(57)【要約】【課題】ピストンの直線運動を駆動軸の回転運動へ変換する際のエネルギー損失を低減できる高効率のエンジンを提供する。【解決手段】バルブ３０１を一方向へ連続的に回転させながら、２つのピストン収容室２１１，２１２に交互に蒸気を導入し、駆動軸１５１の回転力を発生できる。そのため、バルブの回転を止めたり、回転方向を切り替えたりする場合に比べて、バルブの慣性エネルギーの損失を極めて小さくすることできるため、エンジンの効率を高めることができる。【選択図】図１
2008038863.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
収容する第１ピストンによって第１圧力室と第２圧力室とに区分される第１ピストン収容室と、
収容する第２ピストンによって第３圧力室と第４圧力室とに区分される第２ピストン収容室と、
前記第２圧力室と前記第４圧力室とを連通する連通部と、
前記第１ピストンに連動して往復動する第１ラックと、
前記第２ピストンに連動して往復動する第２ラックと、
前記第１ラックに噛み合う第１ピニオンと、
前記第２ラックに噛み合う第２ピニオンと、
前記第１ピニオン及び前記第２ピニオンを共通に軸支し、各ピニオンの双方向の回転を一方向の回転に変換して負荷に伝達する駆動軸と、
外周の曲面を貫通する少なくとも４本の流体路を有し、円柱軸において回転自在な円柱状のバルブと、
前記駆動軸に連動して前記バルブを一方向に回転させる動力伝達機構と
を有し、
前記バルブが第１の回転位置にあるとき、
前記バルブの第１流体路を介して前記第１圧力室に流体が導入されるとともに、前記バルブの第４流体路を介して前記第３圧力室から流体が排出され、
前記バルブが第２の回転位置にあるとき、
前記バルブの第３流体路を介して前記第３圧力室に流体が導入されるとともに、前記バルブの第２流体路を介して前記第１圧力室から流体が排出される、
エンジン。
【請求項２】
前記バルブを収容し、
前記第１流体路へ流体を導入するための第１ポートと、
前記第２流体路から流体を排出するための第２ポートと、
前記第３流体路へ流体を導入するための第３ポートと、
前記第４流体路から流体を排出するための第４ポートと、
前記第１圧力室へ流体を導入するための第５ポートと、
前記第１圧力室から流体を排出するための第６ポートと、
前記第３圧力室へ流体を導入するための第７ポートと、
前記第３圧力室から流体を排出するための第８ポートと
を備えるバルブ収容室を有し、
前記バルブが第１の回転位置にあるとき、
前記第１流体路は前記第１ポートと前記第５ポートとの間に挿入され、
前記第４流体路は前記第８ポートと前記第４ポートとの間に挿入され、
前記バルブが第２の回転位置にあるとき、
前記第３流体路は前記第３ポートと前記第７ポートとの間に挿入され、
前記第２流体路は前記第６ポートと前記第２ポートとの間に挿入される、
請求項１に記載のエンジン。
【請求項３】
前記バルブに周着され、前記第１ポート、前記第３ポート、前記第５ポート及び前記第７ポートと前記第２ポート、前記第４ポート、前記第６ポート及び前記第８ポートとを互いに隔離する複数のリング部材を有する、
請求項２に記載のエンジン。
【請求項４】
前記４本の流体路は、それぞれ前記バルブをその円柱軸に対して垂直な方向に貫通しており、
前記第１流体路及び前記第２流体路は互いに垂直に延び、
前記第３流体路及び前記第４流体路は互いに垂直に延びる、
請求項１、２又は３の何れか１つに記載のエンジン。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、ピストンの直線運動を駆動軸の回転運動へ効率的に変換するエンジンに関するものである。
【背景技術】
【０００２】
一般的に蒸気機関は、シリンダへ高圧の蒸気を供給してピストンを直線運動させ、その直線運動をクランク機構によって回転運動に変換し、駆動軸を回転させる。また、クランク機構に設けられたフライホイールの慣性力によってピストンの直線運動の向きを逆転させ、シリンダから蒸気を排出する。
【０００３】
しかしながら、上記のような従来の蒸気機関では、クランク機構においてピストンの進行方向を逆転する際にエネルギー損失が生じるため、直線運動を効率よく回転運動に変換できないという問題がある。また、シリンダより排出される蒸気を大気中へ放出すると、駆動軸の回転が脈動的になるという問題がある。更に、フライホイールによって装置の重量が増加するという問題や、クランク機構によって装置の構成が複雑になるという問題もある。
【０００４】
本願出願人は、上記の問題を解決すべく、下記の特許文献１においてダブルシリンダー型のエンジンを開示した。このエンジンでは、２つのシリンダの後室が連結パイプによって導通されており、両シリンダの前室には高圧流体が交互に導入される。２つのシリンダの各ピストンが往復動すると、これに連動して２つのラックが交互に往復動し、当該２つのラックに噛み合う歯車が双方向に回転する。この双方向の回転運動が一方向の回転運動として駆動軸に伝達される。
【０００５】
上記の構成によれば、ピストンの運動方向を逆転する際の損失がクランク機構に比べて非常に小さくなる。また、一方のシリンダに導入される蒸気の圧力を利用して他方のシリンダから蒸気を排出するため、駆動軸の回転が脈動的になることを防止できる。更に、フライホイールやクランク機構が不要になるため、装置の軽量化と簡易化を図ることができる。
【特許文献１】特開２００５−３３１０９８号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
ところで特許文献１に開示される発明は、２つのシリンダへ交互に高圧流体を供給するための手段として、高圧流体の経路上に回転式の切替弁を設けている。この切替弁は、高圧流体の経路上に挿入される２本のパイプを内包する回転自在な円柱状のバルブと、このバルブの径方向に延びる２つの操作杆を有する。２つのラックが交互に往復運動すると、各ラックに設けられたロッドがこれに連動して往復運動を行い、切替弁の２つの操作杆を交互に押す。一方の操作杆が押されると、バルブは一方の方向に回転し、他方の操作杆が押されると、バルブは逆方向に回転する。このようにしてバルブの回転位置が交互に切り替わることにより、バルブに内包された２本のパイプの接続状態が切り替わる。すなわち、バルブが第１の回転位置にあるとき、第１のパイプを介して第１のシリンダに高圧流体が導入されるとともに第２のパイプを介して第２のシリンダから流体が排出され、バルブが第２の回転位置にあるとき、第２のパイプを介して第２のシリンダに高圧流体が導入されるとともに第１のパイプを介して第１のシリンダから流体が排出される。
【０００７】
上述した回転式の切替弁では、交互に往復運動する２つのラックに連動してバルブの回転方向が交互に切り替わる。このような回転方向の切り替えを行うと、バルブに与えられた回転エネルギーが慣性運動として保存されず、切り替えの度に全て損失になるため、エンジンの効率低下の要因になる。
【０００８】
本発明はかかる事情に鑑みてなされたものであり、その目的は、ピストンの直線運動を駆動軸の回転運動へ変換する際のエネルギー損失を低減できる高効率のエンジンを提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【０００９】
上記の目的を達成するため、本発明に係るエンジンは、収容する第１ピストンによって第１圧力室と第２圧力室とに区分される第１ピストン収容室と、収容する第２ピストンによって第３圧力室と第４圧力室とに区分される第２ピストン収容室と、前記第２圧力室と前記第４圧力室とを連通する連通部と、前記第１ピストンに連動して往復動する第１ラックと、前記第２ピストンに連動して往復動する第２ラックと、前記第１ラックに噛み合う第１ピニオンと、前記第２ラックに噛み合う第２ピニオンと、前記第１ピニオン及び前記第２ピニオンを共通に軸支し、各ピニオンの双方向の回転を一方向の回転に変換して負荷に伝達する駆動軸と、外周の曲面を貫通する少なくとも４本の流体路を有し、円柱軸において回転自在な円柱状のバルブと、前記駆動軸に連動して前記バルブを一方向に回転させる動力伝達機構とを有する。そして、前記バルブが第１の回転位置にあるとき、前記バルブの第１流体路を介して前記第１圧力室に流体が導入されるとともに、前記バルブの第４流体路を介して前記第３圧力室から流体が排出され、前記バルブが第２の回転位置にあるとき、前記バルブの第３流体路を介して前記第３圧力室に流体が導入されるとともに、前記バルブの第２流体路を介して前記第１圧力室から流体が排出される。
【００１０】
上記の構成によれば、前記バルブが第１の回転位置にあるとき、前記第１流体路を介して前記第１圧力室に流体が導入され、前記第１ピストンが前記第１圧力室を膨張させる方向に移動する。すると、前記第２圧力室から押し出された流体が前記連通部を介して前記第４圧力室に流れ込み、前記第２ピストンが前記第３圧力室を収縮する方向に移動する。これにより、前記第３圧力室の流体は前記第４流体路を介して排出される。
上記２つのピストンに連動して、前記第１ラック及び第２ラックはそれぞれ直線運動する。これにより、前記第１ラックに噛み合う前記第１ピニオンと、前記第２ラックに噛み合う前記第２ピニオンとがそれぞれ回転し、前記駆動軸によって負荷に一方向の回転力が伝達される。前記駆動軸が一方向に回転すると、前記動力伝達機構によって前記バルブにも一方向の回転力が伝達される。これにより、前記バルブは、前記第１の回転位置より更に一方向へ回転する。
前記バルブが第２の回転位置まで回転すると、前記第３流体路を介して前記第３圧力室に流体が導入され、前記第２ピストンが前記第３圧力室を膨張させる方向に移動する。すると、前記第４圧力室から押し出された流体が前記連通部を介して前記第２圧力室に流れ込み、前記第２ピストンが前記第１圧力室を収縮する方向に移動する。これにより、前記第１圧力室の流体は前記第２流体路を介して排出される。
上記２つのピストンの運動に応じて、前記駆動軸は更に同一方向に回転し、これに連動して前記バルブも更に同一方向へ回転を続ける。そして、前記バルブが再び前記第１の回転位置へ戻ると、上記と同様に、前記第１圧力室への流体の導入と前記第３圧力室からの流体の排出が行われる。
【００１１】
好適には、本発明に係るエンジンは、前記バルブを収容するバルブ収容室を有する。当該バルブ収容室は、前記第１流体路へ流体を導入するための第１ポートと、前記第２流体路から流体を排出するための第２ポートと、前記第３流体路へ流体を導入するための第３ポートと、前記第４流体路から流体を排出するための第４ポートと、前記第１圧力室へ流体を導入するための第５ポートと、前記第１圧力室から流体を排出するための第６ポートと、前記第３圧力室へ流体を導入するための第７ポートと、前記第３圧力室から流体を排出するための第８ポートとを備える。前記バルブが第１の回転位置にあるとき、前記第１流体路は前記第１ポートと前記第５ポートとの間に挿入され、前記第４流体路は前記第８ポートと前記第４ポートとの間に挿入される。前記バルブが第２の回転位置にあるとき、前記第３流体路は前記第３ポートと前記第７ポートとの間に挿入され、前記第２流体路は前記第６ポートと前記第２ポートとの間に挿入される。
【００１２】
上記の構成によれば、前記バルブ収容室に前記バルブが収容されており、前記第１ポート〜第８ポートを通じて流体の導入と排出が行われる。そのため、前記第１圧力室や前記第３圧力室へ導入されずに外部へ漏れる流体が少なくなる。
【００１３】
また好適には、本発明に係るエンジンは、前記バルブに周着される複数のリング部材を有する。当該複数のリング部材は、前記第１ポート、前記第３ポート、前記第５ポート及び前記第７ポートと前記第２ポート、前記第４ポート、前記第６ポート及び前記第８ポートとを互いに隔離する。
【００１４】
上記の構成によれば、流体の導入経路上にあるポートと流体の排出経路上にあるポートとが前記リング部材によって隔離されるため、流体の圧力低下が抑制され、エネルギー損失が減少する。
【００１５】
更に好適には、前記４本の流体路は、それぞれ前記バルブをその円柱軸に対して垂直な方向に貫通しており、前記第１流体路及び前記第２流体路は互いに垂直に延び、前記第３流体路及び前記第４流体路は互いに垂直に延びる。
【００１６】
上記の構成によれば、各流体路が前記バルブの円柱軸に対して垂直な方向に延びていることから、前記バルブを半回転させると、各流体路の方向は回転前の方向に一致する。そのため、前記第１の回転位置から前記バルブを半回転させた場合は前記第１の回転位置と等価な状態になり、前記第２の回転位置から前記バルブを半回転させた場合には前記第２の回転位置と等価な状態になる。他方、前記第１流体路と前記第２流体路とが垂直であるとともに前記第３流体路と前記第４流体路とが垂直であることから、前記第１の回転位置から前記バルブを４分の１回転させると前記第２の回転位置になる。したがって、前記バルブが一方向へ連続的に回転すると、前記バルブの４分の１回転ごとに前記第１の回転位置と前記第２の回転位置とが交互に繰り返される。
【発明の効果】
【００１７】
本発明によれば、流体経路を有するバルブを一方向に回転させることによって２つのピストン収容室に交互に流体が導入されるため、バルブの慣性エネルギーの損失を低減し、効率を高めることができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１８】
以下、本発明の一実施形態に係るエンジンについて、図１〜図４を参照して説明する。
図１は、本実施形態に係るエンジンの斜視図である。図１では、要部を理解し易くするために外周の一部を切り欠いた状態で内部を図解している。
【００１９】
図２は、図１に示すエンジンの分解図である。
図３は、図１に示すエンジンの断面図であり、後述するバルブ３０２の軸線方向に沿った断面を示す。ただし図３では、図示の簡単化のため、マニホールド部４００の図解を省略している。
図４は、図１に示すエンジンの要部を示す図である。
なお、各図における同一の符号は同一の構成要素を示す。
【００２０】
図１に示すエンジンは、ギヤ部１００と、シリンダ部２００と、バルブ部３００と、マニホールド部４００と、動力伝達機構５００とを有する。図１の例では、ギヤ部１００が最も下に配置されており、その上にシリンダ部２００、バルブ部３００、マニホールド部４００が順に積み重ねられている。
【００２１】
［ギヤ部１００］
ギヤ部１００は、後述する４つのピストン（２２１〜２２４）の往復動を駆動軸１５１の一方向の回転運動に変換する。
ギヤ部１００は、例えば図２に示すように、外枠をなす筐体の構成要素としてフレーム板１０２と、底板１０１と、側板１０３，１０４とを有するとともに、往復動を回転に変換するギヤ機構の構成要素としてラック１１１〜１１４と、ピニオン１２１〜１２６と、駆動軸１５１と、軸受部１６１，１６２と、ガイドローラ部１４１〜１４７とを有する。
【００２２】
フレーム板１０２は、図２に示すようにコ字状に曲がっており、コ字の開口側を下に向けた状態で底板１０１の上に固定される。側板１０３，１０４は、フレーム板１０２と底板１０１に対して垂直であり、これらを両側から補強する。図に示すように、フレーム１０２、底板１０１、及び側板１０３，１０４によってギヤ部１００の直方体状の筐体が形成される。
【００２３】
コ字状のフレーム板１０２は、上述した筐体の３つの面を形成しており、そのうち対向する２つの側面には駆動軸１５１を挿通するための孔がそれぞれ形成される。軸受部１６１，１６２は、この２つの孔に嵌め込まれており、駆動軸１５１の両端を回転自在に保持する。
【００２４】
駆動軸１５１は、ピニオン１２１，１２２，１２３，１２４を共通に軸支し、各ピニオンの双方向の回転を一方向の回転に変換する。駆動軸１５１の回転は、不図示の負荷（例えば発電モータ等）に伝達される。駆動軸１５１は、例えば各ピニオンの一方向の回転のみを伝達する一方向クラッチベアリングを構成する。すなわち駆動軸１５１は、ピニオンが一定の方向（例えば図１の反時計回りの方向）に回転する場合にこれと係合して回転するが、ピニオンが逆方向に回転する場合は係合しない。後者の場合、ピニオンは駆動軸１５１へ回転力を伝達することなく空回りする。
【００２５】
ラック１１１，１１２，１１３，１１４は、それぞれピニオン１２１，１２２，１２３，１２４と噛み合う。
図１，図２の例において、ラック１１１，１１２，１１３，１１４は縦長の直方体であり、その縦に延びた一側面部に歯が刻設され、これがピニオン１２１，１２２，１２３，１２４と噛み合う。ラック１１１，１１２，１１３，１１４が長手方向に往復動することにより、これと噛み合うピニオン１２１，１２２，１２３，１２４がそれぞれ回転する。
またラック１１１，１１２，１１３，１１４は、この順番で駆動軸１５１の軸線方向と平行に並んでいる。各ラックの長手方向は、駆動軸１５１の軸線方向と垂直な方向に向いている。
【００２６】
ラック１１１及び１１２の互いに隣接する側面部には、ピニオン１２５と噛み合う歯がそれぞれ刻設される。ピニオン１２５は、ラック１１１及び１１２の間に挟まれており、両ラックを互いに逆向きに往復動させる。
ラック１１３及び１１４の互いに隣接する側面部には、ピニオン１２６と噛み合う歯がそれぞれ刻設される。ピニオン１２６は、ラック１１３及び１１４の間に挟まれており、両ラックを互いに逆向きに往復動させる。
【００２７】
ガイドローラ１４１〜１４７は、各ラックの往復動の軌道を案内する。
ラック１１１，１１２，１１３，１１４は、それぞれピニオン１２１，１２２，１２３，１２４とガイドローラ１４１，１４２，１４３，１４４との間に挟まれる。ガイドローラ１４１，１４２，１４３，１４４は、ラック１１１，１１２，１１３，１１４の歯面と反対側の面に当接しており、駆動軸１５１から離れる方向へのラックの動きを規制するとともに、ラックの往復動に応じてラックの側面を転がる。図２の例において、ガイドローラ１４１，１４２，１４３，１４４は側板１０４上に並んで配置される。
図３の例において、ガイドローラ１４７は、ラック１１２及び１１３の互いに隣接する側面部に挟まれており、図の横方向（駆動軸１５１の軸線方向）への両ラックの動きを規制するとともに、両ラックの往復動に応じて両ラックの側面を転がる。
ガイドローラ１４５は、ピニオン１２５と噛合するラック１１１の歯面と反対側の面に当接しており、ピニオン１２５の軸から離れる方向へのラック１１１の動きを規制するとともに、ラック１１１の往復動に応じてラック１１１の側面を転がる。
ガイドローラ１４６は、ピニオン１２６と噛合するラック１１４の歯面と反対側の面に当接しており、ピニオン１２６の軸から離れる方向へのラック１１４の動きを規制するとともに、ラック１１４の往復動に応じてラック１１４の側面を転がる。
【００２８】
ギヤ部１００の筐体の上面（コ字状のフレーム板１０２における中央部の面）には、後述するピストンロッド２３１〜２３４を挿通するための４つの孔１３１，１３２，１３３，１３４が形成される。図２の例において、孔１３１，１３２，１３３，１３４は駆動軸１５１の軸線方向に対して平行に並んで形成される。
【００２９】
［シリンダ部２００］
シリンダ部２００は、バルブ部３０１より供給される高圧の蒸気の力に応じてピストン（２２１〜２２４）を往復動させる。
シリンダ部２００は、例えば図１，図２に示すように、シリンダ室（ピストン収容室）２１１〜２１４が形成されたシリンダ本体２０１と、ピストン２２１〜２２４と、ピストンロッド２３１〜２３４と、ロッド案内部２４１〜２４４とを有する。
【００３０】
シリンダ本体２０１は、ほぼ直方体の形状を有しており、その底面がギヤ部１００の筐体の上面に接合され、その上面は後述するバルブ収容室３０３の底面に接合される。シリンダ本体２０１の底面の周囲には、当該本体をギヤ部１００の筐体に固定するためのボルトを通す縁部が設けられている。また、シリンダ本体２０１の上面の周囲（一部）にも、バルブ収容室３０３を当該本体に固定するためのボルトを通す縁部が設けられている。
【００３１】
図１の例において、シリンダ室２１１〜２１４は、シリンダ本体２０１の上面と底面とを貫通する円筒状の空間として形成される。シリンダ室２１１，２１２，２１３，２１４には、それぞれピストン２２１，２２２，２２３，２２４が収容される。
【００３２】
シリンダ室２１１（第１ピストン収容室）とシリンダ室２１２（第２ピストン収容室）は対を成しており、シリンダ本体２０１内に隣接して形成されている。シリンダ室２１１は、ピストン２２１によって上面側の圧力室２１１Ａ（第１圧力室）と底面側の圧力室２１１Ｂ（第２圧力室）とに区分される。シリンダ室２１２は、ピストン２２２によって上面側の圧力室２１２Ａ（第３圧力室）と底面側の圧力室２１２Ｂ（第４圧力室）とに区分される。
圧力室２１１Ｂと２１２Ｂ（第２圧力室と第４圧力室）の間には、両者を連通する孔４１（連通部）が設けられている。孔４１は、例えば図３に示すように、圧力室２１１Ｂと２１２Ｂの間の隔壁を部分的に切り欠いて形成される。
【００３３】
シリンダ室２１３（第１ピストン収容室）とシリンダ室２１４（第２ピストン収容室）も上記と同様に対を成しており、シリンダ本体２０１内に隣接して形成されている。シリンダ室２１３は、ピストン２２３によって上面側の圧力室２１３Ａ（第１圧力室）と底面側の圧力室２１３Ｂ（第２圧力室）とに区分される。シリンダ室２１４は、ピストン２２４によって上面側の圧力室２１４Ａ（第３圧力室）と底面側の圧力室２１４Ｂ（第４圧力室）とに区分される。
圧力室２１３Ｂと２１４Ｂ（第２圧力室及び第４圧力室）の間には、両者を連通する孔４２（連通部）が設けられている。孔４２は、例えば図３に示すように、圧力室２１３Ｂと２１４Ｂの間の隔壁を部分的に切り欠いて形成される。
【００３４】
シリンダ室２１１，２１２，２１３，２１４の底面には、それぞれギヤ部１００の筐体の孔１３１，１３２，１３３，１３４が配置される。ロッド案内部２４１，２４２，２４３，２４４は、それぞれ孔１３１，１３２，１３３，１３４に嵌め込まれており、シリンダ室２１１，２１２，２１３，２１４の底面側の終端壁を形成する。
【００３５】
ピストンロッド２３１，２３２，２３３，２３４は、それぞれピストン２２１，２２２，２２３，２２４の底面側に連結されており、各ピストンに連動して上下に往復動する。ロッド案内部２４１，２４２，２４３，２４４は、ピストンロッド２３１，２３２，２３３，２３４の上下の往復動を案内する。ピストンロッド２３１，２３２，２３３，２３４は、ロッド案内部２４１，２４２，２４３，２４４を通ってギヤ部１００の筐体内に貫入する。筐体内に貫入したピストンロッド２３１，２３２，２３３，２３４の一端部は、それぞれラック１１１，１１２，１１３，１１４の長手方向の一端部に連結される。ピストンロッド２３１，２３２，２３３，２３４が上下に往復動すると、これに連動してラック１１１，１１２，１１３，１１４も上下に往復動する。
【００３６】
［バルブ部３００］
バルブ部３００は、対を成すシリンダ室（２１１及び２１２，２１３及び２１４）に対して高圧蒸気の導入と排出を交互に繰り返す。すなわち、バルブ部３００は、シリンダ室２１１へ高圧蒸気を導入するとともにシリンダ室２１２から蒸気を排出する動作と、シリンダ室２１２へ高圧蒸気を導入するとともにシリンダ室２１１から蒸気を排出する動作とを交互に繰り返す。また、シリンダ室２１３へ高圧蒸気を導入するとともにシリンダ室２１４から蒸気を排出する動作と、シリンダ室２１４へ高圧蒸気を導入するとともにシリンダ室２１３から蒸気を排出する動作とを交互に繰り返す。
【００３７】
バルブ部３００は、例えば図１に示すように、円柱状のバルブ３０１と、これを収容するバルブ収容室３０２を備えたドラム３０３と、バルブ３０１の軸を回転自在に保持する軸受部３３１，３３２とを有する。
【００３８】
ドラム３０３は、ほぼ直方体の形状を有しており、その底面がシリンダ本体２０１の上面に接合され、その上面は後述するダクト部４０１の底面に接合される。ドラム３０３の底面は、シリンダ本体２０１に形成されるシリンダ室２１１〜２１４の上面側の終端壁を形成する。
ドラム３０３の底面の周囲（一部）には、当該ドラムをシリンダ本体２０１に固定するためのボルトを通す縁部が設けられている。
【００３９】
バルブ収容室３０２は、ドラム３０３の対向する２つの側面を貫く円筒状の空間として形成される。図１，図２の例において、バルブ収容室３０２の軸線方向は駆動軸１５１とほぼ平行になっている。
【００４０】
バルブ３０１は、その円柱軸において回転自在であり、後述する動力伝達機構５００の駆動に応じて回転する。
【００４１】
バルブ３０１は、外周の曲面を貫通する８本の流体路３１〜３８を備える。
【００４２】
流体路３１〜３４は、対を成すシリンダ室２１１及び２１２において蒸気の導入と排出を交互に行うための流路を形成する。
すなわち、流体路３１（第１流体路）は圧力室２１１Ａ（第１圧力室）へ蒸気を導入するための経路、流体路３２（第２流体路）は圧力室２１１Ａ（第１圧力室）から蒸気を排出するための経路、流体路３３（第３流体路）は圧力室２１２Ａ（第３圧力室）へ蒸気を導入するための経路、流体路３４（第４流体路）は圧力室２１２Ａ（第３圧力室）から蒸気を排出するための経路をそれぞれ形成する。
バルブ３０１が第１の回転位置にあるとき、マニホールド部４００から流体路３１（第１流体路）を介して圧力室２１１Ａ（第１圧力室）に高圧の蒸気が導入されるとともに、圧力室２１２Ａ（第３圧力室）から流体路３４（第４流体路）を介してマニホールド部４００に蒸気が排出される。バルブ３０１が第２の回転位置にあるとき、マニホールド部４００から流体路３３（第３流体路）を介して圧力室２１２Ａ（第３圧力室）に高圧の蒸気が導入されるとともに、圧力室２１１Ａ（第１圧力室）から流体路３２（第２流体路）を介してからマニホールド部４００に蒸気が排出される。
【００４３】
流体路３５〜３８は、対を成すシリンダ室２１３及び２１４において蒸気の導入と排出を交互に行うための流路を形成する。
すなわち、流体路３５（第１流体路）は圧力室２１３Ａ（第１圧力室）へ蒸気を導入するための経路、流体路３６（第２流体路）は圧力室２１３Ａ（第１圧力室）から蒸気を排出するための経路、流体路３７（第３流体路）は圧力室２１４Ａ（第３圧力室）へ蒸気を導入するための経路、流体路３８（第４流体路）は圧力室２１４Ａ（第３圧力室）から蒸気を排出するための経路をそれぞれ形成する。
バルブ３０１が第１の回転位置にあるとき、マニホールド部４００から流体路３５（第１流体路）を介して圧力室２１３Ａ（第１圧力室）に高圧の蒸気が導入されるとともに、圧力室２１４Ａ（第３圧力室）から流体路３８（第４流体路）を介してマニホールド部４００に蒸気が排出される。バルブ３０１が第２の回転位置にあるとき、マニホールド部４００から流体路３５（第３流体路）を介して圧力室２１４Ａ（第３圧力室）に高圧の蒸気が導入されるとともに、圧力室２１３Ａ（第１圧力室）から流体路３６（第２流体路）を介してからマニホールド部４００に蒸気が排出される。
【００４４】
図３，図４の例において、流体路３１〜３８はバルブ３０１の円柱軸に対してそれぞれ垂直な方向に貫通しており、同一の圧力室に接続される流体路同士（３１及び３２，３３及び３４，３５及び３６，３７及び３８）は互いに垂直な方向に延びている。
【００４５】
また、図３，図４の例では、流体路３２（第２流体路）及び流体路３３（第３流体路）が互いに平行な方向に延びており、流体路３６（第２流体路）及び流体路３７（第３流体路）も互いに平行な方向に延びている。
【００４６】
バルブ収容室３０２は、例えば図２，３に示すように、ダクト部４０１の内部に形成される流体路３１〜３８に対して開口した８個のポート１１〜１８と、シリンダ室２１１〜２１４の終端壁に対して開口した８個のポート２１〜２８を有する。図の例において、ポート１１〜１８はドラム３０３の上面においてバルブ３０１の軸方向と平行に配列されており、ポート２１〜２８はドラム３０３の底面においてバルブ３０１の軸方向と平行に配列されている。
【００４７】
ポート１１〜１４及び２１〜２４は、対を成すシリンダ室２１１及び２１２へ蒸気を導入する流路又はこれらから蒸気を排出する流路に設けられる。
すなわち、ポート１１〜１４は、後述のマニホールド部４００と流体路３１〜３４との間における蒸気の導入及び排出を行う。ポート１１（第１ポート）は流体路３１（第１流体路）へ蒸気を導入し、ポート１２（第２ポート）は流体路３２（第２流体路）から蒸気を排出し、ポート１３（第３ポート）は流体路３３（第３流体路）へ蒸気を導入し、ポート１４（第４ポート）は流体路３４（第４流体路）から蒸気を排出する。
また、ポート２１〜２４は、流体路３１〜３４と圧力室２１１Ａ（第１圧力室）及び圧力室２１２Ａ（第３圧力室）との間における蒸気の導入及び排出を行う。ポート２１（第５ポート）は圧力室２１１Ａ（第１圧力室）へ蒸気を導入し、ポート２２（第６ポート）は圧力室２１１Ａ（第１圧力室）から蒸気を排出し、ポート２３（第７ポート）は圧力室２１２Ａ（第３圧力室）へ蒸気を導入し、ポート２４（第８ポート）は圧力室２１２Ａ（第３圧力室）から蒸気を排出する。
【００４８】
バルブ３０１が第１の回転位置にあるとき、流体路３１（第１流体路）はポート１１（第１ポート）とポート２１（第５ポート）との間に挿入され、流体路３４（第４流体路）はポート２４（第８ポート）とポート１４（第４ポート）との間に挿入される。
バルブ３０１が第２の回転位置にあるとき、流体路３３（第３流体路）はポート１３（第３ポート）とポート２３（第７ポート）との間に挿入され、流体路３２（第２流体路）はポート２２（第６ポート）とポート１２（第２ポート）との間に挿入される。
【００４９】
ポート１５〜１８及び２５〜２８は、対を成すシリンダ室２１３及び２１４へ蒸気を導入する流路又はこれらから蒸気を排出する流路に設けられる。
すなわち、ポート１５〜１８は、後述のマニホールド部４００と流体路３５〜３８との間における蒸気の導入及び排出を行う。ポート１５（第１ポート）は流体路３５（第１流体路）へ蒸気を導入し、ポート１６（第２ポート）は流体路３６（第２流体路）から蒸気を排出し、ポート１７（第３ポート）は流体路３７（第３流体路）へ蒸気を導入し、ポート１８（第４ポート）は流体路３８（第４流体路）から蒸気を排出する。
また、ポート２５〜２８は、流体路３５〜３８と圧力室２１３Ａ（第１圧力室）及び圧力室２１４Ａ（第３圧力室）との間における蒸気の導入及び排出を行う。ポート２５（第５ポート）は圧力室２１３Ａ（第１圧力室）へ蒸気を導入し、ポート２６（第６ポート）は圧力室２１３Ａ（第１圧力室）から蒸気を排出し、ポート２７（第７ポート）は圧力室２１４Ａ（第３圧力室）へ蒸気を導入し、ポート２８（第８ポート）は圧力室２１４Ａ（第３圧力室）から蒸気を排出する。
【００５０】
バルブ３０１が第１の回転位置にあるとき、流体路３５（第１流体路）はポート１５（第１ポート）とポート２５（第５ポート）との間に挿入され、流体路３８（第４流体路）はポート２８（第８ポート）とポート１８（第４ポート）との間に挿入される。
バルブ３０１が第２の回転位置にあるとき、流体路３７（第３流体路）はポート１７（第３ポート）とポート２７（第７ポート）との間に挿入され、流体路３６（第２流体路）はポート２６（第６ポート）とポート１６（第２ポート）との間に挿入される。
【００５１】
軸受部３３１，３３２は、ドラム３０３に形成されたバルブ収容室３０２の開口部を両側から塞ぐとともに、バルブ３０１の軸線方向に突設される小径の軸３１１を回転自在に保持する。
【００５２】
［マニホールド部４００］
マニホールド部４００は、共通の配管４０２を通じて供給される高圧の蒸気をバルブ部３００のポート１１，１３，１５，１７に分配する。また、バルブ部３００のポート１２，１４，１６，１８から各々排出される蒸気を共通の配管４０３に集める。
【００５３】
マニホールド部４００は、例えば図１に示すように、高圧の蒸気を供給する配管４０２と、蒸気を排出する配管４０３と、ダクト部４０１とを有する
【００５４】
ダクト部４０１は、例えば図１，図２に示すように直方体の形状を有しており、その底面がシリンダ本体２０１の上面に接合される。ダクト部４０１は、バルブ３０１の軸線方向と平行に延びる２つの側面を有しており、その一方に配管４０２が接合され、他方に配管４０３が接合される。
ダクト部４０１は、バルブ収容室３０２のポート１１，１３，１５，１７を配管４０２に接続する４本のダクトを内包するとともに、ポート１２，１４，１６，１８を配管４０３に接続する４本のダクトを内包する。図の例において、各ダクトは各ポートとの接合部分からダクト部４０１上面に向かって垂直に伸び、ダクト部４０１の中央付近でＬ字に曲がり、側面の配管４０２又は４０３に向かって水平に延びている。
【００５５】
［動力伝達機構５００］
動力伝達機構５００は、ギヤ部１００の駆動軸１５１に連動してバルブ３０１を一方向に回転させる。
動力伝達機構５００は、例えば図１に示すように、駆動軸１５１に連動して回転するプーリ５０２と、バルブ３０１の軸３０１に連動して回転するプーリ５０３と、両プーリの間に巻かれたタイミングベルト５０１とを有する。
【００５６】
ここで、上述した構成を有する本実施形態に係るエンジンの動作を説明する。
上述したエンジンでは、対を成す２組のシリンダ室（２１１及び２１２，２１３及び２１４）に関わる２系統の独立したエンジン機構が組み合わされており、各系統では同様な動作により駆動軸１５１の回転力を発生している。したがって以下では、シリンダ室２１１及び２１２に関わるエンジン機構についてのみ説明し、シリンダ室２１３及び２１４に関わるエンジン機構については説明を割愛する。
【００５７】
まず、バルブ３０１が第１の回転位置（図３，図４の状態）にあるものとする。
この場合、バルブ部３００においてポート１１とポート２１が流体路３１を介して導通するとともに、ポート１４とポート２４が流体路３４を介して導通する。これにより、マニホールド部４００から流体路３１を介して圧力室２１１Ａに高圧の蒸気が導入され、ピストン２２１は圧力室２１１Ａを膨張させる方向（すなわち図の下方）に進む。ピストン２２１が下方に進むと、圧力室２１１Ｂに充満した流体（空気や油など）が孔４１を介して圧力室２１２Ｂに流れ込み、ピストン２２２を上方へ押す。またこのとき、ピストン２２１に連動してラック１１１が下方へ進むことにより、ピニオン１２５が図３の反時計方向に回転し、ラック１１２に上方へ進む力が働き、ピストン２２２は上方へ押される。これらの力を受けてピストン２２２が上方に進むと、圧力室２１２Ａ内の蒸気は流体路３４を介してマニホールド部４００に排出される。
【００５８】
ラック１１１が下方へ進むとともにラック１１２が上方へ進む場合、ピニオン１２１は図１の反時計方向に回転し、ピニオン１２２は時計方向に回転する。ここで、駆動軸１５１は、反時計方向へ回転するピニオン１２１と係合するが、時計方向へ回転するピニオン１２１とは係合しない。そのため、ラック１１１の下方へ進む力がピニオン１２１を介して駆動軸１５１に伝達し、駆動軸１５１を反時計方向へ回転させる。時計方向に回転するピニオン１２２は、駆動軸１５１へ動力を伝達することなく空回りする。駆動軸１５１が反時計方向へ回転すると、その回転力は動力伝達機構５００を介してバルブ３０１に伝達され、バルブ３０１も図１の反時計方向に回転する（図４）。
【００５９】
バルブ３０１が第１の回転位置から第２の回転位置まで回転（４分の１回転）すると、バルブ部３００においてポート１２とポート２２が流体路３２を介して導通するとともに、ポート１３とポート２３が流体路３３を介して導通する。これにより、マニホールド部４００から流体路３３を介して圧力室２１２Ａに流体が導入され、ピストン２２２は下方に進む。ピストン２２２が下方に進むと、圧力室２１２Ｂに充満する流体が孔４１を介して圧力室２１１Ｂに流れ込み、ピストン２２１を上方へ押す。またこのとき、ピストン２２２に連動してラック１１２が下方へ進むことにより、ピニオン１２５が図３の時計方向に回転し、ラック１１１に上方へ進む力が働き、ピストン２２１は上方へ押される。これらの力を受けてピストン２２１が上方に進むと、圧力室２１１Ａ内の蒸気は流体路３２を介してマニホールド部４００に排出される。
【００６０】
ラック１１２が下方へ進むとともにラック１１１が上方へ進む場合、ピニオン１２１は図１の時計方向に回転し、ピニオン１２２は反時計方向に回転する。この場合、ラック１１２の下方へ進む力がピニオン１２２を介して駆動軸１５１に伝達し、駆動軸１５１を反時計方向へ回転させる。時計方向に回転するピニオン１２１は、駆動軸１５１へ動力を伝達することなく空回りする。駆動軸１５１が反時計方向へ回転すると、その回転力は動力伝達機構５００を介してバルブ３０１に伝達され、バルブ３０１も図１の反時計方向に回転する。
【００６１】
更にバルブ３０１が第２の回転位置から第１の回転位置まで回転（４分の１回転）すると、上述と同様の動作が繰り返され、駆動軸１５１は反時計方向に回転するとともに、バルブ３０１も反時計方向へ回転する。
【００６２】
以上説明したように、本実施形態に係るエンジンによれば、外周の曲面を貫通する流体路３１〜３４を有した円柱状のバルブ３０１が駆動軸１５１に連動して一方向に回転する。そして、バルブ３０１が第１の回転位置にあるとき、流体路３１を介して圧力室２１１Ａに高圧蒸気が導入されるとともに流体路３４を介して圧力室２１２Ａから蒸気が排出され、バルブ３０１が第２の回転位置にあるとき、流体路３３を介して圧力室２１２Ａに高圧蒸気が導入されるとともに流体路３２を介して圧力室２１１Ａから蒸気が排出される。このようなバルブ３０１の動作によって圧力室２１１Ａ及び２１２Ａにおける蒸気の導入と排出が交互に行われると、ピストン２２１及び２２２が往復運動を行い、この往復運動がラック１１１，１１２とピニオン１２１，１２２によって双方向の回転運動に変化し、更に駆動軸１５１によって一方向の回転に変化する。
すなわち、バルブ３０１を一方向へ連続的に回転させながら、２つのピストン収容室２１１，２１２に交互に蒸気を導入し、駆動軸１５１の回転力を発生できる。そのため、バルブの回転を止めたり、回転方向を切り替えたりする場合に比べて、バルブの慣性エネルギーの損失を極めて小さくすることできるため、エンジンの効率を高めることができる。
【００６３】
また、本実施形態に係るエンジンによれば、流体の導入と排出を行うポート１１〜１４及び２１〜２４を備えたバルブ収容室３０２にバルブ３０１が収容されている。そして、バルブ３０１が第１の回転位置にあるとき、流体路３１はポート１１とポート２１との間に挿入され、流体路３４はポート２４とポート１４との間に挿入される。また、バルブが第２の回転位置にあるとき、流体路３３はポート１３とポート２３との間に挿入され、流体路２２はポート２２とポート１２との間に挿入される。
すなわち、バルブ収容室３０２にバルブ３０１を収容した状態で、ポート１１〜１４及び２１〜２４を通じて蒸気の導入と排出が行われる。そのため、圧力室２１１Ａや２１２Ａへ導入されずに外部へ漏れる蒸気が少なくなり、エンジンの効率を高めることができる。
【００６４】
更に、本実施形態に係るエンジンによれば、流体路３１〜３４がそれぞれバルブ３０１をその円柱軸に対して垂直な方向に貫通している。そして、流体路３１及び３２が互いに垂直に延びており、流体路３３及び３４も互いに垂直に延びている。
このように、各流体路がバルブ３０１の円柱軸に対して垂直な方向に延びていることから、バルブ３０１を半回転させると、各流体路の方向は回転前の方向に一致する。すなわち、第１の回転位置からバルブ３０１を半回転させた場合は第１の回転位置と等価な状態になり、第２の回転位置からバルブ３０１を半回転させた場合には前記第２の回転位置と等価な状態になる。他方、流体路３１及び３２が垂直であるとともに流体路３３及び３４が垂直であることから、第１の回転位置からバルブ３０１を４分の１回転させると第２の回転位置になる。したがって、バルブ３０１が一方向へ連続的に回転すると、バルブ３０１の４分の１回転ごとに第１の回転位置と第２の回転位置とが交互に繰り返される。
つまり、バルブ３０１の流体路３１〜３４を上記のように形成することによって、駆動軸１５１を一定速度で回転させた場合に、２つのシリンダ室２１１，２１２において一定の時間間隔で蒸気の導入と排出を行うことができる。したがって、駆動軸１５１の回転力を均一に発生することができる。
【００６５】
なお、本発明は上記の実施形態にのみ限定されるものではなく、種々のバリエーションを含んでいる。
【００６６】
例えば、図５に示すように、流体経路を分離するための複数のリング部材（５１〜５４）をバルブ３０１に周着してもよい。
リング部材５１は、流体路３１と３２との間に周着されており、蒸気を導入するポート１１，２１と蒸気を排出するポート１２，２２とをバルブ収容室３０２内において隔離する。
リング部材５２は、流体路３２と３３との間に周着されており、蒸気を排出するポート１２，２２と蒸気を導入するポート１３，２３とをバルブ収容室３０２内において隔離する。
【００６７】
リング部材５３は、流体路３３と３４との間に周着されており、蒸気を導入するポート１３，２３と蒸気を排出するポート１４，２４とをバルブ収容室３０２内において隔離する。
リング部材５４は、流体路３４と３５との間に周着されており、蒸気を排出するポート１４，２４と蒸気を導入するポート１５，２５とをバルブ収容室３０２内において隔離する。
図示を省略しているが、流体路３５，３６，３７，３８の各々の間にも、上記と同様なリング部材が周着される。
このように、バルブ収容室３０２内部における蒸気の導入経路と排出経路をリング部材によって隔離することにより、蒸気の圧力低下が抑制され、エネルギー効率を高めることができる。
【００６８】
上述の実施形態では、シリンダに導入する流体として蒸気を用いる例を挙げているが、例えば油や空気などの任意の流体を用いても本発明は実現可能である。
【００６９】
上述の実施形態では、２系統のエンジン機構（シリンダを４つ）を組み合わせた例を示しているが、３系統以上のエンジン機構を組み合わせてもよいし、１系統のみでもよい。
【図面の簡単な説明】
【００７０】
【図１】本実施形態に係るエンジンの斜視図である。
【図２】図１に示すエンジンの分解図である。
【図３】図１に示すエンジンの断面図である。
【図４】図１に示すエンジンの要部を示す図である。
【図５】円柱状のバルブに周着されるリング部材を示す図である。
【符号の説明】
【００７１】
２１１〜２１４…シリンダ室、２１１Ａ〜２１４Ａ，２１１Ｂ〜２１２Ｂ…圧力室、２２１〜２２４…ピストン、１１１〜１１４…ラック、１２１〜１２４…ピニオン、１５１…駆動軸、３０１…バルブ、３０２…バルブ収容室、１１〜１８，２１〜２８…ポート、３１〜３８…流体路、５００…動力伝達機構
【図１】
2008038863.tif 000003
【図２】
2008038863.tif 000004
【図３】
2008038863.tif 000005
【図４】
2008038863.tif 000006
【図５】
2008038863.tif 000007
【手続補正書】
【提出日】平成18年11月21日(2006.11.21)
【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】
収容する第１ピストンによって第１圧力室と第２圧力室とに区分される第１ピストン収容室と、
収容する第２ピストンによって第３圧力室と第４圧力室とに区分される第２ピストン収容室と、
前記第２圧力室と前記第４圧力室とを連通する連通部と、
前記第１ピストンに連動して往復動する第１ラックと、
前記第２ピストンに連動して往復動する第２ラックと、
前記第１ラックに噛み合う第１ピニオンと、
前記第２ラックに噛み合う第２ピニオンと、
前記第１ピニオン及び前記第２ピニオンを共通に軸支し、各ピニオンの双方向の回転を一方向の回転に変換して負荷に伝達する駆動軸と、
外周の曲面を貫通する少なくとも４本の流体路を有し、円柱軸において回転自在な円柱状のバルブと、
前記バルブを収容するバルブ収容室と、
前記バルブに周着される複数のリング部材と、
前記駆動軸に連動して前記バルブを一方向に回転させる動力伝達機構と
を有し、
前記バルブ収容室は、
前記第１流体路へ流体を導入するための第１ポートと、
前記第２流体路から流体を排出するための第２ポートと、
前記第３流体路へ流体を導入するための第３ポートと、
前記第４流体路から流体を排出するための第４ポートと、
前記第１圧力室へ流体を導入するための第５ポートと、
前記第１圧力室から流体を排出するための第６ポートと、
前記第３圧力室へ流体を導入するための第７ポートと、
前記第３圧力室から流体を排出するための第８ポートと
を備え、
前記複数のリング部材は、
前記第１ポート、前記第３ポート、前記第５ポート及び前記第７ポートと前記第２ポート、前記第４ポート、前記第６ポート及び前記第８ポートとを互いに隔離し、
前記バルブが第１の回転位置にあるとき、
前記第１流体路は前記第１ポートと前記第５ポートとの間に挿入され、
前記第４流体路は前記第８ポートと前記第４ポートとの間に挿入され、
前記バルブの第１流体路を介して前記第１圧力室に流体が導入されるとともに、前記バルブの第４流体路を介して前記第３圧力室から流体が排出され、
前記バルブが第２の回転位置にあるとき、
前記第３流体路は前記第３ポートと前記第７ポートとの間に挿入され、
前記第２流体路は前記第６ポートと前記第２ポートとの間に挿入され、
前記バルブの第３流体路を介して前記第３圧力室に流体が導入されるとともに、前記バルブの第２流体路を介して前記第１圧力室から流体が排出される、
エンジン。
【請求項２】
前記リング部材は、前記バルブの外周の曲面に対して凸状に突き出ている、
請求項１に記載のエンジン。
【請求項３】
前記複数のリング部材は、
前記第１流体路と前記第２流体路との間に周着され、前記第１ポート及び前記第５ポートと前記第２ポート及び前記第６ポートとを前記バルブ収容室内において隔離する第１リング部材と、
前記第２流体路と前記第３流体路との間に周着され、前記第２ポート及び前記第６ポートと前記第３ポート及び前記第７ポートとを前記バルブ収容室内において隔離する第２リング部材と、
前記第３流体路と前記第４流体路との間に周着され、前記第３ポート及び前記第７ポートと前記第４ポート及び前記第８ポートとを前記バルブ収容室内において隔離する第３リング部材と
を含む、
請求項１又は２に記載のエンジン。
【請求項４】
前記４本の流体路は、それぞれ前記バルブをその円柱軸に対して垂直な方向に貫通しており、
前記第１流体路及び前記第２流体路は互いに垂直に延び、
前記第３流体路及び前記第４流体路は互いに垂直に延びる、
請求項１、２又は３に記載のエンジン。
【手続補正書】
【提出日】平成19年4月6日(2007.4.6)
【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】
収容する第１ピストンによって第１圧力室と第２圧力室とに区分される第１ピストン収容室と、
収容する第２ピストンによって第３圧力室と第４圧力室とに区分される第２ピストン収容室と、
前記第２圧力室と前記第４圧力室とを連通する連通部と、
前記第１ピストンに連動して往復動する第１ラックと、
前記第２ピストンに連動して往復動する第２ラックと、
前記第１ラックに噛み合う第１ピニオンと、
前記第２ラックに噛み合う第２ピニオンと、
前記第１ピニオン及び前記第２ピニオンを共通に軸支し、各ピニオンの双方向の回転を一方向の回転に変換して負荷に伝達する駆動軸と、
外周の曲面を貫通する少なくとも４本の流体路を有し、円柱軸において回転自在な円柱状のバルブと、
前記駆動軸に連動して前記バルブを一方向に回転させる動力伝達機構と
を有し、
前記バルブが第１の回転位置にあるとき、
前記バルブの第１流体路を介して前記第１圧力室に流体が導入されるとともに、前記バルブの第４流体路を介して前記第３圧力室から流体が排出され、
前記バルブが第２の回転位置にあるとき、
前記バルブの第３流体路を介して前記第３圧力室に流体が導入されるとともに、前記バルブの第２流体路を介して前記第１圧力室から流体が排出される、
エンジン。
【請求項２】
前記バルブを収容し、
前記第１流体路へ流体を導入するための第１ポートと、
前記第２流体路から流体を排出するための第２ポートと、
前記第３流体路へ流体を導入するための第３ポートと、
前記第４流体路から流体を排出するための第４ポートと、
前記第１圧力室へ流体を導入するための第５ポートと、
前記第１圧力室から流体を排出するための第６ポートと、
前記第３圧力室へ流体を導入するための第７ポートと、
前記第３圧力室から流体を排出するための第８ポートと
を備えるバルブ収容室を有し、
前記バルブが第１の回転位置にあるとき、
前記第１流体路は前記第１ポートと前記第５ポートとの間に挿入され、
前記第４流体路は前記第８ポートと前記第４ポートとの間に挿入され、
前記バルブが第２の回転位置にあるとき、
前記第３流体路は前記第３ポートと前記第７ポートとの間に挿入され、
前記第２流体路は前記第６ポートと前記第２ポートとの間に挿入される、
請求項１に記載のエンジン。
【手続補正書】
【提出日】平成19年5月5日(2007.5.5)
【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】
収容する第１ピストンによって第１圧力室と第２圧力室とに区分される第１ピストン収容室と、
収容する第２ピストンによって第３圧力室と第４圧力室とに区分される第２ピストン収容室と、
前記第２圧力室と前記第４圧力室とを連通する連通部と、
前記第１ピストンに連動して往復動する第１ラックと、
前記第２ピストンに連動して往復動する第２ラックと、
前記第１ラックに噛み合う第１ピニオンと、
前記第２ラックに噛み合う第２ピニオンと、
前記第１ピニオン及び前記第２ピニオンを共通に軸支し、各ピニオンの双方向の回転を一方向の回転に変換して負荷に伝達する駆動軸と、
外周の曲面を貫通する少なくとも４本の流体路を有し、円柱軸において回転自在な円柱状のバルブと、
前記バルブを収容するバルブ収容室と、
前記バルブに当該バルブの外周の曲面に対して凸状に突き出た状態で周着された複数のリング部材と、
前記駆動軸に連動して前記バルブを一方向に回転させる動力伝達機構と
を有し、
前記バルブ収容室は、
前記第１流体路へ流体を導入するための第１ポートと、
前記第２流体路から流体を排出するための第２ポートと、
前記第３流体路へ流体を導入するための第３ポートと、
前記第４流体路から流体を排出するための第４ポートと、
前記第１圧力室へ流体を導入するための第５ポートと、
前記第１圧力室から流体を排出するための第６ポートと、
前記第３圧力室へ流体を導入するための第７ポートと、
前記第３圧力室から流体を排出するための第８ポートと
を備え、
前記複数のリング部材は、
前記第１のポートおよび前記第５のポートが位置する前記第１の流路側の領域と、前記第２のポートおよび前記第６のポートが位置する前記第２の流路側の領域とを隔離するように前記バルブに周着された第１のリング部材と、
前記第２のポートおよび前記第６のポートが位置する前記第２の流路側の領域と、前記第３のポートおよび前記第７のポートが位置する前記第３の流路側の領域とを隔離するように前記バルブに周着された第２のリング部材と、
前記第３のポートおよび前記第７のポートが位置する前記第３の流路側の領域と、前記第４のポートおよび前記第８のポートが位置する前記第４の流路側の領域とを隔離するように前記バルブに周着された第３のリング部材とを有し、
前記バルブが第１の回転位置にあるとき、
前記第１流体路は前記第１ポートと前記第５ポートとの間に挿入され、
前記第４流体路は前記第８ポートと前記第４ポートとの間に挿入され、
前記バルブの第１流体路を介して前記第１圧力室に流体が導入されるとともに、前記バルブの第４流体路を介して前記第３圧力室から流体が排出され、
前記バルブが第２の回転位置にあるとき、
前記第３流体路は前記第３ポートと前記第７ポートとの間に挿入され、
前記第２流体路は前記第６ポートと前記第２ポートとの間に挿入され、
前記バルブの第３流体路を介して前記第３圧力室に流体が導入されるとともに、前記バルブの第２流体路を介して前記第１圧力室から流体が排出される、
エンジン。
【請求項２】
前記４本の流体路は、それぞれ前記バルブをその円柱軸に対して垂直な方向に貫通しており、
前記第１流体路及び前記第２流体路は互いに垂直に延び、
前記第３流体路及び前記第４流体路は互いに垂直に延びる、
請求項１に記載のエンジン。
【手続補正２】
【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】
上述した目的を達成するために、本発明に係るエンジンは、収容する第１ピストンによって第１圧力室と第２圧力室とに区分される第１ピストン収容室と、  収容する第２ピストンによって第３圧力室と第４圧力室とに区分される第２ピストン収容室と、前記第２圧力室と前記第４圧力室とを連通する連通部と、前記第１ピストンに連動して往復動する第１ラックと、前記第２ピストンに連動して往復動する第２ラックと、前記第１ラックに噛み合う第１ピニオンと、前記第２ラックに噛み合う第２ピニオンと、前記第１ピニオン及び前記第２ピニオンを共通に軸支し、各ピニオンの双方向の回転を一方向の回転に変換して負荷に伝達する駆動軸と、外周の曲面を貫通する少なくとも４本の流体路を有し、円柱軸において回転自在な円柱状のバルブと、前記バルブを収容するバルブ収容室と、前記バルブに当該バルブの外周の曲面に対して凸状に突き出た状態で周着された複数のリング部材と、前記駆動軸に連動して前記バルブを一方向に回転させる動力伝達機構とを有し、前記バルブ収容室は、前記第１流体路へ流体を導入するための第１ポートと、前記第２流体路から流体を排出するための第２ポートと、前記第３流体路へ流体を導入するための第３ポートと、前記第４流体路から流体を排出するための第４ポートと、前記第１圧力室へ流体を導入するための第５ポートと、前記第１圧力室から流体を排出するための第６ポートと、前記第３圧力室へ流体を導入するための第７ポートと、前記第３圧力室から流体を排出するための第８ポートとを備え、前記複数のリング部材は、前記第１のポートおよび前記第５のポートが位置する前記第１の流路側の領域と、前記第２のポートおよび前記第６のポートが位置する前記第２の流路側の領域とを隔離するように前記バルブに周着された第１のリング部材と、前記第２のポートおよび前記第６のポートが位置する前記第２の流路側の領域と、前記第３のポートおよび前記第７のポートが位置する前記第３の流路側の領域とを隔離するように前記バルブに周着された第２のリング部材と、前記第３のポートおよび前記第７のポートが位置する前記第３の流路側の領域と、前記第４のポートおよび前記第８のポートが位置する前記第４の流路側の領域とを隔離するように前記バルブに周着された第３のリング部材とを有し、前記バルブが第１の回転位置にあるとき、前記第１流体路は前記第１ポートと前記第５ポートとの間に挿入され、前記第４流体路は前記第８ポートと前記第４ポートとの間に挿入され、前記バルブの第１流体路を介して前記第１圧力室に流体が導入されるとともに、前記バルブの第４流体路を介して前記第３圧力室から流体が排出され、  前記バルブが第２の回転位置にあるとき、前記第３流体路は前記第３ポートと前記第７ポートとの間に挿入され、前記第２流体路は前記第６ポートと前記第２ポートとの間に挿入され、前記バルブの第３流体路を介して前記第３圧力室に流体が導入されるとともに、前記バルブの第２流体路を介して前記第１圧力室から流体が排出される。
【手続補正３】
【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】
本発明のエンジンは、好ましくは、前記４本の流体路は、それぞれ前記バルブをその円柱軸に対して垂直な方向に貫通しており、前記第１流体路及び前記第２流体路は互いに垂直に延び、前記第３流体路及び前記第４流体路は互いに垂直に延びる。
【手続補正４】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００１１
【補正方法】削除
【補正の内容】
【手続補正５】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００１２
【補正方法】削除
【補正の内容】
【手続補正６】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００１３
【補正方法】削除
【補正の内容】
【手続補正７】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００１４
【補正方法】削除
【補正の内容】
【手続補正８】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００１５
【補正方法】削除
【補正の内容】
【手続補正９】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００１６
【補正方法】削除
【補正の内容】