(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
中心基準平面の片側に位置する第１設置平面内に設けられた第１シリンダと、前記第１設置平面内で第１方向に沿って往復移動自在に前記第１シリンダ内に設けられた第１ピストンと、前記第１設置平面と直交して延びる第１クランク軸と、前記第１設置平面内で前記第１ピストンと前記第１クランク軸との間に設けられ、前記第１ピストンの往復運動と前記第１クランク軸の回転運動とを相互に変換する第１ＸＹ分離クランク機構と、
前記中心基準平面の反対側に位置し、前記中心基準平面に対して前記第１設置平面と対称に位置する第２設置平面内に設けられた第２シリンダと、前記第２設置平面内で前記第１方向と対称な第２方向に沿って往復移動自在に前記第２シリンダ内に設けられた第２ピストンと、前記第２設置平面と直交して延びる第２クランク軸と、前記第２設置平面内で前記第２ピストンと前記第２クランク軸との間に設けられ、前記第２ピストンの往復運動と前記第２クランク軸の回転運動とを相互に変換する第２ＸＹ分離クランク機構と、
前記第１クランク軸の一端部と前記第２クランク軸の一端部とを連結し、前記第１クランク軸および第２クランク軸を同期して逆回転させる連結同期機構と、を備えた２気筒の駆動装置であって、
前記第１ＸＹ分離クランク機構は、前記第１方向に往復移動自在に設けられた第１支持部材であって、前記第１方向に延びる第１支持部と、前記第１支持部から前記第１設置平面内で前記第１方向と直交する第３方向に延びる第２支持部と、前記第３方向に沿って前記第１支持部から延出し前記第２支持部と隙間を置いて対向する第３支持部と、を有する第１支持部材と、前記第１設置平面内で前記第３方向に沿って往復移動自在に前記第１支持部材の前記第２支持部と第３支持部との間に設けられているとともに、前記第１クランク軸のクランクピンが回転自在に係合する第１クランク接続部材と、前記第１ピストンと前記第１支持部材とを連結した第１連結部材と、を備え、
前記第２ＸＹ分離クランク機構は、前記第２方向に往復移動自在に設けられた第２支持部材であって、前記第２方向に延びる第１支持部と、前記第１支持部から前記第２設置平面内で前記第２方向と直交する第４方向に延びる第２支持部と、前記第４方向に沿って前記第１支持部から延出し前記第２支持部と隙間を置いて対向する第３支持部と、を有する第２支持部材と、前記第２設置平面内で前記第４方向に沿って往復移動自在に前記第２支持部材の前記第２支持部と第３支持部との間に設けられているとともに、前記第２クランク軸のクランクピンが回転自在に係合する第２クランク接続部材と、前記第２ピストンと前記第２支持部材とを連結した第２連結部材と、を備え、
前記第１クランク接続部材および第２クランク接続部材の各々は、前記第２支持部に前記第３方向あるいは前記第４方向に沿って往復動自在に支持される第１摺動部と、前記第３支持部に前記第３方向あるいは前記第４方向に沿って往復動自在に支持される第２摺動部と、前記第１方向および第２方向と直交する方向に延び、前記第１クランク軸あるいは第２クランク軸のクランクが回転自在に挿通される透孔と、を備え、
前記透孔の中心軸を通り前記第１方向あるいは第２方向と直交する分割面により前記第１摺動部を含む第１接続部材と前記第２摺動部を含む第２接続部材とに分割され、前記第１および第２接続部材の分割面は、前記透孔の軸方向に並らぶ凹所および凸部を有する凹凸面状に形成され、前記第１接続部材および第２接続部材は、前記クランクピンに取り付けられ前記分割面同士を突き合わせた状態で係合し、
前記第１ピストンおよび前記第１ＸＹ分離クランク機構は、前記中心基準平面に対して、前記第２ピストンおよび前記第２ＸＹ分離クランク機構とそれぞれ対称な状態を保ちながら、互いに同期して動作し、
前記第１クランク軸に連結される第１被駆動体を前記第１クランク軸により回転駆動し、前記第２クランク軸に連結される第２被駆動体を前記第２クランク軸により逆回転駆動する２気筒の駆動装置。
【請求項２】
第１クランク軸を含み、中心基準平面の片側に設けられた第１駆動ユニットと、第２クランク軸を含み、前記第１駆動ユニットと同一の構成を有し、前記中心基準平面の反対側に前記中心基準平面に対して前記第１駆動ユニットと対称に配置された第２駆動ユニットと、前記第１クランク軸の一端部と前記第２クランク軸の一端部とを連結し、前記第１クランク軸および第２クランク軸を同期して互いに反対方向に回転させる連結同期機構と、を備えた２気筒の駆動装置であって、
前記第１駆動ユニットは、第１シリンダと、第１方向に沿って往復移動自在に前記第１シリンダ内に設けられた第１ピストンと、前記第１ピストンの前記第１方向に沿った移動軸を含む第１設置平面と直交して延びる前記第１クランク軸と、前記第１設置平面内で前記第１ピストンと前記第１クランク軸との間に設けられ、前記第１ピストンの往復運動と前記第１クランク軸の回転運動とを相互に変換する第１ＸＹ分離クランク機構と、を備え、
前記第２駆動ユニットは、第２シリンダと、前記中心基準平面に対して前記第１方向と対称な第２方向に沿って往復移動自在に前記第２シリンダ内に設けられた第２ピストンと、前記第２ピストンの前記第２方向に沿った移動軸を含み前記中心基準平面に対して前記第１設置平面と対称に位置する第２設置平面と直交して延びる前記第２クランク軸と、前記第２設置平面内で前記第２ピストンと前記第２クランク軸との間に設けられ、前記第２ピストンの往復運動と前記第２クランク軸の回転運動とを相互に変換する第２ＸＹ分離クランク機構と、を備え、
前記第１ＸＹ分離クランク機構は、前記第１方向に往復移動自在に設けられた第１支持部材であって、前記第１方向に延びる第１支持部と、前記第１支持部から前記第１設置平面内で前記第１方向と直交する第３方向に延びる第２支持部と、を有する第１支持部材と、前記第１設置平面内で前記第３方向に沿って往復移動自在に前記第１支持部材に取り付けられているとともに、前記第１クランク軸のクランクピンが回転自在に係合する第１クランク接続部材と、前記第１ピストンと前記第１支持部材とを連結した第１連結部材と、を備え、
前記第２ＸＹ分離クランク機構は、前記第２方向に往復移動自在に設けられた第２支持部材あって、前記第２方向に延びる第１支持部と、前記第１支持部から前記第２設置平面内で前記第２方向と直交する第４方向に延びる第２支持部と、を有する第２支持部材と、前記第２設置平面内で前記第４方向に沿って往復移動自在に前記第２支持部材に取り付けられているとともに、前記第２クランク軸のクランクピンが回転自在に係合する第２クランク接続部材と、前記第２ピストンと前記第２支持部材とを連結した第２連結部材と、を備え、前記第２支持部材、前記第２クランク接続部材、および前記第２連結部材は、前記中心基準平面に対して、前記第１ＸＹ分離クランク機構の前記第１支持部材、前記第１クランク接続部材および前記第１連結部材とそれぞれ対称に形成および配置され、それぞれ対称な状態を保ちながら、互いに同期して動作し、
前記第１クランク軸に連結される第１被駆動体を前記第１クランク軸により回転駆動し、前記第２クランク軸に連結される第２被駆動体を前記第２クランク軸により逆回転駆動する２気筒の駆動装置。
【請求項３】
中心基準平面の片側に位置する第１設置平面内に設けられた第１シリンダと、前記第１設置平面内で第１方向に沿って往復移動自在に前記第１シリンダ内に設けられた第１ピストンと、前記第１設置平面と直交して延びる第１クランク軸と、前記第１設置平面内で前記第１ピストンと前記第１クランク軸との間に設けられ、前記第１ピストンの往復運動と前記第１クランク軸の回転運動とを相互に変換する第１ＸＹ分離クランク機構と、
前記中心基準平面の反対側に位置し、前記中心基準平面に対して前記第１設置平面と対称に位置する第２設置平面内に設けられた第２シリンダと、前記第２設置平面内で前記第１方向と対称な第２方向に沿って往復移動自在に前記第２シリンダ内に設けられた第２ピストンと、前記第２設置平面と直交して延びる第２クランク軸と、前記第２設置平面内で前記第２ピストンと前記第２クランク軸との間に設けられ、前記第２ピストンの往復運動と前記第２クランク軸の回転運動とを相互に変換する第２ＸＹ分離クランク機構と、
前記第１クランク軸の一端部と前記第２クランク軸の一端部とを連結し、前記第１クランク軸および第２クランク軸を同期して逆回転させる連結同期機構と、
前記第１クランク軸に接続され前記第１クランク軸を回転駆動する第１モータと、
前記第２クランク軸に接続され前記第２クランク軸を前記第１クランク軸と逆方向に回転駆動する第２モータと、を備えた２気筒の駆動装置であって、
前記第１ＸＹ分離クランク機構は、前記第１方向に往復移動自在に設けられた第１支持部材であって、前記第１方向に延びる第１支持部と、前記第１支持部から前記第１設置平面内で前記第１方向と直交する第３方向に延びる第２支持部と、前記第３方向に沿って前記第１支持部から延出し前記第２支持部と隙間を置いて対向する第３支持部と、を有する第１支持部材と、前記第１設置平面内で前記第３方向に沿って往復移動自在に前記第１支持部材の前記第２支持部と第３支持部との間に設けられているとともに、前記第１クランク軸のクランクピンが回転自在に係合する第１クランク接続部材と、前記第１ピストンと前記第１支持部材とを連結した第１連結部材と、を備え、
前記第２ＸＹ分離クランク機構は、前記第２方向に往復移動自在に設けられた第２支持部材であって、前記第２方向に延びる第１支持部と、前記第１支持部から前記第２設置平面内で前記第２方向と直交する第４方向に延びる第２支持部と、前記第４方向に沿って前記第１支持部から延出し前記第２支持部と隙間を置いて対向する第３支持部と、を有する第２支持部材と、前記第２設置平面内で前記第４方向に沿って往復移動自在に前記第２支持部材の前記第２支持部と第３支持部との間に設けられているとともに、前記第２クランク軸のクランクピンが回転自在に係合する第２クランク接続部材と、前記第２ピストンと前記第２支持部材とを連結した第２連結部材と、を備え、
前記第１クランク接続部材および第２クランク接続部材の各々は、前記第２支持部に前記第３方向あるいは前記第４方向に沿って往復動自在に支持される第１摺動部と、前記第３支持部に前記第３方向あるいは前記第４方向に沿って往復動自在に支持される第２摺動部と、前記第１方向および第２方向と直交する方向に延び、前記第１クランク軸あるいは第２クランク軸のクランクが回転自在に挿通される透孔と、を備え、
前記透孔の中心軸を通り前記第１方向あるいは第２方向と直交する分割面により前記第１摺動部を含む第１接続部材と前記第２摺動部を含む第２接続部材とに分割され、前記第１および第２接続部材の分割面は、前記透孔の軸方向に並らぶ凹所および凸部を有する凹凸面状に形成され、前記第１接続部材および第２接続部材は、前記クランクピンに取り付けられ前記分割面同士を突き合わせた状態で係合し、
前記第１ピストンおよび前記第１ＸＹ分離クランク機構は、前記中心基準平面に対して、前記第２ピストンおよび前記第２ＸＹ分離クランク機構とそれぞれ対称な状態を保ちながら、互いに同期して動作する２気筒の駆動装置。
【請求項４】
第１クランク軸を含み、中心基準平面の片側に設けられた第１駆動ユニットと、第２クランク軸を含み、前記第１駆動ユニットと同一の構成を有し、前記中心基準平面の反対側に前記中心基準平面に対して前記第１駆動ユニットと対称に配置された第２駆動ユニットと、前記第１クランク軸の一端部と前記第２クランク軸の一端部とを連結し、前記第１クランク軸および第２クランク軸を同期して互いに反対方向に回転させる連結同期機構と、前記第１クランク軸に接続され前記第１クランク軸を回転駆動する第１モータと、前記第２クランク軸に接続され前記第２クランク軸を前記第１クランク軸と逆方向に回転駆動する第２モータと、を備える２気筒の駆動装置であって、
前記第１駆動ユニットは、第１シリンダと、第１方向に沿って往復移動自在に前記第１シリンダ内に設けられた第１ピストンと、前記第１ピストンの前記第１方向に沿った移動軸を含む第１設置平面と直交して延びる前記第１クランク軸と、前記第１設置平面内で前記第１ピストンと前記第１クランク軸との間に設けられ、前記第１ピストンの往復運動と前記第１クランク軸の回転運動とを相互に変換する第１ＸＹ分離クランク機構と、を備え、
前記第２駆動ユニットは、第２シリンダと、前記中心基準平面に対して前記第１方向と対称な第２方向に沿って往復移動自在に前記第２シリンダ内に設けられた第２ピストンと、前記第２ピストンの前記第２方向に沿った移動軸を含み前記中心基準平面に対して前記第１設置平面と対称に位置する第２設置平面と直交して延びる前記第２クランク軸と、前記第２設置平面内で前記第２ピストンと前記第２クランク軸との間に設けられ、前記第２ピストンの往復運動と前記第２クランク軸の回転運動とを相互に変換する第２ＸＹ分離クランク機構と、を備え、
前記第１ＸＹ分離クランク機構は、前記第１方向に往復移動自在に設けられた第１支持部材であって、前記第１方向に延びる第１支持部と、前記第１支持部から前記第１設置平面内で前記第１方向と直交する第３方向に延びる第２支持部と、を有する第１支持部材と、前記第１設置平面内で前記第３方向に沿って往復移動自在に前記第１支持部材に取り付けられているとともに、前記第１クランク軸のクランクピンが回転自在に係合する第１クランク接続部材と、前記第１ピストンと前記第１支持部材とを連結した第１連結部材と、を備え、
前記第２ＸＹ分離クランク機構は、前記第２方向に往復移動自在に設けられた第２支持部材あって、前記第２方向に延びる第１支持部と、前記第１支持部から前記第２設置平面内で前記第２方向と直交する第４方向に延びる第２支持部と、を有する第２支持部材と、前記第２設置平面内で前記第４方向に沿って往復移動自在に前記第２支持部材に取り付けられているとともに、前記第２クランク軸のクランクピンが回転自在に係合する第２クランク接続部材と、前記第２ピストンと前記第２支持部材とを連結した第２連結部材と、を備え、前記第２支持部材、前記第２クランク接続部材、および前記第２連結部材は、前記中心基準平面に対して、前記第１ＸＹ分離クランク機構の前記第１支持部材、前記第１クランク接続部材および前記第１連結部材とそれぞれ対称に形成および配置され、それぞれ対称な状態を保ちながら、互いに同期して動作する２気筒の駆動装置。
【請求項５】
前記第１クランク軸と第２クランク軸とは互いに平行に配置されている請求項１から４のいずれか１項に記載の駆動装置。
【請求項６】
前記第１方向および前記第２方向は、前記中心基準平面と直交し、かつ、互いに同軸的に延びている請求項１から４のいずれか１項に記載の駆動装置。
【請求項７】
前記第１方向と第２方向とは、１８０度よりも小さい角度を成しているとともに、前記中心基準平面で互いに交差している請求項１から４のいずれか１項に記載の駆動装置。
【請求項８】
前記第１方向および第２方向は、前記中心基準平面と平行に延びている請求項１から４のいずれか１項に記載の駆動装置。
【請求項９】
前記第１ピストンは、前記第１方向と直交する長軸および短軸を有するオーバル形を含む非円形に形成され、前記第２ピストンは、前記第２方向と直交する長軸および短軸を有するオーバル形を含む非円形に形成されている請求項１から８のいずれか１項に記載の駆動装置。
【請求項１０】
前記第１ピストンは、前記長軸が前記第３方向と平行となる向きに配置され、前記第２ピストンは、前記長軸が前記第４方向と平行となる向きに配置されている請求項９に記載の駆動装置。
【請求項１１】
前記連結同期機構は、前記第１クランク軸の前記一端部に取り付けられた第１歯車と、前記第２クランク軸の前記一端部に取り付けられ、前記第１歯車に歯合した第２歯車と、を有し、前記第１歯車および第２歯車は、互いに同一の径および同一歯数に形成されている請求項１から１０のいずれか１項に記載の駆動装置。
【請求項１２】
前記連結同期機構は、前記第１クランク軸の前記一端部に取り付けられた第１駆動プーリと、前記第２クランク軸の前記一端部に取り付けられた第２駆動プーリと、前記第１駆動プーリおよび第２駆動プーリに架け渡された駆動ベルトと、を備え、前記第１および第２クランク軸を互いに同期して逆回転させる請求項１から１０のいずれか１項に記載の駆動装置。
【請求項１３】
第１クランク軸を含み、中心基準平面の片側に設けられた第１駆動ユニットと、第２クランク軸を含み、前記第１駆動ユニットと同一の構成を有し、前記中心基準平面の反対側に前記中心基準平面に対して前記第１駆動ユニットと対称に配置された第２駆動ユニットと、前記第１クランク軸の一端部と第２クランク軸の一端部とを連結し、前記第１クランク軸および第２クランク軸を同期して回転させる連結同期機構と、を備え、
前記第１駆動ユニットは、第１シリンダと、第１方向に沿って往復移動自在に前記第１シリンダ内に設けられた第１ピストンと、前記第１シリンダと同軸的に設けられた第３シリンダと、前記第１方向に沿って往復動自在に前記第３シリンダ内に設けられた第３ピストンと、前記第１ピストンと第３ピストンとの間に設けられ、前記第１ピストンの前記第１方向に沿った移動軸を含む第１設置平面と直交して延びる前記第１クランク軸と、前記第１設置平面内で前記第１ピストンおよび第３ピストンと前記第１クランク軸との間に設けられ、前記第１ピストンおよび第３ピストンの往復運動と前記第１クランク軸の回転運動とを相互に変換する第１ＸＹ分離クランク機構と、前記第１シリンダと第３シリンダとの間に設けられ、前記第１ＸＹ分離クランク機構を収容したクランクケースと、を備え、
前記第２駆動ユニットは、第２シリンダと、前記中心基準平面に対して前記第１方向と対称な第２方向に沿って往復移動自在に前記第２シリンダ内に設けられた第２ピストンと、前記第２シリンダと同軸的に設けられた第４シリンダと、前記第２方向に沿って往復動自在に前記第４シリンダ内に設けられた第４ピストンと、前記第２ピストンと第４ピストンとの間に設けられ、前記第２ピストンの前記第２方向に沿った移動軸を含む第２設置平面と直交して延びる前記第２クランク軸と、前記第２設置平面内で前記第２ピストンおよび第４ピストンと前記第２クランク軸との間に設けられ、前記第２ピストンおよび第４ピストンの往復運動と前記第２クランク軸の回転運動とを相互に変換する第２ＸＹ分離クランク機構と、前記第２シリンダと第４シリンダとの間に設けられ、前記第２ＸＹ分離クランク機構を収容したクランクケースと、を備え、
前記第１ＸＹ分離クランク機構は、前記第１方向に往復移動自在に設けられた第１支持部材と、前記第１設置平面内で前記第１方向と直交する第３方向に沿って往復移動自在に前記第１支持部材に取り付けられているとともに、前記第１クランク軸のクランクピンが回転自在に係合する第１クランク接続部材と、前記第１ピストンと前記第１支持部材とを連結した第１連結部材と、前記第３ピストンと前記第１支持部材とを連結した第３連結部材と、を備え、
前記第２ＸＹ分離クランク機構は、前記第２方向に往復移動自在に設けられた第２支持部材と、前記第２設置平面内で前記第２方向と直交する第４方向に沿って往復移動自在に前記第２支持部材に取り付けられているとともに、前記第２クランク軸のクランクピンが回転自在に係合する第２クランク接続部材と、前記第２ピストンと前記第２支持部材とを連結した第２連結部材と、前記第４ピストンと前記第２支持部材とを連結した第４連結部材と、を備え、前記第２支持部材、前記第２クランク接続部材、前記第２連結部材、および前記第４連結部材は、前記中心基準平面に対して、前記第１ＸＹ分離クランク機構の前記第１支持部材、前記第１クランク接続部材、前記第１連結部材、および前記第３連結部材とそれぞれ対称に形成および配置され、それぞれ対称な状態を保ちながら、互いに同期して動作する駆動装置。
【請求項１４】
前記第３シリンダおよび第４シリンダ内で圧縮され、前記第３シリンダおよび第４シリンダから排気された加圧気体を、前記第１シリンダおよび第２シリンダの吸気側に供給する排気流路を備えている請求項１３に記載の駆動装置。
【請求項１５】
前記第１ＸＹ分離クランク機構の第１支持部材は、前記第１方向に延びる第１支持部と、前記第１支持部から前記第１設置平面内で前記第３方向に延びる第２支持部と、前記第３方向に沿って前記第１支持部から延出し前記第２支持部と隙間を置いて対向する第３支持部とを有し、前記第１クランク接続部材は、前記第２支持部に前記第３方向に沿って往復動自在に支持される第１摺動部と、前記第３支持部に前記第３方向に沿って往復動自在に支持される第２摺動部と、前記第１方向と直交する方向に延び、前記第１クランク軸のクランクピンが回転自在に挿通される透孔と、を備え、前記第１連結部材は前記第２支持部に連結され、前記第３連結部材は前記第３支持部に連結され、
前記第２ＸＹ分離クランク機構の第２支持部材は、前記第２方向に延びる第１支持部と、前記第２支持部から前記第４方向に延びる第２支持部と、前記第４方向に沿って前記第１支持部から延出し前記第２支持部と隙間を置いて対向する第３支持部とを有し、前記第２クランク接続部材は、前記第２支持部に前記第４方向に沿って往復動自在に支持される第１摺動部と、前記第３支持部に前記第４方向に沿って往復動自在に支持される第２摺動部と、前記第２方向と直交する方向に延び、前記第２クランク軸のクランクピンが回転自在に挿通される透孔と、を備え、前記第２連結部材は前記第２支持部に連結され、前記第４連結部材は前記第３支持部に連結されている請求項１３又は１４に記載の駆動装置。
【請求項１６】
前記第１クランク接続部材および第２クランク接続部材の各々は、前記透孔の中心軸を通り前記第１方向あるいは第２方向と直交する分割面により前記第１摺動部を含む第１接続部材と前記第２摺動部を含む第２接続部材とに分割され、前記第１および第２接続部材の分割面は、前記透孔の軸方向に並らぶ凹所および凸部を有する凹凸面状に形成され、前記第１接続部材および第２接続部材は、前記クランクピンに取り付けられ前記分割面同士を突き合わせた状態で係合している請求項１５に記載の駆動装置。
【請求項１７】
前記第３ピストンおよび第４ピストンは、同一径を有し、前記第１ピストンおよび第２ピストンの径よりも大きな径を有している請求項１３から１６のいずれか１項に記載の駆動装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
この発明の実施形態は、往復運動を回転運動に変換して伝達する、また、回転運動を往復運度に変換して伝達するＸＹ分離クランク機構を備えた駆動装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
往復運動を回転運動に変換して伝達する機構として、クランク機構が知られている。例えば、エンジン、コンプレッサ等は、シリンダ内に往復移動自在に設けられたピストンと、ピストンに回動自在に連結されたコンロッドと、ピストンの往復移動方向と直交する方向に延びるクランク軸と、を備えている。コンロッドの他端は、クランク軸に偏心して設けられたクランクピンに回転自在に連結されている。そして、シリンダ内でピストンが往復移動すると、この往復運動は、コンロッドの揺動およびクランクピンの偏心回転により、クランク軸の回転運動に変換される。
【０００３】
上記構成のクランク機構において、コンロッドは、通常、ピストンピンを介してピストンに回動自在に連結され、動力伝達時には、このピストンピンの回りで揺動しながら、平行移動する。そのため、ピストンに回転方向の力が作用し、ピストンの上端外周部および下端外周部の２箇所でシリンダ内面に対して楔効果状の摩擦ロスが発生する。通常、この摩擦ロスを潤滑剤で低減することにより、ピストンの円滑な往復移動を可能としている。しかし、大型のピストンでは油切れを起こし、焼きつき現象となって現れる場合がある。
【０００４】
従来、このような摩擦ロスによる焼きつきを低減するため、ピストンとコンロッドとの間に、クロスヘッドを設けた駆動機構、あるいは、小型エンジンではショートピストンを用いたものが提案されている。
【０００５】
しかし、クロスヘッドを設けることによりピストンの密封度を高めることが可能であるが、クロスヘッドにおいても２箇所の楔効果により、１８０度ごとに変化する摩擦ロスが生じている。そのため、動作としては往復運動をしているが、振動となってロスを生じる。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００６】
【特許文献１】特開２００６−３０７９６１号公報
【特許文献２】特開２００４−３１６５７６号公報
【特許文献３】特開２００７−２７０６５３号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００７】
この発明の実施形態の課題は、摩擦ロスおよび振動を低減し、動作効率の高い駆動装置を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
実施形態によれば、駆動装置は、中心基準平面の片側に位置する第１設置平面内に設けられた第１シリンダと、前記第１設置平面内で第１方向に沿って往復移動自在に前記第１シリンダ内に設けられた第１ピストンと、前記第１設置平面と直交して延びる第１クランク軸と、前記第１設置平面内で前記第１ピストンと前記第１クランク軸との間に設けられ、前記第１ピストンの往復運動と前記第１クランク軸の回転運動とを相互に変換する第１ＸＹ分離クランク機構と、  
前記中心基準平面の反対側に位置し、前記中心基準平面に対して前記第１設置平面と対称に位置する第２設置平面内に設けられた第２シリンダと、前記第２設置平面内で前記第１方向と対称な第２方向に沿って往復移動自在に前記第２シリンダ内に設けられた第２ピストンと、前記第２設置平面と直交して延びる第２クランク軸と、前記第２設置平面内で前記第２ピストンと前記第２クランク軸との間に設けられ、前記第２ピストンの往復運動と前記第２クランク軸の回転運動とを相互に変換する第２ＸＹ分離クランク機構と、  
前記第１クランク軸と第２クランク軸とを連結し、前記第１クランク軸および第２クランク軸を同期して回転させる連結同期機構と、を備えている。  
前記第１ＸＹ分離クランク機構は、前記第１方向に往復移動自在に設けられた第１支持部材と、前記第１設置平面内で前記第１方向と直交する第３方向に沿って往復移動自在に前記第１支持部材に取り付けられているとともに、前記第１クランク軸のクランクが回転自在に係合する第１クランク接続部材と、前記第１ピストンと前記第１支持部材とを連結した第１連結部材と、を備え、前記第２ＸＹ分離クランク機構は、前記第２方向に往復移動自在に設けられた第２支持部材と、前記第２設置平面内で前記第２方向と直交する第４方向に沿って往復移動自在に前記第２支持部材に取り付けられているとともに、前記第２クランク軸のクランクが回転自在に係合する第２クランク接続部材と、前記第２ピストンと前記第２支持部材とを連結した第２連結部材と、を備えている。
【図面の簡単な説明】
【０００９】
【図１】図１は、第１の実施形態に係る駆動装置を示す斜視図。
【図２】図２は、前記駆動装置の第１駆動ユニットを分解して示す分解斜視図。
【図３】図３は、前記駆動装置の第１ピストンおよび第２ピストンが上死点に移動した状態を概略的に示す側面図。
【図４】図４は、前記駆動装置の第１ピストンおよび第２ピストンが下死点方向に移動した状態を概略的に示す側面図。
【図５】図５は、第２の実施形態に係る駆動装置を示す斜視図。
【図６】図６は、第３の実施形態に係る駆動装置を示す斜視図。
【図７】図７は、第４の実施形態に係る駆動装置を示す斜視図。
【図８】図８は、第５の実施形態に係る駆動装置を示す側面図。
【図９】図９は、第６の実施形態に係る駆動装置を示す斜視図。
【図１０】図１０は、第７の実施形態に係る駆動装置を示す斜視図。
【図１１】図１１は、第８の実施形態に係る駆動装置を示す斜視図。
【図１２】図１２は、第９の実施形態に係る駆動装置を示す斜視図。
【図１３】図１３は、第１０の実施形態に係る駆動装置を示す斜視図。
【図１４】図１４は、第１０の実施形態に係る駆動装置のＸＹ分離クランク機構を示す分解斜視図。
【図１５】図１５は、第１０の実施形態におけるクランク接続部材と、比較例に係るクランク接続部材とについて、摺動面に応力が作用した場合のクランク接続部材の変形状態を比較して示す図。
【図１６】図１６は、第１１の実施形態に係る駆動装置の正面側を示す斜視図。
【図１７】図１７は、第１１の実施形態に係る駆動装置の背面側を示す斜視図。
【図１８】図１８は、第１１の実施形態に係る駆動装置を一部破断して示す正面図。
【図１９】図１９は、第１１の実施形態に係る駆動装置のＸＹ分離クランク機構を示す分解斜視図。
【図２０】図２０は、第１２の実施形態に係る駆動装置の正面側を示す斜視図。
【図２１】図２１は、第１２の実施形態に係る駆動装置の背面側を示す斜視図。
【図２２】図２２は、第１２の実施形態に係る駆動装置を一部破断して示す正面図。
【図２３】図２３は、第１２の実施形態に係る駆動装置のＸＹ分離クランク機構を示す分解斜視図。
【図２４】図２４は、第１２の実施形態に係る駆動装置の吸排気機構の一例を概略的に示す図。
【図２５】図２５は、第１２の実施形態に係る駆動装置の吸排気機構の変形例を概略的に示す図。
【図２６】図２６は、従来のコンロッドを有するスライダクランク機構の変位式と、本実施形態に係るＸＹ分離クランク機構の変位式とを比較して示す図。
【図２７】図２７は、本実施形態に係るＸＹ分離クランク機構の動力学解析の式を示す図。
【図２８】図２８は、上記スライダクランク機構の動力学解析の式を示す図。
【図２９】図２９は、従来のスライダクランク機構と、本実施形態に係るＸＹ分離クランク機構とについて、振動解析結果を比較して示す図。
【発明を実施するための形態】
【００１０】
以下、図面を参照しながら、実施形態に係るＺメカニズムＸＹ分離クランク機構を備える種々の駆動装置について説明する。なお、実施形態を通して共通の構成には同一の符号を付すものとし、重複する説明は省略する。また、各図は実施形態とその理解を促すための模式図であり、その形状や寸法、比などは実際の装置と異なる個所があるが、これらは以下の説明と公知の技術を参酌して適宜、設計変更することができる。
【００１１】
（第１の実施形態）  
図１は、第１の実施形態に係る駆動装置の斜視図、図２は、駆動装置の第１駆動ユニットを分解して示す分解斜視図である。  
本実施形態において、駆動装置は、例えば、エンジンあるいはコンプレッサとして構成されている。図１に示すように、駆動装置１０は、第１クランク軸１２ａを有する第１駆動ユニット２０ａと、第２クランク軸１２ｂを有する第２駆動ユニット２０ｂと、第１クランク軸１２ａと第２クランク軸１２ｂとを連結し、第１クランク軸および第２クランク軸を同期して回転させる連結同期機構５０と、を備えている。
【００１２】
第１駆動ユニット２０ａと第２駆動ユニット２０ｂとは、同一の構成を有している。第１駆動ユニット２０ａおよび第２駆動ユニット２０ｂは、中心基準平面ＣＲＰの両側にそれぞれ配置され、更に、第１駆動ユニット２０ａと第２駆動ユニット２０ｂとは、中心基準平面ＣＲＰに対して左右、前後対称に配置（ミラー配置）および構成されている。
【００１３】
本実施形態において、第１駆動ユニット２０ａは、中心基準平面ＣＲＰの片側に位置し中心基準平面ＣＲＰと直交する第１設置平面ＭＰ１に設けられた第１シリンダ２２ａと、第１設置平面ＭＰ１内で第１方向に沿って往復移動自在に第１シリンダ２２ａ内に設けられた第１ピストン２４ａと、第１設置平面ＭＰ１と直交して延びる第１クランク軸１２ａと、第１設置平面ＭＰ１内で第１ピストン２４ａと第１クランク軸１２ａとの間に設けられ、第１ピストン２４ａの往復運動と第１クランク軸１２ａの回転運動とを相互に変換する第１ＸＹ分離クランク機構３０ａと、を備えている。第１ピストン２４ａは、横断面が円形のピストンを用いている。
【００１４】
本実施形態において、第１ピストン２４ａの往復移動方向である第１方向は、中心基準平面ＣＲＰと直交する第１方向Ｘ１としている。また、第１クランク軸１２ａは、中心基準平面ＣＲＰとほぼ平行に配置されている。
【００１５】
第２駆動ユニット２０ｂは、中心基準平面ＣＲＰの反対側に位置し中心基準平面ＣＲＰと直交する第２設置平面ＭＰ２に設けられた第２シリンダ２２ｂと、第２設置平面ＭＰ２内で第２方向に沿って往復移動自在に第２シリンダ２２ｂ内に設けられた第２ピストン２４ｂと、第２設置平面ＭＰ２と直交して延びる第２クランク軸１２ｂと、第２設置平面ＭＰ２内で第２ピストン２４ｂと第２クランク軸１２ｂとの間に設けられ、第２ピストン２４ｂの往復運動と第２クランク軸１２ｂの回転運動とを相互に変換する第２ＸＹ分離クランク機構３０ｂと、を備えている。第２ピストン２４ｂは、横断面が円形のピストンを用いている。
【００１６】
第２設置平面ＭＰ２は、中心基準平面ＣＲＰに対して、第１設置平面ＭＰ１と対称に位置している。第２ピストン２４ａの往復移動方向である第２方向は、前述した第１方向Ｘ１と対称の方向であり、中心基準平面ＣＲＰと直交する第２方向Ｘ２としている。第１方向Ｘ１と第２方向Ｘ２とは、１８０度の角度を成している、すなわち、同一方向であり、第１ピストン２４ａと第２ピストン２４ｂは、互いに同軸的に配置されている。
【００１７】
図１および図２に示すように、第１駆動ユニット２０ａの第１クランク軸１２ａは、その軸方向両端部が図示しない軸受により回転自在に支持されている。第１クランク軸１２ａの中途部に、１組のクランクウェブ１４ａが固定され、これらクランクウェブ１４ａ間にクランクピン１６ａが固定されている。クランクピン１６ａの中心軸は、第１クランク軸１２ａと平行に、かつ、第１クランク軸の中心軸に対して、偏心して位置している。クランクピン１６ａは、第１クランク軸１２ａの回転に応じて、第１クランク軸１２ａの周りで偏心回転する。
【００１８】
第１ＸＹ分離クランク機構３０ａは、第１ピストン２４ａと第１クランク軸１２ａとの間に設けられ、第１ピストン２４ａの第１方向Ｘ１に沿った往復運動と第１クランク軸１２ａの回転運動とを相互に変換して伝達するように構成されている。
【００１９】
第１ＸＹ分離クランク機構３０ａは、第１ピストン２４ａの中心軸（移動軸、Ｘ軸）を含む第１設置平面ＭＰ１において、第１方向Ｘ１に沿って往復移動自在に設けられた第１支持部材（Ｌ型コンビネータ）３２ａと、第１設置平面ＭＰ１において、第１方向Ｘ１と直交する第３方向Ｙ１（Ｙ軸方向）に沿って往復移動自在に第１支持部材３２ａに取り付けられた第１クランク接続部材（クランク接続プレート）３４ａと、第１ピストン２４ａと第１支持部材３２ａとを連結する連結部材としての連結ロッド３６ａと、を備えている。第１支持部材３２ａの移動中心軸（第１方向Ｘ１）、第１クランク接続部材３４ａの移動中心軸（第３方向Ｙ１）、および第１連結ロッド３６ａの中心移動軸（第１方向Ｘ１）は、第１設置平面ＭＰ１に位置している。
【００２０】
第１支持部材３２ａは、例えば、Ｌ字形状に形成され、第１方向Ｘ１に延びる第１支持部３３ａと、第１支持部３３ａの一端（ここでは、左端）から第３方向Ｙ１に延びる第２支持部３３ｂとを一体に有している。第１支持部３３ａに第１リニアスライダ４０ａが固定されている。また、図示しない筐体の内面にガイドレール４４ａが設置され、第１設置平面ＭＰ１内で第１方向Ｘ１に延びている。第１リニアスライダ４０ａは、ガイドレール４４ａに往復移動自在に支持およびガイドされている。これにより、第１支持部材３２ａの内、第１支持部３３ａのみが、ガイドレール４４ａ上に第１方向Ｘ１に沿って往復移動自在に支持されている。
【００２１】
第１支持部材３２ａの第２支持部３３ｂには、第３方向Ｙ１に延びるガイドレール４４ｂが固定され、あるいは、第２支持部と一体に形成されている。第１クランク接続部材３４ａに第２リニアスライダ４１ａが取付けられ、第３方向Ｙ１に延びている。第２リニアスライダ４１ａは、ガイドレール４４ｂに往復移動自在に支持およびガイドされている。これにより、第１クランク接続部材３４ａの一端部のみが、第３方向Ｙ１に沿って往復移動自在に第１支持部材３２ａに支持されている。  
なお、第１および第２リニアスライダ４０ａ、４１ａは、それぞれガイドレール４４ａ、４５ａに転接するボールベアリングを内蔵していてもよい。
【００２２】
第１クランク接続部材３４ａは、例えば、円弧ブロック形状に形成され、横断面が円形の透孔４６を有している。第１クランク接続部材３４ａは、透孔４６の中心を含む分割面５３で、第１ハーフ部５１ａと第２ハーフ部５１ｂとに分割可能に形成され、第２ハーフ部５１ｂは、第１ハーフ部５１ａにネジ等で固定されている。第１ハーフ部５１ａの平坦部に前述した第２リニアスライダ４１ａが固定されている。
【００２３】
第１クランク接続部材３４ａの透孔４６に、第１クランク軸１２ａのクランクピン１６ａがボールベアリングあるいはプレーンベアリング等の軸受を介して回転自在に挿通されている。これにより、第１クランク接続部材３４ａは第１クランク軸１２ａに係合し、第１クランク軸１２ａと第１支持部材３２ａとを接続している。
【００２４】
連結部材は第１連結ロッド３６ａを有している。第１連結ロッド３６ａの軸方向一端は支持ピンを介して第１ピストン２４ａに連結され、軸方向他端は、第１支持部材３２ａの第２支持部３３ｂに連結されている。第１連結ロッド３６ａは第１方向Ｘ１に延びているとともに、第１ピストン２４ａの移動軸と同軸的に設けられている。第１連結ロッド３６ａは、第１方向Ｘ１に沿って第１支持部材３２ａと一体的に往復移動し、第１ピストン２４ａを第１方向Ｘ１に沿って往復移動させる。
【００２５】
図１に示すように、第２駆動ユニット２０ｂの第２クランク軸１２ｂおよび第２ＸＹ分離クランク機構３０ｂは、第１駆動ユニット２０ａの第１クランク軸１２ａおよび第１ＸＹ分離クランク機構３０ａとそれぞれ同一の構成を有している。そして、第２クランク軸１２ｂおよび第２ＸＹ分離クランク機構３０ｂは、中心基準平面ＣＲＰに対して、第１クランク軸１２ａおよび第１ＸＹ分離クランク機構３０ａと対称に配置されている。
【００２６】
詳細には、第２クランク軸１２ｂは、その軸方向両端部が図示しない軸受により回転自在に支持され、第１クランク軸１２ａとほぼ平行に配置されている。第２クランク軸１２ｂの中途部に１組のクランクウェブ１４ｂが固定され、これらクランクウェブ１４ｂ間にクランクピン１６ｂ（図３参照）が固定されている。このクランクピン１６ｂは、第２クランク軸１２ｂの回転に応じて、第２クランク軸１２ｂの周りで偏心回転する。
【００２７】
第２ＸＹ分離クランク機構３０ｂは、第２ピストン２４ｂの中心軸（移動軸、Ｘ軸）を含む第２設置平面ＭＰ２において、第２方向Ｘ２に沿って往復移動自在に設けられた第２支持部材（Ｌ型コンビネータ）３２ｂと、第２設置平面ＭＰ２において、第２方向Ｘ２と直交する第４方向Ｙ２（Ｙ軸方向）に沿って往復移動自在に第２支持部材３２ｂに取り付けられた第２クランク接続部材（クランク接続プレート）３４ｂと、第２ピストン２４ｂと第２支持部材３２ｂとを連結する連結部材としての第２連結ロッド３６ｂと、を備えている。第２支持部材３２ｂの移動中心軸（第２方向Ｘ２）、第２クランク接続部材３４ｂの移動中心軸（第４方向Ｙ２）、および第２連結ロッド３６ｂの中心移動軸（第２方向Ｘ２）は、第２設置平面ＭＰ２に位置している。
【００２８】
第２支持部材３２ｂは、例えば、Ｌ字形状に形成され、第２方向Ｘ２に延びる第１支持部３５ａと、第１支持部３５ａの一端（ここでは、右端）から第４方向Ｙ２に延びる第２支持部３５ｂとを一体に有している。第１支持部３５ａは第１リニアスライダ４１ａに固定され、この第１リニアスライダ４１ａは、ガイドレール４５ａに第２方向Ｘ２に沿って往復移動自在に支持およびガイドされている。これにより、第２支持部材３２ｂの内、第１支持部３５ａのみが、ガイドレール４５ａ上に第２方向Ｘ２に沿って往復移動自在に支持されている。本実施形態において、ガイドレール４５ａは、第１駆動ユニット２０ａのガイドレール４４ａと共通のガイドレールで構成されている。なお、ガイドレール４５ａは、中心基準平面ＣＲＰの位置で、ガイドレール４４ａと分離していてもよい。
【００２９】
第２支持部材３２ｂの第２支持部３５ｂには、第４方向Ｙ２に延びるガイドレール４５ｂが固定され、あるいは、第２支持部と一体に形成されている。第２クランク接続部材３４ｂに第２リニアスライダ４１ｂが取付けられ、第４方向Ｙ２に延びている。第２リニアスライダ４１ｂは、ガイドレール４５ｂに往復移動自在に支持およびガイドされている。これにより、第２クランク接続部材３４ｂの一端部のみが、第４方向Ｙ２に沿って往復移動自在に第２支持部材３２ｂに支持されている。  
第２クランク接続部材３４ｂは、横断面が円形の透孔を有し、この透孔に、第２クランク軸１２ｂのクランクピン１６ｂがボールベアリングあるいはプレーンベアリング等の軸受を介して回転自在に挿通されている。これにより、第２クランク接続部材３４ｂは第２クランク軸１２ｂに係合し、第２クランク軸１２ｂと第２支持部材３２ｂとを接続している。
【００３０】
第２連結ロッド３６ｂの軸方向一端は支持ピンを介して第２ピストン２４ｂに連結され、軸方向他端は、第２支持部材３２ｂの第２支持部３５ｂに連結されている。第２連結ロッド３６ｂは第２方向Ｘ２に延びているとともに、第２ピストン２４ｂの移動軸と同軸的に設けられている。第２連結ロッド３６ｂは、第２方向Ｘ２に沿って第２支持部材３２ｂと一体的に往復移動し、第２ピストン２４ｂを第２方向Ｘ２に沿って往復移動させる。
【００３１】
図１および図２に示すように、駆動装置１０の連結同期機構５０は、第１クランク軸１２ａの一端部に同軸的に取り付けられた第１歯車５２ａと、第２クランク軸１２ｂの一端部に同軸的に取り付けられた第２歯車５２ｂと、を有している。第１歯車５２ａおよび第２歯車５２ｂは、同一径、および同一歯数に形成され、互いに歯合している。第１クランク軸１２ａおよび第２クランク軸１２ｂは、第１歯車５２ａおよび第２歯車５２ｂを介して互いに連結されている。第１歯車５２ａが回転すると、第２歯車５２ｂは、第１歯車５２ａの回転に同期して、第１歯車５２ａと逆方向へ回転する。これにより、第１クランク軸１２ａおよび第２クランク軸１２ｂは、同期して互いに相反する方向に回転する。
【００３２】
第１駆動ユニット２０ａと第２駆動ユニット２０ｂとは、中心基準平面ＣＲＰに対して、左右対称、前後対称に配置および構成されていることから、動作も対称となる。図３に示すように、第１ピストン２４ａが上死点に移動すると、これに同期して、第２ピストン２４ｂも上死点に移動する。図４に示すように、第１ピストン２４ａが上死点から下死点に向かって移動すると、同時に、第２ピストン２４ｂが上死点から下死点に向かって移動する。図３および図４に示すように、第１ＸＹ分離クランク機構３０ａおよび第２ＸＹ分離クランク機構３０ｂも、中心基準平面ＣＲＰに対して、互いに対称な状態を保ちながら、互いに同期して動作する。
【００３３】
上記のように構成された駆動装置１０をエンジンとして用いる場合、第１シリンダ２２ａのシリンダヘッドおよび第２シリンダ２２ｂのシリンダヘッドに、吸気バルブおよび排気バルブを設け、第１シリンダ２２ａおよび第２シリンダ２２ｂ内に燃料および空気を導入し、第１ピストン２４ａおよび第２ピストン２４ｂで圧縮した後、燃料を燃焼する。これにより、第１ピストン２４ａおよび第２ピストン２４ｂに駆動力が入力され、第１ピストン２４ａおよび第２ピストン２４ｂがそれぞれ第１方向Ｘ１および第２方向Ｘ２に沿って往復運動する。第１ピストン２４ａの往復運動は、第１ＸＹ分離クランク機構３０ａにおける第１支持部材３２ａの第１方向Ｘ１の往復運動および第１クランク接続部材３４ａの第３方向Ｙ１の往復運動によって回転運動に変換され、第１クランク軸１２ａに伝達される。これにより、第１クランク軸１２ａに回転出力が与えられる。
【００３４】
同時に、第２ピストン２４ｂの往復運動は、第２ＸＹ分離クランク機構３０ｂにおける第２支持部材３２ｂの第２方向Ｘ２の往復運動および第２クランク接続部材３４ｂの第４方向Ｙ２の往復運動によって回転運動に変換され、第２クランク軸１２ｂに伝達される。これにより、第２クランク軸１２ｂに回転出力が与えられる。
【００３５】
駆動装置１０をコンプレッサとして用いる場合、モータ等により第１クランク軸１２ａおよび第２クランク軸１２ｂの少なくとも一方に回転力を入力する。これにより、第１クランク軸１２ａおよび第２クランク軸１２ｂが互いに相反する方向に回転し、各クランク軸のクランクピンは、クランク軸の周りで偏心回転する。第１クランク軸１２ａのクランクピン１６ａの偏心回転運動は、第１ＸＹ分離クランク機構３０ａの第１クランク接続部材３４ａおよび第１支持部材３２ａにより、第３方向Ｙ１の往復運動と、第１方向Ｘ１の往復運動とに分離され、第１支持部材３２ａの第１方向Ｘ１の往復運動は、第１連結部材３６ａを介して第１ピストン２４ａに伝達される。これにより、第１ピストン２４ａは第１シリンダ２２ａ内で第１方向Ｘ１に沿って往復移動し、第１シリンダ２２ａ内の流体を圧縮した後、シリンダヘッドから出力する。
【００３６】
同様に、第２クランク軸１２ｂのクランクピン１６ｂの偏心回転運動は、第２ＸＹ分離クランク機構３０ｂの第２クランク接続部材３４ｂおよび第２支持部材３２ｂにより、第４方向Ｙ２の往復運動と、第２方向Ｘ２の往復運動とに分離され、第２支持部材３２ｂの第２方向Ｘ２の往復運動は、第２連結部材３６ｂを介して第２ピストン２４ｂに伝達される。これにより、第２ピストン２４ｂは第２シリンダ２２ｂ内で第２方向Ｘ２に沿って往復移動し、第２シリンダ２２ｂ内の流体を圧縮した後、シリンダヘッドから出力する。
【００３７】
上記のように構成された駆動装置１０によれば、第１駆動ユニット２０ａおよび第２駆動ユニット２０ｂにおいて、第１および第２ＸＹ分離クランク機構３０ａ、３０ｂにより、第１クランク軸１２ａの回転運動および第２クランク軸１２ｂの回転運動を、第１方向の直線的な往復運動とこの第１方向、第２方向とそれぞれ直交する第３方向、第４方向の直線的な往復運動とに分離、変換することができ、第１ピストン２４ａおよび第２ピストン２４ｂの完全な平行運動を実現することができる。そのため、シリンダに対するピストンの片当たりを無くし、シール性の向上、摩擦ロスの低減、サイドスラストロスレスで高い効率を得ることができる。更に、第１駆動ユニットと第２駆動ユニットとを、中心基準平面に対して左右対称、前後対称に配置（ミラー配置）、および構成しているため、偏差による振動を完全に打ち消し、無振動回転構造体を構成することができる。
【００３８】
従来、エンジンは、６気筒、８気筒、１２気筒と多気筒化することにより、ようやく振動が低減するが、本実施形態に係る駆動装置によりエンジンを構成した場合、２気筒で完全にバランスし、従来の多気筒化エンジン以上の無振動化を実現することができる。更に、駆動装置１０をエンジンとして用いる場合、第１クランク軸および第２クランク軸から相互に逆転した相等しい逆転回転出力を得ることができ、すなわち、同期同一逆転２軸出力が得られる。この同期同一逆転２軸出力により、例えば、ヘリコプターの羽や船舶のスクリューを駆動し、ブレの無い安定した推力を発生することが可能となる。更に、駆動装置１０を飛行機のエンジンに使用することもできる。第１ピストンおよび第２ピストンは、同時に逆方向に動くため、駆動装置１０は、エンジンに限らずコンプレッサ、ポンプに適用した場合でも、無振動運転が可能となる。
【００３９】
また、ＸＹ分離クランク機構により、ピストンのサイドスラストが無いため、シリンダ、ピストンをセラミック、ガラス等で形成することが可能となり、低温で保温型の熱効率のよいエンジンを構築することができる。更に、駆動装置は、サイドスラストによる振動が無いため、シリンダをカーボンファイバー、あるいは、ＰＢＴ等のプラスティク素材で形成することが可能となる。これにより、従来のエンジンの１／５〜１／１０という超軽量エンジンが製作可能となる。  
以上のように、第１の実施形態によれば、摩擦ロスおよび振動を低減し、動作効率の高い駆動装置が得られる。  
図２６は、従来のコンロッドを有するスライダクランク機構の変位式と、本実施形態に係るＸＹ分離クランク機構の変位式とを比較して示す図、図２７は、本実施形態に係るＸＹ分離クランク機構の動力学解析の式を示す図、図２８は、上記従来のスライダクランク機構の動力学解析の式を示す図、図２９は、従来のスライダクランク機構と、本実施形態に係るＸＹ分離クランク機構とについて、振動解析結果を比較して示す図である。
【００４０】
図２６に示すように、従来のスライダクランク機構では、ストロークの式は、２乗項と開平項があり、ストロークを時間ｄｔで微分を行えば循環、発散するので、振動はなくならないことが解る。これに対して、本実施形態に係るＸＹ分離クランク機構では、Ｓ１、Ｓ２は一次式であり、ｄｔで微分しても発散しない。よって、それぞれＸＹ分離クランク機構を有する第１駆動ユニットと第２駆動ユニットとをミラー配置することにより、必ず振動がなくなることが解る。
【００４１】
図２７ないし図２９に示すように、従来のスライダクランク機構の動力学解析式（３）、（４）の通り、スライダクランク機構は、回転数による位相偏差が発生し、一意に振動を止めることは困難となる。これに対して、ＸＹ分離クランク機構の動力学解析式（１）、（２）の通り、ＸＹ分離クランク機構は、−ｍｇだけの一次式となるため、第１駆動ユニットと第２駆動ユニットとをミラー配置することにより、振動を容易に打ち消すことができる。
【００４２】
次に、他の実施形態に係る駆動装置について説明する。なお、以下に説明する他の実施形態において、前述した第１の実施形態と同一の部分には、同一の参照符号を付してその詳細な説明を省略し、第１の実施形態と異なる部分を中心に詳しく説明する。
【００４３】
（第２の実施形態）  
図５は、第２の実施形態に係る駆動装置を示す斜視図である。第２の実施形態によれば、第１ピストン２４ａおよび第２ピストン２４ｂとして、平面形状および横断面形状が異形、つまり、非円形に形成されたピストンを用いている。本実施形態において、第１ピストン２４ａおよび第２ピストン２４ｂは、楕円形、長円形を含むオーバル形状に形成され、長軸Ｌおよびこの長軸と直交する短軸Ｓを有している。第１シリンダ２２ａおよび第２シリンダ２２ｂは、第１ピストン２４ａおよび第２ピストン２４ｂにそれぞれ対応して、横断面形状がオーバル形状に形成されている。
【００４４】
第１ピストン２４ａの長軸Ｌは、第１設置平面内に位置し、第１支持部材３２ａの第２支持部３３ｂと平行に、すなわち、第３方向Ｙ１と平行に位置している。第２ピストン２４ｂの長軸Ｌは、第２設置平面内に位置し、第２支持部材３２ｂの第２支持部３５ｂと平行に、すなわち、第４方向Ｙ２と平行に位置している。  
駆動装置１０において、他の構成は、第１の実施形態に係る駆動装置と同一である。
【００４５】
オーバル形状の第１および第２ピストン２４ａ、２４ｂを用いる場合、ピストンの短軸Ｓと同径の円形ピストンに比べて、ピストンの押しのけ量を２ないし３倍にすることができる。また、ストロークが同じでピストン面積を増やすことができるから体積も大きくなる。円形ピストンをオーバルピストンとすることにより、例えば、容量は２．５倍となる。そのため、２気筒で２０００ｃｃのエンジンを構成しながら、重量は、従来の円形ピストン、４気筒エンジンの約１／４程度となり、軽量化および小型化を図ることができる。
【００４６】
また、駆動装置１０では、第１ピストン２４ａ、第２ピストン２４ｂの完全な平行運動を実現できる。そのため、非円形、例えば、オーバル形状のピストンを用いる場合でも、あるいは、大型ピストンを用いる場合でも、ピストンの片当たりを無くし、シール性がよく、サイドスラストロスレスで高い効率を得ることができる。  
その他、第２の実施形態に係る駆動装置１０は、第１の実施形態に係る駆動装置と同様の作用効果を得ることができる。なお、第２の実施形態において、ピストンの形状は、オーバル形状に限定されることなく、他の非円形状、例えば、角を丸めた矩形状、その他の多角形状、中央部のくびれた楕円形状等としてもよい。
【００４７】
（第３の実施形態）  
図６は、第３の実施形態に係る駆動装置を示す斜視図である。第３の実施形態では、連結同期機構の構成が、第１の実施形態と相違している。図６に示すように、連結同期機構５０は、第１クランク軸１２ａの一端部に同軸的に取り付けられた第１駆動プーリ５４ａと、第２クランク軸１２ｂの一端部に同軸的に取り付けられた第２駆動プーリ５４ｂと、これら駆動プーリの回転軸と平行な回転軸をそれぞれ有する複数のテンションプーリ５６ａ、５６ｂ、５６ｃと、第１および第２駆動プーリ、並びに、複数のテンションプーリに掛渡されたエンドレスの歯付きベルト５８と、を備えている。
【００４８】
第１クランク軸１２ａおよび第２クランク軸１２ｂは、連結同期機構５０を介して互いに連結され、同期して互いに相反する方向に回転する。すなわち、第１クランク軸１２ａとともに第１駆動プーリ５４ａが回転すると、第１駆動プーリ５４ａの回転は、歯付きベルト５８により第２駆動プーリ５４ｂに伝達され、第２駆動プーリ５４ｂは第２クランク軸１２ｂと共に逆方向に回転する。これにより、第１クランク軸１２ａおよび第２クランク軸１２ｂは、同期して互いに相反する方向に回転する。
【００４９】
第３の実施形態においても、第１ピストン２４ａおよび第２ピストン２４ｂとして、平面形状および横断面形状が異形、つまり、非円形に形成されたピストン、例えば、オーバル形状のピストンを用いている。
【００５０】
第３の実施形態において、駆動装置１０の他の構成は、第１の実施形態あるいは第２の実施形態に係る駆動装置と同一である。第３の実施形態に係る駆動装置１０は、第１の実施形態に係る駆動装置と同様の作用効果を得ることができる。なお、第３の実施形態において、連結同期機構５０は、プーリとベルトの組合わせに限らず、スプロケットとチェーンとの組合わせにより構成してもよい。
【００５１】
（第４の実施形態）  
図７は、第４の実施形態に係る駆動装置を示す斜視図である。第４の実施形態では、駆動装置１０は、多気筒化され、たとえば、４気筒の駆動装置として構成されている。すなわち、駆動装置１０は、前述した第１駆動ユニット２０ａ、および第２駆動ユニット２０ｂに加えて、第３駆動ユニット２０ｃおよび第４駆動ユニット２０ｄを備えている。第３駆動ユニット２０ｃは、第１駆動ユニット２０ａと同一の構成を有し、第１駆動ユニット２０ａと中心基準平面ＣＲＰと平行な方向に並んで配置されている。第４駆動ユニット２０ｄは、第２駆動ユニット２０ｂと同一の構成を有し、第２駆動ユニット２０ｂと中心基準平面ＣＲＰと平行な方向に並んで配置されている。
【００５２】
第３駆動ユニット２０ｃと第４駆動ユニット２０ｄとは、同一の構成を有している。第３駆動ユニット２０ｃおよび第４駆動ユニット２０ｄは、中心基準平面ＣＲＰの両側にそれぞれ配置され、更に、第３駆動ユニット２０ｃと第４駆動ユニット２０ｄとは、中心基準平面ＣＲＰに対して左右、前後対称に配置（ミラー配置）および構成されている。
【００５３】
第３駆動ユニット２０ｂは、中心基準平面ＣＲＰの片側に位置し中心基準平面ＣＲＰと直交する第３設置平面ＭＰ３に設けられた第３シリンダ２２ｃと、第３設置平面ＭＰ３内で第１方向Ｘ１に沿って往復移動自在に第３シリンダ２２ｃ内に設けられた第３ピストン２４ｃと、第３設置平面ＭＰ３と直交して延びる第１クランク軸１２ａと、第３設置平面ＭＰ３内で第３ピストン２４ｃと第１クランク軸１２ａとの間に設けられ、第３ピストン２４ａの往復運動と第１クランク軸１２ａの回転運動とを相互に変換する第３ＸＹ分離クランク機構３０ｃと、を備えている。第３設置平面ＭＰ３は、第１駆動ユニット２０ａの第１設置平面ＭＰ１と平行に対向している。第３ピストン２４ｃの往復移動方向である第１方向は、中心基準平面ＣＲＰと直交する第１方向Ｘ１としている。また、第１クランク軸１２ａは、第１駆動ユニット２０ａの第１クランク軸１２ａに連結され、あるいは、一体に形成され、互いに同軸的に延びている。
【００５４】
第４駆動ユニット２０ｄは、中心基準平面ＣＲＰの反対側に位置し中心基準平面ＣＲＰと直交する第４設置平面ＭＰ４に設けられた第４シリンダ２２ｄと、第４設置平面ＭＰ４内で第２方向Ｘ２に沿って往復移動自在に第４シリンダ２２ｄ内に設けられた第４ピストン２４ｄと、第４設置平面ＭＰ４と直交して延びる第２クランク軸１２ｂと、第４設置平面ＭＰ４内で第４ピストン２４ｄと第２クランク軸１２ｂとの間に設けられ、第４ピストン２４ｄの往復運動と第２クランク軸１２ｂの回転運動とを相互に変換する第４ＸＹ分離クランク機構３０ｄと、を備えている。
【００５５】
第４設置平面ＭＰ４は、中心基準平面ＣＲＰに対して、第３設置平面ＭＰ３と対称に位置している。また、第４設置平面ＭＰ４は、第２駆動ユニット２０ｂの第２設置平面ＭＰ２と平行に対向している。第４ピストン２４ｄの往復移動方向である第２方向は、前述した第１方向Ｘ１と対称の方向であり、中心基準平面ＣＲＰと直交する第２方向Ｘ２としている。第１方向Ｘ１と第２方向Ｘ２とは、１８０度の角度を成している、すなわち、同一方向であり、第３ピストン２４ｃと第４ピストン２４ｄは、互いに同軸的に配置されている。また、第４駆動ユニット２０ｄの第２クランク軸１２ｂは、第２駆動ユニット２０ｂの第２クランク軸１２ｂに連結され、あるいは、一体に形成され、互いに同軸的に延びている。
【００５６】
第３ＸＹ分離クランク機構３０ｃは、第１方向Ｘ１に沿って往復移動自在に設けられた第３支持部材（Ｌ型コンビネータ）３２ｃと、第３設置平面ＭＰ３において、第１方向Ｘ１と直交する第３方向Ｙ１（Ｙ軸方向）に沿って往復移動自在に第３支持部材３２ｃに取り付けられているとともに第１クランク軸１２ａのクランクピンに回転自在に係合した第３クランク接続部材（クランク接続プレート）３４ｃと、第３ピストン２４ｃと第３支持部材３２ｃとを連結する連結ロッド３６ｃと、を備えている。
【００５７】
第３支持部材３２ｃは、Ｌ字形状に形成され、第１方向Ｘ１に延びる第１支持部と、第１支持部の一端（ここでは、左端）から第３方向Ｙ１に延びる第２支持部とを一体に有している。第３支持部材３２ｃの内、第１支持部のみが、第１リニアスライダを介してガイドレール４４ａ上に第１方向Ｘ１に沿って往復移動自在に支持されている。第３クランク接続部材３４ｃの一端部のみが、第３方向Ｙ１に沿って往復移動自在に第３支持部材３２ｃに支持されている。
【００５８】
第４駆動ユニット２０ｄの第４ＸＹ分離クランク機構３０ｄは、第３ＸＹ分離クランク機構３０ｃと同一の構成を有し、中心基準平面ＣＲＰに対して、第３ＸＹ分離クランク機構３０ｃと対称に配置されている。すなわち、第４ＸＹ分離クランク機構３０ｄは、第２方向Ｘ２に沿って往復移動自在に設けられた第４支持部材（Ｌ型コンビネータ）３２ｄと、第４設置平面ＭＰ４において、第２方向Ｘ２と直交する第４方向Ｙ２（Ｙ軸方向）に沿って往復移動自在に第４支持部材３２ｄに取り付けられているとともに第２クランク軸１２ｂのクランクピンに回転自在に係合した第４クランク接続部材（クランク接続プレート）３４ｄと、第４ピストン２４ｄと第４支持部材３２ｄとを連結する連結ロッド３６ｄと、を備えている。
【００５９】
第４の実施形態において、第１、第２、第３、第４ピストン２４ａ、２４ｂ、２４ｃ、２４ｄとして、平面形状および横断面形状が異形、つまり、非円形に形成されたピストン、例えば、長軸Ｌおよび短軸Ｓを有するオーバル形状のピストンを用いている。第１ピストン２４ａは、その長軸Ｌが第３方向Ｙ１と平行になるように配置され、第２ピストン２４ｂは、その長軸Ｌが第４方向Ｙ２と平行になるように配置されている。同様に、第３ピストン２４ｃは、その長軸Ｌが第３方向Ｙ１と平行になるように配置され、第２ピストン２４ｂは、その長軸Ｌが第４方向Ｙ２と平行になるように配置されている。これにより、第３ピストン２４ｃの長軸Ｌは、第１ピストン２４ａの長軸Ｌと平行に並び、第４ピストン２４ｄの長軸Ｌは第２ピストン２４ｂの長軸Ｌと平行に並んでいる。
【００６０】
第４の実施形態において、駆動装置１０の他の構成は、第１の実施形態あるいは第２の実施形態に係る駆動装置と同一である。第４の実施形態に係る駆動装置１０は、第１の実施形態に係る駆動装置と同様の作用効果を得ることができる。また、駆動装置１０は、容易に多気筒化することができる。本実施形態によれば、いわゆる水平対向型の４気筒のエンジンあるいはコンプレッサを提供することができる。更に、オーバル形状のピストンを用い、ピストンの長軸が平行に並ぶように複数のピストンを配置することにより、複数のピストンをクランク軸の軸方向に沿って互いに接近して配置することができる。これにより、駆動装置を多気筒化した場合でも、クランク軸の軸方向に沿った駆動装置の寸法を短くすることができ、駆動装置の小型化を図ることが可能となる。
【００６１】
なお、第４の実施形態において、駆動装置は、４気筒に限定されることなく、６気筒あるいは８気筒以上としてもよい。また、各駆動ユニットのピストンは、オーバル形状に限らず、他の異形状、あるいは円形状のピストンを用いてもよい。
【００６２】
（第５の実施形態）  
図８は、第５の実施形態に係る駆動装置を示す側面図である。上述した第１ないし第４の実施形態は、第１ピストンの移動方向である第１方向と第２ピストンの移動方向である第２方向とが、互いに１８０度相反している、すなわち、同軸的に延びている、いわゆる水平対向型の駆動装置を示している。これに対して、第５の実施形態によれば、駆動装置１０は、中心基準平面ＣＲＰの両側にそれぞれ配置された第１駆動ユニット２０ａおよび第２駆動ユニット２０ｂを備え、第１駆動ユニット２０ａおよび第２駆動ユニット２０ｂは、第１ピストン２４ａの移動方向である第１方向Ｘ１と第２ピストン２４ｂの移動方向である第２方向Ｘ２とが１８０度よりも小さい角度θ、例えば、６０ないし９０度を成すように、配置されている。
【００６３】
第１駆動ユニット２０ａおよび第２駆動ユニット２０ｂは、それぞれ第１実施形態における第１駆動ユニットおよび第２駆動ユニットと同一である。ただし、第５の実施形態では、第１ピストン２４ａおよび第２ピストン２４ｂとしてオーバル形状のピストンを用いている。
【００６４】
第１駆動ユニット２０ａは、中心基準平面ＣＲＰの片側に位置し中心基準平面ＣＲＰと直交する第１設置平面ＭＰ１に設けられている。第１ピストン２４ａは、第１設置平面ＭＰ１内で第１方向Ｘ１に沿って往復移動自在に第１シリンダ２２ａ内に設けられている。本実施形態において、第１方向Ｘ１は、中心基準平面ＣＲＰと９０度よりも小さい角度で交差する方向としている。第１クランク軸１２ａは、中心基準平面ＣＲＰとほぼ平行に配置されている。第１ピストン２４ａは、その長軸Ｌが第１設置平面ＭＰ１内で第１方向Ｘ１と直交する向きに配置されている。
【００６５】
第２駆動ユニット２０ｂは、中心基準平面ＣＲＰの反対側に位置し中心基準平面ＣＲＰと直交する第２設置平面ＭＰ２に設けられている。第２設置平面ＭＰ２は、中心基準平面ＣＲＰに対して、第１設置平面ＭＰ１と対称に位置している。これにより、第２駆動ユニット２０ｂは、中心基準平面ＣＲＰに対して、第１駆動ユニット２０ａと対称に配置（ミラー配置）されている。第２ピストン２４ｂの往復移動方向である第２方向Ｘ２は、第１ピストン２４ａの第１方向Ｘ１と対称の方向であり、中心基準平面ＣＲＰと９０度よりも小さい角度で交差する方向としている。第１方向Ｘ１と第２方向Ｘ２とは、中心基準平面ＣＲＰで互いに交差し、１８０度よりも小さい角度θ、例えば、５０ないし１２０度を成している。なお、第２ピストン２４ｂは、その長軸Ｌが第２設置平面ＭＰ２内で第２方向Ｘ２と直交する向きに配置されている。
【００６６】
なお、第１方向Ｘ１と第２方向Ｘ２とが１０ないし１７０度の角度θを成している場合、第１および第２クランク軸１２ａ、１２ｂの回転バランスを取るため、第１クランク軸１２ａのクランクウェブ１４ａおよび第２クランク軸１２ｂのクランクウェブ１４ｂにバランス調整用の切欠き１５ａ、１５ｂを設けている。  
駆動装置１０の他の構成は、第１実施形態に係る駆動装置と同一である。
【００６７】
以上のように、第４の実施形態に係る駆動装置１０は、いわゆるＶ型のエンジンを構成することができる。また、第５の実施形態に係る駆動装置１０においても、前述した第１の実施形態に係る駆動装置と同様の作用効果を得ることができる。
【００６８】
（第６の実施形態）  
図９は、第６の実施形態に係る駆動装置を示す側面図である。本実施形態に係る駆動装置１０は、前述した第５の実施形態に係る駆動装置１０とほぼ同一に構成されている。第６の実施形態では、第１ピストン２４ａおよび第２ピストン２４ｂとして、平面形状、横断面形状が円形のピストンを用いている。
【００６９】
第１駆動ユニット２０ａにおいて、第１ＸＹ分離クランク機構３０ａの第１支持部材３２ａは、前述した実施形態における第１支持部材と逆向きに設けられている。すなわち、第１支持部材３２ａの第１支持部３３ａおよびガイドレール４４ａは、第１設置平面ＭＰ１において、第１クランク軸１２ａに対して中心基準平面ＣＲＰ側に配置され、第１方向Ｘ１と平行に延びている。第１支持部材３２ａの第２支持部３３ｂは、第１支持部３３ａの一端から第３方向Ｙ１に延出し、第１ピストン２４ａの移動軸（第１方向Ｘ１）と直交している。
【００７０】
第１駆動ユニット２０ａと対称に配置、構成された第２駆動ユニット２０ｂにおいて、第２ＸＹ分離クランク機構３０ｂの第１支持部３５ａおよびガイドレール４５ａは、第２設置平面ＭＰ２において、第２クランク軸１２ｂに対して中心基準平面ＣＲＰ側に配置され、第２方向Ｘ２と平行に延びている。第２支持部材３２ｂの第２支持部３５ｂは、第２支持部３３ｂの一端から第４方向Ｙ２に延出し、第２ピストン２４ｂの移動軸（第２方向Ｘ２）と直交している。
【００７１】
第１ピストン２４ａの移動方向である第１方向Ｘ１と、第２ピストン２４ｂの移動方向である第２方向Ｘ２とは、中心基準平面ＣＲＰで互いに交差しているとともに、１８０度よりも小さい角度θ、例えば、６０〜９０度、を成している。
【００７２】
以上のように構成された第６の実施形態においても、いわゆるＶ型の駆動装置１０を構成することができる。その他、第６の実施形態においても、第１の実施形態あるいは第５の実施形態と同様の作用効果が得られる。
【００７３】
（第７の実施形態）  
図１０は、第７の実施形態に係る駆動装置を示す側面図である。本実施形態によれば、駆動装置１０の第１駆動ユニット２０ａおよび第２駆動ユニット２０ｂは、第１ピストン２４ａの移動方向である第１方向Ｘ１と第２ピストン２４ｂの移動方向である第２方向Ｘ２とが、互いに平行となるように、また、中心基準平面ＣＲＰと平行になるように、対称配置されている。これにより、第１ＸＹ分離クランク機構３０ａの第１支持部３３ａおよびガイドレール４４ａ、並びに、第２ＸＹ分離クランク機構３０ｂの第１支持部３５ａおよびガイドレール４５ａは、互いに平行に、かつ、中心基準平面ＣＲＰと平行に延びている。駆動装置１０の他の構成は、図８に示した第５の実施形態に係る駆動装置と同一である。
【００７４】
（第８の実施形態）  
図１１は、第８の実施形態に係る駆動装置を示す側面図である。本実施形態によれば、上述した第７の実施形態と同様に、駆動装置１０の第１駆動ユニット２０ａおよび第２駆動ユニット２０ｂは、第１ピストン２４ａの移動方向である第１方向Ｘ１と第２ピストン２４ｂの移動方向である第２方向Ｘ２とが、互いに平行となるように、また、中心基準平面ＣＲＰと平行になるように、対称配置されている。
【００７５】
第１駆動ユニット２０ａにおいて、第１ＸＹ分離クランク機構３０ａの第１支持部材３２ａは、前述した実施形態における第１支持部材と逆向きに設けられている。すなわち、第１支持部材３２ａの第１支持部３３ａおよびガイドレール４４ａは、第１設置平面ＭＰ１において、第１クランク軸１２ａに対して中心基準平面ＣＲＰ側に配置され、第１方向Ｘ１と平行に延びている。第１支持部材３２ａの第２支持部３３ｂは、第１支持部３３ａの一端から第３方向Ｙ１に延出し、第１ピストン２４ａの移動軸（第１方向Ｘ１）と直交している。
【００７６】
第２駆動ユニット２０ｂにおいて、第２ＸＹ分離クランク機構３０ｂの第１支持部３５ａおよびガイドレール４５ａは、第２設置平面ＭＰ２において、第２クランク軸１２ｂに対して中心基準平面ＣＲＰ側に配置され、第２方向Ｘ２と平行に延びている。第２支持部材３２ｂの第２支持部３５ｂは、第２支持部３３ｂの一端から第４方向Ｙ２に延出し、第２ピストン２４ｂの移動軸（第２方向Ｘ２）と直交している。
【００７７】
駆動装置１０の他の構成は、第７の実施形態に係る駆動装置と同一である。
【００７８】
（第９の実施形態）  
図１２は、第９の実施形態に係る駆動装置を示す側面図である。本実施形態によれば、上述した第７の実施形態と同様に、駆動装置１０の第１駆動ユニット２０ａおよび第２駆動ユニット２０ｂは、第１ピストン２４ａの移動方向である第１方向Ｘ１と第２ピストン２４ｂの移動方向である第２方向Ｘ２とが、互いに平行となるように、また、中心基準平面ＣＲＰと平行になるように、対称配置されている。本実施形態では、第１ピストン２４ａおよび第２ピストン２４ｂとして、平面形状、横断面形状が円形のピストンを用いている。駆動装置１０の他の構成は、第７の実施形態に係る駆動装置と同一である。
【００７９】
上述した第７ないし第９の実施形態によれば、平行型の駆動装置１０を提供することができる。その他、第７ないし第９の実施形態においても、前述した第１の実施形態と同様の作用効果を得ることができる。
【００８０】
上述した第５および第６の実施形態に係るＶ型の駆動装置、並びに、第７ないし第９の実施形態に係る平行型の駆動装置は、いずれも２気筒に限定されるものではなく、４気筒、６気筒あるいは８気筒以上と、多気筒化してもよい。
【００８１】
上述した実施形態において、第１駆動ユニットおよび第２駆動ユニットが配置される第１設置平面ＭＰ１および第２設置平面ＭＰ２は、中心基準平面ＣＲＰと直交する平面としているが、これに限らず、９０度よりも大きい、あるいは、小さい角度で中心基準平面ＣＲＰと交差する平面としてもよい。この場合、第１クランク軸および第２クランク軸は、中心基準平面ＣＲＰと平行とならず、中心基準平面ＣＲＰに対し傾斜して位置するが、連結同期機構として、例えば、傘歯車を用いることにより、第１クランク軸と第２クランク軸とを互いに連結し、相互に逆転した相等しい逆転回転出力を得ることができる。
【００８２】
（第１０の実施形態）  
図１３は、第１０の実施形態に係る駆動装置を示す斜視図、図１４は、ＸＹ分離クランク機構の分解斜視図である。第１０の実施形態では、ＸＹ分離クランク機構の構成が第１の実施形態と相違している。
【００８３】
図１３に示すように、駆動装置１０は、第１クランク軸１２ａを有する第１駆動ユニット２０ａと、第２クランク軸１２ｂを有する第２駆動ユニット２０ｂと、第１クランク軸１２ａと第２クランク軸１２ｂとを連結し、第１クランク軸および第２クランク軸を同期して回転させる連結同期機構５０と、を備えている。
【００８４】
第１駆動ユニット２０ａと第２駆動ユニット２０ｂとは、同一の構成を有している。第１駆動ユニット２０ａおよび第２駆動ユニット２０ｂは、中心基準平面ＣＲＰの両側にそれぞれ配置され、更に、第１駆動ユニット２０ａと第２駆動ユニット２０ｂとは、中心基準平面ＣＲＰに対して左右、前後対称に配置（ミラー配置）および構成されている。第１駆動ユニット２０ａは、中心基準平面ＣＲＰの片側に位置し中心基準平面ＣＲＰと直交する第１設置平面ＭＰ１に設けられ、第２駆動ユニット２０ｂは、中心基準平面ＣＲＰの反対側に位置し中心基準平面ＣＲＰと直交する第２設置平面ＭＰ２、すなわち、第１設置平面ＭＰ１と対称な第２設置平面ＭＰ２に設けられている。
【００８５】
第１駆動ユニット２０ａは、第１設置平面ＭＰ１と直交して延びる第１クランク軸１２ａと、第１設置平面ＭＰ１内で第１ピストン２４ａと第１クランク軸１２ａとの間に設けられ、第１ピストン２４ａの往復運動と第１クランク軸１２ａの回転運動とを相互に変換する第１ＸＹ分離クランク機構３０ａと、を備えている。第１ピストン２４ａの往復移動方向である第１方向は、中心基準平面ＣＲＰと直交する第１方向Ｘ１としている。また、第１クランク軸１２ａは、中心基準平面ＣＲＰとほぼ平行に配置されている。
【００８６】
第２駆動ユニット２０ｂは、第２設置平面ＭＰ２と直交して延びる第２クランク軸１２ｂと、第２設置平面ＭＰ２内で第２ピストン２４ｂと第２クランク軸１２ｂとの間に設けられ、第２ピストン２４ｂの往復運動と第２クランク軸１２ｂの回転運動とを相互に変換する第２ＸＹ分離クランク機構３０ｂと、を備えている。第２ピストン２４ａの往復移動方向である第２方向は、前述した第１方向Ｘ１と対称の方向であり、中心基準平面ＣＲＰと直交する第２方向Ｘ２としている。第１方向Ｘ１と第２方向Ｘ２とは、１８０度の角度を成している、すなわち、同一方向であり、第１ピストン２４ａと第２ピストン２４ｂは、互いに同軸的に配置されている。
【００８７】
第１ＸＹ分離クランク機構３０ａと第２ＸＹ分離クランク機構３０ｂとは、同一の構成を有し、中心基準平面ＣＲＰに対して左右、上下対称に配置されている。第２ＸＹ分離クランク機構３０ｂを代表して、詳細に説明する。図１３および図１４に示すように、第２ＸＹ分離クランク機構３０ｂは、第２ピストン２４ｂの中心軸（移動軸、Ｘ軸）を含む第２設置平面ＭＰ２において、第２方向Ｘ２に沿って往復移動自在に設けられた第２支持部材（コンビネータ）３２ｂと、第２設置平面ＭＰ２において、第２方向Ｘ２と直交する第４方向Ｙ２（Ｙ軸方向）に沿って往復移動自在に第２支持部材３２ｂに取り付けられた第２クランク接続部材（クランク接続プレート）３４ｂと、第２ピストン２４ｂと第２支持部材３２ｂとを連結する連結部材としての第２連結ロッド３６ｂと、を備えている。第２支持部材３２ｂの移動中心軸（第２方向Ｘ２）、第２クランク接続部材３４ｂの移動中心軸（第４方向Ｙ２）、および第２連結ロッド３６ｂの中心移動軸（第２方向Ｘ２）は、第２設置平面ＭＰ２に位置している。
【００８８】
本実施形態において、第２支持部材３２ｂは、例えば、矩形枠状に形成されている。すなわち、第２支持部材３２ｂは、第２方向Ｘ２に延びる第１支持部３５ａと、第１支持部３５ａの軸方向両端から第４方向Ｙ２に延びる第２支持部３５ｂおよび第３支持部３５ｃとを一体に有している。本実施形態において、第２支持部材３２ｂは、第２支持部３５ｂの延出端と第３支持部３５ｃの延出端とを連結し、第１支持部３５ａと隙間を置いて対向する第４支持部３５ｄを一体に備えている。第２支持部３５ｂおよび第３支持部３５ｃの互いに対向する内面は、平坦に、かつ、互いに平行に形成され、それぞれ第４方向Ｙ２に沿って延びている。第２支持部材３２ｂは、例えば、アルミニウムによりダイカスト成形されている。
【００８９】
第１支持部３５ａに第１リニアスライダ４１ａが固定されている。また、図示しない筐体の内面に第２ガイドレール４５ａが設置され、第２設置平面ＭＰ２内で第２方向Ｘ２に延びている。第１リニアスライダ４１ａは、第２ガイドレール４５ａに往復移動自在に支持およびガイドされている。これにより、第２支持部材３２ｂの内、第１支持部３５ａのみが、第２ガイドレール４５ａ上に第２方向Ｘ２に沿って往復移動自在に支持されている。第２リニアスライダ４１ａは、第２ガイドレール４５ａに転接するボールベアリングを内蔵していてもよい。
【００９０】
第２クランク接続部材３４ｂは、矩形ブロック形状の部材として構成されている。クランク接続部材３４ｂの左右の側面は、それぞれ第１摺動面６０ａおよび第２摺動面６０ｂを構成している。第１摺動面６０ａおよび第２摺動面６０ｂは、それぞれ平坦に、また、互いに平行に形成され、かつ、それぞれ第４方向Ｙ２に沿って延びている。
【００９１】
第２クランク接続部材３４ｂのほぼ中央部に、円形の透孔４６が貫通形成されている。透孔４６は、第２方向Ｘ２および第４方向Ｙ２と直交するＺ軸方向に、すなわち、第２クランク軸１２ｂと平行な方向に、延びている。この透孔４６に第２クランク軸１２ｂのクランクピン１６ｂが回転自在に挿通される。透孔４６の摺動面、つまり、内面には、電鋳、電着等のライニング加工（メッキ）によりプレーンベアリングを形成している。メッキ後、ワイアカットを用いても良い。
【００９２】
第２クランク接続部材３４ｂは、枠状の第２支持部材３２ｂ内に配置され、第１摺動面６０ａが第２支持部３５ｂの内面に摺動自在に接触し、第２摺動面６０ｂが第３支持部３５ｃの内面に摺動自在に接触している。これにより、第２クランク接続部材３４ｂは、第第２支持部材３２ｂの第２および第３支持部３５ｂ、３５ｃ間に、第４方向Ｙ２に沿って往復移動自在に支持およびガイドされている。また、第２クランク接続部材３４ｂの透孔４６に、第２クランク軸１２ｂのクランクピン１６ｂが回転自在に挿通される。これにより、第２クランク接続部材３４ｂは第２クランク軸１２に係合し、第２クランク軸１２ｂと第２支持部材３２ｂとを接続している。
【００９３】
なお、第２支持部材３２ｂの第２支持部３５ｂおよび第３支持部３５ｃの内面にそれぞれ第４方向Ｙ２に延びるガイドレールを設置し、また、第２クランク接続部材３４ｂの第１摺動面６０ａおよび第２摺動面６０ｂに、それぞれガイドレールと係合するガイド溝を設けてもよい。
【００９４】
第２クランク接続部材３４ｂは、透孔４６の中心軸を通り第２方向Ｘ２と直交する分割面６２に沿って分割された２部材（第１摺動面６０ａを含む第１ハーフ部６４ａ、および第２摺動面６０ｂを含む第２ハーフ部６４ｂ）で構成し、これら２部材を分割面６２同志を突き合せた状態で係合することにより、矩形ブロック形状のクランク接続部材３４ｂを構成している。分割面６２は、透孔４６の中心軸を通り、第４方向Ｙ２に延びる面としている。また、分割面６２は、波状、Ｓ字形状、あるいはサイクロン形状の凹凸面に形成されている。分割面６２の凹凸は、Ｚ軸方向（透孔４６の軸方向）に交互に並らび、各凹所および凸部は、第４方向Ｙ２に延びている。本実施形態において、各分割面６２は、交互に並んだ円弧状の凹面と円弧状の凸面とを有している。係合状態において、第１ハーフ部６４ａの分割面６１と第２ハーフ部６４ｂの分割面６１との隙間は、１００μ程度となるように形成されている。第１および第２ハーフ部６４ａ、６４ｂは、潤滑油を含みやすい材料、例えば、銅、真鍮、ファインセラミック等で形成されていることが望ましい。また、第１および第２ハーフ部６４ａ、６４ｂは、ＡＢＳ等のエンジニアリングプラスティクで構成し、表面に蒸着メッキ等を施すことで作ることも可能である。
【００９５】
なお、第１ハーフ部６４ａおよび第２ハーフ部６４ｂの各分割面６２は、２つ以上の凸部および／あるいは、２つ以上の凹所とを有する凹凸面としてもよい。また、凹凸面は、Ｚ軸方向に凹部、凸部が並んでいればよく、凹部および凸部自体の形状は、曲面に限らず、他の形状に種々変更可能である。
【００９６】
第２ＸＹ分離クランク機構３０ｂの第２連結ロッド３６ｂの一端は支持ピンを介して第２ピストン２４ｂに連結され、他端は、第２支持部材３２ｂの第２支持部３５ｂに連結されている。第２連結ロッド３６ｂは第２方向Ｘ２と平行に、かつ、第２ピストン２４ｂと同軸的に延びている。第２連結ロッド３６ｂは、第２方向Ｘ２に沿って第２支持部材３２ｂと一体的に往復移動し、第２ピストン２４ｂを第２方向Ｘ２に沿って往復移動させる。なお、連結部材は、単一の連結ロッドに限らず、複数本の連結ロッド、あるいは、第４方向Ｙ２に延びる板状の連結アームを用いてもよい。
【００９７】
駆動装置１０をエンジンとして用いる場合、第２ピストン２４ｂに駆動力が入力され、第２ピストン２４ｂが第２方向Ｘ２に沿って往復運動する。第２ピストン２４ｂの往復運動は、第２ＸＹ分離クランク機構３０ｂにおける第２支持部材３２ｂの第２方向Ｘ２の往復運動および第２クランク接続部材３４ｂの第４方向Ｙ２の往復運動によって回転運動に変換され、第２クランク軸１２ｂに伝達される。これにより、第２クランク軸１２ｂに回転出力が与えられる。
【００９８】
図１３に示すように、第１ＸＹ分離クランク機構３０ａは、第２ＸＹ分離クランク機構３０ｂと同様に構成され、第１方向Ｘ１に沿って往復移動自在に設けられた矩形枠状の第１支持部材３２ａと、第１支持部材３２ａ内に第３方向Ｙ１に沿って往復移動自在に支持およびガイドされたブロック形状の第１クランク接続部材３４ａと、第１支持部材３２ａと第１ピストン２４ａとを連結した第１連結ロッド３６ａと、を備えている。第１クランク接続部材３４ａの透孔に第１クランク軸１２ａのクランクピンが回転自在に挿通されている。
【００９９】
第１ＸＹ分離クランク機構３０ａは、中心基準平面ＣＲＰに対して、第２ＸＹ分離クランク機構３０ｂと左右対称に配置および構成され、第２ＸＹ分離クランク機構３０ｂと対称に動作する。  
第１０の実施形態において、駆動装置１０の他の構成は、前述した第１の実施形態あるいは第２の実施形態に係る駆動装置と同一である。
【０１００】
上記のように構成された第１０の実施形態に係る駆動装置１０は、第１の実施形態に係る駆動装置１０と同一の作用効果を得ることができる。更に、第１０の実施形態によれば、ＸＹ分離クランク機構における支持部材を矩形枠状とし、この枠体内にクランク接続部材をＸＹＺ方向に摺動可能に配置する構成とすることにより、リニアガイドを省略し、ＸＹ分離クランク機構の構成部材数を低減することが可能となる。また、組み立て時、クランク接続部材を分割してクランク軸に装着し、装着後、クランク接続部材を支持部材の第２支持部と第３支持部との間に装着する。これにより、クランクピンを有するクランク軸４０に対して、クランク接続部材を組み付けることができる。これにより、クランク機構の組立工数を軽減し、多気筒の場合でも、組立てが容易となり、組立て性の向上を図ることができる。更に、支持部材とクランク接続部材とは、最適位置での摺動を自動的に調整する機能を持つことができる。
【０１０１】
クランク接続部材を透孔４６の中心軸で左右に２分割し、分割面６２を凸凹形状とすることにより、分割された第１ハーフ部６４ａおよび第２ハーフ部６４ｂ間にＸＹ方向に開きがあっても相互干渉による不都合を防止することができる。凸凹形状を波状、Ｓ字状、あるいはサイクロイド状とすると、Ｚ軸方向に垂直なＺＹ平面においても、２部材の相互干渉を取り除くことが可能になる。２部材間のクリアランスを例えば１００μ程度の小さな隙間で形成することにより、ＸＹ平面とＺＹ平面で立体的な力の絶縁が可能となる。
【０１０２】
図１５は、本実施形態のように、クランク接続部材を凹凸状の分割面で２分割した場合（ａ）と、クランク接続部材を分割されていない一体部品とした場合（ｂ）と、でクランク接続部材に作用する応力を比較して示している。図１５（ａ）に示すように、本実施形態に係るクランク接続部材では、一方のハーフ部の摺動面に応力が作用した場合でも、この応力は分割面で絶縁され、他方のハーフ部に伝わらず、他方のハーフ部の変形は見られない。そのため、クランク接続部材と支持部材との間にサイドスラストロスが生じることがなく、ＸＹ分離クランク機構の円滑な摺動動作を実現することができる。
【０１０３】
これに対して、図１５（ｂ）に示すように、クランク接続部材を一体型とした場合、一方の摺動面に応力が作用すると、クランク接続部材が全体的に変形する。そのため、クランク接続部材の摺動面と支持部材の摺動面との間に対向平面が出来やすく、これらの摺動面間でサイドスラストロスを生じる。
【０１０４】
（第１１の実施形態）  
図１６は、第１１の実施形態に係る駆動装置を示す斜視図、図１７は、図１６と反対側から見た駆動装置の斜視図、図１８は、一部を破断して示す駆動装置の正面図である。本実施形態によれば、駆動装置は、２本のクランク軸を回転させる駆動モータを備えた２軸加圧式のコンプレッサを構成している。  
図１６ないし図１８に示すように、コンプレッサとしての駆動装置１０は、矩形箱状のクランクケース７０と、２つのシリンダ２２ａ、２２ｂを有しクランクケース７０上に設けられたシリンダブロック７２と、シリンダ２２ａ、２２ｂの上部開口を覆うシリンダヘッド７４と、それぞれクランクケース７０内に回転自在に支持された第１クランク軸１２ａおよび第２クランク軸１２ｂと、を備えている。クランクケース７０は、板状の基台７６上に設置されている。
【０１０５】
本実施形態において、２つのシリンダ２２ａ、２２ｂは、互いに平行に並んで形成され、また、同一の内径を有している。また、シリンダ２２ａ、２２ｂの中心軸は、基台７６に対して垂直に延びている。シリンダヘッド７４には、シリンダ２２ａへの吸気およびシリンダ２２ａからの排気を制御する第１リードバルブ７８ａと、シリンダ２２ｂへの吸気およびシリンダ２２ｂからの排気を制御する第２リードバルブ７８ｂと、が設けられている。
【０１０６】
駆動装置１０は、シリンダ２２ａ内に設けられた第１ピストン２４ａおよび第１クランク軸１２ａを有する第１駆動ユニット２０ａと、シリンダ２２ｂ内に設けられた第２ピストン２４ｂおよび第２クランク軸１２ｂを有する第２駆動ユニット２０ｂと、第１クランク軸１２ａと第２クランク軸１２ｂとを連結し、第１クランク軸および第２クランク軸を同期して回転させる連結同期機構５０と、第１クランク軸１２ａを駆動（回転）する第１駆動モータ８０ａと、第２クランク軸１２ｂを第１クランク軸１２ａと反対方向に駆動（回転）する第２駆動モータ８０ｂと、を備えている。第１駆動モータ８０ａおよび第２駆動モータ８０ｂは、例えば、同一のサイズ、同一の出力を有し、それぞれ基台７６上に設置されクランクケース７０の両側に配置されている。
【０１０７】
図１８に示すように、第１駆動ユニット２０ａと第２駆動ユニット２０ｂとは、同一の構成を有している。第１駆動ユニット２０ａおよび第２駆動ユニット２０ｂは、第１ピストン２４ａの移動方向である第１方向Ｘ１と第２ピストン２４ｂの移動方向である第２方向Ｘ２とが、互いに平行となるように配置されている。第１駆動ユニット２０ａおよび第２駆動ユニット２０ｂは、中心基準平面ＣＲＰの両側にそれぞれ配置され、更に、第１駆動ユニット２０ａと第２駆動ユニット２０ｂとは、中心基準平面ＣＲＰに対して左右、前後対称に配置（ミラー配置）および構成されている。第１駆動ユニット２０ａは、中心基準平面ＣＲＰの片側に位置し中心基準平面ＣＲＰと直交する第１設置平面ＭＰ１に設けられ、第２駆動ユニット２０ｂは、中心基準平面ＣＲＰの反対側に位置し中心基準平面ＣＲＰと直交する第２設置平面ＭＰ２、すなわち、第１設置平面ＭＰ１と対称な第２設置平面ＭＰ２に設けられている。
【０１０８】
本実施形態によれば、第１駆動ユニット２０ａは、第１設置平面ＭＰ１と直交して延びる第１クランク軸１２ａと、第１設置平面ＭＰ１内で第１ピストン２４ａと第１クランク軸１２ａとの間に設けられ、第１ピストン２４ａの往復運動と第１クランク軸１２ａの回転運動とを相互に変換する第１ＸＹ分離クランク機構３０ａと、を備えている。第１ピストン２４ａの往復移動方向である第１方向は、中心基準平面ＣＲＰと平行な第１方向Ｘ１としている。また、第１クランク軸１２ａは、中心基準平面ＣＲＰとほぼ平行に配置されている。
【０１０９】
第２駆動ユニット２０ｂは、第２設置平面ＭＰ２と直交して延びる第２クランク軸１２ｂと、第２設置平面ＭＰ２内で第２ピストン２４ｂと第２クランク軸１２ｂとの間に設けられ、第２ピストン２４ｂの往復運動と第２クランク軸１２ｂの回転運動とを相互に変換する第２ＸＹ分離クランク機構３０ｂと、を備えている。第２ピストン２４ａの往復移動方向である第２方向は、前述した第１方向Ｘ１と平行で、中心基準平面ＣＲＰと平行な第２方向Ｘ２としている。
【０１１０】
第１ＸＹ分離クランク機構３０ａと第２ＸＹ分離クランク機構３０ｂとは、同一の構成を有し、中心基準平面ＣＲＰに対して左右、上下対称に配置されている。第２ＸＹ分離クランク機構３０ｂを代表して、詳細に説明する。図１８および図１９に示すように、第２ＸＹ分離クランク機構３０ｂは、第２ピストン２４ｂの中心軸（移動軸、Ｘ軸）を含む第２設置平面ＭＰ２において、第２方向Ｘ２に沿って往復移動自在に設けられた第２支持部材（コンビネータ）３２ｂと、第２設置平面ＭＰ２において、第２方向Ｘ２と直交する第４方向Ｙ２（Ｙ軸方向）に沿って往復移動自在に第２支持部材３２ｂに取り付けられた第２クランク接続部材（クランク接続プレート）３４ｂと、第２ピストン２４ｂと第２支持部材３２ｂとを連結する連結部材としての第２連結ロッド３６ｂと、を備えている。第２支持部材３２ｂの移動中心軸（第２方向Ｘ２）、第２クランク接続部材３４ｂの移動中心軸（第４方向Ｙ２）、および第２連結ロッド３６ｂの中心移動軸（第２方向Ｘ２）は、第２設置平面ＭＰ２に位置している。
【０１１１】
本実施形態において、第２支持部材３２ｂは、例えば、矩形枠状に形成されている。すなわち、第２支持部材３２ｂは、第２方向Ｘ２に延びる第１支持部３５ａと、第１支持部３５ａの軸方向両端から第４方向Ｙ２に延びる第２支持部３５ｂおよび第３支持部３５ｃとを一体に有している。本実施形態において、第２支持部材３２ｂは、第２支持部３５ｂの延出端と第３支持部３５ｃの延出端とを連結し、第１支持部３５ａと隙間を置いて対向する第４支持部３５ｄを備えている。第２支持部３５ｂおよび第３支持部３５ｃの互いに対向する内面は、平坦に、かつ、互いに平行に形成され、それぞれ第４方向Ｙ２に沿って延びている。第２支持部材３２ｂは、例えば、アルミニウムによりダイカスト成形されている。
【０１１２】
第１支持部３５ａに第２リニアスライダ４１ａが固定されている。また、クランクケース７０の内面に第２ガイドレール４５ａが設置され、第２設置平面ＭＰ２内で第２方向Ｘ２に延びている。第２リニアスライダ４１ａは、第２ガイドレール４５ａに往復移動自在に支持およびガイドされている。これにより、第２支持部材３２ｂの内、第１支持部３５ａのみが、第２ガイドレール４５ａ上に第２方向Ｘ２に沿って往復移動自在に支持されている。第２リニアスライダ４１ａは、第２ガイドレール４５ａに転接するボールベアリングを内蔵していてもよい。
【０１１３】
第２クランク接続部材３４ｂは、矩形ブロック形状の部材として構成されている。クランク接続部材３４ｂの上下の側面は、それぞれ第１摺動面６０ａおよび第２摺動面６０ｂを構成している。第１摺動面６０ａおよび第２摺動面６０ｂは、平坦に平行に形成され、かつ、それぞれ第４方向Ｙ２に沿って延びている。
【０１１４】
第２クランク接続部材３４ｂのほぼ中央部に、円形の透孔４６が貫通形成されている。透孔４６は、第２方向Ｘ２および第４方向Ｙ２と直交するＺ軸方向に、すなわち、第２クランク軸１２ｂと平行な方向に、延びている。この透孔４６に第２クランク軸１２ｂのクランクピン１６ｂが回転自在に挿通される。透孔４６の摺動面、つまり、内面には、電鋳、電着等のライニング加工（メッキ）によりプレーンベアリングを形成している。メッキ後、ワイアカットを用いても良い。
【０１１５】
第２クランク接続部材３４ｂは、枠状の第２支持部材３２ｂ内に配置され、第１摺動面６０ａが第２支持部３５ｂの内面に摺動自在に接触し、第２摺動面６０ｂが第３支持部３５ｃの内面に摺動自在に接触している。これにより、第２クランク接続部材３４ｂは、第第２支持部材３２ｂの第２および第３支持部３５ｂ、３５ｃ間に、第４方向Ｙ２に沿って往復移動自在に支持およびガイドされている。また、第２クランク接続部材３４ｂの透孔４６に、第２クランク軸１２ｂのクランクピン１６ｂが回転自在に挿通される。これにより、第２クランク接続部材３４ｂは第２クランク軸１２に係合し、第２クランク軸１２ｂと第２支持部材３２ｂとを接続している。
【０１１６】
なお、第２支持部材３２ｂの第２支持部３５ｂおよび第３支持部３５ｃの内面にそれぞれ第４方向Ｙ２に延びるガイドレールを設置し、また、第２クランク接続部材３４ｂの第１摺動面６０ａおよび第２摺動面６０ｂに、それぞれガイドレールと係合するガイド溝を設けてもよい。
【０１１７】
第２クランク接続部材３４ｂは、透孔４６の中心軸を通り第２方向Ｘ２と直交する分割面６２に沿って分割された２部材（第１摺動面６０ａを含む第１ハーフ部６４ａ、および第２摺動面６０ｂを含む第２ハーフ部６４ｂ）で構成し、これら２部材を分割面６２同志を突き合せた状態で係合することにより、矩形ブロック形状のクランク接続部材３４ｂを構成している。分割面６２は、透孔４６の中心軸を通り、第４方向Ｙ２に延びる面としている。また、分割面６２は、波状、Ｓ字形状、あるいはサイクロン形状の凹凸面に形成されている。分割面６２の凹凸は、Ｚ軸方向（透孔４６の軸方向）に交互に並らび、各凹所および凸部は、第４方向Ｙ２に延びている。本実施形態において、各分割面６２は、交互に並んだ円弧状の凹面と円弧状の凸面とを有している。係合状態において、第１ハーフ部６４ａの分割面６１と第２ハーフ部６４ｂの分割面６１との隙間は、１００μ程度となるように形成されている。第１および第２ハーフ部６４ａ、６４ｂは、潤滑油を含みやすい材料、例えば、銅、真鍮、ファインセラミック等で形成されていることが望ましい。また、第１および第２ハーフ部６４ａ、６４ｂは、ＡＢＳ等のエンジニアリングプラスティクで構成し、表面に蒸着メッキ等を施すことで作ることも可能である。
【０１１８】
なお、第１ハーフ部６４ａおよび第２ハーフ部６４ｂの各分割面６２は、２つ以上の凸部および／あるいは、２つ以上の凹所を有する凹凸面としてもよい。また、凹凸面は、Ｚ軸方向に凹部、凸部が並んでいればよく、凹部および凸部自体の形状は、曲面に限らず、他の形状に種々変更可能である。
【０１１９】
第２ＸＹ分離クランク機構３０ｂの第２連結ロッド３６ｂの一端は支持ピンを介して第２ピストン２４ｂに連結され、他端は、第２支持部材３２ｂの第２支持部３５ｂに連結されている。第２連結ロッド３６ｂは第２方向Ｘ２と平行に、かつ、第２ピストン２４ｂと同軸的に延びている。第２連結ロッド３６ｂは、第２方向Ｘ２に沿って第２支持部材３２ｂと一体的に往復移動し、第２ピストン２４ｂを第２方向Ｘ２に沿って往復移動させる。なお、連結部材は、単一の連結ロッドに限らず、複数本の連結ロッド、あるいは、第４方向Ｙ２に延びる板状の連結アームを用いてもよい。
【０１２０】
図１８および図１９に示すように、第１ＸＹ分離クランク機構３０ａは、第２ＸＹ分離クランク機構３０ｂと同様に構成され、第１リニアスライダ４０ａおよび第１ガイドレール４４ａにより第１方向Ｘ１に沿って往復移動自在に設けられた矩形枠状の第１支持部材３２ａと、第１支持部材３２ａ内に第３方向Ｙ１に沿って往復移動自在に支持およびガイドされたブロック形状の第１クランク接続部材３４ａと、第１支持部材３２ａと第１ピストン２４ａとを連結した第１連結ロッド３６ａと、を備えている。第１クランク接続部材３４ａの透孔に第１クランク軸１２ａのクランクピンが回転自在に挿通されている。
【０１２１】
上記のように構成された第１ＸＹ分離クランク機構３０ａおよび第２ＸＹ分離クランク機構３０ｂは、クランクケース７０内に設けられている。第１ＸＹ分離クランク機構３０ａは、中心基準平面ＣＲＰに対して、第２ＸＹ分離クランク機構３０ｂと左右対称に配置および構成され、第２ＸＹ分離クランク機構３０ｂと対称に動作する。  
第１クランク軸１２ａは、その軸方向両端部がそれぞれクランクケース７０の側壁を貫通し、それぞれ軸受によりクランクケース７０に回転自在に支持されている。第２クランク軸１２ｂは、第１クランク軸１２ａと平行に延び、その軸方向両端部がそれぞれクランクケース７０の側壁を貫通し、それぞれ軸受によりクランクケース７０に回転自在に支持されている。
【０１２２】
図１６ないし図１８に示すように、駆動装置１０の連結同期機構５０は、第１クランク軸１２ａの一端部に同軸的に取り付けられた第１歯車５２ａと、第２クランク軸１２ｂの一端部に同軸的に取り付けられた第２歯車５２ｂと、を有している。第１歯車５２ａおよび第２歯車５２ｂは、同一径、および同一歯数に形成され、互いに歯合している。第１クランク軸１２ａおよび第２クランク軸１２ｂは、第１歯車５２ａおよび第２歯車５２ｂを介して互いに連結されている。第１歯車５２ａおよび第２歯車５２ｂと基台７６との干渉を避けるため、基台７６にはスロット８１が形成され、第１歯車５２ａおよび第２歯車５２ｂの下端部分がスロット８１内に位置する。第１歯車５２ａが回転すると、第２歯車５２ｂは、第１歯車５２ａの回転に同期して、第１歯車５２ａと逆方向へ回転する。これにより、第１クランク軸１２ａおよび第２クランク軸１２ｂは、同期して互いに相反する方向に回転する。
【０１２３】
第１クランク軸１２ａの他端部に第１従動プーリ８２ａが同軸的に取り付けられている。第２クランク軸１２ｂの他端部に第２従動プーリ８２ａが同軸的に取り付けられている。第１従動プーリ８２ａおよび第２従動プーリ８２ｂは、同一の径に形成されている。第１駆動モータ８０ａの駆動軸８１ａに第１駆動プーリ８４ａが同軸的に取り付けられ、この第１駆動プーリ８４ａと第１従動プーリ８２ａとに第１駆動ベルト８６ａが架け渡されている。第２駆動モータ８０ｂの駆動軸８１ｂに第２駆動プーリ８４ｂが同軸的に取り付けられ、この第２駆動プーリ８４ｂと第２従動プーリ８２ｂとに第２駆動ベルト８６ｂが架け渡されている。第１駆動プーリ８４ａおよび第２駆動プーリ８４ｂは、同一の径に形成されている。上述した各プーリおよび駆動ベルトは、それぞれ歯付きプーリおよび歯付きベルトとしてもよい。  
なお、駆動モータの回転出力をクランク軸に伝達する伝達機構は、プーリとベルトの組合わせに限らず、スプロケットとチェーンとの組合わせにより構成してもよい。
【０１２４】
上記のようにコンプレッサとして構成された駆動装置１０において、第１駆動モータ８０ａおよび第２駆動モータ８０ｂを作動させると、第１駆動プーリ、第１駆動ベルト、第１従動プーリを介して、第１駆動モータ８０ａの回転力が第１クランク軸１２ａに入力され、同時に、第２駆動プーリ、第２駆動ベルト、第２従動プーリを介して、第２駆動モータ８０ｂの回転力が第２クランク軸１２ｂに入力される。これにより、第１クランク軸１２ａおよび第２クランク軸１２ｂに互いに逆向きの回転力が入力され、第１クランク軸１２ａおよび第２クランク軸１２ｂが互いに相反する方向に回転する。この際、連結同期機構５０により、第１クランク軸１２ａおよび第２クランク軸１２ｂは互いに同期して回転する。各クランク軸のクランクピンは、クランク軸の周りで偏心回転する。
【０１２５】
第１クランク軸１２ａのクランクピン１６ａの偏心回転運動は、第１ＸＹ分離クランク機構３０ａの第１クランク接続部材３４ａおよび第１支持部材３２ａにより、第３方向Ｙ１の往復運動と、第１方向Ｘ１の往復運動とに分離され、第１支持部材３２ａの第１方向Ｘ１の往復運動は、第１連結ロッド３６ａを介して第１ピストン２４ａに伝達される。これにより、第１ピストン２４ａは第１シリンダ２２ａ内で第１方向Ｘ１に沿って往復移動し、第１シリンダ２２ａ内の流体を圧縮した後、第１リードバルブ７８ａを通して加圧流体を出力する。
【０１２６】
同様に、第２クランク軸１２ｂのクランクピン１６ｂの偏心回転運動は、第２ＸＹ分離クランク機構３０ｂの第２クランク接続部材３４ｂおよび第２支持部材３２ｂにより、第４方向Ｙ２の往復運動と、第２方向Ｘ２の往復運動とに分離され、第２支持部材３２ｂの第２方向Ｘ２の往復運動は、第２連結ロッド３６ｂを介して第２ピストン２４ｂに伝達される。これにより、第２ピストン２４ｂは第２シリンダ２２ｂ内で第２方向Ｘ２に沿って往復移動し、第２シリンダ２２ｂ内の流体を圧縮した後、第２リードバルブ７８ｂを通して加圧流体を出力する。
【０１２７】
第１駆動ユニット２０ａと第２駆動ユニット２０ｂとは、中心基準平面ＣＲＰに対して、左右対称、前後対称に配置および構成されていることから、動作も対称となる。第１ピストン２４ａが上死点に移動すると、これに同期して、第２ピストン２４ｂも上死点に移動する。第１ピストン２４ａが上死点から下死点に向かって移動すると、同時に、第２ピストン２４ｂが上死点から下死点に向かって移動する。第１ＸＹ分離クランク機構３０ａおよび第２ＸＹ分離クランク機構３０ｂも、中心基準平面ＣＲＰに対して、互いに対称な状態を保ちながら、互いに同期して動作する。
【０１２８】
上記のように構成された駆動装置１０によれば、第１駆動ユニット２０ａおよび第２駆動ユニット２０ｂにおいて、第１および第２ＸＹ分離クランク機構３０ａ、３０ｂにより、第１クランク軸１２ａの回転運動および第２クランク軸１２ｂの回転運動を、第１方向および第２方向の直線的な往復運動とこの第１方向、第２方向とそれぞれ直交する第３方向、第４方向の直線的な往復運動とに分離、変換することができ、第１ピストン２４ａおよび第２ピストン２４ｂの完全な平行運動を実現することができる。そのため、シリンダに対するピストンの片当たりを無くし、シール性の向上、摩擦ロスの低減、サイドスラストロスレスで高い効率を得ることができる。更に、第１駆動ユニットと第２駆動ユニットとを、中心基準平面に対して左右対称、前後対称に配置（ミラー配置）、および構成しているため、偏差による振動を完全に打ち消し、無振動回転構造体を構成することができる。
【０１２９】
また、ＸＹ分離クランク機構により、ピストンのサイドスラストを実質的に無くすことができ、その結果、シリンダ、ピストンをセラミック、ガラス等で形成することが可能となり、低温で保温型の熱効率のよいコンプレッサを構築することができる。更に、駆動装置は、サイドスラストによる振動が無いため、シリンダをカーボンファイバー、あるいは、ＰＢＴ等のプラスティク素材で形成することが可能となる。更に、サイドスラストレスであることから、ピストンのハイアスペクト比化を実現でき、その分、ショートショートストローク化を図り小型ロープロファイルのコンプレッサあるいはポンプを実現することができる。
【０１３０】
更に、第１１の実施形態によれば、ＸＹ分離クランク機構における支持部材をＵ字形枠状とし、この枠体内にクランク接続部材をＸＹＺ方向に摺動可能に配置する構成とすることにより、リニアガイドを省略し、ＸＹ分離クランク機構の構成部材数を低減することが可能となる。また、組み立て時、クランク接続部材を分割してクランク軸に装着し、装着後、クランク接続部材を支持部材の第２支持部と第３支持部との間に装着する。これにより、クランクピンを有する第１および第２クランク軸１２ａ、１２ｂに対して、クランク接続部材を組み付けることができる。これにより、クランク機構の組立工数を軽減し、多気筒の場合でも、組立てが容易となり、組立て性の向上を図ることができる。更に、支持部材とクランク接続部材とは、最適位置での摺動を自動的に調整する機能を持つことができる。
【０１３１】
クランク接続部材を透孔４６の中心軸で左右に２分割し、分割面６２を凸凹形状とすることにより、分割された第１ハーフ部６４ａおよび第２ハーフ部６４ｂ間にＸＹ方向に開きがあっても相互干渉による不都合を防止することができる。凸凹形状を波状、Ｓ字状、あるいはサイクロイド状とすると、Ｚ軸方向に垂直なＺＹ平面においても、２部材の相互干渉を取り除くことが可能になる。２部材間のクリアランスを例えば１００μ程度の小さな隙間で形成することにより、ＸＹ平面とＺＹ平面で立体的な力の絶縁が可能となる。同時に、２部材間のＺ軸方向への自動調芯を行うことができる。
【０１３２】
以上のように、本実施形態によれば、２本のクランク軸を歯車あるいはベルトで逆転結合し低振動化するミラー型のＸＹ分離クランク機構と自動調芯のＸＹＺ力分離機構とを組み合わせることで、摩擦ロスおよび振動を低減し、動作効率の高いコンプレッサあるいはポンプが得られる。シリンダとピストンを隣り合わせに配置できるので、集合配管が容易である。従来のクロスヘッドが不要であり、振動がないため、装置全体を軽量化することができる。また、２本のクランク軸は、完全同期、同時正回転、逆回転であるため、独立した２つの駆動モータを用いてクランク軸を駆動することができ、各駆動モータとして小型で廉価なモータを用いることができる。
【０１３３】
なお、駆動モータは、２つに限らず、単一の駆動モータを用いてもよい。この場合、駆動モータにより、いずれか一方のクランク軸に回転力を入力し、連結同期機構により他方のクランク軸に回転力を伝達する。また、ピストンの形状は、円形に限らず、非円形状、例えば、オーバル形状、角を丸めた矩形状、その他の多角形状、中央部のくびれた楕円形状等としてもよい。
【０１３４】
（第１２の実施形態）  
図２０は、第１２の実施形態に係る駆動装置の正面側を示す斜視図、図２１は、駆動装置の背面側を示す斜視図、図２２は、駆動装置を一部破断して示す正面図、図２３は、駆動装置のＸＹ分離クランク機構を示す分解斜視図である。本実施形態によれば、駆動装置は、２軸出力のエンジン装置を構成している。
【０１３５】
図２０ないし図２２に示すように、駆動装置１０は、例えば、２サイクルで動作するエンジン装置として構成されている。駆動装置１０は、矩形箱状のクランクケース７０と、第１シリンダ２２ａおよび第２シリンダ２２ｂを有しクランクケース７０上に設けられた上部シリンダブロック（第１シリンダブロック）７２ａと、第１および第２シリンダ２２ａ、２２ｂの上部開口を覆うヘッドカバー（カムケース）８８と、第３シリンダ２３ａおよび第４シリンダ２３ｂを有しクランクケース７０下に設けられた下部シリンダブロック（第２シリンダブロック）７２ｂと、第３および第４シリンダ２３ａ、２３ｂの下部開口を覆うバルブケース９０と、バルブケース９０の下面に設けられたエアーコレクタ９２と、それぞれクランクケース７０内に回転自在に支持された第１クランク軸１２ａおよび第２クランク軸１２ｂと、を備えている。本実施形態において、第１クランク軸１２ａおよび第２クランク軸１２ｂは互いに平行に配置されている。
【０１３６】
本実施形態において、上部の２つの第１および第２シリンダ２２ａ、２２ｂは、互いに平行に並んで形成され、また、同一の内径を有している。また、下部の２つの第３および第４シリンダ２３ａ、２３ｂは、互いに平行に並んで形成され、また、同一の内径を有している。第３および第４シリンダ２３ａ、２３ｂの内径は、第１および第２シリンダ２２ａ、２２ｂの内径よりも大きく形成されている。また、上部の第１シリンダ２２ａと下部の第３シリンダ２３ａとは、互いに同軸的に設けられ、共通の中心軸を有している。上部の第２シリンダ２２ｂと下部の第４シリンダ２３ｂとは、互いに同軸的に設けられ、共通の中心軸を有している。
【０１３７】
ヘッドカバー８８には、第１シリンダ２２ａの上部開口に連通する燃焼室９４ａ、この燃焼室９４ａに開口する給気ポートおよび排気ポートが形成され、更に、第２シリンダ２２ｂの上部開口に連通する燃焼室９４ｂ、この燃焼室９４ｂに開口する給気ポートおよび排気ポートが形成されている。また、ヘッドカバー８８に、第１シリンダ２２ａ側の給気ポートを開閉する第１給気側バルブ機構９６ａ、第１シリンダ２２ａ側の排気ポートを開閉する第１排気側バルブ機構９８ａ、第２シリンダ２２ｂ側の給気ポートを開閉する第２給気側バルブ機構９６ｂ、および第２シリンダ２２ｂ側の排気ポートを開閉する第２排気側バルブ機構９８ｂが設けられている。
【０１３８】
これらのバルブ機構９６ａ、９６ｂ、９８ａ、９８ｂは、同一の構成を有している。すなわち、各バルブ機構は、バルブ体として、例えば、きのこ弁１００と、きのこ弁１００のステムに連結されたバルブスライダ１０２と、ヘッドカバー８８に固定されバルブスライダ１０２をきのこ弁１００の開閉方向に摺動自在にガイドするリニアガイド１０４と、バルブスライダ１０２とヘッドカバー８８との間に設けられきのこ弁１００を閉じ位置方向に付勢するバルブばね１０６と、バルブスライダ１０２に回転自在に取り付けられたカムフォロア１０７と、ヘッドカバー８８に揺動可能に取り付けられ、一端がカムフォロア１０７に当接しているロッカーアーム１０８と、ロッカーアーム１０８の他端に接触する複数のカムを有し、ヘッドカバー８８に回転自在に支持された共通のカムシャフト１１０と、を備えている。  
更に、ヘッドカバー８８に点火プラグ９５ａ、９５ｂが取り付けられ、それぞれ燃焼室９４ａ、９４ｂ内に対向している。
【０１３９】
一方、下部のバルブケース９０には、第３シリンダ２３ａへの吸気を制御する第１リードバルブ７８ａと、第４シリンダ２３ｂへの吸気を制御する第２リードバルブ７８ｂと、が設けられている。更に、バルブケース９０に排気リードバルブ７９が設けられている。排気リードバルブ７９は、第３シリンダ２３ａおよび第４シリンダ２３ｂからの圧縮気体の排気を制御する。駆動装置１０は、排気リードバルブ７９からヘッドカバー８８の２つの吸気ポートまで延びる排気流路（排気配管）１１２を有している。本実施形態では、排気流路１１２は、下部シリンダブロック７２ｂ、クランクケース７０、上部シリンダブロック７２ａ、およびヘッドカバー８８に連続して形成された流通孔により規定されている。後述するように、第３シリンダ２３ａおよび第４シリンダ２３ｂから排気された圧縮気体は、排気リードバルブ７９、排気流路１１２、およびヘッドカバー８８の吸気ポートを通して、第１シリンダ２２ａおよび第２シリンダ２２ｂの燃焼室９４ａ、９４ｂに供給される。
【０１４０】
図２０ないし図２２に示すように、駆動装置１０は、第１クランク軸１２ａを駆動する第１駆動ユニット２０ａと、この第１駆動ユニット２０ａと同一の構成を有し第２クランク軸１２ｂを駆動する第２駆動ユニット２０ｂと、第１クランク軸１２ａと第２クランク軸１２ｂとを連結し、第１クランク軸および第２クランク軸を同期して回転させる連結同期機構５０と、を備えている。第１駆動ユニット２０ａおよび第２駆動ユニット２０ｂは、中心基準平面ＣＲＰの両側にそれぞれ配置され、更に、第１駆動ユニット２０ａと第２駆動ユニット２０ｂとは、中心基準平面ＣＲＰに対して左右、前後対称に配置（ミラー配置）および構成されている。第１駆動ユニット２０ａは、中心基準平面ＣＲＰの片側に位置し中心基準平面ＣＲＰと直交する第１設置平面ＭＰ１に設けられ、第２駆動ユニット２０ｂは、中心基準平面ＣＲＰの反対側に位置し中心基準平面ＣＲＰと直交する第２設置平面ＭＰ２、すなわち、第１設置平面ＭＰ１と対称な第２設置平面ＭＰ２に設けられている。第１クランク軸１２ａは第１設置平面ＭＰ１と直交して延びている。第２クランク軸１２ｂは第２設置平面ＭＰ２と直交して延びている。
【０１４１】
第１駆動ユニット２０ａは、第１シリンダ２２ａ内に往復動自在に設けられた第１ピストン２４ａと、前述した第１クランク軸１２ａと、第３シリンダ２３ａ内に往復動自在に設けられた第３ピストン２５ａと、第１ピストン２４ａと第１クランク軸との間および第３ピストン２５ａと第１クランク軸との間に設けられ、第１ピストン２４ａおよび第３ピストン２５ａの往復運動と第１クランク軸１２ａの回転運動とを相互に変換する第１ＸＹ分離クランク機構３０ａと、を備えている。第１ピストン２４ａおよび第３ピストン２５ａの往復移動方向である第１方向は、中心基準平面ＣＲＰと平行な第１方向Ｘ１としている。また、本実施形態において、下部の第３ピストン２５ａは、上部の第１ピストン２４ａよりも大径に形成され、更に、大きなアスペクト比に形成されている。
【０１４２】
第２駆動ユニット２０ｂは、第２シリンダ２２ｂ内に往復動自在に設けられた第２ピストン２４ｂと、前述した第２クランク軸１２ｂと、第４シリンダ２３ｂ内に往復動自在に設けられた第４ピストン２５ｂと、第２ピストン２４ｂと第２クランク軸１２ｂとの間および第４ピストン２５ｂと第２クランク軸との間に設けられ、第２ピストン２４ｂおよび第４ピストン２５ｂの往復運動と第２クランク軸１２ｂの回転運動とを相互に変換する第２ＸＹ分離クランク機構３０ｂと、を備えている。第２ピストン２４ｂおよび第４ピストン２５ｂの往復移動方向である第２方向は、第１方向Ｘ１と平行で、中心基準平面ＣＲＰと平行な第２方向Ｘ２としている。本実施形態において、下部の第４ピストン２５ｂは、上部の第２ピストン２４ｂよりも大径に形成され、更に、大きなアスペクト比（径／高さ）に形成されている。
【０１４３】
第１ＸＹ分離クランク機構３０ａと第２ＸＹ分離クランク機構３０ｂとは、同一の構成を有し、中心基準平面ＣＲＰに対して左右、上下対称に配置されている。第２ＸＹ分離クランク機構３０ｂを代表して、詳細に説明する。図２２および図２３に示すように、第２ＸＹ分離クランク機構３０ｂは、第２ピストン２４ｂの中心軸（移動軸、Ｘ軸）および第４ピストン２５ｂの中心軸を含む第２設置平面ＭＰ２において、第２方向Ｘ２に沿って往復移動自在に設けられた第２支持部材（コンビネータ）３２ｂと、第２設置平面ＭＰ２において、第２方向Ｘ２と直交する第４方向Ｙ２（Ｙ軸方向）に沿って往復移動自在に第２支持部材３２ｂに取り付けられた第２クランク接続部材（クランク接続プレート）３４ｂと、第２ピストン２４ｂと第２支持部材３２ｂとを連結する連結部材としての第２連結ロッド３６ｂと、第４ピストン２５ｂと第２支持部材３２ｂとを連結する連結部材としての第４連結ロッド３７ｂと、を備えている。第２支持部材３２ｂの移動中心軸（第２方向Ｘ２）、第２クランク接続部材３４ｂの移動中心軸（第４方向Ｙ２）、および第２、第４連結ロッド３６ｂ、３７ｂの中心移動軸（第２方向Ｘ２）は、第２設置平面ＭＰ２に位置している。
【０１４４】
本実施形態において、第２支持部材３２ｂは、例えば、矩形枠状に形成されている。すなわち、第２支持部材３２ｂは、第２方向Ｘ２に延びる第１支持部３５ａと、第１支持部３５ａの軸方向両端から第４方向Ｙ２に延びる第２支持部３５ｂおよび第３支持部３５ｃとを一体に有している。本実施形態において、第２支持部材３２ｂは、第２支持部３５ｂの延出端と第３支持部３５ｃの延出端とを連結し、第１支持部３５ａと隙間を置いて対向する第４支持部３５ｄを備えている。第２支持部３５ｂおよび第３支持部３５ｃの互いに対向する内面は、平坦に、かつ、互いに平行に形成され、それぞれ第４方向Ｙ２に沿って延びている。第２支持部材３２ｂは、例えば、アルミニウムによりダイカスト成形されている。
【０１４５】
第１支持部３５ａに第２リニアスライダ４１ａが固定されている。また、クランクケース７０の内面に第２ガイドレール４５ａが設置され、第２設置平面ＭＰ２内で第２方向Ｘ２に延びている。第２リニアスライダ４１ａは、第２ガイドレール４５ａに往復移動自在に支持およびガイドされている。これにより、第２支持部材３２ｂの内、第１支持部３５ａのみが、第２ガイドレール４５ａ上に第２方向Ｘ２に沿って往復移動自在に支持されている。第２リニアスライダ４１ａは、第２ガイドレール４５ａに転接するボールベアリングを内蔵していてもよい。
【０１４６】
第２クランク接続部材３４ｂは、矩形ブロック形状の部材として構成されている。クランク接続部材３４ｂの上下の側面は、それぞれ第１摺動面６０ａおよび第２摺動面６０ｂを構成している。第１摺動面６０ａおよび第２摺動面６０ｂは、それぞれ平坦に、かつ、互いに平行に形成され、かつ、それぞれ第４方向Ｙ２に沿って延びている。
【０１４７】
第２クランク接続部材３４ｂのほぼ中央部に、円形の透孔４６が貫通形成されている。透孔４６は、第２方向Ｘ２および第４方向Ｙ２と直交するＺ軸方向に、すなわち、第２クランク軸１２ｂと平行な方向に、延びている。この透孔４６に第２クランク軸１２ｂのクランクピン１６ｂが回転自在に挿通される。透孔４６の摺動面、つまり、内面には、電鋳、電着等のライニング加工（メッキ）によりプレーンベアリングを形成している。メッキ後、ワイアカットを用いても良い。
【０１４８】
第２クランク接続部材３４ｂは、枠状の第２支持部材３２ｂ内に配置され、第１摺動面６０ａが第２支持部３５ｂの内面に摺動自在に接触し、第２摺動面６０ｂが第３支持部３５ｃの内面に摺動自在に接触している。これにより、第２クランク接続部材３４ｂは、第第２支持部材３２ｂの第２および第３支持部３５ｂ、３５ｃ間に、第４方向Ｙ２に沿って往復移動自在に支持およびガイドされている。また、第２クランク接続部材３４ｂの透孔４６に、第２クランク軸１２ｂのクランクピン１６ｂが回転自在に挿通される。これにより、第２クランク接続部材３４ｂは第２クランク軸１２に係合し、第２クランク軸１２ｂと第２支持部材３２ｂとを接続している。
【０１４９】
なお、第２支持部材３２ｂの第２支持部３５ｂおよび第３支持部３５ｃの内面にそれぞれ第４方向Ｙ２に延びるガイドレールを設置し、また、第２クランク接続部材３４ｂの第１摺動面６０ａおよび第２摺動面６０ｂに、それぞれガイドレールと係合するガイド溝を設けてもよい。
【０１５０】
第２クランク接続部材３４ｂは、透孔４６の中心軸を通り第２方向Ｘ２と直交する分割面６２に沿って分割された２部材（第１摺動面６０ａを含む第１ハーフ部６４ａ、および第２摺動面６０ｂを含む第２ハーフ部６４ｂ）で構成し、これら２部材を分割面６２同志を突き合せた状態で係合することにより、矩形ブロック形状のクランク接続部材３４ｂを構成している。分割面６２は、透孔４６の中心軸を通り、第４方向Ｙ２に延びる面としている。また、分割面６２は、波状、Ｓ字形状、あるいはサイクロン形状の凹凸面に形成されている。分割面６２の凹凸は、Ｚ軸方向（透孔４６の軸方向）に交互に並らび、各凹所および凸部は、第４方向Ｙ２に延びている。本実施形態において、各分割面６２は、交互に並んだ円弧状の凹面と円弧状の凸面とを有している。係合状態において、第１ハーフ部６４ａの分割面６１と第２ハーフ部６４ｂの分割面６１との隙間は、１００μ程度となるように形成されている。第１および第２ハーフ部６４ａ、６４ｂは、潤滑油を含みやすい材料、例えば、銅、真鍮、ファインセラミック等で形成されていることが望ましい。また、第１および第２ハーフ部６４ａ、６４ｂは、ＡＢＳ等のエンジニアリングプラスティクで構成し、表面に蒸着メッキ等を施すことで作ることも可能である。
【０１５１】
なお、第１ハーフ部６４ａおよび第２ハーフ部６４ｂの各分割面６２は、２つ以上の凸部および／あるいは、２つ以上の凹所を有する凹凸面としてもよい。また、凹凸面は、Ｚ軸方向に凹部、凸部が並んでいればよく、凹部および凸部自体の形状は、曲面に限らず、他の形状に種々変更可能である。
【０１５２】
第２ＸＹ分離クランク機構３０ｂの第２連結ロッド３６ｂの一端は支持ピンを介して第２ピストン２４ｂに連結され、他端は、第２支持部材３２ｂの第２支持部３５ｂに連結されている。第２連結ロッド３６ｂは第２方向Ｘ２と平行に、かつ、第２ピストン２４ｂと同軸的に延びている。第２連結ロッド３６ｂは、第２方向Ｘ２に沿って第２支持部材３２ｂと一体的に往復移動し、第２ピストン２４ｂを第２方向Ｘ２に沿って往復移動させる。
【０１５３】
第２ＸＹ分離クランク機構３０ｂの第２連結ロッド３６ｂの一端は支持ピンを介して第２ピストン２４ｂに連結され、他端は、第２支持部材３２ｂの第２支持部３５ｂに連結されている。第２連結ロッド３６ｂは第２方向Ｘ２と平行に、かつ、第２ピストン２４ｂと同軸的に延びている。第２連結ロッド３６ｂは、第２方向Ｘ２に沿って第２支持部材３２ｂと一体的に往復移動し、第２ピストン２４ｂを第２方向Ｘ２に沿って往復移動させる。
【０１５４】
第２ＸＹ分離クランク機構３０ｂの第４連結ロッド３７ｂの一端は支持ピンを介して第４ピストン２５ｂに連結され、他端は、第２支持部材３２ｂの第３支持部３５ｃに連結されている。第４連結ロッド３７ｂは第２方向Ｘ２と平行に、かつ、第４ピストン２５ｂと同軸的に延びている。第４連結ロッド３７ｂは、第２方向Ｘ２に沿って第２支持部材３２ｂと一体的に往復移動し、第４ピストン２５ｂを第２方向Ｘ２に沿って往復移動させる。  
なお、連結部材は、単一の連結ロッドに限らず、複数本の連結ロッド、あるいは、第４方向Ｙ２に延びる板状の連結アームを用いてもよい。
【０１５５】
図２２および図２３に示すように、第１ＸＹ分離クランク機構３０ａは、第２ＸＹ分離クランク機構３０ｂと同様に構成され、第１リニアスライダ４０ａおよび第１ガイドレール４４ａにより第１方向Ｘ１に沿って往復移動自在に設けられた矩形枠状の第１支持部材３２ａと、第１支持部材３２ａ内に第３方向Ｙ１に沿って往復移動自在に支持およびガイドされたブロック形状の第１クランク接続部材３４ａと、第１支持部材３２ａと第１ピストン２４ａとを連結した第１連結ロッド３６ａと、第１支持部材３２ａと第３ピストン２５ａとを連結した第３連結ロッド３７ａと、を備えている。第１クランク接続部材３４ａの透孔に第１クランク軸１２ａのクランクピンが回転自在に挿通されている。
【０１５６】
第１クランク接続部材３４ａは、透孔の中心軸を通り第１方向Ｘ１と直交する分割面６２に沿って分割された２部材（第１摺動面を含む第１ハーフ部、および第２摺動面を含む第２ハーフ部）で構成され、これら２部材を分割面６２同志を突き合せた状態で係合することにより、矩形ブロック形状のクランク接続部材３４ａを構成している。分割面６２は、透孔の中心軸を通り、第２方向Ｙ１に延びる面としている。また、分割面６２は、波状、Ｓ字形状、あるいはサイクロン形状の凹凸面に形成されている。分割面６２の凹凸は、Ｚ軸方向（透孔の軸方向）に交互に並らび、各凹所および凸部は、第２方向Ｙ１に延びている。
【０１５７】
上記のように構成された第１ＸＹ分離クランク機構３０ａおよび第２ＸＹ分離クランク機構３０ｂは、クランクケース７０内に設けられている。第１ＸＹ分離クランク機構３０ａは、中心基準平面ＣＲＰに対して、第２ＸＹ分離クランク機構３０ｂと左右対称に配置および構成され、第２ＸＹ分離クランク機構３０ｂと対称に動作する。  
第１クランク軸１２ａは、その軸方向両端部がそれぞれクランクケース７０の側壁を貫通し、それぞれ軸受によりクランクケース７０に回転自在に支持されている。第２クランク軸１２ｂは、第１クランク軸１２ａと平行に延び、その軸方向両端部がそれぞれクランクケース７０の側壁を貫通し、それぞれ軸受によりクランクケース７０に回転自在に支持されている。
【０１５８】
図２０ないし図２２に示すように、駆動装置１０の連結同期機構５０は、第１クランク軸１２ａの一端部に同軸的に取り付けられた第１歯車５２ａと、第２クランク軸１２ｂの一端部に同軸的に取り付けられた第２歯車５２ｂと、を有している。第１歯車５２ａおよび第２歯車５２ｂは、同一径、および同一歯数に形成され、互いに歯合している。第１クランク軸１２ａおよび第２クランク軸１２ｂは、第１歯車５２ａおよび第２歯車５２ｂを介して互いに連結されている。第１歯車５２ａが回転すると、第２歯車５２ｂは、第１歯車５２ａの回転に同期して、第１歯車５２ａと逆方向へ回転する。これにより、第１クランク軸１２ａおよび第２クランク軸１２ｂは、同期して互いに相反する方向に回転する。
【０１５９】
第１クランク軸１２ａの他端部に第１タイミングプーリ１１４ａが同軸的に取り付けられている。第２クランク軸１２ｂの他端部に第２タイミングプーリ１１４ｂが同軸的に取り付けられている。ヘッドカバー８８に取り付けられているカムシャフト１１０の一端に第３タイミングプーリ１１４ｃが取り付けられている。更に、第２タイミングプーリ１１４ｂの近傍に、回転自在なアイドラープーリ１１６が設けられている。このアイドラープーリ１１６は、例えば、クランクケース７０に支持されている。
【０１６０】
これら第１、第２、第３タイミングプーリ１１４ａ、１１４ｂ、１１４ｃおよびアイドラープーリ１１６にカムタイミングベルト１１４が架け渡されている。各タイミングプーリおよびアイドラープーリ１１６は、それぞれ歯付きプーリを用いている。また、タイミングベルト１１４は、両面に歯を有する歯付きベルトを用いている。これら第１、第２、第３タイミングプーリ１１４ａ、１１４ｂ、１１４ｃ、アイドラープーリ１１６、およびカムタイミングベルト１１４により、第１および第２クランク軸１２ａ、１２ｂの回転に同期してカムシャフト１１０を回転させ、所定のタイミングで吸気側および排気側バルブを開閉することができる。  
なお、クランクシャフト１１０を回転させる機構は、歯付きプーリと歯付きベルトとの組合せに限らず、スプロケットとチェーンとの組合せを用いてもよい。
【０１６１】
上記のようにエンジン装置として構成された駆動装置１０において、始動時、図示しないモータ等により、第１クランク軸１２ａおよび第２クランク軸１２ｂを回転させ、第１ないし第４ピストン２４ａ、２４ｂ、２５ａ、２５ｂを昇降させる。例えば、図２２に示すように、第１および第２ピストン２４ａ、２４ｂが下死点から上死点に移動する間、第１吸気バルブおよび第２吸気バルブが開放され、吸気ポートから空気および燃料が第１および第２シリンダ２２ａ、２２ｂおよび燃焼室９４ａ、９４ｂに供給され、その後、第１吸気バルブおよび第２吸気バルブが閉じられ、燃料と空気の混合気が圧縮される。続いて、点火プラグ９５ａ、９５ｂによって燃焼室９４ａ、９４ｂ内の混合気に点火し、燃焼、爆発させることにより第１および第２ピストン２４ａ、２４ｂが上死点から下死点に向かって下降する。この間、第１排気バルブおよび第２排気バルブが開放され、ピストンの下降の後半で、燃焼ガスが排気ポートから排気される。始動時以降は、給気、燃焼を繰り返すことにより、第１および第２ピストン２４ａ、２４ｂが第１方向Ｘ１および第２方向Ｘ２に往復駆動される。第１および第２ピストン２４ａ、２４ｂの往復運動は、第１ＸＹ分離クランク機構３０ａおよび第２ＸＹ分離クランク機構３０ｂにより回転運動に変換され、第１および第２クランク軸１２ａ、１２ｂにそれぞれ回転力が入力される。これにより、第１クランク軸１２ａおよび第２クランク軸１２ｂが互いに相反する方向に回転する。この際、連結同期機構５０により、第１クランク軸１２ａおよび第２クランク軸１２ｂは互いに同期して回転する。
【０１６２】
また、第１および第２ピストン２４ａ、２４ｂの往復運動に同期して、第３および第４ピストン２５ａ、２５ｂが第１方向Ｘ１および第２方向Ｘ２に往復駆動される。第３および第４ピストン２５ａ、２５ｂが下降位置から上昇位置に移動する間、第１リードバルブ７８ａおよび第２リードバルブ７８ｂから第２シリンダ２３ａおよび第４シリンダ２３ｂに外気が吸気される。そして、第３および第４ピストン２５ａ、２５ｂが上昇位置から下降位置に移動する間、第２シリンダ２３ａおよび第４シリンダ２３ｂ内の空気が第３および第４ピストンによって圧縮され、この圧縮気体は排気リードバルブ７９から排気流路１１２に排気される。更に、圧縮気体は、排気流路１１２を通ってヘッドカバー８８の吸気ポートに送られ、第１吸気バルブおよび第２吸気バルブを通して燃焼室９４ａ、９４ｂへ供給される。第３および第４ピストン２５ａ、２５ｂが第１方向Ｘ１および第２方向Ｘ２に往復移動を繰り返すことにより、給気および圧縮気体の排気を繰り返す。このように、第２、第４シリンダ２３ａ、２３ｂおよび第２、第４ピストン２５ａ、２５ｂは、ポンプあるいはターボ過給器として機能することができる。
【０１６３】
第１駆動ユニット２０ａと第２駆動ユニット２０ｂとは、中心基準平面ＣＲＰに対して、左右対称、前後対称に配置および構成されていることから、これらユニットの動作も対称となる。第１ピストン２４ａが上死点に移動すると、これに同期して、第２ピストン２４ｂも上死点に移動する。第１ピストン２４ａが上死点から下死点に向かって移動すると、同時に、第２ピストン２４ｂが上死点から下死点に向かって移動する。同様に、第２ピストン２５ａと第４ピストン２５ｂは、互いに同期して昇降動作する。
【０１６４】
上記のように構成された駆動装置１０によれば、第１駆動ユニット２０ａおよび第２駆動ユニット２０ｂにおいて、第１および第２ＸＹ分離クランク機構３０ａ、３０ｂにより、第１クランク軸１２ａの回転運動および第２クランク軸１２ｂの回転運動を、第１方向Ｘ１および第２方向Ｘ２の直線的な往復運動とこの第１方向、第２方向とそれぞれ直交する第３方向Ｙ１、第４方向Ｙ２の直線的な往復運動とに分離、変換することができ、第１ピストン２４ａおよび第２ピストン２４ｂの完全な平行運動、並びに、第３ピストン２５ａおよび第４ピストン２５ｂの完全な平行運動を実現することができる。そのため、シリンダに対するピストンの片当たりを無くし、シール性の向上、摩擦ロスの低減、サイドスラストロスレスで高い効率を得ることができる。更に、第１駆動ユニットと第２駆動ユニットとを、中心基準平面に対して左右対称、前後対称に配置（ミラー配置）、および構成しているため、偏差による振動を完全に打ち消し、無振動回転構造体を構成することができる。
【０１６５】
ＸＹ分離クランク機構により、ピストンのサイドスラストを実質的に無くすことができ、その結果、シリンダ、ピストンをセラミック、ガラス等で形成することが可能となり、低温で保温型の熱効率のよいエンジン装置を構築することができる。更に、駆動装置は、サイドスラストによる振動が無いため、シリンダをカーボンファイバー、あるいは、ＰＢＴ等のプラスティク素材で形成することが可能となる。更に、サイドスラストレスであることから、ピストンのハイアスペクト比化を実現でき、その分、ショートショートストローク化を図り小型ロープロファイルのエンジン装置を実現することができる。
【０１６６】
本実施形態によれば、ＸＹ分離クランク機構における支持部材をＵ字形枠状とし、この枠体内にクランク接続部材をＸＹＺ方向に摺動可能に配置する構成とすることにより、リニアガイドを省略し、ＸＹ分離クランク機構の構成部材数を低減することが可能となる。また、組み立て時、クランク接続部材を分割してクランク軸に装着し、装着後、クランク接続部材を支持部材の第２支持部と第３支持部との間に装着する。これにより、クランクピンを有する第１および第２クランク軸１２ａ、１２ｂに対して、クランク接続部材を組み付けることができる。これにより、クランク機構の組立工数を軽減し、多気筒の場合でも、組立てが容易となり、組立て性の向上を図ることができる。更に、支持部材とクランク接続部材とは、最適位置での摺動を自動的に調整する機能を持つことができる。
【０１６７】
クランク接続部材を透孔４６の中心軸で左右に２分割し、分割面６２を凸凹形状とすることにより、分割された第１ハーフ部６４ａおよび第２ハーフ部６４ｂ間にＸＹ方向に開きがあっても相互干渉による不都合を防止することができる。凸凹形状を波状、Ｓ字状、あるいはサイクロイド状とすると、Ｚ軸方向に垂直なＺＹ平面においても、２部材の相互干渉を取り除くことが可能になる。２部材間のクリアランスを例えば１００μ程度の小さな隙間で形成することにより、ＸＹ平面とＺＹ平面で立体的な力の絶縁が可能となる。同時に、２部材間のＺ軸方向への自動調芯を行うことができる。
【０１６８】
更に、本実施形態によれば、燃焼ピストンである第１および第２ピストンと同期して作動する第３および第４ピストンを備え、これらの第３および第４ピストンにより過給器（ターボポンプ）を構成している。これにより、燃焼室に燃料とともに圧縮（加圧）気体を供給し、燃焼効率の向上を図ることができる。２サイクルターボエンジン、４サイクルターボエンジン、あるいは、デーゼルエンジン等の多様にエンジン装置を容易に実現することが可能となる。なお、本実施形態において、ピストンの形状は、オーバル形状に限定されることなく、他の非円形状、例えば、角を丸めた矩形状、その他の多角形状、中央部のくびれた楕円形状等としてもよい。
【０１６９】
（第１変形例）  
上述した第１２の実施形態において、エンジン装置は、２サイクルに限らず、４サイクルエンジン装置としてもよい。図２４は、４サイクルエンジン装置に適した第１変形例に係る過給機構を概略的に示す図である。  
図に示すように、過給機構は、排気流路１１２を形成する排気配管１３０を有している。排気配管１３０の一端は、下部の第２（第３）シリンダ２３ａ、２３ｂの排気ポートに接続され、他端は、上部の第１（第２）シリンダ２２ａ、２２ｂの吸気ポートに接続されている。排気配管１３０には、インタークーラー１２４、アキュムレートチャンバ１２６が設けられ、更に、アキュムレートチャンバ１２６にリリーフバルブ１２８が接続されている。また、下部の第２（第３）シリンダ２３ａ、２３ｂの吸気ポートにキャブレタ１２０が接続されている。４サイクルエンジン装置の場合、第３、第４ピストン２５ａ、２５ｂの径は、第１、第２ピストン２４ａ、２４ｂの径と同等か、それ以下に形成している。
【０１７０】
上記のように構成された過給機構では、キャブレタ１２０から第３、第４シリンダ２３ａ、２３ｂに供給された燃料と空気の混合気を、第３、第４ピストン２５ａ、２５ｂで加圧、圧縮した後、排気配管１３０に排気する。圧縮混合気は、インタークーラー１２４で冷却され、更に、アキュムレートチャンバ１２６に一時保留された後、排気配管１３０および給気ポートを通して上部の第１、第２シリンダ２２ａ、２２ｂの燃焼室に供給される。
【０１７１】
（第２変形例）  
次に、４サイクルエンジン装置に適した第２変形例に係る過給機構について説明する。前述した第１変形例と同一の部分には、同一の参照符号を付してその詳細な説明を省略し、第１変形例と異なる部分を中心に説明する。  
図２５は、第２変形例に係る過給機構を概略的に示す図である。
【０１７２】
第２変形例によれば、過給機構の排気配管１３０において、アキュムレートチャンバ１２６と第１、第２シリンダ２２ａ、２２ｂとの間に、制御用エアフローメータ１３２、スロットル１３４、燃料インジェクタ１３６が順に設けられている。また、下部の第２、第３シリンダ２３ａ、２３ｂの吸気ポートに給気配管１３１がそれぞれ接続され、各給気配管１３１にスロットル１３４が設けられている。
【０１７３】
上記のように構成された過給機構では、スロットル１３４を通して第３、第４シリンダ２３ａ、２３ｂに供給された空気を、第３、第４ピストン２５ａ、２５ｂで加圧、圧縮した後、排気配管１３０に排気する。圧縮空気は、インタークーラー１２４で冷却され、更に、アキュムレートチャンバ１２６に一時保留された後、エアフローメータ１３２、スロットル１３４を通り、給気ポートから上部の第１、第２シリンダ２２ａ、２２ｂの燃焼室に供給される。その際、インジェクタ１３６により圧縮空気に燃料が噴射され、圧縮空気と燃料との混合気が燃焼室に供給される。
【０１７４】
上記のように構成された第１変形例および第２変形例に係る過給機構によれば、第３および第４ピストンにより加圧、圧縮された空気を燃料と共に上部の燃焼室に供給することができ、燃焼効率の向上を図ることができる。なお、第１変形例および第２変形例に係る過給機構は、４サイクルターボエンジン装置に限らず、２サイクルエンジン装置、あるいは、デーゼルエンジン等に適用可能である。
【０１７５】
本発明は上述した実施形態あるいは変形例そのままに限定されるものではなく、実施段階ではその要旨を逸脱しない範囲で構成要素を変形して具体化できる。また、上記実施形態に開示されている複数の構成要素の適宜な組み合わせにより、種々の発明を形成できる。例えば、実施形態に示される全構成要素から幾つかの構成要素を削除してもよい。さらに、異なる実施形態にわたる構成要素を適宜組み合わせてもよい。
【符号の説明】
【０１７６】
１２ａ…第１クランク軸、１２ｂ…第２クランク軸、２０ａ…第１駆動ユニット、  
２０ｂ…第２駆動ユニット、２２ａ…第１シリンダ、２２ｂ…第２シリンダ、  
２３ａ…第３シリンダ、２３ｂ…第４シリンダ、２４ａ…第１ピストン、  
２４ｂ…第２ピストン、２５ａ…第３ピストン、２５ｂ…第４ピストン、  
３０ａ…第１ＸＹ分離クランク機構、３０ｂ…第２ＸＹ分離クランク機構、  
３２ａ…第１支持部材、３２ｂ…第２支持部材、５０…連結同期機構、  
８０ａ…第１駆動モータ、８０ｂ…第２駆動モータ、１１２…排気流路、  
１３０…排気配管
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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【図８】
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【図９】
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【図１０】
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【図１１】
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【図１２】
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【図１３】
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【図１４】
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【図１５】
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【図１６】
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【図１７】
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【図１８】
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【図１９】
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【図２０】
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【図２１】
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【図２２】
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【図２３】
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【図２４】
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【図２５】
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【図２６】
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【図２７】
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【図２８】
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【図２９】
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