487781 A7 -------—__________ 五、發明說明（1 ) 發明背景 (請先閱讀背面之注意事項再填寫本頁) 本發明槪括有關一種內燃引擎，特別有關一 _適合用 於推進個人水上載具之內燃引擎。更具體來說，本發明有 關一種可藉由騎乘者調整姿勢與位置加以駕駛之個人水上 載具·所用之內燃引擎及動力傳輸裝置的組合。 個人水上載具先前可用的引擎/傳輸裝置的組合由於 具有過大的長度與寬度而無法用於薄型且輕的船身上’多 餘的筒度將造成不穩定，使得船身容易翻滾而難以控制水 上載具。 發明槪論 本發明提供一種往復活塞式引擎，此引擎具有極小的 筒度而適用於具有嚴格局度限制的應用中。根據本發日月白勺 引擎/傳輸系統可包括一種二行程或四行程引擎。 根據本發明的引擎構造可能具有約6 . 5吋的_度’ 經濟部智慧財產局員工消費合作社印製 此引擎具有低的高度而使完全組裝的個人水上載具具有*仁匕 先前引擎傳輸裝置的組合所允許情形更低之重心’引擎白勺 尺寸可將此引擎安裝在個人水上載具上通常提供騎乘者站 立的甲板部下方，此安裝位置係將更多重量集中在水上載 具所轉動的理想軸線附近，並可使水上載具的重心位於騎 乘者底下，而讓騎乘者更容易且更安全地轉動水上載具。 引擎驅動一皮帶與齒輪，以使引擎提供與活塞動作方 向平行之一輸出。因此，引擎的輸出係適合提供旋轉能量 ，以驅動一噴射泵來推進個人水上載具。 本紙張尺度適用中國國家標準（CNS)A4規格（210 X 297公釐） -4 - 487781 A7 Β7 經濟部智慧財產局員工消費合作社印製 五、發明說明（） 一種根據本發明的內燃引擎係包含一引擎體，此引擎 體中具有複數個圓柱形通道。一活塞可對於引擎體在一預 定方向作往復移動。一驅動軸係安裝在引擎體的第一圓柱 形通道中並連接至該活塞、且受到活塞沿著與活塞動作方 向相垂直之第一軸線的旋轉動作所驅動。本發明進一步包 括將驅動軸的旋轉動作轉換至與驅動軸相平行且安裝在弓丨 擎體上之第一軸之裝置；以及將第一軸的旋轉動作轉換至 第二軸之裝置，使得引擎沿著與活塞的往復動作方向相平 行之一輸出軸線產生一旋轉輸出。 該將驅動軸的旋轉動作轉換至第一軸之裝置較佳係包 括一驅動滑輪，此驅動滑輪係安裝至驅動軸以驅動第一軸 上所安裝之一皮帶及一輸出滑輪。該將第一軸的旋轉動作 轉換至第二軸之裝置較佳包括安裝在第一軸之一第一齒輪 '以及安裝在第二軸並可與第一齒輪嚼合而以旋轉動作驅 動之一第二齒輪，藉以使得引擎沿著與活塞的往復動作方 向相平行之一輸出軸線提供一旋轉輸出。 根據本發明的引擎較佳進一步包含一桿以及一第一曲 柄軸總成，該桿係連接至活塞，而該曲柄軸總成係包括〜 第一曲柄，驅動軸從第一曲柄延伸且沿第一軸線呈同心狀 旋轉，第一曲柄中具有可從驅動軸作側向位移之一圓柱形 腔體。一第二曲柄軸總成包括一第二曲柄及一曲柄銷，第 二曲柄軸總成連接至第二曲柄而延伸通過該桿的一端之〜 通道，因此活塞的往復動作可使曲柄銷呈圓形移動。曲柄 銷進一步延伸入第一曲柄中的圓柱形腔體內’所以在第二 C請先閱讀背面之注音？事項再填寫本頁) -裝 訂---------结 本紙張尺度適用中國國家標準（CNS)A4規格（210 X 297公釐） 5 487781 A7 B7 五、發明說明（3) 曲柄旋轉時，曲柄銷的圓形動作將使第一曲柄與驅動軸產 生旋轉。 (請先閱讀背面之注意事項再填寫本頁) 根據本發明的引擎較佳進一步包含安裝在引擎體的第 三通道中之一起動賓狄士（ starter bendix )、以及安裝在 起動賓狄士附近的驅動軸之一起動齒輪。將一個起動馬達 安裝至起動賓狄士，而可在對於起動馬達施加電力時造成 起動賓狄士、起動齒輪、驅動軸產生旋轉，而使引擎起動 〇 可藉由硏究較佳實施例的下列描述及圖式，而瞭解本 發明目的並更完整地瞭解其結構與操作方法。 圖式簡單說明 圖1爲根據本發明之一種內燃引擎的分解立體圖； . 圖2顯示引擎輸出對於與圖1的引擎所包含之一活塞 的移動軸線相平行之一驅動軸的傳輸裝置之正視圖； -T * 圖3爲圖1的內燃引擎之左側視圖； 圖4爲圖1及3的內燃引擎之俯視圖； 經濟部智慧財產局員工消費合作社印制4 圖5顯示根據本發明的內燃引擎之頂部與左側以及右 端之立體圖； 圖6爲根據本發明之內燃引擎的右側視圖； 圖7顯示連接至一噴射泵以推進水上載具之圖1至6 的引擎的示意圖。 丰要元件對照表 -6- 本紙張尺度適用中國國家標準（CNS)A4規格（210 X 297公釐） 487781 A7 _J7 五、發明說明（4 ) 1 :汽缸殼體 2 :活塞 4:曲柄軸箱殼體 (請先閱讀背面之注意事項再填寫本頁) 6 :傳輸裝置蓋 7 :桿 8 :右半部 9 :左曲柄軸總成 1 1 a :平衡配重 1 1 b :平衡配重 1 2 :曲柄銷 1 3 a :軸向墊圏 1 3 b :軸向墊圈 1 4 :滾針軸承 .1 5 :起動馬達 1 6 :起動齒輪 ~ 1 7 :驅動滑輪 1 8 :驅動皮帶 1 9 :皮帶導件 經濟部智慧財產局員工消費合作社印製 2〇：起動賓狄士 2 2 :後滑輪 2 4 :密封件 2 5 :軸承殼體蓋 2 6 :軸承 2 7 :軸承殼體 本紙張尺度適用中國國家標準（CNS)A4規格（210 X 297公釐） -7 - 487781 A7 B7 經濟部智慧財產局員工消費合作社印製 五、發明說明（5 ) 41:汽缸罩 4 2 :第一端 4 3 :第二端 4 4 :內燃引擎 4 5 :進氣埠 4 6 :排氣埠4 7 :孔 5〇：曲柄軸總成 5 2 :右曲柄輪 5 4 :驅動軸 5 5 :左曲柄輪 5 6 :孔5 8 :孔 .6 0 :第二銷 6 4 :圓柱形凹部 6 6 :起動齒輪齒 6 8 :孔 6 9 :起動輸出軸 7 0 :圓柱形通道 7 2 :凹部 7 3 :凸緣 7 4 :齒輪齒 8〇：軸 8 2 :圓柱形凹部 (請先閱讀背面之注意事項再填寫本頁) · i ·ϋ I ϋ· n ϋ-X—-.口、I I n t Hi 1 I » 本紙張尺度適用中國國家標準（CNS)A4規格（210 X 297公釐） -8- 487781 A7 B7 五、發明說明（6 ) 8 3 :傳輸裝置 8 4 :圓柱形孔 8 5 :凹部 (請先閱讀背面之注意事項再填寫本頁) 9 〇 :齒輪 9 2 :輸出軸 1〇0 :最低部份邊緣 1〇2 :上緣 1〇3 :親接器 1〇4 :框架 1 0 6 :框架 1 0 8 :框架 1 1〇：噴射泵 I明白勺言羊糸田描述 經濟部智慧財產局員工消費合作社印製 本發明係爲圖1的分解立體圖所示之內燃引擎4 4。 引擎4 4如圖3及6所示預定具有很小高度而適用於具有 嚴格垂直高度限制的應用中。特別是，引擎4 4預定適用 於個人水上載具，譬如下列發證予本發明共同發明人羅伯 E ·蒙哥馬利之美國專利所揭露者：1 9 9 3年4月6曰 發證之 Des · 334 ，552 號；1995 年 2 月 14 曰發證之Des · 355 ’ 400號；1996年12月 10日發證之5，582，529號。 如圖1及3至6所示，根據本發明的引擎4 4包括一 個容納有一活塞2之汽缸殼體1 °汽缸殼體1的第一端係 本紙張尺度適用中國國家標準（CNS)A4規格（210 X 297公釐） -9 - 487781 A7 B7 五、發明說明（7) 由一汽缸罩4 1以及本技藝標準規格之一適合的罩墊片（ 未圖示）所密封。汽缸罩4 1亦包括一孔（未圖示）以安 裝本技藝標準規格之一火星塞（未圖示）。汽缸殼體1包 括一進氣璋4 5及一排氣ί阜4 6。與習知的引擎不同，進 氣埠4 5及排氣埠4 6位於汽缸殼體1的相對側上，習知 的配置方式通常將進氣與排氣埠與汽缸2呈直線狀排列， 進氣瑋4 5與排氣埠4 6的配置方式可幫助達成具有盡量 小尺寸的引擎4 4之目標。 如圖1所不’以習知方式將活塞2安裝在一'桿7的一' 第一端4 2 ’可將一個適當的浪針軸承（未圖示）安裝在 桿7第一端的一個孔4 7中以盡量減少摩擦，桿7的另一 端4 3則安裝在一曲柄軸總成5 0，曲柄軸總成5 0包括 一右半部8與一左半部9。右曲柄軸總成8包括一右曲柄 輸以及從右曲柄輪5 2中心往外延伸之一驅動軸5 4，曲 柄軸總成5 0的左半部9包括一左曲柄軸總成9 ，左曲柄 軸總成9具有一個延伸狀的曲柄銷1 2 ，曲柄銷1 2以偏 心方式位於左曲柄輪5 5上且延伸通過桿7第二端4 3中 的一孔5 6而進入右曲柄輪5 2中的一孔5 8內。孔5 8 以偏心方式位於曲柄輪5 2中並從驅動軸5 4產生側向位 移。 可利用一滾針軸承1 4來降低曲柄銷1 2與桿7之間 的摩擦，一對軸向墊圈1 3 a及1 3 b可安裝在曲柄銷 1 2上，而分別在桿7與右及左曲柄軸半部8及9之間提 供一預定空間。 本紙張尺度適用中國國家標準（CNS)A4規格（210x 297公釐） -10 - (請先閱讀背面之注意事項再填寫本頁)
tj、 Γ . ~1一一^^〆 · n n ·ϋ 1_1 Mmt emmf ϋ Λ ^ · ϋ ϋ· I ϋ H ί I 經濟部智慧財產局員工消費合作社印製 487781
曲柄銷1 2從槪呈圓柱形的左曲柄輪5 5的第一側往 外延伸，一第二銷6 〇則從左曲柄輪5 5另一側中心延伸 至一曲柄軸箱殼體4內，左曲柄輪5 5係安裝在曲柄軸箱 殼體4內部而沿著軸向對準銷6 〇旋轉。第二銷6 〇安裝 在曲柄軸箱殼體4中而對於左曲柄輪5 5提供一固定旋轉 軸線’可將一飛輪（未圖示）安裝至銷6 〇，曲柄軸箱殼 體4則由一飛輪蓋5所密封。 組裝引擎4 4時，活塞殼體1係連接至引擎體3的一 端8 3，曲柄軸箱殼體4則安裝在引擎體3的下側。 活塞2在汽缸1中的往復移動將可使曲柄銷1 2呈圓 形移動，造成左曲柄輪5 5沿著由銷6 0所界定的中央軸 線進行旋轉。曲柄銷1 2伸入孔5 8中時的圓形移動將造 成右曲柄輪5 2沿著由驅動軸5 4所界定的中央軸線進行 轉動而隨右曲柄輪5 2轉動。此配置方式可使活塞2在汽 缸殼體1中往復移動’藉以使右與左曲柄軸總成8與9產 生轉動，右與左曲柄軸總成8與9的旋轉軸線係與活塞2 在汽缸殼> 體1中的往復移動方向相垂直，這是往復式引擎 (請先閱讀背面之注意事項再填寫本頁) n ί I 一口、· n Hi ϋ 1 I ·ϋ - 經濟部智慧財產局員工消費合作社印製 裝 安 可 b τ—I IX 及 a r-H IX 重 配 衡 平 對 ο 1 徵， 特1 ¾圖 習照 項參 一 度 的再 構 結 圖 未 /(\ 重 配 衡 平 對 1 將 式 方 似 類。 用2 利 5 可輪 ’柄 5 曲 5 右 輪在 柄裝 曲安 左 } 在示 係 設 動 — 驅 1 輪， 輪齒 6 齒動 6 動起齒 起，輪 一 中齒 有 4 ΊΧ 安 爲軸 上心 圈中 立口外 6 凹在1 ^而輪 柱構齒 m結動 以自過 13_ 通Μ刑： g薄延 弓重 i 在種 4 一 -3 裝 本紙張尺度適用中國國家標準（CNS)A4規格（210 X 297公釐） -11 - 487781 經濟部智慧財產局員工消費合作社印製 A7 B7 五、發明說明（9 ) 處的〜孔6 8 ’ 一起動馬達1 5具有延伸通過引擎體3中 的一圓柱形通道7 0之一個輸出軸6 9。如圖3及5淸楚 顯示’當馬達4 4完成組裝時，位於起動馬達1 5上之一 個凸緣7 3係連接至位於引擎體3下側之一類似凸緣7 5 0 一個起動賓狄士 2 0係安裝在引擎體3的一凹部7 2 中並連接至起動輸出軸6 9 ，賓狄士具有在對於起動馬達 1 5施加電力時會與起動齒輪齒6 6相接合之齒輪齒7 4 °因此將起動輸出軸6 9的旋轉傳遞至起動齒輪1 6並傳 遞至曲柄軸總成5 0，然後造成活塞2移動而起動引擎 4 4〇 組裝引擎4 4時，驅動軸5 4係在引擎體3 —端6 3 附近處延伸入一圓柱形孔6 2內。驅動軸5 4延伸通過起 震九齒輪1 6 ，而一個驅動滑輪1 7安裝在驅動軸5 4端點 。一皮帶導件1 9安裝在驅動滑輪1 7，使得安裝在驅動 滑輪1 7上的一個驅動皮帶1 8的帶面係介於起動齒輪 1 6與皮帶導件1 9之間。一後滑輪2 2安裝在引擎體3 中之一軸8 0，一密封件2 4係在後滑輪2 2與一軸承殼 體蓋2 5之間安，在軸8 0上，一軸承2 6安裝在一軸承 殼體2 7內部，軸承殼體2 7安裝在引擎體3中之一圓柱 形凹部8 2中。 滑輪1 7及2 2與皮帶1 8的配置方式可便於提供將 引擎4 4的輸出從銷5 4傳送至平行軸8 0之裝置。驅動 滑輪1 7、後滑輪2 2及皮帶1 8之組合可提供調整傳送 本紙張尺度適用中國國家標準（CNS)A4規格（210 X 297公釐） -12- 裝---- (請先閱讀背面之注意事項再填寫本頁) 訂---------· 487781 A7
---~——-_SI 五、發明說明（10 ) 到軸8 0的扭矩時之彈性。驅動軸5 4、驅動滑輪、驅動 皮帶18、後滑輪22、軸80、齒輪82及齒輪80包 含〜個傳輸裝置8 3。 然而’本發明不限於圖中上述滑輪與皮帶的組合，譬 如’若不採用滑輪1 7及2 2與皮帶1 8 ，本發明可包括 一齒輪驅動裝置（未圖示）。譬如，傳輸裝置可包括分別 安裝在銷5 4與軸8 0之第一對斜齒輪（未圖示）。一軸 (未圖示）係載有與第一對斜齒輪相嚷合的第二對斜齒輪 (未圖示），此軸可安裝在引擎體3上以將引擎輸出從銷 5 4傳送至平行軸8〇。 一齒輪2 8係安裝在軸8 0的端點，引擎4 4的運作 將使驅動滑輪1 7旋轉而驅動皮帶1 8。皮帶1 8驅動後 滑輪2 2而使軸8 0旋轉。軸8 0與驅動軸5 4相平行， 二個圓柱形孔8 4係形成於引擎體3的另一端8 6中，孔 8 4與軸8 0的軸線相垂直並與活塞2在汽缸殼體中的往 復移動方向相平行。一個齒輪9 0延伸入孔8 4中。如圖 2所示，齒輪9 0與齒輪2 8相曬合，以將齒輪2 8的旋 轉傳送至齒輪9 0以及與齒輪9 0相連接的一輸出軸9 2 。圖1及2所示的實施例中，齒輪2 8及9 0爲斜齒輪。 當引擎4 4完成組裝時，驅動滑輪、驅動皮帶1 8、及後 滑輪2 2係位於引擎體3上部的一凹部8 5中。利用本技 藝習知方式固定在螺紋凹部（未圖示）中的適當螺栓將一 個傳輸裝置蓋6固定至引擎體3。 特別是，引擎在最大的動力輸出時通常約有7 5 0 0 本紙張尺度適用中國國家標準（CNS)A4規格（210 X 297公釐） -13- (請先閱讀背面之注意事項再填寫本頁) I ϋ n i I ϋ* n 一OJI ϋ n ϋ ·_1 I in ϋ I # 經濟部智慧財產局員工消費合作社印製 487781 A7 __B7_ 11 五、發明說明（） (請先閱讀背面之注意事項再填寫本頁) 至9 0 0 0 r p m的轉速。二行程構造的活塞之一般排氣 量約爲2 0 0公撮至5 0 0公撮範圍，以分別產生約2 5 至6 5hp的最大動力。水用應用中，引擎44可如圖7 所示用於驅動一噴射泵1 1 0，一種適合此等應用的典型 噴射泵係在3 0 0 0至4 0 0 〇 r p m轉速時具有最大的 運轉效率。可選擇滑輪1 7以及後滑輪2 2的直徑，使其 具有可使引擎4 4以峰値動力輸出的速度運轉同時使噴射 泵（或附接至輸出軸9 2之其他裝置）以峰値效率運轉所 需速度來驅動輸出軸9 2之比値。可選擇驅動滑輪1 7及 後滑輪2 2的直徑，使其具有可讓引擎4 4以峰値扭矩輸 出的速度運轉同時使噴射泵以提供最大效率的速度運轉之 比値。 引擎4 4的結構本身可更適於與所驅動裝置相配合， 霞需要移除傳輸裝置蓋6及滑輪1 7與2 2，並以具有適 當直徑比値之滑輪以及對於所選用滑輪直徑具有適當長度 之一皮帶1 8加以取代。 經濟部智慧財產局員工消費合作社印製 圖3至7顯示連接至軸9 2的輸出端之一耦接器 1〇3 ，耦接器1 0 3可預定將引擎4 4的輸出連接至一 噴射泵（未圖示）或由引擎4 4驅動的其他裝置。較佳如 圖7所示經由耦接器1 〇 3將引擎4 4連接至一噴射泵 1 1 0，其中軸9 2係與噴射泵具有端點與端點之間的對 準。引擎4 4可以美國專利5 ，5 8 2 ，5 2 9號所揭露 的方式來驅動噴射泵。框架1 0 4、1 〇 6、1 0 8係連 接至引擎體3以提供將引擎4 4安裝在個人水上載具的引 本紙張尺度適用中國國家標準（CNS)A4規格（210 X 297公髮1 「14 - ' 487781 A7 B7 五、發明說明（12 ) 擎支柱（未圖示）中之裝置、或其他採用引擎4 4之裝置 〇 本發明不限於圖示及描述的傳輸裝置8 3之特定結構 ’本發明的範圍包含了可將旋轉能量從驅動軸5 4傳送至 垂直軸9 2之任意旋轉式動力傳輸總成，本發明的基本特 徵可用於二行程及四行程的引擎中。 軸9 2較佳與活塞2在汽缸殼體1中的移動方向相平 行’因此，引擎4 4輸出的旋轉軸線係與引擎中的活塞2 移動方向相平行。此特徵可使引擎4 4具有小的高度而可 用於低輪廓應用（譬如水上機車）中。所謂 '、高度〃係指 從起動馬達1 5的最低部份邊緣1 0 0到傳輸裝置蓋6的 上緣1 0 2之距離。在一種具有約2 5 0至5 5 〇公撮活 塞排氣量且產生2 5至6 5 h p動力輸出之引擎實施例中 \引擎通常具有約6 · 5吋尚度’引擎4 4通常約爲1〇 吋寬及2 1吋長。 (請先閱讀背面之注意事項再填寫本頁) n n I I n ϋ n 一°J n ·ϋ I n ϋ ·ϋ I » 經濟部智慧財產局員工消費合作社印製 本紙張尺度適用中國國家標準（CNS)A4規格（210 X 297公爱）