(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
往復運動をするピストン（１４１）と、
前記ピストン（１４１）が往復摺動するシリンダ穴（１３２）、および前記シリンダ穴（１３２）に流体を供給・排出するための供給排出路（１３３）を有し、前記シリンダ穴（１３２）の軸線（Ａ２）に対して非平行な回転軸（Ａ１）を中心として回転運動をするローター（１３）と、
前記ローター（１３）の外周側に配置されたカム（１１１、１１５）と、
前記ピストン（１４１）と一体的に往復運動し且つ前記カム（１１１、１１５）に摺動する摺動部（１５）と、
前記シリンダ穴（１３２）に供給される流体が流通する供給路（１２３、１０３、１０８）、および前記シリンダ穴（１３２）から排出された流体が流通する排出路（１２４、１０９）が、前記ローター（１３）の回転運動に伴って前記供給排出路（１３３）と交互に連通するように形成された流体供給排出部（１２、１０）とを備え、
前記流体供給排出部（１２、１０）は平板状に形成され、前記平板状の流体供給排出部（１２、１０）が前記ローター（１３）の平坦面直下の位置に積層配置され、
前記供給路（１２３、１０３、１０８）は、前記流体供給排出部（１２、１０）の前記平板状の板厚方向に貫通するように形成され、
前記摺動部（１５）が前記カム（１１１、１１５）に摺動することによって前記往復運動と前記回転運動とが変換され、
前記ピストン（１４１）が前記ローター（１３）の外周側に向かって運動する第１行程では、前記供給排出路（１３３）が前記供給路（１２３、１０３、１０８）と連通し、前記ピストン（１４１）が前記第１行程と反対側に運動する第２行程では、前記供給排出路（１３３）が前記排出路（１２４、１０９）と連通することを特徴とする流体機械。
【請求項２】
前記ローター（１３）および前記流体供給排出部（１２、１０）は、前記回転軸（Ａ１）と平行な方向に重ねられ、
前記供給排出路（１３３）は、前記供給路（１２３、１０３、１０８）および前記排出路（１２４、１０９）と、前記回転軸（Ａ１）と平行な方向に連通することを特徴とする請求項１に記載の流体機械。
【請求項３】
前記シリンダ穴（１３２）は、前記回転軸（Ａ１）と平行な方向から見た時に前記軸線（Ａ２）が前記回転軸（Ａ１）に対してずれるように形成されていることを特徴とする請求項１または２に記載の流体機械。
【請求項４】
前記カム（１１１）は、非円形状に形成されていることを特徴とする請求項１ないし３のいずれか１つに記載の流体機械。
【請求項５】
前記カム（１１５）は、前記回転軸（Ａ１）に対して偏心した円形状に形成されていることを特徴とする請求項１ないし３のいずれか１つに記載の流体機械。
【請求項６】
前記ピストン（１４１）を複数個備え、
前記ローター（１３）は、前記シリンダ穴（１３２）および前記供給排出路（１３３）を前記ピストン（１４１）と同数の複数個ずつ有し、
前記ローター（１３）の回転位置にかかわらず、前記複数個の供給排出路（１３３）のうち少なくともいずれか１つの供給排出路（１３３）が前記供給路（１２３、１０３、１０８）に連通することを特徴とする請求項１ないし５のいずれか１つに記載の流体機械。
【請求項７】
前記シリンダ穴（１３２）への吸気が開始する位置から、前記シリンダ穴（１３２）への吸気が終了する位置までの回転角度（θ）は、常にいずれかの前記ピストン（１４１）が押されることができる角度以上、前記ピストン（１４１）が伸びきるのに必要な角度以下であることを特徴とする請求項６に記載の流体機械。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、往復運動するピストンを備える流体機械に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来、ピストンを備える流体機械として、特許文献１にはピストンが回転運動するもの（以下、回転ピストン式流体機械と言う。）が記載されている。また、従来、ピストンが往復運動する流体機械（以下、往復ピストン式流体機械と言う。）も公知である。
【０００３】
往復ピストン式流体機械では、往復運動と回転運動とを変換するために、クランクやギヤ等の運動変換機構が必要である。また、往復ピストン式流体機械では、シリンダに対する流体の供給と排出とを切り替えるために、バルブ等の切替機構も必要である。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
【特許文献１】特開２０１０−２２９８４６号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
従来の往復ピストン式流体機械は、回転ピストン式流体機械と比較してピストンおよびシリンダの構成が簡素であるという利点があるものの、クランクやギヤ等の運動変換機構やバルブ等の切替機構によって全体構成が複雑になるという問題があった。
【０００６】
本発明は上記点に鑑みて、往復運動と回転運動との変換機構、および流体の供給と排出との切替機構が簡素な往復ピストン式流体機械を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
上記目的を達成するため、請求項１に記載の発明では、往復運動をするピストン（１４１）と、
ピストン（１４１）が往復摺動するシリンダ穴（１３２）、およびシリンダ穴（１３２）に流体を供給・排出するための供給排出路（１３３）を有し、シリンダ穴（１３２）の軸線（Ａ２）に対して非平行な回転軸（Ａ１）を中心として回転運動をするローター（１３）と、
ローター（１３）の外周側に配置されたカム（１１１、１１５）と、
ピストン（１４１）と一体的に往復運動し且つカム（１１１、１１５）に摺動する摺動部（１５）と、
シリンダ穴（１３２）に供給される流体が流通する供給路（１２３、１０３、１０８）、およびシリンダ穴（１３２）から排出された流体が流通する排出路（１２４、１０９）が、ローター（１３）の回転運動に伴って供給排出路（１３３）と交互に連通するように形成された流体供給排出部（１２、１０）とを備え、
流体供給排出部（１２、１０）は平板状に形成され、この平板状の流体供給排出部（１２、１０）がローター（１３）の平坦面直下の位置に積層配置され、
供給路（１２３、１０３、１０８）は、流体供給排出部（１２、１０）の平板状の板厚方向に貫通するように形成され、
摺動部（１５）がカム（１１１、１１５）に摺動することによってピストン（１４１）の往復運動とローター（１３）の回転運動とが変換され、
ピストン（１４１）がローター（１３）の外周側に向かって運動する第１行程では、供給排出路（１３３）が供給路（１２３、１０３、１０８）と連通し、ピストン（１４１）が第１行程と反対側に運動する第２行程では、供給排出路（１３３）が排出路（１２４、１０９）と連通することを特徴とする。
【０００８】
これによると、ピストン（１４１）がカム（１１１、１１５）に倣って回転することによって往復運動と回転運動とを変換することができる。また、ピストン（１４１）がカム（１１１、１１５）に倣って回転することによって流体の供給と排出との切り替えを自律的に行うことができる。以上のことから、往復運動と回転運動との変換、および流体の供給と排出との切り替えを簡素な構成によって実現できる。
【０００９】
請求項２に記載の発明では、請求項１に記載の流体機械において、ローター（１３）および流体供給排出部（１２、１０）は、回転軸（Ａ１）と平行な方向に重ねられ、
供給排出路（１３３）は、供給路（１２３、１０３、１０８）および排出路（１２４、１０９）と、ローター（１３）の回転軸（Ａ１）と平行な方向に連通することを特徴とする。
【００１０】
これにより、ローター（１３）の回転運動に伴って蒸気の供給・排出の切り替えを良好に行うことができる。
【００１１】
請求項３に記載の発明では、請求項１または２に記載の流体機械において、シリンダ穴（１３２）は、ローター（１３）の回転軸（Ａ１）と平行な方向から見た時に軸線（Ａ２）が回転軸（Ａ１）に対してずれるように形成されていることを特徴とする。
【００１２】
これにより、ピストン（１４１）の往復運動とローター（１３）の回転運動とを効果的に変換することができる。
【００１３】
請求項４に記載の発明のように、請求項１ないし３のいずれか１つに記載の流体機械において、カム（１１１）は、非円形状に形成されていればよい。
【００１４】
請求項５に記載の発明のように、請求項１ないし３のいずれか１つに記載の流体機械において、カム（１１５）は、ローター（１３）の回転軸（Ａ１）に対して偏心した円形状に形成されていてもよい。
【００１５】
請求項６に記載の発明では、請求項１ないし５のいずれか１つに記載の流体機械において、ピストン（１４１）を複数個備え、
ローター（１３）は、シリンダ穴（１３２）および供給排出路（１３３）をピストン（１４１）と同数の複数個ずつ有し、
ローター（１３）の回転位置にかかわらず、複数個の供給排出路（１３３）のうち少なくともいずれか１つの供給排出路（１３３）が供給路（１２３、１０３、１０８）に連通することを特徴とする。
【００１６】
これにより、ローター（１３）の回転位置にかかわらず、複数個のシリンダ穴（１３２）のうち少なくともいずれか１つのシリンダ穴（１３２）に蒸気が供給されるので、ローター（１３）をスムーズに回転させることができる。
【００１７】
請求項７に記載の発明では、請求項６に記載の流体機械において、シリンダ穴（１３２）への吸気が開始する位置から、シリンダ穴（１３２）への吸気が終了する位置までの回転角度（θ）は、常にいずれかのピストン（１４１）が押されることができる角度以上、ピストン（１４１）が伸びきるのに必要な角度以下であることを特徴とする。
【００１８】
これによると、回転角度（θ）は、常にいずれかのピストン（１４１）が押されることができる角度以上であるので、いずれのシリンダ穴（１３２）にも吸気されない位置ができない。そのため、任意の位置から駆動開始できる。
【００１９】
また、回転角度（θ）は、ピストン（１４１）が伸びきるのに必要な角度以下であるので、ピストン（１４１）が縮むときに吸気されることがない。このため、ピストン（１４１）が縮むときの抵抗を小さくできる。
【００２０】
なお、常にいずれかのピストン（１４１）が押されることができる角度以上、ピストン（１４１）が伸びきるのに必要な角度以下とは、例えば請求項５に記載の発明のように、カム（１１５）がローター（１３）の回転軸（Ａ１）に対して偏心した円形状に形成されている場合には、３６０度をシリンダ穴（１３２）の個数で割った角度以上、１８０度以下となる。図７の例では、シリンダ穴（１３２）の個数が４個であるので、９０度以上、１８０度以下となる。
【００２１】
なお、この欄および特許請求の範囲で記載した各手段の括弧内の符号は、後述する実施形態に記載の具体的手段との対応関係を示すものである。
【図面の簡単な説明】
【００２２】
【図１】本発明の第１実施形態における流体機械を示す上面図および断面図である。
【図２】図１のベースブロックを示す上面図および断面図である。
【図３】図１のカムブロックを示す上面図および断面図である。
【図４】図１の給排気ブロックを示す上面図および断面図である。
【図５】図１のローターブロックを示す上面図、側面図、下面図および断面図である。
【図６】図１のピストンを示す三面図である。
【図７】本発明の第２実施形態における流体機械を示す上面図である。
【図８】図７のカムブロックを示す上面図および断面図である。
【図９】図７のベースブロックを示す上面図および断面図である。
【発明を実施するための形態】
【００２３】
（第１実施形態）
以下、本発明の第１実施形態を説明する。本実施形態の流体機械は、流体のエネルギーを機械的エネルギーに変換するものであり、図１（ａ）に上面図、図１（ｂ）に図１（ａ）の断面図を示す。図１（ｂ）中の上下の矢印は、流体機械の設置状態における上下方向（天地方向）を示している。
【００２４】
流体機械は、ベースブロック１０、カムブロック１１、給排気ブロック１２、ローター１３、ピストン形成部材１４およびカムフォロア１５を有している。
【００２５】
図２は、ベースブロック１０の上面図および断面図である。ベースブロック１０は、平板状に形成されている。ベースブロック１０には、その板厚方向に延びるボルト穴１０１が形成されている。
【００２６】
図３は、カムブロック１１の上面図および側面図である。カムブロック１１は、略三角形状（非円形状）のカム１１１を有する筒状に形成されている。本例では、カム１１１は、内周カム面１１１ａと外周カム面１１１ｂとを有する溝カムになっている。カムブロック１１には、その軸方向に延びるボルト穴１１２が形成されている。
【００２７】
カムブロック１１のボルト穴１１２は、ベースブロック１０のボルト穴１０１とともに、カムブロック１１とベースブロック１０との固定に用いられる。具体的には、図１に示すように、カムブロック１１は、その軸方向一端面がベースブロック１０の一方の平板面に当接した状態でボルト２０によってベースブロック１０に固定されている。
【００２８】
図４は、給排気ブロック１２の上面図および断面図である。給排気ブロック１２は、平板状に形成されている。給排気ブロック１２には、その板厚方向に延びるボルト穴１２１およびシャフト穴１２２が形成されている。
【００２９】
給排気ブロック１２のボルト穴１２１は、ベースブロック１０のボルト穴１０２とともに、給排気ブロック１２とベースブロック１０との固定に用いられる。具体的には、図１に示すように、給排気ブロック１２は、カムブロック１１の内側にてベースブロック１０に積層された状態で、ボルト２１によってベースブロック１０に固定されている。
【００３０】
給排気ブロック１２には、ローター１３に供給される流体が流通する供給路１２３、およびローター１３から排出された流体が流通する排出路１２４が形成されている。
【００３１】
図５は、ローター１３の上面図、側面図、下面図および断面図である。なお、図５（ａ）、（ｂ）では、部分的に断面を示している。
【００３２】
ローター１３は円柱状に形成されている。ローター１３には、その軸方向に延びるシャフト穴１３１が形成されている。ローター１３のシャフト穴１３１は、給排気ブロック１２のシャフト穴１２２とともに、ローター１３の回転支持に用いられる。
【００３３】
具体的には、図１に示すように、ローター１３は、カムブロック１１の内側にて給排気ブロック１２に積層された状態でシャフト２２、ベアリング２３、ベアリングナット２４、ナット２５等によって給排気ブロック１２に対して回転可能に支持されている。これにより、ローター１３は、その軸方向と平行な回転軸Ａ１を中心として、給排気ブロック１２およびカムブロック１１に対して回転可能になっている。
【００３４】
ローター１３には、４つ（複数個）のシリンダ穴１３２が形成されている。具体的には、４つのシリンダ穴１３２は、ローター１３の外周面に、回転軸Ａ１に対して垂直（非平行）な方向に延びて形成されている。
【００３５】
図１、図５（ａ）に示すように、４つのシリンダ穴１３２は、ローター１３の周方向に等間隔（９０°間隔）に配置されている。各シリンダ穴１３２は、回転軸Ａ１と平行な方向から見た時に軸線Ａ２が回転軸Ａ１に対してずれるように形成されている。なお、図１、図５では、４つのシリンダ穴１３２の軸線Ａ２のうち一部のシリンダ穴１３２の軸線Ａ２のみ図示している。
【００３６】
ローター１３には、シリンダ穴１３２に供給される流体、およびシリンダ穴１３２から排出された流体の両方が流通する供給排出路１３３が形成されている。供給排出路１３３は、シリンダ穴１３２から給排気ブロック１２側に向かって延びて、ローター１３のうち給排気ブロック１２側の端面に開口している。
【００３７】
供給排出路１３３は、給排気ブロック１２の供給路１２３および排出路１２４に連通可能になっている。具体的には、ローター１３が回転すると、ローター１３の供給排出路１３３が給排気ブロック１２の供給路１２３と排出路１２４とに交互に連通するようになっている。したがって、給排気ブロック１２は、ローター１３のシリンダ穴１３２に対する流体の供給・排出を行う流体供給排出部として機能する。
【００３８】
図４に示すように、供給路１２３は、給排気ブロック１２をその板厚方向に貫通している。供給路１２３のうちローター１３側の開口部１２３ａは、３つの円弧状の溝で構成されている。供給路１２３のうちローター１３と反対側の開口部１２３ｂは、１つの環状の溝で構成されている。
【００３９】
供給路１２３のうちローター１３側の３つの円弧状の開口部１２３ａは、いずれもローター１３の回転軸Ａ１を中心とし、半径および円弧長が互いに同じになっていて、ローター１３の周方向に等間隔に配置されている。
【００４０】
供給路１２３のうちローター１３と反対側の１つの環状の開口部１２３ｂは、ベースブロック１０に形成された供給孔１０３と連通している。図２に示すように、供給孔１０３は、ベースブロック１０をその板厚方向に貫通する円形孔で構成されている。供給孔１０３には、図示しない蒸気発生手段から高温高圧の蒸気が供給されるようになっている。
【００４１】
ベースブロック１０のうち給排気ブロック１２側の平板面には、環状のシール溝１０４、１０５が形成されている。図１に示すように、シール溝１０４、１０５には、シール部材としてのＯリング２６、２７が配置されている。これにより、ベースブロック１０の供給孔１０３と給排気ブロック１２の供給路１２３の開口部１２３ｂとが気密に連通される。
【００４２】
図４に示すように、給排気ブロック１２の３つの排出路１２４は、給排気ブロック１２のうちローター１３側の平板面に形成された台形状の窪みによって形成されている。３つの台形状の排出路１２４は、互いに同じ形状になっており、ローター１３の周方向に等間隔に配置されている。本例では、給排気ブロック１２の最外周部に、３つの排出路１２４同士を繋ぐ環状の窪みが形成されている。
【００４３】
図６は、ピストン形成部材１４の三面図である。ピストン形成部材１４は、ローター１３のシリンダ穴１３２と同数の４つ（複数個）設けられている。ピストン形成部材１４は、シリンダ穴１３２に往復摺動する円柱状のピストン１４１と、カムフォロア１５が組み付けられるブラケット部１４２とで構成されている。本例では、ブラケット部１４２は、ピストン１４１の一端部にてＬ字平板状に形成されている。
【００４４】
図１に示すように、カムフォロア１５は、カムブロック１１のカム１１１に接触するように、ピストン形成部材１４のブラケット部１４２に組み付けられている。これにより、カムフォロア１５は、ピストン１４１と一体的に往復運動し且つカム１１１に摺動する摺動部として機能する。
【００４５】
次に、上記構成における作動を説明する。まず、４つのピストン１４１のうち１つのピストン１４１に着目して作動を説明する。
【００４６】
ローター１３の供給排出路１３３が給排気ブロック１２の供給路１２３のローターブロック側開口部１２３ａと連通している状態において、ベースブロック１０の供給孔１０３に図示しない蒸気発生手段から高温高圧の蒸気が供給されると、供給孔１０３の蒸気が供給路１２３および供給排出路１３３を通じてシリンダ穴１３２に流入する。
【００４７】
すると、シリンダ穴１３２に流入した蒸気の圧力によってピストン１４１がローター１３の外周側に押し出されるので、ピストン１４１に組み付けられたカムフォロア１５がカムブロック１１のカム１１１を押圧する。このとき、カム１１１の形状によって、ローター１３を回転させる回転駆動力が発生する（第１行程）。
【００４８】
回転駆動力によってローター１３が所定角度回転すると、ローター１３の供給排出路１３３は給排気ブロック１２の供給路１２３と非連通状態になり、代わって給排気ブロック１２の排出路１２４と連通する。このとき、カム１１１の形状によって、カムフォロア１５がカム１１１から押圧されてピストン１４１が押し戻される。これにより、シリンダ穴１３２の蒸気が供給排出路１３３および排出路１２４を通じて排出される（第２行程）。
【００４９】
ローター１３がさらに所定角度回転することで、ローター１３の供給排出路１３３が給排気ブロック１２の排出路１２４と非連通状態になり、代わって給排気ブロック１２の供給路１２３と連通するので、上記作動（第１行程および第２行程）が繰り返される。
【００５０】
上記作動が４つのピストン１４１で互いに異なるタイミングで行われるので、ローター１３を連続的かつスムーズに回転させることができる。
【００５１】
ちなみに、カム１１１が略三角形状に形成され、給排気ブロック１２の供給路１２３のローターブロック側開口部１２３ａ、および給排気ブロック１２の排出路１２４が３つずつ形成されているので、ローター１３が１回転する間に各ピストン１４１が３回往復運動することとなる。
【００５２】
本実施形態によると、供給された蒸気によって駆動されるピストン１４１がカム１１１に倣って回転することによって回転力を生むことができる。すなわち、非常に簡素な機構によって、ピストン１４１の往復運動をローター１３の回転運動に変換することができる。
【００５３】
また、本実施形態によると、ローター１３が回転するとローター１３の供給排出路１３３が給排気ブロック１２の供給路１２３と排出路１２４とに交互に連通するので、蒸気の供給・排出の切り替えを自律的に行うことができる。すなわち、非常に簡素な機構によって、蒸気の供給・排出を切り替えることができる。
【００５４】
さらに、本実施形態によると、４つのピストン１４１が互いに振動を打ち消し合い、ローター１３を連続的に回転させることができるので、振動が少なく、安定した回転力を得ることができる。すなわち、エネルギーロスの少ない高効率の原動機を実現できる。
【００５５】
さらに、本実施形態によると、ローター１３が４つのピストン１４１で均等に押されるので、ローター１３の浮き上がりやシャフト２２の曲がりを抑制することができる。
【００５６】
また、本実施形態によると、ローター１３の回転位置にかかわらず、ローター１３の４つの供給排出路１３３のうち少なくともいずれか１つの供給排出路１３３が給排気ブロック１２の供給路１２３のローターブロック側開口部１２３ａに連通するようになっている。このため、ローター１３の回転位置にかかわらず、ローター１３の４つのシリンダ穴１３２のうち少なくともいずれか１つのシリンダ穴１３２に蒸気が供給されるので、ローター１３をスムーズに回転させることができる。
【００５７】
また、ローター１３および給排気ブロック１２は、回転軸Ａ１と平行な方向に重ねられ、ローター１３の供給排出路１３３は、給排気ブロック１２の供給路１２３および排出路１２４と、回転軸Ａ１と平行な方向に連通しているので、ローター１３の回転運動に伴って蒸気の供給・排出の切り替えを良好に行うことができる。
【００５８】
また、シリンダ穴１３２の軸線Ａ２は、回転軸Ａ１と平行な方向から見た時に回転軸Ａ１と重ならないようになっているので、ピストン１４１の往復運動をローター１３の回転運動に効果的に変換することができる。
【００５９】
（第２実施形態）
上記第１実施形態では、カム１１１が略三角形状に形成されているが、本第２実施形態では、図７に示すように、カム１１５が、ローター１３の回転軸Ａ１に対して偏心した円形状に形成されている。
【００６０】
図８は、カムブロック１１の上面図および断面図である。カムブロック１１は、円形状のカム１１５を有する筒状に形成されており、カム１１５がローター１３の回転軸Ａ１に対して偏心するようにベースブロック１０に組み付けられている。本例では、カム１１５は、内周カム面１１５ａと外周カム面１１５ｂとを有する溝カムになっている。
【００６１】
図９は、ベースブロック１０の上面図および断面図である。本実施形態では、ローター１３はベースブロック１０に回転支持されており、上記第１実施形態の給排気ブロック１２が廃止されている。
【００６２】
具体的には、ベースブロック１０には、ローター１３の回転支持に用いられるシャフト穴１０７が形成されている。さらに、ベースブロック１０には、ローター１３の供給排出路１３３と連通可能な供給路１０８および排出路１０９が形成されている。
【００６３】
供給路１０８は、ベースブロック１０をその板厚方向に貫通している。具体的には、供給路１０８のうちローター１３側の開口部１０８ａは１つの円弧状の溝で構成されていて、供給路１０８のうちローター１３と反対側の開口部１０８ｂは、１つの円形穴で構成されている。
【００６４】
排出路１０９も、ベースブロック１０をその板厚方向に貫通している。具体的には、排出路１０９のうちローター１３側の開口部１０９ａは１つの円弧状の溝で構成されていて、排出路１０９のうちローター１３と反対側の開口部１０９ｂは、１つの円形穴で構成されている。
【００６５】
本実施形態においても上記第１実施形態と同様に作動するので、上記第１実施形態と同様の作用効果を得ることができる。
【００６６】
ちなみに本実施形態では、カム１１５がローター１３の回転軸Ａ１に対して偏心した円形状に形成され、ベースブロック１０の供給路１０８のローターブロック側開口部１０８ａ、および排出路１０９のローターブロック側の開口部１０９ａが１つずつ形成されているので、ローター１３が１回転する間に各ピストン１４１が１回往復運動することとなる。
【００６７】
図９（ｂ）に示す吸気範囲θは、シリンダ穴１３２への吸気が開始する位置から、シリンダ穴１３２への吸気が終了する位置までの回転角度のことである。吸気範囲θは、３６０度を気筒数で割った角度以上、１８０度以下に設定されている。
【００６８】
以下、吸気範囲θについて説明する。
【００６９】
本実施形態の構成においては、１つのピストン１４１が最も縮んだ状態から伸びきる状態になるまで１８０度回転する。このため、吸気範囲θを１８０度にした場合、ピストン１４１が伸びきるまで吸気され続けるので、ピストン１４１は常に吸気圧力で押されることになる。
【００７０】
一方、θを１８０度より小さくした場合、ピストン１４１が伸びきる途中で吸気が中断されることとなる。ピストン１４１が伸びきる途中で吸気が中断されてもピストン１４１内の流体に圧力があるので、流体の圧力が外部の圧力よりも高くなっている限り流体の断熱膨脹によってピストン１４１は伸び続けるが、伸びるに従い流体の圧力が低下していくので、ピストン１４１の押す力は弱くなる。その代わり吸気が中断されることで流体の消費量を低減できる。
【００７１】
つまり、吸気範囲θを大きくすれば高トルクのエンジン、小さくすればエネルギ消費の少ないエンジンとなる。
【００７２】
なお、３６０度を気筒数（シリンダ穴１３２の個数）で割った角度（例えば４気筒の場合９０度）よりも吸気範囲θが小さくなると、いずれのシリンダ穴１３２にも吸気されずいずれのピストン１４１も押されない位置ができてしまい、その位置から駆動開始できないことになるので、その角度以上は必要である。換言すれば、気筒数を多くするほど３６０度を気筒数で割った角度が小さくなるので、吸気範囲を小さくして流体の消費量を減らすことができる。
【００７３】
なお、ピストン１４１が伸びるのに必要な角度（本例では１８０度）よりも吸気範囲θが大きい場合、ピストン１４１が縮むときにも吸気されてピストン１４１が縮むときの抵抗になってしまうので好ましくない。
【００７４】
以上のように、吸気範囲θを、３６０度を気筒数で割った角度以上、１８０度以下の範囲において適宜設定することによって、流体機械の特性を適宜決定することができる。
【００７５】
換言すれば、吸気範囲θを、常にいずれかのピストン１４１が押されることができる角度以上、ピストン１４１が伸びきるのに必要な角度以下の範囲において適宜設定することによって、流体機械の特性を適宜決定することができる。
【００７６】
（他の実施形態）
（１）上記各実施形態では、蒸気のエネルギーを機械的エネルギーに変換する例を示したが、蒸気に限定されることなく、種々の流体のエネルギーを機械的エネルギーに変換することができる。
【００７７】
（２）上記各実施形態では、流体のエネルギーを機械的エネルギーに変換する流体機械に本発明を適用した例を示したが、機械的エネルギーを流体のエネルギーに変換する流体機械にも本発明を適用可能である。すなわち、ローターを外部からの機械的エネルギーで回転駆動することで、シリンダ穴に供給された流体にピストンでエネルギーを与えて排出することができる。
【００７８】
なお、上記各実施形態では、カム１１１、１１５は内周カム面１１１ａ、１１５ａと外周カム面１１１ｂ、１１５ｂとを有する溝カムになっているが、流体のエネルギーを機械的エネルギーに変換する場合であれば、カム１１１、１１５は内周カム面１１１ａ、１１５ａのみで構成されていても構わない。
【００７９】
（３）上記第１実施形態では、カム１１１が略三角形状に形成され、ローター１３が１回転する間に各ピストン１４１が３回往復運動するようになっており、上記第２実施形態では、カム１１５が円形状に形成され、ローター１３が１回転する間に各ピストン１４１が１回往復運動するようになっているが、これに限定されるものではない。
【００８０】
例えば、カム１１１が長円形状に形成され、ローター１３が１回転する間に各ピストン１４１が２回往復運動するようになっていてもよい。また、カム１１１がｎ角形状に形成され、ローター１３が１回転する間に各ピストン１４１がｎ回往復運動するようになっていてもよい。
【００８１】
ちなみに、ピストン１４１を複数個にする場合、常にどれかのピストン１４１が押しているようにするには、ピストン１４１の個数はローター１３が１回転する間の往復数＋１以上が必要である。
【００８２】
なお、カム１１１の画数（換言すればローター１３が１回転する間の各ピストン１４１の往復数）が多いほど回転の脈動が小さくスムーズになるという利点がある。
【００８３】
（４）上記第２実施形態では、吸気範囲θを、常にいずれかのピストン１４１が押されることができる角度以上、ピストン１４１が伸びきるのに必要な角度以下の範囲において適宜設定することによって、流体機械の特性を適宜決定することができるが、このような吸気範囲θの設定の考え方は上記第１実施形態にも同様に適用可能である。
【符号の説明】
【００８４】
１２    給排気ブロック（流体供給排出部）
１３    ローター
１５    カムフォロア（摺動部）
１１１  カム
１２３  供給路
１２４  排出路
１３２  シリンダ穴
１３３  供給排出路
１４１  ピストン
Ａ１    ローターの回転軸
Ａ２    シリンダ穴の軸線
【図１】
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【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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