(57)【要約】【課題】ピストンの上死点が２度発生したり、有効に作動する機関回転速度が限られたりすることなく、燃焼圧力を出力軸のトルクとして有効に取出すことのできる内燃機関の運動方向変換構造を提供する。【解決手段】シリンダ１２の中心線ＣＬから離れた箇所に出力軸１５を設け、運動方向変換構造１７によって、ピストン１３の往復直線運動を出力軸１５の回転運動に変換する。同構造１７の第２リンク２５は、出力軸１５及び第１リンク２２に動力伝達可能に連結され、燃焼圧力によるピストン１３の下降に伴い出力軸１５を支点として下方へ揺動する。クランク部材１８は回転することにより、出力軸１５を支点として第２リンク２５を上方へ揺動させ、ピストン１３を上昇させる。第２リンク２５の上下方向の揺動のうち一方向の揺動のみを出力軸１５に伝達するために、両者２５，１５間にスライドプレート２７及びワンウェイクラッチ２８を設ける。【選択図】　　　　図１
2004138229.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
機関本体のシリンダにおけるピストンの往復直線運動を、前記機関本体において、前記シリンダの中心線から離れた箇所に回転自在に支持された出力軸の回転運動に変換する構造であって、
一端部が前記ピストンに連結された第１リンクと、
前記出力軸及び前記第１リンクの他端部に動力伝達可能に連結され、前記機関本体での燃焼圧力による前記ピストンの下降に伴い前記出力軸を支点として下方へ揺動する第２リンクと、
前記ピストンを上昇させるべく前記出力軸を支点として前記第２リンクを上方へ揺動させる上昇機構と、
前記第２リンクの揺動を前記出力軸に伝達する揺動伝達部と、
前記揺動伝達部により前記出力軸に伝達される前記第２リンクの揺動を一方向に拘束する伝達方向拘束部と
を備えることを特徴とする内燃機関の運動方向変換構造。
【請求項２】
前記上昇機構は、前記機関本体に回転自在に支持され、かつその回転中心から偏心した箇所にクランクピンを有するクランク部材を備え、
前記第２リンクは、前記出力軸及び前記クランクピンの一方に対し回転自在に連結され、他方に対しスライド可能に連結されている請求項１に記載の内燃機関の運動方向変換構造。
【請求項３】
前記クランクピンは前記第２リンクに回転自在に連結され、前記出力軸は、前記第２リンクに形成された第１スライド溝にスライド可能に配置されている請求項２に記載の内燃機関の運動方向変換構造。
【請求項４】
前記出力軸は前記第２リンクに回転自在に連結され、前記クランクピンは、前記第２リンクに形成された第２スライド溝にスライド可能に配置されている請求項２に記載の内燃機関の運動方向変換構造。
【請求項５】
さらに、前記クランク部材の回転中心からの前記出力軸の偏心量を変更する偏心量変更手段を備える請求項２〜４のいずれかに記載の内燃機関の運動方向変換構造。
【請求項６】
前記第２スライド溝について、前記出力軸とは反対側の端部は開放されている請求項４又は５に記載の内燃機関の運動方向変換構造。
【請求項７】
前記出力軸は、前記機関本体において前記第２リンクの揺動中心から離れた箇所に回転自在に支持され、前記伝達方向拘束部は前記出力軸の外側に設けられており、
前記揺動伝達部は、前記第２リンクの揺動に伴い回転する駆動ギヤと、前記駆動ギヤに噛合わされた状態で前記伝達方向拘束部の外側に設けられた被動ギヤとを備える請求項４〜６のいずれかに記載の内燃機関の運動方向変換構造。
【請求項８】
前記第２リンクには、前記第２スライド溝内に露出し、かつ前記クランク部材の回転に伴い前記クランクピンが移動する際にそのクランクピンに直接又は間接的に接触する第１ローラが支持されている請求項４〜７のいずれかに記載の内燃機関の運動方向変換構造。
【請求項９】
前記第１リンクの他端部は前記クランクピンに連結されており、前記第１リンクの前記クランクピン近傍には、前記クランク部材の回転に伴い前記クランクピンが移動する際に前記第２スライド溝に接触する第２ローラが支持されている請求項４〜７のいずれかに記載の内燃機関の運動方向変換構造。
【請求項１０】
前記第２スライド溝は直線状をなし、前記出力軸及び前記クランクピンを通る線に対し平行となるように又は交差するように形成されている請求項４〜９のいずれかに記載の内燃機関の運動方向変換構造。
【請求項１１】
前記第２スライド溝は、曲線部及び屈曲部の少なくとも一方を有する請求項４〜１０のいずれかに記載の内燃機関の運動方向変換構造。
【請求項１２】
前記第１リンクの他端部は前記クランクピンに連結されており、
さらに、前記ピストンが上死点の直前位置へ移動したときに、前記第２リンクの上方への揺動を規制する揺動規制手段と、
前記第１リンクの他端部及び前記クランクピン間に設けられた偏心軸と
を備える請求項４〜１１のいずれかに記載の内燃機関の運動方向変換構造。
【請求項１３】
さらに、前記揺動規制手段による揺動規制位置を変更するための揺動規制位置変更手段を備える請求項１２に記載の内燃機関の運動方向変換構造。
【請求項１４】
前記第１リンクの他端部は、前記第２リンクの前記クランクピンとは異なる箇所で軸により連結されている請求項４〜８，１０，１１，１３のいずれかに記載の内燃機関の運動方向変換構造。
【請求項１５】
さらに、前記機関本体に対する前記クランク部材の支持位置を変更するための第１支持位置変更手段を備える請求項２〜１４のいずれかに記載の内燃機関の運動方向変換構造。
【請求項１６】
さらに、前記第１リンクの前記第２リンクに対する支持位置を変更するための第２支持位置変更手段を備える請求項１〜１５のいずれかに記載の内燃機関の運動方向変換構造。
【請求項１７】
さらに、前記出力軸に対する前記第２リンクの支持位置を変更するための第３支持位置変更手段を備える請求項１〜１６のいずれかに記載の内燃機関の運動方向変換構造。
【請求項１８】
前記第２リンクは、リンク本体と、前記リンク本体に回転自在に支持され、かつ前記第２スライド溝を有する回転体とを備えており、
さらに、前記回転体を回転させて前記リンク本体に対する前記第２スライド溝の傾斜角度を変更する角度変更手段を備える請求項４〜１７のいずれかに記載の内燃機関の運動方向変換構造。
【請求項１９】
さらに、前記クランク部材は、その回転中心と前記クランクピンとの間隔を変更する間隔変更手段を備える請求項４〜１８のいずれかに記載の内燃機関の運動方向変換構造。
【請求項２０】
さらに、機関始動時に前記第２リンクの揺動方向とは逆方向への回転力を前記クランク部材に付与する回転付与手段を備える請求項２〜１９のいずれかに記載の内燃機関の運動方向変換構造。
【請求項２１】
さらに、前記出力軸上に一体回転に可能に設けられた第１歯車と、
前記第１歯車に噛合わされた状態で前記クランク部材上に回転自在に設けられた第２歯車と、
前記クランク部材及び前記第２歯車間に介在され、それらのクランク部材及び第２歯車間での回転伝達を、前記クランク部材の前記第２歯車に対する回転速度が負側であろうとするときに同第２歯車から同クランク部材に行われる回転伝達に拘束する第２伝達方向拘束部と
を備える請求項２〜４のいずれかに記載の内燃機関の運動方向変換構造。
【請求項２２】
前記伝達方向拘束部は、前記第２リンクの前記出力軸に対する回転速度が正側であろうとするとき係合状態となって前記第２リンクの揺動を前記出力軸に伝達するものであり、
さらに、前記機関本体の燃焼サイクルが膨張行程であることを検出する膨張行程検出手段と、
前記ピストンが上死点に位置していることを検出する上死点検出手段と、
前記クランク部材を回転駆動するモータと
を備え、前記クランク部材は、前記膨張行程検出手段及び前記上死点検出手段による膨張行程での上死点の検出に応じ、前記モータにより回転駆動される請求項２１に記載の内燃機関の運動方向変換構造。
【請求項２３】
さらに、前記モータによる前記クランク部材の回転駆動中に前記伝達方向拘束部が前記係合状態となることを検出する係合状態検出手段を備え、
前記モータによる前記クランク部材の回転駆動は、前記係合状態検出手段による前記伝達方向拘束部の係合状態の検出に応じて停止される請求項２２に記載の内燃機関の運動方向変換構造。
【請求項２４】
前記係合状態検出手段は、前記出力軸を支点とする前記第２リンクの回転の速度を検出するとともに前記出力軸の回転速度を検出し、両回転速度の比較結果に基づき前記伝達方向拘束部の係合状態を検出する請求項２３に記載の内燃機関の運動方向変換構造。
【請求項２５】
さらに、前記機関本体の燃焼サイクルが圧縮行程であることを検出する圧縮行程検出手段と、
前記クランク部材を回転駆動するモータと
を備え、前記クランク部材は、前記圧縮行程検出手段による圧縮行程の検出に応じ、前記モータにより回転駆動される請求項２１〜２４のいずれかに記載の内燃機関の運動方向変換構造。
【請求項２６】
さらに、前記出力軸及び前記クランク部材にそれぞれ回転自在に接続された第３リンクと、
前記出力軸を支点として前記第３リンクを所定角度回転させる回転手段と
を備える請求項２１〜２４のいずれかに記載の内燃機関の運動方向変換構造。
【請求項２７】
前記機関本体には、共通の軸を前記出力軸とする前記シリンダ及び前記ピストンの組が複数設けられており、
前記シリンダ及び前記ピストンの各組は、前記第１〜前記第３のリンク、前記クランク部材、前記揺動伝達部、前記伝達方向拘束部、前記第２伝達方向拘束部、並びに前記第１及び第２の歯車を備えるとともに、前記クランク部材に一体回転可能に設けられた第３歯車と、前記第３歯車に噛合わされた状態で前記第３リンクに回転自在に支持された第４歯車とをそれぞれ備え、
さらに、全ての組の前記第３リンクには共通の第４リンクが回転自在に支持されており、前記各第４歯車は前記第４リンクに一体回転可能に設けられている請求項２６に記載の内燃機関の運動方向変換構造。
【請求項２８】
前記ピストン、前記第１リンク、前記第２リンク及び前記上昇機構は、前記第２リンクを揺動させる揺動機構の構成部材として用いられており、
さらに、前記シリンダにおける燃焼停止に伴い、前記揺動機構の少なくとも１つの構成部材の作動を停止させる作動停止手段と、
前記出力軸に一体回転可能に設けられた回転体と
を備える請求項１〜２７のいずれかに記載の内燃機関の運動方向変換構造。
【請求項２９】
前記内燃機関は、自動停止条件の成立に応じて前記機関本体の運転が停止され、その停止された運転が自動始動条件の成立に応じて再開されるものである請求項２８に記載の内燃機関の運動方向変換構造。
【請求項３０】
さらに、前記出力軸から前記揺動機構の少なくとも１つの構成部材へ動力を伝達する態様と、前記動力伝達を遮断する態様とを選択的に採る動力伝達断続手段を備える請求項２８又は２９に記載の内燃機関の運動方向変換構造。
【請求項３１】
前記上昇機構は、前記機関本体に回転自在に支持されたクランク部材を備え、
前記動力伝達断続手段は、
回転自在に支持されたローラと、
前記ローラを前記出力軸及び前記クランク部材の両外周面に接触させる接触位置と、前記ローラを前記出力軸及び前記クランク部材の少なくとも一方の外周面から離間させる離間位置との間で移動させるアクチュエータと
を備える請求項３０に記載の内燃機関の運動方向変換構造。
【請求項３２】
前記内燃機関に組合わされる変速機の入力軸は前記出力軸により構成されている請求項２８〜３１のいずれかに記載の内燃機関の運動方向変換構造。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、ピストンの往復直線運動を出力軸の回転運動に変換する内燃機関の運動方向変換構造に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
内燃機関では、ピストンの往復直線運動を出力軸であるクランクシャフトの回転運動に変換するための運動方向変換構造として、一般にクランク構造が採用されている。このクランク構造では、シリンダの中心線上にクランクシャフトの回転中心が位置している。クランクシャフトでは、その回転中心から偏心した箇所にクランクピンが設けられている。そして、ピストンとクランクピンとがリンク（コネクティングロッド）によって連結されている。このクランク構造では、ピストンが１往復する間にクランクシャフトが１回転する。ピストンが上死点付近へ移動して、燃料及び空気の混合気が燃焼されるときに、コネクティングロッドの軸線、クランクシャフトの回転中心及びクランクピンが略同一直線上に位置する。このため、燃焼に伴う燃焼圧力をクランクシャフトの回転力（トルク）として有効に取出すことが困難である。これは、一般にトルクは力（この場合、燃焼圧力）とモーメントアーム長との積で表されるところ、上死点ではモーメントアーム長が「０」となるからである。
【０００３】
そこで、例えばクランクシャフトの回転中心をシリンダの中心線から離れた箇所に設けることで、一般的なクランク構造の回転中心から偏心させ、ピストン上死点でクランクシャフトの回転中心、クランクピンが略同一直線上に位置しないようにした技術が提案されている（例えば、特許文献１参照）。この技術によると、上死点付近のモーメントアーム長が、前述した一般的なクランク構造のモーメントアーム長よりも長くなり、前記燃焼圧力をクランクシャフトのトルクとして取出すことが可能となる。
【０００４】
また、上記クランクシャフトを偏心させることに加えて、コネクティングロッドにばね機構を設け、クランクシャフト及びピストンを連結したり切り離したりする技術も提案されている（例えば、特許文献２参照）。
【０００５】
【特許文献１】
特開平６−３０７２５６号公報
【特許文献２】
特表２００１−５００９４４号公報
【０００６】
【発明が解決しようとする課題】
ところで、クランクシャフトのトルクを大きくするには、そのクランクシャフトの回転中心の偏心量を大きくして、上死点付近のモーメントアーム長を長くすることが有効である。しかしながら、特許文献１に記載された技術では、ピストンとクランクシャフトとがコネクティングロッドによって連結されている。このため、偏心量を過度に大きくすると、クランクシャフトの回転やピストンの往復動が滑らかに行われなくなるおそれがある。また、特許文献１に記載された技術では、ピストンが１往復する間に上死点が２度発生して燃焼に悪影響を及ぼすおそれもある。従って、偏心量を大きく設定するにも限度があり、結果として燃焼圧力をトルクとして有効に取出すには十分でない。
【０００７】
また、特許文献２に記載された技術では、前述したようにばね機構によりクランクシャフト及びピストンを連結したり切り離したりする。このため、偏心量を大きくしても、ピストンを滑らかに往復動させることが可能となり、また、ピストンが１往復する間に上死点が２度発生する不具合を回避することが可能となる。反面、ばね機構の追加に伴う新たな問題が発生する。それは、ばね機構にはばねに加わる慣性質量により固有共振周波数が存在することから、その周波数での共振を回避しようとすると、有効に作動する機関回転速度域が限られることである。従って、広範囲な機関回転速度域において、ばね機構を確実に作動させることが困難である。
【０００８】
本発明はこのような実情に鑑みてなされたものであって、その目的は、ピストンの上死点が２度発生したり、有効に作動する機関回転速度が限られたりすることなく、機関の燃焼圧力をトルクとして有効に取出すことのできる内燃機関の運動方向変換構造を提供することにある。
【０００９】
【課題を解決するための手段】
以下、上記目的を達成するための手段及びその作用効果について記載する。
請求項１に記載の発明では、機関本体のシリンダにおけるピストンの往復直線運動を、前記機関本体において、前記シリンダの中心線から離れた箇所に回転自在に支持された出力軸の回転運動に変換する構造であって、一端部が前記ピストンに連結された第１リンクと、前記出力軸及び前記第１リンクの他端部に動力伝達可能に連結され、前記機関本体での燃焼圧力による前記ピストンの下降に伴い前記出力軸を支点として下方へ揺動する第２リンクと、前記ピストンを上昇させるべく前記出力軸を支点として前記第２リンクを上方へ揺動させる上昇機構と、前記第２リンクの揺動を前記出力軸に伝達する揺動伝達部と、前記揺動伝達部により前記出力軸に伝達される前記第２リンクの揺動を一方向に拘束する伝達方向拘束部とを備えている。
【００１０】
上記の構成によれば、機関本体の燃焼圧力によりピストンが下降すると、その下降が第１リンクを介して第２リンクに伝達され、同第２リンクが出力軸を支点として下方へ揺動する。この第２リンクは、上昇機構から力を受けることで、出力軸を支点として上方へ揺動する。この揺動が第１リンクを介してピストンに伝達され、同ピストンが上昇する。このようにしてピストンの往復直線運動及び上昇機構の作用により第２リンクが上下に揺動する。この第２リンクの揺動は揺動伝達部を介して出力軸に伝達される。ただし、その伝達の過程で、出力軸に伝達される第２リンクの揺動が一方向に拘束される。従って、出力軸はピストンが１往復する間に一方向へ所定角度（３６０度未満）ずつ回転することとなる。
【００１１】
ここで、出力軸がシリンダの中心線から離れた箇所に位置していることから、ピストンが上死点まで移動したとき、第２リンクの軸線はシリンダの中心線に交差する。そのため、上死点付近であってもモーメントアーム長が「０」とならず、燃焼圧力を出力軸の回転力（トルク）として取出すことができる。この上死点付近のモーメントアーム長を長くするには、シリンダの中心線に対する出力軸の偏心量を大きくすることが有効である。この点、請求項１に記載の発明では、一般的なクランクシャフトを出力軸とせず、新たに出力軸を設けている。しかも、この出力軸に連結された第２リンクを回転させるのではなく、揺動させるようにしている。このため、出力軸の偏心量を大きく設定することが可能となり、モーメントアーム長を長くして出力軸のトルクを大きくすること、すなわち燃焼圧力を有効に取出すことができる。
【００１２】
加えて、出力軸の回転のために第２リンクを回転させなくてもよいため、前記のように偏心量を大きく設定しても、ピストンの滑らかな往復動が損なわれるおそれがないし、また、ピストンが１往復する間に上死点が２度発生するおそれもない。さらに、ばね機構を用いていないため、ばねを用いることによる不具合、すなわち共振を回避するために有効に作動する機関回転速度が限定される不具合の心配もない。
【００１３】
請求項２に記載の発明では、請求項１に記載の発明において、前記上昇機構は、前記機関本体に回転自在に支持され、かつその回転中心から偏心した箇所にクランクピンを有するクランク部材を備え、前記第２リンクは、前記出力軸及び前記クランクピンの一方に対し回転自在に連結され、他方に対しスライド可能に連結されているものとする。
【００１４】
上記の構成によれば、ピストンの下降により第２リンクが出力軸を支点として下方へ揺動すると、この揺動にともないクランク部材が回転中心を中心として所定方向へ回転する。ピストンが下死点に達すると、クランク部材ではクランクピンが回転中心の下方に位置する。クランク部材は、ピストンが下死点に達した後も、慣性により回転し続けようとする。この回転がクランクピンを介して第２リンクに伝達され、同第２リンクが出力軸を支点として上方へ揺動する。この揺動は、第１リンクを介してピストンに伝達され、同ピストンが上昇する。すなわち、燃焼圧力により下降したピストンがクランクピンの回転により上昇する。これに伴いピストンが連続して往復直線運動を行い、また、第２リンクが連続して上下に揺動する。このように、簡単な構成でありながら、第２リンクを確実に上方へ揺動させてピストンを上昇させることができる。
【００１５】
なお、クランク部材が回転すると、その位相に応じてクランクピンと出力軸との間隔が変化するが、その変化は、第２リンクが揺動しながら、出力軸又はクランクピンに対しスライドすることによって吸収される。
【００１６】
請求項３に記載の発明では、請求項２に記載の発明において、前記クランクピンは前記第２リンクに回転自在に連結され、前記出力軸は、前記第２リンクに形成された第１スライド溝にスライド可能に配置されているものとする。
【００１７】
上記の構成によれば、クランクピンが第２リンクに回転自在に連結されていることから、クランク部材の回転に伴い出力軸とクランクピンとの間隔が変化しても、クランクピンと第２リンクとの位置関係は変わらない。一方、出力軸が第１スライド溝に配置されていることから、クランク部材の回転に伴い前記間隔が変化する場合、第２リンクは、第１スライド溝の出力軸との位置関係を変えながら出力軸を支点として揺動する。
【００１８】
このように請求項３に記載の発明によると、簡単な構造でありながら、出力軸とクランクピンとの間隔の変化を吸収しつつ出力軸を回転させることができる。請求項４に記載の発明では、請求項２に記載の発明において、前記出力軸は前記第２リンクに回転自在に連結され、前記クランクピンは、前記第２リンクに形成された第２スライド溝にスライド可能に配置されているものとする。
【００１９】
上記の構成によれば、出力軸が第２リンクに回転自在に連結されていることから、クランク部材の回転に伴い出力軸とクランクピンとの間隔が変化しても、出力軸と第２リンクとの位置関係は変わらない。一方、クランクピンが第２スライド溝に配置されていることから、クランク部材の回転に伴い前記間隔が変化する場合、第２リンクは、第２スライド溝のクランクピンとの位置関係を変えながら揺動する。
【００２０】
このように請求項４に記載の発明によると、簡単な構造でありながら、出力軸とクランクピンとの間隔の変化を吸収しつつその出力軸を回転させることができる。
【００２１】
また、第２リンクの揺動中心がその揺動に伴い移動しないことから、揺動中心と重心との間隔が、同第２リンクの揺動に拘らず常に一定となり、第２リンクの揺動に伴い発生する振動が一定の特性を示すようになる。このため、バランスシャフト等を用いることで比較的容易に振動を抑制することが可能となる。
【００２２】
請求項５に記載の発明では、請求項２〜４のいずれかに記載の発明において、さらに、前記クランク部材の回転中心からの前記出力軸の偏心量を変更する偏心量変更手段を備えるものとする。
【００２３】
上記の構成によれば、偏心量変更手段により偏心量が大きくされるに従い第２リンクの揺動角度が小さくなる。これに伴い出力軸の回転角度が小さくなり、減速比が大きくなる。このように偏心量の変更により減速比が可変となるため、運動方向変換構造は減速機としての機能を発揮する。
【００２４】
また、偏心量が大きくなるに従いモーメントアーム長が長くなるが、これに加えて、揺動に伴うモーメントアーム長の変化量が少なくなる。従って、燃焼圧力を出力軸のトルクとして効率よく取出すことができる。
【００２５】
請求項６に記載の発明では、請求項４又は５に記載の発明において、前記第２スライド溝について、前記出力軸とは反対側の端部は開放されているものとする。
【００２６】
上記の構成によれば、第２リンク外のクランクピンを、開放部分を通じて第２スライド溝内に差込むことが可能となる。同様に、第２スライド溝内のクランクピンを、開放部分を通じて第２リンク外へ取出すことが可能となる。
【００２７】
従って、クランク部材に対する第２リンクの組付けに際しては、開放部分からクランクピンが第２スライド溝内に入り込むように第２リンクをクランク部材の径方向へ移動させる。また、第２リンクの取外しに際しては、前記組付けの場合と逆方向へ第２リンクを移動させる。このように、第２リンクをクランク部材の径方向へ移動させるという簡単な作業を行うだけで、第２リンクをクランク部材に取付けたり、クランク部材から取外したりすることができ、組付け作業性及びメンテナンス性が向上する。
【００２８】
請求項７に記載の発明では、請求項４〜６のいずれかに記載の発明において、前記出力軸は、前記機関本体において前記第２リンクの揺動中心から離れた箇所に回転自在に支持され、前記伝達方向拘束部は前記出力軸の外側に設けられており、前記揺動伝達部は、前記第２リンクの揺動に伴い回転する駆動ギヤと、前記駆動ギヤに噛合わされた状態で前記伝達方向拘束部の外側に設けられた被動ギヤとを備えるものとする。
【００２９】
上記の構成によれば、第２リンクの揺動は駆動ギヤ、被動ギヤ及び伝達方向拘束部を通じて出力軸に伝達される。この伝達の過程で、出力軸に伝達される第２リンクの揺動が、伝達方向拘束部により一方向に拘束される。
【００３０】
ここで、両ギヤの歯数等を適宜設定することにより、駆動ギヤの回転速度よりも被動ギヤの回転速度を高くする、すなわち増速することが可能である。この増速により、一旦減速された出力軸の回転速度を回復させることができる。
【００３１】
一方、伝達方向拘束部に加わるトルクは増速率に反比例して減少する。このため、伝達方向拘束部の小型化（小容量化）を図ることが可能となる。また、第２リンクの揺動中心となる軸には、その第２リンクの揺動に伴うトルクが加わらない。そのため、この軸の小径化を図ることができる。
【００３２】
請求項８に記載の発明では、請求項４〜７のいずれかに記載の発明において、前記第２リンクには、前記第２スライド溝内に露出し、かつ前記クランク部材の回転に伴い前記クランクピンが移動する際にそのクランクピンに直接又は間接的に接触する第１ローラが支持されているものとする。
【００３３】
上記の構成によれば、クランク部材の回転に伴い第２スライド溝内におけるクランクピンの位置が変化する際、クランクピンは第２リンクに支持された第１ローラに直接又は間接的に転がり接触する。この転がり接触に伴い発生する摩擦は、クランクピンが第２スライド溝の壁面を滑り接触する場合の摩擦よりも小さい。従って、第２スライド溝内におけるクランクピンの位置関係が変化する際の摩擦損失を小さくすることができる。
【００３４】
請求項９に記載の発明では、請求項４〜７のいずれかに記載の発明において、前記第１リンクの他端部は前記クランクピンに連結されており、前記第１リンクの前記クランクピン近傍には、前記クランク部材の回転に伴い前記クランクピンが移動する際に前記第２スライド溝に接触する第２ローラが支持されているものとする。
【００３５】
上記の構成によれば、クランク部材の回転に伴い第２スライド溝内におけるクランクピンの位置が変化する際、第１リンクのクランクピン近傍に支持された第２ローラが第２スライド溝の壁面を転がり接触する。この転がり接触に伴い発生する摩擦は、クランクピンが第２スライド溝の壁面を滑り接触する場合の摩擦よりも小さい。従って、前述した請求項８に記載の発明と同様に、第２スライド溝内におけるクランクピンの位置関係が変化する際の摩擦損失を小さくすることができる。
【００３６】
請求項１０に記載の発明では、請求項４〜９のいずれかに記載の発明において、前記第２スライド溝は直線状をなし、前記出力軸及び前記クランクピンを通る線に対し平行となるように又は交差するように形成されているものとする。
【００３７】
上記の構成によれば、クランク部材の回転に伴いクランクピンと第２スライド溝（第２リンク）とが接触する箇所が、出力軸及び前記クランクピンを通る線上に第２スライド溝を形成した場合と異なる。これに伴い、第２リンクの揺動速度等の揺動特性が、出力軸及び前記クランクピンを通る線上に第２スライド溝を形成した場合とは異なったものとなる。換言すると、第２スライド溝が直線状をなしている場合には、その第２スライド溝を、前記出力軸及び前記クランクピンを通る線に対し平行にしたり、交差（傾斜）させたりすることで、揺動特性を適宜に設定することが可能となる。
【００３８】
特に、第２スライド溝を、出力軸及びクランクピンを通る線に対し交差（傾斜）させた場合、次の効果も期待できる。第２スライド溝を傾斜させることにより、第２リンクにおいて、第２スライド溝よりも下側の幅を広くし、上側の幅を狭くする。こうすると、第１リンクを通じて大きな力が加わる第２リンクの下側部分の強度を、同第２リンクの大きさを変えることなく高めることができる。その結果、第２リンクをコンパクトに形成し、軽量化及び振動抑制を図ることが可能となる。
【００３９】
請求項１１に記載の発明では、請求項４〜１０のいずれかに記載の発明において、前記第２スライド溝は、曲線部及び屈曲部の少なくとも一方を有するものとする。
【００４０】
上記の構成によれば、クランク部材の回転に伴いクランクピンと第２スライド溝（第２リンク）とが接触する箇所が、出力軸及び前記クランクピンを通る線上に第２スライド溝を形成した場合と異なる。これに伴い、第２リンクの揺動速度等の揺動特性が、出力軸及び前記クランクピンを通る線上に第２スライド溝を形成した場合とは異なったものとなる。換言すると、第２スライド溝に、曲線部及び屈曲部の少なくとも一方を設定することで、前記請求項１０に記載の発明と同様に、揺動特性を適宜に設定することが可能となる。
【００４１】
請求項１２に記載の発明では、請求項４〜１１のいずれかに記載の発明において、前記第１リンクの他端部は前記クランクピンに連結されており、さらに、前記ピストンが上死点の直前位置へ移動したときに、前記第２リンクの上方への揺動を規制する揺動規制手段と、前記第１リンクの他端部及び前記クランクピン間に設けられた偏心軸とを備えるものとする。
【００４２】
上記の構成によれば、ピストンが上死点の直前位置へ移動すると、第２リンクの上方への揺動が揺動規制手段によって規制される。一方、クランク部材は慣性により回転をし続けようとし、クランクピンが第２スライド溝の壁面に接近する。その後も、クランク部材が回転を続けようとするが、第２リンクの揺動が規制されている状況では、クランクピンの移動が規制される。この場合、偏心軸が回転してクランク部材の回転を可能にする。そして、偏心軸の回転に伴い、その偏心軸の回転中心が、偏心軸回転前の回転中心よりも上方へ移動する。この移動に伴い通常（揺動規制手段による規制のない場合）よりも第１リンクが押上げられる。結果として、揺動規制手段による規制がない場合に比べ、上死点でのピストンの位置が高くなって、圧縮比が増加する。
【００４３】
請求項１３に記載の発明では、請求項１２に記載の発明において、さらに、前記揺動規制手段による揺動規制位置を変更するための揺動規制位置変更手段を備えるものとする。
【００４４】
上記の構成によれば、第２リンクの揺動規制位置を揺動規制位置変更手段によって変更することで、その規制時の第２リンクの傾斜角度を変えることができる。これに伴いピストンの上死点位置を変えて、圧縮比を調整することが可能となる。
【００４５】
請求項１４に記載の発明では、請求項４〜８，１０，１１，１３のいずれかに記載の発明において、前記第１リンクの他端部は、前記第２リンクの前記クランクピンとは異なる箇所で軸により連結されているものとする。
【００４６】
ここで、第１リンクの他端部をクランクピンに連結した場合には、そのクランクピンに対し、クランク部材の回転に伴う慣性力に加え、ピストン及び第１リンクの慣性力が作用する。一般に、慣性力は速度の２乗に比例することから、内燃機関の高回転速度域では慣性力が特に大きくなる。そして、この慣性力の増大に従って、クランクピンが大きな力で第２スライド溝に押え付けられながら移動するため、フリクションロスが増加し、トルク増幅効果を損なうおそれがある。
【００４７】
これに対し、請求項１４に記載の発明では、第１リンクの他端部が第２リンクにおいてクランクピンとは異なる箇所に連結されている。このことから、クランクピンには、ピストン及び第１リンクの慣性力が直接作用しない。クランクピンにはクランク部材の慣性力のみしか作用しなくなり、クランクピンの第２スライド溝に対する押え付け力が小さくなる。その結果、クランクピンが第２スライド溝を移動する際に発生するフリクションロスを抑えることができ、内燃機関の高回転速度域までトルク増幅効果を有効に発揮させることが可能となる。
【００４８】
請求項１５に記載の発明では、請求項２〜１４のいずれかに記載の発明において、さらに、前記機関本体に対する前記クランク部材の支持位置を変更するための第１支持位置変更手段を備えるものとする。
【００４９】
上記の構成によれば、例えば、機関本体に対するクランク部材の支持位置をピストンの往復動方向へ変位させると、第２リンクの揺動角度範囲が同方向へずれる。これに伴い第１リンクの移動範囲及びピストンの往復動範囲がともに同方向へずれる。その結果、ピストンの上死点位置が変わって圧縮比が変化する。
【００５０】
また、機関本体に対するクランク部材の支持位置を、ピストンの往復動方向と直交する方向、例えば出力軸から離れる側へ変位させると、第２リンクの揺動角度範囲が狭まる。そのため、ピストンのストロークが短くなって排気量が減少する。これとは逆に、クランク部材の支持位置を出力軸に近づく側へ変位させると、第２リンクの揺動角度範囲が拡大する。そのため、ピストンのストロークが長くなって排気量が増大する。
【００５１】
クランク部材を、ピストンの往復動方向に対し斜めに交差する方向へ変位させると、圧縮比と排気量の両方が同時に変化する。
従って、第１支持位置変更手段によってクランク部材の支持位置を変更することで、圧縮比及び排気量の少なくとも一方を調整することが可能となる。
【００５２】
請求項１６に記載の発明では、請求項１〜１５のいずれかに記載の発明において、さらに、前記第１リンクの前記第２リンクに対する支持位置を変更するための第２支持位置変更手段を備えるものとする。
【００５３】
上記の構成によれば、第２リンクに対する第１リンクの支持位置を例えばピストンの往復動方向へ変位させると、第１リンクの移動範囲及びピストンの往復動範囲が同方向へずれる。その結果、ピストンの上死点位置が変わって圧縮比が変化する。
【００５４】
また、第２リンクに対する第１リンクの支持位置を、ピストンの往復動方向と直交する方向、例えば出力軸から離れる側へ変位させると、第１リンクの移動量及びピストンのストロークが多くなって排気量が増加する。これとは逆に、第２リンクに対する第１リンクの支持位置を出力軸に近づく側へ変位させると、第１リンクの移動量及びピストンのストロークがともに少なくなって排気量が減少する。
【００５５】
なお、第２リンクに対する第１リンクの支持位置を、ピストンの往復動方向に対し斜めに交差する方向へ変位させると、圧縮比と排気量の両方が同時に変化する。
【００５６】
従って、第２支持位置変更手段によって第１リンクの支持位置を変更することで、圧縮比及び排気量の少なくとも一方を調整することが可能となる。
請求項１７に記載の発明では、請求項１〜１６のいずれかに記載の発明において、さらに、前記出力軸に対する前記第２リンクの支持位置を変更するための第３支持位置変更手段を備えるものとする。
【００５７】
上記の構成によれば、出力軸に対する第２リンクの支持位置を、例えばピストンの往復動方向へ変位させると、第１リンクの移動範囲及びピストンの往復動範囲が同方向へずれる。その結果、ピストンの上死点位置が変わって圧縮比が変化する。
【００５８】
また、出力軸に対する第２リンクの支持位置を、ピストンの往復動方向と直交する方向のうち、例えば出力軸とクランクピンとの間隔が狭くなる方向へ変位させると、第１リンクの移動量及びピストンのストロークが多くなって排気量が増加する。これとは逆方向へ前記支持位置を変位させると、第１リンクの移動量及びピストンのストロークがともに少なくなって排気量が減少する。
【００５９】
なお、出力軸に対する第２リンクの支持位置を、ピストンの往復動方向に対し斜めに交差する方向へ変位させると、圧縮比及び排気量の両方が同時に変化する。
【００６０】
従って、出力軸に対する第２リンクの支持位置を第３支持位置変更手段によって変更することで、圧縮比及び排気量の少なくとも一方を調整することが可能となる。
【００６１】
請求項１８に記載の発明では、請求項４〜１７のいずれかに記載の発明において、前記第２リンクは、リンク本体と、前記リンク本体に回転自在に支持され、かつ前記第２スライド溝を有する回転体とを備えており、さらに、前記回転体を回転させて前記リンク本体に対する前記第２スライド溝の傾斜角度を変更する角度変更手段を備えるものとする。
【００６２】
上記の構成によれば、第２リンクにおける第２スライド溝の位置及び方向（傾き）を変更すると、第２リンクの揺動角度が変化し、ピストンの上死点位置が変化する。これに伴いピストンのストロークが変化し、圧縮比及び排気量が変化する。例えば、第２スライド溝の傾斜角度を大きくするに従い第２リンクの揺動角度が拡大してピストンのストロークが増加し、上死点位置が高くなる。その結果、圧縮比及び排気量がともに増大する。
【００６３】
従って、角度変更手段によって回転体を回転させ、リンク本体に対する第２スライド溝の傾斜角度及び位置を変更することで、圧縮比及び排気量を調整することが可能となる。
【００６４】
請求項１９に記載の発明では、請求項４〜１８のいずれかに記載の発明において、さらに、前記クランク部材は、その回転中心と前記クランクピンとの間隔を変更する間隔変更手段を備えるものとする。
【００６５】
上記の構成によれば、クランク部材における回転中心とクランクピンとの間隔、すなわちクランクピンの偏心量が変化すると、第２リンクの揺動角度が変わり、ピストンの上死点位置が変わる。これに伴いピストンの上死点位置及びストロークが変化し、圧縮比及び排気量が変化する。例えば、前記間隔を大きくして、クランクピンを回転中心から遠ざけると、ピストンの上死点位置が高くなりストロークが増加し、圧縮比及び排気量がともに増大する。これとは逆に、前記間隔を小さくしてクランクピンを回転中心に近づけると、ピストンの上死点位置が低くなりストロークが減少し、圧縮比及び排気量がともに減少する。
【００６６】
従って、間隔変更手段によってクランク部材の回転中心及びクランクピンの間隔を変更することで、圧縮比及び排気量を調整することが可能となる。
請求項２０に記載の発明では、請求項２〜１９のいずれかに記載の発明において、さらに、機関始動時に前記第２リンクの揺動方向とは逆方向への回転力を前記クランク部材に付与する回転付与手段を備えるものとする。
【００６７】
ここで、トルク増幅効果をより引き出すためには、内燃機関の膨張行程において伝達方向拘束部をできるだけ素早くロックさせ、上死点付近の高い燃焼圧力を出力軸に伝達することが重要である。そのためには、第２リンクの揺動加速度を高め、第２リンクの揺動速度を出力軸の回転速度に速く追いつかせることが要求される。この際、可動部（クランク部材）の慣性力が、第２リンクの揺動加速度増加の妨げになる。従って、クランク部材の慣性力を如何に小さくするかがポイントとなる。
【００６８】
上死点直後に第２リンクを所定角度揺動させる場合のクランク部材の回転角度は、クランク部材を第２リンクの揺動方向と同一方向へ回転させるよりも、逆方向へ回転させた方が小さくてすむ。換言すると、クランク部材を逆方向へ回転させた方が角加速度が小さく、慣性力が小さくなる。
【００６９】
しかし、内燃機関の始動に際し、クランク部材は常に一定の方向（第２リンクの揺動方向とは逆方向）へ回転するとは限らない。一般的には、ピストンが上死点にある状態で内燃機関が始動された場合、クランク部材の回転中心とクランクピンの中心とを結んだ直線と、回転中心を通る鉛直線とのなす角によりクランク部材の回転方向が決定される。換言すると、鉛直線とクランクピンとの位置関係によって回転方向が決定される。そして、クランク部材は一旦回転を始めると、その方向への回転を続ける。
【００７０】
この点、請求項２０に記載の発明では、停止しているクランク部材が回転を始める機関始動時において、回転付与手段によって、クランク部材に対し第２リンクの揺動方向とは逆方向への回転力が付与される。この付与により、クランク部材が第２リンクの揺動方向とは逆方向に回転を始める。内燃機関の作動中は、クランク部材は前記と同一方向へ回転を続ける。このため、燃焼圧力の最も高い上死点直後にクランク部材の角加速度を小さくして、慣性力を小さくすることができ、第２リンクに大きな角加速度を発生させることができる。これに伴い第２リンクの揺動速度を出力軸の回転速度に速く追いつかせて、伝達方向拘束部を素早くロックさせることが可能となる。その結果、上死点近傍の大きな燃焼圧力を出力軸に伝達して、トルク増幅効果の向上を図ることができる。
【００７１】
請求項２１に記載の発明では、請求項２〜４のいずれかに記載の発明において、さらに、前記出力軸上に一体回転に可能に設けられた第１歯車と、前記第１歯車に噛合わされた状態で前記クランク部材上に回転自在に設けられた第２歯車と、前記クランク部材及び前記第２歯車間に介在され、それらのクランク部材及び第２歯車間での回転伝達を、前記クランク部材の前記第２歯車に対する回転速度が負側であろうとするときに同第２歯車から同クランク部材に行われる回転伝達に拘束する第２伝達方向拘束部とを備えている。
【００７２】
上記の構成によれば、燃焼圧力によってピストンが下降すると、第２リンクが出力軸を支点として下方へ揺動し、クランク部材が回転中心を中心として所定方向へ回転する。このとき、燃焼に伴うエネルギーの一部がクランク部材に蓄えられる。クランク部材は、ピストンが下死点に達した後も、慣性により回転し続けようとする。そして、クランク部材の回転により第２リンクが出力軸を支点として上方へ揺動し、ピストンが上昇する。すなわち、燃焼圧力により下降したピストンがクランク部材の回転により上昇する。
【００７３】
ところで、燃焼圧力によるピストンの下降時には、出力軸の回転速度は基本的にクランク部材の回転速度よりも遅い。これは、ピストンが１往復する期間にクランク部材が１回転するのに対し、出力軸は、第２リンクの揺動により一方向へ所定角度回転するのみで１回転しないからである。第１歯車及び第２歯車についても同様である。クランク部材の回転速度は第２歯車の回転速度よりも高く、従って、第２伝達方向拘束部が非係合状態となり、クランク部材及び第２歯車間で回転伝達が行われない。そのため、仮に第２伝達方向拘束部が係合状態になるものとすると、出力軸の回転がクランク部材に伝達されて、第２リンクの揺動に伴うクランク部材の元々の回転に支障を及ぼすおそれがあるが、請求項２１に記載の発明ではこういった不具合の心配がない。
【００７４】
一方、前述したようにピストン上昇時には、クランク部材はピストン下降時に蓄えたエネルギーをピストンの駆動（上昇）のために消費することで回転を続ける。このため、クランク部材の回転速度は次第に低下する。そして、この低下によりクランク部材の第２歯車に対する回転速度が負側となると、第２伝達方向拘束部が係合状態となり、第２歯車の回転が第２伝達方向拘束部を通じてクランク部材に伝達される。この伝達により、クランク部材が出力軸からエネルギーの供給を受けるため、クランク部材が回転を続けることとなり、ピストンが上昇する。
【００７５】
また、前記のように回転が続けられることからクランク部材としては、必要最小限の強度を確保できる大きさを有するものであればよく、慣性質量を小さくすることが可能となる。そのため、出力軸からクランク部材にエネルギーを供給しないものに比較して、ピストン下降時にクランク部材が蓄えるエネルギーが少なくなり、その分、最終的に出力軸から多くのエネルギーを抽出することが可能となる。
【００７６】
請求項２２に記載の発明では、請求項２１に記載の発明において、前記伝達方向拘束部は、前記第２リンクの前記出力軸に対する回転速度が正側であろうとするとき係合状態となって前記第２リンクの揺動を前記出力軸に伝達するものであり、さらに、前記機関本体の燃焼サイクルが膨張行程であることを検出する膨張行程検出手段と、前記ピストンが上死点に位置していることを検出する上死点検出手段と、前記クランク部材を回転駆動するモータとを備え、前記クランク部材は、前記膨張行程検出手段及び前記上死点検出手段による膨張行程での上死点の検出に応じ、前記モータにより回転駆動されるものとする。
【００７７】
ここで、燃焼サイクルの圧縮行程から膨張行程への移行に際し、ピストンが上死点に位置するときには、第２リンクの揺動方向が切り替わり、その揺動速度が低下する。そして、第２リンクの出力軸に対する揺動（回転）速度が負側になると、伝達方向拘束部が非係合（フリー）状態となって、第２リンクの揺動が出力軸に伝達されない。一方、ピストン１３は燃焼圧力による押下げ力を受けるが、この押下げ力が最も大きくなるのは燃焼直後、すなわちピストンが上死点に位置するときである。
【００７８】
この点、請求項２２に記載の発明では、燃焼サイクルが膨張行程であることが膨張行程検出手段によって検出され、かつピストンが上死点に位置していることが上死点検出手段によって検出されると、クランク部材がモータによって駆動される。この駆動に伴いクランク部材が回転し、第２リンクが揺動させられる。このように、クランク部材の回転をモータによってアシストすることにより、上死点直後の早い時期から、第２リンクの出力軸に対する回転速度が正側となるように同第２リンクを速い速度で揺動させることが可能となる。その結果、第２リンクの揺動が伝達方向拘束部を通じて出力軸に伝達される時期を早くし、燃焼に伴うエネルギーを効果的に出力軸に伝達することができる。
【００７９】
請求項２３に記載の発明では、請求項２２に記載の発明において、さらに、前記モータによる前記クランク部材の回転駆動中に前記伝達方向拘束部が前記係合状態となることを検出する係合状態検出手段を備え、前記モータによる前記クランク部材の回転駆動は、前記係合状態検出手段による前記伝達方向拘束部の係合状態の検出に応じて停止されるものとする。
【００８０】
上記の構成によれば、クランク部材のモータによる回転駆動に伴い伝達方向拘束部が係合状態となり、そのことが係合状態検出手段によって検出されると、前記モータによる回転駆動が停止される。モータが停止されても、ピストンには膨張行程での燃焼に伴う押下げ力が作用するため、伝達方向拘束部の係合状態は維持される。従って、請求項２２に記載の発明において早められた伝達方向拘束部の係合状態を維持しつつ、クランク部材の回転をアシストするためにモータによって消費される電力等のエネルギーを最小限に抑えることが可能となる。
【００８１】
請求項２４に記載の発明では、請求項２３に記載の発明において、前記係合状態検出手段は、前記出力軸を支点とする前記第２リンクの回転の速度を検出するとともに前記出力軸の回転速度を検出し、両回転速度の比較結果に基づき前記伝達方向拘束部の係合状態を検出するものであるとする。
【００８２】
上記の構成によれば、係合状態検出手段では、第２リンクの出力軸を支点とした回転速度（第２リンクの揺動速度）と出力軸の回転速度とがそれぞれ検出される。そして、両回転速度の比較結果に基づき伝達方向拘束部の係合状態が検出される。例えば、前記比較の結果、第２リンクの回転速度が出力軸の回転速度と同一となっている場合に係合状態が検出される。このようにして、伝達方向拘束部の係合状態が検出されるため、請求項２３に記載の発明の効果を確実なものとすることができる。
【００８３】
請求項２５に記載の発明では、請求項２１〜２４のいずれかに記載の発明において、さらに、前記機関本体の燃焼サイクルが圧縮行程であることを検出する圧縮行程検出手段と、前記クランク部材を回転駆動するモータとを備え、前記クランク部材は、前記圧縮行程検出手段による圧縮行程の検出に応じ、前記モータにより回転駆動されるものとする。
【００８４】
ここで、燃焼サイクルが圧縮行程から膨張行程に移る際、ピストンの往復直線運動の速度が減速から加速に切り替わる。この急激な速度変化に起因して、ピストンが揺れ動き、シリンダの壁面に強く当って打音を発したり、シリンダを損傷したりするおそれがある。
【００８５】
この点、請求項２５に記載の発明では、燃焼サイクルの圧縮行程が圧縮行程検出手段によって検出されると、その検出に応じてクランク部材がモータによって回転駆動される。この駆動に伴いクランク部材が回転され、第２リンクが揺動してピストンが上昇させられる。圧縮行程におけるピストンの上昇速度が高められ、続く膨張行程でのピストンの下降速度との速度変化が小さくなる。このように、圧縮行程でクランク部材の回転をモータによってアシストすることにより、圧縮行程と膨張行程でのピストンの急激な速度変化を抑制することができる。その結果、前述したピストンの振動による打音や、シリンダ損傷の抑制を図ることができる。
【００８６】
請求項２６に記載の発明では、請求項２１〜２４のいずれかに記載の発明において、さらに、前記出力軸及び前記クランク部材にそれぞれ回転自在に接続された第３リンクと、前記出力軸を支点として前記第３リンクを所定角度回転させる回転手段とを備えるものとする。
【００８７】
上記構成によれば、回転手段により第３リンクが出力軸を支点として所定角度回転されると、それに伴いクランク部材の位置が変更される。この変更により、第２リンクの揺動範囲及び第１リンクの可動範囲が変化する。このようにして、ピストンの上死点位置を変更して圧縮比を変更することが可能となる。
【００８８】
請求項２７に記載の発明では、請求項２６に記載の発明において、前記機関本体には、共通の軸を前記出力軸とする前記シリンダ及び前記ピストンの組が複数設けられており、前記シリンダ及び前記ピストンの各組は、前記第１〜前記第３のリンク、前記クランク部材、前記揺動伝達部、前記伝達方向拘束部、前記第２伝達方向拘束部、並びに前記第１及び第２の歯車を備えるとともに、前記クランク部材に一体回転可能に設けられた第３歯車と、前記第３歯車に噛合わされた状態で前記第３リンクに回転自在に支持された第４歯車とをそれぞれ備え、さらに、全ての組の前記第３リンクには共通の第４リンクが回転自在に支持されており、前記各第４歯車は前記第４リンクに一体回転可能に設けられているとする。
【００８９】
上記の構成によれば、各組のクランク部材は、第３リンク、第３歯車、第４歯車及び第４リンクを介して相互に連結されている。この連結により、所定のクランク部材の回転位相と他のクランク部材の回転位相との関係は常に一定に保たれる。第２リンク、第１リンク、ピストン等についても同様である。このため、各組の燃焼サイクルの変化を同期させることができる。
【００９０】
また、回転手段により所定の第３リンクが出力軸を支点として所定角度回転されると、その回転は第４リンクを通じて他の第３リンクにも伝達される。この伝達により、全ての第３リンクが一斉に同一角度回転され、全てのクランク部材の位置が一斉に変更される。そのため、請求項２６に記載の発明における効果を全ての組のピストンについて得ることができる。
【００９１】
さらに、第３歯車の歯数に対する第４歯車の歯数の比を変更することにより、第４リンクの回転速度とクランク部材の回転速度との関係を任意に設定することが可能となる。この設定により、第４リンクを、内燃機関の運転に伴い発生する振動を低減するためのバランサとして機能させることが可能である。
【００９２】
請求項２８に記載の発明では、請求項１〜２７のいずれかに記載の発明において、前記ピストン、前記第１リンク、前記第２リンク及び前記上昇機構は、前記第２リンクを揺動させる揺動機構の構成部材として用いられており、さらに、前記シリンダにおける燃焼停止に伴い、前記揺動機構の少なくとも１つの構成部材の作動を停止させる作動停止手段と、前記出力軸に一体回転可能に設けられた回転体とを備えるものとする。
【００９３】
上記の構成によれば、シリンダにおける燃焼が停止されると、第２リンクの揺動機構の構成部材（ピストン、第１リンク、第２リンク、上昇機構）の少なくとも１つの作動が作動停止手段によって停止される。これらの構成部材は相互に連結されているため、前記のように停止されると、その停止が他の構成部材にも及んで、結果として揺動機構の全ての構成部材の作動が停止する。一方、出力軸に伝達される第２リンクの揺動は伝達方向拘束部によって一方向に拘束される。従って、拘束される方向が出力軸の回転方向と逆方向であれば、前記のように第２リンクの揺動が停止しても、出力軸は回転体の慣性質量によって回転し続ける。このため、例えば減速のために混合気の燃焼が停止された場合には、出力軸の回転を止めることなく、揺動機構の各構成部材の作動を止めることができる。これに伴い軸受、摺動部等における無駄な相対運動がなくなり、その結果、揺動機構が作動を続けることによるエネルギー損失を低減させることができる。
【００９４】
請求項２９に記載の発明では、請求項２８に記載の発明において、前記内燃機関は、自動停止条件の成立に応じて前記機関本体の運転が停止され、その停止された運転が自動始動条件の成立に応じて再開されるものであるとする。
【００９５】
上記の構成によれば、内燃機関の運転中に自動停止条件が成立すると、機関本体の運転が自動的に停止される。また、前記自動停止中に自動始動条件が成立すると、機関本体の運転が自動的に再開（始動）される。
【００９６】
ところで、仮に自動停止に伴い出力軸が回転を停止した場合には、回転体等に蓄えられた運動エネルギーが利用されないまま廃棄されてしまう。しかし、請求項２９に記載の発明では前記請求項２８に記載の発明と同様にして、機関本体が自動停止されても回転体が慣性質量によって回転し続ける。このため、前記のように廃棄されていたエネルギーを有効に動力として利用することが可能となる。例えば、自動始動時には、ピストン、第１リンク、第２リンク、上昇機構、揺動伝達部、伝達方向拘束部等を通じて出力軸に伝達される動力に、回転体からの慣性トルクが加わる。その結果、内燃機関が車両に搭載されている場合には、発進時の加速性能を向上させてスムーズな発進を実現できる。
【００９７】
請求項３０に記載の発明では、請求項２８又は２９に記載の発明において、さらに、前記出力軸から前記揺動機構の少なくとも１つの構成部材へ動力を伝達する態様と、前記動力伝達を遮断する態様とを選択的に採る動力伝達断続手段を備えるものとする。
【００９８】
上記の構成によれば、シリンダでの燃焼が停止されると、揺動機構の各構成部材の作動が作動停止手段によって一旦停止される。しかし、出力軸は回転体の慣性質量によって回転し続ける。
【００９９】
一方、作動停止手段による作動停止が終了されて、揺動機構の各構成部材の作動が可能となった状態で、出力軸の回転が動力伝達断続手段によって揺動機構の少なくとも１つの構成部材に伝達されると、その伝達が他の構成部材にも及ぶ。第２リンクが出力軸を支点として上方へ揺動させられ、その揺動が第１リンクを介してピストンに伝達される。
【０１００】
従って、例えば請求項２９に記載の発明のように、前記燃焼停止が自動停止を目的として行われる場合には、前記動力伝達断続手段の動力伝達によってピストンを上昇させれば、一般的に機関始動のために搭載されているスタータ（始動装置）を使用せずに機関本体を自動始動させることが可能となる。
【０１０１】
また、前記燃焼停止が例えば減速を目的として行われる場合には、前記動力伝達断続手段の動力伝達によってピストンを上昇させれば、ピストンの強制的な往復動が可能となり、これに伴いポンピングロス、摩擦損失等が発生し、いわゆるエンジンブレーキがかかる。このため、制動の信頼性を向上させることができる。
【０１０２】
請求項３１に記載の発明では、請求項３０に記載の発明において、前記上昇機構は、前記機関本体に回転自在に支持されたクランク部材を備え、前記動力伝達断続手段は、回転自在に支持されたローラと、前記ローラを前記出力軸及び前記クランク部材の両外周面に接触させる接触位置と、前記ローラを前記出力軸及び前記クランク部材の少なくとも一方の外周面から離間させる離間位置との間で移動させるアクチュエータとを備えるものとする。
【０１０３】
上記の構成によれば、アクチュエータが作動すると、ローラが接触位置と離間位置との間で移動させられる。接触位置では、ローラが出力軸の外周面とクランク部材の外周面とに接触し、出力軸の回転がローラ及びクランク部材を通じて揺動機構に伝達される。離間位置では、ローラが出力軸及びクランク部材の少なくとも一方の外周面から離間し、出力軸から揺動機構への動力伝達が遮断される。このように、ローラにアクチュエータを駆動連結するという簡単な構成で動力伝達断続手段を実現することができる。
【０１０４】
請求項３２に記載の発明では、請求項２８〜３１のいずれかに記載の発明において、前記内燃機関に組合わされる変速機の入力軸は前記出力軸により構成されているものとする。
【０１０５】
上記の構成によれば、第２リンクから出力軸に伝達される揺動は伝達方向拘束部によって一方向に拘束される。第２リンクの反対方向の揺動は出力軸に伝達されない。この伝達方向拘束部の作用は、内燃機関の動力を変速機の入力軸に伝達したりその伝達を遮断したりする駆動系のクラッチの作用に相当する。従って、出力軸に変速機の入力軸を兼ねさせることで、通常出力軸と入力軸との間に配設される駆動系のクラッチを省略することが可能となり、その分、構成の簡略化及び軽量化を図ることができる。
【０１０６】
【発明の実施の形態】
（第１実施形態）
以下、本発明を具体化した第１実施形態について図１〜図４に従って説明する。
【０１０７】
図１及び図２に示すように、内燃機関の機関本体１１はシリンダ（気筒）１２を有しており、このシリンダ１２内にピストン１３が上下方向への往復直線運動可能に収容されている。シリンダ１２においてピストン１３の上側には、燃料及び空気の混合気を燃焼するための燃焼室１４が設けられている。ピストン１３は、燃焼室１４での燃焼に伴い発生する圧力（燃焼圧力）を受けて下降する。機関本体１１のシリンダ１２よりも下方において、シリンダ１２の中心線ＣＬから側方へ大きく離れた箇所には、出力軸１５が軸受１６により回転自在に支持されている。そして、内燃機関では、ピストン１３の往復直線運動を出力軸１５の回転運動に変換する運動方向変換構造１７が採用されている。
【０１０８】
運動方向変換構造１７は、クランク部材１８、第１リンク２２、第２リンク２５、揺動伝達部及び伝達方向拘束部を備えている。クランク部材１８はピストン１３よりも下方において、軸受１９により機関本体１１に回転自在に支持されている。ここで、クランク部材１８の回転中心Ｃ１は、図１に示すようにシリンダ１２の中心線ＣＬ上に位置してもよいし、また、図２に示すように、中心線ＣＬから離れた箇所に位置してもよい。クランク部材１８は、その回転中心Ｃ１から偏心した箇所にクランクピン２１を有している。このクランクピン２１は、クランク部材１８の回転に伴い回転中心Ｃ１の周りを公転する。
【０１０９】
第１リンク２２は、一般にコネクティングロッド（コンロッド）と呼ばれているものに相当する。第１リンク２２の一端部（上端部）はピン２３によりピストン１３に連結されている。また、第１リンク２２の他端部（下端部）は軸受２４を介してクランクピン２１に連結されている。
【０１１０】
第２リンク２５は、出力軸１５及び第１リンク２２に動力伝達可能に連結されている。詳しくは、第２リンク２５の出力軸１５側（図１の左側）には長孔からなる第１スライド溝２６が形成されており、出力軸１５がこの第１スライド溝２６に挿通されている。第１スライド溝２６の全体は、出力軸１５の中心及びクランクピン２１の中心を通る線と合致している。また、第２リンク２５における第１スライド溝２６の反対側の端部は、クランクピン２１に対し軸受２４により回転自在に連結されている。このように、第１実施形態では、第２リンク２５及び第１リンク２２をともにクランクピン２１に連結することで、クランクピン２１を介して第２リンク２５を第１リンク２２に動力伝達可能に連結している。
【０１１１】
第２リンク２５は、クランク部材１８の回転中心Ｃ１とクランクピン２１との間隔ｄ１の２倍（ピストン１３のストロークと同じ）よりも長く形成されている。そのため、ピストン１３の往復直線運動に伴いクランク部材１８が回転すると、第２リンク２５は出力軸１５を支点として上下に揺動する。
【０１１２】
なお、第２リンク２５に第１スライド溝２６を形成したのは、クランク部材１８の回転に伴う出力軸１５及びクランクピン２１の間隔ｄ２の変化を吸収するためである。
【０１１３】
揺動伝達部は、第２リンク２５の揺動を出力軸１５に伝達するためのものであり、出力軸１５の外側に設けられたスライドプレート２７によって構成されている。スライドプレート２７は、第１スライド溝２６に沿ってスライドするが、第２リンク２５に対して回転しないことが要求される。そのため、第１実施形態ではスライドプレート２７が非円形状に形成されている。
【０１１４】
伝達方向拘束部は、スライドプレート２７により出力軸１５に伝達される第２リンク２５の揺動を一方向に拘束するためのものである。換言すると、伝達方向拘束部は、第２リンク２５の一方向（例えば下方）の揺動のみを出力軸１５に伝達するためのものである。伝達方向拘束部はこういった機能を発揮するものであれば特に限定されないが、第１実施形態では伝達方向拘束部としてワンウェイクラッチ２８が用いられている。ワンウェイクラッチ２８としては、例えばスプラグ式、ローラ式、さらにエンゲージ式等と呼ばれる一般的なものを用いることができる。いずれのタイプでも、ワンウェイクラッチ２８は、インナレース、アウタレース及び係合部材を備えている。そして、インナレースが出力軸１５に固定され、アウタレースがスライドプレート２７に固定されている。
【０１１５】
係合部材は、アウタレース及びインナレース間に配置されている。係合部材は、第２リンク２５が下方へ揺動し、かつその第２リンク２５の出力軸１５に対する揺動（回転）速度が正側であろうとする場合にのみ、インナレース及びアウタレースに噛合ってロック状態となり、第２リンク２５から出力軸１５に下方への揺動（時計回り方向の回転）を伝達する。また、係合部材は、前述とは異なる場合、例えば第２リンク２５が上方へ揺動した場合、インナレース及びアウタレースに噛合わなくなってフリー状態となり、第２リンク２５の揺動を出力軸１５に伝達しない。
【０１１６】
上記のようにして運動方向変換構造１７が構成されている。この運動方向変換構造１７においては、燃焼圧力によって下降したピストン１３を上昇させるための機構（上昇機構）が必要となる。第１実施形態では、クランク部材１８がこの上昇機構として機能する。すなわち、クランク部材１８はピストン１３の下降に伴い回転するが、ピストン１３が下死点付近に達した後も慣性力により回転を続ける。この回転に伴うクランクピン２１の公転により、第２リンク２５が出力軸１５を支点として上方へ揺動させられる。また、クランクピン２１の公転が第１リンク２２を介してピストン１３に伝達され、同ピストン１３が押上げられる。
【０１１７】
上記運動方向変換構造１７によれば、混合気の燃焼に伴い発生する燃焼圧力によりピストン１３が下降すると、その下降が第１リンク２２を介して第２リンク２５に伝達され、同第２リンク２５が出力軸１５を支点として下方へ揺動する。この揺動に伴いクランク部材１８が所定方向へ回転し、クランクピン２１が回転中心Ｃ１の周りを公転する。ピストン１３が下死点付近に達すると、クランク部材１８ではクランクピン２１が回転中心Ｃ１の下方に位置する。クランク部材１８はピストン１３が下死点に達した後も、慣性により回転し続けようとする。この回転がクランクピン２１を介して第２リンク２５に伝達され、同第２リンク２５が出力軸１５を支点として上方へ揺動する。このように第２リンク２５は、上昇機構（クランク部材１８）から力を受けることで、出力軸１５を支点として上方へ揺動する。この揺動が第１リンク２２を介してピストン１３に伝達され、同ピストン１３が上昇する。このようにして、燃焼圧力により下降したピストン１３がクランクピン２１の回転により上昇する。これに伴いピストン１３が連続して往復直線運動を行い、また、第２リンク２５が連続して上下に揺動する。
【０１１８】
第２リンク２５の揺動は、スライドプレート２７を介して出力軸１５に伝達される。ただし、その伝達過程で、出力軸１５に伝達される第２リンク２５の揺動がワンウェイクラッチ２８によって一方向に拘束される。すなわち、第２リンク２５が下方へ揺動され、かつその第２リンク２５の出力軸１５に対する揺動（回転）速度が正側であろうとする場合に、出力軸１５は第２リンク２５と一体となって回転する。従って、出力軸１５はピストン１３が１往復する間に一方向（時計回り方向）へ所定角度（３６０度未満）ずつ回転する。このようにして、燃焼に伴う燃焼圧力が出力軸１５の回転力（トルク）として取出される。このトルクは、一般には力（この場合、燃焼圧力）とモーメントアーム長ＭＡとの積で表される。モーメントアーム長ＭＡは、出力軸１５に入力される力の方向に対し直交する腕の長さである。
【０１１９】
なお、クランク部材１８が回転すると、その位相に応じてクランクピン２１の中心と出力軸１５の中心との間隔ｄ２が変化する。この際、クランクピン２１が第２リンク２５に回転自在に連結されていることから、前記のように間隔ｄ２が変化しても、クランクピン２１と第２リンク２５との位置関係は変わらない。一方、出力軸１５が第１スライド溝２６に配置されていることから、前記のように間隔ｄ２が変化する場合、第２リンク２５は、第１スライド溝２６の出力軸１５との位置関係を変えながら出力軸１５を支点として揺動する。このように第２リンク２５が揺動しながら出力軸１５に対しスライドすることによって、前記間隔ｄ２の変化が吸収される。
【０１２０】
ここで、図３中の二点鎖線は、一般的なクランク構造を用いた場合（以下、比較例という）のクランクシャフトの回転に対するモーメントアーム長の変化を示している。一般的なクランク構造とは、クランクシャフトの回転中心がシリンダの中心線上に位置するものである。この比較例では、モーメントアーム長はピストンが上死点に位置するとき、最小（「０」）となる。モーメントアーム長はクランクシャフトの回転に従い増加し、そのクランクシャフトが上死点から約９０度回転したときに最大となる。クランクシャフトがさらに回転すると、モーメントアーム長は増加から減少に転ずる。そして、モーメントアーム長はクランクシャフトの回転に従い減少し、ピストンが下死点に達したときに最小（「０」）となる。従って、クランクシャフトの回転に伴うモーメントアーム長の変化量は多い。
【０１２１】
一方、図３中の一点鎖線は、シリンダ１２の中心線ＣＬから所定距離Ｌ離れた箇所に出力軸１５を配置した場合（以下、実施例１という）のモーメントアーム長の変化、より正確には、前記比較例でのモーメントアーム長の最大値を「１．０」とした場合の比率を示している。ここでの所定距離Ｌは、比較例でのクランクシャフトの回転中心とクランクピンとの間隔（ピストンストロークの半分）と同じに設定されている。
【０１２２】
実施例１では、モーメントアーム長はピストン１３が上死点に位置するとき最小となるが、比較例でのモーメントアーム長よりも長い。モーメントアーム長は出力軸１５の回転に従い増加し、その出力軸１５が９０度回転したときに最大（比較例と同程度）となる。さらに出力軸１５が回転すると、モーメントアーム長は増加から減少に転ずる。そして、モーメントアーム長は出力軸１５の回転に従い減少し、ピストン１３が下死点に達したときに最小となる。このときのモーメントアーム長は比較例でのモーメントアーム長よりも長い。従って、出力軸１５の回転に伴うモーメントアーム長の変化量は、比較例のそれよりも少なくなる。
【０１２３】
また、出力軸１５のトルクは、前述したように力とモーメントアーム長との積によって表される。ここでは、燃焼圧力、すなわちシリンダ内圧が力に相当する。このシリンダ内圧は、図３において破線で示すように変化する。すなわち、上死点後、シリンダ内圧は急激に増加した後急激に減少し、その後は緩やかに減少する。そして、このシリンダ内圧とモーメントアーム長との積を計算すると、この積は出力軸１５の回転に伴い図４に示すように変化する。なお、この図４では、前記比較例のトルクの最大値を「１．０」とした場合の比率が示されている。
【０１２４】
この図４からわかるように、二点鎖線で示す比較例では、前述したように燃焼圧力（シリンダ内圧）が最大となる上死点でモーメントアーム長が「０」となることから、出力軸１５から取出すことのできるトルクは非常に小さい。しかも、上死点後もモーメントアーム長がゆっくり増加することから、トルクもゆっくりと増加する。
【０１２５】
これに対し、一点鎖線で示す実施例１では、モーメントアーム長が上死点付近で既に長く、しかも上死点後も増加する。このことからトルクは上死点直後から急激に増加する。しかもこのときのトルクは、比較例よりも大きくなる。計算によると、実施例１の平均トルクは、比較例の平均トルクの４０％程度増加する。
【０１２６】
さらに、上死点付近のモーメントアーム長を長くするには、クランク部材１８の回転中心Ｃ１と出力軸１５の回転中心Ｃ２との間隔、すなわちクランク部材１８からの出力軸１５の偏心量を大きくすることが有効である。
【０１２７】
図３中の実線は、クランク部材１８の回転中心Ｃ１から前記所定距離Ｌの２倍（２Ｌ）離れた箇所に出力軸１５を配置した場合（以下、実施例２という）のモーメントアーム長の変化、より正確には、比較例でのモーメントアーム長の最大値を「１．０」とした場合の比率を示している。実施例２では、モーメントアーム長はピストン１３が上死点に位置するとき最小となる。ただし、この最小値は、実施例１の最小値よりもさらに長い。モーメントアーム長は出力軸１５の回転に従い増加し、その出力軸１５が９０度回転したときに最大となる。ただし、この最大値は比較例及び実施例１の両最大値よりも短い。さらに出力軸１５が回転すると、モーメントアーム長は増加から減少に転ずる。そして、モーメントアーム長は出力軸１５の回転に従い減少し、ピストン１３が下死点に達したときに最小となるが、やはり実施例１よりも長い。従って、出力軸１５の回転に伴うモーメントアーム長の変化量は、前記実施例１よりもさらに少なくなる。
【０１２８】
また、図４中の実線は、実施例２におけるトルクの変化を示している。先に説明したように、実施例２では上死点付近でのモーメントアーム長が実施例１よりも長い。このことから、トルクは上死点直後から実施例１よりもさらに急激に増加する。しかも、このときのトルクは実施例１よりも大きくなる。このように、偏心量ｄ３を大きくした実施例２では、燃焼圧力が最大となる上死点付近で、その燃焼圧力をトルクとして出力軸１５からより一層有効に取出すことができる。計算によると、実施例２の平均トルクは、比較例の平均トルクの５０％程度増加する。
【０１２９】
上記第１実施形態によれば、以下の効果が得られる。
（１）出力軸１５をシリンダ１２の中心線ＣＬから離れた箇所に配置している。このことから、ピストン１３が上死点付近に位置するとき、第２リンク２５の軸線がシリンダ１２の中心線ＣＬに交差する。このため、上死点直後から長いモーメントアーム長ＭＡを確保できる。
【０１３０】
（２）上記（１）に関連するが、上死点で既にモーメントアーム長ＭＡが十分長いため、燃焼圧力が最大となる上死点付近で、その燃焼圧力をトルクとして出力軸１５から有効に取出すことができる。
【０１３１】
（３）一般的なクランクシャフトを出力軸とせず、新たに出力軸１５を設けている。しかも、出力軸１５に連結された第２リンク２５を回転させるのではなく、揺動させるようにしている。このため、出力軸１５の偏心量ｄ３を大きく設定することが可能となる。実際、偏心量ｄ３を大きくする方向には、機関本体１１において運動方向変換構造１７の搭載の許す限り何ら制約がない。そして、偏心量ｄ３の増大に伴い、モーメントアーム長を長くして出力軸１５のトルクを大きくすること、すなわち燃焼圧力をトルクとして有効に取出すことができる。
【０１３２】
（４）出力軸１５の回転のために、第２リンク２５を回転させるのではなく揺動させている。このため、前記のように偏心量ｄ３を大きく設定しても、特許文献１とは異なりピストン１３の滑らかな往復動が損なわれるおそれがない。また、特許文献１とは異なり、ピストン１３が１往復する間に上死点が２度発生するおそれもない。さらに、特許文献２とは異なりばね機構を用いていないため、ばねを用いることによる不具合、すなわち共振を回避するために有効に作動する機関回転速度が限定される不具合の心配もない。
【０１３３】
（５）機関本体１１にクランク部材１８を回転自在に支持し、そのクランクピン２１を第２リンク２５に回転自在に連結している。このように簡単な構成で上昇機構を成立させ、ピストン１３の下降に伴い下方へ揺動した第２リンク２５を上方へ揺動させて、前記ピストン１３を確実に上昇させることができる。
【０１３４】
（６）クランクピン２１を第２リンク２５に回転自在に連結し、出力軸１５を、第２リンク２５の第１スライド溝２６にスライド可能に配置している。このように簡単な構造でありながら、第２リンク２５が揺動しながら出力軸１５に対しスライドすることによって、クランク部材１８の回転に伴う間隔ｄ２の変化を吸収しつつ、出力軸１５を確実に回転させることができる。
【０１３５】
（７）ピストン１３、第１リンク２２、クランク部材１８及びそれらの関係については、従来のクランク構造を有する内燃機関におけるピストン、コネクティングロッド、クランクシャフトをそのまま流用することができる。
【０１３６】
（第２実施形態）
次に、本発明の第２実施形態を図５及び図６に従って説明する。第２実施形態では、クランク部材１８の回転中心Ｃ１に対する出力軸１５の偏心量ｄ３を変更するための手段（偏心量変更手段）がさらに設けられている。偏心量変更手段としては、例えばスライド機構３１を用いることができる。スライド機構３１は、モータ、油圧シリンダ等のアクチュエータを備えており、このアクチュエータの作動により、クランク部材１８を出力軸１５に接近及び離間させることが可能である。
【０１３７】
前述した以外の構成は第１実施形態と同様である。このため、第１実施形態と同様の部材等については同一の符号を付して説明を省略する。
上記構成の第２実施形態では、スライド機構３１が作動されると、クランク部材１８が出力軸１５に近づけられたり、出力軸１５から遠ざけられたりして、偏心量ｄ３が変化する。
【０１３８】
ここで、クランク部材１８の回転速度と出力軸１５の回転速度との関係、例えば両回転速度の比（減速比、減速率）は第２リンク２５の揺動角度で決まる。また、この揺動角度は、クランク部材１８の回転中心Ｃ１に対する出力軸１５の偏心量ｄ３を変更することで、任意の角度に調整可能である。
【０１３９】
図６は、偏心量ｄ３と揺動角度との関係、及び偏心量と減速率との関係を示している。この図６から明らかなように、スライド機構３１により偏心量ｄ３を大きくするに従い第２リンク２５の揺動角度が小さくなる。これに伴い出力軸１５の回転角度が小さくなり、減速比（減速率）が大きくなる。
【０１４０】
上記第２実施形態によれば、前述した（１）〜（７）に加え、次の効果が得られる。
（８）機関本体１１におけるクランク部材１８の位置を変更するためのスライド機構３１を設けている。そのため、スライド機構３１にてクランク部材１８を移動させることにより偏心量ｄ３を変更し、揺動角度及び減速比を調整することができ、運動方向変換構造１７を減速機として機能させることができる。
【０１４１】
また、第１実施形態で既に説明したように偏心量ｄ３が多くなるに従いモーメントアーム長ＭＡが長くなる。加えて、クランク部材１８の回転角度に対するモーメントアーム長ＭＡの変化量が少なくなる（前述した図３の実施例１、実施例２参照）。このため、上死点付近の高い燃焼圧力を効率よくトルクに変換して、出力軸１５から大きなトルクを取出すことができる。従って、第２実施形態の運動方向変換構造１７は、大きなトルクが要求されて減速が必要な場合に適している。
【０１４２】
（第３実施形態）
次に、本発明の第３実施形態を図７に従って説明する。第３実施形態では、出力軸１５が第２リンク２５に回転自在に連結され、クランクピン２１が第２リンク２５に形成された第２スライド溝３５にスライド可能に配置されている。すなわち、出力軸１５及びクランクピン２１のうち第２リンク２５に回転自在に連結されている部材と、スライド可能に連結されている部材とが、第１実施形態と第３実施形態とで逆になっている。
【０１４３】
第３実施形態では、ワンウェイクラッチ２８のアウタレースが第２リンク２５に固定され、インナレースが出力軸１５に固定されている。従って、アウタレースは、伝達方向拘束部として機能するだけでなく、第２リンク２５の揺動を出力軸１５に伝達する揺動伝達部としても機能する。また、第２スライド溝３５の全体は、出力軸１５及びクランクピン２１を通る線Ｌ１と合致している。
【０１４４】
前述した以外の構成は第１実施形態と同様である。このため、第１実施形態と同様の部材等については同一の符号を付して説明を省略する。
上記構成の第３実施形態では、出力軸１５が第２リンク２５に回転自在に連結されていることから、クランク部材１８の回転に伴い出力軸１５とクランクピン２１との間隔ｄ２が変化しても、出力軸１５と第２リンク２５との位置関係は変わらない。一方、クランクピン２１が第２スライド溝３５に配置されていることから、クランク部材１８の回転に伴い間隔ｄ２が変化する場合、第２リンク２５は、第２スライド溝３５のクランクピン２１との位置関係を変えながら揺動する。
【０１４５】
上記第３実施形態によれば、前述した（１）〜（５），（７）に加え、次の効果が得られる。
（９）出力軸１５を第２リンク２５に回転自在に連結し、クランクピン２１を第２リンク２５の第２スライド溝３５にスライド可能に配置している。このように簡単な構造でありながら、第２リンク２５を揺動させながらクランクピン２１に対しスライドさせることによって、クランク部材１８の回転に伴う間隔ｄ２の変化を吸収しつつ、出力軸１５を確実に回転させることができる。
【０１４６】
（１０）出力軸１５を第２リンク２５に回転自在に連結している。このため、第２リンク２５の揺動中心は出力軸１５の回転中心Ｃ２と同じである。一方、第２リンク２５の重心は常に一定である。従って、振動発生の根源である第２リンク２５の位置、すなわち、揺動中心（回転中心Ｃ２）と重心との関係（間隔）が、同第２リンク２５の揺動に拘らず常に一定となる。その結果、第２リンク２５の揺動に伴い発生する振動が一定となる。このため、バランスシャフト等を用いることで比較的容易に振動を低減することが可能となる。換言すると、振動対策が容易になる。
【０１４７】
（第４実施形態）
次に、本発明の第４実施形態を図８に従って説明する。第４実施形態では、第２スライド溝３５において、出力軸１５とは反対側の端部（図８の右端部）が開放されている。この開放により、第２リンク２５の端部に開放部４１が形成されている。
【０１４８】
前述した以外の構成は第３実施形態と同様である。このため、第３実施形態と同様の部材等については同一の符号を付して説明を省略する。
なお、第２スライド溝３５を開放させたのは次の理由による。一般的なクランク構造では、クランクシャフトは気筒配列方向に細長く、しかも回転中心から偏心した箇所にクランクピンを有するという複雑な形状をなしている。そのため、前記クランクシャフトをクランク部材１８として用いた場合、仮に第２スライド溝３５が開放形状でなく閉じられた長孔から構成されているとすると、次のような不具合が考えられる。
【０１４９】
第２リンク２５を組付ける際、クランク部材１８が第２スライド溝３５内に入り込むように、第２リンク２５をクランク部材１８の一方の端に被せる。そして、第２リンク２５をクランク部材１８の形状に合わせて向きを変えながら、そのクランク部材１８の長さ方向における所定の位置まで移動させなければならない。また、メンテナンスのためにクランク部材１８から第２リンク２５を取出す場合には、前記と逆の作業が要求される。従って、組付け作業及び取出し作業が大変である。また、第２リンク２５の移動の際のクランク部材１８との干渉を避けるために、第２スライド溝３５の幅を大きく設定することも考えられるが、第２リンク２５が大型化し、搭載性悪化、重量増加、振動増加等を招く。そこで、第２スライド溝３５を開放することで、こういった不具合を解消するようにしている。
【０１５０】
すなわち、第２スライド溝３５の開放により、第２リンク２５外のクランクピン２１を、開放部４１を通じて第２スライド溝３５内に差込むことが可能となる。同様に、第２スライド溝３５内のクランクピン２１を、開放部４１を通じて第２リンク２５外へ取出すことが可能となる。従って、クランク部材１８に対する第２リンク２５の組付けに際しては、開放部４１からクランクピン２１が第２スライド溝３５内に入り込むように第２リンク２５をクランク部材の径方向へ移動させる。また、第２リンク２５の取出しに際しては、前記組付けの場合と逆方向へ第２リンク２５を移動させる。
【０１５１】
上記第４実施形態によれば、前述した（１）〜（５），（７），（９），（１０）に加え、次の効果が得られる。
（１１）第２スライド溝３５の出力軸１５とは反対側の端部を開放している。このため、第２リンク２５をクランク部材１８の径方向へ移動させるという簡単な作業を行うだけで、第２リンク２５をクランク部材１８に取付けたり、クランク部材１８から取出したりすることができ、組付け作業性及びメンテナンス性が向上する。
【０１５２】
また、第２リンク２５をクランク部材１８の長さ方向へ移動させなくてもすむため、クランク部材１８との干渉を考慮して第２スライド溝３５の幅を大きく設定しなくてもよい。結果として、第２スライド溝３５の拡幅に伴う各種不具合である第２リンク２５の大型化、搭載性悪化、重量増加、振動増加等を解消できる。
【０１５３】
（第５実施形態）
次に、本発明の第５実施形態を図９及び図１０に従って説明する。第５実施形態では、機関本体１１のシリンダ１２よりも下方において、シリンダ１２の中心線ＣＬから側方へ大きく離れた箇所に軸４６が固定されており（図１０参照）、この軸４６に第２リンク２５が回転自在に支持されている。なお、ここでは軸４６を支点として第２リンク２５が回転できる構成であればよい。従って、軸４６を軸受等により機関本体１１に回転自在に支持し、第２リンク２５を軸４６に固定してもよい。
【０１５４】
また、出力軸１５は前記軸４６とは別に設けられている。詳しくは、出力軸１５は、機関本体１１のうち、第２リンク２５の揺動中心（この場合、軸４６）から離れた箇所において、軸受４７により回転自在に支持されている。ワンウェイクラッチ２８は出力軸１５の外周に配置されている。さらに、第２リンク２５の揺動を出力軸１５に伝達する揺動伝達部として、第２リンク２５の外周のうち、軸４６の近傍部分に駆動ギヤ４８が形成されるとともに、ワンウェイクラッチ２８の外周に被動ギヤ４９が設けられている。そして、これら駆動ギヤ４８及び被動ギヤ４９が互いに噛合わされている。なお、ワンウェイクラッチ２８のアウタレースは被動ギヤ４９に固定され、インナレースは出力軸１５に固定されている。
【０１５５】
前述した以外の構成は第３実施形態と同様である。このため、第３実施形態と同様の部材等については同一の符号を付して説明を省略する。
上記構成の第５実施形態では、第２リンク２５の揺動が駆動ギヤ４８、被動ギヤ４９及びワンウェイクラッチ２８を通じて出力軸１５に伝達される。この伝達の過程で、出力軸１５に伝達される第２リンク２５の揺動がワンウェイクラッチ２８によって一方向に拘束される。この拘束の結果、出力軸１５が一方向に回転する。
【０１５６】
上記第５実施形態によれば、前述した（１）〜（５），（７），（９），（１０）に加え、次の効果が得られる。
（１２）駆動ギヤ４８及び被動ギヤ４９の歯数等を適宜設定することにより、駆動ギヤ４８の回転速度よりも被動ギヤ４９の回転速度を高くする、すなわち増速することが可能である。この増速により、一旦減速された出力軸１５の回転速度を回復させることができる。
【０１５７】
一方、ワンウェイクラッチ２８に加わるトルクは増速率に反比例して減少する。このため、前記のように歯数等の設定によって出力軸１５を増速させることで、ワンウェイクラッチ２８の小型化（小容量化）を図ることが可能となる。また、軸４６には、第２リンク２５の揺動に伴うトルクが実質的に加わらなくなるため、この軸４６の小径化を図ることができる。
【０１５８】
（１３）駆動ギヤ４８を第２リンク２５の外周に形成し、第２リンク２５を増速のためのギヤとしても機能させるようにしている。このため、駆動ギヤ４８を第２リンク２５とは別に設けた場合よりも部品点数が少なくてすむ。
【０１５９】
（第６実施形態）
次に、本発明の第６実施形態を図１１に従って説明する。第６実施形態では、第２リンク２５に第１ローラ５１，５２が設けられている。詳しくは、第２スライド溝３５のクランクピン２１側の端部が開放されている。この開放により、第２リンク２５において第２スライド溝３５の上側には上アーム部５３が形成され、下側には前記上アーム部５３よりも長い下アーム部５４が形成されている。上アーム部５３の先端部（図１１の右端部）は、クランク部材１８の回転中心Ｃ１よりも出力軸１５側に位置している。また、下アーム部５４の先端部（図１１の右端部）は、回転中心Ｃ１を挟んで出力軸１５とは反対側に位置している。そして、上アーム部５３の先端部には軸５５により第１ローラ５１が回転自在に支持され、下アーム部５４の先端部には軸５６により第１ローラ５２が回転自在に支持されている。これら両第１ローラ５１，５２の一部は第２スライド溝３５内に露出しており、クランク部材１８の回転に伴いクランクピン２１が回転中心Ｃ１の周りを公転する際に、クランクピン２１（正確には軸受２４）に転がり接触する。
【０１６０】
前述した以外の構成は基本的には第４実施形態と同様である。このため、第４実施形態と同様の部材等については同一の符号を付して説明を省略する。なお、図１５では、第２リンク２５の揺動を出力軸１５に伝達する機構として第５実施形態で説明したもの（駆動ギヤ４８、被動ギヤ４９等）が図示されているが、第４実施形態で説明したものが用いられてもよい。
【０１６１】
上記構成の第６実施形態では、クランク部材１８の回転に伴い第２スライド溝３５内におけるクランクピン２１の位置が変化する場合、そのクランクピン２１は、下アーム部５４に支持された第１ローラ５２、及び上アーム部５３に支持された第１ローラ５１に対し、軸受２４を介してそれぞれ間接的に転がり接触する。
【０１６２】
上記第６実施形態によれば、前述した（１）〜（５），（７），（９）〜（１３）に加え、次の効果が得られる。
（１４）第２リンク２５に、第２スライド溝３５内に露出する第１ローラ５１，５２を支持し、クランク部材１８の回転に伴いクランクピン２１が回転中心Ｃ１の周りを公転する際に、第１ローラ，５２をクランクピン２１に転がり接触させるようにしている。この転がり接触に伴い発生する摩擦は、第１ローラ５１，５２がなく、クランクピン２１が第２スライド溝３５の壁面を滑り接触する場合の摩擦よりも小さい。このため、第２スライド溝３５内においてクランクピン２１の位置関係が変化する際の摩擦損失を小さくすることができる。
【０１６３】
（第７実施形態）
次に、本発明の第７実施形態を図１２に従って説明する。第７実施形態では、クランクピン２１に連結された第１リンク２２の下端部に第２ローラ６１，６２が設けられている。詳しくは、第１リンク２２のクランクピン２１との連結部分の上部近傍には、軸６３により第２ローラ６１が回転自在に支持されている。同様に、前記連結部分の下部には、軸６４により第２ローラ６２が回転自在に支持されている。
【０１６４】
前述した以外の構成は基本的には第４実施形態と同様である。このため、第４実施形態と同様の部材等については同一の符号を付して説明を省略する。なお、図１５では、第２リンク２５の揺動を出力軸１５に伝達する機構として第５実施形態で説明したもの（駆動ギヤ４８、被動ギヤ４９等）が図示されているが、第４実施形態で説明したものが用いられてもよい。
【０１６５】
上記構成の第７実施形態では、クランク部材１８の回転に伴いクランクピン２１が回転中心Ｃ１の周りを公転すると、第２スライド溝３５内におけるクランクピン２１の位置が変化する。そして、第２ローラ６１は、第２スライド溝３５の上側の壁面、すなわち上アーム部５３に転がり接触する。また、第２ローラ６２は、第２スライド溝３５の下側の壁面、すなわち下アーム部５４に転がり接触する。
【０１６６】
上記第７実施形態によれば、前述した（１）〜（５），（７），（９）〜（１３）に加え、次の効果が得られる。
（１５）第１リンク２２の下端部のクランクピン２１近傍に第２ローラ６１，６２を支持し、クランク部材１８の回転に伴いクランクピン２１が回転中心Ｃ１の周りを公転する際に第２ローラ６１，６２が第２スライド溝３５に転がり接触するようにしている。この転がり接触に伴い発生する摩擦は、クランクピン２１が第２スライド溝３５の壁面を滑り接触する場合の摩擦よりも小さい。従って、前述した第６実施形態と同様に、第２スライド溝３５内においてクランクピン２１の位置関係が変化する際の摩擦損失を小さくすることができる。
【０１６７】
（第８実施形態）
次に、本発明の第８実施形態を図１３に従って説明する。第８実施形態では、第２スライド溝３５の形状、傾き等が第４実施形態と異なっている。具体的には、第２スライド溝３５の大部分（以下、この部分を本体部６６という）は直線状をなし、出力軸１５の中心及びクランクピン２１の中心を通る線Ｌ１に対し斜めに交差している。また、第２スライド溝３５において開放部４１近くの部分（以下、屈曲部６７という）は、本体部６６の軸線に対しても前記線Ｌ１に対しても斜めに交差している。また、前記のように第２スライド溝３５の形状、傾き等を変更したことにより、第２リンク２５では、第２スライド溝３５よりも下側の部分（下アーム部５４）の幅が、上側の部分（上アーム部５３）の幅よりも広くなっている。
【０１６８】
前述した以外の構成は第４実施形態と同様である。このため、第４実施形態と同様の部材等については同一の符号を付して説明を省略する。
上記第８実施形態によれば、前述した（１）〜（５），（７），（９）〜（１１）に加え、次の効果が得られる。
【０１６９】
（１６）本体部６６及び屈曲部６７を、出力軸１５及びクランクピン２１を通る線Ｌ１に対し斜めに交差させている。このため、クランク部材１８の回転に伴いクランクピン２１と第２スライド溝３５（第２リンク２５）とが接触する箇所は、前記線Ｌ１上に第２スライド溝３５を形成した場合と異なる。これに伴い、第２リンク２５の揺動速度等の揺動特性を、線Ｌ１上に第２スライド溝３５を形成した場合とは異ならせることができる。
【０１７０】
上記の効果は、第２スライド溝３５を本体部６６のみ又は屈曲部６７のみによって構成した場合でも得られるが、両者６６，６７を組合わせることで、前記揺動特性を幅広いバリエーションで設定することが可能となり、揺動特性の設計の自由度が増す。
【０１７１】
（１７）第２リンク２５における開放部４１の位置を変えずに（第４実施形態での位置と同じ）、第２スライド溝３５の大部分を占める本体部６６を、出力軸１５及びクランクピン２１を通る線Ｌ１に対し斜めに交差させている。このため、第２リンク２５において、第２スライド溝３５よりも下側部分（下アーム部５４）の幅が広くなり、上側部分（上アーム部５３）の幅が狭くなる。従って、第１リンク２２を通じて特に大きな力が加わる第２リンク２５の下側部分（下アーム部５４）の強度を、同第２リンク２５の大きさをさほど変えることなく高めることができる。その結果、第２リンク２５をコンパクトに形成し、軽量化及び振動抑制を図ることが可能となる。
【０１７２】
（第９実施形態）
次に、本発明の第９実施形態を図１４〜図１６に従って説明する。これらの図のうち図１４及び図１６（ａ），（ｂ）はピストン１３の上死点位置を変更する原理を説明するためのものであり、要部のみが図示されている。第９実施形態では、ピストン１３が上死点の直前位置へ移動したときに、第２リンク２５がそれ以上上方へ揺動するのを規制するための機構と、その規制位置を変更するための機構とが設けられている。
【０１７３】
前者の機構は１つ以上の位置決めリンクを含んでおり、ここでは、図１５に示すように、第１位置決めリンク７１及び第２位置決めリンク７２の２つが用いられている。第１位置決めリンク７１の上端部は、軸７３によって第２リンク２５に回転自在に連結されている。また、第２位置決めリンク７２の下端部は軸７５に連結されている。両位置決めリンク７１，７２は軸７４によって相互に連結されている。そして、両位置決めリンク７１，７２及び軸７３〜７５によって揺動規制手段が構成されている。
【０１７４】
後者の機構としては、例えば、モータ、油圧シリンダ等のアクチュエータによって、軸７５をピストン１３の往復動方向（図の上下方向）へ移動させるスライド機構７７を用いることができる。そして、このスライド機構７７によって揺動規制位置変更手段が構成されている。
【０１７５】
さらに、クランクピン２１と、そのクランクピン２１に対する第１リンク２２の連結部分（下端部）との間には偏心軸７６が設けられている。偏心軸７６はクランクピン２１の周りを回転自在であり、また第１リンク２２に対しても回転自在である。
【０１７６】
前述した以外の構成は、基本的には第４実施形態と同様である。このため、第４実施形態と同様の部材等については同一の符号を付して説明を省略する。なお、図１５では、第２リンク２５の揺動を出力軸１５に伝達する機構として第５実施形態で説明したもの（駆動ギヤ４８、被動ギヤ４９等）が図示されているが、第４実施形態で説明したものが用いられてもよい。
【０１７７】
上記構成の第９実施形態では、第２リンク２５の揺動にともない両位置決めリンク７１，７２のなす角度が変化して、軸７３及び軸７５の間隔が変化する。そして、ピストン１３が上死点直前まで上昇したとき、両位置決めリンク７１，７２のなす角度が平角（１８０°）となって両位置決めリンク７１，７２が一直線状になる。このとき、軸７３及び軸７５の間隔が最大となり、第２リンク２５が両位置決めリンク７１，７２によって引張られ、第２リンク２５の上方への揺動が規制される。また、スライド機構７７によって軸７５の上下位置が変更されると、両位置決めリンク７１，７２が一直線状になったときの軸７３の上下位置が変わる。これに伴い、両位置決めリンク７１，７２による第２リンク２５の揺動規制位置が変化する。
【０１７８】
ここで、仮に前述した揺動規制手段が設けられていないとすると、上死点の直前になっても第２リンク２５の揺動が規制されない。このため、図１４に示すように、上死点ではピストン１３からの圧縮反力により、第１リンク２２の軸線、クランクピン２１及び偏心軸７６の回転中心Ｃ３が一直線状となる。
【０１７９】
これに対し、第９実施形態では、ピストン１３が上死点の直前位置まで上昇すると、両位置決めリンク７１，７２が前述したように一直線状になり、図１６（ａ）に示すように、第２リンク２５の上方への揺動が強制的に規制される。一方、第２リンク２５の上方への揺動が規制されても、クランク部材１８は慣性により回転を続けようとし、クランクピン２１が第２スライド溝３５の上側の壁面に接近する。その後も、クランク部材１８が回転を続けようとするが、第２リンク２５の揺動が規制されている状況では、クランクピン２１の移動（公転）が規制される。この場合、ピストン１３からの下向きの圧縮反力を受けた第１リンク２２によって、偏心軸７６が下方へ押されるため、偏心軸７６がクランクピン２１の周りで、図１６（ａ）の矢印で示す方向へ回転してクランク部材１８の回転を可能にする。そして、偏心軸７６の矢印方向への回転に伴い、図１６（ｂ）に示すように、偏心軸７６の回転中心Ｃ３が、偏心軸７６が回転する前の回転中心Ｃ３の位置よりも斜め上方へ移動する。この移動に伴い、第１リンク２２が揺動規制のない場合（図１４参照）よりも所定高さΔｈ押上げられる。
【０１８０】
上記第９実施形態によれば、前述した（１）〜（５），（７），（９）〜（１３）に加え、次の効果が得られる。
（１８）ピストン１３の上死点直前で第２リンク２５の上方への揺動を規制する機構を設けるとともに、クランクピン２１と第１リンク２２との連結部分に偏心軸７６を設けている。このため、第２リンク２５の上方への揺動が規制された後に偏心軸７６を回転させて第１リンク２２を押上げ、ピストン１３の上死点位置を高くすることにより、圧縮比を高めることが可能となる。圧縮比は、内燃機関の圧縮行程で混合気がどれだけ圧縮されるかを示す指標であり、燃焼室の圧縮前の最大容積と、圧縮後の最小容積との比によって表される。
【０１８１】
（１９）第２リンク２５の揺動規制位置をスライド機構７７によって変更可能にしている。この変更により、規制時の第２リンクの傾斜角度を変えて、ピストンの上死点位置を所望の位置に変えて圧縮比を調整することができる。
【０１８２】
（第１０実施形態）
次に、本発明の第１０実施形態を図１７に従って説明する。第１０実施形態では、第１リンク２２の下端部がクランクピン２１とは異なる箇所に連結されている。詳しくは、第２リンク２５において、第２スライド溝３５を挟んで出力軸１５とは反対側の箇所（図１７の右端）に軸８１が設けられており、第１リンク２２の下端部がこの軸８１により第２リンク２５に連結されている。
【０１８３】
このような構成を採ったのは次の理由による。第１リンク２２の下端部をクランクピン２１に連結した場合には、そのクランクピン２１に対し、クランク部材１８の回転に伴う慣性力に加え、ピストン１３及び第１リンク２２の慣性力が作用する。一般に、慣性力は速度の２乗に比例することから、内燃機関の高回転速度域では慣性力が特に大きくなる。そして、この慣性力の増大に従って、クランクピン２１が大きな力で第２スライド溝３５に押え付けられながら回転中心Ｃ１の周りを公転するため、フリクションロスが増加し、トルク増幅効果を損なうおそれがある。そこで、この不具合を解消するために、前記のように第１リンク２２の下端部をクランクピン２１とは異なる箇所に連結している。
【０１８４】
前述した以外の構成は第３実施形態と同様である。このため、第３実施形態と同様の部材等については同一の符号を付して説明を省略する。
上記構成の第１０実施形態では、ピストン１３及び第１リンク２２の慣性力は軸８１を介して第２リンク２５に作用するが、クランクピン２１には直接作用しない。クランクピン２１にはクランク部材１８の慣性力のみしか作用しなくなり、クランクピン２１の第２スライド溝３５に対する押え付け力が小さくなる。
【０１８５】
上記第１０実施形態によれば、前述した（１）〜（５），（７），（９），（１０）に加え、次の効果が得られる。
（２０）第１リンク２２の下端部を第２リンク２５においてクランクピン２１とは異なる箇所に連結している。このため、クランクピン２１の第２スライド溝３５に対する押え付け力を小さくして、クランクピン２１が第２スライド溝３５内をスライドする際に発生するフリクションロスを最小限に抑えることができ、内燃機関の高回転速度域までトルク増幅効果を有効に発揮させることが可能となる。
【０１８６】
（第１１実施形態）
次に、本発明の第１１実施形態を図１８に従って説明する。第１１実施形態では、機関本体１１に対するクランク部材１８の支持位置を変更するための機構が設けられている。具体的には、クランク部材１８は、クランクユニット８６に回転自在に支持されている。このクランクユニット８６は、スライド機構８８に駆動連結されている。スライド機構８８は、モータ、油圧シリンダ等のアクチュエータを備えており、このアクチュエータの作動によりクランクユニット８６を上下方向、水平方向等へ変位させることが可能である。そして、クランクユニット８６及びスライド機構８８によって第１支持位置変更手段が構成されている。
【０１８７】
前述した以外の構成は第１０実施形態と同様である。このため、第１０実施形態と同様の部材等については同一の符号を付して説明を省略する。
上記構成の第１１実施形態では、スライド機構８８によってクランクユニット８６を例えば上方又は下方へ変位させると、第２リンク２５の揺動角度範囲が上方又は下方へずれる。これに伴い第１リンク２２の移動範囲及びピストン１３の往復動範囲が上方又は下方へずれる。その結果、ピストン１３の上死点位置が変わって圧縮比が変化する。
【０１８８】
また、スライド機構８８によってクランクユニット８６を水平方向、例えば出力軸１５から離れる側（図１８の右側）へ変位させると、第２リンク２５の上下量が減少し、揺動角度範囲が狭まる。そのため、ピストン１３のストロークが短くなって、排気量が減少する。これとは逆に、クランクユニット８６を出力軸１５に近づく側（図１８の左側）へ変位させると、第２リンク２５の揺動角度範囲が拡大する。そのため、ピストン１３のストロークが長くなって、排気量が増大する。排気量は、ピストンが下死点から上死点に移動したときに排除する容積である。
【０１８９】
なお、スライド機構８８によってクランクユニット８６を斜め方向（斜め上方、斜め下方）へ変位させると、圧縮比と排気量の両方が同時に変化する。
上記第１１実施形態によれば、前述した（１）〜（５），（７），（９），（１０），（２０）に加え、次の効果が得られる。
【０１９０】
（２１）運動方向変換構造１７にクランクユニット８６及びスライド機構８８を追加している。このため、スライド機構８８によってクランクユニット８６を変位させ、機関本体１１に対するクランク部材１８の支持位置を変更することが可能である。これに伴いピストン１３の上死点位置やストロークを変化させ、圧縮比及び排気量の少なくとも一方を調整することが可能となる。
【０１９１】
（第１２実施形態）
次に、本発明の第１２実施形態を図１９に従って説明する。第１２実施形態では、第１リンク２２の下端部の第２リンク２５に対する支持位置を変更するための機構が設けられている。具体的には、第２リンク２５において、第２スライド溝３５を挟んだ出力軸１５の反対側にはスライド機構９１が組込まれている。スライド機構８８はモータ、油圧シリンダ等のアクチュエータを備えており、このアクチュエータの作動により軸８１を上下方向、水平方向等へ変位させることが可能である。モータをアクチュエータとして用いる場合、ボールねじと組合わせることが有効であり、こうするとモータによってボールねじを回転させることで、軸８１を変位させることができる。そして、このスライド機構９１によって第２支持位置変更手段が構成されている。
【０１９２】
前述した以外の構成は第１０実施形態と同様である。このため、第１０実施形態と同様の部材等については同一の符号を付して説明を省略する。
上記構成の第１２実施形態では、スライド機構９１によって、軸８１を例えば上方又は下方へ変位させると、第１リンク２２の移動範囲及びピストン１３の往復動範囲が上方又は下方へずれる。その結果、ピストン１３の上死点位置が変わって圧縮比が変化する。
【０１９３】
また、スライド機構９１によって軸８１を水平方向、例えば出力軸１５から離れる側（図１９の右側）へ変位させると、第１リンク２２の移動量及びピストン１３のストロークが多くなって排気量が増加する。これとは逆に、軸８１を出力軸１５に近づく側（図１９の左側）へ変位させると、第１リンク２２の移動量及びピストン１３のストロークがともに少なくなって排気量が減少する。
【０１９４】
なお、スライド機構９１によって軸８１を斜め方向（斜め上方、斜め下方）へ変位させると、圧縮比と排気量の両方が同時に変化する。
上記第１２実施形態によれば、前述した（１）〜（５），（７），（９），（１０），（２０）に加え、次の効果が得られる。
【０１９５】
（２２）第２リンク２５にスライド機構９１を追加している。このため、スライド機構９１によって軸８１を変位させ、第２リンク２５に対する第１リンク２２の支持位置を変更することが可能である。これに伴いピストン１３の上死点位置やストロークを変化させ、圧縮比及び排気量の少なくとも一方を調整することが可能となる。
【０１９６】
（第１３実施形態）
次に、本発明の第１３実施形態を図２０に従って説明する。第１３実施形態では、出力軸１５に対する第２リンク２５の支持位置を変更するための機構が設けられている。詳しくは、機関本体１１にはスライドユニット９６と、このスライドユニット９６の位置を変更するためのスライド機構９７とが組込まれている。スライド機構９７はモータ、油圧シリンダ等のアクチュエータを備えており、このアクチュエータの作動によりスライドユニット９６を上下方向や水平方向へ変位させることが可能である。
【０１９７】
スライドユニット９６は一対の支持壁９８を備えている。各支持壁９８の内側には、凹状の曲面９９ａを有する軸受プレート９９が固定されている。また、第２リンク２５の両端部は円弧状に形成されている。そして、この円弧状の両端部において、第２リンク２５が両軸受プレート９９に揺動可能に支持されている。第２スライド溝３５にクランクピン２１が挿入されている点、第１リンク２２の下端部が軸８１によって第２リンク２５に連結されている点は第１０実施形態と同様である。
【０１９８】
さらに、第１３実施形態では、第２リンク２５に第３スライド溝１００が形成されている。一方、出力軸１５の外周にはワンウェイクラッチ２８を介してスライドプレート１０１が設けられており、このスライドプレート１０１が第３スライド溝１００にスライド可能に配置されている。これらの第３スライド溝１００、スライドプレート１０１等の関係は、第１実施形態における第１スライド溝２６、スライドプレート２７等の関係に類似している。
【０１９９】
そして、前述したスライドユニット９６、スライド機構９７、軸受プレート９９、スライドプレート１０１等によって第３支持位置変更手段が構成されている。
【０２００】
前述した以外の構成は第１０実施形態と同様である。このため、第１０実施形態と同様の部材等については同一の符号を付して説明を省略する。
上記構成の第１３実施形態では、ピストン１３の下降及びクランク部材１８の回転が第２リンク２５に伝達されると、その第２リンク２５は両軸受プレート９９の曲面９９ａ上を滑りながら、出力軸１５を支点として上下に揺動する。この第２リンク２５の一方の揺動は、スライドプレート１０１及びワンウェイクラッチ２８を介して出力軸１５に伝達される。この伝達により出力軸１５が一方向へ回転する。
【０２０１】
これに加え、スライド機構９７の作動によりスライドユニット９６をスライドさせると、両軸受プレート９９及び第２リンク２５がスライドユニット９６とともに変位する。これに対し、出力軸１５の位置は変わらない。そのため、前記スライドユニット９６のスライドにより、出力軸１５に対する第２リンク２５の支持位置が変化し、出力軸１５と第１リンクの下端部（軸８１）との間隔が変わる。これに伴い圧縮比及び排気量が変化する。
【０２０２】
例えば、第３スライド溝１００が上下方向へ延びるものである場合、スライドユニット９６を上方又は下方へスライドさせると、第１リンク２２の移動範囲及びピストン１３の往復動範囲が上方又は下方へずれる。その結果、ピストン１３の上死点位置が変わって圧縮比が変化する。
【０２０３】
また、第３スライド溝１００が水平方向へ延びるものである場合、スライドユニット９６を例えば図２０の右方へスライドさせると、出力軸１５及び軸８１の間隔が拡がり、第１リンク２２の移動量及びピストン１３のストロークがともに多くなって排気量が増加する。これとは逆に、スライドユニット９６を図２０の左方へスライドさせると、出力軸１５及び軸８１の間隔が狭まり、第１リンク２２の移動量及びピストン１３のストロークがともに少なくなって排気量が減少する。
【０２０４】
なお、スライド機構９７によってスライドユニット９６を斜め方向（斜め上方、斜め下方）へ変位させると、圧縮比及び排気量の両方が同時に変化する。
第１３実施形態によれば、前述した（１）〜（５），（７），（９），（１０），（２０）に加え、次の効果が得られる。
【０２０５】
（２３）運動方向変換構造１７にスライドユニット９６、スライド機構９７、軸受プレート９９、スライドプレート１０１等を追加している。そのため、スライド機構９７によってスライドユニット９６を変位させ、出力軸１５に対する第２リンク２５の支持位置を変更することが可能である。これに伴い出力軸１５及び軸８１の間隔を変えて、ピストン１３の上死点位置やストロークを変化させ、圧縮比及び排気量の少なくとも一方を調整することが可能となる。
【０２０６】
（第１４実施形態）
次に、本発明の第１４実施形態を図２１に従って説明する。第１４実施形態では、第２リンク２５に対し第２スライド溝３５の傾きを調整するための機構が設けられている。詳しくは、第２リンク２５は、円形の孔１０６を有するリンク本体１０７と、第２スライド溝３５を有する回転プレート１０８とを備えている。回転プレート１０８は回転体を構成するものであり、孔１０６に対し回転自在に嵌合されている。回転プレート１０８の一部は孔１０６から厚み方向に露出しており、この露出部分において回転プレート１０８の外周にギヤ１０９が形成されている。
【０２０７】
さらに、第２リンク２５にはモータ１１０が固定されており、その回転軸に取付けられたウォームギヤ１１１が回転プレート１０８外周のギヤ１０９に噛合っている。そして、これらのギヤ１０９，モータ１１０及びウォームギヤ１１１によって角度変更手段が構成されている。この角度変更手段では、モータ１１０に対する通電を制御することによりウォームギヤ１１１を回転させると、回転プレート１０８が回転する。この回転に伴い第２スライド溝３５の位相が変化して、傾斜角度が変化する。なお、第２スライド溝３５には、他の実施形態と同様、クランク部材１８のクランクピン２１が回転自在及びスライド自在に挿入されている。
【０２０８】
前述した以外の構成は第１０実施形態と同様である。このため、第１０実施形態と同様の部材等については同一の符号を付して説明を省略する。
上記構成の第１４実施形態では、第２リンク２５における第２スライド溝３５の傾きが変化すると、第２リンク２５の揺動角度が変化し、ピストン１３の上死点位置が変化する。これに伴いピストン１３のストロークが変化し、圧縮比及び排気量が変化する。
【０２０９】
例えば、第２スライド溝３５の傾斜角度を大きくするに従い第２リンク２５の揺動角度が拡大してピストン１３のストロークが増加し、上死点位置が高くなる。その結果、圧縮比及び排気量がともに増大する。
【０２１０】
上記第１４実施形態によれば、前述した（１）〜（５），（７），（９），（１０），（２０）に加え、次の効果が得られる。
（２４）第２リンク２５の一部を、第２スライド溝３５を有する回転プレート１０８によって構成し、この回転プレート１０８を回転させるために、ギヤ１０９、モータ１１０、ウォームギヤ１１１等を追加している。そのため、モータ１１０の通電制御によって回転プレート１０８を回転させ、リンク本体１０７に対する第２スライド溝３５の傾斜角度を変更することで、第２リンク２５の揺動角度を変えて、圧縮比及び排気量を調整することが可能となる。
【０２１１】
（第１５実施形態）
次に、本発明の第１５実施形態を図２２に従って説明する。第１５実施形態では、クランク部材１８の回転中心Ｃ１とクランクピン２１との間隔ｄ４を変更するための機構が設けられている。詳しくは、クランク部材１８にはスライド機構１１６が組込まれており、このスライド機構１１６にクランクピン２１が取付けられている。スライド機構１１６は間隔変更手段を構成するものであり、モータ、油圧シリンダ等のアクチュエータを備えており、このアクチュエータの作動によりクランクピン２１をクランク部材１８の径方向へ変位させることが可能となっている。モータをアクチュエータとして用いる場合、ボールねじと組合わせることが有効であり、こうするとモータによってボールねじを回転させることで、クランクピン２１を変位させることができる。
【０２１２】
前述した以外の構成は第１０実施形態と同様である。このため、第１０実施形態と同様の部材等については同一の符号を付して説明を省略する。
上記構成の第１５実施形態では、クランク部材１８における回転中心Ｃ１とクランクピン２１との間隔ｄ４、すなわちクランクピン２１の偏心量が変化すると、第２リンク２５の揺動角度が変わり、ピストン１３の上死点位置が変わる。これに伴いピストン１３のストロークが変化し、圧縮比及び排気量が変化する。
【０２１３】
例えば、前記間隔ｄ４を大きくして、クランクピン２１を回転中心Ｃ１から遠ざけると、ピストン１３の上死点位置が高くなりストロークが増加し、圧縮比及び排気量がともに増大する。これとは逆に、前記間隔ｄ４を小さくしてクランクピン２１を回転中心Ｃ１に近づけると、ピストン１３の上死点位置が低くなりストロークが減少し、圧縮比及び排気量がともに減少する。
【０２１４】
上記第１５実施形態によれば、前述した（１）〜（５），（７），（９），（１０），（２０）に加え、次の効果が得られる。
（２５）クランク部材１８にスライド機構１１６を追加し、このスライド機構１１６にクランクピン２１を連結している。そのため、スライド機構１１６によってクランク部材１８の回転中心Ｃ１及びクランクピン２１の間隔ｄ４を変更することで、ピストン１３の上死点位置及びストロークを変更して圧縮比及び排気量を調整することが可能となる。
【０２１５】
（第１６実施形態）
次に、本発明の第１６実施形態を図２３〜図２６に従って説明する。第１６実施形態では、機関始動に際し、第２リンク２５の揺動方向とは逆方向へ回転力をクランク部材１８に付与する機構が付加されている。詳しくは、クランク部材１８の外周にはギヤ１２１が形成されている。また、機関本体１１においてクランク部材１８の近傍には、セルモータ等のモータ１２２が配置されている。モータ１２２の回転軸にはウォームギヤ１２３が取付けられており、このウォームギヤ１２３がクランク部材１８のギヤ１２１に噛合わされている。モータ１２２は機関始動時において、クランク部材１８が第２リンク２５の揺動方向（この場合反時計回り方向）へ回転するよう通電制御される。なお、始動後、ウォームギヤ１２３をギヤ１２１から後退させる機構（図示略）が設けられている。そして、前述したギヤ１２１、モータ１２２、ウォームギヤ１２３、後退機構等によって回転付与手段が構成されている。
【０２１６】
前述した以外の構成は第１０実施形態と同様である。このため、第１０実施形態と同様の部材等については同一の符号を付して説明を省略する。なお、図２４〜図２６は第１６実施形態の作動原理を説明するためのものであり、モータ１２２，ウォームギヤ１２３等の図示が省略されている。
【０２１７】
上記のような構成を採用したのは次の理由による。トルク増幅効果をより多く引き出すためには、内燃機関の膨張行程においてワンウェイクラッチ２８をできるだけ素早くロックさせ、ピストン１３の上死点付近の高い燃焼圧力を出力軸１５に伝達することが重要である。そのためには、第２リンク２５の揺動加速度を高めて出力軸１５の回転速度に速く追いつかせることが要求される。この際、可動部（クランク部材１８）の慣性力が、第２リンク２５の揺動加速度増加の妨げになる。従って、クランク部材１８の慣性力を如何に小さくするかがポイントとなる。
【０２１８】
ここで、図２４はピストン１３が上死点に位置するとき状態を示している。この状態を基準として、第２リンク２５をある一定の角度揺動させる場合のクランク部材１８の回転角度αは、図２５に示すように、クランク部材１８を第２リンク２５の揺動方向と同一方向（時計回り方向）へ回転させるよりも、図２６に示すように逆方向（反時計回り方向）へ回転させた方が小さくてすむ。換言すると、第２リンク２５の揺動方向に対しクランク部材１８を逆方向へ回転させた方が角加速度が小さく、慣性力が小さくなる。
【０２１９】
しかし、機関始動に際し、クランク部材１８は常に一定の方向（第２リンク２５の揺動方向とは逆方向）へ回転するとは限らない。一般的には、図２４に示すように、ピストン１３が上死点にある状態で内燃機関が始動された場合、クランク部材１８の回転中心Ｃ１とクランクピン２１の中心とを結んだ直線Ｌ２と、回転中心Ｃ１を通る鉛直線Ｌ３とのなす角βによりクランク部材１８の回転方向が決定される。換言すると、鉛直線Ｌ３とクランクピン２１との位置関係によって回転方向が決定される。図２５に示すように、クランクピン２１が、鉛直線Ｌ３を挟んだ出力軸１５とは反対側（図２５の右側）に位置していれば、クランク部材１８は時計回り方向へ回転する。また、図２６に示すように、クランクピン２１が鉛直線Ｌ３よりも出力軸１５側（図２６の左側）に位置していれば、クランク部材１８は反時計回り方向へ回転する。そして、クランク部材１８は一旦回転を始めると、機関作動中はその方向へ回転し続ける。そこで、第１６実施形態では、機関始動時にクランク部材１８に第２リンク２５の揺動方向とは逆方向の回転力を強制的に付与して、クランク部材１８の回転方向を決定するようにしている。
【０２２０】
従って、第１６実施形態によれば、前述した（１）〜（５），（７），（９），（１０），（２０）に加え、次の効果が得られる。
（２６）停止しているクランク部材１８が回転を始める機関始動時において、クランク部材１８に対し第２リンク２５の揺動方向とは逆方向への回転力を付与するようにしている。このため、燃焼圧力の最も高い上死点直後にクランク部材１８の慣性力を小さくし、第２リンク２５に大きな角加速度を発生させることができる。これに伴い第２リンク２５の揺動速度を出力軸１５の回転速度に速く追いつかせて、ワンウェイクラッチ２８を素早くロックさせることが可能となる。その結果、上死点近傍の大きな燃焼圧力を出力軸１５に伝達して、トルク増幅効果の向上を図ることができる。
【０２２１】
（第１７実施形態）
次に、本発明の第１７実施形態を図２７に従って説明する。第１７実施形態では、出力軸１５上に第１歯車１４１が一体回転可能に取付けられている。また、クランク部材１８上には、その回転中心Ｃ１を自身の回転中心として回転し得る第２歯車１４２が設けられている。これらの第１歯車１４１及び第２歯車１４２の歯数、径、ピッチ等は、両歯車１４１，１４２が相互に噛合うように設定されている。クランク部材１８と第２歯車１４２との間には、第２ワンウェイクラッチ１４３が第２伝達方向拘束部として介在されている。第２ワンウェイクラッチ１４３は、クランク部材１８の第２歯車１４２に対する回転速度が負側であろうとするときに係合（ロック）状態となり、それ以外のときには非係合（フリー）状態となる。係合状態では、第２歯車１４２の回転がクランク部材１８に伝達される。このように、第２ワンウェイクラッチ１４３は、クランク部材１８及び第２歯車１４２間での回転伝達を、上記回転速度の関係が満たされた場合の第２歯車１４２からクランク部材１８への回転伝達に制限（拘束）する。
【０２２２】
前述した以外の構成は第１０実施形態と同様である。このため、第１０実施形態と同様の部材等については同一の符号を付して説明を省略する。
なお、第１〜第１６実施形態では説明を省略したが、内燃機関が、混合気が燃焼室１４内に吸入されて燃焼ガスが排出されるまでの期間、すなわち１燃焼サイクルの間にピストン１３が２往復して４つの行程を行うタイプの機関、いわゆる４サイクル機関である場合、運動方向変換構造１７は次のように作動する。４つの行程は、周知のように、吸入行程、圧縮行程、爆発行程（膨張行程）及び排気行程である。吸入行程では、ピストン１３の下降により燃焼室１４内に負圧が発生し、この負圧により燃焼室１４内に混合気が吸入される。圧縮行程では、ピストン１３が上昇して混合気が圧縮される。爆発行程（膨張行程）では、圧縮された混合気の爆発・燃焼に伴い発生する圧力によりピストン１３が押下げられる。排気行程では、押下げられたピストン１３が再び上昇して燃焼ガスが燃焼室１４外へ排出される。上記の４行程は、吸気ポートに燃料を噴射するポート噴射式の内燃機関についてのものである。燃焼室１４に燃料を直接噴射する筒内噴射式の内燃機関についても、燃料の噴射タイミング、及び混合気の形成タイミング等が若干異なるものの、基本的に前記ポート噴射式内燃機関と同様の４行程が行われる。
【０２２３】
上記構成の第１７実施形態によると、機関本体１１の膨張行程では、燃焼圧力によるピストン１３の下降に伴い第２リンク２５が出力軸１５を支点として下方へ揺動する。この揺動にともないクランク部材１８が回転中心Ｃ１を中心として所定方向へ回転する。このとき、燃焼に伴うエネルギーの一部がクランク部材１８に蓄えられる。クランク部材１８は、ピストン１３が下死点に達した後も、慣性により回転し続けようとする。このとき、クランク部材１８は膨張行程で蓄えたエネルギーを消費する。そして、クランク部材１８の回転がクランクピン２１を介して第２リンク２５に伝達され、この第２リンク２５が出力軸１５を支点として上方へ揺動する。この揺動は、第１リンク２２を介してピストン１３に伝達され、その結果、ピストン１３が上昇する。すなわち、燃焼圧力により下降したピストン１３がクランクピン２１の回転により上昇し、膨張行程から圧縮行程へ移る。このようにしてピストン１３が連続して往復直線運動を行い、また、第２リンク２５が連続して上下に揺動する。この第２リンク２５の揺動は出力軸１５に伝達されるが、その伝達の過程で、出力軸１５に伝達される第２リンク２５の揺動が一方向に拘束される。このとき、出力軸１５に伝達されるエネルギーは、概ね燃焼に伴うエネルギーから前述したクランク部材１８に蓄えられるエネルギーを除いたものである。
【０２２４】
ところで、膨張行程での燃焼圧力によるピストン１３の下降時には、出力軸１５の回転速度は基本的にクランク部材１８の回転速度よりも低い。これは、ピストン１３が１往復する期間にクランク部材１８が１回転するのに対し、出力軸１５は、第２リンク２５の揺動により一方向へ所定角度（３６０度未満）回転するのみで１回転しないからである。出力軸１５に設けられた第１歯車１４１、及び同第１歯車１４１に噛合わされた第２歯車１４２についても同様である。
【０２２５】
クランク部材１８の回転速度は第２歯車１４２の回転速度よりも高く、従って、第２ワンウェイクラッチ１４３が非係合（フリー）状態となり、クランク部材１８及び第２歯車１４２間で回転伝達が行われない。そのため、このとき仮に第２ワンウェイクラッチ１４３が係合状態になるものとすると、出力軸１５の回転がクランク部材１８に伝達されて、第２リンク２５の揺動に伴うクランク部材１８の元々の回転に支障を及ぼすおそれがあるが、第１７実施形態ではこういった不具合の心配がない。
【０２２６】
ここでの支障とは、出力軸１５から両歯車１４１，１４２及び第２ワンウェイクラッチ１４３を介してクランク部材１８に伝達される回転トルクが、ピストン１３、第１リンク２２及び第２リンク２５を介してクランク部材１８に伝達される回転トルクと逆向きの場合に起る。例えば、ピストン１３が下降しているとき、すなわちクランクピン２１が下降しているときに、クランク部材１８がクランクピン２１を上昇させる方向へ回転しようとする場合がこれに該当する。この場合、両回転トルクが相殺し合い、運動方向変換構造１７の作動が停止（ロック）するおそれがある。
【０２２７】
一方、前述したように圧縮行程では、クランク部材１８は、膨張行程で蓄えたエネルギーをピストン１３の駆動（上昇）のために消費することで回転を続ける。この消費により、クランク部材１８の回転速度は次第に低下する。そして、この低下によりクランク部材１８の第２歯車１４２に対する回転速度が負側となると、第２ワンウェイクラッチ１４３が係合（ロック）状態となり、第２歯車１４２の回転が第２ワンウェイクラッチ１４３を通じてクランク部材１８に伝達される。この伝達により、クランク部材１８が出力軸１５からエネルギーの供給を受ける。このため、圧縮行程中（次の膨張行程に移るまで）もクランク部材１８が回転を続けることとなり、ピストン１３が上昇する。
【０２２８】
また、内燃機関が動力源として車両に搭載されている場合には、運動方向変換構造１７は次のように作用する。例えば、減速時等において混合気の燃焼が停止され、第２リンク２５の揺動を通じて出力軸１５に入力されるよりも大きな力が駆動系から出力軸１５に入力された場合、出力軸１５の回転が第１歯車１４１を通じて第２歯車１４２に伝達される。この伝達により第２歯車１４２のクランク部材１８に対する回転速度が正側であろうとし、第２ワンウェイクラッチ１４３が係合状態となる。この係合によりクランク部材１８の回転、第２リンク２５の揺動及びピストン１３の往復動が強制的に行われ、これに伴いポンピングロス、摩擦損失等が発生し、いわゆるエンジンブレーキがかかる。
【０２２９】
上記第１７実施形態によれば、前述した（１）〜（５），（７），（９），（１０），（２０）に加え、次の効果が得られる。
（２７）出力軸１５上及びクランク部材１８上に歯車１４１，１４２を相互に噛合わせた状態で設けている。また、クランク部材１８及び第２歯車１４２間に、クランク部材１８の第２歯車１４２に対する回転速度が負側であろうとするときにのみ係合状態となる第２ワンウェイクラッチ１４３を介在させている。この構成により、燃焼に伴うエネルギーの略全てを出力軸１５に伝達し、その後に、出力軸１５によってクランク部材１８を駆動するようにしている。
【０２３０】
このため、膨張行程でのピストン１３の下降時には第２ワンウェイクラッチ１４３を非係合（フリー）状態にすることができ、クランク部材１８の回転が出力軸１５の回転の影響を受けて運動方向変換構造１７がロックする不具合を抑制することができる。
【０２３１】
また、圧縮行程では出力軸１５の回転の一部を、第１歯車１４１、第２歯車１４２及び第２ワンウェイクラッチ１４３を通じてクランク部材１８に伝達して、このクランク部材１８の回転を持続させることができる。このため、クランク部材１８としては、必要最小限の強度を確保できる大きさを有するものであればよく、慣性質量を小さくすることができる。その結果、出力軸１５からクランク部材１８にエネルギーを供給しないものに比較して、クランク部材１８が膨張行程で蓄えるエネルギーを最小限に止めることができる。その分、全行程（１燃焼サイクル）を終えた後に、出力軸１５からより多くのエネルギーを抽出及び蓄えることが可能となる。
【０２３２】
さらに、駆動系から出力軸１５への入力を利用してクランク部材１８、第２リンク２５、第１リンク２２、ピストン１３等を強制的に駆動することができ、運動方向変換構造１７にいわゆるエンジンブレーキ機能を発揮させることができる。
【０２３３】
（第１８実施形態）
次に、本発明の第１８実施形態を図２８に従って説明する。第１８実施形態では、燃焼サイクルが膨張行程であることを検出する膨張行程検出手段、及びピストン１３が上死点に位置していることを検出する上死点検出手段として、カムシャフト１４６の回転位相を検出するセンサ１４７が設けられている。
【０２３４】
ここで、カムシャフト１４６について説明する。前記第１〜第１７実施形態では説明を省略したが、機関本体１１には燃焼室１４に連通する吸気ポート及び排気ポート（図示略）と、これらのポートを開閉する吸気弁及び排気弁（図示略）と、これらの吸・排気弁を作動させるカムシャフト１４６とが設けられている。このカムシャフト１４６は、一般的な４サイクル内燃機関と同様、ベルト、チェーン等によってクランクシャフト（ここでは出力軸１５）に駆動連結されている。カムシャフト１４６は、クランクシャフトが２回転する間、すなわち、ピストン１３が２往復して４つの行程が行われる１燃焼サイクルの間に１回転する。従って、カムシャフト１４６が所定の回転位相になる毎に、膨張行程においてピストン１３が上死点に位置することになる。このことを利用し、第１８実施形態では、カムシャフト１４６が所定の回転位相になったことをセンサ１４７が検出することをもって、膨張行程の上死点（膨張行程の始期）を検出するようにしている。
【０２３５】
また、クランク部材１８には、電動モータ１４８の出力軸（図示略）がクランク部材１８の回転中心Ｃ１に一致された状態で連結されている。さらに、電動モータ１４８によるクランク部材１８の回転駆動中に、ワンウェイクラッチ２８が係合（ロック）状態となることを検出する係合状態検出手段として、２種類のセンサ１５１，１５２が設けられている。一方のセンサ１５１は、出力軸１５を支点とする第２リンク２５の回転の速度（回転速度ｎ１）を検出する。すなわち、第２リンク２５は出力軸１５を支点として上下に揺動するが、このうち膨張行程のみを捉えると、第２リンク２５は出力軸１５の周りを所定方向へ回転していることになる。センサ１５１は、このときの第２リンク２５の回転速度ｎ１を揺動速度として検出する。他方のセンサ１５２は、出力軸１５の回転速度ｎ２を検出する。
【０２３６】
さらに、センサ１４７，１５１，１５２の各検出値に基づき電動モータ１４８に対する通電を制御するために、マイクロコンピュータを中心として構成された電子制御装置（ＥＣＵ）１５３が設けられている。ＥＣＵ１５３は、膨張行程の上死点（膨張行程の始期）がセンサ１４７によって検出されると、その検出に応じ電動モータ１４８への通電を開始する。この通電は、センサ１５１，１５２によって第２ワンウェイクラッチ１４３の係合状態が検出されたこと、すなわち、第２リンク２５の回転速度ｎ１と出力軸１５の回転速度ｎ２との一致が検出されたことをもって停止される。
【０２３７】
前述した以外の構成は第１７実施形態と同様である。このため、第１７実施形態と同様の部材等については同一の符号を付して説明を省略する。
上記構成の第１８実施形態によると、燃焼サイクルの圧縮行程から膨張行程への移行に際し、ピストン１３が上死点に位置するとき、第２リンク２５の揺動方向が切り替わり、その揺動速度（回転速度ｎ１）が低下する。切替え時には揺動速度（回転速度ｎ１）は一時的に「０」となる。ワンウェイクラッチ２８は、前述したように、第２リンク２５の出力軸１５に対する回転速度が正側であろうとする場合にのみ係合（ロック）状態となる。そのため、前記揺動速度（回転速度ｎ１）の低下に伴い第２リンク２５の揺動が出力軸１５に伝達されない。一方、ピストン１３は燃焼圧力による押下げ力を受けるが、この押下げ力が最も大きくなるのは燃焼直後、すなわちピストン１３が上死点に位置するときである。
【０２３８】
この点、第１８実施形態では、膨張行程の始期（上死点）であることがセンサ１４７によって検出されると、クランク部材１８が電動モータ１４８によって駆動される。すなわち、クランク部材１８の回転が電動モータ１４８によってアシストされる。これに伴いクランク部材１８が回転し、第２リンク２５が揺動する。膨張行程における上死点直後の早い時期から第２リンク２５が出力軸１５の回転速度ｎ２よりも高い揺動速度（回転速度ｎ１）で揺動させられ、ワンウェイクラッチ２８が係合状態となる時期が早まる。
【０２３９】
この係合状態がセンサ１５１，１５２によって検出されると、すなわち、第２リンク２５の回転速度ｎ１が出力軸１５の回転速度ｎ２と同一となっている状態が検出されると、電動モータ１４８への通電停止により、その電動モータ１４８によるクランク部材１８の回転駆動（アシスト）が停止される。しかし、ワンウェイクラッチ２８が係合状態となった直後に電動モータ１４８による回転のアシストが停止されたとしても、ピストン１３には膨張行程での燃焼に伴う押下げ力が作用するため、ワンウェイクラッチ２８の係合状態は維持される。
【０２４０】
上記第１８実施形態によれば、前述した（１）〜（５），（７），（９），（１０），（２０），（２７）に加え、次の効果が得られる。
（２８）膨張行程の上死点をセンサ１４７によって検出し、その検出に応じクランク部材１８を電動モータ１４８によって回転駆動することで、クランク部材１８の回転を電動モータ１４８によってアシストして、加速させるようにしている。このため、膨張行程の上死点直後の早い時期から、第２リンク２５の出力軸１５に対する回転速度が正側となるように同第２リンク２５を揺動させてワンウェイクラッチ２８を係合状態にすることができる。その結果、燃焼に伴うエネルギーを、そのエネルギーが最も大きくなる上死点直後に、出力軸１５に効果的に伝達することができる。
【０２４１】
（２９）電動モータ１４８によるクランク部材１８の回転のアシスト中に、ワンウェイクラッチ２８が係合状態になったことをセンサ１５１，１５２によって検出し、その検出に応じて前記アシストを停止するようにしている。このため、アシストによって早められたワンウェイクラッチ２８の係合状態を維持しつつ、回転のアシストのために電動モータ１４８によって消費される電力（エネルギー）を最小限に抑えることができる。
【０２４２】
（３０）第２リンク２５の回転速度ｎ１及び出力軸１５の回転速度ｎ２をそれぞれセンサ１５１，１５２によって検出し、回転速度ｎ１が回転速度ｎ２と同一となっている場合に、ワンウェイクラッチ２８が係合状態であると判断している。このため、ワンウェイクラッチ２８の係合状態を確実に検出し、もって前記（２９）の効果を確実なものとすることができる。
【０２４３】
（第１９実施形態）
次に、本発明の第１９実施形態を図２９に従って説明する。第１９実施形態は、前述した第１８実施形態の構成からセンサ１５１，１５２を省略したものと同様の構成を有する。従って、第１８実施形態と同様の部材等については同一の符号を付して説明を省略する。
【０２４４】
第１９実施形態について、第１８実施形態との相違点の１つは、センサ１４７が、燃焼サイクルが圧縮行程であることを検出する圧縮行程検出手段として用いられていることである。また、そのほかの相違点は、圧縮行程がセンサ１４７によって検出されると、その検出に応じＥＣＵ１５３が電動モータ１４８に通電することである。この通電は、圧縮行程中、すなわちピストン１３が下死点（圧縮行程の始期に対応）から上死点（圧縮行程の終期に対応）へ上昇するまでの期間にわたり行われることが望ましい。このような構成を採用したのは、燃焼サイクルが圧縮行程から膨張行程への移行に際し、ピストン１３の往復直線運動の速度が減速から加速に切り替わる。そして、この急激な速度変化に起因して、ピストン１３が揺れ動き、シリンダ１２の壁面に強く当って打音を発したり、シリンダ１２を損傷したりするおそれがあるからである。
【０２４５】
この点、上記構成の第１９実施形態によると、圧縮行程であることがセンサ１４７によって検出されると、その検出に応じてクランク部材１８が電動モータ１４８によって回転駆動される。クランク部材１８の回転により第２リンク２５が出力軸１５を支点として揺動し、ピストン１３が上昇させられる。圧縮行程におけるピストン１３の上昇速度が速められ、続く膨張行程でのピストン１３の下降速度との速度変化が小さくなる。
【０２４６】
上記第１９実施形態によれば、前述した（１）〜（５），（７），（９），（１０），（２０），（２７）に加え、次の効果が得られる。
（３１）燃焼サイクルの圧縮行程をセンサ１４７によって検出し、その検出に応じ、電動モータ１４８によってクランク部材１８を回転駆動するようにしている。このように、圧縮行程でクランク部材１８の回転をアシストすることにより、圧縮行程から膨張行程への移行時におけるピストン１３の急激な速度変化を抑制することができる。その結果、急激な速度変化に起因するピストン１３の振動を抑え、その振動に伴う打音や、シリンダ損傷の抑制を図ることができる。
【０２４７】
（第２０実施形態）
次に、本発明の第２０実施形態を図３０に従って説明する。第２０実施形態では、出力軸１５とクランク部材１８とが、第３リンクとしての支持プレート１５５によって連結されている。支持プレート１５５は、出力軸１５及びクランク部材１８に対しそれぞれ回転自在に設けられている。図３０では、第２歯車１４２の側面に円筒部１４２ａが一体に設けられており、第２ワンウェイクラッチ１４３はこの円筒部１４２ａとクランク部材１８との間に介在されている。また、円筒部１４２ａは、支持プレート１５５に開けられた円形の孔１５６に回転自在に挿通されている。出力軸１５の回転中心Ｃ２とクランク部材１８の回転中心Ｃ１との間隔ｄ５は、この支持プレート１５５によって一定に保たれている。
【０２４８】
また、出力軸１５を支点として支持プレート１５５を角度調整可能に回転させる回転手段が設けられている。ここでは、支持プレート１５５の出力軸側端部の外周面が円弧状に形成されており、ここにギヤ１５７が形成されている。また、出力軸１５の近傍には、回転軸１５９を出力軸１５に直交させた状態で電動モータ１５８が配置されている。回転軸１５９にはウォームギヤ１６１が取付けられており、このウォームギヤ１６１が前記支持プレート１５５のギヤ１５７に噛合わされている。そして、これらのギヤ１５７、電動モータ１５８、ウォームギヤ１６１等によって回転手段が構成されている。
【０２４９】
前述した以外の構成は第１７実施形態と同様である。このため、第１７実施形態と同様の部材等については同一の符号を付して説明を省略する。
上記構成の第２０実施形態によると、電動モータ１５８への通電により回転軸１５９及びウォームギヤ１６１が回転すると、その回転はギヤ１５７を通じて支持プレート１５５に伝達される。この伝達により、支持プレート１５５が出力軸１５を支点として所定角度回転すると、クランク部材１８が出力軸１５の周りを公転し、そのクランク部材１８の位置（主として高さ）が変更される。ウォームギヤ１６１の回転が停止されると、支持プレート１５５がそのときの角度に保持される。クランク部材１８の位置変更により、第２リンク２５の揺動範囲及び第１リンク２２の可動範囲が変化する。
【０２５０】
上記第２０実施形態によれば、前述した（１）〜（５），（７），（９），（１０），（２０），（２７）に加え、次の効果が得られる。
（３２）出力軸１５及びクランク部材１８を支持プレート１５５によって連結するとともに、ギヤ１５７、電動モータ１５８、ウォームギヤ１６１等によって、出力軸１５を支点として支持プレート１５５を所定角度回転させるようにしている。この支持プレート１５５の回転により、第２リンク２５の揺動範囲及び第１リンク２２の可動範囲を変化させ、ピストン１３の上死点位置を変えて圧縮比を変更することができる。
【０２５１】
なお、両回転中心Ｃ１，Ｃ２の間隔ｄ５は支持プレート１５５によって一定に保たれている。このため、支持プレート１５５の回転にかかわらず、両歯車１４１，１４２を常に噛合った状態に維持し、前述した第１７実施形態における（２７）の効果を得ることができる。
【０２５２】
（３３）回転手段には、支持プレート１５５を単に回転させるだけでなく、その支持プレート１５５を、がたつかせることなく所望の回転角度に保持（位置決め）できることが要求される。この点、ウォームギヤ１６１は大きな減速効果を発揮し、しかも逆方向の入力に強く、がたつきにくいという特徴を有している。このため、前記回転及び位置決めについての両要求を満たすことができる。
【０２５３】
（第２１実施形態）
次に、本発明の第２１実施形態を図３１に従って説明する。前述した第１〜第２０実施形態の内容は、単気筒の内燃機関にも多気筒の内燃機関にも適用可能である。これに対し、第２１実施形態では、多気筒の内燃機関が適用対象とされている。これに応じ、シリンダ１２及びピストン１３の組が機関本体１１に複数設けられており、これらの組が共通の軸を出力軸１５としている。また、各組はクランク部材１８、第１リンク２２、第２リンク２５、ワンウェイクラッチ２８、第１歯車１４１、第２歯車１４２、第２ワンウェイクラッチ１４３及び支持プレート１５５をそれぞれ備えている。このように、各組は基本的に第２０実施形態と同様の構成を有している。
【０２５４】
さらに、各組は第３歯車１６６及び第４歯車１６７を備えている。第３歯車１６６はクランク部材１８に一体に設けられている。ここでは、クランク部材１８の外周面に形成されたギヤによって第３歯車１６６が構成されている。また、全ての組の支持プレート１５５には、共通の第４リンクとして連結シャフト１６８が回転自在に支持されている。この連結シャフト１６８上において、第３歯車１６６と対向する箇所には第４歯車１６７が一体回転可能に取付けられている。そして、これらの第４歯車１６７は対向する第３歯車１６６に噛合っている。なお、出力軸１５を支点として支持プレート１５５を回転させるための機構（ギヤ１５７、電動モータ１５８、ウォームギヤ１６１等）は、１つの組にのみ設けられているが、複数の組に対して設けられてもよい。
【０２５５】
前述した以外の構成は第２０実施形態と同様である。このため、第２０実施形態と同様の部材等については同一の符号を付して説明を省略する。
第２１実施形態によれば、前述した（１）〜（５），（７），（９），（１０），（２０），（２７），（３２），（３３）に加え、次の効果が得られる。
【０２５６】
（３４）各組のクランク部材１８を、第３歯車１６６、第４歯車１６７及び共通の連結シャフト１６８を介して相互に連結している。この連結により所定のクランク部材１８の回転位相と、他のクランク部材１８の回転位相との関係は常に一定に保たれる。第２リンク２５、第１リンク２２、ピストン１３等についても同様である。このため、各組（気筒）の燃焼サイクルの変化を同期させることができる。換言すると、組（気筒）間の燃焼サイクルの関係、例えば、所定の組ではピストン１３が上死点のとき、別の組ではピストン１３が下死点となるといった関係を常に保つことができる。
【０２５７】
また、電動モータ１５８によって所定の支持プレート１５５が出力軸１５を支点として所定角度回転されると、その回転は連結シャフト１６８を通じて他の支持プレート１５５にも伝達される。この伝達により、全ての支持プレート１５５が一斉に同一角度回転され、全てのクランク部材１８の位置が一斉に変更される。そのため、前述した第２０実施形態の効果（３２），（３３）を全ての組のピストン１３について得ることができる。
【０２５８】
（３５）図３１において、第３歯車１６６の歯数に対する第４歯車１６７の歯数の比を変更することにより、連結シャフト１６８の回転速度とクランク部材１８の回転速度との関係を任意に設定することができる。この設定により、連結シャフト１６８を、内燃機関の運転に伴い発生する振動を低減するためのバランサとして機能させることが可能となる。例えば、４気筒を有する内燃機関の場合、クランク部材１８に対し２倍の速度で連結シャフト１６８が回転するように両歯車１６６，１６７の歯数を設定することにより、内燃機関の２次振動を低減することができる。このように、歯車１６６，１６７及び連結シャフト１６８を介してクランク部材１８同士を連結するという簡素な構成によって、振動を低減することができる。
【０２５９】
（第２２実施形態）
次に、本発明の第２２実施形態を図３２に従って説明する。第２２実施形態では、シリンダ１２における燃焼停止に伴い、第２リンク２５を揺動させる機構（揺動機構１７０）の構成部品の少なくとも１つの作動を停止させる作動停止手段が設けられている。揺動機構１７０の構成部品は、第２リンク２５のほか、ピストン１３、第１リンク２２、クランク部材１８（上昇機構）等である。ここでは、クランク部材１８の側面又は外周面との摩擦によってクランク部材１８に制動力を付与し、同クランク部材１８の回転を停止させるブレーキ装置１７１が設けられている。
【０２６０】
また、出力軸１５上には、内燃機関のトルク変動、回転変動等を抑制するための回転体として、フライホイール１７２が一体回転可能に取付けられている。さらに、フライホイール１７２には、駆動系のクラッチ１７３を介して手動式の変速機１７４が連結されている。クラッチ１７３は、内燃機関から変速機１７４への動力伝達を断続するためのものである。
【０２６１】
前述した以外の構成は第１０実施形態と同様である。このため、第１０実施形態と同様の部材等については同一の符号を付して説明を省略する。
上記構成の第２２実施形態によると、シリンダ１２における燃焼が停止されると、ブレーキ装置１７１によってクランク部材１８の回転が停止される。このクランク部材１８は、第２リンク２５、軸８１、第１リンク２２及びピン２３を介してピストン１３に機械的に連結されている。そのため、クランク部材１８の回転停止は他の構成部材にも及んで、結果として揺動機構１７０の全ての構成部材の作動が停止する。
【０２６２】
一方、ワンウェイクラッチ２８は、第２リンク２５の出力軸１５に対する回転速度が正側であろうとするときに、その揺動を出力軸１５に伝達する。そのため、前述したように、クランク部材１８の回転停止に伴い第２リンク２５の揺動が停止すると、ワンウェイクラッチ２８が非係合状態となる。フライホイール１７２が取付けられた出力軸１５は、そのフライホイール１７２の慣性質量によって回転し続ける。
【０２６３】
上記第２２実施形態によれば、前述した（１）〜（５），（７），（９），（１０），（２０）に加え、次の効果が得られる。
（３６）ピストン１３の往復動を止めても、ワンウェイクラッチ２８によって出力軸１５が回転し続けることに着目し、燃焼停止に伴いクランク部材１８の回転をブレーキ装置１７１によって停止するとともに、出力軸１５にフライホイール１７２を一体回転可能に設けている。
【０２６４】
このため、減速時等、機関出力を必要としない状況下で混合気の燃焼が停止された場合には、出力軸１５の回転を止めることなく、揺動機構１７０の構成部材（ピストン１３、第１リンク２２、第２リンク２５、クランク部材１８等の可動部材）の各作動を止めることができる。これに伴い可動部材の軸受、摺動部等における無駄な相対運動がなくなり、その結果、ピストン１３等が作動を続けることによるエネルギー損失を低減させることができる。また、軸受、摺動部等の摩耗を抑制できるほか、摩擦に伴う発熱を抑制し、もって冷却装置（図示略）にかかる負荷を少なくすることができる。その結果、内燃機関の耐久信頼性の向上を図ることができる。
【０２６５】
（第２３実施形態）
次に、本発明の第２３実施形態を図３３に従って説明する。第２３実施形態では、運動方向変換構造１７が、車両に搭載され、かつ燃費の向上、排気ガスの低減等を目的として自動停止及び自動始動を行う内燃機関に適用されている。この内燃機関では、自動停止条件の成立に応じて機関本体１１の運転が自動的に停止され、その停止状態の機関本体１１の運転が自動始動条件の成立に応じて自動的に再開（始動）される。自動停止条件としては、例えば、「内燃機関の回転速度がアイドル回転速度以下であること」、「車速が０であること」、「アクセルペダルが踏込み操作されていないこと」等が挙げられる。また、自動始動条件としては、例えば自動停止中の車両において、例えば、アクセルペダルが踏まれること、ブレーキペダルが戻されること等である。こういった自動停止及び自動始動はアイドリングストップ制御機能とも呼ばれており、例えば、信号待ちの際に行われる。すなわち、車両走行中における信号待ちといった一時的な車両停止時に内燃機関の運転が自動停止させられ、運転者の始動要求に応じて内燃機関の運転が再開（自動始動）させられる。
【０２６６】
さらに、第２３実施形態では、フライホイール１７２として前述した第２２実施形態よりも慣性質量の大きなものが用いられている。
また、前記第１〜第２２実施形態では説明を省略したが、内燃機関には、これを始動させるためのスタータ１７５が設けられている。この始動には、前述した自動始動も含まれる。クランクシャフトを出力軸とした一般的な内燃機関では、スタータは、クランクシャフトと同軸上のフライホイールを回転させるが、第２３実施形態では、クランク部材１８を回転させるようにしている。詳しくは、スタータ１７５はモータ１７６と、そのモータ１７６の回転軸１７７に取付けられたウォームギヤ１７８とを備えており、クランク部材１８の外周に形成されたギヤ１７９に前記ウォームギヤ１７８が噛合わされている。
【０２６７】
前述した以外の構成は第２２実施形態と同様である。このため、第２２実施形態と同様の部材等については同一の符号を付して説明を省略する。
上記構成の第２３実施形態によると、機関本体１１の運転中に自動停止条件が成立すると、燃料の噴射停止や点火停止により混合気の燃焼が停止され、機関本体１１の運転が自動的に停止される。また、機関本体１１の自動停止中に自動始動条件が成立すると、燃料の噴射や点火により混合気が燃焼され、機関本体１１の運転が自動的に再開（始動）される。
【０２６８】
ここで、仮に自動停止に伴い出力軸１５が回転を停止した場合には、フライホイール１７２や出力軸１５に蓄えられた運動エネルギーが利用されないまま廃棄されてしまう。また、たとえフライホイール１７２を大型化して、相当な量の運動エネルギーを蓄えるようにしても、その運動エネルギーを回収することはおろか、さらに無駄にエネルギーを廃棄することとなってしまう。
【０２６９】
しかし、第２３実施形態では、フライホイール１７２と第２リンク２５とが直結されていない。そのため、機関本体１１が自動停止されても、大型化されたフライホイール１７２が、前記第２２実施形態と同様に、慣性質量によって回転し続ける。このとき、フライホイール１７２に十分な運動エネルギーが蓄えられ、同エネルギーが、その後の車両発進のための機関始動に利用される。すなわち、自動始動後には、ピストン１３、第１リンク２２、第２リンク２５、クランク部材１８、ワンウェイクラッチ２８等を通じて出力軸１５に伝達される動力に対し、大型化により十分大きな運動エネルギーが蓄えられたフライホイール１７２から慣性トルクが加えられる。
【０２７０】
上記第２３実施形態によれば、前述した（１）〜（５），（７），（９），（１０），（２０），（３６）に加え、次の効果が得られる。
（３７）運動方向変換構造１７を、車両に搭載され、かつ自動始動停止（アイドリングストップ）機能を有する内燃機関に適用するとともに、フライホイール１７２を大型化している。
【０２７１】
このため、自動停止に伴い出力軸１５が回転を停止した場合には廃棄されてしまうエネルギーを、第２３実施形態では動力として有効に利用することが可能となる。ピストン１３の往復動に伴い出力軸１５に伝達される動力にフライホイール１７２からの慣性トルクを加えることで、車両発進時の加速性能を向上させてスムーズな発進を実現できる。
【０２７２】
（第２４実施形態）
次に、本発明の第２４実施形態を図３４に従って説明する。第２４実施形態では、出力軸１５からクランク部材１８へ動力を伝達する態様と、この動力伝達を遮断する態様とを選択的に採る動力伝達断続手段が設けられている。この動力伝達断続手段の具体的構成としては種々考えられるが、ここでは、油圧シリンダ等の往復直線運動を行うアクチュエータ１８１と、このアクチュエータ１８１に駆動連結されたローラ１８３とを備えるものが用いられている。詳しくは、アクチュエータ１８１には支持部材１８２が取付けられている。ローラ１８３は軸１８４によって支持部材１８２に回転自在に支持されている。アクチュエータ１８１は、ローラ１８３を出力軸１５の外周面及びクランク部材１８の外周面に接触させる接触位置と、ローラ１８３を出力軸１５及びクランク部材１８から離間させる離間位置との間で移動させる。図３４中、二点鎖線で示される位置が接触位置であり、実線で示される位置が離間位置である。アクチュエータ１８１は、基本的にはローラ１８３を離間位置に待機させておき、自動始動時にのみローラ１８３を接触位置へ移動させる。自動始動後には、アクチュエータ１８１は、ローラ１８３を再び離間位置へ移動させる。
【０２７３】
前述した以外の構成は第２３実施形態と同様である。このため、第２３実施形態と同様の部材等については同一の符号を付して説明を省略する。
上記構成の第２４実施形態によると、自動停止を目的としてシリンダ１２における燃焼が停止されると、ブレーキ装置１７１によってクランク部材１８の回転が一旦停止される。しかし、出力軸１５はフライホイール１７２の慣性質量によって回転し続ける。このときには、アクチュエータ１８１によってローラ１８３が離間位置へ移動させられ、同ローラ１８３がクランク部材１８及び出力軸１５から離間する。このため、出力軸１５の回転がクランク部材１８に伝達されない。
【０２７４】
一方、自動始動に際し、ブレーキ装置１７１による制動が終了されると、クランク部材１８は回転可能な状態となる。この状況のもとアクチュエータ１８１によってローラ１８３が接触位置へ移動させられ、同ローラ１８３がクランク部材１８及び出力軸１５に接触すると、出力軸１５の回転がローラ１８３を通じてクランク部材１８に伝達される。この伝達により、クランク部材１８が回転駆動され、出力軸１５を支点として第２リンク２５が上方へ揺動させられ、この揺動が第１リンク２２を介してピストン１３に伝達される。
【０２７５】
従って、例えば前述した第２３実施形態のように、前記燃焼停止が自動停止を目的として行われる場合には、前記動力伝達によってピストン１３を上昇させることができ、スタータ１７５を使用せずに機関本体１１を始動させることが可能となる。
【０２７６】
上記第２４実施形態によれば、前述した（１）〜（５），（７），（９），（１０），（２０），（３６），（３７）に加え、次の効果が得られる。
（３８）アイドリングストップ機能を有する車両は、同機能を有しない車両に対し、自動始動が行われる分、スタータの作動回数が増加し、これに伴いブラシ部の耐摩耗性、耐久性等が問題となる。
【０２７７】
この点、第２４実施形態では、出力軸１５と、揺動機構１７０の一構成部材であるクランク部材１８とを、自動始動時にローラ１８３を通じて動力伝達可能に連結するようにしている。このため、フライホイール１７２の慣性質量によって続けられる出力軸１５の回転を、クランク部材１８、第２リンク２５等を通じてピストン１３に伝達することができる。従って、このピストン１３の上昇により、スタータ１７５を使用せずに機関本体１１を自動始動させることが可能となる。これに伴いスタータの作動回数の増加を抑え、そのブラシ部の耐摩耗性、耐久性等を確保することができる。
【０２７８】
（３９）アクチュエータ１８１としては、支持部材１８２を単に往復動させるものであればよい。従って、スタータのようなブラシ部を必要とせず、ブラシ部の摩耗によって耐久性が低下する心配はない。
【０２７９】
（４０）往復直線運動するアクチュエータ１８１に支持部材１８２を介してローラ１８３を駆動連結するという簡単な構成で、動力伝達断続手段を実現することができる。
【０２８０】
（第２５実施形態）
次に、本発明の第２５実施形態を図３５に従って説明する。第２５実施形態では、内燃機関に組合わされる変速機１７４の入力軸が出力軸１５によって構成されている。すなわち、内燃機関の出力軸１５が変速機１７４の入力軸も兼ねている。
【０２８１】
また、スタータ１７５としては、以下の理由により、内燃機関の始動のためにのみ用いられる第２２実施形態のスタータよりも大きなトルクを発生するものが用いられている。
【０２８２】
車両の走行が停止するとき、すなわち駆動輪の回転が止まるときには、変速機１７４の入・出力軸の回転が止まる。同入力軸は内燃機関の出力軸１５によって構成されている。この出力軸１５の回転を止めるには、揺動機構１７０の各構成部材の作動が停止される必要がある。第２リンク２５の出力軸１５に対する回転速度が正側であろうとする場合に係合するワンウェイクラッチ２８を用いている以上、仮に、第２リンク２５が揺動すると、同第２リンク２５の出力軸１５に対する回転速度が正側となって出力軸１５が回転駆動されてしまうからである。従って、車両が停車しているときには内燃機関の運転が停止されることとなる。一方、停車中の車両を発進させるには、クランク部材１８を回転させて第２リンク２５を揺動させることにより、ピストン１３を往復動させて内燃機関を始動するほか、駆動輪回転のために出力軸１５（変速機１７４の入力軸）を回転駆動する必要がある。これらの要求を満たすために、前述したように、大きなトルクを発生するスタータ１７５が用いられている。なお、この内燃機関では、第２３実施形態とは異なり、自動停止及び自動始動が行われない。
【０２８３】
前述した以外の構成は第２２実施形態と同様である。このため、第２２実施形態と同様の部材等については同一の符号を付して説明を省略する。
上記構成の第２５実施形態によると、第２リンク２５から出力軸１５に伝達される揺動は、ワンウェイクラッチ２８によって一方向に拘束される。第２リンク２５の反対方向の揺動は出力軸１５に伝達されない。このワンウェイクラッチ２８の作用は、内燃機関の動力を変速機１７４の入力軸に伝達したりその伝達を遮断したりする駆動系のクラッチ１７３の作用に相当する。従って、出力軸１５に変速機１７４の入力軸を兼ねさせることで、出力軸１５と入力軸との間に駆動系のクラッチ１７３を図３５のように省略することが可能となる。
【０２８４】
なお、前記のようにクラッチ１７３を省略しても変速に支障を及ぼすことはないと考えられる。これは、１つには通常、変速時には運転者による加速操作が行われないため、フリクション等によってピストンの往復動が減速する。すなわち、ピストンの往復動が減速しているときに変速が行われる。一方、第２５実施形態では、ピストン１３、第１リンク２２、第２リンク２５等の作動速度が低下（減速）したとき、第２リンク２５の揺動が出力軸１５に伝達されない。第２リンク２５の出力軸１５に対する回転速度が正側であろうとすることを条件に、第２リンク２５の揺動を出力軸１５に伝達する（揺動を一方向に拘束する）ワンウェイクラッチ２８を用いているためである。従って、変速のための操作が運転者によって行われるときには、第２リンク２５から出力軸１５（変速機１７４の入力軸）への動力伝達が遮断された状態となっており、結果として、変速機１７４での変速を支障なく行うことができる。
【０２８５】
また、仮に、一般的な内燃機関と変速機との間に配設される駆動系クラッチを省略すると、変速機の入力軸が内燃機関の出力軸に直結された状態となる。このため、運転者は変速に際し、ピストン及び入力軸間の動力伝達経路を構成する多くの部材の荷重に抗してシフト操作を行うこととなり、操作荷重が大きくなって操作フィーリングが悪化する。これに対し、第２５実施形態では、前述したように変速時には、ピストン１３と変速機１７４の入力軸との間の動力伝達経路が、第２リンク２５と出力軸１５との間で遮断された状態となっている。このため、運転者は変速に際し、入力軸（出力軸１５）及びフライホイール１７２の荷重に抗してシフト操作を行うだけでよく、操作荷重が小さく操作フィーリングが向上する。
【０２８６】
上記第２５実施形態によれば、前述した（１）〜（５），（７），（９），（１０），（２０），（３６）に加え、次の効果が得られる。
（４１）出力軸１５に変速機１７４の入力軸を兼ねさせている。このため、出力軸１５と入力軸との間に駆動系のクラッチ１７３を省略することができ、その分、駆動系の構成の簡略化及び軽量化を図ることができる。
【０２８７】
（４２）出力軸１５が変速機１７４の入力軸を兼ねているため、車両が停車しているときには内燃機関の運転が停止される。従って、第２３実施形態における自動停止と同様の効果を得ることができる。
【０２８８】
なお、本発明は次に示す別の実施形態に具体化することができる。
・第２実施形態において、クランク部材１８の回転中心Ｃ１に対する出力軸１５の偏心量ｄ３を変更するために、出力軸１５を変位させてもよいし、また、出力軸１５及びクランク部材１８の双方を変位させてもよい。これらの変更は、第２実施形態以外にも、上昇機構としてクランク部材１８を用いた実施形態、例えば第３〜第２５実施形態についても同様に可能である。
【０２８９】
・第２リンク２５に形成された第２スライド溝３５にクランクピン２１をスライド可能に配置した実施形態、例えば第１０〜第２５実施形態についても、第４、第６〜第９実施形態と同様に、第２スライド溝３５の出力軸１５とは反対側の端部を開放してもよい。
【０２９０】
・第８、第１０〜第１２、第１４〜第２５実施形態についても、第５〜第７、第９実施形態と同様に、出力軸１５を第２リンク２５の揺動中心から離れた箇所に配置し、両者１５，２５を駆動ギヤ４８及び被動ギヤ４９によって駆動連結してもよい。
【０２９１】
・第５実施形態における運動方向変換構造１７を図３６に示すように変更してもよい。この場合、軸４６を軸受１２６により機関本体１１に回転自在に支持するとともに、第２リンク２５を軸４６に回転自在に支持する。軸４６と第２リンク２５との間にワンウェイクラッチ２８を設ける。さらに、軸４６上に駆動ギヤ４８を取付け、これを出力軸１５上の被動ギヤ４９に噛合わせる。このようにしても第５実施形態と同様の増速効果が得られる。
【０２９２】
・第６実施形態における第１ローラ５１，５２の数、第７実施形態における第２ローラ６１，６２の数をそれぞれ変更してもよい。
・第６実施形態におけるクランクピン２１を第１ローラ５１，５２に直接転がり接触させてもよい。
【０２９３】
・クランクピン２１が第２スライド溝３５にスライド可能に配置された実施形態、例えば第８〜第２５実施形態についても、第６実施形態と同様に、クランクピン２１に直接又は間接的に接触する第１ローラ５１，５２を第２リンク２５に設けてもよい。
【０２９４】
・第１リンク２２がクランクピン２１に連結され、そのクランクピン２１が第２スライド溝３５内にスライド可能に設けられた実施形態、例えば第３〜第６、第８、第９実施形態についても、第７実施形態と同様に、第１リンク２２のクランクピン２１近傍に第２ローラ６１，６２を設けてもよい。
【０２９５】
・第８実施形態において、第２スライド溝３５を直線状とし、これを出力軸１５及びクランクピン２１を通る線Ｌ１に対し平行に形成してもよい。この場合にも、第８実施形態と同様に、第２リンク２５の揺動特性を変更することができる。
【０２９６】
・クランクピン２１が第２スライド溝３５内にスライド可能に設けられた実施形態、例えば第３〜第７、第９〜第２５実施形態についても、第８実施形態と同様にして、第２スライド溝３５を直線状にし、出力軸１５及びクランクピン２１を通る線Ｌ１と平行又は交差させてもよい。
【０２９７】
・第８実施形態では第２スライド溝３５の一部に屈曲部６７を形成したが、この屈曲部６７に代えて、又は加えて曲線部を形成してもよい。このように、屈曲部６７や曲線部を適宜に組合わせることで、第２リンク２５の揺動特性について、設計の自由度が増す。
【０２９８】
クランクピン２１が第２スライド溝３５内にスライド可能に設けられた実施形態、例えば第３〜第７、第９〜第２５実施形態についても、上記と同様にして、第２スライド溝３５に屈曲部６７や曲線部を形成してもよい。
【０２９９】
・第９実施形態では、第２リンク２５の下側に揺動規制手段を設け、上死点直前で第２リンク２５を下方から引張ることによって、その第２リンク２５の揺動を規制するようにした。これに代えて、第２リンク２５の上側に揺動規制手段を設けてもよい。この場合には、上死点直前になったとき、揺動規制手段が第２リンク２５に当ってその第２リンク２５の揺動を規制する。このようにしてもピストン１３の上死点位置を変えて圧縮比を調整することができる。また、揺動規制手段は第２リンク２５に当ってその揺動を規制するものであればよいので、複雑な機構が不要である。
【０３００】
また、上記変更の場合には、第９実施形態と同様にして揺動規制手段の位置（特に上下位置）を変更するための揺動規制位置変更手段を用いることが望ましい。
【０３０１】
・第９実施形態に関連するが、ピストン１３の下死点直前で第２リンク２５の下方への揺動を規制する揺動規制手段を設けるとともに、クランクピン２１と第１リンク２２との連結部分に偏心軸７６を設けてもよい。このようにすると、第９実施形態とは逆の作用により、ピストン１３の下死点位置が下がり、排気量が増大する。従って、揺動規制位置変更手段を追加して揺動規制手段による第２リンク２５の規制位置を変更することで、排気量を調整することも可能となる。
【０３０２】
・第９実施形態における揺動規制位置変更手段による効果は、第２リンク２５の揺動中心となる軸４６の位置を変えることによっても得られる。その一例を図３７に示す。この場合、出力軸１５上に可動部材１３１を軸受１３２により回転自在に支持する。そして、軸４６を可動部材１３１に連結する。さらに、可動部材１３１の外周にギヤ１３３を形成するとともに、このギヤ１３３にウォームギヤ１３４を噛合わせる。この構成では、ウォームギヤ１３４をモータ（図示略）等により回転させると、可動部材１３１が出力軸１５を中心として回動し、軸４６が出力軸１５の周りを公転し、軸４６の位置が変化する。その結果、両位置決めリンク７１，７２によって揺動が規制されるときの第２リンク２５の傾斜角度が変化する。なお、図３７では揺動規制手段の図示が省略されている。
【０３０３】
・第９実施形態の特徴は、ピストン１３の上死点直前で第２リンク２５の上方への揺動を規制する機構を設け、クランクピン２１と第１リンク２２との連結部分に偏心軸７６を設けることである。また、揺動を規制する機構による揺動規制位置を変更する手段を設けることである。これらの特徴は、第１リンク２２がクランクピン２１に連結され、そのクランクピン２１が第２スライド溝３５内にスライド可能に設けられた実施形態、例えば第３〜第８実施形態についても、第９実施形態と同様に適用可能である。
【０３０４】
・第１〜第６、第８実施形態についても、第１０実施形態と同様にして、第１リンク２２の下端部を第２リンク２５のクランクピン２１とは異なる箇所に軸８１によって連結してもよい。
【０３０５】
・上昇機構としてクランク部材１８を用いている実施形態、例えば第１〜第１０、第１２〜第２５実施形態についても、第１１実施形態と同様にして、機関本体１１に対するクランク部材１８の支持位置を変更するための機構（クランクユニット８６及びスライド機構８８）を設けてもよい。
【０３０６】
・第１〜第１１、第１３〜第２５実施形態についても、第１２実施形態と同様にして、第１リンク２２の第２リンク２５に対する支持位置を変更するための機構（スライド機構９１）を設けてもよい。
【０３０７】
・第１〜第１２、第１４〜第２５実施形態についても、第１３実施形態と同様にして、出力軸１５に対する第２リンク２５の支持位置を変更するための機構（スライドユニット９６、スライド機構９７、軸受プレート９９、スライドプレート１０１等）を設けてもよい。
【０３０８】
・クランクピン２１が第２スライド溝３５にスライド可能に設けられた実施形態、例えば第３〜第１３、第１５〜第２５実施形態についても、第１４実施形態と同様にして、第２リンク２５における第２スライド溝３５の傾斜角度を変更する機構を設けてもよい。
【０３０９】
・クランクピン２１が第２スライド溝３５にスライド可能に設けられた実施形態、例えば第３〜第１４、第１６〜第２５実施形態についても、第１５実施形態と同様にして、クランク部材１８に、その回転中心Ｃ１とクランクピン２１との間隔ｄ４を変更する機構を設けてもよい。
【０３１０】
・上昇機構としては、燃焼圧力によって下降したピストン１３を上昇させることができるものであればよく、従って、クランク部材１８以外の部品を用いてもよい。
【０３１１】
・第１６実施形態における回転付与手段として、一般的な内燃機関において、始動時にフライホイールに回転力を付与するスタータ（始動装置）と同様の構成を採用してもよい。
【０３１２】
・上昇機構としてクランク部材１８が用いられている実施形態、例えば第１〜第１５、第１７〜第２５実施形態についても、第１６実施形態と同様にして、機関始動時に第２リンク２５の揺動方向とは逆方向への回転力をクランク部材１８に付与する機構を設けてもよい。
【０３１３】
・出力軸１５及びクランク部材１８の間隔ｄ５が不変である実施形態、例えば第１、第３〜第１０、第１２〜第１６実施形態についても、第１７〜第２１実施形態と同様にして、出力軸１５上及びクランク部材１８上に歯車１４１，１４２を設け、相互に噛合わせてもよい。
【０３１４】
・第１８及び第１９実施形態では、クランク部材１８を電動モータ１４８によって直接駆動する構成としたが、両者１８，１４８の間に歯車等の伝達機構を介在させてもよい。
【０３１５】
・第１８及び第１９実施形態において、出力軸１５の回転に基づいて、膨張行程の上死点を検出する構成に変更してもよい。この場合、膨張行程であることを検出するセンサと、上死点であることを検出するセンサとの２種類のセンサが必要となる。
【０３１６】
・第１８実施形態の特徴は、膨張行程の上死点をセンサ１４７によって検出し、その検出に応じクランク部材１８を電動モータ１４８によって回転駆動することである。また、第１９実施形態の特徴は、圧縮行程をセンサ１４７によって検出し、その検出に応じクランク部材１８を電動モータ１４８によって回転駆動することである。第２０実施形態の特徴は、出力軸１５及びクランク部材１８を支持プレート１５５によって連結し、出力軸１５を支点として支持プレート１５５を回転させることである。第２１実施形態の特徴は、各組のクランク部材１８を、第３歯車１６６、第４歯車１６７及び共通の連結シャフト１６８を介して相互に連結することである。
【０３１７】
これらの第１８〜第２１実施形態の内容について、次のように組合わせてもよい。この組合わせとしては、第１８及び第１９実施形態の組合わせ、第１８及び第２０実施形態の組合わせ、第１９及び第２０実施形態の組合わせ、第１８〜第２０の組合わせが挙げられる。そのほかにも、第１８及び第２１実施形態の組合わせ、第１９及び第２１実施形態の組合わせ、第１８、第１９及び第２１実施形態の組合わせも挙げられる。
【０３１８】
・第２０及び第２１実施形態において、出力軸１５を支点として支持プレート１５５を回転させるために、前述した電動モータ１５８以外のアクチュエータ、例えば油圧シリンダ等を用いてもよい。
【０３１９】
・第２２実施形態では、第２リンク２５を揺動させる揺動機構１７０の構成部材の少なくとも１つの作動を燃焼停止に伴い停止させることができればよい。従って、クランク部材１８以外にも、ピストン１３、第１リンク２２、第２リンク２５のそれぞれの作動を停止させてもよい。また、これらの２つ以上の作動を停止させてもよい。
【０３２０】
・第１〜第２１実施形態についても、第２２実施形態と同様にして、シリンダ１２における燃焼停止に伴い、揺動機構の少なくとも１つの構成部材（ピストン１３、第１リンク２２、第２リンク２５及びクランク部材１８）の作動を停止させるようにしてもよい。
【０３２１】
・第２４実施形態において、ローラ１８３を離間位置へ移動させたときに、そのローラ１８３を出力軸１５及びクランク部材１８の一方の外周面に接触させてもよい。要は、離間位置のとき、出力軸１５及びクランク部材１８間の動力伝達が遮断されればよい。
【０３２２】
・第２４実施形態は、自動停止及び自動始動を行わないタイプの内燃機関にも適用可能である。
・第２４実施形態は、燃焼の停止を、内燃機関の自動停止を目的として行うものに限らず、減速を目的として行う場合にも適用可能である。この場合、ローラ１８３の動力伝達によって第２リンク２５を上方へ揺動させることで、ピストン１３の強制的な往復動が可能となり、これに伴いポンピングロス、摩擦損失等が発生し、いわゆるエンジンブレーキがかかる。このため、制動の信頼性を高めることができる。
【０３２３】
・第２２〜第２４実施形態についても、第２５実施形態と同様にして、出力軸１５によって変速機１７４の入力軸を構成してもよい。
・第１〜第３のスライド溝２６，３５，１００は第２リンク２５を貫通するもの（孔）であってもよいし、貫通しないもの（凹部）であってもよい。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明を具体化した第１実施形態における運動方向変換構造の概略構成図。
【図２】運動方向変換構造の概念図。
【図３】出力軸のモーメントアーム長（比率）と回転角度との関係を示す特性図。
【図４】出力軸のトルク（比率）と回転角度との関係を示す特性図。
【図５】第２実施形態における運動方向変換構造の概略構成図。
【図６】偏心量と第２リンクの揺動角度との関係、及び偏心量と出力軸の減速率との関係を示す特性図。
【図７】第３実施形態における運動方向変換構造の概略構成図。
【図８】第４実施形態における運動方向変換構造の概略構成図。
【図９】第５実施形態における運動方向変換構造の概略構成図。
【図１０】運動方向変換構造の概念図。
【図１１】第６実施形態における運動方向変換構造の概略構成図。
【図１２】第７実施形態における運動方向変換構造の概略構成図。
【図１３】第８実施形態における運動方向変換構造の概略構成図。
【図１４】第９実施形態において、ピストンの上死点位置を変更する原理を示す説明図。
【図１５】第９実施形態における運動方向変換構造の概略構成図。
【図１６】（ａ），（ｂ）はピストンの上死点位置を変更する原理を示す説明図。
【図１７】第１０実施形態における運動方向変換構造の概略構成図。
【図１８】第１１実施形態における運動方向変換構造の概略構成図。
【図１９】第１２実施形態における運動方向変換構造の概略構成図。
【図２０】第１３実施形態における運動方向変換構造の概略構成図。
【図２１】第１４実施形態における運動方向変換構造の概略構成図。
【図２２】第１５実施形態における運動方向変換構造の概略構成図。
【図２３】第１６実施形態における運動方向変換構造の概略構成図。
【図２４】ピストン上死点での運動方向変換構造の状態を示す概略構成図。
【図２５】クランク部材を時計回り方向へ回転させた場合の運動方向変換構造の状態を示す概略構成図。
【図２６】クランク部材を反時計回り方向へ回転させた場合の運動方向変換構造の状態を示す概略構成図。
【図２７】第１７実施形態における運動方向変換構造の概略斜視図。
【図２８】第１８実施形態における運動方向変換構造の概略斜視図。
【図２９】第１９実施形態における運動方向変換構造の概略斜視図。
【図３０】第２０実施形態における運動方向変換構造の概略斜視図。
【図３１】第２１実施形態における運動方向変換構造の概略斜視図。
【図３２】第２２実施形態における運動方向変換構造の概略斜視図。
【図３３】第２３実施形態における運動方向変換構造の概略斜視図。
【図３４】第２４実施形態における運動方向変換構造の概略斜視図。
【図３５】第２５実施形態における運動方向変換構造の概略斜視図。
【図３６】運動方向変換構造の別の態様を示す概念図。
【図３７】運動方向変換構造の別の態様を示す概念図。
【符号の説明】
１１…機関本体、１２…シリンダ、１３…ピストン、１５…出力軸、１８…クランク部材（上昇機構）、２１…クランクピン、２２…第１リンク、２５…第２リンク、２６…第１スライド溝、２７…スライドプレート（揺動伝達部）、２８…ワンウェイクラッチ（伝達方向拘束部、揺動伝達部）、３１…スライド機構（偏心量変更手段）、３５…第２スライド溝、４８…駆動ギヤ（揺動伝達部）、４９…被動ギヤ（揺動伝達部）、５１，５２…第１ローラ、６１，６２…第２ローラ、６７…屈曲部、７１…第１位置決めリンク、７２…第２位置決めリンク、７３，７４，７５…軸（７１〜７５は揺動規制手段を構成）、７６…偏心軸、７７…スライド機構（揺動規制位置変更手段）、８１…軸、８６…クランクユニット、８８…スライド機構（８６，８８は第１支持位置変更手段を構成）、９１…スライド機構（第２支持位置変更手段）、９６…スライドユニット、９７…スライド機構、９９…軸受プレート、１０１…スライドプレート（９６，９７，９９，１０１は第３支持位置変更手段を構成）、１０７…リンク本体、１０８…回転プレート（回転体）、１０９…ギヤ、１１０…モータ、１１１…ウォームギヤ（１０９〜１１１は角度変更手段を構成）、１１６…スライド機構（間隔変更手段）、１２１…ギヤ、１２２…モータ、１２３…ウォームギヤ（１２１〜１２３は回転付与手段を構成）、１４１…第１歯車、１４２…第２歯車、１４３…第２ワンウェイクラッチ（第２伝達方向拘束部）、１４７…センサ（膨張行程検出手段、上死点検出手段、圧縮行程検出手段）、１４８…電動モータ、１５１，１５２…センサ（係合状態検出手段）、１５５…支持プレート（第３リンク）、１５７…ギヤ、１５８…電動モータ、１６１…ウォームギヤ（１５７，１５８，１６１は回転手段を構成）、１６６…第３歯車、１６７…第４歯車、１６８…連結シャフト（第４リンク）、１７０…揺動機構、１７１…ブレーキ装置（作動停止手段）、１７２…フライホイール（回転体）、１７４…変速機、１８１…アクチュエータ、１８３…ローラ（１８１，１８３は動力伝達断続手段を構成）、Ｃ１…回転中心、ＣＬ…中心線、ｄ１，ｄ５…間隔、ｄ３…偏心量、Ｌ１…線、ｎ１，ｎ２…回転速度。
【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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【図３０】
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【図３１】
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【図３２】
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【図３３】
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【図３４】
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【図３５】
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【図３６】
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【図３７】
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