JP5552198B1 - 内燃機関 - Google Patents

Abstract

【課題】爆発行程のピストンのストロークを圧縮行程のストロークよりも長くすることでエネルギー効率が向上可能であり、かつメンテナンスの容易な内燃機関を提供する。
【解決手段】シリンダー２と、ピストン２ａと、ピストン２ａにコンロッド３を介して連結されるクランク部材４と、クランク部材４に取り付けられる案内部９と、を備え、案内部９は、クランクケース１０と連通する案内部ケース１２に収容されるガイド歯車１４と、歯車群１５と、歯車群１８と、を備え、歯車群１５は、遊星歯車１６と、遊星歯車１６が噛合する内歯１７ａが内周面に刻設されるとともに外歯１７ｂが外周面に突出するように刻設される円筒歯車１７と、を備え、ガイド歯車１４は、歯車群１８を介して外歯１７ｂに接続され、出力軸１９を中心として回動する。
【選択図】図１

Description

本発明は、ピストン―クランク機構を内蔵する内燃機関に係り、特に、アトキンソンサイクルを実現した内燃機関に関する。

従来、ピストンの往復運動をクランクの回動運動に変換する内燃機関が利用されてきた。しかしながら、従来型の内燃機関では、吸気行程、圧縮行程、爆発行程及び排気行程から構成されるサイクルにおいて、ピストンの往復距離（ストローク）がいずれも一定であることから、吸気行程よりも爆発行程のストロークを長くするといった調整を行うことができない。そのため、熱効率を十分に高くすることができないという課題があった。
そこで、このような課題を解決する目的で、近年、ピストンのストロークを変化させることのできる内燃機関に関する技術が開発されており、それに関して既にいくつかの発明や考案が開示されている。

特許文献１には「エンジン構造」という名称で、エンジン本体の圧縮比の調整機構を改良したエンジンに関する考案が開示されている。
以下、特許文献１に開示された考案について説明する。特許文献１に開示されたエンジン構造に関する考案は、エンジン本体のピストンのコンロッドの大端部とクランク軸のクランクピンとの間に介挿され、コンロッドの大端部の中心線位置に対してクランクピンの中心線位置を偏心させる偏心ブッシュと、この偏心ブッシュに一体的に設けられた内部歯車と、内周部位にこの内部歯車と噛合して前記クランク軸の回転動作中、クランクピンの回転をガイドする噛合部を備え、エンジン本体の固定部に所定角度回動自在に装着された回動リングと、この回動リングの回動操作にともない偏心ブッシュの偏心方向を変化させ、ピストンストローク変化にともないエンジン本体の圧縮比を調整する圧縮比調整機構と、を備えることを特徴とする。
このような特徴を備えたエンジン構造においては、クランク角に対する偏心ブッシュの自転位相を変化させることにより、ピストンの往復動作時のピストンのストロークを基準状態から変化させ、エンジン本体の圧縮比を連続的に調整することができる。加えて、ピストンの往復運動に連動する可動部分の構成の複雑化、重量増加等を防止することができる。

次に、特許文献２には「内燃機関」という名称で、より効率の良い内燃機関に関する発明が開示されている。
特許文献２に開示された発明は、クランク室内に、内周面に内歯を有するリング体がクランクシャフトの回転軸と同心状に設けられる一方、クランクシャフトの回転に伴いリング体の内周面に沿って転動すべくこのリング体の内歯に歯合する外歯を外周面に有する歯車部がクランクシャフトのクランクピンに対して同心状に設けられると共に、クランクピンに対して偏心した外周面を有して歯車部と一体回転する偏心部がクランクピンに相対回転自在に外嵌され、この偏心部の外周面に、コンロッドの大端部が相対回転自在に外嵌されていることを特徴とする。
このような特徴を有する内燃機関においては、コンロッドの大端部の中心は、クランクシャフトの回転に伴って円周上を移動するクランクピンの位置から所定量偏心した偏心部の中心となる。したがって、例えば、ピストンの位置が排気孔を開口する切換点よりも上方に位置することとなり、爆発行程が従来よりも広いクランク角度範囲で生じるようにすることができる。この結果、クランクシャフトへのエネルギの伝達効率が向上し、より高効率の内燃機関とすることができる。

さらに、特許文献３には「４サイクルレシプロエンジン」という名称で、図示仕事をより一層向上することができる４サイクルレシプロエンジンに関する発明が開示されている。
特許文献３に開示された発明は、吸入・圧縮・膨張・排気の４行程を繰り返すピストンの運動をクランク軸の回転運動に変換することによって動力を発生する４サイクルレシプロエンジンであって、クランクケースに形成された軸受にジャーナル部が枢支されたクランクアームと、クランクアームの遊端に枢着された遊星歯車と、遊星歯車の中心から偏心した位置に大端部が連結され、かつピストンに小端部が連結されたコンロッドと、遊星歯車が転動自在に噛合するべく、クランクケースの軸受を中心としてクランクケースに形成された内歯歯車とを有することを特徴とする。
このような特徴を有する４サイクルレシプロエンジンにおいては、吸入・圧縮行程のピストンストロークに比して膨張・排気行程のピストンストロークが大きくなる。よって、指圧線図上の圧縮・膨張行程で囲まれる部分の面積と吸入・排気行程で囲まれる部分の面積との相対差を、このストロークの差分だけ増大させることができる。したがって、４サイクルレシプロエンジンの図示仕事を増大する上に多大な効果を奏することができる。

続いて、特許文献４には「内燃機関」という名称で、高効率のアトキンソンサイクルを比較的容易に実現することができる内燃機関に関する発明が開示されている。
特許文献４に開示された発明は、シリンダ内に所定ストロークの範囲で摺動可能に設けられるピストンと、ピストンの摺動によって回転可能に支持されたクランクシャフトと、ピストンが一端側に連結されると共に前記クランクシャフトのクランクピンが他端側に連結されるコンロッドとを具備し、且つピストンとクランクシャフトとが、ピストンのストロークを変化可能な可変長機構を介在して連結され、可変長機構によって膨張行程におけるピストンのストロークが所定ストロークよりも長くなっていることを特徴とする。
このような特徴を有する内燃機関においては、クランク部材等の可変長機構の動きによりピストンとクランクシャフトとの間隔が変化することで、膨張行程におけるピストンのストロークが、圧縮行程におけるピストンのストロークよりも長くなる。これにより膨張比が圧縮比よりも大きくなり、熱効率を向上したアトキンソンサイクルの内燃機関を比較的容易に実現することができる。

実公平７−１７７９７号公報 特開平６−２６３５９号公報 特開平７−２１７４４３号公報 特開２００８−２４０６１７号公報

しかしながら、特許文献１に開示された考案においては、回動リング及びこれに噛合する偏心ブッシュ等は、クランクケースの内部に収容されている。したがって、回動リング等の修理の際には、クランクケースを開放しなければならない。そのため、メンテナンスが煩雑となることが考えられる。

次に、特許文献２に開示された発明においては、特許文献１に開示された考案と同様に、リング体と変位体がクランク室の内部に収容されている。したがって、特許文献１と同様に、メンテナンスが煩雑となることが考えられる。

続いて、特許文献３に開示された発明においては、特許文献１に開示された考案と同様に、遊星歯車がクランクケースの内部に収容されている。したがって、特許文献１と同様の課題を有するものと考えられる。加えて、ジャーナル部とクランクピンが近接しているため、クランクピンの回動に大きな力が必要となる可能性がある。

さらに、特許文献４に開示された発明においては、燃焼室内に生じる正圧や負圧を利用してクランク部材が回転する。したがって、エンジンブレーキの使用時等にクランク部材が逆方向に回転する可能性が考えられ、特にピストンが上昇し過ぎた場合には、シリンダが破損するおそれがある。

本発明は、このような従来の事情に対処してなされたものであり、爆発行程のピストンのストロークを圧縮行程のストロークよりも長くすることでエネルギー効率が向上可能であり、かつメンテナンスの容易な内燃機関を提供することを目的とする。

上記目的を達成するため、請求項１記載の発明に係る内燃機関は、第１のシリンダーと、この第１のシリンダー内を往複運動する第１のピストンと、この第１のピストンにコンロッドを介して連結されるクランク部材と、このクランク部材の一端に取り付けられる第１の案内部と、を備え、クランク部材は、クランクケースに収容され、コンロッドの下端に回動可能に連結されるクランクピンと、このクランクピンの両側にそれぞれの一端がクランクアームを介して連結される第１及び第２の主軸と、から成り、第１の案内部は、クランクケースと第１の連通孔を介して連通する第１の案内部ケースに収容され、第１の連通孔によって回動可能に支持されるとともに第１の主軸が貫通する第１の貫通孔が設けられる第１のガイド歯車と、この第１のガイド歯車に隣接して第１の主軸の他端に連結される第１の歯車群と、第２の歯車群と、を備え、第１の貫通孔は、第１のガイド歯車の中心から外周縁寄りに設置され、第１の歯車群は、第１の主軸の他端に固設される第１の遊星歯車と、第１の案内部ケースによって回動可能に支持される出力軸を中心として回動するとともに、第１の遊星歯車が噛合する内歯が内周面に刻設されるとともに外歯が外周面に突出するように刻設される円筒歯車と、を備え、第１のガイド歯車は、第２の歯車群を介して円筒歯車の外歯に接続され、出力軸を中心として回動することを特徴とする。

まず最初に、第１のピストンの往復運動とクランクピンの運動との作用について説明する。
上記構成の内燃機関においては、第１及び第２の主軸は、それぞれの一端が、長さが一定のクランクアームを介してクランクピンと連結される。そのため、第１のピストンが第１のシリンダー内を往複運動すると、第１及び第２の主軸がクランクピンの回動中心となる。そして、第１及び第２の主軸は、出力軸よりやや離れて出力軸を中心として回動する。すなわち、第１及び第２の主軸は、出力軸を中心として公転することから、クランクピンは、出力軸に対し偏心運動を行うこととなる。その結果、第１のピストンの往復運動は、出力軸を挟んだ上下方向において不均等に変位する。

次に、クランクピンの偏心運動が、出力軸に伝達される作用について説明する。
まず、「クランク部材の一端に取り付けられる第１の案内部」とは、第１の案内部が第１の主軸と連結されていることを意味する。より詳細には、クランクアームと第１の主軸の他端との間に第１の貫通孔を介して第１のガイド歯車が設けられ、第１の主軸の他端に第１の歯車群を構成する第１の遊星歯車が固設される。このとき、第１の主軸は、第１のガイド歯車の中心から外周縁寄りに設置される第１の貫通孔を貫通し、端部において第１の遊星歯車の中心部と連結される。したがって、第１の主軸の出力軸を中心とする公転に伴い、第１のガイド歯車はこの出力軸を中心として自転する。また、第１の遊星歯車は、第１の主軸を中心として自転するとともに、出力軸を中心として公転する。
さらに、第１の遊星歯車は円筒歯車の内歯に噛合するため、第１の遊星歯車の自転と公転に伴い、円筒歯車は出力軸を中心として自転する。すなわち、円筒歯車の自転が出力軸から取り出される出力となる。このときの円筒歯車の自転の方向は、第１の遊星歯車の公転と逆方向であり、第１のガイド歯車の自転とも逆の方向である。この円筒歯車の自転については、実施例において詳細に述べる。

続いて、円筒歯車の自転が、クランクピンへ伝達される作用について説明する。
円筒歯車の外歯には、第２の歯車群を介して第１のガイド歯車が接続されることから、円筒歯車の自転が第１のガイド歯車へ伝達される。第１のガイド歯車には、クランクピンと連結される第１の主軸が貫通しているため、第１の主軸は第１のガイド歯車の自転によって、出力軸を中心とする公転が保持される。すなわち、円筒歯車によって、クランクピンの偏心運動が制御されることとなる。

次に、請求項２記載の発明に係る内燃機関は、請求項１記載の内燃機関において、第２の歯車群は、円筒歯車の外歯に噛合する第１の歯車と、この第１の歯車と噛合する第２の歯車と、この第２の歯車と一定間隔を空けて連動軸を介して同軸的に設置されるとともに第１のガイド歯車に噛合する第３の歯車と、を備え、第１乃至第３の歯車は、第１の案内部ケースによって回動可能に支持されることを特徴とする。
上記構成の内燃機関においては、請求項１記載の発明の作用に加えて、円筒歯車の外歯に噛合する第１の歯車は、円筒歯車の外歯の自転と逆方向に回動する。そして、第１の歯車の回動は、第２の歯車の回動を介して第３の歯車に伝達される。このとき、第２の歯車は、第１の歯車の回動方向と逆方向に回動し、第２の歯車と第３の歯車は、連動軸がその中心部を貫通することによって、互いに同期して同一方向に回動する。さらに、第３の歯車は、第１のガイド歯車と噛合することから、第１のガイド歯車は、円筒歯車の外歯の自転方向と逆方向に回動することとなる。

さらに、請求項３記載の発明に係る内燃機関は、請求項２記載の内燃機関において、クランク部材の他端に取り付けられる第２の案内部を備え、この第２の案内部は、クランクケースと第２の連通孔を介して連通する第２の案内部ケースに収容され、第２の連通孔によって回動可能に支持されるとともに第２の主軸が挿入される挿入孔が設けられる第２のガイド歯車と、この第２のガイド歯車に噛合するとともに第２の歯車と連動軸を介して連動する連動歯車と、を備え、挿入孔は、第２のガイド歯車の中心から外周縁寄りに設置され、第２のガイド歯車は、出力軸を中心として回動することを特徴とする。
上記構成の内燃機関においては、請求項２記載の発明の作用に加えて、連動歯車は、連動軸がその中心部を貫通することによって、第２の歯車と同期して同方向に回動する。また、第２の歯車は、円筒歯車の自転の方向と同一方向に自転するため、連動歯車の自転の方向も円筒歯車の自転の方向と同一方向に自転する。さらに、連動歯車は、第２のガイド歯車に噛合することから、第２のガイド歯車の自転の方向と連動歯車の自転の方向は逆となる。したがって、第２のガイド歯車は、出力軸を中心として第１のガイド歯車と同期しながら同一方向に自転する。なお、第２の主軸は、第１の主軸と同軸的に出力軸を中心として公転する。

そして、請求項４記載の発明に係る内燃機関は、請求項３記載の内燃機関において、第１の主軸と第２の主軸の間に、第２のシリンダーが第１のシリンダーに対し水平対向状に配設され、第２のシリンダーは、その内部を往復運動する第２のピストンを備えることを特徴とする。
このような構成の内燃機関においては、請求項３記載の発明の作用に加えて、第２のシリンダーが第１のシリンダーに対し水平対向状に配設されることから、それぞれのピストンの往復運動による振動等が打ち消し合う。また、第２のピストンと第１のシリンダーの第１のピストンとの往復運動の位相が、例えば、吸気行程と爆発行程のように異なるものとなる。そのため、往復運動の位相の違いによる振動が平均化される。

さらに、請求項５記載の発明に係る内燃機関は、請求項４記載の内燃機関において、第１の主軸と第２の主軸の間に、互いに水平対向状に配設される第３及び第４のシリンダーが、第１及び第２のシリンダーと連結部材を介して連設され、第３及び第４のシリンダーは、それぞれの内部を往復運動する第３及び第４のピストンを備え、連結部材は、第２のピストンによって回動する第３の主軸の先端に固設される第３のガイド歯車と、第３のピストンによって回動する第４の主軸の先端に固設される第４のガイド歯車と、第３のガイド歯車と第４のガイド歯車が噛合する内歯車と、この内歯車と第３及び第４のガイド歯車が収容される連結部と、から構成され、第３のガイド歯車と第４のガイド歯車は、第３の主軸と第４の主軸の内歯車の中心に対するそれぞれの位置を互いに９０度ずらせて内歯車へ噛合することを特徴とする。
このような構成の内燃機関においては、請求項４記載の発明の作用に加えて、第３のガイド歯車と第４のガイド歯車は、第３の主軸と第４の主軸の内歯車の中心に対するそれぞれの位置を互いに９０度ずらせて内歯車へ噛合することから、内歯車に対する第３の主軸の公転と第４の主軸の公転を互いに９０度ずらせることとなる。そのため、例えば、第１の主軸の自転の位相と第３の主軸の自転の位相を、互いに１８０度ずらせることとなる。また、第２の主軸の自転の位相と第４の主軸の自転の位相を、互いに１８０度ずらせることとなる。
したがって、例えば、第１のピストン及び第２のピストンが、それぞれ爆発行程、吸気行程であった場合に、第３のピストン及び第４のピストンが圧縮行程、排気行程のように異なるものとなる。そのため、往復運動の位相の違いによる振動がより平均化される。

本発明の請求項１記載の内燃機関によれば、第１のピストンの往復運動は出力軸を挟んだ上下方向において不均等に変位するため、吸気行程よりも爆発行程のストロークを長くすることができる。したがって、ストロークが一定である従来型の内燃機関と比較して、空気及び燃料の吸入量を少なく、かつ爆発力による仕事を大きくすることが可能であるので、熱効率を向上することができる。
また、クランクピンの出力軸に対する偏心運動が、第１のガイド歯車と、第１の遊星歯車と、円筒歯車、出力軸の順で伝達される。このように、本請求項１記載の内燃機関によれば、３種類の歯車の組み合わせという簡易な構成で出力を取り出すことが可能であるので、安価な内燃機関が製造できるとともにメンテナンスが容易である。特に、メンテナンス容易という点については、クランク部材はクランクケースに収容され、第１の案内部は第１の案内部ケースに収容されることから、第１の案内部に収容される第１のガイド歯車等の修理の際に、クランクケースを開放する必要がない点が優れている。
さらに、第１のガイド歯車によって、第１の主軸の出力軸を中心とした公転が保持されることから、クランクピンの偏心運動を安定的に継続することが可能である。

本発明の請求項２記載の内燃機関によれば、請求項１記載の発明の効果に加えて、第１乃至第３の歯車を介することで、円筒歯車の自転を第１のガイド歯車へ確実に伝達することができる。したがって、第１のガイド歯車の自転と円筒歯車の自転が同期し、出力軸の回動とクランクピンの偏心運動を精度よく連動させることができる。したがって、第１のピストンの往復運動を持続的に維持できる。

本発明の請求項３記載の内燃機関によれば、請求項２に記載の発明の効果に加えて、第２の連通孔に支持される第２のガイド歯車によって、第１の主軸の公転と第２の主軸の公転を完全に同軸的にすることができる。したがって、クランクピンの出力軸を中心とした偏心運動を歪むことなく正確に持続させることができる。

本発明の請求項４記載の内燃機関によれば、請求項３に記載の発明の効果に加えて、第１のシリンダーのみを備える場合と比較して、排気量を２倍とすることができる。また、振動等が打ち消し合ったり、往復運動の位相の違いによる振動が平均化されたりすることから、振動や騒音を軽減することができる。

本発明の請求項５記載の内燃機関によれば、請求項４に記載の発明の効果に加えて、さらに排気量を増加させ、振動や騒音を軽減させることができる。

実施例１に係る内燃機関の縦断面図である。 （ａ）乃至（ｃ）は、それぞれ実施例１に係る内燃機関を構成する第１の案内部の部分拡大図である。 （ａ）及び（ｂ）は、それぞれ実施例１に係る内燃機関を構成するクランク部材の軌跡を説明する模式図である。 （ａ）乃至（ｄ）は、それぞれ実施例１に係る内燃機関を構成するピストンとクランク部材の作用を説明する模式図である。 （ａ）及び（ｂ）はそれぞれ従来技術に係る内燃機関を構成するピストンとクランク部材の作用を説明する模式図であり、（ｃ）及び（ｄ）はそれぞれ実施例１に係る内燃機関を構成するピストンとクランク部材の作用を説明する模式図である。 （ａ）は実施例１に係る第１の案内部を構成する第１の遊星歯車と円筒歯車の作用を説明するための模式図であり、（ｂ）は実施例１に係る内燃機関の減速率を示すグラフである。 実施例２に係る内燃機関の構成を示す模式図である。 （ａ）は実施例３に係る内燃機関の構成を示す模式図であり、（ｂ）は実施例３に係る内燃機関を構成する連結部材の縦断面図であり、（ｃ）は（ｂ）におけるＡ線矢視図である。

本発明の実施の形態に係る実施例１の内燃機関について、図１及び図６を用いて詳細に説明する。図１は、実施例１に係る内燃機関の縦断面図である。
図１に示すように、本実施例の内燃機関１は、シリンダー２と、シリンダー２内を往複運動するピストン２ａと、ピストン２ａにコンロッド３を介して連結されるクランク部材４と、クランク部材４の一端に取り付けられる案内部９と、を備える。
クランク部材４は、クランクケース１０に収容され、コンロッド３の下端に回動可能に連結されるクランクピン５と、クランクピン５の端部５ａ，５ｂにそれぞれクランクアーム６ａ，６ｂを介して連結される主軸７，８と、から成る。
案内部９は、クランクケース１０と連通孔１１ａを介して連通する案内部ケース１２に収容されるガイド歯車１４と、ガイド歯車１４に隣接して主軸７の端部７ａに連結される歯車群１５と、歯車群１８と、を備える。

ガイド歯車１４は、連通孔１１ａによって回動可能に支持される支持部１４ａと、歯車部１４ｂと、が接合されて一体的に構成される。そして、支持部１４ａと歯車部１４ｂには、主軸７が貫通するための貫通孔１３が穿設される。貫通孔１３は、支持部１４ａの中心から外周縁寄りに形成される。なお、主軸７と貫通孔１３は、互いに固定されない。
歯車群１５は、主軸７の端部７ａに固設される遊星歯車１６と、遊星歯車１６が転動する円筒歯車１７と、を備える。円筒歯車１７は、遊星歯車１６が噛合する内歯１７ａが内周面に刻設されるとともに外歯１７ｂが外周面に突出するように刻設される。そして、円筒歯車１７は、出力軸１９の出力軸中心１９ａを中心として回動する。この出力軸１９は、案内部ケース１２によって回動可能に支持される。

また、ガイド歯車１４は、歯車群１８を介して円筒歯車１７の外歯１７ｂに接続され、出力軸中心１９ａを中心として回動する。
歯車群１８は、円筒歯車１７の外歯１７ｂに噛合する歯車２０と、歯車２０と噛合する歯車２１と、歯車２１と一定間隔を空けて連動軸２３を介して同軸的に設置されるとともにガイド歯車１４の歯車部１４ｂに噛合する歯車２２と、を備える。これらの歯車２０〜２２は、案内部ケース１２によって回動可能に支持される。

さらに、クランク部材４の主軸８の端部８ａには、案内部２４が取り付けられる。案内部２４は、クランクケース１０と連通孔１１ｂを介して連通する案内部ケース２５に収容されるガイド歯車２６と、このガイド歯車２６に噛合するとともに歯車２１と連動軸２３を介して連動する連動歯車２７と、を備える。
ガイド歯車２６は、連通孔１１ｂによって回動可能に支持される支持部２６ａと、歯車部２６ｂと、が接合されて一体的に構成される。また、ガイド歯車２６には、主軸８が挿入されるための挿入孔２９が穿設され、挿入孔２９は、支持部２６ａの中心から外周縁寄りに設置される。なお、ガイド歯車２６は、出力軸中心１９ａを中心として回動する。

さらに、案内部９について、図２を用いながら詳細に説明する。図２（ａ）乃至図２（ｃ）は、それぞれ実施例１に係る内燃機関を構成する案内部９の部分拡大図である。なお、図１で示した構成要素については、図２においても同一の符号を付して、その説明を省略する。
図２（ａ）は、ガイド歯車１４と遊星歯車１６の配置を示す斜視図である。図２（ａ）に示すように、ガイド歯車１４を構成する支持部１４ａと歯車部１４ｂはいずれも円盤状をなし、このうち支持部１４ａは歯車ではない。なお、主軸７の中心と、ガイド歯車１４の回動の中心である出力軸中心１９ａとは、距離αで離隔している。

次に、図２（ｂ）は、遊星歯車１６と円筒歯車１７の配置を示す斜視図である。図２（ｂ）に示すように、主軸７の端部７ａに固設される遊星歯車１６は、円筒歯車１７の内歯１７ａに噛み合いながら、主軸７を中心として自転（ｒ方向）すると同時に、出力軸中心１９ａを中心として公転（Ｒ方向）する構成である。

さらに、図２（ｃ）は、円筒歯車１７と歯車２０と歯車２１の配置を示す側面図である。図２（ｃ）に示すように、外歯１７ｂには支持軸２０ａに支持される歯車２０が噛合し、歯車２０には歯車２１が噛合する。そのため、歯車部１４ｂの自転の方向は、歯車２１の自転の方向と逆である。なお、支持軸２０ａは、案内部ケース１２によって支持される。

次に、実施例１に係る内燃機関１の作用について説明する。
まず、クランク部材４の軌跡について、図３を用いながら詳細に説明する。図３（ａ）及び図３（ｂ）は、それぞれ実施例１に係る内燃機関を構成するクランク部材の軌跡を説明する模式図である。なお、図１及び図２で示した構成要素については、図３においても同一の符号を付して、その説明を省略する。
図３（ａ）に示すように、ピストン２ａは、吸気下死点Ｐ１から圧縮・排気上死点Ｐ２及び爆発下死点Ｐ３を経た後、再び圧縮・排気上死点Ｐ２を経て吸気下死点Ｐ１に戻る。この間において、クランク部材４を構成するクランクピン５は、出力軸中心１９ａの周囲を２回転する（実線Ｌ１）。また、主軸７は、出力軸中心１９ａを中心として１回公転する（破線Ｌ２）。これに対し、従来型エンジンでは、出力が出力軸１９より取り出されるものを想定すると、そのクランクピンは出力軸中心１９ａを中心として１回公転する（点線Ｌ３）。
また、クランクピン５は、ピストン２ａが吸気下死点Ｐ１にあるときはＱ１に位置し、ピストン２ａが圧縮・排気上死点Ｐ２にあるときはＱ２，Ｑ３に位置する。さらに、ピストン２ａが爆発下死点Ｐ３にあるときは、Ｑ４に位置する。
そのため、クランクピン５が、従来型エンジンのクランクピンが変位する距離βの範囲内にある場合では、ピストン２ａの長軸に対するコンロッド３の傾斜角度が小さい。

図３（ｂ）に示すように、ピストン２ａが、吸気下死点Ｐ１〜吸気下死点Ｐ１に戻るまでの間、すなわち、吸気行程、圧縮行程、爆発行程、排気行程と変化するに従って、主軸７の位置は出力軸中心１９ａに対し９０度ずつずれる。

さらに、ピストン２ａとクランク部材４の位置関係について、図４を用いながら詳細に説明する。図４（ａ）乃至図４（ｄ）は、それぞれ実施例１に係る内燃機関を構成するピストンとクランク部材の作用を説明する模式図である。なお、図１乃至図３で示した構成要素については、図４においても同一の符号を付して、その説明を省略する。
図４（ａ）に示すように、吸気行程において、クランクピン５は出力軸中心１９ａよりも下方に位置し、主軸７，８はそれぞれクランクアーム６ａ，６ｂの長さ分クランクピン５の上方、かつ出力軸中心１９ａから距離α（図２（ａ）参照）上方に位置する。このときピストン２ａは吸気下死点Ｐ１（図３（ａ）参照）にある。
次に、図４（ｂ）に示すように、圧縮行程において、クランクピン５はクランクアーム６ａ，６ｂの長さ分主軸７，８の上方に位置し、主軸７，８は出力軸中心１９ａと同じ高さに位置する。このときピストン２ａは圧縮・排気上死点Ｐ２（図３（ａ）参照）にある。
さらに、図４（ｃ）に示すように、爆発行程において、主軸７，８は、出力軸中心１９ａから距離α下方に位置し、クランクピン５はクランクアーム６ａ，６ｂの長さ分主軸７，８の下方に位置する。このときピストン２ａは爆発下死点Ｐ３（図３（ａ）参照）にある。
そして、図４（ｄ）に示すように、排気行程において、クランクピン５及び主軸７，８の位置は、図４（ｂ）の圧縮行程と同様である。

次に、従来型エンジン及び本実施例に係る内燃機関１を構成する各ピストン及びクランク部材について、図５を用いながら詳細に説明する。図５（ａ）及び図５（ｂ）はそれぞれ従来技術に係る内燃機関を構成するピストンとクランク部材の作用を説明する模式図であり、図５（ｃ）及び図５（ｄ）はそれぞれ実施例１に係る内燃機関を構成するピストンとクランク部材の作用を説明する模式図である。なお、図１乃至図４で示した構成要素については、図５においても同一の符号を付して、その説明を省略する。
図５（ａ）及び図５（ｂ）に示すように、従来型エンジンのピストン１００が上死点Ｐ４から下死点Ｐ５まで往復する場合のストロークＳ１は一定である。このとき、ピストン１００とコンロッド１０１を介して連結されたクランク部材１０２を構成するクランクピン１０３は、クランクジャーナル１０４（図中位置Ｈ）を中心として回動する。
これに対し、図５（ｃ）及び５（ｄ）に示すように、内燃機関１のピストン２ａの爆発下死点Ｐ３は、下死点Ｐ５よりも下方に位置する。なお、このとき主軸７，８は最も下方に位置する（図中位置Ｈ２）。
また、図５（ｄ）に示すように、ピストン２ａの圧縮・排気上死点Ｐ２は、上死点Ｐ４と同じ位置であるが、吸気下死点Ｐ１は下死点Ｐ５よりも上方に位置する。したがって、吸気行程におけるピストン２ａのストロークＳ２と、爆発行程におけるピストン２ａのストロークＳ３と、ストロークＳ１の長さの関係は、Ｓ３＞Ｓ１＞Ｓ２となる。なお、このとき主軸７，８は最も上方に位置する（図中位置Ｈ１）。

続いて、遊星歯車１６と円筒歯車１７の作用について、図６を用いて詳細に説明する。図６（ａ）は実施例１に係る第１の案内部を構成する第１の遊星歯車と円筒歯車の作用を説明するための模式図であり、図６（ｂ）は実施例１に係る内燃機関の減速率を示すグラフである。なお、図１乃至図５で示した構成要素については、図６においても同一の符号を付して、その説明を省略する。
図６（ａ）に示すように、遊星歯車１６が円筒歯車１７と噛み合って実際に主軸７を中心として自転（ｒ方向，図２参照）したとき及びその結果、遊星歯車１６が出力軸中心１９ａを中心として公転（Ｒ方向，図２参照）したときの角度をそれぞれａ及びｃとし、円筒歯車１７が自転（図中Ｖ方向）したときの角度をｅとすると、遊星歯車１６の見掛け上の自転（図中ｕ方向）及び公転（図中Ｕ方向）の角度ｂ及びｄは以下の（１）式と（２）式で表わされる。なお、反時計周りの角度を正とする（すなわち、ａ＞０、ｂ＞０、ｃ＜０、ｄ＜０、ｅ＞０）。

また、遊星歯車１６及び円筒歯車１７の内歯１７ａの歯数をそれぞれＧ_Ｃ及びＧ_Ｄとし、ｘ＝Ｇ_Ｃ／Ｇ_Ｄとおくと、次の式が成り立つ。

いま、ガイド歯車１４の歯車部１４ｂ及び円筒歯車１７の外歯１７ｂの歯数をそれぞれＧ_Ｂ及びＧ_Ｅとし、ｙ＝Ｇ_Ｅ／Ｇ_Ｂとおくと、ガイド歯車１４の回動角度は遊星歯車１６の見掛け上の公転の角度ｄと等しく、外歯１７ｂの回転角度は円筒歯車１７が自転したときの角度ｅと等しいことから、次の式が成り立つ。

さらに、アトキンソンサイクルが成立する条件から、遊星歯車１６の見掛け上の自転及び公転の角度ｂ及びｄの間には、次の関係が成り立つ。

式（１）〜（５）からａ〜ｅを消去すると、以下の（６）式が成り立つ。

ただし、ｘ＞０及びｙ＞０より、ｘ＞１／３である。なお、ｅ／ｂは以下の（７）式で表わされ、ｅ／ｄは（８）式で表わされる。

図６（ｂ）に示すように、例えばｘ＝２／３のとき、（７）式で示される内燃機関１の減速率は、１／２となる。したがって、円筒歯車１７の自転の速度は、遊星歯車１６の見掛け上の自転の速度の１／２となる。
また、ｘ＝２／３のとき、（８）式で示される内燃機関１の減速率の絶対値は、１となる。遊星歯車１６の見掛け上の公転の角度ｄはガイド歯車１４の回動の角度と等しいことから、円筒歯車１７の自転の速度とガイド歯車１４の回動の速度は、その大きさが等しいため、それぞれの自転及び回動が同期することが分かる。

さらに、実施例１に係る内燃機関１の効果について、詳細に説明する。
以上説明したように、実施例１に係る内燃機関１によれば、吸気行程におけるピストン２ａのストロークＳ２と、爆発行程におけるピストン２ａのストロークＳ３と、ストロークＳ１の長さは、Ｓ３＞Ｓ１＞Ｓ２となることから、従来型エンジンと比較して熱効率を向上させることができる。
さらに、内燃機関１は、シリンダー２と、クランク部材４等の他、案内部９をから構成され、案内部９は、ガイド歯車１４と、歯車群１５と、歯車群１８と、から構成されることから、既存の部材を組み合わせることによって安価に製造することができる。また、案内部９，２４は、それぞれクランクケース１０と連通する案内部ケース１２，２５に収容されるため、案内部９，２４をメンテナンスする際に、クランクケース１０を開放することなくこれを容易に行うことができる。

また、クランクピン５の出力軸中心１９ａに対する偏心運動は、ガイド歯車１４と、遊星歯車１６と、円筒歯車１７、出力軸１９の順で伝達される。このうち、遊星歯車１６と円筒歯車１７においては、減速率は前述の（７）式で記述されるため、遊星歯車１６及び円筒歯車１７の内歯１７ａの歯数をそれぞれ調整することによって、容易に減速率及び出力軸１９の回転数（＝円筒歯車１７の自転の回数）を決定することができる。
さらに、ｘ＝２／３のとき、円筒歯車１７の自転とガイド歯車１４の回動が同期するため、この場合では出力軸１９の回動とクランクピン５の偏心運動を精度良く連動させることができる。また、上記の精度が良好な連動を可能とする他の理由として、歯車２０〜２２を介することで、円筒歯車１７の自転をガイド歯車１４へ確実に伝達することができることも起因している。

加えて、連通孔１１ｂに支持されるガイド歯車２６によって、主軸７の公転と主軸８の公転を完全に同軸的にすることができる。したがって、クランクピン５の偏心運動を正確に持続させることが可能であり、ピストン２ａのシリンダー２内における往復運動を持続的に維持できる。
また、クランクピン５が、従来型エンジンのクランクピンが変位する距離βの範囲内にある場合では、ピストン２ａの長軸に対するコンロッド３の傾斜角度が小さいことから、ピストン２ａとシリンダー２の内壁面との摩擦を従来型エンジンの場合よりも軽減することができる。したがって、この摩擦によるエネルギー損失を軽減可能であり、燃費を向上させることができる。

なお、本発明の内燃機関１の構造は本実施例に示すものに限定されない。例えば、歯車２０と歯車２１は、一体的に構成されても良い。

本発明の実施の形態に係る実施例２の内燃機関について、図７を用いて詳細に説明する。図７は、実施例２に係る内燃機関の構成を示す模式図である。なお、図１乃至図６で示した構成要素については、図７においても同一の符号を付して、その説明を省略する。
図７に示すように、実施例２に係る内燃機関３０は、実施例１の内燃機関１における主軸７と主軸８の間に、シリンダー３１がシリンダー２に対し水平対向状に配設されている。シリンダー３１には、その内部を往復運動するピストン３１ａが設けられる。ピストン３１ａには、コンロッド３２を介し、クランク部材３３が連結される。
クランク部材３３は、コンロッド３２の下端に回動可能に連結されるクランクピン３４と、クランクピン３４の端部３４ａ，３４ｂにそれぞれ連結されるクランクアーム３５ａ，３５ｂと、から成る。クランクアーム３５ａは、クランクアーム６ｂと連結されて一体的に構成される。クランクアーム３５ｂは、主軸８と連結される。したがって、クランク部材４とクランク部材３３は、同一平面上に配置される。
そして、実施例１の内燃機関１と同様に、案内部９のガイド歯車１４と案内部２４のガイド歯車２６は、歯車２２、連動軸２３及び連動歯車２７を介し、互いに同期して出力軸中心１９ａを中心とした回動が可能となるよう連結されている。
この他の構成は、実施例１に係る内燃機関１と同様である。

実施例２に係る内燃機関３０においては、シリンダー３１がシリンダー２に対し水平対向状に配設されるため、ピストン２ａ，３１ａの往復運動による振動等が打ち消し合う。
また、クランク部材３３とクランク部材４が同一平面上に配置されるため、ピストン２ａが図４（ｃ）に示される爆発行程となる場合に、ピストン３１ａが図４（ａ）に示される吸気行程となる。また、ピストン２ａが図４（ｄ）に示される排気行程となる場合に、ピストン３１ａが図４（ｂ）に示される圧縮行程となる。したがって、ピストン２ａ，３１ａの往復運動の位相の違いによる振動が平均化される。この他の作用は、実施例１に係る内燃機関１と同様である。

実施例２に係る内燃機関３０によれば、実施例１に係る内燃機関１よりも排気量を増加させることが可能であり、トルクや馬力を増加させる傾向にある。さらに、振動の減少や平均化によって、振動及び騒音を軽減することができる。この他の効果は、実施例１に係る内燃機関１と同様である。

なお、本実施例に係る内燃機関３０の構造は本実施例に示すものに限定されない。例えば、クランクアーム６ｂとクランクアーム３５ａは、主軸７，８と同軸的に設置される軸体を介して連結されても良い。

本発明の実施の形態に係る実施例３の内燃機関について、図８を用いて詳細に説明する。図８（ａ）は実施例３に係る内燃機関の構成を示す模式図であり、図８（ｂ）は実施例３に係る内燃機関を構成する連結部材の縦断面図であり、図８（ｃ）は図８（ｂ）におけるＡ線矢視図である。なお、図１乃至図７で示した構成要素については、図８においても同一の符号を付して、その説明を省略する。
図８（ａ）に示すように、実施例３に係る内燃機関３６は、実施例１の内燃機関１における主軸７と主軸８の間に、互いに水平対向状に配設されるシリンダー３７とシリンダー３８が、シリンダー２，３１と連結部材４５を介して連設される。シリンダー３１，３７と連結部材４５は、それぞれ主軸４６，４７を介して連結される。
シリンダー３７，３８には、それぞれの内部を往復運動するピストン３７ａ，３８ａが設けられる。ピストン３７ａ，３８ａには、それぞれコンロッド３９，４０を介し、クランクピン４１，４２を備えるクランク部材４３，４４が連結される。クランク部材４３，４４は、実施例２に係る内燃機関３０のクランク部材４，３３と同様に、同一平面上に配置される。
そして、実施例１の内燃機関１と同様に、案内部９のガイド歯車１４と案内部２４のガイド歯車２６は、歯車２２（図１参照）と、連動軸２３及び連動歯車２７（図１参照）を介し、互いに同期して出力軸中心１９ａを中心とした回動が可能となるよう連結されている。加えて、連結部材４５は、連動軸２３の途中に設けられる連動歯車（図示せず）によって、ガイド歯車１４と接続されている。なお、この連動歯車は連動歯車２７と同一の構造である。

図８（ｂ）に示すように、連結部材４５は、シリンダー３１のピストン３１ａによって回動する主軸４６の先端に固設されるガイド歯車４８ｂと、シリンダー３７のピストン３７ａによって回動する主軸４７の先端に固設されるガイド歯車４９ｂと、ガイド歯車４８ｂとガイド歯車４９ｂが噛合する内歯車５０と、内歯車５０を支持するベアリング５１が、連結部５２に収容されて構成される。

支持部４８ａはクランクケース１０と連通する連通孔５３ａによって回動可能に支持され、ガイド歯車４８ｂは支持部４８ａと分離して主軸４６の先端に固設される。支持部４９ａはクランクケース１０と連通する連通孔５３ｂによって回動可能に支持され、ガイド歯車４９ｂは支持部４９ａと分離して主軸４７の先端に固設される。
また、主軸４６が挿入される挿入孔５４は、支持部４８ａの中心から外周縁寄りに形成される。なお、主軸４６と挿入孔５４は、互いに固定されない。同様に、主軸４７が挿入される挿入孔５５は、支持部４９ａの中心から外周縁寄りに形成される。主軸４７と挿入孔５５も、互いに固定されない。さらに、ガイド歯車４８ｂ，４９ｂと、内歯車５０と、ベアリング５１と、連結部５２は、それぞれ互いに接合されていない。
連結部５２は、支持部４８ａ，４９ａの先端部とそれぞれ一体的に設けられるフランジ５２ａ，５２ｂが、留め部材５２ｃによって接合された構造であり、主軸４６，４７の出力軸中心１９ａを中心とする公転の周期がより良好に同期することを可能としている。これは、ガイド歯車４８ｂ，４９ｂが、連結部５２に制御されてより良好に同期して回動することによる。
また、支持部４８ａと接合された歯車５６が備えられ、歯車５６には、連動軸２３が貫通することで歯車２１（図１参照）の回動を伝達可能な連動歯車（図示せず）が噛合する。

図８（ｃ）に示すように、ガイド歯車４８ｂ及びガイド歯車４９ｂは、内歯車５０の中心、すなわち出力軸中心１９ａに対する主軸４６と主軸４７の位置を互いに９０度ずらせて内歯車５０へ噛合する構成となっている。なお、フランジ５２ｂの図示は、省略されている。
内燃機関３０に係るこの他の構成は、実施例１に係る内燃機関１と同様である。

実施例３に係る内燃機関３６においては、クランク部材４３，４４は、同一平面上に配置されるため、実施例２に係る内燃機関３０のクランク部材４，３３と同様に、ピストン２ａ，３１ａはそれぞれ吸気行程及び爆発行程、又は圧縮行程及び排気行程となる。
さらに、内燃機関３６においては、主軸４６，４７の位置を互いに９０度ずらせて内歯車５０へ噛合することから、主軸４６，４７の公転の位相が互いに９０度ずらされたものとなる。よって、クランクピン３４，４２の位相が互いに１８０度ずらされたものとなる。したがって、図４から分かるように、例えばピストン２ａ，３１ａがそれぞれ爆発行程及び吸気行程であった場合に、ピストン３７ａ，３８ａは、圧縮行程及び排気行程となる。また、ピストン２ａ，３１ａがそれぞれ圧縮行程及び排気行程であった場合に、ピストン３７ａ，３８ａは、吸気行程及び爆発行程となる。

また、支持部４８ａに歯車５６が接合され、歯車５６が歯車２１（図１参照）の回動を伝達可能なことから、ガイド歯車４８ｂは、クランク部材４，３３を介してガイド歯車１４と連結されることに加え、歯車２１によってもその回動が制御される。また、歯車２１は、ガイド歯車１４を制御しているので、ガイド歯車４８ｂはガイド歯車１４と精度良く同期することとなる。そして、ガイド歯車４８ｂ，４９ｂは、連結部５２によって良好に同期することに加え、ガイド歯車４９ｂとガイド歯車２６は、クランク部材４３，４４を介して互いに連結され、ガイド歯車２６は連動軸２３と連動歯車２７を介してガイド歯車１４と同期する。したがって、ガイド歯車１４，４８ｂ，４９ｂ，２６は、精度よく同期して出力軸中心１９ａを中心として回動することが可能である。
このように、内燃機関３６においては、ピストン２ａ〜３８ａの往復運動の位相の違いによる振動が、実施例２に係る内燃機関３０よりもさらに平均化される。この他の作用は、実施例１に係る内燃機関１と同様である。

以上説明したように、実施例３に係る内燃機関３６によれば、実施例２に係る内燃機関３０よりもさらに排気量を増加させ、振動や騒音を軽減させることができる。加えて、ガイド歯車１４，４８ｂ，４９ｂ，２６は精度良く同期することから、内燃機関３６の稼働を安定的とすることができる。この他の効果は、実施例１に係る内燃機関１と同様である。

なお、本実施例に係る内燃機関３６の構造は本実施例に示すものに限定されない。例えば、連結部５２の内部に収容されるベアリング５１は、備えられなくても良いし、エンジンオイル等に置換されても良い。また、支持部４８ａに歯車５６が設けられなくても良い。この他、歯車群１５と同様な歯車群が主軸８に連結されるとともにガイド歯車２６に隣接して設置され、この歯車群を介して出力が取り出される構成であっても良い。

本発明は、自動車等に搭載されるピストン―クランク機構を内蔵する内燃機関として利用可能である。

１…内燃機関 ２…シリンダー ２ａ…ピストン ３…コンロッド ４…クランク部材 ５…クランクピン ５ａ，５ｂ…端部 ６ａ，６ｂ…クランクアーム ７，８…主軸 ７ａ，８ａ…端部 ９…案内部 １０…クランクケース １１ａ，１１ｂ…連通孔 １２…案内部ケース １３…貫通孔 １４…ガイド歯車 １４ａ…支持部 １４ｂ…歯車部 １５…歯車群 １６…遊星歯車 １７…円筒歯車 １７ａ…内歯 １７ｂ…外歯 １８…歯車群 １９…出力軸 １９ａ…出力軸中心 ２０〜２２…歯車 ２０ａ…支持軸 ２３…連動軸 ２４…案内部 ２５…案内部ケース ２６…ガイド歯車 ２６ａ…支持部 ２６ｂ…歯車部 ２７…連動歯車 ２９…挿入孔 ３０…内燃機関 ３１…シリンダー ３１ａ…ピストン ３２…コンロッド ３３…クランク部材 ３４…クランクピン ３４ａ，３４ｂ…端部 ３５ａ，３５ｂ…クランクアーム ３６…内燃機関 ３７，３８…シリンダー ３７ａ，３８ａ…ピストン ３９，４０…コンロッド ４１，４２…クランクピン ４３，４４…クランク部材 ４５…連結部材 ４６，４７…主軸 ４８ａ，４９ａ…支持部 ４８ｂ，４９ｂ…ガイド歯車 ５０…内歯車 ５１…ベアリング ５２…連結部 ５２ａ，５２ｂ…フランジ ５２ｃ…留め部材 ５３ａ，５３ｂ…連通孔 ５４，５５…挿入孔 ５６…歯車 １００…ピストン １０１…コンロッド １０２…クランク部材 １０３…クランクピン １０４…クランクジャーナル Ｐ１…吸気下死点 Ｐ２…圧縮・排気上死点 Ｐ３…爆発下死点 Ｐ４…上死点 Ｐ５…下死点

Claims (5)

1. 第１のシリンダーと、この第１のシリンダー内を往複運動する第１のピストンと、この第１のピストンにコンロッドを介して連結されるクランク部材と、このクランク部材の一端に取り付けられる第１の案内部と、を備え、
   前記クランク部材は、クランクケースに収容され、前記コンロッドの下端に回動可能に連結されるクランクピンと、このクランクピンの両側にそれぞれの一端がクランクアームを介して連結される第１及び第２の主軸と、から成り、
   前記第１の案内部は、前記クランクケースと第１の連通孔を介して連通する第１の案内部ケースに収容され、前記第１の連通孔によって回動可能に支持されるとともに前記第１の主軸が貫通する第１の貫通孔が設けられる第１のガイド歯車と、この第１のガイド歯車に隣接して前記第１の主軸の他端に連結される第１の歯車群と、第２の歯車群と、を備え、
   前記第１の貫通孔は、前記第１のガイド歯車の中心から外周縁寄りに設置され、
   前記第１の歯車群は、前記第１の主軸の前記他端に固設される第１の遊星歯車と、前記第１の案内部ケースによって回動可能に支持される出力軸を中心として回動するとともに、前記第１の遊星歯車が噛合する内歯が内周面に刻設されるとともに外歯が外周面に突出するように刻設される円筒歯車と、を備え、
   前記第１のガイド歯車は、前記第２の歯車群を介して前記円筒歯車の前記外歯に接続され、前記出力軸を中心として回動することを特徴とする内燃機関。
2. 前記第２の歯車群は、前記円筒歯車の前記外歯に噛合する第１の歯車と、この第１の歯車と噛合する第２の歯車と、この第２の歯車と一定間隔を空けて連動軸を介して同軸的に設置されるとともに前記第１のガイド歯車に噛合する第３の歯車と、を備え、
   前記第１乃至第３の歯車は、前記第１の案内部ケースによって回動可能に支持されることを特徴とする請求項１記載の内燃機関。
3. 前記クランク部材の他端に取り付けられる第２の案内部を備え、
   この第２の案内部は、前記クランクケースと第２の連通孔を介して連通する第２の案内部ケースに収容され、前記第２の連通孔によって回動可能に支持されるとともに前記第２の主軸が挿入される挿入孔が設けられる第２のガイド歯車と、この第２のガイド歯車に噛合するとともに前記第２の歯車と前記連動軸を介して連動する連動歯車と、を備え、
   前記挿入孔は、前記第２のガイド歯車の中心から外周縁寄りに設置され、
   前記第２のガイド歯車は、前記出力軸を中心として回動することを特徴とする請求項２記載の内燃機関。
4. 前記第１の主軸と前記第２の主軸の間に、第２のシリンダーが前記第１のシリンダーに対し水平対向状に配設され、
   前記第２のシリンダーは、その内部を往復運動する第２のピストンを備えることを特徴とする請求項３記載の内燃機関。
5. 前記第１の主軸と前記第２の主軸の間に、互いに水平対向状に配設される第３及び第４のシリンダーが、前記第１及び第２のシリンダーと連結部材を介して連設され、
   前記第３及び第４のシリンダーは、それぞれの内部を往復運動する第３及び第４のピストンを備え、
   前記連結部材は、前記第２のピストンによって回動する第３の主軸の先端に固設される第３のガイド歯車と、前記第３のピストンによって回動する第４の主軸の先端に固設される第４のガイド歯車と、前記第３のガイド歯車と前記第４のガイド歯車が噛合する内歯車と、この内歯車と前記第３及び第４のガイド歯車が収容される連結部と、から構成され、
   前記第３のガイド歯車と前記第４のガイド歯車は、前記第３の主軸と前記第４の主軸の前記内歯車の中心に対するそれぞれの位置を互いに９０度ずらせて前記内歯車へ噛合することを特徴とする請求項４記載の内燃機関。

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