JPH04203490A

JPH04203490A - スクロール形真空ポンプ

Info

Publication number: JPH04203490A
Application number: JP33762790A
Authority: JP
Inventors: Kazuaki Miyazaki; 宮崎　和明; Hiroyuki Kataoka; 宏之片岡
Original assignee: Shin Meiva Industry Ltd
Current assignee: Shinmaywa Industries Ltd
Priority date: 1990-11-30
Filing date: 1990-11-30
Publication date: 1992-07-24

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】（産業上の利用分野）本発明は、スクロール形真空ポンプに関し、特に、回転
軸の軸受部におけるシール構造に係るものである。

（従来の技術）一般に、スクロール形真空ポンプは、特開昭６３−１７
８２号公報に開示されているように、ケーシング内に固
定スクロールと旋回スクロールとが収納されており、該
両スクロールはそれぞれ鏡板の前面に渦巻状のラップが
突出形成されて成り、該両鏡板を対面させて両ラップを
互いに噛合させ、該両ラップの側面接触間に圧縮作動室
が形成されるように成っている。更に、上記旋回スクロ
ールは鏡板背面に回転軸のクランク軸が軸心より偏心し
て連結されると共に、該鏡板背面にてケーシングに支持
されている。そして、上記回転軸を回転すると、旋回ス
クロールは自転阻止機構によって自転が阻止され、固定
スクロールに対して公転のみ行い、ラップ側方より低圧
流体が圧縮作動室に流入し、該圧縮作動室の収縮により
流体は圧縮されて固定スクロールの中央吐出口より吐出
される。

該スクロール形流体装置において、上記旋回スクロール
に連結される回転軸はアンギュラ玉軸受を介してケーシ
ングに嵌挿されており、該アンギュラ玉軸受によって回
転自在にケーシングに支持されている。

（発明が解決しようとする課題）上述したスクロール形真空ポンプにおいて、両スクロー
ル側が低圧（真空）になるので、アンギュラ玉軸受の両
側方にオイルシールを設け、ケーシングの軸孔を閉塞す
るようにしている。

しかしながら、上記オイルシールは真空シールに対して
信頼性に欠けるという問題があった。

そこで、上記オイルシールに代えて、磁気シールを用い
ることが考えられる。その際、組立並びにメンテナンス
の容易性の点から磁気シールをアンギュラ玉軸受より旋
回スクロール側に設けることになる。

ところか、これでは、磁気シールが圧縮作動室や旋回ス
クロールとクランク軸との間の旋回軸受などの発熱源に
近接し、温度上昇し易いという問題がある。更に、上記
磁気シール部分の回転軸はクランク軸などが形成される
ので、大径となり、周速が速く、磁気シール自体が発熱
し易くなる。

この結果、磁気シールの寿命が短く、耐久性並びに信頼
性に欠けるという問題がある。

本発明は、斯かる点に鑑みてなされたもので、磁気シー
ルの温度上昇を防止して長寿命化を図ることを目的とす
るものである。

（課題を解決するための手段）上記の目的を達成するため、本発明が講じた手段は、磁
気シールを旋回スクロールより離れた位置に設けるよう
にしたものである。

具体的に、請求項（１）に係る発明が講した手段は、先
ず、鏡板の前面に渦巻状のラップが立設されてケーシン
グに固定された固定スクロールと、鏡板の前面に渦巻状
のラップが立設されると共に、鏡板の背面に回転軸が連
結されてケーシング内に収納された旋回スクロールとを
備え、上記固定スクロールと旋回スクロールとが互いに
ラップを噛合して並設され、上記旋回スクロールを固定
スクロールに対して自転することなく公転するようにし
たスクロール形真空ポンプを前提としている。

そして、上記旋回スクロールの鏡板背面側に延びるケー
シングには回転軸の軸孔が穿設されている。更に、該軸
孔には主軸受が嵌合されて、該主軸受に上記回転軸が嵌
挿支持されている。加えて、上記軸孔の周面と回転軸と
の間には磁気シールが上記主軸受における旋回スクロー
ルと反対側の側方に設けられた構成としている。

また、請求項（２）に係る発明が講じた手段は、上記請
求項（１）記載の発明において、回転軸における磁気シ
ール部分はクランク軸側の端部より小径に形成された構
成としている。

（作用）上記構成により、請求項（１）に係る発明では、旋回ス
クロールに連結された回転軸を回転すると、該旋回スク
ロールは固定スクロールに対して自転することなく公転
運動のみ行なう。そして、上記旋回スクロールの公転に
よって両スクロールのラップ間には作動室が形成され、
該作動室が、中央に向って渦巻状に移動しつつその容積
が収縮し、流体を圧縮して固定スクロールの中央部より
吐出する。

この駆動時において、回転軸は主軸受で支持されると共
に、該主軸受における旋回スクロールと反対側の側方に
は磁気シールが設けられているので、該軸孔の周面と回
転軸との間で確実にシールされると共に、磁気シールの
温度上昇が抑制されている。

また、請求項（２Ｊに係る発明では、回転軸における磁
気シール部分が小径であるので、周速度が遅く、磁気シ
ール自体の発熱が抑制されることになる。

（発明の効果）従って、請求項（１）に係る発明によれば、上記磁気シ
ールを主軸受における旋回スクロールと反対側の側方に
設けるようにしたために、両ラップの側面間に形成され
る作動室や旋回スクロールとクランク軸との間の旋回軸
受などの発熱源より磁気シールを離れて位置させること
ができる。この結果、上記磁気シールの温度上昇を防止
することができるので、磁気シールの長寿命化を図るこ
とができ、耐久性並びに信頼性の向上を図ることができ
る。

また、従来のオイルシールに比してシール機能の信頼性
を大幅に向上させることができる。

また、請求項（２）に係る発明によれば、上記回転軸に
おける磁気シール部分が小径であるので、周速を遅くす
ることができる。この結果、磁気シール自体の発熱を低
下させることができ、磁気シールの長寿命化をより促進
させることができる。

（実施例）以下、本発明の実施例を図面に基づいて詳細に説明する
。

第１図に示すように、１は真空空間を形成するためのス
クロール形真空ポンプである。

該スクロール形真空ポンプ１は、ケーシング２に駆動機
構１１とスクロール機構１２とが取付けられて構成され
、該ケーシング２はほぼ円盤状に形成された本体部２１
の片側（第１図右側）にモータハウジング部２２か取付
けられて形成されている。

上記駆動機構１１はモータハウジング２２内に収納され
たモータｌｌａに回転軸３が嵌挿されて構成されている
。該回転軸３は主軸３１の一端にクランク軸３２が該主
軸３１の軸心より半径方向に偏心して突出形成されて成
り、上記主軸３１は左端部か軸受手段７を介してケーシ
ング本体部２１に、右端部か軸受３３を介してモータハ
ウジング部２２の底板に回転自在に嵌挿されてケーシン
グ２に支持されている。更に、上記主軸３１の一端部に
はメインバランスウェイト３４か、他端部にはサブバラ
ンスウェイト３５が設けられていて、該両バランスウェ
イト３４．３５がスクロール機構１２により生ずる遠心
力による不釣合を相殺するようにしている。

上記ケーシング本体部２１には、片側（第１図左側）に
第１段差部２３が形成されると共に、該第１段差部２３
の内側に第２段差部２４が形成されており、該第２段差
部２４内を上記メインバランスウェイト３４が回転する
ように構成されている。更に、上記本体部２１の中央部
には軸孔２５が左右両面に貫通して穿設されており、該
軸孔２５には上記回転軸３の主軸３１が上記軸受手段７
を介して嵌挿支持されている。

上記スクロール機構１２は、固定スクロール４と旋回ス
クロール５とを備えて構成され、該両スクロール４．５
はそれぞれ円盤状に形成された鏡板４１．５１の前面に
渦巻状（インボリュート曲線状）のラップ４２．５２が
一体に立設されて形成されている。そして、該両スクロ
ール４．５は互いに鏡板４１．５１の前面を対面させて
左右に並設されると共に、両ラップ４２．５２が互いに
噛合されている。

更に、上記固定スクロール４における鏡板４１はケーシ
ング２の蓋体を兼用しており、外周縁にはフランジ４３
が一体形成されており、該フランジ４３は旋回スクロー
ル５の側方を覆うように延長されていて、上記ケーシン
グ本体部２１の側面外周縁に固定されている。また、上
記固定スクロール４のフランジ４３には両ラップ４２．
５２の外側に連通する吸込口４４が、鏡板５１の中央部
に吐出口４５がそれぞれ穿設され、吸込口４４には吸込
管４６が、吐出口４５には吐出管４７がそれぞれ接続さ
れている。

一方、上記旋回スクロール５は鏡板５１の右面外周縁が
スラスト軸受５３を介してケーシング本体部２１の第１
段差部２３に設置されていて、該ケーシング本体部２１
に支持されている。更に、上記旋回スクロール５の鏡板
５１背面にはボス部５４が突出形成されていて、該ボス
部５４に上記回転軸３のクランク軸３２が旋回軸受５５
を介して嵌合され、旋回スクロール５が回転軸３の主軸
３１の軸心より偏心して回転するように構成されている
。

また、ｌａ両ススクロール４５における鏡板４１．５１
の外周縁間には旋回スクロール５の自転阻止機構６が円
周上に複数個設けられている。該自転阻止機構６は回転
軸３の主軸３１とクランク軸３２との偏心量と同一の偏
心量に設定された２本のピン６１．６２が基板６３の両
面に突設されて成り、該両ピン６１．６２が各鏡板４１
．５１に軸受６４，６５を介して嵌合されている。そし
て、上記自転阻止機構６により旋回スクロール５が回転
軸３の回転に伴って固定スクロール４に対して自転する
ことなく公転のみ行うと共に、両ラップ４１．５１が偏
心方向の側面にて微小隙間を保ち、両ラップ４２．５２
間に作動室１３が該ラップ４２．５２の外周巻終り端よ
り形成され、中央部に渦巻状に移動しつつ容積が収縮す
るように構成されている。

次に、上記軸孔２５に設けられて本発明の特徴とする軸
受手段７について説明する。

該軸受手段７は、第２図に示すように、主軸受７１と磁
気シール７２とより成り、該主軸受７１は、ボールベア
リングで構成されており、上記回転軸３の主軸３１にお
ける旋回スクロール５側の端部が嵌合され、ケーシング
本体部２１の軸孔２″５に嵌合されている。

一方、磁気シール７２は、主軸３１の外周面と軸孔２５
の内周面との間に位置し、旋回スクロール５側の空間と
モータｌｌａ側の空間とを非接触でシールしており、該
磁気シール７２は永久磁石７２ｄと２つのリング状磁性
体７２ａ、７２ｂと磁性流体と筒状の磁性体７２Ｃより
構成されている。そして、該磁性体７２ａ、７２ｂは軸
孔２５における旋回スクロール５と反対側の側方である
モータｌｌａ側に嵌合され、該磁性体７２ａ、７２ｂ内
を回転軸３の主軸３１が貫通している。更に、該主軸３
１には磁性体７２ａ、７２ｂの貫通部に筒状の磁性体７
２ｃが外嵌され、該磁性体７２Ｃの外周面と磁性体７２
ａ、７２ｂの内周面との間には図示しない磁性流体が充
填され、上記永久磁石７２ｄにより生ずる磁力によって
磁性流体が旋回スクロール５の鏡板５１側の空間とモー
タ１１ａ側の空間とを遮断するようにしている。

また、上記回転軸３の主軸３１における磁気シール７２
部分、つまり、磁性体７２ｃ部分は、従来より外形ｄが
小径に形成されている。具体的に、例えば、旋回軸受５
５部分は外形が３０−一、クランク軸３２の偏心量が５
−一、磁気シール７２部分ｄが４０ｍｍに設定されてい
る。

尚、８は支持台であって、該支持台８上にケーシング２
が防振ゴム８１を介して設置されている。

また、９は冷却水の導入用の継手であって、上記主軸３
１の外端（第１図右端部）に取り付けられており、冷却
水は、図示しないが、主軸３１、ケーシング２内を循環
し、旋回軸受５５、主軸受７１、磁気シール７２、モー
タｌｌａなどを冷却している。

次に、このスクロール形真空ポンプｌの作用について説
明する。

先ず、低圧流体は吸込管４６より吸入口４４を介して両
ラップ４２．５２の外側に導入されており、一方、モー
タｌｌａの駆動により回転軸３が回転し、該回転軸３の
軸心より偏心したクランク軸３２の回転によって旋回ス
クロール５が固定スクロール４に対して回転する。そし
て、この旋回スクロール５は自転阻止機Ｈ４６によって
自転が阻止され、回転軸３の軸心を中心に公転すること
になり、この公転によって両スクロール４，５のラップ
４２．５２間で作動室１３が順次形成され、該作動室１
３が中央の吐出口４５に向って渦巻状に移動しつつその
容積が収縮し、上記低圧流体が作動室１３内で圧縮され
、吐出口４５より吐出される。

この駆動時において、上記回転軸３は主軸受７１で支持
されている一方、軸孔２５のモータ１１ａ側は磁気シー
ル７２が設けられてシールされているので、ケーシング
２内のスクロール機構１２側の空間が低圧（真空）状態
に維持される。また、上記磁気シール７２はスクロール
機＃Ｒ１２側に設けている場合に比し、作動室１３や旋
回軸受５５より離れているので、発熱源より離れており
、温度上昇が抑制される。

つまり、上記磁気シール７２は主軸３１の端部より離れ
ているので、旋回軸受５５及びスクロール機構１２など
の発熱源より離れることになり、更に、冷却水が循環し
ているので、旋回軸受５５などの発熱の影響を受けるこ
とが少なく、この結果、磁気シール７２の温度上昇が抑
制される。具体的に、旋回スクロール５は駆動時に５０
〜８０ｄｅｇに温度上昇するが、磁気シール７２部分は
３０ｄｅｇ程度の温度上昇に止まる。更に、磁気シール
７２部分の主軸３１の外形ｄが小径であるので、周速が
遅くなり、磁気シール７２自体の温度上昇が抑制される
。

従って、上記磁気シール７２を主軸受３１よりモータｌ
ｌａ側に設けるようにしたために、両ラップ４１．５２
の側面間に形成される作動室１３や旋回スクロール５と
クランク軸３２との間の旋回軸受５５などの発熱源より
磁気シール７２を離れて位置させることができる。この
結果、上記磁気シール７２の温度上昇を抑制することが
できるので、磁気シール７２の長寿命化を図ることがで
き、耐久性並びに信頼性の向上を図ることができる。

また、上記回転軸３における磁気シール７２部分ｄが小
径であるので、周速を遅くすることができる。この結果
、磁気シール７２自体の発熱を低下させることができ、
磁気シール７２の長寿命化をより促進させることができ
る。

【図面の簡単な説明】

図面は本発明の一実施例を示しており、第１図はスクロ
ール形真空ポンプの縦断面図、第２図は軸受手段を示す
拡大断面図である。１・・・スクロール形真空ポンプ２・・・ケーシング３・・・回転軸４・・・固定スクロール５・・・旋回スクロール７・・・軸受手段３１・・・主軸３２・・・クランク軸４１．５１・・・鏡板４２．５２・・・ラップ７１・・・主軸受７２・・・磁気シールほか１名第２！Ｕ

Claims

【特許請求の範囲】

（１）鏡板の前面に渦巻状のラップが立設されてケーシ
ングに固定された固定スクロールと、鏡板の前面に渦巻
状のラップが立設されると共に、鏡板の背面に回転軸が
連結されてケーシング内に収納された旋回スクロールと
を備え、上記固定スクロールと旋回スクロールとが互いにラップ
を噛合して並設され、上記旋回スクロールを固定スクロールに対して自転する
ことなく公転するようにしたスクロール形真空ポンプに
おいて、上記旋回スクロールの鏡板背面側に延びるケーシングに
は回転軸の軸孔が穿設され、該軸孔には主軸受が嵌合されて、該主軸受に上記回転軸
が嵌挿支持される一方、上記軸孔の周面と回転軸との間には磁気シールが上記主
軸受における旋回スクロールと反対側の側方に設けらて
いることを特徴とするスクロール形真空ポンプ。
（２）請求項（１）記載のスクロール形真空ポンプにお
いて、回転軸における磁気シール部分はクランク軸側の
端部より小径に形成されていることを特徴とするスクロ
ール形真空ポンプ。