JP2003021044A

JP2003021044A - 流体回転機および流体発電機

Info

Publication number: JP2003021044A
Application number: JP2000382885A
Authority: JP
Inventors: Fumito Komatsu; 文人小松; Kenji Muramatsu; 健次村松; Masaki Nakamura; 優樹中村; Tomohiro Takeuchi; 智大竹内
Original assignee: Sankyo Seiki Manufacturing Co Ltd
Current assignee: Nidec Instruments Corp
Priority date: 2000-02-29
Filing date: 2000-12-15
Publication date: 2003-01-24

Abstract

(57)【要約】【課題】実際の使用に適した容積型の流体回転機を提
供する。【解決手段】回転軸心ｏを中心とする空洞部２２をは
さんで対向するシリンダ室２３ａ〜２３ｄを有する回転
シリンダ部材２と、シリンダ室２３ａ等及び空洞部２２
を往復するピストン３，４と、回転中心位置Ｘを中心と
して回転しピストン３，４を保持するピストン保持部材
５と、シリンダ室２３ａ等をはさみ対向する位置に設け
られた流入口６１及び流出口６２と、流入口６１より流
入した流体圧力によってピストン３，４を動かして回転
シリンダ部材２とピストン保持部材５を相対回転させる
と共に、当該回転を出力する出力軸２１を備え、流入口
６１と流出口６２とをシリンダ室２３ａ等内のピストン
３，４の位置との関係で設定し、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
の往復動作数の比が１：２：１となるようにした。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、流体モータ等の流
体回転機とこれを利用した流体発電機に関する。更に詳
述すると、本発明は容積型の流体回転機とこれを利用し
た流体発電機に関するものである。

【０００２】

【従来の技術】従来、特殊カム形状を用いたロータリー
式ポンプが知られているが、この種の装置の場合、部品
加工が難しく、コストアップの原因となっていた。そこ
で、このような欠点を解消するため、出願人は、以前に
吸排部分に歯車部品を必要としない構成のロータリー式
シリンダ装置を開発した（特開昭５６−１１８５０１号
公報、実開昭５７−８７１８４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
れたロータリー式シリンダ装置は、図４４及び図４５に
示すように、箱状のケーシング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１０２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。

【０００４】そして、シリンダ部材１０２の空洞部１０
３の内壁部１０３ａには、放射状に３対（６つ）のシリ
ンダ室１０５ａ，１０５ｂ，１０５ｃ，１０５ｄ，１０
５ｅ，１０５ｆが形成されている。これらの各シリンダ
室１０５ａ，１０５ｂ，１０５ｃ，１０５ｄ，１０５
ｅ，１０５ｆは、支持部材１０４の回転動作に伴って、
ケーシング１０１の外部に連通し外気をシリンダ装置内
に取り入れる吸込口１０６及び取り入れた外気を吐き出
す吐出口１０７に、順次連通するようになっている。

【０００５】支持部材１０４は、ケーシング１０１に形
成された孔１０１ａに回転自在に支持された軸１０８の
一端に固定された円盤状部材となっており、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、内壁部１０３ａの約半周分に密
着して沿うように配置されており、空洞部１０３内の気
密性を向上させるためのものとなっている。なお、支持
部材１０４には、流出口１０６に連通するための孔１０
４ａを有している。

【０００６】支持部材１０４の偏心した位置には、軸１
１０が固定され、この軸１１０に回転ピストン部材１１
１が回転自在に支持されている。軸１１０は、支持部材
１０４と弁座１０９を挟んで支持部材１０４と対向した
位置に固定された円盤状の補助板部材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１１１ａ，１１１ｂ，１１１ｃとから構
成されている。この回転ピストン部材１１１は、支持部
材１０４の回転に伴ってシリンダ部材１０２の軸心ｏ１
の周囲を周回する。

【０００７】この支持部材１０４の回転動作に伴い、各
ピストン１１１ａ，１１１ｂ，１１１ｃは、対になって
いるシリンダ室１０５ａ〜１０５ｆ間を往復運動するよ
うになっている。図４５（Ａ）から（Ｄ）は、この動作
の一連の動きの一部を順に示したものである。支持部材
１０４は、図４５において反時計方向（矢示Ｂ１方向）
に全体として回転する。一方、回転ピストン部材１１１
は、この矢示Ｂ１方向にその支点が回動しつつ、それ自
体は時計方向（矢示Ａ１方向）に回転していく。この動
作によってシリンダ室１０５ａ〜１０５ｆに吸込口１０
６から外気が取り入れられ、吐出口１０７から外部へ吐
出される。

【０００８】実開昭５７−８７１８４号公報や実開昭５
８−９２４８６号公報に示されるロータリー式シリンダ
装置は、基本的にこの特開昭５６−１１８５０１号公報
に記載されたロータリー式シリンダ装置と同様の構成と
なっているが、若干異なる構造となっている。異なる点
は、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、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ある。

【０００９】

【発明が解決しようとする課題】上述したように特開昭
５６−１１８５０１号公報等に記載されたロータリー式
シリンダ装置は、噛み合い精度を高めるために高度なノ
ウハウを必要とする内歯噛み合い式の平歯車を用いない
構成となっている。すなわち、特開昭５６−１１８５０
１号では、支持部材１０４がケーシング１０１内に固定
されたシリンダ部材１０２に対して相対回転することに
より流体ポンプや流体モータとしての動作を行うように
なっている。具体的には、シリンダ部材１０２が支持部
材１０４に固定されており、回転ピストン部材１１１が
回転することにより、固定された状態の各シリンダ室１
０５ａ〜１０５ｆに順次３つのピストン１１１ａ〜１１
１ｃが進入退出を繰り返す構成となっている。

【００１０】そのため、各ピストン１１１ａ〜１１１ｃ
は、それぞれ各シリンダ室１０５ａ〜１０５ｆ内に進入
し易くかつ退出し易いように、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なっており、ピストン１
１１ａ〜１１１ｃとシリンダ室１０５ａ〜１０５ｆとの
間に隙間が形成される。その結果、隙間部分から流体が
漏れ易く、ポンプやモータとしての効率をそれ程高くで
きないという問題があるのは否めない。

【００１１】一方、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、各ピストンの形状はシリ
ンダ室の横幅とほぼ同等の外径の略円形に形成されてい
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、この部分
が流体の圧力を耐えられずに流体が漏れ、流体ポンプや
流体モータとしての効率が落ちる危険性があるのは否め
ない。

【００１２】また、かかるロータリー式シリンダ装置を
応用して実際に流体モータ等の流体回転機を実用化させ
商品化するためには、ピストン等の動きを妨げる背圧を
減少させたり、加工を容易にしたりする更なる工夫が必
要である。

【００１３】本発明は、実際の使用に適した容積型の流
体回転機を提供することを目的とする。また、かかる流
体回転機を使用した流体発電機を提供することをも目的
とする。

【００１４】

【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記載の流体回転機は、回転軸心を中心とし
て形成された空洞部に連通し、該空洞部をはさんで対向
する少なくとも一対のシリンダ室を有する回転シリンダ
部材と、回転シリンダ部材のシリンダ室及び空洞部を往
復動作するピストンと、回転シリンダ部材の回転軸心か
ら偏心した回転中心位置を中心として回転するとともに
ピストンを偏心した回転中心位置から偏心した自転中心
位置を中心として回動可能なピストンを保持するピスト
ン保持部材と、シリンダ室をはさみ対向する位置にそれ
ぞれ設けられ、シリンダ室に流体を流入する流入口及び
流入した流体をシリンダ室から流出する流出口と、流入
口よりシリンダ室に流入した流体の圧力によってピスト
ンを動かして回転シリンダ部材とピストン保持部材を相
対回転させると共に、回転シリンダ部材とピストン保持
部材のうち少なくとも一方の回転を出力する出力軸とを
備え、流入口は、回転シリンダ部材の回転軸心からみて
回転シリンダ部材の回転にともない、ピストンが回転シ
リンダ部材の略外周位置でシリンダ室を連通するように
開口し、回転シリンダ部材の略中心位置でシリンダ室と
閉口するように形成され、流出口は、回転シリンダ部材
の回転軸心からみて回転シリンダ部材の回転にともな
い、ピストンが回転シリンダ部材の略中心位置でシリン
ダ室を連通するように開口し、回転シリンダ部材の略外
周位置でシリンダ室と閉口するように形成されるととも
に、回転シリンダ部材の回転数対ピストン保持部材の回
転数対ピストンのシリンダ室及び空洞部を往復する動作
数の比が１：２：１となるようそれぞれが配置されてな
るものである。

【００１５】したがって、シリンダ室を有する回転シリ
ンダ部材と、ピストンを有するピストン保持部材とがそ
れぞれ支持部材に支持された状態で回転することがで
き、かつピストン保持部材に保持されているピストンも
それ自体で回動可能となっており、ピストンが姿勢を変
えながら各シリンダ室内を直線運動で出入りすることが
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。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。また、
各部材同士が確実に無理なく回転し、回転時の振動や騒
音が軽減される構成となる。

【００１６】また、請求項２記載の流体回転機は、回転
シリンダ部材とピストン保持部材との相対回転の抵抗と
なる背圧を減少させる背圧逃がし手段を備えてなるもの
である。

【００１７】ピストンが作動し回転シリンダ部材やピス
トン保持部材が回転することで、これらの動きを妨げる
背圧が発生するが、この背圧を背圧逃がし手段が減少さ
せるので動きがスムーズになる。

【００１８】また、請求項３記載の流体回転機のよう
に、ピストンのピストン保持部材側に対向する面は平面
とし、ピストン保持部材と面接触するようにしても良
い。

【００１９】また、請求項４記載の流体回転機は、ピス
トンの横断面形状を異形状とし、当該形状にシリンダ室
の横断面形状を一致させたものである。したがって、ピ
ストンが摺動するシリンダ室の両側壁を底面に対して垂
直に形成せずに済むので、シリンダ室の加工が容易にな
る。

【００２０】また、請求項５記載の流体回転機は、潤滑
剤循環機構を備えたものである。したがって、ピスト
ン，ピストン保持部材，回転シリンダ部材等の摺動面を
潤滑することができる。

【００２１】また、背圧逃がし手段としては、請求項６
記載の流体回転機のように、ピストンの移動方向に作用
する背圧を逃がすピストン前後動背圧逃がし手段であっ
ても良く、また、請求項７記載の流体回転機のように、
回転シリンダ部材と支持部材の間に発生する背圧を逃が
すシリンダ側背圧逃がし手段であっても良く、さらに、
請求項８記載の流体回転機のように、ピストン保持部材
と支持部材の間に発生する背圧を逃がすピストン保持部
材側背圧逃がし手段であっても良い。

【００２２】また、請求項９記載の流体回転機は、ピス
トンの横断面形状の異形状を、ピストンの底面の両コー
ナー部分を丸めた形状としている。したがって、ピスト
ンが摺動するシリンダ室のコーナー部分を丸めた形状に
することができるので、シリンダ室の加工がより一層容
易になる。

【００２３】また、請求項１０記載の流体回転機は、回
転シリンダ部材とピストン保持部材を、転がり軸受け部
材又は滑り軸受け部材によって回転自在に支持したもの
である。したがって、回転シリンダ部材とピストン保持
部材の回転がスムーズになる。

【００２４】また、請求項１１記載の流体回転機は、回
転シリンダ部材とピストン保持部材が、スラスト荷重と
ラジアル荷重とを同時に受ける軸受け部材によって回転
自在に支持されている。したがって、回転シリンダ部材
とピストン保持部材を回転自在に支持する部分の構造が
簡単なものとなり、装置の小型化と低コスト化を図るこ
とができる。

【００２５】また、請求項１２記載の流体回転機は、ピ
ストンとシリンダ室との間に形成される隙間に磁性流体
を配置し、磁性流体を隙間に保持させるための磁石をピ
ストンとシリンダ室との接触部位の近傍に設けたもので
ある。したがって、磁石によって保持された磁性流体が
ピストンと回転シリンダ部材との間の隙間に充填され
る。このため、ピストンとシリンダ部材とが対向する部
位の僅かな隙間がさらに確実に封止され、接触部位から
の流体の漏れがより確実に防止できる。

【００２６】また、請求項１３記載の流体回転機は、ピ
ストンが複数形成されると共にシリンダ室が複数対形成
され、これら複数対のシリンダ室は回転シリンダ部材の
回転軸心を含んで交差するように形成されている。した
がって、複数のピストンによって回転するロータリ式シ
リンダ装置が提供される。

【００２７】また、請求項１４記載の流体回転機は、複
数対のシリンダ室は回転シリンダ部材に円周方向に等配
分された位置に配置されている。したがって、回転シリ
ンダ部材の回転バランスが良くなり、振動や騒音の発生
を防止することができるとともに、高速回転に適したロ
ータリ式シリンダ装置が提供される。

【００２８】また、請求項１５記載の流体回転機は、複
数対のシリンダ室が交差する部位のピストンの移動方向
における長さは、ピストンの長さよりも短いものであ
る。したがって、往復直線運動を行うピストンはシリン
ダ室が交差する部位を通過する際に移動しているシリン
ダ室の壁面にガイドされて交差する他のシリンダ室を横
切るので、他のシリンダ室に突っかかることなくスムー
ズに通過することができる。

【００２９】また、請求項１６記載の流体回転機は、複
数対のシリンダ室が交差する部位に面取り部が形成され
ている。したがって、ピストンのシリンダ室が交差する
部位の通過がより一層スムーズになる。

【００３０】さらに、請求項１７記載の流体発電機は、
請求項１から１６のいずれかに記載の流体回転機の出力
側に発電機構を接続したものである。したがって、上述
の流体回転機を使用して発電を行うことができる。

【００３１】

【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。

【００３２】図１〜図３に、本発明を適用した流体回転
機の実施形態の一例を示す。なお、本願の流体回転機が
動力源として用いる流体はオイル，水等の液体に限るも
のではなく、空気，ガス等の気体であっても良い。ま
た、図１は、図２に示すＩ−Ｉ線に沿う断面である。

【００３３】流体回転機１は、円形形状の回転シリンダ
部材２と、１８０度離れた２つの偏心した自転中心位置
Ｘ１，Ｘ２にそれぞれピストン３，４を回動可能に保持
しかつ回転シリンダ部材２の回転軸心ｏから偏心した位
置を回転中心位置Ｘとして回転するピストン保持部材５
と、回転シリンダ部材２及びピストン保持部材５の両回
転部材をそれぞれ回転自在に支持する支持部材としての
ケーシング６と、を有している。

【００３４】回転シリンダ部材２は、所定の厚みを有す
る円形形状で形成されており、ケーシング６の内部空間
に回転自在に配置されている。この回転シリンダ部材２
の一側の端面、すなわち図１及び図３において下側の端
面の回転軸心ｏには、出力軸２１が圧入により挿入固定
されている。この出力軸２１は、その中央部をケーシン
グ６内に軸方向に重ねて配置された２つの転がり軸受け
部材７ａ，７ｂに回転自在に支承されている。すなわ
ち、回転シリンダ部材２は転がり軸受け部材７ａ，７ｂ
によって回転自在に支持されている。そのため、回転シ
リンダ部材２は、出力軸２１を回転中心としてケーシン
グ６内で回転可能となっている。また、出力軸２１の先
端は、ケーシング６の外部に突出している。

【００３５】回転シリンダ部材２の他側の端面、すなわ
ち図１及び図３において上側の端面には、４つの扇状の
台部２５を利用して形成された十字状の空間が設置され
ている。この十字状の空間は、空洞部２２と４つのシリ
ンダ室２３ａ，２３ｂ，２３ｃ，２３ｄとから構成され
ている。すなわち、回転シリンダ部材２の他側の端面に
は、回転軸心ｏを中心として所定の広さを備えかつ底面
を有する空洞部２２が形成されている。そして、この空
洞部２２内の回転軸心ｏを中心として放射状に、４つの
シリンダ室２３ａ〜２３ｄが設けられている。シリンダ
室２３ａ〜２３ｄは上面部分が開放された溝形状をなし
ており、この溝の横断面形状は詳しくは後述するピスト
ン３，４の横断面形状と一致している。また、シリンダ
室２３ａ〜２３ｄの長手方向の一端側（中央側）は空洞
部２２に連通している。

【００３６】なお、空洞部２２の底面は、シリンダ室２
３ａ〜２３ｄに対応した形状となっている。即ち、シリ
ンダ室２３ａ〜２３ｄの横断面形状とこれらに連続する
空洞部２２の断面形状は同一であり、厚肉の円板材料に
十字状の溝を切削等の方法で加工することで、空洞部２
２及びシリンダ室２３ａ〜２３ｄより成る十字状の溝を
形成することができる。しかも、切削等の方法で加工さ
れる十字状溝の底面の両コーナー部分は丸みを帯びた形
状で良いため、その加工は極めて容易である。なお、説
明上、「上」「下」を使用しているが、この語は、図に
基づき便宜上使用しているもので有り、絶対的な意味で
の「上」「下」を意味するものではない。

【００３７】シリンダ室２３ａ〜２３ｄ内には、後述す
るようにピストン保持部材５に保持されたピストン３，
４が嵌まり込んで摺動するようになっている。すなわ
ち、ピストン３，４は、例えば図４（Ａ）に示すよう
に、その底面の両コーナー部分１１を丸めた形状を成し
ており、その横断面形状をシリンダ室２３ａ〜２３ｄの
横断面形状に一致させている。また、ピストン３，４の
上面（ピストン保持部材５との対向面）は平面となって
いる。したがって、流体回転機１が組み付けられると、
シリンダ室２３ａ〜２３ｄに対してピストン３，４の上
面，両側面，底面はピストン３，４の全長に亘って面接
触することになり、シリンダ室２３ａ〜２３ｄとピスト
ン３，４の間の気密性・液密性が確保される。すなわ
ち、流体の漏れをより確実に防止することができる。

【００３８】なお、上述したように形成されたシリンダ
室２３ａ〜２３ｄの長手方向の他端側（径方向外側）
は、回転シリンダ部材２の外周面２ａに開放されてい
る。そのため、各シリンダ室２３ａ〜２３ｄは、後述す
るケーシング６に形成された流入口６１及び流出口６２
に連通可能となっている。

【００３９】なお、上述した各シリンダ室のうちの２つ
のシリンダ室２３ａ，２３ｂは、１８０度の位置に配置
されており、ピストン３にとって、それぞれ空洞部２２
を挟んで対向する一対の部材となっている。そして、後
述するように、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とが相対回転する
と、ピストン３が空洞部２２を経てシリンダ室２３ａ，
２３ｂ間を見た目上の往復直線運動を行い、シリンダ室
２３ａ，２３ｂ内の双方に出入りするようになってい
る。

【００４０】また、残りの２つのシリンダ室２３ｃと２
３ｄも、１８０度の位置に配置されており、ピストン４
にとって、それぞれ空洞部２２を挟んで対向する一対の
部材となっている。そして、回転シリンダ部材２とピス
トン保持部材５とが相対回転すると、ピストン４が空洞
部２２を経てシリンダ室２３ｃ，２３ｄ間を見た目上の
往復直線運動を行い、シリンダ室２３ｃ，２３ｄ内の双
方に出入りするようになっている。また、対となるシリ
ンダ室２３ａ，２３ｂとシリンダ室２３ｃ，２３ｄが交
差する部位である空洞部２２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２３ａ〜２３ｄの両側壁面と対向する面）の長さより
も短くなっている。

【００４１】図２等からも明らかなように、二対のシリ
ンダ室、即ちシリンダ室２３ａ，２３ｂとシリンダ室２
３ｃ，２３ｄは回転シリンダ部材２の回転中心ｏを含ん
で交差するように形成され、回転シリンダ部材２に円周
方向に等配分された位置に配置されている。

【００４２】ピストン保持部材５は、回転シリンダ部材
２の外径よりも小さい外径を有する円形形状で形成され
ている。このピストン保持部材５の回転中心位置Ｘに
は、支軸５１の一端が圧入により挿入固定されている。
なお、このピストン保持部材５の回転中心位置Ｘは、上
述の回転シリンダ部材２の回転軸心ｏから偏心した位置
に設けられている。そして、支軸５１の他端側は、ケー
シング６内に配置された転がり軸受け部材８ａ，８ｂに
回転自在に支承されている。すなわち、ピストン保持部
材５は、転がり軸受け部材８ａ，８ｂによって回転自在
に支持されている。

【００４３】ピストン保持部材５の支軸５１が固定され
た面と反対側の面には、ピストン３を自転可能に保持す
る保持軸５２と、ピストン４を自転可能に保持する保持
軸５３とが立設固定されている。

【００４４】ピストン３は、往復直線運動時における前
後の面３１，３１が若干丸みを有するように形成されて
いる。また、ピストン３の中心部分には孔３ａが形成さ
れており、この孔３ａに保持軸５２を挿入することで、
ピストン３は保持軸５２に自転可能に保持される。

【００４５】ピストン４もピストン３と同様、往復直線
運動時における前後の面４１，４１が若干丸みを有する
ように形成されている。また、ピストン４の中心部分に
は孔４ａが形成されており、この孔４ａに保持軸５３を
挿入することで、ピストン４は保持軸５３に自転可能に
保持される。

【００４６】なお、ピストン保持部材５とピストン３，
４の回転時の軌跡との関係を、図２９に示す。ピストン
保持部材５の半径Ｒ１、支持軸５２，５３の間隔の１／
２の距離Ｒ２、ピストン３，４の回転時の最外径軌跡の
半径Ｒ３の関係は、Ｒ１＞（Ｒ２＋Ｒ３）となってお
り、半径差△Ｒが発生する。半径Ｒ１が距離Ｒ２＋半径
Ｒ３よりも小さい場合には、動作時にピストン最外径軌
跡がピストン保持部材５から飛び出すことになり、ピス
トン３，４の回転の安定性、密閉性を確保するためには
部品の加工精度を向上させる必要がある。これに対し、
上述のように半径Ｒ１＞距離Ｒ２＋半径Ｒ３の関係にす
ることで、部品の加工精度をあまり厳しくしなくてもピ
ストン３，４の回転の安定性、密閉性を確保するのが容
易になる。ただし、かかる関係は密閉性を確保する等の
ためのものであり、この関係に限定されることはなく、
半径Ｒ１は距離Ｒ２＋半径Ｒ３とほぼ同等でも、小さく
ても良いことは勿論である。

【００４７】ケーシング６は、２つのケース半体、すな
わちピストン保持部材５を回転自在に支持するための上
ケース６３と、回転シリンダ部材２を回転自在に支持す
るための下ケース６４とから構成されている。上ケース
６３及び下ケース６４は、互いの嵌め合わせ用突部（印
籠部）６３ａ，６４ａ同士を嵌め合わせた状態でネジ等
により固定することにより、内部空間を有するケーシン
グ６を構成するものとなっている。

【００４８】上ケース６３は、下ケース６４に取り付け
る際の嵌め合わせ用突部６３ａを備え、ピストン保持部
材５を回転自在に格納するための円形の大スペース６３
ｂと、ピストン保持部材５の回転中心に固定された支軸
５１を回転自在に支持する２つの転がり軸受け部材８
ａ，８ｂを圧入固定するための円形の小スペース６３ｃ
とを内部空間として有するカップ形状で構成されてい
る。嵌め合わせ用突起６３ａは、円形の大スペース６３
ｂの外縁に沿って円形に形成されており、下ケース６４
側に突出するようになっている。

【００４９】一方、下ケース６４は、上ケース６３に取
り付ける際の嵌め合わせ用突部６４ａを備え、回転シリ
ンダ部材２を回転自在に格納するための円形の大スペー
ス６４ｂと、回転シリンダ部材２の回転軸心ｏに固定さ
れた出力軸２１を回転自在に支持する２つの転がり軸受
け部材７ａ，７ｂを圧入固定するための円形の小スペー
ス６４ｃとを内部空間として有するカップ形状で構成さ
れている。嵌め合わせ用突起６４ａは、円形の大スペー
ス６４ｂの外縁に沿って円形に形成されており、上ケー
ス６３側に突出するようになっている。

【００５０】なお、嵌め合わせ用突起６４ａの突出高さ
は、上ケース６３に形成された嵌め合わせ用突起６３ａ
の突出高さより若干高くなっていると共に、その半径は
嵌め合わせ用突起６３ａの半径より若干小さく形成され
ている。これによって、上ケース６３の嵌め合わせ用突
起６３ａが、下ケース６４の嵌め合わせ用突起６４ａの
外側に被さるようにして互いに嵌め合わされるようにな
っている。

【００５１】そして、下ケース６４の小スペース６４ｃ
の底面には、出力軸２１を貫通させるための挿通孔６４
ｅが設けられている。出力軸２１の先端は、この挿通孔
６４ｅよりケーシング６の外部へ突出している。また、
挿通孔６４ｅの内面に凹溝を設け、そこにＯリング４８
を設けることで出力軸２１と下ケース６４の間をシール
している。これにより、圧力の逃げを防止している。

【００５２】このように形成された下ケース６４の大ス
ペース６４ｂ内には、回転シリンダ部材２が回転自在に
配置されている。この回転シリンダ部材２を配置した状
態で、回転シリンダ部材２の外周面２ａに対向する位
置、すなわち大スペース６４ｂの内壁６４ｄには、外部
の流体をケーシング６内に吸い込むための流入口６１
と、ケーシング６内に吸い込んだ流体を外部へ吐出する
ための流出口６２とが形成されている。

【００５３】流入口６１は、大スペース６４ｂの内壁６
４ｄに形成されたスリット６１ａと、このスリット６１
ａ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
れる流入管６１ｃとから構成されている。そして、スリ
ット６１ａは、回転シリンダ部材２が回転すると、各シ
リンダ室２３ａ〜２３ｄとそれぞれ連なるようになって
いる。即ち、流入口６１は、回転シリンダ部材２の回転
軸心ｏからみて回転シリンダ部材２の回転にともない、
ピストン３，４が回転シリンダ部材２の略外周位置にあ
るときにシリンダ室２３ａ〜２３ｄを連通するように開
口し、回転シリンダ部材２の略中心位置にあるときにシ
リンダ室２３ａ〜２３ｄと閉口するように形成されてい
る。

【００５４】また、流出口６２は、大スペース６４ｂの
内壁６４ｄに形成されたスリット６２ａと、このスリッ
ト６２ａとケーシング６の外部とを連通させる連通孔６
２ｂと、この連通孔６２ｂのケーシング６の外面側に接
続される流出管６２ｃとから構成されている。そして、
スリット６２ａは、回転シリンダ部材２が回転すると、
各シリンダ室２３ａ〜２３ｄとそれぞれ連なるようにな
っている。即ち、流出口６２は、回転シリンダ部材２の
回転軸心ｏからみて回転シリンダ部材２の回転にともな
い、ピストン３，４が回転シリンダ部材２の略中心位置
にあるときにシリンダ室２３ａ〜２３ｄを連通するよう
に開口し、回転シリンダ部材２の略外周位置にあるとき
にシリンダ室２３ａ〜２３ｄと閉口するように形成され
ている。

【００５５】流入口６１と流出口６２は、流体の流れに
対して流れ抵抗が小さくなるように形成されている。例
えば、流体がケーシング６内を方向転換せずにそのまま
直進できるように回転シリンダ部材２を挟んで対向する
直径上位置に流入口６１と流出口６２を形成している。
また、流入口６１のスリット６１ａと流出口６２のスリ
ット６２ａは、回転シリンダ部材２の回転方向に対して
広い範囲に形成されている。例えば、スリット６１ａ
は、回転シリンダ部材２の回転方向に対して、ピストン
３，４を最も外側に移動させている状態のシリンダ室
（図２ではシリンダ室２３ｄ）を通過した位置から連通
孔６１ｂが形成されている範囲に亘って形成されてい
る。また、スリット６２ａは、回転シリンダ部材２の回
転方向に対して、連通孔６２ｂの始まる位置からピスト
ン３，４を最も外側に移動させている状態のシリンダ室
（図２ではシリンダ室６３ｄ）の直前の位置までの範囲
に亘って形成されている。さらに、流入口６１の連通孔
６１ｂと流出口６２の連通孔６２ｂは、各シリンダ室２
３ａ〜２３ｄに比べて通路面積が十分大きくなってい
る。この様に、流入口６１と流出口６２が対向した位置
に形成され、しかもスリット６１ａ，６２が広い範囲に
形成され、且つ連通孔６１ｂと６２ｂは通路面積が大き
く形成されているので、流体の流れ抵抗は小さなものと
なる。

【００５６】流入口６１のスリット６１ａと流出口６２
のスリット６２ａは、図２に示すとおり、回転シリンダ
部材２の回転軸心ｏとピストン保持部材５の回転中心位
置Ｘとを通る線を挟んで線対称となるように形成されて
いる。スリット６１ａの図２下端側の位置は、回転軸心
ｏと回転中心位置Ｘとを通る線上の近傍まで形成され、
より詳細には、上記線上からピストン４（または３）の
幅の略半分、流入口２側によった位置となっている。ま
た、スリット６１ａの図２上端側の位置は、回転軸心ｏ
と回転中心位置Ｘとを通る線上から時計回転方向に略１
３５度回転させ、さらに、ピストン４（または３）の幅
の略半分、反時計回転方向に減じた位置となっている。
また、スリット６１ａ，６２ａの流路断面積は、深さ方
向の値でコントロールできるので、流体抵抗が小さくな
るように設定してある。

【００５７】この流体回転機１は、背圧逃がし手段を備
えている。背圧逃がし手段は、例えば、ピストン前後動
背圧逃がし手段１２と、シリンダ側背圧逃がし手段１３
と、ピストン保持部材側背圧逃がし手段１４より構成さ
れている。

【００５８】ピストン前後動背圧逃がし手段１２は、例
えば空洞部２２の底面の中央に形成された十字溝であ
る。このピストン前後動背圧逃がし手段としての十字溝
１２は、ピストン３，４の長さよりも若干長く形成され
ており、図２に示すように、空洞部２２にピストン３，
４が位置している場合であっても各シリンダ室２３ａ〜
２３ｄを連通することができる。このため、流体として
非圧縮性の液体を使用する場合であっても、ピストン
３，４が液圧によってロックされることはなく円滑な動
きを可能にしている。なお、十字溝１２の通路断面積は
ピストン３，４の横断面積よりも十分小さくなってお
り、流入口６１からシリンダ室２３ａ〜２３ｄ内に流れ
込んだ流体の圧力は殆どピストン３，４に作用するの
で、流体回転機１としての効率を悪化させることはな
い。ただし、ピストン前後動背圧逃がし手段としての十
字溝１２は、例えば流体として気体を使用する場合等に
は省略しても良い。

【００５９】シリンダ側背圧逃がし手段１３は、流体回
転機１の作動中に回転シリンダ部材２と下ケース６４の
間に発生する背圧を逃がして回転シリンダ部材２等の回
転を円滑にする為のもので、例えば４つの台部２５を貫
通する孔１３（図２）である。ただし、シリンダ側背圧
逃がし手段としては台部２５を貫通する孔１３に限るも
のではなく、例えば図５及び図２７に示すように、回転
シリンダ部材２の外周面に形成された溝１３でも良く、
又は図６（Ａ）（Ｂ）に示すように、下ケース６４の内
壁６４ｄに形成された溝１３でも良い。これら３タイプ
のシリンダ側背圧逃がし手段１３では、回転シリンダ部
材２の両側の圧力を均一にすることで背圧を逃がす構造
であり、流体がケーシング６の外に漏れるのを防止する
ことができる。また、流体がケーシング６の外に漏れる
のを許容できる場合には、例えば図７（Ａ）（Ｂ）に示
すように、シリンダ側背圧逃がし手段として下ケース６
４に貫通孔１３を形成し、背圧をケーシング６の外に逃
がすようにしても良い。

【００６０】ピストン保持部材側背圧逃がし手段１４
は、流体回転機１の作動中にピストン保持部材５と上ケ
ース６３の間に発生する背圧を逃がしてピストン保持部
材５の回転を円滑にする為のもので、例えばピストン保
持部材５を貫通する孔１４（図２）である。ただし、ピ
ストン保持部材側背圧逃がし手段としてはピストン保持
部材５を貫通する孔１４に限るものではなく、例えば図
５及び図２７に示すように、ピストン保持部材５の外周
面に形成された溝１４でも良く、又は図６（Ａ）（Ｂ）
に示すように、上ケース６３の内周面に形成された溝１
４でも良い。これら３タイプのピストン保持部材側背圧
逃がし手段１４では、ピストン保持部材５の両側の圧力
を均一にすることで背圧を逃がす構造であり、流体がケ
ーシング６の外に漏れるのを防止することができる。ま
た、流体がケーシング６の外に漏れるのを許容できる場
合には、例えば図７（Ａ）（Ｂ）に示すように、ピスト
ン保持部材側背圧逃がし手段として上ケース６３に貫通
孔１４を形成し、背圧をケーシング６の外に逃がすよう
にしても良い。

【００６１】また、流体回転機１は、潤滑剤循環機構１
５を備えている。この潤滑剤循環機構１５は、例えば図
９に示すように、潤滑剤タンク１６と、回転シリンダ部
材２の背面に連通し、この潤滑剤タンク１６からケーシ
ング６内に潤滑剤を導く潤滑剤流入通路１７と、ピスト
ン保持部材５の背面側に連通し、この潤滑剤タンク１６
に潤滑剤を導く潤滑剤流出通路１８を備えて構成されて
いる。潤滑剤流入通路１７の途中には、図示しないフィ
ルタが設けられている。なお、潤滑剤としては、潤滑オ
イル、潤滑グリス、水、気体、その他流体等、潤滑性を
有するものであれば良い。

【００６２】潤滑剤流入通路１７は、上ケース６３に設
けられたポート１９に接続されている。このポート１９
から上ケース６３内に導かれた潤滑剤は、ケーシング６
内の各部材の隙間やシリンダ側背圧逃がし手段１３，ピ
ストン保持部材側背圧逃がし手段１４等を伝わって摺動
面を潤滑する。そして、下ケース６４に設けられたポー
ト２０から潤滑剤流出通路１８へと流出し、潤滑剤タン
ク１６へと循環される。この潤滑剤は、回転シリンダ部
材２やピストン保持部材５の回転によって生じる圧力差
を利用して、潤滑剤タンク１６→潤滑剤流入通路１７→
ケーシング６内→潤滑剤流出通路１８→潤滑剤タンク１
６へと循環する。

【００６３】上述したように構成された流体回転機１
は、流体の圧力によって回転する。すなわち、流入口６
１に流体が供給されると、ピストン保持部材５や回転シ
リンダ部材２等が回転運動を行い、出力軸２１から回転
力を取り出すことができる。

【００６４】流体回転機１の動作について、図８（Ａ）
〜（Ｆ）を用いて説明する。なお、図８（Ａ）〜（Ｆ）
は、回転シリンダ部材２の回転角にして１５度おきに示
したものである。

【００６５】まず、図８（Ａ）の状態では、シリンダ室
２３ａ，２３ｂ内を見かけ上往復動するピストン３は、
回転シリンダ部材２の空洞部２２に位置している。この
位置では、ピストン３はシリンダ室２３ａ，２３ｂに同
時に係合している。一方、シリンダ室２３ｃ，２３ｄ内
を見かけ上往復動するピストン４は、回転シリンダ部材
２のシリンダ室２３ｄ内の最外周端部まで進出した（押
し進められた）状態となっている。

【００６６】この状態では、シリンダ室２３ｂは流入口
６１のスリット６１ａに対向しており、シリンダ室２３
ａは流出口６２のスリット６２ａに対向している。ま
た、シリンダ室２３ｃ，２３ｄは、スリット６１ａとス
リット６２ａの間、即ちスリット６１ａ，６２ａが形成
されていない位置に対向している。

【００６７】この状態で、流入口６１から流体がシリン
ダ室２３ｂに流入すると、この流体の圧力によってピス
トン３がシリンダ室２３ａに向けて押し進められる。自
転中心位置Ｘ１は回転中心位置Ｘに対してずれているこ
とから、ピストン３が進む力はピストン３を保持するピ
ストン保持部材５を回転させる力となり、ピストン保持
部材５を回転中心位置Ｘまわりに回転させる。この結
果、ピストン３は回転中心位置Ｘまわりに回転するの
で、回転シリンダ部材２を回転軸心ｏまわりに回転させ
る。

【００６８】ピストン３は、シリンダ室２３ａ内の流体
を流出口６２から排出しながら、流入口６１からシリン
ダ室２３ｂに流入した流体の圧力で押し進められる。一
方、ピストン保持部材５の回転に伴い、図８（Ｂ）に示
すように、シリンダ室２３ｄ内のピストン４は空洞部２
２に向けて引き戻されることになるが、この時、ピスト
ン３，４間の流体は十字溝１２を通ってシリンダ室２３
ｄから他のシリンダ室２３ａ〜２３ｃに流出し、また、
ピストン保持部材５の回転によってシリンダ室２３ｄが
流入口６１のスリット６１ａにオーバーラップ（対向）
し始めるので、流入口６１からシリンダ室２３ｄへと流
体が流入し始める。すなわち、流体の圧力によってピス
トン３，４の動きが妨げられる（液圧ロックされる）こ
とはなく、ピストン３，４はスムーズに動き、ピストン
保持部材５及び回転シリンダ部材２はスムーズに回転す
る。

【００６９】そして、流入口６１から流入した液体はシ
リンダ室２３ｂとシリンダ室２３ｄに流入し、ピストン
３，４を押し進めることでピストン保持部材５及び回転
シリンダ部材２を回転させ続ける。より具体的には、ピ
ストン３は、流入口６１のスリット６１ａからの流体圧
力により回転シリンダ部材２の回転軸心ｏの位置から外
周へ進み、連通孔６２ｂ側のシリンダ室２３ａの流体を
押し出そうとする。

【００７０】また、流体圧力がピストン３を押すことに
より、ピストン保持部材５の回転力となる。

【００７１】一方、この流体圧力は、ピストン４には大
きく作用していない。即ち、ピストン４は、回転シリン
ダ部材２の回転軸心ｏに向かうとするが、ピストン４の
前後は共にスリット６１ａにつながっており、等圧状態
であるスリット６１ａの図示上側の開口溝からの流入流
体が回転力を与えている（図８（Ｃ））。この状態で
は、シリンダ室２３ｂとシリンダ室２３ｄが流入口６１
のスリット６１ａにオーバーラップしているが、ピスト
ン保持部材５及び回転シリンダ部材２が更に回転して図
８（Ｄ）の位置に達すると、流入口６１のスリット６１
ａにオーバーラップしているシリンダ室はシリンダ室２
３ｄのみとなり、以降、流体の圧力はピストン４に作用
する。即ち、流体圧力がピストン４を押し、ピストン４
がシリンダ室２３ｂ，２３ｃ、空洞部２２の流体を押
し、ピストン３が押されることとなり、回転力が継続す
る。換言すれば、流体の圧力を受けるピストンがピスト
ン３からピストン４へと移り、ピストン保持部材５及び
回転シリンダ部材２は回転し続ける。

【００７２】一方、この状態では、流出口６２のスリッ
ト６２ａにオーバーラップしているシリンダ室はシリン
ダ室２３ａのみであり、シリンダ室２３ａ内の流体が流
出口６２から排出されているが、ピストン保持部材５及
び回転シリンダ部材２が更に回転して図８（Ｅ）の位置
に達すると、シリンダ室２３ｃも流出口６２のスリット
６２ａにオーバーラップするようになり、スリット６１
ａからの流体圧力は、ピストン４が受け、ピストン保持
部材５に回転を与え、シリンダ室２３ａ内の流体とシリ
ンダ室２３ｃ内の流体を流出口６２から排出しながらピ
ストン保持部材５及び回転シリンダ部材２は回転する
（図８（Ｆ））。

【００７３】そして、以降、流入口６１のスリット６１
ａと流出口６２のスリット６２ａに対するシリンダ室の
位置関係がシリンダ室２３ｂ→シリンダ室２３ｄ→シリ
ンダ室２３ａ→シリンダ室２３ｃ→シリンダ室２３ｂへ
と順番に変化し、また、流体の圧力を主に受けるピスト
ンがピストン３→ピストン４→ピストン３へと交互に変
化することで、ピストン保持部材５及び回転シリンダ部
材２が回転し続ける。したがって、出力軸２１から回転
力が連続して出力される。すなわち、流体モータとして
機能する。

【００７４】この流体回転機１では、ピストン３，４が
シリンダ室２３ａ〜２３ｄの外側位置から空洞部２２に
向けて引き戻される場合、即ちシリンダ室２３ａ〜２３
ｄ内の容積が増加する場合には、シリンダ室２３ａ〜２
３ｄは流入口６１のスリット６１ａにオーバーラップし
ている。また、ピストン３，４が空洞部２２からシリン
ダ室２３ａ〜２３ｄの外側位置に向けて押し進められる
場合、即ちシリンダ室２３ａ〜２３ｄ内の容積が減少す
る場合には、シリンダ室２３ａ〜２３ｄは流出口６２の
スリット６２ａにオーバーラップしている。このため、
ピストン３，４はスムーズに移動する。また、上述した
ように、流入口６１と流出口６２は対向した位置に形成
されており、しかもスリット６１ａ，６２ａが広い範囲
に形成され、且つ連通孔６１ｂと６２ｂは通路面積が大
きく形成されているので、流体の流れ抵抗は小さなもの
となる。これらの結果、流体の圧力が効率よく回転シリ
ンダ部材２即ち出力軸２１の回転力に変換されることに
なり、効率の良い流体回転機１となる。

【００７５】この流体回転機１では、ピストン３，４の
周回回転運動、すなわち、回転中心位置Ｘを中心とした
ピストン保持部材５の回転運動は、回転シリンダ部材２
の回転軸心ｏを中心とする回転角速度の２倍の角速度回
転運動となる。これは、ピストン３，４の回転半径が、
図２に示すように回転シリンダ部材２のピッチ円Ｚ回転
半径の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、すなわち保持軸５２，５３を各々回転中心と
する回転も、回転シリンダ部材２と同じ角速度回転運動
となる。

【００７６】また、ピストン３は、回転シリンダ部材２
が１回転する間にシリンダ室２３ａ，２３ｂ間を１往復
するようになっており、ピストン３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。また、ピストン４も同様に、回転シリンダ部材２が
１回転する間にシリンダ室２３ｃ，２３ｄ間を１往復す
るようになっており、ピストン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。
すなわち、回転シリンダ部材２の回転数対ピストン保持
部材５の回転数対ピストン３，４のシリンダ室２３ａ〜
２３ｄ及び空洞部２２を往復する動作数の比が、１：
２：１となっている。

【００７７】また、上述したように、ピストン３，４の
横断面形状とシリンダ室２３ａ〜２３ｄの横断面形状を
一致させているので、流体回転機１が組み付けられる
と、シリンダ室２３ａ〜２３ｄに対してピストン３，４
の上面，両側面，底面はピストン３，４の全長に亘って
面接触することになり、シリンダ室２３ａ〜２３ｄとピ
ストン３，４の間の気密性・液密性が確保される。すな
わち、流体の漏れをより確実に防止することができ、効
率の良い流体回転機とすることができる。

【００７８】次に、この流体回転機１を使用した流体発
電機について説明する。図１０〜図１６に、この流体発
電機７０の一例を示す。この流体発電機７０では、流体
回転機１の出力側に発電機構を接続し、これらをケーシ
ング６内に収容したものである。発電機構は、回転側の
要素としてのヨーク７３及びマグネット７４と、固定側
の要素としてのステータコア７６，巻き線７７及びホル
ダ７８を備えて構成されている。

【００７９】すなわち、回転シリンダ部材２に円筒部７
２を一体に成形し、円筒部７２にヨーク７３とマグネッ
ト７４を接着固定している。回転シリンダ部材２は、ス
ラスト方向の荷重とラジアル方向の荷重を同時に受ける
軸受け部材であるベアリング７５を介して下ケース６４
に回転自在に支持されている。一方、マグネット７４に
対向するステータコア７６および巻き線７７は、下ケー
ス６４に取り付けられたホルダ７８に設置されている。

【００８０】なお、本実施形態では、図２８に示すよう
に、ステータコア７６の突極の中心とマグネット７４の
磁極（Ｎ極またはＳ極）の中心位置とシリンダ室２３ａ
〜２３ｄになる溝位置とは略一致させている。これは、
機動性をよくするためであり、シリンダ室２３ａ〜２３
ｄが停止すると最大トルクを発生し起動し易くすること
ができる。しかし、使用上問題ない範囲であれば、上記
位置関係に固執することはない。

【００８１】ピストン保持部材５は、スラスト方向の荷
重とラジアル方向の荷重を同時に受ける軸受け部材であ
るベアリング７９を介して上ケース６３に支持されてい
る。上ケース６３は下ケース６４に対してねじ止めされ
ており、これらの間はＯリング８０によってシールされ
ている。なお、ケーシング６、ピストン３，４、ピスト
ン保持部材５、回転シリンダ部材２等は、肉抜きされ形
状の安定化、軽量化が図られている。

【００８２】この流体発電機７０の流入口６１に流体が
供給されると、図８に示す作動原理と同様の原理で回転
シリンダ部材２が回転し、それに固定されているマグネ
ット７４がステータコア７６に巻かれている巻き線７７
に対して回転する。したがって、巻き線７７に電流が生
じて発電が行われる。この流体発電機７０では、内側の
ステータコア７６、巻き線７７を中心として、その周囲
にマグネット７４を配置しているので、発電効率が良好
になる。

【００８３】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。

【００８４】例えば、上述の流出口６２を流体の流入口
とし、流入口６１を流体の流出口として用いることで、
出力軸２１から逆回転の出力を得ることができる。

【００８５】また、上述の各実施の形態では、ピストン
３，４の横断面形状と各シリンダ室２３ａ〜２３ｄの横
断面形状を一致させることでピストン３，４の周囲から
流体が漏れるのを防止する構成となっているが、これに
加え各ピストン３，４と各シリンダ室２３ａ〜２３ｄと
の間、すなわち対向面部分を磁性流体や粘性グリス等で
埋めるようにしてもよい。なお、磁性流体で埋める場合
は、各ピストン３，４内部に、磁性流体を隙間部分に保
持する保持手段としてのマグネットを備えるようにした
り、シリンダ室２３ａ〜２３ｄを区切る扇状の台部２５
中にマグネットを埋め込むようにしたり、またその両者
にマグネットを備えるようにするのが好ましい。

【００８６】また、ピストン３，４の形状やシリンダ室
２３ａ〜２３ｄの横断面形状は、図４に示したものに限
るものではなく、例えば図１７〜図２１に示す異形状の
横断面形状を有するものであっても良く、また、図２２
に示すものであっても良い。さらに、その他の形状であ
っても良い。

【００８７】また、上述の説明では、回転シリンダ部材
２の回転軸を出力軸２１としていたが、図２３に示すよ
うに、ピストン保持部材５の回転軸である支軸５１をケ
ーシング６から突出させてこれを出力軸としても良く、
または図２４に示すように、回転シリンダ部材２の回転
軸を出力軸２１とすると共にピストン保持部材５側の支
軸５１を出力軸としても良い。即ち、回転シリンダ部材
２とピストン保持部材５のうち少なくとも一方の回転を
出力すれば良い。なお、図２３及び図２４は、図１と同
位置の断面を示したものであり、流入口や流出口等の図
示を省略してある。

【００８８】また、上述の説明では、転がり軸受け部材
７ａ，７ｂを使用して回転シリンダ部材２を支持してい
たが、滑り軸受け部材を使用して回転シリンダ部材２を
支持するようにしても良い。また、転がり軸受け部材８
ａ，８ｂを使用してピストン保持部材５を支持していた
が、滑り軸受け部材を使用してピストン保持部材５を支
持するようにしても良い。

【００８９】さらに、上述の説明では、ケーシング６の
回転シリンダ部材２の外周面の対向する位置にそれぞれ
流入口６１及び流出口６２を設け、ケーシング６内を直
進するように流体を流すようにしていたが、必ずしもこ
れに限るものではなく、流入口６１と流出口６２の一方
又は両方を回転シリンダ部材２の上下方向位置に設けて
連通するようにしても良い。

【００９０】また、上述の説明では、シリンダ室の数を
４つ，ピストンの数を２つとしていたが、必ずしもこの
数の組み合わせに限るものではない。例えば、シリンダ
室の数を６つ，ピストンの数を３としてもよい。この場
合の作動原理を、図２５に基づいて簡単に説明する。

【００９１】図２５の例では、ケーシング６内に６つの
シリンダ室２３ａ〜２３ｆ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。
そして、回転シリンダ部材２の偏心位置には、ピストン
保持部材５が回転自在に配置され、このピストン保持部
材５には、３つのピストン３Ａ，３Ｂ，３Ｃが回転自在
に保持されている。なお、上述の場合と同様に、この流
体回転機１のケーシング６内に配置された回転シリンダ
部材２とピストン保持部材５の回転の比率は、ピストン
保持部材５の回転数が２に対して回転シリンダ部材２の
回転数が１であり、ピストン３Ａ，３Ｂ，３Ｃのシリン
ダ室２３ａ〜２３ｆ内の往復回数は１である。

【００９２】この例でも図８の場合と同様に、ピストン
保持部材５の回転により各ピストン３Ａ〜３Ｃが図中時
計回り方向に回転すると、この動作に伴い回転シリンダ
部材２も同方向に回転するようになっている。これによ
り、ピストン３Ａがシリンダ室２３ａ，２３ｂ間を、ピ
ストン３Ｂがシリンダ室２３ｃ，２３ｄ間を、ピストン
３Ｃがシリンダ室２３ｅ，２３ｆ間を、それぞれ空洞部
２２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。

【００９３】なお、各ピストン３Ａ〜３Ｃの長手方向の
寸法は、空洞部２２を横切る際に、空洞部２２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３Ａ〜３Ｃは、空洞
部２２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３Ａ〜３Ｃは、空洞部
２２を横切る際に互いに他のピストン３Ａ〜３Ｃにぶつ
かり合わないように設計されているのは勿論である。こ
れにより、図２５の例では、各ピストン３Ａ〜３Ｃ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３Ａ〜３Ｃが各シリンダ室２３
ａ〜２３ｆ内に確実に出入りし、流体の圧力によって図
示しない出力軸を回転させるモータ動作を行うこととな
る。なお、作動流体が非圧縮性流体の場合は、シリンダ
室２３ａ〜２３ｄが交差する空洞部２２には、図示して
いないが、＊字形状の溝を形成することもある。即ち、
ピストン前後動背圧逃がし手段として、空洞部２２に図
示しない６等方に放射した形状の溝を設けるようにして
も良い。

【００９４】なお、図２５に示すような６つのシリンダ
室２３ａ〜２３ｆ及び３つのピストン３Ａ〜３Ｃを有す
るタイプの流体回転機１は、トルク変動が少ないものと
なる。また、シリンダ室の数及びピストンの数は、上述
したものに限らず、シリンダ室の数を偶数としかつピス
トンの数をシリンダ室の数の半分で構成すれば、シリン
ダ室の数を２つとしたりあるいは８個以上としても良
い。即ち、シリンダ室を対にし且つピストンの数をシリ
ンダ室の対と同数にすれば、シリンダ室を一対としたり
或いは四対以上としても良い。また、ピストンの数は、
シリンダ室の数の半分ではなく、半分より少ない数とし
てもよい。

【００９５】また、上述の説明では、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から保持軸５２，５３を、回転シリンダ
部材２のシリンダ室２３ａ〜２３ｄ内に突出させること
によって、保持軸５２，５３に保持させたピストン３，
４を回転シリンダ部材２の十字状の空間内に配置させる
ようにしたが、図２６（Ａ）及び（Ｂ）に示すように、
ピストン保持部材を２枚の円盤状部材で構成し、回転シ
リンダ部材の両側に配置するものとしても良い。以下
に、図２６に基づいて簡単に説明する。

【００９６】図２６の流体回転機は、ケーシング８１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（ニードルベアリ
ング）８２を配置し、その内側に回転シリンダ部材８４
を回転自在に支持させている。この回転シリンダ部材８
４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８５、そして、
空洞部８５から放射状に形成された部位は、それぞれシ
リンダ室８６ａ，８６ｂ，８６ｃ，８６ｄ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８７ａを備えたブロック形状のピストン８７と、中心
部に孔８８ａを備えたブロック形状のピストン８８とが
回転自在に嵌め込まれている。

【００９７】回転シリンダ部材８４の軸方向両側には、
ケーシング８１の外部に突出する出力軸８９の一端を回
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８４を挟んで配置された２枚の円盤状部材９０
ａ，９０ｂから構成されており、ピストン８７，８８を
それぞれ挿通させた２本の保持軸９１ａ，９１ｂによっ
て連結されている。

【００９８】なお、図２６の流体回転機の動作に関して
は、図１の流体回転機と同様のものとなっており、この
動作によってモータ活動を行うようになっている。な
お、この図２６の流体回転機では、各シリンダ室８６ａ
〜８６ｄが回転シリンダ部材８４の外周面に連通してい
ないので、流入口および流出口を回転シリンダ部材８４
の両端面もしくは片側の端面の各シリンダ室８６ａ〜８
６ｄに連通可能な位置の最外周部分に設けることとな
る。

【００９９】また、複数対のシリンダ室を回転シリンダ
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３０に示すように対となるシリンダ室２３
ａ，２３ｂと２３ｃ，２３ｄ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。

【０１００】また、図３１に示すように、シリンダ室２
３ａ〜２３ｄ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。

【０１０１】また、ピストンや回転シリンダ部材の台部
にマグネットを配置し、磁性流体によってこれらの間の
隙間から流体が漏れるのを防止するようにしても良い。
かかる構成の概念を例えば図３２に示す。ピストン３内
にはマグネット５９０が配置され、このマグネット５９
０に磁性流体５９１を付着させている。マグネット５９
０は、ピストン３のシリンダ室との接触部位の近傍、こ
の実施の形態ではピストン３の中央に設置されている。
かかる構成によって、各マグネット５９０は、磁性流体
５９１をピストン３に引き寄せてその外周に保持するこ
とにより、磁性流体５９１を回転シリンダ部材２との隙
間に充填し、この隙間からの流体の漏れを防止すること
ができる。なお、図中符号Ｎ，Ｓは、マグネット５９０
の磁極を示すものである。

【０１０２】なお、ピストン３に配置するマグネット５
９０の形状は、図３３に示すものであっても良い。ま
た、ピストン３にマグネット５９０を配置することに代
えて、例えば図３４や図３５に示すように、回転シリン
ダ部材２の台部２５にマグネット５９０を配置しても良
い。

【０１０３】また、上述の各実施の形態では、外面を平
面に形成された各ピストンが、内壁を平面で形成された
各シリンダ室に出入りする際に、平面同士が面対向する
ことによる抵抗力により各空間同士の流体の漏れを防止
する構成となっているが、これに加え各ピストンと各シ
リンダ室との対向面部分に粘性グリス等を充填部を設け
潤滑性を維持しつつ密閉性を高めても良い。この場合、
ピストンの両側面に凹部を形成して当該凹部を充填部と
しても良い。例えば、図３６に示すように、ピストン
３，４の両側面３４，４４に凹部３ｄ，４ｄを充填部と
して形成し、この凹部３ｄ，４ｄに上記粘性グリス等を
ためておいてもよい。なお、この凹部３ｄ，４ｄを形成
することで、潤滑剤を用いない場合でも、ピストン３，
４の往復動時の抵抗を和らげるようにもなっている。

【０１０４】また、例えば図３７に示すように、回転シ
リンダ部材２の空洞部２２の角２２ａ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２２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３７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。

【０１０５】また、背圧逃がし手段は、例えば図３８か
ら図４０に示す通路５８０，５８１であっても良い。即
ち、例えば図３８から図４０に示すように、回転シリン
ダ部材２の表裏両面を連通する通路５８０や、ピストン
保持部材５の表裏両面を連通する通路５８１を形成して
も良い。この場合、通路５８０，５８１の形状や大きさ
は特に限定されないことは勿論である。また、回転シリ
ンダ部材２の台部２５の上面に窪み５８２を形成した
り、ピストン保持部材５の通路５８１の開口部周囲に窪
み５８３を形成しても良い。この場合、各窪み５８２，
５８３の形状や大きさは特に限定されないことは勿論で
ある。

【０１０６】また、回転シリンダ部材２やピストン保持
部材５の回転数を検出する回転数検出手段を備えても良
い。例えば図４１に、流体発電機に回転数検出手段を備
えた場合の例を示す。この流体発電機では、例えばピス
トン支持軸５２，５３を金属製のものにするとともに、
ピストン保持部材５を別部材とし、ピストン保持部材５
のピストン支持軸５２，５３に対向する位置に金属セン
サ５７１を取り付け、金属センサ５７１によるピストン
支持軸５３，５３の検出出力をカウンタでカウントする
ことで、流体発電機の回転数を検出する。ただし、この
方法に限るものではなく、例えば、マグネット５７２の
回転を検出するＭＲ素子やホール素子５７３等を設け、
これらの検出出力をカウンタでカウントすることで流体
発電機の回転数を検出するようにしても良い。また、図
示しない電圧リミッタを設け、発電出力の正弦波形に基
づいて流体発電機の回転数を検出するようにしても良
い。さらには、マグネット５７２の外側リングに図示し
ないスリット板を設けるとともに、ケース側に図示しな
いフォトインタラプタを設け、スリット板を通過する光
をフォトインタラプタで検出し、この検出値をカウンタ
でカウントすることで、流体発電機の回転数を検出する
ようにしても良い。

【０１０７】また、例えば図４２に示すように、流体回
転機に回転数検出手段を設けることで例えば流量計とす
ることも可能である。この例も図４１の例と同様に、例
えばピストン支持軸５２，５３を金属製のものにすると
ともに、ピストン保持部材５を別部材とし、ピストン保
持部材５のピストン支持軸５２，５３に対向する位置に
金属センサ５７１を取り付け、金属センサによるピスト
ン支持軸５２，５３の検出出力をカウンタでカウントす
るようにしても良い。また、回転シリンダ部材２にマグ
ネット５７２を取り付けるとともに、このマグネット５
７２の回転を検出するＭＲ素子やホール素子５７３等を
設け、これらの出力をカウンタでカウントすることで流
量計の回転数を検出するようにしても良い。さらには、
マグネット５７２の外側リングに図示しないスリット板
を設けるとともに、ケース側に図示しないフォトインタ
ラプタを設け、スリット板を通過する光をフォトインタ
ラプタで検出し、この検出値をカウンタでカウントする
ことで、流量計の回転数を検出するようにしても良い。
容積型の流量計では回転シリンダ部材が一回転した場合
の流量がわかっているので、カウンタでによって回転数
をカウントすることで、総流量を計測することができ
る。

【０１０８】つまり、本発明の流体回転機を流量計に適
用した場合に回転数検出手段を設けることで流体の流量
を電気的に検出することができ、検出した流量に基づい
て、例えば流路に設けた電磁式開閉弁をオンオフ制御し
たり、流量が所定値に達した場合に警報を鳴らすように
することができる。

【０１０９】さらに、例えば図４３に示すように、本発
明の流体回転機を流体ポンプとして使用する場合に回転
数検出手段を設けることで、流体ポンプの作動をフィー
ドバック制御するようにしても良い。即ち、図４２の流
量計と同様の方法で回転数を検出し、カウンタによるカ
ウント数に基づいて駆動モータ５６３を制御するように
しても良い。

【０１１０】

【発明の効果】以上説明したように、請求項１記載の流
体回転機では、シリンダ室を有する回転シリンダ部材
と、ピストンを有するピストン保持部材とがそれぞれ支
持部材に支持された状態で回転することができ、かつピ
ストン保持部材に保持されているピストンも回動可能と
なっており、ピストンが姿勢を変えながら各シリンダ室
内を自在に出入りすることが可能となる。その結果、ピ
ストンの形状を例えば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。また、こ
のような構成のため、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、接触面部分からの流
体の漏れを防止することができる。さらに、回転シリン
ダ部材の回転数対ピストン保持部材の回転数対ピストン
のシリンダ室及び空洞部を往復する動作数の比が１：
２：１となっているため、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構成となる。

【０１１１】また、請求項２記載の流体回転機では、回
転シリンダ部材とピストン保持部材との相対回転の抵抗
となる背圧を減少させる背圧逃がし手段を備えているの
で、回転シリンダ部材やピストン保持部材等の動きをス
ムーズにすることができる。

【０１１２】また、請求項３記載の流体回転機のよう
に、ピストンのピストン保持部材側に対向する面を平面
とし、ピストン保持部材と面接触するようにしても良
い。

【０１１３】また、請求項４記載の流体回転機では、ピ
ストンの横断面形状を異形状とし、当該形状に前記シリ
ンダ室の横断面形状を一致させているので、ピストンが
摺動するシリンダ室の両側壁を底面に対して垂直に形成
する必要がなくなり、シリンダ室の加工が容易になる。

【０１１４】また、請求項５記載の流体回転機では、潤
滑剤循環機構を備えているので、ピストン，ピストン保
持部材，回転シリンダ部材等の摺動面を潤滑することが
できる。

【０１１５】また、背圧逃がし手段としては、請求項６
記載の流体回転機のように、ピストンの移動方向に作用
する背圧を逃がすピストン前後動背圧逃がし手段であっ
ても良く、また、請求項７記載の流体回転機のように、
回転シリンダ部材と支持部材の間に発生する背圧を逃が
すシリンダ側背圧逃がし手段であっても良く、さらに、
請求項８記載の流体回転機のように、背圧逃がし手段
は、ピストン保持部材と支持部材の間に発生する背圧を
逃がすピストン保持部材側背圧逃がし手段であっても良
い。また、これらを全て備えていても良い。

【０１１６】また、請求項９記載の流体回転機では、ピ
ストンの横断面形状の異形状をピストンの底面の両コー
ナー部分を丸めた形状としているので、ピストンが摺動
するシリンダ室のコーナー部分を丸めた形状にすること
ができ、シリンダ室の加工がより一層容易になる。

【０１１７】また、請求項１０記載の流体回転機では、
回転シリンダ部材とピストン保持部材を、転がり軸受け
部材又は滑り軸受け部材によって回転自在に支持してい
るので、これらの回転をスムーズにすることができる。

【０１１８】また、請求項１１記載の流体回転機では、
回転シリンダ部材とピストン保持部材が、スラスト荷重
とラジアル荷重とを同時に受ける軸受け部材によって回
転自在に支持されているので、回転シリンダ部材とピス
トン保持部材を回転自在に支持する部分の構造を簡単な
ものにすることができ、装置の小型化と低コスト化を図
ることができる。

【０１１９】また、請求項１２記載の流体回転機では、
ピストンとシリンダ室との間に形成される隙間に磁性流
体を配置し、磁性流体を隙間に保持させるための磁石を
ピストンとシリンダ室との接触部位の近傍に設けている
ので、磁石によって保持された磁性流体がピストンと回
転シリンダ部材との間の隙間に充填され、ピストンとシ
リンダ部材とが対向する部位の僅かな隙間がさらに確実
に封止され、接触部位からの流体の漏れをより確実に防
止することができる。

【０１２０】また、請求項１３記載の流体回転機では、
ピストンが複数形成されると共にシリンダ室が複数対形
成され、これら複数対のシリンダ室は回転シリンダ部材
の回転軸心を含んで交差するように形成されているの
で、複数対のピストンによって回転する流体回転機を提
供することができる。

【０１２１】また、請求項１４記載の流体回転機では、
複数対のシリンダ室は回転シリンダ部材に円周方向に等
配分された位置に配置されているので、回転シリンダ部
材の回転バランスが良くなり、振動や騒音の発生を防止
することができるとともに、高速回転に適した流体回転
機を提供することができる。

【０１２２】また、請求項１５記載の流体回転機では、
複数対のシリンダ室が交差する部位のピストンの移動方
向における長さがピストンの長さよりも短いので、往復
直線運動を行うピストンはシリンダ室が交差する部位を
通過する際に移動しているシリンダ室の壁面にガイドさ
れて交差する他のシリンダ室を横切るようになり、他の
シリンダ室に突っかかることなくスムーズに通過するこ
とができる。

【０１２３】また、請求項１６記載の流体回転機では、
複数対のシリンダ室が交差する部位には面取り部が形成
されているので、ピストンのシリンダ室が交差する部位
の通過をより一層スムーズにすることができる。

【０１２４】さらに、請求項１７記載の流体発電機で
は、請求項１から１６のいずれかに記載の流体回転機の
出力側に発電機構を接続しているので、上述の流体回転
機を使用して発電を行うことができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明を適用した流体回転機の第１の実施形態
を示す縦断面図である。

【図２】図１の流体回転機を上ケース及びピストン保持
部材を取り外した状態で示す平面図である。

【図３】図１の流体回転機の回転シリンダ部材、ピスト
ン保持部材及びピストンを示す分解斜視図である。

【図４】ピストン形状の第１の例を示し、（Ａ）はピス
トンの斜視図、（Ｂ）はピストンの縦断面図である。

【図５】背圧逃がし手段の第２の例を示し、流体回転機
を上ケース及びピストン保持部材を取り外した状態で示
す平面図である。

【図６】背圧逃がし手段の第３の例を示し、（Ａ）は流
体回転機を上ケース及びピストン保持部材を取り外した
状態で示す平面図、（Ｂ）は（Ａ）のＢ−Ｂ線に沿う断
面図である。

【図７】背圧逃がし手段の第４の例を示し、（Ａ）は流
体回転機を上ケース及びピストン保持部材を取り外した
状態で示す平面図、（Ｂ）は（Ａ）のＢ−Ｂ線に沿う断
面図である。

【図８】図１の流体回転機の作動原理を説明するための
図で、（Ａ）は一方のピストンが空洞部を横切り、他方
のピストンがシリンダ室の最奥部にまで進入した状態を
示す図、（Ｂ）は（Ａ）の状態から回転シリンダ部材の
回転角で１５度だけ回転した状態を示す図、（Ｃ）は
（Ｂ）の状態から回転シリンダ部材の回転角で更に１５
度だけ回転した状態を示す図、（Ｄ）は（Ｃ）の状態か
ら回転シリンダ部材の回転角で更に１５度だけ回転した
状態を示す図、（Ｅ）は（Ｄ）の状態から回転シリンダ
部材の回転角で更に１５度だけ回転した状態を示す図、
（Ｆ）は（Ｅ）の状態から回転シリンダ部材の回転角で
更に１５度だけ回転した状態を示す図である。

【図９】潤滑剤循環機構の概略構成図である。

【図１０】本発明を適用した流体発電機の実施形態の一
例を示す分解斜視図である。

【図１１】図１２のＡ−Ａ線に沿う流体発電機の断面図
である。

【図１２】図１０の流体発電機を上ケース及びピストン
保持部材を取り外した状態で示す平面図である。

【図１３】図１０の流体発電機の底面図である。

【図１４】図１０の流体発電機の上ケースを示す平面図
である。

【図１５】図１０の流体発電機の回転シリンダ部材を示
す平面図である。

【図１６】図１０の流体発電機のヨークと巻き線を示す
平面図である。

【図１７】ピストン形状の第２の例を示し、（Ａ）はピ
ストンの斜視図、（Ｂ）はピストンの縦断面図である。

【図１８】ピストン形状の第３の例を示し、（Ａ）はピ
ストンの斜視図、（Ｂ）はピストンの縦断面図である。

【図１９】ピストン形状の第４の例を示し、（Ａ）はピ
ストンの斜視図、（Ｂ）はピストンの縦断面図である。

【図２０】ピストン形状の第５の例を示し、（Ａ）はピ
ストンの斜視図、（Ｂ）はピストンの縦断面図である。

【図２１】ピストン形状の第６の例を示し、（Ａ）はピ
ストンの斜視図、（Ｂ）はピストンの縦断面図である。

【図２２】ピストン形状の第７の例を示し、（Ａ）はピ
ストンの斜視図、（Ｂ）はピストンの縦断面図である。

【図２３】本発明を適用した流体回転機の第２の実施形
態を示す縦断面図である。

【図２４】本発明を適用した流体回転機の第３の実施形
態を示す縦断面図である。

【図２５】本発明を適用した流体回転機の第４の実施形
態の作動原理を説明するための図で、（Ａ）は３つのピ
ストンのうちの１つがシリンダ室の最奥部にまで進入し
ている状態を示す図、（Ｂ）は（Ａ）の状態から回転シ
リンダ部材の回転角で１０度だけ回転した状態を示す
図、（Ｃ）は（Ｂ）の状態から回転シリンダ部材の回転
角で更に１０度だけ回転した状態を示す図、（Ｄ）は
（Ｃ）の状態から回転シリンダ部材の回転角で更に１０
度だけ回転した状態を示す図、（Ｅ）は（Ｄ）の状態か
ら回転シリンダ部材の回転角で更に１０度だけ回転した
状態を示す図、（Ｆ）は（Ｅ）の状態から回転シリンダ
部材の回転角で更に１０度だけ回転した状態を示す図で
ある。

【図２６】本発明を適用した流体回転機の第５の実施を
示し、（Ａ）はその縦断面図と軸受けの一部を拡大して
示した図、（Ｂ）は（Ａ）をケーシングの蓋を取り除い
た状態で矢印ＩＸ方向から見た平面図である。

【図２７】図５に示す背圧逃がし手段の第２の例を示
し、その流体回転機の回転シリンダ部材、ピストン保持
部材及びピストンを示す分解斜視図である。

【図２８】ステータコアの突極とマグネットの磁極の中
心位置とシリンダ室の位置関係を示す図である。

【図２９】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３０】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３１】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３２】ピストンにマグネットを配置した例を示す斜
視図である。

【図３３】ピストンにマグネットを配置した別の例を示
す斜視図である。

【図３４】回転シリンダ部材にマグネットを配置した例
を示す斜視図である。

【図３５】回転シリンダ部材にマグネットを配置した別
の例を示す斜視図である。

【図３６】ピストン形状の第８の例を示す斜視図であ
る。

【図３７】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３８】背圧を逃がすための通路を形成した回転シリ
ンダ部材とピストン保持部材の一例を示す断面図であ
る。

【図３９】図３８の回転シリンダ部材を示す斜視図であ
る。

【図４０】図３８のピストン保持部材を示し、（Ａ）は
回転シリンダ部材とは反対側から見た斜視図、（Ｂ）は
回転シリンダ部材側から見た斜視図である。

【図４１】回転数検出手段を備えた流体発電機とした場
合の例を示す断面図である。

【図４２】回転数検出手段を備えた流量計とした場合の
例を示す断面図である。

【図４３】回転数検出手段を備えた流体ポンプとした場
合の例を示す断面図である。

【図４４】従来のロータリー式シリンダ装置を示す分解
斜視図である。

【図４５】図４４のロータリー式シリンダ装置の動作に
よる状態変化を示す図で、（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流体回転機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（支持部材）７ａ，７ｂ，８ａ，８ｂ転がり軸受け部材１２ピストン前後動背圧逃がし手段１３シリンダ側背圧逃がし手段１４ピストン保持部材側背圧逃がし手段２１出力軸２２空洞部２３ａ〜２３ｄシリンダ室６１流入口６２流出口７０流体発電機Ｘ回転中心位置Ｘ１，Ｘ２自転中心位置ｏ回転軸心

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者中村優樹長野県諏訪郡原村10801番地の２株式会社三協精機製作所諏訪南工場内 (72)発明者竹内智大長野県諏訪郡原村10801番地の２株式会社三協精機製作所諏訪南工場内Ｆターム(参考） 3H084 AA01 AA21 AA60 BB01 BB02 BB07 BB17 BB21 BB23 BB27 CC02 CC12 CC21 CC48

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】回転軸心を中心として形成された空洞部
に連通し、該空洞部をはさんで対向する少なくとも一対
のシリンダ室を有する回転シリンダ部材と、上記回転シ
リンダ部材の上記シリンダ室及び上記空洞部を往復動作
するピストンと、上記回転シリンダ部材の回転軸心から
偏心した回転中心位置を中心として回転するとともに上
記ピストンを上記偏心した回転中心位置から偏心した自
転中心位置を中心として回動可能なピストンを保持する
ピストン保持部材と、上記シリンダ室をはさみ対向する
位置にそれぞれ設けられ、上記シリンダ室に流体を流入
する流入口及び上記流入した流体をシリンダ室から流出
する流出口と、上記流入口より上記シリンダ室に流入し
た流体の圧力によって上記ピストンを動かして上記回転
シリンダ部材とピストン保持部材を相対回転させると共
に、上記回転シリンダ部材と上記ピストン保持部材のう
ち少なくとも一方の回転を出力する出力軸とを備え、上
記流入口は、上記回転シリンダ部材の回転軸心からみて
上記回転シリンダ部材の回転にともない、上記ピストン
が上記回転シリンダ部材の略外周位置で上記シリンダ室
を連通するように開口し、上記回転シリンダ部材の略中
心位置で上記シリンダ室と閉口するように形成され、上
記流出口は、上記回転シリンダ部材の回転軸心からみて
上記回転シリンダ部材の回転にともない、上記ピストン
が上記回転シリンダ部材の略中心位置で上記シリンダ室
を連通するように開口し、上記回転シリンダ部材の略外
周位置で上記シリンダ室と閉口するように形成されると
ともに、上記回転シリンダ部材の回転数対上記ピストン
保持部材の回転数対上記ピストンの上記シリンダ室及び
上記空洞部を往復する動作数の比が１：２：１となるよ
うそれぞれが配置されてなることを特徴とする流体回転
機。
【請求項２】上記回転シリンダ部材と上記ピストン保
持部材との相対回転の抵抗となる背圧を減少させる背圧
逃がし手段を備えてなることを特徴とする請求項１記載
の流体回転機。
【請求項３】上記ピストンの上記ピストン保持部材側に
対向する面は平面とし、上記ピストン保持部材と面接触
することを特徴とする請求項１又は２記載の流体回転
機。
【請求項４】前記ピストンの横断面形状を異形状と
し、当該形状に前記シリンダ室の横断面形状を一致させ
たことを特徴とする請求項１から３のいずれかに記載の
流体回転機。
【請求項５】潤滑剤循環機構を備えたことを特徴とす
る請求項１から４のいずれかに記載の流体回転機。
【請求項６】前記背圧逃がし手段は、前記ピストンの
移動方向に作用する背圧を逃がすピストン前後動背圧逃
がし手段であることを特徴とする請求項２から５のいず
れかに記載の流体回転機。
【請求項７】前記背圧逃がし手段は、前記回転シリン
ダ部材と前記支持部材の間に発生する背圧を逃がすシリ
ンダ側背圧逃がし手段であることを特徴とする請求項２
から５のいずれかに記載の流体回転機。
【請求項８】前記背圧逃がし手段は、前記ピストン保
持部材と前記支持部材の間に発生する背圧を逃がすピス
トン保持部材側背圧逃がし手段であることを特徴とする
請求項２から５のいずれかに記載の流体回転機。
【請求項９】前記ピストンの横断面形状の異形状は前
記ピストンの底面の両コーナー部分を丸めた形状である
ことを特徴とする請求項１から８のいずれかに記載の流
体回転機。
【請求項１０】前記回転シリンダ部材とピストン保持
部材は、転がり軸受け部材又は滑り軸受け部材によって
回転自在に支持されていることを特徴とする請求項１か
ら９のいずれかに記載の流体回転機。
【請求項１１】上記回転シリンダ部材とピストン保持
部材は、スラスト荷重とラジアル荷重とを同時に受ける
軸受け部材によって回転自在に支持されていることを特
徴とする請求項１から１０のいずれかに記載の流体回転
機。
【請求項１２】上記ピストンと上記シリンダ室との間
に形成される隙間に磁性流体を配置し、上記磁性流体を
上記隙間に保持させるための磁石を上記ピストンと上記
シリンダ室との接触部位の近傍に設けたことを特徴とす
る請求項１から１１のいずれかに記載の流体回転機。
【請求項１３】上記ピストンが複数形成されると共に
上記シリンダ室が複数対形成され、これら複数対のシリ
ンダ室は上記回転シリンダ部材の回転軸心を含んで交差
するように形成されてなることを特徴とする請求項１か
ら１２のいずれかに記載の流体回転機。
【請求項１４】上記複数対のシリンダ室は上記回転シ
リンダ部材に円周方向に等配分された位置に配置されて
いることを特徴とする請求項１３記載の流体回転機。
【請求項１５】上記複数対のシリンダ室が交差する部
位の上記ピストンの移動方向における長さは、上記ピス
トンの長さよりも短いことを特徴とする請求項１３又は
１４記載の流体回転機。
【請求項１６】上記複数対のシリンダ室が交差する部
位は面取り部が形成されていることを特徴とする請求項
１３から１５のいずれかに記載の流体回転機。
【請求項１７】請求項１から１６のいずれかに記載の
流体回転機の出力側に発電機構を接続したことを特徴と
する流体発電機。