(57)【要約】【課題】  本発明は、回転シリンダバルブエンジンで使用したとき、回転第１バルブエレメントと固定第２バルブエレメントとの間にシーリング機能を提供する回転自在のバルブアッセンブリ用のバルブシール機構に関する。【解決手段】  一実施形態では、シール機構（８）は、一方の円筒形バルブエレメント（１）のバルブポート（４）の周囲を取り囲み且つこれと密封係合し、更に他方の円筒形バルブエレメント（２）の表面と密封係合する実質的に剛性のシーリングフレーム（１３）を含む。別の実施形態では、シール機構は、可変直径の弾性変形可能な管状エレメント（２０）を含む。この管状エレメント（２０）は、その穴（２４）が第１バルブエレメント（１）のバルブポート（４）と半径方向で整合するように第１バルブエレメント（１）の周囲に取り付けられている。管状エレメント（２０）は、第１バルブエレメント（１）の半径方向外方に押圧されている。
2005527736.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
第１円筒形バルブエレメント（１）及び第２円筒形バルブエレメント（２）を含み、これらのバルブエレメントの各々にはバルブポート（４、６、７）が夫々形成されており、前記バルブエレメント（１、２）のうちの少なくとも一方が、他方に対し、各円筒形バルブエレメント（１、２）の前記ポート（４、６、７）が整合する位置まで回転自在である回転バルブ用のバルブシール機構（８）において、前記円筒形バルブエレメント（１、２）のうちの一方の前記バルブポート（４、６、７）の周囲を実質的に取り囲み且つこれと密封係合するようになった実質的に剛性のシーリングフレーム（１３）を含み、使用に当たり、前記シーリングフレーム（１３）が他方の円筒形バルブエレメント（１、２）の表面と密封係合する、バルブシール機構（８）。
【請求項２】
請求項１に記載のバルブシール機構（８）において、使用に当たり、前記シーリングフレーム（１３）の所定の表面領域が円筒形バルブエレメント（１、２）のうちの一方の内部チャンバに露呈され、前記内部チャンバ内の圧力が前記シーリングフレーム（１３）の所定の表面領域に作用し、前記シーリングフレーム（１３）を押圧して他方の円筒形バルブエレメント（１、２）と密封係合させる、バルブシール機構（８）。
【請求項３】
請求項１又は２に記載のバルブシール機構（８）において、前記シーリングフレーム（１３）は、前記内部チャンバ内の圧力に従って増大するシーリング力で他方の円筒形バルブエレメント（１、２）の表面と密封係合する、バルブシール機構（８）。
【請求項４】
請求項１又は２に記載のバルブシール機構（８）において、前記シーリングフレーム（１３）は第１湾曲面（１７）及び第２湾曲面（１８）を含み、前記第１湾曲面（１７）は、密封−支承面であり、使用に当たり、前記第１湾曲面（１７）は、前記第２バルブエレメント（２）と密封係合し、前記第２バルブエレメントの半径方向内面に関して摺動自在である、バルブシール機構（８）。
【請求項５】
請求項１又は２に記載のバルブシール機構（８）において、前記シーリングフレーム（１３）は前記第１円筒形バルブエレメント（１）の凹所（５）内に保持される、バルブシール機構（８）。
【請求項６】
請求項１に記載のバルブシール機構（８）において、前記シーリングフレーム（１３）は実質的にＬ字形状断面を有する、バルブシール機構（８）。
【請求項７】
請求項１に記載のバルブシール機構（８）において、前記シーリングフレーム（１３）は、前記第１円筒形バルブエレメント（１）の前記バルブポート（４）の周囲を実質的に取り囲み且つこれと密封係合し、前記第１円筒形バルブエレメント（１）とともに回転し、前記シーリングフレーム（１３）の前記第１湾曲面（１７）は、前記第１円筒形バルブエレメント（１）の半径方向外側にあり、前記シーリングフレーム（１３）の前記第２湾曲面（１８）は、前記第１円筒形バルブエレメント（１）の半径方向内側にある、バルブシール機構（８）。
【請求項８】
請求項１又は２に記載のバルブシール機構（８）において、前記シーリングフレーム（１３）は第１湾曲面（１７）及び第２平坦面（３３）を有し、前記第１湾曲面（１７）は密封−支承面であり、使用に当たり、前記第１湾曲面（１７）は前記第２バルブエレメント（２）と密封係合し、この第２バルブエレメント（２）の半径方向内面に関して摺動自在である、バルブシール機構（８）。
【請求項９】
請求項８に記載のバルブシール機構（８）において、前記第１円筒形バルブエレメント（１）には、前記第１円筒形バルブエレメント（１）の前記バルブポート（４）と同軸のボア（３２）が形成されており、前記シーリングフレーム（１３ｂ）は、このシーリングフレーム（１３ｂ）の前記湾曲面（１７）が前記第１円筒形バルブエレメント（１）の半径方向外方にあり、前記平坦面（３３）が前記第１円筒形バルブエレメント（１）の半径方向内方にあるように、前記ボア（３２）内に受け入れられている、バルブシール機構（８）。
【請求項１０】
請求項１に記載のバルブシール機構（８）において、更に、前記シーリングフレーム（１３）を前記第２バルブエレメント（２）に向かう方向で前記ｋ第１バルブエレメント（１）の半径方向外方に押圧するようになった押圧手段（９）を有する、バルブシール機構（８）。
【請求項１１】
請求項１０に記載のバルブシール機構（８）において、前記押圧手段（９）は、前記シーリングフレーム（１３）を前記第１円筒形バルブエレメント（１）の半径方向外方に押圧すると同時に、前記シーリングフレーム（１３）と前記第１円筒形バルブエレメント（１）との間を密封係合させるという二つの機能を有する、バルブシール機構（８）。
【請求項１２】
請求項１に記載のバルブシール機構（８）において、前記シール機構（８）の前記シーリングフレーム（１３）又は第２円筒形バルブエレメント（２）のライニングのいずれかが青銅合金材料から形成されている、バルブシール機構（８）。
【請求項１３】
請求項１２に記載のバルブシール機構（８）において、前記シーリングフレーム（１３）が青銅合金材料から形成されており、前記第２円筒形バルブエレメント（２）のライニングはこれよりも硬い材料から形成される、バルブシール機構（８）。
【請求項１４】
第１及び第２の円筒形バルブエレメント（１、２）を含み、これらのエレメントの各々にはバルブポート（４、６、７）が夫々形成されており、前記バルブエレメント（１、２）のうちの少なくとも一方が、他方に対し、各バルブエレメント（１、２）の夫々のポート（４、６、７）が整合する位置まで回転自在である回転シリンダバルブエンジン用バルブシール機構（８）において、
前記第１円筒形バルブエレメント（１）に取り付けられるようになったシーリングフレーム（１３）を含み、使用に当たり、前記シーリングフレーム（１３）の所定の表面領域が前記エンジンの燃焼チャンバに露呈され、前記燃焼チャンバ内の圧力が前記シーリングフレーム（１３）の所定の領域に作用して、前記シーリングフレーム（１３）を前記第１円筒形バルブエレメント（１）の半径方向外方に押圧する、バルブシール機構（８）。
【請求項１５】
請求項１４に記載のバルブシール機構（８）において、前記シーリングフレーム（１３）は他方の円筒形バルブエレメント（２）の表面と密封係合し、使用に当たり、前記シーリングフレーム（１３）は、前記燃焼チャンバ内の内部圧力に従って増大するシーリング力で前記他方の円筒形バルブエレメント（２）の表面と密封係合する、バルブシール機構（８）。
【請求項１６】
請求項１４又は１５に記載のバルブシール機構（８）において、前記燃焼チャンバ内の圧力によるピークシーリング力は、常に、燃焼チャンバの５０ｃｍ3 の容量当たり２００Ｋｇ以下である、バルブシール機構（８）。
【請求項１７】
請求項１６に記載のバルブシール機構（８）において、前記燃焼チャンバ内の圧力によるピークシーリング力は、常に、燃焼チャンバの５０ｃｍ3 の容量当たり１００Ｋｇ以下である、バルブシール機構（８）。
【請求項１８】
請求項１４に記載のバルブシール機構（８）において、前記シーリングフレーム（１３）を前記第１円筒形バルブエレメント（１）から半径方向に押圧するようになった押圧手段（９）を更に含む、バルブシール機構（８）。
【請求項１９】
請求項１４に記載のバルブシール機構（８）において、前記シール機構（８）の前記シーリングフレーム（１３）又は前記第２円筒形バルブエレメント（２）のライニングのいずれかが青銅合金材料で形成されている、バルブシール機構（８）。
【請求項２０】
請求項１９に記載のバルブシール機構（８）において、前記シーリングフレーム（１３）は青銅合金材料で形成されており、前記第２円筒形バルブエレメント（２）のライニングはこれよりも硬い材料で形成されている、バルブシール機構（８）。
【請求項２１】
各々にバルブポート（４、６、７）が夫々形成された第１及び第２の円筒形バルブエレメント（１、２）を含み、前記バルブエレメント（１、２）の少なくとも一方が、他方に対し、各円筒形バルブエレメント（１、２）の前記ポート（４、６、７）が整合する位置まで回転自在である回転バルブ用のバルブシール機構（８）において、シーリングフレーム（１３）、及び前記第１円筒形バルブエレメント（１）と密封係合するようになった第１部分及び前記シーリングフレーム（１３）と密封係合するようになった第２部分を含む押圧手段（９）を備え、前記押圧手段（９）は、使用に当たり、前記シーリングフレーム（１３）を前記第１円筒形バルブエレメント（１）から半径方向に押圧する、バルブシール機構（８）。
【請求項２２】
請求項２１に記載のバルブシール機構（８）において、前記シーリングフレーム（１３）及び前記押圧手段（９）は、別々のエレメントである、バルブシール機構（８）。
【請求項２３】
請求項１１、１８、２１、又は２２のうちのいずれか一項に記載のバルブシール機構（８）において、前記押圧手段（９）はばねを含み、その一部が前記シーリングフレーム（１３）と前記第１円筒形バルブエレメント（１）との間に配置される、バルブシール機構（８）。
【請求項２４】
請求項２３に記載のバルブシール機構（８）において、前記ばねは、前記第１円筒形バルブエレメント（１）に対して拘束されるようにその外周が前記第１円筒形バルブエレメント（１）に固定されるようになった片持ち梁式エレメントを含み、その内部分（９ａ）は、全体に前記第１円筒形バルブエレメント（１）の前記バルブポート（４）の長さ方向軸線に向かう方向で外周部分から間隔が隔てられており、使用にあたり、前記ばねの前記内部分（９ａ）は、前記第１円筒形バルブエレメント（１）に対して半径方向に移動自在であり、前記内部分（９）が前記シーリングフレーム（１３）の部分と接触する、バルブシール機構（８）。
【請求項２５】
請求項２４に記載のバルブシール機構（８）において、前記ばねの前記片持ち梁式エレメントは、中央穴（１０）を持つ弾性変形可能なプレート（９）を含み、このプレート（９）の外周は、前記第１円筒形バルブエレメント（１）に対して移動が拘束されるように前記第１円筒形バルブエレメント（１）に固定されるようになっており、前記プレート（９）の内部分（９ａ）は、この内部分（９ａ）が片持ち梁式に支持されるように、全体に前記第１円筒形バルブエレメント（１）の前記ばねポート（４）の長さ方向軸線に向かう方向で前記外周部分から間隔が隔てられている、バルブシール機構（８）。
【請求項２６】
請求項２５に記載のバルブシール機構（８）において、前記プレート（９）は、このプレートの前記穴（１０）が前記第１円筒形バルブエレメント（１）の前記バルブポート（４）と整合するように拘束されており、前記プレート（９）の前記内部分（９ａ）は、前記シーリングフレーム（１３）の周囲と接触しており、前記シーリングフレーム（１３）は、前記プレート（９）の前記内部分（９ａ）によって前記第１円筒形バルブエレメント（１）の半径方向外方に押圧される、バルブシール機構（８）。
【請求項２７】
請求項２５に記載のバルブシール機構（８）において、前記プレート（９）の前記内部分（９ａ）は、前記プレート（９）の前記内部分（９ａ）と前記第１円筒形バルブエレメント（１）との間に凹所が画成されるように前記第１円筒形バルブエレメント（１）から間隔が隔てられており、前記プレート（９）の半径方向内部分の所定の表面領域は前記第１円筒形バルブエレメント（１）内のチャンバに露呈されており、使用にあたり、前記チャンバ内の圧力が前記プレート（９）の前記所定の表面領域に作用し、前記プレート（９）の前記内部分（９ａ）及び前記シーリングフレーム（１３）を前記第１円筒形バルブエレメント（１）から半径方向に押圧する、バルブシール機構（８）。
【請求項２８】
請求項２３に記載のバルブシール機構（８）において、前記ばねは、前記シーリングフレーム（１３）を前記第１円筒形バルブエレメント（１）の半径方向外方に押圧すると同時に、前記シーリングフレーム（１３）と前記第１円筒形バルブエレメント（１）との間を密封係合させるという二つの機能を有する、バルブシール機構（８）。
【請求項２９】
請求項２３に記載のバルブシール機構（８）において、前記ばねは金属材料から製造される、バルブシール機構（８）。
【請求項３０】
請求項２９に記載のバルブシール機構（８）において、前記ばねはシート金属である、バルブシール機構（８）。
【請求項３１】
請求項２３に記載のバルブシール機構（８）において、前記ばねは、前記第１円筒形バルブエレメント（１）に形成されたボア（３２）に摺動的に受け入れされており、前記ボア（３２）は前記第１円筒形バルブエレメント（１）に形成された前記バルブポート（４）と同軸であり、前記ばねは前記シーリングフレーム（１３）を前記第１円筒形バルブエレメント（１）から半径方向外方に押圧する、バルブシール機構（８）。
【請求項３２】
請求項３１に記載のバルブシール機構（８）において、前記ボア（３２）及び前記ばねは円形の輪郭を有する、バルブシール機構（８）。
【請求項３３】
請求項３１に記載のバルブシール機構（８）において、前記ボア（３２）は平らなベースを有する、バルブシール機構（８）。
【請求項３４】
請求項３１に記載のバルブシール機構（８）において、前記シーリングフレーム（１３ｂ）と前記第１円筒形バルブエレメント（１）との間にシールを形成するシーリングエレメント（３６）が前記シーリングフレーム（１３ｂ）と前記第１円筒形バルブエレメント（１）との間に設けられている、バルブシール機構（８）。
【請求項３５】
請求項３４に記載のバルブシール機構（８）において、前記シーリングエレメント（３６）は、前記シーリングフレーム（１３）に当接するように前記シーリングフレーム（１３ｂ）の周囲に亘って延びるシーリングリングを含む、バルブシール機構（８）。
【請求項３６】
請求項３５に記載のバルブシール機構（８）において、前記シーリングリング（３６）は、二つの端部が互いに隣接し、その間に隙間を画成するように実質的に円形形状に湾曲した金属材料ストリップから形成されている、バルブシール機構（８）。
【請求項３７】
請求項３６に記載のバルブシール機構（８）において、前記第１円筒形バルブエレメント（１）に形成された前記ボア（３２）に前記シーリングリング（３６）を挿入できるようにするために、前記隙間を小さくしなければならない、バルブシール機構（８）。
【請求項３８】
請求項３１に記載のバルブシール機構（８）において、前記ばねは、複数の山領域及び谷領域を持つ波形ばね（３７）を有し、前記山領域は前記ボア（３２）の前記ベースと接触し、前記谷領域は前記シーリングフレーム（１３ｂ）と接触する、バルブシール機構（８）。
【請求項３９】
請求項３４に記載のバルブシール機構（８）において、前記ばね（３７）は、前記シーリングエレメント（３６）を押圧して前記シーリングフレーム（１３）及び前記第１円筒形バルブエレメント（１）と係合するように、前記シーリングエレメント（３６）に当接する、バルブシール機構（８）。
【請求項４０】
請求項３１に記載のバルブシール機構（８）において、前記シーリングフレーム（１３）の内部分は、前記シーリングフレーム（１３）の半径方向内部分の所定の表面領域が前記第１円筒形バルブエレメント（１）内のチャンバに露呈されるように、前記ばねによって前記第１円筒形バルブエレメント（１）から間隔が隔てられており、使用に当たり、前記チャンバ内の圧力が前記シーリングフレーム（１３）の前記所定の表面領域に作用し、前記シーリングフレーム（１３）を前記第１円筒形バルブエレメント（１）から半径方向に押圧する、バルブシール機構（８）。
【請求項４１】
請求項３１に記載のバルブシール機構（８）において、前記第１円筒形バルブエレメント（１）に形成された前記バルブポート（４）は、前記第２円筒形バルブエレメント（２）に形成された一つ又は複数の前記バルブポート（６、７）よりも小径である、バルブシール機構（８）。
【請求項４２】
請求項２１に記載のバルブシール機構（８）において、前記シール機構（８）の前記シーリングフレーム（１３）又は前記第２円筒形バルブエレメント（２）のライニングのいずれかが青銅合金材料で形成されている、バルブシール機構（８）。
【請求項４３】
請求項４２に記載のバルブシール機構（８）において、前記シーリングフレーム（１３）は青銅合金材料で形成されており、前記第２円筒形バルブエレメント（２）のライニングはこれよりも硬い材料から形成される、バルブシール機構（８）。
【請求項４４】
各々にバルブポート（４、６、７）が夫々形成された第１及び第２の円筒形バルブエレメント（１、２）を含み、これらの円筒形バルブエレメント（１、２）のうちの少なくとも一方を、他方の円筒形バルブエレメント（１、２）に対し、各円筒形バルブエレメント（１、２）のポート（４、６、７）が整合する位置まで回転させることができる、回転バルブエレメント用のバルブシール機構（８）において、直径が可変の弾性変形可能な管状エレメント（２０）を含み、この管状エレメント（２０）は、この管状エレメント（２０）に形成された穴（２４）が前記第１円筒形バルブエレメント（１）の前記バルブポート（４）と半径方向に整合するように実質的に前記第１円筒形バルブエレメント（１）の周囲に亘って延びるように前記第１円筒形バルブエレメント（１）に取り付けられるようになっており、前記管状エレメント（２０）は、前記第１円筒形バルブエレメント（１）の半径方向外方に弾性的に押圧される、バルブシール機構（８）。
【請求項４５】
請求項４４に記載のバルブシール機構（８）において、前記管状エレメント（２０）は、二つの端部（２１、２２）が互いに面するように湾曲した材料のストリップから形成されており、前記管状エレメント（２０）は、前記端部（２１、２２）が互いに実質的に平行であり且つ互いから小さな距離だけ間隔が隔てられてこれらの二つの端部（２１、２２）間に隙間（２３）を画成するようになっており、前記隙間（２３）により前記管状エレメント（２０）の直径を変化させることができる、バルブシール機構（８）。
【請求項４６】
請求項４４又は４５に記載のバルブシール機構（８）において、組み立てた状態において、前記管状エレメント（２０）が前記第１円筒形バルブエレメント（１）に取り付けられており、前記管状エレメント（２０）は前記第１円筒形バルブエレメント（１）の半径方向外方に弾性的に押圧され、前記第２円筒形バルブエレメント（２）と密封接触する、バルブシール機構（８）。
【請求項４７】
請求項４４に記載のバルブシール機構（８）において、前記管状エレメント（２０）の前記穴（２４）を取り囲む前記管状エレメント（２０）の部分は、前記第１円筒形バルブエレメント（１）と前記管状エレメント（２０）との間に配置された押圧手段（９）によって前記第１円筒形バルブエレメント（１）の半径方向外方に更に押圧される、バルブシール機構（８）。
【請求項４８】
請求項４４に記載のバルブシール機構（８）において、使用に当たり、前記管状エレメント（２０）の前記穴（２４）を取り囲む前記管状エレメント（２０）の部分は、前記第１円筒形バルブエレメント（１）の前記バルブポート（４）の周囲と密封係合し、前記部分は、更に、前記第２円筒形バルブエレメント（２）と密封係合する、バルブシール機構（８）。
【請求項４９】
請求項４８に記載のバルブシール機構（８）において、前記管状エレメント（２０）の残りの部分は前記第２円筒形バルブエレメント（２）と密封係合するが、前記第１円筒形バルブエレメント（１）から間隔が隔てられており、前記第１円筒形バルブエレメント（１）と前記管状エレメント（２０）との間に隙間を画成する、バルブシール機構（８）。
【請求項５０】
請求項４９に記載のバルブシール機構（８）において、使用に当たり、前記第１円筒形バルブエレメント（１）と前記管状エレメント（２０）との間の隙間を通して冷却流体を差し向け、この冷却流体によって前記第１円筒形バルブエレメント（１）の表面を直接冷却することによって前記第１円筒形バルブエレメント（１）を冷却する、バルブシール機構（８）。
【請求項５１】
請求項５０に記載のバルブシール機構（８）において、前記冷却流体はオイルであり、かくして前記第１円筒形バルブエレメント（１）の潤滑も行う、バルブシール機構（８）。
【請求項５２】
請求項４４に記載のバルブシール機構（８）において、前記管状エレメント（２０）は前記第１バルブエレメント（１）に取り付けられており、使用に当たり、前記管状エレメント（２０）は前記第１円筒形バルブエレメント（１）によって駆動され、前記管状エレメント（２０）の前記穴（２４）は前記第１円筒形バルブエレメント（１）の前記バルブポート（４）と整合する、バルブシール機構（８）。
【請求項５３】
請求項５２に記載のバルブシール機構（８）において、前記管状エレメント（２０）は、前記管状エレメント（２０）を通って前記第１円筒形バルブエレメント（１）の部分内に延びるだぼ又はボルト（３１）によって前記第１バルブエレメント（１）に取り付けられている、バルブシール機構（８）。
【請求項５４】
請求項５２に記載のバルブシール機構（８）において、前記管状エレメント（２０）は、前記管状エレメント（２０）上の第１ラグ及び前記第１円筒形バルブエレメント（１）上の第２ラグによって前記第１円筒形バルブエレメント（１）に取り付けられており、前記第１円筒形バルブエレメント（１）の回転によって前記ラグを係合させる、バルブシール機構（８）。
【請求項５５】
請求項５３又は５４に記載のバルブシール機構（８）において、前記管状エレメント（２０）の前記隙間は、前記取り付け点と隣接しているが回転方向の前方にあり、使用にあたり、前記管状エレメント（２０）は回転方向において前記取り付け点の後方にあり、前記管状エレメント（２０）の直径がそれ自体の摩擦抗力によって増大する傾向を最小にする、バルブシール機構（８）。
【請求項５６】
請求項４４に記載のバルブシール機構（８）において、前記管状エレメント（２０）は、前記第１円筒形バルブエレメント（１）の周囲凹所に取り付けられるようになっており、前記管状エレメント（２０）は、前記第１円筒形バルブエレメント（１）に対して軸線方向に移動しないように拘束されているが、半径方向に移動自在である、バルブシール機構（８）。
【請求項５７】
請求項４４に記載のバルブシール機構（８）において、前記シール機構（８）の前記管状エレメント（２０）又は前記第２円筒形バルブエレメント（２）のライニングのいずれかが青銅合金材料製である、バルブシール機構（８）。
【請求項５８】
請求項５７に記載のバルブシール機構（８）において、前記第２円筒形バルブエレメント（２）のライニングは青銅合金材料製であり、前記管状エレメント（２０）はこれよりも硬い材料で形成されている、バルブシール機構（８）。
【請求項５９】
請求項１乃至５８のうちのいずれか一項に記載のバルブシール機構（８）のための実質的に剛性のシーリングフレーム（１３）。
【請求項６０】
請求項１、１４、２１、２７、３１、又は４４のうちのいずれか一項に記載のシーリング機構（８）を組み込んだ回転バルブシリンダエンジン。
【請求項６１】
請求項６０に記載の回転シリンダバルブエンジンにおいて、第１バルブポート（４）と連通した内部燃焼チャンバが形成された回転自在のシリンダ（１）、及び少なくとも第２バルブポート（６、７）が形成された第２シリンダを含む第２円筒形バルブエレメント（２）を含み、前記第１シリンダ（１）は前記第２シリンダ（２）に対して回転自在であり、前記第２シリンダ（２）はエンジンケーシングに対して固定されている、回転シリンダバルブエンジン。
【請求項６２】
請求項６１に記載の回転シリンダバルブエンジンにおいて、前記第２シリンダ（２）は燃料入口ポート（６）及び排気出口ポート（７）を有し、前記第１シリンダ（１）上の前記ポート（４）は、前記入口ポート（６）及び出口ポート（７）の夫々と割り送り整合するように回転自在である、回転シリンダバルブエンジン。
【請求項６３】
請求項６２に記載の回転シリンダバルブエンジンにおいて、第３点火ポートを含む、回転シリンダバルブエンジン。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明はシールに関し、更に詳細には、回転第１バルブエレメントと固定第２バルブエレメントとの間に密封機能を提供する、回転自在のバルブアッセンブリ用のバルブシール機構に関する。
【背景技術】
【０００２】
回転バルブは、少なくとも第１バルブポートを備えた内部チャンバが形成された第１円筒形バルブエレメント及び第２バルブポートを備えた第２円筒形バルブエレメントを含む。第１円筒形バルブエレメントは第２円筒形バルブエレメント内に配置されている。第１及び第２のエレメントは、第１及び第２のバルブポートが整合する位置まで互いに対して回転自在である。整合したとき、流体はこれらのポートを通って第１円筒形エレメントのチャンバに出入りできる。
【０００３】
回転バルブの一つの用途は、回転シリンダバルブエンジン用である。このような回転シリンダバルブ４ストロークエンジンは知られているが、主要な用途で商業的成功を収めたことはなかった。これは、主として、回転シリンダに形成されたポートと半径方向外バルブリングとの間の効果的な４ストローク回転シリンダバルブシーリング機構を設計するのが極めて困難であったためであることがわかっている。これは、シーリング許容差が密であるため、作動中、バルブに限られた潤滑しかなされず、大きな熱応力が加わり、高い表面速度が作用する状態に維持されるためである。
【発明の開示】
【課題を解決するための手段】
【０００４】
本発明の第１の特徴によれば、第１円筒形バルブエレメント及び第２円筒形バルブエレメントを含み、これらのバルブエレメントの各々にはバルブポートが夫々形成されており、バルブエレメントのうちの少なくとも一方が、他方に対し、各円筒形バルブエレメントのポートが整合する位置まで回転自在である回転バルブ用のバルブシール機構において、円筒形バルブエレメントのうちの一方のバルブポートの周囲を実質的に取り囲み且つこれと密封係合するようになった実質的に剛性のシーリングフレームを含み、使用に当たり、シーリングフレームが他方の円筒形バルブエレメントの表面と密封係合する、バルブシール機構が提供される。
【０００５】
好ましくは、バルブシール機構は、使用に当たり、シーリングフレームの所定の表面領域が円筒形バルブエレメントのうちの一方の内部チャンバに露呈され、内部チャンバ内の圧力がシーリングフレームの所定の表面領域に作用し、シーリングフレームを他方の円筒形バルブエレメントと密封係合する。
【０００６】
好ましくは、シーリングフレームは、内部チャンバ内の圧力に従って増大するシーリング力で他方の円筒形バルブエレメントの表面と密封係合する。
【０００７】
シーリングフレームは、内部チャンバ内の圧力の低下に従って低下するシーリング力で他方の円筒形バルブエレメントを密封係合するということは当業者には理解されよう。
【０００８】
好ましくは、シーリングフレームは第１湾曲面及び第２湾曲面を含み、第１湾曲面は、密封−支承面であり、使用に当たり、第１湾曲面は、第２バルブエレメントと密封係合し、第２バルブエレメントの半径方向内面に関して摺動自在である。
【０００９】
好ましくは、シーリングフレームは第１円筒形バルブエレメントの凹所内に保持される。
【００１０】
好ましくは、シーリングフレームは実質的に「Ｌ」形状断面を有する。
【００１１】
好ましくは、シーリングフレームは、第１円筒形バルブエレメントのバルブポートの周囲を実質的に取り囲み且つこれと密封係合し、第１円筒形バルブエレメントとともに回転し、シーリングフレームの第１湾曲面は、第１円筒形バルブエレメントの半径方向外側にあり、シーリングフレームの第２湾曲面は、第１円筒形バルブエレメントの半径方向内側にある。
【００１２】
別の態様では、シーリングフレームは第１湾曲面及び第２平坦面を有し、第１湾曲面は密封−支承面であり、使用に当たり、第１湾曲面は第２バルブエレメントと密封係合し、この第２バルブエレメントの半径方向内面に関して摺動自在である。
【００１３】
好ましくは、第１円筒形バルブエレメントには、第１円筒形バルブエレメントのバルブポートと同軸のボアが形成されており、シーリングフレームは、このシーリングフレームの湾曲面が第１円筒形バルブエレメントの半径方向外方にあり、平坦面が第１円筒形バルブエレメントの半径方向内方にあるようにボア内に受け入れられている。好ましくは、シール機構は、更に、シーリングフレームを第２バルブエレメントに向かう方向で第１バルブエレメントの半径方向外方に押圧するようになった押圧手段を有する。
【００１４】
好ましくは、押圧手段は、シーリングフレームを第１円筒形バルブエレメントの半径方向外方に押圧すると同時に、シーリングフレームと第１円筒形バルブエレメントとの間を密封係合させるという二つの機能を有する。
【００１５】
好ましくは、シール機構のシーリングフレーム又は第２円筒形バルブエレメントのライニングのいずれかが青銅合金材料から形成されている。更に好ましくは、シーリングフレームが青銅合金材料から形成されており、第２円筒形バルブエレメントのライニングはこれよりも硬い材料から形成される。
【００１６】
本発明の第２の特徴によれば、第１及び第２の円筒形バルブエレメントを含み、これらのエレメントの各々にはバルブポートが夫々形成されており、バルブエレメントのうちの少なくとも一方が、他方に対し、各バルブエレメントの夫々のポートが整合する位置まで回転自在である回転シリンダバルブエンジン用バルブシール機構において、第１円筒形バルブエレメントに取り付けられるようになったシーリングフレームを含み、使用に当たり、シーリングフレームの所定の表面領域がエンジンの燃焼チャンバに露呈され、燃焼チャンバ内の圧力がシーリングフレームの所定の領域に作用し、シーリングフレームを第１円筒形バルブエレメントの半径方向外方に押圧する、バルブシール機構が提供される。
【００１７】
好ましくは、シーリングフレームは他方の円筒形バルブエレメントの表面と密封係合し、使用に当たり、シーリングフレームは、燃焼チャンバ内の内部圧力に従って増大するシーリング力で他方の円筒形バルブエレメントの表面と密封係合する。
【００１８】
これは、エンジンの燃焼ストローク中の圧力が比較的高い場合には、シーリング力もまた比較的高いという点において有利である。しかしながら、シーリング力が高いと摩擦力が高く、エンジンの効率が低下する。かくして、燃焼チャンバ内の圧力が比較的高くない場合には、シーリング力及び摩擦力が低下し、エンジンの効率が損なわれることはない。
【００１９】
好ましくは、燃焼チャンバ内の圧力によるピークシーリング力は、常に、燃焼チャンバの５０ｃｍ3 の容量当たり２００Ｋｇ以下である。最も好ましくは、燃焼チャンバ内の圧力によるピークシーリング力は、常に、燃焼チャンバの５０ｃｍ3 の容量当たり１００Ｋｇ以下である。
【００２０】
好ましくは、シール機構は、シーリングフレームを第１円筒形バルブエレメントから半径方向に押圧するようになった押圧手段を更に含む。
【００２１】
好ましくは、シール機構のシーリングフレーム又は第２円筒形バルブエレメントのライニングのいずれかが青銅合金材料で形成されている。最も好ましくは、シーリングフレームは青銅合金材料で形成されており、第２円筒形バルブエレメントのライニングはこれよりも硬い材料で形成されている。
【００２２】
本発明の第３の特徴によれば、各々にバルブポートが夫々形成された第１及び第２の円筒形バルブエレメントを含み、バルブエレメントの少なくとも一方が、他方に対し、各円筒形バルブエレメントのポートが整合する位置まで回転自在である回転バルブ用のバルブシール機構において、シーリングフレーム、及び第１円筒形バルブエレメントと密封係合するようになった第１部分及びシーリングフレームと密封係合するようになった第２部分を含む押圧手段を含み、この押圧手段は、使用に当たり、シーリングフレームを第１円筒形バルブエレメントから半径方向に押圧する、バルブシール機構が提供される。
【００２３】
好ましくは、シーリングフレーム及び押圧手段は別々のエレメントである。
【００２４】
好ましくは、本発明の第１、第２、又は第３の特徴の押圧手段は、ばねの形態の押圧手段を有し、その一部がシーリングフレームと第１円筒形バルブエレメントとの間に配置される。
【００２５】
好ましくは、ばねは、第１円筒形バルブエレメントに対して拘束されるように外周が第１円筒形バルブエレメントに固定されるようになった片持ち梁式エレメントを含み、その内部分は、全体に第１円筒形バルブエレメントのバルブポートの長さ方向軸線に向かう方向で外周部分から間隔が隔てられており、使用に当たり、ばねの内部分は、第１円筒形バルブエレメントに対して半径方向に移動自在であり、内部分がシーリングフレームの部分と接触する。
【００２６】
好ましくは、ばねの片持ち梁式エレメントは、中央穴を備えた弾性変形可能なプレートを含み、このプレートの外周は、第１円筒形バルブエレメントに対して移動しないように拘束されるように第１円筒形バルブエレメントに固定されるようになっており、プレートの内部分は、この内部分が片持ち梁式に支持されるように、全体に第１円筒形バルブエレメントのばねポートの長さ方向軸線に向かう方向で外周部分から間隔が隔てられている。
【００２７】
好ましくは、プレートは、このプレートの穴が第１円筒形バルブエレメントのばねポートと整合するように拘束されており、プレートの内部分は、シーリングフレームの周囲と接触しており、シーリングフレームは、プレートの内部分によって第１円筒形バルブエレメントの半径方向外方に押圧される。
【００２８】
好ましくは、プレートの内部分は、プレートの内部分と第１円筒形バルブエレメントとの間に凹所が画成されるように第１円筒形バルブエレメントから間隔が隔てられており、プレートの半径方向内部分の所定の表面領域は第１円筒形バルブエレメント内のチャンバに露呈されており、使用に当たり、チャンバ内の圧力がプレートの所定の表面領域に作用し、プレートの内部分及びシーリングフレームを第１円筒形バルブエレメントから半径方向に押圧する。
【００２９】
好ましくは、ばねは、シーリングフレームを第１円筒形バルブエレメントの半径方向外方に押圧すると同時に、シーリングフレームと第１円筒形バルブエレメントとの間を密封係合させるという二つの機能を有する。
【００３０】
好ましくは、ばねは、金属材料から製造される。ばねは、好ましくは、シート金属である。
【００３１】
別の態様では、ばねは、第１円筒形バルブエレメントに形成されたボアに摺動的に受け入れされており、ボアは第１円筒形バルブエレメントに形成されたバルブポートと同軸であり、ばねはシーリングフレームを第１円筒形バルブエレメントから半径方向外方に押圧する。
【００３２】
好ましくは、ボア及びばねは、円形の輪郭を有する。好ましくは、ボアは平らなベースを有する。
【００３３】
好ましくは、シーリングフレームと第１円筒形バルブエレメントとの間にシールを形成するシーリングエレメントがシーリングフレームと第１円筒形バルブエレメントとの間に設けられている。
【００３４】
好ましくは、シーリングエレメントは、シーリングフレームの周囲に亘って延びるシーリングリングを含む。
【００３５】
シーリングフレームには周囲戻り止めが設けられていてもよく、シーリングリングはこの戻り止めに配置される。
【００３６】
好ましくは、シーリングリングは、二つの端部が互いに隣接し、その間に隙間を画成するように実質的に円形形状に湾曲した金属材料ストリップから形成されている。
【００３７】
好ましくは、第１円筒形バルブエレメントに形成されたボアにシーリングリングを挿入できるようにするため、隙間を小さくしなければならない。
【００３８】
好ましくは、ばねは、シーリングエレメントを押圧してシーリングフレーム及び第１円筒形バルブエレメントと係合するように、シーリングエレメントに当接する。
【００３９】
好ましくは、ばねは、複数の山領域及び谷領域を持ち、山領域はボアのベースと接触し、谷領域はシーリングエレメントと接触する波形ばねを含む。好ましくは、シーリングフレームの内部分は、シーリングフレームの半径方向内部分の所定の表面領域が第１円筒形バルブエレメント内のチャンバに露呈されるように、ばねによって第１円筒形バルブエレメントから間隔が隔てられており、使用に当たり、チャンバ内の圧力がシーリングフレームの所定の表面領域に作用し、シーリングフレームを第１円筒形バルブエレメントから半径方向に押圧する。
【００４０】
好ましくは、第１円筒形バルブエレメントに形成されたバルブポートの工程角度（swept angle）は、第２円筒形バルブエレメントに形成された一つ又は複数のバルブポートの掃気角度よりも小さい。かくして、第１円筒形バルブエレメントに形成されたバルブポートが第２円筒形バルブエレメントに形成された入口バルブポートと整合したとき、入口経路に段が形成され、第１円筒形バルブエレメントに形成されたバルブポートが第２円筒形バルブエレメントに形成された出口バルブポートと整合したとき、出口経路に段が形成される。
【００４１】
好ましくは、シール機構のシーリングフレーム又は第２円筒形バルブエレメントのライニングのいずれかが青銅合金材料で形成されている。最も好ましくは、シーリングフレームは青銅合金材料で形成されており、第２円筒形バルブエレメントのライニングはこれよりも硬い材料から形成される。
【００４２】
本発明の第４の特徴によれば、各々にバルブポートが夫々形成された第１及び第２の円筒形バルブエレメントを含み、これらの円筒形バルブエレメントのうちの少なくとも一方を、他方の円筒形バルブエレメントに対し、各円筒形バルブエレメントのポートが整合する位置まで回転させることができる、回転バルブエレメント用のバルブシール機構において、直径が可変の弾性変形可能な管状エレメントを含み、この管状エレメントは、この管状エレメントの穴が第１円筒形バルブエレメントのバルブポートと半径方向に整合するように実質的に第１円筒形バルブエレメントの周囲に亘って延びるように第１円筒形バルブエレメントに取り付けられるようになっており、管状エレメントは、第１円筒形バルブエレメントの半径方向外方に弾性的に押圧される、バルブシール機構が提供される。
【００４３】
好ましくは、管状エレメントは、二つの端部が互いに面するように湾曲した材料のストリップから形成されており、管状エレメントは、端部が互いに実質的に平行であり且つ互いから小さな距離だけ間隔が隔てられてこれらの二つの端部間に隙間を画成するようになっており、隙間により管状エレメントの直径を変化させることができる。
【００４４】
好ましくは、組み立てた状態において、管状エレメントが第１円筒形バルブエレメントに取り付けられており、管状エレメントは第１円筒形バルブエレメントの半径方向外方に弾性的に押圧され、第２円筒形バルブエレメントと密封接触する。
【００４５】
好ましくは、管状エレメントの穴を取り囲む管状エレメントの部分は、第１円筒形バルブエレメントと管状エレメントとの間に配置された押圧手段によって第１円筒形バルブエレメントの半径方向外方に更に押圧される。
【００４６】
好ましくは、使用に当たり、管状エレメントの穴を取り囲む管状エレメントの部分は、第１円筒形バルブエレメントのバルブポートの周囲と密封係合し、該部分は、更に、第２円筒形バルブエレメントと密封係合する。
【００４７】
好ましくは、管状エレメントの残りの部分は第２円筒形バルブエレメントと密封係合するが、第１円筒形バルブエレメントから間隔が隔てられており、第１円筒形バルブエレメントと管状エレメントとの間に隙間を画成する。
【００４８】
好ましくは、使用に当たり、第１円筒形バルブエレメントと管状エレメントとの間の隙間を通して冷却流体を差し向け、この冷却流体によって第１円筒形バルブエレメントの表面を直接冷却することによって第１円筒形バルブエレメントを冷却する。
【００４９】
好ましくは、冷却流体はオイルであり、かくして第１円筒形バルブエレメントの潤滑も行う。
【００５０】
好ましくは、管状エレメントは第１バルブエレメントに取り付けられており、使用に当たり、管状エレメントは第１円筒形バルブエレメントによって駆動され、管状エレメントの穴は第１円筒形バルブエレメントのバルブポートと整合する。
【００５１】
最も好ましくは、管状エレメントは、管状エレメントを通って第１円筒形バルブエレメントの部分内に延びるだぼやボルトによって第１バルブエレメントに取り付けられている。
【００５２】
別の態様では、管状エレメントは、管状エレメントに設けられた第１ラグ及び第１円筒形バルブエレメントに設けられた第２ラグによって第１円筒形バルブエレメントに取り付けられており、第１円筒形バルブエレメントを回転することによってラグを係合させる。
【００５３】
好ましくは、管状エレメントの隙間は、取り付け点と隣接しているが回転方向において前方にあり、使用に当たり、管状エレメントは回転方向において取り付け点の後方にあり、管状エレメントの直径がそれ自体の摩擦抗力によって増大する傾向を最小にする。
【００５４】
好ましくは、管状エレメントは、第１円筒形バルブエレメントの周囲凹所に取り付けられるようになっており、管状エレメントは、第１円筒形バルブエレメントに対して軸線方向に移動しないように拘束されているが、半径方向に移動自在である。
【００５５】
好ましくは、シール機構の管状エレメント又は第２円筒形バルブエレメントのライニングのいずれかが青銅合金材料製である。最も好ましくは、第２円筒形バルブエレメントのライニングは青銅合金材料製であり、管状エレメントはこれよりも硬い材料で形成されている。
【００５６】
本発明の第５の特徴によれば、本発明の第１乃至第４の特徴のシール機構用の実質的に剛性のシーリングフレームが提供される。
【００５７】
本発明の第６の特徴によれば、本発明の第１乃至第４の特徴のうちの任意の特徴によるシーリング機構を組み込んだ回転バルブシリンダエンジンが提供される。
【００５８】
本発明の一実施形態では、回転シリンダバルブエンジンは、第１バルブポートと連通した内部燃焼チャンバが形成された回転自在のシリンダ、及び少なくとも第２バルブポートが形成された第２シリンダを含む第２円筒形バルブエレメントを含み、第１シリンダは第２シリンダに対して回転自在であり、第２シリンダはエンジンケーシングに対して固定されている。
【００５９】
好ましくは、第２シリンダは燃料入口ポート及び排気出口ポートを有し、第１シリンダに設けられたポートは、入口ポート及び出口ポートの夫々と割り送り整合するように回転自在である。
【００６０】
本発明は、効率的に作動するためには、回転バルブシールは以下の四つの原理に従うべきであるとの理解に由来している。
【００６１】
先ず最初に、バルブは、能動的ばねシール機構を備えていなければならない。これは、エンジン内での熱による変位の程度が、適切な燃焼ガスシールを提供するために維持しなければならない隙間よりも一桁大きいためである。代表的には、エンジンの構成要素は、熱の作用によって数１０μｍ乃至数１００μｍ膨張し、変形するが、燃焼ガス隙間を適切に密封するためには数μｍ以下でなければならない。かくして、これらの小さな密封隙間を維持すると同時に比較的大きな熱変形を許容するために、ばねシール機構が必要とされる。シール機構は、更に、製造許容差及び磨耗を補償する。
【００６２】
第２に、シーリングエレメントの後側周囲の漏洩路をシールするため、静的シールをシーリングエレメントの後側に設けるのが望ましい。最良の方法は、ばねエレメントをシーリングエレメントの後側に対する静的シールも形成するように設計することであるということがわかった。このことは、ガスがばね及びシーリングエレメントの後側周囲を通って漏れる場合には既知の従来のばねを使用できないということを意味する。
【００６３】
第３に、シールを改良するため、シリンダ圧力によりばね圧力を増大するようにシールを配置しなければならず、即ちシリンダ圧力がシーリングエレメントを第２円筒形バルブエレメントに押し付けなければならない。しかしながら、シリンダ圧力でばね圧力を増大するのが非常に望ましいけれども、シリンダ圧力が作用するシール領域を制限する必要がある。この力が大き過ぎる場合には、この追加のシーリング力が過大になり、性能及び耐久性を大幅に損なう。
【００６４】
第４に、以上の原理による機構は燃焼ガスを適切にシールするけれども、入口ポート及び出口ポート用の二次ばねシーリング機構を提供する設備を設けなければならない。これが行われない場合には、オイル制御及び入口マニホールド圧力の安定性が損なわれる。
【００６５】
次に本発明を添付図面を参照して単なる例として説明する。
【発明を実施するための最良の形態】
【００６６】
先ず最初に図１、図２、及び図３を参照すると、回転シリンダバルブエンジン（全体は示してない）の回転バルブは第１円筒形回転バルブエレメント１を含み、このエレメントは第２円筒形固定バルブエレメント２内に回転自在に取り付けられている。
【００６７】
第１円筒形バルブエレメントは、このバルブエレメント１の上端に第１バルブポート４が形成された内燃チャンバ３を持つシリンダを含む。円筒形バルブエレメント１の外側に長方形凹所５が形成されており、この凹所５内に第１バルブポート４が配置されている。長方形凹所５は、第１円筒形バルブエレメント１の側壁を通って半径方向に延びている。
【００６８】
第２円筒形バルブエレメント２は、燃料入口ポート６及び排気出口ポート７が形成されたシリンダを有する。当該技術分野で既知のスパークプラグ等の点火装置を配置するため、第３ポート（図示せず）が設けられていてもよい。第２円筒形バルブエレメント２は、薄い鋳鉄製スリーブ（図示せず）でライニングされていてもよい。細長い内部冷却チャンネル１５が第２円筒形バルブエレメント２を通って軸線方向に延びている。このチャンネル１５は、第２円筒形バルブエレメント２の下部分から出る。
【００６９】
全体に参照番号８を付したシーリング機構は、中央穴１０が形成された薄く平らな長方形のプレート９の形態の平らなばねによって形成された押圧手段を含む。穴１０の形状及び大きさは、第１バルブポート４の形状及び大きさと実質的に同じである。プレート９の外周は、凹所５を取り囲む第１円筒形バルブエレメント１の部分に円筒形外スリーブ１１によって固定されている。これにより、プレート９は、第１円筒形バルブエレメント１とスリーブ１１との間に挟まれる。スリーブ１１の、一方の側から長方形凹所５とほぼ同じ大きさ及び形状の矩形部分１２が切除してある。スリーブ１１は、第１円筒形バルブエレメント１の外側に亘って摺動自在に取り付けられており、矩形の切除部分１２が、第１円筒形バルブエレメント１の長方形凹所５及びバルブポート４と隣接している。
【００７０】
かくして、プレート９の外周は、スリーブ１１によって第１円筒形バルブエレメント１に対して移動しないように拘束されている。プレート９の内部分９ａが、穴１０を取り囲み、プレート９の外周から全体に第１バルブポート４の中央軸線に向かう方向に遠ざかるように延びている。プレート９の内部分９ａは、長方形凹所５の上を、プレート９の内部分９ａと第１円筒形バルブエレメント１との間に隙間９’が形成されるように延びている。以下に更に詳細に説明するように、この隙間９’により、プレート９の内部分９ａの所定の表面領域が燃焼チャンバ３に対して露呈される。内部分９ａは、スリーブ１１によって第１円筒形バルブエレメント１に対して半径方向に移動しないように拘束されていない。プレート９の内部分９ａは、かくして片持ち梁式であり、第１円筒形バルブエレメント１に向かって及びこれから遠ざかるように全体に半径方向に移動できる。
【００７１】
プレート９はステンレス鋼等の弾性変形可能な材料から形成されており、そのため、プレート９の内部分９ａは、第１円筒形バルブエレメント１に向かう及びこれから遠ざかる移動に抵抗し、第１円筒形バルブエレメント１に向かって移動したとき、内部分９ａはその元の位置に戻る。選択された材料により、燃焼中の酸化の作用が最小になる。
【００７２】
シーリング機構８は、第１円筒形バルブエレメント１の凹所５に受け入れられる寸法の実質的に剛性の長方形シーリングフレーム１３を更に含む。このシーリングフレーム１３には、バルブポート４とほぼ同じ形状及び大きさの長方形中央穴１４が設けられている。押縁１６がシーリングフレーム１３の湾曲した第１面１７からシーリングフレーム１３の平面に対して実質的に垂直方向に穴１４に亘って延びている。シーリングフレーム１３は、かくして、実質的に「Ｌ」形状断面を有する。シーリングフレーム１３の反対側の第２湾曲面１８は、以下に更に詳細に説明するように、平滑な支承シーリング面を有する。シーリングフレーム１３は、鉛−青銅等の金属材料から製造される。第２円筒形バルブエレメント２は、鉄等の硬質の金属材料から形成される。任意の他の適当な材料を使用してもよいということは理解されよう。
【００７３】
次に、シール機構８の組み立て方法を以下に説明する。
【００７４】
長方形プレート９を第１円筒形バルブエレメント１の凹所５にバルブポート４に対して配置し、プレート９の外周を凹所５を取り囲む第１円筒形バルブエレメント１の部分と接触させる。次いで、管状スリーブ１１を第１円筒形バルブエレメント１及びプレート９上に配置し、プレート９の外周を第１円筒形バルブエレメント１とスリーブ１１との間に固定する。次いで、シーリングフレーム１３の押縁１６がプレート９の片持ち梁式の内部分９ａに当たるようにシーリングフレーム１３をプレート９に当てて配置した後、第１円筒形バルブエレメント１を第２円筒形バルブエレメント２内に回転自在に取り付ける。
【００７５】
第１円筒形バルブエレメント１を第２円筒形バルブエレメント２内で摺動させるため、シーリングフレーム１３は、プレート９の片持ち梁式の内部分９ａの弾性変形により、第１円筒形バルブエレメント１に向かって半径方向内方に押圧されるということは理解されよう。かくして、上述の構成要素を回転シリンダバルブエンジンに取り付けたとき、プレート９の弾性のため、プレート９の片持ち梁式の内部分９ａは、シーリングフレーム１３を第１円筒形バルブエレメント１の半径方向外方に押圧し、その結果シーリングフレーム１３は第２円筒形バルブエレメント２と密封係合する。第１円筒形バルブエレメント１は、それ以外は、第２円筒形バルブエレメント２と接触しない。確かに、外スリーブ１１と第２円筒形バルブエレメント２との間には隙間１９がある。
【００７６】
使用では、第１円筒形バルブエレメント１が回転シリンダバルブエンジン内で第２円筒形バルブエレメント２に対して回転し、第１バルブポート４が入口ポート、点火ポート、及び排気ポートと順次整合する。バルブポート４が入口ポート５及び出口ポート６と整合していない場合には、燃焼チャンバ３内のガスは、シーリングフレーム１３の外密封−支承面１８と第２円筒形バルブエレメント２との密封係合によって、及びプレート９の片持ち梁式の内部分９ａとシーリングフレーム１３の押縁１６との係合によって、燃焼チャンバ３から漏出しないようにされている。かくして、プレート９には、シーリングフレーム１３を第１円筒形バルブエレメント１の外方に押圧するばねとしてプレート９が作用する機能及びシーリングフレーム１３と第１円筒形バルブエレメント１との間のガス流を阻止するか或いは少なくとも妨げるシールとして作用する機能の二つの機能がある。
【００７７】
第１円筒形バルブエレメント１のバルブポート４が入口ポート５及び出口ポート６と整合したとき、シーリング機構８は、燃焼チャンバ３と入口ポート５又は出口ポート６を通る第１円筒形バルブエレメント１のバルブポート４、プレート９の穴１０、及びシーリングフレーム１３の穴１４を介した別個のガス流経路を画成する。
【００７８】
エンジンの圧縮行程及び点火行程中の場合のように燃焼チャンバ３内の圧力が比較的高い場合には、ガス圧が、第１円筒形バルブエレメント１とプレート９との間の隙間でプレート９の片持ち梁式の内部分９ａの所定の領域に作用する。ガス圧は、片持ち梁式の内部分９ａを第１円筒形バルブエレメント１の半径方向外方に更に押圧するように作用する。これにより、シーリングフレーム１３の支承面１８と第２円筒形バルブエレメント２との密封係合を高め、更にプレート９とシーリングフレーム１３の押縁１６との間の密封係合を高める。
【００７９】
当業者は、所定の領域に及ぼされた圧力により出力が大幅に低下したり円筒形バルブエレメントを大きく磨耗したりすることがないように、所定の領域を制限できるということは理解されよう。所定の領域は、燃焼チャンバ内の圧力によるピークシーリング力が、燃焼チャンバの５０ｃｍ3 の容量に対して常に２００Ｋｇ以下であるように制限される。好ましくは、燃焼チャンバ内の圧力によるピークシーリング力は、燃焼チャンバの５０ｃｍ3 の容量に対して常に１００Ｋｇ以下である。
【００８０】
かくして、シーリングフレーム１３は、燃焼チャンバ３内の圧力の上昇に従って上昇し、燃焼チャンバ３内の圧力の減少に従って減少するシーリング力で第２円筒形バルブエレメント２の表面と密封係合する。
【００８１】
外スリーブ１１と第２円筒形バルブエレメント２との間の隙間１９により、これらの構成要素は相対的に或る程度移動できる。これにより、エンジン内での熱変位を比較的高くできる。かくして、上述の構成要素は、エンジンの磨耗や性能に悪影響を及ぼすことなく隙間１９が増大するように、隙間１９が大きくなったり小さくなったりするように膨張できる。
【００８２】
第１円筒形バルブエレメント１及びシーリング機構８の冷却は、冷却流体を第２円筒形バルブエレメント２のクーラントチャンネル１５を通して、次いで円筒形回転第１バルブエレメント１の下部分に亘って圧送することによって行われる。冷却流体は、通常は、エンジンの潤滑オイルである。上述のシーリング機構８は、シーリング圧縮に関して非常に良好に機能するが、外スリーブ１１の外面と第２円筒形バルブエレメント２との間に比較的大きな隙間１９を維持しなければならないため、クランクケースキャビティと入口ポート６及び排気ポート７との間にガス・トランザクション(gas transaction)が形成され、これにより潤滑剤が排気流によって汚染されてしまう。これによりプラグがオイルによって汚染され、もくもくとした排煙が出る。入口マニホールドの負圧を制御してもアイドリングが不安定になったりスロットルの作動が低下してしまう。
【００８３】
次に図４、図５、及び図６を参照すると、円筒形回転第１バルブエレメント１及び円筒形固定第２バルブエレメント２が、同様の特徴に同様の参照番号を付して示してある。図１、図２、及び図３を参照して上文中に説明したシーリング機構は、第１円筒形バルブエレメント１に取り付けられており、シーリングフレーム１３、片持ち梁式プレート９、及びこのプレート９を第１円筒形バルブエレメント１に固定するスリーブ１１を含む。この実施形態では、シーリングフレーム１３は第２円筒形バルブエレメント２に関して密封−支承面として作用しないが、プレート９と管状エレメント２０との間で圧縮シールとして作用する。シーリングフレーム１３は、半径方向外方に差し向けられた力をプレートの片持ち部分９ａから管状エレメント２０に伝達する。
【００８４】
管状シーリングエレメント２０は湾曲した材料ストリップから形成されており、このストリップは、その二つの両端２１、２２が互いに面するように湾曲しており、これらの二つの端部は実質的に平行である。二つの端部２１、２２の間には小さな隙間２３が画成されており、管状エレメント２０の直径は、これらの二つの端部２１、２２を互いに向かって移動し、隙間２３を小さくすることによって減少できる。
【００８５】
管状エレメント２０の一方の側に矩形穴２４が形成されており、この穴２４の大きさ及び形状は、第１円筒形バルブエレメント１の第１バルブポート４と実質的に同じである。管状エレメント２０は弾性変形可能な材料から形成されており、圧力を管状エレメント２０に加えることによって管状エレメント２０の直径を小さくした場合には、管状エレメント２０は、圧力を取り除いたときにその元の直径に戻る。
【００８６】
この実施形態では、スリーブ１１に亘って延びる、管状エレメント２０を受け入れる寸法の周囲凹所２５を画成するようにスリーブ１１が変更してある。
【００８７】
本発明のこの実施形態は、シーリングフレーム１３をプレート９の片持ち梁式の内部分９ａに配置した後、管状エレメント２０をこの管状エレメント２０がスリーブ１１の周囲凹所２５に受け入れられるまで第１円筒形バルブエレメント１に沿って摺動させることを除き、図１、図２、及び図３を参照して説明したのと同じ方法で組み立てられる。このように受け入れられたとき、管状エレメント２０は、第１円筒形バルブエレメント１の軸線方向に移動しないように拘束されるが半径方向には移動自在である。
【００８８】
管状エレメント２０は、第１円筒形バルブエレメント１によって駆動され、管状エレメント２０の穴２４が第１円筒形バルブエレメント１のバルブポート４と整合するように第１円筒形バルブエレメント１とともに回転する。
【００８９】
だぼ又はボルト３１が管状エレメント２０を通って第１円筒形バルブエレメント１の部分内に延び、管状エレメント２０を第１円筒形バルブエレメント１に取り付け、使用に当たり管状エレメント２０を駆動する。
【００９０】
変形例では、第１ラグが管状エレメント２０に設けられ、第２ラグが第１円筒形バルブエレメント１に設けられ、第１円筒形バルブエレメント１を回転することにより、これらのラグを係合させ、管状エレメント２０を駆動する。
【００９１】
管状エレメント２０の隙間２３は取り付け点と隣接しているが回転方向に関して取り付け点の前方にあり、この構成により、使用に当たり、管状エレメント２０の大部分が回転方向に関して取り付け点の後方にあり、管状エレメント２０の直径がそれ自体の摩擦抗力によって増大する傾向を最小にする。
【００９２】
次いで、アッセンブリを回転シリンダバルブエンジンに配置する。組み立て中、管状エレメント２０の外側に圧力を加え、管状エレメント２０の直径を第２円筒形バルブエレメント２内に受け入れられるのに十分に小さくしなければならないということは理解されよう。このように受け入れられたとき、管状エレメント２０は、その弾性により、直径がその元の大きさまで拡張し、管状エレメント２０が第２円筒形バルブエレメント２と密封係合する。管状エレメント２０はスリーブ１１と接触しておらず、管状エレメント２０とスリーブ１１との間には隙間２６がある。しかしながら、バルブポート４の領域では、プレート９の片持ち梁式の内部分９ａがシーリングフレーム１３を半径方向外方に押圧し、管状エレメント２０と接触させる。これによりバルブポート４と隣接した管状エレメント２０の部分を移動して第２円筒形バルブエレメント２と密封係合させる。
【００９３】
かくして、バルブポート４と隣接した管状エレメント２０の部分は、第１円筒形バルブエレメント１の燃焼チャンバ３と第２円筒形バルブエレメント２との間に一次シールを提供し、管状エレメント２０の残りが、入口及び出口ポート６，７とエンジンの内部部分との間に二次シールを提供する。一次シールは、ガスが燃焼チャンバ３から流れないようにし、シーリング機構８と第２円筒形バルブエレメント２との間に漏れないようにするのに対し、二次シールは潤滑オイル及びクーラントが第１円筒形バルブエレメント１と入口ポート、点火ポート、及び出口ポートとの間を流れないようにする。
【００９４】
次に図７及び図８を参照すると、プレート９は、上掲の実施形態の管状スリーブ１１ではなく、二つのファスナ２８によって所定位置に保持されたクランプ部品２７によって所定位置にクランプされている。
【００９５】
この実施形態でも、直接冷却チャンネル２９が管状エレメント２０の内面と円筒形回転第１バルブエレメント１の外面との間を延びている。冷却チャンネル２９は、第１円筒形バルブエレメント１の天井３０で始まり、管状エレメント２０と第１円筒形バルブエレメント１との間を下方に延びる。
【００９６】
冷却流体を第１円筒形バルブエレメント１の天井３０に圧送し、直接冷却チャンネル２９に通す。これにより、冷却流体で第１円筒形バルブエレメント１の表面の大部分を冷却する。この冷却方法を使用する場合には、燃焼流による潤滑剤の汚染を制限するために管状エレメント２０の端部２１と２２との間の隙間２３を更に厳密に制御する。別の態様では、別体のシーリング機構を使用し、隙間２３を通る潤滑剤の流れを制限する。
【００９７】
以上の実施形態を回転バルブエンジンを参照して説明したが、上述のバルブシール機構は、回転シリンダバルブを備えた例えばポンプ等の任意の他の装置にも使用できるということは理解されよう。
【００９８】
さらに、バルブシール機構は、圧力差が間に存在する二つのチャンバ間を流体連通させる二つのバルブポート持つ任意のバルブ装置で使用できる。シーリング機構は、別の態様では、第１円筒形バルブエレメント１でなく第２円筒形バルブエレメント２に取り付けてもよい。これは、回転バルブを持ち且つ第１円筒形バルブエレメントのチャンバ内の圧力がチャンバ外部の圧力よりも低いポンプでシーリング機構を使用する場合に必要である。
【００９９】
図１、図２、及び図３の実施形態は適切に機能するけれども、シーリングフレーム１３の後面が湾曲しており、これはシールが困難である。更に、片持ち梁式プレート９は組み立てが困難である可能性があり、漏れ率が比較的高く、製造許容差及び熱による変位に対処するためのばねの移動が比較的小さい。
【０１００】
図９及び図１０に示す変形例では、同様の特徴に同様の参照番号が付してある。
【０１０１】
第１円筒形バルブエレメント１には、バルブポート４と同軸の浅い平底ボア３２が形成されている。シーリングフレームは、中央穴１０ｂが形成された円形の輪郭を備えたディスク１３ｂを含む。このディスク１３ｂはボア３２内に受け入れられるような寸法を備えている。ディスク１３ｂの後面３３は平らであるが、ディスク１３ｂの前面３４は湾曲しており、その曲率半径は第１円筒形バルブエレメント１の曲率半径とほぼ同じである。後面３３は、周囲窪み３５が形成された態様で示してあるけれども、これは随意である。
【０１０２】
標準的なエンジンのピストンリングと同様の構造のシーリングリング３６が設けられており、ディスク１３ｂの窪み３５に受け入れられている。シーリングリング３６は円形の輪郭を持つように曲げた金属ストリップで形成されている。シーリングリング３６の両端は、かくして、互いに隣接しているが小さな距離だけ間隔が隔てられている。
【０１０３】
平底ボア３２に受け入れられる寸法の円形輪郭のばね３７を含む押圧手段が設けられている。ばね３７は波形ばねであり、このばね３７は波形断面を有する。かくして、１つの波の山は隣接した波の谷から間隔が隔てられている。波形を変形させることによってこの間隔を小さくすることができ、この変形により押圧機能を提供する。
【０１０４】
装置は、先ず最初に、波形ばね３７を円形ボア３２に、波形ばね３７の各波の谷がボア３２の平らな底に載るように配置することによって組み立てられる。
【０１０５】
次いで、シーリングリング３６を円形ボアに配置し、波形ばね３７の山に載せる。シーリングリング３６は、かくして、シーリングリング３６の隣接した端部間の隙間が小さくなるように、及びシーリングリング３６の直径が平底ボア３２の直径以下であるように圧縮される。次いで、シーリングフレーム１３がシーリングリング３６に当接するまでシーリングフレーム１３ｂをボア３２に滑り込ませる。この組み立て状態を図９及び図１０に示す。
【０１０６】
組み立てたとき、波形ばね３７は、シーリングフレーム１３ｂの平らな下面に当接したシーリングリング３６に当接する。これによってシーリングフレーム１３ｂを第１円筒形バルブエレメント１の半径方向外方に押圧し、シーリングフレーム１３ｂを第２円筒形バルブエレメント２と密封係合させる。波形ばねは、更に、シーリングリング３６を押圧してシーリングフレーム１３ｂと密封係合させる。シーリングフレーム１３ｂの前面は、第２円筒形バルブエレメント２に対して回転できるように湾曲している。
【０１０７】
シーリングリング３６は、平底ボア３２に受け入れられたとき、半径方向外方に拡張し、シーリングリング３６の外面がボア３２の周壁と密封係合する。シーリングリングの上面はシーリングフレーム１３と密封係合する。
【０１０８】
波形ばね３２の隣接した山と隣接した谷との間には隙間があるということは理解されよう。これらの隙間により、使用にあたり、第１円筒形バルブエレメント１内のガス圧がシーリングリング３６に作用し、シーリングフレーム１３とのシールを強化し、更にシーリングリング３６を外方に押してボア３２の周壁とのシールを強化する。これに加え、波形ばね３７の移動範囲は本発明の他の実施形態の押圧手段よりも大きく、かくして製造許容差及び使用時のエンジン内での熱変位に対処できる。
【０１０９】
平底ボア３２は第１円筒形バルブエレメント１内に大きく延び過ぎていてはならず、即ち使用時に第１円筒形バルブエレメント１に作用する領域及び熱変位を吸収するため、ボア３２と隣接した領域での第１円筒形バルブエレメント１の壁厚が薄過ぎてはならない。
【０１１０】
かくして、シーリングフレーム１３ｂ、シーリングリング３６、及び波形ばね３７をボア３２内に装着するため、シリンダポート４の直径を小さくしなければならない。バルブタイミングを変化させないようにするため、第２円筒形バルブエレメント２に形成された入口ポート６及び出口ポート７の幅を対応する量だけ大きくしなければならない。かくして、図９及び図１０でわかるように、入口ポート６及び出口ポート７は第１円筒形バルブエレメント１に形成されたバルブポート４よりも幅広であるということは理解されよう。かくして、入口ポート６がバルブポート４と整合したとき、入口域に段が形成される。同様に、出口ポート７がバルブポート４と整合したとき、排気域に段が形成される。
【図面の簡単な説明】
【０１１１】
【図１】本発明によるシーリング機構を持つ回転シリンダバルブエンジンの上端の側断面図である。
【図２】図１のバルブ及びシーリング機構の平断面図である。
【図３】図１及び図２のバルブ及びシーリング機構の側面図である。
【図４】本発明の第４の特徴によるシーリング機構を持つ回転シリンダバルブエンジンの上端の側断面図である。
【図５】図４のバルブ及びシーリング機構の平断面図である。
【図６】図４及び図５のバルブ及びシーリング機構の側面図である。
【図７】図３乃至図６のシーリング機構を持つ変形例の回転シリンダバルブエンジンの上端の側断面図である。
【図８】図７のバルブ及びシーリング機構の平断面図である。
【図９】変形例の回転シリンダバルブエンジンの平断面図である。
【図１０】図９に示す回転シリンダバルブエンジンの部分の拡大図である。
【図１】
2005527736.tif 000003
【図２】
2005527736.tif 000004
【図３】
2005527736.tif 000005
【図４】
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【図５】
2005527736.tif 000007
【図６】
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【図７】
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【図８】
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【図９】
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【図１０】
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【手続補正書】
【提出日】平成17年2月8日(2005.2.8)
【手続補正１】
【補正対象書類名】特許請求の範囲
【補正対象項目名】全文
【補正方法】変更
【補正の内容】
【特許請求の範囲】
【請求項１】
第１円筒形バルブエレメント（１）及び第２円筒形バルブエレメント（２）を含み、これらのバルブエレメントの各々にはバルブポート（４、６、７）が夫々形成されており、前記第１円筒形バルブエレメント（１）は、前記第２円筒形バルブエレメント（２）に関し、各円筒形バルブエレメント（１、２）の前記ポート（４、６、７）が整合する位置まで回転自在である回転バルブ用のバルブシール機構（８）において、前記第１円筒形バルブエレメント（１）の前記バルブポート（４）の周囲を実質的に取り囲み、前記第１円筒形バルブエレメント（１）とともに回転するようになった実質的に剛性のシーリングフレーム（１３、１３ｂ）を含み、使用に当たり、前記シーリングフレーム（１３、１３ｂ）の外湾曲面（１７）が第２円筒形バルブエレメント（２）の半径方向内面と密封係合し、前記シーリングフレーム（１３、１３ｂ）と前記第１円筒形バルブエレメント（１）との間をシールするためにシーリングエレメント（３６）が設けられ、前記シーリングフレーム（１３，１３ｂ）の所定の表面領域が前記第１円筒形バルブエレメントの内部チャンバに曝され、前記内部チャンバ内の圧力が、前記シーリングフレーム（１３、１３ｂ）の所定の表面領域に作用し、前記シーリングフレーム（１３、１３ｂ）を押圧して前記第２円筒形バルブエレメント（２）と密封係合させる、バルブシール機構（８）。
【請求項２】
各々にバルブポート（４、６、７）が夫々形成された第１及び第２の円筒形バルブエレメント（１、２）を含み、前記第１円筒形バルブエレメント（１）は、前記第２円筒形バルブエレメント（２）に関し、各円筒形バルブエレメント（１、２）の前記ポート（４、６、７）が整合する位置まで回転自在である回転バルブエレメント用のバルブシール機構（８）において、前記第１円筒形バルブエレメント（１）の前記バルブポート（４）の周囲を実質的に取り囲むようになったシーリングフレーム（１３、１３ｂ）を含み、前記シーリングフレーム（１３、１３ｂ）の半径方向外湾曲面が管状エレメント（２０）の半径方向内面と密封係合し、シーリングエレメント（３６）が、前記シーリングフレーム（１３、１３ｂ）と前記第１円筒形バルブエレメント（１）との間をシールするために設けられ、前記管状エレメント（２０）には穴（２４）が形成されており、前記管状エレメント（２０）は、前記穴（２４）が前記第１円筒形バルブエレメント（１）の前記バルブポート（４）と半径方向に整合するように実質的に前記第１円筒形バルブエレメント（１）の周囲に亘って延びるように前記第１円筒形バルブエレメント（１）に取り付けられるようになっており、前記管状エレメント（２０）は、前記穴（２４）を取り囲む前記管状エレメント（２０）の部分が前記第２円筒形バルブエレメント（２）と密封係合するように、前記第１円筒形バルブエレメント（１）の半径方向外方に弾性的に押圧される、バルブシール機構（８）。
【請求項３】
請求項１又は２に記載のバルブシール機構（８）において、前記シーリングフレーム（１３、１３ｂ）の半径方向外湾曲面は、前記内部チャンバ内の圧力に従って増大するシーリング力で密封係合する、バルブシール機構（８）。
【請求項４】
請求項１、２、又は３に記載のバルブシール機構（８）において、前記シーリングフレーム（１３、１３ｂ）は前記第１円筒形バルブエレメント（１）の凹所（５）内に保持される、バルブシール機構（８）。
【請求項５】
請求項４に記載のバルブシール機構（８）において、前記凹所はボア（３２）を含む、バルブシール機構（８）。
【請求項６】
請求項５に記載のバルブシール機構（８）において、前記ボアは第１円筒形バルブエレメント（１）の前記バルブポート（４）と同軸である、バルブシール機構（８）。
【請求項７】
請求項５又は６に記載のバルブシール機構（８）において、前記ボア（３２）及び前記シーリングフレーム（１３、１３ｂ）は円形の輪郭を有する、バルブシール機構（８）。
【請求項８】
請求項５、６、又は７に記載のバルブシール機構（８）において、前記ボア（３２）は平らなベースを有し、前記シーリングフレーム（１３、１３ｂ）は、前記外湾曲面（１７）の半径方向内側の平らな後面（３３）を有する、バルブシール機構（８）。
【請求項９】
請求項８に記載のバルブシール機構（８）において、前記シーリングエレメント（３６）は、前記シーリングフレーム（１３ｂ）の前記平らな表面（３３）に当接するように前記ボア（３２）の周囲に亘って延びるシーリングリングを含む、バルブシール機構（８）。
【請求項１０】
請求項９に記載のバルブシール機構（８）において、前記シーリングリング（３６）は、二つの端部が互いに隣接してその間に隙間を画成するように実質的に円形形状に曲げた金属材料のストリップから形成されている、バルブシール機構（８）。
【請求項１１】
請求項１０に記載のバルブシール機構（８）において、前記第１円筒形バルブエレメント（１）に形成された前記ボア（３２）に前記シーリングリング（３６）を挿入できるようにするために、前記隙間を小さくしなければならない、バルブシール機構（８）。
【請求項１２】
請求項７乃至１１のうちのいずれか一項に記載のバルブシール機構（８）において、前記シーリングフレーム（１３、１３ｂ）及び前記シーリングリング（３６）を、前記第２円筒形バルブエレメント（２）に向かう方向で、前記第１円筒形バルブエレメント（１）の半径方向外方に押圧するようになった押圧手段を更に含む、バルブシール機構（８）。
【請求項１３】
請求項１２に記載のバルブシール機構（８）において、前記押圧手段は、複数の山領域及び谷領域を持つ波形ばね（３７）を有し、前記山領域は前記ボア（３２）の前記ベースと接触し、前記谷領域は前記シーリングリング（３６）と接触する、バルブシール機構（８）。
【請求項１４】
請求項１３に記載のバルブシール機構（８）において、前記ばね（３７）は、前記シーリングエレメント（３６）を押圧して前記シーリングフレーム（１３、１３ｂ）及び前記第１円筒形バルブエレメント（１）と係合するように、前記シーリングエレメント（３６）に当接する、バルブシール機構（８）。
【請求項１５】
請求項１２に記載のバルブシール機構（８）において、前記シーリングフレーム（１３、１３ｂ）の内部分は、前記シーリングフレーム（１３、１３ｂ）の半径方向内部分の所定の表面領域が前記第１円筒形バルブエレメント（１）内のチャンバに露呈されるように、前記押圧手段によって前記第１円筒形バルブエレメント（１）から間隔が隔てられており、使用に当たり、前記チャンバ内の圧力が前記シーリングフレーム（１３、１３ｂ）の所定の表面領域に作用し、前記シーリングフレーム（１３、１３ｂ）を前記第１円筒形バルブエレメント（１）から半径方向に押圧する、バルブシール機構（８）。
【請求項１６】
請求項１２に記載のバルブシール機構（８）において、前記第１円筒形バルブエレメント（１）に形成された前記バルブポート（４）は、前記第２円筒形バルブエレメント（２）に形成された一つ又は複数の前記バルブポート（６、７）よりも小径である、バルブシール機構（８）。
【請求項１７】
請求項２乃至１６のうちのいずれか一項に記載のバルブシール機構（８）において、前記管状エレメント（２０）は、その直径が可変となるように弾性変形可能である、バルブシール機構（８）。
【請求項１８】
請求項２乃至１７のうちのいずれか一項に記載のバルブシール機構（８）において、前記管状エレメント（２０）は、二つの端部（２１、２２）が互いに面するように湾曲した材料のストリップから形成されており、前記管状エレメント（２０）は、前記端部（２１、２２）が互いに実質的に平行であり且つ互いから小さな距離だけ間隔が隔てられてこれらの二つの端部（２１、２２）間に隙間（２３）を画成するようになっており、前記隙間（２３）により前記管状エレメント（２０）の直径を変化させることができる、バルブシール機構（８）。
【請求項１９】
請求項２乃至１８のうちのいずれか一項に記載のバルブシール機構（８）において、前記管状エレメント（２０）の前記穴（２４）を取り囲む前記管状エレメント（２０）の部分は、前記第１円筒形バルブエレメント（１）と前記管状エレメント（２０）との間に配置された押圧手段（９）によって前記第１円筒形バルブエレメント（１）の半径方向外方に更に押圧される、バルブシール機構（８）。
【請求項２０】
請求項２乃至１９のうちのいずれか一項に記載のバルブシール機構（８）において、前記管状エレメント（２０）の残りの部分は前記第２円筒形バルブエレメント（２）と密封係合するが、前記第１円筒形バルブエレメント（１）からは間隔が隔てられており、前記第１円筒形バルブエレメント（１）と前記管状エレメント（２０）との間に隙間を画成する、バルブシール機構（８）。
【請求項２１】
請求項２０に記載のバルブシール機構（８）において、使用に当たり、前記第１円筒形バルブエレメント（１）と前記管状エレメント（２０）との間の隙間を通して冷却流体を差し向け、この冷却流体によって前記第１円筒形バルブエレメント（１）の表面を直接冷却することによって前記第１円筒形バルブエレメント（１）が冷却される、バルブシール機構（８）。
【請求項２２】
請求項２１に記載のバルブシール機構（８）において、前記冷却流体はオイルであり、かくして前記第１円筒形バルブエレメント（１）の潤滑も行う、バルブシール機構（８）。
【請求項２３】
請求項２乃至２２のうちのいずれか一項に記載のバルブシール機構（８）において、前記管状エレメント（２０）は前記第１バルブエレメント（１）に取り付けられており、使用に当たり、前記管状エレメント（２０）は前記第１円筒形バルブエレメント（１）によって駆動され、前記管状エレメント（２０）の前記穴（２４）は前記第１円筒形バルブエレメント（１）の前記バルブポート（４）と整合する、バルブシール機構（８）。
【請求項２４】
請求項２３に記載のバルブシール機構（８）において、前記管状エレメント（２０）は、前記管状エレメント（２０）を通って前記第１円筒形バルブエレメント（１）の部分内に延びるだぼ又はボルト（３１）によって前記第１バルブエレメント（１）に取り付けられている、バルブシール機構（８）。
【請求項２５】
請求項２３に記載のバルブシール機構（８）において、前記管状エレメント（２０）は、前記管状エレメント（２０）上の第１ラグ及び前記第１円筒形バルブエレメント（１）上の第２ラグによって前記第１円筒形バルブエレメント（１）に取り付けられており、前記第１円筒形バルブエレメント（１）の回転によって前記ラグを係合させる、バルブシール機構（８）。
【請求項２６】
請求項２４又は２５に記載のバルブシール機構（８）において、前記管状エレメント（２０）の前記隙間は、前記取り付け点と隣接しているが回転方向において前方にあり、使用に当たり、前記管状エレメント（２０）は回転において前記取り付け点の後方にあり、前記管状エレメント（２０）の直径がそれ自体の摩擦抗力によって増大する傾向を最小にする、バルブシール機構（８）。
【請求項２７】
請求項２乃至２６のうちのいずれか一項に記載のバルブシール機構（８）において、前記管状エレメント（２０）は、前記第１円筒形バルブエレメント（１）の周囲凹所に取り付けられるようになっており、前記管状エレメント（２０）は、前記第１円筒形バルブエレメント（１）に対して軸線方向に移動しないように拘束されているが半径方向に移動自在である、バルブシール機構（８）。
【請求項２８】
請求項１３、１４、又は１５に記載のバルブシール機構（８）において、前記押圧手段（９）は、前記シーリングフレーム（１３）を前記第１円筒形バルブエレメント（１）の半径方向外方に押圧すると同時に、前記シーリングフレーム（１３）と前記第１円筒形バルブエレメント（１）との間を密封係合させるという二つの機能を有する、バルブシール機構（８）。
【請求項２９】
請求項３乃至２８のうちのいずれか一項に記載のバルブシール機構（８）において、燃焼チャンバ内の圧力によるピークシーリング力は、常に、燃焼チャンバの５０ｃｍ3 の容量当たり２００Ｋｇ以下である、バルブシール機構（８）。
【請求項３０】
請求項２９に記載のバルブシール機構（８）において、前記燃焼チャンバ内の圧力による前記ピークシーリング力は、常に、燃焼チャンバの５０ｃｍ3 の容量当たり１００Ｋｇ以下である、バルブシール機構（８）。
【請求項３１】
各々にバルブポート（４、６、７）が夫々形成された第１及び第２の円筒形バルブエレメント（１、２）を含み、前記バルブエレメント（１、２）の少なくとも一方が、他方に対し、各円筒形バルブエレメント（１、２）の前記ポート（４、６、７）が整合する位置まで回転自在である回転バルブ用のバルブシール機構（８）において、前記シール機構（８）は、シーリングフレーム（１３）、及び前記第１円筒形バルブエレメント（１）と密封係合するようになった第１部分及び前記シーリングフレーム（１３）と密封係合するようになった第２部分を含む押圧手段（９）を含み、前記押圧手段（９）は、使用に当たり、前記シーリングフレーム（１３）を前記第１円筒形バルブエレメント（１）から半径方向に押圧する、バルブシール機構（８）
【請求項３２】
請求項３１に記載のバルブシール機構（８）において、前記シーリングフレーム（１３）及び前記押圧手段（９）は、別々のエレメントである、バルブシール機構（８）。
【請求項３３】
請求項３１に記載のバルブシール機構（８）において、前記押圧手段（９）はばねを含み、その一部が前記シーリングフレーム（１３）と前記第１円筒形バルブエレメント（１）との間に配置される、バルブシール機構（８）。
【請求項３４】
請求項３３に記載のバルブシール機構（８）において、前記ばねは、前記第１円筒形バルブエレメント（１）に対して拘束されるようにその外周が前記第１円筒形バルブエレメント（１）に固定されるようになった片持ち梁式エレメントを含み、その内部分（９ａ）は、全体に第１円筒形バルブエレメント（１）の前記バルブポート（４）の長さ方向軸線に向かう方向で外周部分から間隔が隔てられており、使用にあたり、前記ばねの前記内部分（９ａ）は、前記第１円筒形バルブエレメント（１）に対して半径方向に移動自在であり、前記内部分（９）が前記シーリングフレーム（１３）の部分と接触する、バルブシール機構（８）。
【請求項３５】
請求項３４に記載のバルブシール機構（８）において、前記ばねの前記片持ち梁式エレメントは、中央穴（１０）を持つ弾性変形可能なプレート（９）を含み、このプレート（９）の外周は、前記第１円筒形バルブエレメント（１）に対して移動が拘束されるように前記第１円筒形バルブエレメント（１）に固定されるようになっており、前記プレート（９）の内部分（９ａ）は、この内部分（９ａ）が片持ち梁式に支持されるように、全体に前記第１円筒形バルブエレメント（１）の前記ばねポート（４）の長さ方向軸線に向かう方向で前記外周部分から間隔が隔てられている、バルブシール機構（８）。
【請求項３６】
請求項３５に記載のバルブシール機構（８）において、前記プレート（９）は、このプレートの穴（１０）が前記第１円筒形バルブエレメント（１）の前記ばねポート（４）と整合するように拘束されており、前記プレート（９）の前記内部分（９ａ）は、前記シーリングフレーム（１３）の周囲と接触しており、前記シーリングフレーム（１３）は、前記プレート（９）の前記内部分（９ａ）によって前記第１円筒形バルブエレメント（１）の半径方向外方に押圧される、バルブシール機構（８）。
【請求項３７】
請求項３５に記載のバルブシール機構（８）において、前記プレート（９）の前記内部分（９ａ）は、前記プレート（９）の前記内部分（９ａ）と前記第１円筒形バルブエレメント（１）との間に凹所が画成されるように前記第１円筒形バルブエレメント（１）から間隔が隔てられており、前記プレート（９）の半径方向内部分の所定の表面領域は前記第１円筒形バルブエレメント（１）内のチャンバに露呈されており、使用にあたり、前記チャンバ内の圧力が前記プレート（９）の前記所定の表面領域に作用し、前記プレート（９）の前記内部分（９ａ）及び前記シーリングフレーム（１３）を前記第１円筒形バルブエレメント（１）から半径方向に押圧する、バルブシール機構（８）。
【請求項３８】
請求項３３に記載のバルブシール機構（８）において、前記ばねは、前記シーリングフレーム（１３）を前記第１円筒形バルブエレメント（１）の半径方向外方に押圧すると同時に、前記シーリングフレーム（１３）と前記第１円筒形バルブエレメント（１）との間を密封係合させるという二つの機能を有する、バルブシール機構（８）。
【請求項３９】
請求項３３に記載のバルブシール機構（８）において、前記ばねは金属材料から製造される、バルブシール機構（８）。
【請求項４０】
請求項３９に記載のバルブシール機構（８）において、前記ばねはシート金属である、バルブシール機構（８）。
【請求項４１】
請求項３３に記載のバルブシール機構（８）において、前記ばねは、前記第１円筒形バルブエレメント（１）に形成されたボア（３２）に摺動的に受け入れされており、前記ボア（３２）は前記第１円筒形バルブエレメント（１）に形成された前記バルブポート（４）と同軸であり、前記ばねは前記シーリングフレーム（１３）を前記第１円筒形バルブエレメント（１）から半径方向外方に押圧する、バルブシール機構（８）。
【請求項４２】
請求項１乃至４１のうちのいずれか一項に記載のバルブシール機構（８）において、前記シール機構（８）の前記シーリングフレーム（１３）又は前記第２円筒形バルブエレメント（２）のライニングのいずれかは、青銅合金材料で形成されている、バルブシール機構（８）。
【請求項４３】
請求項４２に記載のバルブシール機構（８）において、前記シーリングフレーム（１３）は青銅合金材料で形成されており、前記第２円筒形バルブエレメント（２）の前記ライニングはこれよりも硬い材料から形成されている、バルブシール機構（８）。
【請求項４４】
請求項１乃至４３のうちのいずれか一項に記載のバルブシール機構（８）のための実質的に剛性のシーリングフレーム（１３）。
【請求項４５】
請求項１、２、又は３１のうちのいずれか一項に記載のシーリング機構（８）を組み込んだ回転バルブシリンダエンジン。
【請求項４６】
請求項４５に記載の回転シリンダバルブエンジンにおいて、第１バルブポート（４）と連通した内部燃焼チャンバが形成された回転自在のシリンダ（１）、及び少なくとも第２バルブポート（６、７）が形成された第２シリンダを含む第２円筒形バルブエレメント（２）を備え、前記第１シリンダ（１）は前記第２シリンダ（２）に対して回転自在であり、前記第２シリンダ（２）はエンジンケーシングに対して固定されている、回転シリンダバルブエンジン。
【請求項４７】
請求項４６に記載の回転シリンダバルブエンジンにおいて、前記第２シリンダ（２）は燃料入口ポート（６）及び排気出口ポート（７）を有し、前記第１シリンダ（１）上の前記ポート（４）は、前記入口ポート（６）及び出口ポート（７）の夫々と割り送り整合するように回転自在である、回転シリンダバルブエンジン。
【請求項４８】
請求項４７に記載の回転シリンダバルブエンジンにおいて、第３点火ポートを有する、回転シリンダバルブエンジン。
【国際調査報告】
2005527736.tif 000013
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