(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
内燃エンジンであって、
それぞれのシリンダの長手軸に沿って往復運動する対応する複数のピストンを提供される少なくとも１つのシリンダと、
相互に向かい合わされ、それぞれ第１のロータリーシャフト及び第２のロータリーシャフトに接続された少なくとも第１のパワーカム及び第２のパワーカムと、
前記複数のピストンが前記第１のパワーカムと前記第２のパワーカムとの接触を失うことを防止するため、前記第１のパワーカム及び前記第２のパワーカムの各々に連結された複数のカウンタカムと、を備え、
前記複数のピストンが往復運動する結果、前記複数のピストンが前記第１のパワーカム及び前記第２のパワーカムに作用し、これにより前記内燃エンジンを駆動すべく前記第１のロータリーシャフト及び前記第２のロータリーシャフトに回転運動を与え、
前記第１のロータリーシャフト及び前記第２のロータリーシャフトが一緒に回転され得るように、前記第１のロータリーシャフト及び前記第２のロータリーシャフトを互いに接続する取り付け機器を更に備え、前記取り付け機器は、前記第１のロータリーシャフト及び前記第２のロータリーシャフトの相対的角度位置を変化させるシフト手段を有し、
前記複数のピストンは、前記複数のカウンタカムの１つの上で回転すべく適合された少なくとも１つのカウンタカムフォロワホイールを有し、
複数の前記シリンダは、カウンタカムフォロワホイール及びそのシャフトが複数の前記シリンダと衝突しないことを可能とするために、対向する複数の端部に形成される陥凹を有する
内燃エンジン。
【請求項２】
前記シフト手段は、前記第１のロータリーシャフト及び前記第２のロータリーシャフト内のそれぞれの複数の歯と係合するのに適した複数の歯を含むスライダを有する結果、前記スライダが前記第１のロータリーシャフト及び前記第２のロータリーシャフトの長手軸に沿って移動されると、前記第１のロータリーシャフト及び前記第２のロータリーシャフトは互いに回転する、請求項１に記載の内燃エンジン。
【請求項３】
前記スライダ、前記第１のロータリーシャフト及び前記第２のロータリーシャフトの前記複数の歯は斜めであり、前記第１のロータリーシャフトの前記複数の歯は前記第２のロータリーシャフトの前記複数の歯に対して対称的である、請求項２に記載の内燃エンジン。
【請求項４】
前記第１のロータリーシャフト及び前記第２のロータリーシャフトにおける前記複数の歯の対称面は、前記第１のロータリーシャフト及び前記第２のロータリーシャフトに対し垂直である、請求項２に記載の内燃エンジン。
【請求項５】
前記シフト手段は、前記スライダを作動させる駆動手段を有する、請求項２から４のいずれか１項に記載の内燃エンジン。
【請求項６】
前記複数のピストンは、前記第１のパワーカム及び前記第２のパワーカムの１つの上で回転すべく適合された少なくとも１つのフォロワホイールを有する、請求項１から５のいずれか１項に記載の内燃エンジン。
【請求項７】
前記第１のパワーカム及び前記第２のパワーカムの各々に少なくとも１つのカムトラックが設けられる、請求項１から６のいずれか１項に記載の内燃エンジン。
【請求項８】
複数の前記カムトラックの各々が、動力行程において、複数の排気ポートが複数の吸気ポートの前に開かれ、圧縮行程において、前記複数の排気ポートが前記複数の吸気ポートの前に閉じられるように設計された２つのそれぞれの突出領域により画定される、請求項７に記載の内燃エンジン。
【請求項９】
前記第１のパワーカム及び前記第２のパワーカムにおける前記カムトラックの形状が、互いに類似するか、又は他のものと等しい、請求項７または８に記載の内燃エンジン。
【請求項１０】
複数の前記カムトラックのそれぞれが、少なくとも上昇又は圧縮部、及び下降又は動力部を有する、請求項７から９のいずれか１項に記載の内燃エンジン。
【請求項１１】
複数の前記カムトラックのそれぞれは、圧縮部と下降部との間に少なくとも追加の平坦部を更に有する請求項７から１０のいずれか１項に記載の内燃エンジン。
【請求項１２】
３ストロークエンジンである、請求項１から１１のいずれか１項に記載の内燃エンジン。
【請求項１３】
前記複数のピストンは、ピストンヘッド、ピストン本体、及び前記ピストンヘッドと前記ピストン本体とを接続するコネクタを有する、請求項１から１２のいずれか１項に記載の内燃エンジン。
【請求項１４】
燃焼室は、複数の前記シリンダの各々の中に画定され、複数の前記シリンダの各々の中の２つの隣接する前記ピストンヘッドの間のスペースによって形成される、請求項１３に記載の内燃エンジン。
【請求項１５】
ピストン本体は、圧縮及び動力行程の間にピストン本体がカムトラックに対して衝突するのを防止する、対向する複数の端部に形成される陥凹を有する、請求項１から１４のいずれか１項に記載の内燃エンジン。
【請求項１６】
前記複数のピストンが複数の前記シリンダの各々に対して回転されるのを防止する、ロック手段を更に備える、請求項１から１５のいずれか１項に記載の内燃エンジン。
【請求項１７】
ピストンヘッドが、燃焼室の近くの前記ピストンヘッドの一端に配置された複数の圧縮ピストンセグメントと、前記ピストンヘッドの最下部に配置された複数の潤滑ピストンセグメントと、を支持する請求項１４から１６のいずれか１項に記載の内燃エンジン。
【請求項１８】
冷却流体が内部を通って流れ得る複数の前記シリンダの周囲に提供されるフィン付き領域を備える、請求項１から１７のいずれか１項に記載の内燃エンジン。
【請求項１９】
複数の前記シリンダの各々が、
一方の側において、前記複数のピストンによって制御され、前記複数のピストンは次に、前記第１のパワーカム及び前記第２のパワーカムの１つに対応して設けられる複数のカムトラックにより制御される、複数の吸気ポートと、
他方の側において、前記複数のピストンによって制御され、前記複数のピストンは次に、前記第１のパワーカム及び前記第２のパワーカムの他方に対応して設けられる前記複数のカムトラックにより制御される、複数の排気ポートと、を有する、請求項１から１８のいずれか１項に記載の内燃エンジン。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本開示は、複数の内燃エンジン等の複数のエンジンに関し、より具体的には複数の対向ピストンエンジンに関する。
【背景技術】
【０００２】
複数の対向ピストン燃焼エンジンは、本技術分野において公知である。そのような複数のエンジンにおいて、各端部に配置された１つのピストンを有するように少なくとも１つの共通のシリンダが提供される。２つの対向ピストンは一般的に燃焼室を形成する。内部で燃焼が起こる場合、複数の気体は両方のピストンに対して反対方向に駆動するように作用する。
【０００３】
一般的に、複数の対向ピストンエンジンは、各ピストンによりそれぞれ駆動される、シリンダの一端の近くに配置された複数の吸気ポートと、シリンダの反対の端部の近くに配置された排気ポートと共に提供される。
【０００４】
動力の伝達のため、複数のクランクシャフトを有する、又は複数のパワーカムを有する複数の対向ピストンエンジンがある。本開示は、動力の伝達のために複数のパワーカムを有する複数の対向ピストンエンジンに関する。
【０００５】
複数のそのようなエンジンの複数の例は米国特許公開第５５５１３８３号、欧州特許公開第０３５７２９１号及び国際公開第２００５００８０３８号において開示される。複数のエンジンは、反対方向に往復運動をするよう適合された対向する複数のピストンと、２つのパワーカムを支持するメインシャフトとを備えるものとして開示される。複数のピストンは、パワーカムに作用するフォロワ又はベアリングと共にそれらの駆動端部に提供される。複数のピストンの往復運動は、メインシャフトの回転運動をもたらす。
【０００６】
例えば、国際公開第２０１０１１８４５７号において、ピストンの対が、シリンダの長手軸に沿って反対方向に往復運動をするよう配置されている。燃焼室は、複数のピストンの間に画定される。第１及び第２のシャフトは、軸方向に離間された各カムに接続され、互いに位置合わせされて提供される。動作中、第１のシャフトが第２のシャフトと反対方向に継続的に回転する。第２のシャフトは縦穴を有し、それを通じて第１のシャフトは延在し得、回転し得る。このエンジンは、使用時にその構成を変更するように適合されていない。
【０００７】
同じ出願人の名前で出願された国際公開第２０１２１１３９４９号は、中心が中空のシャフト及び、そこから突出し、それらの間にチャンバを画定する対向ピストンを有する各シリンダそれぞれを接続する複数の中空腕部を備えるエンジンを開示する。エンジンは、各ピストン内に形成される複数のベアリングがエンジンを駆動すべくその上で回転する、対向する２つのパワーカムを更に備える。
【０００８】
これらの燃焼エンジンの主な利点は、側面荷重が取り除かれるか、少なくとも大幅に減少されることである。しかしながら、上の従来技術の複数の燃焼エンジンは、異なる特性を有する複数の異なるエンジンが製造されなければならない場合において、特に高コストである。加えて、上記従来技術の複数の燃焼エンジンは、高い燃料消費及び劣った性能の複数のエンジンである。
【０００９】
従って、エンジンが互いに異なる特性と、高い性能と動力を有するかに関わらず、容易に製造できる複数の対向ピストンエンジンを提供する必要性がある。
【発明の概要】
【００１０】
本願発明に係る内燃エンジンは、対向ピストンのタイプである。それは、例えば、機械加工により作成可能な好ましくは円筒形状を有するエンジンブロックを備える。しかしながら、本願の対向ピストンエンジンのエンジンブロックは、角柱又はさらに不規則な形状であり得る。この燃焼エンジンは、ガソリン又はディーゼルエンジン、又は、バイオ燃料エンジンでさえあり得る。１つの好ましい実施形態において、本願発明に係る内燃エンジンは、３ストロークエンジンであり得る。少なくとも１つのシリンダがエンジンブロックの内部に提供される。１つの好ましい実施形態は、以下に記載される少なくともいくつかの特徴を有する、３ストロークのツインシリンダの対向ピストンエンジンである。複数のシリンダは、水平、鉛直、又は傾斜等の任意の所望の位置において、機能するよう配置され得る。
【００１１】
少なくとも第１及び第２の相互に対向するパワーカムが、エンジンブロックの内部に提供される。パワーカムの各々は、第１及び第２のロータリーシャフトの対向する端部のそれぞれに接続されるか、その一部である。従って、複数のパワーカムは、各ロータリーシャフトと一緒に回転され得る。各出力シャフトは、各パワーカムに接続されるか、その一部である。動作中、第１及び第２のロータリーシャフト、出力シャフト、及び各パワーカムは一緒に回転される。
【００１２】
第１及び第２のロータリーシャフトは、互いに位置合わせされる。上記ロータリーシャフトは、好ましくは、エンジンブロック内の中心部分に配置される。第１及び第２のロータリーシャフトの間隔は、互いに隣接するが、互いに接触しないよう、それらの各端部の間に提供されるのが好ましい。
【００１３】
上述されるように、本願発明に係るエンジンは、１又は複数のシリンダを備え得る。複数のシリンダの数に応じて、複数のパワーカムは、対応する複数の突出領域によって画定される異なる数のカムトラックを有するであろう。例えば、ツインシリンダエンジンについて、複数のパワーカムは、２つのそれぞれの突出領域により画定される２つのカムトラックを有する。これは、エンジンサイクルが、シャフトの各回転に対して良好な重量バランスを有し、２回実行されることをもたらす。
【００１４】
本願発明に係るエンジンの複数のシリンダは、エンジンブロックと一体的に形成され得る。しかしながら、複数のシリンダがエンジンブロックに連結された分離された複数の部品である複数の実施形態は排除されない。
【００１５】
各シリンダ内に、２つの対応するピストンが配置される。使用時に、複数のピストンは、シリンダの長手軸に沿って往復運動する。各ピストンはピストンヘッド、ピストン本体及びコネクタを備える。コネクタは、ピストンヘッド及びピストン本体を相互接続するためのものである。コネクタは接続ロッドのように形成されるが、全く振動しないか、ほとんど振動しない。製造上の複数の不整合及び複数の公差に起因する複数の部品間の小さな動きに対応するためにほとんど振動しないことが好適である。コネクタは、アセンブリを軽量化する実質的に平行な複数のロッドを備える。コネクタを形成する複数の平行なロッドは、ピストンヘッド及びピストン本体を接続する複数の上部及び底部共通シャフトによって相互に接合される。
【００１６】
各シリンダにおける２つのピストンの間に、燃焼室が画定される。例えば、本願発明に係るエンジンがガソリンエンジンか、ディーゼルエンジンかに応じて、少なくとも一つのスパークプラグ又は噴射装置が燃焼室内部に提供される。
【００１７】
また、複数の吸気及び排気ポートがエンジンブロック内に形成され、各シリンダを通じてチャンバに連結される。１又は複数のスパークプラグ（ガソリンエンジン）、又は、複数の燃料噴射装置（ディーゼルエンジン）がチャンバに提供される。複数のバイオディーゼルエンジン、複数のガスエンジン等の本願発明に係る構造が適用可能な複数の他のエンジンのタイプは、排除されない。ガソリンエンジンの場合、キャブレタ又は間接／直接噴射によって機能し得るが、直接噴射が最も好適である。
【００１８】
ピストンヘッドは、圧縮ピストンセグメントを支持する。そのような複数のピストンセグメントは、燃焼室の近くにピストンの一端に配置される。 また、ピストンヘッドは、複数の潤滑ピストンセグメントを支持する。複数の潤滑ピストンセグメントは、ピストンヘッドの一端の部分、つまり、ピストンスカートに配置される。複数のピストンセグメント、特に、複数の潤滑ピストンセグメントの配置は、ピストン行程並びに上記複数の吸気及び排気ポートの配置と密接に関係する。圧縮行程において、複数のポートにオイルが入ること、それにより、複数のシリンダにオイルが入ることを防止するために、複数のポートが開放出来ないことを考慮して、複数の潤滑ピストンセグメントは、複数の圧縮ピストンセグメントの出来るだけ近くに配置されることが好ましい。
【００１９】
ピストン本体は、圧力気体が各パワーカムに連結された出力シャフト上のトルクへと変換された場合に主荷重に耐える。
【００２０】
複数のパワーカムは、上述されるように互いに面している第１及び第２のロータリーシャフトの各外側端部に配置される。ピストンの往復運動が、エンジンを駆動すべく第１及び第２のロータリーシャフトに回転運動が与えられることをもたらすよう、ピストンの各々は、各パワーカムに作用するよう適合される駆動端を有する。
【００２１】
一例において、各パワーカムにおいて、２つのカムトラックが画定され、それらは、各パワーカムにおいて、１８０°の位置関係の等しい形のウェーブトラックを画定する。具体的には、１つのピストンにおけるパワーカムが２つの吸気カムトラックを有する。一方、反対のピストンにおけるパワーカムは２つの排気カムトラックを有する。
【００２２】
従って、複数の排気及び吸気ポートは、上述されるように、エンジンブロック内に形成され、複数のピストンの間の複数のチャンバに連結されたものとして提供される。複数の排気ポートは、複数の排気ピストン、つまり、複数の排気カムトラックを有するパワーカムに連結された複数のピストンによって駆動され、複数の吸気ポートが、複数の吸気ピストン、つまり、複数の吸気カムトラックを有するパワーカムに連結された複数のピストンにより駆動される。従って、複数のポートの開閉は、複数のカムトラックの形状により制御される。
【００２３】
本願発明に係るエンジンの一例において、それぞれのカムトラックのウェーブの各々は、少なくとも２つの部分、即ち、上昇又は圧縮部、及び下降又は動力部を画定する。ウェーブは、排気ピストンが吸気ピストンに対して前に位置するように設計される。しかしながら、それぞれのカムトラックのウェーブの各々は、複数の圧縮部と、複数の下降部との間に、少なくとも追加の平坦部を画定してよい。
【００２４】
複数の吸気及び排気カムトラックは、互いに異なる必要がないことに留意することは重要である。複数の吸気及び排気カムトラックが等しい場合、上記カムトラックは適切な角度シフトを有するべきである。
【００２５】
従って、本願発明に係るエンジンの重要な特徴によると、動力行程の終了の前に、複数の排気ポートが、複数の吸気ポートの前に対応する複数のピストンヘッドによって開かれ、圧縮行程の開始時に、複数の排気ポートは、対応する複数のピストンヘッドにより複数の吸気ポートが閉じられる前に閉じられる。
【００２６】
本願発明に係るエンジンの重要な特徴によると、取り付け機器が提供される。例えばエンジンブロック内部に、取り付け機器が配置される。取り付け機器は、第１及び第２のロータリーシャフトを一緒に回転可能にするよう、それらを互いに接続するために適合される。従って、動作中、取り付け機器は第１及び第２のロータリーシャフトと共に、一緒に回転する。第１及び第２のロータリーシャフトの一部は、適切に潤滑にされる。
【００２７】
そのような取り付け機器は、複数のシフト手段を備える。複数のシフト手段は、例えば長手軸に沿って変位される、移動可能なスライダを含み得る。適切な制御部により管理されるサーボモータ等の複数のモータ手段が、スライダを作動すべく使用され得る。
【００２８】
スライダが作動されると、第１及び第２のロータリーシャフトは互いに回転させられ、つまり、それらの相対的角度位置の変化が引き起こされる。これは、次に、複数のパワーカムの相対的角度位置が、変化されることをもたらす。
【００２９】
この目的のため、スライダは、第１及び第２のロータリーシャフトに形成される、それぞれ外側の歯又はチャネルに係合するのに適した複数の歯又は複数のチャネルを有し得る。具体的には、第１及び第２のロータリーシャフトの複数の歯又は複数のチャネルは、それらそれぞれに相互に隣接又は近接する複数の端部に形成される。一実施形態において、スライダの複数の歯又は複数のチャネルは、その内部に形成される。一方、ロータリーシャフトの複数の歯又は複数のチャネルは、上記ロータリーシャフトの端部の外部に形成される。
【００３０】
スライダ並びに第１及び第２のロータリーシャフトの両方の複数の歯又は複数のチャネルは、例えば、らせん状であり得る。そのような実施形態において、第１のロータリーシャフトの複数の歯又は複数のチャネルは、第２のロータリーシャフトの複数の歯又は複数のチャネルに関して対称的であり得る。さらに、第１及び第２のロータリーシャフトにおける複数の歯の対称面は、第１及び第２のロータリーシャフトに対し垂直であり、従ってハスバ歯車を画定する。
【００３１】
シフト手段が作動された際に、第１及び第２のロータリーシャフトが互いに回転する限り、複数の歯又は複数のチャネルについて他の形状もまた可能である。
【００３２】
複数のシフト手段の作動は、複数のパワーカム並びに第１及び第２のロータリーシャフトを互いに回転させ、エンジンの配分及び圧縮比が変化されることをもたらす。エンジンの配分及び圧縮比の変化は動的及び同時に実行され、エンジンの動作の間の複数の排気及び吸気ポートの作動の変更を伴う。燃焼室内部の体積も変化させられ、従って、以下で説明されるようにエンジンの圧縮比も変化させられる。
【００３３】
可変配分は、広範囲のエンジン速度に渡ってより高いトルクが伝達されることを可能とする簡易な方法で達成されるため、有利である。複数の吸気及び排気ポートの開閉は、常にエンジンの複数の要件に適合する。燃料消費及び汚染物質を減少して、大幅にエンジン性能を増大し、トルク及び動力の増大が得られるため、これは重要な利点である。
【００３４】
可変配分は、制御部により制御されるエンジン速度、吸気コレクタにおける空気の圧力、スロットル位置等のエンジンの複数の要件により制御され得る。エンジンが低速（アイドル速度から始動して）のとき、吸気の開放よりも排気の開放がより少なく想定されることが求められる。というのは、そのように排気の開放がより少なく想定されることで、シリンダ内部の圧力が、時間内に開放可能であり、その結果、吸気ポートが開くとき、気体が不足なく可能な限り最適に入ることが可能になるからである。本願発明に係る可変配分型エンジンは、複数の吸気ポートが開く場合に、気体の吸気の開始を容易にすべく、シリンダ内部の圧力は吸気コレクタ内の圧力又は気圧より低くなる。本願発明に係る可変配分型エンジンは、動力行程の間解放されたエネルギーを最大限利用し、可能な限り高い動力を複数の出力シャフト上で取得すべく、複数の排気ポートができる限り遅く開かれることを可能とする。他方、エンジン速度が増加される（上述されるように、これは多数の他の変数にも依存するが、エンジン速度は最も重要である）につれて、排気ポートの開放が想定され、従って、複数の吸気ポートを開く前に、シリンダの内部の圧力を解放するために利用できる時間がより短くなることを補償することが重要になる。
【００３５】
この全てが、パワーカムの相対的角度位置を互いに対して適切に、適宜変更することにより実現される。複数の排気及び吸気カムトラックは、排気カムトラックが吸気カムトラックに対しわずかに進むように、あるいは、吸気カムトラックが排気カムトラックに対し遅れるように、わずかに回転される。これは、取り付け機器のスライダがその零点位置（アイドリング位置）に対し移動されると、排気カムトラックが吸気カムトラックに対して進むように回転し、この結果、動力行程において複数の吸気ポートの前に複数の排気ポートが開放され、圧縮行程において複数の吸気ポートの前に複数の排気ポートが閉じられることを引き起こすことを伴う。スライダがより変位すると、より排気が吸気に対して進められ、つまり、排気ポートが吸気ポートに対してより早く開閉されることに留意することが重要である。従って、配分が動的に変化される。
【００３６】
圧縮比もまた、第１及び第２のロータリーシャフトを連結する取り付け機器の作動を通じて単純な方法で有利に達成される。これは、エンジンが動作中のとき、エンジンの圧縮比が動的に調整されることを可能とする。このように、エンジンが変動する負荷の下で動作する間、燃料効率性を向上させることが可能になる。具体的には、複数のピストンは、上死点（ＴＤＣ）にあると、スライダが休止位置、又は、零点位置（相対的な回転が第１及び第２のシャフトにおいて生じない）にある。両方のパワーカムにおける複数のカムトラックが一致するように、アイドルの場合、理想的には、この位置はエンジンの位置と一致する。上述されるように、複数の吸気及び排気カムトラックが等しい場合、それらは適切な角度シフトを有することに留意されたい。シフタの上記の位置において、圧縮比は最も高く、これは低速に適している。エンジンが速度を上げるにつれて、圧縮比が低減されることが求められ、結果的にエンジンの状態は、いつもエンジンの最適点の近くに維持される。この調整は、吸気コレクタにおける空気の圧力、エンジンの負荷、スロットル位置（動力の要求）等、いくつかのエンジンパラメータ（エンジン速度だけでなく）に依存する。従って、圧縮比を減少させるため、シフタの位置は、第１及び第２シャフトの方へ軸方向に変更される。これは排気カムトラックが吸気カムから特定の角度進むようにする。複数のガソリンエンジンのスパークプラグのイグニション（又はディーゼルエンジンにおける噴射の作動）のための基準として、最高点として考えられる吸気カムトラックの上部が取られる。従って、吸気ピストンがその最高点（ＴＤＣ位置）にある場合、排気ピストンは、そのＴＤＣ位置より下の位置になるよう移動し始め、従って、燃焼室を増大させ、結果的に圧縮比を下げる。従って、制御部により管理されるシフタは、継続的に移動され、結果的に圧縮比はエンジンの複数の要件と複数の必要性によりよく適合される。
【００３７】
エンジンの配分及び圧縮比は、取り付け機器により同時かつ動的に変化される。
【００３８】
カムの複数の形状及び取り付け機器の動作する方法について少なくとも２つの可能な構成が想定される。これは主に（アイドル速度における）その開始地点と始動回転角度に影響する。
【００３９】
第１の可能な構成は、動力行程において、排気ポートが先に開かれ、圧縮行程において、それらが先に閉じられるように、複数のカムトラックは設計される。このやり方で、アイドル速度において、複数のカムトラックの上部は位置合わせされる。上述されたように、この位置は、取り付け機器の零点位置に対応する。従って、排気トラックは、吸気トラックに対して進んでいる必要がない。動力行程の終了の際、複数の排気ポートは、複数の吸気ポートより前に開かれ、圧縮の開始の前に閉じられる。上述されるように、エンジンの出力シャフトが回転するとき、この位置から、取り付け機器は、制御部により管理されるサーボモータを通じて移動され、それにより、スライダの内側の複数の歯又は複数のチャネルを、第１のロータリーシャフトと第２のロータリーシャフトとが互いに回転することを生じさせる角度において、第１のロータリーシャフト及び第２のロータリーシャフトにおける複数の歯又はチャネルに対し作用することを生じさせる。つまり、複数のパワーカムの相対的角度位置が変化され、エンジンの配分及び圧縮比が動的及び同時に変化されることをもたらす。
【００４０】
複数のカムトラックの別の可能な構成は、ウェーブの浮き沈みを等しくし、排気及び吸気カムトラックを等しくする。この場合、エンジンが機能するために、取り付け機器は（アイドル速度において）排気カムトラックが吸気カムトラックに対して適切な角度で回転された位置から始動されなければならない。この構成に従って、エンジンは回転の両方の方向に動作され得る。
【００４１】
各カウンタカムは、各パワーカムに対応して形成され、それに連結される。複数のカウンタカムは、従って、第１及び第２シャフトのそれぞれに取り付けられるか、その一部であり、また第２シャフトは各パワーカムに取り付けられるかその一部である。複数のカウンタカムの直径は、複数のパワーカムのものより小さいことが好ましい。複数のカウンタカムは、それらの対応する複数のパワーカムと同じ形状を有し、互いに面している。複数のカウンタカムの目的は、複数のピストンの慣性力が複数のパワーカムのものと反対方向であり、シリンダまたは複数のシリンダの内部の気体の圧力による力が上記の慣性力より低い場合に生じ得る、同じシリンダ内のピストンの衝突を防ぐことである。第１及び第２のロータリーシャフトは、複数のパワーカム及び複数のカウンタカムと一緒に回転する。
【００４２】
ツインシリンダエンジンの特定の例において、及び、上述される通り、２つのカムトラックは各パワーカム内に画定され、等しいウェーブトラックを画定する。その結果、１つのピストンにおいてパワーカムは２つの吸気カムトラックを有し、一方、反対のピストンにおいてパワーカムは２つの排気カムトラックを有する。具体的には、各シリンダは、ピストンヘッドにより制御される複数の吸気ポートを一方側に有し、ピストンヘッドは、次に、パワーカムにおいて提供される複数の吸気カムトラックにより制御される。シリンダの他方側に、排気ポートがピストンヘッドにより制御されるよう提供され、ピストンヘッドは、次に、反対のパワーカムにおいて提供される複数の排気カムトラックにより制御される。
【００４３】
１つの特に好適な実施形態において、ツインシリンダエンジンが提供される。２つのシリンダは、第１及び第２シャフトのいずれかの側に配置され、つまり、２つのシリンダは、シャフトの軸方向において互いに１８０°分離されている。２つのピストンは、上述されるように各パワーカム及び複数のカウンタカムを駆動するために互いに面している各シリンダ内部にスライド自在に受け入れられる。
【００４４】
シリンダの複数の排気及び吸気ポートは、複数のカムトラックの形状及び回転に従って、ピストンヘッドにより、開かれたり閉じられたりする。複数のカムトラックの形状は、上述されるように、動力行程において、複数の排気ポートが先に開かれて、圧縮行程において、複数の排気ポートが先に閉じられるようになる。
【００４５】
各ピストンは、ピストンヘッド、ピストン本体及びコネクタを備える。コネクタは接続ロッドの一種だが、スイングしない。コネクタはピストンヘッド及びピストン本体を一緒に接続する。ピストンヘッドは、複数の圧縮リングを燃焼室に最も近い端部に有し、複数の潤滑リングをピストンヘッドの下部（スカート）に有する。複数のピストンリング（特に複数の潤滑リング）の位置は、ピストン行程及び複数のシリンダポートの位置に密接に関係する。ピストン本体は、気体の圧力をシャフトトルクへ変換するときの負荷に耐えるように設計される。
【００４６】
複数のピストンは、少なくとも１つのカムフォロワホイール、例えば２つ又は３つのカムフォロワホイールを備え得る。複数のフォロワホイールは、ピストンが動く際、パワーカムの上で回転するよう適合される。複数のピストンは、例えば、シングルカウンタカムフォロワホイールのような、少なくとも１つのカウンタカムフォロワホイールを更に有する。カウンタカムフォロワホイールは、カウンタカムの上で回転すべく適合される。１つの好ましい実施形態において、フォロワホイール及び１又は複数のカウンタカムフォロワホイールは共通シャフト上に全て設置される。一実施形態において、上記共通シャフトは、少なくとも実質的に第１及び第２のシャフト、及び複数のシリンダの長手軸に対し垂直である。
【００４７】
各シリンダは、動作中、ピストンが変位のみされることが可能とされ、ピストンが回転するのを防止するためのロック手段が更に提供される。ロック手段は、シリンダ内に形成された突起を受け入れることを目的とした、ピストンに沿って形成された溝を有し得る。ロック手段は、シリンダ内に沿って形成された溝を受け入れることを目的とした、ピストン内に形成された突起を代わりに有し得る。他の均等なロック手段が、ピストンが回転されるのを防止するために代わりに含まれ得る。
【００４８】
複数のシリンダは、カウンタカムフォロワホイールのために適合された、両端に形成された２つの等しい陥凹が提供され、圧縮行程中、それらのシャフトがシリンダと衝突しないことが好ましい。
【００４９】
これによって、ピストン重量の軽量化が原因で、振動の発生を防いでしまうこと、及び、動力行程中のより小さいオーバーハングに起因するシリンダとピストンの間の梃子の作用を低減することを阻止するので、エンジンとより少ない摩擦とがよりコンパクトなサイズになるであろうという点で、重要である。
【００５０】
複数のシリンダは、空冷にされることが好ましいが、液体冷却も可能である。フィン付き領域がシリンダの周囲に提供され、そこを通して、強制された空気が冷却ファンから流れる。具体的には、上記フィン付き領域は、シリンダ本体の最も外側の部分と、ピストンが受け入れられるシリンダとの間の中間スペースに提供される。強制された空気は、冷却ファンから入り、上記中間部分を通じる流れである。従って、冷却は、よりよく配分され、効率的なやり方で実行される。
【００５１】
各潤滑部分は、エンジンブロックの反対の端部とエンジンブロック自体との間に画定される。
【００５２】
使用時において、複数のピストンがそれらのそれぞれのカムトラックの上部にあり、従って、それらが互いに近接している、上死点（ＴＤＣ）から、気体は、シリンダと２つのピストンヘッドとの間の燃焼室の内部で高温で圧縮される。例えば、複数のスパークプラグにより引き起こされる、気体混合物のイグニションは、チャンバ内の温度及び圧力が増加されることをもたらし、複数のピストンを押して、それらを移動させる。この動力行程において、パワーカムに作用するときに、複数のピストンの線形的運動が、回転運動へと変換され、それにより、エンジンの複数の出力シャフトを駆動する。
【００５３】
動力行程の終了間近に、複数の排気ポートがピストンヘッドにより開かれ、シリンダと排気コレクタとの圧力差に起因する複数の気体の排気を引き起こす。上述されるように、複数の吸気ポートが開いているときに、複数の吸気ポートを通じて外気が入ることを可能にするようにシリンダ内部の圧力が十分に下がっていることを確実にするため、複数の排気ポートの開放は、予め実行される。吸気コレクタからの外気のために、吸気及び排気ポートが開放されるサイクル段階の間、排気は、排気ポートを通じて一掃される。立ち上がり段階の開始の少し後で、複数の排気ポートは複数の排気ピストンヘッドにより閉じられる。一方、複数の吸気ポートは所与の角度で開放され続け、それによりシリンダの吸気が最適化される。一度複数の吸気ポートが閉じられると、圧縮が開始する。圧縮段階の間、燃料はシリンダへと噴射される。ＴＤＣの少し前で、イグニションがサイド開始し、燃焼を発生させる。
【００５４】
シフト手段の追加的な複数の実施形態が想定される。例えば、複数のパワーカムのうちの１つは、そのシャフトに沿って貫通穴を有し得、他のパワーカムは当該パワーカムをその後部へと貫通するよう延在するシャフトを有し得る。この段階においては、２つのパワーカムはそれらの間に連結部を有さず、自由に回転することが可能とされる。この実施形態において、２つのパワーカムが互いに回転するためのシフト手段は、貫通穴を有するパワーカムの後部と、側面クランクケースとの間に受け入れられる。上記シフト手段も、側面クランクケースの外部に提供され得る。
【００５５】
シフタと相互作用する傾斜路が複数の斜め歯を有し、二次シャフトがカムシャフトに平行に提供される、更なる実施形態も想定される。上記二次シャフトは、シャフトの複数の歯の各々と噛み合う２つのハスバ歯車を有する。従って、この二次シャフトは複数のパワーカムシャフトと一緒に回転し、それらを一緒に回転させる。他方、上記二次シャフトは線形的に変位され得、結果的に複数のパワーカムの間の相対的な角度は変化される。
【００５６】
最後に、シフト手段の更なる実施形態において、複数のパワーカム及び対応する複数のシャフトは互いに一体的に形成されず、複数のパワーカムは、対応するシャフトに対しわずかに回転され得る。複数のパワーカム内部に、半径方向に分布した複数のチャンバが画定される。これらのチャンバの各々の中に、チャンバを２つの領域へと分割する壁面が提供される。上記壁面は、シャフトと一体的に形成され、各チャンバを２つのサブチャンバへと分割する。このやり方で、圧力下で油が適切に各サブチャンバに供給されるとき、複数のパワーカムは所望の位置へ回転させられる。
【００５７】
更なる実施形態において、複数のカムトラックは、浮き沈みが等しい形状を取る。この場合、スライダは、ある位置（アイドリング）から、排気カムトラックが吸気カムトラックに対して適切な角度で回転する位置へ始動すべきである。この構成によると、エンジンは回転の両方の方向に動作し得る。
【００５８】
複数の吸気及び排気カムトラックの形状は互いに類似し、さらには等しいことが好ましく、その結果、排気及び吸気ピストンが対称的に動くため、振動（特に低速において）が最小化する。これは、複数のシリンダ、ピストン本体、パワーカム等のピークの力が大幅に減少され、従って、損耗や振動等を大幅に減少させることをもたらす。本願発明に係るエンジンは、設計及び算出に対して非常に柔軟であり、意図された使用のためによりよく構成され得る。
【００５９】
本願発明に係る内燃エンジンは多数の利点を提供する。上記の複数の利点は、側面荷重が除去され、あるいは、少なくとも大幅に減少され、非常に簡易に、従ってコスト効率良く製造ができる、公知の複数の対向ピストンエンジンと共通の利点を含み得るが、それに限定されない。しかしながら、本願発明に係る内燃エンジンの最も際立った利点は、エンジンの動作中に、配分及び圧縮比が動的及び同時に変化され得ることである。エンジンの配分及び圧縮比のそのような動的で同時の変化が、非常に単純な方法で達成され、エンジンが変動する負荷の下、動作する間、広範囲のエンジン速度に渡って、より高いトルク、エンジンの要件に常に適合する複数の吸気及び排気ポートの開閉、向上したエンジン性能、汚染物質の減少及び増加した燃料効率をもたらす。
【００６０】
本願発明に係るエンジンの複数の実施形態の複数の追加的な目的、複数の利点及び複数の機能は、詳細な説明の検討の際、当業者に明らかになるであろうし、あるいは、これらの実施により習得され得る。
【図面の簡単な説明】
【００６１】
本願の対向ピストンエンジンの特定の複数の実施形態は、添付の複数の図面の参照をして、以下で複数の非限定的な例を通じて説明されるであろう。
【図１】ツインシリンダ対向ピストン直接噴射式ガソリンエンジンの１つの実施形態の全体斜視図であり、ここでエンジンブロックは組み立てられた状態、つまりエンジンに組み立てられた状態で示されている。
【図２】図１において示されたエンジンの全体斜視図で、エンジンブロックが、複数の吸気及び排気コレクタとともに示されており、複数の側面クランクケース及び複数の冷却筐体は取り外されている。
【図３】図１において示されたエンジンの全体斜視図で、エンジンブロックは分解状態、つまり、エンジンから取り外されている。
【図４】図３において示されたエンジンの全体斜視図で、取り付け機器は複数のロータリーシャフトから取り外されている。
【図５】取り付け機器の斜視図である。
【図６】取り付け機器のスライダの斜視図である。
【図７】１つのピストンの側面図である。
【図８】図６において直線Ａ−Ａ'に沿って得られる断面図である。
【図９】図７及び図８において示されたピストンの異なる側から見た斜視図である。
【図１０】図７及び図８において示されたピストンの異なる側から見た斜視図である。
【図１１】複数のパワーカムのうちの１つ及び各カウンタカムを示す斜視図である。
【図１２】他のパワーカム及び各カウンタカムを示す斜視図である。
【図１３】図１において示された対向ピストンエンジンの側面図である。
【図１４】図１３において直線Ｂ−Ｂ'に沿って得られる断面図である。
【図１５】エンジンブロックの斜視図である。
【図１６】エンジンの一つの側面クランクケースの斜視図である。
【発明を実施するための形態】
【００６２】
ツインシリンダ、３ストローク、対向ピストン、直接噴射式ガソリンエンジンが例を通じて複数の図に示される。参照番号１００により全体が示されている。
【００６３】
図面の図１及び図１３において示されるように、対向ピストンエンジン１００は、円筒状のエンジンブロック１１０を備える。図１において示される実施形態は、エンジンブロック１１０の１つの可能な例である。しかしながら、特定の複数の要件により、エンジンブロックは、角柱、又は不規則な形状等の異なる形状であり得る。図１において示されるように、冷却の目的で、穴１１８、１１９は、エンジンブロック１１０内に形成される。
【００６４】
複数の吸気コレクタ１１６、及び、複数の排気コレクタ１１５が、エンジンブロック１１０に提供される。複数の吸気及び排気コレクタ１１６、１１５は、対応する排気及び吸気ポート（不図示）につながる。
【００６５】
エンジンブロック１１０がエンジン１００から取り外された、図３において示されるエンジン１００の斜視図から、２つのシリンダ１２０、１３０が見て取れる。以下に更に説明されていくように、内部に提供される対応する複数のピストン１４０、１５０及び１６０、１７０を示すべく、シリンダ１２０、１３０は破線で図示されている。
【００６６】
シリンダ１２０、１３０は、エンジンブロック１１０の内部に、互いに平行な対応する長手軸Ｘの軸方向に互いに１８０°分離して配置される。シリンダ１２０、１３０は、エンジンブロック１１０に連結した分離した部品であり得るが、エンジンブロック１１０と一体的に形成される。シリンダ１２０、１３０は、水平、鉛直、又は傾斜等の任意の所望の位置で機能するように配置されてよい。
【００６７】
エンジンブロック１１０は、図１に示されるように対向する複数の端部に配置され、シリンダ１２０、１３０を取り囲む側面クランクケース１１７（図１６を参照）を更に提供される。側面クランクケース１１７は、エンジンブロック１１０内に、更に後述される、パワーカム３００、４００を収容する。側面クランクケース１１７は、ピストンの複数の膨張力を吸収し、複数の潤滑領域を画定する。
【００６８】
上述されるように、２つのピストン１４０、１５０、及び１６０、１７０が、各シリンダ１２０、１３０内に提供される。それぞれのシリンダ１２０、１３０内のピストン１４０、１５０及び１６０、１７０は、使用時に、ピストン１４０、１５０及び１６０、１７０がシリンダの長手軸方向に沿って、つまり、それらの長手軸Ｘに沿って往復運動するように互いに位置合わせされる。
【００６９】
ピストン１４０、１５０および１６０、１７０は上述の複数の吸気及び排気ポートに連結される。従って、複数の排気ポートは複数の排気ピストンにより駆動され、複数の吸気ポートは複数の吸気ピストンにより駆動される。複数の吸気及び排気ポートの開閉は、以下に記載されるように制御される。
【００７０】
各シリンダ１２０、１３０内に燃焼室２５０が画定される。具体的には、各燃焼室２５０は、図４に示されるように、各シリンダ１２０、１３０内の２つの隣接するピストン１４０、１５０及び１６０、１７０の間のスペースに形成される。対応する複数のスパークプラグが、各シリンダ１２０、１３０内の燃焼室２５０の内部に提供される。図面の図１から図３に示されるように、スパークプラグ２３０、２３１は、上部筐体に形成される対応するアクセスホール２２５、２２６を通じて嵌合され得、エンジンブロック１１０内部に受け入れられ得る。上述の複数の吸気及び排気ポートは、上記チャンバ２５０に対応して形成される。
【００７１】
図７、図８、図９及び図１０は、ピストン１４０、１５０及び１６０、１７０の一実施形態を示す。ピストン１４０、１５０および１６０、１７０は、ピストンヘッド１８０、ピストン本体１９０、及び、コネクタ２００をそれぞれ有する。コネクタ２００は、図８の断面図において示され得る。コネクタ２００は、全く振動しないか、ほとんど振動しない状態で、ピストンヘッド１８０とピストン本体１９０とを互いに接続するための接続ロッドのように形成される。図８に示される実施形態において、コネクタ２００は、底部共通シャフト２２０及び上部共通シャフト２２１により相互に接合された３つの並列ロッド２１０を有し、これはピストンヘッド１８０及びピストン本体１９０を接続する。
【００７２】
ピストンヘッド１８０は、図７から図１０に示されるように、複数の圧縮及び潤滑ピストンセグメント１８５、１８６を支持する。複数の圧縮ピストンセグメント１８５は、燃焼室２５０の近くで、ピストン１４０、１５０及び１６０、１７０の一端に配置される。圧縮行程において、油がポート、従ってシリンダ１２０、１３０に入ることを防止するために、複数のポートが開かれないことを考慮して、複数の潤滑ピストンセグメント１８６は、ピストンヘッド１８０の最下部で、複数の圧縮ピストンセグメント１８５の近くに配置される。
【００７３】
図１０に示されるように、各ピストン本体１９０は、陥凹２８０を有する。陥凹２８０は、各ピストン１４０、１５０および１６０、１７０の一端に形成され、ピストン本体が対応するカムトラックにぶつかることを防止するのに適する。他方、シリンダ１２０、１３０は、カウンタカムフォロワホイール２２８及びそのシャフトがシリンダ１２０、１３０と衝突しないことを可能とするために、反対の端部に形成される陥凹１２５、１３５を有する。これは図面の図１５において見られ得る。
【００７４】
ピストン１４０、１５０及び１６０、１７０は、ピストン１４０、１５０及び１６０、１７０が回転されるのを防止するロック手段を提供される。図３及び図４に示されるように、ロック手段は、シリンダ１２０、１３０に形成される突起２７０を受け入れる目的でピストン本体１９０に沿って形成される溝２６０を有する。突起２７０は、シリンダ１２０、１３０に取り付けられ得、又は、それと一体的であり得る。
【００７５】
複数の図に示されるエンジン１００は、図面の図２及び図３に示され、図１１及び図１２に、エンジン１００から分解されて、より詳細に示されるように、２つの相互に対向するパワーカム３００、４００を更に備える。パワーカム３００、４００は、エンジンブロック１１０の内部に、互いに面して、それらの対向する複数の端部に回転可能に嵌合される。
【００７６】
図１１及び図１２に示されるように、各パワーカムは、カムトラック３１５、３１６、４１５、４１６を有する。カムトラック３１５、３１６、４１５、４１６は、第１及び第２のロータリーシャフト５００、６００の各半回転が完全な燃焼を引き起こし、熱力学サイクルを完了するように、成形される。
【００７７】
具体的には、図１１及び図１２は、パワーカムの３００、４００の吸気カムトラック３１５、３１６及び排気カムトラック４１５、４１６を示す。吸気カムトラック３１５、３１６は、互いに等しい。排気カムトラック４１５、４１６は互いに等しい。
【００７８】
上記図１１及び図１２に示されるように、上記カムトラック３１５、３１６、４１５、４１６は、内部に形成されるそれぞれ突出領域又は突出部により画定される。使用されるストロークに応じて、吸気カムトラックは吸気ピストン、つまり、エンジンの吸気行程に連結されたピストンの移動を制御する。一方、排気カムトラックは、排気ピストン、つまり、エンジンの排気行程に連結されたピストンの移動を制御する。
【００７９】
従って、ポートの開閉は、吸気ピストンに対して排気ピストンが前進するように、カムトラック３１５、３１６、４１５、４１６の各々の形状により、制御される。従って、動力行程の終了前に、吸気ポートの開放前に排気ポートの開放が実行される。圧縮の開始時に、吸気ポートを閉じる前に、排気ポートが閉じる。
【００８０】
図１１および図１２に示されるように、それぞれの出力シャフト３１０、４１０は、それぞれパワーカム３００、４００に接続される。出力シャフト３１０、４１０は、パワーカム３００、４００に取り付けられ得、又は、それらはパワーカムと一体的に形成され得る。
【００８１】
図４に示されるように、第１及び第２のロータリーシャフト５００、６００も、エンジンブロック１１０の内部に実質的に中心部分に提供される。第１及び第２のロータリーシャフト５００、６００は、それらの自由端が、互いに隣接するが、互いに接触しないように、互いに位置合わせされる。図１１および図１２に示されるように、第１及び第２のロータリーシャフト５００、６００は、各パワーカム３００、４００に接続されるか、又はそれらと一体に形成される。
【００８２】
次に図７から図１０を見ると、ピストン１４０、１５０および１６０、１７０は、それぞれ駆動端を有する。ピストンの１４０、１５０および１６０、１７０の各々における駆動端は、３つのカムフォロワホイール２２７を有する。複数のフォロワホイール２２７は、各パワーカム３００、４００上で回転すべく適合される。ピストンの１４０、１５０および１６０、１７０の各々の駆動端は、上で説明されるカウンタカムフォロワホイール２２８を更に有する。上記カウンタカムフォロワホイール２２８は、それぞれカウンタカム３０５、４０５上で、回転するように適合される。これは、図面の図３、図４、図１１、図１２、及び、図１５により、より詳細に説明されるであろう。図７、図８及び図１０に示されるように、各ピストン１４０、１５０、及び１６０、１７０の駆動端の４つのホイール２２７、２２８は、上に説明される共通シャフト２２０上に設置される。共通シャフト２２０は、上記第１及び第２のシャフト５００、６００、及び、ピストンの１４０，１５０及び１６０、１７０の長手軸Ｘに対し垂直に配置される。
【００８３】
動作中、複数のフォロワホイール２２７は、それぞれ第１及び第２のパワーカム３００、４００上で回転する。パワーカム３００、４００に対するピストン１４０、１５０及び１６０、１７０の往復運動は、エンジン１００を駆動すべく、第１及び第２のロータリーシャフト５００、６００に回転運動が伝えられ、これにより出力シャフト３１０、４１０が回転されることをもたらす。
【００８４】
図面の図３から図６がここで参照される。図３において示されるように、エンジン１００の第１及び第２のロータリーシャフト５００、６００は取り付け機器７００を通じて互いに連結される。図４において第１及び第２のロータリーシャフト５００及び６００を示すべく明確性のため、エンジン１００から取り外されているが、取り付け機器７００は、エンジンブロック１１０内部に配置される。取り付け機器７００は、動作中一緒に回転され得るように、第１及び第２のロータリーシャフト５００、６００を互いに接続する。
【００８５】
上記の取り付け機器７００は、図５において詳細に示される。取り付け機器７００は、シフト手段７０５を有する。図５に示される実施形態において、シフト手段７０５はスライダ７１０を有する。スライダ７１０は、互いに取り付けられた２つの主要ボディ７１１，７１２を含む。スライダ７１０は、サーボモータＭを有するモータ手段を通じて第１及び第２のロータリーシャフト５００、６００の長手軸に沿ってスライダが変位されることを引き起こす制御部（示されない）により管理される。油圧モータを有するモータ手段等の、スライダ７１０を変位させるための制御部（示されない）により制御される他のモータ手段は、排除されない。
【００８６】
スライダ７１０は、ベアリング７２１を通じて内部に回転可能に設置された内側ブッシング７２０を含む。図６に詳細に示される、ブッシング７２０の内側表面において、多数の斜め歯７３０が提供される。図４、図１１及び図１２に示されるように、内側ブッシング斜め歯７３０は、第１及び第２のロータリーシャフト５００、６００のそれぞれ相互に隣接する、又は、近接する複数の端部に形成される各斜め歯５０５、６０５に係合すべく配置される。
【００８７】
駆動アセンブリ７１５は、接続ロッド７１７に作用する駆動アーム７１６を有する。駆動アセンブリ７１５の接続ロッド７１７は、駆動アーム７１６を主要ボディ７１１、７１２に取り付けられたフォーク要素７１８を通じて、スライダ７１０の主要ボディ７１１、７１２に接続する。
【００８８】
スライダ７１０は作動される。すなわち、制御部により管理されるサーボモータＭにより第１及び第２のロータリーシャフト５００、６００に沿って変位される際、駆動アセンブリ７１５を介したスライダ７２０の斜め歯７３０と、第１及び第２のロータリーシャフト５００、６００の斜め歯５０５、６０５との係合により、第１及び第２のロータリーシャフト５００、６００の相対的角度位置が変化されることを引き起こし、その結果、それらはわずかに相互に回転する。これは、スライダ７２０の斜め歯７３０、５０５、６０５並びに第１及び第２のロータリーシャフト５００、６００の対称的な配置に起因して生じる。
【００８９】
この特定の例において、吸気及び排気パワーカム３００、４００は、互いに等しい。従って、適切な角度シフトが、パワーカム３００、４００の間に存在する。この特定の例において、角度シフトは、約４．５°である。これは、排気パワーカムは吸気パワーカムに対して進んでいることを意味する。これは、取り付け機器７００によって引き起こされるものでなく、スライダ７２０の斜め歯７３０、５０５、６０５並びに第１及び第２のロータリーシャフト５００、６００の設計に起因するパワーカムの間の初期角度シフトである。よって、開始位置（アイドリング）から、エンジン１００が動作するのに伴い、スライダ７１０は、約１６ｍｍの最大変位の移動をし得て、結果として、パワーカム３００、４００は互いに回転し、つまり、この特定の例においては、排気パワーカムは、吸気パワーカムに対し、最大１２．８°まで前進する。しかしながら、これは、ギアピッチ、歯の形状（一定か、可変な半径の歯であるか等）に依存して変化し得る。
【００９０】
動作中、スライダ７１０が作動され、つまり、それらに沿って変位され、エンジンの配分及び圧縮比が変化させられる間、ピストン１４０、１５０および１６０、１７０は、それらのそれぞれの駆動端を通じて、パワーカム３００、４００に作用して、第１及び第２のロータリーシャフト５００、６００と一緒に、同じ方向に回転させる。
【００９１】
上述され、図３、図４、図１１、図１２に示されるように、それぞれカウンタカム３０５、４０５は、それぞれパワーカム３００、４００に対応して提供される。図１４及び図１５に示されるように、カウンタカム３０５、４０５は、エンジンブロック１１０の両端部に形成されるそれぞれの陥凹部２４０に受け入れられる。カウンタカム３０５、４０５は、それぞれ第１及び第２のロータリーシャフト５００、６００に取り付けられるか、又は、それらの一部である。カウンタカム３０５、４０５は、それぞれパワーカム３００，４００に取り付けられるか、又は、それらの一部である。図１１及び図１２に示されるように、カウンタカム３０５、４０５の直径は、パワーカム３００、４００のものより小さい。カウンタカム３０５、４０５は、同じ形状を有し、互いに面している。カウンタカム３０５、４０５は、ピストン１４０、１５０及び１６０、１７０が、パワーカム３００、４００のカムトラック３１５、３１６、４１５、４１６との接触を失うのを防ぎ、それにより互いに起こりうる衝突を防ぐよう適合される。これは、ピストン１４０、１５０及び１６０、１７０の慣性力がパワーカム３００、４００のものと反対方向であって、１つのシリンダ又は複数のシリンダ１２０、１３０の気体の全内圧が、上記慣性力より低いときに生じ得る。
【００９２】
本願発明に係るエンジンの多数の特定の実施形態及び例が本明細書に開示され、示されるのみであるが、他の代替的な複数の実施形態、及び／又は用途、並びに、これらの明らかな複数の修正形態及び均等物が可能であることが当業者により理解されるであろう。
【００９３】
例えば、シフト手段７０５は、第１及び第２のロータリーシャフト５００、６００の長手軸に沿ってスライダが移動するときに、上記第１及び第２のロータリーシャフト５００、６００が互いに回転するように、スライダ７１０を有するものとして本明細書に開示されるが、他の複数の代替的な機械的実施形態が可能である。例えば、シフト手段７０５はロータリーアクチュエータを有し得る。そのようなアクチュエータが回転するときに、第１及び第２のロータリーシャフト５００、６００は互いに回転し、エンジンの配分及び圧縮比が上述されるように変化することをもたらす。
【００９４】
本開示は、従って、説明されたエンジンの特定の複数の実施形態の可能な組み合わせを全て包含する。図面に関連した、及び、特許請求の範囲におけるかっこ内の参照記号は、特許請求の範囲の理解をし易くしようとするだけのためのものであって、特許請求の範囲を限定するものとして解釈してはならない。従って、本開示の範囲は、特定の実施形態に限定されるべきでなく、以下の特許請求の範囲を公正に読むことのみによって判断されるべきである。
［項目１］
内燃エンジンであって、
それぞれのシリンダの長手軸に沿って往復運動する対応する複数のピストンを提供される少なくとも１つのシリンダと、
相互に向かい合わされ、それぞれ第１のロータリーシャフト及び第２のロータリーシャフトに接続された少なくとも第１のパワーカム及び第２のパワーカムとを備え、
上記複数のピストンが往復運動する結果、上記複数のピストンが上記第１のパワーカム及び上記第２のパワーカムに作用し、これにより上記内燃エンジンを駆動すべく上記第１のロータリーシャフト及び上記第２のロータリーシャフトに回転運動を与え、
上記第１のロータリーシャフト及び上記第２のロータリーシャフトが一緒に回転され得るように、上記第１のロータリーシャフト及び上記第２のロータリーシャフトを互いに接続する取り付け機器を更に備え、上記取り付け機器は、上記第１のロータリーシャフト及び上記第２のロータリーシャフトの相対的角度位置を変化させるシフト手段を有する、内燃エンジン。
［項目２］
上記シフト手段は、上記第１のロータリーシャフト及び上記第２のロータリーシャフト内のそれぞれの複数の歯と係合するのに適した複数の歯を含むスライダを有する結果、上記スライダが上記第１のロータリーシャフト及び上記第２のロータリーシャフトの長手軸に沿って移動されると、上記第１のロータリーシャフト及び上記第２のロータリーシャフトは互いに回転する、項目１に記載の内燃エンジン。
［項目３］
上記スライダ、上記第１のロータリーシャフト及び上記第２のロータリーシャフトの上記複数の歯は斜めであり、上記第１のロータリーシャフトの上記複数の歯は上記第２のロータリーシャフトの上記複数の歯に対して対称的である、項目２に記載の内燃エンジン。
［項目４］
上記第１のロータリーシャフト及び上記第２のロータリーシャフトにおける上記複数の歯の対称面は、上記第１のロータリーシャフト及び上記第２のロータリーシャフトに対し垂直である、項目２に記載の内燃エンジン。
［項目５］
上記シフト手段は、上記スライダを作動させる駆動手段を有する、項目２から４のいずれか１項に記載の内燃エンジン。
［項目６］
上記複数のピストンは、上記第１のパワーカム及び上記第２のパワーカムの１つの上で回転すべく適合された少なくとも１つのフォロワホイールを有する、項目１から５のいずれか１項に記載の内燃エンジン。
［項目７］
上記複数のピストンが上記第１のパワーカムと上記第２のパワーカムとの接触を失うことを防止するため、上記第１のパワーカム及び第２のパワーカムの各々に連結された複数のカウンタカムを備える、項目１から６のいずれか１項に記載の内燃エンジン。
［項目８］
上記複数のピストンは、上記複数のカウンタカムの１つの上で回転すべく適合された少なくとも１つのカウンタカムフォロワホイールを有する、項目７に記載の内燃エンジン。
［項目９］
上記第１のパワーカム及び上記第２のパワーカムの各々に少なくとも１つのカムトラックが設けられる、項目１から８のいずれか１項に記載の内燃エンジン。
［項目１０］
複数の上記カムトラックの各々が、動力行程において、複数の排気ポートが複数の吸気ポートの前に開かれ、圧縮行程において、上記複数の排気ポートが上記複数の吸気ポートの前に閉じられるように設計された２つのそれぞれの突出領域により画定される、項目９に記載の内燃エンジン。
［項目１１］
上記第１のパワーカム及び上記第２のパワーカムにおける上記カムトラックの形状が、互いに類似するか、又は他のものと等しい、項目９又は項目１０に記載の内燃エンジン。
［項目１２］
複数の上記カムトラックのそれぞれが、少なくとも上昇又は圧縮部、及び下降又は動力部を有する、項目９から１１のいずれか１項に記載の内燃エンジン。
［項目１３］
複数の上記カムトラックのそれぞれは、圧縮部と下降部との間に少なくとも追加の平坦部を更に有する項目９から１２のいずれか１項に記載の内燃エンジン。
［項目１４］
３ストロークエンジンである、項目１から１３のいずれか１項に記載の内燃エンジン。
［項目１５］
上記複数のピストンは、ピストンヘッド、ピストン本体、及び上記ピストンヘッドと上記ピストン本体とを接続するコネクタを有する、項目１から１４のいずれか１項に記載の内燃エンジン。
［項目１６］
燃焼室は、複数の上記シリンダの各々の中に画定され、複数の上記シリンダの各々の中の２つの隣接する上記ピストンヘッドの間のスペースによって形成される、項目１５に記載の内燃エンジン。
［項目１７］
複数の上記シリンダは、カウンタカムフォロワホイール及びそのシャフトが複数の上記シリンダと衝突しないことを可能とするために、対向する複数の端部に形成される陥凹を有する、項目８から１６のいずれか１項に記載の内燃エンジン。
［項目１８］
ピストン本体は、圧縮及び動力行程の間にピストン本体がカムトラックに対して衝突するのを防止する、対向する複数の端部に形成される陥凹を有する、項目１から１７のいずれか１項に記載の内燃エンジン。
［項目１９］
上記複数のピストンが複数の上記シリンダの各々に対して回転されるのを防止する、ロック手段を更に備える、項目１から１８のいずれか１項に記載の内燃エンジン。
［項目２０］
ピストンヘッドが、燃焼室の近くの上記ピストンヘッドの一端に配置された複数の圧縮ピストンセグメントと、上記ピストンヘッドの最下部に配置された複数の潤滑ピストンセグメントと、を支持する項目１６から１９のいずれか１項に記載の内燃エンジン。
［項目２１］
冷却流体が内部を通って流れ得る複数の上記シリンダの周囲に提供されるフィン付き領域を備える、項目１から２０のいずれか１項に記載の内燃エンジン。
［項目２２］
複数の上記シリンダの各々が、
一方の側において、上記複数のピストンによって制御され、上記複数のピストンは次に、上記第１のパワーカム及び上記第２のパワーカムの１つに対応して設けられる複数のカムトラックにより制御される、複数の吸気ポートと、
他方の側において、上記複数のピストンによって制御され、上記複数のピストンは次に、上記第１のパワーカム及び上記第２のパワーカムの他方に対応して設けられる上記複数のカムトラックにより制御される、複数の排気ポートと、を有する、項目１から２１のいずれか１項に記載の内燃エンジン。
【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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【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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