JPS6335121Y2

JPS6335121Y2 -

Info

Publication number: JPS6335121Y2
Application number: JP1982149491U
Authority: JP
Priority date: 1982-09-30
Filing date: 1982-09-30
Publication date: 1988-09-19
Also published as: JPS5954702U

Description

【考案の詳細な説明】本考案は、一般に、Ｃリング式ポンプまたはス
クロール形ポンプ等と称されている容積型の流体
機械に関するものである。

この種の流体機械として、たとえば、前述のＣ
リング式ポンプ等が知られているが、このＣリン
グ式ポンプの場合は、ケースの端面に、一端が流
入口に連通し他端が流出口に連通するＣ形溝を設
けるとともに、このＣ形溝の開口端面に蓋着した
デイスクから、該Ｃ形溝の内側面間に遊嵌し、か
つ、その先端面が前記Ｃ形溝の底面に摺接するＣ
形翼を突設し、このＣ形翼を、該Ｃ形翼の内周面
および外周面の少なくとも一方が前記Ｃ形溝の内
側面に当接するように前記Ｃ形溝の曲率中心から
所定距離だけ偏心させて配置し、このＣ形翼にそ
の偏心軌道に沿うみそすり運動を行なわせること
によつて、前記Ｃ形溝内に充満する流体を前記流
入口側から前記流出口側へ移動させ得るように構
成したポンプユニツトを具備している。以下、か
かるＣリング式ポンプを中心にして説明を進める
が、このような構成の流体機械によれば、前記ポ
ンプユニツトを複数組直列に接続するとともにこ
れら各ユニツトのＣ形翼を所要角度だけ相互に位
相を異ならせた状態で同期的に作動させ得るよう
にすることによつて、脈動のない容積型のポンプ
を構成することが可能であり、また、逆に、流体
を前記各ユニツトに導入して、これら各ユニツト
のＣ形翼を強制的に作動させ、その作動力を外部
に取り出し得るようにすることによつて、圧力損
失の少ない流量計や高速から低速まで高範囲に亘
つて安定に作動するモータを構成することができ
るものである。

ところで、前記Ｃ形翼に前述したようなみそす
り運動を行なわせるための具体的な手段として
は、例えば、前記Ｃ形溝の軸心部に回転軸を配設
するとともに、この回転軸に該回転軸と一体に回
転する偏心カムを設け、この偏心カムを前記デイ
スクの軸心部に穿設した軸孔に回動可能に嵌合さ
せて該デイスクに一定の運動を行なわせ得るよう
にすることが考えられる。ところが、単にこれだ
けのものでは、前記デイスクおよびＣ形翼が前記
Ｃ形溝に対して自転し、初期に設定したＣ形翼と
Ｃ形溝との相対位置に誤いが生じるおそれがあ
る。そのため、所期の性能を常時安定して発揮さ
せるのが難しいという問題がある。

このような問題を解消するには、例えば、ケー
ス側に円形のカム面を有した案内部を設けるとと
もに、デイスクにその案内部に遊嵌する案内ピン
を保持させておき、その案内ピンを前記カム面に
より案内することにより前記デイスクがケースに
対して自転するのを防止することが考えられる。
ところが、このような案内部や案内ピンを配置す
るには、デイスクの背面近傍に比較的大きなスペ
ースを確保することが必要となる。そのため、２
組のユニツトを同期運転するようにした形式のも
のでは、そのスペースの合計がかなり大きなもの
となり、コンパクト化が難しいという問題があ
る。

本考案は、このような不具合を解消することを
目的としている。

本考案は、以上のような目的を達成するため
に、ユニツトを２組具備してなるものにおいて、
その２組のユニツトをケースに設けた案内板を介
して背あわせに配置し、この案内板に円形のカム
面を有した案内部を設けるとともに、この案内部
にそのカム面に接する案内ピンを遊嵌させ、この
案内ピンの一端を一方のユニツトのデイスクに支
持させるとともに、他端を他方のユニツトのデイ
スクに支持させていることを特徴とする。

以下、本考案をＣリング式ポンプに適用した場
合の一実施例につき図面を参照して説明する。

第１のポンプユニツトＡと第２のポンプユニツ
トＢとを直列に接続している。各ポンプユニツト
Ａ，Ｂは、ケース１，２の一端面１ａ，２ａにＣ
形溝３，４を開口させるとともに、このＣ形溝
３，４の開口端面に蓋着したデイスク５，６から
該Ｃ形溝３，４の内側面７と８、９と１０間に遊
嵌し、かつ、その先端面１１，１２が前記Ｃ形溝
３，４の底面１３，１４に液密に摺接するＣ形翼
１５，１６を一体的に突設し、このＣ形翼１５，
１６を該Ｃ形翼１５，１６の外周面１７，１８お
よび内周面１９，２０の少なくとも一方が前記Ｃ
形溝の内側面７，８，９，１０に当接するように
前記Ｃ形溝３，４の曲率中心Ｏから所定距離だけ
偏心させて配置し、このＣ形翼１５，１６にその
偏心軌道に沿う公転円運動を行なわせるようにな
つている。前記Ｃ形溝３，４は、それぞれ3/4＋
α円弧状のもので、各一端を流入口２１，２２に
連通させるとともに各他端を流出口２３，２４に
連通させてある。そして、第１のポンプユニツト
Ａの流出口２３を第２のポンプユニツトＢの流入
口２２に接続している。また、前記Ｃ形翼１５，
１６は3/4＋α円弧状のものであり、前記Ｃ形溝
３，４の所定深さ位置における該Ｃ形溝３，４の
外側の内側面７，９の曲率半径をr₁、内側の内側
面８，１０の曲率半径をr₂、該Ｃ形翼１５，１６
の平均曲率半径をＲとした場合、Ｒ＝（r₁＋
r₂）／２なる関係式が成立するような形状寸法に
設定されている。そして、第１のポンプユニツト
ＡのＣ形翼１５と第２のポンプユニツトＢのＣ形
翼１６とを相互に90゜だけ位相を異ならせた状態
で同期的にみそすり運動させるようにしている。
なお、ここで、Ｃ形翼１５，１６のみそすり運動
とは、該Ｃ形翼１５，１６の各部分が同時に同一
の直径Ｄの全円を画くように作動する状態を言
い、前記直径Ｄは、前記Ｃ形溝３，４の巾寸法
（r₂−r₁）から該Ｃ形翼１５，１６の巾寸法Ｗを
減じた値に対応する。そして、この実施例では、
前記両ポンプユニツトＡ，Ｂを軸心を一致させて
背中合せに配置し、その軸心部に挿通させた回転
軸２６を共有する翼作動機構２７，２８によつ
て、前記各Ｃ形翼１５，１６にそれぞれみそすり
運動を行なわせるようにしている。翼作動機構２
７，２８は、前記回転軸２６と、この回転軸２６
の外周にその偏心量が増減する方向へスライド可
能に装着されベアリング２９，３０を介して前記
デイスク５，６の軸孔３１，３２の内周に回動可
能に係合する偏心カム３３，３４と、この偏心カ
ム３３，３４を偏心量増大方向へ付勢するスプリ
ング部材３５…，３６…とを具備してなる。具体
的には、前記回転軸２６の外周面に平行な平担面
部３７，３８を形成するとともに、円柱状の偏心
カム３３，３４に径方向の溝３９，４０を設け、
この溝３９，４０と前記回転軸２６の平担面部３
７，３８とを径方向にスライド可能に嵌合させて
いる。また、前記偏心カム３３，３４の溝３９，
４０の終端にスプリング保持穴４１…，４２…を
設け、このスプリング保持穴４１…，４２…内に
収納したスプリング部材３５…，３６…によつ
て、前記偏心カム３３，３４を、該偏心カム３
３，３４の前記回転軸２６に対する偏心量が増加
する方向に付勢するようにしている。つまり、前
記スプリング部材３５…，３６…の付勢力によつ
て前記Ｃ形翼１５，１６を前記Ｃ形溝３，４の内
側面７，８，９，１０に押付けるようにしてい
る。また、前記両ポンプユニツトＡ，Ｂの両デイ
スク５，６間に案内板４３を配設している。案内
板４３は周縁部に厚肉部４３ａを有した円板状の
もので、その厚肉部４３ａを前記両ケース１，２
間に挟持させて固定されている。そして、ケース
１，２側の部材であるこの案内板４３に、内周に
円形のカム面４４ａ…を有した複数の案内部４４
…を円周方向に等角間隔をあけて穿設するととも
に、前記デイスク５，６側にこれら各案内部４４
のカム面４４ａにそれぞれ係合して前記デイスク
５，６が前記ケース１，２に対して自転するのを
防止するための案内ピン４５を設けている。各案
内ピン４５は、円筒体状のもので、その一端部を
一方のデイスク５の背面部に軸心方向に若干量ス
ライド可能に支持させるとともに他端部を他方の
デイスク６の背面部に軸心方向に若干量スライド
可能に支持させている。そして、前記カム面４４
ａの直径からこの案内ピン４５の直径を減じた値
が前述したＣ形翼１５，１６のみそすり運動の直
径Ｄに対応することになるように、前記案内部４
４…および前記案内ピン４５…の寸法が設定され
ている。また、前記各デイスク５，６の裏面に裏
当部材を対向配置し、この裏当部材と前記デイス
ク５，６との間に該デイスク５，６を対応するＣ
形溝３，４方向に押圧するスプリング部材４６…
を介設している。具体的には、前記案内ピン４５
…の内部に前記両デイスク５，６を相離れる方向
に付勢するスプリング部材４６…を収容し、一方
のデイスク５に他方のデイスク６の裏当部材とし
ての役割を担わせるとともに、他方のデイスク６
に一方のデイスク５の裏当部材としての役割を担
わせている。

このような構成のものであれば、Ｃ形翼１５，
１６の外周面１７，１８が外接触部においてＣ
形溝３，４の外側の内側面７，９に線接触すると
ともに、Ｃ形翼１５，１６の内周面１９，２０が
内接触部においてＣ形溝３，４の内側の内側面
８，１０に線接触するため、前記Ｃ形溝３，４内
は前記Ｃ形翼１５，１６によつて鎌のような形の
流入口側の空間３ａ，４ａと流出口側の空間３
ｂ，４ｂとに分断される。そして、この状態から
回転軸２６を矢印Ｘ方向へ回動させて前記Ｃ形翼
１５，１６にみそすり運動を行なわせると、前記
外接触部および前記内接触部がそれぞれＣ形
溝３，４の内側面７，８，９，１０に沿つて流入
口２１，２２側から流出口２３，２４側へ移行す
るため、前記両空間３ａ，３ｂ，４ａ，４ｂも同
方向に移動することになり、これら両空間３ａ，
３ｂ，４ａ，４ｂに充満している流体が流入口２
１，２２側から流出口２３，２４側へ搬送される
ことになる。なお、前記Ｃ形翼１５，１６がみそ
すり運動を行なう過程で、前記外接触部が一時
的に無くなる時期（第４図の第１のポンプユニツ
トＡを参照）および前記内接触部が一時的に無
くなる時期（第３図の第２のポンプユニツトＢを
参照）が定期的におとずれる。しかしながら、第
１のポンプユニツトＡと第２のポンプユニツトＢ
との間でこれらの時期が重なることがないように
前記各Ｃ形翼１５，１６のみそすり運動の位相を
異ならせてあるので、第１のポンプユニツトＡの
流入口２１と第２のポンプユニツトＢの流出口２
４とがＣ形溝３，４を介して無抵抗状態で連通す
るという事態は一瞬たりとも生じ得ない。そのた
め、このようなものであれば、前記流入口２１か
ら吸込まれた流体が前記両Ｃ形溝３，４内を順次
に通つて前記流出口２４へ確実に導びかれ、この
流出口２４から逐次吐出されるというポンプ作用
を弁等を一切用いることなしに営ませることがで
きるものである。

以上のような作動が得られるわけであるが、本
流体機械では、ケース１，２側、つまり、案内板
４３に円形のカム面４４ａ…を有した案内部４４
…を設けるとともに、デイスク５，６側に前記カ
ム面４４ａ…に係合する案内ピン４５…を設け、
前記デイスク５，６が前記ケース１，２に対して
自転するのを防止しているので、前記デイスク
５，６およびＣ形翼１５，１６は、必要なみそす
り運動のみを正確に行なうこととなる。したがつ
て、前記Ｃ形翼１５，１６の前記Ｃ形溝３，４に
対する位置が円周方向にずれて所期の性能が損な
われるという不都合を確実に無くすことができ
る。

しかも、このものは、１枚の案内板４３に設け
た案内部４４と、その案内部４４に遊嵌させた案
内ピン４５を２組のユニツトＡ，Ｂで共用して、
それら両デイスク５，６の自転を防止している。
そのため、各ユニツトＡ，Ｂ毎に、案内部４４や
案内ピン４５を設ける場合に比べて部品点数を少
なくして構造の簡略化を図ることができるととも
に、スペースの有効利用を図ることができ、流体
機械全体をコンパクトなものにすることができ
る。また、このようなものであれば、前記両ユニ
ツトＡ，Ｂのデイスク５，６が前記案内ピン４５
により連結されることになるので、両デイスク
５，６を確実に同期運転することができる。すな
わち、デイスク５，６同士を確実に同期させるた
めの格別な連結部材が不要となり、この点から
も、構造の簡略化を図ることができる。

なお、以上の実施例は、本考案に係る流体機械
をポンプとして使用した場合のものであるが、逆
に、流体を前記各ユニツトに貫流させるようにす
れば、本流体機械を流量計やモータとして使用す
ることができるものである。

さらに、本考案は、前述のとおり、渦巻形の翼
と溝の組み合わせからなるユニツトを具備した渦
巻形ポンプ（スクロール形ポンプ）あるいはモー
タにも適用できるものである。この渦巻形流体機
械の一例は特開昭51−104609号「圧縮性媒体用圧
縮機」に示されている。

また、案内部の構成も前記のものに限定される
ものではなく、例えば、第６図に示す案内部４
４′のように必要な個所にだけ部分円弧状のカム
面４４a′，４４a′を間欠的に設けたものであつて
もよい。

また、案内ピンも中空なものに限らず、第６図
に示す案内ピン４５′のように中実なものであつ
てもよい。

本考案は、以上のような構成であるから、Ｃ形
または渦巻形翼のＣ形または渦巻形溝に対する位
置ずれを防止して該Ｃ形または渦巻形翼の正確な
みそすり運動を保証することができ、所期の性能
を安定して発揮させることができる容積型流体機
械を提供できるものである。

また、２組のユニツトを背中合せに配置して案
内部と案内ピンを共用できるようにしているの
で、部品点数が少なくなり、構造が簡単になると
ともに、全体のコンパクト化を促進することがで
きるという効果が得られる。

【図面の簡単な説明】

図面は本考案の一実施例を示し、第１図は正断
面図、第２図は第１図における−線断面図、
第３図は部分側断面図、第４図、第５図は原理説
明図である。第６図は本考案の他の実施例を示す
部分側断面図である。Ａ，Ｂ……ユニツト（ポンプユニツト）、１，
２……ケース、３，４……Ｃ形溝、５，６……デ
イスク（裏当部材）、７，８，９，１０……内側
面、１５，１６……Ｃ形翼、１７，１８……内周
面、１９，２０……外周面、２１，２２……流入
口、２３，２４……流出口、４３……案内板、４
４，４４′……案内部、４４ａ，４４a′……カム
面、４５，４５′……案内ピン。

Claims

【実用新案登録請求の範囲】

ケースの端面に、一端が流入口に連通し他端が
流出口に連通するＣ形または渦巻形溝を設けると
ともに、このＣ形または渦巻形溝の開口端面に蓋
着したデイスクから、該Ｃ形または渦巻形溝の内
側面間に遊嵌しかつその先端面が前記Ｃ形または
渦巻形溝の底面に密接するＣ形または渦巻形翼を
突設し、このＣ形または渦巻翼を、該Ｃ形または
渦巻形翼の内周面および外周面の少なくとも一方
が前記Ｃ形または渦巻形溝の内側面に当接するよ
うに前記Ｃ形または渦巻形溝の曲率中心から所定
の距離だけ偏心させて配置し、このＣ形または渦
巻形翼にその偏心軌道に沿うみそすり運動を行わ
せることによつて、前記Ｃ形または渦巻形溝内に
充満する流体を前記流入口側から前記流出口側へ
移動させ得るように構成したユニツトを２組具備
してなる容積型の流体機械であつて、その２組の
ユニツトをケースに設けた案内板を介して背あわ
せに配置し、この案内板に円形のカム面を有した
案内部を設けるとともに、この案内部にそのカム
面に接する案内ピンを遊嵌させ、この案内ピンの
一端を一方のユニツトのデイスクに支持させると
ともに、他端を他方のユニツトのデイスクに支持
させていることを特徴とする容積型流体機械。