JP4459625B2 - 内燃機関 - Google Patents

Description

この出願は、内燃機関に関する。

内燃機関において、基本的な機能は、(1)燃焼室中への混合燃料の吸気と、(2)この混合燃料の圧縮と、(3)混合燃料の点火と、(4)点火されたガスの膨張並びに燃焼ガスの排気とを有している。そして、膨張ガスの形態で得られるエネルギーの放出は、自動車を含んでいる種々の機械的装置にパワーを与えるために使用されている。

往復内燃機関は、内燃機関のうちの最も一般的な形態であろう。この往復内燃機関においては、ピストンがシリンダー内で往復動することにより、混合燃料の圧縮と燃焼ガスの膨張とがなされる。そして、エネルギーは、線形動から回転動へと、ピストンのクランクシャフトへの接続により、変換される。

多くの最近の自動車用エンジンは、(1)吸入ストロークと、(2)圧縮ストロークと、(3)燃焼ストロークと、(4)排気ストロークとからなる４ストローク燃焼サイクルを果たすピストン/シリンダー機構を一般に使用している。代表的なピストン/シリンダー機構を使用している４ストローク燃焼サイクルにおいて、ピストンは、燃焼室(即ち、シリンダー)のトップでスタートし、吸入バルブが開く。そして、ピストンは、シリンダー内で下方に移動して、混合燃料が、シリンダーの中へと吸入バルブを通って吸引されて、吸入ストロークが完了する。更に、ピストンは、上方へと戻るように移動して、ストロークのトップに達するまで、圧縮して、圧縮ストロークが完了する。そして、ピストンが、ストロークのトップに達したときに、スパークプラグが、圧縮された混合燃料を点火する。この結果、ピストンを下方へ動かす制御された爆発が生じ、燃焼ストロークが完了する。最後に、ピストンが、これのストロークのボトムに達すると、排気バルブが開き、燃焼ガスが、ピストンのストロークのトップへと戻るピストンの上昇移動により、シリンダーの外へと排気される。かくして、排気ストロークが完了し、ピストンは、次の燃焼サイクルのために待機する。

４ストローク燃焼サイクルを使用している往復内燃機関は、自動車では一般的ではあるけれども、幾つかの欠点を有している。このために、同様の基本的な燃焼原理を少し変更して利用している他のエンジンが開発されてきている。例えば、２ストローク燃焼サイクルを使用している内燃機関においては、吸入バルブと排気バルブとが無くされている。そして、この代わりに、吸入ポートと排気ポートとが、シリンダーの両側に配置されている。これでは、各膨張サイクルの後に、所定の圧力下で燃焼ガスが、シリンダーを排気ポートを通って排気されると共に、混合燃料が吸入ポートを通って吸引される。この２サイクルエンジンは、クランクシャフト回転当り1回の膨張サイクルのみであるけれども、４サイクルエンジンよりも効率が低い。

他の往復内燃機関は、４ストロークもしくは２ストローク燃焼サイクルを有することができるジーゼルエンジンである。しかし、ジーゼルエンジンは、上述されたエンジンとは異なり、シリンダー内に空気のみを吸引して圧縮する。この空気は、ピストンにより４５０psiにまで圧縮され、かくして、空気は、約９００ないし１１００F°の温度になる。燃焼サイクルのボトムで、ジーゼル燃料がシリンダーの中に射出される。このときには、シリンダー内の空気は、点火プラグを必要としないで、混合燃料の点火を生じさせるのに充分な温度になっている。

いずれの場合でも、往復内燃機関は、以下のような幾つかの欠点がある。ピストンは、かなりの重量があるので、移動の間に振動を生じさせ、クランクシャフトの最大回転速度を制限する慣性を有している。さらに、このようなエンジンは、機械的効率と燃料効率とが比較的低い。

上記欠点のために、異なる燃焼エンジンのデザインを提供する幾つかの提案がなされている。多分、これら異なるデザインの最も良く知られ、また商業的に成功しているのは、ワンケル(Wankel)、即ち、回転ピストンエンジンであろう。このワンケルエンジンは、クランクシャフトを回転させるようにエキセントリックパスに沿って動くほぼ三角形の回転ピストンを有している。これは、吸入バルブと排気バルブとを使用する代わりに、回転しているピストンの端部が、燃焼室の壁に形成されたポートを開閉する。換言すると、吸入並びに排気タイミングが、ロータの回転により確実に制御されるようになっている。

上記ワンケルエンジンのピストンが、回転するのに従って、３つのコーナに設けられたシールが、燃焼室の壁に沿って連続して摺動する。この結果、ピストンと壁との間に形成され閉じた空間容積が、ピストンの各回転の間に増減する。混合燃料が、この閉じた空間容積の中に吸引され、この空間容積を減じるピストンの回転により圧縮され、そして、点火されて、燃焼ガスが、閉じた空間容積の膨張によって、制御されて排気される。かくして、完全な４ストローク燃焼サイクルが果たされるけれども、往復動が無いので、比較的高い回転速度を果たすことができる。

上記ワンケル、即ち、回転ピストンエンジンの最も顕著な欠点は、ピストンの各回転によって増減する、ピストンと燃焼室の壁との間の閉じた空間を適切にシールすることが難しいことである。これら閉じた空間が互いに連通してしまうと、エンジンは、適当に機能することができなくなる。

上記ワンケルエンジンの開発以来、この動作を改良する幾つかの提案がなされている。例えば、米国特許No.5,415,141は、中心ロータと、複数の径方向摺動翼とを有するエンジンを開示し、クレームしている。これら翼は、ロータと共に時計方向に回転し、これら翼と、燃焼室の側壁と、ロータとの間で閉じた空間容積を形成する。そして、これら空間容積は、混合燃料が閉じた空間容積の中へと吸引され、ロータと関連した翼との回転により圧縮され、そして、点火されて、閉じた空間容積の膨張により制御されて排気されるように、燃焼サイクルの間に容量が増減する。

しかし、このようなデザインも、ワンケルエンジンと同様に、閉じた空間容積を互いに適当にシール問題を有している。更に、燃焼室の壁に沿う翼の摺動は、パワーと燃料効率とを減少させている。

かくして、本発明の目的は、一般の往復移動のピストン形式のエンジンの問題を解決した、改良された内燃機関を提供することである。

本発明の他の目的は、回転燃焼エンジンのシールと燃料効率との問題を解決した、改良された内燃機関を提供することである。

本発明の上記目的並びに他の目的と効果とが、添付図面を参照した以下の説明より明らかになるであろう。

本発明は、ハウジング内に回転するように設けられクランクシャフトを駆動するトルクホイールを有する内燃機関である。前記ハウジングは、中に前記トルクホイールとこれに関連したエンジンの部品とを収容する中心キャビテイ(即ち、燃焼室)を規定している。前記トルクホイールは、トルクホイールの中心の周りに間隔を有して配設された複数のアームを有し、これらアーム間に複数の対応空間を規定している。これら空間内には、実質的に等しい複数の燃焼ゲートが位置されている。前記トルクホイールには直接取着されてはいないけれども、前記燃焼ゲートは、これら燃焼ゲートがトルクホイールに対してしっかりと保持され方向付けられるような形状である。

前記トルクホイールが回転するのに従って、燃焼ゲートは、楕円形路により移動される。空気が、ハウジングの中心キャビテイの中に吸引され、また、燃料がハウジングの中心キャビテイの中に導入されて、燃焼ゲートの１つの近くで、前記トルクホイールの夫々のアーム間の空間の１つの中に混合燃料を生じさせる。そして、この混合燃料は、トルクホイールの連続回転の間、燃焼ゲートの回動かつ外方への移動により圧縮される。さらに、この混合燃料は、点火されて、燃焼ガスの急速膨張を生じさせ、トルクホイールの連続回転を生じさせるるトルクを発生させる。そして、燃焼ゲートは、回動、かつトルクホイールの中心に向かって内方へ移動して、燃焼ガスを膨張させて、そして、再び回動、かつ外方へ移動して、燃焼ガスを排出出口から排出させる。

本発明は、ハウジングにより規定されている中心キャビテイ内に回転可能に設けられ、クランクシャフトを駆動するトルクホイールを有している。このトルクホイールは、このトルクホイールの中心の周りに互いに離間して配設された複数のアームを有し、これらアーム間には対応した複数の空間容積が規定されている。そして、実質的に同じである複数の燃焼ゲートが、対応した空間容積内に夫々位置されており、各燃焼ゲートは、枢支ピンを中心として各空間容積内で回転可能に設けられている。夫々の枢支ピンを中心として燃焼ゲートが回転し、また、前記トルクホイールの中心に対して内方と外方とに移動することにより、４ストローク燃焼サイクルが果される。

図１ないし４は、本発明に従って構成された好ましい内燃機関１０の種々の断面図である。このエンジン１０は、ハウジング内に回転可能に設けられ、クランクシャフト１４を駆動するトルクホイール１２（バランスホイールとも称されている）を有している。前記ハウジングは、前部８０と、中心部８１と、後部８２とを有している。これら部分８０，８１，８２は、一体となって中心キャビテイ（即ち燃焼室）を規定している。この中心キャビテイ内には、前記トルクホイール１２と、エンジン１０の関連した部材とが、以下に詳述するように、収容されている。本発明にとって本質的ではないけれども、種々の図に示されているように、前記ハウジングの部分８０，８１，８２は、ハウジングの周りに配設されている複数のボルトもしくは同様の装着具により、好ましくは強固に一緒に取着されている。

この好ましい実施の形態においては、前記トルクホイール１２は、このトルクホイール１２の中心の周りに互いに離間して配設された３つのアームを有し、これらアーム間に３つの対応した空間容積を規定している。これら空間容積内には、実質的に同じの燃焼ゲート２０，２２，２４が位置されている。これら燃焼ゲート２０，２２，２４は、トルクホイール１２には直接取着されてはいないけれども、これら燃焼ゲートの形状は、燃焼ゲートをトルクホイール１２に対してしっかりと支持させて方向付けさせるようになっている。この特別の実施の形態においては、３つのアームと、これらに対応した３つの燃焼ゲート２０，２２，２４が設けられているけれども、これよりも少ないか多いアームとゲートとが、本発明の精神と範囲とから逸脱しないで、本発明のエンジン１０に組入れられ得る。

図２に最も良く示されているように、各燃焼ゲート２０，２２，２４は、トルクホイールのアーム間の前記空間容積内に、各枢支ピン４０，４２，４４を中心として回転するように設けられ、各枢支ピンは、各燃焼ゲート２０，２２，２４を貫通するように形成されている各第１の開口２０ａ，２２ａ，２４ａを貫通している。戻って図１を参照すると、各枢支ピン４０，４２，４４が、シールプレート８４，８５の面に形成された対応するアパチャーの中に挿入されていることが、見られる。これに関しては、トルクホイール１２と、燃焼ゲート２０，２２，２４とが、シールプレート８４，８５により囲まれて、外側のスリーブ８８内で回転する一体的本体を実質的に構成していることが評価され得る。好ましくは鋳鉄で形成されているこのスリーブ８８と、シールプレート８４，８５とは、ハウジングの前部８０と、中心部８１と、後部８２とが一緒になって規定している中心キャビテイ内に収容されている。

好ましいエンジン１０は、また、燃焼ゲート２０，２２，２４の移動を案内するようにトラックとして機能する楕円形のカムカットアウト１６を有している。詳述すると、エンジン１０は、トルクホイール１２の両側で前記シールプレート８４，８５に近接し、ハウジングの前部８０と中心部８１と後部８２とが一緒になって規定している中心キャビテイ内に配設されている。そして、図４に最も良く示されているように、楕円形のカムカットアウト１６が、燃焼ゲート２０，２２，２４の移動を案内するようにトラックとして機能するように、カムカットアウトプレート８７に形成されている。これに関しては、図３に最も良く示されているように、夫々の燃焼ゲート２０，２２，２４に関連付けされているカムガイドピン３０，３２，３４が、シールプレート８５を貫通して１６に挿入され得るように、湾曲スロット８５ａ，８５ｂ，９５ｃがシールプレート８５に形成されている。勿論、同様のスロット（図１０に示されているような）８４ａ，８４ｂ，８４ｃが、他の方のカットアウトプレート８６に形成されている同様の楕円形のカットアウトにアクセス可能なように、第２のシールプレート８４に形成されている。

図２に示すように、各燃焼ゲート２０，２２，２４には、また、第２の開口２０ｂ，２２ｂ，２４ｂが形成されている。前記燃焼ゲート２０，２２，２４の回動が楕円形のカットアウト１６により制御されるように、前述されたカムガイドピン３０，３２，３４は、これら開口２０ｂ，２２ｂ，２４ｂを貫通し、楕円形のカットアウト１６に挿入されている。特に、夫々のカムガイドピン３０，３２，３４とカットアウト１６の楕円形状とにより、前記燃焼ゲート２０，２２，２４は、前記トルクホイール１２の中心に向かうか離れるように移動されと共に、各燃焼ゲート２０，２２，２４は、夫々の枢支ピン４０，４２，４４を中心として回動する。

簡略化された図５並びに６の断面図を参照すると、他のエンジンと同様に、動作においては、スタータ（図示されず）が、トルクホイール１２の最初の回転のために使用される。そして、トルクホイール１２が時計方向に回転するのに従って、矢印１７ａに示されるように、空気が、インテイク１７を通って，燃焼エンジン１０のハウジングの中へと、そして、参照符号２６ａで示されている燃焼室の一部分の中へと吸引される。同時に、燃料インジエクター６０（図２に示されている）が、燃料を燃焼室の一部分２６ａの中に導入する。さらに、トルクホイール１２が回転するのに従って、混合燃料が、楕円形のカットアウト１６により規定されるようにして、燃焼ゲート２２が外方へ移動することにより、圧縮される。

そして、前記混合燃料は、圧縮され、燃焼ゲートが楕円形のカットアウト１６の頂点での最大外方位置に達するまで、回転される。この位置は、図５では、燃焼ゲート２０の位置であって、ここでは、燃焼チャンバの外部２６ｂが、エンジン１０のハウジングの壁に形成されている。この時点で、スパークプラグ５０が、混合燃料を点火して、点火された燃焼ガスの急速な膨張を生じさせる。この結果、トルクホイール１２の連続した回転を生じさせるトルクがトルクホイール１２に与えられる。この点に関して、キャビテイ２１が、燃焼ゲート２０の外面に形成されていることが、好ましい。同様のキャビテイ（図示されず）が、他の燃焼ゲート２２，２４の夫々の外面にも形成されている。このようなキャビテイ２１は、燃焼室の前記外部２６ｂと共同して、燃焼がトルクホイール１２に時計方向のトルクを効率良く与えることを確実にする分割燃焼室を規定している。図２並びに５に示されているように、この分割燃焼室は、実験の結果、最大トルクのための燃焼による力を制御し導くのに最適であることが示された、自然状態ではほぼ矩形である。更に、好ましい実施の形態においては、ほぼ矩形の分割燃焼室は、この分割燃焼室の容量がキャビテイ２１の容量の約１／２の状態で、３：１：１の長さと幅と高さとの比を有している。しかし、ディメンションの広範囲の変更が、本発明の精神と範囲とを逸脱しないで、可能である。

前記分割燃焼室に関して、燃焼がトルクホイール１２に時計方向のトルクを効率良く与えることを確実にする役目から離れて、前記燃焼室の外部２６ｂ内に残っているかなりのパーセントの排出物（即ち、燃焼もしくは排出ガス）が、再燃焼されて、効率を高めかつ排出物を減じることが、想定される。

前記トルクホイール１２が時計方向に更に回転するのに従って、楕円形のカットアウト１６によって燃焼ゲートは、トルクホイール１２の中心に向かって内方に移動される。この結果、図５で燃焼ゲート２４で示されているように、エンジンにダメージを与えることがなく、燃焼ガスが、膨張される。最後に、トルクホイール１２が、参照符号２６ｃで示されている、燃焼室の部分に近づくのに従って、楕円形のカットアウト１６によって、燃焼ゲート２４は、再び外方に移動して、燃焼ガスを排出出口１８を通って排出させる。更に、トルクホイール１２が回転し続けるのに従って、燃焼ゲートが、再び内方に移動されて、サイクルが繰り返され、空気が参照符号２６ａで示されている、燃焼室の部分の中へと吸引される。

再び図１を参照すると、トルクホイール１２が回転するのに従って、１４も同様に回転される。かくして、減速ギア装置１００が、回転を減速して出力シャフト１０２に伝達するために使用されている。さらなる変形例として、図面には示されていないけれども、エンジン１０と関連付けられたオイルポンプが、減速ギア装置１００に適当にギア接続することにより、パワーが与えられ得る。

本発明の好ましいエンジン１０の更なる変形例として、カムガイドピン３０，３２，３４の各々には、カットアウト１６内に受け入れられるブッシュが設けられることは、考えられ、好ましい。図１に示されるように、各カムガイドピン３０には、カットアウトプレート８６，８７に規定された同じ楕円形のカットアウト１６に対をなして受け入れられる４つのブッシュ３１a、３１b、３１c、３１dが設けられている。

図９の断面図で、各好ましい楕円形のカットアウト１６が、カムガイドピン３０，３２と関連した複数対のガイドブッシュ３１c、３１d、３3c、３3dを受け入れるように段状の断面を有することが見られる。カムガイドピン３０について説明すれば、好ましい楕円形のカットアウト１６を上記段状の断面とすることにより、一方のブッシュ31cが、楕円形のカットアウト１６の下側の壁に当接し、他方のブッシュ３１dが、楕円形のカットアウト１６の上側の壁に当接する。このために、楕円形のカットアウト１６に対するカムガイドピン３０の垂直移動に対して少しの誤差があっても、ブッシュ３１c、３１dに関連した楕円形のカットアウト１６の段状の構造によって、エンジン１０の最適な駆動を妨げるであろうカムガイドピン３０の過度の動きを阻止することができる。

図１ないし４の好ましいエンジン１０の種々の断面図を再度参照すると、本発明の好ましい実施の形態におけるエンジン１０は、これの動作と効率とを改善する種々の補助部品を、また有していることが、見られる。例えば、エンジン１０は、適当な潤滑システムを有している。この好ましい実施の形態では、減速ギア装置１００にギア接続することにより、パワーが与えられ得るオイルポンプ（図示せず）が、夫々のカットアウトプレート８６，８７に形成された楕円形のカットアウト１６の中に、好ましくは、カットアウト１６の上面と側面とに、オイルを供給する。このようにして、供給されたオイルは、楕円形のカットアウト１６内に対をなして受け入れられている各カムガイドピン３０，３２，３４とこれらのブッシュ並びにこの周りに与えられる。更に、図には示されていないけれども、カムガイドピン３０，３２、３４には、これらカムガイドピン３０，３２、３４を通るオイルの循環を可能にするオイル通過孔が形成されることが、考えられ、好ましい。

前記楕円形のカットアウト１６から、オイルは、夫々のシールプレート８４，８５に形成されてカムガイドピン３０，３２，３４がシールプレート８４，８５を貫通することを可能にしている湾曲されたスロットを通って、エンジン１０のハウジングにより規定された中心キャビテイの中に引かれる。更なる変形例として、中心キャビテイにオイルを導くように別のスロットが、夫々のシールプレート８４、８５を貫通するように穿孔されることが、考えられる。オイルは、中心キャビテイの中に導入されると、トルクホイール１２の周りを流れる。更に、図２に示されるように、好ましいエンジン１０は、夫々の燃焼ゲート２０，２２，２４の下にオイルを循環させるチャンネル７２を有している。これら燃焼ゲート２０，２２，２４自身には、夫々の４０，４２，４４の潤滑を可能にしているオイル用の孔が形成されている。

前記オイルは、１４を支持しているローラベアリングの両側に配置されたドレインチューブを通って好ましくは排出される。更に、これらドレインチューブは、夫々のカットアウトプレート８６，８７に形成された楕円形のカットアウト１６の下部と液体的に連通していることが好ましい。最後に、別のドレインチューブが、燃焼ゲート２０，２２、２４の回りで逃げるオイルの排出を可能にするように、スリーブ８８を通るように、エンジン１０の中心キャビテイの中に設けられ得る。上述されたドレインチューブの各々は、ポンピングしてエンジン１０の中に再循環させるように、オイルパンもしくは同様の受けにオイルを導く。

更に、図１に示されるように、好ましいエンジン１０は、エンジン１０の中心の部品を囲んでいるウオータ冷却ジャケット７０とこれら冷却ジャケット７０に供給するための関連したウオータポンプ７１とからなる冷却システムを有している。

最後に、上述されたように、ロータリピストンエンジンの最も顕著な欠点は、ピストンと燃焼室の壁との間の囲まれた空間を適当にシールするのが困難なことである。かくして、燃焼ゲート２０，２２，２４により動作される囲まれた空間容積をシールすることは、本発明でも重要である。

図１０を参照すると、好ましいエンジン１０は、好ましくはカーボンキャスト合金で形成された複合シールを有している。勿論、ブロンズを含む他の適当な材料が、本発明の精神と範囲とを逸脱しないで、シールを形成するために使用され得る。

第１に、図１０に示されるように、シールプレート８４，８５の各々は、これの外周近くでほぼ六角形のパターンで、これの面に形成された互いに接続されていない一連のスロットを有している。これらスロット内には、シールプレート８４に対しては符号１２１，１２２，１２３、１２４，１２５，１２６で示され、また、シールプレート８５に対しては符号１３１，１３２，１３３，１３４、１３５，１３６で示されている細長いシールが入れられている。図には示されていないが、細長いシール１４０、１４２，１４４，１４６，１４８，１５０ 第２に、前記細長いシール１２１，１２２，１２３、１２４，１２５，１２６、１３１，１３２，１３３，１３４、１３５，１３６の先端部間には、各々が参照符号１７０で示されている星形のシール部材が夫々介在されている。これらシール部材は、図１２を参照して以下にさらに説明されるように、シールプレート８４，８５の外周近くに配設されている前記前記細長いシール１２１，１２２，１２３、１２４，１２５，１２６、１３１，１３２，１３３，１３４、１３５，１３６を互いに接続する機能を果たしている。

第３に前記トルクホイール１２の各アームの外面には、細長いシール１４０、１４２，１４４，１４６，１４８，１５０を受ける２つの平行なスロットが形成されている。これら細長いシール１４０、１４２，１４４，１４６，１４８，１５０は、トルクホイール１２をこれが中で回転するスリーブ８８(図１ないし４に示されている)に対してシールするようにデザインされている。図１０に示されているように、これら細長いシール１４０、１４２，１４４，１４６，１４８，１５０の各々は、これら細長いシール１４０、１４２，１４４，１４６，１４８，１５０が、また、夫々のシールプレート８４，８５とスリーブ８８との間に介在されるように、トルクホイール１２の両側を越えて外方に延びていることが意図され、また好ましい。図には示されていないが、圧縮ばねが、また、トルクホイール１２の各アームの外面に形成されたスロット内に、細長いシール１４０、１４２，１４４，１４６，１４８，１５０の下方に一定間隔で位置されて、これら細長いシールをトルクホイール１２から離れるように付勢し、かくして、エンジンが組み立てられるときに、トルクホイール１２と周方向のスリーブ８８との間の適当なシールを維持するように構成されることは好ましい。

最後に、図１１Ａ並びに図１１Ｂは、好ましいシールの位置と向きとを示す、１つの燃焼ゲート２０の斜視図を示している。特に、この燃焼ゲート２０は、これの外面に形成され、互いに接続された一連のスロットを有している。これら互いに接続されたスロット内には、細長いシール１６０，１６２，１６４，１６６が挿入されている。そして、同様のシールが、他の燃焼ゲート２２，２４の各々にも設けられている。図示されていないけれども、上述された種々のシールと共に、圧縮ばねが、燃焼ゲート２０，２２，２４の面に形成されたスロット内に、シールの下方に所定間隔で位置されて、これらシールを燃焼ゲート２０，２２，２４から離れるように付勢し、適当なシールを維持するように、構成されることは、好ましい。

図１２は、図１の好ましいエンジンの夫々のシールプレート８４，８５の外周に配置された細長いシールを相互に接続する機能を有する星形のシール部材１７０の１つの拡大図である。図示されているように、この星形のシール部材１７０は、細長いシール１２４，１２５を受け入れて相互接続しているだけではなく、エンジン１０が組み立てられるときに、トルクホイール１２の一側から外方に延びている細長いシール１４６も受け入れて相互接続している。

上述された仕様に従って構成された内燃機関は、一般のレシプロピストン形式のエンジンの問題と、ロータリ燃焼エンジンの問題とを解決している。即ち、レシプロピストン形式のエンジンとは異なり、シリンダー内でピストンを実質的に垂直な距離付勢する必要がないので、各燃焼に対して最小の燃料と空気とが必要とされる。更に、トルクホイール１２は、実質的な質量と慣性とを持つようになるので、回転しているトルクホイール１２の外周に作用する比較的僅かの燃焼で、トルクホイール１２を駆動することができる。この点に関して、上述されたエンジン１０の好ましい実施の形態では、クランクシャフトの各２回転に対して、シリンダー内でピストンを駆動するのに必要な１度の大きい爆発とは異なり、６度の比較的小さい制御された爆発が生じる。

更に、ピストンーシリンダー構造が使用される場合には、オフセットクランクシャフトが、効率のロスとなる線形動から回転動へとエネルギーを伝達するために必要である。同様に、ロータリピストンエンジンは、燃焼チャンバ内のロータリピストン偏心動のために、オフセットクランクシャフトが必要である。本発明の好ましいエンジン１０のトルクホイール１２は、クランクシャフト１４に直接に装着されるので、エネルギーの伝達の必要がない。なぜなら、このクランクシャフト１４は、トルクホイール１２と共に回転するからである。このことに関して、本発明のエンジン１０は、出力速度を制御するようにデザインされたトランスミッションに関連して、一定の回転速度（ＲＰＭ）で駆動されることが好ましい。

他の変更が、本発明の精神並びに範囲から逸脱しないで、ここで説明されたような発明に対してなされ得ることは、当業者にとって自明であろう。

本発明に従った、好ましい内燃機関の断面図である。 図１の２−２線に沿って切断した図１の好ましい内燃機関の断面図である。 図１の３−３線に沿って切断した図１の好ましい内燃機関の断面図である。 図１の４−４線に沿って切断した図１の好ましい内燃機関の断面図である。 エンジンの動作を説明するための、本発明に係わる好ましい内燃機関の概略的な断面図である。 エンジンの動作をさらに説明するための、図５の内燃機関の概略的な断面図である。 トルクホイールと、これに関連した燃焼ゲートとが仮想線で示された、図３と同様の好ましい内燃機関の部分断面図である。 トルクホイールと、これに関連した燃焼ゲートとが仮想線で示された、図４と同様の好ましい内燃機関の部分断面図である。 図８の９−９線に沿って切断した図８の好ましい内燃機関の断面図である。 好ましいシールの位置と向きとを説明するための、図１の好ましいエンジンのトルクホイールと、燃焼ゲートと、シールプレートとの分解斜視図である。 好ましいシールの位置と向きとを説明するための、図１の好ましいエンジンの燃焼ゲートの斜視図である。 好ましいシールの位置と向きとを説明するための、図１の好ましいエンジンの燃焼ゲートの異なる斜視図である。 図１の好ましいエンジンの夫々のシールプレートの周囲に配設された複数の細長いシールを相互接続するように機能する星形のシール部材の１つの拡大図である。

Claims (13)

1. 中心キャビテイを規定しているハウジングと、
   このハウジングにより規定された前記中心キャビテイ内で回転するように設けられ、自身の中心の周りに間隔を有して配設された複数のアームを有し、これらアーム間に複数の対応空間を規定しているトルクホイールと、
   前記対応空間内で回転するように位置され、各々がピボットピンを中心として対応空間内で回転するように設けられた複数の燃焼ゲートと、
   前記ハウジングにより規定された中心キャビテイ内で前記トルクホイールの両側に位置された１対のカムカットアウトプレートとを具備し、
   楕円形のカットアウトが、各カットアウトプレートに形成されており、楕円形のカットアウトが燃焼ゲートの移動をガイドするトラックとして機能するように、カムガイドピンが、各燃焼ゲートを貫通し、各カットアウトプレートに形成された楕円形のカットアウト内に受けられており、
   前記トルクホイールが回転するのに従って、空気が、前記ハウジングの中心キャビテイの中に吸引され、また、燃料が、ハウジングの前記中心キャビテイの中に導入されて、前記トルクホイールの夫々のアーム間の前記空間の１つに混合燃料を前記燃焼ゲートの１つの近くに生じさせ、前記混合燃料が、楕円形のカットアウトに導かれるように１つの燃焼ゲートの回動並びに外方への動きにより、トルクホイールの連続した回転の間に圧縮され、そして、混合燃料は点火されて、燃焼ガスの急速膨張を生じさせて、トルクホイールの連続した回転を生じさせるトルクを与え、更に、前記楕円形のカットアウトが、前記１つの燃焼ゲートを前記トルクホイールの中心に向かって内方に移動かつ回動させて、燃焼ガスを膨張させ、そして、前記楕円形のカットアウトが、前記１つの燃焼ゲートを再び外方に移動かつ回動させて、燃焼ガスを排気出口へと導き、
   前記燃焼ゲートの各々は、前記ハウジングの壁に形成された外側燃焼室と協働する、燃焼ゲートの外面にキャビテイを規定して、分割燃焼室を形成しており、前記混合燃料は、この分割燃焼室内で点火される、内燃機関。
2. 前記分割燃焼室の容積のほぼ二分の一は、各燃焼ゲートの外面に規定された前記キャビテイの容積である請求項１の内燃機関。
3. 前記カムガイドピンの各々は、前記カムカットアウトプレートに形成された前記楕円形のカットアウト内に対をなして受けられた４つのブッシュを有し、また、各カットアウトは、カムガイドピンの各々と関連された対をなすブッシュを受けるような急の段部を有し、各対の一方のブッシュが、楕円形のカットアウトの下側壁に当接し、他方のブッシュが、楕円形のカットアウトの上側壁に当接する、請求項１の内燃機関。
4. １対のシールプレートを更に具備し、各シールプレートは、前記トルクホイールの各側に位置され、また、スロットが、夫々の燃焼ゲートに関連されたカムガイドピンがシールプレートを貫通して前記楕円形のカットアウトの中に受けられるように、前記シールプレートに形成されており、
   前記シールプレートの各々は、これの外周近くでこれの面に形成され、相互に接続された一連のスロットを有し、細長いシールが、これらスロットの中に、前記シールプレートとトルクホイールとの間の適当なシールを維持するように、受けられている、請求項１の内燃機関。
5. 前記細長いシールを前記シールプレートから離れるように付勢するように、所定の間隔を有して前記スロットの中に位置された圧縮ばねを更に具備する請求項４の内燃機関。
6. 前記近接した細長いシールを相互接続するように近接した細長いシールの先端部間に介在された星形のシール部材を更に具備する請求項４の内燃機関。
7. 各シールプレートが、前記トルクホイールの各側に位置された１対のシールプレートと、
   前記ハウジングとトルクホイールとの間で、前記中心キャビテイ内に位置された外周スリーブとを更に具備し、前記トルクホイールと、燃焼ゲートと、シールプレートとは、この外周スリーブ内で回転する一体的な本体として機能し、
   前記トルクホイールの各アームは、これの外面に１もしくは複数のスロットを規定しており、前記スロットは、前記スリーブに対してトルクホイールをシールするように、細長いシールを受け入れている、請求項１の内燃機関。
8. 前記細長いシールを前記トルクホイールから離れるように付勢するように、所定の間隔を有して前記スロットの中に位置された圧縮ばねを更に具備する請求項７の内燃機関。
9. 前記燃焼ゲートの各々は、これの外面に形成され相互に接続された一連のスロットを有し、これらスロットの各々は、前記細長いシールを受け入れている、請求項１の内燃機関。
10. 前記スロットないに所定間隔を有して位置され、前記燃焼ゲートの各々から前記細長いシールを離れるように付勢する圧縮ばねを更に具備する請求項９の内燃機関。
11. 自身の中心の周りに間隔を有して配設される複数のアームを有し、これらアーム間に複数の対応空間を規定しているトルクホイールを、ハウジングにより規定された燃焼室内に回転するように設ける工程と、
    複数の燃焼ゲートを、これら燃焼ゲートの各々がピボットピンを中心として対応空間内で回転するように、そして、これら燃焼ゲートの各々がその外面に、ハウジングの壁に形成された外側燃焼室と協働するキャビテイを形成して、分割燃焼室を形成するように、前記トルクホイールの夫々のアーム間の対応空間内で回転するように位置させる工程と、
    各燃焼ゲートを回動させるための手段を、前記トルクホイールが回転するのに従って、前記夫々の対応空間内で、前記ピボットピンを中心として回動させる工程と、
    空気が、前記燃焼ゲートのうちの１つの近くの、燃焼室の部分の中に吸引されるように、前記トルクホイールの回転を開始させる工程と、
    前記１つの燃焼ゲートの回動と外方への移動とにより、前記トルクホイールの連続回転の間に圧縮される混合燃料を、前記トルクホイールの夫々のアーム間の前記空間の１つの中に生じさせるように、前記燃焼ゲートの１つの近くの、燃焼室の部分に燃料を導入させる工程と、
    前記分割燃焼室中の圧縮された混合燃料を点火して、燃焼ガスの急速膨張を生じさせ、前記トルクホイールの連続回転を生じさせるトルクを生じさせて、前記１つの燃焼ゲートを回動かつ前記トルクホイールの中心方向への内方の移動させて、燃焼ガスを膨張させて、前記１つの燃焼ゲートを回動かつ外方への移動させて、燃焼ガスを排気出口から排出させる、工程とを具備する４ストロークサイクルを果させるための方法。
12. 前記各燃焼ゲートを回動させるための手段は、楕円形のカットアウトであり、この楕円形のカットアウトが、前記トルクホイールの回転の間、燃焼ゲートの移動をガイドするトラックとして機能するように、カムガイドピンが、各燃焼ゲートを貫通し、各カットアウトプレートに形成された楕円形のカットアウト内に受けられている、請求項１１の４ストロークサイクルを果させるための方法。
13. 前記分割燃焼室の容積のほぼ二分の一は、各燃焼ゲートの外面に規定された前記キャビテイの容積である請求項１１の４ストロークサイクルを果させるための方法。

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