JP2003041901A - 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との間からの流体の
漏れを防止し、回転運動を流体エネルギに低い損失で変
換し、摩擦抵抗を低減する。 【解決手段】 シリンダ室２２，２３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５と、回転シリンダ部材２とピスト
ン保持部材５とを収容すると共に流体の入口と出口を有
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、回
転シリンダ部材２、ピストン３，４及びピストン保持部
材５の摺動する部分に多数のディンプル２９を形成し、
当該ディンプル２９に潤滑剤を充填している。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、ロータリ式シリン
ダ装置に関する。

【０００２】

【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）。

【０００３】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２７及び図２８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。

【０００４】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。

【０００５】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。

【０００６】この支持部材１０４の回転に伴い、各ピス
トン１１１ａ，１１１ｂ，１１１ｃが、図２８（Ａ）〜
図２８（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。

【０００７】

【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。

【０００８】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。

【０００９】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。

【００１０】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。

【００１１】本発明の目的は、ピストンとシリンダ部材
との間からの流体の漏れを防止し、その結果、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。

【００１２】

【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
流体の出口を有するケーシングとを備え、ピストンはピ
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、回転シリンダ部材、ピストン及びピストン保持部材
の摺動する部分に多数のディンプルを形成したものであ
る。

【００１３】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、回転シリ
ンダ部材とピストン保持部材との回転により、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。

【００１４】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。

【００１５】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・液密性を高めること
ができる。また、ピストンの摺動面（接触面）に形成さ
れた多数のディンプルが摺動面に入り込んだ流体を保持
する。これらのため、摺動面部分からの流体の漏れを防
止することができる。さらに、ディンプルは回転シリン
ダ部材やピストン保持部材の摺動面にも設けられてお
り、これらの摺動面においても入り込んだ流体を保持す
る。これらの結果、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り、また、エネルギーロスの
発生や部品の摩耗防止が図られる。

【００１６】また、請求項２記載のロータリ式シリンダ
装置は、ディンプルに潤滑剤を充填したものである。し
たがって、ディンプルが潤滑剤を保持して潤滑剤の膜を
形成すると共に、この膜が切れてしまうのを防止する。
このため、摺動面部分からの流体の漏れをより一層確実
に防止することができ、回転運動を流体エネルギにより
一層低い損失で変換することが可能になり、また、エネ
ルギーロスの発生や部品の摩耗防止をより一層図ること
ができる。

【００１７】

【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。

【００１８】図１〜図３に、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。なお、本実施形態で
は、流体として気体を加圧するロータリ式シリンダ装置
として説明しているが、加圧する流体としては気体に限
るものではなく、液体等であっても良いことは勿論であ
る。

【００１９】ロータリ式シリンダ装置１は、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、回転シリンダ部材２、ピストン３，４及びピストン
保持部材５の摺動する部分に多数のディンプル２９を形
成し、当該ディンプル２９に潤滑剤を充填してなるもの
である。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Ｘ
１，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２２，２３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。

【００２０】回転シリンダ部材２は、所定の厚みを有す
る円盤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。ケーシング６には支軸２
１が圧入固定されており、回転シリンダ部材２は支軸２
１に回転自在に支持されている。また、回転シリンダ部
材２とケーシング６の間には、支持プレート７１が設け
られている。支持プレート７１は回転シリンダ部材２に
作用するスラスト方向の荷重を受けるもので、ボール７
２とリテーナ７３とで回転シリンダ部材２に加わるスラ
スト方向の荷重を支持するボールベアリングを構成して
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内で回転自在となっている。

【００２１】回転シリンダ部材２のピストン保持部材５
側の面には、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，２３
ａ，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のピストン保持部材５側の面には、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，２３ｂ
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２２ａ、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２４、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。

【００２２】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。

【００２３】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。

【００２４】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。

【００２５】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に形成さ
れ、ケーシング６を覆うケースカバー７４内に収容され
ている。ケースカバー７４とピストン保持部材５の間に
は、支持プレート７８が設けられている。支持プレート
７８はピストン保持部材５に作用するスラスト方向の荷
重を受けるもので、ボール７９とリテーナ８０とでピス
トン保持部材５に加わるスラスト方向の荷重を支持する
ボールベアリングを構成している。そのため、ピストン
保持部材５はケースカバー７４内で回転自在となってい
る。

【００２６】このピストン保持部材５の回転中心位置Ｘ
には、入力軸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、入力軸５１の先端側
はキャップ７５に設けられた孔７５ａを貫通して外部に
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入力軸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。

【００２７】ピストン保持部材５の入力軸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５
２，５３に対して、ピストン３，４が回転自在に嵌め込
まれている。

【００２８】ピストン３，４は、図４，図５に示すよう
に、往復直線運動時における前後の面３１，３１，４
１，４１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３４，３４，４４，４４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３２，４２を除く底面３３，
４３と両側面３４，３４，４４，４４は、シリンダ室２
２，２３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、４
ａは貫通孔でもよい。

【００２９】回転シリンダ部材２、ピストン３，４、ピ
ストン保持部材５の摺動する部分には、図４〜図９に示
すように、多数のディンプル２９が設けられている。即
ち、回転シリンダ部材２はケーシング６、ピストン保持
部材５及びリテーナ７３に対して摺動しながら回転し、
ピストン保持部材５はケースカバー７４及び回転シリン
ダ部材２に対して摺動しながら回転し、ピストン３，４
は回転シリンダ部材２に対して摺動しながら往復直線運
動し且つピストン保持部材５に対して摺動しながら回転
する。

【００３０】これら摺動する対向面のうち、少なくとも
いずれか一方に多数のディンプル２９が設けられてい
る。本実施形態では、回転シリンダ部材２のケーシング
６、ピストン保持部材５及びリテーナ７３に摺動する面
と、ピストン保持部材５のケースカバー７４に摺動する
面と、ピストン３，４の回転シリンダ部材２及びピスト
ン保持部材５に摺動する面に多数のディンプル２９を形
成している。

【００３１】ディンプル２９は、例えば図１０（Ａ）に
示すように、半球形状を成している。ディンプル２９
は、摺動面に油膜を形成して流体の漏れを防止し且つ摩
擦抵抗を減少できる程度の量の潤滑剤を保持することが
可能な大きさに形成されている。例えば、直径が０．３
〜３ｍｍ程度、深さが０．０５〜１ｍｍ程度の大きさの
ディンプル２９であることが好ましい。

【００３２】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１１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Ｒ
３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Ｒ
１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。

【００３３】吸込口６１は、ケーシング６の内周面に形
成された浅い凹み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６１
ｃ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。

【００３４】また、吐出口６２は、吸込口６１の凹み６
１ａから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６２
ａ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。
凹み６１ａと凹み６２ａはそれぞれ装置の効率が良くな
るように配置されている。

【００３５】上述したように構成されたロータリ式シリ
ンダ装置１において、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。この動作によって流体を加圧または圧縮、吸引、
搬送する。

【００３６】また、ロータリ式シリンダ装置１は、潤滑
剤循環機構１５を備えている。この潤滑剤循環機構１５
は、例えば図１２に示すように、潤滑剤タンク１６と、
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を備えて構成されている。なお、
ケーシング６内を潤滑した潤滑剤は、吐出口６２に接続
された通路１８を通って潤滑剤タンク１６に戻される。
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、その他の流体等、潤滑性とシール性を
有するものであれば良く、装置の作動流体（非圧縮流
体）でも良い。

【００３７】潤滑剤流入通路１７は、ケースカバー７４
に設けられたポート１９に接続されている。このポート
１９からケーシング６内に導かれた潤滑剤は、ケーシン
グ６内の各部材の隙間等を伝わって摺動面を潤滑する。
そして、ロータリ式シリンダ装置１が吸引、加圧または
圧縮、搬送する流体と一緒に吐出口６２から通路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→通路１８→潤滑
剤タンク１６へと循環する。

【００３８】潤滑剤は、流体と一緒に吐出口６２から吐
出される。即ち、吐出口６２からは、流体と潤滑剤が混
入した状態で吐出される。

【００３９】例えば、流体が気体（潤滑剤に溶解しない
もの）の場合には、潤滑剤タンク１６内で潤滑剤と気体
とが分離され、気体は潤滑剤タンク１６の吐出口１６ａ
から吐出される。また、潤滑剤は潤滑剤タンク１６内に
残り、潤滑剤流入通路１７を介してロータリ式シリンダ
装置内に循環される。

【００４０】なお、図１２では、流体が気体であること
を前提にしているが、流体が液体である場合でも、この
潤滑剤循環機構を用いることができる。例えば、液体が
潤滑剤と分離可能なものであれば、潤滑剤タンク１６内
で図示しない分離手段を用いて分離し、潤滑剤タンク１
６内に分離した潤滑剤だけを残し、液体を潤滑剤タンク
１６から外に取り出すことも可能である。

【００４１】また、流体が、潤滑剤とシール性を有する
液体であれば、別の潤滑剤を用いる必要はないので、潤
滑剤タンク１６や潤滑剤流入通路１７を構成する潤滑剤
循環機構を使用しなくてもよい。

【００４２】次に、本発明の第１の実施形態のロータリ
式シリンダ装置１の動作について、図１３〜図１６に基
づいて説明する。

【００４３】図１３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，２２
ｂに同時に嵌まった状態となっており、シリンダ部位２
２ａ，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。

【００４４】図１３に示す状態時では、シリンダ部位２
２ａ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。

【００４５】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。

【００４６】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、気体が充満した状
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内にも気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。

【００４７】上述した図１３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。

【００４８】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。

【００４９】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。

【００５０】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。

【００５１】図１３の状態からピストン保持部材５が６
０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１４である。

【００５２】すなわち、上述の図１３から図１４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、また、ピストン３
の摺動面に多数形成されたディンプル２９によって潤滑
剤が保持されているため、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６２
ｃに効率よく吐出される。なお、シリンダ室２２ａ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。

【００５３】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。

【００５４】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、また、
ピストン４の摺動面に形成された多数のディンプル２９
によって潤滑剤が保持されているため、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。

【００５５】図１４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１５である。

【００５６】すなわち、上述の図１４から図１５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。

【００５７】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。

【００５８】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。

【００５９】図１５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１６である。

【００６０】すなわち、上述の図１５から図１６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１３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。

【００６１】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。

【００６２】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。

【００６３】このときのピストン３，４は、上述した図
１３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
９０度回転することにより、シリンダ部位２２ａ〜２３
ｂ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吸引、加圧または圧縮、搬送動作を
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１３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。

【００６４】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。

【００６５】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。また、各ピストン
３，４の摺動面に形成された多数のディンプル２９の一
つ一つには潤滑剤が溜められており、各ピストン３，４
の往復直線運動に伴って潤滑剤が各ピストン３，４と各
シリンダ部位２２ａ〜２３ｂとの隙間を埋めることにな
る。これらのため、各ピストン３，４と各シリンダ部位
２２ａ〜２３ｂの隙間から流体が漏れるのを防止するこ
とができる。

【００６６】即ち、各ピストン３，４の摺動面が面接触
するのに加え、ディンプル２９から上記隙間に潤滑剤が
供給されるので潤滑剤の膜が切れるのを防止することが
でき、更に、たとえ流体が上記隙間に侵入したとしても
ディンプル２９に滞留するため上記隙間を通過し難くな
る。これらのため、シール性が向上する。

【００６７】また、ディンプル２９から上記隙間に潤滑
剤を供給することで潤滑剤の膜が切れるのを防止するこ
とができるため、良好な潤滑状態が保持され、摺動抵抗
が減少すると共に摩耗を抑えることができる。このこと
は、ピストン３，４とシリンダ部位２２ａ〜２３ｂの間
の隙間に限らず、回転シリンダ部材２とケーシング６の
間の隙間、ピストン保持部材５とケースカバー７４の間
の隙間、ピストン３，４と回転シリンダ部材２又はピス
トン保持部材５の間の隙間など、回転シリンダ部材２、
ピストン３，４、ピストン保持部材５の摺動面について
も同様である。

【００６８】さらに、ピストン３，４のシール性が向上
すること、各摺動面の摩擦抵抗が減少することに加え、
摺動面にディンプル２９形成したことからその分だけ摺
動する面積が減少することになって摺動抵抗を減らすこ
とができるので、機械的なロスが少なくなって機械効率
を向上させることができる。

【００６９】また、ケーシング６に固定した支軸２１に
よって回転シリンダ部材２を支持するため、ケーシング
６の内周面と回転シリンダ部材２の外周面との間のクリ
アランスを常に一定に保持することができる。このた
め、回転シリンダ部材２とケーシング６の接触を防止
し、低粘度の潤滑剤を使用することが可能になり、その
分だけ動力損失を抑えることができる。

【００７０】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１７
及び図１８に示す第２や第３の実施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。

【００７１】本発明の第２の実施形態として図１７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、回転シリンダ部材２、ピストン保持部材５にも
ディンプル２９がそれぞれ形成されている。

【００７２】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。

【００７３】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、吸引、
加圧または圧縮、搬送動作を行うこととなる。

【００７４】また、本発明の第３の実施形態として図１
８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，２
８ｂ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１７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１７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、回転シリンダ部材
２、ピストン保持部材５にもディンプル２９がそれぞれ
形成されている。

【００７５】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。

【００７６】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１８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。

【００７７】なお、図１７及び図１８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。

【００７８】さらに、上述の第１の実施形態では、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６１ａ，
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、より高圧縮比が適応される場合、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。

【００７９】さらに、上述の第１の実施形態では、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。

【００８０】また、上述の第１の実施形態では、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１９〜図２２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の実施形態として説明する。

【００８１】第４の実施形態では、図１９〜図２２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の摺動面にはディンプル２９が形成されて
いる。

【００８２】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。

【００８３】なお、この第４の実施形態は、動作に関し
ては、上述した第１の実施形態と同様のものとなってお
り、この動作によって吸引、加圧または圧縮、搬送を行
うようになっている。この第４の実施形態を吸引、加圧
または圧縮、搬送を行う装置として用いる場合、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。

【００８４】以上の各実施形態では、ピストン保持部材
５，９０側を駆動していたが、回転シリンダ部材２側を
駆動しても良い。

【００８５】このロータリ式シリンダ装置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５１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。

【００８６】また、図２３に示すように、滑り軸受けで
ある軸受けプレート７６，７７によって回転シリンダ部
材２やピストン保持部材５を支持するようにしても良
い。

【００８７】また、このロータリ式シリンダ装置１を複
数組み合わせて多段式にしても良い。例えば、ロータリ
式シリンダ装置１を圧縮機とした場合、圧縮機１によっ
て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。

【００８８】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２４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。

【００８９】また、図２５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。

【００９０】また、例えば図２６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２６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。このことは
ロータリ式シリンダ装置では重要であり、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。

【００９１】また、回転シリンダ部材２、ピストン３，
４、ピストン保持部材５の摺動面に形成するディンプル
２９の形状は図１０（Ａ）に示す球面形状に限るもので
はなく、例えば、図１０（Ｂ）に示す円筒形状でも良
く、図１０（Ｃ）に示す円錐形状でも良い。

【００９２】

【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つの流体の出口を有する
ケーシングとを備え、ピストンは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。

【００９３】また、回転シリンダ部材、ピストン及びピ
ストン保持部材の摺動する部分に多数のディンプルを形
成しているので、これらの摺動抵抗となる力を減少させ
ることができる。また、ピストンの摺動部分に入り込ん
だ圧縮する流体がディンプルによって保持されているの
で、圧縮する流体の漏れを防止することもできる。これ
らのため、回転運動を流体エネルギに低い損失で変換す
ることが可能になり、また、摺動部分の摩擦抵抗を低減
することができるので、機械効率を向上させることがで
きエネルギーロスを抑えることができる。さらに、部品
の摩耗やノイズの発生を抑えることもできる。

【００９４】また、請求項２記載のロータリ式シリンダ
装置では、ディンプルに潤滑剤を充填したので、摺動面
に潤滑剤の膜を形成すると共に、この膜が切れてしまう
のを防止することができる。このため、摺動面部分から
の流体の漏れをより一層確実に防止することができ、回
転運動を流体エネルギにより一層低い損失で変換するこ
とが可能になり、また、エネルギーロスの発生や部品の
摩耗防止をより一層図ることができる。

【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】ピストンの平面図である。

【図５】ピストンの側面図である。

【図６】回転シリンダ部材の平面図である。

【図７】回転シリンダ部材の底面図である。

【図８】回転シリンダ部材の周面の展開図である。

【図９】ピストン保持部材の側面図である。

【図１０】ディンプルの形状を示し、（Ａ）は第１の例
を示す斜視図、（Ｂ）は第２の例を示す斜視図、（Ｃ）
は第３の例を示す斜視図である。

【図１１】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１２】潤滑剤循環機構の概略構成図である。

【図１３】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１４】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１３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１５】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１４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１６】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１５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１７】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１８】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１９】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２０】図１９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２１】図１９のロータリ式シリンダ装置の縦断面図
である。

【図２２】軸受けの一部を拡大して示す図である。

【図２３】回転シリンダ部材とピストン保持部材を軸受
けプレートによって支持する様子を示す縦断面図であ
る。

【図２４】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２５】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２６】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２７】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２８】図２７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 ディンプル 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 27/06 (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 Ｆターム(参考） 3H070 AA05 BB02 BB06 BB16 CC21 CC27 DD09 DD22 DD26 DD28 3H076 AA04 AA10 BB17 BB21 BB26 CC07 CC31 CC62 3H084 AA21 BB06 BB07 BB16 BB24 CC03 CC21 CC47 CC56 CC57 CC58

Claims (2)

【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、上記回転シリンダ部材、上記ピストン及び上
   記ピストン保持部材の摺動する部分に多数のディンプル
   を形成したことを特徴とするロータリ式シリンダ装置。
2. 【請求項２】 上記ディンプルに潤滑剤を充填したこと
   を特徴とする請求項１記載のロータリ式シリンダ装置。