JPS63502444A - メカニズム - 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】 メカニズム 技術分野 本発明はメカニズムに係り、より詳細にはエンジン、モータ、ポンプ、及び（又 は）、速度制限用装置（ダンパ）に関する。

本発明は、コンプレッサ、ポンプ、エキスパンダ、蒸気機関、圧縮空気作動型エ ンジン、油圧作動型エンジン、内燃機関、及び、ダンパ等のような、作動流体又 は気体によって作動する容量可変のエンジンに対して特殊な作用又は運動を行う 場合に応用することができる。

背景技術 容量可変のエンジンは、通常、機構が複雑であり、通常、次のように大別される 。すなわち、ピストン往復運動型エンジン、トロコイダルエンジン、２軸傾斜型 エンジン、及び、各種の偏心運動又は渦巻き運動を行う各種形状の装置に大別さ れ、これらのエンジンはすべて、運動に比例する部分の製造及び組立てが未だに 複雑であり、大きい動的歪みを受ける。この歪みは、そのメカニズムの可動部分 が偏心運動又は渦巻き運動をするためである。

さらに、これらのエンジンは大別すれば圧縮膨張比が採用される形状によってほ ぼ限定される回転装置に属する。

皿に、上記エンジンの移動は上記圧縮膨張比としてほぼ固定される。

本発明の目的は、上記従来の問題を解消し、形状が単純な２個の主要可動部分を 有し、この主要部分が完全な回転作用を行い、この回転運動によって全ての回転 軸線に対するマスバランスを維持し、この構造に基づいて、圧縮膨張比が機械的 な間隙のみによって限定される構造の要領可変のエンジンの好ましい実施形感を 提供することにある。さらに、上記エンジンは、成る形状の場合、移動を変更し 、圧縮膨張比を変更することができる。さらに上記エンジンは、成る形状の場合 、全体の移動量をそのエンジンの寸法より大きくすることができる。

発明の開示 本発明は、球形又は部分球形の形の内面によって形成されるチャンバと、固定さ れた面で１、この面をシールするように、上記内面の直径方向に回転し得る円盤 状部材と、上記内面の直径方向の軸線を中心として回転し得る１個以上のベーン とを有し、上記軸線は上記固定された面に対して傾斜し、上記円盤状部材及びベ ーンは上記チャンバを複数の作動チャンバに分割し、上記作動チャンバは上記ベ ーン及び円盤状部材の回転時に容積が変化し、上記ベーンは、上記回転運動の間 、終始、上記内面及び円盤状部材にシールされるメカニズムである。

上記チャンバは部分球形の内面を有するのが好ましく、従って、弁の開口部等の ために、又は、基部として、平らな面を含むのが好ましい。球形のいずれの部分 も、その中心が上記ベーンの回転軸線上にあり、この回転軸線は上記円盤状部材 の面と交差せず、また、上記球形の部分は、上記エンジンの機械的運動を行うこ となく、上記球形のチャンバの内部形状の改良のために、平らな面と同様に使用 することができる。このような平らな面が必要な場合には、必要なシーリングを 維持するために、上記ベーンの形状を適当に変化させる。

作動チャンバの数は上記ベーンとチャンバの形状によって決まる。上記ベーンが 交差線上で上記円盤状部材を貫いて突出する形状である場合には、チャンバの数 は４個になる。

しかしながら、上記ベーンが上記交差線上で上記円盤状部材と一致し、完全に１ 回転する間、上記円盤状部材とのシール係合を維持するために必要な範囲を越え て、上記円盤状部材の面から突出する形状である場合には、２個のチャンバが形 成される。

上記２個の作動チャンバに完全なチャンバを使用する構造の場合には、作動チャ ンバとして使用しない半球形を、上記エンジンの作動流体又はガスの保持、処理 、又は、搬送のためのチャンバとして使用することが可能である。

上記メカニズムは、開口部の適当な開閉、及び（又は）、弁の適当な開閉、及び 、適当な点火を行う位置について、上述のように作用する。

特定された特殊な用途のための特殊な構造を説明する前に、第１図を用いて、上 記エンジンの基本的な作用を説明する。説明のみの目的で、球形の閉鎖形チャン バについて説明するが、部分球形の構造の場合も、これと同様である。

回転可能のベーンと回転可能の円盤状部材は交差する軸線上で回転し、この軸線 は分離された形であり、相互に傾斜している。この構造を回転させれば、上記円 盤状部材の各点が円筒形に収束し、上記ベーンの軸線から広がる時に、上記組立 体が形成する各チャンバの容積を変化させることができる。

この作用を理解するための前提として、上記ベーン／円盤状部材組立体の各回転 位置における球形の三角形、及び、これに関連を有する三面体に関して正しく理 解する必要がある。

ここで問題とする右側の球形の三角形は、上記球形又は半球形のチャンバの直径 方向の３つの面が交差して形成し、この三角形は最初の説明の段階では厚さがな いものとする。

第１図では、上記直径方向の３つの面は、１、　上記閉じた形状のチャンバ（１ ）の直径方向の仮想面（２）と、 ２、　上記仮想面（２）に直角な直径方向の軸線（６）を有する直径方向のベー ンの面（３）と、３、　上記直径方向の円盤状部材（４）の主軸が上記ベーンの 部材（６）の直径方向の軸線に対して傾斜し、この直径方向の円盤状部材（４） の主軸上で回転する上記直径方向の円盤状部材（４）の面である。

この構造は上記閉鎖形チャンバの内部に、容積可変の４個の分離形チャンバを形 成する。

上記３面の辺が１点で交差する点では、回転は０度であり、この時には上記４個 のチャンバのうちの２個のチャンバの容積が最少であり、残余の２個のチャンバ の容積が最大である。

ベーン／円盤状組立体は、回転して球形の三角形Ａ。

Ｂ、　Ｄ、及び、三面体を形成し、この三面体の面の角度はり、　Ｏ，Ｚ　（第 １図）である。

球形の三角形の側部ＡＤ、ＡＯ，ＡＺは、それぞれ、上記三面体面の角度り、　 Ｏ，Ｚの円弧の切片である。

角度Ｏは、上記ベーン／円盤状組立体の回転角度である。

角度りは、上記ベーン／円盤状部材の交差線と上記ベーン／仮想面の交差線とが なす角度である。

角度Ａは、上記仮想面と上記円盤状部材の面とがなす設定角度であり、この設定 角度は一定である。

角度Ｃは、上記仮想面と上記ベーンの面とがなす設定角度であり、この設定角度 は直角で一定である。

角度Ｂは、上記ベーンの面と上記円盤状部材の面とがなす設定角度であり、この 設定角度は上記ベーン／円盤状組立体の回転によって変化する。

角度Ｂ　（ｃｏｓＢ−ｃｏｓｔｓ　ｉ　ｎＡ）を解くことにより、各チャンバの Ｏの６値に対する容積を計算することができる。

上記チャンバはその内部でＢが下降し、その反対側のチャンバは容積が（Ｖ／３ ６０）Ｂであり、それぞれ隣接するチャンバを有し、この隣接するチャンバは容 積が（Ｖ／３６０）（１８０−Ｂ）　であり、各チャンバ当すのスープする容積 が（Ｖ／３６０）２Ａである。（Ｖ−球形の容積）。

角度Ｄ　（ｃｏｓＤ−ｃｏｓＡ／ｓ　１ｎＢ）を解くことにより、各０の６値に 対する上記ベーンの軸線を中心とする各チャンバのモーメントを（以下に説明す るように）計算することができる。

任意の１個のチャンバの圧力は、上記ベーン及び円盤状部材に対して、ベーンと 円盤状部材との交差線を中心とするモーメントと大きさが等しく、方向が反対の モーメントを与える。

この力によって、上記ベーンと円盤状部材が開く。しかしながら、上記ベーンと 円盤状部材は、上記組立体が上記球形のチャンバの中で回転しないかぎり、開く ことができない。

上記ベーンのモーメントのベクトルの方向は、ここで問題とするチャンバの内部 の、上記ベーンのセグメントの円弧が三等分される点に向かう方向である。

この点と上記ベーンの軸線との間における、上記ベーンの円弧のセグメントの角 度は、三面体の面の角度ＤＥ等しい。

上記チャンバが平衡に達した時に、この点が上記ベーンの軸線と一致し、三面体 の面の角度りがＤ−０となり、トルクが消失することは明らかである。

次に、角度りがゼロでない点では、上記ベーンのモーメントが上記ベーンのトル クと等しくなることは明らかである。

上記ベーンの軸線のトルクの値は（ベーンのモーメン）ｘｓｉｎＤ）である。

上記円盤状部材のモーメントは上記球形のケーシングに伝達され、このケーシン グに上記ベーンの軸線を中心とするモーメントを与える。このモーメントが反動 のトルクであることは明らかである。

この反動のトルクは（円盤状部材のモーメントＸ５ｉｎＤ）である。

ここで注目すべきことは、上記円盤状部材が、それ自体の軸線を中心として、ど ちらの側にも回転せず、この円盤状部材が上記ベーンに咬合することにより、こ の円盤状部材が回転することである。

このようにして構成されたエンジンの作用を従来のエンジンと比較すれば、次の とうりである。

］、　角度Ｂの値の変化は従来のピストンの掃気と関連する。

２、　ベーンのモーメントはピストンの力と関連する。

３、５ｉｎＤは、トルク−（ベーンのモーメント×５ｉｎＤ）によりめることが でき、従来のエンジンのトルク−（ピストンの力×有効なモーメント）である場 合に、従来のクランプのアームの有効なモーメントと関連する。

４、　本発明のエンジンのサイクル又はストロークは上記ベーン／円盤状組立体 の１８０度の回転として表すことができ、この回転は、作動チャンバの容積が最 大になる点で開始され、上記同一のチャンバの容積が最少になる点で終了するチ ャンバに関連する。

それゆえ、上記完全なメカニズムは、回転することにより、全ての軸線に対する マスバランスが常に維持される。しかしながら、任意の１個のチャンバは、回転 した時に、上記ベーンの軸線に対して周期的に非平衡状態になるので、上記ベー ンの軸線を中心とするモーメントが発生する。このモーメントは、もちろん、隣 接するチャンバの反対方向のモーメントによって、常に平衡が保たれる。しかし ながら、上記チャンバの壁体に圧力を加えて、いずれか１個のチャンバの見掛上 の質量（実際の質量ではない）を増加させれば、これに隣接するチャンバの実際 の質量に基づくバランスが崩れ、上記見掛上の質量のモーメントが上記ベーンの 軸線でトルクとなることは明らかである。

上記ベーンは、これと同軸の回転軸線を有する駆動シャフトに結合させることが できる。上記ベーンの軸線はこのように使用するのが好ましい。この好ましい形 状では、上記駆動シャフトは、上記閉鎖形チャンバの中で、上記ベーンに固定す るように取り付けられる。これに代る他の形状では、上記円盤状部材の周囲を上 記駆動装置と同様に歯車の作用をさせることができる。上記チャンバが固定的に 維持される場合には、上記ベーンと円盤状部材とを、それぞれ、−緒に、駆動装 置に結合させて、駆動、又は、被駆動を行わせることができる。さらに他の形状 では、ベーン／円盤状部材が固定的に保持される場合には、明らかに、上記円盤 状部材のモーメントが、それ自体、反動トルクとなり、この反動トルクが上記チ ャンバに伝達されて、このチャンバ自体を回転させる。

上記チャンバとの咬合により、駆動又は被駆動を行うようにすることもできる。

（さらに、上記チャンバが、航空機用エンジンのように、外側面にプロペラのブ レード及びエアフォイルが設けられる場合には、この代替的形状を使用すること ができる。）。

上記円盤状部材は、上記内面に固定された面に固定するのが好ましい。この円盤 状部材は上記内面に沿う円形の溝の中に配設するのが好ましい。上記ベーンを上 記円盤状部材に合わせることができ、又は、上記エンジンが作動している時に、 上記ベーンと円盤状部材とのシール係合を維持するために、上記円盤状部材から 突出する時の交差線に、可撓性を有する薄膜を設けることができる。

このような可撓性を有する薄膜の代りとして、又は、これと共に、上記円盤状部 材に、上記交差線に沿うコア部材を設けることができる。このコア部材に、円筒 形又は、部分円筒形の滑らかな面を設けるのが好ましい。これは、上記ベーンが 上記コア部材に摺動し得るように取り付けられ、上記ベーンが上記コア部材を中 心とする上記円盤状部材の上記ベーンに対する相対的な運動を維持し得るように するためである。

上記容積の変化率は、上記円盤状部材の面を上記ベーンの軸線に対して設定する 角度によって固定される。さらに、上記容積の変化率は、上記円盤状部材又はベ ーンの形を整えることにより、大きくすることができる。上記円盤状部材は、上 記ベーンと交差する線より外側に、フェアリングを有するのが好ましい。

シール装置は、次に説明するように、幾つかの形状とすることができる。これら 全ての構造において、上記シール装置はコア部材を形成し、このコア部材は上記 エンジンの有効容積を減少させる。一般論としては、掃気される容積が、チャン バ当りの値として、（（球形の容積−コア部材の容積）／３６０）ｘ２Ａで表さ れる。（ここに、Ａ−角度Ａである）。

厚さの効果としては、上記の他、上記円盤状部材及びベーンの有効な面積を減少 させることがある。この効果が発生するのは、上記面積がセグメントの面積であ り、このセグメントの高さが上記球形の半径と同等であり、この球形の半径が上 記コア部材の半径より小さい場合である。

一つの好ましい構造では、上記コア部材のシール装置が棒状であり、この棒状部 材の断面形状が円形であり、上記棒状部材が上記円盤状部材の中に直径方向に取 り付けられる。この様な取付けを行うのは、上記棒状部材をその縦軸を中心とし て回転させ、上記円盤状部材にシール係合させるためである。上記棒状部材は長 孔を用いて結合される。二〇長孔結合は、上記ベーンを上記棒状部材に貫通させ 、上記ベーンと上記棒状部材をシール係合させるために行う。この場合、上記コ ア部材の半径と容積は一定である。

さらに他の好ましい構造では、真っ直ぐな形のシール部材が設けられ、このシー ル部材が上記ベーンと上記チャンバ間の長穴との間に配設される。

上記具っ直ぐなシール部材は上記円盤状部材の長穴の中の溝に取り付けられ、ば ねの装置によって、上記ベーンの面に保持される。この場合、上記コア部材の半 径と容積は一定ではなく、最少め値と最大の値との間で変化する。この最少の値 になるのは、上記円盤状部材の面が上記ベーンの面に対して直角になった時であ り、この最大の値になるのは、上記円盤状部材の面が上記ベーンの面に対して最 も大きく傾斜した時である。

他の好ましい構造では、真っ直ぐなシール部材が設けられる。このシール部材は 既に説明したシール部材とほぼ同じであり、相違する点は、このシール部材が上 記円盤状部材に対して一定に維持され、上記ベーンの面に曲がりくねった溝が設 けられる。この曲がりくねった溝は、上記ベーンの面と上記円盤状部材の面とが なす角度を変化させるためのものである。この場合、上記コア部材の半径と容積 は一定である。

他の好ましい構造では、真っ直ぐなシール部材が設けられる。このシール部材は 既に説明したシール部材とほぼ同じであり、相違する点は、このシール部材にほ ぼ放物体の形の部分が設けられ、上記ベーンの面が平らである点である。この場 合、上記コア部材の半径及び容積は一定である。

さらに他の好ましい構造では、圧縮可能のシール部材、及び（又は）、可撓性を 有するシール部材が設けられる。

当業者であれば、シール部材の変更は、本発明の基本的事項から離れることなく 、行うことができる。

適当な開口部、又は、周知の各種の弁の内の任意の弁を用いれば、弁の開閉、及 び（又は）、開口部の開閉を行うことが可能であり、また、各種の部材の回転作 用、又は交互使用により、又は、特定された機構のための特定の始動装置への接 続、特に上記円盤状部材の面とベーンの面との間の摺動作用及び角度の変化によ り、及び、既に説明した収束、′及び、拡がりにより、上記弁の開閉、及び（又 は）、開口部の開閉を行うことができる。

上記エンジンは、開口部又は弁を適当に開閉し、または、適当な位置で点火する 構造にすることにより、ポンプ、圧縮空気作動型モータ、加圧作動流体作動型モ ータ、蒸気機関、２サイクル内燃機関、又は、４サイクル内燃機関として使用す ることができる。また、上記エンジンは、チャンバが適当な流体又はガスをシー ルするように含み、上記各種のチャンバに適当な開口部又は弁を設ける場合には 、回転型速度制限装置又はダンパとして作用させることができる。さらに、上記 エンジンは、目的に応じて割り当てられたチャンバを有するモータとポンプを組 み合わせるように作動させることもできる。

開口部及び／又は弁の開閉、及び、適当な位置での点火のための始動機構は、作 動中のタイミングの調整、又は、上記エンジンをどちらかの回転方向に作動させ 、又は、上記チャンバの開口部の開閉を選択的に行うための、冗長性を確保出来 るように取り付けることもできる。

好ましい方法の場合、作動流体の取入口及び排出口を設けることができる。その ために、上記チャンバに開口部を設け、この開口部を容積可変の作動チャンバに 接続させる。この接続を行うのは、全膨張行程、全圧縮行程、又は、その部分的 段階のいずれかである。これらの開口部は架橋させてもよく、他の関連のある開 口部に含めても良い。

他の実施形態においては、上記チャンバの内壁に凹部を設けることもできる。こ れは、作動中に、容積可変の作動チャンバを接続できるようにするためである。

他の実施形態においては、回転型の弁を取付部材又は上記ベーンのシャフトに含 め、又は、その一部分とし、上記ベーンのシャフトを回転させることにより、回 転型の弁を作動させることができる。

他の好ましい方法の場合、作動流体の取入口及び排出口を、上記取付装置又は上 記ベーンのシャフトの内部に、その一部分を形成するように設け、又は、上記取 付装置又は上記ベーンのシャフトからフレア状に広げ、上記ベーンの半分の速度 で回転し、長穴又は孔を有する他の部材に接続させ、４サイクル内燃機関のポー トを開閉するタイミングを行うための開口部に、上記長穴又は孔を接続すること ができる。

さらに他の好ましい方法の場合、作動流体を出入りさせ得るように、リード弁又 は他のタイプの一方向作動型の弁を設けることができる。また、上記弁を上記円 盤状部材又はベーンを介して容積可変の作動チャンバに接続し、作動チャンバの 間で作動流体を搬送することもできる。

上記弁の開閉及び開口部の開閉の可能性は非限定の例として与えられ、当業者な らば、本発明の基本から離れることなく、弁の開閉及び開口部の開閉に多くの変 更を加えることができる。

ベーンの軸線と円盤状部材の軸線とを４５度に設定すれば、掃気される容積の値 が、上記チャンバの容積から上記コア部材の容積を差し引いた値と同等になるこ とを観察することができる。この角度を、上記コア部材の容積及び上記チャンバ の容積を越える特別な掃気容積の範囲まで、さらに大きくし、このようにすれば 、上記エンジンをその物理的な容積よりも大きく移動させることができる。

図面の簡単な説明 第１図はメカニズムの形状を示す図面、第２図はエンジンの実施形態の断面図で あるｂ発明を実施するための最良の形態 以下、本発明の実施例を図を用いて詳細に説明する。

実用的なポンプ、及び、コンプレッサ　。

第２図に本発明に基くエンジンの構造の好ましい構造の一例を示す。この構造は 球形のチャンバ７を有し、このチャンバ７は直径方向に配設された溝８を有し、 この溝８の中の支持部１０に上記円盤状部材９の端部９ａが支持される。上記チ ャンバは、圧縮シール部材１１と、オイルシール部材１２と、シール部材を有す るコア部材１３と、長穴を有する直線状のシール部材１５と、長穴を有するシー ル部材１６と、シャフト１７とを有し、上記圧縮シール部材１１、オイルシール 部材１２、及び、コア部材１３の支持部は上記円盤状部材に直径方向に配設され 、上記コア部材はその長穴によって上記円盤状部材を含む面をベーン１４が貫通 出来るように設けられ、上記直線状のシール部材１５は上記ベーンの面をシール ・するように上記コア部材の長穴の中に挿入され、上記シール部材１６は上記コ ア部材をシールするように上記円盤状部材の長穴の中に挿入され、上記シャフト １７は上記球形のチャンバの壁体を貫くベーンと一体であり、支持部１８に支持 され、この支持部は上記シャフトを、従って、上記ベーンを、上記円盤状部材の 主軸に対して傾斜させるように支持し、上記ベーンの縁、すなわち、円形のシー ル部材１９を有し、このシール部材１９は上記チャンバの壁体をシールする。こ の組立体は４個の作動チャンバ２０を形成し、この作動チャンバ２０の容量は、 上記ベーン及び（又は）円盤状部材の組立体が上記球形のチャンバに対して回転 する時に、変化する。４個の開口部２１は作動流体を出入りさせるために設けら れる。

このうちの２個の開口部は入口であり、２個の開口部は出口である。上記開口部 は、１個の入口と１個の出口が上記円盤状部材の面のいずれかの側にあり、この 入口が拡大された容量である時に、この入口から上記作動チャンバに作動流体が 流れ、上記出口の容積が減少した時に、上記出口から各作動チャンバに作動流体 が流れるように、配設される。上記入口と出口は上記ベーンの軸線を中心として 相互に約１８０度離れるように配設される。

この構造によって、圧縮比を大きくする必要がある場合には、上記円盤状部材の 面の上記円盤状部材の面に対する角度が最大になるように設定され、上記角度が 最少になる点で、上記円盤状部材の面と上記ベーンの面が（図に示すように）平 行になり、自由に作動するために必要な機械的な最少の間隙が形成される。これ により、圧縮比を無限大にすることができる。

実用的な圧縮空気／油圧作動型のエンジン構造及び開口部の配設は、上記ポンプ 及びコンプレッサである場合と同様であり、作動する方法が相違するだけである 。加圧された空気又は作動流体は上記入口を通して上記エンジンの内部に導入さ れて圧力を発生し、この圧力によって上記エンジンがモータとして作動する。

その排気口も、上記と同様の作動を維持し、上記ポンプ及びコンプレッサである 場合と同様、空気又は作動流体を上記出口から排出させる。

実用的なダンパ／回転速度制限装置 構造及び開口部の配設は、上記ポンプ及びコンプレッサである場合と同様であり 、相違する点は上記入口と出口が設けられず、完全に密封された装置になってい る点である。この装置は作動流体によって完全に満たされ、この流体を、この流 体の流量が、上記流体の粘度、弁又は開口部の寸法、及び、上記弁又は円盤状部 材の組立体に加えられるトルクに比例するように、上記作動チャンバに流すこと により、弁の開閉とブリードを行う開口部を（リード弁と同様に）変化させるこ とができる。この応用例の場合、上記弁を円盤状部材の上記作動チャンバに接続 する面に、単に孔を設けることができ、これにより、隣接する作動チャンバから 作動チャンバに上記流体を流入又は逆流させ、又は、隣接する作動チャンバから 作動チャンバに上記流体を一方向にのみ流すことができる一方向作動型の弁に、 上記流体を流すことができるようにすることができる。この一方向作動型の弁を 使用する場合には、上記流体を、上記コア部材の周囲でどちらかの方向に流すこ とができる。

この応用例の場合、及び、その構造の場合にも、作動チャンバの間に弁を使用す ることができる。この弁は、ばねその他の装置によって、開いた状態に保持され る。

この開いた状態に保持されるには、上記ばねその他の装置が、上記流体の流れる 圧力に逆らって、上記装置に加えるトルクが、次のような圧力、すなわち、上記 弁が上記メカニズムを有効に閉じるよう強制される圧力になるまでである。また 、上記弁は、シャフトの成る回転速度で閉じ、及び（又は）、シャフトの成る回 転速度で徐々に閉じ、及び（又は）、上記トルク／流体のの圧力が増加した時に 閉じる形状にすることができる。この場合、上記ベーン／円盤状部材の組立体に 加えられる効果は上記チャンバのハウジングに伝達され、従って、プリセットさ れたシャフトの速度及び（又は）トルクの大きさに達した時に、このハウジング で出力を続けるために利用することができる。

実用的な内燃機関 構造及び開口部の配役は、上記ポンプ及びコンプレッサである場合と同様であり 、相違する点は上記円盤状部材の面の一方の側に上記取入口のみが設けられ、上 記円盤状部材の面の他方の側に上記排気口、すなわち、出口のみが設けられる点 である。上記取入口は排気管に接続される。点火プラグ又はこれと同様の装置の ための点火位置は、組立体の回転と同期して燃料に点火し得る位置に配設される 。このような構造に代えて、点火位置を他の同等の位置（図示せず）に変えるこ ともできる。

上記円盤状部材の面は、既に説明したと同様に、圧縮膨張比が最大になるように 設定される、この場合、上記円盤状部材の間の容積は、容積が固定の２個のチャ ンバを形成するために使用することができる。

このようにすれば、この構造によって、容積可変の４個のチャンバと、容積不変 の２個のチャンバとを形成することができる。上記円盤状部材の面の一方の側の 容積可変の２個のチャンバは取入口／圧縮チャンバとして使用することができ、 また、上記残余の２個の容積可変の２個のチャンバは膨張チャンバとして使用す ることができる。

また、リード弁、又は、これと同様の一方向作動の弁を、上記取入口／圧縮チャ ンバと一定のチャンバとの間の上記２個の円盤状部材の各面に設け、さらに、コ ア部材の開口部にも設けることができる。このコア部材の開口部は、容積不変の 各チャンバを、これに隣接するベーンの面に接続し、さらに、上記ベーンの面の 凹部にも設けることができる。このベーンの面の凹部は、上記コア部材の各開口 部を、これに隣接する膨張チャンパーンに接続する。このコア部材の開口部とベ ーンの面の凹部とを組み合わせることにより、完全に回転する度に、容積不変の 各チャンバを、これに隣接する膨張チャンバに接続することができ、また、上記 設定すべき接続のタイミング始点及び終点を、上記回転の任意の点に設定するこ とができる。

取り付けられた点火プラグ２２は上記球形のチャンバの内部に固定され、所要の 時点に上記膨張チャンバに接続するように配設される。また、点火のタイミング のための適当なメカニズム、潤滑装置、及び、その他の装置も設けられ、これら の装置はすべて公知である。

説明のみの目的で一例を上げれば、値及び関係は次ぎのように設定される。これ らの値を設定するための制約はなく、当業者ならば、これらの値は、確立された 関係の用語の範囲内で他の値に変更することができる。

閉じたチャンバの半径−１０センチメートル、円盤状部材の角度　−３０度（角 度Ａ）コア部材の半径　−２，２センチメートル、掃気容積　−２５９２ｃｃ 掃気容積（１チャンバ当り）−６４８ｃｃ円盤状部材の面と面とがなす角度−１ ２０度この説明は、容積一定の１個のチャンバと、これに隣接する取入／圧縮チ ャンバと、隣接する膨張チャンバとを含む１組の作動チャンバについて行う。

回転の計算は、検討の対象とする膨張チャンバの容積の値が最少であり、既に説 明した球形の三角形がないという条件を満たす点から始める。

１、　燃料と空気との混合気を混合気取入口がら導入し、 ２、　上記リード弁を用いて上記混合気を圧縮し、３、　スィーブしない容積を 用いて、上記膨張チャンバの内部のガスを上記排気口からほとんどゼロになるよ うの排出し、 ４、　排気行程を終了させ、 ５、　上記膨張チャンバの容積が増加し始める時に、既に説明したコア部材の開 口部の装置を用いて、上記容積一定のチャンバの中の圧縮された混合気の一部分 を上記膨張チャンバの中に送り込み、 ６、コア部材の開口部を閉じ、 ７、　混合気に点火し、 ８、　燃焼底生物を約１：１９の比率になるまで膨張させ、 ９、１５５度まで回転した時に、排気口を開き、１０、第１行程に戻る。

上記サイクルについて注意すべきことは次の通りである。

この例では、上記円盤状部材の面は、この円盤状部材を含む面から６０度に設定 される。従って、上記２面は１２０度離間する。この例の場合、上記容積一定の チャンバの容積が上記容積可変のチャンバのスィーブする容積に等しく、その値 が６４８ｃｃであると仮定する。

上記一定のチャンバから上記膨張チャンバまでの上記混合気の搬送は、上記膨張 チャンバの膨張行程の最初の３度（角度Ｂの増加）の間に行われる。この間に、 上記ベーン／円盤状部材が２４．５度回転する。

この期間に、上記容積一定のチャンバの中で縮された混合気が上記膨張チャンバ の中に２０：２１の比率で膨張し、この値は上記搬送された容積と上記容積が一 定のチャンバの容積との比率Ｃ，：反映される。

点火は、ベーン／円盤状部材が２５度回転した位置で行われ、この点で、角度り は約１３．５度、すなわち、その最大値３０度の４５パーセントである。チャン バの上記ベーンの軸線を中心とするモーメントが角度りのサイン（正弦）で増加 するので、この時に、上記モーメントは、その最大値の４６．６８パーセントま で達している。

燃焼によって角度りが増大し、従って、モーメントが連続的に増加するので、そ のサイクルの圧力は、機械的効率が最大である時間内に、最大になる。

掃気は、点火の時までに、３．０５度、すなわち、膨張の５パーセント進むにす ぎないが、この時点から急速に進行する。これに引き続いて、ベーン／円盤状部 材が１３０３０度回転まで、膨張が行われ、この時間の間に、上記膨張チャンバ がさらに５４度（角度Ｂ）に膨張し、膨張角度の総和が５７度になる。

これにより、排気が開始される前の膨張比が１＝１９になる。

次に、排気は、ベーン／円盤状部材が２０５度回転する間継続し、この間に、上 記排気ガスが実用的にほとんど全部排出される。

有効な圧縮比が存在する範囲は、作動のための圧力の発生がほぼ終了すれば、容 積一定のチャンバの容積の如何にかかわらず、上記取入圧縮チャンバの容積から 、上記取入口／圧縮チャンバの掃気されない容積と上記膨張チャンバの搬送する 容積との総和までの間であることが観察される。

内燃機関の他の形状は、容積が一定のチャンバは使用されず、従って、上記コア 部材の開口部を開閉する構造も使用されないことを除いて、同一の構造である。

上記圧縮された混合気は、上記の代りに、分離された保持タンクの中に圧縮され 、上記ベーンのシャフトの回転によって作動する回転弁を経由して上記膨張チャ ンバの中に導入される。

以上説明した実用的な例は、本発明を限定するための例ではなく、また、当業者 であれば、本発明の範囲内で、開口部開閉構造の変更、弁開閉構造の変更、又は 、内燃機関のサイクルの変更を、上記エンジンに加えることは容易である。

可変移動、圧縮／膨張 上記エンジンが上記ベーンの軸線と上記円盤状部材の軸線との角度を変化させる 装置により作動する時の、上記エンジンの移動、圧縮／膨張を変化させることは 可能である。

上記ベーンの軸線と上記円盤状部材の軸線との角度は、上記ベーンの軸線、又は 、上記円盤状部材の軸線のいずれか一方、又は、その両方を調節することにより 、変えることができる。しかしながら、如何なる調整を行う場合でも、両軸線を 、上記球形のチャンバ、又は、半球形のチャンバの直径方向に維持しなければな らず、また、上記ベーン、及び、円盤状部材を、上記チャンバの直径方向に維持 しなければならない。

この調節を上記ベーンに施す装置は、上記ベーンのシャフトの支持部により提供 することができる。この支持部それ自体は、上記両方のベーンのシャフトの取付 部材を上記ベーンの軸線の直径方向に維持するように、偏心調節可能の取付部材 、又は、摺動可能の取付部材の内部に取り付けられる。

上記円盤状部材の軸線に対する調節を行う装置は、上記円盤状部材の周囲を上記 球形又は半球系のチャンバにシールし、調節可能の装置によって位置決めされる ように取り付けることにより、提供することができる。この場合、上記円盤状部 材は上記球形の壁体の固定された溝の中に配設されない。この構造は、上記半球 形のエンジンに部分的に応用し、又は、一方の半球形の部分のみが作動チャンバ を有する球形のエンジンに応用することができる。

国際調査報告

Claims (9)

【特許請求の範囲】
1. １．球形、又は、部分的球形の内面が形成されたチャンバと、上記内面の直径方 向に、この内面をシールするように固定面上で回転し得る円盤状部材と、上記内 面の直径方向に延びる軸線を中心として回転し得る１個以上のベーンとを有し、 上記軸線は上記固定面に対して傾斜し、上記円盤状部材及びベーンは上記チャン バを複数の作動チャンバに分割し、上紙作動チャンバは上記ベーン及び円盤状部 材が回転する時に容積が変化し、上記ベーンは上記回転運動が行われる間、終始 、上記内面及び円盤状部材によってシールされることを特徴とするメカニズム。
2. ２．上記ベーン及びチャンバの形状は、予め定められた数の作動チャンバを形成 するために、上記円盤状部材と共働するように取り付けられることを特徴とする 請求の範囲第１項に記載のメカニズム。
3. ３．作動チャンバは上記円盤状部材の固定面の両側に設けられることを特徴とす る請求の範囲第１項又は第２項のいずれかの項に記載のメカニズム。
4. ４．上記ベーン、及び／又は、円盤状部材は、上記作動チャンバを予め定められ た容積にし、圧縮を行い得るように、形状が選定され、相対的に傾斜するように 取り付けられることを特徴とする請求の範囲の上記いずれかの項に記載のメカニ ズム。
5. ５．上記ベーンは上記円盤状部材をシールする装置と交差し、上記シール装置は 回転可能のコアを含むことを特徴とする請求の範囲の上記いずれかの項に記載の メカニズム。
6. ６．上記ベーン及び／又は上記円盤状部材を回転させ、又は、上記べーン及び／ 又は上記円盤状部材によって回転されるように、上記ベーン及び／又は上記円盤 状部材と共働することを特徴とする請求の範囲の上記いずれかの項に記載のメカ ニズム。
7. ７．インレットポート及びアウトレットポートを有し、上記ポートが上記作動チ ャンバに出入りする作動流体の流れを制御するために１個以上の作動チャンバに 選択的に接続されるエンジンとして使用されることを特徴とする請求の範囲の上 記いずれかの項に記載のメカニズム。
8. ８．上記円盤状部材のいずれかの側部に配設されたインレットポート及びアウト レットポートと、各作動チャンバの容量を増加させる時に各作動チャンバヘの接 続のための閉鎖形チャンバの内部に配設された点火装置を有するエンジンとして 使用されることを特徴とする請求の範囲の上記いずれかの項に記載のメカニズム 。
9. ９．エンジン、モータ、ポンプ、コンプレッサ、又は、速度制限用装置として使 用されることを特徴とする請求の範囲第１項ないし第６項のいずれかの項に記載 のメカニズム。