JP3570231B2

JP3570231B2 - Scroll pump

Info

Publication number: JP3570231B2
Application number: JP21211498A
Authority: JP
Inventors: 司法上; 斉北野; 善一鹿田; 季久岸本
Original assignee: Matsushita Electric Works Ltd
Current assignee: Panasonic Electric Works Co Ltd
Priority date: 1998-07-28
Filing date: 1998-07-28
Publication date: 2004-09-29
Anticipated expiration: 2018-07-28
Also published as: JP2000045967A

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明はスクロール型ポンプに関し、詳しくは可動スクロールを駆動する構造に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
スクロール型ポンプはその圧縮原理から吸入弁及び吐出弁が不用であること、部品点数が少ないこと、高効率であることの長所を本質的に備えているが、圧縮要素の動作がある半径の円軌道の上を旋回運動を行う（公転運動）という複雑な動きであり、単に回転運動で駆動をするロータリポンプに比べて小型化が進んでいないのが現状である。
【０００３】
近年、この問題を解決するものとして特開昭６４−５３０８５号公報、特開平２−１４０４８３号公報、特開平８−２６１１６７号公報等に開示されるものが提供されている。
【０００４】
特開昭６４−５３０８５号公報に開示されるものは図２２、図２３に示すような構造になっている。固定スクロール１は固定ラップと称される渦巻き状の羽根１ａを有し、可動スクロール２は可動ラップと称される渦巻き状の羽根２ａを有し、羽根１ａと羽根２ａとを組み合わせることにより固定スクロール１と可動スクロール２とを重ね合わせ、可動スクロール２をハウジング３にオルダムリング４を介して保持してある。固定スクロール１の渦巻き状の羽根１ａの外周の位置には吸い込み口５を設けてあり、固定スクロール１の渦巻き状の羽根１ａの中心には吐出口６を設けてある。またハウジング３内には可動スクロール２を旋回運動（公転運動）をするように駆動するための圧電モータ７を配設してある。このように構成せるスクロール型ポンプは圧電モータ７を駆動することにより、固定スクロール１に対して可動スクロール２が旋回して、両スクロール１，２の重ね合わせにより形成される密閉空間８を図２３（ａ）（ｂ）（ｃ）（ｄ）に示す順に渦巻き部の外側から中心側へ移動させて容積を逐次縮小させるように圧縮させることにより、吸い込み口５から吸い込んだ流体を吐出口６から吐出するようになっている。
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】
ところで、上記従来例である特開昭６４−５３０８５号公報で開示されるものでは、可動スクロール２を旋回するように駆動するために圧電モータ７を用いていることで可動スクロール２を圧電モータ７にて旋回するように直接駆動することができてある程度小型化ができるが、十分に小型化されているといえるものでなかった。また特開平２−１４０４８３号公報で開示されるものも特開昭６４−５３０８５号公報と同様に可動スクロールを圧電モータで駆動するものであって、上記と同様に十分に小型化されているものといえるものでなかった。さらに特開平８−２６１１６７号公報で開示されるものは静電アクチュエータで可動スクロールを旋回するように駆動するようになっているが、これも充分に小型化されているといえるものでなかった。
【０００６】
本発明は上記の点に鑑みてなされたものであり、ポンプとアクチュエータとを一体化することにより小型、軽量、薄型化が可能になるスクロール型ポンプを提供することを課題とするものである。
【０００７】
【課題を解決するための手段】
上記課題を解決するため本発明の請求項１のスクロール型ポンプは、渦巻き状の羽根２ａ，１ａを有する可動スクロール２と固定スクロール１とを渦巻き部にて互いに組み合わせて、可動スクロール２を軸線の周りに一定の半径で公転させることにより、上記両スクロール１，２の組み合わせにより形成される密閉空間８を渦巻き部の外側から中心側へと移動させて容積を逐次縮小させて圧縮するようにしたスクロール型ポンプにおいて、可動スクロール２を保持するハウジング３がステータ、可動スクロール２がロータになるように磁気回路を形成して可動スクロール２をダイレクトに駆動させるようにし、ステータ側となる鉄心９及びコイル１０の組み合わせは鉄心９の内側に突出する歯形部２１が可動スクロール２の外周に複数設けた歯形部２２と対向するようにハウジング３の表面の円周上に複数個を平面的に配置して該歯形部２１にコイル１０を装着して形成し、鉄心９の歯形部２１のコイル１０に電流を印加することで対向する可動スクロール２の歯形部２２が吸引時にある隙間にて接近するようにし、平面的に磁気回路を構成することにより可動スクロールを駆動させるようにして成ることを特徴とする。可動スクロール２をロータとして磁気で可動スクロール２を直接駆動する構造とすることでポンプとアクチュエータとがコンパクトに一体化されるとともに鉄心が一体化でき、小型、軽量、薄型化が可能となる。
【０００８】
また本発明の請求項２のスクロール型ポンプは、渦巻き状の羽根２ａ，１ａを有する可動スクロール２と固定スクロール１とを渦巻き部にて互いに組み合わせて、可動スクロール２を軸線の周りに一定の半径で公転させることにより、上記両スクロール１，２の組み合わせにより形成される密閉空間８を渦巻き部の外側から中心側へと移動させて容積を逐次縮小させて圧縮するようにしたスクロール型ポンプにおいて、可動スクロール２を保持するハウジング３がステータ、可動スクロール２がロータになるように磁気回路を形成して可動スクロール２をダイレクトに駆動させるようにし、ステータ側となる鉄心９及びコイル１０の組み合わせは略Ｃ字状の鉄心９にて可動スクロール２の外周部を上下から挟むようにハウジング３の表面の円周上に複数個を立体的に配置し、鉄心９と可動スクロール２との隙間は一定に保つようにし、立体的に磁気回路を構成することにより可動スクロールを駆動させるようにして成ることを特徴とする。可動スクロール２をロータとして磁気で可動スクロール２を直接駆動する構造とすることでポンプとアクチュエータとがコンパクトに一体化され、小型、軽量、薄型化が可能となる。
【００１３】
また本発明の請求項３のスクロール型ポンプは、請求項１又は２において、ロータとなる可動スクロール２の部材は永久磁石にて形成することを特徴とする。永久磁石とすることで起磁力が強いので、磁気特性を向上させることが可能となる。
【００２３】
【発明の実施の形態】
先ず、図１に示す実施の形態から述べる。渦巻き状の羽根（ラップ）１ａ，２ａを有する固定スクロール１及び可動スクロール２と、可動スクロール２の自転を防止するオルダムリング４と、可動スクロール２を駆動させるための鉄心９及びコイル１０と、可動スクロール２とオルダムリング４と鉄心９を保持するためのハウジング３と、可動スクロール２を一定の半径で公転させるための偏心軸１２と、偏心軸１２をハウジング３との間で回転自由とするための軸受１３等より本発明のスクロール型ポンプが構成されている。上記固定スクロール１と可動スクロール２の渦巻き状の羽根１ａ，２ａの形状は例えばインボリュート関数或いはアブソリュート関数などで形成される。可動スクロール２は底部にキー溝１４が形成されていて、オルダムリング４の上部のキー状の突起１５と嵌め合うことで１自由度移動可能である。またオルダムリング４は底部にキー状の突起１６が上部の突起１５と直交して形成されており、ハウジング３のキー溝１７と嵌め合うことで１自由度移動可能である。すなわち、オルダムリング４を介することで可動スクロール２は２自由度で移動可能な機構となっている。偏心軸１２はハウジング３の底部中央に形成された穴１８に対して軸受１３を介して回転自由に取り付けられており、また偏心軸１２には軸中心から偏心した位置に穴１２ａが形成されており、可動スクロール２の底部中央に形成された軸が穴１２ａに滑り自由な状態で嵌合されている。固定スクロール１は可動スクロール２、オルダムリング４、鉄心９及びコイル１０を挟んだ状態でハウジング３最外周上面にて固定される。これにより、可動スクロール２とオルダムリング４は軸方向に拘束される。以上の機構により可動スクロール２は自転せずに一定の公転半径で揺動運動（旋回運動）を平面的に行うようになっている。ハウジング３に保持される鉄心９とコイル１０の組み合わせは可動スクロール２を駆動させるためのステータとして可動スクロール２を取り巻くように配置されており、例えば放射状に配置されている。また可動スクロール２は永久磁石或いは鉄系の強磁性体により形成されるものであり、コイル１０に電流を流すことでステータとしての鉄心９に磁界を発生させてそれに伴い、吸引されて駆動されるような磁気回路を形成するようになっている。このようにして放射状に配置された鉄心９とコイル１０に順番に磁界を発生させて可動スクロール２を駆動させることができるようになっている。つまり、可動スクロール２はロータとしてダイレクトに駆動することが可能となっている。
【００２４】
しかしてコイル１０に通電してロータとしての可動スクロール２を駆動することにより、固定スクロール１に対して可動スクロール２が旋回して、両スクロール１，２の重ね合わせにより形成される密閉空間８を従来例で述べた図２３（ａ）（ｂ）（ｃ）（ｄ）に示す順に渦巻き部の外側から中心側へ移動させて容積を逐次縮小させるように圧縮させることにより、吸い込み口５から吸い込んだ流体を吐出口６から吐出するようになっている。上記のようにポンプとしての機能を果たすためには可動スクロール２と固定スクロール１の重ね合わせにより形成される密閉空間８を渦巻き部の外側から中心側へ移動させ容積を逐次縮小させるように圧縮させるのであるが、可動スクロール２が固定スクロール１に対して自転せずに一定の半径で公転する動作が必要である。そのためには、上記駆動方式に対して自転を防止するための機構及び一定半径で公転させるための機構が必要である。
【００２５】
上記のように本発明のスクロール型ポンプが形成され、可動スクロール２をロータとしてダイレクトに駆動される構造となっているためにポンプとアクチュエータとが一体化されることとなり、小型、軽量、薄型化が可能になるものである。
【００２６】
次に図２に示す実施の形態について述べる。これはロータとしての可動スクロール２を駆動する構造を主に説明するものである。図２（ａ）（ｂ）に示すようにハウジング３に保持される鉄心９とコイル１０の組み合わせは可動スクロール２を駆動するためのステータとして可動スクロール２を取り巻くように放射状に８分割にて配置されている。鉄心９と可動スクロール２との位置関係は、図２（ｂ）（ｃ）に示すように鉄心上部側面（ハウジング３外周側）と可動スクロール２の側面の面取り部２０が吸引時にある隙間にて接近し、鉄心下部上面（ハウジング３中央部付近）と可動スクロール２底面とがある一定の隙間にて接近するような配置である。この配置において、コイル１０に電流を流すことで図２（ｄ）の矢印のような立体的な磁気回路が形成されて可動スクロール２がラジアル方向に吸引される。このコイル電流を図２（ｂ）の▲１▼番→▲２▼番→▲３▼番……と順次印加することにより可動スクロール２は電流を印加されたステータに吸引されて移動する。以上のようにして可動スクロール２をダイレクトに駆動することができる。なお、自転を防止するための機構及び一定の半径で公転させるための機構等は上記例のものと同じである。
【００２７】
次に図３に示す実施の形態について述べる。これはロータとしての可動スクロール２を駆動する構造の他例を示すものである。鉄心９は円環状に一体化された形状でハウジング３の外周の上部に設けられている。この鉄心９には可動スクロール２の外周と対向するように内側に突出する歯形部２１が形成され、この歯形部２１を取り巻くようにコイル１０が装着されている。図３の例の場合、周方向に等間隔に１２の歯数の歯形部２１が設けてあり、各歯形部２１にコイル１０を夫々装着してある。可動スクロール２の外周には鉄心９の歯形部２１と対向するように歯形部２２を設けてあり、本例の場合、周方向に等間隔に１２の歯数の歯形部２２を設けてある。本構成において、鉄心９の隣り合う歯形部２１の３つのコイル１０（２つのコイル１０でもよい）に電流を印加することで対向する可動スクロール２の歯形部２２が吸引時にある隙間にて接近するような配置であり、図３の矢印のように平面的に磁気回路が形成されて可動スクロール２がラジアル方向に吸引されるようになっている。このコイル電流を外周に沿って順次印加することにより可動スクロール２は電流印加されたステータに吸引されて移動する。以上のようにして可動スクロール２をダイレクトに駆動することができる。なお、自転を防止するための機構及び一定の半径で公転させるための機構等は上記例のものと同じである。本実施の形態の構造の場合、スクロール型ポンプの小型、軽量、薄型化が可能である他、鉄心９が一体化できる。
【００２８】
次に図４に示す実施の形態について述べる。これもロータとしての可動スクロール２を駆動する構造の他例を示すものである。図４（ａ）に示すようにハウジング３に保持される鉄心９とコイル１０の組み合わせは可動スクロール２を駆動させるためのステータとして可動スクロール２を取り巻くように放射状に１２個配置されている。鉄心９と可動スクロール２の位置関係は、図４（ｂ）に示すように略Ｃ字状の鉄心９にて可動スクロール２の外周部を上下から挟むような配置である。なお、鉄心９と可動スクロール２との隙間は一定に保つようになっている。この配置において、コイル１０に電流を流すことで立体的な磁気回路が形成されて可動スクロール２が吸引される。このコイル電流を▲１▼番→▲２▼番→▲３▼番……と順次印加することにより可動スクロール２は電流印加されたステータに吸引されて移動する。以上のようにして可動スクロール２をダイレクトに駆動することができる。なお、自転を防止するための機構及び一定の半径で公転させるための機構等は上記例のものと同じである。
【００２９】
次に図５に示す実施の形態について述べる。これもロータとしての可動スクロール２を駆動する構造の他例を示すものである。図５（ａ）に示すようにハウジング３に保持される鉄心９とコイル１０の組み合わせは可動スクロール２を駆動させるためのステータとして可動スクロール２の下部に放射状に４分割にて配置される。この鉄心９と可動スクロール２の位置関係は図５（ｂ）に示すように略コ字状の鉄心９の上面にある一定の隙間を確保しながら可動スクロール２の底面が配置されるようになっている。この配置において、コイル１０に電流を流すことで図５（ｂ）の矢印のような立体的な磁気回路が形成されて可動スクロール２が吸引される。このコイル電流を順次印加することにより可動スクロール２は電流印加されたステータ側に吸引されて移動する。以上のようにして可動スクロール２をダイレクトに駆動することができる。なお、自転を防止するための機構及び一定の半径で公転させるための機構等は上記例のものと同じである。
【００３０】
次に図６に示す実施の形態について述べる。これはステータとしての鉄心９の構造に関するものである。ステータとしての鉄心９は電流印加に伴う磁束の向きに平行となるように、例えばケイ素鋼鈑のような強磁性体薄板２３を図６（ａ）の状態から図６（ｂ）の状態に積層して形成されている。これにより鉄心９内部に発生する渦電流を抑制することができ、磁気特性を向上させることが可能である。
【００３１】
次に図７に示す実施の形態について述べる。これはスクロール型ポンプを構成する部材の材質に関するものである。ステータとしての鉄心９やロータとしての可動スクロール２は磁気回路を形成するために磁性体であるが、それらに接する磁気回路を形成しない部位の材質は非磁性体からなる構造としてある。この非磁性体で形成する部材としては、図７に示すような固定スクロール１、オルダムリング４、ハウジング３、偏心軸１２等がある。非磁性体の材質としてはプラスチック等がある。このように固定スクロール１、オルダムリング４、ハウジング３、偏心軸１２等を非磁性体で形成すると磁束漏れを防止することができる。
【００３２】
次に図８に示す実施の形態について述べる。これもスクロール型ポンプを構成する部材の材質に関するものである。本例の場合、図８に示すような可動スクロール２の部材を鉄心等の強磁性体により形成してある。これにより可動スクロール２はステータ側で発生した磁力線の張力によって引き込まれて移動するのである。上記のように可動スクロール２の部材を鉄心等の強磁性体とすることで、ロータ内の磁気回路上でのギャップが少なくなり、磁気特性を向上させることが可能である。
【００３３】
次に図９に示す実施の形態について述べる。これは可動スクロール２の部材の材質の他例に関するものである。図９（ａ）に示すようなロータとしての可動スクロール２の部材を永久磁石により形成してある。永久磁石としては例えばフェライト系、希土類系等がある。これにより可動スクロール２はステータ側で発生した磁極に対応するように吸引されて移動するのである。上記のように可動スクロール２の部材を永久磁石とすることで起磁力が強いので、磁気特性を向上させることが可能である。
【００３４】
次に図１０に示す実施の形態について述べる。これも可動スクロール２の部材の材質の他例に関するものである。図１０に示すようなロータとしての可動スクロール２の部材をプラスチックマグネットにより形成してある。プラスチックマグネットの部材としては、例えばフェライト系、希土類系磁石を基本成分としてナイロン系の樹脂材料を配合させたものがある。これにより、可動スクロール２はステータ側で発生した磁極に対応するように吸引されて移動するのである。このように可動スクロール２の部材としてプラスチックマグネットを利用することで他部品と同様にプラスチックの射出成形等による製作が可能となり、量産化においては生産性、コスト等において好都合である。
【００３５】
次に図１１に示す実施の形態について述べる。これも可動スクロール２の部材の材質の他例に関するものである。ロータとしての可動スクロール２の部材は磁気回路を形成する部位のみプラスチックマグネットとし、その他の部位は別材質にて形成される構造となっている。すなわち、可動スクロール２は外周部２４と外周部２４以外の渦巻き状の羽根２ａ等を有するスクロール本体部２５とで構成されており、磁気回路の一部となる外周部２４は例えばリング状にプラスチックマグネットにて形成し、その他のスクロール本体部２５は固定スクロール１との関係においてポンプ特性として必要となる摺動性、耐磨耗性、強度等の機械的特性に優れた樹脂系材料により形成する構造としている。このような構造の可動スクロール２の製作方法としては２種の樹脂材料による２重射出成形等がある。このように外周部２４をプラスチックマグネットにてリング状に薄く形成することにより着磁特性を向上させることができると共に渦巻き状の羽根２ａ等を有するスクロール本体部２５はポンプ特性を向上させる特性を持った材質を選択することができる。
【００３６】
次に図１２に示す実施の形態について述べる。これは可動スクロール２の磁石の極性に関するものである。ロータとしての可動スクロール２の磁気回路を形成する部分が永久磁石或いはプラスチックマグネットにて形成されるが、この永久磁石やプラスチックマグネットにて形成される磁石部２６を円環状のような環状にし、この永久磁石やプラスチックマグネットの磁石部２６の極性をラジアル方向にＳ−Ｎ（またはＮ−Ｓ）となるように形成される。このような構造とすると図２に示す実施の形態で述べた立体的な磁気回路を形成させる場合に好都合である。
【００３７】
次に図１３に示す実施の形態について述べる。これは可動スクロール２の磁石の極性の他例に関するものである。ロータとしての可動スクロール２は永久磁石或いはプラスチックマグネットにて形成されるが、本例の場合、この可動スクロール２の外周に沿って形成される極性は円周方向にＳ，Ｎが交互に形成される構造となっている。このような構造とすると図３に示す実施形態で述べた平面的な磁気回路を形成させる場合に好都合である。
【００３８】
次に図１４に示す実施の形態について述べる。これも可動スクロール２の磁石の極性の他例に関するものである。ロータとしての可動スクロール２は永久磁石或いはプラスチックマグネットにて形成されるが、本例の場合、可動スクロール２の極性を軸方向（板厚方向）に変化する構造としてある。このような構造とすると、図４に示す実施形態で述べた立体的な磁気回路を形成させる場合に好都合である。
【００３９】
次に図１５に示す実施の形態について述べる。これは可動スクロール２の旋回半径を拘束する機構に関するものである。図１５に示すように偏心軸１２は円柱状に形成され、ハウジング３の底部中央に形成された穴１８に対して軸受１３を介して回転自由に取り付けられている。この偏心軸１２は軸中心から偏心した位置（偏心量：Ｒ）に円形の穴１２ａが形成されており、可動スクロール２の底部の中央に形成された軸が穴１２ａに嵌め込まれて軸と穴１２ａが滑り自由な状態で組み合わせられる。これにより可動スクロール２を一定の半径Ｒで公転させることが可能となる。このようにすることで可動スクロール２と固定スクロール１との半径方向の隙間をできるだけ小さくし、ポンプとしての圧縮性能を向上させることが可能となる。
【００４０】
次に図１６に示す実施の形態について述べる。これは可動スクロール２が駆動時に自転しないように拘束する機構に関するものである。可動スクロール２の底部に径方向にキー溝１４が形成されていて、オルダムリング４の上部のキー状の突起１５とキー溝１４が嵌め合うことで１自由度移動可能となっている。またオルダムリング４の底部にキー状の突起１６が上部の突起１５と直交して形成されており、ハウジング３の径方向のキー溝１７と嵌め合うことで１自由度移動可能である。すなわち、オルダムリング４を介することにより可動スクロール２はハウジング３に対して図１６の矢印に示すようにＸ，Ｙの２軸移動可動な機構となる。したがって、可動スクロール２はハウジング３に対して自転しないように拘束された機構になっている。このように可動スクロール２を自転しないようにすることで可動スクロール２は固定スクロール１との干渉を防止し、ポンプとしての圧縮性能を向上させることが可能である。
【００４１】
次に図１７に示す実施の形態について述べる。これは可動スクロール２に対して半径方向にコンプライアンス機構を有する構造としたものである。例えば偏心軸１２の偏心穴となる穴１２ａが半径方向にばね等によるコンプライアンス機構を具備させることにより、偏心量を可変できるようにしてある。つまり、図１７（ａ）に示すように偏心軸１２には直径方向に摺動溝２７を設けてあり、この摺動溝２７には摺動体２８を摺動自在に配置してあり、摺動体２８をばね２９にて付勢してあり、摺動体２８に偏心穴となる穴１２ａを設けてあり、可動スクロール２の中心の軸３０を穴１２ａに嵌め込んである。これにより偏心穴となる穴１２ａと滑り自由な状態で組み合わせられる可動スクロール２は旋回半径を可変にすることが可能である。従って、図１７（ｂ）に示すように可動スクロール２と固定スクロール１とを組み合わせる時に夫々の渦巻き状の羽根２ａ，１ａをコンプライアンスが効くように押さえ付けておけば、多少の位置ずれがあったとしても可動スクロール２の旋回に伴って旋回半径が変化して、常に密着状態とすることが可能である。このようにすることで、旋回半径を可変として、可動スクロール２と固定スクロール１とのそれぞれの渦巻き状の羽根２ａ，１ａを半径方向に密着状態とし、ポンプとしての圧縮性能を向上させることが可能である。
【００４２】
次に図１８に示す実施の形態について述べる。これは可動スクロール２に対して軸方向にコンプライアンス機構を有する構造としたものである。これは図に示すように偏心軸１２の偏心穴である穴１２ａの内部にばね３１を内装してあり、穴１２ａに嵌め込んだ軸３０を軸方向に付勢してある。これにより偏心穴である穴１２ａと滑り自由な状態で組み合わされる可動スクロール２は軸方向にコンプライアンス機構を有することとなる。従って、可動スクロール２と固定スクロール１とを組み合わせる時に夫々の渦巻き状の羽根２ａ，１ａの部分をコンプライアンスが効くように押さえ付けておけば、常に軸方向に密着状態とすることが可能である。このように可動スクロール２を固定スクロール１に軸方向に密着させることができるので、ポンプとしての圧縮性能を向上させることが可能である。
【００４３】
次に図１９に示す実施の形態について述べる。これはスクロールの圧縮室から吐出空気の一部を可動スクロール２を固定スクロール１に軸方向に押し付けるための背圧に利用するものである。図に示すように固定スクロール１では中央部の吐出口６から外周部のハウジング３との合わせ面に向かって貫通穴３３を形成してある。さらにハウジング３では外周部の固定スクロール１との合わせ面から中央部の可動スクロール２との接触面に向かって貫通穴３４を形成してある。これにより、固定スクロール１の中央部の吐出口６とハウジング３中央部の可動スクロール２との接触面とが貫通穴３３，３４でつながる。従って、固定スクロール１、可動スクロール２、ハウジング３及び偏心軸１２を組み合わせたとき可動スクロール２と固定スクロール１との夫々の渦巻き状の羽根２ａ，１ａによって形成される密閉空間８から吐出される圧縮気体の一部が吐出口６からハウジング３中央部の可動スクロール２との接触面まで到達する。これにより、圧縮気体が可動スクロール２底面を固定スクロール１に対して軸方向に押し付ける構造となる。このように可動スクロール２を固定スクロール１に軸方向に密着させることができるので、ポンプとして圧縮性能を向上させることが可能である。
【００４４】
次に図２０に示す実施の形態について述べる。これは可動スクロール２の固定スクロール１に対する位置検出機構を有するものである。図に示すように例えばステータとしての鉄心９の上部の上面に位置センサー３５を可動スクロール２側に向けて設置してある。この位置センサー３５はステータの励磁により、可動スクロール２の外周の側面が最も接近した場合に検知するように設定調整しておく。なお、この位置検出装置としての位置センサー３５はすべてのステータ部に設置する構造となっている。このように位置検出装置としての位置センサー３５を設けると、可動スクロール２の現位置を検知することができるので、回転開始時に最初に励磁すべきコイル１０が明確となる。また位置検知から単位時間当たりの検出回数すなわち回転数を算出することが可能となる。
【００４５】
次に図２１に示す実施の形態について述べる。これは吐出する流体である吐出気体の圧力を検出する機構を有するものである。図に示すように固定スクロール１の中央部の吐出口６と接続された空気回路３６の途中に圧力センサー３７を設置して吐出口６からの吐出気体の圧力を検知することができる構造としてある。このようにすることで、ポンプ動作時の吐出圧を常に検知し、過大な圧力上昇を防止することが可能である。また目的に合った圧力設定が可能である。
【００４６】
【発明の効果】
上記のように本発明は、叙述の如く可動スクロールを保持するハウジングがステータ、可動スクロールがロータになるように磁気回路を形成して可動スクロールをダイレクトに駆動させるようにしているので、可動スクロールをロータとして磁気で可動スクロールを直接駆動する構造とすることでポンプとアクチュエータとがコンパクトに一体化され、小型、軽量、薄型化が可能となるものである。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の実施の形態の一例を説明するための分解斜視図である。
【図２】同上の他例を説明するための図であって、（ａ）は分解斜視図、（ｂ）は組み立て状態の平面から見た断面図、（ｃ）は（ｂ）の正面から見た断面図、（ｄ）はステータ部分の斜視図である。
【図３】同上の他例を説明するための平面図である。
【図４】同上の他例を説明するための図であって、（ａ）は概略平面図、（ｂ）は要部の斜視図である。
【図５】同上の他例を説明するための図であって、（ａ）は分解斜視図、（ｂ）は要部正面から見た断面図である。
【図６】同上の他例を説明するための図であって、（ａ）は分解斜視図、（ｂ）は組み立て状態の斜視図である。
【図７】同上の他例を説明するための分解斜視図である。
【図８】同上の他例を説明するため斜視図である。
【図９】同上の他例を説明するための図であって、（ａ）は可動スクロールの斜視図、（ｂ）は要部の斜視図である。
【図１０】同上の他例を説明するための斜視図である。
【図１１】同上の他例を説明するための分解斜視図である。
【図１２】同上の他例を説明するための図であって、（ａ）は斜視図、（ｂ）は要部の斜視図である。
【図１３】同上の他例を説明するための図であって、（ａ）は概略斜視図、（ｂ）は平面図である。
【図１４】同上の他例を説明するための図であって、（ａ）は概略斜視図、（ｂ）は要部の斜視図である。
【図１５】同上の他例を説明するための図であって、（ａ）は分解斜視図、（ｂ）は要部の平面図である。
【図１６】同上の他例を説明するため分解斜視図である。
【図１７】同上の他例の説明するための図であって、（ａ）は偏心軸の構造を説明する説明図、（ｂ）は組み立て状態の正面から見た断面図である。
【図１８】同上の他例を説明するための正面から見た断面図である。
【図１９】同上の他例を説明するための正面から見た断面図である。
【図２０】同上の他例を説明するための斜視図である。
【図２１】同上の他例を説明するための断面図である。
【図２２】従来例を説明する断面図である。
【図２３】（ａ）（ｂ）（ｃ）（ｄ）は従来例の動作を説明する説明図である。
【符号の説明】
１固定スクロール
１ａ羽根
２可動スクロール
２ａ羽根
８密閉空間
９鉄心
１０コイル[0001]
TECHNICAL FIELD OF THE INVENTION
The present invention relates to a scroll pump, and more particularly, to a structure for driving a movable scroll.
[0002]
[Prior art]
The scroll type pump essentially has the advantages of not requiring an intake valve and a discharge valve due to its compression principle, having a small number of parts, and being highly efficient, but a circle having a radius where the operation of the compression element is present. It is a complicated motion of performing a turning motion (orbiting motion) on an orbit, and at present, the miniaturization has not progressed as compared with a rotary pump driven simply by a rotary motion.
[0003]
In recent years, Japanese Patent Application Laid-Open Nos. Sho 64-53085, Hei 2-140483, and Hei 8-261167 have disclosed solutions to this problem.
[0004]
The structure disclosed in JP-A-64-53085 has a structure as shown in FIGS. The fixed scroll 1 has a spiral blade 1a called a fixed wrap, the movable scroll 2 has a spiral blade 2a called a movable wrap, and a fixed scroll is formed by combining the blade 1a and the blade 2a. 1 and a movable scroll 2 are overlapped, and the movable scroll 2 is held on a housing 3 via an Oldham ring 4. A suction port 5 is provided at the outer periphery of the spiral blade 1a of the fixed scroll 1, and a discharge port 6 is provided at the center of the spiral blade 1a of the fixed scroll 1. A piezoelectric motor 7 for driving the orbiting scroll 2 so as to make a revolving motion (orbital motion) is provided in the housing 3. The scroll type pump constructed as described above drives the piezoelectric motor 7 to rotate the movable scroll 2 with respect to the fixed scroll 1 so that the sealed space 8 formed by overlapping the two scrolls 1 and 2 is shown in FIG. (A), (b), (c), and (d), by moving from the outside of the spiral part to the center side and compressing so as to reduce the volume sequentially, the fluid sucked from the suction port 5 is discharged from the discharge port 6. It discharges.
[0005]
[Problems to be solved by the invention]
By the way, in the prior art disclosed in JP-A-64-53085, since the piezoelectric motor 7 is used to drive the movable scroll 2 so as to turn, the movable scroll 2 is driven by the piezoelectric motor 7. Although it can be directly driven so that it turns, it can be downsized to some extent, but it cannot be said that it is sufficiently downsized. Also, the one disclosed in Japanese Patent Application Laid-Open No. 2-140483 is one in which the movable scroll is driven by a piezoelectric motor as in Japanese Patent Application Laid-Open No. 64-53085, and which is sufficiently miniaturized as described above. It could not be said. Further, in the device disclosed in Japanese Patent Application Laid-Open No. 8-261167, an orbiting scroll is driven by an electrostatic actuator, but it cannot be said that this is also sufficiently small.
[0006]
The present invention has been made in view of the above points, and it is an object of the present invention to provide a scroll type pump that can be reduced in size, weight, and thickness by integrating a pump and an actuator.
[0007]
[Means for Solving the Problems]
In order to solve the above-mentioned problem, a scroll type pump according to claim 1 of the present invention combines a movable scroll 2 having spiral blades 2a, 1a and a fixed scroll 1 with each other at a spiral portion, and connects the movable scroll 2 with an axis. By revolving around the circumference with a constant radius, the closed space 8 formed by the combination of the two scrolls 1 and 2 is moved from the outside of the spiral part to the center side, so that the volume is sequentially reduced and compressed. In the scroll type pump, a magnetic circuit is formed so that the housing 3 holding the movable scroll 2 becomes a stator and the movable scroll 2 becomes a rotor, and the movable scroll 2 is directly driven.The combination of the iron core 9 and the coil 10 on the stator side is formed on the circumference of the surface of the housing 3 such that the tooth profile 21 protruding inside the iron core 9 faces a plurality of tooth profiles 22 provided on the outer periphery of the movable scroll 2. A plurality of coils are mounted on the toothed portion 21 with a plurality of them arranged in a plane, and a current is applied to the coil 10 of the toothed portion 21 of the iron core 9, so that the toothed portion 22 of the movable scroll 2 opposed to the coil 10 is attracted. Occasionally approach at a certain gap, drive the movable scroll by forming a magnetic circuit in a planeIt is characterized by comprising. The pump and the actuator are compactly integrated by using a structure in which the movable scroll 2 is directly driven by magnetism using the movable scroll 2 as a rotor.And the iron core can be integratedIt is possible to reduce the size, weight, and thickness.
[0008]
The scroll type pump according to claim 2 of the present invention,The movable scroll 2 having the spiral blades 2a, 1a and the fixed scroll 1 are combined with each other at a spiral portion, and the movable scroll 2 is revolved around the axis with a constant radius, whereby the two scrolls 1, 2 are rotated. In a scroll type pump in which the sealed space 8 formed by the combination is moved from the outside of the spiral part to the center side to gradually reduce the volume and compress the same, the housing 3 holding the movable scroll 2 is composed of a stator and a movable scroll. The movable scroll 2 is directly driven by forming a magnetic circuit so that the rotor 2 becomes a rotor, and the combination of the iron core 9 and the coil 10 on the stator side is formed by a substantially C-shaped iron core 9. A plurality of parts are arranged three-dimensionally on the circumference of the surface of the housing 3 so as to sandwich the part from above and below, The gap between the roll 2 is to keep constant, characterized by comprising as to drive the movable scroll by configuring the sterically magnetic circuit. By using the movable scroll 2 as a rotor to directly drive the movable scroll 2 by magnetism, the pump and the actuator are compactly integrated, and the size, weight and thickness can be reduced.
[0013]
Claims of the present invention3Claim of scroll type pump1 or 2, The member of the movable scroll 2 serving as a rotor is formed of a permanent magnet. Since a permanent magnet has a strong magnetomotive force, it is possible to improve magnetic characteristics.
[0023]
BEST MODE FOR CARRYING OUT THE INVENTION
First, the embodiment shown in FIG. 1 will be described. A fixed scroll 1 and a movable scroll 2 having spiral blades (wraps) 1a and 2a; an Oldham ring 4 for preventing the movable scroll 2 from rotating; an iron core 9 and a coil 10 for driving the movable scroll 2; A housing 3 for holding the scroll 2, the Oldham ring 4, and the iron core 9, an eccentric shaft 12 for revolving the movable scroll 2 with a fixed radius, and an eccentric shaft 12 that is freely rotatable between the housing 3. The scroll type pump of the present invention is constituted by the bearings 13 and the like. The shapes of the spiral blades 1a and 2a of the fixed scroll 1 and the movable scroll 2 are formed by, for example, an involute function or an absolute function. The movable scroll 2 has a key groove 14 formed at the bottom, and can be moved by one degree of freedom by being fitted with a key-shaped projection 15 on the upper part of the Oldham ring 4. The Oldham ring 4 has a key-shaped projection 16 formed on the bottom thereof at right angles to the upper projection 15, and can be moved by one degree of freedom by being fitted into the key groove 17 of the housing 3. That is, the movable scroll 2 has a mechanism capable of moving with two degrees of freedom through the Oldham ring 4. The eccentric shaft 12 is rotatably attached to a hole 18 formed at the bottom center of the housing 3 via a bearing 13. The eccentric shaft 12 has a hole 12a formed at a position eccentric from the shaft center. A shaft formed at the center of the bottom of the orbiting scroll 2 is fitted in the hole 12a in a freely slidable manner. The fixed scroll 1 is fixed on the outermost peripheral upper surface of the housing 3 with the movable scroll 2, the Oldham ring 4, the iron core 9 and the coil 10 sandwiched therebetween. Thereby, the movable scroll 2 and the Oldham ring 4 are restrained in the axial direction. With the above mechanism, the orbiting scroll 2 does not rotate, but performs a swinging motion (orbiting motion) in a plane with a constant orbital radius. The combination of the iron core 9 and the coil 10 held by the housing 3 is arranged so as to surround the orbiting scroll 2 as a stator for driving the orbiting scroll 2, and is arranged, for example, radially. The orbiting scroll 2 is made of a permanent magnet or an iron-based ferromagnetic material, and generates a magnetic field in the iron core 9 as a stator by flowing an electric current through the coil 10 to be attracted and driven. Such a magnetic circuit is formed. In this way, the movable scroll 2 can be driven by sequentially generating a magnetic field in the radially arranged iron cores 9 and the coils 10. That is, the movable scroll 2 can be directly driven as a rotor.
[0024]
Then, by energizing the coil 10 and driving the movable scroll 2 as a rotor, the movable scroll 2 turns with respect to the fixed scroll 1, and the closed space 8 formed by the superposition of the two scrolls 1 and 2 is formed. 23 (a), (b), (c), and (d), which are described in the conventional example, are moved from the outside of the spiral part to the center side and compressed so as to gradually reduce the volume, thereby sucking in from the suction port 5. The fluid is discharged from the discharge port 6. As described above, in order to fulfill the function as a pump, the closed space 8 formed by the superposition of the movable scroll 2 and the fixed scroll 1 is moved from the outside of the spiral part to the center side and compressed so as to reduce the volume sequentially. However, an operation is required in which the orbiting scroll 2 revolves at a fixed radius without rotating with respect to the fixed scroll 1. For that purpose, a mechanism for preventing rotation and a mechanism for revolving at a constant radius are required for the above-mentioned driving method.
[0025]
As described above, the scroll type pump of the present invention is formed, and has a structure in which the movable scroll 2 is directly driven by using the rotor as a rotor. Therefore, the pump and the actuator are integrated, and the size, weight, and thickness are reduced. Is possible.
[0026]
Next, the embodiment shown in FIG. 2 will be described. This mainly describes a structure for driving the movable scroll 2 as a rotor. As shown in FIGS. 2A and 2B, the combination of the iron core 9 and the coil 10 held by the housing 3 is radially divided into eight so as to surround the orbiting scroll 2 as a stator for driving the orbiting scroll 2. Have been. As shown in FIGS. 2B and 2C, the positional relationship between the iron core 9 and the orbiting scroll 2 is determined by a gap between the upper side surface of the iron core (the outer peripheral side of the housing 3) and the chamfered portion 20 on the side surface of the orbiting scroll 2. The arrangement is such that the upper surface of the iron core (close to the center of the housing 3) and the bottom surface of the movable scroll 2 approach each other at a certain gap. In this arrangement, a current is passed through the coil 10 to form a three-dimensional magnetic circuit as shown by an arrow in FIG. 2D, and the movable scroll 2 is attracted in the radial direction. By sequentially applying the coil current in the order of (1) → (2) → (3) in FIG. 2 (b), the movable scroll 2 is attracted to the stator to which the current is applied and moves. As described above, the orbiting scroll 2 can be directly driven. The mechanism for preventing rotation, the mechanism for revolving at a fixed radius, and the like are the same as those in the above example.
[0027]
Next, the embodiment shown in FIG. 3 will be described. This shows another example of a structure for driving the movable scroll 2 as a rotor. The iron core 9 is provided on the upper part of the outer periphery of the housing 3 in an annularly integrated shape. The iron core 9 has a toothed portion 21 protruding inward so as to face the outer periphery of the orbiting scroll 2, and the coil 10 is mounted so as to surround the toothed portion 21. In the case of the example of FIG. 3, the tooth profiles 21 having 12 teeth are provided at equal intervals in the circumferential direction, and the coil 10 is mounted on each tooth profile 21. A tooth profile 22 is provided on the outer periphery of the orbiting scroll 2 so as to face the tooth profile 21 of the iron core 9. In this example, the tooth profile 22 having 12 teeth is provided at equal intervals in the circumferential direction. In this configuration, by applying a current to the three coils 10 (or two coils 10) of the adjacent tooth portions 21 of the iron core 9, the opposing tooth portions 22 of the movable scroll 2 approach each other at a certain gap during suction. The arrangement is such that a magnetic circuit is formed in a plane as indicated by an arrow in FIG. 3 so that the movable scroll 2 is attracted in the radial direction. By sequentially applying this coil current along the outer circumference, the movable scroll 2 is attracted to the stator to which the current is applied and moves. As described above, the orbiting scroll 2 can be directly driven. The mechanism for preventing rotation, the mechanism for revolving at a fixed radius, and the like are the same as those in the above example. In the case of the structure of the present embodiment, the scroll pump can be reduced in size, weight, and thickness, and the iron core 9 can be integrated.
[0028]
Next, the embodiment shown in FIG. 4 will be described. This also shows another example of a structure for driving the movable scroll 2 as a rotor. As shown in FIG. 4A, twelve combinations of iron cores 9 and coils 10 held by the housing 3 are radially arranged so as to surround the orbiting scroll 2 as a stator for driving the orbiting scroll 2. As shown in FIG. 4B, the positional relationship between the iron core 9 and the movable scroll 2 is such that the outer peripheral portion of the movable scroll 2 is sandwiched by the substantially C-shaped iron core 9 from above and below. The gap between the iron core 9 and the orbiting scroll 2 is kept constant. In this arrangement, a current is passed through the coil 10 to form a three-dimensional magnetic circuit, and the movable scroll 2 is attracted. By sequentially applying the coil current in the order of (1) → (2) → (3)..., The movable scroll 2 is attracted by the stator to which the current is applied and moves. As described above, the orbiting scroll 2 can be directly driven. The mechanism for preventing rotation, the mechanism for revolving at a fixed radius, and the like are the same as those in the above example.
[0029]
Next, the embodiment shown in FIG. 5 will be described. This also shows another example of a structure for driving the movable scroll 2 as a rotor. As shown in FIG. 5A, the combination of the iron core 9 and the coil 10 held in the housing 3 is radially divided into four parts below the movable scroll 2 as a stator for driving the movable scroll 2. As shown in FIG. 5B, the positional relationship between the iron core 9 and the orbiting scroll 2 is such that the bottom surface of the orbiting scroll 2 is arranged while securing a certain gap on the upper surface of the substantially U-shaped iron core 9. ing. In this arrangement, a current is passed through the coil 10 to form a three-dimensional magnetic circuit as shown by an arrow in FIG. By sequentially applying the coil current, the orbiting scroll 2 is attracted to the stator to which the current is applied and moves. As described above, the orbiting scroll 2 can be directly driven. The mechanism for preventing rotation, the mechanism for revolving at a fixed radius, and the like are the same as those in the above example.
[0030]
Next, the embodiment shown in FIG. 6 will be described. This relates to the structure of the iron core 9 as a stator. The ferromagnetic thin plate 23 such as a silicon steel plate is laminated from the state of FIG. 6A to the state of FIG. 6B so that the iron core 9 as the stator is parallel to the direction of the magnetic flux accompanying the current application. It is formed. As a result, eddy current generated inside the iron core 9 can be suppressed, and the magnetic characteristics can be improved.
[0031]
Next, the embodiment shown in FIG. 7 will be described. This relates to the material of the members constituting the scroll pump. The iron core 9 as the stator and the orbiting scroll 2 as the rotor are made of a magnetic material to form a magnetic circuit, but the material of the part that does not form a magnetic circuit in contact with them is made of a non-magnetic material. As a member formed of this non-magnetic material, there are a fixed scroll 1, an Oldham ring 4, a housing 3, an eccentric shaft 12, and the like as shown in FIG. Examples of the material of the non-magnetic material include plastic. When the fixed scroll 1, the Oldham ring 4, the housing 3, the eccentric shaft 12, and the like are formed of a non-magnetic material, leakage of magnetic flux can be prevented.
[0032]
Next, the embodiment shown in FIG. 8 will be described. This also relates to the material of the members constituting the scroll pump. In the case of this example, the member of the movable scroll 2 as shown in FIG. 8 is formed of a ferromagnetic material such as an iron core. Thereby, the movable scroll 2 is drawn and moved by the tension of the magnetic force lines generated on the stator side. By making the member of the orbiting scroll 2 a ferromagnetic material such as an iron core as described above, the gap on the magnetic circuit in the rotor is reduced, and the magnetic characteristics can be improved.
[0033]
Next, the embodiment shown in FIG. 9 will be described. This relates to another example of the material of the member of the movable scroll 2. The member of the movable scroll 2 as a rotor as shown in FIG. 9A is formed by a permanent magnet. As the permanent magnet, for example, there are a ferrite type, a rare earth type and the like. Thereby, the orbiting scroll 2 is attracted and moves so as to correspond to the magnetic pole generated on the stator side. Since the magnetomotive force is strong by using a permanent magnet for the member of the orbiting scroll 2 as described above, it is possible to improve the magnetic characteristics.
[0034]
Next, the embodiment shown in FIG. 10 will be described. This also relates to another example of the material of the member of the movable scroll 2. The member of the movable scroll 2 as a rotor as shown in FIG. 10 is formed by a plastic magnet. As a member of the plastic magnet, for example, there is a material in which a nylon-based resin material is blended with a ferrite-based or rare-earth-based magnet as a basic component. Thereby, the orbiting scroll 2 is attracted and moved so as to correspond to the magnetic pole generated on the stator side. By using a plastic magnet as a member of the orbiting scroll 2 in this manner, it is possible to manufacture the plastic by injection molding or the like as in the case of other parts, which is advantageous in terms of productivity, cost, and the like in mass production.
[0035]
Next, the embodiment shown in FIG. 11 will be described. This also relates to another example of the material of the member of the movable scroll 2. The member of the movable scroll 2 as a rotor has a structure in which only a portion forming a magnetic circuit is a plastic magnet, and other portions are formed of different materials. That is, the orbiting scroll 2 is composed of an outer peripheral portion 24 and a scroll main body portion 25 having a spiral blade 2a and the like other than the outer peripheral portion 24.handThe outer peripheral portion 24, which is a part of the magnetic circuit, is formed of, for example, a ring-shaped plastic magnet, and the other scroll main body portion 25 has a sliding property and abrasion resistance required as pump characteristics in relation to the fixed scroll 1. The structure is formed from a resin material having excellent mechanical properties such as abrasion and strength. As a method of manufacturing the movable scroll 2 having such a structure, there is a double injection molding or the like using two kinds of resin materials. By forming the outer peripheral portion 24 into a thin ring shape using a plastic magnet, the magnetizing characteristics can be improved, and the scroll body 25 having the spiral blades 2a and the like has a characteristic of improving the pump characteristics. Material can be selected.
[0036]
Next, an embodiment shown in FIG. 12 will be described. This relates to the polarity of the magnet of the movable scroll 2. A portion of the movable scroll 2 as a rotor that forms a magnetic circuit is formed of a permanent magnet or a plastic magnet. The magnet portion 26 formed of the permanent magnet or the plastic magnet is formed into an annular shape such as an annular shape. The magnet part 26 of a permanent magnet or a plastic magnet is formed so that the polarity thereof is SN (or NS) in the radial direction. Such a structure is advantageous in forming the three-dimensional magnetic circuit described in the embodiment shown in FIG.
[0037]
Next, an embodiment shown in FIG. 13 will be described. This relates to another example of the polarity of the magnet of the movable scroll 2. The movable scroll 2 as a rotor is formed of a permanent magnet or a plastic magnet. In the case of this example, the polarity formed along the outer periphery of the movable scroll 2 is such that S and N are alternately formed in the circumferential direction. Structure. Such a structure is advantageous in forming the planar magnetic circuit described in the embodiment shown in FIG.
[0038]
Next, an embodiment shown in FIG. 14 will be described. This also relates to another example of the polarity of the magnet of the movable scroll 2. The movable scroll 2 as a rotor is formed of a permanent magnet or a plastic magnet. In the case of this example, the movable scroll 2 has a structure in which the polarity of the movable scroll 2 is changed in the axial direction (plate thickness direction). Such a structure is advantageous in forming the three-dimensional magnetic circuit described in the embodiment shown in FIG.
[0039]
Next, the embodiment shown in FIG. 15 will be described. This relates to a mechanism for restricting the turning radius of the movable scroll 2. As shown in FIG. 15, the eccentric shaft 12 is formed in a cylindrical shape, and is rotatably mounted via a bearing 13 to a hole 18 formed in the center of the bottom of the housing 3. The eccentric shaft 12 has a circular hole 12a formed at a position (eccentricity: R) eccentric from the center of the shaft, and a shaft formed at the center of the bottom of the movable scroll 2 is fitted into the hole 12a to form the shaft and the hole. 12a are combined in a slippery state. As a result, the orbiting scroll 2 can revolve at a constant radius R. By doing so, the radial gap between the orbiting scroll 2 and the fixed scroll 1 can be made as small as possible, and the compression performance of the pump can be improved.
[0040]
Next, the embodiment shown in FIG. 16 will be described. This relates to a mechanism for restraining the orbiting scroll 2 from rotating on driving. A key groove 14 is formed in the bottom of the orbiting scroll 2 in the radial direction, and can be moved by one degree of freedom by fitting the key-shaped protrusion 15 on the upper part of the Oldham ring 4 with the key groove 14. A key-shaped projection 16 is formed on the bottom of the Oldham ring 4 at right angles to the projection 15 on the top, and can be moved by one degree of freedom by fitting with a key groove 17 in a radial direction of the housing 3. That is, through the Oldham ring 4, the orbiting scroll 2 becomes a mechanism capable of biaxially moving in the X and Y directions with respect to the housing 3 as shown by arrows in FIG. Therefore, the movable scroll 2 is a mechanism that is restrained from rotating with respect to the housing 3. By preventing the movable scroll 2 from rotating in this way, the movable scroll 2 can be prevented from interfering with the fixed scroll 1 and the compression performance as a pump can be improved.
[0041]
Next, the embodiment shown in FIG. 17 will be described. This is a structure having a compliance mechanism in the radial direction with respect to the movable scroll 2. For example, a hole 12a serving as an eccentric hole of the eccentric shaft 12 is provided with a compliance mechanism using a spring or the like in the radial direction so that the amount of eccentricity can be changed. That is, as shown in FIG. 17A, a sliding groove 27 is provided in the eccentric shaft 12 in the diameter direction, and a sliding body 28 is slidably disposed in the sliding groove 27. 28 is urged by a spring 29, a hole 12a serving as an eccentric hole is provided in the slide 28, and a shaft 30 at the center of the movable scroll 2 is fitted into the hole 12a. Thus, the orbiting radius of the orbiting scroll 2 combined with the hole 12a serving as the eccentric hole in a free-sliding state can be changed. Therefore, as shown in FIG. 17 (b), when the movable scroll 2 and the fixed scroll 1 are combined, the respective spiral blades 2a, 1a are pressed so that the compliance is effective.eIf attached, even if there is a slight displacement, the turning radius changes with the turning of the orbiting scroll 2, and it is possible to keep the movable scroll 2 in close contact. By doing so, it is possible to make the orbiting radius variable, bring the spiral blades 2a, 1a of the movable scroll 2 and the fixed scroll 1 into close contact with each other in the radial direction, and improve the compression performance as a pump. It is.
[0042]
Next, an embodiment shown in FIG. 18 will be described. This is a structure having a compliance mechanism in the axial direction with respect to the orbiting scroll 2. As shown in the figure, a spring 31 is provided inside a hole 12a which is an eccentric hole of the eccentric shaft 12, and a shaft 30 fitted in the hole 12a is biased in the axial direction. As a result, the movable scroll 2 combined with the hole 12a, which is an eccentric hole, in a slidable manner has a compliance mechanism in the axial direction. Therefore, when the movable scroll 2 and the fixed scroll 1 are combined, the respective spiral blades 2a, 1a are pressed down so that the compliance is effective.handIf it is, it is possible to always be in a close contact state in the axial direction. As described above, since the movable scroll 2 can be brought into close contact with the fixed scroll 1 in the axial direction, the compression performance of the pump can be improved.
[0043]
Next, an embodiment shown in FIG. 19 will be described. This uses a part of the discharge air from the compression chamber of the scroll as a back pressure for pressing the movable scroll 2 against the fixed scroll 1 in the axial direction. As shown in the figure, in the fixed scroll 1, a through hole 33 is formed from the discharge port 6 at the center to the mating surface with the housing 3 at the outer periphery. Further, in the housing 3, a through hole 34 is formed from the mating surface of the outer peripheral portion with the fixed scroll 1 to the contact surface with the movable scroll 2 of the central portion. Thereby, the contact surface between the discharge port 6 at the center of the fixed scroll 1 and the movable scroll 2 at the center of the housing 3 is connected by the through holes 33 and 34. Therefore, when the fixed scroll 1, the movable scroll 2, the housing 3, and the eccentric shaft 12 are combined, the compression discharged from the closed space 8 formed by the spiral blades 2a, 1a of the movable scroll 2 and the fixed scroll 1 respectively. Part of the gas reaches from the discharge port 6 to the contact surface with the movable scroll 2 at the center of the housing 3. Accordingly, the compressed gas presses the bottom surface of the movable scroll 2 against the fixed scroll 1 in the axial direction. As described above, since the movable scroll 2 can be brought into close contact with the fixed scroll 1 in the axial direction, the compression performance of the pump can be improved.
[0044]
Next, the embodiment shown in FIG. 20 will be described. This has a position detecting mechanism for the movable scroll 2 with respect to the fixed scroll 1. As shown in the figure, for example, a position sensor 35 is installed on the upper surface of the upper part of the iron core 9 as a stator so as to face the movable scroll 2. The position sensor 35 is set and adjusted so as to detect when the outer peripheral side surface of the orbiting scroll 2 is closest to each other by excitation of the stator. In addition, the position sensor 35 as this position detecting device is structured to be installed in all the stator units. By providing the position sensor 35 as a position detecting device in this way, the current position of the orbiting scroll 2 can be detected, so that the coil 10 to be excited first at the start of rotation becomes clear. Also, the number of detections per unit time, that is, the number of rotations, can be calculated from the position detection.
[0045]
Next, an embodiment shown in FIG. 21 will be described. This has a mechanism for detecting the pressure of a discharge gas, which is a fluid to be discharged. As shown in the figure, a pressure sensor 37 is provided in the middle of an air circuit 36 connected to the discharge port 6 at the center of the fixed scroll 1 so that the pressure of the gas discharged from the discharge port 6 can be detected. . By doing so, it is possible to always detect the discharge pressure during the operation of the pump and prevent an excessive increase in pressure. Also, a pressure setting suitable for the purpose can be made.
[0046]
【The invention's effect】
As described above, according to the present invention, the movable scroll is directly driven by forming a magnetic circuit so that the housing holding the movable scroll becomes a stator and the movable scroll becomes a rotor as described above. By using a structure in which the movable scroll is directly driven by magnetism as the rotor, the pump and the actuator are compactly integrated, and it is possible to reduce the size, weight, and thickness.
[Brief description of the drawings]
FIG. 1 is an exploded perspective view for explaining an example of an embodiment of the present invention.
FIGS. 2A and 2B are views for explaining another example of the above, in which FIG. 2A is an exploded perspective view, FIG. 2B is a cross-sectional view of the assembled state, and FIG. 2C is a front view of FIG. FIG. 3D is a cross-sectional view, and FIG.
FIG. 3 is a plan view for explaining another example of the above.
FIGS. 4A and 4B are views for explaining another example of the above, wherein FIG. 4A is a schematic plan view and FIG. 4B is a perspective view of a main part.
5A and 5B are views for explaining another example of the above, wherein FIG. 5A is an exploded perspective view, and FIG. 5B is a cross-sectional view as viewed from the front of a main part.
FIGS. 6A and 6B are views for explaining another example of the above, wherein FIG. 6A is an exploded perspective view, and FIG. 6B is a perspective view of an assembled state.
FIG. 7 is an exploded perspective view for explaining another example of the above.
FIG. 8 is a perspective view for explaining another example of the above.
9A and 9B are views for explaining another example of the above, wherein FIG. 9A is a perspective view of a movable scroll, and FIG. 9B is a perspective view of a main part.
FIG. 10 is a perspective view for explaining another example of the above.
FIG. 11 is an exploded perspective view for explaining another example of the above.
12A and 12B are views for explaining another example of the above, wherein FIG. 12A is a perspective view and FIG. 12B is a perspective view of a main part.
13A and 13B are views for explaining another example of the above, in which FIG. 13A is a schematic perspective view, and FIG. 13B is a plan view.
14A and 14B are views for explaining another example of the above, wherein FIG. 14A is a schematic perspective view, and FIG. 14B is a perspective view of a main part.
15A and 15B are views for explaining another example of the above, wherein FIG. 15A is an exploded perspective view, and FIG. 15B is a plan view of a main part.
FIG. 16 is an exploded perspective view for explaining another example of the above.
17A and 17B are views for explaining another example of the above, wherein FIG. 17A is an explanatory view for explaining the structure of the eccentric shaft, and FIG. 17B is a sectional view of the assembled state as viewed from the front.
FIG. 18 is a front sectional view for explaining another example of the above.
FIG. 19 is a sectional view seen from the front for explaining another example of the above.
FIG. 20 is a perspective view for explaining another example of the above.
FIG. 21 is a cross-sectional view for explaining another example of the above.
FIG. 22 is a cross-sectional view illustrating a conventional example.
FIGS. 23 (a), (b), (c) and (d) are explanatory views for explaining the operation of the conventional example.
[Explanation of symbols]
1 fixed scroll
1a feather
2 movable scroll
2a feather
8 enclosed space
9 Iron core
10 coils

Claims

The movable scroll having the spiral blades and the fixed scroll are combined with each other at the spiral portion, and the movable scroll revolves around the axis at a constant radius, thereby spiraling the closed space formed by the combination of the two scrolls. In a scroll type pump which is moved from the outside of the part to the center side to reduce the volume sequentially and compresses, a magnetic circuit is formed so that the housing holding the movable scroll becomes a stator and the movable scroll becomes a rotor. The movable scroll is driven directly, and the combination of the iron core and the coil on the stator side is on the circumference of the housing surface so that the tooth profile protruding inside the iron core faces the tooth profile provided on the outer periphery of the movable scroll. A plurality of coils are arranged in a plane, and a coil is attached to the tooth profile to form a core. Toothing of the movable scroll which faces by applying a current to the coil shape portion so as to close at a gap in the time of suction, it made so as to drive the movable scroll by a magnetic circuit in a plane A scroll type pump characterized by the following.

The movable scroll having the spiral blades and the fixed scroll are combined with each other at the spiral portion, and the movable scroll revolves around the axis at a constant radius, thereby spiraling the closed space formed by the combination of the two scrolls. In a scroll type pump which is moved from the outside of the part to the center side to reduce the volume sequentially and compresses, a magnetic circuit is formed so that the housing holding the movable scroll becomes a stator and the movable scroll becomes a rotor. The movable scroll is driven directly, and a combination of an iron core and a coil on the stator side is formed on the circumference of the housing surface such that a substantially C-shaped iron core sandwiches the outer peripheral portion of the movable scroll from above and below. Three-dimensionally arranged and formed, the gap between the iron core and the movable scroll should be kept constant, Scroll type pump, characterized by comprising as to drive the movable scroll by the body to constitute a magnetic circuit.

3. The scroll pump according to claim 1, wherein a member of the movable scroll serving as a rotor is formed of a permanent magnet.