(57)【要約】【解決手段】少なくとも１つのシリンダと、少なくとも１つのシリンダ内で往復運動可能な少なくとも１つのピストンと、少なくとも１つのシリンダの壁を通る少なくとも１つの吸気口と、少なくとも１つのシリンダの壁を通る少なくとも１つの排気口と、少なくとも１つの吸気口及び少なくとも１つの排気口の一方、または、両方のポーティングを制御するための、少なくとも１つのシリンダ内の少なくとも１つの往復運動可能なスリーブ弁と、少なくとも１つのピストンの往復運動によって回転するように構成された少なくとも１つのシャフトと、少なくとも１つのピストンに連結され、往復運動可能なピストン駆動手段と、少なくとも１つの往復運動可能なスリーブ弁に連結され、往復運動可能なスリーブ弁駆動手段とを備える。スリーブ弁駆動手段の往復運動の軸は、少なくとも１つのピストンのピストン駆動手段の往復運動の軸から離れ、平行であり、スリーブ弁駆動手段の往復運動の軸は、シャフトの外周の周囲に、少なくとも１つのピストンのピストン駆動手段の往復運動の軸から離して配置される、これにより、エンジンを、既知のエンジンよりもコンパクトにし、物理的大きさを縮小することができるだろう。【選択図】図８
2017505881.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
少なくとも１つのシリンダと、
前記少なくとも１つのシリンダ内で往復運動可能な少なくとも１つのピストンと、
前記少なくとも１つのシリンダの壁を通る少なくとも１つの吸気口と、
前記少なくとも１つのシリンダの壁を通る少なくとも１つの排気口と、
前記少なくとも１つの吸気口及び少なくとも１つの排気口の一方、または、両方のポーティングを制御するための、前記少なくとも１つのシリンダ内の少なくとも１つの往復運動可能なスリーブ弁と、
前記少なくとも１つのピストンの往復運動によって回転可能な少なくとも１つのシャフトと、
前記少なくとも１つのピストンに連結され、前記少なくとも１つのピストンとともに往復運動可能なピストン駆動手段と、
前記少なくとも１つの往復運動可能なスリーブ弁に連結され、前記少なくとも１つの往復運動可能なスリーブ弁とともに往復運動可能なスリーブ弁駆動手段と、を備えるエンジンであって、
前記スリーブ弁駆動手段の往復運動の軸は、前記少なくとも１つのシャフトの外周の周囲に、前記ピストン駆動手段の往復運動の軸から離して配置される、
エンジン。
【請求項２】
前記ピストン駆動手段と係合し、前記少なくとも１つのピストンの往復運動を前記少なくとも１つのシャフトの回転運動に変換するピストン駆動機構をさらに備える、
請求項１に記載のエンジン。
【請求項３】
前記スリーブ弁駆動手段と係合して前記少なくとも１つのスリーブ弁を往復運動させるスリーブ弁駆動機構をさらに備える、
請求項１または２に記載のエンジン。
【請求項４】
前記少なくとも１つのスリーブ弁の往復運動は、前記少なくとも１つのピストンの往復運動と関連付けられるように構成される、
請求項１から３のいずれかに記載のエンジン。
【請求項５】
前記少なくとも１つのスリーブ弁は、前記少なくとも１つのピストンの往復運動と位相をずらして往復運動可能なように構成される、
請求項１から４のうちいずれかに記載のエンジン。
【請求項６】
前記ピストン駆動機構は、少なくとも１つのピストンカムを備える第１カム機構を備える、
請求項２から５のいずれかに記載のエンジン。
【請求項７】
前記スリーブ弁駆動機構は、少なくとも１つのスリーブ弁カムを備える第２カム機構を備える、
請求項３から６のいずれかに記載のエンジン。
【請求項８】
前記少なくとも１つのピストンカムは、軸方向カムを備える、
請求項６または７に記載のエンジン。
【請求項９】
前記少なくとも１つのスリーブ弁カムは、軸方向カムを備える、
請求項７または８に記載のエンジン。
【請求項１０】
前記ピストン駆動手段は、前記少なくとも１つのピストンから延びるピストンロッドアセンブリを備える、
請求項１から９のいずれかに記載のエンジン。
【請求項１１】
前記ピストンロッドアセンブリは、第１対のカムフォロアを支持する、
請求項１０に記載のエンジン。
【請求項１２】
前記スリーブ弁駆動手段は、前記少なくとも１つの往復運動可能なスリーブ弁から延びるスリーブ弁駆動アームを備える、
請求項１から１１のいずれかに記載のエンジン。
【請求項１３】
前記少なくとも１つのスリーブ弁は、前記スリーブ弁の端部の周囲にフランジを備え、前記スリーブ弁駆動アームは、前記フランジから延びる、
請求項１２に記載のエンジン。
【請求項１４】
前記スリーブ弁駆動アームの少なくとも一部は、略平坦な板である、
請求項１２または１３に記載のエンジン。
【請求項１５】
前記スリーブ弁駆動アームは、第２対のカムフォロアを支持する、
請求項１２から１４のいずれかに記載のエンジン。
【請求項１６】
前記スリーブ弁駆動アームは、前記少なくとも１つのシリンダのスロットと摺動可能に係合する、
請求項１２から１５のいずれかに記載のエンジン。
【請求項１７】
前記少なくとも１つのピストンカムは、前記少なくとも１つのシャフト上に配置される、
請求項６から１６のいずれかに記載のエンジン。
【請求項１８】
前記少なくとも１つのスリーブ弁カムは、前記少なくとも１つのシャフト上に配置される、
請求項７から１７のいずれかに記載のエンジン。
【請求項１９】
前記少なくとも１つのピストンカムは、ピストン運動のサイクルの間、前記少なくとも１つのピストンを少なくとも１周期、停止させるように構成される、
請求項６から１８のいずれかに記載のエンジン。
【請求項２０】
前記少なくとも１つのピストンカムは、ピストン運動のサイクルの間、前記少なくとも１つのピストンをＢＤＣ位置において１周期、停止させるように構成される、
請求項１９に記載のエンジン。
【請求項２１】
前記ピストンのＢＤＣ位置における停止周期は、前記ピストンがＢＤＣ位置から離れ始める前に、前記少なくとも１つの排気口を介して燃焼廃棄物のほぼ全ての除去が行われるのに十分である、
請求項２０に記載のエンジン。
【請求項２２】
前記少なくとも１つのピストンカムは、ピストン運動のサイクルの間、前記少なくとも１つのピストンをＴＤＣ位置において１周期、停止させるように構成される、
請求項１９から２１のいずれかに記載のエンジン。
【請求項２３】
前記ピストンのＴＤＣ位置における停止周期は、前記ピストンがＴＤＣ位置から離れ始める前に、燃焼の熱交換のほぼ全てが、前記シリンダ内で、一定容積で行われるのに十分である、
請求項２２に記載のエンジン。
【請求項２４】
前記少なくとも１つのスリーブ弁カムは、スリーブ弁運動の間、前記少なくとも１つのスリーブ弁を、少なくとも１周期、停止させるように構成される、
請求項７から２３のいずれかに記載のエンジン。
【請求項２５】
前記少なくとも１つのスリーブ弁カムは、スリーブ弁運動のサイクルの間、前記少なくとも１つのスリーブ弁を、ＴＤＣ位置において１周期、停止させるように構成される、
請求項２４に記載のエンジン。
【請求項２６】
使用時、前記少なくとも１つのピストンが、前記少なくとも１つの軸方向スリーブ弁カムによってＴＤＣ位置に保持される間のシャフト回転度数よりも大きなシャフト回転度数の間、前記少なくとも１つのスリーブ弁カムが、前記少なくとも１つのスリーブ弁をＴＤＣ位置に保持するように構成される、
請求項２５に記載のエンジン。
【請求項２７】
前記少なくとも１つの軸方向スリーブ弁カムは、前記少なくとも１つの排気口のポーティングを制御するように構成され、前記エンジンは、前記エンジンの使用時、前記少なくとも１つの排気口が、前記少なくとも１つのピストンがＢＤＣ位置に到達するほぼその時に前記少なくとも１つのスリーブ弁によって開放されるように構成される、
請求項７から２５のいずれかに記載のエンジン。
【請求項２８】
前記エンジンの使用時、前記少なくとも１つの排気口が、前記ピストンがＢＤＣ位置に到達した後、前記排気スリーブ弁によって開放されるように構成される、
請求項７から２５のいずれかに記載のエンジン。
【請求項２９】
前記少なくとも１つのシリンダ内で対向して往復運動可能な少なくとも２つのピストンと、
前記少なくとも２つのピストンのそれぞれに連結され、前記少なくとも２つのピストンのそれぞれとともに往復運動可能なピストン駆動手段と、をさらに備える請求項１から２８のいずれかに記載の対向ピストンエンジンであって、
前記少なくとも１つのシャフトは、前記少なくとも２つのピストンの往復運動によって回転可能であり、
前記スリーブ弁駆動手段の往復運動の軸は、前記少なくとも１つのシャフトの外周の周囲に、前記少なくとも２つのピストンのうち少なくとも１つのピストンのピストン駆動手段の往復運動の軸から離して配置される、
請求項１から２８のいずれかに記載の対向ピストンエンジン。
【請求項３０】
前記スリーブ弁駆動手段の往復運動の軸は、前記少なくとも１つのシャフトの外周の周囲に、前記少なくとも２つのピストンのそれぞれのピストン駆動手段の往復運動の軸から離して配置される、
請求項２９に記載の対向ピストンエンジン。
【請求項３１】
前記少なくとも２つのピストンのうち第１ピストンのピストン駆動手段の往復運動の軸は、前記少なくとも１つのシャフトの外周の周囲に、前記少なくとも２つのピストンのうち第２ピストンのピストン駆動手段から離して配置される、
請求項２９または３０に記載の対向ピストンエンジン。
【請求項３２】
前記スリーブ弁駆動手段の往復運動の軸は、前記少なくとも１つのシャフトの外周の周囲に、前記第１及び第２ピストンのそれぞれのピストン駆動手段の往復運動の軸から離して、及び、軸の間に配置される、
請求項３１に記載の対向ピストンエンジン。
【請求項３３】
前記少なくとも２つのピストンは、線形に、及び、同軸上に往復運動可能である、
請求項２９から３２のいずれかに記載の対向ピストンエンジン。
【請求項３４】
前記少なくとも２つのピストンは、同期して往復運動可能である、
請求項２９から３３のいずれかに記載の対向ピストンエンジン。
【請求項３５】
同じシリンダ内に配置された少なくとも２つのスリーブ弁であって、１つのスリーブ弁は、前記少なくとも２つのピストンのそれぞれを囲み、前記スリーブ弁は、前記少なくとも１つのシリンダ内で対向して往復運動可能である、少なくとも２つのスリーブ弁をさらに備える、
請求項２９から３４のいずれかに記載の対向ピストンエンジン。
【請求項３６】
前記少なくとも２つのスリーブ弁は、線形に、同軸上に、及び、前記少なくとも２つのピストンと同軸上に往復運動可能である、
請求項３６に記載の対向ピストンエンジン。
【請求項３７】
前記少なくとも２つのスリーブ弁は、互いに位相をずらして往復運動可能である、
請求項３５または３６に記載の対向ピストンエンジン。
【請求項３８】
前記少なくとも２つのスリーブ弁は、それぞれのピストンと位相をずらして往復運動可能である、
請求項３５から３７のいずれかに記載の対向ピストンエンジン。
【請求項３９】
前記少なくとも２つのスリーブ弁のうち第１スリーブ弁は、前記少なくとも１つの吸気口のポーティングを制御するように配置され、前記少なくとも２つのスリーブ弁のうち第２スリーブ弁は、前記少なくとも１つの排気口のポーティングを制御するように配置される、
請求項３５から３８のいずれかに記載の対向ピストンエンジン。
【請求項４０】
複数の吸気口が、前記第１スリーブ弁のＴＤＣ位置とＢＤＣ位置との間の場所に、前記少なくとも１つのシリンダの壁を通して設けられ、複数の排気口が、前記第２スリーブ弁のＴＤＣ位置とＢＤＣ位置との間の場所に、前記シリンダを通して設けられる、
請求項３５から３９のいずれかに記載の対向ピストンエンジン。
【請求項４１】
少なくとも１つのシリンダと、
前記少なくとも１つのシリンダ内で往復運動可能な少なくとも２つのピストンと、
前記少なくとも１つのシリンダの壁を通る少なくとも１つの吸気口と、
前記少なくとも１つのシリンダの壁を通る少なくとも１つの排気口と、
前記少なくとも１つの吸気口及び少なくとも１つの排気口の一方、または、両方のポーティングを制御するための、前記少なくとも１つのシリンダ内の少なくとも１つの往復運動可能なスリーブ弁と、
前記少なくとも２つのピストンの往復運動によって回転可能な少なくとも１つのシャフトと、
前記少なくとも１つの往復運動可能なスリーブ弁に連結され、前記少なくとも１つの往復可能なスリーブ弁とともに往復運動可能なスリーブ弁駆動手段と、を備える対向ピストンエンジンであって、
前記スリーブ弁駆動手段の往復運動の軸は、前記少なくとも１つのシャフトの外周の周囲に、前記少なくとも２つのそれぞれのピストン駆動手段の往復運動の軸から離して配置される、
対向ピストンエンジン。
【請求項４２】
前記スリーブ弁駆動手段の往復運動の軸は、各ピストンのピストン駆動手段の往復運動の軸から離れて、平行である、
請求項１から４１のいずれかに記載のエンジン。
【請求項４３】
前記往復運動可能なスリーブ弁、または、前記往復運動可能なスリーブ弁の少なくとも１つは、連続した、ポートのないスリーブ弁である、
請求項１から４２のいずれかに記載のエンジン。
【請求項４４】
前記少なくとも１つの往復運動可能なスリーブ弁と密閉して係合する前記シリンダの壁内に埋め込まれた少なくとも１つの油かきリングをさらに備える、
請求項１から４３のいずれかに記載のエンジン。
【請求項４５】
前記少なくとも１つのシャフトは、動力取出装置用の出力シャフトである、
請求項１から４４のいずれかに記載のエンジン。
【請求項４６】
前記エンジンは、２工程サイクルで動作する、
請求項１から４５のいずれかに記載のエンジン。
【請求項４７】
前記エンジンは、圧縮点火エンジンである、
請求項１から４６のいずれかに記載のエンジン。
【請求項４８】
前記エンジンは、第１対のピストンが対向して往復運動するように配置された第１シリンダと、第２対のピストンが対向して往復運動するように配置された第２対の対向ピストンとを備え、前記少なくとも１つのシャフトは、前記第１及び第２対の対向ピストンの往復運動によって回転可能であり、前記第１及び第２シリンダは、前記シャフトの反対側に配置される、
請求項１から４７のいずれかに記載のエンジン。
【請求項４９】
添付の図面を参照して本明細書に記載されたエンジン。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、少なくとも１つのシリンダ内で往復運動するように配置された少なくとも１つのピストンと、同シリンダ内で往復運動するように配置された少なくとも１つのスリーブ弁とを有するエンジンに関する。
【０００２】
本発明はまた、１対の対向ピストンがシリンダ内で対向して往復運動するように配置され、少なくとも１つのスリーブ弁が同シリンダ内で往復運動するように配置された対向ピストンエンジンに関する。
【背景技術】
【０００３】
当技術分野では、一般的に、ピストンの周囲に配置された往復運動可能なスリーブ弁であって、ピストンが往復運動するシリンダ内で往復運動するように配置されたスリーブ弁を備えるエンジンが知られている。
【０００４】
英国特許出願番号ＧＢ１３０４４５８．１は、スリーブ弁を備える１つのタイプのエンジンに関する。当該エンジンは、少なくとも１つのシリンダと、同シリンダ内で対向して往復運動可能な少なくとも２つのピストンと、シリンダの壁を通る少なくとも１つの吸気口と、シリンダの壁を通る少なくとも１つの排気口と、対向するピストンの往復運動によって回転するように配置された少なくとも１つのシャフトと、少なくとも１つの吸気口及び少なくとも１つの排気口のうち一方、または、両方のポーティングを制御するためのシリンダ内の少なくとも１つの往復運動可能なスリーブ弁と、少なくとも１つのスリーブ弁の往復運動を制御するためのスリーブ弁駆動機構と、停止機構と、を備える対向ピストンエンジンである。停止機構は、ピストン運動のそれぞれのサイクルの間、少なくとも２つのピストンを少なくとも１周期、停止させるように構成される。
【０００５】
英国特許出願番号ＧＢ１３０４４５８．１に記載されたエンジンの配置は、様々な内部エンジン構成要素を収容するために、ある程度の物理的な大きさのエンジンケースを必要とする。
【０００６】
近年、エンジンの開発において、小型化、重量の削減及び燃費の向上を目指す傾向がある。そのため、英国特許出願番号ＧＢ１３０４４５８．１に記載されたエンジンのような既知のエンジンと比較して物理的な大きさ及び重量が削減された、改善されたエンジンが求められている。
【０００７】
また、一般的に、既知のエンジンよりも効率的な動作が可能なエンジンが求められている。
【発明の概要】
【０００８】
第１の態様において、本発明は、少なくとも１つのシリンダと、少なくとも１つのシリンダ内で往復運動可能な少なくとも１つのピストンと、少なくとも１つのシリンダの壁を通る少なくとも１つの吸気口と、少なくとも１つのシリンダの壁を通る少なくとも１つの排気口と、少なくとも１つの吸気口及び少なくとも１つの排気口の一方、または、両方のポーティングを制御するための、少なくとも１つのシリンダ内の少なくとも１つの往復運動可能なスリーブ弁と、少なくとも１つのピストンの往復運動によって回転可能な少なくとも１つのシャフトと、少なくとも１つのピストンに連結され、少なくとも１つのピストンとともに往復運動可能なピストン駆動手段と、少なくとも１つの往復運動可能なスリーブ弁に連結され、少なくとも１つの往復運動可能なスリーブ弁とともに往復運動可能なスリーブ弁駆動手段と、を備えるエンジンであって、スリーブ弁駆動手段の往復運動の軸は、少なくとも１つのシャフトの外周の周囲に、ピストン駆動手段の往復運動の軸から離して配置される、エンジンを提供する。
【０００９】
ピストン駆動手段と、スリーブ弁駆動手段とは、少なくとも１つのシャフトの周囲に互いに離して配置されることが理解されるだろう。また、ピストン駆動手段は、第１空間で往復運動し、スリーブ弁駆動手段は、第２空間で往復運動し、第１及び第２空間は、シャフトの周囲に互いに離して配置されることも理解されるだろう。
【００１０】
スリーブ弁駆動手段の往復運動の軸及びピストン駆動手段の往復運動の軸のオフセットの位置決めにより、エンジンを、さらにコンパクトにすることができ、既知のエンジンと比較して大きさ及び重量を削減することができるだろう。
【００１１】
第１の態様における本発明の好適な特徴は、以下で言及する従属クレームに示される。第１の態様における本発明の好適な特徴を、以下に説明する。
【００１２】
好適には、スリーブ弁駆動手段の往復運動の軸は、少なくとも１つのピストンのピストン駆動手段の往復運動の軸から離れ、平行である。
【００１３】
好適には、スリーブ弁駆動手段の往復運動の軸は、少なくとも１つのシャフトの外周の周囲に、ピストン駆動手段の往復運動の軸から約９０度、離して配置される。
【００１４】
好適には、ピストン駆動手段は、第１平面上を往復運動可能であり、スリーブ弁駆動手段は、第２平面上を往復運動可能であり、第１平面は、第２平面に略直交している。
【００１５】
好適には、エンジンサイクルの間の全ての排気ポーティングイベントのタイミングは、少なくとも１つのシリンダ内の少なくとも１つのピストンの位置とは無関係に制御可能である。好適には、エンジンサイクルの間の全ての吸気ポーティングイベントのタイミングは、少なくとも１つのシリンダ内の少なくとも１つのピストンの位置とは無関係に制御可能である。好適には、エンジンサイクルの間の全てのポーティングイベント（吸気及び排気）のタイミングは、シリンダ内の少なくとも１つのピストンの位置とは無関係に制御可能である。
【００１６】
好適には、エンジンはさらに、ピストン駆動手段と係合し、少なくとも１つのピストンの往復運動を少なくとも１つのシャフトの回転運動に変換するためのピストン駆動機構を備える。
【００１７】
好適には、エンジンはさらに、スリーブ弁駆動手段と係合して少なくとも１つのスリーブ弁を往復運動させるためのスリーブ弁駆動機構を備える。好適には、スリーブ弁駆動機構は、少なくとも１つのシャフトの回転運動を少なくとも１つのシリンダ内の少なくとも１つのスリーブ弁の往復運動に変換する。
【００１８】
好適には、エンジンは、少なくとも１つのスリーブ弁の往復運動が少なくとも１つのピストンの往復運動と関連するように構成される。これにより、少なくとも１つのスリーブ弁の往復運動のタイミングをピストンの往復運動のサイクルにおける所望の時点にすることができるだろう。
【００１９】
好適には、エンジンは、少なくとも１つのスリーブ弁が少なくとも１つのピストンと位相をずらして往復運動可能なように構成される。これにより、少なくとも１つの吸気口及び少なくとも１つの排気口のうち一方、または、両方を、エンジンサイクルの最適な時点で、シリンダにおけるピストンの現在位置とは関係なく開閉することができるだろう。
【００２０】
好適には、ピストン駆動機構は、少なくとも１つのピストンカムを備える第１カム機構を備える。
【００２１】
好適には、スリーブ弁駆動機構は、少なくとも１つのスリーブ弁カムを備える第２カム機構を備える。
【００２２】
好適には、少なくとも１つのピストンカムは、軸方向カムを備える。これにより、エンジンは、既知のエンジンよりもコンパクトな構成とすることができるだろう。
【００２３】
好適には、少なくとも１つのスリーブ弁カムは、軸方向カムを備える。これにより、エンジンは、既知のエンジンよりもコンパクトな構成とすることができるだろう。
【００２４】
好適には、ピストン駆動手段は、少なくとも１つのピストンから延びるピストンロッドアセンブリを備える。ピストンロッドアセンブリは、好適には、ピンによってピストンに連結され、ピンは、ガジオンピンでもよい。ピストンロッドアセンブリは、少なくとも１つのシリンダ内の少なくとも１つのピストンの移動をガイド及び／または制御するのに使用されてもよい。ピストンロッドアセンブリはまた、少なくとも１つのシリンダ内のピストンの回転、及び／または、少なくとも１つのシリンダ内のピストンの揺動を防止するのに用いられてもよい。
【００２５】
好適には、ピストンロッドアセンブリは、第１対のカムフォロアを支持する。好適には、第１対のカムフォロアは、ピストンロッドアセンブリによって回転可能に支持される。第１対のフォロアは、好適には、少なくとも１つのピストンカムの１つ以上のカム面と係合する。
【００２６】
好適には、スリーブ弁駆動手段は、少なくとも１つの往復運動可能なスリーブ弁から延びるスリーブ弁駆動アームを備える。スリーブ弁駆動アームは、好適には、往復運動可能なスリーブ弁の側面に延びる。スリーブ弁駆動アームは、好適には、往復運動可能なスリーブ弁から、往復運動可能なスリーブ弁の接線方向に延びる。
【００２７】
スリーブ弁駆動アームは、スリーブ弁と一体的に形成されてもよい。あるいは、スリーブ弁駆動アームは、あらゆる適切な手段、例えば、適切な接合または溶接プロセスによって、スリーブ弁に取り付け、接続、または、連結されてもよい。
【００２８】
好適には、スリーブ弁駆動アームは、第１平面と第２平面との交点上でスリーブ弁に取り付け、接続、または、連結される。
【００２９】
好適には、少なくとも１つのスリーブ弁は、スリーブ弁の少なくとも１つの端部の周囲にフランジを備える。フランジは、シリンダ内のピストンの移動を制限してもよい。好適には、スリーブ弁駆動アームは、フランジから延びるか、または、フランジに取り付けられる。フランジは、スリーブ弁駆動アームの取付ポイントでスリーブ弁を強化してもよい。
【００３０】
好適には、スリーブ弁駆動アームの少なくとも一部は、略平坦な板を備える。スリーブ弁駆動アームは、好適には、一般に三角形を有するが、別の形状を有してもよい。
【００３１】
好適には、スリーブ弁駆動アームは、第２対のカムフォロアを支持する。好適には、第２対のカムフォロアは、スリーブ弁駆動アームによって回転可能に支持される。第２対のフォロアは、好適には、少なくとも１つのスリーブ弁カムの１つ以上のカム面と係合する。
【００３２】
好適には、第１対のフォロアが往復運動する往復運動の軸は、シャフトの外周の周囲に、第２対のフォロアが往復運動する往復運動の軸から離して配置される。
【００３３】
好適には、スリーブ弁駆動アームは、シリンダのスロットと枢動可能に係合する。スロットは、スリーブ弁駆動アーム用の滑り軸受面を提供してもよい。スロットはまた、シリンダ内でスリーブ弁の回転を防止してもよい。スロットはさらに、シリンダ内で、シリンダに相対的なスリーブ弁の滑り移動の範囲を制約及び／または制限してもよい。
【００３４】
好適には、少なくとも１つのピストンカムは、少なくとも１つのシャフト上に配置される。これにより、既知のエンジンよりもコンパクトなエンジン構成とすることができるだろう。また、中間機構の必要なく、ピストンの往復運動をシャフトの回転運動に変換することができるだろう。
【００３５】
好適には、少なくとも１つのスリーブ弁カムが少なくとも１つのシャフト上に配置される。これにより、既知のエンジンよりもコンパクトなエンジン構成とすることができるだろう。また、中間機構の必要なく、ピストンの往復運動をシャフトの回転運動に変換することができるだろう。
【００３６】
好適には、少なくとも１つのピストンカムは、ピストン運動のサイクルの間、少なくとも１つのピストンを少なくとも１周期、停止させるように構成される。これにより、既知のエンジンと比較して、エンジンの体積流量、及び、後に続く効率が改善されるだろう。
【００３７】
好適には、少なくとも１つのピストンカムは、ピストン運動のサイクルの間、ＢＤＣ位置において少なくとも１つのピストンを１周期、停止させるように構成される。これにより、燃焼の廃棄物をより完全に除去し、エンジンの体積流量、及び、後に続く効率が改善されるだろう。
【００３８】
好適には、ＢＤＣ位置におけるピストンの少なくとも１周期の停止は、少なくとも１つの排気口を介した燃焼の廃棄物の除去プロセスの大半、または、ほぼ全てを、少なくとも１つのピストンがＢＤＣ位置から離れ始める前に行うのに十分である。これにより、燃焼の廃棄物がより完全に除去され、既知のエンジンと比較して、エンジンの体積流量、及び、後に続く効率が改善されるだろう。
【００３９】
好適には、少なくとも１つのピストンカムは、少なくとも１つのシャフトの回転が６０度と１４０度との間となるＢＤＣ位置において、少なくとも１つのピストンを少なくとも１周期、停止させるように構成される。好適には、少なくとも１つのピストンカムは、少なくとも１つのシャフトの回転が約１００度となるＢＤＣ位置において、少なくとも１つのピストンを少なくとも１周期、停止させるように構成される。
【００４０】
好適には、少なくとも１つのピストンカムは、ピストン運動のサイクルの間、ＴＤＣ位置において少なくとも１つのピストンを少なくとも１周期、停止させるように構成される。これにより、既知のエンジンと比較して、エンジンの体積流量、及び、後に続く効率が改善されるだろう。
【００４１】
好適には、ＴＤＣ位置における少なくとも１つのピストンの少なくとも１周期の停止は、燃焼の熱交換のほぼ全てが、ピストンがＴＤＣ位置から離れ始める前に、一定容積で、シリンダで起こるのに十分である。これにより、シリンダにおいてより完全に燃料が燃焼し、それにより、既知のエンジンと比較して、ピストン上で行われる作業及びエンジンの熱力学的効率を向上させるだろう。
【００４２】
好適には、少なくとも１つのピストンカムは、少なくとも１つのシャフトの回転が２０度と６０度との間となるＴＤＣ位置において、少なくとも１つのピストンを少なくとも１周期、停止させるように構成される。好適には、少なくとも１つのピストンカムは、少なくとも１つのシャフトの回転が約４０度となるＴＤＣ位置において少なくとも１つのピストンを１周期、停止させるように構成される。
【００４３】
好適には、少なくとも１つのスリーブ弁カムは、スリーブ弁運動のサイクルの間、少なくとも１つのスリーブ弁を少なくとも１周期、停止させるように構成される。これにより、既知のエンジンに対して以下のメリットのいずれか、または、全てを得られるだろう。燃焼の廃棄物を除去するためのシャフト回転の期間／回転度数を増大する、除去のために排気口が開放する前にピストン上で行われる有効な作業のためのシャフト回転の期間／回転度数を増大する、圧縮工程においてピストンによって充填が圧縮される前のシリンダの充填のためのシャフト回転の期間／回転度数を増大する、例えば、外部圧縮器によって、シリンダに入る空気の圧縮、または、「過給」のためのシャフト回転の期間／回転度数を増大する、「ブローダウン」を起こし、シリンダの充填の前に、シリンダ圧力を除去空気圧以下に落とすためのシャフト回転の期間／回転度数を増大する。これにより、エンジンの体積流量及び後に続く効率が改善されるだろう。
【００４４】
好適には、少なくとも１つのスリーブ弁カムは、スリーブ弁運動のサイクルの間、ＴＤＣ位置において少なくとも１つのスリーブ弁を少なくとも１周期、停止させるように構成される。これにより、シャフト回転のより長い期間、及び／または、より大きなシャフト回転度数において、燃焼空間を密閉することができ、シリンダの燃料をより完全に燃焼させることができるだろう。これにより、既知のエンジンと比較してエンジンの熱力学的効率が改善されるだろう。
【００４５】
好適には、使用時、少なくとも１つのスリーブ弁カムは、少なくとも１つの軸方向スリーブ弁カムによって、少なくとも１つのピストンがＴＤＣ位置において保持される間のシャフトの回転度数よりも大きなシャフトの回転度数で、ＴＤＣ位置において少なくとも１つのスリーブ弁を保持するように構成される。これにより、ピストンが、ＢＤＣ位置に向けて、膨張行程を開始したとしても、シャフト回転のより長い期間またはより大きな回転度数で、燃焼空間を密閉することができ、シリンダの燃料をより完全に燃焼させることができるだろう。これにより、既知のエンジンと比較してエンジンの熱力学的効率が改善されるだろう。
【００４６】
エンジンは、軸方向ピストンカムが、スリーブ弁運動のサイクルの間、下死点位置において少なくとも１つのスリーブ弁を少なくとも１周期、停止させるように構成されるように、構成されてもよい。
【００４７】
好適には、少なくとも１つの軸方向スリーブ弁カムは、少なくとも１つの排気口のポーティングを制御するように構成され、エンジンは、使用時、少なくとも１つのピストンがＢＤＣ位置に到達するほぼその時、少なくとも１つの排気口が少なくとも１つのスリーブ弁によって開放されるよう構成される。あるいは、少なくとも１つの軸方向スリーブ弁カムは、使用時、ピストンがＢＤＣ位置に到達した後、少なくとも１つの排気口が排気口スリーブ弁によって開放されるように構成されてもよい。フィルタ構成により、既知のエンジンと比較して、シャフト回転のより長い期間／より大きな回転度数で、排気口を閉鎖することができ、それにより、排気口が開放して除去を行う前に、動力工程または膨張行程の全体にわたって、ピストン上で作業を行うことができるだろう。
【００４８】
好適には、複数の吸気口が少なくとも１つのシリンダの壁を通って設けられる。好適には、複数の排気口が少なくとも１つのシリンダの壁を通って設けられる。これにより、単一の吸気口及び／または排気口を有する既知のエンジンと比較して、吸気口及び排気口の総面積を増大させるだろう。好適には、吸気口の総面積は、少なくとも１つのピストンの冠の面積とほぼ同じ、または、冠の面積よりも大きい。好適には、排気口の総面積は、少なくとも１つのピストンの冠の面積とほぼ同じ、または、冠の面積よりも大きい。
【００４９】
第２の態様において、本発明は、少なくとも１つのシリンダと、少なくとも１つのシリンダ内で対向して往復運動可能な少なくとも２つのピストンと、少なくとも１つのシリンダの壁を通る少なくとも１つの吸気口と、少なくとも１つのシリンダの壁を通る少なくとも１つの排気口と、少なくとも１つの吸気口及び少なくとも１つの排気口の一方、または、両方のポーティングを制御するための、少なくとも１つのシリンダ内の少なくとも１つの往復運動可能なスリーブ弁と、少なくとも２つのピストンの往復運動によって回転可能な少なくとも１つのシャフトと、少なくとも２つのピストンに連結され、少なくとも２つのピストンとともに往復運動可能なピストン駆動手段と、少なくとも１つの往復運動可能なスリーブ弁に連結され、少なくとも１つの往復運動可能なスリーブ弁とともに往復運動可能なスリーブ弁駆動手段と、を備える対向ピストンエンジンであって、スリーブ弁駆動手段の往復運動の軸は、少なくとも１つのシャフトの外周の周囲に、少なくとも２つのピストンのうち少なくとも１つのピストンのピストン駆動手段の往復運動の軸から離して配置される。
【００５０】
第２の態様における本発明のいくつかの好適な特徴は、以下に言及する従属クレームに示される。第２の態様における本発明のいくつかの好適な特徴を、以下に説明する。
【００５１】
好適には、少なくとも１つのスリーブ弁駆動手段の往復運動の軸は、少なくとも２つのピストンのうち少なくとも１つのピストンのピストン駆動手段の往復運動の軸から離れ、平行である。好適には、スリーブ弁駆動手段の往復運動の軸は、少なくとも２つのピストンのそれぞれのピストン駆動手段の往復運動の軸から離れ、平行である。
【００５２】
好適には、少なくとも１つのスリーブ弁駆動手段の往復運動の軸は、少なくとも１つのシャフトの外周の周囲に、少なくとも２つのピストンのそれぞれのピストン駆動手段の往復運動の軸から離して配置される。
【００５３】
好適には、スリーブ弁駆動手段の往復運動の軸は、少なくとも１つのシャフトの外周の周囲に、少なくとも２つのピストンのそれぞれの往復運動の軸から約９０度、離して配置される。
【００５４】
好適には、少なくとも２つのピストンのうち第１ピストンのピストン駆動手段の往復運動の軸は、少なくとも１つのシャフトの外周の周囲に、少なくとも２つのピストンのうち第２ピストンのピストン駆動手段から離して配置される。好適には、少なくとも２つのピストンのうち第１ピストンのピストン駆動手段の往復運動の軸は、少なくとも１つのシャフトの外周の周囲に、少なくとも２つのピストンのうち第２ピストンのピストン駆動手段から約１８０度、離して配置される。
【００５５】
好適には、少なくとも１つのスリーブ弁駆動手段の往復運動の軸は、少なくとも１つのシャフトの外周の周囲に、第１及び第２ピストンのピストン駆動手段のそれぞれの往復運動の軸から離して、それぞれの往復運動の軸の間に配置される。
【００５６】
好適には、少なくとも２つのピストンは、線形に及び同軸上に往復運動可能である。
【００５７】
好適には、少なくとも２つのピストンは、同期して往復運動可能である。
【００５８】
好適には、エンジンはさらに、同シリンダ内に配置された少なくとも２つのスリーブ弁であって、１つのスリーブ弁は少なくとも２つのピストンのそれぞれを囲み、当該スリーブ弁は、少なくとも１つのシリンダ内で対向して往復運動可能である、少なくとも２つのスリーブ弁を備える。
【００５９】
好適には、少なくとも２つのスリーブ弁は、線形に、同軸上に、及び、少なくとも２つのピストンと同軸上に往復運動可能である。
【００６０】
好適には、少なくとも２つのスリーブ弁は、互いに位相をずらして往復運動可能である。これにより、少なくとも１つの排気口の開閉のタイミングを、少なくとも１つの吸気口の開閉のタイミングと異ならせることができるだろう。
【００６１】
好適には、少なくとも２つのスリーブ弁は、それぞれのピストンと位相をずらして往復運動可能である。これにより、少なくとも１つの排気口及び少なくとも１つの吸気口の開閉のタイミングを、ピストンの移動と異なる時間にすることができるだろう。
【００６２】
好適には、少なくとも２つのスリーブ弁のうち第１スリーブ弁は、少なくとも１つの吸気口のポーティングを制御するように配置され、少なくとも２つのスリーブ弁の第２スリーブ弁は、少なくとも１つの排気口のポーティングを制御するように配置される。これにより、少なくとも１つの排気口の開閉のタイミングを、少なくとも１つの吸気口の開閉のタイミングと異ならせることができるだろう。
【００６３】
好適には、エンジンは、エンジンの使用時、少なくとも１つの吸気口が、ピストンがそれぞれのＢＤＣ位置に到達した後、少なくとも１つのシャフトが約２０度回転したところで、第１スリーブ弁によって開放されるように構成される。
【００６４】
好適には、エンジンは、エンジンの使用時、少なくとも１つの排気口が、ピストンがそれぞれのＢＤＣ位置から離れた後、少なくとも１つのシャフトが約３０度回転したところで、第２スリーブ弁によって閉鎖されるように構成される。
【００６５】
好適には、エンジンは、使用時、少なくとも１つの吸気口が、ピストンがそれぞれのＢＤＣ位置から離れた後、シャフトが約５０度回転したところで、第１スリーブ弁によって閉鎖されるように構成される。
【００６６】
好適には、エンジンは、使用時、排気口が閉鎖した後、少なくとも１つのシャフトが約２０度回転したところで、第１スリーブ弁によって閉鎖されて、少なくとも１つの吸気口を通って入る空気の圧力充填を可能にするように構成される。
【００６７】
好適には、複数の吸気口が、第１スリーブ弁のＴＤＣ位置とＢＤＣ位置との間の位置に、少なくとも１つのシリンダの壁を通って設けられ、複数の排気口が、第２スリーブ弁のＴＤＣ位置とＢＤＣ位置との間の位置に、シリンダの壁を通って設けられる。これにより、吸気スリーブ弁が、吸気口の開閉を、排気スリーブ弁による排気口の開閉と独立して、及び、エンジンサイクルにおいて異なる時点で、制御することができるだろう。
【００６８】
本発明の第１または第２の態様において、少なくとも１つの吸気口につながる吸気路は分岐して、空気の除去及び充填の流れを、空気の除去のための機械式ポンプからの流れや空気の充填のための排気ターボチャージャからの流れなど、別の発生源からの流れとすることができるだろう。
【００６９】
好適には、本発明の第１または第２の態様において、少なくとも１つのシャフトは、動力取出装置用の出力シャフトである。
【００７０】
本発明の第１または第２の態様の１つの好適な形態において、スリーブ弁駆動機構は、それぞれのピストンがそれぞれのＢＤＣ位置に到着するほぼその時、シリンダの壁を介して少なくとも１つの排気口を開放するように構成されてもよい。あるいは、スリーブ弁駆動機構は、それぞれのピストンがそれぞれのＢＤＣ位置に到着した後、シリンダの壁を介して少なくとも１つの排気口を開放するように構成されてもよい。これらの条件のいずれかにより、確実に、それぞれの排気口が開放して、シリンダから燃焼生成物の除去が可能となる前に、膨張行程の間、ピストンにおいて最大量の作業が行われるようにすることができるだろう。
【００７１】
本発明の第１または第２の態様のさらに好適な形態において、少なくとも１つの往復運動可能なスリーブ弁は、連続（またはポートのない）スリーブ弁であってもよい。これにより、スリーブ弁の端部が少なくとも１つの排気口の端部を通り過ぎ始めるまでに、少なくとも１つの排気口が早急に開放してしまうこと、及び、少なくとも１つの排気口の開放が遅れることを防止するのを助けるだろう。また、少なくとも１つの排気口の閉鎖を遅らせることを助けるだろう。
【００７２】
本発明の第１または第２の態様のさらに好適な形態において、少なくとも１つのスリーブ弁は、連続（ポートのない）スリーブ弁であり、スリーブ弁駆動機構は、それぞれのピストンがそれぞれのＢＤＣ位置に到着するほぼその時、または、到着した後、シリンダの壁を介して少なくとも１つの排気口を開放するように構成される。
【００７３】
本発明の第１または第２の態様のさらに好適な形態において、少なくとも１つのスリーブ弁は、連続またはポートのないスリーブ弁であり、スリーブ弁駆動機構は、それぞれのピストンがそれぞれのＴＤＣ位置に向けて出発した後、シリンダの壁を介して少なくとも１つの吸気口を開放するように構成される。
【００７４】
本発明の第１及び第２の態様のエンジンは、既知のエンジンに対して、特に、以下のうちいくつか、または、全てを含む、多くの優位性を有すると考えられる。
（ｉ）少なくとも１つのシャフトが延びる長さ方向を含む、物理的大きさの削減
（ｉｉ）エンジン構成がよりコンパクトになることによる重量の削減、結果として、例えば、エンジンの外側ケースの物理的な大きさの削減
（ｉｉｉ）少なくとも１つの吸気口及び少なくとも１つの排気口の少なくとも一方のポーティングを制御するための少なくとも１つのスリーブ弁を設けることで、エンジンの内部雑音の低減、及び、複雑な排気及び消音システムの必要性の低減
（ｉｖ）エンジンの平衡性の改善／平衡性の内在
（ｖ）少なくとも１つの吸気口が開放されて空気がシリンダに入ることができるシャフト回転の期間をより長くし、回転度数をより大きくすること、少なくとも１つの排気口が開放されてシリンダの清掃が行われるシャフト回転の期間をより長くし、回転度数をより大きくすること、及び、少なくとも１つの吸気口及び排気口が開放されて、シリンダを介する空気の流れが改善されるシャフト回転の期間をより長くし、回転度数をより大きくすることの１つ以上による体積効率の改善
（ｖｉ）一定容積で、シリンダの燃料燃焼に利用可能な時間を増大させることによる、煤煙形成の低減
（ｖｉｉ）回転型ブロックエンジンと比較してシリンダの壁にかかる側面負荷を削減または除去
（ｖｉｉｉ）移動する構成要素間でのより「正常な」／標準のエンジン耐性を提供する能力
（ｉｘ）移動する構成要素間の潤滑及び密閉の簡易化
【００７５】
本発明を具現化するエンジンは、２工程または４工程サイクルで動作してもよい。本発明を具現化するエンジンは、２工程サイクルで動作する場合、２工程サイクルで動作する既知のエンジンで達成可能な効率と比較すると、既知のエンジンに対して最も大きな体積効率向上を提供すると考えられる。本発明は、特に、２工程サイクルで動作する圧縮点火内燃エンジンに適している。エンジンはまた、他の種類のエンジンの中で、２工程、火花またはプラズマ点火、内燃エンジンとしての使用にも適している。
【００７６】
本発明は、限定ではないが、地上発電機、例えば、車、オートバイ、大型トラック、トラック、鉄道機関車、土木機器及びスノーモービルを含む地上車両での使用などの自動車用途、例えば、ボートの船外または船内エンジンなどの海洋用途、例えば、軽量有人航空機またはＵＡＶでの使用などの航空用途を含む、幅広い用途での使用に適していると考えられる。本発明を具現化するエンジンを、そのような用途において、主要な動力（駆動）源として、または、ハイブリッド電力／駆動システムにおける動力／駆動源の１つとして用いてもよい。
【００７７】
既知のエンジンと比較して物理的な大きさが削減されるという本エンジンの潜在性により、本発明を具現化するエンジンは、エンジンの物理的な大きさ及び重量が特に重要である、オートバイにおける使用に特に適するだろう。
【００７８】
本発明の一態様におけるあらゆる特徴を、あらゆる適切な組み合わせにおいて、本発明の他の態様に適用してもよい。特に、あらゆる方法の態様を、装置の態様に適用してもよく、逆もまた同様である。さらに、一態様または実施形態におけるあらゆる、いくつか、及び／または、全ての特徴を、あらゆる適切な組み合わせにおいて、あらゆる他の態様または実施形態における、あらゆる、いくつかの、及び／または、全ての特徴に適用してもよい。
【００７９】
本発明のあらゆる態様に記載及び規定された様々な特徴の特定の組み合わせを、独立して、実施、及び／または、供給、及び／または使用することができる。
【００８０】
第１及び第２の態様における本発明の好適な実施形態の以下の記載において、「停止（ｄｏｗｅｌｌ）」という用語は、ピストンが静止する間のシャフトの回転周期を言及するのに用いられる。「停止」は、（コンロッドに接続された１つ以上のピストンがクランク軸を回転させる）従来の内燃エンジンの往復運動するピストンが、それらの上死点（ＴＤＣ）及び下死点（ＢＤＣ）位置で静止する瞬間よりも長い静止周期を言及することを目的としている。
【００８１】
本発明の第２の態様の好適な実施形態の以下の記載において、「横中心線」という用語は、シャフトの回転軸に直交し、上死点（ＴＤＣ）位置にいる際、対向するピストンのピストン冠間で規定される燃焼空間の中心を通って水平に延びる、エンジンの中心を通る線を言及するのに用いられ、「内側」という用語は、エンジンの横中心線のより近くに位置することを意味し、「外側」という用語は、エンジンの横中心線から離れた位置に位置することを意味する。
【図面の簡単な説明】
【００８２】
本発明のいくつかの実施形態例を、例として、添付の図面を参照してさらに説明する。
【図１】本発明を具現化するエンジンの斜視図である。
【図２】エンジンケースの部分を取り除いた図１のエンジンのさらなる斜視図である。
【図３】図１及び図２のエンジンの分解図である。
【図４】シャフトの長さに沿って切り取った図１及び図２のエンジンの断面図である。
【図５】シャフトの長さに沿って切り取った図１及び図２のエンジンのさらなる断面図である。
【図６】シャフトに直交し、シリンダの壁を通って複数の排気口を通り抜ける平面に沿って切り取った図１及び図２のエンジンの断面図である。
【図７】シャフトに直交し、シリンダの壁を通って複数の吸気口を通り抜ける平面に沿って切り取った図１及び図２のエンジンのさらなる断面図である。
【図８】１対のシリンダ及びそれぞれのピストン、スリーブ弁及び関連する駆動機構の斜視図である。
【図９】２対の対向するピストン、スリーブ弁及び関連する駆動機構を示すためにシリンダが取り除かれた図９のアセンブリの図である。
【図１０】図９のアセンブリの分解図である。
【図１１】図１及び図２のエンジンのシャフト形成部の斜視図である。
【図１２】図１及び図２のエンジンのシャフト形成部のさらなる斜視図である。
【図１３】シャフトの長さに沿って切り取った図１及び図２のエンジンのシャフト形成部のさらなる斜視図である。
【図１４】図１及び図２のエンジンのピストン及びスリーブ弁アセンブリ形成部の分解図である。
【図１５】図１及び図２のエンジンのシリンダ形成部の斜視図である。
【図１６】図１及び図２のエンジンのシリンダ形成部のさらなる斜視図である。
【図１７】図１及び図２のエンジンのケース内部の断面図である。
【図１８】図１５及び図１６のシリンダの断面図である。
【図１９】ピストンがそれぞれのＴＤＣ位置において停止している周期中のエンジンサイクルの時点における、本発明を具現化するエンジンの別の形態の断面図である。
【図２０】複数の吸気口が吸気スリーブ弁に完全に覆われ、複数の排気口が排気スリーブ弁に部分的に覆われていない状態の、ピストンがそれぞれのＢＤＣ位置において停止している周期中のエンジンサイクルの時点における、本発明を具現化するエンジンの別の形態のさらなる断面図である。
【図２１】複数の排気口が、ＢＤＣ位置において、または、ＢＤＣ位置の近くで、排気スリーブ弁に覆われず、複数の吸気口が、エンジンがブローダウンの周期となる吸気スリーブ弁によって部分的に覆われていない状態の、ピストンがそれぞれのＢＤＣ位置に到着したエンジンサイクルの時点における、本発明を具現化するエンジンの別の形態のさらなる断面図である。
【図２２】複数の排気口が、排気スリーブ弁に完全に覆われ、複数の吸気口が、エンジンが過給周期となるＢＤＣ位置において、または、ＢＤＣ位置の近くで、吸気スリーブ弁に部分的に覆われていない状態の、ピストンがそれぞれのＢＤＣ位置において停止している周期となるエンジンサイクルの時点における、本発明を具現化するベンジンの別の形態のさらなる断面図である。
【図２３】複数の排気口が排気スリーブ弁に完全に覆われ、複数の吸気口が吸気スリーブ弁に部分的に覆われていない状態の、ピストンの圧縮工程の間のエンジンサイクルの時点における、本発明を具現化するエンジンの別の形態のさらなる断面図である。
【図２４】本発明を具現化するエンジンのサイクル期間中のシャフト回転度のピストン、排気スリーブ弁及び吸気スリーブ弁工程位置を示す図である。
【発明を実施するための形態】
【００８３】
本発明の実施形態例を様々な図を参照して詳細に記載する。本実施形態のエンジンは、幅広い用途に適し、特に、オートバイのエンジンとして適している。
【００８４】
図１及び図２を参照すると、エンジン１は、変速機などのパワートレインシステムのフレーム及び／または別の部品に取り付けるための複数の取付ポイント２，３を有するケースを備える。
【００８５】
図３の分解図を参照すると、ケースは、エンジンの組み立て及び分解を容易にする多くのケース部分を備え、当該ケース部分は、吸気または排気側ケース４と、排気側ケース５と、右側端部ケース６と、左側端部ケース７とを含む。エンジンが変速機と組み合わされる場合、変速機上部ケース部分８及び変速機底部ケース部分９が設けられてもよい。右側端部ケース部分は、取り外し可能な端部キャップ１０を備えてもよい。他の構成要素の中で、油受け１１、ポンプを含む付属品のためのブラケット１２、アイドラーシャフト１３、アイドラーシャフトケース１４、クラッチ筐体１５及びギアセレクタ１６が設けられてもよい。
【００８６】
様々なエンジン及び変速機ケース部分は、従来の固定手段を用いて互いに取り付けられてもよい。エンジンケースはまた、従来の固定手段を用いて（図示しない）フレームまたは車両胴体に取り付けられてもよい。
【００８７】
ケースは、図８に大まかに示す中央駆動アセンブリ１７を収納する。吸い込み側ケース部分及び排気側ケース部分は、吸い込み側ケース４から中央駆動アセンブリ１７を通って排気側ケース部分に通り抜けるスリーブ弁内の１対の長いボルトを用いて互いに取り付けられてもよい。スリーブ弁内のボルトは、中央駆動アセンブリの切り込み、または、穴１８を通り抜けて中央駆動アセンブリを固定し、中央駆動アセンブリの横移動または回転移動を防止してもよい。ボルトを取り外すことで、吸い込み側ケース部分と排気側ケース部分とが分離でき、中央駆動アセンブリにアクセス可能となる。
【００８８】
図８から図１８を参照すると、中央駆動アセンブリは、１対のシリンダ１９，２０を備える。１対の対向するピストンは、対向するピストンのピストン冠が互いに略隣接するそれぞれの上死点（ＴＤＣ）位置と、各シリンダの対向するピストンのピストン冠が互いに離れているそれぞれの下死点（ＢＤＣ）位置との間で、各シリンダ内を線形に、同軸上に往復可能である。
【００８９】
ピストン冠は、凹形くぼみ、または、ボウルを備えて燃焼空間を提供してもよい。ピストンはまた、圧搾バンドを備えて、燃焼室に入る空気または空気及び燃料の乱流を促進してもよい。
【００９０】
細長いシャフト２０ａは、２つのシリンダの間に配置される。シャフトの回転軸は、各シリンダのピストンの往復運動の軸から離れて、平行である。シャフトは、適切な軸受でシリンダブロック内に回転可能に支持される。シャフトはまた、適切な密封材で密閉されてもよい。シャフトの端部には、ギアまたはベルト駆動システムへの接続のためのスプラインが形成されてもよい。以下により詳細に記載するように、エンジンは、シリンダの燃料／空気の混合物の燃焼によって起こる、それぞれのシリンダ内の対向する対のピストンの線形往復運動が、中央シャフト２０ａの回転運動に変換されるように、構成される。
【００９１】
エンジンは、それぞれのシリンダ内の対向する対のピストンの往復運動を中央シャフトの回転運動に変換するため、及び、ピストンの往復運動を制御するためのピストン駆動機構を備える。ピストン駆動機構は、カム機構である。図８から図１２に示すように、カム機構は、シャフト上に配置された１対の相隔たる軸方向カム２２，２３を備え、１つは、エンジンの左側端部の近くに配置され、もう１つは、エンジンの右側端部の近くに配置される。図８に示すように、カムは、好適には、シリンダの外端の外側に配置される。
【００９２】
軸方向カム２２，２３は、シャフト２０ａと一体的に形成されてもよい。あるいは、カムは、シャフトと一体的に形成されるカム部またはアセンブリ上、または、シャフト上の対応するスプラインと係合するようにスプラインが形成されるカム部またはアセンブリ上に設けられてもよい。各軸方向カムは、内部及び外部カム面を有する。カム面は、シャフトから突出する単一の突出フランジによって示されるように形成されてもよい。あるいは、カム面は、カムの本体から突出する１対の離れた、平行のフランジ、または、カムの本体内の溝または導管によって形成されてもよい。
【００９３】
ピストン２４はそれぞれ、ピストンの周囲及び燃焼空間への油の流れを削減または除去するための、ピストンの内部に向かう１つ以上のピストンリング２５と、ピストンの外端に向かう油かきリング２６とを有する。
【００９４】
図１０及び図１５にさらに詳細に示すように、ピストンはそれぞれ、横ガジオン型ピン２７ａによってピストンに連結される拡張部またはピストンロッドアセンブリ２７を備える。ローラ２８，２９の形態の１対のフォロアは、各ピストンロッドアセンブリによって回転可能に支持される。フォロアは、ピストンロッドアセンブリから突出するショルダ２８ａ，２９ａの周りを回転する。フォロアは、スリーブ弁駆動アームを介してねじ穴２８ｃ，２９ｃと係合するねじ端部キャップ２８ｂ，２９ｂによって設置される。フォロアは、関連する軸方向ピストンカムの内部及び外部カム面を支えるように配置される。シャフト２０ａの対向する側の隣接する対のピストンのそれぞれの対のフォロアは、同じ軸方向ピストンカムの対向する側で動作する。従って、各横に隣接する対のピストンは、同じカムと係合し、同じカムを回転させるように構成される。
【００９５】
ピストンロッドはそれぞれ、ケース３０の円筒状スロットまたは止まり穴内を滑動するように配置されたピストンロッドの外端部から突出するピン２９を備えてもよい。ピン２９は、流体固着現象を防止するため、平坦部３１または溝を備えてもよい。ピンは、ピストンを固定し、往復運動の間、シリンダ内のピストンの揺動を防止するのを助けてもよい。止まり穴、及び／または、ピンは、適切な減摩材で補強または被覆されてもよい。ピストンロッドアセンブリは、重量削減のため、穴、または、くぼみ３２を備えてもよい。
【００９６】
軸方向ピストンカム２２，２３の外形は、ピストンの往復運動の所望のパターンを規定及び制御するように、製造の間に調整されてもよい。軸方向カムは、例えば、シリンダのうち１つのシリンダの対向するピストンがもう一方のシリンダの対向するピストンと同相で、または、位相をずらして往復運動するように、または、各シリンダにおいて、対向するピストンが互いに同相で、または、位相をずらして往復運動するように、形成されてもよい。
【００９７】
シリンダ１９，２０のそれぞれは、さらに、吸気口及び／または排気口を開閉するスリーブ弁として動作する１対の対向するスリーブ弁３３，３４及び３５，３６を備える。スリーブ弁は、シリンダ内のピストンの周囲に配置される。１つのスリーブ弁は、各シリンダの対向するピストンのそれぞれを囲む。各シリンダのスリーブ弁は、互いに対向して、同軸上に、及び、対向するピストンの往復運動の軸と同軸上に往復運動するように配置される。エンジンサイクルの間、ピストンは、スリーブ弁内で往復運動し、スリーブ弁は、シリンダ内で往復運動する。各ピストンは、それぞれの往復運動するスリーブ弁のエンベロープ内で往復運動し、各往復運動するスリーブ弁は、シリンダのエンベロープ内で往復運動する。
【００９８】
スリーブ弁は、スリーブ弁が互いに略隣接するそれぞれのＴＤＣ位置と、スリーブ弁が互いに離れるＢＤＣ位置との間で往復運動可能である（図９）。それぞれのＴＤＣ位置において、スリーブ弁は、ピストン同士よりも互いに近接していてもよい。それぞれのＴＤＣ位置において、スリーブ弁は、密閉された燃焼室を提供するように、互いに当接または略当接してもよい。あるいは、スリーブ弁は、シリンダの内壁からシリンダに突出するショルダ３３に当接または略当接してもよい。スリーブ弁は、平坦な、角度のある、または、形作られた内端部を備えてもよい。
【００９９】
さらに以下に記載するように、スリーブ弁は、エンジンのポーティングの制御に用いられ、吸気及び排気ポーティングを、シリンダ内のピストンの位置とは無関係に制御することを可能にする。
【０１００】
スリーブ弁駆動機構は、それぞれのシリンダ内でスリーブ弁を往復運動させるために設けられる。スリーブ弁駆動機構は、シリンダ間の中央シャフト上に配置されたもう１対の軸方向カム３７，３８を備える。１つの軸方向カムは、エンジンの横中心線のそれぞれの側に設けられ、１つのカムは、シャフト２０ａの反対側の各横に隣接する対のスリーブ弁に設けられる。スリーブ弁カムは、軸方向カム２２，２３の間の中央シャフト上に配置される。あるいは、スリーブ弁カムは、ピストンカムの外側に配置されてもよい。
【０１０１】
軸方向ピストンカム２２，２３に関連して上述するように、軸方向スリーブ弁カム３７，３８は、シャフトと一体的に形成されるか、または、シャフト上の対応するスプラインと係合するためのスプラインが形成され、修理、修正及び／または交換のために取り外し可能としてもよい。あるいは、スリーブ弁カムは、シャフトと一体的に形成されるか、または、シャフト上の対応するスプラインと係合するためのスプラインが形成されるカムユニットアセンブリ上に形成されてもよい。
【０１０２】
図９、図１０及び図１５により詳細に示すように、各スリーブは、スリーブ弁駆動手段３９，４０，４１，４２を備える。スリーブ弁駆動手段は、スリーブ弁の側面にスリーブ弁の接線方向に延びるスリーブ弁駆動アームである。
【０１０３】
スリーブ弁はそれぞれ、その外端部の周囲にフランジ４３を備える。以下に記載するように、フランジは、それぞれのシリンダ内でのピストンの移動を制限するのに用いられてもよい。スリーブ弁駆動アームは、好適には、フランジから延びる。フランジは、スリーブ弁駆動アームの取付／接続ポイントで、スリーブ弁を強化する。
【０１０４】
スリーブ弁駆動アームは、スリーブ弁と一体的に形成されてもよい。あるいは、スリーブ弁駆動アームは、適切な手段、例えば、接合または溶接プロセスの適切な形態によって、スリーブ弁に取り付け、接続または連結されてもよい。スリーブ弁駆動アームは、重量削減のため、穴、または、くぼみ４４を備えてもよい。
【０１０５】
各スリーブ弁駆動アームは、略平坦な板を備える。板は、一般的に三角形状であり、シャフトに向けてフランジとの取付ポイントから広がる。１対のカムフォロア４５，４６は、平坦な板によって回転可能に支持される。フォロアは、軸方向スリーブ弁カム３７，３８の内部及び外部カム面を支える。フォロアは、ローラの形態で、スリーブ弁駆動アームから突出するショルダ４７，４８の周りを回転する。フォロアは、スリーブ弁駆動アームを介してねじ穴５１，５２と係合するねじ端部キャップ４９，５０によって設置される。
【０１０６】
図１７に示すように、軸受面５３は、各スリーブ駆動アームと摺動係合するためにエンジンケースの内部に設けられてもよい。これにより、シリンダ内でのスリーブ弁の回転が防止される。
【０１０７】
シリンダを、図１５から図１８により詳細に示す。各シリンダ１９，２０は、対向するピストン及びスリーブ弁を囲む、一般的に細長く、中空な本体である。各シリンダは、対向するスリーブ弁のスリーブ弁駆動アームを受けるため、各端部にスロット５４，５５を有して形成される。スリーブ弁駆動アームは、それぞれのスロット内で往復運動する。スロットは、摩擦を低減するため、軸受材料または被膜で補強されてもよい。スロットは、シャフトに相対的なスリーブ弁の回転を防止する。スロットはまた、シリンダ内のスリーブ弁の摺動移動、及び、シリンダに相対的なスリーブ弁の摺動移動を制約及び／または制限する。
【０１０８】
各シリンダは、段差のある内壁５６を備えてもよい。これにより、スリーブ弁駆動アームを支持するため、直径の異なるスリーブ弁及びフランジの本体を収納する。段差のある内壁はまた、シリンダ内のスリーブ弁の往復運動の制限を規定してもよい。
【０１０９】
各シリンダは、１対の油かきリング５７，５８を備える。油かきリングは、シリンダの壁の内面の溝または導管内に配置される。好適には、図１８に示すように、段差のある油かきリングが、シリンダの内壁の段に近接して、または、直接隣接して配置される。
【０１１０】
ピストン２４のピストンリング２５及び油かきリング２６は、スリーブ弁の内部表面と密閉を形成すること、及び、シリンダの壁の油かきリングは、スリーブ弁の外部表面とシリンダの壁の内部表面との間に密閉を形成することが理解されるだろう。本構成の結果、ピストンリングと吸気口及び排気口との間の接触が防止される。このことは、燃焼空間からの燃料の損失、及び／または、排気口を介してピストンの裏側から出る油の損失を低減またはなくす働きをするだろう。
【０１１１】
各シリンダは、吸い込み側ケースから排気側ケース部分に通り抜けるボルトを受けるための切り欠き、または、切り込み１８を備える。ボルトは、シリンダを固定し、ケース内でシリンダの横運動及び／または回転運動を防止する。以下にさらに記載するように、シリンダの外壁の周りの一連のフランジは、シリンダに入る空気の流れのため、シリンダから除去される廃棄物の流れのため、及び、冷却剤が循環するための別々の密閉された経路を規定する。
【０１１２】
複数の吸気口５９及び／または排気口６０が、シリンダのそれぞれの壁を通って設けられる。複数の吸気口及び／または排気口のそれぞれのポートは、シリンダの外周に等間隔に、ピストンの往復運動の軸と直角な同一平面上を中心に配置される。複数の吸気口及び／または排気口のそれぞれのポートは、ブリッジ部６１によってシリンダの外周に互いに離して配置される。吸気口を分離するブリッジ部は、好適には、旋回を促進し、シリンダ内の乱流を形成するため、羽根を形成するように角度をつけられる。以下にさらに記載するように、吸気プレナムは、複数の吸気口の周囲に形成され、充填空気を複数の吸気口に運び、排気プレナムは、複数の排気口の周囲に形成され、複数の排気口から燃焼生成物を運び出す。吸気プレナムは、各シリンダの壁を介して複数の吸気口に向けて空気を向けるための分流器を備える。あるいは、別の吸気プレナムをシリンダ毎に設けてもよい。
【０１１３】
複数の吸気口の累計面積は、好適には、ピストンのうち１つのピストンの冠の面積と略同じであり、複数の排気口の累計面積は、ピストンのうち１つのピストンの冠の面積と略同じである。
【０１１４】
各シリンダにおいて、複数の吸気口５９が、対向する対のスリーブ弁のうち１つのＴＤＣ位置とＢＤＣ位置との間に、シリンダの壁を通って設けられ、複数の排気口６０が、対向する対のスリーブ弁のうちもう一方のＴＤＣ位置とＢＤＣ位置との間に、シリンダの壁を通って設けられる。従って、複数の吸気口及び排気口は、各シリンダの長さに沿って、互いに離れている。吸気口及び排気口は、エンジンの横中心線の反対側に配置されて、吸気口のポーティングが、各対向する対のスリーブ弁３３，３４のスリーブ弁のうち１つ、すなわち、吸気スリーブ弁によって制御され、排気口のポーティングが、各対向する対のスリーブ弁３５，３６のうちもう一方のスリーブ弁、すなわち、排気スリーブ弁によって制御されるようにする。
【０１１５】
図８及び図９に示すように、中央駆動アセンブリは、ピストン毎に、及び、そのスリーブ弁毎に、スリーブ弁駆動アームが往復運動する軸が、ピストンロッドアセンブリが往復運動する軸から離れて、平行になるように、配置される。さらに、スリーブ弁駆動アームの往復運動の軸は、シャフト２０ａの外周の周囲に、ピストンロッドアセンブリの往復運動の軸から離して配置される。これは、ピストン毎に、及び、そのスリーブ弁毎に、スリーブ弁駆動アームに連結されたフォロア４５，４６が往復運動する往復運動の軸が、シャフトの外周の周囲に、ピストンロッドアセンブリ２７に連結されたフォロア２８，２９が往復運動する往復運動の軸から離して配置されることを意味する。好適には、ピストン毎に、及び、そのスリーブ弁毎に、スリーブ弁駆動アームフォロアの往復運動の軸は、シャフトの外周の周囲に、ピストンロッドアセンブリフォロアの往復運動の軸から約９０度、離して配置される。これにより、スリーブ弁のスリーブ弁駆動アームが、２つのシリンダの間で、シャフトの一方側に、空間で往復運動する構成となる。
【０１１６】
このオフセット構成により、エンジンにおいて利用できる空間を最適に利用し、エンジンの以下の寸法、すなわち、吸気スリーブ弁カム３８と排気スリーブ弁カム３７との間のシャフト２０ａの長さ、ピストンカム２１，２２の間のシャフト２０ａの長さ、シャフト２０ａの全長、シリンダ１９，２０の長さ、及び、ピストン３４の長さのうち１つ以上を縮小することができるだろう。これらのいずれか、または、全ては、エンジンの物理的な大きさの縮小、及び／または、特に、ピストン、シャフト及びケースのいずれかまたは全てを含むエンジンの一部を形成する構成要素の重量の削減につながるだろう。
【０１１７】
好適には、中央駆動アセンブリ１７はまた、スリーブ弁駆動アームが往復運動する面が、ピストンロッドアセンブリが往復運動する面と略直交するように配置される。
【０１１８】
様々な図に示す２つのシリンダが対向したピストンの形式のエンジンにおいて、中央駆動アセンブリは、以下のように配置される。
（ｉ）第１シリンダ１９の第１端部におけるスリーブ弁３３のスリーブ弁駆動アーム４１は、第２シリンダ２０の第１端部におけるスリーブ弁３５のスリーブ弁駆動アーム３９からシャフト２０ａの直径方向反対側に配置される。
（ｉｉ）第１シリンダ１９の第１端部におけるスリーブ弁３３のスリーブ弁駆動アーム４１は、第２シリンダ２０の第２端部におけるスリーブ弁３６のスリーブ弁駆動アーム４２からシャフト２０ａの直径方向反対側に配置される。
この構成により、より本質的にバランスのとれたエンジンが提供されるだろう。
【０１１９】
軸方向カム２１，２２は、ピストン運動のそれぞれのサイクルの間、ピストンのそれぞれを少なくとも１周期、停止させるように形成されてもよい。特に、軸方向ピストンカムの外形は、各ピストンがＢＤＣ位置において１周期、停止を行うような外形である。軸方向ピストンカムはまた、各ピストンがＴＤＣ位置において１周期、停止を行うように外形を形成されてもよい。それぞれのＴＤＣ位置及び／またはＢＤＣ位置におけるピストンの停止周期の長さは、軸方向カムの外形によって決定される。カムは、特定の用途のための適切な停止周期を規定すること、所望のエンジン動作特徴を提供すること、特定の環境における動作のためにエンジンを最適化すること、特定の種類及び／または品質の燃料を使用するためにエンジンを最適化すること、または、これらのいずれかの組み合わせを行うように外形を形成されてもよい。
【０１２０】
軸方向ピストン及び／またはスリーブ弁カムが、シャフト上の対応するスプラインとの係合のためのスプラインを備える場合、エンジンを、初期製造の後に変更して、第１外形を有する軸方向カムを、例えば、ピストン／スリーブ弁の停止周期が異なる第２の異なるカム外形を有する軸方向カムに置換してもよい。
【０１２１】
好適な実施形態において、軸方向カムは、ピストンが、圧縮工程においてＢＤＣ位置からＴＤＣ位置に向かって移動し始める前に、少なくとも１つの排気口を通る燃焼廃棄物の除去の大半、または、ほぼ全てが行われる間、ピストンが、それぞれのＢＤＣ位置で停止周期となるように、形成される。好適には、ピストンカムは、シャフトの回転が６０度と１４０度との間となるＢＤＣにおいて、ピストンが停止周期となるように形成される。より好適には、カムは、シャフトの回転が約１００度となるＢＤＣにおいて、ピストンが停止周期となるように形成される。
【０１２２】
好適な実施形態において、軸方向カムは、ピストンが、膨張行程において、それぞれのＢＤＣ位置から離れ始める前に、燃焼の熱交換のほぼ全てが、一定容積でシリンダにおいて行われる間、ピストンがそれぞれのＴＤＣ位置に停止するように、形成される。好適には、カムは、シャフトの回転が２０度と６０度との間となるＴＤＣにおいて、ピストンが停止周期となるように形成される。より好適には、カムは、シャフトの回転が約４０度となるＴＤＣにおいてピストンが停止周期となるように形成される。
【０１２３】
上述した好適な停止周期は、幅広い関連する要因間のバランスを表し、エンジンの体積効率を最大限にする目的で選択された。別の停止周期は、本発明を具現化するエンジンに適切であり、特に、以下の要因、すなわち、特定の用途（例えば、最大出力または燃料効率が重要である用途）、特定の動作環境（例えば、周囲温度が特に高いまたは低い環境）、及び、ある種類、及び／または、品質の燃料の利用可能性、のいずれか、または、全てとの関連で、別の停止周期を決定してもよい。
【０１２４】
軸方向ピストンカム２２，２３に関して上述したように、軸方向スリーブ弁カム３７，３８の外形は、スリーブ弁３３，３４，３５，３６の往復運動を規定及び制御する。軸方向スリーブ弁カムは、例えば、シリンダ３３，３４のうち一方の対向するスリーブ弁がシリンダ３５，３６のうちもう一方の対向するスリーブ弁と同相で、または、位相をずらして往復運動するように、または、各シリンダにおいて、対向するスリーブ弁が互いに同相で、または、位相をずらして往復運動するように形成されてもよい。
【０１２５】
スリーブ弁駆動機構は、それぞれのピストンと同じ方向に、ただし、ピストンの往復運動と位相をずらして、各スリーブ弁を往復運動させるように配置される。これは、軸方向スリーブ弁カムの形状、軸方向スリーブ弁カムが、シャフトの外周の周囲にピストンカムからさらに離して配置することで軸方向ピストンカムと位相をずらしていること、及び、この２つの組み合わせによって達成されるだろう。
【０１２６】
ピストン及び吸気及び排気スリーブ弁カムを有するシャフト２０ａを、図１０から図１４にさらに詳細に示す。本発明の好適な形態において、軸方向ピストンカム２１，２２は、互いに同一であり、左右対称であり、シャフト上で互いに同相に配置される。軸方向スリーブ弁カム３７，３８のそれぞれは、互いに異なるカム外形を有し、軸方向ピストンカム２１，２２のカム外形とも異なるカム外形を有する。
【０１２７】
体積効率の最適化に特に焦点を置いて設計された本発明を具現化するエンジンの形態例において、
（ｉ）排気スリーブ弁カム３８は、シャフトの周囲にピストンカム２１，２２から約２０度、離して配置されて、ピストンカムが、排気スリーブ弁カムよりも約２０度、先を行く。
（ｉｉ）吸気スリーブ弁カム３７は、シャフトの周囲にピストンカム２１，２２から約４０度、離して配置されて、ピストンカムが、吸気スリーブ弁カムよりも約４０度、先を行き、排気スリーブ弁が、吸気スリーブ弁カムよりも約２０度、先を行く。
【０１２８】
図２４及び以下により詳細に示すように、体積効率の最適化に特に焦点を置いて設計されたエンジンの形態例において、軸方向スリーブ弁カムのカム外形は、吸気及び排気スリーブ弁が、それぞれの運動のサイクルの間、シリンダに沿って連続的に移動するが、シャフト回転周期の間、（ｉ）ピストンの圧縮工程、（ｉｉ）ＴＤＣにおけるピストンの停止周期及び（ｉｉｉ）ピストンの膨張行程を含む、それぞれのスリーブ弁工程の比較的少ない割合で移動するだけであるように形成される。しかし、軸方向スリーブ弁カムのカム外形は、吸気及び排気スリーブ弁の一方または両方が、エンジンサイクルの間、停止周期となるか、または、上述した周期よりも長いまたは短い削減された線形移動の周期となるように形成されてもよい。
【０１２９】
図２４を参照すると、軸方向スリーブ弁カムのそれぞれのカム外形は、好適には、以下のいずれか、または、いずれかの組み合わせが当てはまるように形成される。
（ｉ）各シリンダにおいて、吸気及び排気スリーブ弁の一方または両方が、スリーブ弁運動のサイクルの間、停止に近づく連続移動周期となる。
（ｉｉ）各シリンダにおいて、吸気スリーブ弁は、シャフトの回転が約１５０度と約２５０度との間になる周期にわたって、好適には、シャフトの回転が約１９５度において、各方向に（すなわち、図１９の吸気スリーブ弁カーブのＴＤＣ位置のそれぞれの側に）スリーブ弁工程の約２０％移動する。
（ｉｉｉ）各シリンダにおいて、吸気スリーブ弁は、シャフトの回転が約８０度と約１５０度との間になる周期、好適には、シャフトの回転が約１１５度において、停止に近づく。これは、スリーブ弁のＴＤＣ位置に亘って延びる図２４の吸気スリーブ弁カーブの略平坦な部分によって示され、例えば、ここで、吸気スリーブ弁は、各方向に（すなわち、吸気スリーブ弁カーブのＴＤＣ位置のそれぞれの側に）スリーブ弁工程の約５％と約１０％との間で移動する。
（ｉｖ）各シリンダにおいて、排気スリーブ弁は、シャフトの回転が約１５０度と約２５０度との間になる周期にわたって、好適には、シャフトの回転が約１９５度において、各方向に（すなわち、図２４の排気スリーブ弁カーブのＴＤＣ位置のそれぞれの側に）スリーブ弁工程の約２０％移動する。
（ｖ）各シリンダにおいて、排気スリーブ弁は、シャフトの回転が約８０度と約１５０度との間になる周期、好適には、シャフトの回転が約１１０度において、停止に近づく。これは、スリーブ弁のＴＤＣ位置に亘って延びる図２４の排気スリーブ弁カーブの略平坦な部分によって示され、例えば、ここで、排気スリーブ弁は、各方向に（すなわち、排気スリーブ弁カーブのＴＤＣ位置のそれぞれの側に）スリーブ弁工程の約５％と約１０％との間で移動する。
（ｖｉ）各シリンダにおいて、吸気及び排気スリーブ弁のそれぞれの工程の大半またはほぼ全てが、それぞれのＢＤＣ位置においてピストンが停止周期の間、移動される。
（ｖｉｉ）各シリンダにおいて、吸気及び排気スリーブ弁のそれぞれは、それぞれのＴＤＣ位置において互いにほぼ隣接したままであり、ピストンがそれぞれのＴＤＣ位置において停止するシャフト回転の周期と少なくとも同等の長さ、及び、ピストンがＴＤＣ位置において停止するシャフト回転の周期を含む、シャフト回転の周期の間、密閉された燃焼室を形成する。
（ｖｉｉｉ）各シリンダにおいて、吸気及び排気スリーブ弁のそれぞれは、それぞれのＴＤＣ位置において互いにほぼ隣接したままであり、ピストンがそれぞれのＴＤＣ位置において停止するシャフト回転の周期よりも長いシャフト回転の周期、燃焼室を形成する。
【０１３０】
エンジンケースは、アルミニウム合金または鋳鉄で作られてもよい。ピストン２４は、例えば、アルミニウム合金、例えば、シリコンアルミニウム合金または、高ケイ素、低膨張ピストン合金で作られてもよい。スリーブ弁３３，３４，３５，３６は、例えば、高抗張力、または、マルエージング鋼、硬化及び研磨鋼、被覆アルミニウム合金または硬質めっき銅で作られてもよい。シャフト２０ａは、例えば、高抗張力鋼、例えば、機械加工のために調質されてもよいＥＮ２４Ｔで作られてもよい。軸方向ピストン２１，２２及びスリーブ弁カム３７，３８は、例えば、硬化鋼または冷却された鋳鉄で作られてもよい。ピストンロッドアセンブリによって、及び、スリーブ弁駆動アームによって回転可能に支持されるカムフォロア２８，２９，４５，４６は、窒化ケイ素で作られてもよく、つまり、フォロアの潤滑はほとんど、または、全く必要なく、フォロアは、カム面との点接触において変形に耐える。
【０１３１】
シャフトは、好適には、軸方向ピストンカム及び軸方向スリーブ弁カムと一体的に形成される。あるいは、シャフトは、硬い鋼片から機械加工されて軸方向ピストンカム及び軸方向スリーブ弁カムを形成してもよい。
【０１３２】
図７を参照すると、充填空気は、空気取り入れ口６２を通ってエンジンに入り、分流器６３によって分離される。分流された空気の流れは、その後、各シリンダ６４，６５の吸気プレナムに導かれる。吸気プレナムは、複数の吸気口の周囲にシリンダの外表面から延びるフランジによって形成される。吸気口間の角度をつけられたブリッジ部６１により、充填空気は旋回し、乱流を促進する。
【０１３３】
図６を参照すると、燃焼生成物は、排気口を通って排気プレナム６６，６７に出ていく。排気プレナムは、複数の排気口の周囲にシリンダの外表面から延びるフランジによって形成される。排気プレナムは、（図示しない）排気システムに接続されてもよい排気出口６８，６９につながる。
【０１３４】
エンジンは、圧縮空気のみで清掃され、排気口が排気スリーブ弁によって閉鎖された後、燃料が噴射されてもよい。これは、例えば、排気駆動ターボ圧縮機、別の清掃ポンプまたはこの２つの組み合わせによって達成されてもよい。
【０１３５】
（図示しない）分割または分岐した吸気路が設けられてもよく、吸気路において、燃焼の廃棄物をシリンダから排気口を介して押し出すための掃気が１つの供給源から供給され、シリンダにおける次の燃焼イベントのための新鮮な充填空気が別の供給源から供給されてもよい。加圧された掃気は、例えば、加圧された貯蔵室から、または、電気的または機械的に駆動されたポンプまたは圧縮機から直接供給されてもよい。加圧された充填空気は、加圧された貯蔵室排気駆動ターボチャージャまたは同様の装置によって供給されて、シリンダへの空気の流量を増大させてもよい。排気圧力駆動圧縮機を利用して充填圧縮を提供することで、余剰排気エネルギーを有用な作業に変換し、ピストンの充填圧縮の作業をするための要件を減らし、エンジンの全体効率を高めることができるだろう。
【０１３６】
燃料噴射システムに連結された１対の噴射装置７０，７１及び７２，７３は、各シリンダの対向するピストンのピストン冠間に規定された燃焼空間に燃料を噴射するために設けられる。燃料噴射イベントの長さは、正確に制御され、エンジン速度及びエンジンへの負荷などの要因によって異なる。これは、電気的に制御されたコモンレール燃料システムを用いて達成されてもよい。燃料噴射は、例えば、特許を付与された「環状」噴射システムによって達成されてもよい。
【０１３７】
燃料、水、メタノールまたはディーゼルのうち１つ以上をエンジンサイクルの間、適切な時点で噴射して燃焼プロセスを制御することが有益だろう。また、ＴＤＣ位置におけるピストンの停止周期の間、または、停止周期の直後に、さらなる燃料を噴射して、燃料がピストンの膨張行程の間、燃焼し続けるようにすることも有益だろう。
【０１３８】
点火は、予混合圧縮着火（ＨＣＣＩ）または「スマートプラグ」（プラズマ入射装置）によって達成されてもよい。これらの両方とも、ウルトラリーン混合物の燃焼を可能にする。
【０１３９】
（図示しない）サンプが潤滑油を蓄えるために設けられる。油は、エンジンの様々な回転構成要素を潤滑させるため、シリンダブロック及びシャフトの適切な掘削機内の油通路を通って、ポンプによって循環される。スリーブ弁の潤滑は、シリンダライナの外壁上に機械加工された細かい溝と嵌合するエンジンブロックケースの油供給穴からの圧力給油によって達成されてもよい。
【０１４０】
油注入穴７４，７５，７６，７７は、油がピストンの裏面に向かって圧力下で注入されるシリンダの各端部に設けられてもよい。油回収口７８，７９も、シリンダからの余剰の油を排出するために設けられてもよい。
【０１４１】
エンジンは、冷却剤がポンプによって循環される内部通路を有する冷却システムを備えてもよい。通路は、エンジンケースの内表面と密閉を形成するシリンダの外表面から突出するフランジ間に形成されてもよい。このような３つの導管８０，８１，８２は、燃焼空間の周囲のシリンダの中心の周囲に１つ、シリンダの各端部の周囲に１つといったように、シリンダのそれぞれの周囲に形成されてもよい。適切な連結経路が、シリンダの周りの様々な導管の間で冷却剤が循環できるように設けられる。シリンダの中心の燃焼空間の周囲の通路は、冷却剤の流れを迂回させるための１つ以上の絞り８３装置を備えてもよい。噴射器は、冷却剤との接触を防ぐため、絞り装置を通って燃焼空間に突出する。
【０１４２】
エンジンは、図示しない他の従来の構成要素及びシステムを有してもよい。例えば、以下のいずれか、または、全てを設ける、または、必要としてもよい。始動モータ及びフライホイールアセンブリ、油だめ及び油循環システム、高圧燃料システム、吸気及びフィルタリングシステム、空気をシリンダに導くための吸い込みマニホルド、シリンダから燃焼廃棄物を除去するための排気マニホルド、燃焼廃棄物を大気に放出するための消音器を備える排気パイプ、ターボチャージャまたはスーパーチャージャの駆動部、エンジンが火花点火エンジンに関する場合の点火システム。
【０１４３】
様々な図を参照して上述したエンジンの動作をここに記載する。
【０１４４】
燃料は、シリンダのうち第１シリンダのスリーブ弁及び対向するピストン冠によって規定された燃焼空間内に、噴射器によって噴射される。シリンダでの燃料の燃焼は、好適には、燃焼室の燃料／空気混合物を介した火炎伝播が対向するピストンがＴＤＣにおいて停止している間に起こるように、ピストンのＴＤＣにおいて、シャフト回転が約４０度であるピストン停止周期中（ピストンがそれぞれのＴＤＣ位置で停止している間）に起こる。これによって、燃焼の熱交換の全て、または、ほぼ全てがＴＤＣにおいて一定容積で起こるという効果がある。
【０１４５】
ピストンのＴＤＣでの停止周期の終わりに、第１シリンダのピストンは、それぞれのＢＤＣ位置に向けて、膨張行程の間、外側に移動を開始する。第１シリンダのピストンの移動により、関連するピストンロッドが移動し、ピストンロッド上のフォロアが軸方向ピストンカムのカム面と係合して、軸方向ピストンカムを回転運動させる。軸方向ピストンカムの回転運動により、シャフトが回転し、シャフトの回転により、第２シリンダの対向するピストンがそれぞれのフォロアを介して往復運動し、ピストンロッドアセンブリは、第１シリンダの対向するピストンをＴＤＣ位置に向けて圧縮工程の間、第１シリンダのピストンと反対方向に進める。
【０１４６】
シャフトの回転運動により、軸方向スリーブ弁カムも回転運動し、この回転運動により、スリーブ弁駆動アームに連結されたフォロアを介してスリーブ弁が直線運動する。スリーブ弁の直線運動により、以下にさらに記載するように、複数の吸気口及び排気口のポーティングが制御される。
【０１４７】
第１シリンダ６のピストンが、膨張行程の終わりに、ピストンがＴＤＣ位置から移動を開始した後の、シャフト回転が約１１０度であるそれぞれのＢＤＣ位置に到達すると、ピストンは、停止機構の軸方向カムによって、シャフト回転が約１００度となるＢＤＣ位置で停止周期となる。第２シリンダのピストンもまた、圧縮工程の終わりにそれぞれのＴＤＣ位置に到達する。ＢＤＣにおける第２シリンダのピストンの停止周期の間、燃焼の廃棄物は、シリンダから、排気スリーブ弁によって開放された排気口４３を通って除去される。
【０１４８】
ＢＤＣにおけるピストンの停止周期の終わりに、第１シリンダのピストンは、膨張行程の間の第２シリンダのピストンの移動によって駆動されている軸方向カムによって、圧縮工程の間、それぞれのＴＤＣ位置に向けて膨張行程に進む。吸気口及び排気口のポーティングは、再び、シャフトの回転運動によって誘発されたスリーブ弁の往復運動によって制御される。空気は、吸気口を通ってシリンダに入り、ピストンが、圧縮工程が開始された後、シャフト回転が約１１０度に到達する、それぞれのＴＤＣ位置に軸方向ピストンカムによって進められると、対向するピストン冠間で圧縮される。エンジンサイクルはその後、繰り返す。
【０１４９】
図１９から図２２は、エンジンポーティングにおけるスリーブ弁の往復運動の効果を示す。図１９の位置において、第１シリンダのピストンは、停止周期の中間点において、両方ともそれぞれのＴＤＣ位置にある。それぞれのスリーブ弁は、燃焼室を規定するように、互いに、または、シリンダの壁のショルダに当接、または、ほぼ当接するそれぞれのＴＤＣ位置にあるか、または、ＴＤＣ位置に非常に近い。シリンダの壁の吸気口及び排気口は、それぞれの吸気及び排気スリーブ弁によって閉鎖されたままである。この位置において、空気はシリンダに入ることができず、燃焼生成物は、シリンダから出ることができない。従って、燃料／空気の混合物の燃焼は、一定容積で起こる。
【０１５０】
シャフト回転が約４０度となるピストンの停止周期の後、ピストンは、膨張行程の間、それぞれのＢＤＣ位置に向けて始動する。軸方向ピストンカム及び軸方向スリーブ弁カムの外形、及び／または、シャフト上のそれぞれの位置は、膨張行程の間のピストンの移動と、吸入及び排気スリーブ弁の対応する移動との間に時間差があるような外形、及び／または、位置である。図２４に示すように、ピストン及びスリーブ弁の移動のタイミングは、ピストンがＢＤＣに到着するほぼその時、または到着した直後、排気スリーブ弁が排気口を開放し始めるようなタイミングである。排気スリーブ弁は、シャフト回転が約１３０度となるＢＤＣにおいてピストンが停止する周期の初期に排気スリーブ弁によって、排気口が、完全に開放されるように急速に加速する。吸気スリーブ弁の移動のタイミングは、吸気スリーブ弁が排気スリーブ弁よりもゆっくりと、ピストンがＢＤＣ位置に向かって移動するのと同じ速度で加速するようなタイミングである。ピストンが圧縮工程において、ＢＤＣ位置から離れ始めるほぼその時に、吸気スリーブ弁は、ＢＤＣ位置に到着する。
【０１５１】
図２０の位置において、シリンダのうち１つのシリンダのピストンは、両方ともそれぞれのＢＤＣ位置にあり、ＢＤＣ停止周期の中間点にあるか、または、中間点近くにある。排気スリーブ弁は、ＢＤＣ位置に向けてＴＤＣ位置から離れ、排気口を部分的に開放し、エンジンから燃焼生成物を除去できるようにする。軸方向スリーブ弁カムは、吸気スリーブ弁の移動が排気スリーブ弁の移動と位相がずれ、排気スリーブ弁の移動と吸気スリーブ弁の移動との間に時間差があるように、構成される。吸気スリーブ弁は、ＢＤＣ位置に向けてＴＤＣ位置から離れ始めるが、シリンダに沿って排気スリーブ弁まで移動しない。吸気スリーブ弁の内端は、吸気口の内端をまだ通過していないので、吸気口は完全に閉鎖したままである。
【０１５２】
図２１の位置において、シリンダのうち１つのシリンダのピストンは、ピストンの停止周期の間、それぞれのＢＤＣ位置にとどまる。排気スリーブ弁は、ＢＤＣ位置に到達し、排気口を開放し、エンジンから燃焼生成物をさらに除去できるようにする。排気スリーブ弁は排気口を開放し始めた後、シャフト回転が約２０度のところで、吸気スリーブ弁は、吸気口を部分的に開放し、シリンダに空気を入れる。加圧下でシリンダに入る空気は、排気口を介して燃焼生成物を押し出すことで、除去プロセスを手助けする。
【０１５３】
図２２の位置において、第１シリンダのピストンは、圧縮工程の間、それぞれのＴＤＣ位置に向けて始動しようとするところである。吸気スリーブ弁は、ＢＤＣ位置にあり、吸気口を閉鎖するようにＴＤＣ位置に向けて始動しようとするところである。排気スリーブ弁は、図１６のＢＤＣ位置からＴＤＣ位置に向けて移動して、排気口を閉鎖する。シリンダに入る空気は、シリンダからの廃棄物の除去を引き続き手助けする。
【０１５４】
図２３の位置において、第１シリンダのピストンは、圧縮工程の間、ＴＤＣ位置に向けて移動し続ける。ピストンがＴＤＣ位置を離れた後のシャフト回転が約３０度のところで、排気スリーブ弁は、排気口を完全に閉鎖する。吸気スリーブ弁は、吸気口を閉鎖し始めるが、吸気口は、まだ部分的に開放している。従って、圧縮空気は、シリンダにまだ入るが、排気口が閉鎖しているので、シリンダを出る燃焼生成物を置換することはもうない。シリンダに入る圧縮空気は、ピストンがそれぞれのＴＤＣ位置に向かって移動する間、対向するピストン冠間で圧縮される。排気スリーブ弁が排気口を閉鎖した後のシャフト回転が約２０度のところで、吸気口は、吸気スリーブ弁によって完全に閉鎖される。
【０１５５】
吸気２９及び排気３０スリーブ弁は、ピストンがＴＤＣに向かって進むにつれて、それぞれのピストンを過ぎて加速し、図１９に示すように、ピストンがＴＤＣに到着する直前に、スリーブ弁がＴＤＣ位置に到着して、燃焼室を規定及び密閉するようにする。
【０１５６】
以上から、及び、特に図２４を参照して理解されるように、排気スリーブ弁及び吸気スリーブ弁の往復運動の大半は、ピストンのＢＤＣ位置での停止周期で起こり、吸気及び排気スリーブ弁の工程の比較的少ない割合のみが、圧縮工程のピストン移動の後半、ＴＤＣでのピストン停止周期、及び、膨張行程のピストン移動の前半を含むシャフト回転の周期に及ぶ。
【０１５７】
吸気及び排気スリーブ弁を駆動するカムの軸方向カム外形は、吸気及び／または排気スリーブ弁が停止、または、減速した直線運動をして停止に近づくシャフト回転の周期と、それぞれのＴＤＣ位置とＢＤＣ位置との間を移動するスリーブ弁の最大加速度との間でバランスを保ちやすい。
【０１５８】
ピストンがＢＤＣに到着する時、または、到着する直前に、排気スリーブ弁が排気口を開放するように時間調整することで、排気口が開放し、燃焼生成物がシリンダから除去され始める前に、ピストンは、完全な膨張行程となる。これは、膨張行程で排気口がピストンによって早期に開放してしまう既知のエンジンの効率を改善するだろう。
【０１５９】
ＢＤＣ位置でのピストンの停止周期の後、ピストンの圧縮工程の間、排気スリーブ弁が排気口を完全に閉鎖するように時間調整することで、排気口は、ＢＤＣでのピストンの全停止周期の間、開放したままである。これにより、ピストンの停止がない既知のエンジンよりも著しくより多くの時間、燃焼生成物の除去に時間を充てることができるだろう。
【０１６０】
吸気スリーブ弁が排気口を開放し始める前のシャフト回転が約２０度のところで、排気スリーブ弁が排気口を開放し始めるように時間調整することで、エンジンサイクルの周期が、ブローダウンが起こるように設けられる。これにより、シリンダの圧力を除去空気圧力以下に落とすための時間がさらに設けられるだろう。
【０１６１】
吸気スリーブ弁が、ＢＤＣでのピストンの停止周期の初期段階の間に吸気口を開放し、ピストンの圧縮工程の間、完全に吸気口を開放するように時間調整することで、吸気口を、エンジンサイクルのかなりの割合の間、開放したままにできる。これにより、吸気口が閉鎖される前にシリンダをより完全に充填するための時間がさらに与えられるだろう。
【０１６２】
排気スリーブ弁が排気口を完全に閉鎖した後のシャフト回転が約２０度のところで、吸気スリーブ弁が吸気口を完全に閉鎖するように時間調整することで、エンジンは、シリンダに入る空気の充填圧縮または、「過給」の周期を与えられるだろう。
【０１６３】
軸方向スリーブ弁カムは、排気口が、シャフトの回転が約１４０度の間、少なくとも部分的に開放したままであり、吸気口が、シャフトの回転が約１４０度の間、少なくとも部分的に開放したままであるように、形成される。これにより、吸気口及び排気口を、エンジンサイクルのかなりの部分の間、少なくとも部分的に開放したままにすることができる。
【０１６４】
軸方向スリーブ弁カムはまた、排気口及び吸気口が両方とも、シャフト回転が約１２０度の重複する周期の間、少なくとも部分的に開放されるように形成される。これにより、エンジンサイクルのかなりの部分に亘って、シリンダに入る空気は、シリンダの清掃を手助けすることができ、エンジンを通る空気の流れを高めることができる。
【０１６５】
前述の全ての数値は、例示のためのみであり、請求の範囲を限定することを意図していない。前述のシャフト回転の値の例は、主に最適な体積効率ために設計された本発明の特定の形態に関連している。当業者は、シャフト回転の別の値が、例えば、特に、最大出力密度、特定の種類または等級の燃料を用いた動作などの１つ以上の他の大きな要因を考慮して設計された修正版のエンジンに適切であることを、簡単に理解するだろう。
【０１６６】
上述した記載は、エンジンが、１対のピストン及びそれぞれのスリーブ弁が対向して往復運動する１対のシリンダを有する対向ピストンエンジンである好適な形態に関しているが、多くの他の実施形態が本発明の範囲に含まれることが理解されるだろう。例えば、本発明を具現化するエンジンは、上述した２つのシリンダを有するものより少ない、または、多くのシリンダを有してもよい。本発明を具現化するエンジンは、往復運動するピストン及びスリーブ弁を１つのみ有する、または、対向して往復運動する１対のピストン及びスリーブ弁を有する、単一シリンダエンジンであってもよい。あるいは、本発明を具現化するエンジンは、２つのシリンダを備え、それぞれ、１つの往復運動するピストン及びスリーブ弁を有してもよい。あるいは、本発明を具現化するエンジンは、２つ以上のシリンダを備え、それぞれ、往復運動するピストン及びスリーブ弁を１つのみ有するか、または、２つ以上のシリンダを備え、それぞれ、対向して往復運動する１対のピストン及びスリーブ弁を有してもよい。他の適切な構成も当業者に明らかであろう。
【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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【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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【図１７】
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【図１８】
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【図１９】
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【図２０】
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【図２１】
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【図２２】
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【図２３】
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【図２４】
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【国際調査報告】
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