JP2015503054A - エンジン - Google Patents

Abstract

シャフト３２と、シャフト３２に固定されたマルチローブ中心カム８０であって、中心カム表面８４を画定する少なくとも３つのローブ８３を備える中心カム８０と、少なくとも１つのシリンダ・モジュールとを備える内燃機関であって、各シリンダ・モジュールが、シャフト３２に対して直径方向で向かい合わされ、且つ間に中心カム８０が挿間された１対のシリンダと、各シリンダ内のピストン７２であって、中心カム表面８４に係合するための関連の係合手段１３５をそれぞれ備えるピストン７２と、ピストン７２を接続する接続部材７１であって、中心カム８０が通って延在する内部空間７８を備える接続部材７１とを備えた内燃機関３０であって、ピストン７２の係合手段１３５が中心カム８０の中心カム表面８４と係合することによって、使用時のシリンダ内でのピストン７２の往復運動が、シャフト３２に回転運動を与える内燃機関３０。

Description

本発明は、エンジンに関する。

本発明は、主に往復ピストン・エンジンで使用するために開発されており、本明細書では以後、この用途に関して説明する。しかし、本発明は、この特定の使用分野に限定されないことを理解されたい。

内燃（又は「ＩＣ（ｉｎｔｅｒｎａｌ ｃｏｍｂｕｓｔｉｏｎ）」）機関など往復ピストン・エンジンは、ガス圧を、回転するシャフトでの出力トルクに変換する。典型的には、最も一般的な形態のＩＣ機関の場合、ピストンは、燃料−空気混合物の燃焼によってピストンに及ぼされる圧力により、シリンダのボア内で往復運動する。ピストンは、クランクシャフトの大端部軸受に、コネクティング・ロッドによって機械的に結合される。クランクシャフトの大端部軸受は、クランクシャフトの回転軸に平行であるが、その回転軸から径方向でずらされた軸を有し、したがって、ピストンに作用する軸方向力が、クランクシャフトを回転させて、クランクシャフトで出力トルクを発生させることができる。しかし、ピストンと、コネクティング・ロッドと、クランクシャフトとのこの機械的な構成は、典型的なＩＣ機関でのノイズ、摩耗、及びエネルギー非効率性の実質的な原因である。

ＩＣ機関のこの最も一般的な形態に関連付けられる制限及び非効率性のいくつかを克服するために、国際公開第２００８／０２８２５２号及び国際公開第９７／０４２２５号は、クランクシャフトとコネクティング・ロッドを、軸の周りで逆回転するマルチローブ・カムで置き換えることを開示しており、これは、従来のＩＣ機関の制限及び動力非効率性のいくらかを改良している。

本発明は、国際公開第２００８／０２８２５２号及び国際公開第９７／０４２２５号で開示されるエンジンの改良を提供すること、又は少なくとも代替物を提供することを試みる。

任意の従来技術の情報が本明細書で言及される場合、そのような言及は、その情報が、オーストラリア又は他の国において当技術分野での共通一般知識の一部を成していることを認めてはいないことを理解されたい。

国際公開第２００８／０２８２５２号 国際公開第９７／０４２２５号

一態様では、本発明は、
シャフトと、
シャフトに固定されたマルチローブ中心カムであって、中心カム表面を画定する少なくとも３つのローブを備える中心カムと、
少なくとも１つのシリンダ・モジュールと
を備える内燃機関であって、各シリンダ・モジュールが、
シャフトに対して直径方向で向かい合わされ、間に中心カムが挿間された１対のシリンダと、
各シリンダ内のピストンであって、中心カム表面に係合するための関連の係合手段をそれぞれ備えるピストンと、
ピストンを接続する接続部材であって、中心カムが通過して延在する内部空間を備える接続部材と
を備え、
ピストンの係合手段が中心カムの中心カム表面と係合することによって、使用時のシリンダ内でのピストンの往復運動が、シャフトに回転運動を与える
内燃機関を提供する。

好ましくは、少なくとも１つのシリンダ・モジュールは、２つのシリンダ・モジュールである。

好ましくは、中心カムは、３＋ｎ個のローブを備え、ｎが、ゼロ又は偶数の整数であり、接続部材の軸は、互いに対して、中心カムでのローブの数で３６０°を割ることによって得られる値の実質的に半分の角度である。

代替として、少なくとも１つのシリンダ・モジュールは、３つのシリンダ・モジュールである。

好ましくは、この内燃機関は、さらに、シャフトの周りで逆回転するように、中心カムに差動噛合された少なくとも１つのマルチローブ側方カムを備える。

好ましくは、少なくとも１つの側方カムは、中心カムの両側に配設された２つのマルチローブ側方カムである。

好ましくは、少なくとも１つの側方カムは、各ピストンに関連付けられる対応する係合手段によって係合される第１のマルチローブ側方カム表面を備える。

好ましくは、少なくとも１つの側方カムは、第１の側方カム表面から軸方向で離隔された第２のマルチローブ側方カム表面を備える。

好ましくは、第１の側方カム表面と第２の側方カム表面はどちらも、各ピストンに関連付けられる対応する係合手段によって係合される。

好ましくは、少なくとも１つの側方カムの第１及び第２の側方カム表面は、少なくとも１つの側方カムに形成されるマルチローブ凹部によって画定される。

好ましくは、少なくとも１つの側方カムは、ギア歯を備える。

好ましくは、この内燃機関は、さらに、シャフトに固定された少なくとも１つのドライブ・ギアを備え、少なくとも１つの側方カムが、少なくとも１つのドライブ・ギアに差動噛合される。

好ましくは、各ピストンに関連付けられる係合手段は、少なくとも１つのころ軸受従動子を備える。

好ましくは、各ピストンに関連付けられる係合手段は、内部空間に隣接して配設された少なくとも１つのころ軸受従動子を備える。

好ましくは、各ピストンに関連付けられる係合手段は、第１の側方カム表面と第２の側方カム表面との間に配設された少なくとも１つのころ軸受従動子を備える。

好ましくは、各ピストンに関連付けられる係合手段は、それぞれ第１及び第２の側方カム表面に係合する個別のカム従動子を備える。

好ましくは、接続部材は、ねじ切り端部を備え、各ピストンは、接続部材のそれぞれの端部への装着のためのねじ切り構成を備える。

好ましくは、各ピストンは、ねじ切り構成を画定する装着構成を備える。

好ましくは、ねじ切り構成は、装着構成内に形成された内部キャビティである。

好ましくは、接続部材は、シャフトが通過して延在する細長いアパーチャを備える。

好ましくは、接続部材は、第１の長手方向区域と第２の長手方向区域に分割され、第１の区域と第２の区域は、ピストンが接続部材の端部に装着されるときに、ピストンによって一体に保持される。

好ましくは、第１のマルチローブ側方カム表面は、中心カム表面と同一である。

好ましくは、少なくとも１つの側方カムは、中心カムと同数のローブを有する。

また、本発明は、
シャフトと、
シャフトに固定されたマルチローブ中心カムであって、中心カム表面を画定する少なくとも３つのローブを備える中心カムと、
中心カムの両側に配設された２つのマルチローブ側方カムとを備える内燃機関であって、側方カムが、中心カムと同数のローブを有し、側方カムが、シャフトの周りで中心カムと共に逆回転するように中心カムに差動噛合され、各側方カムが、第１の側方カム表面を画定し、
内燃機関がさらに、
２つのシリンダ・モジュールを備え、各シリンダ・モジュールが、
シャフトに対して直径方向で向かい合わされ、間に中心カムが挿間された１対のシリンダと、
各シリンダ内のピストンであって、中心カム表面及び第１の側方カム表面に係合するための関連の係合手段をそれぞれ備えるピストンと、
ピストンを接続する接続部材であって、中心カムが通過して延在する内部空間を備える接続部材と
を備え、
ピストンの係合手段が中心カム及び側方カムのカム表面と係合することによって、使用時のシリンダ内でのピストンの往復運動が、シャフトに回転運動を与える
内燃機関を提供する。

好ましくは、２つの側方カムはそれぞれ、さらに、第１の側方カム表面から軸方向で離隔された第２の側方カム表面を備え、第１の側方カム表面と第２の側方カム表面とがどちらも、各ピストンに関連付けられる対応する係合手段によって係合される。

好ましくは、各ピストンに関連付けられる係合手段は、それぞれ第１及び第２の側方カム表面に係合する個別のカム従動子を備える。

好ましくは、中心カム及び側方カムは、３＋ｎ個のローブを備え、ｎが、ゼロ又は偶数の整数であり、接続部材の軸は、互いに対して、マルチローブ中心カムでのローブの数で３６０°を割ることによって得られる値の実質的に半分の角度である。

好ましくは、２つの側方カムはそれぞれ、ギア歯を備える。

好ましくは、この内燃機関は、さらに、シャフトに固定され、それぞれの側方カムに隣接して配設される２つのドライブ・ギアを備え、側方カムは、ドライブ・ギアに差動噛合される。

また、本発明は、
シャフトと、
少なくとも２つのシリンダ・バンクとを備える内燃機関であって、各シリンダ・バンクが、
シャフトに固定されたマルチローブ中心カムであって、中心カム表面を画定する少なくとも３つのローブを備える中心カムと、
少なくとも１つのシリンダ・モジュールとを備え、各シリンダ・モジュールが、
シャフトに対して直径方向で向かい合わされ、間に中心カムが挿間された１対のシリンダと、
各シリンダ内のピストンと、
ピストンを接続する接続部材と
を備え、
内燃機関がさらに、
各バンクの間に配設された結合カムを備え、各結合カムが、シャフトの周りで逆回転するように中心カムに差動噛合され、各結合カムが、向かい合う各側で第１のマルチローブ結合カム表面を画定し、
各ピストンが、中心カム表面、及びその隣接する結合カムの第１の結合カム表面に係合するための関連の係合手段を備え、
ピストンの係合手段が中心カム表面及び第１の結合カム表面と係合することによって、使用時のシリンダ内でのピストンの往復運動が、シャフトに回転運動を与える
内燃機関を提供する。

好ましくは、各接続部材は、それぞれの中心カムが通過して延在する内部空間を備える。

好ましくは、各バンクでの少なくとも１つのシリンダ・モジュールは、２つのシリンダ・モジュールである。

好ましくは、各中心カムは、３＋ｎ個のローブを備え、ｎが、ゼロ又は偶数の整数であり、各バンクでの接続部材の軸は、互いに対して、中心カムでのローブの数で３６０°を割ることによって得られる値の実質的に半分の角度である。

好ましくは、この内燃機関は、さらに、各最端部バンクのためのマルチローブ側方カムを備え、側方カムは、シャフトの周りで逆回転するように中心カムに差動噛合される。

好ましくは、各側方カムは、それぞれのピストンの係合手段によって係合される第１のマルチローブ側方カム表面を備える。

好ましくは、各側方カムは、さらに、第１の側方カム表面から軸方向で離隔された第２の側方カム表面を備え、第１の側方カム表面と第２の側方カム表面とがどちらも、それぞれのピストンに関連付けられる対応する係合手段によって係合される。

好ましくは、各ピストンに関連付けられる係合手段は、それぞれ第１及び第２の側方カム表面に係合する個別のカム従動子を備える。

好ましくは、各結合カムの両側が、さらに、第１の側方カム表面から軸方向で離隔された第２のマルチローブ結合カム表面を備え、第１の側方カム表面と第２の側方カム表面とがどちらも、それぞれのピストンに関連付けられる対応する係合手段によって係合される。

好ましくは、各ピストンに関連付けられる係合手段は、それぞれ第１及び第２の結合カム表面に係合する個別のカム従動子を備える。

好ましくは、結合カムの両側での第１の結合カム表面は、互いに軸方向で６０°だけ位相をずらされている。

好ましくは、結合カムの両側での第１の結合カム表面は、互いに位置合わせされている。

好ましくは、各結合カムは、ギア歯を備える。

好ましくは、各側方カムは、ギア歯を備える。

好ましくは、この内燃機関は、さらに、各最端部バンクのためのドライブ・ギアを備え、ドライブ・ギアがシャフトに固定され、各結合カムが、ドライブ・ギアに差動噛合される。

好ましくは、各ピストンに関連付けられる係合手段は、少なくとも１つのころ軸受従動子を備える。

好ましくは、バンクが、互いに０°で直列に配置される、又は任意の角度だけ位相をずらされる。

また、本発明は、
シャフトと、
シャフトに固定された第１の側方カムと、
シャフトの周りで逆回転するように、第１の側方カムに差動噛合された第２の側方カムと
を備える内燃機関であって、
第１の側方カムと第２の側方カムがそれぞれ、マルチローブ内側カム表面とマルチローブ外側カム表面とを画定するマルチローブ凹部を備え、
内燃機関がさらに、
少なくとも１つのシリンダ・モジュールを備え、各シリンダ・モジュールが、
シャフトに対して直径方向で向かい合わされ、間に側方カムが挿間された１対のシリンダと、
各シリンダ内のピストンであって、側方カムの内側及び外側カム表面に係合するための関連の係合手段をそれぞれ備えるピストンと、
ピストンを接続する接続部材と
を備え、
ピストンの係合手段が側方カムの内側及び外側カム表面と係合することによって、使用時のシリンダ内でのピストンの往復運動が、シャフトに回転運動を与える
内燃機関を提供する。

好ましくは、各ピストンに関連付けられる係合手段は、それぞれ内側及び外側の側方カム表面に係合する個別のカム従動子を備える。

また、本発明は、直径方向で対向するシリンダを備えるエンジン用のピストン・アセンブリであって、
ねじ切り端部を備える細長い接続部材と、
２つのピストンとを備え、各ピストンが、使用時に接続部材のそれぞれの端部に装着するためのねじ切り構成を備える
ピストン・アセンブリを提供する。

好ましくは、接続部材は、さらに、使用時にカムが通過して延在する内部空間を画定する中心部を備える。

好ましくは、接続部材は、さらに、使用時にシャフトが通過して延在することができる細長いアパーチャを画定する中心部を備える。

好ましくは、接続部材は、さらに、内部空間の端部に隣接して係合手段取付け凹部を備える。

好ましくは、各ピストンは、ねじ切り構成を画定する装着構成を備える。

好ましくは、ねじ切り構成は、装着構成内に形成された内部キャビティである。

好ましくは、接続部材は、第１の長手方向区域と第２の長手方向区域に分割され、第１の区域と第２の区域は、ピストンが端部に装着されるときに、ピストンによって一体に保持される。

好ましくは、接続部材の各端部、及びピストンの各装着構成は、装着アパーチャを備え、アセンブリが、さらに、接続部材とピストンとの位置合わせされた装着アパーチャ内にそれぞれ挿入可能な少なくとも２つの取付けピンを備える。

また、本発明は、直径方向で対向するシリンダを備えるエンジン用のピストン・アセンブリであって、
端部を備える細長い接続部材と、
２つのピストンとを備え、各ピストンが、接続部材のそれぞれの端部に装着するように適合され、
接続部材が、第１の長手方向区域と第２の長手方向区域に分割され、第１の区域と第２の区域が、ピストンが端部に装着されるときに、ピストンによって一体に保持される
ピストン・アセンブリを提供する。

好ましくは、接続部材の端部は、ねじを切られ、各ピストンは、接続部材のそれぞれの端部への装着のためのねじ切り構成を備える。

好ましくは、接続部材は、第１の長手方向区域と第２の長手方向区域が互いに装着されるときに、内部空間を有する中心部を画定する。

好ましくは、接続部材は、第１の長手方向区域と第２の長手方向区域が互いに装着されるときに、内部空間の端部に隣接して係合手段取付け凹部を画定する。

好ましくは、接続部材の各端部と、各ピストンとが、装着アパーチャを備え、アセンブリが、さらに、接続部材とピストンとの位置合わせされた装着アパーチャ内にそれぞれ挿入可能な少なくとも２つの取付けピンを備える。

また、本発明は、
第１の面と第２の面を備える概してディスク形状の本体と、
第１の面及び／又は第２の面に形成されたマルチローブ凹部とを備えるエンジン用のカムであって、各マルチローブ凹部が、マルチローブ内側カム面と、マルチローブ外側カム面とを画定する
エンジン用のカムを提供する。

好ましくは、カムは、さらに、ギア歯を備える。

また、本発明の他の態様も開示される。

本発明の範囲内に含まれることがある他の形態もあるが、次に、本発明の好ましい実施例を、単に例として、添付図面を参照して説明する。

本発明の第１の好ましい実施例によるエンジンの内部構成要素の（１つのシリンダ・モジュールに沿った）側断面図である。 フロント・ドライブ・ギアとフロント・３ローブ・カム・ギアが取り外された状態での、図１のエンジンの前面図である。 図１のエンジンの拡大断面図である。 （ａ）は、図１のエンジンに関するドライブ・ギアを示す前面図であり、（ｂ）は、図１のエンジンに関するドライブ・ギアを示す、Ａ−Ａ線に沿った断面図である。 （ａ）は、図１のエンジンに関する３ローブ・カム・ギアを示す前面図であり、（ｂ）は、図１のエンジンに関する３ローブ・カム・ギアを示す、Ｂ−Ｂ線に沿った断面図である。 （ａ）は、図１のエンジンに関する第１のピストン・アセンブリを示す拡大前面図であり、（ｂ）は、図１のエンジンに関する第１のピストン・アセンブリを示す、接続部材の側断面図であり、（ｃ）は、図１のエンジンに関する第１のピストン・アセンブリを示す、組み立てられた第１のピストン・アセンブリの部分側断面図である。 （ａ）は、図１のエンジンに関する第２のピストン・アセンブリに関する接続部材を示す前面図であり、（ｂ）は、図１のエンジンに関する第２のピストン・アセンブリに関する接続部材を示す、Ｂ−Ｂ線に沿った側断面図である。 （ａ）は、図１のエンジンに関する３ローブ中心カムを示す前面図であり、（ｂ）は、図１のエンジンに関する３ローブ中心カムを示す、Ｄ−Ｄ線に沿った断面図である。 図１のエンジンのドライブ・ギアとカム・ギアを結合させるための差動ギアアセンブリの一例の前面図である。 本発明の第２の好ましい実施例によるエンジンの内部構成要素の側断面図である。 （ａ）は、図１０のエンジンに関する両面結合カム・ギアを示す前面図であり、（ｂ）は、図１０のエンジンに関する両面結合カム・ギアを示す、Ｅ−Ｅ線に沿った断面図であり、（ｃ）は、図１０のエンジンに関する両面結合カム・ギアを示す背面図である。 図１０のエンジンの修正実施例の側断面図である。 （ａ）は、図１２のエンジンに関する修正された両面結合カム・ギアを示す前面図であり、（ｂ）は、図１２のエンジンに関する修正された両面結合カム・ギアを示す、Ｃ−Ｃ線に沿った断面図であり、（ｃ）は、図１２のエンジンに関する修正された両面結合カム・ギアを示す背面図である。 （ａ）は、本発明の第３の好ましい実施例によるエンジンの内部構成要素の側断面図であり、（ｂ）は、本発明の第３の好ましい実施例によるエンジンの内部構成要素の修正実施例を示す図である。 （ａ）は、本発明の第４の好ましい実施例によるエンジンの内部構成要素の側断面図であり、（ｂ）は、本発明の第４の好ましい実施例によるエンジンの内部構成要素の修正実施例を示す図である。

以下の説明では、様々な実施例における同様又は同一の参照番号が同一又は同様の特徴を示すことに留意すべきである。

まず図１及び図２を参照すると、これらの図には、４シリンダ４行程エンジン３０の内部構成要素が示されている。内部構成要素を明瞭に見ることができるように、２対の対向シリンダを含む外側エンジン・ケーシングは省かれている。

エンジン３０は、出力シャフト３２と、フロント・ドライブ・ギア４０ａと、フロント・カム・ギア５０ａと、第１のピストン・アセンブリ６０及び第２のピストン・アセンブリ７０と、３ローブ中心カム８０と、リア・カム・ギア５０ｂと、リア・ドライブ・ギア４０ｂとを備える。以下にさらに述べるように、ドライブ・ギア４０ａ及び４０ｂ、並びに中心カム８０は、全て、シャフト３２に軸方向で固定され、シャフト３２と共に回転可能であり、一方、カム・ギア５０ａ及び５０ｂは、シャフト３２の周りで、シャフト３２と逆方向に回転可能である。差動歯車機構アセンブリ（以下に述べる）が、ドライブ・ギア４０ａ及び４０ｂとカム・ギア５０ａ及び５０ｂとを一体に結合する。第１のピストン・アセンブリ６０と第２のピストン・アセンブリ７０（以下にさらに述べる）はそれぞれ、一般に、それぞれの細長い接続部材６１、７１を備え、ピストン６２ａ及び６２ｂ、７２ａ及び７２ｂが、それぞれの接続部材６１及び７１の端部に取り付けられる。第１のピストン・アセンブリ６０と第２のピストン・アセンブリ７０の軸は、シャフト３２の周りで互いに対して６０°の角度である。

図３及び図４は、ドライブ・ギア４０を示し、ドライブ・ギア４０は、本体４１と、外歯４２と、中心アパーチャ４３とを有する平歯車である。中心アパーチャ４３は、シャフト３２と対合して回転するようにキー止め又はキー溝結合される。本体４１は、望みに応じて、その重量を軽量化する／バランスを取るために、アパーチャ４４及び／又は凹部４５を含むことができる。２つのドライブ・ギア４０はそれぞれ、エンジン３０のフロント・エンジン・ギア４０ａ及びリア・エンジン・ギア４０ｂを形成する。

図３及び図５は、カム・ギア５０を示し、カム・ギア５０も、一般に、本体５１と、外歯５２と、中心アパーチャ５３とを有する平歯車である。中心アパーチャ５３は、ころ軸受３４を受け入れて取り付けるように適合される。本体５１は、第１の面５４と、第２の面５５とを含む。３ローブ凹部５６が本体５１に形成され、本体５１は、概して第２の面５５から第１の面５４に向けて延在する。３ローブ凹部５６は、（第１の）３ローブ内側カム表面５７と、（第２の）３ローブ外側カム表面５８とを画定する。したがって、第２の凹部５８は、第１の凹部５７から軸方向で離隔されている。また、本体５１は、望みに応じて、その重量を軽量化する／バランスを取るために、アパーチャ５９及び／又は凹部４５を含むことができる。２つのカム・ギア５０はそれぞれ、エンジン３０のフロント・カム・ギア５０ａ及びリア・カム・ギア５０ｂを形成する。フロント・カム・ギア５０ａとリア・カム・ギア５０ｂは、互いに鏡映となるように配置される。各軸受３４は、それぞれのカム・ギア５０のアパーチャ５３に取り付けられた外側レース３５と、シャフト３２に取り付けられた内側レース３６とを含む。したがって、カム・ギア５０ａ及び５０ｂは、シャフト３２と逆方向に回転することができる。カム・ギア５０ａ及び５０ｂと、ドライブ・ギア４０ａ及び４０ｂとは、同じ外径を有する。

図３及び図６は、接続部材６１とピストン６２とを備える第１のピストン・アセンブリ６０を示す。接続部材６１は、中心部６４と端部６５とを有する細長い本体６３を含む。図６（ｃ）に示されるように、中心部６４は、第１の中心プレート６７ａ及び第２の中心プレート６７ｂを含み、中心プレート６７ａと６７ｂは、それらの間に空間６８を画定するように互いに離隔される。図６（ａ）に示されるように、第１の中心プレート６７ａと第２の中心プレート６７ｂはどちらも、細長い楕円形アパーチャ６９を備え、使用時にシャフト３２がアパーチャ６９を通って延在し、これにより、第１のピストン・アセンブリ６０が、その長手方向軸に沿って往復運動できるようにする。また、第１の中心プレート６７ａと第２の中心プレート６７ｂはそれぞれ、プレートに形成された細長い内側凹部１０４を含み、凹部１０４は、空間６８に面する。軸受取付け凹部９１は、空間６８の端部で中心部６４に形成される。軸受取付け穴１０２が、取付け凹部９１と共に形成され、取り付け穴１０２の軸は、シャフト３２の長手方向軸に平行である。したがって、空間６８は、これらの軸に垂直な方向に開く。

端部６５は、遠位端９２ａと、第１のテーパ付き部分９３ａと、円筒形ねじ切り部分９４ａと、第２のテーパ付き部分９５ａとを備える。また、端部６５は、取付けピン・アパーチャ１００ａを含む。ピストン６２は、それぞれ、その非燃焼側の面９７から延在する装着構成９６を備える。各装着構成９６は、端部６５の形状に対応するように成形された内部キャビティ９８を含む。したがって、内部キャビティ９８は、遠位端９２ｂと、第１のテーパ付き部分９３ｂと、円筒形ねじ切り部分９４ｂと、第２のテーパ付き部分９５ｂとを含む。また、各装着構成９６は、取付けピン・アパーチャ１００ｂを含む。

図６（ｂ）に示されるように、接続部材本体６３は、本体６３の長手方向軸と平行であり、軸受取付け穴１０２及びシャフト３２の軸に垂直な平面に沿って、同一の第１の区域１０１ａと第２の区域１０１ｂに分割される。したがって、第１の区域１０１ａ及び第２の区域１０１ｂは、それぞれの中心プレート６７ａ及び６７ｂを含む。第１の区域１０１ａと第２の区域１０１ｂは、ピストン６２が端部６５に装着されるときに、ピストン６２によって一体に保持される。対合する第１のテーパ付き部分９３ａと９３ｂ、ねじ切り部分９４ａと９４ｂ、及び第２のテーパ付き部分９５ａと９５ｂは、取付けピン１０３が取り付けられる位置合わせされた取付けピン・アパーチャ１００ａと１００ｂと共に、第１の区域１０１ａと第２の区域１０１ｂが互いに保持されることを保証する。組み立てられた後、中心プレート６７ａと６７ｂは、それらの間に空間６８を画定し、軸受取付け凹部９１が画定される。本体６３は、第１の区域１０１ａと第２の区域１０１ｂに分割され、それにより、以下にさらに論じるように、組立て中に第２のピストン・アセンブリ７０の接続部材７１を空間６８内に配設することができる。

図３及び図７は、接続部材７１とピストン７２とを備える第２のピストン・アセンブリ７０を示す。接続部材７１は、接続部材６１と同様に成形され、中心部７４と端部７５とを有する細長い本体７３を含む。中心部７４は、第１の中心プレート７７ａ及び第２の中心プレート７７ｂを含み、中心プレート７７ａと７７ｂは、それらの間に空間７８を画定するように互いに離隔される。また、第１の中心プレート７７ａと第２の中心プレート７７ｂはそれぞれ、プレートに形成された細長い外側凹部１２４を含み、凹部１２４は、空間７８とは逆に面する。第１の中心プレート７７ａと第２の中心プレート７７ｂはどちらも、細長い楕円形アパーチャ７９を備え、使用時にシャフト３２がアパーチャ６９を通って延在し、これにより、第２のピストン・アセンブリ７０が、その長手方向軸に沿って往復運動できるようにする。軸受取付け凹部１１１は、空間７８の端部で中心部７４に形成される。軸受取付け穴１２２が、取付け凹部１１１と共に形成され、取り付け穴１２２の軸は、シャフト３２の長手方向軸に平行である。したがって、空間７８は、これらの軸に垂直な方向に開く。

端部７５は、端部６５と同様に成形され、取付けピン・アパーチャ１２０ａを含む。ピストン７２は、ピストン６２と同一であり、内部キャビティ９８との装着構成９６を備える。また、装着構成９６は、取付けピン・アパーチャ１２０ｂを含む。ピストン７２が端部７５に装着されるとき、取付けピン１２３は、位置合わせされた取付けピン・アパーチャ１２０ａ及び１２０ｂ内に取り付けられる。接続部材本体７３は、単体として形成することができ（図７に示される）、又は、接続部材本体６３と同様に、その長手方向軸に沿って、同一の第１の区域と第２の区域に分割することができる（図３に示される）。

図３及び図８は、３ローブ中心カム８０を示し、中心カム８０は、中心アパーチャ８２と３つのローブ８３とを有する概してディスク形状の本体８１を含む。中心アパーチャ８３は、シャフト３２と対合して回転するようにキー止め又はキー溝結合される。ローブ８２は、シャフト３２の軸の周りで等角度間隔で配置され、周縁カム表面８４を画定する。カム表面８４は、カム・ギア５０の内側カム表面５７と同一である。

次に、エンジン１０の組立てを、主に図１〜図３を参照して述べる。第２のピストン・アセンブリ７０に関して、中心軸受対１３５は、各軸受取付け凹部１１１の内部に配設され、横軸受１３６ａ及び１３６ｂは、中心部７４の両側の外面に隣接して配設される。軸受対１３５は、間にスペーサ１３５ｃを備える軸受１３５ａと１３５ｂを備える。軸受１３５、１３６ａ、及び１３６ｂのアパーチャが、それぞれの軸受取付け穴１２２と位置合わせされ、係止ピン１３７がそこを通して挿入され、望みに応じてワッシャ１３８及びサークリップ１３９又は他の適切な手段によって係止される。次いで、中心カム８０が、空間７８内に挿入される。軸受１３５は、中心カム表面８４と常に係合するように寸法設定される。

次いで、第１のピストン・アセンブリ６０が、第２のピストン・アセンブリ７０の接続部材７１の各側に第１の区域１０１ａ及び第２の区域１０１ｂを配設することによって組み立てられる。したがって、各内側凹部１０４は、対応する外側凹部１２４に面し、外側凹部１２４に係合する。第１の区域１０１ａと第２の区域１０１ｂがピストン６２を介して互いに装着されるとき、軸受取付け凹部９１が形成される。中心軸受対１４５は、各軸受取付け凹部９１の内部に配設され、横軸受１４６ａ及び１４６ｂは、中心部６４の両側の外面に隣接して配設される。軸受対１４５は、間にスペーサ１４５ｃを備える軸受１４５ａと１４５ｂを備える。軸受１４５、１４６ａ、及び１４６ｂのアパーチャは、それぞれの軸受取付け穴１０２と位置合わせされ、係止ピン１４７がそこを通して挿入され、ワッシャ１４８及びサークリップ１４９によって係止される。

したがって、中心カム８０はまた、空間６８内部に位置され、軸受１３５に係合することに加えて、軸受１４５に係合する。ピストン６２及び７２が、それらのそれぞれのシリンダ（図示せず）内部に配設されて、それぞれのシリンダ・モジュールを形成するとき、ピストン・アセンブリ６０と７０が、シャフト３２の周りでそれらの間に６０°の角度を有して、図２に示されるようにＸ形構成を形成する。

次いで、シャフト３２が、中心カム８０と一緒に回転するように中心カム８０のアパーチャ８２内に挿入される。次いで、それぞれ軸受３４を有するカム・ギア５０ａ及び５０ｂが、第１のピストン・アセンブリ６０及び第２のピストン・アセンブリ７０、並びに中心カム８０の両側に配設される。軸受３４の内側レース３６は、シャフト３２に取り付けられる。

第１のピストン・アセンブリ６０及び第２のピストン・アセンブリ７０の横軸受１３６ａ及び１４６ａは、カム・ギア５０ａの３ローブ凹部５６の内部に配設される。軸受１３６ａと１４６ａ、及び／又は凹部５６は、軸受が３ローブ内側カム表面５７と３ローブ外側カム表面５８との両方に常に係合するように寸法設定される。同様に、第１のピストン・アセンブリ６０及び第２のピストン・アセンブリ７０の横軸受１３６ｂ及び１４６ｂは、カム・ギア５０ｂの３ローブ凹部５６内部に配設される。次いで、ドライブ・ギア４０ａ及び４０ｂが、それぞれのカム・ギア５０ａ及び５０ｂに隣接して配設され、シャフト３２と一緒に回転するようにシャフト３２に取り付けられる。

したがって、各ピストンが、関連の係合手段を有し、この係合手段は、中心カム及び（側方）カム・ギアのカム表面に係合するための軸受である。

上述したように、ドライブ・ギア４０ａ及び４０ｂ、並びに中心カム８０は、全て、シャフト３２に軸方向で固定され、シャフト３２と共に回転可能であり、一方、カム・ギア５０ａ及び５０ｂは、シャフト３２の周りで、シャフト３２と逆方向に回転可能である。図９は、ドライブ・ギア４０ａ、カム・ギア５０ａ、ドライブ・ギア４０ｂ、及びカム・ギア５０ｂを一体に結合する差動歯車機構アセンブリ１５０の一例を示す。差動歯車機構アセンブリ１５０は、第１の軸１５２の周りで回転可能な第１のギア１５１を備える。第１のギア１５１は、例えば、ドライブ・ギア４０ａに係合する。第１のギア１５１は、第２のギア１５３に係合し、第２のギア１５３は、第２の軸１５４の周りで回転可能である。第２のギア１５３は、ドライブ・ギア４０ａに係合せず、第１のギア１５１よりも広く、したがって、第２のギア１５３は、参照番号１５３ａで一般に示されるその下側部分で、カム・ギア５０ａに係合する。例えば、ドライブ・ギア４０ａが図９での反時計回り（ＣＣＷ）で回転している場合、第１のギア１５１は、時計回り（ＣＷ）に回転し、第２のギア１５３は、反時計回り（ＣＣＷ）に回転し、カム・ギア５０ａは、時計回り（ＣＷ）に回転する。したがって、ドライブ・ギア４０ａとカム・ギア５０ａは、逆方向に回転する。ドライブ・ギア４０ａ及び４０ｂと、カム・ギア５０ａ及び５０ｂとを一体に結合するために、第２のギア１５３は、カム・ギア５０ａと５０ｂの両方に係合するようにより広く形成することができ、第１の軸１５２は、第２のドライブ・ギア４０ｂと第２のギア１５３とに係合する追加のギアを含むことができる。ドライブ・ギア４０ａ及び４０ｂと、カム・ギア５０ａ及び５０ｂとを一体に結合することが可能な多くの適切な差動歯車機構アセンブリが存在し、したがって、ドライブ・ギア４０ａと４０ｂが一体に回転し、カム・ギア５０ａと５０ｂも一体に、しかしドライブ・ギア４０ａ及び４０ｂとは逆方向に回転することを理解されよう。したがって、中心カム８０は、カム・ギア５０ａ及び５０ｂと逆回転するように、カム・ギア５０ａ及び５０ｂに間接的に結合される。また、差動歯車機構アセンブリ１５０を利用して、結合されたドライブ・ギア及びカム・ギアでのギア・バックラッシュを除去又は最小化することもできる。

次に、エンジン３０の動作を説明する。ピストン・アセンブリ６０及び７０は、それぞれのシリンダ・モジュールの一部であり、各ピストン６２及び７２は、既知のように燃料注入手段、入口弁及び出口弁、並びに着火手段を備えるそれぞれのシリンダ内に配置される。ドライブ・ギア４０ａ及び４０ｂは、望みに応じて入口弁及び出口弁に直接係合するため又はカム・シャフトに係合するための構成、例えばギア、ローブ、又は斜面などを含むことができる。

４行程エンジンでは、（上死点（ＴＤＣ）及び下死点（ＢＤＣ）での）４行程は、概して以下のようである。
ＴＤＣでのピストンが、排気行程を終了し、吸気行程に入る；
ＢＤＣでのピストンが、吸気行程を終了し、圧縮行程に入る；
ＴＤＣでのピストンが、圧縮行程を終了し、動力行程を開始する；及び
ＢＤＣでのピストンが、動力行程を終了し、排気行程に入る。

一例では、エンジン３０において、ピストン７２ａが行程（ａ）にあり、ピストン６２ａが行程（ｃ）にあり、ピストン６２ｂが行程（ｂ）にあり、ピストン７２ｂが行程（ｄ）にある。この例での点火順序は、ピストン６２ａ、ピストン６２ｂ、ピストン７２ａ、次いでピストン７２ｂである。したがって、１つのピストンでの点火が、その向かい側のピストンでの圧縮行程に対応する。代替として、エンジン３０は、２行程エンジンでよく、向かい合うピストンが交互に点火する。

シリンダ内での点火と、軸受１３５、１３６、１４５、及び１４６、並びにカム表面８３、５７、及び５８の間の係合とが、第１のピストン・アセンブリ６０及び第２のピストン・アセンブリ７０の往復運動を提供する。カム・ギア５０ａと５０ｂは、一体に回転し、中心カム８０に対して逆回転する。したがって、動力行程中、第１のピストン・アセンブリ６０及び第２のピストン・アセンブリ７０それぞれでの全ての軸受が、カム表面８３、５７、及び５８に係合して力を変換し、シャフト３２を回転させる。同じカム表面８３、５７、及び５８が、鋏のような動作で、ピストンの圧縮及び排気行程において他の軸受に係合する。次いで、望みに応じて、シャフト３２からの動力を利用することができる。

図１０は、本発明の第２の好ましい実施例によるエンジン２３０を示す。エンジン２３０は、横に並んだ、エンジン３０の実質的に２つのバンク２３１ａ及び２３１ｂである。バンク２３１ａと２３１ｂを結合するために、結合カム・ギア２５０ａが使用される。

図１０及び図１１は、結合カム・ギア２５０ａを示し、結合カム・ギア５０ａも、一般に、厚い本体２５１と、外歯２５２と、中心アパーチャ２５３とを有する平歯車である。本体２５１は、第１の面２５４と、第２の面２５５とを含む。中心アパーチャ２５３は、横並びの２つのころ軸受３４を受け入れて取り付けるように適合される。第１の３ローブ凹部２５６ａが本体２５１に形成され、これは、第１の面２５４から延在し、また、第２の３ローブ凹部２５６ｂが本体２５１に形成され、本体２５１は、第２の面２５５から延在する。３ローブ凹部２５６ａ及び２５６ｂは、カム・ギア５０の３ローブ凹部５６と同一であり、どちらも、３ローブ内側カム表面２５７と、３ローブ外側カム表面２５８とを含む。３ローブ凹部２５６ａ及び２５６ｂは、互いに軸方向で６０°の角度だけ位相がずれている。また、本体２５１は、望みに応じて、その重量を軽量化／平衡化するために、アパーチャ２５９及び／又は凹部２４５を含むことができる。

したがって、エンジン２３０は、出力シャフト３２と、フロント・ドライブ・ギア４０ａと、フロント・カム・ギア５０ａと、第１のピストン・アセンブリ６０及び第２のピストン・アセンブリ７０並びに中心カム８０の第１のセット２７０と、結合カム・ギア２５０ａと、第１のピストン・アセンブリ６０及び第２のピストン・アセンブリ７０並びに中心カム８０の第２のセット２７２と、リア・カム・ギア５０ｂと、リア・ドライブ・ギア４０ｂとを備える。第１のセット２７０での軸受１３６ｂ及び１４６ｂは、第１の３ローブ凹部２５６ａに係合し、第２のセット２７２での軸受１３６ａ及び１４６ａは、第２の３ローブ凹部２５６ｂに係合する。したがって、第１のセット２７０と第２のセット２７２が互いに結合され、第１のピストン・アセンブリ６０の対は、位相をずらして逆方向で往復する。同様に、第２のピストン・アセンブリ７０の対は、位相のずれた逆方向で往復する。これは、エンジン２３０内の移動質量のバランスを取る助けとなる。

エンジン３０と同様に、ドライブ・ギア４０ａ及び４０ｂ、並びに２つの中心カム８０は全て、シャフト３２に軸方向で固定されて、シャフト３２と共に回転可能であり、一方、カム・ギア５０ａ及び５０ｂ、並びに結合カム・ギア２５０ａは、シャフト３２に係合され、シャフト３２と逆方向で回転可能である。差動歯車機構アセンブリは、ドライブ・ギア４０ａ及び４０ｂと、カム・ギア５０ａ及び５０ｂと、結合カム・ギア２５０ａとを一体に結合する。

図１２は、エンジン２３０の修正された変形形態であるエンジン２３０ｂを示す。エンジン２３０ｂは、結合カム・ギア２５０ｂ（図１３参照）を使用し、結合カム・ギア２５０ｂは、結合カム・ギア２５０ａと同様であるが、第１の結合カム・ギア２５０ａと第２の３ローブ凹部２５６ｂが互いに整列されて同位相である点が異なる。したがって、第１のピストン・アセンブリ６０の対は一緒に往復運動し、第２のピストン・アセンブリ７０の対も一緒に往復運動する。

図１４（ａ）は、各バンクの間にある結合カム・ギア２５０ａによって結合された、横並びの３つのバンク２３１ａ、２３１ｂ、及び２３１ｃを有するエンジン２８０ａを示す。したがって、ピストン・アセンブリの隣接する対は、逆方向に往復運動する。

図１４（ｂ）は、隣接するバンクを結合するために結合カム・ギア２５０ｂを使用する、エンジン２８０ａの修正形態であるエンジン２８０ｂを示す。したがって、ピストン・アセンブリの隣接する対は、一緒に往復運動する。

図１５（ａ）は、エンジン２８０ａと同様であるが、４つのバンク２３１ａ〜２３１ｄを有するエンジン２９０ａを示し、図１５（ｂ）は、エンジン２８０ｂと同様であるが、やはり４つのバンク２３１ａ〜２３１ｄを有するエンジン２９０ｂを示す。

したがって、本発明の実施例は、既存の内燃機関に勝る利点、及び国際公開第２００８／０２８２５２号及び国際公開第９７／０４２２５号でのエンジンに勝る改良を伴うエンジンを提供する。

シャフトの周りの回転質量がカム・ギア及びドライブ・ギアによって増加されるので、正味燃料消費率（ＢＳＦＣ：Ｂｒａｋｅ Ｓｐｅｃｉｆｉｃ Ｆｕｅｌ Ｃｏｎｓｕｍｐｔｉｏｎ）が改良される。マルチローブ・カム・ギアが、ギアを提供する。また、マルチローブ・カム・ギアは、内側及び外側の３ローブ・カム・プロファイルを提供し、それらのカム・プロファイルに軸受が従い、これは、ピストンのねじれを実質的に減少させる。さらに、カム表面が摩耗するとき、軸受は、依然としてカム・プロファイルに実質的に接触する。

国際公開第２００８／０２８２５２号及び国際公開第９７／０４２２５号のエンジンでは、ピストンはそれぞれ、２つのマルチローブ・カム表面に接触する各ピストンにつき２つの軸受を有する。この実施例では、エンジンは、任意の所与の時点で５つのマルチローブ・カムと接触する各ピストンにつき３つの軸受を有し、これは、動力伝達を改良し、ピストンでのねじり及び捻回力を減少させる。

動力行程にある（第１の）ピストンと向かい合う（第２の）ピストンは、第２のピストンのＢＤＣからＴＤＣに向かって（動力行程にある第１のピストンのＴＤＣからＢＤＣに向かって）、第２のピストンの横軸受がカム・ギアの３ローブ外側カム表面５８に係合するときにトルクを追加する。第２のピストンは、より良く収容されて、シャフトの回転を支援する。

第１のピストン・アセンブリ６０では、ピストンを介して互いに再装着することができる２つの同一の半体を有することによって、第１のピストン・アセンブリ６０を、その空間６８内部に位置された第２のピストン・アセンブリ７０と組み立てることができるようにする。

これらのピストン・アセンブリの構成は、ピストンを、より単純にし、製造をより容易にし、より軽量にし、より簡単に組み立てることができるようにする。

国際公開第９７０４２２５号及び国際公開第２００８／０２８２５２ Ａ１号に記載されているように、このエンジンは、３個、５個、又は７個のローブ、又は３よりも大きい任意の奇数個のローブを有する中心カム及びカム・ギアを有することができる。異なる数のローブを有するカムにより、ピストン・アセンブリに関して異なるＸ形構成角度が提供される。しかし、偶数のローブを用いてもエンジンが動作することができることは明らかである。

また、図１０〜図１５に示されるエンジンでのバンクは、互いに０°で直列に配置することができ、又は、任意の角度だけ位相をずらして配置することができることに留意されたい。

また、カム・ギア及びドライブ・ギアでの歯は、図示されるように外側ではなく、内側に切ることもできる。

したがって、好ましい実施例は、以下のものの１つ又は複数を含む多くの利点を提供する。
ピストンのねじれを実質的になくすこと；
ピストンでの複雑な滑り面及び関連部品の必要性をなくすこと；
動力行程にある（第１の）ピストンと向かい合う（第２の）ピストンが、第２のピストンのＢＤＣからＴＤＣに向かって（動力行程にある第１のピストンのＴＤＣからＢＤＣに向かって）、第２のピストンの軸受がカム・ギアの３ローブ外側カム５８に係合するときにトルクを追加すること；
シャフトの周りでの質量の増加が、高い回転速度でのトルクを加え、質量が、理想的な領域に収容され、カム・ギアが、フリーホイールの役割も果たし、したがってより良いモーメントを提供すること；
ピストン及びピストン間の関連のコネクタ部材がより軽量であるので、往復質量がより少ないこと；
製造がより容易であり、より安価であること；
より耐久性があること；
結合カム・ギア２５０又は２５０ｂを使用して２個以上（８個、１２個、１６個などのピストン）のバンクを容易に連係することができること；
改良された正味燃料消費率（ＢＳＦＣ）及び効率；
カム・ギアの外周縁部が、出力シャフトへの動力の伝達を支援するように切られたギアであり、これもまた、シリンダのバンクを容易に接続可能にし、動力伝達を容易にすること；
国際公開第２００８／０２８２５２号におけるエンジンの前にある大きなギアがなくされるか、又は一連の差動歯車機構と連係して、出力シャフトを通る回転力を発生させるために使用することができ、エンジンとアセンブリの非生産的な重量を減少させること；
国際公開第２００８／０２８２５２号の滑り面がなくされ、これが、ピストンの下側への油のはねかけ供給に対する妨害を減らすこと；
差動歯車機構を使用して、歯車機構アセンブリでのバックラッシュを除去又は最小化することができること；
横軸受を完全に自立型にすることができること；
負荷の均等な分散；
改良された径方向バランス及び動的バランス；
最適点（「スイート・スポット」）を自然に見つけること；
往復する負荷が、より良く変位されること；及び
製造及び組立てをより容易に且つより単純にする、改良されたピストン設計。

上記の実施例に修正を施すことができる、又は本発明を他の形態で具現化することができることは明らかである。例えば、本発明の１つの広範な形態は、ピストン・アセンブリの１つにおける空間内にのみ受け取られる中心カムを有するエンジンを提供する。このエンジンは、例えば、２行程エンジンとして使用することができる。また、カム・ギアでの外側カム表面を省くこともできる。別の実施例では、中心カムを省くことができ、カム・ギアの一方が、シャフトに軸方向で固定され、他方が、シャフトの周りで逆回転するように、シャフトに差動噛合される。これは、国際公開第２００８／０２８２５２号でのエンジンと同様であるが、マルチローブ凹部に外側カム表面を有するという追加の特徴、及びそれにより提供される追加の利点を有する。

また、エンジン３０、又はエンジン２３０、２８０、及び２９０での各バンクは、それに関連付けられる３つ以上のピストン・アセンブリを有することができる。代替として、軸受対１３５を、単一のより広い軸受によって置き換えることができる。また、ドライブ・ギア４０の１つをエンジンから省くこともできる。

代替として、カム・ギアの第１及び第２の（内側及び外側）カム表面、並びに結合カムに係合する横軸受は、それぞれ第１及び第２の側方カム、並びに結合カム表面に係合する個別のカム従動子を備えることができる。

解釈
実施例：
本明細書を通じて、「一実施例」又は「実施例」への言及は、実施例に関連して述べられる特定の機能、構造、又は特徴が本発明の少なくとも１つの実施例に含まれることを意味する。したがって、本明細書を通して様々な箇所での語句「一実施例で」又は「実施例で」の出現は、必ずしも全てが同じ実施例を表すものではないが、同じ実施例であってもよい。さらに、１つ又は複数の実施例において、本開示から当業者には明らかなように、任意の適切な様式で特定の機能、構造、又は特徴を組み合わせることができる。

同様に、本発明の例示的実施例の上記の説明において、本発明の様々な特徴は、本開示を円滑にするために、及び様々な本発明の態様の１つ又は複数の理解を支援するために、しばしば単一の実施例、図、又はその説明に一体にまとめられることを理解すべきである。しかし、この開示方法は、特許請求される発明が、各請求項に明示的に記載されるよりも多くの特徴を必要とするという意図を表すものとは解釈すべきではない。そうではなく、以下の特許請求の範囲が表すことは、単一の前述の開示された実施例の全ての特徴に満たない場合であっても、進歩性のある態様となるということである。したがって、「発明を実施するための形態」の項に続く特許請求の範囲は、この「発明を実施するための形態」の項に明示的に組み込まれ、各請求項は、本発明の個別の実施例として独立している。

さらに、当業者に理解されるように、本明細書で述べるいくつかの実施例は、他の実施例に含まれるいくつかの特徴を含むが、他の特徴は含まず、様々な実施例の特徴の組合せは、本発明の範囲内にあるものと意図され、様々な実施例を形成する。例えば、以下の特許請求の範囲において、特許請求される実施例の任意のものを任意の組合せで使用することができる。

対象の異なる実例
本明細書で使用するとき、別段の指示がない限り、共通の対象を述べるための序数詞「第１の」、「第２の」、「第３の」などの使用は、単に、同様の対象の異なる実例に言及していることを示し、そのように述べられた対象が、時間的に、空間的に、序列的に、又は任意の他の様式で所与の順序でなければならないことを示唆することは意図されていない。

特定の詳細
本明細書に提供される説明において、多くの特定の詳細が記載される。しかし、本発明の実施例は、これらの特定の詳細なしで実施されることがあることを理解されたい。その他の場合においては、本説明の理解を曖昧にしないように、周知の方法、構造、及び技法は詳細には示していない。

用語
図面に例示される本発明の好ましい実施例を説明する際、分かりやすくするために特定の用語を利用する。しかし、本発明は、そのようにして選択された特定の用語に限定されるものとは意図されず、各特定の用語が、同様の技術的な目的を達成するために同様に機能する全ての技術的な均等物を含むことを理解されたい。「前方」、「後方」、「径方向」、「周方向」、「上方向」、「下方向」等の用語は、基準点を提供するための便宜上の語として使用され、限定する用語と解釈すべきではない。

「備える」及び「含む」
以下の特許請求の範囲及び本発明の上記の説明において、明確な言い回し又は必然的な含意により文脈上他の解釈が必要な場合を除き、語「備える」又はその活用変化は、包含的意味合いで使用され、すなわち、記述される特徴の存在を指定するが、本発明の様々な実施例におけるさらなる特徴の存在又は追加を除外しない。

本明細書で使用される「含む」も、限定的でない語（ｏｐｅｎ ｔｅｒｍ）であり、これも、この語に先行する要素／特徴を少なくとも含むことを意味し、他を除外することは意味しない。したがって、「含む」は、「備える」と同義であり、「備える」を意味する。

発明の範囲
したがって、本発明の好ましい実施例であると考えられるものを述べてきたが、当業者は、本発明の精神から逸脱することなくそれらに他の修正及びさらなる修正を施すことができることを理解されよう。また、本発明の範囲内に入るものとして全てのそのような変更及び修正を特許請求することが意図される。例えば、上述した任意の製法は、使用することができる処置を単に代表するものである。ブロック図に対して機能が追加又は削除されることがあり、機能ブロック間で動作が交換されることがある。本発明の範囲内で述べられる方法に対してステップが追加又は削除されることがある。

本発明を特定の例を参照して説明してきたが、本発明を多くの他の形態で具現化することができることを当業者は理解されよう。

以上のことから、説明した構成は、エンジン、ポンプ、道路及びレール車両、航空機、及び工業生産に関係付けられる産業に適用可能であることが明らかである。

Claims (63)

1. シャフトと、
   前記シャフトに固定されたマルチローブ中心カムであって、中心カム表面を画定する少なくとも３つのローブを有する中心カムと、
   少なくとも１つのシリンダ・モジュールであって、各シリンダ・モジュールが、
   前記シャフトに対して直径方向で対向する１対のシリンダであって、間に前記中心カムが挿間される１対のシリンダと、
   各シリンダ内のピストンであって、前記中心カム表面に係合するための関連する係合手段をそれぞれが有するピストンと、
   前記ピストンを接続する接続部材であって、前記中心カムが通って延びる内部空間を有する接続部材と
   を有する少なくとも１つのシリンダ・モジュールと
   を有する内燃機関であって、
   前記ピストンの前記係合手段が前記中心カムの前記中心カム表面と係合することによって、使用時の前記シリンダ内での前記ピストンの往復運動が、前記シャフトに回転運動を与える、内燃機関。
2. 前記少なくとも１つのシリンダ・モジュールが、２つのシリンダ・モジュールである請求項１に記載の内燃機関。
3. 前記中心カムが、３＋ｎ個のローブを有し、ｎが、ゼロ又は偶数の整数であり、前記接続部材の軸線が、互いに対して、前記中心カムのローブの数で３６０°を割ることによって得られる値の実質的に半分の角度である請求項２に記載の内燃機関。
4. 前記少なくとも１つのシリンダ・モジュールが、３つのシリンダ・モジュールである請求項１に記載の内燃機関。
5. 前記シャフトの周りで逆回転するように、前記中心カムに差動噛合された少なくとも１つのマルチローブ側方カムをさらに有する請求項１に記載の内燃機関。
6. 前記少なくとも１つの側方カムが、前記中心カムの両側に配設された２つのマルチローブ側方カムである請求項５に記載の内燃機関。
7. 前記少なくとも１つの側方カムが、各ピストンに関連付けられる対応する係合手段によって係合される第１のマルチローブ側方カム表面を有する請求項５に記載の内燃機関。
8. 前記少なくとも１つの側方カムが、前記第１の側方カム表面から軸線方向に離隔された第２のマルチローブ側方カム表面を有する請求項７に記載の内燃機関。
9. 前記第１の側方カム表面と第２の側方カム表面がどちらも、各ピストンに関連付けられる前記対応する係合手段によって係合される請求項８に記載の内燃機関。
10. 前記少なくとも１つの側方カムの前記第１及び第２の側方カム表面が、前記少なくとも１つの側方カムに形成されるマルチローブ凹部によって画定される請求項８に記載の内燃機関。
11. 前記少なくとも１つの側方カムが、ギア歯を有する請求項５に記載の内燃機関。
12. 前記シャフトに固定された少なくとも１つのドライブ・ギアをさらに有し、前記少なくとも１つの側方カムが、前記少なくとも１つのドライブ・ギアに差動噛合される請求項５に記載の内燃機関。
13. 各ピストンに関連付けられる前記係合手段が、少なくとも１つのころ軸受従動子を有する請求項１に記載の内燃機関。
14. 各ピストンに関連付けられる前記係合手段が、前記内部空間に隣接して配設された少なくとも１つのころ軸受従動子を有する請求項１に記載の内燃機関。
15. 各ピストンに関連付けられる前記係合手段が、前記第１の側方カム表面と前記第２の側方カム表面との間に配設された少なくとも１つのころ軸受従動子を有する請求項９に記載の内燃機関。
16. 各ピストンに関連付けられる前記係合手段が、前記第１及び第２の側方カム表面のそれぞれと係合する個別のカム従動子を有する請求項９に記載の内燃機関。
17. 前記接続部材が、ねじ切り端部を有し、各ピストンが、前記接続部材のそれぞれの端部への装着のためのねじ切り構成を有する請求項１に記載の内燃機関。
18. 各ピストンが、前記ねじ切り構成を画定する装着構成を有する請求項１７に記載の内燃機関。
19. 前記ねじ切り構成が、前記装着構成内に形成された内部キャビティである請求項１８に記載の内燃機関。
20. 前記接続部材は、前記シャフトが通過して延びる細長いアパーチャを有する請求項１に記載の内燃機関。
21. 前記接続部材が、第１の長手方向区域と第２の長手方向区域に分割され、前記第１の区域と第２の区域は、前記ピストンが前記接続部材の端部に装着されたときに前記ピストンによって一体に保持される請求項１に記載の内燃機関。
22. 前記第１のマルチローブ側方カム表面が、前記中心カム表面と同一である請求項７に記載の内燃機関。
23. 前記少なくとも１つの側方カムが、前記中心カムと同数のローブを有する請求項５に記載の内燃機関。
24. シャフトと、
    前記シャフトに固定されたマルチローブ中心カムであって、中心カム表面を画定する少なくとも３つのローブを有する中心カムと、
    前記中心カムの両側に配設された２つのマルチローブ側方カムであって、前記側方カムは、前記中心カムと同数のローブを有し、且つ前記シャフトの周りで前記中心カムと逆回転するように前記中心カムに差動噛合されており、また各側方カムが第１の側方カム表面を画定している２つのマルチローブ側方カムと、
    ２つのシリンダ・モジュールであって、各シリンダ・モジュールが、
    前記シャフトに対して直径方向で対向する１対のシリンダであって、間に前記中心カムが挿間される１対のシリンダと、
    各シリンダ内のピストンであって、前記中心カム表面及び前記第１の側方カム表面に係合するための関連する係合手段をそれぞれが有するピストンと、
    前記ピストンを接続する接続部材であって、前記中心カムが通って延びる内部空間を有する接続部材と
    を有する内燃機関であって、
    前記ピストンの前記係合手段が前記中心カム及び側方カムの前記カム表面と係合することによって、使用時の前記シリンダ内での前記ピストンの往復運動が、前記シャフトに回転運動を与える、内燃機関。
25. 前記２つの側方カムがそれぞれ、前記第１の側方カム表面から軸線方向に離隔された第２の側方カム表面をさらに有し、前記第１の側方カム表面と前記第２の側方カム表面とがどちらも、各ピストンに関連付けられる前記対応する係合手段によって係合される請求項２４に記載の内燃機関。
26. 各ピストンに関連付けられる前記係合手段が、前記第１及び第２の側方カム表面のそれぞれと係合する個別のカム従動子を有する請求項２５に記載の内燃機関。
27. 前記中心カム及び前記側方カムが、３＋ｎ個のローブを有し、ｎが、ゼロ又は偶数の整数であり、前記接続部材の軸線が、互いに対して、前記マルチローブ中心カムのローブの数で３６０°を割ることによって得られる値の実質的に半分の角度である請求項２４に記載の内燃機関。
28. 前記２つの側方カムがそれぞれ、ギア歯を有する請求項２４に記載の内燃機関。
29. 前記シャフトに固定され、且つそれぞれの側方カムに隣接して配設される２つのドライブ・ギアをさらに有し、前記側方カムが、前記ドライブ・ギアに差動噛合される請求項２４に記載の内燃機関。
30. シャフトと、
    少なくとも２つのシリンダ・バンクであって、各シリンダ・バンクが、
    前記シャフトに固定されたマルチローブ中心カムであって、中心カム表面を画定する少なくとも３つのローブを有するマルチローブ中心カムと、
    少なくとも１つのシリンダ・モジュールであって、各シリンダ・モジュールが、
    前記シャフトに対して直径方向で対向する１対のシリンダであって、間に前記中心カムが挿間される１対のシリンダと、
    各シリンダ内のピストンと、
    前記ピストンを接続する接続部材と
    を有する少なくとも１つのシリンダ・モジュールと、
    を有する少なくとも２つのシリンダ・バンクと、
    各バンクの間に配設された結合カムであって、各結合カムが、前記シャフトの周りで逆回転するように前記中心カムに差動噛合され、且つ反対側の各側で第１のマルチローブ結合カム表面を画定している結合カムと
    を有する内燃機関であって、
    各ピストンが、前記中心カム表面、及びその隣接する結合カムの第１の結合カム表面に係合するための関連する係合手段を有し、
    前記ピストンの前記係合手段が前記中心カム表面及び前記第１の結合カム表面と係合することによって、使用時の前記シリンダ内での前記ピストンの往復運動が、前記シャフトに回転運動を与える、内燃機関。
31. 各接続部材は、前記それぞれの中心カムが通って延びる内部空間を有する請求項３０に記載の内燃機関。
32. 前記少なくとも１つのシリンダ・モジュールが、２つのシリンダ・モジュールである請求項３０に記載の内燃機関。
33. 各中心カムが、３＋ｎ個のローブを有し、ｎが、ゼロ又は偶数の整数であり、各バンクでの前記接続部材の軸線が、互いに対して、前記中心カムのローブの数で３６０°を割ることによって得られる値の実質的に半分の角度である請求項３２に記載の内燃機関。
34. 各最端部バンクのためのマルチローブ側方カムをさらに有し、前記側方カムが、前記シャフトの周りで逆回転するように前記中心カムに差動噛合される請求項３２に記載の内燃機関。
35. 各側方カムが、前記それぞれのピストンの係合手段によって係合される第１のマルチローブ側方カム表面を有する請求項３４に記載の内燃機関。
36. 各側方カムが、前記第１の側方カム表面から軸線方向に離隔された第２の側方カム表面をさらに有し、前記第１の側方カム表面と前記第２の側方カム表面とがどちらも、前記それぞれのピストンに関連付けられる前記対応する係合手段によって係合される請求項３５に記載の内燃機関。
37. 各ピストンに関連付けられる前記係合手段が、前記第１及び第２の側方カム表面のそれぞれの表面に係合する個別のカム従動子を有する請求項３６に記載の内燃機関。
38. 各結合カムの両側が、前記第１の結合カム表面から軸線方向に離隔された第２のマルチローブ結合カム表面を有し、前記第１の結合カム表面と前記第２の結合カム表面とがどちらも、前記それぞれのピストンに関連付けられる前記対応する係合手段によって係合される請求項３０に記載の内燃機関。
39. 各ピストンに関連付けられる前記係合手段が、前記第１及び第２の結合カム表面のそれぞれに係合する個別のカム従動子を有する請求項３８に記載の内燃機関。
40. 前記結合カムの両側の前記第１の結合カム表面が、互いに軸線方向で６０°だけ位相をずらされている請求項３０に記載の内燃機関。
41. 前記結合カムの両側の前記第１の結合カム表面が、互いに整合されている請求項３０に記載の内燃機関。
42. 各結合カムが、ギア歯を有する請求項３０に記載の内燃機関。
43. 各側方カムが、ギア歯を有する請求項３４に記載の内燃機関。
44. 各最端部バンクのためのドライブ・ギアをさらに有し、前記ドライブ・ギアが前記シャフトに固定され、各結合カムが、前記ドライブ・ギアに差動噛合される請求項３０に記載の内燃機関。
45. 各ピストンに関連付けられる前記係合手段が、少なくとも１つのころ軸受従動子を有する請求項３０に記載の内燃機関。
46. 前記バンクが、互いに０°で直列に配置される、又は任意の角度だけ位相をずらされる請求項３０に記載の内燃機関。
47. シャフトと、
    前記シャフトに固定された第１の側方カムと、
    前記シャフトの周りで逆回転するように、前記第１の側方カムに差動噛合された第２の側方カムと
    を有する内燃機関であって、
    前記第１の側方カムと第２の側方カムがそれぞれ、マルチローブ内側カム表面とマルチローブ外側カム表面とを画定するマルチローブ凹部を有し、
    また前記内燃機関が、
    少なくとも１つのシリンダ・モジュールであって、各シリンダ・モジュールが、
    前記シャフトに対して直径方向で対向する１対のシリンダであって、間に前記側方カムが挿間された１対のシリンダと、
    各シリンダ内のピストンであって、前記側方カムの前記内側及び外側カム表面に係合するための関連する係合手段をそれぞれ有するピストンと、
    前記ピストンを接続する接続部材と
    を有する少なくとも１つのシリンダ・モジュール
    を有し、
    前記ピストンの前記係合手段が前記側方カムの前記内側及び外側カム表面と係合することによって、使用時の前記シリンダ内での前記ピストンの往復運動が、前記シャフトに回転運動を与える、内燃機関。
48. 各ピストンに関連付けられる前記係合手段が、前記内側及び外側の側方カム表面のそれぞれに係合する個別のカム従動子を有する請求項４７に記載の内燃機関。
49. 直径方向で対向するシリンダを有するエンジン用のピストン・アセンブリであって、
    ねじ切り端部を有する細長い接続部材と、
    ２つのピストンであって、各ピストンが、使用時に前記接続部材のそれぞれの端部に装着するためのねじ切り構成を有するピストンと
    を有するピストン・アセンブリ。
50. 前記接続部材は、使用時にカムが通って延びる内部空間を画定する中心部をさらに有する請求項４９に記載のピストン・アセンブリ。
51. 前記接続部材は、使用時にシャフトが通って延びることができる細長いアパーチャを画定する中心部をさらに有する請求項４９に記載のピストン・アセンブリ。
52. 前記接続部材が、前記内部空間の端部に隣接して係合手段取付け凹部をさらに有する請求項５０に記載のピストン・アセンブリ。
53. 各ピストンが、前記ねじ切り構成を画定する装着構成を有する請求項４９に記載のピストン・アセンブリ。
54. 前記ねじ切り構成が、前記装着構成内に形成された内部キャビティである請求項５３に記載の内燃機関。
55. 前記接続部材が、第１の長手方向区域と第２の長手方向区域に分割され、前記第１の区域と前記第２の区域は、前記ピストンが前記端部に装着されたときに前記ピストンによって一体に保持される請求項４９に記載のピストン・アセンブリ。
56. 前記接続部材の各端部、及び前記ピストンの各装着構成が、装着アパーチャを有し、前記アセンブリが、前記接続部材と前記ピストンの整合された装着アパーチャ内にそれぞれ挿入可能な少なくとも２つの取付けピンをさらに有する請求項５３に記載のピストン・アセンブリ。
57. 直径方向で対向するシリンダを有するエンジン用のピストン・アセンブリであって、
    端部を備える細長い接続部材と、
    ２つのピストンであって、各ピストンが、前記接続部材のそれぞれの端部に装着するように適合されたピストンと
    を有するピストン・アセンブリにおいて、
    前記接続部材が、第１の長手方向区域と第２の長手方向区域に分割され、前記第１の区域と前記第２の区域は、前記ピストンが前記端部に装着されたときに前記ピストンによって一体に保持される、ピストン・アセンブリ。
58. 前記接続部材の前記端部がねじを切られ、また
    各ピストンが、前記接続部材のそれぞれの端部に装着するためのねじ切り構成を有する、請求項５７に記載のピストン・アセンブリ。
59. 前記接続部材は、前記第１の長手方向区域と前記第２の長手方向区域が互いに取り付けられたときに、内部空間を有する中心部を画定する請求項５７に記載のピストン・アセンブリ。
60. 前記接続部材は、前記第１の長手方向区域と前記第２の長手方向区域が互いに取り付けられたときに、前記内部空間の端部に隣接して係合手段取付け凹部を画定する請求項５９に記載のピストン・アセンブリ。
61. 前記接続部材の各端部と、各ピストンとが、装着アパーチャを有し、前記アセンブリが、前記接続部材と前記ピストンの整合された装着アパーチャ内にそれぞれ挿入可能な少なくとも２つの取付けピンをさらに有する請求項５７に記載のピストン・アセンブリ。
62. 第１の面と第２の面を有する概ねディスク形状の本体と、
    前記第１の面及び／又は前記第２の面に形成されたマルチローブ凹部であって、各マルチローブ凹部が、マルチローブ内側カム面、及びマルチローブ外側カム面を画定するマルチローブ凹部と
    を有する、エンジン用のカム。
63. ギア歯をさらに有する請求項６２に記載のカム。

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