JP6449576B2

JP6449576B2 - 容積型機械

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Publication number: JP6449576B2
Application number: JP2014142974A
Authority: JP
Inventors: 直毅鹿園; 早瀬　功; 功早瀬
Original assignee: University of Tokyo NUC
Current assignee: University of Tokyo NUC
Priority date: 2014-07-11
Filing date: 2014-07-11
Publication date: 2019-01-09
Anticipated expiration: 2034-07-11
Also published as: WO2016006685A1; EP3168473B1; EP3168473A4; JP2016017513A; EP3168473A1

Description

本発明は、容積型機械に関し、詳しくは、ピストンが往復運動すると共に揺動運動する低振動型の容積型機械に関する。

従来、この種の容積型機械としては、案内円筒部材に案内される２つのピストンとこの２つのピストンの中央から案内円筒部材の中心軸に対して直交する方向に対称に配置された一対の第１アーム部とを有する往復動部材と、案内円筒部材の中心軸に対して直交するように対称に配置された一対のシャフト部材と、各シャフト部材の回転軸から偏位した位置でシャフト部材に取り付けられて各第１アーム部を保持する一対の第２アーム部と、２つのピストンの往復運動により容積変化を生じる一対の作動室と、を備え、往復動部材が揺動運動を伴って往復運動するものが提案されている（例えば、特許文献１参照）。図１９は、従来例の容積型機械９２０の構成の概略を示す構成図であり、図２０は、揺動運動している往復動部材９４０とシャフト部９５０ａ，９５０ｂの一部を図１９中上方から見た説明図であり、図２１は、揺動運動している往復動部材９４０とシャフト部９５０ａ，９５０ｂの一部を図１９中右側から見た説明図である。なお、従来例の容積型機械９２０は、後述する本発明の一実施例としての容積型機械２０との比較のため、第２アーム部９５４ａ，９５４ｂによる第１アーム部９４４ａ，９４４ｂの支持構造を除いて実施例の容積型機械２０と同一の構成とした。

従来例の容積型機械９２０は、図１９に示すように、図中上下方向（Ｙ軸方向）の中心軸を有する円筒形状の案内円筒部材９３０と、この案内円筒部材９３０に一対のピストン９４２ａ，９４２ｂが案内されて図中上下方向（Ｙ軸方向）に往復運動すると共に案内円筒部材９３０の中心軸回り（Ｙ軸周り）に揺動運動する往復動部材９４０と、案内円筒部材９３０の中央でその中心軸と直交する直線上（Ｚ軸上）に回転軸が配置された一対のシャフト部材９５０ａ，９５０ｂと、ピストン９４２ａ，９４２ｂの往復運動により容積変化する一対の作動室９６２ａ，９６２ｂと、作動室９６２ａ，９６２ｂに吐出弁９６７ａ，９６７ｂを介して接続された一対の高圧室９６６ａ，９６６ｂと、シャフト部材９５０ａ，９５０ｂにそれぞれ取り付けられた一対の電動機９７０ａ，９７０ｂと、を備える。往復動部材９４０には、その中央に、案内円筒部材９３０の中心軸に直交するように、且つ、この中心軸に対して対称となるように一対の第１アーム部材９４４ａ，９４４ｂが取り付けられている。シャフト部材９５０ａ，９５０ｂの一端部（往復動部材９４０側の端部）には、その回転軸から偏位した位置に第１アーム部９４４ａ，９４４ｂを支持する一対の第２アーム部９５４ａ，９５４ｂが取り付けられていると共に、遠心力の方向が逆側の方向となるように一対の主ウエイトバランス９５８ａ，９５８ｂが取り付けられている。また、シャフト部材９５０ａ，９５０ｂの他端部（往復動部材９４０側とは反対側の端部）には、遠心力の方向が主ウエイトバランス９５８ａ，９５８ｂと反対側の方向となるように一対の副ウエイトバランス９５９ａ，９５９ｂが取り付けられている。

第１アーム部材９４４ａ，９４４ｂには、図２０に示すように、アーム軸方向に移動可能に外周球面部９４５ａ，９４５ｂが取り付けられている。第２アーム部９５４ａ，９５４ｂは、内周球面の略円筒形状に形成されており、内周球面で第１アーム９４４ａ，９４４ｂの外周球面部９４５ａ，９４５ｂを球面対偶で保持している。こうした支持構成により、シャフト部材９５０ａ，９５０ｂを相対的に逆回転となるように回転駆動すると、第２アーム部９５４ａ，９５４ｂも相対的に逆回転するから、これに伴って第１アーム部９４４ａ，９４４ｂの外周球面部９４５ａ，９４５ｂはアーム部との軸方向の相対運動を伴いながら、それ自身は正確な円運動を行ない、往復動部材９４０に揺動運動と往復運動とを行なわせる。

ピストン９４２ａ，９４２ｂには、作動室９６２ａ，９６２ｂに作動流体を供給する流体流路９６３ａ，９６３ｂが形成されており、流体流路９６３ａ，９６３ｂには、ピストン９４２ａ，９４２ｂの間の作動流体空間９６０の圧力よりも作動室９６２ａ，９６２ｂの圧力が低くなったときに開弁する吸入弁９６４ａ，９６４ｂが取り付けられている。また、作動室９６２ａ，９６２ｂと高圧室９６６ａ，９６６ｂとの間の隔壁９６５ａ，９６５ｂには、作動室９６２ａ，９６２ｂの圧力が高圧室９６６ａ，９６６ｂの圧力より高くなったときに開弁する吐出弁９６７ａ，９６７ｂが取り付けられており、高圧室９６６ａ，９６６ｂには、流出管９６８ａ，９６８ｂが取り付けられている。さらに、ケース９２２には、作動流体空間９６０に連通する図示しない流入管が取り付けられている。したがって、作動流体は、流入管から作動流体空間９６０に流入し、ピストン９４２ａ，９４２ｂの往復運動により流体流路９６３ａ，９６３ｂおよび吸入弁９６４ａ，９６４ｂを介して作動室９６２ａ，９６２ｂに供給され、吐出弁９６７ａ，９６７ｂを介して高圧室９６６ａ，９６６ｂに流入し、流出管９６８ａ，９６８ｂから流出する。

この従来例の容積型機械９２０では、往復動部材９４０の往復運動に伴って、その中心軸方向（Ｙ軸方向）の慣性力Ｆｐｙを発生する。この慣性力Ｆｐｙは、シャフト部材９５０ａ，９５ｂに取り付けられた第２アーム部９５４ａ，９５４ｂと主バランスウェイト９５８ａ，９５８ｂと副ウエイトバランス９５９ａ，９５９ｂとによる全体の遠心力ＦｓのＹ軸方向成分Ｆｓｙにより完全に消去することができる。シャフト部材９５０ａ，９５０ｂが逆転すると、その遠心力の往復運動方向と直角方向（Ｘ軸方向）の成分Ｆｓｘは符号が逆になるので、それらは互いに逆転するシャフト部材９５０ａ，９５０ｂの間で相殺されて完全に消去される。また、従来例の容積型機械９２０では、上述したように、往復動部材９４０の中心軸に関して、各構成部材の運動と各構成部材間に作用する力に対称性を持たせているから、各可動部材の運動によるシャフト部材９５０ａ，９５０ｂの回転軸方向（Ｚ軸方向）の慣性力や、慣性力によるそのＺ軸周りのトルク、慣性力によるＸ軸周りのトルクについては発生しない。このため、従来例の容積型機械９２０では、直角座標系の３軸（Ｘ軸、Ｙ軸、Ｚ軸）方向の慣性力と慣性力によるその３軸周りのトルクの中で、Ｙ軸周りのトルク以外の加振力の発生をゼロにすることができる。一方、Ｙ軸周りのトルクについては、主バランスウェイト９５８ａ，９５８ｂの大きさや副ウエイトバランス９５９ａ，９５９ｂの大きさを調整することにより、その大半を消去することができる。この結果、従来例の容積型機械９２０は、周囲への加振が極めて小さいものとなっている。

特開平９−９２２７５号公報（図７〜図１１）

従来例の容積型機械９２０では、第１アーム部９４４ａ，９４４ｂのアーム長を短くすることにより、第１アーム部９４４ａ，９４４ｂの付け根部分の曲げモーメントを小さくしたり、主ウエイトバランス９５８ａ，９５８ｂの遠心力のＸ軸方向成分による偶力を小さくして副ウエイトバランス９５９ａ，９５９ｂの小型化を図ったりすることができるが、その反面、往復動部材９４０の最大揺動角（揺動片振幅角）が大きくなる。また、従来例の容積型機械９２０では、ピストン９４２ａ，９４２ｂの径（シリンダのボア径）を小さくすることにより、軸受け荷重を小さくして機械摩擦損失を小さくしたり、間隙容積（作動室９６２ａ，９６２ｂの上死点での容積）を小さくして残留して再膨張する作動流体量を少なくすることにより体積効率を高くしたりすることができるが、その反面、往復動部材９４０の往復運動におけるストロークが長くなるため、往復動部材９４０の最大揺動角（揺動片振幅角）が大きくなる。最大揺動角（揺動片振幅角）が大きくなると、完全に消去することが困難なＹ軸周りのトルクが大きくなり、周囲を加振してしまう。

本発明の容積型機械は、より低振動な容積型機械を提案することを主目的とする。

本発明の容積型機械は、上述の主目的を達成するために以下の手段を採った。

本発明の容積型機械は、
円筒状の案内円筒部材と、
前記案内円筒部材の内周面に案内されて該案内円筒部材の中心軸方向に往復運動すると共に該中心軸回りに搖動運動するピストン部と前記案内円筒部材の中心軸に直交すると共に該中心軸に対して対称となるよう前記ピストン部に取り付けられた一対の第１アーム部とを有する往復動部材と、
前記案内円筒部材の中心軸に直交すると共に前記中心軸に対して対称となるよう配置された一対のシャフト部材と、
前記一対のシャフト部材の回転軸から偏位した位置で前記一対の第１アーム部を各々支持するよう該一対のシャフト部材に取り付けられた一対の第２アーム部と、
前記ピストン部の往復運動に伴って容積変化が生じる作動室と、
を備える容積型機械において、
前記第２アーム部は、前記第１アーム部において予め定められた特定点が前記シャフト部材の回転軸に対して平行な軸線上に移動可能に拘束されるよう支持する、
ことを特徴とする。

この本発明の容積型機械では、第１アーム部において予め定められた特定点がシャフト部材の回転軸に対して平行な軸線上に移動可能に拘束されるように第１アーム部を第２アーム部で支持することにより、より低振動なものとすることができる。ここで、「軸線上に移動可能に拘束される」とは、軸線上の移動のみが可能である意である。この本発明の容積型機械は、作動室に圧力流体を供給することにより往復動部材に往復運動及び揺動運動を生じさせて一対のシャフト部材に回転駆動力を生じさせる機械（エンジンなど）とすることもできるし、一対のシャフト部材に回転駆動力を供給することにより往復動部材に往復運動及び揺動運動を生じさせて作動室の容積変化を生じさせる機械（圧縮機など）とすることもできる。これらの場合、ピストン部は、一対の第１アーム部を挟んで対称に２つのピストンを有し、作動室は、２つのピストンの各々に対応するよう２つ形成されている、ものとすることもできる。

こうした本発明の容積型機械において、前記第１アーム部は、球心を前記特定点とする外周球面部を有し、前記第２アーム部は、前記シャフト部材の回転軸に対して平行な軸線上に配置され前記外周球面部を摺動自在に保持する内周円筒部を有する、ものとすることもできる。

また、本発明の容積型機械において、前記第１アーム部は、球心を前記特定点とする外周球面部を有し、前記第２アーム部は、前記外周球面部を保持すると共に前記シャフト部材の回転軸に対して平行な軸線上に移動する内周球面部を有する、ものとすることもできる。こうすれば、外周球面部を内周球面部で保持するから、第１アーム部と第２アーム部との力の授受を面接触によって行なうことができる。この態様の本発明の容積型機械において、前記内周球面部は、外周が円筒状に形成されており、前記第２アーム部は、前記内周球面部を前記シャフト部材の回転軸に対して平行な軸線上に移動可能に保持する内周円筒部を有する、ものとすることもできる。こうすれば、往復動部材の往復運動と揺動運動とに伴う外周球面部のシャフト部材の回転軸に対して平行な軸線上の移動をスムーズに行なわせることができ、機械摩擦損失を小さくすることができる。

第２アーム部の内周円筒部で内周球面部を保持する態様の本発明の容積型機械において、前記内周球面部は、前記シャフト部材の回転軸回りの内周側が外周側より前記第１アーム部から離れるように形成されており、前記内周円筒部は、前記内周球面部を前記シャフト部材の回転軸に対して平行な軸回りに回転不能に保持する、ものとすることもできる。こうすれば、往復動部材が最大揺動角（揺動片振幅角）に至ったときに第１アーム部と第２アーム部の内周球面部のシャフトの回転軸回りの内周側とが当接して干渉するのを抑制することができ、往復動部材の最大揺動角（揺動片振幅）をより大きくすることができる。この場合、内周球面部の端面をシャフト部材の回転軸に対して斜面となるように形成してもよい。

第１アーム部が外周球面部を有する態様の本発明の容積型機械において、前記外周球面部は、前記第１アーム部の中心軸回りに回転自在に且つ該中心軸方向には移動不能に支持されている、ものとすることもできる。こうすれば、往復動部材の往復運動と揺動運動とに伴う外周球面部の第１アーム部の中心軸回りの回転をスムーズに行なわせることができ、機械摩擦損失を小さくすることができる。

また、本発明の容積型機械において、前記第１アーム部は、球心を前記特定点とする内周球面部を有し、前記第２アーム部は、前記内周球面部に保持され、前記シャフト部材の回転軸に対して平行な軸線上に移動可能な外周球面部を有する、ものとすることもできる。この場合、前記内周球面部は、前記第１アーム部の中心軸回りに回転自在に且つ該中心軸方向には移動不能に支持されている、ものとすることもできる。こうすれば、往復動部材の往復運動と揺動運動とに伴う内周球面部の第１アーム部の中心軸回りの回転をスムーズに行なわせることができ、機械摩擦損失を小さくすることができる。

さらに、本発明の容積型機械において、前記第２アーム部は、内周円筒面として形成されており、前記第１アーム部は、往復動部材の往復運動方向に対して垂直な２平面を有する略樽型のヒンジ部と、前記ヒンジ部の２平面に摺動可能に接触すると共に前記第２アーム部の内周円筒面に摺動可能に接触し且つ前記ヒンジ部の中心軸に配設されたピンにより前記ヒンジ部と一体とされる摺動部と、を有するものとすることもできる。

本発明の一実施例としての容積型機械２０の構成の概略を示す構成図である。揺動運動を伴って往復運動する往復動部材４０の状態を示す説明図である。揺動運動を伴って往復運動する往復動部材４０を図１中上方から見た説明図である。揺動運動を伴って往復運動する往復動部材４０の第１アーム部４４ａおよび第２アーム部５４ａを拡大して説明する説明図である。揺動運動を伴って往復運動する往復動部材４０とシャフト部５０ａ，５０ｂの一部を図１中上方から見た説明図である。揺動運動している往復動部材４０とシャフト部５０ａ，５０ｂの一部を図１中右側から見た説明図である。実施例の容積型機械２０の揺動片振幅角が１５度のときにおけるシャフト部材５０ａ，５０ｂの回転角θと無次元化した揺動トルクおよび加振トルクとの関係を示す説明図である。実施例の容積型機械２０の揺動片振幅角が２５度のときにおけるシャフト部材５０ａ，５０ｂの回転角θと無次元化した揺動トルクおよび加振トルクとの関係を示す説明図である。従来例の容積型機械９２０の揺動片振幅角が１５度のときにおけるシャフト部材９５０ａ，９５０ｂの回転角θと無次元化した揺動トルクおよび加振トルクとの関係を示す説明図である。従来例の容積型機械９２０の揺動片振幅角が２５度のときにおけるシャフト部材９５０ａ，９５０ｂの回転角θと無次元化した揺動トルクおよび加振トルクとの関係を示す説明図である。第１変形例の容積型機械における第２アーム部５４ａによる第１アーム部１４４ａの支持構造を拡大して示す説明図である。第２変形例の容積型機械における第２アーム部１５４ａによる第１アーム部４４ａの支持構造を拡大して示す説明図である。第３変形例の容積型機械における第２アーム部１５４ａによる第１アーム部１４４ａの支持構造を拡大して示す説明図である。第４変形例の容積型機械における第２アーム部２５４ａによる第１アーム部１４４ａの支持構造を拡大して示す説明図である。第５変形例の容積型機械における第２アーム部３５４ａによる第１アーム部３４４ａの支持構造を拡大して示す説明図である。第６変形例の容積型機械における第２アーム部３５４ａによる第１アーム部４４４ａの支持構造を拡大して示す説明図である。第７変形例の容積型機械における第２アーム部５５４ａによる第１アーム部５４４ａの支持構造を拡大して示す説明図である。図７のＡ−Ａ断面を示す断面図である。従来例の容積型機械９２０の構成の概略を示す構成図である。第２アーム部９５４ａ，９５４ｂによる第１アーム部材９４４ａ，９４４ｂの支持の様子を示す説明図である。揺動運動している往復動部材９４０とシャフト部９５０ａ，９５０ｂの一部を図１９中右側から見た説明図である。

次に、本発明を実施するための形態を実施例を用いて説明する。

図１は、本発明の一実施例としての容積型機械２０の構成の概略を示す構成図である。実施例の容積型機械２０は、作動流体である気体を昇圧する圧縮機として構成されており、図示するように、図中上下方向（Ｙ軸方向）の中心軸を有する円筒形状の案内円筒部材３０と、この案内円筒部材３０に一対のピストン４２ａ，４２ｂが案内されて図中上下方向（Ｙ軸方向）に往復運動すると共に案内円筒部材３０の中心軸回り（Ｙ軸周り）に揺動運動する往復動部材４０と、案内円筒部材３０の中央でその中心軸と直交する直線（Ｚ軸）を回転軸とするよう配置された一対のシャフト部材５０ａ，５０ｂと、ピストン４２ａ，４２ｂの往復運動により容積変化する一対の作動室６２ａ，６２ｂと、作動室６２ａ，６２ｂに隔壁６５ａ，６５ｂを介して隣接する一対の高圧室６６ａ、６６ｂと、一対のシャフト部材５０ａ，５０ｂにそれぞれ取り付けられた一対の電動機７０ａ，７０ｂと、これらを収納するケース２２と、を備える。

往復動部材４０には、その中央に、案内円筒部材３０の中心軸（Ｙ軸）に直交するように、且つ、この中心軸に対して対称となるように一対の第１アーム部材４４ａ，４４ｂが取り付けられている。第１アーム部材４４ａ，４４ｂの端部には、アーム軸線上に球心Ｐ１ａ，Ｐ１ｂを有する外周球面部４５ａ，４５ｂが形成または取り付け固定されている。

ピストン４２ａ，４２ｂには、作動室６２ａ，６２ｂに作動流体を供給する流体流路６３ａ，６３ｂが形成されており、流体流路６３ａ，６３ｂには、ピストン４２ａ，４２ｂの間の作動流体空間６０の圧力よりも作動室６２ａ，６２ｂの圧力が低くなったときに開弁する吸入弁６４ａ，６４ｂが取り付けられている。また、作動室６２ａ，６２ｂと高圧室６６ａ，６６ｂとの間の隔壁６５ａ，６５ｂには、作動室６２ａ，６２ｂの圧力が高圧室６６ａ，６６ｂの圧力よりも高くなったときに開弁する吐出弁６７ａ，６７ｂが取り付けられており、高圧室６６ａ，６６ｂには、流出管６８ａ，６８ｂが取り付けられている。さらに、ケース２２には、作動流体空間６０に連通する図示しない流入管が取り付けられている。したがって、作動流体は、流入管から作動流体空間６０に流入し、ピストン４２ａ，４２ｂの往復運動により流体流路６３ａ，６３ｂおよび吸入弁６４ａ，６４ｂを介して作動室６２ａ，６２ｂに供給され、吐出弁６７ａ，６７ｂを介して高圧室６６ａ，６６ｂに流入し、流出管６８ａ，６８ｂから流出する。

シャフト部材５０ａ，５０ｂは、ボールベアリング５１ａ，５１ｂ，５２ａ，５２ｂにより回転自在に支持されており、その一端部（往復動部材４０側の端部）の回転軸から偏位した位置には往復動部材４０の第１アーム部４４ａ，４４ｂを支持する一対の第２アーム部５４ａ，５４ｂが取り付けられている。この第２アーム部５４ａ，５４ｂは、シャフト部材５０ａ，５０ｂの回転軸に対して平行な軸線を中心軸とする内周円筒部材として形成されており、内周円筒内に第１アーム部材４ａ，４４ｂの外周球面部４５ａ，４５ｂを摺動可能に収納する。ここで、シャフト部材５０ａ，５０ｂを相対的に逆回転となるように回転駆動すると、第２アーム部５４ａ，５４ｂも相対的に逆回転するから、これに伴って第１アーム部４４ａ，４４ｂの外周球面部４５ａ，４５ｂは若干のシャフト部材５０ａ，５０ｂの軸方向への往復運動を伴って公転運動し、往復動部材４０は揺動運動を伴う往復運動を行なう。図２は、揺動運動を伴って往復運動する往復動部材４０の状態を示す説明図であり、図３は、揺動運動を伴って往復運動する往復動部材４０を図１中上方から見た説明図である。図２，図３の（ａ）〜（ｅ）は、往復動部材４０が往復運動における中央に位置する状態からシャフト部材５０ａ，５０ｂが９０度回転するごとの状態である。往復動部材４０は、図示するように、図２（ｂ）で上死点、図２（ｄ）で下死点となる振幅２εの往復運動を行なうと共に、図３（ａ），（ｅ）で反時計回りの揺動片振幅角θｍａｘ、図３（ｃ）で時計回りの揺動片振幅角θｍａｘの揺動運動を行なう。図２では、前側の外周球面部４５ａは反時計回りに公転運動を行ない、後ろ側の外周球面部４５ｂは時計回りの公転運動を行なうから、これに伴ってシャフト部材５０ａは反時計回りに回転すると共にシャフト部材５０ｂは時計回りに回転するのが解る。

図４は、揺動運動を伴って往復運動する往復動部材４０の第１アーム部４４ａおよび第２アーム部５４ａを拡大して説明する説明図である。図４（ａ）は上死点（揺動角０度）の状態を図１と同様の方向から見たものであり、図４（ｂ）は最大揺動角（揺動片振幅角θｍａｘ）のときの状態を図１の上方から見たものである。図示するように、第１アーム部４４ａに取り付けられた外周球面部４５ａは、揺動運動により第２アーム部５５ａの内周円筒面に対して摺動して第２アーム部５４ａの軸方向にΔＬだけ移動する。このとき外周球面部４５ａの球心Ｐ１ａは、第２アーム部５４ａの軸線上に拘束される。この球心Ｐ１ａ，Ｐ１ｂを本実施例では「特定点Ｐ１ａ，Ｐ１ｂ」とも称する。

シャフト部材５０ａ，５０ｂの一端部には、その遠心力の方向が第２アーム部材５４ａ，５４ｂとは反対側の方向となるように一対の主ウエイトバランス５８ａ，５８ｂが取り付けられており、シャフト部材５０ａ，５０ｂの他端部（往復動部材４０とは反対側の端部）には、その遠心力の方向が主ウエイトバランス５８ａ，５８ｂと反対側の方向となるように一対の副ウエイトバランス５９ａ，５９ｂが取り付けられている。

こうして構成された実施例の容積型機械２０でも上述した図１９に例示した従来例の容積型機械９２０と同様に、直角座標系の３軸（Ｘ軸、Ｙ軸、Ｚ軸）方向の慣性力と慣性力によるその３軸周りのトルクの中で、Ｙ軸周りのトルク以外の加振力の発生をゼロにすることができる。以下に、実施例の容積型機械２０のＹ軸周りのトルクについて、従来例の容積型機械９２０との比較を用いて説明する。

図５は、揺動運動している往復動部材４０とシャフト部５０ａ，５０ｂの一部を図１中上方から見た説明図であり、図６は、揺動運動している往復動部材４０とシャフト部５０ａ，５０ｂの一部を図１中右側から見た説明図である。容積型機械２０の往復動部材４０のＹ軸周りの揺動運動における慣性力によるＹ軸周りのトルクＮｐ１は、往復動部材４０のＹ軸周りの慣性モーメントをＩｐ１、揺動運動による角加速度をαｐ１とすると、次式（１）により表わされる。

往復動部材４０の中心軸から第１アーム部４４ａ，４４ｂの外周球面部４５ａ，４５ｂの球心Ｐ１ａ，Ｐ１ｂ（特定点Ｐ１ａ，Ｐ１ｂ）までの距離をｌ１（図５参照）とし、シャフト部材５０ａ，５０ｂの回転軸と第２アーム部５４ａ，５４ｂの内周円筒面における中心軸Ｌａ，Ｌｂとの偏位量をｒ１（図６参照）とし、シャフト部材５０ａ，５０ｂの回転角θを用いると、中心軸ＬａのＸ座標ｘ１は次式（２）により表わされる。なお、この式（２）のｘ１は、特定点Ｐ１ａのＸ座標でもある。揺動角θｐ１は、図５より式（３）として表わされる。往復動部材４０の揺動運動における揺動片振幅角θｍａｘ１は、式（３）より式（４）として表わされ、これを式（３）に代入して式（５）を得る。

シャフト部材５０ａ，５０ｂの全体の遠心力ＦｓのＸ軸方向の成分Ｆｓｘは、慣性力としては逆回転するシャフト部材５０ａ，５０ｂにより相殺されるが、Ｚ軸方向の作用位置が異なるために偶力となり、Ｙ軸周りのトルクとして残る。シャフト部材５０ａ，５０ｂには、その遠心力の方向が第２アーム部５４ａ，５４ｂと反対側の方向となるように主ウエイトバランス５８ａ，５８ｂが取り付けられていると共に、その遠心力の方向が第２アーム部５４ａ，５４ｂと同一側の方向となるように副ウエイトバランス５９ａ，５９ｂが取り付けられているが、各部が発生する遠心力の中では主ウエイトバランス５８ａ，５８ｂによるものが支配的であるため、遠心力Ｆｓは、主ウエイトバランス５８ａ，５８ｂの遠心力の方向となる。シャフト部材５０ａ，５０ｂの回転角速度をωとすると、遠心力ＦｓのＸ軸方向成分Ｆｓｘは、ｍｒを定数として次式（６）により表わされる。これがＺ軸座標ｌｍｒ，−ｌｍｒの位置に作用するから、Ｙ軸周りのトルクは式（７）により表わされる。ここで、ｌｍｒとｍｒの２つの定数は、主ウエイトバランス５８ａ，５８ｂおよび副ウエイトバランス５９ａ，５９ｂの大きさという２つの変数を調整することによって互いに独立して任意の値に調整することができる。なお、シャフト部材５０ａ，５０ｂが等速回転しているときには、ωも定数となる。このとき、トルクＮｓはシャフト部材５０ａ，５０ｂの回転角θの余弦関数となり、回転１次成分のみを持つことになる。

揺動運動による角加速度αｐ１は、揺動角θｐ１を時間ｔで２回微分して得られるから、θ＝ωｔを用いると、次式（８）として表わすことができる。これを式（１）に代入すると、式（９）を得る。揺動片振幅角θｍａｘ１が１５度（０．２６３ｒａｄ）と２５度（０．４３６ｒａｄ）の場合について、式（５）を式（９）に代入し、Ｉｐ１・ω²で割って正規化した無次元揺動トルクＮｐ１＊を、更にフーリエ級数展開すると式（１０）および式（１１）を得る。なお、式（１０）および式（１１）の右辺第４項以降は係数が無視できるほど小さくなるため、その表記は省略した。

式（１０）と式（１１）の右辺各項の係数をみると、往復動部材４０の揺動運動で発生する慣性力によるＹ軸周りのトルクＮｐ１は、第１項に対応するシャフト部材５０ａ，５０ｂの回転１次成分が支配的であるが、それらは式（６）および式（７）におけるｌｍｒやｍｒを調整して軸部材の遠心力によるＹ軸周りのトルクで相殺させて消去することができる。したがって、周囲を加振する成分としては、式（１０）および式（１１）の右辺第２項以降の高次の項となる。

従来例の容積型機械９２０（図１９、図２０、図２１参照）では、Ｙ軸周りの揺動運動における慣性力によるＹ軸周りのトルクＮｐ２は、往復動部材９４０のＹ軸周りの慣性モーメントをＩｐ２、揺動運動による角加速度をαｐ２とすると、次式（１２）により表わされる。

第２アーム部９５４ａにより球面対偶で支持された外周球面部９４５ａの球心Ｐ２ａのシャフト部材９５０ａの回転軸からの偏位量をｒ２とすると（図２１参照）、球心Ｐ２ａのＸ軸座標ｘ２は、式（１３）により表わされ、球心Ｐ２ａのＺ軸座標をｌ２とすると（図２０参照）、揺動角θｐ２は式（１４）により表わされる。

揺動運動による角加速度αｐ２は、揺動角θｐ２を時間ｔで２回微分して得られるから、θ＝ωｔを用いると、次式（１５）として表わすことができる。これを式（１２）に代入すると、式（１６）を得る。

往復動部材９４０の揺動運動における揺動片振幅角θｍａｘ２は、式（１４）より式（１７）として表わされ、これを式（１４）に代入して式（１８）を得る。揺動片振幅角θｍａｘ２が１５度（０．２６３ｒａｄ）と２５度（０．４３６ｒａｄ）の場合について、式（１８）を式（１６）に代入し、Ｉｐ・ω²で割って正規化した無次元揺動トルクＮｐ２＊を、更にフーリエ級数展開すると式（１９）および式（２０）を得る。なお、式（１９）および式（２０）の右辺第４項以降は係数が無視できるほど小さくなるため、その表記は省略した。

従来例の容積型機械９２０でも、式（１９）と式（２０）の右辺各項の係数をみると、往復動部材９４０の揺動運動で発生する慣性力によるＹ軸周りのトルクＮｐ２は、第１項に対応するシャフト部材９５０ａ，９５０ｂの回転１次成分が支配的であるが、それらは式（６）および式（７）におけるｌｍｒやｍｒを調整して軸部材の遠心力によるＹ軸周りのトルクで相殺させて消去することができる。したがって、周囲を加振する成分としては、式（１９）および式（２０）の右辺第２項以降の高次の項となる。

実施例の容積型機械２０における式（１０）と式（１１）の右辺第２項以降と従来例の容積型機械９２０における式（１９）と式（２０）の右辺第２項以降とを比較すると、実施例の容積型機械２０の方が、揺動片振幅角θｍａｘに拘わらずに、その係数が小さいから、実施例の容積型機械２０の方が、従来例の容積型機械９２０に比して、周囲を加振する加振トルクが小さくなる。

図７および図８は、実施例の容積型機械２０の揺動片振幅角が１５度および２５度のときにおけるシャフト部材５０ａ，５０ｂの回転角θと無次元化した揺動トルクおよび加振トルクとの関係を示す説明図であり、図９および図１０は、従来例の容積型機械９２０の揺動片振幅角が１５度および２５度のときにおけるシャフト部材９５０ａ，９５０ｂの回転角θと無次元化した揺動トルクおよび加振トルクとの関係を示す説明図である。各図の無次元化した揺動トルクにおける破線は、回転１次成分の余弦曲線を示す。したがって、各図の無次元化した加振トルクは、揺動トルクと回転１次成分との差分である。図７と図９との比較においても、図８と図１０との比較においても、実施例の容積型機械２０の方が、従来例の容積型機械９２０に比して、加振トルクが小さいのが解る。

以上説明した実施例の容積型機械２０によれば、シャフト部材５０ａ，５０ｂの回転軸に対して平行な軸線を中心軸とする内周円筒面として形成された第２アーム部５４ａ，５４ｂにより、第１アーム部４４ａ，４４ｂに取り付けられた外周球面部４５ａ，４５ｂの球心Ｐ１ａ，Ｐ１ｂが第２アーム部５４ａ，５４ｂの中心軸線上に拘束されるように第１アーム部４４ａ，４４ｂを支持することにより、従来例の容積型機械９２０に比して周囲を加振する加振トルクを小さくすることができる。この結果、第１アーム部４４ａ，４４ｂのアーム長を短くすることにより揺動片振幅角（最大揺動角）が大きくなったり、ピストン４２ａ，４２ｂの径（ボア径）を小さくすることによりピストンストロークが大きくなって揺動片振幅角（最大揺動角）が大きくなっても、従来例の容積型機械９２０に比して、加振トルクを小さくすることができるから、容積型機械２０の小型化と効率化を図ることができる。これらの結果、より小型でより効率的でより低振動の容積型機械とすることができる。

実施例の容積型機械２０では、第１アーム部４４ａ，４４ｂに外周球面部４５ａ，４５ｂを形成または取り付け固定するものとしたが、図１１の第１変形例に例示するように、第１アーム部１４４ａにより外周球面部１４５ａをアーム軸周りに回転自在に保持するものとしてもよい。図１１（ａ）は上死点（揺動角０度）の状態を図１と同様の方向からみたものであり、図１１（ｂ）は最大揺動角（揺動片振幅角θｍａｘ）のときの状態を図１の上方から見たものである。この場合、図示するように、第１アーム部１４４ａの外周球面部１４５ａを取り付ける部分をアーム軸を中心軸とする円筒形状に形成すると共に、外周球面部１４５ａの内周面を円筒形状に形成し、外周球面部１４５ａと第１アーム部１４４ａの間にコロ１４６ａを介在させて外周球面部１４５ａをアーム軸周りに回転自在とする一方、外周球面部１４５ａのアーム軸方向の両端面にスラストワッシャ１４７ａ，１４８ａを取り付けて外周球面部１４５ａのアーム軸方向への移動を規制するものとすればよい。こうすれば、線接触部である外周球面部１４５ａと第２アーム部５４ａの内周面との間を転がり対偶として耐久性を向上させ、機械摩擦損失を小さくすることができる。

実施例の容積型機械２０では、第１アーム部４４ａ，４４ｂの外周球面部４５ａ，４５ｂを内周円筒面として形成された第２アーム部５４ａ，５４ｂにより摺動自在に保持するものとしたが、図１２の第２変形例に例示するように、第１アーム部４４ａの外周球面部４５ａを内周球面部１５５ａを介して第２アーム部１５４ａで支持するものとしてもよい。図１２（ａ）は上死点（揺動角０度）の状態を図１と同様の方向から見たものであり、図１２（ｂ）は最大揺動角（揺動片振幅角θｍａｘ）のときの状態を図１の上方から見たものである。この場合、第２アーム部１５４ａの内周円筒面で内周球面部１５５ａの外周円筒面を円周方向とアーム軸方向に摺動自在に保持すると共に、内周球面部１５５ａにより第１アーム部４４ａの外周球面部４５ａを球面対偶で保持すればよい。こうすれば、外周球面部４５ａを内周球面部１５５ａで保持するから、第１アーム部４４ａと第２アーム部１５４ａとの力の授受を面接触によって行なうことができ、支持構造における耐久性を向上させることができる。第２変形例に前述した第１変形例の内容を組み合わせると、図１３に示す第３変形例となる。図１３（ａ）は上死点（揺動角０度）の状態を図１と同様の方向からみたものであり、図１３（ｂ）は最大揺動角（揺動片振幅角θｍａｘ）のときの状態を図１の上方からみたものである。このように、第１変形例と第２変形例とを組み合わせて第３変形例とすれば、機械摩擦損失が小さく、支持構造の耐久性が一層優れたものとすることができる。

図１２の第２変形例や図１３の第３変形例では、内周球面部１５５ａの第１アーム部４４ａ，１４４ａ側の端面をシャフト軸５０ａの回転軸に直交する平面と平行となるように形成したが、図１４の第４変形例に例示するように、内周球面部２５５ａの端面を、シャフト部材５０ａの回転軸回りの内周側が外周側より第１アーム部１４４ａから離れるようにその回転軸に対して斜めの斜面により形成するものとしてもよい。図１４（ａ）は上死点（揺動角０度）の状態を図１と同様の方向からみたものであり、図１４（ｂ）は最大揺動角（揺動片振幅角θｍａｘ）のときの状態を図１の上方からみたものである。第４変形例では、内周球面部２５５ａは、第２アーム部２５４ａの内周円筒面に対してその軸方向への移動は可能であるが、その中心軸周りの回転は不能なように内周円筒面に取り付けられている。この取り付けは、例えば内周円筒面と内周球面部２５５ａとを軸方向に摺動可能なスプライン嵌合などにより行なうことができる。このように、内周球面部２５５ａの端面を斜面により形成することにより、最大揺動角（揺動片振幅角のとき）に至ったときに第１アーム部１４４ａと内周球面部２５５ａのシャフトの回転軸回りの内周側とが当接して干渉するのを抑制することができ、往復動部材４０の最大揺動角をより大きくすることができる。ここで、第４変形例では、内周球面部２５５ａの端面を斜面により形成するものとしたが、内周球面部２５５ａの端面のうち揺動により当接して干渉する部分だけ第１アーム部４４ａから離れるように形成するものとしてもよい。なお、第４変形例では、第２アーム部２５４ａの内周円筒面の第１アーム部１４４ａ側の端面を内周球面部２５５ａと同様に斜面により形成するものとしたが、シャフト軸５０ａの回転軸に直交する平面と平行となるように形成するものとしても差し支えない。

実施例の容積型機械２０では、第１アーム部４４ａ，４４ｂに外周球面部４５ａ，４５ｂを形成または取り付け固定するものとしたが、図１５の第５変形例に例示するように、第２アーム部３５４ａに外周球面部３５５ａ取り付けるものとしてもよい。図１５（ａ）は上死点（揺動角０度）の状態を図１と同様の方向から見たものであり、図１５（ｂ）は最大揺動角（揺動片振幅角θｍａｘ）のときの状態を図１の上方から見たものである。この場合、外周円筒面として第２アーム部３５４ａを形成すると共に第２アーム部３５４ａに内周円筒面の外周球面部３５５ａを第２アーム部３５４ａのアーム軸方向に摺動自在に保持し、外周球面部３５５ａを回転自在に保持する内面球面部３４６ａを取付部材３４５ａにより第１アーム部３４４ａのアーム軸方向に移動不能に取り付けたものとしてもよい。この第５変形例でも球心Ｐ１ａ（特定点Ｐ１ａ）は、シャフト部材５０ａの回転軸と平行な軸線上、即ち、第２アーム部３５４ａの中心軸線上に移動可能に拘束されているから、実施例の容積型機械２０と同様の効果を奏する。この場合、図１６の第６変形例に例示するように、第１アーム部４４４ａにおける内周球面部４４６ａの外周を円筒面となるように形成し、内周球面部４４６ａの外周面と取付部材４４５ａの内周面との間にコロ４４７ａを介在させて内周球面部４４６ａの第１アーム部４４４ａのアーム軸周りの回転を自在なものとしてもよい。なお、図１６（ａ）は上死点（揺動角０度）の状態を図１と同様の方向から見たものであり、図１６（ｂ）は最大揺動角（揺動片振幅角θｍａｘ）のときの状態を図１の上方から見たものである。

実施例の容積型機械２０では、第１アーム部４４ａ，４４ｂに外周球面部４５ａ，４５ｂを形成または取り付け固定し、第２アーム部５４ａ，５４ｂの内周円筒面で外周球面部４５ａ，４５ｂを摺動自在に保持するものとしたが、図１７の第７変形例に例示するように、外周球面部を用いないものとしてもよい。図１７（ａ）は上死点（揺動角０度）の状態を図１と同様の方向から見たものであり、図１７（ｂ）は最大揺動角（揺動片振幅角θｍａｘ）のときの状態を図１の上方から見たものである。図１８は、図１７（ａ）のＡ−Ａ断面を示す断面図である。第７変形例では、第２アーム部５５４ａは、内周円筒面となるよう形成されている。第１アーム部５４４ａは、往復動部材４０の往復運動方向（図１の上下方向、図１７（ａ）の上下方向）に垂直な２平面を有する略樽型のヒンジ部５４５ａが形成または取り付け固定されており、第２アーム部５５４ａの内周円筒面に摺動可能に配置された円筒環状の円筒部材５４８ａと、ヒンジ部５４５ａの２平面に摺動可能に接触すると共に円筒部材５４８ａと一体化された一対の摺動部材５４６ａとを有する。一対の摺動部材５４６ａは、ヒンジ部５４５ａに対してその中心軸を貫通するピン５４７ａ周りに揺動できるが、円筒部材５４８ａに対しては円筒部材５４８ａの中心軸方向への移動ができないようにその両端で一対の止め輪５４９ａにより支持されている。こうした第７変形例の支持構造では、第１アーム部５４４ａに形成または取り付け固定されたヒンジ部５４５ａは円筒部材５４８ａに対してピン５４７ａを揺動軸として揺動可能であり、、且つ、円筒部材４８５ａは第２アーム部５５４ａの内周円筒面に対してアーム軸周りに摺動可能であることから、ヒンジ部５４５ａは、その中央（ピン５４７ａの中央）の特定点Ｐ１ａがシャフト部材５０ａの回転軸と平行な軸線上（第２アーム部５５４ａの中心軸線上）に移動可能に拘束されるが、第２アーム部５５４ａに対して回転と揺動が自在となるため、実施例の容積型機械２０と同様に、往復動部材４０の揺動運動を伴う往復運動によって第２アーム部５５４ａに保持されながら公転運動を行なうことができる。したがって、こうした第７変形例でも実施例の容積型機械２０と同様の効果を奏することができる。

こうした各変形例のように、第２アーム部による第１アーム部の支持構造は、第１アーム部の予め特定された特定点がシャフト部材の回転軸と平行な軸線上に移動可能に拘束されるものであれば、如何なる支持構造としてもよいのである。

実施例の容積型機械２０やその変形例では、いずれも、一対のシャフト部材５０ａ，５０ｂに取り付けられた一対の電動機７０ａ，７０ｂによりシャフト部材５０ａ，５０ｂを逆回転駆動することにより、往復動部材４０に往復運動と揺動運動を生じさせて作動室６２ａ，６２ｂの容積変化を生じさせる機械（圧縮機）としたが、作動室６２ａ，６２ｂに圧力流体を供給することにより、往復動部材４０に往復運動と揺動運動を生じさせて一対のシャフト部材５０ａ，５０ｂに回転駆動力を生じさせる機械（エンジン）としてもよい。

実施例の容積型機械２０やその変形例では、一対のピストン４２ａ，４２ｂと一対の作動室６２ａ，６２ｂとを備えるものとしたが、単一のピストンと単一の作動室とを備えるものとしても差し支えない。

以上、本発明を実施するための形態について実施例を用いて説明したが、本発明はこうした実施例に何等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内において、種々なる形態で実施し得ることは勿論である。

本発明は、容積型機械の製造産業などに利用可能である。

２０，９２０容積型機械、２２，９２２ケース、３０，９３０案内円筒部材、４０，９４０往復動部材、４２ａ，４２ｂ，９４２ａ，９４２ｂピストン、４４ａ，４４ｂ，１４４ａ，３４４ａ，４４４ａ，５４４ａ，９４４ａ，９４４ｂ第１アーム部、４５ａ，４５ｂ，１４５ａ，９４５ａ外周球面部、５０ａ、５０ｂシャフト部材、５１ａ，５１ｂ，５２ａ，５２ｂボールベアリング、５４ａ，５４ｂ，１５４ａ，２５４ａ，３５４ａ，５５４ａ，９５４ａ，９５４ｂ第２アーム部、５８ａ，５８ｂ主ウエイトバランス、５９ａ，５９ｂ副ウエイトバランス、６０作動流体空間、６２ａ，６２ｂ作動室、６３ａ，６３ｂ流体流路、６４ａ，６４ｂ吸入弁、６５ａ，６５ｂ隔壁、６６ａ，６６ｂ高圧室、６７ａ，６７ｂ吐出弁、６８ａ，６８ｂ流出管、７０ａ，７０ｂ電動機、１４６ａ，４４７ａコロ、１４７ａ，１４８ａスラストワッシャ、１５５ａ，２５５ａ内周球面部、３４５ａ，４４５ａ取付部材、３４６ａ，４４６ａ内周球面部、３５５ａ外周球面部、５４５ａヒンジ部、５４６ａ摺動部材、５４７ａピン、５４８ａ円筒部材、５４９ａ止め輪。

Claims

円筒状の案内円筒部材と、
前記案内円筒部材の内周面に案内されて該案内円筒部材の中心軸方向に往復運動すると共に該中心軸回りに搖動運動するピストン部と前記案内円筒部材の中心軸に直交すると共に該中心軸に対して対称となるよう前記ピストン部に取り付けられた一対の第１アーム部とを有する往復動部材と、
前記案内円筒部材の中心軸に直交すると共に前記中心軸に対して対称となるよう配置された一対のシャフト部材と、
前記一対のシャフト部材の回転軸から偏位した位置で前記一対の第１アーム部を各々支持するよう該一対のシャフト部材に取り付けられた一対の第２アーム部と、
前記ピストン部の往復運動に伴って容積変化が生じる作動室と、
を備える容積型機械において、
前記第２アーム部は、前記第１アーム部において予め定められた特定点が前記シャフト部材の回転軸に対して平行な軸線上に移動可能に拘束されるよう支持し、
前記第１アーム部は、球心を前記特定点とする外周球面部を有し、
前記第２アーム部は、前記シャフト部材の回転軸に対して平行な軸線上に配置され前記外周球面部を摺動自在に保持する内周円筒部を有する、
容積型機械。
円筒状の案内円筒部材と、
前記案内円筒部材の内周面に案内されて該案内円筒部材の中心軸方向に往復運動すると共に該中心軸回りに搖動運動するピストン部と前記案内円筒部材の中心軸に直交すると共に該中心軸に対して対称となるよう前記ピストン部に取り付けられた一対の第１アーム部とを有する往復動部材と、
前記案内円筒部材の中心軸に直交すると共に前記中心軸に対して対称となるよう配置された一対のシャフト部材と、
前記一対のシャフト部材の回転軸から偏位した位置で前記一対の第１アーム部を各々支持するよう該一対のシャフト部材に取り付けられた一対の第２アーム部と、
前記ピストン部の往復運動に伴って容積変化が生じる作動室と、
を備える容積型機械において、
前記第２アーム部は、前記第１アーム部において予め定められた特定点が前記シャフト部材の回転軸に対して平行な軸線上に移動可能に拘束されるよう支持し、
前記第１アーム部は、球心を前記特定点とする外周球面部を有し、
前記第２アーム部は、前記外周球面部を保持すると共に前記シャフト部材の回転軸に対して平行な軸線上に移動する内周球面部を有する、
容積型機械。
請求項２記載の容積型機械であって、
前記内周球面部は、外周が円筒状に形成されており、
前記第２アーム部は、前記内周球面部を前記シャフト部材の回転軸に対して平行な軸線上に移動可能に保持する内周円筒部を有する、
容積型機械。
請求項３記載の容積型機械であって、
前記内周球面部は、前記シャフト部材の回転軸回りの内周側が外周側より前記第１アーム部から離れるように形成されており、
前記内周円筒部は、前記内周球面部を前記シャフト部材の回転軸に対して平行な軸回りに回転不能に保持する、
容積型機械。
請求項１ないし４のうちのいずれか１つの請求項に記載の容積型機械であって、
前記外周球面部は、前記第１アーム部の中心軸回りに回転自在に且つ該中心軸方向には移動不能に支持されている、
容積型機械。
円筒状の案内円筒部材と、
前記案内円筒部材の内周面に案内されて該案内円筒部材の中心軸方向に往復運動すると共に該中心軸回りに搖動運動するピストン部と前記案内円筒部材の中心軸に直交すると共に該中心軸に対して対称となるよう前記ピストン部に取り付けられた一対の第１アーム部とを有する往復動部材と、
前記案内円筒部材の中心軸に直交すると共に前記中心軸に対して対称となるよう配置された一対のシャフト部材と、
前記一対のシャフト部材の回転軸から偏位した位置で前記一対の第１アーム部を各々支持するよう該一対のシャフト部材に取り付けられた一対の第２アーム部と、
前記ピストン部の往復運動に伴って容積変化が生じる作動室と、
を備える容積型機械において、
前記第２アーム部は、前記第１アーム部において予め定められた特定点が前記シャフト部材の回転軸に対して平行な軸線上に移動可能に拘束されるよう支持し、
前記第１アーム部は、球心を前記特定点とする内周球面部を有し、
前記第２アーム部は、前記内周球面部に保持され、前記シャフト部材の回転軸に対して
平行な軸線上に移動可能な外周球面部を有する、
容積型機械。
請求項６記載の容積型機械であって、
前記内周球面部は、前記第１アーム部の中心軸回りに回転自在に且つ該中心軸方向には移動不能に支持されている、
容積型機械。
円筒状の案内円筒部材と、
前記案内円筒部材の内周面に案内されて該案内円筒部材の中心軸方向に往復運動すると共に該中心軸回りに搖動運動するピストン部と前記案内円筒部材の中心軸に直交すると共に該中心軸に対して対称となるよう前記ピストン部に取り付けられた一対の第１アーム部とを有する往復動部材と、
前記案内円筒部材の中心軸に直交すると共に前記中心軸に対して対称となるよう配置された一対のシャフト部材と、
前記一対のシャフト部材の回転軸から偏位した位置で前記一対の第１アーム部を各々支持するよう該一対のシャフト部材に取り付けられた一対の第２アーム部と、
前記ピストン部の往復運動に伴って容積変化が生じる作動室と、
を備える容積型機械において、
前記第２アーム部は、前記第１アーム部において予め定められた特定点が前記シャフト部材の回転軸に対して平行な軸線上に移動可能に拘束されるよう支持し、
前記第２アーム部は、内周円筒面として形成されており、
前記第１アーム部は、往復動部材の往復運動方向に対して垂直な２平面を有する略樽型のヒンジ部と、前記ヒンジ部の２平面に摺動可能に接触すると共に前記第２アーム部の内周円筒面に摺動可能に接触し且つ前記ヒンジ部の中心軸に配設されたピンにより前記ヒンジ部と一体とされる摺動部と、を有する
容積型機械。
請求項１ないし８のうちのいずれか１つの請求項に記載の容積型機械であって、
前記ピストン部は、前記一対の第１アーム部を挟んで対称に２つのピストンを有し、
前記作動室は、前記２つのピストンの各々に対応するよう２つ形成されている、
容積型機械。