JPH11503805A - 自由ピストン機関 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 燃焼ピストン（12）がポンプピストン(13')を直接駆動して作動流体を、”スプリットサイクル”機械の形態の、線運動から回転運動へのポンプ／モータ変換器へまたはそれから圧送する、自由ピストン機関(10)。

Description

【発明の詳細な説明】 自由ピストン機関 本発明は、ピストン運動の制御態様を変更すること、特にシリンダ内のピスト ン(piston-in-cylinder)運動の動作サイクルにおけるシリンダ内の自由ピストン のストロークを変えるための方法および装置に関する。 自由ピストン機関は、本質的に、燃焼と水力学のそれぞれの原理を一つの機関 （エンジン）に組み込んだものである。燃焼は膨張し、”燃焼”ピストンを押し 出し、このピストンはともに”自由”ピストンを構成する”ポンプピストン”に 固定されている。このポンプピストンは、パワーラインを経由して、多くの用途 で使用可能である複数のポンプ／モータに作動油を圧送する。 本発明は、内燃機関の自由ピストンのシリンダ内運動に適用され、かかる運動 は、本発明によれば、自由ピストン内燃機関のピストンロッドによって掃き出さ れる(swept)チャンバーと、回転機械の１または多数の作動チャンバとの間に流 体連結を実現することで本質的に促進される。かかるピストンロッドはそのチャ ンバーにおいて線形運動を行う。また上記回転機械の一般的な形態は、米国特許 第5,146,880 号および同第5,279,209 号に示されているが、それらの明細書に示 されている具体的態様の特定のものに制限されるものではない。以下、それらを 本明細書では”スプリットサイクル”機械と言う。米国特許第5,146,880 号およ び第5,279,209 号の開示内容は、ここに援用する。本発明の配置例にあっては、 組合わせによる出力は、本出願人の公知のタイプの回転機械の中心回転軸を介し て得られる。 一つの面からは、本発明は、燃焼ピストンとポンプピストンとによって形成さ れる少なくとも１つの自由ピストンから成る自由ピストン機関において、線形ピ ストン運動を回転運動に転換する方法を提供する。それによれば、ポンプピスト ンが作動油を、少なくとも一つの油圧ポンプ／モータに圧送し、それが、作動油 の運動を回転の出力運動に転換し、また、先に定義した”スプリットサイクル” 機械である。 別の面からは、本発明は、燃焼ピストンとポンプピストンとによって形成され る少なくとも一つの自由ピストンから成る自由ピストン機関を提供する。その場 合、流体回路を介して、ポンプピストンは作動油を、少なくとも油圧ポンプ／モ ータに圧送して作動油の運動を回転運動に転換し、また、前記ポンプ／モータは 先に定義した”スプリットサイクル”機械である。 本発明にかかる配置の作用をより簡単に説明するために、ポンプピストンのボ アが、作動油によって連結されたスプリットサイクル回転機械の作動チャンバー の各ボアと同じであるとするのが適当である。ピストンの最大ストロークを例え ば36mmであるとすると、また作動油による連結がスプリットサイクル機械の６つ の作動チャンバーについて行われているとすると、ポンプピストンおよび燃焼ピ ストンの36mmというストロークの長さは、このスプリットサイクル機械の６つの 作動チャンバーのそれぞれにおける各ピストンの６mmのストロークの長さをもた らす。 このとき自由ポンプピストンのストロークを、したがって、それに関連する燃 焼ピストンのストロークを制御するためには、ポンプピストンチャンバーと、作 動油で連結したスプリットサイクル機械の６つのチャンバーのいずれかとの間に 作動油の流れが見られるようにすればよい。自由ピストンの運動の制御は、例を 示せば、次のようにして行うことができる。もし、自由ピストンの上死点から下 死点までの移動が、スプリットサイクル機械における６つの関連する流体作動ピ ストンのそれぞれの上死点から下死点までの位置への運動に、あるいはその反対 に、対応するのであれば、作動油回路に作動油制御用の弁を介在させることで、 自由ポンプピストンのストローク、したがって、それに組合わされた燃焼ピスト ンの掃き出し容積(swept volume)を、スプリットサイクル機械の作動油で連結さ れた作動チャンバーの１つ、あるいはいつくか、あるいは全てについて、作動油 のアクセスを開くかあるいは閉じるかによって、変えることができる。 本発明の方法によれば、４ストロークの自由ピストン機関をスプリットサイク ル回転機械に連結してもよく、その場合、複数の油圧ピストンを機関の作動サイ クル期間中に作動油の連結から切り離すことができるようする。それは、例えば 前述の例では、36mmのパワーおよび排気ストロークと24mmの吸気および圧縮スト ロークを実現可能とするためである。そのような配置によれば、8:1 の圧縮スト ロークと12:1のパワーストロークが与えらえる。そのような態様で作用を発揮で きる４ストローク機関を提供することの利点は、当業者には直ちに明らかになろ う。また、作動油で連結したスプリットサイクル機械のローブ軸にローブを形成 することによって、上死点における機関のピストンのドウエル(dwell)を有利に 制御することが可能となる。ドウエルを制御できると言うことは、これまでのク ランク機関と比較して顕著な対照をなす。 本発明において、機関の動力は、作動油による自由ピストンへの連結部を介し てスプリットサイクル機械の回転軸に伝えられる。この作動油による連結部は、 その機関の自由ポンプおよび燃焼ピストンが、クランク運動ではなく、線形運動 に追随するように強制されることから、従来の回転クランク機関に関連する問題 を回避するのである。 特に好ましい態様にあっては、内燃機関の４つの自由ピストンが、これらの４ つのピストンの点火を一体化して(integrate)、スムースな回転出力を与えるこ とを可能とする24のシリンダのスプリットサイクル回転機械のそれぞれ６つづつ 作動チャンバーを含む４つの組に、それらのロッドを作動油で連結させてもよい 。 さらに別の面からは、本発明は、各燃焼チャンバーには、二つの対向する自由 ピストンが設けられ、燃焼の態様は２ストロークサイクルである。対向する各ピ ストンは、スプリットサイクル回転機械の作動チャンバーの少なくとも一つに作 動油によって連結されている。 本発明にかかる配置において、対向する自由ピストンを共通の燃焼チャンバー に設けることによって、それらのピストンの運動に対する大幅に変更可能な制御 を行うことの見込みが生じる。そのような手段でもって、燃焼チャンバーの圧縮 比を変えて異なる燃料の種類にも適合させることができ、一方、排気口の開口度 を連続的に調整できることから、機関の大幅な性能の速やかな制御を可能とする のである。 この点について、本発明によれば、二つの対向する自由ピストンは、それらの 間に燃焼チャンバーを構成する共通のシリンダに装着され、これらのピストンは 、それぞれのピストンロッドに取付けられ、またそれらのピストンロッドはそれ ぞ れの作動油チャンバー内にあって線形に動くようになっている。それぞれ対向す る対の各自由ピストンは、スプリットサイクル機械の流体作動チャンバーの少な くとも別々のものに作動油によって連結されており、そのため、各ピストン対の 各ピストンのストロークは、対となったピストンが作動油で連結されているスプ リットサイクル機械の流体作動チャンバーの各ピストンのストロークによって、 少なくともその一部によって、制御可能である。 本発明は、ここで、例として添付図面を参照しながら説明する。 図１は、単一の自由ピストンに適用されたものとして本発明の流体制御の方法 を示す模式的配置図である。 図２は、24のシリンダのスプリットサイクル回転機械に連結された本質的に図 １に示すようなシリンダを備えた４シリンダ自由ピストン機関の模式図である。 図３は、４つの対向するピストン対に適用した流体制御の一つの方法を示す本 発明の別の態様の作動油回路図を示す模式的配置図である。 図４は、第１の形態での図３の対向するピストン対の一つを示す横断面図であ る。 図５は、燃焼チャンバーの排気を許容する第２の形態での対向するピストンの 図４と同様の図である。 図１の模式的配置は、単一シリンダの自由ピストン機関10を示すが、それはピ ストン12を収容したシリンダヘッド11を備えている。ピストン12は、ナックル継 手14を介在させた二つの部分から構成されるピストンロッド13に取付けられてい る。 ピストンロッド13それ自体も油圧シリンダ15内に油圧ポンプピストン13’を構 成する。油圧シリンダ15の出口16は油圧ライン17を経由して、スプリットサイク ル機械の６つの作動シリンダに連結されている。それらはローブ付軸18と同じ回 転相ですべて作動しており、ローブ付軸18も回転機械の各ピストン19と接触して いる。油圧ライン17を経由してスプリットサイクル機械に各流体が連結している から、油圧シリンダ15はライン17から分岐したそれぞれ並行な流体ライン20を経 由している。 シリンダまたはチャンバー21のそれぞれとライン17との間の作動油の連結は、 それぞれ調節可能に作動できる弁22の作動によって制御される。弁22はソレノイ ド弁あるいはそれらの均等物であってもよい。図１に示す単一のシリンダは、そ れが４ストローク内燃機関であって、36mmの出力と排気ストロークを有し、一方 、24mmの吸気および圧縮ストロークを有し、さらにピストン13’のボアの断面積 は６つの油圧ピストン19のそれぞれの断面積に等しいとして、以下、説明する。 本例では、ピストン12の36mmのストロークは６つのピストン19のそれぞれの６ mmのストロークに相当する。機関10に燃焼が起こると、ピストン12はパワースト ロークとして36mm移動し、これが、６つのピストン19の６mmの移動量に直接対応 する。ピストン12のパワーストロークの終点において、このとき例のピストンは 下死点に、同様にピストン19も下死点にあり、排気ストロークが開始し、弁22の それぞれは、開の状態を維持し、チャンバー21を、作動油によってライン20およ び17を経由してピストン13’とリンクさせている。排気ストロークの終点であっ て吸気ストロークの開始点において、二つの弁22は閉じられ、そのため４つのピ ストン19だけが、ピストン13’に作動油で連結され、それによってピストン12は 24mmの吸気ストロークだけ移動可能となる。吸気ストローク期間中にピストン13 ’に作動油で連結されていない二つのピストン19のためには、それぞれの作動チ ャンバーにおける吸引効果を防止するために、作動チャンバー21に流体を追加す ることが必要である。図１にバネ23を示すが、これは、ピストン19をその下死点 に戻す際に助けるために設けている。 24mmの吸気ストロークの終点において、圧縮ストロークが開始し、回路上のピ ストン19の内の二つが、そのような状態にあり、そのためピストン12の圧縮スト ロークもまた24mmに制限され、ピストン12の上死点は機関10のすべてのストロー クについて一定となり、一方、下死点は機関（エンジン）のストロークの種類に 応じて変わる。 図２において、24のシリンダのスプリットサイクル回転機械30は、図１に例示 したような４つの機関10に油圧的に連結するように配置されており、各機関10は 機械30の６つの作動チャンバーに関連している。このシステムの出力は、機械30 の中心軸にある中央の回転軸から得られる。この方法によれば、４つのシリンダ の機関の出力によって与えられる油圧駆動は、作動サイクル期間中の機関のピス トンのそれぞれのストロークを変えながら制御できる方法で利用することができ る。 機関のシリンダのピストン速度を制限することで、それらのシリンダへおよび それらのシリンダからの動力の油圧による伝達を適宜制御することができる。機 関のシリンダーのピストン速度は、ピストン運動の速度制限のほぼ４分の１であ ると思われる。 ここに説明する態様での４つのシリンダの全てを同時に作動させる必要がない 場合には、燃料の節約のためにも、１もしくはそれ以上のシリンダを運転を停止 することが適当であることがある。本発明にかかる方法および装置による運転の 融通性は、これまで実現できなかったほどのものである。 更なる態様にあっては、スプリットサイクル機械の一つの油圧ピストンの高さ を、同時に関連するローブ付軸のローブに対して、アクチュエータを介して絶え ず変更することによって、圧縮比が連続的に変更可能となり、したがって、コン ピュータ制御によっていかなる燃料に対しても望ましい比を選択でき、あるいは それぞれのストロークの変化を補償できる。 さらに別の態様にあっては、機関についての要求にしたがって、特定のシリン ダを切り離すことによって、例えば、アイドル時に６mmのストロークで開始し、 次いで徐々に36mmにまでストロークを増加させ、最大動力とすることで、効率が 改善される。これは、絶えずパワーストロークを36mmになるように許容すること で、特に前述のように変更可能な圧縮と結び付いたときに、膨張比が大きくなり 、実現されるのである。 本発明は、一つの自由ピストンによってスプリットサイクル機械の一つの油圧 ピストンを駆動することによって実施してもよい。 第１の態様を４ストローク機関の配置に関連付けて説明してきたが、本発明に かかる方法および装置は、２ストロークサイクルの単一のあるいは複数のシリン ダを備えた自由ピストン機関に等しく適するものである。 図３は、図２と同様の図面であって、同じ要素は、図２と同じ符号を付してあ る。図３の態様にあっては、各ピストン対の対向するピストン41、42と、シリン ダ組立体40とは、それぞれの油圧ピストン43、44に連結されている。ピストン41 は排気口45の開度を制御し、一方、ピストン42の運動は、機関のストロークの主 要な部分を与える。 ピストンロッド43および44は、それぞれ油圧駆動シリンダ組立体47内にあって それぞれの油圧ピストン46に取付けられる。各油圧駆動シリンダ組立体47の各ピ ストンロッド43と反対の側は、図示の油圧回路ラインを経由して、スプリットサ イクル機械30の作動チャンバーおよびピストン19に油圧的に連結している。各” 排気”ピストン41によって作動される一つの油圧ラインは、高速ソレノイド弁22 を回路内に介在させ備えており、一方、その他のラインはピストン19に直接連結 している。 この態様における各”パワー”ピストン42は、４つの作動チャンバー19に油圧 的に連結しており、そのうちの３つは高速ソレノイド弁22を並列に備え、残りの 一つの作動チャンバー19はそのような高速ソレノイド弁を備えていない。 図４および図５に示すように、”排気”ピストン41には、機械30の二つのピス トン19から制御される12mmのストロークが設けられている。そのような各ピスト ン19は、６mmのストロークを持っており、一つのピストン19の出力はそれに関連 するソレノイド弁22（弁22に対応する）によって変更可能である。 油圧リンダ組立体47の各本体は、燃焼チャンバー50に向かってあるいはそれか ら離れて各シリンダ組立体47の本体48の移動のために、釣り合ったコントローラ に取付けられた状態で示す。一つの本体48とその関連するピストン41の間の移動 を制御して変えることによって、排気口45の開口度を連続的に変えることが可能 となる。 適宜ソレノイド弁22を駆動させて機関に対する要求に基づいて特定の油圧制御 ピストン19を切り離すことによって、排気口45の開口度を連続的に変更制御でき るばかりでなく、各”パワー”ピストン42のストロークを直ちに変更することも 可能となる。 図３に関連させたとき、図４および図５に示すように、機械30の出力について の要求に基づいてそれぞれのソレノイド弁22を経由してピストン12のうちの特定 のものを切り離すことによって、機関のアイドル速度のときに例えば６mmのスト ロークをもったパワーピストン42から開始して、徐々にピストン42のストローク を増加させ、例えば24mmという最大パワーにまですることができる。ピストン42 のストロークは、それぞれ６mmのストロークをもった４つの別々のピストン19に よって制御されるから、シリンダ本体48とピストン42との間の離間距離を変える ことによって圧縮比を連続的に変えることが実現可能となる。そのような装置を 設けることによって、対向するピストン41と42とを含む２ストロークの各シリン ダの圧縮比をセットするために、コンピュータによる制御システムを付け加える ことを可能とする。そのような圧縮の制御は、一つの機関での異なった種類の燃 料の使用を促し、あるいはそのようなピストンの作動サイクルの更なる変更例を もたらす。 図示しないが、別の態様では、ピストン41、42のそれぞれは、関連する油圧ラ インによって機械30のそれぞれの別々のピストン19に接続される。これは、各排 気ピストン41が２つのピストン19に連結されており、また各圧縮ピストン42が４ つのピストン19に油圧的に連結された、これまで説明してきた形態と異なる。 比例的に制御されるアクチュエータ51は、それらが、図３に示すように油圧シ リンダ組立体47の各シリンダ本体48に関連するか否か、あるいは１あるいはそれ 以上のピストン19について被動歯車(follower)の高さを変えるように作用する他 の地点において回路内に組み込まれているか否かによって、複雑な制御配置を与 えて、排気口45の開度および／または圧縮比を、使用される燃料の特性に応じて およびスパークプラグ52のスパークタイミングの設定に応じて、コンピュータ制 御システムを介して、当業界では理解されている方法で、制御することができる 。 当業者にはすでに明らかなところであるが、多数の変更例および／または修正 例が、特定態様に示すように、広義に記述された本発明の精神および範囲から離 れることなく、本発明には可能である。したがって、ここに示す本発明の態様は 、全ての点において例示であって、限定的ではないと考えられるべきである。

【手続補正書】特許法第１８４条の８第１項 【提出日】１９９６年１２月６日／１９９６年１２月１７日 【補正内容】 明細書 自由ピストン機関 本発明は、ピストン運動の制御態様を変更すること、特にシリンダ内のピスト ン(piston-in-cylinder)運動の動作サイクルにおけるシリンダ内の自由ピストン のストロークを変えるための方法および装置に関する。 自由ピストン機関は、本質的に、燃焼と水力学のそれぞれの原理を一つの機関 （エンジン）に組み込んだものである。燃焼は膨張し、”燃焼”ピストンを押し 出し、このピストンはともに”自由”ピストンを構成する”ポンプピストン”に 固定されている。このポンプピストンは、パワーラインを経由して、多くの用途 で使用可能である複数のポンプ／モータに作動油を圧送する。 本発明は、内燃機関の自由ピストンのシリンダ内運動に適用され、かかる運動 は、本発明によれば、自由ピストン内燃機関のピストンロッドによって掃き出さ れる(swept)チャンバーと、回転機械の１または多数の作動チャンバとの間に流 体連結を実現することで本質的に促進される。かかるピストンロッドはそのチャ ンバーにおいて線形運動を行う。また上記回転機械の一般的な形態は、米国特許 第5,146,880 号および同第5,279,209 号に示されているが、それらの明細書に示 されている具体的態様の特定のものに制限されるものではない。 ここに、”スプリットサイクル”機械は、詳述すれば、一次軸をもった機械で あって、 前記一次軸の半径方向に配置された、半径方向への往復動が可能な複数のピス トンと、および 前記一次軸の周りの軌道運動を強制される、円形に配置されたローブ付シャフ ト、各シャフトは、一次軸に平行な二次軸のそれぞれを中心に回転でき、前記シ ャフトはそれらの軌道速度に比例した予定の速度で駆動手段でもって回転駆動さ れており、そしてローブ面はピストンの半径方向面内にほぼ存在する、 から構成され、そして 前記シャフトの回転および軌道運動、ならびにピストンの往復運動の期間中、 各ピストンは少なくとも１のローブに接続され、該ピストンの往復運動に同期し て前記シャフトの回転および軌道運動を行う。 あるいは、それは、変更例では、一次軸をもった機械であって、 前記一次軸の半径方向に配置された、半径方向への往復動が可能な複数のピス トンと、および 前記一次軸の周りの軌道運動を強制される、円形に配置されたローブ付シャフ ト、各シャフトは、一次軸に平行な二次軸のそれぞれを中心に回転でき、その速 度はそれらの軌道速度に比例した予定の速度であり、そしてローブ面はピストン の半径方向面内にほぼ存在する、 から構成され、そして 前記シャフトの回転および軌道運動、ならびにピストンの往復運動の期間中、 各ピストンは、該ピストンの往復運動の各サイクル中、少なくとも１のローブに 実質上接触したままである。 あるいは、それは、一次軸をもった機械であって、 前記一次軸の半径方向に配置された、半径方向への往復動が可能な複数のピス トンと、および 前記一次軸の周りの軌道運動を強制される、円形に配置されたローブ付シャフ ト、各シャフトは、一次軸に平行な二次軸のそれぞれを中心に回転でき、その速 度はそれらの軌道速度に比例した予定の速度であり、そしてローブ面はピストン の半径方向面内にほぼ存在する、 から構成され、そして 前記シャフトの回転および軌道運動、ならびにピストンの往復運動の期間中、 各ピストンは、該ピストンの往復運動の各サイクル中、少なくとも１のローブに 実質上接触したままであって、さらに各ピストンの往復運動の各連続サイクルの 間において実質的な時間遅れのない過度期間があり、これは、それぞれ連続スル ボーブとピストンとの接触と分離との間の期間によって定義され、また、前記ピ ストンは対になって配置されており、各対のピストンはピストンの往復運動に応 答して一方から他方へと流体を圧送しており、これにより実質的に同期した各対 のピストンの往復運動が維持できる。 米国特許第5,146,880 号および第5,279,209 号の開示内容は、ここに援用する 。本発明の配置例にあっては、組合わせによる出力は、本出願人の公知のタイプ の回転機械の中心回転軸を介して得られる。 一つの面からは、本発明は、燃焼ピストンとポンプピストンとによって形成さ れる少なくとも１つの自由ピストンから成る自由ピストン機関において、線形ピ ストン運動を回転運動に転換する方法を提供する。それによれば、ポンプピスト ンが作動油を、少なくとも一つの油圧ポンプ／モータに圧送し、それが、作動油 の運動を回転の出力運動に転換し、また、先に定義した”スプリットサイクル” 機械である。 別の面からは、本発明は、燃焼ピストンとポンプピストンとによって形成され る少なくとも一つの自由ピストンから成る自由ピストン機関を提供する。その場 合、流体回路を介して、ポンプピストンは作動油を、少なくとも１つの油圧モー タに圧送して作動油の運動を回転運動に転換し、また、前記ポンプ／モータは先 に定義した”スプリットサイクル”機械である。 本発明にかかる配置の作用をより簡単に説明するために、ポンプピストンのボ アが、作動油によって連結されたスプリットサイクル回転機械の作動チャンバー の各ボアと同じであるとするのが適当である。ピストンの最大ストロークを例え ば36mmであるとすると、また作動油による連結がスプリットサイクル機械の６つ の作動チャンバーについて行われているとすると、ポンプピストンおよび燃焼ピ ストンの36mmというストロークの長さは、このスプリットサイクル機械の６つの 作動チャンバーのそれぞれにおける各ピストンの６mmのストロークの長さをもた らす。 このとき自由ポンプピストンのストロークを、したがって、それに関連する燃 焼ピストンのストロークを制御するためには、ポンプピストンチャンバーと、作 動油で連結したスプリットサイクル機械の６つのチャンバーのいずれかとの間に 作動油の流れが見られるようにすればよい。自由ピストンの運動の制御は、例を 示せば、次のようにして行うことができる。もし、自由ピストンの上死点から下 死点までの移動が、スプリットサイクル機械における６つの関連する流体作動ピ ストンのそれぞれの上死点から下死点までの位置への運動に、あるいはその反対 に、対応するのであれば、作動油回路に作動油制御用の弁を介在させることで、 自由ポンプピストンのストローク、したがって、それに組合わされた燃焼ピスト ンの掃き出し容積(swept volume)を、スプリットサイクル機械の作動油で連結さ れた作動チャンバーの１つ、あるいはいつくか、あるいは全てについて、作動油 のアクセスを開くかあるいは閉じるかによって、変えることができる。 本発明の方法によれば、４ストロークの自由ピストン機関をスプリットサイク ル回転機械に連結してもよく、その場合、複数の油圧ピストンを機関の作動サイ クル期間中に作動油の連結から切り離すことができるようする。それは、例えば 前述の例では、36mmのパワーおよび排気ストロークと24mmの吸気および圧縮スト 請求の範囲 １．燃焼ピストンとポンプピストンとによって形成される少なくとも１つの自由 ピストンから成る自由ピストン機関において、ポンプピストンが作動油を、少な くとも一つの油圧モータに圧送し、それが、作動油の運動を回転の出力運動に転 換し、また、前記モータが、本明細書で定義した”スプリットサイクル”機械で ある、 ことを特徴とする成される自由ピストン機関においてピストンの線運動を回転出 力運動に変換する方法。 ２．前記自由ピストン機関は、共通するボア内において対向する自由ピストンの 少なくとも一つの対によって形成され、そのため、燃料の燃焼がピストン対の間 の前記ボア内で起こることを特徴とする請求の範囲第１項記載の方法。 ３．各自由ピストンのストロークが、各ピストンと前記”スプリットサイクル” 機械との間に作動油の流量を制御することで変えることができる、請求の範囲第 １項または第２項記載の方法。 ４．各自由燃焼ピストンの運動を、自由ピストン機関からの所要出力に応じて、 また、機関によって燃焼されるべき燃料に関連して変えることを特徴とする、先 行する請求の範囲のいずれか１に記載の方法。 ５．燃焼ピストンおよびポンプピストンから構成される少なくとも一つの自由ピ ストンから成り、流体回路を介して、ポンプピストンは作動油を、少なくとも１ の油圧モータに圧送して作動油の運動を回転運動に転換し、また、前記油圧モー タが本明細書に定義した”スプリットサイクル”機械であることを特徴とする自 由ピストン機関。 ６．前記機関が、共通のボア内において対向する自由ピストンの少なくとも一つ

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (31)優先権主張番号 ＰＮ８０７９ (32)優先日 1996年２月15日 (33)優先権主張国 オーストラリア（ＡＵ） (81)指定国 ＥＰ(ＡＴ，ＢＥ，ＣＨ，ＤＥ， ＤＫ，ＥＳ，ＦＩ，ＦＲ，ＧＢ，ＧＲ，ＩＥ，ＩＴ，Ｌ Ｕ，ＭＣ，ＮＬ，ＰＴ，ＳＥ)，ＯＡ(ＢＦ，ＢＪ，ＣＦ ，ＣＧ，ＣＩ，ＣＭ，ＧＡ，ＧＮ，ＭＬ，ＭＲ，ＮＥ， ＳＮ，ＴＤ，ＴＧ)，ＡＰ(ＫＥ，ＬＳ，ＭＷ，ＳＤ，Ｓ Ｚ，ＵＧ)，ＵＡ(ＡＭ，ＡＺ，ＢＹ，ＫＧ，ＫＺ，ＭＤ ，ＲＵ，ＴＪ，ＴＭ)，ＡＬ，ＡＭ，ＡＴ，ＡＵ，ＡＺ ，ＢＢ，ＢＧ，ＢＲ，ＢＹ，ＣＡ，ＣＨ，ＣＮ，ＣＺ， ＤＥ，ＤＫ，ＥＥ，ＥＳ，ＦＩ，ＧＢ，ＧＥ，ＨＵ，Ｉ Ｓ，ＪＰ，ＫＥ，ＫＧ，ＫＰ，ＫＲ，ＫＺ，ＬＫ，ＬＲ ，ＬＳ，ＬＴ，ＬＵ，ＬＶ，ＭＤ，ＭＧ，ＭＫ，ＭＮ， ＭＷ，ＭＸ，ＮＯ，ＮＺ，ＰＬ，ＰＴ，ＲＯ，ＲＵ，Ｓ Ｄ，ＳＥ，ＳＧ，ＳＩ，ＳＫ，ＴＪ，ＴＭ，ＴＲ，ＴＴ ，ＵＡ，ＵＧ，ＵＳ，ＵＺ，ＶＮ (72)発明者 ケーシー，アラン・パトリック オーストラリア連邦、クィーンズランド 4214、オランデル、テクノロジー・ドライ ブ ７

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １．燃焼ピストンとポンプピストンとによって形成される少なくとも１つの自由 ピストンから成る自由ピストン機関において、ポンプピストンが作動油を、少な くとも一つの油圧ポンプ／モータに圧送し、それが、作動油の運動を回転の出力 運動に転換し、また、前記ポンプ／モータが、本明細書で定義した”スプリット サイクル”機械である、 ことを特徴とする成される自由ピストン機関においてピストンの線運動を回転出 力運動に変換する方法。 ２．前記自由ピストン機関は、共通するボア内において対向する自由ピストンの 少なくとも一つの対によって形成され、そのため、燃料の燃焼がピストン対の間 の前記ボア内で起こることを特徴とする請求の範囲第１項記載の方法。 ３．各自由ピストンのストロークが、各ピストンと前記”スプリットサイクル” 機械との間に作動油の流量を制御することで変えることができる、請求の範囲第 １項または第２項記載の方法。 ４．各自由燃焼ピストンの運動を、自由ピストン機関からの所要出力に応じて、 また、機関によって燃焼されるべき燃料に関連して変えることを特徴とする、先 行する請求の範囲のいずれか１に記載の方法。 ５．燃焼ピストンおよびポンプピストンから構成される少なくとも一つの自由ピ ストンから成り、流体回路を介して、ポンプピストンは作動油を、少なくとも油 圧ポンプ／モータに圧送して作動油の運動を回転運動に転換し、また、前記油圧 モータが本明細書に定義した”スプリットサイクル”機械であることを特徴とす る自由ピストン機関。 ６．前記機関が、共通のボア内において対向する自由ピストンの少なくとも一つ の対から構成され、ピストンの間のポアの１部分が燃焼チャンバーを構成するこ とを特徴とする請求の範囲第５項記載の自由ピストン機関。 ７．前記自由ピストンと前記スプリットサイクル機械の作動油作動チャンバーと の間の流体回路における作動油の量を変更する手段を備えた請求の範囲第５項ま たは第６項記載の自由ピストン機関。 ８．少なくとも１のポンプピストンの油圧シリンダが、それぞれの燃焼ピストン のボアに対して相対的に移動可能となっており、それにより該燃焼ピストンの燃 焼チャンバーの圧縮比を変更する、請求の範囲第５項、第６項または第７項記載 の自由ピストン機関。 ９．前記の変更する手段が、流体回路に設けた少なくとも１のコンピュータ制御 のソレノイド弁である、請求の範囲第７項記載の自由ピストン機関。 10．それぞれの燃焼ピストンのボアに対して相対的に油圧シリンダを移動させる 手段が、比例的に制御されるアクチュエータを備えている、請求の範囲第８項記 載の自由ピストン機関。 11．前記の変更する手段が、流体回路に設けた少なくとも１のコンピュータ制御 のソレノイド弁である、請求の範囲第７項記載の自由ピストン機関。