JPH09512873A - 回転式ラジアル−ピストンエンジンのバルブ装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 本発明は、ラジアル−ピストンエンジンのバルブ装置に関し、当該エンジンは、通路開口が形成された滑りリング、即ちポートリングとバルブリングを有するものであり、当該リングは、相互に関連して回転し、相互に対しなじむように押されている。バルブリング（１２８）とポートリング（１３０）それぞれに相互に接触して滑動する２つの面の少なくとも一つが、前記面上に分布された凹部（１２８ａ）を有している。

Description

【発明の詳細な説明】 回転式ラジアル−ピストンエンジンのバルブ装置 本発明は、請求の範囲第１項の前段によるバルブ装置に関する。 ＳＥ−Ｃ−８８０３７９１−６には、固定のハウジングと、当該ハウジング内 に回転可能に中心に取付けられ、かつ一緒に回転するようにハブを支持している 駆動軸と、前記ハブ上で回転するように取付けられ、半径方向に突起したシリン ダとからなる４サイクル内燃機関が説明されており、前記シリンダが、前記ハウ ジング内で円周方向に伸長している室の内部に位置しており、各シリンダが、そ の関連シリンダ内で半径方向の往復運動のために取付けられたピストンを有し、 前記ピストンのピストンヘッドが、ハブに向かって半径方向を内方へ対面し、円 周方向に伸長しているカム部材が、半径方向を外方へ伸長しているピストンヘッ ドに隣接して、ピストンと一直線に並んでハウジング内に取付けられかつ前記ピ ストンに対面しているカム面を有し、ピストン、シリンダ、ハブ、および駆動軸 により形成された回転部が固定ハウジングに相対的に回転すると、前記ピストン へ半径方向の運動をハブに向かった方向に与えるために、ピストンに対し、カム 面は各ピストンに取付けられた軸受手段に当たり、前記ハブ内に形成された燃焼 室は、前記ピストンの各１つと一直線に並び、燃焼室は、燃焼可能な燃料−空気 の混合ガスと燃焼した排気ガスそれぞれの吸気と排気の、バルブで操作された入 口と出口とを有し、これにより、前記ピストンは、圧縮により生じた圧力の増加 と遠心力とに応答して、ハブから離れて半径方向の運動を与えられ、各燃焼室を それぞれ出入する前記入口と出口が、ハブと共に回転しかつそれと同心のバルブ リング内に形成され、前記バルブリングが、バルブリ ングと同心でありかつハウジングと連結された、固定されたポートリングへ密閉 状態で当接し、前記ポートリングには、入口と出口の導管と通じている軸上の吸 気と排気の出入口が形成されており、前記軸上の吸気と排気の出入口は、前記回 転部がハウジングと相対的に回転すると、各燃焼室と連通しているバルブリング に形成された入口と出口とに一直線上の位置をとり、これにより、バルブリング は、なじむように押されて、ポートリングに当接する。 この種類のバルブ装置の場合、ポートを流れる媒質は、バルブリングとポート リングとの間の接触または接合面へしみ出るか又は漏洩する傾向があることが発 見された。 本発明の主目的は、この欠点が解消されるように、バルブ装置をさらに発展す ることである。この問題は、バルブリングとポートリングそれぞれに相互に滑り 接触する２つの面の少なくとも１つが、前記面上に分布された凹部を形成してい る、本発明の教示により解決される。 本発明は、以下に添付図面を引用して詳細にされており、図面は、特に現時点 で好ましい実施の形態を示している。 図１は、従来技術のエンジンを長手方向に２分割した断面図である。 図２は、図１のバルブ装置に組み込まれた各種構成要素を示す分解斜視図であ る。 図３Ａと３Ｂは、図１のエンジンに組み込まれたイグニッション装置の細部に おける正面図と、図３Ａの線３−３に沿った断面図である。 図４Ａ−７Ｂは、図１のエンジンの４サイクルとこれらのサイクル中の各種構 成要素の位置とを示す、軸直角断面図と長手方向断面図である。 図８は、図２に対応する、本発明によるバルブ装置を斜視図で示している。 図示されたエンジンは、多シリンダのラジアル−ピストンエンジンに 属する４工程内燃機関である。当該内燃機関は、概して、参照番号１で示され、 固定的で、回転対称の、環状のハウジング２を有している。固定ハウジング２は 、鋳鉄または軽金属等の適切な材料で製作され、２つの半部材即ちハウジング部 分３と４からなっており、これらは、ハウジングの外周に隣接して円周上を間隔 をおいて配置されたボルト５により共締めされている。この２つのハウジング部 分３と４とを相互に密閉するために、Ｏリング等の外縁シール６が、好適に備え られている。 図示の実施の形態では、固定ハウジング２の部分の１つであるハウジング部分 ３に、回転運動のためにハウジング２の中心に取付けられた駆動軸１０を収容す る、中心の貫通孔９を有する接続カラー８が、ボルト７により強固に固定されて いる。駆動軸１０と一緒に回転するハブ１１は、中心のボルト１２により駆動軸 １０に固定されており、そこには、軸方向に伸長しているスリーブ状の伸長部１ ３が形成されている。 駆動軸１０、ハブ１１、シリンダ１４、およびピストン１６により形成された 回転部は、ローラ軸受４２，４３，および４４により固定ハウジング２の内部と 、接続カラー８とに回転可能に取付けられ、前記２つの軸受、即ち軸受４２と４ ３は、ハブ１１のスリーブ状伸長部１３と固定ハウジング２との間に位置してお り、第３軸受４４は、駆動軸１０と、出力取出し手段が接続されている駆動軸１ ０の開放された突出端に隣接した接続カラー８との間に配置されている。軸受４ ２と４３には、軸方向の外側に配置された適切なシールリング４５を設けること ができる。 半径方向に突起したシリンダ１４は、図示の実施の形態では、４個のシリンダ が装備されているが、ハブ１１と一緒に回転するように、ハブ１１に回転しない 状態で取付けられている。全てのシリンダ１４は、固定ハウジング２内の円周方 向伸長している室１５、即ちハウジング部分 ３と４とにより形成された室内に位置している。各シリンダ１４は、内部で半径 方向に運動するように連結されたピストン１６を収容しており、当該ピストン１ ６は、ピストンヘッド１７とシールリング１８とにより形成された周知の形状を なしており、ピストンヘッドは、ハブ１１に向かって半径方向を内方に対面して いる。 カム部材１９は、円周方向に伸長し、当該カム部材１９のカム面２０は、ピス トン１６に対面しており、このピストン１６は、半径方向を外方へ突出している ピストンエンド２１においてカム部材１９と向かい合って固定ハウジング２内に 取付けられている。詳述すれば、円周カム部材１９は、ハウジング部分３と４内 の相対する面に形成された凹部に挿入されており、当該カム部材は、ハウジング ３と４とを共締めするボルト５により固定されている。４サイクル内燃機関に関 し例証した実施の形態によれば、例えば、図４Ａに示すように、カム面２０は、 本質的に楕円形である。しかし、カム面の形状は、使用されるシリンダの数によ り変えることができる。 各ピストン１６は、ピストンボルト２２により軸受２３を支持し、この軸受は 、円柱ローラ軸受であり、図示の実施の形態では、ピストン１６、シリンダ１４ 、ハブ１１、および駆動軸１０から構成している回転部が固定ハウジング２に対 し相対的に回転すると、半径方向の運動をピストン１６にハブ１１の方向へ加え るために、その外リング２４が回転してカム面２０に当接する。 ハブ１１には、燃焼可能な燃料−空気の混合ガスの吸気と、排気ガスの排気と のために、軸方向へ指向した入口と出口２６と２７を有する、半径方向内方へ指 向した貫通燃焼室２５が、各ピストン１６のヘッド１７に相対して形成されてい る。このようにして、ピストン１６は、燃焼により発生した圧力増加とピストン に働く遠心力により、半径方向の運 動がハブ１１から離れる方向へ加えられる。 さらに詳述すれば、各燃焼室２５と通じている入口と出口２６と２７は、共用 であり、これら入口と出口は、ハブ１１と一緒に回転しかつハブ１１と同心のバ ルブリング２８に軸方向に形成されている（特に図２参照）。このバルブリング ２８は、ポートリング３０に対してシールされた状態で当接するように当該ポー トリング３０になじむように圧縮ばね２９により押圧され、平面的に当接してお り、その入口と出口２６，２７の回りでシールリング３１を支持している。図示 実施の形態では、バルブリング２８内の入口と出口２６，２７は、バルブリング ２８から軸方向外方へ伸長するように、スリーブ３２の形で伸びている。スリー ブ３２は、シールリング１３１を支持し、バルブリングの保持と変位とを確実に するため、ハブ１１に形成された対応する凹部３３へ突出している。 ポートリング３０は、バルブリング２８と同心であり、固定ハウジング２へ堅 固に連結されている。さらに詳細には、示されていないボルトにより、ポートリ ング３０は、燃焼室２５へ向かう接続カラー８の内端に取付けられている。ポー トリング３０には、軸方向の吸気口ポートと排気口ポート３６と３７がそれぞれ 形成されており、接続カラー８の入口と出口３４と３５とへそれぞれ通じている 。吸気口ポートと排気口ポート３６と３７は、回転部１０，１１，１４，及び１ ６が固定ハウジング２に対して回転すると、バルブリング２８に形成されかつ各 燃焼室と連通する入口と出口２６，２７が整合する位置を交互に取るように配列 されている。 接続カラー８にそれぞれ形成された入口と出口の通路３４，３５は、それらの 端部の１つはポートリング３０内の吸気口ポート及び排気口ポート３６，３７に 軸方向に対向し、それぞれ連通しており、その反対側 の端部はキャブレタ３８、つまり噴射器３９等の吸気装置（図１参照）及び排気 装置３９（図７Ｂ参照）と連結されている。 入口通路３４の反対側の端部とキャブレタ３８、つまり噴射装置の中間には、 通路４１が流出する入口管４０があり、この入口管４０には通路４１が連通し、 該通路４１は、固定ハウジング２の円周の室１５と連通し、室１５内を負圧にす るため、すべてのブローバイ排気ガスを吸い出しかつ少なくとも、エンジンの低 回転状態の間、ピストン１６の半径方向の外方への運動を容易にしている。 作動を行なうために、本発明のラジアル−ピストンエンジンも、各燃焼室２５ について１個のスパークプラグ、即ち、図示実施の形態では、４個のスパークプ ラグを備えている。これらスパークプラグは、バルブリング２８から離れた端部 において、ハブ１１に軸方向にねじ込まれ、ハブと一緒に回転する。この結果、 各スパークプラグ４６の電極端は、バルブリング２８内の共通の吸気口と排気口 ２６と２７と対向している燃焼室２５の１つに突出することになる。 当該スパークプラグ４６は、それらの接続端において、参照番号４７のイグニ ッション・ディストリビュータと接続している。イグニッション・ディストリビ ュータは、回転部１０，１１，１４，１６と共に回転するように設けられた電極 ４９を有しており、この電極４９は、接続スパークプラグ端部の各１つと係合す るようにヘリカル圧縮ばねでばね作動されている。各電極は、半径方向に突出し た接触子５０を有しており、この接触子は、その接続した電極に、好適にはねじ により係止され、詳示していないイグニッション電源と順次接続されるように、 固定電極５１を通ってつぎつぎと移動していくようになっている。前記回転電極 ４９とそれらの接続した接触子は、ハブ状のホルダー５３内の凹部５２に配置さ れることが好ましく、このホルダー５３は、当初説明した中心ボ ルト１２により駆動軸１０に固定されている。固定電極５１は、環状止め具５５ に放射状に配置され、この環状止め具は、ボルト５４により固定ハウジング２へ 固定されている。 少なくとも内燃機関が始動するか又は低回転速度で動作するとき、ピストン１ ６を半径方向外方へ衝動するために、図示実施の形態では、円周方向に伸長して いる２つの戻りカム部材５６が、固定ハウジング２の円周方向伸長室１５内に設 けられており、前記戻りカム部材は、ピストン１６の各側部に１つあり、カム部 材１９の半径方向内方に配置されている。円周方向に伸長している戻りカム部材 ５６は、半径方向外方に１つのカム面５７をそれぞれ有し、その形状は、カム部 材１９のカム面の形状に一致している。各ピストン１６に軸方向反対に突出して いる２つの戻りピン５８が、戻りカム部材５６のカム面５７に当接して移動する ように設けられているが、これは、ピストンが設けられているシリンダ１４の内 部で傾斜位置になるのを防止する一方、前述のようにピストンを半径方向を外方 へ衝動するためである。 完全をきするために、本発明のラジアル−ピストンエンジンは、水冷装置と潤 滑装置とを備えているが、これらの装置は本発明の一部を構成していないので、 ここでは詳細に説明されていないことを触れておかなければならない。 図示説明したように、ラジアル−ピストンエンジンは、また、４個のシリンダ を有しているが、この数を少なくとも２個に減らすか、または、多分６個以上の シリンダに増やすことを妨げるものはない。 前述のラジアル−ピストンエンジンの作動モードは、図４Ａ〜７Ｂを参照して 以下に説明されており、４サイクルの流れを説明するために、ＩとIIで示された ２つのピストンが、簡潔のために選択されている。 図４Ａと４Ｂでは、ピストンＩは、燃料−空気の混合ガスの吸入／吸 気を開始する位置にあり、一方ピストンIIは、圧縮された燃料−空気の混合ガス を点火する所定の位置にある。 図５Ａと５Ｂは、ピストンＩの吸気位相（吸気行程）とピストンIIの膨張位相 （作動工程）とを示している。 図６Ａと６Ｂでは、ピストンＩは、まさに圧縮を始めようとしており、ピスト ンIIは、まさに排気工程を始めようとしている。 最後に、図７Ａと７Ｂは、圧縮位相（圧縮行程）にあるピストンＩと、排気位 相（排気工程）にあるピストンIIとを示している。 すべての四つのピストン１６は、回転部１０，１１，１４及び１６の１回転の 間に全４工程又はサイクルを連続して行なう。 図８に示された本発明のバルブ装置は、図２に示されたバルブ装置と本質的に 区別され、この装置では、ポートリング１３０に当接して滑り接触して回転され るバルブリング１２８の面が、全リング面に分布された凹部１２８ａを有する点 である。図示実施の形態では、この凹部は、リブ状の突起１２８ｂを有する複数 の矩形パターンで配置され、この突起１２８ｂは、凹部と、前記ポートリングに 対して滑動するバルブリング平面を形成する部分の頂点部分との中間に位置して いる。 しかし、凹部を異なるパターンで形成し、配置することは、本発明の範囲から 逸脱していない。例えば、突起が形成する面は、円弧状のような不規則なパター ンの曲面でもよい。前記バルブリング面に形成する代わりに、ポートリング面に 凹部を形成することもでき、あるいはバルブリングとポートリングの両方の面に 形成することも可能である。平面に形成された凹部は、隣接する入口や出口の間 とが、入口や出口からポートリングやバルブリングの外周部までの間でオーバー フローする傾向のあるあらゆる媒質を有効に捕捉するように働く。加えて、図７ の実施の形態は、図２のものと区別される。シールリング１３１は「伸長ピスト ンリング」タイプのようにものであり、バルブリング１２８よりスリーブ状に突 出するように形成された部分の外周溝１３２ａに収められるようになっている点 で区別される。図２の実施の形態と共通する図８の他の部材は、同じ参照数字に １００を付加した参照数字が与えられている。 本発明は、ここに説明され、図面に示された実施の形態に限定されると見なさ れるものでなく、この実施の形態が現在では好ましいものであるが、本発明は、 添付請求の範囲内にあって、多様な方法で改変できる。

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (81)指定国 ＥＰ(ＡＴ，ＢＥ，ＣＨ，ＤＥ， ＤＫ，ＥＳ，ＦＲ，ＧＢ，ＧＲ，ＩＥ，ＩＴ，ＬＵ，Ｍ Ｃ，ＮＬ，ＰＴ，ＳＥ)，ＯＡ(ＢＦ，ＢＪ，ＣＦ，ＣＧ ，ＣＩ，ＣＭ，ＧＡ，ＧＮ，ＭＬ，ＭＲ，ＮＥ，ＳＮ， ＴＤ，ＴＧ)，ＡＰ(ＫＥ，ＭＷ，ＳＤ，ＳＺ，ＵＧ)， ＡＭ，ＡＴ，ＡＴ，ＡＵ，ＢＢ，ＢＧ，ＢＲ，ＢＹ，Ｃ Ａ，ＣＨ，ＣＮ，ＣＺ，ＣＺ，ＤＥ，ＤＥ，ＤＫ，ＤＫ ，ＥＥ，ＥＳ，ＦＩ，ＦＩ，ＧＢ，ＧＥ，ＨＵ，ＪＰ， ＫＥ，ＫＧ，ＫＰ，ＫＲ，ＫＺ，ＬＫ，ＬＲ，ＬＴ，Ｌ Ｕ，ＬＶ，ＭＤ，ＭＧ，ＭＮ，ＭＷ，ＭＸ，ＮＬ，ＮＯ ，ＮＺ，ＰＬ，ＰＴ，ＲＯ，ＲＵ，ＳＤ，ＳＥ，ＳＩ， ＳＫ，ＳＫ，ＴＪ，ＴＴ，ＵＡ，ＵＧ，ＵＳ，ＵＺ，Ｖ Ｎ

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １． 固定ハウジング（２）と、当該ハウジング内で回転可能に中心に取付け られかつ一緒に回転するようにハブ（１１）を支持している駆動軸（１０）と、 前記ハブ上で回転するように取付けられ、半径方向に突起した少なくとも２つの シリンダ（１４）とを有し、前記シリンダが、前記ハブ（１１）及び駆動軸（１ ０）とともに固定ハウジング（２）に対し回転する回転部を形成し、前記ハブ（ １１）内に形成され燃焼室（２５）は、燃焼可能な燃料−空気の混合ガスと燃焼 した排気ガスの吸気と排気のバルブで操作される入口と出口（２６，２７）を有 し、各燃焼室（２５）へ又は各燃焼室（２５）から前記ガスがそれぞれ出入りす る前記入口と出口（２６，２７）は、前記ハブ（１１）と共に回転しかつ に同 心であるバルブリング（２８）内に軸方向に形成されており、前記バルブリング （２８）は、同心でありかつハウジング（２）と連結された固定ポートリング（ ３０）に対しシール状態に当接しており、当該ポートリング（３０）は、入口及 び出口用の通路（３４，３５）と連通している軸方向の吸気と排気の出入口ポー ト（３６，３７）を備えており、前記軸方向の吸気と排気の出入口ポート（３６ ，３７）は、前記回転部（１０，１１，１４，１６）がハウジング（２）に対し 回転すると、各燃焼室（２５）と関連したバルブリング（２８）の入口と出口（ ２６，２７）と一直線に並んだ位置を取るラジアル−ピストンリングのバルブ装 置において、前記バルブリング（１２８）とポートリング（１３０）のそれぞれ において相互に接触状態で滑動する２つの面の少なくとも１つが、前記面上に分 布された凹部（１２８ａ）を有していることを特徴とするラジアル−ピストンリ ングのバルブ装置。 ２． 請求の範囲第１項に記載のバルブ装置において、前記凹部は、 凹部の中間に位置されたリブを有しかつ前記リングの滑り面を形成するようなパ ターンで配列されていることを特徴とするバルブ装置。 ３． 請求の範囲第１項又は第２項に記載のバルブ装置において、前記凹部と 中間リブとは、格子状パターンで配列され、前記リブが直線であり、相互に交差 していることを特徴とするバルブ装置。 ４． 前記請求の範囲のいずれかに記載のバルブ装置において、前記バルブリ ングやポートリングに形成された開口が、凹部が形成されている滑り面により全 体的に囲まれていることを特徴とするバルブ装置。