JP2008101468A - Scroll fluid machine - Google Patents
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Abstract
Description
本発明は、旋回スクロールを固定スクロールに対して偏心運動させることによって、両スクロールにて画成される流体室の体積を変化させて真空又は高圧の状態を作り出すスクロール型流体機械に関するものである。 The present invention relates to a scroll type fluid machine that creates a vacuum or high-pressure state by changing the volume of a fluid chamber defined by both scrolls by eccentrically moving a turning scroll with respect to a fixed scroll.
真空又は高圧の状態を作り出す機器として、互いに噛み合うように配置された固定スクロールと旋回スクロールとを備えるスクロール型流体機械が知られている。このスクロール型流体機械には、吸気口としてのサクションアダプタと排気口としてのエキゾーストアダプタとが設けられており、所望の容器内を真空にしたい場合には、サクションアダプタに当該容器が接続され、所望の容器内を高圧にしたい場合には、エキゾーストアダプタに当該容器が接続される。このようにスクロール型流体機械は、真空状態を作り出す用途に供せられることがあるため、スクロール型真空ポンプと呼ばれることがあり、理化学分析機器、電子顕微鏡、半導体製造装置等の分野で利用されている。 As a device for creating a vacuum or high-pressure state, a scroll type fluid machine including a fixed scroll and a turning scroll arranged so as to mesh with each other is known. This scroll type fluid machine is provided with a suction adapter as an intake port and an exhaust adapter as an exhaust port. When a desired container is to be evacuated, the container is connected to the suction adapter. When it is desired to increase the pressure inside the container, the container is connected to the exhaust adapter. Thus, the scroll type fluid machine may be used for the purpose of creating a vacuum state, so it is sometimes called a scroll type vacuum pump, and is used in fields such as physics and chemistry analyzers, electron microscopes, and semiconductor manufacturing equipment. Yes.
具体的には、スクロール型流体機械は、外枠を構成する固定スクロールと、機械本体に旋回可能に支持された旋回スクロールと、該旋回スクロールを偏心回転させるためのクランクシャフトと、該クランクシャフトの回転運動を拘束しつつ旋回させるクランクピンと、カップリングによって前記クランクシャフト連結された駆動源としての電動機で構成されている。ここで、前記固定スクロールは、渦巻状の固定スクロール板を備え、前記旋回スクロールは、固定スクロールの前記固定スクロール板の略全面に沿って対向する渦巻状の旋回スクロール板を備えている。 Specifically, the scroll type fluid machine includes a fixed scroll that forms an outer frame, a turning scroll that is turnably supported by the machine body, a crankshaft for eccentrically rotating the turning scroll, It comprises a crank pin that rotates while restricting rotational movement, and an electric motor as a drive source connected to the crank shaft by a coupling. Here, the fixed scroll includes a spiral fixed scroll plate, and the orbiting scroll includes a spiral orbiting scroll plate facing substantially along the entire surface of the fixed scroll plate of the fixed scroll.
而して、電動機により発生した回転力は、カップリングを介してクランクシャフトに伝達され、該クランクシャフトが回転することによって、クランクピンに回転拘束された旋回スクロールが偏心運動する。ここで、固定スクロールの一部と旋回スクロールの一部とは互いに極小隙間となるように近接し、この近接によって、固定スクロール及び旋回スクロールにて略密閉された流体室が画成されている。尚、固定スクロールと旋回スクロールの互いに近接する部分は、旋回スクロールが偏心運動しているときに、流体室を画成する面を構成する。 Thus, the rotational force generated by the electric motor is transmitted to the crankshaft through the coupling, and the rotating scroll restrained by the crankpin is eccentrically moved by rotating the crankshaft. Here, a part of the fixed scroll and a part of the orbiting scroll are close to each other so as to form a minimal gap, and by this proximity, a fluid chamber substantially sealed by the fixed scroll and the orbiting scroll is defined. Note that portions of the fixed scroll and the orbiting scroll that are close to each other constitute a surface that defines a fluid chamber when the orbiting scroll is eccentrically moving.
前述のように旋回スクロールが偏心運動することによって、一時的に略密閉の状態が解除された流体室へサクションアダプタから流体が流入し、再び流体室が略密閉状態となり、流体室内の体積が小さくなって流体室内の流体が圧縮され、圧縮された流体は、エキゾーストアダプタから流体機械外部へと排出される。 As described above, the orbiting scroll eccentrically moves, so that the fluid flows from the suction adapter into the fluid chamber that has been temporarily released from the substantially sealed state, and the fluid chamber is again substantially sealed, so that the volume in the fluid chamber is reduced. Thus, the fluid in the fluid chamber is compressed, and the compressed fluid is discharged from the exhaust adapter to the outside of the fluid machine.
以上のように構成されたスクロール型流体機械は、ポンプ部又は電動機部に設けられた筐体に支持されており、その筐体は、吸気口が設けられた面と対向する面に設けられたり、吸気口が設けられた面と90度を成す面の何れか一方に設けられている(例えば特許文献1参照)。 The scroll type fluid machine configured as described above is supported by a casing provided in the pump unit or the electric motor unit, and the casing is provided on a surface opposite to the surface provided with the intake port. In addition, it is provided on either the surface provided with the air inlet or the surface forming 90 degrees (see, for example, Patent Document 1).
ところで、スクロール型流体機械を例えば真空装置に組み込む場合、その吸気口の向きは、横向きであったり、上向きであったりと真空装置によってまちまちである。そのため、当該スクロール型流体機械の設置面に対して吸気口の設置角度を変える必要、即ち吸気口と当該スクロール型流体機械を支持する筐体の角度を変える必要が生じた場合には、ポンプ部を一旦電動機から取り外し、電動機とポンプ部の結合角度を変える方法を採用したり、設置スペースに余裕がある場合には配管を吸気口に接続して吸気口の方向を変える方法を採っている。
ところが、スクロール型流体機械の設置に際して、設置スペースが狭い場所で設置条件の変更等により筐体の設置面と吸気口面の角度を変える必要が生じたときには、既に設置された狭いスペースでのポンプ部のみの回転作業を行わざるを得ず、作業スペースが無い場合はスクロール型流体機械全体を設置場所から取り出して別の広い空間でポンプ部の回転作業を実施する等、作業に多大な労力と時間を要する。 However, when a scroll type fluid machine is installed, if it is necessary to change the angle between the installation surface of the housing and the inlet surface due to a change in installation conditions in a narrow installation space, the pump in the narrow space already installed If there is no work space, the entire scroll type fluid machine is taken out of the installation location and the pump part is rotated in another wide space. It takes time.
又、配管を使用して吸気口の向きを変更する場合は、新たに必要になる配管の費用が嵩み、限られた空間での配管設計が必要となる等の問題が発生する。 In addition, when the direction of the intake port is changed using piping, the cost of newly required piping increases, and problems such as the need for piping design in a limited space occur.
本発明は上記問題に鑑みてなされたもので、その目的とする処は、所定角度回転させるだけの簡単な作業で吸気口の向きを所望の角度だけ動かすことができるスクロール型流体機械を提供することにある。 The present invention has been made in view of the above problems, and an object of the present invention is to provide a scroll type fluid machine that can move the direction of an intake port by a desired angle by a simple operation of rotating a predetermined angle. There is.
上記目的を達成するため、請求項1記載の発明は、固定スクロールと旋回スクロールにて機械本体内に流体室を画成するとともに、該流体室に連なる吸気口を前記機械本体の1面に設置し、前記旋回スクロールを前記固定スクロールに対して偏心運動させることによって前記流体室の体積を変化させて真空又は高圧の状態を作り出すスクロール型流体機械において、複数の設置面を設けたことを特徴とする。
In order to achieve the above object, the invention according to
請求項2記載の発明は、請求項1記載の発明において、前記機械本体の吸気口設置面以外の面であって、少なくとも吸気口設置面に対向する面と該面に対して直角に連なる面を覆う筐体によって前記機械本体を支持したことを特徴とする。 According to a second aspect of the present invention, in the first aspect of the present invention, the surface of the machine main body other than the intake port installation surface, at least a surface facing the intake port installation surface and a surface continuous to the surface at a right angle The machine body is supported by a casing covering the machine.
請求項3記載の発明は、請求項2記載の発明において、前記筐体の各面と前記流体機械本体との間に、所定の冷却風量を確保するための空間を形成したことを特徴とする。 According to a third aspect of the present invention, in the second aspect of the present invention, a space for securing a predetermined amount of cooling air is formed between each surface of the casing and the fluid machine main body. .
請求項4記載の発明は、請求項2又は3記載の発明において、前記筐体の各面に、所定の冷却風量を確保し易くするために切欠きを形成したことを特徴とする。 According to a fourth aspect of the present invention, in the second or third aspect of the present invention, a notch is formed on each surface of the casing so as to easily secure a predetermined amount of cooling air.
請求項1記載の発明によれば、当該スクロール型流体機械に複数の設置面を設けたため、所定角度回転させるだけの簡単な作業で吸気口の向きを所望の角度だけ動かすことができる。 According to the first aspect of the present invention, since the scroll type fluid machine is provided with a plurality of installation surfaces, the direction of the intake port can be moved by a desired angle by a simple operation of rotating a predetermined angle.
請求項2記載の発明によれば、機械本体の吸気口設置面以外の面であって、少なくとも吸気口設置面に対向する面と該面に対して直角に連なる面を覆う筐体で機械本体を支持するようにしたため、スクロール型流体機械全体を90度回転させるだけで簡単に短時間で吸気口の向きを90度動かすことが可能となり、多大な労力と時間を省略して費用の削減を図ることができるとともに、再設計等の問題を解消することができる。 According to the second aspect of the present invention, the machine main body is a housing that covers a surface other than the intake port installation surface of the machine main body, at least a surface that faces the intake port installation surface and a surface that is perpendicular to the surface. Since the entire scroll type fluid machine can be rotated 90 degrees, the direction of the intake port can be easily moved 90 degrees in a short time, saving a lot of labor and time and reducing costs. It is possible to solve the problem such as redesign.
請求項3記載の発明によれば、筐体の各面と流体機械本体との間に、所定の冷却風量を確保するための空間を形成したため、スクロール型流体機械を壁際に押し付けて設置しても、所要の冷却風量を確保することができる。 According to the third aspect of the present invention, since the space for securing a predetermined amount of cooling air is formed between each surface of the casing and the fluid machine main body, the scroll type fluid machine is pressed against the wall and installed. In addition, the required amount of cooling air can be secured.
請求項4記載の発明によれば、前記筐体の各面に形成された切欠きによって所要の冷却風量を確保し易くなり、スクロール型流体機械を効率良く冷却してその温度上昇を防ぐことができる。 According to invention of Claim 4, it becomes easy to ensure required cooling air volume by the notch formed in each surface of the said housing | casing, and it can cool a scroll type fluid machine efficiently and prevents the temperature rise. it can.
以下に本発明の実施の形態を添付図面に基づいて説明する。 Embodiments of the present invention will be described below with reference to the accompanying drawings.
図1は本発明に係るスクロール型流体機械の破断側面図、図2はサクションアダプタ及びエキゾーストアダプタが側方に向けて設置されたスクロール型流体機械の正面図、図3は同斜視図、図4はサクションアダプタ及びエキゾーストアダプタが上方に向けて設置されたスクロール型流体機械の正面図、図5は同斜視図である。 1 is a cutaway side view of a scroll type fluid machine according to the present invention, FIG. 2 is a front view of a scroll type fluid machine in which a suction adapter and an exhaust adapter are installed sideways, FIG. 3 is a perspective view thereof, and FIG. FIG. 5 is a front view of a scroll type fluid machine in which a suction adapter and an exhaust adapter are installed upward, and FIG. 5 is a perspective view of the same.
図1に示すように、スクロール型流体機械1は、外枠を構成する機械本体(圧縮機部)10を有しており、この機械本体10には、図2に示すサクションアダプタ90とエキゾーストアダプタ91とがそれぞれ設けられている。これらのサクションアダプタ90とエキゾーストアダプタ91は、それぞれ固定スクロールケース21の内部に連通している。
As shown in FIG. 1, the scroll
而して、所望の不図示の容器内を真空状態にしたい場合には、当該容器をサクションアダプタ90に接続してスクロール型流体機械1を動作させることによって容器内を真空状態にすることができるよう構成されている。スクロール型流体機械1がスクロール型真空ポンプとして動作しているときには、容器内の流体であるエアーはスクロール型流体機械1によって抜き取られ、エキゾーストアダプタ91から大気中に排出される。
Thus, when a desired container (not shown) is to be evacuated, the container can be evacuated by connecting the container to the
又、機械本体10の内部には、固定スクロール20と旋回スクロール30が設けられており、機械本体10の外部には、モータ41を備えたモータケース40が接続されている。
A
上記固定スクロール20は、前記固定スクロールケース21を有しており、該固定スクロールケース21は、2つの略同一円形状を成す端面21A,21Bと、これらの端面21A,21Bを接続する周面21Cによって構成されている。ここで、端面21A,21Bは略平行の位置関係にあり、固定スクロールケース21は、機械本体10に対して移動不能に固定されている。
The
又、固定スクロール21の内部には、前記旋回スクロール30を構成する旋回スクロール円盤31が設けられている。この旋回スクロール円盤31は、端面21A,21Bよりも半径が若干小さい円形状を成し、端面21A,21Bからそれぞれ等しい距離で離間して端面21A,21Bに対して略平行の位置関係で配置されている。そして、旋回スクロール円盤31の一方の面31Aは、一方の端面21Aに対向し、旋回スクロール円盤31の他方の面31Bは、他方の端面21Bに対向している。
Further, inside the
更に、旋回スクロール円盤31の中心から偏心した位置には貫通孔30aが形成されており、この貫通孔30aにはクランクシャフト50が貫通している。旋回スクロール円盤31は、ベアリング51を介してクランクシャフト50に支持されており、クランクシャフト50は旋回スクロール30に対して回転可能である。そして、クランクシャフト50は、ベアリング52を介して機械本体10に支持されており、機械本体10に対して回転可能である。従って、旋回スクロール30は、機械本体10に間接的に支持された状態となっている。
Further, a
又、クランクシャフト50は、前記モータケース40内のモータ41に駆動連結されており、モータ41によって回転駆動される。ここで、貫通孔30a内に位置するクランクシャフト50においては、クランク山部53の半径方向の中心53aは、クランクシャフト50の回転軸50aに対して偏心した位置にある。そして、貫通孔30aは、旋回スクロール円盤31の中心から偏心した位置に形成されている。このため、旋回スクロール円盤31は、クランクシャフト50が回転することによって固定スクロールケース21に対して偏心運動するように構成されている。
The
更に、旋回スクロール円盤31上には、板を渦巻状にしたような旋回スクロール板32A,32Bが設けられている。より具体的には、旋回スクロール円盤31の一方の面31A上に一方の旋回スクロール板32Aが設けられており、旋回スクロール円盤31の他方の面31B上に他方の旋回スクロール板32Bが設けられている。旋回スクロール板32A,32Bは、帯状の板が渦巻状に丸められた形状を成し、それぞれの一方の側縁が一方の面31A、他方の面31Bにそれぞれ固着された状態となっている。
Further, on the orbiting
図1で見た場合には、旋回スクロール板32Aは、旋回スクロール円盤31の一方の面31Aから固定スクロールケース21の一方の端面21Aに至るまで突出した板状を成しており、同様に旋回スクロール板32Bは、旋回スクロール円盤31の他方の面31Bから固定スクロールケース21の他方の端面21Bに至るまで突出した板状を成している。尚、旋回スクロール板32A,32Bは、旋回スクロール円盤31と共に旋回スクロール30を構成している。
When viewed in FIG. 1, the orbiting scroll plate 32 </ b> A has a plate shape that protrudes from one
他方、固定スクロールケース21の内周面であって端面21A,21Bの部分には、板状をした固定スクロール板22A,22Bが設けられている。より具体的には、端面21A上に固定スクロール板22Aが設けられており、端面21B上に固定スクロール板22Bが設けられている。固定スクロール板22A、22Bは、旋回スクロール板32A,32Bと同様に帯状の板が渦巻状に丸められた形状を成し、それぞれの一方の側縁が端面21A,21Bに固着された状態となっている。
On the other hand, plate-like
図1で見た場合には、固定スクロール板22Aは、固定スクロールケース21の一方の端面21Aから旋回スクロール円盤31の一方の面31Aに至るまで突出した板状を成しており、同様に固定スクロール板22Bは、固定スクロールケース21の他方の端面21Bから旋回スクロール円盤31の他方の面31Bに至まで突出した板状を成している。固定スクロール板22Aと旋回スクロール板32Aとは互いに噛み合ったような状態となっており、固定スクロール板22Aの全面は、旋回スクロール板32Aの略全面に沿って対向して配置された状態となっている。尚、固定スクロール板22Aは、固定スクロールケース21と共に固定スクロール20を構成している。固定スクロール板22Aの面と旋回スクロール板32Aの面とは、同時に2箇所以上で近接可能に構成されている。固定スクロール板22B、旋回スクロール板32Bも同様である。
When viewed in FIG. 1, the fixed scroll plate 22 </ b> A has a plate shape protruding from one
又、旋回スクロール円盤31の一方の面31Aと他方の面31Bは、それぞれ鏡板面になっており、固定スクロール板22A,22Bの突出方向における先端部とそれぞれ常時互いに近接している。同様に、固定スクロールケース21の内周面であって端面21A,21Bの部分は鏡板面になっており、旋回スクロール板32A,32Bの突出方向における先端部とそれぞれ常時互いに近接している。又、図示していないが、固定スクロール板22A,22B、旋回スクロール板32A,32Bには先端部に沿って自己潤滑性樹脂から成るチップシールがそれぞれ設けられ、各チップシールが各端面と接触している。
Further, one
これらの固定スクロール20と旋回スクロール30を構成する各部の接触及び近接により、固定スクロール20と旋回スクロール30との間において、旋回スクロール板32と固定スクロール板22及び旋回スクロール円盤31と固定スクロールケース21とにより囲まれる密閉された流体室20aが画成されている。この流体室20aを画成している面は、旋回スクロール30が偏心運動しているときに互いに摺動する摺動面を成す。旋回スクロール板32が偏心運動すると、固定スクロール板22と旋回スクロール板32とが互いに摺動し、固定スクロール板22と旋回スクロール板32との当接位置が変化する。この当接位置の変化によって流体室20aの体積が減少するよう構成されている。
Due to the contact and proximity of the parts constituting the fixed
又、固定スクロール21には冷却フィン23A,23Bとファンガイド24A,24Bが設けられている。更に、クランクシャフト50の両端にはファン60A,60Bが連結されており、クランクシャフト50が回転するとファン60Aが回転して冷却フィン23Aに沿って固定スクロールケース21の端面21Aとファンガイド24Aの間の空間から空気が流れ込み、ファン60Aとファンガイド24Aの空間から空気が流れ出てファンカバー70の図示しない隙間から空気が排出される構造になっている。固定スクロール21の他方の端面21B側についても同様である。
The fixed
又、モータケース40は筺体80で支持されており、この筺体80はスクロール型流体機械1の全体を支持している。
The
ところで、本実施の形態では、図2〜図5に示すように、筐体80はL字状に屈曲成形されており、図2及び図3に示すようにサクションアダプタ90とエキゾーストアダプタ91が側方を向くようにスクロール型流体機械1が設置される場合には、筐体80は、その互いに直角を成す面80A,80Bがスクロール型流体機械1のサクションアダプタ90とエキゾーストアダプタ91が開口する面と上面を除く面、即ちサクションアダプタ90とエキゾーストアダプタ91が開口する面に対向する側面と底面を覆う向きに配置されてスクロール型流体機械1を支持する。この場合、筐体80のそれぞれの面80A,80Bは、固定スクロール20を冷却するのに必要な所定の冷却風量が確保できるように、固定スクロール20の表面から一定以上の距離離されて両者間には空間が形成されており、各面80A,80Bには、所定の冷却風量を確保し易くするために切欠き81が形成されている。又、筐体80の2つの面80A,80B同士は、スクロール型流体機械1の幅の25%以下の曲率を有する曲面82によって連続的に繋がっている。
By the way, in this Embodiment, as shown in FIGS. 2-5, the housing | casing 80 is bent and formed in the L shape, and the
そして、図2及び図3に示すようにサクションアダプタ90とエキゾーストアダプタ91が側方を向くようスクロール型流体機械1が設置されている状態から、該スクロール型流体機械1を90度回転させると、図4及び図5に示すように、固定スクロール20の冷却に必要な冷却風量を確保することができる空間を確保しながらサクションアダプタ90とエキゾーストアダプタ91が上を向くようスクロール型流体機械1を設置することができる。この場合、回転により変わる筐体80の面80A,80B同士は曲面82で繋がっているため、スクロール型流体機械1に衝撃を与えることなく該スクロール型流体機械1を滑らかに回転させることができる。
Then, when the scroll
以上のように、本実施の形態によれば、機械本体10のサクションアダプタ90とエキゾーストアダプタ91の設置面以外の面であって、少なくともサクションアダプタ90とエキゾーストアダプタ91の設置面に対向する面と該面に対して直角に連なる面を覆う筐体80で機械本体10を支持するようにしたため、スクロール型流体機械1の全体を90度回転させるだけで簡単に短時間でサクションアダプタ90とエキゾーストアダプタ91の向きを90度動かすことが可能となり、多大な労力と時間を省略して費用の削減を図ることができるとともに、再設計等の問題を解消することができる。
As described above, according to the present embodiment, the surface other than the installation surface of the
又、本実施の形態によれば、筐体80の各面80A,80Bと機械本体10との間に、所定の冷却風量を確保するための空間を形成したため、スクロール型流体機械1を壁際に押し付けて設置しても、所要の冷却風量を確保することができる。
In addition, according to the present embodiment, since the space for securing a predetermined cooling air volume is formed between each
更に、本実施の形態によれば、筐体80の各面80A,80Bに形成された切欠き81によって所要の冷却風量を確保し易くなり、スクロール型流体機械1を効率良く冷却してその温度上昇を防ぐことができる。
Furthermore, according to the present embodiment, it becomes easy to secure a required cooling air volume by the
ところで、筐体80を図6に示すようにコの字状に成形し、機械本体10のサクションアダプタ90及びエキゾーストアダプタ91を設けた面以外の3面を筐体80の3面80A,80B,80Cで覆うようにしても前記と同様の効果を得ることができる。尚、機械本体を支持する筐体は必ずしもモータケースと一体である必要はなく、モータケースの一面に筐体を設け、この筐体を直方体形状を成すフレームに固定し、このフレーム全体を回転させることによっても本発明の目的を達成することができる。
By the way, the
1 スクロール型流体機械
10 機械本体
20 固定スクロール
20a 流体室
21 固定スクロールケース
21a,21B 固定スクロールケースの端面
21c 固定スクロールケースの周面
22A,22B 固定スクロール板
23A,23B 冷却フィン
24A,24B ファンガイド
30 旋回スクロール
30a 貫通孔
31 旋回スクロール円盤
31A,31B 旋回スクロール円盤の面
32A,32B 旋回スクロール板
40 モータケース
41 モータ
50 クランクシャフト
50a クランクシャフトの回転軸
51,52 ベアリング
53 クランク山部
53a クランク山部の半径方向の中心
60A,60B ファン
70 ファンカバー
80 筐体
80A〜80C 筐体の面
81 筐体の切欠き
82 筐体の面同士を繋ぐ曲面
90 サクションアダプタ(吸気口)
91 エキゾーストアダプタ(排気口)
DESCRIPTION OF
91 Exhaust adapter (exhaust port)
Claims (4)
複数の設置面を設けたことを特徴とするスクロール型流体機械。 The fixed scroll and the orbiting scroll define a fluid chamber in the machine body, and an intake port connected to the fluid chamber is installed on one surface of the machine body to cause the orbiting scroll to move eccentrically with respect to the fixed scroll. In a scroll type fluid machine that changes the volume of the fluid chamber to create a vacuum or high pressure state,
A scroll type fluid machine comprising a plurality of installation surfaces.
Priority Applications (1)
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---|---|---|---|
JP2006282106A JP2008101468A (en) | 2006-10-17 | 2006-10-17 | Scroll fluid machine |
Applications Claiming Priority (1)
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---|---|---|---|
JP2006282106A JP2008101468A (en) | 2006-10-17 | 2006-10-17 | Scroll fluid machine |
Publications (1)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
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Country | Link |
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Cited By (1)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
WO2013115003A1 (en) * | 2012-02-01 | 2013-08-08 | アネスト岩田株式会社 | Scroll-type fluid machine |
-
2006
- 2006-10-17 JP JP2006282106A patent/JP2008101468A/en not_active Withdrawn
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