(57)【要約】効率が良く、騒音、振動が少ない回転機械を提供するために、側面１３の形状を概略扇形に、外周面１１及び内周面１２の形状を同じ仮想中心点Ｏを持つ部分球面状にした２つの回転部１ａ、１ｂが、仮想中心点Ｏ周りに互いに直角をなす回転面で当たらないようにタイミングを合わせて同期回転するように回転機械を構成する。その際、一方の回転部１ａは内周面側に支持部４を有し、もう一方の回転部１ｂは外周面側に支持部３を有し、その支持部４、３とともに回転経路５ａ、５ｂを覆う位置にカバー部２を設けて、互いの回転部１ａ（１ｂ）が相手方の回転部１ｂ（１ａ）の回転経路５ｂ（５ａ）を交叉部においてさえぎる形で回転することにより、支持部４（３）、カバー部２、回転部１ａ（１ｂ）の側面１３、及びもう一方の回転部１ｂ（１ａ）の端面１４によって閉じられた空間が両回転部１ａ、１ｂの回転とともに変化するようにした。【特許請求の範囲】
【請求項１】
側面形状を概略扇形に、外周面及び内周面の形状を同じ仮想中心点を持つ部分球面状にした２つの回転部が、前記仮想中心点周りに互いに直角をなす回転面で当たらないようにタイミングを合わせて同期回転するようにしたものであって、一つの回転部は内周面側に支持部を有し、もう一つの回転部は外周面側に支持部を有し、その支持部とともに回転経路を覆う位置にカバー部を設けて、互いの回転部が相手方の回転部の回転経路を交叉部においてさえぎる形で回転することにより、支持部、カバー部、回転部の側面、及びもう一方の回転部の端面によって閉じられた空間が両回転部の回転とともに変化するように構成したことを特徴とする回転機械。
【請求項２】
一方の支持部は回転部の内周面と同じ仮想中心を持つ球面を内周面と接する位置から扇の円弧方向に拡張した形状をなし、他方の支持部は回転部の外周面と同じ仮想中心を持つ球面を外周面と接する位置から扇の円弧方向に拡張した形状をなし、それらの拡張部において質量バランスを取り、仮想中心点と回転部及び支持部からなる可動部の重心とを一致させている請求項１記載の回転機械。
【請求項３】
二つの支持部をギヤ等の連動機構で連結し、この連動機構で両回転部の回転のタイミングを合わせるとともに、連動機構を介して回転部への回転力の入力及び回転部からの回転力の出力を行うようにしている請求項１又は２記載の回転機械。
【請求項４】
カバー部に、閉じられた空間に開口する穴を設け、回転部の回転に伴う空間の変化を利用してポンプ又はアクチュエータとして機能させるようにしていることを特徴とする請求項１〜３記載の回転機械。
【請求項５】
カバー部に、閉じられた空間に開口する穴を設け、その穴の一部を利用して二つの回転経路をつなぐ接続部分を設けることによって、一方の回転経路で圧縮した気体をもう一方の回転経路で爆発、膨張させ、エンジンとして機能させるようにしていることを特徴とする請求項１〜３記載の回転機械。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
この発明は、ポンプ、エンジン、アクチュエータ等として機能し得る回転機械に関する。
【背景技術】
【０００２】
外部動力を利用して作動する回転機械、或いは作動流体や燃料を注入して動力を出力する回転機械には、例えば偏心動作を利用したポンプ／モータやアクチュエータ、あるいはレシプロ型のピストン運動から回転動力を取り出すエンジン等が広く一般に知られている。これらの回転機械は特に例示するまでもなく周知である。
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００３】
ところが、これら従来のポンプ、エンジン、アクチュエータ等は、ピストンの往復運動やシリンダブロックの偏心に伴う回転中心と回転する部分の重心の不一致によってエネルギーのロスがあり、そのために発生する振動、騒音も大きいという問題があった。【０００４】
また、偏心していない構造のポンプ等もあるが、このタイプのものはハウジング内でロータがハウジング内壁に線接触するかしないかの状態で回転するようになっているのが通例であるため、気密性が悪く、それを補うために大型化、高回転化したものになっており、高圧ポンプやエンジンには不向きであった。【０００５】
本発明は、これらの課題に着目してなされたものであって、従来の回転機械の欠点をなくして、電気モータのような高効率、低振動、低騒音、高速回転を可能とする構造の回転機械を実現し、この回転機械をポンプ、エンジン、アクチュエータ等として有効に活用できるようにすることを目的としている。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
本発明は、以上の目的を達成するために、次のような手段を講じたものである。【０００７】
すなわち、本発明の回転機械は、回転部を二つにして、その一部分の形状を扇形にし、回転部の扇形はその形状が持つ球面の仮想中心点を同じ中心にして、互いに直角をなす回転面で当たらないようにタイミングを合わせて回転するようにした。その際、一つの回転部は扇形の小さい方の球面側より、もう一つの回転部は扇形の大きい方の球面側より支持される構造を持つようにして、その支持部と、回転経路のカバー部、及び二つの回転部によって作られた閉じた領域が、回転部の回転により変化する構造を有するものとしたものである。【０００８】
このように構成すると、回転中に回転経路の交叉する部分で、一つの回転部がもう一つの回転部の回転経路の前方、後方を閉じる形になる。回転経路の周囲はカバー部と回転部の支持部で閉じられているため、回転部の前方の閉じられた領域は回転と共に狭くなり、回転部の後方の閉じられた領域は回転と共に広くなる。そこで、カバー部の回転経路の交叉する部分近くの位置に穴をあけると、ポンプ、アクチュエータとして機能することとなる。【０００９】
そして、これにより可動部を往復運動や偏心回転運動をしない構造にすることができるので、振動や騒音の問題を有効に解決することができ、また、回転部と回転経路とが広範囲にわたって面接触もしくはこれに近い状態に近接させることができるので、気密性を格段に高め、小型・低回転であっても高効率で作動する回転機械とすることが可能となる。【００１０】
具体的には、側面形状を概略扇形に、外周面及び内周面の形状を同じ仮想中心点を持つ部分球面状にした２つの回転部が、前記仮想中心点周りに互いに直角をなす回転面で干渉しないように、タイミングを合わせて同期回転するように構成する。その際、一つの回転部は内周面側に支持部を有し、もう一つの回転部は外周面側に支持部を有し、その支持部とともに回転経路を覆う位置にカバー部を設けて、互いの回転部が相手方の回転部の回転経路を交叉部において経過的に遮る形で回転することにより、その遮っている間、支持部、カバー部、回転部の側面、及びもう一方の回転部の端面によって閉じられた空間が両回転部の回転とともに拡縮変化するようにしたことを特徴とする。【００１１】
この場合、振動や騒音防止のためには、一方の支持部は回転部の内周面と同じ仮想中心を持つ球面を内周面と接する位置から扇の円弧方向に拡張した形状とし、他方の支持部は回転部の外周面と同じ仮想中心を持つ球面を外周面と接する位置から扇の円弧方向に拡張した形状とし、それらの拡張部において質量バランスを取り、仮想中心点と回転部及び支持部からなる可動部の重心とを一致させるようにしておくことが有用である。【００１２】
この回転機械を動力伝達系と関連づけるためには、二つの支持部をギヤ等の連動機構で連結し、この連動機構で両回転部の回転のタイミングを合致させるとともに、連動機構を介して回転部への回転力の入力及び回転部からの回転力の出力を行うように構成しておくのがよい。【００１３】
この回転機械をポンプやモータ、アクチュエータとして機能させるためには、カバー部に、閉じられた空間に開口する穴を設け、回転部の回転に伴う空間の拡縮変化時に、拡張領域に開口する穴が吸込ポートまたは高圧ポートとなり、縮小領域に開口する穴が吐出ポートまたはドレンポートとなるように各穴に流体経路を接続し、また動力伝達系を構成すればよい。流体には水や空気、油など種々のものを利用することができる。【００１４】
また、この回転機械をエンジンとして機能させるためには、カバー部に、閉じられた空間に開口する穴を設け、その穴の一部を利用して二つの回転経路を交叉部以外の箇所で接続する接続部分を設けることによって、一方の回転経路において閉じ込められて縮小過程にある空間に導入した混合気体を圧縮し、その混合気体を接続部分を介してもう一方の回転経路において閉じられて拡張過程にある空間に導入し、ここで爆発、膨張させた後に排気するサイクルを連続して営ませるように構成すればよい。
【発明の効果】
【００１５】
以上、本発明によれば、可動部である回転部及び支持部が稼動時に慣性抵抗を発生し難い回転構造にできるので、振動や騒音を低減することができ、高回転にも耐用し得る回転機械、これを利用したポンプ／モータ、アクチュエータ、エンジンを実現することができる。また、回転部と回転経路との間で高気密性を保つことができるので、従来の無偏心タイプのものと比べてもよりエネルギーロスの少ない回転機械等としての利用が可能となる。
【図面の簡単な説明】
【００１６】
【図１】本発明の一実施形態に係る回転部と回転経路の関係を示す模式的な図。
【図２】同実施形態に係るカバー部の正面図。
【図３】同実施形態に係る一方の回転部を外側支持部により支持した状態の可動部を示す側面図。
【図４】同実施形態に係る他方の回転部を内側支持部により支持した状態の可動部を示す側面図。
【図５】両可動部の組み付け状態を示す斜視図。
【図６】両可動部を収容するカバー部の斜視図。
【図７】可動部及びカバー部の分解斜視図。
【図８】両回転部と回転経路の間に拡縮される空間を説明する斜視図。
【図９】両回転部と回転経路の間に拡縮される空間を説明する斜視図。
【図１０】同実施形態の作動行程を説明するための説明図。
【図１１】同実施形態の作動行程を説明するための説明図。
【図１２】同実施形態の作動行程を説明するための説明図。
【図１３】同実施形態の作動行程を説明するための説明図。
【図１４】同実施形態の作動行程を説明するための説明図。
【図１５】同実施形態の作動行程を説明するための説明図。
【図１６】同実施形態の作動行程を説明するための説明図。
【図１７】同実施形態の作動行程を説明するための説明図。
【図１８】同実施形態の作動行程を説明するための説明図。
【図１９】同実施形態の作動行程を説明するための説明図。
【図２０】同実施形態に適用される連動機構の構成図。
【図２１】回転部の端面形状の変形例を示す図。
【図２２】図２１の組付状態における要部拡大図。
【図２３】図２１及び図２２に対応した作動行程を説明するための説明図。
【図２４】図２１及び図２２に対応した作動行程を説明するための説明図。
【図２５】カバー部の変形例を示す図２に対応した正面図。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１７】
以下、本発明の一実施形態を、図面を参照して説明する。【００１８】
この実施形態の回転機械は、図１に実線で示す２つの回転部１（１ａ、１ｂ）を、同図中想像線で示す互いに直交する回転面に設けた回転経路５ａ、５ｂに沿って干渉することなく同期回転させるようにしたものである。回転経路５ａ、５ｂは図２及び図６に示すカバー部２によって一部が覆われ、回転部１ａ、１ｂは図３〜図５に示す支持部４、３にバックアップされた状態で回転経路５ａ、５ｂ内に配置される。そして、この状態で回転部１ａと支持部４からなる可動部が回転経路５ａを閉止した状態で回転し、回転部１ｂと支持部３からなる可動部が回転経路５ｂを閉止した状態で回転する構造をなす。図７は回転部とカバー部の組付関係を示す分解図である。【００１９】
具体的に説明すると、回転部１（１ａ、１ｂ）の外周１１及び内周１２は同じ仮想中心点Ｏを持つ球面であり、側面１３はその球面である外周１１から内周１２にかけて球面の中心すなわち同じ仮想中心点Ｏに向かう線の集まりによって作られる曲面で形成される。この曲面は円錐面である。本明細書において、回転部１の側面形状を「扇形」と称しているが、正確には図１等に明らかなように、外周１１と内周１２、及び後述する端面１４によって形成される側面視部分円環状のものである。他に「扇形」、「扇」と言う場合には同様の意味である。【００２０】
この回転部１は回転経路５ａ、５ｂ内において１８０°よりもやや小さい領域内、すなわち両回転経路５ａ、５ｂの交叉部にかからない領域に収まる大きさ（扇の角度が１５０°程度）にしてあり、回転方向の前方及び後方の端面１４の形状は特に限定していない。このようにしても、ある回転位置で気密性がなくなるだけで基本的な機能は同様だからである。回転部１が回転経路５ａ、５ｂ内においてほぼ１８０°の領域を占める例については後述する。【００２１】
図３〜図５は回転部１ａ、１ｂを支持部４、３で支持した状態である。各図において符合３１、４１で示す部分は扇形をなす回転部１の外周面１１及び内周面１２と同じ仮想中心Ｏを持つ球面状の支持面であり、これらの支持部３、４は扇形をなす回転部１の外周側円弧又は内周側円弧をバックアップする位置から円環状に周回するまで拡張した形状を持つ。支持部３，４のうち、支持面３１、４１を除くその他の部分の形状は任意であって、回転部１の扇形部分の円弧の長さと図３及び図４における紙面に垂直方向の幅、並びに、外周面１１及び内周面１２を構成する球面の直径は自由に定めることができる。【００２２】
図２及び図６及び図７に示すカバー部２については、図中縦方向の回転経路５ａの外周側を閉止するカバー外壁２２、及び図中横方向の回転経路５ｂの内周側を閉止するカバー内壁２１は同じ仮想中心点Ｏを持つ球面からなり、回転経路５ｂの上下を覆うカバー側壁２３、２４、２５、２６及び回転経路５ａの左右を覆うカバー側壁２７ａ、２７ｂ、２８ａ、２８ｂは同じ仮想中心点Ｏに向かう線の集まりによって作られる曲面で形成される半円に近いものである。これらの曲面も回転部１ｂ、１ａの側面１３の形状に対応した円錐面である。【００２３】
図２、図６及び図７に示すカバー部２の縦方向の回転経路５ａに図１、図４、図５及び図７の回転部１（１ａ）が、また図２、図６及び図７に示すカバー部２の横方向の回転経路５ｂに図１、図３、図５及び図７の回転部１（１ｂ）が、それぞれ収容される。回転部１（１ａ）は支持部４とともに可動部を構成し、回転部１（１ｂ）は支持部３とともに可動部を構成し、これらの可動部がカバー部２に対して仮想中心点Ｏの周りを回転する。【００２４】
以上により、回転部１（１ａ、１ｂ）の側面が回転経路５ａ、５ｂ同士の交叉部分を除く部位においてカバー側壁２３、２４、２５、２６、２７ａ、２７ｂ、２８ａ、２８ｂにより８箇所がカバーされ、縦方向の回転経路５ａに配置される回転部１ａの外周面１１が回転経路５ａ、５ｂ同士の交叉部分を除く部位において部分球面状のカバー外壁２２によって上下２箇所がカバーされ、横方向の回転経路５ｂに配置される回転部１ｂの内周面１２が回転経路５ａ、５ｂ同士の交叉部分を除く部位において部分球面状のカバー内壁２１によって左右２箇所がカバーされる。【００２５】
そして、回転経路５ａの内周側が両回転経路５ａ、５ｂの交叉部を含めて回転部１ａの内側をサポートする円環状の支持部４によって閉止され、回転経路５ｂの外周側が両回転経路５ａ、５ｂの交叉部を含めて回転部１ｂの外側をサポートする円環状の支持部３によって閉止される構造をなす。【００２６】
このとき、カバー部２のうちこれら回転部１ａと支持部４からなる可動部と接する部分の形状、および回転部１ｂと支持部３からなる可動部と接する部分の形状は、それらの可動部が回転したとき常時カバー部２の各部位と密接に摺接して気密性が保たれるようにしている。【００２７】
そして、カバー部２の適当な場所に穴を設け、これらを入出力ポートとすることによって、ポンプ、アクチュエータとして機能させるようにしている。【００２８】
本実施形態における穴は、図６に示すように各交叉部近傍における縦方向の回転経路５ａのカバー外壁２２に各々２箇所（Ｐ１、Ｐ２、Ｐ３、Ｐ４）、各交叉部近傍における横方向の回転経路５ｂのカバー内壁に各々２箇所（Ｐ５、Ｐ６、Ｐ７、Ｐ８）、計８箇所に設けてある。【００２９】
次に、この回転機械の作動を簡単に説明する。例えば系が図８の回転状態にあり、回転経路５ａ、５ｂの各交叉部で、回転部１ａ（１ｂ）がもう一方の回転部１ｂ（１ａ）の回転経路５ｂ（５ａ）の前方、後方を閉じる形になると、回転部１ｂ（１ａ）の前方と回転部１ａ（１ｂ）の側面との間の閉じられた領域Ｓｂ１（Ｓａ１）は回転と共に狭くなり、回転部１ｂ（１ａ）の後方と回転部１ａ（１ｂ）の側面との間の閉じられた領域Ｓｂ２（Ｓａ２）は回転と共に広くなる。よって、この図の場合、Ｐ１、Ｐ８が流入ポートとなり、Ｐ２、Ｐ７が流出ポートとなる。あるいは、系が図８に対して１８０°位相のずれた図９の回転状態にあり、回転経路５ａ、５ｂの各交叉部で、回転部１ａ（１ｂ）がもう一方の回転部１ｂ（１ａ）の回転経路５ｂ（５ａ）の前方、後方を閉じる形になると、回転部１ｂ（１ａ）の前方と回転部１ａ（１ｂ）の側面との間の閉じられた領域Ｓｂ３（Ｓａ３）は回転と共に狭くなり、回転部１ｂ（１ａ）の後方と回転部１ａ（１ｂ）の側面との間の閉じられた領域Ｓｂ４（Ｓａ４）は回転と共に広くなる。よって、この図の場合、Ｐ４、Ｐ６が流入ポートとなり、Ｐ３、Ｐ５が流出ポートとなる。【００３０】
図１０〜図１９は更に回転経路５ａ、５ｂを展開して３０°ごとに目盛を振ったものを示しており、各図の右肩には図１０の状態から回転部１ａ、１ｂがどれだけ回転したか、その位相差が記してある。図１３の状態が図８に、図１７の状態が図９にほぼ対応している。各ポートＰ１〜Ｐ８には図示しない流路が接続され、それらの流路には適宜の給排弁が設けられているものとする。【００３１】
図１０の状態は、両回転部１ａ、１ｂの前端が交叉部に進入する瞬間を示す。この状態では、８つのポートＰ１〜Ｐ８のうち、ポートＰ１、Ｐ３、Ｐ５、Ｐ８の４つは全て「閉」、あとのポートＰ２、Ｐ４、Ｐ６、Ｐ７の４つは「開」の状態となる。この前後において、回転経路５ａ、５ｂの交叉部は遮断されていないため、空間の閉じ込め状態での拡縮は起こらない。但し、ポートＰ１〜Ｐ８の給排弁を閉止しておく必要がある。【００３２】
図１０から１５°位相が進んだ図１１の状態では、ポートＰ１、Ｐ８が閉→開に切り替わり、ポートＰ３、Ｐ５は依然として「閉」、ポートＰ２、Ｐ４、Ｐ６、Ｐ７は依然として「開」である。この前後においても、回転経路の交叉部５ａ、５ｂは遮断されておらず、空間の閉じ込め状態での拡縮は起こらない。この間、図１０の状態と同様、ポートＰ１〜Ｐ８の給排弁を閉止しておく必要がある。【００３３】
図１０から３０°位相が進んだ図１２では、ポートＰ１〜Ｐ８の状態は図１１と同じであるが、この段階で回転経路５ａ、５ｂの交叉部が両回転部１ａ、１ｂによって完全に遮断される。このため、この位置から領域Ｓａ２、Ｓｂ２が閉じ込められて拡張が開始され、この部位に開口するポートＰ１、Ｐ８の給排弁を開く。これにより、領域Ｓａ２、Ｓｂ２にはポートＰ１、Ｐ８を介して流体が流入する。【００３４】
図１０から６０°位相が進んだ図１３の状態では、ポートＰ４、Ｐ６が「閉」になる。このため、少し手前の位置から領域Ｓａ１、Ｓｂ１が閉じ込められて縮小が開始され、この部位に開口するポートＰ２、Ｐ７の給排弁を開く。これにより、領域Ｓａ１、Ｓｂ１内の流体はポートＰ２、Ｐ７を介して流出する。【００３５】
図１０から１５０°位相が進んだ図１４の状態は、両回転経路１ａ、１ｂの交叉部から両回転部１ａ、１ｂの後方が退出し始める瞬間であり、ポートＰ３、Ｐ５が閉→開になり、領域Ｓａ２、Ｓｂ２の閉じ込み状態での拡張が終了する。このため、これらの部位に開口するポートＰ１、Ｐ３、Ｐ５、Ｐ８の給排弁を閉じた状態にする。【００３６】
図１０から１８０°位相が進んだ図１５の状態は、両回転部１ａ、１ｂの前端が図１０とは反対側の交叉部に進入する瞬間を示す。この状態では、８つのポートＰ１〜Ｐ８のうち、ポートＰ１、Ｐ３、Ｐ５、Ｐ８の４つは「開」、あとのポートＰ２、Ｐ４、Ｐ６、Ｐ７の４つは「閉」の状態となる。この前後において、回転経路５ａ、５ｂの交叉部は遮断されていないため、空間の閉じ込めによる拡縮は起こらない。このため、ポートＰ１〜Ｐ８の給排弁を閉止しておく。【００３７】
図１０から２１０°位相が進んだ図１６の状態では、ポートは図１５と同じ状態であるが、この位置から回転経路５ａ、５ｂの交叉部が両回転部１ａ、１ｂによって完全に遮断される。このため、この位置から領域Ｓｂ４、Ｓｂ４が閉じ込められて拡張が開始され、これらの部位に開口するポートＰ４、Ｐ６の給排弁を開く。これにより、領域Ｓａ４、Ｓｂ４にはポートＰ４、Ｐ６を介して流体が流入する。【００３８】
図１０から２７０°位相が進んだ図１７の状態では、新たにポートＰ１、Ｐ８が開→閉になる。このため、領域Ｓａ３、Ｓｂ３が閉じ込められて縮小が行われ、これらの部位に開口するポートＰ３、Ｐ５の給排弁を開く。これにより、領域Ｓａ３、Ｓｂ３内の流体はポートＰ３、Ｐ５を介して流出する。【００３９】
図１０から３３０°位相が進んだ図１８の状態では、両回転経路５ａ、５ｂの交叉部から回転部１ａ、１ｂの後方が退出し始める。これに先立ち、少し前に実質的にポートＰ２、Ｐ７が閉→開となり、領域Ｓａ４、Ｓｂ４の綴じ込み状態での拡張が終了する。このため、これらの部位に開口するポートＰ２、Ｐ４、Ｐ６、Ｐ７の給排弁を閉じた状態にする。【００４０】
図１０から３４５°位相が進んだ図１９の状態では、両回転部１ａ、１ｂが回転経路５ａ、５ｂの交叉部から退出し始め、交叉部の遮断が解除されるので、全てのポートＰ１〜Ｐ８の給排弁を閉止しておく。【００４１】
すなわち、この回転機械は、図１７に示したように一方の回転部１ａ（１ｂ）の進行方向の中心がカバー部２の交差部中央にある時、もう一方の回転部１ｂ（１ａ）の進行方向の中心もカバー部２の反対側の交叉部中央にある位置関係にあり、二つの回転部１ａ、２ａが同じ速度で同時に回転し始めると、図１７の状態ではポートＰ４、Ｐ６が流入ポート、ポートＰ３、Ｐ５が流出ポートとなり、図１３の状態ではポートＰ１、Ｐ８が流入ポート、ポートＰ２、Ｐ７が流出ポートとなる。このように、二つの交差部で分けられた回転経路５ａ、５ｂの８つのポートが入れ替わりながら、給排弁の開閉タイミングに多少のずれはあるにせよ、基本的に４つのポートにおいて流体の流入、流出が同時に行われることとなる。【００４２】
したがって、この回転機械は、連動機構を介して外部から回転動力が与えられることにより、流入ポートから吸込んだ流体を流出ポートから吐出するポンプとして機能させることができ、逆に流入ポートに高圧流体を供給し流出ポートをドレンとすることにより、連動機構から回転動力を取り出してモータあるいはアクチュエータとして機能させることができる。勿論、逆方向の回転に対しても流出入ポートの関係が逆になるだけで上記と全く同様に作動し得る。【００４３】
因みに、図２０に簡単な連動機構６を例示する。この連動機構６は、回転部１ａの内周側を支持する支持部４の内周と回転部１ｂの外周側を支持する支持部３の側面とに、それぞれラック歯６ａ、６ｂを周回形成し、これらのラック歯６ａ、６ｂに噛合する位置にピニオン歯６１を備えたシャフト６２を設けたものであり、このシャフト６２の回転により、ラック歯６ａ、６ｂを介して２つの支持部３、４が仮想軸心点Ｏを通る直交軸周りに同期回転するようになっている。そして、ピニオン歯６１とラック歯６ａ、６ｂの歯数を適宜に設定することにより、両支持部３、４ひいては両回転部１ａ、１ｂの回転速度を合致させることができる。勿論、これ以外の連動機構も採用可能である。また、給排弁の開閉タイミングは、例えばシャフト６２の回転を利用し、電気的、機械的な通常の手法によって容易に同期をとることができるし、また圧力差による自動開閉弁も考えられる。【００４４】
この回転機械の一組立手順としては、図７に示すカバー部２のカバー内壁２１、２２、カバー側壁２３、２４、２５、２６、２７ａ、２７ｂ、２８ａ、２８ｂを別々に作成し、回転部１ｂ及び外側支持部３からなる可動部は大円Ｚ（図７に示す赤道部）で２つに切って作成する。そして、回転部１ａ及び内側支持部４からなる可動部にカバー外壁２２及びカバー側壁２７ａ、２７ｂ、２８ａ、２８ｂを被せる作業と、大円Ｚで分割した各々の可動部をその間にカバー内壁２１を介在させて突き合わせ両側からカバー外壁２３、２４、２５、２６を被せる作業とを相互に干渉させずに行い（つまり分割した可動部を突き合わせる際に回転部１ａ及び内側支持部４からなる可動部を間に介在させ）、最後に隣接するカバー部間を接続ことにより、本実施形態の回転機械の組立を完了する。この場合、前述した連動機構６は、カバー取付前に両支持部３、４にラック歯６ａ、６ｂを取り付けるか刻設するかし、これらにピニオン歯６１を有するシャフト６２を組み付け、ピニオン歯６１とラック歯６ａ、６ｂの位置調整などを行っておく。【００４５】
勿論、このような構造、手順に限定されるものではなく、対応するカバー内壁とカバー側壁（例えば２１と２３、２４）、あるいはカバー外壁とカバー側壁（例えば２２と２７ａ、２７ｂ）などは一体的に作っても良い。また、例えば図７中矢印Ｔで示すように回転部１ａの反対側の位置から外側支持部３を切断すると、必ずしも大円Ｚで分離せずとも中のパーツである回転部１ａ及び内側支持部４からなる可動部を挿入することができるし、カバー内壁２１も２つの可動部が接合された後からでも装着することができる。【００４６】
また、扇形状の回転部１ａ、１ｂを内側と外側から支持する支持部４、３のうち、球面状の支持面４１、３１以外の部分は自由に作ることができるため、回転の中心Ｏと回転部１ａ及び支持部４からなる可動部の重心、あるいは回転の中心Ｏと回転部１ｂ及び支持部３からなる可動部の重心を一致させることにより、回転時の振動、騒音、エネルギーの損失を有効に低減することができる。そのためには、支持面４１、３１以外の部分の肉厚を調整したり、別途にバランスウェイトを取り付けるなど、適宜の手段を講じることができる。そして、かかる支持面４１，３１以外の部位は、上述したように連動機構６やそれを含む動力伝達系の構成場所としても適切なものとなる。【００４７】
また、両回転部１ａ、１ｂがほぼ１８０°の領域を占め、隙間を空けずに気密性を保って回転する構造としては、例えば、図２１〜図２４に示すように回転部１ａ、１ｂの回転方向の前方及び後方の端面１４が回転方向に対し斜めの角度で球の表面より中心Ｏに向かう面で切って、扇形の長い方の円弧の角度を１８０度にすることが挙げられる。図２３は上記図１０〜１１の状態にほぼ対応し、図２４は上記図１５〜図１６の状態にほぼ対応している。【００４８】
また、図２２の端面１４ｂの斜め部分を上下逆にして二つの扇形を面と面で接触する形状も考えられ、より気密性を高める追求も可能である。【００４９】
より厳密には、図２２において紙面に垂直な方向への端面１４ａ、１４ｂ同士の相対変位も考慮する必要があるため、総じて言えば、２つの回転部１ａ、１ｂの前方、後方の端面が回転しながら気密性を保つような面で構成され、その面は球面より中心に向かう線の集まりで形成されるものであると言うことができる。【００５０】
なお、端面１４を斜めに構成する場合、図２３及び図２４に示すようにポートＰ１、Ｐ６は両回転経路５ａ、５ｂの交叉部の直近に位置することが望ましく、流体経路は斜めに接続することが好ましい。これらのポートＰ１、Ｐ６を設けるカバー部の位置としては、図２５に示すようにカバー外壁２２やカバー内壁２１ではなくカバー側壁２４、２６を選択することが有効となる。反対側の交叉部においても事情は同じである。また、上記図１０〜図１９においても各ポートＰ１〜Ｐ８は極力両回転経路５ａ、５ｂの交叉部に近い位置に設けておくことが好ましいため、図２５と同様の構成を採用することもできる。【００５１】
さらに、本発明の回転機械をエンジンとして使用する態様について略述する。【００５２】
この回転機械は、カバー部２の適当な場所に二つの経路をつなぐ接続部分（図１３及び図１８における想像線Ｂ参照）を設けることによって、回転経路１ａ、１ｂの一方で圧縮した気体をもう一方で爆発、膨張させ、エンジンとして機能させる。【００５３】
すなわち、エンジンについては、一方の回転経路５ｂにおいて回転部１ｂの回転方向の前方で圧縮が、後方で吸気が行われ、もう一方の回転経路５ａにおいて回転部１ａの回転方向の後方で爆発、膨張、前方で排気が行われるようにする。接続部分Ｂは、一方の回転経路５ｂにおいて回転部１ｂの回転方向の前方で圧縮された混合気体が、もう一方の回転経路５ａにおいて回転部１ａの回転方向の後方の爆発前の位置へ送り込まれる位置に設けたものである。その際、点火プラグは適宜位置に設ければよく、ディーゼルエンジンのように高圧により着火するように構成してもよい。【００５４】
この場合、図１０〜図１９で説明した各ポートのうち、閉じ込められて混合気体の圧縮や爆発が行われる空間に開口するポートの給排弁は閉にし、それ以外の空間に開口するポートの給排弁は開放しておくようにする。【００５５】
以上、本発明の実施形態や変形例について説明したが、各部の具体的な構成は、上述した実施形態のみに限定されるものではなく、本発明の趣旨を逸脱しない範囲で種々変形が可能である。
【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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【図１０】
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【図１１】
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【図１２】
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【図１３】
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【図１４】
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【図１５】
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【図１６】
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【図１７】
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【図１８】
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【図１９】
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【図２０】
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【図２１】
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【図２２】
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【図２３】
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【図２４】
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【図２５】
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【国際調査報告】
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