2020.01.31更新

 前回に引き続き、自動車エンジンについてご説明いたします。今回は、実用化されているエンジンから研究段階のものまで、種々の自動車エンジンを紹介いたします。

 

 

1 ハイブリッドシステム(ストロングハイブリッド)
 ガソリンエンジンとモーターから成るパワートレインにより、①発進・低速時はモーターで走行、②加速時・通常走行時はエンジンとモーターの両方で走行、③減速時はエンジンを停止させてモーターを回生ブレーキとして機能させる制御を行うものです。2018年度国内登録車販売ランキングの上位10車種中9車種をハイブリッドカーが占めています。


 ハイブリッドシステムは、大きく分けて
(1)パラレル方式(エンジン・モーターが駆動系に直結したもの)
(2)シリーズ方式(モーターのみが駆動系に直結し、エンジンは発電用に使用されるもの)
(3)シリーズ・パラレル方式(エンジンの出力を発電用と駆動用に使い分けるもの)
の3つがあります。

 

20.1.31

図:代表的なハイブリッドシステム(clicccar.com【自動車用語辞典:電動化技術「ハイブリッド」】ウェブページ、株式会社三栄)

 

 

2 マイルドハイブリッド
 駆動用のモーターを備えておらず、通常の自動車に搭載されている発電機(オルターネーター)を強化してモーターの役割として使うようにしたものです。
 モーターやバッテリーを小さくできるため、コンパクトカーや軽自動車に採用される傾向があります。

 

   
3 ミラーサイクルエンジン
 通常のタイミングよりも吸気バルブを早く閉じる(又は遅く閉じる)ことで、実質的な圧縮比を小さく抑え、膨張比だけをより大きくすることにより、少ない混合気から効率よく膨張圧力を取り出し、エネルギー効率の向上を実現したエンジンです。アトキンソンサイクルとも呼ばれています。
 前述のハイブリッドシステムのエンジン等、低燃費車に広く採用されています。

 

 

4 ロータリーエンジン
 ローターハウジング内をおにぎり型のローターが回転して4サイクルを行う方式のエンジンです。

 

2.10

図:ロータリーエンジン概要(カーセンサー「ロータリーエンジンで快適室内空間!家族全員で楽しめるスポーツカーRX-8」ウェブページ、株式会社リクルート)

 

 ローターの円運動をそのまま回転運動として駆動系に伝達できるためパワーロスが少ない、部品点数が少なくコンパクトで軽量、というメリットがある一方、燃費が悪くオイル消費が激しい等のデメリットがあります。

 

 

5 ディーゼルエンジン

 軽油を燃料とするエンジンで、ガソリンエンジンと異なり点火プラグを有しておらず、圧縮されて高温となったシリンダ内に燃料を霧状に噴射して自然着火させる方式です。ガソリンエンジンよりも圧縮比を上げることができるため、熱効率も40%~50%と高いです。
 1990年代後半からコモンレール方式が採用され、エミッション性能が飛躍的に向上した「クリーンディーゼル」が登場しました。

 

 

6 水素レシプロエンジン
 ガソリンや軽油等の化石燃料ではなく、水素ガスを燃料とするレシプロエンジンです。
 ガソリンエンジンと同じ構造が使えるためエンジン設計が容易な上に、排ガスがほとんど出ない(ほぼ水しか排出されない)という優れたエンジンですが、水素の漏れ防止やインフラ整備等の課題があります。

 

 

7 スターリングエンジン
 シリンダ内のガスを外部から加熱・冷却し、ガスを膨張・収縮させることで仕事を得る方式のエンジンです。
 存在し得る熱機関で最も高い効率で熱エネルギーを仕事に変換できる(カルノーサイクルに近い)エンジンと言われていますが、ガスのシーリング問題、ピストン(ディスプレーサーピストン及びパワーピストン)の摺動性向上など多くの課題が存在しており、未だ自動車エンジンとして実用化には至っていません。

 

(田仲)

投稿者: 小林・弓削田法律事務所

2020.01.24更新

はじめに
 私は、大学院を修了後、自動車メーカーに入社してエンジンの研究開発を担当しました。法曹の道に進んでからは、数々の自動車に関する知財紛争を経験する機会に恵まれましたが、その際に、自動車エンジンにかかる知識が紛争解決に大いに役立ちました。
そこで、弁理士先生や知財弁護士先生のお役に立てればと思い、自動車エンジンに関する基礎技術について書いてみることにしました。
 まずは、自動車エンジン開発に求められることについてご説明いたします。

 

 

1 自動車エンジン開発に求められること

 自動車エンジンは、高出力、軽量・コンパクト、低燃費、低公害、低コスト等が要求されますが、それらを達成するために、①熱効率の向上、②高回転化、③吸気・排気効率の向上等を目指した開発が求められます。

 

 

2 ①熱効率の向上
 ①熱効率の向上とは、自動車エンジン(ガソリン)の燃焼サイクルを、できる限り理想燃焼サイクル(オットーサイクル)に近づけることです。

20.1.25

図:4ストロークガソリンエンジンのサイクル(JSMEテキストシリーズ熱力学、社団法人日本機械学会、2002.7.1、p134)

 

 エンジンの熱効率は、圧縮比((燃焼室容積+排気量)/燃焼室容積)を上げることで向上しますが、圧縮比を上げると異常燃焼によるノッキング等の弊害が生じてしまうため、現状はガソリンエンジンで圧縮比10程度に設定されています(圧縮比10だと、理論熱効率で60%程度、実際の熱効率はせいぜい35%程度です。)。

 

 そこで、異常燃焼を抑制しつつ、より圧縮比を上げるために、燃焼室のコンパクト化、筒内乱流(スワール流、タンブル流等)強度の向上による急速燃焼の実現、センタープラグ化による均一燃焼の実現等を目指した開発が進められています。

 

 

3 ②高回転化

 ②高回転化を図るためには、ショートストローク化や摩擦損失(フリクション)低減が効果的です。
 フリクションの低減を図るために、固体潤滑剤を用いたピストンの表面処理、クランクピン・ジャーナル径の細軸化、エンジンオイルの低粘度化等についての研究開発が進められています。

 

 

4 ③吸気・排気効率の向上
 ③吸気・排気効率の向上には、吸気バルブと排気バルブの大径化が効果的ですが、大径化するにもレイアウト上の限界があります。
 そこで、バルブタイミング制御、吸気管長の調整等によって吸気・排気効率を向上させるための開発が進められています。

(田仲)

投稿者: 小林・弓削田法律事務所

2020.01.14更新

 明けましておめでとうございます。本年もよろしくお願いいたします。


 今回は、前回話題にした専門委員の選ばれ方について。
 専門委員は、裁判所の専門委員候補リストの中から複数人の候補が選ばれ(事件によって、技術説明会に出席する専門委員の数にもばらつきがあります。)、専門委員候補について何か意見があるか原告被告双方に確認がなされた上で最終的には裁判所が決定するという流れで決定されます。
 この「意見」ですが、基本的には、原告・被告のそれぞれが候補者の中から当該事件を担当するのは適切ではない専門委員を指摘し、その理由を上申する作業になります。
 裁判所は技術分野に応じた専門家をリストから選ぶだけであり、専門委員の過去の経歴を全て調べているわけではありません。意外と多いのが、専門委員が相手方企業の関係者であるパターンです。こういった場合、当事者側で上申書を提出してその専門委員が事件を担当するのが適切でないことを知らせる必要があります。
 もっとも、ある技術者の方が以前にどこの企業にお勤めであったかといった個人情報は、Google検索では発見できないことも多いです。
 そこで威力を発揮するのが、J-PlatPatです。専門委員の先生方は技術の専門家だけあって、過去に特許の発明者になっていることが非常に多く、そこから以前にどこに勤めていたかが割り出せます。

(河部)

投稿者: 小林・弓削田法律事務所

2020.01.14更新

 明けましておめでとうございます。本年もよろしくお願いいたします。


 今回は、前回話題にした専門委員の選ばれ方について。
 専門委員は、裁判所の専門委員候補リストの中から複数人の候補が選ばれ(事件によって、技術説明会に出席する専門委員の数にもばらつきがあります。)、専門委員候補について何か意見があるか原告被告双方に確認がなされた上で最終的には裁判所が決定するという流れで決定されます。
 この「意見」ですが、基本的には、原告・被告のそれぞれが候補者の中から当該事件を担当するのは適切ではない専門委員を指摘し、その理由を上申する作業になります。
 裁判所は技術分野に応じた専門家をリストから選ぶだけであり、専門委員の過去の経歴を全て調べているわけではありません。意外と多いのが、専門委員が相手方企業の関係者であるパターンです。こういった場合、当事者側で上申書を提出してその専門委員が事件を担当するのが適切でないことを知らせる必要があります。
 もっとも、ある技術者の方が以前にどこの企業にお勤めであったかといった個人情報は、Google検索では発見できないことも多いです。
 そこで威力を発揮するのが、J-PlatPatです。専門委員の先生方は技術の専門家だけあって、過去に特許の発明者になっていることが非常に多く、そこから以前にどこに勤めていたかが割り出せます。

(河部)

投稿者: 小林・弓削田法律事務所

2020.01.07更新

 明けましておめでとうございます。

 

 平素は、小林・弓削田法律事務所に格別のご高配を賜り、厚くお礼申しあげます。


 本年も、小林・弓削田法律事務所は、知財ブティック事務所ならではのリーズナブルで質の高い案件対応、ビジネスの勢いを止めない迅速なサービスを心がけて参ります。


 引き続きご愛顧のほど、よろしくお願い申し上げます。

 

2020年1月吉日

 

小林・弓削田法律事務所
所長弁護士・弁理士 小林 幸夫

パートナー弁護士  弓削田 博

投稿者: 小林・弓削田法律事務所

2020.01.07更新

 明けましておめでとうございます。

 

 平素は、小林・弓削田法律事務所に格別のご高配を賜り、厚くお礼申しあげます。


 本年も、小林・弓削田法律事務所は、知財ブティック事務所ならではのリーズナブルで質の高い案件対応、ビジネスの勢いを止めない迅速なサービスを心がけて参ります。


 引き続きご愛顧のほど、よろしくお願い申し上げます。

 

2020年1月吉日

 

小林・弓削田法律事務所
所長弁護士・弁理士 小林 幸夫

パートナー弁護士  弓削田 博

投稿者: 小林・弓削田法律事務所

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