(57)【要約】  本開示は、回転機械を提供する。これは、一実施形態において、中心軸Ａを画定する回転可能シャフトを含む。前記シャフトは、第一端と第二端とを有する。前記シャフトは、その上に配置され複数の窪みを有する第一ハブを有してもよい。少なくとも一つの外形体が、前記ハブの外部面のなかにある弓形窪みのなかへ摺動可能に受容される。前記外形体は、凸形外面を有する。これは、筐体の内向曲面と協働して作動体積を形成する。【特許請求の範囲】
【請求項１】
回転機械において、
ａ）内向連続曲面を画定する静止筐体を備え、
ｂ）前記静止筐体構成要素に取り付けられた前後側板を備え、
ｃ）中心軸Ａを画定する回転可能シャフトを備え、
前記シャフトは、第一端と第二端とを有し、
前記シャフトは、その上に配置された第一ハブを有し、
前記第一ハブは、前記回転可能シャフトに沿って間を空けて配された前後面の間に概して画定された体積を有する本体を有し、
前記前後面は、半径方向軸Ｒに平行な平面のなかにあり、
前記前後面の周囲は、第一外形体組立体の少なくとも一部と摺動可能に嵌合するよう構成された前記ハブに亘る少なくとも一つの凹面を画定し、
前記第一ハブは、前記前後側板の間に軸方向に置かれ、
ｄ）前記第一ハブの上に画定された前記凹面の上に少なくとも部分的に摺動可能に配置された第一外形体組立体を備え、
前記第一外形体組立体は、凸形の内向及び外向面によって接続された対向する一対の外向前後面によって画定され、
前記外形体組立体の前記凸形の内向面は、前記第一ハブの前記少なくとも一つの凹面に面し、
前記外形体の前記凸形の外向面と、前記前後側板と、前記静止筐体の前記内向連続曲面とが協働して、作動体積を形成し、
前記回転可能シャフト及び第一ハブは、前記静止筐体及び前後側板に対して回転するよう構成され、
前記ハブ及び中心シャフトが回転すると、前記第一外形体組立体は、前記ハブの前記凹面のなかで振動し、
更に、前記中心シャフトが回転すると、前記外形体組立体の第一及び第二側端が、前記筐体構成要素の前記内向連続曲面に対して封止する、
回転機械。
【請求項２】
請求項１の回転機械において、
前記軸Ａを中心として互いから均一な間隔で配置された複数の外形体組立体を含む、
回転機械。
【請求項３】
請求項１の回転機械において、
各外形体組立体は、前記中心軸Ａに平行でそれから半径方向外側へ向けて配置された軸Ｂを中心として振動するよう構成され、
前記外形体の前記軸Ｂは、前記回転機械が作動しているとき、前記中心軸Ａを中心として周回する、
回転機械。
【請求項４】
請求項３の回転機械において、
前記機械は、複数の外形体組立体を含み、
各外形体は、対応する軸Ｂと関連付けられている、
回転機械。
【請求項５】
請求項４の回転機械において、
各外形体は、それぞれ対応する軸Ｂの周りで実質的に３６０度未満の角変位のなかで振動する部分組立体のなかへ組み入れられている、
回転機械。
【請求項６】
請求項１の回転機械において、
前記回転機械は、少なくとも三つの外形体組立体を含む、
回転機械。
【請求項７】
請求項５の回転機械において、
前記外形体部分組立体の振動運動が、前記外形体部分組立体が前記中心軸Ａを中心として回転するのと組み合わされて、協働して、複合運動を形成する、
回転機械。
【請求項８】
請求項５の回転機械において、
前記回転機械は、四サイクル内燃機関であり、
前記ハブが一回転して、前記機関の前記四サイクルを達成する、
回転機械。
【請求項９】
請求項１の回転機械において、
前記機械の構成要素が、前記静止筐体のなかに位置し、その内部で移動する、
回転機械。
【請求項１０】
請求項９の回転機械において、
前記静止筐体は、前記回転可能シャフトを前記軸Ａを中心として回転可能に支持する複数の軸受を支持する土台に付着している、
回転機械。
【請求項１１】
請求項１の回転機械において、
前記内向連続曲面は、前記第一外形体組立体に取り付けられたシールに接触するよう構成されている、
回転機械。
【請求項１２】
請求項１の回転機械において、
前記内向連続曲面は、それを貫いて画定された複数のポートを含み、これにより、前記回転機械が作動すると、気体が前記ポートを通過できる、
回転機械。
【請求項１３】
請求項１の回転機械において、
前記内向連続曲面は、それを貫く少なくとも一つの通路を含み、点火プラグ及び燃料噴射器のうち少なくとも一つを受容する、
回転機械。
【請求項１４】
請求項１の回転機械において、
前記静止筐体は、
前記回転可能シャフトがそれを貫いて通ることができる前記軸「Ａ」に対して垂直に向いた実質的に平行な二つの側板を含む、
回転機械。
【請求項１５】
請求項１の回転機械において、
前記側板及び静止筐体のうち少なくとも一つは、
加圧に耐えるよう構成されたシールと、
潤滑剤及び冷却剤のうち少なくとも一つを輸送するためのチャネルと
を含む、
回転機械。
【請求項１６】
請求項１の回転機械において、
前記第一外形体組立体と関連付けられた前記作動体積は、前記ハブの一回転につき二回、体積が増加し減少する、
回転機械。
【請求項１７】
請求項５の回転機械において、
前記外形体部分組立体の振動運動は、前記外形体部分組立体と一体化された外形体歯車と相互噛合する静止歯車によって駆動される、
回転機械。
【請求項１８】
請求項１７の回転機械において、
前記静止歯車は、前記外形体歯車の二倍の数の歯を有する、
回転機械。
【請求項１９】
請求項１７の回転機械において、
各外形体部分組立体は、外形体歯車を一つだけ含む、
回転機械。
【請求項２０】
請求項１９の回転機械において、
すべての外形体歯車は、同一平面上にあり、各作動体積の同じ側に位置する、
回転機械。
【請求項２１】
請求項２０の回転機械において、
各外形体歯車は、外形体歯車シャフトの上に装着され、
更に、前記各外形体歯車を含む各シャフトは、低摩擦軸受の上に装着されている、
回転機械。
【請求項２２】
請求項２１の回転機械において、
各外形体歯車は、前記外形体部分組立体の揺動アーム部の端部に対して偏心したシャフトの上に装着されている、
回転機械。
【請求項２３】
請求項５の回転機械において、
前記機械の前記構成要素は、振動する前記外形体部分組立体と前記機械のあらゆる静止部品との間の衝突を防止するよう構成されている、
回転機械。
【請求項２４】
請求項１の回転機械において、
前記機械の前記構成要素は、２０：１、２５：１又は３０：１を超える圧縮比を提供するよう構成されている、
回転機械。
【請求項２５】
請求項１７の回転機械において、
各外形体部分組立体は、
前記外形体部分組立体の対向する端部の上に装着された二つの外形体歯車を含み、
各外形体歯車は、別々の静止歯車に係合するよう構成されている、
回転機械。
【請求項２６】
請求項１の回転機械において、
複数の浮動シールを更に含み、前記回転機械の作動中に前記作動体積から気体が損失するのを防止する、
回転機械。
【請求項２７】
請求項２の回転機械において、
前記外形体組立体の間に画定された二次作動体積を更に備える、
回転機械。
【請求項２８】
請求項２７の回転機械において、
前記作動体積は、少なくとも一つのシールによって前記二次作動体積から分離されている、
回転機械。
【請求項２９】
請求項２８の回転機械において、
作動体積を、各外形体組立体に対しえｔ画定でき、
第一及び第二作動体積の間に配置された少なくとも一つの二次作動体積が存在することにより、前記第一作動体積の気体が前記第二作動体積と直接連通できない、
回転機械。
【請求項３０】
請求項７の回転機械において、
浮動シールを含む前記外形体部分組立体のなかに配置されたシール・キャリア・リングを更に備え、これにより、気体の通過を防止する、
回転機械。
【請求項３１】
請求項７の回転機械において、
前記外形体部分組立体の前記振動運動は、カム板のなかに画定された静止カム軌道に乗って進む周回カム従動子によって駆動され、
前記軌道は、二つの面を有し、
各軌道面は、前記カム従動子の異なる面に接触するよう構成されている、
回転機械。
【請求項３２】
請求項３１の回転機械において、
前記カム従動子は、軸Ａに平行でそれを中心として周回する軸Ｂを中心として枢動する揺動アームに取り付けられている、
回転機械。
【請求項３３】
請求項３２の回転機械において、
複数のカム板が設けられ、
各カム板は、対応するカム従動子と嵌合している、
回転機械。
【請求項３４】
請求項１の回転機械において、
前記作動体積と流体連通した燃料噴射器及び点火プラグのうち少なくとも一つを更に備える、
回転機械。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
関連出願の相互参照
この特許出願は、米国仮特許出願第６２／１４６，９５８号（２０１５年４月１３日出願）による優先権の利益を主張している。この特許出願は、国際特許出願第ＰＣＴ／ＵＳ１４／５６３８３号（２０１４年９月１８日出願）に関係する。これは、今度は、米国仮特許出願第６１／８７９，６２８号（２０１３年９月１８日出願）による優先権の利益を主張している。この特許出願は、また、国際特許出願第ＰＣＴ／ＵＳ１３／３０６４９号（２０１３年３月１３日出願）に関係する。これは、今度は、米国仮特許出願第６１／６９７，４８１号（２０１２年９月６日出願）及び米国仮特許出願第６１／６１０，７８１号（２０１２年３月１４日出願）による優先権の利益を主張している。前述した各特許出願は、あらゆる目的のため、参照によりここに全体として組み入れられる。
【背景技術】
【０００２】
米国特許第６，７５８，１８８号（名称「連続トルク逆変位非対称ロータリエンジン」）は、その開示がここに参照により全体として組み入れられる。これは、逆変位非対称ロータリ（ＩＤＡＲ）エンジンを開示している。前記エンジンは、チャンバ内壁と、チャンバ外壁と、可動外形体とを含む。米国特許出願第１２／７３２，１６０号（２０１０年３月２５日出願）は、また、参照によりここに全体として組み入れられる。これは、米国特許第６，７５８，１８８号の実施形態に対して改良された実施形態を提示している。本開示は、これらの実施形態に勝る顕著な改良を提供する。これは、ここで記述されるとおりである。
【発明の概要】
【課題を解決するための手段】
【０００３】
開示される実施形態は、上で言及された特許及び特許出願において記述された実施形態を改良し追加する。いくつかの態様において、本開示は、以下の特徴を提供する。
【０００４】
いくつかの実装において、本開示は、混合気を燃焼させる回転機械を提供する。これは、化学エネルギーを解放し、回転シャフトにおいて利用可能な仕事を生成する。前記回転機械は、長円のような形状（又は他の好適な形状）を有する固定された筐体と、第一実施形態で示すとおり、偏心器や歯車を伴わない中心又は主シャフトとを含んでもよい。第二に、カム軌道及びカム従動子を伴うシャフトを中心として枢動する揺動するアームを使用して、第二実施形態の機能的動作を生成してもよい。第三に、歯車、偏心器及び接続棒を使用して、第三実施形態で示すとおり、その機能的動作を誘発してもよい。前記機械は、非常に小さな空間のなかで一回転につき三回の燃焼事象を提供してもよい。
【０００５】
この装置は、燃焼外形体構成要素を更に含む。これは、円筒面のなかで燃焼チャンバに対向する側部を有する。前記外形体は、中心又は主シャフトに取り付けられた中心回転可能ハブのすぐ近くにある。これは、前記外形体の曲面又は弧面に類似した適合する曲面又は弧面を有する。二つの大きい軸受（例えば、ボール式か油膜式）を設けて、前記中心又は主シャフト及びハブを含む回転組立体を支持してもよい。前記外形体の往復運動を、ローラ又はパッドによって案内してもよい。これは、油膜によって潤滑化されたカムリングと接触している。前記中心又は主シャフトから直接、動力取出しをしてもよい。燃焼サイクルは、火花点火式（「ＳＩ」）でもよいし、圧縮点火式（「ＣＩ」）でもよい。
【０００６】
吸入及び排出は、固定された筐体の上の弁なしポートを通して達成してもよい。補助チャンバを設けて、隣接する作動体積の相互汚染を防止してもよい。摩擦をもっと低くし、作動体積をもっとよく封止するには、カム外形及び「無摩擦」軸受を有する車輪を使用して、外形体の動きを制御してもよい。
【０００７】
本開示は、改良されたシステムを更に提供する。これは、火花点火用途のために用いられる点火プラグに高電圧エネルギーを伝導する。気体流のタイミングを制御するため、弁を取入及び排出流路のなかに設けてもよい。一体的な流体冷却通路を設けて、前記回転機械の温度を調節してもよい。回転流体継手を設けて、流体及び排出流を冷却してもよい。更に、改良された幾何学形状を提供して、油の消費を軽減する。
【０００８】
本開示は、回転機械を更に提供する。これは、内向連続曲面を画定する静止筐体と、前記静止筐体構成要素に取り付けられた前後側板と、中心軸Ａを画定する回転可能シャフトとを含む。前記シャフトは、第一端と第二端とを有する。前記シャフトは、その上に配置された第一ハブを有する。前記第一ハブは、前記回転可能シャフトに沿って間を空けて配された前後面の間に概して画定された体積を有する本体を有する。前記前後面は、半径方向軸Ｒに平行な平面のなかにある。前記前後面の周囲は、前記ハブに亘る少なくとも一つの凹面を画定する。これは、第一外形体組立体の少なくとも一部と摺動可能に嵌合するよう構成されている。前記第一ハブは、前記前後側板の間に軸方向に置かれている。前記機械は、第一外形体組立体を更に含む。これは、前記第一ハブの上に画定された前記凹面の上に少なくとも部分的に摺動可能に配置されている。前記第一外形体組立体は、対向する一対の外向前後面によって画定される。これは、凸形の内向及び外向面によって接続されている。前記外形体組立体の前記凸形の内向面は、前記第一ハブの前記少なくとも一つの凹面に面している。前記外形体の前記凸形の外向面と、前後側板と、前記静止筐体の前記内向連続曲面とが協働して、作動体積を形成する。前記回転可能シャフト及び第一ハブは、前記静止筐体及び前後側板に対して回転するよう構成されている。前記ハブ及び中心シャフトが回転すると、前記第一外形体組立体は、前記ハブの前記凹面のなかで振動する。前記中心シャフトが回転すると、前記外形体組立体の第一及び第二側端が、前記筐体構成要素の前記内向連続曲面に対して封止する。
【０００９】
必要なら、前記回転機械は、複数の外形体組立体を含んでもよい。これは、軸Ａを中心として互いから均一な間隔で配置されている。各外形体組立体は、軸Ｂを中心として振動するよう構成してもよい。これは、中心軸Ａに平行でそれから半径方向外側へ向けて配置されている。前記外形体の前記軸Ｂは、前記回転機械が作動しているとき、前記中心軸Ａを中心として周回する。
【００１０】
必要なら、前記回転機械は、複数の外形体組立体を含んでもよい。各外形体は、対応する軸Ｂと関連付けられている。各外形体は、部分組立体のなかへ組み入れられてもよい。これは、それぞれ対応する軸Ｂの周りで実質的に３６０度未満の角変位のなかで振動する。一実施形態において、前記回転機械は、三つ以上の外形体組立体を含んでもよい。前記外形体部分組立体の振動運動が、前記外形体部分組立体が前記中心軸Ａを中心として回転するのと組み合わされて、協働して、複合運動を形成してもよい。
【００１１】
必要なら、前記回転機械は、四サイクル内燃機関であってもよい。好ましくは、前記ハブが一回だけ３６０度回転して、前記機関の前記四サイクルを達成する。好ましくは、前記機械の構成要素が前記静止筐体のなかに位置し、その内部で移動する。好ましくは、前記静止筐体は、土台に付着している。これは、また、複数の軸受を支持している。これは、今度は、前記回転可能シャフトを前記軸Ａを中心として回転可能に支持している。好ましくは、前記内向連続曲面は、前記第一外形体組立体に取り付けられたシールに接触するよう構成されている。
【００１２】
前記内向連続曲面は、それを貫いて画定された複数のポートを含み、これにより、前記回転機械が作動すると、気体が前記ポートを通過できる。好ましくは、前記内向連続曲面は、それを貫く少なくとも一つの通路を含み、点火プラグ及び燃料噴射器のうち少なくとも一つを受容する。好ましくは、前記静止筐体は、回転可能シャフトがそれを貫いて通ることができる軸「Ａ」に対して垂直に向いた実質的に平行な二つの側板を含む。前記側板及び静止筐体のうち少なくとも一つは、加圧に耐えるよう構成されたシールと、潤滑剤及び冷却剤のうち少なくとも一つを輸送するためのチャネルとを含んでもよい。前記第一外形体組立体と関連付けられた前記作動体積は、好ましくは、前記ハブの一回転につき二回、体積が増加し減少する。
【００１３】
いくつかの実施形態において、前記外形体部分組立体の振動運動は、静止歯車によって駆動してもよい。これは、前記外形体部分組立体と一体化された外形体歯車と相互噛合する。前記静止歯車は、前記外形体歯車の二倍の数の歯を有してもよい。各外形体部分組立体は、必要なら、前記外形体歯車を一つだけ含んでもよく、あるいは、二つの外形体歯車を含んでもよい。ここで、一つの歯車は、前記外形体部分組立体の各端部で、前記エンジンのいずれかの側で取り付けられる。好ましくは、前記外形体歯車は、同一平面上にあり、各作動体積の同じ側に位置する。これは、各外形体部分組立体の上に設けた外形体歯車が一つであっても二つであってもよい。
【００１４】
好ましくは、各外形体歯車は、外形体歯車シャフトの上に装着する。前記各外形体歯車を含む各シャフトは、低摩擦軸受の上に装着する。各外形体歯車は、前記外形体部分組立体の揺動アーム部の端部に対して偏心したシャフトの上に装着してもよい。概して、前記回転機械の前記構成要素は、振動する前記外形体部分組立体と、前記機械のあらゆる静止部品との間の衝突を防止するよう構成されている。前記機械の前記構成要素は、２０：１、２５：１又は３０：１を超える圧縮比を提供するよう構成してもよい。各外形体歯車は、好ましくは、静止歯車と噛み合うよう構成する。前記回転機械は、複数の浮動シールを含み、前記回転機械の作動中に前記作動体積から気体が損失するのを防止する。
【００１５】
更なる態様にしたがって、前記回転機械は、前記外形体組立体の間に画定された二次作動体積を更に含んでもよい。前記作動体積は、前記二次作動体積から少なくとも一つのシールによって分離してもよい。作動体積を、各外形体組立体に対しえｔ画定してもよい。これにより、第一及び第二作動体積の間に配置された少なくとも一つの二次作動体積が存在することにより、第一作動体積の気体が第二作動体積と直接連通できない。前記回転機械は、浮動シールを含む前記外形体部分組立体のなかに配置されたシール・キャリア・リングを含み、これにより、気体の通過を防止してもよい。
【００１６】
更なる実施形態にしたがって、前記外形体部分組立体の振動運動は、カム板のなかに画定された静止カム軌道に乗って進む周回するカム従動子によって駆動してもよい。前記軌道は、二つの面を有する。各軌道面は、前記カム従動子の異なる面と接触するよう構成される。前記カム従動子は、揺動アームに取り付けてもよい。これは、軸Ａに平行でそれを中心として周回する軸Ｂを中心として枢動する。複数のカム板を設けてもよい。各カム板は、対応するカム従動子と嵌合する。ここに開示されるあらゆる実施形態には、前記作動体積と流体連通した燃料噴射器や点火プラグを設けてもよい。
【００１７】
理解されるべくは、上述の一般的な説明及び以下の詳細な説明が、ともに、例示的であり、ここに開示される実施形態の更なる説明を提供することを意図することである。
【００１８】
添付図面は、この明細書のなかに組み入れられ、その一部を構成する。これが含まれるのは、本開示の方法及びシステムを説明し、その更なる理解を提供するためである。説明と併せて、本図面は、開示される実施形態の原理を説明する役割を果たす。
【００１９】
説明に添付されるのは、開示される実施形態を図解する複数の画像である。これは、非限定的な例を表わしている。
【図面の簡単な説明】
【００２０】
【図１】本開示にしたがう回転機械の実施形態の等角図を示す。
【図２】図１の第一実施形態の分解図。
【図３】図１の第一実施形態の回転ハブ組立体の等角図。
【図４】図１の第一実施形態の外形体組立体の等角図。
【図４Ａ】図４の前記外形体組立体の等角分解図。
【図５】図１の第一実施形態の切欠端面図。
【図６−１３】すべての実施形態の燃焼サイクルの様々な部分を示す。
【図１４】図１の実施形態の更なる端部切欠図を示す。
【図１５】外形体及び軸受がその上に装着された中心シャフト及びハブの等角図。
【図１６】前記中心シャフト及びハブ並びに前記外形体のうちの一つの一部の等角図。
【図１７】潤滑通路の経路設定を示す図１の実施形態の切欠図。
【図１８】外形体及び軸受がその上に装着され筐体の下部（切欠図）のなかに据えられた前記中心シャフト及びハブの等角図。
【図１９】図１の実施形態の異なる構成要素の相対的配置を示すワイヤ・フレーム図。
【図２０】第二実施形態の分解図。
【図２１】第二実施形態の中心部分の分解図。
【図２２】第二実施形態の回転ハブ組立体の分解図。
【図２３】第二実施形態の外形体組立体の分解図。
【図２４】第二実施形態の揺動組立体及び機構の図。
【図２５】機械の側面図及び第二実施形態の二つの断面図。
【図２６】第三実施形態の分解図。
【図２７】第三実施形態の中心部分の分解図。
【図２８】第三実施形態の回転ハブ組立体の分解図。
【図２９】第三実施形態の外形体組立体の分解図。
【図３０】機械の側面図及び第三実施形態の３つの断面図。
【図３１】前記機械の側面図及び第三実施形態の１つの断面図。
【発明を実施するための形態】
【００２１】
図２を参照すると、構成要素が示されている。これは、開示される実施形態を形成する。加えて、座標系が示されている。これは、開示される実施形態を論じるために使用される。この座標系は円柱三次元系である。これは、軸方向（Ａ）、半径方向（Ｒ）及び円周方向（Ｃ）の軸からなる。図２で示すとおり、固定された筐体「中心部分」１は、固定された厚さを有し、その内部は、前記作動体積６の内側面のうちの一つに相当する。この中心部分１は、それにボルト締めされた後続部分によって保持されている。そのようなあらゆる部分は、装着特徴を有してもよい。これは、前記機械を支持構造に固定する。図１又は２で示す例については、前記装着部が部分５にある。
【００２２】
前記装置の中心から外へ進むと、前記静止中心部分１は、図２で示すとおり、平らで平行な両側部を有する。これは、別々の二つの前２Ａ及び後２Ｂの側板に嵌合されている。前記部品の機械的境界面は、前記接合部を気密にする特徴を有する。側板２Ａ及び２Ｂは、前記作動体積６の内側面の一部である。次に、前記側板２Ａ及び２Ｂに取り付けられているのは、前３Ａ及び後３Ｂのカムリングである。再び、これらのリングは、また、側板２Ａ又は２Ｂに対する気密シールを有する。最後に、ケース前囲い４及びケース後囲い５が、また、前記カムリング３Ａ及び３Ｂに、それぞれボルト締めされ、前記機械の囲いが完成する。
【００２３】
図２で示すとおり、前記前後のケース囲い４及び５に対して機械的に締結され又は一体化されているのは、ローラ式、ボール式又は油膜式の無摩擦軸受７Ａ及び７Ｂである。前記軸受は、回転可能シャフト８を支持する。
【００２４】
回転可能シャフト８は、固定された角変位でその上に装着され、前記シャフト８と同じ軸の上で回転する中心ハブ９を有する。これは、図３で示すとおりである。ハブ９は、厚さが中心部分１とほぼ同じか、それよりわずかに薄い。ハブ９は、側板２Ａ及び２Ｂの間に配置されている。これは、図２で示すとおりである。図３は、ハブ９が多数の凹形弧１０Ａ，Ｂ，Ｃ（三つ示されているが、もっと多くても少なくてもよいことが理解されよう）を有することを示す。これらの弧の中心に、空間における点１３が画定される。これは、前記ハブの回転の中心から著しく離れている。前記弧の中心のうちいずれか一つと、シャフト８及びハブ９の回転の中心との間を結ぶ線は、回転の軸（Ａ）から放射状（Ｒ）である。
【００２５】
ハブ９の前記凹形弧は、前記Ａ軸方向にほぼ押し出されて、図３の不完全な円筒面１１Ａ，Ｂ，Ｃを形成する。これらの円筒の中心を、それぞれ線１４として示す。前記面１１は、耐荷重で摺動する面を許容し、油の供給及び保持を提供し、熱膨張及び収縮を補償し、高負荷耐久摩耗面を提供し、気体の流れを制限する特徴を有してもよい。
【００２６】
前記外形体組立体２０は、図４及び４Ａで示すとおり、外形体２１と、四つの軌道ローラ２２Ａ，Ｂ，Ｃ，Ｄと、二つの軌道ローラ支持ヨーク２３Ａ及び２３Ｂと、以下で論じる様々な封止部品とを含む。前記外形体２１は、凸形弧と、不完全な円筒面２４とによって記述される。これは、前記作動体積面の正反対に配置されている。前記凸形弧面２４は、半径が、前記ハブのなかの前記凹形弧面１１とほぼ同じか、わずかに小さい。前記弧面２４の中心は、図３における線１４とほとんど一致するとみなし得る。面２４は、耐荷重で摺動する面を許容し、油の供給及び保持を提供し、熱膨張及び収縮を補償し、高負荷耐久摩耗面を提供し、気体の流れを制限する特徴を有する。
【００２７】
図５における部品は、前記外形体組立体２０の動きを作動させる。前記外形体組立体２０は、外形体２１の前記円筒面２４を有する。これは、ハブ９の前記嵌合面１１に近接し又は触れている。この接続により、前記外形体組立体２０は、図５で見えるとおりの平面のなかで、仮想中心軸Ｂを中心として枢動し又は振動できる。これは、図３で示す線１４で表される。面２４、中心線は、ハブ９の軸Ｂ、線１４に同軸に移動する。摩擦を減少させるために、弧面のそのような境界面は、図３の一対の特別なパッド２６Ａ，２６Ｂに結合してもよい。これは、前記外形体２１に対して押し付けられる。あるいは、加圧された油システム又は低摩擦ローラによって絶えず補充される油膜によって、そのような低摩擦を得てもよい。前記外形体組立体は、外形体運動制御ローラ２２Ａ，Ｂ，Ｃ，Ｄを含む。これは、支持ヨーク２３Ａ，２３Ｂにピンその他の装置で取り付けられている。支持ヨーク２３Ａ，２３Ｂは、図４Ａに示すとおりの締結具によって外形体２１に取り付けられている。ローラの面２２の位置及び半径は、後で記述する封止システムの移動を最小化するよう選択される。この形状は、前記平らな面から真っ直ぐ見ると、よくある幾何学的形状であってもよいし、そうでなくてもよい。前記ハブ９が、前記外形体組立体２０を運搬しながら、不規則な周回軌道を描いて、回転の中心「Ａ」の周りを回転すると、前記円筒面及び１１及び２４が相互作用するとともに、前記ローラ２２が前記カム面に接触して、前記ハブ９の基準点１３に対して時計回り及び反時計回り方向で振動が起きる。
【００２８】
シャフト８及びハブ９が、軸Ａを中心として回転し、パッド２６Ａ，Ｂが面２４と接触しながら、外形体組立体２０が振動すると、中心部分１及び閉じ込め側板２Ａ，２Ｂが可変作動体積６を形成する。６の体積は、一回転につき二回ずつ、反復的に増加しその後減少する。作動体積がこのように変化することにより、４ストローク内燃機関の必要なストロークが発生する。
【００２９】
ローラ２２は、また、内部カムリング３Ａ，３Ｂ面と相互作用し、これにより、求心力に抵抗し、アペックスシール３０Ａ，３０Ｂが、それを保持しているスロットのなかで移動するのを最小化する。
【００３０】
外形体組立体２０の前記外形体２１は、前記中心筐体１の厚さよりわずかに薄い。これは、摩耗を助長しない材料でできていてもよい。外形体２１は、アルミニウムその他の軽量材料から作ってもよく、鋳鉄又は鍛鋼から作ってもよい。封止されるべき間隙が、前記外形体２１と、隣接する前記側板２Ａ，２Ｂとの間に画定される。この間隙を埋めて前記作動体積のなかに気体を保つため、浮動側部シール３１Ａ，Ｂ，Ｃ，Ｄ（図４Ａ）を、前記外形体２１の対向する平らな面に埋め込む。前記側部シール３１Ａ，Ｂ，Ｃ，Ｄは、予圧波状ばね３４Ａ、Ｂ、Ｃ、Ｄの頂上にある。
【００３１】
気体が外形体８の頂点（図４Ａ）から漏れるのを防止するため、図４Ａの浮動シール３０Ａ，３０Ｂを、外形体本体２１のなかで、横断し軸方向に延在し適合するスロットのなかへ挿入する。前記シール３０Ａ，Ｂ及び適合するチャネルは、上部を越えたり３０Ａ，Ｂの周りに回り込んだりする漏れを最小化しつつ、それでも前記浮動シールが移動できるよう、寸法決めする。
【００３２】
予圧ばね３６Ａ，３６Ｂ（図４Ａ）は、アペックスシール３０Ａ，３０Ｂの公称シール接触力を維持する。シール接触力を高めるため、作動体積６のなかの内部気体圧力によって、シールにかかる負荷の不均衡を生成し、これにより、３０Ａ，３０Ｂにおけるシール接触力が、前記作動体積６の内部圧力に比例して増加する。
【００３３】
予圧ばね３６Ａ，３６Ｂは、更にまた、３０Ａ，３０Ｂの接触点における動き及び摩耗の差を矯正するのを支援する。
【００３４】
更に封止を高めるため、角シール３７Ａ，Ｂ，Ｃ，Ｄ（それぞれが、対応する一つの予圧ばね３８Ａ，Ｂ，Ｃ，Ｄを含む）を、適合するポケットのなかに設置する。
【００３５】
図２の追加的な二つのリング状シール４０Ａ，４０Ｂは、例えば、金属、ゴム又は複合材料で作られ、側板２Ａ，２Ｂとハブ９との間に置かれて、燃焼領域のなかへの油漏れ、及び、油処理領域のなかへの燃焼気体を最小化する。予圧ばねをこの封止リングの後ろに置いて、その性能を改良してもよい。
【００３６】
図１，２は、エンジンの静止部品のなかへ組み入れられた特徴を示す。これは、点火プラグ５０Ａ又はディーゼル燃料噴射器５０Ｂ（必要に応じて）と、液体冷却入口５１Ａと、液体冷却出口５１Ｂと、内部液体冷却通路５２と、混合気入口通路５３と、排気通路５９と、油入口穴５５と、ケース通気穴５６Ａと、排油出力５６Ｂとを含む。磁気又はホール効果の位置センサを５７に置いて、トーンホイール５８の歯の通路を検出する磁気手段により、回転シャフトの角速度及び位置を検出する。このセンサの電気出力は、必要だが不図示の電子点火回路に取り付けられる。これは、点火プラグを点火させる。
【００３７】
不図示だが前記機械の一部を形成し得る他の付属品には、例えば、ディーゼル又はガソリン噴射のための高圧燃料ポンプ、油を再循環させるための油ポンプ、油圧調整器、油フィルタ、油冷却器、油を回転シャフト８のなかへ送るための油結合器、水ポンプ、水放熱器、サーモスタット、膨張タンク、その他の近代的内燃機関によくある装置がある。
【００３８】
図５は、補助可変体積７０Ａ，Ｂ，Ｃを示す。これは、複数の外形体組立体２０とともに構成されたとき、一次作動体積６の間に置かれる。この体積を使用して、隣接する作動体積を相互汚染その他の悪影響から分離し、前記作動体積６のなかの燃焼を効率化する。前記補助体積は、追加的なアペックスシール及び予圧ばねを使用することにより封じ込めて、あらゆる加圧された気体が前記エンジンの他の部分のなかへ漏れるのを防いでもよい。この補助体積のポンプ損失を最小化するため、前記体積を通路で互いに相互接続してもよい。そのような接続は、７５Ａ，Ｂ，Ｃとして示される。あるいは、補助体積ポンプ作用を他の目的のために使用してもよい。
【００３９】
火花点火式内燃機関として使用する場合、気化器又は燃料噴射器及び絞り板（不図示）が、適切な空気燃料混合物を生成し、図６の取入通路５３に配管される。５３は、中心筐体１の内部面にあるポートに通じている。前記空気及び燃料は、前記ポートから出て前記作動体積に入る。前記外形体組立体２０が回って、前記作動体積６が前記取入ポートを通過したとき、前記空気燃料混合物を前記作動体積６のなかへ吸い込む。これは、図７で示すとおりである。
【００４０】
前記外形体組立体２０が引き続き前記シャフト８の中心の周りを周回すると、図８で示すとおり、混合気が圧縮し始める。６の最小体積点（図９で示す）又はその近くで、一つ以上の点火プラグ５０を、適切な回路からの高電圧電気によって電気的に点火する。そのような点火によって、前記空気燃料混合物が燃え始め、それに続いて、前記作動体積６のなかで気体が膨張し始める。この気体が外形体２１を押し、前記機構によって、図１０のとおり、ハブ９そしてシャフト８に対する回転作用が発生する。
【００４１】
利用可能な燃焼作用が尽きたのち、前記外形体は、図１１で示す位置にある。前記下部ポートは、排気の役割が与えられ、図１の開口部５９に通じている。図１は、排出ストロークの始まりを示す。ここでは、作動体積６が排出通路に接続する。作動体積６を低下させることによって、使用済み気体をこのポートから押し出す。排気は、その後、排出管に接続された通路５９から出てくる。
【００４２】
前記外形体組立体２０は、入口通路５３が前記作動体積のなかへ接続するまで周りを周回し続け、前記燃焼サイクルを繰り返す。
【００４３】
図５で示すとおり、三つの外形体組立体を使用する場合、全部で三つの完全な燃焼サイクルを一つの回転において実施する。前記エンジンを圧縮点火（ディーゼル）用に構成する場合、前記点火プラグを高圧ディーゼル燃料噴射器５０Ｂによって置き換える。そのような燃料噴射器は、時限ディーゼルポンプ又は電子式「コモン」レール圧力システムから高圧燃料を供給される。取入、圧縮、動力及び排出ストロークは、火花点火式と同様に作用する。しかし、取入ストロークの空気部のなかには、燃料が含まれない。ピーク圧縮点又はその近くで、シャフト８の回転位置に結び付けれた特別にタイミング調整された機械式ディーゼルポンプが高圧燃料パルスを放出する。これは、中心筐体の外部に位置する特別な噴射器に配管されている。そのような高圧パルスによって、前記燃料噴射器５０Ｂが、前記作動体積のなかの圧縮空気のなかへ直接、高い割合で、燃料を素早く解放し（「飛び出し」）放出する。これにより、燃料が自発的に自己点火し、化学エネルギーが解放される。これに、有用な仕事が回収される。
【００４４】
その代わりとして、近代的な電子モジュールが、図２で示すセンサ５７によってトーンホイール５６を「読み取り」、正確な開始時刻及び持続期間を計算して、電気的に作動する噴射器に通電し、これにより、高い割合の燃料噴射を生成する。前記計算は、例えば、絞り位置（負荷需要）、温度、取入圧力、排出汚染制御など他のセンサ入力に基づく。そのようなシステムは、「コモンレール」と呼ばれる。共通の燃料レールのなかに所望の超高圧で絶えず保持された燃料を取得するからである。
【００４５】
本実施形態は、そのような三つの外形体組立体２０を示す。これは、シャフト８の周りを周回する。したがって、３三つの完全な燃焼サイクルが一回転のなかで実施される。火花点火式か圧縮点火式かにかかわらず、三つの燃焼サイクルがシャフト一回転のなかで発生する。
【００４６】
前記カム外形の形状及びポートの位置は、前記エンジンサイクルに亘る作動体積の変動を修正して、前記取入ストローク最大体積よりも大きい動力ストローク最大体積を呈するよう選択してもよい。取入ポート５４の長さ及び閉鎖点は、取入ストローク体積がもっと小さい振りをするよう修正してもよい。膨張体積が取入体積よりも大きい場合は、「アトキンソン・サイクル」と呼ばれる。膨張体積の取入体積に対する比は、アトキンソン比として知られている。比が１．０より著しく大きければ大きいほど、燃焼エンジンの燃料効率が高くなり得る。本発明の特定の幾何学形状の詳細は、アトキンソン比が１．０をはるかに超えるまで増大するよう、容易に修正できる。
【００４７】
燃料の燃焼がかなりの熱を生じるので、液体冷却通路５２を、図１で示す中心筐体のなかへ組み入れる。
【００４８】
エンジンのなかで摩擦面を潤滑できるようにするため、加圧された油を、油入口穴５５のなかへ送り込み、その後、シャフト８の内部及び前記ハブ９のなかへ解放する。油を戦略的な場所に送って、摩擦を減少し、部品を冷却する。油は、その後、１１−２４の弧面境界面を通って運ばれ、その後、外形体２１の内部の通路のなかへ流れ込む。油は、外形体２１を通って循環して、熱を拾い上げ、外形体２１から外へ熱を輸送する。前記外形体２１を通ったのち、前記支持ヨーク２３Ａ又は２３Ｂのなかの穴のなかへ入り、その後、前記ローラ及びカムリングを含むギャレーのなかへ出て行く。
【００４９】
作動体積６の表面を更に冷却するため、チャネルを、側板２Ａ，２Ｂに、作動体積から対向する側のなかへ形成する。これにより、潤滑油が前記側板から過剰な熱をもっと効率的に除去できる。その代わりとして、閉じた通路を、前記側板２Ａ，２Ｂのなかへ作ってもよい。これにより、前記筐体部分の周囲における液体が、この側板のもっと熱い内部を横断でき、熱を除去できる。
【００５０】
油は、ローラ・ギャレーに入ると、前後に配置された穴５６Ｂで集められる。適切な配管又は必須の通路が、この油を保持容器（不図示）に導く。その後、前記油を、必要な圧力まで吸い上げ、濾過し、冷却し、入口穴５５で前記エンジンに戻して再循環する。
【００５１】
図６〜１３は、図１の実施形態を使用した例示的な燃焼サイクルの様々な段階を示す。図６は、一実施形態を示し、一つの外形体が燃焼サイクルの始めに０度で三時の位置にある。前記筐体を貫く前記取入ポートは、前記外形体の上端部の方へ向いている。これに対し、前記筐体を貫く前記排出ポートは、前記外形体の下端部の方へ向いている。図７は、前記主シャフト及び外形体が４５度更に時計回りに回転したことを示す。これは、前記サイクルの取入部を表す。ここでは、燃料空気混合物（内燃機関の場合）を作動体積のなかへ取り込む。これは、前記外形体の前記凸形外面と前記筐体の前記内向凹形側壁とによって画定される。図８は、更に４５°反時計回りに回転したことを示す。これは、前記サイクルの下死点（「ＢＤＣ」）部を表す。この時点で、前記作動体積は、前記取入経路から流体的に隔離される。反時計回りの回転が更に４５°続いて、図９における合計１３５°になると、前記ストロークの前記圧縮部が始まる。ここでは、前記作動体積が減少して、前記混合気を圧縮する。図１０は、更に４５°反時計回りに移動したことを示す。これにより、前記サイクルの上死点（「ＴＤＣ」）部で前記圧縮が最大となる。この時点で、点火プラグによって、又は、前記混合気の圧縮のみによって（例えばディーゼルサイクル）、前記燃焼事象が開始される。図１１は、更に４５°回転し、前記サイクル全体で２２５°になったことを示す。これは、前記サイクルの膨張部を示す。これは、前記外形体の前記外面と前記筐体の前記内面との間の前記作動体積の拡大と同時に起こる。図１２は、前記主シャフトがまだ更に４５°反時計回りに回転して、更なるＢＤＣ位置になったことを示す。これに対し、図１３は、前記サイクルの前記排出位置を示す。ここでは、前記作動気体が前記エンジンから脱出できる。
【００５２】
図１４は、図１の実施形態の断面である。三つの前記外形体それぞれの上のシールの位置を示す。これは、前記装置の作動中、三つの作動体積を画定する。図１５は、前記中心シャフト及び軸受を示し、その上に前記ハブが装着され、三つの外形体が前記ハブの上に装着されている。図１６は、ハブ／外形体境界面の分解図を示す。
【００５３】
図１７は、前記ハブ及び前記外形体を貫く潤滑通路を示す。図示したとおり、油その他の潤滑剤は、前記主シャフトに沿って軸方向に送られ、そこで分割されて、前記ハブの各アームのなかへ延びる流路のなかへ入る。前記ハブの各アームの端部へ向けて、前記流れは、再び分かれ、少なくとも二つのポートを提供する。これは、各外形体と前記ハブとの間の前記境界面を潤滑化する。追加的な通路を各外形体のなかに設けて、前記潤滑剤を吸い上げ、前記外形体を通過させ、出口ポートを通して前記エンジン筐体のなかへ出し、ここで、拾い上げて再利用できる。図１８は、前記エンジンの等角図であり、前記筐体の上半分を切り取って、前記中心ハブの上に装着された前記外形体を見せている。図１９は、すべてのエンジン構成要素が組み立てられた状態にあるワイヤ・フレーム図である。
【００５４】
開示される回転機械の第二実施形態が図２０〜２５に見られる。機能的動作及び燃焼チャンバの全体動作は、上の実施形態と同様である。しかし、その動きは、歯車と、接続棒と、揺動アームと、円板とで作り出される。
【００５５】
図２０は、静止中心組立体と、三つの外形体組立体と、ハブ組立体との分解図を示す。
【００５６】
前記中心組立体は静止している。図２０では、組み立てられた状態で示されている。図２１では、分解図のなかに示されている。基部１００は、土台を形成している。これに、二つの主軸受支持部１０４が、基部１００に装着され、又は、その一部である。各軸受支持部のなかには、低摩擦軸受１０７と、油シール１０８とがある。前記基部の中間付近には、中心部分１０１が装着されている。前記中心部分１０１の内面は、前記燃焼チャンバの外面を形成する。前記燃焼チャンバの側部を包んでいるのは、側板１０２Ａ，Ｂである。そのような各側板は、前記燃焼チャンバに面した内面と、反対側の外面とを有する。各側板は、形状において概して環状であるが、その外周の上で長円のような形状によって画定され、それを貫き内径を有する円形（又は他の形状）の開口部を画定する。側板１０２Ａ，１０２Ｂは、互いに鏡像である。各側板は、内向凹領域又は縁を含む。これは、前記板を貫く前記開口部の周りに画定され、図２２で示す部材１１４を受容するよう構成されている。
【００５７】
圧縮点火のためには、燃料噴射器１０５を設置し、燃料を燃焼チャンバのなかへ噴霧する。実施形態が火花点火式である場合は、点火プラグを同様に設置してもよい。
【００５８】
この第二実施形態において、一つ又は二つの静止歯車１０３を、主軸受及び回転軸「Ａ」と同心になるよう装着する。この歯車は動かないが、以下の動く部品に正確に合わせられている。
【００５９】
図２２は、第二実施形態の回転ハブ組立体を示す。この組立体のすべての部品は、図２１の前記軸「Ａ」及び軸受１０７の中心線に同心に回転する。前記中心ハブ１０９は、円板１０６Ａ，１０６Ｂに取り付けられ、又は、同一のなかの一つである。円板１０６Ｂは、実質的に円板１０６Ａの鏡像である。回転円板１０６Ａ，Ｂの中心で、シャフトが突出している。これは、回転軸受面又は内輪１１１を支え、図２１の軸受１０７を収容する。そのような組合せ１１１／１０７は、強制油静圧式又は無摩擦転がり要素式の軸受であってもよい。
【００６０】
第二実施形態では、円板１０６Ａ，Ｂを、軸受内輪１１１を収容する突出部を有するものとして示しているが、部品１０６Ａ，Ｂ及び１０９を変更して、図２，３で示すとおり、中心シャフト８を有するようにしてもよい。
【００６１】
各円板１０６Ａ，Ｂは、好ましくは、以下の特徴を含む。三つの軸受１１２が各円板に嵌入され、合計六つの軸受となる。これは、軸Ａを中心として均一に分散している（１２０度間隔）。その中心線は、図２３〜２４で示す軸Ｂと同軸である。前記シャフト１１３は、また、各円板１０６に嵌入され、又は、その一部である。これは、１１２と同じく、前記回転軸を中心として均一に間隔を空けて配され、その中心線は、軸Ｂに平行である。円板１０６は、また、油通路その他の油潤滑及び冷却のために必要な流体流を支持する特徴を含んでもよい。
【００６２】
気体が、前記機械の内部と、油又は環境空気を含み得る外空洞までの間で行ったり来たりするのを防止するため、側部支持リング１１４が、内向弧状シール１１５と外向弧状シール１１６とを保持する。前記支持リング及びシールは、前記ハブを含む前記組立体とともに回転する。
【００６３】
第一実施形態における図４，４Ａの部品は、図２３，２４における部品で置き換える。図２３は、外形体１２４を示す。分かりやすくするため、図４Ａの前記封止システムは、図２３，２４から省略しているが、実際の使用では、存在している。図４Ａの部品２３Ａ，Ｂは、図２３で示すとおり、揺動アーム１２３Ａ，１２３Ｂで置き換える。前記揺動アーム１２３Ａ，Ｂは、図４Ａのとおり直接的な締結具によって、又は、横材１２２を通して間接的に、外形体１２４に取り付ける。横材１２２は、燃焼負荷に耐えることが求められるため、前記外形体よりも実質的に強くなるよう工夫されている。揺動アーム１２３Ａ，Ｂは、前記アームのなかの穴のなかへ挿入された軸受、油圧又は無摩擦の要素１２５を有する。これは、外形体１２４、取り付けポイントに対して前記アームの反対側にある。この軸受が回転軸「Ｂ」を作り出す。これに中心として、図２３の前記組立体全体が枢動できる。この枢動「Ｂ」軸は、先に引用された「Ｂ」軸と同心である。各揺動アーム１２３は、それに取り付けられ又はその一部であるピン１２６を有する。前記ポイントには、接続棒が取り付けられ、前記揺動組立体を枢動振動作用させる。図２３の外形体組立体は、前記側板１０２Ａ，Ｂの中心穴を通る。
【００６４】
図２４は、図２３からの前記部品を含み、各揺動アームピン１２６が軸受１３２を通ることを示す。これは、接続棒１３１の一方の端部に位置する。この組立体は、前にあり、後ろでも反復される。
【００６５】
図２２の各軸受１１２を通るのは、それぞれ一つのクランクシャフト１２２である。この実施形態では全部で六つである。各クランクシャフト１２２の端部は、図２４のオフセットピン１２１を有する。すべてのクランクオフセットピン１２１は、それを覆う軸受１３３を有する。軸受１３３は、接続棒１３１の端部のなかへ装着されている。これは、軸受１３２から反対側にある。歯車１２７がクランクシャフト１２２に付着している。これは、クランクシャフト１２２を回転させる。図２４の前記組立体のうち三つは、図２２の前記ハブ組立体のなかへ装着されている。完全に組み立てられた状態として図２５で示す。三つの揺動組立体は、それぞれ、外形体と、横材と、揺動アームと、一つ又は二つの接続棒−クランクの組と、すべての支持部品とを含み、図２５で示すとおり、前記ハブ組立体の回転軸「Ａ」の周りを周回する。各揺動組立体の前記揺動アーム１２３は、軸Ｂを中心として枢動し、接続棒１３１は、ピン１２１を中心として振動する。
【００６６】
図２５、断面Ｂ−Ｂは、どのようにクランク歯車１２７が静止歯車１０３を中心として周回するかを示す。ハブ組立体及び３つの揺動組立体が軸「Ａ」を中心として回転すると、各クランクシャフトがハブ組立体のなかで相対的に回転する。
【００６７】
図２５の断面Ａ−Ａは、各クランクシャフト・オフセットピン１２１が軸受１３３によって接続棒１３１に取り付けられていることを示す。この断面Ａ−Ａ図で示すすべての部品は、円板１０６が回転すると、前記機械の軸「Ａ」を中心として周回する。クランクシャフト１２２が回転すると、オフセットピン１２１によって、前記接続棒１３１が弓形振動運動する。この動きによって、前記揺動アームのピン１２６が移動する。したがって、揺動アーム１２３Ａは、１２３Ｂと調和して、前記外形体を移動させ、軸Ｂを中心として弓形揺動運動させる。この設計は、断面Ａ−Ａに示すとおり、３回反復されている。したがって、第一実施形態で記述したの同様の運動が得られる。
【００６８】
１２７の１０３に対するギヤ比は、図示した実施形態において２：１に設定されている。したがって、外形体１２４は、前記ハブ組立体に対して、前記ハブ組立体の一回転につき二度揺動する。静止点から見ると、外形体１２４は、複雑な動きで揺動し周回できる。したがって、中心リング１０１の内側形状を慎重に設計すれば、前記燃焼チャンバ作動体積を、前記外形体の運動によって作り出し、前記移動機構のすべての部品（歯車、シール及び軸受を除く）は、前記静止部品と接触しない。精密公差が最小の燃焼体積で維持され、アペックスシールの移動が減少し、摩擦が低い。
【００６９】
前記駆動組立体のうちの一つ（二つではない）を取り除くことが可能であり、それでも、前記機能的動作を生成できる。すなわち、クランク構成要素及び接続棒の組を一つだけ、前記エンジンの一方の側で使用してもよい。しかしながら、記述したクランクシャフト及び接続棒の組を一つだけ、エンジンの一方の側（前又は後）だけで使用すると、不均衡な力によって、前記外形体は、その回転の理想平面を通って回転するとき、ねじれる。ねじれを低減するためには、クランクシャフト及び接続棒の前記機構を二重にして、前記エンジンの前後両方に設ける。図２２の前記ハブ組立体全体は、その回転平面においてよく均衡し、高いＲＰＭで回っても震動が最小限になる。
【００７０】
図２６〜３１で示す本発明の第三実施形態は、前記歯車駆動及び接続棒システムを、もっと単純だが摩擦が大きくなり得る機構で置き換える。これは、フォーク形揺動アームと、複雑なカム外形と、硬いカム従動子とからなる。
【００７１】
図２６は、図２０と同様の機械を示す。前記中心組立体は、先の実施形態の場合と同様、静止している。ハブ組立体及び三つの揺動組立体が、やはり、存在している。図２６は、また、前後カバーを示す。これは、すべての実施形態が有する。
【００７２】
図２７の前記中心組立体は、中心部分２０１に取り付けられた基部土台２００と、追加された軸受支持部２０４とを有する。同様の軸受２０７及びシール２０８が、また、前記軸受支持部のなかに存在し、図２８の前記回転ハブ組立体を保持する。側板２０２Ａ，２０２Ｂは、他の実施形態におけるのを同様、燃焼体積側部を含む。燃料噴射器２０５が（圧縮点火の場合）、前記中心部分のなかへ挿入されている。あるいは、点火プラグが、火花点火式エンジンの場合は使用される。
【００７３】
しかしながら、静止歯車は存在しない。その代わり、カムリング２１０Ａ，２１０Ｂが図２０１で示される。２１０Ａ，２１０Ｂは、実質的に鏡像である。前記カム軌道外形は、カムリングのなかへスロットとして設計されている。ここで、前記スロットの外面が一つの経路であり、内面がもう一つの経路である。前記カムリングは、前記中心部分に取り付けられ、概して、硬化鋼やセラミックスなど硬質耐摩耗性材料でできている。
【００７４】
図２８は、第三実施形態の回転ハブ組立体を示す。中心ハブ部品２０９は、ここにおいて上に開示したもののもう一つの変形形態である。この場合において、他の実施形態でも使用できるとおり、前記ハブの端部を延ばして、二つの軸受面２１１を生成し、又は、支持する。このとき、円板２０６Ａ，２０６Ｂは、中心に穴を有し、軸受面２１１上に嵌合され、前記中心ハブ２０９に締結されている。
【００７５】
円板２０６Ａ及び２０６Ｂは、それに取り付けられ又はその一部である、３対合計６個のシャフト２１３を有する。先の実施形態で記述したとおり、軸Ｂは、２１３シャフト対の中心を通って配置されている。シール・キャリア・リング２１４が、また、前記ハブの両側に存在している。同様のシール１１５，１１６（不図示）を、図２２で示すとおり使用するが、前記リング２１４のなかへ挿入する。前記エンジンの動力取出部を、図２８で示す２１９フランジ面に取り付ける。
【００７６】
第三実施形態は、図２６で示し、図２９で詳細に見られるとお、同一の揺動外形体組立体を三つ有する。外形体２２４は、図２０３において横材２２２に取り付けられている。任意に、横材２２２の機能を外形体２２４のなかへ組み入れて、図４Ａで示すとおり、二つの部品を一つに併合してもよい。揺動アーム２２３Ａ，２２３Ｂを、横材２２２に、又は、直接２２４に取り付ける。アーム２２３Ａは、２２３Ｂの鏡である。各揺動アーム２２３において、前記外形体／横材に対する取付部から反対側に、軸受２２５を置く穴がある。この軸受の対の回転中心線は、回転軸Ｂを形成する。
【００７７】
各揺動アーム２２３は、回転軸Ｂから外へ延びる構造の枝を伴う形である。ここに、カム従動子装置２２６が取り付けられる。装置２２６は、かなり硬い鋼その他の摩耗に耐えられる材料から作成される。２２６は、単純な摩耗パッドとして示されているが、図４で示すとおり、一つ以上のローラ２２を含んでもよい。このパッド又はローラに接する双方向の力によって、前記外形体組立体全体が、軸Ｂを中心として双方向に枢動する。
【００７８】
図３０は、完全に組み立てられた第三実施形態の断面を示す。図３０、断面Ｂ−Ｂは、紙面に垂直な前記機械の主回転軸「Ａ」を示す。円板２０６は、軸「Ａ」を中心として回り、三つのシャフト２１３を有する。これは、軸「Ａ」を中心として周回する。このシャフトに同心なのは、図２９の軸受２２５であり、同じ回転軸Ｂを有する。前記外形体組立体は、図３０の断面Ｃ−Ｃで示すとおり、更に二回反復される。これにより、間を空けて配された三つの回転軸「Ｂ」が生じる。これは、軸「Ａ」を中心として周回する。図２９の前記外形体組立体は、前記側板２０２Ａ，Ｂの前記中心穴を通る。
【００７９】
前記外形体組立体の振動揺動及び回転運動は、前記移動カム従動子２２６と静止カムリング２１０Ａ，２１０Ｂとの相互作用によって生成される。前記揺動アーム、カム従動子及びカム軌道機構は、前及び後側で反復され、外形体２２４でのねじれ力を減少させる。前記カム従動子２２６及び前記カム軌道２１０は、二つの対向する作動面を有する。これは、図３０、断面Ｄ−Ｄで言及するとおり、前記カム軌道を画定する。前記揺動アームの動きが一つの方向に揺動する必要があるとき、カム従動子面２２６Ｃがカム軌道面２１０Ｃに接触する。前記揺動アームが他の方向に揺動しなければならないとき、カム従動子面２２６Ｄが面２１０Ｄに接触する。
【００８０】
カム従動子接触面２２６Ｃ，Ｄ及びカム軌道面２１０Ｃ，Ｄの両方の形状は、外形体１２４が、前記ハブ組立体に対して、前記ハブ組立体の一回転につき二回揺動するよう工夫されている。静止点から見ると、外形体１２４は軸Ｂを中心として揺動し、軸Ａを周回して、これにより、複雑又は任意だが反復する動きをする。したがって、中心リング２０１の内側形状を慎重に設計して、前記外形体２２４の移動外向面に合わせれば、前記燃焼チャンバ作動体積を作り出し、前記移動機構のすべての部品（カム、シール及び軸受を除く）は、静止部品と接触しない。精密公差が最小の燃焼体積で維持され、アペックスシールの移動が減少し、摩擦が低い。
【００８１】
図３１は、図５と同様だが、９０度回転した前記機械を示す。これは、すべての実施形態に当てはまる。前記ハブ組立体が軸「Ａ」を中心として時計回りに回転すると、流入する外気が前記エンジンに入り、前記作動体積チャンバ６のなかへ取入ポート「Ｉ」を通って入る。外形体２２４の後縁が前記取入ポート「Ｉ」領域を離れたのち、図３０の空間「Ｃｏ」で指示するとおり、空気装填が圧縮される。前記ハブ２０９が更に回転し、前記空気装填が非常に圧縮されると、燃料噴射器２０５が、外部手段によって、最適な時間又は角度、割合及び期間で作動する。これは、上で記述したとおりのシステムを使用する。高速燃料と圧縮空気との相互作用により、自己点火が生じ、それに続いて、図２８の前記ハブ組立体動力取出フランジ２１９を通して動力出力が生成される。使用済み気体は、膨張し、その後、前記作動体積が位置「Ｅｘ」で減少すると、押し出される。気体は、ポート「Ｅ」を通って前記排出口から前記エンジンを離れる。
【００８２】
ここにおける本開示は、その特定の好ましい実施形態を参照して記述された。しかし、理解されるべくは、これらの実施形態が本開示の原理及び適用の単なる例示であることである。したがって、本開示の趣旨及び範囲から逸脱することなく、これらの実施形態を修正してもよいし、他の配置構成を工夫してもよい。例えば、三つの外形体組立体が図示され好ましいが、その代わり、四つ以上の外形体組立体を使用してもよい。それに応じてエンジンの残りの構成要素を調整してもよい。
【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４Ａ】
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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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【国際調査報告】
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