(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
２または４行程ストローク内燃機関であって、
一連の吸気口および排気口を設けるポートミーンズで、これら吸気口および排気口が該ポートミーンズに対して固定され、各々がそれぞれ（ｉ）空気取り入れ口または空燃混合源と（ｉｉ）排気システムとに接続されたポートミーンズと、
前記ポートミーンズに対して回転可能なシャフトで、このシャフトの軸線に対して傾いたクランク軸線をもつクランク軸を担持するシャフトと、
シャフト軸線を中心として回転可能な少なくとも一つの燃焼室で、各前記燃焼室が前記シャフトの回転速度に対して少ない回転率に割り出され、各前記燃焼室が少なくとも一つのポートを含み、このポートが運転中に必要な範囲で各前記一連の吸気口および排気口と作動連通され、或いは作動連通から外されることができる燃焼室と、
各前記燃焼室のピストンと、
前記クランク軸から軸支されるピストンコントロールミーンズで、前記シャフトが前記燃焼室に対して回転して、該シャフトおよび前記燃焼室の各々が前記ポートミーンズに対して回転する際に各燃焼室内におけるピストンの移動運動を制御するピストンコントロールミーンズとを有し、
各燃焼室の前記少なくとも一つのポートと、前記一連の吸気口および排気口の各々との作動連通が、この機関の４または２行程サイクルのための前記燃焼室内の各ピストンの適切なストローク中に生ずる内燃機関において、
ａ）  リングシールがすべての前記少なくとも一つの燃焼室に組み合わされて前記シャフト軸線の周りを該燃焼室とともに回転可能であって、該燃焼室と前記ポートミーンズの間に置かれ、各前記燃焼室ポートのために、その燃焼室ポートに対応して配置した開口を備えており、
ｂ）  各燃焼室の各前記少なくとも一つのポートにはその周りに環状シールが設けられ、この環状シールは各燃焼室の前記少なくとも一つのポートの周りの環状溝内に配置され、該リングシールより下では、前記環状シールと環状溝は、該溝内にすき間があり、前記燃焼室から該すき間内に向けられた燃焼流体圧力が偏倚力で該環状シールを前記ポートミーンズへ向けて移動させて前記リングシールを該ポートミーンズに押し付ける形状であることを特徴とする内燃機関。
【請求項２】
請求項１に記載の内燃機関において、前記すき間が前記環状溝の底面と前記環状シールの間の空洞である、内燃機関。
【請求項３】
請求項１に記載の内燃機関において、燃焼室ハウジングが少なくとも三つの前記燃焼室を組立体として形成し、この燃焼室ハウジングは前記シャフト軸線の周りを組立体として回転し、前記燃焼室の各々の各前記ピストンは各前記燃焼室内で往復状に移動可能であり、前記シャフト軸線の周りを該燃焼室とともに回転可能である、内燃機関。
【請求項４】
請求項１に記載の内燃機関において、前記燃焼室はシリンダであり、該シリンダ内で、各前記ピストンが、前記クランク軸線と前記シャフト軸線の間の角度で定まる上死点と下死点の限度間を移動可能である、内燃機関。
【請求項５】
請求項１に記載の内燃機関において、コネクション部材が各前記ピストンと各ピストンコントロールミーンズの間に設けられて、シリンダ内の上死点と下死点の間の各ピストンの往復移動を制御する、内燃機関。
【請求項６】
請求項２に記載の内燃機関において、前記ポートミーンズは、前記燃焼室ハウジングが該ポートミーンズに対して回転する際に各前記燃焼室の少なくとも一つのポートが所定の回転範囲にわたって前記吸気口および排気口と作動連通するように、前記ポートミーンズの実質的に平坦な表面のピッチ円径上に適切な間隔と順序で前記一連の吸気口および排気口を提供する、内燃機関。
【請求項７】
請求項６に記載の内燃機関において、各前記燃焼室の少なくとも一つのポートが前記実質的に平坦な表面上を密封状に回転して、所々で、
（ｉ）  前記ピストンの吸入行程時に前記燃焼室への空気または空燃混合気の取り入れのために前記吸気口と、そして
（ｉｉ）  前記ピストンの排気行程時に前記燃焼室からの排気ガスの移動のために前記排気口と気体連通し、
各前記燃焼室の少なくとも一つのポートの密封係合が前記４行程サイクルの圧縮および爆発行程のために前記吸気口および排気口の間で行われる、内燃機関。
【請求項８】
請求項６に記載の内燃機関において、各前記燃焼室は二つのポートを備え、これらポートが圧縮および爆発行程中に前記実質的に平坦な表面上を密封状に回転可能であって、所々で２行程サイクルの吸入／掃気行程中に空気または空燃混合気を取り入れて前記燃焼室から排気移動させるために前記吸気口および排気口と気体連通する、内燃機関。
【請求項９】
請求項１に記載の内燃機関において、各コネクション部材が前記ピストンコントロールミーンズの周囲上の点から関連したピストンまで延在し、各前記コネクション部材は、各前記燃焼室内で上死点と下死点の間の各前記ピストンの実質的に直線状の移動を見込んで、前記ピストンコントロールミーンズに対して十分な自由度をもっている、内燃機関。
【請求項１０】
請求項１に記載の内燃機関において、一つのピストンについて２自由度が、関連した前記コネクション部材と前記ピストンコントロールミーンズとの係合部に設けられ、第１の自由度が前記クランク軸線からの前記コネクション部材の半径方向平行移動を与え、第２の自由度が前記ピストンコントロールミーンズと関連した前記コネクション部材との間の相対回転を与え、
３自由度が残りのピストンについて設けられ、前記第１および第２の自由度そして第３の自由度が、前記ピストンコントロールミーンズによって画定される回転面に正接状となる方向である、内燃機関。
【請求項１１】
請求項１に記載の内燃機関において、前記燃焼室ハウジングは、前記アウトプットシャフトの回転が、前記シャフト軸線を中心として、該燃焼室ハウジングの回転とは反対方向で該回転に比例し、或いはその逆であるように、インデックスミーンズによって該アウトプットシャフトに対して割り出される、内燃機関。
【請求項１２】
請求項５に記載の内燃機関において、二つの燃焼室組立体が設けられ、各組立体が実質的に対向したピストン対を提供し、各二つの組立体がシャフト軸線を中心として回転可能であり、各組立体が前記一連の吸気口および排気口を提供する対応した前記ポートミーンズに隣接して配置され、各対の対向したピストンのコネクション部材がその末端の中間で前記ピストンコントロールミーンズに係合する、内燃機関。
【発明の詳細な説明】
技術的分野
本発明はエンジン、ポンプ、類似の性格の他の機械装置、特にクランクシャフトをもつ装置に関する。
背景技術
クランクシャフトを利用する種々のエンジン/ポンプが現在知られている。そのようなエンジン/ポンプは通常ウォブルエンジン/ポンプ或いはスウォシプレート(回転斜板)エンジン/ポンプとしてよく知られている。ウォブルエンジン/ポンプはアウトプット/インプットシャフトに鋭角に固定されたウォブルプレートに配置されたアクシャルピストンをもつ。エンジンの場合は、ピストンから来る動力は動力行程中にウォブルプレートに伝動され、ウォブルプレートを軸方向に変位し、その結果シャフトを回転する。ウォブルポンプの工程は逆の順序であって、動力がインプットシャフトにかかり、シリンダー内の流体を排する。
ウォブルエンジン/ポンプに関する近代の進歩は、ピストン/シリンダーの構成及び操作及び流体の入口/出口の管接続等における変化である。そのような近代的機械の駆動機構は、にもかかわらず非常に複雑であり、組立が難しく、またそれを維持するのも難しい多くの部品を必要とし、そのようなエンジン/ポンプはまた、高い摩擦力の下に作動する多くのコンポーネントをもっている。
既に公開されたニュージーランド特許No.２２１３６６では、円盤の味噌擂り運動をシャフトの回転運動に伝動する、並びにその逆の手段を開示している。そこでは更に、内部シリンダーエンジン或いは油圧/空気モーターにより円盤へ或いは円盤から動力を与える適当な手段を開示している。しかしながら、該説明がコンパクトな単純なユニットとして作動し得るような、シリンダーエンジンが円盤或いはシャフトに連結する、或いは連結し得るいかなる手段の詳細もない。
ニュージーランド特許No.１５０２３５は室内をピストンとして作動する連続円盤を記述している。該円盤は非平面で、室内の回転は、回転角度の違いで圧縮並びに膨張するポケットを形成する。
円盤、アウトプット/クランクシャフト、室及び他の付随機構の複雑な性格がそのようなエンジン/ポンプを高価に且つ作成困難にしている。
ニュージーランド特許No.１３１８５２は、中心軸の回りに軸方向に配置された曲線のシリンダー内に、弧状に曲げられた円形断面のピストンが位置する、ポンプとしても作動する２行程或いは４行程エンジンを記述している。回転するシリンダーからの動力はアウトプットエンジンブロックに伝動され、この発明のスパイダー(十字軸)は静止している。
近代のウォブル式エンジン/ポンプの多くは効率的作動を確保する為に多くの複雑な部品を必要とする。流体の漏れを防ぐシリンダーの密閉、組立、維持に困難がある。そのようなエンジンは作動中バランスを保つのが難しい。
一般社会に少なくとも有用な選択を提供するエンジン/ポンプを提供することが本発明の一目的である。
発明の開示
よって、本発明は概して以下をもつ内燃エンジンからなるということができるであろう、
シャフトアクシスを持ち、クランクアクシスが該シャフトアクシスに斜めであるが、Xでそれと交差するよう整列しているクランクシャフト、
当該シャフトアクシスに関連し、またそれを中心にアセンブリーとして回転する整列したピストン及び「シリンダー」アセンブリー、各当該アセンブリーはその上死点(強制できる)と下死点(BDC)の間にレシプロカルアクシス(往復軸)を持ち、TDCとBDCの中間でのそのような各レシプロカルアクシスはXから延長する線に垂直であり、各当該「シリンダー」は(そのレシプロカルアクシスに関し)その横断面が適切なものであればいかなる横断面であってもよく、各相補ピストンの該横断面はそのシリンダーの横断面に対し相補的である、
当該クランクアクシスを中心として回転するよう取り付けられたピストンコントロールミーンズ（手段）、
当該ピストンコントロールミーンズよりの各ピストンのコネクションミーンズ、各当該コネクションミーンズと当該ピストンコントロールミーンズの間の該接続及び/或いは各当該コネクションミーンズとそのピストン間の該接続は、シャフトアクシスに関連し、またそれを中心として整列したアセンブリーが回転するにつれ、各関連シリンダー内で当該ピストンの必須往復運動を許すに十分な自由度をもっている、
当該配列にシリンダーを保持、並びに/或いは規定するシリンダーヘッドプロバイディングミーンズ、当該ヘッドプロバイディングミーンズはシリンダー当たり少なくとも一個のポート(管接続口)を含む、
(各ピストンのそのシリンダー内の往復運動、及び各シリンダーの回転位置に時間を合わせて)４行程燃焼エンジンの誘導圧縮、動力及び排気行程が起こるよう、当該シリンダーヘッドプロバイディングミーンズがそれに関連して密閉的に動くポートミーンズ。
並びにそこでは、
少なくとも当該コネクションミーンズのひとつは当該クランクシャフトと当該シリンダーヘッドプロバイディングミーンズ間のトルクをその当該ピストンとシリンダーを通して、また当該ピストンコントロールミーンズを通して伝えることができる。
また、
当該シリンダーヘッドプロバイディングミーンズ或いはクランクシャフト或いはポートミーンズが各々他に関連して回転するにつれ、直接的或いは間接的に(例、当該クランクシャフトを通して)それらから動力が打ち切られる手段が提供されている。
各当該接続が当該ピストンコントロールミーンズを１対のピストン及びシリンダーアセンブリーに接続することが好ましい。そのような１対の各ピストン及びシリンダーアセンブリーは異なったヘッドプロバイディングミーンズを持ち(それがまたそれ自身の当該ポートミーンズを持つ)、そして、そのような１対の各当該ピストン及びシリンダーアセンブリーはクランクシャフトアクシスのXから垂直にひかれた線の両側に同じ角度でXから引かれた当該線を持つ。
当該クランクシャフトは当該少なくとも一個のシリンダーヘッドプロバイディングミーンズと直接的或いは間接的に割り出しされているのが好ましい。
当該割り出しは環状ギヤ及び遊星ギヤ装置によるのが好ましい。
該動力打ち切りは当該クランクシャフトからされ、当該ギヤ装置がタイミング機能を果たすのみでなくギヤトルクも伝動することが好ましい。
当該ポートミーンズは、該提示をシリンダーの誘導行程、圧縮/動力行程並びに/或いはその移行、そして排気行程にそれぞれ時間をあわせてあって、誘導ポート(口ないし孔)１個或いは複数、選択によりスパークプラグまた選択により燃料注入器、排気ポート(口)１個或いは複数を順に提示することができることが好ましい。
該環状ギヤはシリンダーヘッドプロバイディングミーンズに取り付けられ、当該遊星ギヤが当該シリンダーヘッドプロバイディングミーンズとの当該クランクの割り出しを与え、その回転軸は当該ポートミーンズに対し固定されていることが好ましい。
ピストン及びシリンダーアセンブリーの回転に対するクランクシャフトの回転比率は逆回転方向で３:１が好ましい。
３対の対向ピストン及びシリンダーアセンブリーがあり、それぞれの関連ポートミーンズが２個の吸気口及び２個の排気口を提供するのが好ましい。
当該エンジンはジーゼルエンジンとして、或いはジーゼルエンジンであるかのように運転することが好ましい。
当該エンジンはガソリンエンジンとして、或いはガソリンエンジンであるかのように運転することが好ましい。
もう一つ面では、該発明は以下をもつ内燃エンジンからなる、
シャフトアクシスをもち、クランクアクシスが該シャフトアクシスに斜めであるが、Xでそれと交差するように整列しているクランクシャフト、
当該シャフトアクシスに関連し、またそれを中心にアセンブリーとして回転する整列したピストン及び「シリンダー」アセンブリー、各当該アセンブリーはその上死点(TDC)と下死点(BDC)の間にレシプロカルアクシス(往復軸)を持ち、TDCとBDCの中間でのそのような各レシプロカルアクシスはXから延長する線に垂直であり、各当該「シリンダー」は(そのレシプロカルアクシスに関し)その横断面が適切なものであればいかなる横断面であってもよく、各相補ピストンの該横断面はそのシリンダーの横断面に対し相補的である、
当該クランクアクシスを中心として回転するよう取り付けられたピストンコントロールミーンズ、
当該ピストンコントロールミーンズよりの各ピストンのコネクションミーンズ、各当該コネクションミーンズと当該ピストンコントロールミーンズの間の該接続並びに/或いは各当該コネクションミーンズとそのピストン間の該接続は、シャフトアクシスに関連し、またそれを中心として整列したアセンブリーが回転するにつれ、各関連シリンダー内で当該ピストンの必須往復運動を許すに十分な自由度をもっている、
当該配列にシリンダーを保持、並びに/或いは規定するシリンダーヘッドプロバイディングミーンズ、並びに
(もしあるとすれば、その他のポート(口)と共に)(各ピストンのそのシリンダー内の往復運動、及び各シリンダーの回転位置に時間を合わせて)２行程燃焼エンジンの少なくとも空気/燃料の流入、動力と圧縮が起こるよう、当該シリンダーヘッドプロバイディングミーンズがそれに関連して密閉的に動くポートミーンズ。
そこでは
各当該ピストンにより規定される各燃焼室、そのシリンダー及びシリンダーヘッドプロバイディングミーンズが必要に応じて２個のポート(口)にさらされるよう時間を定めることができる。
並びにそこでは
少なくとも当該コネクションミーンズのひとつは当該クランクシャフトと当該シリンダーヘッドプロバイディングミーンズ間のトルクをその当該ピストンとシリンダーを通して、また当該ピストンコントロールミーンズを通して伝えることができる。
また、
当該シリンダーヘッドプロバイディングミーンズ或いはクランクシャフト或いはポートミーンズが各々相互に関連して回転するにつれ、直接的或いは間接的に(例、当該クランクシャフトを通して)それらから動力が打ち切られる手段が提供されている。
当該ヘッドプロバイディングミーンズはシリンダー当たり少なくとも２個のポート(管接続口)を含むことが好ましい。
各当該接続が当該ピストンコントロールミーンズを１対のピストン及びシリンダーアセンブリーに接続することが好ましい。そのような１対の各ピストン及びシリンダーアセンブリーは異なったヘッドプロバイディングミーンズを持ち(それがまたそれ自身の当該ポートミーンズを持つ)、そして、そのような１対の各当該ピストン及びシリンダーアセンブリーはクランクシャフトアクシスのXから垂直にひかれた線の両側に同じ角度でXから引かれた当該線を持つ。
当該クランクシャフトは当該少なくとも一個のシリンダーヘッドプロバイディングミーンズと直接的或いは間接的に割り出しされているのが好ましい。
当該割り出しは環状ギヤ及び遊星ギヤ装置によるのが好ましい。
該動力打ち切りは当該クランクシャフトからされ、当該ギヤ装置がタイミング機能を果たすのみでなくギヤトルクも伝動することが好ましい。
排気と誘導が各ピストンの実質上BDCで起こる当該ポートミーンズは、該提示を、シリンダーの圧縮/動力行程並びに/或いはその移行、にそれぞれ時間をあわせてあって、誘導ポート(口)１個或いは複数、選択によりスパークプラグ、また選択により燃料注入器、を順に提示することができることが好ましい。
該環状ギヤはシリンダーヘッドプロバイディングミーンズに取り付けられ、当該遊星ギヤが当該シリンダーヘッドプロバイディングーンズとの当該クランクの割り出しを与え、その回転軸は当該ポートミーンズに対し固定されていることが好ましい。
ピストン及びシリンダーアセンブリーの回転に対するクランクシャフトの回転比率は逆回転方向で３:１が好ましい。
更にもう一つ面では、該発明は以下をもつ確動排気/排水機械からなる、
該シャフトアクシスを中心として回転するクランクシャフト、或いはシャフトアクシスをもち、クランクアクシスが該シャフトアクシスに斜めであるが、Xでそれと交差するように整列しているクランクシャフト。
当該シャフトアクシスに関連し、またそれを中心にアセンブリーとして回転する整列したピストン及び「シリンダー」アセンブリー、各当該アセンブリーはその上死点(TDC)と下死点(BDC)の間にレシプロカルアクシス(往復軸)を持ち、TDCとBDCの中間でのそのような各レシプロカルアクシスはXから延長する線に垂直であり、各当該「シリンダー」は(そのレシプロカルアクシスに関し)その横断面が適切なものであればいかなる横断面であってもよく、各相補ピストンの該断面はそのシリンダーの横断面に対し相補的である、
当該クランクアクシスを中心として回転するよう取り付けられているピストンコントロールミーンズ。
当該ピストンコントロールミーンズよりの各ピストンのコネクションミーンズ、各当該コネクションミーンズと当該ピストンコントロールミーンズの間の該接続及び/或いは各当該コネクションミーンズとそのピストン間の該接続は、シャフトアクシスに関連し、またそれを中心として整列したアセンブリーが回転するにつれ、当該ピストンコントロールミーンズをして当該ピストンの必須往復運動を各関連シリンダー内で起こさせるに十分な自由度をもっている。
当該配列にシリンダーを保持、並びに/或いは規定するシリンダーヘッドプロバイディングミーンズ、当該ヘッドプロバイディングミーンズはシリンダー当たり少なくとも一個のポート(管接続口)を含み、並びに
(各ピストンのそのシリンダー内の往復運動、及び各シリンダーの回転位置に時間を合わせて)各ピストンの誘導及び送り出し行程が起こるよう、当該シリンダーヘッドプロバイディングミーンズがそれに関連して密閉的に動くポートミーンズ。
並びにそこでは、
少なくとも当該コネクションミーンズのひとつは当該クランクシャフトと当該シリンダーヘッドプロバイディングミーンズ間のトルクをその当該ピストン及びシリンダーを通して、また当該ピストンコントロールミーンズを通して伝えることができる。
また、
当該シリンダーヘッドプロバイディングミーンズ或いはポートミーンズ或いはクランクシャフトに、直接的或いは間接的に(例、当該クランクシャフトを通して)動力をかける手段が提供されている。
各当該接続は当該ピストンコントロールミーンズを１対のピストン及びシリンダーアセンブリーに接続することが好ましい。そのような１対の各ピストン及びシリンダーアセンブリーは異なったヘッドプロバイディングミーンズを持ち(それがまたそれ自身の当該ポートミーンズを持つ)、そして、そのような１対の各当該ピストン及びシリンダーアセンブリーはクランクシャフトアクシスのXから垂直にひかれた線の両側に同じ角度でXから引かれた当該線を持つ。
当該クランクシャフトは当該少なくとも一個のシリンダーヘッドプロバイディングミーンズと直接的或いは間接的に割り出しされているのが好ましい。
当該割り出しは環状ギヤ及び遊星ギヤ装置によるのが好ましい。
該動力送り出しは当該クランクシャフトへされ、当該ギヤ装置がタイミング機能を果たすのみでなくギヤトルクも伝動することが好ましい。
当該ポートミーンズは、該提示をシリンダーの誘導行程、送り出し/圧縮行程並びに/或いはその移行にそれぞれ時間をあわせてあって、誘導ポート(口)１個或いは複数、及び送り出しポート(口)１個或いは複数を順に提示することができることが好ましい。
該環状ギヤはシリンダーヘッドプロバイディングミーンズに取り付けられ、当該遊星ギヤが当該シリンダーヘッドプロバイディングミーンズとの当該クランクの割り出しを与え、その回転軸は当該ポートミーンズに対し固定されていることが好ましい。
ピストン及びシリンダーアセンブリーの回転に対するクランクシャフトの回転比率は逆回転方向で３:１が好ましい。
３対の対向ピストン、及びシリンダーアセンブリーがあり、それぞれに２個の吸気口/２個の排気口を提供するポートミーンズのあることが好ましい。
更にもう一つ面では、該発明は以下をもつ燃焼エンジンからなる、
シャフトアクシスをもち、クランクアクシスは該シャフトアクシスに斜めであるが、Xでそれに交差するように整列しているクランクシャフト。
当該シャフトアクシスに関連し、またそれを中心にアセンブリーとして回転する整列したピストン及び「シリンダー」アセンブリー、各当該アセンブリーはその上死点(TDC)と下死点(BDC)の間にレシプロカルアクシス(往復軸)を持ち、TDCとBDCの中間でのそのような各レシプロカルアクシスはXから延長する線に垂直であり、各当該「シリンダー」は(そのレシプロカルアクシスに関し)その横断面が適切なものであればいかなる横断面であってもよく、各相補ピストンの該断面はそのシリンダーの横断面に対し相補的である、
当該クランクアクシスを中心として回転するよう取り付けられたピストンコントロールミーンズ、
当該ピストンコントロールミーンズよりの各ピストンのコネクションミーンズ、各当該コネクションミーンズと当該ピストンコントロールミーンズ間の該接続及び/或いは各当該コネクションミーンズとそのピストン間の該接続は、シャフトアクシスに関連し、またそれを中心として整列したアセンブリーが回転するにつれ、各関連シリンダー内で当該ピストンの必須往復運動を許すに十分な自由度をもっている、
当該整列にシリンダーを保持、並びに/或いは規定するシリンダーヘッドプロバイディングミーンズ、当該ヘッドプロバイディングミーンズはシリンダー当たり少なくとも一熱交換領域を含み、並びに
(各ピストンのそのシリンダー内の往復運動、及び各シリンダーの回転位置に時間を合わせて)各当該シリンダーの作動流体に/から熱移動が起こるよう、当該シリンダーヘッドプロバイディングミーンズがそれに関連して動く熱交換ミーンズ。
並びにそこでは、
少なくとも当該コネクションミーンズのひとつは当該クランクシャフトと当該シリンダーヘッドプロバイディングミーンズ間のトルクをその当該ピストンとシリンダーを通して、また当該ピストンコントロールミーンズを通して伝えることができる。
また、
当該シリンダーヘッドプロバイディングミーンズ或いはクランクシャフト或いはポートミーンズが各々互に関連して回転するにつれ、直接的或いは間接的に(例、当該クランクシャフトを通して)それらから動力が打ち切られる手段が提供されている。
各当該接続が当該ピストンコントロールミーンズを１対のピストン及びシリンダーアセンブリーに接続することが好ましい。そのような１対の各ピストン及びシリンダーアセンブリーは異なったヘッドプロバイディングミーンズを持ち(それがまたそれ自身の当該ポートミーンズを持つ)、そして、そのような１対の各当該ピストン及びシリンダーアセンブリーはクランクシャフトアクシスのXから垂直にひかれた線の両側に同じ角度でXから引かれた当該線を持つ。
当該クランクシャフトは当該少なくとも一個のシリンダーヘッドプロバイディングミーンズと直接的或いは間接的に割り出しされているのが好ましい。
当該割り出しは環状ギヤ及び遊星ギヤ装置によるのが好ましい。
該動力打ち切りは当該クランクシャフトからされ、当該ギヤ装置がタイミング機能を果たすのみでなくギヤトルクも伝動することが好ましい。
当該ポートミーンズは、該提示をシリンダーの誘導行程、圧縮/動力行程並びに/或いはその移行、そして排気行程にそれぞれ時間をあわせてあって、誘導ポート(口)１個或いは複数、選択によりスパークプラグ、また選択により燃料注入器、排気ポート(口)１個或いは複数を順に提示することができることが好ましい。
該環状ギヤはシリンダーヘッドプロバイディングミーンズに取り付けられ、当該遊星ギヤが当該シリンダーヘッドプロバイディングミーンズとの当該クランクの割り出しを与え、その回転軸は当該ポートミーンズに対し固定されていることが好ましい。
ピストン及びシリンダーアセンブリーの回転に対するクランクシャフトの回転比率は逆回転方向で３:１が好ましい。
更にもう一つの面では、本発明は以下のものをもつ内燃エンジンからなる。
シャフトアクシスを持ち、クランクアクシスが該シャフトアクシスに斜めであるが、Xでそれと交差するよう整列しているクランクシャフト。
当該シャフトアクシスに関連し、またそれを中心にアセンブリーとして回転する整列したピストン及び「シリンダー」アセンブリー、各当該アセンブリーはその上死点(TDC)と下死点(BDC)の間にレシプロカルアクシス(往復軸)を持ち、TDCとBDCの中間でのそのような各レシプロカルアクシスはXから延長する線に垂直であり、各当該「シリンダー」は(そのレシプロカルアクシスに関し)その横断面が適切なものであればいかなる横断面であってもよく、各相補ピストンの該断面はそのシリンダーの横断面に対し相補的である、
当該クランクアクシスを中心として回転するよう取り付けられたピストンコントロールミーンズ、
当該ピストンコントロールミーンズよりの各ピストンのコネクションミーンズ、各当該コネクションミーンズと当該ピストンコントロールミーンズ間の該接続及び/或いは各当該コネクションミーンズとそのピストン間の該接続は、シャフトアクシスに関連し、またそれを中心として整列したアセンブリーが回転するにつれ、各関連シリンダー内で当該ピストンの必須往復運動を許すに十分な自由度をもっている、
当該配列にシリンダーを保持、並びに/或いは規定するシリンダーヘッドプロバイディングミーンズ、当該ヘッドプロバイディングミーンズはシリンダー当たり少なくとも２個のポート(管接続口)を含む、並びに
(各ピストンのそのシリンダー内の往復運動、及び各カムの回転位置に時間を合わせて)４行程燃焼エンジンの誘導圧縮、動力及び排気行程が起こるよう、当該クランクシャフトの相対的回転により直接に或いは間接に作動し得るシリンダー当たり少なくとも１個の吸気口及び１排気口バルブ(弁)
並びにそこでは、
当該クランクシャフトが当該シリンダーヘッドプロバイディングミーンズに関連して回転するにつれ、直接的或いは間接的に(例、当該クランクシャフトを通して)動力が当該クランクシャフトから打ち切られる手段が提供されている。
各当該接続が当該ピストンコントロールミーンズを１対のピストン及びシリンダーアセンブリーに接続することが好ましい。そのような１対の各ピストン及びシリンダーアセンブリーは異なったヘッドプロバイディングミーンズを持ち(それがまたそれ自身の当該ポートミーンズを持つ)、そして、そのような１対の各当該ピストン及びシリンダーアセンブリーはクランクシャフトアクシスのXから垂直にひかれた線の両側に同じ角度でXから引かれた当該線を持つ。
カムは各バルブ(弁)の運動を制御できるよう、当該クランクアクシスを中心として回転できることが好ましい。
当該カムは当該クランクシャフトに直接的或いは間接的に割り出しされているのが好ましい。
当該割り出しは環状ギヤ及び遊星ギヤ装置によるのが好ましい。
該動力打ち切りは当該クランクシャフトからされ、当該ギヤ装置がタイミング機能を果たすのみでなくギヤ装置増加トルクも伝動することが好ましい。
該環状ギヤはシリンダーヘッドプロバイディングミーンズに取り付けられ、当該遊星ギヤが当該シャフトアクシスを中心として旋回することができ、当該シリンダーヘッドプロバイディングミーンズとの当該カムの割り出しを与え、その回転軸は当該カムに対し固定されていることが好ましい。
当該エンジンはジーゼルエンジンとして、或いはジーゼルエンジンであるかのように運転することが好ましい。
当該エンジンはガソリンエンジンとして、或いはガソリンエンジンであるかのように運転することが好ましい。
更にもう一つの面では、本発明は以下をもつ内燃エンジンからなる、
シャフトアクシスを持ち、クランクアクシスが該シャフトアクシスに斜めであるが、Xでそれと交差するよう整列しているクランクシャフト。
当該シャフトアクシスに関連し、またそれを中心にアセンブリーとして回転する整列したピストン及び「シリンダー」アセンブリー、各当該アセンブリーはその上死点(TDC)と下死点(BDC)の間にレシプロカルアクシス(往復軸)を持ち、TDCとBDCの中間でのそのような各レシプロカルアクシスはXから延長する線に垂直であり、各当該「シリンダー」は(そのレシプロカルアクシスに関し)その横断面が適切なであればいかなる横断面であってもよく、各相補ピストンの該断面はそのシリンダーの横断面に対し相補的である、
当該クランクアクシスを中心として回転するよう取り付けられたピストンコントロールミーンズ、
当該ピストンコントロールミーンズよりの各ピストンのコネクションミーンズ、各当該コネクションミーンズと当該ピストンコントロールミーンズの間の該接続及び/或いは各当該コネクションミーンズとそのピストン間の該接続が、シャフトアクシスに関連し、またそれを中心として整列したアセンブリーが回転するにつれ、各関連シリンダー内で当該ピストンの必須往復運動を許すに十分な自由度をもっている、
当該配列にシリンダーを保持、並びに/或いは規定するシリンダーヘッドプロバイディングミーンズ、当該ヘッドプロバイディングミーンズはシリンダー当たり少なくとも２個のポート(管接続口)を含む、
(各ピストンのそのシリンダー内の往復運動、及び各カムの回転位置に時間を合わせて)２行程燃焼エンジンの対応するシリンダーへの空気の誘導、圧縮、動力行程が起こるよう、当該クランクシャフトの相対的回転により直接に或いは間接に作動し得るシリンダー当たり少なくとも１個の吸気口バルブ、
並びにそこでは、
当該クランクシャフトが当該シリンダーヘッドプロバイディングミーンズに関連して回転するにつれ、直接的或いは間接的に(例、当該クランクシャフトを通して)動力が当該クランクシャフトから打ち切られる手段が提供されている。
当該ヘッドプロバイディングミーンズはシリンダー当たり少なくとも２個のポート(管接続口)をもつことが望ましい。
各当該接続が当該ピストンコントロールミーンズを１対のピストン及びシリンダーアセンブリーに接続することが好ましい。そのような１対の各ピストン及びシリンダーアセンブリーは異なったヘッドプロバイディングミーンズを持ち(それがまたそれ自身の当該ポートミーンズを持つ)、そして、そのような１対の各当該ピストン及びシリンダーアセンブリーはクランクシャフトアクシスのXから垂直にひかれた線の両側に同じ角度でXから引かれた当該線を持つ。
カムは各バルブ(弁)の運動を制御できるよう、当該クランクアクシスを中心として回転できることが好ましい。
当該カムは当該各シリンダーヘッドプロバイディングミーンズと直接的或いは間接的に割り出しされているのが好ましい。
当該割り出しは環状ギヤ及び遊星ギヤ装置によるのが好ましい。
該動力打ち切りは当該クランクシャフトからされ、当該ギヤ装置がタイミング機能を果たすのみでなくギヤ装置増加トルクも伝動することが好ましい。
該環状ギヤはシリンダーヘッドプロバイディングミーンズに取り付けられ、当該遊星ギヤが当該シャフトアクシスを中心として旋回することができ、当該シリンダーヘッドプロバイディングミーンズとの当該カムの割り出しを与え、その回転軸は当該カムに対し固定されていることが好ましい。
更にもう一つの面では、本発明は少なくとも以下のものをアセンブリーの一部としてもつ内燃エンジンからなる、
歳差運動するクランクを支えるシャフト、
それぞれ当該シャフトの相対的回転にあるレートで割り出しされ、しかも２或いは４行程周期運転用に管接続されている燃焼室を少なくとも一個、
燃焼室にひとつずつ付く、当該歳差運動クランクの周囲を軌道を描いて回る、当該燃焼室用ピストン或いは他の圧縮/従動歯車タイプの相補部材(以後「ピストン」)を少なくとも一個、
当該２或いは４行程周期運転の必要に応じ、各ピストンをその燃焼室内で動かす接続部材、並びに
直接に或いは間接に軸受けで支えられているかのように、当該歳差運動するクランク(或いはそれに相当するもの)にとりつけられ、該アセンブリーが回転するにつれて各接続部材の機構を動かすピストンを制御する部材或いは複数の部材(以後「ウォブリング(よろめき)部材」)、
その当該接続部材、当該ウォブル部材、当該クランク及び該割り出し駆動或いは当該アウトプットシャフトからの駆動経由の各ピストンの動力行程。
更にもう一つの面では、本発明は少なくとも以下のものから構成される内燃エンジンからなる、
歳差運動するクランクを支えるシャフトを少なくとも１個、該クランクアクシスは当該少なくとも１個の該シャフトのシャフトアクシス１個或いは(一直線に)整列調整した複数に斜めに交差する、
当該少なくとも１シャフトの当該シャフトアクシスに関連して或いはポートプロバイディングミーンズを割り出しレートで旋回する(以後言及する)燃焼室を少なくとも１個、当該燃焼室は当該燃焼室へ及びからの流体の流れを許す流路を少なくとも１個もつ、
相対的に当該クランクアクシスを旋回し、当該燃焼室の圧縮並びに/或いは被駆動軸部材(例.ピストン)として働く、ピストンのような(以後「ピストン」)圧縮部材を少なくとも１個、
当該クランクアクシスに関連し及びそれを中心に回転し、こうして該シャフトアクシスの回りをみそ擦り運動することができるよう、直接に或いは間接に軸受けで支えられているかのように当該歳差運動するクランクにとりつけられ、当該ピストンの運動を制御する部材(以後「ウォブリング(よろめき)部材」)を少なくとも１個、並びに
当該少なくとも１個の開口部がその上を回転して、既知の間隔で以下のものを提供する、少なくとも１個或いは複数のポートプロバイディング部材(以後「ポートプロバイディング部材」)、
(I)  各燃焼室へ並びに/或いは燃焼室から流体が流れる開口部を少なくとも１個、並びに
(ii)  各当該燃焼室の閉鎖。
当該歳差運動するクランクが共通軸に配置された対向(方向において)アウトプットシャフトの一部を成すか或いはそれに固定されている２個の歳差運動クランク支持部材の間にとりつけられ、当該歳差運動クランクの歳差運動の中心軸が当該アウトプットシャフトの当該回転軸と同軸であり、当該クランクアクシスと当該アウトプットシャフトの当該回転軸の交差点が当該歳差運動クランク支持部材の間にあることが好ましい。
当該ウォブリング部材により当該ピストン上に誘導した運動が回転運動のみであるよう、当該ウォブリング部材の軸が当該交差点を通っていることが好ましい。
接続棒が当該ウォブリング部材の遠位末端から当該ピストンの少なくとも１個に延び、当該ピストンがそのそれぞれの当該燃焼室と同軸の運動を維持するよう当該ウォブリング部材に関し回転及び並進することができることが好ましい。
当該燃焼室が燃焼室ケース内に位置し、当該燃焼室ケースが少なくとも１個のカップリングミーンズ(連結手段)で当該アウトプットシャフトに連結されて、そのため当該少なくとも１個のアウトプットシャフトの回転が当該アウトプットシャフトの回転軸を中心とした当該燃焼室ケースの比例的回転を(或いはその逆)、同回転方向或いは反対回転方向に、誘導することが好ましい。
好ましくは６１。当該ウォブリング部材の各軸が当該交差点を通り、各ウォブリング部材が反対方向に延びる２個の接続棒をもち、当該接続棒が直接或いは間接にそのそれぞれの当該ウォブリング部材に軸受けで支えられて、それに関して回転また当該ウォブリング部材軸にそって並進することができる、複数のウォブリング部材が当該歳差運動クランクから延びている請求項５６にあるようなエンジン。
ピストンの少なくとも１個は実質上円盤の１片(扇形)の形態で、当該少なくとも１個のピストンの円周縁が(当該エンジンの作動中)想像球面の一部を追跡して、当該ウォブリング部材がそこに配置され、当該クランクアクシスに垂直で当該交差点を通る面上に位置することが好ましい、
少なくとも以下により規定される当該燃焼室、
(I)  当該想像球面により規定される外部ケース、
(ii)  少なくとも１個或いは複数ポートプロバイディング部材、
(iii)  当該少なくとも１ピストンのラジアルエッジ(放射状縁)に隣接して位置する放射状に延長する壁、
(iv)  当該ウォブリング部材。
当該ウォブリング部材は少なくとも当該燃焼室を規定する部分において形状が球状であることが好ましい。
更にもう一つの面では、本発明は少なくとも以下のものをアセンブリーの一部としてもつ排気排水/圧縮機からなる、
歳差運動するクランクをもつインプットシャフト、
それぞれ当該インプットシャフトの回転にあるレートで割り出しされ、しかも排気排水/圧縮の為に管接続されている圧縮室を少なくとも一個、
圧縮室にひとつずつ付く、当該歳差運動クランクの周囲を軌道を描いて回る、当該圧縮室用ピストン或いは他の圧縮/従動歯車タイプの相補部材(以後「ピストン」)を少なくとも一個、
当該排気排水/圧縮の為必要に応じ、各ピストンをその圧縮室内で動かす接続部材、並びに
直接に或いは間接に軸受けで支えられているかのように当該歳差運動するクランク(或いはそれに相当するもの)にとりつけられ、該アセンブリーが回転するにつれて各接続部材の機構を動かすピストンを制御するウォブリング部材或いは複数のそのような部材、
その当該接続部材、当該ウォブル(原文通)部材、及び当該アウトプットシャフト駆動のクランクピン経由の各ピストンの排気排水/圧縮行程。
更にもう一つの面では、本発明は少なくとも以下のものから構成される排気排水/圧縮機械からなる、
歳差運動クランクをもつインプットシャフト少なくとも１個、該クランクアクシスは当該少なくとも１個のインプットシャフトの回転軸に斜めに交差する、
当該少なくとも１個のインプットシャフトの当該回転軸或いは当該ポートプロバイディング部材を当該インプットシャフトに関連するレートで旋回する(以後言及する)圧縮室少なくとも１個、当該圧縮室は当該圧縮室へ及びからの流体の流れを許す流路を少なくとも１個もつ、
当該クランクアクシスを旋回し、当該圧縮室の圧縮並びに/或いは被駆動軸部材(例.ピストン)として働く、ピストンのような(以後「ピストン」)圧縮/排気排水部材少なくとも１個、
当該クランクアクシスに関連して回転し、該インプットシャフトの回転軸回りをみそ擦り運動することができるよう、直接に或いは間接に軸受けで支えられているかのように当該歳差運動するクランクにとりつけられ、当該ピストンの運動を制御するウォブリング部材少なくとも１個、並びに
当該開口部少なくとも１個がその上を回転して、既知の間隔で以下のものを提供する、少なくとも１つ或いは複数のポートプロバイディング部材(以後「ポートプロバイディング部材」)
(I)  各圧縮室に並びに/或いは圧縮室から流体が流れる開口部少なくとも１個。
(ii)  各当該圧縮室の閉鎖。
当該歳差運動するクランクが共通軸に配置された対向(方向において)インプットシャフトの一部を成すか或いはそれに固定されている２個の歳差運動クランク支持部材の間にとりつけられ、当該歳差運動クランクの歳差運動の中心軸が当該インプットシャフトの当該回転軸と同軸であり、当該クランクアクシスと当該インプットシャフトの当該回転軸が当該歳差運動クランク支持部材の間にあることが好ましい。
当該ウォブリング部材により当該ピストン上に誘導した運動が回転運動のみであるよう、当該ウォブリング部材の軸が当該交差点を通っていることが好ましい。
接続棒が当該ウォブリング部材の遠位末端から当該ピストンの少なくとも１個に延び、当該ピストンがそのそれぞれの当該燃焼室と同軸の運動を維持するよう当該ウォブリング部材に関し回転及び並進することができることが好ましい。
当該圧縮室が圧縮室ケース内に位置し、当該圧縮室ケースが少なくとも１個のカップリングミーンズ(連結手段)で当該インプットシャフトに連結されて、そのため当該少なくとも１個のインプットシャフトの回転が当該インプットシャフトの回転軸の回りの当該圧縮室ケースの比例的回転を(或いはその逆)、同回転方向或いは反対回転方向に、誘導することが好ましい。
当該ウォブリング部材の各軸が当該交差点を通り、各ウォブリング部材が反対方向に延びる２個の接続棒をもち、当該接続棒が直接或いは間接にそのそれぞれの当該ウォブリング部材に軸受けで支えられて、それに関して回転また当該ウォブリング部材軸にそって並進することができる、複数のウォブリング部材が当該歳差運動クランクから延びていることが好ましい。
ピストンの少なくとも１個は実質上円盤の１片(扇形)の形態で、当該少なくとも１個のピストンの円周縁が(当該エンジンの作動中)想像球面の一部を追跡して、当該ウォブリング部材がそこに配置され、当該クランクアクシスに垂直で当該交差点を通る面上に位置することが好ましい、
少なくとも以下により規定される当該圧縮室、
(I)  当該想像球面により規定される外部ケース、
(ii)  少なくとも１個或いは複数ポートプロバイディング部材、
(iii)  当該少なくとも１個のピストンのラジアルエッジ(放射状縁)に隣接して位置する放射状に延長する壁、並びに
(iv)  当該ウォブリング部材。
当該ウォブリング部材は少なくとも当該圧縮室を規定する部分において形状が球状であることが好ましい。
【図面の簡単な説明】
図１は本発明の６シリンダースパークイグニッション(スパーク点火)エンジンの好ましい形態の断面図である;
図２は主たるジオメリー(結合構造)を詳細に示す、図１に図解されたエンジンの一部の部分的断面図及び部分的概要図である;
図３は２個のシリンダーヘッドプロバイディングミーンズ、ピストンコントロールミーンズ、シャフト、及び関連ギヤ(歯車)等の図１のエンジンの内部組立部品の透視図である;
図４は２個のシリンダーヘッドプロバイディングミーンズ、ピストンコントロールミーンズ、及びシャフト等の図１のエンジンの内部組立コンポーネントのいくつかの透視図である;
図５は図２で示されるX点からのクランクアクシス(軸)の経路軌跡である;
図６は図２で示されるX点を通るクランクアクシス(軸)の経路軌跡である;
図７は図１に示される本発明の好ましい形態のエンジンの運転中のピストンコントロールミーンズ、クランクアクシス(軸)、コネクションミーンズ、及びピストンの回転と並進を図解している;
図８は図１に示された本発明の好ましい形態のエンジンのシリンダーヘッドプロバイディングミーンズ、及び付随シリンダーの平面図である;
図９は図８のAA部分の断面図である;
図１０は図１のシリンダーヘッドプロバイディングミーンズの一つの透視図で、これには付随環状ギヤもついている。
図１１はシリンダーヘッドプロバイディングミーンズ、及び付随シリンダーのポート(管接続口)の部分的詳細透視図である;
図１２、図１３は図１のクランクシャフト(軸)、シャフト、釣り合いマス(塊)の透視図である;
図１４図１に示された本発明の好ましい形態のエンジンのピストンコントロールミーンズの透視図である;
図１５はクランクシャフト(軸)に取り付けられたピストンコントロールミーンズの透視図である;
図１６は図１に示された本発明の好ましい形態のエンジンのコネクションミーンズの末端図で、コネクションミーンズが２つの並進及び一つの回転自由度を持つことが図解されている;
図１７は図１６のコネクションミーンズの一部の断面図である;
図１８はコネクションミーンズをピストンコントロールミーンズへ連結するコネクションミーンズピンの上面図である;
図１９は図１８のコネクションミーンズピンの側面図である;
図２０は図１７に示されているコネクションミーンズブッシュの横断面図である;
図２１は図１に示された本発明の好ましい形態のエンジンの透視図で、ここでは一方のポートミーンズ及び末端部材が除去されている;
図２２は図１に示された本発明の好ましい形態のエンジンの一部の透視図である;
図２３は図１に示された本発明の好ましい形態のエンジンの遊星ギヤ及び付随サポートリングの透視図である;
図２４は図１に示された本発明の好ましい形態のエンジンの遊星ギヤの環状ギヤとのかみ合いを図解している透視図である;
図２５は環状ギヤ、遊星ギヤ、及びシャフトギヤの齒を部分的に図解した平面図である;
図２６は図２５のAA部分の断面図である;
図２７は図１に示された本発明の好ましい形態のエンジンの末端部材の透視図である;
図２８は図２７に代わるもうひとつの末端部材とポートミーンズの透視図である;
図２９は図２７６の末端部材の平面図である;
図３０は図２９のAA部分の断面図である;
図３１は図２９の末端部材の平面図で、ポートミーンズが末端部材にかみ合っており、末端部材上のポートミーンズ冷却の好ましい配置が図示されている。
図３２は図３１のAA部分の断面図である;
図３３は図２８のポートミーンズと末端部材の部分底面図である;
図３４は図１に示された本発明の好ましい形態のエンジンの透視図で、更に気化器、エアィルター、排気管、スターターモーター、コイル、スロットルのような部品が追加的に図示されている;
図３５はクランクがシリンダーに対し逆回転している場合における、図１に示された本発明の好ましい形態のエンジンのポートミーンズに対するシリンダーの位置の順序を図示している。
図３５Ａはクランクがシリンダーと同時回転している場合における図１に示された本発明の好ましい形態のエンジンのポートミーンズに対するシリンダーの位置の順序を図示している。
図３６はクランクがシリンダーと同時回転している場合における、５対の対向シリンダーを持つ、図１に示されたものに似たエンジンのシリンダー/ポート構造の作動におけるポートミーンズに対するシリンダーの位置の順序を図示している。
図３６Ａはクランクがシリンダーに対し逆回転している場合における、５の対向シリンダーを持つ、図１示されたものに似たエンジンのシリンダー/ポート構造の作動におけるポートミーンズに対するシリンダーの位置の順序を図示している。
図３７はクランクがシリンダーと同時回転し、７対の対向シリンダーを持つ場合の、図１に示されたものに代わる形態のエンジンのポートミーンズに対するシリンダーの位置の順序を図示している。
図３７Ａはクランクがシリンダーに対し逆回転し、７対の対向シリンダーを持つ場合の、図１に示されたものに代わる形態のエンジンのポートミーンズに対するシリンダーの位置の順序を図示している。
図３８はシリンダーヘッドプロバイディングミーンズとポートミーンズとの間に相対的回転がない、本発明のもう一つの形態のエンジンを図示している;
図３９は非連続的シャフトが利用されている、図１に示された本発明の好ましい形態に代わるもう一つのエンジンを図示している;
図４０は部分的に球のようなシリンダー構造を利用している、本発明の更にもう一つの形態の断面図である;
図４１は図４０に示される本発明のエンジンの部分的断面透視図である;
図４２は図４１及び図４０のエンジンのピストンの平面図である;
図４３は図４１に示される本発明のエンジンの６或いは３シリンダーエンジンの運転中のポートに対するシリンダー室の位置の順序を図示している;
図４４は２行程サイクルで動くよう調整した図１の本発明エンジンのもう一つの好ましい形態の断面図である;
図４５図４４のエンジンに代わる構造の断面図である;
図４６潤滑油/冷却流体の流れを図解している、図１のエンジンの断面図である;
図４７は図１のシリンダーヘッドプロバイディングミーンズに関する部分の詳細図である;
図４８はポート及びスパークプラグの相対的角度を示している末端部材の平面図である;
図４９は図１の環状ギヤに関する部分の詳細図である。
発明の詳細な説明
ここに詳細記述されている本発明の最も望ましい形態は３対の対向ピストンを持つ燃焼エンジンである。図１は本エンジンの断面図で、そのコンポーネント及び運転の各詳細は図２から図３３に図解されている。本発明の最も望ましい形態である、図１に示された本エンジンは、実質上エンジンを貫通するシャフト(主軸)１からなり、当該エンジンはクランクアクシス(軸)２Aがシャフトアクシス(軸中心線)１Aに対し斜角のクランクシャフト２をもつ。シャフトアクシス(軸中心線)１Aとクランクアクシス(軸)間の角度はここではクランク角と呼び、記述される。ここでシャフトは該クランクシャフトとは別の部材と記述されているが、クランクシャフト(軸)/シャフト構造が一体であってもよい(例クランクシャフト)。
シャフトアクシス(軸中心線)１Aを中心としたシャフト１の回転はシャフトアクシス(軸中心線)１Aを中心としてクランクシャフト２を回転する。図６はシャフトアクシス(軸中心線)１Aを中心としたクランクアクシス２Aの経路軌跡を図示している。クランクアクシス２Aとシャフトアクシス(軸中心線)１Aが交差するX点において、クランクアクシス２Aのシャフトアクシス(軸中心線)１Aに対する相対的運動はない。
クランクシャフト２により支えられ、クランクアクシス２Aを中心に回転できるのがピストンコントロールミーンズ３である。ピストンコントロールミーンズ３は円錐ローラーベアリング５０でクランクシャフト２に回転できるよう取り付けられていることがもっとも好ましい。そのベアリングは、ピストンコントロールミーンズ３がクランクシャフト２に対し軸方向に位置するよう、クランクシャフト２の両端に位置することが好ましい。
該ベアリングは更にピストンコントロールミーンズ３の回転面３Aをクランクアクシス２Aに対し実質上９０度に保っている。ピストンコントロールミーンズ３の回転面３Aとクランクアクシス２A角度が９０度でなくても本発明が機能することは可能であるが、望ましいものではない。
当該ピストンコントロールミーンズ３は３対の対向ピストン６の往復運動を制御する。本発明のエンジンには何対もの対向ピストンを利用できることが予見され、これに関する簡単な詳細が以下に説明されている。ピストン６はその外辺部にピストンコントロールミーンズ３から配置されているコネクションミーンズ４の遠位末端部にある。本発明の好ましい形態においては、ピストンコントロールミーンズ３で制御される３つのコネクションミーンズ４をその外辺部に１２０度の間隔に配置する。各コネクションミーンズ４はピストンコントロールミーンズの回転面３Aに対し、対称形で対称的に位置しているが、これは必ずしも必須ではなく、関連のジオメトリー(結合構造)に変更を施した非対称形コネクションミーンズ４を本エンジンに利用することもできる。
該ピストンはその往復軸に対し、その横断面がいかなるものでもよいが、本発明の好ましい形態においては円形横断面をもつとして図解されてきている。
各ピストンは相補シリンダー１２内を往復することができる。
該シリンダー１２は該シリンダー１２を該ピストンに対し補完配列に保持するヘッドプロバイディングミーンズ５に取り付けられている。該シリンダーは例えば鋳造、機械加工により該シリンダーヘッドプロバイディングミーンズ５の一部である単一部材、或いは好ましい形態におけるように個々の部品として製作してもよい。
最も好ましい形態では、エンジンは対向ピストン各セットに対し１個ずつ、２個のシリンダープロバイディングミーンズをもつ。
各シリンダーヘッドロバイディングミーンズ５とシリンダー１２はシャフトアクシス(軸中心線)１Aを中心に回転することができ、図１に示すX点より等距離に位置する。シリンダーヘッドプロバイディングミーンズ５とシャフト１の間にあるシリンダーヘッドプロバイディングミーンズベアリング５２の使用がそのような回転を許す適当な手段を提供している。そのようなベアリングにはボールベアリングが好ましいが、他の適当な形態のベアリングを使用することもできる。
２個のシリンダーヘッドプロバイディングミーンズ５はそれぞれシャフトアクシス(軸中心線)１Aを中心として、同期的に回転する。好ましい形態においては、そのような同期的回転はシリンダーヘッドロバイディングーンズコネクター５３を使用して達成されている。そのようなシリンダーヘッドプロバイディングミーンズコネクター５３はボルト或いは機械ネジのような適当な固定手段で各シリンダーヘッドプロバイディングミーンズ５の遠位末端に固定する。好ましい形態においては３個のシリンダーヘッドプロバイディングミーンズコネクター５３があるが、該技術に精通した者はそのようなコネクター５３が何個でも或いは他の構成でも２個のシリンダーヘッドプロバイディングミーンズ５の同期的回転は達成できることが理解できるであろう。
各シリンダーヘッドプロバイディングミーンズ５に隣接してポートミーンズ１３があり、図１に示される本発明の好ましい形態においては、それが適切な時間にシリンダー１２内の燃料点火するスパークプラグ５７も容している。
該ポートミーンズ１３は末端部材５４にそれぞれ位置している。各末端部材５４はシャフト１と同軸の回転軸をもつ末端部材ベアリング５５でシャフト１を設置している。該ベアリングが末端部材５４までのシャフト１の回転を可能にする。該ベアリング５５は半径方向力及び軸方向力の双方に耐え得る円錐ローラーベアリングであることが好ましい。
各ポートミーンズは各シリンダーへの燃料の吸気口と各シリンダーからの燃焼ガスの排気口の管接続口を提供する。ポートミーンズ１３と末端部材５４における管接続口の位置が４行程エンジンの各ピストンの誘導行程中の燃料の流入、並びに排気行程中の排気ガス排出を可能にする。更に、該ポートミーンズはピストンが上死点或いはそれに近接したときに燃料点火用スパークプラグを適切な間隔で出す。ポートミーンズに関連するシャフトアクシス(軸中心線)１Aを中心としたシリンダーヘッドプロバイディングミーンズの回転でポート(管接続口)をスパークプラグ５７が各シリンダーに適切な順序で出てくるようになっている。
該シリンダーヘッドプロバイディングミーンズ５と該シャフト１の間の回転関係はギヤの使用で達成される。好ましい形態ではシリンダーヘッドプロバイディングミーンズの一つが環状ギヤ１９を容している。このギヤ１９は隣接の末端部材５４に関連する遊星ギヤとかみ合っている。これらはシリンダーヘッドプロバイディングミーンズ５とシャフトギヤ装置１１の回転を割り出しするためその軸を中心として回転できる。
シリンダー１２内の燃料燃焼により起こる膨張力はピストン６からコネクションミーンズ４を通じ、ピストンコントロールミーンズ３へ伝えられる。このX点のまわりのモーメントがクランクシャフト２にモーメントを与える。該クランクシャフト２に働くそのようなモーメントはシャフトアクシス１Aを中心としてその回転変位を起こし、その結果該シャフトは相応して回転する。
各ポートミーンズ１３はシリンダーへ/からの燃料の吸気口/排気口のポート(管接続口)をもつ。そのようなポート(管接続口)はシャフトアクシス１Aからピッチ円径に配置され、シリンダーヘッドプロバイディングミーンズ５の角回転の特定範囲にわたって各シリンダーの開口部と整列している。クランクシャフト２上の力の結果シャフト１が回転すると、回転運動は遊星ギヤ１０を経由してシリンダーヘッドプロバイディングミーンズ５へ伝わる。シャフト１が回転すると、シリンダーヘッドプロバイディングミーンズ５はシャフトアクシス１Aの周りを旋回する。シャフトアクシス１Aを中心としたシリンダーヘッドプロバイディングミーンズ５の旋回は各シリンダーの開口部を１)各シリンダーの軌道上の位置の一定範囲中に吸気口/排気口と整列させ、２)回転の他の範囲中には封鎖する。４行程エンジンのポートミーンズに対するシリンダーヘッドプロバイディングミーンズの回転位置の故に以下が可能になる;
（a）混合ガスがピストン６の下降或いは膨張行程中に吸気口を通じてシリンダー１２内に誘導される(吹き込まれる)、
（b）混合ガスがピストン６の上昇或いは圧縮行程中に圧縮される(また、ジーゼルエンジン用に注入される)、
（c）燃焼混合ガスが動力行程中にシリンダー１２内で点火され、膨張してピストン６を押し下げる。
（d）排気流体はからピストン６の上昇或いは排気行程中に排気口を通じてシリンダー１２から排出される。
図１に示される好ましい形態のエンジンでは遊星ギヤ１０がシャフト１の回転と反対方向にシリンダーヘッドプロバイディングミーンズ５の回転を誘導する。
しかしながら、環状ギヤがポートミーンズ１３にあり、遊星ギヤがシリンダーヘッドプロバイディングミーンズ５にあるような、遊星ギヤ及び環状ギヤのこれに代わるもう一つの構成においては、シャフト１、シリンダー/シリンダーヘッドプロバイディングミーンズ、並びにピストンの同時回転が達成されるであろう。
図３５はポートミーンズ１３'の、吸気口/排気口に関連するシリンダーヘッドプロバイディングミーンズ内のシリンダー開口部１２'の整列順序を図解している。これはクランクシャフトの一回転当たり４動力行程であることを証する、３:１の比でクランクシャフトがシリンダーに対し逆回転している、図１のエンジンを図解している。
図３５の矢印Ｃはクランクの回転方向で、矢印TDCはクランクの上死点位置である。
シリンダー開口部１２'を追跡すると、上死点でシリンダー１２'はポートミーンズ１３'にある吸気口１５'と排気口８'の両方に部分的にかかっていることがみられる。上死点では、排気流体はすべて実質上シリンダー１２'から排出されている。ピストン６が上死点に至ると直ちに混合ガスが吸気口１５'からシリンダー１２'内に誘導される(吹き込まれる)。ピストンが上死点位置から下方に移動するにつれ、シリンダー１２'は吸気口１５'と全く整列する。(取入口９０度)
実質上、下死点においては、シリンダー１２'はポートミーンズにより、全く封鎖され、ピストン６が下死点を通って移動するにつれ、シリンダー１２'内の混合ガスは圧縮されはじめる。
ピストン６が上死点に向かって移動するにつれ、混合ガスは発火する。燃料としてガソリンを使用するエンジンでは、発火はスパークプラグの火花で点火される。しかし、ジーゼルのような燃料は圧縮により発火するので、発火装置は必要としない。この代替作動方式についてより詳細に以下説明する。
混合ガスの燃焼の結果ピストン６'が上死点から下死点に移動するにつれ、動力はコネクションミーンズ３とクランクシャフト２経由でシャフトに伝えられる。ピストン６'が下死点に至ると、シリンダー室１２'はポートミーンズ１３にある第二排気口８'と整列する。ピストンが下死点を通過し、上死点に戻ると排気流体は排気口８'を通じて排出される。これ以後、その順序は次の圧縮、爆発動力、排気、誘導行程を繰り返す。ポートミーンズ上の吸気口、排気口、スパークプラグの位置とヘッドプロバイディングミーンズのシャフト１及びポートミーンズ１３への割り出しでシリンダー１２の開口部が適切なポート(口)及びスパークプラグとシリンダーに関連する各ピストンの適切な軸位置で整合する結果となる。該発明の好ましい形態のエンジンは複動式であるので、二つのポートミーンズのポート(口)とスパークプラグは相互に整列していない。例１対のピストンのひとつがパワーストローク(動力行程)で移動しているとき、該１対のピストンのもうひとつは排気行程であることがもっとも好ましい。でなければ、１対のピストンのひとつが動力行程を通過している間に、該１対のピストンのもうひとつが圧縮行程であってもよい。以下表１は４行程エンジンの１対のピストンが移動している行程に代替する行程を示す。
0003706140.tif 000002
図３５Ａはクランクとシリンダーが同時回転している図１のエンジンである。その結果、クランクのシリンダーギヤ装置に対する割合は９:１で、末端部材当たり吸気口４個、排気口４個でクランクの回転当たり２．７動力行程となる。
図２は図１のエンジンの一部を図解し、クランクシャフトアクシス２Aとシャフトアクシス(軸中心線)１A間の斜角(クランク角)を示す。ピストンコントロールミーンズ３の回転面はクランクシャフトアクシス２Aに垂直である平面３Aで規定される。シャフトアクシス１Aを中心としたクランクシャフト２の回転によりピストンコントロールミーンズ３の遠位末端は図心がX点の弧の軌跡を辿ることになる。クランク半径５８は上死点及び下死点時における、コネクションミーンズ４をピストン６に接続している、X点からのピストンピン半径である。シリンダー内のピストンの往復運動が直線軸(ピストン軸６A)に沿っているので、上死点と下死点を各ピストンが辿る経路とクランク半径５８間にはわずかな相違がある。この相違はコネクションミーンズをピストンコントロールミーンズの回転面３Aに沿ってピストンコントロールミーンズに関連して半径方向に動かすことにより補正されている。該経路差は各ピストンの上死点と下死点の中間におけるピストン軸に対する垂線がクランクシャフトアクシス２Aとシャフトアクシス１Aの交差点(図２に示されるX点)を通過するようにさせることで最小限に止められる。
図３及び図４は図１のエンジンの内部コンポーネントの透視図であり、シリンダー１２は示されていない。環状ギヤ１９はシリンダーヘッドプロバイディングミーンズ５の一つにボルト或いは機械ネジのような適当な固定手段により固定されている。環状ギヤはシリンダーヘッドプロバイディングミーンズ５の一つのみに配置されている。最も好ましい形態においては、環状ギヤ１９は方形の歯を持つが、はす歯歯車或いはやまば歯車も適当である。環状ギヤ１９はその中心がシャフトアクシス１Aと一致するようシリンダーヘッドプロバイディングミーンズ５上に取り付られている。
図２４は相補カット遊星ギヤ１０に付随した環状ギヤの透視図である。遊星ギヤはリング５９を使用して相互に固定関係に取り付けられ、遊星ギヤ取り付け盤８６は各遊星ギヤの回転軸を固定関係に保っている。
図２５は環状ギヤ１９、遊星ギヤ１０、リング５９、及びシャフトギヤ１１の平面図である。本発明の好ましい形態では、３個の遊星ギヤ１０が使用されているが、当該技術に精通のものには環状ギヤ１９とシャフトギヤ１１間に何個もの遊星ギヤを使用することが可能であることが理解できよう。遊星ギヤの軸はポートミーンズ１３と末端部材５４に対し固定している。これは、取り付け盤８６をネジ、ボルト、或いは機械ネジ等の固定手段を数個使用して、末端部材５４に固定することで達成できる。遊星ギヤ１０が固定されている場合、環状ギヤ１９の右回り回転はシャフトギヤ装置１１の左回り回転を来す。本発明の好ましいギヤ構成をもった形態では末端部材は固定されているが、本発明の代替形態が固定シャフト１或いは固定シリンダーヘッドプロバイディングミーンズ５を持つ可能性があることが予見される。そのような構成におけるシャフト１、末端部材、ポートミーンズ、及びシリンダーヘッドプロバイディングミーンズの相対的回転が以下表２に示されている。
0003706140.tif 000003
シリンダーヘッドプロバイディングミーンズ５及びシャフト１が、環状ギヤ及び遊星ギヤの適切な構成により、同時回転している時のシャフト１、末端部材、ポートミーンズ、及びシリンダーヘッドプロバイディングミーンズの相対的回転は以下表３に示されている。
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図４９は環状ギヤ及びベアリングに関する図１の部分拡大図である。
図２６は図２５のAAを通る断面図である。シャフトギヤ１１はシャフト１をうまく収めるようスリーブタイプのものがもっとも好ましい。シャフトギヤを回転可能にシャフト１に固定するために、ピン、スプライン(薄板)或いはキー溝タイプのかみ合いが好ましい。しかしながら、該技術に精通したものはシャフトギヤをシャフトに固定する、並びに/或いはシャフトギヤをシャフトに合わせる方法は他に多数あることが理解できよう。例えば、ギヤをシャフトの一部として製造する或いはシャフトに焼きばめすることも可能であるが、硬化したギヤが好ましいので、分離したギヤである。
図１２及び図１３はシャフト１、シャフトギヤ１１、クランクシャフト２、及び釣り合いマス６０の透視図である。シャフト１は中引張スチールでできており、シャフト１上にクランクシャフト２、釣り合いマス６０、シャフトギヤ装置１１、及びシャフトベアリングが滑動可能に配置されるよう、中央部が最大の階段直径をもっていることが最も好ましい。
クランクシャフト２はクランクアクシス(軸)２Aに斜めの穴をもつ円形横断面をもつ。当該穴はクランクシャフト２が配置されるシャフト１の部分に該当する。該穴の中心線はクランクシャフトの重心で交差するのが最も好ましい。
該クランクシャフト２は合わせピンの使用でシャフト１に固定されている。この代わりに、クランクシャフトはスプライン、キー溝或いは焼きばめ、或いはそれに似たいかなる方法を使用し、シャフト１に固定することも可能である。また、該クランクシャフトは機械加工により、シャフト１を形成してもよい。釣り合いマス６０はエンジンの作動中、回転及び往復運動する部品マス(塊)の釣り合い失墜力を最小限に止めるよう、シャフト１に固定されている。釣り合いマス６０は中引張スチールを使い、合わせピンを使用してシャフト１に固定されているのが最も好ましい。また、前記したごとく、そのようなマスを固定するこれに代わる形態を使用してもよい。
往復運動する部品の運動は正弦曲線を描き、言い換えれば単純調和運動、であるので、一次均衡失墜力のみが生じる。これは２個の釣り合いマスが理論的にはそのような均衡失墜マスと釣り合いを保って、残留均衡失墜力を残さないことを意味する。エンジン作動中のシャフト１にかかる均衡失墜力の単純計算が適当な釣り合いマス６０の位置、形状、サイズを決定する。
これに変わって、クランクシャフト及びシャフトは適当な等級のスチールの単一鋼片から鍛造することも可能である。
ピストンコントロールミーンズ３が該クランクシャフト２に取り付けられている。該ピストンコントロールミーンズ３はベアリング５０を使用する事でクランクアクシス(軸)２Aを中心に回転できる。図１に図解されているように、ベアリング５０は円錐ローラーベアリングである。これに代わって、ボールベアリングも利用できるが、ピストンの往復運動により生ずるモーメントの為、該ベアリングが推力要素に耐え得ることが望ましい。図１に示されているように、２個の円錐ローラーベアリング５０がクランクシャフト２の末端に固定されている。図１４に示されるように、ピストンコントロールミーンズ３は内部穴をもち、円錐ローラーベアリング５０の外レースにかみ合うことができるピストンコントロールミーンズカラー６１或いはリングをもつ。
これにより、ピストンコントロールミーンズがクランクシャフトに関連し動くことを軸方向に抑制している。環状スラストプレート(推力受け板)７３はベアリングがそれに対し軸方向に位置するよう、機械ネジを使用してクランクシャフト上に取り付けられている。
ピストンコントロールミーンズアーム６２はピストンコントロールミーンズカラー６１から放射状に伸びている。ピストンコントロールミーンズのアーム６２の数はエンジンに使用されているピストンの対の数に一致する。
該ピストンコントロールミーンズはどのような形状であってもよく、図１４に示されたアームを必ずしも持つ必要はない。これに代わり、ピストンコントロールミーンズはその円周に、コネクションミーンズが配置されえるようなディスク(円盤)であってもよい。
ピストンコントロールミーンズ３のアーム６２の末端にコネクションミーンズが接続されている。図１６はコネクションミーンズ４の末端図である。最も好ましい形態では、１個のコネクションミーンズ４が各アーム６２の末端に配置され、それぞれ１対の対向ピストンを制御する。しかしながら、このエンジンは各コネクションミーンズが１個のピストンのみを制御する単動式で運転され得ることも予見される。しかしながら、最も好ましい形態では、均衡失墜力及びモーメントがより容易に均衡されることから、エンジンは複動式である。更に、容積が２倍の複動式シリンダー構成に比べ、単動式シリンダー構成のエンジン例を組み立てるのはずっと単純というわけではない。
各ピストンはコネクションミーンズ４にあるピストンピン孔８４を貫通する標準ピストンピンタイプの構造でコネクションミーンズ４の末端に接続されている。
該コネクションミーンズ４はコネクションミーンズピン６３でピストンコントロールミーンズ３に接続されている。該ピン６３はピストンコントロールミーンズにある孔に圧搾はめ込みされているのが好ましいが、代わりにその一部であってもよい。図１７に示されるように、該コネクションミーンズピン６３はコネクションミーンズ４の孔の内側に位置するブッシュ６４内に位置している。シリンダーアクシス(軸)はシャフトアクシス(軸)と整列しているため、シャフトアクシス１Aは図１６に示されるコネクションミーンズ４の対称面４Aに一致する。
クランクシャフトアクシス(軸)２Aとシャフトアクシス１Aを中心とした該ピストンの回転の結果、ピストンを支えるコネクションミーンズ４はピストンコントロールミーンズ３に関してピストンコントロールミーンズ回転面３Aを回転可能ででなければならない。図１７及び図２０に示されるコネクションミーンズブッシュ６４はピストンコントロールミーンズ回転面３Aのコネクションミーンズ４のこの回転自由度を与える。コネクションミーンズ４とピストンコントロールミーンズ３の間のこのような相対的回転を達成するこれに代わる多くの方法が予見される。例えば、ピストンコントロールミーンズに配置された、或いはピストンコントロールミーンズアーム６２に沿って配置されたローラー或いはボールベアリングである。これに代わって、コネクションミーンズ４への相対的運動を可能にする旋回軸をもつ、蝶番タイプの構造をコネクションミーンズ４の一部に利用することも可能である。
シリンダー内及びシリンダーに関する変位は直線であるが、シャフト１Aを中心としたクランクシャフト２Aの回転でピストンコントロールミーンズの(シリンダーに関する)軌跡はX点(図２に示される)に図心をもつ弧を描くことから、ピストンコントロールミーンズ３に関するコネクションミーンズ４の第二の自由度は必須である。この第二自由度はコネクションミーンズブッシュ４によっても与えられている。該ブッシュはピストンコントロールミーンズ回転面３Aに沿って、コネクションミーンズ４の孔内で前後に滑る事ができる。
シリンダー内の各ピストンの経路とピストンコントロールミーンズの軌跡の相違度は、ピストンコントロールミーンズ回転面３Aからの距離がピストンピンの上死点と下死点の中間点に対する垂線が図２に示されるX点(クランクシャフトアクシス２Aとシャフトアクシス１Aの交差点)を交差するよう、ピストンピンを配置することで最小にされた。最も好ましい形態では、コネクションミーンズ４はピストンコントロールミーンズ回転面３Aに対し対称で、この点でシリンダーヘッドプロバイディングミーンズとシリンダーの本質的形状はシャフトアクシス１Aに垂直の軸について実質上対称である。
クランクシャフトアクシス２Aを中心としたピストンの回転とシャフトアクシス１Aを中心とした回転は各シリンダーのピストンコントロールミーンズの相対的変位に更に相違を生じる。該相違は、シャフトアクシス１Aの方向から見た場合にシャフトアクシス１Aを中心としたシリンダーヘッドプロバイディングミーンズ５とクランクシャフトアクシス２Aを中心としたピストンコントロールミーンズ３の非同期的よろめき（味噌擂り運動）のような回転の為である。ピストンがシリンダーヘッドプロバイディングミーンズ５と同期的に回転するので、ピストン６に対するピストンコントロールミーンズ３の非同期的回転はその間どこかで吸収される必要がある。最も好ましい形態では、回転におけるこの相違はコネクションブッシュ６４により補正される。該ブッシュはコネクションミーンズにピストンコントロールミーンズ回転面３Aの方向に第三の自由度を与える。しかしながら、コネクションミーンズとシリンダーヘッドプロバイディングミーンズとの間に正の関連があるよう、コネクションミーンズの一つはピストンコントロールミーンズ３に関してこの第三の自由度を持っていない。二つの自由度のみを持つコネクションミーンズ３に伸びているピストンコントロールアームはシリンダーヘッドプロバイディングミーンズと同期に回転する。これ以外の二つのコネクションミーンズにおける第三の自由度はコネクションミーンズブッシュ６４とコネクションミーンズピン６３により達成される。図１８及び図１９はスロット或いはレリーフ６５をもつコネクションミーンズピン６３を図示している。図２０に示されるコネクションミーンズブッシュ６４はコネクションミーンズピンスロット６５に相補的溝をもつ。図１７はコネクションミーンズ４内に配置されたコネクションミーンズピン６３とコネクションミーンズブッシュ６４の関係を示している。該スロット６５はコネクションミーンズがピストンコントロールミーンズ３に関連してシリンダーヘッドプロバイディングミーンズ５の回転面に平行な面で並進することを許す。
該第三の自由度は代わりにコネクションミーンズ４のピストンピンで賦与することも可能であるが、最も好ましい形態においては、この第三の自由度がコネクションミーンズピン６３で与えられることがより効果的であることが見いだされた。
これに代わって、ピストンコントロールミーンズアームはその遠位末端から離れていて、軸がクランクシャフトアクシスに平行な旋回軸で旋回できてもよい。６シリンダー対向対エンジンでピストンからの動力の伝動を確保する為には、そのようなアームの一つは固定し、非旋回、他の二つのアームは旋回可能であろう。
コネクションミーンズ４は高引張アルミニウム製、鍛造機械加工、或いは機械加工でできているのが最も好ましい。これに代わっては組み立てでもよい。コネクションミーンズブッシュは焼結青銅、或いは青銅で作られているのが最も好ましい。同様にコネクションミーンズピン６３は高い表面仕上げのクロミウムスチールが好ましい。
図８は３個のシリンダー１２を運ぶシリンダーヘッドプロバイディングミーンズ５の平面図である。該シリンダーヘッドプロバイディングミーンズ５は各シリンダーを固定配列に配置固定する。図９は図８のAA部分の横断面図である。各シリンダー１２がいかにシリンダー１２の外辺部に位置するプレートリング或いはカラーにより、シリンダーヘッドプロバイディングミーンズ５に固定されているかを示している。機械ネジ或いはボルト或いはそのようなものの使用で各シリンダーをシリンダーヘッドプロバイディングミーンズにしっかりと固定する。図８及び図９は各２個のシリンダーヘッドプロバイディングミーンズ５を互いに接続するシリンダーヘッドプロバイディングミーンズコネクターズ５３を図示している。該コネクターズ５３は各シリンダーヘッドプロバイディングミーンズ５の孔或いは開口部内に取り付ける。該シリンダーは公知のエンジンシリンダーに通常使用される金属合金でできている。
各シリンダー１２はシリンダーに関連するピストンコントロールミーンズアーム６２の往復運動を収容するレリーフをもっている。
図１０と図１１はポートミーンズ１３とかみ合うシリンダーヘッドプロバイディングミーンズ５の表面を図示している。図１及び図４７に示されるリングシール１００はシリンダーに対する各開口部周囲にあるシリンダーヘッドプロバイディングミーンズの隆起部分に対応する位置に開口部を持ち、シリンダーヘッドプロバイディングミーンズと共に回転する。該リングシールはシャフトアクシス１Aに図心があり、各シリンダー開口部を密閉するに十分な内径外径をもっている。該リングシールはノコギリ歯に使用されるような硬鋼製で摩擦減少被膜を施したものが好ましい。
環状シール１０１及び１０２は環状溝内、リングシールの下方にあるシリンダー開口部の周りにある。図４７はシールの好ましい配置をより詳細に示している。シリンダー内の圧縮流体がシリンダーより漏れようとすると、そのような流体による圧力上昇は空洞１０３内の圧力を上昇し、リングシールをポートミーンズに向けて押し付けることで、漏れのルートを封ずる。同様に、シール１０１の内壁上の圧力上昇はシール１０２を環状溝の外壁に対して圧しつけ、その漏れルートを封ずる。
該技術に精通しているものはポートミーンズへのシリンダー開口部を封ずる方法は他に多数あることを理解するであろう。
本発明の最も好ましい形態では末端部材５４がポートミーンズ１３を支えている。図２８は末端部材５４とポートミーンズ１３の透視図である。本発明の好ましい形態ではポートミーンズ１３と末端部材５４は分離した部品であるが、ポートミーンズと末端部材は単一部品でありうる。本発明の好ましい形態では、末端部材５４はアルミニウム製、ポートミーンズは耐久性と強度の為表面硬化に適したスチール製である。ポートミーンズ１３はシリンダーヘッドプロバイディングミーンズ５に対する相対的回転から起こる摩擦力、また各シリンダー内の燃料からの燃焼熱に晒されるので、表面硬化鋼の使用が望ましい。
本発明の好ましい形態では、各ポートミーンズ１３は燃料の誘導及び燃焼ガスの排気の為、それぞれ２個の吸気口１５、及び２個の排気口８を持つ。
本発明の最も好ましい形態では、エンジンが標準４行程二重反転順序で運転する場合、シャフトアクシス１Aを中心としたシリンダーヘッドプロバイディングミーンズの一回転は各ピストンの４行程２周期を来すことになる。シャフトとシリンダーヘッドプロバイディングミーンズ間のギヤ比率が３:１であるので、エンジンが反転モードで作動しているときには、ポートミーンズに対するシリンダーヘッドプロバイディングミーンズの一回転はシャフトに対しシリンダーヘッドプロバイディングミーンズの４回転を生ずる。シリンダーヘッドプロバイディングミーンズがシャフトと同方向に回転する、エンジンが同期回転モードで作動しているときには、ポートミーンズに対するシリンダーヘッドプロバイディングミーンズの１回転はシャフトに対するシリンダーヘッドプロバイディングミーンズの２回転を生ずる。最も好ましい作動順序が図３５に図解されている。ピストンがTDC(上死点)に近づくとスパークプラグがシリンダー内の燃料の燃焼を起こす。この点で、ポートミーンズは適切な間隔でスパークプラグをシリンダーに提示するための開口部６６を備えている。ピストンが４行程２周期で作動する最も好ましいモードにおいては、各ポートミーンズから２個のスパークプラグが提示されている。
末端部材５４は燃料/空気支給、スパークプラグを提供し、ポートミーンズ１３にある開口部へ排気ガスを排出する為のポートミーンズ１３にある開口部に合致する開口部を持っている。
図２９は排気口１５、吸気口８、スパークプラグ開口部６６の相対位置を図示した末端部材５４の平面図である。本発明の好ましい形態では、ポートはすべて同じピッチ円径にある。
末端部材５４の外辺部に位置する開口部は図１、図２１、図２２に示されるように、両末端部材５４を固定関係に保つ構造部材６８を固定する。
図３０は図２９のAA部分の断面図で、ポートミーンズ１３が配置されるべきポートミーンズレリーフ６７を示している。図２９及び図３０の末端部材５４はシリンダーヘッドプロバイディングミーンズ５とシャフト１間のギヤ装置(図２６)を収めている末端部材である。末端部材５４の一つにあるネジ穴８５は図２３に示される遊星ギヤ取り付け盤８６を末端部材５４に固定している機械ネジを入れている。
図３２は図３１に示される末端部材のAA部分の断面図である。図３２では、ポートミーンズ１３は末端部材５４に関連して図示されている。図３０と図３２の両方にポートミーンズ１３及び末端部材５４の両方を通る排気口８とスパークプラグ開口部６６が示されている。吸気口及び排気口１５,１８はエンジンの他方に位置する反対のポートミーンズと末端部材では逆になっている。
ここでは各シリンダーへの開口部が同一のピッチ円径にあるエンジンが記述されているが、これに代わり、開口部のいくつかが異なるピッチ円径にあって、ポートミーンズ１３の対応ポート(口)が異なる対応ピッチ円径にあってもよい。このタイプの構成は異なる点火順序並びに結合構造をもつエンジンに利用することができる。
該発明の好ましい形態のエンジンでは、末端部材のひとつの２個のスパークプラグの間に引かれた線が他方の末端部材の２個のスパークプラグの間に引かれた線に対し４５度の角度をもつ。この４５度のオフセットにより確実に各末端部材のポートとスパークプラグを各対向ピストンに対し正しい位置に配置することができる。クランクがシリンダーヘッドプロバイディングミーンズに対し１８０度回転するとき、該シリンダーヘッドプロバイディングミーンズはポートミーンズに対し−４５度移動し、該クランクはポートミーンズに対し+１３５度移動する。これは合計１８０度で、ギヤ装置に一致する３:１の比である。この結果、末端部材のオフセットは４５度である必要がある。
図４８は図２９の末端部材を示す。本発明において、好ましい形態である各末端に３個のピストンがあるエンジンでは、スパークプラグセンターと隣接のポート(口)の角度は６７．５度であり、１対のポート(口)の角度は４５度である。図３３に示される吸気口及び排気口それぞれ１５，８はシリンダーヘッドプロバイディングミーンズ５の相補面とかみ合うポートミーンズの表面で或いはその方向に横断面積が拡大している。この面積拡大は、シリンダーがポート上を回転するにつれ各シリンダーが対面するポート面積がより大きいものになる点で望ましい。これで液体のシリンダー内外移動がよりよくなり、シリンダーが回転通過するにつれ、必要な吸気及び排気時間を提供する。使用のポート(口)サイズとシリンダー開口部のサイズでは、吸気口はTDC前３０度で開き、BDC後３０度で閉じ、排気口はBDC前３０度で開き、TDC後３０度で閉じる。エンジンの他の配置構造も単純な計算で決定できる。
レリーフ６９は末端部材及びポートミーンズを効率的に冷却するためその表面積を増加するため末端部材に設けられた。ここに示されている該レリーフ６９は特定の形状であるが、これに代わる冷却の適当な手段を提供するいかなる形状のものであってもよい。
図３３は末端部材５４及びポートミーンズ１３の底面図である。示されているように、ポートミーンズは環境或いは平面状が最も好ましい。しかしながら、該ポートミーンズはシリンダーヘッドプロバイディングミーンズ５の相補面に対し傾斜面であってよい。事実、ポートミーンズ１３及びシリンダーヘッドプロバイディングミーンズ５の相補面はいかなる外形であってもよいが、製造の容易さからもっとも好ましい形状は平面状である。
末端部材５４及びポートミーンズ１３の底面図は遊星ギヤ取り付け盤８５を末端部材５４に固定する機械ネジを受け止める遊星ギヤネジ穴８５も図示している。
末端部材５４にそのようなネジ穴が３個あることが好ましい。遊星ギヤ取り付け盤８６にある細長い穴９４で末端部材に対する遊星ギヤの位置をある程度調整できる。この自由度でポートミーンズに対するシリンダーヘッドの相対的回転のタイミングが調整できる。また、遊星ギヤ取り付け盤８６には取り付け盤８６を末端部材に固定するピンが入るピン穴９５がある。細長い孔９４を通るネジは取り付け盤を末端部材に回転可能に固定するには不十分であろう。
ここには３対の対向ピストンをもつ燃焼エンジンが種々のコンポーネント(構成要素)及び部品について詳細に説明されているが、本発明は３対以上の対向ピストン或いは単動ピストンの燃焼エンジンに改造することができる。シャフト１及びシリンダーヘッドプロバイディングミーンズ５の間のギヤ比(変速比)はエンジンのピストン対数に相関する。４行程周期で作動する図１のエンジンのギヤ比は以下のごとく定められる。
Ws/Wc=-N
ここでWsはシャフト１の回転、Wcはシリンダーヘッドプロバイディングミーンズ５の回転、Nはシリンダーの対(つい)数である。そこで、３対の対向エンジンでは、シャフトは、必須ではないが、好ましくは、反対方向に、シリンダーヘッドプロバイディングミーンズ５の３倍のスピードで回転する。ギヤ比９:１で、各末端部材が４個の吸気口及び排気口をもち、３対の対向ピストンをもつ同時回転エンジンにおいては、Ws/Wc=+N2
図３６は５対の対向ピストンをもつスパーク点火燃焼エンジンのシリンダーの半回転の順序を図解している。この配置では、シリンダーはクランクと同時回転する。クランクのシリンダーギヤ装置比は５:１である。各ポートミーンズは、クランクの回転当たり４動力行程であることを証す２個の吸気口と２個の排気口を持っている。図３６Ａはクランクがシリンダーに対し逆同時回転する５対対向シリンダーエンジンを示している。ギヤ装置比は−５:１で、ポートミーンズ当たり６個の(吸気/排気)口では、クランクの回転当たり６動力行程の結果となっている。
同様に、図３７は７対の対向ピストンをもつスパーク点火燃焼エンジンのシリンダーの３分の１回転での順序を図解している。図３７のシリンダーヘッドプロバイディングミーンズ１３'の単一回転では、単一ピストンが４行程周期の３周期を通して動く。図３７はシリンダーヘッドプロバイディングミーンズ１３とポートミーンズの３分の１回転中、言い換えれば４行程の１周期、の相対的回転を示している。図３７Ａは７対の対向シリンダーエンジンの逆回転版である。シリンダーに対するクランクのギヤ比は−７:１でポートミーンズ当たり８つの(吸気/排気)口では、クランクの回転当たり８動力行程の結果となる。
図１に示されるように、本発明の最も好ましい形態では、燃料は必要なときに吸気口１５を通って自然吸引によりシリンダーに供給される。燃料と空気の混合ガスは図３４に示される各吸気口に配置された気化器７０の使用で混合される。気化器は２８mmの内径、フラットサイドベンチュリタイプが最も好ましい。該技術に精通したものはこれに代わる気化器の使用が可能であり、シリンダーの容量がここに説明されたものと異なる場合は他の適当な気化器が要求されることが理解できよう。空気はエアフィルター７１を通って気化器７０に吸引される。スロットルコントローラー７２は気化器７０への燃料を制御するスロットルケーブルに接続し、各シリンダーに吸引される燃料の分量を制御する。該スロットルコントローラーは図１のエンジンの４個の気化器をすべて同時に制御する。各シリンダー内の燃焼燃料の膨張力が実質上相似であるよう、同時作動が望ましい。
最も好ましい形態では、図３４にその一部が示されているスターターモーター(始動電動機)７３が始動時にベルトドライブにより交流発電機滑車７４を駆動する。引き続いて、始動時中ベルトドライブによりシャフト１の滑車に接続する小型の交流発電機滑車を駆動する。エンジンが一度作動し始めれば、シャフト１とスターターモーター間のクラッチ入れ/外しの適当な方法が必要である。スターターモーター内にスプラグクラッチを入れることもその一つである。該技術に精通しているものにはこれに代わる多数の始動方法があると理解できよう。ここでは最も好ましい形態として、スターターモーターはベルトを使用して間接的にシャフト１に接続しているが、他の多くの直接/間接駆動方法が使用できる。一例として、別のスターターモーターがシャフト１を直接駆動してエンジンを始動し得る。これに代わって、エンジンは圧縮空気或いは他の流体をシリンダー内に圧入し、運動を引起する、気体力学的に始動することもできる。本エンジン始動方法は大型トラックや船舶エンジンに通常使用されている。これに代わって、シリンダーヘッドプロバイディングミーンズ５に摩擦駆動或いは直接駆動カップリングを使用して力をかけることによりエンジン回転の始動を達成することもできる。
更に、エンジンは図３４に示されるようにその電気回路の一部としてコイル７５及びエレクトロニック点火モジュール７６、及び交流発電機７８を含む。該発明の好ましい形態のエンジンにおいては、エンジンのスパークプラグの点火はシャフト１に取り付けられたホール効果センサーにより点火される。磁石をもつ円盤がシャフトに取り付けられており、該シャフトは回転してホール効果センサーを通過、そこを通るトリガーの相対的回転を探知して、適切な時期に各スパークプラグの点火を引起する。そのようなスパークプラグの火花を発する、通常使用されるポイント(ケッタリング)、及びレラクターメカニズム等のこれに代わる多くの方法が知られている。これら部品の構造についてはこれに代わる同等のものを含め、自動車産業ではよく知られている。排気管７９は有害な排気ガスを導管で送り出す為の排気口に接続されているのが最も好ましい。
シリンダーへの燃料供給に代わり、エンジンはその操作が公知の排気ガスターボ、或いは直接駆動ターボ、或いはスーパーチャージャーを使用することもできる。
更にこれに代わり、気化器内で空気と燃料を混合する代わりに、エンジンはシリンダー内にシリンダーヘッドプロバイディングミーンズおよびピストンの適切な回転角度で燃料を注入する燃料注入器を使用することができる。そのような注入方法は自動車産業において公知であり、これ以上の説明を要しない。
図１に説明されたエンジンに代わる実施例として、図３８はシリンダーヘッドプロバイディングミーンズ５"とポートミーンズ１３"の間に相対的回転のないエンジンの断面図を図解している。このエンジン構成において、シャフト１"は各末端で、シャフトアクシス１Aの回りを旋回し、自身の軸を中心に回転することのできる遊星ギヤ１０"により環状ギヤ１９"に連動されている。遊星ギヤ１０"の回転はカム８０"と連結している。そのような連結は遊星ギヤのアクシル（軸）を該カムにとりつけることで達成できる。該カム８０"はプッシュロッド８１"を作動し、プッシュロッドは続いてロッカーアーム８２"に接続、ロッカーアームは燃料と空気をシリンダーに吸引する吸気弁８３"とそこから排気ガスを排出するための排気弁８７"を作動する。
図３８のエンジンはピストンコントロールミーンズ３"の外辺部から相互に１８０度に配置された２対の対向ピストンを持っている。図示されているエンジンはまたピストン及びシリンダーを何個持っていてもよく、また複動式或いは単動式であってもよい。
図３８はシリンダー当たり１個のバルブ(弁)を図示しているが、断面図面外に少なくともシリンダー当たり１個のバルブ(弁)があり、各シリンダーが少なくとも空気/燃料の吸気に一個、排気ガスの排気に一個持っている。ポートミーンズ１３"とシャフト１'間の伝動装置及びカム８０"の形状により、カム８０"からのバルブ作動でシリンダーに対し(吸気/排気)口を適切なときに開閉することができる。本エンジンは圧縮点火エンジンとして運転されてもよいし、注入器がシリンダーヘッドプロバイディングミーンズ内にあってもよい。本エンジンは排気ガスターボ或いは直接駆動ターボを使用してもよい。図３８のエンジンの内部部品の潤滑油保持の為ピストン、クランクシャフト、ピストンコントロールミーンズその他の関連部品を囲むクランクシャフトケーシング８９"が用意されている。このケーシングは該エンジンに更に剛性を与えている。
バルブ８７"/８３"はバルブスプリングを使用して各シリンダーへの(吸気/排気)口を閉じる方にバイアスしている。開口部はプッシュロッドロッカーアームとカムフォロワーで達成される。該技術に精通したものはカム８０"の適切な形状を決定し、ピストン往復運動中適切な間隔でバルブを作動することができよう。また、クランクシャフト及びポート(吸気/排気口)は環状ギヤ１９"、遊星ギヤ１０"、シャフト伝動装置により互いに割り出されているので、使用されるべき適切なギヤ比が要求され、これはもちろんカムシャフトの形状に依存する。
該エンジンを運転する図３８に図示されていない他のコンポーネントが必要である。そのようなコンポーネントとしては気化器、スパーク点火式エンジン用スパークプラグ、関連電気回路等である。
図３９は図１に示されているエンジンに似た２対の対向ピストンのあるエンジンの断面図である。図１のエンジンと図３９のエンジンの構成で主要な相違はクランクシャフト２"'とシャフト１"'の構造である。該シャフト１"'は不連続でその間にクランクシャフト２"'が位置する。クランクシャフト２"からベアリングで支持しているのがピストンコントロールミーンズ３"'である。釣り合いマス１４"'はシャフト１"'の各部分についている。ここでも釣り合いマスはエンジン内の回転、往復する物体の釣り合いをとっている。
図３９のエンジンのポートミーンズ１３"'は図１のごとく末端部材内に位置していない。しかし、該技術に精通したものは、これがそのような部品の構成の選択肢のほんの一例に過ぎないことが理解できよう。
シャフト１"'とシリンダーヘッドプロバイディングミーンズ５"'間の伝動装置は、シャフトの反対側の末端部に同装置が繰り返されている以外は、図１のエンジンで記述されたものに実質的に相似である。
本発明のもう一つの好ましい形態では、図１のエンジンの実施例とは異なったエンジンからなっている。図４０にそのような実施例の部分断面透視図が示されている。図４０に示される該エンジンの部分断面図と共に図４０をみると、該エンジンはクランクシャフト'２をその間に抱えたシャフト'１からなっている。該クランクシャフト'２は各シャフト'１に固定されたクランクシャフトキャリング部材'１４に支えられている。ここでも、この形態のエンジンは運転時に、図６或いは図５にある円錐軌跡をもつくクランクシャフト'２をもつ。クランクシャフト'２はシャフト'１の軸中心線'１Aに斜めにクランクシャフトキャリング部材'１４により支えられている。該クランクシャフトアクシス'２Aはキャリング部材１４間の実質上中間X点で'１A軸を交差する。該クランクシャフト'２は最も好ましくはベアリング'２９を使用してピストンコントロールミーンズ'２１を支える。該ベアリングによりピストンコントロールミーンズ'２１'はクランクシャフトアクシス'２Aを中心に回転する事が可能になる。
３個のピストン'２０がピストンコントロールミーンズの外辺部にある。図４２はピストン'２０及びピストンコントロールミーンズ'２１の平面図である。該ピストンは円盤の部分である。該エンジンが組み立てられると、各ピストン'２０の間に楔形ブロック'２２が配置される。該楔形ブロック'２２は外部ケーシング'２７によりピストン'２０の間に支えられ、各ピストンの半径（放射）縁間に挟み込まれている。シリンダー'１２はピストン'２０の上面及び下面、外部ケーシング'２７の内面、ピストン'２０の両側に位置する楔形ブロック'２２の半径面、ポートミーンズ'１３、ピストンコントロールミーンズ'２１で規定される。該ピストンコントロールミーンズ'２１は少なくともシリンダー'１２の一部を形成する部分では実質上球状をしており、その図心をX点にもっている。ピストンコントロールミーンズの該形状が、エンジンの運転中、各シリンダーの一部をなす面が図心に対して並進せず、回転のみするようにする。これはピストンコントロールミーンズ'２１とポートミーンズ間の密閉維持が確保されるために望ましい。ポートミーンズ'１３にあるシール'２５がピストンコントロールミーンズ'２１とポートミーンズ'１３の間のシリンダーを密閉する。各ピストン'２０の周辺及び外部ケーシング'２７の間を密閉するため各ピストン'２０の周辺にシールが施されている。各ピストン'２０の半径（放射）縁と楔形ブロック'２２の半径面の間にシール'２６が施され、このようなシールは各シリンダーから流体が漏れるのを防ぐ。
シリンダーは各ピストン'２０の両側に位置する。シリンダー内の燃料の膨張による各ピストンの動きで該ピストンが往復する。そのような運動がシャフト'１を中心としたクランクシャフト'２の回転運動を誘導し、シャフト(軸)の回転運動を誘導する。該ピストン'２０とピストンコントロールミーンズ'２１はカップリンミーンズ'２３によりポートミーンズ'１３に連結している。カップリングミーンズ'２３はベベルギヤ(かさ歯車)が最も好ましい。ピストンコントロールミーンズにあるベベルギヤはポートミーンズ'１３にある大きい直径のベベルギヤとかみ合う。そのような連結により、ポートミーンズ'１３に対するピストンコントロールミーンズ'２１、ピストン'２０、及び楔形ブロック'２２の回転が起こる。
図４０及び図４１のエンジンは２個のシリンダー室がウォブルピストンの各側に配置された本発明のもう一つの好ましい実施例である。しかしながら、該技術に精通したものには、本エンジンはピストン'２０の片面により規定された片面シリンダーを使用することができることが理解できよう。
図４０のエンジンのポートミーンズ'１３に位置する吸気口及び排気口に関連したシリンダーの回転を示す順が図４３に図解されている。該順序は３単動或いは６複動ピストンエンジンの運転ステップを図解している。
シリンダー"１２及びピストン"２０を追って回転し、上死点で吸気口"１５及び排気口"８の両方が流体の経路を開く。上死点で、排気流体は実質上すべてシリンダー'１２より排出され、混合ガスが吸引されようとしている。シリンダー"１２及びピストン"２０が上死点より下死点に回転するにつれ、吸気口"１５が混合ガスを吸引する。下死点に近づくと、シリンダー"１２がポートミーンズ'１３上を通過するときには、どの口もシリンダー"１２と一列に並ばない。吸気口"１５は楔形ブロック"２２がその上を回転することで閉鎖される。
下死点から上死点まで、ピストン"２０はシリンダー"１２内の混合ガスを圧縮する。その後、混合ガスはパワーストローク中に燃焼して、ピストンは下死点に戻る。実質上、下死点において、ピストン"２０の上死点への移動中、排気流体がシリンダー"１２から第二排気口を通じ排出される。ピストンが上死点に至ると、第二吸入口"１５がシリンダー室に会うことで、混合ガスが取り入れ口からシリンダー内に吸入され次回の順序過程が始まる。
この形態のエンジンは必要に応じ適切なシーケンス(順序)をもつ燃料注入及び圧縮点火等の異なるモードで容易に操作できる。本エンジンをジーゼル燃料を使用して運転する場合は、燃料注入器を挿入し、グロープラグをスパークプラグと取り替える事ができる。
図１のエンジン及び図３８、図３９、図４０に図解されている代わりの構造は圧縮着火エンジンとして操作するよう改造できる。本発明のエンジンを例えばジーゼルを燃料として使う圧縮着火エンジンとして操作するにあたり、図１、図３９、図４０に示されているスパークプラグ５７は必要なくなる。圧縮着火エンジンの混合ガス点火は、混合ガスを圧縮し、該ガスが自動的に着火する温度にすることで達成される。本発明のエンジンは圧縮比を１６:−２３:１に変えることでジーゼルタイプエンジンとして運転できるよう改変できる。これは、クランク角を大きく、或いは燃焼室容量を小さくすることで達成できる。各シリンダー内の圧縮比はクランク角に比例する。スパーク点火エンジンとして作動する図１のエンジンでは、クランク角は１０度である。
更に、燃料注入器は各ピストンが上死点或いはその直前で燃料がシリンダーに注入されるようポートミーンズ１５内に配置しなければならない。圧縮着火エンジンの燃料注入は多く文献があって、これ以上記述する必要はない。最新のジーゼルエンジンは始動に使用されるグロープラグをもっている。放出される熱はエンジンが冷たい場合燃焼過程を起こす助けとなる。グロープラグはポートミーンズ１３に配置するのが最も好ましいと予見されるが、図１、図３９、図４０のエンジンにおいては始動時にこれらグロープラグがシリンダーに必ずしもだされていないことは注目される。
この点で、各シリンダーの開口部がポートミーンズ１３に取り付けられたグロープラグに出会うようシリンダーヘッドプロバイディングミーンズ５の回転が始動前に調節できることが望ましい。それに代わって、該グロープラグをシリンダーヘッドプロバイディングミーンズ５内においてもよい。
本発明のエンジンが燃料の燃焼室を規定するシリンダーをもつとここに記述してあるが、該ポートミーンズは穴或いは開口部といったものを通じ、主要燃焼室と通じる前室システムを追加にもつことも可能である。そのような室は通常燃料が注入されるエンジンにおいて使用される。前室システムを使用するエンジンは空気利用率が非常によいのが特徴で、高速エンジンにも適当である。
シリンダー内の燃料燃焼は多く文献があり、多くの形状のピストンヘッド、注入角度、特性が知られている。それらは皆本発明のエンジンに利用できる。
以上４行程周期で作動する本発明のエンジンを記述したが、それらすべて２行程周期で作動するよう改変できる。図４５は２行程周期で作動するようわずかな変更をした実質上図１のエンジンの断面図である。図４１のエンジンと比較して、図４５の実施例の実質上の相違はポートミーンズ１３Tとシリンダー１２Tである。図４５の２行程エンジンのピストンはシリンダーヘッドプロバイディングミーンズの一回転中に図１のエンジンのピストンの２倍の動力行程をもつ。この点で、図１のそれに似た外形のエンジンのポートミーンズ１３T内に２倍の数の吸気口１５Tがある。好ましい形態の２行程エンジンにおいては、シリンダー１２Tの外辺に位置する排気口８T(各シリンダーが少なくとも１個もつ)を通じ、シリンダー１２Tから排気ガスを排出する。そのような排気口はピストン６Tが下死点に至る直前にシリンダー１２Tに対し開く。同時に、新しい混合ガスがポートミーンズ１３Tにある吸気口１５Tを通じ、シリンダー１２T内に入る。該ピストン６０が上死点に戻ると排気口８Tはピストンにより密閉され、吸気口１５Tはシリンダーヘッドプロバイディングミーンズの回転により密閉されて、シリンダー内の混合ガスが圧縮され、上死点、或いはその直前に点火する。
図４５は、点火がスパークプラグ５７Tで起こされる２行程エンジンを図解している。しかしながら、ここで記述したごとく、そのような点火は、混合ガスの圧縮によっても達成できる。
２行程プロセスは吸気/排気行程が別々にないので、シリンダーは充填/排出を同時にしなけれがならない。
シリンダー１２Tの外辺にある排気口８Tは各シリンダーの単一排気口に接続する。燃焼ガスは周囲の環境に各排気口を通じて排出されるか、代わりにシリンダーヘッドプロバイディングミーンズの回転で各シリンダーの排気口が一定間隔で開口部に出会い、排気ガスがシリンダー１２Tから排気されるようシャフトアクシスに図心をもつ排気口の近くに周辺排気口プロバイディングミーンズを配置してもよい。好ましくは、そのような周辺排気口プロバイディングミーンズはそのポート（管接続口）を有害ガスの放出のため単一排気口に接続するのが好ましい。そのような排気口プロバイディングミーンズは相対的回転作用においてポートミーンズ１３Tに類似している。図４４は図４５の２行程エンジンのシリンダーからのガス放出に代わる構成を図解している。ピストンが下死点にくると、各シリンダーから排気ガスが排気口８Tを通じて放出されるような間隔に、排気口８Tがヘッドプロバイディングミーンズ１３Tに配置されている。図４４では排気口８Tが吸気口１５Tに対し、より大きなピッチ円径に位置しているが、これに代わって排気口８Tが吸気口１５Tに対し、より小さなピッチ円径に位置してもよい。
該２行程サイクルエンジンは圧縮着火エンジンとして運転し、シリンダーへのこれに代わる燃料噴射形態をもつ事もできる。ここでもまた、シャフト１Tはシリンダーヘッドプロバイディングミーンズ５T及びポートミーンズ１３Tに対し割り出しされている。本発明の２行程エンジンの始動方法は４行程エンジンで記述されたものに似たものでよく、或いは該技術に精通したものによく知られたいかなる方法でもよい。２行程エンジンの冷却法はここに十分記述する。
２行程エンジンで、適切な軌道位置により以下が可能である;
(a)  燃焼混合ガスがシリンダー１２T内で膨張し、動力行程中ピストン６Tを押し下げる。
(b)  排気流体は放出され、ピストンが実質上、下死点に至ると混合ガスがシリンダー室に置換される。
(c)  ピストン６Tの上昇或いは圧縮行程中、混合ガスが圧縮される。
本発明はポンプ或いは流体駆動モーターのような排水/圧縮機としても運転できる。ポンプ或いは圧縮機として運転する時は、動力インプットが、例えば電気モーターからシャフトへ供給される。シャフトの回転がクランクシャフトの回転を誘導し、ピストンコントロールミーンズ及びシリンダー内のピストン往復運動を誘導する。シャフトアクシスを中心としたシリンダーヘッドプロバイディングミーンズの回転はギヤ装置によるシャフトの回転から誘導される。そのような回転はシリンダーヘッドプロバイディングミーンズとポートミーンズ間の相対回転を生じ、ポート(管接続口)がシリンダーと適切な間隔で整列、不整列を起こす。この結果、流体の誘導、それに続く圧縮/放出が起こる。(モーターの場合その反対。)
図４６はエンジンの注油及び冷却システムの詳細を示す、図１の断面図である。エンジンよりの熱も冷却する、適当な潤滑油がシャフト１から作動するポンプ装置により循環する。該油がシャフト１の導管を通りポンプ装置９６からシリンダーヘッドプロバイディングミーンズベアリング５２に循環する。該油はベアリング５２からシリンダーヘッドプロバイディングミーンズの穴を通り、各シリンダーを包む外装に送り出される。油は外装を通り、導管を通ってクランクシャフトケーシング９８へ、そしてケーシングの最下部にある油溜めに入る。油はシャフト導管を通りピストンコントロールミーンズへ、更にピストンコントロールミーンズアームから各シリンダーの裏面にも回される。この油も油溜めに排出される。油溜めの油は導管を通じ、ポンプ装置９６に再循環される。
本発明のエンジンを注油する方法は多数ある。ベアリングの注油には高圧少量の、エンジンの冷却には低圧多量の循環が望ましいと考えられる。熱はエンジンから外部体(例空気)に末端部材５４を経由して放出される。エンジン内の熱の移動には直接伝動(例ポートミーンズ１３)及び潤滑油から放熱する末端部材５４内の熱交換機の組み合わせが考えられる。この熱は直接(図３１のレリーフ６９で)或いは冷却媒体(ラジエーター液)を経由して外部流体/空気熱交換機(ラジエーター)から周囲の空気、或いは上記の組み合わせで。
【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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【図３２】
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【図３３】
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【図３４】
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【図３５】
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【図３５Ａ】
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【図３６】
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【図３６Ａ】
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【図３７】
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【図３７Ａ】
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【図３８】
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【図３９】
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【図４０】
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【図４１】
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【図４２】
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【図４３】
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【図４４】
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【図４５】
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【図４６】
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【図４７】
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【図４８】
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【図４９】
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