JPH11505003A - 滑動可能なベーンサポートを備えたロータリ装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 環状の外壁（４０）と二つの側壁（３６，３８）により限界された内室（３４）を備えたステータ（１６）を包含するアキシャルベーン型ロータリ装置。各側壁は、環状のカム面（４２，４４）を有する。ロータ（５４）が内室（３４）内に回転可能に装架されている。ロータ（５４）は、環状の外壁（６６）と、これを貫いて延びる複数の角度的に間隔を隔てた軸線方向に延びるスロット（６４）とを有する。ベーン（６８）が、各スロット（６４）内に滑動可能に収容されている。ベーン（６８）は、軸線方向に往復動し、ロータが回転するにつれ、隣接するベーンとカム面との間の空間を交互に膨張させたり圧縮したりする。カム面は、第１の部分（９２）と第２の部分（９０）とを交互に有する。第２の部分は、第１の部分よりもロータから遠くにある。一つのカム面の第１の部分は、もう一つのカム面の第２の部分に整合している。スロットは、ロータ上を半径方向外方に、環状の外壁へと延びている。各ベーンの外側の端縁部は、ステータの環状の外側の端縁部に滑動的に係合している。各ベーンは、一つのスロット（６４）の拡大外部部分（６５）内に滑動可能に収容された拡大外部部分（７５）を有する。

Description

【発明の詳細な説明】 滑動可能なベーンサポートを備えたロータリ装置 技術分野 本発明は、アキシャルベーン型のロータリ装置、特に、比較的近接した隣接ベ ーンとロータの各側部のカム面との間で容積変化が生じるとともに、ベーンがロ ータの回転軸に対して軸線方向に並進する形式の装置に関する。 背景技術 多くの異なった形式のロータリエンジンが過去に提案され、多くの特許により 保護されてきている。しかし、これらのうち、ほんのわずかな数のものだけが完 全な試験段階に進んでいるにすぎない。大多数のロータリエンジンは、紙面上だ けのものであり、プロトタイプの製作に当たって実際的な困難が生じている。 最もよく知られているロータリエンジンは、ワンケルエンジンであり、このエ ンジンはマツダ自動車において多量生産されている。このエンジンでさえも、ロ ータのシーリングについてはほとんど克服されているとはいうものの、可成りの 困難性がある。 他のロータリエンジンの形式としては、ここに「アキシャルベーン型」と呼ぶ ものがある。この形式のエンジンでは、ステータの円筒室内に円筒形のロータを 配置している。複数のブレード状のベーンが、回転方向に平行にロータ内に滑動 可能に延在してい る。ロータの各側部には、波形の平行カム面がある。一方の側部のこのカム面の 高い部分は、他方の側部のカム面の低い部分に整合している。 このようなエンジンは、例えば、James Lawrence McCannの米国特許第4,401,0 70号に記載されている。この形式のエンジンは、ロータが回転するにつれ、回転 方向において各ベーンの前方にガスを圧縮する。この圧縮は、ベーンがロータか ら比較的遠い、低いカム面からロータに比較的接近した高いカム面に動くにつれ て生ずる。ガスは、圧縮された後、燃焼に先だって各ベーンの後部の側部に移さ れなければならない。ここで点火されたガスが、ロータを前方に推進することと なる。 例えばCzyzewskiのポーランド特許第38112号に記載のような、この形式のロー タリエンジンの一つの種類においては、圧縮したガスを移す必要性はなくなって いる。この場合、ガスは、Mccannのエンジンにおけるものよりも遥かに近接して 角度的に間隔を隔てて配設された隣接ベーン間で圧縮される。ガスは、対となる 隣接するベーンが高カム領域に向けて動くのにつれて、圧縮される。点火された ガスの膨張が許容され、点火後ベーンが高カム領域を過ぎて比較的低いカム領域 へ動き続けるのにつれて、推進力が生成される。 この形式のロータリエンジンは、効率の高さ、構造の簡単さ、及び重量の軽さ を包含する多くの潜在的な利点を提供する。しかし、このようなエンジンの理論 的可能性が過去において指摘されながら、多くの実際的な困難が、プロトタイプ の段階を越えてこ のエンジンを発展させることを妨げてきた。例えば、いくつかの初期の特許では 、ロータとベーンとステータとの間のシールの実際的なシステムについては何も 記載していない。さらに、比較的に高い負荷がベーンの先端とシールとの間に発 生し、ここが早期に摩耗してしまう。 従って、本発明の目的は、初期のアキシャルベーン型のロータリエンジンに関 係する欠点を克服した、改良されたアキシャルベーン型ロータリ装置を提供する ことにある。 本発明の他の目的は、ステータのカム面に乗り上げるベーン側縁部における負 荷を減じた、改良されたアキシャルベーン型ロータリ装置を提供することにある 。 本発明のさらに他の目的は、ベーンに関連するシールへの負荷を減じた、改良 されたアキシャルベーン型ロータリ装置を提供することにある。 本発明の別の目的は、積極的で、効率がよく耐久性のあるシールシステムを備 えた、改良されたアキシャルベーン型ロータリ装置を提供することにある。 本発明のさらに別の目的は、製造するのに実際的であり、低コストで、かつ耐 久性がある、改良されたアキシャルベーン型ロータリ装置を提供することにある 。 発明の開示 上述の目的に従って、環状外壁と二つの側壁とによって限界される円筒形の内 室を備えたステータを包含するアキシャルベーン 型ロータリ装置が提供される。各側壁は環状のカム面を有する。ロータは、内室 内に回転可能に装架される。ロータは、環状の外壁と、これを貫いて延びる複数 の角度的に間隔を隔てた軸線方向のスロットとを有する。ベーンが一つずつスロ ット内に滑動可能に収容されている。各ベーンは、半径方向外側の端縁部、半径 方向内側の端縁部、及び側端縁部を有する。側端縁部は、カム面に滑動的に係合 している。ベーンを軸線方向に往復動させる第１の手段と、ロータが回転するに つれ、隣接するベーンとステータとカム面との間の空間を交互に膨張させたり圧 縮させたりする第２の手段とがある。第２の手段は、カム面の交互に形成された 第１の部分と第２の部分とを包含している。第１の部分は、第２の部分よりもロ ータから遠くにある。一つのこのようなカム面の第１の部分は、もう一つのカム 面の第２の部分と整合している。各スロットは、拡大外部部分を有し、拡大外部 部分を備えたベーンのそれぞれは、一つの前記スロットの拡大外部部分内に滑動 可能に収容されている。 本発明の他の態様は、各側部において肩部によって、拡大外部部分から分離さ れた狭い内部部分を有するスロットによって特徴づけられている。 前記ベーンのそれぞれの拡大部分は、好適には、その外方の端縁部に隣接して いる。 前記ベーンのそれぞれの拡大外部部分は、肩部に滑動的に受けられた二つの横 方向延長部分を包含する。 一つの好適な実施例においては、前記ベーンのそれぞれは、ロ ータの横方向スロット内に滑動的に収容された、内方の端縁部の一部分を有して いる。 図面の簡単な説明 第１図は、ステータの一部分を破断して示す、本発明の一実施例であるアキシ ャルベーン型ロータリ装置の簡略化した斜視図である。 第２図は、第１図の装置を簡略化して示す軸断面図である。 第３Ａ図は、ロータの側面図である。 第３Ｂ図は、第３Ａ図の３Ｂ−３Ｂ線に沿う断面図である。 第４図は、別の実施例のベーンの一つのカムフォロワを簡略化して示す平面図 である。 第５図は、潤滑ガイドを有する他のカムフォロワの平面図である。 第６図は、関連するシールを備えたベーンの一つの平面図である。 第７図は、ベーンの一つを、一部分破断して示す正面図で、ロータはその一部 分を、またこのロータの右外側に延びるベーンを示している。 第７Ａ図は、第７図の７Ａ−７Ａ線に沿う断面図である。 第８図は、ロータの一部分と一つのベーンとを示す部分側面図である。 第８Ａ図は、ロータの拡大部分断面図で、シールの一つとそのためのばねとを 示している。 第９図は、関連するシールとそのためのばねとを備えたベーンの一つの拡大部 分側面図であり、ロータの右側から外方に延びるベーンを示している。 第１０図は、６つのベーンを備えた装置の断面展開図である。 好適な実施例の説明 まず第１図においては、実施例としてエンジン１４という形で示すアキシャル ベーン型ロータリ装置が示されている。この装置は、エンジンの形でなく、コン プレッサとしても、ポンプとしても、またはその他の同様なロータリ装置として も実現できよう。このエンジン１４は、胴形の外部ハウジング１８を包含するス テータ１６を有する。鋳鉄を含めて各種の材料を使うことができるが、アルミニ ウムが重量及び冷却性の改善の点から好適な材料である。ステータはまた、内部 ハウジング２０をも包含し、この内部ハウジング２０は、第２図に示すように、 この実施例では一対の環状部材２２及び２４を包含している。各環状部材は、外 部ハウジング１８に対して密着する環状の外壁２６と、各側部において軸受３２ によりシャフト３０を回転可能に支持する内壁２８とを有している。第１図では 、一方の軸受のみが示されている。側壁３６及び３８と環状の外壁４０とにより 限界されるステータ内には、円筒形の内室３４がある。 側壁３６及び３８は、それぞれカム面４２及び４４を包含する半径方向外側の 部分を有する。この実施例におけるこれらカム面は、各別の環状カム部材の内面 を形成している。第２図には、二 つの異なった形式が示されている。第２図の頂部では、エンジンの右側に内部装 架のカム部材４６があり、このカム部材は外部ハウジング１８と環状部材２４の 肩部４８との間に収容されている。同様なカム部材がエンジンの反対側にも設け られている（図示されていない）。外部ハウジング１８と内部ハウジング２０と は、この実施例では一体となっている。もう一つの形式のカム部材５０が第２図 のエンジンの右下側に示されている。カム部材５０は、外部から装架されるもの で、環状部材２４内の環状ソケット５２内に嵌められている。環状部材２４、カ ム部材５０、及び外部ハウジング１８は、この場合各別の部材である。カム部材 ４６，５０のうちの一つだけの形式のカム部材が、一つのエンジンに使用される ものであることを理解されたい。 カム面４２及び４４は、好適には、スラリー型のセラミックまたはセメント被 覆を施して、摩耗を妨げ摩擦を減ずるようにする。第２図に示すカム部材４６及 び５０は、エンジンの両側部と外部ハウジング１８との間で精密な角度配置をな されることが要求される。この整合関係を与えるのに、ドウェルピンまたはその 他の装置を用いるのが好適である。これは、カム面をロータの側部に対して各別 に位置決めすることを許容し、ベーンの側端縁とカム面４２及び４４との間の空 隙の精密な制御を与える。 カム面と内部ハウジング２０及び外部ハウジング１８との間に間隙を設けるこ とができる。この間隙は、一対の金属製の円形シールにより密封し、カム面の局 部的な熱膨張を許容させることができる。 大略円筒形の形であるロータ５４は、内室３４内に設置され、シャフト３０に より回転可能に支持される。この実施例におけるロータは、第３Ａ図及び第３Ｂ 図に、より詳細に示されている。ロータは、中空鋳造、すなわち鋳造段階で６個 のパイ型の中子５６を使い、ベーン間の領域にロータ中空部を形成し、ロータの 側部を孔５８で支持して鋳造したものである。ロータの外部部分６０は、図示の ように中空か、或いは中実のものとすることができる。ロータの両側部間には支 持リブ６２があり、ロータの燃焼室面における高ガス圧及びまたは熱の差により 生ずる歪みを減ずるようにされている。これらの支持リブは、ロータの中心また は外壁６６に向けて潤滑油を流すような形状とされており、ロータが基本的に潤 滑油の空の状態で回転でき、重量が最小限に維持されるようにするのがよい。ロ ータは、これを完全に横切って環状の外壁６６へと半径方向外方に延びる複数の スロット６４を有する。これは、スロットが環状の外壁から内方に終わる従来形 式のロータリエンジンとは全く異なる。それぞれのスロット６４は、拡大外部部 分６５と、第１図に示すようにスロット各側部において肩部６９及び７１により 隔離された、より狭い内部部分６７とを有する。 第１図を再び参照すれば、ベーン６８はスロット６４のそれぞれの中に滑動可 能に収容されている。これらのベーンは、ロータが回転するにつれ、シャフト３ ０に平行な方向、すなわち軸線方向に往復動する。ベーンは、このように前後に 往復動し、後述するシールは、ロータが回転するにつれ、波形をなすカム面４２ 及 び４４に滑動的に係合する。従って、このエンジンは、同じ形式の従前のエンジ ンと同様なものである。 エンジン１４のベーンは、半径方向外側の端縁部７４を備えており、この端縁 部７４はステータの外壁４０と滑動的に係合する。これは、スロット６４がロー タの外壁６６へと延びているから生ずることである。各ベーンの端縁部７４は、 この実施例ではステータの外壁４０に整合するように機械加工されている。換言 すれば、外側の端縁部は、僅かに凸形状とされている。これは、いくつかの従来 のエンジンにおいて見られた、ベーンと外部ハウジングとの間のクレビスボリュ ーム効果を減じている。各別の摩耗挿入片を、各ベーンの外側の端縁部の端部に 装着して、摩擦及び摩耗を減じさせることもできる。 この実施例においては、各ベーンは、端縁部７４に隣接して拡大部分７５を有 している。この拡大部分は、二つの側部延長部分７７及び７９を包含し、これら の側部延長部分は、それぞれロータの肩部６９及び７１に滑動的に受けられてい る。側部延長部分７７，７９及び肩部６９，７１は、それぞれのベーンの支持と なり、端縁部７４に作用する力に抵抗する。これは、第７図及び第８図に示した 各ベーンの端縁部１０６及び下述のシールから応力を除去する。 第７図及び第７Ａ図に示すように、この実施例のベーン６８は、その半径方向 内側の端縁部１０６に突起またはピン１０７を有する。このピンは、半径方向内 方に延びている。それぞれのピン１０７は、ロータ５４の横方向のスロット１０ ９内に収容されてい る。このピン及びスロットは、第６図及び第８図に示す各ベーンの面１１１及び １１３に作用する力に対する支持を提供する一方、各ベーンの横方向往復動を許 容する。このようにして、ピンは、下述のベーンシールに加わる力を減ずる。摩 擦を減ずるため、ピンは、ここに回転可能に受けられた環状部材を持つものとす ることができる。 第１図に示すように、エンジン１４は、給気用に開口７６を備えている。排気 ガスは、開口７８を介してエンジンを去る。開口８０は、エンジン内に冷却流体 を導入する開口であり、開口８２は、エンジンから冷却材を排出する開口である 。ステータには通路８３があり、冷却流体を運んでエンジンを冷却する。このエ ンジンはまた、ステータを通って内室３４内に延びる燃料インジェクタ８４を有 する。このエンジンには、両側部に一つずつ燃料インジェクタがあるが、第１図 ではそのうちの一つだけが示されている。 このエンジンの作動は、第１０図を参照すれば最もよく理解できる。この図か ら明らかなように、エンジンは、それぞれ符号６８．１ないし６８．６により識 別された６個のベーンを有する。エンジンの各側部は、互いに他の側部とは基本 的には関係なく作動する。従って、説明のために、ここでは第１０図においてエ ンジンの下半分だけについて記述することとする。ロータ５４は、図の右へと回 転する。エンジンの各側部は、給気ポート８６を有し、この給気ポート８６は、 ステータを貫いて第１図の開口７６と連通している。排気ポート８８は、開口７ ８と連通している。 このエンジンの作動は、図の左側の０度から始まり、カム面４２についての回転 の角度を参照して記述される。ベーン６８．１は大略３０度、丁度給気ポート８ ６の前にある。このベーンが前方に動き続けるにつれ、給気ポート８６から受け 入れた空気は、ベーン６８．１とベーン６８．６との間の領域に捕えられる。ベ ーン６８．２は、９０度の位置で圧縮ストロークにある。ベーン６８．２とベー ン６８．３との間の空気は、ベーン６８．２が下部カム部分９０から上部カム部 分９２へと動くにつれて、ベーン間の容積が減少するために圧縮される。下部カ ム部分は上部カム部分よりロータ５４から遠くに位置している。 二つのベーンの間の空気は、これらのベーンが上部カム部分９２を跨いだベー ン６８．３及びベーン６８．４の位置に達した時に最高に圧縮される。ベーン６ ８．３は、１５０度の位置にあり、ベーン６８．４は、２１０度の位置にある。 この例においては、これらのベーンが図示の位置を丁度過ぎた時、すなわちベー ン６８．３がおおよそ１５０度の位置にある時、点火がなされる。点火された混 合気の膨張は、ベーンがベーン６８．５の位置へと前方に動くにつれて許容され る。これが、エンジンの膨張ストロークである。排気ストロークは、このエンジ ンの場合、２７０度のベーン６８．５の位置から始まる。この時点で、排気ガス は、ベーン６８．５とベーン６８．６との間にある。この排気ガスは、ベーン６ ８．５が前方すなわち図の右側へとに動くにつれ、排気ポート８８から放出され る。このエンジンの他方の側部も同じようにして作動するが、一連のストローク の位置はずらされており、 圧縮ストローク、膨張ストローク、排気ストローク及び給気ストロークの順で、 第１０図の左から右へと続いている。 この型式の従来のエンジンでは、ロータに対するベーンの往復動は、典型的に はロータが回転するにつれ、ベーンの側端縁が波形のカム面に乗ることによって 達成される。第１０図に示すように、エンジンの一方の側部にある上部カム面９ ２は、エンジンの他方の側部の下部カム面９０と対向して配設されている。 しかし、エンジン１４は、カム面に依存してベーンを往復動させているのでは ない。そうではなく、第１図及び第１０図に示すように、エンジンは、内室３４ の外壁４０に沿って延びる波形のカム溝９６の形とした、ベーンを往復動させる 手段を、カム面とは別に持っている。案内カムとも呼ばれるカム溝９６は、第１ ０図に最もよく示されているように、ステータに沿って波形のパターンをなして 延在している。この実施例においては、カム溝はカム面とカム面との中央の位置 にあるが、これは必ずしも必要というわけではない。 各ベーンは、第１図に最もよく示されているピン９８の形のカムフォロワを有 する。各ベーンのピン９８は、カム溝９６の幅よりも僅かに直径が小さく、これ によりこのピンは、ロータが回転するにつれ、カム溝を滑動的にたどってゆく。 これは、第１０図に示すベーンの異なった位置から分かるところである。ピン９ ８は、ロータが回転するにつれ、ベーンを軸線方向に往復動させる。 前述の型式の従来のエンジンと比較すると、カム溝９６及びピン９８の形とし た案内カム及びカムフォロワを設けることは、ベ ーンを動かす力がカム面４２及び４４から取り去られたことを意味する。このよ うにして、カム面の材料の強度は減じさせられてもよく、例えばアルミニウムの ような軽量の材料を用いることができるようになる。これに加えて、カム溝とピ ンとに液体潤滑を施して、摩擦及び摩耗を減じさせることができる。従前は、負 荷をカム面によって担持させているので、カム面は潤滑の限界状態となっており 、その結果摩耗率が高く、摩擦損失を生じていた。潤滑油は、ステータの外部ハ ウジング１８に設けられたカム溝から導入され、ロータを巡って外部ハウジング の貫通孔から排出されるか、ロータに戻される。カム溝は、第１図の実施例に示 されるように、外部ハウジングに直接に機械加工してもよく、また、外部ハウジ ングの内部に鋳込みまたはその他の方法で取り付けた挿入片に機械加工してもよ い。カム溝は、所望により摩耗抵抗性の材料で被覆してもよい。 第４図では、ピン９８の１つと、その上に回転可能に配設したフォロワ部材１ ００とを示している。フォロワ部材１００は、この場合楕円形をしており、端部 は切断されている。このフォロワ部材は、カム溝９６内に滑動可能に収容されて いる。 これに代えて、第５図に示すように各別の緩い部材１０２をそれぞれのピン９ ８に取り付けることができる。これらの部材は、潤滑油をカム溝９６の側部に向 けて案内し、ピンの流体力学的負荷担持能力を増強するのに用いられる。この場 合、部材１０２は先端が尖っている。 図示のピン９８は円筒形である。しかしながら、負荷担持能力 を最適化するように他の形状、例えば端部切断楕円形、またはその他の非円形断 面とすることが可能である。 エンジン１４は、第６図ないし第９図に示すように、従来のこの型式のエンジ ンと比較して改良されたシーリングシステムを有する。各ベーン６８は、半径方 向内側の端縁部１０６に沿ってスロット１０４を有する。スロットは、側端縁部 ７０と側端縁部７２との間に延びており、その中央では孔１０８によって中断さ れている。孔１０８は、ベーンの内側の端縁部１０６から外側の端縁部７４近く まで半径方向に延びている。１対のシール１１０及び１１２は、スロット１０４ 内に滑動可能に収容されており、スロット１０４の中央から側端縁部７０及び側 端縁部７２まで外方に向かって延びている。シールはおおよそ長方形のものであ る。それぞれのシールは、その端部に孔１０８に隣接してノッチ１１４を有する 。さらに、スロット１０４内の我が手方向の端縁１１５は、第９図に示すように 対向する端部に隣接して肩部１１６及び１１８を有する。シール１１０及び１１ ２は、それぞれノッチ１１４に対向する軸線方向外端部１２０及び１２２を有す る。これらの外端部は、第９図に最もよく示されている半径方向外側部分１２４ を包含している。この外側部分１２４は、ベーンの側端縁部に対して鋭角をなす ように斜切されている。この場合、外側部分は、例えば側端縁部７２に対して４ ５度の角度とされている。しかしながら、この角度は、異なる角度としてもよい 。それぞれの端部はまた、半径方向内側部分１２６を有し、この部分は側端縁部 ７２に平行で、第１図に示すカム面４４に当たっている。 各シール１１０及び１１２とベーンとの間では、スロット１０４内に板ばね１ ２８がある。この板ばねは、肩部１１６及び１１８の間に延在しており、それぞ れのシールを、ベーンの内側の端縁部１０６を越えてストット１０４から離れる 向きに弾性的にバイアスしている。 各シールはまた、カム面に向けて軸線方向外方にシールをバイアスする弾性手 段を有している。これは、孔１０８内に収容され、そしてシールのノッチ１１４ に対して嵌められた板ばね１３０の形とされている。この板ばねは、シール１１ ０のための板ばねと同様の板ばねである。 各ベーンは第７図の側部端縁７２のために示したような、各側端縁部に沿って 延びる溝１３２を有する。もう一つのおおよそ長方形のシール１３４が、第９図 に見られるように溝１３２内に滑動可能に収容されている。このシールは、シー ル１１０及び１１２と形状が同様であり、板ばね１４２を受ける肩部１３６（一 つだけが示されている）が端縁部１４０に設けられている。板ばねは、シールを 、カム面に向けて外方に、ベーンから離れる向きにバイアスしている。それぞれ のこのようなシールは、半径方向内方の端部１４４を有し、この端部は、この実 施例の場合、ベーンの側端縁部７２に対して４５度の角度に斜切されている。シ ール１３４の端部１４４は、シール１１２の半径方向外側の部分１２４に滑動的 に当接していることがわかる。同様なシール１３４がベーンの反対側にあり、シ ール１１０に対して同様な関係にある。各シール１３４は、ベーン及びカム面の 高さよりも短く、カム面 に乗るシール１１０及び１１２の部分１２６を許容している。カムの高さは摩耗 や熱膨張により変化するので、シール１３４は、シール１１０及び１１２と分け 合う角度面上を滑動し、その間隙を埋める。 シール１１０，１１２及び１３４は、例えばモノリシックシリコンナイトライ ド、鋳鉄、フェロチック、またはクレバイト（Ｃlevite）３００のような各種の 材料で作ることができる。シールはまた、エンジンにより圧縮されたガスによっ て外方にバイアスされるように配設される。板ばねは、エンジンの作動によって 圧縮ガスが得られるまで、最初にシールを外方に押す役割を果たす。 ブロックシール１４６は、第８図に示されているように、ロータ５４のそれぞ れの側部においてポケット１４８内に収容されている。このブロックシールは外 面１５０を有し、これは内部ハウジング面に滑動的に接触している。各シールは 面１５２を有し、この面はベーンの内側の端縁部１０６に滑動的に接触している 。これらのシールはベーンとともに滑動するものではない。スロット１５４があ り、ここには、シール１１０及び１１２の一方の半径方向内側の端縁部が、滑動 可能に収容されている。これらのシールのそれぞれは、遠心力と補助のばねの力 の組合せによりベーンに対して負荷されている。例えば単純な円筒形の圧縮ばね を、各ブロックシールをベーンに負荷するのに用いることができる。このような 圧縮ばねはロータ内の孔内に保持させることができる。もう一つの同様なばねが 、外側シールを内部ハウジング面に対し て負荷するのに使われている。これらのばねは、ロータの面内に挿入されている 。 ロータはまた、ブロックシール１４６間で、ロータの各側部の円弧状の溝１５ ８内に収容された複数の部分的に円形のシール１５６を有している。この実施例 においては、これらのシールは長方形断面の鉄または鋼製のもので、第８Ａ図に 示すようにスロット１５８内に波形のばね1６０の助けを得てガス負荷されてい る。ガスシーリングは、従来のピストンエンジンのピストンリングにおいて生じ るのと同様に、シールの背後の空間内にシールを漏れた燃焼圧力によって達成さ れる。波形のばねはまた、シール１７２，１６６及び１６２にも用いられる。第 ８図に示すように、シール１５６の端部は、ブロックシール１４６に対して当接 するように機械加工されている。 ロータはまた、シール１５６から半径方向内方に位置する円形の溝１６４内に 収容されている。これは、ガス漏洩からの付加的な保護を提供するもので、さら には、潤滑油が第１図に示すシャフト軸受３２から燃焼室へ漏洩することを防い でいる。第８Ａ図のばね１６０と類似のもう一つのばねがこのシールを予負荷す るのに使われている。 また、第８図に示すベーンを収容する、ロータのスロット６４のそれぞれの側 部の溝１６８内に長方形断面のシール１６６が収容されている。この溝１６８は 、半径方向に延びており、シール１６６は、この溝内に滑動可能に収容され、ス ロット内のベーン６８のそれぞれに向けてバイアスされている。４つのこのよう な シール１６６が第６図に示されている。これらのシールのそれぞれの半径方向外 端部１７０は、第８図に示すように側部緩衝部分７７及び７９の半径方向内面に 当接していることがわかる。 また、ロータの外壁６６内の溝１７４内には、複数個の円弧形のシール１７２ が収容されており、第８図に示すようにベーンとシール１６６との間に延在して いる。これらのシールはまた、側部緩衝部分７７及び７９に当接する端縁部１７ ６を有する。シール１７２は、長方形断面のもので、第８Ａ図のばね１６０と同 様な波形のばねにより外方にバイアスされている。一旦エンジンが作動すると、 ガスの力が、遠心力とともにシールを外方にバイアスする。シール１６６と同様 に、シール１７２は二重シール（側部ごとにバックツウバック対）として設置し て、付加的な密封効果を提供することもできる。 上述のエンジンは、圧縮比１４：１から２２：１の間の圧縮点火エンジンであ る。これに代えて、本発明をスパーク点火エンジンや、例えばコンプレッサまた はポンプのような他のロータリ装置に適用することもできる。 上述の詳細な記載は単に例示のために与えられたものであって、本発明の精神 を制限することを意図したものではなく、本発明は請求の範囲を参照して定めら れるべきものであることは、当業界に精通した者にとって理解されよう。

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (81)指定国 ＥＰ(ＡＴ，ＢＥ，ＣＨ，ＤＥ， ＤＫ，ＥＳ，ＦＲ，ＧＢ，ＧＲ，ＩＥ，ＩＴ，ＬＵ，Ｍ Ｃ，ＮＬ，ＰＴ，ＳＥ)，ＯＡ(ＢＦ，ＢＪ，ＣＦ，ＣＧ ，ＣＩ，ＣＭ，ＧＡ，ＧＮ，ＭＬ，ＭＲ，ＮＥ，ＳＮ， ＴＤ，ＴＧ)，ＡＰ(ＫＥ，ＬＳ，ＭＷ，ＳＤ，ＳＺ，Ｕ Ｇ)，ＡＭ，ＡＴ，ＡＵ，ＢＢ，ＢＧ，ＢＲ，ＢＹ，Ｃ Ａ，ＣＨ，ＣＮ，ＣＺ，ＤＥ，ＤＫ，ＥＥ，ＥＳ，ＦＩ ，ＧＢ，ＧＥ，ＨＵ，ＩＳ，ＪＰ，ＫＥ，ＫＧ，ＫＰ， ＫＲ，ＫＺ，ＬＫ，ＬＲ，ＬＴ，ＬＵ，ＬＶ，ＭＤ，Ｍ Ｇ，ＭＮ，ＭＷ，ＭＸ，ＮＯ，ＮＺ，ＰＬ，ＰＴ，ＲＯ ，ＲＵ，ＳＤ，ＳＥ，ＳＧ，ＳＩ，ＳＫ，ＴＪ，ＴＭ， ＴＴ，ＵＡ，ＵＧ，ＵＺ，ＶＮ (72)発明者 スミス，ジェイムス イー. アメリカ合衆国、26505 ウェスト ヴァ ージニア、モーガンタウン、ボックス 145、ルート ７ (72)発明者 ムチノ，ビクター エイチ. アメリカ合衆国、26505 ウェスト ヴァ ージニア、モーガンタウン、ノースウェス ト ドライブ 773番地 (72)発明者 クラーク，ナイジェル エヌ. アメリカ合衆国、26505 ウェスト ヴァ ージニア、モーガンタウン、ボックス 86 エイ、ルート ２ (72)発明者 トンプソン，グレゴリー アメリカ合衆国、26505 ウェスト ヴァ ージニア、モーガンタウン、カドリーラ ストリート 890番地 (72)発明者 バッドグレイ，パトリック リアン アメリカ合衆国、47201 インディアナ、 コロンバス、フランクリン ドライブ 2815番地 【要約の続き】 部部分（６５）内に滑動可能に収容された拡大外部部分 （７５）を有する。

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １． 環状の外壁（４０）とそれぞれ環状カム面（４２，４４）を有する二つ の側壁（３６，３８）とにより限界された円筒形の内室（３４）を備えたステー タ（１６）と、前記内室内に回転可能に装架され環状の外壁（６６）とこれを貫 いて延びる複数の角度的に間隔を隔てた軸線方向のスロット（６４）とを有する ロータ（５４）と、前記スロットのそれぞれに滑動可能に収容され半径方向外側 の端縁部（７４）と半径方向内側の端縁部（１０６）と前記カム面に滑動的に係 合する部材（１３４）を備えた側端縁部（７０，７２）とを有するベーン（６８ ）と、このベーンを軸線方向に往復動させる第１の手段（９６，９８）と、前記 ロータが回転するにつれ隣接する前記ベーンと前記カム面との空間を交互に膨張 させたり圧縮させたりする第２の手段（４２，４４）とを包含し、前記第２の手 段が、前記カム面に交互に形成された第１の部分（９２）と第２の部分（９０） とを包含し、前記第２の部分が前記第１の部分よりも前記ロータから遠くにあり 、前記カム面の一つの前記第１の部分がもう一つの前記カム面の第２の部分に整 合しており、前記スロット（６４）が前記ロータ上を半径方向外方に前記環状の 外壁（６６）まで延びていて拡大外部部分（６５）を有し、前記ベーンのそれぞ れの外側の端縁部（７４）が前記ステータの環状の外壁（４０）に滑動的に係合 しており、前記ベーンのそれぞれが前記スロット（６４）の一つの拡大外部部分 （６５）内に滑動的に収容された拡大外部部分（７５）を有 するアキシャルベーン型ロータリ装置（１４）。 ２． 請求の範囲１記載の装置において、前記スロットが、その各側部におい て肩部（６９，７１）により前記拡大外部部分（６５）から分離された、より狭 い内部部分（６７）を有する装置。 ３． 請求の範囲２記載の装置において、前記ベーンのそれぞれの拡大外部部 分（７５）が前記外側の端縁部（７４）に隣接している装置。 ４． 請求の範囲３記載の装置において、前記ベーンのそれぞれの拡大外部部 分（７５）が、それぞれ前記肩部（６９，７１）に滑動的に受けられる二つの側 部延長部分（７７，７９）を包含している装置。 ５． 請求の範囲１記載の装置において、前記ベーン（６８）のそれぞれが、 前記ロータ（５２）の横方向スロット（１０９）内で滑動可能な突起（１０７） をその内方の端縁（１０６）に有する装置。 ６． 請求の範囲１記載の装置において、前記第１の手段（９６，９８）が、 前記カム面とは関係なく前記ベーンを往復動させ、この第１の手段が、前記ステ ータの外壁を巡って延びる波形のカム（９６）と、前記ベーンのそれぞれの外側 の端縁部に形成したカムフォロワ（９８）とを包含している装置。 ７． 請求の範囲６記載の装置において、前記波形のカムが溝（９６）であり 、前記カムフォロワが前記ベーンのそれぞれの外側の端縁部に設けたピン（９８ ）である装置。 ８． 請求の範囲１記載の装置において、前記ベーンのそれぞれが、前記内側 の端縁部（１０６）に沿う第１の溝（１０４，１３２）とその側端縁部（７０， ７２）とを有し、細長いシール（１１０，１１２及び１３４）が、前記第１の溝 内に滑動可能に収容され前記ベーンから離れるようにバイアスされている装置。 ９． 請求の範囲８記載の装置において、前記ロータが、前記スロット（６４ ）のそれぞれの各側部に複数の半径方向に延びる第２の溝（１６８）を有し、細 長いシール（１６６）が前記第２の溝内に滑動可能に収容されそれぞれの前記ス ロット内で前記ベーンに向けてバイアスされている装置。 １０． 請求の範囲９記載の装置において、前記ロータの環状の外壁（６６）が 、複数の円周方向の第３の溝（１７４）を有し、前記第３の溝のそれぞれが、前 記ベーンの間に延び前記ステータの外壁に向けてバイアスされた複数の曲がった シール（１７２）を有する装置。 １１． 一つの環状の外壁（４０）とそれぞれ環状のカム面（４２，４４）を有 する二つの側壁（３６，３８）とにより限界された円筒形の内室（３４）を備え たステータ（１６）と、前記内室内に回転可能に装架され環状の外壁（６６）と これを貫いて延びる複数の角度的に間隔を隔てた輔線方向のスロット（６４）と を有するロータ（５４）と、前記スロットのそれぞれの中に滑動可能に収容され 外側の端縁部（７４）と内側の端縁部（１０６）と前記カム面に滑動的に係合す る側端縁部（７０，７２）とをそれぞれ有するベーン（６８）と、前記ベーンを 軸線方向に往復動さ せる第１の手段（９６，９８）と、前記ロータが回転するにつれて隣接する前記 ベーンと前記カム面との間の空間を交互に膨張させたり圧縮したりする第２の手 段（４２，４４）とを包含し、前記第２の手段が前記カム面に第１の部分（９２ ）と第２の部分（９０）とを交互に包含し、前記第２の部分が前記第１の部分よ りも前記ロータから遠くにあり、一つの前記カム面の第１の部分がもう一つの前 記カム面の第２の部分と整合しており、前記スロット（６４）のそれぞれが拡大 外部部分（６５）を有し、前記ベーン（６８）のそれぞれが一つの前記スロット （６４）の拡大外部部分（６５）内に滑動可能に収容された拡大外部部分（７５ ）を有するアキシャルベーン型ロータリ装置（１４）。 １２． 請求の範囲１１記載の装置において、前記スロットが、その各側部に、 肩部（６９，７１）により前記拡大外部部分（６５）から分離された、より狭い 内部部分（６７）を有する装置。 １３． 請求の範囲１２記載の装置において、前記ベーンのそれぞれの拡大外部 分（７５）が、前記外側の端縁部（７４）に隣接している装置。 １４． 請求の範囲１３記載の装置において、前記ベーンのそれぞれの拡大外部 部分（７５）が、それぞれ前記肩部（６９，７１）に滑動的に受けられる二つの 側部延長部分（７７，７９）を包含する装置。 １５． 請求の範囲１１記載の装置において、前記ベーン（６８）のそれぞれが 、前記ロータ（５２）の横方向スロット（１０９）内に滑動可能に収容される突 起（１０７）をその内側の端縁部 （１０６）に有する装置。