JPH04503699A - 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

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるため要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 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 本発明は、ピストンの第１の対を備えた第１０−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２０− 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１０−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２０−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１０−タ部分に非回転的に連結され、第１０−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２０−タ部分 は、第１０−タ部分とともに回転自在であり且つこの第１０−タ部分に関して揺 動自在であり、第２０−タ度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　（３００００ ｒ、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１０Ｏｒ、ｐ、ｓ　（６０００ｒ、ｐ、ｍ）の速度が適当である。

他の場合には５００　ｒ、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１００ 　ｒ、ｐ、Ｉｌ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ボート案内を簡単 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８２８．９ｇ５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、種々のボ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輪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２０−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ボ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ボートの第１対と協動し、この際、作用室の第２の対は ボートの第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インターナシヨナル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２０−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２０−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口た案内 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２０−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 置に関わらずボ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は部まで機械ハウジングを 貫通するようにしである。

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 ２０−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１０−タ部分の中央を貫通し、第１０−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１０−タ部分と不動の案内手段との間の軸受面、及び第１０−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１０−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 ０−タ部分を端方向に貫通し、第１０−タ部分及び第２０−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２０−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８２８．９８５号と同様に）、一般に 弁作動式ボ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 ボートに対するピストンの回転運動だけでボートの開閉を作動できるからである 。ボートの開閉時点は、球形ハウジングのボ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。二つの吸気ボート及び排気ボート、即ち作用室の第１の対に共通な一つの 吸気ボート及び一つの排気ボート、及び作用室の第２の対に共通の別の吸気ボー ト及び別の排気ボート、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７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１０−タ部分、第２０−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−対のボートを備え、これらのボートは、第１０− 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、前記ボー 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１０−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、ボートを第１０−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ボ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ボートに連結される ）、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ボ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 連結されたボートに連結される）。

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、四つのボートのうちの二つのボートの夫々と 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、これらのボー トのうちの第１ボートは、これと同時に第１作用室の吸気ボートを構成し、第２ ボートは第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 空気の排出ボートを構成し、第３ボートは連結室から膨張室を構成する第３作用 室への吸気ボートを構成し、第４ボートは第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 にエンジンの燃焼工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、ボ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は外壁に任 意でセラミ・ツク材料を設けることによって）領域の内方に構成するとかできる 。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ボ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。ボートの開閉時期は 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ボ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 種々のボ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１０−タ部分の斜視 図であり、第４図は、第２０−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２０ −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２０−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、特に吸気ボート及び排気ボートを図示する、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である、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２０−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２０−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２０−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１０−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１０−タ部分の断面図 であり、 第１７図は、第２０−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１０−タ部分の図であり、 第１８図は、第１７図に示す第２０−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２０−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２ ３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 程でのボートの開閉を図示する、第１０−タ部分及び第２０−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１０−夕部分１９−２１及 び第２０−タ部分３Ｂ−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１０−夕部分１９−２１に対して第２０−タ部分３Ｂ−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１゜ａに沿って分割され る。半部１１．１２の各々には取付はフランジ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はボルト１５ａ及び取付はナツト１５ｂで互いに連 結されている。取付はボルト（図示せず）用の取付は穴１０１を備えた二つの機 械基礎１００ａ。

１００ｂが図示しである。

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３ ３−３５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１０−タ部分１９− ２１及び第２０−夕部分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１７ｇと一致する長さ方向 軸線１６ａ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１６ｄ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１０−夕部分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１０−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１．６　ｃは、回転シャフト１７の内側端部１．７　ｂ 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図かられかるように、ピストン１９．２０及びハブ部分２１は、案内手段１ ６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　ｓ　２０　ａ　ｓ 　２１　ａ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２１ｇ及び２１ｂの形状を有する。スリーブ２１ａ、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２１ｃ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１０−タ部分１９−２１には、第４図に詳細に示す別体の第２０−夕部分３３ −３５が取付けられる。第２図及び第４ａ図かられかるように、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１９．２０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３３　ａ　−３４ａ　ｓ　３ ５　ａ　ｚ及び３３ｂ、３４ｂ。

３５ｂ１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１０−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１０−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ｌ］内で取付けると同時に回転シャフト１ ７としっかりと回転係合させる。その後、第２０−夕部分３３−３５を第１０− 夕部分１９−２１に取り付けることができる。実際には、第２０−タ部分の一方 の半部３３　ａ％　３４　ａｓ　３５　ａを第１０−タ部分の対応する半部１９ 　ａ　ｓ　２０　ａ、２１ａ上に取付けることができる。これと対応して、第２ ０−タ部分の他方の半部３３ｂ、３４ｂ、３５ｂを長さ方向に移動して第１０− 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３８ａ、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ビン３９を有し、これらのビン 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２０−夕部分３Ｂ−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１０−夕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】６の中実軸線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であるが、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３　Ｂ−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 するようになりでいる。

第２ｒ７−タ部分３３−３５は、第２０−夕部分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１０−夕部分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。回動輪線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３ ８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１０−夕部分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のビン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１０−夕部分１９−２１　（及び第２０−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２０−夕部分３ ３−３５が回動輪線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４ ４．４５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（ｅｘｔｒｅ＋ｅｅ　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１０−夕部分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２０−夕部分３３−３５は第１０−夕部分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２０−夕部分３ ３−３５が第１０−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、！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 であるのに対し、作用室４４．４５は最小容積で図示しである。

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１ ７ｇ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、二対の吸入ボート４６（ 一方のみを第９図及び第１０図に破線で示す）及び二つの排気ボート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の各々の吸入ボート及び排気ボートを使用して 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 れた共通の吸入ボート及び共通の排気ボートを使用してもよい。第９図及び第１ ０−図には、キャビティ１０ｂ内に開口した四角形の内側開口４６　ａ　％　４ ７　ａ及び管４８．４９内に開口した円形の外側開口４６ｂ、４７ｂが示しであ る。図示の実施例では、全てのボート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 れらのボートが全行程で、又は各行程の特定の部分だけで開放状態に保持される ようにこれらのボートを寸法状めし、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１０−夕部分１９−２１のハブ部分２ １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である。

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、取付はフランジ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はボルト１］、５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氷室１０７を構成し、各 氷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１ ０８ａ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 めの取付はブラケットには参照番号１０９が附しである。

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１６ ８（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である。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１ １０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１１６ａ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１ １６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図の左に図示しである。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１１ ２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１１ ２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一部分１ １６ｆを中央部に有する下スーテム部分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１１６Ｃ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１１０ ａ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 配置しである。案内リング１１９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 １１９０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ビン１２０を受け入れるようになっている 。

これらのビンは、案内手段を構成する連結手段１２１から半径方向内方に延びる （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２０−タ部分１２５に含まれる。

前記第１０−タ部分１２４、第２０−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、１２ １ｂ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１２１ａ、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１ ２１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である。端部片１２３ａ、１２３ｂの各々には、終 端ビン１２３ａ″、１２３ｂ’が設けられている。

第１３図に示すように、終端ビン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１ ２５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、１２ １ｂ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１２１ ｃ、１２１ｄによって、ビン１２３ａ’及び１２３ｂ’　を通って延びる軸線１ ２３′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２０−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１ １７ａ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１４ａ図参照）を中心に積極的に回転させる と、連結手段１２１は、連結手段１２１と案内リング１１９との間のビン連結体 のため、軸線１１７ａを中心とした回転運動の他に軸線１２３′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、１ ２３ｂ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１０−タ部分 第１６図は分解図であり、部品１１６．１１９及び１２１が第１０−タ部分１２ ４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１２４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１０−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１２ ４ｄ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１ １７に非回転的に連結されるように取付はキー（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１１７ｅ、二つのシールリング（半径方向バ ッキングリング）１１７ｆ、１１７ｇ、回転シャフト１１７と軸受ハウジング１ １０°　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°゛が図示しである。これに対応して、シールリン グ（半径方向バッキングリング）１２４１を保持するための端カバー１１６１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（半径方向バッキングリング）１２ ４ｉが配置され、第２溝には二つのスラスト軸受１２４ｋが環状カラ一部分１６ ｆ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１ １６を支持するための軸受ガイドには参照番号１２４ｍが附しである。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１１６１と の間にはラビリンスシール１１６ｈが図示しである。

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１２ ５を形成する二つの端部片１２５ａ、１２５ｂ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２０−タ部分１２４にはスリーブ形状ハブ部分１２４ ｔが形成され、このハブ部分の外側が第２０−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１２５ｄ、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端に向かって延びる。軸線方向に差し向け られたフランジ部分１２５ａ’　、１２５ｂ’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）が図示しである。

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’　、１２５ ｂ’　を連結手段１２１の対応する凹部１２４ｐｓ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１０−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２０−タ部分１ ２５の全周に沿って延びる三つのシールリングが１２５　ａ　””で図示しであ る。シールリング１２５　ａ　”’及び１２９は、大部分が丁字形断面を持つよ うに設計されており、これは対応する丁字形溝内に受け入れられる。丁字形の横 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１２１．１２ ５間に提供される。スリーブ形状回動輪受１２６の外側には、ハウジング部分１ ２４　ａ、　１２４　ｂ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゛′（半径方向バッキングリング）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は穴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１ ２４．１２５間（及びロータ［分１２４．１２５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 ．１３６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、１２５ ｅ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１ １７ａ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との間のビン連結及び連結 手段１２１とロータ部分１２５との間のビン連結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１１８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１２５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１３２．１３４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１３ ２．１３４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（ 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１Ｈ５１５０ａ、　’ 　ｓ　１５０　ｇ　”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１５ ０ａ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１１　２図参照 ）は取付はボルト１５０ｂによって連結され、取付はボルト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）１５０゛ｆ′用の挿入スリーブ１５０ｆが図示しである。

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１５０ｇ’及び１５０ｈ’で示すように両方向で点火手段１ ５０ｆ’　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ボート 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人口１６１ａか らエンジンのキャビティ１１０ｂへの吸気ボートを構成する第１台形ボート１６ １と、エンジンのキャビティ１１０ｂから燃焼室１５０の入口側への排気ボート を構成する、はぼ矩形の第２ボート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への吸気ボートを 構成するほぼ三角形の第３ボート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への排気ボートを 構成するほぼ台形の第４ボート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１０−タ部分の位置及び第２０−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−Ｂ５、Ｃ１−Ｃ５、Ｄｌ−Ｄ３、 Ｅｌ−Ｂ３　（位置ＡはＱａ１位置位置６０°、位置Ｃは９０’、位置りは１３ ５＠、位置Ｅは１８０’）で概略に図示する。回転方向はＡＩ−Ｅｌでは時計廻 り方向であり、Ａ３−Ｂ３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及びボート１６１−１６４だけを点線 で示す。Ａ１からＢ３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、Ａ１、Ｂ１、Ｃ１、Ｄｌ、Ｅｌ及びＡ３、 Ｂ３、Ｃ３、Ｂ３、Ｂ３の夫々でボー）１６１−１６４が夫々示すように、また 、Ａ２、Ｂ２、Ｃ２、Ｂ２、Ｂ２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１０−タ部分１２４の球形の端面に は斜線が付けである。

Ａ１、Ｂ１、Ｃ１、Ｄｌ、Ｅｌは、駆動シャフト１１７が図示しである端部から 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、Ａ ３、Ｂ３、Ｃ３、Ｂ３、Ｂ３は反対側の端部、即ち固定子１１６が図示しである 端部からの軸線方向で図示されている。Ａ２、Ｂ２、Ｃ２、Ｂ２、Ｂ２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Ｏ ａ位置でロータ部分１２５のピストン１３５．１３６を示し、これに対し、Ｃｌ −Ｃ５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１３ ５．１３６を示し、Ｅｌ−Ｂ３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（Ａｌ−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（２７０”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Ｂ １−Ｂ５、Ｃ１−Ｃ５、及びＡｌ−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（３６０”）毎にピストン１３５．１３ ６の各々はＡｌ−Ａ３及びＥｌ−Ｂ３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−Ｂ２かられかるように、Ａ２でピストン１３５め左側にあるピストン１３ ５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Ｂ ２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で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ボート１６１．１６ ２と協働し、作用室の他方の対はボートの他方の対１６３．１６４と協働する。

０″位置（及び１８０’及び３６０°位置）では、全てのボート１６１−１６４ は第１０−タ部分１２４の球形の周面（ＡＩ及びＡ４に示す端面）で閉鎖されて いる。

Ａ３−Ｂ３に示すように、空気入口用のボート１６１は、極位置Ａ３とＢ３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Ｂ３だけで閉鎖される。Ａ３−Ｂ３かられかるよ うに、ＤＢ−Ｂ３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ボート １６２は、第１０−タ部分１２４の凹部１６２ａ　（１６２ｂ）によって開かれ るだけである。

ＡＩ−Ｅｌに示すように、排気出口用のボート１６４はＡ１に示す位置とＥｌに 示す位置との間の領域（Ｂｌ−ＤＩ参照）で対応して開かれており、Ａ１及びＥ ｌｌ；示す極位置だけでう閉鎖されている。しかしながら、ボート１６３は、Ａ １に示す位置とＤｌに示す位置との間の領域で開いており、Ａ１、Ｄｌ、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１３７．１３８０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 。

ボート１６２は、第１０−タ部分のピストン形成端部の二ツノ対応する凹部１６ ２ａ、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 てボート１６２は第１０−タ部分の球形の端面の凹部１６２ａ、１６２ｂの周縁 によって直接案内される。即ちボート１６２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、他のボー ト１６１．１６３、及び１６４は第１０−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及び八３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。これはボート１６１−１６４の必要な案内を行うのに使用される 。Ａ１−Ａ３及びＥｌ−Ｂ３では１、即ちＯ″位置１８００位置、及び３６０ａ 位置では、全てのボートはピストン１３７．１３８で覆われている。Ｂ１−８３ では、ボート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−ＣＢでは全ポート１６１．１６３．１ ６４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、Ｄｌ−Ｄ３で は、ボート１６１．１６４は部分的に閉じられており、ボート１６３　（及びボ 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。ＤＩ− Ｄ３の位置とＥｌ−Ｅ３　（回転角度４５°）の位置との開では、ボート１６２ は、上述のように開かれている。

更に詳細には、吸気ボート１６１及び排気ボート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３ ６０°位置で小さな角度だけ閉じられている）。これらのボート１６１．１６４ はＯ″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、ボート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、ボート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１５０へのボート１６２ はボート１６１に関して減少された断面積を有し、ボート１６１と比べて実質的 に小さな回転角度（１８０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、ボート１６３は僅かに大きな回転角度（１８０度の回転角度の１ ３５°）に亘って開放状態に保持され、ボート１６２よりも大きな断面積を有す る。

ボート１６３はボート１６２が閉じた後にのみ開放し、ボート１６２が開いた後 にのみ閉じる。

以上かられかるように、各作用室１３１−１３４は次々に、そして各々別々に種 々のボート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１３５”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４ ５″の回転角度に亘って連結室１５０と連通ずる。

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１３５”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＜１８０”の回転角度に亘って先ず（４ ５°）第２圧縮室と連通し、これに続いて（１３５’）第２膨張室と連通ずる。

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に関するボ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１７１２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。

Ｐ工０゜ 国際調査報告

Claims (14)

【特許請求の範囲】
1. 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 、１１０ｂ）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（１６、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. ２．　前記不動の案内手段（１６、１１６）が前記回転シャフト（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. 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、１１６ ｇ）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、１１６ ｇ）には案内部材（案内リング３８、１１９）を受入れるための環状案内溝（４ １、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. 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. 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（１ ２５ａ′′、１３５、１２５ｂ′′、１３６）を通って前記第２ロータ部分（１ ２５）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（１２５）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（１２５）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. 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（１ １０ｂ）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（１ ２５）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（１２４）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. 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及び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）を有し、前記端部分は、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. 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. 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. 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、１２ ５）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ボート（１６１、１６３；１６２、 １６４）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. 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（１３１−１３ ４）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（１６ １、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. 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（１１０）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. 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. １４．　独自で回転するピストンの第１の対（１３７、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（１３５、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（１２５ ａ、１２５ｂ）の形態の前記第２ロータ部分（１２５）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（１２ １）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（１１９）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。