(57)【要約】  いくつかの態様では、レシプロエンジンは、往復ピストンアセンブリから回転運動出力を発生させるための駆動機構であって、ピストンアセンブリと共にｙ軸に沿って往復運動するための軸方向に移動するｙ軸構成要素を含んでいる、駆動機構と、ｘ軸構成要素であって、ｉ）ｙ軸に対して実質的に垂直に往復運動するように構成され、ｉｉ）内側リングギヤを有し、ｉｉｉ）内側リングギヤと実質的に同心の軌道係合構成要素を有する、ｘ軸構成要素と、出力リングアセンブリであって、内側リングギヤと接線方向に係合する出力ピニオンギヤを有する、出力リングアセンブリと、出力シャフトアセンブリと実質的に同心な固定係合構成要素であって、軌道係合構成要素と接続され、固定係合構成要素と軌道係合構成要素との間の接触は、ｘ軸構成要素に力を加えて内側リングギヤと出力ピニオンギヤとの間の接触を維持する、固定係合構成要素とを含んでいる。【選択図】図２４
2019530821.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
レシプロエンジンにおいて、
少なくとも１つのシリンダを画定するエンジンブロックと、
前記少なくとも１つのシリンダ内で往復運動する少なくとも１つのピストンアセンブリと、
前記ピストンアセンブリの往復運動入力から回転運動出力を発生させるための駆動機構であって
軸方向に移動するｙ軸構成要素であって、前記ｙ軸構成要素が摺動可能に取り付けられた基部に対する前記ピストンアセンブリの前記往復運動入力により、ｙ軸に沿って往復運動するように構成された、ｙ軸構成要素と、
前記ｙ軸に沿って前記ｙ軸構成要素に摺動可能に連結されかつ移動するｘ軸構成要素であって、ｉ）前記ｙ軸構成要素に対して前記ｙ軸に対して実質的に垂直に往復運動するように構成され、ｉｉ）内側リングギヤを含み、ｉｉｉ）前記内側リングギヤと実質的に同心に配置された軌道係合構成要素を含んだ、ｘ軸構成要素と、
基部に回転可能に連結され、前記内側リングギヤと接線方向に接続および係合される出力ピニオンギヤを有する出力シャフトアセンブリと、
前記基部に結合され、または前記基部に沿って一体的に形成されて、前記出力シャフトアセンブリと実質的に同心である、固定係合構成要素であって、前記ｘ軸構成要素の前記軌道係合構成要素と接続および接線方向に係合し、前記固定係合構成要素と前記ｘ軸構成要素の前記軌道係合構成要素との前記接続は、エンジン駆動軸アセンブリの駆動ギヤを駆動するために前記内側リングギヤが前記出力ピニオンギヤを周回および駆動するように、前記内側リングギヤと前記出力ピニオン歯車との間の接触を維持するために、ｘ軸構成要素に力を付与する、固定係合構成要素とを備えた、レシプロエンジン。
【請求項２】
前記レシプロエンジンは、対向ピストン多気筒エンジンを含み、前記軸方向に移動するｙ軸構成要素は、２つの対向するピストンに連結された、請求項１に記載のエンジン。
【請求項３】
前記固定係合構成要素は、回転可能要素を備えた、請求項１に記載のエンジン。
【請求項４】
前記固定係合構成要素は、前記軌道係合構成要素が接続された凹部を備えた、請求項１に記載のエンジン。
【請求項５】
前記軌道係合構成要素は、ギヤまたはローラを備えた、請求項１に記載のエンジン。
【請求項６】
前記出力ピニオンギヤのピッチ直径は、前記レシプロエンジンのストローク長に実質的に等しく、前記内側リングギヤのピッチ直径は前記レシプロエンジンの前記ストローク長の２倍に実質的に等しく、前記軌道係合構成要素および前記固定係合構成要素のそれぞれのピッチ直径の合計は、前記レシプロエンジンのストローク長と実質的に等しい、請求項１に記載のエンジン。
【請求項７】
前記出力シャフトアセンブリは、前記出力シャフトアセンブリから前記エンジン駆動軸アセンブリの前記駆動ギヤにトルクを伝達するトルク伝達ギヤを備えた、請求項１に記載のエンジン。
【請求項８】
前記トルク伝達ギヤは、スプロケットとチェーンとのアセンブリを含む、請求項７に記載のエンジン。
【請求項９】
前記基部は、前記エンジンブロックの一部を構成する、請求項１に記載のエンジン。
【請求項１０】
前記ｙ軸構成要素は、前記往復運動入力と共に前記ｙ軸構成要素が前記基部に対して摺動するのに沿った線形軸受面を備えた、請求項１に記載のエンジン。
【請求項１１】
前記線形軸受面は、前記ｙ構成要素が、前記往復運動入力の方向を除いて、前記基部に対して動くのを制限する、請求項１０に記載のエンジン。
【請求項１２】
前記往復運動入力の方向に対して実質的に垂直に、前記ｘ軸構成要素が沿うように摺動する線形軸受面を備えた、請求項１に記載のエンジン。
【請求項１３】
レシプロエンジンのピストンアセンブリの往復運動入力から回転運動出力を生成するための駆動機構において、
ｙ軸構成要素が取り付けられた基部に対する前記ピストンアセンブリの前記往復運動入力のｙ軸に沿って往復運動するように構成された軸方向移動ｙ軸構成要素と、
ｙ軸方向に沿ってｙ軸構成要素に摺動可能に連結されかつ移動するｘ軸構成要素であって、ｉ）ｙ軸構成要素に対してｙ軸に対して実質的に垂直に往復運動するように構成され、ｉｉ）内側リングギヤを含み、ｉｉｉ）前記内側リングギヤと実質的に同心に配置された軌道係合構成要素を含んだ、ｘ軸構成要素と、
前記基部に回転可能に連結され、前記内側リングギヤと接続して接線方向に係合する出力ピニオンギヤを有する、出力シャフトアセンブリと、
固定係合構成要素であって、前記基部に結合され、または前記基部に沿って一体的に形成され、前記出力シャフトアセンブリと実質的に同心であり、前記ｘ軸構成要素の前記軌道係合構成要素と接続して接線方向に係合し、前記固定係合構成要素と前記ｘ軸構成要素の前記軌道係合構成要素との間の前記接続は、前記内側リングギヤが前記出力ピニオンギヤの周りを周回して駆動させて前記エンジンの前記駆動軸を駆動させるように、前記内側リングギヤと前記出力ピニオンギヤとの間の接線方向の係合を維持するために、ｘ軸構成要素に力を付与する、固定係合構成要素とを備えた、駆動機構。
【請求項１４】
前記レシプロエンジンは、対向ピストン多気筒エンジンを含み、前記軸方向に移動するｙ軸構成要素が２つの対向するピストンに連結されている、請求項１３に記載の駆動機構。
【請求項１５】
前記レシプロエンジンは、内燃エンジンを含む、請求項１４に記載の駆動機構。
【請求項１６】
前記レシプロエンジンは、直列多気筒燃焼エンジンを含む、請求項１３に記載の駆動機構。
【請求項１７】
前記固定係合構成要素は、回転可能要素を備えた、請求項１３に記載の駆動機構。
【請求項１８】
前記回転要素は、歯車を含む、請求項１７に記載の駆動機構。
【請求項１９】
前記固定係合構成要素は、前記軌道係合構成要素が接合する凹部を備えた、請求項１３に記載の駆動機構。
【請求項２０】
前記軌道係合構成要素は、歯車またはローラを含む、請求項１３に記載の駆動機構。
【請求項２１】
前記軌道係合構成要素は、シャフト装置を含む、請求項１３に記載の駆動機構。
【請求項２２】
前記シャフト装置は、前記ｘ軸構成要素内に固定的に結合されるかまたは一体的に形成された、請求項２１に記載の駆動機構。
【請求項２３】
前記出力ピニオンギヤのピッチ直径は、前記レシプロエンジンのストローク長に実質的に等しく、前記内側リングギヤのピッチ直径は、前記レシプロエンジンの前記ストローク長の２倍に実質的に等しく、前記軌道係合構成要素と前記固定係合構成要素とのそれぞれのピッチ直径の合計は、前記レシプロエンジンのストローク長に実質的に等しい、請求項１３に記載の駆動機構。
【請求項２４】
前記出力シャフトアセンブリは、前記出力シャフトアセンブリから前記駆動軸にトルクを伝達するトルク伝達ギヤを備えた、請求項１３に記載の駆動機構。
【請求項２５】
前記トルク伝達ギヤは、スプロケットとチェーンとのアセンブリを含む、請求項２４に記載の駆動機構。
【請求項２６】
前記基部は、エンジンブロックの一部を含む、請求項１３に記載の駆動機構。
【請求項２７】
前記基部は、前記エンジンブロックに取り付けられた構成要素を含む、請求項１３に記載の駆動機構。
【請求項２８】
前記ｙ軸構成要素は、リニア軸受面を含み、前記リニア軸受面に沿って前記ｙ軸構成要素が前記往復運動で前記基部に対して摺動する、請求項１３に記載の駆動機構。
【請求項２９】
前記リニア軸受面は、前記往復運動入力の方向を除いて、前記ｙ軸構成要素が前記基部に対して動くのを制限する、請求項２８に記載の駆動機構。
【請求項３０】
前記ｘ軸構成要素は、リニア軸受面を含み、前記リニア軸受面に沿って前記ｘ軸構成要素が前記往復運動入力の方向に対して実質的に垂直に摺動する、請求項１３に記載の駆動機構。
【請求項３１】
往復運動要素の往復運動入力からの軸方向力を出力シャフトアセンブリに付与されるトルクに変換し、及び／又は前記出力シャフトアセンブリから付与されるトルクを前記往復運動要素の前記往復運動への軸方向力に変換する、方法において、
軸方向に移動するｙ軸構成要素を動かすために軸方向力を加えるステップであって、前記ｙ軸方向構成要素が摺動可能に取り付けられている基部に対するピストンアセンブリの前記往復運動入力を用いてｙ軸に沿って往復運動するように構成された、ステップと、
前記ｙ軸に沿って前記ｙ軸構成要素と摺動可能に連結されて移動するｘ軸構成要素を介して前記軸方向力を伝達させるステップであって、前記ｘ軸構成要素は、ｉ）前記ｙ軸構成要素に対して実質的に前記ｙ軸に垂直に往復運動するように構成され、ｉｉ）内側リングギヤを備え、ｉｉｉ）前記内側リングギヤと実質的に同心に配置された軌道係合構成要素を備え、
前記基部に回転可能に結合され、前記内側リングギヤに接合して接線方向に係合する出力ピニオンギヤを有する、出力シャフトアセンブリに前記軸方向力を伝達するステップであって、前記基部に結合され、または前記基部に沿って一体的に形成され、前記出力シャフトアセンブリと実質的に同心な固定係合構成要素が前記ｘ軸構成要素の前記固定係合構成要素と前記軌道係合構成要素と接合して接線方向に係合し、前記ｘ軸構成要素の前記固定係合構成要素と軌道係合構成要素との間の前記接合は、着実に加えられるトルクおよびその逆として、前記軸方向力が前記内側リングギヤから前記出力ピニオンギヤに伝達されると、前記内側リングギヤと前記出力ピニオンギヤとの間の接線方向の係合を維持するように、前記ｘ軸構成要素に力を加えるステップと、を含む、方法。
【請求項３２】
前記固定係合構成要素は、回転可能要素を備えた、請求項３１に記載の方法。
【請求項３３】
前記軌道係合構成要素は、ギヤまたはローラを含む、請求項３１に記載の方法。
【請求項３４】
前記ｙ軸構成要素は、リニア軸受面を備え、前記リニア軸受面に沿って前記ｙ軸構成要素が前記往復運動で前記基部に対して摺動する、請求項３１に記載の方法。
【請求項３５】
前記ｘ軸構成要素は、リニア軸受面を備え、前記リニア軸受面に沿って前記ｘ軸構成要素が前記往復運動入力の方向に対して実質的に垂直に摺動する、請求項３１に記載の方法。
【請求項３６】
往復軸方向力を往復運動要素の往復運動から出力シャフトに加えられるトルクに変換する方法において、
前記往復運動要素の往復運動を伴う前記往復運動要素の前記往復運動と共に軸方向移動構成要素を摺動させるために前記軸方向力を前記出力シャフトに加えるステップであって、前記軸方向移動構成要素は、前記出力シャフトに係合された内側リングギヤに軸方向に連結され、前記内側リングギヤは、前記往復運動要素の前記往復運動に対して実質的に垂直な方向に前記軸方向移動構成要素に対して摺動するように構成された、ステップと、
内側リングギヤに対して実質的に同心に固定されたアイドラアセンブリを用いて、前記内側リングギヤと前記出力シャフトとの間の接触を維持するステップと、
前記軸方向移動構成要素および前記軸方向移動構成要素に結合された前記内側リングギヤが前記出力シャフトに対して軸方向に摺動すると、前記内側リングギヤが前記アイドラアセンブリによって加えられる前記往復運動要素の前記往復運動に対して実質的に垂直な方向に摺動することを可能にして、前記内側リングギヤを前記出力シャフトの周りで周回させて、前記往復運動要素の往復運動中に、着実に前記トルクを前記出力シャフトに加えるステップとを備えた、方法。
【請求項３７】
前記往復運動要素の前記往復運動に対して実質的に垂直な方向に前記内側リングギヤを摺動させることができるようにすることは、前記内側リングギヤが前記軸方向移動構成要素に対して１つ以上の軸受面に沿って動くことを可能にすることを含む、請求項３６の方法。
【請求項３８】
前記アイドラアセンブリを用いた前記内側リングギヤと前記出力シャフトとの間の接触の前記維持は、前記出力シャフトと実質的に同心の、基部に結合され又は一体に形成された固定係合構成要素を用いて力を、前記内側リングギヤと実質的に同心に配置された軌道係合構成要素に加えることを含む、請求項３６の方法。
【請求項３９】
往復運動入力から回転運動出力を生成するための、および／または回転運動入力から往復運動出力を生成するための駆動機構において、
前記ｙ軸構成要素が取り付けられた基部に対して、前記往復運動入力とともにｙ軸に沿って往復運動するように構成された軸方向移動ｙ構成要素と、
ｙ軸方向に沿ってｙ軸構成要素に摺動可能に連結されかつ移動するｘ軸構成要素であって、ｉ）ｙ軸構成要素に対してｙ軸に対して実質的に垂直に往復運動するように構成され、ｉｉ）内側リングギヤを含み、ｉｉｉ）前記内側リングギヤと実質的に同心に配置された軌道係合構成要素を含んだ、ｘ軸構成要素と、
前記基部に回転可能に連結され、前記内側リングギヤと接続して接線方向に係合する出力ピニオンギヤを有する、出力シャフトアセンブリと、
固定係合構成要素であって、前記基部に結合され、または前記基部に沿って一体的に形成され、前記出力シャフトアセンブリと実質的に同心であり、前記ｘ軸構成要素の前記軌道係合構成要素と接続して接線方向に係合し、前記固定係合構成要素と前記ｘ軸構成要素の前記軌道係合構成要素との間の前記接続は、前記内側リングギヤが前記出力ピニオンギヤの周りを周回して駆動させて、前記内側リングギヤと前記出力ピニオンギヤとの間の接線方向の係合を維持するために、ｘ軸構成要素に力を付与する、固定係合構成要素とを備えた、方法。
【請求項４０】
前記出力ピニオンギヤのピッチ直径は、長さの１単位に実質的に等しく、前記内側リングギヤのピッチ直径は、前記出力ピニオンギヤの前記ピッチ直径の２倍と実質的に等しく、前記軌道係合構成要素および前記固定係合構成要素のそれぞれのピッチ直径の合計は、前記出力ピニオンギヤの前記ピッチ直径に実質的に等しい、請求項３９に記載の駆動機構。
【請求項４１】
往復運動圧縮機またはポンプにおいて、
少なくとも１つのシリンダを画定するシリンダブロックと、
前記少なくとも１つのシリンダ内で往復運動する少なくとも１つのピストンアセンブリと、
回転運動入力から前記ピストンアセンブリの往復運動を生成するための駆動機構とを備え、
前記駆動機構は、
前記ｙ軸構成要素が摺動可能に取り付けられた基部に対して、前記ピストンアセンブリの前記往復運動入力とともにｙ軸に沿って往復運動するように構成された軸方向移動ｙ構成要素と、
ｙ軸方向に沿ってｙ軸構成要素に摺動可能に連結されかつ移動するｘ軸構成要素であって、ｉ）前記ｙ軸構成要素に対してｙ軸に対して実質的に垂直に往復運動するように構成され、ｉｉ）内側リングギヤを含み、ｉｉｉ）前記内側リングギヤと実質的に同心に配置された軌道係合構成要素を含んだ、ｘ軸構成要素と、
前記基部に回転可能に連結され、前記内側リングギヤと接続して接線方向に係合する入力ピニオンギヤを有する、出力シャフトアセンブリと、
固定係合構成要素であって、前記基部に結合され、または前記基部に沿って一体的に形成され、前記入力軸アセンブリと実質的に同心であり、前記ｘ軸構成要素の前記軌道係合構成要素と接続して接線方向に係合し、前記固定係合構成要素と前記ｘ軸構成要素の前記軌道係合構成要素との間の前記接続は、前記内側リングギヤが前記入力シャフトアセンブリの前記入力ピニオンギヤの周りを周回して駆動させて、前記内側リングギヤと前記出力ピニオンギヤとの間の接線方向の係合を維持するために、ｘ軸構成要素に力を付与する、固定係合構成要素とを備えた、往復運動圧縮機またはポンプ。
【請求項４２】
前記出力ピニオンギヤのピッチ直径は、前記往復運動圧縮機または前記ポンプのストローク長に実質的に等しく、前記内側リングギヤのピッチ直径は、前記圧縮機または前記ポンプの前記ストローク長の２倍に実質的に等しく、前記軌道係合構成要素および前記固定係合構成要素のそれぞれのピッチ直径の合計は、前記圧縮機または前記ポンプのストローク長に実質的に等しい、請求項４１に記載のコンプレッサまたはポンプ。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
関連出願
本出願は、２０１４年６月３日に出願された「レシプロエンジン用動力伝達装置、関連システム、および方法」と題する米国特許出願第１４／２９４，９７７号の一部継続出願であり、２０１３年６月３日に出願された「レシプロエンジン用動力伝達装置、関連システム、および方法」と題するシリアル番号６１／８３０，４５６の米国仮特許出願の利益を主張するものであり、これら両方の出願の内容全体が参照により本明細書に組み込まれる。
【０００２】
本開示は、概してレシプロエンジンに関し、より詳細にはレシプロエンジン用の動力伝達装置、ならびに関連するシステムおよび方法に関する。
【背景技術】
【０００３】
レシプロエンジンは一般に、クランクシャフトを用いて、シリンダ内で移動する１つまたは複数のピストンの直線往復運動をクランクシャフトの回転運動に変換し、またその逆も行う。例えば、内燃エンジン（ＩＣエンジン）は最も一般的な種類のレシプロエンジンである。レシプロエンジンは、一般に、様々な燃料（ガソリンなど）の燃焼中に放出される化学エネルギまたは熱エネルギ（水蒸気に由来するエネルギなど）を、物体を動かす（例えば、物体を推進させる）のにより容易に用いることができる、運動エネルギ（たとえば機械的回転運動）に変換するために使用される。レシプロエンジンのクランクシャフトは、典型的には、自動車、発電機、トラック、飛行機、溶接機、船舶、ブルドーザ、オートバイ、ボートなどのような、様々な装置または車両を動かすのに使用される出力装置に接続されるエンジン要素である。
【発明の概要】
【課題を解決するための手段】
【０００４】
いくつかの態様では、レシプロエンジンは、少なくとも１つのシリンダを画定するエンジンブロックと、前記少なくとも１つのシリンダ内で往復運動する少なくとも１つのピストンアセンブリと、前記ピストンアセンブリの往復運動入力から回転運動出力を発生させるための駆動機構であって、軸方向に移動するｙ軸構成要素であって、前記ｙ軸構成要素が摺動可能に取り付けられた基部に対する前記ピストンアセンブリの前記往復運動入力により、ｙ軸に沿って往復運動するように構成された、ｙ軸構成要素と、前記ｙ軸に沿って前記ｙ軸構成要素に摺動可能に連結されかつ移動するｘ軸構成要素であって、ｉ）前記ｙ軸構成要素に対して前記ｙ軸に対して実質的に垂直に往復運動するように構成され、ｉｉ）内側リングギヤを含み、ｉｉｉ）内側リングギヤと実質的に同心に配置された軌道係合構成要素を含んだ、ｘ軸構成要素と、基部に回転可能に連結され、前記内側リングギヤと接線方向に接続および係合される出力ピニオンギヤを有する出力シャフトアセンブリと、前記基部に結合され、または前記基部に沿って一体的に形成されて、前記出力シャフトアセンブリと実質的に同心である、固定係合構成要素であって、前記ｘ軸構成要素の前記軌道係合構成要素と接続および接線方向に係合し、前記固定係合構成要素と前記ｘ軸構成要素の前記軌道係合構成要素との前記接続は、エンジン駆動軸アセンブリの駆動軸を駆動するために前記内側リングギヤが前記出力ピニオンギヤを周回および駆動して駆動するように、前記内側リングギヤと前記出力ピニオン歯車との間の接触を維持するために、ｘ軸構成要素に力を付与する、固定係合構成要素とを備えている。
【０００５】
実施形態は以下の特徴の１つまたは複数を含んでいても良い。
前記レシプロエンジンは、対向ピストン多気筒エンジンを含み、前記軸方向に移動するｙ軸構成要素は、２つの対向するピストンに連結されていてもよい。前記固定係合構成要素は、回転可能要素を備えていてもよい。前記固定係合構成要素は、前記軌道係合構成要素が接続された凹部を備えていてもよい。前記軌道係合構成要素は、ギヤまたはローラを備えていてもよい。前記出力ピニオンギヤのピッチ直径は、前記レシプロエンジンのストローク長に実質的に等しく、前記内側リングギアのピッチ直径は前記レシプロエンジンの前記ストローク長の２倍に実質的に等しく、前記軌道係合構成要素および前記固定係合構成要素のそれぞれのピッチ直径の合計は、前記レシプロエンジンのストローク長と実質的に等しくてもよい。前記出力シャフトアセンブリは、前記出力シャフトアセンブリから前記エンジン駆動軸アセンブリの前記駆動ギヤにトルクを伝達するトルク伝達ギヤを備えていてもよい。前記トルク伝達ギヤは、スプロケットとチェーンとのアセンブリを含んでいてもよい。前記基部は、前記エンジンブロックの一部を構成していてもよい。前記ｙ軸構成要素は、前記往復運動入力と共に前記ｙ軸構成要素が前記基部に対して摺動するのに沿った線形軸受面を備えていてもよい。前記線形軸受面は、前記ｙ構成要素が、前記往復運動入力の方向を除いて、前記基部に対して動くのを制限していてもよい。前記往復運動入力の方向に対して実質的に垂直に、前記ｘ軸構成要素が沿うように摺動する線形軸受面を備えていてもよい。
【０００６】
いくつかの態様では、レシプロエンジンのピストンアセンブリの往復運動入力から回転運動出力を生成するための駆動機構は、ｙ軸構成要素が取り付けられた基部に対する前記ピストンアセンブリの前記往復運動入力のｙ軸に沿って往復運動するように構成された軸方向移動ｙ軸構成要素と、ｙ軸方向に沿ってｙ軸構成要素に摺動可能に連結されかつ移動するｘ軸構成要素であって、ｉ）ｙ軸構成要素に対してｙ軸に対して実質的に垂直に往復運動するように構成され、ｉｉ）内側リングギヤを含み、ｉｉｉ）前記内側リングギヤと実質的に同心に配置された軌道係合構成要素を含んだ、ｘ軸構成要素と、前記基部に回転可能に連結され、前記内側リングギヤと接続して接線方向に係合する出力ピニオンギヤを有する、出力シャフトアセンブリと、固定係合構成要素であって、前記基部に結合され、または前記基部に沿って一体的に形成され、前記出力シャフトアセンブリと実質的に同心であり、前記ｘ軸構成要素の前記軌道係合構成要素と接続して接線方向に係合し、前記固定係合構成要素と前記ｘ軸構成要素の前記軌道係合構成要素との間の前記接続は、前記内側リングギヤが前記出力ピニオンギヤの周りを周回して駆動させて前記エンジンの前記駆動軸を駆動させるように、前記内側リングギヤと前記出力ピニオンギヤとの間の接線方向の係合を維持するために、ｘ軸構成要素に力を付与する、固定係合構成要素とを備えている。
【０００７】
いくつかの態様では、往復運動入力から回転運動出力を生成するための、および／または回転運動入力から往復運動出力を生成するための駆動機構は、前記ｙ軸構成要素が取り付けられた基部に対して、前記往復運動入力とともにｙ軸に沿って往復運動するように構成された軸方向移動ｙ構成要素と、ｙ軸方向に沿ってｙ軸構成要素に摺動可能に連結されかつ移動するｘ軸構成要素であって、ｉ）ｙ軸構成要素に対してｙ軸に対して実質的に垂直に往復運動するように構成され、ｉｉ）内側リングギヤを含み、ｉｉｉ）前記内側リングギヤと実質的に同心に配置された軌道係合構成要素を含んだ、ｘ軸構成要素と、前記基部に回転可能に連結され、前記内側リングギヤと接続して接線方向に係合する出力ピニオンギヤを有する、出力シャフトアセンブリと、固定係合構成要素であって、前記基部に結合され、または前記基部に沿って一体的に形成され、前記出力シャフトアセンブリと実質的に同心であり、前記ｘ軸構成要素の前記軌道係合構成要素と接続して接線方向に係合し、前記固定係合構成要素と前記ｘ軸構成要素の前記軌道係合構成要素との間の前記接続は、前記内側リングギヤが前記出力ピニオンギヤの周りを周回して駆動させて、前記内側リングギヤと前記出力ピニオンギヤとの間の接線方向の係合を維持するために、ｘ軸構成要素に力を付与する、固定係合構成要素とを備えている。
【０００８】
いくつかの態様において、往復運動圧縮機またはポンプは、少なくとも１つのシリンダを画定するシリンダブロックと、前記少なくとも１つのシリンダ内で往復運動する少なくとも１つのピストンアセンブリと、回転運動入力から前記ピストンアセンブリの往復運動を生成するための駆動機構とを備え、前記駆動機構は、前記ｙ軸構成要素が摺動可能に取り付けられた基部に対して、前記ピストンアセンブリの前記往復運動入力とともにｙ軸に沿って往復運動するように構成された軸方向移動ｙ構成要素と、ｙ軸方向に沿ってｙ軸構成要素に摺動可能に連結されかつ移動するｘ軸構成要素であって、ｉ）前記ｙ軸構成要素に対してｙ軸に対して実質的に垂直に往復運動するように構成され、ｉｉ）内側リングギヤを含み、ｉｉｉ）前記内側リングギヤと実質的に同心に配置された軌道係合構成要素を含んだ、ｘ軸構成要素と、前記基部に回転可能に連結され、前記内側リングギヤと接続して接線方向に係合する入力ピニオンギヤを有する、出力シャフトアセンブリと、固定係合構成要素であって、前記基部に結合され、または前記基部に沿って一体的に形成され、前記入力軸アセンブリと実質的に同心であり、前記ｘ軸構成要素の前記軌道係合構成要素と接続して接線方向に係合し、前記固定係合構成要素と前記ｘ軸構成要素の前記軌道係合構成要素との間の前記接続は、前記内側リングギヤが前記入力シャフトアセンブリの前記入力ピニオンギヤの周りを周回して駆動させて、前記内側リングギヤと前記出力ピニオンギヤとの間の接線方向の係合を維持するために、ｘ軸構成要素に力を付与する、固定係合構成要素とを備えている。
【０００９】
実施形態は以下の特徴の１つまたは複数を含んでいてもよい。
前記レシプロエンジンは、対向ピストン多気筒エンジンを含み、前記軸方向に移動するｙ軸構成要素が２つの対向するピストンに連結されていてもよい。前記レシプロエンジンは、内燃エンジンを含んでいてもよい。前記レシプロエンジンは、直列多気筒燃焼エンジンを含んでいてもよい。前記固定係合構成要素は、回転可能要素を備えていてもよい。前記回転要素は、歯車を含んでいてもよい前記固定係合構成要素は、前記軌道係合構成要素が接合する凹部を備えていてもよい。前記軌道係合構成要素は、歯車またはローラを含んでいてもよい。前記軌道係合構成要素は、シャフト装置を含んでいてもよい。前記シャフト装置は、前記ｘ軸構成要素内に固定的に結合されるかまたは一体的に形成されていてもよい。前記出力ピニオンギヤのピッチ直径は前記レシプロエンジンのストローク長に実質的に等しく、前記内側リングギヤのピッチ直径は前記レシプロエンジンの前記ストローク長の２倍に実質的に等しく、前記軌道係合構成要素と前記固定係合構成要素とのそれぞれのピッチ直径の合計は、前記レシプロエンジンのストローク長に実質的に等しくてもよい。前記出力シャフトアセンブリは、前記出力シャフトアセンブリから前記駆動軸にトルクを伝達するトルク伝達ギヤを備えていてもよい。前記トルク伝達ギヤは、スプロケットとチェーンとのアセンブリを含んでいてもよい。前記基部は、エンジンブロックの一部を含んでいてもよい。前記基部は、前記エンジンブロックに取り付けられた構成要素を含んでいてもよい。前記ｙ軸構成要素は、リニア軸受面を含み、前記リニア軸受面に沿って前記ｙ軸構成要素が前記往復運動で前記基部に対して摺動してもよい。前記リニア軸受面は、前記往復運動入力の方向を除いて、前記ｙ軸構成要素が前記基部に対して動くのを制限してもよい。前記ｘ軸構成要素は、リニア軸受面を含み、前記リニア軸受面に沿って前記ｘ軸構成要素が前記往復運動入力の方向に対して実質的に垂直に摺動してもよい。
【００１０】
いくつかの態様では、往復運動要素の往復運動入力からの軸方向力を出力シャフトアセンブリに付与されるトルクに変換し、及び／又は前記出力シャフトアセンブリから付与されるトルクを前記往復運動要素の前記往復運動への軸方向力に変換する、方法は、軸方向に移動するｙ軸構成要素を動かすために軸方向力を加えるステップであって、前記ｙ軸方向構成要素が摺動可能に取り付けられている基部に対するピストンアセンブリの前記往復運動入力を用いてｙ軸に沿って往復運動するように構成された、ステップと、前記ｙ軸に沿って前記ｙ軸構成要素と摺動可能に連結されて移動するｘ軸構成要素を介して前記軸方向力を伝達させるステップであって、前記ｘ軸構成要素は、ｉ）前記ｙ軸構成要素に対して実質的に前記ｙ軸に垂直に往復運動するように構成され、ｉｉ）内側リングギヤを備え、ｉｉｉ）前記内側リングギヤと実質的に同心に配置された軌道係合構成要素を備え、  前記基部に回転可能に結合され、前記内側リングギヤに接合して接線方向に係合する出力ピニオンギヤを有する、出力シャフトアセンブリに前記軸方向力を伝達するステップであって、前記基部に結合され、または前記基部に沿って一体的に形成され、前記出力シャフトアセンブリと実質的に同心な固定係合構成要素が前記ｘ軸構成要素の前記固定係合構成要素と前記軌道係合構成要素と接合して接線方向に係合し、前記ｘ軸構成要素の前記固定係合構成要素と軌道係合構成要素との間の前記接合は、着実に加えられるトルクおよびその逆として、前記軸方向力が前記内側リングギヤから前記出力ピニオンギヤに伝達されると、前記内側リングギヤと前記出力ピニオンギヤとの間の接線方向の係合を維持するように、前記ｘ軸構成要素に力を加えるステップと、を含んでいる。
【００１１】
前記固定係合構成要素は、回転可能要素を備えていてもよい。前記軌道係合構成要素がギヤまたはローラを含んでいてもよい。前記ｙ軸構成要素は、リニア軸受面を備え、前記リニア軸受面に沿って前記ｙ軸構成要素が前記往復運動で前記基部に対して摺動してもよい。前記ｘ軸構成要素は、リニア軸受面を備え、前記リニア軸受面に沿って前記ｘ軸構成要素が前記往復運動入力の方向に対して実質的に垂直に摺動してもよい。
【００１２】
いくつかの態様では、往復軸方向力を往復運動要素の往復運動から出力シャフトに加えられるトルクに変換する方法は、前記往復運動要素の往復運動を伴う前記往復運動要素の前記往復運動と共に軸方向移動構成要素を摺動させるために前記軸方向力を前記出力シャフトに加えるステップであって、前記軸方向移動構成要素は、前記出力シャフトに係合された内側リングギヤに軸方向に連結され、前記内側リングギヤは、前記往復運動要素の前記往復運動に対して実質的に垂直な方向に前記軸方向移動構成要素に対して摺動するように構成された、ステップと、内側リングギヤに対して実質的に同心に固定されたアイドラアセンブリを用いて、前記内側リングギヤと前記出力シャフトとの間の接触を維持するステップと、前記軸方向移動構成要素および前記軸方向移動構成要素に結合された前記内側リングギヤが前記出力シャフトに対して軸方向に摺動すると、前記内側リングギヤが前記アイドラアセンブリによって加えられる前記往復運動要素の前記往復運動に対して実質的に垂直な方向に摺動することを可能にして、前記内側リングギヤを前記出力シャフトの周りで周回させて、前記往復運動要素の往復運動中に、着実に前記トルクを前記出力シャフトに加えるステップとを備えている。
【００１３】
実施形態は、以下の特徴の１つまたは複数を含んでいてもよい。前記往復運動要素の前記往復運動に対して実質的に垂直な方向に前記内側リングギヤを摺動させることができるようにすることは、前記内側リングギヤが前記軸方向移動構成要素に対して１つ以上の軸受面に沿って動くことを可能にすることを含んでいてもよい。前記アイドラアセンブリを用いた前記内側リングギヤと前記出力シャフトとの間の接触の前記維持は、前記出力シャフトと実質的に同心の、基部に結合され又は一体に形成された固定係合構成要素を用いて力を、前記内側リングギヤと実質的に同心に配置された軌道係合構成要素に加えることを含んでいてもよい。
【００１４】
いくつかの態様では、動作中のレシプロエンジンから機械仕事を抽出する方法は、エンジンの往復要素が往復運動して出力シャフトが回転するときに実質的に一定の長さを維持する最大長トルクモーメントアームを用いてレシプロエンジンの出力シャフトにトルクモーメントを加えることを含んでいてもよい。
【００１５】
実施形態は、以下の特徴のうちの１つ以上を含んでいてもよい。
実質的に一定の長さは、レシプロエンジンのクランクシャフトのクランクシャフト半径と実質的に同じであってもよい。最大長トルクモーメントアームを用いることは、実質的に一定の長さのモーメントアームを用いてエンジンの往復動要素を出力シャフトに連結することを含んでいてもよい。機械仕事の抽出は、最大長トルクモーメントアームを用いてトルクモーメントを加えることによってレシプロエンジンの出力を増大させることをさらに含んでいてもよい。最大長トルクモーメントアームは、出力シャフトの回転を通してその最大長さを維持するモーメントアームを含んでいてもよい。例えば、エンジンの往復動要素を出力シャフトに結合することは、実質的に一定のトルクモーメントアームを画定する回転トルク伝達装置に出力シャフトを結合することを含むことができ、回転トルク伝達装置はエンジンの往復動要素と接合するように構成されていてもよい。エンジンは内燃エンジンであってもよい。
【００１６】
実質的に一定の長さを維持する最大長トルクモーメントアームを用いてレシプロエンジンの出力シャフトにトルクモーメントを加えることは、移動部材をレシプロエンジンの往復動要素に結合することを含んでいてもよく、最大長さのトルクモーメントアームを用いて移動部材を出力シャフトに連結する。例えば、トルクモーメントアームは、回転可能な動力出力部材にトルクを加えるために移動部材の往復運動軸に対して実質的に垂直であり得る。実質的に一定の長さを維持するトルクモーメントアームは、動力出力部材に結合された回転可能な歯車装置と移動部材に結合されたギヤラックとを含んでいてもよい。
【００１７】
いくつかの態様では、レシプロエンジンは、往復運動要素の往復運動中およびエンジンの出力シャフトの回転中に実質的に一定のままである少なくとも１つの実質的に不変の長さのトルクモーメントアームを含んでいてもよい。
【００１８】
実施形態は、以下の特徴のうちの１つ以上を含んでいてもよい。
実質的に不変の長さのトルクモーメントアームは、エンジンのクランクシャフトのクランクシャフト半径に等しい長さを有することができる。エンジンはまた、実質的に不変の長さのトルクモーメントアームを用いて、エンジンの往復運動要素の往復運動を出力シャフトの回転運動に変換するための装置を含んでいてもよい。エンジンはまた、シリンダ内に配置された少なくとも１つの往復ピストンを含むことができ、ピストンは、一端でコネクティングロッドによってエンジンのクランクシャフトに接続され、さらに実質的に不変の長さのトルクモーメントアームによって出力シャフトに接続される。例えば、実質的に不変の長さのトルクモーメントアームは、少なくとも部分的に、出力シャフトに連結された回転装置と往復ピストンに連結された移動要素との組み合わせによって形成することができ、回転装置は、実質的に普遍の長さの取るくっモーメントアームを画定する。回転装置は、プーリ、ギヤ、またはスプロケットのうちの少なくとも１つを含んでいてもよい。移動要素は、ケーブル、チェーン、ベルト、プルロッド、またはギヤラックのうちの少なくとも１つを含んでいてもよい。エンジンはまた、往復ピストンと出力シャフトとの間に配置されたクラッチ装置を含んでいてもよい。エンジンはまた、エンジンの往復運動要素によって生成されたエネルギを一時的に蓄積し、続いて往復運動要素がエンジン内を移動するときにエネルギを出力シャフトに放出するためのエネルギ蓄積装置を含んでいてもよい。
【００１９】
実質的に不変の長さのトルクモーメントアームは、トルクを発生するトルクモーメントアームを含んでいてもよく、ｉ）出力シャフトの回転軸と移動部材および回転部材の間の接点との間に画定され、ｉｉ）移動部材の運動に対して概ね垂直であり、ｉｉｉ）エンジンの往復動要素の往復運動中に実質的に一定の長さを維持する。
【００２０】
いくつかの態様では、レシプロエンジンの往復運動要素に結合するための動力伝達装置は、往復動要素に結合して往復運動する軸方向に移動する引張部材と、動力出力要素に結合されて移動張力部材と接合する回転可能部材を含み、実質的に一定の長さのトルクモーメントアームを用いて、移動張力部材の軸方向運動の間に動力出力要素にトルクを加える移動張力部材は回転可能部材に軸方向力をもたらしてもよい。
【００２１】
実施形態は、以下の特徴のうちの１つ以上を含んでいてもよい。
トルクを発生させるトルクモーメントアームは、ｉ）動力出力要素の回転軸と移動張力部材と回転部材との間の接点との間に画定され、ｉｉ）移動張力部材の動きに対して概ね垂直であり、ｉｉｉ）往復運動要素の往復運動中、実質的に一定の長さを維持する。回転可能部材は、回転可能部材が出力要素に対して第２の方向に自由に回転することを可能にするように構成されたクラッチ装置を用いて出力要素に結合されていてもよい。回転部材は歯車装置を含むことができ、移動張力部材は歯車装置と連結するギヤラックを含んでいてもよい。
【００２２】
いくつかの実施形態では、往復運動要素は往復ピストンであってもよく、動力出力要素は、エンジンのクランクシャフト以外の回転動力出力シャフトであってもよく、移動張力部材は、往復運動するピストンに接続されてピストンの往復運動に基づいて移動運動させるプルロッド装置であってもよく、エンジンは、プルロッドと移動するようにプルロッドに連結されたリニアギヤ装置を含んでいてもよく、エンジンは、出力シャフトに連結され、リニアギヤ装置と接合するように構成された回転可能なピニオンギヤを含んでいてもよく、エンジンは、ピニオンギヤが回転するクランクシャフトに向かってピストン運動の第１の方向に回転するときに出力シャフトと係合するように出力シャフトとピニオンギヤとの間に配置されたワンウェイクラッチ装置を含んでいてもよく、ピストンがエンジン内で往復運動するとき、出力シャフトの回転軸線と、リニアギヤ装置およびピニオン歯車の間の接触領域との距離は実質的に一定のままである。
【００２３】
いくつかの態様では、レシプロエンジンは、少なくとも１つのピストンおよびシリンダを含むことができ、少なくとも１つのピストンは、一端でコネクティングロッドを介してクランクシャフトに接続され、また、実質的に不変長のトルクモーメントアームを介して出力シャフトに接続されており、エンジンは往復ピストンに結合して往復ピストンと移動する軸方向移動要素を含み、回転部材は出力シャフトに結合され移動要素と接合し、移動要素は、移動要素の軸方向運動中に出力シャフトにトルクを加える軸方向力を回転可能部材に提供し、実質的に不変の長さのトルクモーメントアームは、ｉ）出力シャフトの回転軸と移動要素および回転部材の間の境界領域との間に画定され、ｉｉ）移動要素の運動に対して概ね垂直である。
【００２４】
実施形態は、以下の特徴のうちの１つ以上を含んでいてもよい。
実質的に不変の長さのトルクモーメントアームは、クランクシャフトに向かうピストンの内向き運動およびクランクシャフトから離れる方向へのピストンの外向き運動の間、実質的に不変のままであってもよい。回転可能部材は歯車装置を含むことができ、軸方向移動要素は歯車装置と係合するための張力装置を含んでいてもよい。エンジンはまた、移動要素の運動方向に基づいて出力シャフトを選択的に係合するためのクラッチ装置を含んでいてもよい。少なくとも１つのピストンおよびシリンダは、４つの直列のピストンおよびシリンダを含み、各ピストンは、実質的に不変の長さのトルクモーメントアームを介して出力シャフトと係合して回転するように構成される。
【００２５】
いくつかの態様では、レシプロエンジンの往復運動要素に結合するように構成された動力伝達装置は、往復運動要素に結合して往復運動する軸方向に移動する引張部材を含んでいてもよく、移動張力部材は、移動張力部材の軸方向運動中に回転部材に軸方向力を提供し、移動張力部材の軸方向運動中に動力出力要素にトルクを加え、トルクを発生するトルクモーメントアームは、ｉ）動力出力要素の回転軸と移動張力部材および回転部材の間の接点との間に画定され、ｉｉ）移動引張部材の運動に対して概ね垂直であり、ｉｉｉ）往復運動要素の往復運動中、実質的に一定の長さを維持する。
【００２６】
実施形態は、以下の特徴のうちの１つ以上を含んでいてもよい。
移動張力部材はプルロッドを含んでいてもよい。回転部材は、移動張力部材が第１の方向に動くときに出力要素を係合して回転させるように移動張力部材と接合し、移動張力部材が第１の方向と反対の第２の方向に動くときに出力要素に対して自由に回転するように係合解除するように構成されていてもよい。回転可能部材は、回転可能部材が出力要素に対して第２の方向に自由に回転することを可能にするように構成されたクラッチ装置を用いて出力要素に結合されることができる。例えば、クラッチ装置はスプラグクラッチであってもよい。回転可能部材は、歯車装置であってもよく、移動張力部材は歯車装置と連結するギヤラックであってもよい。回転可能部材は、スプロケットまたはプーリを含んでいてもよく、移動張力部材はスプロケットまたはプーリーホイールと係合可能なチェーンまたはケーブル要素を含んでいてもよい。動力出力要素は回転出力シャフトを含んでいてもよい。動力伝達装置は、動力伝達装置が往復要素に連結する開口部を介してレシプロエンジンのシリンダ圧力の損失を制限するためのシール部材を含んでいてもよい。シール部材はラビリンスシール部材を含んでいてもよい。動力伝達装置は、往復運動要素によって生成されたエネルギを一時的に貯蔵し、続いて往復運動要素がエンジン内を移動するときにエネルギを動力伝達装置に放出するエネルギ貯蔵装置を含んでいてもよい。例えば、エネルギ貯蔵装置は、往復運動要素に連結された移動張力部材と運動伝達装置との間に連結されたばね要素を含んでいてもよい。往復動要素は、往復動機関のシリンダ内で往復運動するように構成されたピストンであってもよい。
【００２７】
いくつかの態様では、レシプロエンジンは、シリンダ内に少なくとも１つの往復ピストンを含んでいてもよく、少なくとも１つの往復ピストンは、一端でコネクティングロッドを介してクランクシャフトに接続され、他端は実質的に不変の長さのトルクモーメントアームを介して出力シャフトに接続されており、ここでエンジンは往復ピストンに結合してそれと共に移動する軸方向移動要素を含んでおり、移動要素は、移動要素の軸方向運動中に出力シャフトにトルクを加える軸方向力を回転可能部材に提供し、実質的に不変の長さのトルクモーメントアームは、ｉ）出力シャフトの回転軸と移動要素および回転部材の間の境界領域との間に画定され、ｉｉ）移動要素の運動に対して概ね垂直である。
【００２８】
実施形態は、以下の特徴のうちの１つ以上を含んでいてもよい。
軸方向移動要素は、ピストンに固定されたプルロッドを含んでいてもよい。軸方向移動要素は、リニアギヤ装置を含んでいてもよい。リニアギヤ装置はギヤラックを含んでいてもよい。回転部材は、リニアギヤ装置と係合するための歯車を含んでいてもよい。エンジンは、出力シャフトと軸方向移動要素との間に連結されたクラッチ装置を含んでいてもよい。クラッチ装置はワンウェイクラッチを含んでいてもよい。ワンウェイクラッチは、フリーホイールクラッチ装置を含んでいてもよい。軸方向移動要素は、プルロッドに連結されたギヤラックを含んでいてもよく、回転可能部材は、クラッチ装置を介して出力シャフトに連結されたギヤラックに係合するピニオンギヤを含み、ギヤラックは出力シャフトを回転させてもよい。クラッチ装置は、実質的にピストンがクランクシャフトに向かって下降するストロークの間にのみ出力シャフトと係合されていてもよい。クラッチ装置は、ピストンがクランクシャフトに向かって内側に移動するときに出力シャフトと係合し、ピストンがクランクシャフトから外側に移動するときに出力シャフトとの係合を解除することができる。実質的に不変の長さのトルクモーメントアームは、出力シャフトの回転軸と移動要素および回転部材の間の境界領域との間に画定され、ピストンのクランクシャフトへの内向き運動およびピストンがクランクシャフトから離れる外向き運動中は実質的に不変のままであってもよい。エンジンはまた、軸方向移動要素と出力シャフトとの間に配置されたエネルギ貯蔵装置を含んでいてもよい。少なくとも１つの往復ピストンおよびシリンダは、４つのインラインピストンおよびシリンダを含むことができ、各ピストンは、実質的に不変の長さのトルクモーメントアームを介して出力シャフトと係合して回転するように構成されている。
【００２９】
いくつかの態様では、レシプロエンジンから回転可能な動力を抽出する方法は、移動部材をレシプロエンジンの往復運動部材に結合することを含んでいてもよく、回転可能な動力出力部材にトルクを加えるために、移動部材の往復軸に対して垂直な実質的に一定の長さのモーメントアームを用いて、移動部材を回転可能な動力出力部材に連結する。
【００３０】
実施形態は、以下の特徴のうちの１つ以上を含んでいてもよい。
実質的に一定の長さのモーメントアームは、動力出力部材に結合された回転可能な歯車装置と移動部材に結合されたギヤラックとを含んでいてもよい。エンジンは内燃エンジンであり得る。移動部材は、往復運動部材の外向きの動きの結果として、移動部材が移動するときに回転可能な出力部材を係合解除することができる。回転可能な動力出力部材（例えば、出力シャフト）は、エンジンのクランクシャフト以外の回転シャフトを含んでいてもよい。
【００３１】
いくつかの態様では、レシプロエンジンの往復ピストンに連結するように構成された動力伝達装置は、エンジンのクランクシャフト以外の回転動力出力シャフトと、往復ピストンに接続し、ピストンの往復運動に基づいて移動するためのプルロッド装置と、プルロッドと移動するようにプルロッドに連結されたリニアギヤ装置と、出力シャフトに連結され、リニアギヤ装置と接合するように構成された回転可能なピニオンギヤと、ピニオンギヤがピストン運動の第１の方向にクランクシャフトに向かって回転してクランクシャフトが回転するときに出力シャフトを係合させるために、出力シャフトとピニオンギヤとの間に配置されたワンウェイクラッチ装置とを含み、出力シャフトの回転軸とリニアギヤ装置およびピニオンギヤの間の接触領域とは、ピストンがエンジン内で往復運動しても実質的に一定のままである。
【００３２】
実施形態は、以下の特徴のうちの１つ以上を含んでいてもよい。
エネルギ貯蔵要素は、プルロッドとリニアギヤ装置との間に連結されていてもよい。出力シャフトの回転軸とリニアギヤ装置およびピニオンギヤの間の接触領域との間の距離は、リニア装置の移動軸に対して概ね垂直であってもよい。リニアギヤ装置はギヤラックを含んでいてもよい。リニアギヤ装置はチェーンであってもよい。
【００３３】
いくつかの態様では、レシプロエンジンから回転可能な動力を抽出する方法は、移動ギヤラックのレシプロエンジンの往復ピストンへの連結と、回転するピニオンギヤのエンジンのクランクシャフト以外の回転出力シャフトへの連結であって、ピストンおよびギヤラックの移動運動に応じて、ピニオンギヤを回転させるためにピニオンギヤはギヤラックと接合された、連結と、ピストンが連結されているクランクシャフトに向かってピストンを移動する場合のみに、出力シャフトを回転させるために出力シャフトをピニオンギヤと選択的に係合させる、クラッチ装置の使用とを含んでおり、出力シャフトの回転軸とギヤラックおよびピニオンギヤの接触面との間のトルクモーメントアームの距離は、ピストンがエンジン内で往復運動するときに実質的に一定に維持される。
【００３４】
いくつかの態様では、本明細書の方法は、レシプロエンジンの出力シャフトを駆動する実質的に一定の長さのトルクモーメントアームを維持することによって、作動中のレシプロエンジンの出力トルク（例えば、平均出力トルク）を増大させることができる。エンジンは内燃エンジンであってもよい。エンジンは外燃エンジンであってもよい。
【００３５】
いくつかの態様では、レシプロエンジンは、少なくとも１つのピストンおよびシリンダを含むことができ、ピストンは、一端でコネクティングロッドを介してクランクシャフトに接続され、ピストンはまた、実質的に不変の長さのトルクモーメントアームを介して出力シャフトに接続される。モーメントアームは、プルロッド／ギヤラック／ピニオンギヤ／クラッチ構成を含んでいてもよい。ギヤラックはプルロッド上に配置されることができ、ピニオンギヤはクラッチを介して出力シャフトに連結され、ギヤラックはピニオンギヤに係合して出力シャフトを回転させることができる。クラッチは、フリーホイールクラッチを含んでいてもよい。クラッチはスプラグ式のクラッチを含んでいてもよい。
【００３６】
いくつかの態様では、エネルギ貯蔵装置は、プルロッドと出力シャフトとの間に配置されることができ、プルロッドは、レシプロエンジンの往復運動部材に結合するように構成されている。エネルギ貯蔵装置はばね（例えば、皿ばね）を含んでいてもよい。
【００３７】
いくつかの態様では、プルロッド圧力シール装置は、プルロッドがシリンダを通って入る開口を通るレシプロエンジンシリンダの圧力損失を制限するように実装することができる。圧力シール装置はラビリンスシール手段を含んでいてもよい。
【００３８】
いくつかの態様では、自動車は、少なくとも１つのピストンおよびシリンダを備えたレシプロエンジンを含んでいてもよく、ピストンは、コネクティングロッドを介して一端でクランクシャフトに接続され、さらに実質的に不変の長さのトルクモーメントアームを介して出力シャフトに接続されていてもよい。自動車は、軽トラック、配達トラック、消防車、陸上トラック、オートバイ、および乗用車のうちの１つまたは複数を含んでいてもよい。
【００３９】
いくつかの態様では、オフロード用の車両は、少なくとも１つのピストンおよびシリンダを備えたレシプロエンジンを含んで、ピストンがコネクティングロッドを介して一端でクランクシャフトに接続され、ピストンがさらに実質的に不変の長さのトルクモーメントアームを介して出力シャフトに接続されていてもよい。オフロード用の車両は、農業用トラクタ、建設機械、トラック、グレーダ、クレーン、ブルドーザ、溶接機、およびポンプのうちの１つまたは複数を含んでいてもよい。
【００４０】
いくつかの態様では、ジェネレータセット（例えば、発電機セット）は、少なくとも１つのピストンおよびシリンダを有するレシプロエンジンを含むことができ、ピストンは、コネクティングロッドを介して一端でクランクシャフトに接続され、ピストンは、さらに実質的に不変の長さのトルクモーメントアームを介して出力シャフトに接続されていてもよい。
【００４１】
いくつかの態様では、ボートまたは船は、少なくとも１つのピストンおよびシリンダを備えたレシプロエンジンを含むことができ、ピストンは、コネクティングロッドを介して一端でクランクシャフトに接続され、さらに実質的に不変の長さのトルクモーメントアームを介して出力シャフトに接続される。
【００４２】
いくつかの態様において、飛行機またはヘリコプターは、少なくとも１つのピストンおよびシリンダを有するレシプロエンジンを含んでいてもよく、ピストンは、一端でコネクティングロッドを介してクランクシャフトに連結され、ピストンはさらに実質的に不変の長さのトルクモーメントアームを介して出力シャフトに連結される。
【００４３】
いくつかの態様では、電力供給装置は、電力供給装置に結合するように構成されて、実質的に一定の長さのモーメントアームを介して動力出力要素に結合されるように構成されていてもよい。
【００４４】
実施形態は、以下の特徴のうちの１つ以上を含んでいてもよい。
動力伝達装置は、往復運動要素に連結されたプルロッドを含んでいてもよい。動力伝達装置は、プルロッドと係合可能な回転部材を含むことができ、回転可能部材は動力出力要素を回転させるように構成されている。回転可能部材は、実質的に第１の方向にのみプルロッドと係合して回転し、回転可能部材が第１の方向と反対の第２の方向に出力要素に対して自由に回転することを可能にするように構成されていてもよい。回転可能部材は、回転可能部材が出力要素に対して第２の方向に自由に回転することを可能にするように構成されたクラッチ装置を用いて出力要素に結合されていてもよい。クラッチ装置はスプラグクラッチを含んでいてもよい。回転可能部材はギヤ装置を含むことができ、プルロッドはギヤ装置と係合可能なギヤラックを含んでいてもよい。動力出力要素は出力シャフトを含んでいてもよい。動力伝達装置は、動力伝達装置が通って往復運動要素に連結する開口を介してレシプロエンジンのシリンダ圧力の損失を制限するためのシール部材を含んでいてもよい。シール部材はラビリンスシール部材を含んでいてもよい。電力供給装置は、往復動要素によって生成されたエネルギを一時的に貯蔵し、その後往復運動要素がエンジン内を移動するときにエネルギを動力伝達装置に放出する、エネルギ貯蔵装置を含んでいてもよい。エネルギ貯蔵装置は、プルロッドと運動伝達装置との間に連結されたばね要素を含んでいてもよい。ばね要素は１つ以上の皿ばねを含むことができ、運動伝達装置は出力要素に結合された回転可能な歯車と係合可能なギヤラックを含んでいてもよい。往復運動要素は、シリンダ内で往復運動するように構成されたピストンである。いくつかの態様では、レシプロエンジンは動力伝達装置を含んでいてもよい。いくつかの態様では、レシプロエンジンの出力を増大させるためのレシプロエンジン用のキットは、動力伝達装置を含んでいてもよい。
【００４５】
いくつかの態様では、レシプロエンジンから回転可能な動力を抽出する方法は、移動部材をレシプロエンジンの往復運動部材に結合させるステップと、実質的に一定の最大長さのモーメントアームを用いて、移動部材を回転可能な動力出力部材に連結するステップを含んでいてもよい。
【００４６】
実施形態は、以下の特徴のうちの１つ以上を含んでいてもよい。
実質的に定モーメントアームは、動力出力部材に連結された回転可能なギヤ装置と移動部材に連結されたギヤラックとを含んでいてもよい。モーメントアームは、プルロッド／チェーン／スプロケット／クラッチ構成を含んでいてもよい。モーメントアームは、プルロッド／ケーブル／プーリ／クラッチ構成を含んでいてもよい。
【００４７】
いくつかの態様では、動作中のレシプロエンジンの出力（例えば、平均出力）を増大させる方法は、レシプロエンジンの出力シャフトを駆動する実質的に一定の長さのトルクモーメントアームを維持することを含んでいる。
【００４８】
いくつかの態様では、動作中のレシプロエンジンの熱効率を高める方法は、レシプロエンジンの出力シャフトを駆動する実質的に一定の長さのトルクモーメントアームを維持することを含んでいてもよい。
【００４９】
いくつかの態様では、本明細書に記載の出力供給装置は、エンジンのピストンのダウンストローク中にレシプロエンジンのクランクシャフトの回転に結合された出力シャフトの回転と、レシプロエンジンのクランクシャフトが減速した（例えば、または停止した）場合でも回転を続けるように、（例えば、ワンウェイクラッチを用いて）ピストンから係合解除されるように構成された、回転する出力シャフトの蓄積エネルギを用いることによって有用な動力を生成するためと、の両方の結果として、貯蔵された回転エネルギを用いて有用な動力（例えば機械的（例えば回転）動力）を生成するハイブリッドエネルギ貯蔵システムとして用いられていてもよい。すなわち、後述するように、出力シャフトは、ピストンのダウンストローク中に出力シャフトがピストンにのみ連結されるが、ピストンのアップストローク中に自由に回転し続けられるようにレシプロエンジン（例えば、エンジンのピストン）に連結されていてもよい。クランクシャフトから外れると自由に回転する動力出力シャフトの蓄積エネルギは、エンジンが減速または停止したときに取り付けられた負荷を駆動するのに有用な動力を生み出すのに用いられることができる。
【００５０】
本明細書で説明されるように、いくつかの場合では、使用時に、出力シャフトはエンジンのクランクシャフトとは潜在的に異なる回転速度を有していてもよい。したがって、出力シャフトと、ピストンおよびクラッチ装置の間の接続点との間の回転速度の差（例えば、クラッチ装置の外側部分に連結されたプーリまたはスプロケット（または出力シャフトに直接的に連結されていないクラッチ装置のいずれかの部分））が使用時にあってもよい。ピストンの往復運動（すなわち、クラッチ装置の外側部分の関連する脈動）の結果として、クラッチ装置の外側部分からの入力に基づいて生じる出力シャフトの運動は、往復運動するピストンがそのストロークを通して動くにつれて速度およびトルクが変化するパルス状の回転を含んでいてもよい。したがって、いくつかの実施形態では、電力供給装置は、電力供給装置と電力供給装置が電力を供給するシステムとの間に接続され、このような脈動運動の悪影響を低減（例えば、最小化）させるのを助け、トルク増倍装置（例えば、トルク増倍トルクコンバータ）としても機能し得る、継手（例えば、流体継手（例えば、トルクコンバータ））を含んでいてもよい。例えば、継手は、動力伝達装置の出力シャフトの端部と、自動車の駆動系の軸、発電機入力軸、または他の同様のシステム入力とに接続されていてもよい。
【００５１】
定義
以下の定義は、一般にエンジニアリング業界で使用されており、多くの教科書やインターネットの情報源で見つけることができる。これらは、例示目的でのみ使用されるようにここに提供されており、この開示を限定することを意図していない。
【００５２】
トルクは、ホイールやクランクシャフトなどの物体にかかるねじり力である。トルクが存在するために運動は必要とされないことに留意されたい。例えば、凍結されたラグボルトに取り付けられているラグレンチの上に立っている場合は、動きがなくてもそのボルトにトルクがかかっている。簡単にするために、本明細書におけるトルクはポンド力フィート（ｌｂｆ−ｆｔ）の単位で測定されかつ記述され、これはフィートの長さのレバーの端部に作用する与えられた力の等価物をポンドで意味する。例えば、３０．５ｃｍ（１フィート）の長さのモーメントアームを有するラグレンチの上に８１．６ｋｇ（１８０ポンド）の体重で立っていると、１．３６Ｎｍ（１８０ポンド力フィート）のトルクが生じる。また、６１．０ｃｍ（２フィート）のラグナットレンチの上に立っている４０．８ｋｇ（９０ポンド）の子供も同じ結果のトルクをかける。
【００５３】
仕事は、力に距離を適用させることである。仕事を説明するのに使用される単位はトルクと同じである（例えば、ポンド×フィート）が、仕事の単位はトルク値と区別するためにｆt−ｌｂと書くことができることに留意されたい。トルクと仕事との実際的な違いは、この場合または仕事の場合、距離の単位（例えば、「フィート」の部分）は移動の長さ（例、フィート）を表し、トルクの場合、距離はモーメントアームの長さを表している。もし車が４５．４ｋｇ（１００ポンド）の力で９．１ｍ（３０フィート）押されると、行われる仕事は４．０７ｋＮ・ｍ（３０００ｆｔ−ｌｂ）の仕事である。より簡単な例は、重量（ポンド）を所定の距離（フィート）だけ持ち上げることである。ウィンチのようなある種の機械的な利点を用いる場合、必要な労力を半分にすることによって、同じ目的を達成するために力を加える距離を２倍にする必要があるため、同じ量の仕事を行うことになる。
【００５４】
出力は、仕事に有限時間を適用させることである。１秒間に０．７５ｋＮ・ｍ（５５０ｆｔ−ｌｂ）の仕事が、１馬力（ＨＰ）に相当する。
従って、以下の説明と計算は、トルクから馬力への変換を説明するために使用される。１フィートモーメントアームラグレンチの端を３９．７ｋｇ（８７．５ポンド（力））で押すと、０．１２ｋＮ・ｍ（８７．５ｌｂｆ−ｆｔ）のトルクがかかる。まだ動きがないので、仕事も力も生み出されていない。ただし、ラグボルトがわずかに緩み、回転し始めると、レンチを回転させ続けるためには同じ３９．７（８７．５ポンド）の力が必要である。レンチが１回転するごとに、３９．７ｋｇ（８７．５ポンド）の力が（２＊π＊１フィート）または１．９ｍ（６．２８フィート）（レンチを押す手が作っている円の円周である）の距離にわたって適用される。従って、レンチを回転させるために合計０．７５ｋＮ・ｍ（５５０フィート−ポンド）の仕事が発生する。このシステムが実際に動いているときだけ、仕事が実行されている。仕事の計算から、仕事がそのレンチを毎秒１回転させるのに十分速く適用されるならば、１秒あたり０．７５ｋＮ・ｍ（５５０ｆｔ−ｌｂ）の仕事が行われ、１馬力の出力が加えられることを意味すると言うのは容易である。
【００５５】
定義により、ＨＰはトルクおよびＲＰＭに正比例することが分かる。「正比例」とは、乗数が関係している可能性があることを意味している。上記の例の数値を用いて、１秒あたり１回転が６０ＲＰＭであることを思い出すと、ＨＰ、トルク、およびＲＰＭの間の関係を以下に示すように決定される。
【００５６】
トルク＊ＲＰＭ＊定数＝ｈｐ
８７．５ｌｂｓ−ｆｔ＊６０回転／分＊Ｘ＝１ｈｐ
Ｘ＝１／（６０＊８７．５）＝１／５２５０
トルク＊ＲＰＭ＊１／５２５０＝ｈｐ
ｈｐ＝（トルク×ＲＰＭ）／５２５０
内燃エンジンでは、エンジンが回転していないときにはトルクを発生させることができないので、トルクは一般に一定のＲＰＭで与えられる。エンジンがそれ自体の動作を維持するのに十分な速さで動作していると、負荷に対抗して加えられた力を測定することができ、エンジンが回転している速度を測定することができる。従って、トルク（そしてそれ故に動力）値を決定することができる。
【００５７】
いくつかの実施形態では、ワンウェイフリーホイーリングクラッチ、スプラグクラッチ（例えば、ＣＳＫモデルのワンウェイベアリング）などのベアリングクラッチ、または他の同様に適したワンウェイクラッチ装置を含むことができる、クラッチ装置という用語は、ドリブンシャフトが駆動シャフトよりも速く回転するときに、駆動シャフト（すなわち、本明細書に記載のレシプロエンジンのクランクシャフト）をドリブンシャフト（すなわち、本明細書に記載の動力伝達装置の出力シャフト）から係合解除する装置を説明するために用いられており、例えば、後述するように、レシプロエンジンが減速するときにクランクシャフトは減速する。
【００５８】
従来のレシプロエンジンの設計における特定の課題
連続運転では、クランクシャフトタイプのレシプロエンジンは、ピストンの往復運動を負荷連結クランクシャフトの回転運動に変換する。往復運動内燃（ＩＣ）エンジンは、化石燃料の燃焼を介して燃焼室（例えば、シリンダ）内に放出された爆発エネルギを物体を推進するのに使用される回転機械エネルギに変換するためにクランクシャフト機構を用いる。蒸気機関などの外燃（ＥＣ）エンジンもクランクシャフト機構を用いる。ＩＣエンジンが２または４（またはそれ以上）のサイクルであるかどうか、および／または、それがガソリン、プロパン、天然ガス、またはディーゼル（または他の種類の燃料または熱サイクル）であるかどうかにかかわらず、ほとんどのレシプロエンジンはピストンの往復運動（動力）を回転機械運動（出力）に変換するためにクランクシャフトを用いる。
【００５９】
簡単に定義すると、本明細書で論じられるシステムおよび方法は、レシプロエンジンの出力トルク（動力）をクランクシャフトから分離し、出力シャフトにトルクを発生させる比較的不変（一貫したまたは一定の）な最大長モーメントアームを有する、そのトルク（動力）を代替的な動力伝達装置（例えばパワートレイン）経路を介して供給することに関する。
【００６０】
そのようなシステムおよび方法は少なくとも以下の理由で有利であると期待される。
典型的なレシプロエンジンのクランクシャフトは、その主要機能として、エンジンの様々なサイクルの間に、エンジンの１つまたは複数のピストンのそれぞれを、それぞれのシリンダ内の以前の位置に戻す。また、クランクシャフトは、エンジンが結合されているあらゆる負荷に回転エネルギを供給するために二次的に使用される。クランクシャフトは、ピストンをそれらの前の位置（例えば上死点）に戻す際には効果的に機能するが、潜在的なトルクおよび出力をエンジンの加えられた負荷に伝達するには一般的に非効率的である。この非効率性の主な原因は、クランクシャフトが回転するときのトルクモーメントアーム長の基本的な変動である。長さはクランクシャフトの半回転毎にゼロから最大まで変化する。したがって、実質的に一定の最大長さのモーメントアームを用いてエンジンの動力出力シャフト用のトルクおよび動力を発生させるレシプロエンジン用の動力伝達装置は、動力出力シャフトとして従来のクランクシャフトを用いる同様の大きさのエンジンと比較してより大きな（例えば、著しくより大きな）トルクおよび動力を生み出すと予想される。
【００６１】
したがって、本明細書に記載されたシステムおよび方法をよりエネルギ効率の高いエンジンの作成に用いることができ、より小さな構成要素を用いて、より小さなサイズで設計および製造されることができ、それでも所望のレベルの電力を生成することができる。場合によっては、これらの効率および出力の向上は、燃料消費および効率にも直接影響を及ぼすことが予想され、その結果、より燃料効率の高いエンジンを得ることができる。例えば、自動車用途では、このような燃料効率の向上は、本明細書で説明するように、定モーメントアームを有する電力供給装置を有する自動車を運転するための所有コストに影響を与えると予想される。
【図面の簡単な説明】
【００６２】
【図１】図１ａは、従来のレシプロエンジンの概略図である。図１ｂは、クランクシャフトが回転するにつれて変化するモーメントアームを示す、図１ａのレシプロエンジンの拡大概略図である。
【図２】動力工程中の内燃エンジンの例示的なシリンダ圧力曲線と、圧力を駆動トルクに伝達するために使用される対応するモーメントアーム長（例えば、従来のモーメントアームと定モーメントアーム）との図面である。
【図３】動力工程中の内燃エンジンの別の例示的なシリンダ圧力曲線の図面である。
【図４】動力工程中に様々なクランク角度で従来の内燃エンジンで発生するトルクを推定するために使用される計算の表である。
【図５】動力工程中に様々なクランク角でトルクを発生させるために定モーメントアームを用いて内燃エンジンで発生されるトルクを推定するために使用される計算の表である。
【図６】動力行程中のいくつかの異なるエンジン負荷における内燃エンジン内の複数の例示的なシリンダ圧力曲線の図面である。
【図７】定モーメントアームを有する動力伝達装置を用いた理論的な増加動力およびトルク出力を示す図面である。
【図８】定モーメントアームを有する動力伝達装置を用いた理論的な増加動力およびトルク出力を示す図面である。
【図９】定モーメントアームを有する動力伝達装置を用いた理論的な増加動力およびトルク出力を示す図面である。
【図１０】定モーメントアームを有する動力伝達装置を用いた理論的な増加動力およびトルク出力を示す図面である。
【図１１】定モーメントアームを有する動力伝達装置を用いた理論的な増加動力およびトルク出力を示す図面である。
【図１２】定モーメントアームを有する動力伝達装置を用いた理論的な増加動力およびトルク出力を示す図面である。
【図１３】定モーメントアームを有する動力伝達装置を用いた理論的な増加動力およびトルク出力を示す図面である。
【図１４】定モーメントアームを有する動力伝達装置を用いた理論的な増加動力およびトルク出力を示す図面である。
【図１５】出力トルクを発生させるための定モーメントアームを有する動力伝達装置を有する例示的なレシプロエンジンの概略図である。
【図１６】ピストンに接続されて動力を発生させる可撓性の張力装置（例えば、ケーブル）を有する動力伝達装置を有する往復運動エンジンの別の例の側断面図である。
【図１７】図１６の電力出力供給装置の正面図である。
【図１８】動力出力シャフトに連結されたチェーンおよびスプロケットシステムを有する動力伝達装置の側面図である。
【図１９】レシプロピストンエンジンに取り付けられた定モーメントアームを用いて出力トルクを発生させる動力伝達装置の別の例の斜視図である。
【図２０】図１９の動力伝達装置およびレシプロピストンエンジンの正面断面図である。
【図２１】図１９の動力伝達装置およびレシプロピストンエンジンの側面断面図であり、エンジンシリンダからの圧力損失を制限するためのシールアセンブリと、往復ピストンに結合された動力伝達装置のプルロッドおよびギヤラックの間に連結されたエネルギ貯蔵装置とを示す。
【図２２】往復ピストンに連結された動力伝達装置のプルロッドを示す図１９のエンジンの拡大断面図である。
【図２３】燃焼室からのガス圧力損失を制限するために用いることができるシール装置の断面図である。
【図２４】往復運動を出力シャフトの回転に変換するための例示的な駆動機構の斜視図であり、アイドラアセンブリを示す。
【図２５】出力シャフトを示す、例示的な駆動機構の別の斜視図である。
【図２６Ａ】図２６Ａ〜２６Ｉは、往復ピストンの動力行程全体にわたって振動する例示的な駆動機構の概略側面図である。
【図２６Ｂ】図２６Ａ〜２６Ｉは、往復ピストンの動力行程全体にわたって振動する例示的な駆動機構の概略側面図である。
【図２６Ｃ】図２６Ａ〜２６Ｉは、往復ピストンの動力行程全体にわたって振動する例示的な駆動機構の概略側面図である。
【図２６Ｄ】図２６Ａ〜２６Ｉは、往復ピストンの動力行程全体にわたって振動する例示的な駆動機構の概略側面図である。
【図２６Ｅ】図２６Ａ〜２６Ｉは、往復ピストンの動力行程全体にわたって振動する例示的な駆動機構の概略側面図である。
【図２６Ｆ】図２６Ａ〜２６Ｉは、往復ピストンの動力行程全体にわたって振動する例示的な駆動機構の概略側面図である。
【図２６Ｇ】図２６Ａ〜２６Ｉは、往復ピストンの動力行程全体にわたって振動する例示的な駆動機構の概略側面図である。
【図２６Ｈ】図２６Ａ〜２６Ｉは、往復ピストンの動力行程全体にわたって振動する例示的な駆動機構の概略側面図である。
【図２６Ｉ】図２６Ａ〜２６Ｉは、往復ピストンの動力行程全体にわたって振動する例示的な駆動機構の概略側面図である。
【図２７】エンジンの往復運動ピストンにそれぞれの燃焼室を通して連結された例示的な駆動機構の斜視図であり、複合駆動シャフトに連結された各駆動機構を示す。
【図２８】図２７の例示的な駆動機構およびエンジンの別の斜視図であり、それぞれのｘ軸構成要素のアイドラアセンブリ部分を示す。
【図２９】往復ピストンに接続するための摺動面および取り付け点を示す例示的な移動ｙ軸構成要素の斜視図である。
【図３０】移動するｙ軸構成要素に対して振動する滑動面を示す例示的なｘ軸構成要素の斜視図である。
【図３１】従来のクランクシャフト機構の代わりに例示の駆動機構を用いる例示の内燃エンジンの斜視図である。
【図３２】明確にするためにエンジンブロックを取り除いた、図３１の例示的なエンジンの別の斜視図であり、駆動機構と駆動シャフトとの間の接続を示す。
【図３３】従来のクランクシャフトの代わりに駆動機構を有する例示的な内燃エンジンの斜視図であり、各駆動機構は２つの対向する往復ピストンに連結されている。
【図３４】駆動機構内の歯車のピッチ直径と相互作用する例示的な力成分ベクトルの図である。
【図３５】従来のクランクシャフトコネクティングロッド往復運動機構の例示的な力ベクトルおよびトルク計算の図である。
【図３６】本明細書に記載の駆動機構によって出力シャフトに加えられるトルクの例示的な力成分ベクトルおよび例示的な関連トルク計算の図である。
【図３７】同じ入力圧力（または力）関数についての従来のクランクシャフトコネクティングロッド往復運動機構と比較した、本明細書に記載のものなどの例示的な接線駆動機構の計算されたトルク出力の比較図面である。
【発明を実施するための形態】
【００６３】
図１ａおよび図１ｂは、固定シリンダ１０２、ピストン１０４、コネクティングロッド１０６、およびクランクシャフト１０８を有するレシプロエンジン１００の概略図を示す。図示のように、ピストン１０４は動力行程中にシリンダ１０２内を下方に移動しており、クランクシャフト１０８は時計回りに回転している。ＩＣエンジンにおける典型的な動力行程は、上死点（ＡＴＤＣ）後の０°のクランク角（θ）から１８０°ＡＴＤＣの回転でピストンの最下部位置まで続く。
【００６４】
（シリンダ内の燃焼圧力の結果として）ＩＣエンジンのクランクシャフトに加えられるピストンの垂直力は、次のように書くことができる。
ＶｅｒｔｉｃａｌＦｏｒｃｅ＝Ｐ（θ）ｃｏｓα・Ａ      式１
ここで、（θ）は（上死点に対する）クランク角（θ）の関数である燃焼圧力であり、Ａは、移動軸１１０にほぼ垂直なピストンの頂部の全投影表面積である。αはコネクティングロッドの角度である（シリンダの中心線に対する）。エンジン設計によっては、コネクティングロッドは、ピストンの中心線から軸外のピストンピン（例えば、リストピン）を介してピストンに接続されていてもよく、これは通常コネクティングロッドの角度に影響を与える。ピストンピンオフセットは、往復動部品の軽量化を可能にするため、往復動部品の応力を軽減するための製造業者による方法であり、これにより、より効率的な製造とエンジンの出力損失の低減、およびより高いｒｐｍ性能が得られる。ピストンピンオフセットの補完的な結果は、エンジン動作中の大推力から小推力へのより緩やかなシフトによるピストンスラップを減少させることができる。
【００６５】
クランクシャフトにねじり力を発生させるモーメントアーム（またはトルクアーム）（例えば、図１ｂにおいて「ｍ」として提供される）は、クランクシャフトが回転するにつれて変化する。モーメントアーム（ｍ）は、クランクシャフトメインジャーナルの回転軸（３）（通常、ピストンおよび／またはシリンダの中心線１１０に位置する）とコネクティングロッドがクランクシャフトに接続されているクランクピンジャーナルの回転軸（２）との間の水平距離である。従って、モーメントアームの変化する長さは、クランクシャフトの回転位置（例えば、クランク角θ）に関して以下のように書くことができる。
【００６６】
ＭｏｍｅｎｔＡｒｍ＝ｒｓｉｎθ      式２
ここで、ｒは、クランクシャフトメインジャーナルの中心線（例えば回転軸）（３）からコネクティングロッド用のスローアームまたはクランクピンの中心線（例えば回転軸）（２）までの半径方向距離であり（すなわち、コネクティングロッドはクランクシャフトに接続されている）、従って、ｒｓｉｎ（θ）は垂直力トルクモーメントアームの長さである。変動トルクモーメントアームの最大長さは９０度のクランク角で生じ、クランク半径に等しいことに留意されたい。
【００６７】
様々な接続片による上記の定義を用いて、クランク角θの関数としてクランクシャフトトルク（ねじり力）（Ｔ）を表すのに以下の式を書くことができる。
Ｔ（θ）＝ＶｅｒｔｉｃａｌＦｏｒｃｅ（θ）・ＭｏｍｅｎｔＡｒｍ（θ）      式３
上記の式を組み合わせた後、動力工程中にレシプロエンジンによって発生するトルクは、次のように表すことができる。
【００６８】
Ｔ（θ）＝Ｐ（θ）ｃｏｓα・ｒｓｉｎ（θ）      式４
示されたように、このトルク方程式はクランク角（θ）に大きく依存している。固定エンジン設計の場合、Ａおよびｒは一定であり、αはモーメントアーム（すなわち、ｒｓｉｎθ）およびコネクティングロッド長さ（ｌ）の関数である。コネクティングロッドの長さ（ｌ）は、（コネクティングロッドをピストンに接続する）リストピンの回転軸（１）とクランクピンの回転軸（２）との間の距離に等しい。ピストン圧力Ｐ（θ）もクランク角（θ）の非常に強い関数であり、多くの燃焼関連要因（例えば、空燃比、圧縮比、燃料タイプ、および他の要因）に対して異なる。圧力Ｐ（θ）は、ＩＣエンジンとＥＣエンジンとで異なっていてもよい。ピストン圧力もまた、エンジン回転速度の変化と共に変化することもあり、これは一般に毎分回転数（ＲＰＭ）で表される。
【００６９】
典型的なＩＣエンジンでは、シリンダ内でピストンの頂部に作用する圧力（例えば、ピストン圧力）は、クランクシャフトの上死点（ＴＤＣ）位置のわずかに後方で、具体的なエンジン設計に応じて約９°から１８°のＡＴＤＣで、ピークに達し、エンジン回転速度によって変動する。例えば、図２は、クランク角（θ）の関数としての例示的なＩＣエンジンの例示的なピストン圧力５２およびモーメントアーム長さ５４を示す。図示のように、ピストン圧力５２はＴＤＣ後数度で最大値に達し、次いでピストンが１８０°ＡＴＤＣでその底部位置に向かって移動するにつれてかなり急速に減衰する。モーメントアーム長５４の関数（ｒｓｉｎθ）は、ＴＤＣにおいて０°でゼロから始まり（コネクティングロッドとクランクシャフトとの接続点がクランクシャフトの主ジャーナル回転軸（例えば中心線）の真上にあるので）、（クランクピンの回転軸がクランクシャフトの主ジャーナルの回転軸のすぐそばにあるので）９０°で最大値に達し、１８０°で（コネクティングロッドとクランクシャフトとの接続点がクランクシャフトの中心線の真上に戻るにつれて）再び０°に移動する。図２のこの図面から分かるように、ピストンの垂直方向の力が最大であるとき、ストロークの頂部付近では、クランクシャフトを回転させるように作用するモーメントアームは非常に短い。この変動するモーメントアームは発生トルクに大きな影響を与えそして制限する。
【００７０】
また、図２に示されているのは、出力パワートレインが、動力工程全体を通して変化するモーメントアームのおおよそ最大長さである長さを有する、本明細書に記載の定長モーメントアームを有する場合に見られる例示的な定長モーメントアーム５６である。以下に示され論じられるように、トルクを発生させる（すなわち、特にシリンダ内の最大圧力の間）ような一定長さのモーメントアームを有することは、ＩＣエンジンからより多くの出力トルクおよび出力を引き出すことを可能にする。
【００７１】
変動するモーメントアームに対する定長モーメントアームのエンジン出力トルクおよび馬力への影響を実証するために、典型的なＩＣエンジンについての２つの場合に対する予測出力計算を計算することができる。１番目のケースは可変モーメントアーム（ＭｏｍｅｎｔＡｒｍ＝ｒｓｉｎθ）の場合で、２番目のケースは固定長モーメントアーム（ＭｏｍｅｎｔＡｒｍ＝ｍ）の場合である。
変動モーメントアーム構成と定モーメントアーム構成との単純な比較は、両方の場合に等しい対応する値を用いて本明細書に記載されている様々な式を比較することによって推定することができる。
【００７２】
図３に示す例示的な圧力曲線（上記のＲａｋｏｐｏｕｌｏｓ、Ｃ、Ｍｉｃｈｏｓ、Ｃ、およびＧｉａｋｏｕｍｉｓ、Ｅ。Ａｖａｉｌａｂｉｌｉｔｙ  ａｎａｌｙｓｉｓ  ｏｆ  ａ  ｓｙｎｇａｓ  ｆｕｅｌｅｄ  ｓｐａｒｋ  ｉｇｎｉｔｉｏｎ  ｅｎｇｉｎｅ  ｕｓｉｎｇ  ａ  ｍｕｌｔｉ−ｚｏｎｅ  ｃｏｍｂｕｓｔｉｏｎ  ｍｏｄｅｌ，  Ｅｎｅｒｇｙ，  ３３巻，  第９版  （２００８年９月）、１３７８〜１３９８頁から得て、その内容は参照により本明細書中に全体的にふくまれる）が記載されており、可変モーメントアームエンジンの例示的なトルク値は、動力行程を通して種々のクランクシャフト角度で計算することができる。トルク値を比較するのを簡単にするために、様々なパラメータおよび寸法は、いくつかの単位なしの値を用いて正規化された。特に、２のエンジンストローク（Ｓ）と、３．１４１５９のピストン面積（Ａ）と、２のエンジンボア（Ｂ）と、１のクランクシャフト半径（ｒ＝Ｓ／２）と、２．９２４のコネクティングロッド長さ（Ｌ）とは、全て計算を簡単にするために用いられた。これらの計算例の結果を図４の表に示す。示されるように、これらの例示的な値を用いて、典型的なＩＣエンジンは約０．１２２０７６の平均トルクを生み出すことが見出された。
【００７３】
定長モーメントアームＩＣエンジンの場合、上述したように、トルク方程式はＴ（θ）＝Ｐ（θ）Ａ・ｍのように簡略化することができ、ここで、Ｐ（θ）はクランク角に基づくシリンダ圧力であり（例えば、図３に示すように）、ｍは定モーメントアームの長さである（例えば、モーメントアーム（ｍ）＝モーメントアームの半径（ｒ）＝Ｓ／２）。上述した可変モーメントアームを有する典型的なＩＣエンジンと同様に、推定トルク値は、上記と同じ正規化寸法を用いて、動力行程を通して種々のクランクシャフト角度で計算することができる。これらの計算例の結果を図５の表に示す。示されるように、これらの例示的な値を用いて、定モーメントアームを有する理論的に修正されたＩＣエンジンは、約０．２９０５８４の平均トルクを生成することが分かった。したがって、定モーメントアームを有するＩＣエンジンの平均出力は、典型的な可変モーメントアームＩＣエンジンの平均出力の約２．３８倍である。
【００７４】
追加の計算もまた完了し、それはコンスタントモーメントアームＩＣエンジンの増大した出力およびトルク性能を推定した。例示目的のために、両方の場合（例えば、変動モーメントアームの場合および定モーメントアームの場合）の計算に使用されるＩＣエンジンは、デュアルオーバーヘッドカム（ＤＯＨＣ）、１６バルブ、４サイクルガソリンエンジンである。両方の場合について予測出力およびトルク出力を計算するために、（図６に示すように）いくつかの異なるエンジン負荷に対する所定のシリンダ圧力曲線を取り、図４と図５のトルク表の作成に使用したものと同様の計算を用いて変動モーメントアームおよび定モーメントアーム構成を比較した。図６の圧力曲線は、Ｍａｒｔｙｃｈｅｎｋｏ、Ａ．、Ｐａｒｋ、Ｊ．、Ｋｏ、Ｙ．、Ｂａｌｉｎ、Ａ．らの「Ａ  Ｓｔｕｄｙ  ｏｎ  ｔｈｅ  Ｐｏｓｓｉｂｉｌｉｔｙ  ｏｆ  Ｅｓｔｉｍａｔｉｏｎ  ｏｆ  Ｉｎ−Ｃｙｌｉｎｄｅｒ  Ｐｒｅｓｓｕｒｅ  ｂｙ  Ｍｅａｎｓ  ｏｆ  Ｍｅａｓｕｒｅｍｅｎｔ  ｏｆ  Ｓｐａｒｋ  Ｇａｐ  Ｂｒｅａｋｄｏｗｎ  Ｖｏｌｔａｇｅ，  ＳＡＥ  Ｔｅｃｈｎｉｃａｌ  Ｐａｐｅｒ  １９９９−０１−１１１５（１９９９）」から得たものであり、その内容は、参照によりその全体が本明細書に組み込まれる。Ｍａｒｔｙｃｈｅｎｋｏらにより詳述されているように、圧力曲線は典型的なＤＯＨＣ、１６バルブ、４気筒ガスエンジンの例であるため、異なるエンジン負荷に対してトルクと出力との推定値を作成するのに使われる計算は３．１６９３インチのピストンボア（Ｂ）および３．１６９３インチのストローク（Ｓ）を使って計算され、これはＭａｒｔｙｃｈｅｎｋｏらにより詳細に記載されたＤＯＨＣ、１６バルブ、４気筒ガスエンジンのタイプの典型的な例である（例えば、４気筒２３００ｃｃ、ＯＨＣヒュンダイソナタエンジン）。トルクおよび出力推定値もまた、ある範囲のエンジン速度（すなわち、クランクシャフトの回転速度）にわたる設定エンジン負荷（例えば、８０．０Ｎｍ（５９ポンドフィート））に対して計算された。
【００７５】
モーメントアーム（ｍ）＝クランク半径（ｒ）＝１／２ストローク（Ｓ／２）であるこの場合の一定の最大長さのモーメントアームエンジンの出力を決定するために、ピストンの往復運動は出力シャフトの回転運動に変換される。採用されていてもよい１つの例示的な一般的概念（例えば、実施）を図１５に示す。コネクティングロッドとクランクシャフトとの接続点（２）（例えば、クランクピン）がπ＊Ｓだけ移動する間のクランクシャフトの各回転に対して、出力シャフト連結点（５）（すなわち、プルロッド、張力装置、または同様の構成要素がピストンをクラッチ装置に（したがって出力シャフトにも）結合する点）は、ピストンがストロークＳの距離だけ下方に移動し、ストロークＳの距離だけ上方に戻るにつれて、だけで２＊Ｓだけ移動する。本明細書の例は、単純化のために１つのシリンダのみであるとして一般的に説明されており、２つ以上のシリンダを有する例示的なエンジンでは、それぞれの異なるピストンが下方に移動して出力シャフトの運動を発生させるように、出力シャフトが連続的に回転することに留意されたい。したがって、出力シャフトの回転速度はクランクシャフトの回転速度よりも比例して遅い。従って、クランクシャフトの一定の回転速度のための出力シャフトの定常状態の回転速度を決定するために、クランクシャフトの回転速度は（２／π）で乗算される。ピストンの回転中、ストロークの最上部（上死点（ＴＤＣ））および最下部（下死点（ＢＤＣ））の両方でピストンが瞬間的に垂直方向への移動を停止し、クランクシャフトは回転し、ＴＤＣとＢＤＣとの間で急速に加速および減速することに留意されたい。したがって、出力シャフトの推定速度は、ピストンがＴＤＣで０から始まりピストンの平均速度まで上昇するまで同じであってもよい（すなわち、モーメントアームの長さ（例えば、出力シャフトの中心からプルロッド、引張装置、または同様の構成要素が連結される場所までの距離）によって影響を受けるため）、最大速度まで加速し、次いでＢＤＣで０まで減速する。上述したように、出力シャフトは通常、ピストンがＢＤＣからＴＤＣまで上方に移動するときに回転し続けることができる。したがって、ピストンが上方に（出力シャフトの回転とは反対方向に）移動している間、出力シャフトは、例えば、ピストンがＢＤＣからＴＤＣへ上方に移動するときのピストンの平均速度を用いて推定できる速度で、回転し続けることができる。すなわち、ピストンは２つの反対方向に往復運動することができるが、出力シャフトの速度は、ピストンがＢＤＣとＴＤＣとの間を移動するときのピストンの絶対平均速度に基づいて推定することができる。
【００７６】
さらに、１つのシリンダのみを有するエンジンでは、フライホイール装置のような装置を用いて、ピストンが上方に移動する間（すなわち、ピストンの移動が出力シャフトに回転力を直接的に加えていない間）出力シャフトの回転速度の一部を維持することが期待される。
【００７７】
これらの計算結果は、図７〜１４の図面に示されている。図示するように、一定の最大長さのモーメントアームエンジンについて観察された推定トルクおよび出力の増加は、一般に、計算値のすべてに比例して大きい。上述のように、出力シャフトとクランクシャフトとの回転速度は一般に同じではなく、図７〜図１４に列挙された回転速度（例えば、２４００ＲＰＭ）はクランクシャフトの回転速度である（すなわち、必ずしも出力シャフトの回転速度ではない）。
【００７８】
上述したトルクおよび出力の潜在的な増加に加えて、一定の最大長さのモーメントアームを有する本明細書に記載の出力装置は、エンジンが減速しているときに使用されるエネルギ（例えば、動力）を蓄積するためにも使用できる。例えば、本明細書に詳述されるように、動力伝達装置は、出力シャフトが１方向に自由に回転することを可能にするクラッチ装置（例えば、ワンウェイクラッチ）によってレシプロエンジン（すなわちエンジンの往復ピストン）に連結された出力シャフトを含んでいてもよい。すなわち、クラッチ装置は、ピストンが下方へ移動しているときにのみ出力シャフトと係合することができる。上述のように、この構成は、出力シャフトが、動力伝達装置が結合されているレシプロエンジンのクランクシャフトとは異なる速度で回転することを可能にするのを助ける。
【００７９】
いくつかの態様では、クランクシャフトとは異なる速度で出力シャフトを回転させる能力により、動力伝達装置を動力貯蔵装置として機能させることが可能になる。例えば、使用中、クランクシャフトの回転速度は、（例えば、エンジン減速の結果として）ユーザによって減少させることができ、それは典型的には減少された回転速度に基づいて出力の減少をもたらす。しかしながら、出力シャフトは通常クランクシャフトから自由に一方向に回転することができるので、出力シャフトはクランクシャフトが減速するときに減速する必要はない。したがって、クランクシャフトが減速するとき、例えば使用中にユーザがエンジンを減速させるとき、出力シャフトはより高い回転速度で回転し続けて動力を発生し続けることを許可されていてもよい。後述するように、出力シャフトは、回転モーメントおよび出力シャフトの運動を発生させかつ維持するのに有用なフライホイールを含んでいてもよい。
【００８０】
いくつかの場合では、この構成は、エンジンの減速中にエネルギを蓄積または回収するために使用することができる。例えば、レシプロエンジンおよび動力伝達装置が自動車で使用されるいくつかの実施形態では、クランクシャフトの減速中（例えば、アクセルペダルを放した結果として）、出力シャフトは回転し続けて他のシステムで用いるための動力（例えば、電気的出力または機械的出力）を生成することができる。したがって、いくつかの実施形態では、本明細書に記載の１つまたは複数の動力伝達装置を含む装置は、レシプロエンジンが機械的に連結してエンジンの動力工程の間に出力シャフトを回転させることの結果として生じる動力と、エンジンが減速または停止しているときでも、出力シャフトの継続的な回転によって利用可能にすることができる蓄積エネルギ（例えば、電力）との両方を利用できるハイブリッド装置として使用できる。
【００８１】
また、いくつかの実施形態では、出力シャフトは、（例えば、クランクシャフトが急減速した後も）出力シャフトの連続的かつ一貫した回転が可能になるように、自動変速機のカップリングまたは構成要素（例えば、変速機のトルクコンバータ）に接続されていてもよく、急減速すると、自動変速機に一定の回転速度と出力を供給するのに役立つ。上述のように、そのような継手（例えば、トルクコンバータ）はまた、クラッチ装置を駆動するピストンの往復運動から生じ得る出力シャフトの脈動運動の影響を減少させるために使用されていてもよい。
【００８２】
定モーメントアームを有するレシプロエンジン
上述したように、動力行程を通して実質的に一貫した（例えば一定の）長さ（例えば一定の最大長さ）を有するトルクモーメントアームを介して往復ピストンに接続された回転パワートレイン（例えば、動力伝達装置）を用いることにより、往復ピストンの動力工程からより多くの（例えば、著しくより多くの）回転運動動力を引き出すことは理論的に可能である。いくつかの実施形態では、実質的に一貫した長さのトルクモーメントアームは、その最大長である設定長さに固定され、その固定最大値（例えば、一定、または不変、または一貫性のある）からほんの少しだけ変動することが許されるトルクモーメントアームを含んでいてもよい。いくつかの場合では、実質的に一定の長さのトルクモーメントアームは、接触領域に沿って、または連結スプロケットとチェーンとの間で接触領域が移動する結果として（例えば、わずかに）変化し得る。
【００８３】
例えば、図１５に示すように、例示的なレシプロエンジン１００の例は、コネクティングロッド１０６を介して回転可能なクランクシャフト１０８に接続され、シリンダ１０２に出入りするガスを制御する、シリンダ１０２およびバルブ（例えば、吸気バルブと排気バルブ）１０５内で上下に移動するように構成された往復動要素（たとえばピストン１０４）を有している。エンジン１００は、定長モーメントアーム２０４を有する動力伝達装置２００を介してピストン１０４に回転可能に連結された別個の動力出力要素（例えば、動力出力シャフト２０２）を有する動力伝達装置２００に接続されることができる。動力出力シャフト２０２は、自動車の駆動系（例えば、自動車、トラック、オートバイ、建設機器（例えば、ブルドーザー）、または飛行機もしくはボートのような他の輸送機器を含む回転力を利用できる様々な機器のいずれにも連結されることができる。）、発電機、溶接機、または回転力を利用する他の装置であってもよい。
【００８４】
図示のように、動力伝達装置２００は、ピストン１０４がシリンダ内で前後に動くと（例えば、図１５の例に示すように、シリンダが垂直向いているときに上下に動くように）、プルロッド２０６は、ピストン１０４と実質的に同じように動くように（例えば、ピストンと実質的に同じ移動距離、速度、加速度で、実質的に同じ利用可能な軸方向力（例えば、外部の仕事をするのに利用できる力）を生み出す）、ピストン１０４に接続された細長い移動張力装置（例えばプルロッド）２０６を含んでいてもよい。プルロッド２０６は、ピストン１０４上の任意の所望の位置に接続することができる。すなわち、プルロッドはピストンの領域に固定するか、またはピストンをコネクティングロッドに接続するリストピンに接続されることができる。プルロッド２０６は通常、動力出力シャフト２０２に取り付けられているかまたは動力出力シャフト２０２内に一体化されている動力伝達装置２００の他の構成要素と相互作用するように構成されている。例えば、以下に記載されるようないくつかの例では、プルロッド２０６は、出力シャフト２０２に結合される動力伝達装置の実質的に円形の部材（例えば、歯車装置）のような、回転可能な部材２０８と接触し係合するように構成された歯付きラック（例えば、１列以上の歯列を有する細長い部材）を含んでいてもよい。プルロッド２０６がシリンダ（例えば、シリンダーヘッド）内に通過する開口部２１０（例えば、プルロッド開口部）を画定するエンジンの部分は、通常、開口部とプルロッドの間の領域でのガス流および圧力損失を制限する（例えば、防止する）ためのシール装置を含んでいる。
【００８５】
ピストンの直線運動を動力伝達装置の回転運動に変換する動力伝達装置は、概して、出力シャフトに連結された歯車装置と連結し係合する単一の歯付きラックとして説明および図示されているが、他の構成も可能である。例えば、いくつかの実施形態では、動力伝達装置は、往復ピストンの線速度および力に基づいて出力シャフトの回転速度またはトルクを増減するために使用される１つまたは複数の追加のギヤセットを含んでいてもよい。追加的または代替的に、動力伝達装置は、実質的に一貫性のある（例えば、一定の）長さのモーメントアームを維持しながら、ピストンの直線運動を出力シャフトの回転運動に適切に伝達することができる様々な装置またはシステムのいずれかを含んでいてもよい。例えば、いくつかの実施形態において、動力伝達装置（例えば、動力伝達装置の回転部材）は、ベルトシステム、プーリーシステム、および／またはチェーンドライブシステムを追加的または代替的に含んでいてもよい。場合によっては、図１６〜図１８を参照すると、引張装置（例えば、ベルト、ケーブル２０６ａ、チェーン２０６ｂ、または引張力を加えることができる他の装置）の一端をピストンに取り付け、引張装置  の他端をピストンに取り付けることができ、引張装置は、プーリ２０８ａまたはスプロケット２０８ｂを用いて出力シャフトに接続されることができる。ピストン１０４がストロークの最上部に移動するときに張力装置（例えば、ケーブル２０６ａ、ベルトまたはチェーン２０６ｂ）を上方に戻すのを助けるために、ばね戻し機構２１２を含めることもできる。いくつかの実施形態では、動力伝達装置は、様々な装置のうちのいずれかを含む他の種類の動力伝達システムを含んでいてもよい。
【００８６】
ピストン１０４の運動は前後に交互に変わるが、一般に出力シャフト２０２を一方向にのみ回転させることが望ましいので、動力伝達装置２００（例えば、場合によっては回転部材２０８）は通常、出力に係合するように構成され、出力シャフトが一方向にのみ回転するように、実質的に一方向に回転する（例えば、２サイクルＩＣエンジンの場合、シリンダ内での燃焼によって生じる圧力上昇の結果としてピストンが下方に移動する動力行程中のみ）。注：４サイクルエンジンの場合、クラッチベアリング動力伝達装置は、吸気下降行程および動力下降行程の両方の間に係合されるであろうが、それでもなお１つの一貫した方向への回転を可能にするだけである。
【００８７】
いくつかの実施形態では、動力伝達装置（例えば、動力伝達装置の回転部材）は、引張装置（例えば、プルロッド、ケーブル、またはスプロケット）がピストンによりシリンダ内に引っ張られた後に、ピストンが上死点に戻るときに、プルロッドがシリンダから外に移動したときに、出力シャフトを実質的に解放したときにのみ出力シャフトをつかむように構成される。いくつかの実施形態では、動力伝達装置２００は、張力装置がシリンダ内に移動するが、動力供給装置（例えば丸歯車装置）の回転成分が、プルロッドがシリンダから外に移動したときに、往復ピストンがシリンダ内で動くときに出力シャフトが誤って前方または後方に回転するのを制限する（例えば、防止する）ように、出力シャフトに対して反対方向に自由に回転することを許容する、場合にのみ出力シャフトを係合して回転させるように構成された、ワンウェイクラッチなどのクラッチ装置２１４を含んでいる。いくつかの実施形態では、回転部材は、スプロケット、ギヤ、プーリ、ホイール、クラッチ装置、または１つ以上の装置の任意の適切な組み合わせを含んでいてもよい。
【００８８】
いくつかの例では、以下でさらに論じるように、クラッチ装置２１４は、ワンウェイフリーホイールクラッチ、スプラグクラッチなどのベアリングクラッチ（例えば、ＣＳＫモデルワンウェイベアリング）、または他の同様に適切なワンウェイクラッチ装置を含んでいる。クラッチベアリングは、一方向に回転すると単純なボールベアリングまたはローラーベアリングとして機能し、反対方向に回転すると回転を制限する（例えば、防止する）ことができる。これは時々２つの軸受けレースの間のくさびとして機能する、バネ仕掛けのスプラグを用いることによって達成される。クラッチベアリングは、ＣＳＫベアリング、ワンウェイベアリング、単方向ベアリング、およびスプラグベアリングとして様々に知られている。ワンウェイクラッチ装置は、出力シャフトが係合しているときのバックラッシュを制限するためにばね荷重をかけることができる。代替的または追加的に、クラッチ装置は、動力伝達装置が出力シャフトを一方向に回転させようとするときにのみ出力シャフトを実質的に係合させることができるラチェットクラッチなどの、ラチェット機構を含んでいてもよい。
【００８９】
図示のように、プルロッドと動力伝達装置との間の境界面が、往復ピストンの運動軸に対して出力シャフトの回転軸から概ね一定の距離だけ離れている結果として（すなわち、上述のような、コネクティングロッドとクランクシャフトとの間の連結とは異なり）、出力シャフトに作用するトルクを発生させる力のモーメントアームは、実質的に一定、定常、または不変である。
【００９０】
上述のように、この実質的に一貫性のある（例えば、実質的に一定の）長さのモーメントアームにより、プルロッドによって駆動される出力シャフトを介して増大した（例えば、実質的に増大した）トルク及び動力出力を引き出すことができる。クランクシャフト
レシプロエンジンからの発生トルクの実質的に定モーメントアーム抽出の結果として、エンジンは燃焼の爆発的エネルギをより容易に機械的回転運動に変換し、そしてエンジンの熱損失は減少されそしてエンジン全体が減少することが期待される。熱効率が向上します。
【００９１】
図示された往復ピストンエンジンは、典型的にはクランクシャフトとコネクティングロッドとを含み、これらは少なくとも動力工程後にピストンを上死点に戻すために使用されるが、これらの構成は、使用可能なトルクと動力をエンジンから伝達するために使用されていないため、場合によってはクランクシャフトとコネクティングロッドとの両方を減らすことができる。クランクシャフトおよびコネクティングロッドのそのようなサイズの縮小は、そうでなければエンジン内の追加の回転質量から生じる可能性がある寄生動力損失の量を減らすのを助けることが期待されていてもよい。
【００９２】
図１５の概略図に示される例示的なレシプロエンジンは、様々な適切な構成および設計のうちのいずれかで実行されていてもよい。上述のように、エンジン（例えば、ＩＣエンジン）は、往復ピストンによって生成された動力を抽出することができる、別個の動力伝達装置および動力出力シャフトを含むように特に設計することができる。そのような特別に設計されたエンジンは、回転質量から生じ得る動力損失を制限するために、減少したクランクシャフトおよびコネクティングロッドを含んでいてもよい。
【００９３】
実装例
いくつかの実施形態では、既存のエンジン（例えば、既存のＩＣエンジン）は、往復ピストンによって生成された動力を抽出することができる、別個の動力伝達装置および動力出力シャフトを含むように修正されることができる。例えば、図１９〜図２３は、別個の動力伝達装置４００および動力出力シャフト４０２を含むように改良された、改良４気筒エンジン３００を示す。明瞭にするために、クランクシャフト、コネクティングロッド、いくつかのガスシール、およびエンジンの他の部分は図面から省略されていることに留意されたい。
【００９４】
図示のように、改良ＩＣエンジンは、デュアルオーバーヘッドカム（ＤＯＨＣ）４気筒、４サイクルのインラインガソリンエンジン（例えば、改良型トヨタ３ＲＺ−ＦＥガソリンエンジン）である。多気筒レシプロエンジン（例えば、ＩＣエンジン）の場合、単一の出力シャフトを有することが一般に望ましいので、単純な予想される構成は、ピストンとシリンダとが互いに一直線に並んだ各ピストンおよびシリンダの動力伝達装置が並ぶものを含んでおり、シリンダは単一の動力出力シャフトとして構成されることができる。従って、４サイクルＩＣエンジンでは、クランクシャフトの２回転ごとに１回の動力行程がある。従って、４気筒４サイクルＩＣエンジンでは、クランクシャフトの１８０度回転毎に動力工程がある。６気筒のＩＣエンジンでは、クランクシャフトの１２０度の回転ごとに、そして８気筒のＩＣエンジンでは、９０度の回転ごとに動力工程がある。４、６、または８気筒であるかにかかわらず、上述のインラインＩＣエンジンの単一の出力シャフトが望ましい。単一の出力シャフトを有することが望ましいかもしれないが、この定トルクアームの発明の増大したトルクおよび出力の全ての利点は、全ての動力サイクルおよび全ての機械的構成（例えば、Ｖ６、Ｖ８、Ｖ１２、ラジアルなど）のレシプロエンジンに適用される。「インライン」ではない多気筒エンジンの機械的構成では、多出力シャフトがあり得る。また、いくつかの実施形態では、Ｖ型エンジン構成は、単一の出力シャフトを有する動力伝達装置に結合されることができる。すなわち、全てが互いに一直線に並んでいないピストン及びシリンダを有するエンジンの場合でさえも、ピストンに接続された張力装置は、出力シャフトの一貫した回転を引き起こすために様々なギヤ又はプーリ構成のいずれかを用いて共通の出力シャフトに連結されていてもよい。
【００９５】
ＤＯＨＣ直列ＩＣエンジンでは、ピストンとシリンダの中心線より上の領域は、さまざまなエンジン部品でほとんど遮られず、ピストンに取り付けられてシリンダーヘッドを通って移動する動力伝達装置を追加するのが簡単になる。図示するように、動力伝達装置４００は、（例えば、ピストンをコネクティングロッドに連結するのに使用される既存のピストンピンを介して）ピストンに連結された各シリンダに対して２つのプルロッド４０６を含んでいてもよい。図示の例では、ピストン３０４にかかる負荷を釣り合わせるために２つのプルロッド４０６が使用され（例えば、ピストンの反対側に１つずつ）、各プルロッド４０６にかかる負荷も軽減されていてもよい。いくつかのＩＣエンジン設計では、コネクティングロッドは、ピストン中心線からわずかに軸がずれてピストンに接続されている。プルロッド４０６は、エンジンの構成要素（例えば、シリンダヘッド３０２）上の開口部４１０を通って配置され、ピストンの動きと共に開口部４１０を通って上下に動くように構成される。図１９〜２２に示す、４気筒、４サイクルのレシプロエンジンの例では、２つのピストンを常に同じ方向に、他の２つのピストンから正確に１８０度離して移動するように設定されてもよい。１つのシリンダが動力工程で点火してそのピストンをシリンダ内に下向きに駆動させると、一緒に動く２つのピストンの４つのプルロッドすべてが動力工程の駆動負荷を分担する。
【００９６】
いくつかの実施形態において、プルロッド４０６は、プルロッドの上部領域に連結された歯付きギヤラック４０７を含んでいる。いくつかの実施形態では、ギヤラック４０７をプルロッド４０６に結合して、ギヤラック４０７をプルロッドにわずかに沿って個別に動かすことができる。いくつかの場合には、図示されるように、ギヤラックは、いくつかの機能を実行するのを助けることができる、１つまたは複数のばね要素（例えば、ベルビルスタイルのばね）４０９を用いてプルロッドに取り付けることができる。例えば、ばねは、電力供給装置用のエネルギ貯蔵装置４０９として機能することができる。上述し、図２に示すように、シリンダ内の圧力（したがって、ピストンに作用する力）は通常、動力工程の非常に早い段階で明確なスパイクを有し、その後、ピストンがシリンダ内に移動するにつれて急速に減衰する。したがって、図１９〜図２１に示されるようにギヤラックをプルロッドに結合するばねは、圧力が急上昇するにつれて（プルラックをギヤラックに対してわずかに下方に移動させる）として初期荷重の一部を吸収するように圧縮することができ、ばねの圧縮でエネルギを蓄える。次に、ピストンがシリンダ内に移動して圧力が低下すると、ばねが伸びてギヤラックをプルロッドに抗して押し下げ、蓄えられたエネルギを解放する。このようなばねの圧縮および伸長は、上死点付近のピストンから見た力の急上昇を分散させるのに役立つ。比喩的には、これは、圧力曲線をわずかに滑らかにし、力の一部をピストンの動力行程全体に分散させるように作用することができる。追加的または代替的に、ばねはまた、往復ピストンが前後に移動するときに発生し得る衝撃を制限するのに役立る。
【００９７】
代替的に、ギヤラックは、（例えば、締結具を介して、またはプルロッドに一体的に形成されることによって）プルロッドに恒久的に固定されていてもよい。ギヤラックは、出力シャフトを回転させるために出力シャフト４０２に結合されて、出力シャフトを回転させるために出力シャフト４０２に連結された回転部材（例えば、実質的に円形のギヤ４０８）と係合し結合するように大きさが設定および構成される。上述したように、歯付き歯車４０８は、通常、プルロッドの往復直線運動を実質的に一方向のみの回転運動に変換するために、クラッチ（例えば、ワンウェイクラッチベアリング４１４）を用いて出力シャフト４０２に連結されている。
【００９８】
示されるように、いくつかの実施形態では、出力シャフトは、出力シャフトを位置決めするが動力伝達装置によって発生されるトルクの下で出力シャフトを回転可能にする取り付け装置（例えばベアリングキャリア４１６）を用いてエンジン（例えば、シリンダヘッド）に連結されている。
【００９９】
具体的に図２０〜図２３を参照すると、シリンダーヘッド３０２は、プルロッド４０６がシール部材４１２を通って自由に動くことができるように、適切なクリアランスをもたらす、プルロッド４０６が貫通する開口部４１０を通る圧力損失を制限することができるシール部材（例えば、ラビリンスシールなどのシール）４１２を含んでいる。図２３の拡大図に示すように、ラビリンスシールアセンブリ４１２は、ディスクスペーサ２２によって互いに分離された一連のシールディスク２１を収容するほぼ円筒形の本体２０を含んでいる。ラビリンスシールアセンブリ４１２はまた、シールディスク２１およびディスクスペーサ２２を本体２０内に保持するためのクランププラグ２３を含んでいる。締め付けプラグ２３を本体２０に結合するために薄ナット２４を用いることができる。シリンダガスケット２５は、シールアセンブリ４１２の端部（例えば、エンジンシリンダ内に挿入されるように構成された端部）に配置されてシリンダをシールするのを助けてもよい。
【０１００】
シールディスク２１の内径は、プルロッド直径よりわずかに大きいだけになるように構成されることができる。ディスクスペーサ２２の内径は、シールディスク２１の内径よりもプルロッドとシールディスクの内径との間のギャップ距離の数倍だけ大きくすることができ、シールディスク間にキャビティを形成する。シールディスク２１の間に形成された一連のキャビティは、形成されるキャビティが多いほど流れに対する抵抗を増大させることができる場合にガス流に対する大きな抵抗を生じさせることができる。ディスクスペーサ２２は、シールが緩む傾向を補償するために幾分適合させることができる。代替的に、別個のコンプライアント部品（例えば、ばね）をスタックに追加することができる。
【０１０１】
いくつかの例示的な動力伝達機構が本明細書に記載され、添付の図面に示されているが、他の例示的な装置を用いて、ピストンの往復運動を出力シャフトの回転運動に変換してもよい。場合によっては、本明細書に記載されている機構は、典型的なエンジンクランクシャフトに追加的にまたは代替的に用いられることができる。
【０１０２】
例えば、図２４および図２５を参照すると、駆動機構１０００は、基部１０１０と、基部１０１０に結合され往復運動要素（例えば、ピストン）と連結するように構成された振動アセンブリ１１００と、揺動アセンブリ１１００と係合して、例えば駆動シャフトに回転動力出力を提供する回転出力シャフトアセンブリ１３００とを含んでいてもよい。
【０１０３】
基部１０１０は、揺動アセンブリ１１００および出力シャフトアセンブリ１３００などの、駆動機構の他の構成要素のための取り付けおよび位置決め面として働くことができる。場合によっては、基部は、エンジンブロックまたはヘッドの一部または領域などの、エンジンの一体部分であり得るか、またはエンジンに取り付けられた別個の構成要素であり得る。基部１０１０は、出力シャフトアセンブリ１３００（すなわち、出力シャフト１３０２）が通過して回転することができる第１の基部プレート１０１２を含んでいてもよい。第１の基部プレート１０１２は、それに沿って出力シャフト１３０２が回転することができるベアリング面として機能する穴または凹部を画定することができる。いくつかの実施形態では、第１の基部プレート１０１２は、例えば、互いに固定することができるジャーナル部１０１２Ａとキャップ部１０１２Ｂとから形成された、マルチピースアセンブリの形態であってもよい。場合によっては、基部プレート１０１２とシャフト１３０２との間にベアリングを用いることができる。明確にするために、基部の一部は、図２４および図２５では透明として示されている。
【０１０４】
基部の少なくとも１つの部分、例えば第１の基部プレート１０１２は、それに沿って振動アセンブリの１つまたは複数の構成要素が接合することができる接合面を含んでいてもよい。例えば、第１の基部プレート１０１２は、振動アセンブリ１１００がそれに沿って移動することができる摺動係合面１０２０を画定することができる。後述するように、係合面１０２０は、往復動ピストンが移動するが概してｘ軸方向に連結される、部品が軸方向に（ｙ軸に沿って）自由に移動することができるように、振動アセンブリの部品を連結することができる。ｙ軸は典型的にはピストン往復運動の方向（または他の往復運動入力の運動）であり、ｘ軸はｙ軸および往復運動に対して実質的に垂直である。
【０１０５】
振動アセンブリ１１００は、軸方向に平行移動するｙ軸構成要素（例えば、フレーム）１１０２、およびフレーム１１０２と接続され、それに対してｘ軸に沿って移動するように構成され、出力シャフトアセンブリ１３００の一部と係合する、ｘ軸構成要素１１３０を含んでいてもよい。明確にするために、図２４および図２５のｘ軸成分は透明として示されている。フレーム１１０２は、振動アセンブリがエンジンのピストンの往復運動と共に動くことを可能にするｙ軸運動を提供するように構成することができる。したがって、フレーム１１０２は、ｘ軸に沿ってフレーム１１０２を連結するが、ピストンの動きと共にフレーム１１０２がｙ軸に沿って移動することを可能にする１つまたは複数の摺動面１１０４を含んでいてもよい。いくつかの場合において、摺動面１１０４は、（例えば、第１の基部プレート１０１２の）基部の摺動面１０２０と噛み合いそして接合するように構成されることができる。また、摺動面１１０４および１０２０は、個別にまたは一緒に、フレーム１１０２がｚ軸方向に沿って摺動すること、またはそうでなければ移動することを制限することができる。
【０１０６】
フレーム１１０２はまた、開口部（例えば穴）１１０６を含むことができ、それを通して出力シャフト１３０２を配置することができる。フレームが往復動ピストンの動きと共にｙ軸方向に振動するとき、開口部１１０６はシャフト１３０２のためのクリアランスを提供することができる。フレーム１１０２は、様々な方法のうちのいずれかで往復ピストンに連結されることができる。例えば、図２９を簡単に参照すると、フレームは、引張部材がフレームを駆動するために接続することができる１つ以上の取り付け点（例えば、ねじ穴）１１０７を含んでいてもよい。いくつかの実施形態では、図示のように、フレームは、フレーム１１０２の２つの側面でバランスのとれた２つの取り付け点１１０７を有することができる。バランスのとれた取り付け点の結果として、往復ピストンによって加えられる力をフレームに均等に加えることができる。
【０１０７】
フレーム１１０２は、様々な構造的に適切な材料のうちの任意のもので作ることができる。例えば、フレーム１１０２は、軽量で高強度の材料、例えば、アルミニウム（例えば、合金；４０３２、７０５５、６０６１、７０６８、５０５２、２０２４、２６１８）、チタン（例えば、合金；Ｔｉ−６２４２）、鋼（例えば、ＡＳＭ合金；６５１６、６４１４、６４１９、６５１２、６４２５、６５３２、５８４４）、マグネシウム（例えば、ＡＳＭ合金；４４２９、４４２５）で作製されることができる。ｘ軸構成要素１１３０は、様々な構造的に適切な材料のうちの任意のものから作製されていてもよい。例えば、ｘ軸構成要素１１３０は、軽量で高強度の材料、例えば、アルミニウム（例えば、合金；４０３２、７０５５、６０６１、７０６８、５０５２、２０２４、２６１８）、チタン（例えば、合金Ｔｉ−６２４２）、鋼（例えば、ＡＳＭ合金；６５１６、６４１４、６４１９、６５１２、６４２５、６５３２、５８４４）、マグネシウム（例えば、ＡＳＭ合金；４４２９、４４２５）で作製されることができる。
【０１０８】
振動アセンブリ１１００のｘ軸構成要素１１３０（図３０にも示される）は、フレームがｙ軸に沿って移動するときにフレーム１１０２と共に移動するように構成されている。すなわち、ピストンの運動方向に関して、ｘ軸構成要素１１３０はフレーム１１０２に結合されている。しかしながら、ｘ軸構成要素１１３０は、ピストン運動に対してほぼ垂直なｘ軸に沿ってフレーム１１０２に対して移動するように構成されることができる。例えば、ｘ軸構成要素１１３０は、フレーム１１０２の１つまたは複数の摺動面１１０８と噛み合い摺動して係合するように構成された１つまたは複数の摺動面１１３３を含んでいてもよい。ｘ軸構成要素１１３０がフレーム１１０２に対して動くことを可能にするのを助ける滑り面１１３３、１１０８は、フレーム１１０２が基部１０１０に対して動くことを可能にする滑り面１１０４、１０２０に対して実質的に垂直であり得る。いくつかの実施形態では、フレーム１１０２が基部１０１０に対して動くことを可能にする摺動面１１０４、１０２０は、ｘ軸構成要素１１３０がｘ軸に沿って配置されていてもよいフレーム１１０２に対して動くことを可能にするのを助ける摺動面１１３３、１１０８に実質的に垂直であり得る（概してピストンの動きと一直線上にある）実質的にｙ軸に沿って配置されていてもよい。ｘ軸構成要素１１３０がｙ方向（軸方向）およびｘ方向（横方向）の両方に移動するのを可能にするのを助ける補助的な滑り面のために、ｘ軸構成要素１１３０は、例えば、出力シャフト１３０２の周りを周回することができる（例えば、実質的に円形の経路に沿って移動する）。さらに、摺動面１１３３および１１０８は、個別にまたは一緒に、ｘ軸構成要素１１３０がｚ軸方向に沿って摺動することまたは他の方法で移動することを制限することができる。
【０１０９】
摺動面は、様々な形態のうちの任意の形態で設計および実装することができる。例えば、滑り面は滑らかなおよび／または面を画定することができる。摺動面はまた、所望の方向以外の構成要素間の相対運動を制限するのに役立つ特徴を画定することもできる。すなわち、場合によっては、摺動面は、ｘ方向およびｙ方向の相対運動を許容するが、使用中に駆動機構を組み立てて一緒に保つのを助けるためにｚ軸（例えば、ｚ方向）に沿った相対運動を制限し得る。例えば、相補的な摺動面は、一方の構成要素上の突出部（例えば、フランジ）と、他方の構成要素に沿ってフランジを受容するように構成された凹部（例えば、溝）とを含んでいてもよい。場合によっては、フランジおよび溝は、ｘ方向またはｙ方向に配置され、ｚ方向の相対運動を制限することができる。いくつかの実施形態では、摺動面は、ボールベアリングまたは転がり軸受摺動などの取り外し可能および／または交換可能な表面（例えば、ＳｃｈｎｅｅｂｅｒｇｅｒタイプＭ／Ｖなどの市販のリニアベアリング表面）を含んでいてもよい。当業者には理解されるように、金属対金属表面を含むすべり摺動表面ならびにベアリングおよびギヤリング接触の表面を潤滑することは、滑らかで低摩擦の動きを容易にし、損傷、粘着、かじり、および振動を防ぐために重要である。これには、ポンピングされた潤滑剤によるすべての摺動面の強制潤滑（例えば、給油）、または潤滑剤（例えば、グリース）を可動部品の摺動接触領域に密封することによる密封システム潤滑、またはテフロンなどの非粘着表面コーティングの適用が含まれる。
【０１１０】
ピストンの往復運動によってｘ軸構成要素１１３０に与えられる円運動は、出力シャフト１３０２に円運動（例えば、回転）を与えるために用いることができる。結果として、駆動機構１０００は、純粋に軸方向の運動（例えば、ピストン運動と一致するｙ方向に沿った運動）を、ｘ方向成分およびｙ方向成分を有する運動に変換して、出力シャフトを連続的な接線方向の力で推進させる。すなわち、ｘ軸構成要素１１３０が出力シャフトの周りを移動するとき、出力シャフトを駆動する力は、上死点と下死点との間のピストンの位置にかかわらず、常に接線方向に加えられ得る。例えば、ｘ軸構成要素１１３０は、出力シャフト１３０２に連結された回転ピニオンギヤ１３０４などの回転出力シャフトアセンブリ１３００の噛合装置と接合するように構成された外側係合装置（例えば、環状動力伝達内部リングギヤ）１１３２を含んでいてもよい。回転ピニオンギヤピニオンギヤ１３０４の周りのｘ軸構成要素１１３０の一貫した円運動の結果として、ｘ軸構成要素１１３０は、ｘ軸方向およびｙ軸方向に様々な方向に移動するときに一貫したモーメントアーム長でトルク力をピニオンギヤに加える。
【０１１１】
外側係合装置１１３２は、典型的には、ｘ軸構成要素１１３０に対して連結（例えば、固定）されている。外側係合装置１１３２は、締結具、接着剤、または機械的接合（例えば、溶接）を用いて、圧入または熱収縮接続を含む様々な方法のうちのいずれかでｘ軸構成要素１１３０に結合されることができる。場合によっては、外側係合装置１１３２およびｘ軸構成要素１１３０は、機械加工または鋳造または他の方法で直接ｘ軸構成要素１１３０に形成された特徴（例えば、接合溝の歯車歯）を有する一体構成要素として製造されることができる。
【０１１２】
ピニオンギヤ１３０４および外側係合装置１１３２は、駆動機構が使用されるエンジンの態様に基づいて大きさが設定および構成されることができる。例えば、外側係合装置１１３２の直径（例えば、内側リングギヤの場合のピッチ直径）は、エンジンのストローク長の２倍であり得る。ストローク長が２倍になるように外側係合装置を形成することは、振動アセンブリ１１００が、ストローク中にピストンが移動するのと同じ距離だけｙ軸に沿って移動することを可能にし得る。ピニオンギヤ１３０４の直径（例えば、ピッチ直径）は、通常、エンジンのピストンストローク長にほぼ等しい。その結果、駆動機構の振動はピストンの往復運動とより密接に調和することができる。このように構成されたピニオンギヤ１３０４および内部リングギヤ１１３２の直径は、ピニオンギヤが上死点から下死点まで移動して戻ることにより１回転する間にピニオンギヤ１３０４の周りのｘ軸成分の１つの完全な３６０度軌道を可能にするように構成されている。
【０１１３】
駆動機構１０００はまた、外側係合装置１１３２をピニオンギヤ１３０４と一貫して接触させ続けるために力を提供することができるアイドラ（例えば、係合）アセンブリ１２００を含んでいてもよい。例えば、アイドラアセンブリ１２００は、ピストンの全ストロークにわたって外側係合装置１１３２の歯車の歯がピニオン歯車１３０４の歯車の歯としっかりと噛み合うように力を加えることができる。いくつかの実施形態では、アイドラアセンブリ１２００は、駆動外側係合装置１１３２および被動ピニオンギヤ１３０４に対してｚ方向にオフセットしていてもよく、軌道係合構成要素（例えば、ｘ軸構成要素１１３０に結合された、またはその中に一体的に形成された位置決め要素（例えば、ポスト、ローラ、プーリーホイール、スプロケット、またはギヤ））１２０２を含んでいてもよい。すなわち、アイドラアセンブリ１２００は、外側係合装置１１３２よりもｘ軸構成要素１１３０の反対側にあり得る。位置決め要素１２０２は、係合構成要素（例えば、固定係合構成要素（例えば、基部１０１０に結合された、捕捉的構成（例えば、ポスト、ローラ、プーリーホイール、ベルト、スプロケット、チェーン、ギヤ、または溝または凹部等の、軌道係合構成要素が係合することのできる構成））１２０４）と接合することができる。位置決め要素１２０２は、典型的には、外側係合装置１１３２の中心内で実質的に中央に（例えば、同心円状に）位置決めされる。相補的構成１２０４は、ピニオンギヤ１３０４と（例えば、同軸に、同心に）整列することができる。位置決め要素１２０２を外側係合装置１１３２および相補形構成１２０４とピニオンギヤ１３０４と整列させることにより、フレーム１１０２がｙ方向に往復運動し、ｘ軸構成要素１１３０がｘ方向に往復運動し、往復運動装置から出力シャフトへの運動およびトルクを提供するに従い、外側係合装置１１３２はピニオンギヤ１３０４の周りを滑らかに動きそしてピニオンギヤ１３０４と連続的に係合して出力シャフト１３０２を連続的に回転させる。結果として、駆動機構１０００は、他のいくつかの駆動装置、例えば、出力シャフトがピストンの移動と整列していないものよりもバランスがとれたものにすることができる。
【０１１４】
図示のように、場合によっては、位置決め要素１２０２は、出力シャフト１３０２とは反対側のｘ軸構成要素１１３０の側に配置することができる。位置決め要素１２０２は、固定ギヤなどのｘ軸構成要素１１３０に回転可能に固定することができ、相補的機構１２０４は、基部から取り付けられた回転可能ギヤとすることができる。しかしながら、場合によっては、位置決め要素１２０２を回転させるように構成することができ、相補形体１２０４を静止させることができる。いくつかの場合では、位置決め要素１２０２と相補的機構１２０４との両方が回転するように構成されていてもよい。いくつかの実施形態では、図示のように、アイドラアセンブリは、位置決め要素１２０２と相補形体１２０４との間の接合接点が、出力シャフト１３０２の回転軸に対して、係合装置１１３２とピニオンギヤ１３０４との間の接合接点と反対側になるように構成および位置決めされていてもよい。それぞれの位置決め要素１２０２および相補形体１２０４の大きさは変えることができる。ローラまたは歯車の場合、位置決め要素１２０２と相補機構１２０４とを組み合わせた直径（例えば、ピッチ直径）は、通常、ピニオンギヤ１３０４の直径に等しい。この大きさの設定は、ピニオンギヤ１３０４を係合装置１１３２と接触させ続けるための一貫した接触力を提供するのを助けることができる。いくつかの実施形態では、様々な歯車のピッチ直径は、連続接線駆動が達成されていてもよいように互いに関係して構成されていてもよい。例えば、ピニオンギヤ１３０４のピッチ直径はピストンストロークと実質的に等しく、係合装置（例えば、内側リングギヤ）１１３２はピニオンギヤ１３０４のピッチ直径の２倍と、アイドラアセンブリの構成要素（（ピニオンギヤとしての）位置決め要素１２０２および（ピニオンギヤとして）の相補的機構１２０４の）幅との合計（例えば、ピッチ直径）は、ピニオンギヤ１３０４のピッチ直径に実質的に等しい。
【０１１５】
図２６Ａ〜図２６Ｉに示す順次的な略図に示すように、ピストンの往復運動が一組の相補的な滑り面を介して円形経路に沿ってｘ軸構成要素１１３０を駆動すると、係合装置（例えば、環状歯車１１３２の形態である）１１３２は、ピニオン歯車１３０４および出力シャフト１３０２を回転させる。当業者には理解されるように、図２６Ａ〜図２６Ｉは、駆動機構の様々な構成要素間の相互作用を概略的に表すように簡略化されている。ｘ軸成分およびｙ軸成分の運動は、ｘ軸方向およびｙ軸方向の両方において実質的に（例えば、純粋に）正弦波であるので、ピーク軸速度は、典型的には、それぞれの移動中点で生じ、最小軸速度（すなわち、ゼロ）は通常、それぞれの移動の両極端で発生する。位置決め要素１２０２と相補的機構１２０４との間の界面は、係合装置１１３２をピニオンギヤ１３０４と接触状態に保つのを助ける。図２６Ａ〜２６Ｉは概略図に簡略化されている（すなわち、明確にするために物理的アイドラアセンブリ構成要素が省略されている）ので、位置決め要素１２０２と相補形体１２０４との間の界面によって生じる力はアイドラ力ＦＩによって図２６Ａ〜２６Ｉに表されている。さらに、係合装置１１３２は、ｘ軸構成要素１１３０と共に周回する。ピニオンギヤ１３０４の周りのｘ軸構成要素１１３０の円形経路は、ピストンの往復動を通して一貫したモーメントアームを維持する力をピニオンギヤ１３０４に加えるのを助ける。いくつかの態様では、係合装置１１３２、ピニオンギヤ１３０４、および位置決め要素１２０２／相補的機構１２０４は、位置決め要素１２０２が太陽ギヤであり、ピニオンギヤ１３０４が遊星ピニオンである一組の遊星ギヤとして考えることができ、係合装置１１３２は、固定された外側リングギヤである。しかしながら、遊星歯車およびリングギヤが太陽歯車の周りを回転するのではなく、この場合では、回転するピニオンギヤ１３０４は中心に留まり、位置決め要素１２０２および係合装置１１３２は回転出力を与えるためにピニオンギヤの周りを動いている。
【０１１６】
本明細書に記載の駆動機構は、従来のクランクシャフトシステムよりも、内燃エンジンからより多くの動力を獲得し、往復ピストンからのより大きな線形力を回転トルクに変換するために使用されていてもよいことが期待される。例えば、従来のクランクシャフト往復運動機構の力とトルクの関係と比較した駆動機構１０００の力とトルクの関係は、図３４、３５、３６、および３７に示されており、以下で説明される。
【０１１７】
図３４は、様々な歯車のピッチ直径（例えば、係合装置（内側リングギヤ）１１３２のピッチ直径１５０１、ピニオン歯車１３０４のピッチ直径１５０３、位置決め要素１２０２のピッチ直径１５０２、および相補形体１２０４のピッチ直径１５０４）によって表されるような、例示的機構１０００の歯車上の力ベクトル間の関係を示す。例示的な駆動機構１０００では、ピッチ直径１５０１および１５０２は、一方の動きが他方の動きに対応し、一方に加えられる力が他方に加えられる力となるように、互いに関して実質的に固定されている（例えば、内側リングギヤ１１３２と位置決め要素１２０２は、１つのユニットとして動く）。さらに、例示的な駆動機構１０００では、ピッチ直径１５０３および１５０４は、ｘ−ｙ座標において静止しており、移動しない。ピッチ直径１５０３と関連するピニオンギヤ１３０４は回転することができる。示されるように、垂直力Ｆ（すなわち、往復ピストンからの力であり得る）がピッチ直径１５０１および１５０２に加えられ、この力は同時に２つの成分力、法線力成分ＦＮおよび接線成分ＦＴに分けられる。法線方向力ベクトルＦＮは接線方向力ベクトルＦＴに対して垂直であり、典型的には４つのギヤ軸の全てを通して方向付けられる。歯車装置の上死点位置（ＴＤＣ）では、法線力ＦＮは、接線力ＦＴ成分がない場合の全垂直力Ｆに等しい。正確なＴＤＣ位置では、垂直力は典型的には回転運動を引き起こさず、そしてこの状態を通る運動は、回転する歯車の運動量と、歯車に結合されている全て（例えば、ドライブトレーン、発電機、ポンプなど）によって運ばれる。正確なＴＤＣ位置におけるこの状態は、従来のクランクシャフトコネクティングロッド機構が経験する状態と実質的に同じである。駆動機構１０００の歯車上およびそれを通る力、ならびにそれらの歯車の様々な部分（例えば、歯車面）に作用する力は大きく、連続的に変化する。これは機構１０００の全ての歯車に材料強度に対する非常に高い要求を課す。歯車装置の材料は任意の高強度材料とすることができ、場合によっては表面硬化された材料を含んでいる。例示的な材料は、以下のような表面焼入れ鋼を含む、ＤＩＮ−ＥＮ  ＭｎＣｒ鋼（例えば、２０ＭｎＣｒ５、２０ＭｏＣｒ４、２０ＣｒＭｏ５）、ＤＩＮ−ＥＮ  ＮｉＣｒＭｏ鋼（例えば、２０ＮｉＣｒＭｏ６−４、１８ＣｒＮｉＭｏ７−６、１４ＮｉＣｒＭｏｌ３−４、１７ＮｉＣｒＭｏ６−５）等の多くの材料のうちのいずれかを含んでいてもよい。
【０１１８】
図３６はさらに力成分をｘおよびｙ成分に分解し、ｘおよびｙ力と機構ストロークの頂部からの角距離との関数としてのトルクの数学的関係を示す。図３６に示すように、垂直力Ｆは、Ｆ＝Ｆｙ＝Ｐ（θ）・Ａとして表すことができる。ここで、Ｐ（θ）は、ＴＤＣからの角度の関数としてのシリンダ圧力であり、Ａはピストン面積であり、ｍ＝ｒ・ｓｉｎθ、ただしｒはピニオンギヤ１３０４の半径（またはピッチ直径１５０３の半分）であってトルクアームの長さを表し、ｎ＝ｒ・ｃｏｓθであり、ＦＴ＝ＦＹ・ｓｉｎθであり；Ｆｘ＝ＦＴ・ｃｏｓθであり、Ｆｘ＝ＦＹ・ｓｉｎθ・ｃｏｓθである。結果として、２つの分力の結果として出力シャフトに加えられる全体のトルクＴは、以下のように表すことができる。Ｔ＝Ｆｘ・ｎ＋ＦＹ・ｍ＝ＦＹ・ｓｉｎθ・ｃｏｓθ・ｒ・ｃｏｓθ＋ＦＹ・ｒ・ｓｉｎθ。これらの表現は、次のように単純化することができる。Ｔ＝Ｐ（θ）・Ａ・ｒ・ｓｉｎθ・ｃｏｓ２θ＋Ｐ（θ）・Ａ・ｒ・ｓｉｎθ。
【０１１９】
図３５は、従来のクランクシャフト往復運動機構について、ｘ力およびｙ力ならびにストロークの頂部からの角度距離の関数としてのトルクについての数学的関係を示す。図３５に示すように、垂直力Ｆは、Ｆ＝Ｆｙ＝Ｐ（θ）・Ａとして表すことができる。ここで、Ｐ（θ）は、ＴＤＣからの角度の関数としてのシリンダ圧力であり、Ａはピストン面積である。ｓｉｎα＝ｍ／ｌであり、ここで、αはコネクティングロッドの角度であり、ｌはコネクティングロッドの長さである。ｍ＝ｒ・ｓｉｎθ、ただし、ｒはクランクシャフトの半径である。ｎ＝ｃｏｓθである。α＝ｓｉｎ−１（（ｒ・ｓｉｎθ）／ｌ）である。Ｆｘ＝Ｆ・ｓｉｎαである。そして、ＦＹ＝Ｆ・ｃｏｓαである。この結果、クランクシャフトに加えられる全体のトルクＴは、次のように表すことができる：Ｔ＝Ｆｘ・ｎ＋ＦＹ・ｍ＝Ｆ・ｓｉｎα・ｒ・ｃｏｓθ＋Ｆ・ｃｏｓα・ｒ・ｓｉｎθ。したがって、トルクＴは、Ｔ＝Ｆ・ｒ（ｓｉｎα・ｃｏｓθ）＋Ｆ・ｒ（ｃｏｓα・ｓｉｎθ）に等しい。
【０１２０】
式を単純にすると、Ｔ＝Ｐ（θ）・Ａ・ｒ・（ｓｉｎα・ｃｏｓθ）＋Ｐ（θ）・Ａ・ｒ・（ｃｏｓα・ｓｉｎθ）となる。
図３７は、内燃エンジンに適用される接線駆動機構１０００について計算された例示的なトルクの計算の図面であり、そのトルクは図３５に表された内燃エンジンに適用された従来のクランクシャフトコネクティングロッド機構の例示的なトルクと比較されて図３６に示されており、両方とも角度の関数として同じ圧力（力）、同じトルクアーム長、ｒ＝１．８７インチを使用し、そして従来のクランクシャフトコネクティングロッドエンジンの場合にはコネクティングロッドの典型的な長さの値は／＝５．７８インチが使用されている。トルク値は、ｘ成分とｙ成分の両方と合計に対して表され、同じ１８０度の動力工程にわたって表されている。図３７から分かるように、駆動機構１０００の瞬間トルクは、クランクシャフト機構のトルクよりも常に大きく、駆動機構１０００の全体の平均トルクは、従来のクランクシャフトコネクティングロッド機構のトルクより約３３％高い。また、図３７から明らかなように、クランクシャフト機構のコネクティングロッドのｘ軸方向の動き（例えば、ピストンの長手方向中心軸から離れる方向および中心方向に向かう方向）の悪影響により、９０°以降のトルクに悪影響を及ぼす。度。ｘ軸位置を変えるというこの効果は、駆動機構１０００には存在しない。
【０１２１】
図２４〜図３３に戻って参照すると、出力シャフト１３０２は、駆動機構の所望の実装形態または使用分野に応じて、１つまたは複数の追加の駆動系構成要素に接続することができる。示されるように、いくつかの実施形態において、出力ギヤ１３０６は出力シャフト１３０２に連結されていてもよい。
【０１２２】
本明細書で説明したように、往復運動する軸方向運動を実質的に連続的な半径方向運動に変換する駆動機構は、様々な異なる用途に用いることができる。例えば、駆動機構１０００は、内燃エンジンと接合するために動力伝達装置４００と同様に実施され使用されていてもよい。いくつかの実施形態において、引張装置（例えば、プルロッド）は、上述のプルロッド２０６と同様の方法でフレーム１１０２を往復ピストンに軸方向に連結することができる。実施例が図２７および図２８に示されている。明確にするために、図２７および図２８に示される例は、駆動機構の妨げのない図を提供するために、通常は取り付けられている相補的機構１２０４は取り外されている。しかしながら、基部は、エンジンに取り付けられる別々の構成要素、または駆動機構１０００をエンジンブロックに結合する構造に製造されていてもよい。
【０１２３】
図２７および図２８に示すように、それぞれの出力シャフト１３０２が複合駆動シャフト１４０２に機械的に連結されている場合、複数の駆動機構１０００を一緒に用いることができる。ベルトおよびプーリ、チェーンおよびスプロケット、歯車など、様々な装置のうちのいずれかを用いて、組合せ駆動シャフト１４０２を個々の出力シャフト１３０２で駆動することができる。図示の例は、駆動機構（例えば、出力歯車）１３０６を複合駆動軸１４０２に接続するための歯車セット１３０３を含んでいる。上述したように、駆動機構１０００および複合駆動シャフト１４０２を用いてエンジンから動力を引き出すことができる一方で、エンジンは、クランクシャフトおよびコネクティングロッドを含むことができ、それらはピストンの往復運動を容易にし、ピストンを上死点に戻す働きをする。。
【０１２４】
駆動機構１０００として上述したものなどの駆動機構は、追加的または代替的に、内燃エンジンの動力を回転駆動軸に伝達するために従来のクランクシャフトおよびコネクティングロッドシステムを置き換えるために実装することができる。図３１および図３２に示すように、燃焼室を通して配置されたプルロッド装置を用いてピストンに接続するのではなく、駆動機構１０００をピストンと駆動軸１４０２との間のエンジンブロック５０内に配置することができる。例えば、フレーム２１０２は、従来のコネクティングロッドの代わりに、燃焼室７５と反対側のエンジンのブロック５０内のピストン３０４に直接連結することができる。図示のように、フレーム２１０２は、例えばリストピンまたは同様の接続を用いて、ピストンに接続する梁状首部２１０４を有する接続ロッドと同様に設計および構造化することができる。
【０１２５】
いくつかの実施形態では、ブロック５０は、駆動機構１０００を接続する（例えば、固定する、連結する）ことができる基部として機能することができる。具体的には、例えばジャーナルおよびベアリングを用いて、クランクシャフトが従来のエンジンに取り付けられているのと同様の方法で、例えば相補的機構１２０４をエンジンブロック５０に取り付けることができる。明確にするために、駆動機構１０００を明確に示すために、図３１の例は透明なエンジンブロック５０とともに示されており、図３２はエンジンブロック５０なしで示されている。
【０１２６】
これらの実施形態では駆動機構１０００がエンジンブロック５０内に配置されているので、吸気、ヘッド、バルブ、燃料噴射、および点火（例えばスパークプラグまたは圧縮点火）のようなエンジンの他の上端構成要素が可能であり、他の従来の内燃エンジンで使用されているものと同様または本質的に同じままである。
【０１２７】
駆動機構の他の実施態様も可能である。いくつかの実施形態では、改良型内燃エンジンは、互いに往復運動する２つの対向するピストンにそれぞれ連結されている駆動機構を含んでいてもよい。例えば、図３３を参照すると、エンジンは、２つのピストン３０４に直接接続されたフレーム２２０２を含む１つまたは複数の駆動機構を含むことができ、ピストンおよびフレームの運動経路は互いにほぼ一直線上にある。明確にするために、図３３のエンジンブロックは透明として示されている。フレーム２２０２は、例えばリストピンまたは同様の接続を用いてピストンに接続する２つの対向する梁状首部分２１０４を両端に含んでいてもよい。フレーム２２０２に接続された２つのピストン３０４の交互の往復運動は、ピニオンギヤ１３０４の周りのｘ軸構成要素１１３０の一定の動きを提供するためのフレーム２２０２の一定の交互の動きをもたらし、ピストンの往復運動を通して一貫したモーメントアームを維持するピニオンギヤ１３０４に力を加えるのを助ける。対向ピストンを有するこの種のエンジンは、時にはフラットエンジン、ボクサーエンジン、または水平対向エンジンと呼ぶことができる。この対向ピストン構成では、２つのピストンに対して１つのフレーム２２０２しか必要とされないので、エンジンの全体的な部品数を減らすことができる。
【０１２８】
いくつかの実施形態では、増大したトルクおよび動力を発生させるための実質的に定常または定モーメントアームを有する動力伝達装置は、使用のためにエンジンに取り付けることができるエンジン改造キット（例えば、エンジン後付けキット）の一部として含めることができる。例えば、いくつかの実施形態では、ピストンおよびコネクティングロッドならびにエンジンの上端部構成要素（例えば、シリンダーヘッドおよびバルブトレイン、点火システム、燃料供給システムなど）を所定の位置に残し、下端部（例えば、別個の動力伝達装置および動力出力シャフトを既存のエンジンシステムに取り付けるために、エンジンブロック（またはその一部）およびクランクシャフトアセンブリを交換する。そのような改造キットは、既存のエンジンの出力トルクおよび出力を増大させるための方法として用いることができる。
【０１２９】
動力伝達装置は一般に、動力行程全体にわたって最大で変化しない長さである一定の（例えば、一定または不変の）長さを有する一定の（例えば、一定または不変の）長さのトルクモーメントアームを有すると説明されており、モーメントアームの長さに多少の変動がある。例えば、いくつかの実施形態では、動力伝達装置（例えば、プルロッドの回転部材または接合部分）は、出力シャフトに作用するモーメントアームがその最大値で完全に一定ではないように構成される。場合によっては、モーメントアームの長さは、張力装置が回転部材と移動して回転部材と接触するにつれてわずかに変化する。例えば、モーメントアームは、ギヤラックが回転するピニオンギヤと連結するとき、またはチェーンが回転するスプロケットと連結するときに、わずかに変化し得る。
【０１３０】
従来のレシプロエンジンの典型的な最大モーメントアーム長は、クランクシャフト半径またはエンジンストロークの半分であろう。しかしながら、これは様々なエンジン設計によって異なり得る。従来のレシプロエンジンは、通常、０の長さ（０°および１８０°のＡＴＤＣのクランクシャフト角度における）からその最大の長さ（９０°のＡＴＤＣにおけるクランクシャフト角度における）まで変化するトルクモーメントアームの長さを有しており、この範囲（すなわち、０から最大）よりも変化が小さないかなるモーメントアーム長さも、トルク発生のための改善であることが期待される。例えば、ある場合には、本明細書に記載されている一貫した長さモーメントアーム装置は、プルロッドがピストンと往復運動するにつれて、長さの約０％から約５０％（例えば、約０％から約４０％、約０％から約３０％、約０％〜約２０％、約０％〜約１５％、約０％〜約１０％、約０％〜約５％、約０％〜約２％、約０％〜約１％、約０％〜約０．５％、約０％〜約０．１％、約０％〜約０．０００１％）で変化することができ、改善が実現されて気付くことができる。
【０１３１】
本明細書では、これらの説明および幾何学的関係は、クランクシャフトの中心線（例えば、軸）の上方に配置された実質的に垂直に整列したシリンダについて一般的に説明されていることに留意されたい。しかしながら、本明細書に記載の原理は、異なる構成のレシプロエンジンを用いても実施することができる。すなわち、クランクシャフトからの動力の抽出と定長モーメントアームを有する別個の動力伝達装置（例えばドライブトレイン）からの動力の抽出との間の差を説明するために使用される本明細書に提示された式は、特定のエンジンに基づいて調整または更新されていてもよいが、定モーメントアームエンジンの出力増加は、異なる構成のエンジンで観察されると予想される。
【０１３２】
さらに、本明細書の例は、一般に、直線運動を利用してそれを出力シャフトの回転運動に変換するためにそれらが使用される駆動機構の実装形態に関するものであるが、他の例も可能である。例えば、場合によっては、駆動機構１０００として上述したもののような駆動機構は、追加的または代替的に、従来のクランクシャフトならびに往復ポンプおよびコンプレッサのコネクティングロッドシステムを置き換えるために実装されていてもよい。当業者には理解されるように、そのような場合、駆動機構１０００の基本構成要素を用いることができるが、回転シャフトの回転入力をピストンアセンブリの往復運動に変換することができる。
【０１３３】
したがって、上述の出力アセンブリ（例えば、出力シャフトアセンブリ１３００）は、代わりに入力シャフトアセンブリとして機能し得る。同様に、出力ピニオンギヤ１３０４は入力ピニオンギヤとして機能し得る。そのような場合、駆動ピニオンギヤ１３０４から機構１０００を介して被駆動ピストンアセンブリへのトルク伝達の増大は、全体的な機械的効率を増大させる傾向がある。
【０１３４】
本明細書では様々な実施形態を説明したが、それらは例示として提示し説明したものであり、本明細書と共に提示する特許請求の範囲を特定の構成または構造部品に限定するものではない。したがって、好ましい実施形態の広さおよび範囲は、上記の例示的な構造または実施形態のいずれによっても限定されるべきではなく、添付の特許請求の範囲およびそれらの均等物に従ってのみ定義されるべきである。
【図１Ａ】
2019530821.tif 000003
【図１Ｂ】
2019530821.tif 000004
【図２】
2019530821.tif 000005
【図３】
2019530821.tif 000006
【図４】
2019530821.tif 000007
【図５】
2019530821.tif 000008
【図６】
2019530821.tif 000009
【図７】
2019530821.tif 000010
【図８】
2019530821.tif 000011
【図９】
2019530821.tif 000012
【図１０】
2019530821.tif 000013
【図１１】
2019530821.tif 000014
【図１２】
2019530821.tif 000015
【図１３】
2019530821.tif 000016
【図１４】
2019530821.tif 000017
【図１５】
2019530821.tif 000018
【図１６】
2019530821.tif 000019
【図１７】
2019530821.tif 000020
【図１８】
2019530821.tif 000021
【図１９】
2019530821.tif 000022
【図２０】
2019530821.tif 000023
【図２１】
2019530821.tif 000024
【図２２】
2019530821.tif 000025
【図２３】
2019530821.tif 000026
【図２４】
2019530821.tif 000027
【図２５】
2019530821.tif 000028
【図２６Ａ】
2019530821.tif 000029
【図２６Ｂ】
2019530821.tif 000030
【図２６Ｃ】
2019530821.tif 000031
【図２６Ｄ】
2019530821.tif 000032
【図２６Ｅ】
2019530821.tif 000033
【図２６Ｆ】
2019530821.tif 000034
【図２６Ｇ】
2019530821.tif 000035
【図２６Ｈ】
2019530821.tif 000036
【図２６Ｉ】
2019530821.tif 000037
【図２７】
2019530821.tif 000038
【図２８】
2019530821.tif 000039
【図２９】
2019530821.tif 000040
【図３０】
2019530821.tif 000041
【図３１】
2019530821.tif 000042
【図３２】
2019530821.tif 000043
【図３３】
2019530821.tif 000044
【図３４】
2019530821.tif 000045
【図３５】
2019530821.tif 000046
【図３６】
2019530821.tif 000047
【図３７】
2019530821.tif 000048
【国際調査報告】
2019530821.tif 000049
2019530821.tif 000050