(57)【要約】【課題】多気筒であっても、振動等を抑制することができるスコッチヨーク式エンジンを提供するスコッチヨーク式エンジンを提供する。【解決手段】スコッチヨーク式エンジンＭは、３つのヨーク２１〜２３を備えており、それぞれに４つのピストン１〜１２が取り付けられている。また、各ヨーク２１〜２３は、それぞれクランク軸３０に設けられたクランクピン３１〜３３に取り付けられており、これらのクランクピン３１〜３３は、振動相殺角度である１２０度間隔をおいて配置されている。【選択図】  図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
互いに隣接しかつ平行に設けられた第一シリンダおよび第二シリンダと、前記第一シリンダおよび前記第二シリンダに対向する位置に設けられ、互いに隣接しかつ平行に設けられた第三シリンダおよび第四シリンダと、第一シリンダから第四シリンダのそれぞれに往復動可能に設けられる第一ピストン、第二ピストン、第三ピストン、および第四ピストンと、前記第一ピストンから前記第四ピストンがそれぞれ設けられた４本のヨークエレメントを備え、前記各ピストンの往復運動をクランク軸のクランクピンに伝達するヨークと、を備えるスコッチヨーク式エンジンにおいて、
前記複数のヨークを、前記クランク軸の軸方向に離間させて、前記クランク軸に接続し、
前記複数のヨークがそれぞれ取り付けられるクランクピンの間のクランクピン間角度が、振動相殺角度に設定されていることを特徴とするスコッチヨーク式エンジン。
【請求項２】
前記複数のヨークに設けられた各ピストンに対応する点火プラグが順次点火するとともに、
前記クランク軸が前記振動相殺角度分だけ回転する時間と、前記順次点火する点火プラグの点火タイミングと、が同期している請求項１に記載のスコッチヨーク式エンジン。
【請求項３】
前記複数のヨークが、前記クランク軸の軸方向に直交する方向に沿った直線を対称軸として線対称となるように配置されている請求項１または請求項２に記載のスコッチヨーク式エンジン。
【請求項４】
前記複数のヨークが、第一ヨーク、第二ヨーク、および第三ヨークの３本のヨークからなり、
前記第一ヨークに取り付けられる第一クランクピンと、前記第二ヨークに取り付けられる第二クランクピンとのクランクピン間角度が１２０度に設定され、
前記第二ヨークに取り付けられる第二クランクピンと、前記第三ヨークに取り付けられる第三クランクピンとのクランクピン間角度が１２０度に設定されている請求項１または請求項２に記載のスコッチヨーク式エンジン。
【請求項５】
前記複数のヨークが、第一ヨーク、第二ヨーク、第三ヨーク、および第四ヨークの４本のヨークからなり、
前記第一ヨークに取り付けられる第一クランクピンと、前記第二ヨークに取り付けられる第二クランクピンとのクランクピン間角度が９０度に設定され、
前記第二ヨークに取り付けられる第二クランクピンと、前記第三ヨークに取り付けられる第三クランクピンとのクランクピン間角度が９０度に設定され、
前記第三ヨークに取り付けられる第三クランクピンと、前記第四ヨークに取り付けられる第四クランクピンとのクランクピン間角度が９０度に設定されている請求項１または請求項２に記載のスコッチヨーク式エンジン。
【請求項６】
前記複数のヨークが、第一ヨーク、第二ヨーク、第三ヨーク、および第四ヨークの４本のヨークからなり、
前記第一ヨークに取り付けられる第一クランクピンと、前記第二ヨークに取り付けられる第二クランクピンとのクランクピン間角度が９０度に設定され、
前記第二ヨークに取り付けられる第二クランクピンと、前記第三ヨークに取り付けられる第三クランクピンとのクランクピン間角度が４５度に設定され、
前記第三ヨークに取り付けられる第三クランクピンと、前記第四ヨークに取り付けられる第四クランクピンとのクランクピン間角度が９０度に設定されている請求項３に記載のスコッチヨーク式エンジン。
【請求項７】
前記複数のヨークが、第一ヨーク、第二ヨーク、第三ヨーク、第四ヨーク、第五ヨーク、および第六ヨークの６本のヨークからなり、
前記第一ヨークに取り付けられる第一クランクピンと、前記第二ヨークに取り付けられる第二クランクピンとのクランクピン間角度が１２０度に設定され、
前記第二ヨークに取り付けられる第二クランクピンと、前記第三ヨークに取り付けられる第三クランクピンとのクランクピン間角度が１２０度に設定され、
前記第四ヨークに取り付けられる第四クランクピンと、前記第五ヨークに取り付けられる第五クランクピンとのクランクピン間角度が１２０度に設定され、
前記第五ヨークに取り付けられる第五クランクピンと、前記第六ヨークに取り付けられる第六クランクピンとのクランクピン間角度が１２０度に設定されている請求項３に記載のスコッチヨーク式エンジン。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、スコッチヨーク式エンジンに関する。
【０００２】
【従来の技術】
自動車等に使用されるエンジンとして、一般的なピストンおよびクランク軸等を用いたもの以外に、スコッチヨーク機構を利用したスコッチヨーク式エンジンがある。このスコッチヨーク式エンジンは、一対の連接棒（以下「ヨーク」という）を有し、ヨークの延在方向に直交する長孔が形成されたヨーク本体を有する。この長孔に、偏心させたクランク軸を挿入し、このクランクピンを長孔内で転がしながら往復運動させる機構を備えたものである。このスコッチヨーク式エンジンでは、クランク軸と接続されるヨークは往復運動を行うのみであるので、ヨークとシリンダボア壁スカート部との干渉が無くなるので、クランク軸とピストンの間を短くすることができる。このようなスコッチヨーク式エンジンのうち、４本のヨークを備えるものがあり、その例として、たとえば独国特許出願公開第１０１０７９２１号明細書に開示されたものがある。
【０００３】
このスコッチヨーク式エンジンは、互いに隣接し、かつ平行に設けられた２つのシリンダと、この２つのシリンダに対向する位置において、互いに隣接し、かつ平行に設けられた２つのシリンダを有する。また、スコッチヨーク式エンジンは、これらの４つのシリンダには対して、それぞれ往復動可能に設けられた４本のピストンがそれぞれ取り付けられた４つのヨークを有するヨーク本体を有している。また、ヨーク本体には、長孔が形成されており、この長孔に出力軸となるクランク軸が偏心した状態で挿入されている。そして、各シリンダで通常のエンジンサイクルを順次経ることにより、ヨーク本体を往復動させて、クランク軸を回転させるものである。
【０００４】
【特許文献１】
独国特許出願公開第１０１０７９２１号明細書
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】
上記特許文献１に開示されたスコッチヨーク式エンジンは、４気筒式のエンジンである。これに対して、その性能向上等のために、複数のヨークを用いて、８気筒、１２気筒、１６気筒、さらには２４気筒といった多気筒のスコッチヨーク式エンジンを製造することが考えられる。この点、上記特許文献１に記載されたスコッチヨーク式エンジンにおけるヨークを複数クランクピンに接続することが考えられるが、単にヨークを並べただけでは、エンジンの騒音、振動等が激しくなる可能性があるという問題があった。
【０００６】
そこで、本発明の課題は、１２気筒、１６気筒といった多気筒としても、振動等を抑制することができるスコッチヨーク式エンジンを提供することにある。
【０００７】
【課題を解決するための手段】
上記課題を解決した本発明に係るスコッチヨーク式エンジンは、互いに隣接しかつ平行に設けられた第一シリンダおよび第二シリンダと、第一シリンダおよび第二シリンダに対向する位置に設けられ、互いに隣接しかつ平行に設けられた第三シリンダおよび第四シリンダと、第一シリンダから第四シリンダのそれぞれに往復動可能に設けられる第一ピストン、第二ピストン、第三ピストン、および第四ピストンと、第一ピストンから第四ピストンがそれぞれ設けられた４本のヨークエレメントを備え、各ピストンの往復運動をクランク軸のクランクピンに伝達するヨークと、を備えるスコッチヨーク式エンジンにおいて、複数のヨークを、クランク軸の軸方向に離間させて、クランク軸に接続し、複数のヨークがそれぞれ取り付けられるクランクピンの間のクランクピン間角度が、振動相殺角度に設定されているものである。
【０００８】
本発明に係るスコッチヨーク式エンジンにおいては、複数のヨークがクランクピンを介してクランク軸に接続されているが、これらのヨークが取り付けられるクランクピンが振動相殺角度に設定されている。このため、ヨークに取り付けられたピストンおよびこれらが往復動するシリンダの往復慣性力を相殺することができるので、シリンダの軸方向、すなわちクランク軸に直交する方向に対する往復慣性力を小さくする、または無くすことができる。なお、本発明にいう振動相殺角度とは、ピストンの往復動によって生じる振動を、複数のヨークで相互に打ち消しうる角度をいう。その具体的な角度は、ヨークの数等の要因によって決定される。
【０００９】
また、複数のヨークに設けられた各ピストンに対応する点火プラグが順次点火するとともに、クランク軸が振動相殺角度分だけ回転する時間と、順次点火する点火プラグの点火タイミングと、が同期している態様とするのが好適である。
【００１０】
このように、点火プラグの点火タイミングと、クランク軸か振動相殺角度分だけ回転する時間とが同期することにより、さらに好適に振動を相殺することができる。
【００１１】
さらに、複数のヨークが、クランク軸の軸方向に直交する方向に沿った直線を対称軸として線対称となるように配置されている態様とするのが好適である。
【００１２】
このように、複数のヨークが、クランク軸の軸方向に直交する方向に沿った直線を対称軸とした線対称となるようにすることにより、ピストンの往復動により生じるモーメントをも好適に相殺することができる。
【００１３】
また、複数のヨークが、第一ヨーク、第二ヨーク、および第三ヨークの３本のヨークからなり、第一ヨークに取り付けられる第一クランクピンと、第二ヨークに取り付けられる第二クランクピンとのクランクピン間角度が１２０度に設定され、第二ヨークに取り付けられる第二クランクピンと、第三ヨークに取り付けられる第三クランクピンとのクランクピン間角度が１２０度に設定されている態様とすることもできる。
【００１４】
このように、ヨークが３本であるときには、振動相殺角度を１２０度に設定するのが好適となる。
【００１５】
さらに、複数のヨークが、第一ヨーク、第二ヨーク、第三ヨーク、および第四ヨークの４本のヨークからなり、第一ヨークに取り付けられる第一クランクピンと、第二ヨークに取り付けられる第二クランクピンとのクランクピン間角度が９０度に設定され、第二ヨークに取り付けられる第二クランクピンと、第三ヨークに取り付けられる第三クランクピンとのクランクピン間角度が９０度に設定され、第三ヨークに取り付けられる第三クランクピンと、第四ヨークに取り付けられる第四クランクピンとのクランクピン間角度が９０度に設定されている態様とすることもできる。
【００１６】
また、複数のヨークが、第一ヨーク、第二ヨーク、第三ヨーク、および第四ヨークの４本のヨークからなり、第一ヨークに取り付けられる第一クランクピンと、第二ヨークに取り付けられる第二クランクピンとのクランクピン間角度が９０度に設定され、第二ヨークに取り付けられる第二クランクピンと、第三ヨークに取り付けられる第三クランクピンとのクランクピン間角度が４５度に設定され、第三ヨークに取り付けられる第三クランクピンと、第四ヨークに取り付けられる第四クランクピンとのクランクピン間角度が９０度に設定されている態様とすることもできる。
【００１７】
そして、複数のヨークが、第一ヨーク、第二ヨーク、第三ヨーク、第四ヨーク、第五ヨーク、および第六ヨークの６本のヨークからなり、第一ヨークに取り付けられる第一クランクピンと、第二ヨークに取り付けられる第二クランクピンとのクランクピン間角度が１２０度に設定され、第二ヨークに取り付けられる第二クランクピンと、第三ヨークに取り付けられる第三クランクピンとのクランクピン間角度が１２０度に設定され、第四ヨークに取り付けられる第四クランクピンと、第五ヨークに取り付けられる第五クランクピンとのクランクピン間角度が１２０度に設定され、第五ヨークに取り付けられる第五クランクピンと、第六ヨークに取り付けられる第六クランクピンとのクランクピン間角度が１２０度に設定されている態様とすることもできる。
【００１８】
このように、ヨークが４本または６本であるときには、上記の角度に振動相殺角度を設定するのが好適である。
【００１９】
【発明の実施の形態】
以下、図面を参照して、本発明の好適な実施形態について詳細に説明する。なお、各実施形態において、同一の機能を有する部分については同一の符号を付し、重複する説明は省略することがある。
【００２０】
図１は本発明の第１の実施形態に係るスコッチヨーク式エンジンの要部斜視図、図２はスコッチヨーク式エンジンにおけるヨークの分解斜視図である。図１に示すように、本実施形態に係るスコッチヨーク式エンジンＭは、いわゆる４サイクルの１２気筒エンジンであり、第一ヨーク２１、第二ヨーク２２、および第三ヨーク２３の３本のヨークを備えている。このうちの第一ヨーク２１には、第一ピストン１、第二ピストン２、第三ピストン３、および第四ピストン４が取り付けられている。また、第二ヨーク２２には、第五ピストン５、第六ピストン６、第七ピストン７、および第八ピストン８が取り付けられている。さらに、第三ヨーク２３には、第九ピストン９、第十ピストン１０、第十一ピストン１１、および第十二ピストン１２が取り付けられている。
【００２１】
第一ヨーク２１は、図２に示すように、第一ヨーク２１には、４本のヨークエレメント２１Ａ，２１Ｂ，２１Ｃ，２１Ｄが設けられており、これらのうち、第一ヨークエレメント２１Ａおよび第二ヨークエレメント２１Ｂが互いに隣接し、かつ平行に設けられている。また、第三ヨークエレメント２１Ｃおよび第四ヨークエレメント２１Ｄが互いに隣接し、かつ平行に設けられている。また、第一ヨークエレメント２１Ａおよび第二ヨークエレメント２１Ｂに対して、第三ヨークエレメント２１Ｃおよび第四ヨークエレメント２１Ｄが対向する位置に設けられている。
【００２２】
第一ヨークエレメント２１Ａおよび第二ヨークエレメント２１Ｂと、第三ヨークエレメント２１Ｃと第四ヨークエレメント２１Ｄとの間には、レール２１Ｅが形成されている。このレール２１Ｅは、第一ヨーク２１の往復動方向に直交する方向に沿って形成されており、レール２１Ｅには、クランク軸３０に設けられた第一クランクピン３１が取り付けられるスライダ２１Ｆが挿入されている。この第一クランクピン３１は、クランク軸３０の軸心から偏心した位置に形成されており、第一ヨーク２１が往復動することにより、レール２１Ｅに沿ってスライダ２１Ｆが移動し、スライダ２１Ｆの移動に伴ってクランク軸３０が回転する。
【００２３】
また、各ヨークエレメント２１Ａ〜２１Ｄの先端部には、それぞれ第一ピストン１〜第四ピストン４が取り付けられている。これらの第一ピストン１〜第四ピストン４は、第一ヨーク２１の往復動方向を向いて配置されている。こうして、第一ヨーク２１の、左側には第一ピストン１および第二ピストン２が配置され、右側には第三ピストン３および第四ピストン４が配置されている。
【００２４】
第二ヨーク２２は、第一ヨーク２１と同様の構成を有しており、第五ヨークエレメント２２Ａ〜第八ヨークエレメント２２Ｄを有しており、各ヨークエレメント２２Ａ〜２２Ｄにそれぞれ第五ピストン５〜第八ピストン８が取り付けられている。また、第二ヨーク２２には、レール２２Ｅが形成されており、スライダ２２Ｆを介してクランク軸３０に設けられた第二クランクピン３２に接続されている。こうして、第二ヨーク２２の左側には第五ピストン５および第六ピストン６が配置され、右側には第七ピストン７および第八ピストン８が配置されている。
【００２５】
さらに、第三ヨーク２３は、第一ヨーク２１と同様の構成を有しており、第九ヨークエレメント２３Ａ〜第十二ヨークエレメント２３Ｄを有しており、各ヨークエレメント２３Ａ〜２３Ｄにそれぞれ第九ピストン９〜第十二ピストン１２が取り付けられている。また、第三ヨーク２３には、レール２３Ｅが形成されており、スライダ２３Ｆを介してクランク軸３０に設けられた第三クランクピン３３に接続されている。こうして、第三ヨーク２３の左側には、第九ピストン９および第十ピストン１０が配置され、右側には第十一ピストン１１および第十二ピストン１２が配置される。
【００２６】
また、図３に模式的に示すように、クランク軸３０に設けられた第１クランクピン３１、第二クランクピン３２、および第三クランクピン３３は、クランク軸３０の軸方向に等間隔をおいて離間して配置されている。また、これらのクランクピン３１〜３３の間のクランクピン間角度が、それぞれ振動相殺角度に設定されている。本実施形態において、具体的には、第一クランクピン３１と第二クランクピン３２との間のクランクピン間角度が１２０度、第二クランクピン３２と第三クランクピンとの間のクランクピン間角度が１２０度に設定されている。なお、第三クランクピン３３と第一クランクピン３１との間のクランクピン間角度も１２０度とされており、各クランクピン間角度は、均等になるように配分されている。
【００２７】
さらに、図示しないシリンダヘッドには、各ピストン１〜１２がそれぞれ嵌め込まれて往復動する第一シリンダ〜第十二シリンダが形成されている。第一ピストン１が往復動する第一シリンダおよび第二ピストン２が往復動する第二シリンダは、互いに隣接し、かつ平行に形成されている。また、第三ピストン３が往復動する第三シリンダおよび第四ピストン４が往復動する第四シリンダ、第五ピストン５が往復動する第五シリンダおよび第六ピストン６が往復動する第六シリンダ、第七ピストン７が往復動する第七シリンダおよび第八ピストン８が往復動する第八シリンダはそれぞれ互いに隣接し、かつ互いに平行に形成されている。さらに、第九ピストン９が往復動する第九シリンダおよび第十ピストン１０が往復動する第１０シリンダ、第十一ピストン１１が往復動する第十一シリンダおよび第十二ピストン１２が往復動する第十二シリンダは、それぞれ互いに隣接し、かつ平行に形成されている。
【００２８】
これらの第一ピストン１〜第十二ピストン１２およびこれらが往復動する第一シリンダ〜第十二シリンダによって、それぞれ第一気筒〜第十二気筒が形成される。また、これらの第一気筒〜第十二気筒には、エンジンサイクルにおける燃焼行程時に点火する図示しない点火プラグがそれぞれ設けられている。
【００２９】
以上の構成を有する本実施形態に係るスコッチヨーク式エンジンの動作、作用について説明する。本実施形態に係るスコッチヨーク式エンジンＭでは、各ピストン１〜１２およびこれらの各ピストン１〜１２が往復動してシリンダに出入りすることにより、吸入工程、圧縮工程、燃焼工程、排気工程の各エンジン工程を循環する。
【００３０】
本実施形態に係るスコッチヨーク式エンジンＭは、１２本のピストン１〜１２を有しているが、クランク軸３０が２回転する間に、各ピストンが１回ずつ燃焼行程を経て、点火気筒となるように設定されている。図４にクランク軸３０が回転した際のクランク角と、燃焼行程にあり、点火プラグによる点火が行われる点火気筒との関係を示す。本実施形態に係るスコッチヨーク式エンジンＭでは、クランク軸３０が６０度回転するごとに点火気筒が順次点火するように点火する点火気筒が移動する。このように、クランク軸３０が６０度分だけ回転する時間と、順次点火する点火プラグの点火タイミングとが同期している。
【００３１】
まず、クランク角が０度のときには、第一気筒が点火気筒となり、クランク角が６０度のときには第九気筒が点火気筒となる。以後、クランク角が６０度回転するたびに、第七気筒、第三気筒、第十一気筒、第五気筒、第二気筒、第十気筒、第八気筒、第四気筒、第十二気筒、第六気筒の順の移動し、クランク軸３０が７２０度、換言すれば２回転した後に、点火気筒が第一気筒に戻る。以後、同様の工程で点火気筒が移動する。
【００３２】
この点火気筒の移動を、点火気筒のあるヨークの移動の観点で見ると、第一ヨーク２１、第三ヨーク２３、第二ヨーク２２の順番で点火気筒があるヨークが移動している。さらに、ヨークの左右を考慮してみると、第一ヨーク２１の左側、第三ヨーク２３の左側、第二ヨーク２２の右側、第一ヨーク２１の右側、第三ヨーク２３の右側、第二ヨーク２２の左側の順で点火気筒のある位置が移動している。このように、点火気筒が移動することにより、各ピストン１〜１２および各シリンダによって生じる往復慣性力のうち、シリンダ軸方向（クランク軸３０に直交する方向）の成分が相殺される。図５は、往復慣性力の左方向を正、右方向を負としたときのクランク角と、各クランクピンに生じる往復慣性力、さらには、それらの往復慣性力の合計値との関係を示すグラフである。図５に示すように、クランク角が０度のときには、第一ヨーク２１が取り付けられる第一クランクピン３１では往復慣性力が０である。また、第二ヨーク２２が取り付けられる第二クランクピン３２では往復慣性力が＋０．６７である。さらに、第三ヨーク２３が取り付けられる第三クランクピン３３では往復慣性力が−０．６７である。ここでの往復慣性力は、各クランクピン３１〜３３に掛かる往復慣性力の絶対値の最大値を１としている。
【００３３】
そして、これらのクランクピン３１〜３３に掛かる往復慣性力を合計すると、その往復慣性力の合計は０となる。以後、クランク軸３０の回転に伴い、各クランクピン３１〜３３に掛かる往復慣性力は図５に示すように変化するが、それらの合計は常に０となる。このように、各クランクピン３１〜３３に掛かる往復慣性力を相殺することにより、往復慣性力の合計を常に０とすることができる。ここで、本実施形態のようなスコッチヨーク式エンジンでは、クランクシャフトが一定速度で回転すると、ピストンは完全にサイン波を描くように運動する。このため、ハーモニクス成分はまったく発生せず、点火間隔の小ささと相俟ってきわめて静粛なエンジンを構成することができる。
【００３４】
このように、本実施形態に係るスコッチヨーク式エンジンＭによれば、ピストンの往復動によるシリンダの軸方向への振動を相殺することができるので、このような振動や騒音を好適に抑制することができる。
【００３５】
また、上記実施形態においては、３本のヨークを用いているが、この３本のヨークと対称となるヨークをクランク軸に直交する軸を対称軸として配置した６本のヨークを有する２４気筒のスコッチヨーク式エンジンとすることもできる。このスコッチヨーク式エンジンでは、上記の実施形態で示した順で点火プラグの点火タイミングが上記対称軸を介して対称となるように移動させる。このような２４気筒のエンジンを用いることにより、クランク軸に生じるモーメントをも相殺することができる。したがって、振動の発生をさらに好適に抑制することができる。
【００３６】
さらに、上記実施形態では、１２気筒または２４気筒のエンジンについて説明したが、たとえばヨークを４本用いた１６気筒などのスコッチヨーク式エンジンとすることもできる。ヨークを４本として１６気筒を構成する場合、トルク変動を最小限に抑えるためには、４５度の等間隔での点火タイミングとすることが考えられる。このためには、１つのヨークあたり１８０度間隔の点火となることから、９０度間隔で配置した２本のヨークを２組用意し、これらを互いに４５度ずらして配置したクランクピンの構成とすることになる。この組み合わせは、４通り考えられ、その配置をそれぞれ図６（ａ）、図７（ａ）、図８（ａ）、図９（ａ）に示す。これらの組み合わせに対するピストンの往復慣性力についてシミュレーションを行った。
【００３７】
以下の例において、第一ピストン１〜第四ピストン４は第一ヨークに設けられ、第五ピストン５〜第八ピストン８は第二ヨークに取り付けられる。また、第九ピストン９〜第十二ピストン１２は第三ヨークに取り付けられ、第十三ピストン１３〜第十六ピストン１６は第四ヨークに取り付けられる。また、第一ヨーク〜第四ヨークは、この順でクランク軸の軸方向にそれぞれ等間隔で離間して設けられた第一クランクピン〜第四クランクピンに取り付けられている。
【００３８】
まず、図６（ａ）に示すように、クランク角度が０度のときに、第一ピストン１〜第四ピストン４を０度の位置に配置した。また、第五ピストン５〜第八ピストン８を９０度の位置に、第九ピストン９〜第十二ピストン１２を４５度の位置に、第十三ピストン１３〜第十六ピストン１６を１３５度の位置にそれぞれ配置した。そのときのクランク角の変化に伴う往復慣性力の変化をシミュレーションした。その結果、図６（ｂ）に示すように、最大２．６１となる往復慣性力が生じる結果となった。
【００３９】
同様に、図７（ａ）に示すように、クランク角度が０度のときに、第一ピストン１〜第四ピストン４を０度の位置に配置した。また、第五ピストン５〜第八ピストン８を９０度の位置に、第九ピストン９〜第十二ピストン１２を１３５度の位置に、第十三ピストン１３〜第十六ピストン１６を２２５度の位置にそれぞれ配置した。そのときのクランク角の変化に伴う往復慣性力の変化をシミュレーションした。その結果、図７（ｂ）に示すように、最大１．０８１となる往復慣性力が生じる結果となった。
【００４０】
さらに、図８（ａ）に示すように、クランク角度が０度のときに、第一ピストン１〜第四ピストン４を０度の位置に配置した。また、第五ピストン５〜第八ピストン８を９０度の位置に、第九ピストン９〜第十二ピストン１２を１３５度の位置に、第十三ピストン１３〜第十六ピストン１６を２２５度の位置にそれぞれ配置した。そのときのクランク角の変化に伴う往復慣性力の変化をシミュレーションした。その結果、図６（ｂ）に示すように、最大１．０８１となる往復慣性力が生じる結果となった。
【００４１】
そして、図９（ａ）に示すように、クランク角度が０度のときに、第一ピストン１〜第四ピストン４を０度の位置に配置した。また、第五ピストン５〜第八ピストン８を９０度の位置に、第九ピストン９〜第十二ピストン１２を４５度の位置に、第十三ピストン１３〜第十六ピストン１６を−４５度の位置にそれぞれ配置した。そのときのクランク角の変化に伴う往復慣性力の変化をシミュレーションした。その結果、図６（ｂ）に示すように、最大２．６１となる往復慣性力が生じる結果となった。
【００４２】
この結果から、４本のヨークを用いた１６気筒のスコッチヨーク式エンジンとする場合には、第一クランクピンと、第二クランクピンとのクランクピン間角度が９０度に設定され、第二クランクピンと、第三クランクピンとのクランクピン間角度が４５度に設定され、第三クランクピンと、第四クランクピンとのクランクピン間角度が９０度に設定されているようにするのが好適であることが判る。
【００４３】
なお、図１０（ａ）に示すように、４つのクランクピンを１８０度間隔で配置して、第一ピストン１〜第四ピストン４と、第十三ピストン１３〜第十六ピストン１６とを０度の位置に、第五ピストン５〜第八ピストン８と、第九ピストン９〜第十二ピストン１２とをそれぞれ１８０度の位置に配置することもできる。このような配置とした場合には、点火プラグによる点火タイミングが１８０度間隔と粗くなるものの、シリンダ軸方向への往復慣性力を相殺することができる。
【００４４】
また、第一クランクピン〜第四クランクピンを９０度間隔で配置し、それぞれに第一ヨーク〜第四ヨークを取り付ける態様とすることもできる。このような態様の場合には、図１１に示すように、各クランクピンに生じる往復慣性力が相殺され、その合計を０とすることができる。
【００４５】
【発明の効果】
以上のとおり、本発明によれば、１２気筒、１６気筒といった多気筒としても、振動等を抑制することができるスコッチヨーク式エンジンを提供することができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】スコッチヨーク式エンジンの要部斜視図である。
【図２】スコッチヨーク式エンジンにおけるヨークの分解斜視図である。
【図３】クランク軸と各クランクピンのクランクピン間角度との関係を模式的に示す図である。
【図４】にクランク軸３０が回転した際のクランク角と、点火プラグによる点火が行われる点火気筒との関係を示す図である。
【図５】往復慣性力の左方向を正、右方向を負としたときのクランク角と、各クランクピンに生じる往復慣性力、さらには、それらの往復慣性力の合計値との関係を示すグラフである。
【図６】（ａ）は、各ピストンとクランク角の関係を示す図、（ｂ）は、各クランクピンに生じる往復慣性力、さらには、それらの往復慣性力の合計値との関係を示すグラフである。
【図７】（ａ）は、図６と異なる配置の各ピストンとクランク角の関係を示す図、（ｂ）は、各クランクピンに生じる往復慣性力、さらには、それらの往復慣性力の合計値との関係を示すグラフである。
【図８】（ａ）は、図６とさらに異なる配置の各ピストンとクランク角の関係を示す図、（ｂ）は、各クランクピンに生じる往復慣性力、さらには、それらの往復慣性力の合計値との関係を示すグラフである。
【図９】（ａ）は、図６とさらに異なる配置の各ピストンとクランク角の関係を示す図、（ｂ）は、各クランクピンに生じる往復慣性力、さらには、それらの往復慣性力の合計値との関係を示すグラフである。
【図１０】（ａ）は、図６とさらに異なる配置の各ピストンとクランク角の関係を示す図、（ｂ）は、各クランクピンに生じる往復慣性力、さらには、それらの往復慣性力の合計値との関係を示すグラフである。
【図１１】図６と異なる配置の各ピストンとクランク角の関係における各クランクピンに生じる往復慣性力、さらには、それらの往復慣性力の合計値との関係を示すグラフである。
【符号の説明】
１…第一ピストン、２…第二ピストン、３…第三ピストン、４…第四ピストン、５…第五ピストン、６…第六ピストン、７…第七ピストン、８…第八ピストン、９…第九ピストン、１０…第十ピストン、１１…第十一ピストン、１２…第十二ピストン、１３…第十三ピストン、１６…第十六ピストン、２１…第一ヨーク、２１Ａ〜２１Ｄ，２２Ａ〜２２Ｄ，２３Ａ〜２３Ｄ…ヨークエレメント、２１Ｅ，２２Ｅ，２３Ｅ…レール、２１Ｆ，２２Ｆ，２３Ｆ…スライダ、２２…第二ヨーク、２３…第三ヨーク、３０…クランク軸、３１…第一クランクピン、３２…第二クランクピン、３３…第三クランクピン、Ｍ…スコッチヨーク式エンジン。
【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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