(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
一定軌道を所定のストローク長さで往復運動する往復子を含む往復運動部と、
往復子の往復運動に連動して軸周りに回転運動する回転軸を含む回転運動部と、
往復子と回転軸とを連結し、往復子の往復運動と回転軸の回転運動との変換を行うリンク機構と、を備え、
リンク機構は、往復子と回転軸とに連係するクランクロッドを含むクランク機構と、
往復子の往復ストローク長さに対する直線移動量の比と、回転軸の全回転量に対する円周移動量の比と、を等しく保持しながら往復運動と回転運動との変換を行わせる移動量比保持機構と、を含み、
移動量比保持機構は、クランクロッドと協働して移動量比保持を行うように往復子に設けられた案内手段を有することを特徴とする動力伝達機構。
【請求項２】
移動量比保持機構は、クランクロッドの一端側が、２つの周状移動域とそれらの連結域とにより形成される閉鎖移動域を周回転することにより往復子の往復ストローク移動に連係して回転軸の全回転を行わせるものであることを特徴とする請求項１記載の動力伝達機構。
【請求項３】
移動量比保持機構は、案内手段を介して往復子の片道ストローク長さに対する直線移動量の比と、クランクロッド一端側の１つの周状移動域の移動に対応した回転軸の軸回り半回転量に対する円周移動量の比と、を等しく保持しながら往復運動と回転運動との変換を行わせる請求項２記載の動力伝達機構。
【請求項４】
案内手段は、閉鎖移動域としての８字状の軌跡であって往復子の往復運動に対応して往復移動する８字状の軌跡と、クランクロッドの円周軌跡と、の交点軌跡に沿って移動するようにクランクロッドの一端側を案内させる８字案内機構を含む請求項３記載の動力伝達機構。
【請求項５】
８字案内機構は、往復子の一端側に設けられ、クランクロッドの一部を略８字状の軌跡に案内する案内溝又は案内孔を含む請求項４記載の動力伝達機構。
【請求項６】
クランクロッドの一端側には案内溝又は案内孔に係合しつつ遊転する遊転部材が取り付けられたことを特徴とする請求項５記載の動力伝達機構。
【請求項７】
往復子の一端側の案内孔は体部を打抜いた貫通孔であり、
該体部にはその貫通方向に突出する突出縁部が形成され、
クランクロッドの遊転部材を安定して案内孔に係合させる挟持ローラ装置を備えている請求項６記載の動力伝達機構。
【請求項８】
クランクロッドには外歯車が設けられるとともに、案内溝又は案内孔の内周面には該外歯車に噛み合い連結する内歯が設けられた請求項５又は６記載の動力伝達機構。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、往復運動と回転運動との変換を行う動力伝達機構に関する。
【背景技術】
【０００２】
例えば、エンジンにはピストンの往復直線運動を回転運動に変換するピストンクランク機構が利用されている。図１２に示すように、従来のピストンクランク機構は、シリンダ内を往復直線運動するピストン１０２と、回転軸１０４周りに回転するクランクロッド１０６と、一端側をピストンピン１１０を介してピストン１０２に他端側をクランクピン１１２を介してクランクロッド１０６に連結したコネクティングロッド１０８と、を備えているものであった。
【０００３】
一方、特許文献１には、シリンダ内を往復運動するピストンと、前記ピストンに一端が連結されたコンロッドと、前記コンロッドの他端が連結されたクランクシャフトと、前記クランクシャフトに設けられ、前記クランクシャフトと同軸まわりに回転する伝達ギヤと、前記伝達ギヤに噛み合わされ、前記クランクシャフトの回転を外部へ出力する出力ギヤと、を備える動力伝達機構であって、前記伝達ギヤ及び前記出力ギヤを楕円形状に形成したものが開示されている。
【特許文献１】特開２００５−１０６０７１号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
前者の従来のピストンクランク機構１００では、図１２（ａ）〜（ｆ）に示すように、ピストン１０２が同じ移動量（例えば、ストローク長さＬの１／６）移動してもクランクロッド１０６及び回転軸１０４の回転変位量はピストンの位置ごとにまばらに変化し、脈動を生じさせていた。したがって、ピストンの移動量と回転軸の回転量が一定に定まらないことから、往復運動と回転運動との変換が円滑に行えず、精密な制御を行いにくい等の問題があった。また、往復運動と回転運動との変換を円滑に行えないため振動の発生が大きくなる結果、振動を抑えるためのバランスウエイトが重量化、大型化してしまい、エンジンの軽量化や燃費の向上の妨げとなっていた。後者の特許文献１の動力伝達機構では、楕円形のギヤを用いているので、２つの楕円形のギヤを配置するスペースを大きく確保する必要があり、動力機構全体が巨大化する問題があった。また、クランクシャフトと出力軸とのギヤ比を変換させて出力ギヤを一定速度にしようとするものであるから、ピストンの往復運動とクランクシャフト自体との回転は依然として脈動する構造であり、円滑な変換が行えない結果、精密な制御や、バランスウエイトの小型化、ひいてはエンジンの軽量化、燃費向上等の実現が困難であった。
【０００５】
本発明は上記従来の課題に鑑みてなされたものであり、その一つの目的は、機構全体を大型化することなく、往復運動と回転運動との変換を安定かつ円滑に行え、制御等を行ないやすい動力伝達機構を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
上記課題を解決するために本発明は、一定軌道を所定のストローク長さＬで往復運動する往復子２０を含む往復運動部１２と、往復子２０の往復運動に連動して軸周りに回転運動する回転軸２８を含む回転運動部１４と、往復子２０と回転軸２８とを連結し、往復子２０の往復運動と回転軸２８の回転運動との変換を行うリンク機構１６と、を備え、
リンク機構１６は、往復子２０と回転軸２８とに連係するクランクロッド３０を含むクランク機構と、往復子２０の往復ストローク長さ２Ｌに対する直線移動量（ｓ）の比（ｓ／２Ｌ）と、回転軸２８の全回転量に対する円周移動量の比（φ／３６０°）と、を等しく保持しながら往復運動と回転運動との変換を行わせる移動量比保持機構１８と、を含み、移動量比保持機構１８は、クランクロッド３０と協働して移動量比保持を行うように往復子２０に設けられた案内手段（３４）を有することを特徴とする動力伝達機構１０から構成される。なお、動力伝達機構１０は、往復運動を回転運動に変換する態様、逆に回転運動を往復運動に変換する態様でもよく、それらを一方に又は相互に変換できるものでもよい。手動で往復子２０又は回転軸２８に駆動力を与える構成でもよく、気体の膨張、圧力変化やモータ等により自動的に往復子２０又は回転軸２８に駆動力を与える構成でもよい。
【０００７】
また、移動量比保持機構１８は、クランクロッド３０の一端側が、２つの周状移動域Ｎａ，Ｎｂとそれらの連結域（Ｍ）とにより形成される閉鎖移動域（Ｎ２）を周回転することにより往復子２０の往復ストローク移動に連係して回転軸２８の全回転を行わせるものであることとしてもよい。
【０００８】
また、移動量比保持機構１８は、案内手段（３４）を介して往復子の片道ストローク長さＬに対する直線移動量ｓの比（ｓ／Ｌ）と、クランクロッド３０一端側の１つの周状移動域Ｎａ，Ｎｂの移動に対応した回転軸２８の軸回り半回転量（１８０°）に対する円周移動量の比（φ／１８０°）と、を等しく保持しながら往復運動と回転運動との変換を行わせることとしてもよい。
【０００９】
また、案内手段は、閉鎖移動域としての８字状の軌跡であって往復子２０の往復運動に対応して往復移動する８字状の軌跡Ｎ２と、クランクロッド３０の円周軌跡Ｎ１と、の交点軌跡に沿って移動するようにクランクロッド３０の一端側を案内させる８字案内機構３４を含むこととしてもよい。
【００１０】
また、８字案内機構３４は、往復子２０の一端側に設けられ、クランクロッド３０の一部を略８字状の軌跡に案内する案内溝又は案内孔４６を含むこととしてもよい。
【００１１】
また、クランクロッド３０の一端側には案内溝又は案内孔４６に係合しつつ遊転する遊転部材（４８、５２、５８）が取り付けられたこととしてもよい。
【００１２】
また、往復子２０の一端側の案内孔４６は体部を打抜いた貫通孔であり、該体部にはその貫通方向に突出する突出縁部５０が形成され、クランクロッド３０の遊転部材５２を安定して案内孔４６に係合させる挟持ローラ装置５６を備えていることとしてもよい。挟持ローラ装置５６は、突出縁部５０を挟持してクランクロッド３０の遊転部材５２を安定して案内孔４６に係合させる。
【００１３】
また、クランクロッド３０には外歯車５８が設けられ、案内溝又は案内孔４６の内周面には該外歯車５８に噛み合い連結する内歯６０が設けられたこととしてもよい。
【発明の効果】
【００１４】
本発明の動力伝達機構によれば、一定軌道を所定のストローク長さで往復運動する往復子を含む往復運動部と、往復子の往復運動に連動して軸周りに回転運動する回転軸を含む回転運動部と、往復子と回転軸とを連結し、往復子の往復運動と回転軸の回転運動との変換を行うリンク機構と、を備え、リンク機構は、往復子の往復ストローク長さに対する直線移動量の比と、回転軸の全回転量に対する円周移動量の比と、を等しく保持しながら往復運動と回転運動との変換を行わせる移動量比保持機構を含むことから、移動量比保持機構を介して往復子の往復運動と回転軸の回転運動との変換を円滑かつ安定して行わせることができる。さらに、往復子と回転軸の移動量比が等しく保持されるので往復運動と回転運動との変換の制御等を簡単に行なえ、機構全体を巨大化させることなく低コストで円滑な動力伝達機構を実現できる。また、往復子は直線運動のみを行うので、例えば従来のレシプロエンジンのコネクティングロッドのようにシリンダの途中で傾斜することがなく、横方向に力が加わることによる二次振動の発生を大幅に軽減もしくは解消することが期待できる。よって、例えば、動力伝達機構をエンジン等に適用した際に、振動を抑えるバランスウエイトを設ける必要がある場合でも該バランスウエイトを比較的小さく設計することができ、エンジンの軽量化、ひいては燃費向上を期待できる。
【００１５】
また、リンク機構は、往復子と回転軸とに連係するクランクロッドを含むクランク機構を有し、往復子にはクランクロッドと協働して移動量比保持を行う案内手段が設けられていることから、案内手段とクランクロッドとを協働させて往復子の移動量比と回転軸の移動量比とを等しく保持できるとともに、リンク機構を複雑化することなく簡単な構造で製造できる。
【００１６】
また、移動量比保持機構は、クランクロッドの一端側が、２つの周状移動域とそれらの連結域とにより形成される閉鎖移動域を周回転することにより往復子の往復ストローク移動に連係して回転軸の全回転を行わせるものであることから、移動量比保持機構を簡単な構成で具体的に実現できる。
【００１７】
また、移動量比保持機構は、案内手段を介して往復子の片道ストローク長さに対する直線移動量の比と、クランクロッド一端側の１つの周状移動域の移動に対応した回転軸の軸回り半回転量に対する円周移動量の比と、を等しく保持しながら往復運動と回転運動との変換を行わせることから、往路ストロークと復路ストロークの往復子の往復運動及び回転軸の回転運動の対称性を利用して簡易に移動量比保持機構を設計できる。
【００１８】
また、案内手段は、閉鎖移動域としての８字状の軌跡であって往復子の往復運動に対応して往復移動する８字状の軌跡と、クランクロッドの円周軌跡と、の交点軌跡に沿って移動するようにクランクロッドの一端側を案内させる８字案内機構を含むことから、回転軸に連係したクランクロッドを横倒し８字状の軌跡に案内させることにより、移動量比保持機構を簡単な構造で具現でき、低コストで製造できる。
【００１９】
また、８字案内機構は、往復子の一端側に設けられ、クランクロッドの一部を略８字状の軌跡に案内する案内溝又は案内孔を含むことから、案内溝又は案内孔といった簡素な構造でクランクロッドの一部を略８字状の軌跡に安定かつスムーズに案内させて、往復子と回転軸との移動量比を等しく保持した回転運動との変換を円滑に行える。
【００２０】
また、クランクロッドの一端側には案内溝又は案内孔に係合しつつ遊転する遊転部材が取り付けられたことから、遊転部材によってクランクロッドを案内溝又は案内孔に対して案内させることにより、摩擦等によるロスを低減でき、スムーズに案内させることができる。
【００２１】
また、往復子の一端側の案内孔は体部を打抜いた貫通孔であり、該体部にはその貫通方向に突出する突出縁部が形成され、クランクロッドの遊転部材を安定して案内孔に係合させる挟持ローラ装置を備えていることから、突出縁部に設けられた突出縁部と挟持ローラ装置によって往復子に設けられる案内孔とクランクロッドの遊転部材とが脱落等することなくそれらの係合状態をより確実かつ安定的に保持でき、移動量比保持の確実性を向上しうる。
【００２２】
また、クランクロッドには外歯車が設けられ、案内溝又は案内孔の内周面には該外歯車に噛み合い連結する内歯が設けられたことから、案内孔とクランクロッドの係合状態をより安定して保持でき、移動量比保持の確実性を向上しうる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００２３】
以下添付図面を参照しつつ本発明の動力伝達機構について説明する。本発明の動力伝達機構は、例えば、エンジン、ポンプ、工作機械、その他種々の装置等に用いられ、往復運動を回転運動に、又は回転運動を往復運動に変換する運動変換機構である。図１ないし図４は、本発明の動力伝達機構の一実施形態を示している。図１は本実施形態に係る動力伝達機構１０の原理的な構成の概略図を示しており、図２はリンク機構の原理的な作用の説明図、図３は上死点から下死点に至る行程の作用説明図、図４は下死点から上死点に至る行程の作用説明図を示している。本実施形態において、動力伝達機構１０は、図１に示すように、往復運動部１２と、回転運動部１４と、往復運動と回転運動との変換を行うリンク機構１６と、を備えており、移動量比保持機構１８を含む。
【００２４】
本実施形態では、往復運動部１２は、一定の直線軌道を所定のストローク長さＬで往復運動する往復子２０を含み、往復動力としての入力部又は出力部となる。往復子２０は、例えば直線状のガイド２２に案内され動力の入力部又は出力部として作用するスライダ部２４と、スライダ部２４に一体的に組み付けられた体部２６と、を含み、スライダ部２４と体部２６とが一体化して往復直線運動する。スライダ部２４は、例えば、ピストンやブロック等で形成されている。体部２６は、例えば、一端側をスライダ本体部２４に固定され他端側を回転運動部１４側に向けて延設された棒状部材又は板状部材からなる。本実施形態では、体部２６の延長端部側には、後述の８字案内機構３４が設けられている。一方、回転運動部１４は、軸周りに回転運動する回転軸２８を含み、回転動力の出力部又は入力部となる。本実施形態では、往復子２０の中心軸上に回転軸２８が設定されている。回転軸２８には、例えば、外部との動力伝達のためのギアやプーリ等が固定される。
【００２５】
リンク機構１６は、往復子２０と回転軸２８とを連結し、往復子２０の往復運動と回転軸２８の回転運動との変換を行うリンク手段である。本実施形態では、往復子２０と回転軸２８とに連係するクランクロッド３０を含むクランク機構を有している。クランクロッド３０は一端側を回転軸２８に固定し、他端側に往復子２０の体部２６と連係する連係部３２が設けられている。本実施形態では、回転軸２８の中心からクランクロッド３０の連係部３２の中心までの距離がｒで設定されている。クランクロッド３０は回転軸２８の回転に伴って一体的に回転し、連係部３２の中心は回転軸２８周りに半径ｒの円周軌跡Ｎ１上を回転する。
【００２６】
本実施形態では、図１、図２、図３に示すように、リンク機構１６により往復運動と回転運動との変換を行わせるに際して、往復子２０の往復ストローク長さ２Ｌに対する直線移動量の比と、回転軸２８の全回転量に対する円周移動量の比と、を等しく保持する移動量比保持機構１８を備えている。本実施形態では、移動量比保持機構１８は、往復子２０の体部２６に一体的に設けられてクランクロッド３０と連係する案内手段を有している。案内手段を一体的に備える往復子２０の体部２６は移動量比保持機構１８の一部を構成しているともいえる。本実施形態では、案内手段は、往復子２０とクランクロッド３０の連係部３２との係合位置を移動変化させながら往復子２０の往復移動に連係した回転軸２８の回転を行わせており、クランクロッドの連係部３２を２つの周状移動域Ｎａ、Ｎｂとそれらの連結域（Ｍ）とにより形成される閉鎖移動域を周回転させるように案内する。図に示すように、閉鎖移動域としては中央交点Ｍを連結域とした横倒し８字状の軌跡からなり、案内手段は、往復子２０の往復運動に対応して中央交点Ｍが回転軸２８に対して往復移動する閉鎖移動域としての横倒し８字状の軌跡Ｎ２にクランクロッド３０の連係部３２の中心を案内する８字案内機構３４を含む。すなわち、８字案内機構３４は、該８字状の軌跡Ｎ２とクランクロッド３０の円周軌跡Ｎ１との交点軌跡に沿って移動するようにクランクロッド３０の連係部３２の中心を案内させる。
【００２７】
本実施形態において、図２はクランクロッド３０と連係する８字案内機構３４の原理的な作用を説明しており、図に示すように、８字状の軌跡Ｎ２は下式で表される座標値ｐ１（ｘ、ｙ）を通過する曲線となっている。
【数１】
0004329106.tif 000002
ただし、ｐ１は曲線の座標位置、ａは円の１８０度の分割数、ｐは円の上記に対する分割点位置、ｒは円の半径、ｂは１８０／ａ、θは９０−ｂｐ、ｘはｘ座標値、ｙはｙ座標値である。
【００２８】
８字案内機構３４は、往復子２０が片道ストローク移動し回転軸２８が半回転するのに対応して、クランクロッド３０の連係部３２を１つの周状移動域Ｎａで周回転させる。そして中央交点Ｍを介してクランクロッド３０の連係部３２が他の周状移動域Ｎｂに移動すると往復子２０の向きが変換されることとなり、往復子２０の１ストローク移動及び回転軸２８の半回転ごとに２つの周状移動域を交互に案内させる。なお、８字案内機構３４により、往復子２０の片道ストローク長さＬが連係部３２の円周軌跡Ｎ１の直径２ｒと等しくなっている。往復子２０の往路ストローク移動における往復運動と回転運動の変換（図３参照）と、往復子２０の復路ストロークにおける往復運動と回転運動の変換（図４参照）と、は対称的になっている。よって、周状移動域Ｎａ、Ｎｂは中央交点Ｍを通る縦線で線対称に形成されており、本実施形態では、往復子の１ストローク移動と回転軸２８の半回転に対応する変換行程において、８字案内機構３４を介して往復子２０の片道ストローク長さＬに対する直線移動量ｓの比と、クランクロッド一端側の１つの周状移動域の移動に対応した回転軸２８の軸周り半回転量に対する円周移動量の比と、を等しく保持することにより、移動量比保持機構１８を実現している。すなわち、往復子２０の片道ストローク長さＬに対する直線移動量ｓの比（ｓ／Ｌ）と、クランクロッド３０の半回転量１８０°に対するクランクロッド３０の上死点（下死点）からの回転角度φの比（φ／１８０°）と、が等しく保持され、ｓ／Ｌ＝φ／１８０°となる。したがって、図３、図４で示す往復行程の何れも上死点位置を基準としてクランクロッド３０の回転角度φをとると、ｓ／２Ｌ＝φ／３６０°となる。なお、図３では上死点位置を基準としてクランクロッドの回転角度φとし、横倒し８字状の軌跡Ｎ２の１つの周状移動域Ｎａを往復移動する中心交点Ｍを原点として（ｘ、ｙ）座標を表すと、上式でφ＝ｂｐとして、
【数２】
0004329106.tif 000003
となる。一方、図４では下死点位置を基準としてクランクロッドの回転角度φとし、横倒し８字状の軌跡Ｎ２の他の周状移動域Ｎｂを往復移動する中心交点Ｍを原点として（ｘ、ｙ）座標を表すと、
【数３】
0004329106.tif 000004
となる。
【００２９】
８字案内機構３４は、例えば、クランクロッド３０の連係部３２を略８字状に案内するように体部２６に凹設された案内溝又は体部２６を打ち抜き貫通して形成した案内孔からなる。すなわち案内溝又は案内孔がクランクロッド３０の連係部３２の閉鎖移動域を形成する。そして、クランクロッド３０の連係部３２としては、例えば、案内溝又は案内孔に係合する遊転部材やピン部材等の他の部材を取り付けたり、クランクロッドの先端部をアール形状に加工したもので形成される。従来のピストンクランク機構におけるピストンとクランクロッドとを連結するコネクティングロッドの構成とは異なり、往復子２０自体にクランクロッド３０を連係しており、かつその連係部３２の中心を略８字状の軌跡で変化させながら回転させるように構成して、上述のような移動量比保持機構としている。
【００３０】
このような構成により、図３（ａ）に示すように、例えば、往復子２０の往復直線運動を回転軸２８の回転運動に変換する場合において、往復子２０が上死点位置からストローク長さＬの１／６移動すると、それに対応してクランクロッド３０の連係部３２を８字状の軌跡Ｎ２に案内するように往復子２０に設けられた８字案内機構３４とクランクロッド３０とが協働しクランクロッド３０及び回転軸２８を３０°（半回転１８０°の１／６）回転する。同様に、図３（ａ）からさらに往復子２０がストローク長さＬの１／６移動すると、それに対応してクランクロッド３０及び回転軸２８が３０°（半回転１８０°の１／６）回転する（図３（ｂ））。すなわち、上死点位置から往復子２０がストローク長さＬの２／６移動すると、それに対応してクランクロッド３０及び回転軸２８が６０°（半回転１８０°の２／６）回転するようになっている。以後同様に、図３に示すように、往復子２０がストローク長さＬの１／６ずつ移動すると、それに対応してクランクロッド３０及び回転軸２８が３０°（半回転１８０°の１／６）ずつ回転し、上記のように往復子の移動量比と回転軸の移動量比とを等しく保持しながら往復運動と回転運動との変換を行わせる。また、図４に示すように、下死点位置から上死点位置に変位する場合も同様に、往復子２０がストローク長さＬの１／６ずつ移動すると、それに対応してクランクロッド３０及び回転軸２８が３０°（半回転１８０°の１／６）ずつ回転し、往復子と回転軸の上記のような移動量比を等しく保持しながら往復運動と回転運動との変換を行わせる。逆に回転軸２８の回転運動を往復子２０の回転運動に変換する場合も同様に、任意の位置から回転軸２８を３０°（半回転１８０°の１／６）回転させると、往復子２０は該位置からストローク長さＬの１／６移動することとなり、移動量比を等しく保持しながら往復運動と回転運動との変換を行わせる。これにより、往復運動と回転運動との変換を円滑に行うことができる。なお、例えば、複数の動力伝達機構１０をクランクジャーナル等で連結して複気筒構成としてもよい。
【実施例１】
【００３１】
次に、上記実施形態で説明した動力伝達機構の実施例について説明する。図５、図６は動力伝達機構の第１実施例を示しており、上記実施形態と同一部材には同一符号を付し、その詳細な説明は省略する。図５に示すように、本第１実施例にかかる動力伝達機構１０ａでは、例えば、レシプロエンジンに適用した形態であり、往復運動部１２はピストン構造となっており、シリンダ４０内の混合気体の燃焼による膨張圧によるピストン４２の往復運動と回転軸２８の回転運動とを相互に変換する。本実施例では、往復子２０は、ガイド２２としてのシリンダ４０内を往復直線運動する円筒形状のピストン本体４２と、ピストン本体４２に固定され燃焼室４４と反対側すなわち回転軸２８側に延設された体部２６と、を含む。なお、図では省略しているがシリンダには例えば、吸気弁、排気弁機構や点火装置等が設置される。本実施例では、往復子２０の体部２６は、例えば、鍵の柄のような形状で設けられ一端部をピストンヘッド４２に固定した板状部材からなり、８字状案内機構３４が設けられてクランクロッド３０と連係される端部側が横方向に広がって設けられている。なお、体部２６は例えば、ロッド部材に８字状案内機構を設けた板部材等を組合わせた形態等、その他任意の構成でよい。本実施例では、８字状案内機構３４は、鍵の柄板状の体部２６の先端側広幅部分を打ち抜き貫通させた案内孔４６を含む。案内孔４６は、例えば２つの周状移動域を形成しうる長孔を一部を重ねて孔連結させた状態で形成させて中間にくびれを形成したダルマ状の孔からなり、左右対称、上下対称に形成されている。クランクロッド３０の先端側には案内孔４６を貫通する支軸４８ａを介して軸周りに遊転するローラ部材４８が連係部として取り付けられている。取り付けられている。ローラ部材４８は、支軸４８ａの方向が案内孔４６の貫通方向に設定されており、案内孔４６の内周面に係合させながら該案内孔４６内に設置されている。このローラ部材４８が案内孔４６の内周に係合を保持しつつ案内されることで、図６に示すように、ローラ部材４６の軸が横倒し８字状の軌跡Ｎ２に沿って安定的に案内されながらクランクロッド３０を円周回転させ、往復子２０の往復ストローク長さ２Ｌに対する直線移動量の比と、回転軸２８の全回転量に対する回転変位量の比と、を等しく保持しながら往復運動と回転運動との変換を円滑に行うことができる。なお、クランクロッド３０には必要に応じて振動を抑えるためのバランスウエイトを設けることとしてもよい。この場合、バランスウェイトを小さくでき、エンジンの軽量化、燃費向上が期待できる。なお、本実施例では、体部２６を打ち抜き貫通して案内孔４６を形成したが、このような貫通孔に限らず体部２６の一部を凹設して案内溝を形成することとしてもよい。
【実施例２】
【００３２】
次に、図７、図８、図９、図１０を参照しつつ動力伝達機構の第２実施例について説明する。上記実施形態及び第１実施例と同一部材には同一符号を付し、その詳細な説明を省略する。図７、図８、図９に示すように、本第２実施例にかかる動力伝達機構１０ｂでは、第１実施例同様に動力伝達機構をエンジンに適用しているが、リンク機構１６及び移動量比保持機構１８の構成が一部異なっており、往復子２０に設けられる８字案内機構３４とクランクロッド３０の構成が上記第１実施例と異なっている。本実施例では、鍵の柄状の体部２６の延長端部側の広幅部には８字案内機構３４を構成する案内孔４６が形成されているが、該案内孔４６の輪郭に沿って孔貫通方向に突出する突出縁部５０が形成されている。突出縁部５０は、体部２６の板面から両側に突出されており、内側に案内孔４６を形成している。クランクロッド３０は、体部２６の板面両側に配置されており、長手中間位置に該突出縁部５０の内周面（案内孔４６）に係合する軸周り遊転自在な第１ローラ部材５２が取り付けられるとともに、長手先端部に突出縁部５０の外周面に係合しつつ遊転自在な第２ローラ部材５４が取り付けられている。第１ローラ部材５２は、案内孔４６内を貫通した状態で配置されており、体部２６両面側に配置されるクランクロッド３０の中間位置を架設状に連結する支軸５２ａを介して遊転自在に取り付けられ、外周面を案内孔４６に当接させた状態で係合している。第２ローラ部材５４は、第１ローラ部材５２を案内孔４６に安定して係合させるように、突出縁部５０の外周面に接するように配置されている。第２ローラ部材５４は、一対のクランクロッド３０の先端部にそれぞれ配置されており、一方の端面を体部２６に対向させた状態で突出縁部５０の突出方向と同方向に支軸５４ａが設定されている。よって、本実施形態では、突出縁部５０を複数のローラ部材５２、５４で内外から挟持する挟持ローラ装置５６を構成している。なお、突出縁部５０の内周と外周の曲線は、相似形状でもよく必要に応じて変化させてもよく、第１ローラ部材５２の案内孔４６に対する係合を保持するように適宜調整される。これにより、図１０に示すように、本実施例においても、上記実施例同様に往復子２０の往復ストローク長さ２Ｌに対する直線移動量の比と、回転軸２８の全回転量に対する回転変位量の比と、を等しく保持しながら往復運動と回転運動との変換を円滑に行うことができる。特に、突出縁部５０をローラで安定的に挟持する構成であるから、往復子２０の往復位置及びクランクロッドの回転位置がいずれの状態であっても常に８字案内機構３４の案内孔４６とクランクロッド３０の係合状態を安定して保持しつつ円滑に動作でき、確実な移動量比保持を期待できる。
【実施例３】
【００３３】
次に、図１１を参照しつつ動力伝達機構の第３実施例について説明する。なお、上記実施形態及び第１実施例の同一部材には同一符号を付し、その詳細な説明を省略する。図１１に示すように、本第３実施例にかかる動力伝達機構１０ｃでは、第１実施例同様にエンジンに適用しており、第１実施例と略同じ構成となっているが、リンク機構１６及び移動量比保持機構１８の構成が一部異なっている。本実施例では、往復子２０に設けられる８字案内機構３４とクランクロッド３０の構成の一部が上記第１実施例と異なっている。本実施例では、８字案内機構３４は、体部２６の端部側に設けられた案内孔４６を有しているが、該案内孔４６の内周面には内歯６０が形成されている。クランクロッド３０の先端部には、案内孔の貫通方向に向けて軸方向が設定された支軸５８ａを介して外歯車５８が遊転自在に取り付けられている。そして、クランクロッド３０の外歯車５８は、案内孔の内歯６０と噛み合い連結された状態で案内孔４６内に配置されている。これにより、本実施例においても、上記実施例同様に往復子２０の往復ストローク長さ２Ｌに対する直線移動量の比と、回転軸２８の全回転量に対する回転変位量の比と、を等しく保持しながら往復運動と回転運動との変換を円滑に行うことができる。特に、クランクロッド３０の外歯車と往復子２０の内歯とが互いに噛み合い連結した構成であるから、８字案内機構３４の案内孔４６とクランクロッド３０の係合状態を安定して保持でき、確実な移動量比保持を期待できる。
【００３４】
以上説明した本発明の動力伝達機構は、上記した実施形態のみの構成に限定されるものではなく、特許請求の範囲に記載した本発明の本質を逸脱しない範囲において、任意の改変を行ってもよい。
【産業上の利用可能性】
【００３５】
本発明の動力伝達機構は、例えば、往復運動を回転運動に、逆に回転運動を往復運動に変換するのに適用される。
【図面の簡単な説明】
【００３６】
【図１】本発明の本実施形態に係る動力伝達機構の概略説明図である。
【図２】図１の動力伝達機構のリンク機構の８字案内機構の原理的な作用の説明図である。
【図３】図１の動力伝達機構の概略作用図である。
【図４】図１の動力伝達機構の概略作用図である。
【図５】第１実施例の動力伝達機構の概略説明図である。
【図６】図５の作用説明図である。
【図７】第２実施例の動力伝達機構の概略説明図である。
【図８】図７のＡ−Ａ線断面の要部説明図である。
【図９】図７のＢ−Ｂ線断面の要部説明図である。
【図１０】図７の動力伝達機構の作用説明図である。
【図１１】第３実施例の動力伝達機構の概略説明図である。
【図１２】従来のピストンクランク機構の概略構成図及び作用図である。
【符号の説明】
【００３７】
１０、１０ａ、１０ｂ、１０ｃ    動力伝達機構
１２    往復運動部
１４    回転運動部
１６    リンク機構
１８    移動量比保持機構
２０    往復子
２６    体部
２８    回転軸
３０    クランクロッド
３４    ８字案内機構
４２    ピストン本体
４６    案内孔
４８    ローラ部材
５０    突出縁部
５２    第１ローラ部材
５６    挟持ローラ装置
５８    外歯車
６０    内歯
Ｌ    ストローク長さ
ｓ    往復子の移動量
φ    クランクロッドの角度
Ｍ    中央交点
Ｎ１    横倒し８字状の軌跡
Ｎ２    円周軌跡
【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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