偏心モータ

著者らは特許

F01C1/344 - 内側部材に関して往復運動するベーンをもつもの
F01C21/08 - 回転ピストン(往復ピストン一般F16J)

の所有者の特許 JP2016517490:

コロッサ・ジョゼフ

 

【解決手段】 偏心的なモータ(10)は、実質上筒状体の内部シリンダ・スペース(12)を有するモータハウジング(11)を含み;
モータハウジング(11)の円筒状のスペース(12)の幾何学的な中心軸と同心的に提携したメインシャフト(F)と、ベアリングによりモータハウジング(11)のターミナルシリンダ蓋の少なくとも1個を通ってリードされている前記メインシャフト(F)を含み;
メインシャフト(F)に堅く固定され、このメインシャフト(F)に関して放射状に配置された少なくとも1個の回転羽根(13)と、ここで、回転羽根(13)の外側端部部分の外被表面(13a)は、モータハウジング(11)の内部の要部被覆表面(23)と同じ円弧状の周辺を有し、柔軟な方法で、前記内部の要部被覆表面(23)に対して傾いている前記要部被覆表面を含み;
何れもモータハウジング(11)内に形成された少なくとも1個の入口ポート(31)と少なくとも1個の出口ポート(32)を含み;
モータハウジング(11)の内部に、偏心的に配置されたロータ(18)、ロータ(18)の回転軸(T2)は、モータハウジング(11)の要部被覆表面(23)から偏心性(X)の所定距離で離間されており、前記ロータ(18)は、モータハウジング(11)の前記ターミナルシリンダ蓋に、ベアリングを介して結合され、且つ、回転軸(T2)の周り回転するように構成されており、
そして、ロータ(18)の内部で、特定の幅(W)のクリアランスは、各回転羽根(13)のために形成され、シール・閉鎖機構によって、モータの動作スペースから分離されている前記クリアランスを含み;
そして、ロータ(18)あるいは前記シール・閉鎖機構は、モータハウジング(11)の要部被覆表面(23)に設けられ、シールした状態で、隠蔽された被覆表面(24)に沿ってモータハウジング(11)とともに配置されている。
少なくとも1個の回転羽根(13)とロータ(18)は、強固な機械的結合を、両者の間に確立するために、連結部材(20)によって互いに強固に結合され、前記連結部材は、それの縦方向の軸芯(L)に平行な方向に、回転羽根(13)を、関連して移動するのに適応しており、又、回転羽根(13)の縦方向の軸芯(L)に垂直な方向にロータ(18)も又、関連して移動するのに適応している。
【選択図】 図1

 

 

その発明は、偏心モ−タに関し、特に、その内部構造に基づいて相対運動を行なう偏心モータに関するものである。
エンジン製造の技術分野において、これらモータをシールしているエッジが欠損した場合のワンケル・タイプの回転式ディスク・モータの運用上の困難さは、よく知られている。
ロータリー・ピストンと回転羽根を有する既知のモータについては、ロータリー・ピストンの本質的な役割により、回転羽根のコントロール不可能な状態に閉じた気圧調節用スペースを形成するのは難しい。
前記問題に関して、可能な解決法の1つは、回転羽根の回転軸とメインシャフトの回転軸が、同じであって、且つ、それらがシリンダの幾何学的な縦方向の軸芯と一致させることである。
ドキュメントGB324414
ドキュメントEP1666707A1

ドキュメントドキュメントGB324414は、円筒状の内部空間を有するモータハウジング内に偏心的に配置されているロータは、互いに密接に適合する2個の同心のドラムによって形成され、前記ドラムは、互いにシール可能に結合されていることを特徴とするモータを開示している。
回転羽根(順番に、メインシャフトに固定されている)が、ドラム毎に放射方向に移動することができるように、アウタードラムおよびインナードラムは、互いに対向した箇所で回転羽根に密閉可能に取り付けられる。
モータの回転中は、偏心したドラムの配置により、アウタードラムおよびインナードラムは、周期的に互いに関連して回転する。したがって、偏心したドラムに関連する回転運動の間、回転羽根のための空きスペースを提供するために、アウタードラムおよびインナードラムの両方とも、それぞれ周囲に空隙を保持している。
モータのための適切なシールした状態を提供するために、アウタードラムおよびインナードラムに形成されたロータは、円筒状ハウジングのより短いアーチ形のセクションに沿ってわずかに遮蔽され、前記短いアーチ形のセクションは、ハウジングの入口ポートと出口ポートの間で限定されている。このことは、モータハウジングの内部表面の周辺の円が、ロータの外側表面の周辺の円と交差するということを意図している。
ロータは、2つ以上のセグメントから成り、各々のセグメントは2つの円周からなり、アーチ形のガイドチャンネルを含んでいることを特徴とするモータについて記述しているドキュメントEP1666707A1により、同様の解決法が知られている。
各々の前記ガイドチャンネルにおいて、アーチ形のガイドエレメントは噛合し、前記ガイドエレメントは、シールした状態で、回転羽根に移動可能に接続されている。
モータの回転中には、前記ガイドエレメントは、周期的にアーチ形のガイドチャンネル内で前後に移動する。
回転羽根の自由運動は、回転式のセグメントの間の広いクリアランスによって提供されている。
上記解決法における共通の欠点は、モータの回転中に、回転羽根の周囲のコンタクト・ポイントでのみ回転羽根によってロータが駆動され、さらに、回転羽根に沿って動作スペースがシール可能に閉鎖されるように、回転羽根に続く回転式のセグメントが、回転羽根を圧縮している間、回転羽根は回転方向の前方に移動するロータセグメントへ圧縮力を付勢している。
しかしながら、この目的のために、ロータ内で動くアーチ形のガイドエレメントは、柔軟な圧力媒体による回転羽根、例えば、空気圧や水圧で、あるいは圧縮バネによって付勢される。
モータが回転している間に、回転羽根と作動媒体が、ガイドエレメントへの押圧力を周期的に交互に及ぼすので、ガイドエレメントによって回転羽根へさらに作用する押圧力もまた圧力媒体のイナータンス(inertance)により、周期的に変化する。このことは、モータ内部の振動の原因となる。一方、そのために、ガイドエレメントと回転羽根の間の密封性は、過負荷になりやすく、他方、これが、ガイドエレメントと回転羽根の間の前記密封性を急速に増し、摩耗するという問題がある。
圧力媒体を動かすためには、補助の設備を要求してもよい。また、圧力媒体の動作は、本質的には摩擦によるエネルギー損失になる。それはモータの動作に対して悪影響をもたらすという問題がある。
この発明の目的は、上記した問題点を解決するとともに、ワンケル・タイプ・モータあるいは偏心ロータを有する他の従来のモータに関して、動作スペースを改善した密封性を有する偏心モータを提供することにある。
上記目的は、下記の構成要件よりなる偏心モータを提供することにより達成される:
請求項1に係る発明は、 実質上、筒状体の内部シリンダ・スペースを有するモータハウジングと、 メインシャフトは、モータハウジングの円筒状のスペースの幾何学的な中心軸と同心的に連携し、前記メインシャフトは、ベアリングを用いてモータハウジングのターミナルシリンダ蓋の少なくとも1個を連通し、 メインシャフトに堅く結合されているとともに、メインシャフトに放射状に配置された少なくとも1個の回転羽根と、ここでは、回転している羽根の外側端部部分の外被(envelop)表面は、モータハウジングの内部の要部被覆表面と同じ円弧状の周辺を有するとともに、フレシキブルな方法で、前記内部の要部被覆表面に対して傾いており、回転羽根の外側端部部分の外被(envelop)表面と、何れもモータハウジング内に形成された、少なくとも1個の入口ポートおよび少なくとも1個の出口ポートと、 モータハウジングの内部に偏心した状態で配置されたロータと、ここでは、ロータの回転軸は、モータハウジングの要部被覆表面の幾何学的な中心軸から偏心性の所定距離で離間されており、ここでは、前記ロータは、モータハウジングの前記ターミナルシリンダ蓋にベアリングにより接続され、その回転軸の周りで回転するように構成され、ここで、ロータ内部で特定の幅のクリアランスが、各回転羽根のために形成されており、シール・閉鎖機構により、モータの動作スペースから分離されている前記クリアランスと、そして、 ここで、ロータあるいは前記シール・閉鎖機構は、モータハウジングの主たる被覆表面に設けられ、シールした状態で、隠蔽された被覆表面に沿ってモータハウジングに配置されている。
少なくとも1個の回転羽根とロータの間は、機械的に堅固な結合を確立するために、連結部材を通して互いに結合されており、前記連結部材は、縦方向の軸芯に平行な方向に回転羽根に関連して移動するのに適合しているとともに、回転羽根の縦方向の軸芯に垂直な方向にロータと関連して移動するのに適合しているようにしたものである。
請求項2に係る発明は、請求項1に記載の発明において、より好適には、連結部材は、コウリッセ(coulisse)ハウジングとこれに結合されたガイドエレメントを有するコウリッセ(coulisse)アセンブリである、ここで、コウリッセ(coulisse)ハウジングは、回転羽根に沿って摺動するように配置されており、又、ガイドエレメントは、ロータの線形のガイドチャンネルにそれぞれ結合されており、前記ガイドチャンネルは、回転羽根の縦方向の軸芯まで垂直に伸びているようにしたものである。
請求項3に係る発明は、請求項1又は請求項2に記載の発明において、ロータ内に形成されたクリアランスを閉鎖するためのシール・閉鎖アセンブリは、回転羽根の両方の外側面に隣接している1個の偏心羽根を備えたコウリッセ(coulisse) ハウジング内に配置された偏心羽根と、コウリッセ(coulisse) ハウジングと回転羽根の間のスロット内に、回転羽根の縦方向の軸芯と平行して摺動するようにガイドされている前記偏心羽根と、そして、偏心羽根(ロータのそれぞれのアーチ形チャンネルで摺動するようにガイドされている前記アーチ形の羽根)にヒンジで結合されたアーチ形羽根を含むようにしたものである。
請求項4に係る発明は、請求項1又は請求項2に記載の発明において、モータが1個の回転羽根より構成される場合、ロータの中で形成されたクリアランスを閉じるためのシール・閉鎖アセンブリは、回転羽根の両方の外側面に隣接している1個の偏心羽根を備えたコウリッセ(coulisse)ハウジング内に配置された偏心羽根と、コウリッセ(coulisse)ハウジングと回転羽根の間の回転羽根の縦方向の軸芯と平行して摺動するようにガイドされている前記偏心羽根と、および偏心羽根にヒンジで結合されたアーチ形羽根とから構成されることもまた好ましい。ここで、アーチ羽根は、それらの内側のガイドエレメントと、ロータのハウジングの外側表面に対して傾く前記ガイドエレメントとから構成され、前記アーチ形羽根は、それらが部分的にオーバーラップし、互いに関連して移動することができるように、回転羽根の対角線上に対向するロータの一部で、互いにシール可能に接続されるとともに、前記アーチ形羽根は、隠された被覆表面に適合し、シリンダ蓋にシール可能に接続されるようにしたものである。
請求項5に係る発明は、請求項1に記載の発明おいて、連結部材は、コウリッセ(coulisse)ハウジングとコウリッセ(coulisse)ハウジング上に形成されたガイドエレメントを有するコウリッセ(coulisse)アセンブリであり、少なくとも1個の回転羽根の両側のコウリッセ(coulisse)ハウジングからメインシャフトと平行な方向に突出する前記ガイドエレメントと、ロータの各ブリッジエレメントに対して摺動するように傾いた前記ガイドエレメントである。
請求項6に係る発明は、請求項1に記載の発明において、少なくとも1個の回転羽根のために、ロータ上に形成されたクリアランスからモータの動作スペースを分離するために採用されたシール・閉鎖アセンブリと、回転羽根とロータの間に、強固な機械的結合を提供するために採用された連結部材とは、単一のコウリッセ(coulisse)アセンブリにより形成され、回転羽根(を囲む縦方向の壁を有するコウリッセ(coulisse)アセンブリと、回転羽根の縦方向の軸芯(L)に直角に反対方向の縦方向の壁の外側端部部分から突出するガイドエレメントと、ここで、縦方向の壁は、回転羽根に沿ってシール可能に且つ摺動可能に配置され、ロータのそれぞれ線形ガイドチャンネルに、摺動可能に接続され、回転羽根の縦方向の軸芯(L)まで垂直に伸びる前記ガイドチャンネルと、よりなるものである。
この発明では、前記2個のパーツ(回転羽根とロータ)の回転速度を自動的に等しくするために、機械的に強固な接続が、回転羽根とロータとの間でなされているならば、モータの回転中には、実質上、一定の力が、回転羽根の外側端部部分の側面の外被表面に沿って、回転羽根とロータとの間のシールあるいはシール機構に作用する。それによって、ロータと回転羽根の間をスラミングし、その結果による振動と同様に、完全に回避することができるという創造性のある考えに基づいている。
その結果、前記シールの耐久性は実質的により長くなり、このことは、モータのメンテナンスの視点から見れば、特に重要である。
さらに、回転が一定で、振動がなく、スラミングのないロータの回転は、さらなるエネルギーを供給する必要はなく、その結果として、モータは、一定の方法で作動する。
この発明の第1の実施例を示すもので,偏心モータの要部断面図である。 この発明の第1の実施例を示すもので、この発明による偏心モータを内燃機関のエンジンとして用い、このエンジンの4つの異なる状態をそれぞれ示す要部断面図である。 この発明の第1の実施例を示すもので、この発明による偏心モータを内燃機関のエンジンとして用い、このエンジンの4つの異なる状態をそれぞれ示す要部断面図である。 この発明の第1の実施例を示すもので、この発明による偏心モータを内燃機関のエンジンとして用い、このエンジンの4つの異なる状態をそれぞれ示す要部断面図である。 この発明の第1の実施例を示すもので、この発明による偏心モータを内燃機関のエンジンとして用い、このエンジンの4つの異なる状態をそれぞれ示す要部断面図である。 この発明の第2の実施例を示すもので、この発明による偏心モータの要部断面図である。 この発明の第2の実施例を示すもので、この発明による偏心モータの要部分解図である。 この発明の第3の実施例を示すもので、この発明による偏心モータの要部断面図である。 この発明の第3の実施例を示すもので、この発明による偏心モータの要部組立図(斜視図)である。 この発明の第4の実施例を示すもので、この発明による偏心モータの要部断面図である。 この発明の第4の実施例を示すもので、この発明による偏心モータの要部分解図である。 この発明の第4の実施例を示すもので、この発明による偏心モータの要部組立図で、モータハウジング内に配置された回転部を示す要部組立図である。 この発明の第1の実施例を示すもので、この発明による偏心モータの要部断面図で、モータの第2の操作上のサイクルに、1本のシリンダ内燃機関としてこの発明による偏心モータを用いた場合を示す。 この発明の第5の実施例を示すもので、-この発明による偏心モータの要部断面図で、モータを単純化した状態を示す。
図1は、第1の実施例を示すもので、この発明による偏心モータの要部断面図である。
この発明による偏心モータ10は、半径Rの円筒状に形成された内部シリンダ・スペース12を有するハウジング11よりなる。
ハウジング11のシリンダ・スペース12は、幾何学的な中心軸T1(図1中のシート面に直交している)を有している。ここでは、モータ10のメインシャフトFは、前記中心軸T1と一致している。
回転羽根13は、メインシャフトFに固くマウントされており、それによって、回転羽根13の縦方向の軸芯Lは、中心軸T1に対して垂直となっており、回転羽根13は、メインシャフトFに関して放射方向に配置されていることを意味している。
回転羽根13の外側端部部分は、シリンダ・スペース12の要部被覆表面23の面と同じ円周の円弧を有している。
回転羽根13は非常に長いので、 その外側端部部分の外被表面13aは、シールされ、且つフレキシブルな状態で、シリンダ・スペース12の要部被覆表面23に対して傾く。それによって外側端部部分の外被表面13aは、シールされ、且つフレキシブルな状態で、前記要部被覆表面23に沿って摺動することができる。
モータ10の回転方向は、図1(他の図面にも)中には矢印Zで示されている。
回転羽根13の外側端部部分は、もし必要ならば、シリンダ・スペース12の要部被覆表面23と連結するシール部材あるいは潤滑シール部材とともに、提供されてもよく、前記シール部材あるいは潤滑シール部材は、代替可能となるように設計されるのが好ましい。
さらに、回転羽根13の外側端部部分は、例えば、図1に示すスプリング51によって、回転羽根13の縦方向に外側に向かってフレキシブルにオフセットすることが出来る。そのために、回転羽根13とシリンダ・スペース12の要部被覆表面23との間を、より確実に密封(シール)するように形成する。
ハウジング11の内部には、シリンダ・スペース12の中心軸T1に対して偏心した状態に配置されたロータ18がある。ここでは、前記ロータ18の回転軸T2は、シリンダ・スペース12の中心軸T1から、前もって規定したモータ特定距離Xの一定間隔で配置されている。
この特定距離Xは、この発明による偏心モータの偏心性を定義している。
回転羽根13がシリンダ・スペース12内を回転する場合、回転羽根13とロータ18の間の偏心状態(偏心性)により、回転羽根13は、共同回転するロータ18に比例して置換され、そして、その置換は、少なくとも偏心性Xの倍の置換であるが、実際上は、多少より大きな置換がロータ18内の回転羽根13のために許容される。
したがって、幅Wを有するクリアランス40(それは、偏心性Xの値および回転羽根13の幅に依存する)は、ロータ18の内部で形成されるべきである。前記クリアランスの幅の特別な値は、モータの特別なテクニカル・デザインに依存する。
ハウジング11は、さらに、シリンダ・スペース12内に作動媒体を供給するための入口ポート31およびシリンダ・スペース12から作動媒体を放出するための出口ポート32を有している。
シリンダ・スペース12の内部表面は、円筒状であるが、その与えられたセクションに沿って隠蔽された被覆表面24を含む。ここで、前記被覆表面24の円周の半径は、見えるようにアライメントのクリアランスをとり、ロータ18の半径Rと本質的に等しい。これによって、ロータ18の外側表面は、シリンダ・スペース12の隠蔽された被覆表面24と一致する。
隠蔽された被覆表面24は、入口ポート31と出口ポート32の間のより短い円弧状セクションに沿って配置されるのが好ましい。
通常、メインシャフトFは、ベアリングによるハウジング11のターミナルシリンダ蓋(図示せず)の少なくとも1個によってリード(誘導)される。
同様に、ロータ18もまた、回転軸T2のまわりの回転可能なベアリングを介してハウジング11のターミナルシリンダ蓋(図示せず)に連結されるとともに、被覆表面24の中心軸に沿ってさらに回転可能となっている。回転羽根13とロータ18との間を、機械的に強固に連結して同期した状態で回転可能に設定するために、回転羽根13およびロータ18は、連結部材20によって互いに連結されている。
連結部材20は、ロータ18と回転羽根13に直接連結される(また、そのために、メインシャフトFには間接的に接続される)。連結部材20は、回転羽根13によって駆動される。そして、ロータ18との同期した運転(駆動)は、前記連結部材20によって行なわれる。
この発明による偏心モータ10の好ましい実施例としては、図1に示すように、連結部材20は、コウリッセ(coulisse)ハウジング16とこれに接続されたガイドエレメント17とにより構成されるコウリッセ(coulisse)アセンブリにより形成されている。
コウリッセ(coulisse)ハウジング16は、回転羽根13の回転中に、それ(コウリッセ(coulisse)ハウジング16)が、回転羽根13(メインシャフトFに対してラジアル方向において、その縦方向の軸心Lと平行に)に沿って移動することができるように、回転羽根13の周囲に配置されている。
コウリッセ(coulisse)ハウジング16は、摺動するように、回転羽根13に取り付けられるのが好ましい。しかし、さらに、ベアリングによる方法で回転羽根13に連結されても良い。
ガイドエレメント17は、ロータ18の直線状のガイドチャンネル34に、それぞれ移動可能に、より好適には摺動する方法で、噛合している。ガイドチャンネル34は、回転羽根13の縦方向の軸芯Lに対して垂直に、ロータ18内に形成されている。
その結果、モータ10の回転中に、コウリッセ(coulisse)アセンブリは、常に、その縦方向に沿って回転羽根13上で移動する、一方、さらに、回転羽根13とロータ18との間の回転速度の差の実際の値の程度まで、ロータ18内の横断線方向に動いている。但し、両者の回転速度は、等しくなるべきである。
回転刃13の回転中に、コウリッセ(coulisse)アセンブリの動作は、振動のない状態で、さらにロータ18の偏心方向が続いている間、180度毎にその方向を変更する。
従って、コウリッセ(coulisse)アセンブリが回転羽根13に沿って移動している間、さらに、それは、偏心性Xの倍に対応する範囲内に回転羽根13の縦方向の軸芯Lに垂直な方向にロータ18の内部で、同時に動いている。そのために、それはロータ18を一律に運転し続ける。その結果、ロータ18および回転羽根13(そして、メインシャフトFを通して、同様に)は、常に同期した状態で回転する。
回転羽根13のためにロータ18内に提供されたフリークリアランス40の最小の幅Wは、偏心性Xの値および回転羽根13の幅およびコウリッセ(coulisse)ハウジング16の幅によって決定される。
図1に示すように、モータ10の第1の実施例では、コウリッセ(coulisse)ハウジング16内に移動可能に配置された2個の偏心羽根14がある。1個は、回転羽根13の外側面両方に隣接して配置されている。ここで、各偏心羽根14は、コウリッセ(coulisse)ハウジング16と回転羽根13との間のスロットでそれぞれ摺動するようにガイドされている。
偏心羽根14は、回転羽根13の縦方向の軸芯Lと平行な方向に、コウリッセ(coulisse)ハウジング16と回転羽根13の両方に関連して移動することができる。
偏心羽根14の各々について、それぞれアーチ形羽根15がヒンジで接続されている。
アーチ形羽根15は、ロータ18のアーチ形チャンネル27のそれぞれで摺動するようにガイドされる。
アーチ形羽根15は、回転羽根13のためにロータ18内に形成されたクリアランス40を分離する機能と、シールした状態でのモータ10の動作スペースを有している。
回転羽根13のそれぞれの外側面だけでなく、アーチ形羽根15と、偏心羽根14と、ロータ18の外側表面と、ハウジング11の内部表面、およびモータ10のターミナルシリンダ蓋とにより、モータの閉じた動作スペースを定義している。
さらに、偏心羽根14もまた、回転羽根13の2つの外側面上に配置された、2枚のアーチ形羽根15の回転速度との間に周期的に変化する差を、均等化するように機能している。前記回転速度の差は偏心性に起因している。
回転羽根13の回転中に、回転羽根13の外側面上の偏心羽根14が、コウリッセ(coulisse)ハウジング16の中で互いに関連して移動可能にするとともに、ロータ18の周囲の円弧に沿って回転羽根13も、互いに関連して移動可能なように、前記均等化が行なわれる。
この発明によるモータ10の最初の実施例の動作を、図2A〜図2Dに基づいて説明する。
メインシャフトFとそれにマウントされた回転羽根13は、シリンダ・スペース12の要部被覆表面23の中心軸T1と同軸で、ハウジング11に配置されている。
ロータ18の回転軸T2は、シリンダ・スペース12に隠蔽された被覆表面24の偏心した中心軸と一致するように調整され、前記偏心した中心軸は、中心軸T1と関連して移動している。回転羽根13とロータ18との間では、上記で述べたコウリッセ(coulisse)アッセンブリが強固な機械的結合を確立している。ロータ18の配置により、それは、シリンダ・スペース12の隠蔽された被覆表面24に沿って固定されている。
下記では、シリンダ・スペース12の内部に偏心した状態で配置されたロータ18の位置は、初期フェーズ(回転羽根13はロータ18の内部の最も深い位置に収容されている)と見なされる。この状態は、図2A中に表わされている。
このフェーズでは、 コウリッセ(coulisse)アッセンブリは、ロータ18に対して中間位置にある。そして、回転羽根13の外側端部は、隠蔽された被覆表面24から離間している。
回転羽根13の外側端部と被覆表面24との間、及びアーチ形羽根15の外側表面と前記表面24との間に、比較的小さな容量の不利益なスペースが発生する。同時に、分割されていない動作スペースが、要部被覆表面23に沿ってシリンダ・スペース12に発生する。
図2Bでは、回転羽根13と、回転羽根13と同期して回転しているロータ18は、初期フェーズに対して90度回転している。回転羽根13の外側部分の外被表面13aは、要部被覆表面23に対して傾いている。そして、ロータ18のハウジングの外側表面は、隠蔽された被覆表面24に対して傾いており、その周辺の円弧と一致している。
回転羽根13は、ロータ18に対する限界位置に留まる。また、従って、アーチ形羽根15のうちの1個は、最大の範囲までそれぞれのアーチ形のチャンネル27に挿入され、一方、回転羽根13の対向面の他方のアーチ形羽根15は、最大の退避位置にある。従って、ロータ18の周面に沿った偏心羽根14は、回転羽根13の縦方向の軸芯Lに沿って異なる回転速度で、均等な位置に留まる。
回転羽根13の2つの外側面は、回転方向(順方向)に面している表面Eとして分類されてもよい。又、回転方向(逆方向)と反対方向に面している表面Hとして分類されてもよい。
このフェーズでは、回転羽根13は動作スペースを2つの部分に分割する。;
即ち、回転羽根13の表面Hの背面の小さなスペースQ2、及び回転羽根13の表面Eの前面の大きなスペースQ1。
図2Cに示すように、180度である次のフェーズでは、回転羽根13は、ロータ18の内側の中間に、再び収容される。しかし、この場合には、回転羽根13は、ロータ18から最大の範囲(地域)に現れる。
この時点で、回転羽根13は、モータのトルクを伝達するという連続的なプロセスの間、最大トルクの伝達位置に位置している。このフェーズでは、回転羽根13は、動作スペースを、同じ広さを有しているスペースQ1およびQ2の2つに分割する。
ロータ18のハウジングの外側表面は、まだ、ハウジング11の隠蔽された被覆表面24全体に対して傾いている。
270度のフェーズでは、図2Dに示すように、回転羽根13は、再びロータ18内の限界位置になる。しかし、図2Bに示すように、90度のフェーズと違っており、それはロータ18の他方の半分の方向へシフトされている。
このフェーズでは、再び、偏心羽根14は、回転羽根13の縦方向の軸芯Lに沿った異なる位置(そして、互いからの最大の距離で)に位置している。
回転羽根13の表面Hの背面にあるスペースQ2は、表面Eの前方に残るスペースQ1よりはるかに大きくなり、スペースQ1は、回転羽根13がさらに回転するに伴って徐々に縮小する。
さらに90度回転の後、モータ10は、図2Aに示す初期フェーズへ戻る。
この発明による偏心モータの第1の実施例を内燃機関に適用したものを、図2A〜図2Dに基づいて説明する。
最初のサイクル:
予め吸い込まれた空気が、表面Eの前面のスペースQ1内で圧縮されている間に、(例えば周囲圧力で)外部空気は、ハウジング11の入口ポート31で吸気弁201を通って、表面Hの背面にあるスペースQ2に供給可能となる。
第2のサイクル:
上部の静止点に達した後に、表面Eの前面のスペースで圧縮された空気は、切換弁システムおよびトランスファ・チャンネルを介して、表面Hの背面のスペースQ2に供給される。そこでは、燃料(それはさらに吸気弁201を介して供給される)は閉じた動作スペースにおいて燃焼する。また、爆発を伴う燃焼中にリリースされたエネルギーは、回転羽根13によってメインシャフトFに伝達される。
一方、圧縮は、表面Eの前面のスペースQ1内で再び実行される。この動作サイクルは、図6に示す断面図に概略が表示されている。(モータの概念的な構造のデザインが、接続されているシリンダの数に強く依存することが注目される。)
第3のサイクル:
上部の静止点の後、表面Eの前面のスペースQ1で圧縮された空気は、切換弁アセンブリおよびトランスファ・チャンネルを介して表面Hの背面のスペースQ2へ再び送り込まれる。そして、前の燃焼ガスが、表面Eの前面のスペースQ1から放出される間に、ハウジング11と関連する放出弁202(この場合、例えば、排気弁)とにより形成された出口ポート32を通って、上部静止点に達する前に、点火ストロークが再び実行される。
上記ストロークを繰り返し実行することによって、動作スペースでリリースされたエネルギーは、回転運動に連続的に変換することができる。
モータ10が、例えばコンプレッサまたはポンプとして使用される場合、メインシャフトFは、外部からの、例えば、電動機によって回転する。そして、流れる作動媒体を、移動及び圧縮すること、あるいは、移動又は圧縮することは、吸気弁および放出弁の適切な動作によって行なわれる。
以下、この発明による偏心モータの第2の実施例を、図3Aおよび図3Bに基づいて説明する。図3Aおよび図3Bにおいて、第1の実施例と同一の名称(要素)は、同一の参照番号を使用する。
第2の実施例は、モータ10は、縦方向の軸芯Lに沿って互いに対向するメインシャフトFにマウントされている2つの回転羽根13および13’により構成されているという点で、図1に示す第1の実施例と異なる。従って、モータ10は、2対の偏心羽根14とそれに関連する2対のアーチ形羽根15により構成されている。ここで、アーチ形羽根15は、ロータ18の周辺のアーチ形ガイドチャンネル27にそれぞれ(すべて4)に噛合している。
モータの回転中に、2つの回転羽根13、13’は、動作スペースを、2つあるいは3つのスペースQ1、Q2、Q3に分割する。回転羽根13および13’のうちのいずれか1個が、隠蔽された被覆表面24に沿って通過する場合、2つのスペースが形成される。
図4Aおよび図4Bは、この発明による偏心モータの第3の実施例を示す要部断面図及び斜視図をそれぞれ示すもので、モータは、1個のみの回転羽根により構成されている。
この実施例特有の特徴は、偏心羽根14によって回転羽根13に接続されたアーチ形羽根15が、ロータ18のハウジング内には挿入されないということである、さらに、正確に言えば、それらは、アーチ形羽根15の内部表面上に形成されたガイドエレメントによって、ロータ18のハウジングの外側表面に対して傾いている。ロータ18のハウジングは、縮小された周辺の半径R'を有している。
その外側表面上に形成されたガイドチャンネルに、ロータ18のハウジングの前記外側表面に対してアーチ形羽根15が傾くことが好適である。この場合、アーチ形羽根15は、ロータ18の外側表面に沿ってシールした状態で、互いに関連して動くことが出来るように、例えば、互いに摺動することが出来るように、ロータ18の反対部分の対角線上で互いに噛合している。
この実施例では、閉じた作動スペースは、回転羽根13の外側面と、アーチ形羽根15の全外側表面と、偏心羽根14の外側表面と、ハウジング11の内部被覆表面と、モータ10のシリンダ蓋末端とによりそれぞれ限定されている。
回転羽根13のためにロータ18内に設けられたクリアランス40は、回転羽根13のそれぞれの外側面によって、同様に、アーチ形羽根15および偏心羽根14によって、動作スペースから隔てられている。
この実施例の利点は、図1に示す第1の実施例に反していることである。ここで、アーチ形の偏心羽根14の外側表面と回転羽根13の外側端部部分の外被表面13aは、回転羽根13が隠蔽された被覆表面24に沿って通過している間、シリンダ・スペース12の要部被覆表面23に対して、常に傾いている。
この実施例と図1に示す実施例とのさらなる相違は、ロータ18の外部被覆表面の代わりに、アーチ形羽根15の外部被覆表面が、隠蔽された被覆表面24に沿うハウジング11に据え付けられる。
この実施例では、偏心羽根およびアーチ形羽根に沿った不利益なスペースは、実質上より小さな表面を有するために縮小される。また、第1の実施例の不利な点も解消される。これは、ロータ18の接触面およびモータ10のシリンダ蓋に沿っているという事実に依存しており、整列した構造のスロットは、回転羽根13の外側面によって完全には密閉することができないように形成されている。
さらに、隠蔽された被覆表面24を離れる時、回転羽根13は、シリンダ・スペース12内部に、より容易に復帰することができる。何故ならば、回転羽根13は、シリンダ・スペース12の内部に連続的に収容されるからである。それは、モータの気密性を大幅に改善する。
図5Aは、この発明による偏心モータの第4の実施例を示す要部断面図である。また、図5B及び図5Cは、それぞれ分解図及び組立図で、シリンダ・スペース内で回転する部品の組み立てられたグループをそれぞれ示している。なお、上記実施例と同一の名称(要素)は、同一の参照番号を使用する。
また、1個の回転羽根13よりなる第4の実施例は、図4Aおよび図4Bに示す第3の実施例と以下の点で異なる。即ち、均一で同期した回転を提供するためにコウリッセ(coulisse)アセンブリによって形成された連結部材は、上記ガイドエレメントを含まず、この連結部材は、コウリッセ(coulisse)ハウジング16から垂直に突出している。しかし、それらの代わりに、メインシャフトFと平行な1つの方向に、コウリッセ(coulisse)ハウジング16から突出しているいくつかのガイドエレメント50は、回転羽根13の両方の外側面に隣接してコウリッセ(coulisse)ハウジング16の上に形成され、前記ガイドエレメント50は、ロータ18のブリッジエレメント51に対して摺動するように傾いている。
モータの回転中、コウリッセ(coulisse)ハウジング16は、ガイドエレメント50により、回転羽根13に沿って前後に移動し、コウリッセ(coulisse)ハウジング16自体は、内部制御の指令に従って、回転羽根13の縦方向の軸芯Lに直角に、ロータ18上に形成されたブリッジエレメント51の上を前後に摺動する。
図5A〜図5Cに示す第4の実施例では、1個の回転羽根13により構成されているが、この構成の配置も、2つの回転羽根を備えたモータに適用しても良いことは、当業者であれば明白である。ここで、両方の回転羽根に隣接しており、コウリッセ(coulisse)ハウジング上では、2つの向かい合うロータのブリッジエレメントの1個に対して傾くように形成されたガイドエレメントがある。
第4の実施例からみると、前記ガイドエレメントは、コウリッセ(coulisse)ハウジングのみならず、ロータ上にも形成することが出来るということは、当業者であれば明らかである;
後者の場合では、対応するガイドエレメント(例えば、ショルダー、レールあるいは溝、ベアリング)は、コウリッセ(coulisse)ハウジング上に、あるいはコウリッセ(coulisse) ハウジング(ロータのガイドエレメントをガイドするために適している前記ガイドエレメント)の内部に形成される。
さらに、コウリッセ(coulisse) ハウジング上(あるいはロータ上に)に形成されたガイドエレメントは、1つの方向のみに突出しないだけでなく、それらの1つ以上が、残っている他方のものに対して反対方向に突出することが可能である。
図7に示す第5の実施例(2つの回転羽根により構成されている)の特徴は、シール・閉鎖機構である。この特徴は、ロータ18内の回転羽根13、13’のために形成されたクリアランス40からモータの動作スペースを分離するために使用されるが、このシール・閉鎖機構は、単に連結部材20aで構成されている。それは回転羽根13、13’とロータ18の間の強制的な機械的結合を確立するために使用される。即ち、この実施例では、それら2つの機能は、同じ構造のエレメントによって提供される。
図7に示すように、連結部材20aは、回転羽根13、13’を囲む縦方向の壁70を構成するコウリッセ(coulisse)アセンブリによって形成されている。ここで、前記縦方向の壁70の両方の外側端部に、ガイドエレメント71が配置されており、前記ガイドエレメントは、反対方向に、且つ、回転羽根13、13の縦方向の軸芯Lに垂直に、突出している。
縦方向の壁70は、回転羽根13、13’の回転中に、それらが、回転羽根13、13’(縦方向の軸芯Lと平行に、そして、メインシャフトFに関して放射状になる方向に)に沿って移動することができる方法で、回転羽根13、13’の周囲に、シールした状態で配置されている。
縦方向の壁70は、摺動するように、そしてシールした状態で、回転羽根13および13‘に接続されている。ガイドエレメント71は、移動可能に、より好適には摺動可能な方法で、ロータ18のそれぞれの線形のガイドチャンネル74に連携している。ガイドチャンネル74は、各回転羽根について一対のガイドチャンネル74とともに、回転羽根13、13’の縦方向の軸芯Lに直角に、ロータ18内に形成される。
回転羽根13、13に沿った動作に加えて、図7に示すコウリッセ(coulisse) アセンブリ(即ち、縦方向の壁70および関連するガイドエレメント71を含むブロック)も又、同時に、ロータ18内で回転羽根13、13’の縦方向の軸芯Lに直角に移動し、通常は2倍の偏心性に対応する範囲内で移動する。そのために、前記コウリッセ(coulisse) アセンブリは、連続的に、一様にロータ18を駆動し、ロータ18と回転羽根13、13’(そのためにメインシャフトF)は、常に同期して回転する。
図7に示す実施例のさらなる利点は、連結部材20aが特に単純なデザインであるということである。そのため、必要とする部品は少数でよく、また、不利益なスペースを小さくすることが可能である。
この発明による偏心モータは、従来のテクニカル・デザインより有益である。何故ならば、回転羽根とロータとの間の連結部材によって提供される強固な機械接続により、回転羽根とロータは常に同期して回転するからである。それによって、回転羽根とロータの間の周期的に変わる力と同様に、回転羽根に対するロータのスラミングと、その結果として、モータの有害な振動もすべて回避される。モータの気密性は、シリンダの要部被覆表面に合致する回転羽根のシールされた被覆表面の増加により効果的に改善される。
この発明による偏心モータもまた、内燃機関あるいはポンプ・エンジン(例えば空気ポンプ)、あるいはコンプレッサ(例えばガス・コンプレッサ、流動性のコンプレッサ)として使用するために採用されても良い。この発明による偏心モータの応用、あるいは特定用途目的へのモータの技術的特徴の採用は、上記の記述に基づいて当業者にとっては明白である。
この発明による偏心モータのこのような変更のすべては、請求項によって定義された範囲内にある。
10 偏心モータ
11 モータハウジング
12 シリンダ・スペース
13、13‘ 回転羽根
13a 外被表面
14 偏心羽根
15 アーチ形羽根
16 コウリッセ(coulisse)ハウジング
17、50、71 ガイドエレメント
18 ロータ
20、20a 連結部材
23 被覆表面
24 隠蔽された被覆表面
31 入口ポート
32 出口ポート
34、74 ガイドチャンネル
40 クリアランス
51 ブリッジエレメント
70 壁
F メインシャフト
L 軸芯
T1 中心軸
T2 回転軸



  1. 偏心モータ(10)は、下記の構成要件を含む、
    実質上、筒状体の内部シリンダ・スペース(12)を有するモータハウジング(11)と、
    モータハウジング(11)の円筒状のスペース(12)の幾何学的な中心軸(T1)と同心的に提携したメインシャフト(F)と、ベアリングを用いることにより、モータハウジング(11)のターミナルシリンダ蓋の少なくとも1個によって連通している前記メインシャフト(F)と、
    メインシャフト(F)に堅く固定された少なくとも1個の回転羽根(13、13’)と、メインシャフト(F)に関して放射状に配置され、回転羽根(13、13’)の外側端部部分の外被(envelop)表面(13a)は、モータハウジング(11)の内部の主たる外被表面(23)と同じ円弧状の周囲を有し、フレキシブルな方法で、前記内部の主たる被覆表面(23)に対して傾いて覆っており、
    何れもモータハウジング(11)の中で形成された少なくとも1個の入口ポート(31)および少なくとも1個の出口ポート(32)と、
    モータハウジング(11)の内部に偏した状態で配置されたロータ(18)と、ここで、ロータ(18)の回転軸(T2)は、モータハウジング(11)の要部被覆表面(23)の幾何学的な中心軸(T1)から偏心性(X)の所定距離で離間されており、ここで、前記ロータ(18)は、モータハウジング(11)の前記ターミナルシリンダ蓋にベアリングにより接続され、その回転軸(T2)の周りで回転するように構成され、
    ここで、ロータ(18)内部で特定の幅(W)のクリアランスが、各回転羽根(13、13’)のために形成されており、シール・閉鎖機構により、モータの動作スペースから分離されている前記クリアランスと、
    ここで、ロータ(18)あるいは前記シール・閉鎖機構は、モータハウジング(11)の主たる被覆表面(23)に設けられ、シールした状態で、隠蔽された被覆表面(24)に沿ってモータハウジング(11)に連結され、少なくとも1個の回転羽根(13、13’)とロータ(18)は、これらの間に、機械的に堅固な結合を確立するために、連結部材(20)を通して互いに結合されており、前記連結部材は、縦方向の軸芯(L)に平行な方向に回転羽根(13、13’)に関連して移動するのに適合しているとともに、回転している羽根(13、13’)の縦方向の軸芯(L)に垂直な方向にロータ(18)と関連して移動するのに適合していることを特徴とする偏心モータ。

  2. 請求項1に記載の偏心モータにおいて、連結部材(20)は、コウリッセ(coulisse)ハウジング(16)とこれに結合されたガイドエレメント(17)を有するコウリッセ(coulisse)アセンブリであり、ここで、コウリッセ(coulisse)ハウジング(16)は、回転羽根(13、13’)に沿って摺動するように配置されており、又、ガイドエレメント(17)は、ロータ(18)の線形のガイドチャンネル(34)にそれぞれ結合されており、前記ガイドチャンネルは、回転羽根(13、13’)の縦方向の軸芯まで垂直に伸びていることを特徴とする偏心モータ。

  3. 請求項1または請求項2に記載の偏心モータにおいて、ロータ(18)内に形成されたクリアランス(40)を閉鎖するためのシール・閉鎖アセンブリを特徴とし、次のものを含む:
    回転羽根(13、13’)の両方の外側面に隣接している1枚の偏心羽根とともに、コウリッセ(coulisse)ハウジング(16)の内部に配置された偏心羽根(14)と、コウリッセ(coulisse)ハウジング(16)と回転羽根(13)の間のスロット内の回転羽根(13、13’)の縦方向の軸芯(L)と平行に摺動するようにガイドされている前記偏心羽根(14)と、
    偏心羽根(14)にヒンジで結合されたアーチ形羽根(15)と、ロータ(18)のそれぞれのアーチ形チャンネル(27)内に滑れるようにガイドされている前記アーチ形羽根(15)とよりなることを特徴とする偏心モータ。

  4. 請求項1または請求項2に記載の偏心モータにおいて、1個の回転羽根(13)よりなるモータと、ロータ(18)内に形成されたクリアランス(40)を閉鎖するためのシール・閉鎖アセンブリを特徴とし、次のものを含む:
    回転羽根(13)の両方の外側面に隣接している1枚の偏心羽根とともに、コウリッセ(coulisse)ハウジング(16)内に配置された偏心羽根(14)と、前記コウリッセ(coulisse)ハウジング(16)と回転羽根(13)との間に、縦方向の軸芯(L)と平行に摺動するように(滑れるように)ガイドされている前記偏心羽根と、
    偏心羽根(14)にヒンジで結合されたアーチ形羽根(15)と、ここで、アーチ形羽根は、それらの内部側面のガイドエレメントよりなり、ロータ(18)のハウジングの外側表面に対して傾いている前記ガイドエレメントと、そして、前記アーチ形羽根は、それらが部分的にオーバーラップし、互いに関連して動くことができするように、回転羽根(13)の反対の対角線に、ロータ(18)の一部を互いにシールした状態で接続されていることを含み、
    ここで、前記アーチ形羽根(15)は、隠蔽された被覆表面(24)に適合し、シリンダ蓋にシールした状態で接続されることを特徴とする偏心モータ。

  5. 請求項1に記載の偏心モータにおいて、連結部材(20)は、コウリッセ(coulisse) ハウジング(16)を備えたコウリッセ(coulisse) アセンブリと、コウリッセ(coulisse) ハウジング(16)に形成されたガイドエレメント(50)であり、前記ガイドエレメント(50)は、メインシャフト(F)と平行な方向に、少なくとも1個の回転羽根(13、13’)の両側のコウリッセ(coulisse) ハウジング(16)から突出し、前記ガイドエレメントは、ロータ(18)のそれぞれのブリッジエレメント(51)に対して摺動するように(滑れるように)傾くこと、を特徴とする偏心モータ。

  6. 請求項1に記載の偏心モータにおいて、少なくとも1個の回転羽根(13、13’)のために、ロータ(18)上に形成されたクリアランス(40)からモータの動作スペースを分離するために採用されたシール・閉鎖アセンブリと、回転羽根(13、13’)とロータ(18)の間に、強固な機械的結合を提供するために採用された連結部材(20a)とは、単一のコウリッセ(coulisse)アセンブリにより形成され、
    回転羽根(13、13’)を囲む縦方向の壁(70)を有するコウリッセ(coulisse)アセンブリと、回転羽根(13、13’)の縦方向の軸芯(L)に直角に反対方向の縦方向の壁の外側端部部分から突出するガイドエレメント(71)と、ここで、縦方向の壁(70)は、回転羽根(13、13’)に沿ってシール可能に且つ摺動可能に配置され、そして、ロータ(18)のそれぞれ線形ガイドチャンネル(74)に、摺動可能に接続され、
    回転羽根(13、13’)の縦方向の軸芯(L)まで垂直に伸びる前記ガイドチャンネルと、よりなることを特徴とする偏心モータ。

 

 

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