(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】
(24)【登録日】2024-02-27
(45)【発行日】2024-03-06
(54)【発明の名称】回転式容積ポンプ
(51)【国際特許分類】
F04C 18/46 20060101AFI20240228BHJP
F04C 2/46 20060101ALI20240228BHJP
F04C 29/00 20060101ALI20240228BHJP
【ＦＩ】
F04C18/46
F04C2/46
F04C29/00 B
【請求項の数】
7
(21)【出願番号】P 2020101145
(22)【出願日】2020-06-10
(65)【公開番号】P2021195882
(43)【公開日】2021-12-27
【審査請求日】2023-05-01
(73)【特許権者】
【識別番号】000127352
【氏名又は名称】株式会社イワキ
(74)【代理人】
【識別番号】110001612
【氏名又は名称】弁理士法人きさらぎ国際特許事務所
(72)【発明者】
【氏名】菅井 進
(72)【発明者】
【氏名】舘野 一博
【審査官】丹治 和幸
(56)【参考文献】
【文献】特開昭５２－０９９４１９（ＪＰ，Ａ）
【文献】特開２０１２－１８９００２（ＪＰ，Ａ）
【文献】実開昭４８－０４３２０４（ＪＰ，Ｕ）
【文献】特開昭４８－０５２００５（ＪＰ，Ａ）
【文献】特開２００２－２８５９８３（ＪＰ，Ａ）
【文献】特開平０７－１８０６７８（ＪＰ，Ａ）
(58)【調査した分野】(Int.Cl.，ＤＢ名)
Ｆ０４Ｃ １８／３４４、１８／３５６、
１８／３８、 １８／４０、１８／４６
Ｆ０４Ｃ ２／３８、 ２／４０、 ２／４６、
Ｆ０４Ｃ ２９／００
(57)【特許請求の範囲】
【請求項1】
移送流体の吸込口及び吐出口を有し、前記吸込口を介して前記移送流体を内部に導入し回転によるポンプ動作によって前記移送流体を前記吐出口に移送して前記吐出口から吐出するポンプ本体と、回転軸を有し、前記回転軸を介して前記ポンプ本体にポンプ動作を生じさせるための回転駆動力を付与する回転駆動機構と、
を備えた回転式容積ポンプにおいて、
前記ポンプ本体は、
前記吸込口及び前記吐出口と連通する環状空間からなるポンプ室を有するシリンダハウジングと、
前記回転駆動機構の回転軸に偏心軸を介して装着され、前記ポンプ室の内周面と接触しながら偏心回転可能に前記ポンプ室内に収容された円筒状のロータと、
前記ロータの外周面の一部と接触し前記ポンプ室を吸込室と圧縮室とに分けると共に、前記ロータの偏心回転に応じて揺動可能に設けられたスイングレバーと、
を備え、
前記スイングレバーは、
前記ロータの外周面との接触部の移動軌跡を示す曲線が、前記ロータの下死点から上死点までの前記接触部に対応する部位の移動軌跡を示すハイポサイクロイド曲線と近似するように揺動する
ことを特徴とする回転式容積ポンプ。
【請求項2】
前記ロータは、前記回転駆動機構の回転軸に取り付けられた前記偏心軸に軸受けを介して装着され、偏心回転時に転動しながら前記ポンプ室の内周面と接する
ことを特徴とする請求項１記載の回転式容積ポンプ。
【請求項3】
前記スイングレバーは、支持軸を中心として揺動し、
前記ロータの外周面との前記接触部が、前記支持軸の中心と前記回転駆動機構の回転軸の中心とを通る面よりも前記圧縮室側に位置して揺動するように前記シリンダハウジングに取り付けられている
ことを特徴とする請求項１又は２記載の回転式容積ポンプ。
【請求項4】
前記スイングレバーに、前記ロータを押圧する向きの回転トルクを付与するトルク付与機構を更に備えたことを特徴とする請求項１～３のいずれか１項記載の回転式容積ポンプ。
【請求項5】
前記トルク付与機構は、前記シリンダハウジングに設けられた１又は複数の磁石及び前記スイングレバーに設けられた磁石若しくは磁性体、又は前記シリンダハウジングに設けられた１又は複数の磁性体及び前記スイングレバーに設けられた磁石を含み、前記シリンダハウジングと前記スイングレバーとの間の磁気吸引力及び磁気斥力の少なくとも一方により前記回転トルクを付与する
ことを特徴とする請求項４記載の回転式容積ポンプ。
【請求項6】
前記ロータは樹脂部材からなり、前記スイングレバーは金属部材からなることを特徴とする請求項１～５のいずれか１項記載の回転式容積ポンプ。
【請求項7】
前記ポンプ本体は、前記回転駆動機構の回転軸方向に配置された第１シリンダハウジング及び第２シリンダハウジングと、
前記第１シリンダハウジングのポンプ室に収容された第１のロータ及び前記第２シリンダハウジングのポンプ室に収容された第２のロータと、を有し、
前記第１シリンダハウジングの吸込口と前記第２シリンダハウジングの吸込口は、第１の流路を介して連通し、
前記第１シリンダハウジングの吐出口と前記第２シリンダハウジングの吐出口は、第２の流路を介して連通し、
前記第１のロータと前記第２のロータは、偏心回転の位相が１８０°異なるように配置されている
ことを特徴とする請求項１～６のいずれか１項記載の回転式容積ポンプ。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【0001】
本発明は、回転式容積ポンプに関する。
【背景技術】
【0002】
ロータリ圧縮機（例えば、特許文献１参照）を含む回転式容積ポンプは、例えば環状空間のシリンダ内を偏心回転又は偏心揺動する円筒状のロータと、シリンダ内を吸込室と圧縮室に分けるための、ロータと当接する又は一体のベーンとを備える。一般的に、偏心回転するロータとこれに当接するベーンによってシリンダ内を分ける方式はロータリ式と呼ばれ、偏心揺動するロータとこれに一体のベーンによってシリンダ内を分ける方式はスイングロータリ式と呼ばれている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【0003】
【文献】特開平１１－１３６６４号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【0004】
上記特許文献１に開示された従来技術のロータリ式は、ロータとベーンとの当接部（特にベーンの先端のＵ字部分）において、シール性を確保するためには接触面圧を高くする必要がある。また、従来技術のスイングロータリ式は、ベーンとベーンを支持するブッシュ部において、シール性を確保するためにはクリアランスを小さくする必要がある。
【0005】
このように、ロータリ式及びスイングロータリ式では摺動条件がシビアとなって、ポンプ動作における過大な摺動損失が生じることとなってしまい、特に潤滑剤を用いない無潤滑式のものでは、摺動抵抗の低減を図りつつ高いシール性を確保することは非常に困難であるという問題がある。
【0006】
本発明は、上記事情に鑑みてなされたものであり、低摺動抵抗と高シール性の両立を図ることができる回転式容積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】
【0007】
本発明に係る回転式容積ポンプは、移送流体の吸込口及び吐出口を有し、前記吸込口を介して前記移送流体を内部に導入し回転によるポンプ動作によって前記移送流体を前記吐出口に移送して前記吐出口から吐出するポンプ本体と、回転軸を有し、前記回転軸を介して前記ポンプ本体にポンプ動作を生じさせるための回転駆動力を付与する回転駆動機構と、を備えた回転式容積ポンプにおいて、前記ポンプ本体は、前記吸込口及び前記吐出口と連通する環状空間からなるポンプ室を有するシリンダハウジングと、前記回転駆動機構の回転軸に偏心軸を介して装着され、前記ポンプ室の内周面と接触しながら偏心回転可能に前記ポンプ室内に収容された円筒状のロータと、前記ロータの外周面の一部と接触し前記ポンプ室を吸込室と圧縮室とに分けると共に、前記ロータの偏心回転に応じて揺動可能に設けられたスイングレバーと、を備えたことを特徴とする。
【0008】
本発明の一実施形態において、前記ロータは、前記回転駆動機構の回転軸に取り付けられた前記偏心軸に軸受けを介して装着され、偏心回転時に転動しながら前記ポンプ室の内周面と接する。
【0009】
本発明の他の実施形態において、前記スイングレバーは、支持軸を中心として揺動し、前記ロータの外周面との接触部が、前記支持軸の中心と前記回転駆動機構の回転軸の中心とを通る面よりも前記圧縮室側に位置するように前記シリンダハウジングに取り付けられている。
【0010】
本発明の更に他の実施形態において、前記スイングレバーは、前記ロータの外周面との接触部の移動軌跡を示す曲線が、前記ロータの下死点から上死点までの前記接触部に対応する部位の移動軌跡を示すハイポサイクロイド曲線と近似するように揺動する。
【0011】
本発明の更に他の実施形態において、前記スイングレバーに、前記ロータを押圧する向きの回転トルクを付与するトルク付与機構を更に備える。
【0012】
本発明の更に他の実施形態において、前記トルク付与機構は、前記シリンダハウジングに設けられた１又は複数の磁石及び前記スイングレバーに設けられた磁石若しくは磁性体、又は前記シリンダハウジングに設けられた１又は複数の磁性体及び前記スイングレバーに設けられた磁石を含み、前記シリンダハウジングと前記スイングレバーとの間の磁気吸引力及び磁気斥力の少なくとも一方により前記回転トルクを付与する。
【0013】
本発明の更に他の実施形態において、前記ロータは樹脂部材からなり、前記スイングレバーは金属部材からなる。
【0014】
本発明の更に他の実施形態において、前記ポンプ本体は、前記回転駆動機構の回転軸方向に配置された第１シリンダハウジング及び第２シリンダハウジングと、前記第１シリンダハウジングのポンプ室に収容された第１のロータ及び前記第２シリンダハウジングのポンプ室に収容された第２のロータと、を有し、前記第１シリンダハウジングの吸込口と前記第２シリンダハウジングの吸込口は、第１の流路を介して連通し、前記第１シリンダハウジングの吐出口と前記第２シリンダハウジングの吐出口は、第２の流路を介して連通し、前記第１のロータと前記第２のロータは、偏心回転の位相が１８０°異なるように配置されている。
【発明の効果】
【0015】
本発明によれば、低摺動抵抗と高シール性の両立を図ることができる。
【図面の簡単な説明】
【0016】
【発明を実施するための形態】
【0017】
以下、添付の図面を参照して、本発明の実施形態に係る回転式容積ポンプを詳細に説明する。ただし、以下の実施形態は、各請求項に係る発明を限定するものではなく、また、実施形態の中で説明されている特徴の組み合わせの全てが発明の解決手段に必須であるとは限らない。
【0018】
また、以下の実施形態において、同一又は相当する構成要素には、同一の符号を附して重複した説明を省略する。更に、実施形態においては、各構成要素の縮尺や寸法が実際のものとは一致しない状態で示されている場合や、一部の構成要素につき省略されて示されている場合がある。
【0019】
図１は、本発明の一実施形態に係る回転式容積ポンプ（以下、「ポンプ」と呼ぶ。）１の全体構成を示す斜視図、図２は回転式容積ポンプ１の正面図である。また、図３は、図２のＡ－Ａ線断面図、図４は図３のＢ－Ｂ線断面図、図５は図３のＣ－Ｃ線断面図であり、図６は回転式容積ポンプ１の背面図、図７は図６のＤ－Ｄ線断面図である。
【0020】
図１に示すように、本実施形態に係るポンプ１は、例えば移送流体としてのエアをポンプ動作により移送するポンプ本体２と、このポンプ本体２に回転駆動力を付与する回転駆動機構の一部を構成するモータ３とを備える。なお、ポンプ１は、図示しない制御部（コントローラ）に接続され、ポンプ動作を制御され得る。
【0021】
ポンプ本体２は、図３に示すように、ポンプ本体２内を貫通するように延びるモータ３の回転軸４の軸方向先端側（以下、「前側」、「前方」とも称する。）に設けられた第１シリンダハウジング５と、軸方向基端側（以下、「後側」、「後方」とも称する。）に設けられた第２シリンダハウジング６とを有する。
【0022】
第１シリンダハウジング５及び第２シリンダハウジング６の間には、中央プレート７が配置され、第１シリンダハウジング５の前側及び第２シリンダハウジング６の後側には、それぞれ前側プレート８及び後側プレート９が取り付けられ、これらは貫通する複数のボルト１０によって密封状態で固定されている。なお、ボルト１０は、図示しないスクリューワッシャー及びプレートワッシャー１０ａ（図３においては図示省略）を介して、前側プレート８側から取り付けられている。
【0023】
また、前側プレート８は、図２に示すように、第１シリンダハウジング５に対して位置決めピン１１によって位置決めされた上で固定されている。後側プレート９も、図６に示すように、同様に位置決めピン１１によって第２シリンダハウジング６に対して位置決めされた上で固定されている。
【0024】
また、このように構成されたポンプ本体２は、キャップボルト１２（図３参照）によって後側プレート９がモータ３に取り付けられることにより、モータ３に一体的に取り付けられている。なお、第１及び第２シリンダハウジング５，６、並びに各プレート７～９は、例えばアルミニウム等の金属部材からなり、本実施形態の各プレート７～９には、更に膜厚４０μｍの硬質アルマイト処理が施されている。
【0025】
第１シリンダハウジング５には、図４に示すように、例えば前方から見て右側の斜め上部に、エアが吸入される吸込口１３が形成された第１吸込側ポンプヘッド１４がガスケット１５を介して取り付けられている。また、第１シリンダハウジング５には、例えば前方から見て左側の斜め上部に、エアが吐出される吐出口１６が形成された第１吐出側ポンプヘッド１７がガスケット１５を介して取り付けられている。
【0026】
一方、第２シリンダハウジング６には、図５に示すように、例えば前方から見て右側の斜め上部に、第２吸込側ポンプヘッド３５がガスケット１５を介して取り付けられている。第２吸込側ポンプヘッド３５の内部空間３５ａは、第１シリンダハウジング５の第１吸込側ポンプヘッド１４の吸込口１３及び内部空間１４ａ（図４参照）と、第１の流路３４（図４及び図７参照）を介して連通している。
【0027】
また、第２シリンダハウジング６には、例えば前方から見て左側の斜め上部に、第２吐出側ポンプヘッド３７がガスケット１５を介して取り付けられている。第２吐出側ポンプヘッド３７の内部空間３７ａは、第１シリンダハウジング５の第１吐出側ポンプヘッド１７の吐出口１６及び内部空間１７ａ（図４参照）と、第２の流路３６（図４参照）を介して連通している。
【0028】
なお、第１及び第２の流路３４，３６は、図７（吐出側については図示省略）に示すように、例えば第２吸込側及び第２吐出側ポンプヘッド３５，３７に形成された、第１吸込側及び第１吐出側ポンプヘッド１４，１７に向けて嵌合可能に延びる管部３８の内部に形成されている。管部３８の第１吸込側及び第１吐出側ポンプヘッド１４，１７への嵌合部分にはＯリング３４ａが装着されてシールされている。
【0029】
第１吸込側及び第１吐出側ポンプヘッド１４，１７並びに第２吸込側及び第２吐出側ポンプヘッド３５，３７は、それぞれ矩形状の外形を有し、図示しないスクリューワッシャー及びプレートワッシャー１８ａ（図１、図２及び図６参照）を介した複数のボルト１８によって、第１及び第２シリンダハウジング５，６に取り付けられている。
【0030】
そして、図４に示すように、第１シリンダハウジング５の内部には、第１吸込側ポンプヘッド１４の内部空間１４ａ及び吸込口１３並びに第１吐出側ポンプヘッド１７の内部空間１７ａ及び吐出口１６と連通する環状空間が形成され、この環状空間内には、回転体である円筒状の第１のロータ２０Ａが収容されている。
【0031】
一方、図５に示すように、第２シリンダハウジング６の内部には、第２吸込側ポンプヘッド３５の内部空間３５ａ及び第２吐出側ポンプヘッド３７の内部空間３７ａと連通する環状空間が形成され、この環状空間内にも、回転体である円筒状の第２のロータ２０Ｂが収容されている。そして、この環状空間と第１及び第２のロータ２０Ａ，２０Ｂ（以下、これらを総称して「ロータ２０」と呼ぶこともある。）の外周面２０ａとの間の空間によって、第１シリンダハウジング５には第１ポンプ室１９が、第２シリンダハウジング６には第２ポンプ室３９が形成される。
【0032】
なお、第１及び第２吐出側ポンプヘッド１７，３７の内部空間１７ａ，３７ａと第１及び第２ポンプ室１９，３９との間には、エアが吐出する向きにのみ開くリードバルブ４１が設けられている。リードバルブ４１は、第１及び第２シリンダハウジング５，６にねじ４０によって取り付けられている。
【0033】
ここで、ロータ２０は、例えばポリアミドイミド（ＰＡＩ）樹脂等の樹脂部材からなる。また、ロータ２０は、図４及び図５に示すように、第１及び第２ポンプ室１９，３９内において、モータ３の回転軸４に取り付けられた偏心軸ユニット２３ａ（図３参照）の偏心軸２３に、例えば玉軸受け（ボールベアリング）からなる軸受部２４及びＯリング２４ａを介して装着されている。モータ３の回転軸４は、前側プレート８に設けられた軸受部８ａによって、図中矢印ＣＷで示す方向（時計回りの方向）に回転可能に軸支されている。
【0034】
これにより、ロータ２０は、例えば第１及び第２ポンプ室１９，３９内で、図中矢印ＣＷで示す方向（時計回りの方向）の回転駆動力によって、第１及び第２ポンプ室１９，３９の内周面１９ａ，３９ａ上を、図中矢印ＣＣＷで示す方向（反時計回りの方向）に転動しながら偏心回転する。なお、このとき、ロータ２０は、Ｏリング２４ａの弾性力によって、第１及び第２ポンプ室１９，３９の内周面１９ａ，３９ａを押圧しながら転動するため、後述する吸込室２１と圧縮室２２とのシール性を確保している。
【0035】
なお、第１のロータ２０Ａ及び第２のロータ２０Ｂは、第１及び第２ポンプ室１９，３９内において偏心回転の位相が１８０°異なるように配置されている。従って、第１ポンプ室１９におけるポンプ動作と、第２ポンプ室３９におけるポンプ動作は逆位相となる。
【0036】
また、第１及び第２ポンプ室１９，３９の上方には、ロータ２０の偏心回転に応じて揺動可能なスイングレバー３０が設けられている。スイングレバー３０は、例えばＳＵＳ４４０系のステンレス等の金属部材からなる。スイングレバー３０は、支持軸３１によって揺動自在に支持されている。支持軸３１は、その軸中心が、モータ３の回転軸４の軸中心を通る垂線上に位置するように配置されている。スイングレバー３０は、支持軸３１に、例えば固定ピン３１ａ及びセットビス３１ｂにより固定されている。
【0037】
また、支持軸３１は、前側プレート８、中央プレート７及び後側プレート９に設けられた複数の軸受部３２によって、第１及び第２シリンダハウジング５，６において個別に回動可能に軸支されている。なお、スイングレバー３０と軸受部３２との間には、揺動時の摩擦低減を図るため、例えばポリテトラフルオロエチレン（ＰＴＥＦ）樹脂等の樹脂部材からなるプレート部３３が配置されている。
【0038】
スイングレバー３０は、ロータ２０の外周面２０ａと接することで、第１及び第２ポンプ室１９，３９を吸込口１３側の吸込室２１と、吐出口１６側の圧縮室２２（図５においては図示省略）とに分割する。吸込室２１と圧縮室２２とは、ロータ２０の回転に伴って、その容積を変化させる。なお、スイングレバー３０は、レバー先端側のロータ２０の外周面２０ａとの接触部Ｃが、支持軸３１の中心と回転軸４の中心とを通る面（図示の例では垂直面）よりも圧縮室２２側に位置するように、第１及び第２シリンダハウジング５，６に取り付けられている。すなわち、スイングレバー３０は、図４に示すように、最も吸込口１３側に振れるロータ２０の下死点時であっても、レバー先端側の接触部Ｃが前述の垂線よりも圧縮室２２側に位置するように設けられている。
【0039】
なお、第１及び第２シリンダハウジング５，６の吸込室２１側には、このロータ２０の上死点時におけるロータ２０と第１及び第２シリンダハウジング５，６との衝突を緩衝するための、ゴム等の弾性体からなるダンパ４２が設けられている。また、第１及び第２シリンダハウジング５，６のスイングレバー３０の基端側を取り囲む部分には、スイングレバー３０の基端側と接触して吸込室２１と圧縮室２２とをシールするラジアルシールユニット４３が設けられている。
【0040】
このように設けられたスイングレバー３０は、ロータ２０の外周面２０ａとの接触部Ｃの移動軌跡を示す曲線Ｍ１が、ロータ２０の下死点から上死点までの接触部Ｃに対応する部位の移動軌跡を示すハイポサイクロイド曲線Ｍ２と近似する（曲線Ｍ１≒曲線Ｍ２）ように揺動することが望ましい。これにより、圧縮行程でのスイングレバー３０とロータ２０との摺動を理論上ゼロにすることができるからである。ここで、ハイポサイクロイド曲線Ｍ２は、例えば第１及び第２ポンプ室１９，３９の回転軸４の軸中心からの半径をａとし、ロータ２０の外周面２０ａまでの中心からの半径をｂとし、ロータ２０の回転角をθとして、半径ａ＞半径ｂ＞０である場合に、媒介変数表示ｘ＝（ａ－ｂ）ｃｏｓθ＋ｂｃｏｓ｛（ａ－ｂ／ｂ）θ｝，ｙ＝（ａ－ｂ）ｓｉｎθ－ｂｓｉｎ｛（ａ－ｂ／ｂ）θ｝で表すことができる。
【0041】
従って、第１及び第２シリンダハウジング５，６における各ポンプ室１９，３９、ロータ２０及びスイングレバー３０の設計に際して、例えばスイングレバー３０の支持軸３１の中心位置、支持軸３１の中心位置から接触部Ｃまでの距離、及び揺動角等の各種数値を変数とし、スイングレバー３０のロータ２０との接触部Ｃの移動軌跡を示す曲線Ｍ１を、ロータ２０の接触部Ｃに対応する部位の移動軌跡であるハイポサイクロイド曲線Ｍ２に最小二乗法等により近似させて、上記各種変数を求めることにより、スイングレバー３０の最適設定値を求めることが可能となる。
【0042】
なお、スイングレバー３０とロータ２０との接触部Ｃにおけるシール性をより確実なものとするために、ポンプ本体２には、例えばスイングレバー３０に回転トルクを付与するためのトルク付与機構が設けられている。トルク付与機構は、図４及び図５に示すように、例えば第１及び第２シリンダハウジング５，６のスイングレバー３０の基端側の所定箇所に設けられたネオジム磁石等の複数の磁石４４ａ，４４ｂと、スイングレバー３０の基端側において、これら磁石４４ａ，４４ｂとロータ２０の上死点時及び下死点時に対向し得る箇所に設けられた磁石４４ｃとからなる。
【0043】
このようなトルク付与機構を更に設けることにより、ロータ２０の偏心回転に伴うスイングレバー３０の揺動時に磁石４４ａと磁石４４ｃとの間では異極性による吸引力、磁石４４ｂと磁石４４ｃとの間では同極性による斥力を生じさせる。これにより、図４中矢印Ｒで示すような、ロータ２０を押圧する向きの回転トルクをスイングレバー３０に生じさせることができるので、スイングレバー３０とロータ２０との接触部Ｃを確実にシールすることができる。
【0044】
なお、トルク付与機構は、上記の磁石４４ａ～４４ｃによる構成の他に、例えば磁石４４ａについては、磁石に代えて磁性体を配置した構成としたり、磁石４４ｂを省略して磁石４４ａ，４４ｃのいずれか一方を磁石に代えて磁性体とすることも可能である。
【0045】
次に、このように構成された回転式容積ポンプ１の動作について説明する。
まず、第１シリンダハウジング５に着目する。第１のロータ２０Ａが上死点から図４に示す下死点へと移動する行程が吸込行程となる。吸込行程では、吸込口１３から移送流体であるエアが吸込室２１に導入され、更に圧縮室２２側に移送される。この間、圧縮室２２も負圧であるため、リードバルブ４１が閉状態となり、第１シリンダハウジング５の圧縮室２２から吐出口１６へのエアの吐出はない。
まず、第１シリンダハウジング５に着目する。第１のロータ２０Ａが上死点から図４に示す下死点へと移動する行程が吸込行程となる。吸込行程では、吸込口１３から移送流体であるエアが吸込室２１に導入され、更に圧縮室２２側に移送される。この間、圧縮室２２も負圧であるため、リードバルブ４１が閉状態となり、第１シリンダハウジング５の圧縮室２２から吐出口１６へのエアの吐出はない。
【0046】
第１のロータ２０Ａが図４に示す下死点から上死点に移動する行程が圧縮行程となる。圧縮行程では、リードバルブ４１が開状態となり、圧縮室２２のエアは、吐出口１６から吐出される。第２シリンダハウジング６側では、第１シリンダハウジング５側に対して逆位相のポンプ動作を行う。このため、第１シリンダハウジング５の圧縮室２２と第２シリンダハウジング６の圧縮室２２とからは交互にエアが吐出され、吐出口１６からは連続的にエアが吐出される。
【0047】
本実施形態のポンプ１は、ポンプ本体２が上記のように構成されることにより、従来のロータリ式及びスイングロータリ式と比較して、第１及び第２ポンプ室１９，３９における各部の摺動抵抗や摺動損失の低減と高いシール性の確保とを両立させることが可能となる。
【0048】
具体的には、ロータ２０が偏心軸２３にボールベアリングなどの軸受部２４を介して装着されることにより、ポンプ動作時において、各ポンプ室１９，３９内のロータ２０が転動しながら偏心回転する。このため、ロータ２０の外周面２０ａは各ポンプ室１９，３９の内周面１９ａ，３９ａと擦れることがない。これにより、例えばスイングロータリ式による摺動摩擦と比べて、摩擦抵抗を約１／１００とすることができ、摩擦による損失を著しく低減することができる。
【0049】
また、スイングレバー３０のロータ２０の外周面２０ａとの接触部Ｃは、転動するロータ２０の外周面２０ａにスイングレバー３０の側部が接触する形式であるため、ロータ２０とスイングレバー３０との摺動距離を少なくすることができる。特に、接触部Ｃの移動軌跡を示す曲線Ｍ１を、ロータ２０の接触部Ｃと対応する部位の移動軌跡であるハイポサイクロイド曲線Ｍ２に近似させるようにすると、ロータ２０とスイングレバー３０の摺動距離が理論上ゼロになる。とりわけ、両者の密着力が最も高まるロータ２０の下死点から上死点に至る圧縮行程で、曲線Ｍ１，Ｍ２を一致させることができれば、高圧縮時に摺動部において高い摺動抵抗が発生するスイングロータリ式と比べて、摺動による抵抗を著しく低減することができる。
【0050】
更に、例えばロータ２０を線膨張係数が低いＰＡＩ樹脂により構成し、スイングレバー３０を同じく線膨張係数が低いＳＵＳ４４０により構成しているので、高温動作時における動作ロックや摺動抵抗の増加を効果的に防止することができる。従って、いわゆる無潤滑式のポンプ１において、低摺動抵抗と高シール性の両立を実現することができる。また、スイングレバー３０のロータ２０との接触部Ｃに、例えばＤＬＣ（ダイアモンドライクカーボン）等のコーティングを施せば、更に摺動抵抗を低減することができる。
【0051】
以上、本発明の実施形態を説明したが、この実施の形態は、例として提示したものであり、発明の範囲を限定することは意図していない。この新規な実施形態は、その他の様々な形態で実施されることが可能であり、発明の要旨を逸脱しない範囲で、種々の省略、置き換え、変更を行うことができる。これら実施形態やその変形は、発明の範囲や要旨に含まれると共に、特許請求の範囲に記載された発明とその均等の範囲に含まれる。
【符号の説明】
【0052】
１ 回転式容積ポンプ
２ ポンプ本体
３ モータ
４ 回転軸
１９ 第１ポンプ室
２０ ロータ
２１ 吸込室
２２ 圧縮室
２３ 偏心軸
３０ スイングレバー
３１ 支持軸
３９ 第２ポンプ室
２ ポンプ本体
３ モータ
４ 回転軸
１９ 第１ポンプ室
２０ ロータ
２１ 吸込室
２２ 圧縮室
２３ 偏心軸
３０ スイングレバー
３１ 支持軸
３９ 第２ポンプ室
【図1】
【図2】
【図3】
【図4】
【図5】
【図6】
【図7】