JPS63259101A - Three dimensional volume changing rotary mechanism - Google Patents

Three dimensional volume changing rotary mechanism

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JPS63259101A
JPS63259101A JP15541687A JP15541687A JPS63259101A JP S63259101 A JPS63259101 A JP S63259101A JP 15541687 A JP15541687 A JP 15541687A JP 15541687 A JP15541687 A JP 15541687A JP S63259101 A JPS63259101 A JP S63259101A
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angle
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Abstract

PURPOSE:To obtain a rotary mechanism of high working efficiency taking advantage of three dimensional volume change by providing both a rotor having a roughly conical surface whose bottom face is partially spherical and a member having a curvature composed of a plane produced by the apex locus of the rotor resulting from its precession. CONSTITUTION:A rotary mechanism is composed of a rotor 2 with a part of its spherical face forming a bottom face and with a roughly conical body whose spherical center being an apex, a casing plate 3 partitioning a working room together with the side face of the rotor 2, and a casing 1 of a hollow spherical shape enclosing the rotor and the casing plate. On the top of the casing 1, a bore 22 to allow a bearing shaft 33 rotatably bearing a drive shaft 4 to go therethrough is provided, and the bearing shaft 33 is fixed into the bore 22. Additionally, an appropriate gear ratio between the external gear 14 of the bearing shaft 33 and the internal gear 15 of the rotor 2 is set so as to permit precession at a given ratio of rotational speed. The casing plate 3 is formed on a curvature composed of a plane that an a pex locus will produce from the precession of the rotor 2.

Description

【発明の詳細な説明】 (産業上の利用分野) 本発明は、ロータリ機構に関し、特に、三次元的容積変
化をなすロータリ機構に関する。
DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION (Field of Industrial Application) The present invention relates to a rotary mechanism, and particularly to a rotary mechanism that changes volume in three dimensions.

(従来の技術) 従来種々のロータリ機構が知られているが、その代表例
はパンケル型ロータリエンジンである。
(Prior Art) Various rotary mechanisms have been known in the past, and a typical example is the Pankel rotary engine.

バンケル型のロータリエンジンのロータリ機構は、2節
ペリトロコイド曲線を内周面とするまゆ形をしたロータ
ケーシング内を、前記ペリトロコイド曲線の内包路線を
外形とする略三角形の口ごりが偏心回転をし、そのとき
に生ずる作動室の容積の変化を利用するものである。こ
の作動室は、ハウジングとロータとによって形成される
面状空隙(面積)に厚さを与えて形成されるものである
。実用化されているほとんど全てのロータリ機構は同様
な原理に基づいたものである。
The rotary mechanism of a Wankel-type rotary engine is such that a roughly triangular mouth whose outer shape is the internal line of the peritrochoid curve eccentrically rotates inside a cocoon-shaped rotor casing whose inner peripheral surface is a two-node peritrochoid curve. This method utilizes the change in volume of the working chamber that occurs at that time. This working chamber is formed by giving a thickness to a planar gap (area) formed by the housing and the rotor. Almost all rotary mechanisms in practical use are based on similar principles.

(発明により解決すべき問題点) 即ち、従来のロータリ機構の容積変化は二次元平面内の
変化に基づきその側面は容積変化に関与せず空間体積を
確保しかつ空間のシール部を成すにすぎないのでその意
味で容積変化は本質的には二次元的である。従って、二
次元的な容積変化を利用する機関には本質的制約がある
(Problem to be solved by the invention) In other words, the volume change of the conventional rotary mechanism is based on a change in a two-dimensional plane, and its side surfaces do not participate in the volume change, but only serve to secure the space volume and form a seal for the space. Therefore, in that sense, the volume change is essentially two-dimensional. Therefore, there are inherent limitations in engines that utilize two-dimensional volume changes.

本発明は、一般的にロータリ機構のもつ種々のすぐれた
特性を生かしながら、機構を2次元的制約から解放し、
さらに三次元的な容積変化を可能とする新規なロータリ
機構を提供することを目的とする。
The present invention generally takes advantage of various excellent characteristics of rotary mechanisms while freeing the mechanism from two-dimensional constraints.
Furthermore, it is an object of the present invention to provide a novel rotary mechanism that enables three-dimensional volume changes.

(発明による問題点の解決手段) 本発明は、三次元的に容積変化を行うロータリ機構、特
に球形オ差ロータリ機構を提供する。
(Means for Solving Problems According to the Invention) The present invention provides a rotary mechanism that changes volume three-dimensionally, particularly a spherical offset rotary mechanism.

即ち、本発明は、部分球面を底面とし略放射状に延びる
アペックスを含む略錐状面を有するロータと、該ロータ
の2差運動によりそのアペックスの軌跡が成す面から構
成される曲面を有する部材と、該曲面部材と該ロータの
間の相対2差運動により(ケーシング内の)球状空間内
において規定されて容積変化する空間を作動空間とする
ことを特徴とする三次元的容積変化ロータリ機構である
That is, the present invention provides a rotor having a substantially conical surface having a partially spherical bottom surface and an apex extending substantially radially, and a member having a curved surface formed by a surface formed by the locus of the apex due to the two-differential motion of the rotor. , a three-dimensional volume changing rotary mechanism characterized in that a space defined within a spherical space (inside the casing) and whose volume changes due to relative two-differential motion between the curved surface member and the rotor is used as an operating space. .

以下本発明の原理について詳述する。The principle of the present invention will be explained in detail below.

本発明のロータは典型的には球面の一部を底面とし球の
中心を頂点とする略錐状体から成る。
The rotor of the present invention typically consists of a substantially conical body having a base that is a part of a spherical surface and an apex that is the center of the sphere.

(なお錐状面は一般に正(凸)であるが負(凹)の面で
もよい)典型的にはこのロータがケーシングの球状空間
内を独楽の如く定常的に2差運動する。その際、ロータ
の錐状部の一つの点は球面内において波状に運動するが
、錐状部に放射状に延びるアペックスを形成することに
よりアペックスの軌跡の成す曲面をロータ錐状部に対応
する°ケーシング部材の曲面とすることができる。この
ケーシング部材曲面とロータ錐状部の表面(特に隣接ア
ペックス間の錐状面)との間に作動空間が形成され、ロ
ータの2差運動(ロータ自体の軸の周りに自転しつつロ
ータ軸自体が該自転軸と斜交する主軸の周りを公転する
)により有効な三次元的容積変化を生ずる。
(Although the conical surface is generally positive (convex), it may also be negative (concave).) Typically, this rotor constantly moves two differentials within the spherical space of the casing like a top. At this time, one point of the rotor cone moves in a wave-like manner within the spherical surface, but by forming an apex that extends radially in the cone, the curved surface formed by the locus of the apex corresponds to the rotor cone. It can be a curved surface of the casing member. An operating space is formed between this curved surface of the casing member and the surface of the rotor cone (particularly the cone surface between adjacent apexes), and the two-dimensional movement of the rotor (rotating around the rotor's own axis while rotating around the rotor's own axis) revolves around a principal axis that is oblique to the axis of rotation), thereby producing an effective three-dimensional volume change.

このロータの回転は2差伝動機構を介して主軸(伝動軸
)の回転に伝達される。主軸は出力軸又は入力軸を成す
、主軸とロータ自転軸は一定の角0を成し、ロータが自
転するとJ(に主軸の回りをロータの自転軸自体が公転
する、即ち、2差連動をする。この際、ロータのアペッ
クス上の一点Aの+A跡は、一つの球面上に生じる。ロ
ータの自転軸の公転速度とロータの自転速度の間に所定
の関係があるとき上記アペックス上の一点Aの軌跡は球
面極座標系で定義される球面トロコイド曲線をなす。
The rotation of this rotor is transmitted to the rotation of the main shaft (transmission shaft) via a two-differential transmission mechanism. The main shaft forms the output shaft or the input shaft.The main shaft and the rotor's rotation axis form a constant angle of 0. When the rotor rotates, the rotor's rotation axis itself revolves around the main shaft at J(. At this time, the +A mark at one point A on the apex of the rotor is generated on one spherical surface.When there is a predetermined relationship between the revolution speed of the rotor's rotation axis and the rotation speed of the rotor, the one point on the apex The locus of A forms a spherical trochoid curve defined by a spherical polar coordinate system.

なお、球面上の′HL動を論する場合、球面極座標系を
用いるのが好都合であり、平面上の二次元座標系におけ
るトロコイド曲線に対応して球面極座標系における球面
トロコイド曲線となる。さらに、球面上の運動はベクト
ルを用いることによりより簡潔に表わされる。
When discussing 'HL motion on a spherical surface, it is convenient to use a spherical polar coordinate system, and a spherical trochoidal curve in a spherical polar coordinate system corresponds to a trochoidal curve in a two-dimensional coordinate system on a plane. Furthermore, motion on a spherical surface can be expressed more simply by using vectors.

(実施の態様及び作用) 以下、本発明の好適な実施態様に基づいてさらに詳説す
る。
(Embodiment Modes and Effects) Hereinafter, the present invention will be further explained in detail based on preferred embodiments.

なお実用上は好ましくは、ロータの錐部頂部(球の中心
)には、小球体から成るロータ支承機構を配し、その場
合ロータの錐部頂部形状はこの小球体(又は球核)によ
って切断された三次元的形状になる。
Practically speaking, it is preferable to arrange a rotor support mechanism made of a small sphere at the top of the conical part of the rotor (the center of the sphere), in which case the shape of the top of the conical part of the rotor is cut by this small sphere (or spherical nucleus). It becomes a three-dimensional shape.

ロータとロータアペックスの軌跡曲面を成す部材の間の
相対2差運動は、既述の通り典型的には1IIl′!錐
状ロータの2差運動として成立つが、その逆も成立ち、
場合によっては後述のようにロータ及びケーシング両者
の斜交軸の廻りの単純な回転運動の組合せによっても成
立つ。
As mentioned above, the relative two-difference motion between the members forming the locus curved surface of the rotor and rotor apex is typically 1IIl'! This is true as a two-difference motion of a conical rotor, but the reverse is also true,
In some cases, as will be described later, this can also be achieved by a combination of simple rotational movements of both the rotor and the casing around the oblique axes.

以下説明及び構成の便宜上ロータが2差運動をし、ロー
タアペックスの軌跡曲面を成す部材はケーシングの一部
として固定さ些る場合を基本として説明する。
For convenience of explanation and configuration, the following description will be based on the case where the rotor moves in two differential motions and the members forming the locus curved surface of the rotor apex are fixed as part of the casing.

第1図において、Z軸を伝動軸、Z′軸を自転軸とする
と、点Pは、ロータの自転軸の球面との交点で、点P°
は球面の反対側との交点(中心0に対する対称点)であ
る、自転軸が伝動軸のまわりを回転する角速度をωとし
、自転軸の運動自体に対するロータの相対的な自転の角
速度をω′とすると、ω対ω°の比が1 :  [1−
(1/n)](nは2以上の自然数)のときは1曲線は
閉じて、Aの軌跡は球面ペリトロコイド曲線を描く。
In Fig. 1, if the Z axis is the transmission axis and the Z' axis is the rotation axis, point P is the intersection of the rotation axis of the rotor with the spherical surface, and the point P°
Let ω be the angular velocity at which the rotation axis rotates around the transmission axis, which is the point of intersection with the opposite side of the spherical surface (the point of symmetry with respect to the center 0), and let ω′ be the angular velocity of the rotation of the rotor relative to the movement of the rotation axis itself. Then, the ratio of ω to ω° is 1 : [1−
(1/n)] (n is a natural number of 2 or more), one curve is closed, and the locus of A draws a spherical peritrochoid curve.

このとき、ロータのアペックス上の点が描く軌跡は球面
ペリトロコイド曲線である。
At this time, the locus drawn by the points on the rotor's apex is a spherical peritrochoid curve.

球面トロコイド曲線を球面の上に描くことは可能である
が平面に図示することは困難である。強いて平面に図示
するには地図で用いる正距離図法(Equi−dist
ant projection)を用いるのが一つの方
法である。極Qは主軸Zが球面上にあられれた点である
。第2図において同心円は緯線に相当し等間隔に中心か
ら180°までとっである。
Although it is possible to draw a spherical trochoidal curve on a spherical surface, it is difficult to illustrate it on a plane. Equi-distance projection (Equi-distance projection) used for maps
One method is to use ant projection. The pole Q is the point where the principal axis Z lies on the spherical surface. In FIG. 2, concentric circles correspond to lines of latitude and are spaced equally apart up to 180° from the center.

180°は反対側の極Q°を意味する。90°は赤道に
相当する。半径方向の直線は経線に相当し、等角度で左
まわりに1周を0°〜360°に分割しである。
180° means the opposite pole Q°. 90° corresponds to the equator. The straight lines in the radial direction correspond to meridians, which divide one circumference counterclockwise at equal angles from 0° to 360°.

このようにとると、第2図の中心Qを通る直線は球面に
おける大円を表わし、この直線の線分(大円弧)は、そ
れを見込む中心角に相当する。
Taken in this way, a straight line passing through the center Q in FIG. 2 represents a great circle on the spherical surface, and a line segment (great circular arc) of this straight line corresponds to the central angle at which it is viewed.

理論的には弧度法を用いて単位法を考えると簡単になる
Theoretically, it is easier to consider the unit method using the arc degree method.

第2図の閉曲線Tはn=3の球面ペリトロコイド曲線を
球面上に描き、その球面上に描かれた曲線から緯度と経
度を読取り正距離極投影によりプロットしたものである
。中心の極Q近くの実線の円Cは自転軸と球の表面との
交点Pの軌跡である。第1図において、上記の点Pから
ロータのアペックスAまでの距離をみこむZPoAを創
成角Rとする(0は球の中心)。第2図は創成角R=9
0°、自転軸と主軸のなす角0=18°の場合であるが
、一般にR〉20であり0は60″まで可能である。
The closed curve T in FIG. 2 is obtained by drawing a spherical peritrochoid curve with n=3 on a spherical surface, reading the latitude and longitude from the curve drawn on the spherical surface, and plotting them by equidistant polar projection. A solid circle C near the center pole Q is the locus of the intersection P between the axis of rotation and the surface of the sphere. In FIG. 1, ZPoA, which includes the distance from the above point P to the apex A of the rotor, is defined as the generation angle R (0 is the center of the sphere). Figure 2 shows the creation angle R=9
0°, and the angle between the rotation axis and the principal axis is 0=18°, but generally R>20, and 0 can be up to 60″.

今、自転軸と主軸とのなす傾斜角、すなわち偏心角(な
いし揺動角)0、創成角Rなるロータが1 :  [1
−(1/n) ]の比の角速度で2差運動をすると、ロ
ータのアペックスの先端Aは球面ペリトロコイド曲線を
形成する。この球面における曲線の数学的表現は球面極
座標によって球面三角形の公式によって行う(第3図参
照)、中央の円Cは自転軸の球面上にあられれた点Pの
軌跡であるから、偏心角0の半径の円である。L秒後の
P点の座標は(0,ωt)である。n=3の場合のA点
の座標(x、Φ)はパラメータφ(1)(QPとQAの
なす角)を用いて (1)Φ=ωを十φ (2)   cos   x  =cos   O拳 
cos   R−sin   θ 争 s:nR・co
s%ωt (3) sin x /sin 3’sωt =sin
 R/s:nφここで角0.ωt、−%ωtはオイラー
の角である(θ、R>0.ω、ω”の向きはオイラーに
従う、即ち反時計廻勺を十とし、φも同様とする。
Now, the rotor whose inclination angle between the rotation axis and the main axis, that is, the eccentricity angle (or swing angle) is 0 and the generation angle R is 1: [1
-(1/n) ] When the tip A of the apex of the rotor performs a two-difference motion with an angular velocity ratio of 1/n, the tip A of the rotor forms a spherical peritrochoid curve. The mathematical expression of this curve on the spherical surface is performed using the spherical polar coordinates and the formula for the spherical triangle (see Figure 3).Since the central circle C is the locus of the point P on the spherical surface of the rotation axis, the eccentricity angle is 0. is a circle with a radius of The coordinates of point P after L seconds are (0, ωt). The coordinates (x, Φ) of point A in the case of n = 3 are determined by using the parameter φ (1) (angle between QP and QA), (1) Φ = ω is 10φ (2) cos x = cos O fist
cos R-sin θ conflict s:nR・co
s%ωt (3) sin x /sin 3'sωt = sin
R/s: nφ where angle 0. ωt, -% ωt is Euler's angle (θ, R>0. The direction of ω, ω" follows Euler, that is, the counterclockwise direction is assumed to be 10, and the same is true for φ.

「力学」ベアー及びジョンストン参照)、この式によっ
てロータリ機関に関しての問題、すなわちアペックスの
角速度、角加速度及び揺動角、さらにはハウジングの体
積や作動空間の体積(行程容積)等を解くことが出来る
。スピン角%ωtの%を(n−1)/nで置換えること
により一般式が成ヴつ。
``Mechanics'' (see Baer and Johnston), this equation can be used to solve problems related to rotary engines, such as the angular velocity, angular acceleration, and swing angle of the apex, as well as the volume of the housing and the volume of the working space (stroke volume). . The general formula is satisfied by replacing % of the spin angle %ωt by (n-1)/n.

球面座標系の第2,3図及び式(1)〜(3)により定
義される球面ペリトロコイド曲線は、二次元平面上の公
知のベリトロコイド曲線の場合に対し、一定の対応関係
があることが判る。即ち二次元トロコイド曲線での創成
半径R1偏心距離rは球面トロコイド曲線では夫々創成
角R2球面上の基礎円Cの主軸との偏心角(交叉角)θ
として現われる。即ち二次元トロコイド曲線における直
線の線分が、球面座標系での大円弧の角度成分に対応し
ている。
The spherical peritrochoid curve defined by Figures 2 and 3 of the spherical coordinate system and equations (1) to (3) has a certain correspondence with the known veritrochoid curve on a two-dimensional plane. I understand. That is, the generation radius R1 in a two-dimensional trochoid curve, the eccentric distance r, and the generation angle R2 in a spherical trochoid curve, respectively, the eccentric angle (crossing angle) θ with the principal axis of the base circle C on the spherical surface.
appears as. That is, a straight line segment in a two-dimensional trochoid curve corresponds to an angular component of a great circular arc in a spherical coordinate system.

本発明において、ロータのアペックスの外縁端Aの軌跡
は球面ペリトロコイド曲線を成すが、アペックス上の任
意の点A″(第7図)の軌跡も同様な曲線を形成するの
で、アペックスがたどる曲面の形は「球面ベリトロコイ
ド錐」と定義される。すなわち前記アペックスの外縁端
Aの軌跡たる球面ペリトロコイド曲線と球の中心(ロー
タの錐状部頂点又は仮想頂点)を結ぶことにより、その
外縁が球面上にある一つの波状にうねった曲面が形成さ
れる(ただしアペックスが点Aから球中心へ向う直線の
場合)のだがこの波状曲面がロータアペックスの2差運
動に対応するケーシング曲面(ケーシングプレート曲面
)である。典型的には、複数のアペックス(又はその延
長線)は錐の頂部にて互いに交叉する。
In the present invention, the locus of the outer edge A of the apex of the rotor forms a spherical peritrochoid curve, but since the locus of any point A'' on the apex (Fig. 7) also forms a similar curve, the curved surface traced by the apex The shape of is defined as a ``spherical veritrochoid cone''. That is, by connecting the spherical peritrochoid curve, which is the locus of the outer edge A of the apex, to the center of the sphere (the apex of the conical part of the rotor or the virtual apex), a single wavy curved surface whose outer edge is on the spherical surface is formed. (provided that the apex is a straight line from point A toward the center of the sphere), but this wavy curved surface is the casing curved surface (casing plate curved surface) corresponding to the two-difference motion of the rotor apex. Typically, the apexes (or their extensions) intersect each other at the top of the aperture.

ロータの略錐状部の曲面の外縁は最適には、上記球面ペ
リトロコイド曲線群の内包絡線から成る。この内包絡線
上の一点と錐状部頂点(球中心)を結ぶ半径の(ロータ
の才差匝動の際の)軌跡は、即ちこの半径線分と前記ケ
ーシングプレート曲面内周面との間の相対間隔を成し従
ってロータの2差運動に従い周期的に変動する。その結
果三次元的な容積変化が周期的に生じ、これを作動空間
として利用できる。
Optimally, the outer edge of the curved surface of the substantially conical portion of the rotor consists of the inner envelope of the spherical peritrochoid curves. The locus of the radius (during precessional movement of the rotor) connecting one point on this inner envelope line and the apex of the conical part (the center of the sphere) is the trajectory between this radius line segment and the inner circumferential surface of the curved surface of the casing plate. The relative spacing therefore varies periodically according to the two-difference motion of the rotor. As a result, three-dimensional volume changes occur periodically, which can be used as an operating space.

第4図は、球面極座標系において定義されるペリトロコ
イド曲線の正距離図法(第2図参照)↓こよる二次元平
面上への投影図において、ロータを図示しその回転の様
子を(I)〜(IV)に図示したものである。正距離投
影法によれば、あたかも二次元的容積変化ロータリ機関
を極座標で表わすのと同様な表現が成立つ、なお、正距
離図法ではロータの輪郭がその回転につれて変形しつつ
回転する。
Figure 4 shows the equidistant projection of the peritrochoid curve defined in the spherical polar coordinate system (see Figure 2) ↓ In the projection onto the two-dimensional plane, the rotor is shown and its rotation is shown (I) -(IV). According to the equidistant projection method, an expression similar to that of a two-dimensional volume-changing rotary engine is expressed using polar coordinates.In addition, in the equidistant projection method, the outline of the rotor rotates while deforming as it rotates.

なお、既述の通すロータの略錯状部の曲面は上記のアペ
ックス部の半径を含む内包路面とすることが最適である
が、アペックス部を除く部分は上記内包路面よりもロー
タ部内方へ少し後退した曲面とすることも可能である。
It is best to make the curved surface of the substantially perplexing part of the rotor that passes through the rotor as an inner road surface that includes the radius of the apex part mentioned above, but the part excluding the apex part should be a little further inward of the rotor part than the above inner road surface. A receding curved surface is also possible.

なお、理論曲面からの、摺動を許容するためのロータ摺
動面の後退は摺動面を有するロータリ機関において一般
に必要とされており、本発明にも適用される。
Note that retraction of the rotor sliding surface from the theoretical curved surface to allow sliding is generally required in rotary engines having sliding surfaces, and is also applied to the present invention.

ロータのアペックス部の半径方向形状(ロータ自転軸を
含む断面形状)は、典型的には直線を成すが、要はロー
タ自転軸(典型的には球の中心)とアペックスの外縁端
(球面上に現われる外端)とを結ぶ直線をもって構成す
ることである。構成はやや複雑になるがこの半径(アペ
ックスの形状)は曲線とすることもできる。但しその場
合には、ケーシングプレートもアペックスの形状の連動
に対応する曲面構成をとる。
The radial shape of the apex of the rotor (the cross-sectional shape that includes the rotor's rotational axis) typically forms a straight line, but the point is that the rotor's rotational axis (typically the center of the sphere) and the outer edge of the apex (on the spherical surface) (the outer edge that appears in). This radius (the shape of the apex) can also be a curve, although the configuration is a little more complicated. However, in that case, the casing plate also has a curved surface configuration that corresponds to the interlocking of the shape of the apex.

本発明の三次元的容積変化(ないし球形2差)ロータリ
機構は、ロータと対応部材の相対2差運動に伴う作動空
間(室)の容積変化を利用するものであり、膨張或いは
圧1i1機関として有用であり例えば出力機関(例えば
、内燃機関、蒸気機関、ニューマチック又は液圧モータ
′:J)として、あるいは動力を与え作業機関(例えば
、加圧又は吸引用ポンプ、圧縮機等)、流体−流体間の
エネルギ交換装置としても利用できる。その際所定の位
置に流体の入口及び出口を配設する。入口、出口の設計
は正距離投影法によって視角的にも容易に可能である(
第4図(I)ポンプの例、(TI )四サイクルエンジ
ンの例参照)。
The three-dimensional volume change (or spherical two-difference) rotary mechanism of the present invention utilizes the volume change of the working space (chamber) accompanying the relative two-difference movement between the rotor and the corresponding member, and can be used as an expansion or pressure 1i1 engine. It is useful, for example, as a power engine (e.g. internal combustion engine, steam engine, pneumatic or hydraulic motor) or for powering and working engines (e.g. pressurization or suction pumps, compressors, etc.), fluid- It can also be used as an energy exchange device between fluids. In this case, fluid inlets and outlets are arranged at predetermined positions. The design of the entrance and exit can be easily done visually using the equidistant projection method (
(See Figure 4 (I) Example of pump, (TI) Example of four-stroke engine).

以下、本発明の実施例はついて説明する。Examples of the present invention will be described below.

(実施例) 本発明の球形オ差ロータリ機構のポンプとしての実施例
を図面に基づいて説明する。
(Embodiment) An embodiment of the spherical offset rotary mechanism of the present invention as a pump will be described based on the drawings.

第5図において、伝動軸2と自転軸Z°のなす角を0、
創成角をRとする。
In Fig. 5, the angle between the transmission shaft 2 and the rotation axis Z° is 0,
Let R be the creation angle.

今、説明の便宜の為、単位法を用いると、単位ある。今
、ロータがω;ω’=1:  [1−(1/n)]の比
の角速度ω′で自転軸Z°を中心にして回転し、かつ、
自転軸2゛が伝動軸Zのまわりを角速度ωで公転すると
、ロータのアペックスの先端Aは偏心角0、創成角Rの
球面ベリトロコイド曲線ドSTを形成する(第6図、n
−3)。
Now, for convenience of explanation, if we use the unit method, there is a unit. Now, the rotor rotates around the rotation axis Z° at an angular velocity ω' with a ratio of ω; ω' = 1: [1-(1/n)], and
When the rotation axis 2' revolves around the transmission axis Z at an angular velocity ω, the tip A of the apex of the rotor forms a spherical veritrochoid curve ST with an eccentric angle of 0 and a generation angle R (Fig. 6, n
-3).

球面ベリトロコイド曲線STの巾で回転できる物体の形
状は、ペリトロコイドの内包絡1aIE以内に制限され
る。伝動機構における歯車、すなわち外f&&車と内1
4+歯車の南数比を2=3にすると、ペリトロコイドは
二葉(まゆ形)になり、ロータ2は三m(球面三角形)
になる、第6図において、ロータは偏心角度θ、創成角
度Rで規定されるベリトロコイド曲線の内包絡線IEで
ある。第6図における略三角形のロータ2は2差ロータ
の変換図(底面の投影図)である、第6図大きさを縮め
て行くとすると、θ、Rは角度であるから1球の大きさ
に関係なく不変である。
The shape of an object that can rotate within the width of the spherical velitrochoid curve ST is limited within the peritrochoid internal envelope 1aIE. Gears in transmission mechanism, i.e. outer f&& wheel and inner 1
If the south number ratio of 4 + gear is 2 = 3, the peritrochoid will be bilobed (cocoon-shaped), and the rotor 2 will be 3 m (spherical triangular).
In FIG. 6, the rotor is the inner envelope IE of the veritrochoid curve defined by the eccentric angle θ and the generation angle R. The approximately triangular rotor 2 in Figure 6 is a converted diagram (projection diagram of the bottom) of a two-difference rotor.If the size is reduced in Figure 6, θ and R are angles, so the size of one sphere is It remains unchanged regardless of

ADBの形も球の大きさに拘らず不変である。The shape of ADB also remains unchanged regardless of the size of the sphere.

ロータ側mlの形状はべりトロコイド曲線(ケーシング
プレート)がロータの回転にともなってロータの(仮想
)球面上につくる曲線群の内包絡線によって形成される
。すなわち1口゛−夕の側面はOある(球錐を成す)。
The shape of the rotor side ml is formed by the inner envelope of a group of curves created by the trochoidal curve (casing plate) on the (virtual) spherical surface of the rotor as the rotor rotates. In other words, the side of the first mouth is O (forming a spherical cone).

他の二側面も同様にして作ることができる。The other two sides can be made in the same way.

既述の通り、ロータの2差運動に併いロータの7ペンク
ス外縁端Aは球面ベリトロコイド曲線STを描く(球状
錐面)、第6図に示された曲線1(ST)は、正距離図
法で表示されたベリトロコイド曲線である。
As mentioned above, along with the two-difference motion of the rotor, the outer edge A of the rotor draws a spherical veritrochoid curve ST (spherical conical surface), and the curve 1 (ST) shown in FIG. This is a veritrochoid curve displayed in a projection method.

ロータの側面とともに作動室を区画するケーシングプレ
ート3(第7図参照)は第5図の線分OA(即ちロータ
アペックス25)の軌跡の成す面を成す。従ってロータ
のアペックス25(線分OA)はこのケーシングプレー
ト面32に接しながら回転する。即ち、内包絡線曲面か
らなるロータ側面に対向するケーシングプレート面32
の形状は、この実施例では球面ペリトロコイド曲線31
と中心0を結ぶ曲面(球面ベリトロコイド錐面)であり
、より一般的には、ロータアペックス25のロータ自転
軸を含む断面の形状に依存してアペックス上の任意の点
へ°に対して規定される球面ペリトロコイド曲線の集合
の成す曲面である。
The casing plate 3 (see FIG. 7), which defines the working chamber together with the side surface of the rotor, forms a surface defined by the locus of the line segment OA (ie, the rotor apex 25) in FIG. 5. Therefore, the rotor apex 25 (line segment OA) rotates while contacting this casing plate surface 32. That is, the casing plate surface 32 facing the rotor side surface is formed of an internal envelope curved surface.
In this example, the shape of is a spherical peritrochoid curve 31
It is a curved surface (spherical veritrochoid conical surface) that connects the center 0 with It is a curved surface formed by a set of spherical peritrochoid curves.

以上に述へた原理に従い、ロータの略錐状面とこれに対
応するケーシングプレート面の形状が定められる。
According to the principles described above, the shapes of the substantially conical surface of the rotor and the corresponding casing plate surface are determined.

ケーシングプレート面の傾き、すなわち決動軸からの角
度の最大値は0+R,最小値はR−0である(第6図)
The maximum value of the inclination of the casing plate surface, that is, the angle from the driving axis, is 0+R, and the minimum value is R-0 (Figure 6).
.

好ましくはアペックス摺動部のシールを(特に温度変化
にも拘らず)確実にするため、また摺動斤耗を防止する
ためロータのアペックス(線分AO)に気密を保つため
のシール23を形成す石、このシールは上下動可能(ロ
ータ内へ後退可能)としシールスプリングで常にケーシ
ングプレート面を圧するようにすることも好ましい、そ
の場合、ロータアペックスは常にケーシングプレート面
に確実に接触しながら回転し、気密が良好に保たれる。
Preferably, an airtight seal 23 is formed at the apex (line segment AO) of the rotor in order to ensure the sealing of the apex sliding part (especially despite temperature changes) and to prevent sliding wear. It is also preferable that this seal is movable up and down (can retreat into the rotor) and that the seal spring always presses the casing plate surface.In that case, the rotor apex always rotates while firmly contacting the casing plate surface. and maintains good airtightness.

ロータ球面とケーシングの球状内面とのシールも同様に
可能である。第24図にシールの例を示す、なお流体の
性質、ロータ及びケーシング材質、使用目的に応じて特
別のシール部材はなくてもよい。
A seal between the spherical surface of the rotor and the spherical inner surface of the casing is likewise possible. An example of a seal is shown in FIG. 24. However, depending on the properties of the fluid, the materials of the rotor and casing, and the purpose of use, there may be no need for a special seal member.

pJXJ9図において、ケーシング1は中空球形とし、
その中に球形ロータ2及びケーシングプレート3を収容
する。ケーシングプレート3は所定角度で所定位置にケ
ーシング1に固定される。ケーシング上部には伝動軸4
を回転可能に支承する支承軸33を貫通させるための孔
22を設け、この孔22に支承軸33を固定する。
In Figure pJXJ9, the casing 1 has a hollow spherical shape,
A spherical rotor 2 and a casing plate 3 are housed therein. The casing plate 3 is fixed to the casing 1 in a predetermined position at a predetermined angle. There is a transmission shaft 4 on the top of the casing.
A hole 22 is provided for passing a support shaft 33 rotatably supported therethrough, and the support shaft 33 is fixed in this hole 22.

支承軸33の外歯歯車14とロータの内歯歯車15の歯
数の比を適当な値にとることによって所定の比の回転速
度をもった2差運動を得ることができる0本実施例では
n=3の球面ベリトロコイドを用い、外歯歯車14と内
1!41車15の歯数の比が2:3のかさ歯車を用いる
By setting the ratio of the number of teeth between the external gear 14 of the support shaft 33 and the internal gear 15 of the rotor to an appropriate value, it is possible to obtain two-differential motion with a rotational speed of a predetermined ratio. A spherical veritrochoid with n=3 is used, and a bevel gear is used in which the ratio of the number of teeth between the external gear 14 and the inner 1!41 wheel 15 is 2:3.

球形のケーシング内を内接しながら回転し、かつ、支承
軸空3のまわりを回転する球形1差ロータ2の中心部の
支承については、第8図に示すように、小球体(球核)
を用いることができる。小球体9によってロータ鎖部の
仮想Eの頂部と中心(この中心はロータ自転軸と伝動軸
の交点)とを一致させる。その結果、球形1差ロータ2
は常に0の傾きをもって支承軸33のまわりを才差厘動
する。支承小球体9はケーシングプレート3に固定する
ことも、また逆にロータ2に固定することも、或いは両
者間に回転自在に介在(ポールベアリングの如く)させ
ることもできる。
As for the support at the center of the spherical single-difference rotor 2 that rotates while being inscribed within a spherical casing and around the support shaft space 3, as shown in FIG. 8, a small sphere (spherical nucleus) is used.
can be used. The small sphere 9 aligns the top of the imaginary E of the rotor chain with the center (this center is the intersection of the rotor rotation axis and the transmission axis). As a result, the spherical 1 difference rotor 2
always precesses around the support shaft 33 with an inclination of 0. The supporting sphere 9 can be fixed to the casing plate 3, or conversely to the rotor 2, or can be rotatably interposed between the two (like a pole bearing).

ロータの回転と伝動軸4との間の伝動機構は傾心ジャー
ナル35即ち、2差運動回転を通常の軸回転(固定位1
面における軸回転)に変換伝達する機構によって行う、
これは伝動軸4とロータ自転軸Z゛とが交わっているこ
とによる。−例として第7図において、ロータ自転軸と
、これに対し傾心角0をなす伝動軸4との間に回転遅動
を伝達する傾心(偏心)クランクないし偏心リング(ベ
アリング)を配する。具体例として第12図に示す如く
、伝動軸4のロータ2内に突出する端部に偏心リング3
5aを設けその偏心位置35bを中心とするポールベア
リングを備えたロッド35c(ロータ中心Oからロータ
軸に沿って延在)を介してロータ中心部と接続する機構
を用いることができる(第12図参照)。このように上
方へ出力する場合、伝動軸4は支承軸33の内部を貫通
して回転可能に同心状に支承され、ロータ2は球核9を
介して2差運動可能にケーシング内に支承される。
The transmission mechanism between the rotation of the rotor and the transmission shaft 4 is a tilting journal 35, that is, two differential movement rotations are converted into normal shaft rotation (fixed position one
This is done by a mechanism that converts and transmits axial rotation in a plane.
This is because the transmission shaft 4 and the rotor rotation axis Z' intersect. - As an example, in FIG. 7, a tilted (eccentric) crank or an eccentric ring (bearing) is arranged between the rotor's rotation axis and the transmission shaft 4, which has an angle of inclination of 0 with respect to the rotor, for transmitting slow rotational motion. As a specific example, as shown in FIG. 12, an eccentric ring 3 is attached to the end of the transmission shaft 4 that projects into the rotor 2.
A mechanism can be used in which a rod 35c (extending from the rotor center O along the rotor axis) provided with a pole bearing centered at the eccentric position 35b is connected to the rotor center (Fig. 12). reference). In the case of outputting upward in this way, the transmission shaft 4 passes through the inside of the support shaft 33 and is rotatably supported concentrically, and the rotor 2 is supported within the casing via the spherical core 9 so as to be able to make two differential movements. Ru.

ロータ伝動機構の他の変形としては、第8図に示す球核
9の表面に球面スプライン(9aロータ軸に平行に形成
)を設けると共に伝動軸4を球核9まで延長接続するも
のもある。この場合球核9はケーシングプレート3に対
して回転可能に配される。
Another modification of the rotor transmission mechanism is one in which a spherical spline (9a formed parallel to the rotor axis) is provided on the surface of the spherical nucleus 9 shown in FIG. 8, and the transmission shaft 4 is extended and connected to the spherical nucleus 9. In this case, the spherical core 9 is arranged rotatably relative to the housing plate 3.

さらに球核9をロータと一体構成し、球核9の内部に回
転方向に係合すると共に傾心角0だけ揺動可能に係合す
る形式の傾心ジャーナル(ないしは傾心カップリング)
を設けることもできる。この傾心ジャーナルは上方へも
出力できるが、或いは第11図の如く下方へも出力する
ことができる。第11図のロータ伝動機構は、支承球体
9の内部にバーフィールド形軸継手を使用した例である
。この形式の継手は、2軸の交わる角が自由に変化して
も、回転を伝えるもので、等速伝達を行うことができ、
また回転力の変動もない、原動軸36をロータ2の自転
軸と一致させ、ロータ2に固定する。ロータの2差運動
に伴うロータの回転は、ポール37を介して、従動軸3
8に伝えられる。
Furthermore, a tilting journal (or a tilting coupling) is formed in which the spherical nucleus 9 is integrally formed with the rotor, and engages inside the spherical nucleus 9 in the rotational direction and is engaged so as to be able to swing by an inclination angle of 0.
It is also possible to provide This tilting journal can output upwardly, or alternatively, as shown in FIG. 11, downwardly. The rotor transmission mechanism shown in FIG. 11 is an example in which a Barfield type shaft joint is used inside the bearing sphere 9. The rotor transmission mechanism shown in FIG. This type of joint transmits rotation even if the angle at which the two axes intersect freely changes, and can perform constant velocity transmission.
Further, the driving shaft 36, which has no fluctuation in rotational force, is aligned with the rotation axis of the rotor 2 and fixed to the rotor 2. Rotation of the rotor due to the two-difference movement of the rotor is controlled by the driven shaft 3 through the pawl 37.
8 will be communicated.

第13図に傾心ジャーナルの別の例を示す。FIG. 13 shows another example of a tilting journal.

ロータの球状中空部内に、傾心軸Z′を中心とし出力軸
Zを偏心(かつ傾心)して有し外周を球面としてロータ
中空部に摺接して支承される偏心ディスク35aがロー
タ2に対し回転可能かつ傾心可能に配されている。同様
な機能はころ軸受ユニットで傾心可能なものを用いるこ
とによっても達成で′きる。
In the spherical hollow part of the rotor, an eccentric disk 35a, which has an eccentric (and tilted) output shaft Z around a tilt axis Z' and has a spherical outer periphery and is supported in sliding contact with the rotor hollow part, rotates with respect to the rotor 2. It is arranged so that it can be tilted and tilted. A similar function can also be achieved by using a tiltable roller bearing unit.

第6図v、v’及び■、vx’の位置に対応したケーシ
ングの、ケーシング内し・−ト3の上部の球面」二に入
口20,20°及び出口21.21’を設ける。これら
のボートの配置及び形状は第4図に示す如く視覚的にも
設計可能である。
An inlet 20, 20° and an outlet 21, 21' are provided on the upper spherical surface of the inner casing 3 of the casing corresponding to the positions v, v' and 2, vx' in FIG. The arrangement and shape of these boats can be visually designed as shown in FIG.

又、ケーシング1には、冷却孔34を複数個設けること
も可能である。
Moreover, it is also possible to provide a plurality of cooling holes 34 in the casing 1.

伝動軸とロータ自転軸とのなす角θ及び創成角Rの値に
よって、ロータ側面(球状錐面)の形状及びケーシング
プレート面の形状は決まり、θとRを色々と組み合わせ
ることも可能である。即ち、θの大きさは作動室内容積
とトルクに関係し、歯車をロータ内に配する場合に限っ
ても例えば、Rの値を90°にとったときθの値は18
゜までとりうるがθに限って見た場合上限ははるかに大
きい。
The shape of the rotor side surface (spherical conical surface) and the shape of the casing plate surface are determined by the values of the angle θ between the transmission shaft and the rotor rotation axis and the creation angle R, and it is also possible to combine θ and R in various ways. In other words, the size of θ is related to the internal volume of the working chamber and the torque, and even when the gear is disposed inside the rotor, for example, when the value of R is 90°, the value of θ is 18
Although it is possible to take up to θ, the upper limit is much larger when looking only at θ.

(本実施例の作用) 従来のロータリ機関における作動室においては、ベリト
ロコイド曲線面を形成するロータハウジングとその内包
絡線曲面を形成するロータの円曲面はべりトロコイドを
含む平面に垂直に幅を形成して作動室を形成している。
(Function of this embodiment) In the working chamber of a conventional rotary engine, the rotor housing forming a berytrochoid curved surface and the circular curved surface of the rotor forming its internal envelope curved surface form a width perpendicular to the plane containing the beritrochoid. to form a working chamber.

本実施例においては、球面ペリトロコイド曲面を形成す
るケーシングプレート3は伝動軸4に対して回転対称的
に配される。またロータのアペックス25の軌跡がケー
シングプレート3と同一の面を成す、従って、ロータの
錐状面24とケーシングプレート3との関係は、従来の
二次的ロータリ機関のロータとロータハウジングの関係
に対比される。従って、本実施例の作動室の容積は、ロ
ータの2差連動に伴なって、第4図の(I)から(IV
)に示すような変化を行う。
In this embodiment, the casing plate 3 forming a spherical peritrochoid curved surface is arranged rotationally symmetrically with respect to the transmission shaft 4. Also, the trajectory of the rotor apex 25 is in the same plane as the casing plate 3, so the relationship between the rotor conical surface 24 and the casing plate 3 is similar to that of the rotor and rotor housing of a conventional secondary rotary engine. Contrasted. Therefore, the volume of the working chamber in this embodiment varies from (I) to (IV
).

今伝動軸4に回転力を与えると、傾心ジャーナルを介し
てロータに形成した内歯歯車15とケーシングに固定さ
れた外6kl車14によってロータ2を公転させる。ロ
ータ2は支承小球体9を介して中心位置を保ちつつ自転
しかつ自転軸の傾きを保ちながら、支承軸33のまわり
を回転する。
When a rotational force is now applied to the transmission shaft 4, the rotor 2 is caused to revolve by an internal gear 15 formed on the rotor through a tilting journal and an outer 6kl wheel 14 fixed to the casing. The rotor 2 rotates on its own axis while maintaining its center position via the support small sphere 9, and rotates around the support shaft 33 while maintaining the inclination of the rotation axis.

ロータの回転は第4図CI)から(IT)の容積変化を
起こし、流体は入口20.20°から吸入され、出口2
1.21’から排出される。(出入口について第4図(
I)参照) 作動室の圧w1(又は排出)行程は一つの作動室につい
て第4図の工〜■に図示の通りであり、各作動室につい
て同様の行程が成り立つ、また■〜Iへと逆にたどれば
膨張行程が成り立つ、圧縮又は膨張機関(ポンプ等)と
して上記行程を用いることができる。
Rotation of the rotor causes a volume change from CI) to (IT) in Figure 4, fluid is sucked in from the inlet 20.20°, and the fluid is sucked in from the outlet 2
It is discharged from 1.21'. (See Figure 4 for entrances and exits (
(See I)) The pressure w1 (or discharge) stroke of the working chamber is as shown in steps ~■ in Figure 4 for one working chamber, and the same steps hold for each working chamber, and from ■~I. The above stroke can be used as a compression or expansion engine (such as a pump), where an expansion stroke can be achieved if the engine is traced in the opposite direction.

また内燃機関として用いる場合は、圧縮、1膨張、排気
(第2圧縮工程)、吸気(第2膨張工程)の一連をもっ
て一つのサイクルが成り立つ。
When used as an internal combustion engine, one cycle consists of a series of compression, one expansion, exhaust (second compression process), and intake (second expansion process).

排気、吸気両工程と、圧縮、膨張工程とは、対応するボ
ート(弁として機能)の開会閑によって繰返えされる。
Both the exhaust and intake steps and the compression and expansion steps are repeated by opening and closing the corresponding boats (which function as valves).

ボート及び点火装置の配置、構造はバンケル型ロータリ
エンジンにおいて周知のもの・を応用することも可能で
ありここでは詳説を省く。
As for the arrangement and structure of the boat and ignition system, it is also possible to apply the well-known ones for the Wankel type rotary engine, and detailed explanations are omitted here.

以上ロータ錐状面とアイ−2クス軌跡に対応するケーシ
ング曲面(ケーシングプレート面)の一対から成る基本
系について説明したが、本発明はこのノ1(来県に限定
されず種々の変形、展開が可能である。以下変形例につ
いて説明する。
The basic system consisting of a pair of rotor conical surfaces and casing curved surfaces (casing plate surfaces) corresponding to the I-2x locus has been described above, but the present invention is not limited to A modification example will be described below.

まず、ケーシングプレートの形状は上述のベリトロコイ
ド曲線と異なるがケーシングプレートを傾心角0で回転
運動させ、対応して第1実施例におけるロータを定位置
(軸位置固定)で回転させることも可能である。この場
合にもロータと対応ケーシング面との間に相対才差蓮動
が生ずる。
First, although the shape of the casing plate is different from the veritrochoid curve described above, it is also possible to rotate the casing plate with an inclination angle of 0 and correspondingly rotate the rotor in the first embodiment at a fixed position (fixed axial position). be. In this case too, a relative precession movement occurs between the rotor and the corresponding housing surface.

次に、球状2差ロータの両側に錐状面を形成でき、これ
に対してアペックス軌跡に対応するケーシング曲面も球
状空間の内部に2面形成できる。
Next, conical surfaces can be formed on both sides of the spherical two-difference rotor, and two casing curved surfaces corresponding to the apex locus can also be formed inside the spherical space.

この−例を第10図に示し、アペックス16゜17と1
対応ケ一シング曲面を備えたケーシングプレート18.
19から成る。この場合ロータとケーシング曲面の相対
2差運動はケーシングプレート18.19を固定して行
うことが一般的である。この場合にも、逆に球形ロータ
2′を定位置回転しケーシングプレートia、ic+を
傾心角0をもって回転運動させることも可能である。さ
らに、第10図において」二部と下部のアペックス角度
位置は、上死点の一致をさけ、円滑な運転を行うために
ずらすことも可能である。またアペックスは必ずしもロ
ータ球の中心を頂部として直線的に形成しなくてもよく
アペックスの内縁端はロータ自転軸(ロータが回転しな
い場合、ロータの軸、特に、球の中心)に向って延びて
いることをもって足りる。
An example of this is shown in Figure 10, with apex 16°17 and 1
Casing plate with corresponding casing curved surface 18.
Consists of 19. In this case, the relative two-dimensional movement between the rotor and the casing curved surface is generally performed with the casing plates 18, 19 fixed. In this case, conversely, it is also possible to rotate the spherical rotor 2' at a fixed position and rotate the casing plates ia, ic+ with an inclination angle of 0. Furthermore, in FIG. 10, the angular positions of the apex of the second part and the lower part can be shifted to avoid coincidence of the top dead center and to achieve smooth operation. Also, the apex does not necessarily have to be formed in a straight line with the center of the rotor sphere as its apex; the inner edge of the apex extends toward the rotor's rotation axis (if the rotor is not rotating, the axis of the rotor, especially the center of the sphere). Being there is enough.

さらに変形例として、第7図ないし第8図のロータを、
上下にケーシングプレート3をはさんでプレートの両面
を利用し2ヶ組合せることが可能である。空間的スペー
スの節約になるばかりでなく、上下ロータを連接手段(
小球体等)を介して接続することも出来る。但しこの場
合対称形である必要はないが対称形にするにはRの角度
は90°より小にとることが必要になる。上下一対のロ
ータ構成は、ロータリ機構の回転バランス上極めて好ま
しい。
Furthermore, as a modified example, the rotor shown in FIGS. 7 and 8 is
It is possible to combine the two by sandwiching the casing plates 3 above and below and using both sides of the plates. This not only saves space, but also connects the upper and lower rotors (
It is also possible to connect via a small sphere, etc.). However, in this case, it is not necessary to have a symmetrical shape, but to make it symmetrical, the angle of R needs to be smaller than 90°. A pair of upper and lower rotors is extremely preferable in terms of rotational balance of the rotary mechanism.

また別の変形例としては、相互の錐側面を対向させて二
部のロータを互いに二つ組合せたものも可能である。即
ち、第1の実施例におけるケーシングプレートをもロー
タとして形成し、(プレートロータと称する)それを第
1のロータと傾きを持たせて組合せ両ロータが互いに回
転することにより形成できる。Z“軸を回転させるかわ
りにプレートロータを回転させて同じ目的をはたすわけ
である。
As another modification, it is also possible to combine two rotors of two parts with their conical side faces facing each other. That is, the casing plate in the first embodiment can also be formed as a rotor (referred to as a plate rotor), and it can be formed by combining it at an angle with the first rotor so that both rotors rotate relative to each other. Instead of rotating the Z" axis, the plate rotor is rotated to accomplish the same purpose.

ロータの回転の外部(主軸)への伝達手段としては、既
述のロータ伝動機構があるが、このような機能素子を総
称して傾心ジャーナルと呼ぶこととする。即ち、主軸に
対し傾きをもった軸を主軸に対し回転的に連結した機構
を言う。
As a means for transmitting the rotation of the rotor to the outside (main shaft), there is the rotor transmission mechanism described above, and such functional elements are collectively referred to as a tilting journal. In other words, it refers to a mechanism in which a shaft tilted with respect to the main shaft is rotationally connected to the main shaft.

さらに1球面をなすケーシング内周面とロータの間のシ
ールは、例えば球面に沿って波状に曲ったピストンリン
グを用いて容易に出来る。(第24図参照) 本発明のロータリ機構において、出口21′を排気ボー
ト、入口20を吸気ボートとして利用し、出口21°、
入口20付近の適当な位置に点火プラグを配置すれば、
ロータリエンジンとして利用できる。この吸排気ボート
は、ロータの回転に対応して自動的に開閉される。また
補助的に同期開閉弁を設けることもできる。第4図にお
いて、正距離極投影図の上半部又は下半部のみに一対の
出入口を設けることにより4サイクルエンジンが成り立
つ。第4図(II )に入口20.出口21’を下半部
にのみ設けた場合について点火栓をSPの符号で示す。
Furthermore, the seal between the inner circumferential surface of the casing, which forms one spherical surface, and the rotor can be easily achieved by using, for example, a piston ring that is curved in a wave-like manner along the spherical surface. (See Fig. 24) In the rotary mechanism of the present invention, the outlet 21' is used as an exhaust boat and the inlet 20 is used as an intake boat.
If you place the spark plug at an appropriate position near the entrance 20,
Can be used as a rotary engine. This intake and exhaust boat is automatically opened and closed in response to the rotation of the rotor. Additionally, a synchronous on-off valve may be provided as an auxiliary device. In FIG. 4, a four-stroke engine is constructed by providing a pair of entrances and exits only in the upper or lower half of the equidistant polar projection. Figure 4 (II) shows the entrance 20. In the case where the outlet 21' is provided only in the lower half, the ignition plug is indicated by the symbol SP.

:515図は、n=3の場合について、ケーシング全容
積に対する行程容積の比(%)の傾心角Oとの関係を創
成角70〜90°について示すグラフである。
Figure 515 is a graph showing the relationship between the ratio (%) of the stroke volume to the total casing volume and the inclination angle O for generation angles of 70 to 90 degrees in the case of n=3.

第16〜20図は(1差)伝動機構及び相対2差連動の
各種実施例を示し、Zは定位置軸をZ′は1差運動軸を
夫々示す、尚、第16〜20図で「ロータ」の語はアペ
ックスを有する部材を称する。
16 to 20 show various embodiments of the (1 difference) transmission mechanism and the relative 2 difference interlocking, Z indicates the fixed position axis and Z' indicates the 1 difference motion axis, respectively. The term "rotor" refers to a member having an apex.

第16図は、内歯歯車15をロータ2に設け、外向歯車
14を定置ケーシング1に設けた例を示す。ディスク型
傾心ジャーナル35が定位置で回転するシャフト4とロ
ータ2の間に配される。
FIG. 16 shows an example in which the internal gear 15 is provided on the rotor 2 and the external gear 14 is provided on the stationary casing 1. A disc-shaped tilting journal 35 is arranged between the rotating shaft 4 and the rotor 2 in a fixed position.

シャフト4はケーシングlにベアリング39を介して支
承される。
The shaft 4 is supported by the casing l via a bearing 39.

第17図は、相対2差運動の関係が第16図と逆のもの
を示す。円編歯車15をロータ2°に設け、外向歯車1
4をケーシングプレート3′と一体に形成され公転(邂
星回転)可能なケーシングl゛に設ける。小球体9°は
ロータ2゛と一体に形成する。傾心ジャーナル35′の
アーム35aが外向歯車14の中心と係合し、定置物体
(図示せず)により定位置回転軸Zの廻りに回転可能に
ベアリングを介して支承される0回転トルクはロータ2
゛から小球体9”を介して伝達できる。
FIG. 17 shows a relationship of relative two-difference motion opposite to that of FIG. 16. A circular gear 15 is provided at 2° of the rotor, and an outward gear 1
4 is provided on a casing l' which is integrally formed with a casing plate 3' and is capable of revolution. The small sphere 9° is formed integrally with the rotor 2′. The arm 35a of the tilting journal 35' engages with the center of the external gear 14, and the 0 rotation torque is supported via a bearing so as to be rotatable about the fixed rotation axis Z by a stationary object (not shown).
It can be transmitted from ゛ through the small sphere 9''.

第18図は、内歯歯車15をケーシング1に設け、外I
Am車14をロータ2に設けたものである。傾心ジャー
ナル35゛のアーム35aを定位置回転シャフト4の先
端に設け、アーム35aは外歯キア14の中心(Z′)
に係合する。
FIG. 18 shows an example in which an internal gear 15 is provided in the casing 1, and an external I
An Am wheel 14 is provided on the rotor 2. An arm 35a of a tilting journal 35' is provided at the tip of the fixed position rotating shaft 4, and the arm 35a is located at the center (Z') of the external gear gear 14.
engage with.

第18図において、ロータ2とケーシング1の間の相対
回転は、逆の関係にすることが可能であることが明らか
である。即ち、Z°軸が定位置回転しZ軸を2差運動さ
せることができる。(その場合2゛軸を定位置回転する
よう図示外の定置物体に支承しケーシングlを公転可能
に保持する。) 第19図は、外歯歯車14を固定(又は定位置回転軸俺
な)ロータ2′に設け、内歯歯車15をケーシング1゛
に設けたものである。ケーシングl′はその軸2°をも
って定置軸Zの廻りを2差連動する0回転トルクはシャ
フト4を介して伝達できる。ケーシングプレート3の内
端3aと小球体9″の間にシールを設けることができる
In FIG. 18 it is clear that the relative rotation between rotor 2 and casing 1 can be reversed. That is, the Z° axis rotates at a fixed position, and the Z axis can be moved by two differentials. (In that case, the 2° shaft is supported on a fixed object (not shown) so as to rotate in a fixed position, and the casing l is held so as to be able to revolve.) Fig. 19 shows that the external gear 14 is fixed (or the rotating shaft is in a fixed position). It is provided in the rotor 2', and the internal gear 15 is provided in the casing 1'. The casing l' rotates around the stationary axis Z by two degrees with its axis 2 degrees, and a zero rotation torque can be transmitted via the shaft 4. A seal can be provided between the inner end 3a of the casing plate 3 and the small sphere 9''.

第20図は、ケーシングプレート3゛を小球体9”と一
体形成し、小球体9゛に内歯歯車15を設け、これと噛
合する外歯歯車14をケーシング1゛°と一体化したロ
ータ2′′の内面に設けたものである。球状ケーシング
1゛は、ケーシングプレート3“の外縁3a’と摺接す
る。傾心ジャーナル35゛°が、定置物体にベアリング
39を介して支承されたシャフト4°の先端に設けられ
る。
Fig. 20 shows a rotor 2 in which a casing plate 3'' is integrally formed with a small sphere 9'', an internal gear 15 is provided on the small sphere 9'', and an external gear 14 that meshes with the internal gear 15 is integrated with a casing 1''. The spherical casing 1'' comes into sliding contact with the outer edge 3a' of the casing plate 3''. A tilting journal 35° is provided at the tip of the shaft 4° which is supported via a bearing 39 on a stationary object.

この例は、ロータとケーシングプレート3′の関係に関
する限り、第17図の例と同じ相対2差遅動の関係にあ
る。ケーシングプレート3′の外縁3°aと球状ケーシ
ング1°′の内面の間にシールを施すことができる。
As far as the relationship between the rotor and the casing plate 3' is concerned, this example has the same relative two-differential retardation relationship as the example of FIG. 17. A seal can be provided between the outer edge 3°a of the casing plate 3' and the inner surface of the spherical casing 1°'.

前述の通り、nは2,3.4或はさらに大きな数を任意
に選択できる。上述の実施例ではn=3である。以下に
n=2又は4の場合について述べる。
As mentioned above, n can be arbitrarily selected to be 2, 3.4, or even larger. In the example described above, n=3. The case where n=2 or 4 will be described below.

第21図はn=2の場合の正距離極投影図である。To
は0=18°、R=90’の場合について一体球面ペリ
トロコイド曲線を示し、42は対応するロータを示す、
第22図はケーシングプレート43の斜視図である。こ
の例では傾心角0は20’まで可能であり、ケーシング
内容積に対する行程容積の比は45%にも達する。2つ
の部材間の相対2差運動の関係は、n=3の場合を同様
に適用できる。Rく90°のとき、ロータは視覚的にも
錐状の形を示す(第23図)、第24図は、シール手段
を付した例を示し、アペックスシール23及び球面(側
面)シール46.或いは、さらに必要であれば内歯歯車
15の周りに延びるリングシール47を設けたものであ
る。シールは色々な配列が可イ鮭であり、例えばリング
シール47とそれから球面上を半径方向外方ヘアペック
スの外端まで延びる半径方向の球面シール45の組合せ
もo(簡である。
FIG. 21 is an equidistant polar projection diagram when n=2. To
shows the integral spherical peritrochoid curve for the case of 0=18°, R=90′, and 42 shows the corresponding rotor,
FIG. 22 is a perspective view of the casing plate 43. In this example, an inclination angle of up to 20' is possible, and the ratio of stroke volume to casing internal volume reaches as much as 45%. Regarding the relationship of relative two-dimensional motion between two members, the case where n=3 can be similarly applied. When the radius is 90°, the rotor visually shows a conical shape (FIG. 23). FIG. 24 shows an example with sealing means, including an apex seal 23 and a spherical (side) seal 46. Alternatively, if necessary, a ring seal 47 extending around the internal gear 15 is provided. The seals can be arranged in various ways, such as a combination of a ring seal 47 and a radial spherical seal 45 extending radially outward on the sphere to the outer end of the hairpex.

第25.26図は、n=4の場合を示す、第25図は、
ケーシングプレート43″が3葉(又は3節)球面ペリ
トロコイドを成すもので、θを大きくとった場合を示す
。第26図は4個のアペックス44をもつ対応ロータ4
2°を示す。
Figures 25 and 26 show the case where n=4.
The case is shown in which the casing plate 43'' forms a three-lobed (or three-node) spherical peritrochoid and θ is set large.
Indicates 2°.

ロータとケーシング(ないしケーシングプレート)間の
相対2差運動関係はn=3の場合を同様に適用できる。
The relative two-difference motion relationship between the rotor and the casing (or the casing plate) can be similarly applied to the case where n=3.

波状に曲って延びるシールリング47”をロータ42′
の球面上に、半径方向外方へ拡張するよう付勢状態にて
溝(図示せず)内に嵌合できる。さらに半径方向へ延び
るシール45′をシールリング47°からアペックス外
端まで配設する。第27図は3葉球面ペリトロコイドT
”  (R=90’、0=18°)と対応するロータ4
2゛を正距離投影法により示す、n=5以上とすること
も、図示を省略するが、可能である。
A seal ring 47'' extending in a wavy manner is attached to the rotor 42'.
can be fit into a groove (not shown) on the spherical surface of the tube in a biased condition to expand radially outwardly. Furthermore, a radially extending seal 45' is disposed from the seal ring 47° to the outer end of the apex. Figure 27 shows a three-lobed spherical peritrochoid T.
” (R=90', 0=18°) and the corresponding rotor 4
Although not shown, it is also possible to set n to 5 or more, in which 2' is shown by the equidistant projection method.

に述の記載において符号“2″ “2″°等「ロータ」
の語はピストンとも称されるが、必ずしも回転部材を意
味しない、ロータ2と曲面3(典型的にはケーシングプ
レート)との間の相対1差運動の存在が基本である。
In the descriptions mentioned above, the symbol “2” “2”° etc. “rotor”
The term piston, which is also referred to as a piston, does not necessarily mean a rotating member, but is based on the existence of a relative differential movement between the rotor 2 and the curved surface 3 (typically a casing plate).

1;述の記載から明らかな通り、本発明は、球面ペリト
ロコイドを規定する式に基づいて球面ペリトロコイドを
理論的に計算によって創成することを特徴とする、球形
ロータリ機構の設計方法をも提供する。3次元(ないし
球状)1差運動は、物体、線又は点の才差迂動の軌跡を
正距離投影法により2次元平面グラフに、目視でわかる
ように視覚的に表現することができる。
1; As is clear from the above description, the present invention also provides a method for designing a spherical rotary mechanism, which is characterized in that a spherical peritrochoid is theoretically created by calculation based on a formula that defines a spherical peritrochoid. do. Three-dimensional (or spherical) one-difference motion can be visually expressed in a two-dimensional planar graph using the equidistant projection method to visually understand the locus of the precessional detour of an object, line, or point.

バンケルエンジンと比較してみると、摺動行程距離又は
速さはアペックスシールで最大になるのにこの発明では
はるかに減少されている。さらに、ロータとケーシング
の球面の間はさらに高度なシーリング特性と耐摩耗性と
小さい彦擦のピストンリング形式の球面シールを用いる
ことによって簡単にされる。
When compared to the Wankel engine, the sliding stroke distance or speed is maximized with the apex seal, but is much reduced in the present invention. In addition, the connection between the rotor and the casing spherical surface is further facilitated by using a spherical seal in the form of a small piston ring with advanced sealing properties and wear resistance.

小球体を設けることにより、以下の利点が得られる。即
ち、これによりロータの中心の支承が安定する。但し行
程容積は半径の3乗に比例するので大きく影響をうけな
い。また、ケーシングプレートの両側に対向して配され
た第1と第2のロータの間の結合が可能になる。この場
合小球体はケーシングプレートに対して摺動可能に配さ
れる。この実施例は、結合しないとき必要な、第二ロー
タの遊星歯車列を省略出来る。空間の節約も顕著であり
円滑な回転も両ロータの良好なバランスによる回転によ
って期待される。同時に両ロータの上死点が一致するの
をさけるために1差運動の位相差を設けることにより回
転の円滑さがさらに改良される。四サイクルエンジンで
哄第−のロータの膨張行程と第二のロータの圧縮行程を
組合せることも可能である。
The provision of small spheres provides the following advantages: That is, this stabilizes the central support of the rotor. However, since the stroke volume is proportional to the cube of the radius, it is not affected greatly. It also allows for a connection between the first and second rotors arranged oppositely on both sides of the casing plate. In this case, the spherules are arranged slidably relative to the casing plate. This embodiment can omit the planetary gear train of the second rotor, which is required when not coupled. Significant space savings and smooth rotation are expected due to the well-balanced rotation of both rotors. At the same time, the smoothness of rotation is further improved by providing a phase difference of one differential motion in order to avoid the top dead centers of both rotors coinciding. It is also possible to combine the expansion stroke of the second rotor with the compression stroke of the second rotor in a four-stroke engine.

この開示では行程体積VsはVs=Vmax−Vmin
 と定義される。ここではVmaxとV winはそれ
ぞれ作動室の最大容積と最小容積である。2軸の間の傾
心角θと創成角Hによってケーシングプレートとロータ
の形がきまる。
In this disclosure, the stroke volume Vs is Vs=Vmax-Vmin
is defined as Here, Vmax and Vwin are the maximum and minimum volumes of the working chamber, respectively. The shapes of the casing plate and rotor are determined by the inclination angle θ between the two axes and the generation angle H.

θの大きさとHの大きさは又行程容積とトルクを決定す
る。ロータに歯車が固定される場合にはRを90’にと
ったときθは約18°までとりうる。他の具体例ではも
っと大きなOまで可能である。傾心角0は主にトルクに
影響を及ぼし創成角Rはケーシング中の作動空間容積に
影響する。
The magnitude of θ and the magnitude of H also determine the stroke volume and torque. When the gear is fixed to the rotor, when R is set to 90', θ can be up to about 18°. In other embodiments, even larger O's are possible. The inclination angle 0 mainly affects the torque, and the generation angle R affects the working space volume in the casing.

既に論じたようにこの発明とバンケル型機関の間には著
しい対比関係が認められる。概念的には二次元のトロコ
イド曲線のバンケルの創成半径Rは三次元の球面座標系
の創成角Rに、バンケルの偏心距離eは傾心角0すなわ
ち球面上の弧線分るトロコイド曲線の線分要素は球面極
座標の弧に対する色成分に対応する。バンケル型機関の
作動室は二次元的な面積に厚さを与えることによって作
られるが球形機関では球面上の面積に半径を与えてつく
られる。それはオイラー角によるベクトルを用いてさら
に簡単に表現出来る。オイラー角は才差角0、章動角φ
、自転角ψによって出来ているがそれらはここではそれ
ぞれ球面トロコイド曲線の傾心角0、公転角ωし、回転
角−%ωLにhっている。便宜上もし単位法と弧度法を
用いるならばそれらは対応する大円弧成分に等しくなる
As already discussed, there is a marked contrast between this invention and the Wankel-type engine. Conceptually, the Wankel generation radius R of a two-dimensional trochoid curve is the generation angle R of a three-dimensional spherical coordinate system, and the Wankel eccentricity distance e is the inclination angle 0, that is, the line segment element of the trochoid curve divided by an arc line on the spherical surface. corresponds to the color component for the arc of spherical polar coordinates. The working chamber of a Wankel engine is created by giving a thickness to a two-dimensional area, but in a spherical engine, it is created by giving a radius to a spherical area. It can be more easily expressed using a vector based on Euler angles. Euler angle is precession angle 0, nutation angle φ
, rotation angle ψ, but here they are respectively spherical trochoid curves with an inclination angle of 0, a revolution angle of ω, and a rotation angle of −%ωL. For convenience, if we use the unit method and arc degree method, they are equal to the corresponding great arc components.

ベクトルを用いると2差ロータの創成点Aは次のように
表わされる。バンケル型と同じで動径ベクトルえは偏心
ベクトルEと創成ベクトルHの和である(第14図参照
)、数学的な表現は次のようになっている。
Using vectors, the creation point A of the two-difference rotor can be expressed as follows. As with the Wankel type, the radial vector E is the sum of the eccentric vector E and the generating vector H (see Figure 14), and the mathematical expression is as follows.

尻=E+IR 球の中心は(x 、 y 、 z)座標の原点にとられ
ている。この場合にはEはlE(ε COSωt、ε 
sinωt 、  cosOφ casR)であり合成
ベクトルRはR(pC(ωt/3)  、pS (ωt
/3)  、 −5in θpcoslωtlである。
Bottom = E + IR The center of the sphere is taken at the origin of the (x, y, z) coordinates. In this case, E is lE(ε COSωt, ε
sinωt, cosOφ casR), and the composite vector R is R(pC(ωt/3), pS(ωt
/3), -5in θpcoslωtl.

ここにp=slnR。Here p=slnR.

e=sinθ cosRである。e=sin θ cosR.

C(%ωt)= cosOcasOt  cos%ωt
+ sinωt  sin% ωt S (%ωt)=  casOsinωt  cos%
ωt−C08(1) t  s:nl (1) tθ、
Rとωtは既述のものである(向きも同様にとる)。な
お、%ωtのちを(n−1)/nに置換えることにより
、一般式になる。これらのC,3関Iはオイラーの変換
公式である。EはAからZ′軸に垂直に降ろした点であ
り、球面上にはない。この方法で既述のパラメータを用
いて求められたと全く同じ機械的諸問題がとかれる。
C(%ωt) = cosOcasOt cos%ωt
+ sinωt sin% ωt S (%ωt) = casOsinωt cos%
ωt-C08 (1) t s:nl (1) tθ,
R and ωt are as described above (the directions are taken in the same manner). Note that by replacing %ωt with (n-1)/n, the general formula is obtained. These C and 3 functions I are Euler's transformation formulas. E is a point dropped from A perpendicular to the Z' axis, and is not on the spherical surface. This method solves exactly the same mechanical problems as those solved using the parameters described above.

(効果) この発明は一般に流体−機械力間、流体−流体間等のエ
ネルギ変換装置として有用である。作動空間は膨張又は
圧縮室又はそれらの組合せとして用いられる。ボートの
配列を調節することによって、エンジンとしても、とく
に内燃機関としても用いることが出来る。多様な設計の
可能性がnの値や傾心角0、創成角Rやポートの配置を
選ぶことによって出来る。したがってこの発明はここに
開示された基本的な概念と具体例に基づいて、広汎な産
業上の利用分野を与えるであろう。
(Effects) The present invention is generally useful as an energy conversion device between fluid and mechanical force, between fluid and fluid, etc. The working space is used as an expansion or compression chamber or a combination thereof. By adjusting the arrangement of the boat, it can also be used as an engine, especially as an internal combustion engine. Various design possibilities are possible by selecting the value of n, the inclination angle 0, the generation angle R, and the arrangement of ports. Therefore, the present invention will have a wide range of industrial applications based on the basic concept and embodiments disclosed herein.

即ち、本発明は、球形1差連動ロータを用いることによ
り効果的に有効な三次元的容積変化を行う膨張・圧縮機
構を表現したも゛のであり、ポンプ、エンジン、送風機
、圧縮機、等のロータリエネルギー変換システムとして
有用であり、実用的効果が極めて高い。空間的スペース
の小型化、形状の簡素化、耐圧性等数多くの利点も得ら
れる。
That is, the present invention expresses an expansion/compression mechanism that effectively changes volume in three dimensions by using a spherical one-differential interlocking rotor, and is applicable to pumps, engines, blowers, compressors, etc. It is useful as a rotary energy conversion system and has extremely high practical effects. Numerous advantages can also be obtained, such as reduction in spatial space, simplification of shape, and pressure resistance.

ケーシング球面に対してはピストンリング形式のシール
を応用でき、また、バンケル型ロータリエンジンに比し
てシール面(線)の長さが短かく。
A piston ring type seal can be applied to the spherical surface of the casing, and the length of the seal surface (line) is shorter than that of a Wankel rotary engine.

摺動摩擦抵抗及び摩耗が軽減される、即ち一つの作業空
間に対し2つのアペックスシールと1本の球面シールに
よりシール可能である。これに比しバンケル型では、2
つのアペックスシールと両側2ケのシールが必要であり
両側のシールは作業空間全面に亘って必要である。
Sliding frictional resistance and wear are reduced, that is, one working space can be sealed with two apex seals and one spherical seal. In contrast, in the Wankel type, 2
One apex seal and two seals on both sides are required, and the seals on both sides are necessary over the entire working space.

一定のエンジンスペースに対する作動空間の合端効率も
高くとれる、即ち、ケーシング全容積に対する1つの作
動室の(有効)最大容積(即ち行程容積)の比はR=9
0’、θ=18°で約26%であるが、通常のバンケル
型のロータリエンジンの場合ケーシング内全容積に対し
創成比(トロコイド比)K=7で作動室有効最大容積(
行程容?fl)の比は約22%である。この最大容積(
率)はトルクに比例するので、本発明は1作動窒出りの
スペース的出力効率もよく、3ケの作動室を考慮すると
さらに高い出力効率が達成される。また、その結果圧縮
比(ないし膨張比)を大きくとることもTI(能である
。R,oの値を変化させることにより、さらに大きな行
程容積比かえられる(第15図)、なお、バンケル式機
関では、トロコイド比(K)に関係した圧縮率という点
で制限があり、圧縮率を大きくしようとするとケーシン
グ全容積に占める行程容積の比を小さくしなければなら
ない矛盾がある。本発明では、このような制限はない。
The joint efficiency of the working space for a given engine space can also be high, i.e. the ratio of the maximum (effective) volume of one working chamber (i.e. stroke volume) to the total volume of the casing is R = 9.
0', θ=18°, it is about 26%, but in the case of a normal Wankel type rotary engine, the effective maximum volume of the working chamber (
How long is it? The ratio of fl) is approximately 22%. This maximum volume (
Since the ratio (ratio) is proportional to the torque, the present invention has good output efficiency in terms of space for one working chamber, and even higher output efficiency can be achieved when three working chambers are considered. Furthermore, as a result, it is possible to increase the compression ratio (or expansion ratio) by changing the values of R and o to obtain a larger stroke volume ratio (Fig. 15). In engines, there is a limit in terms of the compression ratio related to the trochoidal ratio (K), and there is a contradiction in that in order to increase the compression ratio, the ratio of the stroke volume to the total casing volume must be reduced.In the present invention, There are no such restrictions.

ロータの運動が全て回転連動であるのでレシプロエンジ
ンと対比すれば当然滑らかな回転が期待でき、バンケル
型の偏心ロータ運動と比べても2差連動の方がその安定
性が高い。
Since the rotor's motion is all rotationally linked, smooth rotation can naturally be expected when compared to a reciprocating engine, and even compared to Wankel-type eccentric rotor motion, the two-differential rotor is more stable.

吸入、圧縮、膨張、排出各行程を容易に設定できるので
内燃機関としても応用範囲が広い。
Since the intake, compression, expansion, and exhaust strokes can be easily set, it has a wide range of applications as an internal combustion engine.

【図面の簡単な説明】[Brief explanation of drawings]

第1図は、本発明を説明するための基本線図、第2図は
、本発明で使用される球面の正距敲極投影図を一実施例
と共に示すもの、第3図は、正距曙投影法に基づく球面
の平面変換を説明するための参考図、第4図は、本発明
の一実施例における作動室の容積変化を示す(同投影法
による)Vj図、第5図、第6図は、本発明の一実施例
を説明するための参考図、第7図、第8図は、本発明の
一実施例の部分立面図、第9図は、本発明の一実施例の
組立て状y島図、第10図は、本発明の他の実施例の部
分立面図、第11図は伝動機構の他の実施例を示す部分
断面立面図、第12.13図はロータ伝動機構の一例の
部分概略図、を夫々示す。2014図は、球面のベクト
ル表示を示す図である。第15図は、0.Rと行程容積
の関係を示すグラフである(n=3)、第16〜20図
は、異った実施例を示す断面図である(n=3)。 第21〜24.25〜27図はさらに他の実施例を示す
(n=2.4)、その内温21.27図は正距離極投影
図(n=2.4)である。
FIG. 1 is a basic line diagram for explaining the present invention, FIG. 2 is an equidistant polar projection diagram of a spherical surface used in the present invention together with an example, and FIG. 3 is an equidistant polar projection diagram for explaining the present invention. FIG. 4 is a reference diagram for explaining the planar transformation of a spherical surface based on the Akebono projection method, and FIG. 6 is a reference diagram for explaining an embodiment of the present invention, FIGS. 7 and 8 are partial elevational views of an embodiment of the present invention, and FIG. 9 is a diagram showing an embodiment of the present invention. FIG. 10 is a partial elevation view of another embodiment of the present invention, FIG. 11 is a partial cross-sectional elevation view showing another embodiment of the transmission mechanism, and FIGS. 12 and 13 are A partial schematic diagram of an example of a rotor transmission mechanism is shown, respectively. Figure 2014 is a diagram showing vector representation of a spherical surface. FIG. 15 shows 0. 16 to 20 are graphs showing the relationship between R and stroke volume (n=3), and FIGS. 16 to 20 are cross-sectional views showing different embodiments (n=3). Figures 21 to 24 and Figures 25 to 27 show still another example (n = 2.4), and Figure 21.27 of the internal temperature is an equidistant polar projection diagram (n = 2.4).

Claims (1)

【特許請求の範囲】[Claims] 部分球面を底面とし略放射状に延びるアペックスを含む
略錐状面を有するロータと、該ロータの才差運動により
そのアペックスの軌跡が成す面から構成される曲面を有
する部材と、該曲面部材と該ロータの間の相対才差運動
により球状空間内において規定されて容積変化する、空
間を作動空間とすることを特徴とする三次元的容積変化
ロータリ機構。
A rotor having a substantially conical surface having a partially spherical bottom surface and an apex extending substantially radially; a member having a curved surface formed by a surface formed by a locus of the apex due to precession of the rotor; A three-dimensional volume-changing rotary mechanism characterized in that a space defined within a spherical space and whose volume changes due to relative precession between rotors is used as an operating space.
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