JPH055401A - 共軸ロータエンジン - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【目的】 共軸ロータエンジンにおける弁装置の改善。 【構成】 ベーン付きロータ要素のモータベーンが他の
要素のモータベーンと一つ置きに配置されモータ室が隣
接するモータベーンの間に画定される共軸ロータエンジ
ンにおいて、高圧ガスを室に供給しついで前記室から排
出する弁装置は、ロータ要素と一定の時間関係において
回転可能でかつ互いに整合しうるポートを備えた同心ス
リーブおよびベーン付きロータ要素の周りに設置された
シリンダよりなる。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は共軸ロータエンジン、お
よび高圧ガスが制御された方法でエンジンのロータの間
に画定されるモータ室に供給および排出されるエンジン
用弁装置に関するものである。

【０００２】すでに発行された米国特許第４，１２７．
３６７号および第４．６６６．３７９号には、一対のロ
ータ部材を有しこれらの部材のベーンの間にモータ室を
画定された共軸ロータエンジンが開示されている。ロー
タ部材はエンジン軸に、ロータ部材に発生した運動が軸
に伝達されるように組合わされている。ロータ部材は加
圧ガスの上記モータ室への制御された供給および排出に
よる動力で回転される。

【０００３】

【発明が解決しようとする課題】本発明はこれらのモー
タ室への高圧流体の制御された供給および排出に使用さ
れる弁装置に関する。

【０００４】本発明の目的の中には、上記一般的に記載
された共軸ロータエンジンと、ロータ部材と関連して作
動し高圧流体、すなわちロータ部材の回転を生ずる高圧
ガスの制御された供給および排出を生ずる新規な弁の組
合わせの提供がある。

【０００５】本発明の別の目的はモータ室への高圧流体
の供給が内設された同心スリーブによって制御される弁
装置を提供することである。

【０００６】別の目的は所要の弁機能を実施する同心ス
リーブを備え、これらのスリーブは各ロータの一体部分
をなす、共軸ロータエンジンを提供することである。

【０００７】

【課題を解決するための手段】本発明の一特徴によれ
ば、ケーシング、前記ケーシングに相対回転可能に取付
けられた出力軸、およびケーシング内で前記出力軸に作
動的に組合わされそれによりその回転が前記軸に加えら
れる一対の回転可能なベーン付きロータ要素を有し、各
ベーン付きロータ要素のモータベーンは他の要素のモー
タベーンと一つ置きに配置されモータ室が隣接するモー
タベーンの間に画定されるエンジンにおいて、高圧ガス
が前記室の一つ置きの室に供給され前記室の他の一つ置
きの室から排出される装置を有し、前記装置はまず高圧
ガスを室に供給しついで前記室から排出する弁装置を有
し、前記弁装置はロータ要素と一定の時間関係において
回転しうる互いに整合しうるポートを備えた同心スリー
ブを有し、ベーン付きロータ要素の周りに設置されたシ
リンダは前記モータ室からガスの排出を制御し、前記シ
リンダは前記同心スリーブと同心で軸と一定の時間関係
において回転するエンジンが提供される。

【０００８】また本発明の別の特徴によれば、ケーシン
グ、前記ケーシングに回転可能に取付けられたモータ出
力軸、前記ケーシング内に回転可能に取付けられた前記
軸と同心の内側同心スリーブおよび前記内側同心スリー
ブの周りに配置され前記軸と同心の外側同心スリーブ、
前記内側スリーブに固定された円板および前記円板に固
定されそこから軸方向に延びるベーンを有する第１ベー
ン付きロータ要素、前記外側スリーブに固定された円板
および前記円板に固定され前記スリーブの軸方向に延び
る第２ベーン付きロータ要素を有し、第１ロータ要素の
ベーンは第２ロータ要素のベーンと一つ置きに配置され
モータ室は隣接するベーンの間に画定され、また、前記
軸と前記内側同心スリーブの間に画定された高圧ガスを
保持する室を有し、前記スリーブは前記室から前記モー
タ室へのガスの弁制御流を生ずる互いに整合するポート
を有し、前記軸と同心の前記ロータ要素およびモータ室
と連通して前記室からのガスを排出するポートを有する
スリーブを囲むシリンダを有する共軸ロータエンジンが
提供される。。

【０００９】本発明によって達成される、これらのおよ
び他の目的および利点を図面を参照して下記に記載す
る。

【００１０】

【実施例】図面において、図１および２に示された共軸
ロータエンジンは全体的に符号１０で指示されている。
エンジンはケーシング１２、およびケーシング内に回転
可能に支持された出力軸１４を有する。

【００１１】ケーシング１２の端部２０は端壁２２を有
し、この端壁２２と一体に円筒形スカート２４を有す
る。端部２０の反対側は端壁３２および一体のスカート
３４を有する端部３０である。これらの両端部の間には
中空の中間部分が設けられている。端部および中間部
は、符号３８によって示されたボルトナット装置、また
はファスナによって互いに適当に接合されている。

【００１２】軸受４０，４２は軸１４をケーシングの端
壁２２，３２に回転可能に取付けている。円板形端板４
６，４８が、軸とともに回転するため出力軸に固定され
かつ軸受４０，４２の内方に配置されている。これらの
端板の内方にかつケーシング１２内には、全体的に符号
５０，５２で示された一対の回転可能なベーン付きロー
タ部材または要素が支持されている。それらを下記に詳
細に記載する。

【００１３】ロータ要素５０についてみると、該要素は
出力軸１４の軸受５７によって相対回転可能に支持され
た円板形ロータ板５６を有する。ロータ板の周囲は、ケ
ーシングの中間部分３６と端部２０との間に画定された
環状通路５８内に位置している。ロータ板の反対側に位
置しかつ係合する板は軸受６０によって保持されてい
る。

【００１４】ロータ板５６には軸１４と同心の内側同心
スリーブ６２が設けられている。内側同心スリーブ６２
上には外側同心スリーブ６４が相対回転可能に支持され
ている。これらのスリーブはエンジンへの高圧流体の供
給を制御する弁装置の一部である。

【００１５】スリーブ６４は一端が円板形ロータ板６６
に固定されている。板６６の周辺部は、ケーシングの端
部３０と中間部分３６の間に画定された環状溝６８内に
位置している。この周辺部は軸受７０によって溝６８内
に回転可能に支持されている。軸受６７は板６６を軸１
４上に回転可能に支持している。

【００１６】板６６に隣接するスリーブ６２の端部は該
板に密封的に係合している。板５６に隣接するスリーブ
６４は該板に密封的に係合している。内外スリーブ６
３，６４と同心的にシリンダ７２が配置されている。こ
のシリンダはロータ板５６，６６の向合った内方に向い
た面に密封的に係合している。このシリンダの外周にリ
ング歯車７４が設けられている。リング歯車およびシリ
ンダは一体に接合されている。

【００１７】外側同心スリーブ６４、二つのロータ板５
６，６６およびシリンダ７２は出力軸１４の周りに広が
る環状空間を画定している。図３ないし５にもっともよ
く図示されたように、この空間内には一組の円周方向に
等間隔に離れたモータベーン76a 、 76b、 76cおよび 7
6dが設けられている。これらは上記のように外側スリー
ブ６４に接合されその一体部分であるロータ板６６に固
定されている。これらのベーンと一つ置きに一組の円周
方向に等間隔に離れたベーン78a 、 78b、 76cおよび 7
8dが設けられ、それらは上記のように内側同心スリーブ
６２に固定されかつその一体部分であるロータ板５６に
固定されている。板５６およびそのヘーン78a ないし 7
8dはロータ要素５０を形成し、一方板６６およびヘーン
76a ないし 76dはロータ要素５２を形成している。

【００１８】二つのロータ要素の一つ置きのベーンの間
には出力軸１４の周りに円周方向に分布したモータ室と
称せられる室が画定される。

【００１９】符号７９によって両端部が端板４８および
ロータ板６６に密封的に係合するスリーブが指示されて
いる。出力軸１４とスリーブ７９の間には環状通路８２
が設けられている。この通路はロータ板６６のポート８
５を通ってスリーブ６２と出力軸１４の間に画定された
通路８３と連通している。

【００２０】端壁３２のポート８４に供給された高圧ガ
スは、端板４８のポート８７を通って流れることによ
り、通路８２についでポート８５を通り、そして通路８
３に流れることによって通路８３に供給される。

【００２１】同心スリーブ６４，６２は各ロータ要素の
一部をなし、これらのスリーブはロータ要素とともに一
定の時間的関係をもって回転する。またシリンダ７２
は、出力軸をシリンダに連結する歯車８６によって、ロ
ータ要素および出力軸に対して一定の時間関係をもって
回転する。とくに、軸８８はケーシングに回転可能に取
付けられ、それは一端でリング歯車７４の歯と係合する
平歯車９０に固定されている。この軸の反対側端部には
スプロケット９２が取付けられている。スプロケット９
４は出力軸に作動的に連結されている。歯付きベルトは
スプロケット９２とスプロケット９４を作動的に連結し
ている。上記歯車装置により、図２ないし図５において
時計方向である駆動軸の回転によって、シリンダ７２は
反対方向にかつかなり低速で回転される。

【００２２】図２に符号 100によって逆転ブレーキと称
せられるブレーキが示されている。エンジンの各ロータ
要素には一つ以上設けられている。ブレーキはロータ要
素が図３ないし図５に示すようにロータ要素の反対方向
回転を防止する。ブレーキはばね 106の偏椅力に抗して
テーパ付き凹所 104内を移動するボール 102を有する。
板５６のような板の反対回転によって、ボールは板の外
周にくさび作用して回転を阻止する。

【００２３】つめおよびラチエット型構造を備えた逆転
ブレーキの変型が図６に示されている。

【００２４】内外スリーブ６２，６４には円周方向に分
布するポートが設けられ、それらはスリーブの相対回転
に整合して接離し、通路８３からベーン間に画定された
モータ室に高圧流体の制御された供給を生じ、それによ
りつぎつぎのロータ要素は制御された型式で前進され、
出力軸の回転を生ずる。シリンダ７２のポートは必要に
応じて選択されたモータ室から高圧流体を排出して適当
なロータの前進を生ずる。

【００２５】とくに、図３ないし図５において、モータ
ベーン 76a、76b、 76cおよび 76dを有する外側同心ス
リーブ６４は、これらのベーンの両側にポートを備えて
いる。しかして、ポート110a、110bはベーン 76aの両側
に、ポート112a、112bはベーン 76bの両側に、またポー
ト114a、114bはベーン 76cの両側に、さらにポート116
a、116bはベーン 76dの両側に設けられている。内側同
心スリーブ６２およびこのスリーブに連結されたベーン
に関しては、ポート120a、120b、122a、122b、124a、12
4b、および126a、126aが設けられている。

【００２６】円周方向に分布した四つのポートがシリン
ダ７２に設けられ、これらは符号130 、 132、 134およ
び 136で示されている。これらは（図１参照）室 137お
よびケーシングのポート 138のようなポートを通して大
気に連通している。

【００２７】エンジンがどのように作用するかを説明す
るのに、ポートは図３の位置を占め高圧空気のようなガ
スが通路８３内にあるとすると、そのガスは、ベーン 7
8aと76a の間の室にポート110aと整合するポート120aを
通って供給される。ベーン78a と 76aの間の室は拡大
し、ベーン 76aと 78bの間の室は高圧ガスがポート132
を通って排出するとき消滅する。同様の拡大がベーン 7
8bと 76b、 78cと76C 、そして78d と 76dの間のモータ
室に関して発生する。外側同心スリーブは移動して図４
に示す位置に到達し、ベーン 76dは隣接する後方のベー
ン 78aに接近し、ベーン 76aは隣接する後方のベーン 7
8bに接近する。シリンダ７２は反対方向に十分に回転
し、新しいベーン 76aの位置の後方に通路 132の排気通
路を形成し、他のベーンはそのロータ５２に対応する。

【００２８】図４に示す各部分の状態に達すると、圧力
ガスはモータ室にこのスリーブに達したベーンのすぐ前
方にある外側スリーブの通路（たとえば通路116b）およ
び関連するベーンの直ぐ後方の内側スリーブの通路（た
とえば通路126b）を利用して導入される。内側スリーブ
を収容するロータ、すなわちロータ５０は図５に示す位
置に達するまで前進する。各部分が図５の位置に達する
と、シリンダ７２およびロータ要素５０，５２は図３と
同じ相対的位置を占める。

【００２９】前記米国特許第４，６６６，３７９号に関
して記載されたように、回転要素はそれぞれと関連した
流体圧縮装置を利用して軸を駆動する。しかして、符号
150は軸１４と同心のスリーブを示し（図１参照）、反
対側周辺は端壁４６およびロータ板５６とそれぞれほヾ
密封係合している。環状室 152はスリーブ 150、端壁４
６および端部２０のスカート２４の間に画定される。こ
の室内には一つ置きに動力伝達ベーンが設けられ、板５
６に連結された一組のベーンは端壁４６に連結された一
組のベーンと一つ置きに設けられる。図２において、代
表的ベーンは符号 154、156 で示されている。これらは
（ロータ板５６を含む）ロータ要素５０と出力軸の間
に、前記特許に示された構造と同じ型式の駆動連結を形
成する。端壁４８に連結されたベーン、エンジンの反対
側端部に画定された環状室 160のロータ板の組みはロー
タ要素５２から出力軸１４に駆動力を伝達する。

【００３０】明らかに、ロータ要素５０、５２に利用さ
れるベーンの数を変化することができる。ロータ要素の
異なった数のベーンによって、またとくに記載したよう
に作用する弁装置を備えるとき、適当な変型が同心スリ
ーブに設けられた互いに整合するポートにおいて実施し
うるものであり、また排気ポートは調節可能な外側シリ
ンダ７２に設けることができる。

【００３１】図示された本発明の特殊な型式において、
選択されたモータ室に高圧ガス導入するため設けられる
弁装置はエンジン内部に設けられ、弁装置すなわちスリ
ーブはエンジンに設けられる二つのロータの一体部分で
あることのために、適当な時間関係の運動をなすことは
明らかである。

【００３２】本発明の特殊な型式が説明されかつ図示さ
れたが、変型および変更が本発明から離れることなく可
能であり、その様な変型および変更は特許請求の範囲内
に包含される。

【００３３】

【発明の効果】本発明によれば、モータ室への高圧流体
の供給が内設された同心スリーブによってまたガスの排
出をスリーブと同心のシリンダによつて制御する弁装置
を設けることにより、高圧ガスの供給、排出を改善した
共軸ロータエンジンを提供することができた。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明共軸ロータエンジンの全体的にエンジン
の出力軸を構成する平面に沿う断面図。

【図２】図１の全体的に２−２線に沿う断面図。

【図３】ロータ部材がある位置にあるときの、ロータ部
材を備えたエンジンの一対のロータ部材および、圧力流
体を供給および排出する弁装置を示す簡単化された断面
図。

【図４】図３の後の状態を示す図３と同様の図。

【図５】図４の後の状態を示す図４と同様の図。

【図６】変型を示す図２と同様の図。

【符号の説明】

１０ エンジン １２ ケーシング １４ 出力軸 ５０ ロータ要素 ５２ ロータ要素 ６２ 内側スリーブ ６４ 外側スリーブ ７２ シリンダ ８３ 高圧ガス通路 116 ポート 120 ポート 138 排気口

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 【請求項１】ケーシング、前記ケーシングに相対回転可
   能に取付けられた出力軸、およびケーシング内で前記出
   力軸に作動的に組合わされそれによりその回転が前記軸
   に加えられる一対の回転可能なベーン付きロータ要素を
   有し、各ベーン付きロータ要素のモータベーンは他の要
   素のモータベーンと一つ置きに配置されモータ室が隣接
   するモータベーンの間に画定されるエンジンにおいて、
   高圧ガスが前記室の一つ置きの室に供給され前記室の他
   の一つ置きの室から排出される装置を有し、前記装置は
   まず高圧ガスを室に供給しついで前記室から排出する弁
   装置を有し、前記弁装置はロータ要素と一定の時間関係
   において回転しうる互いに整合しうるポートを備えた同
   心スリーブを有し、ベーン付きロータ要素の周りに設置
   されたシリンダは前記モータ室からガスの排出を制御
   し、前記シリンダは前記同心スリーブと同心で軸と一定
   の時間関係において回転する共軸ロータエンジン。 【請求項２】前記同心スリーブは一対のスリーブを有
   し、その一方は一つのロータ要素に固定されそれととも
   に回転し、他方は他のロータ要素に固定されそれととも
   に回転する、請求項１記載のエンジン。 【請求項３】前記一対のスリーブは軸と同心であり加圧
   ガスを収容する室は軸と同心スリーブの間に画定され室
   からのガスは前記相互に整合するポートを通って前記モ
   ータ室に供給される、請求項２記載のエンジン。 【請求項４】ケーシング、前記ケーシングに回転可能に
   取付けられたモータ出力軸、前記ケーシング内に回転可
   能に取付けられた前記軸と同心の内側同心スリーブおよ
   び前記内側同心スリーブの周りに配置され前記軸と同心
   の外側同心スリーブ、 前記内側スリーブに固定された
   円板および前記円板に固定されそこから軸方向に延びる
   ベーンを有する第１ベーン付きロータ要素、前記外側ス
   リーブに固定された円板および前記円板に固定され前記
   スリーブの軸方向に延びる第２ベーン付きロータ要素を
   有し、第１ロータ要素のベーンは第２ロータ要素のベー
   ンと一つ置きに配置されモータ室は隣接するベーンの間
   に画定され、また、前記軸と前記内側同心スリーブの間
   に画定された高圧ガスを保持する室を有し、前記スリー
   ブは前記室から前記モータ室へのガスの弁制御流を生ず
   る互いに整合するポートを有し、前記軸と同心の前記ロ
   ータ要素およびモータ室と連通して前記室からのガスを
   排出するポートを有するスリーブを囲むシリンダを有す
   る共軸ロータエンジン。 【請求項５】前記出力軸と前記シリンダを作動的に連通
   し前記軸の回転と一定の時間関係において前記シリンダ
   を回転する歯車を有する、請求項５に記載のエンジン。 【請求項６】前記相対的に整合するポートは、第１ロー
   タ要素の各ベーンに対して前記ベーンの両側に内側スリ
   ーブの円周方向に分布したポートを有し、第２ロータ要
   素の各ベーンに対して前記ベーンの両側に外側スリーブ
   の円周方向に分布したポートを有する請求項６に記載の
   エンジン。