(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
ピストンロッド（７）の往復動方向に沿う第１の軸線を有する第１の筒状通路、第１の軸線に対して直角でエンジンの高さ方向となる第２の軸線を有する第２の筒状通路（６２）、第２の軸線と平行な第３の軸線を有する第３の筒状通路（８２）ならびに第３の軸線に対して直角な第４の軸線を有する第４の筒状通路（８４）を内部に有するエンジンブロック（３）と、
エンジンブロック（３）の第１の筒状通路の第１の軸線方向に往復動するようピストンロッド（７）の一端に結合したピストン（２）と、
エンジンブロック（３）の第２の筒状通路（６２）内に取付けてピストンロッド（７）の他端に結合し、ピストン（２）の往復動方向に直角な第２の軸線について回転運動すべくクランクシャフトアセンブリを介してピストン（２）により駆動されるように第２の筒状通路（６２）を通して配置した駆動軸（５４）と、
第２の筒状通路（６２）を通過した端部において駆動軸（５４）に取付けた駆動プーリ（１７）と、
一端を駆動プーリ（１７）に取付けたベルト（１８）と、
エンジンブロック（３）の第３の筒状通路（８２）内に第３の軸線について回転するように配置され、かつ駆動プーリ（１７）に対応する第１端部においてベルト（１８）の他端を取付けた出力プーリ（２２）を有するプーリ軸（８０）と、
プーリ軸（８０）の第２の端部に取付けて第３の軸線についてプーリ軸（８０）と同軸に回転するようにした第１の歯車（２８）と、
エンジンブロック（３）の第４の筒状通路（８４）内に配置され、一端において第２の歯車（９０）を介して第１の歯車（２８）と噛み合うことによって第４の軸線について回転駆動され、ピストン（２）の往復動方向と平行な軸線を持つ回転出力を提供する出力軸（９２）と
を備え、一人乗り船舶の船底後備近くに出力軸を配置する一人乗り船舶用エンジン。
【請求項２】
クランクシャフトアセンブリは、
駆動軸（５４）を延出させかつ駆動軸（５４）から側方に偏心させた穴（５８）を有する第１クランク車（５２）を包有し、第２の軸線について第１クランク車（５２）が回転するように配設された第１クランクシャフトアセンブリ（８）と、
第２クランク車（５５）およびこの第２クランク車（５５）に結合され且つピストンロッド（７）の他端部（４３）の穴（５６）を通って延びるクランクピン（１２）を包有し、ピストン（２）の往復動がクランクピン（１２）に円形運動を行わせるようにした第２クランクシャフトアセンブリ（９）とでなり、
クランクピン（１２）は更に第１クランクシャフトアセンブリ（８）の穴（５８）内まで延びて、第２クランク車（５５）の回転と共にクランクピン（１２）の円形運動が第１クランク車（５２）と駆動軸（５４）とに回転を生じさせるように構成される請求項１の一人乗り船舶用エンジン。
【請求項３】
エンジンブロック（３）に第１の筒状通路の第１の軸線に沿って取付けてピストン（２）を収容するよう配置したシリンダハウジング（１）を備え、その対向側面に吸気口（４５）並びに排気口（４６）を有する請求項１の一人乗り船舶用エンジン。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
（背景技術）
本発明は一般に内燃エンジン、特に一人乗り船舶の推進用に適した内燃エンジンに関する。更に詳しくは、本発明は船舶上での乗員の姿勢と位置の調節によって操縦可能な一人乗り船舶用の内燃エンジンと伝導装置の組合せ構成に関する。
【０００２】
従来一人乗り船舶用エンジン・伝導組体は、細く軽量の船体用には高さと巾が大き過ぎる。過度の高さは不安定性の一因となり、船体は船舶制御を困難とする横揺れの傾向を有することになる。
【０００３】
（発明の概要）
本発明は高さが非常に低いため高さが厳密に制限される場合に適した内燃エンジンを提供する。本発明によるエンジン・伝導方式は二工程または四工程の内燃エンジンのいずれをも含み得る。
【０００４】
本発明によるエンジンは、約６．５インチ（約１６５．１ミリメートル）の高さに構成される。エンジンの高さを低くすれば完全装備の一人乗り船舶を従来のエンジン・伝導組合せ構成を用いて可能であったものより重心を低くすることができる。このエンジン寸法は通常一人乗り船舶上で乗員が立つデッキ部分の下に装着できるようにする。この配設場所は船舶の所望の旋回軸の近傍に更に重量を集中させ、船舶の重心が乗員の下になるようにするため、乗員は船舶をより容易に且つ安全に旋回させることが可能になる。
【０００５】
内燃エンジンはピストンの運動方向に平行の出力を出すために用いるベルトと歯車を駆動する。エンジン出力は一人乗り船舶を推進するジェットポンプを駆動する回転エネルギーの発生に適する。
【０００６】
本発明による内燃エンジンは複数の筒状通路を内蔵するエンジンブロックを備える。ピストンがこのエンジンブロックに関して所定方向に往復動するよう配置される。駆動軸がエンジンブロック中の第１の筒状通路内に配設されてピストンに結合され、ピストンの運動方向に直角の第１の軸線について回転運動するようピストンに駆動される。本発明は更に駆動軸に平行するエンジンブロック内に配設される第１軸に駆動軸の回転運動を伝達する装置と、第１軸の回転運動を第２軸に伝達してピストンの往復動方向に平行な出力軸線に沿った回転出力をエンジンに生じさせる装置とを包有する。
【０００７】
駆動軸の回転運動を第１軸に伝達する装置は、望ましくは駆動軸に取付けて第１軸に設置したベルトおよび出力プーリを駆動する駆動プーリを含む。第１軸の回転運動を第２軸に伝達する装置は、望ましくは第１軸に装着される第１歯車と、第２軸に装着されて第１歯車と噛み合い、回転運動するよう駆動される第２歯車とを包有し、エンジンがピストンの往復動方向に平行な出力軸線に沿って回転出力を生じるように設けられる。
【０００８】
本発明による内燃エンジンは望ましくは更に、ピストンに連結したロッドと、第１クランクを含む第１クランクシャフト組体とを包有し、駆動軸は第１クランクから延びて第１軸線に同心に回転するよう配置され、第１クランクは駆動軸から横に変位された筒状空洞を有する。第２のクランクとクランクピンを包有する第２クランクシャフト組体がロッドの一端の通路を通って延びるように配置した第２クランクと連結され、ピストンの往復動がクランクピンに円形運動をさせる。クランクピンは更に第１クランク中の円筒状空洞内に延びるように配置され、第２クランクが回転したときクランクピンの円形動作が第１クランクと駆動軸の回転を生じる。
【０００９】
本発明による内燃エンジンは更に、望ましくはエンジンブロック中の第３通路に取付けたスタータベンディクス伝導体と、この伝導体に隣接する駆動軸に取付けたスタータ歯車とを備える。スタータモータがスタータベンディクス伝導体に取付けられ、このスタータモータへ電力を供給すれば、スタータベンディクス伝導体、スタータ歯車および駆動軸の回転を生じ、エンジンが始動する。
【００１０】
本発明の目的の結果と、その構成並びに運転方法の更に完全な理解が下記の望ましい実施形態の説明を進め添付の図面を参照することによって得られよう。
【００１１】
（発明を実施するための最良の形態）
本発明は図１の分解斜視図に示す内燃エンジン４４を備える。エンジン４４は図３および図６に示すように高さを非常に低くして、上下方向に厳しい制限のある空間を有する場合に用いて有用に構成されている。特にこのエンジン４４は本発明の共同発明者であるロバート・イー・モンゴメリーに付与された下記の米国意匠特許に開示される一人乗り船舶に使用して有用となるよう構成されたものである。しかして１９９３年４月６日付けの米国意匠第３３４，５５２号、１９９５年２月１４日付けの米国意匠第３５５，４００号、および１９９６年１２月１０日付けの米国特許第５，５８２，５２９号に開示のものが挙られる。
【００１２】
図１および図３〜図６に示すように、本発明によるエンジン４４はシリンダハウジング１とこれに収容されたピストン２を包有する。シリンダハウジング１の第一端はシリンダヘッド４１と当業で標準的な構成の適宜のヘッドガスケット（図示せず）によって密封される。シリンダヘッド４１はまた当業で標準的な構成のスパークプラグ（図示せず）を取付ける穴（図示せず）を含む。シリンダハウジング１は吸気口４５と排気口４６を有する。周知のエンジンとは異なり、吸気口４５と排気口４６とはシリンダハウジング１の対向した側面にある。この吸気口４５と排気口４６の配置はエンジン４４の寸法をできる限り小さくする目的を達成するように設けられる。
【００１３】
図１に示すようにピストン２は従来の方法によってロッド７の第一端４２に取付けられる。適宜のニードルベアリング（図示せず）をロッド７の第一端の穴４７内に取付けて摩擦を少なくする。ロッド７の他端４３は右半部８と左半部９を包有するクランクシャフトアセンブリ５０に取付けられる。右クランクシャフト半部８は右クランク車５２と、このクランク車５２の中心から外方に延びる駆動軸５４とを含む。左クランクシャフト半部９は延出するクランクピン１２を有する。このクランクピン１２は左クランク車５５の偏心位置に配設され、且つロッド７の第二端４３の穴５６を介して右クランク車５２の穴５８内に延長するように配置される。穴５８は右クランク車５２に偏心して配置され、駆動軸５４から横方向に離間されている。
【００１４】
ニードルベアリング１４はクランクピン１２とロッド７の間の摩擦を減じるために用いられる。一対の軸ウオシャ１３ａおよび１３ｂがクランクピン１２に装着され、ロッド７と左右のクランクシャフト半部８、９の夫々との間に所定の空間を作る。
【００１５】
クランクピン１２はほぼ円筒状の左クランク車５５の第一面から突出する。第二のピン６０が左クランク車５５の他方の面の中央からクランクケースハウジング４内に延びる。左クランク車５５はクランクケースハウジング４内に設置され、軸心整合の第二ピン６０について回転する。第二ピン６０はクランクケースハウジング４内に配設され、左クランク車５５の回転の固定軸線となる。フライホイール（図示せず）が第二ピン６０に取付けられる。クランクケースハウジング４はフライホイールカバー５によって密封される。
【００１６】
エンジン４４が組立てられると、ピストンハウジング１はエンジンブロック３の一端８３に結合される。クランクケースハウジング４はエンジンブロック３の下側６５に取付けられる。
【００１７】
シャフト１内のピストン２が往復運動するとクランクピン１２は円形状に運動して、左クランク車５５にピン６０が規定する中心軸線について回転を生じさせる。穴５８内に延びるクランクピン１２の円形運動は、右クランク車５２と共に回転する駆動軸５４によって定まる中央軸線について右クランク車５２を回転運動させる。この構成によりピストン２が筒状ハウジング１で往復運動され、左右クランクシャフト半部８および９の回転運動を生じる。左右クランクシャフト半部８および９の回転軸線は筒状ハウジング１内のピストン２の往復運動方向と直角であり、これは往復エンジンの構成の周知の特徴である。
【００１８】
再び図１を参照するに一対の釣合いおもり１１ａおよび１１ｂが左クランク車５５に装着される。これに近似の構成として一対の釣合いおもり（図示せず）を右クランク車５２に取付けても良い。
【００１９】
スタータギヤ１６がエンジンブロック３内の筒状凹部６４内に設置される。このスタータギヤ１６は外周縁に歯６６を有する薄手の筒状構造にされる。駆動軸５４はスタータギヤ１６の中心の穴６８を通って延びる。スタータモータ１５はエンジンブロック３内の筒状通路７０を通って延びる出力軸６９を有する。図３および図５に明らかなようにエンジン４４を完全に組立てたときスタータモータ１５のフランジ７３がエンジンブロック７３の下側の同様のフランジ７５に結合される。
【００２０】
スタータベンディクス伝導体２０はエンジンブロック７３内の凹部７２中に取付けられ、スタータ出力軸６９に結合される。このスタータベンディクス伝導体はスタータモータ１５への電力印加時にスタータ歯６６と噛み合う歯７４を有する。スタータ出力軸６９の回転がスタータギヤ１６に、且つクランクシャフトアセンブリ５０に伝えられ、次いでピストン２を動作させてエンジン４４を始動させる。
【００２１】
駆動軸５４はエンジン４４が組立てられるとエンジンブロック３の一端６３に近い筒状穴６２内に延びるよう構成される。駆動軸５４はスタータギヤ１６を通って延び、駆動プーリ１７が駆動軸５４の端部に取付けられる。ベルトガイド１９が駆動プーリ１７上に取付けられ、駆動プーリ１７に装着した側の駆動ベルト１８がスタータギヤ１６とベルトガイド１９との間に位置させる。リヤプーリ２２がエンジンブロック３内に取付けた軸８０に装着される。シール２４がリヤプーリ２２とベアリングハウジングカバー２５との間において軸８０上に取付けられる。ベアリング２６がベアリングハウジング２７の内側に取付けられるように配置される。ベアリングハウジング２７はエンジンブロック３内の円筒状凹部８２中に取付けられるように配設される。
【００２２】
両プーリ１７、２２およびベルト１８の上記の配列は、エンジン４４の出力をピン５４からこれに平行な軸８０に伝達する装置を作成するには好適である。駆動プーリ１７とリヤプーリ２２並びにベルト１８の組み合わせは軸８０に伝えられるトルクの調節に柔軟性を与える。駆動軸５４、駆動プーリ１７、駆動ベルト１８、リヤプーリ２２、軸８０並びに凹部８２は伝導装置を構成する。
【００２３】
一方本発明は図示し上述したプーリとベルトの組み合わせのみに制約されない。例えばプーリ１７および２２とベルト１８に代えて、歯車駆動装置（図示せず）を備え得る。また伝導装置はそれぞれピン５４と軸８０に装着した第一の対のかさ歯車（図示せず）を含ませ得る。第一の対のかさ歯車に噛み合う第二の対のかさ歯車（図示せず）を支承する軸（図示せず）をエンジンブロック３内に装着し、エンジン出力をピン５４から平行軸８０に伝達するように設けても良い。
【００２４】
歯車２８が軸８０の端部に取付けて配置される。エンジン４４の運転が駆動プーリ１７の回転を生じ、次いでベルト１８を駆動する。ベルト１８はリヤプーリ２２を駆動し、軸８０を回転させる。軸８０は駆動軸５４と平行にされる。筒状の穴８４がエンジンブロック３の他端８６に形成される。この穴８４は軸８０の軸線と直角をなし、シリンダハウジング内におけるピストン２の往復運動方向と平行になる。歯車９０が穴８４内に延びるように配置される。図２に示すように歯車９０は歯車２８と噛み合い、歯車２８の回転が歯車９０と、この歯車９０に連結した出力軸９２とに伝えられる。図１および図２に示す実施形態では歯車２８と９０がかさ歯車にされる。駆動プーリ、駆動ベルト１８とリヤプーリ２２は、エンジン４４が完全に組立てられたときエンジンブロック３の上部における凹所８５内に位置するように配置される。トランスミッションカバー６が当業者に周知の方法でネジ付凹部（図示せず）に取付けられる適宜のボルト８８によりエンジンブロック３に取付けられる。
【００２５】
特にこの内燃エンジンの回転速度は最大出力時で代表的に毎分約７５００回転から９０００回転の範囲になる。代表的なピストン排気量は約２００ｃｃから５５０ｃｃの範囲であり、これはそれぞれ二行程の形態で約２５馬力から６５馬力の最大出力を生じる。船舶での使用においてエンジン４４は図７に簡略に示すようなジェットポンプ１１０の駆動に使用される。船舶用に適した代表的なジェットポンプは毎分３０００から４０００回転の回転速度で最大効率をもって作動される。駆動プーリ１７とリヤプーリ２２の直径は同時にジェットポンプ（または出力軸９２に取付けた他の装置）をその最高効率で運転するに必要な速度で出力軸９２を駆動する間に、エンジン４４を最高出力で運転させ得る比率に選択される。駆動プーリ１７とリヤプーリ２２の直径はまた、ジェットポンプが最大効率を生む速度で動作する間に、エンジン４４を最高トルク出力で運転させ得る比率となるように選択される。
【００２６】
エンジン４４の構成は駆動する装置との調和にエンジンを容易に適合させるために役立つ。必要なことは、トランスミッションカバー６とプーリ１７と２２を取外して適宜の直径比を有するプーリ並びにこれら選択されたプーリ直径に適した長さのベルト１８と取り換ることで全てである。
【００２７】
図３から図７は軸９２の出力端に結合されるカップリング１０３を示す。カップリング１０３はエンジン４４の出力をジェットポンプ（図示せず）またはエンジン４４で駆動される他の装置に連結するように構成されている。エンジン４４は望ましくは図７に示すように出力軸９２をジェットポンプ１１０と互いに端部間を接して整合させ、カップリング１０３を介してジェットポンプに接続させる。エンジン４４は米国特許第５，５８２，５２９号に開示される方法でジェットポンプを駆動するように配設される。ブラケット１０４、１０６および１０８がエンジンブロック３に結合され、エンジン４４を使用する一人乗り船舶または他の装置のエンジン室（図示せず）内にエンジン４４を取付ける装置となる。
【００２８】
本発明は図示し上述したトランスミッション８３の特定の構成に限定されない。駆動軸５４から直角の軸９２に回転エネルギーを伝達する回転力伝達アセンブリが本発明の範囲に包有される。本発明の基本的な特徴は内燃エンジンの二行程と四行程のいずれの形態にも適応される。
【００２９】
軸９２は望ましくはシリンダハウジング１内のピストン２の運動方向に平行に配置される。従ってエンジン４４の出力の回転軸線はエンジン内のピストン２の運動方向と平行になる。この特徴はエンジン４４に小さくとも高さを持たせ、エンジンをモータ付水上スキーのような低側面型応用品に使用できるようにする。ここに用いる用語「高さ」とは、スタータモータ１５の最低端縁１００からトランスミッションカバー６の上端縁１０２までの距離を表わす。２５〜６５馬力を生じるほぼ２５０ｃｃ〜５５０ｃｃのピストン排気量を有する実施形態において、エンジンの高さは代表的に約６．５インチ（約１６５．１ｍｍ）である。またエンジン４４は代表的に約１０インチ（約２５４ｍｍ）巾と２１インチ（約５３３．４ｍｍ）長さにされる。
【図面の簡単な説明】
【図１】  図１は本発明による内燃エンジンの分解斜視図である。
【図２】  図２は図１の内燃エンジンに含まれるピストンの運動軸線に並行な駆動軸への内燃エンジン出力の伝達を示す側面図である。
【図３】  図３は図１の内燃エンジンの左側面図である。
【図４】  図４は図１および図３の内燃エンジンの上面図である。
【図５】  図５は本発明による内燃エンジンの上面、左側面および右端を示す斜視図である。
【図６】  図６は本発明による内燃エンジンの右側面図である。
【図７】  図７は船舶推進用のジェットポンプに結合した図１〜図６のエンジンを略図的に示す図である。
【図１】
0003678702.tif 000002
【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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