(57)【要約】【課題】大トルクを効率的に発生させる回転トルク発生装置を提供する。【解決手段】出力シャフト２と、この出力シャフト２上に直列に配置される第１,第２の回転機３ａ,３ｂとを有し、第１,第２の回転機３ａ,３ｂは、それぞれ、羽受シャフト４ａ，４ｂと、この羽受シャフト４ａ，４ｂに突設される回動羽９ａ，９ｂと、この回動羽９ａ，９ｂ及び前記羽受シャフト４ａ，４ｂを収容するケーシング７ａ，７ｂと、このケーシング７ａ，７ｂ内に形成される収容空間３７ａ,３７ｂと、収容空間３７ａ,３７ｂが回動羽９ａ,９ｂにより間仕切られて形成される第１の室内２２ａ１,２２ｂ１に液体１３，１５を圧入及び排出する第１の圧入排出管５ａ，５ｂと、収容空間３７ａ,３７ｂが回動羽９ａ,９ｂにより間仕切られて形成される第２の室内２２ａ２, ２２ｂ２に液体１４，１６を圧入及び排出する第２の圧入排出管６ａ，６ｂを備える回転トルク発生装置による。
2009028510.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
棒状の出力シャフトと、この出力シャフト上に直列に配置される第１の回転機及び第２の回転機とを有し、
前記第１の回転機及び第２の回転機は、それぞれ、前記出力シャフトを内包する円筒状の羽受シャフトと、この羽受シャフトの外側面に突設される回動羽と、この回動羽及びそれを作動させる液体を収容する収容空間と、この収容空間を形成するケーシングと、前記収容空間が前記回動羽により間仕切られて形成される第１の室内に液体を圧入及び排出するための第１の圧入排出管と、前記収容空間が前記回動羽により間仕切られて形成され,かつ,前記回動羽を挟んで第１の室内と対向する位置に形成される第２の室内に液体を圧入及び排出するための第２の圧入排出管とを備え、
前記第１の室内に液体を圧入・排出すると同時に前記第２の室内に液体を排出・圧入することで前記回動羽が往復回動運動され、
前記第２の回転機における回動羽は、前記第１の回転機の回動羽と位相の異なる往復回動運動をし、
前記第１の回転機及び第２の回転機の回動羽が往復回動運動する際に、その往回動又は復回動のいずれかにおいてのみ前記出力シャフトと前記羽受シャフトとが連動することを特徴とする回転トルク発生装置。
【請求項２】
前記羽受シャフトと前記出力シャフトは、前記出力シャフトの逆転を防止する軸受を介して接続されることを特徴とする請求の範囲１項に記載の回転トルク発生装置。
【請求項３】
前記第１の回転機と前記第２の回転機の回動羽は互いに逆動することを特徴とする請求の範囲１項又は請求の範囲２項に記載の回転トルク発生装置。
【請求項４】
前記第１の回転機及び第２の回転機のそれぞれにおいて、前記第１の圧入排出管及び第２の圧入排出管は、前記回動羽の始点及び終点を形成する前記ケーシングの内側面において、前記回動羽の前記羽受シャフトに軸支されない側の端部寄りに設けられることを特徴とする請求の範囲１項乃至請求の範囲３項のいずれか１項に記載の回転トルク発生装置。
【請求項５】
前記回動羽は、前記ケーシングの内側面と対向する面に形成される溝部と、前記溝部に収容されながら前記ケーシングの内側面と前記回動羽との隙間を埋める嵌合部材と、前記回動羽の被押圧面に形成される前記流体の流入口と前記溝部の底に形成される前記液体の導出口とを連通する少なくとも１つの孔を備えることを特徴とする請求の範囲１項乃至請求の範囲４項のいずれか１項に記載の回転トルク発生装置。
【請求項６】
前記孔の前記被押圧面に形成される流入口は、前記回動羽において前記出力シャフトと前記羽受シャフトとを連動させる回転トルクを発生させる回動の際の被押圧面側に形成されることを特徴とする請求の範囲５項に記載の回転トルク発生装置。
【請求項７】
前記第１の回転機における前記収容空間を形成するケーシングと、前記第２の回転機における前記収容空間を形成するケーシングとが一体に形成されることを特徴とする請求の範囲１項乃至請求の範囲６項のいずれか１項に記載の回転トルク発生装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、ピストンの往復回動運動を利用した回転トルク発生装置に関し、往復回動運動をするピストンを少なくとも２つ備え、これらを互いに反対方向にかつ略同一な速度で往復回動運動させることで出力シャフトに一定方向のトルクを連続的に発生させることができ、かつ、ピストンの往復回動運動により生じる振動及び騒音を低減し、しかも、ピストンの往復回動運動により生じる回転力（トルク）を出力シャフトに直接伝えることで大きなトルクを容易に発生させることのできる回転トルク発生装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来、ピストン運動をする内燃機関を用いてトルクを発生させようとする場合、ピストンの往復運動に伴って振動や騒音が発生したり、この振動により装置が損傷し易くなるという課題があった。
その一方で、電力によりモーターを駆動してトルクを発生させる場合、大きなトルクを発生させるためには、一旦モーターの回転速度を上げてから、ギヤ等を用いて回転速度を低下させる必要があり、この方法では多くの電力を消費してしまい不効率であった。
また、通常、動力発生装置とポンプは同じ構成を有し、このような動力発生装置／ポンプにおいてシャフトを外力により駆動してピストンを作動させた場合にはポンプとして機能し、上記動力発生装置／ポンプにおいてピストンを外力により駆動してシャフトを作動させる場合には動力発生装置として機能するものである。
このため、従来のポンプに関する発明は回転トルク発生装置としても利用できる可能性がある。【０００３】
特許文献１には「容積変換器」という名称で、シリンダ内に配置されたピストンがその軸線まわりを所定方向に回転しながら往復運動する容積変換器に関する発明が開示されている。
特許文献１記載の発明は、シリンダ内にその軸線方向に伸びる回転軸を回転可能に設け、この回転軸を挿通したピストンがその軸線の周りを回転軸とともに所定の方向に回転しながら往復運動するように構成したものを複数台回転軸上に直列に配置したものである。
上記構成の特許文献１に係る「容積変換器」は、回転軸上に設けられる複数のピストンを、例えば、このピストンを収容するシリンダにコンプレッサー等を用いて圧縮空気を送って作動させ、かつ、個々のピストンが往復運動する際の位相をずらすことによれば、回転軸を駆動させることができるとも考えられ、この結果、ピストンの往復運動を利用して振動の発生を抑制しながらトルクを発生させることができる可能性があった。【０００４】
また、特許文献２には「往復回転式ピストンシステム及びこれを利用した圧力ポンプと内燃機関」という名称の発明が開示されている。
特許文献２に記載の発明に係る往復回転式内燃機関は、内部に空間部を形成し環形状をなすシリンダーと、 上記シリンダー内部の同一円周上に互いに交代に配置された第１及び第２組ピストンから構成され、各組は互いに反対方向に同一な速度で一定な円弧を往復運動する多数のピストンと、上記隣接の２ピストンが相互会う地点のシリンダー部品毎に配置されて外部から内部に流入される流体の流れを調節するための多数の吸入バルブと、上記隣接の２ピストンが、相互会う地点のシリンダー部分毎に配置されて内部から外部に排出される流体の流れを調節するための多数の排気バルブと、上記多数のピストンの往復運動によって形成される多数のチェンバーに各々設けられ、上記多数のピストンが上死点または下死点に到達するたび毎に上記吸入バルブを通じて各チェンバーに吸入された燃料と、空気の混合気を点火させるための多数の点火手段と、 多数のチェンバーにおいて順次的に混合気の吸入行程、混合気の圧縮行程、混合気の点火による燃焼ガスの膨張行程及び燃焼ガスの排気行程が行われるように上記多数の吸入バルブ、排気バルブ及び点火手段を制御するための制御手段と、上記燃焼ガスの膨張行程により互いに反対方向に同一な速度で上記シリンダー内の一定な円弧を往復運動する第１及び第２ピストンに各々接続されて上記往復運動を回転運動に変換するための第１及び第２クランク手段と、 上記第１及び第２クランク手段の反対方向回転力を統合して、一つの回転動力を発生するための第１及び第２クランクギアから構成され、 上記第１又は第２クランクギアの回転軸から回転動力を得ることを特徴とするものである。
上記構成の発明によれば、隣接するピストンが互いに反対方向の同一な速度で回転及び逆回転させることで、これらの合力をゼロにすることができるという効果を有する。この結果、トルクを発生させる際に、ピストン運動による振動が互いに相殺されて、振動と騒音及び、これによる片摩耗を減らして、機械の寿命を延長することができるという効果を有する。【０００５】
【特許文献１】特開平１−１７７４７８号公報
【特許文献２】特開２００２−５３１７４４号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
しかしながら、上述の特許文献１に係る「容積変換装置」は、シリンダ内においてピストンを用いて気体を圧縮するための装置であり、本願発明に係る回転トルク発生装置とは本来技術的な思想として全く異なるものである。
すなわち、シリンダ内のピストンは、中央に配置される回転軸によって回転し、その回転力をもってシリンダ内側に設けられる溝をボールカムに案内されながら移動するため、ピストンが往復運動する際のシリンダ内壁との摩擦が大きくなっている。この大きな摩擦力に抗しながらピストンが移動するもので、そもそもピストンを移動させることで回転軸を回転させるという技術的思想ではない。
このため、シリンダ内にコンプレッサー等を用いて圧縮空気を送り込んだ場合に、ピストンをスムースに動かすことが難しく、一定方向のトルクを連続的に効率よく発生させることができない可能性が高かった。【０００７】
また、上述の特許文献２に記載の発明においては、振動と騒音を防止しながら一定方向のトルクを発生させることができると考えられるものの、特許文献２に係る往復回転式内燃機関により大きなトルクを発生させるためには、シリンダの数を増やして出力を上げる必要があった。
このことは、高い出力を実現するためには多くの燃料を消費する必要があることを意味しており、必ずしも効率のよいトルクの発生手段とは言えなかった。
また、特許文献２に係る往復回転式内燃機関から一定方向に回転するトルクを継続的に取り出すためには、ピストンの往復運動を回転力に変換するクランク手段やクランクギアを設ける必要があるのであるが、出力シャフトに力が伝達されるまでの機構が複雑になるほど出力シャフトへの出力が低下し易くなり、この点からも、上述の特許文献２に記載の発明は大きいトルクを発生させる必要がある場合に効率のよい手段とは言い難かった。【０００８】
本発明はかかる従来の事情に対処してなされたものであり、往復回動運動をするピストンを少なくとも２つ備え、これらを互いに反対方向にかつ略同一な速度で往復回動運動させることで出力シャフトに一定方向のトルクを連続的に発生させることができ、かつ、ピストンの往復回動運動により生じる振動及び騒音を低減し、しかも、ピストンの往復回動運動により生じる回転力（トルク）を出力シャフトに直接伝えることで大きなトルクを容易に発生させることのできる回転トルク発生装置を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【０００９】
請求の範囲１項に記載の発明である回転トルク発生装置は、棒状の出力シャフトと、この出力シャフト上に直列に配置される第１の回転機及び第２の回転機とを有し、第１の回転機及び第２の回転機は、それぞれ、出力シャフトを内包する円筒状の羽受シャフトと、この羽受シャフトの外側面に突設される回動羽と、この回動羽及びそれを作動させる液体を収容する収容空間と、この収容空間を形成するケーシングと、収容空間が回動羽により間仕切られて形成される第１の室内に液体を圧入及び排出するための第１の圧入排出管と、収容空間が回動羽により間仕切られて形成され,かつ,回動羽を挟んで第１の室内と対向する位置に形成される第２の室内に液体を圧入及び排出するための第２の圧入排出管とを備え、第１の室内に液体を圧入・排出すると同時に第２の室内に液体を排出・圧入することで回動羽が往復回動運動され、第２の回転機における回動羽は、第１の回転機の回動羽と位相の異なる往復回動運動をし、第１の回転機及び第２の回転機の回動羽が往復回動運動する際に、その往回動又は復回動のいずれかにおいてのみ出力シャフトと羽受シャフトとが連動することを特徴とするものである。
上記構成の回転トルク発生装置において、出力シャフトは第１の回転機又は第２の回転機において生じた特定方向の回転力（トルク）を出力するという作用を有する。
より具体的には、第１,第２の回転機において、ケーシングは収容空間を形成させるという作用を有する。そして収容空間は、回転羽と液体とを収容するという作用を有する。さらに、回転羽は収容空間を間仕切って、第１の室内及び第２の室内を形成させるという作用を有する。
そして、第１,第２の回転機において、第１の室内に液体が圧入され、これと同時に、第２の室内から液体が排出されることで第１の回転機に係る回動羽を順回動させるという作用を有する。また、第１,第２の回転機において、第１の室内から液体が排出され、これと同時に、第２の室内に液体が圧入されることで第１,第２の回転機に係る回動羽を逆回動させるという作用を有する。
この時、第１,第２の室内に圧入される液体は、その静圧により回動羽の被押圧面を押圧して回動羽を作動（回動）させるという作用を有する。
そして、上述の動作を繰り返すことで、第１,第２の回転機に係るそれぞれの回動羽を往復回動運動させるという作用を有する。
この結果、羽受シャフトに一定時間ごとに時計回り方向のトルクと反時計回り方向のトルクを交互に発生させるという作用を有する。
さらに、第１の回転機及び第２の回転機の回動羽が往復回動運動する際に、その往回動又は復回動のいずれかにおいてのみ出力シャフトと羽受シャフトとを連動させることで出力シャフトに、一定方向のトルクのみを出力させるという作用を有する。
また、第１の回転機又は第２の回転機において、第１及び第２の圧入排出管は、第１の室内又は第２の室内に液体を圧入・排出させるという作用を有する。
そして、第２の回転機における回動羽に、第１の回転機の回動羽と位相の異なる往復回動運動をさせることで、出力シャフトに、一定方向のトルクを連続的に発生させるという作用を有する。【００１０】
請求の範囲２項に記載の発明である回転トルク発生装置は、請求の範囲１項に記載の回転トルク発生装置であって、羽受シャフトと出力シャフトは、出力シャフトの逆転を防止する軸受を介して接続されることを特徴とするものである。
上記構成の回転トルク発生装置は、請求の範囲１項に記載の発明と同様の作用を有する。
また、出力シャフトの逆転を防止する軸受は、回動羽が特定の方向と反対方向に回動している場合に、羽受シャフトと出力シャフトとが連動するのを妨げるという作用を有する。
この結果、出力シャフトに特定方向のみのトルクを確実に供給させるという作用を有する。【００１１】
請求の範囲３項に記載の発明である回転トルク発生装置は、請求の範囲１項又は請求の範囲２項に記載の回転トルク発生装置であって、第１の回転機と第２の回転機の回動羽は互いに逆動することを特徴とするものである。
上記構成の回転トルク発生装置は、請求の範囲１項又は請求の範囲２項に記載の発明と同じ作用に加えて、第１の回転機と第２の回転機は、交互に出力シャフトに一定方向のトルクを出力するという作用を有する。
この結果、請求の範囲３項に記載の発明において、出力シャフトに対して一定方向に連続してトルクを出力するために必要な回転機の台数を最少２台にするという作用を有する。【００１２】
請求の範囲４項に記載の発明である回転トルク発生装置は、請求の範囲１項乃至請求の範囲３項のいずれか１項に記載の回転トルク発生装置であって、第１の回転機及び第２の回転機のそれぞれにおいて、第１の圧入排出管及び第２の圧入排出管は、回動羽の始点及び終点を形成する前記ケーシングの内側面において、前記回動羽の前記羽受シャフトに軸支されない側の端部寄りに設けられることを特徴とするものである。
上記構成の回転トルク発生装置は、請求の範囲１項乃至請求の範囲３項のそれぞれに記載の発明と同じ作用に加えて、第１の回転機及び第２の回転機のそれぞれにおける第１の圧入排出管及び第２の圧入排出管を、回動羽の始点及び終点を形成するケーシングの内側面において回動羽の羽受シャフトに軸支されない側の端部寄りに設けることで、第１の回転機及び第２の回転機に係るそれぞれの回転羽を、液体の静圧に加え、液体の運動エネルギーによっても作動させるという作用を有する。
また、第１の回転機及び第２の回転機のそれぞれにおいて、第１の圧入排出管及び第２の圧入排出管が出力シャフトの近傍に配置されないので、ケーシング内における回動羽が回動往復運動する際の１ストロークあたりの道程を長くするという作用を有する。【００１３】
請求の範囲５項に記載の発明である回転トルク発生装置は、請求の範囲１項乃至請求の範囲４項のいずれか１項に記載の回転トルク発生装置であって、回動羽は、ケーシングの内側面と対向する面に形成される溝部と、溝部に収容されながらケーシングの内側面と回動羽との隙間を埋める嵌合部材と、回動羽の被押圧面に形成される流体の流入口と溝部の底に形成される液体の導出口とを連通する少なくとも１つの孔を備えることを特徴とするものである。
上記構成の回転トルク発生装置は、請求の範囲１項乃至請求の範囲４項に記載のそれぞれの発明と同じ作用に加え、嵌合部材は、回動羽とケーシングの内側面との間の隙間を埋めて、一方の室内に圧入された液体が他の室内に漏出するのを妨げるという作用を有する。
また、回動羽に形成される溝部は、その内部に嵌合部材を収容するとともに、嵌合部材を、ケーシングの内側面と回動羽のケーシングの内側面と対向する面との間のスライド移動を可能にするという作用を有する。
さらに、回動羽に形成される孔は、圧入された液体の一部を、被押圧面に形成される流体の流入口から取り込んで、溝部の底に形成される導出口に導出するという作用を有する。そして、導出口から溝部の底部に導出される液体は、溝部に収容される嵌合部材をケーシングの内側面側へと押し出すという作用を有する。【００１４】
請求の範囲６項に記載の発明である回転トルク発生装置は、請求の範囲５項に記載の回転トルク発生装置であって、孔の被押圧面に形成される流入口は、回動羽において出力シャフトと羽受シャフトとを連動させる回転トルクを発生させる回動の際の被押圧面側に形成されることを特徴とするものである。
上記構成の回転トルク発生装置は、請求の範囲５項に記載の発明と同じ作用に加え、特に回動羽において出力シャフトと羽受シャフトとを連動させる回転トルクを発生させる回動の際に一方の室内に圧入された液体が他の室内に漏出するのを妨げるという作用を有する。【００１５】
請求の範囲７項に記載の発明である回転トルク発生装置は、請求の範囲１項乃至請求の範囲６項記載のそれぞれの発明と同じ作用に加え、第１の回転機の収容空間を形成するケーシングと、第２の回転機の収容空間を形成するケーシングを一体に形成することで、請求の範囲７項記載の回転トルク発生装置をコンパクトな形態にするという作用を有する。
【発明の効果】
【００１６】
一般に、液体の静圧を物体の運動エネルギーに変換する場合のエネルギー変換効率は極めて高い。
このため、本発明の請求の範囲１項に記載の回転トルク発生装置によれば、第１の回動機及び第２の回動機に係る回動羽を、それぞれ液体の静圧により往復回動運動させることで、消費エネルギーを小さくしながら羽受シャフトに大きなトルクを発生させることができるという効果を有する。
この結果、請求の範囲１項に記載の回転トルク発生装置によれば、電動モーターや液体燃料を用いた内燃機関に比べて、少ないエネルギー消費量で大きなトルクを発生させることができるという効果を有する。
また、出力シャフト上に第１の回転機及び第２の回転機を備え、それぞれの回転機の回転羽を位相の異なる往復回動運動させた場合、出力シャフトに連続的に一定方向のトルクを出力することができるという効果を有する。
また、羽受シャフトに生じたトルクを、ギア等を介すことなく直接出力シャフトに伝達することができるので、請求の範囲１項に記載の回転トルク発生装置において発生したトルクの出力がその伝達工程において低下するのを最小限度にすることができるという効果を有する。
従って、請求の範囲１項に記載の回転トルク発生装置によれば、シンプルな構造で容易に一定方向の大きなトルクを連続的に発生させることができるという効果を有する。
つまり、請求の範囲１項記載の発明によれば、一旦回転速度を高めてた後、減速して大きなトルクを得るのではなく、回転速度が小さいまま大きなトルクを直接取り出すことができるので、大きなトルクを発生させる際のエネルギーのロスを少なくすることができるという効果を有する。
このため、従来の発電機、エンジン、減速器等に代わる、大きなトルクを必要とする動力発生源を提供することができるという効果を有する。【００１７】
本発明の請求の範囲２項に記載の回転トルク発生装置は、請求の範囲１項に記載の発明において、第１の回転機及び第２の回転機の回動羽が往復回動運動する際に、その往回動又は復回動のいずれかにおいてのみ出力シャフトと羽受シャフトとが連動するよう、出力シャフトの逆転を防止する軸受を設けたものであり、請求の範囲１項に記載の発明と同じ効果を有する。【００１８】
本発明の請求の範囲３項に記載の回転トルク発生装置は、請求の範囲１項又は請求の範囲２項に記載の発明と同じ効果に加え、最低２台の回転機を備えることで、それぞれの回転機から交互に一定方向のトルクを出力シャフトに伝達させることができるという効果を有する。
従って、請求の範囲３項に記載の回転トルク発生装置は、最低２台の回転機を備えることで、出力シャフトに一定方向のトルクを連続的に出力することができるという効果を有する。
よって、第１の回転機及び第２の回転機を作動させるための制御機構をシンプルにすることできるので、請求の範囲３項に記載の回転トルク発生装置を容易に制御することができるという効果を有する。
また、請求の範囲３項に記載の回転トルク発生装置によれば、第１の回転機で発生する振動を第２の回転機で発生する振動で相殺することができるので、装置の駆動に伴う振動や騒音を低減することができると同時に、装置の片磨耗を防止することができるという効果を有する。
従って、請求の範囲３項に記載の回転トルク発生装置の耐久性を向上させることができるという効果を有する。【００１９】
本発明の請求の範囲４項に記載の回転トルク発生装置は、請求の範囲１項乃至請求の範囲３項に記載のそれぞれの発明と同じ作用に加えて、第１の回転機及び第２の回転機に係る回動羽を、液体の静圧だけでなく動圧によっても作動させることができるという効果を有する。この結果、液体による回動羽の作動効率を高めることができるという効果を有する。
また、請求の範囲４項に記載の回転トルク発生装置によれば、第１の回転機及び第２の回転機のそれぞれにおいて、回動羽が回動往復運動する際の１ストロークあたりの道程を長くすることができるので、一定量のトルクを発生させるために必要な第１の回転機及び第２の回転機の駆動回数を低減することができるという効果を有する。
この結果、請求の範囲４項に記載の回転トルク発生装置において一層効率良く大きなトルクを出力することができるという効果を有する。【００２０】
本発明の請求の範囲５項に記載の回転トルク発生装置は、請求の範囲１項乃至請求の範囲４項に記載のそれぞれの発明と同じ作用に加えて、回転羽に溝部を形成し、この溝部に嵌合部材を収容しておき、さらに、回動羽に形成される孔から液体を溝部の底に送給することで、溝部に収容される嵌合部材をケーシングの内側面に向って押し出すことができるという効果を有する。
この結果、回動羽においてケーシングの内側面と対向する面と、ケーシングの内側面との間に形成される隙間が埋まってシールドされ、回動羽によって仕切られる２つの室内の一方から他方へ液体が漏出するのを防止することができるという効果を有する。
よって、ケーシング内に圧入される液体の静圧を高効率でトルクに変換することができるという効果を有する。
従って、請求の範囲５項に記載されるような構成を備えない場合にくらべて、大きなトルクを出力シャフトに伝達することができるという効果を有する。【００２１】
本発明の請求の範囲６項に記載の回転トルク発生装置は、請求の範囲５項に記載の発明と同じ効果に加え、液体の流入口を、回動羽において出力シャフトと羽受シャフトとを連動させる回転トルクを発生させる回動の際の被押圧面側に形成することで、特に、出力シャフトにトルクが伝達される際に、液体の静圧からトルクへのエネルギーの変換効率を向上させることができるという効果を有する。【００２２】
本発明の請求の範囲６項に記載の回転トルク発生装置は、請求の範囲１項乃至請求の範囲６項に記載のそれぞれの発明の効果に加え、回転トルク発生装置をコンパクトな形態にすることができるという効果を有する。
【図面の簡単な説明】
【００２３】
【図１】本発明の実施例１に係る回転トルク発生装置の概念図である。
【図２】（ａ）は図１中のＡ−Ａ線矢視断面図であり、（ｂ）は図１中のＢ−Ｂ線矢視断面図である。
【図４】（ａ）は実施例２に係る回転機において回動羽が順回動する際の液体の流れを示す概念図であり、（ｂ）は回動羽が逆回動する際の液体の流れを示す概念図である。
【図５】（ａ）は実施例３に係る回転機において回動羽が順回動する際の液体の流れを示す概念図であり、（ｂ）は回動羽が逆回動する際の液体の流れを示す概念図である。
【図６】実施例４に係る回転トルク発生装置において回動羽とケーシングの間のシールド構造を示す概念図である。
【図７】実施例４に係る回転トルク発生装置において回動羽に嵌合部材を装着した状態を示す概念図である。
【図８】実施例４に係る回転トルク発生装置において嵌合部材が液体の漏出を防止する様子を示す断面図である。
【図９】（ａ）は実施例４に係る回転機において嵌合部材が作動する前の状態を示す側面図であり、（ｂ）は嵌合部材が作動した後の状態を示す側面図である。
【図１０】（ａ）は実施例４に係る回転機において嵌合部材が作動する前の状態を示す平面図であり、（ｂ）は嵌合部材が作動した後の状態を示す平面図である。
【図１１】（ａ）は実施例４に係る回転機において嵌合部材が作動する前の状態を示す側面図であり、（ｂ）は嵌合部材が作動した後の状態を示す側面図である。
【符号の説明】
【００２４】
１ａ, １ｂ…回転トルク発生装置
２…出力シャフト
３ａ,３ｂ…回転機
４,４ａ,４ｂ…羽受シャフト
５,５ａ,５ｂ…圧入排出管
６,６ａ,６ｂ…圧入排出管
７,７ａ,７ｂ…ケーシング
８ａ,８ｂ…逆転防止軸受
９,９ａ,９ｂ…回動羽
１０,１０ａ,１０ｂ…ストッパー
１１,１１ａ,１１ｂ…ストッパー
１２，１２ａ，１２ｂ…端部
１３〜１６…液体
１６ａ〜１６ｄ…配管
１７〜２０…弁
２０ａ,２０ｂ…窪部
２１…コンプレッサー
２１ａ…流入口
２１ｂ…排出口
２２ａ１, ２２ａ２,２２ｂ１, ２２ｂ２…圧力液体収容空間
２３，２４…三方弁
２５…溝部
２６…連通孔
２６ａ…流入口
２６ｂ…導出口
２７…嵌合部材
２７ａ〜２７ｅ…パーツ
２８…嵌合構造（ホゾ）
２９…回転トルク発生装置
３０,３１…液体
３２…側面
３３ａ，３３ｂ…被押圧面
３４…回転機
３５…端面
３６ａ,３６ｂ…圧力液体収容空間
３７, ３７ａ,３７ｂ…収容空間
３８…ケーシング
３９…胴部
４０ａ,４０ｂ…側壁
４１ａ, ４１ｂ…カバー
４２ａ,４２ｂ…ボルト
４３ａ,４３ｂ…ワッシャー
４４…貫通孔
４５…ナット
４６ａ,４６ｂ…弾性体（パッキン）
【発明を実施するための最良の形態】
【００２５】
以下に本発明の最良の実施の形態に係る回転トルク発生装置について実施例１乃至実施例３を参照しながら詳細に説明する。
【実施例１】
【００２６】
本発明の実施例１に係る回転トルク発生装置について図１及び図２を参照しながら詳細に説明する。（特に請求の範囲１項乃至請求の範囲４項に対応。）
図１は本発明の実施例１に係る回転トルク発生装置１ａの概念図である。
図１に示すように、実施例１に係る回転トルク発生装置１ａは、棒状の出力シャフト２を内包しながら、例えば２台の回転機３ａ及び回転機３ｂが直列に配置されたものであり、回転機３ａ,３ｂに係るケーシング７ａ,７ｂ内に収容される羽受シャフト４ａ,４ｂに生じる回転力（トルク）が直接出力シャフト２に伝達されるよう構成されるものである。
また、回転機３ａは、ケーシング７ａに設けられる圧入排出管５ａ,５ｂから例えば水や粘性オイルから成る液体を圧入・排出することで、ケーシング７ａの内部に収容される、図示しない回動羽を出力シャフト２を基軸に往復回動運動させて羽受シャフト４ａにトルクを生じさせている。
さらに、羽受シャフト４ａは逆転防止軸受８ａに連結されており、羽受シャフト４ａに生じたトルクのうち、特定方向のトルクのみが出力シャフト２に出力される仕組みになっている。なお、回転機３ｂも同様の構成を有している。
また、実施例１においては、回転トルク発生装置１ａの出力シャフト２に２台の回転機３ａ,３ｂを設けた場合を例に挙げて説明しているが、回転機を２台以上設けてもよい。
なお、圧入排出管５ａ,５ｂは、出力シャフト２に垂直方向に引き回されているが、ケーシング７ａ，７ｂにおいて出力シャフト２が挿通されている面に挿通させ、すなわち出力シャフト２と平行に引き回してもよいことは言うまでもない。【００２７】
ここで、実施例１に係る回転機の内部構造について図２を参照しながらさらに詳細に説明する。
図２（ａ）は図１中のＡ−Ａ線矢視断面図であり、（ｂ）は図１中のＢ−Ｂ線矢視断面図である。なお、図１に記載されたものと同一部分については同一符号を付し、その構成についての説明は省略する。
図２（ａ）に示すように、実施例１に係る回転機３ａは、内部に収容空間３７ａが形成された円筒状のケーシング７ａの中心軸上に円筒状の羽受シャフト４ａが挿通され、この羽受シャフト４ａの中空部に出力シャフト２がケーシング７ａを貫通しながら挿通されたものである。
また、羽受シャフト４ａの外側面上には回動羽９ａが突設され、回動羽９ａの羽受シャフト４ａに固設されない側の端部１２ａはケーシング７ａの内側面上を摺動するよう構成されている。
つまり、ケーシング７ａにより形成される収容空間３７ａが、回動羽９ａにより間仕切られて圧力液体収容空間２２ａ１, ２２ａ２が形成されているのである。
さらに、ケーシング７ａの外側面には、その内部に挿通される羽受シャフト４ａの外側面に向って断面略Ｖ字形の窪部２０ａが形成されており、この断面略Ｖ字形の窪部２０ａを形成する２つの面はそれぞれ出力シャフト２を基軸に往復回動運動する回動羽９ａの始点及び終点を構成するストッパー１０ａ,１１ａとして機能している。
そして、このストッパー１０ａ,１１ａには、それぞれの面を貫通する貫通孔が穿設されており、圧力液体収容空間２２ａ１, ２２ａ２のそれぞれに液体１３,１４を圧入し、その後圧力液体収容空間２２ａ１, ２２ａ２から液体１３,１４を排出させるための圧入排出管５ａ,６ａが接続されている。【００２８】
上記構成の実施例１に係る回転機３ａにおいては、圧入排出管５ａから液体１３が、ケーシング７ａ内の収容空間３７ａが回動羽９ａにより間仕切られて形成される圧力液体収容空間２２ａ１に、より具体的には、ケーシング７ａの内側面と回動羽９ａ及びストッパー１０ａにより形成される圧力液体収容空間２２ａ１に、圧入されると同時に、ケーシング７ａの内側面と回動羽９ａ及びストッパー１１ａにより形成される圧力液体収容空間２２ａ２に収容される液体１４が圧入排出管６ａから排出されることで、回動羽９ａをストッパー１０ａからストッパー１１ａに向って順回動させることができるという効果を有する。そして、この動作が完了した後に、圧力液体収容空間２２ａ１に収容される液体１３が圧入排出管５ａから排出されると同時に、圧力液体収容空間２２ａ２に圧入排出管６ａから液体１４が圧入されることで、回動羽９ａをストッパー１１ａからストッパー１０ａに向って逆回動させることができるという効果を有する。
よって、上記の動作を繰り返すことでケーシング７ａ内において回動羽９ａを往復回動運動させることができるという効果を有する。
この結果、羽受シャフト４ａにトルクを発生させることができるという効果を有する。【００２９】
一般に動力源として静圧を用いた場合、静圧を付加する液体の漏洩を抑制することで圧力伝達を完全に行い動力のロスを無くすことができれば、そのエネルギーの変換効率は極めて高くなる。
このため、回転機３ａに係る回動羽９ａを作動させるための動力源として圧力液体を用いることによれば、すなわち圧力液体収容空間２２ａ１,２２ａ２に液体１３,１４を圧入することで、液体１３,１４に作用する静圧を効率よくトルクに変換することができるという効果を有する。
この結果、出力シャフト２に大きなトルク出力することができるという効果を有する。
なお、液体１３,１４は、非圧縮性流体である水や粘性オイルであることが望ましく、特に、液体１３,１４として水を用いた場合には、高いエネルギーの変換効率を期待できるという効果を有する。また、液体１３,１４として粘性オイルを用いた場合には、粘性が高いことから回転機３ａやこれに接続される配管から液体１３,１４が漏洩し難く、液体１３,１４の取扱いを容易にすることができるという効果を有する。
従来、大きなトルクを得るためには、内燃機関等を利用して一旦回転体の回転速度を上げておき、その後、ギアやカムを介して回転速度を遅くすることで、大きなトルクを得ていた。しかしながら、この方法では大きなエネルギー損失がおこり不経済であった。
しかしながら、実施例１に係るトルク発生装置１ａによれば、トルク発生装置１ａから直接的に大きなトルクを発生させることができるので、例えば、発電機、エンジン、減速器等に代わる、回転力を利用する動力発生源を提供することができるという効果を有する。【００３０】
さらに、回転機３ａに係る圧入排出管５ａ,６ａを、ストッパー１０ａ,１１ａにおけるケーシング７ａの円筒体側に、すなわち、圧入排出管５ａ,６ａを回動羽９ａがストッパー１０ａ,１１ａに接触した場合の端部１２寄りに設けても良い。
この場合、ケーシング７ａ内に収容される回動羽９ａを、液体１３,１４の静圧だけでなくその動圧（運動エネルギー）による付勢を得て作動させることができるという効果を有する。
この結果、回動羽９ａをスムースかつ効率的に往復回動運動させることができるという効果を有する。
なお、回転機３ｂに係る回動羽９ｂにおいても同様である。【００３１】
回転機３ｂは回転機３ａと同一の構造を有するものであり、上述の回転機３ａに関する説明において、ケーシング７ａはケーシング７ｂに、収容空間３７ａは収容空間３７ｂに、羽受シャフト４ａは羽受シャフト４ｂに、その端部１２ａは端部１２ｂに、回動羽９ａは回動羽９ｂに、ストッパー１０ａ,１１ａはストッパー１０ｂ,１１ｂに、圧力液体収容空間２２ａ１, ２２ａ２は圧力液体収容空間２２ｂ１, ２２ｂ２に、液体１３,１４は液体１５,１６にそれぞれ置き換えられる。
このような実施例１に係る回転機３ｂにおいては、圧入排出管５ｂから液体１５がケーシング７ｂの内側面と回動羽９ｂ及びストッパー１０ｂにより形成される圧力液体収容空間２２ｂ１に圧入されると同時に、ケーシング７ｂの内側面と回動羽９ｂ及びストッパー１１ｂにより形成される圧力液体収容空間２２ｂ２に収容される液体１６が圧入排出管６ｂから排出されることで、回動羽９ｂをストッパー１０ｂからストッパー１１ｂに向って順回動させることができるという効果を有する。
また、この動作が完了した後に、圧力液体収容空間２２ｂ１に収容される液体１５を圧入排出管５ｂから排出すると同時に、圧力液体収容空間２２ｂ２に圧入排出管６ｂから液体１６を圧入することで、回動羽９ｂをストッパー１１ｂからストッパー１０ｂに向って逆回動させることができるという効果を有する。
よって、上記の動作を繰り返すことでケーシング７ｂ内において回動羽９ｂを往復回動運動させることができるという効果を有する。
この結果、羽受シャフト４ｂにトルクを発生させることができるという効果を有する。【００３２】
そして、実施例１に係る回転トルク発生装置１ａにおいて、回転機３ａ及び回転機３ｂは、図１に示す逆転防止軸受８ａ,８ｂを備えることで、羽受シャフト４ａ,４ｂの順回動（往回動）又は逆回動（復回動）のいずれかにおいてのみ出力シャフト２と羽受シャフト４ａ,４ｂとを連動させることができるという効果を有する。
この結果、出力シャフト２には、回転機３ａ,３ｂにより特定方向のトルクのみが出力されるのである。
また、このような逆転防止軸受８ａ,８ｂには、例えばラチェット機構を用いることが可能である。もちろん、出力シャフト２の逆転を防止して一定方向にのみ回転可能にするものであればラチェット機構に限定するものではなく、それ以外の逆転防止機構を用いてもよい。
すなわち、回動羽９ａ,９ｂが往復回動運動する回転機３ａ,３ｂのそれぞれから、特定方向のトルクのみを取り出すことができるよう構成されるものであればその機構は問題としない。【００３３】
さらに、実施例１に係る回転トルク発生装置１ａにおいて、回転機３ａに設けられる回動羽９ａと、回転機３ｂに設けられる回動羽９ｂとは位相の異なる往復回動運動をしている。
本実施の形態に係る回転トルク発生装置１ａでは、前述のとおり羽受シャフト４ａ，４ｂが回転防止軸受８ａ，８ｂを介して出力シャフト２に接続されるので、羽受シャフト４ａ，４ｂがいずれの方向に回動しても、順回動かあるいは逆回動の一方向（特定方向）にのみ回転する。従って、連続的に出力シャフト２を回転させようとすると、逆転回転防止軸受８ａ，８ｂの機能を介してもなお、いずれかの羽受シャフト４ａ，４ｂが常に出力シャフト２にトルクを発生させるように動作する必要がある。
そこで、羽受シャフトに設けられる一の回動羽と他の羽受シャフトに設けられる他の回動羽が位相の異なる往復回動運動を行う必要がある。同位相で回動すると、両方の回動羽が出力シャフト２にトルクを発生できないような回動をしなければならない状態があるためである。
もちろん、回動羽（羽受シャフト）が２基のみである場合には、位相が異なるだけでは足りず、逆動、すなわち、実施例１に係る回転トルク発生装置１ａにおいて、回転機３ａに設けられる回動羽９ａと、回転機３ｂに設けられる回動羽９ｂは、互いに反対方向に同一な速度で往復回動運動している。
実施例１に係る回転トルク発生装置１ａにおいて、回転機３ａ及び回転機３ｂのそれぞれは、逆転防止軸受８ａ,８ｂを備えているため、回動羽９ａ,９ｂが往復回動運動する際に、その順回動又は逆回動のいずれかの場合にしか羽受シャフト４ａ,４ｂと出力シャフト２とが連動しない。
このため、回転機３ａ及び回転機３ｂに係る回動羽９ａ,９ｂを同じ位相で往復回動運動をさせた場合、出力シャフト２に出力されるトルクが不連続になってしまう。
そこで、実施例１に係る回転トルク発生装置１ａにおいては、回転機３ａに設けられる回動羽９ａと、回転機３ｂに設けられる回動羽９ｂとを位相の異なる往復回動運動をさせることで、すなわち、回動羽９ａと回動羽９ｂの往復回動運動の位相差を２７０°とすることで、回転機３ａと回転機３ｂとが出力シャフト２に交互に特定方向のトルクを出力することになり、結果的として、出力シャフト２に連続した一定方向のトルクを出力することができるという効果を有するのである。この位相差が２７０°とは、ストッパー１０ａ,１０ｂの位置を０°（５４０°）とし、ストッパー１１ａ,１１ｂの位置を順方向の２７０°とした場合において、回動羽９ａがストッパー１０ａに存在している場合に、回動羽９ｂがストッパー１１ｂに存在していること、あるいは、回動羽９ａがストッパー１１ａに存在している場合に、回動羽９ｂがストッパー１０ｂに存在していることを意味する。すなわち、本願明細書では、回動範囲を角度で表現して、それを位相と呼び、回動羽の位置をその位相で表現しているのである。また、本実施例１では、図２（ａ），（ｂ）に示されるとおり、回動範囲が四分の三円となっているので、この位相差２７０°の場合が、上述の「逆動」の意味となる。
本実施例１では、回動羽を２基設けているが、３基あるいは４基となった場合では、３基の場合に位相を１８０°、３６０°、５４０°としたり、４基の場合に、位相を１３５°、２７０°、４０５°、５４０°としてもよいし、２基ずつを一対として逆動させてもよい。このようにすることで、連続して出力シャフト２にトルクを発生させることができる。
本願明細書においては、位相の異なる往復回動運動とは、羽受シャフトが逆転防止軸受など、逆転防止装置を介して出力シャフトに接続されたとしても、出力シャフトに連続してトルクを発生可能なように、常に、逆転防止装置の順方向（止められない方向）側に少なくとも１つの羽受シャフトが回動途中であるような位相を備えている状態を意味している。【００３４】
ここで回転機３ａ及び回転機３ｂにより特定方向のトルクが出力シャフト２に連続的に出力される仕組みについて図３を参照しながら詳細に説明する。
図３は実施例１に係るトルク発生装置の作動の様子を示す表である。
いま、実施例１に係る回転トルク発生装置１ａにおいて回転機３ａ及び回転機３に設けられる回動羽９ａ,９ｂはいずれも、時間ｔをかけてケーシング７ａ,７ｂのストッパー１０ａ,１０ｂからストッパー１１ａ,１１ｂまでを移動している。
このとき、図２（ａ）,（ｂ）に示す回転機３ａ,３ｂの断面図において、回動羽９ａ,９ｂが時計回りに回動する場合を順回動（順）、回動羽９ａ,９ｂが時計回りと反対方向に回動する場合を逆回動（逆）とする。
また、実施例１に係る回転トルク発生装置１ａにおいて、逆転防止軸受８ａ,８ｂは、回動羽９ａ,９ｂに連動する羽受シャフト４ａ,４ｂが順回動している場合にのみトルクを出力シャフト２に出力するよう構成されているとする。
そして、羽受シャフト４ａ,４ｂと出力シャフト２とが連動している場合を逆転防止機構「ＯＮ」と表記し、羽受シャフト４ａ,４ｂと出力シャフト２とが連動していない場合を逆転防止機構「ＯＦＦ」と表記する。
上述のような条件下において、時間ｔｎ（ｎ＝１，２，３，．．．）ごとの回転機３ａ,３ｂにおける回動羽９ａ,９ｂの回動方向及びこれらに設けられる逆転防止機構の作動の様子は、図３に示すとおりである。【００３５】
図３に示すように、実施例１に係る回転トルク発生装置１ａにおいて回転機３ａ及び回転機３ｂを駆動すると、回動羽９ａ,９ｂが順回動をしたときのみ出力シャフト２にトルクが出力される。
このため、回動羽９ａ,９ｂを互いに反対方向に同一な速度で往復回動運動させた場合、出力シャフト２には時間ｔｎごとに回転機３ａ又は回転機３ｂのいずれか一方から特定方向のトルクが出力される。この結果、出力シャフト２には一定方向のトルクが連続的に出力されるのである。【００３６】
このように、実施例１に係る回転トルク発生装置１ａにおいては、互いに反対方向に同一な速度で往復回動運動する回動羽９ａ,９ｂを備えた回転機３ａ,３ｂを有することで出力シャフト２に一定方向の大きなトルクを連続的に出力することができるのである。
また、この時、回転機３ａ,３ｂの回動羽９ａ,９ｂが互いに反対方向に同一な速度で往復回動運動することで、回転機３ａ,３ｂから生じる振動を相殺することができるという効果を有する。この結果、実施例１に係る回転トルク発生装置１ａから生じる振動や騒音を低減することができ、回転トルク発生装置１ａの片磨耗を防止して装置の耐久性を向上させることができるという効果を有する。
なお、実施例１に係る回転トルク発生装置１ａにおいては、出力シャフト２に互いに反対方向に同一な速度で往復回動運動する回動羽９ａ,９ｂを備える回転機を２台設けた場合を例に挙げて説明しているが、回転機を出力シャフト２に２台以上設けても良い。例えば、出力シャフト２に回転機３ａを複数台設け、これと同じ台数の回転機３ｂを設けても良い。また、回動羽９ａ，９ｂの可動範囲は、図２に示されるように略２７０°としなくともよく、順方向の回動と逆方向の回動の両方に回動し得る回動羽が、少なくとも１組存在するのであれば、２７０°よりも小さくとも大きくともよい。但し、なるべく回動羽の可動範囲の角度が大きい方が順・逆回動の切換回数が少ない状態で一定方向にトルクを取り出すことができるので望ましいが、圧入排出管５ａ,５ｂ，６ａ，６ｂの引き回しなどのレイアウトの観点からは、可動範囲の角度の取り方は小さい方が望ましいとも考えられる。
このように回転機３ａ,３ｂをそれぞれ２台以上設けた場合、実施例１に係る回転トルク発生装置１ａから出力されるトルクを増大させることができるという効果を有する。
【実施例２】
【００３７】
実施例２に係る回転トルク発生装置について図４を参照しながら詳細に説明する。
実施例２に係る回転トルク発生装置は、上述の実施例１に係る回転トルク発生装置１ａの回転機３ａ及び回転機３ｂに、液体１３〜１６を圧入したり排出させるためのコンプレッサー及び配管を設けたものである。
また、実施例２に係る回転トルク発生装置において、回転機３ａと回転機３ｂに設けられる配管構造は同一であるため、ここでは特に回転機３ａに設けられる配管構造を例に挙げて説明する。
図４（ａ）は実施例２に係る回転機において回動羽が順回動する際の液体の流れを示す概念図であり、（ｂ）は回動羽が逆回動する際の液体の流れを示す概念図である。なお、図１又は図２に記載されたものと同一部分については同一符号を付し、その構成についての説明は省略する。
図４（ａ），（ｂ）に示すように回転機３ａとコンプレッサー２１の間には、回転機３ａの圧入排出管５ａとコンプレッサー２１の流入口２１ａを結ぶ配管１６ａが設けられ、また、回転機３ａの圧入排出管６ａとコンプレッサー２１の排出口２１ｂの間にはこれらを結ぶ配管１６ｃが設けられている。配管１６ａには弁１７が、配管１６ｃには弁２０が設けられている。
また、これらの配管１６ａ，１６ｃの間には、それぞれの配管１６ａ，１６ｃから分岐して、それぞれの配管１６ｃ，１６ａに接続される配管１６ｂ，１６ｄが設けられており、それぞれ弁１８，１９を備えている。【００３８】
上述のような実施例２に係る回転機３ａにおいて回動羽９ａを順回動させるには、すなわち、図２（ａ）に示す回転機３ａの断面図において、回動羽９ａをストッパー１０ａからストッパー１１ａに向かって時計回りに回動させるには、図４（ａ）に示すような配管構造において、弁１８及び弁１９を開放すると同時に、弁１７及び弁２０を閉鎖した状態でコンプレッサー２１を駆動すればよい。
この場合、コンプレッサー２１において加圧された液体は排出口２１ｂから排出され、弁１９を通過して圧入排出管５ａから圧力液体収容空間２２ａ１に液体１３として圧入される。また、これと同時に、圧力液体収容空間２２ａ２に収容される液体１４は圧入排出管６ａから排出されて弁１８を通過して流入口２１ａへと送給される。
そして、回動羽９ａの順回動と同時に羽受シャフト４ａに時計回りのトルクが発生し、出力シャフト２ａに出力されるのである。【００３９】
他方、実施例２に係る回転機３ａの回動羽９ａを逆回動させるには、すなわち、図２（ａ）に示す回転機３ａの断面図において、回動羽９ａをストッパー１１ａからストッパー１０ａに向かって時計回りと反対に回動させるには、図４（ｂ）に示すように弁１７及び弁２０を開放すると同時に、弁１８及び弁１９を閉鎖してコンプレッサー２１を駆動すればよい。
この場合、コンプレッサー２１において加圧された液体は排出口２１ｂから排出され、弁２０を通過して圧入排出管６ａから圧力液体収容空間２２ａ２に液体１４として圧入される。また、これと同時に、圧力液体収容空間２２ａ１に収容される液体１３は圧入排出管５ａから排出されて弁１７を通過して流入口２１ａへと送給される。
そして、回動羽９ａが逆回動する場合、羽受シャフト４ａには時計回りと反対方向のトルクが発生するのであるが、逆転防止軸受８ａの作用により出力シャフト２ａは羽受シャフト４ａと連動しないため、出力シャフト２ａへのトルクの出力を伴わない回動羽９ａの回動運動のみが起こる。【００４０】
なお、実施例２に係る回転機３ａにおいては、図４（ａ），（ｂ）に示すコンプレッサー２１に代えてポンプを用いることも可能である。また、弁１７〜２０には、迅速な弁体駆動が可能な電磁弁やエア駆動弁が適している。
さらに、コンプレッサー２１や弁１７〜２０は、図示しない制御部に電気的に接続されており、この制御部によりコンプレッサー２１の駆動と停止、並びに、弁１７〜２０の開閉が自動制御されている。また、回転機３ｂにおいても同様である。【００４１】
この制御部による弁１７〜２０の開閉動作は、例えば、図２に記載される圧力液体収容空間２２ａ１及び圧力液体収容空間２２ｂ１の容量であって、回動羽９ａ，９ｂがそれぞれストッパー１１ａ，１１ｂに到達する場合の容量を予め設定しておき、これらの空間に注入される液体１３の量を圧入排出管５ａ，５ｂ，６ａ，６ｂ又は配管１６ａ，１６ｃなどに設けた流量計（図示せず）によって測定し、その容量となった場合に、その流量計からの流量信号を制御部で受けて、弁１７〜２０の開閉動作を行わせるようにする。従って、この流量計では積分流量が測定可能である必要がある。【００４２】
具体的には、図２（ａ）及び図４（ａ）に示される場合は、圧入排出管５ａから液体１３を注入している状態を示しており、回動羽９ａが図２（ａ）において平面視して右側に回動し、圧力液体収容空間２２ａ１に先の容量分注入されると、回動羽９ａがストッパー１１ａに到達するので、その容量を積分流量として流量計が測定すると、その流量計から流量信号が制御部に向けて発信される。この流量信号を受信した制御部は、閉状態の弁１７及び弁２０に対しては開動作させるための開信号を発信し、開状態の弁１８及び弁１９に対しては閉動作させるための閉信号を発信するようにする。流量計は常に積分流量に関する信号を発信させてもよいし、先の容量と積分流量が一致した場合に信号を発信するようにしてもよい。また、制御部は、流量計が常に積分流量に関する信号を発信する場合には、その積分流量が先の容量と一致した場合に弁を開動作させるための信号あるいは閉動作させるための信号を発信するように構成され、また、流量計からの信号が先の容量と積分流量が一致した場合に発信される場合には、その信号を受信した際に、弁に対して開閉信号を発信させるようにしておけばよい。【００４３】
なお、回動羽９ａがストッパー１１ａに到達する場合の容量を設定すると、制御の時間遅れが生ずる可能性が高いので、回動羽９ａがストッパー１１ａに到達する前の容量を制御のための容量としての設定値とするとよい。いずれの容量を設定値として用いるかは、制御回路の特性などを踏まえた上で、回転装置に不具合が発生しないように適宜定めるとよい。
以上のことは、回転機３ａの逆方向における回動や回転機３ｂにおいても共通の事項である。【００４４】
次に、逆に、図２（ｂ）や図４（ｂ）に示されるような場合では、圧力液体収容空間２２ａ２及び圧力液体収容空間２２ｂ２の容量であって、回動羽９ａ，９ｂがそれぞれストッパー１０ａ，１０ｂに到達する場合の容量を予め設定しておき、これらの空間に注入される液体１３の量を圧入排出管５ａ，５ｂ，６ａ，６ｂ又は配管１６ａ，１６ｃなどに設けた流量計によって測定し、その容量となった場合に、その流量計からの流量信号を制御部で受けて、制御部から開状態の弁１７及び弁２０に対しては閉動作させるための閉信号を発信し、閉状態の弁１８及び弁１９に対しては開動作させるための開信号を発信するようにする。【００４５】
また、これらの流量計は、流量（積分流量）に加えてその流れ方向を検出できるものであれば、流量（積分流量）とその流れ方向に応じて、制御部にその流量信号及び方向信号を送信し、制御部は、それらの信号に応じて、それぞれの弁に対して開信号あるいは閉信号を発信することが可能であるので、１箇所に設けることで足りる。しかしながら、流量（積分流量）のみを測定可能であれば、流量計は、図４（ａ）に示される場合のように、弁１７，２０を閉状態から開状態に、弁１８，１９を開状態から閉状態にするために流量を測定する流量計と、図４（ｂ）に示される場合のように、弁１８，１９を閉状態から開状態に、弁１７，２０を開状態から閉状態にするために流量を測定する流量計の２個が必要となる。なお、流量計の設置箇所としては、図４（ａ）及び（ｂ）のいずれの場合においても流量が発生している配管（場所）が望ましい。従って、例えば、配管１６ｂなどは流れていない場合（図４（ｂ））が存在することから、望ましくない。【００４６】
一方、例えばコンプレッサー２１の流入口２１ａ（近傍も含む）あるいは排出口２１ｂ（近傍も含む）に流量計を設けることによれば、常に同じ方向へ液体１３が流出しているので、１つの流量計から信号を制御部へ送信し、制御部からそれぞれの弁１７〜２０へ開閉信号を発信することによって弁１７〜２０の開閉自動制御を行うことが可能である。
なお、圧力液体収容空間２２ａ１（圧力液体収容空間２２ａ２）及び圧力液体収容空間２２ｂ１（圧力液体収容空間２２ｂ２）の容量であって、回動羽９ａ，９ｂがそれぞれストッパー１１ａ，１１ｂ（ストッパー１０ａ，１０ｂ）に到達する場合の容量は、それぞれ同じ容量と考えられるが、例えば可動範囲をストッパーまでとせずに、それまでの途中の位置で止めて容量としてもよいことは前述のとおりである。
このような自動制御は、後ほど説明する図５に示される三方弁２３，２４を採用した場合も同様に可能である。【００４７】
さらに、自動制御の他の方法として、ケーシング７ａ，７ｂの表面に超音波センサーを設けることで、回動羽９ａ，９ｂの位置を測定して、これによって弁１７〜２０の開閉を制御することも可能である。
具体的には、回転機３ａであれば、ケーシング７ａの表面であって、ストッパー１０ａ，１１ａの近傍にそれぞれ超音波センサー（図示せず）を設置しておく。この超音波センサーはその端面から超音波を発信し、その反射波を探知することで、超音波が伝達した距離を測定可能なものである。従って、図２（ａ）において回動羽９ａがストッパー１１ａに近づいた際に、ケーシング７ａの表面であってストッパー１１ａ近傍に設置された超音波センサーが、圧力液体収容空間２２ａ２の方向へ向かって超音波を発信させると、最初はケーシング７ａの厚みのみを測定しているものの、回動羽９ａがケーシング７ａの内側に到達した場合には回動羽９ａの厚みも測定するため、超音波センサーで測定される厚みが増加する。従って、超音波センサーによって測定される厚みの変化を検知することで、弁１７〜２０の開閉動作を自動制御することが可能である。回動羽９ａがケーシング７ａのストッパー１１ａ近傍に到達した場合には、そのストッパー１１ａ近傍に設置される超音波センサーによって計測される厚みが変化するので、その際に超音波センサーから制御部へ信号を発信させ、制御部はその信号を受信した場合に、弁１７，２０に対しては開動作させるための信号を発信し、弁１８，１９に対しては閉動作させるための信号を発信する。超音波センサーを用いた制御においても、その設置位置は、制御の時間遅れなどの特性を考慮しながらケーシング７ａ表面のいずれの箇所にするか適宜決定するとよい。【００４８】
以上、回転機３ａについて述べたが、回転機３ｂについても同様に制御が可能である。もちろん、制御部は回転機３ａと回転機３ｂを、位相を異ならせて同期させて制御を実行する必要があることは言うまでもない。
以上説明したとおり、同一の構成を有する回転機３ｂの回動羽９ｂが、回転機３ａの回動羽９ａと位相の異なる往復回動運動をすることで、回転機３ａ及び回転機３ｂにより出力シャフト２ａに一定方向のトルクが連続的に出力されるのである。
【実施例３】
【００４９】
実施例３に係る回転トルク発生装置について図５を参照しながら詳細に説明する。
実施例３に係る回転トルク発生装置は、実施例２に係る回転トルク発生装置とほぼ同じ構成を有するものであるが、２台の回転機の配管構造において通常の弁に代えて三方弁を配管１６ａと配管１６ｂの接続点及び配管１６ｃと配管１６ｄの接続点に備える点が異なっている。また、実施例３に係る回転トルク発生装置において、回転機３ａ，３ｂに設けられる配管構造は同一であるため、ここでは回転機３ａの配管構造を例に挙げて説明する。
図５（ａ）は実施例３に係る回転機において回動羽が順回動する際の液体の流れを示す概念図であり、（ｂ）は回動羽が逆回動する際の液体の流れを示す概念図である。なお、図１乃至図４に記載されたものと同一部分については同一符号を付し、その構成についての説明は省略する。
図５（ａ），（ｂ）に示すように回転機３ａとコンプレッサー２１の間には、回転機３ａの圧入排出管５ａとコンプレッサー２１の流入口２１ａを結ぶ配管１６ａが設けられ、また、回転機３ａの圧入排出管６ａとコンプレッサー２１の排出口２１ｂの間にはこれらを結ぶ配管１６ｃが設けられている。これらの配管１６ａ，１６ｃの間には、それぞれの配管１６ａ，１６ｃから分岐して、それぞれの配管１６ｃ，１６ａに接続される配管１６ｂ，１６ｄが設けられている。さらに、配管１６ａと配管１６ｂの接続点及び配管１６ｃと配管１６ｄの接続点にそれぞれ三方弁２４，２３が設けられている。【００５０】
上述のような実施例３に係る回転機３ａの回動羽９ａを順回動させるには、すなわち、図２（ａ）に示す回転機３ａの断面図において、回動羽９ａをストッパー１０ａからストッパー１１ａに向かって時計回りに回動させるには、図５（ａ）に示すような配管構造において、三方弁２３のコンプレッサー２１の排出口２１ｂから圧入排出管５ａに向かう流路側の弁体を開放し、すなわち、圧入排出管６ａからコンプレッサー２１の排出口２１ｂに向かう流路側の弁体を閉鎖すると同時に、三方弁２４において圧入排出管６ａからコンプレッサー２１の流入口２１ａに向かう流路側の弁体を開放し、すなわち、圧入排出管５ａからコンプレッサー２１の流入口２１ａに向かう流路側の弁体を閉鎖した状態でコンプレッサー２１を駆動すればよい。
この場合、コンプレッサー２１において加圧された液体が排出口２１ｂから排出され、三方弁２３を介して配管１６ｄに送給され圧入排出管５ａから圧力液体収容空間２２ａ１に液体１３として圧入される。また、これと同時に、圧力液体収容空間２２ａ２に収容される液体１４は圧入排出管６ａから排出されて配管１６ｂに送給され三方弁２４を介して流入口２１ａへと送給される。
そして、回動羽９ａの順回動と同時に羽受シャフト４ａに時計回りのトルクが発生し、出力シャフト２ａに出力されるのである。【００５１】
他方、実施例３に係る回転機３ａの回動羽９ａを逆回動させるには、すなわち、図２（ａ）に示す回転機３ａの断面図において、回動羽９ａをストッパー１１ａからストッパー１０ａに向かって時計回りと反対に回動させるには、図５（ｂ）に示すように、三方弁２３においてコンプレッサー２１の排出口２１ｂから圧入排出管６ａに向かう流路側の弁体を開放し、すなわち、圧入排出管５ａからコンプレッサー２１の排出口２１ｂに向かう流路側の弁体を閉鎖すると同時に、三方弁２４において圧入排出管５ａからコンプレッサー２１の流入口２１ａに向かう流路側の弁体を開放し、すなわち、圧入排出管６ａからコンプレッサー２１の流入口２１ａに向かう流路側の弁体を閉鎖した状態でコンプレッサー２１を駆動すればよい。
この場合、コンプレッサー２１において加圧された液体が排出口２１ｂから排出され、三方弁２３を介して配管１６ｃに送給され圧入排出管６ａから圧力液体収容空間２２ａ２に液体１４として圧入される。また、これと同時に、圧力液体収容空間２２ａ１に収容される液体１３は圧入排出管５ａから排出されて配管１６ａに流入し、三方弁２４を介してコンプレッサー２１の流入口２１ａへと送給される。
そして、回動羽９ａが逆回動する場合、羽受シャフト４ａには時計回りと反対方向のトルクが発生するのであるが、逆転防止軸受８ａの作用により出力シャフト２ａは羽受シャフト４ａと連動しないため、出力シャフト２ａへのトルクの出力を伴わない回動羽９ａの回動運動のみが起こる。【００５２】
なお、実施例３に係る回転機３ａにおいては、液体の加圧手段として図５（ａ），（ｂ）に示すコンプレッサー２１に代えてポンプを用いることも可能である。また、三方弁２３，２４には、迅速な弁体駆動が可能な電磁弁やエア駆動弁が適している。
さらに、コンプレッサー２１や三方弁２３，２４は、図示しない制御部に電気的に接続されており、この制御部によりコンプレッサー２１の駆動と停止、並びに、三方弁２３，２４の開閉が自動制御されている。なお、回転機３ｂにおいても同様である。
従って、同一の構成を有する回転機３ｂの回動羽９ｂが、回転機３ａの回動羽９ａと１８０°位相の異なる往復回動をすることで、回転機３ａ及び回転機３ｂにより出力シャフト２ａに一定方向のトルクが連続的に出力されるのである。【００５３】
なお、実施例２や実施例３においては、前述のとおり、回転機３ａ,３ｂにそれぞれ超音波センサーなどのセンサーを設けておき、ストッパー１０ａ,１０ｂやストッパー１１ａ,１１ｂへの回動羽９ａ,９ｂの接触又は接近を検知して、コンプレッサー２１やポンプの作動、及び、弁１７〜２０や三方弁２３,２４の切替を制御しても良いし、センサーを用いることなく一定のタイミングでこれらが切り替わるよう設定しておいてもよい。
センサーや流量計を用いない場合に一定タイミングによって弁１７〜２０の開閉の制御方法を具体的に説明すると、例えば、回転機３ａ，３ｂの回転特性が一定の場合には、回動羽９ａ，９ｂの往復回動運動は、一定のタイミングによって繰り返されることになる。従って、そのタイミングを予め計算しておき、そのタイミングを制御部に記憶させておき、そのタイミングで弁１７，２０の開閉動作及び弁１８，１９の開閉動作を制御することで可能となる。もちろん、三方弁２３，２４の切り替えも同様に可能である。
さらに、実施例２や実施例３においては、コンプレッサー２１やポンプ、と、弁１７〜２０や三方弁２３,２４とを別々に設ける場合を例に挙げて説明しているが、コンプレッサー２１やポンプ、と、弁１７〜２０や三方弁２３,２４とが一体に設けられたものを用いてもよい。
この場合、実施例２や実施例３に係る回転トルク発生装置１ａの構造を一層単純化することができるという効果を有する。
【実施例４】
【００５４】
実施例４に係る回転トルク発生装置について図６乃至図１１を参照しながら詳細に説明する。（特に、請求の範囲５項及び請求の範囲６項に対応。）
実施例４に係る回転トルク発生装置は、個々の回転機において、ケーシングの内側面と回動羽の隙間にシールド構造を有することを特徴とするものである。
図６は実施例４に係る回転トルク発生装置において回動羽とケーシングの間に設けられるシールド構造を示す概念図である。なお、図１乃至図５に記載されたものと同一部分については同一符号を付し、その構成についての説明は省略する。また、実施例４に係る回転トルク発生装置においてシールド構造は全ての回転機に設けられるのであるが、ここでは複数ある回転機のうちの一つを例に挙げて説明する。以下に示す図７乃至図１１においても同様である。
実施例４に係る回転トルク発生装置２９の回転機３４は、回動羽９の側面３２に、すなわち、回動羽９において図示しないケーシングの内側面と対向する面に、断面凹状の溝部２５が形成され、この溝部２５内に着脱可能に嵌設される嵌合部材２７を備えるものである。
また、回動羽９には、回動羽９の被押圧面３３ａと溝部２５の底とを結ぶ連通孔２６が複数形成されており、図示しないケーシング内に形成される収容空間に、嵌合部材２７を備えた回動羽９を収容し、回動羽９により収容空間が間仕切られて形成される圧力液体収容空間を図示しない液体で満たした際に、流入口２６ａは、被押圧面３３ａに接触する液体の一部を回動羽９の内部に形成される連通孔２６に取り込んで、溝部２５の底面に形成される導出口２６ｂから導出させるという作用を有する。【００５５】
他方、溝部２５に嵌設される嵌合部材２７は、ブロック状の複数のパーツ２７ａ〜２７ｅにより構成されるものであり、パーツ２７ａ〜２７ｅは、溝部２５の直線部分に嵌合する角柱状のパーツ２７ａ,２７ｃ,２７ｅと、溝部２５の屈曲部（角部）に嵌合する略三角柱状のパーツ２７ｂ,２７ｄの２種類で構成されている。
さらに、それぞれのパーツ２７ａ〜２７ｅの接合部分には嵌合構造２８（ホゾ）が形成されており、パーツ２７ａ〜２７ｅのそれぞれは嵌合構造２８が互いに噛み合った状態で連結されている。【００５６】
そして、上述のような嵌合部材２７を図６中の符号Ｄで示す方向にスライドさせて回動羽９の側面３２に形成される溝部２５に収容すると、図７に示すような状態となる。
図７は、実施例４に係る回転トルク発生装置において回動羽に嵌合部材を装着した状態を示す概念図である。
図７に示すように、実施例４に係る回転機３４においては、嵌合部材２７の端面３５と、回動羽９の側面３２とが同一平面上に配置されるよう嵌合部材２７の大きさを設定しているが、嵌合部材２７の端面３５は必ずしも回動羽９の側面３２と同一平面上に配置されなくともよい。つまり、嵌合部材２７の端面３５は、側面３２から突出していても、落ち窪んでいてもよい。
これは、嵌合部材２７は図示しないケーシング７の内側面と回動羽９の側面３２との間に形成される隙間を埋めるためのものであり、嵌合部材２７が溝部２５からケーシングの内側面に向って押し出された際に、嵌合部材２７の端面３５がケーシングの内側面に接触して隣り合う圧力液体収容空間において、相互に液体漏出を防止することができるよう構成されるのであれば、回動羽９の側面３２と同一平面上に嵌合部材２７の端面３５が配置されなくともよい。【００５７】
続いて、上述のような嵌合部材２７によりケーシング７の内側面と回動羽９の側面３２との間がシールドされる仕組みについて図８及び図９を参照しながら詳細に説明する。
図８は実施例４に係る回転トルク発生装置において嵌合部材が液体の漏出を防止する様子を示す断面図である。なお、図１乃至図７に記載されたものと同一部分については同一符号を付し、その構成についての説明は省略する。また、図８に示す回転機３４においては、回動羽９が時計回りに回転する場合にのみ出力シャフト２にトルクが伝達されるものとする。
図８に示すように、嵌合部材２７を備えた回動羽９をケーシング７に収容し、ケーシング７の内側面とストッパー１１と回動羽９により形成される圧力液体収容空間３６ｂを液体３１で満たし、ケーシング７の内側面とストッパー１０と回動羽９により形成される圧力液体収容空間３６ａを液体３０を満たしておき、この状態のまま圧入排出管６を通じて圧力液体収容空間３６ｂから液体３１を排出すると同時に、圧入排出管５から液体３０を圧力液体収容空間３６ａに送給して回動羽９をストッパー１０からストッパー１１に向かって回動させる際に、回動羽９の被押圧面３３ａに形成される流入口２６ａから液体３０の一部が連通孔２６に流入する。
そして、流入口２６ａから連通孔２６に流入した液体３０は、導出口２６ｂから溝部２５の底に導出され、溝部２５に収容される嵌合部材２７の溝部２５の底との接触部分を押圧して嵌合部材２７をケーシング７の内側面に向って、すなわち、図８中の符号Ｅで示す方向に押し出すという作用を有する。【００５８】
この結果、嵌合部材２７の端面３５がケーシング７の内側面に押し当てられて接触することで、圧力液体収容空間３６ａと圧力液体収容空間３６ｂの相互で液体３０,３１が漏出するのを防止することができるという効果を有する。
従って、回動羽９が時計回りに回動させる際に、回動羽９の被押圧面３３ａに作用する液体３０の静圧を高効率でトルクに変換することができるという効果を有する。
よって、出力シャフト２にトルクを出力させる際のエネルギーの変換効率を高めることができるという効果を有する。【００５９】
なお、図８においては、回動羽９の被押圧面３３ａに液体３０の流入口２６ａを有する連通孔２６を形成した場合を例に挙げて説明している。
これは、実施例４に係る回転機３４においては、回動羽９が時計回りに回動する場合（図８中の符号Ｆで示す方向に回動する場合）にのみ出力シャフト２に伝達されるので、この場合のみ液体３０の静圧が効率よくトルクに変換されればよいからである。
もちろん、図８に示す連通孔２６と連続することがないよう配慮しながら回動羽９の被押圧面３３ｂに液体３０の流入口２６ａを有する連通孔２６を別途形成してもよい。
この場合、出力シャフト２にトルクを出力することなく回動羽９を回動させる際にも、つまり、時計回りと逆向きに回動羽９が回動する際にも、圧力液体収容空間３６ｂから圧力液体収容空間３６ａに液体３１が漏出するのを防止することができるという効果を有する。
この場合、単位時間当たりの圧入排出管５から送給する液体３０の流入量と、圧入排出管６から排出する液体３１の排出量を一定にした際に、回動羽９がストッパー１０からストッパー１１に回動するのに要する時間と、ストッパー１１からストッパー１０に回動するのに要する時間を略同一にすることができるという効果を有する。
従って、２台の回転機３４を用い、それぞれの回動羽９を互いに逆動させながら連続的に出力シャフト２から一定方向の回転トルクを出力させる際の液体３０,３１の送排出にかかる制御機構をシンプルにすることができるという効果を有する。【００６０】
ここで図９乃至図１１を参照しながら回転機３４において嵌合部材２７を構成するパーツ２７ａ〜２７ｅの作動前後の状態について説明する。
図９（ａ）は実施例４に係る回転機において嵌合部材が作動する前の状態を示す側面図であり、（ｂ）は嵌合部材が作動した後の状態を示す側面図である。また、図１０（ａ）は実施例４に係る回転機において嵌合部材が作動する前の状態を示す平面図であり、（ｂ）は嵌合部材が作動した後の状態を示す平面図である。さらに、図１１（ａ）は実施例４に係る回転機において嵌合部材が作動する前の状態を示す側面図であり、（ｂ）は嵌合部材が作動した後の状態を示す側面図である。なお、図１乃至図８に記載されたものと同一部分については同一符号を付し、その構成についての説明は省略する。
図９（ａ）,（ｂ）は、実施例４に係る回転機３４のケーシング７内に収容される回動羽９を、図７中の符号Ｇで示す方向から視た矢視図であり、（ａ）は嵌合部材２７の作動前の状態を、（ｂ）は嵌合部材２７の作動後の状態を示している。なお、図９（ａ）においては、嵌合部材２７と回動羽９の位置関係が理解され易いように、嵌合部材２７の端面３５が回動羽９の側面３２から浮き上がった状態で溝部２５に収容される場合を例に挙げて説明している。【００６１】
実施例４に係る回転機３４において、圧力液体収容空間３６ａに圧入排出管５から液体３０が送給されると、その一部が回動羽９の被押圧面３３ａに形成される流入口２６ａから連通孔２６に流入して、図示しない導出口２６ｂから溝部２５の底部に導出され、嵌合部材２７を構成するパーツ２７ａ〜２７ｅを押し出す。
このとき、図９（ａ）に示すように、パーツ２７ａ,２７ｃ,２７ｅのそれぞれは、回動羽９の側面３２と平行に図示しないケーシング７の内側面に向ってスライド移動する。また、嵌合部材２７において角部を形成するパーツ２７ｂ,２７ｄのそれぞれは、回動羽９の角に向ってスライド移動する。
そして、図９（ｂ）に示すように、回動羽９の側面３２が嵌合部材２７により隙間なく囲われることで、圧力液体収容空間３６ａと圧力液体収容空間３６ｂとの間がシールドされるのである。【００６２】
また、図１０（ａ）,（ｂ）はいずれも図７中の符号Ｈで示す方向から視た矢視図であり、図１１（ａ）,（ｂ）はいずれも図７中の符号Ｉで示す方向から視た矢視図である。
図１０（ａ）, 図１１（ａ）に示すように、実施例４に係る回動羽９において、嵌合部材２７の作動前の状態では、パーツ２７ａ〜２７ｅのそれぞれは、嵌合構造２８が隙間なく噛み合った状態で溝部２５に収容されている。
そして、溝部２５の底に形成される図示しない導出口２６ｂから、例えば、液体３０が導出されてパーツ２７ａ〜２７ｅのそれぞれに押圧力が作用すると、図１０（ｂ）, 図１１（ｂ）に示すように、嵌合構造２８の噛み合わせが外れながら溝部２５からパーツ２７ａ〜２７ｅのそれぞれが押し出されるのである。
この時、嵌合構造２８は、被押圧面３３ａから被押圧面３３ｂに向う方向に対しては重なり部分を有しているため、圧力液体収容空間３６ａから圧力液体収容空間３６ｂへの液体３０の漏出を、あるいは、圧力液体収容空間３６ｂから圧力液体収容空間３６ａへの液体３１の漏出を防止することができるという効果を有する。
この結果、実施例４に係る回転トルク発生装置２９において、静圧のトルクへの変換効率を高めることができるという効果を有する。
【実施例５】
【００６３】
本発明の実施例５に係る回転トルク発生装置について、図１２乃至図１４を参照しながら詳細に説明する。
図１２は本発明の実施例５に係る回転トルク発生装置の概念図である。また、図１３は図１２中のＣ−Ｃ線矢視断面図である。さらに、図１４は、図１２中のＣ−Ｃ線矢視断面図であり、ハウジング内に形成される収容空間が回転羽で間仕切られた状態を示している。なお、図１乃至図１２に記載されたものと同一部分については同一符号を付し、その構成についての説明は省略する。
実施例５に係る回転トルク発生装置１ｂは、先に述べた実施例１に係る回転トルク発生装置１ａの回転機３ａのケーシング７ａと、回転機３ｂのケーシング７ｂとが一体に形成されたケーシング３８を有するものである。
より具体的には、実施例５に係るトルク発生装置１ｂは、図１２,図１３に示すように、回転機３ａの収容空間３７ａと、回転機３ｂの収容空間３７ｂとが、出力シャフト２と平行で、かつ、直列に並ぶようにくり抜き形成された胴部３９の両端に、胴部３９を挟むように側壁４０ａ,４０ｂを配置し、さらに、胴部３９と側壁４０ａ,４０ｂとを貫通する貫通孔４４を形成して、そこにボルト４２ａを挿通し、ワッシャー４３ａ及びナット４５により収容空間３７ａ,３７ｂの水密状態が維持されるようにこれらを一体に固定したものである。
このように、実施例５に係る回転トルク発生装置１ｂにおいては、先に述べた実施例１に記載の回転トルク発生装置１ａと同じ作用・効果に加えて、回転機３ａ及び回転機３ｂのケーシングを一体に構成することで、回転トルク発生装置１ｂをコンパクトな形態にすることができるという効果を有する。
この結果、実施例５に係る回転トルク発生装置１ｂの運搬や設置を容易にすることができるという効果を有する。【００６４】
また、実施例１に係る回転トルク発生装置１ａにおいては、逆転防止軸受８ａ,８ｂをケーシング７ａ,７ｂの外に配置していたが、実施例５に係る回転トルク発生装置１ｂにおいては、出力シャフト２の逆転を防止する逆転防止軸受８ａ,８ｂを、胴部３９の内部及び側壁４０ａ,４０ｂの厚み部分に収容している。
さらに、ケーシング３８の外に収容空間３７ａ,３７ｂに収容される図示しない液体が、逆転防止軸受８ａ,８ｂを介して漏出することがないよう、側壁４０ａ,４０ｂにおける逆転防止軸受８ａ,８ｂの裸出部分に、カバー４１ａ,４１ｂを覆設し、側壁４０ａ,４０ｂにボルト４２ｂ及びワッシャー４３ｂにより固定している。
このように、逆転防止軸受８ａ,８ｂについてもケーシング３８内に収容することで、実施例５に係る回転トルク発生装置１ｂを一層コンパクトにすることができるという効果を有する。
なお、胴部３９と側壁４０ａ,４０ｂの接合部分に弾性体４６ａを、及び、カバー４１ａ,４１ｂと出力シャフト２の接合部分に弾性体４６ｂをそれぞれ介設しておくことで、実施例５に係る回転トルク発生装置１ｂの水密性を一層高めることができるという効果を有する。【００６５】
また、図１４においては、実施例５に係る回転機３ａ,３ｂに設けられる回動羽９に嵌合部材２７を備える場合を示しているが、回動羽９は図２に示すような平板状のものでもよい。
図１４に示すように、回動羽９は、収容空間３７ａや収容空間３７ｂを間仕切るという作用を有し、特に、回動羽９が嵌合部材２７を備えることで、回動羽９を中心に対向するように形成される２つの圧力液体収容空間の間で、液体の行き来をほぼ確実に妨げることができるという効果を有する。
この結果、実施例５に係る回転トルク発生装置１ｂにおいては、装置の外形をシンプルにしながら、液体の静圧をトルクに高効率で変換させることができるという効果を有する。
【産業上の利用可能性】
【００６６】
以上説明したように、本発明は往復回動運動をするピストンを少なくとも２つ備え、これらを互いに反対方向にかつ略同一な速度で往復回動運動させることで出力シャフトに一定方向のトルクを連続的に発生させることができ、かつ、ピストンの往復回動運動により生じる振動及び騒音を低減し、しかも、ピストンの往復回動運動により生じる回転力（トルク）を出力シャフトに直接伝えることで大きなトルク容易に発生させることのできる回転トルク発生装置に関するものであり、動力発生装置の分野において利用可能である。
【図１】
2009028510.tif 000003
【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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【図８】
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【図９】
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【図１０】
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【図１１】
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【図１２】
2009028510.tif 000014
【図１３】
2009028510.tif 000015
【図１４】
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【手続補正書】
【提出日】平成21年1月29日(2009.1.29)
【手続補正１】
【補正対象書類名】特許請求の範囲
【補正対象項目名】全文
【補正方法】変更
【補正の内容】
【特許請求の範囲】
【請求項１】
棒状の出力シャフト（２）と、この出力シャフト（２）上に直列に配置される第１の回転機（３ａ）及び第２の回転機（３ｂ）とを有し、
前記第１の回転機（３ａ）及び第２の回転機（３ｂ）は、それぞれ、前記出力シャフト（２）を内包する円筒状の羽受シャフト（４ａ，４ｂ）と、この羽受シャフト（４ａ，４ｂ）の外側面に突設される回動羽（９ａ，９ｂ）と、この回動羽（９ａ，９ｂ）及びそれを作動させる液体（１３〜１６）を収容する収容空間と、この収容空間を形成するケーシング（７ａ，７ｂ）と、前記収容空間が前記回動羽（９ａ，９ｂ）により間仕切られて形成される第１の室内（２２ａ１，２２ｂ１）に液体（１３，１５）を圧入及び排出するための第１の圧入排出管（５ａ，５ｂ）と、前記収容空間が前記回動羽（９ａ，９ｂ）により間仕切られて形成され，かつ，前記回動羽（９ａ，９ｂ）を挟んで第１の室内（２２ａ１，２２ｂ１）と対向する位置に形成される第２の室内（２２ａ２，２２ｂ２）に液体（１４，１６）を圧入及び排出するための第２の圧入排出管（６ａ，６ｂ）とを備え、
前記第１の室内（２２ａ１，２２ｂ１）に液体（１３，１５）を圧入・排出すると同時に前記第２の室内（２２ａ２，２２ｂ２）に液体（１４，１６）を排出・圧入することで前記回動羽（９ａ，９ｂ）が往復回動運動され、
前記第２の回転機（３ｂ）における回動羽（９ｂ）は、前記第１の回転機（３ａ）の回動羽（９ａ）と位相の異なる往復回動運動をし、
前記第１の回転機（３ａ）及び第２の回転機（３ｂ）の回動羽（９ａ，９ｂ）が往復回動運動する際に、その往回動又は復回動のいずれかにおいてのみ前記出力シャフト（２）と前記羽受シャフト（４ａ，４ｂ）とが連動し、
前記回動羽（９ａ，９ｂ）は、前記ケーシング（７ａ，７ｂ）の内側面と対向する面に形成される溝部（２５）と、前記溝部（２５）に収容されながら前記ケーシング（７ａ，７ｂ）の内側面と前記回動羽（９ａ，９ｂ）との隙間を埋める嵌合部材（２７）と、前記回動羽（９ａ，９ｂ）の被押圧面に形成される前記液体（１３，１５）の流入口（２６ａ）と前記溝部（２５）の底に形成される前記液体（１３，１５）の導出口（２６ｂ）とを連通する少なくとも１つの孔（２６）を備えることを特徴とする回転トルク発生装置（２９）。
【請求項２】
前記羽受シャフト（４ａ，４ｂ）と前記出力シャフト（２）は、前記出力シャフト（２）の逆転を防止する軸受（８ａ，８ｂ）を介して接続されることを特徴とする請求の範囲１項に記載の回転トルク発生装置（１ａ）。
【請求項３】
前記第１の回転機（３ａ）と前記第２の回転機（３ｂ）の回動羽（９ａ，９ｂ）は互いに逆動することを特徴とする請求の範囲１項又は請求の範囲２項に記載の回転トルク発生装置（１ａ）。
【請求項４】
前記第１の回転機（３ａ）及び第２の回転機（３ｂ）のそれぞれにおいて、前記第１の圧入排出管（５ａ，５ｂ）及び第２の圧入排出管（６ａ，６ｂ）は、前記回動羽（９ａ，９ｂ）の始点及び終点を形成する前記ケーシングの内側面（１０ａ，１０ｂ，１１ａ，１１ｂ）において、前記回動羽（９ａ，９ｂ）の前記羽受シャフト（４ａ，４ｂ）に軸支されない側の端部寄りに設けられることを特徴とする請求の範囲１項乃至請求の範囲３項のいずれか１項に記載の回転トルク発生装置（１ａ）。
【請求項５】
前記孔（２６）の前記被押圧面に形成される流入口（２６ａ）は、前記回動羽（９ａ，９ｂ）において前記出力シャフト（２）と前記羽受シャフト（４ａ，４ｂ）とを連動させる回転トルクを発生させる回動の際の被押圧面側に形成されることを特徴とする請求の範囲１項乃至請求の範囲４項のいずれか１項に記載の回転トルク発生装置（１ａ）。
【請求項６】
前記第１の回転機（３ａ）における前記収容空間を形成するケーシング（７）と、前記第２の回転機（３ａ）における前記収容空間を形成するケーシング（７）とが一体に形成されることを特徴とする請求の範囲１項乃至請求の範囲５項のいずれか１項に記載の回転トルク発生装置（１ａ）。
【手続補正２】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】０００４
【補正方法】変更
【補正の内容】
【０００４】
意味しており、必ずしも効率のよいトルクの発生手段とは言えなかった。
また、特許文献２に係る往復回転式内燃機関から一定方向に回転するトルクを継続的に取り出すためには、ピストンの往復運動を回転力に変換するクランク手段やクランクギアを設ける必要があるのであるが、出力シャフトに力が伝達されるまでの機構が複雑になるほど出力シャフトへの出力が低下し易くなり、この点からも、上述の特許文献２に記載の発明は大きいトルクを発生させる必要がある場合に効率のよい手段とは言い難かった。
［０００８］
本発明はかかる従来の事情に対処してなされたものであり、往復回動運動をするピストンを少なくとも２つ備え、これらを互いに反対方向にかつ略同一な速度で往復回動運動させることで出力シャフトに一定方向のトルクを連続的に発生させることができ、かつ、ピストンの往復回動運動により生じる振動及び騒音を低減し、しかも、ピストンの往復回動運動により生じる回転力（トルク）を出力シャフトに直接伝えることで大きなトルクを容易に発生させることのできる回転トルク発生装置を提供することにある。
課題を解決するための手段
［０００９］
請求の範囲１項に記載の発明である回転トルク発生装置は、棒状の出力シャフトと、この出力シャフト上に直列に配置される第１の回転機及び第２の回転機とを有し、第１の回転機及び第２の回転機は、それぞれ、出力シャフトを内包する円筒状の羽受シャフトと、この羽受シャフトの外側面に突設される回動羽と、この回動羽及びそれを作動させる液体を収容する収容空間と、この収容空間を形成するケーシングと、収容空間が回動羽により間仕切られて形成される第１の室内に液体を圧入及び排出するための第１の圧入排出管と、収容空間が回動羽により間仕切られて形成され，かつ，回動羽を挟んで第１の室内と対向する位置に形成される第２の室内に液体を圧入及び排出するための第２の圧入排出管とを備え、第１の室内に液体を圧入・排出すると同時に第２の室内に液体を排出・圧入することで回動羽が往復回動運動され、第２の回転機における回動羽は、第１の回転機の回動羽と位相の異なる往復回動運動をし、第１の回転機及び第２の回転機の回動羽が往復回動運動する際に、その往回動又は復回動のいずれかにおいてのみ出力シャフトと羽受シャフトとが連動し、回動羽は、ケーシングの内側面と対向する面に形成される溝部と、溝部に収容されながらケーシングの内側面と回動羽との隙間を埋める嵌合部材と、回動羽の被押圧面に形成される液体の流入口と溝部の底に形成される液体の導出口とを連通する少なくとも１つの孔を備えることを特徴とするものである。
【手続補正３】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】０００５
【補正方法】変更
【補正の内容】
【０００５】
上記構成の回転トルク発生装置において、出力シャフトは第１の回転機又は第２の回転機において生じた特定方向の回転力（トルク）を出力するという作用を有する。
より具体的には、第１，第２の回転機において、ケーシングは収容空間を形成させるという作用を有する。そして収容空間は、回転羽と液体とを収容するという作用を有する。さらに、回転羽は収容空間を間仕切って、第１の室内及び第２の室内を形成させるという作用を有する。
そして、第１，第２の回転機において、第１の室内に液体が圧入され、これと同時に、第２の室内から液体が排出されることで第１の回転機に係る回動羽を順回動させるという作用を有する。また、第１，第２の回転機において、第１の室内から液体が排出され、これと同時に、第２の室内に液体が圧入されることで第１，第２の回転機に係る回動羽を逆回動させるという作用を有する。
この時、第１，第２の室内に圧入される液体は、その静圧により回動羽の被押圧面を押圧して回動羽を作動（回動）させるという作用を有する。
そして、上述の動作を繰り返すことで、第１，第２の回転機に係るそれぞれの回動羽を往復回動運動させるという作用を有する。
この結果、羽受シャフトに一定時間ごとに時計回り方向のトルクと反時計回り方向のトルクを交互に発生させるという作用を有する。
さらに、第１の回転機及び第２の回転機の回動羽が往復回動運動する際に、その往回動又は復回動のいずれかにおいてのみ出力シャフトと羽受シャフトとを連動させることで出力シャフトに、一定方向のトルクのみを出力させるという作用を有する。
また、第１の回転機又は第２の回転機において、第１及び第２の圧入排出管は、第１の室内又は第２の室内に液体を圧入・排出させるという作用を有する。
そして、第２の回転機における回動羽に、第１の回転機の回動羽と位相の異なる往復回動運動をさせることで、出力シャフトに、一定方向のトルクを連続的に発生させるという作用を有する。
また、請求の範囲１項に記載の発明において、嵌合部材は、回動羽とケーシングの内側面との間の隙間を埋めて、一方の室内に圧入された液体が他の室内に漏出するのを妨げるという作用を有する。
また、回動羽に形成される溝部は、その内部に嵌合部材を収容するとともに、嵌合部材を、ケーシングの内側面と回動羽のケーシングの内側面と対向する面との間のスライド移動を可能にするという作用を有する。
さらに、回動羽に形成される孔は、圧入された液体の一部を、被押圧面に形成される液体の流入口から取り込んで、溝部の底に形成される導出口に導出するという作用を有する。そして、導出口から溝部の底部に導出される液体は、溝部に収容される嵌合部材をケーシングの内側面側へと押し出すという作用を有する。
［００１０］
請求の範囲２項に記載の発明である回転トルク発生装置は、請求の範囲１項に記載の回転トルク発生装置であって、羽受シャフトと出力シャフトは、出力シャフトの逆転を防止する軸受を介して接続されることを特徴とするものである。
【手続補正４】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】０００７
【補正方法】変更
【補正の内容】
【０００７】
また、第１の回転機及び第２の回転機のそれぞれにおいて、第１の圧入排出管及び第２の圧入排出管が出力シャフトの近傍に配置されないので、ケーシング内における回動羽が回動往復運動する際の１ストロークあたりの道程を長くするという作用を有する。
［００１４］
請求の範囲５項に記載の発明である回転トルク発生装置は、請求の範囲１項乃至請求の範囲４項のいずれか１項に記載の回転トルク発生装置であって、孔の被押圧面に形成される流入口は、回動羽において出力シャフトと羽受シャフトとを連動させる回転トルクを発生させる回動の際の被押圧面側に形成されることを特徴とするものである。
上記構成の回転トルク発生装置は、請求の範囲１項乃至請求の範囲４項のそれぞれに記載の発明と同じ作用に加え、特に回動羽において出力シャフトと羽受シャフトとを連動させる回転トルクを発生させる回動の際に一方の室内に圧入された液体が他の室内に漏出するのを妨げると
【手続補正５】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】０００９
【補正方法】変更
【補正の内容】
【０００９】
ことができるので、大きなトルクを発生させる際のエネルギーのロスを少なくすることができるという効果を有する。
さらに、請求の範囲１項記載の発明においては、回転羽に溝部を形成し、この溝部に嵌合部材を収容しておき、さらに、回動羽に形成される孔から液体を溝部の底に送給することで、溝部に収容される嵌合部材をケーシングの内側面に向って押し出すことができるという効果を有する。
この結果、回動羽においてケーシングの内側面と対向する面と、ケーシングの内側面との間に形成される隙間が埋まってシールドされ、回動羽によって仕切られる２つの室内の一方から他方へ液体が漏出するのを防止することができるという効果を有する。
よって、ケーシング内に圧入される液体の静圧を高効率でトルクに変換することができるという効果を有する。
従って、このような溝部や嵌合部、並びに、孔を備えない場合に比べて、大きなトルクを出力シャフトに伝達することができるという効果を有する。
このため、従来の発電機、エンジン、減速器等に代わる、大きなトルクを必要とする動力発生源を提供することができるという効果を有する。
［００１７］
本発明の請求の範囲２項に記載の回転トルク発生装置は、請求の範囲１項に記載の発明において、第１の回転機及び第２の回転機の回動羽が往復回動運動する際に、その往回動又は復回動のいずれかにおいてのみ出力シャフトと羽受シャフトとが連動するよう、出力シャフトの逆転を防止する軸受を設けたものであり、請求の範囲１項に記載の発明と同じ効果を有する。
［００１８］
本発明の請求の範囲３項に記載の回転トルク発生装置は、請求の範囲１項又は請求の範囲２項に記載の発明と同じ効果に加え、最低２台の回転機を備えることで、それぞれの回転機から交互に一定方向のトルクを出力シャフトに伝達させることができるという効果を有する。
従って、請求の範囲３項に記載の回転トルク発生装置は、最低２台の回転機を備えることで、出力シャフトに一定方向のトルクを連続的に出力することができるという効果を有する。
よって、第１の回転機及び第２の回転機を作動させるための制御機構をシンプルにすることできるので、請求の範囲３項に記載の回転トルク発生装置を容易に制御することができるという効果を有する。
また、請求の範囲３項に記載の回転トルク発生装置によれば、第１の回転機で発生する振動を第２の回転機で発生する振動で相殺することができるので、装置の駆動に伴う振動や騒音を低減することができると同時に、装置の片磨耗を防止することができるという効果を有する。
従って、請求の範囲３項に記載の回転トルク発生装置の耐久性を向上させることができるという効果を有する。
［００１９］
本発明の請求の範囲４項に記載の回転トルク発生装置は、請求の範囲１項乃至請求の範囲３項に記載のそれぞれの発明と同じ作用に加えて、第１の回転機及び第２の回転機に係る回動羽を、液体の静圧だけでなく動圧によっても作動させることがで
【手続補正６】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００１０
【補正方法】変更
【補正の内容】
【００１０】
きるという効果を有する。この結果、液体による回動羽の作動効率を高めることができるという効果を有する。
また、請求の範囲４項に記載の回転トルク発生装置によれば、第１の回転機及び第２の回転機のそれぞれにおいて、回動羽が回動往復運動する際の１ストロークあたりの道程を長くすることができるので、一定量のトルクを発生させるために必要な第１の回転機及び第２の回転機の駆動回数を低減することができるという効果を有する。
この結果、請求の範囲４項に記載の回転トルク発生装置において一層効率良く大きなトルクを出力することができるという効果を有する。
［００２１］
本発明の請求の範囲５項に記載の回転トルク発生装置は、請求の範囲１項乃至請求の範囲４項のそれぞれに記載の発明と同じ効果に加え、液体の流入口を、回動羽において出力シャフトと羽受シャフトとを連動させる回転トルクを発生させる回動の際の被押圧面側に形成することで、特に、出力シャフトにトルクが伝達される際に、液体の静圧からトルクへのエネルギーの変換効率を向上させることができるという効果を有する。
［００２２］
本発明の請求の範囲６項に記載の回転トルク発生装置は、請求の範囲１項乃至請求の範囲５項に記載のそれぞれの発明の効果に加え、回転トルク発生装置をコンパ
【国際調査報告】
2009028510.tif 000017
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