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TECHNISCHES GEBIET
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Die vorliegende Erfindung betrifft einen Spiralkompressor, in dem eine fixierte Spirale und eine bewegbare Spirale miteinander kombiniert werden, um eine Verdichtung auszuführen.
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STAND DER TECHNIK
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Spiralkompressor werden in Kraftfahrzeugklimaanlagen, Hausklimaanlagen, Kühlschränken, etc. verwendet. Viele dieser Spiralkompressor verwenden eine Verdichtungseinheit, in der ein Sprialblatt einer fixierten Spirale und einer bewegbaren Spirale miteinander in Eingriff gebracht werden.
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In der Verdichtungseinheit verringert die Kreisbewegung der bewegbaren Spirale allmählich das Volumen einer sichelförmigen Verdichtungskammer, die zwischen dem Spiralblatt der fixierten Spirale und der bewegbaren Spirale ausgebildet ist. Diese Wirkungsweise der Verdichtungskammer wird zum Verdichten eines zu verdichtenden Fluids, wie z. B. eines Kältemittels, verwendet.
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Auf die bewegbare Spirale wird während der Verdichtung eine Last in einer Axialrichtung, nämlich in einer Druckrichtung, als eine Reaktionskraft der Verdichtung aufgebracht. In anderen Worten wirkt die Last derart, um die bewegbare Spirale von der fixierten Spirale zu trennen. Um diese die Verdichtungsleistung verschlechternde Wirkungsweise zu unterdrücken, ist der Spiralkompressor mit einer Lageroberfläche zum Aufnehmen einer bewegbaren Spirale an der Rückseite einer Endwand, die die Wicklung der bewegbaren Spirale trägt, versehen, und ist auch mit einer Druckaufnahmestruktur zum Aufnehmen einer Drucklast in der Lageroberfläche zum Aufnehmen der bewegbaren Spirale versehen.
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Es wird von der Druckaufnahmestruktur verlangt, dass sie unter Berücksichtigung einer Verkleinerung des Kompressors gestaltet wird.
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In den letzten Jahren wurde, wie in dem ungeprüften Patent, Veröffentlichungsnummer
JP 2005-291 151 A gezeigt, vorgeschlagen, eine Druckaufnahmestruktur mit einer Vielzahl von Druckplatten, die aus kleinen scheibenartigen Teilen gefertigt sind, in der Lageroberfläche zum Aufnehmen der bewegbaren Spirale derart vorzusehen, dass sie durch ein Verwenden einer eingebetteten Konstruktion in einer Umfangsrichtung der bewegbaren Spirale angeordnet werden. Es werden ausgesparte Bereiche in einem flachen Abschnitt der Lageroberfläche zum Aufnehmen der bewegbaren Spirale, die der Endwand der bewegbaren Spirale gegenüberliegt, entlang der Umfangsrichtung der bewegbaren Spirale ausgebildet. Die Druckplatten werden in ihre jeweiligen ausgesparten Bereiche eingebracht, so dass die oberen Seiten der Druckplatten von den Öffnungen der ausgesparten Bereiche geringfügig vorstehen. In anderen Worten weisen die Druckplatten, die durch die unteren Seiten der ausgesparten Bereiche gelagert werden, jeweils eine Struktur zum Aufnehmen der Endwand der bewegbaren Spirale auf. Da diese Struktur eine Vielzahl von scheibenartigen dünnen Teilen verwendet, weist sie den Vorteil auf, dass die Druckaufnahmestruktur selbst kompakt ist.
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Vorzugsweise kreist die bewegbare Spirale um die Achse der fixierten Spirale, während sie eine parallele Stellung aufrecht erhält, um die Verdichtungsleistung aufrecht zu erhalten.
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Jedoch werden in der Struktur, die in dem ungeprüften Patent, Veröffentlichungsnummer 2005-291151, offenbart ist, die Druckplatten durch die unteren Seiten der ausgesparten Fläche derart gelagert, dass die bewegbare Spirale durch Abweichungen, die während der Bearbeitung der ausgesparten Bereiche erzeugt werden, zwangsläufig beeinträchtigt wird.
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Genauer gesagt werden die ausgesparten Bereiche durch ein Bearbeiten der jeweiligen Abschnitte der Lageroberfläche zum Aufnehmen der bewegbaren Spirale ausgebildet. Jedoch besteht beim Bearbeiten die Wahrscheinlichkeit, dass Abweichungen in einer Tiefenrichtung erzeugt werden. Die Druckplatten sind die Teile, die entlang der Umfangsrichtung der bewegbaren Spirale angeordnet sind und, die die bewegbare Spirale an der Rückseite der bewegbaren Spirale lagern. Die Abweichung in der Tiefenrichtung in den ausgesparten Bereichen stellt sich als eine Schrägstellung der bewegbaren Spirale heraus. Das bedeutet, dass die bewegbare Spirale aufgrund der Druckplatten in einer schräg gestellten Position mit der fixierten Spirale im Eingriff ist.
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Diese Schrägstellung der bewegbaren Spirale beeinträchtigt einen Verdichtungshub, der zwischen der fixierten und bewegbaren Spirale ausgeübt wird, und neigt dazu, eine Verschlechterung der Verdichtungsleistung zu bewirken.
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OFFENBARUNG DER ERFINDUNG
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Es ist eine Aufgabe der Erfindung, einen Spiralkompressor bereitzustellen, in dem eine bewegbare Spirale an einer Rückseite durch eine Vielzahl von Druckplatten gelagert wird, ohne dass sie schräg gestellt wird.
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Der Spiralkompressor gemäß der Erfindung weist auf: Eine Verdichtungseinheit, die eine bewegbare Spirale, die durch ein Ausbilden eines Spiralblattes in einer Endwand gefertigt wird, und eine ähnliche, fixierte Spirale beinhaltet, und die in der Lage ist, mit den Wicklungen der Spiralen, die miteinander im Eingriff sind, zusammen mit einer Kreisbewegung der bewegbaren Spirale eine Verdichtung auszuführen; eine Lageroberfläche zum Aufnehmen der bewegbaren Spirale, die auf einer Rückseite der Endwand der bewegbaren Spirale ausgebildet ist, und die eine flache Seite beinhaltet, die der Rückseite der Endwand gegenüberliegt und eine Vielzahl von Druckplatten, die in der Lageroberfläche entlang einer Umfangsrichtung der bewegbaren Spirale verstreut sind, die die Rückseite der Endwand der bewegbaren Spirale verschiebbar lagern und die eine Drucklast von der bewegbaren Spirale aufnehmen. Die Druckplatten werden auf die flache Seite der Lageroberfläche derart angebracht, dass sie durch Verwenden der flachen Seite als Referenz durch die flache Seite gelagert werden.
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Da die Erfindung eine Struktur aufweist, in der die Druckplatten durch die flache Seite der Lageroberfläche zum Aufnehmen der Spirale, die mit einer hohen Genauigkeit erhalten werden kann, gelagert wird, kann die bewegbare Spirale an der Rückseite durch die Druckplatte gelagert werden, ohne dass diese unnötigerweise schräg gestellt wird.
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Deswegen ist es möglich, eine Verringerung der Verdichtungsleistung, die durch eine Schrägstellung der bewegbaren Spirale verursacht wird, zu unterdrücken, und dann die Verdichtungsleistung des Spiralkompressors zu verbessern.
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Vorzugsweise weist gemäß dem Spiralkompressor der Erfindung jede der Druckplatten einen Vorsprung auf, der zu der Lageroberfläche vorsteht, und die Lageroberfläche weist ein Loch auf, das zu der entsprechenden Druckplatte offen ist. Jede der Druckplatten wird durch ein Einbringen des entsprechenden Vorsprungs in das entsprechende Loch auf der Lageroberfläche angebracht.
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Mit diesem Spiralkompressor werden die Druckplatten auf die flache Seite der Lageroberfläche zum Aufnehmen der Spirale mit einer einfachen Struktur angebracht, ohne dass die Druckplatten schräg gestellt werden.
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Vorzugsweise weist gemäß dem Spiralkompressor der Erfindung die Lageroberfläche einen Vorsprung auf, der zu der entsprechenden Druckplatte vorsteht, und jede der Druckplatten weist ein Loch auf, das zu der Lageroberfläche offen ist. Jede der Druckplatten wird durch ein Einbringen des entsprechenden Vorsprungs in das entsprechende Loch auf der Lageroberfläche angebracht.
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Mit diesem Spiralkompressor werden die Druckplatten auf die flache Seite der Lageroberfläche zum Aufnehmen der Spirale mit einer einfachen Struktur angebracht, ohne dass die Druckplatten schräg gestellt werden.
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KURZE BESCHREIBUNG DER ZEICHNUNGEN
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1 ist eine normale Schnittansicht eines Spiralkompressors gemäß einer ersten Ausführungsform der Erfindung;
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2 ist eine Schnittansicht entlang der Linie II-II aus 1;
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3 ist eine Schnittansicht entlang der Linie III-III aus 2;
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4 ist eine Explosionsdarstellung, die eine Befestigungsstruktur einer Druckplatte zeigt;
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5 ist eine Schnittansicht, die einen wesentlichen Teil einer zweiten Ausführungsform der Erfindung zeigt; und
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6 ist eine Explosionsdarstellung, die eine Befestigungsstruktur einer Druckplatte gemäß der zweiten Ausführungsform zeigt.
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BESTER MODUS ZUM AUSFÜHREN DER ERFINDUNG
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Die Erfindung wird mit Bezugnahme auf eine erste Ausführungsform, die in den 1–4 gezeigt ist, beschrieben.
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1 ist eine normale Schnittansicht eines Spiralkompressors oder zum Beispiel eines elektrischen Spiralkompressors für eine Kraftfahrzeugklimaanlage. 2 ist eine Seitenschnittansicht entlang der Linie II-II aus 1. 3 ist eine teilweise Schnittansicht entlang der Linie III-III aus 2. 4 zeigt eine Befestigungsstruktur einer Druckplatte.
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In 1 bezeichnet das Bezugszeichen 1 ein Gehäuse des Spiralkompressors. Das Gehäuse 1 wird durch serielles Verbinden eines Gehäuses für die Verdichtungseinheit 1a, das eine Zylinderform mit Boden aufweist, mit einem ähnlichen Gehäuse für eine elektrische Einheit 1b konstruiert, wobei ein zylindrisches Mittelgehäuse 1c dazwischen angeordnet ist.
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Eine Verdichtungseinheit 5 wird in dem Gehäuse für die Verdichtungseinheit 1a eingebaut. Die Verdichtungseinheit 5 weist eine Struktur auf, in der eine fixierte Spirale 3, die auf der Bodenseite des Gehäuses 1a angebracht ist, in Eingriff mit einer bewegbaren Spirale 4 gebracht wird, die an der offenen Seite angebracht ist. Genauer gesagt weisen die fixierte Spirale 3 und die bewegbare Spirale 4 jeweils eine Struktur auf, in der beispielsweise in einer kreisförmigen Endwand 7 eine wirbelartige Wicklung 8 angeordnet ist. In der Mitte der Rückseite der Endwand 7 der bewegbaren Spirale 4 befindet sich ein zylindrischer Vorsprung 11, in den eine Exzenterbuchse 10 drehbar eingebaut ist. Eine Wicklung 8 der fixierten Spirale 3 und eine Wicklung 8 der bewegbaren Spirale 4 sind miteinander in Eingriff. Eine sichelförmige Verdichtungskammer 12, die eine sich zusammen mit einer Kreisbewegung der bewegbaren Spirale 4 variierende Kapazität aufweist, ist zwischen den Wicklungen 8 ausgebildet.
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In dem Mittelgehäuse 1c ist ein zylindrischer Vorsprungsabschnitt ausgebildet, der bis in die Nähe der Endwand 7 der bewegbaren Spirale 4 vorsteht. Der vorstehende Abschnitt dient als eine Lageroberfläche 13 zum Aufnehmen der bewegbaren Spirale 13 (im Folgenden als eine Lageroberfläche 13 bezeichnet), die die bewegbare Spirale 4 aufnimmt. Die Lageroberfläche 13 weist eine Stirnfläche auf, die aus einer ringförmigen flachen Seite 13a ausgebildet ist, die zu den Endwänden 7 der fixierten und bewegbaren Spirale 3 und 4 parallel ist. Es ist unnötig zu erwähnen, dass die flache Seite 13a nahe gegenüber einer Rückseite 7a der Endwand 7 platziert ist.
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Eine elektrische Einheit 17, die durch ein Verblocken eines Rotors 15 und eines Stators 16 miteinander ausgebildet wird, wird in die elektrische Gehäuseeinheit 1b derart eingebaut, dass sie an der offenen Seite angeordnet ist. Eine Wechselrichtereinheit 18 zum Steuern der elektrischen Einheit ist an der Bodenseite angeordnet. Der Rotor 15 weist eine Welle 15a auf, die beide Enden beinhaltet, die drehbar durch Lager 19 und 20, die in die elektrische Gehäuseeinheit 1b und das Mittelgehäuse 1c eingesetzt sind, gelagert werden. In der Welle 15 wird ein Exzenterzapfen 21 in eine Exzenterposition eines Wellenendes einer Welle 10a gesetzt, die durch das Mittelgehäuse 1c gelagert wird.
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Der Exzenterzapfen 21 wird in eine Exzenteröffnung eingeführt, die in einer Exzenterposition der Exzenterbuchse 10 der bewegbaren Spirale 4 angeordnet ist. Im Ergebnis kreist die bewegbare Spirale 4 um eine Achse der fixierten Spirale 3, um die Kapazität der sichelförmigen Verdichtungskammer 12 zu variieren, um dadurch ein zu verdichtendes Fluid, wie z. B. ein Kältemittel, zu verdichten, wenn die Drehung des Rotors 15 durch die Exzenterbuchse 10 auf die bewegbare Spirale 4 übertragen wird. Die bewegbare Spirale 4 dreht sich nicht um ihre Achse und ist durch Verwenden von vier stiftartigen Drehunterdrückungsvorrichtungen 22, die, wie in den 1 und 2 dargestellt ist, zwischen der Endwand 7 der bewegbaren Spirale und der Lageroberfläche 13 plaziert sind, nur in der Lage, eine Kreisbewegung durchzuführen.
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Wie in den 1 und 2 dargestellt ist, sind eine Vielzahl von Druckplatten 25 entlang einer Umfangsrichtung der bewegbaren Spirale 4 zwischen der Rückseite 7a der Endwand 7 der bewegbaren Spirale 4 und der ringförmigen flachen Seite 13a angeordnet. Jede dieser Druckplatten 25 ist aus einem dünnen kreisförmigen Element gefertigt (das z. B. einen Durchmesser von ungefähr 10 mm und eine Dicke van ungefähr 2 mm aufweist).
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Das Befestigen der Druckplatte 25 verwendet eine Struktur, die die gesamte Druckplatte 25 trägt, indem die flache Seite 13a der Lageroberfläche 13 als Referenzebene, in der die Genauigkeit einfach erhalten werden kann, verwendet wird. In dieser Struktur wird, wie in den 3 und 4 gezeigt ist, ein Vorsprung, wie z. B. ein kurzer säulenförmiger Vorsprung 28 entweder in einer unteren Seite 25a (eine Seitenfläche, die der flachen Seite 13a gegenüberliegt) der Druckplatte 25 oder der flachen Seite 13a (Seite, die der unteren Seite 25a gegenüberliegt) der Lageroberfläche 13 ausgebildet. In der anderen Seite ist ein Loch, wie z. B. ein Loch, in das der gesamte vorstehende Vorsprung 28 eingebracht wird, oder genauer gesagt ein Einbringloch 29, ausgebildet.
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Die oben genannte Struktur wird im Detail beschrieben. Zum Beispiel ist, wie in den 3 und 4 dargestellt ist, der kurze säulenförmige Vorsprung 28 einstückig in der Mitte (im Wesentlichen der Mitte) der unteren Seite 25a der Druckplatte 25 ausgebildet. Ein zylindrisches Einbringloch 29 mit einem Boden wird auf der flachen Seite 13a in jeder Stelle ausgebildet, die mit dem entsprechenden Vorsprung 28 übereinstimmt. Das Einbringloch 29 weist einen Innendurchmesser auf, der einem Außendurchmesser des Vorsprungs 28 entspricht, und eine Tiefe, die länger ist als eine Vorsprungslänge des Vorsprungs 28. Der Buchstabe H in 3 bezeichnet die Tiefe des Einbringlochs 29. Der Vorsprung 28 ist verschiebbar (drehbar) in dem Einbringloch 29 eingebracht. Der gesamte Vorsprung 28, der von der unteren Seite 25a vorsteht, wird in dem Einbringloch 29 aufgenommen. Folglich ist die Druckplatte 25 in einer vorgegebenen Stelle platziert, und die untere Seite 25a der Druckplatte 25 stößt gegen die flache Seite 13a. Folglich ist die Druckplatte 25 derart angeordnet (platziert), dass sie über der flachen Seite 13a liegt. Die gesamte Druckplatte 25 wird an der unteren Seite durch die flache Seite 13a der Lageroberfläche 13 gelagert und ist in einer vorgegebenen Position angeordnet. Kurzgesagt wird die Druckplatte 25 durch Verwenden der flachen Seite 13a als Referenz auf die flache Seite 13a angebracht.
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Die Druckplatte 25, die durch die flache Seite 13a gelagert wird, trägt die Endwand 7 der bewegbaren Spirale 4 an der Rückseite und empfängt eine Drucklast, die auf die bewegbare Spirale 4 aufgebracht wird.
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In dem Spiralkompressor dreht sich der Rotor 15, wenn die elektrische Einheit 17 bestromt wird. Die Drehung wird durch den Exzenterzapfen 21 von der Welle 15a auf die bewegbare Spirale 4 übertragen. Dann kreist die bewegbare Spirale 4 um die Achse der fixierten Spirale 3 und verdichtet das zu verdichtende Fluid, wie zum Beispiel ein Kältemittel, indem die Kapazität der Verdichtungskammer 12, die zwischen den Wicklungen 8 angeordnet ist, variiert wird.
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Während der Verdichtung wird die Drucklast, die auf die bewegbare Spirale 4 aufgebracht wird, durch die Vielzahl der Druckplatten 25, die die Endwand 7 lagern, aufgenommen.
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Zu diesem Zeitpunkt liegt die Druckplatte 25 über der flachen Seite 13a. In anderen Worten wird die Druckplatte 25 durch ein Verwenden der flachen Seite 13a als Referenz positioniert.
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Aus diesem Grund wird die Druckplatte 25 durch die Abweichungen nicht beeinträchtigt, selbst wenn, aufgrund der Bearbeitung der ausgesparten Flächen, Abweichungen in der Tiefenrichtung des Einbringlochs 29 erzeugt werden. Dies bedeutet, dass die Druckplatte 25 nicht schräg gestellt wird. Der Grund hierfür ist, dass die flache Seite 13a, über der die Druckplatte 25 liegt, ein Abschnitt ist, in dem eine hohe Genauigkeit einfach erhalten wird.
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Die bewegbare Spirale 4 wird durch die Druckplatten 25, die an beliebigen Stellen angebracht sind, durch ein Verwenden der flachen Seite 13a als Referenz geeignet gelagert. Deswegen ist die bewegbare Spirale 4 bezüglich der festen Spirale 3 nicht schräg gestellt und behält immer eine vorgegebene Stellung oder eine geeignete feste Stellung bei, die für die Verdichtung geeignet ist. Folglich kann die bewegbare Spirale 4 in Zusammenarbeit mit der fixierten Spirale 3 eine gewünschte Verdichtungsleistung zufriedenstellend durchführen.
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Vielmehr wird das Befestigen der Druckplatten 25 ohne Schwierigkeiten durchgeführt, da die Einbringstruktur, in der der Vorsprung 28 und das Einbringloch 29 zusammen gesteckt werden, verwendet wird.
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Die 5 und 6 zeigen eine zweite Ausführungsform der Erfindung.
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Gemäß der vorliegenden Ausführungsform ist ungleich der ersten Ausführungsform ein Stiftelement 35 als ein Vorsprung in der flachen Seite 13a der Lageroberfläche 13 ausgebildet. In der Mitte (im Wesentlichen der Mitte) der unteren Seite der Druckplatte 25 ist ein Durchgangsloch 36 ausgebildet, das in Dickenrichtung als ein Loch gebohrt ist, wodurch die Druckplatte 25 über der flachen Seite 13a liegt.
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Um genauer zu sein, ragt das Stiftelement 35 zu der unteren Seite der Druckplatte 25. Das Durchgangsloch 36 weist einen Innendurchmesser auf, der einem Außendurchmesser des Stiftelements 35 entspricht. Wie in den 5 und 6 dargestellt ist, wird das Stiftelement 35 verschiebbar (drehbar) in das Durchgangsloch 36 eingebracht und das gesamte Stiftelement 36, das von der flachen Seite 13a hervorsteht, wird in dem Durchgangsloch 36 aufgenommen. Im Ergebnis wird die Druckplatte 25, wie in der ersten Ausführungsform, in einer vorgegebenen Stelle positioniert und die gesamte Druckplatte 25 wird ähnlich zur ersten Ausführungsform an der unteren Seite durch ein Verwenden der flachen Seite 13a der Lageroberfläche 13 als Referenz gelagert.
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Aus diesem Grund ist es möglich die Schrägstellung der bewegbaren Spirale 4 mit einer einfachen Struktur wie der in der ersten Ausführungsform, sogar mit der Struktur, die im Gegensatz zu der aus der ersten Ausführungsform, in der das Stiftelement 35 und das Durchgangsloch 36 zusammengesteckt werden, zu verhindern.
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In den 5 und 6 werden die Elemente, die identisch zu denen der ersten Ausführungsform sind, mit den gleichen Bezugszeichen versehen, und eine Beschreibung davon wird weggelassen.
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Die Erfindung ist nicht auf die erste und zweite Ausführungsform beschränkt und kann auf verschiedenen Wegen modifiziert werden, ohne von dem Erfindungsgedanken abzuweichen. Zum Beispiel weisen die Ausführungsformen eine Struktur auf, in der der Vorsprung und das Durchgangsloch in der unteren Seite der Druckplatte und das Loch und das Stiftelement in der flachen Seite ausgebildet sind. Anstelle einer derartigen Struktur kann die Erfindung eine Struktur aufweisen, in der die Druckplatte durch ein Verwenden der flachen Seite einer anderen Lageroberfläche als Referenz positioniert wird.
