JPH0794801B2 - 回転・往復ピストン・マシン - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 従来の技術 本発明「回転・往復ピストン・マシン」の核心はピスト
ンの往復摺動運動の回転運動への簡易な変換であり、そ
の時回転・往復運動が生ずる。これに加えて、ピストン
によるチャージ交換（作動流体の交換）の直接的制御の
為の当ピストン運動の全利用である。

発明の構成 ２サイクル−機関に於いてのみではなく、４サイクル−
機関、ポンプ、圧縮機に於いても弁は不用となる。

同じ運動原理にもとずき、往復運動は機械式の替わりに
電気式に変換される事が出来、その場合直接電気エネル
ギーが発生する（またはその逆）。唯一つのシリンダー
と２つのピストンにより、既に４つの作動（ワーキン
グ）小室を持つ機関（慣習的な４サイクルエンジンに相
当）と100％の振動（物体）相殺性が得られる（例は図
１）。同エンジンに於いて内部作動小室の追加により、
更に４つの小室が付加される。

ピストン運動の変換について多種多様な方式が提示され
ている（図１、６−13参照）。マシンがコンパクトでシ
ンプルであると共に、大幅な開口部によってチャージ変
換にとって非常に高い出力並びに効率が期待される。内
燃機関、その他に於ける混合気の渦乱、その他に関して
は後に詳述される。

本発明「回転・往復ピストン・マシン」はピストンの回
転運動が追加された往復ピストンマシン又はフリー・ピ
ストンマシンであり、摺動の機械的制限に於いては往復
ピストンマシンであり、その他の場合（例えば、ピスト
ン運動の電気式発生）はフリー・ピストンマシンであ
る。しかしながら、マシンの典型的な特色はピストンの
回転・往復運動である為、本発明を「回転・往復ピスト
ン・マシン」と名付ける。

発明を実施するための最良の形態 チャージ交換（作動流体の交換）の制御 全ゆるピストンマシンの効率はチャージ変換の良好性に
決定的に左右されるが、従来の弁では比較的小さな断面
しか開かれず、そして面倒な開閉がなされねばならな
い。そのため、ピストンによってシリンダー壁内の開口
部を直接制御するピストンマシンが課題として提起され
た（これはよく「スロット（間隙）制御」と呼ばれ
る）。その解答は全ゆる周知の作動方法及び応用に適
し、従って作動流体をシリンダー内で圧縮する機械にも
適すべきであり、その場合作動（ワーキング）小室の上
死点で任意のすきま容積に縮小され得る事が要求され
る。

特許請求の範囲第１項による回転・往復ピストン・マシ
ンはこの課題を満たし、その場合ピストンの運動が重要
な意義を為す： 作動小室に向かったピストン表面は請求項１の幾何学的
定義のごとく形成され、図５にその諸例が示される。そ
れらの形状によってシリンダー壁開口部は往復運動によ
ってのみではなく、主にピストン２の回転によっても開
閉される（これはピストンの往復運動のみが開口部をス
ロット制御する慣習的な２サイクル機関とは大いに相違
する）。図３と４を参照。

従って、スロット制御になる２サイクルエンジンに於け
るチャージ交換のみがより効率的になる（非対称の制御
時間も可能）ばかりでなく、今この方法で４サイクルエ
ンジン、ポンプ及び圧縮機が製作され得る。

すきま容積（しばしば「最終圧縮容積」とも呼ばれる）
の達成： 作動小室の一端は回転・往復ピストン２により、同他端
は往復運動せずに同期で追従回転するピストン２により
制限される。上死点では一方のピストン２の表面形状と
他方のピストン２の対称表面形状とがはまり合い、後者
の回転のみのピストン２は同時にチャージ交換用の開口
部８を制御する事が出来る（図1,13及び５）。

小室７は２つのフロント面にて制限される：一端は回転
または回転・往復運動するピストン２により、他端は追
従回転しないフロント面。後者は回転しないピストン２
又はシリンダーヘッドでもよい。僅小すきま容積が達成
される為にはこれら両面は上述のごとく整合する必要が
ある。

ここで両フロント面が上死点で相互に衝突しない様、以
下の方策が取られる：この状態では、皆無かそれとも両
フロント面の距離及び形状が許容する範囲内でのわずか
な回転運動しかなされてはいけない。これは非連続的な
ピストン２の回転や１回点当たり数回の往復サイクル、
あるいはまた相応したフロント側の造形により達成され
る。ワーキング小室７内の圧力に起因する半径方向（ラ
ジアル）力は次で取り扱われる。

ピストンの運動について： 当項では回転・往復運動の発生法について全く触れられ
ていないが、その為の簡易でコンパクトな解決策は以下
請求諸項の中で詳述される。理論的には、回転・往復運
動の発生に関しては殆ど無数の可能性があり、その内多
くは既知かまたは技術的見地から次の如く容易に推論さ
れる： 一つの任意の回転運動を添加する。例： 今日、大容量船舶用ディーゼル機関は殆どクロスヘッド
・往復ピストン機関の構造をもち、その場合ピストンの
補足的回転は多種多様な方法で発生され得る。例えば、
ピストンロッドをクロスヘッドと回転可能（同軸軸受）
に連結し、外部からピストンロッドとピストンを回転す
る様仕向けるか、またはピストンの回転を或る組み込ま
れた追加駆動装置（電動機、その他）により生じさせる
など。図２はその一図解例である。この場合、回転運動
は往復運動に随意調整される事ができる。ピストン２の
回転運動は質量の慣性により優先的に連続的な回転とな
るが、非常に大きな開口部を許容する周期的回転方向転
換をもつ回転運動もまた意義あるものである。

気／液密：制御端の形状に合ったピストンリング６でな
され、慣習的なピストンリング６又はラビリンス・パッ
キング使用により、第二次的な目的用のものである。理
想：セラミックまたは熱膨張係数の低い他の材料から成
り立つピストン２によりリング無しのもので、ピストン
はそれによりシリンダー内で最良のはまり具合で動き、
他のいかなる気密要素も必要としなくなる。

問題の提起：作動流体の高圧時にも低摩擦で動作するピ
ストン２によるスロット制御を持つピストンマシン。そ
れは、簡易構造で小さなすきま容積を要求しない全ゆる
用途に適すべきもの。

解決策：ピストン２が回転・往復運動し、そして開口部
８を制御する回転・往復ピストンマシン、その場合ピス
トンの幾何学的構造は２つの典型的な特色を持つ：第一
に、ピストン２のシリンダー１側はシリンダー壁開口部
８が往復運動によってのみではなく、主に回転・往復ピ
ストンの回転運動により制御される様、形作られている
こと。

第二：作動流体（ワーキング・メディア）の圧力が、ピ
ストン２のフロント側へ唯ピストンへの軸方向力となる
様にピストンもまた形作られている場合、低摩擦が達成
される。特殊な造形により、ラジアル方向にかかる力要
素は相互に相殺する。

図５に示すようにピストン２形状ａとｂは第二の特色に
そぐわず、他の例は横力相殺（横方向切片力の平衡）で
要求を満足する。ところで、第二の特色はピストン２フ
ロント面の対称性を強制的には条件としていない。

回転・往復ピストン内に統合（総合）されたピストンマ
シン、内部統合の過給機（前段圧縮機／プレコンプレッ
サー） 回転・往復ピストン・マシンに於ける前段圧縮（過給）
の可能性として： ａ）ターボ又は圧縮機の使用、 ｂ）回転・往復ピストン・マシン内に統合された機械式
過給機によるもの。

内部に統合された過給機の機能： 例として原理図、図16及び後続の説明を参照の事。

統合された過給機の一般的長所： − 特設場所を必要としない：過給機は完全に回転・往
復ピストン・マシン内に統合されており、マシン自体は
大きくならない。

− 追加重量は殆ど無し：約大半のマシン部品は既に組
み込まれてあり、シャフト上に固定された過給機ピスト
ンのみが唯一の追加部品である。

− 簡易で廉価。

− 過給機内のガスクッションは、或る特定の条件下で
は機械の静運転をより良くする。

− 回転・往復ピストンによる排出制御は、異なるシス
テムに種々の圧力レベルを供給する。

用 途： − ２段式圧縮機／コンプレッサー − ポンプ又はただ一つのコンパクトな機械による異な
った流体の圧縮。

討論：（回転・往復ピストン）・内燃機関での応用性 １） 機械式チャージャーとしての投入。外部の機械式
コンプレッサーと同一機構 ２） ２サイクル機関におけるガス交換の支持。現用２
サイクル小機関のクランク室内の吸入混合気の過給機に
類似する。

３） 攪乱、混合気成（積）層、稀薄混合気機関： 吸気の一部のみが過給機へ供給される。過給機を去った
後、この比較的強く圧縮された「補足空気」は以下のご
とく回転・往復ピストンマシンに至る：通常の吸入行程
の完了後、この空気は吸気スロットから分離されたスロ
ットを通じて吹き込まれる。

作用：−強度な攪乱、 −より良き充満。

吹き込みの時点は適宜調整可能。

吹き込み空気への燃料噴射は意義有り。

以下の如き想定を為す： シリンダーは新気で満たされており、点火寸前に豊満で
点火しやすいガソリン・空気混合からなる「雲／霧」が
点火ブラグに吹き付けられるとする。

これは次のことを意味する： − 極度な混合気成層、それにより − 総体的に稀薄な混合気の良好な燃焼、 − これに相応して、低い燃料消費量及び排ガス値。

４） 過給機で前圧縮された稀薄混合気機関： 実際上の過給では全吸気を予め圧縮する事が推奨され
る。過給機は空気の一小部分を補足的により高い吹き込
み圧へと圧縮する。

５） 高過給（ディーゼル機関の場合）にとっては排気
タービン（ターボ）チャージャー又はスラストシャフト
・チャージャーの使用が最も適する。

利点：排気ガスの全利用。統合された過給機はその後充
填空気の一部をより高い吹き込み圧に圧縮する。

６） 他の用途： − サーボユニットへの圧縮空気の供給、 − 圧縮機としてではなく統合されたポンプとしての応
用（例、オイルポンプ、給水ポンプ等）。

構造関連事項 − 中空シャフトを通して吸入する構造に於ける過給機
ピストン内の逆止め弁： これは運転様式または作動流体に合わされている。タイ
プはボール弁、クラック弁など。

− 過給機ピストンのフロント側の形状は選択可能。超
高圧まで耐え得る。

− 当構想全般に渡りセラミック、超硬合金、その他の
材料の利用が大いに歓迎される。

統合（総合）された過給機をもつ回転・往復ピストン・
マシン（原理図、図16の説明） 図16に示すように、回転・往復ピストン２は、軸貫通セ
ンターシャフト14及び回転するピストン５と共に回転す
る。回転のみのピストン５はセンターシャフト14と固く
連結されているが、回転する回転・往復ピストン２は、
歪曲バーン（軌道）３により或る補足的な軸にそった往
復運動を強制される。回転・往復ピストン２は、即ちシ
ャフト14上をそれに沿って移動可能である；それにも拘
らず同ピストン２はシャフト14にトルクを伝達し得る。

統合された過給機は主に回転する過給機ピストン31から
成り、回転・往復ピストン２の内部空室にあり、センタ
ーシャフト14に固定され、従って往復運動はなさない。
回転・往復ピストン２の振動を伴う往復運動は、過給機
ピストン31の左右でそこに存在する作動流体の圧縮を生
じさせる。

流体の流れ： 流出：回転・往復ピストン２の外披面及びシリンダーの
スロットを通して流出する。

シリンダー１に対する回転・往復ピストン２の運動は自
動的にスロットを制御する［原理は摺動（スライド）制
御により知られている］。

流入:a）流出に於ける原理同様、外披面を通っての流入
する。

ｂ）中空シャフト14及び過給機ピストン31を通っての流
入する。利点：シャフト14の冷却。流入の制御は逆止め
弁32が受け持つ（図16）。

ｃ）ａとｂの組合せ。

勿論、流出を流入個所て中空シャフトを通して導く事も
可能である。

回転・往復運動の発生 「電気式」回転・往復ピストン・マシン 電気エネルギーで直接思い通りの回転・往復運動が如何
にして発生され得るかを示す。同じく、このマシンは回
転・往復運動を電気エネルギーに変換することができ
る。

従来の機械では例えば電動機で先ずシャフトが回転さ
れ、このシャフトの回転が例としてポンプを動かす。ポ
ンプでは、シャフトの回転は例えばクランク駆動により
往復運動に変換され、それによりピストンは動く。

本発明に基づく運動発生の回転・往復ピストンマシンで
は、これらは全て一つのマシン、即ち「電気式−回転・
往復ピストン・ポンプ」にて為される。

応用例： − 電動機として：電流が直接回転・往復運動を生じさ
せる。この方法により、例えば流入及び流出のスロット
制御を持つポンプは唯一つの可動部をもつ回転・往復ピ
ストンで製作され得る。

− 発電機として：回転・往復ピストンマシン２は例と
して内燃機関としても作動し、ピストン２への往復運動
力は電気エネルギーを発生する。並びに磁力によってピ
ストンに回転運動も重ねられ、それにより本発明による
チャージ交換の制御も可能になる。

構造上の特性： 歪曲回転子（アンカー）20は図20及び図22の様な特殊な
形状を為し、この特殊形状が重要な特質となっている： ａ） 固定磁極を持つアンカー20。即ち、アンカー20は
捲線（コイル）を持っているか、又は永久磁石を備えて
いるか、それとも永久磁化されている。

ｂ） アンカー20は磁化され得るが、永久磁化されてい
ない。即ち、アンカー20は残留磁気の少ない材料から成
る。

機 能： ａ） 固定磁極を持つアンカー20: 回転運動は、原理的に慣習的な電動機（以下全て、電動
発電機にも当てはまる）に於ける如く、同様に発生され
る。直流、交流、多相交流、単極、多極による全ゆる知
られた構造のもの、又はステッピングモーターとしての
構造のもの等が利用可能。

アンカー20の形状により、回転運動と共にピストンの往
復運動も生ずる：固定子（ステーター）は単数又は複数
箇所を於いて、アンカー20の隣接する外披面を磁力によ
り誘導（操縦）する。

図17の例を参照すると、上側ステーター21の下部面中央
でアンカー20外披面はステーター21により導かれる。対
向する下側のステーター21面は軸線上に幅広くなってお
り、アンカー20外披面の軸方向運動が許される。

補足的に以下の様にアンカー20への起こり得る軸方向力
を高める事ができる：ステーター21は、ステーター21が
アンカー20を導く所のみでアンカー外披面への軸方向力
を及ぼすのではなく、他の箇所でも駆動する力によって
アンカー20外披面のステーターへの相対的軸線上運動を
も支持する。この駆動力はアンカー20外披面の運動に応
じて振幅し、それによりより大きな起こり得る軸方向力
を生じさせるばかりでなく、回転運動をも支持する事が
できる。

ｂ） 磁化可能な、しかし非永久磁石的材料から成るア
ンカー、アンカー上にはコイル無し：利点：廉価で製作
可能。

回転するアンカー20への電流印加は不要。

従来の作業軸形（アーバー）の回転子形状では、この様
な回転運動は発生出来ない。アンカー20はステーター21
によって磁化され得るが、しかしアンカー20上の磁極は
共巡する。

アンカー20の特殊形状により、その様な電動機が実現可
能である。図18−21を参照。少なくとも一箇所に於いて
ステーター21はアンカー20に強力な磁力で作用し、アン
カー20を磁化する。それによりアンカー上には一定数の
磁極の組（偶数の磁極数）が生じる。駆動力は慣習的電
動機の場合とは違い、純接線方向には作用しない。
（註：ステーター21の極とアンカー20間の半径方向の力
要素に関しては、自明という前提のもとに特には言及さ
れない）。ステーター21の駆動力は一時的には軸方向に
働く。回転運動が発生する為には接線方向の力要素が要
求される。アンカー20の形状によりこの接線方向の力の
要素は、アンカー20が運動の死点にある場合を除き自動
的に生じる。この為、図18のマシンの例はその始動用に
一つの補助コイル46をもっている。図19のマシンは一つ
の誘導磁極44とアンカー20を駆動する３極をステーター
21に備えている。駆動磁極はここではアンカー20が駆動
磁場の継続的吸引力に従う様、制御される。

図20及び図21では、１回転当たり２往復サイクルが生じ
る。アンカー20の形状は図22に遠近画法式に示されてい
る。

図20では誘導磁極44は２個あり、その箇所ではステータ
ー21に対するアンカー20外披面の相対的運動は「節点」
を示している。このマシンも又描写位置から始動に移る
為、一つの始動装置（図示されていない）を必要とす
る。アンカー20を磁力で吸引する多数の（理想的には最
低３個）磁極をステーター21に持つ機械は、更にアンカ
ー20を軸線方向に導く為にも容易に利用され得る：アン
カー20とステーター21の距離は例えば電気的に調整さ
れ、そして磁力変化で一定に保持される。それにより、
このシステムは実際上摩擦無しの磁気軸受として供さ
れ、それを２個使って、シャフトないしはピストンが整
然と保持される。

図21に於いては、再度２つの誘導磁極が備わっている
が、アンカー20に駆動的に作用する箇所がステーター21
に３つある。この様なマシンにあっては駆動磁極45が皆
同時に一斉して極性を変え、アンカー20を突き離さない
様注意せねばならない。駆動磁極は数が上回っている
為、アンカー20の極性を変えてしまう事にもなり得る。
図21のマシンは多相交流により全ての極が常時吸引する
様に動く。これによりアンカー20は強い軸方向力を及ぼ
すか、ないしは保持する。またステーター21の駆動磁力
が常にアンカー20へ吸引する様に働くならば、実際、駆
動磁極も又軸方向誘導の任務を引き受ける事になる。こ
の原理によってステーター21には固有の固定誘導磁極を
一切有せず、アンカー20を正しい位置保持であちこち導
き、唯移動し駆動する磁場しか持たない機械もまた実現
可能である。誘導箇所からアンカー20を解放する事によ
り、又は誘導箇所の交替によって衝程と運動様式は変更
可能である（これは前ａ項アンカー20にも値する）。ピ
ストン衝程の調整によって例えばポンプの場合、流体処
理量の調整ができる。色々な電力供給源によって最も使
用率の高い電気式回転・往復ピストンマシンの作動に関
しては、前述のとおりである。

他のオールターネイティヴな構造形式：外部設置になる
ステーター21はアンカー20の上述機能及び特色を持ち、
それに相似してアンカー20もステーター21の上述機能並
びに特色を持つ場合、以下の想像がなされ得る： ステーター21とアンカー20の単語を互いに入れ換える
と、類似はするが異なった構造形式が生ずる。アンカー
20の外披面は相似的にステーターの内面と理解される。
例：外部設置のステーター21は上述アンカー20の如き傾
斜又は歪曲した形状を成す。アンカー20はその磁場によ
りステーター21を誘導・駆動し、そこでステーター21は
アンカー20に対して一つの回転・往復運動をする、等
々。これは大概の場合、不利な構造様式である：殆どの
場合、外部配置のステーター21は周囲に相対して静止し
たものであり、それによりステーター21への電力供給は
回転するアンカー20へのそれよりも、より容易である。

− そしてこれは、コイル無しのアンカーを持つ当シス
テムの大きな長所なのである。「機械式」回転・往復ピ
ストン・マシン 具体的には図１および図６の実施例により説明される。

本発明回転・往復ピストン・マシンに於いては往復運動
は以下の如く回転運動に（又はその逆）変換される：振
れ（揺れ）円板状シャフト（図１の35又は図６の36）は
ピストン２と固く接続されているか、又はピストンの一
部をなす。ピストン２の回転によりこのシャフト35,36
はよろよろと振れ（タンブリング）運動をする。半回転
すると図１の左の状態は右のそれに変わる。この双方の
位置・状態は、即ち往復運動の最終点（上下死点）を表
す。伝達（伝動）エレメント38はピストン２からの力を
シリンダー１に伝える。振れ円板状シャフト35及び伝動
エレメント38によって往復運動力からトルク（回転モー
メント）が生ずる（又はその逆）。ピストン２、振れ円
板状シャフト35及び伝動エレメントが各々の運動に於い
て妨げられない様に、伝動エレメント38とシリンダー１
間の接合は可動である。図１および図６の例は数ある可
能性の内の３例である。

図１の例は球面接手でではなく、２つの噛み合わさった
接手で作動する。内側接手は半径方向力のみ伝達し、軸
線上移動可能である。図平面に対して垂直に回転軸をも
つ外側接手は軸方向力を伝達する。図６の基づく例では
円板状シャフト36はピストン２に型はめされ、接手は球
面軸受を形成する。図６のａとｂは接合点の縦方向移動
平衡の違いによってのみ異なる。図示の状態では、接合
点はシリンダー１軸に最も近く、1/4回転するとそれは
シリンダー軸から少し遠ざかる。

応用：モーター： 図１の接手は意識的に大きく描写されているが、それに
よって一方、機能をより解り易くする為であり、他方、
この装置が非常に強く、即ち例えば船舶用の大容量機関
にも適するものである事を図解する為でもある（シャフ
ト35及び伝達装置38も同様に任意の強さに拡大され得
る）。これに加えて、細長い構造は船底内の奥深い所へ
の組込みに理想的と言える。この細長い構造並びに軽量
に依って、当マシンの航空機関や車両機関、その他への
応用も興味ある処である。回転・往復ピストンマシンの
他の長所、例えばチャージ交換の簡易制御が付加され
る。

その他： シンプルでコンパクトそして簡易なチャージ交換制御が
可能なことは、このマシンを殆ど全ゆる用途にとって興
味あるものである。細長い形はまた一例として油ポンプ
用に理想的である。

異形体： − 図１の様な回転・往復ピストン２つの組合わせで接
手が正反対に位置するもの。この場合、ピストンへの軸
方向作用力による偏心（離心）は相殺される。

− 振れ円盤状シャフト35,36及び伝達エレメント38は
合同で一つの電動機ないしは電動発電機を構成する当該
の回転・往復ピストンマシンは前述になるものと同一目
的を果たす。

機 能： 図例による具象的定義説明は図７及び8:「中空シャフ
ト」40は回転可能で、シリンダー１に設けられている。
中空シャフトの或る一点、例えば接合点42をたどると以
下の事が解る：中空シャフト40の回転により、当点はシ
リンダー１に対して軸線上運動をし、ピストン２は回転
・往復運動をする様になる。逆にピストン２の往復運動
は中空シャフトを回転させる。図7,8は多くある可能性
の内の２例を示す。

応用： − シリンダー１内軸方向の必要場所が少なく、回転・
往復ピストン２は短い構造で済む。

− ピストン２への構造上の力の作用付けが異なる。

− 接手はシリンダー１を巡って旋回する。

異形体： − 同じくここでもそれら２つの組合わせが可能で、そ
れによりピストン２への偏心荷重は平均され得る。

− 中空シャフト40を取り囲むシリンダー１部及び中空
シャフト40は電動機又は電動発電機として形成される。

− 中空シャフト40の回転は、中空シャフト40が例えば
引き続き歯車又は伝動機器に連結されているリム（鎖
車）を備えている場合、直接外部へ伝動される事ができ
る。

ピストン運動に責任を負うのは立体的な歪曲バーン３
（図９−11）で、例として歪曲円板（凸型）と歪曲溝
（凹型）があり、それらは例えばローラーや滑りの様な
案内部品（ガイド）４に沿って動く。

凸型歪曲バーン３は、普通ピストン２と直接につながっ
ており、回転するに従いそのカーヴ形状に「記憶」され
た往復運動学的「プログラム」を実行する。勿論、逆の
配置、ピストン４上にガイド４がそしてシリンダーに歪
曲バーンが固定、も考えられる。

理論的には一回転当たりの全ゆる整数の往復サイクル数
− そして任意の運動幾何学が可能である。一回転当
たり高往復サイクル数の時は多数のガイド４が取り付け
られ、それによりピストン２にかかる偏心力は避けられ
る。図13では、歪曲円板３の幅が細くなりそして又太く
なっているのが明瞭であるが、これはガイドローラー４
の不動固定による。図12の揺り子（ロッカー）16使用で
は円板３の厚さは、回り一定となる。

スロット制御、ピストン形状そしてピストン運動の調整 ａ） ここで決定的なものはチャージ交換とピストン２
の形状である:2サイクル機関、ポンプおよび圧縮機に於
いては、ピストンの１往復で１作動行程（２ストローク
からなる）が完了する。４サイクル機関の場合、１作動
行程（吸入、圧縮、作用／爆発、排気の４行程からな
る）にはピストンの２往復を必要とする。当マシンで
は、ピストン２の回転がチャージ交換の制御を決定し、
又チャージ交換制御用「プログラム」が周期として一全
作動行程を包括する為、（非対称の）ピストンが１作動
行程当たり１回転するならば、それが最良である。

図3,4を参照。

例外−1:ピストン１制御端の状態が半回転後に同じ状態
を繰り返す様なピストン形状に於いては一作動行程当た
り半回転するのが適している（ピストン形状に従って1/
3,1/4回転等）。例は図５のｃ−ｅ。殆どの横力（荷
重）相殺のピストンはこの例外に属する。

例外−2:回転・往復ピストンのみが開口部を制御する２
サイクル機関：ガス交換は行程の下半で行なわれ、この
時点ではピストンの速い回転が望まれる。その後の上半
ではピストン２の回転状態は制御へは何等影響を及ぼさ
ず、ピストン２は「空回り」の回転運動をする以外にな
い。これは即ち、ピストン２が１往復サイクル当たり２
回転（１回転当たり半往復サイクル）すべき事を意味
し、又は制御端の状態が半回転後に同状態となる様な横
力相殺のピストンを選ぶべき事を意味する。そうすれば
１回転当たり１往復サイクルが正しい。

この結果、通常の選択（ピストンの形状に応じた）は： − １回転（又は1/2…回転等）当たり１往復サイクル
を持つ回転・往復ピストンマシンは全ゆるポンプや圧縮
機用そして２サイクル機関用、 − １回転（又は1/2…回転等）当たり２往復サイクル
のものは４サイクル機関用にとする。

ｂ） （歓迎される）回転数の効果： 与えられた往復回数では、１回転当たりの往復サイクル
数によってシャフトの回転数（又はその逆）が決められ
るが、例えばポンプや圧縮機の場合、与えられた回転数
に応じて往復回数が高められ得る。

飛行機のプロペラ駆動用並びに船のスクリュー駆動用に
は、プロペラ若しくはスクリューの効率上、低いシャフ
トの回転数が望まれる。

− 低速回転機関はしかし悪い出力係数（出力／機関の
重量）をもち、高速回転機関は伝動機構が必要とならざ
るを得ない。

クランク駆動を持つ往復ピストン機関と比較して、スロ
ット制御付きの当４サイクル・回転・往復ピストン・マ
シンは同一往復回数の場合、丁度半分のシャフト回転
数、もしくはピストンの形状に応じて、1/4のシャフト
回転数で回転する。特に航空機用応用では次の事が言え
る： − 良い気流性で推進翼の中へ統合可能なセンター（プ
ロペラ）シャフトをもった非常に細長いシリンダー形の
マシンの輪郭（当回転・往復ピストンマシンでは、問題
無く4,6,8それ以上の燃焼室及びそれ相応のピストンが
シリンダー内に連続（多段）式に組み込み可能）。

− 回転・往復ピストン・マシンの軽重量性。

特殊用途へのスロット制御の利用 ａ） 例：排気ターボチャージャーをもつ内燃機関： 空気・燃料混合気の燃焼によって高温、高圧が生ずる。
排出口が開かれる場合、シリンダー内の圧力はターボチ
ャージャー前の排ガスコレクター管内の圧力より、数倍
程高いものである。排気ガスは音速の速さで流出し、排
ガスコレクター管内の圧力レベルは弛緩する。それによ
り多くの利用エネルギーは失なわれてしまう事になる。
第一段階に於ける排ガスコレクター・パイプ内の圧力が
比較的高ければ好都合で、それにより排ガスターボチャ
ージャーはより多くのエネルギーを受ける事になる。排
ガスコレクター・パイプ内の圧力がシリンダー内圧の約
半分を越えない場合でも音速の速さが得られる。即ち、
シリンダーの掃気は遅滞せず、機関は未だより高い反圧
を「感知」していない。下死点以降の第二段階において
シリンダー内圧が低下した場合、事情は違ってくる： その時、高い反圧はピストンの衝動的往復運動を困難に
するため、ピストンによって第２の排出チャンネルを開
けそして第１の高圧下の排出口をピストンか又は逆止め
（チェック）弁でしめる様にする。第２の排出チャンネ
ルは低いガス圧となっており、最も簡単な方法はその圧
力を消音器を通して直接外部へ導く事である。

第一段階における排ガスエネルギーのより高い摂取によ
ってターボは充分なエネルギーを受け、その為全排ガス
量を必要としない。

シリンダー内部圧は従って、過給された空気の吸入時に
は排出時に比して、かなり高めとなっている。このた
め、４サイクル機関ではガス交換の間でも明瞭に解る程
の出力増大を示す。

２サイクル機関では、非常に速いそして効果のあるガス
交換が達成される。それ（大容量機関用）相応の経費に
て、２個以上の排出チャンネルを設置して圧力を多段に
細分する事により、作動障害はより一層低減され得る。
第１排出はターボチャージャーの高圧段へ、第２のそれ
は中圧段へ、等々。

上述原理に依り、モーターとターボ間の共働及びモータ
ー特性にとって一つの明らかな利点が生ずる： 次の例を仮定する：第一排出がその開口時、全負荷そし
て比較的低い回転数で作動している状態で、排ガスが音
速の速さで流出する様に為されており、ここで回転数を
あげると：第一排出の開口時間の絶対長さは、回転数の
上昇と共に線状をなして短くなる。これとは逆に、単位
時間当たりの開口数は線状に増大する。その結果、第一
段階からの排ガス量及びエネルギーはターボチャージャ
ーにとって一定を保つ（同一負荷、同一燃焼情況が前提
とされる）。

圧縮機側ではモーターの回転数の上昇に伴い、空気需要
の増大となり、充圧の低下となる。モーターのトルク
（回転力）は従って、回転数の低下と共に増大する。こ
れは典型的なターボモーターの正に望まれた逆である。
第一排出の以上の仕様によって、構造設計士はターボ過
給によるモーターの出力特性を決定できる。ターボの制
御又は調整（掃気など）は不必要となる。

ｂ） 同一原理、即ち作動流体の内含エネルギーの成分
に則る「選別」これは圧縮機においても実現可能であ
る：一台の圧縮機によって多くの「端末利用装置」への
種々異なるガス圧が供給され得る。異なる液圧諸装置の
供給にとっても、このシステムは同様に機能を果たす。

ｃ） 例、オットー機関：シリンダー（混合気）充填の
低減そしてそれに起因する出力の減少を可能にするため
（部分負荷）、今日、吸入チャンネルでは絞り弁が使用
される。この絞り（閉塞）により生ずる吸入時の低圧は
効率損となる。当回転・往復ピストン・モーターにおい
ては閉塞無しに吸入でき、混合気は以下の如く低減され
得る：圧縮行程の始めに、絞り弁で閉じられるスロット
を通して吸入混合気を再び漏出させ、それにより事実上
有効な行程が短縮され、従って有効な衝程容積が変化す
る。（この原理は、ポンプ及び圧縮機の処理量の変化に
も利用され得る） ｄ） 回転・往復ピストンによってシリンダー壁内の任
意のスロットが非常に速く開閉可能なため、以下の点が
提供される： − 圧縮時の前圧縮された追加空気の吹き込み。

− 燃焼時の追加空気の吹き込み。目的は、酸素窒素NO
xの形成を極小におさえる為の熱反応装置としての作
用。

ｅ） 回転・往復ピストンがシリンダー壁内の開口部な
いしは面を閉塞できる事はバルブ、ノズル、点火装置、
センサーなどを高温、高圧から護ることに利用され得
る。

作動流体の旋回の強化 流体の旋回はチャージ交換における流れのプロセスを支
持する。

その他の応用例： ａ） 内燃機関では、作動流体が特に稀薄混合気に於い
て強く渦乱されれば、速い燃焼の伝わり並びに点火が非
常に促進される。図14を参照。

これにも増して、慣性力（遠心作用）が混合気の成層
（ストラティファィド・チャージ）を発生する様工夫さ
れ得る。即ち、混合気は燃焼室内の点火プラグのある周
辺部では密にして、それにより軸中央部に比して点火し
やすい様にする。

ｂ） ポンプ及び圧縮機の場合、特定用途の為に攪はん
を通して： − ポンプ内流体の混合悪化又は沈降を避ける、 − 高い円周速度による流体の目標を定めた遠心分離、 − ポンプ運転時のポンプ内流体の交錯進行を防ぐ、 − 流体のシリンダー壁での固着又は凝着を防ぐ。

− シリンダー壁に向かって円錐形に広がる上死点での
すきま容積により、粘着性の流体の放射線方向放出が緩
和される。

往復ピストン機械における模範的なクランク機構は、重
なった上層振動をもつ時間的に正弦波状の往復運動にお
いてピストン２を駆動する。この場合ピストンは上死点
に比して下死点付近で少し速度を緩める。多くの利用に
おいては別のピストン運動経過、即ち別の運動幾何学法
が望まれる。

回転・往復ピストン・マシンの運動学は自由に選択され
そして用途に応じて調整され得る。

ピストンの回転と往復運動間の同期性の変更は、例とし
て以下の目的を持つ： − 機械の運転諸点への制御時間系の適合（回転数、負
荷、その他）。

− 逆転伝動機構を持たない機関（例、大容量船舶用デ
ィーゼル機関）における後進への制御時間系の転換。

衝程の調整装置は普通、ポンプの流体処理量又は（液
圧）モーターの吸入容量を変化させる為に配備される。
例として流体静力学的伝動装置における場合。

ピストン回転（運動）の外部への伝達 これまでの説明で、ピストンが回転並びに往復運動を為
すことが一見された。このピストン回転のマシン内部か
ら外部への伝達が本項の主題である： シリンダー１中央軸でマシンを軸貫通しそしてマシンの
一端又は両端でフロント側を外部に突き出すセンターシ
ャフト14を想定する。また同シャフト14上には、軸沿い
に移動はするがシャフト14の回りを回転しない様になさ
れたピストン２が留められているとする。即ち、ピスト
ン２はトルクをセンターシャフト14に伝達できそして尚
往復運動を行う（これは例えば、くさびとくさび溝又は
型整合ジョイント等使用により製作可能である）。ある
いはシャフト14がピストンの往復運動を共にするに任
せ、シャフト14の往復運動を他の箇所で、例えばマシン
のフロント側で平衡する方法。

シャフト14の気密は例えば、ロッドパッキン（往復ピス
トン機械におけるピストンリングと類似するが、内部密
閉型のもの）の使用で問題無く行われる。

前項で見た通り、回転・往復ピストン２とセンターシャ
フト14間でトルクの伝達が為される。同時に、ピストン
は往復運動をなす為にシャフト14軸線沿いに移動できね
ばならない。ローラーの様なコロガリ物体を使用して、
往復運動もまたわずかな摩擦でなされる様、このトルク
伝達を形成することができる。この様な構造は、例とし
て自動車の前輪駆動から知られる軸線上平衡をもつ同一
運動（ホモキネティック）のカルダン軸に似たものにな
り、加うるに、一列性の誤りを平均する。

仕切り板（メンブレイン）またはふいご（ベロース、図
15のａとｂ）はその回転剛性並びに耐性によって同じく
トルクを伝達できる。それらは自身の良好な弾力性によ
り、往復運動を軸線方向に受け耐える。

これら装備は非常に廉価で、事実上摩擦無しである。

ピストン回転運動のセンターシャフト使用に依るマシン
の内部から外部への伝達が取り扱われた。他の可能性
は、旋回する部分の外披面を通した回転の伝達である。
この方法によって全出力が伝動される事ができ、（例、
歯車を通した型整合で）、あるいは補助装置が駆動され
得る。

また回転運動のみの部分によるピストン運動の電気エネ
ルギーへの変換も意義がある。例えば、慣習的電動機又
は電動発電機の回転子が回転部分に直接固定されている
様な場合。

回転運動はどのみち回転・往復ピストンの外披面を通し
て電磁気的に外部へ直接伝達される事が可能でそして電
気エネルギーに変換されることができる（又はその
逆）。

ピストンからピストンへのトルク伝達 これはシャフトに代わって全く簡単な「かみ合い接手」
の考えかたに基づいて形作られたピストンフロント面に
よる型整合で為される事が可能であり、図５のｃ−ｅに
よるピストン２形状が例として適当なものである。

ピストン２形状並びに衝程は、両ピストンが全ゆる往復
位置に於いても常にかみ合う様、互いに調整されている
必要がある。

摩擦を減少するため、かみ合い直前（両ピストンフロン
ト面間）の衝撃力は直接ではなく、滑り面あるいは両ピ
ストンフロント面間に置かれた小型ローラーを通して、
間接的に受け止められる。

給油 シリンダー１壁面上でのピストン２の回転は、流体力学
的給油状態（滑膜上浮動）が達成される為に利用されね
ばならない。従来の往復ピストン機械では通常、混合摩
擦（乾燥状態と湿り状態の中間）の現象が生ずる。

これに伴い、事情によっては存在する横力（せん断力）
を受け止める能力が高まる。

慣習的なクランク駆動は、クランクシャフトの回転と共
にその値と方向を変えるピストンへの横力（ピストンの
傾きに起因する）を発生する。回転・往復ピストンマシ
ンでは、果たして実際に横力が現れるか否かは構造形式
に左右される：せん断力（横力）があるのは１回転当た
り１往復サイクルのみのそしてピストン当たり唯一つの
運動発生用装備をもつマシンである。

偏心的力作用は、横力の一組として現れるピストン２へ
のモーメントを生じさせる。この回転・往復ピストンに
二重に作用する横力は、往復ピストン機械のそれとおよ
そ比較可能で、流体の諸圧力による横力と同じく、回転
・往復ピストン２により問題無くそして少摩擦で受け入
れられる事ができる。通常横力が発生しないのは１回転
当たり最低２往復サイクルをもつ回転・往復ピストンマ
シンである。又、ピストンフロント面がそれ相応の形状
（例えば、点対称）をなしている場合（図５のｃ−
ｅ）、流体からの諸圧力も何等横力を発生しない。

給油本題に返り：潤滑材が作動小室７又は排出口８に達
するのを避ける為にシリンダー１には油かきリングが装
備される。

往復運動の回転運動への簡易変換は、ピストン運動が望
まれず、不要となる場合でも長所を有する。典型的な応
用例はダイヤフラム（膜）ポンプである。

図面の簡単な説明 第１図は４つの作動小室をもつ２サイクル式回転・往復
ピストンマシンの概略図であってチャージ交換、ピスト
ン運動の発生を示す図（第13図とも比較対称の事）。

第２図はピストンによるガス交換制御の図解であって、
ピストン運動は慣習的なクロスヘッド・クランク駆動に
より発生され、補足として回転運動が重なる図。

第３図はポンプにおけるチャージ交換の概略図であっ
て、同時に往復サイクルも行われる。1/2衝程毎に図示
されている。

第４図は１内燃機関の４行程、即ち２往復サイクル、の
概略図。

第５図はピストンの形状例を示す図。第５図ａ、ｂは非
対称形ピストン、第５図ｃ−ｅは「横力相殺」のピスト
ン、点対称のものを示す図。

第６図は往復運動の回転運動への機械式交換を示す図で
あって、第１図とも比較対称の事。第６図ａとｂは軸方
向力相殺の２異種を例として示す図。

第７、８図はピストンの回転・往復運動の発生。図解例
を示す図。

第９図は往復運動の回転運動への機械式変換を示す図で
あって、凸型歪曲バーン３付きの例、１回転当たり１往
復サイクルを示す図。

第10図は第９図と同様の図であって１回転当り２往復サ
イクルを示す図。

第11図は第９図と同様の図であって歪曲バーンは溝
（凹）型となる図。

第12図はガイド４と揺り子16の接続／接触を示す図。

第13図は４つのワーキング小室をもつ２サイクル式回転
・往復ピストン機関の図解例であって、1/2シャフト回
転の違いを示す図。

第14図は円環状渦流室43内での攪乱流発生をもつディー
ゼル機関用燃焼室の構成例を示す図であって、上図は上
死点に於ける両ピストンの断面図、下図は下部ピストン
のフロント側を上から見た図。

第15図はセンターシャフト14と仕切り板ａ及びふいごｂ
をもつピストン間のトルク伝達を示す図。

第16図は回転・往復ピストン内部で回転するピストンを
もつ統合された過給機（プレ・コンプレッサー）の図。

第17図は回転・往復運動の電気式発生による回転・往復
ピストン・マシンを示す図であって、このうち左図はチ
ャージ交換の制御で、慣習的な弁利用のもの、右図はチ
ャージ交換、中央は回転子（アンカー）20で、その外披
面は上部で固定子（ステーター）21の集中磁場により軸
線沿いに導かれる状態を示す図。

第18図は回転・往復運動の発生を示す図であって永久磁
化ではないが磁化可能な傾斜型アンカーの例および１回
転当たり１往復サイクルを示す図。

第19図は第18図と同様の図であって、駆動磁極45が他の
２箇所に追加されている。駆動磁極群は互いに時間的に
移相制御され、始動用補助巻き線は不要となる状態を示
す図。

第20図は回転・往復運動の発生を示す図であって、歪曲
アンカーは永久磁化ではないが磁化可能で、１回転当た
り２往復サイクルの状態を示し、ステーターには２個の
誘導磁極44と、ほか２箇所にアンカーを駆動する磁極45
が有る状態を示す図、 第21図は第20図と同様の図であって、歪曲アンカーを駆
動する所が４箇所ある。多相交流使用での例を示す図。

第22図は第20図及び第21図と歪曲アンカーの立体図形を
示す図であって歪曲バーン（第10図）の形状との相似性
を示す。

符号の説明 １……シリンダー、1a−ｃ……シリンダーの部分、２…
…回転・往復ピストン（回転並びに往復運動する）、３
……凸／凹型歪曲バーン（軌道）、４……ガイド（案内
装備）、５……ピストン、回転のみ、６……ピストンリ
ング、７……作動（ワーキング）小室、7a……同上、最
大容積、7b……同上、すきま容積または最終圧縮容積、
８……吸入チャンネル、９……排出チャンネル、10……
吸入流体の流れ、11……排出流体の流れ、12……点火プ
ラグ、13……噴射ノズル（ディーゼル）、14……軸貫通
センターシャフト、15……ラジアルシャフト・パッキン
グリング、16……揺り子（ロッカー）、17……揺り子支
軸、18……仕切り板（メンブレイン）、トルク伝達用、
19……ふいご（ベロース）、トルク伝達用、20……傾斜
／歪曲回転子（アンカー）、21……固定子（ステータ
ー）22……ピストン回転発生用駆動、23……ピストンロ
ッド、24……同軸軸受、25……クロスヘッド、26……ク
ロスヘッド滑り面、27……連接棒、28……クランク軸、
29……弁（バルブ）、30……中空シャフトを通じての吸
入チャンネル、31……回転する内部過給機ピストン、32
……逆止め（チェック）弁、33……過給された流体の回
転・往復ピストンからの流出チャンネル、34……過給さ
れた流体のシリンダー作動小室への流入チャンネル、35
……振れ（揺れ）円板状シャフト、ピストンから突き出
て固定、36……振れ（揺れ）円板状シャフト、ピストン
に埋設、37……振れ円板状シャフトの幾何学的中央軸、
38……伝達（伝動）エレメント、39……シリンダーと伝
達エレメント間の接合点、40……中空シャフト、41……
中空シャフトの幾何学的中央軸（シリンダー軸と交
差）、42……ピストンと中空シャフト間の接合点、43…
…円環状渦流室、44……アンカーを導く磁極、45……ス
テーターを駆動する磁極、「Ｎ」−Ｎ極、「Ｓ」−Ｓ
極、46……始動用補助コイル。

Claims (26)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】シリンダ（１）と、シリンダ（１）に案内
   されるとともにシリンダ軸回りに回転すると同時にシリ
   ンダ軸と同軸に沿って往復運動する第１ピストン（２）
   と、シリンダ（１）に案内されるとともに少なくともシ
   リンダ軸回りに回転する第２ピストン（２）またはピス
   トン状部材（５）とを備え、前記シリンダ（１）、第１
   ピストン（２）および第２ピストン（２）またはピスト
   ン状部材（５）は作動小室（７）を形成するとともに、
   第１ピストン（２）および第２ピストン（２）またはピ
   ストン状部材（５）の作動小室に向うフロント面の少な
   くとも端線は、作動小室（７）のシリンダ壁面に形成さ
   れた１以上の開口部を開閉する回転・往復ピストン・マ
   シンにおいて、 第１および第２ピストン（1,2）の２つのフロント面、
   または第２ピストン（２）およびピストン状部材（５）
   の２つのフロント面は、ピストン（２）またはピストン
   状部材（５）の側面に対するフロント面を形成する端線
   がシリンダ軸に関して回転対象体とならないように形成
   され、 作動小室（７）を形成するピストン（２）またはピスト
   ン状部材（５）の２つのフロント面が、その形状および
   位置に関し、互いに対応して作動小室（７）の上死点に
   おける体積を可能な限り小さくすることを特徴とする回
   転・往復ピストン・マシン。
2. 【請求項２】ピストン（２）のフロント面は、作動流体
   により生じる半径方向の力が互いに相殺して軸方向の力
   のみがピストン（２）にかかるよう形成されていること
   を特徴とする請求項１記載の回転・往復ピストン・マシ
   ン。
3. 【請求項３】少なくとも１つのピストン（２）は中空状
   となっているとともに、内部ピストン（31）用のシリン
   ダとしてのシリンダ内面を有し、内部ピストン（31）は
   センターシャフト（14）またはピストン（２）内を貫通
   するシャフト上に固定され、これによって内部ピストン
   （31）はピストン（２）に対して往復運動し、これによ
   って内部システムはピストン・マシンと同様に作動する
   ことを特徴とする請求項１または２のいずれかに記載の
   回転・往復ピストン・マシン。
4. 【請求項４】ピストン（２）の運動は、少なくともカム
   状の曲線路（３）により調整され、この曲線路（３）は
   例えばローラーまたはグライダーのような案内部材から
   なる１以上の案内部材により支持されるとともに、この
   案内部材に対して回転・往復運動を行い、案内部材は揺
   り子（16）によって互いに連結されていることを特徴と
   する請求項１乃至３のいずれか記載の回転・往復ピスト
   ン・マシン。
5. 【請求項５】作動小室（７）毎に設けられた入口開口部
   または出口開口部は、同時に開閉されないことを特徴と
   する請求項１乃至４のいずれかに記載の回転・往復ピス
   トン・マシン。
6. 【請求項６】作動流体はフロント面の回転運動、または
   入口流路の方向がシリンダに対して接線方向の成分を有
   することにより、作動小室内に回転してまたはうず巻状
   に流入することを特徴とする請求項１乃至５のいずれか
   記載の回転・往復ピストン・マシン。
7. 【請求項７】ピストンの回転運動と往復運動との同期性
   は、ピストン（２）の回転・往復運動を行なうととも
   に、シリンダ（１）に直接的または間接的に連結され、
   シリンダに対して回転する部分により変化するか、ある
   いはピストン（２）に固定されピストンのフロント面に
   対して回転する部分により変化することを特徴とする請
   求項１乃至６のいずれか記載の回転・往復ピストン・マ
   シン。
8. 【請求項８】１つのピストン（２）の回転運動は、他の
   ピストン（２）、ピストン部材（５）またはマシン外方
   へシリンダと同軸のセンターシャフト（14）を介して伝
   達され、ピストン（２）からセンターシャフト（14）へ
   のトルクが回転部材により生じ、この回転部材は接線方
   向の力を伝達するとともに、軸方向の変位の場合に軸方
   向に等しく変位するユニバーサルジョイントとして回転
   することを特徴とする請求項１乃至７のいずれか記載の
   回転・往復ピストン・マシン。
9. 【請求項９】ピストン（２）からセンターシャフト（1
   4）へのトルクの伝達または２つのピストン間のトルク
   の直接的な伝達は、弾性変形して軸方向に変位する１以
   上のダイヤフラム、ベローまたは他のスプリング状部材
   により行なわれることを特徴とする請求項１乃至７のい
   ずれか記載の回転・往復ピストン・マシン。
10. 【請求項１０】ピストン状部材（５）は電動機または電
    動発電機の部材として配置され、電動機または電動発電
    機の他の部材は直接または間接的にシリンダに固着され
    ていることを特徴とする請求項１乃至９のいずれかに記
    載の回転・往復ピストン・マシン。
11. 【請求項１１】ピストン（２）間の回転運動、またはピ
    ストン（２）とピストン状部材（５）との間の回転運動
    は、互いに対応して作動小室を形成する２つの隣接する
    フロント面のプロフィットにより伝達されることを特徴
    とする請求項１乃至10のいずれがに記載の回転・往復ピ
    ストン・マシン。
12. 【請求項１２】ピストン（２）は潤滑膜を有するととも
    に、この潤滑膜は開閉する開口部がない場所に配置さ
    れ、スクラップリングまたはシール部材により潤滑膜が
    作動小室または開口部に入らないようになっていること
    を特徴とする請求項１乃至11のいずれかに記載の回転・
    往復ピストン・マシン。
13. 【請求項１３】シリンダ軸線回りの回転運動と同時にシ
    リンダ軸線と同軸の往復運動とを少なくとも１つのピス
    トン（２）を有し、ピストン（２）の運動は互いに案内
    する２つの部材からなるベアリングによって変化し、２
    つの部材は回転軸を中心として互いに回転する回転往復
    ピストン・マシンにおいてベアリングの一方はシリンダ
    （１）またはシリンダ（１）の部材に固定されるととも
    に、他方のベアリング、中空シャフト（40）を導き、中
    空シャフトの回転軸はシリンダと軸と平行ではなく、中
    空シャフト（40）はピストンに偏心的に連結されている
    ことを特徴とする回転・往復ピストン・マシン。
14. 【請求項１４】互いに回転するベアリングの２つの部材
    は、互いに電動機または電動発電機を構成することを特
    徴とする請求項13記載の回転・往復ピストン・マシン。
15. 【請求項１５】動力の外方への伝達は、中空シャフト
    （40）により行われることを特徴とする請求項13または
    14のいずれかに記載の回転・往復ピストン・マシン。
16. 【請求項１６】ストローク長および圧縮比は、いずれも
    ベアリングがシリンダに対して回動自在のためシリンダ
    に対するベアリングの角度41を調整することによって調
    整自在となっていることを特徴とする請求項13乃至15の
    いずれかに記載の回転・往復ピストン・マシン。
17. 【請求項１７】ピストンの２つの隣接する同軸に配設さ
    れたフロント面、またはピストンのフロント面とピスト
    ン状部材のフロント面は、その間に作動小室を形成する
    とともに、互いの往復運動によって圧縮比を生じさせ、
    これらのフロント面はつめ状に互いに対応することを特
    徴とする請求項13乃至16のいずれかに記載の回転・往復
    ピストン・マシン。
18. 【請求項１８】ピストン（２）は潤滑膜を有し、この潤
    滑膜はスクラッパリングまたはシール部材により作動小
    室または開口部内に入らないことを特徴とする請求項13
    乃至17のいずれかに記載の回転・往復ピストン・マシ
    ン。
19. 【請求項１９】シリンダ（１）と、シリンダ軸の回りを
    回転運動すると同時にシリンダ軸と同軸に往復運動する
    少なくとも１つのピストン（２）と、ピストン（２）に
    直接的または間接的に連結されたロータ（20）と、シリ
    ンダ（１）に直接的または間接的に連結されたステータ
    （21）とを備え、ピストン（２）がシリンダ（１）に対
    して運動するのと同様にロータ（20）はステータ（21）
    に対して運動し、このためロータ（20）は回転軸に同軸
    の理論円筒領域から外方へはいかない半径方向領域内に
    限定され、ステータは外面から前記理論円筒領域に接触
    しない半径方向領域内に限定される回転・往復ピストン
    ・マシンにおいて、ロータ（20）はピストンの回転軸に
    対して傾斜して配設されるとともに回転軸の方向に折曲
    がり、ロータの曲がった形状によって予め定められた回
    転・往復運動プログラムによりステータ（21）は少なく
    とも１つの部分（44）において近傍を通過するロータの
    表面を電磁力によって保持し、これによってロータを案
    内して回転・往復運動させることを特徴とする回転・往
    復ピストン・マシン。
20. 【請求項２０】ステータ（21）の少なくとも２つの部分
    （45）が、ロータの表面を案内する部分（44）から所定
    距離をおいて配設され、ロータ（20）の表面が前記２つ
    の部分（45）近傍にきた場合に、ロータ表面にステータ
    に対する軸方向の相対運動が与えられ、前記部分（45）
    は互いに所定距離離れており、前記部分（45）およびロ
    ータ（20）間において電磁力が生じ、この電磁力は相対
    運動の方向の成分を有し、これによってロータの運動に
    影響を与えることを特徴とする請求項19記載の回転・往
    復ピストン・マシン。
21. 【請求項２１】ステータとロータとの間のトルクは電動
    機のトルクとして生じ、ステータの部分（44）において
    ロータの表面がこの部分近傍にきた場合、ロータは軸方
    向の相対運動が与えられ、この部分において軸方向の狭
    い領域を有しないため、ステータは前記相対運動を妨害
    することなく、この部分（44）ではロータの表面の軸方
    向の相対運動が小さく、またロータはステータの軸方向
    の狭い領域によって軸方向に案内されることを特徴とす
    る請求項19記載の回転・往復ピストン・マシン。
22. 【請求項２２】ロータは磁極または巻線をもって形成さ
    れることを特徴とする請求項19乃至21のいずれか記載の
    回転・往復ピストン・マシン。
23. 【請求項２３】ロータは磁性材からなるが、永久磁石で
    はないことを特徴とする請求項19乃至21のいずれか記載
    の回転・往復ピストン・マシン。
24. 【請求項２４】ストローク長および圧縮比は、いずれも
    磁極の軸方向変位、電気的に切換自在の電磁極、または
    軸方向成分を有する電磁力を調整することによって調整
    自在となっていることを特徴とする請求項19乃至23のい
    ずれかに記載の回転・往復ピストン・マシン。
25. 【請求項２５】ピストンの２つの隣接する同軸に配設さ
    れたフロント面、またはピストンのフロント面とピスト
    ン状部材のフロント面は、その間に作動小室を形成する
    とともに、互いの往復運動によって圧縮比を生じさせ、
    これらのフロント面はつめ状に互いに対応することを特
    徴とする請求項19乃至24のいずれかに記載の回転・往復
    ピストン・マシン。
26. 【請求項２６】ピストン（２）は潤滑膜を有し、この潤
    滑膜はスクラッパリングまたはシール部材により作動小
    室または開口部内に入らないことを特徴とする請求項19
    乃至25のいずれかに記載の回転・往復ピストン・マシ
    ン。