專利名稱：旋轉(zhuǎn)式缸裝置的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及可作為泵及壓縮機(jī)、流體電動(dòng)機(jī)等使用的缸裝置，尤其涉及利用旋轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)使活塞出入于缸室內(nèi)的旋轉(zhuǎn)式缸裝置。
技術(shù)用語本說明書中使用的所謂“旋轉(zhuǎn)式缸裝置”一詞，當(dāng)然是指使用流體能量進(jìn)行機(jī)械工作的機(jī)器，還包含使用旋轉(zhuǎn)能量來壓縮、壓送流體的機(jī)器。即，“旋轉(zhuǎn)式缸裝置”一詞的含義為旋轉(zhuǎn)式泵、旋轉(zhuǎn)式壓縮機(jī)、流體電動(dòng)機(jī)等總稱的機(jī)器類。
背景技術(shù)：
以往，作為使轉(zhuǎn)子旋轉(zhuǎn)并以其推壓作用推出流體的形式的泵，使用齒輪形的轉(zhuǎn)子的旋轉(zhuǎn)式泵是眾所周知的。但對(duì)于這種泵，轉(zhuǎn)子的齒形加工困難，成為成本提高的原因。因此，為了消除該缺點(diǎn)，申請(qǐng)人開發(fā)了在吸排機(jī)構(gòu)部分無需齒輪形零件的旋轉(zhuǎn)式缸裝置(參照日本專利特開昭56-118501號(hào)公報(bào)、實(shí)開昭57-87184號(hào)公報(bào)及實(shí)開昭58-92486號(hào)公報(bào)等)。
特開昭56-118501號(hào)公報(bào)所記載的旋轉(zhuǎn)式缸裝置，如圖67及圖68所示，具有利用壓入等方式固定在殼體101內(nèi)的圓形的缸構(gòu)件102和在形成于該缸構(gòu)件102的中心部分的圓形的空洞部103內(nèi)旋轉(zhuǎn)的支承構(gòu)件104。在缸構(gòu)件102中，形成有放射狀配置的放射狀6個(gè)缸室10a、105b、105c、105d、105e、105f，且分別與中央的空洞部103連通。這些缸室105a-105f，被設(shè)置成隨著支承構(gòu)件104的旋轉(zhuǎn)而與殼體101的外部連通并依次與將流體取入缸裝置內(nèi)的吸入口106及將取入的流體加壓后排出的排出口107相連通。
支承構(gòu)件104，是固定在旋轉(zhuǎn)自如地支承在殼體101上形成的孔101a內(nèi)的軸108一端的圓盤狀構(gòu)件，在與軸108相反側(cè)的面上安裝著月牙形的閥座109。該閥座109，被配置成在與缸構(gòu)件102內(nèi)壁部103a的約半周部分相當(dāng)?shù)膮^(qū)域能以緊貼狀態(tài)進(jìn)行旋轉(zhuǎn)，并被設(shè)置成有選擇地使空洞部103與任意的缸室連通。并且，在支承構(gòu)件104上設(shè)有與排出口107連通用的孔104a。
在支承構(gòu)件104的偏心的位置上固定有軸110，在該軸110上旋轉(zhuǎn)自如地支承著旋轉(zhuǎn)活塞構(gòu)件111。軸110的兩端被固定在夾住閥座109而相對(duì)配置的圓盤狀的支承構(gòu)件104和輔助板構(gòu)件113上。在輔助板構(gòu)件113上，設(shè)有與吸入口106連通用的孔113a。該輔助板構(gòu)件113，與支承構(gòu)件104一體地旋轉(zhuǎn)。旋轉(zhuǎn)活塞構(gòu)件111，由旋轉(zhuǎn)中心部112a和從該旋轉(zhuǎn)中心部112a放射狀地向3個(gè)方向伸出的活塞111a、111b、111c構(gòu)成。該旋轉(zhuǎn)活塞構(gòu)件111，隨著支承構(gòu)件104的旋轉(zhuǎn)而繞著缸構(gòu)件102的軸心01的周圍旋轉(zhuǎn)。
隨著該支承構(gòu)件104的旋轉(zhuǎn)，各活塞111a、111b、111c如圖68A-圖68D所示，通過一邊以軸110為中心向箭頭A1方向旋轉(zhuǎn)(自轉(zhuǎn))、一邊以軸心01為中心向箭頭B1方向旋轉(zhuǎn)(公轉(zhuǎn))，3個(gè)活塞111a-111c依次出入于被固定的各缸室105a-105f，重復(fù)地進(jìn)行從吸入口106依次將外氣取入各缸室105a-105f、從排出口107向外部排出的泵動(dòng)作。若采取該裝置，由于不需要高度的齒形加工技術(shù)，故制造變得容易。
然而，由于各活塞111a-111c一邊滾動(dòng)一邊出入于缸室105a-105f內(nèi)，作成使其動(dòng)作圓滑且容易的結(jié)構(gòu)，故不得不作成將前端部分磨尖且使進(jìn)入于各缸室105a-105f內(nèi)時(shí)的寬度方向的尺寸具有足夠余量的結(jié)構(gòu)，從而相應(yīng)地就在活塞111a-111c與缸室105a-105f之間形成間隙。其結(jié)果，存在著流體容易從間隙部分泄漏、相應(yīng)地使泵效率下降的問題。
另外，實(shí)開昭57-87184號(hào)公報(bào)及實(shí)開昭58-92486號(hào)公報(bào)所示的旋轉(zhuǎn)式缸裝置，在基本結(jié)構(gòu)即一邊使放射狀配置的活塞旋轉(zhuǎn)一邊沿放射狀配置的缸室作相對(duì)旋轉(zhuǎn)移動(dòng)而獲得泵作用的這一點(diǎn)上，是與上述的特開昭56-118501號(hào)公報(bào)上記載的旋轉(zhuǎn)式缸裝置相同，但缸構(gòu)件102因旋轉(zhuǎn)活塞構(gòu)件111的旋轉(zhuǎn)而旋轉(zhuǎn)、閥座109在殼體上固定成不旋轉(zhuǎn)及旋轉(zhuǎn)活塞構(gòu)件111的旋轉(zhuǎn)支點(diǎn)不轉(zhuǎn)動(dòng)的結(jié)構(gòu)是不同點(diǎn)。
因此，在該缸室與旋轉(zhuǎn)活塞構(gòu)件一起旋轉(zhuǎn)的型式的場(chǎng)合，與上述缸室被固定的型式的結(jié)構(gòu)不同，活塞的形狀被形成外徑與缸室的寬度大致相等的大致圓形的圓盤。這是由于缸構(gòu)件也與旋轉(zhuǎn)活塞構(gòu)件向同方向旋轉(zhuǎn)而使活塞出入于缸室時(shí)、即使在與缸室之間幾乎無間隙也能圓滑地動(dòng)作的緣故。然而，該型式的結(jié)構(gòu)，由于活塞與缸室的接觸面由圓形的圓盤狀活塞的外周面與直線形狀的缸室的內(nèi)壁構(gòu)成，且因其接觸面的面積小而該部分不能經(jīng)受流體的壓力而使流體泄漏，故存在著當(dāng)提高壓力時(shí)泵效率下降的問題。
本發(fā)明的目的在于，防止流體從活塞與缸構(gòu)件的抵接部位泄漏，其結(jié)果，可提供低損失地將流體能量轉(zhuǎn)換為旋轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)或?qū)⑿D(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)轉(zhuǎn)換為流體能量中的旋轉(zhuǎn)式缸裝置。
發(fā)明的公開為了達(dá)到該目的，本發(fā)明的旋轉(zhuǎn)式缸裝置具有通過旋轉(zhuǎn)軸心地形成缸室并以旋轉(zhuǎn)軸心為中心進(jìn)行旋轉(zhuǎn)的旋轉(zhuǎn)缸構(gòu)件、在缸室內(nèi)進(jìn)行面接觸且作往復(fù)直線運(yùn)動(dòng)的活塞、保持活塞并以與旋轉(zhuǎn)缸構(gòu)件的旋轉(zhuǎn)軸心偏心的旋轉(zhuǎn)中心為中心進(jìn)行旋轉(zhuǎn)的活塞保持構(gòu)件、旋轉(zhuǎn)自如地支承旋轉(zhuǎn)缸構(gòu)件和活塞保持構(gòu)件并具有至少1個(gè)流體入口和至少1個(gè)流體出口的殼體，活塞作成被保持在離活塞保持構(gòu)件的旋轉(zhuǎn)中心有一定距離的位置且以該位置為中心轉(zhuǎn)動(dòng)自如。
因此，當(dāng)旋轉(zhuǎn)從外部被輸入于旋轉(zhuǎn)缸構(gòu)件乃至活塞保持構(gòu)件時(shí)，或當(dāng)通過從流體的入口導(dǎo)入具有壓力的流體而在缸室內(nèi)壓力作用于活塞上時(shí)，利用旋轉(zhuǎn)缸構(gòu)件和活塞保持構(gòu)件的旋轉(zhuǎn)或利用活塞自身的移動(dòng)，通過活塞一邊以自轉(zhuǎn)中心為中心進(jìn)行旋轉(zhuǎn)、一邊進(jìn)行以活塞保持構(gòu)件的旋轉(zhuǎn)中心為中心的旋轉(zhuǎn)(公轉(zhuǎn))，活塞就在缸室內(nèi)進(jìn)行往復(fù)運(yùn)動(dòng)。
這時(shí)，旋轉(zhuǎn)缸構(gòu)件和活塞保持構(gòu)件可分別以支承在殼體上的狀態(tài)下進(jìn)行旋轉(zhuǎn)，且活塞還可以其自身進(jìn)行旋轉(zhuǎn)，活塞可圍繞自轉(zhuǎn)中心旋轉(zhuǎn)并一邊改變位置一邊在缸室內(nèi)進(jìn)行直線運(yùn)動(dòng)。其結(jié)果，即使構(gòu)成使活塞相對(duì)缸室為面接觸，各構(gòu)件也能圓滑地進(jìn)行旋轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)。因此，活塞的制作變得容易，易提高活塞的精度。在此，旋轉(zhuǎn)缸構(gòu)件的轉(zhuǎn)速與保持構(gòu)件的轉(zhuǎn)速和活塞在缸內(nèi)的往復(fù)數(shù)之比最好構(gòu)成為1∶2∶1。在該場(chǎng)合，各構(gòu)件相互間能可靠而不勉強(qiáng)地旋轉(zhuǎn)、能減輕旋轉(zhuǎn)時(shí)的振動(dòng)及噪音。
并且，活塞與缸室的接觸面積能取得較大，與利用所謂的線接觸形成接觸面的以往的結(jié)構(gòu)相比，其接觸面上的流體阻力增大，可防止從接觸面部分的流體的泄漏。因此，能低損失地將流體能量轉(zhuǎn)換為旋轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)或?qū)⑿D(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)轉(zhuǎn)換為流體能量。
而且，由于活塞在缸室內(nèi)作往復(fù)直線運(yùn)動(dòng)，故活塞動(dòng)作成為圓滑而穩(wěn)定的結(jié)構(gòu)、且成為可減輕旋轉(zhuǎn)時(shí)的振動(dòng)及噪音的結(jié)構(gòu)。并且，能增大零件精度的容許范圍，零件加工容易進(jìn)行，相反，當(dāng)作成與以往同樣水平的零件精度時(shí)，由于氣密性、可靠性提高，故在作成泵或壓縮機(jī)的場(chǎng)合、或作成流體電動(dòng)機(jī)的場(chǎng)合，容易使其高性能化。
并且，在本發(fā)明的旋轉(zhuǎn)式缸裝置中，只要作成將旋轉(zhuǎn)從外部導(dǎo)入旋轉(zhuǎn)缸構(gòu)件的旋轉(zhuǎn)軸心，通過使該旋轉(zhuǎn)缸構(gòu)件轉(zhuǎn)動(dòng)，就能使活塞和活塞保持構(gòu)件進(jìn)行從動(dòng)動(dòng)作。通過作成這樣，就可用作為吸入氣體進(jìn)行壓縮后排出的壓縮機(jī)或?qū)⒘黧w吸入并排出的泵。而且，可作成所謂中心驅(qū)動(dòng)的規(guī)格，在將驅(qū)動(dòng)軸和電動(dòng)機(jī)軸在同軸方向直接連接的場(chǎng)合，產(chǎn)品的收納較好，且在振動(dòng)方面及組裝方面也變得有利。
例如，在構(gòu)成為旋轉(zhuǎn)式壓縮機(jī)的場(chǎng)合，通過由旋轉(zhuǎn)驅(qū)動(dòng)源使旋轉(zhuǎn)缸構(gòu)件和活塞保持構(gòu)件相對(duì)旋轉(zhuǎn)而可使活塞動(dòng)作并將從流體的入口吸入的流體經(jīng)出口排出。這時(shí)，流體的入口形成隨著旋轉(zhuǎn)缸構(gòu)件的旋轉(zhuǎn)、活塞從比移動(dòng)至最外周后的位置稍向內(nèi)側(cè)的位置開始至活塞移動(dòng)到空洞部附近的位置的狀態(tài)，出口最好僅設(shè)置在隨著旋轉(zhuǎn)缸構(gòu)件的旋轉(zhuǎn)、使活塞移動(dòng)至最外周的位置的稍向跟前的位置。此外，最好將單向閥設(shè)置在作為排出口的出口處。這時(shí)，由于利用旋轉(zhuǎn)缸構(gòu)件的旋轉(zhuǎn)而使各缸室依次與出口相面對(duì)，故即使從出口排出的流體的壓力產(chǎn)生脈動(dòng)，也可利用單向閥的作用而防止壓力降低時(shí)的流體倒流。還有，最好將使旋轉(zhuǎn)缸構(gòu)件與活塞保持構(gòu)件進(jìn)行相對(duì)旋轉(zhuǎn)的輸入軸和旋轉(zhuǎn)缸構(gòu)件或活塞保持構(gòu)件通過雞心夾頭板進(jìn)行連接。該場(chǎng)合，例如在將輸入軸的旋轉(zhuǎn)傳遞至旋轉(zhuǎn)缸構(gòu)件時(shí)即使輸入軸的中心與旋轉(zhuǎn)缸構(gòu)件的中心產(chǎn)生偏移，也能使該偏移在缸構(gòu)件和雞心夾頭板之間吸收并傳遞旋轉(zhuǎn)力。同樣地，在輸入軸的旋轉(zhuǎn)傳遞至活塞保持構(gòu)件時(shí)即使輸入軸的中心與活塞保持構(gòu)件的中心產(chǎn)生偏移，也能將偏移由雞心夾頭板吸收并傳遞旋轉(zhuǎn)力。
并且，當(dāng)通過將壓力流體導(dǎo)入缸室利用流體的壓力使活塞動(dòng)作而使旋轉(zhuǎn)缸構(gòu)件和活塞保持構(gòu)件旋轉(zhuǎn)時(shí)，可構(gòu)成將旋轉(zhuǎn)缸構(gòu)件或活塞保持構(gòu)件的至少一方作為輸出軸而能取出旋轉(zhuǎn)的流體旋轉(zhuǎn)機(jī)。而且，在流體旋轉(zhuǎn)機(jī)的場(chǎng)合，最好是流體的入口從旋轉(zhuǎn)缸構(gòu)件的旋轉(zhuǎn)軸心看，開口成隨著旋轉(zhuǎn)缸構(gòu)件的旋轉(zhuǎn)、活塞在旋轉(zhuǎn)缸構(gòu)件的大致外周位置與缸室連通的狀態(tài)，在通過旋轉(zhuǎn)缸構(gòu)件的大致中心位置的位置上形成與缸室閉口的狀態(tài)，出口從旋轉(zhuǎn)缸構(gòu)件的旋轉(zhuǎn)軸心看，開口成隨著旋轉(zhuǎn)缸構(gòu)件的旋轉(zhuǎn)、活塞在到達(dá)旋轉(zhuǎn)缸構(gòu)件的大致中心位置之前與缸室連通的狀態(tài)，在旋轉(zhuǎn)缸構(gòu)件的大致外周位置上形成與缸室閉口的狀態(tài)。另外，在將旋轉(zhuǎn)式缸裝置構(gòu)成作為旋轉(zhuǎn)式壓縮機(jī)的場(chǎng)合，最好是流體的入口從旋轉(zhuǎn)缸構(gòu)件的旋轉(zhuǎn)軸心看，開口成隨著旋轉(zhuǎn)缸構(gòu)件的旋轉(zhuǎn)、活塞在旋轉(zhuǎn)缸構(gòu)件的大致外周位置上與缸室連通的狀態(tài)，在旋轉(zhuǎn)缸構(gòu)件的大致中心位置上形成與缸室閉口的狀態(tài)，出口從旋轉(zhuǎn)缸構(gòu)件的旋轉(zhuǎn)軸心看，開口成隨著旋轉(zhuǎn)缸構(gòu)件的旋轉(zhuǎn)、活塞在旋轉(zhuǎn)缸構(gòu)件的大致中心位置上與缸室連通的狀態(tài)，在旋轉(zhuǎn)缸構(gòu)件的大致外周位置上形成與缸室閉口的狀態(tài)。
并且，在構(gòu)成為這些流體旋轉(zhuǎn)機(jī)的場(chǎng)合，最好具有潤滑劑循環(huán)機(jī)構(gòu)。該場(chǎng)合，通過潤滑活塞、活塞保持構(gòu)件、旋轉(zhuǎn)缸構(gòu)件等的滑動(dòng)面就可進(jìn)行更高速的旋轉(zhuǎn)。
另外，也可在上述流體旋轉(zhuǎn)機(jī)的輸出側(cè)連接發(fā)電機(jī)構(gòu)而構(gòu)成流體發(fā)電機(jī)。在該場(chǎng)合可使用流體旋轉(zhuǎn)機(jī)來進(jìn)行發(fā)電。
并且，本發(fā)明的旋轉(zhuǎn)式缸裝置，在缸室中形成使活塞向滑動(dòng)方向?qū)虻膶?dǎo)向部，在活塞上形成與導(dǎo)向部卡合的導(dǎo)向卡合部。因此，活塞的往復(fù)直線運(yùn)動(dòng)，通過導(dǎo)向卡合部一邊由導(dǎo)向部導(dǎo)向一邊可順利地進(jìn)行。
另外，在本發(fā)明的旋轉(zhuǎn)式缸裝置中，流體的入口被設(shè)置成在由將旋轉(zhuǎn)缸構(gòu)件的旋轉(zhuǎn)軸心與活塞保持構(gòu)件的旋轉(zhuǎn)中心連接的線所分割的任何一方區(qū)域的殼體中與缸室連通的狀態(tài)，出口被設(shè)置成在由將旋轉(zhuǎn)缸構(gòu)件的旋轉(zhuǎn)軸心與活塞保持構(gòu)件的旋轉(zhuǎn)中心連接的線所分割的任何另一方區(qū)域的殼體中與缸室連通的狀態(tài)。該場(chǎng)合，可將入口與出口充分離開地進(jìn)行配置，即使在入口側(cè)的流體的壓力與出口的流體的壓力之差較大的情況下，也能防止該流體不通過缸室從入口向出口、或從出口向入口直接流通。尤其該流體的入口及出口，最好設(shè)置在與殼體的旋轉(zhuǎn)缸構(gòu)件的外周面?zhèn)认鄬?duì)的位置。通過作成這樣，可使各缸室與旋轉(zhuǎn)缸構(gòu)件的外周面連通地構(gòu)成各活塞和入口及出口，產(chǎn)品的總體變好。
另外，本發(fā)明的旋轉(zhuǎn)式缸裝置，活塞的與活塞保持構(gòu)件相對(duì)的面最好是平面。該場(chǎng)合，活塞的動(dòng)作相對(duì)活塞保持構(gòu)件變得圓滑。并且，可防止在活塞與活塞保持構(gòu)件之間產(chǎn)生間隙，可防止流體的泄漏。
另外，本發(fā)明的旋轉(zhuǎn)缸裝置，活塞的橫截面形狀與缸室的橫截面形狀最好作成形成可滑動(dòng)的稍許間隙的相似形狀。該場(chǎng)合，可防止形狀缸室構(gòu)件與活塞之間產(chǎn)生間隙，可防止流體的泄漏。在此，活塞的形狀只要與缸室的截面形狀吻合而不需要特別的形狀，例如，即使整個(gè)面作成由平面形成的方塊形狀，各構(gòu)件也能順利地進(jìn)行旋轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)。其結(jié)果，活塞的制作變得容易，容易提高活塞的精度。另外，也可以在活塞的側(cè)面設(shè)置與缸室的平面狀的兩側(cè)面的至少一方的側(cè)面、較好是兩側(cè)面、最好是包含構(gòu)成活塞保持構(gòu)件及殼體的面的4個(gè)面全面地接觸的平面。并且，活塞的橫截面形狀也可作成不限于矩形的異形，也可以作成使缸室的橫截面形狀與活塞的形狀一致。該場(chǎng)合，由于可將活塞滑動(dòng)的缸室的兩側(cè)壁相對(duì)于底面可不垂直地形成，缸室的加工變得容易。例如，若將活塞的底面的兩轉(zhuǎn)角部分作成圓的形狀，由于能將活塞滑動(dòng)的缸室的轉(zhuǎn)角部分作成圓的形狀，故缸室的加工變得更容易。
另外，本發(fā)明的旋轉(zhuǎn)式缸裝置，最好將使成為旋轉(zhuǎn)缸構(gòu)件與活塞保持構(gòu)件相對(duì)旋轉(zhuǎn)阻力的背壓減少的背壓放出裝置設(shè)置在它們的滑接面上。該場(chǎng)合，通過活塞動(dòng)作且旋轉(zhuǎn)缸構(gòu)件及活塞保持構(gòu)件旋轉(zhuǎn)，產(chǎn)生妨礙它們動(dòng)作的背壓，但由于背壓放出裝置使其背壓減小，故可順利地進(jìn)行旋轉(zhuǎn)缸構(gòu)件及活塞保持構(gòu)件等的動(dòng)作。例如，作為背壓放出裝置，也可以是將在活塞的移動(dòng)方向上作用的背壓放出的活塞前后動(dòng)作的背壓放出裝置，另外，也可以是將旋轉(zhuǎn)缸構(gòu)件與殼體之間產(chǎn)生的背壓放出的缸側(cè)背壓放出裝置，還有，也可以是將活塞保持構(gòu)件與殼體之間產(chǎn)生的背壓放出的活塞保持構(gòu)件側(cè)背壓放出裝置。另外，也可設(shè)置所有這些裝置。
又，本發(fā)明的旋轉(zhuǎn)式缸裝置，旋轉(zhuǎn)缸構(gòu)件和活塞保持構(gòu)件，最好利用同時(shí)承受軸向負(fù)荷和徑向負(fù)荷的軸承構(gòu)件來旋轉(zhuǎn)自如地進(jìn)行支承。該場(chǎng)合，旋轉(zhuǎn)自如地支承旋轉(zhuǎn)缸構(gòu)件和活塞保持構(gòu)件的部分的結(jié)構(gòu)成為簡單的結(jié)構(gòu)，可獲得裝置的小型化和低成本化。
又，本發(fā)明的旋轉(zhuǎn)式缸裝置，旋轉(zhuǎn)缸構(gòu)件被旋轉(zhuǎn)自如地支承在軸承板上，軸承板往往還構(gòu)成利用推壓調(diào)整螺釘和拉引調(diào)整螺釘可作調(diào)整的結(jié)構(gòu)。該場(chǎng)合，通過使推壓螺釘和拉引螺釘?shù)男肓孔兓?，可調(diào)整支承旋轉(zhuǎn)缸構(gòu)件的軸承板的傾斜。因此，能減低旋轉(zhuǎn)缸構(gòu)件的軸向方向的零件精度。
并且，本發(fā)明的旋轉(zhuǎn)式缸裝置的活塞保持構(gòu)件被旋轉(zhuǎn)自如地支承在軸承板上，軸承板往往還構(gòu)成利用推壓調(diào)整螺釘和拉引調(diào)整螺釘可作調(diào)整的結(jié)構(gòu)。該場(chǎng)合，通過使推壓螺釘和拉引螺釘?shù)男肓孔兓?，可調(diào)整支承活塞保持構(gòu)件的軸承板的傾斜。因此，能減低活塞保持構(gòu)件的軸向方向的零件精度。
又，本發(fā)明的旋轉(zhuǎn)式缸裝置，還能在形成活塞與缸室之間的間隙中配置磁性流體，并將用于使磁性流體保持在間隙中的磁鐵設(shè)置在活塞與缸室的接觸部位的附近。該場(chǎng)合，由磁鐵保持的磁性流體被充填在活塞與旋轉(zhuǎn)缸構(gòu)件之間的間隙。因此，活塞與缸構(gòu)件相對(duì)部位的微小間隙能更可靠地被封止，能更可靠地防止從接觸部位的流體的泄漏。
又，本發(fā)明的旋轉(zhuǎn)式缸裝置，最好活塞和缸室形成多個(gè)，這些多個(gè)缸室通過旋轉(zhuǎn)缸構(gòu)件的旋轉(zhuǎn)軸而交叉地形成。該場(chǎng)合，可提供利用多個(gè)活塞進(jìn)行旋轉(zhuǎn)的旋轉(zhuǎn)式缸裝置。
又，本發(fā)明的旋轉(zhuǎn)式缸裝置，是將缸室在圓周方向上以等分的位置配置在旋轉(zhuǎn)缸構(gòu)件上的裝置。因此，旋轉(zhuǎn)缸構(gòu)件的旋轉(zhuǎn)平衡變得良好，可防止振動(dòng)及噪音的產(chǎn)生，還能提供適于高速旋轉(zhuǎn)的旋轉(zhuǎn)式缸裝置。
又，本發(fā)明的旋轉(zhuǎn)式缸裝置，多個(gè)缸室交叉部位的在活塞的移動(dòng)方向的長度，比活塞的長度還短。因此，進(jìn)行往復(fù)直線運(yùn)動(dòng)的活塞在通過缸室的交叉的部位時(shí)，由于由移動(dòng)的缸室的壁面導(dǎo)向并橫穿其他的缸室，因此不與其他的缸室沖撞地可順利地通過。
另外，本發(fā)明的旋轉(zhuǎn)式缸裝置，最好在多個(gè)缸室交叉的部位形成有倒角部。在該場(chǎng)合，活塞在缸室交叉的部位的通過就更順利。
附圖的簡單說明

圖1是表示本發(fā)明的旋轉(zhuǎn)式缸裝置的第1實(shí)施形態(tài)的縱剖視圖。
圖2是表示將圖1的旋轉(zhuǎn)式缸裝置卸下上殼體及活塞保持構(gòu)件后狀態(tài)的俯視圖。
圖3是表示圖1的旋轉(zhuǎn)式缸裝置的旋轉(zhuǎn)缸構(gòu)件、活塞保持構(gòu)件及活塞的分解立體圖。
圖4A-圖4D是說明圖1的旋轉(zhuǎn)式缸裝置的動(dòng)作的圖，表示將旋轉(zhuǎn)缸構(gòu)件向順時(shí)針方向每旋轉(zhuǎn)30度后的狀態(tài)。
圖5表示本發(fā)明的旋轉(zhuǎn)式缸裝置的第2實(shí)施形態(tài)，是表示其旋轉(zhuǎn)缸構(gòu)件與活塞的關(guān)系的俯視圖。
圖6表示本發(fā)明的旋轉(zhuǎn)式缸裝置的第3實(shí)施形態(tài)，是表示其旋轉(zhuǎn)缸構(gòu)件與活塞的關(guān)系的俯視圖。
圖7是表示本發(fā)明的旋轉(zhuǎn)式缸裝置的變形例的縱剖視圖。
圖8是表示本發(fā)明的旋轉(zhuǎn)式缸裝置的第4實(shí)施形態(tài)的側(cè)視圖，表示將其局部剖切后的狀態(tài)。
圖9是表示將圖8的旋轉(zhuǎn)式缸裝置的殼蓋卸下后狀態(tài)的俯視圖。
圖10是圖8的旋轉(zhuǎn)式缸裝置的縱剖視圖。
圖11是將軸承的局部放大后的示圖。
圖12是表示活塞保持構(gòu)件與活塞的旋轉(zhuǎn)時(shí)軌跡的關(guān)系的概念圖。
圖13是表示將本發(fā)明的旋轉(zhuǎn)式缸裝置構(gòu)成為流體旋轉(zhuǎn)機(jī)的實(shí)施形態(tài)的縱剖視圖。
圖14是表示將圖13的流體旋轉(zhuǎn)機(jī)卸下上殼體及活塞保持構(gòu)件后狀態(tài)的俯視圖。
圖15是表示圖13的流體旋轉(zhuǎn)機(jī)構(gòu)的旋轉(zhuǎn)缸構(gòu)件、活塞保持構(gòu)件及活塞的分解立體圖。
圖16A及圖16B是表示活塞形狀的第1例的立體圖和縱剖視圖。
圖17是表示背壓放出裝置的第2例的圖，是表示將流體旋轉(zhuǎn)機(jī)卸下上殼體及活塞保持構(gòu)件后狀態(tài)的俯視圖。
圖18A及圖18B是表示背壓放出裝置的第3例的示圖，圖18A是表示將流體旋轉(zhuǎn)機(jī)卸下上殼體及活塞保持構(gòu)件后狀態(tài)的俯視圖，圖18B是沿圖18A的B-B線的剖視圖。
圖19A及圖19B是表示適用背壓放出裝置的第4例的流體旋轉(zhuǎn)機(jī)的示圖，圖19A是表示卸下上殼體及活塞保持構(gòu)件后狀態(tài)的俯視圖，圖19B是沿圖19A的B-B線的剖視圖。
圖20是說明圖13的流體旋轉(zhuǎn)機(jī)的動(dòng)作的圖，表示將旋轉(zhuǎn)缸構(gòu)件每旋轉(zhuǎn)15度后的狀態(tài)。
圖21是潤滑劑循環(huán)機(jī)構(gòu)的概略構(gòu)成圖。
圖22是將本發(fā)明的旋轉(zhuǎn)式缸裝置裝入驅(qū)動(dòng)源后的流體發(fā)電機(jī)的分解立體圖。
圖23是將流體發(fā)電機(jī)的上殼體和活塞保持構(gòu)件卸下后狀態(tài)的俯視圖。
圖24是沿圖23的A-A線的剖視圖。
圖25是圖22的流體發(fā)電機(jī)的仰視圖。
圖26是表示圖22的流體發(fā)電機(jī)的上殼體的俯視圖。
圖27是表示圖22的流體發(fā)電機(jī)的旋轉(zhuǎn)缸構(gòu)件的俯視圖。
圖28是表示圖22的流體發(fā)電機(jī)的軛鐵和繞組的俯視圖。
圖29A及圖29B是表示活塞形狀的第2例的立體圖及縱剖視圖。
圖30A及圖29B是表示活塞形狀的第3例的立體圖及縱剖視圖。
圖31A及圖29B是表示活塞形狀的第4例的立體圖及縱剖視圖。
圖32A及圖29B是表示活塞形狀的第5例的立體圖及縱剖視圖。
圖33A及圖29B是表示活塞形狀的第6例的立體圖及縱剖視圖。
圖34A及圖29B是表示活塞形狀的第7例的立體圖及縱剖視圖。
圖35是將本發(fā)明的旋轉(zhuǎn)式缸裝置構(gòu)成為流體旋轉(zhuǎn)機(jī)的第2實(shí)施形態(tài)的縱剖視圖。
圖36是將本發(fā)明的旋轉(zhuǎn)式缸裝置構(gòu)成為流體旋轉(zhuǎn)機(jī)的第3實(shí)施形態(tài)的縱剖視圖。
圖37A-圖37F是說明本發(fā)明的旋轉(zhuǎn)式缸裝置的第4實(shí)施形態(tài)的流體旋轉(zhuǎn)機(jī)的動(dòng)作的圖，表示將旋轉(zhuǎn)缸構(gòu)件每旋轉(zhuǎn)10度后的狀態(tài)。
圖38是表示適用圖17所示的背壓放出裝置的第2例的流體旋轉(zhuǎn)機(jī)的旋轉(zhuǎn)缸構(gòu)件、活塞保持構(gòu)件及活塞的分解立體圖。
圖39是表示發(fā)電機(jī)的定子鐵心的突極與磁鐵的磁極中心位置與缸室的位置關(guān)系的示圖。
圖40表示將本發(fā)明的旋轉(zhuǎn)式缸裝置構(gòu)成為旋轉(zhuǎn)式壓縮機(jī)的第1實(shí)施形態(tài)，是將其上殼體和活塞保持構(gòu)件卸下后狀態(tài)的俯視圖。
圖41是圖40的旋轉(zhuǎn)式壓縮機(jī)的縱剖視圖。
圖42是圖40的旋轉(zhuǎn)式壓縮機(jī)的分解立體圖。
圖43是潤滑油循環(huán)機(jī)構(gòu)的概略構(gòu)成圖。
圖44是圖40的旋轉(zhuǎn)式壓縮機(jī)的仰視圖。
圖45是表示圖40的旋轉(zhuǎn)式壓縮機(jī)的軸承板的立體圖。
圖46是表示吸入口及排出口與活塞位于缸室的最外周端部的缸室的位置關(guān)系的示圖。
圖47是表示旋轉(zhuǎn)式壓縮機(jī)的背壓放出裝置的第2例的將旋轉(zhuǎn)式壓縮機(jī)卸下上殼體及活塞保持構(gòu)件后狀態(tài)的俯視圖。
圖48是圖47的剖視圖。
圖49A-圖49F是說明圖40的旋轉(zhuǎn)式壓縮機(jī)的動(dòng)作的示圖，表示將旋轉(zhuǎn)缸構(gòu)件每旋轉(zhuǎn)15度后的狀態(tài)。
圖50是表示軸承板的變形例的立體圖。
圖51A-圖51F是說明旋轉(zhuǎn)式壓縮機(jī)的其他實(shí)施形態(tài)的動(dòng)作的圖，表示將旋轉(zhuǎn)缸構(gòu)件每旋轉(zhuǎn)10度后的狀態(tài)。
圖52是表示旋轉(zhuǎn)式壓縮機(jī)的背壓放出裝置的第3例的卸下上殼體及活塞保持構(gòu)件后狀態(tài)的俯視圖。
圖53是圖52的旋轉(zhuǎn)式壓縮機(jī)的剖視圖。
圖54是表示旋轉(zhuǎn)缸構(gòu)件的缸室相對(duì)圓周方向不等分的例子的概念圖。
圖55是表示使缸室偏置形成的例子的概念圖。
圖56是表示在活塞上配置磁鐵例子的立體圖。
圖57是表示在活塞上配置磁鐵的其他例子的立體圖。
圖58是表示在旋轉(zhuǎn)缸構(gòu)件上配置磁鐵的例子的立體圖。
圖59是表示在旋轉(zhuǎn)缸構(gòu)件上配置磁鐵的其他例子的立體圖。
圖60是表示在旋轉(zhuǎn)缸構(gòu)件的空洞部的角上實(shí)施倒角狀態(tài)的概念圖。
圖61是表示形成用于背壓放出的通路的旋轉(zhuǎn)缸構(gòu)件和活塞保持構(gòu)件的一例的剖視圖。
圖62是表示圖61的旋轉(zhuǎn)缸構(gòu)件的立體圖。
圖63A及圖63B是對(duì)圖61的活塞保持構(gòu)件從與旋轉(zhuǎn)缸構(gòu)件相反側(cè)看到的立體圖及從旋轉(zhuǎn)缸構(gòu)件側(cè)看到的立體圖。
圖64是表示將本發(fā)明的旋轉(zhuǎn)式缸裝置作成具有轉(zhuǎn)速檢測(cè)裝置的流體發(fā)電機(jī)時(shí)例子的剖視圖。
圖65是表示將本發(fā)明的旋轉(zhuǎn)式缸裝置作成具有轉(zhuǎn)速檢測(cè)裝置的流量計(jì)時(shí)例子的剖視圖。
圖66是表示將本發(fā)明的旋轉(zhuǎn)式缸裝置作成具有轉(zhuǎn)速檢測(cè)裝置的流體泵時(shí)例子的剖視圖。
圖67是表示以往的旋轉(zhuǎn)式缸裝置的分解立體圖。
圖68A-圖68D是說明圖67的旋轉(zhuǎn)式缸裝置的動(dòng)作的圖，表示使支承旋轉(zhuǎn)活塞構(gòu)件向逆時(shí)針方向每旋轉(zhuǎn)30度后的狀態(tài)。
實(shí)施發(fā)明的最佳形態(tài)以下，根據(jù)附圖所示的最佳形態(tài)詳細(xì)說明本發(fā)明的構(gòu)成。
根據(jù)圖1至圖3說明本發(fā)明的旋轉(zhuǎn)式缸裝置的一實(shí)施形態(tài)。并且，雖然在各實(shí)施形態(tài)中，對(duì)將氣體向一定方向送出的旋轉(zhuǎn)式泵裝置作說明，但輸送的媒體不限于氣體，也可采用包括液體的所謂流體。并且，本發(fā)明不限于泵裝置，也可適用于通過利用旋轉(zhuǎn)缸構(gòu)件的旋轉(zhuǎn)動(dòng)作構(gòu)成的各種裝置，例如空氣壓縮機(jī)及氣動(dòng)電動(dòng)機(jī)等。
旋轉(zhuǎn)式缸裝置1如圖1及圖2所示，主要結(jié)構(gòu)具有具有呈放射狀配置的多個(gè)缸室22、23并以旋轉(zhuǎn)軸心O為中心旋轉(zhuǎn)的旋轉(zhuǎn)缸構(gòu)件2；在缸室22、23內(nèi)作面接觸并作往復(fù)直線運(yùn)動(dòng)的活塞3、4；保持活塞3、4并與旋轉(zhuǎn)缸構(gòu)件2偏心而繞旋轉(zhuǎn)中心X旋轉(zhuǎn)的活塞保持構(gòu)件5；旋轉(zhuǎn)自如地支承旋轉(zhuǎn)缸構(gòu)件2和活塞保持構(gòu)件5并至少具有1個(gè)流體入口61和至少具有1個(gè)流體出口62的殼體6，活塞3、4以離開活塞保持構(gòu)件2的旋轉(zhuǎn)中心為一定距離的位置的軸心X1、X2為中心旋轉(zhuǎn)自如地被保持。更具體地說，具有圓形的旋轉(zhuǎn)缸構(gòu)件2；在距離180°的2個(gè)偏心的自轉(zhuǎn)中心位置X1、X2處分別可轉(zhuǎn)動(dòng)地保持活塞3、4并以離開旋轉(zhuǎn)缸構(gòu)件2的旋轉(zhuǎn)軸心O偏心的位置為旋轉(zhuǎn)中心位置X而進(jìn)行旋轉(zhuǎn)的活塞保持構(gòu)件5；分別旋轉(zhuǎn)自如地支承旋轉(zhuǎn)缸構(gòu)件2及活塞保持構(gòu)件5的兩旋轉(zhuǎn)構(gòu)件的殼體6。另外，在本實(shí)施形態(tài)中，旋轉(zhuǎn)缸構(gòu)件2雖然采用缸室22、23及活塞3、4，但不限于此，若具有至少1個(gè)缸室和活塞也可以。
旋轉(zhuǎn)缸構(gòu)件2如圖1、圖2及圖3所示，以具有一定厚度的圓形形成，并被旋轉(zhuǎn)自如地配置在殼體6的內(nèi)部空間中。在該旋轉(zhuǎn)缸構(gòu)件2的一端面、即在圖1和圖3中圍住下側(cè)端面的旋轉(zhuǎn)軸心O的凹部，通過壓入方式來插入固定支軸21的一端。該支軸21的另一端側(cè)，被旋轉(zhuǎn)自如地支承在與配置在殼體6內(nèi)的軸向重疊配置的2個(gè)軸承構(gòu)件7a、7b上。因此，旋轉(zhuǎn)缸構(gòu)件2能以支軸21為旋轉(zhuǎn)中心在殼體6內(nèi)旋轉(zhuǎn)。
在旋轉(zhuǎn)缸構(gòu)件2的另一端面，即在圖1和圖3中上側(cè)的端面上，設(shè)置有由利用4個(gè)扇狀的座部25而形成的十字狀的槽構(gòu)成的空間。該十字狀的空間由4個(gè)缸部位22a、22b、23a、23b和它們交叉的部位(以下稱為空洞部)24構(gòu)成。也就是說，在旋轉(zhuǎn)缸構(gòu)件2的另一側(cè)的端面上，形成有以旋轉(zhuǎn)軸心O為中心具有一定寬度并具有底面的空洞部24。而且，以該空洞部24內(nèi)的旋轉(zhuǎn)軸心O為中心放射狀地設(shè)置著4個(gè)截面為矩形的缸部位22a、22b、23a、23b。缸部位22a、22b、23a、23b的上面部分被開放、其他3個(gè)面都被形成為平面。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，在本說明書中，為了說明的方便，使用“上”、“下”的詞語，該詞語是根據(jù)附圖為方便而使用、而不是絕對(duì)意義上的“上”、“下”的意思。
并且，在這些第1-第4的缸部位22a-23b處可滑動(dòng)地嵌入被保持在活塞保持構(gòu)件5上的活塞3、4。各缸部位22a-23b的與活塞3、4的相對(duì)面以及與其相對(duì)的活塞3、4側(cè)的面互相地被形成平面，它們并被設(shè)置成平面相互間接觸的狀態(tài)。這樣，由于各活塞3、4與各缸部位22a-23b的接觸面相互間被形成平面，故接觸面積大，其接觸部位處的流體的氣密性增高。因此，流體就難以通過活塞3、4與各缸部位22a-23b之間的間隙而漏出。
另外，上述所形成的缸室22、23，在徑向貫通旋轉(zhuǎn)缸構(gòu)件2且將其外周面2a作成開放。因此，各缸室22、23就能與在殼體6上形成的吸入口(流體的入口)61及排出口(流體的出口)62相連通。
并且，當(dāng)缸構(gòu)件2和活塞保持構(gòu)件5因活塞保持構(gòu)件5的旋轉(zhuǎn)而旋轉(zhuǎn)時(shí)，活塞3、4在外觀上在缸室22、23內(nèi)作往復(fù)直線運(yùn)動(dòng)。并且，作為各缸室22、23交叉部位的空洞部24的在活塞3、4的移動(dòng)方向上的長度，比活塞3、4的接觸面(與缸室22、23的兩側(cè)壁面相對(duì)的面)的長度還短。
另外，在空洞部24及將其配置成中心放射狀的第1-第4的缸部位22a-23b的底面上十字狀地形成2條細(xì)的導(dǎo)向用槽26a、27a。另外，在活塞3、4的底部分上，設(shè)有作為嵌入于上述導(dǎo)向用槽26a、27a的導(dǎo)向卡合部的凸片3b、4b。而且，通過凸片3b、4b與導(dǎo)向用槽26a、27a卡合構(gòu)成直線運(yùn)動(dòng)的導(dǎo)向。因此，使活塞3、4沿該2條導(dǎo)向用槽26a、27a而在一對(duì)缸部位22a、22b間或23a、23b間穩(wěn)定地進(jìn)行往復(fù)直線運(yùn)動(dòng)。
另一方面，活塞保持構(gòu)件5形成具有比旋轉(zhuǎn)缸構(gòu)件2的外徑還小的外徑的圓形形狀。在該活塞保持構(gòu)件5的旋轉(zhuǎn)中心位置X上通過壓入方式來插入固定支軸51的一端。并且，該活塞保持構(gòu)件5的旋轉(zhuǎn)中心位置X被設(shè)置在離上述旋轉(zhuǎn)缸構(gòu)件2的旋轉(zhuǎn)軸心O偏心的位置。而且，支軸51的另一端側(cè)，旋轉(zhuǎn)自如地被支承在配置于本6內(nèi)的軸承構(gòu)件8a、8b上，其前端側(cè)突出于殼體6的外部。并且，在該突出部分上，通過與電動(dòng)機(jī)等的驅(qū)動(dòng)源的輸出軸(未圖示)連接，利用電動(dòng)機(jī)等的驅(qū)動(dòng)源的驅(qū)動(dòng)力以支軸51為中心而使活塞保持構(gòu)件5在旋轉(zhuǎn)缸構(gòu)件2的偏心位置上被旋轉(zhuǎn)驅(qū)動(dòng)。
在與固定活塞保持構(gòu)件5的支軸51的面相反側(cè)的面上，立設(shè)固定著可自轉(zhuǎn)地保持活塞3的支承軸52和可自轉(zhuǎn)地保持活塞4的支承軸53。而且，活塞3、4旋轉(zhuǎn)自如地嵌入支承軸52、53。
雖然活塞3、4被形成往復(fù)直線運(yùn)動(dòng)時(shí)的前后的面31、31、41、41具有稍許圓弧形，而其他的4個(gè)面、即嵌入于缸室22、23內(nèi)的狀態(tài)的上面32、42、底面33、43及兩側(cè)面34、34、44、44被形成平面。也就是說，活塞3、4構(gòu)成大致長方體的方塊狀。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和兩側(cè)面34、34、44、44，成為嵌入于缸室22、23內(nèi)時(shí)的與缸室22、23的接觸面。并且，在活塞3、4的中心部分上，設(shè)有用于旋轉(zhuǎn)自如地嵌合于支承軸52、53上的有底的孔3a、4a。另外，孔3a、4a只要是支承軸52、53不與導(dǎo)向槽26a、27a碰上的長度，也可以是貫通孔。
另外，將活塞保持構(gòu)件5與活塞3、4旋轉(zhuǎn)時(shí)的軌跡的關(guān)系示于圖12。活塞保持構(gòu)件5的半徑R1、支承軸52、53的間隔的1/2的距離R2、活塞3、4的旋轉(zhuǎn)時(shí)的最外徑軌跡的半徑R3的關(guān)系成為R1＞(R2+R3)，產(chǎn)生半徑差ΔR。在半徑R1比距離R2+半徑R3還小的場(chǎng)合，活塞最外徑軌跡就從活塞保持構(gòu)件5跳出，為了確?；钊?、4的旋轉(zhuǎn)穩(wěn)定性、密封性而必須提高零件的加工精度。對(duì)此，通過作成上述的半徑R1＞距離R2+半徑R3的關(guān)系，即使不太嚴(yán)格控制零件的加工精度也使確保活塞3、4的旋轉(zhuǎn)的穩(wěn)定性、密封性變得容易。但是，這樣的關(guān)系是用于確保密封性等的關(guān)系，但不限定于這樣的關(guān)系，當(dāng)然也可使半徑R1大致等于距離R2+半徑R3，或是小于的關(guān)系。
殼體6由2個(gè)殼體半徑、即由旋轉(zhuǎn)自如地支承活塞保持構(gòu)件5的上殼體63和旋轉(zhuǎn)自如地支承旋轉(zhuǎn)缸構(gòu)件2的下殼體64構(gòu)成。上殼體63及下殼體64，以將互相嵌合用突部(印盒部)63a、64a相互間嵌合的狀態(tài)利用螺釘?shù)冗M(jìn)行固定，就構(gòu)成形成密封內(nèi)部空間的殼體6。這樣，通過作成將嵌合用突部63a、64a相互間嵌合的印盒結(jié)構(gòu)，可對(duì)上殼體63和下殼體64進(jìn)行正確的定位和定心，且可防止偏移。
上殼體63由具有安裝在下殼體64上時(shí)嵌合用突部63a、并具有旋轉(zhuǎn)自如地容納活塞保持構(gòu)件5用的圓形的大空間63b和將旋轉(zhuǎn)自如地支承固定于活塞保持構(gòu)件5的旋轉(zhuǎn)中心的支軸51的2個(gè)軸承構(gòu)件8a、8b壓入固定用的圓形的小空間63c作為內(nèi)部空間的杯子形狀構(gòu)成。
嵌合用突起63a，沿圓形的大空間63b的外緣形成圓形，成為向下殼體64側(cè)突出的狀態(tài)。并且，嵌合用突起63a的突出高度，形成比形成于下殼體64上的嵌合用突起64a的突出高度稍低，并且其半徑形成比嵌合用突起64a的半徑稍大。由此，上殼體63的嵌合用突起63a就以被覆在下殼體64的嵌合用突起64a的外側(cè)的狀態(tài)互相地嵌合。
而且，在上殼體63的小空間63c的底面上，設(shè)有用于插通支軸51的插通孔63d。支軸51的一端側(cè)，從該插通孔63d向殼體6的外部突出。
另一方面，下殼體64由具有安裝于上殼體63時(shí)的嵌合用突部64a并旋轉(zhuǎn)自如地容納旋轉(zhuǎn)缸構(gòu)件2用的圓形的大空間64b和將旋轉(zhuǎn)自如地支承固定于旋轉(zhuǎn)缸構(gòu)件2的旋轉(zhuǎn)軸心O的支軸21的2個(gè)軸承構(gòu)件7a、7b壓入固定用的圓形小空間64c作為內(nèi)部空間的杯子形狀構(gòu)成。
嵌合用突起64a，沿圓形的大空間64b的外緣形成圓形，成為向上殼體63側(cè)突出的狀態(tài)。并且，嵌合用突起64a的突出高度，形成比形成于上殼體63上的嵌合用突起63a的突出高度稍高，并且其半徑形成比嵌合用突起63a的半徑稍小。
在這樣形成的下殼體64的大空間64b內(nèi)，旋轉(zhuǎn)自如地配置著旋轉(zhuǎn)缸構(gòu)件2。在配置該旋轉(zhuǎn)缸構(gòu)件2的狀態(tài)下，在與旋轉(zhuǎn)缸構(gòu)件2的外周面2a相對(duì)的位置、即在大空間64b的內(nèi)壁64d上，形成有用于將外部的流體吸入殼體6內(nèi)的吸入口61和用于將在殼體6內(nèi)吸入的流體向外部排出的排出口62。
吸入口61由在大空間64b的內(nèi)壁64d上形成的角度約80度范圍的淺的凹部61a、連通該凹部61a和殼體6外部的連通孔61b、與該連通孔61b的殼體6的外面?zhèn)冗B接的吸氣管61c構(gòu)成。而且，當(dāng)旋轉(zhuǎn)缸構(gòu)件2旋轉(zhuǎn)時(shí)，凹部61a就分別與各缸部位22a-23b相連。
另外，排出口62由從距離吸入口61的凹部61a約10度的位置開始經(jīng)過80度而形成的淺的凹部62a、使該凹部62a與殼體6的外部連通的連通孔62b、與該連通孔62b的殼體6的外面?zhèn)冗B接的排氣管62c構(gòu)成。并且，當(dāng)旋轉(zhuǎn)缸構(gòu)件2旋轉(zhuǎn)時(shí)，凹部62a就分別與各缸部位22a-23b相連。
上述構(gòu)成的旋轉(zhuǎn)式缸裝置1，當(dāng)其活塞保持構(gòu)件5利用電動(dòng)機(jī)驅(qū)動(dòng)等進(jìn)行等角速度的旋轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)時(shí)，活塞3、4就以旋轉(zhuǎn)中心位置X為中心進(jìn)行旋轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)，隨著該動(dòng)作，旋轉(zhuǎn)缸構(gòu)件2也進(jìn)行等角速度運(yùn)動(dòng)。通過該動(dòng)作，就成為進(jìn)行泵動(dòng)作的裝置。
下面，根據(jù)圖4A-圖4D來說明本發(fā)明的第1實(shí)施表態(tài)的旋轉(zhuǎn)式缸裝置1的動(dòng)作。并且，對(duì)于構(gòu)成活塞3、4的導(dǎo)向裝置的一部分的導(dǎo)向用槽26a、27a省略圖示。
在圖4A中，在缸室22內(nèi)進(jìn)行往復(fù)運(yùn)動(dòng)的活塞3，位于旋轉(zhuǎn)缸構(gòu)件2的空洞部24中，一端側(cè)成為稍許進(jìn)入缸部位22a的入口、另一端側(cè)成為稍許進(jìn)入缸部位22b的入口的狀態(tài)。也就是說，活塞3的形成平面的兩側(cè)面34、34及底面33，就成為同時(shí)與同樣形成平面的缸部位22a、22b的兩內(nèi)壁、底面及空洞部24的底面相抵接的狀態(tài)。在這樣的中間位置上，活塞3就成為同時(shí)與夾住空洞部24的兩側(cè)的缸部位22a、22b嵌合的狀態(tài)，在缸部位22a、22b上，成為同時(shí)從吸入口61充滿吸入的流體的狀態(tài)。
在圖4A所示的狀態(tài)時(shí)，缸部位22a的最外周端部就成為與排出口62的凹部62a稍許開始連通的狀態(tài)，缸部位22a就成為通過凹部62a而與排氣管62c連通的狀態(tài)。并且，缸部位22b的最外周端部就成為與吸入口61的凹部61a的連通狀態(tài)結(jié)束之前的狀態(tài)，缸部位22b就成為通過凹部61a而與吸氣管61c連通的狀態(tài)。另外，如上所述，由于活塞3為臨近空洞部24的狀態(tài)，故利用該活塞3就可使所有缸部位22a-23b成為分別分?jǐn)嚓P(guān)閉后的狀態(tài)。
另一方面，在缸部位23a、23b內(nèi)作往復(fù)運(yùn)動(dòng)的活塞4，成為進(jìn)出至旋轉(zhuǎn)缸構(gòu)件2的缸部位23b內(nèi)的最外周端部的狀態(tài)。
而且，在圍住缸部位23b的活塞4和活塞3的空間中，呈充滿流體的狀態(tài)。并且，雖然缸部位23a因活塞3而呈與其他的缸部位22a、22b、23b相隔離的狀態(tài)，但在該缸部位23a內(nèi)也成為充滿流體的狀態(tài)。這時(shí)，缸部位23b的最外周端部成為與吸入口61的凹部61a與排出口62的凹部62a之間的位置相面對(duì)的狀態(tài)。
當(dāng)利用電動(dòng)機(jī)驅(qū)動(dòng)等使活塞保持構(gòu)件5從上述圖4A的狀態(tài)向順時(shí)針方向(箭頭A方向)旋轉(zhuǎn)時(shí)，活塞3、4與支承軸52、53一起向箭頭A方向移動(dòng)。由于這時(shí)的活塞3、4的動(dòng)作，對(duì)旋轉(zhuǎn)缸構(gòu)件2給予向箭頭B方向(順時(shí)針方向)的旋轉(zhuǎn)力，旋轉(zhuǎn)缸構(gòu)件2向箭頭B方向旋轉(zhuǎn)。由于這樣的活塞3、4及旋轉(zhuǎn)缸構(gòu)件2的相對(duì)旋轉(zhuǎn)，各活塞3、4就在缸室22、23內(nèi)作往復(fù)運(yùn)動(dòng)。
這時(shí)的活塞3、4的繞圈旋轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)，即以旋轉(zhuǎn)中心位置X為中心的活塞保持構(gòu)件5的旋轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)，成為以旋轉(zhuǎn)缸構(gòu)件2的旋轉(zhuǎn)軸心O為中心的旋轉(zhuǎn)速度的2倍轉(zhuǎn)速的旋轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)。這是由于旋轉(zhuǎn)3、4的旋轉(zhuǎn)半徑為旋轉(zhuǎn)缸構(gòu)件2的旋轉(zhuǎn)半徑(缸基準(zhǔn)圓)的1/2，活塞3、4的旋轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)相對(duì)旋轉(zhuǎn)缸構(gòu)件2的旋轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)成為圓擺線運(yùn)動(dòng)的緣故。另外，活塞3、4的自轉(zhuǎn)，即分別以支承軸52、53為旋轉(zhuǎn)中心的旋轉(zhuǎn)也成為與旋轉(zhuǎn)缸構(gòu)件2相同轉(zhuǎn)速的等角速度運(yùn)動(dòng)。因此，旋轉(zhuǎn)缸構(gòu)件2的轉(zhuǎn)速與活塞保持構(gòu)件5的轉(zhuǎn)速與活塞3、4相對(duì)于支承軸52、53的轉(zhuǎn)速之比成為1∶2∶1。
另外，在圖2中，缸基準(zhǔn)圓作成將從旋轉(zhuǎn)缸構(gòu)件2的旋轉(zhuǎn)軸心O至自轉(zhuǎn)中心位置X2的中心的長度作為半徑的圓。
還有，利用該旋轉(zhuǎn)動(dòng)作，缸室22、23內(nèi)的活塞3、4一邊對(duì)旋轉(zhuǎn)缸構(gòu)件2給予旋轉(zhuǎn)力，一邊活塞3在一對(duì)缸部位22a、22b間、活塞4在一對(duì)缸部位23a、23b間在外觀上作往復(fù)直線運(yùn)動(dòng)。并且，活塞3、4在旋轉(zhuǎn)缸構(gòu)件2旋轉(zhuǎn)1周中在缸部位22a、22b間及23a、23b間進(jìn)行1次往復(fù)運(yùn)動(dòng)，活塞3、4的往復(fù)動(dòng)作數(shù)與旋轉(zhuǎn)缸構(gòu)件2的轉(zhuǎn)速成為1∶1的關(guān)系。
活塞保持構(gòu)件5從圖4A的狀態(tài)旋轉(zhuǎn)60度，由此缸構(gòu)件4旋轉(zhuǎn)30度后的狀態(tài)示于圖4B。
也就是說，利用從上述圖4A向圖4B的動(dòng)作，活塞3從橫穿空洞部24的狀態(tài)向缸部位22a的內(nèi)部方向進(jìn)入約1/2的程度。該移動(dòng)時(shí)，由于活塞3與缸部位22a在平面相互間相面對(duì)，故從接觸面相互間的流體的泄漏幾乎沒有。利用該動(dòng)作，缸部位22a內(nèi)的流體能高效地通過凹部62a向排出管62c排出。另外，缸室22a的長度方向的距離，由于比活塞3的全長的2倍要短，故雖然進(jìn)出約1/2的程度，但活塞3的后端部分還呈殘留在空洞部24內(nèi)的狀態(tài)。
另一方面，利用活塞3向缸部位22a方向的動(dòng)作，由活塞3而被封住的缸部位22b、23a及缸部位23b的一部分成為一系列的空間。在該一系列的空間中，成為從吸入口61流入的流體充滿于各缸部位22b、23a、23b后的狀態(tài)。
并且，通過這時(shí)的動(dòng)作，活塞4從缸部位23b的最深部向空洞部24側(cè)移動(dòng)約1/9的程度。在該移動(dòng)時(shí)，活塞4和缸部位23b由于平面相互間抵接，故從接觸面(滑動(dòng)面)之間的流體的泄漏幾乎沒有。利用該動(dòng)作，外部的流體通過吸氣管61c而有效地從凹部61a流入缸部位23b內(nèi)部。并且，在該時(shí)刻，活塞4呈完全進(jìn)入缸部位23b內(nèi)部的狀態(tài)。
活塞保持構(gòu)件5再從圖4B的狀態(tài)旋轉(zhuǎn)60度，由此缸構(gòu)件4再旋轉(zhuǎn)30度后的狀態(tài)示于圖4C。
也就是說，通過從上述圖4B向圖4C的動(dòng)作，活塞3再從向缸部位22a的內(nèi)部進(jìn)入約1/2程度的位置向里側(cè)移動(dòng)至具體為約進(jìn)入8/9程度的位置。利用該動(dòng)作，殘留在缸部位22a內(nèi)的流體可進(jìn)一步通過凹部62a而高效地向排氣管62c排出。
并且，通過這時(shí)的動(dòng)作，活塞4在缸部位23b內(nèi)進(jìn)一步向空洞部24側(cè)移動(dòng)。利用該動(dòng)作，外部的流體通過吸氣管61c而進(jìn)一步從凹部61a向缸部位23b流入。并且，在該時(shí)刻，活塞4的前方端部分呈進(jìn)入空洞部24內(nèi)的狀態(tài)。
另一方面，在該動(dòng)作期間，缸部位22b、23a和缸部位22a的一部分通過空洞部24成為一系列的空間，在該一系列的空間內(nèi)成為從吸入口61流入的流體充滿于各缸部位22b、23a內(nèi)后的狀態(tài)。
活塞保持構(gòu)件5再從圖4C的狀態(tài)旋轉(zhuǎn)60度，由此活塞4再旋轉(zhuǎn)30度后的狀態(tài)示于圖4D。
也就是說，通過從上述圖4C向圖4D的動(dòng)作，活塞3再從向缸部位22a的內(nèi)部進(jìn)入約8/9程度后的位置向里側(cè)具體移動(dòng)至缸部位22a的最外周端部。利用該動(dòng)作，殘留在缸部位22a內(nèi)的流體進(jìn)一步通過凹部62a而高效地向排氣管62c排出。并且，在該時(shí)刻，在旋轉(zhuǎn)缸構(gòu)件2從圖4A所示的最初的狀態(tài)向箭頭B方向旋轉(zhuǎn)90度后的狀態(tài)下，缸部位22的最外周端部成為與在吸入口61的凹部61a與排出口62的凹部62a之間的位置相對(duì)的狀態(tài)，呈排出動(dòng)作已結(jié)束的狀態(tài)。
另一方面，通過該期間的動(dòng)作，活塞4從缸部位23b的最深部側(cè)橫穿空洞部24，其前端部分進(jìn)一步移動(dòng)至進(jìn)入缸部位23a內(nèi)的位置。利用該活塞4的動(dòng)作，活塞4的一端側(cè)在缸部位23b的入口成為同時(shí)稍許進(jìn)入的狀態(tài)。也就是說，活塞4成為位于往復(fù)運(yùn)動(dòng)的槽內(nèi)的中間位置的狀態(tài)，形成平面的兩側(cè)面44、44及底面43與同樣由平面形成的缸部位23a、23b的兩內(nèi)壁與底面及空洞部24的底面同時(shí)抵接的狀態(tài)。
這時(shí)，缸部位23a的最外周端部成為與排出口62的凹部62a稍微開始連通的狀態(tài)，缸室23a成為通過凹部62a而與排氣管62c連通的狀態(tài)。并且，缸部位23b的最外周端部成為與吸入口61的凹部61a的連通狀態(tài)剛結(jié)束的狀態(tài)，缸部位22b大致呈流體的吸引動(dòng)作結(jié)束后的狀態(tài)。另外，如上所述，由于活塞4為臨近空洞部24的狀態(tài)，故利用該活塞4而使各缸部位22a-23b在該時(shí)刻再次呈分別分?jǐn)嚓P(guān)閉的狀態(tài)。
這時(shí)的活塞3、4成為將上述圖4A狀態(tài)時(shí)的相互位置改換的狀態(tài)。也就是說，活塞3、4通過活塞保持構(gòu)件5旋轉(zhuǎn)180度、同時(shí)旋轉(zhuǎn)缸構(gòu)件2旋轉(zhuǎn)90度而進(jìn)行向缸部位22a-23b中的1個(gè)缸部位進(jìn)入或出去的動(dòng)作，將相互的位置改換。而且，本實(shí)施形態(tài)的旋轉(zhuǎn)式缸裝置1，通過重復(fù)該動(dòng)作就進(jìn)行泵動(dòng)作。也就是說，當(dāng)活塞保持構(gòu)件5再旋轉(zhuǎn)180度、即從最初的時(shí)刻旋轉(zhuǎn)360度時(shí)，活塞3、4返回圖4A所示的最初的位置。另外，旋轉(zhuǎn)缸構(gòu)件2在該期間旋轉(zhuǎn)180度。
因此，當(dāng)活塞保持構(gòu)件5旋轉(zhuǎn)2周的720度時(shí)，在該期間旋轉(zhuǎn)缸構(gòu)件2旋轉(zhuǎn)1周、即360度的旋轉(zhuǎn)。由此，活塞3、4，在呈相對(duì)的缸部位22a-23b之間進(jìn)行外觀上的往復(fù)直線運(yùn)動(dòng)。即，通過活塞保持構(gòu)件5旋轉(zhuǎn)2周，活塞3、4相對(duì)支承軸52、53旋轉(zhuǎn)1周，在1周中完成一系列的往復(fù)運(yùn)動(dòng)。
另外，這樣的動(dòng)作中，各活塞3、4，與各缸部位22a-23b以接觸面積大的平面相互間相對(duì)。因此，在相對(duì)的面之間，實(shí)際上成為流體幾乎不從接觸的相互面間的間隙泄漏的結(jié)構(gòu)。因此，可防止各空間相互間的流體的泄漏，可作成高效率的泵。
在上述第1實(shí)施形態(tài)的旋轉(zhuǎn)式缸裝置1中，雖然將缸室的數(shù)目構(gòu)成2個(gè)(4個(gè)缸部位)、將活塞的數(shù)目構(gòu)成2個(gè)，但也可以將活塞及缸室的數(shù)目作成1個(gè)。另外，如圖5及圖6所示的第2及第3實(shí)施形態(tài)那樣，也可以將缸室及活塞的數(shù)目作成3個(gè)。
作為本發(fā)明的第2實(shí)施形態(tài)的圖5所示的旋轉(zhuǎn)式缸裝置1，與上述第1實(shí)施形態(tài)的旋轉(zhuǎn)式缸裝置1同樣，在殼體60內(nèi)旋轉(zhuǎn)自如地配置著具有6個(gè)缸部位22a、22b、23a、23b、28a、28b的6個(gè)扇狀的座部25的旋轉(zhuǎn)缸構(gòu)件2。即，在該實(shí)施形態(tài)中，利用缸部位22a、22b和空洞部24來形成缸室22，利用缸部位23a、23b和空洞部24來形成缸室23，利用缸部位28a、28b和空洞部24來形成缸室28。而且，在旋轉(zhuǎn)缸構(gòu)件2的偏心位置上，旋轉(zhuǎn)自如地配置著活塞保持構(gòu)件(省略圖示)，在該活塞保持構(gòu)件上旋轉(zhuǎn)自如地保持著3個(gè)活塞3、4、9。另外，與上述實(shí)施形態(tài)的旋轉(zhuǎn)式缸裝置1同樣，在該旋轉(zhuǎn)式缸裝置1的殼體6內(nèi)所配置的兩構(gòu)件的旋轉(zhuǎn)比率，相對(duì)活塞保持構(gòu)件的轉(zhuǎn)速為2的旋轉(zhuǎn)缸構(gòu)件2的轉(zhuǎn)速為1。
這樣構(gòu)成的旋轉(zhuǎn)式缸裝置1，當(dāng)通過活塞保持構(gòu)件的旋轉(zhuǎn)而使活塞3、4、9向箭頭A’方向旋轉(zhuǎn)時(shí)，隨著該動(dòng)作，旋轉(zhuǎn)缸構(gòu)件2就向箭頭B’方向旋轉(zhuǎn)。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中分別一邊橫穿空洞部24一邊進(jìn)行外觀上的往復(fù)運(yùn)動(dòng)。
另外，各活塞3、4、9的長度方向的尺寸，在橫穿空洞部24時(shí)，成為能與空洞部24的兩側(cè)的缸室的內(nèi)壁雙方卡合的尺寸。因此，各活塞3、4、9，在橫穿空洞部24時(shí)能同時(shí)與兩側(cè)的缸室接觸。并且，各活塞3、4、9，當(dāng)然設(shè)計(jì)成在橫穿空洞部24時(shí)互相不與其他的活塞3、4、9碰撞。由此，旋轉(zhuǎn)式缸裝置1，始終在任何一個(gè)缸室內(nèi)被一邊導(dǎo)向一邊旋轉(zhuǎn)移動(dòng)，其結(jié)果，各活塞3、4、9可靠地出入各缸室22、23、28內(nèi)，能進(jìn)行泵動(dòng)作。
并且，作為本發(fā)明第3實(shí)施形態(tài)的圖6所示的旋轉(zhuǎn)式缸裝置1，與上述第1及第2實(shí)施形態(tài)同樣，在殼體6內(nèi)旋轉(zhuǎn)自如地配置著具有6個(gè)缸部位22a、22b、23a、23b、28a、28b和6個(gè)扇形的座部25的旋轉(zhuǎn)缸構(gòu)件2，在旋轉(zhuǎn)缸構(gòu)件2的偏心位置上，旋轉(zhuǎn)自如地配置著活塞保持構(gòu)件(省略圖示)。而且，在該活塞保持構(gòu)件上，旋轉(zhuǎn)自如地保持著3個(gè)活塞3、4、9。并且，與圖1和圖5的實(shí)施形態(tài)的旋轉(zhuǎn)式缸裝置1同樣，在其旋轉(zhuǎn)式缸裝置1的殼體6內(nèi)所配置的兩構(gòu)件的旋轉(zhuǎn)的比率，相對(duì)活塞保持構(gòu)件的轉(zhuǎn)速為2的旋轉(zhuǎn)缸構(gòu)件2的轉(zhuǎn)速與活塞3、4的轉(zhuǎn)速為1。
這樣構(gòu)成的旋轉(zhuǎn)式缸裝置1，當(dāng)利用活塞保持構(gòu)件的旋轉(zhuǎn)而使各活塞3、4、9向箭頭A”方向旋轉(zhuǎn)時(shí)，隨著該動(dòng)作，旋轉(zhuǎn)缸構(gòu)件2就向箭頭B”方向旋轉(zhuǎn)。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中分別一邊橫穿空洞部兼通路241一邊進(jìn)行外觀上的往復(fù)運(yùn)動(dòng)。
并且，在空洞部兼通路241的兩側(cè)上，配置著立設(shè)于殼體6上的截面為月牙狀的導(dǎo)向柱26和截面大致為半圓狀的導(dǎo)向柱27，利用這些導(dǎo)向柱26、27，進(jìn)行通過空洞部兼通路241內(nèi)的各活塞3、4、9的向?qū)АＴ谠搱D6所示的旋轉(zhuǎn)式缸裝置1中，各活塞3、4、9，由大致立方體的方塊構(gòu)成，在橫穿空洞部兼通路241時(shí)，成為與任何一個(gè)缸室都離開的狀態(tài)。因此，各活塞3、4、9在橫穿空洞部兼通路241時(shí)，利用導(dǎo)向柱26、27而成為一邊保持規(guī)定的姿勢(shì)一邊進(jìn)行通過。另外，不僅是導(dǎo)向柱26、27，也可設(shè)置上述第1實(shí)施形態(tài)那樣的在空洞部兼通路241內(nèi)的底面上導(dǎo)向用的小槽，用該小槽與導(dǎo)向柱26、27協(xié)同地對(duì)活塞3、4、9進(jìn)行導(dǎo)向。
另外，具有圖5及圖6所示的6個(gè)缸室及3個(gè)活塞型式的旋轉(zhuǎn)式缸裝置1，成為能獲得吸排平衡且轉(zhuǎn)矩變動(dòng)小的裝置。
并且，在上述各實(shí)施形態(tài)中，將外面形成平面的各活塞，在出入于將內(nèi)壁形成平面的各缸室時(shí)，通過平面相互間的面相對(duì)所產(chǎn)生的阻力而成為防止各空間相互間的流體泄漏的結(jié)構(gòu)，而除此以外還可在各活塞與各缸室的相對(duì)面部分設(shè)置充填粘性脂等的充填部以保持潤滑性并提高密封性。這時(shí)，也可將凹部形成于活塞的兩側(cè)面并將該凹部作為充填部。例如，如圖69所示，也可將凹部3d、4d作為充填部形成于活塞3、4的兩側(cè)面34、44上，而將上述粘性脂積貯于該凹部3d、4d上。并且，通過形成該凹部3d、4d，即使在不用潤滑劑的場(chǎng)合，也能緩和活塞3、4在往復(fù)運(yùn)動(dòng)時(shí)的阻力。
另外，在上述第1實(shí)施形態(tài)中，雖然通過使活塞保持構(gòu)件5的支軸51從殼體6突出、并使該突出部分與驅(qū)動(dòng)源連接而使活塞保持構(gòu)件5旋轉(zhuǎn)，且構(gòu)成使旋轉(zhuǎn)缸構(gòu)件2隨其從動(dòng)，但也可以如圖7所示的旋轉(zhuǎn)式缸裝置1那樣，相反地通過使旋轉(zhuǎn)缸構(gòu)件2的支軸21從殼體6突出、并使該支軸21的前端部分219與電動(dòng)機(jī)等的驅(qū)動(dòng)源(省略圖示)連接而將支軸21側(cè)作為輸入側(cè)、使活塞保持構(gòu)件5隨旋轉(zhuǎn)缸構(gòu)件2從動(dòng)。當(dāng)這樣構(gòu)成時(shí)，成為所謂的中心驅(qū)動(dòng)用方式，在將支軸21直接連接于電動(dòng)機(jī)的場(chǎng)合，作為產(chǎn)品的整體變得良好。
另外，在上述的第1實(shí)施形態(tài)中，雖然將吸入口61的凹部61a及排出口62的凹部62a一起構(gòu)成約80度左右的幅度，但該凹部61a、62a的幅度可根據(jù)用途任意地設(shè)定。例如，在適應(yīng)高壓縮比的場(chǎng)合及在用于空氣壓縮機(jī)等那樣的場(chǎng)合，當(dāng)將排出口62的凹部62a形成為10度左右和小容積時(shí)，可提高壓縮比、且流體能一口氣地從排出口62向外部排出。
此外，在上述的第1實(shí)施形態(tài)中，在殼體6的與旋轉(zhuǎn)缸構(gòu)件2的外周面相對(duì)的位置，分別設(shè)有吸入口61及排出口62，從旋轉(zhuǎn)缸構(gòu)件2的外側(cè)進(jìn)行吸排，但吸入口61及排出口62也可設(shè)在旋轉(zhuǎn)缸構(gòu)件2的上下方向兩側(cè)或單側(cè)。
另外，在上述第1實(shí)施形態(tài)中，通過在旋轉(zhuǎn)缸構(gòu)件2的單側(cè)配置有活塞保持構(gòu)件5、并使支承軸52、53從該活塞保持構(gòu)件5向旋轉(zhuǎn)缸構(gòu)件2的缸部位22a、22b、23a、23b內(nèi)突出，從而將保持于支承軸52、53上的活塞3、4配置在由旋轉(zhuǎn)缸構(gòu)件2的十字狀的空間所構(gòu)成的缸室內(nèi)，但也可以如圖8-圖11所示，對(duì)活塞保持構(gòu)件90用2枚圓盤狀構(gòu)件90a、90b構(gòu)成，且配置在旋轉(zhuǎn)缸構(gòu)件2的兩側(cè)。以下，說明第4實(shí)施形態(tài)。
在第4實(shí)施形態(tài)中，如圖8-圖11所示，在殼體6內(nèi)的圓形的空間內(nèi)壁上，配置著將許多滾針82a等間隔配置的輪環(huán)形狀的軸承構(gòu)件82，并在其內(nèi)側(cè)旋轉(zhuǎn)自如地支承著旋轉(zhuǎn)缸構(gòu)件2。在該旋轉(zhuǎn)缸構(gòu)件2中，各端部不向半徑方向外側(cè)貫通，而形成向軸向兩側(cè)貫通的十字狀的空間。該十字狀的空間的中心部成為空洞部24，而從空洞部24放射狀形成的部位分別成為缸部位22a、22b、23a、23b。在這樣形成的十字狀的空間中，滑動(dòng)自如地嵌入有在中心部具有孔3a的方塊狀的活塞3和在中心部具有孔4a的方塊狀的活塞4。
在旋轉(zhuǎn)缸構(gòu)件2的軸向兩側(cè)上，配置著向殼體6的外部突出的驅(qū)動(dòng)軸89的一端和以支軸95為旋轉(zhuǎn)中心固定的旋轉(zhuǎn)保持構(gòu)件90。也就是說，活塞保持構(gòu)件90由夾有旋轉(zhuǎn)缸構(gòu)件2而配置的2枚圓盤狀構(gòu)件90a、90b構(gòu)成，并用分別插通活塞3、4的2根支承軸52、53連接著。而且，通過將驅(qū)動(dòng)軸89的突出部分與電動(dòng)機(jī)等的驅(qū)動(dòng)源(省略圖示)連接，而當(dāng)使活塞保持構(gòu)件90旋轉(zhuǎn)時(shí)，活塞3在由缸部位22a、22b和空洞部24構(gòu)成的缸室22中、活塞3在由缸部位23a、23b和空洞部24構(gòu)成的缸室23中分別進(jìn)行滑動(dòng)移動(dòng)。利用該動(dòng)作，旋轉(zhuǎn)缸構(gòu)件2向與活塞保持構(gòu)件90同方向以1/2的速度旋轉(zhuǎn)，各缸部位22a、22b、23a、23b與未圖示的吸入口及排出口62連通。
另外，關(guān)于該第4實(shí)施形態(tài)的動(dòng)作，是與上述第1實(shí)施形態(tài)同樣的，利用該動(dòng)作可進(jìn)行泵動(dòng)作。在將該第4實(shí)施形態(tài)用作泵的場(chǎng)合，由于各缸部位22a-23b與旋轉(zhuǎn)缸構(gòu)件84的外周面不連通，故能將吸排機(jī)構(gòu)設(shè)置在能與旋轉(zhuǎn)缸構(gòu)件2的兩端面或單側(cè)的端面的各缸部位22a-23b相連通的位置的最外周部分上。
在以上各實(shí)施形態(tài)中，也可以使旋轉(zhuǎn)缸構(gòu)件和活塞保持構(gòu)件的任何一方作為輸入側(cè)從殼體6突出，使另一方作為從動(dòng)側(cè)裝入殼體6內(nèi)，而使兩支軸21、51一起從殼體6突出，在1個(gè)旋轉(zhuǎn)式缸裝置中能作成兩種型式。另外，上述的各實(shí)施形態(tài)，利用電動(dòng)機(jī)的驅(qū)動(dòng)力作成使缸構(gòu)件旋轉(zhuǎn)而進(jìn)行泵動(dòng)作的裝置，但也可以通過將流體送入缸構(gòu)件內(nèi)使兩支軸21、51旋轉(zhuǎn)，作成從這些支軸21、51獲取輸出的裝置。
下面，在圖13-圖15中，表示使用流體的能量而獲得旋轉(zhuǎn)輸出的作為流體旋轉(zhuǎn)機(jī)而構(gòu)成本發(fā)明的旋轉(zhuǎn)式缸裝置的實(shí)施形態(tài)。并且，作為本實(shí)施形態(tài)中的動(dòng)力源所用的流體不限于油、水等液體，也可以是空氣、煤氣等的氣體。并且，對(duì)于與在圖1-圖4所示的實(shí)施形態(tài)中說明過的結(jié)構(gòu)基本相同的結(jié)構(gòu)、原理，標(biāo)上相同的符號(hào)，并省略說明。
在本實(shí)施形態(tài)中，將構(gòu)成旋轉(zhuǎn)缸構(gòu)件2的旋轉(zhuǎn)中心的軸21作為輸出軸，使其前端向殼體6的外部突出。還有，使由導(dǎo)向用槽26a、27b和凸片3b、4b構(gòu)成的導(dǎo)向裝置不形成在活塞3、4與缸構(gòu)件2之間，而作成使活塞的移動(dòng)僅以缸室22、23的兩側(cè)壁和底面的3個(gè)面進(jìn)行導(dǎo)向的結(jié)構(gòu)。即，形成缸室22、23的槽的橫截面形狀詳細(xì)來說是與后述的活塞3、4的橫截面形狀相一致的。并且，缸部位22a-23b的長度方向的一端側(cè)(中央側(cè))與空洞部24相連通。
并且，空洞部24的底面，成為分別與各缸部位23a-23b相對(duì)應(yīng)的形狀。也就是說，缸部位22a-23b的橫截面形狀與和它們連續(xù)的空洞部24的截面形狀是相同的，通過用切削等方法將十字狀的槽加工成厚壁的圓板材料，可形成由空洞部24和缸部位22a-23b構(gòu)成的十字狀槽。而且，由于用切削等方法加工的十字狀槽的底面的兩轉(zhuǎn)角部分可以是帶圓角的形狀，故其加工極為容易。
在此，活塞3、4如圖16A所示，將其底面的兩轉(zhuǎn)角部分11構(gòu)成圓角的形狀，使其橫截面形狀與缸部位22a-23b的橫截面形狀一致。并且，活塞3、4的上面(與活塞保持構(gòu)件5的相對(duì)面)成為平面。因此，活塞3、4的上面、兩側(cè)面及底面沿活塞3、4的全長相對(duì)由殼體6和活塞保持構(gòu)件5閉塞的缸部位22a-23b進(jìn)行面接觸，確保缸部位22a-23b和活塞3、4間的氣密性、液密性。即，能更可靠地防止流體的泄漏。
而且，在下殼體64的小空間64c的底面上，設(shè)置著用于使輸出軸21貫通的插通孔64e。輸出軸21的前端從該插通孔64e向殼體6的外部突出。并且，在插通孔64e的內(nèi)面上設(shè)置凹槽，并通過在該處設(shè)置O形圈48將輸出軸21與下殼體64之間進(jìn)行密封。由此，防止壓力放出。
流體的入口61，從旋轉(zhuǎn)缸構(gòu)件2的旋轉(zhuǎn)軸心O看，開口成隨著旋轉(zhuǎn)缸構(gòu)件2的旋轉(zhuǎn)，活塞3、4在位于旋轉(zhuǎn)缸構(gòu)件2的大致外周位置時(shí)使缸部位22a-23b連通的狀態(tài)，在位于旋轉(zhuǎn)缸構(gòu)件2的大致45度的位置時(shí)，形成使缸部位22a-23b閉口的狀態(tài)。
并且，流體的出口62，與在大空間64b的內(nèi)壁64d上形成的淺的凹部62a連通。即，流體的出口62，從旋轉(zhuǎn)缸構(gòu)件2的旋轉(zhuǎn)軸心O看，開口成隨著旋轉(zhuǎn)缸構(gòu)件2的旋轉(zhuǎn)，活塞3、4在位于旋轉(zhuǎn)缸構(gòu)件2的大致45度的位置時(shí)使缸部位22a-23b連通的狀態(tài)，在位于旋轉(zhuǎn)缸構(gòu)件2的大致外周位置時(shí)，形成使缸部位22a-23b閉口的狀態(tài)。
流體的入口61和流體的出口62，形成相對(duì)流體的流動(dòng)使流動(dòng)阻力變小并進(jìn)行連續(xù)旋轉(zhuǎn)動(dòng)作的狀態(tài)。例如，流體在殼體6內(nèi)不轉(zhuǎn)換方向地可照舊一直前進(jìn)而在夾住旋轉(zhuǎn)缸構(gòu)件且相對(duì)的位置上形成有流體的入口61和流體的出口62。并且，流體的入口61的凹部61a和流體的出口62的凹部62a，相對(duì)旋轉(zhuǎn)缸構(gòu)件2的旋轉(zhuǎn)方向形成寬廣的范圍。例如，凹部61a相對(duì)旋轉(zhuǎn)缸構(gòu)件2的旋轉(zhuǎn)方向，使活塞3、4從通過向最外側(cè)移動(dòng)的狀態(tài)的缸部位(在圖14中缸部位23b)的位置沿著形成連通孔61b的范圍而形成。并且，凹部62a相對(duì)旋轉(zhuǎn)缸構(gòu)件2的旋轉(zhuǎn)方向，使活塞3、4沿著從連通孔62b的開始的位置至向最外側(cè)移動(dòng)狀態(tài)的缸部位(在圖14中缸部位23b)的正前方的位置的范圍而形成。另外，流體的入口61的連通孔61b和流體的出口62的連通孔62b的通路與各缸部位22a-23b相比是足夠大的。這樣，流體的入口61和流體的出口62在相對(duì)位置被形成，而且，凹部61a、62a在寬廣的范圍被形成，且由于連通孔61b和62b的通路面積形成得較大，故流體的流動(dòng)阻力變小。
流體的入口61的凹部61a和流體的出口62的凹部62a如圖14所示，被連通旋轉(zhuǎn)缸的旋轉(zhuǎn)軸心O和活塞保持構(gòu)件5的旋轉(zhuǎn)中心位置X的線分在兩邊而形成線對(duì)稱的狀態(tài)。凹部61a的圖14下端側(cè)的位置，被形成至連通旋轉(zhuǎn)軸心O和旋轉(zhuǎn)中心位置X的線上的附近，更詳細(xì)地說，形成于從上述線上活塞4(或3)的寬度的大致一半、靠近流體的入口側(cè)的位置。并且，凹部61a的圖14的上端側(cè)位置，形成于從連通旋轉(zhuǎn)軸心O和旋轉(zhuǎn)中心位置X的線上向順時(shí)針旋轉(zhuǎn)方向旋轉(zhuǎn)大約135度、更詳細(xì)地說形成于活塞3(或3)的寬度的大約一半、向逆時(shí)針方向減小的位置。并且，凹部61a、62a的流路截面積，由于在深度方向的值能控制，故設(shè)定成流體阻力變小的狀態(tài)。
該流體旋轉(zhuǎn)機(jī)1，具有背壓放出裝置。背壓放出裝置，例如可由活塞前后動(dòng)作背壓放出裝置12、缸側(cè)背壓放出裝置13、活塞保持構(gòu)件側(cè)背壓放出裝置14構(gòu)成。
活塞前后動(dòng)作背壓放出裝置12，是例如形成于空洞部24底面的中央的十字槽。作為該活塞前后動(dòng)作背壓放出裝置的十字槽12，比活塞3、4的長度稍長，如圖14所示，即使在活塞3、4位于空洞部24的場(chǎng)合，也能使各缸部位22a-23b連通。因此，即使使用非壓縮性液體作為流體的場(chǎng)合，活塞3、4也不會(huì)被液體鎖定而可進(jìn)行圓滑的動(dòng)作。另外，十字槽12的通路截面積與活塞3、4的橫截面積相比成為足夠小，由于從流體的入口61流入缸部位22a-23b內(nèi)的流體的壓力基本上作用于活塞3、4，故不會(huì)使流體旋轉(zhuǎn)機(jī)1的效率變差。但是，在例如使用氣體作為流體的場(chǎng)合等，作為活塞前后動(dòng)作背壓放出裝置的十字槽12也可以省略。
缸側(cè)背壓放出裝置13，是用于將流體旋轉(zhuǎn)機(jī)1的工作中在旋轉(zhuǎn)缸構(gòu)件2和下殼體64之間產(chǎn)生的背壓予以放出并使旋轉(zhuǎn)缸構(gòu)件2等的旋轉(zhuǎn)圓滑進(jìn)行的裝置，例如是將4個(gè)座部25貫通的孔13(圖14)。但是，作為缸側(cè)背壓放出裝置不限于貫通座部25的孔13，例如，如圖17及圖38所示，也可以是形成于旋轉(zhuǎn)缸構(gòu)件2的外周面上的槽13，或如圖18A及圖18B所示，也可以是形成于下殼體64的內(nèi)壁64d上的槽13。這3種型式的缸側(cè)背壓放出裝置13，是通過使旋轉(zhuǎn)缸構(gòu)件2的兩側(cè)的壓力均勻而放出背壓的結(jié)構(gòu)，能防止流體向殼體6外泄漏。另外，在可允許流體向殼體6外泄漏的場(chǎng)合，例如，如圖19A及圖19B所示，作為缸側(cè)背壓放出裝置也可以將貫通孔13形成于下殼體64上、作成將背壓向殼體6外放出的狀態(tài)。
活塞保持構(gòu)件側(cè)背壓放出裝置14，是用于將流體旋轉(zhuǎn)機(jī)1工作中在活塞保持構(gòu)件5與上殼體63之間產(chǎn)生的背壓予以放出并使活塞保持構(gòu)件5的旋轉(zhuǎn)圓滑進(jìn)行的裝置，是例如貫通活塞保持構(gòu)件5的孔14(圖14)。但是，作為活塞保持構(gòu)件側(cè)背壓放出裝置不限于貫通活塞保持構(gòu)件5的孔14，例如，如圖17及圖38所示，也可以是形成于活塞保持構(gòu)件5的外周面上的槽14，或如圖18A及圖18B所示，也可以是形成于上殼體63的內(nèi)周面上的槽14。這3種形式的活塞保持構(gòu)件側(cè)背壓放出裝置14，是通過使活塞保持構(gòu)件5的兩側(cè)的壓力均勻而放出背壓的結(jié)構(gòu)，能防止流體向殼體6外的泄漏。另外，在允許流體向殼體6外泄漏的場(chǎng)合，例如，如圖19A及圖19B所示，作為活塞保持構(gòu)件側(cè)背壓放出裝置也可以形成貫通于殼體63的孔14，作成使背壓向殼體6外放出的狀態(tài)。
并且，流體旋轉(zhuǎn)機(jī)1具有潤滑劑循環(huán)機(jī)構(gòu)15。該潤滑劑循環(huán)機(jī)構(gòu)15如圖21所示，其結(jié)構(gòu)具有潤滑劑箱16、與旋轉(zhuǎn)缸構(gòu)件2的背面連通并將潤滑劑從該潤滑劑箱16引導(dǎo)至殼體6內(nèi)的潤滑劑流入通路17、與活塞保持構(gòu)件5的背面?zhèn)冗B通并將潤滑劑引導(dǎo)至該潤滑劑箱16內(nèi)的潤滑劑流出通路18。在潤滑劑流入通路17的中途設(shè)有未圖示的過濾器。另外，作為潤滑劑，只要是潤滑油、潤滑指、水、氣體、其他的流體等具有潤滑性的流體即可。
潤滑劑流入通路17，與設(shè)在上殼體63上的孔19連接。從該孔19引導(dǎo)至上殼體63內(nèi)的潤滑劑，在殼體6內(nèi)的各構(gòu)件的間隙及缸側(cè)背壓放出裝置13、活塞保持構(gòu)件側(cè)背壓放出裝置14等中傳送而潤滑滑動(dòng)面。而且，從設(shè)在下殼體64上的孔20向潤滑劑流出通路18流出，向潤滑劑箱16作循環(huán)。該潤滑劑，利用由旋轉(zhuǎn)缸構(gòu)件2及活塞保持構(gòu)件5的旋轉(zhuǎn)產(chǎn)生的壓力差而進(jìn)行下述方向的循環(huán)潤滑劑箱16→潤滑劑流入通路17→殼體6內(nèi)→潤滑劑流出通路18→潤滑劑箱16。
上述構(gòu)成的流體旋轉(zhuǎn)機(jī)1，利用流體的壓力進(jìn)行旋轉(zhuǎn)。也就是說，當(dāng)向流體的入口61供給流體時(shí)，活塞保持構(gòu)件5及旋轉(zhuǎn)缸構(gòu)件2等進(jìn)行旋轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)，能從輸出軸21獲取旋轉(zhuǎn)力。
關(guān)于圖13-圖15所示的流體旋轉(zhuǎn)機(jī)1的動(dòng)作，用圖20A-圖20F來說明。
首先，在圖20A的狀態(tài)下，在缸部位11a、22b內(nèi)外觀上作往復(fù)運(yùn)動(dòng)的活塞3，位于旋轉(zhuǎn)缸構(gòu)件2的空洞部24。在該位置，活塞3同時(shí)與缸部位22a、22b卡合。另一方面，在缸部位23a、23b內(nèi)外觀上作往復(fù)運(yùn)動(dòng)的活塞4，呈進(jìn)出(被推進(jìn))至旋轉(zhuǎn)缸構(gòu)件2的缸部位23b內(nèi)的最外周端部的狀態(tài)。
在該狀態(tài)下，缸部位22b與流入的入口61的凹部61a相對(duì)，缸部位22a與流體的出口62的凹部62a相對(duì)。并且，缸部位23a、23b與凹部61a和凹部62a之間、即與未形成凹部61a、62a的位置相對(duì)。
在該狀態(tài)下，當(dāng)流體從流體的入口61向缸部位22b流入時(shí)，利用該流體的壓力使活塞3向缸部位22a推進(jìn)。由于自轉(zhuǎn)中心位置X1相對(duì)與旋轉(zhuǎn)中心位置X偏離，故推進(jìn)活塞3的力成為使保持活塞3的活塞保持構(gòu)件5旋轉(zhuǎn)的力，使活塞保持構(gòu)件5繞旋轉(zhuǎn)中心位置X進(jìn)行旋轉(zhuǎn)。其結(jié)果，由于活塞3繞旋轉(zhuǎn)中心位置X進(jìn)行旋轉(zhuǎn)，故使旋轉(zhuǎn)缸構(gòu)件2圍繞旋轉(zhuǎn)軸心O進(jìn)行旋轉(zhuǎn)。
活塞3一邊從流體的出口62排出缸部位22a內(nèi)的流體，一邊被從流體的入口61向缸部位22b流入的流體的壓力所推進(jìn)。另一方面，隨著活塞保持構(gòu)件5的旋轉(zhuǎn)，如圖20B所示，缸部位23b內(nèi)的活塞4就被拉回到空洞部24，但在這時(shí)，活塞3、4間的流體通過十字槽12而從缸部位23b向其他的缸部位22a-23a流出，并且，由于利用活塞保持構(gòu)件5的旋轉(zhuǎn)而使缸部位23b開始與流體的入口61的凹部61a重疊(相面對(duì))，故流體開始從流體的入口61向缸部位23b流入。也就是說，不會(huì)因流體的壓力而妨礙(被液壓鎖定)活塞3、4的動(dòng)作，活塞3、4可順利地動(dòng)作，活塞保持構(gòu)件5及旋轉(zhuǎn)缸構(gòu)件2順利地旋轉(zhuǎn)。
而且，通過從流體的入口61向缸部位22流入的液體推進(jìn)活塞3，使活塞保持構(gòu)件5及旋轉(zhuǎn)缸構(gòu)件2繼續(xù)旋轉(zhuǎn)。更具體地說，活塞3利用來自流體的入口61的凹部61a的流體壓力而從旋轉(zhuǎn)缸構(gòu)件2的旋轉(zhuǎn)軸心O的位置向外周推進(jìn)，并要將連通孔62b側(cè)的缸部位22a的流體推出。
另外，通過流體壓力推壓活塞3，而成為活塞保持構(gòu)件5的旋轉(zhuǎn)力。
另一方面，在該狀態(tài)下，活塞4對(duì)于旋轉(zhuǎn)缸構(gòu)件2的旋轉(zhuǎn)幾乎不起作用。也就是說，活塞4雖然利用從流體的入口61向缸部位23b流入的流體要移向旋轉(zhuǎn)缸構(gòu)件2的旋轉(zhuǎn)軸心O，但活塞4的前后同時(shí)與凹部61a相連，由于壓力平衡著，故利用活塞3賦于旋轉(zhuǎn)缸構(gòu)件2的旋轉(zhuǎn)(圖20C)。在該狀態(tài)下，雖然缸部位22b和缸部位23b與流體的入口61的凹部61a重疊著，但當(dāng)活塞保持構(gòu)件5及旋轉(zhuǎn)缸構(gòu)件2進(jìn)一步旋轉(zhuǎn)到達(dá)圖20D的位置時(shí)，與流體的入口61的凹部61a重疊著的缸室僅為缸部位23b，以后，流體的壓力作用于活塞4。也就是說，流體壓力推壓活塞4，活塞4推壓缸部位22b、23a、空洞部24的流體，活塞3就被推壓，旋轉(zhuǎn)力繼續(xù)起作用。換句話說，受到流體壓力的活塞從活塞3向活塞4移動(dòng)，活塞保持構(gòu)件5及旋轉(zhuǎn)缸構(gòu)件2繼續(xù)旋轉(zhuǎn)。
另一方面，在該狀態(tài)下，與流體的凹部62a重疊著的缸室僅為缸部位22a，雖然缸部位22a內(nèi)的流體被從流體的出口62排出，但當(dāng)活塞保持構(gòu)件5及旋轉(zhuǎn)缸構(gòu)件2進(jìn)一步旋轉(zhuǎn)到達(dá)圖20E的位置時(shí)，缸部位23a也成為與流體的出口62的凹部62a重疊的狀態(tài)，活塞4受到來自凹部61a的流體壓力并對(duì)活塞保持構(gòu)件賦于旋轉(zhuǎn)，一邊使缸部位22a內(nèi)的流體和缸部位23a內(nèi)的流體從流體的出口62排出、一邊使活塞保持構(gòu)件5及旋轉(zhuǎn)缸構(gòu)件2進(jìn)行旋轉(zhuǎn)(圖20F)。
而且，以后，缸室相對(duì)于流體的入口61的凹部61a和流體的出口62的凹部62a的位置關(guān)系依次輪番地作如下的變化的方向缸部位22b→缸部位23b→缸部位22a→缸部位23a→缸部位22b，并且，主要受到流體壓力的活塞由于按活塞3→活塞4→活塞3交互地進(jìn)行變化，而使活塞保持構(gòu)件5及旋轉(zhuǎn)缸構(gòu)件2繼續(xù)旋轉(zhuǎn)。因此，旋轉(zhuǎn)力連續(xù)由輸出軸21輸出。即，起到流體電動(dòng)機(jī)的功能。
在該流體旋轉(zhuǎn)機(jī)1中，在活塞3、4被從缸部位22a-23b的外側(cè)位置拉回空洞部24的場(chǎng)合，即在缸部位22a-23b內(nèi)的容積增加的場(chǎng)合，缸部位22a-23b與流體的入口61的凹部61a重疊著。并且，在活塞3、4從空洞部24向缸部位22a-23b的外側(cè)位置推進(jìn)的場(chǎng)合，即在缸部位22a-23b內(nèi)的容積減少的場(chǎng)合，缸部位22a-23b與流體的出口62的凹部62a重疊著。因此，活塞3、4順利地移動(dòng)。并且，如上所述，流體的入口61與流體的出口62被形成相對(duì)的位置處，而且，凹部61a、62a在寬廣的范圍被形成，且由于連通孔61b和62b的通路面積被較大地形成，故流體的流動(dòng)阻力變小。其結(jié)果，流體的壓力就有效地轉(zhuǎn)換為旋轉(zhuǎn)缸構(gòu)件2即輸出軸21的旋轉(zhuǎn)力，成為高效的流體旋轉(zhuǎn)機(jī)1。
在該流體旋轉(zhuǎn)機(jī)1中，活塞3、4的繞圈旋轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)，即，以旋轉(zhuǎn)中心位置X為中心的活塞保持構(gòu)件5的旋轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)，成為旋轉(zhuǎn)缸構(gòu)件2的以旋轉(zhuǎn)軸心O為中心的旋轉(zhuǎn)角速度的2倍的角旋轉(zhuǎn)。
另外，由于活塞在旋轉(zhuǎn)缸構(gòu)件2的1次旋轉(zhuǎn)期間在缸部位22a、22b間進(jìn)行1次往復(fù)并相對(duì)支承軸52進(jìn)行1次旋轉(zhuǎn)，故活塞3的轉(zhuǎn)速和旋轉(zhuǎn)缸構(gòu)件2的轉(zhuǎn)速為1∶1的關(guān)系。即，與活塞保持構(gòu)件5的轉(zhuǎn)速與活塞3、4相對(duì)支承軸52、53的轉(zhuǎn)速之比為1∶2∶1。
另外，如上所述，由于使活塞3、4的橫截面形狀與缸部位22a-23b的橫截面形狀一致，故當(dāng)組裝流體旋轉(zhuǎn)機(jī)1時(shí)，活塞3、4的上面、兩側(cè)面、底面相對(duì)缸部位22a-23b沿活塞3、4的全長呈面接觸，可確保缸部位22a-23b與活塞3、4間的氣密性、液密性。也就是說，能更可靠地防止流體的泄漏，能作成高效的流體旋轉(zhuǎn)機(jī)。
下面，就使用該流體旋轉(zhuǎn)機(jī)1的流體發(fā)電機(jī)的實(shí)施形態(tài)進(jìn)行說明。并且，在該實(shí)施形態(tài)中，由于除發(fā)電機(jī)指令外與作為驅(qū)動(dòng)源的流體旋轉(zhuǎn)機(jī)1在圖1-圖4所示的實(shí)施形態(tài)中說明的結(jié)構(gòu)為基本相同的結(jié)構(gòu)、原理，故標(biāo)上相同的符號(hào)并省略其說明。圖22-圖28表示該流體發(fā)電機(jī)70的一例。在該流體發(fā)電機(jī)70中，使發(fā)電機(jī)構(gòu)與流體旋轉(zhuǎn)機(jī)1的輸出側(cè)連接，并將它們收容在殼體6內(nèi)。發(fā)電機(jī)構(gòu)具有作為旋轉(zhuǎn)側(cè)要素的軛鐵73及磁鐵74、作為固定側(cè)的定子鐵心76、繞組77及支架78。
即，將圓筒部72與旋轉(zhuǎn)缸構(gòu)件2一體地成形，將軛鐵73和磁鐵74與圓筒部72粘接固定。旋轉(zhuǎn)缸構(gòu)件2通過同時(shí)受到軸向方向和徑向方向的軸承75而旋轉(zhuǎn)自如地被支承在下殼體64上。另一方面，與磁鐵74相對(duì)的定子鐵心76和繞組77，被設(shè)置在安裝于下殼體64上的支架78上。
另外，在本實(shí)施形態(tài)中，如圖39所示，使定子鐵心76的突極的中心與磁鐵74的磁極(N極或S極)的中心位置與成為缸部位22a-23b的槽位置大致一致。這一點(diǎn)，由于使機(jī)動(dòng)性變好，當(dāng)缸部位22a-23b停止時(shí)，產(chǎn)生最大轉(zhuǎn)矩而能容易地起動(dòng)。但是，只要是在使用方面無問題的范圍，也不一定要堅(jiān)持上述的位置關(guān)系。
活塞保持構(gòu)件5，通過同時(shí)受到軸向方向和徑向方向的軸承79而被支承在上殼體63上。上殼體63被螺釘緊固在下殼體64上，在它們之間利用O形圈80進(jìn)行密封。另外，殼體6、活塞3、4、活塞保持構(gòu)件5及旋轉(zhuǎn)缸構(gòu)件2等被作成減輕重量孔而獲得形狀的穩(wěn)定化、輕量化。
當(dāng)向該流體發(fā)電機(jī)70的流體的入口61供給流體時(shí)，用與圖20所示的動(dòng)作原理同樣的原理使旋轉(zhuǎn)缸構(gòu)件2旋轉(zhuǎn)，并使固定在其上面的磁鐵74相對(duì)卷繞在定子鐵心76上的繞組77旋轉(zhuǎn)。因此，在繞組77中產(chǎn)生電流而進(jìn)行發(fā)電。在該流體發(fā)電機(jī)70中，由于以內(nèi)側(cè)的定子鐵心76、繞組77為中心并在其周圍配置著磁鐵74，故發(fā)電效率變得良好。
另外，通過將上述流體的出口62作為流體的入口、將流體的入口61用作流體的出口，也可作成從輸出軸21獲得反旋轉(zhuǎn)的輸出的狀態(tài)。
并且，通過使活塞3、4的橫截面形狀與各缸部位22a-23b的橫截面形狀一致，就成為防止流體從活塞3、4的周圍泄漏的結(jié)構(gòu)。
又，活塞3、4的形狀及缸部位22a-23b的橫截面形狀不限于圖16所示的形狀，例如，既可以是如圖29A-圖33B所示的具有帶角的U字形、圓滑的U字形、屋基形的梯形(ホ一ムベ一ス形ね臺(tái)形狀)、倒三角形等各種異形的橫截面形狀的結(jié)構(gòu)，并且，也可以是如圖34A、34B所示的正方形，還可以是其他的形狀。
又，如圖36所示，在將旋轉(zhuǎn)缸構(gòu)件2的旋轉(zhuǎn)軸21作為輸出軸的同時(shí)，也可以將活塞保持構(gòu)件5側(cè)的支軸51作為輸出軸。即，只要將旋轉(zhuǎn)缸構(gòu)件2和活塞保持構(gòu)件5中的至少一方的旋轉(zhuǎn)予以輸出即可。并且，圖35及圖36是表示與圖13相同位置的截面，省略了流入口及流出口等的圖示。
又，在上述的說明中，雖然使用滾動(dòng)軸承構(gòu)件7a、7b來支承旋轉(zhuǎn)缸構(gòu)件2，但也可以作成使用滑動(dòng)軸承構(gòu)件來支承旋轉(zhuǎn)缸構(gòu)件2。并且，既可使用滾動(dòng)軸承構(gòu)件8a、8b來支承活塞保持構(gòu)件5，也可以作成使用滑動(dòng)軸承構(gòu)件來支承活塞保持構(gòu)件5。
又，在上述說明中，雖然將缸室的數(shù)目作成2個(gè)(缸部位的數(shù)目為4個(gè))、將活塞的數(shù)目作成2個(gè)，但未必限于該數(shù)目的組合。例如，也可以將缸室的數(shù)目作成3個(gè)(缸部位的數(shù)目為6個(gè))、將活塞的數(shù)目作成3個(gè)。將這時(shí)的動(dòng)作原理根據(jù)圖37簡單地進(jìn)行說明。
在圖37的例子中，在殼體6內(nèi)旋轉(zhuǎn)自如地配置著具有6個(gè)缸部位22a、22b、23a、23b、28a、28b和6個(gè)扇狀的座部25的旋轉(zhuǎn)缸構(gòu)件2。即，在該例子中，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，在旋轉(zhuǎn)缸構(gòu)件2的偏心位置上，旋轉(zhuǎn)自如地配置有活塞保持構(gòu)件5、并在該活塞保持構(gòu)件5上旋轉(zhuǎn)自如地保持著3個(gè)活塞3、4、9。另外，與上述的情況相同，配置在該流體旋轉(zhuǎn)機(jī)1的殼體6內(nèi)的旋轉(zhuǎn)缸構(gòu)件2與活塞保持構(gòu)件5的旋轉(zhuǎn)的比率，相對(duì)活塞保持構(gòu)件5的轉(zhuǎn)速為2的旋轉(zhuǎn)缸構(gòu)件2的轉(zhuǎn)速為1；活塞3、4、9的缸室22、23、28內(nèi)的往復(fù)次數(shù)為1；相對(duì)未圖示的支承軸的活塞的轉(zhuǎn)速也為1。
在該例子中，也與圖20的情況同樣，當(dāng)利用活塞保持構(gòu)件5的旋轉(zhuǎn)而使各活塞3、4、9向圖中順時(shí)針旋轉(zhuǎn)方向旋轉(zhuǎn)時(shí)，隨著該動(dòng)作，旋轉(zhuǎn)缸構(gòu)件2也就向相同方向旋轉(zhuǎn)。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中分別一邊橫穿空洞部24一邊進(jìn)行外觀上的往復(fù)運(yùn)動(dòng)。
另外，各活塞3、4、9的長度方向的尺寸，在橫穿空洞部24時(shí)，成為能與空洞部24的兩側(cè)的缸室的內(nèi)壁雙方卡合的尺寸。因此，各活塞3、4、9，在橫穿空洞部24時(shí)就同時(shí)與兩側(cè)的缸室接觸。并且，當(dāng)然設(shè)計(jì)成各活塞3、4、9在橫穿空洞部24時(shí)互相不與其他的活塞3、4、9相碰撞。由此，在圖37的例子中，各活塞3、4、9始終一邊在任何一個(gè)缸室內(nèi)被導(dǎo)向、一邊進(jìn)行旋轉(zhuǎn)移動(dòng)，其結(jié)果，各活塞3、4、9就可靠地出入于各缸室22、23、28內(nèi)，并利用流體的壓力進(jìn)行使未圖示的輸出軸旋轉(zhuǎn)的電動(dòng)機(jī)動(dòng)作。另外，在工作流體為非壓縮性流體的場(chǎng)合，在缸室22、23、28交叉的空洞部24中，雖未圖示，但往往形成放射狀延伸的6條淺槽。即，作為活塞前后動(dòng)作背壓放出裝置，也可以作成在空洞部24中設(shè)有未圖示的6等分的呈放射形狀的槽。
并且，圖37所示的、具有3個(gè)缸室22、23、28及3個(gè)活塞3、4、9的型式的流體旋轉(zhuǎn)機(jī)1，成為轉(zhuǎn)矩變動(dòng)少的設(shè)備。
下面，圖40-圖44表示將本發(fā)明的旋轉(zhuǎn)式缸裝置構(gòu)成通過旋轉(zhuǎn)力的輸入而壓縮流體的旋轉(zhuǎn)式壓縮機(jī)的實(shí)施形態(tài)。另外，在該實(shí)施形態(tài)中的壓送的流體不限于油、水等液體，也可以是空氣、煤氣等的氣體。并且，對(duì)于與圖1-圖4、圖13-圖15所示的實(shí)施形態(tài)中說明的結(jié)構(gòu)基本相同的結(jié)構(gòu)、原理的構(gòu)件，標(biāo)上相同的符號(hào)，并省略其說明。
本實(shí)施形態(tài)的活塞3、4，例如利用燒結(jié)金屬(金屬等粉末的燒結(jié)體)來形成。因此，活塞3、4成為多孔質(zhì)的結(jié)構(gòu)，能預(yù)先含浸潤滑油，對(duì)滑動(dòng)面的潤滑變得有利。但是，當(dāng)然也可以使用燒結(jié)金屬以外的材料來形成活塞3、4。
在本實(shí)施形態(tài)中，在旋轉(zhuǎn)缸構(gòu)件2中，通過雞心夾頭板221傳遞作為輸入軸的支軸21的旋轉(zhuǎn)。若具體地說明，則在旋轉(zhuǎn)缸構(gòu)件2的各座部25內(nèi)，在與活塞保持構(gòu)件5相對(duì)的面的相反側(cè)面上、即在圖41及圖42中的下側(cè)面上形成開口的大直徑孔25a。在各大直徑孔25a中，配置成直線狀的2個(gè)大直徑孔25a內(nèi)，插入有立設(shè)固定于雞心夾頭板221上的雞心夾頭軸30。相對(duì)該雞心夾頭軸30，大直徑孔25a在缸部位22a、22b、23a、23b的軸心方向形成稍長，即使如旋轉(zhuǎn)缸構(gòu)件2與雞心夾頭板221的旋轉(zhuǎn)中心已偏離也能一邊吸收該偏離一邊將雞心夾頭板221的旋轉(zhuǎn)良好地傳遞給旋轉(zhuǎn)缸構(gòu)件2。在雞心夾頭板221與旋轉(zhuǎn)缸構(gòu)件2之間設(shè)有間隙，如后所述可對(duì)雞心夾頭板221的傾斜進(jìn)行調(diào)整。
在雞心夾頭板221的旋轉(zhuǎn)軸心上，利用壓入方式而插入固定有輸入軸21。并且，輸入軸21的前端向殼體6的外部突出。
旋轉(zhuǎn)缸構(gòu)件2，旋轉(zhuǎn)自如地被支承在軸承板32上。軸承板32是用于旋轉(zhuǎn)自如地平面支承旋轉(zhuǎn)缸構(gòu)件2的構(gòu)件，如圖45所示，在該支承面上形成有2條突部32a、32b。各突部32a、32b部分地被切割，使?jié)櫥瑒┑难h(huán)變得容易。并且，各突部32a、32b的切割部分在旋轉(zhuǎn)缸構(gòu)件2的旋轉(zhuǎn)方向上錯(cuò)開90度地配置著，以求得防止旋轉(zhuǎn)缸構(gòu)件2的傾斜。如此，由于可使旋轉(zhuǎn)缸構(gòu)件2在其外周附近進(jìn)行平面支承，旋轉(zhuǎn)缸構(gòu)件2的旋轉(zhuǎn)狀態(tài)變得穩(wěn)定、難于傾斜，可確保壓縮性能，能提高可靠性。在軸承板32上，形成有用于使后述的潤滑油循環(huán)的孔32c。
軸承板32的傾斜，可由調(diào)整螺釘33進(jìn)行調(diào)整。調(diào)整螺釘33例如由3根推壓螺釘33a和3根拉引螺釘33b構(gòu)成，并將它們交替地配置在圓周方向上。推壓螺釘33a使軸承板32部分地靠近旋轉(zhuǎn)缸構(gòu)件2，拉引螺釘33b使軸承板32部分地離開旋轉(zhuǎn)缸構(gòu)件2。因此，通過使推壓螺釘33a、拉引螺釘33b的旋入量改變，可調(diào)整軸承板32的傾斜。因此，可減輕軸向方向的零件精度。在各調(diào)整螺釘33與下殼體64、軸承板32之間，由O形圈進(jìn)行密封。并且，形成有使?jié)櫥脱h(huán)用的孔32c。
活塞保持構(gòu)件5被與支承雞心夾頭板221的軸承板32同樣的軸承板34旋轉(zhuǎn)自如地支承。該軸承板34與軸承板32相同，也形成有2條突部34a、34b，將活塞保持構(gòu)件5平面支承于軸向力方向上。作成這樣，由于能將活塞保持構(gòu)件5在其外周附近進(jìn)行平面支承，故能使活塞保持構(gòu)件5的旋轉(zhuǎn)狀態(tài)穩(wěn)定，難于傾斜，能確保壓縮性能、并提供可靠性。并且，形成有使?jié)櫥脱h(huán)用的孔34c。而且，該軸承板34的傾斜，例如可由3根推壓螺釘33a和3根拉引螺釘33b構(gòu)成的調(diào)整螺釘33來進(jìn)行調(diào)整。因此，能減輕軸向方向的零件精度。在各調(diào)整螺釘33與上殼體63、軸承板33之間，由O形圈42進(jìn)行密封。
另外，在徑向方向，旋轉(zhuǎn)缸構(gòu)件2被下殼體64的周壁支承著，活塞保持構(gòu)件5被上殼體63的周壁63d支承著。
在各支承軸52、53上，形成有貫通其軸向及徑向的支承軸內(nèi)通路52a、53a。后述的潤滑油的一部分通過支承軸內(nèi)通路52a、53a流動(dòng)，潤滑活塞3、4與活塞保持構(gòu)件5之間的滑動(dòng)面，以及潤滑支承軸52、53與活塞3、4之間的滑動(dòng)面。
另外，根據(jù)潤滑的程度，也可以沒有支承軸內(nèi)通路52a、53a。
上殼體63和下殼體64用螺釘45固定。并且，在上殼體63與下殼體64之間用O形圈45密封。
在下殼體64的底部上，設(shè)有貫通輸入軸21用的插通孔64e。并在下殼體64的底部上，用螺釘37固定著蓋帽36。在下殼體64與蓋帽之間用O形圈38進(jìn)行密封。另外，輸入軸21與壓縮機(jī)內(nèi)部的密封用2層重疊的機(jī)械密封件99進(jìn)行密封。
作為流體入口的吸入口61的凹部61a，形成隨著旋轉(zhuǎn)缸構(gòu)件2的旋轉(zhuǎn)、從進(jìn)入比活塞3、4向最外周移動(dòng)的位置稍內(nèi)側(cè)的位置開始至活塞3、4移動(dòng)至空洞部24附近的位置的狀態(tài)。另外，作為流體出口的排出口62凹部62a，設(shè)置在隨著旋轉(zhuǎn)缸構(gòu)件2的旋轉(zhuǎn)、位于比活塞3、4向最外周移動(dòng)的位置稍向跟前的位置。這樣，凹部62a與凹部61a相比，相對(duì)旋轉(zhuǎn)缸構(gòu)件2的旋轉(zhuǎn)方向被形成于極狹窄的范圍。因此，直至缸部位22a、22b、23a、23b內(nèi)的壓力充分增加時(shí)，這些缸部位22a、22b、23a、23b也不會(huì)與凹部62a相對(duì)，可使被活塞3、4壓縮后的缸部位22a、22b、23a、23b內(nèi)的流體以高壓的狀態(tài)從排出口62一口氣地排出。
另外，當(dāng)活塞3、4在最外周位置(圖46的缸部位23b的位置)時(shí)，缸部位22a、22b、23a、23b內(nèi)成為最高壓。與此相反，吸入口61成為低壓。因此，雖然考慮到從活塞3、4的最外周位置的缸部位22a、22b、23a、23b向吸入口61的流體的泄漏，但在該旋轉(zhuǎn)式壓縮機(jī)1中，通過使活塞3、4的最外周位置與吸入口61的凹部61a之間的分隔部分(圖46的A部分)作成足夠?qū)?，從而防止流體的泄漏。另外，雖然排出口62與活塞3、4的最外周位置的缸部位22a、22b、23a、23b相比大致為等壓，但當(dāng)活塞缸構(gòu)件2從活塞3、4的最外周位置旋轉(zhuǎn)時(shí)，由于缸部位22a、22b、23a、23b的體積增加而低壓化，同樣地，將活塞3、4的最外周位置與排出口凹部62a之間的分隔部分(圖46的B部分)作成足夠?qū)?，從而防止流體的泄漏。
另外，在排出口62上，設(shè)置著球39a和彈簧39b構(gòu)成的單向閥39，可防止流體的倒流。單向閥39配置在靠近凹部62a的位置，作成使單向閥39的上游側(cè)的容積減少而提高壓縮比的狀態(tài)。
在該旋轉(zhuǎn)式壓縮機(jī)1中，也具有背壓放出裝置。在本實(shí)施形態(tài)中，背壓放出裝置例如由缸倒背壓放出裝置13和活塞保持構(gòu)件側(cè)背壓放出裝置14構(gòu)成。
缸側(cè)背壓放出裝置13，是用于在旋轉(zhuǎn)扯壓縮機(jī)1的工作中放出在旋轉(zhuǎn)缸構(gòu)件2與下殼體64之間產(chǎn)生的背壓并使旋轉(zhuǎn)缸構(gòu)件2等的旋轉(zhuǎn)圓滑的裝置，例如是貫通4個(gè)座部25并與大直徑孔25a連通的孔13。但是，作為缸側(cè)背壓放出裝置不限于貫通座部25的孔13，也可以是如圖47及圖48所示在旋轉(zhuǎn)缸構(gòu)件2的外周面上形成的槽13，或還可以是如圖52及圖53所示在下殼體64的周壁64d上形成的槽13。
活塞保持構(gòu)件側(cè)背壓放出裝置14，是用于在旋轉(zhuǎn)式壓縮機(jī)1的工作中放出在活塞保持構(gòu)件5與上殼體63之間產(chǎn)生的背壓并使活塞保持構(gòu)件5的旋轉(zhuǎn)圓滑的裝置，例如是貫通活塞保持構(gòu)件5的孔14。但是，作為活塞保持構(gòu)件側(cè)背壓放出裝置不限于貫通活塞保持構(gòu)件5的孔14，也可以是如圖47及圖48所示在活塞保持構(gòu)件5的外周面上形成的槽14，或還可以是如圖52及圖53所示在上殼體63的周壁63d上形成的槽14。
旋轉(zhuǎn)式壓縮機(jī)1具有潤滑油循環(huán)機(jī)構(gòu)15。該潤滑油循環(huán)機(jī)構(gòu)15的結(jié)構(gòu)例如圖43所示具有油箱16、從該油箱16向殼體6內(nèi)引導(dǎo)油的油流入通路17、從殼體6內(nèi)向油箱16引導(dǎo)油的油流出通路18。在油流入通路17的中途，設(shè)有未圖示的過濾器。
油流入通路17與安裝在上殼體63的孔63a上的接頭19連接著。從該接頭19通過孔63a向上殼體63內(nèi)引導(dǎo)的油，傳遞至殼體6內(nèi)的各構(gòu)件的間隙及缸側(cè)背壓放出裝置13、活塞保持構(gòu)件側(cè)背壓放出裝置14、支承軸內(nèi)通路52a、53a及軸承板32、34的孔32c、34c等來潤滑滑動(dòng)面。而且，從安裝于下殼體64的孔64a上的接頭20向油流出通路18流出，向油箱16進(jìn)行循環(huán)。該油利用由旋轉(zhuǎn)缸構(gòu)件2及活塞保持構(gòu)件5的旋轉(zhuǎn)產(chǎn)生的壓力差進(jìn)行下述方向的循環(huán)油箱16→油流入通路17→接頭19→孔63a→殼體6內(nèi)→孔64a→接頭20→油流出通路18→油箱16。
另外，在本實(shí)施形態(tài)中，由于用燒結(jié)金屬形成活塞3、4，故可利用由活塞保持構(gòu)件5等的旋轉(zhuǎn)產(chǎn)生的背壓使含浸于活塞3、4內(nèi)的潤滑油向活塞3、4外滲出，就成為潤滑油潤滑活塞3、4與活塞保持構(gòu)件5之間的潤滑面及潤滑活塞3、4與缸部位22a、22b、23a、23b之間的滑動(dòng)面等的狀態(tài)。
在上述構(gòu)成的旋轉(zhuǎn)式壓縮機(jī)1中，當(dāng)利用未圖示的電動(dòng)機(jī)等驅(qū)動(dòng)輸入軸21時(shí)，其旋轉(zhuǎn)力按下述方向傳遞輸入軸21→雞心夾頭板221→雞心夾頭軸30→旋轉(zhuǎn)缸構(gòu)件2→活塞3、4→活塞保持構(gòu)件5。由此，旋轉(zhuǎn)缸構(gòu)件2與活塞保持構(gòu)件5進(jìn)行相對(duì)旋轉(zhuǎn)，使活塞3、4相對(duì)缸室22、23進(jìn)行動(dòng)作并使從吸入口61吸入的流體從排出口62排出。也就是說，當(dāng)使輸入軸21旋轉(zhuǎn)時(shí)，進(jìn)行活塞保持構(gòu)件5及旋轉(zhuǎn)缸構(gòu)件2等的等角速度比的旋轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)，可使活塞3、4動(dòng)作并增減缸部位22a、22b、23a、23b內(nèi)的容積，能壓送流體。
關(guān)于旋轉(zhuǎn)式壓縮機(jī)1的動(dòng)作，用圖49A-圖49F來進(jìn)行說明。并且，圖49A-圖49F是表示將旋轉(zhuǎn)缸構(gòu)件2的旋轉(zhuǎn)角置于15度時(shí)的圖。
該旋轉(zhuǎn)式壓縮機(jī)1，通過交替地反復(fù)各缸部位22a、22b、23a、23b的吸氣行程和壓縮行程對(duì)流體進(jìn)行壓縮。首先，就最初的吸氣行程并著眼于缸部位23b進(jìn)行說明。當(dāng)旋轉(zhuǎn)缸構(gòu)件2與活塞保持構(gòu)件5作相對(duì)旋轉(zhuǎn)時(shí)，活塞4如圖49A所示從缸部位23b的死點(diǎn)位置向空洞部24移動(dòng)(圖49B)。而且，當(dāng)活塞保持構(gòu)件5和旋轉(zhuǎn)缸構(gòu)件2旋轉(zhuǎn)至圖49所示的位置時(shí)，由于缸部位23b與吸入口61的凹部61a相對(duì)(重疊)，故因活塞3的移動(dòng)所產(chǎn)生的負(fù)壓流體從吸入口61向缸構(gòu)件23b內(nèi)吸入(圖49D-F)。而且，當(dāng)活塞保持構(gòu)件5和旋轉(zhuǎn)缸構(gòu)件2進(jìn)一步旋轉(zhuǎn)時(shí)，由于缸部位23b離開吸入口61的凹部61a，故吸氣行程結(jié)束，當(dāng)該缸部位23b再旋轉(zhuǎn)至圖49A的缸部位22a的位置時(shí)，壓縮行程開始。
現(xiàn)在著眼于缸部位22a說明該壓縮行程。當(dāng)利用旋轉(zhuǎn)缸構(gòu)件2的旋轉(zhuǎn)使活塞保持構(gòu)件5旋轉(zhuǎn)時(shí)，活塞3從空洞部24的位置進(jìn)入缸部位22a內(nèi)(圖49A、圖49B)。而且，由于利用旋轉(zhuǎn)缸構(gòu)件2和活塞保持構(gòu)件5的再次旋轉(zhuǎn)，使活塞3向缸部位22a內(nèi)的外側(cè)位置移動(dòng)(圖49C、圖49D)，故缸部位22a內(nèi)的流體被壓縮。而且，當(dāng)該流體被充分壓縮時(shí)(圖49E)，缸部位22a與排出口62的凹部62a重疊(圖49F)，推開單向閥39而壓送缸部位22a內(nèi)的流體。
而且，以上的動(dòng)作對(duì)各缸部位22a、22b、23a、23b依次地反復(fù)，故活塞3、4接連不斷地壓縮流體并送出。
該旋轉(zhuǎn)式壓縮機(jī)1，能用作例如由蒸發(fā)器、冷凝器、毛細(xì)管、散熱管等構(gòu)成冷卻回路的壓縮機(jī)。即，能用于對(duì)進(jìn)行熱交換的制冷劑進(jìn)行壓縮并使之循環(huán)。并且，也可以作成將使輸入軸21旋轉(zhuǎn)的電動(dòng)機(jī)收容于殼體6內(nèi)。
另外，在圖41的實(shí)施形態(tài)中，在旋轉(zhuǎn)缸構(gòu)件2和活塞保持構(gòu)件5之中，雖然作成將輸入軸21配置于旋轉(zhuǎn)缸構(gòu)件2側(cè)而傳遞旋轉(zhuǎn)的狀態(tài)，但也可以作成使輸入軸21的旋轉(zhuǎn)向活塞保持構(gòu)件5側(cè)旋轉(zhuǎn)的狀態(tài)。
并且，在圖40的實(shí)施形態(tài)中，雖然利用作為滑動(dòng)軸承的軸承板32、34來支承旋轉(zhuǎn)缸構(gòu)件2及活塞保持構(gòu)件5，但也可以使用球軸承等的滾動(dòng)軸承來支承旋轉(zhuǎn)缸構(gòu)件3及活塞保持構(gòu)件5。
又，作為軸承板32、34，也可以使用圖50所示的結(jié)構(gòu)。
又，在圖40的實(shí)施形態(tài)中，雖然將支承軸52、53直接插入活塞3、4的孔3a、4a內(nèi)，但也可以將導(dǎo)向擋塊44夾在它們之間。導(dǎo)向擋塊44如圖46所示，在導(dǎo)向擋塊44與滑塊3、4的孔3a、4a之間，在活塞寬度方向設(shè)有一點(diǎn)間隙。因此，即使支承軸52、53的軸心與活塞3、4的自轉(zhuǎn)中心位置X1、X2有些偏移也能一邊吸收該偏移一邊使活塞3、4以旋轉(zhuǎn)中心位置X為中心進(jìn)行旋轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)。因此，可降低零件所要求的加工精度，能使加工變得容易并降低制造成本。
又，在圖40的實(shí)施形態(tài)中，雖然作成利用調(diào)整螺釘33來調(diào)整軸承板32、34的傾斜，但在能確保零件精度等情況下也可省略調(diào)整螺釘33。
又，在圖40的實(shí)施形態(tài)中，雖然將雞心夾頭板221和雞心夾頭軸30夾在輸入軸21與旋轉(zhuǎn)缸構(gòu)件2之間，但在能確保零件精度的情況下等也可作成省略雞心夾頭板221和雞心夾頭軸30而將輸入軸21安裝在旋轉(zhuǎn)缸構(gòu)件2上。
又，在圖40的實(shí)施形態(tài)中，雖然用O形圈作為密封結(jié)構(gòu)，但也可以使用機(jī)械密封等。并且，當(dāng)將驅(qū)動(dòng)電動(dòng)機(jī)與輸入軸直接連接而裝入未圖示的壓力容器時(shí)，也可采用無O形圈的結(jié)構(gòu)。
又，也可將缸部位的數(shù)目作成6個(gè)，將活塞的數(shù)目作成3個(gè)。即，如圖51所示，也可具有6個(gè)缸部位22a、22b、23a、23b、28a、28b和3個(gè)活塞3、4、9。并且，這時(shí)的活塞3、4、9與缸室22、23、28的動(dòng)作關(guān)系與圖37的例子相同，并省略其說明。
又，也可以將該旋轉(zhuǎn)式壓縮機(jī)1多個(gè)地組合而作成多段式，通過使壓縮后的流體流入下一段的壓縮機(jī)1中，可獲得更高壓的流體。
并且，上述形態(tài)雖然是本發(fā)明較佳形態(tài)的例子，但不限于此，在不脫離本發(fā)明宗旨的范圍內(nèi)可進(jìn)行各種變形的實(shí)施。例如，不必將缸部位相對(duì)旋轉(zhuǎn)缸構(gòu)件2在圓周方向上作成互相等分，也可以例如圖54所示，將缸部位22a、22b、23a、23b相對(duì)旋轉(zhuǎn)缸構(gòu)件2在圓周方向上作成不等分。
又，如圖55所示，也可以將缸部位22a、22b、23a、23b相對(duì)旋轉(zhuǎn)缸構(gòu)件2的旋轉(zhuǎn)軸心O偏置形成。另外，雖未圖示，但也可以使活塞的寬度不同。
又，也可在活塞及旋轉(zhuǎn)缸構(gòu)件的座部上配置磁鐵，并通過磁性流體作成防止從它們之間的間隙有流體泄漏的現(xiàn)象。將這樣結(jié)構(gòu)的概念表示于例如圖56中。在活塞3內(nèi)配置磁鐵590，并使磁性流體附著于該磁鐵591上。磁鐵590設(shè)在與活塞3的缸室的接觸部位的附近，在本實(shí)施形態(tài)中被設(shè)置于活塞3的中央。利用這樣的結(jié)構(gòu)，各磁鐵590通過將磁性流體591拉近到活塞3并保持于其外周上，將磁性流體591充填于與旋轉(zhuǎn)缸構(gòu)件2之間的間隙中，可防止流體從該間隙的泄漏。另外，圖中的符號(hào)N、S表示磁鐵590的磁極。
并且，配置在活塞3中的磁極590的形狀，也可以如圖57所示的形狀。另外，也可以例如圖58及圖59所示，將磁鐵590配置在旋轉(zhuǎn)缸構(gòu)件2的座部25上，以取代將磁鐵590配置在活塞3中。
又，也可以例如圖60所示，將旋轉(zhuǎn)缸構(gòu)件2的空洞部24的角24a作成倒角。通過這樣地實(shí)施倒角，活塞3、4在通過旋轉(zhuǎn)缸構(gòu)件2的空洞部24時(shí)，即使相對(duì)向活塞3、4的前進(jìn)方向有傾斜也能圓滑地向下一個(gè)缸室移動(dòng)。該場(chǎng)合，雖然也可以在活塞3、4的角上實(shí)施倒角，但比在活塞3、4側(cè)加倒角更理想的是在如圖60所示的旋轉(zhuǎn)缸構(gòu)件2側(cè)實(shí)施倒角。在活塞側(cè)實(shí)施倒角的場(chǎng)合，即使活塞向旋轉(zhuǎn)缸構(gòu)件的最外周側(cè)旋轉(zhuǎn)，也使倒角部分成為間隙而殘留有被壓縮的流體，該殘留著的流體照樣保持至下一個(gè)行程而成為使效率變差的原因。尤其，在將本發(fā)明的旋轉(zhuǎn)式缸裝置用于壓縮機(jī)的場(chǎng)合，殘留的流體不僅使作成的壓縮機(jī)的效率降低，還由于被壓縮狀態(tài)的殘留流體通過吸氣口而急劇地膨脹，成為產(chǎn)生噪音及振動(dòng)的原因。與此相反，若在旋轉(zhuǎn)缸構(gòu)件側(cè)實(shí)施倒角，由于使旋轉(zhuǎn)的角作成轉(zhuǎn)角，故可減少缸最外周位置的最高壓流體的殘留容積，不會(huì)使作成的壓縮機(jī)的效率降低，能使活塞的移動(dòng)圓滑地進(jìn)行。
又，背壓放出裝置也可以是例如圖61至圖63所示的通路580、581。即，如圖22圖61至圖63所示，也可以形成使旋轉(zhuǎn)缸構(gòu)件2的表、背兩面連通的通路580及使活塞保持構(gòu)件5的表、背兩面連通的通路581。該場(chǎng)合，當(dāng)然尤其不限定通路580、581的形狀及大小。并且，既可在旋轉(zhuǎn)缸構(gòu)件2的座部25的上面形成凹部582，也可以在活塞保持構(gòu)件5的通路581的開口部周圍形成凹部583。該場(chǎng)合，各凹部582、582的形狀及大小當(dāng)然不特別限定。
又，也可以設(shè)有檢測(cè)旋轉(zhuǎn)缸構(gòu)件2及活塞保持構(gòu)件5的轉(zhuǎn)速的轉(zhuǎn)速檢測(cè)裝置。例如在圖64中，表示在作為旋轉(zhuǎn)式缸裝置的流體發(fā)電機(jī)中具有轉(zhuǎn)速檢測(cè)裝置時(shí)的例子。在該流體發(fā)電機(jī)中，例如將活塞支承軸52、53作成金屬制的零件，并將金屬傳感器571安裝在與活塞保持構(gòu)件5的活塞支承軸52、53相對(duì)的位置，通過用計(jì)數(shù)器對(duì)由金屬傳感器571反映的活塞支承軸53、53的檢測(cè)輸出進(jìn)行計(jì)數(shù)，檢測(cè)出流體發(fā)電機(jī)的轉(zhuǎn)速。但是，不限于該方法，例如，也可以設(shè)置檢測(cè)磁鐵572的旋轉(zhuǎn)的MR元件或霍爾元件573等，通過用計(jì)數(shù)器對(duì)它們的檢測(cè)輸出進(jìn)行計(jì)數(shù)，檢測(cè)出流體發(fā)電機(jī)的轉(zhuǎn)速。另外，也可以設(shè)置未圖示的電壓限幅器，根據(jù)發(fā)電輸出的正弦波形來檢測(cè)流體發(fā)電機(jī)的轉(zhuǎn)速。此外，也可在磁鐵572的外側(cè)環(huán)設(shè)置未圖示的槽板，并在殼體側(cè)設(shè)置未圖示的光電斷路器，由光電斷路器檢測(cè)通過槽板的光，通過用計(jì)數(shù)器對(duì)該檢測(cè)值進(jìn)行計(jì)數(shù)，檢測(cè)出流體發(fā)電機(jī)的轉(zhuǎn)速。
又，例如圖65所示，也可通過在旋轉(zhuǎn)式缸裝置上設(shè)置轉(zhuǎn)速檢測(cè)裝置作成例如流量計(jì)。該例子也與圖64的例子同樣，例如，也可以將活塞支承軸52、53作成金屬制，并將金屬傳感器安裝在與活塞保持構(gòu)件5的活塞支承軸52、53相對(duì)的位置，對(duì)利用金屬傳感器的活塞支承軸52、53的檢測(cè)輸出用計(jì)數(shù)器進(jìn)行計(jì)數(shù)。另外，也可以將磁鐵572安裝在旋轉(zhuǎn)缸構(gòu)件2上，并設(shè)置檢測(cè)該磁鐵572的旋轉(zhuǎn)的MR元件或霍爾元件572等，通過用計(jì)數(shù)器對(duì)它們的輸出進(jìn)行計(jì)數(shù)檢測(cè)出流量計(jì)的轉(zhuǎn)速。另外，也可以通過在磁鐵572的外側(cè)環(huán)上設(shè)置未圖示的槽板，并在殼體側(cè)設(shè)置未圖示的光電遮斷器，用光電遮斷器檢測(cè)通過槽板的光，通過用計(jì)數(shù)器對(duì)其檢測(cè)值計(jì)數(shù)檢測(cè)出流量計(jì)的轉(zhuǎn)速。由于用容積型的流量計(jì)可知道旋轉(zhuǎn)缸構(gòu)件旋轉(zhuǎn)一周時(shí)的流量，通過利用計(jì)數(shù)器對(duì)轉(zhuǎn)速進(jìn)行計(jì)數(shù)，能計(jì)測(cè)總流量。
也就是說，在將本發(fā)明的旋轉(zhuǎn)式缸裝置用于流量計(jì)的場(chǎng)合，通過設(shè)置轉(zhuǎn)速檢測(cè)裝置就能電氣地檢測(cè)流體的流量，根據(jù)檢測(cè)出的流量，可對(duì)例如設(shè)在流路上的電磁式開閉閥進(jìn)行開關(guān)控制，并在流量到達(dá)規(guī)定值時(shí)能鳴響警報(bào)。
另外，也可以如圖66所示，在將本發(fā)明的旋轉(zhuǎn)式缸裝置作為流體泵使用的場(chǎng)合，通過設(shè)置轉(zhuǎn)速檢測(cè)裝置來對(duì)流體泵的動(dòng)作進(jìn)行反饋控制。即，也可以用與圖65的流量計(jì)同樣的方法檢測(cè)出轉(zhuǎn)速，根據(jù)用計(jì)數(shù)器所計(jì)的數(shù)目來控制驅(qū)動(dòng)電動(dòng)機(jī)563。
權(quán)利要求
1.一種旋轉(zhuǎn)式缸裝置，其特征在于，具有通過旋轉(zhuǎn)軸心地形成缸室并以所述旋轉(zhuǎn)軸心為中心進(jìn)行旋轉(zhuǎn)的旋轉(zhuǎn)缸構(gòu)件、在所述缸室內(nèi)作面接觸并進(jìn)行往復(fù)直線運(yùn)動(dòng)的活塞、保持所述活塞并以與所述旋轉(zhuǎn)缸構(gòu)件的旋轉(zhuǎn)軸心偏心的旋轉(zhuǎn)中心為中心而旋轉(zhuǎn)的活塞保持構(gòu)件、旋轉(zhuǎn)自如地支持并收容所述旋轉(zhuǎn)缸構(gòu)件和所述活塞保持構(gòu)件且至少具有1個(gè)流體的入口和至少具有1個(gè)所述流體的出口的殼體，所述活塞被置于離所述活塞保持構(gòu)件的旋轉(zhuǎn)中心一定距離的位置且以該位置為中心被旋轉(zhuǎn)自如地保持。
2.如權(quán)利要求1所述的旋轉(zhuǎn)式缸裝置，其特征在于，在所述缸室中形成有對(duì)所述活塞向滑動(dòng)方向?qū)虻膶?dǎo)向部，并在所述活塞上形成有與所述導(dǎo)向部卡合的導(dǎo)向卡合部。
3.如權(quán)利要求1所述的旋轉(zhuǎn)式缸裝置，其特征在于，所述入口被設(shè)置成在由連接所述旋轉(zhuǎn)缸構(gòu)件的旋轉(zhuǎn)軸心和所述活塞保持構(gòu)件的旋轉(zhuǎn)中心的線所分割的任何一方的區(qū)域的所述殼體上與所述缸室連通的狀態(tài)，所述出口被設(shè)置成在由連接所述旋轉(zhuǎn)缸構(gòu)件的旋轉(zhuǎn)軸心和所述活塞保持構(gòu)件的旋轉(zhuǎn)中心的線所分割的任何一方的另一方區(qū)域的所述殼體上與所述缸室連通的狀態(tài)。
4.如權(quán)利要求1所述的旋轉(zhuǎn)式缸裝置，其特征在于，所述活塞的與所述活塞保持構(gòu)件相對(duì)的面為平面。
5.如權(quán)利要求1所述的旋轉(zhuǎn)式缸裝置，其特征在于，所述活塞的橫截面形狀與所述缸室的橫截面形狀作成形成有可滑動(dòng)的微小間隙的相似形狀。
6.如權(quán)利要求1所述的旋轉(zhuǎn)式缸裝置，其特征在于，將所述殼體與旋轉(zhuǎn)缸構(gòu)件與所述活塞保持構(gòu)件與所述活塞中成為各構(gòu)件的相互間動(dòng)作的阻力的背壓減少的背壓放出裝置設(shè)在它們的滑動(dòng)接觸面上。
7.如權(quán)利要求1所述的旋轉(zhuǎn)式缸裝置，其特征在于，所述旋轉(zhuǎn)缸構(gòu)件和活塞保持構(gòu)件被旋轉(zhuǎn)自如地支承在同時(shí)承受軸向負(fù)荷和徑向負(fù)荷的軸承構(gòu)件上。
8.如權(quán)利要求1所述的旋轉(zhuǎn)式缸裝置，其特征在于，所述旋轉(zhuǎn)缸構(gòu)件被旋轉(zhuǎn)自如地支承在軸承板上，所述軸承板利用推壓調(diào)整螺釘和拉引調(diào)整螺釘構(gòu)成可調(diào)整。
9.如權(quán)利要求1所述的旋轉(zhuǎn)式缸裝置，其特征在于，所述活塞保持構(gòu)件旋轉(zhuǎn)自如地被支承在軸承板上，所述軸承板利用推壓調(diào)整螺釘和拉引調(diào)整螺釘構(gòu)成可調(diào)整。
10.如權(quán)利要求1所述的旋轉(zhuǎn)式缸裝置，在形成于所述活塞與所述缸室之間的間隙中配置磁性流體，并將所述磁性流體保持在上述間隙用的磁鐵設(shè)在所述活塞與所述缸室的接觸部位的附近。
11.如權(quán)利要求1至10中任一項(xiàng)所述的旋轉(zhuǎn)式缸裝置，其特征在于，所述活塞和所述缸室形成多個(gè)，該多個(gè)缸室以包含所述旋轉(zhuǎn)缸構(gòu)件的旋轉(zhuǎn)軸心并交叉的狀態(tài)而形成。
12.如權(quán)利要求11所述的旋轉(zhuǎn)式缸裝置，其特征在于，所述缸室被配置在所述旋轉(zhuǎn)缸構(gòu)件上的圓周方向等分的位置上。
13.如權(quán)利要求11所述的旋轉(zhuǎn)式缸裝置，其特征在于，所述多個(gè)缸室交叉的部位在所述活塞的移動(dòng)方向上的長度，比所述活塞的長度較短。
14.如權(quán)利要求11所述的旋轉(zhuǎn)式缸裝置，其特征在于，所述多個(gè)缸室交叉的部位形成有倒角部。
全文摘要
本發(fā)明涉及防止從活塞與缸構(gòu)件的抵接部位流體的泄漏、其結(jié)果作成可進(jìn)行高效率旋轉(zhuǎn)的旋轉(zhuǎn)式缸裝置,其具有:通過旋轉(zhuǎn)軸心O地形成缸室(22、23)并以旋轉(zhuǎn)軸心O為中心進(jìn)行旋轉(zhuǎn)的旋轉(zhuǎn)缸構(gòu)件(2)、在缸室(22、23)內(nèi)進(jìn)行往復(fù)直線運(yùn)動(dòng)的活塞(3、4)、保持活塞(3、4)并以與旋轉(zhuǎn)缸構(gòu)件(2)的旋轉(zhuǎn)軸心O偏心的旋轉(zhuǎn)中心X為中心進(jìn)行旋轉(zhuǎn)的活塞保持構(gòu)件(5),旋轉(zhuǎn)自如地支承旋轉(zhuǎn)缸構(gòu)件(2)并至少具有1個(gè)入口(61)和至少具有1個(gè)出口(62)的殼體(6),活塞(3、4)被置于離保持構(gòu)件(5)的旋轉(zhuǎn)中心X為一定距離的位置上并以該位置為中心旋轉(zhuǎn)自如地被保持著。
文檔編號(hào)F01C1/00GK1355868SQ00809077
公開日2002年6月26日 申請(qǐng)日期2000年6月16日 優(yōu)先權(quán)日1999年6月18日
發(fā)明者小松文人, 村松健次, 中村優(yōu)樹, 竹內(nèi)智大 申請(qǐng)人:株式會(huì)社三協(xié)精機(jī)制作所