专利名称：旋转式缸装置的制作方法
技术领域：
本发明涉及可作为泵及压缩机、流体电动机等使用的缸装置，尤其涉及利用旋转运动使活塞出入于缸室内的旋转式缸装置。
技术用语本说明书中使用的所谓“旋转式缸装置”一词，当然是指使用流体能量进行机械工作的机器，还包含使用旋转能量来压缩、压送流体的机器。即，“旋转式缸装置”一词的含义为旋转式泵、旋转式压缩机、流体电动机等总称的机器类。
背景技术：
以往，作为使转子旋转并以其推压作用推出流体的形式的泵，使用齿轮形的转子的旋转式泵是众所周知的。但对于这种泵，转子的齿形加工困难，成为成本提高的原因。因此，为了消除该缺点，申请人开发了在吸排机构部分无需齿轮形零件的旋转式缸装置(参照日本专利特开昭56-118501号公报、实开昭57-87184号公报及实开昭58-92486号公报等)。
特开昭56-118501号公报所记载的旋转式缸装置，如图67及图68所示，具有利用压入等方式固定在壳体101内的圆形的缸构件102和在形成于该缸构件102的中心部分的圆形的空洞部103内旋转的支承构件104。在缸构件102中，形成有放射状配置的放射状6个缸室10a、105b、105c、105d、105e、105f，且分别与中央的空洞部103连通。这些缸室105a-105f，被设置成随着支承构件104的旋转而与壳体101的外部连通并依次与将流体取入缸装置内的吸入口106及将取入的流体加压后排出的排出口107相连通。
支承构件104，是固定在旋转自如地支承在壳体101上形成的孔101a内的轴108一端的圆盘状构件，在与轴108相反侧的面上安装着月牙形的阀座109。该阀座109，被配置成在与缸构件102内壁部103a的约半周部分相当的区域能以紧贴状态进行旋转，并被设置成有选择地使空洞部103与任意的缸室连通。并且，在支承构件104上设有与排出口107连通用的孔104a。
在支承构件104的偏心的位置上固定有轴110，在该轴110上旋转自如地支承着旋转活塞构件111。轴110的两端被固定在夹住阀座109而相对配置的圆盘状的支承构件104和辅助板构件113上。在辅助板构件113上，设有与吸入口106连通用的孔113a。该辅助板构件113，与支承构件104一体地旋转。旋转活塞构件111，由旋转中心部112a和从该旋转中心部112a放射状地向3个方向伸出的活塞111a、111b、111c构成。该旋转活塞构件111，随着支承构件104的旋转而绕着缸构件102的轴心01的周围旋转。
随着该支承构件104的旋转，各活塞111a、111b、111c如图68A-图68D所示，通过一边以轴110为中心向箭头A1方向旋转(自转)、一边以轴心01为中心向箭头B1方向旋转(公转)，3个活塞111a-111c依次出入于被固定的各缸室105a-105f，重复地进行从吸入口106依次将外气取入各缸室105a-105f、从排出口107向外部排出的泵动作。若采取该装置，由于不需要高度的齿形加工技术，故制造变得容易。
然而，由于各活塞111a-111c一边滚动一边出入于缸室105a-105f内，作成使其动作圆滑且容易的结构，故不得不作成将前端部分磨尖且使进入于各缸室105a-105f内时的宽度方向的尺寸具有足够余量的结构，从而相应地就在活塞111a-111c与缸室105a-105f之间形成间隙。其结果，存在着流体容易从间隙部分泄漏、相应地使泵效率下降的问题。
另外，实开昭57-87184号公报及实开昭58-92486号公报所示的旋转式缸装置，在基本结构即一边使放射状配置的活塞旋转一边沿放射状配置的缸室作相对旋转移动而获得泵作用的这一点上，是与上述的特开昭56-118501号公报上记载的旋转式缸装置相同，但缸构件102因旋转活塞构件111的旋转而旋转、阀座109在壳体上固定成不旋转及旋转活塞构件111的旋转支点不转动的结构是不同点。
因此，在该缸室与旋转活塞构件一起旋转的型式的场合，与上述缸室被固定的型式的结构不同，活塞的形状被形成外径与缸室的宽度大致相等的大致圆形的圆盘。这是由于缸构件也与旋转活塞构件向同方向旋转而使活塞出入于缸室时、即使在与缸室之间几乎无间隙也能圆滑地动作的缘故。然而，该型式的结构，由于活塞与缸室的接触面由圆形的圆盘状活塞的外周面与直线形状的缸室的内壁构成，且因其接触面的面积小而该部分不能经受流体的压力而使流体泄漏，故存在着当提高压力时泵效率下降的问题。
本发明的目的在于，防止流体从活塞与缸构件的抵接部位泄漏，其结果，可提供低损失地将流体能量转换为旋转运动或将旋转运动转换为流体能量中的旋转式缸装置。
发明的公开为了达到该目的，本发明的旋转式缸装置具有通过旋转轴心地形成缸室并以旋转轴心为中心进行旋转的旋转缸构件、在缸室内进行面接触且作往复直线运动的活塞、保持活塞并以与旋转缸构件的旋转轴心偏心的旋转中心为中心进行旋转的活塞保持构件、旋转自如地支承旋转缸构件和活塞保持构件并具有至少1个流体入口和至少1个流体出口的壳体，活塞作成被保持在离活塞保持构件的旋转中心有一定距离的位置且以该位置为中心转动自如。
因此，当旋转从外部被输入于旋转缸构件乃至活塞保持构件时，或当通过从流体的入口导入具有压力的流体而在缸室内压力作用于活塞上时，利用旋转缸构件和活塞保持构件的旋转或利用活塞自身的移动，通过活塞一边以自转中心为中心进行旋转、一边进行以活塞保持构件的旋转中心为中心的旋转(公转)，活塞就在缸室内进行往复运动。
这时，旋转缸构件和活塞保持构件可分别以支承在壳体上的状态下进行旋转，且活塞还可以其自身进行旋转，活塞可围绕自转中心旋转并一边改变位置一边在缸室内进行直线运动。其结果，即使构成使活塞相对缸室为面接触，各构件也能圆滑地进行旋转运动。因此，活塞的制作变得容易，易提高活塞的精度。在此，旋转缸构件的转速与保持构件的转速和活塞在缸内的往复数之比最好构成为1∶2∶1。在该场合，各构件相互间能可靠而不勉强地旋转、能减轻旋转时的振动及噪音。
并且，活塞与缸室的接触面积能取得较大，与利用所谓的线接触形成接触面的以往的结构相比，其接触面上的流体阻力增大，可防止从接触面部分的流体的泄漏。因此，能低损失地将流体能量转换为旋转运动或将旋转运动转换为流体能量。
而且，由于活塞在缸室内作往复直线运动，故活塞动作成为圆滑而稳定的结构、且成为可减轻旋转时的振动及噪音的结构。并且，能增大零件精度的容许范围，零件加工容易进行，相反，当作成与以往同样水平的零件精度时，由于气密性、可靠性提高，故在作成泵或压缩机的场合、或作成流体电动机的场合，容易使其高性能化。
并且，在本发明的旋转式缸装置中，只要作成将旋转从外部导入旋转缸构件的旋转轴心，通过使该旋转缸构件转动，就能使活塞和活塞保持构件进行从动动作。通过作成这样，就可用作为吸入气体进行压缩后排出的压缩机或将流体吸入并排出的泵。而且，可作成所谓中心驱动的规格，在将驱动轴和电动机轴在同轴方向直接连接的场合，产品的收纳较好，且在振动方面及组装方面也变得有利。
例如，在构成为旋转式压缩机的场合，通过由旋转驱动源使旋转缸构件和活塞保持构件相对旋转而可使活塞动作并将从流体的入口吸入的流体经出口排出。这时，流体的入口形成随着旋转缸构件的旋转、活塞从比移动至最外周后的位置稍向内侧的位置开始至活塞移动到空洞部附近的位置的状态，出口最好仅设置在随着旋转缸构件的旋转、使活塞移动至最外周的位置的稍向跟前的位置。此外，最好将单向阀设置在作为排出口的出口处。这时，由于利用旋转缸构件的旋转而使各缸室依次与出口相面对，故即使从出口排出的流体的压力产生脉动，也可利用单向阀的作用而防止压力降低时的流体倒流。还有，最好将使旋转缸构件与活塞保持构件进行相对旋转的输入轴和旋转缸构件或活塞保持构件通过鸡心夹头板进行连接。该场合，例如在将输入轴的旋转传递至旋转缸构件时即使输入轴的中心与旋转缸构件的中心产生偏移，也能使该偏移在缸构件和鸡心夹头板之间吸收并传递旋转力。同样地，在输入轴的旋转传递至活塞保持构件时即使输入轴的中心与活塞保持构件的中心产生偏移，也能将偏移由鸡心夹头板吸收并传递旋转力。
并且，当通过将压力流体导入缸室利用流体的压力使活塞动作而使旋转缸构件和活塞保持构件旋转时，可构成将旋转缸构件或活塞保持构件的至少一方作为输出轴而能取出旋转的流体旋转机。而且，在流体旋转机的场合，最好是流体的入口从旋转缸构件的旋转轴心看，开口成随着旋转缸构件的旋转、活塞在旋转缸构件的大致外周位置与缸室连通的状态，在通过旋转缸构件的大致中心位置的位置上形成与缸室闭口的状态，出口从旋转缸构件的旋转轴心看，开口成随着旋转缸构件的旋转、活塞在到达旋转缸构件的大致中心位置之前与缸室连通的状态，在旋转缸构件的大致外周位置上形成与缸室闭口的状态。另外，在将旋转式缸装置构成作为旋转式压缩机的场合，最好是流体的入口从旋转缸构件的旋转轴心看，开口成随着旋转缸构件的旋转、活塞在旋转缸构件的大致外周位置上与缸室连通的状态，在旋转缸构件的大致中心位置上形成与缸室闭口的状态，出口从旋转缸构件的旋转轴心看，开口成随着旋转缸构件的旋转、活塞在旋转缸构件的大致中心位置上与缸室连通的状态，在旋转缸构件的大致外周位置上形成与缸室闭口的状态。
并且，在构成为这些流体旋转机的场合，最好具有润滑剂循环机构。该场合，通过润滑活塞、活塞保持构件、旋转缸构件等的滑动面就可进行更高速的旋转。
另外，也可在上述流体旋转机的输出侧连接发电机构而构成流体发电机。在该场合可使用流体旋转机来进行发电。
并且，本发明的旋转式缸装置，在缸室中形成使活塞向滑动方向导向的导向部，在活塞上形成与导向部卡合的导向卡合部。因此，活塞的往复直线运动，通过导向卡合部一边由导向部导向一边可顺利地进行。
另外，在本发明的旋转式缸装置中，流体的入口被设置成在由将旋转缸构件的旋转轴心与活塞保持构件的旋转中心连接的线所分割的任何一方区域的壳体中与缸室连通的状态，出口被设置成在由将旋转缸构件的旋转轴心与活塞保持构件的旋转中心连接的线所分割的任何另一方区域的壳体中与缸室连通的状态。该场合，可将入口与出口充分离开地进行配置，即使在入口侧的流体的压力与出口的流体的压力之差较大的情况下，也能防止该流体不通过缸室从入口向出口、或从出口向入口直接流通。尤其该流体的入口及出口，最好设置在与壳体的旋转缸构件的外周面侧相对的位置。通过作成这样，可使各缸室与旋转缸构件的外周面连通地构成各活塞和入口及出口，产品的总体变好。
另外，本发明的旋转式缸装置，活塞的与活塞保持构件相对的面最好是平面。该场合，活塞的动作相对活塞保持构件变得圆滑。并且，可防止在活塞与活塞保持构件之间产生间隙，可防止流体的泄漏。
另外，本发明的旋转缸装置，活塞的横截面形状与缸室的横截面形状最好作成形成可滑动的稍许间隙的相似形状。该场合，可防止形状缸室构件与活塞之间产生间隙，可防止流体的泄漏。在此，活塞的形状只要与缸室的截面形状吻合而不需要特别的形状，例如，即使整个面作成由平面形成的方块形状，各构件也能顺利地进行旋转运动。其结果，活塞的制作变得容易，容易提高活塞的精度。另外，也可以在活塞的侧面设置与缸室的平面状的两侧面的至少一方的侧面、较好是两侧面、最好是包含构成活塞保持构件及壳体的面的4个面全面地接触的平面。并且，活塞的横截面形状也可作成不限于矩形的异形，也可以作成使缸室的横截面形状与活塞的形状一致。该场合，由于可将活塞滑动的缸室的两侧壁相对于底面可不垂直地形成，缸室的加工变得容易。例如，若将活塞的底面的两转角部分作成圆的形状，由于能将活塞滑动的缸室的转角部分作成圆的形状，故缸室的加工变得更容易。
另外，本发明的旋转式缸装置，最好将使成为旋转缸构件与活塞保持构件相对旋转阻力的背压减少的背压放出装置设置在它们的滑接面上。该场合，通过活塞动作且旋转缸构件及活塞保持构件旋转，产生妨碍它们动作的背压，但由于背压放出装置使其背压减小，故可顺利地进行旋转缸构件及活塞保持构件等的动作。例如，作为背压放出装置，也可以是将在活塞的移动方向上作用的背压放出的活塞前后动作的背压放出装置，另外，也可以是将旋转缸构件与壳体之间产生的背压放出的缸侧背压放出装置，还有，也可以是将活塞保持构件与壳体之间产生的背压放出的活塞保持构件侧背压放出装置。另外，也可设置所有这些装置。
又，本发明的旋转式缸装置，旋转缸构件和活塞保持构件，最好利用同时承受轴向负荷和径向负荷的轴承构件来旋转自如地进行支承。该场合，旋转自如地支承旋转缸构件和活塞保持构件的部分的结构成为简单的结构，可获得装置的小型化和低成本化。
又，本发明的旋转式缸装置，旋转缸构件被旋转自如地支承在轴承板上，轴承板往往还构成利用推压调整螺钉和拉引调整螺钉可作调整的结构。该场合，通过使推压螺钉和拉引螺钉的旋入量变化，可调整支承旋转缸构件的轴承板的倾斜。因此，能减低旋转缸构件的轴向方向的零件精度。
并且，本发明的旋转式缸装置的活塞保持构件被旋转自如地支承在轴承板上，轴承板往往还构成利用推压调整螺钉和拉引调整螺钉可作调整的结构。该场合，通过使推压螺钉和拉引螺钉的旋入量变化，可调整支承活塞保持构件的轴承板的倾斜。因此，能减低活塞保持构件的轴向方向的零件精度。
又，本发明的旋转式缸装置，还能在形成活塞与缸室之间的间隙中配置磁性流体，并将用于使磁性流体保持在间隙中的磁铁设置在活塞与缸室的接触部位的附近。该场合，由磁铁保持的磁性流体被充填在活塞与旋转缸构件之间的间隙。因此，活塞与缸构件相对部位的微小间隙能更可靠地被封止，能更可靠地防止从接触部位的流体的泄漏。
又，本发明的旋转式缸装置，最好活塞和缸室形成多个，这些多个缸室通过旋转缸构件的旋转轴而交叉地形成。该场合，可提供利用多个活塞进行旋转的旋转式缸装置。
又，本发明的旋转式缸装置，是将缸室在圆周方向上以等分的位置配置在旋转缸构件上的装置。因此，旋转缸构件的旋转平衡变得良好，可防止振动及噪音的产生，还能提供适于高速旋转的旋转式缸装置。
又，本发明的旋转式缸装置，多个缸室交叉部位的在活塞的移动方向的长度，比活塞的长度还短。因此，进行往复直线运动的活塞在通过缸室的交叉的部位时，由于由移动的缸室的壁面导向并横穿其他的缸室，因此不与其他的缸室冲撞地可顺利地通过。
另外，本发明的旋转式缸装置，最好在多个缸室交叉的部位形成有倒角部。在该场合，活塞在缸室交叉的部位的通过就更顺利。
附图的简单说明
图1是表示本发明的旋转式缸装置的第1实施形态的纵剖视图。
图2是表示将图1的旋转式缸装置卸下上壳体及活塞保持构件后状态的俯视图。
图3是表示图1的旋转式缸装置的旋转缸构件、活塞保持构件及活塞的分解立体图。
图4A-图4D是说明图1的旋转式缸装置的动作的图，表示将旋转缸构件向顺时针方向每旋转30度后的状态。
图5表示本发明的旋转式缸装置的第2实施形态，是表示其旋转缸构件与活塞的关系的俯视图。
图6表示本发明的旋转式缸装置的第3实施形态，是表示其旋转缸构件与活塞的关系的俯视图。
图7是表示本发明的旋转式缸装置的变形例的纵剖视图。
图8是表示本发明的旋转式缸装置的第4实施形态的侧视图，表示将其局部剖切后的状态。
图9是表示将图8的旋转式缸装置的壳盖卸下后状态的俯视图。
图10是图8的旋转式缸装置的纵剖视图。
图11是将轴承的局部放大后的示图。
图12是表示活塞保持构件与活塞的旋转时轨迹的关系的概念图。
图13是表示将本发明的旋转式缸装置构成为流体旋转机的实施形态的纵剖视图。
图14是表示将图13的流体旋转机卸下上壳体及活塞保持构件后状态的俯视图。
图15是表示图13的流体旋转机构的旋转缸构件、活塞保持构件及活塞的分解立体图。
图16A及图16B是表示活塞形状的第1例的立体图和纵剖视图。
图17是表示背压放出装置的第2例的图，是表示将流体旋转机卸下上壳体及活塞保持构件后状态的俯视图。
图18A及图18B是表示背压放出装置的第3例的示图，图18A是表示将流体旋转机卸下上壳体及活塞保持构件后状态的俯视图，图18B是沿图18A的B-B线的剖视图。
图19A及图19B是表示适用背压放出装置的第4例的流体旋转机的示图，图19A是表示卸下上壳体及活塞保持构件后状态的俯视图，图19B是沿图19A的B-B线的剖视图。
图20是说明图13的流体旋转机的动作的图，表示将旋转缸构件每旋转15度后的状态。
图21是润滑剂循环机构的概略构成图。
图22是将本发明的旋转式缸装置装入驱动源后的流体发电机的分解立体图。
图23是将流体发电机的上壳体和活塞保持构件卸下后状态的俯视图。
图24是沿图23的A-A线的剖视图。
图25是图22的流体发电机的仰视图。
图26是表示图22的流体发电机的上壳体的俯视图。
图27是表示图22的流体发电机的旋转缸构件的俯视图。
图28是表示图22的流体发电机的轭铁和绕组的俯视图。
图29A及图29B是表示活塞形状的第2例的立体图及纵剖视图。
图30A及图29B是表示活塞形状的第3例的立体图及纵剖视图。
图31A及图29B是表示活塞形状的第4例的立体图及纵剖视图。
图32A及图29B是表示活塞形状的第5例的立体图及纵剖视图。
图33A及图29B是表示活塞形状的第6例的立体图及纵剖视图。
图34A及图29B是表示活塞形状的第7例的立体图及纵剖视图。
图35是将本发明的旋转式缸装置构成为流体旋转机的第2实施形态的纵剖视图。
图36是将本发明的旋转式缸装置构成为流体旋转机的第3实施形态的纵剖视图。
图37A-图37F是说明本发明的旋转式缸装置的第4实施形态的流体旋转机的动作的图，表示将旋转缸构件每旋转10度后的状态。
图38是表示适用图17所示的背压放出装置的第2例的流体旋转机的旋转缸构件、活塞保持构件及活塞的分解立体图。
图39是表示发电机的定子铁心的突极与磁铁的磁极中心位置与缸室的位置关系的示图。
图40表示将本发明的旋转式缸装置构成为旋转式压缩机的第1实施形态，是将其上壳体和活塞保持构件卸下后状态的俯视图。
图41是图40的旋转式压缩机的纵剖视图。
图42是图40的旋转式压缩机的分解立体图。
图43是润滑油循环机构的概略构成图。
图44是图40的旋转式压缩机的仰视图。
图45是表示图40的旋转式压缩机的轴承板的立体图。
图46是表示吸入口及排出口与活塞位于缸室的最外周端部的缸室的位置关系的示图。
图47是表示旋转式压缩机的背压放出装置的第2例的将旋转式压缩机卸下上壳体及活塞保持构件后状态的俯视图。
图48是图47的剖视图。
图49A-图49F是说明图40的旋转式压缩机的动作的示图，表示将旋转缸构件每旋转15度后的状态。
图50是表示轴承板的变形例的立体图。
图51A-图51F是说明旋转式压缩机的其他实施形态的动作的图，表示将旋转缸构件每旋转10度后的状态。
图52是表示旋转式压缩机的背压放出装置的第3例的卸下上壳体及活塞保持构件后状态的俯视图。
图53是图52的旋转式压缩机的剖视图。
图54是表示旋转缸构件的缸室相对圆周方向不等分的例子的概念图。
图55是表示使缸室偏置形成的例子的概念图。
图56是表示在活塞上配置磁铁例子的立体图。
图57是表示在活塞上配置磁铁的其他例子的立体图。
图58是表示在旋转缸构件上配置磁铁的例子的立体图。
图59是表示在旋转缸构件上配置磁铁的其他例子的立体图。
图60是表示在旋转缸构件的空洞部的角上实施倒角状态的概念图。
图61是表示形成用于背压放出的通路的旋转缸构件和活塞保持构件的一例的剖视图。
图62是表示图61的旋转缸构件的立体图。
图63A及图63B是对图61的活塞保持构件从与旋转缸构件相反侧看到的立体图及从旋转缸构件侧看到的立体图。
图64是表示将本发明的旋转式缸装置作成具有转速检测装置的流体发电机时例子的剖视图。
图65是表示将本发明的旋转式缸装置作成具有转速检测装置的流量计时例子的剖视图。
图66是表示将本发明的旋转式缸装置作成具有转速检测装置的流体泵时例子的剖视图。
图67是表示以往的旋转式缸装置的分解立体图。
图68A-图68D是说明图67的旋转式缸装置的动作的图，表示使支承旋转活塞构件向逆时针方向每旋转30度后的状态。
实施发明的最佳形态以下，根据附图所示的最佳形态详细说明本发明的构成。
根据图1至图3说明本发明的旋转式缸装置的一实施形态。并且，虽然在各实施形态中，对将气体向一定方向送出的旋转式泵装置作说明，但输送的媒体不限于气体，也可采用包括液体的所谓流体。并且，本发明不限于泵装置，也可适用于通过利用旋转缸构件的旋转动作构成的各种装置，例如空气压缩机及气动电动机等。
旋转式缸装置1如图1及图2所示，主要结构具有具有呈放射状配置的多个缸室22、23并以旋转轴心O为中心旋转的旋转缸构件2；在缸室22、23内作面接触并作往复直线运动的活塞3、4；保持活塞3、4并与旋转缸构件2偏心而绕旋转中心X旋转的活塞保持构件5；旋转自如地支承旋转缸构件2和活塞保持构件5并至少具有1个流体入口61和至少具有1个流体出口62的壳体6，活塞3、4以离开活塞保持构件2的旋转中心为一定距离的位置的轴心X1、X2为中心旋转自如地被保持。更具体地说，具有圆形的旋转缸构件2；在距离180°的2个偏心的自转中心位置X1、X2处分别可转动地保持活塞3、4并以离开旋转缸构件2的旋转轴心O偏心的位置为旋转中心位置X而进行旋转的活塞保持构件5；分别旋转自如地支承旋转缸构件2及活塞保持构件5的两旋转构件的壳体6。另外，在本实施形态中，旋转缸构件2虽然采用缸室22、23及活塞3、4，但不限于此，若具有至少1个缸室和活塞也可以。
旋转缸构件2如图1、图2及图3所示，以具有一定厚度的圆形形成，并被旋转自如地配置在壳体6的内部空间中。在该旋转缸构件2的一端面、即在图1和图3中围住下侧端面的旋转轴心O的凹部，通过压入方式来插入固定支轴21的一端。该支轴21的另一端侧，被旋转自如地支承在与配置在壳体6内的轴向重叠配置的2个轴承构件7a、7b上。因此，旋转缸构件2能以支轴21为旋转中心在壳体6内旋转。
在旋转缸构件2的另一端面，即在图1和图3中上侧的端面上，设置有由利用4个扇状的座部25而形成的十字状的槽构成的空间。该十字状的空间由4个缸部位22a、22b、23a、23b和它们交叉的部位(以下称为空洞部)24构成。也就是说，在旋转缸构件2的另一侧的端面上，形成有以旋转轴心O为中心具有一定宽度并具有底面的空洞部24。而且，以该空洞部24内的旋转轴心O为中心放射状地设置着4个截面为矩形的缸部位22a、22b、23a、23b。缸部位22a、22b、23a、23b的上面部分被开放、其他3个面都被形成为平面。而且，利用第1缸部位22a、空洞部24、第2缸部位22b形成缸室22、并利用第3缸部位23a、空洞部24、第4缸部位23b形成缸室23。另外，在本说明书中，为了说明的方便，使用“上”、“下”的词语，该词语是根据附图为方便而使用、而不是绝对意义上的“上”、“下”的意思。
并且，在这些第1-第4的缸部位22a-23b处可滑动地嵌入被保持在活塞保持构件5上的活塞3、4。各缸部位22a-23b的与活塞3、4的相对面以及与其相对的活塞3、4侧的面互相地被形成平面，它们并被设置成平面相互间接触的状态。这样，由于各活塞3、4与各缸部位22a-23b的接触面相互间被形成平面，故接触面积大，其接触部位处的流体的气密性增高。因此，流体就难以通过活塞3、4与各缸部位22a-23b之间的间隙而漏出。
另外，上述所形成的缸室22、23，在径向贯通旋转缸构件2且将其外周面2a作成开放。因此，各缸室22、23就能与在壳体6上形成的吸入口(流体的入口)61及排出口(流体的出口)62相连通。
并且，当缸构件2和活塞保持构件5因活塞保持构件5的旋转而旋转时，活塞3、4在外观上在缸室22、23内作往复直线运动。并且，作为各缸室22、23交叉部位的空洞部24的在活塞3、4的移动方向上的长度，比活塞3、4的接触面(与缸室22、23的两侧壁面相对的面)的长度还短。
另外，在空洞部24及将其配置成中心放射状的第1-第4的缸部位22a-23b的底面上十字状地形成2条细的导向用槽26a、27a。另外，在活塞3、4的底部分上，设有作为嵌入于上述导向用槽26a、27a的导向卡合部的凸片3b、4b。而且，通过凸片3b、4b与导向用槽26a、27a卡合构成直线运动的导向。因此，使活塞3、4沿该2条导向用槽26a、27a而在一对缸部位22a、22b间或23a、23b间稳定地进行往复直线运动。
另一方面，活塞保持构件5形成具有比旋转缸构件2的外径还小的外径的圆形形状。在该活塞保持构件5的旋转中心位置X上通过压入方式来插入固定支轴51的一端。并且，该活塞保持构件5的旋转中心位置X被设置在离上述旋转缸构件2的旋转轴心O偏心的位置。而且，支轴51的另一端侧，旋转自如地被支承在配置于本6内的轴承构件8a、8b上，其前端侧突出于壳体6的外部。并且，在该突出部分上，通过与电动机等的驱动源的输出轴(未图示)连接，利用电动机等的驱动源的驱动力以支轴51为中心而使活塞保持构件5在旋转缸构件2的偏心位置上被旋转驱动。
在与固定活塞保持构件5的支轴51的面相反侧的面上，立设固定着可自转地保持活塞3的支承轴52和可自转地保持活塞4的支承轴53。而且，活塞3、4旋转自如地嵌入支承轴52、53。
虽然活塞3、4被形成往复直线运动时的前后的面31、31、41、41具有稍许圆弧形，而其他的4个面、即嵌入于缸室22、23内的状态的上面32、42、底面33、43及两侧面34、34、44、44被形成平面。也就是说，活塞3、4构成大致长方体的方块状。而且，除了形成于活塞3、4的平面上的各面中的上面32、42外的底面33、43和两侧面34、34、44、44，成为嵌入于缸室22、23内时的与缸室22、23的接触面。并且，在活塞3、4的中心部分上，设有用于旋转自如地嵌合于支承轴52、53上的有底的孔3a、4a。另外，孔3a、4a只要是支承轴52、53不与导向槽26a、27a碰上的长度，也可以是贯通孔。
另外，将活塞保持构件5与活塞3、4旋转时的轨迹的关系示于图12。活塞保持构件5的半径R1、支承轴52、53的间隔的1/2的距离R2、活塞3、4的旋转时的最外径轨迹的半径R3的关系成为R1＞(R2+R3)，产生半径差ΔR。在半径R1比距离R2+半径R3还小的场合，活塞最外径轨迹就从活塞保持构件5跳出，为了确保活塞3、4的旋转稳定性、密封性而必须提高零件的加工精度。对此，通过作成上述的半径R1＞距离R2+半径R3的关系，即使不太严格控制零件的加工精度也使确保活塞3、4的旋转的稳定性、密封性变得容易。但是，这样的关系是用于确保密封性等的关系，但不限定于这样的关系，当然也可使半径R1大致等于距离R2+半径R3，或是小于的关系。
壳体6由2个壳体半径、即由旋转自如地支承活塞保持构件5的上壳体63和旋转自如地支承旋转缸构件2的下壳体64构成。上壳体63及下壳体64，以将互相嵌合用突部(印盒部)63a、64a相互间嵌合的状态利用螺钉等进行固定，就构成形成密封内部空间的壳体6。这样，通过作成将嵌合用突部63a、64a相互间嵌合的印盒结构，可对上壳体63和下壳体64进行正确的定位和定心，且可防止偏移。
上壳体63由具有安装在下壳体64上时嵌合用突部63a、并具有旋转自如地容纳活塞保持构件5用的圆形的大空间63b和将旋转自如地支承固定于活塞保持构件5的旋转中心的支轴51的2个轴承构件8a、8b压入固定用的圆形的小空间63c作为内部空间的杯子形状构成。
嵌合用突起63a，沿圆形的大空间63b的外缘形成圆形，成为向下壳体64侧突出的状态。并且，嵌合用突起63a的突出高度，形成比形成于下壳体64上的嵌合用突起64a的突出高度稍低，并且其半径形成比嵌合用突起64a的半径稍大。由此，上壳体63的嵌合用突起63a就以被覆在下壳体64的嵌合用突起64a的外侧的状态互相地嵌合。
而且，在上壳体63的小空间63c的底面上，设有用于插通支轴51的插通孔63d。支轴51的一端侧，从该插通孔63d向壳体6的外部突出。
另一方面，下壳体64由具有安装于上壳体63时的嵌合用突部64a并旋转自如地容纳旋转缸构件2用的圆形的大空间64b和将旋转自如地支承固定于旋转缸构件2的旋转轴心O的支轴21的2个轴承构件7a、7b压入固定用的圆形小空间64c作为内部空间的杯子形状构成。
嵌合用突起64a，沿圆形的大空间64b的外缘形成圆形，成为向上壳体63侧突出的状态。并且，嵌合用突起64a的突出高度，形成比形成于上壳体63上的嵌合用突起63a的突出高度稍高，并且其半径形成比嵌合用突起63a的半径稍小。
在这样形成的下壳体64的大空间64b内，旋转自如地配置着旋转缸构件2。在配置该旋转缸构件2的状态下，在与旋转缸构件2的外周面2a相对的位置、即在大空间64b的内壁64d上，形成有用于将外部的流体吸入壳体6内的吸入口61和用于将在壳体6内吸入的流体向外部排出的排出口62。
吸入口61由在大空间64b的内壁64d上形成的角度约80度范围的浅的凹部61a、连通该凹部61a和壳体6外部的连通孔61b、与该连通孔61b的壳体6的外面侧连接的吸气管61c构成。而且，当旋转缸构件2旋转时，凹部61a就分别与各缸部位22a-23b相连。
另外，排出口62由从距离吸入口61的凹部61a约10度的位置开始经过80度而形成的浅的凹部62a、使该凹部62a与壳体6的外部连通的连通孔62b、与该连通孔62b的壳体6的外面侧连接的排气管62c构成。并且，当旋转缸构件2旋转时，凹部62a就分别与各缸部位22a-23b相连。
上述构成的旋转式缸装置1，当其活塞保持构件5利用电动机驱动等进行等角速度的旋转运动时，活塞3、4就以旋转中心位置X为中心进行旋转运动，随着该动作，旋转缸构件2也进行等角速度运动。通过该动作，就成为进行泵动作的装置。
下面，根据图4A-图4D来说明本发明的第1实施表态的旋转式缸装置1的动作。并且，对于构成活塞3、4的导向装置的一部分的导向用槽26a、27a省略图示。
在图4A中，在缸室22内进行往复运动的活塞3，位于旋转缸构件2的空洞部24中，一端侧成为稍许进入缸部位22a的入口、另一端侧成为稍许进入缸部位22b的入口的状态。也就是说，活塞3的形成平面的两侧面34、34及底面33，就成为同时与同样形成平面的缸部位22a、22b的两内壁、底面及空洞部24的底面相抵接的状态。在这样的中间位置上，活塞3就成为同时与夹住空洞部24的两侧的缸部位22a、22b嵌合的状态，在缸部位22a、22b上，成为同时从吸入口61充满吸入的流体的状态。
在图4A所示的状态时，缸部位22a的最外周端部就成为与排出口62的凹部62a稍许开始连通的状态，缸部位22a就成为通过凹部62a而与排气管62c连通的状态。并且，缸部位22b的最外周端部就成为与吸入口61的凹部61a的连通状态结束之前的状态，缸部位22b就成为通过凹部61a而与吸气管61c连通的状态。另外，如上所述，由于活塞3为临近空洞部24的状态，故利用该活塞3就可使所有缸部位22a-23b成为分别分断关闭后的状态。
另一方面，在缸部位23a、23b内作往复运动的活塞4，成为进出至旋转缸构件2的缸部位23b内的最外周端部的状态。
而且，在围住缸部位23b的活塞4和活塞3的空间中，呈充满流体的状态。并且，虽然缸部位23a因活塞3而呈与其他的缸部位22a、22b、23b相隔离的状态，但在该缸部位23a内也成为充满流体的状态。这时，缸部位23b的最外周端部成为与吸入口61的凹部61a与排出口62的凹部62a之间的位置相面对的状态。
当利用电动机驱动等使活塞保持构件5从上述图4A的状态向顺时针方向(箭头A方向)旋转时，活塞3、4与支承轴52、53一起向箭头A方向移动。由于这时的活塞3、4的动作，对旋转缸构件2给予向箭头B方向(顺时针方向)的旋转力，旋转缸构件2向箭头B方向旋转。由于这样的活塞3、4及旋转缸构件2的相对旋转，各活塞3、4就在缸室22、23内作往复运动。
这时的活塞3、4的绕圈旋转运动，即以旋转中心位置X为中心的活塞保持构件5的旋转运动，成为以旋转缸构件2的旋转轴心O为中心的旋转速度的2倍转速的旋转运动。这是由于旋转3、4的旋转半径为旋转缸构件2的旋转半径(缸基准圆)的1/2，活塞3、4的旋转运动相对旋转缸构件2的旋转运动成为圆摆线运动的缘故。另外，活塞3、4的自转，即分别以支承轴52、53为旋转中心的旋转也成为与旋转缸构件2相同转速的等角速度运动。因此，旋转缸构件2的转速与活塞保持构件5的转速与活塞3、4相对于支承轴52、53的转速之比成为1∶2∶1。
另外，在图2中，缸基准圆作成将从旋转缸构件2的旋转轴心O至自转中心位置X2的中心的长度作为半径的圆。
还有，利用该旋转动作，缸室22、23内的活塞3、4一边对旋转缸构件2给予旋转力，一边活塞3在一对缸部位22a、22b间、活塞4在一对缸部位23a、23b间在外观上作往复直线运动。并且，活塞3、4在旋转缸构件2旋转1周中在缸部位22a、22b间及23a、23b间进行1次往复运动，活塞3、4的往复动作数与旋转缸构件2的转速成为1∶1的关系。
活塞保持构件5从图4A的状态旋转60度，由此缸构件4旋转30度后的状态示于图4B。
也就是说，利用从上述图4A向图4B的动作，活塞3从横穿空洞部24的状态向缸部位22a的内部方向进入约1/2的程度。该移动时，由于活塞3与缸部位22a在平面相互间相面对，故从接触面相互间的流体的泄漏几乎没有。利用该动作，缸部位22a内的流体能高效地通过凹部62a向排出管62c排出。另外，缸室22a的长度方向的距离，由于比活塞3的全长的2倍要短，故虽然进出约1/2的程度，但活塞3的后端部分还呈残留在空洞部24内的状态。
另一方面，利用活塞3向缸部位22a方向的动作，由活塞3而被封住的缸部位22b、23a及缸部位23b的一部分成为一系列的空间。在该一系列的空间中，成为从吸入口61流入的流体充满于各缸部位22b、23a、23b后的状态。
并且，通过这时的动作，活塞4从缸部位23b的最深部向空洞部24侧移动约1/9的程度。在该移动时，活塞4和缸部位23b由于平面相互间抵接，故从接触面(滑动面)之间的流体的泄漏几乎没有。利用该动作，外部的流体通过吸气管61c而有效地从凹部61a流入缸部位23b内部。并且，在该时刻，活塞4呈完全进入缸部位23b内部的状态。
活塞保持构件5再从图4B的状态旋转60度，由此缸构件4再旋转30度后的状态示于图4C。
也就是说，通过从上述图4B向图4C的动作，活塞3再从向缸部位22a的内部进入约1/2程度的位置向里侧移动至具体为约进入8/9程度的位置。利用该动作，残留在缸部位22a内的流体可进一步通过凹部62a而高效地向排气管62c排出。
并且，通过这时的动作，活塞4在缸部位23b内进一步向空洞部24侧移动。利用该动作，外部的流体通过吸气管61c而进一步从凹部61a向缸部位23b流入。并且，在该时刻，活塞4的前方端部分呈进入空洞部24内的状态。
另一方面，在该动作期间，缸部位22b、23a和缸部位22a的一部分通过空洞部24成为一系列的空间，在该一系列的空间内成为从吸入口61流入的流体充满于各缸部位22b、23a内后的状态。
活塞保持构件5再从图4C的状态旋转60度，由此活塞4再旋转30度后的状态示于图4D。
也就是说，通过从上述图4C向图4D的动作，活塞3再从向缸部位22a的内部进入约8/9程度后的位置向里侧具体移动至缸部位22a的最外周端部。利用该动作，残留在缸部位22a内的流体进一步通过凹部62a而高效地向排气管62c排出。并且，在该时刻，在旋转缸构件2从图4A所示的最初的状态向箭头B方向旋转90度后的状态下，缸部位22的最外周端部成为与在吸入口61的凹部61a与排出口62的凹部62a之间的位置相对的状态，呈排出动作已结束的状态。
另一方面，通过该期间的动作，活塞4从缸部位23b的最深部侧横穿空洞部24，其前端部分进一步移动至进入缸部位23a内的位置。利用该活塞4的动作，活塞4的一端侧在缸部位23b的入口成为同时稍许进入的状态。也就是说，活塞4成为位于往复运动的槽内的中间位置的状态，形成平面的两侧面44、44及底面43与同样由平面形成的缸部位23a、23b的两内壁与底面及空洞部24的底面同时抵接的状态。
这时，缸部位23a的最外周端部成为与排出口62的凹部62a稍微开始连通的状态，缸室23a成为通过凹部62a而与排气管62c连通的状态。并且，缸部位23b的最外周端部成为与吸入口61的凹部61a的连通状态刚结束的状态，缸部位22b大致呈流体的吸引动作结束后的状态。另外，如上所述，由于活塞4为临近空洞部24的状态，故利用该活塞4而使各缸部位22a-23b在该时刻再次呈分别分断关闭的状态。
这时的活塞3、4成为将上述图4A状态时的相互位置改换的状态。也就是说，活塞3、4通过活塞保持构件5旋转180度、同时旋转缸构件2旋转90度而进行向缸部位22a-23b中的1个缸部位进入或出去的动作，将相互的位置改换。而且，本实施形态的旋转式缸装置1，通过重复该动作就进行泵动作。也就是说，当活塞保持构件5再旋转180度、即从最初的时刻旋转360度时，活塞3、4返回图4A所示的最初的位置。另外，旋转缸构件2在该期间旋转180度。
因此，当活塞保持构件5旋转2周的720度时，在该期间旋转缸构件2旋转1周、即360度的旋转。由此，活塞3、4，在呈相对的缸部位22a-23b之间进行外观上的往复直线运动。即，通过活塞保持构件5旋转2周，活塞3、4相对支承轴52、53旋转1周，在1周中完成一系列的往复运动。
另外，这样的动作中，各活塞3、4，与各缸部位22a-23b以接触面积大的平面相互间相对。因此，在相对的面之间，实际上成为流体几乎不从接触的相互面间的间隙泄漏的结构。因此，可防止各空间相互间的流体的泄漏，可作成高效率的泵。
在上述第1实施形态的旋转式缸装置1中，虽然将缸室的数目构成2个(4个缸部位)、将活塞的数目构成2个，但也可以将活塞及缸室的数目作成1个。另外，如图5及图6所示的第2及第3实施形态那样，也可以将缸室及活塞的数目作成3个。
作为本发明的第2实施形态的图5所示的旋转式缸装置1，与上述第1实施形态的旋转式缸装置1同样，在壳体60内旋转自如地配置着具有6个缸部位22a、22b、23a、23b、28a、28b的6个扇状的座部25的旋转缸构件2。即，在该实施形态中，利用缸部位22a、22b和空洞部24来形成缸室22，利用缸部位23a、23b和空洞部24来形成缸室23，利用缸部位28a、28b和空洞部24来形成缸室28。而且，在旋转缸构件2的偏心位置上，旋转自如地配置着活塞保持构件(省略图示)，在该活塞保持构件上旋转自如地保持着3个活塞3、4、9。另外，与上述实施形态的旋转式缸装置1同样，在该旋转式缸装置1的壳体6内所配置的两构件的旋转比率，相对活塞保持构件的转速为2的旋转缸构件2的转速为1。
这样构成的旋转式缸装置1，当通过活塞保持构件的旋转而使活塞3、4、9向箭头A’方向旋转时，随着该动作，旋转缸构件2就向箭头B’方向旋转。由此，活塞3在缸室22中、活塞4在缸室23中、活塞9在缸室28中分别一边横穿空洞部24一边进行外观上的往复运动。
另外，各活塞3、4、9的长度方向的尺寸，在横穿空洞部24时，成为能与空洞部24的两侧的缸室的内壁双方卡合的尺寸。因此，各活塞3、4、9，在横穿空洞部24时能同时与两侧的缸室接触。并且，各活塞3、4、9，当然设计成在横穿空洞部24时互相不与其他的活塞3、4、9碰撞。由此，旋转式缸装置1，始终在任何一个缸室内被一边导向一边旋转移动，其结果，各活塞3、4、9可靠地出入各缸室22、23、28内，能进行泵动作。
并且，作为本发明第3实施形态的图6所示的旋转式缸装置1，与上述第1及第2实施形态同样，在壳体6内旋转自如地配置着具有6个缸部位22a、22b、23a、23b、28a、28b和6个扇形的座部25的旋转缸构件2，在旋转缸构件2的偏心位置上，旋转自如地配置着活塞保持构件(省略图示)。而且，在该活塞保持构件上，旋转自如地保持着3个活塞3、4、9。并且，与图1和图5的实施形态的旋转式缸装置1同样，在其旋转式缸装置1的壳体6内所配置的两构件的旋转的比率，相对活塞保持构件的转速为2的旋转缸构件2的转速与活塞3、4的转速为1。
这样构成的旋转式缸装置1，当利用活塞保持构件的旋转而使各活塞3、4、9向箭头A”方向旋转时，随着该动作，旋转缸构件2就向箭头B”方向旋转。由此，活塞3在缸室22中、活塞4在缸室23中、活塞9在缸室28中分别一边横穿空洞部兼通路241一边进行外观上的往复运动。
并且，在空洞部兼通路241的两侧上，配置着立设于壳体6上的截面为月牙状的导向柱26和截面大致为半圆状的导向柱27，利用这些导向柱26、27，进行通过空洞部兼通路241内的各活塞3、4、9的向导。在该图6所示的旋转式缸装置1中，各活塞3、4、9，由大致立方体的方块构成，在横穿空洞部兼通路241时，成为与任何一个缸室都离开的状态。因此，各活塞3、4、9在横穿空洞部兼通路241时，利用导向柱26、27而成为一边保持规定的姿势一边进行通过。另外，不仅是导向柱26、27，也可设置上述第1实施形态那样的在空洞部兼通路241内的底面上导向用的小槽，用该小槽与导向柱26、27协同地对活塞3、4、9进行导向。
另外，具有图5及图6所示的6个缸室及3个活塞型式的旋转式缸装置1，成为能获得吸排平衡且转矩变动小的装置。
并且，在上述各实施形态中，将外面形成平面的各活塞，在出入于将内壁形成平面的各缸室时，通过平面相互间的面相对所产生的阻力而成为防止各空间相互间的流体泄漏的结构，而除此以外还可在各活塞与各缸室的相对面部分设置充填粘性脂等的充填部以保持润滑性并提高密封性。这时，也可将凹部形成于活塞的两侧面并将该凹部作为充填部。例如，如图69所示，也可将凹部3d、4d作为充填部形成于活塞3、4的两侧面34、44上，而将上述粘性脂积贮于该凹部3d、4d上。并且，通过形成该凹部3d、4d，即使在不用润滑剂的场合，也能缓和活塞3、4在往复运动时的阻力。
另外，在上述第1实施形态中，虽然通过使活塞保持构件5的支轴51从壳体6突出、并使该突出部分与驱动源连接而使活塞保持构件5旋转，且构成使旋转缸构件2随其从动，但也可以如图7所示的旋转式缸装置1那样，相反地通过使旋转缸构件2的支轴21从壳体6突出、并使该支轴21的前端部分219与电动机等的驱动源(省略图示)连接而将支轴21侧作为输入侧、使活塞保持构件5随旋转缸构件2从动。当这样构成时，成为所谓的中心驱动用方式，在将支轴21直接连接于电动机的场合，作为产品的整体变得良好。
另外，在上述的第1实施形态中，虽然将吸入口61的凹部61a及排出口62的凹部62a一起构成约80度左右的幅度，但该凹部61a、62a的幅度可根据用途任意地设定。例如，在适应高压缩比的场合及在用于空气压缩机等那样的场合，当将排出口62的凹部62a形成为10度左右和小容积时，可提高压缩比、且流体能一口气地从排出口62向外部排出。
此外，在上述的第1实施形态中，在壳体6的与旋转缸构件2的外周面相对的位置，分别设有吸入口61及排出口62，从旋转缸构件2的外侧进行吸排，但吸入口61及排出口62也可设在旋转缸构件2的上下方向两侧或单侧。
另外，在上述第1实施形态中，通过在旋转缸构件2的单侧配置有活塞保持构件5、并使支承轴52、53从该活塞保持构件5向旋转缸构件2的缸部位22a、22b、23a、23b内突出，从而将保持于支承轴52、53上的活塞3、4配置在由旋转缸构件2的十字状的空间所构成的缸室内，但也可以如图8-图11所示，对活塞保持构件90用2枚圆盘状构件90a、90b构成，且配置在旋转缸构件2的两侧。以下，说明第4实施形态。
在第4实施形态中，如图8-图11所示，在壳体6内的圆形的空间内壁上，配置着将许多滚针82a等间隔配置的轮环形状的轴承构件82，并在其内侧旋转自如地支承着旋转缸构件2。在该旋转缸构件2中，各端部不向半径方向外侧贯通，而形成向轴向两侧贯通的十字状的空间。该十字状的空间的中心部成为空洞部24，而从空洞部24放射状形成的部位分别成为缸部位22a、22b、23a、23b。在这样形成的十字状的空间中，滑动自如地嵌入有在中心部具有孔3a的方块状的活塞3和在中心部具有孔4a的方块状的活塞4。
在旋转缸构件2的轴向两侧上，配置着向壳体6的外部突出的驱动轴89的一端和以支轴95为旋转中心固定的旋转保持构件90。也就是说，活塞保持构件90由夹有旋转缸构件2而配置的2枚圆盘状构件90a、90b构成，并用分别插通活塞3、4的2根支承轴52、53连接着。而且，通过将驱动轴89的突出部分与电动机等的驱动源(省略图示)连接，而当使活塞保持构件90旋转时，活塞3在由缸部位22a、22b和空洞部24构成的缸室22中、活塞3在由缸部位23a、23b和空洞部24构成的缸室23中分别进行滑动移动。利用该动作，旋转缸构件2向与活塞保持构件90同方向以1/2的速度旋转，各缸部位22a、22b、23a、23b与未图示的吸入口及排出口62连通。
另外，关于该第4实施形态的动作，是与上述第1实施形态同样的，利用该动作可进行泵动作。在将该第4实施形态用作泵的场合，由于各缸部位22a-23b与旋转缸构件84的外周面不连通，故能将吸排机构设置在能与旋转缸构件2的两端面或单侧的端面的各缸部位22a-23b相连通的位置的最外周部分上。
在以上各实施形态中，也可以使旋转缸构件和活塞保持构件的任何一方作为输入侧从壳体6突出，使另一方作为从动侧装入壳体6内，而使两支轴21、51一起从壳体6突出，在1个旋转式缸装置中能作成两种型式。另外，上述的各实施形态，利用电动机的驱动力作成使缸构件旋转而进行泵动作的装置，但也可以通过将流体送入缸构件内使两支轴21、51旋转，作成从这些支轴21、51获取输出的装置。
下面，在图13-图15中，表示使用流体的能量而获得旋转输出的作为流体旋转机而构成本发明的旋转式缸装置的实施形态。并且，作为本实施形态中的动力源所用的流体不限于油、水等液体，也可以是空气、煤气等的气体。并且，对于与在图1-图4所示的实施形态中说明过的结构基本相同的结构、原理，标上相同的符号，并省略说明。
在本实施形态中，将构成旋转缸构件2的旋转中心的轴21作为输出轴，使其前端向壳体6的外部突出。还有，使由导向用槽26a、27b和凸片3b、4b构成的导向装置不形成在活塞3、4与缸构件2之间，而作成使活塞的移动仅以缸室22、23的两侧壁和底面的3个面进行导向的结构。即，形成缸室22、23的槽的横截面形状详细来说是与后述的活塞3、4的横截面形状相一致的。并且，缸部位22a-23b的长度方向的一端侧(中央侧)与空洞部24相连通。
并且，空洞部24的底面，成为分别与各缸部位23a-23b相对应的形状。也就是说，缸部位22a-23b的横截面形状与和它们连续的空洞部24的截面形状是相同的，通过用切削等方法将十字状的槽加工成厚壁的圆板材料，可形成由空洞部24和缸部位22a-23b构成的十字状槽。而且，由于用切削等方法加工的十字状槽的底面的两转角部分可以是带圆角的形状，故其加工极为容易。
在此，活塞3、4如图16A所示，将其底面的两转角部分11构成圆角的形状，使其横截面形状与缸部位22a-23b的横截面形状一致。并且，活塞3、4的上面(与活塞保持构件5的相对面)成为平面。因此，活塞3、4的上面、两侧面及底面沿活塞3、4的全长相对由壳体6和活塞保持构件5闭塞的缸部位22a-23b进行面接触，确保缸部位22a-23b和活塞3、4间的气密性、液密性。即，能更可靠地防止流体的泄漏。
而且，在下壳体64的小空间64c的底面上，设置着用于使输出轴21贯通的插通孔64e。输出轴21的前端从该插通孔64e向壳体6的外部突出。并且，在插通孔64e的内面上设置凹槽，并通过在该处设置O形圈48将输出轴21与下壳体64之间进行密封。由此，防止压力放出。
流体的入口61，从旋转缸构件2的旋转轴心O看，开口成随着旋转缸构件2的旋转，活塞3、4在位于旋转缸构件2的大致外周位置时使缸部位22a-23b连通的状态，在位于旋转缸构件2的大致45度的位置时，形成使缸部位22a-23b闭口的状态。
并且，流体的出口62，与在大空间64b的内壁64d上形成的浅的凹部62a连通。即，流体的出口62，从旋转缸构件2的旋转轴心O看，开口成随着旋转缸构件2的旋转，活塞3、4在位于旋转缸构件2的大致45度的位置时使缸部位22a-23b连通的状态，在位于旋转缸构件2的大致外周位置时，形成使缸部位22a-23b闭口的状态。
流体的入口61和流体的出口62，形成相对流体的流动使流动阻力变小并进行连续旋转动作的状态。例如，流体在壳体6内不转换方向地可照旧一直前进而在夹住旋转缸构件且相对的位置上形成有流体的入口61和流体的出口62。并且，流体的入口61的凹部61a和流体的出口62的凹部62a，相对旋转缸构件2的旋转方向形成宽广的范围。例如，凹部61a相对旋转缸构件2的旋转方向，使活塞3、4从通过向最外侧移动的状态的缸部位(在图14中缸部位23b)的位置沿着形成连通孔61b的范围而形成。并且，凹部62a相对旋转缸构件2的旋转方向，使活塞3、4沿着从连通孔62b的开始的位置至向最外侧移动状态的缸部位(在图14中缸部位23b)的正前方的位置的范围而形成。另外，流体的入口61的连通孔61b和流体的出口62的连通孔62b的通路与各缸部位22a-23b相比是足够大的。这样，流体的入口61和流体的出口62在相对位置被形成，而且，凹部61a、62a在宽广的范围被形成，且由于连通孔61b和62b的通路面积形成得较大，故流体的流动阻力变小。
流体的入口61的凹部61a和流体的出口62的凹部62a如图14所示，被连通旋转缸的旋转轴心O和活塞保持构件5的旋转中心位置X的线分在两边而形成线对称的状态。凹部61a的图14下端侧的位置，被形成至连通旋转轴心O和旋转中心位置X的线上的附近，更详细地说，形成于从上述线上活塞4(或3)的宽度的大致一半、靠近流体的入口侧的位置。并且，凹部61a的图14的上端侧位置，形成于从连通旋转轴心O和旋转中心位置X的线上向顺时针旋转方向旋转大约135度、更详细地说形成于活塞3(或3)的宽度的大约一半、向逆时针方向减小的位置。并且，凹部61a、62a的流路截面积，由于在深度方向的值能控制，故设定成流体阻力变小的状态。
该流体旋转机1，具有背压放出装置。背压放出装置，例如可由活塞前后动作背压放出装置12、缸侧背压放出装置13、活塞保持构件侧背压放出装置14构成。
活塞前后动作背压放出装置12，是例如形成于空洞部24底面的中央的十字槽。作为该活塞前后动作背压放出装置的十字槽12，比活塞3、4的长度稍长，如图14所示，即使在活塞3、4位于空洞部24的场合，也能使各缸部位22a-23b连通。因此，即使使用非压缩性液体作为流体的场合，活塞3、4也不会被液体锁定而可进行圆滑的动作。另外，十字槽12的通路截面积与活塞3、4的横截面积相比成为足够小，由于从流体的入口61流入缸部位22a-23b内的流体的压力基本上作用于活塞3、4，故不会使流体旋转机1的效率变差。但是，在例如使用气体作为流体的场合等，作为活塞前后动作背压放出装置的十字槽12也可以省略。
缸侧背压放出装置13，是用于将流体旋转机1的工作中在旋转缸构件2和下壳体64之间产生的背压予以放出并使旋转缸构件2等的旋转圆滑进行的装置，例如是将4个座部25贯通的孔13(图14)。但是，作为缸侧背压放出装置不限于贯通座部25的孔13，例如，如图17及图38所示，也可以是形成于旋转缸构件2的外周面上的槽13，或如图18A及图18B所示，也可以是形成于下壳体64的内壁64d上的槽13。这3种型式的缸侧背压放出装置13，是通过使旋转缸构件2的两侧的压力均匀而放出背压的结构，能防止流体向壳体6外泄漏。另外，在可允许流体向壳体6外泄漏的场合，例如，如图19A及图19B所示，作为缸侧背压放出装置也可以将贯通孔13形成于下壳体64上、作成将背压向壳体6外放出的状态。
活塞保持构件侧背压放出装置14，是用于将流体旋转机1工作中在活塞保持构件5与上壳体63之间产生的背压予以放出并使活塞保持构件5的旋转圆滑进行的装置，是例如贯通活塞保持构件5的孔14(图14)。但是，作为活塞保持构件侧背压放出装置不限于贯通活塞保持构件5的孔14，例如，如图17及图38所示，也可以是形成于活塞保持构件5的外周面上的槽14，或如图18A及图18B所示，也可以是形成于上壳体63的内周面上的槽14。这3种形式的活塞保持构件侧背压放出装置14，是通过使活塞保持构件5的两侧的压力均匀而放出背压的结构，能防止流体向壳体6外的泄漏。另外，在允许流体向壳体6外泄漏的场合，例如，如图19A及图19B所示，作为活塞保持构件侧背压放出装置也可以形成贯通于壳体63的孔14，作成使背压向壳体6外放出的状态。
并且，流体旋转机1具有润滑剂循环机构15。该润滑剂循环机构15如图21所示，其结构具有润滑剂箱16、与旋转缸构件2的背面连通并将润滑剂从该润滑剂箱16引导至壳体6内的润滑剂流入通路17、与活塞保持构件5的背面侧连通并将润滑剂引导至该润滑剂箱16内的润滑剂流出通路18。在润滑剂流入通路17的中途设有未图示的过滤器。另外，作为润滑剂，只要是润滑油、润滑指、水、气体、其他的流体等具有润滑性的流体即可。
润滑剂流入通路17，与设在上壳体63上的孔19连接。从该孔19引导至上壳体63内的润滑剂，在壳体6内的各构件的间隙及缸侧背压放出装置13、活塞保持构件侧背压放出装置14等中传送而润滑滑动面。而且，从设在下壳体64上的孔20向润滑剂流出通路18流出，向润滑剂箱16作循环。该润滑剂，利用由旋转缸构件2及活塞保持构件5的旋转产生的压力差而进行下述方向的循环润滑剂箱16→润滑剂流入通路17→壳体6内→润滑剂流出通路18→润滑剂箱16。
上述构成的流体旋转机1，利用流体的压力进行旋转。也就是说，当向流体的入口61供给流体时，活塞保持构件5及旋转缸构件2等进行旋转运动，能从输出轴21获取旋转力。
关于图13-图15所示的流体旋转机1的动作，用图20A-图20F来说明。
首先，在图20A的状态下，在缸部位11a、22b内外观上作往复运动的活塞3，位于旋转缸构件2的空洞部24。在该位置，活塞3同时与缸部位22a、22b卡合。另一方面，在缸部位23a、23b内外观上作往复运动的活塞4，呈进出(被推进)至旋转缸构件2的缸部位23b内的最外周端部的状态。
在该状态下，缸部位22b与流入的入口61的凹部61a相对，缸部位22a与流体的出口62的凹部62a相对。并且，缸部位23a、23b与凹部61a和凹部62a之间、即与未形成凹部61a、62a的位置相对。
在该状态下，当流体从流体的入口61向缸部位22b流入时，利用该流体的压力使活塞3向缸部位22a推进。由于自转中心位置X1相对与旋转中心位置X偏离，故推进活塞3的力成为使保持活塞3的活塞保持构件5旋转的力，使活塞保持构件5绕旋转中心位置X进行旋转。其结果，由于活塞3绕旋转中心位置X进行旋转，故使旋转缸构件2围绕旋转轴心O进行旋转。
活塞3一边从流体的出口62排出缸部位22a内的流体，一边被从流体的入口61向缸部位22b流入的流体的压力所推进。另一方面，随着活塞保持构件5的旋转，如图20B所示，缸部位23b内的活塞4就被拉回到空洞部24，但在这时，活塞3、4间的流体通过十字槽12而从缸部位23b向其他的缸部位22a-23a流出，并且，由于利用活塞保持构件5的旋转而使缸部位23b开始与流体的入口61的凹部61a重叠(相面对)，故流体开始从流体的入口61向缸部位23b流入。也就是说，不会因流体的压力而妨碍(被液压锁定)活塞3、4的动作，活塞3、4可顺利地动作，活塞保持构件5及旋转缸构件2顺利地旋转。
而且，通过从流体的入口61向缸部位22流入的液体推进活塞3，使活塞保持构件5及旋转缸构件2继续旋转。更具体地说，活塞3利用来自流体的入口61的凹部61a的流体压力而从旋转缸构件2的旋转轴心O的位置向外周推进，并要将连通孔62b侧的缸部位22a的流体推出。
另外，通过流体压力推压活塞3，而成为活塞保持构件5的旋转力。
另一方面，在该状态下，活塞4对于旋转缸构件2的旋转几乎不起作用。也就是说，活塞4虽然利用从流体的入口61向缸部位23b流入的流体要移向旋转缸构件2的旋转轴心O，但活塞4的前后同时与凹部61a相连，由于压力平衡着，故利用活塞3赋于旋转缸构件2的旋转(图20C)。在该状态下，虽然缸部位22b和缸部位23b与流体的入口61的凹部61a重叠着，但当活塞保持构件5及旋转缸构件2进一步旋转到达图20D的位置时，与流体的入口61的凹部61a重叠着的缸室仅为缸部位23b，以后，流体的压力作用于活塞4。也就是说，流体压力推压活塞4，活塞4推压缸部位22b、23a、空洞部24的流体，活塞3就被推压，旋转力继续起作用。换句话说，受到流体压力的活塞从活塞3向活塞4移动，活塞保持构件5及旋转缸构件2继续旋转。
另一方面，在该状态下，与流体的凹部62a重叠着的缸室仅为缸部位22a，虽然缸部位22a内的流体被从流体的出口62排出，但当活塞保持构件5及旋转缸构件2进一步旋转到达图20E的位置时，缸部位23a也成为与流体的出口62的凹部62a重叠的状态，活塞4受到来自凹部61a的流体压力并对活塞保持构件赋于旋转，一边使缸部位22a内的流体和缸部位23a内的流体从流体的出口62排出、一边使活塞保持构件5及旋转缸构件2进行旋转(图20F)。
而且，以后，缸室相对于流体的入口61的凹部61a和流体的出口62的凹部62a的位置关系依次轮番地作如下的变化的方向缸部位22b→缸部位23b→缸部位22a→缸部位23a→缸部位22b，并且，主要受到流体压力的活塞由于按活塞3→活塞4→活塞3交互地进行变化，而使活塞保持构件5及旋转缸构件2继续旋转。因此，旋转力连续由输出轴21输出。即，起到流体电动机的功能。
在该流体旋转机1中，在活塞3、4被从缸部位22a-23b的外侧位置拉回空洞部24的场合，即在缸部位22a-23b内的容积增加的场合，缸部位22a-23b与流体的入口61的凹部61a重叠着。并且，在活塞3、4从空洞部24向缸部位22a-23b的外侧位置推进的场合，即在缸部位22a-23b内的容积减少的场合，缸部位22a-23b与流体的出口62的凹部62a重叠着。因此，活塞3、4顺利地移动。并且，如上所述，流体的入口61与流体的出口62被形成相对的位置处，而且，凹部61a、62a在宽广的范围被形成，且由于连通孔61b和62b的通路面积被较大地形成，故流体的流动阻力变小。其结果，流体的压力就有效地转换为旋转缸构件2即输出轴21的旋转力，成为高效的流体旋转机1。
在该流体旋转机1中，活塞3、4的绕圈旋转运动，即，以旋转中心位置X为中心的活塞保持构件5的旋转运动，成为旋转缸构件2的以旋转轴心O为中心的旋转角速度的2倍的角旋转。
另外，由于活塞在旋转缸构件2的1次旋转期间在缸部位22a、22b间进行1次往复并相对支承轴52进行1次旋转，故活塞3的转速和旋转缸构件2的转速为1∶1的关系。即，与活塞保持构件5的转速与活塞3、4相对支承轴52、53的转速之比为1∶2∶1。
另外，如上所述，由于使活塞3、4的横截面形状与缸部位22a-23b的横截面形状一致，故当组装流体旋转机1时，活塞3、4的上面、两侧面、底面相对缸部位22a-23b沿活塞3、4的全长呈面接触，可确保缸部位22a-23b与活塞3、4间的气密性、液密性。也就是说，能更可靠地防止流体的泄漏，能作成高效的流体旋转机。
下面，就使用该流体旋转机1的流体发电机的实施形态进行说明。并且，在该实施形态中，由于除发电机指令外与作为驱动源的流体旋转机1在图1-图4所示的实施形态中说明的结构为基本相同的结构、原理，故标上相同的符号并省略其说明。图22-图28表示该流体发电机70的一例。在该流体发电机70中，使发电机构与流体旋转机1的输出侧连接，并将它们收容在壳体6内。发电机构具有作为旋转侧要素的轭铁73及磁铁74、作为固定侧的定子铁心76、绕组77及支架78。
即，将圆筒部72与旋转缸构件2一体地成形，将轭铁73和磁铁74与圆筒部72粘接固定。旋转缸构件2通过同时受到轴向方向和径向方向的轴承75而旋转自如地被支承在下壳体64上。另一方面，与磁铁74相对的定子铁心76和绕组77，被设置在安装于下壳体64上的支架78上。
另外，在本实施形态中，如图39所示，使定子铁心76的突极的中心与磁铁74的磁极(N极或S极)的中心位置与成为缸部位22a-23b的槽位置大致一致。这一点，由于使机动性变好，当缸部位22a-23b停止时，产生最大转矩而能容易地起动。但是，只要是在使用方面无问题的范围，也不一定要坚持上述的位置关系。
活塞保持构件5，通过同时受到轴向方向和径向方向的轴承79而被支承在上壳体63上。上壳体63被螺钉紧固在下壳体64上，在它们之间利用O形圈80进行密封。另外，壳体6、活塞3、4、活塞保持构件5及旋转缸构件2等被作成减轻重量孔而获得形状的稳定化、轻量化。
当向该流体发电机70的流体的入口61供给流体时，用与图20所示的动作原理同样的原理使旋转缸构件2旋转，并使固定在其上面的磁铁74相对卷绕在定子铁心76上的绕组77旋转。因此，在绕组77中产生电流而进行发电。在该流体发电机70中，由于以内侧的定子铁心76、绕组77为中心并在其周围配置着磁铁74，故发电效率变得良好。
另外，通过将上述流体的出口62作为流体的入口、将流体的入口61用作流体的出口，也可作成从输出轴21获得反旋转的输出的状态。
并且，通过使活塞3、4的横截面形状与各缸部位22a-23b的横截面形状一致，就成为防止流体从活塞3、4的周围泄漏的结构。
又，活塞3、4的形状及缸部位22a-23b的横截面形状不限于图16所示的形状，例如，既可以是如图29A-图33B所示的具有带角的U字形、圆滑的U字形、屋基形的梯形(ホ一ムベ一ス形ね台形状)、倒三角形等各种异形的横截面形状的结构，并且，也可以是如图34A、34B所示的正方形，还可以是其他的形状。
又，如图36所示，在将旋转缸构件2的旋转轴21作为输出轴的同时，也可以将活塞保持构件5侧的支轴51作为输出轴。即，只要将旋转缸构件2和活塞保持构件5中的至少一方的旋转予以输出即可。并且，图35及图36是表示与图13相同位置的截面，省略了流入口及流出口等的图示。
又，在上述的说明中，虽然使用滚动轴承构件7a、7b来支承旋转缸构件2，但也可以作成使用滑动轴承构件来支承旋转缸构件2。并且，既可使用滚动轴承构件8a、8b来支承活塞保持构件5，也可以作成使用滑动轴承构件来支承活塞保持构件5。
又，在上述说明中，虽然将缸室的数目作成2个(缸部位的数目为4个)、将活塞的数目作成2个，但未必限于该数目的组合。例如，也可以将缸室的数目作成3个(缸部位的数目为6个)、将活塞的数目作成3个。将这时的动作原理根据图37简单地进行说明。
在图37的例子中，在壳体6内旋转自如地配置着具有6个缸部位22a、22b、23a、23b、28a、28b和6个扇状的座部25的旋转缸构件2。即，在该例子中，利用缸部位22a、22b、空洞部24形成缸室22，利用缸部位23a、23b、空洞部24形成缸室23，利用缸部位28a、28b、空洞部24形成缸室28。而且，在旋转缸构件2的偏心位置上，旋转自如地配置有活塞保持构件5、并在该活塞保持构件5上旋转自如地保持着3个活塞3、4、9。另外，与上述的情况相同，配置在该流体旋转机1的壳体6内的旋转缸构件2与活塞保持构件5的旋转的比率，相对活塞保持构件5的转速为2的旋转缸构件2的转速为1；活塞3、4、9的缸室22、23、28内的往复次数为1；相对未图示的支承轴的活塞的转速也为1。
在该例子中，也与图20的情况同样，当利用活塞保持构件5的旋转而使各活塞3、4、9向图中顺时针旋转方向旋转时，随着该动作，旋转缸构件2也就向相同方向旋转。由此，活塞3在缸室22中、活塞4在缸室23中、活塞9在缸室28中分别一边横穿空洞部24一边进行外观上的往复运动。
另外，各活塞3、4、9的长度方向的尺寸，在横穿空洞部24时，成为能与空洞部24的两侧的缸室的内壁双方卡合的尺寸。因此，各活塞3、4、9，在横穿空洞部24时就同时与两侧的缸室接触。并且，当然设计成各活塞3、4、9在横穿空洞部24时互相不与其他的活塞3、4、9相碰撞。由此，在图37的例子中，各活塞3、4、9始终一边在任何一个缸室内被导向、一边进行旋转移动，其结果，各活塞3、4、9就可靠地出入于各缸室22、23、28内，并利用流体的压力进行使未图示的输出轴旋转的电动机动作。另外，在工作流体为非压缩性流体的场合，在缸室22、23、28交叉的空洞部24中，虽未图示，但往往形成放射状延伸的6条浅槽。即，作为活塞前后动作背压放出装置，也可以作成在空洞部24中设有未图示的6等分的呈放射形状的槽。
并且，图37所示的、具有3个缸室22、23、28及3个活塞3、4、9的型式的流体旋转机1，成为转矩变动少的设备。
下面，图40-图44表示将本发明的旋转式缸装置构成通过旋转力的输入而压缩流体的旋转式压缩机的实施形态。另外，在该实施形态中的压送的流体不限于油、水等液体，也可以是空气、煤气等的气体。并且，对于与图1-图4、图13-图15所示的实施形态中说明的结构基本相同的结构、原理的构件，标上相同的符号，并省略其说明。
本实施形态的活塞3、4，例如利用烧结金属(金属等粉末的烧结体)来形成。因此，活塞3、4成为多孔质的结构，能预先含浸润滑油，对滑动面的润滑变得有利。但是，当然也可以使用烧结金属以外的材料来形成活塞3、4。
在本实施形态中，在旋转缸构件2中，通过鸡心夹头板221传递作为输入轴的支轴21的旋转。若具体地说明，则在旋转缸构件2的各座部25内，在与活塞保持构件5相对的面的相反侧面上、即在图41及图42中的下侧面上形成开口的大直径孔25a。在各大直径孔25a中，配置成直线状的2个大直径孔25a内，插入有立设固定于鸡心夹头板221上的鸡心夹头轴30。相对该鸡心夹头轴30，大直径孔25a在缸部位22a、22b、23a、23b的轴心方向形成稍长，即使如旋转缸构件2与鸡心夹头板221的旋转中心已偏离也能一边吸收该偏离一边将鸡心夹头板221的旋转良好地传递给旋转缸构件2。在鸡心夹头板221与旋转缸构件2之间设有间隙，如后所述可对鸡心夹头板221的倾斜进行调整。
在鸡心夹头板221的旋转轴心上，利用压入方式而插入固定有输入轴21。并且，输入轴21的前端向壳体6的外部突出。
旋转缸构件2，旋转自如地被支承在轴承板32上。轴承板32是用于旋转自如地平面支承旋转缸构件2的构件，如图45所示，在该支承面上形成有2条突部32a、32b。各突部32a、32b部分地被切割，使润滑剂的循环变得容易。并且，各突部32a、32b的切割部分在旋转缸构件2的旋转方向上错开90度地配置着，以求得防止旋转缸构件2的倾斜。如此，由于可使旋转缸构件2在其外周附近进行平面支承，旋转缸构件2的旋转状态变得稳定、难于倾斜，可确保压缩性能，能提高可靠性。在轴承板32上，形成有用于使后述的润滑油循环的孔32c。
轴承板32的倾斜，可由调整螺钉33进行调整。调整螺钉33例如由3根推压螺钉33a和3根拉引螺钉33b构成，并将它们交替地配置在圆周方向上。推压螺钉33a使轴承板32部分地靠近旋转缸构件2，拉引螺钉33b使轴承板32部分地离开旋转缸构件2。因此，通过使推压螺钉33a、拉引螺钉33b的旋入量改变，可调整轴承板32的倾斜。因此，可减轻轴向方向的零件精度。在各调整螺钉33与下壳体64、轴承板32之间，由O形圈进行密封。并且，形成有使润滑油循环用的孔32c。
活塞保持构件5被与支承鸡心夹头板221的轴承板32同样的轴承板34旋转自如地支承。该轴承板34与轴承板32相同，也形成有2条突部34a、34b，将活塞保持构件5平面支承于轴向力方向上。作成这样，由于能将活塞保持构件5在其外周附近进行平面支承，故能使活塞保持构件5的旋转状态稳定，难于倾斜，能确保压缩性能、并提供可靠性。并且，形成有使润滑油循环用的孔34c。而且，该轴承板34的倾斜，例如可由3根推压螺钉33a和3根拉引螺钉33b构成的调整螺钉33来进行调整。因此，能减轻轴向方向的零件精度。在各调整螺钉33与上壳体63、轴承板33之间，由O形圈42进行密封。
另外，在径向方向，旋转缸构件2被下壳体64的周壁支承着，活塞保持构件5被上壳体63的周壁63d支承着。
在各支承轴52、53上，形成有贯通其轴向及径向的支承轴内通路52a、53a。后述的润滑油的一部分通过支承轴内通路52a、53a流动，润滑活塞3、4与活塞保持构件5之间的滑动面，以及润滑支承轴52、53与活塞3、4之间的滑动面。
另外，根据润滑的程度，也可以没有支承轴内通路52a、53a。
上壳体63和下壳体64用螺钉45固定。并且，在上壳体63与下壳体64之间用O形圈45密封。
在下壳体64的底部上，设有贯通输入轴21用的插通孔64e。并在下壳体64的底部上，用螺钉37固定着盖帽36。在下壳体64与盖帽之间用O形圈38进行密封。另外，输入轴21与压缩机内部的密封用2层重叠的机械密封件99进行密封。
作为流体入口的吸入口61的凹部61a，形成随着旋转缸构件2的旋转、从进入比活塞3、4向最外周移动的位置稍内侧的位置开始至活塞3、4移动至空洞部24附近的位置的状态。另外，作为流体出口的排出口62凹部62a，设置在随着旋转缸构件2的旋转、位于比活塞3、4向最外周移动的位置稍向跟前的位置。这样，凹部62a与凹部61a相比，相对旋转缸构件2的旋转方向被形成于极狭窄的范围。因此，直至缸部位22a、22b、23a、23b内的压力充分增加时，这些缸部位22a、22b、23a、23b也不会与凹部62a相对，可使被活塞3、4压缩后的缸部位22a、22b、23a、23b内的流体以高压的状态从排出口62一口气地排出。
另外，当活塞3、4在最外周位置(图46的缸部位23b的位置)时，缸部位22a、22b、23a、23b内成为最高压。与此相反，吸入口61成为低压。因此，虽然考虑到从活塞3、4的最外周位置的缸部位22a、22b、23a、23b向吸入口61的流体的泄漏，但在该旋转式压缩机1中，通过使活塞3、4的最外周位置与吸入口61的凹部61a之间的分隔部分(图46的A部分)作成足够宽，从而防止流体的泄漏。另外，虽然排出口62与活塞3、4的最外周位置的缸部位22a、22b、23a、23b相比大致为等压，但当活塞缸构件2从活塞3、4的最外周位置旋转时，由于缸部位22a、22b、23a、23b的体积增加而低压化，同样地，将活塞3、4的最外周位置与排出口凹部62a之间的分隔部分(图46的B部分)作成足够宽，从而防止流体的泄漏。
另外，在排出口62上，设置着球39a和弹簧39b构成的单向阀39，可防止流体的倒流。单向阀39配置在靠近凹部62a的位置，作成使单向阀39的上游侧的容积减少而提高压缩比的状态。
在该旋转式压缩机1中，也具有背压放出装置。在本实施形态中，背压放出装置例如由缸倒背压放出装置13和活塞保持构件侧背压放出装置14构成。
缸侧背压放出装置13，是用于在旋转扯压缩机1的工作中放出在旋转缸构件2与下壳体64之间产生的背压并使旋转缸构件2等的旋转圆滑的装置，例如是贯通4个座部25并与大直径孔25a连通的孔13。但是，作为缸侧背压放出装置不限于贯通座部25的孔13，也可以是如图47及图48所示在旋转缸构件2的外周面上形成的槽13，或还可以是如图52及图53所示在下壳体64的周壁64d上形成的槽13。
活塞保持构件侧背压放出装置14，是用于在旋转式压缩机1的工作中放出在活塞保持构件5与上壳体63之间产生的背压并使活塞保持构件5的旋转圆滑的装置，例如是贯通活塞保持构件5的孔14。但是，作为活塞保持构件侧背压放出装置不限于贯通活塞保持构件5的孔14，也可以是如图47及图48所示在活塞保持构件5的外周面上形成的槽14，或还可以是如图52及图53所示在上壳体63的周壁63d上形成的槽14。
旋转式压缩机1具有润滑油循环机构15。该润滑油循环机构15的结构例如图43所示具有油箱16、从该油箱16向壳体6内引导油的油流入通路17、从壳体6内向油箱16引导油的油流出通路18。在油流入通路17的中途，设有未图示的过滤器。
油流入通路17与安装在上壳体63的孔63a上的接头19连接着。从该接头19通过孔63a向上壳体63内引导的油，传递至壳体6内的各构件的间隙及缸侧背压放出装置13、活塞保持构件侧背压放出装置14、支承轴内通路52a、53a及轴承板32、34的孔32c、34c等来润滑滑动面。而且，从安装于下壳体64的孔64a上的接头20向油流出通路18流出，向油箱16进行循环。该油利用由旋转缸构件2及活塞保持构件5的旋转产生的压力差进行下述方向的循环油箱16→油流入通路17→接头19→孔63a→壳体6内→孔64a→接头20→油流出通路18→油箱16。
另外，在本实施形态中，由于用烧结金属形成活塞3、4，故可利用由活塞保持构件5等的旋转产生的背压使含浸于活塞3、4内的润滑油向活塞3、4外渗出，就成为润滑油润滑活塞3、4与活塞保持构件5之间的润滑面及润滑活塞3、4与缸部位22a、22b、23a、23b之间的滑动面等的状态。
在上述构成的旋转式压缩机1中，当利用未图示的电动机等驱动输入轴21时，其旋转力按下述方向传递输入轴21→鸡心夹头板221→鸡心夹头轴30→旋转缸构件2→活塞3、4→活塞保持构件5。由此，旋转缸构件2与活塞保持构件5进行相对旋转，使活塞3、4相对缸室22、23进行动作并使从吸入口61吸入的流体从排出口62排出。也就是说，当使输入轴21旋转时，进行活塞保持构件5及旋转缸构件2等的等角速度比的旋转运动，可使活塞3、4动作并增减缸部位22a、22b、23a、23b内的容积，能压送流体。
关于旋转式压缩机1的动作，用图49A-图49F来进行说明。并且，图49A-图49F是表示将旋转缸构件2的旋转角置于15度时的图。
该旋转式压缩机1，通过交替地反复各缸部位22a、22b、23a、23b的吸气行程和压缩行程对流体进行压缩。首先，就最初的吸气行程并着眼于缸部位23b进行说明。当旋转缸构件2与活塞保持构件5作相对旋转时，活塞4如图49A所示从缸部位23b的死点位置向空洞部24移动(图49B)。而且，当活塞保持构件5和旋转缸构件2旋转至图49所示的位置时，由于缸部位23b与吸入口61的凹部61a相对(重叠)，故因活塞3的移动所产生的负压流体从吸入口61向缸构件23b内吸入(图49D-F)。而且，当活塞保持构件5和旋转缸构件2进一步旋转时，由于缸部位23b离开吸入口61的凹部61a，故吸气行程结束，当该缸部位23b再旋转至图49A的缸部位22a的位置时，压缩行程开始。
现在着眼于缸部位22a说明该压缩行程。当利用旋转缸构件2的旋转使活塞保持构件5旋转时，活塞3从空洞部24的位置进入缸部位22a内(图49A、图49B)。而且，由于利用旋转缸构件2和活塞保持构件5的再次旋转，使活塞3向缸部位22a内的外侧位置移动(图49C、图49D)，故缸部位22a内的流体被压缩。而且，当该流体被充分压缩时(图49E)，缸部位22a与排出口62的凹部62a重叠(图49F)，推开单向阀39而压送缸部位22a内的流体。
而且，以上的动作对各缸部位22a、22b、23a、23b依次地反复，故活塞3、4接连不断地压缩流体并送出。
该旋转式压缩机1，能用作例如由蒸发器、冷凝器、毛细管、散热管等构成冷却回路的压缩机。即，能用于对进行热交换的制冷剂进行压缩并使之循环。并且，也可以作成将使输入轴21旋转的电动机收容于壳体6内。
另外，在图41的实施形态中，在旋转缸构件2和活塞保持构件5之中，虽然作成将输入轴21配置于旋转缸构件2侧而传递旋转的状态，但也可以作成使输入轴21的旋转向活塞保持构件5侧旋转的状态。
并且，在图40的实施形态中，虽然利用作为滑动轴承的轴承板32、34来支承旋转缸构件2及活塞保持构件5，但也可以使用球轴承等的滚动轴承来支承旋转缸构件3及活塞保持构件5。
又，作为轴承板32、34，也可以使用图50所示的结构。
又，在图40的实施形态中，虽然将支承轴52、53直接插入活塞3、4的孔3a、4a内，但也可以将导向挡块44夹在它们之间。导向挡块44如图46所示，在导向挡块44与滑块3、4的孔3a、4a之间，在活塞宽度方向设有一点间隙。因此，即使支承轴52、53的轴心与活塞3、4的自转中心位置X1、X2有些偏移也能一边吸收该偏移一边使活塞3、4以旋转中心位置X为中心进行旋转运动。因此，可降低零件所要求的加工精度，能使加工变得容易并降低制造成本。
又，在图40的实施形态中，虽然作成利用调整螺钉33来调整轴承板32、34的倾斜，但在能确保零件精度等情况下也可省略调整螺钉33。
又，在图40的实施形态中，虽然将鸡心夹头板221和鸡心夹头轴30夹在输入轴21与旋转缸构件2之间，但在能确保零件精度的情况下等也可作成省略鸡心夹头板221和鸡心夹头轴30而将输入轴21安装在旋转缸构件2上。
又，在图40的实施形态中，虽然用O形圈作为密封结构，但也可以使用机械密封等。并且，当将驱动电动机与输入轴直接连接而装入未图示的压力容器时，也可采用无O形圈的结构。
又，也可将缸部位的数目作成6个，将活塞的数目作成3个。即，如图51所示，也可具有6个缸部位22a、22b、23a、23b、28a、28b和3个活塞3、4、9。并且，这时的活塞3、4、9与缸室22、23、28的动作关系与图37的例子相同，并省略其说明。
又，也可以将该旋转式压缩机1多个地组合而作成多段式，通过使压缩后的流体流入下一段的压缩机1中，可获得更高压的流体。
并且，上述形态虽然是本发明较佳形态的例子，但不限于此，在不脱离本发明宗旨的范围内可进行各种变形的实施。例如，不必将缸部位相对旋转缸构件2在圆周方向上作成互相等分，也可以例如图54所示，将缸部位22a、22b、23a、23b相对旋转缸构件2在圆周方向上作成不等分。
又，如图55所示，也可以将缸部位22a、22b、23a、23b相对旋转缸构件2的旋转轴心O偏置形成。另外，虽未图示，但也可以使活塞的宽度不同。
又，也可在活塞及旋转缸构件的座部上配置磁铁，并通过磁性流体作成防止从它们之间的间隙有流体泄漏的现象。将这样结构的概念表示于例如图56中。在活塞3内配置磁铁590，并使磁性流体附着于该磁铁591上。磁铁590设在与活塞3的缸室的接触部位的附近，在本实施形态中被设置于活塞3的中央。利用这样的结构，各磁铁590通过将磁性流体591拉近到活塞3并保持于其外周上，将磁性流体591充填于与旋转缸构件2之间的间隙中，可防止流体从该间隙的泄漏。另外，图中的符号N、S表示磁铁590的磁极。
并且，配置在活塞3中的磁极590的形状，也可以如图57所示的形状。另外，也可以例如图58及图59所示，将磁铁590配置在旋转缸构件2的座部25上，以取代将磁铁590配置在活塞3中。
又，也可以例如图60所示，将旋转缸构件2的空洞部24的角24a作成倒角。通过这样地实施倒角，活塞3、4在通过旋转缸构件2的空洞部24时，即使相对向活塞3、4的前进方向有倾斜也能圆滑地向下一个缸室移动。该场合，虽然也可以在活塞3、4的角上实施倒角，但比在活塞3、4侧加倒角更理想的是在如图60所示的旋转缸构件2侧实施倒角。在活塞侧实施倒角的场合，即使活塞向旋转缸构件的最外周侧旋转，也使倒角部分成为间隙而残留有被压缩的流体，该残留着的流体照样保持至下一个行程而成为使效率变差的原因。尤其，在将本发明的旋转式缸装置用于压缩机的场合，残留的流体不仅使作成的压缩机的效率降低，还由于被压缩状态的残留流体通过吸气口而急剧地膨胀，成为产生噪音及振动的原因。与此相反，若在旋转缸构件侧实施倒角，由于使旋转的角作成转角，故可减少缸最外周位置的最高压流体的残留容积，不会使作成的压缩机的效率降低，能使活塞的移动圆滑地进行。
又，背压放出装置也可以是例如图61至图63所示的通路580、581。即，如图22图61至图63所示，也可以形成使旋转缸构件2的表、背两面连通的通路580及使活塞保持构件5的表、背两面连通的通路581。该场合，当然尤其不限定通路580、581的形状及大小。并且，既可在旋转缸构件2的座部25的上面形成凹部582，也可以在活塞保持构件5的通路581的开口部周围形成凹部583。该场合，各凹部582、582的形状及大小当然不特别限定。
又，也可以设有检测旋转缸构件2及活塞保持构件5的转速的转速检测装置。例如在图64中，表示在作为旋转式缸装置的流体发电机中具有转速检测装置时的例子。在该流体发电机中，例如将活塞支承轴52、53作成金属制的零件，并将金属传感器571安装在与活塞保持构件5的活塞支承轴52、53相对的位置，通过用计数器对由金属传感器571反映的活塞支承轴53、53的检测输出进行计数，检测出流体发电机的转速。但是，不限于该方法，例如，也可以设置检测磁铁572的旋转的MR元件或霍尔元件573等，通过用计数器对它们的检测输出进行计数，检测出流体发电机的转速。另外，也可以设置未图示的电压限幅器，根据发电输出的正弦波形来检测流体发电机的转速。此外，也可在磁铁572的外侧环设置未图示的槽板，并在壳体侧设置未图示的光电断路器，由光电断路器检测通过槽板的光，通过用计数器对该检测值进行计数，检测出流体发电机的转速。
又，例如图65所示，也可通过在旋转式缸装置上设置转速检测装置作成例如流量计。该例子也与图64的例子同样，例如，也可以将活塞支承轴52、53作成金属制，并将金属传感器安装在与活塞保持构件5的活塞支承轴52、53相对的位置，对利用金属传感器的活塞支承轴52、53的检测输出用计数器进行计数。另外，也可以将磁铁572安装在旋转缸构件2上，并设置检测该磁铁572的旋转的MR元件或霍尔元件572等，通过用计数器对它们的输出进行计数检测出流量计的转速。另外，也可以通过在磁铁572的外侧环上设置未图示的槽板，并在壳体侧设置未图示的光电遮断器，用光电遮断器检测通过槽板的光，通过用计数器对其检测值计数检测出流量计的转速。由于用容积型的流量计可知道旋转缸构件旋转一周时的流量，通过利用计数器对转速进行计数，能计测总流量。
也就是说，在将本发明的旋转式缸装置用于流量计的场合，通过设置转速检测装置就能电气地检测流体的流量，根据检测出的流量，可对例如设在流路上的电磁式开闭阀进行开关控制，并在流量到达规定值时能鸣响警报。
另外，也可以如图66所示，在将本发明的旋转式缸装置作为流体泵使用的场合，通过设置转速检测装置来对流体泵的动作进行反馈控制。即，也可以用与图65的流量计同样的方法检测出转速，根据用计数器所计的数目来控制驱动电动机563。
权利要求
1.一种旋转式缸装置，其特征在于，具有通过旋转轴心地形成缸室并以所述旋转轴心为中心进行旋转的旋转缸构件、在所述缸室内作面接触并进行往复直线运动的活塞、保持所述活塞并以与所述旋转缸构件的旋转轴心偏心的旋转中心为中心而旋转的活塞保持构件、旋转自如地支持并收容所述旋转缸构件和所述活塞保持构件且至少具有1个流体的入口和至少具有1个所述流体的出口的壳体，所述活塞被置于离所述活塞保持构件的旋转中心一定距离的位置且以该位置为中心被旋转自如地保持。
2.如权利要求1所述的旋转式缸装置，其特征在于，在所述缸室中形成有对所述活塞向滑动方向导向的导向部，并在所述活塞上形成有与所述导向部卡合的导向卡合部。
3.如权利要求1所述的旋转式缸装置，其特征在于，所述入口被设置成在由连接所述旋转缸构件的旋转轴心和所述活塞保持构件的旋转中心的线所分割的任何一方的区域的所述壳体上与所述缸室连通的状态，所述出口被设置成在由连接所述旋转缸构件的旋转轴心和所述活塞保持构件的旋转中心的线所分割的任何一方的另一方区域的所述壳体上与所述缸室连通的状态。
4.如权利要求1所述的旋转式缸装置，其特征在于，所述活塞的与所述活塞保持构件相对的面为平面。
5.如权利要求1所述的旋转式缸装置，其特征在于，所述活塞的横截面形状与所述缸室的横截面形状作成形成有可滑动的微小间隙的相似形状。
6.如权利要求1所述的旋转式缸装置，其特征在于，将所述壳体与旋转缸构件与所述活塞保持构件与所述活塞中成为各构件的相互间动作的阻力的背压减少的背压放出装置设在它们的滑动接触面上。
7.如权利要求1所述的旋转式缸装置，其特征在于，所述旋转缸构件和活塞保持构件被旋转自如地支承在同时承受轴向负荷和径向负荷的轴承构件上。
8.如权利要求1所述的旋转式缸装置，其特征在于，所述旋转缸构件被旋转自如地支承在轴承板上，所述轴承板利用推压调整螺钉和拉引调整螺钉构成可调整。
9.如权利要求1所述的旋转式缸装置，其特征在于，所述活塞保持构件旋转自如地被支承在轴承板上，所述轴承板利用推压调整螺钉和拉引调整螺钉构成可调整。
10.如权利要求1所述的旋转式缸装置，在形成于所述活塞与所述缸室之间的间隙中配置磁性流体，并将所述磁性流体保持在上述间隙用的磁铁设在所述活塞与所述缸室的接触部位的附近。
11.如权利要求1至10中任一项所述的旋转式缸装置，其特征在于，所述活塞和所述缸室形成多个，该多个缸室以包含所述旋转缸构件的旋转轴心并交叉的状态而形成。
12.如权利要求11所述的旋转式缸装置，其特征在于，所述缸室被配置在所述旋转缸构件上的圆周方向等分的位置上。
13.如权利要求11所述的旋转式缸装置，其特征在于，所述多个缸室交叉的部位在所述活塞的移动方向上的长度，比所述活塞的长度较短。
14.如权利要求11所述的旋转式缸装置，其特征在于，所述多个缸室交叉的部位形成有倒角部。
全文摘要
本发明涉及防止从活塞与缸构件的抵接部位流体的泄漏、其结果作成可进行高效率旋转的旋转式缸装置,其具有:通过旋转轴心O地形成缸室(22、23)并以旋转轴心O为中心进行旋转的旋转缸构件(2)、在缸室(22、23)内进行往复直线运动的活塞(3、4)、保持活塞(3、4)并以与旋转缸构件(2)的旋转轴心O偏心的旋转中心X为中心进行旋转的活塞保持构件(5),旋转自如地支承旋转缸构件(2)并至少具有1个入口(61)和至少具有1个出口(62)的壳体(6),活塞(3、4)被置于离保持构件(5)的旋转中心X为一定距离的位置上并以该位置为中心旋转自如地被保持着。
文档编号F01C1/00GK1355868SQ00809077
公开日2002年6月26日 申请日期2000年6月16日 优先权日1999年6月18日
发明者小松文人, 村松健次, 中村优树, 竹内智大 申请人:株式会社三协精机制作所