(57)【要約】ロータリー内燃エンジンは、ハウジング、回転プレートアセンブリ、及び、静止プレートアセンブリを含む。その回転プレートアセンブリは、流入通路と流出通路との間に置かれる複数のベーンを有する。その静止プレートアセンブリは、その中に往復ピストンが配置されるピストンチャンバを定義する。クランクシャフトの回転は、その回転プレートアセンブリを回転させ、また、その回転プレートアセンブリの回転は、クランクシャフトを回転させる。バルブは、燃焼サイクル中にそのクランクシャフトの回転がそれらバルブを開閉するように、そのクランクシャフトに結合される。各ピストンは、そのクランクシャフトの回転がそのピストンチャンバ内におけるピストンの往復運動をもたらすように、そのクランクシャフトに結合される。
2010504471.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
ロータリー内燃エンジンであって：
ハウジング；
前記ハウジング内での回転のために搭載される少なくとも一つの円形プレートを含む回転プレートアセンブリであり、燃焼ガスを受け入れる少なくとも一つの流入通路と、燃焼ガスを放出する少なくとも一つの流出通路と、前記少なくとも一つの流入通路と前記少なくとも一つの流出通路との間に配置される複数のベーンと、を有し、燃焼ガスが前記ベーンに衝突し、且つ、前記燃焼ガスが前記少なくとも一つの流入通路から前記少なくとも一つの流出通路に移行する際に、前記回転プレートアセンブリに回転力を与えるようにするところの回転プレートアセンブリ；
前記ハウジング内で前記回転プレートアセンブリのすぐ近くに固定される少なくとも一つの円形プレートを含む少なくとも一つの静止プレートアセンブリであり、その内部に往復ピストンが配置される少なくとも一つのピストンチャンバを定義し、各ピストンチャンバは、当該静止プレートアセンブリの直径に実質的に平行に且つ該直径から間隔を空けて延びる弦の一部である軸に沿って延び、各ピストンチャンバは、可燃混合気のための少なくとも一つの流入ポートと、該可燃混合気を点火するための少なくとも一つの点火装置と、少なくとも一つの流出ポートと、燃料及び空気の噴射、圧縮、点火、及び排気の燃焼サイクルを促進するための該流入ポート及び該流出ポートの選択的な開閉のためのバルブと、を有し、各流出ポートは、各流出ポートを出る燃焼ガスが前記回転プレートアセンブリに流入するよう、前記回転プレートアセンブリの前記少なくとも一つの流入通路と流体的に連通するところの少なくとも一つの静止プレートアセンブリ；
前記ハウジング内での回転のために搭載されるクランクシャフトであり、当該クランクシャフトの回転が前記回転プレートアセンブリを回転させ且つ前記回転プレートアセンブリの回転が当該クランクシャフトを回転させるように、回転のために前記回転プレートアセンブリに結合され、前記燃焼サイクルの際に当該クランクシャフトの回転が前記バルブを開閉させるように、前記バルブが当該クランクシャフトに結合され、当該クランクシャフトの回転が前記ピストンチャンバにおける前記ピストンの往復運動をもたらすように、各ピストンが当該クランクシャフトに結合されるところのクランクシャフト；
を有するエンジン。
【請求項２】
前記回転プレートアセンブリが間に置かれる、二つの静止プレートアセンブリがある、
請求項１のエンジン。
【請求項３】
各ピストンチャンバは、その中に前記ピストンが前記混合気を圧縮する点火チューブエクステンションを有し、
前記点火装置は、前記点火チューブエクステンションにおける燃料を点火し、
遮断バルブは、前記点火チューブエクステンションでの前記混合気の点火の際に前記ピストンチャンバのバランスから前記点火チューブエクステンションを隔離するために、前記点火チューブエクステンション内に置かれ、前記ピストンチャンバでの点火を発生させずに前記点火チューブエクステンションにおける前記混合気が点火されるようにする、
請求項１のエンジン。
【請求項４】
各点火チューブエクステンションは、ボディの内面又は前記静止プレートアセンブリの外端の一つの周囲に置かれる、
請求項３のエンジン。
【請求項５】
各ピストンのプランジャの遠端は、前記静止プレートアセンブリの外周に影響を与えることなく、前記ピストンチャンバの最大限の進入を得るために、湾曲し或いは該プランジャの軸に対して角度が付いている、
請求項４のエンジン。
【請求項６】
前記静止プレートアセンブリと前記ピストンとの間に軸方向スプライン係合がある、
請求項１のエンジン。
【請求項７】
前記軸方向スプライン係合は、前記ピストンの遠端にあるスプラインチャネルにかみ合わされるスプラインレールである、
請求項６のエンジン。
【請求項８】
複数列の同心円状のラビリンスシールは、前記回転プレートアセンブリと前記少なくとも一つの静止プレートアセンブリのそれぞれとの間に置かれる、
請求項１のエンジン。
【請求項９】
前記ピストン及び前記バルブのそれぞれは、円周方向シールリングを有する、
請求項１のエンジン。
【請求項１０】
各ピストンは、プランジャ端及びクランクシャフト端を有し、剛性リンケージは、前記ピストンの前記クランクシャフト端を前記クランクシャフトに枢動可能に接続し、前記クランクシャフトの回転は、前記ピストンを圧縮に引き入れ且つ前記ピストンを排気に押し込む、
請求項１のエンジン。
【請求項１１】
前記剛性リンケージは：
外側プロファイルを有し、前記クランクシャフトに回転可能に接続されるピストンカム；
前記ピストンカムの前記外側プロファイルにスライド可能に適合するカムクランプ；
第一端で当該エンジンに枢動可能に固定され、第二端で前記カムクランプの第一端に枢動可能に接続される第一レバーアームであり、前記カムの回転が前記カムクランプの往復運動に変換されるように、前記カムクランプの回転運動を抑制するように構成される第一レバーアーム；及び
前記カムクランプの第二端を前記ピストンの前記クランクシャフト端に枢動可能に接続する第二レバーアームであり、前記カムクランプの往復運動が前記ピストンの前進後退運動に変換されるようにする第二レバーアーム；を含む、
請求項１０のエンジン。
【請求項１２】
前記ピストンチャンバは、ガス放出バルブを更に含み、
前記ガス放出バルブは、ガスチャネルであり、前記ガス放出バルブが開位置にあるときに前記流入通路と一致するところに動き、前記ガス放出バルブが閉位置にあるときに前記流入通路と一致しないところに動くガスチャネルを含む、
請求項１のエンジン。
【請求項１３】
対向する静止プレートアセンブリ群は、横力を相殺するために燃焼ガスが前記回転プレートアセンブリの対向する両側に同時に且つ同じ軸方向位置に供給されるように、合わせられ、且つ、同期化されるように構成される、
請求項１のエンジン。
【請求項１４】
クラッチは、前記回転プレートアセンブリと前記クランクシャフトとを接続する、
請求項１のエンジン。
【請求項１５】
ロータリー内燃エンジンであって：
ハウジング；
少なくとも一つの円形ディスクで構成され且つ回転のために前記ハウジング内に搭載される回転プレートアセンブリであり、燃焼ガスを受け入れる少なくとも一つの流入通路と、燃焼ガスを放出する少なくとも一つの流出通路と、前記少なくとも一つの流入通路と前記少なくとも一つの流出通路との間に配置される複数のベーンと、を有し、燃焼ガスが前記ベーンに衝突し、且つ、前記燃焼ガスが前記少なくとも一つの流入通路から前記少なくとも一つの流出通路に移行する際に、前記回転プレートアセンブリに回転力を与えるようにするところの回転プレートアセンブリ；
二以上の円形ディスクで構成される二つの静止プレートアセンブリであり、一の静止プレートアセンブリが前記ハウジング内で前記回転プレートアセンブリの片側に且つそのすぐ近くに固定され、各静止プレートアセンブリは、その内部に往復ピストンが配置される少なくとも一つのピストンチャンバを定義し、各ピストンチャンバは、当該静止プレートアセンブリの直径に実質的に平行に且つ該直径から間隔を空けて延びる弦の一部である軸に沿って延び、軸方向スプライン係合は、当該静止プレートアセンブリと前記ピストンとの間に提供され、各ピストンチャンバは、可燃混合気のための少なくとも一つの流入ポートと、該可燃混合気を点火するための少なくとも一つの点火装置と、少なくとも一つの流出ポートと、燃料及び空気の噴射、圧縮、点火、及び排気の燃焼サイクルを促進するための該流入ポート及び該流出ポートの選択的な開閉のためのバルブと、を有し、各ピストンチャンバは、その中に前記ピストンが前記混合気を圧縮する点火チューブエクステンションを有し、前記点火装置は、前記点火チューブエクステンションに通じており、遮断バルブは、前記点火チューブエクステンションでの前記混合気の点火の際に前記ピストンチャンバのバランスから前記点火チューブエクステンションを隔離するために、前記点火チューブエクステンション内に置かれ、各点火チューブエクステンションは、ボディの内面又は当該静止プレートアセンブリの外端の一つの周囲に置かれ、各ピストンのプランジャの遠端は、当該静止プレートアセンブリの外周に影響を与えることなく、前記混合気を前記点火チューブエクステンションに押し込む際に前記ピストンチャンバの最大限の進入を得るために、湾曲し或いは該プランジャの軸に対して角度が付いており、前記点火チューブエクステンションから通じている各流出ポートは、各流出ポートを出る燃焼ガスが前記回転プレートアセンブリに流入し前記ベーンに当たり且つ前記回転プレートアセンブリを回転させる力を与えるよう、前記回転プレートアセンブリの前記少なくとも一つの流入通路と流体的に連通するところの二つの静止プレートアセンブリ；
前記ハウジング内での回転のために搭載されるクランクシャフトであり、当該クランクシャフトの回転が前記回転プレートアセンブリを回転させ且つ前記回転プレートアセンブリの回転が当該クランクシャフトを回転させるように、回転のために前記回転プレートアセンブリに結合され、前記燃焼サイクルの際に当該クランクシャフトの回転が前記バルブを開閉させるように、前記バルブが当該クランクシャフトに結合され、当該クランクシャフトの回転が前記ピストンチャンバにおける前記ピストンの往復運動をもたらすように、各ピストンが当該クランクシャフトに結合されるところのクランクシャフト；
を有するエンジン。
【請求項１６】
前記軸方向スプライン係合は、前記ピストンの遠端にあるスプラインチャネルにかみ合わされるスプラインレールである、
請求項１５のエンジン。
【請求項１７】
複数列の同心円状のラビリンスシールは、前記回転プレートアセンブリと前記少なくとも一つの静止プレートアセンブリのそれぞれとの間に置かれる、
請求項１５のエンジン。
【請求項１８】
前記バルブのそれぞれは、円周方向シールリングを有する、
請求項１５のエンジン。
【請求項１９】
各ピストンは、プランジャ端及びクランクシャフト端を有し、剛性リンケージは、前記ピストンの前記クランクシャフト端を前記クランクシャフトに枢動可能に接続し、前記クランクシャフトの回転は、前記ピストンを圧縮に引き入れ且つ前記ピストンを排気に押し込む、
請求項１５のエンジン。
【請求項２０】
前記剛性リンケージは：
外側プロファイルを有し、前記クランクシャフトに回転可能に接続されるピストンカム；
前記ピストンカムの前記外側プロファイルにスライド可能に適合するカムクランプ；
第一端で当該エンジンに枢動可能に固定され、第二端で前記カムクランプの第一端に枢動可能に接続される第一レバーアームであり、前記カムの回転が前記カムクランプの往復運動に変換されるように、前記カムクランプの回転運動を抑制するように構成される第一レバーアーム；及び
前記カムクランプの第二端を前記ピストンの前記クランクシャフト端に枢動可能に接続する第二レバーアームであり、前記カムクランプの往復運動が前記ピストンの前進後退運動に変換されるようにする第二レバーアーム；を含む、
請求項１９のエンジン。
【請求項２１】
前記ピストンチャンバは、ガス放出バルブを更に含み、
前記ガス放出バルブは、ガスチャネルであり、前記ガス放出バルブが開位置にあるときに前記点火チューブエクステンション及び前記流出ポートと一致するところに動き、前記ガス放出バルブが閉位置にあるときに前記点火チューブエクステンション及び前記流出ポートと一致しないところに動くガスチャネルを含む、
請求項１５のエンジン。
【請求項２２】
対向する静止プレートアセンブリ群は、横力を相殺するために燃焼ガスが前記回転プレートアセンブリの対向する両側に同時に且つ同じ軸方向位置に供給されるように、合わせられ、且つ、同期化されるように構成される、
請求項１５のエンジン。
【請求項２３】
クラッチは、前記回転プレートアセンブリと前記クランクシャフトとを接続する、
請求項１５のエンジン。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、ロータリー内燃エンジンに関する。
【背景技術】
【０００２】
従来技術で知られている様々なロータリーエンジンが存在する。米国特許第７１４３７３７号は、ほんの一例である。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】米国特許第７１４３７３７号明細書
【発明の概要】
【課題を解決するための手段】
【０００４】
ハウジング、回転プレートアセンブリ、及び、少なくとも一つの静止プレートアセンブリを含むロータリー内燃エンジンが存在する。その回転プレートアセンブリは、そのハウジング内での回転のために搭載され、また、燃焼ガスを受け入れるための少なくとも一つの流入通路、燃焼ガスを放出するための少なくとも一つの流出通路、及び、その少なくとも一つの流出通路とその少なくとも一つの流出通路との間に配置される複数のベーンを有する。燃焼ガスは、それらベーンに衝突し、そして、それら燃焼ガスがその少なくとも一つの流入通路からその少なくとも一つの流出通路を通過するときに、その回転プレートアセンブリに回転力を与える。その静止プレートアセンブリは、そのハウジング内で、その回転プレートアセンブリのすぐ近くに固定され、且つ、その中に往復ピストンを配置する少なくとも一つのピストンチャンバを定義する。各ピストンチャンバは、可燃混合気のための少なくとも一つの流入ポート、その可燃ガスを点火するための少なくとも一つの点火装置、少なくとも一つの流出ポート、並びに、燃料及び空気の噴射、圧縮、点火、及び排気の燃焼サイクルを促進するためにその流入ポート及びその流出ポートを選択的に開閉するためのバルブを有する。各流出ポートは、その回転プレートアセンブリにおける少なくとも一つの流入通路と流体的に連通し、各流出ポートを出る燃焼ガスがその回転プレートアセンブリに流入できるようにする。クランクシャフトは、そのハウジング内における回転のために搭載され、且つ、その回転プレートアセンブリと共に回転するために結合される。そのクランクシャフトの回転は、その回転プレートアセンブリを回転させ、また、その回転プレートアセンブリの回転は、そのクランクシャフトを回転させる。バルブは、そのクランクシャフトに結合され、その燃焼サイクル中に、そのクランクシャフトの回転がそれらバルブを開閉させられるようにする。各ピストンは、そのクランクシャフトに結合され、そのクランクシャフトの回転がそれらピストンのピストンチャンバ内における往復運動をもたらすようにする。
【０００５】
これらの及び他の特徴は、添付図面を参照した以下の記載からより明確となる。それら図面は、説明のみを目的としたものであり、図示された特定の実施例又は実施例群に本発明の範囲を限定することを決して意図するものではない。
【図面の簡単な説明】
【０００６】
【図１】ロータリー内燃エンジンの斜視図である。
【図２】完全圧縮の状態にあるピストンを有する図１のエンジンを図解する切り欠き斜視図である。
【図３】図１のエンジンの分解斜視図である。
【図４】圧縮段階におけるピストンを有する図２のエンジンを図解する切り欠き斜視図である。
【図５】流入段階におけるピストンを有する図２のエンジンを図解する切り欠き斜視図である。
【図６】図１のエンジンにおける点火チューブを図解する切り欠き斜視図である。
【図７】図１のエンジンにおけるベーンフィルディスクを図解する切り欠き斜視図である。
【図８】図１のエンジンにおけるベーンリングを図解する切り欠き斜視図である。
【図９】図１のエンジンにおけるベーンフィルとエアベーンの部分断面斜視図である。
【図１０】流入段階における流入バルブを有する図１のエンジンを図解する切り欠き斜視図である。
【図１１】圧縮段階における流入バルブを有する図１０のエンジンを図解する切り欠き斜視図である。
【図１２】図１のエンジンにおける圧力封じ込めプレートの内面を図解する切り欠き斜視図である。
【図１３】図１２における圧力封じ込めプレートの外面を図解する切り欠き斜視図である。
【図１４Ａ】圧縮／流入の様々な段階におけるピストンカムクランプ及びピストンを図解する側面図である。
【図１４Ｂ】圧縮／流入の様々な段階におけるピストンカムクランプ及びピストンを図解する側面図である。
【図１４Ｃ】圧縮／流入の様々な段階におけるピストンカムクランプ及びピストンを図解する側面図である。
【図１４Ｄ】圧縮／流入の様々な段階におけるピストンカムクランプ及びピストンを図解する側面図である。
【図１５】図１のエンジンにおけるクランクシャフトを図解する切り欠き斜視図である。
【図１６】図１のエンジンにおけるベーンリングを図解する切り欠き斜視図である。
【図１７】図１のエンジンにおける二つのバルブヘッドの斜視図である。
【図１８】図１のエンジンにおけるオイル冷却液システムの側断面図である。
【発明を実施するための形態】
【０００７】
参照番号１０で全体的に指定されるロータリー内燃エンジンは、図１〜１８を参照してここに説明される。図４、５、１０、１１、及び１４Ａ〜１４Ｄを参照すると、方向矢印１６４は、ピストン９６の相対速度を参照する。
「部品の構造及び関連」
図１を参照すると、ロータリー内燃エンジン１０が図示されている。図３を参照すると、エンジン１０は、ハウジング１２、回転プレートアセンブリ１４、二つの静止プレートアセンブリ１６、及び、クランクシャフト１８を含む。図１を参照すると、ハウジング１２は、上部ケーシング２０、及び、下部ケーシング２２を含む。ケーシング２０、２２の双方は、吸気管２６、遮断バルブ管２８、ガス放出管３０、及び排気管３２をそれぞれ二つ有する。吸気管２６は、エンジン１０に空気を供給し、導管（図示せず。）を通じてフィルタアセンブリ（図示せず。）に接続されていてもよい。遮断バルブ管２８及びガス放出管３０は、エンジン１０の内側に置かれた適切なバルブへのアクセスを提供し、また、大抵は、ハウジング１２内に封入される他の構成要素まで及ぶネジ式キャップ（図示せず。）によって密封される。排気管３２は、エンジン１０から排気ガスを取り除くために備えられる。排気管３２は、排気ガスの除去を促進する導管（図示せず。）に接続されていてもよい。図３を参照すると、上部ケーシング２０及び下部ケーシング２２の双方は、それぞれ、円周方向内側溝３４を有する。溝３４は、ハウジング１２の内部表面３６内に押し下げられており、エンジン１０の内部構成要素の位置あわせを手助けする。溝３４は、アンカーポイントであり、回転プレートアセンブリ１４内に封入される圧縮燃焼ガスによって創出される高い気圧に耐えるため、静止プレートアセンブリ１６がその上に安定的に位置付けられ得るアンカーポイントを提供する。溝３４はまた、静止プレートアセンブリ１６の動きを制限することによって静止プレートアセンブリ１６と回転プレートアセンブリ１４との間に効果的なシールが存在することを確かなものとする。
【０００８】
図３を参照すると、回転プレートアセンブリ１４は、ベーンリング３８、及びベーンフィルディスク４０を含む。代替的に、ベーンリング３８は、ハウジング１２内の回転のために搭載される円形ディスクとして提供されてもよい。更に、ベーンリング３８及びベーンフィルディスク４０は、単一ディスクとして提供されてもよい。ベーンフィルディスク４０の各側は、一つのベーンリング３８によって覆われる。ベーンフィルディスク４０は、両側に、外側軸方向円周に沿って互い違いに配置された(staggered)ベーンフィル４２を有する。ベーンリング３８は、第一面４４及び第二面４６を有する。第一面４４は、ベーンフィルディスク４０に向き合い且つ係合する。図８を参照すると、複数のベーン４８は、それぞれ、第一面４４と第二面４６との間で円周方向に互い違いに配置される。図９を参照すると、ベーン４８は、推進面５０、ガス流入スロット５２、及びベーンフィル入口スロット５４を含む。ベーン４８は、三角形状穴として提供される。ベーンフィル入口スロット５４は、第一面４４上に位置付けられる。ベーンフィル４２は、一つのベーンフィル４２がベーンフィル入口スロット５４を通じて位置付けられ図示されるように一つのベーン４８をかみ合わせるように並び、且つ、ベーン４８をかみ合わせる。動作中、燃焼ガスは、ガス流入スロット５２からベーン４８に流入して推進面５０に当たり、回転プレートアセンブリ１４に回転力を及ぼす。ベーンフィル４２は、くさび形状を定義する湾曲したフィル表面積５６を有する。ベーン４８の湾曲フィル表面積５６及びその三角形状は、ベーンリング３８の構造的完全性に妥協することなく、ベーン４８が詰めて位置付けられるのを可能にする。ベーン４８を詰めて位置付けることによって、少なくとも一つのベーン４８のガス流入スロット５２は、回転中のほとんど全ての時間で、それに供給される圧縮燃焼ガスを有する。この配置は、回転力をより持続的に回転プレートアセンブリ１４に及ぼすことを可能にする。ベーンフィル４２は、ベーン４８が回転するときに、ベーン４８の表面積に回転力を与える前に圧縮ガスが充満する必要があるベーン４８の体積を低減させる。この低減された体積は、それらガスが膨張し、且つ、より大きな回転距離にわたってベーン４８の表面積に対して圧力を掛けることを可能にする。この配置は、ベーン４８が回転するにつれて圧縮ガスの圧力が減少するときに、圧縮ガスからの利用可能な推進力を最も効率的に利用する。図１６を参照すると、ガス流入スロット５２は、第二面４６に位置付けられる。ガス流入スロット５２はまた、燃焼ガスを放出するための流出スロットとしても機能する。図３を参照すると、ベーン４８は、同じサイズ及び形状を備える。代替的に、ベーン４８は、相互に異なるサイズ及び形状を備えていてもよい。異なるサイズ及び形状は、ベーン４８内に流れ込む燃焼圧縮ガスの圧力がより完全に回転力に変換されるのを可能にし得る。第二面４６に置かれるのは、複数列の同心円状のラビリンスシール５８である。図３を参照すると、回転プレートアセンブリ１４は、ハウジング１２内の、円周方向内側溝３４群の中間に置かれる。
【０００９】
図３を参照すると、静止プレートアセンブリ１６のそれぞれは、圧力封じ込めプレート６０、バルブボディ６２、及びエンドプレート６４を含む。プレートアセンブリ１６のプレート６０、６２、及び６４のそれぞれは、円形ディスクとして提供される。静止プレートアセンブリ１６は、回転プレートアセンブリ１４の両側でそれに直接隣接して、ハウジング１２内に固定可能に置かれる。封じ込めプレート６０は、第一面６６及び第二面６８を有する。プレート６０の第一面６６は、ベーンリング３８の第二面４６と向かい合う。図１２を参照すると、第一面６６は、複数列の同心円状ラビリンスシール６９とボルト穴７０とを有する。図３を参照すると、同心円状ラビリンスシール６９は、第一面６６の外側軸方向円周領域に沿って置かれるリング状のシールである。封じ込めプレート６０の同心円状ラビリンスシール６９は、相互に接触することなしに、ベーンリング３８の同心円状ラビリンスシール５８をかみ合わせる。プレートアセンブリ１４及び１６の双方は、回転プレートアセンブリ１４が静止プレートアセンブリ１６に対して回転するようにしながら、カムシャフト１８上に取り付けられ、その結果、シール５８及び６９が相互に触れ合わないことを確かなものとするために注意深い機械加工が必要とされる。シール５８及び６９は、封じ込めプレート６０に対してベーンリング３８を回転可能に密封することができないという問題に対する解決策として設計される。ベーン４８が封じ込めプレート６０と流体的に連通しているので、供給されるどの潤滑油もがベーン４８に入り排気ガスを介して放出されるので、それら二つの中間で潤滑油を差すことは不可能であり、そういうわけで潤滑油が適用されることはなく、何れのシールでも高い摩擦及びエンジン温度をもたらすこととなる。更に、回転エネルギーを提供するために用いられるのは、ベーン４８に入る圧縮ガスの圧力であるので、それら圧縮ガスがベーン４８から容易に抜け出てしまうのを防止することが重要である。そのため、図６を参照すると、シール５８及び６９は、圧縮ガスがベーン４８に入る時点とそれが排気ガスとして放出される時点との間の期間にわたってベーン４８を効果的に密封する、圧縮ガスのための複雑で且つ困難な抜け出し通路を創出するように設計される。図１３を参照すると、第二面６８は、冷却液管プロファイル７２を含む。図１２及び１３を参照すると、ガス流出通路７４、及びガス流入通路７６が面６６及び６８の双方に位置付けられる。図１３を参照すると、冷却液管プロファイル７２は、クランクシャフト１８を通り抜ける（図１８で示される）冷却液システム１６２と合流し、冷却液システム１６２は、冷却を必要とするエンジン１０の全ての部品に冷却油を供給する。冷却液管プロファイル７２は、回転プレートアセンブリ１４からその冷却液への熱伝達を極大化する刻み目（indent）として提供される。ガス流出通路７４及びガス流入通路７６はそれぞれ、ベーンリング３８の（図８で示される）ベーン４８と流体的に連通するように位置合わせされる。ベーン４８はそれぞれ、流入通路７６と流出通路７４との間に置かれる。各封じ込めプレート６０上では、通路７４及び７６のそれぞれが少なくとも１つ提供されるが、好適には二つである。ガス流出通路７４は、ガス流入通路７６に行く途中で回転して通過する（図２で示される）隣接するベーン４８をつなぐ排気導管である。圧縮燃焼ガスは、ガス流入通路７６を通じて、流入通路７６に隣接するベーン４８に供給される。その後、それら燃焼ガスは、ベーン４８が回転してガス流出通路７４と流体的に連通するまで、ベーン４８のそれぞれに封じ込められる。図３を参照すると、封じ込めプレート６０は、ハウジング１２の円周方向内側溝３４にぴったりと取り付けられるように、僅かに広い外径で構築されている。シール５８及び６９は、触れ合うことなく注意深く組み合わなければならないので、溝３４の適切な機械加工は、封じ込めプレート６０が適切な幾何学的配置でハウジング１２内に完璧に位置合わせされることを確かなものとする点で決定的に重要な意味を持つ。溝３４は、封じ込めプレート６０を適切な位置に効果的に固定し、回転プレートアセンブリ１４内に封じ込められる圧縮燃焼ガスによって創出される高い圧力にプレート６０が耐えられるようにし、その圧力を封じ込めるベーンリング３８とのシールを効果的に形成する。それらのガスによって創出された気圧は、エアクッションを形成することによってシール５８及び５９が相互に接触するのを防止するのに役立つ。このエアクッションは、回転プレートアセンブリ１４が封じ込めプレート６０を擦りつけ或いはすり減らすことなしに回転できるようにする。
【００１０】
図６を参照すると、切り欠き部７８及びピストンチャンバ８０を含むバルブボディ６２が図示されている。切り欠き部７８は、エンジン１０の全重量を低減させるためにある。切り欠き部７８は、封じ込めプレート６０がボルト止めされ得る取り付け表面積７９を定義する。少なくとも一つのピストンチャンバ８０が、典型的なエンジン１０上に備えられるが、好適には、バルブボディ６２のそれぞれに対して二つが備えられる。ピストンチャンバ８０は、ピストンシリンダ８２、流入ポート８４、隔離チャンバ８６、軸方向スプライン係合８８、流出ポート９０、ガス放出チャンバ９２、及び点火チューブエクステンション９４を含む。図４を参照すると、往復ピストン９６は、ピストンシリンダ８２内に位置付けられる。ピストンシリンダ８２は、静止プレートアセンブリ１６の直径に実質的に平行でありその直径から距離を空けて配置される弦(chord)１００の一部である軸９８に沿って延びる。ピストン９６は、プランジャ端１０２、クランクシャフト端１０４、及びロッド１０６を含む。図１４Ａを参照すると、プランジャ端１０２は、ロッド１０６の軸９８に垂直な想像線に対して曲げられている。図４を参照すると、これは、バルブボディ６２の円周に影響を与えることなく混合気を点火チューブエクステンション９４に押し込むときに、ピストンチャンバ８０の最大限の進入を得るために行われる。代替的に、プランジャ端１０２は、軸９８に対して角度がつけられていてもよい。図１３を参照すると、ロッド１０６は、内面１１０にスプラインチャネル１０８を有していてもよい。図４を参照すると、軸方向スプライン係合８８は、静止プレートアセンブリ１６とピストン９６の内面１１０との間にある。軸方向スプライン係合８８は、ピストン９６のクランクシャフト端１０４のところにある（図７で示される）スプラインチャネル１０８内にかみ合わせられるスプラインレール１１２として提供される。代替的に、スプラインチャネル１０８は、ロッド１０６の外面に位置付けられてもよい。スプラインレール１１２は、プランジャ端１０２と向き合う軸９８に沿った点に付着し、スプラインレール１１２は、ピストン９６が常に軸９８に沿って位置付けられることを確かなものとする。更に、ピストン９６は、プランジャ端１０２を通るガス漏れが皆無かそれに近いものであることを確かなものとするための円周方向シールリング１１４を有していてもよい。ピストン９６のそれぞれは、クランクシャフト１８の回転がピストンシリンダ８２内におけるピストン９６の往復運動をもたらすよう、クランクシャフト１８に連結される。図１４Ａを参照すると、剛性リンケージ１３８は、ピストン９６のクランクシャフト端１０４をクランクシャフト１８に枢動可能に接続する。剛性リンケージ１３８は、ピストンカムクランプ１４０、ピストンカム１４１、第一レバーアーム１４２、及び第二レバーアーム１５２を有する。ピストンカム１４１は、クランクシャフト１８をピストンカムクランプ１４０に接続する。ピストンカムクランプ１４０は、ピストンカム１４１の外側プロファイル１３９にわたって適合する。ピストンカム１４１は、ピストンカム１４１が回転する間、ピストンカムクランプ１４０が外側��ロファイル１３９上をスライドし且つ往復運動できるようにするベアリング（図示せず。）を含んでいてもよい。第一レバーアーム１４２は、一端において（図６で示される）バルブボディ６２に枢動可能に固定され、他端においてピストンカムクランプ１４０の第一端１５８に枢動可能に接続される。第一レバーアーム１４２は、ピストンカム１４１の回転がピストンカムクランプ１４０の往復運動に変換されるように、ピストンカムクランプ１４０の回転運動を制限するよう構成される。第二レバーアーム１５２は、ピストンカムクランプ１４０の往復運動がピストン９６の前進後退運動に変換されるように、ピストンカムクランプ１４０の第二端１６０をピストン９６のクランクシャフト端１０４に枢動可能に接続する。図１４Ｂを参照すると、第二レバーアーム１５２がより良く図示されている。図１４Ａを参照すると、この配置は、クランクシャフト１８の回転がピストン９６を（図１４Ａで示される）圧縮に引き入れ、また、ピストン９６を（図１４Ｄで示される）排気に押し込むことができるようにする。レバーアーム１４２は、一端が（図６で示される）バルブボディ６２に枢動可能に取り付けられ、他端がピストンカムクランプ１４０に枢動可能に取り付けられる。第一レバーアーム１４２は、ピストンシリンダ８２内におけるピストン９６の往復前進後退運動を提供するような態様でのみピストンカムクランプ１４０が動くことができることを確かなものとする。
【００１１】
図１０を参照すると、流入ポート８４は、その内部に位置付けられる流入バルブ１１６を有する。スロットル（図示せず。）は、流入ポート８４に流体的に連通されていてもよい。流入バルブ１１６は、空気又は可燃混合気をピストンチャンバ８０内に供給するために用いられてもよい。流入バルブ１１６が空気のみを供給する場合、追加的なバルブ（図示せず。）が、燃料を供給するために採用されなければならず、また、点火に先立って空気と燃料とを混合するために用いられる機構が採用されなければならない。図６を参照すると、隔離チャンバ８６は、ピストンシリンダ８２から点火チューブエクステンション９４を遮断するよう構成される遮断バルブ１１８を含む。遮断バルブ１１８は、その混合気の点火チューブエクステンション９４内における点火の際に、ピストンチャンバ８０のバランスから点火チューブエクステンション９４を隔離するために、点火チューブエクステンション９４内に位置付けられる。ガス放出チャンバ９２は、流出ポート９０から点火チューブエクステンション９４を遮断するよう構成されるガス放出バルブ１２０を含む。図５及び６を参照すると、ガス放出バルブ１２０は、圧縮ガスが点火チューブエクステンション９４から流出ポート９０に流れることを可能にする内部ガスチャネル１２１を有する。ガスチャネル１２１は、ガス放出バルブ１２０が開位置にあるときに点火チューブエクステンション９４及び流出ポート９０と一致するところに動き、また、ガス放出バルブ１２０が閉位置にあるときに点火チューブエクステンション９４及び流出ポート９０と一致しないところに動く。図６を参照すると、バルブ１１６、１１８、及び１２０は、燃料及び空気の噴射、圧縮、点火、及び排気の燃焼サイクルを促進すべく流入ポート８４及び流出ポート９０を選択的に開閉するために備えられる。図７を参照すると、バルブ１１６、１１８、及び１２０のそれぞれは、円周方向シールリング１２２を有する。シールリング１２２は、ピストン９６におけるシールリング１１４と同じ様に機能する。図１５を参照すると、バルブ１１６、１１８、及び１２０のそれぞれは、クランクシャフト１８の回転がその燃焼サイクル中にバルブ１１６、１１８、及び１２０のそれぞれを開閉するよう、クランクシャフト１８に結合される。これは、様々なカム及びカムアセンブリを用いることによって実現され、それらが適切なタイミングでそれらの適切な機能を実行するようタイミングが計られる。
【００１２】
図６を参照すると、バルブヘッド１２４は、バルブボディ６２の一方の側に接続される。図１７を参照すると、流入ポート８４、隔離チャンバ８６、流出ポート９０、ガス放出チャンバ９２、及び点火チューブエクステンション９４は全て、バルブボディ６２の（図６で示される）外端１３０上で定義されるのに加えて、バルブヘッド１２４の内面１２６上に定義される。点火チューブエクステンション９４は、点火装置１２８のためのスロットを有する。（図６で示される）ピストン９６は、その混合気を圧縮し、点火装置１２８は、その可燃混合気を点火するために、点火チューブエクステンション９４と連通する。図１７を参照すると、点火チューブエクステンション９４のそれぞれは、バルブヘッド１２４の内面１２６の円周に位置付けられる。バルブヘッド１２４はまた、排気ポート１３４を有する。図６を参照すると、排気ポート１３４は、封じ込めプレート６０のガス流出通路７４と一直線になるベーン４８の一つと流体的に連通する。流出ポート９０は、封じ込めプレート６０のガス流入通路７６と一直線になるベーン４８の一つと流体的に連通した状態で示されている。図６の説明図で示されるように、流出ポート９０、ガス流入通路７６、及び推進面５０は全て、流出ポート９０を通じてベーン４８に入る圧縮ガスの方向が推進面５０に垂直な方向に可能な限り近いか等しくなるように、角度が付けられる。この垂直は、最適な力の伝達が実現され、且つ、回転プレートアセンブリ１４を回転させる力が与えられるのを確かなものとする。図３を参照すると、ボルト穴１３５は、封じ込めプレート６０のボルト穴７０につながり、封じ込めプレート６０とバルブボディ６２とを一緒に固定する。バルブボディ６２はまた、エンドプレート６４に結合するためのボルト１３６を有する。更に、バルブヘッド１２４は、バルブボディ６２にボルト止めされる。
【００１３】
図３を参照すると、クランクシャフト１８は、回転のために、ハウジング１２内に搭載される。更に、クランクシャフト１８は、回転のために、回転プレートアセンブリ１４に結合され、クランクシャフト１８の回転が回転プレートアセンブリ１４を回転させるようにし、また、回転プレートアセンブリ１４の回転がクランクシャフト１８を回転させるようにする。更に、クランクシャフト１８を回転プレートアセンブリ１４に選択的にかみ合わせ或いはそれから解放するために、クラッチ（図示せず。）が採用されてもよい。クランクシャフト１８は、クランクシャフト１８の回転エネルギーが仕事を行うために使用され得るように、ドライブシャフト（図示せず。）に接続されてもよい。適切な応用例には、車両（図示せず。）に動力を供給するためのエンジン１０の使用が含まれる。回転プレートアセンブリ１４及び静止プレートアセンブリ１６のそれぞれは、プレートアセンブリ１４及び１６のそれぞれを接続するために、クランクシャフト１８が通る中央穴を有する。更に、ベーンフィルディスク４０、封じ込めプレート６０、バルブボディ６２、及びエンドプレート６４のそれぞれは、それら構成要素のそれぞれをクランクシャフト１８に固定するために用いられ得るボルト穴１５０の内輪を有していてもよい。図１５を参照すると、ベアリング１４３は、クランクシャフト１８と静止プレートアセンブリ１６との間で使用されてもよく、エンジン１０の至るところにおける様々な他の適用で使用されてもよい。図１５は、ベアリング１４３の半分が取り外された状態にあるクランクシャフト１８を図解する。ベアリング１４３は、ボルト穴１４５及び（図３で示される）ボルト穴１５０を通してボルト（図示せず。）を配置することによって、静止プレートアセンブリ１６にボルト止めされてもよい。図１８を参照すると、クランクシャフト１８は、それを通過する冷却液システム１６２を有し、それは、エンジン１０の様々な部品を冷却するために用いられる。冷却液システム１６２からの冷却液は、ベアリング１４３の間を流れ、封じ込めプレート６０の冷却液管プロファイル７２に流入し得る。そこから、冷却液は、バルブボディ６２に供給され得る。冷却液は、同様の方法で、静止プレートアセンブリ１６の他の構成要素にも供給され得る。更に、冷却液は、クラッチ（図示せず。）が採用された場合には、同様の方法で、（図６で示される）回転プレートアセンブリ１４に供給され得る。当然のことながら、冷却液システム１６２の多くの異なる設計が採用され得る。
【００１４】
図３を参照すると、エンドプレート６４は、ボルト穴１４４を有する。ボルト穴１４４は、エンドプレート６４がボルト穴１３６を通じてバルブボディ６２にボルト止めされ得るようにする。ボルト穴１４６の外輪は、エンドプレート６４がハウジング１２のボルト穴１４８に固定され得るようにする。エンドプレート６４は、エンジン１０の側部を封鎖することによって機能し、それにより、内部の可動構成要素を外側から保護する。
【００１５】
図３を参照すると、圧力解放バルブ（図示せず。）は、排気管３２、ガス流出通路７４、及び排気ポート１３４上の何れかの地点に位置付けられ得る。代替的に、その圧力解放バルブは、エンジン１０からの排気の通路に沿った何れの地点に位置付けられてもよい。その圧力解放バルブは、エンジン１０の性能を高めるべく、ベーン４８内の最低圧を維持するために用いられ得る。ベーン４８における最低圧は、圧縮燃焼ガスが力を加え得る流体媒体を供給することによって、圧縮燃焼ガスからの回転力を回転プレートアセンブリ１４に及ぼすことを支援し得る。代替的に、その圧力解放バルブは、ベーン４８における圧力を変化させるために用いられてもよい。
【００１６】
当然のことながら、プレートアセンブリ１４及び１６における要素のサイズ及び寸法は、性能を最適化するために全て調節され得る。ここではほんの一例が示されたのみであり、決して限定を意図するものではない。
「動作」
図１４Ａを参照すると、ピストン９６は、その行程の圧縮サイクルをちょうど開始させたところである。図６を参照すると、流入ポート８４を通じてピストンシリンダ８２に燃料及び空気の混合物が吸い込まれた後、流入バルブ１１６がちょうど閉じたところである。通常、ピストン９６がちょうどその圧縮サイクルを開始させた時点で、一旦、流入バルブ１１６が閉じられると、遮断バルブ１１８が開き始め、ピストンシリンダ８２に吸い込まれたその燃料及び空気の混合物が点火チューブエクステンション９４に押し込められる。ガス放出バルブ１２０は、遮断バルブ１１８が開き始めたので、閉じられた状態となる。ガス放出バルブ１２０は、（破線で示される）ガスチャネル１２１を点火チューブエクステンション９４の下の正しい位置に置くことによって、効果的に閉じられる。図１４Ａを参照すると、クランクシャフト１８が反時計回りに回転しているときに、剛性リンケージ１３８がピストン９６をその圧縮行程に引き入れ始めたことが明確となる。図１４Ｂを参照すると、ピストンカムクランプ１４０が迅速で且つ力強い圧縮行程を経て現在進行しているので、その引き動作がよりはっきりと図解される。図１１を参照すると、流入バルブ１１６は閉じられ、燃料及び空気の混合物の何れもが流入ポート８４を通じてピストンシリンダ８２に入るのを防止している。図４を参照すると、遮断バルブ１１８は大きく開かれ、その燃料及び空気の混合物が点火チューブエクステンション９４内に圧縮されるようにする。なお、ガスチャネル１２１は、そのまま点火チューブエクステンション９４の下に位置付けられており、ガス放出バルブ１２０を効果的に閉じ、そして、その燃料及び空気の混合物がこの地点で流出ポート９０に入るのを防止する。
【００１７】
図１４Ｃを参照すると、ピストン９６は、ここで、その圧縮段階の最後に達し、そして、そのストロークにおける最圧縮端に置かれている。ここに至り、プランジャ端１０２の湾曲がピストンシリンダ８２の端の湾曲と適合することは明らかである。図２を参照すると、これは、プランジャ端１０２とピストンシリンダ８２の端との間の圧縮空間の有効体積をほとんどゼロにまで低減させることによって、燃料及び空気の混合物の最大量が点火チューブエクステンション９４内に圧縮されるのを確かなものとするのに役立つ。ピストン９６がそのストロークの端に達すると同時に、ピストン９６がその行程における流入段階を開始させるのに先立って、ピストン９６によって創出される最大ガス圧が点火チューブエクステンション９４内で安定化されるように、遮断バルブ１１８が閉じる。この時点において、ガスチャネル１２１は、点火チューブエクステンション９４及び流出ポート９０と流体的に連通するように、まさに動こうとするところであり、また、ガス放出バルブ１２０は、そのまま効果的に閉じられた状態にある。典型的にはスパークプラグ（図示せず。）として提供される点火装置１２８は、ここでアクティブとなり、また、その燃料及び空気の混合物は、燃焼され且つ膨張し、点火チューブエクステンション９４内に封じ込められたガス圧を大幅に増大させる。図１４Ｄを参照すると、ピストン９６は、この時点で、流入段階にあり、新たな燃料及び空気の混合物を（図１０で示される）流入ポート８４からピストンシリンダ８２内に引き入れる。ピストンカムクランプ１４０は、この時点で、反時計方向に回転し続けるカムシャフト１８と共に、ピストン９６をピストンシリンダ８２の外に押し出す。図１０を参照すると、流入バルブ１１６が開き、新たな燃料及び空気の混合物がピストンシリンダ８２に入れるようにする。流入バルブ１１６は、通常、その圧縮段階の終わりに遮断バルブ１１８が閉じるとすぐに、開き始める。図５を参照すると、遮断バルブ１１８は、その流入段階の間、閉じたままとなっている。ガスチャネル１２１は、この時点で、点火チューブエクステンション９４及び流出ポート９０と流体的に連通し、ガス放出バルブ１２０を効果的に開き、そして、高度に圧縮された燃焼ガスが点火チューブエクステンション９４から流出ポート９０に流れるようにする。ガス放出バルブ１２０は、通常、点火装置１２８がその燃料及び空気の混合物を点火するとすぐに、効果的に開き、それは、遮断バルブ１１８が閉じた後に発生する。図６を参照すると、ガス放出バルブ１２０の開放は、流出ポート９０及びガス流入通路７６と流体的に連通するようになるベーン４８の一つの推進面５０と一致するようにタイミングが計られる。回転プレートアセンブリ１４が回転すると、多くのベーン４８は、ガス流入通路７６を回転して通過し、そして、点火チューブエクステンション９４内に封じ込められた圧縮燃焼ガスは、大部分がベーン４８の体積内に移される。上述のサイクルは、その後、繰り返し行われる。エンジン１０の他の実施例では、全てのベーン４８が使用されるように、より多くのピストン９６が提供され得る。
【００１８】
図６を参照すると、推進面５０に対する圧縮燃焼ガスの流れは、回転プレートアセンブリ１４に回転力を与える。ベーン４８が回転し続けると、圧縮燃焼ガスは、ベーン４８に流入し続け、ベーン４８がガス流入通路７６と流体的に連通しなくなるまで、ベーン４８に回転力を与え続ける。ベーン４８は、この時点で、圧縮燃焼ガスで満たされる。ベーン４８は、再び圧縮燃焼ガスで満たされるために、比較的減圧された状態でなければならないので、排気ポート１３４がバルブヘッド１２４上に備えられる。ベーン４８が回転して封じ込めプレート６０のガス流出通路７４と流体的に連通すると、その内部に封じ込められた圧縮燃焼ガスは、排気ポート１３４を通じて排気される。排気ポート１３４は、排気ガスがエンジン１０から出られるようにする逃げ道を提供するよう設計された導管システム（図示せず。）に接続されていてもよい。
【００１９】
図１１を参照すると、バルブボディ６２のそれぞれに対して二つのピストン９６が備えられている。ピストン９６のそれぞれは、他方のピストン９６から１８０°オフセットされたサイクルを有する。このオフセットは、エンジン１０の円滑な運転を確かなものとする。バルブボディ６２における二つのピストン９６の存在のために、（図８で示される）ベーン４８のそれぞれは、圧縮燃焼ガスで満たされる前に、排気されなければならない。従って、バルブボディ６２のそれぞれに対して二つのバルブヘッド１２４が備えられる。図３を参照すると、カムシャフト１８及び静止プレートアセンブリ１６群は、バルブボディ６２の双方が相互に合わせられ且つ向き合うように構成され、一方のバルブボディ６２におけるピストン９６の双方の燃焼サイクルが、他方のバルブボディ６２におけるピストン９６の双方によって、ベーンフィルディスク４０により定義される平面に沿って同時に反映され且つ合わせられるようにする。図６を参照すると、この同期化は、同じ軸方向位置で回転プレートアセンブリ１４に燃焼ガスを供給するためにガス流入通路７６を適応させることを含む。圧縮燃焼ガス供給のそれぞれが回転プレートアセンブリ１４に横分力を与えるので、この同期化は重要であり、この横分力は、相殺されなければならない。その横分力が相殺されなければ、エンジン１０は、振動被害を受けることとなり得る。
【００２０】
この特許文献において、語“有する”は、その語に続く項目が含まれ、一方で、明確に言及されていない項目が除外されることもないことを意味するために、非限定的な意味で用いられる。不定冠詞“ａ”による要素への参照は、その要素が唯一のものであることをその文脈が明確に要求しない限り、その要素の二つ以上が存在する可能性を除外しない。
【００２１】
以下の請求項は、上で具体的に図解され且つ説明されたもの、概念的に均等であるもの、及び、明らかに置き換えられ得るものを含むものと理解される。当業者は、説明された実施例の様々な適応及び改良がそれら請求項の範囲から逸脱することなく構成され得ることを十分に理解する。図解された実施例は、ほんの一例として説明されただけであり、本発明を限定するものとして解釈されてはならない。当然のことながら、以下の請求項の範囲内において、本発明は、具体的に図解され且つ説明されたもの以外で実施されてもよい。
【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１４Ａ】
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【図１４Ｂ】
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【図１４Ｃ】
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【図１４Ｄ】
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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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【国際調査報告】
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