WO2013046466A1 - 対向ピストン型エンジン - Google Patents

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WO2013046466A1
WO2013046466A1 PCT/JP2011/072664 JP2011072664W WO2013046466A1 WO 2013046466 A1 WO2013046466 A1 WO 2013046466A1 JP 2011072664 W JP2011072664 W JP 2011072664W WO 2013046466 A1 WO2013046466 A1 WO 2013046466A1
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WO
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gear
combustion chamber
horizontal cylinder
valve
intake
Prior art date
Application number
PCT/JP2011/072664
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English (en)
French (fr)
Inventor
石川満
鹿野達
Original Assignee
株式会社石川エナジーリサーチ
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Publication date
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Priority to JP2013536479A priority patent/JP5508604B2/ja
Priority to PCT/JP2012/075411 priority patent/WO2013047878A1/ja
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    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F02—COMBUSTION ENGINES; HOT-GAS OR COMBUSTION-PRODUCT ENGINE PLANTS
    • F02B—INTERNAL-COMBUSTION PISTON ENGINES; COMBUSTION ENGINES IN GENERAL
    • F02B75/00—Other engines
    • F02B75/28—Engines with two or more pistons reciprocating within same cylinder or within essentially coaxial cylinders
    • F02B75/282—Engines with two or more pistons reciprocating within same cylinder or within essentially coaxial cylinders the pistons having equal strokes
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F02—COMBUSTION ENGINES; HOT-GAS OR COMBUSTION-PRODUCT ENGINE PLANTS
    • F02B—INTERNAL-COMBUSTION PISTON ENGINES; COMBUSTION ENGINES IN GENERAL
    • F02B3/00—Engines characterised by air compression and subsequent fuel addition
    • F02B3/06—Engines characterised by air compression and subsequent fuel addition with compression ignition
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F02—COMBUSTION ENGINES; HOT-GAS OR COMBUSTION-PRODUCT ENGINE PLANTS
    • F02F—CYLINDERS, PISTONS OR CASINGS, FOR COMBUSTION ENGINES; ARRANGEMENTS OF SEALINGS IN COMBUSTION ENGINES
    • F02F1/00—Cylinders; Cylinder heads 
    • F02F1/18—Other cylinders
    • F02F1/186—Other cylinders for use in engines with two or more pistons reciprocating within same cylinder
    • Y—GENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
    • Y02—TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
    • Y02T—CLIMATE CHANGE MITIGATION TECHNOLOGIES RELATED TO TRANSPORTATION
    • Y02T10/00—Road transport of goods or passengers
    • Y02T10/10—Internal combustion engine [ICE] based vehicles
    • Y02T10/12—Improving ICE efficiencies

Definitions

  • the present invention relates to an opposed piston engine that improves the thermal efficiency of the engine by a high heat insulation function, improves the energy efficiency by increasing the compression ratio of the mixed gas of fuel and air in the cylinder, and achieves low vibration.
  • the pistons are opposed to each other on the left and right sides in one horizontal horizontal cylinder. It is configured to reciprocate linearly in the state.
  • the intermediate part of the piston head in the cylinder is a combustion chamber, and the piston is activated by an ignition explosion of a mixed gas of fuel and air (hereinafter simply referred to as a mixed gas) to output power from an external actuator such as a generator.
  • a mixed gas a mixed gas of fuel and air
  • the outer periphery of the piston is elongated in the stroke direction in order to obtain an appropriate port timing with the scavenging exhaust port, and the piston ring R that also stabilizes the behavior of the piston is arranged at the lower end, so that the lubricating oil flows into the combustion chamber 109.
  • one single cylinder / one piston engine has a side valve (SV) arrangement in which a combustion chamber is added to the outside of the cylinder.
  • SV side valve
  • this type of engine has become the mainstream.
  • an overhead valve (OHV) or overhead A structure in which a combustion chamber is provided above a cylinder head typified by a four-cycle engine of a cam (OHC) has become the mainstream and has reached the present.
  • the above-mentioned prior art is mainly a single horizontal cylinder except for a part, that the pistons are separated from each other and close to each other, and the space between the opposed piston heads is a combustion chamber. It is a typical horizontal opposed piston engine that is common in that an intake / exhaust port is formed on the side surface of the combustion chamber.
  • Patent Documents 1, 2, and 3 completely disclose the technical idea of achieving a more compact configuration by achieving both high thermal efficiency improvement and low vibration due to high compression ratio and heat insulation of the horizontally opposed engine. There was no suggestion.
  • the present invention solves the above-mentioned problems, and in order to achieve heat insulation of the combustion chamber, a part of the combustion chamber is attached to the outside of the cylinder, and the constituent members of the engine have as good heat insulation efficiency as possible. It is an object of the present invention to provide an opposed-type piston engine having a good thermal efficiency while having a compact structure by improving the thermal efficiency and further achieving a high compression ratio and low vibration in the combustion chamber.
  • the present invention accommodates independent left and right pistons in a horizontal cylinder with their heads facing each other, and forms one combustion chamber outside the horizontal cylinder by communicating between the left and right piston heads. It is an object of the present invention to provide an opposed piston type engine configured to take out an output through the proximity and separation of left and right pistons.
  • the combustion chamber is formed with a substantially parabolic flat concavity on the end surfaces of both piston heads in the state where the left and right piston heads are close to each other.
  • the joint space is a volume space formed outside the horizontal cylinder body by bulging the middle side wall of the horizontal cylinder into a substantially flat shape along the cross-sectional direction of the horizontal cylinder.
  • the shape of the volume space is communicated with the semicircular arc-shaped recess communicating with the lower edge of the joint space, the left-right enlarged portion expanded from the semi-arc-shaped recess to the left and right in a semi-arc shape, and the left-right enlarged portion from the semi-arc-shaped recess And a combustion space in which the thickness of the space gradually increases downward, and is configured so that the tip of the spark plug is disposed at the center lower portion on one side of the left and right enlarged portions.
  • the enlarged portion in the other side of the left and right expansion portions there is provided a counter piston engine the front end of the intake and exhaust valve is configured to be disposed.
  • the horizontal cylinder is configured by joining the left and right cylinders alone, and the joined portion of the left and right cylinders is sealed with a sealing component such as a gasket, thereby providing an opposed piston type engine.
  • each end of the intake / exhaust valve and the spark plug for igniting the mixed gas is disposed in the combustion chamber, and the intake / exhaust valve's valve operating axis is inclined so that it is inclined with respect to the horizontal axis of the horizontal cylinder. It is an object of the present invention to provide an opposed piston type engine in which exhaust valves are arranged side by side on one side of a horizontal cylinder.
  • left and right crank mechanisms are linked to the bottom of the left and right pistons, and outputs from the left and right pistons are output from the left and right crank output shafts of the left and right crank mechanisms or from the left and right adjacent shafts adjacent to the left and right crank output shafts.
  • An opposed-piston engine characterized in that each two shafts are configured to rotate in opposite directions, so that the rotational reaction forces of each two shafts cancel each other out to reduce vibration. It is to provide.
  • the output from the left and right pistons is taken out from the left and right crank output shafts in the left and right crank mechanism or from the left and right adjacent shafts adjacent to the left and right crank output shafts, and the left and right shafts are independently connected to the external actuators for each of the two shafts It is an object of the present invention to provide an opposed piston type engine characterized by being interlocked and connected.
  • a left and right crank mechanism is linked to the bottom of the left and right pistons, a linked gear group is interposed between the left and right crank mechanisms, and the intake cam and exhaust cam of the intake and exhaust valves are connected from one crank output shaft. It is an object of the present invention to provide an opposed piston type engine characterized in that power is directly transmitted to a camshaft provided in conjunction with each other via a gear.
  • an opposed piston type engine characterized in that an exhaust port communicating with a combustion chamber of a horizontal cylinder is disposed at an upper portion of an engine case, and an intake port for sucking mixed gas into the combustion chamber is disposed at a lower portion of the engine case. It is to provide.
  • a water jacket is formed on the outer periphery of the horizontal cylinder, the cooling water inlet of the water jacket is disposed independently on the left and right side portions of the water jacket corresponding to the left and right piston sides, and the cooling water outlet is provided on one piston side. It is an object of the present invention to provide an opposed-piston engine characterized in that it is disposed in a water jacket corresponding to the exhaust port.
  • the S / V ratio combustion chamber ratio
  • the S / V ratio combustion chamber ratio
  • the ratio of the surface area (Surface) to the volume (Volume) can be reduced and the compression ratio can be increased in the combustion chamber, improving the combustion efficiency and improving the thermal efficiency.
  • the left and right pistons are provided for one horizontal cylinder, the strokes of the left and right pistons can be divided, and the high expansion ratio of the mixed gas ignited in the combustion chamber can be obtained compared to a normal engine. There is an effect that can be done.
  • the combustion chamber is formed with a substantially parabolic flat concave portion from the lower edge portion to the upper center portion on both piston head end faces in a state where the left and right piston heads are close to each other.
  • the space formed by the flat recesses is used as a joining space, and the joining space bulges in a substantially flat shape along the cross-sectional direction of the horizontal cylinder so that the middle side wall of the horizontal cylinder bulges outside the horizontal cylinder body.
  • the volume space has a shape of a semicircular arc-shaped recess that communicates with the lower edge of the joint space, a left-right enlarged portion that expands from the semicircular arc-shaped recess to the left and right in a semicircular shape, From the arcuate concave portion to the left and right enlarged portions, a combustion space is formed in which the thickness of the space gradually increases downward, and at the center lower part on one side of the left and right enlarged portions, the tip of the spark plug is Since the tip of the intake / exhaust valve is arranged at the enlarged part on the other side of the left and right enlarged parts, a combustion chamber with a compact structure can be realized. Compared to the combustion chamber, it is possible to increase the compression ratio in the combustion chamber, which has the effect of improving the combustion efficiency and improving the thermal efficiency.
  • the left and right cylinders are joined together to form a horizontal cylinder, and the joints of the left and right cylinders are sealed with a sealing component such as a gasket, so that the left and right cylinders are joined together to form a horizontal cylinder.
  • the division structure that constitutes the cylinder facilitates processing and assembly of the horizontal cylinder, and processing when the combustion chamber is formed outside the horizontal cylinder (for example, processing around the intake and exhaust valves attached to the combustion chamber) Compared with the case where it is formed with a single cylinder, the formation of a water jacket on the outer periphery of the horizontal cylinder is facilitated, and the casting efficiency of the left and right cylinders alone can be improved. is there.
  • the tip ends of the intake / exhaust valve and the spark plug for igniting the mixed gas are arranged in the combustion chamber, and the valve operating shaft of the intake / exhaust valve is connected to the horizontal axis of the horizontal cylinder.
  • the output to the outside of the engine is taken out from the left and right crank output shafts of the left and right crank mechanisms linked to the left and right pistons, respectively, or adjacent to the left and right crank output shafts.
  • the left and right adjacent shafts are taken out in the left and right two-axis state, and the two axes rotate in the opposite directions, so that the rotational reaction forces of the two axes cancel each other and vibrations can be reduced. effective.
  • the output to the outside of the engine is taken out from the left and right crank output shafts of the left and right crank mechanisms linked to the left and right pistons, respectively, or adjacent to the left and right crank output shafts. Since the left and right adjacent shafts are taken out in the left and right two-axis state, and external actuators such as generators are independently linked to each of the two axes, control to suppress torque fluctuation from the engine with the actuator and phase synchronization control are possible Thus, there is an effect that low vibration can be realized while making the drive structure compact.
  • a generator and a compressor as external actuators can be interlocked and connected at the same time for the two axes, and the output from the left and right crank output shafts can be used effectively.
  • the left and right pistons are linked to the left and right crank mechanisms, the linked gear group is interposed between the left and right crank mechanisms, and the intake cams of the intake and exhaust valves from one crank output shaft and Since power is transmitted directly to the camshaft linked to the exhaust cam via a gear, if the drive of the left and right crank output shafts is set to vary in the opposite direction, the left and right crank mechanisms
  • the inertial force and the torque can be set so as to cancel each other, so that the engine can be reduced in vibration and the operation noise can be reduced.
  • the interlocking gear group (for example, the output shaft, the crank main shaft, the camshaft for operating the intake / exhaust valve) is provided on one side.
  • the interlocking gear group having a compact configuration as a whole can be obtained.
  • the exhaust port is disposed at the upper part of the engine case and the intake port is disposed at the lower part of the engine case.
  • the exhaust port is located at the upper part of the engine case on the component side, and the exhaust heat from the exhaust port does not affect the high temperature part.
  • the intake port is arranged at the lower part of the engine case at a relatively low temperature part, the air distribution at the lower temperature is sucked in by taking good balance between the heat distribution of the engine case and the position of the intake / exhaust port.
  • the cooling water inlet of the water jacket is disposed independently on the left and right side portions of the water jacket corresponding to the left and right pistons, respectively, while the cooling water outlet is connected to the exhaust port on the one piston side.
  • independent left and right pistons are accommodated in a horizontal cylinder in a state where the heads face each other, and one combustion chamber is formed between the left and right piston heads to be formed outside the horizontal cylinder for combustion.
  • the present invention relates to an opposed piston type engine configured to take out an output through close and separate operations of left and right pistons caused by ignition explosion in a room.
  • the horizontal cylinder is constituted by joining the left and right cylinders alone, and the joint part of the left and right cylinders is sealed with a sealing component such as a gasket, and the combustion chamber formed in communication with the horizontal cylinder is insulated. It is made of material.
  • An intake / exhaust valve is provided on one side of the horizontal cylinder, and the valve operating shaft of the intake valve is inclined with respect to the horizontal axis of the horizontal cylinder.
  • the valve and the spark plug for igniting the mixed gas are arranged in the combustion chamber so as to make the combustion chamber volume as small as possible.
  • the intake valve and the exhaust valve are opposed to each other, and the operating shafts of the valves are arranged on the same axis.
  • the left and right pistons are coupled to the bottom of the left and right pistons, and the output from the left and right pistons is output from the left and right crank output shafts of the left and right crank mechanisms or from the left and right adjacent shafts adjacent to the left and right crank output shafts.
  • the two axes are configured to rotate in opposite directions, so that the rotational reaction forces of the two axes cancel each other to reduce vibration.
  • the output from the left and right pistons is taken out from the left and right crank output shafts of the left and right crank mechanisms or from the left and right adjacent shafts adjacent to the left and right crank output shafts, and external actuators are linked to each of the two shafts independently. Has been established.
  • the left and right pistons are connected to the bottom of the left and right pistons in an interlocking manner, and the interlocking gear group is interposed between the left and right crank mechanisms, so that each crank output from the left and right crank mechanism is provided in the interlocking gear group.
  • the gear output shaft of the interlocking gear group is arranged offset from the opposite central axis of the left and right pistons.
  • the exhaust port communicating with the combustion chamber of the horizontal cylinder is arranged at the upper part of the engine case, and the intake port for sucking the mixed gas into the combustion chamber is arranged at the lower part of the engine case.
  • a water jacket is formed on the outer periphery of the horizontal cylinder, and the cooling water inlet of the water jacket is disposed independently on the left and right side portions of the water jacket corresponding to the left and right piston sides, and the cooling water outlet is provided on one piston side. It arrange
  • the opposed piston type engine A As shown in FIG. 6A, the opposed piston type engine A according to the embodiment of the present invention has an engine block 51 as a main component, a gear box 52 above it and an oil pan 50 below it. It is composed.
  • the engine block 51 is composed of left and right engine blocks 51-1, 2 divided into left and right, and left and right crank covers 17a, 18a that close open ends of the left and right engine blocks 51-1, 2. ing.
  • the left and right engine blocks 51-1 and 51-2 are integrally formed by casting, and left and right cylinders 48 and 49 are formed in the center of the inside, respectively.
  • the cooling water pipe mounting portions 12a and 13a that form the cooling water outlet 13 and the left and right crank mechanism housing portions 17b and 18b that house the left and right crank mechanisms 17 and 18 linked to the left and right pistons 2 and 3 are integrally cast. Molding.
  • the left and right engine blocks 51-1 and 2 thus cast and formed are joined together through the gasket 41, thereby forming the horizontal cylinder 1, the combustion chamber S, the water jacket 11, and the left and right engine blocks 51-1. , 2 is closed by the left and right crank covers 17a, 18a to finally form the engine block 51.
  • the left cylinder unit 48 and the right cylinder unit 49 are joined to form one horizontal cylinder 1.
  • the left and right pistons 2 and 3 are independently slidably accommodated with the left and right piston heads 4 and 5 facing each other.
  • the split structure in which the left and right cylinders 48 and 49 are joined to form one horizontal cylinder 1 facilitates processing and assembly of the horizontal cylinder 1 and forms the combustion chamber S outside the horizontal cylinder 1.
  • Processing for example, processing around an intake valve 7 and an exhaust valve 35 (see FIG. 4), which will be described later
  • Formation of a water jacket 11 to be described later on the outer periphery of the cylinder 1 becomes easy, and various effects such as improved casting efficiency of the left and right cylinders 48 and 49 are obtained.
  • the strokes of the left and right pistons 2 and 3 can be divided in the horizontal cylinder 1, and in the combustion chamber S compared to a normal engine.
  • the high expansion ratio of the mixed gas ignited in can be obtained.
  • the combustion chamber S communicated between the left and right piston heads 4 and 5 is filled with a mixed gas and ignited and exploded therein, thereby sliding the left and right pistons 2 and 3 in directions away from each other.
  • the piston output is taken out from a crank mechanism which will be described later.
  • the combustion chamber S includes a joining space S- 1 made up of inclined surfaces 4 a and 5 a formed in part near the left and right piston heads 4 and 5, and the middle of the horizontal cylinder 1. It is composed of a volume space S-2 formed by expanding the side wall and communicating with the joining space S-1.
  • the volume space S-2 is a clearance between the left and right piston heads 4 and 5 facing from the space constituting the combustion chamber S (for example, a space in consideration of component accuracy tolerance, thermal expansion, piston head behavior, etc.) )
  • the above-described joining space S-1, and the space occupied by the spark plug 6, the intake valve 7 and the exhaust valve 35, which will be described later, are excluded.
  • the volume space S-2 is formed in parallel with the horizontal cylinder 1 outside the side wall of the horizontal cylinder 1.
  • the combustion chamber S has a substantially parabolic flat recess extending from the lower edge portion to the upper center portion at the end surfaces of the piston heads in a state where the left and right piston heads 4 and 5 are close to each other. 4a ′ and 5a ′ are formed, and a space formed by the flat recesses 4a ′ and 5a ′ in the proximity of both piston heads is defined as a joining space S-1.
  • the joining space S-1 is a volume space S-2 which is formed outside the horizontal cylinder 1 main body by bulging the middle side wall of the horizontal cylinder 1 in a substantially flat shape along the cross-sectional direction of the horizontal cylinder 1. Communicate.
  • tip of the spark plug 6 is arrange
  • the shape of the volume space S-2 is formed as described above.
  • the volume space S-2 of the combustion chamber S is requested due to demands such as higher combustion efficiency and higher compression ratio.
  • the left and right side edges r1, r2 and the central outer bottom r3 of the substantially flat volume space S-2 projecting from the outer peripheral wall of the horizontal cylinder 1 are formed in a concave curved shape.
  • the outer shape of the volume space S-2 can be made as small as possible.
  • the opening area S-4 that communicates from the joint space S-1 to the volume space S-2 is set so as not to be an intake / exhaust resistance of the mixed gas by the intake valve 7 and the exhaust valve 35.
  • the clearance x between the left and right piston heads 4 and 5 in a state in which the left and right piston heads 4 and 5 are re-approached is provided with a gasket 41 described later as a seal component.
  • the joint space S-1 of the combustion chamber S can be made as small as possible by making it narrower than the clearance y of the joint surfaces of the left and right cylinders 48 and 49 joined via the cylinder. .
  • a spark plug 6 is disposed on the left piston head 4 side, and an intake valve 7 and an exhaust valve 35 are disposed on the right piston head 5 side.
  • the plug installation hole 6a of the spark plug 6 is provided outside the volume space S-2 on the left piston head 4 side, and the mixed gas sucked into the combustion chamber S is supplied to the combustion chamber S.
  • a spark plug 6 for igniting can be arranged.
  • valve installation holes 35a and 7a of the intake valve 7 and the exhaust valve 35 are provided outside the volume space S-2 on the right piston head 5 side. The valve 7 and the exhaust valve 35 can be arranged.
  • valve installation hole 7a of the intake valve 7 and the valve installation hole 35a of the exhaust valve 35 are smaller than the valve installation hole 7a of the intake valve 7 in consideration of a reduction in the exhaust amount due to combustion loss of the mixed gas.
  • a valve diameter of the valve installation hole 35a of the exhaust valve 35 is small. Therefore, as shown in FIG. 4C, the center 6b of the plug installation hole 6a is biased toward the valve installation hole 35a side of the exhaust valve 35 by a predetermined width h (for example, 1 mm) from the center Sa of the combustion chamber S.
  • An installation hole 6a is provided.
  • the spark plug 6 installed in the plug installation hole 6a brings the center electrode 6c provided at the tip of the spark plug 6 closer to the joining space S-1 side, and the intake valve 7 and the exhaust valve 35 are connected to each other.
  • the outer electrode 6d provided at the tip of the spark plug 6 does not interfere with the tips of the intake valve 7 and the exhaust valve 35.
  • the intake valve 7 introduces a mixed gas into the combustion chamber S at an appropriate timing by introducing the mixed gas from a gas supply unit (not shown).
  • the valve stem 8 of the intake valve 7 is configured to advance and retract through a stem drive mechanism 9, and opens and closes the intake valve 7 in accordance with the advance / retreat operation.
  • the stem drive mechanism 9 is configured by disposing an intake cam 9a so as to be in contact with the valve lifter 8b at the base end of the valve stem 8, and by attaching a valve spring 9b to an action portion of the valve stem 8.
  • the valve stem 8 is advanced from the valve seat 8f provided facing the combustion chamber S at the tip of the valve stem 8 by the action of 9a, and the valve stem 8 is withdrawn by the action of the valve spring 9b.
  • the valve operating axis a of the valve stem 8 that is, the valve operating axis of the intake valve 7 is inclined with respect to the horizontal axis b of the horizontal cylinder 1.
  • the valve stem 8 has a valve operating axis a of the valve stem 8 with respect to a horizontal axis b of the horizontal cylinder 1 by a valve cotter 8d at the base end of the valve stem 8 and a valve guide 8a at the middle of the valve stem 8. And held in a state inclined at a predetermined angle.
  • valve spring 9b is sandwiched between the valve retainer 8e and the spring seat 9d, and can extend and contract between the valve retainer 8e and the spring seat 9d.
  • a stem seal 9c is provided on the valve spring 9b side of the valve guide 8a to shield the mixed gas from leaking to the valve spring 9b side through the valve stem 8.
  • a tappet adjustment shim 8c is provided between the base end of the valve stem 8 and the valve lifter 8b so that the valve clearance of the intake valve 7 can be adjusted.
  • the exhaust valve 35 has the same configuration as that of the intake valve 7 and exhausts exhaust gas in the combustion chamber S from an exhaust port 14 described later at an appropriate timing.
  • a spark plug 6 for igniting the mixed gas is disposed on the left piston 2 side of the volume space S-2 as the combustion chamber S, while on the right piston 3 side, An intake valve 7 and an exhaust valve 35 are disposed above and below the spark plug 6. The intake valve 7 and the exhaust valve 35 are disposed above and below the position of the spark plug 6.
  • the spark plug 6, the intake valve 7 and the exhaust valve 35 are arranged on the left and right of the volume space S-2 as the combustion chamber S, and the intake valve 7 and the exhaust valve 35 are connected to the valve operating shaft. Since the core a is inclined with respect to the horizontal cylinder, the opposed piston type engine A can be made compact and, as a result, the volume space S-2 of the combustion chamber S can be made as small as possible. The compression ratio can be increased accordingly.
  • the S / V ratio can be made smaller than when a plurality of combustion chambers are provided for each piston, and combustion is performed.
  • a high compression ratio of the mixed gas in the chamber S can be achieved.
  • the compression ratio of the mixed gas of a normal engine is about 10 to 11, but a high compression ratio up to about 17 can be achieved. did it.
  • a well-known stainless steel for example, SUS303
  • the left cylinder unit 48 and the right cylinder forming the horizontal cylinder 1 including the combustion chamber S are used.
  • a well-known spheroidal graphite cast iron product for example, FCD450
  • FCD450 spheroidal graphite cast iron product
  • the joint surfaces of the left and right cylinders 48 and 49 are sealed by a gasket 41 having a rubber coating applied to one SUS beat blade as a sealing component.
  • the gasket 41 includes a bore 43 formed by including the cylinder bore B and the combustion chamber S, a bolt hole 44, a water hole 45 through which cooling water circulates, and a lubricating oil.
  • An oil hole 42 and the like through which the gas circulates are formed.
  • the gasket 41 for example, a metal cylinder head gasket used for cylinder sealing of a conventional 4-cycle engine or the like is used.
  • a full bead 46 is formed in the gasket 41 so as to surround the bore portion 43 along the bore portion 43.
  • a half bead 47 is formed on the outer periphery of the full bead 46 so as to surround the periphery of the water hole portion 45.
  • Half beads 47 are also formed around the oil hole portion 42 and around the two upper and lower bolt holes 44 at the right end of the gasket 41.
  • the left and right cylinders 48 and 49 are fastened with bolts or the like inserted into the bolt holes 44 around the immediate vicinity of the bore portion 43 by a full bead 46 formed so as to surround the bore portion 43.
  • the immediate surroundings of the bore portion 43 are bore-sealed, and the mixed gas sucked into the combustion chamber S and the exhaust gas after combustion are prevented from leaking from the joining surfaces of the left and right cylinders 48 and 49.
  • the formed half beads 47 prevent water and oil circulating around the horizontal cylinder 1 for cooling the combustion chamber S from leaking from the joint surfaces of the left and right cylinders 48 and 49.
  • the immediate surroundings of the bore portion 43 are sealed by a full bead 46 having a mountain-shaped cross section in order to securely seal the gas as a gas, and on the other hand, the sealing by the full bead 46 around the bore portion 43 is performed.
  • Sealing on the outer side that is, sealing of the periphery of the water hole portion 45, the oil hole portion 42, the gasket 41, and the like is sealed by a half bead 47 having a single side slope that is easy to form a seal at a portion with a high curvature and a large amount of bending.
  • FIG. 5B is a cross-sectional view showing a state where the gasket 41 is attached at AA at the upper end of the bore 43 shown in FIG. 5A.
  • the full beads 46 and the half beads 47 arranged on the gasket 41 are well-known ones having the same functions as the full beads and the half beads formed on the conventional metal cylinder head gasket.
  • This configuration eliminates the inconvenience of sealing with a high curvature in the conventional sealing structure in which the sealing member is fitted to the folded back flange, and ensures reliable sealing without causing wrinkles of the sealing member at the curved portion. Can fulfill the function.
  • the combustion chamber S is insulated with a heat insulating material and sufficiently sealed, so that low heat conduction is achieved to achieve as much heat insulation as possible, reducing cooling loss and high compression ratio. Can be achieved.
  • a double-layered water jacket 11 is formed on each of the left and right cylinders 48 and 49 on the outer peripheral wall of the horizontal cylinder 1.
  • the water jacket 11 is configured so that the engine can be cooled while circulating cooling water.
  • the cooling water inlet 12 and the cooling water outlet 13 of the water jacket 11 are devised in the arrangement positions so that efficient engine cooling efficiency is achieved.
  • the cooling water inlet 12 is independently provided on the left and right sides of the water jacket 11, and two water jackets 11 corresponding to the left and right cylinders 48 and 49 are provided independently on the left and right sides. Has been. Therefore, the cooling water is injected into the left and right halves of the horizontal cylinder 1 from the two cooling water inlets 12 respectively, so that it is possible to cool with a simple structure without requiring a complicated jacket portion design. Efficiency is improved.
  • the cooling water outlet 13 is disposed in the vicinity of the water jacket 11 corresponding to the exhaust port 14 on one piston side (for example, the right piston 3 side) of the left and right pistons 2 and 3, and exchanges heat.
  • the heated cooling water is configured to be discharged from the water jacket 11 in the vicinity of the exhaust port 14 in a heated atmosphere to prevent unnecessary heat conduction and promote heat insulation.
  • a part of the water jacket 11 particularly has the spark plug 6 and intake / exhaust so that the heat transfer from the horizontal cylinder 1 and the combustion chamber S does not affect the spark plug 6 and intake / exhaust valves 7 and 35 as much as possible.
  • the surrounding water jacket 11 is configured so as to surround the periphery of the valves 7 and 35 (see FIG. 3). Even if high heat from the combustion chamber S is directly propagated by the configuration of the water jacket 11, This prevents the spark plug 6 and intake / exhaust valves 7 and 35 from malfunctioning due to thermal failure.
  • the opposed piston type engine A As shown in FIGS. 6A, 6B, and 6C, the opposed piston type engine A according to the embodiment of the present invention has an engine block 51 as a main body, a gear box 52 above it, and an oil pan 50 below it.
  • the engine block 51 is stacked and arranged.
  • the engine block 51 has a driving system for the opposed piston type engine A shown in FIG.
  • the gear box 52 is provided with a casing G, which will be described later.
  • the oil pan 50 supplies lubricating oil to the drive system in the engine block 51, the interlocking gear group G in the gear box 52, and the like via an oil supply path (hereinafter referred to as a lubrication circuit). .
  • FIG. 6A and 6B show the rotational outputs from the left and right crank output shafts 23 and 24 of the engine block 51 via the two output shafts g1 and g2 of the gear box 52 and two external actuators M (see FIG. 7).
  • the structure of the opposing piston type engine A in the case of transmitting to is shown.
  • FIG. 6C shows a case where the rotational outputs from the left and right crank output shafts 23 and 24 of the engine block 51 are joined to one output shaft g by the gear box 52 and transmitted to the external actuator M (see FIG. 8).
  • the structure of the piston type engine A is shown.
  • FIG. 6A on one side of the engine block 51, two cooling water inlets 12 respectively corresponding to the left and right cylinders 48 and 49 are arranged. ing.
  • water is poured into the left and right cylinders 48 and 49 from the two cooling water inlets 12 provided corresponding to one side surfaces of the left and right cylinders 48 and 49 in the engine block 51, respectively.
  • the cooled cooling water passes through the water jacket 11 provided so as to surround the outer peripheral wall of the horizontal cylinder 1, and the cooling water outlet 13 provided on the other side surface of the left and right cylinders 48 and 49. To the outside of the engine block 51.
  • the cooling water outlet 13 is disposed in the vicinity of the exhaust port 14 and above.
  • the cooling water injected into the engine block 51 is not heated by unnecessary heat conduction from the exhaust port 14. 1, the combustion chamber S and the spark plug 6, the intake valve 7, and the exhaust valve 35 disposed around the combustion chamber S can be efficiently cooled.
  • the cooling water inlet 12 of the water jacket 11 is independently arranged in the water jacket 11 corresponding to the left and right pistons 2 and 3, while the cooling water outlet 13 is connected to the exhaust port 14 on the right piston 3 side.
  • the spark plug 6 provided in the combustion chamber S that is required to improve the cooling efficiency with a particularly simple structure without adding a complicated additional design to the water jacket structure by being arranged on the side portion of the corresponding water jacket 11. Further, the cooling efficiency around the intake valve 7 and the exhaust valve 35 can be improved, and the thermal efficiency of the engine can be improved.
  • the arrangement of the water jacket 11 described above is configured so as to exclusively improve the cooling efficiency of the members such as the spark plug 6, the intake valve 7 and the exhaust valve 35 provided in the combustion chamber S. Therefore, the combustion chamber S is cooled by the cooling action of the water jacket 11, and heat loss that causes a decrease in thermal efficiency does not occur.
  • left and right crank mechanisms 17 and 18 are connected to the bottom portions of the left and right pistons 2 and 3, that is, left and right pistons 2 and 3, respectively.
  • the left and right crank mechanisms 17 and 18 include left and right connecting rods 19 and 20, and cam function left and right crank arms 21 and 22 provided between the left and right connecting rods 19 and 20 and the left and right crank output shafts 23 and 24, respectively. Outputs from the left and right crank mechanisms 17 and 18 are output to the outside via the left and right crank output shafts 23 and 24.
  • the fluctuation in the horizontal direction of the left piston 2 is transmitted to the left crank mechanism 17 via the left connecting rod 19.
  • the left crank mechanism 17 converts the lateral fluctuation of the left connecting rod 19 into, for example, a clockwise rotation (clockwise).
  • a right rotation (clockwise) rotation output can be obtained from the left crank output shaft 23.
  • the horizontal fluctuation of the right piston 3 is transmitted to the right crank mechanism 18 via the right connecting rod 20.
  • the right crank mechanism 18 converts the left-right fluctuation of the right connecting rod 20 into, for example, left rotation (counterclockwise) rotation. Thereby, the rotation output of the left rotation (counterclockwise) can be obtained from the right crank output shaft 24.
  • the left and right crank mechanisms 17 and 18 are interlocked and connected to the bottom portions of the left and right pistons 2 and 3, respectively, and the output from the left and right pistons 2 and 3 is output from the left and right crank output shafts 23 and 24 in the left and right crank mechanisms 17 and 18, respectively.
  • Two axes are taken out, and each of the two axes is configured to rotate in opposite directions.
  • the outer sides of the left and right crank mechanisms 17 and 18 are respectively casing by left and right crank covers 17a and 18a in which the open ends of the left and right engine blocks 51-1 and 5 are connected in a closed state.
  • the interlocking gear group G in the embodiment of the present invention performs control for suppressing torque fluctuation of the rotational output from the left and right crank output shafts 23 and 24 by the external actuator M and phase synchronization control, and is low when driving the external actuator M. It is provided to achieve vibration.
  • the phase synchronization control of the rotational output from the left and right crank output shafts 23, 24 is performed by setting the rotational output from the left and right crank output shafts 23, 24 in the opposite direction, and the rotational output from the left and right crank output shafts 23, 24.
  • the phases (rotation direction and fluctuation speed) are synchronized and fluctuated through an idle gear, a timing belt, etc., and linked.
  • phase synchronization control not only phase synchronization control but also, for example, the phase can be arbitrarily adjusted or the phase can be shifted.
  • Control of the rotation output from 23 and 24 can also be performed by various forms of phase control.
  • the interlocking gear group G shown in FIG. 7 takes out the rotational output from the left and right crank output shafts 23 and 24 in the left and right crank mechanisms 17 and 18 by the two output shafts g1 and g2, and is independent of each output shaft g1 and g2. It is configured to drive a generator or the like which is the external actuator M. In this way, if two or more independent external actuators M are linked and connected in two axes, control of torque fluctuations from the engine by the external actuator M and phase synchronization control can be performed, and compactness and low vibration can be achieved. To contribute.
  • the left and right crank output shafts 23 and 24 become the output shafts g1 and g2 and the peak torque can be reduced, a component configuration that does not use a member or a buffer mechanism for increasing the strength of the component is possible. Further, as the external actuator M, a twin generator or a generator and a compressor can be driven simultaneously.
  • an interlocking gear group G is interposed above the left and right crank mechanisms 17 and 18.
  • the left and right crank output shafts 23 and 24 in the left and right crank mechanisms 17 and 18 are linked to a predetermined gear Ga and gear Gf in the linked gear group G to drive the linked gear group G.
  • the interlocking gear group G includes a combination of six gears, that is, a gear Ga, a gear Gb, a gear Gc, a gear Gd, a gear Ge, and a gear Gf.
  • the gear Ga is a driving power gear that is connected to the left crank output shaft 23 via the output shaft g1 and that transmits the rotation output of the left crank output shaft 23 in the clockwise direction (clockwise) to the gear Gb.
  • the gear ratio between the gear Ga and the gear Gb is 1: 2.
  • the gear Gf is a drive power gear that is connected to the right crank output shaft 24 and transmits the rotation output of the right crank output shaft 24 in the counterclockwise rotation (counterclockwise) to the gear Ge.
  • the gear ratio between the gear Gf and the gear Ge is 1: 2.
  • the gear Gb, the gear Gc, the gear Gd, and the gear Ge are idle gears, the gear ratio between the gear Gb and the gear Gc is 2: 1, the gear ratio between the gear Gc and the gear Gd is 1: 2, and the gear Gd and the gear Ge.
  • the gear ratio is 1: 1.
  • the rotation output of the gear Gf connected to the right crank output shaft 24 is changed in its rotation direction and rotation speed via a plurality of other gears (gear Ge ⁇ gear Gd ⁇ gear Gc ⁇ gear Gb). It is transmitted to the gear Ga while changing.
  • the shaft Ge ′ of the gear Ge is connected to the stem drive mechanism 9 of the intake valve 7 and the exhaust valve 35 through cams.
  • the rotation of the gear Ge is transmitted to the stem drive mechanism 9 via the cam, so that the intake valve 7 and the exhaust valve 35 are moved together with the advance / retreat operation via the stem drive mechanism 9. 7 and the exhaust valve 35 are opened and closed.
  • the mixed gas is sucked into the combustion chamber S at a predetermined timing, and the exhaust gas in the combustion chamber S is exhausted at a predetermined timing.
  • the rotational outputs of the left and right crank output shafts 23 and 24 in the left and right crank mechanisms 17 and 18 are linked and linked to predetermined gears in the linked gear group G, respectively.
  • the gear group G is driven.
  • One of the gears Gd is provided with an output shaft g to function as a gear output, and the rotational outputs from the left and right crank output shafts 23 and 24 are joined to the output shaft g via the interlocking gear group G. It can also be configured to output.
  • the interlocking gear group G includes a combination of seven gears, that is, a gear Ga, a gear Gb, a gear Gc, a gear Gd, a gear Ge, a gear Gf, and a gear Gg.
  • the gear Ga is a drive power gear that is connected to the left crank output shaft 23 and transmits the drive of the left crank mechanism 17 to the interlocking gear group G.
  • the gear Gb and the gear Gc are idle gears that transmit the drive of the gear Ga to the gear Gd, and the gear ratio of the gear Ga, the gear Gb, the gear Gc, and the gear Gd is 1: 1.
  • the rotation output of the gear Ga connected to the left crank output shaft 23 is transmitted to the gear Gd while changing the rotation direction via other idle gears (gear Gb ⁇ gear Gc ⁇ gear Gd).
  • the gear Gg is a drive power gear that is connected to the right crank output shaft 24 and transmits the drive of the right crank mechanism 18 to the interlocking gear group G.
  • the gear Gf is an idle gear that transmits the drive of the gear Gg to the gear Ge.
  • the gear ratio between the gear Gg and the gear Gf is 1: 2, and the gear ratio between the gear Gf and the gear Ge is 2: 1.
  • the rotational output of the gear Gg connected to the right crank output shaft 24 is transmitted to the gear Ga while changing the rotational direction and rotational speed via the other multiple gears (gear Gf ⁇ gear Ge), and the output shaft output from g.
  • the shaft Ge ′ of the gear Gf is connected to the above-described stem driving mechanism 9 that drives the intake valve 7 and the exhaust valve 35, and takes the mixed gas into the combustion chamber S at a predetermined timing, Exhaust gas in the combustion chamber S is exhausted at a predetermined timing.
  • the output shaft g is arranged as an offset from the opposite center of the left and right pistons 2, 3, that is, the horizontal axis b which is the center line of the horizontal cylinder 1, and the left and right crank mechanisms 17, 18, the rotation output of the left and right crank output shafts 23, 24 is set to vary in the opposite left and right rotation direction, and the counter gear rotation that reverses the rotation direction is realized by the interlocking gear group G.
  • the output shaft g of the interlocking gear group G is arranged offset from the horizontal axis b of the horizontal cylinder 1, the interlocking gear group G (for example, the output shaft, the crank main shaft, the intake / exhaust valve operation is operated on one side. Even if the cam shaft is provided, the interlocking gear group G having a compact configuration can be obtained.
  • the rotational outputs of the left and right crank output shafts 23 and 24 in the left and right crank mechanisms 17 and 18 are taken out by the two output shafts g1 and g2, and independent from each other.
  • the rotation output of the left and right crank output shafts 23 and 24 in the left and right crank mechanisms 17 and 18 respectively connects the timing belt 70 and a plurality of predetermined gears in conjunction with each other. Can be taken out.
  • an interlocking gear group G via a timing belt is provided above the left and right crank mechanisms 17 and 18. That is, the gear 74 connected to the right crank output shaft 24 via the output shaft g2 meshes with an adjacent large-diameter gear 75, and the gear 75 is provided with a coaxial timing belt pulley 76.
  • a timing belt pulley 73 connected to the left crank output shaft 23 via an output shaft g1 is provided, and a timing belt 70 is provided between the timing belt pulley 73 and the timing belt pulley 76 on the right crank output shaft 24 side. Is suspended.
  • the gear ratio between the gear 74 and the gear 75 is 1: 2, and the rotation output of the gear 74 connected to the right crank output shaft 24 is rotated via the gear 75 and the timing belt pulley 76 installed on the gear 75. It is transmitted to the timing belt pulley 73 while changing its direction and rotational speed.
  • two tension rollers 71 for maintaining the timing belt 70 at a predetermined tension (tension) are provided at a position approximately in the middle between the timing belt pulley 73 and the timing belt pulley 76.
  • the rotation output of the left and right crank output shafts 23, 24 at both ends is configured to rotate in the opposite direction, and is connected by the gear 75 and the timing belt 70 to realize counter rotation that reverses the rotation direction.
  • the rotational reaction forces from the left and right crank output shafts 23 and 24 can be canceled out to reduce vibration.
  • the rotational outputs of the left and right crank output shafts 23 and 24 in the left and right crank mechanisms 17 and 18 are taken out by the two output shafts g1 and g2, and independent from each other. It is configured to drive a generator or the like which is an external actuator M, and the rotational outputs of the left and right crank output shafts 23 and 24 can be linked and connected by a timing belt 70 and a plurality of predetermined gears, respectively.
  • an interlocking gear group G via a timing belt is provided above the left and right crank mechanisms 17 and 18. That is, the gear 77 connected to the right crank output shaft 24 via the output shaft g2 meshes with the adjacent large-diameter gear 76, and the gear 76 is provided with a coaxial timing belt pulley 72. On the other hand, an intermediate gear 74 meshes with the gear 73 connected to the left crank output shaft 23 via the output shaft g 1, and an adjacent large-diameter gear 75 meshes with the intermediate gear 74.
  • Timing belt pulley 71 is provided. A timing belt 70 is suspended between the timing belt pulley 72 on the right crank output shaft 24 side and the timing belt pulley 71 on the left crank output shaft 23 side.
  • the gear ratio between the gear 73 and the gear 74 is 1: 1, the gear ratio between the gear 77 and the gear 76 is 1: 2, the gear ratio between the gear 74 and the gear 75 is 1: 2, and the gear 75 and the gear 76 are The gear ratio is 1: 1.
  • the rotation output of the left and right crank output shafts 23, 24 at both ends is configured to rotate in the opposite direction, and the counter rotation is realized by connecting the plurality of gears with the timing belt 70 to reverse the rotation direction.
  • the rotational reaction forces from the left and right crank output shafts 23 and 24 can be canceled out to reduce vibration.
  • the rotational outputs of the left and right crank output shafts 23 and 24 in the left and right crank mechanisms 17 and 18 are taken out by the two output shafts g1 and g2, and independent from each other. It is configured to drive a generator or the like which is an external actuator M, and the rotational outputs of the left and right crank output shafts 23 and 24 can be linked and connected by a timing belt 70 and a plurality of predetermined gears, respectively.
  • an interlocking gear group G via a timing belt is provided above the left and right crank mechanisms 17 and 18. That is, an adjacent gear 72 meshes with a gear 73 connected to the left crank output shaft 23 via an output shaft g 1, and a timing belt pulley 70 is provided coaxially with the gear 72.
  • the gear 74 connected to the right crank output shaft 24 via the output shaft g ⁇ b> 2 is provided with a timing belt pulley 76 coaxially, and the timing belt 70 is suspended between the timing belt pulleys 70, 76.
  • 11 is a tension roller
  • 75 is a gear for operating the intake and exhaust valves 7 and 35 meshed with the gear 74 on the right crank output shaft 24 side.
  • the shaft Ge ′ of the gear 75 is linked to the stem drive mechanism 9 of the intake and exhaust valves 7 and 35 via a cam.
  • the rotation output of the left and right crank output shafts 23, 24 at both ends is configured to rotate in the opposite direction, and the counter rotation is realized by connecting the plurality of gears with the timing belt 70 to reverse the rotation direction.
  • the rotational reaction forces from the left and right crank output shafts 23 and 24 can be canceled out to reduce vibration.
  • the rotational outputs of the left and right crank output shafts 23 and 24 in the left and right crank mechanisms 17 and 18 are taken out by the two output shafts g1 and g2, and independent from each other. It can also be configured to drive a generator or the like that is an external actuator M, and the rotational outputs of the left and right crank output shafts 23 and 24 can be linked and linked by a plurality of predetermined gears.
  • an interlocking gear group G is interposed above the left and right crank mechanisms 17 and 18. That is, a gear 71 and a gear 74 are provided on the output shafts g1 and g2 connected to the left and right crank output shafts 23 and 24, respectively, and two interlocking gears 72 and 73 are meshed between the gears 71 and 74, respectively. Thus, all the output shafts g1 and g2 are interlocked and connected by the meshing of the interlocking gear group G.
  • 75 is a gear for operating the intake and exhaust valves 7 and 35 meshed with the gear 76 on the right crank output shaft 24 side.
  • the shaft Ge ′ of the gear 75 is linked to the stem drive mechanism 9 of the intake and exhaust valves 7 and 35 via a cam.
  • the rotation outputs of the left and right crank output shafts 23 and 24 at both ends are configured to rotate in opposite directions, and are connected by a plurality of gears to realize counter rotation that reverses the rotation direction.
  • the rotational reaction force from the output shafts 23 and 24 can be canceled out to reduce vibration.
  • the output shafts g1 and g2 are fitted with flywheels FW2 and FW2 having the same diameter and weight, and external actuators M and M connected to the output shafts g1 and g2, respectively.
  • flywheels FW1 and FW1 of the same diameter and weight respectively, the rotational balance of the two output shafts g1 and g2 can be equalized, and the flywheel functions while maintaining the function of the flywheel.
  • the wheel can be made compact.
  • the rotational outputs from the left and right crank output shafts 23 and 24 in the left and right crank mechanisms 17 and 18 are directly connected to the gears and timing belt pulleys arranged at both ends of the direct interlocking gear group G.
  • left and right adjacent shafts (not shown) adjacent to the left and right crank output shafts 23 and 24 are installed, and the rotational outputs from the left and right crank output shafts 23 and 24 are taken out from the left and right adjacent shafts. Also good.
  • the exhaust port 14 and the intake port 33 communicating with the combustion chamber S, in particular, the volume space S-2, are divided into an upper part and a lower part of the engine block 51. That is, as shown in FIG. 6B, when the exhaust port 14 is disposed on the upper portion of the engine block 51, the exhaust port 14 is located on the side of a high-temperature component such as a heat converter.
  • the opposed piston type engine A has the engine block 51 as a main body, the gear box 52 above the engine block 51, and the oil pan 50 below the upper engine block 51.
  • the arrangement is configured (see FIG. 6).
  • the oil pan 50 supplies lubricating oil to the drive system in the engine block 51, the interlocking gear group G in the gear box 52, and the like via a lubrication circuit.
  • a predetermined amount of lubricating oil is stored in the oil pan 50.
  • An electric pump 60 installed outside is connected to the oil pan 50.
  • the electric pump 60 takes lubricating oil from an oil suction port 54 provided on the bottom surface of the oil pan 50.
  • the lubricating oil is supplied from the oil discharge port 55 to the oil filter 56 provided on one surface of the short side surface of the oil pan 50.
  • the oil filter 56 also has a function of an oil cooler by water cooling, removes impurities from the lubricating oil, and removes the lubricating oil that has been used in the drive system in the engine block 51 and the interlocking gear group G in the gear box 52 to a high temperature. Reduce to a predetermined temperature.
  • Lubricating oil discharged from the oil filter 56 is supplied to the drive system in the engine block 51 via the circulation path 57 and used for lubrication.
  • the left and right piston heads 4 and 5 in the horizontal cylinder 1 As a drive system in the engine block 51 in the opposed piston engine A, the left and right piston heads 4 and 5 in the horizontal cylinder 1, the stem drive mechanism 9 (including the intake cam 9a), the left and right crank mechanisms 17 and 18, and the intake valve 7 and a valve lifter mechanism for the exhaust valve 35.
  • the lubricating oil supplied to the horizontal cylinder 1 may be supplied from the wall surface of the horizontal cylinder 1 to the inner surface of the horizontal cylinder (the sliding surfaces of the left and right piston heads 4 and 5) via the circulation path 57.
  • the lubricating oil supplied to the left and right crank mechanisms 17 and 18 may be supplied to the inner surface of the horizontal cylinder 1 via the left and right connecting rods 19 and 20.
  • the lubricating oil in the circulation path 57 is also supplied to the interlocking gear group G in the gear box 52 and used for lubrication.
  • the interlocking gear group G includes the above-described drive power gear, idle gear, output shaft, timing belt pulley, tension roller, and the like. Then, the lubricating oil used in the drive system in the engine block 51 and the interlocking gear group G in the gear box 52 is collected in an oil pan 50 that is superposed at the lower part of the engine block 51. Then, the collected lubricating oil is supplied again to the circulation path 57 via the oil filter 56 by the electric pump 60, and is supplied to each drive system that requires the lubricating oil.
  • the oil pan 50 is provided with an oil level gauge 53 capable of confirming the amount of lubricating oil stored inside from the outside.
  • the insufficient amount of lubricating oil is replenished into the oil pan 50 from the supply port 58.
  • FIGS. 14 and 15 a modification of the arrangement positions of the intake valve 7 and the exhaust valve 35 in the volume space S-2 of the combustion chamber S will be described.
  • the intake valve 7 and the exhaust valve 35 are opposed to each other in the volume space S-2 as the combustion chamber S that swells in a flat shape on the lateral side of the horizontal cylinder 1.
  • the valve stems 8 of the valves 7 and 35 are provided in parallel to the horizontal axis b of the horizontal cylinder 1. Accordingly, since the valves 7 and 35 have a confronting structure, each valve becomes an angular butt-like body, so that each valve operating space can be used in combination with each other, and the volume space S-2 as the combustion chamber S can be used. Can be made as small as possible to obtain a high compression ratio of the mixed gas in the combustion chamber S.
  • the intake valve 7 and the exhaust valve 35 are configured to move forward and backward via the stem drive mechanism 9, but as shown in FIG. 14, the intake valve 7 and the exhaust valve 35 are arranged in opposition to each other, and the proximal ends of the stems of the intake valves 7 and the exhaust valves 35 are linked to the stem drive mechanism 9 so long as one of the valves opens.
  • the other valve is a time difference interlocking mechanism that closes.
  • Reference numeral 34 in FIG. 14 denotes a push rod that is linked to the stem base of the exhaust valve 35 via a link mechanism in order to open and close the exhaust valve 35, and 34 ′ denotes the intake valve 7.
  • this push part is linked to the stem base of the intake valve 7 via a link mechanism, and the push rod 34 and the push part 34 ′ are moved by the action of the cam as the stem drive mechanism 9. Each is operated to open and close the intake valve 7 and the exhaust valve 35 while timing.
  • a Counter-piston engine 1 Horizontal cylinder 2 Left piston 3 Right piston 4 Left piston head 5 Right piston head S Combustion chamber S-1 Joining space S-2 Volume space S-3 Combustion space 6 Spark plug 7 Valve for intake 8 Valve stem 9 Stem Drive Mechanism a Valve Operating Shaft Core b Horizontal Shaft Core 11 Water Jacket 12 Cooling Water Inlet 13 Cooling Water Outlet 14 Exhaust Port 17 Left Crank Mechanism 18 Right Crank Mechanism 19 Left Connecting Rod 20 Right Connecting Rod 21 Left Crank Arm 22 Right Crank Arm 23 Left crank output shaft 24 Right crank output shaft 33 Inlet port 35 Exhaust valve 41 Gasket 50 Oil pan 51 Engine block 52 Gear box G Interlocking gear group Ga gear Gb gear Gc gear Gd gear Ge gear Gf gear Gg gear g Gear output Shaft g1 Gear output shaft g2 Gear output shaft M External actuator

Abstract

エンジンの構成部材を可及的に断熱効率の良好なものとして熱効率の向上をはかり、燃焼室での高圧縮比を可能とするとともに低振動化をはかった対向型ピストンエンジンを提供する。水平シリンダ内に独立した左右ピストンを互いにヘッドが対峙した状態で収納すると共に、１個の燃焼室を左右ピストンヘッド間に連通して水平シリンダ外に形成し、燃焼室内における点火爆発による左右ピストンの近接、離反作動を介して出力を取出すように構成したことを特徴とする対向ピストン型エンジンとした。

Description

対向ピストン型エンジン
　この発明は、高断熱機能によりエンジンの熱効率を向上するとともに、シリンダ内の燃料と空気の混合ガスの高圧縮比化によりエネルギー効率を向上し、かつ低振動化をはかった対向ピストン型エンジンに関する。
　（１）　従来、対向ピストン型エンジンは、例えば、下記の特許文献１や特許文献２に開示されているように、いずれも水平横向きの一個のシリンダ内の左右側にピストンをヘッドが互いに対峙した状態で直線的に往復動するように構成されている。そして、シリンダ内においてピストンヘッドの対峙した中間部が燃焼室となり、燃料と空気の混合ガス（以下、単に混合ガスという）の点火爆発によりピストンを作動させて出力し発電機等の外部アクチュエータの動力源とするものである。
　（２）ユンカース社で実用化された２ストロークサイクルディーゼルの対向ピストン型エンジンは、図１７に示すように、上下のピストン１０２Ｈ，１０２Ｌからそれぞれのクランク機構１０３Ｈ，１０３Ｌを介して、上下のクランク出力１０７Ｈ，１０７Ｌを取り出し、その間にギア群１０６を介設して、ギア群１０６の一つの出力ギア１０６ａから外部アクチュエータとしてのプロペラ１０８の駆動を行うべく構成している。また、シリンダ１０１の内周部に掃気排気口１０４，１０５を配置し、ピストン１０２Ｈ，１０２Ｌの往復動で作動媒体の出し入れを制御している構造で、そのためピストン１０２Ｈ，１０２ＬにピストンリングＲを配置し、ピストンの外周部は掃気排気口との適切なポートタイミングを得るためストローク方向に長くなり、またピストンの挙動の安定化も兼ねたピストンリングＲも下端へ配置し、潤滑油が燃焼室１０９に直接入らないような構造を施している。そのため、上下のピストン１０２Ｈ，１０２Ｌのストローク方向の距離が長くなり、結果としてエンジンのサイズが大きくなる課題があった。また、ピストン１０２Ｈ，１０２Ｌを含めたレシプロ荷重が増加し、フリクション低減にも課題があった。また２ストロークである為、オイル消費も多くまた燃焼制御に難しい面があった。また、４ストロークサイクルを実施例とした特許文献１，２，３があるが、構造図から燃焼室容積が大きくなると予想され、高圧縮化に向かない構造である。
　（３）　また、１シリンダ１ピストンの単体のエンジンでは、シリンダの外部に燃焼室を付加したサイドバルブ(ＳＶ)配置のものがあり、従来この構造のエンジンが主流となっていた。しかし、このようなシリンダ外燃焼室構造のエンジンでは、高圧縮比化が困難でありエンジンの熱効率の低下をまねくため、結局、１シリンダ１ピストンの単体のエンジンでは、オーバーヘッドバルブ（ＯＨＶ）またはオーバーヘッドカム（ＯＨＣ）の４サイクルエンジンに代表されるシリンダの頭上に燃焼室を設ける構造が主流となって現在に至っている。
　（４）　更には、上記した水平対向ピストン型エンジンの典型として、レンプロエンジンにおける反作用による反動応力から出力を取出すようにした水平対向型エンジン（例えば、特許文献３参照。）がある。これは２組のエンジン構成で燃焼室を有し、それぞれの燃焼室で点火爆発を行い両ピストンの離反、近接作用を利用して両ピストンに連動連設したクランクシャフト軸を駆動し、その回転動力を取出すように構成したものである。
特開２００７－４６５３４号公報 特開平８－９３４９８号公報 特開２００８－２８０９８８号公報
　上記の先行技術は、一部を除いて主に、水平の一個のシリンダであること、ピストンが互いに対向して離反、近接するものであること、対峙したピストンヘッドの間の空間を燃焼室として燃焼室側面に吸排気口を形成するものであること等において共通した典型的な水平の対向型ピストンエンジンであった。
　ユンカース社の様な２ストロークサイクルエンジンの場合、シリンダ内周部に設けた掃気排気口とピストンによる適切なポートタイミングを得るためストローク方向の往復動による掃気排気行程制御の燃焼では、オイル消費や燃焼制御の課題があり、従って、４ストロークサイクルの吸気弁、排気弁を用いた駆動制御の方が、その課題の対応としては有効ではある。しかし、かかる４ストロークサイクルのエンジンを示す特許文献１，２，３の構造事例では、燃焼室容積が小さくならないため、高圧縮化が望めなく、エンジンの熱効率向上化には難しいものである。
　また、一般的に知られている１クランク軸で駆動する水平対向エンジンの場合は、シリンダをオフセットする必要があり、偶力の発生が課題である。また熱効率向上の一つとして燃焼室の断熱化を図るには、両端にシリンダヘッドが存在するため、それぞれに断熱化を施す必要があり、エンジンのサイズ及び重量が増加する。
　つまり、特許文献１，２，３には、水平対向エンジンにおいてエンジンの高圧縮比や断熱化等による熱効率向上及び低振動化を両立させてよりコンパクトな構成にするという技術的思想は全く開示も示唆もされていなかった。
　本発明は、上記課題を解決するものであり、燃焼室の断熱化を図るために燃焼室の一部をシリンダの外部に付設し、エンジンの構成部材を可及的に断熱効率の良好なものとして熱効率の向上を図り、更には燃焼室での高圧縮比及び低振動化を図ること等によりコンパクトな構造でありながら熱効率の良好な対向型ピストンエンジンを提供することを目的としている。
　この発明は、水平シリンダ内に独立した左右ピストンを互いにヘッドが対峙した状態で収納すると共に、１個の燃焼室を左右ピストンヘッド間に連通して水平シリンダ外に形成し、燃焼室内における点火爆発による左右ピストンの近接、離反作動を介して出力を取出すように構成した対向ピストン型エンジンを提供するものである。
　また、燃焼室は、左右ピストンヘッドが近接した状態で、両ピストンヘッド端面に、下縁部から中心部上方にかけて略放物線形状の扁平凹部を形成し、両ピストンヘッドの近接状態において、この扁平凹により形成される空間を接合空間とすると共に、接合空間は、水平シリンダの中途部側壁を水平シリンダの断面方向に沿った略扁平状に膨出して水平シリンダ本体の外方に形成した容積空間に連通し、容積空間の形状は、接合空間の下縁部に連通する半円弧状凹部と、半円弧状凹部から左右に半円弧状に拡大した左右拡大部と、半円弧状凹部から左右拡大部にかけて、漸次下方に向かって空間の厚みが増加する燃焼空間と、により形成すると共に、左右拡大部の一側方における中央下部には、スパークプラグの先端が配設されるべく構成し、左右拡大部の他側方における拡大部分には、吸排気用バルブの先端が配設されるべく構成した対向ピストン型エンジンを提供するものである。
　また、水平シリンダは、左右シリンダ単体を接合することにより構成すると共に、左右シリンダ単体の接合部はガスケット等のシール構成部材でシーリングしたことを特徴とする対向ピストン型エンジンを提供するものである。
　また、吸排気用バルブ及び混合ガス点火用のスパークプラグの各先端部は燃焼室内に配置すると共に、吸排気用バルブのバルブ作動軸芯が水平シリンダの水平軸芯に対して傾斜するように吸排気用バルブを水平シリンダの一側外方に並設したことを特徴とする対向ピストン型エンジンを提供するものである。
　また、左右ピストンのボトム部にそれぞれ左右クランク機構を連動連設し、左右ピストンからの出力を左右クランク機構における左右クランク出力軸から、または左右クランク出力軸にそれぞれ隣接する左右隣接軸から左右の２軸で取出し、各２軸はそれぞれ反対方向に回転するように構成することにより各２軸の回転反力を互いに打ち消して低振動化を図る様に構成したことを特徴とする対向ピストン型エンジンを提供するものである。
　また、左右ピストンからの出力を左右クランク機構における左右クランク出力軸から、または左右クランク出力軸にそれぞれ隣接する左右隣接軸から左右の２軸で取出し、各２軸のそれぞれに外部アクチュエータを独立して連動連設したことを特徴とする対向ピストン型エンジンを提供するものである。
　また、左右ピストンのボトム部にそれぞれ左右クランク機構を連動連設し、左右クランク機構の間に連動ギア群を介設すると共に、一方のクランク出力軸から吸排気用バルブの吸気カム及び排気カムに連動連設したカム軸にギアを介して直接に動力を伝達することを特徴とする対向ピストン型エンジンを提供するものである。
　また、水平シリンダの燃焼室に連通した排気口は、エンジンケースの上部に配置し、燃焼室に混合ガスを吸入する吸気口はエンジンケースの下部に配置したことを特徴とする対向ピストン型エンジンを提供するものである。
　また、水平シリンダの外周にウォータジャケットを形成し、ウォータジャケットの冷却水入口を左右ピストン側に対応するウォータジャケットの左右側部にそれぞれ独立して配設すると共に、冷却水出口を一方のピストン側の排気口に対応するウォータジャケットに配設したことを特徴とする対向ピストン型エンジンを提供するものである。
　請求項１の発明によれば、１個の燃焼室を左右ピストンヘッド間に連通して水平シリンダの外部に形成したため、ピストン毎に複数の燃焼室を備えるよりもＳ／Ｖ比（燃焼室の体積（Volume）に対する、表面積(Surface)の比率(ratio)）を小さくすることができるとともに、燃焼室で高圧縮比化することが可能となり、燃焼効率を向上させ熱効率を良くすることができる効果がある。また、１個の水平シリンダに対して左右ピストンを備えるため、左右ピストンのストロークを分割することができ、通常のエンジンに比べて、燃焼室で点火された混合ガスの高膨張比を取ることができる効果がある。
　請求項２の発明によれば、燃焼室は、左右ピストンヘッドが近接した状態で、両ピストンヘッド端面に、下縁部から中心部上方にかけて略放物線形状の扁平凹部を形成し、両ピストンヘッドの近接状態において、この扁平凹により形成される空間を接合空間とすると共に、接合空間は、水平シリンダの中途部側壁を水平シリンダの断面方向に沿った略扁平状に膨出して水平シリンダ本体の外方に形成した容積空間に連通し、容積空間の形状は、接合空間の下縁部に連通する半円弧状凹部と、半円弧状凹部から左右に半円弧状に拡大した左右拡大部と、半円弧状凹部から左右拡大部にかけて、漸次下方に向かって空間の厚みが増加する燃焼空間と、により形成すると共に、左右拡大部の一側方における中央下部には、スパークプラグの先端が配設されるべく構成し、左右拡大部の他側方における拡大部分には、吸排気用バルブの先端が配設されるべく構成したため、コンパクトな構造の燃焼室を実現できるので、通常のエンジンの燃焼室に比べて、燃焼室で高圧縮比化することが可能となり、燃焼効率を向上させ熱効率を良くすることができる効果がある。
　請求項３の発明によれば、左右シリンダ単体を接合して水平シリンダを構成し、左右シリンダ単体の接合部をガスケット等のシール構成部材でシーリングしたことにより、左右シリンダ単体を接合して水平シリンダを構成する分割構造とすることにより、水平シリンダの加工組立てを容易とし、また、水平シリンダの外に燃焼室を形成する場合の加工（例えば、燃焼室に付設される吸排気用バルブ周辺の加工）を容易とし、また、一本のシリンダで形成した場合と比べて水平シリンダ外周のウォータジャケットの形成を容易とし、また、左右シリンダ単体の鋳造効率化を良好とすることができる等の効果がある。
　請求項４の発明によれば、吸排気用バルブ及び混合ガス点火用のスパークプラグの各先端部は燃焼室内に配置すると共に、吸排気用バルブのバルブ作動軸芯が水平シリンダの水平軸芯に対して傾斜するように吸排気用バルブを水平シリンダの一側外方に並設したことにより可及的に燃焼室容積を小さくすることができ、高圧縮比化が可能となり、低振動化でコンパクトなエンジン構造とすることができる効果がある。
　請求項５の発明によれば、エンジン外への出力を左右ピストンにそれぞれ連動連設した左右クランク機構の左右クランク出力軸から左右の２軸状態で取出し、或は、左右クランク出力軸にそれぞれ隣接する左右隣接軸から左右の２軸状態で取出し、各２軸はそれぞれ左右反対方向に回転するように構成することにより、各２軸の回転反力を互いに打ち消して低振動化を図ることができる効果がある。
　請求項６の発明によれば、エンジン外への出力を左右ピストンにそれぞれ連動連設した左右クランク機構の左右クランク出力軸から左右の２軸状態で取出し、或は、左右クランク出力軸にそれぞれ隣接する左右隣接軸から左右の２軸状態で取出し、各２軸のそれぞれに発電機等の外部アクチュエータを独立して連動連結したので、エンジンからのトルク変動をアクチュエータで抑える制御や位相同期制御が可能となり、駆動構造をコンパクトにしながら低振動化を実現することができる効果がある。また、２軸同時に外部アクチュエータとしての発電機やコンプレッサーを連動連結させることができ、左右クランク出力軸からの出力を有効に活用することができる。
　請求項７の発明によれば、左右ピストンに左右クランク機構を連動連設し、左右クランク機構の間に連動ギア群を介設すると共に、一方のクランク出力軸から吸排気用バルブの吸気カム及び排気カムに連動連設したカム軸にギアを介して直接に動力を伝達するように構成したので、左右クランク出力軸の駆動を左右反対回転方向に変動設定すれば、左右クランク機構の有するそれぞれの慣性力とトルクを打ち消し合うように設定することができ、エンジンの低振動化を可能とし、作動ノイズを低減することができる効果がある。さらに、連動ギア群の出力軸をシリンダ中心軸からオフセットして配置したので、片側に、連動ギア群（例えば、出力軸、クランク主力軸、吸排気用バルブ作動用のカム軸等）を設けたとしても全体的にコンパクトな構成の連動ギア群とすることができる効果がある。
　請求項８の発明によれば、排気口と吸気口の配設位置に関して、排気口はエンジンケースの上部に、吸気口はエンジンケースの下部にそれぞれ配置したので、熱変換機等の温度の高い部品側であるエンジンケース上部に排気口が位置することになり、排気口からの排熱が高温部位に影響することがない。また、吸気口が比較的に低温部位のエンジンケース下部に配置されるためにエンジンケースの熱分布と吸排気口の配設位置との兼合いを良好として、より低い温度の空気を吸気して燃焼室内への燃料と空気との混合ガスの充填効率を高めることで出力の向上を図り、コンパクト化や熱効率化の向上に貢献することができる効果を有する。
　請求項９発明によれば、ウォータジャケットの冷却水入口を左右ピストン側に対応するウォータジャケットの左右側部にそれぞれ独立して配置し、他方、冷却水出口は、一方のピストン側の排気口に対応するウォータジャケットに配置したことにより、ウォータジャケット構造に複雑な付加設計を加えることなく、特に簡便な構造により冷却効率の向上を図ることが要求される燃焼室について吸排気用バルブ及び点火プラグの周囲の冷却効率を向上することができるため、エンジンの熱効率の向上を図ることができる効果がある。
本発明の対向ピストン型エンジンの内部構成を説明する断面図である。 本発明の対向ピストン型エンジンの燃焼室の形状の概略を説明する拡大図である。 本発明の対向ピストン型エンジンの吸排気用バルブの構成の概略を説明する拡大図である。 本発明の対向ピストン型エンジンの燃焼室の形状を説明する斜視図である。 本発明の対向ピストン型エンジンの燃焼室の形状を説明する断面図である。 本発明の対向ピストン型エンジンの燃焼室の形状を説明する側面図である。 本発明の対向ピストン型エンジンの燃焼室の形状を説明する側面図である。 本発明の対向ピストン型エンジンの燃焼室の形状を説明する断面図である。 本発明のシール構成部材としてのガスケットを説明する図である。 本発明のシール構成部材としてのガスケットの取付けを説明する断面図である。 本発明の対向ピストン型エンジンの２軸出力型の構成を説明する斜視図である。 本発明の対向ピストン型エンジンの２軸出力型の構成を説明する斜視図である。 本発明の対向ピストン型エンジンの１軸出力型の構成を説明する斜視図である。 本発明の対向ピストン型エンジンの左右シンリダにおける冷却回路を説明する側面図である。 本発明の対向ピストン型エンジンの２軸出力型の連動ギア群の構成を説明する図である。 本発明の対向ピストン型エンジンの１軸出力型の連動ギア群の構成を説明する図である。 本発明の対向ピストン型エンジンの２軸出力型の連動ギア群の他の実施例の構成を説明する図である。 本発明の対向ピストン型エンジンの２軸出力型の連動ギア群の他の実施例の構成を説明する図である。 本発明の対向ピストン型エンジンの２軸出力型の連動ギア群の他の実施例の構成を説明する図である。 本発明の対向ピストン型エンジンの２軸出力型の連動ギア群の他の実施例の構成を説明する図である。 本発明の対向ピストン型エンジンの潤滑回路の該略の構成を説明する図である。 本発明の対向ピストン型エンジンの燃焼室におけるスパークプラグ及び吸排気用バルブの配設位置の変形例を説明する図である。 本発明の対向ピストン型エンジンの燃焼室におけるスパークプラグ及び吸排気用バルブの配設位置の変形例を説明する拡大図である。 本発明の対向ピストン型エンジンの燃焼室におけるスパークプラグの配設個数の変形例を説明する図である。 ユンカース社の対向ピストン型エンジンを説明する図である。
　本発明の実施の形態は、水平シリンダ内に独立した左右ピストンを互いにヘッドが対峙した状態で収納すると共に、１個の燃焼室を左右ピストンヘッド間に連通して水平シリンダ外に形成し、燃焼室内における点火爆発による左右ピストンの近接、離反作動を介して出力を取出すように構成した対向ピストン型エンジンに関する。
　そして、水平シリンダは、左右シリンダ単体を接合することにより構成すると共に、左右シリンダ単体の接合部はガスケット等のシール構成部材でシーリングし、しかも、水平シリンダ内に連通して形成した燃焼室は断熱材で形成している。
　そして、水平シリンダの一側方には吸排気用バルブを並設すると共に、吸気用バルブのバルブ作動軸芯は水平シリンダの水平軸芯に対して傾斜するように構成し、しかも、吸排気用バルブ及び混合ガス点火用のスパークプラグは燃焼室内に配置し可及的に燃焼室容積が小さくなるように構成している。
　そして、吸気用バルブと排気用バルブは互いに対峙した状態とし、しかも、各バルブの作動軸芯は同軸上となるように配置している。
　そして、左右ピストンのボトム部にそれぞれ左右クランク機構を連動連設し、左右ピストンからの出力を左右クランク機構における左右クランク出力軸から、または左右クランク出力軸にそれぞれ隣接する左右隣接軸から２軸で取出し、各２軸はそれぞれ反対方向に回転するように構成することにより各２軸の回転反力を互いに打ち消して低振動化を図る様に構成している。
　そして、左右ピストンからの出力を左右クランク機構における左右クランク出力軸から、または左右クランク出力軸にそれぞれ隣接する左右隣接軸から２軸で取出し、各２軸のそれぞれに外部アクチュエータを独立して連動連設している。
　そして、左右ピストンのボトム部にそれぞれ左右クランク機構を連動連設し、左右クランク機構の間に連動ギア群を介設することにより左右クランク機構からのそれぞれのクランク出力を連動ギア群に設けた出力軸に合流して取出すべく構成し、しかも、連動ギア群のギア出力軸は、左右ピストンの対峙中心軸からオフセットして配置している。
　そして、水平シリンダの燃焼室に連通した排気口は、エンジンケースの上部に配置し、燃焼室に混合ガスを吸入する吸気口はエンジンケースの下部に配置している。
　そして、水平シリンダの外周にウォータジャケットを形成し、ウォータジャケットの冷却水入口を左右ピストン側に対応するウォータジャケットの左右側部にそれぞれ独立して配設すると共に、冷却水出口を一方のピストン側の排気口に対応するウォータジャケットに配設している。
　以下、本発明の実施例を図１～図１４を用いて具体的に詳説する。
　本発明の実施例の対向ピストン型エンジンＡは、図６Ａに示すように、エンジンブロック５１を主体に、その上方にギアボックス５２を、その下方にオイルパン５０をそれぞれ積層して配置することにより構成している。
　図１に示すように、エンジンブロック５１は、左右に分割した左右エンジンブロック５１－１，２、及び左右エンジンブロック５１－１，２の開放端部を閉塞する左右クランクカバー１７ａ，１８ａより構成している。左右エンジンブロック５１－１，２は、鋳造によりそれぞれ一体成形するものであり、内部の中心部には、それぞれ左右シリンダ単体４８，４９を形成し、その周辺に後述する燃焼室Ｓや、燃焼室Ｓに連通する吸排気用バルブ７，３５を取付けるためのバルブ設置孔３５ａ，７ａや、スパークプラグ６を取付けるためのプラグ設置孔６ａや、冷却水流通用のウォータジャケット１１や、冷却水入口１２と冷却水出口１３を形成する冷却水用パイプ取付部１２ａ，１３ａや、左右ピストン２，３に連動連設した左右クランク機構１７，１８を収容する左右クランク機構収容部１７ｂ，１８ｂ等を一体に鋳造成形している。このように鋳造成形した左右エンジンブロック５１－１，２をガスケット４１を介在して一体に接合することにより、水平シリンダ１や燃焼室Ｓやウォータジャケット１１を形成すると共に、左右エンジンブロック５１－１，２のそれぞれの外端部に開口された空間を、左右クランクカバー１７ａ，１８ａにより閉塞することにより最終的にエンジンブロック５１を構成する。
　左シリンダ単体４８と右シリンダ単体４９とを接合して一つの水平シリンダ１を形成している。水平に形成された水平シリンダ１内には、独立して左右ピストン２，３を互いに左右ピストンヘッド４，５が対峙した状態で摺動自在に収納している。このように、左右シリンダ単体４８，４９を接合して一つの水平シリンダ１を形成する分割構造とすることにより、水平シリンダ１の加工組立てが容易となり、水平シリンダ１の外に燃焼室Ｓを形成する場合の加工（例えば、燃焼室Ｓに付設される後述の吸気用バルブ７及び排気用バルブ３５（図４参照）周辺の加工）が容易となり、一本のシリンダで形成した場合と比べて水平シリンダ１の外周の後述のウォータジャケット１１の形成が容易となり、左右シリンダ単体４８，４９の鋳造効率化が良好となる等の各種の効果がある。
　また、１個の水平シリンダ１に対して左右ピストン２，３を備えるため、水平シリンダ１内で左右ピストン２，３のストロークを分割することができ、通常のエンジンに比べて、燃焼室Ｓ内で点火された混合ガスの高膨張比を取ることができる。
　左右ピストンヘッド４，５間に連通している燃焼室Ｓは、混合ガスを充填してその中で点火爆発させることにより左右ピストン２，３を互いに離反近接する方向に摺動させ、かかるピストン作動から後述するクランク機構を介してピストン出力を取出すように構成している。
　燃焼室Ｓは、具体的には図２に示すように、一部左右ピストンヘッド４，５の近接部分にそれぞれ形成した傾斜面４ａ，５ａからなる接合空間Ｓ－１と、水平シリンダ１の中途部側壁を膨出して接合空間Ｓ－１に連通して形成した容積空間Ｓ－２とから構成されている。ここで、容積空間Ｓ－２とは、燃焼室Ｓを構成する空間から対向する左右ピストンヘッド４，５間のクリアランス（例えば、構成部品精度公差、熱膨張、ピストンヘッドの挙動を考慮した空間等）と上述した接合空間Ｓ－１と、後述のスパークプラグ６、吸気用バルブ７及び排気用バルブ３５等の占有空間とを除いた空間である。このように容積空間Ｓ－２は、水平シリンダ１の側壁外方に水平シリンダ１と並設して形成されている。
　図４Ｃ、図４Ｄ及び図４Ｅに示すように、燃焼室Ｓは、左右ピストンヘッド４，５が近接した状態で、両ピストンヘッド端面に、下縁部から中心部上方にかけて略放物線形状の扁平凹部４ａ’，５ａ’を形成し、両ピストンヘッドの近接状態において、この扁平凹部４ａ’，５ａ’により形成される空間を接合空間Ｓ－１としている。
　接合空間Ｓ－１は、水平シリンダ１の中途部側壁を水平シリンダ１の断面方向に沿った略扁平状に膨出して膨出して水平シリンダ１本体の外方に形成した容積空間Ｓ－２に連通している。
　容積空間Ｓ－２の形状は、接合空間Ｓ－１の下縁部に連通する半円弧状凹部４ｂ’，５ｂ’と、半円弧状凹部４ｂ’，５ｂ’から左右に半円弧状に拡大した左右拡大部４ｃ’，５ｃ’と、半円弧状凹部４ｂ’，５ｂ’から左右拡大部４ｃ’，５ｃ’にかけて、漸次下方に向かって空間の厚みが増加する燃焼空間Ｓ－３と、により形成されている。
　そして、左右拡大部４ｃ’，５ｃ’の一側方における中央下部には、スパークプラグ６の先端が配設されており、左右拡大部４ｃ’，５ｃ’の他側方における拡大部分には、吸排気用バルブ７，３５の先端が配設されている。
　また、容積空間Ｓ－２の形状は、上記のように形成されているものであり、特に本発明では、燃焼効率化、高圧縮比化等の要請により、燃焼室Ｓの容積空間Ｓ－２を可及的に小さくするために、水平シリンダ１の外周壁から突出した略扁平形状の容積空間Ｓ－２の左右側縁部ｒ１，ｒ２及び中央外底部ｒ３を凹状の湾曲形状に形成して、容積空間Ｓ－２と共に、外形も可及的に小さくすることができるように構成している。
　なお、接合空間Ｓ－１から容積空間Ｓ－２に連通する開口部面積Ｓ－４は、吸気用バルブ７及び排気用バルブ３５による混合ガスの吸排気抵抗にならないように設定されている。
　さらに、図４Ｅの部分拡大図４Ｅ’に示すように、左右ピストンヘッド４，５が再接近した状態の、左右ピストンヘッド４，５間のクリアランスｘは、シール構成部材としての後述のガスケット４１を介して接合された左右シリンダ単体４８，４９の接合面のクリアランスｙよりも狭くなるようにして、燃焼室Ｓの接合空間Ｓ－１を可及的に小さくすることができるように構成している。
　図４Ａに示すように、燃焼室Ｓの容積空間Ｓ－２には、左ピストンヘッド４側にスパークプラグ６が配置され、右ピストンヘッド５側に吸気用バルブ７及び排気用バルブ３５が配置されている。つまり、図４Ｂ及び図４Ｃに示すように、左ピストンヘッド４側の容積空間Ｓ－２の外側には、スパークプラグ６のプラグ設置孔６ａが設けられ、燃焼室Ｓ内に吸気した混合ガスを点火させるためのスパークプラグ６を配置可能としている。また、図４Ｂ及び図４Ｄに示すように、右ピストンヘッド５側の容積空間Ｓ－２の外側には、吸気用バルブ７及び排気用バルブ３５のバルブ設置孔３５ａ，７ａが設けられ、吸気用バルブ７及び排気用バルブ３５を配置可能としている。
　また、吸気用バルブ７のバルブ設置孔７ａと排気用バルブ３５のバルブ設置孔３５ａとでは、混合ガスの燃焼損失による排気量の減少を考慮して、吸気用バルブ７のバルブ設置孔７ａよりも排気用バルブ３５のバルブ設置孔３５ａのバルブ径は小さく設けられている。そのため、図４Ｃに示すように、プラグ設置孔６ａの中心６ｂは、燃焼室Ｓの中心Ｓａよりも所定の幅ｈ（例えば、１ｍｍ）だけ排気用バルブ３５のバルブ設置孔３５ａ側に偏よってプラグ設置孔６ａが設けられている。
　さらに、プラグ設置孔６ａに設置されているスパークプラグ６は、スパークプラグ６の先端に設けられた中心電極６ｃを接合空間Ｓ－１側へ近づけ、かつ、吸気用バルブ７及び排気用バルブ３５のバルブリフト時に、スパークプラグ６の先端に設けられた外側電極６ｄが、吸気用バルブ７及び排気用バルブ３５の先端と干渉しないようにしている。
　吸気用バルブ７は、混合ガスをガス供給部（図示せず）から導入して適当なタイミングで燃焼室Ｓ内に混合ガスを吸気させるものである。図３に示すように、吸気用バルブ７のバルブステム８は、ステム駆動機構９を介して進退自在に構成されており、進退作動にともない吸気用バルブ７の開閉作動を行う。ステム駆動機構９は、バルブステム８の基端のバルブリフタ８ｂに当接自在に吸気カム９ａを配設すると共に、バルブスプリング９ｂをバルブステム８の作用部に装着して構成しており、吸気カム９ａの作用によりバルブステム８を、バルブステム８の先端の燃焼室Ｓに面して設けられたバルブシート８ｆから進出させ、バルブスプリング９ｂの作用によりバルブステム８を退去させて、一定の制御タイミングにより混合ガスを燃焼室Ｓ内に噴出吸気させる。かかるバルブステム８のバルブ動作軸芯ａ、すなわち、吸気用バルブ７のバルブ作動軸芯は水平シリンダ１の水平軸芯ｂに対して傾斜して形成されている。
　バルブステム８は、バルブステム８の基端部のバルブコッター８ｄとバルブステム８の中間部のバルブガイド８ａとにより、バルブステム８のバルブ動作軸芯ａが水平シリンダ１の水平軸芯ｂに対して所定の角度で傾斜した状態に保持されている。
　バルブスプリング９ｂは、バルブリテーナー８ｅとスプリングシート９ｄとにより狭持され、バルブリテーナー８ｅとスプリングシート９ｄとの間を伸縮自在としている。
　バルブガイド８ａのバルブスプリング９ｂ側にはステムシール９ｃが設けられ、バルブステム８を伝って、混合ガスがバルブスプリング９ｂ側に漏洩するのをシールドしている。
　バルブステム８の基端部とバルブリフタ８ｂとの間には、タペット調整シム８ｃが設けられ、吸気用バルブ７のバルブクリアランスを調整可能としている。
　また、排気用バルブ３５は、上記吸気用バルブ７と同様な構成であり、燃焼室Ｓ内の排気ガスを、後述の排気口１４から適当なタイミングで排気させるものである。
　そして、図４に示すように、燃焼室Ｓとしての容積空間Ｓ－２の左ピストン２側には、混合ガスを点火させるためのスパークプラグ６が配置される一方、右ピストン３側には、上下に吸気用バルブ７及び排気用バルブ３５がスパークプラグ６と対向して配置されている。なお、吸気用バルブ７及び排気用バルブ３５は、スパークプラグ６の位置よりも上下方に配置されている。
　このように、スパークプラグ６と吸気用バルブ７及び排気用バルブ３５とを、燃焼室Ｓとしての容積空間Ｓ－２の左右に配置すると共に、吸気用バルブ７及び排気用バルブ３５はバルブ動作軸芯ａが水平シリンダに対して傾斜して付設されているので、対向ピストン型エンジンＡをコンパクト化するができると共に、結果的に燃焼室Ｓの容積空間Ｓ－２を可及的に小さくすることができ、その分高圧縮比化を可能とすることができる。
　すなわち、１個の燃焼室Ｓを左右ピストンヘッド間に連通して水平シリンダ１の外部に形成したため、ピストン毎に複数の燃焼室を備えるよりもＳ／Ｖ比を小さくすることができるとともに、燃焼室Ｓにおける混合ガスの高圧縮比化を図ることができる。なお、本発明の実施例では、発明者の実験データによると、通常のエンジンの混合ガスの圧縮比が約１０～１１であるのに対して、約１７までの高圧縮比化を図ることができた。
　また、断熱材形成の一例としては、左右ピストンヘッド４，５には、周知のステンレス鋼（例えば、ＳＵＳ３０３）が用いられ、燃焼室Ｓを含む水平シリンダ１を形成する左シリンダ単体４８及び右シリンダ単体４９は、周知の球状黒鉛鋳鉄品（例えば、ＦＣＤ４５０）が用いられる。このように、左右ピストンヘッド４，５及び水平シリンダ１に低伝導材を用い、２気筒を統合した一つの燃焼室Ｓとしたため、断熱効率を向上させ冷却損失の低減を図ることが可能となる。
　また、図１に示すように、左右シリンダ単体４８，４９の接合面は、シール構成部材として、ＳＵＳビートブレード一枚にラバーコートを施したガスケット４１によりシーリングされている。図５Ａに示すように、ガスケット４１には、シリンダボア穴Ｂと燃焼室Ｓとを含んで形成されるボア部４３、ボルト穴４４、冷却用の水が循環する水穴部４５、潤滑用のオイルが循環するオイル穴部４２等を形成している。このガスケット４１は、例えば、従来の４サイクルエンジン等のシリンダシーリングに用いられる金属製シリンダヘッドガスケットが用いられる。
　図５Ａに示すように、ガスケット４１には、ボア部４３に沿ってボア部４３を囲むようにフルビード４６が形成されている。また、フルビード４６の外周には、水穴部４５の周囲を囲むようにハーフビード４７が形成されている。また、オイル穴部４２の周囲及びガスケット４１の右端部の上下２個のボルト穴４４の周囲にもハーフビード４７が形成されている。
　図５Ｂに示すように、ボア部４３の直近の周囲に、ボア部４３を囲繞するように形成されたフルビード４６により、左右シリンダ単体４８，４９をボルト穴４４に挿通したボルト等で締結して接合する場合に、ボア部４３の直近の周囲がボアシールされ、燃焼室Ｓ内に吸気された混合ガスや燃焼後の排気ガスが左右シリンダ単体４８，４９の接合面から洩れるのを防いでいる。さらに、ボア部４３の外周に複数個形成した水穴部４５の周囲やさらにその外周に形成した、オイル穴部４２の周囲やガスケット４１の周端に形成した複数個のボルト穴４４の周囲に形成されたハーフビード４７により、燃焼室Ｓの冷却のために水平シリンダ１の周囲を循環する水やオイルが左右シリンダ単体４８，４９の接合面から洩れるのを防いでいる。
　すなわち、ボア部４３の直近の周囲は、気体としてのガスのシーリングを確実に行うために、断面山型としたフルビード４６によりシーリングしており、他方、ボア部４３の周辺のフルビード４６によるシーリングの外側方におけるシーリング、すなわち、水穴部４５、オイル穴部４２、ガスケット４１等の周縁のシーリングは、高曲率で曲がりが多い部分のシーリング形成が容易な一辺傾斜のハーフビード４７によりシーリングしている。
　図５Ｂは、図５Ａに示すボア部４３の上端部のＡ―Ａにおけるガスケット４１の取付け状態を示す断面図である。なお、ガスケット４１に配されるフルビード４６及びハーフビード４７は、上記従来の金属製シリンダヘッドガスケットに形成されるフルビード及びハーフビードと同様な機能を有する周知のものであるが、特にその配設位置を上記のように構成することにより、従来の折り返し鍔部にシール部材を嵌着したシーリング構造における曲率の高い形状のシーリングの不都合を解消し、湾曲部におけるシール部材のシワを生起することなく確実なシーリング機能を果たすことができる。
　このように燃焼室Ｓを断熱材により断熱化をはかると共に、充分なシーリングを行っているので、熱の低伝導をはかり可及的な断熱化を実現し、冷却損失を低減して高圧縮比化を図ることができる。
　また、図１及び図３に示すように、水平シリンダ１の外周壁には、左右シリンダ単体４８，４９それぞれに二重構造のウォータジャケット１１を形成している。ウォータジャケット１１中には冷却水を循環させながらエンジンの冷却を行うことができるように構成されている。ウォータジャケット１１の冷却水入口１２と冷却水出口１３とは効率的なエンジン冷却効率がはかれるように配設位置に工夫が施されている。
　すなわち、冷却水入口１２は、ウォータジャケット１１の左右側部にそれぞれ独立して配設され、左右シリンダ単体４８，４９側にそれぞれ対応するウォータジャケット１１が左右側部に二個独立して配設されている。従って、水平シリンダ１の左右半分に二か所の冷却水入口１２からそれぞれ冷却水が注入されるように構成されているので複雑なジャケット部の設計を必要とすることなく、簡便な構造で冷却効率が向上する。
　また、冷却水出口１３は、左右ピストン２，３の一方のピストン側（例えば、右ピストン３側）の排気口１４に対応したウォータジャケット１１部分の近傍に配設しており、熱交換して帯熱した冷却水を帯熱雰囲気の排気口１４近傍のウォータジャケット１１部分から排出するように構成して無用の熱伝導を阻止し、断熱化を促進する。
　なお、ウォータジャケット１１の一部は、特にスパークプラグ６や吸排気用バルブ７，３５に水平シリンダ１や燃焼室Ｓからの伝熱が可及的に影響しないように、スパークプラグ６や吸排気用バルブ７，３５の周辺を囲繞する形状に構成（図３参照）しており、かかるウォータジャケット１１の構成により、特に燃焼室Ｓからの高熱が直接に伝播しても、周辺のウォータジャケット１１により冷却されて、スパークプラグ６や吸排気用バルブ７，３５の熱障害による作動不良が生起しないようにしている。
　図６Ａ、図６Ｂ及び図６Ｃに示すように、本発明の実施例の対向ピストン型エンジンＡは、エンジンブロック５１を主体としてその上方にギアボックス５２を、その下方にオイルパン５０を、それぞれ中央のエンジンブロック５１に積層して配置構成されている。エンジンブロック５１は、その内部に上述した図１に示す対向ピストン型エンジンＡの駆動系がケーシングされている。また、ギアボックス５２は、後述の連動ギア群Ｇがケーシングされている。また、詳細は後述するが、オイルパン５０は、エンジンブロック５１内の駆動系やギアボックス５２内の連動ギア群Ｇ等に、給油路（以下、潤滑回路という）を介して潤滑オイルを給油する。
　なお、図６Ａ及び図６Ｂは、エンジンブロック５１の左右クランク出力軸２３，２４からの回転出力を、ギアボックス５２の二つの出力軸ｇ１，ｇ２を介して二つの外部アクチュエータＭ（図７参照）へ伝達する場合の対向ピストン型エンジンＡの構成を示している。また、図６Ｃは、エンジンブロック５１の左右クランク出力軸２３，２４からの回転出力を、ギアボックス５２により一つの出力軸ｇに合流して外部アクチュエータＭ（図８参照）へ伝達する場合の対向ピストン型エンジンＡの構成を示している
　そして、図６Ａに示すように、エンジンブロック５１の一方の側面には、左右シリンダ単体４８，４９にそれぞれ対応した２箇所の冷却水入口１２が配設されている。すなわち、図６Ｄに示すように、エンジンブロック５１内の左右シリンダ単体４８，４９の一方の側面にそれぞれ対応して設けられた２箇所の冷却水入口１２から、左右シリンダ単体４８，４９内に注水された冷却水は、上述したように、水平シリンダ１の外周壁を囲むように設けられたウォータジャケット１１を経由して、左右シリンダ単体４８，４９の他方の側面に設けられた冷却水出口１３からエンジンブロック５１の外へ排出される。
　また、図６Ｂに示すように、冷却水出口１３は排気口１４の近傍上方に配設されている。このように、冷却水出口１３を排気口１４の近傍に設けることで、エンジンブロック５１内に注水される冷却水は、排気口１４からの不要な熱伝導により加熱されることがないため水平シリンダ１や燃焼室Ｓ及びその周辺に配置されたスパークプラグ６、吸気用バルブ７及び排気用バルブ３５を効率よく冷却することができる。
　このように、ウォータジャケット１１の冷却水入口１２を左右ピストン２，３側に対応するウォータジャケット１１にそれぞれ独立して配置し、他方、冷却水出口１３は、右ピストン３側の排気口１４に対応するウォータジャケット１１の側部に配置したことにより、ウォータジャケット構造に複雑な付加設計を加えることなく、特に簡便な構造で冷却効率の向上を要求される燃焼室Ｓに設けられたスパークプラグ６、吸気用バルブ７及び排気用バルブ３５の周囲の冷却効率を向上しエンジンの熱効率の向上を図ることができる。
　さらに、本発明の実施例では、上述したウォータジャケット１１の配置により、燃焼室Ｓに設けたスパークプラグ６、吸気用バルブ７及び排気用バルブ３５等の部材の冷却効率を専ら向上させるように構成しており、従って、ウォータジャケット１１の冷却作用により燃焼室Ｓが冷却されて熱効率の低下をまねくような熱損失を生起しない。
　また、図１に示すように、左右ピストン２，３のボトム部、すなわち左右ピストン２，３にはそれぞれ左右クランク機構１７，１８を連動連設している。左右クランク機構１７，１８は、左右コンロッド１９，２０と、該左右コンロッド１９，２０及び左右クランク出力軸２３，２４の間に付設したカム機能の左右クランクアーム２１，２２とより構成されており、左右クランク機構１７，１８からの各出力は、左右クランク出力軸２３，２４を介して外部へ出力される。
　左ピストン２の水平方向の変動は、左コンロッド１９を介して左クランク機構１７に伝達される。このとき、左クランク機構１７は、左コンロッド１９の左右方向の変動を、例えば、右回転（時計回り）の回転に変換する。これにより、左クランク出力軸２３からは右回転（時計回り）の回転出力を得ることができる。他方、右ピストン３の水平方向の変動は、右コンロッド２０を介して右クランク機構１８に伝達される。このとき、右クランク機構１８は、右コンロッド２０の左右方向の変動を、例えば、左回転（反時計回り）の回転に変換する。これにより、右クランク出力軸２４からは左回転（反時計回り）の回転出力を得ることができる。
　このように、左右ピストン２，３のボトム部にそれぞれ左右クランク機構１７，１８を連動連設し、左右ピストン２，３からの出力を左右クランク機構１７，１８における左右クランク出力軸２３，２４から２軸で取出し、各２軸はそれぞれ反対方向に回転するように構成している。このように構成することにより、左右クランク出力軸２３，２４からの回転出力に変動があって過不足の回転が生起すると、回転トルクが変動して反力が種々の形態で発生するが、どのような反力が発生しても常に左右の反力は同一形態で生起されるため互いに打ち消し合うようにすることができる。
　左右クランク機構１７，１８の外側は、それぞれ左右エンジンブロック５１－１，２の開口端部を閉塞状態に連設した左右クランクカバー１７ａ，１８ａでケーシングされている。
　ここで、ギアボックス５２にケーシングされた連動ギア群Ｇの構成の実施例を図７～１２を参照して説明する。本発明の実施例における連動ギア群Ｇは、左右クランク出力軸２３，２４からの回転出力のトルク変動を外部アクチュエータＭで抑制する制御や位相同期制御を行い、外部アクチュエータＭを駆動する際の低振動化を図るために設けられている。
　なお、左右クランク出力軸２３，２４からの回転出力の位相同期制御は、左右クランク出力軸２３，２４からの回転出力を左右反対方向に設定し、左右クランク出力軸２３，２４からの回転出力をアイドルギアやタイミングベルト等を介して、位相（回転方向や変動速度）を同期させたり変動させたりして連動連結するものである。このように位相同期制御を行うことで、左右クランク機構１７，１８の有するそれぞれの慣性力とトルクを打ち消し合うように設定することができ、エンジンの低振動化を可能とし、作動ノイズを低減することができる効果がある。
　なお、エンジンの低振動化や作動のノイズの低減を図る方法としては、位相同期制御だけではなく、例えば、位相を任意に調整可能としたり、位相をずらしたりすることもでき、左右クランク出力軸２３，２４からの回転出力の制御を、各種形態の位相制御で行うように構成することもできる。
　図７に示す連動ギア群Ｇは、左右クランク機構１７，１８における左右クランク出力軸２３，２４からの回転出力を、２軸の出力軸ｇ１，ｇ２で取出し、それぞれの出力軸ｇ１，ｇ２に独立した外部アクチュエータＭである発電機等を駆動すべく構成している。このように２軸で複数の独立した２個の外部アクチュエータＭと連動連結すれば、エンジンからのトルク変動を外部アクチュエータＭで抑制する制御や位相同期制御が可能となり、コンパクト化や低振動化に貢献する。
　また、それぞれの左右クランク出力軸２３，２４が出力軸ｇ１，ｇ２となりピークトルクが軽減できるため、部品の強度を高めるための部材や緩衝機構を用いない部品構成が可能となる。また、外部アクチュエータＭとしてツイン発電機や、発電機とコンプレッサー等を同時に駆動させることもできる。
　図７に示すように、左右クランク機構１７，１８の上部には、連動ギア群Ｇが介設されている。左右クランク機構１７，１８における左右クランク出力軸２３，２４は、それぞれ連動ギア群Ｇにおける所定のギアＧａとギアＧｆとに連動連設されて連動ギア群Ｇが駆動される。連動ギア群Ｇは、ギアＧａ、ギアＧｂ、ギアＧｃ、ギアＧｄ、ギアＧｅ、ギアＧｆの６個のギアの組み合わせより構成される。
　ギアＧａは、出力軸ｇ１を介して左クランク出力軸２３に接続されており、左クランク出力軸２３の右回転（時計回り）の回転出力をギアＧｂに伝達する駆動動力ギアである。ギアＧａとギアＧｂのギア比は１：２である。ギアＧｆは右クランク出力軸２４に接続されており、右クランク出力軸２４の左回転（反時計回り）の回転出力をギアＧｅに伝達する駆動動力ギアである。ギアＧｆとギアＧｅのギア比は１：２である。そして、ギアＧｂ、ギアＧｃ、ギアＧｄ及びギアＧｅはアイドルギアであり、ギアＧｂとギアＧｃのギア比は２：１、ギアＧｃとギアＧｄのギア比は１：２、ギアＧｄとギアＧｅのギア比は１：１である。
　ギアＧａとギアＧｂのギア比は１：２であるので、ギアＧａの右回転（時計回り）の回転出力は、１／２減速されてギアＧｂに伝達される。このとき、ギアＧｂはギアＧａの回転方向とは逆の左回転（反時計回り）で回転する。このように、左クランク出力軸２３に接続されたギアＧａの回転出力は、他の複数のギア（ギアＧｂ→ギアＧｃ→ギアＧｄ→ギアＧｅ）を介して、その回転方向や回転速度を変化させながらギアＧｆに伝達される。
　また、同様にして右クランク出力軸２４に接続されたギアＧｆの回転出力は、他の複数のギア（ギアＧｅ→ギアＧｄ→ギアＧｃ→ギアＧｂ）を介して、その回転方向や回転速度を変化させながらギアＧａに伝達される。
　このように、両端の左右クランク出力軸２３，２４の回転出力を間に介在した連動ギア群Ｇを介して互いに反対方向に回転するように構成することにより、回転方向を反転させるカウンタローテーションを実現することができ、左右クランク出力軸２３，２４からの回転反力を互いに打ち消して低振動化を図ることができる。また、２軸同時に外部アクチュエータＭとしての発電機やコンプレッサーを連動連結させることができ、左右クランク出力軸２３，２４からの出力を有効に活用することができる。
　また、図７に示すようにギアＧｅの軸Ｇｅ’は、カムを介して吸気用バルブ７及び排気用バルブ３５のステム駆動機構９に連結されている。ギアＧｅの回転がカムを介してステム駆動機構９に伝達されることにより、上述したように、吸気用バルブ７及び排気用バルブ３５は、ステム駆動機構９を介した進退作動にともない吸気用バルブ７及び排気用バルブ３５の開閉作動を行う。これにより、所定のタイミングで混合ガスを燃焼室Ｓ内に吸気させるとともに、燃焼室Ｓ内の排気ガスを所定のタイミングで排気させる。
　また、他の実施例として、図８に示すように、左右クランク機構１７，１８における左右クランク出力軸２３，２４の回転出力は、それぞれ連動ギア群Ｇにおける所定のギアと連動連設されて連動ギア群Ｇを駆動する。そして、そのうちの一個のギアＧｄにはギア出力用として機能すべく出力軸ｇを設け、左右クランク出力軸２３，２４からの回転出力を、連動ギア群Ｇを介して出力軸ｇに合流して出力されるように構成することもできる。
　図８に示すように、連動ギア群Ｇは、ギアＧａ、ギアＧｂ、ギアＧｃ、ギアＧｄ、ギアＧｅ、ギアＧｆ、ギアＧｇの７個のギアの組み合わせより構成される。ギアＧａは左クランク出力軸２３に接続されており、左クランク機構１７の駆動を連動ギア群Ｇに伝達する駆動動力ギアである。ギアＧｂ及びギアＧｃはギアＧａの駆動をギアＧｄに伝達するアイドルギアであり、ギアＧａ、ギアＧｂ、ギアＧｃ、ギアＧｄのギア比は１：１である。そして、左クランク出力軸２３に接続されたギアＧａの回転出力は、他の複数のアイドルギア（ギアＧｂ→ギアＧｃ→ギアＧｄ）を介して、その回転方向を変化させながらギアＧｄに伝達され、出力軸ｇから出力される。
　ギアＧｇは右クランク出力軸２４に接続されており、右クランク機構１８の駆動を連動ギア群Ｇに伝達する駆動動力ギアである。ギアＧｆはギアＧｇの駆動をギアＧｅに伝達するアイドルギアであり、ギアＧｇとギアＧｆのギア比は１：２、ギアＧｆとギアＧｅのギア比は２：１である。右クランク出力軸２４に接続されたギアＧｇの回転出力は、他の複のギア（ギアＧｆ→ギアＧｅ）を介して、その回転方向や回転速度を変化させながらギアＧａに伝達され、出力軸ｇから出力される。
　また、ギアＧｆの軸Ｇｅ’は、上述した吸気用バルブ７及び排気用バルブ３５を駆動するステム駆動機構９に連結されており、所定のタイミングで混合ガスを燃焼室Ｓ内に吸気させるとともに、燃焼室Ｓ内の排気ガスを所定のタイミングで排気させる。
　このように、出力軸ｇは、図８に示すように左右ピストン２，３の対峙中心、すなわち水平シリンダ１の中央線である水平軸芯ｂからオフセットとして配置し、両端の左右クランク機構１７，１８における左右クランク出力軸２３，２４の回転出力を左右反対回転方向に変動設定し、連動ギア群Ｇにより、回転方向を反転させるカウンタローテーションを実現し、左右クランク機構１７、１８からの慣性力およびそのトルクをキャンセルさせて、ギア出力用としての出力軸ｇに伝達することで、エンジンの低振動化を可能とし、作動ノイズを低減することができる効果がある。さらに、連動ギア群Ｇの出力軸ｇを水平シリンダ１の水平軸芯ｂからオフセットして配置したので、片側に、連動ギア群Ｇ（例えば、出力軸、クランク主力軸、吸排気用バルブ作動用のカム軸等）を設けたとしてもコンパクトな構成の連動ギア群Ｇとすることができる効果がある。
　また、他の実施例として、図９に示すように、左右クランク機構１７，１８における左右クランク出力軸２３，２４の回転出力を２軸の出力軸ｇ１，ｇ２で取出し、それぞれの軸に独立した外部アクチュエータＭである発電機等を駆動すべく構成し、左右クランク機構１７，１８における左右クランク出力軸２３，２４の回転出力は、それぞれタイミングベルト７０と所定の複数のギアとを連動連設することで外部に取出すことができる。
　図９に示すように左右クランク機構１７，１８の上部には、一部タイミングベルトを介した連動ギア群Ｇが介設されている。すなわち、右クランク出力軸２４に出力軸ｇ２を介して連設したギア７４には、隣接する大径のギア７５が噛合し、該ギア７５には同軸のタイミングベルトプーリー７６が設けられている。一方、左クランク出力軸２３に出力軸ｇ１を介して連設したタイミングベルトプーリー７３が設けられ、該タイミングベルトプーリー７３と右クランク出力軸２４側のタイミングベルトプーリー７６との間にはタイミングベルト７０が懸架されている。
　ギア７４とギア７５のギア比は１：２であり、右クランク出力軸２４に接続されたギア７４の回転出力は、ギア７５とその上部に設置されたタイミングベルトプーリー７６を介して、その回転方向や回転速度を変化させながらタイミングベルトプーリー７３に伝達される。また、タイミングベルトプーリー７３とタイミングベルトプーリー７６との略中間に位置には、タイミングベルト７０を所定のテンション（張力）に保つためのテンションローラ７１が２個設けられている。
　このように、両端の左右クランク出力軸２３，２４の回転出力を反対方向に回転するように構成し、ギア７５とタイミングベルト７０により連結して、回転方向を反転させるカウンタローテーションを実現することで、左右クランク出力軸２３，２４からの回転反力を互いに打ち消して低振動化を図ることができる。
　また、他の実施例として、図１０に示すように、左右クランク機構１７，１８における左右クランク出力軸２３，２４の回転出力を２軸の出力軸ｇ１，ｇ２で取出し、それぞれの軸に独立した外部アクチュエータＭである発電機等を駆動すべく構成し、左右クランク出力軸２３，２４の回転出力は、それぞれタイミングベルト７０と所定の複数のギアとで連動連設することもできる。
　図１０に示すように、左右クランク機構１７，１８の上部には、一部タイミングベルトを介した連動ギア群Ｇが介設されている。すなわち、右クランク出力軸２４に出力軸ｇ２を介して連設したギア７７には、隣接する大径のギア７６が噛合し、該ギア７６には同軸のタイミングベルトプーリー７２が設けられている。一方、左クランク出力軸２３に出力軸ｇ１を介して連設したギア７３には中間ギア７４が噛合し、中間ギア７４には隣接する大径のギア７５が噛合し、該ギア７５には同軸のタイミングベルトプーリー７１が設けられている。右クランク出力軸２４側のタイミングベルトプーリー７２と左クランク出力軸２３側のタイミングベルトプーリー７１との間には、タイミングベルト７０が懸架されている。なお、ギア７３とギア７４のギア比は１：１とし、ギア７７とギア７６のギア比は１：２とし、ギア７４とギア７５のギア比は１：２とし、ギア７５とギア７６のギア比は１：１としている。
　このように、両端の左右クランク出力軸２３，２４の回転出力を反対方向に回転するように構成し、複数のギアとタイミングベルト７０により連結して、回転方向を反転させるカウンタローテーションを実現することで、左右クランク出力軸２３，２４からの回転反力を互いに打ち消して低振動化を図ることができる。
　また、他の実施例として、図１１に示すように、左右クランク機構１７，１８における左右クランク出力軸２３，２４の回転出力を２軸の出力軸ｇ１，ｇ２で取出し、それぞれの軸に独立した外部アクチュエータＭである発電機等を駆動すべく構成し、左右クランク出力軸２３，２４の回転出力は、それぞれタイミングベルト７０と所定の複数のギアとで連動連設することもできる。
　図１１に示すように、左右クランク機構１７，１８の上部には、一部タイミングベルトを介した連動ギア群Ｇが介設されている。すなわち、左クランク出力軸２３に出力軸ｇ１を介して連設したギア７３には隣接するギア７２が噛合し、該ギア７２と同軸でタイミングベルトプーリー７０を設けている。他方、右クランク出力軸２４に出力軸ｇ２を介して連設したギア７４には、同軸でタイミングベルトプーリー７６を設け、各タイミングベルトプーリー７０，７６間にタイミングベルト７０を懸架している。
　図１１中の７１はテンションローラであり、７５は、右クランク出力軸２４側のギア７４に噛合した吸排気用バルブ７，３５作動用のギアである。図１１に示すようにギア７５の軸Ｇｅ’は、吸排気用バルブ７，３５のステム駆動機構９にカムを介して連動連設している。
　このように、両端の左右クランク出力軸２３，２４の回転出力を反対方向に回転するように構成し、複数のギアとタイミングベルト７０により連結して、回転方向を反転させるカウンタローテーションを実現することで、左右クランク出力軸２３，２４からの回転反力を互いに打ち消して低振動化を図ることができる。
　また、他の実施例として、図１２に示すように、左右クランク機構１７，１８における左右クランク出力軸２３，２４の回転出力を２軸の出力軸ｇ１，ｇ２で取出し、それぞれの軸に独立した外部アクチュエータＭである発電機等を駆動すべく構成し、左右クランク出力軸２３，２４の回転出力を所定の複数のギアにより連動連設することもできる。
　図１２に示すように、左右クランク機構１７，１８の上部には、連動ギア群Ｇが介設されている。すなわち、左右クランク出力軸２３，２４に連設した出力軸ｇ１，ｇ２にギア７１及びギア７４をそれぞれ設けており、各ギア７１，７４の間に更に二個の連動ギア７２，７３をそれぞれ噛合させて、出力軸ｇ１，ｇ２を全て連動ギア群Ｇの噛合により連動連設している。
　図１２中７５は、右クランク出力軸２４側のギア７６に噛合した吸排気用バルブ７，３５作動用のギアである。図１２に示すようにギア７５の軸Ｇｅ’は、吸排気用バルブ７，３５のステム駆動機構９にカムを介して連動連設している。
　このように、両端の左右クランク出力軸２３，２４の回転出力を反対方向に回転するように構成し、複数のギアにより連結して、回転方向を反転させるカウンタローテーションを実現することで、左右クランク出力軸２３，２４からの回転反力を互いに打ち消して低振動化を図ることができる。
　なお、図１２に示すように、必要により出力軸ｇ１，ｇ２にはそれぞれ同径・同重量のフライホイールＦＷ２，ＦＷ２を装着すると共に、出力軸ｇ１，ｇ２にそれぞれ接続された外部アクチュエータＭ，Ｍにもそれぞれ同径・同重量のフライホイールＦＷ１，ＦＷ１を装着しておくことにより、２軸の出力軸ｇ１，ｇ２の回転バランスを均等化することができ、フライホイールの機能を保持しながらフライホイールのコンパクト化を図ることができる。
　また、上述してきた実施例においては、左右クランク機構１７，１８における左右クランク出力軸２３，２４からの回転出力を、直接連動ギア群Ｇの両端に配置したギアやタイミングベルトプーリーと直接連結して取出す構成で説明してきたが、左右クランク出力軸２３，２４にそれぞれ隣接した左右隣接軸（図示せず）を設置し、当該左右隣接軸から左右クランク出力軸２３，２４からの回転出力を取出してもよい。
　本発明の実施例においては、燃焼室Ｓの特に容積空間Ｓ－２に連通した排気口１４と吸気口３３はエンジンブロック５１の上部と下部に分けて配設した。すなわち、図６Ｂに示すように、排気口１４をエンジンブロック５１の上部に配設すると、熱変換機等の温度の高い部品側に排気口１４が位置することになり、排気口１４からの排熱が高温部位に影響することを防止することができ、また、吸気口が比較的に低温部位のエンジンケース下部に配置されるためにエンジンケースの熱分布と吸排気口の配設位置との兼合いを良好として、より低い温度の空気を吸気して燃焼室内への燃料と空気との混合ガスの充填効率を高めることで出力の向上を図り、コンパクト化や熱効率化の向上に貢献することができる効果を有する。
　上述したように、本発明の実施例の対向ピストン型エンジンＡは、エンジンブロック５１を主体としてその上方にギアボックス５２を、その下方にオイルパン５０を、それぞれ中央のエンジンブロック５１に積層して配置構成されている（図６参照）。オイルパン５０は、エンジンブロック５１内の駆動系やギアボックス５２内の連動ギア群Ｇ等に、潤滑回路を介して潤滑オイルを給油する。
　ここで、図１３を参照して、潤滑回路の概要を説明する。オイルパン５０の内部には所定量の潤滑オイルが貯留されている。オイルパン５０には外部に設置された電動ポンプ６０が連結されており、電動ポンプ６０を作動すると、電動ポンプ６０は、オイルパン５０の底面に設けられたオイル吸入口５４から潤滑オイルを取油して、オイル吐出口５５から、オイルパン５０の短側面の一面に付設されたオイルフィルター５６へ潤滑オイルを供給する。オイルフィルター５６は、水冷によるオイルクーラーの機能を併せ持ち、潤滑オイルから不純物を除去するとともに、エンジンブロック５１内の駆動系やギアボックス５２内の連動ギア群Ｇにおいて使用され高温となった潤滑オイルを所定の温度に低下させる。
　オイルフィルター５６から吐出された潤滑オイルは、循環路５７を経由して、エンジンブロック５１内の駆動系に給油されて潤滑に用いられる。対向ピストン型エンジンＡにおけるエンジンブロック５１内の駆動系としては、水平シリンダ１内の左右ピストンヘッド４，５、ステム駆動機構９（吸気カム９ａを含む）、左右クランク機構１７，１８、吸気用バルブ７及び排気用バルブ３５のバルブリフタ機構等がある。なお、水平シリンダ１に給油される潤滑オイルは、循環路５７を経由して水平シリンダ１の壁面から水平シリンダの内面（左右ピストンヘッド４，５の摺動面）に給油してもよいし、また、左右クランク機構１７，１８に給油された潤滑オイルを、左右コンロッド１９，２０を介して水平シリンダ１の内面に給油してもよい。
　また、循環路５７の潤滑オイルは、ギアボックス５２内の連動ギア群Ｇ等にも供給されて潤滑に用いられる。連動ギア群Ｇは、上述した駆動動力ギア、アイドルギア、出力軸、タイミングベルトプーリー、テンションローラ等により構成されている。そして、エンジンブロック５１内の駆動系やギアボックス５２内の連動ギア群Ｇにおいて使用された潤滑オイルは、エンジンブロック５１の下部に重合して配置されているオイルパン５０の内部に回収される。そして、回収された潤滑オイルは、再度電動ポンプ６０によりオイルフィルター５６を経由して循環路５７に供給され、潤滑オイルを必要とする上記各駆動系に供給される。
　なお、潤滑オイルは所定量が消耗するものであり、そのため、オイルパン５０には、内部に貯留された潤滑オイルの量を外部から確認できるオイルレベルゲージ５３が設けられている。そして、オイルパン５０の内部に貯留されている潤滑オイルの貯留量が所定量以下になった場合は、不足分の潤滑オイルが供給口５８からオイルパン５０の内部に補充される。
　ここで、上述した本発明の実施例の変形例を説明する。なお、以下の説明においては、上述した実施例と異なる点のみ説明し、その他は同じ符号を付して説明は省略する。
　まず図１４及び図１５を参照して燃焼室Ｓの容積空間Ｓ－２における吸気用バルブ７及び排気用バルブ３５の配設位置の変形例を説明する。図１４及び図１５に示すように、水平シリンダ１の横側方に扁平状に膨出した燃焼室Ｓとしての容積空間Ｓ－２には、吸気用バルブ７と排気用バルブ３５とを互いに対峙した状態で配設しており、しかも各バルブ７，３５のバルブステム８は、水平シリンダ１の水平軸芯ｂに対して並列に設けられている。従って、各バルブ７，３５を対峙構造としたことにより各バルブが角突き合わせ状体となるため各バルブ作動占拠空間を互いに兼用して用いることが可能となり、燃焼室Ｓとしての容積空間Ｓ－２を可及的に小さくして燃焼室Ｓにおける混合ガスの高圧縮比化を得ることが出来る。
　なお、この変形例においても、吸気用バルブ７及び排気用バルブ３５は、ステム駆動機構９を介して進退自在に構成されているが、図１４に示すように、吸気用バルブ７と排気用バルブ３５とは互いに対峙した状態で配設されており、各吸気用バルブ７及び排気用バルブ３５のステムの基端は、ステム駆動機構９に連動連設しており、一方のバルブが開放すれば、他方のバルブは閉塞するような時差連動機構となっている。図１４中の３４は、排気用バルブ３５の開閉作動を行うために、排気用バルブ３５のステム基部にリンク機構を介して連動連設したプッシュロッドであり、３４’は、吸気用バルブ７の開閉作動を行うために、吸気用バルブ７のステム基部にリンク機構を介して連動連設したプッシュパーツであり、ステム駆動機構９としてのカムの作用により、プッシュロッド３４とプッシュパーツ３４’とをそれぞれ作動させて、吸気用バルブ７及び排気用バルブ３５の開閉を調時しながら行うように構成している。
　次に、図１６を参照して、燃焼室Ｓの容積空間Ｓ－２におけるスパークプラグ６の配設数の変形例を説明する。この変形例では上述した実施例と異なり、左ピストン２側の燃焼室Ｓの容積空間Ｓ－２に２個のスパークプラグを配設している。従って、２個のスパークプラグ６設置する構造としたことにより、燃焼室Ｓの容積空間Ｓ－２内における混合ガスへの点火を効率よく行うことができる。
　以上、複数の実施例や変形例を説明したが、本発明の具体的な構成は上述した実施例や変形例に限定されるものではなく、発明の要旨を逸脱しない範囲の設計変更等があっても本発明に含まれる。
　Ａ　対向ピストン型エンジン
　１　水平シリンダ
　２　左ピストン
　３　右ピストン
　４　左ピストンヘッド
　５　右ピストンヘッド
　Ｓ　燃焼室
　Ｓ－１　接合空間
　Ｓ－２　容積空間
　Ｓ－３　燃焼空間
　６　スパークプラグ
　７　吸気用バルブ
　８　バルブステム
　９　ステム駆動機構
　ａ　バルブ動作軸芯
　ｂ　水平軸芯
　１１　ウォータジャケット
　１２　冷却水入口
　１３　冷却水出口
　１４　排気口
　１７　左クランク機構
　１８　右クランク機構
　１９　左コンロッド
　２０　右コンロッド
　２１　左クランクアーム
　２２　右クランクアーム
　２３　左クランク出力軸
　２４　右クランク出力軸
　３３　吸気口
　３５　排気用バルブ
　４１　ガスケット
　５０　オイルパン
　５１　エンジンブロック
　５２　ギアボックス
　Ｇ　連動ギア群
　Ｇａ　ギア
　Ｇｂ　ギア
　Ｇｃ　ギア
　Ｇｄ　ギア
　Ｇｅ　ギア
　Ｇｆ　ギア
　Ｇｇ　ギア
　ｇ　ギア出力軸
　ｇ１　ギア出力軸
　ｇ２　ギア出力軸
　Ｍ　外部アクチュエータ

Claims (9)

  1. 　水平シリンダ内に独立した左右ピストンを互いにヘッドが対峙した状態で収納すると共に、１個の燃焼室を左右ピストンヘッド間に連通して水平シリンダ外に形成し、燃焼室内における点火爆発による左右ピストンの近接、離反作動を介して出力を取出すように構成した対向ピストン型エンジン。
  2. 　燃焼室は、左右ピストンヘッドが近接した状態で、両ピストンヘッド端面に、下縁部から中心部上方にかけて略放物線形状の扁平凹部を形成し、両ピストンヘッドの近接状態において、この扁平凹により形成される空間を接合空間とすると共に、接合空間は、水平シリンダの中途部側壁を水平シリンダの断面方向に沿った略扁平状に膨出して水平シリンダ本体の外方に形成した容積空間に連通し、
    　容積空間の形状は、接合空間の下縁部に連通する半円弧状凹部と、半円弧状凹部から左右に半円弧状に拡大した左右拡大部と、半円弧状凹部から左右拡大部にかけて、漸次下方に向かって空間の厚みが増加する燃焼空間と、により形成すると共に、左右拡大部の一側方における中央下部には、スパークプラグの先端が配設されるべく構成し、左右拡大部の他側方における拡大部分には、吸排気用バルブの先端が配設されるべく構成したことを特徴とする請求項１に記載の対向ピストン型エンジン。
  3. 　水平シリンダは、左右シリンダ単体を接合することにより構成すると共に、左右シリンダ単体の接合部はガスケット等のシール構成部材でシーリングしたことを特徴とする請求項１又は２に記載の対向ピストン型エンジン。
  4. 　吸排気用バルブ及び混合ガス点火用のスパークプラグの各先端部は燃焼室内に配置すると共に、吸排気用バルブのバルブ作動軸芯が水平シリンダの水平軸芯に対して傾斜するように吸排気用バルブを水平シリンダの一側外方に並設したことを特徴とする請求項１乃至３のいずれかに記載の対向ピストン型エンジン。
  5. 　左右ピストンのボトム部にそれぞれ左右クランク機構を連動連設し、左右ピストンからの出力を左右クランク機構における左右クランク出力軸からまたは左右クランク出力軸にそれぞれ隣接する左右隣接軸から左右の２軸で取出し、各２軸はそれぞれ反対方向に回転するように構成することにより各２軸の回転反力を互いに打ち消して低振動化を図る様に構成したことを特徴とする請求項１乃至４のいずれかに記載の対向ピストン型エンジン。
  6. 　左右ピストンからの出力を左右クランク機構における左右クランク出力軸からまたは左右クランク出力軸にそれぞれ隣接する左右隣接軸から左右の２軸で取出し、各２軸のそれぞれに外部アクチュエータを独立して連動連設したことを特徴とする請求項１乃至５のいずれかに記載の対向ピストン型エンジン。
  7. 　左右ピストンのボトム部にそれぞれ左右クランク機構を連動連設し、左右クランク機構の間に連動ギア群を介設すると共に、一方のクランク出力軸から吸排気用バルブの吸気カム及び排気カムに連動連設したカム軸にギアを介して直接に動力を伝達することを特徴とする請求項１乃至６のいずれかに記載の対向ピストン型エンジン。
  8. 　水平シリンダの燃焼室に連通した排気口は、エンジンケースの上部に配置し、燃焼室に混合ガスを吸入する吸気口はエンジンケースの下部に配置したことを特徴とする請求項１乃至７のいずれかに記載の対向ピストン型エンジン。
  9. 　水平シリンダの外周にウォータジャケットを形成し、ウォータジャケットの冷却水入口を左右ピストン側に対応するウォータジャケットの左右側部にそれぞれ独立して配設すると共に、冷却水出口を一方のピストン側の排気口に対応するウォータジャケットに配設したことを特徴とする請求項１乃至８のいずれかに記載の対向ピストン型エンジン。
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