(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
所定ストロークを往復移動する直動体と、その直動体の往復移動により一方向に回転する回転体と、その回転体の周面に形成され右巻き及び左巻きの螺旋溝の両端部を無端状に連設してできる循環螺旋溝と、その循環螺旋溝に嵌まった状態で前記直動体に連結され、その直動体の往復移動に伴って前記循環螺旋溝に沿って移動することで前記回転体を回転させる伝達体とを備えている直動回転変換装置において、
前記伝達体の一部として設けられ、前記循環螺旋溝内に摺動自在に先端部を嵌入した状態で前記直動体に回転自在に軸支される係合部と、
その係合部に比べて前記伝達体における移動方向前側及び後側に各々設けられるとともに、その係合部に比べて小径状に形成されて前記循環螺旋溝内に浅く遊嵌された状態となり、前記循環螺旋溝の溝内面と当接又は摺接可能であって前記係合部を中心に回転可能となっている前後一対のガイド部とを備えていることを特徴とする直動回転変換装置。
【請求項２】
前記循環螺旋溝は、前記右巻き及び左巻きの螺旋溝の両端部の連設部分に、前記係合部の先端部を嵌入可能な深溝部と、その深溝部に比べて溝深さが小さくかつ溝幅が大きく形成され前記前後一対のガイド部を遊嵌可能であって当該前後一対のガイド部の回転を許容する逃げ溝部とを備えていることを特徴とする請求項１記載の直動回転変換装置。
【請求項３】
前記伝達体は、前記循環螺旋溝の溝交差部内にその一の溝を進行する前記係合部が進入した状態にあって前記前後一対のガイド部の双方が前記一の溝における非溝交差部に嵌まった状態となり、かつ、前記循環螺旋溝の溝交差部内にその一の溝を進行する前記前後一対のガイド部のうち一方が進入した状態にあって前記係合部及び他方のガイド部が前記一の溝における非溝交差部に嵌まった状態となる形態を備えており、
この形態によって前記係合部及び前記前後一対のガイド溝のいずれかが循環螺旋溝の溝交差部内に進入した状態あって前記一の溝に交差する他の溝に誤進入することを阻止するものであることを特徴とする請求項１又は２に記載の直動回転変換装置。
【請求項４】
所定ストロークを往復移動する直動体に連結され、回転体の周面に形成される右巻き及び左巻きの螺旋溝の両端部を無端状に連設してできる循環螺旋溝に嵌まった状態で、その直動体の往復移動に伴って循環螺旋溝に沿って移動することで回転体を一方向に回転させる直動回転変換装置の伝達体において、
前記循環螺旋溝内に摺動自在に先端部を嵌入した状態で前記直動体に回転自在に軸支される係合部と、
その係合部に比べて移動方向前側及び後側に各々設けられるとともに、その係合部に比べて小径状に形成されて循環螺旋溝内に浅く遊嵌された状態となり、循環螺旋溝の溝内面と当接又は摺接可能であって前記係合部を中心に回転可能となっている前後一対のガイド部とを備えていることを特徴とする伝達体。
【請求項５】
循環螺旋溝の溝交差部内にその一の溝を進行する前記係合部が進入した状態にあって前記前後一対のガイド部の双方が前記一の溝における非溝交差部に嵌まった状態となり、かつ、循環螺旋溝の溝交差部内にその一の溝を進行する前記前後一対のガイド部のうち一方が進入した状態にあって前記係合部及び他方のガイド部が前記一の溝における非溝交差部に嵌まった状態となる形態を備えており、
この形態によって前記係合部及び前記前後一対のガイド溝のいずれかが循環螺旋溝の溝交差部内に進入した状態あって前記一の溝に交差する他の溝に誤進入することを阻止するものであることを特徴とする請求項４記載の伝達体。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、往復運動を回転運動に変換し又は回転運動を往復運動に変換する直動回転変換装置に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
従来の４サイクル内燃機関などの直動回転変換装置では、ピストンの往復動をコネクティングロッド（連接棒）を介して、内燃機関主軸となるクランクシャフト（クランク軸）の回転運動に変換するという機構を、一般的に広く採用している。
【０００３】
このような４サイクル内燃機関は、吸気行程、圧縮行程、膨張行程および排気行程を実行する際に、ピストンが上死点及び下死点間を２回往復し、その間にクランクシャフトが２回転するものである。つまり、このような４サイクル内燃機関は、一般的にピストンの１往復動作（２行程に相当する。）で、クランクシャフトを１回転させるものであった。
【０００４】
これに対し、本願出願人は、特許文献１の内燃機関を提案している。この内燃機関は、回転体又は直動体の一方に循環螺旋溝を設けて、その他方に伝達体を設けて、この伝達体を循環螺旋溝に嵌めることで、右巻き及び左巻きの螺旋溝の螺旋周回数（螺旋溝が直動体又は回転体の軸回りを螺旋状に周回する回数（例えば１以上の自然数。）をいう。以下同じ。）がいずれも１周回以上である場合、直動体の往動時及び復動時に、回転体がそれぞれ１回転以上し、結果、直動体の１往復動作（２行程）で回転体が２回転以上するものである。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００５】
【特許文献１】特願２０１４−９９１７８号公報
【特許文献２】特開２０００−２４７４２４号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
しかしながら、特許文献１記載の直動回転変換装置である内燃機関においては、伝達体が循環螺旋溝内を摺動することで直動体の往復直線運動を回転体の一方向回転に変換するものであるため、伝達体と循環螺旋溝との接触部分が大きくなると、伝達体の摺動抵抗が大きくなる結果、その分、直動体から回転体への動力伝達効率が低下するという問題点がある。
【０００７】
例えば、特許文献２記載のスライドピースは伝達体の一例であるが、このスライドピースと同様の形態のものを伝達体として直動回転変換装置に適用した場合、このスライドピースを回転体の循環螺旋溝に嵌めて直動体の往復直動を回転体に伝達する場合、かかるスライドピースだと循環螺旋溝の溝内面との接触部分が大きくなり、その分、伝達体の摺動抵抗が大きくなって、直動体から回転体への動力伝達効率が低下してしまうという問題点がある。
【０００８】
本発明は、上述した問題点を解決するためになされたものであり、伝達体の摺動抵抗を低減することにより、直動体から回転体への動力伝達効率を向上した直動回転変換装置を提供することを目的としている。
【課題を解決するための手段】
【０００９】
この目的を達成するために第１発明の直動回転変換装置は、所定ストロークを往復移動する直動体と、その直動体の往復移動により一方向に回転する回転体と、その回転体の周面に形成され右巻き及び左巻きの螺旋溝の両端部を無端状に連設してできる循環螺旋溝と、その循環螺旋溝に嵌まった状態で前記直動体に連結され、その直動体の往復移動に伴って前記循環螺旋溝に沿って移動することで前記回転体を回転させる伝達体とを備えており、前記伝達体の一部として設けられ、前記循環螺旋溝内に摺動自在に先端部を嵌入した状態で前記直動体に回転自在に軸支される係合部と、その係合部に比べて前記伝達体における移動方向前側及び後側に各々設けられるとともに、その係合部に比べて小径状に形成されて前記循環螺旋溝内に浅く遊嵌された状態となり、前記循環螺旋溝の溝内面と当接又は摺接可能であって前記係合部を中心に回転可能となっている前後一対のガイド部とを備えている。
【００１０】
第２発明の直動回転変換装置は、第1発明の直動回転変換装置において、前記循環螺旋溝は、前記右巻き及び左巻きの螺旋溝の両端部の連設部分に、前記係合部の先端部を嵌入可能な深溝部と、その深溝部に比べて溝深さが小さくかつ溝幅が大きく形成され前記前後一対のガイド部を遊嵌可能であって当該前後一対のガイド部の回転を許容する逃げ溝部とを備えている。
【００１１】
第３発明の直動回転変換装置は、第１又は第２発明の直動回転変換装置において、前記伝達体は、前記循環螺旋溝の溝交差部内にその一の溝を進行する前記係合部が進入した状態にあって前記前後一対のガイド部の双方が前記一の溝における非溝交差部に嵌まった状態となり、かつ、前記循環螺旋溝の溝交差部内にその一の溝を進行する前記前後一対のガイド部のうち一方が進入した状態にあって前記係合部及び他方のガイド部が前記一の溝における非溝交差部に嵌まった状態となる形態を備えており、この形態によって前記係合部又は前記前後一対のガイド溝のいずれかが循環螺旋溝の溝交差部内に進入した状態あって前記一の溝に交差する他の溝に誤進入することを阻止するものである。
【００１２】
第４発明の直動回転変換装置の伝達体は、所定ストロークを往復移動する直動体に連結され、回転体の周面に形成される右巻き及び左巻きの螺旋溝の両端部を無端状に連設してできる循環螺旋溝に嵌まった状態で、その直動体の往復移動に伴って循環螺旋溝に沿って移動することで回転体を一方向に回転させるものであり、前記循環螺旋溝内に摺動自在に先端部を嵌入した状態で前記直動体に回転自在に軸支される係合部と、その係合部に比べて移動方向前側及び後側に各々設けられるとともに、その係合部に比べて小径状に形成されて循環螺旋溝内に浅く遊嵌された状態となり、循環螺旋溝の溝内面と当接又は摺接可能であって前記係合部を中心に回転可能となっている前後一対のガイド部とを備えている。
【００１３】
第５発明の直動回転変換装置の伝達体は、第４発明の直動回転変換装置の伝達体において、循環螺旋溝の溝交差部内にその一の溝を進行する前記係合部が進入した状態にあって前記前後一対のガイド部の双方が前記一の溝における非溝交差部に嵌まった状態となり、かつ、循環螺旋溝の溝交差部内にその一の溝を進行する前記前後一対のガイド部のうち一方が進入した状態にあって前記係合部及び他方のガイド部が前記一の溝における非溝交差部に嵌まった状態となる形態を備えており、この形態によって前記係合部及び前記前後一対のガイド溝のいずれかが循環螺旋溝の溝交差部内に進入した状態あって前記一の溝に交差する他の溝に誤進入することを阻止するものである。
【００１４】
本発明の直動回転変換装置及びその伝達体によれば、直動体が所定ストロークを往復移動すると、その往復移動により回転体が一方向に回転する。この回転体の周面には、循環螺旋溝が形成されており、この循環螺旋溝は、右巻き及び左巻きの螺旋溝の両端部を無端状に連設してできている。伝達体は、循環螺旋溝に嵌まった状態で直動体に連結されている。さすれば、直動体が往復移動することで、伝達体が循環螺旋溝に沿って回転体の軸方向に相対的な往復移動をし、この伝達体の移動に伴って回転体が一方向に連続的に回転される。
【００１５】
伝達体には係合部と前後一対のガイド部とが設けられている。係合部は、その先端部が循環螺旋溝内に摺動自在に嵌入された状態で、直動体に回転自在に軸支される。前後一対のガイド部は、伝達体における係合部よりも移動方向前側及び後側に各々設けられ、係合部よりも循環螺旋溝内に浅く遊嵌される。また、前後一対のガイド部は、循環螺旋溝の溝内面に当接又は摺接して係合部を中心に回転することで、循環螺旋溝の軌道に応じてその向きを変更する。
【００１６】
このような伝達体又はこれを備えた直動回転変換装置によれば、循環螺旋溝に嵌入される係合部に比べて、この係合部の前後に設けられる一対のガイド部は循環螺旋溝に浅く遊嵌される。つまり、前後一対のガイド部と循環螺旋溝の溝内面との間には遊間があり、循環螺旋溝の溝内面と一対のガイド部とが常時接触することを防止できる一方、係合部が循環螺旋溝の溝内面と常時的に接触することで直動体の直動力が回転体に伝達される。
【００１７】
ところで、特許文献２記載の循環螺旋溝は、その溝幅が左巻き及び右巻きの螺旋溝の連結部（折返し部分）で拡大するため、特許文献２記載の直動回転変換装置（内燃機関）に適用する場合、かかる螺旋溝の折返し部でスライドピースと遊びができるため、この遊びが原因で直動体及び内燃機関のピストンのストロークがズレて、内燃機関の給気時期、排気時期、点火時期などに狂いが生じ、内燃機関の動作不全を招来するという問題点があった。
【００１８】
かかる問題点に対し、特に、第２発明の直動回転変換装置によれば、循環螺旋溝は、その右巻き及び左巻きの螺旋溝の両端部が互いに連設されており、この連設部分が循環螺旋溝の折返し部となっている。この循環螺旋溝の折返し部には深溝部と逃げ溝部とが設けられている。伝達体は、回転体の軸方向に相対的に往復移動するため、循環螺旋溝の折返し部で進行方向を方向転換する。循環螺旋溝の折返し部にある深溝部は、伝達体の係合部の先端部を嵌入可能な溝である。また、循環螺旋溝の折返し部にある逃げ溝部は、伝達体が進行方向を方向転換する際に前後一対のガイド部が係合部を中心に回転することを許容するためのスペース（逃げ）である。
【００１９】
ここで、前後一対のガイド部は係合部に比べて循環螺旋溝に浅く遊嵌されており、この前後一対のガイド部に適合するように、逃げ溝部は、深溝部に比べて溝深さが小さく、かつ、深溝部に比べて溝幅が大きくなっている。
【００２０】
このような循環螺旋溝の折返し部では、伝達体の進行方向が回転体の軸方向一側から他側へ向かうものから軸方向他側から一側へ向かうものに方向転換する。この伝達体が方向転換する際、係合部は、深溝部に嵌合しながら摺動することで伝達体のズレを防止することができ、その一方で、前後一対のガイド部は、逃げ溝部の溝内面に摺接することで係合部を中心に回転し、この回転によりその方向を転換できる。
【００２１】
特に、第３発明の直動回転変換装置又は第５発明の伝達体によれば、伝達体は、循環螺旋溝の溝交差部で交差している一の溝を進行してその溝交差部内に係合部が進入した状態となったとき、前後一対のガイド部の双方が当該一の溝における非溝交差部に遊嵌した状態となる形態であるので、かかる係合部がそれまで進行してきた前記一の溝ではなく、これに交差する他の溝に誤進入することを阻止できる。
【００２２】
そのうえ、伝達体は、循環螺旋溝の溝交差部で交差している一の溝を進行してその溝交差部内に前記前後一対のガイド部のうち一方が進入した状態となったとき、係合部及び他方のガイド部の双方が当該一の溝における非溝交差部に嵌まった状態となる形態であるので、かかる一方のガイド部がそれまで進行してきた前記一の溝ではなく、これに交差する他の溝に誤進入することを阻止できる。
【発明の効果】
【００２３】
本発明の直動回転変換装置又はその伝達体によれば、前後一対のガイド部と循環螺旋溝の溝内面との間には深さ方向及び幅方向に遊間が設けられ、かつ、前後一対のガイド部が係合部を中心に回転自在となっているので、かかる遊間の存在と回転より前後一対のガイド部が溝内面から離反可能となる。かかる前後一対のガイド部の溝内面からの離反により、前後一対のガイド部が循環螺旋溝の溝内面に強い摩擦力を伴って常時的に接触することを防止できる。この結果、伝達体は、係合部のみが循環螺旋溝の溝内面と接触して常時的に直動体の力を回転体に伝達するので、伝達体と循環螺旋溝との摩擦抵抗を低減でき、直動体から回転体への動力伝達効率を向上できるという効果がある。
【００２４】
また、本発明の直動回転変換装置又はその伝達体によれば、その回転体の周面に形成される循環螺旋溝の折返し部に第２発明に係る深溝部及び逃げ溝部を設けることで、伝達体の係合部が深溝部に嵌合しつつ移動できるので、かかる係合部の嵌合により直動体のストロークのズレを防止できるという効果がある。よって、例えば、この直動体に内燃機関のピストンが連結される場合、かかる内燃機関の給気時期、排気時期、点火時期などの狂いを防止でき、内燃機関の動作不全を防止できるという効果がある。
【００２５】
更に、第３発明の直動回転変換装置又は第５発明の伝達体によれば、伝達体が循環螺旋溝の溝交差部にて交差する一の溝を伝達体が進行して、かかる伝達体の係合部又は前後一対のガイド溝のいずれかが循環螺旋溝の溝交差部内に進入した状態あって、これらが一の溝に交差する他の溝に誤進入することを防止できるという効果がある。よって、例えば、直動体に内燃機関のピストンが連結される場合、伝達体の溝交差部での誤進入による内燃機関の動作不全を防止できるという効果がある。
【図面の簡単な説明】
【００２６】
【図１】従来タイプの直動回転変換装置を適用した４気筒型４サイクル内燃機関の内部構造を示した断面図である。
【図２】図１のＡ−Ａ線における断面図である。
【図３】図１のＢ−Ｂ線における断面図である。
【図４】内燃機関のバルブシステムの構造図である。
【図５】シリンダヘッド内のバルブシステムの配置図である。
【図６】回転出力軸の側面図であって、一対の係合部と直動回転変換溝との係合状態を図示したものである。
【図７】任意のカムシャフトが９０°ずつ回転したときの状態を示した説明図である。
【図８】内燃機関の各気筒の行程と内燃機関主軸の回転角度との関係を示した図である。
【図９】従来タイプの内燃機関の変形例の断面図である。
【図１０】従来タイプの内燃機関の変形例について内部構造を部分的に図示した断面図である。
【図１１】本発明の一実施例である内燃機関の内部構造を部分的に図示した断面図である。
【図１２】図１１のＣ−Ｃ線における断面図である。
【図１３】図１１に示した循環螺旋溝を有した回転出力軸の第１軸部の拡大断面図である。
【図１４】回転出力軸の第１軸部の周面に凹設される循環螺旋溝並びにそれに嵌まる係合突起及び前後一対のガイド突起の位置関係の一例を示した模式図である。
【図１５】図１４に示した回転出力軸の第１軸部に凹設される循環螺旋溝の溝交差部を通過する際の伝達体の状態を図示した模式図である。
【発明を実施するための形態】
【００２７】
以下、本発明の好ましい実施例について添付図面を参照して説明するが、まず、図１から図１０を参照して、従来タイプの直動回転変換装置を適用した４気筒型４サイクル内燃機関（以下単に「内燃機関」という。）１について説明する。図１は、内燃機関１の内部構造を示した断面図である。なお、本実施例の内燃機関１は、気筒数が４気筒であるが、気筒数は単気筒、２気筒、３気筒又は５気筒以上であっても良い。
【００２８】
図１に示すように内燃機関１は、燃焼室２を有したシリンダ（気筒）３と、そのシリンダ３の内周部に配設され所定ストロークを往復移動自在なピストン４と、そのピストン４の往復移動により一方向に回転駆動される回転出力軸５とを備えており、更に、スライドロッド６と、直動回転変換溝７と、係合突起８ａ，８ａと、ガイドロッド９とを備えている。
【００２９】
シリンダ３は、その内周面が円柱状をしており、ピストン４は、その外周面がシリンダ３の内周面に適合した円柱状をしている。ピストン４は、ピストンリングを介してシリンダ３の内周部に往復摺動自在に内嵌されている。
【００３０】
回転出力軸５の外周面には直動回転変換溝７が凹設されている。スライドロッド６はピストン４の基端部（図１左側端部）に連結固定されている。このため、スライドロッド６は、このピストン４と一緒になって回転出力軸５の軸方向に一致する方向に所定ストロークを往復移動するようになっている。
【００３１】
スライドロッド６は円筒状をした円筒部分を有しており、この円筒部分の内周部に内周穴６ａが形成されている。内周穴６ａはスライドロッド６の基端側が開放されており、この開放部分から内周穴６ａ内に回転出力軸５が挿脱自在に内挿されている。また、この内挿状態において、回転出力軸５の回転中心軸はスライドロッド６の円筒部分の中心と一致している。スライドロッド６の内周穴６ａには、その周方向に等角間隔で２個の係合突起８ａ，８ａが回転出力軸５の外周面に向かって凸設されている。
【００３２】
直動回転変換溝７は、２本の循環螺旋溝７ａ，７ｂを有している。２本の循環螺旋溝７ａ，７ｂは、回転出力軸５の外周方向に１８０°位置を違えて設けられている。循環螺旋溝７ａ，７ｂは、いずれも回転出力軸５の周面に形成される右巻きの螺旋溝と左巻きの螺旋溝の両端部を無端状に連設することでできる閉ループ状の溝である。
【００３３】
循環螺旋溝７ａは、その右巻き及び左巻きの螺旋溝がそれぞれ回転出力軸５の外周を螺旋状に１周回するため、この右巻き及び左巻きの螺旋溝の交差部が回転出力軸５の外周面に１箇所できる。また同様に、循環螺旋溝７ｂも、その右巻き及び左巻きの螺旋溝がそれぞれ回転出力軸５の外周を螺旋状に１周回するため、この右巻き及び左巻きの螺旋溝の交差部が回転出力軸５の外周面に１箇所できる。また、循環螺旋溝７ａ，７ｂ同士の交差部も回転出力軸５の外周面に４箇所できることとなる。
【００３４】
なお、直動回転変換溝７の循環螺旋溝の条数（本数）は、必ずしも２本である必要はなく、例えば、１又は３本以上であっても良い。循環螺旋溝が３本以上ある場合も同様に、各々の循環螺旋溝は回転出力軸５の軸回り（外周方向）に等角間隔で位置を違えて設けられるところ、例えば、循環螺旋溝が３本である場合は、各々の循環螺旋溝が回転出力軸５の外周方向に１２０°間隔で位置を違えて設けられる格好となる。
【００３５】
２個の係合突起８ａ，８ａは、直動回転変換溝７の循環螺旋溝７ａ，７ｂ内に係合される先端部が半球状に形成されており、循環螺旋溝７ａ，７ｂは断面視半円弧状をした溝底形状を有している。スライドロッド６は、この２個の係合突起８ａ，８ａを支持する支持する部材でもあり、２個の係合突起８ａ，８ａは、スライドロッド６の周方向に１８０°位置を違えて支持されている。
【００３６】
なお、係合突起８ａの数は、必ずしも２個である必要はなく、循環螺旋溝の条数と同数であれば、例えば１又は３個以上であっても良く、係合突起８ａが３個以上ある場合は、循環螺旋溝の条数（本数）も３本となる。また、係合突起８ａが３個以上ある場合は、各々の係合突起８ａが回転出力軸５の周囲に等角間隔で位置を違えて凸設される。例えば、係合突起８ａが３個である場合は、各々の係合突起８ａが回転出力軸５の周囲に１２０°間隔で位置を違えて凸設される。
【００３７】
このよう構成された内燃機関１によれば、２本の循環螺旋溝７ａ，７ｂに２個の係合突起８ａ，８ａを係合（嵌合）させた状態でスライドロッド６がピストン４と一体となって往復移動することで、２個の係合突起８ａ，８ａが直動回転変換溝７の２本の循環螺旋溝７ａ，７ｂに沿って相対的に移動し、この移動によって回転出力軸５がスライドロッド６の内周穴６ａに相対的に出入りを繰り返しながら、同一方向に連続的に回転するようになっている。
【００３８】
ガイドロッド９は、スライドロッド６の軸回りの回転を規制する回転規制手段であって、スライドロッド６が回転出力軸５の軸方向に一致する方向への往復移動を許容しつつ、このスライドロッド６の往復移動をガイド（誘導）するものである。このガイドロッド９による回転規制によって、スライドロッド６が回転出力軸５と一緒に回転することが防止されて、回転出力軸５のみが回転自在（自転可能）となる。
【００３９】
また、本実施例のように内燃機関１が多気筒である場合、各気筒の回転出力軸５の回転（力）は、伝達機構１１を介して内燃機関主軸１０に伝達される。この内燃機関主軸１０を介して内燃機関１の回転動力はパワートレインなどの外部装置へと出力される。
【００４０】
なお、内燃機関１が単気筒の場合は、回転出力軸５自体を内燃機関主軸１０として、これにフライホイール１２を取着しても良く、内燃機関１が２気筒以上の多気筒である場合は、伝達機構１１を介して回転出力軸５の回転力が伝達される内燃機関主軸１０にフライホイール１２を取着するようにしても良い。このように、フライホイール１２を取着することによって、内燃機関主軸１０の回転慣性の安定化が図られる。
【００４１】
この内燃機関１は、シリンダブロック１３と、シリンダヘッド１４と、ロータブロック１５と、ロータカバー１６とを備えている。シリンダブロック１３の先端側にはシリンダヘッド１４が、シリンダブロック１３の基端側にはロータブロック１５が、ロータブロック１５の基端側にはロータカバー１６が、それぞれボルトナットなどの締結具を介して締結固定されている。シリンダブロック１３とシリンダヘッド１４との間、シリンダブロック１３とロータブロック１５との間、及び、ロータブロック１５とロータカバー１６との間にはガスケット１７が介装されている。
【００４２】
シリンダブロック１３には、４気筒分のシリンダ３が設けられ、シリンダヘッド１４には、各シリンダ３に対応つけて吸排気バルブ１８，１９が配設され、この吸排気バルブ１８，１９の動作によって吸気口２０及び排気口２１が開閉される。シリンダブロック１３における各シリンダ３の周囲にはシリンダ周壁部２２を隔てて冷却液の循環用通路であるウォータジャケット２３が設けられている。
【００４３】
ピストン４は、シリンダ３内に往復摺動可能に内嵌されている。ピストン４の外周形状は円柱状に、シリンダ３の内周には円柱状の空間が、それぞれ形成されている。ピストン４の先端外周には環状のピストンリング２４が複数嵌着されている。ピストン４の基端部にはスライドロッド６が同軸連結されている。スライドロッド６の先端部には雄ねじ部６ｃが形成されており、この雄ねじ部６ｃがピストン４の基端部に螺入連結されている。
【００４４】
スライドロッド６は、その外径がシリンダ３の内径に比べて小さく形成されており、シリンダ３内に遊挿可能となっている。また、スライドロッド６の内周穴６ａは、スライドロッド６の基端面中央にある円形状の開口から、スライドロッド６の先端部へ向けて円柱状の空間を形成している。
【００４５】
スライドロッド６の基端外周からはアーム部６ｂが外方に延設されており、このアーム部６ｂには、当該アーム部６ｂの厚さ方向にガイドロッド９が係入貫通されている。ガイドロッド９は、１気筒（１個）当たりのスライドロッド６に対して４本配設されており、本実施例の４気筒型内燃機関１の場合は１６本のガイドロッド９が使用されている。
【００４６】
ガイドロッド９は、その軸心がピストン４、スライドロッド６及び、回転出力軸５と同軸方向を向いており、スライドロッド６のアーム部６ｂがガイドロッド９の軸方向に往復摺動自在となっている。ガイドロッド９は、その軸方向一端側がシリンダブロック１３に、その軸方向他端側がロータブロック１５の基端部に、それぞれ固定されている。
【００４７】
緩衝弾性スプリング２５は、圧縮コイルスプリングであり、各ガイドロッド９の外周に２個ずつ巻着されている。緩衝弾性スプリング２５は、スライドロッド６のアーム部６ｂを挟んでガイドロッド９の軸方向一端側と他端側とにそれぞれ巻着されている。
【００４８】
各ガイドロッド９に巻着される２個の緩衝弾性スプリング２５，２５のうち、一方の緩衝弾性スプリング２５は、ガイドロッド９の軸方向一端側にあり、スライドロッド６側端部が自由端となり、シリンダブロック１３側端部がシリンダブロック１３に固定された固定端となっている。また、他方の緩衝弾性スプリング２５は、スライドロッド６側端部が自由端となり、ロータカバー１６側端部がロータブロック１５に固定された固定端となっている。
【００４９】
このため、スライドロッド６が往復移動する場合、ガイドロッド９の軸方向一端側及び他端側では、スライドロッド６のアーム部６ｂが緩衝弾性スプリング２５を押圧して圧縮変形させることとなるので、この圧縮変形に伴う緩衝弾性スプリング２５の弾性復元力を介して、スライドロッド６の減速及び緩衝がなされる。
【００５０】
２個の係合突起８ａ，８ａは、スライドロッド６の内周面から内方に向かって凸設されている。係合突起８ａ，８ａの半球状をした先端部は、循環螺旋溝７ａ，７ｂの溝断面の断面視半円状に合致した形状をしており、直動回転変換溝７の各循環螺旋溝７ａ，７ｂに係合されている。係合突起８ａの軸部は、スライドロッド６の円筒部分の周壁を貫通している。係合突起８ａ，８ａは、その軸部に螺嵌した係止ナット２６により、スライドロッド６の円筒軸の周壁に締着されている。係合突起８ａの先端部には抜け防止用のフランジ８ｂが周設されている。
【００５１】
回転出力軸５は、円柱状の第１軸部５ａおよび第２軸部５ｂが同軸状に連設した段付き軸であり、その第１軸部５ａの外周面に２条の循環螺旋溝７ａ，７ｂが凹設されている。２条の循環螺旋溝７ａ，７ｂは、その往動溝７ｃ及び復動溝７ｄがいずれも回転出力軸５の外周を１周回している。このため、ピストン４が１行程（往動１回分又は復動１回分）を移動することで、回転出力軸５が１回転するようになっている。
【００５２】
回転出力軸５の第１軸部５ａは、係合突起８ａ，８ａを介してスライドロッド６に係合されており、回転出力軸５の第２軸部５ｂは、軸受を介してロータブロック１５に回転自在に軸支されている。ロータブロック１５には、各気筒の回転出力軸５を貫通支持するボス部１５ａが形成されている。
【００５３】
第２軸部５ｂはロータブロック１５のボス部１５ａを貫通しており、その軸方向両端部にロータブロック１５からの抜脱を防止するストッパカラー２７が各々固定されている。この各ストッパカラー２７がロータブロック１５と衝合してロータブロック１５を挟み込むことで回転出力軸５がロータブロック１５に対して位置決めされている。
【００５４】
伝達機構１１は、互いに歯合する原動ギア１１ａと従動ギア１１ｂとを備えている。原動ギア１１ａは、回転出力軸５の第２軸部５ｂ側の端部に軸着された平歯車であり、従動ギア１１ｂは、内燃機関主軸１０の基端部に軸着された平歯車である。原動ギア１１ａは回転出力軸５の回転を内燃機関主軸１０に伝達するための平歯車である。回転出力軸５が回転する原動ギア１１ａ及び従動ギア１１ｂを介して内燃機関主軸１０が回転される。
【００５５】
内燃機関主軸１０は、各気筒部の中央位置に配設されている。内燃機関主軸１０は、その先端がシリンダブロック１３を貫通してシリンダヘッド１４にまで延出されており、その基端部はロータブロック１５から外方へ突出されている。ロータブロック１５は、その基端側にあるボス部１５ａがロータカバー１６により被包されている。内燃機関主軸１０は、ロータブロック１５及びロータカバー１６を貫通して外方へ突出されており、パワートレイン（外部装置）（図示せず）に接続されている。
【００５６】
この内燃機関主軸１０は、シリンダブロック１３及びシリンダヘッド１４を貫通して配設されており、シリンダヘッド１４、ロータブロック１５及びロータカバー１６に軸受を介して回転自在に軸支されている。ロータカバー１６内には大径状のフライホイール１２が配設されており、このフライホイール１２は内燃機関主軸１０に軸着されている。
【００５７】
図２は、図１のＡ−Ａ線における断面図である。図２に示すように、シリンダ３はシリンダブロック１３の中心回りに等角間隔で配置されており、このシリンダブロック１３の中心を内燃機関主軸１０が貫通している。各シリンダ３はいずれも内燃機関主軸１０の中心から等距離の位置に設けられ、内燃機関主軸１０を中心にした円周上に各シリンダ３を配置することで、シリンダ３の配置スペースの狭小化を図っている。
【００５８】
スライドロッド６の外周からは４本のアーム部６ｂが延設されている。アーム部６ｂはスライドロッド６の周方向に等角間隔で形成されており、その先端部にガイドロッド９が貫通している。４本のガイドロッド９は、スライドロッド６の軸心を中心とした同一円周上に等角間隔で配置されている。２個の係合突起８ａ，８ａは、スライドロッド６の外周部に等角間隔で配置されており、互いに対向位置に固定されている。
【００５９】
スライドロッド６の内周穴６ａ内には、回転出力軸５の第１軸部５ａが遊挿されており、この第１軸部５ａに凹設される直動回転変換溝７の各循環螺旋溝７ａ，７ｂにそれぞれ係合突起８ａ，８ａが係合されている。また、スライドロッド６の奥側にはロータブロック１５が配設されており、ロータブロック１５の更に奥側には原動ギア１１ａ及び従動ギア１１ｂが配設されている。原動ギア１１ａは従動ギア１１ｂの周囲に遊星状に配設されている。
【００６０】
原動ギア１１ａ及び従動ギア１１ｂはいずれも仕様（歯形、モジュール、歯数、圧力角、基準ピッチ円直径、歯厚などをいう。）が同一の平歯車である。このため、各原動ギア１１ａの回転数は、従動ギア１１ｂに同一回転数にて伝達されることとなり、各回転出力軸５の回転は増速及び減速されることなく内燃機関主軸１０に伝達される。ただし、各回転出力軸５の回転方向は一致しており、内燃機関主軸１０の回転方向は各回転出力軸５とは反対方向に回転される。
【００６１】
図３は、図１のＢ−Ｂ線における断面図である。図３に示すように、シリンダブロック１３には、各シリンダ３の周囲にウォータジャケット２３が形成されており、このウォータジャケット２３を避けてガイドロッド９の端部が固定されている。
【００６２】
図４は、内燃機関１のバルブシステム３０の構造図である。図４に示すように、バルブシステム３０は、シリンダヘッド１４に装着されるシリンダヘッド１４内に収容されており、図示しないカムハウジングに搭載されている。なお、図４では、ＳＯＨＣ系の直動式バルブシステム３０について説明する。
【００６３】
この直動式バルブシステム３０は、主に、内燃機関主軸１０に軸着されるタイミングギア列３１の第１ギア３１ａに加えて、内燃機関１の各気筒毎に備わる吸気バルブ１８及び排気バルブ１９と、タペット（バルブリフター）３２と、カムシャフト３３と、タイミングギア列３１の第２〜第４ギア３１ｂ〜３１ｄとを備えている。このバルブシステム３０は、内燃機関主軸１０の回転を、タイミングギア列３１を介してカムシャフト３３に伝達し、このカムシャフト３３の回転をタペット３２を介して吸気バルブ１８及び排気バルブ１９に伝達して、吸気バルブ１８及び排気バルブ１９を交互に開閉させるものである。
【００６４】
吸気バルブ１８及び排気バルブ１９のバルブシステム３０にはバルブスプリング３４が巻着されており、バルブシステム３０の上端にはタペット３２が取着されている。バルブスプリング３４は、シリンダヘッド１４とタペット３２との間に圧縮状態で介装されており、バルブ１８，１９の傘部を吸気口２０及び排気口２１の開口縁に圧接させる付勢力を付与している。
【００６５】
タイミングギア列３１は、内燃機関主軸１０の回転をカムシャフト３３に伝達して吸気バルブ１８及び排気バルブ１９の開閉タイミングを調整するものであり、内燃機関主軸１０の１回転につき、カムシャフト３３を１／４回転させるため、タイミングギア列３１の減速比は１／４となっている。このタイミングギア列３１は、内燃機関主軸１０に軸着される平歯車の第１ギア３１ａと、これに歯合される平歯車の第２ギア３１ｂと、これと同一の回転軸に軸着されるかさ歯歯車の第３ギア３１ｃと、これに歯合されカムシャフト３３に軸着されるかさ歯歯車の第４ギア３１ｄとを備えている。
【００６６】
図５は、シリンダヘッド１４内のバルブシステム３０の配置図であり、各気筒に配設される点火プラグの図示を省略している。図５に示すように、バルブシステム３０は、シリンダヘッド１４の中央部に内燃機関主軸１０に軸着された第１ギア３１ａを備えており、この第１ギア３１ａに各気筒の第２ギア３１ｂが歯合されている。
【００６７】
タイミングギア列３１の４つの第２ギア３１ｂは、第１ギア３１ａを中心とした円周上に等角間隔で遊星状に配置されている。各第２ギア３１ｂの回転軸には第３ギア３１ｃが軸着されており、各第３ギア３１ｃには第４ギア３１ｄが歯合されている。そして、各第４ギア３１ｄは、各気筒のカムシャフト３３に軸着されている。
【００６８】
各カムシャフト３３には、吸気カム３３ａと排気カム３３ｂとが一体形成されており、吸気カム３３ａは吸気バルブ１８のタペット３２に、排気カム３３ｂは排気バルブ１９のタペット３２に、バルブスプリング３４の付勢力を介して各々圧接されている。また、吸気口２０及び排気口２１の配置方式は、互いにシリンダ３の直径方向に対向したクロスフロー方式となっている。
【００６９】
図６を参照して、一対の係合突起８ａ，８ａと直動回転変換溝７とを用いてピストン４の直動運動を回転出力軸５の回転運動に変換する過程について説明する。図６は、回転出力軸５の側面図であって、一対の係合突起８ａ，８ａと直動回転変換溝７との係合状態を図示したものである。特に、図６（ａ）〜図６（ｅ）は、回転出力軸５が９０°ずつ回転した状態を図示したものである。
【００７０】
なお、便宜上、図６及びその説明では、上記した循環螺旋溝７ａ，７ｂに係合される係合突起８ａ，８ａに関し、循環螺旋溝７ａに係合されるものを「係合突起８ａ（Ａ）」と表記し、循環螺旋溝７ｂに係合されるものを「係合突起８ａ（Ｂ）」と表記するものとする。
【００７１】
図６に示すように、循環螺旋溝７ａ，７ｂは、いずれもピストン４及びスライドロッド６が往動する場合に係合突起８ａが通過する往動溝７ｃと、ピストン４及びスライドロッド６が復動する場合に係合突起８ａが通過する復動溝７ｄとを、回転出力軸５の第１軸部５ａの軸方向両端部で無端状に連設してできる閉ループ状の溝である。
【００７２】
具体的には、往動溝７ｃは、回転出力軸５の第１軸部５ａの軸方向一端側から他端側へ向かって螺旋状に連続形成されている。復動溝７ｄは、往動溝７ｃに対して反対回りで回転出力軸５の第１軸部５ａの軸方向一端側から他端側へ向かって螺旋状に連続形成されている。また、互いに対をなす往動溝７ｃおよび復動溝７ｄ同士は、回転出力軸５の第１軸部５ａの軸方向両端部にて互いに連通接続されることで閉ループ状に形成されている。
【００７３】
図６（ａ）に示すように、一対の係合突起８ａ（Ａ），８ａ（Ｂ）は、その位置が回転出力軸５の周方向に１８０°違っており、一方の係合突起８ａ（Ａ）が回転出力軸５の上側面（図６下側）に、他方の係合突起８ａ（Ｂ）が回転出力軸５の下側面（図６上側）に、それぞれ位置している。
【００７４】
なお、本実施例の内燃機関１では、一対の係合突起８ａ（Ａ），８ａ（Ｂ）がスライドロッド６に固定され、かつ、スライドロッド６が４本のガイドロッド９により回転規制されているため、図６に示した一対の係合突起８ａ（Ａ），８ａ（Ｂ）の上下位置関係は変化しない。また、スライドロッド６はピストン４と一緒に図６の左右方向へ往復移動するため、一対の係合突起８ａ（Ａ），８ａ（Ｂ）はスライドロッド６と一緒に図６の左右方向へ移動するのに対し、回転出力軸５は、その軸方向の動きがロータブロック１５及びストッパカラー２７を介して規制されている。
【００７５】
図６に示すように、ピストン４の移動に伴ってスライドロッド６が往動方向（図６の矢印Ｘ１方向）に移動し、一対の係合突起８ａ（Ａ），８ａ（Ｂ）が図６（ａ）の位置から図６（ｂ）の位置まで移動（往動）すると、回転出力軸５が９０°回転される。続けて、一対の係合突起８ａ（Ａ），８ａ（Ｂ）がスライドロッド６の移動によって図６（ｂ）の位置から図６（ｃ）の位置まで移動（往動）すると、回転出力軸５が更に９０°（図６（ａ）の位置から１８０°に相当する。）回転される。
【００７６】
更に続けて、一対の係合突起８ａ（Ａ），８ａ（Ｂ）がスライドロッド６の往動によって図６（ｃ）の位置から図６（ｄ）の位置まで移動（往動）すると、回転出力軸５が更に９０°（図６（ａ）の位置から２７０°に相当する。）回転される。それから更に、一対の係合突起８ａ（Ａ），８ａ（Ｂ）がスライドロッド６の往動によって図６（ｄ）の位置から図６（ｅ）の位置まで移動（往動）すると、回転出力軸５が更に９０°（図６（ａ）の位置から３６０°に相当する。）回転される。
【００７７】
つまり、スライドロッド６及び一対の係合突起８ａ（Ａ），８ａ（Ｂ）が直動回転変換溝７の往動溝７ｃ，７ｃを一端側（図６左側）から他端側（図６右側）まで移動することによって、回転出力軸５は３６０°回転されることとなる。
【００７８】
その後、ピストン４の移動に伴ってスライドロッド６が復動方向（図６の矢印Ｘ２方向）に移動し、一対の係合突起８ａ（Ａ），８ａ（Ｂ）が図６（ｅ）の位置から図６（ｄ）の位置まで移動（復動）すると、回転出力軸５が更に９０°（図６（ａ）の位置から４５０°に相当する。）回転される。続けて、一対の係合突起８ａ（Ａ），８ａ（Ｂ）がスライドロッド６の移動によって図６（ｄ）の位置から図６（ｃ）の位置まで移動（復動）すると、回転出力軸５が更に９０°（図６（ａ）の位置から５４０°に相当する。）回転される。
【００７９】
更に続けて、一対の係合突起８ａ（Ａ），８ａ（Ｂ）がスライドロッド６の復動によって図６（ｃ）の位置から図６（ｂ）の位置まで移動（復動）すると、回転出力軸５が更に９０°（図６（ａ）の位置から６３０°に相当する。）回転される。それから更に、一対の係合突起８ａ（Ａ），８ａ（Ｂ）がスライドロッド６の復動によって図６（ｂ）の位置から図６（ａ）の位置まで移動（復動）して、最初の位置に復帰すると、回転出力軸５が更に９０°（図６（ａ）の位置から７２０°に相当する。）回転される。
【００８０】
つまり、スライドロッド６及び一対の係合突起８ａ（Ａ），８ａ（Ｂ）が直動回転変換溝７の復動溝７ｄ，７ｄを一端側（図６右側）から他端側（図６左側）まで移動することによって、回転出力軸５は更に３６０°回転されることとなる。この結果、ピストン４が２行程（２サイクル）動作して１往復移動することによって、回転出力軸５が２回転されることとなる。
【００８１】
図７を参照して、任意のピストン４が４サイクル（吸気行程、圧縮行程、爆発行程及び排気行程）動作する場合、即ち、スライドロッド６が２往復移動する場合にするカムシャフト３３の１回転動作について説明する。
【００８２】
図７（ａ）〜図７（ｄ）は、任意のカムシャフト３３が９０°ずつ回転したときの状態を示した説明図であり、当該カムシャフト３３に形成されている吸気カム３３ａ及び排気カム３３ｂの位置を図示している。図７（ａ）に示すように、上記したように回転出力軸５はピストン４の１行程動作で１回転することから、内燃機関主軸１０も１回転することとなり、結果、タイミングギア列３１を介してカムシャフト３３は１／４回転されることとなる。つまり、吸気カム３３ａ及び排気カム３３ｂは１行程当たり９０°（１／４）回転されることとなる。
【００８３】
ここで、吸気カム３３ａは、図７（ａ）の位置から図７（ｂ）の位置まで９０°回転することによって、吸気バルブ１８の開閉動作（吸気行程）を行い、その後の圧縮行程（図７（ｂ）の位置から図７（ｃ）の位置まで９０°回転する行程）、爆発行程（図７（ｃ）の位置から図７（ｄ）の位置まで９０°回転する行程）及び排気行程（図７（ｄ）の位置から図７（ａ）の位置まで９０°回転する行程）の期間中は吸気バルブ１８の閉塞状態を維持するようになっている。
【００８４】
また、排気カム３３ｂは、図７（ｄ）の位置から図７（ａ）の位置まで９０°回転することによって、排気バルブ１９の開閉動作（排気行程）を行い、その後の吸気行程（図７（ａ）の位置から図７（ｂ）の位置まで９０°回転する行程）、圧縮行程（図７（ｂ）の位置から図７（ｃ）の位置まで９０°回転する行程）、及び、爆発行程（図７（ｃ）の位置から図７（ｄ）の位置まで９０°回転する行程）の期間中は排気バルブ１９の閉塞状態を維持するようになっている。
【００８５】
このように、カムシャフト３３は、吸気カム３３ａが排気カム３３ｂに対してカムシャフト３３の中心軸回りに位相が９０°分遅れる状態で設けられている。このため、例えば、図７（ｄ）に示す位置から図７（ａ）に示す位置まで９０°回転して、排気カム３３ｂが排気バルブ１９の開閉動作（排気動作）の開始位置から終了位置まで回転し終えると、吸気カム３３ａが吸気バルブ１８の開閉動作（吸気行程）の開始位置に丁度到来するように到達するようになっている。
【００８６】
図８は、内燃機関１の各気筒の行程と内燃機関主軸１０の回転角度との関係を示した図である。図８に示すように、内燃機関１の第１気筒から第４気筒までは、それぞれ吸気行程−圧縮行程−爆発行程−排気行程を順番に繰り返す。これらの第１〜第４気筒は、第１気筒−第２気筒−第３気筒−第４気筒の順で点火されて爆発行程を行う。また、内燃機関主軸１０は、各気筒が爆発する毎に３６０°回転して、４気筒全てが爆発行程を経ることで４回転することとなる。
【００８７】
図９は、上記した従来タイプの内燃機関１の変形例である内燃機関４０の断面図であり、図１０は、この変形例の内燃機関の内部構造を部分的に図示した断面図である。従来タイプの変形例である内燃機関４０は、上記従来来婦の内燃機関１に対し、スライドロッドのガイド機構を変更したものである。以下、内燃機関１と異なる部分について説明する。
【００８８】
図９に示すように、内燃機関４０によれば、スライドロッド６の外周からは３本のアーム部６ｂが延設されている。アーム部６ｂはスライドロッド６の周方向に等角間隔で形成されており、アーム部６ｂの先端部にはガイドロッド９が貫通している。３本のガイドロッド９は、スライドロッド６の軸心を中心とした同一円周上に等角間隔で配置されている。
【００８９】
各ガイドロッド９は各々一対のガイドローラ４１，４１により挟み込まれており、一対のガイドローラ４１，４１は各ガイドロッド９の軸方向に沿ってガイドロッド９に当接したまま転動する。また、一対のガイドローラ４１，４１はともに支持台座４２に軸支されている。各ガイドローラ４１，４１には、ガイドロッド９の断面形状に適合した断面視半円形状の溝底をした係合溝４１ａが外周面に凹設されており、この係合溝４１ａにガイドロッド９が係合している。支持台座４２は、一対のガイドローラ４１，４１を転動自在に支持しており、アーム部６ｂの先端に取着固定されている。
【００９０】
図１０に示すように、一対のガイドローラ４１，４１は、互いの直径が等しく形成されており、かつ、ガイドロッド９の軸方向に互いの回転軸の位置を違えた状態で対向配置されている。対を成すガイドローラ４１，４１同士が接触干渉することを防止するためである。
【００９１】
図１１以降の図面を参照して、本発明の直動回転変換装置を適用した一実施例である内燃機関５０について説明する。図１１は、本発明の一実施例である内燃機関５０の内部構造を図示した断面図であり、図１２は、図１１のＣ−Ｃ線における断面図である。ここで、内燃機関５０は、従来タイプの直動回転変換装置を適用した上記内燃機関１に対し、係合突起及び直動回転変換溝について変更したものであって、係合突起及び一対のガイド突起を有する伝達体と、この伝達体の各突起が嵌まって相対的に移動する直動回転変換溝とを備えたものである。以下、上記した内燃機関１と異なる部分について説明する。
【００９２】
図１１及び図１２に示すように、一対の伝達体８，８は同一形状に形成されている。伝達体８，８には上記した係合突起８ａ，８ａが各々設けられている。一方の伝達体８における係合突起８ａの先端部が一方の循環螺旋溝７ａに、他方の伝達体８における係合突起８ａの先端部が他方の循環螺旋溝７ｂに、それぞれ嵌入されている。
【００９３】
また、一対の伝達体８，８は、互いの係合突起８ａ，８ａが対向位置となるようにスライドロッド６の円筒部分に連結されている（図１２参照。）。これら一対の伝達体８，８は、スライドロッド６の往復移動に伴って循環螺旋溝７ａ，７ｂに嵌まった係合突起８ａ，８ａが循環螺旋溝７ａ，７ｂに沿って摺動することで、スライドロッド６の直動力を回転出力軸５に伝達し、回転出力軸５を回転させるものである。
【００９４】
以下の説明では、説明の便宜上、循環螺旋溝７ａ，７ｂのうち循環螺旋溝７ａ及びこれに嵌まる伝達体８について説明し、これと同様の形態となる循環螺旋溝７ｂ及びこれに嵌まる伝達体８については、その説明を省略する。
【００９５】
なお、循環螺旋溝７ｂ及びこれに嵌まる伝達体８については、これより以下に記載する循環螺旋溝７ａ及びこれに嵌まる伝達体８に関する説明事項を準用し、この場合において、以下の説明事項中「循環螺旋溝７ａ」とあるのは「循環螺旋溝７ｂ」と読み替えるものとする。
【００９６】
図１２に示すように、伝達体８は、係合突起８ａと、フランジ８ｂと、一対のガイド突起８ｃ，８ｃとを備えている。係合突起８ａは、円柱状のピン形状に形成されている。この係合突起８ａはスライドロッド６の円筒部分の周壁にある貫通孔６ｄ１に挿入されており、この係合突起８ａの基端部には係合突起８ａの抜脱を防止するための止めナット８ａ１が螺着されている。
【００９７】
スライドロッド６には、その円筒部分の周壁の一部を成す支持ブロック６ｄが設けられており、この支持ブロック６ｄにより伝達体８を支持している。支持ブロック６ｄは、係合突起８ａが貫通した貫通孔６ｄ１を有しており、係合突起８ａを正逆回転自在に軸支した軸受５１，５１を内蔵している。支持ブロック６ｄは、スライドロッド６の円筒部分にねじ止めにより着脱自在に固定されている。
【００９８】
支持ブロック６ｄの固定箇所には、支持ブロック６ｄを嵌合固定する固定穴６ｅが穿設されている。固定穴６ｅの開口サイズは、スライドロッド６の内周穴６ａ内にある伝達体８のフランジ８ｂのサイズよりも大きく形成されており、伝達体８をスライドロッド６に組み付ける際に又は伝達体８をスライドロッド６から取り外して交換する際に、固定穴６ａを通じて、フランジ８ｂをスライドロッド６の内周穴６ａに出し入れできるようになっている。
【００９９】
伝達体８の係合突起８ａは、その先端部が循環螺旋溝７ａ内に摺動自在に嵌入されている。係合突起８ａの先端は半球面に形成されており、循環螺旋溝７ａの半円状の溝底（図１１及び図１３参照。）に当接又は摺接可能となっている。また、係合突起８ａの円柱周面も、循環螺旋溝７ａの垂直面７ｆ，７ｆ（図１１参照。）に当接又は摺接可能となっている（図１４、図１５参照。）。
【０１００】
図１１に示すように、直動回転変換溝７の循環螺旋溝７ａ（循環螺旋溝７ａの折返し部を除く。）の溝形状は、その溝底７ｅが半円状をしており、この溝底７ｅの両側に垂直面７ｆ，７ｆがそれぞれ切り立っている。このように直動回転変換溝７は、循環螺旋溝７ａの半円状の溝底７ｅの両側に垂直面７ｆ，７ｆを立設することで、当該循環螺旋溝７ａ，７ｂの溝深さを増すことができ、その分、係合突起８ａを循環螺旋溝７ａ内により深く係入させることができ、係合突起８ａが循環螺旋溝７ａから抜け難くなっている。
【０１０１】
また、循環螺旋溝７ａの折返し部は、回転出力軸５の第１軸部５ａの軸方向両端部（図１１の左右両側）に設けられており、往動溝７ｃと復動溝７ｄの両端部を連設した連設部分である（図１４参照。）。
【０１０２】
図１２に示すように、回転出力軸５は、その中心部が空洞となっており、この空洞が第１軸部５ａ及び第２軸部５ｂの軸方向に連通して設けられている。この空洞を設けることで、回転出力軸５が中空に形成して軽量化することができ、更に、かかる空洞内に冷却液を通して回転出力軸５の冷却を行うこともできる。
【０１０３】
係合突起８ａは、スライドロッド６（の保持ブロック６ｄ）に軸受５１，５１を介して正逆回転自在に軸支（軸着）されいる。このため、循環螺旋溝７ａに係合して移動する際に、循環螺旋溝７ａの垂直面７ｆ，７ｆに当接して回転することができる（図１４、図１５参照。）。しかも、この係合突起８ａの回転によって、伝達体８は循環螺旋溝７ａの折返し部での方向転換（図１４参照。）を円滑に行うことができる。
【０１０４】
フランジ８ｂは、その外形が円盤状に形成されており、係合突起８ａにおける先端半球部よりも基端部側に取着されている。このフランジ８ｂは、係合突起８ａを回転中心（回転軸）として正逆回転自在に係合突起８ａに取着されている。このフランジ８ｂは、その中心部に係合突起７ａを貫通させる中心穴８ｂ１が穿設されている。係合突起８ａの外周には止め輪Ｒが巻着されており、この止め輪Ｒがフランジ８ｂの中心穴８ｂ１の内周面と係合突起８ａの外周面に係合することで、フランジ８ｂが係合突起８ａ軸方向に位置ズレすることを防止している。
【０１０５】
この円盤状のフランジ８ｂは、その片面に球面状をした球面部が形成され、そのもう片面に平面状をした平面部が形成されている。フランジ８ｂの球面部は、スライドロッド６の内周穴６ａの内周面（円弧）より小さい側面視円弧状に形成されており、スライドロッド６の内周面との間に所定幅の空隙が設けられている。このため、フランジ８ｂの球面部がスライドロッド６の内周面に当接又は摺接して摩擦抵抗や摩擦熱が発生することを防止できる。
【０１０６】
また、フランジ８ｂの平面部は、係合突起８ａが循環螺旋溝７ａの溝底に当接した状態で、回転出力軸５の外周面との間に所定幅の空隙が設けられている。このため、フランジ８ｂの平面部が回転出力軸５の外周面に当接又は摺接して摩擦抵抗や摩擦熱が発生することを防止できる。なお、本実施例ではフランジ８ｂを係合突起８ａに回転自在に取着したが、かかるフランジ８ｂを係合突起８ａに固定して係合突起８ａと一体となって回転するように形成しても良い。
【０１０７】
一対のガイド突起８ｃ，８ｃは、伝達体８のフランジ８ｂの平面部に一体的に形成されている。伝達体８は、直動回転変換溝７（の循環螺旋溝７ａ）に係合ピン８ａが嵌入されるとともに、一対のガイド突起８ｃ，８ｃが直動回転変換溝７（の循環螺旋溝７ａ）に遊嵌されている。一対のガイド突起８ｃ，８ｃは、係合ピン８ａに比べてフランジ８ｂの平面部からの突出長さが小さく、係合ピン８ａに比べて循環螺旋溝７ａに浅く嵌まった状態となる。また、一対のガイド突起８ｃ，８ｃは、係合ピン８ａに比べて小径の円柱状をした周面を有しており、先端部が逃げ溝部７ｈの溝底から離間している。
【０１０８】
一対のガイド突起８ｃ，８ｃの先端部には、逃げ溝部７ｈと同じ曲率中心を有した円弧面であって逃げ溝部７ｈの曲率半径に比べて大きな曲率半径のものが形成されている。この円弧面の形成によって、一対のガイド突起８ｃ，８ｃは、その先端部がフランジ８ｂが係合突起８ａを中心に最大限で回転した場合でも逃げ溝部７ｈの溝底から離間するように形成されている。このため、一対のガイド突起８ｃ，８ｃが係合突起８ａを中心に回転した場合に、一対のガイド突起８ｃ，８ｃの先端部が逃げ溝部７ｈの溝底に引っ掛かって回転不能となることを防止できる。
【０１０９】
一対のガイド突起８ｃ，８ｃは、係合突起８ａの移動方向に対し、この係合突起８ａの移動方向前側及び後側に各々１本ずつ配設されている（図１４、図１５参照。）。一対のガイド突起８ｃ，８ｃと係合突起８ａとの間には所定幅の隙間が設けられている。スライドロッド６の内周穴６ａに冷却潤滑液を供給する場合、各突起８ａ，８ｃ，８ｃの隙間に冷却潤滑液を入り込ませて、伝達体８の各部８ａ〜８ｃ、特に、最も摩擦及び抵抗が大きくなる係合突起８ａの冷却及び潤滑が行い易くなる。
【０１１０】
一対のガイド突起８ｃ，８ｃは、フランジ８ｂと一体に形成されているので、フランジ８ｂの回転軸となる係合突起８ａを中心に正逆方向に回転可能となっている。この回転によって、一対のガイド突起８ｃ，８ｃは、循環螺旋溝７ａの溝内面のうち垂直面７ｆ，７ｆに当接又は摺接することができる（図１４、図１５参照。）。
【０１１１】
図１３は、図１１に示した循環螺旋溝７ａを有した回転出力軸５の第１軸部５ａの拡大断面図である。図１３に示すように、循環螺旋溝７ａの折返し部は、循環螺旋溝７ａに逃げ溝部７ｈを欠設したものであり、かかる折返し部では、元々の循環螺旋溝７ａから成る深溝部７ｇと逃げ溝部７ｈとが併存した段付溝となっている。
【０１１２】
深溝部７ｇは、循環螺旋溝７ａそのものであるので、上記した係合突起８ａを嵌合可能な形状及び寸法を有した半円形状の溝底７ｅを備えるが、その片側に逃げ溝部７ｈが欠設されるため、垂直面７ｆが溝底７ｅの片側にのみ立設されている。このため、循環螺旋溝７ａの折返し部では、係合突起８ａの円柱周面が一方の垂直面７ｆと当接又は摺接可能となっている。
【０１１３】
逃げ溝部７ｈは、深溝部７ｇに比べて深さが小さい浅溝である。その溝底は平面状に形成されている。この逃げ溝部７ｈは、溝底と垂直面とが直角に交差した断面形状に形成されている。
【０１１４】
次に、図１４を参照して、循環螺旋溝７ａの折返し部での伝達体８の方向転換を説明する。図１４は、回転出力軸５の第１軸部５ａの周面に凹設される循環螺旋溝７ａ並びにそれに嵌まる係合突起８ａ及び前後一対のガイド突起８ｃ，８ｃの位置関係の一例を示した模式図（回転出力軸５の外周面の展開図）であり、図１４（ａ）〜図１４（ｇ）は、回転出力軸５を１０°ずつ回転した場合における循環螺旋溝７ａの折返し部で方向転換する伝達体８の状態をコマ送り的に図示したものである。なお、図中の矢印は回転出力軸５の回転方向と、伝達体８の進行方向とを示している。
【０１１５】
図１４に示すように、循環螺旋溝７ａの折返し部に逃げ溝部７ｈを欠設することによって、循環螺旋溝７ａの折返し部の溝幅を拡張することで、循環螺旋溝７ａの折返し部には、係合突起８ａを中心とした前後一対のガイド突起８ｃ，８ｃの回転を許容するために必要な逃げのスペースを確保することができる。
【０１１６】
具体的には、図１４（ａ）〜図１４（ｇ）に示すように、回転主力軸５が図中の矢印方向に向かって１０°ずつ一方向回転する毎に、伝達体８は、循環螺旋溝７ａの軌道に沿って図中の矢印方向へ所定量ずつ当該循環螺旋溝７ａ内を相対的に移動して、循環螺旋溝７ａの折返し部を通過する。ここで、係合突起８ａは、深溝部７ｇに常時嵌合した状態で摺動又は回転しながら、循環螺旋溝７ａの折返し部を通過する。
【０１１７】
このように、係合突起８ａは深溝部７ｇに常時嵌合しながら循環螺旋溝７ａの折返し部を通過してその進行方向（移動方向）を転換するので、係合突起８ａがスライドロッド６のストローク方向（回転出力軸５の軸方向、図１４の上下方向）に位置ズレがなく、かかる位置ズレに伴う内燃機関５０の給気時期、排気時期、点火時期などの狂いを防止でき、内燃機関５０の動作不全を防止できる。
【０１１８】
また、このような係合突起８ａを有した伝達体８は、図１４（ａ）〜図１４（ｇ）に示す状態を順番に経て、循環螺旋溝７ａの折返し部にて、回転出力軸５の軸方向一側（図１４下側）から他側（図１４上側）へ向かっていた進行方向を、回転出力軸５の軸方向他側（図１４上側）か一側（図１４下側）へ向かう進行方向に方向転換する。この伝達体８の方向転換の際、前後一対のガイド突起８ｃ，８ｃは、フランジ８ｂを介して係合突起８ａを中心に回転する。かかる場合、前後一対のガイド突起８ｃ，８ｃの回転は、前後一対のガイド突起８ｃ，８ｃが逃げ溝部７ｈの垂直面７ｈ１に当接又は摺接することで誘導される。
【０１１９】
例えば、図１４（ａ）の状態から図１４（ｂ）の状態を経て図１４（ｃ）の状態へ回転出力軸５が回転すると、伝達体８は、その進行方向（図中の矢印）前側にあるガイド突起８ｃが逃げ溝部７ｈの垂直面７ｈ１に当接する。この当接後、図１４（ｂ）の状態から図１４（ｄ）の状態へ回転出力軸５が更に回転する間、伝達体８は、その進行方向前側のガイド突起８ｃが逃げ溝部７ｈの垂直面７ｈ１に当りながらその方向を変換し、この方向変換により前後一対のガイド突起８ｃ，８ｃが係合突起８ａを中心に回転（図中の反時計方向）し、伝達体８全体の進行方向が転換し始める。
【０１２０】
図１４（ｃ）の状態から図１４（ｄ）の状態へ回転出力軸５が更に回転すると、伝達体８は、前後一対のガイド突起８ｃ，８ｃが係合突起８ａを中心に更に回転し、前後一対のガイド突起８，８ｃが双方とも逃げ溝部７ｈの垂直面７ｈ１に当接した状態となり、係合突起８ｃが循環螺旋溝７ａの折返し部の頂点に位置した状態となる。この状態において、係合突起８ａは循環螺旋溝７ａの本来の軌道に位置する深溝部７ｇ内に嵌まり込んでいるので、伝達体８全体として循環螺旋溝７ａの折返し部でスライドロッド６のストローク方向（回転出力軸５の軸方向）に位置ズレすることは防止される。
【０１２１】
図１４（ｄ）の状態から図１４（ｅ）の状態を経て図１４（ｆ）の状態へ回転出力軸５が回転する間、伝達体８は、その進行方向後側にあるガイド突起８ｃが逃げ溝部７ｈの垂直面７ｈ１に当りながらその方向を変換し、この方向変換により前後一対のガイド突起８ｃ，８ｃが係合突起を中心に更に回転（図中の反時計方向）し、図１４（ｅ）の状態から図１４（ｆ）の状態を経て図１４（ｇ）の状態へ回転出力軸５が回転すると、伝達体８は、その進行方向後側にあるガイド突起８ｃが逃げ溝部７ｈの垂直面７ｈ１から離間して、伝達体８全体の進行方向の転換が完了する。
【０１２２】
このように前後一対のガイド突起８ｃ，８ｃが回転出力軸５の回転に伴って逃げ溝部７ｈにより誘導されることによって、前後一対のガイド８ｃ，８ｃは、係合突起８ａの進行方向（図中の矢印）に対する前後位置の関係（即ち、進行方向前側のガイド突起８ｃ、係合突起８ａ、進行方向後側のガイド突起８ｃの並び順）を維持したまま、循環螺旋溝７ａの折返し部で伝達体８を方向転換させることができる。
【０１２３】
次に、図１５を参照して、伝達体８が直動回転変換溝７の溝交差部を通過する際の状態について説明する。図１５は、図１４に示した回転出力軸５の第１軸部５ａに凹設される循環螺旋溝７ａの溝交差部を通過する際の伝達体８の状態を図示した模式図（回転出力軸５の外周面の展開図）である。具体的に、図１５（ａ）は、伝達体８の進行方向前側にあるガイド突起８ａが溝交差部内に位置する状態を図示しており、図１５(ｂ)は、係合突起８ａが溝交差部内に位置する状態を図示しており、図１５（ｃ）は、伝達体８の進行方向後側にあるガイド突起８ａが溝交差部内に位置する状態を図示している。
【０１２４】
図１５（ａ）に示すように、伝達体８は、循環螺旋溝７ａの溝交差部で交差している一の溝（往動溝７ｃ）を進行し、循環螺旋溝７ａの溝交差部内に、進行方向前側にあるガイド突起８ｃが進入した状態となる。このとき、係合突起８ａ及び進行方向後側のガイド突起８ｃの双方は当該一の溝（往動溝７ｃ）における非溝交差部に嵌まった状態を維持する形態に形成されている。このため、伝達体８の進行方向前側にあるガイド突起８ｃが、現在進行中の一の溝（往動溝７ｃ）から外れて、これに交差する他の溝（復動溝７ｄ）に誤進入することを阻止できる。
【０１２５】
特に、伝達体８の進行方向前側のガイド突起８ｃが循環螺旋溝７ａの溝交差部内に進入した状態で、前後一対のガイド突起８ｃ，８ｃが係合突起８ａを中心に回転した場合、前後一対のガイド突起８ｃ，８ｃは同一外径の円柱外形を有し、かつ、係合突起８ａからの離間距離が同一長さであるので、進行方向後側のガイド突起８ｃが循環螺旋溝７ａの垂直面７ｆに当接又は摺接することで、それ以上の回転が制限されて、進行方向前側のガイド突起８ｃが溝交差部で他の溝内へ進入することを規制できる。
【０１２６】
図１５（ｂ）に示すように、伝達体８は、循環螺旋溝７ａの溝交差部で交差している一方の溝を進行し、図１５（ａ）の状態から更に進行すると、循環螺旋溝７ａの溝交差部内に、係合突起８ａが進入した状態となる。このとき、前後一対のガイド突起８ｃ，８ｃの双方は当該一の溝（往動溝７ｃ）における非溝交差部に嵌まった状態を維持する形態に形成されている。このため、伝達体８の係合突起８ａが、現在移動中の一の溝から外れて、これに交差する他の溝（復動溝７ｄ）に誤進入することを阻止できる。
【０１２７】
図１５（ｃ）に示すように、伝達体８は、循環螺旋溝７ａの溝交差部で交差している一の溝（往動溝７ｃ）を進行し、図１５（ｂ）の状態から更に進行すると、循環螺旋溝７ａの溝交差部内に、進行方向後側にあるガイド突起８ｃが進入した状態となる。このとき、係合突起８ａ及び進行方向前側のガイド突起８ｃの双方は当該一の溝（往動溝７ｃ）における非溝交差部に嵌まった状態を維持する形態に形成されている。このため、伝達体８の進行方向後側にあるガイド突起８ｃが、現在進行中の一の溝(往動溝７ｃ)から外れて、これに交差する他の溝（復動溝７ｄ）に誤進入することを阻止できる。
【０１２８】
特に、伝達体８の進行方向前側のガイド突起８ｃが循環螺旋溝７ａの溝交差部内に進入した状態で、前後一対のガイド突起８ｃ，８ｃが係合突起８ａを中心に回転した場合、前後一対のガイド突起８ｃ，８ｃは同一外径の円柱外形を有し、かつ、係合突起８ａからの離間距離が同一長さであるので、進行方向前側のガイド突起８ｃが循環螺旋溝７ａの垂直面７ｆに当接又は摺接することで、それ以上の回転が制限されて、進行方向後側のガイド突起８ｃが溝交差部で他の溝内（復動溝７ｄ）へ進入することを規制できる。
【０１２９】
以上説明したように、係合突起８ａの前後に設けられる一対のガイド突起８ｃ，８ｃは循環螺旋溝７ａに嵌入される係合突起８ａに比べて循環螺旋溝７ａに浅く遊嵌されることから（図１２参照。）、前後一対のガイド突起８ｃ，８ｃと循環螺旋溝７ａの溝内面７ｅ，７ｆ，７ｆとの間には深さ方向（図１２参照。）及び幅方向（図１４、図１５参照。）に遊間が設けられる。また、前後一対のガイド突起８ｃ，８ｃが係合突起８ａを中心に回転自在となっているので、かかる遊間の存在と回転よって、前後一対のガイド突起８ｃ，８ｃは溝内面７ｅ，７ｆ，７ｆから離反可能となる。
【０１３０】
このように前後一対のガイド突起８ｃ，８ｃの溝内面７ｅ，７ｆ，７ｆからの離反するので、前後一対のガイド突起８ｃ，８ｃが循環螺旋溝７ａの溝内面７ｅ，７ｆ，７ｆに強い摩擦力を伴って常時的に接触することを防止できる。この結果、伝達体８は、係合突起８ａのみが循環螺旋溝７ａの溝内面７ｅ，７ｆ，７ｆと接触して常時的にスライドロッド６の力を回転出力軸５に伝達するので、伝達体８と循環螺旋溝７ａとの摩擦抵抗を低減でき、スライドロッド６から回転出力軸５への動力伝達効率を向上できる。
【０１３１】
以上、実施例に基づき本発明を説明したが、本発明は上記実施例に何ら限定されるものではなく、本発明の趣旨を逸脱しない範囲内で種々の改良変形が可能であることは容易に推察できるものである。
【０１３２】
上記した各実施例では、スライダ部材６の内周部６ａに回転出力軸５を挿脱自在に配設した上で、その回転出力軸５の外周部に直動回転変換溝７を、スライダ部材６の内周部６ａに係合部材８，８を、それぞれ設けているが、例えば、スライダ部材６の内周部６ａに回転出力軸５を挿脱自在に配設した上で、その回転出力軸５の外周部に係合部材８，８を、スライダ部材６の内周部６ａに直動回転変換溝７を、各々設けるようにしても良い。
【０１３３】
また上記実施例では、図１５を参照して循環螺旋溝７ａの往動溝７ｃを進行中して溝交差部を通過する際の伝達体８の作用について説明したが、この伝達体８の作用は、必ずしも循環螺旋溝７ａの往動溝７ｃを進行して溝交差部を通過する場合についてのみ発揮されるものではなく、当然のことながら、循環螺旋溝７ａの復動溝７ｄを進行中して溝交差部を通過する際の伝達体８についても同様に作用するものである。
【０１３４】
また上記実施例では、図１５を参照して循環螺旋溝７ａの溝交差部を通過する際の伝達体８の作用について説明したが、この伝達体８の作用は、必ずしも循環螺旋溝７ａの溝交差部についてのみ発揮されるものではなく、当然のことながら、循環螺旋溝７ａと循環螺旋溝７ｂとの溝交差部についても同様に作用するものである。
【符号の説明】
【０１３５】
１，４０，５０      内燃機関（直動回転変換装置）
２                  燃焼室
３                  シリンダ
４                  ピストン
５                  回転出力軸（回転体）
６                  スライドロッド（直動体）
６ａ                内周穴
７                  直動回転変換溝
７ａ，７ｂ          循環螺旋溝
７ｃ                往動溝（右巻き又は左巻きの螺旋溝の一方）
７ｄ                復動溝（右巻き又は左巻きの螺旋溝の一方）
７ｅ                溝底（溝底、溝内面、溝内面の一部）
７ｆ，７ｆ，７ｈ１  垂直面（溝内面の一部）
７ｇ                深溝部
７ｈ                逃げ溝部
８                  伝達体
８ａ                係合突起（係合部）
８ｂ                フランジ
８ｃ，８ｃ          前後一対のガイド突起（前後一対のガイド部）
９                  ガイドロッド
１０                内燃機関主軸
１２                フライホイール
【図１】
0006672058.tif 000002
【図２】
0006672058.tif 000003
【図３】
0006672058.tif 000004
【図４】
0006672058.tif 000005
【図５】
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【図６】
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【図７】
0006672058.tif 000008
【図８】
0006672058.tif 000009
【図９】
0006672058.tif 000010
【図１０】
0006672058.tif 000011
【図１１】
0006672058.tif 000012
【図１２】
0006672058.tif 000013
【図１３】
0006672058.tif 000014
【図１４】
0006672058.tif 000015
【図１５】
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