JP6948709B2

JP6948709B2 - 容積型機械

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Publication number: JP6948709B2
Application number: JP2018015497A
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: 2018-01-31
Filing date: 2018-01-31
Publication date: 2021-10-13
Anticipated expiration: 2038-01-31
Also published as: EP3748160A1; JP2019132203A; WO2019151120A1; EP3748160A4

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１７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る。なお、従来例の容積型機械９２０は、後述する本発明の第１実施例の容積型機械２０との比較のため、同様の構成とした。

従来例の容積型機械９２０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９３０ａ，９３０ｂと、この案内円筒部材９３０ａ，９３０ｂ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９３０ａ，９３０ｂ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９３０ａ，９３０ｂ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に隔壁９６５ａ，９６５ｂを介して隣接する一対の高圧室９６６ａ、９６６ｂと、一対のシャフト部材９５０ａ，９５０ｂにそれぞれ取り付けられた一対の電動機９７０ａ，９７０ｂと、これらを収納するケース９２２と、を備える。

往復動部材９４０には、その中央に案内円筒部材９３０ａ，９３０ｂの中心軸（Ｙ軸）に直交する貫通孔９４１ａが形成された取付部９４１が形成されている。取付部９４１の貫通孔９４１ａには、円柱形状に形成された一対の第１アーム部９４４ａ，９４４ｂが隙間なく嵌挿され、取付部９４１と一対の第１アーム部９４４ａ，９４４ｂは、案内円筒部材９３０ａ，９３０ｂの中心軸（Ｙ軸）と一対の第１アーム部９４４ａ，９４４ｂの中心軸との交点で両中心軸に直交するよう嵌挿されたピン部材９４６によって取り付け固定されている。第１アーム部９４４ａ，９４４ｂ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９４５ａ，９４５ｂが形成または取り付け固定されている。

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の圧力よりも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。

シャフト部材９５０ａ，９５０ｂは、ボールベアリング９５１ａ，９５１ｂ，９５２ａ，９５２ｂ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９４０の第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。この第２アーム部９５４ａ，９５４ｂは、シャフト部材９５０ａ，９５０ｂ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９４４ａ，９４４ｂの外周球面部９４５ａ，９４５ｂを摺動可能に収納する。ここで、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は若干のシャフト部材９５０ａ，９５０ｂの軸方向への往復運動を伴って公転運動し、往復動部材９４０は揺動運動を伴う往復運動を行なう。図１８は、揺動運動を伴って往復運動する往復動部材９４０の状態を示す説明図であり、図１９は、揺動運動を伴って往復運動する往復動部材９４０を図１７中上方から見た説明図である。図１８，図１９の（ａ）〜（ｅ）は、往復動部材９４０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９５０ａ，９５０ｂが９０度回転するごとの状態である。往復動部材９４０は、図示するように、図１８（ｂ）で上死点、図１８（ｄ）で下死点となる振幅２εの往復運動を行なうと共に、図１９（ａ），（ｅ）で反時計回りの揺動片振幅角θｍａｘ、図１９（ｃ）で時計回りの揺動片振幅角θｍａｘの揺動運動を行なう。図１８において、前側の外周球面部９４５ａは反時計回りに公転運動を行ない、後ろ側の外周球面部９４５ｂ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９５０ａは反時計回りに回転すると共にシャフト部材９５０ｂは時計回りに回転する。

シャフト部材９５０ａ，９５０ｂの一端部には、その遠心力の方向が第２アーム部９５４ａ，９５４ｂ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９５８ａ，９５８ｂが取り付けられており、シャフト部材９５０ａ，９５０ｂの他端部（往復動部材９４０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。

従来例の容積型機械９２０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。

特開２０１６−０１７５１３号公報

しかしながら、上述の容積機械９２０では、僅かな製造誤差により摩擦抵抗が大きくなったり動作しなくなる場合が生じる。シャフト部材９５０ａの回転軸とシャフト部材９５０ｂの回転軸に製造誤差による僅かなズレ、例えば図１７におけるＹ軸方向のズレや図１７のＹ軸及びＺ軸と直交するＸ軸方向のズレが生じると、このズレにより往復動部材９４０の中心軸が傾いたり案内円筒部材９３０ａ，９３０ｂの共通中心軸から偏位したりして、ピストン９４２ａ，９４２ｂと案内円筒部材９３０ａ，９３０ｂとの摩擦抵抗が増大し、その大きさによっては動作しなくなってしまう。こうした動作不良は、シャフト部材９５０ａやシャフト部材９５０ｂの組み付け時による誤差以外にもシャフト部材９５０ａ，９５０ｂの第２アーム部偏位量の製造誤差に基づいても発生する。

本発明の容積型機械は、一対のシャフト部材の回転軸間のズレや第２アーム部偏位量等の製造誤差等が生じていてもスムーズに動作するように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該中心軸に対して対称となるように前記往復動部材に取り付けられた一対の第１アーム部と、
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、
前記一対の第１アーム部と前記ピストン部は、前記一対の第１アーム部の中心軸と前記ピストン部の中心軸とのなす角が９０度を中心として所定微小角だけ変位可能に、且つ、前記一対の第１アーム部が前記ピストン部の中心軸に対して直交する方向に所定微小距離だけ平行移動可能に、取り付けられている、
ことを特徴とする。

本発明の容積型機械では、一対の第１アーム部とピストン部は、一対の第１アーム部の中心軸とピストン部の中心軸とのなす角が９０度を中心として所定微小角だけ変位可能に取り付けられていると共に、一対の第１アーム部がピストン部の中心軸に対して直交する方向に所定微小距離だけ平行移動可能に取り付けられている。

いま、一対のシャフト部材の回転軸に製造誤差または組み付け誤差などにより一方のシャフト部材の回転軸が他方のシャフト部材の回転軸に対して案内円筒部材の中心軸方向に若干のズレが生じているときを考える。この場合、一方のシャフト部材の回転軸と他方のシャフト部材の回転軸とのズレにより、一対の第１アーム部は案内円筒部材の中心軸に対して直交する角度（９０度）から僅かな角度だけ傾く。しかし、本発明の容積型機械では、一対の第１アーム部とピストン部は、一対の第１アーム部の中心軸とピストン部の中心軸とのなす角が９０度を中心として所定微小角だけ変位可能に取り付けられているから、これを許容する。このため、往復動部材は、一方のシャフト部材の回転軸と他方のシャフト部材の回転軸に若干のズレが生じていても、案内円筒部材の中心軸から傾くことはない。

次に、一対のシャフト部材の回転軸に製造誤差または組み付け誤差などにより一方のシャフト部材の回転軸が他方のシャフト部材の回転軸に対して案内円筒部材の中心軸に直交すると共に一対のシャフト部材の回転軸に直交する方向に若干のズレが生じているときを考える。この場合、一方のシャフト部材の回転軸と他方のシャフト部材の回転軸とのズレにより、一対の第１アーム部は案内円筒部材の中心軸に対して直交する方向に僅かに平行移動する。しかし、本発明の容積型機械では、一対の第１アーム部とピストン部は一対の第１アーム部がピストン部の中心軸に対して直交する方向に所定微小距離だけ平行移動可能に取り付けられているから、これを許容する。このため、往復動部材は、一方のシャフト部材の回転軸と他方のシャフト部材の回転軸に若干のズレが生じていても、案内円筒部材の中心軸から半径方向に偏位することはない。

これらの結果、本発明の容積型機械では、一対のシャフト部材に製造誤差または組み付け誤差などが生じても、往復動部材が案内円筒部材の中心軸から傾いたり偏位したりするのを抑止することができる。この結果、往復動部材が案内円筒部材の中心軸から傾いたり偏位したりすることによって生じる不都合（摩擦抵抗の増大や動作不能）を回避することができる。

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。また、１つのピストンのみを有し、作動室も１つだけ形成されているものとすることもできる。

本発明の容積型機械において、前記一対の第１アーム部は円柱部材により形成されており、前記ピストン部は前記一対の第１アーム部の直径より大きな直径の貫通孔を有し、前記一対の第１アーム部は前記ピストン部の前記貫通孔に貫通した状態で前記一対の第１アーム部の中心軸と前記ピストン部の中心軸の交点を両中心軸に対して直交する方向から貫くピン部材により該ピン部材が軸方向に摺動可能に取り付けられているものとしてもよい。こうすれば、一対の第１アーム部を、ピストン部に、一対の第１アーム部の中心軸とピストン部の中心軸とのなす角が９０度を中心として所定微小角だけ変位可能に、且つ、一対の第１アーム部がピストン部の中心軸に対して直交する方向に所定微小距離だけ平行移動可能に取り付けらることができる。

本発明の容積型機械において、前記一対の第１アーム部と前記ピストン部とを取り付ける取付部材を有し、前記取付部材は、前記ピストン部については該ピストン部との取り付けを行なう第１取付位置において前記一対の第１アーム部が前記ピストン部の中心軸に対して直交する方向に所定微小距離だけ平行移動可能となるように取り付け、前記一対の第１アーム部については該一対の第１アーム部との取り付けを行なう第２取付位置において前記一対の第１アーム部の中心軸が揺動可能となるように取り付けられているものとしてもよい。この場合でも、一対の第１アーム部は案内円筒部材の中心軸に対して直交する角度（９０度）から僅かな角度だけ傾くことを許容すると共に、一対の第１アーム部は案内円筒部材の中心軸に対して直交する方向に僅かに平行移動するのを許容するから、一対のシャフト部材に製造誤差または組み付け誤差などが生じても、往復動部材が案内円筒部材の中心軸から傾いたり偏位したりするのを抑止することができる。この場合、前記取付部材は、前記ピストン部については前記第１取付位置において前記一対の第１アーム部と平行な軸を回転軸とする第１ピン部材により取り付けられており、前記一対の第１アーム部については前記第２取付位置において前記一対の第１アーム部の中心軸と前記ピストン部の中心軸とに対して直交する方向を軸とする第２ピン部材により取り付けられているものとしてもよい。

本発明の容積型機械において、前記一対の第２アーム部と同期して前記一対のシャフト部材に対して公転すると共に公転に伴って自転し、前記往復動部材が上死点および下死点に位置するときには前記一対の第１アーム部の前記往復動部材の中心軸方向以外への微小移動を規制し、前記往復動部材が上死点および下死点から９０度だけ位相が異なる点に位置するときには前記一対の第１アーム部の前記往復動部材の中心軸と直交する方向以外への微小移動を規制する機構である規制機構を備えるものとしてもよい。この場合、復動部材が上死点および下死点に位置するときには一対の第１アーム部の往復動部材の中心軸方向への微小移動は許容されるから、一対の第１アーム部の一方が往復動部材の中心軸方向の一方に微小移動し、一対の第１アーム部の他方が往復動部材の中心軸方向の他方に微小移動するときを考えれば、一対の第１アーム部は案内円筒部材の中心軸に対して直交する角度（９０度）から僅かな角度だけ傾くことを許容するものとなる。また、往復動部材が上死点および下死点から９０度だけ位相が異なる点に位置するときには一対の第１アーム部の往復動部材の中心軸と直交する方向への微小移動は許容されるから、一対の第１アーム部は案内円筒部材の中心軸に対して直交する方向に僅かに平行移動するのを許容するものとなる。そして、これらの以外の方向への微小移動を規制するから、復動部材が上死点および下死点に位置するときでも上死点および下死点から９０度だけ位相が異なる点に位置するときでも、一対のシャフト部材の同方向の回転運動を規制するものとなる。このため、一対の第１アーム部は案内円筒部材の中心軸に対して直交する角度（９０度）から僅かな角度だけ傾くことを許容したり、一対の第１アーム部は案内円筒部材の中心軸に対して直交する方向に僅かに平行移動するのを許容したりするための機構に若干過剰な隙間等が生じていても、これによるガタの発生を抑制することができる。この場合、前記規制機構は、前記一対の第１アーム部に該一対の第１アーム部の中心軸周りに回転自在に取り付けられると共に前記一対の第２アーム部に取り付けられ、前記往復動部材が上死点および下死点に位置するときに前記往復動部材の中心軸方向に突出する一対の凸部が形成された一対の公転部材と、前記一対の公転部材の前記一対の凸部が凸方向に移動可能に前記一対の凸部を保持すると共に前記往復動部材に回転摺動可能に取り付けられた摺動部材と、を備えるものとしてもよい。

本発明の容積型機械において、前記一対のシャフト部材が同期して逆回転するように前記一対のシャフト部材に連結するギヤ機構を備えるものとしてもよい。こうすれば、一対の第１アーム部は案内円筒部材の中心軸に対して直交する角度（９０度）から僅かな角度だけ傾くことを許容したり、一対の第１アーム部は案内円筒部材の中心軸に対して直交する方向に僅かに平行移動するのを許容したりするための機構に若干過剰な隙間等が生じていても、これによるガタの発生を抑制することができる。この場合、前記ギヤ機構は、前記一対の第２アーム部に取り付けられた一対の第１傘歯歯車と、前記一対のシャフト部の中心軸と直交する軸を回転軸とし前記一対の第１傘歯歯車と噛合する第２傘歯歯車と、を備えるものとしてもよい。こうすれば、一対のシャフト部材の一方に作用する動力を他方に分配することができるから、一対のシャフト部材の一方にのみ電動機や発電機などを取り付けることができる。更に、この場合前記第２傘歯歯車は、前記往復動部材の中心軸と直交する軸を回転軸とする一対の傘歯歯車であるものとしてもよい。

本発明の第１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。取付部４１に一対の第１アーム部４４ａ，４４ｂが取り付けられている部分を拡大して示す部分拡大説明図である。本発明の第２実施例の容積型機械１２０の構成の概略を示す構成図である。図３のＸＹ平面における一対のアーム部材１４４ａ，１４４ｂの取り付け構造部分を示す説明図である。本発明の第３実施例の容積型機械２２０の構成の概略を示す構成図である。図５におけるアーム部材２４４ａを含む一部を拡大して示す拡大説明図である。一対の公転部材２９０ａ，２９０ｂと一対の第２アーム部２５４ａ，２５４ｂへの取り付け構造に用いる部品とを分解して示す分解斜視図である。図６のＡ−Ａ面の断面を示す断面図である。図６のＢ−Ｂ面の断面を示す断面図である。筒部２９１に形成された一対の凸部２９３ａ，２９３ｂを取付部２４１に取り付ける部分の構成の概略を示す部分構成図である。往復動部材２４０が上死点および下死点から９０度だけ位相が異なる点に位置するときの一対の第１アーム部２４４ａ，２４４ｂを中心とする部材をＸＺ平面で見た説明図である。変形例の容積型機械３２０の構成の概略を示す構成図である。本発明の第４実施例の容積型機械４２０の構成の概略を示す構成図である。往復動部材４４０が上死点および下死点から９０度だけ位相が異なる点に位置するときの一対の第１アーム部４４４ａ，４４４ｂおよび一対の第２アーム部４５４ａ，４５４ｂを中心とする部材をＸＺ平面で見た説明図である。変形例の容積型機械５２０の構成の概略を示す構成図である。変形例の容積型機械５２０の往復動部材４４０が上死点および下死点から９０度だけ位相が異なる点に位置するときの一対の第１アーム部４４４ａ，４４４ｂおよび一対の第２アーム部４５４ａ，４５４ｂを中心とする部材をＸＺ平面で見た説明図である。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。揺動運動を伴って往復運動する往復動部材９４０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９４０を図１７中上方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、本発明の第１実施例の容積型機械２０の構成の概略を示す構成図である。第１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一対の案内円筒部材３０ａ，３０ｂと、この案内円筒部材３０ａ，３０ｂ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３０ａ，３０ｂの共通中心軸回り（Ｙ軸周り）に揺動運動する往復動部材４０と、案内円筒部材３０ａ，３０ｂ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。なお、第１実施例では、Ｙ軸およびＺ軸の交点で直交する軸をＸ軸と称し、第２実施例以降でも同様に称する。

往復動部材４０には、その中央に一対の第１アーム部４４ａ，４４ｂを取り付ける取付部４１が形成されている。図２に取付部４１に一対の第１アーム部４４ａ，４４ｂが取り付けられている部分を拡大して示す。取付部４１には、案内円筒部材３０ａ，３０ｂの共通中心軸（Ｙ軸）に直交する貫通孔４１ａが形成されている。貫通孔４１ａは、一対の第１アーム部４４ａ，４４ｂの直径より若干大きい直径となるように形成されており、この貫通孔４１ａに円柱形状に形成された一対の第１アーム部４４ａ，４４ｂが若干の隙間をもって嵌挿されている。取付部４１と一対の第１アーム部４４ａ，４４ｂは、案内円筒部材３０ａ，３０ｂの共通中心軸（Ｙ軸）と一対の第１アーム部４４ａ，４４ｂの中心軸との交点に両中心軸に直交する方向に嵌挿されたピン部材４６によってピン部材４６の軸方向に摺動自在に軸回りに回転自在に取り付けられている。第１アーム部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４４ａ，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。往復動部材４０は、従来例の容積型機械９２０の往復動部材９４０と同様に、図１８（ｂ）で上死点、図１８（ｄ）で下死点となる振幅２εの往復運動を行なうと共に、図１９（ａ），（ｅ）で反時計回りの揺動片振幅角θｍａｘ、図１９（ｃ）で時計回りの揺動片振幅角θｍａｘの揺動運動を行なう。図１８において、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。

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第１実施例の容積型機械２０でも上述した図１７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。

いま、第１実施例の容積型機械２０において、シャフト部材５０ａの回転軸とシャフト部材５０ｂの回転軸間のズレや第２アーム部偏位量等の製造誤差などにより第２アーム部５４ａ，５４ｂ間で図１におけるＹ軸方向に僅かなズレが生じているときを考える。このとき、一対の第１アーム部４４ａ，４４ｂは図２の破線に示すように往復動部材４０の中心軸に対して直交する角度（９０度）から僅かな角度だけ傾く。しかし、往復動部材４０に形成された取付部４１の貫通孔４１ａの直径が一対の第１アーム部４４ａ，４４ｂの直径より僅かに大きくなるように形成されているから、貫通孔４１ａと一対の第１アーム部４４ａ，４４ｂとには僅かな空間が生じ、一対の第１アーム部４４ａ，４４ｂが直交する角度（９０度）から僅かな角度だけ傾くのを許容する。このため、往復動部材４０は、シャフト部材５０ａの回転軸とシャフト部材５０ｂの回転軸間のズレや第２アーム部偏位量等の製造誤差などにより第２アーム部５４ａ，５４ｂ間で図１におけるＹ軸方向に僅かなズレが生じていても、案内円筒部材３０ａ，３０ｂの共通中心軸から傾くことはない。

次に、第１実施例の容積型機械２０において、シャフト部材５０ａの回転軸とシャフト部材５０ｂの回転軸間のズレや第２アーム部偏位量等の製造誤差により第２アーム部５４ａ，５４ｂ間で図１におけるＹＺ平面に直交するＸ軸方向位置の絶対値に僅かなズレが生じているときを考える。このとき、一対の第１アーム部４４ａ，４４ｂは往復動部材４０の中心軸に対して直交する方向（ピン４６の軸方向）に僅かに平行移動する。しかし、往復動部材４０に形成された取付部４１の貫通孔４１ａの直径が一対の第１アーム部４４ａ，４４ｂの直径より僅かに大きくなるように形成されていると共にピン４６は軸方向に摺動可能に取り付けられているから、一対の第１アーム部４４ａ，４４ｂの直交する方向への僅かな移動を許容する。このため、往復動部材４０は、シャフト部材５０ａの回転軸とシャフト部材５０ｂの回転軸間のズレや第２アーム部偏位量等の製造誤差などにより第２アーム部５４ａ，５４ｂ間で図１におけるＸ軸方向位置の絶対値に僅かなズレが生じていても、案内円筒部材３０ａ，３０ｂの共通中心軸から平行移動して偏位することはない。

実際には、上記の第２アーム部５４ａ，５４ｂ間の正常な位置関係からのズレは、図１におけるＹ軸方向のズレとＸ軸方向のズレとが同時に生じるものとなる。この場合、上述したＹ軸方向のズレに対する動作とＸ軸方向のズレに対する動作とを組み合わせることにより対処することができるから、第１実施例の容積型機械２０では、往復動部材４０が案内円筒部材３０ａ，３０ｂの共通中心軸から傾くことも偏位することもない。なお、第１実施例では、第１アーム部４４ａ，４４ｂの上記の僅かな傾斜量や平行移動量を十分吸収できる大きさに貫通孔４１ａの直径が設計される。

以上説明した第１実施例の容積型機械２０では、往復動部材４０の中央に一対の第１アーム部４４ａ，４４ｂの直径より若干大きい直径の貫通孔４１ａを形成した取付部４１を形成し、貫通孔４１ａに一対の第１アーム部４４ａ，４４ｂが若干の隙間をもって嵌挿し、取付部４１と一対の第１アーム部４４ａ，４４ｂを往復動部材４０の中心軸と一対の第１アーム部４４ａ，４４ｂの中心軸との交点で両中心軸に直交する軸を有するピン部材４６によってピン部材４６が軸方向に摺動自在に且つ軸回りに回転自在に取り付ける。これにより、シャフト部材５０ａの回転軸とシャフト部材５０ｂの回転軸間のズレや第２アーム部偏位量のズレなどが生じても、往復動部材１４０が案内円筒部材３０ａ，３０ｂの共通中心軸から傾くことも偏位することも抑止することができる。この結果、往復動部材４０が案内円筒部材３０ａ，３０ｂの共通中心軸から傾いたり偏位したりすることによって生じる不都合（摩擦抵抗の増大や動作不能）を回避することができる。

次に、本発明の第２実施例の容積型機械１２０について説明する。図３は、本発明の第２実施例の容積型機械１２０の構成の概略を示す構成図である。第２実施例の容積型機械１２０は、第１実施例の容積型機械２０と同様に、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いる。第２実施例の容積型機械１２０は、一対のアーム部材１４４ａ，１４４ｂの取り付け構造が異なる点、第１実施例の容積型機械２０が備える図１中下方の案内円筒部材３０ｂ，ピストン４２ｂ，作動室６２ｂ，流体流路６３ｂ，吸入弁６４ｂ，隔壁６５ｂ，高圧室６６ｂ，吐出弁６７ｂ，流出管６８ｂを備えない点を除いて第１実施例の容積型機械２０と同様の構成をしている。説明の容易のために、第２実施例の容積型機械１２０の構成のうち第１実施例の容積型機械２０の構成と同様の構成については同一の符号を付し、その説明は省略する。以下、第２実施例の容積型機械１２０では、一対のアーム部材１４４ａ，１４４ｂの取り付け構造を中心に説明する。

図４は、図３のＸＹ平面における一対のアーム部材１４４ａ，１４４ｂの取り付け構造部分を示す説明図である。第２実施例の容積型機械１２０では、往復動部材１４０を貫通させて往復部材１４０に取り付けられる第１取付部１８０ａと、一対のアーム部材１４４ａ，１４４ｂのアーム取付部１４４を取り付ける第２取付部１８０ｂと、を有する取付部材１８０を備える。取付部材１８０の第１取付部１８０ａには、一対のアーム部材１４４ａ，１４４ｂの中心軸と平行な一対の貫通孔１８２が形成されており、往復動部材１４０には、一対の貫通孔１８２に整合するように貫通孔１４０ａが形成されている。取付部材１８０は、第１取付部１８０ａで、一対の貫通孔１８２および往復動部材１４０の貫通孔１４０ａにピン部材１８３によりその軸回りに回転自在に往復動部材１４０に取り付けられている。これにより、取付部材１８０はピン部材１８３の軸回りに揺動することができる。

取付部材１８０の第２取付部１８０ｂには、図４中下方に延びる一対の取付アーム部１８４ａ，１８４ｂが形成されており、この一対の取付アーム部１８４ａ，１８４ｂにはピン部材１８３とねじれの位置でピン部材１８３と直交する方向に一対の貫通孔１８５ａ，１８５ｂが形成されている。一方、一対のアーム部材１４４ａ，１４４ｂのアーム取付部１４４は、断面が略矩形に形成されており、往復動部材１４０を貫通させる貫通孔１４４ｃが形成されていると共に、一対の貫通孔１８５ａ，１８５ｂに整合するように一対の貫通孔１４４ｄ，１４４ｅが形成されている。一対の取付アーム部１８４ａ，１８４ｂは、一対の取付アーム部１８４ａ，１８４ｂに形成された一対の貫通孔１８５ａ，１８５ｂとアーム取付部１４４に形成された一対の貫通孔１４４ｄ，１４４ｅとが整合するようにアーム取付部１４４を挟持し、一対の貫通孔１８５ａ，１８５ｂと一対の貫通孔１４４ｄ，１４４ｅとに各々ピン部材１８６ａ，１８６ｂを挿入し、一対のアーム部材１４４ａ，１４４ｂがピン部材１８６ａ，１８６ｂの軸回りに回転自在に、且つ、一対の取付アーム部１８４ａ，１８４ｂの底部１８４ｃに対して若干の隙間をもつように取付部材１８０の第２取付部１８０ｂに取り付けられる。これにより、一対のアーム部材１４４ａ，１４４ｂは、一対のピン部材１８６ａ．１８６ｂの軸回りに若干の回転を行なうことができる。

いま、第２実施例の容積型機械１２０において、シャフト部材５０ａの回転軸とシャフト部材５０ｂの回転軸に製造誤差または組み付け誤差などにより図３におけるＹ軸方向に僅かなズレが生じているときを考える。このとき、シャフト部材５０ａの回転軸とシャフト部材５０ｂの回転軸とのズレにより、一対の第１アーム部１４４ａ，１４１ａは往復動部材１４０の中心軸に対して直交する角度（９０度）から僅かな角度だけ傾く。しかし、第２取付部１８０ｂに一対のアーム部材１４４ａ，１４４ｂが、ピン部材１８６ａ，１８６ｂの軸回りに回転自在に、且つ、一対の取付アーム部１８４ａ，１８４ｂの底部１８４ｃに対して若干の隙間をもって取り付けられているから、一対のアーム部材１４４ａ，１４４ｂは、一対のピン部材１８６ａ．１８６ｂの軸回りに若干回転することができる。このため、往復動部材１４０は、シャフト部材５０ａの回転軸とシャフト部材５０ｂの回転軸に図３におけるＹ軸方向に僅かなズレが生じるなどして一対の第１アーム部１４４ａ，１４４ｂが僅かに傾いても、案内円筒部材３０ａの中心軸から傾くことはない。

次に、第２実施例の容積型機械１２０において、シャフト部材５０ａの回転軸とシャフト部材５０ｂの回転軸に製造誤差または組み付け誤差などにより図３におけるＹＺ平面に直交するＸ軸方向に僅かなズレが生じているときを考える。このとき、シャフト部材５０ａの回転軸とシャフト部材５０ｂの回転軸とのズレにより、一対の第１アーム部１４４ａ，１４１ａは往復動部材１４０の中心軸に対して直交する方向に僅かに平行移動する。しかし、取付部材１８０は、第１取付部１８０ａで一対の貫通孔１８２および往復動部材１４０の貫通孔１４０ａにピン部材１８３をその軸回りに回転自在に嵌挿するように往復動部材１４０に取り付けられているから、一対の第１アーム部１４４ａ，１４１ａはピン部材１８３の軸を中心として軸回りに揺動する。この揺動は微小なときには一対の第１アーム部１４４ａ，１４１ａのピン部材１８６ａ，１８６ｂの軸方向の平行移動とみなすことができるから、一対の第１アーム部１４４ａ，１４１ａの往復動部材１４０の中心軸に対して直交する方向への僅かな移動を許容するものとなる。このため、往復動部材１４０は、シャフト部材５０ａの回転軸とシャフト部材５０ｂの回転軸に図３におけるＸ軸方向に僅かなズレが生じていても、案内円筒部材３０ａの中心軸から偏位することはない。

実際には、上記の第２アーム部５４ａ，５４ｂ間の正常な位置関係からのズレは、図３におけるＹ軸方向のズレとＸ軸方向のズレとが同時に生じるものとなる。この場合、上述したＹ軸方向のズレに対する動作とＸ軸方向のズレに対する動作とを組み合わせることにより対処することができるから、第２実施例の容積型機械１２０では、往復動部材１４０が案内円筒部材３０ａの中心軸から傾くことも偏位することもない。なお、第２実施例では、第１アーム部１４４ａ，１４４ｂの上記の僅かな傾斜量や平行移動量を充分吸収できる大きさとなるように、一対の取付アーム部１８４ａ，１８４ｂの底部１８４ｃとアーム取付部１４４との隙間や、往復動部材１４０と貫通孔１４４ｃとの隙間が設計される。

以上説明した第２実施例の容積型機械１２０では、取付部材１８０を第１取付部１８０ａで一対の貫通孔１８２および往復動部材１４０の貫通孔１４０ａにピン部材１８３をその軸回りに回転自在に嵌挿するように往復動部材１４０に取り付け、第２取付部１８０ｂで一対のアーム部材１４４ａ，１４４ｂをピン部材１８６ａ，１８６ｂの軸回りに回転自在に且つ一対のスカート部１８４ｂの底部１８４ｃに対して若干の隙間をもって取り付ける。これにより、シャフト部材５０ａの回転軸とシャフト部材５０ｂの回転軸間のズレや第２アーム部偏位量間のズレなどが生じても、往復動部材１４０が案内円筒部材３０ａの中心軸から傾いたり偏位したりするのを抑止することができる。この結果、往復動部材１４０が案内円筒部材３０ａの中心軸から傾いたり偏位したりすることによって生じる不都合（摩擦抵抗の増大や動作不能）を回避することができる。

次に、本発明の第３実施例の容積型機械２２０について説明する。図５は、本発明の第３実施例の容積型機械２２０の構成の概略を示す構成図である。第３実施例の容積型機械２２０は、第１実施例の容積型機械２０と同様に、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いる。第３実施例の容積型機械２２０は、一対のアーム部材２４４ａ，２４４ｂの取り付け構造および一対のアーム部材２４４ａ，２４４ｂの一対の第２アーム部２５４ａ，２５４ｂとの取り付け構造が異なる点を除いて第１実施例の容積型機械２０と同様の構成をしている。説明の容易のために、第３実施例の容積型機械２２０の構成のうち第１実施例の容積型機械２０の構成と同様の構成については同一の符号を付し、その説明は省略する。以下、第３実施例の容積型機械２２０では、一対のアーム部材２４４ａ，２４４ｂの取り付け構造および一対のアーム部材２４４ａ，２４４ｂの一対の第２アーム部２５４ａ，２５４ｂとの取り付け構造を中心に説明する。

第３実施例の容積型機械２２０の一対のアーム部材２４４ａ，２４４ｂは、一対の軸部材２８０ａ，２８０ｂと一対の公転部材２９０ａ，２９０ｂとを備え、一対の軸部材２８０ａ，２８０ｂを取付部２４１の内周円筒面２４１ａに挿入し、その中央で往復動部材２４０の中心軸および一対の軸部材２８０ａ，２８０ｂの中心軸に直交する方向を軸とするピン部材２４６により軸方向に摺動自在に且つ軸回りに回転自在に取付部２４１に取り付けられている。図６は、図５におけるアーム部材２４４ａを含む一部を拡大して示す拡大説明図である。図７は、一対の公転部材２９０ａ，２９０ｂと一対の第２アーム部２５４ａ，２５４ｂへの取り付け構造に用いる部品とを分解して示す分解斜視図である。図８は、図６のＡ−Ａ面の断面を示す断面図である。

図６に示すように、一対の軸部材２８０ａ，２８０ｂは先端部が小径の円柱形状に形成されており、中空の円筒形状に形成された公転部材２９０ａ，２９０ｂに軸方向に摺動自在に且つ軸回りに回転自在に嵌挿されている。公転部材２９０ａ，２９０ｂは、図６および図７に示すように、中空の円筒形状の筒部２９１と、筒部２９１の端部に形成された外周球面部２９２と、により構成されている。筒部２９１の外周球面部２９２が形成されている端部とは反対側の端部には、１８０度異なる位置に外側に一対の凸部２９３ａ，２９３ｂが形成されている。外周球面部２９２は、筒部２９１の軸方向に平行な面で分割された一対の内周球面部材２９５ａ，２９５ｂにより摺動可能に保持されている。内周球面部材２９５ｂには貫通孔２９５ｃが形成されており、この貫通孔２９５ｃにピン部材２９６が嵌め込まれている。内面球面部材２９５ａ，２９５ｂは、図８に示すようにピン部材２９６が内周球面部材２９５ｂから突出して第２アーム部２５４ａの溝部に係合することにより、回転不能に第２アーム部２５４ａに取り付けられる。また、段差部と止め輪に挟まれることで軸方向にも摺動不能に第２アーム部２５４ａに取り付けられる。これにより、一対の公転部材２９０ａ，２９０ｂは、一対の第２アーム部２５４ａ，２５４ｂと同様に、一対のシャフト部材５０ａ，５０ｂの回転により、一対のシャフト部材５０ａ，５０ｂの回転軸回りに公転運動すると共に公転１回転につき１回転の自転運動を行なう。

外周球面部２９２には、図７に示すように、外周面に沿って軸方向に溝２９２ａが形成されており、溝２９２ａをスライドするスライダ２９４が嵌め込まれている。スライダ２９４には中央に貫通孔２９４ａが形成されており、この貫通孔２９４ａにピン部材２９６の先端の小径ピン部が嵌め込まれることにより、内周球面部材２９５ｂに対して移動不能に固定されている。これにより、公転部材２９０ａ，２９０ｂは、溝２９２ａとスライダ２９４により一対の内周球面部材２９５ａ，２９５ｂに対して溝２９２ａの方向の回転運動とピン部材２９６の中心軸回りの回転運動を行なうことができる。

図９は、図６のＢ−Ｂ面の断面を示す断面図である。図１０は、筒部２９１に形成された一対の凸部２９３ａ，２９３ｂを取付部２４１に取り付ける部分の構成の概略を示す部分構成図である。図示するように、公転部材２９０ａ，２９０ｂの筒部２９１の端部に形成された一対の凸部２９３ａ，２９３ｂは、一対の半環部材２９７ａ，２９７ｂにより挟持され、取付部２４１に対して軸回りに回転自在に取り付けられている。一対の半環部材２９７ａ，２９７ｂの内周側の直径は筒部２９１の直径より若干大きくなるように形成されている。一対の半環部材２９７ａ，２９７ｂの一対の凸部２９３ａ，２９３ｂとの当接部には凹部２９８ａ，２９８ｂが形成されており、凹部２９８ａ，２９８ｂに一対の凸部２９３ａ，２９３ｂが嵌合されている。このため、公転部材２９０ａ，２９０ｂは、一対の凸部２９３ａ，２９３ｂを貫く方向（図９中上下方向）には若干の移動が可能となっており、これとは異なる方向には若干の移動も不能となっている。

第３実施例の容積型機械２２０では、公転部材２９０ａ，２９０ｂは、図５に示すように往復動部材２４０が上死点および下死点に位置するときに一対の凸部２９３ａ，２９３ｂが往復動部材２４０の中心軸の方向（図５におけるＹ軸方向）に向くように取り付けられており、シャフト部材５０ａ，５０ｂと共に自転運動を行なうことで往復動部材２４０が上死点および下死点から９０度だけ位相が異なる点に位置するときに一対の凸部２９３ａ，２９３ｂが往復動部材２４０の中心軸に対して直交する方向に向くようになる。したがって、往復動部材２４０が上死点および下死点に位置するときには、一対のアーム部材２４４ａ，２４４ｂは往復動部材２４０の中心軸の方向（図５におけるＹ軸方向）に若干の移動が可能となる。上述したように、一対のアーム部材２４４ａ，２４４ｂは中央でピン部材２４６によりＸ軸回りに回転自在に取り付けられているから、一対のアーム部材２４４ａ，２４４ｂの一方が往復動部材２４０の中心軸の方向のうちの一方（例えば図５における上方向）に若干の移動を行ない、一対のアーム部材２４４ａ，２４４ｂの他方が往復動部材２４０の中心軸の方向のうちの他方（例えば図５における下方向）に若干の移動を行なうことを考えれば、一対のアーム部材２４４ａ，２４４ｂはピン部材２４６の軸回りに若干の回転を行なうことができるものとなる。

いま、第３実施例の容積型機械２２０において、シャフト部材５０ａの回転軸とシャフト部材５０ｂの回転軸に製造誤差または組み付け誤差などにより図５におけるＹ軸方向に僅かなズレが生じているときを考える。このとき、シャフト部材５０ａの回転軸とシャフト部材５０ｂの回転軸とのズレにより、一対の第１アーム部２４４ａ，２４４ａは図２で説明したように往復動部材２４０の中心軸に対して直交する角度（９０度）から僅かな角度だけ傾く。しかし、一対のアーム部材２４４ａ，２４４ｂはピン部材２４６の軸回りに若干の回転を行なうことができるから、一対の第１アーム部２４４ａ，２４４ａが直交する角度（９０度）から僅かな角度だけ傾くのを許容する。このため、往復動部材２４０は、シャフト部材５０ａの回転軸とシャフト部材５０ｂの回転軸に図５におけるＹ軸方向に僅かなズレが生じていても、案内円筒部材３０ａ，３０ｂの共通中心軸から傾くことはない。

図１１は、往復動部材２４０が上死点および下死点から９０度だけ位相が異なる点に位置するときの一対の第１アーム部２４４ａ，２４４ｂを中心とする部材をＸＺ平面で見た説明図である。往復動部材２４０が上死点および下死点から９０度だけ位相が異なる点に位置するときには、一対の凸部２９３ａ，２９３ｂは、往復動部材２４０の中心軸に対して直交する方向（ＺＸ平面に平行な方向）を向く。このため、一対のアーム部材２４４ａ，２４４ｂは、一対の凸部２９３ａ，２９３ｂを貫く方向に若干の平行移動が可能となる。一対のアーム部材２４４ａ，２４４ｂは、ＺＸ平面においてＺ軸に対してある程度の角度を有した方向を向いているが、公転部材２９０ａ，２９０ｂは軸方向に摺動自在に且つ軸回りに回転自在に一対の軸部材２８０ａ，２８０ｂに取り付けられているから、一対のアーム部材２４４ａ，２４４ｂはＺＸ平面におけるＸ軸方向に若干の平行移動が可能となる。

いま、第３実施例の容積型機械２２０において、シャフト部材５０ａの回転軸とシャフト部材５０ｂの回転軸に製造誤差または組み付け誤差などにより図５におけるＹＺ平面に直交するＸ軸方向に僅かなズレが生じているときを考える。このとき、シャフト部材５０ａの回転軸とシャフト部材５０ｂの回転軸とのズレにより、一対の第１アーム部２４４ａ，２４４ａは往復動部材２４０の中心軸に対して直交する方向に僅かに平行移動するが、第３実施例の容積型機械２２０の一対のアーム部材２４４ａ，２４４ｂはＺＸ平面におけるＸ軸方向に若干の平行移動が可能であるから、これを許容する。このため、往復動部材２４０は、シャフト部材５０ａの回転軸とシャフト部材５０ｂの回転軸に図５におけるＸ軸方向に僅かなズレが生じていても、案内円筒部材３０ａ，３０ｂの中心軸から平行移動して偏位することはない。

以上説明した第３実施例の容積型機械２２０では、往復動部材２４０の上死点および下死点のときには一対のアーム部材２４４ａ，２４４ｂがピン部材２４６の軸回りに若干の回転が可能であり、往復動部材２４０の上死点および下死点から９０度だけ位相が異なる点に位置するときには一対のアーム部材２４４ａ，２４４ｂはＺＸ平面におけるＸ軸方向に若干の平行移動が可能であるから、シャフト部材５０ａの回転軸とシャフト部材５０ｂの回転軸間のズレや第２アーム部偏位量間のズレなどが生じても、往復動部材２４０が案内円筒部材３０ａ，３０ｂの共通中心軸から傾いたり偏位したりするのを抑止することができる。この結果、往復動部材２４０が案内円筒部材３０ａ，３０ｂの共通中心軸から傾いたり偏位したりすることによって生じる不都合（摩擦抵抗の増大や動作不能）を回避することができる。

また、第３実施例の容積型機械２２０では、一対の第１アーム部２４４ａ，２４４ｂは、往復動部材２４０が上死点および下死点に位置するときには、一対の公転部材２９０ａ，２９０ｂの一対の凸部２９３ａ，２９３ｂは往復動部材２４０の中心軸と同方向に向くから、往復動部材２４０に対してピン部材２４６の軸方向への移動は規制される。また、一対の第１アーム部２４４ａ，２４４ｂは、往復動部材２４０が上死点および下死点から９０度だけ位相が異なる点に位置するときには、一対の公転部材２９０ａ，２９０ｂの一対の凸部２９３ａ，２９３ｂは往復動部材２４０の中心軸と直交する方向に向くから、ピン部材２４６の軸回りの回転が規制される。このため、往復動部材２４０が上死点および下死点に位置するときや上死点および下死点から９０度だけ位相が異なる点に位置するときには、いずれの位置でも一対のシャフト部材５０ａ，５０ｂの同方向の回転運動が規制される。このため、一対の凸部２９３ａ，２９３ｂが形成された筒部２９１と一対の半環部材２９７ａ，２９７ｂとの間の隙間が若干過剰であってもガタの発生を抑制することができる。なお、一対の公転部材２９０ａ，２９０ｂが公転すると共に自転するように一対の第２アーム部２５４ａ，２５４ｂに取り付けると共に往復動部材２４０が上死点および下死点に位置するときに一対の凸部２９３ａ，２９３ｂが往復動部材２４０の中心軸の方向に向くように一対の凸部２９３ａ，２９３ｂを一対の半環部材２９７ａ，２９７ｂで挟持して取付部２４１に取り付ける構造は、一対のシャフト部材５０ａ，５０ｂの同方向の回転運動を規制する機構、言い換えると、一対のシャフト部材５０ａ，５０ｂを同期して逆回転させる機構ということができる。

第３実施例の容積型機械２２０では、一対の凸部２９３ａ，２９３ｂを一対の半環部材２９７ａ，２９７ｂで挟持した状態で往復動部材２４０の上死点および下死点のときに一対の凸部２９３ａ，２９３ｂが往復動部材２４０の軸方向となるように、一対の公転部材２９０ａ，２９０ｂを取付部２４１に取り付けるものとした。しかし、往復動部材２４０が上死点および下死点に位置するときに往復動部材２４０の軸方向に若干の移動が可能となり、それ以外の方向への移動が困難となればよいから、これを可能とする機構であれば如何なる機構であっても構わない。例えば半休部材２９７ａ，２９７ｂを用いずに、公転部材の取付部２４１への取付部の断面の外周を楕円形状とし、往復動部材２４０の上死点および下死点のときに公転部材の取付部の短径が往復動部材２４０の軸方向となるように公転部材を取り付けるものとしてもよい。公転部材の取付部２４１への取付部の外周直径を取付部２４１の内周円筒面２４１ａの内径より小さく形成し、往復動部材２４０の上死点および下死点のときに公転部材の取付部の外周が往復動部材２４０の軸方向と直交する方向に偏心して内周円筒面２４１ａに近接する機構としてもよい。

図１２は、第２実施例の容積型機械１２０および第３実施例の容積型機械２２０の変形例としての容積型機械３２０の構成の概略を示す構成図である。変形例の容積型機械３２０は、第２実施例の容積型機械１２０における第１取付部１８０ａの取り付け構造と、第３実施例の容積型機械２２０における一対のアーム部材２４４ａ，２４４ｂの取り付け構造とを組み合わせたものである。説明の容易のために、変形例の容積型機械３２０の構成のうち第２実施例の容積型機械１２０の構成や第３実施例の容積型機械２２０の構成と同様の構成については同一の符号を付し、その説明は省略する。

変形例の容積型機械３２０では、往復動部材３４０は略円筒形状に形成されて案内円筒部材３０ａに摺動するように配置されている。往復動部材３４０には、その中心軸に直行する方向に貫通孔３４０ａ，３４０ｂが形成されている。取付部材３４１には、貫通孔３４０ａ，３４０ｂに整合するように貫通孔３４１ａが形成されている。取付部材３４１は、往復動部材３４０の貫通孔３４０ａ，３４０ｂと貫通孔３４１ａとを整合させた状態でピン部材３８３を嵌挿することにより、往復動部材３４０に回転自在に取り付けられている。この取付部材３４１の往復動部材３４０への取り付け構造が第２実施例の容積型機械１２０における第１取付部１８０ａの取り付け構造に相当する。

一対の第１アーム部２４４ａ，２４４ｂは、第３実施例と同様に、一対の軸部材２８０ａ，２８０ｂと一対の公転部材２９０ａ，２９０ｂとを備え、両者は回転可能であるが、一対の公転部材２９０ａ，２９０ｂがそれぞれ軸部材２８０ａ，２８０ｂの段差部と止め輪に挟まれているため、軸方向の摺動は規制されている。一対の軸部材２８０ａ，２８０ｂは往復動部材３４０の中心軸および一対の軸部材２８０ａ，２８０ｂの中心軸に直交する方向を軸とするピン部材２４６により軸回りに回転自在に取付部材３４１に取り付けられている。一対の公転部材２９０ａ，２９０ｂは、一方の端部に形成された外周球面部２９２が一対の内周球面部材２９５ａ，２９５ｂにより摺動可能に保持された状態でピン部材２９６が第２アーム部２５４ａ，２５４ｂの溝に係合することによって一対の第２アーム部２５４ａ，２５４ｂに回転不能に取り付けられている。なお、この変形例では、内周球面部材２９５ａ，２９５ｂは第２アーム部２５４ａ、２５４ｂに対する軸方向移動を規制されていない。一対の公転部材２９０ａ、２９０ｂは、他方の端部に形成された一対の凸部２９３ａ，２９３ｂが一対の半環部材２９７ａ，２９７ｂにより挟持された状態で往復動部材３４０に形成された内周円筒面３４０ｃ，３４０ｄに取り付けられている。この一対の軸部材２８０ａ，２８０ｂの取付部材３４１への取り付け構造と、一対の公転部材２９０ａ，２９０ｂの一対の第２アーム部２５４ａ，２５４ｂへの取り付け構造および往復動部材３４０への取り付け構造とが第３実施例の容積型機械２２０における一対のアーム部材２４４ａ，２４４ｂの取り付け構造に相当する。

この変形例の容積型機械３２０は、上述したように、第２実施例の容積型機械１２０における第１取付部１８０ａの取り付け構造に相当する取り付け構造と、第３実施例の容積型機械２２０における一対のアーム部材２４４ａ，２４４ｂの取り付け構造に相当する取り付け構造とを有するから、第２実施例の容積型機械１２０における第１取付部１８０ａの取り付け構造が奏する効果や第３実施例の容積型機械２２０における一対のアーム部材２４４ａ，２４４ｂの取り付け構造が奏する効果と同様な効果を奏する。即ち、シャフト部材５０ａの回転軸とシャフト部材５０ｂの回転軸間のズレや第２アーム部偏位量のズレなどが生じても、往復動部材３４０が案内円筒部材３０ａの中心軸から傾いたり偏位したりするのを抑止し、往復動部材３４０が案内円筒部材３０ａの中心軸から傾いたり偏位したりすることによって生じる不都合（摩擦抵抗の増大や動作不能）を回避することができる効果や、ガタの発生を抑制することができる効果を奏することができる。

次に、本発明の第４実施例の容積型機械４２０について説明する。図１３は、本発明の第４実施例の容積型機械４２０の構成の概略を示す構成図である。第４実施例の容積型機械４２０は、第１実施例の容積型機械２０と同様に、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いる。説明の容易のために、第４実施例の容積型機械４２０の構成のうち第１実施例の容積型機械２０の構成と同様の構成については同一の符号を付し、その説明は省略する。図１４は、往復動部材４４０が上死点および下死点から９０度だけ位相が異なる点に位置するときの一対の第１アーム部４４４ａ，４４４ｂおよび一対の第２アーム部４５４ａ，４５４ｂを中心とする部材をＸＺ平面で見た説明図である。

第４実施例の容積型機械４２０では、変形例の容積型機械３２０と同様に、往復動部材４４０は、略円筒形状に形成されて案内円筒部材３０ａに摺動するように配置されており、往復動部材４４０に形成された貫通孔４４０ａ，４４０ｂと取付部材４４１に形成された貫通孔４４１ａとにピン部材４８３が嵌挿されることにより、回転自在に取付部材４４１に取り付けられている。これにより、取付部材４４１は、ピン部材４８３の軸回りに揺動が可能となる。

第４実施例の容積型機械４２０では、変形例の容積型機械３２０と同様に、一対の第１アーム部４４４ａ，４４４ｂは、一対の軸部材４８０ａ，４８０ｂと一対の公転部材４９０ａ，４９０ｂとを備え、一対の軸部材４８０ａ，４８０ｂは往復動部材４４０の中心軸および一対の軸部材４８０ａ，４８０ｂの中心軸に直交する方向を軸とするピン部材４４６により軸方向に摺動自在に且つ軸回りに回転自在に取付部材４４１に取り付けられている。これにより、一対の第１アーム部４４４ａ，４４４ｂは、ピン部材４４６の軸方向に移動可能となると共にピン部材４４６の軸回りに回転可能となる。

第４実施例の容積型機械４２０では、一対の第１アーム部４４４ａ，４４４ｂにおける一対の公転部材４９０ａ，４９０ｂの一方の端部に形成された外周球面部が一対の内周球面部材により摺動可能に保持された状態で内周面部材が第２アーム部４５４ａ，４５４ｂにその軸方向に摺動可能に取り付けられている。一対の第１アーム部４４４ａ，４４４ｂにおける一対の公転部材４９０ａ，４９０ｂの他方の端部には一対の凸部は形成されておらず、この他方の端部は往復動部材４４０や取付部材４４１に取り付けられていない。

これらの機構により、第４実施例の容積型機械４２０は、変形例の容積型機械４２０と同様に、シャフト部材５０ａの回転軸とシャフト部材５０ｂの回転軸間のズレや第２アーム部偏位量間のズレなどが生じても、往復動部材４４０が案内円筒部材３０ａの中心軸から傾いたり偏位したりするのを抑止することができ、往復動部材４４０が案内円筒部材３０ａの中心軸から傾いたり偏位したりすることによって生じる不都合（摩擦抵抗の増大や動作不能）を回避することができる。

第４実施例の容積型機械４２０では、一対のシャフト部材５０ａ，５０ｂに取り付けられた一対の第２アーム部４５４ａ，４５４ｂおよび主ウエイトバランス５８ａ，５８ｂに、一対のシャフト部材５０ａ，５０ｂの中心軸と同軸の一対の第１傘歯歯車４７２ａ，４７２ｂが複数のボルト４７３ａ，４７３ｂにより取り付けられている。一対の第１傘歯歯車４７２ａ，４７２ｂは、ボルト４７７によりケース２２の底面に取り付けられたボールベアリング４７６により軸支された第２傘歯歯車４７４と噛合している。このため、第１傘歯歯車４７２ａと第１傘歯歯車４７２ｂは、同期して逆方向に回転する。即ち、一対の第１傘歯歯車４７２ａ，４７２ｂと第２傘歯歯車４７４とによるギヤ機構は、一対のシャフト部材５０ａ，５０ｂを同期して逆回転させる機構となる。このため、取付部材４４１の揺動運動や一対の第１アーム部４４４ａ，４４４ｂのピン部材４４６の軸回りの回転運動によるガタの発生を抑制することができる。

第４実施例の容積型機械４２０では、シャフト部材５０ａには電動機７０ａが取り付けられているが、シャフト部材５０ｂには電動機は取り付けられていない。一対の第１傘歯歯車４７２ａ，４７２ｂと第２傘歯歯車４７４とによるギヤ機構は、電動機７０ａの動力を逆方向に回転する動力としてシャフト部材５０ｂにも伝達するから、シャフト部材５０ｂに電動機は必ずしも取り付ける必要がない。

以上説明した第４実施例の容積型機械４２０は、変形例の容積型機械３２０と同様に、往復動部材４４０に取付部材４４１がピン部材４８３の軸回りに揺動が可能となるように取付部材４４１を取り付けると共に、一対の第１アーム部４４４ａ，４４４ｂを第１アーム部４４４ａ，４４４ｂがピン部材４４６の軸回りに回転可能となるように取付部材４４１に取り付ける。これにより、シャフト部材５０ａの回転軸とシャフト部材５０ｂの回転軸間のズレや第２アーム部偏位量間のズレなどが生じても、往復動部材４４０が案内円筒部材３０ａの中心軸から傾いたり偏位したりするのを抑止することができ、往復動部材４４０が案内円筒部材３０ａの中心軸から傾いたり偏位したりすることによって生じる不都合（摩擦抵抗の増大や動作不能）を回避することができる。しかも、一対の第１傘歯歯車４７２ａ，４７２ｂと第２傘歯歯車４７４とによる一対のシャフト部材５０ａ，５０ｂを同期して逆回転させるギヤ機構を備えることにより、ガタの発生を抑制することができる。また、一対の第１傘歯歯車４７２ａ，４７２ｂと第２傘歯歯車４７４とによるギヤ機構は、電動機７０ａの動力を逆方向に回転する動力としてシャフト部材５０ｂにも伝達するから、シャフト部材５０ｂに電動機を取り付けることが必ずしも必要ではなくなる。

第４実施例の容積型機械４２０では、一対の第１傘歯歯車４７２ａ，４７２ｂと噛合する第２傘歯歯車４７４をケース２２の底面に取り付けられたボールベアリング４７６で軸支するものとした。しかし、図１５および図１６に例示する変形例の容積型機械５２０のように、一対の第１傘歯歯車４７２ａ，４７２ｂに噛合する対向する一対の第２傘歯歯車４７４ａ，４７４ｂを備えるものとしてもよい。図１５は、変形例の容積型機械５２０の構成の概略を示す構成図である。図１６は、変形例の容積型機械５２０の往復動部材４４０の上死点および下死点から９０度だけ位相が異なる点に位置するときの一対の第１アーム部４４４ａ，４４４ｂおよび一対の第２アーム部４５４ａ，４５４ｂを中心とする部材をＸＺ平面で見た説明図である。変形例の容積型機械５２０では、一対の第２傘歯歯車４７４ａ，４７４ｂは、往復動部材４４０の中心軸および一対のシャフト部材５０ａ，５０ｂの中心軸に直交する軸を回転軸（図１６におけるＸ軸方向）とするように配置されている。一対の第２傘歯歯車４７４ａ，４７４ｂは、ボールベアリング４７６ａ，４７６ｂの内輪にナット４７７ａ、４７７ｂにより固定され、ケース２２に取り付けられた固定部材４７９によって、ボールベアリング４７６ａ，４７６ｂを介して軸支され、一対の第１傘歯歯車４７２ａ，４７２ｂと噛合している。変形例の容積型機械５２０でも、第４実施例の容積型機械４２０と同様に、一対の第１傘歯歯車４７２ａ，４７２ｂと一対の第２傘歯歯車４７４ａ，４７４ｂとによるギヤ機構は、一対のシャフト部材５０ａ，５０ｂを同期して逆回転させる機構となる。このため、取付部材４４１の揺動運動や一対の第１アーム部４４４ａ，４４４ｂのピン部材４４６の軸回りの回転運動によるガタの発生を抑制することができる。

以上本発明の実施形態を第１実施例ないし第４実施例およびその変形例の容積型機械２０，１２０，２２０，３２０，４２０，５２０の構成として説明した。しかし、一対の第１アーム部と往復動部材（ピストン部）は、一対の第１アーム部の中心軸と往復動部材（ピストン部）の中心軸とのなす角が９０度を中心として微小角だけ変位可能に、且つ、一対の第１アーム部が往復動部材（ピストン部）の中心軸に対して直交する方向に微小距離だけ平行移動可能に取り付けられているものであれば、如何なる構成としても構わない。

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。

２０，１２０，２２０，３２０，４２０，５２０，９２０容積型機械、２２，１２２，９２２ケース、３０，９３０案内円筒部材、４０，１４０，２４０，３４０，９４０往復動部材、４１，２４１，９４１取付部、４１ａ，１４０ａ，１４４ｃ，１４４ｄ，１４４ｅ，１８２，１８５，２９４ａ，２９５ｃ，３４０ａ，３４０ｂ，３４１ａ，４４０ａ，４４０ｂ，４４１ａ貫通孔、４２ａ，４２ｂ，９４２ａ，９４２ｂピストン、４４ａ，４４ｂ，１４４ａ，１４４ｂ，２４４ａ，２４４ｂ，４４４ａ，４４４ｂ，９４４ａ，９４４ｂ第１アーム部、４５ａ，４５ｂ，２９２，９４５ａ，９４５ｂ外周球面部、４６，１４３，１８３，１８６ａ，１８６ｂ，２４６，２９６，４４６，４８３，９４６ピン部材、５０ａ、５０ｂ，９５０ａ，９５０ｂシャフト部材、５１ａ，５１ｂ，５２ａ，５２ｂ，４７６、４７６ａ，４７６ｂ，９５１ａ，９５１ｂ，９５２ａ，９５２ｂボールベアリング、５４ａ，５４ｂ，２５４ａ，２５４ｂ，４５４ａ，４５４ｂ，９５４ａ，９５４ｂ第２アーム部、５８ａ，５８ｂ，９５８ａ，９５８ｂ主ウエイトバランス、５９ａ，５９ｂ，９５９ａ，９５９ｂ副ウエイトバランス、６０，９６０作動流体空間、６２ａ，６２ｂ，９６２ａ，９６２ｂ作動室、６３ａ，６３ｂ，９６３ａ，９６３ｂ流体流路、６４ａ，６４ｂ，９６４ａ，９６４ｂ吸入弁、６５ａ，６５ｂ，９６５ａ，９６５ｂ隔壁、６６ａ，６６ｂ，９６６ａ，９６６ｂ高圧室、６７ａ，６７ｂ，９６７ａ，９６７ｂ吐出弁、６８ａ，６８ｂ，９６８ａ，９６８ｂ流出管、７０ａ，７０ｂ，９７０ａ，９７０ｂ電動機、１４１，３４１，４４１取付部材、１４４アーム取付部、１８０，３４１取付部材、１８０ａ第１取付部、１８０ｂ第２取付部、１８４ａ，１８４ｂ取付アーム部、１８４ｃ底部、２４１ａ，３４０ｃ，３４０ｄ内周円筒面、２８０ａ，２８０ｂ，４８０ａ，４８０ｂ軸部材、２９０ａ，２９０ｂ，４９０ａ，４９０ｂ公転部材、２９１筒部、２９２外周球面部、２９２ａ溝、２９４スライダ、２９３ａ，２９３ｂ凸部、２９５ａ，２９５ｂ内周球面部材、２９７ａ，２９７ｂ半環部材、２９８ａ，２９８ｂ凹部、４７２ａ，４７２ｂ第１傘歯歯車、４７３ａ，４７３ｂ，４７７ボルト、４７４，４７４ａ，４７４ｂ第２傘歯歯車、４７７ａ，４７７ｂナット、４７９固定部材。

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該中心軸に対して対称となるように前記往復動部材に取り付けられた一対の第１アーム部と、
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、
前記一対の第１アーム部と前記ピストン部は、前記一対の第１アーム部の中心軸と前記ピストン部の中心軸とのなす角が９０度を中心として所定微小角だけ変位可能に、且つ、前記一対の第１アーム部が前記ピストン部の中心軸に対して直交する方向に所定微小距離だけ平行移動可能に、取り付けられている、
ことを特徴とする容積型機械。
請求項１記載の容積型機械であって、
前記一対の第１アーム部は、円柱部材により形成されており、
前記ピストン部は、前記一対の第１アーム部の直径より大きな直径の貫通孔を有し、
前記一対の第１アーム部は、前記ピストン部の前記貫通孔に貫通した状態で前記一対の第１アーム部の中心軸と前記ピストン部の中心軸の交点を両中心軸に対して直交する方向から貫くピン部材により該ピン部材が軸方向に摺動可能に取り付けられている、
容積型機械。
請求項１または２記載の容積型機械であって、
前記一対の第１アーム部と前記ピストン部とを取り付ける取付部材を有し、
前記取付部材は、前記ピストン部については該ピストン部との取り付けを行なう第１取付位置において前記一対の第１アーム部が前記ピストン部の中心軸に対して直交する方向に所定微小距離だけ平行移動可能となるように取り付け、前記一対の第１アーム部については該一対の第１アーム部との取り付けを行なう第２取付位置において前記一対の第１アーム部の中心軸が揺動可能となるように取り付けられている、
容積型機械。
請求項３記載の容積型機械であって、
前記取付部材は、前記ピストン部については前記第１取付位置において前記一対の第１アーム部と平行な軸を回転軸とする第１ピン部材により取り付けられており、前記一対の第１アーム部については前記第２取付位置において前記一対の第１アーム部の中心軸と前記ピストン部の中心軸とに対して直交する方向を軸とする第２ピン部材により取り付けられている、
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、
前記一対の第２アーム部と同期して前記一対のシャフト部材に対して公転すると共に公転に伴って自転し、前記往復動部材が上死点および下死点に位置するときには前記一対の第１アーム部の前記往復動部材の中心軸方向以外への微小移動を規制し、前記往復動部材が上死点および下死点から９０度だけ位相が異なる点に位置するときには前記一対の第１アーム部の前記往復動部材の中心軸と直交する方向以外への微小移動を規制する機構である規制機構を備える、
容積型機械。
請求項５記載の容積型機械であって、
前記規制機構は、前記一対の第１アーム部に該一対の第１アーム部の中心軸周りに回転自在に取り付けられると共に前記一対の第２アーム部に取り付けられ、前記往復動部材が上死点および下死点に位置するときに前記往復動部材の中心軸方向に突出する一対の凸部が形成された一対の公転部材と、前記一対の公転部材の前記一対の凸部が凸方向に移動可能に前記一対の凸部を保持すると共に前記往復動部材に回転摺動可能に取り付けられた摺動部材と、を備える、
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、
前記一対のシャフト部材が同期して逆回転するように前記一対のシャフト部材に連結するギヤ機構を備える、
容積型機械。
請求項７記載の容積型機械であって、
前記ギヤ機構は、前記一対の第２アーム部に取り付けられた一対の第１傘歯歯車と、前記一対のシャフト部の中心軸と直交する軸を回転軸とし前記一対の第１傘歯歯車と噛合する第２傘歯歯車と、を備える、
容積型機械。
請求項８記載の容積型機械であって、
前記第２傘歯歯車は、前記往復動部材の中心軸と直交する軸を回転軸とする一対の傘歯歯車である、
容積型機械。