JP3830556B2 - スクロール装置 - Google Patents
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- F04C18/00—Rotary-piston pumps specially adapted for elastic fluids
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- F04C18/0207—Rotary-piston pumps specially adapted for elastic fluids of arcuate-engagement type, i.e. with circular translatory movement of co-operating members, each member having the same number of teeth or tooth-equivalents both members having co-operating elements in spiral form
- F04C18/0246—Details concerning the involute wraps or their base, e.g. geometry
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- F04C23/00—Combinations of two or more pumps, each being of rotary-piston or oscillating-piston type, specially adapted for elastic fluids; Pumping installations specially adapted for elastic fluids; Multi-stage pumps specially adapted for elastic fluids
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Description
【産業上の利用分野】
本発明は、スクロール装置に関し、特に、真空ポンプに使用される改良されたスクロール機構に関する。
【０００２】
【従来の技術】
スクロール機構は、コンプレッサーや真空ポンプの作動のために知られている。両方の場合、その機構は、各々螺旋（又はスクロール）型構造を構成する一様な幅の直立したストリップがある平な円盤からなる２つのスクロール構成要素が、実質的に同軸にスクロール構成要素を配置することにより相互作用し、そして、各々の螺旋型構造が相互係合し、第二構成要素が第一静止構成要素に対し旋回するという同じ基本原理で作動する。このような方法で、旋回スクロールと固定スクロールとの間に一定容積の空気を捕捉し、各々の旋回の一端から他端へ容積を押すことができる。特に真空ポンプでは、容積は、ポンプ吸気口を経てスクロールのより大きいチャンバー端部でスクロールの間の空間に入り、スクロールの中央部でポンプ排気口から出る。スクロール構造の「巻き」数は、ポンプの「段」数を決定する。
第二構成要素は、一般的に、これを、モータにより駆動される回転ドライブシャフトに偏心的に位置決めされたベアリングと相互係合させることによって「旋回」する。第二構成要素は、スクロールの平らな円盤とポンプ本体との間に取り付けられた自由運転クランク装置によって、又は「オールドハム（Oldham)」カップリングを含む種々の他の手段によって回転することを抑えられる。
【０００３】
真空ポンプのスクロール機構は、一般的に、使用中、高圧縮比につながる高い押しのけ容積の組合せを達成することを必要とする。
一般的に上記記載の原理に基づいて作動する既知のポンプは、単一の吸気口又は“スタート”、及び単一の排気口と、単一の吸気口と単一の排気口との間にあって旋回スクロールにより構成される単一通路とを有する。これは単一スタートポンプと称される。
しかし、ポンプは、また、２つ又はそれ以上の吸気口と、対応する数の排気口と、１つの吸気口と１つの排気口とをつなげる旋回スクロールによって構成される対応する数の通路とを有することが知られている。これらは、多スタートポンプと称され、そして、一般的に、単一スタートポンプと比較して比較的高い押しのけ容積を可能とするが、高い圧縮比を達成することができない。
単一スタートポンプでは、高い押しのけ容積の達成は、ポンプの全体サイズをより大きくすることによってのみ行われる。
多スタートポンプでは、高い所要の圧縮比の達成は、個々のスクロール構造のターンの数、それ故にポンプの段の数によってのみ行われるが、しかし、これは、明らかに、一般的に少なくとも費用面で望ましくないポンプの全体サイズを増大させることとなる。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】
本発明は、高い流れ容積と高い圧縮比の組合せを可能にし、しかも比較的小さいサイズを達成する利点を持ったスクロールポンプ装置の新しいデザインを提供する。
【０００５】
【課題を解決するための手段】
本発明によれば、各々スクロール構造を構成した第一及び第二スクロール構造要素を有し、それぞれのスクロール構造が相互に係合するようにポンプ内に配置され、第一スクロール構成要素が不動に保持され、第二スクロール構成要素が、一定容積のガスを捕捉して該容積をそれぞれのスクロール構造の一端から他端まで押すために、第一スクロール構成要素に対して旋回運動するようになっている、スクロールタイプの真空ポンプにおいて、第一及び第二スクロール構成要素が、少なくとも２つのポンプ吸気口及びポンプ吸気口から延びる対応する数の通路を含む最初の多スタート部分と、吸気口とポンプ排気口及び吸気口とポンプ排気口の間の通路を含む引き続く単一スタート部分と、を有する相互係合したスクロール構造を構成し、前記引き続く単一スタート部分が、スクロール構造によって構成された２巻き以上の通路を有する、ことを特徴とする真空ポンプを提供する。
最初の多スタート部分は、スクロール構成要素の最外部分から形成される。この最初の多スタート部分では、スクロール構造は、ポンプへの少なくとも２つ、好ましくは、３つ又はそれ以上の吸気口と、その後、使用中、吸気口に入るガスが、この多スタート部分を通過する個々の通路を構成する３つの別々のスクロール要素と、を構成する。
【０００６】
引き続く単一スタート部分は、一般的に、スクロール構成要素の最内部分から形成され、使用中、ガスを最初の多スタート部分から受け、それをその単一通路を通過させ、ポンプの中央領域のポンプ排気口に入らせるように構成される。
好ましくは、ポンプは、最初の多スタート部分と引き続く単一スタート部分との間に、最初の多スタート部分を出るガスが引き続く単一スタート部分に入る前に通過する、充満容積を構成する。
ポンプの最初の多スタート部分は、好ましくは、スクロール構造によって構成された１巻き又は２巻きの通路を有する。理想的には、最初の多スタート部分は、スクロール構造によって構成された１巻きのみの通路を有する。
本発明を図示するために、今、添付図面を単なる例示として参照する。
【０００７】
【実施例】
図面に示されるように、本発明のポンプは、メイン部分２及びクランク端部３を有し、ベアリング４によりポンプ本体（示せず）に取り付けられるシャフト１を備える。
また、ポンプ本体には中央孔６を有する静止円盤スクロール部材５が取り付けられ、ベアリング７がこの中央孔６に位置し、シャフト１は、又、このベアリング内に収容される。
また、旋回可能な円盤形スクロール部材８がポンプ本体に取り付けられる。スクロール部材８は、“オールドハム(Oldham)”リングのような手段（示せず）によって主軸線を中心に回転することを抑えられる。しかし、それは、シャフトの長手方向の軸線を中心に“旋回”することができる。。ポンプの使用中、このような旋回は、旋回可能スクロール部材８の孔１０の面にあるベアリング９内で回転するシャフト１のクランク端部３によって引き起こされる。
スクロール部材５、８の各々は、他方のスクロール部材に面する円盤面上に、それぞれが螺旋（又はスクロール）型構造を構成する直立の金属ストリップ１１、１２を有する。各々のストリップの高さは、実質的にスクロール部材の間の距離であり、円盤面から最も遠い各々のスクロール構造の縁部は、一方のスクロール部材の円盤面に対する密封を形成する。
【０００８】
特に図２を参照すると、異なる部分に関してスクロール部材５及び８で構成されるスクロール構造の特定の形状が示されている。
最初の多スタート部分は、すべてが、使用中、単一源、例えばチャンバー（ポンプにより排気されるどんなものでも）からガスを受けるように構成された、ポンプへの３つの吸気口２０、２１、及び２２を含むことを示している。
また、この多スタート部分のスクロール構造は、スクロール部材５と８の間に、吸気口２０、２１、及び２２の各々から実質的に１巻きの個々の通路を構成する。これらの個々の通路は各々、充満容積２３で終わる。
しかる後、充満容積からのガスは、ポンプの引き続く単一スタート部分への吸気口部分２４を経てその単一スタート部分の中を通ることができる。ポンプのこの単一スタート部分は、使用中、吸気口部分２４と静止スクロール構成要素５のベースに構成されたポンプ排気口２５との間の、それぞれのスクロール構成要素のスクロール構造の間に構成された単一通路を備える。
ポンプの使用中、ポンプ送りされ、ポンプの多スタート部分の３つの構成要素の吸気口２０、２１、及び２２を経てポンプに入るガスは、多スタート部分の領域でぞれぞれのスクロール構成要素の間に構成された上述の３つの通路に引き込まれる。しかる後、ガスは充満容積２３を通り、吸気口２４を経て、ポンプの引き続く単一スタート部分に入り、それぞれのスクロール構成要素の間に構成された上述の単一通路を通る。最後に、ガスは、ポンプ排気口２５を経てポンプから排気される。
【０００９】
本発明のポンプは、それにより、特にポンプの引き続く単一スタート部分の使用により、高い圧縮比と共に、特にポンプの第一部分によって高い押しのけ容積を可能とする。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明のポンプの概略断面図を示す。
【図２】図１のII─II線に沿った概略断面図を示す。
【符号の説明】
１ シャフト
２ 主部分
３ クランク端部
４ ベアリング
５ スクロール部材
６ 中央孔
７ ベアリング
８ スクロール部材
９ ベアリング
１０ 孔
１１ ストリップ
１２ ストリップ
２０ 吸気口
２１ 吸気口
２２ 吸気口
２３ 充満容積
２４ 吸気口
２５ ポンプ排気口
Claims (6)
- 各々スクロール構造を構成した第一及び第二スクロール構造要素を有し、それぞれのスクロール構造が相互に係合するようにポンプ内に配置され、第一スクロール構成要素が不動に保持され、第二スクロール構成要素が、一定容積のガスを捕捉して該容積をそれぞれのスクロール構造の一端から他端まで押すために、第一スクロール構成要素に対して旋回運動するようになっている、スクロールタイプの真空ポンプにおいて、第一スクロール構成要素及び第二スクロール構成要素が、少なくとも２つのポンプ吸気口及びポンプ吸気口から延びる対応する数の通路を含む最初の多スタート部分と、吸気口とポンプ排気口及び吸気口とポンプ排気口の間の通路を含む引き続く単一スタート部分と、を有する相互係合したスクロール構造を構成し、前記引き続く単一スタート部分が、スクロール構造によって構成された２巻き以上の通路を有する、ことを特徴とする真空ポンプ。
- 最初の多スタート部分は、スクロール構成要素の最外部分から形成される請求項１に記載の真空ポンプ。
- 引き続く単一スタート部分は、スクロール構成要素の最内部分から形成され、使用中、ガスを最初の多スタート部分から受け、それをその単一通路を通過させ、ポンプの中央領域のポンプ排気口に入らせるように構成される請求項１又は２に記載の真空ポンプ。
- ポンプは、最初の多スタート部分と引き続く単一スタート部分との間に、最初の多スタート部分を出るガスが引き続く単一スタート部分に入る前に通過する、充満容積を構成する請求項１ないし３のいずれかに記載の真空ポンプ。
- 最初の多スタート部分は、スクロール構造によって構成された１巻き又は２巻きの通路を有する請求項１ないし４のいずれかに記載の真空ポンプ。
- 最初の多スタート部分は、スクロール構造によって構成された１巻きのみの通路を有する請求項１ないし５のいずれかに記載の真空ポンプ。
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