を比較的低
い温度レベルに保持できるように、エンジンハウジング
内で僅かに低い温度レベルをこれに対応して得ることが
できる。これは、エンジンハウジングの通常の外部水冷
却又は空気冷却及びロータ組立体及びその不動の案内手
段及び関連した案内部材の通常の内部オイル冷却を使用
することによって、対応する方法で容易に制御できる。

別の利点は、開口面積が正確に構成された単一のポー
トを介して高温の燃料ガスを別々の作用室に高圧で直接
供給できるということである。ポートの開閉時期は回転
サイクルに関して正確に設定される。実際には、高温の
圧縮ガス流は、通常の弁作動なしに、ロータ組立体の回
転運動だけで制御された燃焼室から直後の作用室への迅
速に脈動するガス流をなしてほぼ完全に連続している。

弁作動、カムシャフト等をなくすことによって大きな
利点が得られる。例えば、空気の吸入及び排気ガスの排
出の夫々に大型のポートを容易に使用することができ、
これによって、追加の可動部品を必要とせずに、空気を
対応して迅速に且つ比較的自由に取り入れ、排気ガスを
迅速に排出される。このことは高速エンジンでは特に望
ましい。従って、エンジンハウジング及び燃焼室の夫々
での別々の行程でのガス媒体の所定の流れ方によって断
面形状及び断面積が完全に決定される種々のポートを容
易に設計できる。

本発明の別の特徴は添付図面を参照して以下の記載を
読むことにより明らかになるであろう。

図面の簡単な説明 第１図は、本発明による動力変換機を圧縮機の形態の
第１実施例で示す平面図であり、 第２図は、第１図の機械の垂直断面図であり、 第３図は、第１ロータ部分の斜視図であり、 第４図は、第２ロータ部分の斜視図であり、 第4a図は、第３図のロータ部分及び第４図のロータ部
分の互いに係合した状態を示す、第４図の第２ロータ部
分の一部を断面で示す側面図であり、 第５図は、機械の固定子を構成する部品の垂直断面図
であり、 第６図、第７図、及び第８図は、機械のロータ組立体
を三つの異なる作動位置で示す図であり、 第９図及び第10図は、一つのハウジング区分内に受入
れられた第ロータ部分及び第２ロータ部分を、角度が90
°ずれた二つの異なる作動位置で示す図であり、 第11図は、特に吸気ポート及び排気ポートを図示す
る、４ストローク内燃エンジンの形態の本発明の機械の
斜視図であり、 第12図は、明瞭のため特定の部品が省略してある、特
にエンジン及び外部燃焼室を図示する、第11図と同様の
反対側から図示する図であり、 第13図は、第11図及び第12図のエンジンの断面図であ
り、 第14図は、第２ロータ部分の案内手段の斜視図であ
り、 第14a図は、不動の案内手段及び関連した溝内に取付
けられた第２ロータ部分の案内部材の断面図であり、 第15図は、案内部材を第２ロータ部分に連結する連結
手段内に取り付ける際の、第14図の案内手段及び関連し
た案内部材の部分断面側面図であり、 第16図は、案内部材と、互いに第１ロータ部分を構成
する二つの半部間に位置決めされた連結手段とを有する
組立体の分解図であり、 第16a図は、第16図に関して角度を90°ずらした第１
ロータ部分の断面図であり、 第17図は、第２ロータ部分に含まれる二つの部分間に
配置された、第16図に示す半部からなる第１ロータ部分
の図であり、 第18図は、第17図に示す第２ロータ部分の半部を組立
てた状態で示す図であり、 第19図は、第18図で右から見た、第18図に示す部品の
側面図であり、 第20図は、第２ロータ部分の斜視図であり、 第21図及び第22図は、第13図に示すエンジンハウジン
グを互いに構成する二つの半部の端面図であり、 第23図は、エンジンの外側の燃焼室を含む構造部材の
長さ方向断面図であり、 第24図は、第11図乃至第23図に示す４ストローク内燃
エンジンの種々の行程でのポートの開閉を図示する、第
１ロータ部分及び第２ロータ部分を互いに対して種々の
角度位置で示す概略図である。

導入として言及したように、本発明の動力変換機は、
例えば一段又は多段の圧縮機、ポンプ、空気圧又は液圧
作動式のエンジン、又は内燃エンジン等として多くの異
なる分野で使用することができる。本発明による機械又
はエンジンは、その実施例の全てが本明細書中に記載さ
れていなくても多くの異なる分野で、及び多くの異なる
組み合わせで使用することができる。簡単なエンジンユ
ニットの例を以下に記載する。これに対し、実際には、
大きな利点をもたらすことのできる多くの異なる組み合
わせを行うことができる。例えば、機械又はエンジンを
縦並連結（tandem connection）で又は他の方法で相互
作用作動を行うように配置した場合大きな利点を得るこ
とができる。

圧縮機の形態の動力変換機 第１図乃至第10図に示す第一の実施例では、本発明に
よる動力変換機を圧縮機の形態の特に簡単な態様で説明
する。しかしながら、第１図乃至第10図を参照して説明
する部品は、圧縮機での使用に限定されるものではな
く、原理的には、その具体的な例を以下に説明しなくて
も、種類の異なる機械にも同様に使用することができ
る。

第１の実施例による機械は、機械ハウジング10、第１
ロータ部分19−21及び第２ロータ部分33−35を有するロ
ータ組立体、機械ハウジングに不動に取付けられた半径
方向内方案内手段16を有し、この案内手段は、別の回転
平面内に回転自在に取付けられた案内部材38用の要素で
ある。案内部材38は、回転運動を独自に行う第１ロータ
部分19−21に対して第２ロータ部分33−35を前後に揺動
運動するように積極的に案内する。

第１図は、球形の内部キャビティを備えた球形の機械
ハウジング10を図示する。このハウジングは、二つの半
部11及び12を有し、第１図、第２図、及び第５図に一点
鎖線で示す横方向中央平面即ち半径方向平面10aに沿っ
て分割される。半部11、12の各々には取付けフランジ13
及び14が夫々設けられ、これらのフランジは多数の取付
けボルト15a及び取付けナット15bで互いに連結されてい
る。取付けボルト（図示せず）用の取付け穴101を備え
た二つの機械基礎100a、100bが図示してある。

機械の固定子10、16を第５図に示し、機械のロータ組
立体19−21及び33−35を第６図、第７図、及び第８図に
示す。機械の固定子−ロータ組立体を、第２図及び第4a
図に取付けた状態で更に詳細に示す。第１ロータ部分19
−21及び第２ロータ部分33−35を各々第３図及び第４図
に別々に示す。

機械ハウジングの一方の半部11にはほぼ棒状の不動の
案内手段16が永久的に取付けられ、この案内手段は球形
ハウジング10内の球形キャビティ10b（第２図参照）を
貫通し、前記中央平面10aを横断し、図面に示すように
機械ハウジングの上端で機械ハウジングの球形キャビテ
ィを越えて軸線方向に所定距離延びる。案内手段16は、
回転シャフト17の回転軸線17aと一致する長さ方向軸線1
6aを有する。案内手段16の厚味のある端部16bは、案内
手段16が半部11及び12と共に固定子組立体を形成するよ
うにハウジングの一方の半部11にしっかりと連結されて
いる。

図面の上側（第５図参照）では、案内手段16にステム
状部分16cが形成され、この部分にはボール状中間部分1
6d及び下ステム状部分16eが続き、この下ステム状部分
は、案内手段をハウジングの半部11に連結する厚味のあ
る下部分16bに続く。

ハウジングの他方の半部12には、回転シャフト17の軸
線方向内側端部17bが半径方向内方回転軸受18に回転自
在に取付けられている。回転シャフト17の軸線方向反対
端部17cは、回転シャフト17をハウジング10及び案内手
段16に対して回転させる動力作動式駆動手段（図示せ
ず）と係合するため、ハウジング10を越えて端部に向か
って延びている。第１ロータ部分19−21は、回転シャフ
ト17の内側端部17bにしっかりと連結されている。この
ロータ部分は、共通のハブ部分21でしっかりと相互連結
されたピストン19、20の第１対を有する。第１ロータ形
成部分19−21は、回転シャフト17に非回転的に連結され
ている。ロータ部分19−21は、案内手段16の軸線方向内
側端部16bと隣接した外軸受面22、23、24、及び案内手
段16の軸線方向外側端部16cと隣接した半径方向外方軸
受面25、26上に回転自在に取付けられている。案内手段
16の外側端部16cは、回転シャフト17の内側端部17bが半
径方向内方で案内手段16の外側端部16c上に回転自在に
取付けられ、半径方向外方でハウジングの半部12の回転
軸受18内に回転自在に取付けられるように、回転シャフ
ト17の内側端部17b内に端に向かって突出している。

第３図からわかるように、ピストン19、20及びハブ部
分21は、案内手段16をハウジングの半部11に取付ける
際、ハウジングの半部12をハウジングの半部11に取付け
る前に案内手段16の周りに両側から取付けることができ
るように、分離線27が示す分割面に沿って二つの半部19
a、20a、21a及び19b、20b、21bに分割されている。ピス
トン19、20は細長いボールセグメントの形状を有する。
ハウジング10の中央に配置されるハブ部分21は、中間隙
間21cを備えた軸線方向に間隔を隔てられた二つの円筒
形形状スリーブ21a及び21bの形状を有する。スリーブ21
a、21bはハウジング10の内径の約1/3の長さに渡って延
びている。これらのスリーブは、案内手段16のボール状
中間部分16d及び関連した環状案内部材38を受入れるボ
ール状中間キャビティ28（第２図及び第4a図参照）をそ
の間に形成する。案内部材38には、この案内手段及びボ
ール状キャビティ28からロータ部分19−21の前記隙間21
cを通って半径方向外方に延びるピン39が設けられてい
る。

ハブ部分の両端には凹部31及び32が夫々形成され（第
３図参照）、これらの凹部は円筒形湾曲面31a、31b及び
32a、32bを夫々備えている。

第１ロータ部分19−21には、第４図に詳細に示す別体
の第２ロータ部分33−35が取付けられる。第２図及び第
4a図からわかるように、ロータ部分19−21及び33−35が
ロータ組立体を構成する。ロータ部分33−35は二つのピ
ストン33、34及び中間ハブ部分35を有する。ピストン1
9、20及びハブ部分21と同様に、ピストン33、34及び中
間ハブ部分35は、第４図に示すように分離線37の形態の
分割面で二つの半部33a、34a、35a、及び33b、34b、35
b、に分割される。しかしながら、二つの半部35a、35b
は、これらの半部がその間に第１ロータ部分のハブ部分
の半部21a、21bを受入れるためのキャビティを形成する
ように分割されている。

取付けに当たっては、先ず案内部材（案内リング）38
を案内手段16に取付ける。次いで、第１ロータ部分19−
21の二つの半部を案内手段16の周りに案内手段の両側か
らハウジングの下半部11内で取付けると同時に回転シャ
フト17としっかりと回転係合させる。その後、第２ロー
タ部分33−35を第１ロータ部分19−21に取り付けること
ができる。実際には、第２ロータ部分の一方の半部33
a、34a、35aを第１ロータ部分の対応する半部19a、20
a、21a上に取付けることができる。これと対応して、第
２ロータ部分の他方の半部33b、34b、35bを長さ方向に
移動して第１ロータ部分の対応する半部19b、20b、21b
と係合させることができる。

環状案内部材38は、第４図に示すように二つの区分38
a、38bに分割される。案内部材38は半径方向外方に延び
る二つのピン39を有し、これらのピンは二つのリング半
部38a、38bの夫々一方と一体にされる。ピンの反対側の
端部は、第２ロータ部分33−35の二つのピストン部33、
34の夫々に回転軸受を形成する対応するボアに回転自在
に取付けられる。リング38は案内手段16のボール状部分
16dの溝41に回転自在に取付けられ、第4a図に示すよう
に第１ロータ部分のハブ部分のスリーブ21aと21bとの間
のボール状キャビティ28内にボール状部分16dと共に取
付けられる。一点鎖線41aで示すリング溝41の中央主平
面は、案内手段16の中央軸線16aと直角に延びる平面10a
と角度Ｖを構成する。

図示の実施例では、角度Ｖは30°であるように図示し
てあるが、実際には、所望又は必要に応じて大きくして
もよいし小さくしてもよい。例えば角度Ｖを30°である
ように選択すると、ピストンの第２の対を各行程でピス
トンの第１の対に関して60°に亘って移動することがで
きる。これらのピストンを薄く作った場合には、例えば
45°の角度を使用することができ、このようにすると、
各行程でピストンの第２の対のピストンの各々をピスト
ンの第１の対に関して90°の角度移動を行うことができ
る。ピストンはボールセグメントの形状を有してもよい
し、機械ハウジングの球形の内面と一致する球形の外面
が形成された他の形状でもよい。

第２図から明らかなように、ロータ部分19−21及び33
−35がロータ組立体を構成し、このロータ組立体は、ハ
ウジング10に取付けられ且つ案内手段16を有する固定子
組立体に関して回転シャフト17の軸線17aを中心に回転
するようになっている。

第２ロータ部分33−35は、第２ロータ部分33−35のハ
ブ部分35a、35bの中央を通って延びる回動軸線35cを中
心に第１ロータ部分19−21に関して往復運動を行うよう
に積極的に揺動される。回動軸線35cは、キャビティ10b
の中央で回転シャフト17の軸線17aと直角に交差する。
リング38を不動の案内手段16の環状溝41の平面41a内で
積極的に案内した結果、案内リング38は案内手段16に関
して別の回転路で回転され、すなわち、案内リング38は
回転軸線17aに直角に延びる第１ロータ部分19−21の回
転平面に対して斜めに延びる平面41a内で回転される。
案内リング38のピン39はピストン33、34に関して前後に
回動運動を行い、そのため、第１ロータ部分19−21（及
び第２ロータ部分33−35）が回転シャフト17の回転軸線
17aを中心に回転すると同時に第２ロータ部分33−35が
回動軸線35cを中心に前後に積極的に揺動運動を行う。

圧縮機の作用室 第２図、及び第６図乃至第10図に示すように、二組の
作用室42、43及び44、45が形成され、すなわち、ピスト
ン19及び20の各側及びピストン33及び34の各側の夫々に
一対の作用室が形成されている。これらのピストンの作
動態様を更によく理解するため、ピストン19、20がピス
トン33、34に関して比較的に静止していると見做すのが
よい。ピストン33、34だけが揺動運動を行い、ピストン
33、34のピストン19、20に対する運動の結果、前記作用
室を膨張されたり圧縮されたりすることがわかる。しか
しながら、ピストン19、20及びピストン33、34は回転シ
ャフト17の軸線17aを中心に同期回転を行うが、回転シ
ャフト17の軸線17aに直角な半径方向平面内でのピスト
ン19、20に関する回転運動、及び軸線17aに斜めに延び
る半径方向平面内でのピストン33、34に関する回転運動
が伴う。前後に揺動するピストン33、34はそれらの極位
置（extreme positions）で通常の戻り運動を行わずに
空間内で連続的な回転運動を行い、死点を持たない。

第５図から明らかなように、ハウジング10及び案内手
段16が固定子組立体を構成する。第１ロータ部分19−21
は、案内手段16に軸線17aを中心に回転自在に取付けら
れ、第２ロータ部分33−35は第１ロータ部分19−21に軸
線35cを中心に揺動自在に取付けられ且つ案内手段16に
回転自在に取付けられた案内リング38に回転自在に取付
けられている。勿論、第２ロータ部分33−35が第１ロー
タ部分に関して行う積極的な揺動運動は、案内手段16の
ボール状部分16dの傾斜した案内溝41で案内される。

第６図、第７図、及び第８図は、ピストン19、20、及
び33、34をピストン19、20に関するピストン33、34の揺
動運動の三つの異なる状態で図示する。第６図及び第９
図に示す第１の状態では、作用室42、43は第６図に横方
向で図示してあり、第９図に上方から図示してあり、こ
れらの室は最大容積で図示してあるのに対して、作用室
44、45は最小容積で図示してある。第７図及び第10図に
示す第２の中間状態では、より明瞭にするためピストン
は第７図に斜視図で図示してあり、第10図に上方から図
示してあり、作用室42−45の大きさは同じである。第８
図は、作用室44、45が最大容積を有し、作用室42、43が
最小容積を有する第３の状態でピストンを図示する。軸
線17aを中心にロータ組立体を半回転に亘って移動する
と、ピストンには、第１行程で、第６図、第７図、及び
第８図に示す上述の三つの状態が加わり、ロータ組立体
を軸線17aを中心に更に半回転に亘って移動すると、ピ
ストンは対応する三つの状態を逆の順序で作動する。か
くして、ロータ組立体の一回転時に四つの作用室42−45
の各々に二つの連続した行程が加わり、ロータ組立体の
回転毎に四つの作用室の容積と一致する四つの容積ユニ
ットが空にされ、満たされる。作用室42−45を充填した
り空にしたりすることは、二対の吸入ポート46（一方の
みを第９図及び第10図に破線で示す）及び二つの排気ポ
ート47を介して、関連した排気管48及び吸入管49（第１
図参照）を介して行われる。勿論、ハウジングの半部11
及び12の各々の吸入ポート及び排気ポートを使用しても
よいし、作用室の各対について、各々ピストン19、20の
一方の側に配置された共通の吸入ポート及び共通の排気
ポートを使用してもよい。第９図及び第10図には、キャ
ビティ10b内に開口した四角形の内側開口46a、47a及び
管48、49内に開口した円形の外側開口46b、47bが示して
ある。図示の実施例では、全てのポート46及び47は、第
６図及び第８図に示すようにピストンの極位置で開閉さ
れ、第７図に示す中間位置でいわば完全に覆われた状態
になるようになっている。しかしながら、実際には、必
要であれば、これらのポートが全行程で、又は各行程の
特定の部分だけで開放状態に保持されるようにこれらの
ポートを寸法決めし、形成し、位置決めすることができ
る。

第２図は、ピストン33、34表面上のシール手段52を図
示し、これらのシール手段は半径方向内方に差し向けら
れ、第１ロータ部分19−21のハブ部分21に面する。又、
ピストン33、34の表面上のシール手段53は半径方向外方
に差し向けられ、ハウジング10の内面に面する。同様の
シール手段50が第２図でピストン19、20の表面上に図示
してあり、これらのシール手段は半径方向外方に面して
いる。第３図では、シール手段51がハブ部分21の半径方
向表面上に表わされている。ロータ部分間、及び各ロー
タ部分とハウジング10との間で効率的なシールを比較的
簡単な方法で形成できる。

本明細書中には記載しないが、循環する潤滑−冷却媒
体を案内手段16及び回転シャフト17の夫々を介して各ロ
ータ部分に供給することによって、ロータ組立体の効果
的な潤滑及び冷却を行うことができる。

内燃エンジンの形態の動力変換機 内燃エンジンで使用するのに特に適した実施例を以下
に記載する。特に例示しないけれども、内燃エンジン内
のロータについて説明したのと同じ設計を例えばポンプ
や圧縮機等の形態の、種類の異なる機械のロータに使用
してもよい。最も本質的な相違は、異なる用途の全てに
おいて同じロータ組立体を使用できるけれども機械ハウ
ジングが夫々の使用に適合されているということであ
る。内燃エンジン用のロータ組立体では、ロータ部分が
特に耐熱性で断熱性であるようにロータ部分に表面処理
を施したり、ロータ部分を例えばセラミック材料で特別
に作ってもよいが、ロータ部分のこのような表面処理、
又はこのような特別の製作は他の種類の機械では全く必
要とされない。

第11図乃至第24図は、内燃エンジンの形態の、本発明
による機械の第２の実施例を図示する。更に詳細に述べ
ると、これらの図には外部燃焼室を持つ４ストローク複
動内燃エンジンが図示してある。

具体的な実施例は図示してないが、変形態様として、
内部燃焼室を持つ同様のエンジンを使用してもよい。

これは他の種類の内燃エンジンにも当てはまる。たと
え具体的な実施例が図示してなくても、その例を提示す
ることなく、例えば外部燃焼室又は内部燃焼室を有する
２ストローク単動エンジンとしてこの内燃エンジンを使
用することができる。

第13図は、二つの半部111及び112から成るエンジンハ
ウジング110を図示する。このハウジングは中央横断平
面110aに沿って分割される。ハウジングのこれらの半部
の各々は、取付けフランジ113及び114を夫々備えてお
り、これらのフランジは多数の取付けボルト115で連結
されている。

エンジンハウジング110の外部には冷却フィン105が設
けられている。エンジンハウジング110をケーシング106
で包囲し、これによってエンジンハウジング110とケー
シング106との間に二つの別々の水室107を構成し、各水
室内の冷却水を別々に循環する。第12図において、冷却
水の循環を矢印108で表示し、冷却水の入口を矢印108a
で表示し、冷却水の出口を矢印108bで表示する。冷却水
ケーシングの二つの部分106a及び106bは、ねじ108cでエ
ンジンハウジング110のフランジ113及び114に取付けら
れ、ねじ108dでエンジンハウジング110の両端に取付け
られている。エンジンを水平な状態でベースに取付ける
ための取付けブラケットには参照番号109が附してあ
る。

第11図には、ロータ部分124の最小直径の外面とエン
ジンハウジングの半部111及び112の最小直径の内面との
間に夫々構成された領域167及び168（第13図参照）内に
開口した吸引用枝管166が空気入口ノズル161aに連結さ
れている。これは、望ましからぬガス残留物を、ロータ
組立体内部の潤滑システムと接触させることなく、それ
自体周知の方法でエンジンハウジングのキャビティから
空気入口を通して除去できるようにする。

第13図では、固定子を構成する案内手段116を支持す
るエンジンの端にオイルを潤滑するための一つの供給管
169及び二つの戻し管170、171が設けられ、このオイル
は、不動の案内手段116を介して案内溝118へ、及びロー
タ組立体124、125の内に案内手段116を包囲する回転部
品へ分配される。

第13図は、組立てた状態のエンジンの最も重要な部品
を図示する。幾つかの部品は明瞭のため取り外してあ
る。これらの最も重要な部品を第14図乃至第23図に更に
詳細に図示する。以下では、第13図の全体構成と14図乃
至第23図の詳細構成を交互に参照する。

ロータ組立体の案内手段 第13図に示すエンジンハウジング110の左端には細長
い案内手段116が取付けられ、この案内手段は、中央平
面110aを横切ってエンジンハウジング110の球形のキャ
ビティ110bを貫通している。案内手段116（第14図も参
照せよ）は、回転シャフト117、すなわちエンジンの被
駆動シャフトの回転軸線117aと一致する長さ方向軸線11
6aを有する。案内手段116は回転シャフト117の右端のボ
ア117c内で端に向かって案内される。案内手段116の端
部分116cを支持するための、回転シャフト117のボア117
c内の軸受ガイド117c′が第13図の左に図示してある。
案内手段116の前記左端116cは回転シャフト117の下端部
に挿入され、これによって包囲されている。

案内手段116のキー溝116d、このキー溝に対応した、
ハウジング部分112にボルト112dで取付けられた終端カ
バー112aのキー溝（図示せず）、及び対応するキー（図
示せず）によって、案内手段116はハウジング部分112に
永久的に取付けられている。従って、案内手段はエンジ
ンハウジングと共に固定子組立体（第14図参照）を構成
する。ロータ124、125はこの固定子組立体の外で案内さ
れ、このロータは、以下に詳細に説明するようにエンジ
ンハウジングの球形キャビティ110b内で案内手段116の
周りにつくられる。

第14図に示すように、案内手段116には、止めを形成
する環状カラー部分116fを中央部に有する下ステム部分
116eが形成されている。更に、案内手段には環状溝118
を備えたボール形状ハブ部分116g、及び上ステム形状部
分16cが形成されている。溝118は、あり溝形状断面の溝
であり、一点鎖線118aが示す平面内を延びる。この平面
は分離線110aと角度Voを構成する。溝118内には案内リ
ング119の形態の案内部材が配置してある。案内リング1
19は軸線116bを通る平面（第14a図参照）に沿って二つ
の区分に分割され、これによって溝118内に取付けるこ
とができる。図示の実施例では、案内リング119は二つ
の別体の軸受ガイド119bと119cとの間に配置されてい
る。案内リング119は、二つの直径方向反対側に半径方
向外方に開口した回動軸受を形成するボア119aを備え、
これらのボアは、半径方向内方に延びる対応するピン12
0を受け入れるようになっている。これらのピンは、案
内手段を構成する連結手段121から半径方向内方の延び
る（第16図及び第20図参照）。連結手段121は、以下に
説明するように、第２ロータ部分125に含まれる。前記
第１ロータ部分124、第２ロータ部分125、及び前記案内
リング119は全て共通のロータ組立体に組み込まれてい
る。

案内手段に連結されたロータ組立体 第15図は、案内手段116と、連結手段121の関連した案
内部材即ち案内リング119との取付けを図示する。連結
手段121は二つの半部121a、121bから成る。これらの半
部のうちの一方の半部121aだけを第15図に示し、他方の
半部121bを第13図及び第16図に示す。案内手段116の球
形のハブ部分116gは、半部121a、121bの内部の対応する
球形の凹部（図示せず）内に受け入れられ、この際、二
つの別体の端部片123a及び123bは連結手段121の両側か
ら端に向かって挿入され、ねじ122でその二つの半部121
a、121bの夫々に連結される（第13図参照）。これらの
ねじを第15図の右に一点鎖線で示す。第15図では一方の
端部片123aが連結手段121に取付けられ、これに対し他
方の端部片123bは半部121a、121b間で動かせるようにな
っている（明瞭のため半部121bは第15図には示さない
が、端部片123a、123bのそれぞれと関連して半部121aに
組み込まれる）。端部片123a、123bには、点線123d′で
示すように、球をなして湾曲した内面が形成してある。
端部片123a、123bの各々には、終端ピン123a′、123b′
が設けられている。

第13図に示すように、終端ピン123a′、123b′は、ス
ペーサスリーブ126及び中間キーを介して、図示のよう
に、キー溝126′でロータ部分125にしっかりと連結され
ている。

第16図は、案内手段116及び案内リング119の周りに取
付けられた連結手段121を図示し、この連結手段は、そ
の二つの向き合った部分121a、121bにねじ込んだ端部片
123a、123bで案内手段116のハブ部分に対して係止され
ている。第16図に示すように、連結手段121は、その凹
部121c、121dによって、ピン123a′及び123b′を通って
延びる軸線123′を中心とした特定の限定された弧に沿
って前後に揺動運動するように揺動される。案内リング
119と第２ロータ部分125との間で連結手段121が連結手
段を形成するため、連結手段121は、ロータ部分125と同
じ回転軸線117aを中心とした回転を受ける。案内リング
119を平面118aと直角に延びる軸線116b（第13図及び第1
4a図参照）を中心に積極的に回転させると、連結手段12
1は、連結手段121と案内リング119との間のピン連結体
のため、軸線117aを中心とした回転運動の他に軸線12
3′を中心とした追加の揺動運動を行う。この揺動運動
は、連結手段121の終端ピン123a、123bを介してロータ
部分125に伝達される。ロータ部分125は、以下に詳細に
説明するように、部分121、124、125が回転軸線117aを
中心に協働回転運動を行うのと同時にロータ部分124に
対して対応する積極的な揺動運動を行う。

ロータ組立体の第１ロータ部分 第16図は分解図であり、部品116、119及び121が第１
ロータ部分124の二つのハウジング部分124aと124bとの
間にどのようにして包囲されるように受け入れられるか
を図示する。

第17図は、ハウジングを形成する一体のロータ部分12
4に組立てられるハウジング部分124a、124bを図示す
る。ロータ部分124は、回転シャフト117の回転軸線117a
と一致する主軸線124′を有し、ハウジング即ちロータ
部分124はエンジンの回転シャフト117と同じ運動をこの
シャフトと共に行う。

第１ロータ部分、即ちハウジング124は第16図に示す
上端スリーブ部分124dで回転シャフト117の下端を包囲
し、ハウジング124が回転シャフト117に非回転的に連結
されるように取付けキー（第13図参照）を介して回転シ
ャフトにしっかりと連結される。エンジンハウジングの
半部111と回転シャフト117との間のラビリンスシール11
7e、二つのシールリング（半径方向パッキングリング）
117f、117g、回転シャフト117と軸受ハウジング110′と
の間に軸受ガイド117h′を備えた中間軸受リング117h、
及び関連した端カバー110″が図示してある。これに対
応して、シールリング（半径方向パッキングリング）12
4iを保持するための端カバー116iがハウジング124のス
リーブ形状端部124gに配置されている。ハウジング124
の第１溝にはシールリング（半径方向パッキングリン
グ）124iが配置され、第２溝には二つのスラスト軸受12
4kが環状カラー部分16fの両側に一つづつ配置されてい
る（第12図及び第13図参照）。案内手段116を支持する
ための軸受ガイドには参照番号124mが附してある。ハウ
ジングの半部112とハウジング110の終端カバー112aの端
カバー116iとの間にはラビリンスシール116hが図示して
ある。

ロータ組立体の第２ロータ部分 第17図は、連結されて（及び連結手段121とともに）
一体のロータ部分125を形成する二つの端部片125a、125
bを図示し、これらの端部片はハウジング124上に両側か
ら取付けられる。

第16図の上側のハウジング部分124a及び第16図の下側
のハウジング部分124bに示すように、第２ロータ部分12
4にはスリーブ形状ハブ部分124tが形成され、このハブ
部分の外側が第２ロータ部分125のピストン135、136を
案内し、内側が連結手段121を案内する。

第18図は、一体のロータ部分125を形成するように一
点鎖線125cで示すように重なったフィンガ形状部分125
d、125eを介して共通の取付けねじで組立てられた後の
二つの端部片125a、125bを図示する。フィンガ形状部分
125d、125eは、球形の一部をなす部分125a″、125b″の
互いに向き合った側部で軸線方向外方に向かって延び
る。軸線方向に差し向けられたフランジ部分125a′、12
5b′は、フィンガ形状部分125dと125eとの間を延びる。
第19図は、一端から見た端部片125a（端部片125bに対応
する）を図示する。ロータ組立体の端部片125a、125bを
（キャビティ110b内の）エンジンハウジングの球形の内
壁に対してシールするためのシールリング125a、及び
ハウジング124をエンジンハウジングの球形の内壁に関
してシールするための対応するシールリング129（第13
図参照）が図示してある。

端部片125a、125bを第17図及び第18図に示すように組
立てるため、これらの端部片125a、125bの向き合ったフ
ランジ125a′、125b′を連結手段121の対応する凹部124
p、及び124r内に移動する。縁フランジ125a′、125b′
では、第13図に黒い濃い線で示す二つの別体のシールリ
ング129が対応するシール溝内に配置されている。これ
らのシールリング129は、第１ロータ部分124の二つの向
き合ったピストン形成部分の長さ方向に一体で延び、縁
フランジ125a′、125b′に向かう中間領域で環状をなし
ている。第13図には、互いに平行に且つ第２ロータ部分
125の全周に沿って延びる三つのシールリングが125a
で図示してある。シールリング125a及び129は、大部
分がＴ字形断面を持つように設計されており、これは対
応するＴ字形溝内に受け入れられる。Ｔ字形の横棒は溝
の底に配置される。作動では、シールリングは、エンジ
ンハウジングの内壁に遠心力で押付けられるようになっ
ており、ここで摩耗し、これによってこれらの部品間に
大きな摩擦を必要とせずに、有効な摩擦係合が確実にな
されるようにする。端部片125a、125bの内（第13図参
照）では、上述のように連結手段121のピン123a、123b
を端部片125a、125bにしっかりと連結できるように、ス
リーブ形状軸受126がキー126′を収容する。上述のよう
に、ロータ部分121、125がロータ部分124に関して協動
回転運動できるように、一体の剛性連結がキー126′に
よってロータ部分121、125間に提供される。スリーブ形
状回動軸受126の外側には、ハウジング部分124a、124b
と端部片125a、125bとの間に環状保護カバー127が図示
してあり、この保護カバーの軸線方向内方には関連した
軸受ガイド128′を備えた回転軸受128及びシールリング
128″（半径方向パッキングリング）が設けられ、この
シールリングは、カバー127と回転軸受128との間、及び
端部片125a、125bの夫々とハウジング124との間の夫々
に配置されている。第13図は、ハウジング部分124a及び
124bを組立てるための取付け穴130を図示する。

かくして、比較的簡単なシールシステムによって、相
互に移動するロータ部分124、125間（及びロータ部分12
4、125とエンジンハウジングの球形の内面との間の夫
々）に有効なシールをつくることができる。そのため、
以下に詳細に説明するように、案内手段116と関連した
案内部材（案内リング）119及びこれに連結された連結
手段121がエンジンのロータ部分124、125及び関連した
作用室131−134の半径方向内側にシールされる。

第18図はロータ部分124、125を一方の側から図示し、
第19図は回転軸線117aを中心に90°に亘って回転させた
後のロータ部分124、125を図示する。ロータ部分125
は、向き合ったピストン面135a、135b及び136a、136bを
夫々備えた直径方向に向き合った二つのピストン135、1
36を有する。ハウジング124に関して軸線135′（第18図
参照）を中心に協動して移動するピストン135、136には
突出部125d、125eが形成され、これらの突出部は互いに
重なっており、フィンガを形成する（第19図はピストン
135、136の端面図である）。

ロータ組立体のピストン 第19図に示すように、ピストン135、136は、上ピスト
ン137の向き合ったピストン面137a、137b及び下ピスト
ン138の向き合ったピストン面138a、138bの夫々から、
又はこれらに向かってロータ部分124に関して前後に揺
動するように移動することができる。第19図に示すよう
に、作用室131−134がエンジンハウジングの内壁を示す
点線の内側に形成される。第１上作用室131及び第１下
作用室132はピストン137、138とピストン135との間に形
成され、第２下作用室133及び第２上作用室134はピスト
ン137、138とピストン136との間に形成される。

回転シャフト117の回転中、ロータ部分124及びロータ
部分125は軸線117aを中心に協動回転運動を行う。

案内手段116の案内リング119と連結手段121との間の
ピン連結及び連結手段121とロータ部分125との間のピン
連結123a、123bによって、ロータ部分125は、前記回転
の結果、不動の案内手段116に関して及びロータ部分124
に関して積極的な揺動運動を行う。更に詳細に述べる
と、案内リング119は、案内手段116の関連した案内溝11
8内で平面118a（第14図参照）に沿って積極的な回転運
動を行い、連結手段121が軸線117aを中心にロータ部分1
25と共に回転すると同時に、案内リング119が連結手段1
21を介してロータ部分125を軸線123′を中心として揺動
させる。ピストン135、136は、これに対応してピストン
137と138との間で前後に揺動運動を行い、作用室132、1
34の容積を減少させるとき、作用室131、133の容積を増
大させ、又は作用室132、134の容積を増大させるとき、
作用室131、133の容積を減少させることを交互に行う。

軸線117aを中心としたロータ部分124、125の各回転に
ついて、作用室131、133の各々は一度充填され、そして
空にされる。この際、作用室132、134の各々は、これに
対応して一度空にされそして充填され、即ち各作用室に
は、完全に空にするサイクル及び完全に充填するサイク
ルが各回転毎に加えられる。換言すると、この場合、機
械が４ストローク内燃エンジンとして設計されている場
合、四つの作用室131−134はストロークの夫々の対を同
時に且つ対をなして行う、即ち、作用室の第１の対につ
いて、 １）吸気行程、２）圧縮行程、 作用室の第１の対について、 ３）燃焼行程、４）排気行程 を行う。

次に、作用室の各対131、132、及び133、134の各々
は、二つの続く行程を連続サイクルで別々に行う。

外部連結室／燃焼室 第12図は、外部連結室を図示し、更に詳細には、第23
図を参照して以下に詳細に説明する連結室と燃焼室の複
合室150を図示する。好ましい実施例に従ってエンジン
をここに外部燃焼室150に関して説明したとしても、本
発明はこのような外部燃焼室の使用に限定されるもので
はない。更に、詳細には図示してないけれども、実際の
エンジンのキャビティ110b内で、即ちエンジンのキャビ
ティ110b内の夫々の作用室内で作用室がキャビティ110b
内での所定の回転角度範囲内の対応する位置をとるとき
に燃焼を行うこともできる。この場合、室150は外部連
結室として役立つだけであり、この場合、室を実際のエ
ンジンハウジングのダクトとして構成するのがよい。連
結室という語は、作用室の一方の対での二つの行程が作
用室の他方の対での次の行程に続くことができるように
作用室の一方の対を作用室の他方の対とを連結する連結
ダクトを意味する。

更に、本明細書中には実施例が例示してないけれど
も、前記連結室のない４ストローク内燃エンジンを提供
することもできる。

第23図から明らかなように、燃焼室150は、二つの半
部150a′、150a″から成る別体のユニットとしてつくる
ことのできる別体の構造部材150a内に形成され、エンジ
ンハウジングの外側でケーシング106（第23図には図示
せず）の外側に別々に取付けることができる。構造部材
150aは、ケーシングを貫通した連結手段150d及び150e、
及び取付けねじ150d′及び150e′によってエンジンハウ
ジング110に直接取付けられ、燃焼室150からポンプ162
及び163への連結部は開放している。

燃焼が実際のキャビティ110b内で起こる変形例では、
構造部材150aは作用室のうちの二つの室（圧縮室及び燃
焼室の夫々）の間で連結手段を構成する。構造部材150
の二つの半部150a′、150a″（第12図参照）は取付けボ
ルト150bによって連結され、取付けボルト150d′及び15
0e′でエンジンハウジング110に取付けられている。

第23図は半部150a′、150a″の断面図であり、これら
の半部の各々は、燃焼室を最適の高温に保持することに
よって高温で最適燃焼を行うことができるように、（図
示しない方法で）その内側が（所望に応じて外側も）セ
ラミック材料の耐熱断熱層で被覆されている。これと同
時に、熱が燃焼室から周囲及びケーシング内の冷却水に
逃げないようにすることができる。

構造部材150aの外部品150a″、及び部品150a″のほぼ
中央には、点火手段（点火プラグ）150f′用の挿入スリ
ーブ150fが図示してある。本明細書には例示してないけ
れども、白熱チューブ又は同様の点火手段（例えばディ
ーゼルエンジン又は焼玉エンジン）もまた可能である。
燃焼室150の両端には、入口ノズル150g及び150hが形成
され、これらのノズルは、燃料を燃料室150に矢印150
g′及び150h′で示すように両方向で点火手段150f′に
向かって、即ち矢印150′で示すように圧縮空気／圧縮
ガスの流れ方向に対して夫々並流及び向流をなして、供
給するようになっている。

燃焼室150を第23図に例として概略に図示する。燃料
ノズル150g及び150hの位置決め及び点火手段150f′の位
置決めの夫々に種々の変更を加えるのが便利である。こ
れには特別の例を挙げる必要はない。例えば、両方の燃
料ノズル、又は数の異なる燃料ノズルを点火手段150f′
の一方の同じ側に位置決めするのが便利であろう。例え
ば、燃料室の両側から、最適には燃焼室に供給される圧
縮空気の流れ方向に対して並流のみをなすように位置決
めするのが便利である。

第23図に示す実施例では、燃料室は全長さ方向で多か
れ少なかれ一定の断面を持つ室であるように図示されて
いるが、第24図に示すように断面積を燃料室の一方の側
から他方の側へ増大させてもよい。

燃料室をエンジンハウジングに直接形成し、これによ
って燃料室内での圧力媒体の流路をできるだけ短くする
ようにエンジンハウジングに凹部を設けることもでき
る。

図示の実施例では、燃料室内の容積はエンジンの四つ
の作用室の各々の容積の約1/12であり、そのため、圧縮
空気を作用室から燃焼室へ噴射するとき燃焼室内の圧縮
空気の圧縮は1/12である。必要に応じて他の圧縮比を使
用して燃料室内の容積を変化させてもよい。

エンジンハウジングのポート 第21図及び第22図はエンジンの軸線方向で見たエンジ
ンのハウジング110の二つの両側からの端面図である。
即ち第21図は、エンジンハウジングの半部111及び回転
シャフト117が見える側からの端面図であり、第22図は
エンジンハウジングの半部112及び固定子部分116が見え
る側からの端面図である。

第22図は、第11図に示すようにエンジンの外側に設け
た空気入口161aからエンジンのキャビティ110bへの吸気
ポートを構成する第１台形ポート161と、エンジンのキ
ャビティ110bから燃焼室150の入口側への排気ポートを
構成する、ほぼ矩形の第２ポート162とを図示する。

第21図は、燃焼室150からエンジンのキャビティ110b
への吸気ポートを構成するほぼ三角形の第３ポート163
と、エンジンのキャビティ110bから第11図に示すように
エンジンの外側にある排気出口164aへの排気ポートを構
成するほぼ台形の第４ポート164とを有する。

エンジンの作動態様 第24図は、固定子組立体（案内手段116及びエンジン
ハウジング110）に対するロータ組立体の第１ロータ部
分の位置及び第２ロータ部分の位置に対応する五つの異
なる回転位置をA1−A3、B1−B3、C1−C3、D1−D3、E1−
E3（位置Ａは０°、位置Ｂは60°、位置Ｃは90°、位置
Ｄは135°、位置Ｅは180°）で概略に図示する。回転方
向はA1−E1では時計廻り方向であり、A3−E3では反時計
廻り方向である。更に明瞭にするため、固定子組立体は
図示してなく、燃焼室150及びポート161−164だけを点
線で示す。A1からE3までの全ての図において、固定子組
立体（案内手段116及びエンジンハウジング110）は、A
1、B1、C1、D1、E1及びA3、B3、C3、D3、E3の夫々でポ
ート161−164が夫々示すように、また、A2、B2、C2、D
2、E2で燃焼室150が示すように一つの同じ位置にある。
ロータ部分を互いに区別するため、第１ロータ部分124
の球形の端面には斜線が付けてある。

A1、B1、C1、D1、E1は、駆動シャフト117が図示して
ある端部から軸線方向で見たときのロータ組立体124及
び125を図示し、これに対し、A3、B3、C3、D3、E3は反
対側の端部、即ち固定子116が図示してある端部からの
軸線方向で図示されている。A2、B2、C2、D2、E2は横方
向で見たときのロータ組立体124及び125を図示する。

A1−A3は、ピストン135、136が一方の極位置にあるロ
ータ組立体の０°位置でロータ部分125のピストン135、
136を示し、これに対し、C1−C3は、ピストンが中間位
置にあるロータ組立体の90°位置でピストン135、136を
示し、E1−E3は、ピストン５、136が他方の極位置にあ
るロータ組立体の180°位置（A1−A3の位置に対応し、
唯一の相違点はピストン135と136がその位置を交換して
いる位置）でピストン135、136を示す。

ロータ組立体が更に60°に亘って（240°位置まで）
連続回転する際、ロータ組立体が更に30°に亘って（27
0°位置まで）連続回転する際、ロータ組立体が更に90
°に亘って（360°位置まで）連続回転する際、ピスト
ンはB1−B3、C1−C3、及びA1−A3に示す位置に対応する
位置をとる。即ち、ロータ組立体124、125の各回転（36
0°）毎にピストン135、136の各々はA1−A3及びE1−E3
に示す二つの極位置間で前後に揺動運動（90°＋90°揺
動運動）を行う。

A2−E2からわかるように、A2でピストン135の左側に
あるピストン135の後ろ側に配置された作用室は、ロー
タ組立体の最初の半回転（180°回転、即ち90°揺動運
動）の後、その最小容積から最大容積に拡張され、次い
でE2のピストン135の左側にロータ組立体の下方に面す
る側に位置決めされる。しかしながら、ロータ組立体の
次の半回転（180°回転、即ち90°揺動運動）では、前
記作用室は、対応してピストンの左側に図示してあるよ
うに回転されるが、次いでロータ組立体の上方に面する
側にある。

各作用室はこれに対応して夫々相補的運動を行う。作
用室の第１の対、即ちピストン135の一方の側に各々配
置された二つの作用室、及び作用室の第２の対、即ちピ
ストン136の一方の側に各々配置された二つの作用室は
対をなして相補的な運動を行う。ピストン135の一方の
側にある作用室及びこれに対応するピストン136の一方
の側にある作用室は、作用サイクルの二つの工程に含ま
れ、これに対しピストン135、136の他方の側にある作用
室は作用サイクルの最後の二つの工程に含まれる。この
場合、作用室の一方の対はポート161、162と協働し、作
用室の他方の対はポートの他方の対163、164と協働す
る。

０°位置（及び180°及び360°位置）では、全てのポ
ート161−164は第１ロータ部分124の球形の周面（A1及
びA4に示す端面）で閉鎖されている。

A3−E3に示すように、空気入口用のポート161は、極
位置A3とE3との間の領域（B3、C3、D3参照）では第１作
用室に関して完全に又は部分的に開かれており、極位置
A3及びE3だけで閉鎖される。A3−E3からわかるように、
D3−E3に示す位置間の領域で燃焼室への排気ポートを形
成するポート162は、第１ロータ部分124の凹部162a（16
2b）によって開かれるだけである。

A1−E1に示すように、排気出口用のポート164はA1に
示す位置とE1に示す位置との間の領域（B1−D1参照）で
対応して開かれており、A1及びE1に示す極位置だけでう
閉鎖されている。しかしながら、ポート163は、A1に示
す位置とD1に示す位置との間の領域で開いており、A1、
D1、及びに示す位置で閉鎖される。

ピストン135、136はその揺動運動により、ピストン13
7、138の回転運動により掃かれる球形部分間のキャビテ
ィ110bの中間環状セクターを掃く。

ポート162は、第１ロータ部分のピストン形成端部の
二つの対応する凹部162a、162b（第16a図も参照せよ）
と協働する。更に詳細には、これらの凹部は一部がピス
トン面自体を延び、そして一部が球形の端面を延びる。
従ってポート162は第１ロータ部分の球形の端面の凹部1
62a、162bの周縁によって直接案内される。即ちポート1
62は、凹部162a、162bに示す実際のピストン137で形成
された弁体で案内される。しかしながら、他のポート16
1、163、及び164は第１ロータ部分の夫々の球形の端面
の周縁によって案内される。

Ａ及びA3から明らかなように、ピストン137、138は横
方向でよりも長さ方向で大きい。これはポート161−164
の必要な案内を行うのに使用される。A1−A3及びE1−E3
では、、即ち０°位置、180°位置、及び360°位置で
は、全てのポートはピストン137、138で覆われている。
B1−B3では、ポート161、163、164の大部分は、対応し
て夫々の三つの作用室に向かって開いており、これに対
しC1−C3では全ポート161、163、164が夫々の三つの作
用室に向かって開いている。しかしながら、D1−D3で
は、ポート161、164は部分的に閉じられており、ポート
163（及びポート162）は夫々ピストン137及び138で完全
に閉じられている。D1−D3の位置とE1−E3（回転角度45
°）の位置との間では、ポート162は、上述のように開
かれている。

更に詳細には、吸気ポート161及び排気ポート164は多
かれ少なかれロータ組立体の180°の回転に亘って開い
ている（０°位置、180°位置、及び360°位置で小さな
角度だけ閉じられている）。これらのポート161、164は
０°位置、180°位置、及び360°位置だけで完全に閉じ
られている。これは、ポート161、164について最適の開
放時期を得ることができるということを意味し、更に、
ポート161、164の最適に大型の開口が使用されるという
ことを意味している。

しかしながら、エンジンキャビティ110Bから燃焼室15
0へのポート162はポート161に関して減少された断面積
を有し、ポート161と比べて実質的に小さな回転角度（1
80度の回転角度の45°）に亘って完全に又は部分的に開
放された状態に保持される。

しかしながら、ポート163は僅かに大きな回転角度（1
80度の回転角度の135°）に亘って開放状態に保持さ
れ、ポート162よりも大きな断面積を有する。ポート163
はポート162が閉じた後にのみ開放し、ポート162が開い
た後にのみ閉じる。

以上からわかるように、各作用室131−134は次々に、
そして各々別々に種々のポート161、162、及び163、164
に夫々連結され、即ち所定の点で四つの作用室は各々、
エンジンの４つの行程の一つの対の夫々、即ち １）吸気行程及び２）圧縮行程と ３）燃焼行程及び４）排気行程 に対応する異なる位置をとる。

燃焼室150をエンジンの球形の内側キャビティの外側
（即ち前記四つの作用室の半径方向外側）に配置するこ
とによって、各360°回転サイクル中、夫々の作用室が
連結室と連続的に一度連通できるようにする。

第１圧縮室が第１行程即ち吸気行程１（180°位置か
ら360°位置までの行程１の180°回転、即ちこの場合、
０°位置からの出発点から）を通過した０°位置の出発
点から、前記第１圧縮室は圧縮行程（行程２）を受け13
5°位置へ更に135°回転させたとき、前記第１圧縮室は
180°位置への残りの45°の回転角度に亘って連結室150
と連通する。

180°位置では、連結室150は、次いで、続く135°の
回転角度に亘って、325°位置に向かって膨張行程（行
程３）にある第１作用室と連通し、第１作用室と連結室
150との間の連結は閉じられる。最後に、次の180°の回
転角度行程４、即ち排気行程）に亘って排気が排出され
る。

第１圧縮室及び第１膨張室が行程１−４を行うとき、
第２圧縮室及び第２膨張室は上述の状態に関して180°
の角度遅延で対応する行程を行う。

以上から、連結室150は180°の回転に亘って第１圧縮
室と緊密に連通し、次いで別々の回転角度（45°及び13
5°の夫々）第１膨張室と別々に連通する。次いで、こ
れ対応して連結室は、続く180°の回転角度に亘って先
ず（45°）第２圧縮室と連通し、これに続いて（135
°）第２膨張室と連通する。

以上記述した角度及び角度位置は、本明細書中に例と
して記載したものであって、実際には他の角度及び角度
位置もまた適当であるということは理解されよう。その
調節は、ロータ部分124に関するポートの形態及び位置
を変えることによって行うことができる。

燃料を供給すると同時に圧縮空気を連結室150に約1/1
2の圧縮比で供給し、その混合物に点火することによっ
て前記連結室は燃焼室として作用する。圧縮室から燃焼
室を閉じる（例えば180°位置で）とすぐに燃焼室から
膨張室への連結がつくられ、駆動力が膨張室に315°位
置に向かう135°の回転角度に亘って伝えられる。駆動
力の伝達は、膨張室が次いで排気出口に連結され、駆動
力の大部分が膨張室で使用されるように360°位置に向
かう残りの45°に亘って終わる。

フロントページの続き (58)調査した分野(Int.Cl.⁶，ＤＢ名) F01C 1/30 F01C 3/06 F01C 3/00

Claims (14)

(57)【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】ピストンの第１の対（19、20;137、138）
   を備えた第１ロータ部分（124）と、 機械ハウジング（10、110）の球形キャビティ（10b、11
   0b）内で対をなして前記ピストンの第１の対に関して前
   後に積極的に揺動するようになったピストンの第２の対
   （33、34;135、136）を備えた第２ロータ部分（125）
   と、 を有するロータ組立体を有し、 前記第１ロータ部分（19−21;124）は駆動回転シャフト
   又は被駆動回転シャフト（17、117）に連結され、 前記第２ロータ部分（33−35;125）は、前記回転シャフ
   ト（17、117）の回転軸線（17a、117a）を中心に協働運
   動を行うように前記第１ロータ部分（19−21;124）に非
   回転的に連結され、 前記第１ロータ部分は前記回転軸線に直角な平面内の第
   １回転路内で回転自在であり、 前記第２ロータ部分は前記第１ロータ部分とともに回転
   自在であり且つこの第１ロータ部分に関して揺動自在で
   あり、 前記第２ロータ部分は、不動の案内手段（16、116）に
   よって前記第１回転路に関して角度Ｖ傾斜した第２回転
   路内で回転自在の案内部材（38、119）によって案内さ
   れる、 動力変換機において、 前記第１及び第２のロータ部分（19−21、33−35;124、
   125）は、機械ハウジング（10、110）の球形の内面に対
   応する共通の球形の母面の内方に形成され、 前記第２ロータ部分（33−35;125）を前記前後の揺動運
   動をなすように案内するための前記不動の案内手段（1
   6、116）は、ロータ組立体の中央に一端が機械ハウジン
   グ（10、110）にしっかりと固定された細長い固定子と
   して配置されている、ことを特徴とする動力変換機。
2. 【請求項２】前記不動の案内手段（16、116）は、前記
   回転シャフト（17、117）と同軸に配置され、前記回転
   シャフト（17、117）の内端に連結された軸受から前記
   機械ハウジング（10、110）の反対端の不動の取付け部
   まで機械ハウジングを貫通している、 ことを特徴とする請求項１に記載の動力変換機。
3. 【請求項３】前記不動の案内手段（16、116）は、二つ
   のステム状端部分（16b、16c;116c、116e）がほぼボー
   ル形状の中間部分（16d、116g）の両側に形成されたシ
   ャフト部材から成り、 前記中間部分（16d、116g）には案内部材（案内リング3
   8、119）を受入れるための環状案内溝（41、118）が設
   けられ、 この案内部材は前記案内溝内に回転自在に取付けられ、
   ピン（38、39;120a、120b）及び関連した穴又は同様の
   連結手段で第２ロータ部分（33−35;125）に連結されて
   いる、 ことを特徴とする請求項１又は２に記載の動力変換機。
4. 【請求項４】前記不動の案内手段（16、116）は前記第
   １ロータ部分（19−21;124）の中央を貫通し、 前記第１ロータ部分はその両端で前記不動の案内手段
   （16、116）に関して回転自在に取付けられている、 ことを特徴とする請求項１、２、及び３のうちのいずれ
   か一項に記載の動力変換機。
5. 【請求項５】前記第１ロータ部分（124）は、ロータ部
   分の環状半径方向外部分（125a″、135、125b″、136）
   を通って前記第２ロータ部分（125）を端方向に貫通
   し、 前記第１ロータ部分（124）及び前記第２ロータ部分（1
   25）は、共同で潤滑剤包含キャビティを構成し、 このキャビティは作用室（131−134）に対してシールさ
   れ、前記不動の案内手段（116）及び関連した案内部材
   （119）及びこの案内部材（119）を第２ロータ部分（12
   5）に連結する連結手段（121）を包囲する、 ことを特徴とする請求項１乃至４のうちのいずれか一項
   に記載の動力変換機。
6. 【請求項６】前記第１ロータ部分（124）は、前記機械
   ハウジングのキャビティ（110b）の中間ボールセクター
   を形成する領域の内方に前記第２ロータ部分（125）の
   環状の周部分の二つの一部球形部分（125a″、125b″）
   間に構成され、 前記第２ロータ部分（125）の二つの向き合ったピスト
   ン形成部分（135、136）が、前記第１ロータ部分（12
   4）の軸線方向端部（137、138）間の領域で前記第２ロ
   ータ部分の一部球形部分（125a″、125b″）間に外周連
   結手段を形成する、 ことを特徴とする請求項１乃至５のうちのいずれか一項
   に記載の動力変換機。
7. 【請求項７】前記第１ロータ部分（124）は、回転軸線
   （117a）に関して軸線方向にスリーブ形成中間部分とき
   りかく端部を有する二つの互いに向き合ったボールセグ
   メント形状端部（137、138）とを有し、 前記端部部分は、前記第２ロータ部分（125）の一部球
   形リング部分（125a″、125b″）とこれらの前記一部球
   形リング部分に環状をなして連結された外側のピストン
   形成連結手段（135、136）との間に、前記作用室（131
   −134）を共同して構成する、 ことを特徴とする請求項６に記載の動力変換機。
8. 【請求項８】前記第２ロータ部分（125）は、前記不動
   の案内手段（116）に回転自在に取付けられた案内手段
   （119）に中央の半径方向内側連結手段（121）でヒンジ
   連結され、 この連結手段（121）は、第１ロータ部分（124）と前記
   不動の案内手段（116）と関連した案内部材（119）との
   間のキャビティ内で前記第１ロータ部分（124）の中間
   部分を通って横方向に延びる、 ことを特徴とする請求項１乃至７のうちのいずれか一項
   に記載の動力変換機。
9. 【請求項９】前記機械ハウジング（110）は、その両端
   の各々に回転角度に関して間隔を隔てられた一対のポー
   ト（161、164;162、163）を備え、 これらのポートは、前記第１ロータ部分（124）の端部
   分（137、138）の夫々一方の球形の外面の周縁の移動路
   の内方に配置され、種々の回転位置で又は前記ロータ組
   立体の回転領域で前記端部（137、138）によって開閉さ
   れるようになっており、 前記第１ロータ部分（124）の端部分（137、138）上に
   構成された、ロータ組立体の回転軸線（117a）に関して
   対称な前記球形の外面は幅に比べてかなり大きな長さを
   有する、 ことを特徴とする請求項１乃至８のうちのいずれか一項
   に記載の動力変換機。
10. 【請求項１０】前記変換機がポンプ、圧縮機、２ストロ
    ーク内燃エンジン又は同様の２ストロークエンジンであ
    る、請求項９に記載の動力変換機において、 前記エンジンハウジング（10）のキャビティ（110b）が
    ロータ組立体（124、125）によって四つの別々の作用室
    （131−134）を構成し、これらの作用室は、各々別々に
    且つ次々に対をなして四つのポート（161、163;162、16
    4）の夫々の対と連通してロータ組立体の回転毎に二回
    エンジンの二つの行程を受け、 これらのポートのうち第１ポート（161）及び第３ポー
    ト（163）は第１作用室の吸気ポート及び第３作用室の
    吸気ポートを夫々構成し、 第２ポート（162）及び第４ポート（164）は第３作用室
    の排気ポート及び第４作用室の排気ポートを構成する、 ことを特徴とする動力変換機。
11. 【請求項１１】機械が４ストローク内燃エンジンの形態
    である、請求項９に記載の動力変換機において、 前記エンジンハウジング（110）のキャビティ（110b）
    がロータ組立体（124、125）によって四つの別々の作用
    室（131−134）を構成し、 これらの作用室は、各々別々に対をなして、二対のポー
    ト（161、164;162、163）の夫々のポートと連通したエ
    ンジンの四つの行程のうちの二つの行程を受け、 これらのポートのうちの第１ポート（161）は、これと
    同時に第１作用室の吸気ポートを構成し、 第２ポート（162）は第２作用室からこの作用室の半径
    方向外側に配置された連結室（150）への圧縮空気の排
    出ポートを構成し、 第３ポート（163）は連結室（150）から膨張室を構成す
    る第３作用室への吸気ポートを構成し、 第４ポート（164）は第４作用室から排気出口への排気
    ポートを構成する、 ことを特徴とする動力変換機。
12. 【請求項１２】好ましくはエンジンの冷却ケーシング
    （106）の外側に配置された連通室（150）が、関連した
    燃料ノズル（150d、150e）及び点火手段（150f′）を備
    えた外部燃焼室を形成し、 燃焼室（150）は、好ましくは、圧縮器ハウジング（11
    0）及び冷却ケーシング（106）から間隔を隔てられた中
    空本体（150a）で形成されている、 ことを特徴とする請求項11に記載の動力変換機。
13. 【請求項１３】前記燃焼室（150）には耐熱セラミック
    材料でできた内側層が設けられ、好ましくは断熱セラミ
    ック材料でできた別の層が設けられている、 ことを特徴とする請求項12に記載の動力変換機。
14. 【請求項１４】独自で回転するピストンの第１の対（13
    7、138）が設けられ、回転シャフト（117）にしっかり
    と連結された、ケーシングを形成する二部品中空本体
    （124a、124b）の形態の前記第１ロータ部分（124）
    が、回転及び前後の揺動を行うピストンの第２の対（13
    5、136）及び回転自在の案内リング（119）を介してこ
    れらの環状部材を前記不動の案内手段（116）に連結す
    る中間横方向連結手段（121）が設けられた二つの環状
    部材（125a、125b）の形態の前記第２ロータ部分（12
    5）によって部分的に包囲され、 前記二つのロータ部分（124、125）は、共同して、横方
    向連結手段（121）及びこの手段の内方に配置された前
    記不動の案内手段（116）及び関連した案内リング（11
    9）から機械ハウジングの作用室（131−134）を液密
    に、好ましくは気密に構成する、ことを特徴とする請求
    項１乃至４のうちのいずれか一項に記載の動力変換機。