WO2018138947A1 - 対向ピストン型エンジン - Google Patents

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WO2018138947A1
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達 鹿野
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株式会社石川エナジーリサーチ
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    • F01M2001/0261—Pressure lubrication using lubricating pumps characterised by the pump driving means driven by the camshaft

Definitions

  • the present invention relates to an opposed piston type engine, and more particularly to an opposed piston type engine in which each engine portion arranged oppositely has an independent cylinder or the like.
  • an opposed piston type engine having an effect such as low vibration has been developed.
  • two pistons opposed to each other are configured to reciprocate linearly, thereby exhibiting a vibration damping effect during engine operation.
  • Patent Document 1 describes an example of the above-described opposed piston type engine. Specifically, in this opposed piston type engine, one cylinder is formed in the engine block, and the two piston heads reciprocate inside the cylinder so as to face each other. Further, a volume space continuous to the cylinder is formed, and an intake valve, an exhaust valve, and a spark plug are arranged in the volume space. By doing in this way, the assembly process of a cylinder can be made easy and the casting efficiency of a cylinder can be improved.
  • Patent Document 1 the engine described in Patent Document 1 described above has room to improve combustion toughness because it is difficult to achieve high output and the combustion chamber shape is complicated.
  • the intake port and the exhaust port are disposed in the volume space formed so as to extend from the cylinder toward the side. Further, the connection shape between the exhaust port and the cylinder becomes complicated, and the intake efficiency and the exhaust efficiency are lowered. Therefore, there is a problem that it is not easy to increase the output from the engine.
  • the shape of the combustion chamber composed of the cylinder and the volume space becomes complicated, for example, the amount of HC (hydrocarbon) emission increases at low temperatures, and the toughness during combustion decreases. There was a problem. Furthermore, since the combustion chamber consisting of the cylinder and the volume space has an unusual shape as compared with the cylinder of a general engine, the heat transfer is not uniform during the operation of the engine, resulting in local deformation of the cylinder. There was a problem.
  • the engine described in Patent Document 1 has a crankshaft reversal synchronization mechanism including a plurality of gears, a timing belt, and the like in order to reversely synchronize one crankshaft and the other crankshaft.
  • the provision of the dedicated portion for that purpose has a problem that the configuration of the entire engine becomes complicated and the weight increases.
  • the present invention has been made in view of the above circumstances, and its object is to obtain a large output, improve combustion toughness, and reversely synchronize crankshafts provided in each engine unit.
  • An object of the present invention is to provide an opposed piston type engine in which the configuration of the crankshaft reverse synchronization mechanism is simplified.
  • a first cylinder a first piston that reciprocates within the first cylinder, a first crankshaft that converts reciprocating motion of the first piston into rotational motion, and the first piston
  • a first engine part having a first connecting rod for movably connecting one piston and the first crankshaft, and a first valve provided in the first cylinder, and a separate body from the first cylinder
  • a second cylinder facing each other, a second piston that reciprocates inside the second cylinder, a second crankshaft that converts the reciprocating motion of the second piston into rotational motion, the second piston, and the second
  • a second engine having a second connecting rod movably connected to a crankshaft, and a second valve provided in the second cylinder
  • a valve drive mechanism that drives the first valve and the second valve by the rotational movement of the first crankshaft or the second crankshaft, and the rotational direction of the first crankshaft of the first engine unit
  • a crankshaft reverse synchronization mechanism that reverses the rotation direction of the second crankshaft of the second engine unit
  • the first engine portion includes a first intake valve disposed on one side in a direction in which the first cylinder and the second cylinder are arranged, and A first exhaust valve disposed on the other side; and the second engine portion is disposed on one side in a direction in which the first cylinder and the second cylinder are arranged.
  • the second intake valve and a second exhaust valve disposed on the other side, and the valve drive mechanism is configured to drive the first intake valve and the second intake valve with the driving force of the first crankshaft.
  • the opening and closing of the valve is controlled, and the opening and closing of the first exhaust valve and the second exhaust valve are controlled by the driving force of the second crankshaft.
  • crankshaft reverse synchronization mechanism is rotated by the driving force of the first crankshaft and is connected to the first camshaft together with the cam for operating the first valve or the second valve.
  • an oil pan that stores oil flowing through the first engine portion and the second engine portion is provided in the vicinity of the first cylinder and the second cylinder.
  • an oil pump driven by the valve driving mechanism is provided in the vicinity of the first cylinder and the second cylinder.
  • a first cylinder a first piston that reciprocates within the first cylinder, a first crankshaft that converts reciprocating motion of the first piston into rotational motion, and the first piston
  • a first engine part having a first connecting rod for movably connecting one piston and the first crankshaft, and a first valve provided in the first cylinder, and a separate body from the first cylinder
  • a second cylinder facing each other, a second piston that reciprocates inside the second cylinder, a second crankshaft that converts the reciprocating motion of the second piston into rotational motion, the second piston, and the second
  • a second engine having a second connecting rod movably connected to a crankshaft, and a second valve provided in the second cylinder
  • a valve drive mechanism that drives the first valve and the second valve by the rotational movement of the first crankshaft or the second crankshaft, and the rotational direction of the first crankshaft of the first engine unit
  • a crankshaft reverse synchronization mechanism that reverses the rotation direction of the second crankshaft of the second engine unit
  • the output can be increased by increasing the intake efficiency and the exhaust efficiency.
  • the heat transfer in the first cylinder and the second cylinder becomes substantially uniform, so that the deformation of the first cylinder and the second cylinder during operation is suppressed.
  • a crankshaft reverse synchronization mechanism is provided that reverses the rotation direction of the first crankshaft and the rotation direction of the second crankshaft. Also serves as a shaft reversal synchronization mechanism. Therefore, the vibration damping mechanism can be configured in the engine without increasing the number of parts.
  • the first engine portion includes a first intake valve disposed on one side in a direction in which the first cylinder and the second cylinder are arranged, and A first exhaust valve disposed on the other side; and the second engine portion is disposed on one side in a direction in which the first cylinder and the second cylinder are arranged.
  • the second intake valve and a second exhaust valve disposed on the other side, and the valve drive mechanism is configured to drive the first intake valve and the second intake valve with the driving force of the first crankshaft.
  • the opening and closing of the valve is controlled, and the opening and closing of the first exhaust valve and the second exhaust valve are controlled by the driving force of the second crankshaft.
  • the opening and closing of the first intake valve and the second intake valve are controlled by the first crankshaft, and the opening and closing of the first exhaust valve and the second exhaust valve are controlled by the second crankshaft.
  • intake efficiency and exhaust efficiency can be improved.
  • the crankshaft reverse synchronization mechanism is rotated by the driving force of the first crankshaft and is connected to the first camshaft together with the cam for operating the first valve or the second valve.
  • a mechanism can be configured.
  • an oil pan that stores oil flowing through the first engine portion and the second engine portion is provided in the vicinity of the first cylinder and the second cylinder.
  • an oil pump driven by the valve driving mechanism is provided in the vicinity of the first cylinder and the second cylinder. Therefore, since the oil pump can be shared by the first engine unit and the second engine unit, the configuration of the engine can be simplified, and the size and weight can be reduced.
  • FIG. 1 It is a figure which shows the opposing piston type engine which concerns on embodiment of this invention, (A) is a top view, (B) is a side view. BRIEF DESCRIPTION OF THE DRAWINGS It is a figure which extracts and shows the opposed piston type engine which concerns on embodiment of this invention, (A) is a top view, (B) is a side view. It is a side view which shows the opposing piston type engine which concerns on other embodiment of this invention.
  • the front, rear, upper, lower, left and right directions are used as appropriate.
  • the front is a direction in which the first piston 13 of the first engine unit 11 constituting the opposed piston engine 10 reciprocates
  • the rear is a direction in which the second piston 23 of the second engine unit 21 reciprocates.
  • the upper direction is a direction in which a later-described crank pulley 34 and the like are arranged with respect to the first crankshaft 14 and the like
  • the lower direction is a direction facing the upper side.
  • left and right indicate left and right when the opposed piston type engine 10 is viewed from the front.
  • FIG. 1 (A) is a top view of the opposed piston type engine 10 as viewed from above
  • FIG. 1 (B) is a side view of the opposed piston type engine 10 as viewed from the right side.
  • the opposed piston type engine 10 includes a first engine portion 11 disposed on the front side and a second engine portion 21 disposed on the rear side. Have.
  • the first engine unit 11 includes a first cylinder 12, a first piston 13 that reciprocates within the first cylinder 12, a first crankshaft 14 that converts the reciprocating motion of the first piston 13 into rotational motion, It has the 1st connecting rod 15 which connects 1 piston 13 and the 1st crankshaft 14 so that movement is possible, and the 1st valve 16 provided in cylinder head 52 (refer to Drawing 3).
  • the first valve 16 includes a first intake valve 17 and a first exhaust valve 18.
  • the 1st crankshaft 14 is connected to the 1st load 40 which is a generator, for example.
  • the second engine unit 21 includes a second cylinder 22, a second piston 23 that reciprocates within the second cylinder 22, a second crankshaft 24 that converts the reciprocating motion of the second piston 23 into rotational motion, It has the 2nd connecting rod 25 which connects 2 piston 23 and the 2nd crankshaft 24 so that movement is possible, and the 2nd valve 26 provided in cylinder head 52 (refer to Drawing 3).
  • the second valve 26 includes a second intake valve 27 and a second exhaust valve 28.
  • the 2nd crankshaft 24 is connected to the 2nd load 41 which is a generator, for example.
  • first engine part 11 and the second engine part 21 described above may be housed in an engine block formed integrally by casting, or the first engine part 11 and the second engine part 21 may be It may be stored individually in the engine block.
  • both engine blocks are joined integrally.
  • the main components constituting the first engine part 11 and the second engine part 21 are arranged on a virtual line 53 defined along the front-rear direction. Specifically, the first cylinder 12, the first piston 13, the first crankshaft 14, and the first connecting rod 15 of the first engine unit 11 are disposed on the virtual line 53. Further, the second cylinder 22, the second piston 23, the second crankshaft 24, and the second connecting rod 25 of the second engine unit 21 are also disposed on the virtual line 53. As described above, by disposing each component of each engine unit on the imaginary line 53, vibrations generated by the operation of each engine unit are canceled out, and the damping effect can be improved.
  • first engine unit 11 and the second engine unit 21 are arranged line-symmetrically with respect to the virtual line 54 defined in the left-right direction. Also with such a configuration, vibrations generated by the operation of each engine unit are canceled out, and the vibration damping effect can be improved.
  • the first engine unit 11 has a first valve drive mechanism 19 that controls the operation of the first intake valve 17 and the second intake valve 27 described above. is doing.
  • the first valve drive mechanism 19 includes a crank pulley 34, a cam pulley 42, and a timing belt 30 that is stretched around the crank pulley 34 and the cam pulley 42.
  • the crank pulley 34 is connected to a portion leading out of the first crankshaft 14.
  • the cam pulley 42 is attached to the camshaft 44 together with a first intake cam 36 that contacts the first intake valve 17 to control its forward / backward movement and a second intake cam 38 that contacts the second intake valve 27 and controls its forward / backward movement. Connected.
  • the timing at which the first intake cam 36 presses the first intake valve 17 and the timing at which the second intake cam 38 presses the second intake valve 27 are the same.
  • the camshaft 44 is connected with a phase difference.
  • a tensioner 32 for applying tension to the timing belt 30 is provided.
  • the second valve drive mechanism 20 includes a crank pulley 35, a cam pulley 43, and a timing belt 31 spanned between the crank pulley 34 and the cam pulley 42.
  • the crank pulley 35 is connected to a portion leading out of the second crankshaft 24.
  • the cam pulley 43 comes into contact with the first exhaust valve 18 together with the first exhaust cam 37 that controls its forward / backward movement and the second exhaust cam 39 that comes into contact with the second exhaust valve 28 and controls its forward / backward movement. Connected.
  • the timing at which the first exhaust cam 37 presses the first exhaust valve 18 and the timing at which the second exhaust cam 39 presses the second exhaust valve 28 are the same.
  • the camshaft 45 is connected with a phase difference.
  • a tensioner 33 for applying tension to the timing belt 31 is provided.
  • first intake valve 17 and the first exhaust valve 18 described above are biased by a biasing means such as a spring (not shown) in a direction away from the first cylinder 12.
  • second intake valve 27 and the second exhaust valve 28 are urged by an urging means such as a spring (not shown) in a direction away from the second cylinder 22.
  • first intake cam 36 and the second intake cam 38 are connected to the camshaft 44, and the first exhaust cam 37 and the second exhaust cam 39 are connected to the camshaft 45, thereby reducing the number of camshafts.
  • the number of parts of the opposed piston type engine 10 can be reduced, and further reduction in size and weight can be realized.
  • a second reversing gear 47 is connected to the camshaft 45 to which the first exhaust cam 37 and the like are attached.
  • the second reversing gear 47 is a part of the crankshaft reversal synchronization mechanism 29 that reverses the rotation direction of the first crankshaft 14 and the rotation direction of the second crankshaft 24.
  • the crankshaft reversal synchronization mechanism 29 is shown in FIG. Will be described later with reference to FIG.
  • crankshaft reverse synchronization mechanism 29 will be described with reference to FIG. 2A is a top view showing the first valve drive mechanism 19 and the second valve drive mechanism 20 provided in the opposed piston type engine 10, and FIG. 2B shows the crankshaft reverse synchronization mechanism 29 as viewed from the front.
  • FIG. 2A is a top view showing the first valve drive mechanism 19 and the second valve drive mechanism 20 provided in the opposed piston type engine 10
  • FIG. 2B shows the crankshaft reverse synchronization mechanism 29 as viewed from the front.
  • crank pulley 34 connected to the first crankshaft 14 (not shown) rotates clockwise and is connected to the crank pulley 34 via the timing belt 30.
  • the cam pulley 42 also rotates clockwise.
  • first intake cam 36 and the second intake cam 38 also rotate clockwise.
  • crank pulley 35 connected to the second crankshaft 24 rotates counterclockwise
  • cam pulley 43 connected to the crank pulley 35 via the timing belt 31 also rotates counterclockwise
  • first exhaust cam 37 and the second exhaust cam 39 also rotate counterclockwise.
  • each member constituting the first valve drive mechanism 19 rotates clockwise, and each member constituting the second valve drive mechanism 20 rotates counterclockwise.
  • a first reversing gear 46 is connected to the camshaft 44, and a second reversing gear 47 is connected to the camshaft 45.
  • the first reversing gear 46 and the second reversing gear 47 have the same diameter and the same number of teeth.
  • the rotation direction of the first reversing gear 46 and the rotation direction of the second reversing gear 47 are reversed. Therefore, the rotational direction of the cam pulley 42 connected to the first reverse gear 46 via the cam shaft 44 and the rotational direction of the cam pulley 43 connected to the second reverse gear 47 via the cam shaft 45 are also Invert. Further, as shown in FIG.
  • the timing belt 30 is bridged between the cam pulley 42 and the crank pulley 34, and the timing belt 31 is bridged between the cam pulley 43 and the crank pulley 35. Therefore, the rotation direction of the crank pulley 34 and the rotation direction of the crank pulley 35 are also reversed.
  • the rotation direction of the first crankshaft 14 and the rotation direction of the second crankshaft 24 shown in FIG. 1A are obtained by meshing the first reversing gear 46 and the second reversing gear 47.
  • the counter rotation is realized during operation, and the rotational reaction force generated from the first crankshaft 14 and the rotation reaction force generated from the second crankshaft 24 are offset to achieve low vibration. be able to.
  • the first cylinder 12 of the first engine unit 11 and the second cylinder 22 of the second engine unit 21 are not continuous spaces but are formed as individual combustion chambers. .
  • the shape of the combustion chamber is simplified, and the output can be increased by increasing the intake efficiency and the exhaust efficiency.
  • the first cylinder 12 and the second cylinder 22 have a substantially cylindrical shape, when the opposed piston type engine 10 is operated, heat is transferred between the first cylinder 12 and the second cylinder 22. Since it becomes substantially uniform, deformation of the first cylinder 12 and the second cylinder 22 during operation is suppressed.
  • the first cylinder 12 of the first engine unit 11 and the second cylinder 22 of the second engine unit 21 individually have an intake valve and an exhaust valve.
  • a first intake valve 17 is arranged on the left side of the rear end of the first cylinder 12 of the first engine unit 11, and a first exhaust valve 18 is arranged on the right side of the rear end of the first cylinder 12. It is installed. Accordingly, the air-fuel mixture and exhaust gas flow passage 55 flowing through the first cylinder 12 is simplified during engine operation, and the combustion toughness can be improved by simplifying the shape of the combustion chamber.
  • a second intake valve 27 is disposed on the left side of the front end of the second cylinder 22 of the second engine unit 21, and a second exhaust valve 28 is disposed on the right side of the front end of the first cylinder 12. ing. Accordingly, the air-fuel mixture and exhaust gas passage 56 flowing through the second cylinder 22 is simplified during engine operation, and the combustion toughness can be improved in the same manner as the first cylinder 12.
  • each valve drive mechanism also serves as the crankshaft reverse synchronization mechanism 29.
  • a reversing mechanism for reversing the first crankshaft 14 and the second crankshaft 24 is required.
  • the first valve drive mechanism 19 and the second valve drive mechanism 20 shown in FIG. 2A are a part of the crankshaft reverse synchronization mechanism 29 that reverses the first crankshaft 14 and the second crankshaft 24. Part.
  • crank pulley 34, the timing belt 30, the tensioner 32, the cam pulley 42, and the cam shaft 44 of the first valve drive mechanism 19 are part of the crankshaft reverse synchronization mechanism 29.
  • crank pulley 35, the timing belt 31, the tensioner 33, the cam pulley 43 and the camshaft 45 of the second valve drive mechanism 20 also constitute a part of the crankshaft reverse synchronization mechanism 29.
  • the crankshaft reverse synchronization mechanism 29 is configured by these members, and the first reverse gear 46 and the second reverse gear 47 shown in FIG.
  • crankshaft reverse synchronization mechanism 29 most of the members constituting the crankshaft reverse synchronization mechanism 29 are members constituting the first valve drive mechanism 19 and the second valve drive mechanism 20, and the dedicated parts of the crankshaft reverse synchronization mechanism 29 are the first reverse. Only the gear 46 and the second reversing gear 47 are provided. Therefore, an increase in the number of parts due to the provision of the crankshaft reverse synchronization mechanism 29 is suppressed.
  • the first reverse gear 46 and the second reverse gear 47 that realize the counter rotation described above only synchronize the phases of the first crankshaft 14 and the second crankshaft 24, and the first crankshaft 14 and the second crankshaft 24.
  • the large rotational torque generated from is not transmitted. Therefore, since the first reversing gear 46 and the second reversing gear 47 do not require high strength, the first reversing gear 46 and the second reversing gear 47 may be thin, and the first reversing gear 46 and the second reversing gear 47 may be thin.
  • As the material 47 an inexpensive material with low required strength can be adopted. From this, an increase in cost and an increase in weight due to the use of the first reverse gear 46 and the second reverse gear 47 can be suppressed.
  • the operation of the opposed piston type engine 10 will be described with reference to the respective drawings described above. Since the first engine portion 11 and the second engine portion 21 constituting the opposed piston type engine 10 are four-stroke engines, the intake stroke, the compression stroke, the combustion stroke, and the exhaust stroke are repeated.
  • the 1st engine part 11 and the 2nd engine part 21 perform an intake stroke, a compression stroke, a combustion stroke, and an exhaust stroke simultaneously.
  • the operation in each stroke of the first engine unit 11 is as follows. First, in the suction stroke, the first piston 13 is moved in a state in which the first intake valve 17 pressed by the first intake cam 36 is advanced and the first exhaust valve 18 not pressed by the first exhaust cam 37 is retracted. Moves forward in the first cylinder 12. As a result, an air-fuel mixture that is a mixture of fuel (for example, gasoline) and air is introduced into the first cylinder 12. In the compression stroke, the first intake valve 17 that is not pressed by the first intake cam 36 is retracted, and the first exhaust valve 18 that is not pressed by the first exhaust cam 37 is also retracted.
  • the first piston 13 is pushed rearward, and the air-fuel mixture is compressed inside the first cylinder 12.
  • a spark plug (not shown) ignites inside the first cylinder 12, so that the air-fuel mixture burns inside the first cylinder 12, whereby the first piston 13 is at the bottom dead center.
  • the first intake valve 17 that is not pressed by the first intake cam 36 is withdrawn, and the first exhaust valve 18 that is pressed by the first exhaust cam 37 is advanced, and the first rotating valve rotates.
  • the first piston 13 is pushed rearward by the inertia of the crankshaft 14, and the burned gas existing inside the first cylinder 12 is discharged to the outside.
  • the operation in each stroke of the second engine unit 21 is as follows. First, in the suction stroke, the second piston 23 is moved in a state where the second intake valve 27 pressed by the second intake cam 38 is advanced and the second exhaust valve 28 not pressed by the second exhaust cam 39 is retracted. Moves backward in the second cylinder 22. As a result, an air-fuel mixture that is a mixture of fuel (for example, gasoline) and air is introduced into the second cylinder 22. In the compression stroke, the second intake valve 27 not pressed by the second intake cam 38 is retracted, and the second exhaust valve 28 not pressed by the second exhaust cam 39 is also retracted.
  • fuel for example, gasoline
  • the second piston 23 is pushed forward by the inertia of the rotating second crankshaft 24, and the air-fuel mixture is compressed inside the second cylinder 22.
  • a spark plug (not shown) ignites inside the second cylinder 22, so that the air-fuel mixture burns inside the second cylinder 22, whereby the second piston 23 is at the bottom dead center.
  • the second intake valve 27 that is not pressed by the second intake cam 38 is withdrawn, and the second exhaust valve 28 that is pressed by the second exhaust cam 39 is advanced, and the second rotating valve rotates.
  • the second piston 23 is pushed forward by the inertia of the crankshaft 24, and the burned gas existing inside the second cylinder 22 is discharged to the outside.
  • the first reverse gear 46 connected to the camshaft 44, the second reverse gear 47 connected to the camshaft 45 Are in mesh with each other, the first reversing gear 46 and the second reversing gear 47 are reversed.
  • the first reversing gear 46 and the second reversing gear 47 are viewed from above, the first reversing gear 46 rotates clockwise and the second reversing gear 47 rotates counterclockwise.
  • the cam pulley 42, the first intake cam 36 and the second intake cam 38 connected to the camshaft 44 together with the first reversing gear 46 are clockwise when viewed from above. Rotate to.
  • the cam pulley 43, the first exhaust cam 37, and the second exhaust cam 39 connected to the camshaft 45 together with the second reversing gear 47 rotate counterclockwise when viewed from above.
  • first crankshaft 14 and the second crankshaft 24 can be reversed when the opposed piston engine 10 is operated.
  • counter rotation can be realized to reduce vibration.
  • FIG. 3 is a side view of the opposed piston type engine 10 according to another embodiment as viewed from the right side.
  • the basic configuration of the opposed piston type engine 10 shown in this figure is basically the same as that described with reference to FIG. 1 and the like, except that an oil pan 48 and the like are provided.
  • circulates is shown by the arrow.
  • the first engine unit 11 and the second engine unit 21 are disposed so as to face each other, the first engine unit 11 and the second engine are arranged at the center in the front-rear direction of the opposed piston type engine 10. Devices that can be shared by the unit 21 can be collected.
  • the cylinder head 52 disposed at the center in the front-rear direction of the opposed piston type engine 10 can be shared by the first engine unit 11 and the second engine unit 21.
  • the cylinder head 52 is formed with an exhaust port 50 and an intake port, which will be described later, and these are shared by the first engine unit 11 and the second engine unit 21. Further, by arranging such a cylinder head 52, the cam shafts 44 and 45 can be shared by the first engine unit 11 and the second engine unit 21.
  • an oil pan 48 is disposed at the lower part of the center portion in the front-rear direction of the opposed piston type engine 10.
  • the oil pan 48 stores oil for lubricating cooling supplied to each part of the opposed piston type engine 10.
  • an oil pump 49 for distributing oil stored in the oil pan 48 to each part of the opposed piston type engine 10 is disposed in the center part in the front-rear direction of the opposed piston type engine 10.
  • the oil pump 49 is operated by the driving force of the camshaft 45.
  • a flow path through which oil is circulated is formed inside the opposed piston type engine 10. Therefore, the oil transported by the oil pump 49 is supplied to each member constituting the first engine unit 11 and the second engine unit 21 through this distribution path, and then returns to the oil pan 48.
  • the water pump is a pump for circulating cooling water for cooling the opposed piston type engine 10.
  • an exhaust port 50 through which exhaust gases from the first engine unit 11 and the second engine unit 21 are collectively discharged to the outside of the system is formed in the central portion of the opposed piston type engine 10 in the front-rear direction. Furthermore, an intake port (not shown) through which air introduced into the first engine unit 11 and the second engine unit 21 is collectively introduced from outside the system is formed at a position facing the exhaust port 50.
  • each functional device is shared by the first engine unit 11 and the second engine unit 21 by arranging the functional devices such as the oil pan 48 in the central portion of the opposed piston type engine 10 in the front-rear direction. Therefore, the number of parts constituting the opposed piston type engine 10 can be reduced.
  • timing belts 30 and 31 shown in FIG. 1 (A) or the like a chain or a gear train may be employed.

Abstract

大きな出力を得ることができ、燃焼タフネスが確保され、且つ、各エンジン部が備えるクランクシャフトを反転するクランクシャフト反転同期機構の構成が簡素化された対向ピストン型エンジンを提供する。　本発明の対向ピストン型エンジン１０は、第１エンジン部１１および第２エンジン部２１とを有しており、第１エンジン部１１および第２エンジン部２１が独立した第１シリンダ１２および第２シリンダ２２を有している。また、各バルブの動作を制御する第１バルブ駆動機構１９および第２バルブ駆動機構２０が、第１エンジン部１１の第１クランクシャフト１４と、第２エンジン部２１の第２クランクシャフト２４とを反転させるクランクシャフト反転同期機構２９を兼ねている。よって、クランクシャフト反転同期機構２９を簡素に構成でき、対向ピストン型エンジン１０の出力増大および部品点数削減が実現される。

Description

対向ピストン型エンジン
　本発明は、対向ピストン型エンジンに関し、特に、対向して配置される各エンジン部が独立したシリンダ等を有する対向ピストン型エンジンに関する。
　従来から、低振動等の効果を有する対向ピストン型エンジンが開発されている。この種の対向ピストン型エンジンでは、互いに対向するように対置された２つのピストンが、直線的に往復運動するように構成されることで、エンジン運転時の制振効果を発揮している。
　特許文献１に、上記した対向ピストン型エンジンの一例が記載されている。具体的には、この対向ピストン型エンジンでは、エンジンブロックに１つのシリンダを形成し、このシリンダの内部で、２つのピストンヘッドが互いに対向するように往復運動する。また、このシリンダに連続する容積空間が形成されており、この容積空間に、吸気用バルブ、排気用バルブおよびスパークプラグが配設されている。このようにすることで、シリンダの組立加工を容易とし、シリンダの鋳造効率を向上することができる。
特許第５５０８６０４号公報
　しかしながら、上記した特許文献１に記載されたエンジンでは、高出力を達成しづらく、また燃焼室形状が複雑であることから燃焼タフネスを改善する余地があった。
　具体的には、上記したように、背景技術に係るエンジンでは、シリンダから側方に向かって延出するように形成された容積空間に、吸気ポート、排気ポートが配設されていたため、吸気ポートおよび排気ポートとシリンダとの繋がり形状が複雑と成り、吸気効率および排気効率が低くなる。よって、エンジンからの出力を高くすることが簡単でない、という課題があった。
　また、上記したように、シリンダおよび容積空間から成る燃焼室の形状が複雑化することで、例えば、低温時においてＨＣ（炭化水素）の排出量が増大し、燃焼時のタフネスが低下してしまう課題があった。更に、シリンダおよび容積空間から成る燃焼室は、一般的なエンジンが有するシリンダと比較すると異型形状を呈するため、エンジン運転時に於いて、熱の授受が一様でないことから、シリンダの局所変形が生じてしまう課題があった。
　更に、特許文献１に記載されたエンジンでは、一方側のクランクシャフトと、他方側のクランクシャフトとを反転同期させるために、複数のギアおよびタイミングベルト等から成るクランク軸反転同期機構を有していたが、そのための専用部分を備えていることで、エンジン全体の構成が複雑化すると共に重量が増大してしまう課題があった。
　本発明は、上記の事情に鑑みてなされたものであり、その目的とするところは、大きな出力を得ることができ、燃焼タフネスが改善され、且つ、各エンジン部が備えるクランクシャフトを反転同期するクランクシャフト反転同期機構の構成が簡素化された対向ピストン型エンジンを提供することにある。
　本発明の対向ピストン型エンジンでは、第１シリンダと、前記第１シリンダの内部で往復運動する第１ピストンと、前記第１ピストンの往復運動を回転運動に変換する第１クランクシャフトと、前記第１ピストンと前記第１クランクシャフトとを運動可能に連結する第１コネクティングロッドと、前記第１シリンダに設けられた第１バルブと、を有する第１エンジン部と、前記第１シリンダとは別体として対向する第２シリンダと、前記第２シリンダの内部で往復運動する第２ピストンと、前記第２ピストンの往復運動を回転運動に変換する第２クランクシャフトと、前記第２ピストンと前記第２クランクシャフトとを運動可能に連結する第２コネクティングロッドと、前記第２シリンダに設けられた第２バルブと、を有する第２エンジン部と、前記第１クランクシャフトまたは前記第２クランクシャフトの回転運動で、前記第１バルブおよび前記第２バルブを駆動するバルブ駆動機構と、前記第１エンジン部の前記第１クランクシャフトの回転方向と、前記第２エンジン部の前記第２クランクシャフトの回転方向と、を逆とするクランクシャフト反転同期機構と、を具備し、前記バルブ駆動機構が、前記クランクシャフト反転同期機構として機能することを特徴とする。
　本発明の対向ピストン型エンジンでは、前記第１エンジン部は、前記第１シリンダおよび前記第２シリンダが配列される方向に於いて、一方側の側方に配置された第１吸気バルブ、および、他方側の側方に配置された第１排気バルブを有し、前記第２エンジン部は、前記第１シリンダおよび前記第２シリンダが配列される方向に於いて、一方側の側方に配置された第２吸気バルブ、および、他方側の側方に配置された第２排気バルブを有し、前記バルブ駆動機構は、前記第１クランクシャフトの駆動力で前記第１吸気バルブおよび前記第２吸気バルブの開閉を制御し、前記第２クランクシャフトの駆動力で前記第１排気バルブおよび前記第２排気バルブの開閉を制御することを特徴とする。
　本発明の対向ピストン型エンジンでは、前記クランクシャフト反転同期機構は、前記第１クランクシャフトの駆動力で回転すると共に、前記第１バルブまたは前記第２バルブを動作させるカムと共に第１カムシャフトに接続する第１反転ギアと、前記第２クランクシャフトの駆動力で回転すると共に、前記第１バルブまたは前記第２バルブを動作させるカムと共に第２カムシャフトに接続する第２反転ギアと、を歯合させることで構成されることを特徴とする。
　本発明の対向ピストン型エンジンでは、前記第１シリンダおよび前記第２シリンダの近傍中央部に、前記第１エンジン部および前記第２エンジン部を流通するオイルが貯留されるオイルパンを具備することを特徴とする。
　本発明の対向ピストン型エンジンでは、前記第１シリンダおよび前記第２シリンダの近傍に、前記バルブ駆動機構で駆動されるオイルポンプを具備することを特徴とする。
　本発明の対向ピストン型エンジンでは、第１シリンダと、前記第１シリンダの内部で往復運動する第１ピストンと、前記第１ピストンの往復運動を回転運動に変換する第１クランクシャフトと、前記第１ピストンと前記第１クランクシャフトとを運動可能に連結する第１コネクティングロッドと、前記第１シリンダに設けられた第１バルブと、を有する第１エンジン部と、前記第１シリンダとは別体として対向する第２シリンダと、前記第２シリンダの内部で往復運動する第２ピストンと、前記第２ピストンの往復運動を回転運動に変換する第２クランクシャフトと、前記第２ピストンと前記第２クランクシャフトとを運動可能に連結する第２コネクティングロッドと、前記第２シリンダに設けられた第２バルブと、を有する第２エンジン部と、前記第１クランクシャフトまたは前記第２クランクシャフトの回転運動で、前記第１バルブおよび前記第２バルブを駆動するバルブ駆動機構と、前記第１エンジン部の前記第１クランクシャフトの回転方向と、前記第２エンジン部の前記第２クランクシャフトの回転方向と、を逆とするクランクシャフト反転同期機構と、を具備し、前記バルブ駆動機構が、前記クランクシャフト反転同期機構として機能することを特徴とする。従って、第１シリンダおよび第２シリンダが、略円筒状の空間として形成されることから、吸気効率および排気効率を高くすることで出力を増大させることができる。また、対向ピストン型エンジンが運転される際に、第１シリンダおよび第２シリンダに於ける熱の授受が略一様に成るので、運転時に於ける第１シリンダおよび第２シリンダの変形が抑止されている。更に、運転時の振動を低減するために、第１クランクシャフトの回転方向と第２クランクシャフトの回転方向とを逆とするクランクシャフト反転同期機構を有するが、本発明では、バルブ駆動機構がクランクシャフト反転同期機構を兼ねている。このことから、部品点数を増加させずに、制振機構をエンジンに構成することができる。
　本発明の対向ピストン型エンジンでは、前記第１エンジン部は、前記第１シリンダおよび前記第２シリンダが配列される方向に於いて、一方側の側方に配置された第１吸気バルブ、および、他方側の側方に配置された第１排気バルブを有し、前記第２エンジン部は、前記第１シリンダおよび前記第２シリンダが配列される方向に於いて、一方側の側方に配置された第２吸気バルブ、および、他方側の側方に配置された第２排気バルブを有し、前記バルブ駆動機構は、前記第１クランクシャフトの駆動力で前記第１吸気バルブおよび前記第２吸気バルブの開閉を制御し、前記第２クランクシャフトの駆動力で前記第１排気バルブおよび前記第２排気バルブの開閉を制御することを特徴とする。従って、第１クランクシャフトで第１吸気バルブおよび第２吸気バルブの開閉を制御し、第２クランクシャフトで第１排気バルブおよび第２排気バルブの開閉を制御することで、第１エンジン部および第２エンジン部に於いて、吸気効率および排気効率を向上することができる。
　本発明の対向ピストン型エンジンでは、前記クランクシャフト反転同期機構は、前記第１クランクシャフトの駆動力で回転すると共に、前記第１バルブまたは前記第２バルブを動作させるカムと共に第１カムシャフトに接続する第１反転ギアと、前記第２クランクシャフトの駆動力で回転すると共に、前記第１バルブまたは前記第２バルブを動作させるカムと共に第２カムシャフトに接続する第２反転ギアと、を歯合させることで構成されることを特徴とする。従って、第１反転ギアおよび第２反転ギアを歯合させることで、第１クランクシャフトと第２クランクシャフトとを反転させることができ、多くの専用の部品を追加することなく、クランクシャフト反転同期機構を構成することができる。
　本発明の対向ピストン型エンジンでは、前記第１シリンダおよび前記第２シリンダの近傍中央部に、前記第１エンジン部および前記第２エンジン部を流通するオイルが貯留されるオイルパンを具備することを特徴とする。従って、各々のエンジンクランクケース部より接合されるオイルパンを備える場合と比較して、エンジンの構成を簡略化でき、小型、軽量化が可能となる。
　本発明の対向ピストン型エンジンでは、前記第１シリンダおよび前記第２シリンダの近傍に、前記バルブ駆動機構で駆動されるオイルポンプを具備することを特徴とする。従って、オイルポンプを、第１エンジン部および第２エンジン部で共有できることから、エンジンの構成を簡素化でき、小型、軽量化が可能となる。
本発明の実施形態に係る対向ピストン型エンジンを示す図であり、（Ａ）は上面図であり、（Ｂ）は側面図である。 本発明の実施形態に係る対向ピストン型エンジンを部分的に抜き出して示す図であり、（Ａ）は上面図であり、（Ｂ）は側面図である。 本発明の他の実施形態に係る対向ピストン型エンジンを示す側面図である。
　以下、図を参照して本形態の対向ピストン型エンジン１０の構成および動作を説明する。
　以下の説明では、前後上下左右の各方向を適宜用いる。ここで、前方とは対向ピストン型エンジン１０を構成する第１エンジン部１１の第１ピストン１３が往復運動する方向であり、後方とは第２エンジン部２１の第２ピストン２３が往復運動する方向である。また、上方とは後述するクランクプーリ３４等が第１クランクシャフト１４等に対して配置される方向であり、下方とは上方に対向する方向である。更に、左方および右方とは、対向ピストン型エンジン１０を前方から見た場合の左方および右方を示している。
　図１を参照して、対向ピストン型エンジン１０の基本構成を説明する。図１（Ａ）は対向ピストン型エンジン１０を上方から見た上面図であり、図１（Ｂ）は対向ピストン型エンジン１０を右方側から見た側面図である。
　図１（Ａ）および図１（Ｂ）を参照して、対向ピストン型エンジン１０は、前方側に配置された第１エンジン部１１と、後方側に配置された第２エンジン部２１と、を有している。
　第１エンジン部１１は、第１シリンダ１２と、第１シリンダ１２の内部で往復運動する第１ピストン１３と、第１ピストン１３の往復運動を回転運動に変換する第１クランクシャフト１４と、第１ピストン１３と第１クランクシャフト１４とを運動可能に連結する第１コネクティングロッド１５と、シリンダヘッド５２（図３参照）に設けられた第１バルブ１６と、を有する。第１バルブ１６は、第１吸気バルブ１７と、第１排気バルブ１８とを有する。また、第１クランクシャフト１４は、例えば発電機である第１負荷４０に接続している。
　第２エンジン部２１は、第２シリンダ２２と、第２シリンダ２２の内部で往復運動する第２ピストン２３と、第２ピストン２３の往復運動を回転運動に変換する第２クランクシャフト２４と、第２ピストン２３と第２クランクシャフト２４とを運動可能に連結する第２コネクティングロッド２５と、シリンダヘッド５２（図３参照）に設けられた第２バルブ２６と、を有する。第２バルブ２６は、第２吸気バルブ２７と、第２排気バルブ２８とを有する。また、第２クランクシャフト２４は、例えば発電機である第２負荷４１に接続している。
　ここで、上記した第１エンジン部１１と第２エンジン部２１とは、鋳造により一体的に形成されたエンジンブロックに収納されても良いし、第１エンジン部１１と第２エンジン部２１とは個別にエンジンブロックに収納されても良い。第１エンジン部１１と第２エンジン部２１とが個別にエンジンブロックに収納される場合は、両エンジンブロックは一体に接合される。
　対向ピストン型エンジン１０では、第１エンジン部１１および第２エンジン部２１を構成する主要な構成部品が、前後方向に沿って規定された仮想線５３上に配置されている。具体的には、第１エンジン部１１の第１シリンダ１２、第１ピストン１３、第１クランクシャフト１４および第１コネクティングロッド１５が、仮想線５３上に配置されている。更に、第２エンジン部２１の第２シリンダ２２、第２ピストン２３、第２クランクシャフト２４および第２コネクティングロッド２５も、仮想線５３上に配置されている。このように、各エンジン部の各構成要素を仮想線５３上に配置することで、各エンジン部が動作することで発生する振動が相殺され、制振効果を向上することができる。
　更に、第１エンジン部１１と第２エンジン部２１とは、左右方向に規定された仮想線５４に対して、線対称に配置されている。かかる構成によっても、各エンジン部が動作することで発生する振動が互いに相殺され、制振効果を向上することができる。
　図１（Ａ）および図１（Ｂ）を参照して、第１エンジン部１１には、上記した第１吸気バルブ１７および第２吸気バルブ２７の動作を制御する第１バルブ駆動機構１９を有している。
　第１バルブ駆動機構１９は、クランクプーリ３４と、カムプーリ４２と、クランクプーリ３４とカムプーリ４２とに掛け渡されたタイミングベルト３０と、を有している。クランクプーリ３４は、第１クランクシャフト１４の外部に導出する部分に接続している。カムプーリ４２は、第１吸気バルブ１７に接してその進退運動を制御する第１吸気カム３６と、第２吸気バルブ２７に接してその進退運動を制御する第２吸気カム３８と共に、カムシャフト４４に接続している。第１吸気カム３６と第２吸気カム３８とは、第１吸気カム３６が第１吸気バルブ１７を押圧するタイミングと、第２吸気カム３８が第２吸気バルブ２７を押圧するタイミングが同時となるように、位相差をもってカムシャフト４４に接続されている。また、タイミングベルト３０にテンションを与えるためのテンショナー３２が配設されている。
　第２バルブ駆動機構２０は、クランクプーリ３５と、カムプーリ４３と、クランクプーリ３４とカムプーリ４２とに掛け渡されたタイミングベルト３１と、を有している。クランクプーリ３５は、第２クランクシャフト２４の外部に導出する部分に接続している。カムプーリ４３は、第１排気バルブ１８に接してその進退運動を制御する第１排気カム３７と、第２排気バルブ２８に接してその進退運動を制御する第２排気カム３９と共に、カムシャフト４５に接続している。第１排気カム３７と第２排気カム３９とは、第１排気カム３７が第１排気バルブ１８を押圧するタイミングと、第２排気カム３９が第２排気バルブ２８を押圧するタイミングが同時となるように、位相差をもってカムシャフト４５に接続されている。また、タイミングベルト３１にテンションを与えるためのテンショナー３３が配設されている。
　ここで、上記した第１吸気バルブ１７および第１排気バルブ１８は、第１シリンダ１２から遠ざかる方向に図示しないバネ等の付勢手段で付勢されている。同様に、第２吸気バルブ２７および第２排気バルブ２８は、第２シリンダ２２から遠ざかる方向に図示しないバネ等の付勢手段で付勢されている。
　上記のように、カムシャフト４４に第１吸気カム３６および第２吸気カム３８を接続し、カムシャフト４５に第１排気カム３７と第２排気カム３９を接続することで、カムシャフトの本数を減らし、対向ピストン型エンジン１０の部品点数を削減し、更に小型化、軽量化を実現することができる。
　図１（Ｂ）に示すように、第１排気カム３７等が取り付けられるカムシャフト４５には、第２反転ギア４７が接続している。第２反転ギア４７は、第１クランクシャフト１４の回転方向と、第２クランクシャフト２４の回転方向を逆とするクランクシャフト反転同期機構２９の一部であり、クランクシャフト反転同期機構２９は図２を参照して後述する。
　図２を参照して、クランクシャフト反転同期機構２９を説明する。図２（Ａ）は対向ピストン型エンジン１０に備えられる第１バルブ駆動機構１９および第２バルブ駆動機構２０を示す上面図であり、図２（Ｂ）はクランクシャフト反転同期機構２９を前方から見た前面図である。
　図２（Ａ）に示すように、対向ピストン型エンジン１０では、振動を低減するために、ここでは図示しない第１クランクシャフト１４の回転方向と、第２クランクシャフト２４の回転方向とを、逆としている。
　ここでは、対向ピストン型エンジン１０を上方から見た場合、図示しない第１クランクシャフト１４に接続されたクランクプーリ３４は時計回りに回転し、タイミングベルト３０を介してクランクプーリ３４と接続されているカムプーリ４２も時計回りに回転する。更に、第１吸気カム３６および第２吸気カム３８も、時計回りに回転する。
　一方、図示しない第２クランクシャフト２４に接続されたクランクプーリ３５は反時計回りに回転し、タイミングベルト３１を介してクランクプーリ３５と接続されているカムプーリ４３も反時計回りに回転する。更に、第１排気カム３７および第２排気カム３９も、反時計回りに回転する。
　即ち、第１バルブ駆動機構１９を構成する各部材は時計回りに回転し、第２バルブ駆動機構２０を構成する各部材は反時計回りに回転する。
　図２（Ｂ）を参照して、カムシャフト４４には第１反転ギア４６が接続されており、カムシャフト４５には第２反転ギア４７が接続さている。第１反転ギア４６と第２反転ギア４７とは、直径および歯数が同一とされている。このような構成の第１反転ギア４６と第２反転ギア４７とが歯合することで、第１反転ギア４６の回転方向と第２反転ギア４７の回転方向とが反転する。よって、カムシャフト４４を経由して第１反転ギア４６と接続しているカムプーリ４２の回転方向と、カムシャフト４５を経由して第２反転ギア４７と接続しているカムプーリ４３の回転方向も、反転する。更に、図２（Ａ）に示すように、カムプーリ４２とクランクプーリ３４との間にはタイミングベルト３０が架け渡されており、カムプーリ４３とクランクプーリ３５との間にはタイミングベルト３１が架け渡されているので、クランクプーリ３４の回転方向と、クランクプーリ３５の回転方向も、逆転する。上記のことから、第１反転ギア４６と第２反転ギア４７とを歯合させることで、図１（Ａ）に示す、第１クランクシャフト１４の回転方向と、第２クランクシャフト２４の回転方向とを、反転させ、運転時に於いてカウンターローテーションを実現し、第１クランクシャフト１４から発生する回転反力と、第２クランクシャフト２４から発生する回転反力とを相殺し、低振動化を図ることができる。
　図１（Ａ）を参照して、第１エンジン部１１の第１シリンダ１２と、第２エンジン部２１の第２シリンダ２２とは、連続した空間ではなく、個別の燃焼室として形成されている。このようにすることで、先ず、第１シリンダ１２および第２シリンダ２２が、略円筒状の空間として形成されることから、複雑な形状を呈していた背景技術に係るエンジンのシリンダと比較すると、燃焼室の形状がシンプルに成り、吸気効率および排気効率を高くすることで出力を増大させることができる。また、第１シリンダ１２および第２シリンダ２２は、略円筒形状を呈しているため、対向ピストン型エンジン１０が運転される際に、第１シリンダ１２および第２シリンダ２２に於ける熱の授受が略一様に成るので、運転時に於ける第１シリンダ１２および第２シリンダ２２の変形が抑止されている。
　更に、本形態では、第１エンジン部１１の第１シリンダ１２と、第２エンジン部２１の第２シリンダ２２とが、個別に吸気バルブおよび排気バルブを有している。具体的には、第１エンジン部１１の第１シリンダ１２の後方端部左方に第１吸気バルブ１７が配設され、第１シリンダ１２の後方端部右方に第１排気バルブ１８が配設されている。従って、エンジン運転時に於いて、第１シリンダ１２を流通する混合気および排ガスの流路５５が簡素化され、これと燃焼室形状のシンプル化により燃焼タフネスを向上することができる。同様に、第２エンジン部２１の第２シリンダ２２の前方端部左方に第２吸気バルブ２７が配設され、第１シリンダ１２の前方端部右方に第２排気バルブ２８が配設されている。従って、エンジン運転時に於いて、第２シリンダ２２を流通する混合気および排ガスの流路５６が簡素化され、第１シリンダ１２と同様に燃焼タフネスを向上することができる。
　また、本形態の対向ピストン型エンジン１０では、各バルブ駆動機構がクランクシャフト反転同期機構２９を兼ねている。具体的には、対向ピストン型エンジン１０の運転時に於ける振動を低減するためには、第１クランクシャフト１４と第２クランクシャフト２４とを反転させる反転機構が必要になるが、反転のための専用機構を対向ピストン型エンジン１０に備えると、対向ピストン型エンジン１０を構成する部品定数が増大し、対向ピストン型エンジン１０の構成が複雑化すると共に、コストアップを招く。そこで本形態では、図２（Ａ）に示す第１バルブ駆動機構１９および第２バルブ駆動機構２０が、第１クランクシャフト１４と第２クランクシャフト２４とを反転させるクランクシャフト反転同期機構２９の一部を構成している。
　具体的には、図２（Ａ）を参照して、第１バルブ駆動機構１９の、クランクプーリ３４、タイミングベルト３０、テンショナー３２、カムプーリ４２およびカムシャフト４４が、クランクシャフト反転同期機構２９の一部を構成している。更に、第２バルブ駆動機構２０の、クランクプーリ３５、タイミングベルト３１、テンショナー３３、カムプーリ４３およびカムシャフト４５も、クランクシャフト反転同期機構２９の一部を構成している。これらの部材と、図２（Ｂ）に示す第１反転ギア４６および第２反転ギア４７で、クランクシャフト反転同期機構２９が構成されている。従って、クランクシャフト反転同期機構２９を構成する部材の大部分は、第１バルブ駆動機構１９および第２バルブ駆動機構２０を構成する部材であり、クランクシャフト反転同期機構２９の専用部品は第１反転ギア４６および第２反転ギア４７のみである。よって、クランクシャフト反転同期機構２９を備えることよる部品点数の増加等は抑止されている。
　上記したカウンターローテーションを実現する第１反転ギア４６および第２反転ギア４７は、第１クランクシャフト１４および第２クランクシャフト２４の位相を同期させるだけで、第１クランクシャフト１４および第２クランクシャフト２４から発生する大きな回転トルクを伝達しない。よって、第１反転ギア４６および第２反転ギア４７には高い強度は要求されないので、第１反転ギア４６および第２反転ギア４７の幅は薄くて良く、第１反転ギア４６および第２反転ギア４７の材料として、要求強度の低い安価なものを採用することができる。このことから、第１反転ギア４６および第２反転ギア４７を採用することによるコストアップおよび重量増加を抑止できる。
　ここで、上記した各図を参照して、対向ピストン型エンジン１０の動作を説明する。対向ピストン型エンジン１０を構成する第１エンジン部１１および第２エンジン部２１は、４ストロークエンジンであるため、吸気行程、圧縮行程、燃焼行程および排気行程を繰り返す。ここで、第１エンジン部１１および第２エンジン部２１は、吸気行程、圧縮行程、燃焼行程および排気行程を同時に行う。
　図１（Ａ）を参照して、第１エンジン部１１の各行程に於ける動作は次の通りである。先ず、吸込行程では、第１吸気カム３６で押圧された第１吸気バルブ１７を進出させ、且つ、第１排気カム３７で押圧されない第１排気バルブ１８を退出させた状態で、第１ピストン１３が第１シリンダ１２の内部で前方に向かって移動する。これにより、燃料（例えばガソリン）と空気との混合物である混合気を第１シリンダ１２の内部に導入する。圧縮行程では、第１吸気カム３６に押圧されない第１吸気バルブ１７が退出した状態となり、更に、第１排気カム３７に押圧されない第１排気バルブ１８も退出した状態となる。この状態で、回転する第１クランクシャフト１４の慣性により、第１ピストン１３が後方に向かって押し出され、第１シリンダ１２の内部で混合気が圧縮される。次に、燃焼行程では、図示しない点火プラグが第１シリンダ１２の内部で点火することで、第１シリンダ１２の内部で混合気が燃焼し、これにより第１ピストン１３が下死点である前方の端部まで押し出される。その後、排気行程では、第１吸気カム３６で押圧されない第１吸気バルブ１７を退出させ、且つ、第１排気カム３７で押圧される第１排気バルブ１８を進出させた状態で、回転する第１クランクシャフト１４の慣性により第１ピストン１３が後方に押し出され、第１シリンダ１２の内部に存在する燃焼後のガスは、外部に排出される。
　第２エンジン部２１の各行程に於ける動作は次の通りである。先ず、吸込行程では、第２吸気カム３８で押圧された第２吸気バルブ２７を進出させ、且つ、第２排気カム３９で押圧されない第２排気バルブ２８を退出させた状態で、第２ピストン２３が第２シリンダ２２の内部で後方に向かって移動する。これにより、燃料（例えばガソリン）と空気との混合物である混合気を第２シリンダ２２の内部に導入する。圧縮行程では、第２吸気カム３８に押圧されない第２吸気バルブ２７が退出した状態となり、更に、第２排気カム３９に押圧されない第２排気バルブ２８も退出した状態となる。この状態で、回転する第２クランクシャフト２４の慣性により、第２ピストン２３が前方に向かって押し出され、第２シリンダ２２の内部で混合気が圧縮される。次に、燃焼行程では、図示しない点火プラグが第２シリンダ２２の内部で点火することで、第２シリンダ２２の内部で混合気が燃焼し、これにより第２ピストン２３が下死点である後方の端部まで押し出される。その後、排気行程では、第２吸気カム３８で押圧されない第２吸気バルブ２７を退出させ、且つ、第２排気カム３９で押圧される第２排気バルブ２８を進出させた状態で、回転する第２クランクシャフト２４の慣性により第２ピストン２３が前方に押し出され、第２シリンダ２２の内部に存在する燃焼後のガスは、外部に排出される。
　上記のように、各行程を繰り返す際に、図２（Ｂ）に示したように、カムシャフト４４に接続された第１反転ギア４６と、カムシャフト４５に接続された第２反転ギア４７とは歯合しているので、第１反転ギア４６と第２反転ギア４７とは反転する。例えば、第１反転ギア４６と第２反転ギア４７とを上方から見た場合、第１反転ギア４６は時計回りに回転し、第２反転ギア４７は反時計回りに回転する。従って、図１（Ａ）に示すように、第１反転ギア４６と共にカムシャフト４４に接続しているカムプーリ４２、第１吸気カム３６および第２吸気カム３８は、上方から見た場合、時計回りに回転する。同様に、第２反転ギア４７と共にカムシャフト４５に接続しているカムプーリ４３、第１排気カム３７および第２排気カム３９は、上方から見た場合、反時計回りに回転する。
　カムプーリ４２とクランクプーリ３４との間にはタイミングベルト３０が架け渡されているので、クランクプーリ３４は時計回りに回転し、これにより第１クランクシャフト１４は、上方から見て時計回りに回転するようになる。一方、カムプーリ４３とクランクプーリ３５との間にはタイミングベルト３１が架け渡されているので、クランクプーリ３５も反時計回りに回転し、これにより第２クランクシャフト２４は、上方から見て反時計回りに回転するようになる。
　即ち、上記した第１反転ギア４６および第２反転ギア４７を歯合させることにより、対向ピストン型エンジン１０を運転する際に、第１クランクシャフト１４と第２クランクシャフト２４とを逆転させることができ、カウンターローテーションを実現して低振動化を図ることができる。
　図３を参照して、対向ピストン型エンジン１０の他の形態を説明する。図３は、他の形態に係る対向ピストン型エンジン１０を右方から見た側面図である。この図に示す対向ピストン型エンジン１０の基本的構成は、図１等を参照して説明したものと基本的には同様であり、オイルパン４８等を有している点が異なる。また、この図では、オイルが流通する経路を矢印で示している。
　本形態では、第１エンジン部１１および第２エンジン部２１が互いに向きあうように配設されていることから、対向ピストン型エンジン１０の前後方向中央部に、第１エンジン部１１および第２エンジン部２１で共用可能な機器を集約することができる。
　具体的には、対向ピストン型エンジン１０の前後方向中央部に配設されたシリンダヘッド５２を、第１エンジン部１１および第２エンジン部２１で共用することができる。シリンダヘッド５２には、後述する排気ポート５０および吸気ポートが形成され、これらは、第１エンジン部１１および第２エンジン部２１で共用される。また、このようなシリンダヘッド５２を配置することで、カムシャフト４４、４５を、第１エンジン部１１および第２エンジン部２１で共用することができる。
　また、対向ピストン型エンジン１０の前後方向中央部の下部に、オイルパン４８を配設している。オイルパン４８は、対向ピストン型エンジン１０の各部位に供給される潤滑冷却用のオイルが貯留される。また、対向ピストン型エンジン１０の前後方向中央部に、オイルパン４８に貯留したオイルを、対向ピストン型エンジン１０の各部に流通させるためのオイルポンプ４９が配置されている。オイルポンプ４９は、カムシャフト４５の駆動力で運転される。対向ピストン型エンジン１０の内部には、オイルを流通される流通経路が形成されている。よって、オイルポンプ４９で輸送されたオイルは、この流通経路を介して、第１エンジン部１１および第２エンジン部２１を構成する各部材に供給された後に、オイルパン４８に帰還する。
　ここで、オイルポンプ４９に追加して、エンジン冷却用の冷却水を輸送するウォーターポンプが配設される適用例もある。ウォーターポンプは、対向ピストン型エンジン１０を冷却するための冷却水を循環させるためのポンプである。
　また、対向ピストン型エンジン１０の前後方向中央部には、第１エンジン部１１および第２エンジン部２１からの排気ガスが、まとめて系外に放出される排気ポート５０が形成されている。さらに、排気ポート５０に対向する位置に、第１エンジン部１１および第２エンジン部２１に導入される空気が、まとめて系外から導入される図示しない吸気ポートが形成されている。
　上記のように、対向ピストン型エンジン１０の前後方向中央部にオイルパン４８等の各機能機器を集約して配置することで、各機能機器を第１エンジン部１１および第２エンジン部２１で共用することができるので、対向ピストン型エンジン１０を構成する部品点数を削減することができる。
　以上、本発明の実施形態を示したが、本発明は、上記実施形態に限定されるものではない。
　例えば、図１（Ａ）等に示したタイミングベルト３０、３１に替えて、チェーンまたはギア列を採用することもできる。
１０　　　対向ピストン型エンジン
１１　　　第１エンジン部
１２　　　第１シリンダ
１３　　　第１ピストン
１４　　　第１クランクシャフト
１５　　　第１コネクティングロッド
１６　　　第１バルブ
１７　　　第１吸気バルブ
１８　　　第１排気バルブ
１９　　　第１バルブ駆動機構
２０　　　第２バルブ駆動機構
２１　　　第２エンジン部
２２　　　第２シリンダ
２３　　　第２ピストン
２４　　　第２クランクシャフト
２５　　　第２コネクティングロッド
２６　　　第２バルブ
２７　　　第２吸気バルブ
２８　　　第２排気バルブ
２９　　　クランクシャフト反転同期機構
３０　　　タイミングベルト
３１　　　タイミングベルト
３２　　　テンショナー
３３　　　テンショナー
３４　　　クランクプーリ
３５　　　クランクプーリ
３６　　　第１吸気カム
３７　　　第１排気カム
３８　　　第２吸気カム
３９　　　第２排気カム
４０　　　第１負荷
４１　　　第２負荷
４２　　　カムプーリ
４３　　　カムプーリ
４４　　　カムシャフト
４５　　　カムシャフト
４６　　　第１反転ギア
４７　　　第２反転ギア
４８　　　オイルパン
４９　　　オイルポンプ
５０　　　排気ポート
５２　　　シリンダヘッド
５３　　　仮想線
５４　　　仮想線
５５　　　流路
５６　　　流路
　
　
 

Claims (5)

  1. 　第１シリンダと、前記第１シリンダの内部で往復運動する第１ピストンと、前記第１ピストンの往復運動を回転運動に変換する第１クランクシャフトと、前記第１ピストンと前記第１クランクシャフトとを運動可能に連結する第１コネクティングロッドと、前記第１シリンダに設けられた第１バルブと、を有する第１エンジン部と、
    　前記第１シリンダとは別体として対向する第２シリンダと、前記第２シリンダの内部で往復運動する第２ピストンと、前記第２ピストンの往復運動を回転運動に変換する第２クランクシャフトと、前記第２ピストンと前記第２クランクシャフトとを運動可能に連結する第２コネクティングロッドと、前記第２シリンダに設けられた第２バルブと、を有する第２エンジン部と、
    　前記第１クランクシャフトまたは前記第２クランクシャフトの回転運動で、前記第１バルブおよび前記第２バルブを駆動するバルブ駆動機構と、
    　前記第１エンジン部の前記第１クランクシャフトの回転方向と、前記第２エンジン部の前記第２クランクシャフトの回転方向と、を逆とするクランクシャフト反転同期機構と、を具備し、
    　前記バルブ駆動機構が、前記クランクシャフト反転同期機構として機能することを特徴とする対向ピストン型エンジン。
  2. 　前記第１エンジン部は、前記第１シリンダおよび前記第２シリンダが配列される方向に於いて、一方側の側方に配置された第１吸気バルブ、および、他方側の側方に配置された第１排気バルブを有し、
    　前記第２エンジン部は、前記第１シリンダおよび前記第２シリンダが配列される方向に於いて、一方側の側方に配置された第２吸気バルブ、および、他方側の側方に配置された第２排気バルブを有し、
    　前記バルブ駆動機構は、
    　前記第１クランクシャフトの駆動力で前記第１吸気バルブおよび前記第２吸気バルブの開閉を制御し、
    　前記第２クランクシャフトの駆動力で前記第１排気バルブおよび前記第２排気バルブの開閉を制御する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. 　前記クランクシャフト反転同期機構は、
    　前記第１クランクシャフトの駆動力で回転すると共に、前記第１バルブまたは前記第２バルブを動作させるカムと共に第１カムシャフトに接続する第１反転ギアと、
    　前記第２クランクシャフトの駆動力で回転すると共に、前記第１バルブまたは前記第２バルブを動作させるカムと共に第２カムシャフトに接続する第２反転ギアと、を歯合させることで構成されることを特徴とする請求項１または請求項２に記載の対向ピストン型エンジン。
  4. 　前記第１シリンダおよび前記第２シリンダの近傍中央部に、前記第１エンジン部および前記第２エンジン部を流通するオイルが貯留されるオイルパンを具備することを特徴とする請求項１から請求項３の何れかに記載の対向ピストン型エンジン。
  5. 　前記第１シリンダおよび前記第２シリンダの近傍に、前記バルブ駆動機構で駆動されるオイルポンプを具備することを特徴とする請求項１から請求項４の何れかに記載の対向ピストン型エンジン。
    　
    　
     
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