(57)【要約】  内燃機関は、少なくとも１つのシリンダと、シリンダ内の対向する往復動ピストンの対であって、それらの間に燃焼室を形成する対向するピストンの対と、を備える。エンジンは、シリンダに取り付けられた少なくとも１つの燃焼点火装置であって、対向するピストンの間に形成される燃焼室内にその一部が露出する燃焼点火装置を備える。【選択図】      図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
少なくとも１つのシリンダと、
前記シリンダ内の対向する往復動ピストンの対であって、それらの間に燃焼室を形成するピストンの対と、
前記シリンダに取り付けられた少なくとも１つの燃焼点火装置であって、前記対向するピストンの間に形成される前記燃焼室内にその一部が露出する燃焼点火装置とを備えた内燃機関。
【請求項２】
前記燃焼点火装置が、前記シリンダ又は前記ピストンの中心軸線上、又は前記シリンダ又は前記ピストンの前記中心軸線上又は近傍に配置される請求項１に記載の内燃機関。
【請求項３】
前記燃焼点火装置は、前記シリンダの一端において固定されており、かつその端部から前記シリンダ内に、前記シリンダの前記中心軸線に沿って又は平行して突出し、エンジンのサイクルを通して、前記燃焼点火装置の前記突出部分が前記燃焼室内の定位置に配置される請求項１又は２に記載の内燃機関。
【請求項４】
前記燃焼点火装置は、当該燃焼点火装置が突出する前記シリンダの端部に最も接近した前記ピストンを貫通し、前記ピストンは、前記燃焼点火装置が内部に収容されたハウジングに沿って往復運動するように構成されている請求項３に記載の内燃機関。
【請求項５】
前記燃焼点火装置は、前記ピストンのうちの１つに固定され、前記ピストンと共に動く請求項１又は２に記載の内燃機関。
【請求項６】
前記燃焼点火装置に電力を供給するための可撓リード線、摺動電気コネクション又は非接触電気コネクションを備える請求項５に記載の内燃機関。
【請求項７】
吸気マニホールドを介して前記シリンダ内へ間接的に燃料を噴射するための１つ又は複数の燃料噴射器を備える請求項１〜６のいずれか１項に記載の内燃機関。
【請求項８】
前記シリンダ内へ直接燃料を噴射するために、前記燃焼室に直接露出するノズルを有する少なくとも１つの燃料噴射器を備える請求項１〜６のいずれか１項に記載の内燃機関。
【請求項９】
前記少なくとも１つの燃料噴射器は、前記シリンダの側壁に設けられる請求項８に記載の内燃機関。
【請求項１０】
前記少なくとも１つの燃料噴射器は、前記シリンダの一端に取り付けられており、前記噴射ノズルが、前記シリンダの一端でそれぞれのピストンクラウンを貫通して前記燃焼室内に突出している請求項８に記載の内燃機関。
【請求項１１】
前記少なくとも１つの燃料噴射器は、前記シリンダ内の位置に取り付けられ、前記ピストンが、前記燃料噴射器のハウジングに沿って摺動する請求項１０に記載の内燃機関。
【請求項１２】
前記少なくとも１つの燃料噴射器は、前記ピストンに固定され、前記シリンダ内で前記ピストンが往復運動するのと共に動く請求項１０に記載の内燃機関。
【請求項１３】
前記燃料噴射器と前記燃料点火装置とは、前記シリンダの対向する端部から突出する請求項１０〜１３のいずれか１項に記載の内燃機関。
【請求項１４】
前記燃料噴射器と前記燃焼点火装置とは、前記シリンダの同じ端部から突出する請求項１０〜１３のいずれか１項に記載の内燃機関。
【請求項１５】
前記燃料噴射器と前記燃焼点火装置とは、１つのハウジング内に収容される請求項１４に記載の内燃機関。
【請求項１６】
複数のシリンダを備える請求項１〜１５のいずれか一項に記載の内燃機関。
【請求項１７】
同軸上に対向する少なくとも２つのシリンダを備え、各シリンダが対向ピストンの対を有し、前記ピストンの全てが、前記２つのシリンダ間に配置された１つのクランクシャフトを駆動する請求項１６に記載の内燃機関。
【請求項１８】
同軸上に対向するシリンダの２つの対を備え、前記シリンダの対が水平対向４気筒構成において互いに隣接して配置され、各シリンダが対向ピストンの対を有し、前記ピストンの全てが、各対の前記２つのシリンダ間に配置された１つのクランクシャフトを駆動する請求項１７に記載の内燃機関。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は内燃機関に関する。特にこれは、対向ピストン構成を有する内燃機関に関する。
【背景技術】
【０００２】
国際公開第２００８／１４９０６１号パンフレット（Ｃｏｘ  Ｐｏｗｅｒｔｒａｉｎ）は２気筒２ストローク直噴式内燃機関について記載している。２つのシリンダは水平に対向し、各シリンダ内には対向する往復動ピストンがあり、それらの間に燃焼室が形成される。ピストンは２つのシリンダの間の中央クランクシャフトを駆動する。各シリンダ内の内側ピストン（すなわちクランクシャフトにより近いピストン）が一対の並列のスコッチヨーク機構を介してクランクシャフトを駆動する。各シリンダの外側ピストンが、内側ピストンの２つのスコッチヨーク機構の間に入れ子状になっている第３のスコッチヨークを介して、クランクシャフトを、内側ピストンの中心を通るドライブロッドによって駆動する。コネクティングロッドは中空管状形態を有し、コネクティングロッド内に収容される燃料噴射器によって燃料が燃焼室に噴射される。コネクティングロッドの壁は一連の周方向に離間した孔を有し、それを通じて、側方に外側に向かって燃焼室内に燃料が放出される。
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００３】
本発明は、概して、シリンダ内の２つの対向する往復動ピストン間に形成された燃焼室内で燃焼を起こすか補助するためのスパークプラグを各シリンダ内に有する対向ピストン式内燃機関に関する。このようにして、対向ピストンエンジンの「スパーク点火」又は「スパーク補助」の変形例を提供することが可能となる。これは、エンジンを作動させる燃料としてより多様な燃料を使用できる機会を創出する。圧縮点火エンジンに要求される高圧縮比（典型的には、１５：１以上）はスパーク点火エンジンには必要でなく、ここでは、圧縮比は約１０：１で十分である。
【課題を解決するための手段】
【０００４】
第１の態様では、本発明は、少なくとも１つのシリンダと、シリンダ内の対向する往復動ピストンの対であって、それらの間に燃焼室を形成するピストンの対と、前記シリンダに取り付けられた少なくとも１つの燃焼点火装置であって、前記対向するピストンの間に形成される前記燃焼室内にその一部が露出する燃焼点火装置とを備えた内燃機関を提供する。
【０００５】
燃焼点火装置は、例えば、スパークプラグ、プラズマスパーク発生器又はグロープラグであってもよい。便宜上、燃焼点火装置は、「スパークプラグ」として以下に参照されるものの、文脈上許される場合、プラズマスパーク発生器、グロープラグ、又は、シリンダ内の燃料又は混合気の点火又は点火を補助するための他の任意の適切な手段を含む。
【０００６】
特に、スパークプラグを１つのみ用いる場合、スパークプラグは、シリンダ又はピストンの中心軸線上又はその近傍にあることが好ましい。スパークプラグの電極は、通常、スパークプラグの一端（シリンダ内に突出する端部）にある。
【０００７】
いくつかの実施形態では、スパークプラグはシリンダの一端に固定され、典型的には、所定の構成部品に固定されており、その端部から、シリンダの中心軸線に沿って又は平行してシリンダ内に突出し、エンジンサイクルを通して、燃焼室内の定位置に配置される。この場合、スパークプラグが突出するシリンダの端部に最も接近したピストンをスパークプラグが貫通し、このピストンはスパークプラグが内部に収容されたハウジングに沿って往復運動するように構成されている。
【０００８】
別の構成では、スパークプラグはピストンの１つに固定され、ピストンと共に動く。この場合、可撓リード線や、ブラシ又は非接触の電気接続（例えば、誘導結合）のような摺動電気接続を、点火プラグに電力を提供するために使用してもよい。
【０００９】
通常、ピストンの運動が、シリンダの一端に配置されたクランクシャフトを駆動する。シリンダのクランクシャフト端に最も近いピストンは「内側ピストン」と称され、クランクシャフトから最も遠いピストンは「外側ピストン」と称される。このスパークプラグ又は各スパークプラグを、外側ピストン又は内側ピストンのいずれかに取り付けてもよい。
【００１０】
特に、スパークプラグが固定されており、取り付けられた（例えば外側）ピストンがスパークプラグのハウジングに沿って往復運動する場合、スパークプラグは冷却されることが好ましい。冷却は、例えば、空気、オイル、又はエンジン冷却剤、又はこれらの組み合わせによって行うことができる。
【００１１】
ピストンの１つがスパークプラグのハウジング上で往復運動する場合、ハウジングの外側表面が滑動面となり、それに沿ってピストンが摺動することができることが好ましい。例えば、１つ又は複数のシールリングのようなシールシステムがピストンとハウジングの滑動面との間に設けられ、燃焼室への燃焼ガスの漏れ及び潤滑油の移入を規制する。
【００１２】
スパークプラグは、任意の適切な継手によって、エンジン構造の外側部分に、直接又は間接的に固定してもよい。一般的には、スパークプラグは、スパークプラグのハウジングに固定され、ハウジングは、エンジン構造の外側部分に固定される。場合よっては、スパークプラグのハウジングがシリンダの中心線と平行に自己調心することを可能にしたり、スパークプラグのハウジングが取り付けられたピストンの公差や熱ひずみを吸収することを可能にする継手を使用することが望ましい場合がある。例えば、オルダム継手を使用してもよい（このタイプの継手は、スパークプラグのハウジングがその軸線に垂直な平面内で動くことを可能にして所望の配置を可能にする一方、その軸線に沿った動きを妨げる）。
【００１３】
本発明の実施形態は、直噴エンジン又は燃料がシリンダ内へ直接噴射されない種類のエンジンとすることができる。後者は、「ポート燃料噴射」又は「マニホールド燃料噴射」（以下においては、概して、「間接噴射」と称される）として例示される。
【００１４】
間接噴射の実施形態はシングルポイントであってもマルチポイントであってもよい。シングルポイントの間接噴射の実施形態では、燃料は、典型的には、エンジンの吸気マニホールドの中心点に注入され、そこから複数のエンジンシリンダ内に導入される。一方で、マルチポイント噴射の実施形態では、各シリンダに取り付けられた１又は複数の燃料噴射器が、吸気マニホールド、又は、シリンダの吸気ポートに露出したランナへ燃料を噴射し、燃料はそこから吸気ポートを通ってシリンダ内へ移る。
【００１５】
本発明の直接噴射の実施形態は、シリンダの燃焼室に直接露出するノズルを有する少なくとも１つの燃料噴射器を備える。例えば、噴射器は、シリンダの側壁に取り付けてもよい。あるいは、噴射器は、シリンダの一端に取り付けられて、噴射器のノズルがシリンダの一端でそれぞれのピストンクラウンを貫通して燃焼室内に突出してもよい。スパークプラグと同様に、燃料噴射器がピストンの１つに取り付けられる場合では、シリンダ内の位置に固定されてピストンがその周囲を摺動するものとしてもよいし、シリンダ内でピストンが往復運動するのと共に動くものとしてもよい。
【００１６】
燃料噴射器は、スパークプラグと同じ側のシリンダの端部から突出してもよく、また、スパークプラグとは反対側のシリンダの端部から突出してもよい。燃料噴射器とスパークプラグがシリンダの同じ端部から突出するとき、燃料噴射器とスパークプラグを１つのハウジング内に含めることができる。
【００１７】
ピストンがクランクシャフトを駆動する場合、対向するピストンの往復運動をクランクシャフトの回転運動に変換するために、任意の適切なドライブリンクを使用してもよい。しかしながら、好適な実施形態では、スコッチヨーク機構が使用される。スコッチヨーク機構が使用される場合、内側ピストン（すなわち、クランクシャフトに最も近いピストン）がクランクシャフトを駆動できるようにする少なくとも１つのスコッチヨークと、外側ピストンがクランクシャフトを駆動できるようにする少なくとも１つのスコッチヨークとを、最低限有している必要がある。しかしながら、望ましくない不均衡な力が外側ピストンにかかることを避けるため、シリンダを貫通する中央ドライブロッドを不要とする一方、外側ピストンが、一対のスコッチヨークにより、クランクシャフトを駆動することがより好ましい。この一対のスコッチヨークの一方はシリンダの一方側、他方は他方側に設けられ、シリンダのそれぞれの側にある各連結部材によって外側ピストンに連結されている。連結部材は、例えば、シリンダ内の周縁部又はその近傍にあるロッド又はスリーブ部であってもよい。連結部材はシリンダの外部にあることがより好ましい。連結部材は、例えば、１つ又は複数のドライブロッドを備えてもよい。
【００１８】
単気筒構成は可能ではあるが、本発明の実施形態による好適なエンジンは、例えば、２つのシリンダ、４つのシリンダ、６つのシリンダ、８つのシリンダ又はそれを超える複数のシリンダを備える。
【００１９】
複数のシリンダが使用される場合、力の均衡、エンジン全体の形状及びサイズ等の点において種々の利点を提供しうる種々の構成が可能である。例示的な構成には、同軸対向シリンダの対（例えば、「水平対向２気筒」、「水平対向４気筒」等）、シリンダの全てが並んだ「直列」型、２つの直列するシリンダバンクが並列する「Ｕ」型（例えば「スクエア４」）、「Ｖ」型及び「Ｗ」型（すなわち「Ｖ」を構成するシリンダバンクが２つ隣接する）、及びラジアル型を含む（しかしながら、それらに限定されない）。型に応じて、複数のシリンダが、単一のクランクシャフト又は複数のクランクシャフトを駆動してもよい。通常、「水平」型、「直列」型、「Ｖ」型及びラジアル型が１つのクランクシャフトを有する一方で、「Ｕ」型及び「Ｗ」型は２つのクランクシャフト（シリンダの各バンクには１つ）を有することができるが、「Ｕ」型と「Ｗ」型の実施形態では、連接ロッドを介して単一のクランクシャフトを駆動するようにしてもよい。
【００２０】
ここで、本発明の実施形態を例として添付の図面を参照して記載する。
【図面の簡単な説明】
【００２１】
【図１】本発明の一実施形態による水平対向４気筒エンジン構成の断面図である。
【図２】図１の線ｚ−ｚに沿った図１のエンジンの断面図である。
【図３】図２に示される最上段の対向シリンダ対の中心線に沿った図１及び２のエンジンの断面図である。
【図４】（ａ）〜（ｍ）図の左下に示されるシリンダの最小燃焼室容積（以下では利便性のため「上死点」又は「ＴＤＣ」と呼ばれる。この専門用語（ＴＤＣ）が使用される理由は、当業者であれば、そこが、より慣例的に配置されたエンジンの動作サイクル内の類似箇所であると理解するからである）のサイクルの時点から開始する、クランクシャフトの１回の全回転（ｏｎｅ  ｃｏｍｐｌｅｔｅ  ｒｅｖｏｌｕｔｉｏｎ）中の０°、３０°、６０°、９０°、１２０°、１５０°、１８０°、２１０°、２４０°、２７２°、３００°、３３０°、３６０°のそれぞれにおける図１のエンジン（簡潔に図示している）のスナップショットを示す。
【図５】本発明の第２実施形態によるエンジンの、図３と同様の断面図を示す。
【図６】本発明の第３実施形態によるエンジンの、図３と同様の断面図を示す。
【図７】本発明の第４実施形態によるエンジンの、図３と同様の断面図を示す。
【図８】本発明の第５実施形態によるエンジンの、図３と同様の断面図を示す。
【図９】本発明の第６実施形態によるエンジンの、図３と同様の断面図を示す。
【発明を実施するための形態】
【００２２】
本発明を例示するためにここで使用する実施形態は２ストローク、副室式かつ４気筒のスパーク点火エンジンである。エンジンは２つの水平に対向するシリンダの対を備えて構成されている。シリンダの１つの対が、もう一方の対に並んで配置されており、「水平対向４気筒」構成を形成する。この構成は、例えば、船舶用船外エンジンとしての使用等、いくつかの用途において、エンジンに有利な全体として低背高の筐体を提供する。本発明の実施形態によるエンジンは、他の海洋用途並びに陸上用車両及び航空機用の推進ユニット又は発電ユニットとしても使用することができる。
【００２３】
より詳細には、まず図１〜３を見ると、エンジン１０は、中央クランクシャフト１４の周りに配置された４つのシリンダ１２を備え、中央クランクシャフトは軸線ｚ−ｚ（図１を参照）を中心として回転するよう取り付けられている。クランクシャフトの一方の側にあり図１の下側の２つのシリンダは、一方の対向シリンダ対であり、図１の上側の他の２つのシリンダは、他方の対向シリンダ対である。
【００２４】
各シリンダ内には内側ピストン１６及び外側ピストン１８の２つのピストンがある。各シリンダ内の２つのピストンは互いに対向し、この例では１８０度の位相ずれで反対方向に往復運動する。
【００２５】
各ピストンはクラウン２０，２２と、クラウンから垂下するスカート２４，２６とを有し、２つのピストンのクラウンは互いに面している。この例では、クラウン２４，２６は、共に、浅い椀型の形状となっている。上死点において、ピストンクラウンが互いに最も接近する（かつほぼ接触しそうな）とき、対向するクラウン２４，２６は、燃焼室２８を形成する。この燃焼室２８では、先立って燃焼室内へ導入された混合気がスパーク点火されて燃焼し、サイクルの動力行程をもたらす。
【００２６】
以下にさらにより詳細に説明するように、図１の左上のシリンダ及び右下のシリンダに示すように、サイクル内で、ピストンが互いに最も離れて配置され、シリンダ内の最大収容容積（「下死点」）を画定する位置にある場合、ピストンクラウンはシリンダの内側端部及び外側端部それぞれに向かって十分に離れて引き寄せられて、吸気ポート３０及び排気ポート３２を開く。サイクルの圧縮行程においてピストン１６，１８が互いに近づく方向に動くと、ピストンスカートがポートを覆って閉じる。内側ピストン１６のスカート２４は吸気ポート３０を閉じ、外側ピストン１８のスカート２６は排気ポート３２を閉じる。図１及び図２において最も良く示されるように、排気ポート３２は軸方向の長さ（すなわち、シリンダの長手方向の軸線の方向における寸法）が吸気ポートよりも長いため、排気ポートは吸気ポートよりも早く開き、吸気ポートよりも長く開いたままとなり、シリンダの掃気を助ける。
【００２７】
各シリンダ１２には燃料噴射器３４が取り付けられている。この副室式の例において、燃料噴射器はシリンダ１２の側面に取り付けられ、吸気ポート３０に隣接するシリンダ壁を取り囲む環状吸気マニホールド３５内へ燃料を噴射する。この例で見られるように、噴射器は、内側ピストン１６が吸気ポート３０を覆っていないときは、吸気ポート３０を介して直接燃料を噴射するように配置することができる。燃料は、従来の方法により噴射器３４へ供給される。
【００２８】
標準的な噴射器と燃料レールの構成を用いることができる。一部の実施形態では、それぞれのシリンダに複数の噴射器（２、３又はそれ以上の噴射器）を用いることができる。複数の噴射器を用いる際には、シリンダ周りの円周方向に間隔を空けて（好ましくは実質的に等間隔に）使用するものとすることができる。
【００２９】
本発明に従うと、それぞれのシリンダ１２は、スパークプラグアッセンブリ３６をも備えている。このスパークプラグアセンブリ３６は、ハウジング３７とハウジング内部に取り付けられたスパークプラグ３８とを有しており、スパークプラグ３８は、ハウジング３７の端部から燃焼室２８内へ露出したスパークプラグの電極３９を備えている。この例において、スパークプラグ３８は、それが固定されたハウジング内で、シリンダ１２の中心軸線に沿って取り付けられている。ハウジング３７の外側端部はシリンダの外側端部（すなわち、クランクシャフト１４と逆側のシリンダの端部）の構成要素４０に固定されている。スパークプラグアッセンブリ３６が外側ピストンクラウン２２の中心開口部４２を貫いて延び、スパークプラグ３８の内側端部、すなわち、電極３９が位置する端部がシリンダ１２内の中心に配置される。より具体的には、図２の左下のシリンダ及び右上のシリンダ並びに図１の左側のシリンダにおいて見られるように、ピストン１６，１８が上死点にある場合、スパークプラグ３８の電極３９は、直接燃焼室２８内の真直中にある。
【００３０】
ここで示されるようにスパークプラグが中心にある配置では、スパークプラグアッセンブリ３６は所定の位置に固定されており、エンジン１０の動作中、外側ピストン１８はスパークプラグハウジング３７の外側に沿って移動する。外側ピストンクラウン２２の開口部４２の周縁部の周りに適切なシール（図示しない）が設けられ、ピストン１８がスパークプラグハウジング３７に沿って前後に往復運動するときに、ピストンクラウン２２とスパークプラグハウジング３７との間をシールして、シリンダ内部からの加圧ガスの漏洩を防止又は少なくとも最小限に抑えたり、燃焼室へのオイルの移入を防止する。スパークプラグハウジング３７の外面は、ピストン１８と摺動可能に接触するよう構成されている。一部の実施例では必要とされないかもしれないが、スパークプラグ３８はハウジング３７内の冷却液によって囲まれていてもよい。
【００３１】
スパークプラグ３８自体は、従来の構造とすることができる。それらは、従来のコイルにより、電力が供給されてもよい。
【００３２】
この例では、スパークプラグアッセンブリ３６が外側ピストンを貫通してシリンダの外側端部に突出しているが、他の実施形態では、内側ピストンを貫通して（内側ピストンがスパークプラグハウジング上を摺動して）シリンダの内側端部に突出してもよい。
【００３３】
この例では、ピストン１６，１８はクランクシャフト１４上の各々の偏心輪５８に取り付けられた４つのスコッチヨーク配置５０，５２，５４，５６を介してクランクシャフト１４を駆動する。必要なスコッチヨークの数を最小限にし、クランクシャフトに必要な長さを最小化してよりコンパクトな設計を提供するために、スコッチヨークが複数のピストンによって共有されている。
【００３４】
スコッチヨーク配置は、同時係属中の英国特許出願ＧＢ１１０８７６６．４及びＧＢ１１０８７６７．３に示されたものでもよく、これら出願の全内容を本明細書の一部として参照する。具体的には、これら先願の図５及び図６と図に関する記述が、先のスコッチヨーク配置の説明のために参照される。
【００３５】
エンジンの動作
図４は、クランクシャフトの１回転における、図１〜３のエンジンの動作を示す。具体的には、図４（ａ）〜４（ｍ）は、３０°刻みのピストン位置を示す。
【００３６】
０°ＡＤＣの図４（ａ）は、０°のクランクシャフト位置（ここでは図１の左下側シリンダ１２のＴＤＣと定義する）におけるエンジンを示す。この位置において、左下の外側ピストン１８ｃ及び左下の内側ピストン１６ｃは最も接近している。クランクシャフトの回転におけるこの角度において、例示の副室式エンジンでは燃焼が継続中であるが、この燃焼は、エンジンの速度や負荷といったエンジン制御パラメータによって、ＴＤＣより前の約１０°〜４０°における点火により開始されている。この時点では、左下のシリンダの排気ポート３２及び吸気ポート３０は、外側ピストン及び内側ピストンそれぞれによって完全に閉じられている。
【００３７】
３０°ＡＤＣの図４（ｂ）では、爆発行程の開始時において、左下のシリンダの内側ピストンと外側ピストンは離れている。
【００３８】
６０°ＡＤＣの図４（ｃ）では、左下のシリンダは爆発行程を継続し、２つのピストンは等しい速度で逆向きとなる。
【００３９】
９０°ＡＤＣの図４（ｄ）では、左下のシリンダは爆発行程を継続する。
【００４０】
１２０°ＡＤＣの図４（ｅ）では、左下のシリンダの外側ピストンが排気ポート３２を開いている一方、吸気ポートは閉じたままである。この「ブローダウン」状態においては、燃焼室から出る膨張ガスの運動エネルギの一部は、必要であれば、例えば次の圧縮のためのターボチャージャー（「パルス」ターボチャージング）によって、外部で回収することができる。
【００４１】
１５０°ＡＤＣの図４（ｆ）では、左下のシリンダの内側ピストンは吸気ポート３０を開いており、シリンダは単流掃気されている。
【００４２】
１８０°ＡＤＣの図４（ｇ）では、左下のシリンダの内側ピストン及び外側ピストンが吸気ポート３０及び排気ポート３２の両方を開いたままにし、単流掃気は継続される。ピストンは下死点にある。
【００４３】
２１０°ＡＤＣの図４（ｈ）では、左下のシリンダにおいて、ポート３０，３２の両方が開いたままであり、単流掃気は継続される。燃料は、噴射器から入口マニホールドへ噴射され、噴射器に隣接する吸気ポートを介してシリンダへ運ばれる。
【００４４】
２４０°ＡＤＣの図４（ｉ）では、左下のシリンダにおいて、内側ピストンは吸気ポート３０を閉じている一方で、排気ポート３２は一部開いたままである。他の実施形態では、入口ポートが開いた後又は閉じた後に排気ポートが開き、かつ、入口ポートが開く前又は閉じる前に排気ポートが閉じてもよい。あるいは、入口ポートが開いた後又は閉じた後に排気ポートが開くか、又は、入口ポートが開く前又は閉じる前に排気ポートが閉じてもよい。ポートの形状は、新たに供給された空気がシリンダを介して排気管へ移動することなく、良好な掃気を促進するように設計されていることが好ましい。また、いくつかの用途においては、例えば、スリーブバルブを使用してポートの開閉を制御することにより、ポートタイミングが非対称として、排気ポートを図示の例よりも早く閉じるようにすることが望ましい場合がある。また、吸気上昇の適切な制御や調整により、良好な掃気を促すことができる。
【００４５】
２７０°ＡＤＣの図４（ｊ）では、左下のシリンダにおいて、外側ピストンは排気ポート３２を閉じており、２つのピストンは互いに近づいており、それらの間の混合気を圧縮している。
【００４６】
３００°ＡＤＣの図４（ｋ）では、左下のシリンダにおいて、ピストンは圧縮行程を継続している。
【００４７】
３３０°ＡＤＣの図４（ｌ）では、左下のシリンダは圧縮行程の終了に近づいている。
【００４８】
３６０°ＡＤＣの図４（ｍ）では、位置は図３（ａ）と同じである。左下のシリンダがＴＤＣ位置に達しており、外側と内側のピストンは最も接近している。
【００４９】
特定の角度及びタイミングは、クランクシャフトの配置や、ポートのサイズ及び位置に依存する。上記は単に本発明の概念を示すことを意図するものである。吸気マニホールドへの燃料供給のタイミングは、エンジンの特性と、その制御パラメータに基づく従来の方法で決定することができる。
【００５０】
変形例
図５〜９は、本発明のさらなる代表的な実施形態を示す。これらの動作は、上述した実施形態と概ね類似している。これらは、下記で説明されるように、上述した実施形態とは、スパークプラグ及び燃料噴射器の両方又はいずれか一方の形状と配置が異なっている。
【００５１】
図５は、他の副室式の構成を示す。燃料噴射器３４は、図１〜４の実施形態と同様に構成され動作する。しかしながら、この例では、スパークプラグ３８は外側ピストン１８に固定され、外側ピストンと共に動く。他の実施形態では、スパークプラグ３８を内側ピストン１６に固定して、内側ピストンと共に動くようにしてもよい。
【００５２】
スパークプラグ３８に電力を供給するために、摺動電気コネクタ６０がスパークプラグ３８の外端に取り付けられている。
【００５３】
図６は、直噴エンジンの４つの変形例のうちの最初のものを示す。この例では、燃料噴射器３４は、シリンダ１２の壁の定位置にある。必要に応じて、複数の噴射器がシリンダの周りに円周方向に間隔を空けて配置されてもよい。噴射ノズルはシリンダ内に直接露出しており、（図６の左側シリンダにみられるように）ピストン同士が最も接近したときに形成される燃焼室と直列となっている。排気ポートが閉じた後、かつ、ＴＤＣの前の所定の時点で、燃料がシリンダ内へ直接噴射される。混合気はスパークプラグ３８により点火される。この例では、スパークプラグの構成は、図１〜４の実施形態について上述したものと同様である。
【００５４】
図７は、別の直噴の例を示す。しかしながら、この例では、燃料噴射器３４は、スパークプラグ３８と並んで取り付けられており、シリンダの一端（図示の例では、外側端部）から延びて、シリンダと同軸上にある。噴射器３４とスパークプラグは、この例では同じハウジング３７に設けられており、このハウジング内の冷却剤により冷却されてもよい。この例では、スパークプラグと噴射器が結合したアッセンブリが、外側ピストンに取り付けられているが、他の実施形態では、アッセンブリは、内側ピストンを貫通してシリンダの内側の端部から突き出るようにすることもできる。
【００５５】
図８に見られる変形例は、内側ピストンに固定され、内側ピストンと共に動くスパークプラグ３８を有している。図５に見られる変形例と同様に、摺動電気コネクタ６０はスパークプラグ３８に電力を供給するために用いられる。この例の燃料噴射器３４は、シリンダ内中央の定位置に取り付けられており、外側ピストン１８を貫通してシリンダの外側端部から延びている。外側ピストン１８は、燃料噴射器のハウジングに沿って摺動する。それゆえに、この例では、燃料噴射器３４のノズルは、スパークプラグ３８の電極と対向しており、ピストン同士が最も接近するときに、互いに接近して対向する（図８の左側のシリンダ参照）。
【００５６】
図９は、図８のものに類似した変形例を示している（スパークプラグ３８の構成は同様である）が、燃料噴射器３４は、シリンダ内の定位置に固定されるのではなく、外側ピストン１８に固定され、外側ピストン１８と共に動く。図８の例と同様に、ピストンが互いに最も接近する位置にあるとき、スパークプラグの電極と噴射器のノズルは、シリンダの中心線上で互いに接近して対向する（図９の左側のシリンダ参照）。他の実施形態では、燃料噴射器３４とスパークプラグ３８との位置を逆にして、スパークプラグ３８が外側ピストン１８と共に動き、燃料噴射器が内側ピストン１６と共に動くようにしてもよい。
【００５７】
図５〜９は、数多の考え得る変形例のうちのいくつかを示しており、これら説明した変形例の特徴は、特に説明されていない他の組み合わせにおいて、互いに用いてもよい。例えば、図８における動くスパークプラグの配置を、図６に見られる、シリンダの側壁内に直噴の噴射器を固定した配置と共に用いてもよいし、図１及び５に見られる、間接的な噴射器の配置と共に用いてもよい。他の組み合わせも可能である。
【００５８】
当業者であれば、具体的に記載した実施形態の種々の変形が本発明から逸脱することなく可能であることを理解するであろう。例えば、本発明は、２ストロークスパーク点火エンジンという文脈で示されているが、本発明の実施形態は２ストロークであっても４ストロークであってもよく、スパーク点火であってもスパーク補助エンジンタイプであってもよいということも、当業者は理解するであろう。
【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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【国際調査報告】
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