(57)【要約】  ポンプ又は内燃エンジンとすることができる回転式機械は、仮想円錐の頂点に位置付けられた出力シャフトを駆動するための仮想円錐の表面に位置する複数のロータスピンドル（１０８）を収容するハウジング（１０１）を有する。このスピンドル（１０８）は、一端にベベルギア（１０７）を有して出力シャフトと係合し、他端に円錐軸受（１１２）を有する。傾斜偏心ロータ（１１０）が、各スピンドル（１０８）に取り付けられ、２つの隣接するロータ（１０１）と摺動接線接触を維持して圧縮又は燃焼チャンバを形成するような形状にされている。コンプレッサ又はエンジンの球形形態（１２０、１５０）は、各々が偏心して取り付けられて球状セグメントを形成している複数のロータリーピストン（１２８、１５６）を使用する。各ロータリーピストン（１２８、１５６）は、少なくとも２つの他のロータリーピストン（１２８、１５６）と摺動接線接触するように取り付けられて、その間に変位チャンバを形成する。ロータリーピストン（１２８、１５６）は、ほぼ「涙」形状を用いる。回転式ポンプ（１７５）は、ハウジング（１７６）に吸気及び排気を分配するためのマニホルド（１８０）を有する。ポンプ（１７５）は、複数のローブシャフト（１８６）を有し、各々が偏心取付ロータ（１８４）を装着されてハウジング内に取り付けられ、回転中にロータ（１８４）が全て互いに接触するときロータ（１８４）の中央に圧縮チャンバを形成する。【選択図】図１
2008533384.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
ハウジング（１０１）と、
前記ハウジング（１０１）に取り付けられた複数のロータスピンドル（１０８）であって、前記各ロータスピンドル（１０８）が仮想円錐の表面上に中心線があり該中心線で回転するように取付けられ、一方端にベベルギア（１０７）を有し且つ共に回転するように傾斜形ロータ（１１０）を有しており、前記各傾斜形ロータ（１１０）が、他の２つの傾斜形ロータ（１１０）と摺動接線接触して前記ロータ（１１０）の内側に圧縮チャンバを形成するように位置付けられる複数のロータスピンドル（１０８）と、
前記１つのロータスピンドル（１０８）の端部上にある各ギア（１０７）に動作可能に結合されるように、前記仮想円錐の頂点に位置付けられた出力シャフト（１１９）と、
を備え、
前記複数の傾斜形ロータ（１１０）が回転することにより、前記ハウジング（１０１）内の流体を周期的に圧縮することができる、
ことを特徴とする回転式機械（１００）。
【請求項２】
少なくとも１つの前記傾斜形ロータ（１１０）が、前記圧縮チャンバに流体を配向するために内部に流体入口（１１４）を有する、
ことを特徴とする請求項１に記載の回転式機械（１００）。
【請求項３】
少なくとも１つの前記傾斜形ロータ（１１０）が、前記圧縮チャンバからの流体を配向するために内部に流体出口（１１５）を有する、
ことを特徴とする請求項２に記載の回転式機械（１００）。
【請求項４】
前記ハウジング（１０１）は、前記各ロータ（１１０）が前記ハウジングの内壁（１１１）と前記各ロータ（１１０）との間で区域を制限するような形状にされた前記内壁（１１１）を有する、
ことを特徴とする請求項３に記載の回転式機械（１００）。
【請求項５】
少なくとも１つの前記ロータスピンドル（１０８）が、前記ロータ入口から流体が通過できるようにする貫通通路（１０３）を有する、
ことを特徴とする請求項４に記載の回転式機械（１００）。
【請求項６】
前記各ロータスピンドル（１０８）が、流体の貫通通過を可能にする貫通通路を有する、
ことを特徴とする請求項５に記載の回転式機械（１００）。
【請求項７】
前記各ロータ（１１０）が、前記ハウジングの内部から流体が前記１つのスピンドル通路（１０３）に通過するための入口（１１５）を有する、
ことを特徴とする請求項６に記載の回転式機械（１００）。
【請求項８】
前記各ロータが、前記１つのスピンドル通路（１０３）から流体が通って前記圧力チャンバに入るための出口（１１５）を有する、
ことを特徴とする請求項６に記載の回転式機械（１００）。
【請求項９】
前記各ロータスピンドル（１０８）が、前記各ロータスピンドル（１０８）を前記ハウジング（１０１）に支持し、且つ前記ロータスピンドル（１０８）の軸方向変位を制限する円錐形上側軸受（１１２）を有する、
ことを特徴とする請求項1に記載の回転式機械（１００）。
【請求項１０】
仮想円錐の表面に取り付けられ、且つ各々が傾斜ロータ（１１０）を有する４つのロータリースピンドル（１０８）を含む、
ことを特徴とする請求項1に記載の回転式機械（１００）。
【請求項１１】
仮想円錐の表面に取り付けられ、且つ各々が傾斜ロータ（１１０）を有する５つのロータリースピンドル（１０８）を含む、
ことを特徴とする請求項1に記載の回転式機械（１００）。
【請求項１２】
回転式機械（１２０、１５０）であって、
ハウジング（１２１、１５１）と、
各々が前記ハウジング（１２１、１５４）内に取り付けられた複数のロータリーシャフト（１３１、１５４）であって、前記各シャフトが、一方端に少なくとも１つの同期ベベルギア（１３６、１６１）に係合させてこれにより前記ロータリーシャフトの全てを同期させるようにするベベルギア（１３１、１５４）を有し、前記ロータリーシャフト（１３１、１５４）の少なくとも１つが吸気通路（１０３）を有する、複数のロータリーシャフト（１３１、１５４）と、
複数のロータリーピストン（１２８、１５６）であって、前記各ピストンが、共に回転するように前記１つのロータリーシャフト（１３１、１５４）に偏心して取り付けられ、前記各ロータリーピストン（１２８、１５６）が、少なくとも２つの他のロータリーピストン（１２８、１５６）と摺動接線接触して前記ロータリーピストン（１２８、１５６）が回転するときに間に変位チャンバを形成するように取り付けられている、複数のロータリーピストン（１２８、１５６）と、
を備え、
これにより、流体を前記回転式機械で圧縮することができる、
ことを特徴とする回転式機械（１２０、１５０）。
【請求項１３】
前記ハウジング（１２１、１５１）を通して回転可能に取り付けられた出力シャフト（１２２、１５２）を有し、前記出力シャフトが、各ロータリーシャフトベベルギア（１３１、１６０）をかみ合わせたベベルギア（１３５、１６２）を有する、
ことを特徴とする請求項１２に記載の回転式機械（１２０、１５０）。
【請求項１４】
前記同期ベベルギアが、前記ハウジングに取り付けられて、前記ロータリーピストンシャフトベベルギアの各々と係合して前記ロータリーシャフト（１３０、１５４）を同期させる、
ことを特徴とする請求項１２に記載の回転式機械（１２０、１５０）。
【請求項１５】
前記各ロータリーピストンシャフト（１３０、１５４）が、他の全てのロータリーピストンシャフト（１３０、１５４）に対してある角度で放射状に位置付けられている、
ことを特徴とする請求項１２に記載の回転式機械（１２０、１５０）。
【請求項１６】
前記各ロータリーピストン（１２８、１５６）が、少なくとも２つの他のロータリーピストン（１２８、１５６）と係合して回転する予め設定された球状セグメントである、
ことを特徴とする請求項１２に記載の回転式機械（１２０、１５０）。
【請求項１７】
各々が前記１つのロータリーシャフト（１３０、１５４）に偏心して取り付けられた６つの球面ロータリーピストン（１２８、１５６）を有する、
ことを特徴とする請求項１６に記載の回転式機械。
【請求項１８】
前記各球面ピストン（１２８、１５６）が、該前記各球面ピストン（１２８、１５６）の回転により開閉する通路（１４０、１５７）を有する、ことを特徴とする請求項１７に記載の回転式機械（１２０、１５０）。
【請求項１９】
前記各球面ピストン（１２８、１５６）が、偏心して取り付けられたほぼ涙形の球状セグメントである、
ことを特徴とする請求項１６に記載の回転式機械（１２０、１５０）。
【請求項２０】
中央燃焼チャンバを形成する５つのほぼ涙形のロータリーピストン（１２８、１５６）を有する、
ことを特徴とする請求項１９に記載の回転式機械（１２０、１５０）。
【請求項２１】
回転式ポンプ（１７５）であって、
流体入口及び出口（１８８）を有するポンプハウジング（１７６）と、
前記ハウジング（１７６）に動作可能に取り付けられ、且つ前記流体入口及び出口（１８８）に接続されて、入口流体と加圧された出口流体とを分配するための空気分配マニホルド（１８０）と、
前記ハウジング（１７６）内で互いに平行に回転可能に取り付けられた複数のシャフト（１８６）であって、前記各シャフト（１８６）が偏心して取り付けられたローブ（１８４）」を有し、前記各ローブ（１８４）が、回転サイクルの一部の間に２つの隣接する前記ローブ（１８４）と摺動接線接触するように位置付けられて、これらの間に圧縮チャンバを形成する、複数のシャフト（１８６）と、
を備え、
これにより、前記回転式ポンプ（１７５）が、互いに摺動接線接触する複数の回転偏心ローブ（１８４）の回転により流体中に圧力を発生する、
ことを特徴とする回転式ポンプ（１７５）。
【請求項２２】
偏心して取り付けられた５つのローブ（１８４）を支持し、２つの隣接するローブと各々が転がり接触して前記ローブ（１８４）間に圧縮チャンバを形成する５つのロータリーシャフト（１８６）を有する、
ことを特徴とする請求項２１に記載の回転式ポンプ（１７５）。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本出願は、２００５年３月１６日に出願された米国仮出願第６０／６６２，９４１号の利益を主張する。
【背景技術】
【０００２】
本発明の概念は、偏心ロータ及び非偏心ロータを備えた平行及び傾斜軸シャフトを組み込んだ回転式機械の形態を含む。従来技術では、回転軸はロータの幾何学的中心を通っており、これにより実施可能な構造が限定される。典型的な回転式エンジンの特許は、回転軸が互いに平行であり、全てのロータがこれらの軸に垂直な平面円弧内を回転することを意味する平行軸構造を使用している。回転の中心を幾何形状の中心から離れて移動（すなわち偏心）させると、複数のロータ構造（４つ、５つ、及び６つ）が可能になる。先のＣｏｌｂｏｕｒｎｅの回転式エンジンの概念の基本理念並びにその相対的特異性及び平易性を誰も変更しようとしなかったので、この偏心という概念は、未だにロータの設計に用いられていない。Ｃｏｌｂｏｕｒｎｅの概念から拡張した多くの新しい考案には、Ｃｏｌｂｏｕｒｎｅの主題の基本概念を超えるものはなかった。
【０００３】
更に、この偏心の概念に関連して、回転軸が中心固定軸の周りに放射パターンで斜めにされ、又は傾けられた放射軸機械の概念がある。軸を傾けることにより、ロータ設計で偏心の様々な程度が想定されるようになる。この軸の傾斜状態は、放射軸が９０度で互いに垂直であり、偏心率がゼロであるときに最大となる。平行軸から、回転軸が隣接するロータの軸に平行ではない放射軸機械に移行すると、これまで想定されなかったより多様な回転式機械が可能になる。この軸の平行から放射への移行は、ロータが平面上を回転するのではなく、球面上を回転する機械をもたらす。
【０００４】
過去には、全て平行軸に基づいた、３つ又は４つのロータ機械を記載する複数の特許がある。これは、全てのロータが平行軸のシャフトを中心として回転しており、これらの構造の幾何形状及び回転運動が平面上にある機械を提供する。更に、回転軸は、ロータ形状の中心を通ってまっすぐに向いている（ゼロ偏心）。これは、実施可能な構造を３つ又は４つのロータ配置に限定する。ロータが３６０度回転するときに、ロータを互いに接して保持することに関連する幾何形状に起因して、単一容積のチャンバを備える平行軸の機械は、５つ以上のロータで定めることはできない。これは、ロータを隣接するグループ化で互いに配置して２つ以上のチャンバを形成できないということではないが、全ての場合において、５つ以上のロータは、機械サイクルに仕事を割当て又は機械サイクルから仕事を取り出すことはできない。
【０００５】
偏心構造では、軸は、楕円形状のロータの中心を外れて移動（偏心と呼ばれる）される。この結果、４ロータ設計が拡張され、５及び６ロータ構造の生成が可能となり、この場合最大の実施可能な構造は６である。７以上のロータも幾何学的には可能であるが、結果として得られる形状が適当な機械的構造を実現しないので、結果として生じるロータ構造は実用的ではない。例えば、出力シャフトを含む。
【０００６】
従来では、４ロータの設計が回転式機械のベースとなっていた。偏心を導入することにより、５つ及び６つの平坦な、すなわち平面のロータ構造が可能になる。５及び６ロータ構造は、より多くの表面積をチャンバに曝すので、各機械サイクルで該ロータ構造が仕事をする潜在能力が高くなり、またこれらのロータ構造は、一方の先端が丸みがあり、他方の先端が頂点を形成する「涙」形のロータを使用する。これら５及び６ロータ構造は、ロータがそのサイクルを進むときに自然なポートを生成する。
【０００７】
実際のところ、この仕事量の増大に等しくなるように４ロータ構造を調整し、又は複数のグループ化を有することは可能であるが、これには機械サイズを有意に大きくすることが必要となる。従って、所与の物理サイズに関しては５及び６ロータの回転式機械がはるかに効率的である。
【０００８】
この機械は、エンジン構造の典型的な配置を表しているが、回転式機械でのこの偏心ロータの概念は、ポンプなど他の実施形態に適用することができる。ロータを一体的に共回転して作動させるには、作動チャンバを生成するようロータの位相整合を可能にするギアセットが必要とされる。
【０００９】
ロータ偏心の定義
Ｃｏｌｂｏｕｒｎｅの回転式の概念の基本理念をその相対的特異性及び平易性から誰も変更しようとしなかったので、ロータの偏心概念の定義はこれまで用いられていない。Ｃｏｌｂｏｕｒｎｅ概念の固有の利点及び平易性から拡張される多くの新しい考案の中では、この考えが本明細書で記載されるまでは、Ｃｏｌｂｏｕｒｎｅの主題の基本概念を超えるものがなかった。
【００１０】
回転式構造に偏心を導入すると、既存の平行軸構造に優る以下の利点がもたらされる。すなわち、動的な（移動する）ポーティングによりエンジンサイクリングの方法が簡略化される；複数（４以上）のロータ構造が可能になり、平行軸及び非平行軸構造の両方で動作する；オフセット軸から生成された誘導レバーアームに起因するトルク出力が増大する；複数（４以上）のロータが所与のチャンバ容積に対して表面積を増大させることに起因して仕事量出力が増大する；機械を構成するために必要な物理サイズが小さくなる；所与の物理サイズに対するチャンバ容積がより大きくなる；ベベルギアを使用した組み立てが簡単になる。
【００１１】
平行軸システムでは、ロータは全て回転軸に垂直な平面上で運動している。
【００１２】
ロータの一端又は両端に丸みのある先端を採り入れると偏心に影響を及ぼし、これによってロータの回転軸がロータ幾何形状の中心からオフセットされることになる。丸みのある先端を加えると、以下の幾つかの望ましい結果をもたらし、；すなわち、丸みのある先端は、機械の用途に基づいて大きさを変えることができるチャンバ容積をもたらす；丸みのある先端は、ロータが互いに相互作用すると単一の頂点よりも接線接触する表面積が多い相補的表面を生成する；丸みのある先端はまた、耐荷重クランクシャフトを配置するのに好適なロータ領域を生成する。
【００１３】
また、回転式エンジンの放射軸構造もこれまで利用されていない。平行軸の実施形態が一般的な機械構造である。基本的な４ロータ構造に偏心を導入することにより、５及び６ロータ回転式機械の開発が可能となった。偏心により放射軸構造に移行することが可能となり、ロータシャフトの軸が平行ではなく、中心軸から斜めにして直円錐を形成することができる。
【００１４】
回転軸に放射角を導入すると、ロータはもはや平面又は平坦な環境で動作することができず、球面に対して回転する必要がある。この放射角、すなわち平行面からシャフトを「斜めにする」ことにより、標準的な平坦形状（正方形、五角形、及び六角形）を球面上に位置付けることで頂角に偏心が形成されることになる。偏心は、偏心を設計に取り入れるのに選択の余地がある平面の条件とは異なり、放射配列により必然的に形成される。放射配列及び球面を扱う場合、頂角及び先端の丸みに起因する偏心のある所与の量に対して、隣接するロータが３６０度のサイクルを進むときに先端の丸みが該隣接するロータの側面との接線接触を維持することになる場合の解決策がある。
【００１５】
放射状先端を付加することは機械の作成に不可欠である。前述のように、丸みのある先端は、燃焼動作又はポンプ動作のいずれかにおける容積区域を許容する。構築プロセスは、６ロータのローブについても、他の全てのロータ設計に対するものと同じである。本明細書に記載された他の全ての構造と同様に、ロータの「長い」側面に対して結果として生じる曲線は、二次定数の円弧ではない。これは三次スプラインである。このように説明しなれば、「現実」の用途で機能しないロータ設計を生じることになる。
【発明の開示】
【００１６】
円錐形に配置された複数のロータスピンドルを有する回転式機械。複数のロータブレードを有し、複数のロータスピンドルを有し、各ロータブレードは中心線の周りを回転するロータスピンドルが取り付けられており、ロータシャフトの中心線が仮想円錐の表面上に位置するように構成されている内燃機械。
【００１７】
ロータスピンドルのピニオンギアによって駆動されるベベルプラネタリギアを利用する回転式機械。複数のロータブレードを有し、複数のロータスピンドルを有する内燃機械。ここで各ロータブレードは、中心線の周りを回転するロータスピンドルが取り付けられ、ロータスピンドルは、出力シャフトに取り付けられ又は出力シャフト上に形成されたベベル（すなわち円錐形）プラネタリギアと噛合して回転させるように構成されたピニオンギアを有する。
【００１８】
複数のロータブレードを有する回転式機械であって、このロータブレードの上面は、仮想球体の表面上に位置している。複数のロータブレードを有し、複数のロータスピンドルを有する内燃機械。各ロータブレードは、中心線の周りを回転するロータスピンドルが取り付けられ、ロータブレードの上面は、仮想球体の表面上に位置している。
【００１９】
ブレードの断面積の中心からオフセットされた軸の周りを回転するロータブレードを有する回転式機械。複数のロータブレードを有し、各ロータブレードが中心線の周りを回転するロータスピンドルを取り付けた内燃機械。ロータスピンドルは、ロータブレードの断面積の中心からオフセットされたポイントでロータブレードに取り付けられている。
【００２０】
ほぼ「涙」形の断面を有する回転式機械用のロータブレード。この断面はほぼ楕円であるが、１つの鋭利な端部を有する。断面の輪郭を変更することにより、機械の圧縮比を制御することができる。
【００２１】
本発明は、複数のロータブレードを有する回転式エンジン又はポンプを含む。エンジンの構成部品は、セラミック、又は金属、或いはこれらの複合材から構成することができる。ロータシャフト又はスピンドルがロータブレードの各々から突き出している（ロータブレード当たりに１つのスピンドル）。ロータブレードは、燃焼チャンバを定める区域に収容される。燃焼チャンバは、排気ポート及び吸気ポート並びに点火関連要素に必要とされるオリフィスを除いてシールされている。
【００２２】
ロータスピンドルの各々の中心線は、垂直からある角度で傾けられ、各中心線は仮想円錐の表面上に位置している。ロータの各々の上面は湾曲している。その曲率は、所与の半径の球体表面の曲率に一致する。ロータブレードの断面積は、ブレード上部での最大からブレード底部での最小まで漸次的に減少／漸減し、すなわちブレードは底部よりも上部が大きい。ロータブレードは、ロータスピンドルに固定され、ロータブレードが回転するとそれぞれのスピンドルも回転するようにされる。ロータブレードは、ロータスピンドルの中心線の周りを回転する。
【００２３】
５ロータ設計のロータブレードは、「涙」形の断面を有する。また、５ロータ設計では、ロータブレードは、ブレードの断面積の中心からオフセットされたポイントでロータスピンドルに取り付けられている（断面はロータスピンドルの中心線に直交する平面に位置する）。対照的に、４ロータ設計のロータブレードは、ロータブレードの断面積の中心（又はほぼ中心）でロータスピンドルに取り付けられ、ロータブレードは、ロータの一方側の小さな平坦「ノッチ」を除いてロータスピンドルの両側で対称である。両方の設計のロータ断面の形状は、２次及び３次曲線のセグメントから得られる。
【００２４】
ロータスピンドルの上部は、シャフトの中心線を実質的に固定して保持するための軸受を取り付けることができると同時にスピンドルを回転させることが可能な程十分な距離だけロータブレードを越えて延びる。幾つかのテーパ付きニードル軸受を含む円錐形の軸受を使用して、スピンドルが自由に回転できるようにすることができる。
【００２５】
ロータシャフトの下端又は遠位端には、テーパ付ギアが取り付けられ、又は形成されている。ギアのテーパは、出力シャフト上のプラネタリギアのテーパと一致する。円錐形サンギアが、ロータスピンドルの中心に位置し、スピンドルを出力シャフトに接して所定位置に保持する。ギア装置は、ゼロ（又は最小）バックラッシュ動作するように構成されている。従って、ロータブレードに加えられた力により発生するトルクは、ロータシャフトから中心出力シャフトに伝達される。
【００２６】
また、ロータシャフトの端部のギア装置により、ロータブレードが同期して回転するのが確保される。ロータブレードのタイミングは、回転中（又は５ロータ設計では回転の一部の間）、ロータブレードの各々が隣接するロータブレードと接触（又はほぼ接触）状態にあるように調整される。ロータブレード間のエンジン内部の容積が分離される。ブレードが引き続き回転すると、分離された容積は減少して最小容積に達する。最小容積点に達した後、更に回転すると、分離された容積の大きさが拡大することになる。５ロータ設計では、ロータブレードが回転し続けると、分離された容積は最終的に解放される。
【００２７】
エンジンとして運転中、燃料混合物が吸気ポートから取り込まれる。燃料混合物は、好ましくは水素と酸素であるが、石油蒸気（ガソリンなど）と空気の混合物を使用することもできる。ロータブレードが回転して分離容積を形成すると、分離容積には燃料混合物を収容できる。燃料混合物は回転が続くにつれて圧縮され、最大圧縮点が生じる。最大圧縮点を超えるとすぐに、分離容積が膨張を始め、燃料混合物は点火される。点火は、燃焼チャンバの中央上部から配向されるレーザーを使用することにより行われるのが好ましい。レーザーを使用することにより、従来の点火の点源を使用した場合に生成される球形波面とは対照的に、結果として生じる燃焼に円筒形の波面をもたらすことができる。しかしながら、点火プラグ、並びにディーゼリングなどの他の点火方法も使用することができる。円錐形波面の燃焼は、燃焼力がロータブレードの面に対しより均一な圧力を与えるので好ましい。
【００２８】
燃焼が進むと、分離された容積が膨張するにつれてロータブレードを回転させる。完全に膨張した後、排気ポートが開いて燃焼チャンバ内のガスが排出することが可能となる。次いで、サイクルが再び始まる。
【００２９】
エンジンは、２サイクル又は４サイクルエンジンとして、或いはポンプもしくはコンプレッサとして構成することができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００３０】
本発明の他の目的、特徴、及び利点は、本明細書及び図面から明らかになるであろう。
４ロータ４サイクルエンジン
図１〜図１３には傾斜軸の４ロータ４サイクルエンジンが示されているが、本機械は、２サイクル又は４サイクル機械として構成することもできる。更に本機械は、ポンプとして作動するように構成することもできる。
【００３１】
本発明は、燃料混合物の燃焼により駆動される複数のロータブレード（少なくとも３つ）を有する回転式機械を含む。この機械の構成部品は、セラミック、又は金属、或いはこれらの複合材から構成することができる。ロータシャフト又はスピンドルが、ロータブレードの各々から延びる（１つのロータブレード当たりに１つのスピンドル）。ロータブレードは、燃焼チャンバを定める区域に収容されている。燃焼チャンバは、排気ポート及び吸気ポート、並びに点火関連要素に必要なオリフィスを除いてシールされる。
【００３２】
図１は、傾斜した、又は放射状軸設計に基づいた複数ロータ機械の好ましい実施形態を示している。この図は、４ロータ構造に基づいているが、同じ原理の多くは５及び６ロータの形態と同じとなる。
【００３３】
具体的に、図１〜１３を参照すると、ケーシング１０１及びヘッドカバー１０２を有し、更に吸気ポート１０３及びスパークプラグアクセス１０４を有する４ロータ４サイクルエンジン１００が示されている。ケーシング１０１は、冷却フィン１０５と、図２に見られるようにヘッドを取り除いたケーシングバンド１０６とを有する。４つのピニオンギア１０７が、シャフト１０８の端部に各々接続されているのが分かり、各シャフト１０８はロータリーピストン１１０が取り付けられ、シリンダ壁１１１内部で回転し且つ燃焼チャンバ１０９を形成している。各シャフト１０８は、その一端にほぼ円錐形のローラ軸受１１２を取り付けている。吸気ポート１０３は、シャフト１０８を通って延びているのが分かり、ピニオンギア１０７が取り付けられて且つ出力シャフト１１９のサンギア１１３内に載る各シャフトの底部中心から傾斜されている。シャフト１０８は、該シャフトから延びる入口開口１１４と、排気ポート１１５とを有する。空気及び燃料は、シャフト１０８のシャフト入口１０３に入り、図５で分かるようにロータリーピストン１１０の１つを貫通する１１４でそこから出て、排気ポート１１５を通り、更に排気管１１６から出る。
【００３４】
ロータスピンドルの各々の中心線は、中心軸からある角度で傾けられており、各中心線は１８０度未満で０度よりも大きい頂角を有する仮想円錐の表面に位置している。
【００３５】
４ロータ設計のロータブレードは、図１〜７で分かるように、「楕円」形の断面を有する。４ロータ設計のロータブレードの分離図が図６に示されている。放射設計の全てにおいて、ロータの上面は湾曲している。この曲率は、所与の半径の球体表面の曲率に一致する。ロータブレードの断面積は、ブレード上部での最大からブレード底部での最小まで漸次的に減少／漸減し、すなわちブレードは、底部よりも上部が大きい（図１〜７で分かる）。
【００３６】
ロータブレードはロータスピンドルに固定され、ロータブレードが回転するとそれぞれのスピンドルも回転するようにされる。ロータブレードは、ロータスピンドルの中心線の周りを回転する。４ロータ設計では、ロータブレードは、ロータブレードの断面積のほぼ中心（わずかに偏心）でロータスピンドルに取り付けられ、ロータブレードは、ロータの一端に小さなノッチを有してほぼ対称形である。５ロータ設計では、ロータブレードは、ブレードの断面積の中心から大きくオフセットされた地点でロータスピンドルに取り付けられている（断面はロータスピンドルの中心線に直交する平面に位置する）。両方の設計においてロータの断面形状は、前述で示されたように、傾斜角度、先端の半径、球半径、及びロータ数に基づいてカスタム設計される。
【００３７】
ロータスピンドルの上部は、スピンドルを回転可能にすると同時に、シャフトの中心線を実質的に固定して保持するための軸受を取り付けることができる十分な距離だけロータブレードを超えて延びる。幾つかのテーパ付ニードル軸受を含む円錐形軸受を使用して、スピンドルが自由回転できるようにすることができる。
【００３８】
ロータシャフトの下端又は遠位端には、テーパ付ギアが取り付けられ、又は形成されている。このギアのテーパは、出力シャフト上のプラネタリギアのテーパと一致する。ロータスピンドル上のテーパ付ピニオンギアは、出力シャフトの「カップ状」区分の内側に収まる。円錐形状のサンギアは、ロータスピンドルの中心に位置し、スピンドルを出力シャフトに接して所定位置に保持する。このギア装置は、ゼロ（最小）バックラッシュ動作するように構成されている。従って、ロータブレードに加えられた力により発生するトルクは、ロータシャフトを通じて中心出力シャフトに伝達される。
【００３９】
また、ロータシャフトの端部にあるギア装置により、ロータブレードが同期して回転するのが確保される。ロータブレードのタイミングは、回転の一部の間、ロータブレードの各々が隣接するロータブレードと接触状態にある（又はほぼ接触している）ように調整される。
【００４０】
以下に説明するエンジンの動作は、４サイクル（行程）形態で運転するように構成された４ロータ放射軸回転式エンジンである。放射軸の配置に起因して、ロータは球面上で回転し、偏心によって、回転軸はロータ形状の中心からオフセットされ、燃焼プロセス中に作用するように働く大きいレバーアームを提供する。ロータがその軸の周りを３６０度回転すると、ロータは、圧縮及び排出サイクルを受ける様々な大きさのチャンバをもたらす。このプロセスからの力は、ベベルプラネタリギアセットを通り、該ギアセットは、動力取出装置（ＰＴＯ）のリングギアに接続され、次いで、必要に応じてトランスミッション、ポンプ、その他など他の装置に取り付けることができる。吸気及び排気ガスは、メインピニオンシャフトを通って流れ、ロータ自体に吸気ポートと排気ポートとを配置することによって、このエンジンのポーティングが簡単になる。吸気は、エンジンケースの上部に取り付けられたマニホルドから入り、排気は、同じピニオンシャフトの下方でＰＴＯを通って排出される。このプロセスを図８に示している。
【００４１】
運転中、（この説明は４ロータ設計について言及する）燃料混合物は吸気ポートから取り込まれる。燃料混合物は、好ましくは水素と酸素であるが、石油蒸気（ガソリンなど）と空気の混合物を使用することもできる。ロータブレードが回転して分離容積を形成したときには、分離容積には燃料混合物を収容できる。回転が続くにつれて燃料混合物が圧縮され、最大圧縮点が生じる。最大圧縮点を超えるとすぐに、分離容積が膨張を始め、燃料混合物は点火される。点火は、燃焼チャンバの中央上部から発射される点火プラグを使用することにより行われる。
【００４２】
燃焼プロセスが継続すると、分離容積が膨張するにつれてロータブレードを強制回転させる。最終的にロータブレードは互いに接触していない状態になり、閉じ込められた燃焼ガスの容積は、燃焼チャンバの残部への流出ができるようになる。この時点で、排気ポートが開いて、燃焼チャンバ内のガスが流出できるようになる。任意選択的に、真空によりこれらのガスを燃焼チャンバから引き出すことができる。次いで、サイクルが再び始まる。
【００４３】
ベベルプラネタリギアセットにより与えられる等しい角速度で位相共回転を行うことは、この４つのロータのセットの性質であり、その減速比の範囲はエンジンのこのような目的に適合することができる。
【００４４】
吸気チャネル及び排気チャネルは、ロータの（中央）ボアを通って延びて、１８０度反転した端部近傍のロータ側面上のポートにつながり、後方側面に吸気ポートがあり、前方側面に排出ポートがある。この構造では、必要なポーティングチャネルはロータのみに限られ、エンジンケーシング設計に効果的な通常のプレナムをもたらす。
【００４５】
ロータは、この設計の発明を表す構造である斜軸に取り付けられる。斜角は、このメカニズムへの４サイクル内燃プロセスの適用を事実上損なうことのないロータ輪郭を示すことになる。回転式エンジンに４サイクル内燃プロセスを含むことの利点には、部品が少ないこと、動作サイクルが円滑であること、大きさに対する出力比が高いこと、及びロータの１回転で４サイクルのプロセスを完了できることなどがある。
【００４６】
更に、ロータをシャフトからオフセットさせること（偏心）により、ロータ面上でてこの作用区域が現れ、これは燃焼が進むにつれて拡大し、これによって利用可能なトルクが増大する。また「偏心」は、ロータが摺動（当接）接触を維持する持続時間に影響を与える。１３５度から２２５度までの約９０度の区間があり、この間でロータは少しずつ徐々に分離される（これは往復ピストンエンジンのオーバーラップ時間に匹敵する）。この分離は、軸を斜めにした結果として起こる機能であるが、エンジン性能に重要ではなく、往復ピストンの内燃エンジンでの「オーバーラップ」の利点は、このエンジンのロータポーティングの性質に起因して、この設計ではあまり実施可能ではない。必要であれば、オーバーラップは、ポートが互いにわたって掃引するように配置されるかどうかの選択肢となる。結果として、ロータがわずかに分離する区間は、あまり重要ではないか、又は利点が少なく、偏心の結果ということになる。
【００４７】
４つの半円形の周辺ロータポケット（ロータとエンジンケーシングとの間の容積）は利点がある。これらは、ロータが回転すると吸気ロータポートにより洗浄／送給されて、冷却用の容積を生成する。一定の角度の回転の間、冷却ガスの一部がロータの排気ポートに押し込まれて排気を希薄し、場合によっては「アフターバーン」用の酸素を供給する。一般に、これらの掃引容積は、４サイクルのプロセスに直接の影響を与えない。ロータ及びケーシングの形状により、ロータはポケットを自由に除去する（すなわち摺動接触がない）。ポケット容積という用語は、サイクルを通してロータ周りの区域を説明するのに使用される。これは、燃焼チャンバと混同してはならない。
【００４８】
以下の図に基づいて、この実施形態の基本サイクルを約１５度単位で説明する。
【００４９】
０度（図９）−エンジンはＴＤＣにある。燃料／空気混合物は、既に中央チャンバ内にあり、加圧下でスパークが点火するのを待機している。前のサイクルからの排気が周囲のポケット容積内にあり、ロータの前縁から移され、ピニオンシャフトから出て、ここでエンジンから排出される。膨張力サイクル全体を通して、ポケットの蒸気（空気）は、（ほぼ９０度回転する間に）ロータの先端の排気ポートに押し込まれる。ポケット容積は最大であり、燃焼チャンバの容積は最小である。最大のロータ表面積がポケットの蒸気に曝される。
【００５０】
９０度付近（図１０）−排気ポートが燃焼チャンバに開き、排気サイクルは、ロータが接触した状態で事実上「ＢＤＣ」まであと３０度の１５０度まで継続する。
【００５１】
１３５度から１８０度（図１１）−ロータは、１８０度を過ぎると徐々に分離し、ポートはオーバーラップして一直線上にある。オーバーラップは、２０度程に及ぶことがある。図６１では、ブレード間の接触がない回転部分でのロータブレードを示している。
【００５２】
１９０度付近（図１２）−吸気ポートは中央キャビティに開いている。排気ポートはポケット容積に開いている。ブレード間の最初の接触が起こる。回転のこの部分の間、機械内部の容積が分離される。ブレードが回転を続けると、分離された容積が減少して、最小容積に達する。
【００５３】
１９０度から２７０度−吸気サイクル。排気ポートにポケット空気が満たされる。
【００５４】
２７５度付近−燃焼サイクルが開始する。排気ポートがポケットの空気により「保護」され、ロータの高温側がポケット空気において冷却され、吸気ポートはポケット容積を充填している。
【００５５】
３６０度（図１３）−最小容積点に到達した後、更に回転すると、分離された容積の大きさが拡大する。進角に応じて点火が起こる。
【００５６】
燃焼行程（サイクル）は、約７５度の間続く。
【００５７】
ロータが互いに「正方形」になる１３５の位置で、ロータ側部の上面と短い端部先端の丸みとの間の接触点が分かれ始める。ロータの短い端部先端の丸みは、１５度の斜角で表される偏心のためにロータの横輪郭の正確な弧の曲率が減少することにより、この位置まで接触したままとすることができる。
【００５８】
「オーバーラップ」端部輪郭は、≒９０度の弧であるように見えるが、実際にはロータの長軸を中心として対称な２つの≒４５度のスプラインであり、２つのスプラインが、「上方」ロータ側面に（と）接触する（接する）状態を維持することを意味する。これは、１３５度で摩擦接触での圧縮行程及び膨張行程から離れ、１６５度付近で事実上終了する。
【００５９】
２２５度で、ロータの端部上の先端の丸みがオーバーラップ端部で隣接する上方ロータ側面と接し始める。
【００６０】
別のポーティング方法は、ヘッドポートの相対するペア、すなわち排気用のペアと吸気用のペアとを使用することを含む。これは、好ましいポーティング方法ではないが、それでも動作する。
【００６１】
６ロータ球形エンジン
図１４から図２５は、２行程燃焼サイクルを使用する６ロータ球形エンジンを示している。図示の実施形態はエンジンのものであるが、概念及び基本的な機械原理はポンプにも当てはまる。
【００６２】
図１４〜図２５では、２サイクルの６つのロータの球形回転式エンジン１２０はケーシング１２１を有し、該ケーシングは、一端に該ケーシングから突出する駆動シャフト１２２と、他端から突出する出力シャフト１２３とを有する。このエンジンは、エンジン１２０の各側部にスパークプラグ１２６及び吸気マニホルド１２７と共に、各側部に排出ポート１２４及び１２５のペアを有する。
【００６３】
図１６〜図１９で分かるように、このエンジン１２０は、複数のロータ１２８を有し、各ロータはほぼ涙形であって、ギア１３１から延びるスピンドルに取り付けられている。駆動シャフト１２２は、ギア１３３のペアを含む差動ギア１３２に接続され、ギア１３３は各々差動ピン１３４上で回転し、該ギア１３３によりギア１３２を噛合して、ギア１３５と係合させるようにする。図１７では、複数の移送ポート１４０と共にポペット式逆止弁１３８が見える。また、図１０には、差動ギアを介して出力シャフト１２２に接続される中空出力シャフト１３７が示されている。図２１及び２２では、点火チャンバ１４３及び移送溝又はポート１４２と共に、３つの排出ポート１２４が見える。図２０には、燃焼チャンバ１４０と共に予圧縮チャンバ１４１が示されている。
【００６４】
図１４から図２５を参照すると、６つの同一の双極ロータ１２８が球状に並んで協働し、内包する理論立方体の頂点に８つのキャビティを形成している。６つの全てのロータが同じ角度方向に同じ角速度で共回転すると、運転圧力がロータの両端に均一に加わる。入力設計パラメータは、動作球体の半径、ロータの厚み、及びロータ１２８の先端の半径を含む。ロータ間の相対運動は、互いに逆方向に動くときに摺動接線接触である。この実施形態は、トルクを均一に伝達し、且つ機械を同期させるのを助けるのに使用されるプラネタリギアセットを示している。このギアセットは、図１５に示すように内部にあるか、又は必要に応じてロータの外部に取り付けることができる。
【００６５】
燃料／空気混合物は、ロータ運動で発生する低圧力により、８つのチャンバのうちの４つに送給される。これら４つのチャンバは、吸気及び予圧縮チャンバとして働く。逆止弁を使用して、燃料／空気混合物の流れの方向を制御する。この吸気サイクルの間、４つのチャンバは交互して、点火及び燃焼の運転サイクルにある。ロータ１２８が回転し続けると、燃料／空気混合物は、予圧縮チャンバから輸送路を介して隣接するチャンバに進み、該輸送路は、ロータが吸気ポートの上を通るときに開き、又は「露出」されるようになる。これは、隣接チャンバの圧縮及び点火と同時に起こるように同期される。次いで、サイクルは交互に繰り返されて、エンジンの２つのサイクルをもたらす。
【００６６】
図２０は、ロータの軸を見下ろした図を示す。各半球、すなわちエンジンの半分は、４つのチャンバを含んでいる。２つは動力抽出に使用され、他の２つは燃料／空気混合物を２つの隣接する点火チャンバに吸い込む状態にするのに使用される。これら２つのチャンバは、従来の往復式２ストロークエンジンにおいてクランクチャンバを使用するのに相当する。
【００６７】
２サイクルエンジン１２０の動作を図２１から図２５に示す。各図は、燃焼チャンバ１２０、及び隣接する予燃焼チャンバ１４１を示す。記載されているサイクルは、実際はエンジンサイクル当たりに他の４つのチャンバで同時に発生している。図示の現在位置では、ロータ１２８はＴＤＣにある。点火チャンバ１４３（右側）は最小の大きさであり、予燃焼チャンバは最大である。
【００６８】
スパークプラグ１２６が発火し、ガスの膨張によりロータ１３８が回転される。図２２では、ロータ１２８は、膨張サイクルの約１００度の位置にある。逆に、隣接チャンバ１４０では、エンジンケース１２１上の吸気マニホルドから一方向逆止弁を通ってチャンバ内に取り込まれた予燃焼混合物が圧縮されている。約１００度では、排出ポート１２４が露出されて、エンジンケース１２１から通気できるようになる。
【００６９】
図２３の約１２０度では、排気ガスはほとんど通気され、ロータ１２８の下から移送ポート開口が露出される。これにより、圧縮された予燃焼混合物は、移送溝を通って燃焼チャンバ１４０に移動することが可能になる。これは、２行程サイクルで一般的な排気と吸気の間の「オーバーラップ」区間を生じる。様々なポートの大きさを移動又は変更すると、排気及び取り込みの流量特性により、最大効率及び最小エミッションを求めてガスを変えることができる。
【００７０】
１８０度（図２４）では、ロータ１２８は、予燃焼チャンバ１４１を十分に圧縮し、次に燃焼チャンバ１４０を圧縮し始める。移送ポート１４２は完全に露出され、このとき排気ポートはロータ１２８の経路により閉鎖され（覆われ）ている。
【００７１】
約２３０度（図２５）では、ロータ１２８が排気ポート１２４と吸気ポート１４２の両方を覆い、燃料混合物の圧縮サイクルが始まる。燃焼チャンバ１４０が圧縮されるにつれて、予燃焼チャンバ１４１は一方向逆止弁を通して新しい燃料混合物を引き入れ、プロセスを繰り返す。
【００７２】
図２６から図３６は、６つのロータの球形エンジン１５０の代替形態を示している。この実施形態は、蒸気又は圧縮ガスで動かすことができるエンジン１５０を表している。
【００７３】
図２６〜図３６では、外部動力６ロータ回転式エンジン１５０は、出力ギア１５２が延びたケーシング１５１を有する。図２７で分かるように、回転軸受１５４がエンジンの各側部から延びており、図２７ではアウターセクタ１５５及び貫通する排気部１５３も示されている。偏心して取り付けられ且つほぼ涙形の複数のロータ１５６は各々、圧縮チャンバからの空気出口通路１５７を有する。出力ギア１５２は、圧縮空気吸入のための通路１５８を有するのが分かる。各ロータ１５６は、回転軸受１５４のスピンドル部分の１つに取り付けられ、これが図３０〜図３２で分かるように軸受１６０に接続され、各ギア１６０がアイドルギア１６１と噛合し、該アイドルギアが出力シャフトギア１６２と噛合して、出力シャフト１５２を駆動する。
【００７４】
図３１では、セクタ１５５と共に回転弁１６３が見える。回転弁１６３は、軸受半球１６４の内側に取り付けられている。回転弁１６３は、ギア歯１６４を有し、セクタ１６５は、アウターセクタ１５５及びロータ１５６の内側に取り付けられて、回転弁１６３がそこに収容されている。
【００７５】
図３３は、ギア歯１６４を有し、且つスパイダギア１６７を有する回転弁１６３をより明確に示している。図３４では、ロータシャフト１５４はベベルギア１６０に接続されて示されており、このベベルギアは、ロータ１５４を共に引き上げて、トルクが等しく分配されるようにする。スパイダギア１６８は、差動装置として二重の役割を果たし、ロータからのトルクを等しく分配し、且つ回転弁をロータリーポートと同期させると同時に、チャンバが回転して対応する入口ポートと整列すると、ロータリーポート１７０によってエネルギーがチャンバに入ることが可能になる。図３５には、ほぼ涙形で角度のついた縁部１７１を有し、第２の隣接するロータ１５６の縁部１７１に接して滑らかに回転する１つのロータ１５６が示されている。このロータは、ロータを貫通する排気ポート１５７を有する。
【００７６】
６つの同一の双極ロータ１５６は、球状に並んで協働し、８つのキャビティを形成する。６つの全てのロータ１５６が同じ角度方向に同じ角速度で共回転すると、運転圧力がロータの両端に均一に加わる。入力設計パラメータは、動作球体の半径と、ロータ１５６の先端の半径とを含む。この実施形態は、トルクを均一に伝達し、機械を同期させるのに使用されるプラネタリギアセットを示している。このギアセットは、内部にあるか、又は必要に応じてロータ１５６の外部に取り付けることができる。
【００７７】
運転中、蒸気又は圧縮空気は、主ロータシャフト１５２を通して中央球体チャンバに運ばれる。内部部分が３６０度回転すると、該回転によりポートが開き（露出する）又は閉鎖する（隠れる）ことにより、ポーティング、通気、及び吸気の全てが行われる。プラネタリギアセットを介して接続され、ロータの回転と同期された回転バルブにより、「燃料」がロータチャンバに入り、仕事量を引き出すことが可能となる。仕事が完了すると、ロータの前端にある開口から使用済み燃料が放出されて、ロータ１５６内のチャネル１５７を通って通気される。ロータ１５６が回転すると、チャネル１５７は、エンジンケース１５１内の出力通気口１５３と整列する。内部回転弁組立体１６３は、回転弁１６３のリム上のベベルギア１６４間に設定された転送ピニオン１６７のセットを使用する。転送ピニオン１６７により、相対するロータからトルクを直接伝達することが可能となる。
【００７８】
５ロータポンプ
図３７、３８ａ、及び３８ｂでは、５つのロータのポンプ１７５はハウジング１７６を有し、該ハウジングの一端にエンジンカバー１７７を有し、他端にエンジン本体下部カバー１７８を有する。エンジン本体カバー１７７上にマニホルド１８０が取り付けられ、回転シャフト１８１がエンジン本体下部カバー１７８から外に延びている。マニホルド１８８の各側部にはフローポート１８２がある。図３８ａ及び図３８ｂでは、複数のロータローブ１８４が見られ、各々がその端部にローギア１８５を取り付けられている。各ローブ１８４は、ローブシャフト１８６に取り付けられているのが分かる。ロータシャフト１８１が中央駆動ギア１８７に取り付けられ、該駆動ギアが回転ローブギア１８５に接続される。図４０では、入口／出口ポート１８８がエンジン本体カバー１７７を通ってマニホルド１８０に続いているのが分かる。ポンプは、矢印で示すように入口ポート１８２に入る空気に対して圧力を上昇させ、出口ポート１８３及び１９０から出る入口空気の圧力を増大させる。図４３で分かるように、外側チャンバ１９２を最小容積にし、内側のチャンバ１９１が最大容積で示されている。
【００７９】
図３７から図４７は、平行軸を有する５つのロータポンプ１７５を示す。偏心の概念により、５つ及び６つのロータ機械の生成が可能となる。回転軸をオフセットすることにより、仕事を引き出し又は仕事を加える中央チャンバに大きな表面積を提示するロータ１８４をもたらす。ロータ１８４の自然形状と、ロータが３６０度回転するときに互いに対するロータの向きとによって、物質を吸い込み又は排出するための自然開口がもたらされる。
【００８０】
図示した実施形態はポンプのものであるが、概念及び基本の機械原理は、燃焼エンジンとしても機能するように容易に適応可能である。
【００８１】
平行な５つのローブの機械１７５は、燃焼エンジン（４又は２行程）、蒸気もしくは圧縮空気エンジン、又は流体ポンプ内に構成することができる。図３９から図４７は、二重動作ポンプ構成での平行な５つのローブの機械１７５を示している。
【００８２】
「二重動作ポンプ」とは、エンジンの行程又はサイクルの様々な部分の間、流体の吐出と吸引を同時に行うポンプを意味する。ピストン型二重動作ポンプは、ピストンの一方で流体を吐出し、他方で流体を吸引する。平行な５つのローブのサイクルは、ローブ１８４の回転に基づいており、ここで、ローブの様々な位置及び側面により、ローブが流体を引き込むか又は押し出すかが決まる。
【００８３】
図３９〜４０は、平行な５つのローブのポンプ１７５の分離図及び上面図を示す。分離図では、マニホルド組立体の下に、長い偏心した平行なローブを示している。マニホルド組立体には６つの二重動作ポートがあり、１つのポート１８０は中心にあり、他の５つのポート１８２は中心の周りに５角形配置である。上面図は、流れ方向を定める矢印と共に、数字によりポート位置近傍を示している。
【００８４】
ポンプを調べると、ポンプ内に２つの別個のチャンバがあることが明らかになる。ローブが互いをシールするときは常に、１つのチャンバ１９２はローブとポンプの外壁との間にあり、他方のチャンバ１９１はポンプの中心に向いている。ポンプのサイクル中、ポート１〜５（１８２）は常時同じ方向で作動し、すなわち、流体がポート１〜５を通って同時にポンプ１７５に入るか、又は同時にポンプ１７５から出ることを意味する。他方、ポート６（１９０）は常に、ポート１〜５とは逆に動作する。マニホルド１８０内では、単一方向弁が各ポート位置で開閉する。例えば、内側チャンバが流体を吸引すると、入力バルブが開いて、出力バルブが自動的に閉じる（すなわち圧力制御）。その後バルブは、位置を反転し、流体がポンプから流れることができるようにする。
【００８５】
１つの完全なサイクルを通したポンプの基本的動作は以下の通りである。
【００８６】
図４１ａ及び４１ｂの位置＃１では、ローブは上死点（０度回転）にある。
【００８７】
この位置は、流体運動の２つのチャンバを示している。上死点の位置は、ローブ１８４の先端部により定められる最小の内側チャンバ１９１区域（ポンプの中央）を生成する。この位置では、内側チャンバ１９１にある流体は最小量となり、ローブの側面とポンプハウジングの側壁との間の流体量は最大になる。上死点の位置で、内側チャンバは流体の吐出を終えたところであり、外側チャンバは流体の吸引をし終えたところである。
【００８８】
図４２ａ及び４２ｂの位置＃２では、ローブは動力行程において４５度回転した位置にある。ローブ１８４が上死点の位置から回転し始めると、流体は外側チャンバから押し出され、中央に吸引される。ローブが、隣接するローブの側面とどのように接触を維持するかに留意されたい。これは、内側チャンバと外側チャンバ（１９１、１９２）との間にあるシールであり、従って、中央に吸引力を生成し、外側に押し出し力を生成する。ポンプの全キャビティ、すなわち内側チャンバと外側チャンバは常に流体で満たされ（すなわちエアポケットがない）、常に同じ流体総量を有する点にも留意されたい。
【００８９】
五角形状のマニホルド１８０の各コーナには、ポート１８２のペアがある。１つのポートは、流体をリザーバからポンプに抜き出す（吸引する）ためのものであり、もう１つは、流体をポンプから押し出すためのものである。各ポート内部には自動弁があり、圧力差に基づいて流体が一方向にだけ流れることができるようにし、すなわち、１つの弁はポンプ内に開き、他の弁はポンプから外に開く。
【００９０】
６番目のポート１９０のペアが、ポンプマニホルドの中央にあり、コーナにあるポートと同じ働きをする。中央のポートは、異なる直径のものである。このポートの直径は、ポンプの大きさ、ローブ幾何形状、及び偏心量に基づいて調整される。５つのコーナのポート１８２は、連係して且つ中央のポート１９０と反対に作動し、このことは、入出流量を計算するときに考慮しなければならない。
【００９１】
図４３ａ及び４３Ｇに示す位置は、接触状態が終わろうとしている約９０度である。
【００９２】
約９０度回転した位置では、ローブ１８４間の接触シールが分離しようとしている。これが生じる実際の回転角度は、ローブ１８４の先端の半径、ひいてはローブの側部の半径によって決まる。この段階で、内側チャンバ１９１の流体量は最大であり、外側チャンバの流体量は最小である。
【００９３】
これはポンプの運転サイクルの終わりである。約１８０度の回転（９０から２７０度）の間、ロータ１８４間の接触による接続は分離され、２つのチャンバ間の圧力が等しくなる。
【００９４】
図４４ａ及び４４ｂでは、約９０〜２７０度の回転のデッドゾーンがある。
【００９５】
ローブ１８４が互いに接触している状態から脱すると、内側及び外側のチャンバ（１９１、１９２）は結合して１つの大きなチャンバとなる。ローブ間で「非接触」のこの時間の間、流体はポンプ内外に流れず、従って、回転のデッドゾーンとなる。
【００９６】
ポンプ構造の任意選択の設計では、２つの５ローブ型ポンプを組み合わせて位相を１８０度ずらし、サイクル全体を通して連続してポンプ圧が存在するようにし、これによってデッドゾーンが排除されることになる。
【００９７】
図４５ａ及び４５ｂにおいて、約２７０度で再び接触が起こる。
【００９８】
デッドゾーンの終わりに、ローブ間の接触が再び起こり、従って、内側チャンバを外側チャンバ１９２からシールする。この位置で、内側チャンバ１９１は最大容積であり、外側チャンバ１９２は最小容積である。次の数度の回転の間に、ポンプの動力行程が始まり、流体は内側チャンバ１９１から押し出されて、外側チャンバ１９２に引き込まれ始める。
【００９９】
動力行程は、図４６ａ及び４６ｂに示されており、３１５度回転した位置にある。
【０１００】
２７０から３６０度までの回転で、ポンプ１７５は、流体を内側チャンバ１９１から排出し、外側チャンバ１９２に流体を吸引する。これは、０〜９０度の回転で起こったものとは逆の流れである。
【０１０１】
要約すると、ポンプは、２７０度から３６０度（すなわち０度）まで９０度を動作し、９０から２７０度まではアイドル状態にある。内側チャンバ１９１は、０度の上死点で吐出から吸引に切り替わり、同時に、外側チャンバ１９２は吸引から吐出に移り、従って、二重動作するポンプの性質がある。
【０１０２】
ローブの回転は、ポンプの底部でのシャフトから発生する。図示のギアの構成は１：１であるが、必要に応じてポンプは高速ギア又は低速ギアにすることができる。
【図面の簡単な説明】
【０１０３】
【図１】４ロータ４サイクルエンジンの実施形態の斜視図である。
【図２】上部を取り外した４ロータ４サイクルエンジンの実施形態の斜視図である。
【図３】中央ケーシング及び幾つかのロータのない４ロータ４サイクルエンジンの斜視図である。
【図４】４ロータ４サイクルエンジンの駆動ギアの斜視図である。
【図５】吸気ポート及び排気ポートを示しているロータシャフトの斜視図である。
【図６】吸気ポート及び排気ポートを示すロータの斜視図である。
【図７】上部及び中央ケーシングがない４ロータ４サイクルエンジンの斜視図である。
【図８】４サイクル運転の概略の斜視図である。
【図９】基本サイクルの０度の斜視図である。
【図１０】基本サイクルの９０度の斜視図である。
【図１１】基本サイクルの１３５度から１８０度の斜視図である。
【図１２】基本サイクルの１９０度から２７０度の斜視図である。
【図１３】基本サイクルの３６０度の斜視図である。
【図１４】２サイクル６ロータエンジンの実施形態の斜視図である（上面図）。
【図１５】２サイクル６ロータエンジンの実施形態の斜視図である（正面図）。
【図１６】ケーシングを取り外した２サイクル６ロータエンジンの斜視図である。
【図１７】ロータを取り外した２サイクル６ロータエンジンの斜視図である。
【図１８】２サイクル６ロータエンジン内部の斜視図である。
【図１９】ケーシングを取り外した２サイクル６ロータエンジン内部の斜視図である。
【図２０】ロータ軸を見下ろす上面図である。エンジンの各半球又は半分は、４つのチャンバを含んでいる。２つは動力抽出に使用され、他の２つは燃料／空気混合物を２つの隣接する点火チャンバに吸い込む状態にするために使用される（これら２つのチャンバは、従来のレシプロ２ストロークエンジンでクランクチャンバを使用するのに相当する）。
【図２１】図１９のエンジンの上死点における斜視図である。
【図２２】図１９のエンジンの１００度で膨張サイクルになった斜視図である。
【図２３】排気が放出されて吸気が始まった、１２０度における図１９のエンジンの斜視図である。
【図２４】排気ポートが閉じ、吸気の予圧縮が終わり、燃焼チャンバの圧縮が始まる、１８０度における図１９のエンジンの斜視図である。
【図２５】全てのポートが閉じ、燃焼チャンバが圧縮されている、２３０度における図１９のエンジンの斜視図である。
【図２６】エンジンの外部動力式の実施形態の斜視図である。
【図２７】ケーシングの上半分を取り外した外部動力式エンジンの斜視図である。
【図２８】内側ケーシングを取り外した外部動力式エンジンの斜視図である。
【図２９】ロータを取り外した外部動力式エンジンの斜視図である。
【図３０】ロータ及び内側ケーシングを取り外した外部動力式エンジンの斜視図である。
【図３１】軸受の半球を取り外した外部動力式のエンジンの斜視図である。
【図３２】内部ギア及びケーシングを有する外部動力式エンジンの斜視図である。
【図３３】外部動力式エンジンの差動ギアの斜視図である。
【図３４】エンジンのギアトレインの斜視図である。
【図３５】エンジンロータを拡大した斜視図である。
【図３６】エンジンの吸気及び排気の斜視図である。
【図３７】５ロータ平行軸ポンプの斜視図である。
【図３８ａ】平行軸ポンプの内部の斜視図である。
【図３８ｂ】平行軸ポンプの内部の斜視図である。
【図３９】外側ケーシングのないポンプのローブ及びマニホルドのポートを通る流体の方向を示す斜視図である。
【図４０】ポートを通るポンプ流体方向の上面図である。
【図４１ａ】０度回転したポンプの上面図である。
【図４１ｂ】０度回転したポンプの上面図である。
【図４２ａ】４５度回転したポンプの上面図である。
【図４２ｂ】４５度回転したポンプの上面図である。
【図４３ａ】約９０度回転したポンプの上面図である。
【図４３ｂ】約９０度回転したポンプの上面図である。
【図４４ａ】１８０度回転した、流体の流れのないポンプの上面図である。
【図４４ｂ】１８０度回転した、流体の流れのないポンプの上面図である。
【図４５ａ】約２７０度回転したポンプの上面図である。
【図４５ｂ】約２７０度回転したポンプの上面図である。
【図４６ａ】３１５度回転したポンプの上面図である。
【図４６ｂ】３１５度回転したポンプの上面図である。
【図４７】平行軸ポンプの斜視図である。
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【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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【図１１】
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【図１２】
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【図１３】
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【図１４】
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【図１５】
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【図１６】
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【図１７】
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【図１８】
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【図１９】
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【図２０】
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【図２１】
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【図２２】
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【図２３】
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【図２４】
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【図２５】
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【図２６】
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【図２７】
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【図２８】
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【図２９】
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【図３０】
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【図３１】
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【図３２】
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【図３３】
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【図３４】
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【図３５】
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【図３６】
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【図３７】
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【図３８ａ】
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【図３８ｂ】
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【図３９】
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【図４０】
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【図４１ａ】
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【図４１ｂ】
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【図４２ａ】
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【図４２ｂ】
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【図４３ａ】
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【図４３ｂ】
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【図４４ａ】
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【図４４ｂ】
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【図４５ａ】
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【図４５ｂ】
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【図４６ａ】
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【図４６ｂ】
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【図４７】
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【国際調査報告】
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