WO2015029093A1 - 水平対向エンジン - Google Patents

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WO2015029093A1
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pair
crankshaft
horizontally opposed
engine
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Inventor
英博 栗原
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Kurihara Hidehiro
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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
    • F02B75/32—Engines characterised by connections between pistons and main shafts and not specific to preceding main groups
    • 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

Definitions

  • the present invention relates to an improvement of a horizontally opposed engine.
  • a horizontally opposed engine in which pistons are arranged to oppose each other in the left-right direction is another type, for example, a cylinder and a piston are arranged in the longitudinal direction of the engine with respect to the crankshaft.
  • the height of the engine itself can be reduced compared to the so-called in-line type and the V type in which the cylinder and piston are arranged at a predetermined angle with respect to the crankshaft, so that the center of gravity of the vehicle is lowered. Can be achieved.
  • the vibration of the entire engine can be reduced.
  • the vehicle height can be lowered and the running performance can be improved particularly when applied to an automobile.
  • Patent Document 1 discloses that pistons disposed on the left and right sides in the expansion process are moved between the left and right cylinders so that the pistons disposed on the left and right move in a direction away from the crankshaft. Placed between the left and right cylinders while suppressing the increase in the volume of the combustion chamber relative to the increase in crank angle with respect to the point, increasing the isovolume during combustion of the air-fuel mixture and increasing the thermal efficiency.
  • a horizontally opposed internal combustion engine in which the camshaft is shared by the valve operating mechanisms of the left and right banks, thereby minimizing the number and reducing the size.
  • Patent Document 2 a part of connecting rods that transmit power from a cam included in a camshaft stored in a crankcase is stored in a rod storage chamber provided in a cylinder head, a cylinder block, and a crankcase. A part of the remaining connecting rod arranged outside the cylinder axis of the outermost cylinder bore along the axis of the shaft is accommodated in a pipe member arranged at a position isolated from the outer wall of the cylinder block.
  • an OHV engine is disclosed in which the number of pipe members is reduced to reduce the number of parts and the assembly man-hour is reduced, whereby the engine can be reduced in size.
  • a cylinder block and a crankcase including a cylinder barrel and a cylinder head formed integrally with a portion that forms a cylinder bore have a plurality of axes having an axis parallel to the axis of the cylinder bore and penetrating the cylinder block. Since the fastening bolts are fastened while being compressed in the direction along the axis of the fastening bolts, the number of bolts for fastening can be reduced and the shaft diameter can be reduced. An engine capable of reducing the weight is disclosed.
  • a combustion chamber is formed on each of the front end portions of the cylinders arranged to face each other in the horizontal direction, and the piston is configured to reciprocate in the cylinder.
  • cylinder heads are provided at both ends of the cylinder.
  • the present invention is for solving such a conventional problem, and in particular, a horizontally opposed engine that can effectively reduce heat loss caused by cooling loss and increase thermal efficiency in an internal combustion engine. Is to provide.
  • a pair of cylinders arranged along the width direction of the vehicle slides toward each other by combustion of fuel in the combustion chamber and repeatedly approaches and separates.
  • a horizontally opposed engine having a piston and a crankshaft portion to which a piston rod connected to the piston is joined, wherein the pair of pistons is housed in a single cylinder and the combustion chamber is
  • An intake valve, an exhaust valve, and an ignition device are provided in a cylinder block that is disposed between a pair of pistons and defines the combustion chamber.
  • the pair of pistons are separated from each other in an intake process and approach each other in a compression process. However, they are characterized by operating so as to be separated from each other in the explosion process and close to each other in the exhaust process.
  • the combustion chamber is provided in a single manner between a pair of pistons disposed in the single cylinder. Further, the pair of pistons slide on each other by the combustion of fuel in the single combustion chamber and repeat the approach and separation operations.
  • a single cylinder head is provided at a portion where the combustion chamber of the cylinder block is formed, and the cylinder head includes an intake valve, an exhaust valve, and an ignition device, respectively. It is characterized by being provided one by one.
  • crankshaft portion is disposed outside the cylinder, and the crankshaft main body and the crank flange portion provided on the crankshaft main body along the radial direction of the crankshaft.
  • Each of the pair of pistons is joined to the crank flange portion via a connecting rod portion.
  • the connecting rod portion includes a piston rod joined to the piston, a crankshaft drive rod having one end portion rotatably joined to the crank flange portion, and one end portion. And a sliding bar that is pivotally joined to the piston rod and has the other end pivotably joined to the crankshaft drive rod.
  • the driving force of the piston is It is transmitted to the crankshaft body through the piston rod, connecting rod, and crankshaft drive rod.
  • the invention according to claim 5 is constituted by a diesel engine and includes a fuel injection device. Therefore, in the invention according to claim 5, in addition to general fuels such as light oil and heavy oil other than gasoline, various types of liquid fuel are injected into the air compressed by the pair of pistons in the compression step. The pair of pistons can be separated from each other by the spontaneously ignited explosion.
  • the combustion chamber is provided as a single unit between the pair of pistons disposed in the single cylinder, and the pair of pistons is provided in the single combustion chamber. Since the fuel slides and repeats approaching and separating from each other by the combustion of fuel, a plurality of cylinder heads respectively provided at the tip of the cylinder in the conventional horizontally opposed engine can be omitted, thereby reducing heat loss from the cylinder head. be able to.
  • an intake valve, an exhaust valve, and an ignition device are provided for each of a plurality of cylinder heads.
  • the cylinder head since there is one combustion chamber, the cylinder head However, the manufacturing cost can be reduced because a single intake valve, exhaust valve, and ignition device are required.
  • the horizontally opposed engine according to the invention of claim 5 is constituted by a diesel engine, and unlike a gasoline engine, various kinds of liquid fuels such as light oil and heavy oil can be used as fuel.
  • various kinds of liquid fuels such as light oil and heavy oil can be used as fuel.
  • light oil, heavy oil, and the like have a higher amount of heat per unit mass than gasoline, and a large amount of energy can be extracted as power in the same volume. Therefore, in addition to the effect of the invention of claim 1, the thermal efficiency of the engine is improved. Can be increased.
  • crankshaft is bend-formed in S shape and two crankshaft drive rods are rotatably joined as a double crank mechanism. It is a conceptual diagram which shows the case where it comprises.
  • FIG. 1 shows an embodiment of a horizontally opposed engine 10 according to the present invention, and is a schematic sectional view when applied to a four-cycle gasoline engine.
  • a horizontally opposed engine 10 according to the present embodiment includes, for example, a pair of pistons 12 and 13 in a single cylinder 11 arranged along the width direction of a vehicle (not shown). Is stored, and a single combustion chamber 14 is disposed between the pair of pistons 12 and 13.
  • the combustion chamber 14 is formed as a single unit at the center inward portion of the cylinder block 15 that supports the cylinder 11 inside, and at a portion corresponding to the combustion chamber 14 of the cylinder block 15,
  • a single cylinder head 19 is formed in the upper part of the cylinder block 15, and an intake valve 16, an exhaust valve 17, and an ignition device 18 are provided in the cylinder head 19 one by one.
  • crankshaft portion 21 is disposed outside the cylinder 11, and a pair of pistons. 12 and 13 are respectively joined to the crankshaft portion 21 via the connecting rod portion 20.
  • the connecting rod portion 20 is rotatably joined at the ends of piston rods 24 and 25 provided on the pair of pistons 12 and 13, and is connected to a pair of sliding bars 34 and 35 that reciprocate in the left-right direction in the figure.
  • a crankshaft drive rod that is pivotally joined to one end of the bars 34 and 35 and is pivotally joined to both longitudinal ends of a planar ellipsoidal crank flange portion 23 provided on the crankshaft body 22. 28 and 29.
  • the sliding bars 34 and 35 are provided with sliding guides 36 and 37 for guiding the linear movement of the sliding bars 34 and 35 in the left-right direction.
  • the operation is always guided by the sliding guides 36 and 37.
  • the distal end portion 28a of the pair of crankshaft drive rods 28 and the distal end portion 29a of the crankshaft drive rod 29 are 180 degrees at both ends in the longitudinal direction on opposite side portions of the crank flange portion 23 having a substantially side surface. It is fixed so that it can rotate oppositely.
  • crankshaft drive rods 28 and 29 around the crankshaft 22 is determined by the distance between the front end 28a of the pair of crankshaft drive rods 28 and the front end 29a of the crankshaft drive rod 29 and the crankshaft 22.
  • a width dimension is defined, and a reciprocating sliding width dimension of the pistons 12 and 13 in the cylinder 11 is determined.
  • the intake valve 16 is opened, and an air-fuel mixture containing fuel is supplied into the combustion chamber 14 of the cylinder, and both pistons 12 , 13 and the mixture is ignited in the combustion chamber 14 by the ignition device 18, both pistons 12, 13 move toward the end of the cylinder 11 due to combustion explosion of the mixture, and the piston
  • the rods 24 and 25 also move in opposite directions.
  • the sliding bars 34 and 35 are also moved while being guided by the sliding guides 36 and 37 in opposite directions (left and right in the figure).
  • crankshaft drive rods 28 and 29 joined to the sliding bars 34 and 35 so as to be rotatable by the movement of the sliding bars 34 and 35 are attached to the crank flange 23 around the joints 32 and 33 as the center of rotation.
  • the joined portions 26 and 27 side function as a crank mechanism that performs a rotational motion.
  • the pistons 12 and 13 continue to reciprocate based on the steps of “intake”, “compression”, “explosion”, and “exhaust” of the four-cycle engine.
  • the crank flange portion 23 and the crankshaft body 22 continue to rotate by the rotational movement of the shaft drive rods 28 and 29, and transmit the driving force generated in the engine to a driving force transmission mechanism (not shown).
  • FIGS. 3A to 3D show an embodiment of a horizontally opposed engine according to the present invention, and describe an operation process of a pair of pistons 12 and 13 when applied to a gasoline engine.
  • (A) shows an “intake process”, the intake valve 16 is opened, an air-fuel mixture 38 composed of gasoline and air is sucked into the combustion chamber 14, and the pair of pistons 12 and 13 are separated from each other. Due to the movement of the pistons 12 and 13 in the intake process, the crankshaft portion 21 is rotated halfway (180 degrees) by the operation of the connecting rod portion 20.
  • (B) shows the “compression process”, and the pair of pistons 12 and 13 approach each other and show the state of the compression process in which the sucked air-fuel mixture 38 is compressed.
  • the movement of the pistons 12 and 13 in the compression process causes the crankshaft portion 21 to make a half turn (180 ° rotation) by the operation of the connecting rod portion 20. Accordingly, the crankshaft portion 21 rotates once by the intake process and the compression process.
  • (C) shows an “explosion process”.
  • the air-fuel mixture 38 compressed in the compression step (b) explodes when it is electrically ignited and burned by the ignition device 18.
  • the pair of pistons 12 and 13 are separated from each other.
  • the crankshaft portion 21 is rotated halfway (180 degrees) by the operation of the connecting rod portion 20.
  • (D) shows an “exhaust process”.
  • the pair of pistons 12 and 13 approach each other, the exhaust valve 17 is opened, and the exhaust gas 39 generated by the combustion is discharged. Due to the movement of the pistons 12 and 13 in the exhaust process, the crankshaft portion 21 is rotated halfway (180 degrees) by the operation of the connecting rod portion 20. Accordingly, the crankshaft portion 21 rotates once by the explosion process and the exhaust process.
  • the horizontally opposed engine 10 is configured by four cycles including an intake process, a compression process, an explosion process, and an exhaust process, and the operations of separating and approaching the pair of pistons 12 and 13 are performed. While making two reciprocations, the crankshaft portion (not shown) completes one cycle by making two revolutions.
  • FIG. 4 is a schematic sectional view showing another embodiment of a cylinder constituting the horizontally opposed engine according to the present invention, which is applied to a diesel engine. Only the differences from the structure of the gasoline engine shown in FIG. 1 will be described, and the same members as those in the above-described embodiment will be assigned the same reference numerals and the description thereof will be omitted.
  • the horizontally opposed engine 40 is constituted by a diesel engine, and light oil, which is a general fuel of a diesel engine, is spontaneously ignited and explodes when injected into compressed air. Accordingly, the fuel injection device 41 is attached to the cylinder head 19.
  • the four-cycle operation process of the engine is the same as that of the gasoline engine according to the above embodiment.
  • the thermal efficiency is higher than that of the gasoline engine. That is, in a diesel engine, more air can be compressed than in a gasoline engine, so the fuel combustion efficiency is higher. As a result, high heat recovery efficiency can be ensured. Further, since an ignition device composed of a spark plug is unnecessary, the overall configuration of the engine can be simplified, and there can be obtained merits that there are few failures.
  • the case where the cylinder head 19 is provided on the upper portion of the cylinder block 15 and the intake valve 16 and the exhaust valve 17 are provided on the cylinder head 19 has been described as an example. It is not limited, and it is not limited to the upper part of the cylinder block 15 as long as it is a part corresponding to the combustion chamber 14. For example, it may be provided in any part of the peripheral surface part of the cylinder block 15 such as a side part and a lower part. Also, it is possible to provide a plurality of intake valves 16 and exhaust valves 17 respectively, and when a plurality of intake valves 16 and exhaust valves 17 are provided, intake efficiency and exhaust efficiency can be further improved. . Further, regarding the joining of the connecting rod portion 20 and the crankshaft portion 21, in the present embodiment, the connecting rod portion 20 is configured.
  • crankshaft drive rods 28 and 29 are rotatably joined to both ends in the longitudinal direction of the planar ellipsoidal crank flange portion 23 provided on the crankshaft body 22.
  • the crankshaft 22 is bent into a substantially S shape on the side surface, and one of the crankshaft drive rods 28 is rotatably joined and It is also possible to form a joint 43 where the other crankshaft drive rod 28 is pivotably joined, so that a so-called double crank mechanism 44 can be formed as a whole.
  • symbol 45 is a bearing part which fixes the crankshaft 22 to a suitable object.
  • the present invention is not limited to the present embodiment, and can be applied to engines such as trains, aircraft, and ships. .
  • the horizontally opposed engine according to the present invention can be widely applied to a horizontally opposed engine that can reduce heat loss and increase thermal efficiency, it has industrial applicability.

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Abstract

【課題】　内燃機関における、特に、冷却損失を原因とする熱損失を有効に低減し、より熱効率を高めることができる水平対向エンジンを提供する。 【解決手段】　車両の幅方向に沿って配置されたシリンダ内において、燃焼室における燃料の燃焼により互いに摺動して接近及び離間を繰り返す一対のピストンと、上記ピストンに連結されたピストンロッドが接合されたクランクシャフト部とを備えた水平対向エンジンであって、上記一対のピストンは単一の上記シリンダ内に収納されると共に上記燃焼室は上記一対のピストンの間に配置されると共に、上記燃焼室を画成するシリンダブロックには吸気弁、排気弁及び点火装置が設けられ、上記一対のピストンは、吸入工程において互いに離間し、圧縮工程において互いに接近し、爆発工程において上記一対のピストンは互いに離間し、排気工程において互いに接近するように作動する

Description

水平対向エンジン
　本発明は、水平対向エンジンの改良に関するものである。
　従来より、自動車等の車両にあっては、レシプロエンジンの中で、いわゆる水平対向エンジンが使用されているものがある。
　特に、「ボクサーエンジン」といわれる、ピストンを互いに左右方向において対抗するように配置した水平対向エンジンは、他の形式の、例えば、シリンダ及びピストンをクランクシャフトに対してエンジンの縦方向に配置した、いわゆる直列式や、シリンダ及びピストンをクランクシャフトに対して互いに所定角度傾斜させて配置したＶ型式の場合に比して、エンジン自体の高さ寸法を小さくすることができるため、車両の低重心化を図ることができる。
　また、シリンダー内におけるピストンの駆動による運動エネルギーを左右方向において相互に打ち消し合うことが可能となるため、エンジン全体の振動を低減することができる。
　さらに、エンジン自体の高さ寸法を小さくすることができるため、特に、自動車に適応された場合には、車高を低くすることができ、走行性能の向上を図ることができる。
　このような観点から、従来、いわゆるボクサーエンジンとしての水平対向エンジンに関し、以下のような従来技術が存在する。
　例えば、特許文献１には、膨張工程において左右に設けられたピストンがクランクシャフトから離反する方向に移動するように、左右各々の燃焼室を左右のシリンダの間に設けることで、ピストンの上死点を基準としたクランク角の増加量に対する燃焼室の容積の増加量を小さく抑え、混合気の燃焼時の等容度を高めて熱効率を高めることができると共に、左右のシリンダの間に配置したカムシャフトは、左右のバンクの動弁機構に共用としたことで、数を最小限に抑え小型化させた水平対向型内燃機関が開示されている。
　特許文献２には、クランクケースに収納されるカムシャフトが備えるカムからの動力を伝達する一部の連接ロッドが、シリンダヘッド、シリンダブロック及びクランクケースに設けられたロッド収納室に収納され、クランクシャフトの軸線に沿う最外方のシリンダボアのシリンダ軸線より外方に配置される残余の連接ロッドの一部が、シリンダブロックの外壁から隔離した位置に配置されるパイプ部材内に収納されることで、パイプ部材の個数を減らして部品点数を低減すると共に、組付け工数を低減することにより、エンジンの小型化を可能にしたＯＨＶエンジンが開示されている。
　特許文献３には、シリンダバレルと、シリンダボアを形成する部分に一体に成形されるシリンダヘッドとを備えるシリンダブロック及びクランクケースが、シリンダボアの軸線と平行な軸線を有し、シリンダブロックを貫通する複数の締結ボルトにより、締結ボルトの軸線に沿う方向で圧縮されつつ締結されるため、締結するためのボルトの本数を低減することができると共に、軸径を小さくすることができるため、エンジンの小型化、軽量化を図ることができるエンジンが開示されている。
　この場合、特許文献１～３のいずれにあっても、水平方向に互いに対向して配置されたシリンダの先端部側に夫々、燃焼室が形成され、ピストンがシリンダ内を往復するように構成されており、その結果、シリンダヘッドがシリンダの両端部に夫々設けられることとなる。
　従って、上記引用文献１～３に開示された技術においても、シリンダヘッドからの熱の放散を防ぐことはできず、内燃機関における熱損失の内３０％～４５％を占めるといわれている「冷却損失」からなる熱放射が大きい、という問題は解決されていない。
特開２００３－２０９９０号公報 特開２００３－１７２１０７号公報 特開２００５－４８７０８号公報
　本発明は、このような従来からの不具合を解決するためのものであり、内燃機関における、特に、冷却損失を原因とする熱損失を有効に低減し、より熱効率を高めることができる水平対向エンジンを提供することにある。
　上記課題達成のため、請求項１記載の発明にあっては、車両の幅方向に沿って配置されたシリンダ内において、燃焼室における燃料の燃焼により互いに摺動して接近及び離間を繰り返す一対のピストンと、上記ピストンに連結されたピストンロッドが接合されたクランクシャフト部とを備えた水平対向エンジンであって、上記一対のピストンは単一の上記シリンダ内に収納されると共に上記燃焼室は上記一対のピストンの間に配置され、上記燃焼室を画成するシリンダブロックには吸気弁、排気弁及び点火装置が設けられ、上記一対のピストンは、吸入工程において互いに離間し、圧縮工程において互いに接近し、爆発工程において互いに離間し、排気工程において互いに接近するように作動することを特徴とする。
　したがって、請求項１記載の発明にあっては、燃焼室は上記単一のシリンダ内において配設された一対のピストンの間に単一に設けられる。また、上記一対のピストンは、上記単一の燃焼室における燃料の燃焼により互いに摺動して接近及び離間の作動を繰り返す。
　請求項２記載の発明にあっては、上記シリンダブロックの燃焼室が形成される部位には単一のシリンダヘッドが設けられ、上記シリンダヘッドには吸気弁、排気弁及び点火装置が、夫々、一機づつ設けられていることを特徴とする。
　請求項３記載の発明にあっては、上記クランクシャフト部は上記シリンダの外方に配置され、クランクシャフト本体と、上記クランクシャフト本体に、クランクシャフトの径方向に沿って設けられたクランクフランジ部とからなり、上記一対のピストンは夫々、コネクティングロッド部を介して上記クランクフランジ部に接合されていることを特徴とする。
　請求項４記載の発明にあっては、上記コネクティングロッド部は、上記ピストンに接合されたピストンロッドと、一端部が上記クランクフランジ部に回動可能に接合されたクランクシャフトドライブロッドと、一端部が上記ピストンロッドに回動可能に接合されると共に他端部が上記クランクシャフトドライブロッドに回動可能に接合されたスライディングバーとにより構成されていることを特徴とする。
　したがって、請求項３及び４記載の発明にあっては、ピストンの駆動力は、
ピストンロッド、コネクティングロッド、クランクシャフトドライブロッド、を介してクランクシャフト本体へ伝達される。
　請求項５記載の発明にあっては、ディーゼルエンジンにより構成され、燃料噴射装置を備えたことを特徴とする。
したがって、請求項５記載の発明にあっては、圧縮工程において一対のピストンによって圧縮された空気に、ガソリン以外の軽油や重油等の一般的燃料の他、様々な種類の液体燃料を噴射して自然着火させた爆発により、上記一対のピストンを互いに離間させることができる。
　請求項１記載の発明にあっては、燃焼室は上記単一のシリンダ内に配設された一対のピストンの間に単一に設けられ、上記一対のピストンは、上記単一の燃焼室における燃料の燃焼により互いに摺動して接近及び離間を繰り返すことから、従来の水平対向エンジンにおいてシリンダ先端部に夫々設けられていた複数のシリンダヘッドを省略できるため、シリンダヘッドからの熱損失を低減することができる。
　その結果、複数の燃焼室により構成されていた従来の水平対向エンジンと比して、シリンダヘッドからの熱損失を削減することができ、熱効率の高い水平対向エンジンを提供することができる。
　従来の水平対向エンジンにおいては、複数のシリンダヘッド毎に吸気弁、排気弁及び点火装置が設けられていたが、請求項２記載の発明にあっては、燃焼室は一つであるためシリンダヘッドも単一でよく、吸気弁、排気弁及び点火装置も一組でよいことから製造コストを低減することができる。
　請求項５記載の発明にかかる水平対向エンジンはディーゼルエンジンにより構成され、ガソリンエンジンとは異なり、燃料として軽油、重油等、様々な種類の液体燃料が使用できる。その結果、軽油や重油等は、ガソリンに比して単位質量当たりの熱量が高く、同体積において動力として取り出せるエネルギー量は大きいため、請求項１記載の発明の効果に加えて、エンジンの熱効率をより高めることができる。
本発明に係る水平対向エンジンを構成するシリンダの一実施形態であって、ガソリンエンジンに適用した場合の概略断面図である。 本発明に係る水平対向エンジンの一実施形態であって、ガソリンエンジンに適用した場合の概略断面図である。 本発明に係る水平対向エンジンの一実施形態であって、ガソリンエンジンに適用した場合の一対のピストンの作動工程を説明する概略断面図である。 本発明に係る水平対向エンジンを構成するシリンダの他の実施形態であって、ディーゼルエンジンに適用した場合の概略断面図である。 本発明に係る水平対向エンジンを構成するシリンダの他の実施形態であって、クランクシャフトをＳ字状に折曲形成して２本のクランクシャフトドライブロッドを回転可能に接合させてダブルクランク機構として構成した場合を示す概念図である。
　以下、添付図面に示す実施の形態に基づき、本発明を詳細に説明する。
　図１は、本発明に係る水平対向エンジン１０の一実施形態を示し、４サイクルのガソリンエンジンに適用した場合の概略断面図である。
　図１に示すように、本実施の形態に係る水平対向エンジン１０は、例えば、車両（図示せず）の幅方向に沿って配置される単一のシリンダ１１内に、一対のピストン１２、１３が収納されると共に、一対のピストン１２、１３の間に単一の燃焼室１４が配置されている。
　図２に示すように、燃焼室１４は、シリンダ１１を内部に支持するシリンダブロック１５の中央内方部に単一に形成されると共に、シリンダブロック１５の燃焼室１４に対応する部位には、シリンダブロック１５の上部に単一のシリンダヘッド１９が形成され、このシリンダヘッド１９には、吸気弁１６と、排気弁１７と、点火装置１８とが一機づつ設けられている。
　そして、本実施の形態に係る水平対向エンジン１０にあっては、図２に示すように、従来の水平対向エンジンとは異なり、クランクシャフト部２１はシリンダ１１の外方に配置され、一対のピストン１２、１３は夫々、コネクティングロッド部２０を介してクランクシャフト部２１に接合されている。
　コネクティングロッド部２０は、一対のピストン１２、１３に設けられたピストンロッド２４、２５の端部において回動可能に接合され、図中左右方向に往復移動する一対のスライディングバー３４、３５と、スライディングバー３４、３５の一端部に回動可能に接合され、クランクシャフト本体２２に設けられた平面長円状のクランクフランジ部２３の長さ方向両端部に回動可能に接合されたクランクシャフトドライブロッド２８、２９とにより構成されている。
　スライディングバー３４、３５には、スライディングバー３４、３５の左右方向の直線運動をガイドするスライディングガイド３６、３７が併設されており、スライディングバー３４、３５は、左右方向に往復動する際には、常時、スライディングガイド３６、３７に作動をガイドされた状態となる。
　また、一対のクランクシャフトドライブロッド２８の先端部２８ａ及びクランクシャフトドライブロッド２９の先端部２９ａは、側面略長方形状のクランクフランジ部２３の夫々反対側面部において、互いに長さ方向両端部に１８０度対向して回動可能に固定されている。
　さらに、一対のクランクシャフトドライブロッド２８の先端部２８ａ及びクランクシャフトドライブロッド２９の先端部２９ａとクランクシャフト２２との間の間隔寸法によりクランクシャフトドライブロッド２８、２９のクランクシャフト２２周りにおける周回運動の幅寸法が画成されると共にピストン１２、１３のシリンダ１１内における往復摺動幅寸法が決定される。
　従って、本実施の形態に係る水平対向エンジン１０にあっては、例えば、シリンダ１１内において、吸気弁１６が開き、燃料を含む混合気がシリンダの燃焼室１４内へ供給され、双方のピストン１２、１３により圧縮されて、点火装置１８により燃焼室１４内において混合気に点火された場合には、混合気の燃焼爆発により双方のピストン１２、１３はシリンダ１１の端部方向に移動し、ピストンロッド２４、２５も互いに反対方向へ移動する。
　このピストンロッド２４、２５の対向する移動によりスライディングバー３４、３５も互いに反対方向（図中左右方向）へスライディングガイド３６、３７にガイドされつつ移動する。
　このスライディングバー３４、３５の移動により、スライディングバー３４、３５に回動可能に接合された一対のクランクシャフトドライブロッド２８、２９は、接合部３２、３３を回動中心として、クランクフランジ部２３に接合された接合部２６、２７側が回動運動を行うクランク機構として機能する。
　本実施の形態にあっては、図３に示すように４サイクルエンジンの「吸気」「圧縮」「爆発」「排気」の各工程に基づきピストン１２、１３が往復動を継続することから、クランクシャフトドライブロッド２８、２９の回転運動によりとクランクフランジ部２３及びクランクシャフト本体２２は回転を継続し、図示外の駆動力伝達機構へエンジンにおいて発生した駆動力を伝達する。
　図３において、４サイクルエンジンにおける各工程を説明する。
　図３（ａ）から（ｄ）は、本発明に係る水平対向エンジンの一実施形態であって、ガソリンエンジンに適用した場合の一対のピストン１２、１３の作動工程を説明する。
　（ａ）は「吸気工程」を示し、吸気弁１６が開き、燃焼室１４内にガソリンと空気とからなる混合気３８が吸入されると共に、一対のピストン１２、１３は互いに離間する。吸気工程におけるピストン１２、１３の移動によりコネクティングロッド部２０の作動によりクランクシャフト部２１は半回転（１８０度回転）する。
　（ｂ）は「圧縮工程」を示し、一対のピストン１２、１３は互いに接近すると共に、吸入された混合気３８が圧縮される圧縮工程の状態を示す。圧縮工程におけるピストン１２、１３の移動によりコネクティングロッド部２０の作動によりクランクシャフト部２１は半回転（１８０度回転）する。従って、吸気工程及び圧縮工程によりクランクシャフト部２１は１回転する。
　（ｃ）は「爆発工程」を示す。上記圧縮工程（ｂ）において圧縮された混合気３８は、点火装置１８により電気的に点火され燃焼することにより爆発する。その結果、一対のピストン１２、１３は互いに離間する。爆発工程におけるピストン１２、１３の移動によりコネクティングロッド部２０の作動によりクランクシャフト部２１は半回転（１８０度回転）する。
　（ｄ）は「排気工程」を示す。一対のピストン１２、１３は互いに接近すると共に、排気弁１７が開き、燃焼により発生した排気ガス３９が排出される。排気工程におけるピストン１２、１３の移動によりコネクティングロッド部２０の作動によりクランクシャフト部２１は半回転（１８０度回転）する。従って、爆発工程及び排気工程によりクランクシャフト部２１は１回転する。
　その結果、本実施の形態係る水平対向エンジン１０にあっては、吸気工程、圧縮工程、爆発工程及び排気工程からなる４サイクルにより構成されており、一対のピストン１２、１３の離間及び接近の作動２往復すると共に、クランクシャフト部（図示せず）は２回転することで１周期を完結するものである。
　図４は、本発明に係る水平対向エンジンを構成するシリンダの他の実施形態であって、ディーゼルエンジンに適用した場合の概略断面図である。図１に示したガソリンエンジンの構造と異なる点のみを説明し、前記実施の形態と同一部材には同一符合を付して説明を省略する。
　本実施の形態に係る水平対向エンジン４０は、ディーゼルエンジンにより構成されており、ディーゼルエンジンの一般的な燃料である軽油は圧縮された空気内に噴射された場合には自然に点火されて爆発することから、シリンダヘッド１９には燃料噴射装置４１が装着されている。エンジンの４サイクルの作動工程に関しては、前記実施の形態に係るガソリンエンジンの場合と同様である。
　本実施の形態に係るディーゼルエンジンからなる水平対向エンジン４０にあっては、ガソリンエンジンの場合よりも熱効率が高い。即ち、ディーゼルエンジンにあっては、ガソリンエンジンよりもより多くの空気を圧縮することができるため、燃料の燃焼効率はより高い。その結果、高い回熱効率を確保することができる。また、スパークプラグからなる点火装置が不要であることから、エンジンの全体構成を簡略化でき、故障が少ない、というメリットを得ることができる。
　以上、本発明に係る水平対向エンジンの基本構成について説明したが、シリンダ数については限定はされず、本発明は多気筒の水平対向エンジンにも適用することができる。
　本実施の形態にあっては、シリンダブロック１５の上部にシリンダヘッド１９が設けられ、シリンダヘッド１９に吸気弁１６及び排気弁１７が設けられている場合を例に説明したが上記実施の形態に限定されず、燃焼室１４に対応する部位であればシリンダブロック１５の上部に限定されず、例えば、側部、下部等シリンダブロック１５の周面部のいずれの部位に設けても良い。
　また、吸気弁１６及び排気弁１７を、夫々、複数個設けることも可能であり、吸気弁１６及び排気弁１７を複数個設けた場合には、より吸気効率及び排気効率を向上させることができる。また、コネクティングロッド部２０とクランクシャフト部２１との接合に関しては、本実施の形態にあっては、コネクティングロッド部２０を構成する
　また、本実施の形態にあっては、クランクシャフトドライブロッド２８、２９がクランクシャフト本体２２に設けられた平面長円状のクランクフランジ部２３の長さ方向両端部に回動可能に接合された場合を例に説明したが、本実施の形態に限定されない。
　例えば、図５に示すように、クランクフランジ部２３を形成することなく、クランクシャフト２２を側面略Ｓ字状に屈曲させて一方のクランクシャフトドライブロッド２８が回動可能に接合する接合部４２及び他方のクランクシャフトドライブロッド２８が回動可能に接合する接合部４３を形成し、全体としていわゆるダブルクランク機構４４として構成することもできる。なお、符合４５は、クランクシャフト２２を適宜の対象に固定する軸受け部である。
　また、本実施の形態に係る水平対向エンジンにあっては、自動車に搭載した場合について説明したが、本実施の形態に限定されず、列車、航空機、船舶等のエンジンにも適用することができる。
　本発明に係る水平対向エンジンは、広く熱損失を削減し熱効率を高めることができる水平対向エンジンに適用することができるため、産業上の利用可能性を有している。
１０　水平対向エンジン
１１　シリンダ
１２　一方のピストン
１３　他方のピストン
１４　燃焼室
１５　シリンダブロック
１６　吸気弁
１７　排気弁
１８　点火装置
１９　シリンダヘッド
２０　コネクティングロッド部
２１　クランクシャフト部
２２　クランクシャフト本体
２３　クランクフランジ部
２４　ピストンロッド
２５　ピストンロッド
２８　クランクシャフトドライブロッド
２９　クランクシャフトドライブロッド
３２　他端部
３３　他端部
３４　スライディングバー
３５　スライディングバー
３６　スライドガイド
３７　スライドガイド
３８　混合気
３９　排気ガス
４０　水平対向エンジン
４１　燃料噴射装置
４２　接合部
４３　接合部
４４　ダブルクランク機構
４５　軸受け部

Claims (5)

  1. 　車両の幅方向に沿って配置されたシリンダ内において、燃焼室における燃料の燃焼により互いに摺動して接近及び離間を繰り返す一対のピストンと、上記ピストンに連結されたピストンロッドが接合されたクランクシャフト部とを備えた水平対向エンジンであって、
    　上記一対のピストンは単一の上記シリンダ内に収納されると共に上記燃焼室は上記一対のピストンの間に配置され、上記燃焼室を画成するシリンダブロックには吸気弁、排気弁及び点火装置が設けられ、
    　上記一対のピストンは、吸入工程において互いに離間し、圧縮工程において互いに接近し、爆発工程において上記一対のピストンは互いに離間し、排気工程において互いに接近するように作動することを特徴とする水平対向エンジン。
  2. 　上記シリンダブロックの燃焼室が形成される部位には単一のシリンダヘッドが設けられ、上記シリンダヘッドには吸気弁、排気弁及び点火装置が、夫々、一機づつ設けられていることを特徴とする請求項１記載の水平対向エンジン。
  3. 　上記クランクシャフト部は上記シリンダの外方に配置され、クランクシャフト本体と、上記クランクシャフト本体に、クランクシャフトの径方向に沿って設けられたクランクフランジ部とからなり、上記一対のピストンは夫々、コネクティングロッド部を介して上記クランクフランジ部に接合されていることを特徴とする請求項１記載の水平対向エンジン。
  4. 　上記コネクティングロッド部は、上記ピストンに接合されたピストンロッドと、一端部が上記クランクフランジ部に回動可能に接合されたクランクシャフトドライブロッドと、一端部が上記ピストンロッドに回動可能に接合されると共に他端部が上記クランクシャフトドライブロッドに回動可能に接合されたスライディングバーとにより構成されていることを特徴とする請求項３記載の水平対向エンジン。
  5. 　ディーゼルエンジンにより構成され、燃料噴射装置を備えたことを特徴とする請求項１記載の水平対向エンジン。
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