JP2021529909A - 流体移送装置 - Google Patents

Abstract

流体移送装置は、エピトロコイド曲面状の流体圧縮空間を形成するロータハウジングと、前記ロータハウジングの流体圧縮空間を複数の容積変動空間に区画するように前記ロータハウジングの流体圧縮空間内に配置され、その場で回転する回転軸に偏心結合されて前記流体圧縮空間内で偏心回転するロータと、前記ロータハウジングの流体圧縮空間を覆うように形成され、中心に形成される回転軸貫通孔と、前記回転軸貫通孔を中心に互いに反対側に対称に形成される第１カバー流路及び第２カバー流路とを備えるロータハウジングカバーとを含み、前記ロータハウジングカバーは、複数備えられ、互いに離隔して配置され、前記ロータハウジングは、２つの前記ロータハウジングカバー間に１つずつ配置され、前記ロータは、各前記ロータハウジングの流体圧縮空間内に１つずつ配置され、各前記ロータは、隣接する他の前記ロータとは異なる方向を向くように配列される。【選択図】図２

Description

本発明は、流体を両方向に移送できる流体移送装置に関する。

特許文献１（２０１６年９月１日登録）にロータリピストンポンプが開示されている。上記特許文献に開示されているロータリピストンポンプは、エピトロコイド状の内周面を有するロータハウジングを備え、ロータハウジングの内部空間でロータが偏心回転することによりロータハウジングの容積変動空間の圧縮及び膨張が繰り返し行われる。また、ロータリピストンポンプには、流入逆止弁及び排出逆止弁が取り付けられている。

上記特許文献に開示されているロータリピストンポンプは、それ以前のピストンポンプに比べて相対的に高流量の流体を移送できるだけでなく、簡単な構造を有しながらも高い圧力を発生するという利点を有する。上記特許文献に開示されているロータリピストンポンプは、容積式ポンプ（positive displacement pump）であり、ロータハウジングとロータ間の気密性がポンプ性能に大きな影響を及ぼす非常に重要な要素である。

しかし、ロータリピストンポンプは、圧力を発生するために、必須的に少なくとも１対の流入逆止弁及び１対の排出逆止弁を必要とする。ロータリピストンポンプは、簡単な構造を有するものの、２対の逆止弁により、スプリングの設置空間、流路の連結空間、逆止弁の板又はボールの設置空間などを必要とする。また、ロータリピストンポンプは、低騒音の利点を有するものの、逆止弁の繰り返し動作は微小騒音の発生原因となる。さらに、逆止弁を備えるロータリピストンポンプは、逆止弁の特性により、流体を一方向にのみ移送することができ、両方向には移送することができない。

よって、そのような欠点を改善できるように、逆止弁を備えることなく、高流量、吸入（真空）及び加圧機能を維持できる構造の流体移送装置、並びに逆止弁を除くより簡単な構造で小型化と低騒音を実現し、流体を両方向に移送できる構造の流体移送装置の開発が求められている。

韓国登録特許第１０−１６５５１６０号公報

本発明の目的は、流体を両方向に移送できる構造の流体移送装置を提供することにある。

本発明の他の目的は、広い設置空間、騒音の発生、メンテナンスの困難などの逆止弁の欠点を改善できる構造の流体移送装置を提供することにある。

本発明のさらに他の目的は、流体（水、オイル、空気）を加圧する圧縮機能に加え、空気を吸入する真空機能を備える流体移送装置を提供することにある。

本発明のさらに他の目的は、ロータ、ロータハウジング、ロータハウジングカバーの接触面に発生する摩擦を低減できる構成を提供することにある。

上記目的を達成するために、本発明の一実施形態による流体移送装置は、エピトロコイド曲面状の流体圧縮空間を形成するロータハウジングと、前記ロータハウジングの流体圧縮空間を複数の容積変動空間に区画するように前記ロータハウジングの流体圧縮空間内に配置され、その場で回転する回転軸に偏心結合されて前記流体圧縮空間内で偏心回転するロータと、前記ロータハウジングの流体圧縮空間を覆うように形成され、中心に形成される回転軸貫通孔と、前記回転軸貫通孔を中心に互いに反対側に対称に形成される第１カバー流路及び第２カバー流路とを備えるロータハウジングカバーとを含み、前記ロータハウジングカバーは、複数備えられ、互いに離隔して配置され、前記ロータハウジングは、複数備えられ、隣接して配置される２つの前記ロータハウジングカバー間に１つずつ配置され、前記ロータは、各前記ロータハウジングの流体圧縮空間内に１つずつ配置され、前記ロータの配列方向は、前記回転軸に対して前記ロータの中心が向く方向から決定され、各前記ロータは、隣接する他の前記ロータとは異なる方向を向くように配列される。

前記第１カバー流路と前記第２カバー流路とは、前記ロータハウジングカバーの平面上で、前記回転軸貫通孔を挟んで１８０゜の角度をなすように配置される。

前記ロータハウジングの配列方向は、前記エピトロコイド曲面が向く方向から決定され、前記ロータハウジング同士の配列方向は、規則性を有して繰り返され、前記ロータハウジングカバーの配列方向は、前記回転軸貫通孔を中心とする前記第１カバー流路及び前記第２カバー流路の配置方向から決定され、前記ロータハウジングカバー同士の配列方向は、規則性を有して繰り返される。

前記ロータハウジングの数（個数）は、３つ以上であり、前記ロータハウジングカバーの数（個数）は、前記ロータハウジングの数（個数）よりも１つ多く、前記ロータハウジングカバーと前記ロータハウジングとは、交互に配置される。

前記ロータハウジングカバーの配列方向は、前記回転軸貫通孔を中心とする前記第１カバー流路及び前記第２カバー流路の配置方向から決定され、前記ロータハウジングカバーは、隣接する他の前記ロータハウジングカバーに対して９０゜の角度をなすように配列される。

前記第１カバー流路及び前記第２カバー流路は、前記回転軸の延長方向に平行な方向において前記ロータの偏心回転範囲と重なる範囲内に配置され、開放時に隣接して配置される２つの前記ロータハウジングの流体圧縮空間が連通するように前記ロータハウジングカバーを貫通する。

前記ロータハウジングの配列方向は、前記エピトロコイド曲面が向く方向から決定され、前記ロータハウジングは、全て同じ方向を向いて配列されるか、又は隣接する他の前記ロータハウジングに対して９０゜の角度をなすように配列される。

前記ロータハウジングは、隣接する他の前記ロータハウジングに対して９０゜の角度をなすように配列され、前記ロータは、隣接する他の前記ロータに対して１８０゜の角度をなすように配列される。

前記ロータハウジングは、全て同じ方向を向いて配列され、前記ロータは、隣接する他の前記ロータに対して９０゜の角度をなすように配列される。

前記ロータハウジングは、前記エピトロコイド曲面に外接する位置に形成されるハウジング流路を備え、前記ハウジング流路は、前記流体圧縮空間に連通するように形成され、前記回転軸の延長方向に平行な方向に延びて一側の前記ロータハウジングカバーと他側の前記ロータハウジングカバーとのいずれかに向けて開放される。

前記ハウジング流路は、一側の前記ロータハウジングカバーに向けて開放される第１ハウジング流路と、他側の前記ロータハウジングカバーに向けて開放される第２ハウジング流路とを含む。

前記第１ハウジング流路は、複数備えられ、前記回転軸を中心に互いに反対側に対称に形成され、前記第２ハウジング流路は、複数備えられ、前記回転軸を中心に互いに反対側に対称に形成される。

いずれかの前記ロータハウジングを一側の前記ロータハウジングカバーから見たときの前記第１ハウジング流路の配列と、前記いずれかのロータハウジングを他側の前記ロータハウジングカバーから見たときの前記第２ハウジング流路の配列とは、同一である。

一側の前記ロータハウジングに形成されるハウジング流路及び他側の前記ロータハウジングに形成されるハウジング流路は、前記回転軸の延長方向に平行な方向において互いに重ならない位置にそれぞれ配置され、前記第１カバー流路及び前記第２カバー流路は、前記一側のロータハウジングに形成される前記ハウジング流路と前記他側のロータハウジングに形成される前記ハウジング流路とを連結するように形成される。

前記ロータハウジングは、隣接する他の前記ロータハウジングに対して９０゜の角度をなすように配列され、前記第１ハウジング流路及び前記第２ハウジング流路は、それぞれ２つ備えられ、２つの前記第１ハウジング流路のいずれか一方から、前記エピトロコイド曲面に沿って、２つの前記第２ハウジング流路のいずれか一方までの距離を第１距離とし、２つの前記第２ハウジング流路の他方までの距離を第２距離とすると、前記第１距離と前記第２距離とのうち、前記エピトロコイド曲面の変曲点を通るのは、前記エピトロコイド曲面の変曲点を通らないのより長い。

前記第１カバー流路及び前記第２カバー流路は、前記ロータハウジングカバーの外径より小さい円周に沿って延び、前記エピトロコイド曲面の２つの変曲点のうち相対的に近いのを向く方向に延びる。

前記ロータは、隣接する他の前記ロータに対して１８０゜の角度をなすように配列される。

前記ロータハウジングは、全て同じ方向を向いて配列され、前記第１ハウジング流路及び前記第２ハウジング流路は、それぞれ２つ備えられ、２つの前記第１ハウジング流路のいずれか一方から、前記エピトロコイド曲面に沿って、２つの前記第２ハウジング流路のいずれか一方までの距離を第１距離とし、２つの前記第２ハウジング流路の他方までの距離を第２距離とすると、前記第１距離と前記第２距離とのうち、前記エピトロコイド曲面の変曲点を通るのは、前記エピトロコイド曲面の変曲点を通らないのより短い。

前記第１ハウジング流路及び前記第２ハウジング流路は、前記回転軸の延長方向に平行な方向において互いに重ならないように形成され、前記第１ハウジング流路同士は、前記回転軸の延長方向に平行な方向において互いに重なるように形成され、前記第２ハウジング流路同士は、前記回転軸の延長方向に平行な方向において互いに重なるように形成される。

前記第１カバー流路及び前記第２カバー流路は、前記ロータハウジングカバーの外径より小さい円周に沿って延び、前記エピトロコイド曲面の２つの変曲点のいずれかと前記ロータハウジングカバーの外径間を経由するように形成される。

前記ロータは、隣接する他の前記ロータに対して９０゜の角度をなすように配列される。

いずれかの前記ロータを挟んで、一側の前記ロータと他側の前記ロータとは、１８０゜の角度をなすように配列される。

前記ロータは、前記ロータハウジングカバーに対向する面の縁部に沿って突出する突起部を備える。

前記ロータは、前記ロータハウジングカバーに対向する面から突出する突起部を備え、前記突起部は、前記ロータハウジングカバーに対向する面の縁部より小さい周面に沿って形成される第１突起部と、前記第１突起部の頂点から前記ロータの頂点に向かって突出する第２突起部とを含む。

上記構成の本発明の流体移送装置は、規則性を有して交互に配置されるロータハウジング及びロータハウジングカバーを含むので、逆止弁を備えなくても動作することができる。よって、本発明の流体移送装置は、流体を両方向に移送することができる。また、本発明においては、逆止弁に必要な設置空間、逆止弁の設置による騒音問題、逆止弁のメンテナンス問題、逆止弁の開閉時に発生する漏水（漏油）問題などを解決することができる。

さらに、本発明においては、従来のロータリ真空ポンプより迅速に高い真空度に到達することができる。よって、本発明の流体移送装置は、真空、自吸、加圧機能を備えた万能ポンプであって、産業用だけでなく、一般ポンプとしても非常に活用性が高い。例えば、本発明の流体移送装置は、流体移送自吸式ポンプ、空気吸入水封式ポンプ、空気圧縮機兼用真空掃除機、小型空気圧縮機、噴霧器など、様々な用途に用いることができる。

さらに、本発明の流体移送装置は、ロータに形成される突起部を含むので、ロータとロータハウジングカバーの接触面に発生する摩擦を低減することができる。

本発明による第１実施形態の流体移送装置を示す概念図である。 図１に示す流体移送装置の分解斜視図である。 図２に示す流体移送装置のロータ、ロータハウジング及びロータハウジングカバーを示す平面図である。 図２に示す流体移送装置のロータ、ロータハウジング及びロータハウジングカバーを示す平面図である。 回転軸の１回転間のロータの偏心回転による流路の開閉状態の変化、容積変動空間の容積変化を順次示す概念図である。 流体移送装置に流入した流体が流体移送装置から排出されるまでのロータの偏心回転による流路の開閉状態の変化、容積変動空間の容積変化を順次示す概念図である。 本発明による第２実施形態の流体移送装置を示す概念図である。 図６に示す流体移送装置の分解斜視図である。 図７に示す流体移送装置の第１ロータハウジング及び第１ロータハウジングカバーを示す斜視図である。 ロータの回転による流路の開閉状態の変化、容積変動空間の容積変化を順次示す概念図である。 本発明による第３実施形態の流体移送装置を示す概念図である。 図１０に示す流体移送装置の分解斜視図である。 図１０に示す流体移送装置の第１ロータハウジングと第１ロータハウジングの両側に配置される第１及び第２ロータハウジングカバーを示す斜視図である。 図１０に示す流体移送装置の第１ロータ、第１ロータハウジング及び第２ロータハウジングカバーを示す平面図である。 ロータの回転による流路の開閉状態の変化、容積変動空間の容積変化を順次示す概念図である。 第１〜第３実施形態の流体移送装置に適用されるロータの概念図である。 第１〜第３実施形態の流体移送装置に適用される他のロータの概念図である。

以下、添付図面を参照して、本発明による流体移送装置についてより詳細に説明する。

本明細書においては、異なる実施形態であっても同一又は類似の構成については同一又は類似の符号を付し、その説明は省略する。

ある構成要素が他の構成要素に「連結」又は「接続」されていると言及された場合は、他の構成要素に直接連結又は接続されていてもよく、中間にさらに他の構成要素が存在してもよいものと解すべきである。それに対して、ある構成要素が他の構成要素に「直接連結」又は「直接接続」されていると言及された場合は、中間にさらに他の構成要素が存在しないものと解すべきである。

本明細書において用いられる単数の表現には、特に断らない限り複数の表現が含まれる。

１．第１実施形態の流体移送装置１００

図１は本発明による第１実施形態の流体移送装置１００を示す概念図である。

流体移送装置１００の外観は、流体出入口ハウジング１１１、１１２、ロータハウジング１２１、１２２、１２３、ロータハウジングカバー１４１、１４２、１４３、１４４、及び回転軸１５０により形成される。流体移送装置１００の外観は、図１に示すように円筒状に形成されてもよいが、必ずしもこれに限定されるものではない。

流体移送装置１００の一端から他端に向けて、第１流体出入口ハウジング１１１、交互に配置される複数のロータハウジングカバー１４１、１４２、１４３、１４４及び複数のロータハウジング１２１、１２２、１２３、並びに第２流体出入口ハウジング１１２が順次配置される。

流体出入口ハウジング１１１、１１２は、流体移送装置１００の両端にそれぞれ備えられてもよい。２つの流体出入口ハウジング１１１、１１２は、流体移送装置１００の外側面を形成する。２つの流体出入口ハウジング１１１、１１２は、区分のために、第１流体出入口ハウジング１１１、第２流体出入口ハウジング１１２ともいう。

流体出入口ハウジング１１１、１１２には、それぞれ、流体出入口１１１ａ、１１２ａが形成される。流体出入口１１１ａ、１１２ａは、流体出入口ハウジング１１１、１１２の一側から突出するようにしてもよい。図１においては、流体出入口１１１ａ、１１２ａが流体出入口ハウジング１１１、１１２の外周面から突出した場合を示す。

本発明による流体移送装置１００は、流体を両方向に移送することができる。よって、２つの流体出入口１１１ａ、１１２ａは、流体の移送方向によって、流体流入口となることもあり、流体排出口となることもある。

ロータハウジングカバー１４１、１４２、１４３、１４４とロータハウジング１２１、１２２、１２３とは交互に配置される。ロータハウジングカバー１４１、１４２、１４３、１４４は複数備えられ、ロータハウジングカバー１４１、１４２、１４３、１４４は、それぞれ、互いに離隔して配置される。また、２つのロータハウジングカバー１４１、１４２、１４３、１４４間に１つのロータハウジング１２１、１２２、１２３が配置される。

ロータハウジングカバー１４１、１４２、１４３、１４４及びロータハウジング１２１、１２２、１２３は、流体出入口ハウジング１１１、１１２と共に、流体移送装置１００の連続的な外周面を形成するようにしてもよい。

ロータハウジングカバー１４１、１４２、１４３、１４４は、ロータハウジング１２１、１２２、１２３よりも１つ多い数（個数）だけ備えられる。例えば、ロータハウジング１２１、１２２、１２３の数（個数）がｎ（ｎは自然数）であれば、ロータハウジングカバー１４１、１４２、１４３、１４４の数（個数）はｎ＋１である。流体の移送のための前記ｎの最小値は２である。よって、ロータハウジング１２１、１２２、１２３は２以上の自然数だけ備えられ、ロータハウジングカバー１４１、１４２、１４３、１４４は３以上の自然数だけ備えられる。

図１においては、ｎ＝３の場合を示す。流体移送装置１００の設計上の必要に応じて、より多くのロータハウジング１２１、１２２、１２３及びロータハウジングカバー１４１、１４２、１４３、１４４が備えられてもよい。流体移送装置１００は、前記ｎの数が増加するにつれて、高い圧力を発生することができる。

回転軸１５０は、流体移送装置１００を貫通して、流体移送装置１００の一側から露出する。回転軸１５０は、モータ（図示せず）に連結され、前記モータから回転駆動力が供給される。流体出入口ハウジング１１１、１１２には、回転軸１５０のスムーズな回転のために、耐摩耗性のベアリング及び／又はリテーナ１６１、１６２が設けられてもよい。ベアリング及び／又はリテーナ１６１、１６２は、回転軸１５０を囲むように形成されてもよい。

以下、流体移送装置１００の内部構造について説明する。

図２は図１に示す流体移送装置１００の分解斜視図である。

流体出入口ハウジング１１１、１１２は、流体移送装置１００の最も外側に１つずつ配置される。流体出入口ハウジング１１１、１１２は、流体移送装置１００の外周面の一部を形成し、流体移送装置１００の両側面を形成する。前記両側面は、流体移送装置１００の設置方向によって上下面となることもある。

流体出入口ハウジング１１１、１１２は、円筒の形状を有してもよい。流体出入口ハウジング１１１、１１２の一面は開口しており、前記開口した一面は前記円筒の２つの底面のいずれか一方に対応する。よって、流体出入口ハウジング１１１、１１２は、前記円筒の周面及び他方の底面に対応する外壁を有する。前記開口した底面に対応する位置には、複数のロータハウジングカバー１４１、１４２、１４３、１４４の１つ（１４１）（１４４）が配置される。

流体出入口ハウジング１１１、１１２には、流体出入口１１１ａ、１１２ａが形成される。移送対象流体は、流体出入口１１１ａ、１１２ａから流体出入口ハウジング１１１、１１２の内部に流入したり、流体出入口ハウジング１１１、１１２の内部から外部に排出される。

流体出入口ハウジング１１１、１１２の閉鎖された底面には、ベアリング及び／又はリテーナ１６１、１６２が設けられる。ベアリング及び／又はリテーナ１６１、１６２は、前記閉鎖された底面を貫通するように配置されてもよい。つまり、ベアリング及び／又はリテーナ１６１、１６２は、流体移送装置１００の内部と外部の両方に露出するようにしてもよい。

ロータハウジング１２１、１２２、１２３及びロータハウジングカバー１４１、１４２、１４３、１４４は、複数備えられる。ただし、ロータハウジングカバー１４１、１４２、１４３、１４４は、ロータハウジング１２１、１２２、１２３よりも１つ多い数（個数）だけ備えられる。ロータハウジング１２１、１２２、１２３は、２つのロータハウジングカバー１４１、１４２、１４３、１４４間に１つずつ配置される。

ロータハウジング１２１、１２２、１２３とロータハウジングカバー１４１、１４２、１４３、１４４とが交互に配置されるので、ロータハウジング１２１、１２２、１２３同士は離隔して配置される。また、ロータハウジングカバー１４１、１４２、１４３、１４４同士も離隔して配置される。

ロータハウジング１２１、１２２、１２３は、流体圧縮空間１２１ａ、１２２ａ、１２３ａを形成する。流体圧縮空間１２１ａ、１２２ａ、１２３ａは、両側のロータハウジングカバー１４１、１４２、１４３、１４４に向けて開口している。

ロータハウジングカバー１４１、１４２、１４３、１４４が配置された位置でロータハウジング１２１、１２２、１２３を見ると、流体圧縮空間１２１ａ、１２２ａ、１２３ａを形成するロータハウジング１２１、１２２、１２３の内周面はエピトロコイド形状である。エピトロコイド形状に規定される領域が流体圧縮空間１２１ａ、１２２ａ、１２３ａである。

エピトロコイド形状とは、第１円に接しながら第１円の外側を転がる第２円の一点が描く曲線を意味する。エピトロコイド形状は、第１円と第２円の大きさの比によって異なり、非常に様々に図示することができる。図２に示すエピトロコイド形状は、第１円の半径をＲとし、第２円の半径をｒとすると、Ｒ＝２ｒの関係を満たすピーナッツ形状である。ここで、係数２は、エピトロコイド形状に現れる変曲点（尖点）の数（個数）に対応する。

ロータハウジング１２１、１２２、１２３の配列方向は、エピトロコイド曲面が向く方向から決定される。例えば、後述する図３などの平面図上で、ある２つのロータハウジングのエピトロコイド曲面が互いに重なっている場合は、前記２つのロータハウジングは同じ方向に配列されているものである。それに対して、ある１つのロータハウジングのエピトロコイド曲面は縦になっており、他の１つのロータハウジングのエピトロコイド曲面は横になっている場合は、前記２つのロータハウジングは異なる方向に配列されているものである。また、それらの配列方向は９０゜の角度をなす。

本発明において、ロータハウジング１２１、１２２、１２３同士の配列方向は、規則性を有して繰り返される。第１実施形態の流体移送装置１００においては、ロータハウジング１２１、１２２、１２３が隣接するロータハウジング１２１、１２２、１２３に対して９０゜の角度をなすように配列される。ここで、隣接するとは、接触していることを意味するのではなく、離隔しているが他のロータハウジングに比べてより近い位置に配置されていることを意味する。

図２に示すように、最も上方の第１ロータハウジング１２１は、横方向を向いて配列されており、その下方の第２ロータハウジング１２２は、縦方向を向いて配列されており、最も下方の第３ロータハウジング１２３は、再び横方向を向いて配列されている。

ただし、ロータハウジング１２１、１２２、１２３の配列方向は相対的なものであるので、配列方向を決定する基準は任意に変更することができる。例えば、ロータハウジング１２１、１２２、１２３の配列方向を決定する基準を、エピトロコイド曲面の２つの頂点を結ぶ仮想の直線が向く方向にしても、図２において、隣接する２つのロータハウジング１２１、１２２、１２３同士の配列方向は、依然として９０゜の角度をなす。

ロータ１３１、１３２、１３３は、三角柱状に形成される。ロータ１３１、１３２、１３３の形状は正三角柱に近いが、その側面はロータ１３１、１３２、１３３の外側に向かって膨らんだ形状を有する曲面である。前記曲面は、ロータハウジング１２１、１２２、１２３のエピトロコイド曲面に対応する。

ロータ１３１、１３２、１３３は、ロータハウジング１２１、１２２、１２３の流体圧縮空間１２１ａ、１２２ａ、１２３ａを複数の容積変動空間に区画するように、流体圧縮空間１２１ａ、１２２ａ、１２３ａ内に配置される。容積とは、圧縮対象流体を収容する空間の体積又は嵩を意味する。よって、容積変動空間とは、体積又は嵩が一定でなく、体積又は嵩がロータ１３１、１３２、１３３の回転によって変化する空間を意味する。

ロータハウジング１２１、１２２、１２３が複数備えられるので、ロータ１３１、１３２、１３３もロータハウジング１２１、１２２、１２３の数（個数）と同じ数（個数）だけ備えられる。ロータ１３１、１３２、１３３は、各ロータハウジング１２１、１２２、１２３の流体圧縮空間１２１ａ、１２２ａ、１２３ａ内に１つずつ配置される。

ロータ１３１、１３２、１３３が流体圧縮空間１２１ａ、１２２ａ、１２３ａ内に１つずつ配置されることにより、各流体圧縮空間１２１ａ、１２２ａ、１２３ａは３つの容積変動空間に区画される。また、ロータ１３１、１３２、１３３が回転することにより、前記３つの容積変動空間は圧縮と膨張を繰り返してその体積又は嵩が変化する。

ロータ１３１、１３２、１３３は、回転軸１５０に結合されて回転軸１５０と共に回転する。回転軸１５０は、その場で回転し、ロータ１３１、１３２、１３３は、回転軸１５０に偏心結合される。よって、ロータ１３１、１３２、１３３は、流体圧縮空間１２１ａ、１２２ａ、１２３ａ内で偏心回転する。ここで、偏心回転とは、ロータ１３１、１３２、１３３が回転軸１５０に偏心結合された状態を維持しながら回転することを意味する。

ロータ１３１、１３２、１３３の中心には、両側のロータハウジングカバー１４１、１４２、１４３、１４４に向けて開口した収容部１３１ａ、１３２ａ、１３３ａが形成される。収容部１３１ａ、１３２ａ、１３３ａは、後述するロータジャーナル１５１、１５２、１５３を収容する空間である。

回転軸１５０は、流体移送装置１００の中心を貫通し、その一端が流体移送装置１００の外部に露出する。回転軸１５０の一端は、回転駆動力を供給するモータに連結される。

ロータジャーナル１５１、１５２、１５３は、回転軸１５０に偏心して設けられる。ロータジャーナル１５１、１５２、１５３は、円筒状に形成されてもよい。ギヤ（図示せず）の形成位置を提供するために、ロータジャーナル１５１、１５２、１５３は、ロータ１３１、１３２、１３３より低い高さで形成されてもよい。

ロータジャーナル１５１、１５２、１５３は、ロータ１３１、１３２、１３３の収容部１３１ａ、１３２ａ、１３３ａに挿入される。ロータジャーナル１５１、１５２、１５３は、回転軸１５０とロータ１３１、１３２、１３３の偏心した連結状態を維持する。ロータジャーナル１５１、１５２、１５３はロータ１３１、１３２、１３３の中心に挿入されるので、ロータジャーナル１５１、１５２、１５３の中心はロータ１３１、１３２、１３３の中心と一致する。よって、回転軸１５０に対するロータジャーナル１５１、１５２、１５３の位置と、回転軸１５０に対するロータ１３１、１３２、１３３の位置とは、実質的に同じ概念である。

前記モータから供給される回転駆動力により回転軸１５０がその場で回転すると、前記ギヤを介して回転駆動力が供給されるロータ１３１、１３２、１３３は、ロータハウジング１２１、１２２、１２３の流体圧縮空間１２１ａ、１２２ａ、１２３ａ内で偏心回転する。ロータ１３１、１３２、１３３が偏心回転すると、ロータハウジング１２１、１２２、１２３の容積変動空間が圧縮と膨張を繰り返す。

ロータ１３１、１３２、１３３の配列方向は、回転軸１５０に対してロータ１３１、１３２、１３３の中心が向く方向から決定される。つまり、回転軸１５０に対してロータジャーナル１５１、１５２、１５３の中心が向く方向も、ロータ１３１、１３２、１３３の配列方向と同じである。

ロータ１３１、１３２、１３３は、それぞれ、隣接する他のロータ１３１、１３２、１３３とは異なる方向を向くように配列されている。特に、第１実施形態の流体移送装置１００においては、ロータ１３１、１３２、１３３が隣接する他のロータ１３１、１３２、１３３と１８０゜をなすように配列されている。例えば、図２において、最も上方の第１ロータ１３１とその直下の第２ロータ１３２とは反対方向を向いて配列されている。また、最も下方の第３ロータ１３３とその直上の第２ロータ１３２とは反対方向を向いて配列されている。図２において、ロータ１３１、１３２、１３３は３つであるので、最も上方の第１ロータ１３１と最も下方の第３ロータ１３３とは同じ方向を向いて配列されている。

流体移送装置１００が動作すると、ロータ１３１、１３２、１３３が偏心回転するので、ロータ１３１、１３２、１３３の配列方向はリアルタイムに変化する。ロータ１３１、１３２、１３３の配列方向がリアルタイムに変化しても、いずれかのロータ１３１、１３２、１３３が隣接するロータ１３１、１３２、１３３と１８０゜の角度をなすことは変わらない。つまり、ロータ１３１、１３２、１３３の配列方向は、固定されたものではなく、各ロータ間の相対的な位置関係として理解すべきである。相対的な位置関係は、回転に関係するものではない。

ロータハウジングカバー１４１、１４２、１４３、１４４は、ロータハウジング１２１、１２２、１２３の流体圧縮空間１２１ａ、１２２ａ、１２３ａを覆うように形成される。例えば、ロータハウジングカバー１４１、１４２、１４３、１４４は、円板状に形成されてもよい。

ロータハウジングカバー１４１、１４２、１４３、１４４の中心には、回転軸貫通孔１４１ｃ、１４２ｃ、１４３ｃ、１４４ｃが形成される。回転軸貫通孔１４１ｃ、１４２ｃ、１４３ｃ、１４４ｃには、回転軸１５０が貫通して配置される。

ロータハウジングカバー１４１、１４２、１４３、１４４には、カバー流路１４１ａ、１４１ｂ、１４２ａ、１４２ｂ、１４３ａ、１４３ｂ、１４４ａ、１４４ｂが形成される。流体移送装置１００には複数の流路が形成される。それらのうち、カバー流路１４１ａ、１４１ｂ、１４２ａ、１４２ｂ、１４３ａ、１４３ｂ、１４４ａ、１４４ｂは、ロータハウジングカバー１４１、１４２、１４３、１４４に形成される流路という意味で命名されたものである。

カバー流路１４１ａ、１４１ｂ、１４２ａ、１４２ｂ、１４３ａ、１４３ｂ、１４４ａ、１４４ｂは、隣接する２つのロータハウジング１２１、１２２、１２３の流体圧縮空間１２１ａ、１２２ａ、１２３ａが連通するように、ロータハウジングカバー１４１、１４２、１４３、１４４を貫通する。カバー流路１４１ａ、１４１ｂ、１４２ａ、１４２ｂ、１４３ａ、１４３ｂ、１４４ａ、１４４ｂがロータハウジングカバー１４１、１４２、１４３、１４４を貫通する方向は、回転軸１５０の延長方向に平行な方向である。

カバー流路１４１ａ、１４１ｂ、１４２ａ、１４２ｂ、１４３ａ、１４３ｂ、１４４ａ、１４４ｂは複数形成される。カバー流路１４１ａ、１４１ｂ、１４２ａ、１４２ｂ、１４３ａ、１４３ｂ、１４４ａ、１４４ｂのいずれか一方を第１カバー流路１４１ａ、１４２ａ、１４３ａ、１４４ａとし、カバー流路１４１ａ、１４１ｂ、１４２ａ、１４２ｂ、１４３ａ、１４３ｂ、１４４ａ、１４４ｂの他方を第２カバー流路１４１ｂ、１４２ｂ、１４３ｂ、１４４ｂとすると、第１カバー流路１４１ａ、１４２ａ、１４３ａ、１４４ａと第２カバー流路１４１ｂ、１４２ｂ、１４３ｂ、１４４ｂとは、回転軸貫通孔１４１ｃ、１４２ｃ、１４３ｃ、１４４ｃを中心に互いに反対側に対称に形成される。

第１カバー流路１４１ａ、１４２ａ、１４３ａ、１４４ａと第２カバー流路１４１ｂ、１４２ｂ、１４３ｂ、１４４ｂとが反対側に配置されるので、第１カバー流路１４１ａ、１４２ａ、１４３ａ、１４４ａと第２カバー流路１４１ｂ、１４２ｂ、１４３ｂ、１４４ｂとは、ロータハウジングカバー１４１、１４２、１４３、１４４の平面上で、回転軸貫通孔１４１ｃ、１４２ｃ、１４３ｃ、１４４ｃを挟んで１８０゜の角度をなすように配置される。

ロータハウジングカバー１４１、１４２、１４３、１４４の配列方向は、回転軸貫通孔１４１ｃ、１４２ｃ、１４３ｃ、１４４ｃを中心とする第１カバー流路１４１ａ、１４２ａ、１４３ａ、１４４ａ及び第２カバー流路１４１ｂ、１４２ｂ、１４３ｂ、１４４ｂの配置方向から決定される。また、ロータハウジングカバー１４１、１４２、１４３、１４４同士の配列方向は、規則性を有して繰り返される。

例えば、第１実施形態の流体移送装置１００において、ロータハウジングカバー１４１、１４２、１４３、１４４は、隣接する他のロータハウジングカバー１４１、１４２、１４３、１４４に対して９０゜の角度をなすように配列される。図２において、最も上方の第１ロータハウジングカバー１４１は、平面図上でその下の第２ロータハウジングカバー１４２に対して９０゜の角度をなすように配置される。また、上から２番目の第２ロータハウジングカバー１４２と３番目の第３ロータハウジングカバー１４３とも、９０゜の角度をなすように配置される。このような規則性は繰り返し続けられる。

ただし、第１カバー流路１４１ａ、１４２ａ、１４３ａ、１４４ａと第２カバー流路１４１ｂ、１４２ｂ、１４３ｂ、１４４ｂとは対称であるので、その位置と形状が同様である。よって、図２において、上から１番目の第１ロータハウジングカバー１４１と３番目の第３ロータハウジングカバー１４３とは、１８０゜の角度をなすように配置されるが、同じ方向を向いて配列されるともいえる。これは説明の違いにすぎず、どちらの場合も、隣接するロータハウジングカバー１４１、１４２、１４３、１４４同士は９０゜の角度をなすように配置されるということは変わらない。

次に、ロータ１３１、１３２、１３３の回転時にロータハウジング１２１、１２２、１２３に形成されるカバー流路１４１ａ、１４１ｂ、１４２ａ、１４２ｂ、１４３ａ、１４３ｂ、１４４ａ、１４４ｂの開閉メカニズムについて説明する。

図３ａ及び図３ｂは図２に示す流体移送装置１００のロータ１３１、１３２、ロータハウジング１２１、１２２及びロータハウジングカバー１４１、１４２を示す平面図である。図３ａ及び図３ｂにおいては、隣接する２つのロータハウジング１２１、１２２、隣接する２つのロータハウジングカバー１４１、１４２、及び各ロータハウジング１２１、１２２の流体圧縮空間１２１ａ、１２２ａ内に設けられるロータ１３１、１３２を示す。

第１カバー流路１４１ａ、１４２ａ及び第２カバー流路１４１ｂ、１４２ｂは、回転軸１５０の延長方向に平行な方向においてロータ１３１、１３２の偏心回転範囲と重なる範囲内に配置される。ロータ１３１、１３２の偏心回転範囲はロータハウジング１２１、１２２のエピトロコイド曲面に一致するので、第１カバー流路１４１ａ、１４２ａ及び第２カバー流路１４１ｂ、１４２ｂは、回転軸１５０の延長方向に平行な方向においてエピトロコイド曲面の範囲内に形成される。よって、第１カバー流路１４１ａ、１４２ａ及び第２カバー流路１４１ｂ、１４２ｂの開閉は、ロータ１３１、１３２の偏心回転によって決定される。

また、第１カバー流路１４１ａ、１４２ａ及び第２カバー流路１４１ｂ、１４２ｂは、偏心回転するロータ１３１、１３２により遮蔽される形状を有する。例えば、第１カバー流路１４１ａ、１４２ａ及び第２カバー流路１４１ｂ、１４２ｂは、底辺が最も長く、上へ行くほど狭くなる五角形の形状を有してもよい。ここで、上端の頂点を中心として両側の２つの辺は、ロータ１３１、１３２の回転過程でロータ１３１、１３２の外周面に一致する位置に形成されてもよい。

回転軸１５０とロータ１３１、１３２の回転比は、回転軸１５０の外周面に形成されるギヤと、ロータ１３１、１３２の収容部１３１ａ、１３２ａに形成されるギヤの数によって決定される。回転軸１５０とロータ１３１、１３２の回転比は３：１である。よって、回転軸１５０が３回転すると、ロータ１３１、１３２は１回転する。

ロータ１３１、１３２がロータハウジング１２１、１２２の流体圧縮空間１２１ａ、１２２ａに挿入されると、流体圧縮空間１２１ａ、１２２ａは複数の容積変動空間に区画される。三角柱状のロータ１３１、１３２がピーナッツ状のエピトロコイド曲面を有する流体圧縮空間１２１ａ、１２２ａに挿入されると、流体圧縮空間１２１ａ、１２２ａは３つの容積変動空間に区画される。

説明の便宜上、各容積変動空間を区分してＡ、Ｂ、Ｃにする。各ロータハウジング１２１、１２２の容積変動空間は、容積変動空間の後ろに数字を付けて区分する。例えば、第１ロータハウジング１２１の容積変動空間ＡはＡ１とする。容積変動空間の位置はロータ１３１、１３２の外周面との関係により識別されるので、ロータ１３１、１３２が偏心回転すると容積変動空間の位置も変化する。

ロータ１３１、１３２が偏心回転し続けることにより、３つの容積変動空間は膨張と圧縮を繰り返す。このとき、３つの容積変動空間の体積変化は、横軸をロータ１３１、１３２の回転角度とし、縦軸を体積とするグラフ上で、サイン曲線に従う。例えば、図３ａにおいて、空間Ａ１の体積は、第１ロータ１３１が回転する前に最大である。また、空間Ａ１の体積は、第１ロータ１３１が反時計方向に回転することにより次第に減少し、回転軸１５０が２７０゜回転したときに最小となる。なお、回転軸１５０が２７０゜回転する間、ロータ１３１、１３２は９０゜回転する。

容積変動空間の体積変化は、サイン曲線に従うので、前記グラフ上で最大値又は最小値を基点に対称となる。例えば、回転軸１５０が反時計方向に回転することにより空間Ａ１の体積が減少する分だけ、空間Ｂ１の体積は増加し、Ｃ１の体積は減少する。よって、ロータ１３１、１３２が回転することにより、３つの容積変動空間は位相差を有して体積の増加と減少を繰り返す。

以下、流体移送装置１００の動作について説明する。

図４は回転軸１５０の１回転間のロータ１３１、１３２、１３３の偏心回転による流路の開閉状態の変化、容積変動空間の容積変化を順次示す概念図である。図５は流体移送装置１００に流入した流体が流体移送装置１００から排出されるまでのロータ１３１、１３２、１３３の偏心回転による流路の開閉状態の変化、容積変動空間の容積変化を順次示す概念図である。

図４及び図５は図２に示す流体移送装置１００を下から上に投影したものである。

流体移送装置１００の２つの流体出入口１１１ａ、１１２ａのいずれか一方からは流体が流入し、他方からは圧縮された流体が排出される。その逆も可能である。図２において、上方の流体出入口１１１ａから流体が流入し、下方の流体出入口１１２ａから流体が排出されるという前提の下で、図４及び図５について説明する。同じ構成間の区分のために、上方の流体出入口を第１流体出入口１１１ａ、下方の流体出入口を第２流体出入口１１２ａという。

（ａ）列は、流体移送装置１００の２つの流体出入口１１１ａ、１１２ａのうち流体の流入側に最も近い第１ロータ１３１、第１ロータハウジング１２１、第１ロータハウジング１２１の両側に配置される第１ロータハウジングカバー１４１及び第２ロータハウジングカバー１４２、並びに２つのロータハウジングカバー１４１、１４２に形成されるカバー流路１４１ａ、１４１ｂ、１４２ａ、１４２ｂを示す平面図である。

図４及び図５において、点線で示すカバー流路は、ロータの後方に配置されるロータハウジングカバーのカバー流路を示す。例えば、（ａ−１）列において、点線で示す第１カバー流路１４１ａ及び第２カバー流路１４１ｂは、第１ロータ１３１の後方に配置される第１ロータハウジングカバー１４１に形成される。

また、図４及び図５において、実線で示すカバー流路は、ロータの前方に配置されるロータハウジングカバーのカバー流路を示す。例えば、（ａ−１）列において、実線で示す第１カバー流路１４２ａ及び第２カバー流路１４２ｂは、第１ロータ１３１の前方に配置される第２ロータハウジングカバー１４２に形成される。

（ｂ）列は、第２ロータ１３２、第２ロータハウジング１２２、第２ロータハウジング１２２の両側に配置される第２ロータハウジングカバー１４２と第３ロータハウジングカバー１４３、並びに２つのロータハウジングカバー１４２、１４３に形成されるカバー流路１４２ａ、１４２ｂ、１４３ａ、１４３ｂを示す平面図である。

（ｃ）列は、流体移送装置１００の第３ロータ１３３、第３ロータハウジング１２３、第３ロータハウジング１２３の両側に配置される第３ロータハウジングカバー１４３及び第４ロータハウジングカバー１４４、並びに２つのロータハウジングカバー１４３、１４４に形成されるカバー流路１４３ａ、１４３ｂ、１４４ａ、１４４ｂを示す平面図である。

図４及び図５における縦方向の平面図は、ロータ１３１、１３２、１３３の回転による各ロータハウジング１２１、１２２、１２３の容積変化を順次示すものである。同図において、同じ数字の行には同じ時間帯の各ロータ１３１、１３２、１３３の位置を示す。ロータ１３１、１３２、１３３は、反時計方向に回転する。

以下、まず図４を参照して説明する。

（１）行は、流体移送装置１００が動作する前の初期状態を示すものである。

第１ロータハウジング１２１は、第２ロータハウジング１２２に対して９０゜の角度をなすように配列されている。第２ロータハウジング１２２は、第３ロータハウジング１２３に対して９０゜の角度をなすように配列されている。

第１ロータ１３１は、第２ロータ１３２に対して１８０゜の角度をなすように配列されている。第２ロータ１３２は、第３ロータ１３３に対して１８０゜の角度をなすように配列されている。

第１ロータハウジングカバー１４１は、第２ロータハウジングカバー１４２に対して９０゜の角度をなすように配列されている。第２ロータハウジングカバー１４２は、第３ロータハウジングカバー１４３に対して９０゜の角度をなすように配列されている。第３ロータハウジングカバー１４３は、第４ロータハウジングカバー１４４に対して９０゜の角度をなすように配列されている。

回転軸１５０とロータ１３１、１３２、１３３の回転比は３：１である。よって、回転軸１５０とロータジャーナル１５１、１５２、１５３が３回転すると、ロータ１３１、１３２、１３３は１回転する。（１）行から（９）行まで回転軸１５０が１回転するので、ロータ１３１、１３２、１３３は１２０゜回転する。

まず、（ａ）列について説明する。（ａ−１）列で第１ロータハウジング１２１の空間Ａ１は体積が最大である。（ａ−１）列から（ａ−７）列まで回転軸１５０が２７０゜回転する間、第１ロータ１３１は９０゜回転する。また、その過程で空間Ａ１は次第に小さくなる。（ａ−７）列の第１ロータ１３１の位置で、空間Ａ１は体積が最小である。（ａ−７）列から（ａ−９）列まで回転軸１５０がさらに回転する間、空間Ａ１は次第に大きくなる。

（ａ−１）列から（ａ−９）列まで第１ロータ１３１の位置が変化する間、空間Ｂ１は、次第に大きくなり、（ａ−５）列の第１ロータ１３１の位置で体積が最大である。また、（ａ−５）列から（ａ−９）列まで第１ロータ１３１の位置が変化する間、空間Ｂ１は体積が次第に小さくなる。

（ａ−１）列から（ａ−９）列まで第１ロータ１３１の位置が変化する間、空間Ｃ１は、次第に小さくなり、（ａ−３）列の第１ロータ１３１の位置で体積が最小である。また、（ａ−３）列から（ａ−９）列まで第１ロータ１３１の位置が変化する間、空間Ｃ１は体積が次第に大きくなる。（ａ−９）列の第１ロータ１３１の位置で、空間Ｃ１は体積が最大である。

次に、（ｂ）列について説明する。（ｂ−１）列で第２ロータハウジング１２２の空間Ａ２は体積が最小である。（ｂ−１）列から（ｂ−７）列まで回転軸１５０が２７０゜回転する間、第２ロータ１３２は９０゜回転する。また、その過程で空間Ａ２は次第に大きくなる。（ｂ−７）列の第２ロータ１３２の位置で、空間Ａ２は体積が最大である。（ｂ−７）列から（ｂ−９）列まで回転軸１５０がさらに回転する間、空間Ａ２は次第に小さくなる。

（ｂ−１）列から（ｂ−９）列まで第２ロータ１３２の位置が変化する間、空間Ｂ２は、次第に小さくなり、（ｂ−５）列の第２ロータ１３２の位置で体積が最小である。また、（ｂ−５）列から（ｂ−９）列まで第２ロータ１３２の位置が変化する間、空間Ｂ２は体積が次第に大きくなる。

（ｂ−１）列から（ｂ−９）列まで第２ロータ１３２の位置が変化する間、空間Ｃ２は、次第に大きくなり、（ｂ−３）列の第２ロータ１３２の位置で体積が最大である。また、（ｂ−３）列から（ｂ−９）列まで第２ロータ１３２の位置が変化する間、空間Ｃ２は体積が次第に小さくなる。（ｂ−９）列の第２ロータ１３２の位置で、空間Ｃ２は体積が最小である。

（ｃ）列の変化は（ａ）列の変化と実質的に同様である。

（ｃ−１）列で第３ロータハウジング１２３の空間Ａ３は体積が最大である。（ｃ−１）列から（ｃ−７）列まで回転軸１５０が２７０゜回転する間、第３ロータ１３３は９０゜回転する。また、その過程で空間Ａ３は次第に小さくなる。（ｃ−７）列の第３ロータ１３３の位置で、空間Ａ３は体積が最小である。（ｃ−７）列から（ｃ−９）列まで回転軸１５０がさらに回転する間、空間Ａ３は次第に大きくなる。

（ｃ−１）列から（ｃ−９）列まで第３ロータ１３３の位置が変化する間、空間Ｂ３は、次第に大きくなり、（ｃ−５）列の第３ロータ１３３の位置で体積が最大である。また、（ｃ−５）列から（ｃ−９）列まで第３ロータ１３３の位置が変化する間、空間Ｂ３は体積が次第に小さくなる。

（ｃ−１）列から（ｃ−９）列まで第３ロータ１３３の位置が変化する間、空間Ｃ３は、次第に小さくなり、（ｃ−３）列の第３ロータ１３３の位置で体積が最小である。また、（ｃ−３）列から（ｃ−９）列まで第３ロータ１３３の位置が変化する間、空間Ｃ３は体積が次第に大きくなる。（ｃ−９）列の第３ロータ１３３の位置で、空間Ｃ３は体積が最大である。

次いで、図５を参照して説明する。

回転軸１５０とロータ１３１、１３２、１３３の回転比は３：１である。よって、回転軸１５０とロータジャーナル１５１、１５２、１５３が３回転すると、ロータ１３１、１３２、１３３は１回転する。（１）行から（６）行まで回転軸１５０が約６００゜回転するので、ロータ１３１、１３２、１３３は約２００゜回転する。

（１）行は、流体移送装置１００が動作する前の初期状態を示すものである。

流体は、第１流体出入口１１１ａから第１流体出入口ハウジング１１１に流入する。次に、流体は、第１ロータハウジングカバー１４１の第１カバー流路１４１ａ及び第２カバー流路１４１ｂを介して、第１ロータハウジング１２１の空間Ａ１及び空間Ｂ１に流入する。

第１ロータ１３１が（１）行から（３）行まで回転することにより、空間Ａ１は次第に小さくなり、第２ロータ１３２が（１）行から（３）行まで回転することにより、空間Ａ２は次第に大きくなる。第１ロータ１３１及び第２ロータ１３２が（３）行の位置まで偏心回転すると、空間Ａ１の体積は最小となり、空間Ａ２の体積は最大となる。

流体は、第２ロータハウジングカバー１４２の第１カバー流路１４２ａを介して、第２ロータハウジング１２２の空間Ａ２に流入する。その過程において、空間Ａ１では、第１ロータハウジングカバー１４１の第１カバー流路１４１ａと第２ロータハウジングカバー１４２の第１カバー流路１４２ａが同時に連結される時点が存在する。よって、空間Ａ１の流体が第１ロータハウジングカバー１４１の第１カバー流路１４１ａへ逆流する可能性がある。しかし、第２ロータハウジング１２２の空間Ａ２は、膨張しているので負圧状態となる。空間Ａ２が負圧状態であるので、空間Ａ１の流体は、逆流するのではなく、空間Ａ２に流入する。

第２ロータ１３２が（３）行から（５）行まで回転することにより、空間Ａ２は体積が次第に小さくなる。また、第３ロータ１３３が（３）行から（５）行まで回転することにより、空間Ａ３は次第に大きくなる。第２ロータ１３２及び第３ロータ１３３が（５）行の位置まで偏心回転すると、空間Ａ２の体積は最小となり、空間Ａ３の体積は最大となる。

空間Ａ２の流体は、第３ロータハウジングカバー１４３の第１カバー流路１４１ａ、１４２ａ、１４３ａ、１４４ａを介して、空間Ａ３に流入する。その過程において、空間Ａ２では、第２ロータハウジングカバー１４２の第１カバー流路１４２ａと第３ロータハウジングカバー１４３の第１カバー流路１４３ａが同時に連結される時点が存在する。よって、空間Ａ２の流体が第２ロータハウジングカバー１４２の第１カバー流路１４２ａへ逆流する可能性がある。しかし、第３ロータハウジング１２３の空間Ａ３は、膨張しているので負圧状態となる。空間Ａ３が負圧状態であるので、空間Ａ２の流体は、逆流するのではなく、空間Ａ３に流入する。

第１ロータ１３１、第２ロータ１３２及び第３ロータ１３３が（６）行の位置まで偏心回転すると、空間Ａ３では、第３ロータハウジングカバー１４３の第１カバー流路１４３ａと第４ロータハウジングカバー１４４の第１カバー流路１４４ａが同時に連結される。また、空間Ｃ２では、第２ロータハウジングカバー１４２の第１カバー流路１４２ａと第３ロータハウジングカバー１４３の第１カバー流路１４３ａが同時に連結される。さらに、空間Ｃ１では、第２ロータハウジングカバー１４２の第１カバー流路１４２ａが連結される。よって、空間Ａ３、Ｃ２、Ｃ１が互いに連結される。

このとき、空間Ｃ１は、圧縮されているので正圧状態であり、空間Ｃ２は、膨張しているので負圧状態である。正圧と負圧は互いに相殺されるので、正圧状態の空間Ａ３の流体は、第４ロータハウジングカバー１４４の第１カバー流路１４４ａを介して、第２流体出入口ハウジング１１２に排出される。

以上のように、流体移送装置１００のロータ１３１、１３２、１３３が反時計方向に回転することにより、いずれか一方の流体出入口１１１ａに流入した流体は、各ロータハウジングカバー１４１、１４２、１４３、１４４の第１カバー流路１４１ａ、１４２ａ、１４３ａ、１４４ａと各ロータハウジング１２１、１２２、１２３の流体圧縮空間１２１ａ、１２２ａ、１２３ａを介して、他方の流体出入口１１２ａから排出される。流体の移送量は、各ロータハウジング１２１、１２２、１２３の空間Ａ、Ｂ、Ｃの変化量と回転軸１５０の回転に左右される。

流体の移送は、各ロータハウジングカバー１４１、１４２、１４３、１４４の第２カバー流路１４１ｂ、１４２ｂ、１４３ｂ、１４４ｂと各ロータハウジング１２１、１２２、１２３の流体圧縮空間１２１ａ、１２２ａ、１２３ａを介しても同様に行われる。空間Ｂ１、Ｂ２、Ｂ３の体積変化、空間Ｃ１、Ｃ２、Ｃ３の体積変化は、流体が各ロータハウジングカバー１４１、１４２、１４３、１４４の第１カバー流路１４１ａ、１４２ａ、１４３ａ、１４４ａ及び第２カバー流路１４１ｂ、１４２ｂ、１４３ｂ、１４４ｂを介して移送されるようにする。

このような流体移送方式は、高圧発生装置に適用することができる。また、従来のロータリピストンポンプとは異なり、ロータの逆回転により流体を逆方向に移送することができる。よって、本発明の流体移送装置１００は、流体を両方向に移送することができる。特に、本発明の流体移送装置１００は、乾式真空ポンプだけでなく、オイル式真空ポンプに適用することもできる。また、本発明の流体移送装置１００は、ピストン方式であるので、粘性の高い流体にも適用することができる。

２．第２実施形態の流体移送装置２００

次に、第２実施形態の流体移送装置２００について説明する。

図６は本発明による第２実施形態の流体移送装置２００を示す概念図である。

流体移送装置２００の外観は、流体出入口ハウジング２１１、２１２、ロータハウジング２２１、２２２、２２３、ロータハウジングカバー２４１、２４２、２４３、２４４、及び回転軸２５０により形成される。流体移送装置２００の外観は、第１実施形態の流体移送装置１００の外観と実質的に同様である。よって、第１実施形態の流体移送装置１００において説明された構成のほとんどは第２実施形態の流体移送装置２００にも適用することができる。

ただし、ロータハウジング２２１、２２２、２２３にハウジング流路２２１ｂ１、２２１ｂ２、２２１ｃ１、２２１ｃ２、２２２ｂ１、２２２ｂ２、２２２ｃ１、２２２ｃ２、２２３ｂ１、２２３ｂ２、２２３ｃ１、２２３ｃ２が形成される点、ロータハウジングカバー２４１、２４２、２４３、２４４に形成されるカバー流路２４１ａ、２４１ｂ、２４２ａ、２４２ｂ、２４３ａ、２４３ｂ、２４４ａ、２４４ｂの形状や位置などは第１実施形態と異なる。以下、第１実施形態との相違点について説明する。

図６において説明していない符号２５１は第１ロータジャーナル、２５２は第２ロータジャーナル、２５３は第３ロータジャーナル、２６１、２６２はベアリング及び／又はリテーナである。

図７は図６に示す流体移送装置２００の分解斜視図である。

ロータハウジング２２１、２２２、２２３同士の配列方向は、規則性を有して繰り返される。第２実施形態の流体移送装置２００においては、いずれか一方のロータハウジング２２１、２２２、２２３が隣接するロータハウジング２２１、２２２、２２３に対して９０゜の角度をなすように配列される。

図７に示すように、最も上方の第１ロータハウジング２２１は、横方向を向いて配列されており、その下方の第２ロータハウジング２２２は、縦方向を向いて配列されており、最も下方の第３ロータハウジング２２３は、再び横方向を向いて配列されている。

ロータハウジング２２１、２２２、２２３には、ハウジング流路２２１ｂ１、２２１ｂ２、２２１ｃ１、２２１ｃ２、２２２ｂ１、２２２ｂ２、２２２ｃ１、２２２ｃ２、２２３ｂ１、２２３ｂ２、２２３ｃ１、２２３ｃ２が形成される。ハウジング流路２２１ｂ１、２２１ｂ２、２２１ｃ１、２２１ｃ２、２２２ｂ１、２２２ｂ２、２２２ｃ１、２２２ｃ２、２２３ｂ１、２２３ｂ２、２２３ｃ１、２２３ｃ２は、ロータハウジングカバー２４１、２４２、２４３、２４４のカバー流路２４１ａ、２４１ｂ、２４２ａ、２４２ｂ、２４３ａ、２４３ｂ、２４４ａ、２４４ｂと区分するために、ロータハウジング２２１、２２２、２２３に形成される流路という意味で命名されたものである。

ハウジング流路２２１ｂ１、２２１ｂ２、２２１ｃ１、２２１ｃ２、２２２ｂ１、２２２ｂ２、２２２ｃ１、２２２ｃ２、２２３ｂ１、２２３ｂ２、２２３ｃ１、２２３ｃ２は、エピトロコイド曲面に外接する位置に形成される。ハウジング流路２２１ｂ１、２２１ｂ２、２２１ｃ１、２２１ｃ２、２２２ｂ１、２２２ｂ２、２２２ｃ１、２２２ｃ２、２２３ｂ１、２２３ｂ２、２２３ｃ１、２２３ｃ２は、エピトロコイド曲面に外接するので、流体圧縮空間２２１ａ、２２２ａ、２２３ａとハウジング流路２２１ｂ１、２２１ｂ２、２２１ｃ１、２２１ｃ２、２２２ｂ１、２２２ｂ２、２２２ｃ１、２２２ｃ２、２２３ｂ１、２２３ｂ２、２２３ｃ１、２２３ｃ２との間には境界が別に存在しない。よって、ハウジング流路２２１ｂ１、２２１ｂ２、２２１ｃ１、２２１ｃ２、２２２ｂ１、２２２ｂ２、２２２ｃ１、２２２ｃ２、２２３ｂ１、２２３ｂ２、２２３ｃ１、２２３ｃ２は、流体圧縮空間２２１ａ、２２２ａ、２２３ａに連通するように形成される。

ハウジング流路２２１ｂ１、２２１ｂ２、２２１ｃ１、２２１ｃ２、２２２ｂ１、２２２ｂ２、２２２ｃ１、２２２ｃ２、２２３ｂ１、２２３ｂ２、２２３ｃ１、２２３ｃ２と流体圧縮空間２２１ａ、２２２ａ、２２３ａとが連通するとは、流体が流体圧縮空間２２１ａ、２２２ａ、２２３ａからハウジング流路２２１ｂ１、２２１ｂ２、２２１ｃ１、２２１ｃ２、２２２ｂ１、２２２ｂ２、２２２ｃ１、２２２ｃ２、２２３ｂ１、２２３ｂ２、２２３ｃ１、２２３ｃ２への流動が阻害されず、ハウジング流路２２１ｂ１、２２１ｂ２、２２１ｃ１、２２１ｃ２、２２２ｂ１、２２２ｂ２、２２２ｃ１、２２２ｃ２、２２３ｂ１、２２３ｂ２、２２３ｃ１、２２３ｃ２から流体圧縮空間２２１ａ、２２２ａ、２２３ａへの流動が阻害されないことを意味する。

ハウジング流路２２１ｂ１、２２１ｂ２、２２１ｃ１、２２１ｃ２、２２２ｂ１、２２２ｂ２、２２２ｃ１、２２２ｃ２、２２３ｂ１、２２３ｂ２、２２３ｃ１、２２３ｃ２は、回転軸２５０の延長方向に平行な方向に延びる。ロータハウジング２２１、２２２、２２３の両側にはロータハウジングカバー２４１、２４２、２４３、２４４がそれぞれ１つずつ配置されるが、ハウジング流路２２１ｂ１、２２１ｂ２、２２１ｃ１、２２１ｃ２、２２２ｂ１、２２２ｂ２、２２２ｃ１、２２２ｃ２、２２３ｂ１、２２３ｂ２、２２３ｃ１、２２３ｃ２は、２つのロータハウジングカバー２４１、２４２、２４３、２４４のいずれか一方に向けて開放され、他方に向けて閉塞された構造を有する。

ロータハウジング２２１、２２２、２２３には、一側のロータハウジングカバー２４１、２４２、２４３、２４４に向けて開放される第１ハウジング流路２２１ｂ１、２２１ｂ２、２２２ｂ１、２２２ｂ２、２２３ｂ１、２２３ｂ２、及び他側のロータハウジングカバー２４１、２４２、２４３、２４４に向けて開放される第２ハウジング流路２２１ｃ１、２２１ｃ２、２２２ｃ１、２２２ｃ２、２２３ｃ１、２２３ｃ２がそれぞれ形成される。第１ハウジング流路２２１ｂ１、２２１ｂ２、２２２ｂ１、２２２ｂ２、２２３ｂ１、２２３ｂ２と第２ハウジング流路２２１ｃ１、２２１ｃ２、２２２ｃ１、２２２ｃ２、２２３ｃ１、２２３ｃ２とは、開放される方向によって分けられる。いずれかのロータハウジングカバー２４１、２４２、２４３、２４４からロータハウジング２２１、２２２、２２３を見ると、第１ハウジング流路２２１ｂ１、２２１ｂ２、２２２ｂ１、２２２ｂ２、２２３ｂ１、２２３ｂ２と第２ハウジング流路２２１ｃ１、２２１ｃ２、２２２ｃ１、２２２ｃ２、２２３ｃ１、２２３ｃ２のいずれか一方は視覚的に露出し、反対側の他方は視覚的に遮蔽される。

第１ロータハウジング２２１に形成される第１ハウジング流路２２１ｂ１、２２１ｂ２は、第１ロータハウジングカバー２４１に向けて開放されるのに対して、第２ロータハウジングカバー２４２に向けて閉鎖される。逆に、第１ロータハウジング２２１に形成される第２ハウジング流路２２１ｃ１、２２１ｃ２は、第１ロータハウジングカバー２４１に向けて閉鎖されるのに対して、第２ロータハウジングカバー２４２に向けて開放される。

ハウジング流路２２１ｂ１、２２１ｂ２、２２１ｃ１、２２１ｃ２、２２２ｂ１、２２２ｂ２、２２２ｃ１、２２２ｃ２、２２３ｂ１、２２３ｂ２、２２３ｃ１、２２３ｃ２は、一方向にのみ開放された構造を有するので、ロータ２３１、２３２、２３３が回転すると、ハウジング流路２２１ｂ１、２２１ｂ２、２２１ｃ１、２２１ｃ２、２２２ｂ１、２２２ｂ２、２２２ｃ１、２２２ｃ２、２２３ｂ１、２２３ｂ２、２２３ｃ１、２２３ｃ２に流入した流体は一方向にのみ流動する。ロータ２３１、２３２、２３３の回転方向が反転すると、流体の流動方向も反転する。流体は、ロータ２３１、２３２、２３３の回転方向に関係なく両方向に流動することはできない。

第１ハウジング流路２２１ｂ１、２２１ｂ２、２２２ｂ１、２２２ｂ２、２２３ｂ１、２２３ｂ２は、複数備えられる。例えば、第１ハウジング流路２２１ｂ１、２２１ｂ２、２２２ｂ１、２２２ｂ２、２２３ｂ１、２２３ｂ２は、ロータハウジング２２１、２２２、２２３毎に２つずつ形成されてもよい。第２ハウジング流路２２１ｃ１、２２１ｃ２、２２２ｃ１、２２２ｃ２、２２３ｃ１、２２３ｃ２も、複数備えられる。例えば、第２ハウジング流路２２１ｃ１、２２１ｃ２、２２２ｃ１、２２２ｃ２、２２３ｃ１、２２３ｃ２は、ロータハウジング２２１、２２２、２２３毎に２つずつ形成されてもよい。

第１ロータハウジング２２１を一側の第１ロータハウジングカバー２４１から見たときの第１ハウジング流路２２１ｂ１、２２１ｂ２の配列と、第１ロータハウジング２２１を他側の第２ロータハウジングカバー２４２から見たときの第２ハウジング流路２２１ｃ１、２２１ｃ２の配列とは、同一である。これは、第２ロータハウジング２２２と第３ロータハウジング２２３も同様である。

例えば、第１ロータハウジングカバー２４１から第１ロータハウジング２２１を見ると、第１ハウジング流路２２１ｂ１、２２１ｂ２は、回転軸２５０の左上側と右下側に１つずつ形成される。同様に、第２ロータハウジングカバー２４２から第１ロータハウジング２２１を見ると、第２ハウジング流路２２１ｃ１、２２１ｃ２は、回転軸２５０の左上側と右下側に１つずつ形成される。

いずれかのロータハウジングカバー２４１、２４２、２４３、２４４を挟んで、一側のロータハウジング２２１、２２２、２２３に形成されるハウジング流路２２１ｂ１、２２１ｂ２、２２１ｃ１、２２１ｃ２、２２２ｂ１、２２２ｂ２、２２２ｃ１、２２２ｃ２、２２３ｂ１、２２３ｂ２、２２３ｃ１、２２３ｃ２及び他側のロータハウジング２２１、２２２、２２３に形成されるハウジング流路２２１ｂ１、２２１ｂ２、２２１ｃ１、２２１ｃ２、２２２ｂ１、２２２ｂ２、２２２ｃ１、２２２ｃ２、２２３ｂ１、２２３ｂ２、２２３ｃ１、２２３ｃ２は、回転軸２５０の延長方向に平行な方向において互いに重ならない位置にそれぞれ配置される。ここで、互いに重ならない位置に配置されるハウジング流路２２１ｂ１、２２１ｂ２、２２１ｃ１、２２１ｃ２、２２２ｂ１、２２２ｂ２、２２２ｃ１、２２２ｃ２、２２３ｂ１、２２３ｂ２、２２３ｃ１、２２３ｃ２は、２つのロータハウジング２２１、２２２、２２３間に配置されるロータハウジングカバー２４１、２４２、２４３、２４４に向けて開放されている。

例えば、第１ロータハウジング２２１に形成される第２ハウジング流路２２１ｃ１、２２１ｃ２は、第２ロータハウジングカバー２４２に向けて開放されている。第２ロータハウジング２２２に形成される第１ハウジング流路２２２ｂ１、２２２ｂ２も、第２ロータハウジングカバー２４２に向けて開放されている。第１ロータハウジング２２１に形成される第２ハウジング流路２２１ｃ１、２２１ｃ２及び第２ロータハウジング２２２に形成される第１ハウジング流路２２２ｂ１、２２２ｂ２は、回転軸２５０の延長方向に平行な方向において互いに重ならない位置に配置される。

ロータハウジングカバー２４１、２４２、２４３、２４４に形成されるカバー流路２４１ａ、２４１ｂ、２４２ａ、２４２ｂ、２４３ａ、２４３ｂ、２４４ａ、２４４ｂは、一側のロータハウジング２２１、２２２、２２３に形成されるハウジング流路２２１ｂ１、２２１ｂ２、２２１ｃ１、２２１ｃ２、２２２ｂ１、２２２ｂ２、２２２ｃ１、２２２ｃ２、２２３ｂ１、２２３ｂ２、２２３ｃ１、２２３ｃ２と、他側のロータハウジング２２１、２２２、２２３に形成されるハウジング流路２２１ｂ１、２２１ｂ２、２２１ｃ１、２２１ｃ２、２２２ｂ１、２２２ｂ２、２２２ｃ１、２２２ｃ２、２２３ｂ１、２２３ｂ２、２２３ｃ１、２２３ｃ２とを連結するように形成される。

例えば、第２ロータハウジングカバー２４２に形成されるカバー流路２４２ａ、２４２ｂは、第１ロータハウジング２２１に形成される第２ハウジング流路２２１ｃ１、２２１ｃ２と第２ロータハウジング２２２に形成される第１ハウジング流路２２２ｂ１、２２２ｂ２とを連結するように形成される。

ハウジング流路２２１ｂ１、２２１ｂ２、２２１ｃ１、２２１ｃ２、２２２ｂ１、２２２ｂ２、２２２ｃ１、２２２ｃ２、２２３ｂ１、２２３ｂ２、２２３ｃ１、２２３ｃ２がエピトロコイド曲面に外接する位置に形成されるので、ハウジング流路２２１ｂ１、２２１ｂ２、２２１ｃ１、２２１ｃ２、２２２ｂ１、２２２ｂ２、２２２ｃ１、２２２ｃ２、２２３ｂ１、２２３ｂ２、２２３ｃ１、２２３ｃ２は、回転軸２５０の延長方向に平行な方向においてロータ２３１、２３２、２３３の偏心回転範囲外に形成される。カバー流路２４１ａ、２４１ｂ、２４２ａ、２４２ｂ、２４３ａ、２４３ｂ、２４４ａ、２４４ｂも、両側のハウジング流路２２１ｂ１、２２１ｂ２、２２１ｃ１、２２１ｃ２、２２２ｂ１、２２２ｂ２、２２２ｃ１、２２２ｃ２、２２３ｂ１、２２３ｂ２、２２３ｃ１、２２３ｃ２を互いに連結するためには、回転軸２５０の延長方向に平行な方向においてロータ２３１、２３２、２３３の偏心回転範囲外に形成されなければならない。

ロータ２３１、２３２、２３３は、それぞれ、隣接する他のロータ２３１、２３２、２３３とは異なる方向を向くように配列される。特に、第２実施形態の流体移送装置２００においては、ロータ２３１、２３２、２３３が隣接する他のロータ２３１、２３２、２３３と１８０゜をなすように配列される。

例えば、図７において、最も上方の第１ロータ２３１とその直下の第２ロータ２３２とは反対方向を向いて配列される。また、最も下方の第３ロータ２３３とその直上の第２ロータ２３２とは反対方向を向いて配列される。図７において、ロータ２３１、２３２、２３３は３つであるので、最も下方の第３ロータ２３３と最も上方の第１ロータ２３１とは同じ方向を向いて配列される。

第１カバー流路２４１ａ、２４２ａ、２４３ａ、２４４ａと第２カバー流路２４１ｂ、２４２ｂ、２４３ｂ、２４４ｂとは、ロータハウジングカバー２４１、２４２、２４３、２４４の平面上で、回転軸貫通孔２４１ｃ、２４２ｃ、２４３ｃ、２４４ｃを挟んで１８０゜の角度をなすように配置される。

第２実施形態の流体移送装置２００において、ロータハウジングカバー２４１、２４２、２４３、２４４は、隣接する他のロータハウジングカバー２４１、２４２、２４３、２４４に対して９０゜の角度をなすように配列される。図７において、最も上方の第１ロータハウジングカバー２４１は、平面図上でその下の第２ロータハウジングカバー２４２に対して９０゜の角度をなすように配置される。また、第２ロータハウジングカバー２４２とその下の第３ロータハウジングカバー２４３とも、９０゜の角度をなすように配置される。このような規則性は繰り返し続けられる。

ただし、第１カバー流路２４１ａ、２４２ａ、２４３ａ、２４４ａと第２カバー流路２４１ｂ、２４２ｂ、２４３ｂ、２４４ｂとは対称であるので、その位置と形状が同様である。よって、図７において、第１ロータハウジングカバー２４１と第３ロータハウジングカバー２４３とは、１８０゜の角度をなすように配置されるが、同じ方向を向いて配列されるともいえる。これは説明の違いにすぎず、どちらの場合も、隣接するロータハウジングカバー２４１、２４２、２４３、２４４同士は９０゜の角度をなすように配置されるということは変わらない。

図７において説明していない符号２２１ａ、２２２ａ、２２３ａは流体圧縮空間、２３１ａ、２３２ａ、２３３ａは収容部である。

図８は図７に示す流体移送装置２００の第１ロータハウジング２２１及び第１ロータハウジングカバー２４１を示す斜視図である。

２つの第１ハウジング流路２２１ｂ１、２２１ｂ２は、回転軸２５０を中心に互いに反対側に対称に形成される。ピーナッツ状のエピトロコイド曲面に形成される２つの変曲点を結んでエピトロコイド曲面を２つの半円に分けると、２つの第１ハウジング流路２２１ｂ１、２２１ｂ２は異なる半円に形成される。

２つの第２ハウジング流路２２１ｃ１、２２１ｃ２は、回転軸２５０を中心に互いに反対側に対称に形成される。ピーナッツ状のエピトロコイド曲面に形成される２つの変曲点を結んでエピトロコイド曲面を２つの半円に分けると、２つの第２ハウジング流路２２１ｃ１、２２１ｃ２は異なる半円に形成される。

２つの第１ハウジング流路２２１ｂ１、２２１ｂ２のいずれか一方２２１ｂ１から、エピトロコイド曲面に沿って２つの第２ハウジング流路２２１ｃ１、２２１ｃ２のいずれか一方２２１ｃ２までの距離を第１距離とし、エピトロコイド曲面に沿って２つの第２ハウジング流路２２１ｃ１、２２１ｃ２の他方２２１ｃ１までの距離を第２距離とすると、第１距離と第２距離とのいずれか一方（２２１ｂ１−２２１ｃ２）は、エピトロコイド曲面の変曲点を通る。それに対して、第１距離と第２距離との他方（２２１ｂ１−２２１ｃ１）は、エピトロコイド曲面の変曲点を通らない。

ここで、第１距離と第２距離とのうち、エピトロコイド曲面の変曲点を通るのは、エピトロコイド曲面の変曲点を通らないのより長い。例えば、２つの第１ハウジング流路２２１ｂ１、２２１ｂ２のいずれか一方２２１ｂ１から、同じ半円に位置する第２ハウジング流路２２１ｃ１までの距離よりも、他の半円に位置する第２ハウジング流路２２１ｃ２までの距離の方が長い。

上記説明は、２つの第１ハウジング流路２２１ｂ１、２２１ｂ２の他方２２１ｂ２を基準とする第１距離及び第２距離に対しても同様に適用される。また、上記説明は、２つの第２ハウジング流路２２１ｃ１、２２１ｃ２のいずれか一方を基準とする２つの第１ハウジング流路２２１ｂ１、２２１ｂ２までの距離にも適用される。

第１ロータハウジングカバー２４１に形成されるカバー流路２４１ａ、２４１ｂは、第１ロータハウジングカバー２４１の外径より小さい円周に沿って延びる。カバー流路２４１ａ、２４１ｂは、エピトロコイド曲面の２つの変曲点のうち相対的に近いのを向く方向に延びる。

以下、流体移送装置２００の動作について説明する。

図９はロータ２３１、２３２、２３３の回転による流路の開閉状態の変化、容積変動空間の容積変化を順次示す概念図である。

図９は図７に示す流体移送装置２００を下から上に投影したものである。

流体移送装置２００の２つの流体出入口２１１ａ、２１２ａのいずれか一方からは流体が流入し、他方からは圧縮された流体が排出される。その逆も可能である。図７において、上方の流体出入口２１１ａから流体が流入し、下方の流体出入口２１２ａから流体が排出されるという前提の下で、図９について説明する。同じ構成間の区分のために、上方の流体出入口を第１流体出入口２１１ａ、下方の流体出入口を第２流体出入口２１２ａという。

（ａ）列は、第１ロータ２３１、第１ロータハウジング２２１、第１ロータハウジング２２１の両側に配置される第１ロータハウジングカバー２４１及び第２ロータハウジングカバー２４２のカバー流路２４１ａ、２４１ｂ、２４２ａ、２４２ｂを示す平面図である。

（ｂ）列は、第２ロータ２３２、第２ロータハウジング２２２、第２ロータハウジング２２２の両側に配置される第２ロータハウジングカバー２４２及び第３ロータハウジングカバー２４３のカバー流路２４２ａ、２４２ｂ、２４３ａ、２４３ｂを示す平面図である。

（ｃ）列は、第３ロータ２３３、第３ロータハウジング２２３、第３ロータハウジング２２３の両側に配置される第３ロータハウジングカバー２４３及び第４ロータハウジングカバー２４４のカバー流路２４３ａ、２４３ｂ、２４４ａ、２４４ｂを示す平面図である。

点線で示すカバー流路は、ロータの後方に配置されるロータハウジングカバーのカバー流路を示す。例えば、（ａ−１）列において、点線で示す第１カバー流路２４１ａ及び第２カバー流路２４１ｂは、第１ロータ２３１の後方に配置される第１ロータハウジングカバー２４１に形成される。

また、実線で示すカバー流路は、ロータの前方に配置されるロータハウジングカバーのカバー流路を示す。例えば、（ａ−１）列において、実線で示す第１カバー流路２４２ａ及び第２カバー流路２４２ｂは、第１ロータ２３１の前方に配置される第２ロータハウジングカバー２４２に形成される。

第１ロータハウジング２２１は、第２ロータハウジング２２２に対して９０゜の角度をなすように配列されている。第２ロータハウジング２２２は、第３ロータハウジング２２３に対して９０゜の角度をなすように配列されている。

第１ロータ２３１は、第２ロータ２３２に対して１８０゜の角度をなすように配列されている。第２ロータ２３２は、第３ロータ２３３に対して１８０゜の角度をなすように配列されている。

第１ロータハウジングカバー２４１は、第２ロータハウジングカバー２４２に対して９０゜の角度をなすように配列されている。第２ロータハウジングカバー２４２は、第３ロータハウジングカバー２４３に対して９０゜の角度をなすように配列されている。第３ロータハウジングカバー２４３は、第４ロータハウジングカバー２４４に対して９０゜の角度をなすように配列されている。

回転軸２５０とロータ２３１、２３２、２３３の回転比は３：１である。よって、回転軸２５０が３回転すると、ロータ２３１、２３２、２３３は１回転する。（１）行から（６）行まで回転軸２５０が約６００゜回転するので、ロータ２３１、２３２、２３３は約２００゜回転する。

（１）行は、流体移送装置２００が動作する前の初期状態を示すものである。

流体は、第１流体出入口２１１ａから第１流体出入口ハウジング２１１に流入する。次に、流体は、第１ロータハウジングカバー２４１の第１カバー流路２４１ａと第１ロータハウジング２２１の第１ハウジング流路２２１ｂ１を介して、空間Ａ１に流入する。また、流体は、第１ロータハウジングカバー２４１の第２カバー流路２４１ｂと第１ロータハウジング２２１の他の第１ハウジング流路２２１ｂ２を介して、空間Ｂ１に流入する。

第１ロータ２３１が（１）行から（３）行まで回転することにより、空間Ａ１は次第に小さくなり、第２ロータ２３２が（１）行から（３）行まで回転することにより、空間Ａ２は次第に大きくなる。第１ロータ２３１及び第２ロータ２３２が（３）行の位置まで偏心回転すると、空間Ａ１の体積は最小となり、空間Ａ２の体積は最大となる。

空間Ａ１の流体は、第１ロータハウジング２２１の第２ハウジング流路２２１ｃ１、第２ロータハウジングカバー２４２の第１カバー流路２４２ａ、第２ロータハウジング２２２の第１ハウジング流路２２２ｂ１を介して、空間Ａ２に流入する。

その過程において、空間Ａ１では、第１ロータハウジングカバー２４１の第１カバー流路２４１ａと第２ロータハウジングカバー２４２の第１カバー流路２４２ａが同時に連結される時点が存在する。よって、空間Ａ１の流体が第１ロータハウジングカバー２４１の第１カバー流路２４１ａへ逆流する可能性がある。しかし、第２ロータハウジング２２２の空間Ａ２は、膨張しているので負圧状態となる。空間Ａ２が負圧状態であるので、空間Ａ１の流体は、逆流するのではなく、空間Ａ２に流入する。

第２ロータ２３２が（３）行から（５）行まで偏心回転することにより、空間Ａ２は体積が次第に小さくなる。また、第３ロータ２３３が（３）行から（５）行まで偏心回転することにより、空間Ａ３は次第に大きくなる。第２ロータ２３２及び第３ロータ２３３が（５）行の位置まで偏心回転すると、空間Ａ２の体積は最小となり、空間Ａ３の体積は最大となる。

空間Ａ２の流体は、第２ロータハウジング２２２の第２ハウジング流路２２２ｃ１、第３ロータハウジングカバー２４３の第１カバー流路２４３ａ、第３ロータハウジング２２３の第１ハウジング流路２２３ｂ１を介して、空間Ａ３に流入する。その過程において、空間Ａ２では、第２ロータハウジングカバー２４２の第１カバー流路２４２ａと第３ロータハウジングカバー２４３の第１カバー流路２４３ａが同時に連結される時点が存在する。よって、空間Ａ２の流体が第２ロータハウジングカバー２４２の第１カバー流路２４２ａへ逆流する可能性がある。しかし、第３ロータハウジング２２３の空間Ａ３は、膨張しているので負圧状態となる。空間Ａ３が負圧状態であるので、空間Ａ２の流体は、逆流するのではなく、空間Ａ３に流入する。

第１ロータ２３１、第２ロータ２３２及び第３ロータ２３３が（６）行の位置まで偏心回転すると、空間Ａ３では、第３ロータハウジングカバー２４３の第１カバー流路２４３ａと第４ロータハウジングカバー２４４の第１カバー流路２４４ａが同時に連結される。また、空間Ｃ２では、第２ロータハウジングカバー２４２の第１カバー流路２４２ａと第３ロータハウジングカバー２４３の第１カバー流路２４３ａが同時に連結される。さらに、空間Ｃ１では、第２ロータハウジングカバー２４２の第１カバー流路２４２ａが連結される。よって、空間Ａ３、Ｃ２、Ｃ１が互いに連結される。

このとき、空間Ｃ１は、圧縮されているので正圧状態であり、空間Ｃ２は、膨張しているので負圧状態である。正圧と負圧は互いに相殺されるので、正圧状態の空間Ａ３の流体は、第４ロータハウジングカバー２４４の第１カバー流路２４４ａを介して、第２流体出入口ハウジング２１２に排出される。

以上のように、流体移送装置２００のロータ２３１、２３２、２３３が反時計方向に回転することにより、いずれか一方の流体出入口２１１ａに流入した流体は、各ロータハウジングカバー２４１、２４２、２４３、２４４の第１カバー流路２４１ａ、２４２ａ、２４３ａ、２４４ａと各ロータハウジング２２１、２２２、２２３の流体圧縮空間２２１ａ、２２２ａ、２２３ａを介して、他方の流体出入口２１２ａから排出される。流体の移送量は、各ロータハウジング２２１、２２２、２２３の空間Ａ、Ｂ、Ｃの変化量と回転軸２５０の回転に左右される。

流体の移送は、各ロータハウジングカバー２４１、２４２、２４３、２４４の第２カバー流路２４１ｂ、２４２ｂ、２４３ｂ、２４４ｂと各ロータハウジング２２１、２２２、２２３の流体圧縮空間２２１ａ、２２２ａ、２２３ａを介しても同様に行われる。空間Ｂ１、Ｂ２、Ｂ３の体積変化、空間Ｃ１、Ｃ２、Ｃ３の体積変化は、流体が各ロータハウジングカバー２４１、２４２、２４３、２４４の第１カバー流路２４１ａ、２４２ａ、２４３ａ、２４４ａ及び第２カバー流路２４１ｂ、２４２ｂ、２４３ｂ、２４４ｂを介して移送されるようにする。

３．第３実施形態の流体移送装置３００

次に、第３実施形態の流体移送装置３００について説明する。

図１０は本発明による第３実施形態の流体移送装置３００を示す概念図である。

流体移送装置３００の外観は、流体出入口ハウジング３１１、３１２、ロータハウジング３２１、３２２、３２３、ロータハウジングカバー３４１、３４２、３４３、３４４、及び回転軸３５０により形成される。流体移送装置３００の外観は、第２実施形態の流体移送装置２００の外観と実質的に同様である。よって、第２実施形態の流体移送装置２００において説明された構成のほとんどは第３実施形態の流体移送装置３００にも適用することができる。

ただし、ロータハウジング３２１、３２２、３２３の配列、ロータハウジング３２１、３２２、３２３に形成されるハウジング流路３２１ｂ１、３２１ｂ２、３２１ｃ１、３２１ｃ２、３２２ｂ１、３２２ｂ２、３２２ｃ１、３２２ｃ２、３２３ｂ１、３２３ｂ２、３２３ｃ１、３２３ｃ２の位置、ロータ３３１、３３２、３３３の配列などは第２実施形態と異なる。以下、第２実施形態との相違点について説明する。

図１０において説明していない符号３６１、３６２はベアリング及び／又はリテーナである。

図１１は図１０に示す流体移送装置３００の分解斜視図である。

ロータハウジング３２１、３２２、３２３同士の配列方向は、規則性を有して繰り返される。第３実施形態の流体移送装置３００においては、複数のロータハウジング３２１、３２２、３２３が全て同じ方向を向いて配列される。図１１においては、第１ロータハウジング３２１、第２ロータハウジング３２２及び第３ロータハウジング３２３が全て横方向を向いて配列される。

ロータハウジング３２１、３２２、３２３には、ハウジング流路３２１ｂ１、３２１ｂ２、３２１ｃ１、３２１ｃ２、３２２ｂ１、３２２ｂ２、３２２ｃ１、３２２ｃ２、３２３ｂ１、３２３ｂ２、３２３ｃ１、３２３ｃ２が形成される。ハウジング流路３２１ｂ１、３２１ｂ２、３２１ｃ１、３２１ｃ２、３２２ｂ１、３２２ｂ２、３２２ｃ１、３２２ｃ２、３２３ｂ１、３２３ｂ２、３２３ｃ１、３２３ｃ２は、エピトロコイド曲面に外接する位置に形成される。第１ハウジング流路３２１ｂ１、３２１ｂ２、３２２ｂ１、３２２ｂ２、３２３ｂ１、３２３ｂ２及び第２ハウジング流路３２１ｃ１、３２１ｃ２、３２２ｃ１、３２２ｃ２、３２３ｃ１、３２３ｃ２は、複数備えられる。例えば、第１ハウジング流路３２１ｂ１、３２１ｂ２、３２２ｂ１、３２２ｂ２、３２３ｂ１、３２３ｂ２及び第２ハウジング流路３２１ｃ１、３２１ｃ２、３２２ｃ１、３２２ｃ２、３２３ｃ１、３２３ｃ２は、それぞれロータハウジング３２１、３２２、３２３毎に２つずつ形成されてもよい。

いずれかのロータハウジング３２１、３２２、３２３において、第１ハウジング流路３２１ｂ１、３２１ｂ２、３２２ｂ１、３２２ｂ２、３２３ｂ１、３２３ｂ２及び第２ハウジング流路３２１ｃ１、３２１ｃ２、３２２ｃ１、３２２ｃ２、３２３ｃ１、３２３ｃ２は、回転軸３５０の延長方向に平行な方向において互いに重ならない位置にそれぞれ形成される。また、異なるロータハウジング３２１、３２２、３２３に形成される第１ハウジング流路３２１ｂ１、３２１ｂ２、３２２ｂ１、３２２ｂ２、３２３ｂ１、３２３ｂ２及び第２ハウジング流路３２１ｃ１、３２１ｃ２、３２２ｃ１、３２２ｃ２、３２３ｃ１、３２３ｃ２も、互いに重ならない位置に形成される。

それに対して、異なるロータハウジング３２１、３２２、３２３に形成される第１ハウジング流路３２１ｂ１、３２１ｂ２、３２２ｂ１、３２２ｂ２、３２３ｂ１、３２３ｂ２同士は、回転軸３５０の延長方向に平行な方向において互いに重なるように形成される。また、異なるロータハウジング３２１、３２２、３２３に形成される第２ハウジング流路３２１ｃ１、３２１ｃ２、３２２ｃ１、３２２ｃ２、３２３ｃ１、３２３ｃ２同士は、回転軸３５０の延長方向に平行な方向において互いに重なるように形成される。

ロータ３３１、３３２、３３３は、隣接する他のロータ３３１、３３２、３３３に対して９０゜の角度をなすように配列される。第１ロータ３３１と第２ロータ３３２とは、９０゜の角度をなすように配列される。また、第２ロータ３３２と第３ロータ３３３とは、９０゜の角度をなすように配列される。ロータ３３１、３３２、３３３の配列方向は規則性を有するので、いずれかのロータ３３１、３３２、３３３を挟んで、一側のロータ３３１、３３２、３３３と他側のロータ３３１、３３２、３３３とは、１８０゜の角度をなすように配列される。例えば、第２ロータ３３２を挟んで、一側の第１ロータ３３１と他側の第３ロータ３３３とは、１８０゜の角度をなすように配列される。

ロータハウジングカバー３４１、３４２、３４３、３４４に形成されるカバー流路３４１ａ、３４１ｂ、３４２ａ、３４２ｂ、３４３ａ、３４３ｂ、３４４ａ、３４４ｂは、一側のロータハウジング３２１、３２２、３２３に形成されるハウジング流路３２１ｂ１、３２１ｂ２、３２１ｃ１、３２１ｃ２、３２２ｂ１、３２２ｂ２、３２２ｃ１、３２２ｃ２、３２３ｂ１、３２３ｂ２、３２３ｃ１、３２３ｃ２と、他側のロータハウジング３２１、３２２、３２３に形成されるハウジング流路３２１ｂ１、３２１ｂ２、３２１ｃ１、３２１ｃ２、３２２ｂ１、３２２ｂ２、３２２ｃ１、３２２ｃ２、３２３ｂ１、３２３ｂ２、３２３ｃ１、３２３ｃ２とを連結するように形成される。

例えば、第２ロータハウジングカバー３４２に形成されるカバー流路３４２ａ、３４２ｂは、第１ロータハウジング３２１に形成される第２ハウジング流路３２１ｃ１、３２１ｃ２と第２ロータハウジング３２２に形成される第１ハウジング流路３２２ｂ１、３２２ｂ２とを連結するように形成される。

ハウジング流路３２１ｂ１、３２１ｂ２、３２１ｃ１、３２１ｃ２、３２２ｂ１、３２２ｂ２、３２２ｃ１、３２２ｃ２、３２３ｂ１、３２３ｂ２、３２３ｃ１、３２３ｃ２がエピトロコイド曲面に外接する位置に形成されるので、ハウジング流路３２１ｂ１、３２１ｂ２、３２１ｃ１、３２１ｃ２、３２２ｂ１、３２２ｂ２、３２２ｃ１、３２２ｃ２、３２３ｂ１、３２３ｂ２、３２３ｃ１、３２３ｃ２は、回転軸３５０の延長方向に平行な方向においてロータ３３１、３３２、３３３の偏心回転範囲外に形成される。

カバー流路３４１ａ、３４１ｂ、３４２ａ、３４２ｂ、３４３ａ、３４３ｂ、３４４ａ、３４４ｂも、両側のハウジング流路３２１ｂ１、３２１ｂ２、３２１ｃ１、３２１ｃ２、３２２ｂ１、３２２ｂ２、３２２ｃ１、３２２ｃ２、３２３ｂ１、３２３ｂ２、３２３ｃ１、３２３ｃ２を互いに連結するためには、回転軸３５０の延長方向に平行な方向においてロータ３３１、３３２、３３３の偏心回転範囲外に形成されなければならない。第１カバー流路３４１ａ、３４２ａ、３４３ａ、３４４ａと第２カバー流路３４１ｂ、３４２ｂ、３４３ｂ、３４４ｂとは、ロータハウジングカバー３４１、３４２、３４３、３４４の平面上で、回転軸貫通孔３４１ｃ、３４２ｃ、３４３ｃ、３４４ｃを挟んで１８０゜の角度をなすように配置される。

第３実施形態の流体移送装置３００において、ロータハウジングカバー３４１、３４２、３４３、３４４は、全て同じ方向を向いて配列される。ロータハウジングカバー３４１、３４２、３４３、３４４の第１カバー流路３４１ａ、３４２ａ、３４３ａ、３４４ａ及び第２カバー流路３４１ｂ、３４２ｂ、３４３ｂ、３４４ｂが対称であるので、ロータハウジングカバー３４１、３４２、３４３、３４４は、１８０゜回転しても回転前の位置と同じ状態となる。よって、第３実施形態の流体移送装置３００において、ロータハウジングカバー３４１、３４２、３４３、３４４は、隣接する他のロータハウジングカバー３４１、３４２、３４３、３４４に対して１８０゜の角度をなすように配列されるともいえる。

図１２は図１０に示す流体移送装置３００の第１ロータハウジング３２１と第１ロータハウジング３２１の両側に配置される第１ロータハウジングカバー３４１及び第２ロータハウジングカバー３４２を示す斜視図である。

２つの第１ハウジング流路３２１ｂ１、３２１ｂ２は、回転軸３５０を中心に互いに反対側に対称に形成される。ピーナッツ状のエピトロコイド曲面に形成される２つの変曲点を結んでエピトロコイド曲面を２つの半円に分けると、２つの第１ハウジング流路３２１ｂ１、３２１ｂ２は異なる半円に形成される。

２つの第２ハウジング流路３２１ｃ１、３２１ｃ２は、回転軸３５０を中心に互いに反対側に対称に形成される。ピーナッツ状のエピトロコイド曲面に形成される２つの変曲点を結んでエピトロコイド曲面を２つの半円に分けると、２つの第２ハウジング流路３２１ｃ１、３２１ｃ２は異なる半円に形成される。

２つの第１ハウジング流路３２１ｂ１、３２１ｂ２のいずれか一方３２１ｂ１から、エピトロコイド曲面に沿って２つの第２ハウジング流路３２１ｃ１、３２１ｃ２のいずれか一方３２１ｃ２までの距離を第１距離とし、他方３２１ｃ１までの距離を第２距離とすると、第１距離と第２距離とのいずれか一方（３２１ｂ１−３２１ｃ２）は、エピトロコイド曲面の変曲点を通る。それに対して、第１距離と第２距離との他方（３２１ｂ１−３２１ｃ１）は、エピトロコイド曲面の変曲点を通らない。

ここで、第１距離と第２距離とのうち、エピトロコイド曲面の変曲点を通るのは、エピトロコイド曲面の変曲点を通らないのより短い。例えば、２つの第１ハウジング流路３２１ｂ１、３２１ｂ２のいずれか一方３２１ｂ１から、同じ半円に位置する第２ハウジング流路３２１ｃ１までの距離よりも、他の半円に位置する第２ハウジング流路３２１ｃ２までの距離の方が短い。

上記説明は、２つの第１ハウジング流路３２１ｂ１、３２１ｂ２の他方３２１ｂ２を基準とする第１距離及び第２距離に対しても同様に適用される。また、上記説明は、２つの第２ハウジング流路３２１ｃ１、３２１ｃ２のいずれか一方を基準とする２つの第１ハウジング流路３２１ｂ１、３２１ｂ２までの距離にも適用される。

ロータハウジングカバー３４１、３４２に形成されるカバー流路３４１ａ、３４１ｂ、３４２ａ、３４２ｂは、ロータハウジングカバー３４１、３４２の外径より小さい円周に沿って延びる。カバー流路３４１ａ、３４１ｂ、３４２ａ、３４２ｂは、エピトロコイド曲面の２つの変曲点のうち相対的に近いのを向く方向に延びる。カバー流路３４１ａ、３４１ｂ、３４２ａ、３４２ｂは、エピトロコイド曲面の２つの変曲点のいずれかとロータハウジングカバー３４１、３４２の外径間を経由するように形成される。

図１３は図１０に示す流体移送装置３００の第１ロータ３３１、第１ロータハウジング３２１及び第２ロータハウジングカバー３４２を示す平面図である。

第１ロータ３３１が回転して第１ロータ３３１の頂点が第１ロータハウジング３２１のいずれかの第２ハウジング流路３２１ｃ２を通過する際に、３つの容積変動空間Ａ１、Ｂ１、Ｃ１のうち２つの容積変動空間Ａ１、Ｂ１が第２ハウジング流路３２１ｃ２により連結される瞬間が存在する。このとき、２つの容積変動空間Ａ１、Ｂ１のいずれか一方は正圧状態であり、他方は負圧状態である。よって、２つの容積変動空間Ａ１、Ｂ１が第２ハウジング流路３２１ｃ２により連結される瞬間、流量の移送と圧力の発生に微小な損失が発生し得る。このような損失は第２実施形態の流体移送装置２００においても発生し得る。

このような損失が発生し得るものの、第２実施形態と第３実施形態においては、図１５及び図１６のロータ構造を適用することにより摩擦を低減できるという利点がある。それについては後述する。

一方、このような損失を低減するためには、ロータ３３１の形状を変形すること、ロータ３３１の頂点にベインを設けること、ハウジング流路３２１ｂ１、３２１ｂ２、３２１ｃ１、３２１ｃ２の断面積を最小化することが考えられる。

次に、流体移送装置３００の動作について説明する。

図１４はロータ３３１、３３２、３３３の回転による流路の開閉状態の変化、容積変動空間の容積変化を順次示す概念図である。図１４は図１１に示す流体移送装置３００を下から上に投影したものである。

流体移送装置３００の２つの流体出入口３１１ａ、３１２ａのいずれか一方からは流体が流入し、他方からは圧縮された流体が排出される。その逆も可能である。図１１において、上方の流体出入口３１１ａから流体が流入し、下方の流体出入口３１２ａから流体が排出されるという前提の下で、図１４について説明する。

（ａ）列は、第１ロータ３３１、第１ロータハウジング３２１、第１ロータハウジング３２１の両側に配置される第１ロータハウジングカバー３４１及び第２ロータハウジングカバー３４２のカバー流路３４１ａ、３４１ｂ、３４２ａ、３４２ｂを示す平面図である。

（ｂ）列は、第２ロータ３３２、第２ロータハウジング３２２、第２ロータハウジング３２２の両側に配置される第２ロータハウジングカバー３４２及び第３ロータハウジングカバー３４３のカバー流路３４２ａ、３４２ｂ、３４３ａ、３４３ｂを示す平面図である。

（ｃ）列は、第３ロータ３３３、第３ロータハウジング３２３、第３ロータハウジング３２３の両側に配置される第３ロータハウジングカバー３４３及び第４ロータハウジングカバー３４４のカバー流路３４３ａ、３４３ｂ、３４４ａ、３４４ｂを示す平面図である。

（１）行に示すように、ロータハウジング３２１、３２２、３２３は、全て同じ方向を向いて配列されている。ロータハウジングカバー３４１、３４２、３４３、３４４も、全て同じ方向を向いて配列されている。

第１ロータ３３１は、第２ロータ３３２に対して９０゜の角度をなすように配列されている。第２ロータ３３２は、第３ロータ３３３に対して９０゜の角度をなすように配列されている。第１ロータ３３１は、第３ロータ３３３に対して１８０゜の角度をなすように配列されている。

回転軸３５０とロータ３３１、３３２、３３３の回転比は３：１である。よって、回転軸３５０が３回転すると、ロータ３３１、３３２、３３３は１回転する。（１）行から（６）行まで回転軸３５０が６００゜回転するので、ロータ３３１、３３２、３３３は２００゜回転する。

（１）行は、流体移送装置３００が動作する前の初期状態を示すものである。流体移送装置３００が動作すると、第１ロータ３３１、第２ロータ３３２及び第３ロータ３３３が偏心回転し、流体は第１流体出入口３１１ａから第１流体出入口ハウジング３１１に流入する。

第１ロータ３３１が繰り返し偏心回転すると、第１ロータ３３１の位置が（１）行の状態に達する直前に、流体は、第１ロータハウジングカバー３４１の第１カバー流路３４１ａと第１ロータハウジング３２１の第１ハウジング流路３２１ｂ１を介して、空間Ａ１に流入する。

第１ロータ３３１が（１）行から（３）行まで偏心回転することにより、空間Ａ１は次第に小さくなり、第２ロータ３３２が（１）行から（３）行まで偏心回転することにより、空間Ａ２は次第に大きくなる。第１ロータ３３１及び第２ロータ３３２が（３）行の位置まで偏心回転すると、空間Ａ１の体積は最小となり、空間Ａ２の体積は最大となる。

流体は、第１ロータハウジング３２１の第２ハウジング流路３２１ｃ１、第２ロータハウジングカバー３４２の第１カバー流路３４２ａ、第２ロータハウジング３２２の第１ハウジング流路３２２ｂ１を介して、空間Ａ２に流入する。その過程において、空間Ａ１では、第１ロータハウジングカバー３４１の第１カバー流路３４１ａと第２ロータハウジングカバー３４２の第１カバー流路３４２ａが同時に連結される時点が存在する。よって、空間Ａ１の流体が第１ロータハウジングカバー３４１の第１カバー流路３４１ａへ逆流する可能性がある。しかし、第２ロータハウジング３２２の空間Ａ２は、膨張しているので負圧状態となる。空間Ａ２が負圧状態であるので、空間Ａ１の流体は、逆流するのではなく、空間Ａ２に流入する。

第２ロータ３３２が（３）行から（５）行まで回転することにより、空間Ａ２は体積が次第に小さくなる。また、第３ロータ３３３が（３）行から（５）行まで回転することにより、空間Ａ３は次第に大きくなる。第２ロータ３３２及び第３ロータ３３３が（５）行の位置まで偏心回転すると、空間Ａ２の体積は最小となり、空間Ａ３の体積は最大となる。

空間Ａ２の流体は、第２ロータハウジング３２２の第２ハウジング流路３２２ｃ１、第３ロータハウジングカバー３４３の第１カバー流路３４３ａ、第３ロータハウジング３２３の第１ハウジング流路３２３ｂ１を介して、空間Ａ３に流入する。その過程において、空間Ａ２では、第２ロータハウジングカバー３４２の第１カバー流路３４２ａと第３ロータハウジングカバー３４３の第１カバー流路３４３ａが同時に連結される時点が存在する。よって、空間Ａ２の流体が第２ロータハウジングカバー３４２の第１カバー流路３４２ａへ逆流する可能性がある。しかし、第３ロータハウジング３２３の空間Ａ３は、膨張しているので負圧状態となる。空間Ａ３が負圧状態であるので、空間Ａ２の流体は、逆流するのではなく、空間Ａ３に流入する。

第１ロータ３３１、第２ロータ３３２及び第３ロータ３３３が（６）行の位置よりさらに偏心回転すると、空間Ａ３では、第３ロータハウジングカバー３４３の第１カバー流路３４３ａと第４ロータハウジングカバー３４４の第１カバー流路３４４ａが同時に連結される瞬間が存在する。このとき、空間Ｃ２では、第２ロータハウジングカバー３４２の第１カバー流路３４２ａと第３ロータハウジングカバー３４３の第１カバー流路３４３ａが同時に連結される。また、空間Ｃ１では、第２ロータハウジングカバー３４２の第１カバー流路３４２ａが連結される。よって、空間Ａ３、Ｃ２、Ｃ１が互いに連結される。

このとき、空間Ｃ１は、圧縮されているので正圧状態であり、空間Ｃ２は、膨張しているので負圧状態である。正圧と負圧は互いに相殺されるので、正圧状態の空間Ａ３の流体は、第４ロータハウジングカバー３４４の第１カバー流路３４４ａを介して、第２流体出入口ハウジング３１２に排出される。

以上のように、流体移送装置３００のロータ３３１、３３２、３３３が反時計方向に回転することにより、いずれか一方の流体出入口３１１ａに流入した流体は、各ロータハウジングカバー３４１、３４２、３４３、３４４の第１カバー流路３４１ａ、３４２ａ、３４３ａ、３４４ａと各ロータハウジング３２１、３２２、３２３の流体圧縮空間３２１ａ、３２２ａ、３２３ａを介して、他方の流体出入口３１２ａから排出される。流体の移送量は、各ロータハウジング３２１、３２２、３２３の空間Ａ、Ｂ、Ｃの変化量と回転軸３５０の回転に左右される。

流体の移送は、各ロータハウジングカバー３４１、３４２、３４３、３４４の第２カバー流路３４１ｂ、３４２ｂ、３４３ｂ、３４４ｂと各ロータハウジング３２１、３２２、３２３の流体圧縮空間３２１ａ、３２２ａ、３２３ａを介しても同様に行われる。空間Ｂ１、Ｂ２、Ｂ３の体積変化、空間Ｃ１、Ｃ２、Ｃ３の体積変化は、流体が各ロータハウジングカバー３４１、３４２、３４３、３４４の第１カバー流路３４１ａ、３４２ａ、３４３ａ、３４４ａ及び第２カバー流路３４１ｂ、３４２ｂ、３４３ｂ、３４４ｂを介して移送されるようにする。

４．第１〜第３実施形態の流体移送装置に適用されるロータ

以上では三角柱状のロータについて説明した。以下ではロータの変形例について説明する。

図１５は第１〜第３実施形態の流体移送装置１００、２００、３００に適用されるロータ４３１の概念図である。

ロータ４３１は、突起部４３１ｂを備える。突起部４３１ｂは、ロータハウジングカバーに対向する面の縁部に沿って突出する。突起部４３１ｂは、縁部の内面に対して段差を有する。よって、ロータ４３１が回転する際に、突起部４３１ｂはロータハウジングカバーに接触しているのに対して、縁部の内面はロータハウジングカバーから離隔している。

ロータ４３１は、２つのロータハウジングカバーに対向して配置されるので、突起部４３１ｂは、ロータ４３１の一側及び他側にそれぞれ形成されてもよい。

ロータ４３１に突起部４３１ｂが備えられた場合、ロータ４３１とロータハウジングカバーとの摩擦面積が小さくなる。よって、突起部４３１ｂは、ロータ４３１とロータハウジングカバーとの摩擦を低減するという効果を有する。

図１５において説明していない符号４３１ａは収容部である。

図１６は第１〜第３実施形態の流体移送装置１００、２００、３００に適用される他のロータ５３１の概念図である。

ロータ５３１は、突起部５３１ｂを備える。突起部５３１ｂは、第１突起部５３１ｂ１及び第２突起部５３１ｂ２からなる。

第１突起部５３１ｂ１は、ロータハウジングカバーに対向する面から突出する。ただし、図１５とは異なり、第１突起部５３１ｂ１は、ロータ５３１の縁部に沿って突出するのではなく、ロータ５３１の縁部より小さい周面に沿って形成される。よって、第１突起部５３１ｂ１は、第１突起部５３１ｂ１の内面に対しても段差を有し、ロータ５３１の縁部に対しても段差を有する。

第２突起部５３１ｂ２は、第１突起部５３１ｂ１の頂点からロータ５３１の頂点に向かって突出する。第２突起部５３１ｂ２は、第１突起部５３１ｂ１に対して、ベインに類似した構造を有するものといえる。

ロータ５３１に突起部５３１ｂが備えられた場合、ロータ５３１とロータハウジングカバーとの摩擦面積が小さくなる。よって、突起部５３１ｂは、ロータ５３１とロータハウジングカバーとの摩擦を低減するという効果を有する。

図１６において説明していない符号５３１ａは収容部である。

前述した流体移送装置は、前述した実施形態の構成と方法に限定されるものではなく、各実施形態の全部又は一部を選択的に組み合わせて構成することにより様々に変形することができる。

本発明は、流体移送装置に関する産業分野に用いることができる。

Claims (24)

1. エピトロコイド曲面状の流体圧縮空間を形成するロータハウジングと、
   前記ロータハウジングの流体圧縮空間を複数の容積変動空間に区画するように前記ロータハウジングの流体圧縮空間内に配置され、その場で回転する回転軸に偏心結合されて前記流体圧縮空間内で偏心回転するロータと、
   前記ロータハウジングの流体圧縮空間を覆うように形成され、中心に形成される回転軸貫通孔と、前記回転軸貫通孔を中心に互いに反対側に対称に形成される第１カバー流路及び第２カバー流路とを備えるロータハウジングカバーと、
   を含み、
   前記ロータハウジングカバーは、複数備えられ、互いに離隔して配置され、
   前記ロータハウジングは、複数備えられ、隣接して配置される２つの前記ロータハウジングカバー間に１つずつ配置され、
   前記ロータは、各前記ロータハウジングの流体圧縮空間内に１つずつ配置され、
   前記ロータの配列方向は、前記回転軸に対して前記ロータの中心が向く方向から決定され、各前記ロータは、隣接する他の前記ロータとは異なる方向を向くように配列されることを特徴とする流体移送装置。
2. 前記第１カバー流路と前記第２カバー流路とは、前記ロータハウジングカバーの平面上で、前記回転軸貫通孔を挟んで１８０゜の角度をなすように配置されることを特徴とする請求項１に記載の流体移送装置。
3. 前記ロータハウジングの配列方向は、前記エピトロコイド曲面が向く方向から決定され、前記ロータハウジング同士の配列方向は、規則性を有して繰り返され、
   前記ロータハウジングカバーの配列方向は、前記回転軸貫通孔を中心とする前記第１カバー流路及び前記第２カバー流路の配置方向から決定され、前記ロータハウジングカバー同士の配列方向は、規則性を有して繰り返されることを特徴とする請求項１に記載の流体移送装置。
4. 前記ロータハウジングの数は、３つ以上であり、
   前記ロータハウジングカバーの数は、前記ロータハウジングの数よりも１つ多く、
   前記ロータハウジングカバーと前記ロータハウジングとは、交互に配置されることを特徴とする請求項３に記載の流体移送装置。
5. 前記ロータハウジングカバーの配列方向は、前記回転軸貫通孔を中心とする前記第１カバー流路及び前記第２カバー流路の配置方向から決定され、
   前記ロータハウジングカバーは、隣接する他の前記ロータハウジングカバーに対して９０゜の角度をなすように配列されることを特徴とする請求項１に記載の流体移送装置。
6. 前記第１カバー流路及び前記第２カバー流路は、前記回転軸の延長方向に平行な方向において前記ロータの偏心回転範囲と重なる範囲内に配置され、開放時に隣接して配置される２つの前記ロータハウジングの流体圧縮空間が連通するように前記ロータハウジングカバーを貫通することを特徴とする請求項１に記載の流体移送装置。
7. 前記ロータハウジングの配列方向は、前記エピトロコイド曲面が向く方向から決定され、
   前記ロータハウジングは、全て同じ方向を向いて配列されるか、又は隣接する他の前記ロータハウジングに対して９０゜の角度をなすように配列されることを特徴とする請求項１に記載の流体移送装置。
8. 前記ロータハウジングは、隣接する他の前記ロータハウジングに対して９０゜の角度をなすように配列され、
   前記ロータは、隣接する他の前記ロータに対して１８０゜の角度をなすように配列されることを特徴とする請求項７に記載の流体移送装置。
9. 前記ロータハウジングは、全て同じ方向を向いて配列され、
   前記ロータは、隣接する他の前記ロータに対して９０゜の角度をなすように配列されることを特徴とする請求項７に記載の流体移送装置。
10. 前記ロータハウジングは、前記エピトロコイド曲面に外接する位置に形成されるハウジング流路を備え、
    前記ハウジング流路は、前記流体圧縮空間に連通するように形成され、前記回転軸の延長方向に平行な方向に延びて一側の前記ロータハウジングカバーと他側の前記ロータハウジングカバーとのいずれかに向けて開放されることを特徴とする請求項７に記載の流体移送装置。
11. 前記ハウジング流路は、
    一側の前記ロータハウジングカバーに向けて開放される第１ハウジング流路と、
    他側の前記ロータハウジングカバーに向けて開放される第２ハウジング流路と、
    を含むことを特徴とする請求項１０に記載の流体移送装置。
12. 前記第１ハウジング流路は、複数備えられ、前記回転軸を中心に互いに反対側に対称に形成され、
    前記第２ハウジング流路は、複数備えられ、前記回転軸を中心に互いに反対側に対称に形成されることを特徴とする請求項１１に記載の流体移送装置。
13. いずれかの前記ロータハウジングを一側の前記ロータハウジングカバーから見たときの前記第１ハウジング流路の配列と、前記いずれかのロータハウジングを他側の前記ロータハウジングカバーから見たときの前記第２ハウジング流路の配列とは、同一であることを特徴とする請求項１２に記載の流体移送装置。
14. 一側の前記ロータハウジングに形成されるハウジング流路及び他側の前記ロータハウジングに形成されるハウジング流路は、前記回転軸の延長方向に平行な方向において互いに重ならない位置にそれぞれ配置され、
    前記第１カバー流路及び前記第２カバー流路は、前記一側のロータハウジングに形成される前記ハウジング流路と前記他側のロータハウジングに形成される前記ハウジング流路とを連結するように形成されることを特徴とする請求項１０に記載の流体移送装置。
15. 前記ロータハウジングは、隣接する他の前記ロータハウジングに対して９０゜の角度をなすように配列され、
    前記第１ハウジング流路及び前記第２ハウジング流路は、それぞれ２つ備えられ、２つの前記第１ハウジング流路のいずれか一方から、前記エピトロコイド曲面に沿って、２つの前記第２ハウジング流路のいずれか一方までの距離を第１距離とし、２つの前記第２ハウジング流路の他方までの距離を第２距離とすると、前記第１距離と前記第２距離とのうち、前記エピトロコイド曲面の変曲点を通るのは、前記エピトロコイド曲面の変曲点を通らないのより長いことを特徴とする請求項１１に記載の流体移送装置。
16. 前記第１カバー流路及び前記第２カバー流路は、前記ロータハウジングカバーの外径より小さい円周に沿って延び、前記エピトロコイド曲面の２つの変曲点のうち相対的に近いのを向く方向に延びることを特徴とする請求項１５に記載の流体移送装置。
17. 前記ロータは、隣接する他の前記ロータに対して１８０゜の角度をなすように配列されることを特徴とする請求項１５に記載の流体移送装置。
18. 前記ロータハウジングは、全て同じ方向を向いて配列され、
    前記第１ハウジング流路及び前記第２ハウジング流路は、それぞれ２つ備えられ、２つの前記第１ハウジング流路のいずれか一方から、前記エピトロコイド曲面に沿って、２つの前記第２ハウジング流路のいずれか一方までの距離を第１距離とし、２つの前記第２ハウジング流路の他方までの距離を第２距離とすると、前記第１距離と前記第２距離とのうち、前記エピトロコイド曲面の変曲点を通るのは、前記エピトロコイド曲面の変曲点を通らないのより短いことを特徴とする請求項１１に記載の流体移送装置。
19. 前記第１ハウジング流路及び前記第２ハウジング流路は、前記回転軸の延長方向に平行な方向において互いに重ならないように形成され、
    前記第１ハウジング流路同士は、前記回転軸の延長方向に平行な方向において互いに重なるように形成され、
    前記第２ハウジング流路同士は、前記回転軸の延長方向に平行な方向において互いに重なるように形成されることを特徴とする請求項１８に記載の流体移送装置。
20. 前記第１カバー流路及び前記第２カバー流路は、前記ロータハウジングカバーの外径より小さい円周に沿って延び、前記エピトロコイド曲面の２つの変曲点のいずれかと前記ロータハウジングカバーの外径間を経由するように形成されることを特徴とする請求項１８に記載の流体移送装置。
21. 前記ロータは、隣接する他の前記ロータに対して９０゜の角度をなすように配列されることを特徴とする請求項１８に記載の流体移送装置。
22. いずれかの前記ロータを挟んで、一側の前記ロータと他側の前記ロータとは、１８０゜の角度をなすように配列されることを特徴とする請求項２１に記載の流体移送装置。
23. 前記ロータは、前記ロータハウジングカバーに対向する面の縁部に沿って突出する突起部を備えることを特徴とする請求項１０〜請求項２２のいずれか１つに記載の流体移送装置。
24. 前記ロータは、前記ロータハウジングカバーに対向する面から突出する突起部を備え、
    前記突起部は、
    前記ロータハウジングカバーに対向する面の縁部より小さい周面に沿って形成される第１突起部と、
    前記第１突起部の頂点から前記ロータの頂点に向かって突出する第２突起部と、
    を含むことを特徴とする請求項１０〜請求項２２のいずれか１つに記載の流体移送装置。

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