特許 6239545 流体ポンプ

(19)【発行国】日本国特許庁(JP)

(12)【公報種別】特許公報(B2)

(11)【特許番号】6239545

(24)【登録日】2017年11月10日

(45)【発行日】2017年11月29日

(54)【発明の名称】流体ポンプ

(51)【国際特許分類】

   F04C 21/00 20060101AFI20171120BHJP

   F04C 29/00 20060101ALI20171120BHJP

【ＦＩ】

   F04C21/00

   F04C29/00 D

【請求項の数】5

【全頁数】13

(21)【出願番号】特願2015-44195(P2015-44195)

(22)【出願日】2015年3月6日

(65)【公開番号】特開2016-164370(P2016-164370A)

(43)【公開日】2016年9月8日

【審査請求日】2016年12月1日

(73)【特許権者】

【識別番号】000152996

【氏名又は名称】株式会社日本ピスコ

(74)【代理人】

【識別番号】110001726

【氏名又は名称】特許業務法人綿貫国際特許・商標事務所

(72)【発明者】

【氏名】柳沢 敏博

【審査官】 所村 陽一

(56)【参考文献】

【文献】 特開２０１０−０７１１４５（ＪＰ，Ａ）

(58)【調査した分野】（Int.Cl.，ＤＢ名）

Ｆ０４Ｃ ２１／００

Ｆ０４Ｃ ２９／００

(57)【特許請求の範囲】

【請求項1】

シリンダブロックに開口形成されたシリンダ室内で揺動回転可能に支持された揺動ロータと、前記揺動ロータを挟み込むように前記シリンダブロックの両側に配設されるサイドプレートと、前記シリンダ室に連通して設けられた吸入口と排出口とを備え、前記揺動ロータの揺動回転により、前記シリンダブロックと前記揺動ロータとの間に形成される前記シリンダ室内の領域において、前記吸入口に連通する領域が徐々に増大する一方、前記排出口に連通する領域が徐々に縮小することにより流体の吸入、排出作用がなされる流体ポンプであって、
前記揺動ロータは、前記シリンダ室の内側面と近接もしくは当接する円弧部と、前記円弧部からアーム状に延出形成されたアーム部とを備え、
前記アーム部には、前記揺動ロータが揺動回転する際の支点となる揺動支点部が設けられ、
前記揺動支点部は、前記アーム部に揺動回転面と直交して挿通された固定支点軸と、前記アーム部に揺動回転面と直交して挿通されると共に第１ベアリングを介して前記アーム部に回動可能に固定された揺動支点軸と、前記固定支点軸と前記揺動支点軸とを連結するクランクと、を有し、
前記固定支点軸は、前記アーム部に対して常時非接触となるように前記アーム部に挿通されており、
前記固定支点軸と前記サイドプレートとが第２ベアリングを介して回動可能に固定された固定構造、もしくは、前記固定支点軸と前記クランクとが第３ベアリングを介して回動可能に固定された固定構造、の少なくとも一方の固定構造をさらに備えること
を特徴とする流体ポンプ。

【請求項2】

前記固定支点軸および前記揺動支点軸は、前記アーム部において前記シリンダ室の前記内側面と対向する外側面に露出しないように内方位置に配設されていること
を特徴とする請求項１記載の流体ポンプ。

【請求項3】

前記アーム部において前記固定支点軸が挿通可能に設けられる挿通孔は、揺動回転する前記揺動ロータの前記アーム部の揺動軌跡に応じた湾曲長孔状に形成されていること
を特徴とする請求項１または請求項２記載の流体ポンプ。

【請求項4】

前記揺動ロータは、外縁部において前記サイドプレートと近接もしくは当接する側壁部が全周に亘って連続して設けられていること
を特徴とする請求項１〜３のいずれか一項記載の流体ポンプ。

【請求項5】

前記揺動ロータが、前記シリンダブロックと共に揺動回転面を互いに平行にし、回転角の位相バランスをとって複数個連結され、前記各々のシリンダブロックの前記吸入口および前記排出口が、連通路により各々連通して設けられていること
を特徴とする請求項１〜４のいずれか一項記載の流体ポンプ。

【発明の詳細な説明】

【技術分野】

【0001】

本発明は流体ポンプに関し、より詳細には、揺動型のロータを備え、真空発生装置あるいはコンプレッサ等として使用される流体ポンプに関する。

【背景技術】

【0002】

流体ポンプにはレシプロタイプ、油回転ポンプ、スクロールポンプ、ベーンポンプ、スクリューポンプ等の種々のポンプがある。しかし、従来の流体ポンプは、比較的大型で、使い勝手が悪く、構造が複雑であるという課題があった。

【0003】

そこで、本願発明者は長年、鋭意研究を行い、独自の技術的思想に基づく流体ポンプを発案し、また改良を進めた（特許文献１、２参照）。同文献１、２に記載の流体ポンプによれば、装置構造を簡素化し容易に小型化を図ることができるという顕著な効果が得られる。

【0004】

なお、本願に係る流体ポンプとは異なる参考例であるが、いわゆるロータリー型と称される流体ポンプの例として特許文献３〜５に記載の技術等が開示されている。

【先行技術文献】

【特許文献】

【0005】

【特許文献1】特開２００７−３０３３２２号公報

【特許文献2】特開２０１０−０７１１４５号公報

【特許文献3】特開平１０−２９９６８０号公報

【特許文献4】特開２００１−１９３６７３号公報

【特許文献5】特開２００２−１１５６７４号公報

【発明の概要】

【発明が解決しようとする課題】

【0006】

ここで、特許文献１、２に例示される従来の流体ポンプは上記の著効を奏するものであるが、さらなる長期使用が可能で、より一層高性能な流体ポンプが市場において求められていた。

【0007】

本発明は、上記事情に鑑みてなされ、摩耗発生、振動発生、騒音発生、および発熱を防止することができ、安定的に長期使用が可能で、且つ、高回転化および高真空度の達成が可能な流体ポンプ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】

【0008】

一実施形態として、以下に開示するような解決手段により、前記課題を解決する。

【0009】

開示の流体ポンプは、シリンダブロックに開口形成されたシリンダ室内で揺動回転可能に支持された揺動ロータと、前記揺動ロータを挟み込むように前記シリンダブロックの両側に配設されるサイドプレートと、前記シリンダ室に連通して設けられた吸入口と排出口とを備え、前記揺動ロータの揺動回転により、前記シリンダブロックと前記揺動ロータとの間に形成される前記シリンダ室内の領域において、前記吸入口に連通する領域が徐々に増大する一方、前記排出口に連通する領域が徐々に縮小することにより流体の吸入、排出作用がなされる流体ポンプであって、前記揺動ロータは、前記シリンダ室の内側面と近接もしくは当接する円弧部と、前記円弧部からアーム状に延出形成されたアーム部とを備え、前記アーム部には、前記揺動ロータが揺動回転する際の支点となる揺動支点部が設けられ、前記揺動支点部は、前記アーム部に揺動回転面と直交して挿通された固定支点軸と、前記アーム部に揺動回転面と直交して挿通されると共に第１ベアリングを介して前記アーム部に回動可能に固定された揺動支点軸と、前記固定支点軸と前記揺動支点軸とを連結するクランクと、を有し、前記固定支点軸は、前記アーム部に対して常時非接触となるように前記アーム部に挿通されており、前記固定支点軸と前記サイドプレートとが第２ベアリングを介して回動可能に固定された固定構造、もしくは、前記固定支点軸と前記クランクとが第３ベアリングを介して回動可能に固定された固定構造、の少なくとも一方の固定構造をさらに備えることを要件とする。

【発明の効果】

【0010】

開示の流体ポンプによれば、揺動支点部を構成する固定支点軸および揺動支点軸が共にアーム部に挿通される構造とし、揺動ロータの揺動回転によるアーム部の変位に対しベアリングによる回動によって追随する構成が実現できる。したがって、従来、摺動によってアーム部の変位に追随していた構成を解消することができるため、摺動に起因する摩耗発生および発熱が防止でき、さらに摺動および摩耗に起因する騒音発生を防止することができる。また、これによって、揺動ロータの揺動回転数を高回転化することが可能となり、従来と比べてより小さいサイズでより大流量高真空を得ることが可能となる。このように、安定的に長期使用が可能で、且つ、コンパクトで高性能な流体ポンプが実現できる。

【図面の簡単な説明】

【0011】

【図1】本発明の第一の実施形態に係る流体ポンプの例を示す概略図（正面断面図）である。

【図2】図１に示す流体ポンプのII−II線断面図である。

【図3】図１に示す流体ポンプのIII−III線断面図である。

【図4】図１に示す流体ポンプの揺動支点部の変形例を示す概略図（側面断面図）である。

【図5】図１に示す流体ポンプの作用を説明する説明図である。

【図6】本発明の第二の実施形態に係る流体ポンプの例を示す概略図（側面断面図）である。

【発明を実施するための形態】

【0012】

（第一の実施形態）
以下、図面を参照して、本発明の第一の実施形態について詳しく説明する。図１は、本実施形態に係る流体ポンプ１の例を示す正面断面図（概略図）である。また、図２は、図１におけるII−II線断面図であり、図３は、図１におけるIII−III線断面図である。なお、図１は、図２におけるＩ−Ｉ線断面図という関係にある。なお、実施形態を説明するための全図において、同一の機能を有する部材には同一の符号を付し、その繰り返しの説明は省略する場合がある。

【0013】

本実施形態に係る流体ポンプ１は、図１〜図３に示すように、揺動ロータ１０と、揺動ロータ１０に対して厚さ方向が同厚（もしくは同厚以上）である開口部（後述のシリンダ室１５０）を有して揺動ロータ１０が揺動回転可能に収容されたシリンダブロック１５と、シリンダブロック１５の開口部を塞ぐ（すなわち後述の主軸１１を挿通もしくは支持可能に閉止する）サイドプレート１８、１９と、揺動ロータ１０を揺動回転可能にクランクベアリング２２を介して支持するクランク軸１２と、当該クランク軸１２に連結され当該クランク軸１２を回転駆動させる主軸１１とを備える。なお、駆動源には電気モータ等が用いられる。

【0014】

本実施形態においては、主軸１１は主軸ベアリング２１を介して回転可能にサイドプレート１８、１９に支持されている。主軸１１の軸心を図中、Ｃ１で示す。一方、主軸１１と連結されて偏心回転するクランク軸１２の軸心を図中、Ｃ２で示す。この構成によれば、主軸１１の回転に伴い、クランク軸１２が偏心回転をして、揺動ロータ１０が揺動回転する。なお、主軸１１とクランク軸１２とは、一体に形成してもよく、別体に形成して連結固定しても良い。

【0015】

次いで、本実施形態の流体ポンプ１において特徴的な揺動ロータ１０、シリンダブロック１５、サイドプレート１８、１９の構成について詳しく説明する。

【0016】

図１に示すように、揺動ロータ１０は、円弧部１０Ａとアーム部１０Ｂとからなる。円弧部１０Ａは、側面がクランク軸１２の軸心Ｃ２を中心とする円弧面（円柱面）に形成された大円弧部１００と、大円弧部１００の両端に設けられた小円弧部１０２、１０４とを備える。大円弧部１００と小円弧部１０２、１０４の側面がシリンダ室１５０（シリンダ部１５０Ａ）の内側面１５０ａに近接もしくは当接する当接面となる。ここで、「近接もしくは当接する」とは、一例として、「微小距離（例えば、０．０１〜０．０５［ｍｍ］程度）を保って接近する」という構成を指している。ただし、この数値範囲内に限定されるものではない。

【0017】

ここで、大円弧部１００は、中心角が１８０度以上（本実施形態では約２７０度）となる扇形に形成される。小円弧部１０２、１０４は大円弧部１００の円弧面と外面が滑らかに連続するように形成されている。本実施形態では、小円弧部１０２、１０４の半径を大円弧部１００の半径の１/１０に設定したが、大円弧部１００と小円弧部１０２、１０４の径および径の比率が設計上、特に限定されるものではない。また、「円弧面（円柱面）」なる形状は、正円弧面（正円柱面）に限定されるものではなく、設計上、最適な曲面を採用することができる。もちろん、左右対称形でなくても構わない。

【0018】

一方、アーム部１０Ｂは、図１に示すように円弧部１０Ａからアーム状に延出する形状に形成されている。より具体的には、アーム部１０Ｂは、円弧部１０Ａの二つの小円弧部１０２、１０４に挟まれた位置から、当該小円弧部１０２、１０４に連続するようにして延出された形状である。このアーム部１０Ｂに、揺動ロータが揺動回転する際の支点となる揺動支点部が設けられている（なお、揺動支点部の詳細については後述する）。

【0019】

アーム部１０Ｂは、所定位置（アーム円弧部１０６）の外側面が、シリンダ室１５０における吸入口３０と排出口３２との間の内側面１５０ａに近接もしくは当接するように配設される。ここで、「近接もしくは当接する」とは、一例として、「微小距離（例えば、０．０１〜０．０５［ｍｍ］程度）を保って接近する」という構成を指している。ただし、この数値範囲内に限定されるものではない。この構成によって、吸入流体と排出流体との混合が抑止される。また、摺接ではないため、摩耗も防止される（ただし、摺接構造とする変形例も考えられる）。

【0020】

以上の構成を備える揺動ロータ１０は、一例として、所定の耐久性および摺動性を備えるアルミ合金等の金属材料、樹脂材料を用いて形成される。特に、樹脂材料は、製造が容易で静音化を図る効果が大きい。

【0021】

次、シリンダブロック１５について説明する。シリンダブロック１５は、一例として、熱伝導率の高いアルミ合金等の金属材料を用いて形成される。これによれば、放熱性を高めて、発熱による影響を低減することができる。ただし、これに限定されるものではなく、樹脂材料を用いてもよい。なお、シリンダブロック１５は、一定の厚みの板状部材に限らず、肉抜き加工したものや、鋳造等により所定位置を薄肉に形成したもの等も採用し得る。

【0022】

シリンダブロック１５には、前述の開口部すなわち揺動ロータ１０を揺動回転可能に収容するシリンダ室１５０が開口形成されている。ここで、シリンダ室１５０は、機能的に、揺動ロータ１０の円弧部１０Ａを収納するシリンダ部１５０Ａと、アーム部１０Ｂを収納するアーム収納部１５０Ｂとに分けて捉えることができる。ただし、シリンダ部１５０Ａとアーム収納部１５０Ｂとは厳密な境界を有して区切られるという意味ではない。

【0023】

先ず、シリンダ部１５０Ａの内側面１５０ａは円弧部１０Ａよりも若干大径の円弧面に形成される。また、シリンダ部１５０Ａの両端部には、当該シリンダ部１５０Ａの内方に向けて突出する円弧面を有する小円突起部１５２、１５４が設けられている。この小円突起部１５２、１５４が、円弧部１０Ａの小円弧部１０２、１０４と近接もしくは当接する箇所となる。なお、前述の揺動ロータ１０の場合と同様に、「円弧面」なる形状は、正円弧面に限定されるものでなく、設計上、最適な曲面を採用することができる。もちろん、左右対称形でなくても構わない。

【0024】

一方、アーム収納部１５０Ｂには、揺動ロータ１０の揺動回転に伴ってアーム部１０Ｂが移動（揺動）することを許容する空間が形成されている。

【0025】

また、図１に示すように、シリンダブロック１５には、揺動ロータ１０を間に挟むような配置でシリンダ室１５０の一方側に連通して吸入口３０が設けられ、他方側に連通して排出口３２が設けられている。なお、一例として、排出口３２にチェック弁３４を設けることにより、排出口３２から流体がシリンダブロック１５内に逆流することを防止してより確実に流体の吸入、排出作用がなされるようにしている。ただし、チェック弁３４は必須構成ではない。

【0026】

次にサイドプレート１８、１９について説明する。サイドプレート１８、１９は、一例として、シリンダブロック１５と同じ材質の材料を用いて形成される。例えば、熱伝導率の高いアルミ合金等の金属材料を用いて形成される。これによれば、放熱性を高めて、発熱による影響を低減することができる。ただし、これに限定されるものではなく、樹脂材料を用いてもよい。なお、サイドプレート１８、１９は、一定の厚みの板状部材に限らず、肉抜き加工したものや、鋳造等により所定位置を薄肉に形成したもの等も採用し得る。

【0027】

次に、本実施形態に特徴的な構成として、揺動ロータが揺動回転する際の支点となる揺動支点部について説明する。

【0028】

図１、図３に示すように、揺動支点部５０は、アーム部１０Ｂに揺動回転面と直交して常時非接触となるように挿通された固定支点軸５２と、アーム部１０Ｂに揺動回転面と直交して挿通されると共に第１ベアリング５７を介してアーム部１０Ｂに回動可能に固定された揺動支点軸５４と、固定支点軸５２と揺動支点軸５４とを連結するクランク５６と、を備えて構成されている。

【0029】

ここで、アーム部１０Ｂにおいて固定支点軸５２が挿通可能に設けられる挿通孔１０ａは、揺動回転する揺動ロータ１０のアーム部１０Ｂの揺動軌跡に応じた湾曲長孔状に形成されている構成が好適である。これによれば、移動（揺動）する揺動ロータ１０に対して固定支点軸５２を常時非接触で挿通させる構成を実現することができる。したがって、固定支点軸５２とアーム部１０Ｂとの摺動箇所を無くすことが可能となる。

【0030】

さらに、図３に示すように、固定支点軸５２とサイドプレート１８、１９とが第２ベアリング５８、５８を介して回動可能に固定されると共に、固定支点軸５２とクランク５６とが回動不能に固定される固定構造を備えている。

【0031】

あるいは、図４に示すように、変形例として、固定支点軸５２とクランク５６とが第３ベアリング５９、５９を介して回動可能に固定されると共に、固定支点軸５２とサイドプレート１８、１９とが回動不能に固定される固定構造としてもよい。なお、図４は図３と同様位置の図面である。

【0032】

また、別の変形例（不図示）として、固定支点軸５２とサイドプレート１８、１９とが第２ベアリング５８、５８を介して回動可能に固定され、且つ、固定支点軸５２とクランク５６とが第３ベアリング５９を介して回動可能に固定される構成としてもよい。

【0033】

上記の構成によれば、揺動ロータ１０の揺動回転によるアーム部１０Ｂの変位に対しベアリング（第１ベアリング５７、ならびに、第２ベアリング５８もしくは第３ベアリング５９）による回動によって追随する構成が実現できる。これにより、従来、摺動によってアーム部１０Ｂの変位に追随していた構成を解消することができるため、摺動に起因する摩耗の発生を防止することができる。また、摺動部の解消によって発熱要素を最小限にすることができるため、装置使用時の発熱を防止（低減）することができる。さらに摺動に起因して発生する騒音や、摺動等に起因する摩耗が進行して各部の寸法クリアランスが大きくなることによって発生する性能低下を防止することができる。

【0034】

さらに、一例として、揺動ロータ１０とシリンダブロック１５（ここでは、シリンダ室１５０）とが微小距離（例えば、０．０１〜０．０５［ｍｍ］程度）で近接する構成とした場合には、当該揺動ロータ１０およびシリンダブロック１５の摩擦、摩耗を大幅に改善（低減）することができる。

【0035】

また、それらの結果として、揺動ロータ１０の揺動回転数を高回転化することが可能となり、従来と比べてより小さいサイズでより大流量高真空を得ることが可能となる。例えば、特許文献１、２記載の流体ポンプにおいては、揺動ロータの揺動回転数が最大で２０００［ｍｉｎ^−１］程度であったのに対し、本実施形態に係る流体ポンプ１においては、揺動ロータ１０の揺動回転数を、３０００［ｍｉｎ^−１］程度まで高回転化することが可能となる。また真空度に関しても、１０［ＫＰａ（ａｂｓ）］以下程度の高真空を達成することが可能となる。

【0036】

以上の点を踏まえれば、特に、固定支点軸５２および揺動支点軸５４のアーム部１０Ｂにおける挿通位置が、シリンダ室１５０の内側面１５０ａと対向する外側面１０ｂに露出しないように揺動面内における内方位置に設定されている構成が好適である。この構成によれば、特許文献２に例示されるリンク部材のように、揺動ロータの外周位置に摺動部材を設ける構成を解消することができる。

【0037】

併せて、揺動ロータ１０の外縁部において、サイドプレート１８、１９と近接もしくは当接する側壁部１０ｃが全周に亘って連続して設ける構成が実現できる。この構成によれば、特に特許文献２記載の構成と比較して、揺動ロータ１０とサイドプレート１８、１９とのシール性をより一層高めることができる。したがって、流体の漏れを防止して効率を高めることができる。

【0038】

また、本実施形態に係る流体ポンプ１は、揺動ロータ１０を揺動駆動する作用を利用して流体の吸入、排出操作を行うように構成したことにより、ポンプの構成が簡素になり、容易に小型化することが可能である。例えば、装置全体の大きさが一辺５〜３０［ｃｍ］程度の流体ポンプとして好適である。

【0039】

なお、上記説明を行った本実施形態に係る流体ポンプ１の利用態様については、気体および液体の移送装置として使用できる。また、吸入口からの吸気作用を利用することによって真空発生装置として使用することができ、あるいは排出口からの排気作用を利用することによってコンプレッサとして使用することができる等、種々の用途に使用することができる。特に、揺動ロータ１０に樹脂材料を採用することが可能であり、無給油式とすることも容易にできるため、ドライタイプポンプあるいはケミカルポンプ等としての利用可能性も大きい。

【0040】

ちなみに、流体ポンプ１を真空発生装置として使用する際に、揺動ロータ１０の内側に大気圧を導入する構成（不図示）として揺動ロータ１０とシリンダブロック１５（ここでは、シリンダ室１５０）との間の微小隙間からの空気漏れを積極的に利用することで、揺動ロータ１０およびシリンダブロック１５の摩耗を低減させることが可能となる。これにより、より一層、長寿命の流体ポンプとすることが可能であるが、真空度は低下するため、高真空ポンプよりも低真空ポンプへの適用が好適である。

【0041】

続いて、上記の流体ポンプ１の作用について説明する。揺動ロータ１０が１サイクルする際における流体の吸入、排出作用を図５に示す。

【0042】

図５（ａ）は、揺動ロータ１０が中立位置にある状態である。この状態では揺動ロータ１０の小円弧部１０２、１０４がともに小円突起部１５２、１５４に近接もしくは当接している。

【0043】

この中立状態から、駆動機構４０により主軸１１が回転駆動され、主軸１１と連結されたクランク軸１２は軸心Ｃ２に対して左回り（矢印方向）に回転開始する。これによって、揺動ロータ１０が揺動を開始する。

【0044】

ここで、揺動ロータ１０が揺動する際に、揺動支点軸５４の軸心Ｃ３が可動支点となり、固定支点軸５２の軸心Ｃ４が固定支点となる。すなわち、クランク軸１２ａが回転することにより、揺動ロータ１０は全体としては当該可動支点Ｃ３を支点とする揺動回転を行うと同時に、揺動支点軸５４と固定支点軸５２とを連結するクランク５６の作用により、当該可動支点Ｃ３は固定支点Ｃ４を中心とする正円弧状の曲線上を往復動（揺動）する。

【0045】

次いで、揺動ロータ１０が揺動回転を開始して、右側にやや傾いて揺動すると、揺動ロータ１０の他端側の小円弧部１０４は小円突起部１５４から離間し、揺動ロータ１０の一端側の小円弧部１０２はシリンダ部１５０Ａの右端部分に当接もしくは微小距離を保って接近した状態となり、その状態からさらに、揺動ロータ１０が揺動回転して、９０度位置に到達すると、図５（ｂ）に示す状態となる。このとき、揺動ロータ１０の大円弧部１００の右端部とシリンダ部１５０Ａの内側面１５０ａとが近接もしくは当接するように構成されている。前述の通り、「近接もしくは当接する」とは、一例として、「微小距離（例えば、０．０１〜０．０５［ｍｍ］程度）を保って接近する」という構成を指している（以下において同様）。

【0046】

次いで、揺動ロータ１０がさらに９０度回転して、１８０度位置に到達した状態を図５（ｃ）に示す。揺動ロータ１０の大円弧部１００の頂部がシリンダ部１５０Ａの内側面１５０ａの頂点位置に近接もしくは当接する状態となっている。

【0047】

次いで、揺動ロータ１０がさらに左回転して、２７０度位置に到達した状態を図５（ｄ）に示す。揺動ロータ１０とシリンダ部１５０Ａとの近接もしくは当接位置がシリンダ部１５０Ａの頂点を通過して左側に移動した状態となっている。

【0048】

次いで、揺動ロータ１０がさらに左回転すると、揺動ロータ１０の他端側の小円弧部１０４がシリンダ部１５０Ａの左端部分（小円突起部１５４）に近接もしくは当接するし、一端側の小円弧部１０２がシリンダ部１５０Ａの右端部分（小円突起部１５２）に近接もしくは当接して、図５（ａ）の状態に戻り、１サイクルの動作が完了する。

【0049】

上記のように動作する本実施形態の流体ポンプ１は、図５（ａ）〜（ｄ）により説明される１サイクルで、吸入口３０からシリンダブロック１５（シリンダ部１５０Ａ）内に流体を吸入し、同時に排出口３２から排出する作用をなす。すなわち、図５（ａ）の状態から揺動ロータ１０が揺動開始することにより、吸入口３０に連通するシリンダ室１５０内の領域がＡ１〜Ａ５に示すように徐々に拡大していき、シリンダブロック１５内に流体が吸入される。なお、Ａ５の領域が容積最大の状態である。

【0050】

一方、排出口３２に連通するシリンダ室１５０内の領域については、Ａ５〜Ａ８に示すように、徐々に縮小していき排出口３２から流体が排出される。

【0051】

すなわち、揺動ロータ１０の揺動回転による流体の吸入、排出操作は、揺動ロータ１０が１サイクルの揺動回転をなす際に１回ずつなされる作用であり、揺動ロータ１０を連続的に揺動回転することによって、吸入口３０から流体がシリンダブロック１５に吸入され、シリンダブロック１５に吸入された流体（気体、液体）がシリンダブロック１５から排出される作用が連続的になされて流体の吸入、排出作用がなされることになる。

【0052】

なお、上記の１サイクルにおいて、揺動ロータのアーム部に形成されたアーム円弧部１０６が常にシリンダ室（シリンダ部１５０Ａ）における吸入口３０と排出口３２との間の内側面１５０ａに近接もしくは当接するように構成されている。これにより、吸入流体と排出流体との混合が抑止されている。

【0053】

（第二の実施形態）
続いて、第二の実施形態に係る流体ポンプ２について説明する。本実施形態に係る流体ポンプ２は、揺動ロータがシリンダブロックと共に揺動回転面を互いに平行にして複数個連結（並設）された例である。したがって、前述の第一の実施形態と基本的な構成は同様であるが、以下、相違点を中心に本実施形態について説明する。なお、「複数個」として、「二個」の構成を例に挙げて説明するが、これに限定されるものではなく、「三個以上」の構成としてもよい。

【0054】

本実施形態に係る流体ポンプ２の側面断面図を図６に示す。同図に示すように、流体ポンプ２は、揺動回転面が互いに平行となるように支持された一対の揺動ロータ１０、１０と、揺動ロータ１０、１０と同厚（もしくは同厚以上）の開口部（シリンダ室１５０、１５０）を有して揺動ロータ１０、１０が揺動回転可能に収容されたシリンダブロック１５、１５と、シリンダブロック１５、１５の開口部を塞ぐ（主軸１１を挿通もしくは支持可能に閉止する）サイドプレート１８、１９、２０と、揺動ロータ１０、１０を揺動回転可能にクランクベアリング２２、２２を介して支持するクランク軸１２ａ、１２ｂと、当該クランク軸１２ａ、１２ｂに連結される主軸１１と、当該主軸１１を回転駆動させる駆動機構４０と、を備えて構成されている。

【0055】

一例として、主軸１１と駆動機構４０とは、マグネットカップリング１３を用いて連結され、過大な負荷が発生した場合等における装置の保護を可能としている。

【0056】

また、複数個の（ここでは二個の）揺動ロータ１０、１０は、揺動回転位置が所定の位相差となるように、すなわち回転角の位相バランスをとって、並設されている。

【0057】

また、揺動ロータ１０、１０の重量バランスをとって当該揺動ロータ１０、１０を円滑に回転させるための、バランスウェイト２４、２４が主軸に取り付けられている。

【0058】

本実施形態においては、サイドプレート１８、１９、２０は、間にシリンダブロック１５、１５を挟んだ状態でサイドブロック２５、２６と連結固定され、さらに本体ブロック２７に対して連結固定されている。なお、主軸を回転可能に支持する主軸ベアリング２１、２１がサイドブロック２５、２６によってそれぞれ支持されている。

【0059】

ここで、サイドプレート１９は、二つの揺動ロータ１０、１０に共有のサイドプレートとして一つ配設されている。これによって、軸方向の小型化が可能となる。ただし、この構成に限定されるものではなく、例えば、前述の第一の実施形態に係る流体ポンプ１を二つ並設させる構成のように、それぞれの揺動ロータ１０、１０に専用のサイドプレートを設ける構成としてもよい（不図示）。

【0060】

本実施形態では、駆動機構４０として電気モータが用いられ、本体ブロック２７に対して連結固定される構成としており、装置全体で小型化が図られている。また、駆動機構（ここでは、電気モータ）４０の回転に伴って回転する冷却ファン４２が設けられると共に、冷却ファン４２による冷却風を通過させるための冷却孔（不図示）がシリンダブロック１５、１５に設けられている。これにより、流体ポンプ１の使用時において、例えば、シリンダブロック１５等の装置構成要素、あるいは圧縮等により発熱する流体（気体）等の冷却を促進して、装置の変形・劣化防止、あるいは流体（気体）の圧縮効率向上等を図ることが可能となる。なお、例えば、冷却風の吸気口にフィルタを設け、内部への塵埃侵入防止を図ってもよく、冷却風の排気口にサイレンサを設け、低騒音化を図ってもよい（不図示）。

【0061】

また、本実施形態では一対の揺動ロータ１０、１０を設ける構成のため、揺動ロータ１０、１０に対応して各々吸入口３０を設け、これら二つの吸入口３０を連通する連通路（不図示）を設け、また、揺動ロータ１０、１０に対応して各々排出口３２を設け、二つの排出口３２を連通する連通路（不図示）を設ける構成としている。

【0062】

上記の流体ポンプ２の作用については、前述の第一の実施形態に係る流体ポンプ１と基本的に同様である。

【0063】

ただし、複数の揺動ロータ１０、１０を備える構成であることによって、一つのみの揺動ロータ１０を備える構成と比べて、流体の吸入・排出作用を平均化できると共に、吸入・排出量すなわち容量（容積）を増加させることができる。

【0064】

また、揺動ロータ１０、１０を位相バランスをとって配設することによって、可動部分の重量バランスを均等化して作動時における振動が緩和できるため、揺動ロータ１０、１０を円滑に動作させることができる。

【0065】

以上、説明した通り、開示の流体ポンプによれば、揺動ロータの揺動回転によるアーム部の変位に対しベアリングによる回動によって追随する構成が実現できる。その結果、従来、摺動によってアーム部の変位に追随していた構成を解消することができるため、摺動に起因する摩耗発生および発熱が防止でき、さらに摺動および摩耗に起因する騒音発生を防止することができる。したがって、安定的に且つ長期に使用を行うことが可能な流体ポンプを実現することができる。

【0066】

また、上記の作用効果が得られることによって、揺動ロータの揺動回転数を高回転化することが可能となり、従来と比べてより小さいサイズでより大流量高真空を得ることが可能となる。したがって、よりコンパクトでより高性能な流体ポンプを実現することができる。

【0067】

なお、本発明は、以上説明した実施例に限定されることなく、本発明を逸脱しない範囲において種々変更が可能である。特に、揺動ロータがシリンダブロックと共に複数個連結（並設）された構成として、「二個」の場合を例に挙げて説明を行ったが、これに限定されるものではなく、「三個以上」の場合にも同様に適用し得る。

【符号の説明】

【0068】

１、２ 流体ポンプ
１０ 揺動ロータ
１０Ａ 円弧部
１０Ｂ アーム部
１０ａ 挿通孔
１０ｂ 外側面
１０ｃ 側壁部
１１ 主軸
１２、１２ａ、１２ｂ クランク軸
１５ シリンダブロック
１８、１９、２０ サイドプレート
２１ 主軸ベアリング
２２ クランクベアリング
２４ バランスウェイト
２５、２６ サイドブロック
２７ 本体ブロック
３０ 吸入口
３２ 排出口
３４ チェック弁
４０ 駆動機構（電気モータ）
５０ 揺動支点部
５２ 固定支点軸
５４ 揺動支点軸
５６ クランク
５７ 第１ベアリング
５８ 第２ベアリング
５９ 第３ベアリング
１００ 大円弧部
１０２、１０４ 小円弧部
１０６ アーム円弧部
１５０ シリンダ室
１５０Ａ シリンダ部
１５０Ｂ アーム収納部
１５２、１５４ 小円突起部

【図1】

【図2】

【図3】

【図4】

【図5】

【図6】