6266625 軌道周回プラネタリギアリングシステム及びそれを採用した内燃機関

(19)【発行国】日本国特許庁(JP)

(12)【公報種別】特許公報(B2)

(11)【特許番号】6266625

(24)【登録日】2018年1月5日

(45)【発行日】2018年1月24日

(54)【発明の名称】軌道周回プラネタリギアリングシステム及びそれを採用した内燃機関

(51)【国際特許分類】

   F02B 53/00 20060101AFI20180115BHJP

   F02B 55/02 20060101ALI20180115BHJP

【ＦＩ】

   F02B53/00 D

   F02B55/02 Z

【請求項の数】18

【全頁数】30

(21)【出願番号】特願2015-533299(P2015-533299)

(86)(22)【出願日】2013年9月25日

(65)【公表番号】特表2015-532963(P2015-532963A)

(43)【公表日】2015年11月16日

(86)【国際出願番号】US2013061682

(87)【国際公開番号】WO2014052455

(87)【国際公開日】20140403

【審査請求日】2016年8月15日

(31)【優先権主張番号】61/705,490

(32)【優先日】2012年9月25日

(33)【優先権主張国】US

(31)【優先権主張番号】14/036,694

(32)【優先日】2013年9月25日

(33)【優先権主張国】US

(73)【特許権者】

【識別番号】515080054

【氏名又は名称】ライサー、ハインツ − グスタフ

(74)【代理人】

【識別番号】110000855

【氏名又は名称】特許業務法人浅村特許事務所

(72)【発明者】

【氏名】ライサー、ハインツ − グスタフ

【審査官】 瀬戸 康平

(56)【参考文献】

【文献】 特表２０１２−５００９４１（ＪＰ，Ａ）

【文献】 特開２００９−０３６０３０（ＪＰ，Ａ）

【文献】 国際公開第２００８／０１０４９０（ＷＯ，Ａ１）

【文献】 特開昭５７−０５７９５１（ＪＰ，Ａ）

【文献】 米国特許出願公開第２００６／０２２５６９１（ＵＳ，Ａ１）

【文献】 米国特許出願公開第２００２／０１００４５２（ＵＳ，Ａ１）

(58)【調査した分野】（Int.Cl.，ＤＢ名）

Ｆ０１Ｂ ９／０２

Ｆ０１Ｃ １／０６７，１／０７７，９／００，１７／０２，２１／００

Ｆ０２Ｂ ５３／００，５５／０２，７５／２８，７５／３２

Ｆ１６Ｈ ３７／１２

ＤＷＰＩ（Ｄｅｒｗｅｎｔ Ｉｎｎｏｖａｔｉｏｎ）

(57)【特許請求の範囲】

【請求項1】

第１シリンダライナ及び第２シリンダライナを備えるエンジンハウジングであって、前記第１シリンダライナ及び前記第２シリンダライナが、それらの間に少なくともトロイドの第１セクションを画成するとともに、第１燃焼室を区切る、エンジンハウジングと、
第１ピストンに連結された第１主要部材であって、前記第１ピストンも前記第１燃焼室を区切り、前記第１ピストンが、前記トロイドの前記第１セクションにより画成された第１湾曲通路に沿って案内される、第１主要部材と、
第２ピストンに連結された第２主要部材であって、前記第２ピストンも前記第１燃焼室を区切り、前記第２ピストンが、前記トロイドの前記第１セクションにより画成された第２湾曲通路に沿って案内される、第２主要部材と、
前記第１主要部材及び前記第２主要部材に連結され、軌道周回プラネタリギアリングシステムを備える中間部材副組立体と、
前記中間部材副組立体に連結された少なくとも１つのクランクシャフトと
を備える内燃機関。

【請求項2】

前記軌道周回プラネタリギアリングシステムが、プラネットキャリアに連結された複数のプラネットギアを備え、
前記複数のプラネットギアのそれぞれの歯が、リングギアの歯、及び、前記少なくとも１つのクランクシャフトに組み合わせられるクランクスパーギアの歯と係合している、請求項１に記載の内燃機関。

【請求項3】

前記プラネットキャリアが１つ以上のスライダーロッドに沿って鉛直方向に移動し、
前記１つ以上のスライダーロッドが１つ以上のスライダに連結され、
前記１つ以上のスライダのそれぞれが１つ以上のスライダ軸受に沿って水平方向に移動する、請求項２に記載の内燃機関。

【請求項4】

前記第１主要部材及び前記第２主要部材が前記少なくとも１つのクランクシャフト周りに回転する、請求項１に記載の内燃機関。

【請求項5】

前記第１シリンダライナ又は前記第２シリンダライナの少なくとも一方が、前記内燃機関からの熱伝導を容易にする冷却流路を備える、請求項１に記載の内燃機関。

【請求項6】

前記第１ピストン又は前記第２ピストンの少なくとも一方が、前記第１燃焼室内に渦流を作り出す輪郭を備える、請求項１に記載の内燃機関。

【請求項7】

前記少なくとも１つのクランクシャフトが、スプライン接合によって接続された少なくとも２つのクランクシャフト備える、請求項１に記載の内燃機関。

【請求項8】

前記エンジンハウジングが、第３シリンダライナ及び第４シリンダライナを備え、前記第３シリンダライナ及び前記第４シリンダライナが、それらの間に少なくとも前記トロイドの第２セクションを画成するとともに、第２燃焼室を区切り、
前記第１主要部材が第３ピストンに連結され、前記第３ピストンも前記第２燃焼室を区切り、前記第３ピストンが、前記トロイドの前記第２セクションにより画成された第３湾曲通路に沿って案内され、
前記第２主要部材が第４ピストンに連結され、前記第４ピストンも前記第２燃焼室を区切り、前記第４ピストンが、前記トロイドの前記第２セクションにより画成された第４湾曲通路に沿って案内される、請求項１に記載の内燃機関。

【請求項9】

前記第１主要部材が、第１ローラを介して前記中間部材副組立体に連結され、前記第２主要部材が、第２ローラを介して前記中間部材副組立体に連結された、請求項１に記載の内燃機関。

【請求項10】

前記第１ローラが、第１オフセット軸線を介して前記第１主要部材に連結するとともに、前記第２ローラが、第２オフセット軸線を介して前記第２主要部材に連結することによって、前記第１主要部材及び前記第２主要部材の回転運動が前記中間部材副組立体の直線運動に連結された、請求項９に記載の内燃機関。

【請求項11】

前記中間部材副組立体が、複数のレールに沿って直線状に摺動する、請求項１に記載の内燃機関。

【請求項12】

前記少なくとも１つのクランクシャフトがフライホイール及び冷却インペラに連結された、請求項１に記載の内燃機関。

【請求項13】

前記第１ピストン又は前記第２ピストンの少なくとも一方がセラミックである、請求項１に記載の内燃機関。

【請求項14】

前記少なくとも１つのクランクシャフトが前端プーリ及び後端プーリに連結された、請求項１に記載の内燃機関。

【請求項15】

前記第１主要部材が第１主要部材部品及び第２主要部材部品を備え、
前記第２主要部材が第１主要部材部品及び第２主要部材部品を備える、請求項１に記載の内燃機関。

【請求項16】

軌道周回プラネタリギアリングシステムを備える中間部材副組立体と、
前記中間部材副組立体に連結された少なくとも１つのクランクシャフトと
を備え、
前記軌道周回プラネタリギアリングシステムが前記中間部材副組立体の直線運動を前記少なくとも１つのクランクシャフトの回転運動に連結する、システム。

【請求項17】

前記中間部材副組立体に連結された第１主要部材と、
前記中間部材副組立体に連結された第２主要部材と
を更に備え、
前記中間部材副組立体の前記直線運動が、前記第１主要部材及び前記第２主要部材の回転運動に連結された、請求項１６に記載のシステム。

【請求項18】

第１シリンダライナ及び第２シリンダライナを備えるエンジンハウジングを更に備え、
前記第１主要部材が第１ピストンに連結され、
前記第２主要部材が第２ピストンに連結され、
前記第１ピストン、前記第２ピストン、前記第１シリンダライナ及び前記第２シリンダライナによって燃焼室が画成された、請求項１７に記載のシステム。

【発明の詳細な説明】

【技術分野】

【0001】

（関連出願の相互参照）
本願は、２０１２年９月２５日付で出願された「ＯＲＢＩＴＩＮＧ ＰＬＡＮＥＴＡＲＹ ＧＥＡＲＩＮＧ ＳＹＳＴＥＭ ＡＮＤ ＩＮＴＥＲＮＡＬ ＣＯＭＢＵＳＴＩＯＮ ＥＮＧＩＮＥ ＥＭＰＬＯＹＩＮＧ ＴＨＥ ＳＡＭＥ」という名称の米国特許仮出願第６１／７０５，４９０号の利益を主張し、２０１３年９月２５日付で出願された「ＯＲＢＩＴＩＮＧ ＰＬＡＮＥＴＡＲＹ ＧＥＡＲＩＮＧ ＳＹＳＴＥＭ ＡＮＤ ＩＮＴＥＲＮＡＬ ＣＯＭＢＵＳＴＩＯＮ ＥＮＧＩＮＥ ＥＭＰＬＯＹＩＮＧ ＴＨＥ ＳＡＭＥ」という名称の係属中の米国特許出願第１４／０３６，６９４号の継続出願である。上述の出願の全体は、参照により本明細書に組み込まれる。

【背景技術】

【0002】

このセクションでの説明は、本開示に関連する背景情報を提供するだけのものであり、先行技術を構成するものではない。従来の燃焼機関において、燃焼室を区切る壁部は、円筒形状を有し一端がシリンダヘッドで閉じられている。その他端を介してピストンがシリンダ内に移動可能に案内される。内燃機関は、（１）吸気、（２）圧縮、（３）燃焼・膨張及び（４）排気の４つの基本ステップを有する。吸気ステップ中、可燃混合気が燃焼室内に噴射される。この混合気は、シリンダ内へのピストンの圧縮によって圧力下に置かれる。その後、混合気は点火・燃焼される。最終的に、高温の燃焼生成物が膨張して、ピストンを反対方向に移動させ、そのピストンに連結又は接続されたクランクシャフト等の機械部品にエネルギーを伝達する。最後に、冷却された燃焼生成物が排気され、燃焼サイクルが再開する。一般的な燃焼機関は、この原理に従って動作し、オットー機関やディーゼル機関のように２サイクル又は４サイクルで機能できる。

【0003】

従来の燃焼機関が発揮する効率性が比較的低いという問題は、引き続き存在している。機関効率は、通常、燃料のもつ理論化学エネルギー（ｔｈｅｏｒｅｔｉｃａｌ ｃｈｅｍｉｃａｌ ｅｎｅｒｇｙ）を、機関を通じて伝達される運動エネルギー（ｋｉｎｅｔｉｃ ｅｎｅｒｇｙ）の形で燃料から取り出される有用なエネルギー（ｕｓｅｆｕｌ ｅｎｅｒｇｙ）に対して比較することによって求められる。一般的な燃料からのエネルギーの取り出しに対する熱力学的限界は約８０％であるが、一般的な燃焼機関が発揮できる平均的な効率はほんの約２０〜４０％である。従って、従来の内燃機関に対して効率を改善する余地は相当残されている。

【発明の概要】

【課題を解決するための手段】

【0004】

以下、本革新的技術の幾つかの態様の基本的な理解が得られるように、本革新的技術の簡略化された概要を提示する。この概要は、本革新的技術の広範な概観ではない。また、本革新的技術の鍵となる／非常に重要な要素を特定したり本革新的技術の範囲を正確に叙述したりすることを意図するものではない。その唯一の目的は、これ以降で提示するより詳細な説明への序文として、簡略化された形態で本革新的技術の幾つかの概念を提示することである。

【0005】

一態様において、本革新的技術は、内燃機関の１つ以上の実施例を備える。この内燃機関は、第１燃焼室を区切る第１壁部を有することができるエンジンハウジングと、第１ピストンを有することができる第１主要部材と、第２ピストンを有することができる第２主要部材とを備える。ピストンも第１燃焼室を区切ることができる。第１壁部は、少なくともトロイド（例えば、トーラス等の形状、しかし、円形等に限らない実質的に任意の断面形状を有することができる）のセクションを画成できる。ピストンは、トロイドのそのセクションにより画成された湾曲通路に沿って案内することができる。

【0006】

本革新的技術の様々な態様は、コンパクトで構成が簡単な燃焼機関を提供できる。１つ以上の実施例において、本革新的技術は、主要部材に連結された中間部材を備える燃焼機関を含むことができ、主要部材は、所定の通路に沿って移動できクランクシャフトに連結させることができる。従来の内燃機関と比較すると、本革新的技術の実施例は、大きさがよりコンパクトで、より軽量で、内部潤滑の必要性が低く、且つ、容易に製造可能である。

【0007】

従来の燃焼機関とは対照的に、本革新的技術の様々な実施例に係る燃焼機関は、エンジンハウジングの壁部及び第１ピストンによって区切られるだけではなく、第２ピストンによっても区切られる燃焼室を有することができる。ピストンは、主要部材に取り付けられる別体の部品として設けることができる。ピストンは、主要部材の一体部品とすることもできる。エンジンハウジングの壁部は、その内部をピストンが案内されるトロイドのセクションを少なくとも画成でき、ピストンが湾曲通路に沿って移動できるようになっている。説明したように区切られた燃焼室内で燃焼ガスに点火すると、２つのピストンが、反対方向に駆動、すなわち、分離される。これにより、燃焼室内で膨張するガスが１つのみならず２つのピストンを駆動して、燃焼ガスが作用する表面積が増大することによって、機関の効率性を大幅に向上させる。これが燃料消費を低減し、排出値を向上させる。

【0008】

ピストンが湾曲通路に沿って移動するため、本革新的技術の燃焼機関は、所定の燃焼室容積に対して非常にコンパクトなものとなる。

【0009】

他の態様において、本革新的技術は、直線又は回転運動（例えば、本明細書で説明するピストンの回転運動、その運動の直線成分、若しくは、他の直線又は回転運動等）を例えば回転運動に変換して、クランクシャフト等を移動、又はその逆を行うことが可能な中間部材を含むことができる。一例において、中間部材は、本明細書において説明するようなピストンの運動を受け入れることができ、この運動を、本明細書において説明するようなクランクシャフトへと伝達することができる。これにより、中間部材及び単一のクランクシャフトは、本明細書で説明するような機関において採用された際に、２つのクランクシャフトそして更にそれら２つのクランクシャフトを連結する手段と置き換わることができ、非常にコンパクトで製造の容易な機関を提供できる。ただし、幾つかのそのような態様において、中間部材は代わりに２つ以上のクランクシャフトに連結することもできる。

【0010】

更なる態様において、本革新的技術の中間部材は、本明細書においてより詳細に説明するような軌道周回プラネタリギアリングシステムを採用できる。これは、複数の利点を提供できる。これらの利点としては、構造的一体性の改良、製造コスト及び組み立てコストの低減、摩擦及び応力の低減、不要な運動（傾斜、傾動、振動等）の低減等が挙げられる。

【0011】

本明細書で説明するように、本革新的技術の態様に係る機関のピストンは、燃焼ガスの膨張中、同時に反対方向へ移動することができる。従って、発生する力及びトルクが大幅に相殺できる。これにより、振動をほぼ完全に相殺して、バランサシャフト等のような特別な装置の必要性を軽減できる。

【0012】

幾つかの実施例において、第１主要部材は第３ピストンを備えることができ、第２主要部材は第４ピストンを備えることができ、それら第３ピストン及び第４ピストンは第２燃焼室を区切ることができる。これにより、２つの燃焼室を非常にコンパクトに配置することが可能になる。各主要部材は、ピストンによってその一端に第１燃焼室を、他のピストンによってその他端に第２燃焼室を区切ることができる。従って、一方の燃焼室の大きさを減少させるストロークが他方の燃焼室の大きさを増大させることができ、またその逆も同様である。これにより、ピストンのアイドルストロークを回避でき、効率性を増大させ、摩擦による対応する損失を最小限に抑えることができる。

【0013】

トロイドの形状を有する壁部が、第１及び第２燃焼室を区切ることができる。第２燃焼室は、別体の第２壁部によっても区切ることができる。第２壁部は、少なくともトロイドのセクションも画成できる。本明細書で使用される際、トロイドは、例えば円形、正方形、矩形、楕円形、変則的な形状等の任意の断面を有することができる環状体として定義される。

【0014】

２つの主要部材は、共通のピボット軸線周りに回動できる。これによって、機関の大きさを減少させ、ピストンを位置付けるために必要な部品の数を最小限に抑えることができる。２つの燃焼室及び２つの介装された主要部材は、対称な形で配置することで機関の振動を最小限に抑えることができる。

【0015】

幾つかの態様において、クランクシャフトは、ピボット軸線と同軸の回転軸線周りに回転することができるが、他の態様では、別の軸線周りに回転できる。同軸とした実施例では、ピストン及び主要部材の運動を、対称な形で、中間部材へ、そしてそこからクランクシャフトへと伝達させることができる。ピボット軸線とクランクシャフトの回転軸線との同軸配置は、機関の非常にコンパクトな構成に寄与する。

【0016】

本革新的技術の態様において、中間部材は、主要部材の回動運動によって画成される平面間に介装させることができる。このようにして、横断方向に働く力、ひいては誘発する望ましくないトルク及び負荷を最小限に抑えることができる。

【0017】

本革新的技術の幾つかの実施例において、主要部材及び中間部材は、回動・摺動ジョイント（ｔｕｒｎｉｎｇ ａｎｄ ｓｌｉｄｉｎｇ ｊｏｉｎｔ）を介して互いに連結させることができる。各ジョイントは、各主要部材が中間部材に対して回動・摺動できるように、主要部材と中間部材との間に配置できる。同じように、中間部材はクランクシャフトに連結させることができる。中間部材は、主要部材の対応する係合部材を収容するための受け領域を有することができる。係合部材は、中間部材に設けられたスロット状領域内に収容されるボルトとすることができる。これにより、主要部材から中間部材へ運動及び力を非常にロバスト且つ信頼性の高い形で伝送することが可能となる。他の態様において、主要部材及び中間部材の連結は、主要部材又は主要部材の回転に基づく単一直線寸法における中間部材の運動を可能とするローラを用いて実現できる。中間部材は、主要部材の対応する受け領域に受容させることができる係合部材（例えば、ピン等）を備えることができる。

【0018】

中間部材は、中間部材からクランクシャフトへ運動及び力を伝送するために、クランクシャフトの対応する係合部材を受容するための受け領域を有することができる。幾つかの実施例において、この受け領域は、主要部材の係合部材のために設けられる受け領域と同じものとすることができる。本革新的技術の代替の実施例によれば、中間部材は、クランクシャフトの対応する受け領域に受容させることができる係合部材を備えることができる。

【0019】

幾つかの態様において、中間部材は、その中間部材が移動する軸線と平行に延在する案内手段によって案内することができる。これらの案内手段は、平行なコラムを備えて、それらのコラムに沿って中間部材が端部位置間を前後に摺動・移動できるようにすることができる。

【0020】

様々な態様において、本革新的技術は、２サイクル又は４サイクルの燃焼機関として又はそのような燃焼機関との関連で採用することができ、オットー原理及びディーゼル原理の両方を様々な実施例において使用できる。

【0021】

前述の目的及び関連する目的を達成するために、本明細書において、本革新的技術のある例示的な態様を、以下の記載及び添付の図面との関連で説明する。しかしながら、これらの態様は、本革新的技術の原理を採用することができる様々な方法のうちの幾つかを示すものである。しかし、本革新的技術は、全てのそのような態様及びそれらの均等物を含むものと意図している。本革新的技術の他の利点及び新規な特徴は、図面と併せて考慮した際に本革新的技術の以下の詳細な説明から明らかとなろう。

【図面の簡単な説明】

【0022】

【図1A】本革新的技術の態様に係る燃焼機関の概略側面図を例示する。

【図1B】図１に示すＩＩ−ＩＩ線に沿った断面を例示する。

【図2】本革新的技術の態様に係る内燃機関の実施例の分解図を例示する。

【図3】本革新的技術の態様に係る内燃機関の実施例の斜視図及び側面図を例示する。

【図4】本革新的技術の態様に係る内燃機関の例示的な実施例の前面図及び背面図を例示する。

【図5】本革新的技術の態様に係る例示的なクランク副組立体の分解図を例示する。

【図6】本革新的技術の態様に係る例示的なクランク副組立体の側面図及び上面図を提示する。

【図7】本革新的技術の態様に係る例示的な第２クランクシャフトの上面図及び斜視図を例示する。

【図8】本革新的技術の態様に係る例示的な第１クランクシャフトの上面図及び斜視図を例示する。

【図9】本革新的技術の態様に係る例示的な主要部材軸受の斜視図を例示する。

【図10】本革新的技術の態様に係る例示的なカウンタウェイトの斜視図、側面図及び底面図を例示する。

【図11】本革新的技術の態様に係る例示的なクランクスパーギアの側面図及び斜視図を例示する。

【図12】本革新的技術の態様に係る例示的なクランクワッシャの斜視図及び側面図を例示する。

【図13】本革新的技術の態様に係る例示的なクランク軸受レース及びクランクスペーサの斜視図を例示する。

【図14】本革新的技術の態様に係る例示的な中間副組立体の分解図を例示する。

【図15】本革新的技術の態様に係る中間副組立体の上面図及び前面図並びに中間部材の前面図及び斜視図を例示する。

【図16】本革新的技術の態様に係る例示的なプラネットキャリアの上面図、斜視図及び前面図を例示する。

【図17】本革新的技術の態様に係る例示的なプラネットキャリアキャップの斜視図及び前面図を例示する。

【図18】本革新的技術の態様に係るプラネットキャリア軸受及び中間部材（ＩＭ）ころ軸受の斜視図を例示する。

【図19】本革新的技術の態様に係るＩＭローラの側面図及び斜視図を例示する。

【図20】本革新的技術の態様に係るスライダの上面図、斜視図及び側面図を例示する。

【図21】本革新的技術の態様に係るプラネットキャリアロッド、スライダーロッド及びスライダ軸受の斜視図を例示する。

【図22】本革新的技術の態様に係るプラネットギアの前面図及び斜視図を例示する。

【図23】本革新的技術の態様に係るリングギアの斜視図及び前面図を例示する。

【図24】本革新的技術の態様に係るＩＭローラキャップの前面図並びに外側レール軸受及び内側レール軸受キャップの斜視図を例示する。

【図25】本革新的技術の態様に係る例示的な主要部材副組立体の分解図を例示する。

【図26】本革新的技術の態様に係る第１主要部材部品の斜視図、上面図及び背面図を例示する。

【図27】本革新的技術の態様に係る第２主要部材部品の斜視図、上面図及び前面図を例示する。

【図28】本革新的技術の態様に係る第１ピストンの斜視図及び第２ピストンの側面図を例示する。

【図29】本革新的技術の態様に係るピストンインサート及び中間部材ローラシャフトの斜視図を例示する。

【図30】本革新的技術の態様に係るピストンインサートキャップの側面図及び斜視図を例示する。

【図31】本革新的技術の態様に係るＩＭローラシャフト軸受及び主要部材ワッシャの斜視図を例示する。

【図32】本革新的技術の態様に係る例示的な底部プレート副組立体の分解図を例示する。

【図33】本革新的技術の態様に係る例示的な底部プレート副組立体の上面図である。

【図34】本革新的技術の態様に係る例示的な底部プレート副組立体の背面図である。

【図35】本革新的技術の態様に係る底部シリンダライナの背面図、斜視図及び側面図を示す。

【図36】本革新的技術の態様に係る側部プレートの側面図、背面斜視図及び前面斜視図を示す。

【図37】本革新的技術の態様に係る流体リザーバの側面図及び斜視図を例示する。

【図38】本革新的技術の態様に係る第１底部プレートの斜視図及び前面図を例示する。

【図39】本革新的技術の態様に係る第１シリンダライナインサート及び第２シリンダライナインサートの斜視図及び側面図を例示する。

【図40】本革新的技術の態様に係る第２底部プレートの前面図及び斜視図、並びに、組み合わせられる調整ロッド及び調整ロッドナットの斜視図を例示する。

【図41】本革新的技術の態様に係るインジェクタインサート、インジェクタガスケット、噴射アダプタ及びインジェクタプレートの斜視図を例示する。

【図42】本革新的技術の態様に係る底部プレートカバーの斜視図及び前面図を例示する。

【図43】本革新的技術の態様に係る第１及び第２底部プレートシール並びにピストンシールの斜視図を例示する。

【図44】本革新的技術の態様に係る例示的な上部プレート副組立体の分解図を例示する。

【図45】本革新的技術の態様に係る上部プレート副組立体の斜視図及び側面図並びにトッププレートの斜視図を例示する。

【図46】本革新的技術の態様に係るトッププレート及び上部プレート副組立体の前面図を例示する。

【図47】本革新的技術の態様に係る上部シリンダライナの前面図、背面図及び斜視図を例示する。

【図48】本革新的技術の態様に係る排気マニホールドの側面図及び吸気マニホールドの斜視図を例示する。

【図49】本革新的技術の態様に係る第３及び第４シリンダライナインサートの斜視図及び側面図を例示する。

【図50】本革新的技術の態様に係る例示的な前端副組立体の前面図及び分解図を例示する。

【図51】本革新的技術の態様に係るフライホイール及びリングギアの斜視図を例示する。

【図52】本革新的技術の態様に係る前端プーリカバー及び前端プーリの斜視図を例示する。

【図53】本革新的技術の態様に係る連結プレート及びワッシャの斜視図を例示する。

【図54】本革新的技術の態様に係る例示的な後端副組立体の側面図及び分解図を例示する。

【図55】本革新的技術の態様に係る後端プーリの斜視図及び側面図を例示する。

【図56】本革新的技術の態様に係る内側レールの斜視図を例示する。

【図57】本革新的技術の態様に係る外側レールの斜視図及び背面図を例示する。

【発明を実施するための形態】

【0023】

以下、本革新的技術を、図面を参照して説明する。全ての図面を通じて、同様の参照符号を使用して同様の要素を示している。以下の記載において、説明の目的で、本革新的技術を完全に理解できるよう数値の具体的な詳細を記載している。しかしながら、革新的技術がこれらの具体的な詳細無しで実施できることは明らかであろう。他の例において、革新的技術の説明を容易にするために、周知の構造及び装置についてはブロック図の形態で例示している。

【実施例】

【0024】

図１Ａは、内燃機関２の最初の実施例の要部を例示する。他の実施例は図１Ａ及び１Ｂとの関連で説明するものとは異なるが、異なる実施例が、態様が特徴的なものとして具体的に特定されていない同様の構造及び機能性を有することができることは理解されたい。内燃機関２は、２つの燃焼室、つまり第１燃焼室４及び第２燃焼室６（不図示）を備えることができる。第２燃焼室６は、第１燃焼室４の反対側に対称に配置できる。機関２は、第１主要部材８及び第２主要部材１０を有することができる。第１主要部材８及び第２主要部材１０は対称となるように配置できる。第１主要部材８は、一端に第１ピストン１２を、他端に第３ピストン１６を備えることができる。第２主要部材１０は、一端に第２ピストン１４を、他端に第４ピストン１８を備えることができる。ピストン１６及び１８は図面では例示していないが、ピストン１２及び１４と同一のものとすることができる。

【0025】

ピストン１２〜１８は、トロイド形状を有することができ、主要部材８及び１０の一体の部分とすることができる。ピストンが別体の部分として設けられた主要部材の代替の実施例を以下に説明する。

【0026】

第１燃焼室４は、ピストン１２及び１４によってだけではなく、第１壁部２０によっても区切ることができる。第１壁部２０は、機関のハウジングによって設けることができる。同様に、第２燃焼室６は、第２壁部２２によって区切ることができる。壁部２０及び２２は、トロイドの一部分の形状を有することができ、これら一部分の端部が、ピストン１２〜１８が配置された主要部材８及び１０の端部を案内できる。

【0027】

主要部材８は、ピボットアーム２４を有することができる。ピボットアーム２４は、機関２の中心に向かって径方向に延在することができる。主要部材１０は、対応するピボットアーム２６を有することができる。ピボットアーム２４及び２６は、共通のピボット軸線２８周りに回動できる。ピボット軸線２８は、図面の平面に対して垂直な方向に延在しうる。

【0028】

主要部材８のピボットアーム２４は、クランクシャフト４２上を転動する軸受３０で保持できる。同様に、主要部材１０のピボットアーム２６は、クランクシャフト４２上を転動する軸受３２で保持できる（図１Ｂ及びそれに伴う以下の議論によって更なる詳細を提供する）。

【0029】

主要部材８及び１０が矢印３４で例示するように共通のピボット軸線２８周りに回動すると、それらが燃焼室４内に含まれたガスを圧縮するように移動できる。主要部材８及び１０は、矢印３６で例示するように反対方向にも回動できる。主要部材８及び１０が方向３４及び３６に沿って前後に回動する際、それらは、図１Ｂに示すように、対応する平面３８及び４０内を移動できる。

【0030】

クランクシャフト４２は、これらの平面３８及び４０に対して垂直な方向に延在させることができ、ピボット軸線２８と同軸としうる回転軸線４４周りに回転できる。

【0031】

クランクシャフト４２は、平面３８及び４０間に介在させることができる平面４８内に配置できるローブ４６を備えることができる。

【0032】

主要部材８のピボットアーム２４は、主要部材１０に対向しうるピボットアーム２４の端部に配置できるボルト状係合部材５２を備えることができる。同様に、主要部材１０のピボットアーム２６は、主要部材８に対向するピボットアーム２６の端部に配置できるボルト状係合部材５０を担持することができる。係合部材５０及び５２の中心軸線を、それぞれ５４及び５６で示す。これらの中心軸線は、係合部材５０及び５２がそれぞれピボットアーム２４及び２６に回転可能に配置された場合、回動軸線とすることができる。

【0033】

様々な実施例において、係合部材５０は、主要部材８側に、例えば、中心軸線５６に配置することもできる。同様に、係合部材５２は、主要部材１０側に、例えば、中心軸線５４に配置することもできる。

【0034】

図１Ａ及び１Ｂに関して、機関２は、フレーム形状を有する中間部材５８を備えることができる。このフレームは平面４８内に配置できる。中間部材５８は、開口した受け領域６０を有することができ、この受け領域６０内にクランクシャフト４２の係合部材５０及び５２並びにローブ４６を配置できる。代替の実施例において、以下においてより詳細に説明するように、中間部材は、本明細書に記載の軌道周回プラネタリギアリングシステムを含むことができる。

【0035】

機関２は、２つ以上の平行なコラムを含むことができる案内手段６２を備えることができる。これらは、図１Ｂに例示するように、中間部材５８の側端部に一体化できる軸受部６４内に受容することができる。中間部材５８は、案内手段６２が延在する方向と平行な軸線６６に沿って移動できる。従って、中間部材５８は、軸線６６に沿って上方向６８又は下方向７０に移動できる。

【0036】

最初の実施例において、主要部材８及び１０の運動は、以下のようにクランクシャフト４２に伝達できる（軌道周回プラネタリギアリングシステムの実施例の運動については、以下において、より詳細に議論する）。主要部材８及び１０が回動方向３４に移動する（従って、燃焼室４の大きさが減少し、反対側の燃焼室６の大きさが増大する）と、係合部材５０及び５２が円形状軌跡に沿って略上方向に移動する。係合部材５０及び５２の変位を、破線（原点位置）及び一点鎖線（方向３６の回動移動後）を用いて図１に例示する。係合部材５０及び５２は、中間部材５８の受け領域６０と係合することによって、中間部材５８を上方向６８に駆動する。それに対応した中間部材５８の変位を、破線及び一点鎖線を用いて図１に例示する。

【0037】

その受け領域６０を有する中間部材５８は、クランクシャフト４２のローブ４６にも接触している。従って、中間部材５８が上方向６８に移動すると、それに伴いローブ４６が変位する。これを一点鎖線で例示する。ローブ４６の変位によって、クランクシャフト４２の回転移動７２を生じさせることができる。

【0038】

本革新的技術の更なる実施例は、軌道周回プラネタリギアリングシステムと共に、そのような軌道周回プラネタリギアリングシステムを中間部材内に用いてクランクシャフトを駆動する内燃機関を備える。様々な実施例において、軌道周回プラネタリギアリングシステム及び／又は組み合わせられる中間部材は、本明細書に記載のような機関との関連又は他の文脈のいずれにおいても使用できる。そのような軌道周回プラネタリギアリングシステムを採用する実施例は、本明細書で議論した従来の機関及び実施例に対して複数の利点を提供する。そのような利点としては、これらに限定はされないが、構造的一体性の改良、製造コストの低減及び組み立てコストの低減等が挙げられる。１つ以上のそのような実施例をいかにおいて議論する。

【0039】

上述の実施例は、中間部材組立体（案内手段６２、中間部材５８等を含む）を備え、その中間部材組立体のホールタ（ｈａｌｔｅｒ）（例えば、中間部材５８）は、一方の端部位置から、他方の端部位置（中間位置）、中間部材組立体上の移動の各中間位置（上死点（ＴＤＣ）及び下死点（ＢＤＣ））へと摺動する。しかしながら、中間部材組立体でのホールタのこの方向的移行（ｄｉｒｅｃｔｉｏｎａｌ ｔｒａｎｓｌａｔｉｏｎ）は、高い摩擦値や中間部材組立体全体の傾斜（ｔｉｌｔｉｎｇ）及び傾動（ｔｉｐｐｉｎｇ）等に繋がりうる。

【0040】

中間部材組立体の傾動によって、高い応力が様々な部品に誘発されうる。そのような部品としては、幾つかの実施例においてセラミック部品（例えば、軸受等）を備えることができるものが挙げられる。

【0041】

しかしながら、軌道周回プラネタリギアリングシステムを採用する実施例は、その中間部材組立体内に前述のホールタのような部品を有さない。そのような実施例の利点の一つは、本明細書に開示した他の実施例と比べて、中間部材組立体の「傾斜」を低減できることである。前述の力を低減させるために、様々な実施例が軌道周回プラネタリギアリングシステムを採用できる。

【0042】

これまで議論し詳細に説明したように、様々な実施例が、主要部材の振動運動を生じさせるために、ギアリング、より詳細には軌道周回プラネタリギアセットを採用できる。プラネタリギアセットは、クランクスパーギアと呼ばれるサンギヤを有することができる。クランクスパーギアは、例えば雄・雌スプライン対を用いて、クランクシャフトのクランクピンに硬く固定させることができる。クランクピンの軸線は、クランクシャフト対の全体回転軸線（ｇｌｏｂａｌ ｒｏｔａｔｉｏｎａｌ ａｘｉｓ）（例えば、一般的な内燃機関の形態）に対してオフセットさせて位置付けることもできることは注意されたい。クランクシャフトは、雄及び雌クランクシャフト（例えば、本明細書で説明する第１及び第２クランクシャフト等）からなり、これらのクランクシャフトは、スプライン対によって互いに連結できる。

【0043】

クランクピンは、２つのクランクスパーギアに堅く連結できるだけではなく、プラネットキャリアの軌道周回運動を規定できる。プラネットキャリアは、軸受を介してクランクピン上を転動できる。クランクピン上のプラネットキャリアの位置は、クランクスパーギアがプラネットキャリアのいずれかの側に位置付けられるため、クランクスパーギアの位置によって規定できる。

【0044】

プラネットキャリアは、その回転軸線をクランクピンのオフセット軸線と一致させることによって、その周囲を自由に回転させることができる。しかしながら、プラネットキャリアの回転運動は規制できる。ＲＺにおける回転は、ロッド（例えば、スライダーロッド等）を含めることによって規制できる。これらのレールは、中間部材組立体の水平軸線に対する平行運動において、水平軸線のプラネットキャリアをロックできる。この結果、プラネットキャリアの運動を中間部材組立体の全体座標系に対するｘ及びｙ方向の移行に限定する抑制セット（ｃｏｎｓｔｒａｉｎｔ ｓｅｔ）が得られる。

【0045】

プラネットキャリアは、組み立てたときに第１クランクシャフトのクランクピンのオフセット軸線と一致する１本の全体回転軸線に加えて、その主要な全体回転軸線の周囲の円状外周上に位置させることができる複数（例えば図示のように６本、又は、それよりも大きい若しくは小さい数、例えば３以上）の他の回転軸線を有することができる。これらの軸線は、円筒状押出形状部（ｃｙｌｉｎｄｒｉｃａｌ ｅｘｔｒｕｄｅ ｆｅａｔｕｒｅｓ）の位置を規定する。円筒形状の押出形状は、他の回転軸線毎に２つ（図示の例示的実施例では１２個）あり、プラネットキャリアの一方側に半分（この例では６つ）、他方側に別の半分（この例では６つ）あることになる。プラネットキャリアは、対称に設計でき、図示の実施例では、その全体形状がシリンダに類似している。

【0046】

プラネットキャリアは、プラネットギアを用いてクランクスパーギアに直接接続することができる。プラネットギアは、プラネットキャリアの円筒状押出形状部（図示の例では１２本）によって案内することができる。これにより、クランクシャフトが回転すると、クランクピンが軌道を周回できる。この軌道周回運動は、クランクスパーギアの軌道周回運動と共に、クランクシャフトからクランクスパーギアへ、そしてプラネットギアへのトルク伝達を可能にできる。プラネットギアが、クランクシャフトの回転方向の反対方向に回転することは注意されたい。

【0047】

プラネットギアは、インターナルギアセットを有する（すなわち、リングの内側にギア歯を有する）リングギアに更に接続できる。プラネットギアを有するインターナルギア対とすることで、リングギアの回転方向は、プラネットギアのものと同じ、且つ、クランクシャフトの回転方向の反対となる。

【0048】

リングギアは、大きい押出部の原点に対してオフセットした位置に他の円筒状押出部を有する円筒状の全体形状を有することができ、中間部材組立体のための「傍心（ｅｘｃｅｎｔｅｒ）」として働く。ここで、各軸は、互いに対してオフセットしており、同軸ではない。第２の円筒状押出部は、インターナルギアリングを有するリングギアとして働く。適切な動作を容易にするために、第２の押出部の前述のオフセットは、クランクピンのオフセット値と密に一致させるべきである。

【0049】

本明細書に記載の軌道周回プラネタリギアリングシステムを採用した実施例の動作例として、第１クランクシャフトがｃｃｗ（反時計回り）に回転する場合、クランクスパーギアも、その第１クランクシャフトのクランクピンに接続されているため、同様に反時計回りに回転する。プラネットキャリアは、回転しないがｘ及びｙ方向に移行し、クランクピンの軌道周回運動はオフセットしている。プラネットギア（図示の例では１２個）は、プラネットキャリア上の各押出形状部においてｃｗ（時計回り）に回転し、プラネットギアは、リングギアを、同じくｃｗに回転させる。

【0050】

そのような実施例において、階層順に、以下の部品を互いに支持させることができる。プラネットキャリアは、クランクピン上をｘ及びｙ方向に移動できる。リングギアは、プラネットキャリアと共にｘ及びｙ方向に移動できるとともにプラネットキャリア上で回転できる。リングギアは、中間部材の円筒状押出切欠形状部（ｃｙｌｉｎｄｒｉｃａｌ ｅｘｔｒｕｄｅ ｃｕｔ ｆｅａｔｕｒｅ）によって、中間部材に直接接続できる。リングギアは、中間部材組立体を、上死点（ＴＤＣ）の位置と下死点（ＢＤＣ）の位置とに回転させることができる。

【0051】

様々な実施例において、中間部材の運動をｙ軸方向への移行（上下運動）のみに規制することができる。この規制は、外側レール及び内側レールを含めることによって得られる。これらのレールは、機関のハウジング（プレート及びシリンダライナ）と直接接続できる。中間副組立体における他の摺動運動（上述のホールタの実施例で起こりうるもの等）を排除するために、中間部材は、振動部材（本明細書に記載しているもの等の主要部材）のための円筒状接続手段を収容できる。これらの円筒状接続手段は、合計で２つあり（リングギアの押出切欠部の各側に１つずつ）、中間部材ローラ（又は、ＩＭローラ）と称される。ＩＭローラは、以下に説明する例のように、その中心軸線に対してオフセットした位置に円筒状押出切欠部を有する円筒状のシリンダとすることができる。円筒状押出切欠部によって、ＩＭローラをピン接続により主要部材に連結させることが可能となる。ＩＭローラは、中間部材の中心軸線（ｘ軸）に対してオフセットした位置に位置付けることができる。これによって、ＩＭローラの押出切欠部を回転させて、主要部材のピン接続のｘ及びｙ方向の移行に対応させることが可能となる。様々な実施例において、ＩＭローラは、その円筒状切欠部のオフセットに関して設計して、主要部材がＢＤＣからＴＤＣへと移動している間、中間部材内でほんの少し回転するようにして、ピン接続が、各ＩＭローラのデカルト座標系における１つの象限内でのみ移動するようにできる。

【0052】

そのような特徴を実施できる特定の例示的な実施例に目を向けると、図２は、本革新的技術の態様に係る軌道周回プラネタリギアリングシステムを採用する内燃機関１００の実施例の分解図を例示する。内燃機関１００との関連で複数の部品及び特徴を説明するが、これらの詳細が本革新的技術の概念及び特徴を例示する目的のために含まれており、本革新的技術が本明細書で提供するその特定の例示的な実施例に限定されないということは理解されたい。従って、この例示的な実施例には特定の詳細及び部品が設けられて本革新的技術の幾つかの特定の実施例の詳細な例示を提供しているが、内燃機関１００の例との関連で開示された特定の部品や特徴の多くは任意であり、他の実施例において、そのような部品や特徴は存在しなかったり、あるいは他の部品や特徴と置き換えられたりしてもよい。

【0053】

幾つかの実施例において、内燃機関１００は、クランク副組立体２００と、中間副組立体３００と、主要部材副組立体４００と、底部プレート副組立体５００と、上部プレート副組立体６００と、前端副組立体７００と、後端副組立体８００と、内側レール９０２と、外側レール９０４とを備えることができる。これらの組立体又は部品のそれぞれについて本明細書でより詳細に説明する。内燃機関２の場合と同様に、内燃機関１００は２つの燃焼室、つまり第１（又は上側）燃焼室及び第２（又は下側）燃焼室を備えることができる。第１燃焼室及び第２燃焼室は、主要部材副組立体４００のピストン並びに底部プレート副組立体５００及び上部プレート副組立体６００のシリンダライナによって区切ることができる。主要部材副組立体４００の主要部材は中間副組立体３００に連結させることができ、主要部材の回転によって中間副組立体３００を内側レール９０２及び外側レール９０４に沿って運動させることができる。この運動によって、クランク副組立体２００の回転を駆動するとともに前端組立体７００及び後端組立体８００のプーリ並びに前端組立体７００のフライホイールを駆動して、内燃機関の略全ての用途（例えば、車両の移動や、車両の補機の運転、固定用途等）に使用可能な機械的エネルギーを発生させる。

【0054】

図３は、本革新的技術の態様に係る内燃機関１００の実施例の斜視図及び側面図を例示する。内燃機関１００又はその副組立体の少なくとも一方に含めることができる複数の部品が図３から分かる。第１クランクシャフト２０２及び第２クランクシャフト２０４は、中間副組立体３００（図３では不図示）の運動に連結させることができる。底部プレート副組立体５００に含めることができる複数の部品を図３に例示する。これらの部品には、燃焼室を部分的に画成できる底部シリンダライナ５０２と、側部プレート５０４と、（例えば、エンジンオイル等を貯蓄するための）流体リザーバ５０６と、第１底部プレート５０８と、第２底部プレート５１０と、燃料を燃焼室内に噴射できる噴射アダプタ５１２と、底部プレートカバー５１４とが含まれる。上部プレート副組立体６００に含めることができる図３で確認できる部品は、燃焼室を部分的に画成できる上部シリンダライナ６０２と、吸気マニホールド６０４と、排気マニホールド６０６とである。図３で確認できる、前端副組立体７００に含めることができる部品は、前端副組立体７００又はその部品の運動をクランク副組立体２００の運動に連結できる前端連結プレート７０２と、前端プーリ７０４と、フライホイール７０６と、リングギア７０８とである。図３で確認できる後端副組立体に含めることができる部品は、後端副組立体８００又はその部品の運動をクランク副組立体２００の運動に連結できる後端連結プレート８０２と、後端プーリ８０４とを含む。図４は、本革新的技術の態様に係る内燃機関１００の例示的な実施例の前面図及び後面図を例示する。また、図４では、第１底部プレート５０８に対する第２底部プレート５１０の調整及び取り付けを容易にするために底部プレート副組立体５００に含めることができる調整ロッド５１６及び調整ロッドナット５１８が確認できる。

【0055】

図５は、本革新的技術の態様に係る例示的なクランク副組立体２００の分解図を例示する。例示的なクランク副組立体２００は、第１クランクシャフト２０２及び第２クランクシャフト２０４を含むことができる。第１クランクシャフト２０２及び第２クランクシャフト２０４は、第１クランクシャフト２０２の内側（すなわち、第２クランクシャフト２０４に対向する側）に確認できるスプラインを含むことができるスプライン接合を介して互いに連結できる。第１クランクシャフト２０２と第２クランクシャフト２０４との間において、スプライン接合は、クランクスパーギア２０６、クランクワッシャ２０８、クランク軸受レース２１０及びクランクスペーサ２１２の１つ以上と連結できる。主要部材副組立体４００の主要部材は、主要部材軸受２１４（例えば、セラミック等から作られて潤滑等がない状態で摩擦を低減するために設けられる）間において第１クランクシャフト２０２及び第２クランクシャフト２０４の円状内側面の周囲を回転できる。第１及び第２クランクシャフト２０２及び２０４の外側に確認できる円筒状押出部は、底部プレート副組立体５００及び上部プレート副組立体６００に含めることができるころ軸受に連結できる。振動を低減するために、第１及び第２クランクシャフト２０２及び２０４にはカウンタウェイト２１６を含めることができる。

【0056】

図６〜１３は、本革新的技術の態様に係るクランク副組立体２００に含めることができる又は組み合わせることができる様々な部品を示す。図６は、本革新的技術の態様に係る例示的なクランク副組立体２００の側面図及び上面図を提示する。図７は、本革新的技術の態様に係る例示的な第２クランクシャフト２０４の上面図及び斜視図を例示し、第１クランクシャフト２０２と連結するために第２クランクシャフト２０４に含めることのできるスプラインを示す。図８は、本革新的技術の態様に係る例示的な第１クランクシャフト２０２の上面図及び斜視図を例示する。図９は、本革新的技術の態様に係る例示的な主要部材軸受２１４の斜視図を例示する。様々な態様において、内燃機関２又は１００のこれらの軸受及び他の部品は、セラミックとすることができ、これにより摩擦の低減が得られる。図１０は、本革新的技術の態様に係る例示的なカウンタウェイト２１６の斜視図、側面図及び底面図を例示する。図１１は、本革新的技術の態様に係る例示的なクランクスパーギア２０６の側面図及び斜視図を例示する。図１２は、本革新的技術の態様に係る例示的なクランクワッシャ２０８の斜視図及び側面図を例示する。図１３は、本革新的技術の態様に係る例示的なクランク軸受レース２１０及びクランクスペーサ２１４の斜視図を例示する。

【0057】

図１４に目を向けると、本革新的技術の態様に係る例示的な中間副組立体３００の分解図が例示される。中間部材３０２は、中央開口内でリングギア３０４が回転できるように、その中央開口内に一対のリングギア３０４及び組み合わせられるリングギア軸受３０６（例えば摩擦を低減するため等）を収容できる。プラネットキャリア３０８は、リングギア３０４内に位置付けることができ、複数のピン又は円筒状押出形状部をその各側に有することができる。複数のピン又は円筒状押出形状部のそれぞれは、プラネットキャリアキャップ３１２間に維持することができるプラネットギア３１０と連結可能である。プラネットキャリア３０８、プラネットギア３１０（点線の領域内に含まれる）及びプラネットキャリアキャップ３１２は、プラネットギア３１０の歯が、クランクスパーギア２０６（例えば、サンギヤ等として機能できる）の歯及びリングギア３０４の歯と連結するように、中間部材３０２の中央開口内に設置できる。そのようにして、リングギア３０４及びプラネットギア３１０の回転が、クランクスパーギア２０６を介してクランク副組立体２００の回転と連結される。プラネットギア３１０は、プラネットキャリア３０８のピン又は円筒状押出形状部周りを回転できる。しかしながら、プラネットキャリア３０８は、回転する必要はないが、その代わり、水平方向及び鉛直方向（参照し易さのために、本明細書で使用されるように「水平」及び「鉛直」は一対の任意の互いに対して直交する方向を指し、重力に関連させて使用されるものではない）に移行でき、プラネットキャリア軸受３３２が、リングギア３０４とプラネットキャリア３０８との間に配置されて摩擦の低減が得られる。プラネットキャリア３０８の回転は、スライダーロッド３１４及びプラネットキャリアロッド３１６を含めることによって抑制できる。スライダーロッド３１４及びプラネットキャリアロッド３１６は、スライダーロッド３１４に沿ってプラネットキャリア３０８が鉛直方向に摺動することで、プラネットキャリア３０８及び組み合わせられる部品の鉛直運動を可能とする。スライダーロッド３１４及びプラネットキャリアロッド３１６は、スライダ３１８に連結させることができ、スライダ３１８は、スライダ軸受３２０に沿って水平方向に移動でき、プラネットキャリア３０８及び組み合わせられる部品の水平方向の運動を可能とする。これらの部品、つまり、リングギア３０４、プラネットキャリア３０８及びプラネットギア３１０は、他の組み合わせられる部品の有無に係らず、本革新的技術の態様に係る軌道周回プラネタリギアリングシステムとして機能できる。これにより、中間副組立体３００の直線運動（鉛直方向）が、プラネットキャリア３０８の移行（水平方向又は鉛直方向）運動、及び、クランクスパーギア２０６に連結されたプラネットギア３１０に連結されたリングギア３０４の回転運動を介して、クランク副組立体２００の回転運動を駆動できる。

【0058】

中間副組立体３００は、内側レール９０２及び外側レール９０４に沿って鉛直方向に移動できる。外側レール軸受３２２及び内側レール軸受３２４は、内側レール軸受キャップ３２６を介して定位置に保持できる。本明細書に記載の他の軸受と同様に、幾つかの実施例において、軸受３２２及び３２４は、摩擦の低減が得られるセラミック又は他の材料から作ることができる。

【0059】

中間副組立体３００の運動は、中間部材ローラ（本明細書において、ＩＭローラとも称する）３２８を介して、主要部材副組立体４００の主要部材の運動に連結できる。中間部材ローラ３２８は、組み合わせられるＩＭころ軸受３３０及びＩＭローラキャップ３３４と共に中間部材３０２の側部開口内に設置できる。ＩＭローラ３２８が主要部材とオフセットして連結されているため、中間副組立体３００の鉛直方向運動を、主要部材の円弧に沿った運動と連結させることができる。

【0060】

図１５〜２４は、本革新的技術の態様に係る中間副組立体３００に含めることができる又は組み合わせることができる様々な部品を示す。図１５は、本革新的技術の態様に係る中間副組立体３００の上面図及び前面図並びに中間部材３０２の前面図及び斜視図を例示する。図１６は、本革新的技術の態様に係る例示的なプラネットキャリア３０８の上面図、斜視図及び前面図を例示する。図１７は、本革新的技術の態様に係る例示的なプラネットキャリアキャップ３１２の斜視図及び前面図を例示する。図１８は、本革新的技術の態様に係るプラネットキャリア軸受３３２及びＩＭころ軸受３３０の斜視図を例示する。図１９は、本革新的技術の態様に係るＩＭローラ３２８の側面図及び斜視図を例示する。主要部材副組立体４００の主要部材に連結するためのオフセット開口が斜視図において確認できる。図２０は、本革新的技術の態様に係るスライダ３１８の上面図、斜視図及び側面図を例示する。図２１は、本革新的技術の態様に係るプラネットキャリアロッド３１６、スライダーロッド３１４及びスライダ軸受３２０の斜視図を例示する。図２２は、本革新的技術の態様に係るプラネットギア３１０の前面図及び斜視図を例示する。図２３は、本革新的技術の態様に係るリングギア３０４の斜視図及び前面図を例示する。図２４は、本革新的技術の態様に係るＩＭローラキャップ３３４の前面図並びに外側レールレール軸受３２２及び内側レール軸受キャップ３２６の斜視図を例示する。

【0061】

図２５に目を向けると、本革新的技術の態様に係る例示的な主要部材副組立体４００の分解図に例示されるように、主要部材副組立体４００は、一対の第１主要部材部品４０２及び一対の第２主要部材部品４０４を含めることができる。各第１主要部材部品４０２は、第２主要部材部品４０４に連結でき、連結された又は組み立てられた対（例えば、内燃機関２との関連で上述したものと同様の主要部材を形成する）は、組み合わせられる主要部材ワッシャ４０６を含めることができる。ピストンエクステンション４０８は、第１主要部材部品４０２及び第２主要部材部品４０４の連結対の各端部に取り付けることができる。第１ピストン４１０又は第２ピストン４１２は、連結された第１主要部材部品４０２及び第２主要部材部品４０４の端部に取り付けることができる（第１主要部材部品４０２及び第２主要部材部品４０４の連結対は、内燃機関２との関連で説明した主要部材８又は主要部材１０の一つに対応し、様々な実施例において、第１主要部材部品４０２及び第２主要部材部品４０４の対の代替として、単一の主用部材を採用できる）。第１ピストン４１０又は第２ピストン４１２を連結された第１及び第２主要部材部品４０２及び４０４に固定するためにピストンインサート４１４を含めることができ、そのピストンインサート４１４を覆うキャップとしてピストンインサートキャップ４１６を含めることができる（図２５では、１つのピストンインサート４１４及び１つのピストンインサートキャップ４１６にのみ符号が付されているが、図２５において、他の部品と重なり合っているものの、それぞれ４つずつ確認できる）。幾つかの実施例において、本革新的技術のピストン（例えば、第１ピストン４１０、第２ピストン４１２等）は、摩擦の低減が得られるセラミック又は他の材料から作ることができる。以下に論じるシリンダライナと共に、第１ピストン４１０及び第２ピストン４１２は、内燃機関１００の燃焼室を画成する。ＩＭローラシャフト４１８及びＩＭローラシャフト軸受４２０を含めて、各対の第１主要部材部品４０２及び第２主要部材部品４０４をＩＭローラ３２８に連結することによって、（取り付けられたピストン４１０及び４１２によって部分的に画成される燃焼室内の燃料の燃焼に少なくとも部分的に基づき移動可能な）主要部材部品４０２及び４０４の運動を中間部材副組立体３００の運動に（ひいてはクランク副組立体２００に）連結できる。

【0062】

図２６〜３１は、本革新的技術の態様に係る主要部材副組立体４００に含めることができる又は組み合わせることができる様々な部品を示す。図２６は、本革新的技術の態様に係る第１主要部材部品４０２の斜視図、上面図及び背面図を例示する。図２７は、本革新的技術の態様に係る第２主要部材部品４０４の斜視図、上面図及び前面図を例示する。図２８は、本革新的技術の態様に係る第１ピストン４１０の斜視図及び第２ピストン４１２の側面図を例示する。態様において、本革新的技術のピストンは、摩擦の低減が得られるセラミック等の材料から作ることができる。加えて、図２に示すように（図２５又は２８の図には確認できないが）、第１ピストン４１０及び第２ピストン４１２の端部は、燃焼室内に渦流を作り出すことができる輪郭又は形状を含むことができる。それらは、燃料及び空気の混合を向上させることによって燃料のより効率的な燃焼が得られるように燃焼室を部分的に画成するものである。図２９は、本革新的技術の態様に係るピストンインサート４１４及び中間部材ローラシャフト４１８の斜視図を例示する。図３０は、本革新的技術の態様に係るピストンインサートキャップ４１６の側面図及び斜視図を例示する。図３１は、本革新的技術の態様に係るＩＭローラシャフト軸受４２０及び主要部材ワッシャ４０６の斜視図を例示する。

【0063】

図３２に目を向けると、本革新的技術の態様に係る例示的な底部プレート副組立体５００の分解図が例示される。底部プレート副組立体５００は、内燃機関１００の燃焼室を部分的に画成できる底部シリンダライナ５０２と、側部プレート５０４と、内燃機関１００との関連で使用されるオイルを貯留できる流体リザーバ５０６とを含むことができる。各底部シリンダライナ５０２は、第１シリンダライナインサート５３４及び第２シリンダライナインサート５３６と組み合わせられ、第１底部プレート５０８に連結させることができる。第１底部プレート５０８は、第２底部プレート５１０に接続でき、底部プレートカバー５１４、調整ロッド５１６及び調整ロッドナット５１８を介して連結できる。噴射アダプタ５１２が、燃焼室に対して燃料を供給でき、封止のためのインジェクタガスケット５２４と共にインジェクタインサート５２０及びインジェクタプレート５２２を介して接続できる。底部プレート副組立体５００はまた、燃焼室内に固定要素として配設できるピストンシール５２６を含むことができ、ピストンシール５２６は、ピストンエクステンション４０８がピストンシール５２６を越えて摺動する際、ピストンエクステンション４０８と協働してオイルの制御を容易にできる。加えて、底部プレート副組立体５００は、第１底部プレートシール５２８と、第２底部プレートシール５３０と、ワッシャ５３２とを含むことができる。クランク副組立体２００の第１クランクシャフト２０２は、本明細書の記載のように、第１底部プレート５０８の開口を通過して、後端副組立体８００と連結することができる。図３３は、本革新的技術の態様に係る例示的な底部プレート副組立体５００の上面図である。図３４は、本革新的技術の態様に係る例示的な底部プレート副組立体５００の背面図である。

【0064】

図３５〜４３は、本革新的技術の態様に係る底部プレート副組立体５００に含めることができる又は組み合わせることができる様々な部品を示す。図３５は、本革新的技術の態様に係る底部シリンダライナ５０２の背面図、斜視図及び側面図を示す。背面図において分かるように、幾つかの実施例において、底部シリンダライナ５０２（及び上部シリンダライナ６０２）は、表面積の増加及び様々な実施例における流れる流体（例えば、空気、オイル、水等）への熱伝導によるより効率的な冷却が得られる輪郭（例えば、冷却流路、隆起形状等）を含むことができる。そのような形状は、他の部品（例えば、上部プレート等）においても確認できる。これにより、底部シリンダライナ５０２（及び上部シリンダライナ６０２）によって部分的に画成される燃焼室から熱をより効率的に伝達させることができる。図３６は、本革新的技術の態様に係る側部プレート５０４の側面図、背面斜視図及び前面斜視図を示す。図３７は、本革新的技術の態様に係る流体リザーバ５０６の側面図及び斜視図を例示する。図３８は、本革新的技術の態様に係る第１底部プレート５０８の斜視図及び前面図を例示する。図３９は、本革新的技術の態様に係る第１シリンダライナインサート及び第２シリンダライナインサートの斜視図及び側面図を例示する。図４０は、本革新的技術の態様に係る第２底部プレート５１０の前面図及び斜視図、並びに、組み合わせられる調整ロッド５１６及び調整ロッドナット５１８の斜視図を例示する。図４１は、本革新的技術の態様に係るインジェクタインサート５２０、インジェクタガスケット５２４、噴射アダプタ５１２及びインジェクタプレート５２２の斜視図を例示する。図４２は、本革新的技術の態様に係る底部プレートカバー５１４の斜視図及び前面図を例示する。図４３は、本革新的技術の態様に係る第１及び第２底部プレートシール５２８及び５３０並びにピストンシール５２６の斜視図を例示する。

【0065】

図４４は、本革新的技術の態様に係る例示的な上部プレート副組立体６００の分解図を例示する。上部プレート副組立体は、上部シリンダライナを含むことができる。上部シリンダライナは、燃焼室へ空気を供給することができる吸気マニホールド６０４及び燃焼室から排気を収集することができる排気マニホールド６０６と組み合わせることができる。上部シリンダライナ６０２は、第１シリンダライナインサート５３４及び第２シリンダライナインサート５３６と同様のものとすることができる第３シリンダライナインサート６０８及び第４シリンダライナインサート６１０と組み合わせることができる。トッププレート６１２は、上部シリンダライナ６０２を収容することができ、底部プレート副組立体５００との関連で上述したものと実質的に同様の第１底部プレートシール５２８、第２底部プレートシール５３０及びワッシャ５３２と組み合わせることができる。軸受ケージ６１４は、前端副組立体を係合するための一対のころ軸受を収容できる。図４５は、本革新的技術の態様に係る上部プレート副組立体の斜視図及び側面図並びにトッププレートの斜視図を例示する。図４６は、本革新的技術の態様に係るトッププレート及びトッププレート副組立体の前面図を例示する。

【0066】

図４７〜４９は、本革新的技術の態様に係る上部プレート副組立体６００に含めることができる又は組み合わせることができる様々な部品を例示する。図４７は、本革新的技術の態様に係る上部シリンダライナ６０２の前面図、背面図及び斜視図を例示する。図４８は、本革新的技術の態様に係る排気マニホールド６０６の側面図及び吸気マニホールド６０４の斜視図を例示する。図４９は、本革新的技術の態様に係る第３及び第４シリンダライナインサート６０８及び６１０の斜視図及び側面図を例示する。

【0067】

図５０は、本革新的技術の態様に係る例示的な前端副組立体７００の前面図及び分解図を例示する。例示的な前端副組立体７００は、内燃機関１００を始動するためのリングギア７０８と、フライホイール７０６（例えば、熱を内燃機関１００から伝達する冷却インペラ等を含むことができる）と、前端プーリ７０４と、前端プーリカバー７１０と、第２クランクシャフト２０４（又は、同様のスプラインを有する第１クランクシャフト２０２）の外側エクステンション上のスプラインと連結できる前端連結プレート７０２と、ワッシャ７１２とを含むことができる。

【0068】

図５１〜５３は、本革新的技術の態様に係る前端副組立体７００に含めることができる又は組み合わせることができる様々な部品を例示する。図５１は、本革新的技術の態様に係るフライホイール（及び冷却インペラ）７０６及びリングギア７０８の斜視図を例示する。図５２は、本革新的技術の態様に係る前端プーリカバー７１０及び前端プーリ７０４の斜視図を例示する。図５３は、本革新的技術の態様に係る連結プレート及びワッシャの斜視図を例示する。

【0069】

図５４は、本革新的技術の態様に係る例示的な後端副組立体８００の側面図及び分解図を例示する。例示的な後端副組立体８００は、後端プーリ８０４と、後端プーリカバー８０６と、第１クランクシャフト２０２（又は、同様のスプラインを有する第２クランクシャフト２０４）の外側エクステンション上のスプラインに連結できる後端連結プレート８０２と、ワッシャ８０８とを備えることができる。図５５は、本革新的技術の態様に係る後端プーリ８０４の斜視図及び側面図を例示する。

【0070】

図５６は、本革新的技術の態様に係る内側レール９０２の斜視図を例示する。図５７は、本革新的技術の態様に係る外側レール９０４の斜視図及び背面図を例示する。

【0071】

ここまで説明してきたものは、本革新的技術の例を含む。本革新的技術を説明する目的のために部品又は方法の全ての考えうる組み合わせを説明することはもちろん不可能であるが、当業者であれば、本革新的技術の多くの更なる組み合わせ及び変形が可能であることは理解されよう。従って、本革新的技術は、添付の特許請求の範囲の精神及び範囲に該当する全てのそのような変更、変形及び変化を包含することを意図している。更に、詳細な説明又は特許請求の範囲のいずれかで「含む」という用語が使用される範囲に関して、そのような用語は、「備える」という用語が請求項内で移行句として採用されたときのその「備える」の解釈のされ方と同様に他の要素も含みうることを意図している。

【図1A】

【図1B】

【図2】

【図3】

【図4】

【図5】

【図6】

【図7】

【図8】

【図9】

【図10】

【図11】

【図12】

【図13】

【図14】

【図15】

【図16】

【図17】

【図18】

【図19】

【図20】

【図21】

【図22】

【図23】

【図24】

【図25】

【図26】

【図27】

【図28】

【図29】

【図30】

【図31】

【図32】

【図33】

【図34】

【図35】

【図36】

【図37】

【図38】

【図39】

【図40】

【図41】

【図42】

【図43】

【図44】

【図45】

【図46】

【図47】

【図48】

【図49】

【図50】

【図51】

【図52】

【図53】

【図54】

【図55】

【図56】

【図57】