JP2002221150A - ロータリ式シリンダ装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 ピストンとシリンダ部材の間からの流体の漏
れを防止する。また、これらの摩擦抵抗を減少させる。 【解決手段】 回転軸心Ｏを通るようにシリンダ室２
２，２３が形成され回転軸心Ｏを中心として回転する回
転シリンダ部材２と、シリンダ室２２，２３内を往復直
線運動するピストン３，４と、ピストン３，４を保持し
回転シリンダ部材２の回転軸心Ｏから偏心した回転中心
Ｘを中心として回転するピストン保持部材５と、回転シ
リンダ部材２を回転自在に支持すると共に少なくとも１
つの入口と少なくとも１つの出口を有するケーシングと
を備え、ピストン３，４はピストン保持部材５の回転中
心Ｘから一定の距離おかれた位置にかつその位置を中心
として回転自在に保持されると共に、シリンダ室２２，
２３内の圧力をピストン３，４の摺動部分に導くことで
摩擦抵抗を低減する圧力導入路２９を有している。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、ポンプやコンプレ
ッサ、流体モータ等として使用できるシリンダ装置、特
に回転運動によりピストンがシリンダ室内に出入りする
ロータリ式シリンダ装置に関するものである。

【０００２】なお、本明細書で用いる“ロータリ式シリ
ンダ装置”という語は、流体エネルギを用いて機械的仕
事をする機器は勿論のこと、回転エネルギを用いて流体
を圧縮、圧送する機器も含むものとして使用している。
即ち、“ロータリ式シリンダ装置”という語は、ロータ
リポンプ、ロータリコンプレッサ、流体モータなどを総
称する機器類を意味している。

【０００３】

【従来の技術】従来、回転子を回転させその押しのけ作
用で流体を押し出す形式のポンプとして、歯車形の回転
子を用いたロータリポンプが知られている。しかしこの
ポンプの場合、回転子の歯形加工が難しく、コストアッ
プの原因となっていた。そこで、この欠点を解消するた
め、出願人は、吸排メカニズム部分に歯車形部品を必要
としない構成のロータリ式シリンダ装置を開発した（特
開昭５６−１１８５０１号公報、実開昭５７−８７１８
４号公報及び実開昭５８−９２４８６号公報等参照）。

【０００４】特開昭５６−１１８５０１号公報に記載さ
れたロータリ式シリンダ装置は、図７９及び図８０に示
すように、ケーシング１０１内に圧入等により固定され
た円形のシリンダ部材１０２と、このシリンダ部材１０
２の中心部分に形成された円形の空洞部１０３内で回転
する支持部材１０４とを有している。シリンダ部材１０
２には、放射状に配置される６つのシリンダ室１０５
ａ，１０５ｂ，１０５ｃ，１０５ｄ，１０５ｅ，１０５
ｆが形成され、中央の空洞部１０３にそれぞれ連通させ
られている。これらの各シリンダ室１０５ａ〜１０５ｆ
は、支持部材１０４の回転に伴って、ケーシング１０１
の外部と連通して流体をシリンダ装置内に取り入れる吸
込口１０６及び取り入れた流体を加圧して吐き出す吐出
口１０７に、順次連通するように設けられている。

【０００５】支持部材１０４は、ケーシング１０１に形
成された孔１０１ａに回転自在に支持された軸１０８の
一端に固定された円盤状部材であり、軸１０８と逆側の
面には三日月型の弁座１０９が取り付けられている。こ
の弁座１０９は、シリンダ部材１０２の内壁部１０３ａ
の約半周分に相当する領域で密着した状態で回転し得る
ように配置されており、空洞部１０３と任意のシリンダ
室とを選択的に連通させるように設けられている。な
お、支持部材１０４には、吐出口１０７に連通するため
の孔１０４ａが設けられている。

【０００６】支持部材１０４の偏心した位置には、軸１
１０が固定され、この軸１１０に回転ピストン部材１１
１が回転自在に支持されている。軸１１０は、弁座１０
９を挟んで対向するように配置された円盤状の支持部材
１０４と補助板部材１１３とに両端が固定されている。
補助板部材１１３には、吸込口１０６に連通するための
孔１１３ａが設けられている。この補助板部材１１３
は、支持部材１０４と一体的に回転する。回転ピストン
部材１１１は、回転中心部１１２ａと、この回転中心部
１１２ａから放射状に３方向に延出されたピストン１１
１ａ，１１１ｂ，１１１ｃとから構成されている。この
回転ピストン部材１１１は、支持部材１０４の回転に伴
ってシリンダ部材１０２の軸心ｏ１の周囲を周回する。

【０００７】この支持部材１０４の回転に伴い、各ピス
トン１１１ａ，１１１ｂ，１１１ｃが、図８０（Ａ）〜
図８０（Ｄ）に示すように、軸１１０を中心に矢印Ａ１
方向へ回転（自転）しながら軸心ｏ１を中心に矢印Ｂ１
方向へ回転（公転）して行くことによって、固定された
各シリンダ室１０５ａ〜１０５ｆに順次３つのピストン
１１１ａ〜１１１ｃが出入りして、吸込口１０６から各
シリンダ室１０５ａ〜１０５ｆに順次外気が取り入れら
れ、吐出口１０７から外部へ吐出されるポンプ動作を繰
り返す。この装置によると、高度な歯形加工技術が不要
となるので製造が容易である。

【０００８】

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、各ピス
トン１１１ａ〜１１１ｃは、転動しながらシリンダ室１
０５ａ〜１０５ｆ内に出入りすめため、その動きをスム
ーズかつ容易なものとするため、先端部分を尖らせかつ
各シリンダ室１０５ａ〜１０５ｆ内に入ったときの幅方
向の寸法に余裕を持たせた構造とせざるを得ず、その分
だけピストン１１１ａ〜１１１ｃとシリンダ室１０５ａ
〜１０５ｆとの間に隙間が形成されることとなる。その
結果、隙間部分から流体が漏れ易く、その分だけポンプ
効率を下げてしまうという問題を有している。

【０００９】また、実開昭５７−８７１８４号公報及び
実開昭５８−９２４８６号公報に示されるロータリ式シ
リンダ装置は、基本的な構成即ち放射状に配置されたピ
ストンを回転させながら放射状に配置されたシリンダ室
に沿って相対的に回転移動してポンプ作用を得るという
点で、上述の特開昭５６−１１８５０１号公報に記載さ
れたロータリ式シリンダ装置と同じであるが、シリンダ
部材１０２が回転ピストン部材１１１の回転によって回
転すること、弁座１０９がケースに固定され回転しない
こと及び回転ピストン部材１１１の回転支点が回動しな
いようになっていることで構成を異にしている。

【００１０】したがって、このシリンダ室が回転ピスト
ン部材と共に回転するタイプの場合は、上述のシリンダ
室が固定されたタイプのものとは異なり、ピストンの形
状はシリンダ室の幅とほぼ同等の外径の略円形のディス
クに形成されている。これは、シリンダ部材も回転ピス
トン部材と同方向に回転するため、ピストンがシリンダ
室に出入りする際、シリンダ室との間にほとんど隙間が
なくてもスムーズな動作ができるからである。しかしな
がら、このタイプのものは、ピストンとシリンダ室との
接触面が、円形のディスク状のピストンの外周面と直線
形状のシリンダ室の内壁とで構成されるため、その接触
面の面積が小さくてこの部分が流体の圧力を耐えられず
に流体が漏れることから、圧力が上がるとポンプ効率が
落ちる問題を残している。

【００１１】その一方で、ピストンとシリンダ室の内壁
との接触面積を増加させてシール性を向上させた場合で
あっても、摩擦抵抗の増加によるエネルギーロスや摺動
部分の摩耗を低減したいとの要求もある。

【００１２】本発明の目的は、ピストンとシリンダ部材
との当接部位からの流体の漏れを防止し、その結果、流
体エネルギを回転運動にあるいは回転運動を流体エネル
ギに低い損失で変換できると共に、ピストンとシリンダ
部材との摩擦抵抗を低減することができるロータリ式シ
リンダ装置を提供することにある。

【００１３】

【課題を解決するための手段】かかる目的を達成するた
めに請求項１記載のロータリ式シリンダ装置は、回転軸
心を通るようにシリンダ室が形成され回転軸心を中心と
して回転する回転シリンダ部材と、シリンダ室内を面接
触して往復直線運動するピストンと、ピストンを保持し
回転シリンダ部材の回転軸心から偏心した回転中心を中
心として回転するピストン保持部材と、回転シリンダ部
材とピストン保持部材とを回転自在に支持すると共に少
なくとも１つの流体の入口と少なくとも１つの流体の出
口を有するケーシングとを備え、ピストンがピストン保
持部材の回転中心から一定の距離おかれた位置にかつそ
の位置を中心として回動自在に保持されると共に、シリ
ンダ室内の圧力をピストンの摺動部分に導くことで摩擦
抵抗を低減する圧力導入路を有している。

【００１４】したがって、回転シリンダ部材ないしピス
トン保持部材に外部から回転が入力されると、あるいは
流体の入口から圧力を有する流体が導入されることによ
ってシリンダ室内でピストンに圧力が作用すると、回転
シリンダ部材とピストン保持部材との回転により若しく
はピストン自体の移動により、ピストンが自転中心を中
心として回転しながらピストン保持部材の回転中心を中
心とした回転（公転）をすることによってシリンダ室内
をピストンが往復運動する。

【００１５】このとき、回転シリンダ部材とピストン保
持部材とがそれぞれケーシングに支持された状態で回転
することができ、かつピストンもそれ自体で回転可能と
なっており、ピストンが自転中心周りに回転し位置を変
えながらシリンダ室内を直線運動することが可能とな
る。その結果、ピストンをシリンダ室に対して面接触さ
せるように構成しても、各部材がスムーズに回転運動を
することが可能となる。例えばピストンの形状をブロッ
ク形状としても、各部材がスムーズに回転運動をするこ
とが可能となる。このため、ピストンが作り易くなり、
ピストンの精度を出し易くなる。ここで、回転シリンダ
部材の回転数とピストン保持部材の回転数とピストンの
シリンダ内往復数すなわちピストン保持軸に対するピス
トンの回転数との比は、１：２：１となるように構成す
ることが好ましい。この場合には、各部材同士が確実に
無理なく回転し、回転時の振動や騒音が軽減される。

【００１６】また、ピストンとシリンダ室との接触面積
を大きくとることが可能となり、いわゆる線接触によっ
て接触面が形成されている従来のものに比してその接触
面における流体抵抗が大きく気密・液密性が高まり、接
触面部分からの流体の漏れを防止することができる。こ
のため、流体エネルギを回転運動にあるいは回転運動を
流体エネルギに低い損失で変換することが可能になる。
その一方で、ピストンに圧力導入路を形成してシリンダ
室内の圧力をピストンの摺動部分に導いているので、ピ
ストン摺動時の摩擦抵抗が減少する。このため、エネル
ギーロスの発生や部品の摩耗防止が図られる。即ち、ピ
ストンの摺動部分のシール性の向上と摩擦抵抗の減少
を、ともに高い水準で図ることができる。

【００１７】しかも、ピストンがシリンダ室を往復直線
運動するので、ピストン動作がスムーズで安定したもの
となり、回転時の振動や騒音が軽減される構成となる。
また、部品精度の許容範囲を広くすることが可能で部品
加工がし易くなり、逆に従来と同様のレベルの部品精度
とすると、気密性・信頼性は向上するので、ポンプある
いはコンプレッサとした場合若しくは流体モータとした
場合に高性能化させることが容易となる。

【００１８】また、本発明のロータリ式シリンダ装置に
おいて、回転シリンダ部材の回転軸心を外部から回転を
導入する駆動軸とすれば、この回転シリンダ部材を回動
させることで、ピストンとピストン保持部材を従動動作
させることができる。このようにすることによって、気
体を吸入して圧縮して吐出するコンプレッサあるいは液
体を吸入して吐出するポンプとして利用可能である。し
かもいわゆるセンター駆動仕様とすることが可能とな
り、駆動軸とモータ軸とを同軸方向に直結させた場合に
製品としての納まりが良く、また振動の面や組み込みの
面でも有利なものとなる。

【００１９】例えば、回転式圧縮機として構成する場合
には、回転シリンダ部材とピストン保持部材を回転駆動
源によって相対回転させることでピストンを動かして流
体の入口から吸い込んだ流体を出口から吐出させる。こ
のとき、流体の入口は回転シリンダ部材の回転に伴いピ
ストンが最外周に移動した位置より若干内側に入った位
置から始まりピストンが空洞部付近に移動した位置まで
至るように形成される一方、出口は回転シリンダ部材の
回転に伴いピストンが最外周に移動した位置より若干手
前の位置に僅かに設けられることが好ましい。加えて、
吐出口たる出口に逆止弁を設けることが好ましい。この
場合、回転シリンダ部材の回転により各シリンダ室が順
番に出口に対向するため、出口から吐出される流体の圧
力が脈動しても、逆止弁の働きで圧力低下時の流体の逆
流を防止することができる。さらに、回転シリンダ部材
とピストン保持部材とを相対回転させる入力軸と、回転
シリンダ部材又はピストン保持部材を、ケレープレート
を介して連結することが好ましい。この場合、例えば入
力軸の回転が回転シリンダ部材に伝えられる際に入力軸
の中心と回転シリンダ部材の中心とがずれていても、こ
のずれをシリンダ部材とケレープレートとの間で吸収し
て回転力を伝達する。同様に、入力軸の回転がピストン
保持部材に伝えられる際に入力軸の中心とピストン保持
部材の中心とがずれていても、このずれをケレープレー
トが吸収して回転力を伝達することができる。

【００２０】また、圧力流体をシリンダ室に導入して流
体の圧力によってピストンを動かすことによって回転シ
リンダ部材とピストン保持部材を回転させると、回転シ
リンダ部材あるいはピストン保持部材の少なくとも一方
を出力軸として回転を取り出すことができる流体回転機
として構成できる。そして、流体回転機の場合には、流
体の入口は回転シリンダ部材の回転軸心からみて回転シ
リンダ部材の回転に伴いピストンが回転シリンダ部材の
略外周位置でシリンダ室を連通するように開口し、回転
シリンダ部材のピストンに関与しない側のシリンダ室を
流体が入口から出口まで直接通過しない位置でシリンダ
室と閉口するように形成され、出口は回転シリンダ部材
の回転軸心からみて回転シリンダ部材の回転に伴いピス
トンが回転シリンダ部材のピストンに関与しない側のシ
リンダ室を流体が入口から出口まで直接通過しないよう
に開口し、回転シリンダ部材の略外周位置でシリンダ室
と閉口するように形成されることが好ましい。なお、ロ
ータリ式シリンダ装置を回転式圧縮機として構成する場
合には、流体の入口は回転シリンダ部材の回転軸心から
みて回転シリンダ部材の回転に伴いピストンが回転シリ
ンダ部材の略外周位置でシリンダ室を連通するように開
口し、回転シリンダ部材の略中心位置でシリンダ室と閉
口するように形成され、出口は回転シリンダ部材の回転
軸心からみて回転シリンダ部材の回転に伴いピストンが
回転シリンダ部材の略中心位置から外周側に進んだ位置
でシリンダ室を連通するように開口し、回転シリンダ部
材の略外周位置でシリンダ室と閉口するように形成され
ることが好ましい。

【００２１】また、これら流体回転機として構成する場
合には、潤滑剤循環機構を備えることが好ましい。この
場合、ピストン，ピストン保持部材，回転シリンダ部材
等の摺動面を潤滑することによってより高速回転が可能
となる。

【００２２】さらに、上述の流体回転機の出力側に発電
機構を接続して流体発電機を構成しても良い。この場合
には上述の流体回転機を使用して発電を行うことができ
る。

【００２３】また、請求項２記載のロータリ式シリンダ
装置のように、圧力導入路はシリンダ室内の流体が進入
可能な溝であっても良く、請求項３記載のロータリ式シ
リンダ装置のように、圧力導入路はシリンダ室内の流体
が進入可能な孔であっても良い。

【００２４】また、請求項４記載のロータリ式シリンダ
装置は、圧力導入路が、ピストンが画するシリンダ室の
うち、高圧側のシリンダ室内の圧力をピストンの一側面
に導く高圧側通路と、低圧側のシリンダ室内の圧力をピ
ストンの他側面に導く低圧側通路を有している。ピスト
ン摺動時にはその前後のシリンダ室間に圧力の差が発生
している。そして、高圧側通路によって高圧側のシリン
ダ室内の圧力をピストンの一側面に導き、低圧側通路に
よって低圧側のシリンダ室内の圧力をピストンの他側面
に導くことで、ピストンの両側面の間に圧力差を発生さ
せることができる。ところで、ロータリ式シリンダ装置
が回転すると、ピストンの片方の側面に、もう片方の側
面に作用する荷重よりも大きな荷重が作用するので、ピ
ストンが片寄り摩擦抵抗を増加させる。このピストンの
側面に発生する荷重の不均衡を打ち消すように上述の圧
力差を発生させることで、ピストンの片寄りが抑えられ
摩擦抵抗を減少させることができる。

【００２５】さらに、請求項５記載のロータリ式シリン
ダ装置は、圧力導入路が、ピストンが画するシリンダ室
のうち、高圧側のシリンダ室と低圧側のシリンダ室のい
ずれか一方のシリンダ室内の圧力をピストンの片側面に
導くものである。したがって、請求項４記載のロータリ
式シリンダ装置と同様に、ピストンの両側面の間に圧力
差を発生させることができ、この圧力差をピストンの側
面に発生する荷重の不均衡を打ち消すように発生させる
ことで、ピストンの片寄りが抑えられ摩擦抵抗が減少す
る。

【００２６】

【発明の実施の形態】以下、本発明の構成を図面に示す
最良の形態に基づいて詳細に説明する。

【００２７】本発明のロータリ式シリンダ装置の実施の
一形態を図１から図３に基づき説明する。なお、各実施
の形態では、気体を一定の方向に送出するロータリ式ポ
ンプ装置として説明するが、送られる媒体は気体に限ら
ず液体も含めたあらゆる流体とすることができる。ま
た、本発明は、ポンプ装置に限らず、回転シリンダ部材
の回転動作を利用することによって構成される種々の装
置、例えば、エアーコンプレッサーやエアーモータ等に
も適したものとなっている。

【００２８】ロータリ式シリンダ装置１は、図１及び図
２に示すように、放射状に配置された複数のシリンダ室
２２，２３を有し回転軸心Ｏを中心として回転する回転
シリンダ部材２と、シリンダ室２２，２３内を面接触し
て往復直線運動するピストン３，４と、ピストン３，４
を保持し回転シリンダ部材２から偏心して回転中心Ｘ周
りに回転するピストン保持部材５と、回転シリンダ部材
２とピストン保持部材５とを回転自在に支持すると共に
少なくとも１つの流体の入口６１と少なくとも１つの流
体の出口６２を有するケーシング６とから主に構成さ
れ、ピストン３，４がピストン保持部材５の回転中心か
ら一定の距離おかれた位置の軸心Ｘ１，Ｘ２を中心とし
て回動自在に保持されると共に、シリンダ室２２，２３
内の圧力をピストン３，４の摺動部分に導くことで摩擦
抵抗を低減する圧力導入路２９を有している。より具体
的には、円形形状の回転シリンダ部材２と、１８０度離
れた２つの偏心した自転中心位置Ｘ１，Ｘ２にそれぞれ
ピストン３，４を回動可能に保持しかつ回転シリンダ部
材２の回転軸心Ｏから偏心した位置を回転中心位置Ｘと
して回転するピストン保持部材５と、回転シリンダ部材
２及びピストン保持部材５の両回転部材をそれぞれ回転
自在に支持するケーシング６とを有している。尚、本実
施形態では回転シリンダ部材２は、シリンダ室２２，２
３及びピストン３，４を採用しているがこれに限られ
ず、少なくとも１つのシリンダ室とピストンを有してい
れば足りる。

【００２９】回転シリンダ部材２は、図１，図２及び図
３に示すように、所定の厚みを有する円形形状で形成さ
れており、ケーシング６の内部空間に回転自在に配置さ
れている。この回転シリンダ部材２の一端面、すなわち
図１及び図３において下側の端面の回転軸心Ｏを囲む凹
部には、支軸２１の一端が圧入により挿入固定されてい
る。この支軸２１の他端側は、ケーシング６内に配置さ
れた軸方向に重ねて配置された２つの軸受け部材７ａ，
７ｂに回転自在に支承されている。そのため、回転シリ
ンダ部材２は、支軸２１を回転中心としてケーシング６
内で回転可能となっている。

【００３０】回転シリンダ部材２の他端面、すなわち図
１及び図３において上側の端面には、４つの扇状の台部
２５を利用して形成された十字状の溝から成る空間が設
置されている。この十字状の空間は、４つのシリンダ部
位２２ａ，２２ｂ，２３ａ，２３ｂとこれらが交差する
部位（以下空洞部と呼ぶ）２４とから構成されている。
すなわち、回転シリンダ部材２の他側の端面には、回転
軸心Ｏを中心として所定の広さを備えかつ底面を有する
空洞部２４が形成されている。そして、この空洞部２４
内の回転軸心Ｏを中心として放射状に、４つの断面矩形
のシリンダ部位２２ａ，２２ｂ，２３ａ，２３ｂが設け
られている。シリンダ部位２２ａ，２２ｂ，２３ａ，２
３ｂは、上面部分が開放され、他の３方の面が全て平面
で形成されている。そして、第１のシリンダ部位２２
ａ、空洞部２４、第２のシリンダ部位２２ｂによってシ
リンダ室２２が、第３のシリンダ部位２３ａ、空洞部２
４、第４のシリンダ部位２３ｂによってシリンダ室２３
がそれぞれ形成されている。図２等からも明らかなよう
に、シリンダ室２２，２３は回転シリンダ部材２の回転
軸心Ｏを含んで交差するように形成されており、円周方
向に等配分された位置に配置されている。なお、本明細
書では説明の便宜上、「上」「下」を使用しているが、
この語は、図に基づき、便宜上使用しているもので有
り、絶対的な意味での「上」「下」を意味するものでは
ない。

【００３１】なお、これら第１〜第４のシリンダ部位２
２ａ〜２３ｂには、ピストン保持部材５に保持されたピ
ストン３，４が摺動可能に嵌まり込むようになってい
る。各シリンダ部位２２ａ〜２３ｂのピストン３，４と
の対向面並びにこれに対するピストン３，４側の面は、
互いに平面で形成され、これらが平面同士で摺動するよ
うに設けられている。

【００３２】また、ピストン３，４の両側面３４，３
４，４４，４４には、圧力導入路２９が形成されてい
る。本実施形態では、シリンダ室２２即ちシリンダ部位
２２ａ，２２ｂ内の流体が進入可能な溝２９ａ，２９ｂ
によって回転シリンダ部材２との間に圧力導入路２９を
構成している。溝２９ａはシリンダ部位２２ｂに、溝２
９ｂはシリンダ部位２２ａに通じている。即ち、各溝２
９ａ，２９ｂは両方のシリンダ部位２２ａ，２２ｂに通
じておらず、各溝２９ａ，２９ｂを通じて流体が漏れる
ことはない。各溝２９ａ，２９ｂは、ピストン３，４の
両側面３４，３４，４４，４４に例えば２本ずつ形成さ
れている。圧力導入路２９を通じてシリンダ部位２２ａ
〜２３ｂ内の圧力をピストン３，４の摺動部分に導くこ
とができ、摩擦の状態を乾燥摩擦が多い状態から境界摩
擦や流体摩擦が多い状態にすることができる。このた
め、摩擦抵抗を低減させることができる。

【００３３】このように各ピストン３，４と各シリンダ
部位２２ａ〜２３ｂとの摺動面が平面同士で形成されて
おり、しかも各ピストン３，４に圧力導入路２９を形成
しているため、摺動面積の確保によるシール性の向上と
摺動部分の摩擦抵抗の低減とを共に高レベルで実現する
ことができる。そのため、ピストン３，４と各シリンダ
部位２２ａ〜２３ｂとの間の隙間を通過して流体が漏れ
出し難くできると共に、摺動部分の摩耗やエネルギーロ
スの低減を図ることができる。

【００３４】なお、上述したように形成されたシリンダ
室２２，２３は、回転シリンダ部材２を径方向に貫通し
てその外周面２ａで開放されている。そのため、各シリ
ンダ室２２，２３は、ケーシング６に形成された吸込口
（流体の入口）６１及び吐出口（流体の出口）６２に連
通可能となっている。

【００３５】なお、ピストン保持部材５の回転により、
回転シリンダ部材２とピストン保持部材５とが回転する
と、ピストン３，４がシリンダ室２２，２３を見かけ上
往復直線運動するようになっている。また、各シリンダ
室２２，２３が交差する部位である空洞部２４のピスト
ン３，４の移動方向における長さは、ピストン３，４の
接触面（シリンダ室２２，２３の両側壁面と対向する
面）の長さよりも短くなっている。

【００３６】なお、空洞部２４及びこれを中心に放射状
に配置された第１〜第４のシリンダ部位２２ａ〜２３ｂ
の底面には２本の細いガイド用溝２６ａ，２７ａが十字
状に形成されている。他方、ピストン３，４の底部分に
は、上述したガイド用溝２６ａ，２７ａに嵌まり込むガ
イド係合部たる凸片３ｂ，４ｂが設けられている。そし
て、凸片３ｂ，４ｂがガイド用溝２６ａ，２７ａに係合
することによって直線運動のガイドを構成する。したが
って、この２本のガイド用溝２６ａ，２７ａに沿ってピ
ストン３，４を一対のシリンダ部位２２ａ，２２ｂ間あ
るいは２３ａ，２３ｂ間において安定的に往復直線運動
させる。

【００３７】一方、ピストン保持部材５は、回転シリン
ダ部材２の外径よりも小さい外径を有する円形形状で形
成されている。このピストン保持部材５の回転中心位置
Ｘには、支軸５１の一端が圧入により挿入固定されてい
る。なお、このピストン保持部材５の回転中心位置Ｘ
は、上述の回転シリンダ部材２の回転軸心Ｏから偏心し
た位置に設けられている。そして、支軸５１の他端側
は、ケーシング６内に配置された軸受け部材８ａ，８ｂ
に回転自在に支承されていると共に、その先端側はケー
シング６の外部に突出している。そして、この突出部分
に、モータ等の駆動源の出力軸（図示省略）に連結させ
ることにより、モータ等の駆動源の駆動力によって支軸
５１を中心としてピストン保持部材５が、回転シリンダ
部材２の偏心位置で回転駆動されるようになっている。

【００３８】ピストン保持部材５の支軸５１が固定され
た面と反対側の面には、ピストン３を自転可能に保持す
る支持軸５２と、ピストン４を自転可能に保持する支持
軸５３とが立設固定されている。そして、支持軸５２，
５３に対して、ピストン３，４が回転自在に嵌め込まれ
ている。

【００３９】ピストン３，４は、往復直線運動時におけ
る前後の面３１，３１，４１，４１が若干丸みを有する
ように形成されているが、他の４面、すなわちシリンダ
室２２，２３内に嵌まり込んだ状態における上面３２，
４２、底面３３，４３及び両側面３４，３４，４４，４
４が平面に形成されている。すなわち、ピストン３，４
は、略長方体のブロック形状を成している。そして、ピ
ストン３，４の平面に形成された各面のうちの上面３
２，４２を除く底面３３，４３と両側面３４，３４，４
４，４４は、シリンダ室２２，２３内に嵌まり込んだ際
のシリンダ室２２，２３との摺動面となる。また、ピス
トン３，４の中心部分には、支持軸５２，５３に回転自
在に嵌められるための有底の孔３ａ，４ａが設けられて
いる。なお、孔３ａ、４ａは、支持軸５２、５３がガイ
ド溝２６ａ、２７ａに当たらない長さであれば貫通孔で
もよい。

【００４０】なお、ピストン保持部材５とピストン３，
４の回転時の軌跡との関係を、図１５に示す。ピストン
保持部材５の半径Ｒ１、支持軸５２，５３の間隔の１／
２の距離Ｒ２、ピストン３，４の回転時の最外径軌跡の
半径Ｒ３の関係は、Ｒ１＞（Ｒ２＋Ｒ３）となってお
り、半径差△Ｒが発生する。半径Ｒ１が距離Ｒ２＋半径
Ｒ３よりも小さい場合には、動作時にピストン最外径軌
跡がピストン保持部材５から飛び出すことになり、ピス
トン３，４の回転の安定性、密閉性を確保するためには
部品の加工精度を向上させる必要がある。これに対し、
上述のように半径Ｒ１＞距離Ｒ２＋半径Ｒ３の関係にす
ることで、部品の加工精度をあまり厳しくしなくてもピ
ストン３，４の回転の安定性、密閉性を確保するのが容
易になる。ただし、かかる関係は密閉性を確保する等の
ためのものであり、この関係に限定されることはなく、
半径Ｒ１は距離Ｒ２＋半径Ｒ３とほぼ同等でも、小さく
ても良いことは勿論である。

【００４１】ケーシング６は、２つのケース半体、すな
わちピストン保持部材５を回転自在に支持するための上
ケース６３と、回転シリンダ部材２を回転自在に支持す
るための下ケース６４とから構成されている。上ケース
６３及び下ケース６４は、互いの嵌め合わせ用突部（い
んろう部）６３ａ，６４ａ同士を嵌め合わせた状態でネ
ジ等により固定することにより、密閉内部空間を形成す
るケーシング６を構成するものとなっている。このよう
に、嵌め合わせ用突部６３ａ，６４ａ同士を嵌め合わせ
るいんろう構造とすることで、上ケース６３と下ケース
６４を正確に位置決めしてセンタ出しを行い、且つずれ
を防止することができる。

【００４２】上ケース６３は、下ケース６４に取り付け
る際の嵌め合わせ用突部６３ａを備え、ピストン保持部
材５を回転自在に格納するための円形の大スペース６３
ｂと、ピストン保持部材５の回転中心に固定された支軸
５１を回転自在に支持する２つの軸受け部材８ａ，８ｂ
を圧入固定するための円形の小スペース６３ｃとを内部
空間として有するカップ形状で構成されている。

【００４３】嵌め合わせ用突起６３ａは、円形の大スペ
ース６３ｂの外縁に沿って円形に形成されており、下ケ
ース６４側に突出するようになっている。なお、嵌め合
わせ用突起６３ａの突出高さは、下ケース６４に形成さ
れた嵌め合わせ用突起６４ａの突出高さより若干低くな
っていると共に、その半径は嵌め合わせ用突起６４ａの
半径より若干大きく形成されている。これによって、上
ケース６３の嵌め合わせ用突起６３ａが、下ケース６４
の嵌め合わせ用突起６４ａの外側に被さるようにして互
いに嵌め合わされるようになっている。

【００４４】そして、上ケース６３の小スペース６３ｃ
の底面には、支軸５１を挿通するための挿通孔６３ｄが
設けられている。支軸５１の一端側は、この挿通孔６３
ｄよりケーシング６の外部へ突出している。

【００４５】一方、下ケース６４は、上ケース６３に取
り付ける際の嵌め合わせ用突部６４ａを備え、回転シリ
ンダ部材２を回転自在に格納するための円形の大スペー
ス６４ｂと、回転シリンダ部材２の回転軸心Ｏに固定さ
れた支軸２１を回転自在に支持する２つの軸受け部材７
ａ，７ｂを圧入固定するための円形の小スペース６４ｃ
とを内部空間として有するカップ形状で構成されてい
る。

【００４６】嵌め合わせ用突起６４ａは、円形の大スペ
ース６４ｂの外縁に沿って円形に形成されており、上ケ
ース６３側に突出するようになっている。なお、嵌め合
わせ用突起６４ａの突出高さは、上ケース６３に形成さ
れた嵌め合わせ用突起６３ａの突出高さより若干高くな
っていると共に、その半径は嵌め合わせ用突起６３ａの
半径より若干小さく形成されている。

【００４７】このように形成された下ケース６４の大ス
ペース６４ｂ内には、回転シリンダ部材２が回転自在に
配置されている。この回転シリンダ部材２を配置した状
態で、回転シリンダ部材２の外周面２ａに対向する位
置、すなわち大スペース６４ｂの内壁６４ｄには、外部
の流体をケーシング６内に吸い込むための吸込口６１
と、ケーシング６内に吸い込んだ流体を外部へ吐出する
ための吐出口６２とが形成されている。

【００４８】吸込口６１は、大スペース６４ｂの内壁６
４ｄに形成された角度約８０度の範囲にわたって浅い凹
み６１ａと、この凹み６１ａとケーシング６の外部とを
連通させる連通孔６１ｂと、この連通孔６１ｂのケーシ
ング６の外面側に接続される吸気管６１ｃとから構成さ
れている。そして、凹み６１ａは、回転シリンダ部材２
が回転すると、各シリンダ部位２２ａ〜２３ｂとそれぞ
れ連なるようになっている。

【００４９】また、吐出口６２は、吸込口６１の凹み６
１ａから約１０度離れた位置から始まり約８０度に渡っ
て形成された浅い凹み６２ａと、この凹み６２ａとケー
シング６の外部とを連通させる連通孔６２ｂと、この連
通孔６２ｂのケーシング６の外面側に接続される排気管
６２ｃとから構成されている。そして、凹み６２ａは、
回転シリンダ部材２が回転すると、各シリンダ部位２２
ａ〜２３ｂとそれぞれ連なるようになっている。

【００５０】上述したように構成されたロータリ式シリ
ンダ装置１は、ピストン保持部材５がモータ駆動等によ
り等角速度の回転運動を行うと、ピストン３，４が回転
中心位置Ｘを中心とした等角速度回転運動をし、この動
作に伴って回転シリンダ部材２も等角速度運動を行う。
この動作によって、ポンプ動作を行うものとなってい
る。

【００５１】次に、本発明の第１の実施の形態のロータ
リ式シリンダ装置１の動作について、図４〜図７に基づ
いて説明する。尚、ピストン３，４のガイド手段の一部
を構成するガイド用溝２６ａ，２７ａについては図示省
略している。

【００５２】図４において、シリンダ室２２を往復動す
るピストン３は、回転シリンダ部材２の空洞部２４に位
置し、一端側はシリンダ部位２２ａの入り口に、他端側
はシリンダ部位２２ｂの入り口にそれぞれ若干進入した
状態となっている。すなわち、ピストン３は、平面に形
成された両側面３４，３４及び底面３３が、同様に平面
で形成されたシリンダ部位２２ａ，２２ｂの両内壁と底
面及び空洞部２４の底面に同時に当接した状態となって
いる。このような中間位置においては、ピストン３は、
空洞部２４を挟む両側のシリンダ部位２２ａ，２２ｂに
同時に嵌まった状態となっており、シリンダ部位２２
ａ，２２ｂには、共に吸込口６１から取り込んだ流体が
充満した状態となっている。

【００５３】図４に示す状態時では、シリンダ部位２２
ａの最外周端部は、吐出口６２の凹み６２ａにわずかに
連通し始めた状態となっており、シリンダ部位２２ａ
は、凹み６２ａを介して排気管６２ｃと連通した状態と
なっている。また、シリンダ部位２２ｂの最外周端部
は、吸込口６１の凹み６１ａとの連通状態が終了する直
前の状態となっており、シリンダ部位２２ｂは、凹み６
１ａを介して吸気管６１ｃと連通した状態となってい
る。なお、上述したように、ピストン３が空洞部２４に
差し掛かっている状態であるため、このピストン３によ
って全てのシリンダ部位２２ａ〜２３ｂはそれぞれ分断
され閉じられた状態となっている。

【００５４】一方、シリンダ部位２３ａ，２３ｂ内を往
復動するピストン４は、回転シリンダ部材２のシリンダ
部位２３ｂ内の最外周端部まで進出した状態となってい
る。すなわち、ピストン４は往復動する溝内の一方の端
部にある状態となっており、平面に形成された両側面４
４，４４及び底面４３は、同様に平面で形成されたシリ
ンダ部位２３ｂの両内壁及び底面に同時に係合した状態
となっている。

【００５５】そして、シリンダ部位２３ｂのピストン４
とピストン３とに囲まれた空間には、流体が充満した状
態となっている。また、シリンダ部位２３ａは、ピスト
ン３によって他のシリンダ部位２２ａ，２２ｂ，２３ｂ
と隔離された状態となっているが、このシリンダ部位２
３ａ内にも流体が充満した状態となっている。このと
き、シリンダ部位２３ｂの最外周端部は、吸込口６１の
凹み６１ａと吐出口６２の凹み６２ａの間の位置に対向
した状態となっている。

【００５６】上述した図４の状態から、モータ駆動等に
よりピストン保持部材５を時計方向（矢示Ａ方向）に回
転させると、ピストン３，４が支持軸５２，５３と共に
矢示Ａ方向へ移動する。このときのピストン３，４の動
作によって、回転シリンダ部材２には矢示Ｂ方向（時計
方向）への回転力が与えられ、回転シリンダ２は矢示Ｂ
方向に回転する。このようなピストン３，４及び回転シ
リンダ部材２の相対回転によって、各ピストン３，４
は、シリンダ室２２，２３内を往復運動する。

【００５７】このときのピストン３，４の周回回転運
動、すなわち、回転中心位置Ｘを中心としたピストン保
持部材５の回転運動は、回転シリンダ部材２の回転軸心
Ｏを中心とする回転速度の２倍の回転数の回転運動とな
る。これは、ピストン３，４の回転半径が、回転シリン
ダ部材２の回転半径（シリンダ基準円）の１／２となっ
ており、ピストン３，４の回転運動は、回転シリンダ部
材２の回転運動に対して円サイクロイド運動となってい
るためである。なお、ピストン３，４の自転、すなわち
支持軸５２，５３を各々回転中心とする回転も、回転シ
リンダ部材２と同じ回転数の等角速度運動となる。従っ
て、回転シリンダ部材２の回転数対ピストン保持部材５
の回転数対ピストン３，４の支持軸５２、５３に対する
回転数の比が、１：２：１となっている。

【００５８】なお、シリンダ基準円は、図２において、
回転シリンダ部材２の回転軸心Ｏから自転中心位置Ｘ２
の中心までの長さを半径とした円としている。

【００５９】さらに、この回転動作により、シリンダ室
２２，２３内のピストン３，４が、回転シリンダ部材２
に対して回転力を与えながら、ピストン３は一対のシリ
ンダ部位２２ａ，２２ｂ間を、ピストン４は一対のシリ
ンダ部位２３ａ，２３ｂ間を見かけ上往復直線運動す
る。なお、ピストン３，４は、回転シリンダ部材２が１
回転する間にシリンダ部位２２ａ，２２ｂ間及び２３
ａ，２３ｂ間を１往復するようになっており、ピストン
３，４の往復動作数と回転シリンダ部材２の回転数とが
１：１の関係になっている。

【００６０】図４の状態からピストン保持部材５が６０
度回転し、これによってシリンダ部材２が３０度回転し
た状態を示したのが図５である。

【００６１】すなわち、上述の図４から図５への動作に
より、ピストン３は、空洞部２４を横切った状態からシ
リンダ部位２２ａの内部方向へ約１／２程度進入する。
この移動の際、ピストン３とシリンダ部位２２ａとは、
平面同士で面対向しているため、接触面同士からの流体
の漏れはほとんどないものとなる。この動作により、シ
リンダ部位２２ａ内の流体が、凹み６２ａを介して排出
管６２ｃに効率よく吐出される。なお、シリンダ室２２
ａの長手方向の距離は、ピストン３の全長の２倍より短
いものとなっているため、約１／２程度進出している
が、ピストン３の後端部分がまだ空洞部２４内に残って
いる状態となっている。

【００６２】一方、ピストン３のシリンダ部位２２ａ方
向への動作により、ピストン３により封止されていたシ
リンダ部位２２ｂ，２３ａ及びシリンダ部位２３ｂの一
部が一連の空間となる。この一連の空間内には、各シリ
ンダ部位２２ｂ，２３ａ，２３ｂに吸込口６１から流入
した流体が充満した状態となっている。

【００６３】また、この間の動作により、ピストン４は
シリンダ部位２３ｂの最奥部から空洞部２４側へ約１／
９程度移動する。この移動の際、ピストン４とシリンダ
部位２３ｂとは、平面同士で当接しているため、接触面
（摺動面）の間からの流体の漏れはほとんどないものと
なる。この動作により、外部の流体が、吸気管６１ｃを
介して凹み６１ａからシリンダ部位２３ｂ内部へ効率的
に流入する。なお、この時点では、ピストン４がシリン
ダ部位２３ｂの内部に完全に入り込んだ状態となってい
る。

【００６４】図５の状態からピストン保持部材５がさら
に６０度回転し、これによってシリンダ部材２がさらに
３０度回転した状態を示したのが図６である。

【００６５】すなわち、上述の図５から図６への動作に
より、ピストン３は、シリンダ部位２２ａの内部へ約１
／２程度進入した位置からさらに奥側、具体的には約８
／９程度進入した位置まで移動する。この動作により、
シリンダ部位２２ａ内に残っていた流体が、さらに凹み
６２ａを介して排気管６２ｃに効率よく吐出される。

【００６６】また、この間の動作により、ピストン４は
シリンダ部位２３ｂ内を空洞部２４側へさらに移動す
る。この動作により、外部の流体が、吸気管６１ｃを介
して凹み６１ａからシリンダ部位２３ｂへさらに流入す
る。なお、この時点では、ピストン４の前方端部分が、
空洞部２４内に進出した状態となっている。

【００６７】一方、この動作の間、シリンダ部位２２
ｂ，２３ａとシリンダ部位２２ａの一部は、空洞部２４
を介して一連の空間となっており、この一連の空間内に
は各シリンダ部位２２ｂ，２３ａ内に吸込口６１から流
入した流体が充満した状態となっている。

【００６８】図６の状態からピストン保持部材５がさら
に６０度回転し、これによってシリンダ部材２がさらに
３０度回転した状態を示したのが図７である。

【００６９】すなわち、上述の図６から図７への動作に
より、ピストン３は、シリンダ部位２２ａの内部へ約８
／９程度進入した位置からさらに奥側、具体的にはシリ
ンダ部位２２ａの最外周端部まで移動する。この動作に
より、シリンダ部位２２ａ内に残っていた流体が、さら
に凹み６２ａを介して排気管６２ｃに効率よく吐出され
る。なお、この時点、すなわち図４に示した最初の状態
から回転シリンダ部材２が矢示Ｂ方向に９０度回転した
状態では、シリンダ部位２２ａの最外周端部は、吸込口
６１の凹み６１ａと吐出口６２の凹み６２ａの間の位置
に対向した状態となっており、吐出動作を既に終了した
状態となっている。

【００７０】一方、この間の動作により、ピストン４は
シリンダ部位２３ｂの最奥部側から空洞部２４を横切
り、先端部分がシリンダ部位２３ａ内に進入する位置ま
でさらに移動する。このピストン４の動作により、ピス
トン４の一端側はシリンダ部位２３ｂの入り口に、他端
側はシリンダ部位２３ａの入り口に同時に若干進入した
状態となる。すなわち、ピストン４は、往復動する溝内
の中間位置にある状態となっており、平面に形成された
両側面４４，４４及び底面４３は、同様に平面で形成さ
れたシリンダ部位２３ａ，２３ｂの両内壁と底面及び空
洞部２４の底面に同時に当接した状態となっている。

【００７１】このとき、シリンダ部位２３ａの最外周端
部は、吐出口６２の凹み６２ａにわずかに連通し始めた
状態となっており、シリンダ室２３ａは、凹み６２ａを
介して排気管６２ｃと連通した状態となっている。ま
た、シリンダ部位２３ｂの最外周端部は、吸込口６１の
凹み６１ａとの連通状態が終了する直前の状態となって
おり、シリンダ部位２２ｂは、ほぼ流体の吸引動作が終
了した状態となっている。なお、上述したように、ピス
トン４が空洞部２４に差し掛かっている状態であるた
め、このピストン４によって各シリンダ部位２２ａ〜２
３ｂは、この時点では再びそれぞれ分断され閉じられた
状態となる。

【００７２】このときのピストン３，４は、上述した図
４の状態時における互いの位置を入れ換えた状態となっ
ている。すなわち、ピストン３，４は、ピストン保持部
材５が１８０度回転し、同時に回転シリンダ部材２が９
０度回転することにより、シリンダ部位２２ａ〜２３ｂ
のうちの１つのシリンダ部位に入り込むかまたは出てい
くかの動作をし、互いの位置を入れ換える。そして、本
実施の形態のロータリ式シリンダ装置１は、この動作を
繰り返すことによりポンプ動作を行うようになってい
る。すなわち、ピストン３，４は、ピストン保持部材５
がさらに１８０度、すなわち最初の時点から３６０度回
転すると、図４に示した最初の位置に戻る。一方、回転
シリンダ部材２はこの間に１８０度回転する。

【００７３】このため、ピストン保持部材５が２回転、
７２０度の回転を行うと、この間に回転シリンダ部材２
は１回転、３６０度の回転を行う。これにより、ピスト
ン３，４は、対になっているシリンダ部位２２ａ〜２３
ｂの間を見かけ上の往復直線運動する。すなわち、ピス
トン保持部材５が２回転することにより、ピストン３，
４は一連の往復動作を１回完遂し、支持軸５２，５３に
対して１回転する。

【００７４】なお、このような動作中、各ピストン３，
４は、各シリンダ部位２２ａ〜２３ｂと摺動面積の大き
い平面同士で面対向することとなる。そのため、対向し
ている面同士、実際にはほぼ接触している面同士の隙間
から流体が漏れないような構造となっている。そのた
め、各空間同士での流体の漏れが防止され、効率の良い
ポンプとすることが可能となる。また、各ピストン３，
４には圧力導入路２９が形成されているため、各シリン
ダ部位２２ａ〜２３ｂ内の圧力を利用して摺動部分の摩
擦抵抗を低減することができる。このため、摺動部分の
摩耗防止を図ることができると共に、エネルギーのロス
を少なくしてより一層効率の良いポンプを実現すること
ができる。

【００７５】上述の第１の実施の形態のロータリ式シリ
ンダ装置１では、シリンダ室の数を２つ（４シリンダ部
位）、ピストンの数を２つで構成しているが、ピストン
及びシリンダ室の数を１つとしてもよい。また、図８及
び図９に示す第２や第３の実施の形態のようにシリンダ
室及びピストンの数を３つとしてもよい。

【００７６】本発明の第２の実施の形態として図８に示
したロータリ式シリンダ装置１は、上述の第１の実施の
形態のロータリ式シリンダ装置１と同様、ケーシング６
内に６つのシリンダ部位２２ａ，２２ｂ，２３ａ，２３
ｂ，２８ａ，２８ｂと６つの扇状の台部２５を備えた回
転シリンダ部材２が回転自在に配置されている。即ち、
この実施形態ではシリンダ部位２２ａ，２２ｂと空洞部
２４によってシリンダ室２２が、シリンダ部位２３ａ，
２３ｂと空洞部２４によってシリンダ室２３が、シリン
ダ部位２８ａ，２８ｂと空洞部２４によってシリンダ室
２８が形成されている。そして、回転シリンダ部材２の
偏心位置には、ピストン保持部材（図示省略）が回転自
在に配置され、このピストン保持部材には、３つのピス
トン３，４，９が回転自在に保持されている。なお、上
述の実施の形態のロータリ式シリンダ装置１と同様、こ
のロータリ式シリンダ装置１のケーシング６内に配置さ
れた両部材の回転の比率は、ピストン保持部材の回転数
が２に対して回転シリンダ部材２の回転数が１である。
また、上述の実施形態のロータリ式シリンダ装置１と同
様、このロータリ式シリンダ装置１の各ピストン３，
４，９にも圧力導入路２９がそれぞれ形成されている。

【００７７】このように構成されたロータリ式シリンダ
装置１は、ピストン保持部材の回転により各ピストン
３，４，９が矢示Ａ’方向に回転すると、この動作に伴
い回転シリンダ部材２が矢示Ｂ’方向に回転するように
なっている。これにより、ピストン３がシリンダ室２２
を、ピストン４がシリンダ室２３を、ピストン９がシリ
ンダ室２８を、それぞれ空洞部２４を横切りながら見た
目上の往復運動するようになっている。

【００７８】なお、各ピストン３，４，９の長手方向の
寸法は、空洞部２４を横切る際に、空洞部２４の両側の
シリンダ室の内壁双方に係合することが可能なものとな
っている。したがって、各ピストン３，４，９は、空洞
部２４を横切る際には両側のシリンダ室に同時に接触す
ることとなる。なお、各ピストン３，４，９は、空洞部
２４を横切る際に互いに他のピストン３，４，９にぶつ
かり合わないように設計されているのは勿論である。こ
れにより、ロータリ式シリンダ装置１は、各ピストン
３，４，９が常時いずれかのシリンダ室にガイドされな
がら回転移動し、その結果各ピストン３，４，９が各シ
リンダ室２２，２３，２８内に確実に出入りし、ポンプ
動作を行うこととなる。

【００７９】また、本発明の第３の実施の形態として図
９に示したロータリ式シリンダ装置１は、上述の第１及
び第２の実施の形態と同様、ケーシング６内に６つのシ
リンダ部位２２ａ，２２ｂ，２３ａ，２３ｂ，２８ａ，
２８ｂと６つの扇形の台部２５を備えた回転シリンダ部
材２が回転自在に配置されており、回転シリンダ部材２
の偏心位置には、ピストン保持部材（図示省略）が回転
自在に配置されている。そして、このピストン保持部材
には、３つのピストン３，４，９が回転自在に保持され
ている。なお、図１及び図８の実施形態のロータリ式シ
リンダ装置１と同様、このロータリ式シリンダ装置１の
ケーシング６内に配置された両部材の回転の比率は、ピ
ストン保持部材の回転数が２に対して回転シリンダ部材
２の回転数とピストン３，４の支軸５２，５３に対する
回転数は１である。また、図１及び図８の実施形態のロ
ータリ式シリンダ装置１と同様、このロータリ式シリン
ダ装置１の各ピストン３，４，９にも圧力導入路２９が
それぞれ形成されている。

【００８０】このように構成されたロータリ式シリンダ
装置１は、ピストン保持部材の回転により各ピストン
３，４，９が矢示Ａ”方向に回転すると、この動作に伴
い回転シリンダ部材２が矢示Ｂ”方向に回転するように
なっている。これにより、ピストン３がシリンダ室２２
を、ピストン４がシリンダ室２３を、ピストン９がシリ
ンダ室２８を、それぞれ空洞部兼通路２４１を横切りな
がら見た目上の往復運動するようになっている。

【００８１】なお、空洞部兼通路２４１の両側には、ケ
ーシング６に立設した断面三日月状のガイド柱２６と、
断面略半円状のガイド柱２７が配置されており、これら
のガイド柱２６，２７によって、空洞部兼通路２４１内
を通過する各ピストン３，４，９の案内をしている。こ
の図９に示したロータリ式シリンダ装置１では、各ピス
トン３，４，９は、略立方体のブロックで構成されてお
り、空洞部兼通路２４１を横切る際には、いずれのシリ
ンダ室からも離れた状態となる。そのため、各ピストン
３，４，９は、空洞部兼通路２４１を横切る際にはガイ
ド柱２６，２７によって所定の姿勢を保ちながら通過す
るようになっている。なお、ガイド柱２６，２７のみで
なく、上述した第１の実施の形態のように空洞部兼通路
２４１内の底面にガイド用の小溝を設けるようにして、
その小溝とガイド柱２６，２７とで協働してピストン
３，４，９を案内するようにしても良い。

【００８２】なお、図８及び図９に示すような６つのシ
リンダ室及び３つのピストンを有するタイプのロータリ
式シリンダ装置１は、吸排のバランスが取れトルク変動
が少ないものとなる。

【００８３】また、上述の第１の実施の形態では、ピス
トン保持部材５の支軸５１をケーシング６から突出さ
せ、この突出部分を駆動源に連結することによりピスト
ン保持部材５を回転させ、これに回転シリンダ部材２を
従動させるように構成したが、図１０に示すロータリ式
シリンダ装置１のように、逆に回転シリンダ部材２の支
軸２１をケーシング６から突出させ、この支軸２１の先
端部分２１ａをモータ等の駆動源（図示省略）に連結す
ることにより支軸２１側を入力側とし、ピストン保持部
材５を回転シリンダ部材２に従動させるようにしてもよ
い。このように構成すると、いわゆるセンター駆動用式
となり、モータに支軸２１を直結させた場合に製品とし
ての納まりが良くなる。

【００８４】さらに、上述の第１の実施の形態では、吸
込口６１の凹み６１ａ及び吐出口６２の凹み６２ａを共
に約８０度程度の幅で構成したが、これらの凹み６１
ａ，６２ａの幅は、用途に応じて任意に設定可能となっ
ている。例えば、高圧縮比が適応される場合、例えば、
エアコンプレッサー等に使用するような場合、吐出口６
２の凹み６２ａを１０度程度と小容積に形成すると、圧
縮比を高めることができ一気に流体が吐出口６２から外
部へ吐出されることとなる。

【００８５】さらに、上述の第１の実施の形態では、ケ
ーシング６の回転シリンダ部材２の外周面に対向する位
置に、それぞれ吸込口６１及び吐出口６２が設けられ、
回転シリンダ部材２の外側から吸排を行うようになって
いるが、吸込口６１及び吐出口６２は回転シリンダ部材
２の上下方向両側やあるいは片側に設けられるようにし
てもよい。

【００８６】また、上述の第１の実施の形態では、回転
シリンダ部材２の片面側にピストン保持部材５を配置さ
せ、このピストン保持部材５から支持軸５２，５３を、
回転シリンダ部材２のシリンダ部位２２ａ，２２ｂ，２
３ａ，２３ｂ内に突出させることによって、支持軸５
２，５３に保持させたピストン３，４を回転シリンダ部
材２の十字状の空間から成るシリンダ室内に配置させる
ようにしたが、図１１〜図１４に示すように、ピストン
保持部材９０を２枚の円盤状部材９０ａ，９０ｂで構成
し、回転シリンダ部材２の両側に配置するものとしても
良い。以下に、第４の実施の形態として説明する。

【００８７】第４の実施の形態では、図１１〜図１４に
示すように、ケーシング６内の円形のスペースの内壁
に、多数のニードル８２ａを等間隔に配置した輪環形状
の軸受け部材８２を配置し、その内側に回転シリンダ部
材２を回転自在に支持させている。この回転シリンダ部
材２には、各端部が半径方向外側には貫通されず、かつ
軸方向両側には貫通している十字状の空間が形成されて
いる。この十字状の空間の中心部は空洞部２４、そし
て、空洞部２４から放射状に形成された部位は、それぞ
れシリンダ部位２２ａ，２２ｂ，２３ａ，２３ｂとなっ
ている。このように形成された十字状の空間には、中心
部に孔３ａを備えたブロック形状のピストン３と、中心
部に孔４ａを備えたブロック形状のピストン４とが摺動
自在に嵌め込まれている。なお、この実施形態において
もピストン３，４には圧力導入路２９が形成されてい
る。

【００８８】回転シリンダ部材２の軸方向両側には、ケ
ーシング６の外部に突出する駆動軸８９の一端と支軸９
５を回転中心として固定したピストン保持部材９０が配
置されている。すなわち、ピストン保持部材９０は、回
転シリンダ部材２を挟んで配置された２枚の円盤状部材
９０ａ，９０ｂから構成されており、ピストン３，４を
それぞれ挿通させた２本の支持軸５２，５３によって連
結されている。そして、駆動軸８９の突出部分を、モー
タ等の駆動源（図示省略）に連結することによりピスト
ン保持部材９０を回転させると、ピストン３がシリンダ
部位２２ａ，２２ｂと空洞部２４で構成されるシリンダ
室２２を、ピストン４がシリンダ部位２３ａ，２３ｂと
空洞部２４で構成されるシリンダ室２３をそれぞれスラ
イド移動する。この動作により、回転シリンダ部材２
は、ピストン保持部材９０と同方向に１／２の速度で回
転し、各シリンダ部位２２ａ，２２ｂ，２３ａ，２３ｂ
が吸込口６１ａ及び吐出口６２ａ，６２に連通するよう
になっている。

【００８９】なお、この第４の実施の形態は、動作に関
しては、上述した第１の実施の形態と同様のものとなっ
ており、この動作によってポンプ活動を行うようになっ
ている。この第４の実施の形態をポンプとして用いる場
合、各シリンダ部位２２ａ〜２３ｂが回転シリンダ部材
２の外周面に連通していないので、吸排機構を回転シリ
ンダ部材２の両端面もしくは片側の端面の各シリンダ部
位２２ａ〜２３ｂに連通可能な位置の最外周部分に設け
ることとなる。

【００９０】以上の各実施の形態では、回転シリンダ部
材とピストン保持部材のいずれか一方を入力側としてケ
ーシング６から突出させ、他方を従動側としてケーシン
グ６内に組込んでいるが、両支軸２１，５１を共にケー
シング６から突出させ、１つのロータリ式シリンダ装置
で両タイプ可能としてもよい。またさらに、上述した各
実施の形態は、モータの駆動力によりシリンダ部材を回
転させてポンプ活動を行う装置としたが、流体をシリン
ダ部材内に送り込むことにより、両支軸２１，５１を回
転させて、これら支軸２１，５１から出力をとる装置と
しても良い。

【００９１】次に、図１６〜図１８に、本発明のロータ
リ式シリンダ装置を流体のエネルギを使って回転出力を
得る流体回転機として構成した実施形態を示す。なお、
この実施形態における動力源として用いる流体はオイ
ル，水等の液体に限るものではなく、空気，ガス等の気
体であっても良い。また、図１〜図４に示す実施形態で
説明した構成と基本的に同じ構成・原理のものについて
は同一符号を付し、説明を省略する。

【００９２】この実施形態では回転シリンダ部材２の回
転中心となる軸２１を出力軸とし、ケーシング６の外に
その先端を突出させている。更に、ガイド用溝２６ａ，
２７ａと凸片３ｂ，４ｂとから成るガイド手段をピスト
ン３，４とシリンダ部材２との間に形成せずに、シリン
ダ室２２，２３の両側壁と底面との３面のみでピストン
の移動をガイドさせる構造としている。即ち、シリンダ
室２２，２３を形成する溝の横断面形状は詳しくは後述
するピストン３，４の横断面形状と一致している。ま
た、シリンダ部位２２ａ〜２３ｂの長手方向の一端側
（中央側）は空洞部２４に連通している。

【００９３】なお、空洞部２４の底面は、各シリンダ部
位２２ａ〜２３ｂにそれぞれ対応した形状となってい
る。即ち、シリンダ部位２２ａ〜２３ｂの横断面形状と
これらに連続する空洞部２４の断面形状は同一であり、
厚肉の円板材料に十字状の溝を切削等の方法で加工する
ことで、空洞部２４及びシリンダ部位２２ａ〜２３ｂよ
り成る十字状の溝を形成することができる。しかも、切
削等の方法で加工される十字状溝の底面の両コーナー部
分は丸みを帯びた形状で良いため、その加工は極めて容
易である。

【００９４】ここで、ピストン３，４は、例えば図１９
（Ａ）に示すように、その底面の両コーナー部分１１を
丸めた形状を成しており、その横断面形状をシリンダ部
位２２ａ〜２３ｂの横断面形状に一致させている。ま
た、ピストン３，４の上面（ピストン保持部材５との対
向面）は平面となっている。したがって、ケーシング６
及びピストン保持部材５によって塞がれたシリンダ部位
２２ａ〜２３ｂに対してピストン３，４の上面，両側
面，底面は面接触することになり、シリンダ部位２２ａ
〜２３ｂとピストン３，４の間の気密性・液密性が確保
される。すなわち、流体の漏れをより確実に防止するこ
とができる。また、各ピストン３，４には、例えば溝２
９ａ，２９ｂより構成される圧力導入路２９が形成され
ており、摺動部分の摩擦抵抗を低減している。

【００９５】そして、下ケース６４の小スペース６４ｃ
の底面には、出力軸２１を貫通させるための挿通孔６４
ｅが設けられている。出力軸２１の先端は、この挿通孔
６４ｅよりケーシング６の外部へ突出している。また、
挿通孔６４ｅの内面に凹溝を設け、そこにＯリング４８
を設けることで出力軸２１と下ケース６４の間をシール
している。これにより、圧力の逃げを防止している。

【００９６】流体の入口６１は、回転シリンダ部材２の
回転軸心Ｏからみて回転シリンダ部材２の回転に伴い、
ピストン３，４が回転シリンダ部材２の略外周位置にあ
るときにシリンダ部位２２ａ〜２３ｂを連通するように
開口し、回転シリンダ部材２の中心線が略４５度の位置
にあるときにシリンダ部位２２ａ〜２３ｂを閉口するよ
うに形成されている。

【００９７】また、流体の出口６２は、大スペース６４
ｂの内壁６４ｄに形成された浅い凹み６２ａと連通す
る。即ち、流体の出口６２は、回転シリンダ部材２の回
転軸心Ｏからみて回転シリンダ部材２の回転にともな
い、ピストン３，４が回転シリンダ部材２の中心線が略
４５度の位置にあるときにシリンダ部位２２ａ〜２３ｂ
を連通するように開口し、回転シリンダ部材２の略外周
位置にあるときにシリンダ部位２２ａ〜２３ｂを閉口す
るように形成されている。

【００９８】流体の入口６１と流体の出口６２は、流体
の流れに対して流れ抵抗が小さくなり連続回転動作する
ように形成されている。例えば、流体がケーシング６内
を方向転換せずにそのまま直進できるように回転シリン
ダ部材２を挟んで対向する位置に流体の入口６１と流体
の出口６２を形成している。また、流体の入口６１の凹
み６１ａと流体の出口６２の凹み６２ａは、回転シリン
ダ部材２の回転方向に対して広い範囲に形成されてい
る。例えば、凹み６１ａは、回転シリンダ部材２の回転
方向に対して、ピストン３，４を最も外側に移動させて
いる状態のシリンダ部位（図１７ではシリンダ部位２３
ｂ）を通過した位置から連通孔６１ｂが形成されている
範囲に亘って形成されている。また、凹み６２ａは、回
転シリンダ部材２の回転方向に対して、連通孔６２ｂの
始まる位置からピストン３，４を最も外側に移動させて
いる状態のシリンダ部位（図１７ではシリンダ部位２３
ｂ）の直前の位置までの範囲に亘って形成されている。
さらに、流体の入口６１の連通孔６１ｂと流体の出口６
２の連通孔６２ｂは、各シリンダ部位２２ａ〜２３ｂに
比べて通路面積が十分大きくなっている。この様に、流
体の入口６１と流体の出口６２が対向した位置に形成さ
れ、しかも凹み６１ａ，６２ａが広い範囲に形成され、
且つ連通孔６１ｂと６２ｂは通路面積が大きく形成され
ているので、流体の流れ抵抗は小さなものとなる。

【００９９】流体の入口６１の凹み６１ａと流体の出口
６２の凹み６２ａは、図１７に示すとおり、回転シリン
ダ部材２の回転軸心Ｏとピストン保持部材５の回転中心
位置Ｘとを通る線を挟んで線対称となるように形成され
ている。凹み６１ａの図１７下端側の位置は、回転軸心
Ｏと回転中心位置Ｘとを通る線上の近傍まで形成され、
より詳細には、上記線上からピストン４（または３）の
幅の略半分、流体の入口側によった位置となっている。
また、凹み６１ａの図１７上端側の位置は、回転軸心Ｏ
と回転中心位置Ｘとを通る線上から時計回転方向に略１
３５度回転させ、さらに、ピストン４（または３）の幅
の略半分、反時計回転方向に減じた位置となっている。
また、凹み６１ａ，６２ａの流路断面積は、深さ方向の
値でコントロールできるので、流体抵抗が小さくなるよ
うに設定してある。

【０１００】この流体回転機１は、背圧逃がし手段を備
えている。背圧逃がし手段は、例えば、ピストン前後動
背圧逃がし手段１２と、シリンダ側背圧逃がし手段１３
と、ピストン保持部材側背圧逃がし手段１４より構成さ
れている。

【０１０１】ピストン前後動背圧逃がし手段１２は、例
えば空洞部２４の底面の中央に形成された十字溝であ
る。このピストン前後動背圧逃がし手段としての十字溝
１２は、ピストン３，４の長さよりも若干長く形成され
ており、図１７に示すように、空洞部２４にピストン
３，４が位置している場合であっても各シリンダ部位２
２ａ〜２３ｂを連通することができる。このため、流体
として非圧縮性の液体を使用する場合であっても、ピス
トン３，４が液圧によってロックされることはなく円滑
な動きを可能にしている。なお、十字溝１２の通路断面
積はピストン３，４の横断面積よりも十分小さくなって
おり、流体の入口６１からシリンダ部位２２ａ〜２３ｂ
内に流れ込んだ流体の圧力は殆どピストン３，４に作用
するので、流体回転機１としての効率を悪化させること
はない。ただし、ピストン前後動背圧逃がし手段として
の十字溝１２は、例えば流体として気体を使用する場合
等には省略しても良い。

【０１０２】シリンダ側背圧逃がし手段１３は、流体回
転機１の作動中に回転シリンダ部材２と下ケース６４の
間に発生する背圧を逃がして回転シリンダ部材２等の回
転を円滑にする為のもので、例えば４つの台部２５を貫
通する孔１３（図１７）である。ただし、シリンダ側背
圧逃がし手段としては台部２５を貫通する孔１３に限る
ものではなく、例えば図２０及び図４１に示すように、
回転シリンダ部材２の外周面に形成された溝１３でも良
く、又は図２１（Ａ）及び図２１（Ｂ）に示すように、
下ケース６４の内壁６４ｄに形成された溝１３でも良
い。これら３タイプのシリンダ側背圧逃がし手段１３で
は、回転シリンダ部材２の両側の圧力を均一にすること
で背圧を逃がす構造であり、流体がケーシング６の外に
漏れるのを防止することができる。また、流体がケーシ
ング６の外に漏れるのを許容できる場合には、例えば図
２２（Ａ）及び図２２（Ｂ）に示すように、シリンダ側
背圧逃がし手段として下ケース６４に貫通孔１３を形成
し、背圧をケーシング６の外に逃がすようにしても良
い。

【０１０３】ピストン保持部材側背圧逃がし手段１４
は、流体回転機１の作動中にピストン保持部材５と上ケ
ース６３の間に発生する背圧を逃がしてピストン保持部
材５の回転を円滑にする為のもので、例えばピストン保
持部材５を貫通する孔１４（図１７）である。ただし、
ピストン保持部材側背圧逃がし手段としてはピストン保
持部材５を貫通する孔１４に限るものではなく、例えば
図２０及び図４１に示すように、ピストン保持部材５の
外周面に形成された溝１４でも良く、又は図２１（Ａ）
及び図２１（Ｂ）に示すように、上ケース６３の内周面
に形成された溝１４でも良い。これら３タイプのピスト
ン保持部材側背圧逃がし手段１４では、ピストン保持部
材５の両側の圧力を均一にすることで背圧を逃がす構造
であり、流体がケーシング６の外に漏れるのを防止する
ことができる。また、流体がケーシング６の外に漏れる
のを許容できる場合には、例えば図２２（Ａ）及び図２
２（Ｂ）に示すように、ピストン保持部材側背圧逃がし
手段として上ケース６３に貫通孔１４を形成し、背圧を
ケーシング６の外に逃がすようにしても良い。

【０１０４】また、流体回転機１は、潤滑剤循環機構１
５を備えている。この潤滑剤循環機構１５は、例えば図
２４に示すように、潤滑剤タンク１６と、回転シリンダ
部材２の背面に連通し、この潤滑剤タンク１６からケー
シング６内に潤滑剤を導く潤滑剤流入通路１７と、ピス
トン保持部材５の背面側に連通し、この潤滑剤タンク１
６に潤滑剤を導く潤滑剤流出通路１８を備えて構成され
ている。潤滑剤流入通路１７の途中には、図示しないフ
ィルタが設けられている。なお、潤滑剤としては、潤滑
オイル、潤滑グリス、水、気体、その他の流体等、潤滑
性を有するものであれば良い。

【０１０５】潤滑剤流入通路１７は、上ケース６３に設
けられたポート１９に接続されている。このポート１９
から上ケース６３内に導かれた潤滑剤は、ケーシング６
内の各部材の隙間やシリンダ側背圧逃がし手段１３，ピ
ストン保持部材側背圧逃がし手段１４等を伝わって摺動
面を潤滑する。そして、下ケース６４に設けられたポー
ト２０から潤滑剤流出通路１８へと流出し、潤滑剤タン
ク１６へと循環される。この潤滑剤は、回転シリンダ部
材２やピストン保持部材５の回転によって生じる圧力差
を利用して、潤滑剤タンク１６→潤滑剤流入通路１７→
ケーシング６内→潤滑剤流出通路１８→潤滑剤タンク１
６へと循環する。

【０１０６】上述したように構成された流体回転機１
は、流体の圧力によって回転する。すなわち、流体の入
口６１に流体が供給されると、ピストン保持部材５や回
転シリンダ部材２等が回転運動を行い、出力軸２１から
回転力を取り出すことができる。

【０１０７】図１６〜図１８に示す流体回転機１の動作
について、図２３（Ａ）〜図２３（Ｆ）を用いて説明す
る。

【０１０８】まず、図２３（Ａ）の状態では、シリンダ
部位２２ａ，２２ｂ内を見かけ上往復動するピストン３
は、回転シリンダ部材２の空洞部２４に位置している。
この位置では、ピストン３はシリンダ部位２２ａ，２２
ｂに同時に係合している。一方、シリンダ部位２３ａ，
２３ｂ内を見かけ上往復動するピストン４は、回転シリ
ンダ部材２のシリンダ部位２３ｂ内の最外周端部まで進
出した（押し進められた）状態となっている。

【０１０９】この状態では、シリンダ部位２２ｂは流体
の入口６１の凹み６１ａに対向しており、シリンダ部位
２２ａは流体の出口６２の凹み６２ａに対向している。
また、シリンダ部位２３ａ，２３ｂは、凹み６１ａと凹
み６２ａの間、即ち凹み６１ａ，６２ａが形成されてい
ない位置に対向している。

【０１１０】この状態で、流体の入口６１から流体がシ
リンダ部位２２ｂに流入すると、この流体の圧力によっ
てピストン３がシリンダ部位２２ａに向けて押し進めら
れる。自転中心位置Ｘ１は回転中心位置Ｘに対してずれ
ていることから、ピストン３が進む力はピストン３を保
持するピストン保持部材５を回転させる力となり、ピス
トン保持部材５を回転中心位置Ｘまわりに回転させる。
この結果、ピストン３は回転中心位置Ｘまわりに回転す
るので、回転シリンダ部材２を回転軸心Ｏまわりに回転
させる。

【０１１１】ピストン３は、シリンダ部位２２ａ内の流
体を流体の出口６２から排出しながら、流体の入口６１
からシリンダ部位２２ｂに流入した流体の圧力で押し進
められる。一方、ピストン保持部材５の回転に伴い、図
２３（Ｂ）に示すように、シリンダ部位２３ｂ内のピス
トン４は空洞部２４に向けて引き戻されることになる
が、この時、ピストン３，４間の流体は十字溝１２を通
ってシリンダ部位２３ｂから他のシリンダ部位２２ａ〜
２３ａに流出し、また、ピストン保持部材５の回転によ
ってシリンダ部位２３ｂが流体の入口６１の凹み６１ａ
にオーバーラップ（対向）し始めるので、流体の入口６
１からシリンダ部位２３ｂへと流体が流入し始める。す
なわち、流体の圧力によってピストン３，４の動きが妨
げられる（液圧ロックされる）ことはなく、ピストン
３，４はスムーズに動き、ピストン保持部材５及び回転
シリンダ部材２はスムーズに回転する。

【０１１２】そして、流体の入口６１からシリンダ部位
２２ｂに流入した液体はピストン３を押し進めることで
ピストン保持部材５及び回転シリンダ部材２を回転させ
続ける。より具体的には、ピストン３は、流体の入口６
１の凹み６１ａからの流体圧力により回転シリンダ部材
２の回転軸心Ｏの位置から外周へ進み、連通孔６２ｂ側
のシリンダ部位２２ａの流体を押し出そうとする。

【０１１３】また、流体圧力がピストン３を押すことに
より、ピストン保持部材５の回転力となる。

【０１１４】一方、この状態では、ピストン４は回転シ
リンダ部材２の回転にはほとんど寄与していない。即
ち、ピストン４は、流体の入口６１からシリンダ部位２
３ｂに流入した流体によって回転シリンダ部材２の回転
軸心Ｏに向かおうとするが、ピストン４の前後は共に凹
み６１ａにつながっており、圧力がバランスしているの
で、ピストン３によって回転シリンダ部材２の回転が与
えられる（図２３（Ｃ））。この状態では、シリンダ部
位２２ｂとシリンダ部位２３ｂが流体の入口６１の凹み
６１ａにオーバーラップしているが、ピストン保持部材
５及び回転シリンダ部材２が更に回転して図２３（Ｄ）
の位置に達すると、流体の入口６１の凹み６１ａにオー
バーラップしているシリンダ室はシリンダ部位２３ｂの
みとなり、以降、流体の圧力はピストン４に作用する。
即ち、流体圧力がピストン４を押し、ピストン４がシリ
ンダ部位２２ｂ，２３ａ、空洞部２４の流体を押し、ピ
ストン３が押されることとなり、回転力が継続する。換
言すれば、流体の圧力を受けるピストンがピストン３か
らピストン４へと移り、ピストン保持部材５及び回転シ
リンダ部材２は回転し続ける。

【０１１５】一方、この状態では、流体の出口６２の凹
み６２ａにオーバーラップしているシリンダ室はシリン
ダ部位２２ａのみであり、シリンダ部位２２ａ内の流体
が流体の出口６２から排出されているが、ピストン保持
部材５及び回転シリンダ部材２が更に回転して図２３
（Ｅ）の位置に達すると、シリンダ部位２３ａも流体の
出口６２の凹み６２ａにオーバーラップするようにな
り、凹み６１ａからの流体圧力は、ピストン４が受け、
ピストン保持部材５に回転を与え、シリンダ部位２２ａ
内の流体とシリンダ部位２３ａ内の流体を流体の出口６
２から排出しながらピストン保持部材５及び回転シリン
ダ部材２は回転する（図２３（Ｆ））。

【０１１６】そして、以降、流体の入口６１の凹み６１
ａと流体の出口６２の凹み６２ａに対するシリンダ室の
位置関係がシリンダ部位２２ｂ→シリンダ部位２３ｂ→
シリンダ部位２２ａ→シリンダ部位２３ａ→シリンダ部
位２２ｂへと順番に変化し、また、流体の圧力を主に受
けるピストンがピストン３→ピストン４→ピストン３へ
と交互に変化することで、ピストン保持部材５及び回転
シリンダ部材２が回転し続ける。したがって、出力軸２
１から回転力が連続して出力される。すなわち、流体モ
ータとして機能する。

【０１１７】この流体回転機１では、ピストン３，４が
シリンダ部位２２ａ〜２３ｂの外側位置から空洞部２４
に向けて引き戻される場合、即ちシリンダ部位２２ａ〜
２３ｂ内の容積が増加する場合には、シリンダ部位２２
ａ〜２３ｂは流体の入口６１の凹み６１ａにオーバーラ
ップしている。また、ピストン３，４が空洞部２４から
シリンダ部位２２ａ〜２３ｂの外側位置に向けて押し進
められる場合、即ちシリンダ部位２２ａ〜２３ｂ内の容
積が減少する場合には、シリンダ部位２２ａ〜２３ｂは
流体の出口６２の凹み６２ａにオーバーラップしてい
る。このため、ピストン３，４はスムーズに移動する。
また、上述したように、流体の入口６１と流体の出口６
２は対向した位置に形成されており、しかも凹み６１
ａ，６２ａが広い範囲に形成され、且つ連通孔６１ｂと
６２ｂは通路面積が大きく形成されているので、流体の
流れ抵抗は小さなものとなる。これらの結果、流体の圧
力が効率よく回転シリンダ部材２即ち出力軸２１の回転
力に変換されることになり、効率の良い流体回転機１と
なる。

【０１１８】この流体回転機１では、ピストン３，４の
周回回転運動、すなわち、回転中心位置Ｘを中心とした
ピストン保持部材５の回転運動は、回転シリンダ部材２
の回転軸心Ｏを中心とする回転角速度の２倍の角速度回
転運動となる。

【０１１９】また、ピストン３は、回転シリンダ部材２
が１回転する間にシリンダ部位２２ａ，２２ｂ間を１往
復し支持軸５２に対して１回転するため、ピストン３の
回転数と回転シリンダ部材２の回転数とが１：１の関係
になっている。すなわち、回転シリンダ部材２の回転数
対ピストン保持部材５の回転数対ピストン３，４の支持
軸５２、５３に対する回転数の比が、１：２：１となっ
ている。

【０１２０】また、上述したように、ピストン３，４の
横断面形状とシリンダ部位２２ａ〜２３ｂの横断面形状
を一致させているので、流体回転機１が組み付けられる
と、シリンダ部位２２ａ〜２３ｂに対してピストン３，
４の上面，両側面，底面は面接触することになり、シリ
ンダ部位２２ａ〜２３ｂとピストン３，４の間の気密性
・液密性が確保される。すなわち、流体の漏れをより確
実に防止することができ、効率の良い流体回転機とする
ことができる。また、各ピストン３，４には、例えば溝
２９ａ，２９ｂより構成される圧力導入路２９が形成さ
れている。このため、シリンダ部位２２ａ〜２３ｂ内の
流体が圧力導入路２９内に進入してその先端部分まで進
み、ピストン３，４を押す力とシリンダ部位２２ａ，２
３ｂ側の面を押す力（ピストン３，４と回転シリンダ部
材２間のクリアランスを大きくする力）を発生させる。
これにより、ピストン３，４と回転シリンダ部材２の間
に流体が介在することになり、摩擦の状態が乾燥摩擦の
多い状態から境界摩擦や流体摩擦が多い状態になる。こ
の結果、摺動部分の摩擦抵抗が減少し、エネルギーのロ
スを防止してより一層効率の良い流体回転機とすること
ができると共に、摺動部分の摩耗防止を図ることができ
る。即ち、シール性の確保と摩擦抵抗の低減とをともに
高レベルで実現することができる。

【０１２１】次に、この流体回転機１を使用した流体発
電機の実施形態について説明する。なお、この実施形態
では、発電機命令を除いて駆動源としての流体回転機１
は図１〜図４に示す実施形態で説明した構成と基本的に
同じ構成・原理であるから、同一符号を付し、その説明
を省略する。図２５〜図３１に、この流体発電機７０の
一例を示す。この流体発電機７０では、流体回転機１の
出力側に発電機構を接続し、これらをケーシング６内に
収容したものである。発電機構は、回転側の要素として
のヨーク７３及びマグネット７４と、固定側の要素とし
てのステータコア７６，巻き線７７及びホルダ７８を備
えて構成されている。

【０１２２】すなわち、回転シリンダ部材２に円筒部７
２を一体に成形し、円筒部７２にヨーク７３とマグネッ
ト７４を接着固定している。回転シリンダ部材２は、ス
ラスト方向とラジアル方向を同時に受けるベアリング７
５を介して下ケース６４に回転自在に支持されている。
一方、マグネット７４に対向するステータコア７６およ
び巻き線７７は、下ケース６４に取り付けられたホルダ
７８に設置されている。

【０１２３】なお、本実施形態では、図４２に示すよう
に、ステータコア７６の突極の中心とマグネット７４の
磁極（Ｎ極またはＳ極）の中心位置とシリンダ部位２２
ａ〜２３ｂになる溝位置とは略一致させている。これ
は、機動性をよくするためであり、シリンダ部位２２ａ
〜２３ｂが停止すると最大トルクを発生し起動し易くす
ることができる。しかし、使用上問題ない範囲であれ
ば、上記位置関係に固執することはない。

【０１２４】ピストン保持部材５は、スラスト方向とラ
ジアル方向を同時に受けるベアリング７９を介して上ケ
ース６３に支持されている。上ケース６３は下ケース６
４に対してねじ止めされており、これらの間はＯリング
８０によってシールされている。なお、ケーシング６、
ピストン３，４、ピストン保持部材５、回転シリンダ部
材２等は、肉抜きされて形状の安定化、軽量化が図られ
ている。

【０１２５】この流体発電機７０の流体の入口６１に流
体が供給されると、図２３に示す作動原理と同様の原理
で回転シリンダ部材２が回転し、それに固定されている
マグネット７４がステータコア７６に巻かれている巻き
線７７に対して回転する。したがって、巻き線７７に電
流が生じて発電が行われる。この流体発電機７０では、
内側のステータコア７６、巻き線７７を中心として、そ
の周囲にマグネット７４を配置しているので、発電効率
が良好になる。

【０１２６】なお、上述の流体の出口６２を流体の流入
口とし、流体の入口６１を流体の流出口として用いるこ
とで、出力軸２１から逆回転の出力を得るようにしても
良い。

【０１２７】また、ピストン３，４の横断面形状と各シ
リンダ部位２２ａ〜２３ｂの横断面形状を一致させるこ
とでピストン３，４の周囲から流体が漏れるのを防止す
る構成となっている。

【０１２８】また、ピストン３，４の形状やシリンダ部
位２２ａ〜２３ｂの横断面形状は、図１９に示したもの
に限るものではなく、例えば図３２〜図３６に示すよう
に、角張ったＵ形や、滑らかなＵ形、ホームベース形ね
台形状、逆三角形状などの様々の異形状の横断面形状を
有するものであっても良く、また、図３７（Ａ）、図３
７（Ｂ）に示すように正方形状であっても良い。さら
に、その他の形状であっても良い。

【０１２９】また、図３９に示すように、回転シリンダ
部材２の回転軸を出力軸２１とすると共にピストン保持
部材５側の支軸５１を出力軸としても良い。即ち、回転
シリンダ部材２とピストン保持部材５のうち少なくとも
一方の回転を出力すれば良い。なお、図３８及び図３９
は、図１６と同位置の断面を示したものであり、流入口
や流出口等の図示を省略してある。

【０１３０】また、上述の説明では、転がり軸受け部材
７ａ，７ｂを使用して回転シリンダ部材２を支持してい
たが、滑り軸受け部材を使用して回転シリンダ部材２を
支持するようにしても良い。また、転がり軸受け部材８
ａ，８ｂを使用してピストン保持部材５を支持していた
が、滑り軸受け部材を使用してピストン保持部材５を支
持するようにしても良い。

【０１３１】また、上述の説明では、シリンダ室の数を
２つ（シリンダ部位の数を４つ），ピストンの数を２つ
としていたが、必ずしもこの数の組み合わせに限るもの
ではない。例えば、シリンダ室の数を３つ（シリンダ部
位の数を６つ），ピストンの数を３としてもよい。この
場合の作動原理を、図４０に基づいて簡単に説明する。

【０１３２】図４０の例では、ケーシング６内に６つの
シリンダ部位２２ａ，２２ｂ，２３ａ，２３ｂ，２８
ａ，２８ｂと６つの扇状の台部２５を備えた回転シリン
ダ部材２が回転自在に配置されている。即ち、この例で
はシリンダ部位２２ａ，２２ｂ、空洞部２４によってシ
リンダ室２２が、シリンダ部位２３ａ，２３ｂ、空洞部
２４によってシリンダ室２３が、シリンダ部位２８ａ，
２８ｂ、空洞部２４によってシリンダ室２８が形成され
ている。そして、回転シリンダ部材２の偏心位置には、
ピストン保持部材５が回転自在に配置され、このピスト
ン保持部材５には、３つのピストン３，４，９が回転自
在に保持されている。なお、上述の場合と同様に、この
流体回転機１のケーシング６内に配置された回転シリン
ダ部材２とピストン保持部材５の回転の比率は、ピスト
ン保持部材５の回転数が２に対して回転シリンダ部材２
の回転数が１であり、ピストン３，４，９のシリンダ室
２２，２３，２８内の往復回数は１であり、図示しない
支持軸に対するピストンの回転数も１である。

【０１３３】この例でも図２３の場合と同様に、ピスト
ン保持部材５の回転により各ピストン３，４，９が図中
時計回り方向に回転すると、この動作に伴い回転シリン
ダ部材２も同方向に回転するようになっている。これに
より、ピストン３がシリンダ室２２を、ピストン４がシ
リンダ室２３を、ピストン９がシリンダ室２８を、それ
ぞれ空洞部２４を横切りながら見た目上の往復運動する
ようになっている。

【０１３４】なお、各ピストン３，４，９の長手方向の
寸法は、空洞部２４を横切る際に、空洞部２４の両側の
シリンダ室の内壁双方に係合することが可能なものとな
っている。したがって、各ピストン３，４，９は、空洞
部２４を横切る際には両側のシリンダ室に同時に接触す
ることとなる。なお、各ピストン３，４，９は、空洞部
２４を横切る際に互いに他のピストン３，４，９にぶつ
かり合わないように設計されているのは勿論である。こ
れにより、図４０の例では、各ピストン３，４，９が常
時いずれかのシリンダ室にガイドされながら回転移動
し、その結果各ピストン３，４，９が各シリンダ室２
２，２３，２８内に確実に出入りし、流体の圧力によっ
て図示しない出力軸を回転させるモータ動作を行うこと
となる。なお、作動流体が非圧縮性流体の場合は、シリ
ンダ室２２，２３，２８が交差する空洞部２４には、図
示していないが、放射状に伸びる６本の浅い溝を形成す
ることもある。即ち、ピストン前後動背圧逃がし手段と
して、空洞部２４に図示しない６等方に放射した形状の
溝を設けるようにしても良い。

【０１３５】なお、図４０に示すような３つのシリンダ
室２２，２３，２８及び３つのピストン３，４，９を有
するタイプの流体回転機１は、トルク変動が少ないもの
となる。

【０１３６】次に、図４３〜図４７に、本発明のロータ
リ式シリンダ装置を回転力の入力により流体を圧縮する
回転式圧縮機として構成した実施形態を示す。なお、こ
の実施形態における圧送する流体はオイル，水等の液体
に限るものではなく、空気，ガス等の気体であっても良
い。また、図１〜図４、図１６〜図１８に示す実施形態
で説明した構成と基本的に同じ構成・原理のものについ
ては同一の符号を付し、その説明を省略する。

【０１３７】本実施形態のピストン３，４は、例えば焼
結メタル（金属等の粉末の焼結体）により形成されてい
る。このため、ピストン３，４が多孔質のものとなり、
予め潤滑オイルを含浸させておくことができ、摺動面の
潤滑に有利になる。ただし、ピストン３，４を焼結メタ
ル以外の材料を使用して形成しても良いことは勿論であ
る。

【０１３８】この実施形態では、回転シリンダ部材２に
は、ケレープレート２２１を介して入力軸としての支軸
２１の回転が伝達される。具体的に説明すると、回転シ
リンダ部材２の各台部２５内には、ピストン保持部材５
に対向する面とは反対側の面、すなわち図４４及び図４
５において下側面に開口する大径孔２５ａが形成されて
いる。そして、各大径孔２５ａのうち、直線状に配置さ
れた２つの大径孔２５ａには、ケレープレート２２１に
立設固定されたケレー軸３０が挿入されている。このケ
レー軸３０に対して、大径孔２５ａはシリンダ部位２２
ａ，２２ｂ，２３ａ，２３ｂの軸心方向に若干長く形成
されており、たとえ回転シリンダ部材２とケレープレー
ト２２１の回転中心がずれていたとしても当該ずれを吸
収しながらケレープレート２２１の回転を回転シリンダ
部材２に良好に伝達することができる。ケレープレート
２２１と回転シリンダ部材２の間にはクリアランスが設
けられており、後述のようにケレープレート２２１の傾
き調整を可能にしている。

【０１３９】ケレープレート２２１の回転軸心には、入
力軸２１が圧入により挿入固定されている。この入力軸
２１は、その中央部を滑り軸受け部材７に回転自在に支
承されている。また、入力軸２１の先端は、ケーシング
６の外部に突出している。

【０１４０】回転シリンダ部材２は、軸受けプレート３
２によって回転自在に支持されている。軸受けプレート
３２は回転シリンダ部材２を回転自在に平面受けするた
めの部材で、図４８に示すように、その受け面には２条
の突部３２ａ，３２ｂが形成されている。各突部３２
ａ，３２ｂは部分的にカットされており、潤滑オイルの
循環を容易にしている。また、各突部３２ａ，３２ｂの
カット部分は回転シリンダ部材２の回転方向に関し９０
度ずらして配置されており、回転シリンダ部材２の傾き
防止が図られている。このようにして、回転シリンダ部
材２をその外周付近で平面受けすることができるので、
回転シリンダ部材２の回転状態が安定したものとなり、
傾き難くなり、圧縮性能を確保でき、信頼性を向上させ
ることができる。軸受けプレート３２には、後述する潤
滑オイルを循環させるための孔３２ｃが形成されてい
る。

【０１４１】軸受けプレート３２の傾きは、調整ねじ３
３によって調整可能となっている。調整ねじ３３は、例
えば３本の押しねじ３３ａと３本の引きねじ３３ｂより
構成されており、これらを周方向に交互に配置してい
る。押しねじ３３ａは軸受けプレート３２を部分的に回
転シリンダ部材２に近づけ、引きねじ３３ｂは軸受けプ
レート３２を部分的に回転シリンダ部材２から引き離す
ようにする。したがって、押しねじ３３ａ、引きねじ３
３ｂのねじ込み量を変化させることで、軸受けプレート
３２の傾きを調整することができる。このため、スラス
ト方向の部品精度を軽減できる。各調整ねじ３３と下ケ
ース６４、軸受けプレート３２との間は、Ｏリング４３
によってシールされている。また、潤滑オイルを循環さ
せるための穴３２ｃが形成されている。

【０１４２】ピストン保持部材５は、ケレープレート２
２１を支持する軸受けプレート３２と同様の軸受けプレ
ート１３４によって回転自在に支持されている。この軸
受けプレート１３４にも、軸受けプレート３２と同様
に、２条の突部１３４ａ，１３４ｂが形成されており、
ピストン保持部材５をスラスト方向に平面受けするよう
になっている。このようにして、ピストン保持部材５を
その外周付近で平面受けすることができるので、ピスト
ン保持部材５の回転状態が安定したものとなり、傾き難
くなり、圧縮性能を確保でき、信頼性を向上させること
ができる。また、潤滑オイルを循環させるための孔１３
４ｃが形成されている。そして、この軸受けプレート１
３４の傾きは、例えば３本の押しねじ３３ａと３本の引
きねじ３３ｂより構成された調整ねじ３３によって調整
可能となっている。このため、スラスト方向の部品精度
を軽減することができる。各調整ねじ３３と上ケース６
３、軸受けプレート３２との間は、Ｏリング４２によっ
てシールされている。

【０１４３】なお、ラジアル方向に対して、回転シリン
ダ部材２は下ケース６４の周壁６４ｄにより、ピストン
保持部材５は上ケース６３の周壁６３ｄによって支持さ
れる。

【０１４４】各支持軸５２，５３には、その軸方向及び
径方向に貫通する支持軸内通路５２ａ，５３ａが形成さ
れている。後述する潤滑オイルの一部は支持軸内通路５
２ａ，５３ａを通って流れ、ピストン３，４とピストン
保持部材５との間の摺動面や、支持軸５２，５３とピス
トン３，４との間の摺動面を潤滑する。

【０１４５】なお、潤滑の程度にもよるが、支持軸内通
路５２ａ，５３ａは無くても良い。

【０１４６】上ケース６３と下ケース６４はねじ４５に
よって固定されている。また、上ケース６３と下ケース
６４の間はＯリング３５によってシールされている。

【０１４７】下ケース６４の底部には、入力軸２１を貫
通させるための挿通孔６４ｅが設けられている。また、
下ケース６４の底部にはキャップ３６がねじ３７によっ
て固定されている。下ケース６４とキャップとの間は、
Ｏリング３８によってシールされている。また、入力軸
２１と圧縮機内部のシールは、２段重ねのメカニカルシ
ール９９によってシールされている。

【０１４８】流体の入口である吸込口６１の凹み６１ａ
は、回転シリンダ部材２の回転に伴い、ピストン３，４
が最外周に移動した位置より若干内側に入った位置から
始まりピストン３，４が空洞部２４付近に移動した位置
まで至るように形成されている。また、流体の出口であ
る吐出口６２の凹み６２ａは、回転シリンダ部材２の回
転に伴い、ピストン３，４が最外周に移動した位置より
若干手前の位置にわずかに設けてある。このように、凹
み６２ａは、凹み６１ａに比べて、回転シリンダ部材２
の回転方向に対して極めて狭い範囲に形成されている。
したがって、シリンダ部位２２ａ，２２ｂ，２３ａ，２
３ｂ内の圧力が十分増加するまではこれらシリンダ部位
２２ａ，２２ｂ，２３ａ，２３ｂは凹み６２ａと対向す
ることはなく、ピストン３，４によって圧縮されたシリ
ンダ部位２２ａ，２２ｂ，２３ａ，２３ｂ内の流体を高
圧のまま一気に吐出口６２から排出することができる。

【０１４９】なお、ピストン３，４が最外周位置（図４
９のシリンダ部位２３ｂの位置）では、シリンダ部位２
２ａ，２２ｂ，２３ａ，２３ｂ内は最も高圧になる。こ
れに対し、吸込口６１は低圧である。したがって、ピス
トン３，４の最外周位置のシリンダ部位２２ａ，２２
ｂ，２３ａ，２３ｂから吸込口６１への流体の漏洩が考
えられるが、この回転式圧縮機１ではピストン３，４の
最外周位置と吸込口６１の凹み６１ａとの間の仕切部分
（図４９のＡ部分）を十分広くすることで、流体の漏洩
を防止している。また、ピストン３，４の最外周位置の
シリンダ部位２２ａ，２２ｂ，２３ａ，２３ｂに比べて
吐出口６２はほぼ等圧であるが、ピストン３，４の最外
周位置から回転シリンダ部材２が回転するとシリンダ部
位２２ａ，２２ｂ，２３ａ，２３ｂの体積は増加し低圧
化するため、最外周位置と吐出口６２の凹み６２ａとの
間の仕切部分（図４９のＢ部分）を十分広くし、流体の
漏洩を防いでいる。

【０１５０】また、吐出口６２には、例えばボール３９
ａとスプリング３９ｂより成る逆止弁３９が設けられて
おり、流体の逆流を防止している。逆止弁３９は、凹み
６２ａに近い位置に配置されており、逆止弁３９の上流
側の容積を減少させて圧縮比を高めるようにしている。

【０１５１】この回転式圧縮機１も、背圧逃がし手段を
備えている。本実施形態では、背圧逃がし手段は、例え
ば、シリンダ側背圧逃がし手段１３と、ピストン保持部
材側背圧逃がし手段１４より構成されている。

【０１５２】シリンダ側背圧逃がし手段１３は、回転式
圧縮機１の作動中に回転シリンダ部材２と下ケース６４
の間に発生する背圧を逃がして回転シリンダ部材２等の
回転を円滑にする為のもので、例えば４つの台部２５を
貫通して大径孔２５ａに通じる孔１３である。ただし、
シリンダ側背圧逃がし手段としては台部２５を貫通する
孔１３に限るものではなく、例えば図５０及び図５１に
示すように、回転シリンダ部材２の外周面に形成された
溝１３でも良く、又は図５５及び図５６に示すように、
下ケース６４の周壁６４ｄに形成された溝１３でも良
い。

【０１５３】ピストン保持部材側背圧逃がし手段１４
は、回転式圧縮機１の作動中にピストン保持部材５と上
ケース６３の間に発生する背圧を逃がしてピストン保持
部材５の回転を円滑にする為のもので、例えばピストン
保持部材５を貫通する孔１４である。ただし、ピストン
保持部材側背圧逃がし手段としてはピストン保持部材５
を貫通する孔１４に限るものではなく、例えば図５０及
び図５１に示すように、ピストン保持部材５の外周面に
形成された溝１４でも良く、又は図５５及び図５６に示
すように、上ケース６３の周壁６３ｄに形成された溝１
４でも良い。

【０１５４】回転式圧縮機１は、潤滑オイル循環機構１
５を備えている。この潤滑オイル循環機構１５は、例え
ば図４６に示すように、オイルタンク１６と、このオイ
ルタンク１６からケーシング６内にオイルを導くオイル
流入通路１７と、ケーシング６内からオイルタンク１６
にオイルを導くオイル流出通路１８を備えて構成されて
いる。オイル流入通路１７の途中には、図示しないフィ
ルタが設けられている。

【０１５５】オイル流入通路１７は、上ケース６３のポ
ート６３ａに取り付けられたジョイント１９に接続され
ている。このジョイント１９からポート６３ａを通じて
上ケース６３内に導かれたオイルは、ケーシング６内の
各部材の隙間やシリンダ側背圧逃がし手段１３，ピスト
ン保持部材側背圧逃がし手段１４，支持軸内通路５２
ａ，５３ａ，軸受けプレート３２，１３４の孔３２ｃ，
１３４ｃ等を伝わって摺動面を潤滑する。そして、下ケ
ース６４のポート６４ａに取り付けられたジョイント２
０からオイル流出通路１８へと流出し、オイルタンク１
６へと循環される。このオイルは、回転シリンダ部材２
やピストン保持部材５の回転によって生じる圧力差を利
用して、オイルタンク１６→オイル流入通路１７→ジョ
イント１９→ポート６３ａ→ケーシング６内→ポート６
４ａ→ジョイント２０→オイル流出通路１８→オイルタ
ンク１６へと循環する。

【０１５６】なお、本実施形態では、ピストン３，４を
焼結メタルで形成しているため、ピストン保持部材５等
の回転により発生する背圧によってピストン３，４内に
含浸されている潤滑オイルがピストン３，４外に浸みだ
し、ピストン３，４とピストン保持部材５の間の摺動面
や、ピストン３，４とシリンダ部位２２ａ，２２ｂ，２
３ａ、２３ｂの間の摺動面等を潤滑オイルが潤滑するよ
うになる。また、各ピストン３，４には、例えば溝２９
ａ，２９ｂより構成される圧力導入路２９が形成されて
おり、摺動部分の摩擦抵抗を低減している。

【０１５７】上述したように構成された回転式圧縮機１
では、入力軸２１が図示しないモータ等によって駆動さ
れると、この回転力が入力軸２１→ケレープレート２２
１→ケレー軸３０→回転シリンダ部材２→ピストン３，
４→ピストン保持部材５へと伝えられる。これにより、
回転シリンダ部材２とピストン保持部材５が相対回転を
行い、ピストン３，４をシリンダ室２２，２３に対して
動かして吸込口６１から吸い込んだ流体を吐出口６２か
ら吐出させる。すなわち、入力軸２１が回転されると、
ピストン保持部材５や回転シリンダ部材２等が等角速度
比の回転運動を行い、ピストン３，４を動かしてシリン
ダ部位２２ａ，２２ｂ，２３ａ，２３ｂ内の容積が増減
し、流体を圧送することができる。

【０１５８】回転式圧縮機１の動作について、図５２
（Ａ）〜図５２（Ｆ）を用いて説明する。なお、図５２
（Ａ）〜図５２（Ｆ）は、回転シリンダ部材２の回転角
にして１５度おきに示したものである。

【０１５９】この回転式圧縮機１は、各シリンダ部位２
２ａ，２２ｂ，２３ａ，２３ｂが吸気行程と圧縮行程を
交互に繰り返すことで流体を圧縮する。まず最初に吸気
行程について、シリンダ部位２３ｂに着目して説明す
る。回転シリンダ部材２とピストン保持部材５が相対回
転すると、ピストン４は図５２（Ａ）に示すシリンダ部
位２３ｂの最外周位置から空洞部２４に向けて移動する
（図５２（Ｂ））。そして、ピストン保持部材５と回転
シリンダ部材２が図５２（Ｃ）に示す位置まで回転する
と、シリンダ部位２３ｂが吸込口６１の凹み６１ａに対
向（オーバーラップ）するので、ピストン４の移動に伴
う負圧によって流体が吸込口６１からシリンダ部位２３
ｂ内に吸い込まれる（図５２（Ｄ）〜（Ｆ））。そし
て、ピストン保持部材５と回転シリンダ部材２がさらに
回転すると、シリンダ部位２３ｂが吸込口６１の凹み６
１ａから外れるので吸気行程が終了し、さらに、このシ
リンダ部位２３ｂが図５２（Ａ）のシリンダ部位２２ａ
の位置まで回転すると、圧縮行程が開始される。

【０１６０】この圧縮行程をシリンダ部位２２ａに着目
して説明する。回転シリンダ部材２の回転によってピス
トン保持部材５が回転すると、ピストン３は空洞部２４
の位置からシリンダ部位２２ａ内に進入する（図５２
（Ａ），図５２（Ｂ））。そして、回転シリンダ部材２
とピストン保持部材５の更なる回転により、ピストン３
はシリンダ部位２２ａ内の外側位置に向けて移動する
（図５２（Ｃ），図５２（Ｄ））ので、シリンダ部位２
２ａ内の流体が圧縮される。そして、この流体が十分圧
縮されると（図５２（Ｅ））、シリンダ部位２２ａが吐
出口６２の凹み６２ａとオーバーラップし（図５２
（Ｆ））、シリンダ部位２２ａ内の流体を逆止弁３９を
押し開けて圧送する。

【０１６１】そして、以上の作動は各シリンダ部位２２
ａ，２２ｂ，２３ａ，２３ｂについて順番に繰り返され
るので、ピストン３，４は次々に流体を圧縮して送り出
す。

【０１６２】この回転式圧縮機１は、例えば蒸発器、凝
縮器、キャピラリチューブ、放熱パイプ等で構成された
冷却回路のコンプレッサとして使用可能である。即ち、
熱交換を行った冷媒を圧縮して循環させるのに用いるこ
とができる。また、入力軸２１を回転させるモータを、
ケーシング６内に収容するようにしても良い。

【０１６３】なお、図４４の実施形態では、回転シリン
ダ部材２とピストン保持部材５のうち、回転シリンダ部
材２側に入力軸２１を配し回転を伝えるようにしていた
が、ピストン保持部材５側に入力軸２１の回転を伝える
ようにしても良い。

【０１６４】また、図４３の実施形態では、滑り軸受け
である軸受けプレート３２，１３４によって回転シリン
ダ部材２やピストン保持部材５を支持していたが、ボー
ルベアリング等の転がり軸受けを使用して回転シリンダ
部材２やピストン保持部材５を支持するようにしても良
い。

【０１６５】また、軸受けプレート３２，１３４とし
て、図５３に示すものを使用しても良い。

【０１６６】また、図４３の実施形態では、ピストン
３，４の孔３ａ，４ａ内に支持軸５２，５３を直接挿入
していたが、これらの間にガイド駒４４を介在させるよ
うにしても良い。ガイド駒４４を図４９に示す。ガイド
駒４４とピストン３，４の孔３ａ，４ａとの間には、ピ
ストン幅方向に若干のがた付きが設けられている。した
がって、たとえ支持軸５２，５３の軸心とピストン３，
４の自転中心位置Ｘ１，Ｘ２がずれていたとしても当該
ずれを吸収しながらピストン３，４を回転中心位置Ｘを
中心に回転運動させることができる。このため、要求さ
れる部品の加工精度を落とすことができ、加工が容易に
なって製造コストを下げることができる。

【０１６７】また、図４３の実施形態では、軸受けプレ
ート３２，１３４の傾きを調整ねじ３３によって調整す
るようにしていたが、部品精度を確保できる場合等には
調整ねじ３３を省略しても良い。

【０１６８】また、図４３の実施形態では、入力軸２１
と回転シリンダ部材２との間にケレープレート２２１と
ケレー軸３０を介在させていたが、部品精度を確保でき
る場合等にはケレープレート２２１にとケレー軸３０を
省略して回転シリンダ部材２に入力軸２１を取り付ける
ようにしても良い。

【０１６９】また、図４３の実施形態では、シール構造
としてＯリングを用いていたが、メカニカルシール等を
用いても良い。また駆動モータと入力軸を直結し、図示
なき圧力容器に入れるとＯリングは無くてもよい構造を
とれる。

【０１７０】また、シリンダ部位の数を６つ、ピストン
の数を３つとしても良い。即ち、図５４に示すように、
６つのシリンダ部位２２ａ，２２ｂ，２３ａ，２３ｂ，
２８ａ，２８ｂと３つのピストン３，４，９を備えても
良い。なお、この場合のピストン３，４，９とシリンダ
室２２，２３，２８の動きの関係は図４０の例と同じで
あり、その説明は省略する。

【０１７１】また、この回転式圧縮機１を複数組み合わ
せて多段式にしても良い。圧縮した流体を次段の圧縮機
１に流入させることで、さらに高圧の流体を得ることが
できる。

【０１７２】なお、上述の形態は本発明の好適な形態の
例ではあるがこれに限定されるものではなく本発明の要
旨を逸脱しない範囲において種々変形実施可能である。
例えば、シリンダ部位を回転シリンダ部材２に対して円
周方向に互いに等配分する必要はなく、例えば図５７に
示すようにシリンダ部位２２ａ，２２ｂ，２３ａ，２３
ｂを回転シリンダ部材２に対して円周方向に等配分しな
くても良い。

【０１７３】また、図５８に示すように、シリンダ部位
２２ａ，２２ｂ，２３ａ，２３ｂを回転シリンダ部材２
の回転軸心Ｏに対してオフセットさせて形成しても良
い。また、図示しないがピストンの幅は異なっても良
い。

【０１７４】また、ピストンや回転シリンダ部材の台部
にマグネットを配置し、磁性流体によってこれらの間の
隙間から流体が漏れるのを防止するようにしても良い。
かかる構成の概念を例えば図５９に示す。ピストン３内
にはマグネット５９０が配置され、このマグネット５９
０に磁性流体５９１を付着させている。マグネット５９
０は、ピストン３のシリンダ室との接触部位の近傍、こ
の実施の形態ではピストン３の中央に設置されている。
かかる構成によって、各マグネット５９０は、磁性流体
５９１をピストン３に引き寄せてその外周に保持するこ
とにより、磁性流体５９１を回転シリンダ部材２との隙
間に充填し、この隙間からの流体の漏れを防止すること
ができる。なお、図中符号Ｎ，Ｓは、マグネット５９０
の磁極を示すものである。

【０１７５】なお、ピストン３に配置するマグネット５
９０の形状は、図６０に示すものであっても良い。ま
た、ピストン３にマグネット５９０を配置することに代
えて、例えば図６１や図６２に示すように、回転シリン
ダ部材２の台部２５にマグネット５９０を配置しても良
い。なお、図５９及び図６０では圧力導入路２９の記載
を省略している。

【０１７６】また、例えば図６３に示すように、回転シ
リンダ部材２の空洞部２４の角２４ａを面取りしても良
い。このように面取りを施すことで、ピストン３，４が
回転シリンダ部材２の空洞部２４を通過する際に、ピス
トン３，４の進行方向に対する向きが傾いたとしても次
のシリンダ室にスムーズに移動することができる。この
場合、ピストン３，４の角に面取りを施しても良いが、
ピストン３，４側に面取りを施すよりも、図６３に示す
ように回転シリンダ部材２側に面取りを施すことがより
望ましい。ピストン側に面取りを施した場合には、ピス
トンが回転シリンダ部材の最外周側に回転しても面取り
部分が隙間となって圧縮された流体が残留することにな
り、この残留した流体がそのまま次の行程に持ち越され
ることになって効率が悪くなるからである。特に、本発
明のロータリ式シリンダ装置を圧縮機に適用する場合に
は、残留する流体が圧縮機としての効率を低下させるば
かりでなく、圧縮された状態の残留流体が吸気口に通じ
ることで急激に膨張し、騒音や振動を発生させる原因と
なってしまう。これに対し、回転シリンダ部材側に面取
りを施し、ピストンの角をコーナーにすることで、シリ
ンダ最外周位置の最高圧流体の残留容積の減少を図るこ
とができ、圧縮機としての効率を低下させることなく、
ピストンの移動をスムーズにすることができる。

【０１７７】また、背圧逃がし手段は、例えば図６４か
ら図６６に示す通路５８０，５８１であっても良い。即
ち、例えば図６４から図６６に示すように、回転シリン
ダ部材２の表裏両面を連通する通路５８０や、ピストン
保持部材５の表裏両面を連通する通路５８１を形成して
も良い。この場合、通路５８０，５８１の形状や大きさ
は特に限定されないことは勿論である。また、回転シリ
ンダ部材２の台部２５の上面に窪み５８２を形成した
り、ピストン保持部材５の通路５８１の開口部周囲に窪
み５８３を形成しても良い。この場合、各窪み５８２，
５８３の形状や大きさは特に限定されないことは勿論で
ある。

【０１７８】また、回転シリンダ部材２やピストン保持
部材５の回転数を検出する回転数検出手段を備えても良
い。例えば図６７に、ロータリ式シリンダ装置としての
流体発電機に回転数検出手段を備えた場合の例を示す。
この流体発電機では、例えばピストン支持軸５２，５３
を金属製のものにするとともに、ピストン保持部材５を
別部材とし、ピストン保持部材５のピストン支持軸５
２，５３に対向する位置に金属センサ５７１を取り付
け、金属センサ５７１によるピストン支持軸５２，５３
の検出出力をカウンタでカウントすることで、流体発電
機の回転数を検出する。ただし、この方法に限るもので
はなく、例えば、マグネット５７２の回転を検出するＭ
Ｒ素子やホール素子５７３等を設け、これらの検出出力
をカウンタでカウントすることで流体発電機の回転数を
検出するようにしても良い。また、図示しない電圧リミ
ッタを設け、発電出力の正弦波形に基づいて流体発電機
の回転数を検出するようにしても良い。さらには、マグ
ネット５７２の外側リングに図示しないスリット板を設
けるとともに、ケース側に図示しないフォトインタラプ
タを設け、スリット板を通過する光をフォトインタラプ
タで検出し、この検出値をカウンタでカウントすること
で、流体発電機の回転数を検出するようにしても良い。

【０１７９】また、例えば図６８に示すように、ロータ
リ式シリンダ装置に回転数検出手段を設けることで例え
ば流量計とすることも可能である。この例も図６７の例
と同様に、例えばピストン支持軸５２，５３を金属製の
ものにするとともに、ピストン保持部材５を別部材と
し、ピストン保持部材５のピストン支持軸５２，５３に
対向する位置に金属センサ５７１を取り付け、金属セン
サによるピストン支持軸５２，５３の検出出力をカウン
タでカウントするようにしても良い。また、回転シリン
ダ部材２にマグネット５７２を取り付けるとともに、こ
のマグネット５７２の回転を検出するＭＲ素子やホール
素子５７３等を設け、これらの出力をカウンタでカウン
トすることで流量計の回転数を検出するようにしても良
い。さらには、マグネット５７２の外側リングに図示し
ないスリット板を設けるとともに、ケース側に図示しな
いフォトインタラプタを設け、スリット板を通過する光
をフォトインタラプタで検出し、この検出値をカウンタ
でカウントすることで、流量計の回転数を検出するよう
にしても良い。容積型の流量計では回転シリンダ部材が
一回転した場合の流量がわかっているので、カウンタで
によって回転数をカウントすることで、総流量を計測す
ることができる。

【０１８０】つまり、本発明のロータリ式シリンダ装置
を流量計に適用した場合に回転数検出手段を設けること
で流体の流量を電気的に検出することができ、検出した
流量に基づいて、例えば流路に設けた電磁式開閉弁をオ
ンオフ制御したり、流量が所定値に達した場合に警報を
鳴らすようにすることができる。

【０１８１】さらに、例えば図６９に示すように、本発
明のロータリ式シリンダ装置を流体ポンプとして使用す
る場合に回転数検出手段を設けることで、流体ポンプの
作動をフィードバック制御するようにしても良い。即
ち、図６８の流量計と同様の方法で回転数を検出し、カ
ウンタによるカウント数に基づいて駆動モータ５６３を
制御するようにしても良い。

【０１８２】また、上述の説明では、ピストン３，４，
９の両側面に２本ずつ溝２９ａ，２９ｂを形成して圧力
導入路２９を構成していたが、溝２９ａ，２９ｂを１本
ずつ又は３本以上ずつ形成しても良い。また、図７０に
示すように、溝２９ａ，２９ｂの深さを徐々に減少させ
てピストン３，４，９の側面に作用する圧力を高めるよ
うにしても良い。また、図７１に示すように、溝２９
ａ，２９ｂをピストン３，４，９の側面全体にバランス
良く形成し、圧力を側面全体にバランス良く作用させる
ようにしても良い。また、図７２に示すように、ピスト
ン３，４，９の両側面に加えて上面及び底面にも溝２９
ａ，２９ｂを形成するようにしても良い。また、図７３
に示すように、溝２９ａ，２９ｂの幅を徐々に狭くする
ようにしても良い。さらに、図７４に示すように、ピス
トン３，４，９の側面の中央部に向けてＶ字形状の溝よ
りなる圧力導入路２９を形成して中央部分の圧力を高く
するようにしても良い。

【０１８３】また、シリンダ室内の流体が進入可能な溝
に代えて、シリンダ室内の流体が進入可能な孔によって
圧力導入路２９を構成しても良い。例えば図７５に示す
ように、ピストン３，４，９の前面及び後面に側面，上
面，底面に通じる孔を形成し、当該孔によって圧力導入
路２９を構成しても良い。

【０１８４】また、ピストンの両側面に等しい大きさの
圧力を作用させる必要はなく、ピストンの摺動時にはピ
ストンの前後でシリンダ室内の圧力に差が生じるので、
高圧側のシリンダ室内の圧力をピストンの一側面に、低
圧側のシリンダ室内の圧力をピストンの他側にそれぞれ
導くようにしてピストンの両側面の間に圧力差を生じさ
せても良い。つまり、ピストンが画するシリンダ室のう
ち、高圧側のシリンダ室（シリンダ部位）内の圧力をピ
ストンの一側面に導く高圧側通路２９ｄと、低圧側のシ
リンダ室（シリンダ部位）内の圧力をピストンの他側面
に導く低圧側通路２９ｅによって圧力導入路２９を構成
しても良い。例えば、図２３の流体回転機のピストン３
を例に説明すると、図２３（Ａ）の状態ではピストン３
が画するシリンダ室２２はシリンダ部位２２ｂが高圧側
となり、シリンダ部位２２ａが低圧側となる。そして、
図２３の流体回転機は流体によって出力軸２１を回転さ
せるものであるので、回転シリンダ部材２、ピストン
３、ピストン保持部材５の回転運動との関係でピストン
３のシリンダ部位２３ｂ側の側面には、反対側のシリン
ダ部位２３ａ側の側面よりも大きな荷重が作用すること
になる。このため、より大きな荷重が作用するピストン
３のシリンダ部位２３ｂ側の側面に高圧側通路２９ｄを
形成して高圧側となるシリンダ部位２２ｂ内の圧力を導
き、作用する荷重が小さなピストン３のシリンダ部位２
３ａ側の側面に低圧側通路２９ｅを形成して低圧側とな
るシリンダ部位２２ａ内の圧力を導くようにする。この
場合のピストン３を図７６に示す。図７６では、より大
きな荷重が作用するシリンダ部位２３ａ側の側面を手前
側に記載し、作用する荷重が小さいシリンダ部位２３ａ
側の側面を奥側に記載している。大きな荷重が作用する
側面に高圧側通路２９ｄを形成し、小さな荷重が作用す
る側面に低圧側通路２９ｅを形成することで、回転運動
にともなってピストン３に作用する荷重の不均衡を打ち
消すように圧力差を発生させることができ、ピストン３
の摺動抵抗を減少させて摩擦によるロスを低減すること
が出来る。この様に、特に流体によって出力軸を回転さ
せる流体回転機では、その構造上ピストンの両側面間に
荷重の不均衡が生じ易いので、高圧側通路２９ｄと低圧
側通路２９ｅを形成してピストンの両側面の間に圧力差
を発生させる方法は、流体回転機に適した方法である。
なお、図７６では溝によって高圧側通路２９ｄ及び低圧
側通路２９ｅを形成していたが、図７７の様に孔によっ
て高圧側通路２９ｄ及び低圧側通路２９ｅを形成しても
良い。

【０１８５】また、ピストンの両側面の間に圧力差を発
生させる方法としては、高圧側通路２９ｄ及び低圧側通
路２９ｅを形成する方法に限るものではなく、ピストン
が画するシリンダ室のうち、高圧側のシリンダ室と低圧
側のシリンダ室のいずれか一方のシリンダ室内の圧力を
ピストンの片側面に導く圧力導入路２９を形成すること
で、ピストンの両側面の間に圧力差を発生させるように
しても良い。例えば図７８に示すように、より大きな荷
重が作用する側面に高圧側となるシリンダ部位内の圧力
を導く圧力導入路２９を形成しても良い。この様に、ピ
ストンの片方の側面にのみシリンダ部位内の圧力を導く
ことでピストンの両側面の間に圧力差を発生させること
ができる。

【０１８６】

【発明の効果】以上説明したように、請求項１記載のロ
ータリ式シリンダ装置では、回転軸心を通るようにシリ
ンダ室が形成され回転軸心を中心として回転する回転シ
リンダ部材と、シリンダ室内を面接触して往復直線運動
するピストンと、ピストンを保持し回転シリンダ部材の
回転軸心から偏心した回転中心を中心として回転するピ
ストン保持部材と、回転シリンダ部材とピストン保持部
材とを回転自在に支持すると共に少なくとも１つの流体
の入口と少なくとも１つの流体の出口を有するケーシン
グとを備え、ピストンがピストン保持部材の回転中心か
ら一定の距離おかれた位置にかつその位置を中心として
回動自在に保持されると共に、シリンダ室内の圧力をピ
ストンの摺動部分に導くことで摩擦抵抗を低減する圧力
導入路を有しているので、シリンダ室内をピストンが往
復運動する際、回転シリンダ部材とピストン保持部材と
がそれぞれケーシングに支持された状態で回転すること
ができ、かつピストンもそれ自体で回転可能となってお
り、ピストンが自転中心周りに回転し位置を変えながら
シリンダ室内を直線運動することが可能となる。その結
果、ピストンをシリンダ室に対して面接触させるように
構成しても、各部材がスムーズに回転運動をすることが
可能となる。例えばピストンの形状をブロック形状とし
ても、各部材がスムーズに回転運動をすることが可能と
なる。このため、ピストンが作り易くなり、ピストンの
精度を出し易くすることができる。

【０１８７】また、ピストンとシリンダ室との接触面積
を大きくとることが可能となり、いわゆる線接触によっ
て接触面が形成されている従来のものに比してその接触
面における流体抵抗が大きく気密・液密性が高まり、接
触面部分からの流体の漏れを防止することができる。こ
のため、流体エネルギを回転運動にあるいは回転運動を
流体エネルギに低い損失で変換することが可能になる。

【０１８８】しかも、ピストンがシリンダ室を往復直線
運動するので、ピストン動作がスムーズで安定したもの
となり、回転時の振動や騒音が軽減される構成となる。
また、部品精度の許容範囲を広くすることが可能で部品
加工がし易くなり、逆に従来と同様のレベルの部品精度
とすると、気密性・信頼性は向上するので、ポンプある
いはコンプレッサとした場合若しくは流体モータとした
場合に高性能化させることが容易となる。また、シリン
ダ室内の圧力を圧力導入路によってピストンの摺動部分
に導き、ピストン摺動時の摩擦抵抗を低減しているの
で、機械効率が向上してエネルギーロスを抑えることが
できると共に、部品の摩耗やノイズの発生を抑えること
ができる。

【０１８９】また、請求項２記載のロータリ式シリンダ
装置のように、圧力導入路はシリンダ室内の流体が進入
可能な溝であっても良く、また、請求項３記載のロータ
リ式シリンダ装置のように、圧力導入路はシリンダ室内
の流体が進入可能な孔であっても良い。

【０１９０】また、請求項４記載のロータリ式シリンダ
装置では、圧力導入路が、ピストンが画するシリンダ室
のうち、高圧側のシリンダ室内の圧力をピストンの一側
面に導く高圧側通路と、低圧側のシリンダ室内の圧力を
ピストンの他側面に導く低圧側通路を有しているので、
ピストンの両側面の間に圧力差を発生させることができ
る。このため、この圧力差を、ロータリ式シリンダ装置
の回転に伴いピストンの両側面間に生じる荷重の不均衡
を打ち消すように発生させることで、回転に伴うピスト
ンの片寄りを抑えて摩擦抵抗を減少させることができ
る。この結果、機械効率が向上してエネルギーロスを抑
えることができる。また、ピストンや回転シリンダ部材
等の摩耗防止を図ることができる。さらには、ノイズの
発生防止を図ることもできる。

【０１９１】さらに、請求項５記載のロータリ式シリン
ダ装置では、圧力導入路が、ピストンが画するシリンダ
室のうち、高圧側のシリンダ室と低圧側のシリンダ室の
いずれか一方のシリンダ室内の圧力をピストンの片側面
に導いているので、ピストンの両側面の間に圧力差を発
生させることができ、この圧力差を回転時にピストンの
側面に生じる荷重の不均衡を打ち消すように発生させる
ことで、ピストンの片寄りを抑えて摩擦抵抗を減少させ
ることができる。この結果、機械効率が向上してエネル
ギーロスを抑えることができる。また、ピストンや回転
シリンダ部材等の摩耗防止を図ることができる。さらに
は、ノイズの発生防止を図ることもできる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明のロータリ式シリンダ装置の第１の実施
形態を示す縦断面図である。

【図２】図１のロータリ式シリンダ装置を上ケース及び
ピストン保持部材を取り外した状態の平面図である。

【図３】図１のロータリ式シリンダ装置の回転シリンダ
部材、ピストン保持部材及びピストンを示す分解斜視図
である。

【図４】図１のロータリ式シリンダ装置の動作を説明す
る図で、一方のピストンが空洞部を横切り、他方のピス
トンがシリンダ室の最奥部にまで進入した状態を示して
いる。

【図５】図１のロータリ式シリンダ装置の動作を説明す
る図で、図４の状態から回転シリンダ部材を時計方向に
３０度回転させた状態を示している。

【図６】図１のロータリ式シリンダ装置の動作を説明す
る図で、図５の状態から回転シリンダ部材を時計方向に
３０度回転させた状態を示している。

【図７】図１のロータリ式シリンダ装置の動作を説明す
る図で、図６の状態から回転シリンダ部材を時計方向に
３０度回転させた状態を示している。

【図８】本発明のロータリ式シリンダ装置の第２の実施
形態を示し、その回転シリンダ部材とピストンとの関係
を示す平面図である。

【図９】本発明のロータリ式シリンダ装置の第３の実施
形態を示し、その回転シリンダ部材とピストンとの関係
を示す平面図である。

【図１０】本発明の第１の実施形態のロータリ式シリン
ダ装置の変形例を示す縦断面図である。

【図１１】本発明のロータリ式シリンダ装置の第４の実
施形態を示す側面図で、その一部を切り欠いて示してい
る。

【図１２】図１１のロータリ式シリンダ装置のケーシン
グ蓋を取り除いた状態の平面図である。

【図１３】図１１のロータリ式シリンダ装置の縦断面図
である。

【図１４】軸受けの一部を拡大して示す図である。

【図１５】ピストン保持部材とピストンの回転時軌跡と
の関係を示す概念図である。

【図１６】本発明のロータリ式シリンダ装置を流体回転
機として構成した実施形態を示す縦断面図である。

【図１７】図１６の流体回転機を上ケース及びピストン
保持部材を取り外した状態で示す平面図である。

【図１８】図１６の流体回転機の回転シリンダ部材、ピ
ストン保持部材及びピストンを示す分解斜視図である。

【図１９】ピストンの第１の例を示し、（Ａ）はピスト
ンの斜視図、（Ｂ）はピストンの縦断面図である。

【図２０】背圧逃がし手段の第２の例を示す図で、流体
回転機を上ケース及びピストン保持部材を取り外した状
態で示す平面図である。

【図２１】背圧逃がし手段の第３の例を示す図で、
（Ａ）は流体回転機を上ケース及びピストン保持部材を
取り外した状態で示す平面図、（Ｂ）は（Ａ）のＢ−Ｂ
線に沿う断面図である。

【図２２】背圧逃がし手段の第４の例を適用した流体回
転機を示す図で、（Ａ）は上ケース及びピストン保持部
材を取り外した状態で示す平面図、（Ｂ）は（Ａ）のＢ
−Ｂ線に沿う断面図である。

【図２３】図１６の流体回転機の動作を説明する図で、
（Ａ）は一方のピストンが空洞部を横切り、他方のピス
トンがシリンダ室の最奥部にまで進入した状態を示す
図、（Ｂ）は（Ａ）の状態から回転シリンダ部材を１５
度回転させた状態を示す図、（Ｃ）は（Ｂ）の状態から
回転シリンダ部材を１５度回転させた状態を示す図、
（Ｄ）は（Ｃ）の状態から回転シリンダ部材を１５度回
転させた状態を示す図、（Ｅ）は（Ｄ）の状態から回転
シリンダ部材を１５度回転させた状態を示す図、（Ｆ）
は（Ｅ）の状態から回転シリンダ部材を１５度回転させ
た状態を示す図である。

【図２４】潤滑剤循環機構の概略構成図である。

【図２５】本発明のロータリ式シリンダ装置を駆動源に
組み込んだ流体発電機の分解斜視図である。

【図２６】流体発電機の上ケース及びピストン保持部材
を取り外した状態の平面図である。

【図２７】図２６のＡ−Ａ線に沿う断面図である。

【図２８】図２５の流体発電機の底面図である。

【図２９】図２５の流体発電機の上ケースを示す平面図
である。

【図３０】図２５の流体発電機の回転シリンダ部材を示
す平面図である。

【図３１】図２５の流体発電機のヨークと巻き線を示す
平面図である。

【図３２】ピストンの第２の例を示し、（Ａ）はピスト
ンの斜視図、（Ｂ）はピストンの縦断面図である。

【図３３】ピストンの第３の例を示し、（Ａ）はピスト
ンの斜視図、（Ｂ）はピストンの縦断面図である。

【図３４】ピストンの第４の例を示し、（Ａ）はピスト
ンの斜視図、（Ｂ）はピストンの縦断面図である。

【図３５】ピストンの第５の例を示し、（Ａ）はピスト
ンの斜視図、（Ｂ）はピストンの縦断面図である。

【図３６】ピストンの第６の例を示し、（Ａ）はピスト
ンの斜視図、（Ｂ）はピストンの縦断面図である。

【図３７】ピストンの第７の例を示し、（Ａ）はピスト
ンの斜視図、（Ｂ）はピストンの縦断面図である。

【図３８】本発明のロータリ式シリンダ装置を流体回転
機として構成した第２の実施形態を示す縦断面図であ
る。

【図３９】本発明のロータリ式シリンダ装置を流体回転
機として構成した第３の実施形態を示す縦断面図であ
る。

【図４０】本発明のロータリ式シリンダ装置の第４の実
施形態の流体回転機の動作を説明する図で、（Ａ）は３
つのピストンのうちの１つがシリンダ室の最奥部にまで
進入している状態を示す図、（Ｂ）は（Ａ）の状態から
回転シリンダ部材を１０度回転させた状態を示す図、
（Ｃ）は（Ｂ）の状態から回転シリンダ部材を１０度回
転させた状態を示す図、（Ｄ）は（Ｃ）の状態から回転
シリンダ部材を１０度回転させた状態を示す図、（Ｅ）
は（Ｄ）の状態から回転シリンダ部材を１０度回転させ
た状態を示す図、（Ｆ）は（Ｅ）の状態から回転シリン
ダ部材を１０度回転させた状態を示す図である。

【図４１】図２０に示す背圧逃がし手段の第２の例を適
用した流体回転機の回転シリンダ部材、ピストン保持部
材及びピストンを示す分解斜視図である。

【図４２】発電機のステータコアの突極とマグネットの
磁極の中心位置とシリンダ室の位置関係を示す図であ
る。

【図４３】本発明のロータリ式シリンダ装置を回転式圧
縮機として構成した第１の実施形態を示し、その上ケー
スとピストン保持部材を取り外した状態の平面図であ
る。

【図４４】図４３の回転式圧縮機の縦断面図である。

【図４５】図４３の回転式圧縮機の分解斜視図である。

【図４６】潤滑オイル循環機構の概略構成図である。

【図４７】図４３の回転式圧縮機の底面図である。

【図４８】図４３の回転式圧縮機の軸受けプレートを示
す斜視図である。

【図４９】吸込口及び吐出口とピストンがシリンダ室の
最外周端部にあるシリンダ室との位置関係を示す図であ
る。

【図５０】回転式圧縮機の背圧逃がし手段の第２の例
を、回転式圧縮機を上ケース及びピストン保持部材を取
り外した状態で示す平面図である。

【図５１】図５０の断面図である。

【図５２】図４３の回転式圧縮機の動作を説明する図
で、（Ａ）は一方のピストンが空洞部を横切り、他方の
ピストンがシリンダ室の最奥部にまで進入した状態を示
す図、（Ｂ）は（Ａ）の状態から回転シリンダ部材を１
５度回転させた状態を示す図、（Ｃ）は（Ｂ）の状態か
ら回転シリンダ部材を１５度回転させた状態を示す図、
（Ｄ）は（Ｃ）の状態から回転シリンダ部材を１５度回
転させた状態を示す図、（Ｅ）は（Ｄ）の状態から回転
シリンダ部材を１５度回転させた状態を示す図、（Ｆ）
は（Ｅ）の状態から回転シリンダ部材を１５度回転させ
た状態を示す図である。

【図５３】軸受けプレートの変形例を示す斜視図であ
る。

【図５４】回転式圧縮機の他の実施形態の動作を説明す
る図で、（Ａ）は３つのピストンのうちの１つがシリン
ダ室の最奥部にまで進入している状態を示す図、（Ｂ）
は（Ａ）の状態から回転シリンダ部材を１０度回転させ
た状態を示す図、（Ｃ）は（Ｂ）の状態から回転シリン
ダ部材を１０度回転させた状態を示す図、（Ｄ）は
（Ｃ）の状態から回転シリンダ部材を１０度回転させた
状態を示す図、（Ｅ）は（Ｄ）の状態から回転シリンダ
部材を１０度回転させた状態を示す図、（Ｆ）は（Ｅ）
の状態から回転シリンダ部材を１０度回転させた状態を
示す図である。

【図５５】は回転式圧縮機の背圧逃がし手段の第３の例
を、上ケース及びピストン保持部材を取り外した状態で
示す平面図である。

【図５６】図５５の回転式圧縮機の断面図である。

【図５７】回転シリンダ部材のシリンダ室が円周方向に
対して等配分されていない例を示す概念図である。

【図５８】シリンダ室をオフセットさせて形成した例を
示す概念図である。

【図５９】ピストンにマグネットを配置した例を示す斜
視図である。

【図６０】ピストンにマグネットを配置した別の例を示
す斜視図である。

【図６１】回転シリンダ部材にマグネットを配置した例
を示す斜視図である。

【図６２】回転シリンダ部材にマグネットを配置した別
の例を示す斜視図である。

【図６３】回転シリンダ部材の空洞部の角に面取りを施
す様子を示す概念図である。

【図６４】背圧を逃がすための通路を形成した回転シリ
ンダ部材とピストン保持部材の一例を示す断面図であ
る。

【図６５】図６４の回転シリンダ部材を示す斜視図であ
る。

【図６６】図６４のピストン保持部材を示し、（Ａ）は
回転シリンダ部材とは反対側から見た斜視図、（Ｂ）は
回転シリンダ部材側から見た斜視図である。

【図６７】本発明のロータリ式シリンダ装置を回転数検
出手段を備えた流体発電機とした場合の例を示す断面図
である。

【図６８】本発明のロータリ式シリンダ装置を回転数検
出手段を備えた流量計とした場合の例を示す断面図であ
る。

【図６９】本発明のロータリ式シリンダ装置を回転数検
出手段を備えた流体ポンプとした場合の例を示す断面図
である。

【図７０】圧力導入路の第１の変形例を示す斜視図であ
る。

【図７１】圧力導入路の第２の変形例を示す斜視図であ
る。

【図７２】圧力導入路の第３の変形例を示す斜視図であ
る。

【図７３】圧力導入路の第４の変形例を示す斜視図であ
る。

【図７４】圧力導入路の第５の変形例を示す斜視図であ
る。

【図７５】圧力導入路の第６の変形例を示す斜視図であ
る。

【図７６】圧力導入路の第７の変形例を示す斜視図であ
る。

【図７７】圧力導入路の第８の変形例を示す斜視図であ
る。

【図７８】圧力導入路の第９の変形例を示す斜視図であ
る。

【図７９】従来のロータリ式シリンダ装置を示す分解斜
視図である。

【図８０】図７９のロータリ式シリンダ装置の動作を説
明する図で、（Ａ）は２つのピストンが２つのシリンダ
室のそれぞれ途中部分まで進入した状態を示す図、
（Ｂ）は（Ａ）の状態から支持部材が反時計方向に３０
度回転した状態を示す図、（Ｃ）は（Ｂ）の状態から支
持部材が反時計方向に３０度回転した状態を示す図、
（Ｄ）は（Ｃ）の状態から支持部材が反時計方向に３０
度回転した状態を示す図である。

【符号の説明】

１ ロータリ式シリンダ装置 ２ 回転シリンダ部材 ３，４ ピストン ５ ピストン保持部材 ６ ケーシング ６１ 入口 ６２ 出口 Ｏ 回転シリンダ部材の回転軸心 ２２，２３ シリンダ室 ２９ 圧力導入路 Ｘ ピストン保持部材の回転中心

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (51)Int.Cl.⁷ 識別記号 ＦＩ テーマコート゛(参考） Ｆ０４Ｂ 1/047 1/053 (72)発明者 林 勝彦 長野県諏訪郡原村10801番地の２ 株式会 社三協精機製作所諏訪南工場内 (72)発明者 竹内 智大 長野県諏訪郡原村10801番地の２ 株式会 社三協精機製作所諏訪南工場内 (72)発明者 中村 優樹 長野県諏訪郡原村10801番地の２ 株式会 社三協精機製作所諏訪南工場内 Ｆターム(参考） 3H070 BB03 BB06 CC07 CC29 DD02 DD22 3H084 AA05 BB07 BB09 CC22

Claims (5)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 回転軸心を通るようにシリンダ室が形成
   され上記回転軸心を中心として回転する回転シリンダ部
   材と、上記シリンダ室内を面接触して往復直線運動する
   ピストンと、上記ピストンを保持し上記回転シリンダ部
   材の回転軸心から偏心した回転中心を中心として回転す
   るピストン保持部材と、上記回転シリンダ部材と上記ピ
   ストン保持部材とを回転自在に支持して収容すると共に
   少なくとも１つの流体の入口と少なくとも１つの前記流
   体の出口を有するケーシングとを備え、上記ピストンは
   上記ピストン保持部材の回転中心から一定の距離おかれ
   た位置にかつその位置を中心として回転自在に保持され
   ると共に、上記シリンダ室内の圧力を上記ピストンの摺
   動部分に導くことで摩擦抵抗を低減する圧力導入路を有
   することを特徴とするロータリ式シリンダ装置。
2. 【請求項２】 上記圧力導入路は、上記シリンダ室内の
   流体が進入可能な溝であることを特徴とする請求項１記
   載のロータリ式シリンダ装置。
3. 【請求項３】 上記圧力導入路は、上記シリンダ室内の
   流体が進入可能な孔であることを特徴とする請求項１記
   載のロータリ式シリンダ装置。
4. 【請求項４】 上記圧力導入路は、上記ピストンが画す
   る上記シリンダ室のうち、高圧側のシリンダ室内の圧力
   を上記ピストンの一側面に導く高圧側通路と、低圧側の
   シリンダ室内の圧力を上記ピストンの他側面に導く低圧
   側通路を有することを特徴とする請求項２又は３記載の
   ロータリ式シリンダ装置。
5. 【請求項５】 上記圧力導入路は、上記ピストンが画す
   る上記シリンダ室のうち、高圧側のシリンダ室と低圧側
   のシリンダ室のいずれか一方のシリンダ室内の圧力を上
   記ピストンの片側面に導くことを特徴とする請求項２又
   は３記載のロータリ式シリンダ装置。