JP6169784B2

JP6169784B2 - 進化した交替ピストン型回転式エンジン

Info

Publication number: JP6169784B2
Application number: JP2016512888A
Authority: JP
Inventors: パラシオス，アルベルトファウストブランコ; パラシオス，ジョーズフェルナルドブランコ
Original assignee: パラシオス，アルベルトファウストブランコ; ブランコパラシオス，ホセフェルナンド
Priority date: 2012-05-07
Filing date: 2013-05-07
Publication date: 2017-07-26
Anticipated expiration: 2033-05-07
Also published as: JP2016517925A; WO2013169817A1; US20160053677A1; US10316743B2

Description

本発明は、交替ピストン型回転式エンジン（alternating piston rotary engine）の改良に関する。

本発明者らの先の米国特許第５４００７５４号において、本発明者らは、第１及び第２のギヤトレーンのそれぞれが、（Ａ）ハブのそれぞれ１つをプロペラ軸に第１の回転方向で回転自在に結合し、ハブの１つをプロペラ軸から第２の反対の相対回転方向で分離するための第１のラチェットと、（Ｂ）第１のラチェットの回転結合と比べて回転速度を減少させるためのギヤ減速を有し、減少した回転速度でプロペラ軸をハブの１つに第１の回転方向で回転自在に結合し、プロペラ軸をハブの１つから第２の回転方向で分離するための第２のラチェットとを有する、パドル及びラチェットアセンブリを有する回転式内燃機関について記述した。

米国特許第５４００７５４号の一部継続出願である、本発明者らの先の米国特許第５７２７５１８号において、本発明者らは、ピストンとして動作するパドルが側面ディスクに搭載される、このエンジンの修正を記述している。

本発明者らの先の２つの米国特許の内容は、参照により本明細書に組み込まれる。

米国特許第５４００７５４号米国特許第５７２７５１８号

本発明は、本発明者らの先の米国特許第５７２７５１８号に記述した一般タイプの回転式内燃機関で発生するエネルギーを利用するより効率的な方法を提供する。この効率は、パドルが周りを回転する軸線から該パドルを比較的長い距離離して位置付け、それにより比較的低い燃料消費でさえ高いトルクを可能にする能力に由来する。この改良された効率は、より低い回転速度で動作するときでさえ、同一容量の従来のエンジンで可能であるよりも遥かに高いトルクの生成を可能にする。

主要な相違点は、以下を含む。
第１．トルクを完全に同軸にするための、平行軸トレーンに代わる遊星ギヤトレーンの使用。本発明では、各ピストンキャリヤ側面ディスクのために軸（シャフト）の各軸方向端に遊星ギヤトレーンが備えられる。
第２．幾何形状を規定するための、注記１及び２のような基本基礎式と、エンジンの適切な動作を確保するための、燃焼チャンバセットを形成する要素の配置。後続の基礎式により与えられるようなピストンの角厚さの正確な計算：

ここで、（ｐ°）は、ピストン面同士の間の必要とされる角距離、又は凹面ピストンが使用される場合の平均角距離であり、１８０°は基本母線角(basic generating angle)であり、Ｃ_Ｒは所望の圧縮比であり、Ｇ_Ｒは遊星ギヤトレーンのギヤ減速比である。
第３．「ショートストローク効果(short-stroke effect)」を得るために、熱効率を改良し、トルクを増加させ、燃料消費を減少させるための、注記１及び２の式による１つより多い完全なセットへの燃焼チャンバセットの分割。この場合、式は、以下のように、基本母線角（１８０°）を分割しなければならない燃焼チャンバセットの所望の数としての（ｎ）を含む（４つの完全なセットを示す図４を参照）。

第４．他の設計とは異なるようなエンジン設計自体は、ピストン面の寸法に直接関連する遥かに長い長さのトルクレバーアーム（図４）の最適化をクランク軸の限定なしに直ちに可能にして、圧縮表面領域をさらに減少させ、よって熱効率をさらに改良し、実質的にトルクを増加させ燃料消費を減少させる。
第５．本明細書及び図１、図２及び図３に規定するような、一方向回転伝達装置を使用する固有の力伝達システムを有するエンジンの基本動作システム。
第６．主軸（その大きなトルク用の主駆動軸として使用することができる。）と同軸の第１及び／又は第２の遊星ギヤトレーンの増大したトルクを出力するための、それらのギヤトレーンの、遊星キャリヤからの軸方向外部突起、図２、図３及び図５を参照。
第７．冷媒入口及び出口手段を有する取り囲む内燃サイクルチャンバ及び側面ディスクの両方の軸方向端にある冷却チャンバと、側面ディスク及び／又はピストンを通して冷媒を圧送するための、側面ディスク上の冷媒プロペラとから成る、エンジンの冷却システム。場合によっては、冷却システムは、内部結合された内燃冷却チャンバ、又は取り囲むサイクルチャンバの外周上の冷却フィンも含み得る。
第８．エンジン始動手順のために、及び／又はオットーもしくはディーゼルサイクル動作のために正確な直噴及び／又は点火手段を作動させるように、燃焼チャンバの外側にピストンの内部配置を示すための、ハブのそれぞれの上及び／又はそれらの結合突起上の手段。

したがって、本発明は、
少なくとも１つの燃焼チャンバを規定するエンジンブロック手段であって、燃焼チャンバの中心線が円の周上に位置付けられる、エンジンブロック手段と、
前記円を通って軸方向に延びる回転可能な駆動軸と、
ピストン、ハブ及び側面ディスクの第１及び第２のアセンブリの少なくとも１つのセットとを備え、
各セットが、内燃サイクルチャンバ内で実質的に密閉状態にあり、駆動軸上で自由に回転可能であり、
ピストン、ハブ及び側面ディスクのアセンブリのセットのそれぞれが、第１及び第２のピストンを有し、第１及び第２のピストンが、それらの間のハブで側面ディスクに互いに正反対に固定され、ピストン、ハブ及び側面ディスクの第１のアセンブリの第１及び第２のピストン、ハブ及び側面ディスクが、ピストン、ハブ及び側面ディスクの第２のアセンブリの第１及び第２のピストン、ハブ及び側面ディスクに対して回転もできるように、ハブが互いに協働し、
ピストン、ハブ及び側面ディスクの第１及び第２のアセンブリの側面ディスクが、それぞれハブから径方向に延び、
前記ディスクが２つの一方向クラッチ又はラチェットのセットの周囲に結合され、一方が、軸と結合及び分離し、したがって速い移動／直達トルクをもたらすように成っており、他方が、遊星ギヤトレーンの遊星キャリヤと結合／分離し、したがって遊星ギヤトレーンを通して前記トルクの増大をもたらすように成っており、回転式内燃機関が、
空気及び／又は空気／燃料混合物を動作サイクルのタイプに応じてチャンバ内に吸入するための入口手段と、
燃料をチャンバ内に吸入するためのスパークプラグ、グロープラグ又は燃料噴射器であって、それにより、空気／燃料爆発のための少なくとも１つの点火点を燃焼チャンバ内に規定するための、スパークプラグ、グロープラグ又は燃料噴射器と、
使用済みガスをチャンバから排出するための出口手段とを備える、回転式内燃機関を提供する。

好ましくは、燃焼チャンバは、環状であり、又はピストン、ハブ及び側面ディスクのアセンブリの多数のセットが存在する場合には環形の一部を形成し、前記部分の範囲がピストンの位置により決定されるが、円環又は部分円環等の他の形状が可能である。
ピストン、ハブ及びディスクのアセンブリの多数のセットが存在する場合、各燃焼チャンバのために１つのピストン、ハブ及び側面ディスクの第１及び第２のアセンブリを備えるような１つのセットがあり、例えば、１つのピストン、ハブ及び側面ディスクの第１及び第２のアセンブリの４つのセットがある場合、４つの燃焼チャンバがあり、各チャンバが環形又は円環の一部を形成する。

ピストンが搭載されるディスクは、ディスクの外側部に対して持ち上げられた中央部をそれら自体が有し、前記持上りは、ピストンの付近まで外側に延びるハブから外側に延びる。

存在する燃焼チャンバの数は、１個から２０個と、エンジンの用途に依存し、例えば４個から８個が典型的である。

ピストンは、典型的にディスクに直接搭載され、ディスク表面に対して垂直に搭載され、ディスクが周りを回転する駆動軸に対して径方向に向けられる。しかし、ピストンが正しく位置合わせされる限り、ディスクの表面から延びる突起又はディスクの表面に搭載されたブラケットにピストンを搭載することも可能である。

典型的に、前記ピストンのそれぞれは、遊星ギヤトレーンに結合され、遊星ギヤトレーンでは、パワーがラチェットの２つのセットの一方から駆動軸に伝達される。典型的に、ピストンは、ピストンを支持する側面ディスクに固定され、側面ディスクのそれぞれは、背中合わせに置かれた２つの一方向クラッチ又はラチェットと直接関連付けられ、それらの一方は、他方が結合し、したがってアセンブリを駆動するたびに、必然的にスリップ又は分離する。この配置は、本発明者らの先の特許第５４００７５４号及び第５７２７５１８号に対する実質的な相違点及び改良である。さらなる相違点は、各側面ディスクも遊星ギヤトレーンに直接関連しており、後方への力（進行中の爆発により生じる）がその必要とされる回転に対して作用する代わりに、ピストンセットの終端ピストン(trailing piston)が、点火点に前進して次の爆発を起動させるように、終端ピストンのトルクを同軸的に増大させることである。

本発明者らの先行発明による回転式エンジンの基本動作を概略形式で描写している。本発明によるエンジンの内部伝達力を二次元で描写している。本発明によるエンジンの内部伝達力を三次元で描写している。４つの燃焼チャンバを有する、本発明によるエンジンを描写している。本発明による完成したエンジンを描写している。（注記１）は、本発明によるエンジンの基本関係式を描写している。（注記２）は、本発明によるエンジンの基本関係式を描写している。

図２及び図３のような回転式内燃機関（rotary internal combustion engine）は、基本的に、正反対の第１及び第２のピストンを有し、第１及び第２のピストンは、対応する第１及び第２の側面ディスク並びにハブ上にあり、互いに面するが交互配置にあり、それらの全ては、それらの間で、取り囲む内燃サイクルチャンバ内で実質的に密閉状態にあり、駆動軸上で自由に回転可能であり、第１及び第２の遊星ギヤトレーンは、駆動軸のそれぞれの軸方向端部による回転のためにある。
ハブのそれぞれは、（Ａ）ハブの１つを駆動軸に第１の回転方向及び速度で回転自在に結合し、速度差によりハブの１つを駆動軸から第２の明らかに反対の相対回転方向で分離するための第１の一方向回転伝達装置と、（Ｂ）ハブの１つを第１の遊星ギヤトレーンの遊星キャリヤに第２の回転方向で回転自在に結合し、ハブの１つを第１の遊星ギヤトレーンの遊星キャリヤから第１の回転方向で回転自在に分離するための第２の一方向回転伝達装置とを有し、それにより、交替動作で、駆動軸並びに第１の側面ディスク及びハブの第１及び第２のピストンの全ては、第１の回転方向及び速度で回転し、第２の遊星ギヤトレーンの遊星キャリヤ並びに第２の側面ディスク及びハブの第１及び第２のピストンの全ては、第２の回転方向及び速度で回転する。
内燃サイクルチャンバの軸方向反対端のそれぞれは、限定されないが、側面ディスクにより形成され、ピストンの軸方向端は、限定されないが、ピストンが軸方向に突出するように側面ディスクの周囲で側面ディスクに形成される。

点火及び／又は噴射手段並びに入口及び出口手段は、取り囲む内燃サイクルチャンバ内にあり、それらそれぞれは、正確に規定され位置付けられ、互いに関連付けられる。

エンジンの冷却システムは、図２を参照するに、冷媒入口及び出口手段を有する取り囲む内燃サイクルチャンバ及び側面ディスクの外周上で両方の軸方向端にある冷却チャンバと、側面ディスク及び／又はピストンを通して冷媒を圧送するための、側面ディスク上の冷媒プロペラとから成る。
ハブのそれぞれは、エンジン始動手順のために、及び／又はオットーもしくはディーゼルサイクル動作のために正確な直噴及び／又は点火手段を作動させるように、燃焼チャンバの外側にピストンの内部配置を示すための手段を有する。
第１及び／又は第２の遊星ギヤトレーンの、主軸と同軸の増大したトルク（他の用途の中でもハイブリッド車両及び他における発電機の原動機等であるギヤボックスのコストを減少させるために、始動ギヤシフトとして使用することができる。）を出力するための、それらの遊星ギヤトレーンの、遊星キャリヤからの軸方向外部突起。注記１及び２のような基本基礎式は、エンジンの適切な動作を確実にするように燃焼チャンバセットを形成する要素の幾何形状及び配置を規定する。ピストンの角厚さの正確な計算は、後続の基本式により与えられる。

ここで、（ｐ°）は、ピストン面同士の間の必要とされる角距離、又は凹面ピストンが使用される場合の平均角距離であり、１８０°は基本母線角(basic generating angle)であり、ＣＲは所望の圧縮比であり、Ｇ_Ｒは遊星ギヤトレーンのギヤ減速比である。熱効率を最適化するように最小の圧縮表面領域を得るための「ショートストローク効果」のための、注記１及び２のような１つより多い完全なセットへの燃焼チャンバセットの分割。この場合、式は、以下のように、基本母線角（１８０°）を分割しなければならない燃焼チャンバセットの所望の数としての（ｎ）を含む。

往復ピストンエンジン及びワンケルエンジンとは異なるエンジン設計自体は、ピストン面の寸法に直接関連する遥かに長い長さのトルクレバーアーム（図４）の最適化をクランク軸の限定なしに直ちに可能にして、圧縮表面領域をさらに減少させ、よって熱効率をさらに改良し、実質的にトルクを増加させ燃料消費を減少させる。本明細書並びに図２及び図３に規定するような、一方向回転伝達装置を使用する固有の力伝達システムを有し、以下のように働くエンジンの基本動作システム：
第１．ピストン（２つの相互作用する側面ディスク上に組み立てられる）は、駆動軸に直接結合されず、したがって、ピストンを支持する２つの側面ディスクは、駆動軸上で自由に回転する。
第２．各側面ディスクハブは、背中合わせに置かれた２つの一方向回転伝達装置（ＵＲＴＤ）の周囲部に直接結合される。
第３．各ＵＲＴＤは、中央部及び周囲部を有し、中央部及び周囲部は、特別に設計された接触要素の手段により、それらの間の相対回転速度に応じて互いに係合／離脱する。
第４．第１のＵＲＴＤ（軸の前進用）の中央部は、始端ピストン(leading piston)の側面ディスクを軸に結合／分離する。
第５．第２のＵＲＴＤ（終端ピストンの逆転防止(backstopping)用）の中央部は、終端ピストンの側面ディスクを遊星ギヤトレーンの遊星キャリヤに（遥かに大きなトルクで）結合／分離して、その後方回転を防止するのみならず、主に、点火点を過ぎて前進するようにそれを押し進める。
第６．各遊星ギヤトレーン（各側面ディスク毎に１つ）は、４つの要素：１つの太陽ギヤ（集合体(ensemble)の中央部にある）と、１つの内周部ギヤ（リングギヤと呼ばれ、集合体を取り囲む）と、太陽ギヤとリングギヤの間で太陽ギヤの周りを回転する２つ又はそれ以上の遊星ギヤと、遊星ギヤを所定位置に保ち、太陽ギヤと比べて減少した速度であるが増大したトルクで遊星ギヤとともに回転する、１つのキャリヤすなわち遊星ギヤのキャリヤとを有する。
第７．太陽ギヤは、各軸方向端に１つずつ駆動軸に固定され、よって、太陽ギヤは、遊星ギヤとともに回転する。したがって、それらは、常に速い相対回転状態にある。
第８．周囲ギヤ又はリングギヤは、内部ギヤであり、エンジンの筐体に固定され、したがって、それらは回転しない。
第９．各キャリヤは、一方の側で各側面ディスクハブの第２のＵＲＴＤの中央部に直接結合して第５のように働き、キャリヤの他方の側は、同軸出力軸に直接結合して、その第２の遥かに強力な出力を利用可能にして、その同時のより高いトルクを利用する。

図２の力伝達ダイヤグラムに関して特筆すべき特有の特徴は、以下を含む：
１．ピストンは、側面ディスクピストンキャリヤに搭載され、軸に直接結合されない。
２．ピストンキャリヤは、軸上で自由に回転する。
３．各ピストンキャリヤは、背中合わせに置かれた２つの一方向クラッチ（ＯＷＣ）のセットの周囲に直接結合され、その一方（内側ＯＷＣ）は、他方（外側ＯＷＣ）の内側に位置付けられる。
４．内側ＯＷＣは、軸と結合及び分離し、したがって速い移動／直達トルクをもたらす。
５．外側ＯＷＣは、関連する遊星ギヤトレーンの遊星キャリヤと結合／分離し、したがってより遅い移動／増大したトルクをもたらす。
６．両方の「太陽」ギヤは、軸に固定され、したがって、それらは常に、速い移動／直達トルクをもたらす。
７．リングギヤは筐体に固定される。

典型的に、エンジンが自動車又はトラックでの使用を意図される場合、ピストンは、例えば駆動軸から約２０ｃｍで、約１８〜２４ｃｍの側面ディスクピストンキャリヤに搭載される。発電等の他の使用が意図されるとき、距離はより大きくなり得る。ピストンの大きさ及び形状も、エンジンの用途に依存する。燃焼チャンバが環状であり、又は環形の一部を形成する場合、ピストンは矩形面を有する。燃焼チャンバが円環であり、又は円環の一部を形成する場合、ピストン面は円形である。

本発明の別の好ましい特徴は、流体を冷却するための空間をディスクの各対の間に提供することと、冷媒又は水等の冷却流体の循環を許すための孔をディスク内に提供することとを含む。ディスクは、冷媒を冷却空間内に導き、外部冷却システムに対して再利用できるようにその空間の外にも導くためのプロペラとして、径方向に形作られたフィンにも取り付けられ得る。

本発明の回転式内燃機関では、遊星ギヤトレーンにおいて、「太陽」ギヤが軸に固定され、前記遊星ギヤトレーンに由来する出力が、前記駆動軸と同軸のコネクタにより伝達される。

本発明の回転式内燃機関は、例えば、各燃焼チャンバ内に設けられた４つの点火点、空気及び燃料フィード、入口及び排出口である、多数の「動作セット」が含まれ得るものである。

動作中、爆発が起きるとき、
１．始端ピストン側では、爆発圧力は、始端ピストンを終端ピストンから離れるように押し、軸をその内側ＯＷＣを通して駆動する。外側ＯＷＣは、速度差によりスリップする。
２．終端ピストン側では、爆発圧力は、終端ピストンを後方に押すが、高トルク遊星キャリヤに結合された外側ＯＷＣは、それを着火位置まで前方に押し進め、したがって、各爆発が４つのクラッチの全てを、それらを係合状態又は離脱状態にさせることによって設定する。

この構成によって、従来のオットーサイクル４ストローク（吸入、圧縮、膨張、排出）を、それらの対応する象限で各爆発のときに一度に全て生じさせることが可能である。

基本エンジンの内燃４ストロークサイクルが内燃サイクルチャンバの内側で生じ、それにより、対応する第１及び第２の側面ディスク上にある第１及び第２の正反対のピストンの相互作用する４つのピストンは、４つの様々な大きさのセクタ又は象限を決定する。吸入は第１象限で生じ、圧縮は第２象限、爆発及び膨張は第３象限、排出は第４象限で生じ、したがって、各爆発のときに４ストロークの全ては、それらそれぞれの象限でそれらそれぞれが連続した方法で同時に自動的に生じる。エンジンの固有の力伝達システムは、各爆発のみにより完全に作動される。爆発は、ピストンが通り越し、よって点火点を露わにし、それを厳密な圧縮空気／燃料混合物に晒すときに第３象限の始まりで生じる。爆発圧力が両方のピストンに同じように作用し、始端ピストンを前方に、終端ピストンを後方に押圧すると、ついで、
・始端ピストンの側面ディスクでは、
空気／燃料混合物の爆発により及ぼされる圧力は、始端ピストンの背面の上に作用し、それを終端ピストンの前面から回転自在に分離するように押し進め、第１のＵＲＴＤの係合により始端ピストンを駆動軸に結合させ、よってその回転力をそれに伝達させる。対応する第２のＵＲＴＤは、回転速度差によりスリップする。
・終端ピストンの側面ディスクでは、
空気／燃料混合物の爆発により及ぼされる圧力は、終端ピストンの前面に対して後方にも作用し、その後方回転を防止するためのみではなく、点火点を過ぎて前進するようにそれを押し進めて、次の爆発を開始させ、よって後続サイクルを始めるために、その第２の逆転防止用ＵＲＴＤを押し進めて係合させる（よって、その遥かに高いトルクでその対応するキャリヤに結合する）。対応する第１のＵＲＴＤは、回転速度差によりスリップする。

要約すると、
いずれかのピストンの背面が点火点を通り過ぎるたびに、新たなサイクルが引き起こされる。各爆発は、始端ピストンを前方に終端ピストンを後方に押圧し、よって、４つのＵＲＴＤの現在の作用を自動的に反転させ、このことは、それらが配置される方法によって、それらは、エンジンの動作システムの人工頭脳となり、その力伝達装置を作動させ、したがって、その回転力を軸に伝達するためのみではなく、新たなサイクルを自動的に開始するためにも同期した方法で結合／分離する。
なお、本発明には、以下の態様が含まれることを付記する。

［１］
回転式内燃機関であって、
少なくとも１つの燃焼チャンバを規定するエンジンブロック手段であり、前記燃焼チャンバの中心線が円の周上に位置付けられる、エンジンブロック手段と、
前記円を通って軸方向に延びる回転可能な駆動軸と、
ピストン、ハブ及び側面ディスクの第１及び第２のアセンブリの少なくとも１つのセットとを備え、
各セットが、内燃サイクルチャンバ内で実質的に密閉状態にあり、前記駆動軸上で自由に回転可能であり、
ピストン、ハブ及び側面ディスクのアセンブリの前記セットのそれぞれが、第１及び第２のピストンを有し、前記第１及び第２のピストンが互いに正反対に側面ディスク上に固定され、動作中に前記ピストンの１つが始端ピストンであり、１つが終端ピストンであるように、ピストン、ハブ及び側面ディスクの前記第１のアセンブリの前記第１及び第２のピストン、ハブ及び側面ディスクが、ピストン、ハブ及び側面ディスクの前記第２のアセンブリの前記第１及び第２のピストン、ハブ及び側面ディスクに対して回転可能なように、前記ハブが互いに協働し、
ピストン、ハブ及び側面ディスクの前記第１及び第２のアセンブリの前記側面ディスクが、それぞれ前記ハブの軸方向反対端部から径方向に延び、
前記ディスクが、背中合わせに置かれた一方向回転伝達装置（ＵＲＴＤ）のセットの周囲に結合され、一方が、前記軸と結合及び分離し、したがって速い移動／直達トルクをもたらすように成っており、他方が、遊星ギヤトレーンの遊星キャリヤと結合／分離し、したがって増大したトルクをもたらして前記終端ピストンの前進を強いるように成っており、前記回転式内燃機関が、
空気及び／又は空気／燃料混合物を動作サイクルのタイプに応じて前記チャンバ内に吸入するための入口手段と、
燃料を前記チャンバ内に吸入するためのスパークプラグ、グロープラグ又は燃料噴射器であり、それにより、空気／燃料爆発のための少なくとも１つの点火点を前記燃焼チャンバ内に規定する、スパークプラグ、グロープラグ又は燃料噴射器と、
使用済みガスを前記チャンバから排出するための出口手段と
を備える、回転式内燃機関。
［２］
前記燃焼チャンバが、環状又はトロイダル（toroidal）である、［１］に記載の回転式内燃機関。
［３］
ＵＲＴＤの前記セットが背中合わせに配置され、前記クラッチの一方が他方の内側に位置付けられ、内側の前記ＵＲＴＤが、前記軸と結合／分離し、したがって速い移動／直達トルクをもたらすように成っており、外側の前記ＵＲＴＤが、関連する遊星ギヤトレーンの遊星キャリヤと結合／分離し、したがってより遅い移動／増大したトルクをもたらすように成っている、［１］又は［２］に記載の回転式内燃機関。
［４］
冷却流体用の空間が、ディスクの各対の軸方向側面及び／又はディスクの各対の間に設けられる、［１］、［２］又は［３］に記載の回転式内燃機関。
［５］
前記ディスクには、冷却流体の循環を許す孔が設けられる、［４］に記載の回転式内燃機関。
［６］
前記冷却流体が液体である、［５］に記載の回転式内燃機関。
［７］
遊星ギヤトレーンが各ピストン支持ディスクのために設けられる、［１］から［６］のいずれか一項に記載の回転式内燃機関。
［８］
各遊星ギヤトレーンが、それらそれぞれの外側ＵＲＴＤの隣にあるそれぞれの、前記軸の各軸方向端で前記軸にキー留めされる１つの太陽ギヤ（集合体の中央部にある）と、前記エンジンの筐体に固定されキー留めされる１つの内周部ギヤ（リングギヤと呼ばれ、前記集合体を取り囲む）と、前記太陽ギヤと前記リングギヤの間で前記太陽ギヤの周りを回転する２つ又はそれ以上の遊星ギヤと、前記遊星ギヤを所定位置に保ち、前記太陽ギヤと比べて減少した速度であるが前記外側ＵＲＴＤに結合される増大したトルクで前記遊星ギヤとともに回転して、前記終端ピストンの逆転を防止し前記点火点を過ぎて前記終端ピストンを前進させる、１つのキャリヤすなわち遊星ギヤのキャリヤとを備え結合する、［７］に記載の回転式内燃機関。
［９］
前記遊星ギヤトレーン、前記「太陽」ギヤが前記軸に固定され、したがって、前記軸とともに常に速く移動するが、トルクを増大させるように前記遊星ギヤを駆動し、よって逆転防止用の高いトルク力を発生させる、［８］に記載の回転式内燃機関。
［１０］
前記燃焼チャンバが、１つより多い完全なより小さなチャンバのセットに分割されて、ショートストローク効果のために、熱効率を改良しトルクを増大させる、［１］から［９］のいずれかに記載の回転式内燃機関。
［１１］
前記遊星ギヤトレーンに由来する出力が、前記駆動軸と同軸の軸により伝達される、［１］から［１０］のいずれかに記載の回転式内燃機関。
［１２］
冷却システムを有し、前記冷却システムが、
２つの冷却チャンバであり、それらの開放端が互いに面する状態で、前記エンジンブロック手段の各軸方向端に１つずつ固定され、前記エンジンブロック手段と協働して、それらの両方の閉鎖端が適当な場合に冷媒の漏れを防止するように実質的に密閉された状態で、統合された３部品冷却チャンバに適合するように合わさる、２つの冷却チャンバと、
冷媒の再循環を可能にするための、ラジエータとの間の冷媒入口及び出口手段と、
冷媒シール手段と、
冷媒流体と、
随意的に、冷却チャンバ同士の間の冷媒の流れを可能にするための、側面ディスク上の開口と、
随意的に、中空ピストンの内側の冷媒の流れを可能にするための、側面ディスク内の入口と、
随意的に、前記冷却システムの全体を通して冷媒を圧送し、利用可能である場合には中空ピストンの内側にさえ冷媒を圧送するための、側面ディスク上の冷媒プロペラフィンと
を備える、［１］から［１１］のいずれかに記載の回転式内燃機関。
［１３］
回転式内燃機関動作システムを動作させる方法であって、前記方法が、前記回転式内燃機関内のチャンバ内で一連の爆発が生じさせられるオットーサイクル動作に基づいており、前記方法が、
内燃サイクルチャンバの内側において、
オットーサイクル動作のために、少なくとも、
第１及び第２の全く対称なピストンの第１及び第２の対称セットであり、各セットが、交替配置で互いに面し、それらの回転平面と垂直な駆動軸の周りをトロイダルな内燃サイクルチャンバの内側で自由に回転し、それらの間でハサミ様の相対運動をさらに回転自在に実施する、第１及び第２の対称セットを生じさせ、
従前の爆発時に適当な空気／燃料混合装置その他から従前に回転自在に吸い込まれた、適当に位置付けられる吸入手段から来る厳密に圧縮された空気／燃料体積部と接触するときに、適当に位置付けられる点火手段及び／又は燃料噴射器により着火される空気／燃料混合物の前記爆発の拡張によって、
最後に、適当に位置付けられる排出手段によって、使用済みガスの爆発に前記内燃サイクルの４つのフェーズを完了させることを可能にし、
内燃サイクルチャンバの外側において、
前記第１及び第２の一方向回転伝達装置ＵＲＴＤのセットであり、それらの一方が、他方が駆動する間に角速度差により必然的にスリップするように配置された第１及び第２のＵＲＴＤのセットに結合するように、軸方向外向きに延びる中央ハブを有する第１及び第２の対称セットが位置付けられ、
爆発時に、始端ピストンが、第１のＵＲＴＤに結合して、前記爆発により直接発生した前記トルクで前記軸を駆動し、
前記爆発の力により前記駆動軸が反転されるときに、それは、それぞれの遊星ギヤトレーンの２つの太陽ギヤも反転させ、各太陽ギヤが、前記第２のＵＲＴＤの隣の前記駆動軸にキー留めされ、遊星キャリヤにより一緒に保持された遊星ギヤが、前記リングギヤにより逆転防止された前記太陽ギヤに乗り上げ、したがって、遊星ギヤがより小さいため、前記太陽ギヤよりも遅い速度であるが大きく増大したより高いトルクで一定に回転し、
それにより、両方の遊星キャリヤであり、それらそれぞれの遊星ギヤトレーン上に前記駆動軸の各軸方向端にある両方の遊星キャリヤが、常に連続的に前進し、前記爆発の力を増大させ、両方の遊星ギヤが前記第２のＵＲＴＤの内部経路に直接結合されるときに、それが前記爆発自体の力よりも大きな力を有するので、前記爆発により後ろに押されたピストンの任意のセットの逆転を防止し、前方に移動させるように常に準備され、
２つのＵＲＴＤの両方のセットであり、それぞれが遊星ギヤトレーン又は他のタイプのギヤ減速手段と協働するＵＲＴＤのセットが、爆発時に始端／終端ピストンの連続的な交替配置を自動的に同期させる「人工頭脳」として働くように、前記エンジンの連続的なハサミ様の回転動作を発生させ、「４ストローク」内燃サイクル動作に似るように、前記点火点で爆発が起きるたびにピストン同士の間の回転角をそれぞれ開き／閉じる、方法。
［１４］
同軸回転式内燃機関を動作させるための方法であって、トルクが遊星ギヤトレーンを通して伝達され、所望の正確な圧縮比を得るために、
ここで、（ｐ°）が、ピストン面同士の間の正確な角距離、又は凹面ピストンが使用される場合の平均角距離であり、１８０°が基本母線角であり、Ｃ _Ｒが、必要とされる圧縮比であり、Ｇ _Ｒが、使用される前記遊星ギヤトレーンのギヤ減速比である、方法。
［１５］
前記回転式内燃機関が、前記基本母線角（１８０°）を以下のように分割するために燃焼チャンバセットの複数の（ｎ）を有し、
ここで、（ｐ _ｎ °）が、１つより多い燃焼チャンバセットが使用される場合のピストン面同士の間の正確な角距離、又は凹面ピストンが使用される場合の平均角距離である、［１４］に記載の方法。

Claims

回転式内燃機関であって、
少なくとも１つの燃焼チャンバを規定するエンジンブロック手段であり、前記燃焼チャンバの中心線が円の周上に位置付けられる、エンジンブロック手段と、
前記円を通って軸方向に延びる回転可能な駆動軸と、
ピストン、ハブ及び側面ディスクの第１及び第２のアセンブリの少なくとも１つのセットとを備え、
各セットが、内燃サイクルチャンバ内で実質的に密閉状態にあり、前記回転可能な駆動軸上で自由に回転可能であり、
ピストン、ハブ及び側面ディスクのアセンブリの前記セットのそれぞれが、第１及び第２のピストンを有し、前記第１及び第２のピストンが互いに正反対に側面ディスク上に固定され、動作中に前記ピストンの１つが始端ピストンであり、１つが終端ピストンであるように、ピストン、ハブ及び側面ディスクの前記第１のアセンブリの前記第１及び第２のピストン、ハブ及び側面ディスクが、ピストン、ハブ及び側面ディスクの前記第２のアセンブリの前記第１及び第２のピストン、ハブ及び側面ディスクに対して回転可能なように、前記ハブが互いに協働し、
ピストン、ハブ及び側面ディスクの前記第１及び第２のアセンブリの前記側面ディスクが、それぞれ前記ハブの軸方向反対端部から径方向に延び、
前記側面ディスクが、背中合わせに置かれた一方向回転伝達装置（ＵＲＴＤ）のセットの周囲に結合され、一方が、前記回転可能な駆動軸と結合及び分離し、したがって速い移動／直達トルクをもたらすように成っており、他方が、遊星ギヤトレーンの遊星キャリヤと結合／分離し、したがって増大したトルクをもたらして前記終端ピストンの前進を強いるように成っており、前記回転式内燃機関が、
空気及び／又は空気／燃料混合物を動作サイクルのタイプに応じて前記燃焼チャンバ内に吸入するための入口手段と、
燃料を前記燃焼チャンバ内に吸入するためのスパークプラグ、グロープラグ又は燃料噴射器であり、それにより、空気／燃料爆発のための少なくとも１つの点火点を前記燃焼チャンバ内に規定する、スパークプラグ、グロープラグ又は燃料噴射器と、
使用済みガスを前記燃焼チャンバから排出するための出口手段と
を備える、回転式内燃機関。
前記燃焼チャンバが、環状又はトロイダル（toroidal）である、請求項１に記載の回転式内燃機関。
ＵＲＴＤの前記セットが背中合わせに配置され、前記ＵＲＴＤの一方が他方の内側に位置付けられ、内側の前記ＵＲＴＤが、前記回転可能な駆動軸と結合／分離し、したがって速い移動／直達トルクをもたらすように成っており、外側の前記ＵＲＴＤが、関連する遊星ギヤトレーンの遊星キャリヤと結合／分離し、したがってより遅い移動／増大したトルクをもたらすように成っている、請求項１又は２に記載の回転式内燃機関。
冷却流体用の空間が、ディスクの各対の軸方向側面及び／又はディスクの各対の間に設けられる、請求項１、２又は３に記載の回転式内燃機関。
前記ディスクには、冷却流体の循環を許す孔が設けられる、請求項４に記載の回転式内燃機関。
前記冷却流体が液体である、請求項５に記載の回転式内燃機関。
遊星ギヤトレーンが各ピストン支持ディスクのために設けられる、請求項１から６のいずれか一項に記載の回転式内燃機関。
各遊星ギヤトレーンが、それらそれぞれの外側ＵＲＴＤの隣にあるそれぞれの、前記回転可能な駆動軸の各軸方向端で前記回転可能な駆動軸にキー留めされる１つの太陽ギヤ（集合体の中央部にある）と、前記回転式内燃機関の筐体に固定されキー留めされる１つの内周部ギヤ（リングギヤと呼ばれ、前記集合体を取り囲む）と、前記太陽ギヤと前記リングギヤの間で前記太陽ギヤの周りを回転する２つ又はそれ以上の遊星ギヤと、前記遊星ギヤを所定位置に保ち、前記太陽ギヤと比べて減少した速度であるが前記外側ＵＲＴＤに結合される増大したトルクで前記遊星ギヤとともに回転して、前記終端ピストンの逆転を防止し前記点火点を過ぎて前記終端ピストンを前進させる、１つのキャリヤすなわち遊星ギヤのキャリヤとを備え結合する、請求項７に記載の回転式内燃機関。
前記遊星ギヤトレーン、前記太陽ギヤが前記回転可能な駆動軸に固定され、したがって、前記回転可能な駆動軸とともに常に速く移動するが、トルクを増大させるように前記遊星ギヤを駆動し、よって逆転防止用の高いトルク力を発生させる、請求項８に記載の回転式内燃機関。
前記燃焼チャンバが、１つより多い完全なより小さなチャンバのセットに分割されて、ショートストローク効果のために、熱効率を改良しトルクを増大させる、請求項１から９のいずれかに記載の回転式内燃機関。
前記遊星ギヤトレーンに由来する出力が、前記回転可能な駆動軸と同軸の軸により伝達される、請求項１から１０のいずれかに記載の回転式内燃機関。
冷却システムを有し、前記冷却システムが、
２つの冷却チャンバであり、それらの開放端が互いに面する状態で、前記エンジンブロック手段の各軸方向端に１つずつ固定され、前記エンジンブロック手段と協働して、それらの両方の閉鎖端が適当な場合に冷媒の漏れを防止するように実質的に密閉された状態で、統合された３部品冷却チャンバに適合するように合わさる、２つの冷却チャンバと、
冷媒の再循環を可能にするための、ラジエータとの間の冷媒入口及び出口手段と、
冷媒シール手段と、
冷媒流体と、
随意的に、冷却チャンバ同士の間の冷媒の流れを可能にするための、側面ディスク上の開口と、
随意的に、中空ピストンの内側の冷媒の流れを可能にするための、側面ディスク内の入口と、
随意的に、前記冷却システムの全体を通して冷媒を圧送し、利用可能である場合には中空ピストンの内側にさえ冷媒を圧送するための、側面ディスク上の冷媒プロペラフィンと
を備える、請求項１から１１のいずれかに記載の回転式内燃機関。
回転式内燃機関動作システムを動作させる方法であって、前記方法が、前記回転式内燃機関内のチャンバ内で一連の爆発が生じさせられるオットーサイクル動作に基づいており、前記方法が、
内燃サイクルチャンバの内側において、
オットーサイクル動作のために、少なくとも、
第１及び第２の全く対称なピストンの第１及び第２の対称セットであり、各セットが、交替配置で互いに面し、それらの回転平面と垂直な駆動軸の周りをトロイダルな内燃サイクルチャンバの内側で自由に回転し、それらの間でハサミ様の相対運動をさらに回転自在に実施する、第１及び第２の対称セットを生じさせ、
従前の爆発時に適当な空気／燃料混合装置その他から従前に回転自在に吸い込まれた、適当に位置付けられる吸入手段から来る厳密に圧縮された空気／燃料体積部と接触するときに、適当に位置付けられる点火手段及び／又は燃料噴射器により着火される空気／燃料混合物の前記爆発の拡張によって、
最後に、適当に位置付けられる排出手段によって、使用済みガスの爆発に前記内燃サイクルの４つのフェーズを完了させることを可能にし、
内燃サイクルチャンバの外側において、
前記第１及び第２の一方向回転伝達装置ＵＲＴＤのセットであり、それらの一方が、他方が駆動する間に角速度差により必然的にスリップするように配置された第１及び第２のＵＲＴＤのセットに結合するように、軸方向外向きに延びる中央ハブを有する第１及び第２の対称セットが位置付けられ、
爆発時に、始端ピストンが、第１のＵＲＴＤに結合して、前記爆発により直接発生した回転力で前記駆動軸を駆動し、
前記爆発の力により前記駆動軸が反転されるときに、それは、それぞれの遊星ギヤトレーンの２つの太陽ギヤも反転させ、各太陽ギヤが、前記第２のＵＲＴＤの隣の前記駆動軸にキー留めされ、遊星キャリヤにより一緒に保持された遊星ギヤが、リングギヤ（これは前記機関の筐体に固定された内周部ギヤである）により逆転防止された前記太陽ギヤに乗り上げ、したがって、遊星ギヤがより小さいため、前記太陽ギヤよりも遅い速度であるが大きく増大したより高いトルクで一定に回転し、
それにより、両方の遊星キャリヤであり、それらそれぞれの遊星ギヤトレーン上に前記駆動軸の各軸方向端にある両方の遊星キャリヤが、常に連続的に前進し、前記爆発の力を増大させ、両方の遊星ギヤが前記第２のＵＲＴＤの内部経路に直接結合されるときに、それが前記爆発自体の力よりも大きな力を有するので、前記爆発により後ろに押されたピストンの任意のセットの逆転を防止し、前方に移動させるように常に準備され、
２つのＵＲＴＤの両方のセットであり、それぞれが遊星ギヤトレーン又は他のタイプのギヤ減速手段と協働するＵＲＴＤのセットが、爆発時に始端／終端ピストンの連続的な交替配置を自動的に同期させ、前記回転式内燃機関の連続的な回転ハサミ様動作を発生させ、「４ストローク」内燃サイクル動作に似るように、前記点火手段の位置で爆発が起きるたびにピストン同士の間の回転角をそれぞれ開き／閉じる、方法。
請求項１に記載の回転式内燃機関を動作させるための方法であって、トルクが遊星ギヤトレーンを通して伝達され、所望の正確な圧縮比を得るために、
ここで、（ｐ°）が、ピストン面同士の間の正確な角距離、又は凹面ピストンが使用される場合の平均角距離であり、１８０°が基本母線角であり、Ｃ_Ｒが、必要とされる圧縮比であり、Ｇ_Ｒが、使用される前記遊星ギヤトレーンのギヤ減速比である、方法。
前記回転式内燃機関が、前記基本母線角（１８０°）を以下のように分割するために燃焼チャンバセットの複数の（ｎ）を有し、
ここで、（ｐ_ｎ°）が、１つより多い燃焼チャンバセットが使用される場合のピストン面同士の間の正確な角距離、又は凹面ピストンが使用される場合の平均角距離である、請求項１４に記載の方法。