JPS6036729A - ピストン機関を運転する方法と自由ピストン機関 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 〔産業上の利用分野〕 この発明は内燃機関、並びにエネルギ需要装置を駆動す
るエネルギ源としてこの機関を使うことに関する。更に
具体的に云えば、この発明は、エネルギ需要装置内のエ
ネルギ需要が生じた時にだけ運転される機関に関する。

更にこの発明は循環動力機構、更に具体的に云えば、自
動車用の循環燃焼機関に関する。

〔従来の技術〕

自動車の推進に使われる普通の機関は典型的には火花点
火形であり、それより少ないが、圧縮点火ジーゼル形も
ある。この両方の形式は、路面荷重が変化する時の燃料
の経済性が最適ではない。

自動車の用途では、荷重が最適になることは滅多にない
から、経済性が犠牲になる。自由ピストン機関は熱効率
がすぐれていることが証明されているが、動力変換方法
の為に効率が悪くなり、全体としての利点がなくなる。

この発明の内燃機関は自己点火を用いてオツトー・サイ
クルで動作する自由ピストン機関である。自由ピストン
機関は、シリンダ内で作用する向い合ったピストンを用
いる機関を含めて、周知である。

ピストンが最初はシリンダ内で接近する向きに駆動され
て、噴射された装入燃料を自己点火状態まで圧縮する。

この結果得られた燃焼がピストンを互いに離れる向きに
即用す。移動するピストンから外部で使う為にエネルギ
を抽出する。ピストンはシリンダ内のはね返り作用によ
って互いに接近する向きに駆動される（時には空気圧ば
ねによって駆動され、時には流体圧ばねによって駆動さ
れる）。従来公知の自由ピストン機関では、ピストン＆
Ｊドウエルなしに、シリンダ内で振動を続ける。

この発明の自由ピストン機関は、ピストンのサイクルの
自問に制御されたドウエルを作るブレーキ装置を設けて
、前のパルスからのエネルギがエネルギ需要装置で使わ
れな時にだけ、機関がサイクル又け「パルス」動作をす
る様に制御する点で、従来とは１つの大きな違いがある
。機関のパルス１１１） 速度は荷重と共に直接的に変化する。燃焼状態はパルス
速度に無関係に一定であり、燃料の経済性を最高にする
様に最適にする。更に、こ＼で説明する機関とエネルギ
需要装置から成る系では、循環的なパルス・エネルギだ
けを貯蔵するので、エネルギ貯蔵装置は非常に小さい。

この為、自由ピストン機関及びゴネルギ需要装置の動力
対重量比が大きい。

この発明に最も近い従来技術は、米国特許第２゜９７８
．９８６号に記載された自由ピストン機関である。この
米国特許に記載される自由ピストン機関は、連続的に振
動するピストンを持っている。

この発明は同様な機関を用いるが、ピストンのサイクル
の合間に制御されたドウエルを持たせる手段を追加して
いる。普通の自由ピストン機関をここで提案する様に変
更することによ、す、自由ピストン機関の性格が変わっ
て、あらゆる荷重で一定で好ましい燃焼状態が得られる
。この変化により、比燃料消費量が小さいこと、燃料消
費量対荷重曲線が平坦であること、重量が小さいこと、
トルクが大きいこと、トルク−速度曲線が平坦であるこ
と、構造が簡単であること及びモジュール形の構成が可
能であることｔ含めた多数の利点が得られる。

従って、この発明の［目的は、ピストン（１つ又は複数
）が前のエネルギ人力からのエネルギが消費された時に
だｉｔ動作する様な自由ピストン機関を提供することで
ある。この目的は、もはヤエネルギを必要としない時に
ピストンを停止し、エネルギ！要がある時、動作出来る
様にピストンを解放することによって達成される。

この発明の別の目的は、自由ピストン機関のピストンに
作用して、燃焼後にピストンの速度がゼロになった時に
ピストンを停止するブレーキ装置を提供することである
。

この発明の別の目的は、エネルギ需要の合間に循環的な
ドウエルがとれる様にしながら、エネルギ需要がある時
にだけ機関を運転させる様に、前述の目的に従って自由
ピストン機関を運転する方法を提供することである。

（１２） 〔実施例〕 この発明のその他の目的並びに特徴は、以下好ましい実
施例を図面について説明する所から、当業者に容墨に明
らかになろう。

第１図はこの発明の自由ピストン機関を一部分断面で示
す。好ましい設計機関の手分だけを示しであるが、燃料
噴射装置（後で詳しく説明する）の左側にも、図示の部
分と同じ部分があることを承知されたい。

機関の要素はシリンダ集成体１０．ポンプ集成体／コ、
シリンダ延長部／ｌＩ、燃料噴射装置／６、ピストン集
成体／１及びブレーキ集成体−〇を含も。燃料噴射装置
を別として、図示の２ピストン機関の各々の側に各々の
集成体が設けられている。

シリンダ集成体 シリンダ集成体ＩＯは、熱を散逸する為に中央いれ部分
コダを持つシリンダ管−一で構成され、これが機関の右
側及び左側シリンダを構成する。

シリンダ管−一の内部は、片側に排気ボートコロ、反対
側に取込みボートコざが形成されている。シリング管−
一の夕１側には、片側に排気ボートコロと協働する排気
スクロール３θ、反対側に取込みボートコｔと協働する
取込みフランジ３コが設けられている。図示の機関では
、排気及び取込みが夫々左側及び記何であるが、これら
の場所は単に設計の好みにすぎないことを承知されたい
。

燃料噴射装置／ｌが機関のシリンダ集成体の中心に配置
されている。ジーゼル機関に対する大体普通の燃料噴射
器を使うことが出来るが、と＼で用いる燃料噴射器は、
圧縮行程の間だけ、機関のシリンダ集成体の燃焼室部分
の内部に加圧した燃料を供給する様に設計されている。

燃料噴射器は後で説明する。

機関が機関の各々の端にポンプ集成体／コを有する。シ
リンダ集成体ｌθ及びポンプ集成体クコはシリンダ延長
部／４１によって接続され、後で説明する機関の他の要
素に対する内部動作空間を作る。

ピストン集成体／ｇがシリンダ集成体１０の中に配置さ
れていて、機関の各々の側に１つのビス（１５） トンがある。ピストン集成体１ｇのピストン３ダが普通
の外側リングの組３６を持っている。この組は、シリン
ダ３コに沿って設けられた溝内に配置された３つのリン
グを含んでいてよい。ピストンは押棒クコの球形に形成
された端ダＯをその内側ヘッド端３ｇに受入れる中空内
部を持っている。

分割押え板集成体４ＩＩＩが球形の＠０θを取巻いてい
る。押え板が適当な接続部材ダ乙によってピストン３６
の内側ヘッド端３ｇに固定される。

ポンプ集成体 ポンプ集成体／コはポンプ・シリンダ！ｆＯを持ち、そ
の中に押棒クコの球形の端３３に装着されたポンプ・ピ
ストン３コが封入されている。ポンプ・シリンダ３０け
シリンダ管−一と同軸に整合していて、機関の燃焼室と
は反対の端に、ポンプ・シリンダの内部と協働する弁集
成体１３を有する。

ポンプ・シリンダｊ′Ｏけ弁集成体ｌｓの延長部ｓ４１
の中に支持されている。この延長部が弁本体３ｇの内側
部分！ｒ６に支持されている。弁本体Ａｒｇｔｉシリン
ダ延長部／ダの内側に適当に固定される。

（１６） 弁集成体ｌ！ｒは、複数個のばね荷重の逆止弁で構成さ
れた取込み弁集成体６０と、第２組のばね荷重の逆止弁
で構成された出口弁集成体６コとをも含んでいるが、こ
の両者は後で第３図について詳しく説明する。２組の弁
が環状出口マニホルド６１１と連通しており、このマニ
ホルドがポンプ・シリンダ３０のポンプ・ピストン・ヘ
ッド端と直接的に連通している。取込み弁集成体６０が
環状入口マニホルド６乙からのポンプ流体の流れを制御
する。川口弁集成体６０が環状ポンプ室６ｇからのポン
プ流体の流れを制御する。弁集成体／ｊの外側に、環状
入口マニホルド６６と協働する双子ボートｔＯと・ポン
プ１％ＩＡｆｆと協働する双子ボートクコが設けられて
いる。ポンプ集成体の外側に別のボート？４１が設けら
れていて、シリンダ延長部／ｌの内部と連通ずるが、そ
の目的は後で説明する。

ブレーキ集成体 ブレーキ集成体−〇が機関の内部でピストン集成体７ｇ
と弁集成体／３の間で、ポンプ・シリンダ、ｔ　Ｏ（７
’）　ピストン側の端に装着されている。ブレーキ集成
体、２０は、速度がゼロになった時に押棒を捕捉する様
になっているが、詳細は後で説明する。

ブレーキ集成体−〇は、テーバつきの案内に針軸受によ
って支持された３つのジョ一つきコレットで構成される
。ブレーキは行程が短くて力の強いソレノイドによって
不作動にされる。第１図及び第２図に示す様に、コレッ
ト・ジョーざＯはその内面が押棒クコの外面と協働する
様に設計されている。不作動位置では、ジョーは押棒か
ら若干隔たっていて、ピストン集成体／１が往復動する
時、押棒が自由に往復動出来る様にする。ブレーキとし
て作動された時、コレット・ジ日−が押棒クコの外面に
締付けられ、押棒とピストン集成体の往復動を妨げる。

作動及び不作動はソレノイドの２つの付勢状態によって
行なわれる。

ソレノイドは内側及び外側シリンダ部材Ｓダ。

ｔ６を有する。内側シリンダｔｌＩの外面にピッチの大
きい２重＃Ｘ旋のねじ山ｔｔｒが旋削され、外側シリン
ダＳ６の内面が同様に９０に示す様に旋削されている。

各々のシリンダの交互のねじ山の根元に二葉巻線り／１
９−が入っており、その後、旋削されたねじ山に適当な
埋込み材料９３が詰められＣいる。こういう向い合った
面にねじ山を設けたことにより、内ｆｉｌｌシリンダｇ
ｌＩにねじ山の頂部デグが出来ると共に、外側シリンダ
ざ６にねじ山の頂部ｑ６が出来る。隣接した頂部には、
巻線ｑ／、９−に電流を通した時、ソレノイドの磁極が
出来る。こう１．て付勢された時、内側及び外側シリン
ダの交１ｆの磁極が磁気的に直列の多数の個別σ）ソレ
ノイドどして作用し、こうして短な行程にわたって作用
する強い合計の力が得られる。

この発明で用いる二葉巻線は、各々のシリンダの隣接し
たねじ山の根元にある多重又は単一導体であって、同じ
６［勢であるが反対向きの電流を通す。これらの＠線は
、１個の導体を手分に折り、各手分の１つの導体を隣接
したねじ山の根元に配Ｉｆすることによって作ることが
出来る。ねじ山は２重螺旋であるから、折曲げた導体が
隣接した導体を構成し、これらは１つの源から、反対極
性の電流で付勢することが出来る。

（１９） 交互の磁極を向い合ったシリンダのねじ山の切込みの初
めの中に位１ａぎめする様Ａ形で、外側シリンダざ６を
内側シリンダに螺着する。第１図で見て、外側シリンダ
の左側の端で、デ・ｒスフ形カラーｑｇがシリンダの内
面に固定されている。カラー９ｇの内径面が延長部９９
を持ち、これがコレット・ジョーｇＯの左側の端に接Ｌ
５ソレノイドを付勢した時、コレット・ジョーに運動を
伝達する。

内側シリンダざダの内面には、コレット・ジョ一部材ざ
θと半径方向に整合する様に、複数個の軸受挿入部材ｌ
ＯＯが固定されている。複数個の針軸受１０．２が軸受
挿入部材の内面とコレット・ジョーの外面の間に配置さ
れる。これらの面は横方向及び縦方向に平坦な面となる
様に加工されて」♂す、何れも縦方向には反対向きの勾
配でテーパが付けられている。針軸受の動きはごく僅か
しか必要としないから、可撓性の埋込み材料を用いて、
針軸受を軸受挿入部材とコレット・ジョーの間に保持す
ることが出来る。軸受を所定位置に保持す（２０） る材料に１示Ｉ５てない。

ピストンＳ２から押棒ダニに加わる左向きの力が、：目
／ット・ジョーざθのくさび作用によって拘束される１
、第１図でζＩ７で、コレット・ジョーｇＯの右向きの
移動により、コレット・ジョーｇＯを押棒Ｉ１．２との
接触状態から離脱させる半径方向外向きの移動が起り、
こうし′Ｃブレーキ作用を解除する。

フｔ・−ギ集戊体コＯ全体が、ポンプ・シリンダｊＯの
自由端でカラーｊ゛／の周りに支持されている。このカ
ラ・−はこの端のスェージによって形成することが出来
る。ねじ山を設けた内側シリンダざダ及び夕）側シリン
ダざルと軸受挿入部材１００゜軸受１０．２及びコレッ
ト・ジョーざＯとを組立てた集成体が、カラーｊｌの上
に配置され、はね返りばね１０ダが１端でカラーに作用
し、且つ内側シリンダざｑの内側のＭ２Ｏ３に作用する
。コレットばねざ／がけね返りばね／’ＯＩｌとコレッ
ト・ジョーざ００間に配置される。けね返りばね１０Ｉ
Ｉがブレ−キ集成体を左向きに偏圧し、コレットばねｇ
／がコレット・ジョーざＯを押棒ｌＩコとブレーキ係合
する様に左向きに偏圧する。はね返りげね１０ｔＩの内
側端はポンプ・ピストンタコの内側と係合する位置にあ
って、後で詳しく説明する様に、２つのピストンの作用
の対称性が保証される様になっている。

ブレーキ集成体は、円形アングル形滑りカラー１０ｇ、
円形半径方向滑りカラー／１０及び押えリングｌ／コに
よってポンプ・シリンダＳＯ上に保持される。押えリン
グ／ノコが内側シリンダＳ：ダの内面に設けた内側溝孔
／／ＩＩにはまり、ブレーキ集成体を所定位置に保持す
る。アングル形滑りカラーが弓形の凹の加工面を持ち、
この加工面がポンプ・シリンダＳＯのカラー３７の外面
に設ケたそれと合さる弓形の凸面と協働して、ブレーキ
集成体がポンプ・シリンダ、！ｆＯに平行に整合する様
に保証する。

内側及び外側シリンダｔダ、ざ６の適当な対の二葉巻線
９／、９−に正しい極性の電流が供給された時、ブレー
キ集成体が不作動になる。不作動になった詩、押棒クコ
は機関集成体の中で両方向に自由に動くことが出来る。

内側又は外側のブレーキ・シリンダの内の何れかの巻線
に対する電流の極性が逆転して、そのシリンダのねじ山
の頂部の磁気的な極性が反転すると、ブレーキ集成体の
ソレノイド作用により、カラー９ｇが移動し、延長部？
デがコレット・ジョー１０を移動させて、コレット・ジ
ョーが押棒クコに係合し又はそれを解放する様にするこ
とが出来、この為、ブレーキ集成体は線形逆固定ブレー
キとして作用し得る。後で第７図について説明する様に
、適当な電気制御装置を用いて、ブレーキ集成体は、燃
焼サイクルの後、押棒と係合してピストン集成体を拘束
する。

押棒の移動が大体速度ゼロになった時、ブレーキ集成体
が押棒と係合して、拘束作用を行なう。このブレーキ作
用により、ブレーキがピストンを拘束する時、コレット
・ジョーざＯ及び軸受挿入部材のテーパつきの面の間に
ある針軸受の相互作用の為に、ブレーキの本体にかなり
大きな中径方向の力が生ずる。

同様に、ブレーキを解除するには、かなり大きな力が必
要である。この力は、磁気的に直列の多数の個別のソレ
ノイドとして作用する多重のねじ山によって発生される
。この様なソレノイドの設計の全体の効果として、ブレ
ーキの解除に必要な行程を短くするという犠牲を払って
、強い力が発生される。

弁集成体 第３図は弁集成体ｌ！を第１図の線ＩＩＩ　−Ｉｆｆで
切った断面図であり、ばねで偏圧された取込み弁集成体
６０及び出口弁集成体４．２の配置を示している。これ
らの弁集成体は端板６１によって機関内の所定位置に保
持されている。両方の集成体は多数の、図では８個の小
さなボール逆止弁で構成されており、ボール６Ｓが弁座
６りと係合し、ボールは押えばね６９によって集成体内
に保持されている。入口弁集成体６０は、流体がボート
クＯを介してポンプ・シリンダ！ｒＯに入ることが出来
る様にするが、それから出ることけ許さない。出口弁集
成体Ｌコは流体がボートクコを介してポンプ・（２３） シリンダ！Ｏから流れ出ることが出来る様にするが、流
れ込むことを許さない。人力及び出力集成体の両方にあ
る複数個の個別のボール逆止弁は、著しい流体圧損失を
招かずに、大容積の流体が流れることが出来る様にする
。各々の集成体で複数個の逆止弁を使って、個々の弁の
質量を減少し、こうして弁集成体の応答時間を短縮する
。ポンプ本体内に弁集成体を配置したことにより、環状
の入口及び出口°７ニホルｌ″ＡＩ１．４Ａが出来、マ
ニホルドの接続が便利になる。

これらの弁は、と＼に示Ｉ、た設計並びに形により、ポ
ンプの高速動作に対処し得る。ポンプ・シリンダｊＯか
ら流体が流出すと、中径方向に、一層速度の遅い領域に
入り、妥当な圧力降下で出口逆止弁６コを通り、その後
ボート７コを外向きに通る。各々の集成体に多数の弁が
あると共にポンプ集成体の脈動カラムに密に結合されて
いることにより、流体圧損失が最小限に抑えられる。

この発明の機関の要素について以上説明したのけ、両側
にピストンを持つ機関の片側だけである。

（２４） シリンダ内に１つのピストンを設けてもうまく運転出来
るが、釣合い及び同期の点で、反対側のピストンを用い
ることが好ましい。燃料噴射装置を別にすると、以上説
明した装置が各々の側に同じ様に設けられていることを
承知されたい。

原動機車輌への取付は 第４図はこの発明の循環ドウエル機関を普通の原動機車
輌の一部分として取付けた状態を一部分断面で示す斜視
図である。普通の原動機車輌の標準的な自動車部品とし
て普通の枠部材又はユニボディ集成体を持つ車体１Ｉｏ
ｏ、−組の前輪４０．２（１つだけ示す）及び懸架装置
４１ｏｌｌがある。図示の車輌では、シリンダ集成体ｉ
ｏが車体及び枠の横方向に取付けられる。機関がポンプ
集成体からの動力出力を複数個の流体圧蓄圧器ダ０４（
この図には１つだけ示す）に供給する。この蓄圧器の目
的は後で説明する。更にこの蓄圧器を介して流体モータ
ダ０７に供給する。流体モータがトランスアクスルｔｉ
ｏｇを介して前輪１ＩＯ−に対する駆動動力を供給する
。ポンプ１．２からの圧力流体並びに流体モータｔｉｏ
ｑへの圧力流体に対する油冷却器１Ｉ１０がピストン集
成体１０及び蓄圧器１ｉｏｂの前側に取ｆ・目ｔられて
いる。普通の原動機車輌に関連１７たこの能の第４図に
示す要素として、排ガスに対するマフラーダｌコと、動
力舵取、動力ブレーキ、空飄調相、チャージング・ポン
プ、起動電動機−発電機、付属流体モータ及びターボ真
空ポンプ等の様な機械的な付属装置ダ／ｌと、普通の蓄
電池Ｊ／６とがある。

第４図は普通の原動機車輌に機関を取付ける場合の１例
を示ｔ５たにすぎず、各要素の相対的な寸法と考えられ
る配置の場所を示すにすぎない。図示の設計は、この発
明の機関及び駆動装置を普通の原動機車輌に取付け、こ
の車輌を駆動する十二分の動力を供給し得ることを示す
為に、計算に基づいて示したものである。

流体圧装［ａ 第５図はこの発明の流体圧装置を示す略図である。シリ
ンダ集成体／θが向い合った２つのピストン集成体／ざ
、２つのポンプ集成体ｌコ及び２つのブレーキ集成体−
〇を持つものとして示しである。弁集成体／３の細部は
示してない。第１図について説明した様に、機関が空気
取込みボート２ｇ、排気ボートコロ、燃料噴射装置−〇
、ピストン、？！、押棒ＩＩコ及びポンプ・ピストン３
コを持っている。流体圧装置は４つの蓄圧器１Ｉｏｔ、
を持ち、その内の２つけ高圧蓄圧器ｓｏｏであり、残り
２つけ低圧蓄圧器３０．２である。高圧蓄圧器！θＯが
配管ＳＯ３及び逆止弁Ａ、２によってポンプ集成体／−
の出力ボートに接続され、低圧蓄圧器！ＦＯ−が配管！
ｆｏｒ及び逆止弁６０を介してポンプ集成体の入力ボー
トに接続される。高圧蓄圧器！ｆ００が配管！０７を介
して流体モータダθ７に流体圧力を供給し、配管３０ｔ
が流体モータを低圧蓄圧器ｊＯコに接続する。高圧流体
は配管５ｏ９を介して流体モータ装置にも供給され、後
で説明するが、機械的な付属装置を駆動する。高圧蓄圧
器３００を出て低圧蓄圧器に流込む流体の流れが、油冷
却器１ｌｉｏを通り、これは図式的に示した熱交換器１
０９を含んでいる。

（２７〕 蓄圧器ｓｏｏ、ｓｏコが隔膜によって隔てられた流体圧
力側及ｒメガス圧力側を持っている。流体圧装置の流体
系の側は略非圧縮性である。この為、ガス呆は流体系で
設定された圧力まで圧縮され、流体を加圧状態に保つ。

この時、流体は、高圧蓄圧器ＳＯＯからモータダＯりを
駆動する駆動流体として使えると共しこ、低圧蓄圧器Ｓ
Ｏコによって駆動される装置に対する駆動流体としても
使われるが、これは後で説明する。

第５図の流体圧の動力線図並びに第６図の電気的な制御
線図を判り諷くする為、この発明の自由ピストン機関の
動作様式を考えるのが役立つと思われる。機関サイクル
の燃焼部分の後、ピストン３ダが外向きに駆動されて、
ポンプ・シリンダｊコにある圧力流体を出口弁集成体６
−を介して高圧蓄圧器３００へ押込む。燃焼の起爆が変
換器！；１０によって感知、されてブレーキ集成体２０
を作動し、押１ダコを内向きには動かず、外向きに移動
させることが出来る様にする。この為、膨張行程の終り
に、ピストン集成体が略ゼロの速度で制動され（２８） る。

蓄圧器ＳＯＯからの高圧流体が需要によって駆動モータ
ダ０７に供給され、この流体が低圧蓄圧器３０コへと流
れる。変換器３７．２が低圧蓄圧器ＳＯコの圧力を感知
して、ブレーキ集成体−〇に対する制御信号を供給し１
所望の予定の圧力でブレーキを解放することが出来る様
にする。ブレーキの解放は、高圧蓄圧器ｊＯＯ内の圧力
が増加しなければならないレベルまで下がった時、並び
に低圧蓄圧器３０コ内の圧力がピストン３ダを別の圧縮
サイクルに駆動する位の圧力まで上昇した時に起る様に
制御される。低圧蓄圧器３０．２からの流体圧力が取込
み逆止弁集成体６ｏを介してポンプ・ピストン！ｆ−に
供給されて、押ｔａｘｉコ及びピストン３１７をシリン
ダ集成体１０の中に駆動する。

圧縮サイクルの間、装入燃料が燃料噴射装置／６によっ
て噴射され、強く圧縮された時、自己点火が起り、ピス
トンは強制的に外向きに押され、高圧の流体をポンプ集
成体／コから高圧蓄圧器、ｔ　ｏ　。

へ圧送する。再び起爆が変換器ｓ１０によって検出され
、再びブレーキ集成体、２０が作動されて、膨張行程の
終りにピストンの押棒ＩＩコを拘束する。

次に機関の始動様式を考える。始動の前に、ピストン３
ダはシリンダ集成体１０内でとり得る行程の任意の点の
所で静止していてよい。装置全体（高圧側も低圧側も）
の流体圧力は大気圧である。

蓄圧器内のガス圧力は、装置内の漏れ、周囲温度及び機
関の運転停止時間に応じて、動作レベルより若干低い圧
力である。始動サイクルが開始されると、ターボ真空ポ
ンプｊ−／ｌＩが逆止弁＆／４及びボート７ダを介して
配管ｊ／３を真空にし、ピストン３ダの背後の室を真空
にする。短い期間内に、ピストン３ＩＩは普通の動作時
の伸出す状態よりも更に長い、一杯に伸出した状態まで
引張られる。ブレーキ集成体−〇を付勢して動作状態に
し、押棒クコを伸出した位置に保持する。第５図には示
してないが、この時リミット・スイッチが作動されて、
ターボ真空ポンプを遮断し、残りの始動順序を開始する
。

チャージング・ポンプ、ｌ−／９を駆動する電動機（３
１） として作用したり、或いは付属の流体モータ５／コによ
って駆動される電動機−発電機集成体Ｓ１ｇが、始動ス
イッチの作動によって電動機として設定され、ポンプＳ
１９を駆動して、圧送流体を高圧及び低圧蓄圧器ｓｏｏ
、ｈｏコに供給して、低圧を動作レベルまで上げる。低
圧変換器内の圧力が動作圧力まで高まると、変換器＆／
コがそれに応答して循環ドウエル・ブレーキ集成体−〇
を解放し、低圧蓄圧器ｊ′Ｏコからの流体圧力により、
最初の圧縮サイクルが開始される。

最初の熱力学サイクルは、行程が８０％余分に長いこと
を別にすれば、普通の動作サイクルと非常によく似てい
る。この為、圧縮比が普通よりもずっと高い。数回の行
程の後、サイクルは普通の動作行程に落着く。最初の膨
張行程は、高側の圧力が普通の約１／４である為、典型
的な動作時の膨張行程より抵抗がずっと小さい。従って
、最初の行程の相当量のエネルギが高側の圧力流体を１
３００ｐａｌから４９００ｐｓｉに圧縮することに振向
けられ、この結果異常に行程が長くなる。２番目の行（
３２） 程は普通に近く、圧縮化は幾分高いが、膨張行程は普通
に近くなる。３番目又は４番目の行程までに、安定性が
得られ、パルス速度は荷重の関数になる。

高圧変換器３００内の圧力が変換器Ｓ−〇によって感知
され、始動サイクルの間、電動機／発電機３１ざ及び付
属モータｓｔｉを制御する。流体圧装置内の圧力が所要
の低圧より高いが、所要の高圧一杯には至らない時、電
動機／発電機！７ｇの電動機動作はもはや不要であり、
この装置は発電機として作用する様に切換えることが出
来る。

始動の際、付属モータ３コｌは実効的に「オフ」になる
様に制御される。十分高い高圧が得られた時、付属モー
タを１オン」に転じ、それがチャージング・ポンプｊｔ
／’／及び機械的な付属装置ｌＩ／ダを駆動することが
出来る様にする。

機関シリンダｌθ、流体モータダＯり、チャージング・
ポンプ、ｔ／９及び付属モータ！コｌの所に漏れため３
−一が示されている。これらのためが機関及びモータか
ら漏れた圧力流体を収集して、この流体をチャージング
・ポンプＳ／ｑに供給する。この流体は必要に応じて濾
過器を介して流体圧装置に戻される。

始動及び運転のタイジング・サイクル この循環ドウエル機関の始動サイクル及び運転サイクル
が更によく理解される様に、次に第６図について説明す
る。この図は左側に始動サイクルと一連の運転サイクル
を示すと共に、右側に１つの運転サイクルを拡大して示
している。時間目盛（この図の一番下の水平方向）は、
始動サイクルでは圧縮してあり、運転サイクルでは拡大
しである。運転サイクルでは、圧力目盛（垂直目盛）が
拡大しである。前に述べた様に、最初の圧縮サイクルを
開始する前、ピストンを略一杯に引込めた位置まで引込
めることが望ましい。始動サイクルの時刻ゼロから開始
して、始動スイッチ又はボタンを押した時、真空ポンプ
！ｆｌダ（第５図）が付勢されて、ピストンを引込めた
位置まで引張り、電動機／発電機！／１　（第５図）が
電動機として付勢されて、ポンプ、１／？を駆動し、高
圧及び低圧蓄圧ａＳθθ、ｊθコの流体圧力を高める。

低圧変換器！ｆ／、２が低圧蓄圧器内の所望の圧力、図
の場合は１３０　（１ｐｓｉを感知すると、ブレ・−キ
解放信号が供給され、低１（云蓄［Ｉ：、器内の圧力が
ピストンを圧縮す、イクルσ）Ｌン″いに接近する向き
に駆動し、適当な時刻に、ピストンの前側でシリンダ内
に燃料が噴射さｔする。

燃焼が起った時、起爆変換器Ｓ／θが起爆圧力の高まり
を感知して、循環ドウエル・ブｌ／−キ・ジョ・−を付
勢Ｉ−１、それらが外向き行程の終りに押棒ｑコを捕捉
する用意をさせる。

最初の燃焼リーイクルの後、高圧蓄圧器！ｆ００が所望
の圧力に達する可能性を１少なく、従って２番目の燃焼
サイクルが開始される。所望の高圧が蓄積されるまで、
−ｆｌ、て低１（三蓄圧器Ｓθコ内の圧力がブレーキ解
放圧力にある限り、こういうサイクルが続けられる。

第６図の左側に示し、た最初の数回の「始動」サイクル
に続く一連のｆ−’　ｉ！Ｍ転」サイクルは、高圧蓄圧
器から全竹重の需要がある時に起る様な繰返しく３５） サイクルを表わしている。第６図の右側口、時間及び圧
力目盛を拡大して、運転サイクル中に起る動作のタイミ
ングを示している。運転ナイクルの間、始動スイッチは
副フであり、真空ポンプはオフであり、電動機／発電機
は付属モータが詞ンであることによって発電機として運
転される。この図の燃焼圧力の部分は、圧縮の間、ピス
トンが低圧蓄圧器から駆動される時のシリンダ内の圧力
を示しておね、この圧力はＯｐｓ！から約１５００ｐｉ
ｉｉまで上昇する。この期間中、燃料噴射装置／６から
シリンダ内に燃料を噴射する。この図の一番下のグラフ
から、燃料噴射装置は圧縮の間だけ付勢され、燃料の噴
射は起爆の時又はその直前に終ることに注意されたい。

燃焼が起った後の膨張の間、シリンダ内の圧力は、シリ
ンダの掃気ボートが開いている時、０ｐａｌに向って低
下する。圧縮行程の合間のドウエルの間、シリンダ圧力
は０ｐｓｌまで下がるか、或いは排気装置から吹出され
る流れの運動量によって燃焼室内に真空が生ずる時、若
干真空になる。膨張行程が完了すると、機関の取（３６
） 込みボートが開き、真空が新鮮な挿入空気を吸込ｔｒ。

第６図に示すドウエル・ブイクルは全荷重サイクルであ
つ゛乙非常に短いことに注意されたい。

荷重がこれより少ない時、高圧流体の低下及び低圧流体
の上昇はずっと長くなり、この後の圧縮サイクルは幾分
か一層長い遅延時間の後に始まる。

機関のパルス速度は、荷重の条件に応じて、毎分数個か
ら２．００　’Ｏ個という多くのパルスまで変化し、得
る。

第６図の高側Ｆ（・、力のグラフは、高圧蓄圧器内の高
圧が約５１００ｐａｌの最大値と約４７００ｐｓｉの低
い値の間で変化することを示している。５１００ｐＩＩ
Ｉ′までのに昇及び４７００ｐｓｌまての低下は図示の
様にＩＨ線的ではη−いことがあり、この圧力の変什率
は流体圧ポンプの作用及び荷重の変化に関係−する。こ
のグラフは全荷重状態で起り得る変化を例示するもので
ある。。

第６図の低側圧力のグラフは、１３００ｐｓ！及び１２
００ｐｓｊの間′？＝の代表的な間化を示ｌ、ている。

圧縮サイクルの間、低圧及び高圧蓄圧器は、ピストンが
圧縮状態に駆動され、出力モータが流体圧力を取出すに
つれて、圧力が低下する。低圧は燃焼によって膨張が起
る時、新しい圧縮サイクルが開始されるまで、出力モー
タが圧力流体を取出すことによって増加する。

第６図のブレーキの固定及び解放を示すグラフは、ブレ
ーキの作動と解放のタイミングを示している。起爆変換
器によって燃焼が検出されると、ブレーキ作動コイルが
付勢されて、押棒１１．２がＴ１ζンプ・ピストンＳ−
をその最大の圧縮時の位＠まで駆動した後、それが圧縮
状態に向って移動しない様に、ブレーキで押棒を拘束す
る。最初のブレーキ作動パルスを印加してブレーキ全制
動作用をする様に設定した後、ブレーキが（後で説明す
る様に）付勢されて、機関ピストンをドウニル位［Ｈに
保つ。低圧蓄圧器３θコ内の圧力が、圧縮サイクルを開
始する為に定められた圧力まで高まると、ブレーキに解
放パルスが供給されて、ブレーキを解放Ｉ１１、その後
付勢状態を保ち、ブレ・−キを制動作用の為に再び付勢
する為の起爆が起るまで、圧縮の間、ブレーキを解放し
た状態に保つ。

電子制御 第７図にはこの発明の電子制御装置のブロック図が示さ
れている。この装置は、必要とする場合、普通の電気付
属装置７０．２及び普通の起動スイッチク０１１）Ｉｃ
ｍ力を供給する為に使われる普通の蓄電池ダ１６を持っ
ている。

最初に機関の運転サイクルを考えると、これは低圧変換
器Ｓ／−並びに燃焼室圧力変換器ＳＩＯからの信号に依
存するが、この各々の信号が夫々比較器り／３．り／Ｓ
に供給される。低圧変換器３１コが、約１３００ｐｍｌ
に達するまで、低圧蓄圧器の圧力上昇を感知し、その時
比較器が７リツプ７０ツブ７／りのトゲ動作を行なわせ
る信号を供給Ｉ−で、圧縮サイクルを開始する。例とし
てだケ云つと、フリツプフロツプクｌりは循環ドウエル
・ブレーキ集成体−〇を制御する為の電気出力（実線）
及び機械的な出力（破線）を持つものとして示しである
。電気出力が、スイッチ接点？／？ａ（３９） 及びり／９ｂ又はクコ／ａ及びクコ／ｂが閉じることに
応じて、２つの方向の内の何れかの方向で、両極性ブレ
ーキ・コイルク１６に電流を供給することにより、ブレ
ーキを作動又は解放する電流を供給する。機械的な出力
が７／？ａ及びり／９ｂ又は７コ／ａ及びクコｌｂの何
れかを閉じる。連動装置（図に示してない）により、如
何なる時も、−組の接点だけが閉じる。電気出力は１マ
イクロ秒のワンショット信号発生器クココ、クコダをも
作動して、放電スイッチ７２ｇを機械的に閉じる為に、
オア・ゲート７コ６を付勢する。

接点り／ｑａ＋り／？ｂ　、クコ／ａ、’Ｉコｌｂ及び
スイッチクコＳは機械的な装置として示しであるが、こ
れは例示の為にすぎないことを承知されたい。こういう
機能は、固体電子部品を用いる方が、動作が確実で速い
。

ブレーキ集成体の巻線がコイル７１１Ｉ及びり／６を含
んでいる。これらのコイルに電流が流れる相対的な方向
により、ブレーキの状態、即ち、ブレーキが固定される
か解放されるかが決まる。コイル（４０） ７／６では、電流の流れの方向は図示の接点り／ｑａ及
びり／ｑｂ又は７コ／ａ及びクコ／ｂの作動によって切
換えられる。コイルクｌｌＩには源（蓄電池ＩＩ／６）
から限流抵抗７／ｇ及び阻止ダイオードクコθを介して
一定の電流が供給されている。

第６図のグラフでブレーキの固定及びブレーキの解放の
初めに示す様な付勢のピークが、貯蔵コンデンサ７３θ
がコイルクｌダ、り１６及び放電スイッチクコｌを介し
て放電することによって供給される。コンデンサ７３０
は蓄電池ＩＩ／ｌから電圧変換器７３．２を介して充電
される。図では、この変換器は普通の直流１２Ｖを直流
１００ｖに変換するものとして示しである。阻止ダイオ
ード７３３は、コイルク／ｌＩに流れる電流が逆転しな
い様に保証する。

運転サイクルの間、比較器り１３がブレーキ集成体の解
放を行ない、比較器りｌ！がブレーキ集成体の作動を行
なう。ブレーキの固定及びブレーキσ）解放の両方の保
持期間の間、次のサイクルに備えて、コンデンサ７、？
Ｏが再び充電される〇付属モータ制御−運転サイクル 高圧蓄圧器ＳＯＯ内の高圧が高まるにつれて、高圧変換
器Ｓ２０が変換器り３１Ｉに信号を供給し、これが蓄圧
器２００内の高圧の自乗平均（ＲＭ８）に関係する直流
信号を発生する。この直流信号がサーボ制御装置り３６
に供給される。サーボ制御装置り３６に対する２番目の
人力が、この時発電機として動作する電動機／発電機よ
ｌざから供給され、この時は発電機の速度に関係する信
号が供給される。サーボ制御装置り３６からの出力信号
が付属モータ速度誤差信号として付属モータ・トルク制
御装置９３ｇに供給され、これが斜板制御装置り４ＩＯ
を制御することにより、付属モータ３ｊｌの速度を制御
する。付属モータＳ−ｌは高圧蓄圧Ｈｓｏｏからの流体
によって作動される流体圧モータであって、電動機／発
電＠！１／ざ、チャージング・ポンプ３／９及び機械的
な付属装置ｌＩｌダを駆動する。運転サイクルの間、ポ
ンプｊ／？が、第５図の３２−に示す漏れためからの「
埋合せ」流体を供給する。この「埋合せ」が高圧蓄圧器
内のＲＭＳ圧力を増加させ、従って、サーボ制御装置７
３６の釣合いをとる為の変換器’ｙ３１Ｉからの信号並
びにモータ制御装置７３ｇに対する信号を増加させる。

このサーボ制御装置は、装置全体の中に適切な流体があ
る様に保証すると共に、付属モータが過大な速度で回転
しない様にする。

次に［始動−１サイクルと第７図の回路について説明す
ると、始動動作の間、ターボ真空ポンプｊ／ＩＩがピス
トンを−・杯に引込めた位置に引張り、そこでピストン
・リミット・スイッチ７０ざがその信号を論理スイッチ
ｔ　／　０に供給して、電動機／発電機Ｓ／ざをチャー
ジング・ポンプよ／デを駆動する電動機として動かせる
。論理スイッチ７１０に対する２番目の信号が始動サイ
クル比較器り／コから供給される。この比較器は２つの
機能を持つ。

第１に、高圧蓄圧器ｊＪＯ内の圧力が高まる時、電動機
／発電機！ｆ／にを発電機として設定する様に論理スイ
ッチを９）換え、第２に、斜板制御装置１１１０を制御
【−て、電動機／発電機３７ｇの電動機動作によってチ
ャージング・ポンプＳ１９が駆（４３） 動されている間、付属モータ３コ／を無負荷又はフリー
ホイール状態にする。高圧蓄圧器ｈｏｏ内に所望の圧力
が得られた時、比較器り／コは斜板制御装置の制御作用
をモータ・トルク制御装置７３ｇに戻す。第６図に示す
様に、高圧蓄圧器３θＯ内の所望の圧力は、数回の運転
サイクルの動作の後に得られる。

運転サイクルの間、発電機として動作する電動機／発電
機３７ｇによって、蓄電池１ＩｌＡが電圧調整器ククコ
を介して充電される。

はね返りばね との発明の特鍛として、ブレーキ集成体コＯの一部分と
してはね返りばね１ｏｔｉを配置すること、並びに機関
の圧縮行程の間のその動作が挙げられる。第１Ｂ図に見
られる様に、はね返りばねの内側部分は、ピストンと押
棒が圧縮方向（第１図で左向き）に移動する時、ポンプ
・ピストンＳコの内側部分と接触し得る。この保合は、
万一ピストンが中央に寄せられた位置から動いた場合、
ピストンの対称性を保証する様に作用する。普通の運（
４４） 転の間、ピストンの間の同期が本質的に保たれる。

サイクルの合間のドウエルは、両方のピストンが次の圧
縮行程を同時に開始する様に保証する。即ち、ピストン
は本質的に同相のま―である。然し、サイクル動作が進
１．「につれて、燃焼の時点が中心から動く傾向を持つ
ことがある。これは一方のピストン集成体の流体機械的
な効率が他方とは若干異なる為である。ピストンの対称
性をボートの正しい開口に必要な限界内に保つ為、圧縮
行程の終りにはね返りばねを加える。ピストンが非対称
に動いた時、片側が対応する一組のはね返りばねに係合
し始める。そう寿った時、ピストンの運動エネルギがガ
スの圧縮とはね返りばねの圧縮に分けられる。この特定
のピストンの行程は、それに関連した一組のはね返りば
ねと係合しない反対側のピストンに較べて短くなる。こ
の貯蔵エネルギがピストンを対称的な動作に向って戻す
傾向を持つ。

蓄圧器の規模 この発明の機関の需要によるサイクル動作は、従来の流
体圧機関で使われているものよりも、ずつと小さい蓄圧
器を使えるようにする。ポンプが機関によって運転され
る時、高圧流体系が構成される。機関は、圧力レベルが
需要によって低下した時にだけサイクル動作をし、この
結果、殆んど直ちに高圧を持ち直す。蓄圧器の規模は、
この即時の高圧の需要に応える様にする。この蓄圧器装
置は圧力パルスを平均圧力レベルの士数％に抑える。従
って、流体モータが受ける圧力降下は略一定である。圧
力降下が一定であるから、モータの斜板の実効角度を変
えて、流体モータの機械的な利得を変えることにより、
トルク出力を変えなければならない。この発明の機関を
用いた車輌で使われる様な加速ペダルが、直接的に又は
サーボ制御により、斜板の角度を制御する。加速ペダル
の位置、トランスアクスルのギア比及び車輌の速度が、
最終的に機関のパルス速度を決める。

燃料の噴射 燃料の噴射が図では一番簡単な形で示されている。シリ
ンダ壁ココ及びひれコ参内の所定位置に示す様に、噴射
ボート／２−があり、噴射器管継手／コクと戻しばね／
コロが設けられている。噴射プランジャ／２ダが噴射ノ
ズルノコ３を持っている。噴射器管継手／コクの内側部
分は中空の内側延長部が形成されていて、これが中空の
燃料噴射プランジャ１−００内側のピストン／、２＆と
して作用する。プランジャの内側には１対のボール逆止
弁ｉ、２ｔｒ　、ｉ、ｙθが配置されている。弁／コｇ
は噴射空所／コクでピストンｌ−３の前方にあり、弁／
、？Ｏけ噴射ノズルノコ３の前方にあって、噴射空所／
コクに燃料を吸込み、その後ノスル／コ３を介してシリ
ンダ内に押込むことが出来る様にしている。ばね空所／
　、？　４１に対して逃し口１３．２が設けられている
。圧縮行程の間、シリンダ内のガス圧力により、プラン
ジャ／コＯが戻しばね／コロに逆って、シリンダから外
向きに駆動される。プランジャが移動する時、ピストン
ｌ−３及び逆止弁／コざ、／３０が燃料を噴射する。こ
の構成では、燃料の噴射容積は機関の各サイクルで一定
のま＼である。更に、燃料は圧縮の間だけ噴射され、燃
焼サイクルのどの部分の間にも噴射されないの（４７） は、第６図に示す通りである。燃料混合物は希薄であわ
、圧縮比は（普通のジーゼルに較べて）小さく、高温の
時間は短く、燃焼状態は負荷に関係なく一定である。こ
れらの因子は全て、燃焼しない炭化水素、−酸化炭素及
び窒素酸化物を最小限に抑える方向に働く。混合物がど
んな負荷でも終始希薄であるから、煙は出ない。

その他の特徴 こ＼で説明した機関の燃料消費は、次に述べる理由で、
小さいと予想される。普通の機関の様にシリンダ・ヘッ
ドがなく、燃焼容積の表面積は中介に近いから、熱損失
が小さい。燃焼の速度は絶えず高い。機関が高い燃焼潤
度にある時間は、この機関が効率がそれ程よくないジー
ゼル・サイクルではなく、オツトー・サイクルで運転さ
れるので、短くなる。

この発明の機関及び駆動装置を取付けた車輌の重量は、
普通の火花点火又はジーゼル機関の場合より大幅に軽く
なる。熱交換器、蓄圧器、流体モータ、付属装置並びに
いろいろな電子回路及び付属（４８） 品を含めた９０馬力の機関及びその駆動装置の重量は、
２５０ボンド未満と予測される。

この発明の機関を駆動装置として用いた車輌の加速は、
駆動に使われる流体圧装置の為に、非常に速くなる。こ
の流体圧駆動装置は実質的に非圧縮性であり、蓄圧器装
置からは常に一杯の高圧を利用し得る。従って、車輌の
車輪に対する駆動は、車輌の速度に関係なく、需要があ
った時に殆んど即時である。更に、この装置の慣性質量
は従来のクランク機関より”大幅に小さい。

この発明を使うと、この機関は従来のジーゼル機関に較
べて、比較的低い圧縮で運転される為、汚染が減少する
。機関は絶えず変らない好ましい燃焼状態を持ち、これ
は全ての炭火水素を燃焼させて、煙をなくす傾向を持つ
。

機関シリンダ及びブレーキ機構の内部の潤滑は・圧力流
体の漏れ並びに機関ガスのブローパイによって行なわれ
る。漏れ流体がブレーキ機構及びシリンダ壁の内部に噴
用１．．て、ブレーキ及び押棒を冷却すると共に潤滑す
る。燃焼の後、ブローバイ圧力が機関シリンダの内、ブ
レーキ及び排気ボートが配置されている部分に圧力を設
定して、漏れた燃料をために押出し、流体圧装置に復帰
する様にする。逆止弁が排気ボートに対する流体の出入
りを制御する。流体が流体圧装置に加えられる前に、こ
の戻る流体からガスが分離される。

この発明の成る好ましい実施列を具体的に説明したが、
当業者には、この発明の範囲内でいろいろな変更が考え
られようから、この発明がこの実施例に制約されるもの
でないことを承知されたい。

この発明の範囲は、特許請求の範囲の記載のみによって
限定されることを承知されたい。

【図面の簡単な説明】

第１図はこの発明の自由ピストン機関の要素を一部分断
面で示す側面図、第１Ａ図は第１図の内、ＩＡで囲んだ
部分の部分断面図、第１Ｂ図は第１図の内、ＩＢで囲ん
だ部分の部分断面図、第１ｃ図は燃料噴射装置の部分断
面図、第２図は第１図の線■−■で切った断面図、第３
図は第１図の線■−■で切った断面図、第４図は普通の
原動機車輌の一部分とｌ、、　”Ｉ’ｌこの発明の循環
ドウエル機関及びエネルギ需要Ｖｉ　Ｉｔ！ｊを一部分
断面で示す斜視図、第５図はこの発明の流体圧装置の略
図、第６図はこの発明の機関及び装置ａの時間線図、第
７図はこの発明の電子制御ｌｌ装置ａのブロック図であ
る。 主な符号の説明 １０ニジリンダ集成体 ／−：ポンプ集成体 ／６：燃料噴射装置ａ ／Ｉ！：　ピストン集成体 コθニブレーキ集成体 （５１） 手続補正書（自発） 昭和５９年９月３日 特許庁技官　志　賀　学　殿 １、事件の表示 特願昭５９−１４７４１８号 ２、発明の名称 ピストＸ機関を運転する方法と自由ピストン機関３、補
止をする者 事件との関係　特許出願人 氏　名　ジョージ　エル、　コード 名　称　アヴエイロン　ベイ　７−ズ　インコーホレイ
テッド４、代理人 ５、補正命令の１１　ｆ＝ｔ　昭和年月日（自発）６、
補正のヌ・１象 （１）明細再全文の浄書（但し、内容についての変更は
ない）８、添付書類 （１）浄書明細書　１通

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １）機関シリンダ、該機関シリンダ内で往復動する様に
   装着された少なくとも１つのピストン手段・該機関ピス
   トン手段によって作動されて前記ピストン手段から運動
   エネルギを取出す手段、及び前記エネルギが取出された
   後、前記機関ピストン手段を解放自在に拘束する手段を
   持つピストン機関を運転する方法に於て、前記機関ピス
   トン手段を前記機関シリンダ内で圧縮を開始する様に強
   制Ｌ１該圧縮工程の間、前記機関シリンダ内に可燃燃料
   を導入して、混合物の燃焼を起して燃焼エネルギによっ
   て前記ピストン手段に運動エネルギを与える様な状態を
   設定し、前記機関ピストンが速度ゼロになって略不動吠
   態になるまで、前記ピストン手段からエネルギを抽出し
   、前記ピストン手段を圧縮状態に駆動する傾向を持つ力
   を前記ピストン手段に与え、前記機関ピストン手段を解
   放自在に拘束して、圧縮サイクルの移動を拘束し、抽出
   されたエネルギの少なくとも一部分が消費された時に前
   記解放自在の拘束手段を解放し、前記エネルギの少なく
   とも一部分が消費された後、更にエネルギ需要がある時
   、前記ピストン手段を強制する工程から前記解放自在の
   拘束手段を解放する工程までの一連の工程を間欠的に繰
   返す工程から成る方法。 ２、特許請求の範囲１）に記載した方法に於て、前記機
   関ピストン手段を流体圧によって強制し、該ピストン手
   段を強制する為に用いられる流体圧は前記ピストン手段
   に印加され、前記圧縮を開始する様に前記ピストン手段
   を強制するのに適切な圧力が蓄積されるまで、前記ピス
   トン手段を拘束する方法。 ３）特許請求の範囲２）に記載した方法に於て、前記機
   関シリンダに於ける圧縮を開始する様に前記ピストン手
   段を強制するのに使われる流体圧が蓄積されたことに応
   答して、拘束されたピストン手段を解放し、該拘束され
   たピストン手段の解放は、前記流体圧が、前記機関シリ
   ンダ内の圧縮を開始する様に前ｄＩ）ピストン手段を強
   制するのに適切な圧力と１−、て設定された圧力に達し
   た時に作動され、前記エネルギの抽出は圧力流体を加圧
   可能な蓄圧器に圧送することによって行なわれ、前記拘
   束されたピストン手段の解放は、蓄積された流体圧の消
   費によつ”Ｃ得られた流体圧によって作動され、Ｉｊｌ
   ｌＦ汁１体圧が第２の蓄圧器にも蓄圧されて、拘束され
   たピストン手段の解放並びに前記機関シリンダに於けＺ
   ）圧縮を開始する様に前記ピストン手段を強制する為に
   使われる流体圧を蓄積し、前記ピストン手段をシリンダ
   内の圧縮を開始する様に強制する工程から前記解放自在
   の拘束手段を解放する工程までの一連の工程を間欠的に
   繰返すことが、前記第２の蓄ｕ：、　ｇｇ　＆し流体圧
   が間欠的に蓄積されたことに応答ｌ、て行なわれる方法
   。 ４）特許請求の範囲１）、２）又は３）に記載した方法
   に於て、前記エネルギの抽出は圧力流体を加圧可能な蓄
   圧器に圧送することによって行な（３） われる方法。 ５）特許請求の範囲１）、２）、３）又は４）に記載し
   た方法に於て、前記機関ピストン手段の拘束は、前記シ
   リンダ内の燃焼に応答して作動されると共に、前記ピス
   トン手段を圧縮運動する様に駆動する傾向を持つ、前記
   ピストン手段に与えられた力に応答して作用し、前記機
   関ピストン手段の拘束は解放自在の一方ブレーキを用い
   て行なわれ、該解放自在の一方ブレーキは、前記機関シ
   リンダ内に於ける圧縮を開始する様に前記ピストン手段
   を強制する為に使われる力の蓄積に応答ｌ。 て解放される方法。 ６）当該機構の各サイクルの合間に可変ドウエルを持た
   せる手段と、当該機構の所定の各サイクルによって発生
   されたエネルギを貯蔵する貯蔵手段と、当該機構の可変
   ドウエルを１了はせると共に、前記貯蔵手段に貯蔵され
   たエネルギの予め設定された一部分を消費した時、当該
   機構のサイクルを開始する手段とを有する循環動力機構
   。 ７）機関シリンダと、該機関シリンダ内に往復（４） 動出来る様に装着さｔまた少なくとも１つの機関ピスト
   ン手段と、該機関ピストン手段を前記シリンダ内で移動
   させて、前記機関シリンダ内で圧縮及び燃焼状態を設定
   Ｌ　’Ｃ１前記機関ピストン手段に運動エネルギを与え
   る様になっていて、該機関ピストン手段からエネルギを
   抽出する手段を含んでいる手段と、前記機関ピストン手
   段からエネルギが抽出されたことに応答して、前記機関
   ピストン手段を前記機関シリンダ内で解放自在に拘束す
   る手段と、抽出されたエネルギの消費に応答して、前記
   解放自在の拘束手段を解放する手段とを有する自由ピス
   トン機関。 ８）特許請求の範囲７）に記載した自由ピストン機関に
   於て、前記機関ピストン手段を移動させる手段が、圧縮
   並びに燃焼の為に前記ピストンを移動させる様に作用し
   得る流体圧装置であり、前記ピストン手段からエネルギ
   を抽出する手段が流体圧ポンプであり、前記機関ピスト
   ン手段を解放自在に拘束する手段が前記ピストン手段に
   接続された手段に対し゛Ｃ作用し得るソレノイド作動ブ
   レーキ手段であり、該ブレーキ手段は圧縮運動を用意す
   る位置に前記ピストン手段を拘束する様に作用し得るも
   のであり、前記ブレーキ手段は前記圧縮運動が出来る様
   に解放自在であり、前記ソレノイド作動ブレーキ手段が
   、前記シリンダ内の燃焼に応答して作動される手段を持
   ち、該作動される手段は、前記機関ピストン手段に与え
   られた運動エネルギが前記エネルギ抽ｔｉｔ手段によっ
   て抽出される様なシリンダ内の位置に前記ピストンが移
   動ｔ。 た時、前記ピストンに接続された手段を前記プレー　−
   キ手段によって拘束させる自由ピストン機関。 ９）特許請求の範囲８）に記載した自由ピストン機関に
   於゛Ｃ１前記流体圧ポンプ手段が、蓄圧装置に圧送圧力
   流体を供給することによって前記ピストン手段からエネ
   ルギを抽出［７、該蓄圧装置が、該蓄圧装置からエネル
   ギが取出され時、前記拘束手段を解放する様に前記解放
   自在の拘束手段を制御する手段を含んでいる自由ピスト
   ンｉ開。 １０）特許請求の範囲７）＋８）又は９）に記載した自
   由ピストン機関に於て、前記機関シリンダ内に向い合う
   １対の機関ピストンを設け、前記シリンダ内で機関ピス
   トン手段を中央に寄せる中央集中手段を設け、該中央集
   中手段はピストンが接近する向きに移動する間・前記ピ
   ストンに作用して前記圧縮状態をＶ定し得るものであり
   、該中央集中手段は、圧縮運動の間、前記機関ピストン
   手段と協働するはね返りばねであわ、前記機関ピストン
   手段を解放自在に拘束する手段は、前記ピストン手段に
   接続さｔまた手段に対して作用し得る機械的なブレーキ
   手段であり、該ブレーキ手段が前記はね返りばね中央集
   中手段を含んでいる自由ピストン機関。 １１）自由ピストン燃焼機関及び流体圧ポンプの組合せ
   で構成されていて、該機関の燃焼の出力エネルギが前記
   ポンプの入力となる様な自由ピストン流体圧ポンプ装置
   に於て、前記機関が、機関シリンダと、該機関シリンダ
   内で往復動し得る機関ピストンとをＮＬ、前記ポンプが
   、ポンプ・シリンダと、該ポンプ・シリンダ内で往復動
   し得るポンプ・ピストンとを有し、更に、前記機関ピス
   トン及びポンプ・ピストンを互いに関係した従属的な運
   動をする様に相互接続する手段と、該相互接続する手段
   に対して、前記燃焼エネルギが前記機関ピストンから抽
   出された時に、前記相互接続する手段を解放自在に拘束
   する様に作用し得る手段とを有し、当該ポンプ装置は、
   前記機関ピストンを前記機関シリンダ内の圧縮位置に駆
   動する為に前記ポンプ・ピストンに加圧した圧力流体を
   供給する弁手段を持っており、該弁手段は、前記機関シ
   リンダ内の燃焼に応答して、前記ｆ！Ａ関ピストンが前
   記ポンプ・ピストンを前記ポンプ・シリンダ内で駆動す
   る時、当該ポンプ装置から高圧圧力流体を抽出する手段
   を含んでおり、前記解放自在の拘束手段が燃焼に応答し
   て作動されて、前記相互接続する手段を拘束する様に前
   記拘束手段を設定し、更に、当該ポンプ装置のエネルギ
   が消賛されたことに応答して作動されて、前記拘束手段
   を解放して、前記ポンプ・ピストンが前記圧縮位置まで
   駆動される様にする手段を有する自由ピストン流体圧ポ
   ンプ装置。 （７） １２）シリンダ、該シリンダ内で往復動可能なピストン
   、及び前記シリンダ内の所望の位置に前記ピストンを拘
   束する様に作用し得るブレーキ手段を持つ自由ピストン
   ｉｎに於て、前記ブレーキ手段が、前記ピストンと共に
   作動される手段に係合する様になっているコレット手段
   を有し、該コレットは可動のローラ・ピンによって隔て
   られた協働する傾斜面を持つ１対の部材で構成されてお
   り、一方の部材は他方の部材に対して一方向に横方向に
   偏圧されており、この為、該偏圧による前記一方の部材
   の横方向の移動が、前記傾斜面及びローラ・ビンの協働
   を通じて中径方向の移動に変換されて、前記コレットを
   前記ピストンと共に作動される手段と強制的に係合させ
   て、前記ピストンを前記所望の位置に拘束し、更に前記
   ブレーキ手段が、前記一方の部材を前記偏圧と反対方向
   に移動させて、前記コレットを前記ピストンと共に作動
   される手段との保合状態から解放して、前記ピストンに
   対する拘束を解除すると共に前記ピストンが前記シリン
   ダ内で往復動し得る様にする手段を（８） 含んでいる自由ピストン機関。