(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
シリンダの２つの側壁(11)および湾曲状周壁間に組み込まれた回転ピストン(2)を有する機械であって、前記回転ピストン(2)は、前記シリンダ側壁(11)に直交する２つの平行回転軸（7、8）周りに回転自在であるとともに、前記回転軸（7、8）に直交しかつ互いに直交する２つの方向に摺動要素（31、41）にそって摺動自在であり、
前記回転ピストン(2)は、前記摺動要素（31、41）を介して伝導リング（72、82）上に支持されており、前記伝導リング（72、82）は、前記シリンダ側壁(11)に前記回転軸（7、8）周りに回転するように支持されており、
前記伝導リング（72、82）は、孔を有しており、前記孔に支持軸(91)が通されており、前記支持軸(91)に偏心体(10)が固定されており、前記回転ピストン(2)は、前記支持軸(91)の軸と直交する方向に前記支持軸(91)に摺動自在に支持されかつ前記偏心体(10)上に回転自在に支持されている機械。
【請求項２】
請求項１に記載の機械であって、
前記伝導リング（72、82）は、前記シリンダ側壁(11)に回転自在に支持されかつ前記伝導リング（72、82）の軸に直交する方向に摺動自在に支持されている機械。
【請求項３】
請求項１または２の機械であって、
前記摺動要素（31、41）の摺動方向は、互いに回転方向に９０°ずらされている機械。
【請求項４】
請求項１〜３のいずれか１つに記載の機械であって、
前記伝導リング（72、82）の移動のためにつくられる前記摺動要素（31、41）のスペースは、潤滑油および／または冷却剤の入口および出口のための換気に結合されている機械。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、コンプレッサ、ポンプ又はエンジン等の、容積が交互に変化する作動空間を包囲する回転ピストンを備えた機械に適用される。係る機械においては、２つの側壁と湾曲したカバーとによって形成されたシリンダ内にピストンが配置されており、カバーの曲がりは、２つの回転軸を中心とするピストンの回転運動の間に生じるピストン突端の幾何学的な局所変化であり、側壁上に組み付けられるか側壁内に回転可能に組み付けられ、支持シャフトに対して摺動可能な伝導リングが、支持シャフトにその軸に対して直交する方向に摺動可能又は支持シャフトに接続された支持偏心体を介して回転可能に支持シャフトに組み付けられたピストンに接続されている。
【背景技術】
【０００２】
ピストンが単一の回転運動を維持する構成は知られている。それは、延長シールが設けられた円形のカバー内に偏心して置かれており、このシールは、ピストンと円形カバーの間の変化する間隔を埋め、それと同時に、ピストンとシリンダカバーとの間の変化する作動空間を包囲する。この構成は、高圧又は高温に耐えることができず、従って、送風機としてしか使用できない。さらに、ピストンが合成回転運動、即ちローリング運動（歯車により、固定の小円（例えば、内歯を備えた歯車の中心円）上で大円（例えば、内側歯車の中心円）をローリングさせる運動）を維持する構成は知られている。両方の円の直径は、同一のカーブに従うと共にピストンによって囲まれる作動空間の数と同数であるピストンの突端の数を決定する。比が２：１の場合、ピストンは２個の突端を有し、２個の作動空間を包囲する。比が３：２の場合、ピストンは３個の突端を有し、３個の作動空間を包囲する等である。ピストンの突端が２個を越える場合、カバーの曲線は、燃焼空間としては非常に不便な形状となるだけでなく、作動空間の最大容積と最小容積の比が原理的に制限され、これはこの解決策の欠点である。突端が２個の構成は、より便利な燃焼空間及びより便利な最大容積と最小容積の比を提供するが、ピストンが組み付けられるシャフトの最大限界直径に対する作動圧力を受けるピストン表面の比が原理的に好ましくない値となる。従って、この構成は、送風機やポンプ、作動圧が低いコンプレッサには適しているものの、エンジンには適していない。
【０００３】
２個の突端がコンコイドと呼ばれる曲線に追従する２突端運動を行なうピストンの他の概念も知られている。この概念では、２本の平行シャフト上にそれらの回転軸と直交する方向に摺動できるようにピストンが組み付けられる。これにより、ピストンの個々のシャフトに向かう摺動運動は互いに直交したものとなる。これらのシャフトの内の一方のものが支持シャフトとして機能し、他方のものが伝導シャフトとして機能する。これらの両シャフトは常に一方の側壁のみに組み付けられている。シャフトの両方を両側壁に組み付けるために、一方のシャフトは、他方のシャフトを貫通する円筒状のジグウエーに適合されている。
【０００４】
他の公知の概念によれば、シャフトの一方を、側壁から突出する１以上のピボットによって置換でき、ピストンはその上で摺動又は回転する。ピストンを組み付けた支持シャフトも、（他の概念では）クランクピボットを備えたシャフトによって置換でき、ピストンがこれに組み付けられ、また、上記の伝導シャフトがピボットによって置換される。これらのコンコイドの概念には、支持シャフトの軸受け容量が不足する、ピストンガイドが摩耗の影響を受けやすく不正確であるなどの共通の欠点がある。従って、これらの構成概念は、２０世紀初頭から良く知られているのにもかかわらず、見受けられず、構想の段階に留まっている。
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
現状の技術の欠点は、シリンダに組み込んだ回転ピストンを備えた機械によって無くすことができる。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
この発明による機械は、シリンダの２つの側壁(11)および湾曲状周壁間に組み込まれた回転ピストン(2)を有する機械であって、前記回転ピストン(2)は、前記シリンダ側壁(11)に直交する２つの平行回転軸（7、8）周りに回転自在であるとともに、前記回転軸（7、8）と直交しかつ互いに直交する２つの方向に摺動要素（31、41）にそって摺動自在であり、
前記回転ピストン(2)は、前記摺動要素（31、41）を介して伝導リング（72、82）上に支持されており、前記伝導リング（72、82）は、前記シリンダ側壁(11)に前記回転軸（7、8）周りに回転するように支持されており、
前記伝導リング（72、82）は、孔を有しており、前記孔に支持軸(91)が通されており、前記支持軸(91)に偏心体(10)が固定されており、前記回転ピストン(2)は、前記支持軸(91)の軸と直交する方向に前記支持軸(91)に摺動自在に支持されかつ前記偏心体(10)上に回転自在に支持されているものである。
有利な実施例によれば、
前記伝導リング（72、82）は、前記シリンダ側壁(11)に回転自在に支持されかつ前記伝導リング（72、82）の軸に直交する方向に摺動自在に支持されており、
前記摺動要素（31、41）の摺動方向は、互いに回転方向に９０°ずらされており、
前記伝導リング（72、82）の移動のためにつくられる前記摺動要素（31、41）のスペースは、潤滑油および／または冷却剤の入口および出口のための換気に結合されている。
【発明を実施するための最良の形態】
【０００７】
図１において、ピストン２には、ピストン２の摺動要素を形成するスロット３、４を備え、湾曲した周壁１内に配置されている。スロット３、４は、軸が平行なシャフト７１、８１の一方に常時固定された２個の伝導要素５、６の上にピストン２を置く。図２によれは、円筒形の周壁１は、側壁１１によって囲まれている。この側壁上にシャフト７１、８１が回転可能に組み付けられている。スロット３、４および伝導要素５、６（ピストンの両側の）と、シャフト７１、８１との配置が図４と図５に示されている。シャフト７１、８１の１つが回転中、固定された伝導要素５、６（特定の摺動要素（例えば、スロット）を介してピストンを回転させる）も同時に回転する。また、ピストンは、第２のスロット４、３、第２の伝導要素６、５及び第２のシャフト８１、７１を介して、軸８、７を中心として回転する。突端がピストン２の中心から等距離にある場合、双方は、両突端の接続線とともに２個の分離した空間を形成する同じカバー曲線をたどる。
【０００８】
ピストン２が平行軸７、８を中心として同時に回転することにより、周壁１に沿っての運動の間、ピストン２と周壁１との間の一方の接合部が離れ、他方の接合部が周壁１に接近する。１８０度の回転の間に、周壁１とピストン突端の一方の接合部との間の空間が最小値から最大値まで増加し、他の接合部間の空間は最大値から最小値に減少する。シリンダ周壁１及び／又はシリンダ側壁１１が、一方の側に吸入口を備え、反対側に液体又流動性の媒体の排出口を備えている場合、この媒体は、シャフトの一方のみの回転によって、一方側において、周壁１とピストン２の間の空間からの排出を開始し、反対側においてこの空間から吸い出される。この様に、機械はコンプレッサ又はポンプとして動作する。シリンダの一方側から周壁１とピストン２の間の空間に圧力媒体が供給されると、ピストン１の幅と突端の接合部とによって限定される表面上の圧力により回転軸７からずれた力が発生し、この軸に対するモーメントを発生させる。このモーメントによりシャフト７１が回転し、これによりピストン２と第２のシャフト８１も回転する。
【０００９】
本発明の特定の設計においては、シャフト７１、８１の一方のみが側壁１１に組み込まれる支持要素として使用され、他方が伝導リング７２、８２に置き換えられている。この伝導リングは、側壁１１に回転可能に組み込まれかつピストン２内の摺動要素３１、４１に接続された伝導要素５１、６１を備えている。その他の設計概念においては、ピストン自体が、例えば、軸受けを介して支持偏心体１０上に回転可能に組み付けられている。支持偏心体１０は、最初に両側壁１１に回転可能に組み付けられた支持軸９１上に配置されている。支持軸９１は伝導リング７２、８２を貫通しかつその軸は、伝導リング７２、８２の軸７、８が作る平面上でそれらの中間距離のところにある。支持偏心体１０の偏心量は、軸７、８の間の中間距離に等しい。伝導リング７２、８２によって伝導されるピストン２の回転の間、支持偏心体１０の中心は、ピストン２の中心と同じ軌跡に沿って移動する。そして、ピストン２の負荷は支持偏心体１０および支持シャフト９１によって完全に伝達される。従って、ピストン圧力の負荷は伝導リング７２、８２に作用しない。図３に示す概念によれば高いピストン圧力を伝達できる。
【００１０】
本発明によれば、支持シャフトとして適合させた支持シャフト７１の最初に述べた概念においては、伝導リング７２、８２を側壁１１内、或いは側壁１１上に組み付けかつ同時に、支持シャフトとして適合させた支持シャフト７１に対して摺動できるようすることが可能である。この摺動式の設計は、双方の側壁１１上又は一方の側壁内において行なうことができる。この場合、支持シャフト９１又は偏心体１０を使用することができない。従って、ピストン負荷は、充分な大きさで、両側において組み付けられたシャフト７１によって伝達される。伝導リング７２、８２および支持シャフトとして作られた支持シャフト７１との間の距離の変化により、機械の動作中に、突端接合部と周壁の間の最小空間と最大空間の比（従って、吸い込まれ圧縮された媒体の容積）及び回転軸７に対するモーメントの大きさの両方を滑らかに変更できる。この様に構成された本発明による少なくとも２種の機械（例えは、第１のものはポンプとして構成され、第２のものは流体又は液体の媒体によって動力が付与されるエンジンとして構成されている）を組み立てる場合、互いに接続された機械の回転比とモーメント比の両方が、シャフト８１に対して伝導リング７２、８２がシフトする間に滑らかに変化する。
【００１１】
支持偏心体１０と支持シャフト９１を伴う概念においては、本発明の他の特徴により、両側の伝導リングの結合機能がある。伝導リング７２、８２は、図６に示すように、シリンダの両側に配置された伝導要素５１、６１から離れて、ピストン２の片側だけに配置されている。シリンダとは反対側に沿って補助伝導要素５２、６２があり、これに、補助偏心体１５上に回転可能にセットされた摺動体１４が摺動可能に組み付けられている。この補助偏心体１５は支持偏心体１０と同じ偏心量を有しており、支持偏心体１０に対して１８０度回転方向にずれており、支持シャフト９１に強固に取付けられている。このように、伝導リングの両方を、両組み付け位置から１つに結合できる。製造上の理由から、結合した伝導リングを伝導リング８２の場所に置くことがより便利であることは明らかである。従って、伝導要素６１は、ピストン２の両突端を結ぶ線分に対して直交するようにピストン２の摺動要素４１内に摺動可能に組み付けられるであろう。
【００１２】
可動部品を備える全ての機械は、潤滑又は冷却を必要する多くの箇所を有している。本発明による機械では、別個のポンプを使用する必要がない。何故なら、本発明の特定の特徴によれば、幾つかの相互に移動する部品の間（例えば、摺動要素３、４、３１、４１の間、又は、任意的ではあるが、摺動体１４と伝導要素５、６、５１、６１、５２、６２の間）の変化する空間を、これらの空間を両側で閉じて、それらが上記の媒体のための吸入口及び排出口を提供することにより、潤滑用及び／又は冷却用媒体のためのポンプとして使用することができる。このように、一般に高価で重いポンプを排除できるだけでなく、この潤滑用及び／又は冷却用媒体は、ポンプ運転中、機械内において、冷却すべき及び／又は潤滑すべき場所に導くことができ、これらの媒体の消費量は非常に少ない。
【００１３】
設計例及び特許要件から生じるその他の設計において、本発明は、摺動ピストンを備えたエンジンに比べて小型で、軽量であり、完全にバランスをとることができ、公知のピストンエンジンに比較してより便利である。ギヤ結合機械に比べてよりパワフルでノイズも少ない。ギヤによってローリングするピストンを備えた機械に比べ、力の伝達がより良好で、潤滑剤の消費も少ない。他のコンコイダル機械に比べてピストン伝導がより正確であり、力の伝達がより良好であり、最後に、上記した他の全ての機械と異なり、作動空間の最大容積を円滑に変更できる。本発明による機械では、ピストン直径がピストンの負荷領域に直接依存しないため、燃焼機関の様に高い圧力又は油圧ポンプにおける非常な高圧においても使用できる。
【図面の簡単な説明】
【００１４】
【図１】本発明による機械の概略図である。
【図２】コンコイド設計の原理を示す図面である。
【図３】本発明による機械の他の設計を示す図面で、ピストンが伝導リングによって伝導され、支持シャフトに接続された支持偏心体に組み付けられている。
【図４】本発明の別の変形例を概略的に示す図面である。
【図５】本発明の他の別の変形例を概略的に示す図面である。
【図６】図４および図５の断面図である。
【符号の説明】
【００１５】
２  ピストン
11  側壁
72、82  伝導リング
91  支持シャフト
【図１】
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【図２】
0004665897.tif 000003
【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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