JPH0684753B2 - Scroll type vacuum pump - Google Patents

Scroll type vacuum pump

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JPH0684753B2
JPH0684753B2 JP1273800A JP27380089A JPH0684753B2 JP H0684753 B2 JPH0684753 B2 JP H0684753B2 JP 1273800 A JP1273800 A JP 1273800A JP 27380089 A JP27380089 A JP 27380089A JP H0684753 B2 JPH0684753 B2 JP H0684753B2
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thrust receiving
receiving member
scroll
orbiting scroll
thrust
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JP1273800A
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茂 町田
真 上西
直起 前田
和明 宮崎
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Hitachi Ltd
Shinmaywa Industries Ltd
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Hitachi Ltd
Shin Meiva Industry Ltd
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    • FMECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F01MACHINES OR ENGINES IN GENERAL; ENGINE PLANTS IN GENERAL; STEAM ENGINES
    • F01CROTARY-PISTON OR OSCILLATING-PISTON MACHINES OR ENGINES
    • F01C17/00Arrangements for drive of co-operating members, e.g. for rotary piston and casing
    • F01C17/06Arrangements for drive of co-operating members, e.g. for rotary piston and casing using cranks, universal joints or similar elements

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  • General Engineering & Computer Science (AREA)
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  • Applications Or Details Of Rotary Compressors (AREA)

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係わり、特に無潤
滑式の真空ポンプとして利用する場合で旋回スクロール
の安定運動維持に好適なスラスト受を備えたスクロール
形真空ポンプに関する。
Description: TECHNICAL FIELD The present invention relates to a scroll type vacuum pump, and in particular to a thrust receiver suitable for maintaining a stable motion of an orbiting scroll when used as a non-lubricated vacuum pump. Scroll type vacuum pump.

〔従来の技術〕[Conventional technology]

従来のスクロール形流体機械は、特開昭58-57002号公報
に記載のように、旋回スクロールのスラスト受け構造
は、旋回スクロールの鏡板面に摺動適合材をコーティン
グしたり、母材を焼入処理して、局部的に硬質化して構
成されていた。そして、旋回スクロールは、その背部か
らガス圧により固定スクロール側に押し付けられている
のでスラスト受の配置場所は、旋回スクロールと、固定
スクロールの鏡板摺動部に対向して設けてある。
In the conventional scroll type fluid machine, as described in Japanese Patent Laid-Open No. 58-57002, the thrust receiving structure of the orbiting scroll has the end plate surface of the orbiting scroll coated with a sliding compatible material or the base material is quenched. It was processed and locally hardened. Since the orbiting scroll is pressed against the fixed scroll side by gas pressure from the back portion thereof, the thrust receiver is disposed at a location facing the orbiting scroll and the end plate sliding portion of the fixed scroll.

又、特開昭59-58188号公報に記載のように、フレーム座
面の溝、固定スクロール鏡板に設けた溝に無潤滑摺動用
の板状部材を設けた無給油スクロール流体機械が開示さ
れている。
Further, as described in JP-A-59-58188, there is disclosed an oil-free scroll fluid machine in which a plate member for non-lubrication sliding is provided in a groove of a frame seat surface and a groove provided in a fixed scroll end plate. There is.

〔発明が解決しようとする課題〕[Problems to be Solved by the Invention]

スクロール形流体機械を無潤滑式の真空ポンプとして利
用する場合、吸入と吐出の圧力比が非常に大きくスクロ
ールラップ同志で形成された密閉空間(作動室)は、高
性能を確保するため密封性がより強く望まれている。一
方、運転に伴って、旋回スクロール自身の遠心力の作用
により「みそすり運動」が発生するが、真空運転のため
旋回スクロール背部には、「みそすり運動」を抑えて安
定な運動をもたらすためのガス圧による力(背圧力)が
作用しない。このため、スラスト受け部のサンドイッチ
クリアランスは、直接スクロールラップ間のアキシャル
ギャップに影響を及ぼす。これらのことから、スラスト
受けの摩耗は、真空排気性能の著しい低下を招くことに
なる。これに対し、公知技術のものでは、処理したスラ
スト受け部でも長期の運転もしくは、無潤滑で長期の運
転については、摩耗量は大きくなることがあった。まし
てや、旋回スクロール背部のスラスト部分は無処理であ
るので、短期の運転でさえも異常摩耗が起って運転不能
に陥いることになる。このような場合、公知技術では旋
回スクロールや固定スクロール等主要部品が使用不可能
となるなど致命的欠陥を有している。
When the scroll type fluid machine is used as a non-lubricated vacuum pump, the pressure ratio of suction and discharge is very large, and the sealed space (working chamber) formed by the scroll wraps has high sealing performance to ensure high performance. More strongly desired. On the other hand, during operation, the centrifugal force of the orbiting scroll itself causes a "miso-sorry motion", but because of the vacuum operation, the "sorry motion" is suppressed at the back of the orbiting scroll to provide a stable motion. The gas pressure force (back pressure) does not work. Therefore, the sandwich clearance of the thrust receiving portion directly affects the axial gap between the scroll wraps. For these reasons, the wear of the thrust receiver causes a significant deterioration in the vacuum exhaust performance. On the other hand, in the known technology, the amount of wear may be large even in the treated thrust receiving portion for a long period of operation or a long-term operation without lubrication. Furthermore, since the thrust portion of the back of the orbiting scroll is not treated, abnormal wear occurs even in a short-term operation, and the operation becomes impossible. In such a case, the known technique has a fatal defect that the main parts such as the orbiting scroll and the fixed scroll cannot be used.

次に、特開昭59-203893号公報によれば、旋回スクロー
ルの自転防止部品としてピンクランク軸を適用し、静止
部材に別体化されたスラスト受部材を配置し、旋回スク
ロールの支持及び運動の案内をするものが開示されてい
る。しかしながら、この発明では、旋回スクロールが上
下方向に平行移動することに対しては十分な位置決め能
力を有しているが、旋回スクロールを挾支するスラスト
受けは中心からの距離がそれぞれ異なっているため、旋
回スクロールの「みそすり運動」(バタツキ)に対して
は、その効力を発揮できない状態にある。そして、この
場合では、この「みそすり運動」を上部のピンクランク
軸と、下部のスラスト受け部で受けることになってい
る。このため、ピンクランク軸には、旋回スクロールの
自転防止力以外にバタツキによる力が作用する。このバ
タツキによる力によって、ピンクランク軸の軸受では、
転動体が正規の転動面で運動することが困難となり、軸
受寿命が、非常に短かくなるという欠点があった。さら
には、開示例によれば静止部材にはスラスト受け部材の
位置調整手段が講じられているが、実用上のスラスト受
け部材の平坦度あるいは、位置決め精度は十数μmの範
囲もしくは、それ以下で行う必要があるので、この要求
に対し十分な考慮がはらわれていない。また、スラスト
受けの摩耗補償に対しては、開示の構造では機械を一度
分解して、再位置決めを行わなければならないこと、ま
た、当接する旋回スクロール鏡板部も摩耗するため、前
述した分解調整は非常に困難になるという欠点を有して
いた。
Next, according to Japanese Patent Application Laid-Open No. 59-203893, a pin crankshaft is applied as a rotation preventing component of an orbiting scroll, and a thrust receiving member which is a separate member is arranged on a stationary member to support and move the orbiting scroll. It is disclosed that guides. However, in the present invention, although the orbiting scroll has sufficient positioning ability with respect to vertical translation, the thrust receivers that support the orbiting scroll have different distances from the center. However, it is in a state where it cannot exert its effect against the "misoratory motion" (fluttering) of the orbiting scroll. Then, in this case, this "miso shaving motion" is to be received by the upper pin crankshaft and the lower thrust receiving portion. Therefore, in addition to the rotation preventing force of the orbiting scroll, a force due to flapping acts on the pin crankshaft. The force of this flapping causes the pin crankshaft bearing to
It is difficult for the rolling elements to move on the regular rolling surface, and the bearing life is extremely short. Further, according to the disclosed example, the position adjusting means of the thrust receiving member is provided in the stationary member, but the flatness or the positioning accuracy of the thrust receiving member in practical use is in the range of ten and several μm or less. Due to the need to do so, this requirement has not been fully considered. Further, in order to compensate for the wear of the thrust receiver, in the disclosed structure, the machine must be disassembled once and repositioned, and the orbiting scroll end plate portion that abuts is also worn. It had the drawback of being very difficult.

又、特開昭59-58188号公報に記載のものは、フレーム座
面,固定スクロールにスラスト受け部を有してはいるも
のの旋回スクロール鏡板部は摩耗するという欠点を有し
ていた。又、溝にはめ込まれているためスクロール全体
の交換となる、ピンクランクが摺動する欠点を有してい
た。
Further, the one disclosed in Japanese Patent Laid-Open No. 59-58188 has a drawback that the orbiting scroll end plate portion is worn although the frame seat surface and the fixed scroll have thrust receiving portions. Moreover, since the scroll is fitted in the groove, the entire scroll must be replaced, and the pin crank slides.

要するに上記従来技術は、無潤滑で真空運転する場合に
ついての配慮が十分にされておらず、また旋回スクロー
ルのスラスト受構造と、ピンクランク軸との相対位置関
係についても考慮されていなかったため、旋回スクロー
ルや固定スクロールそして、フレーム等のスラスト受部
が摩耗すると、その量だけ余分にスクロールラップ間の
アキシャルギャップが大きくなり、著しい性能低下を招
くので、これらの主要部品は再使用できなくなるという
問題や、上記摩耗によって旋回スクロールの「バタツ
キ」可能量が大きくなり、その分余計にピンクランクに
モーメント荷重が作用し寿命が低下するという問題があ
った。
In short, the above-mentioned conventional technology does not give sufficient consideration to the case of vacuum operation without lubrication, and does not consider the thrust receiving structure of the orbiting scroll and the relative positional relationship with the pin crankshaft. When the scroll or fixed scroll and the thrust receiving part such as the frame are worn, the axial gap between the scroll wraps is increased by that amount, resulting in a significant decrease in performance.Therefore, the problem that these major parts cannot be reused However, there is a problem in that the amount of "fluttering" of the orbiting scroll increases due to the above-mentioned wear, and the moment load acts on the pin crank excessively by that amount, which shortens the life.

本発明の目的は、旋回,固定両スクロールはもとによ
り、フレーム等の主要部品のスラスト部の摩耗を補って
長期に再使用することを安価な手段で達成しようとする
と共に、スラスト受け部とピンクランク軸との相対位置
関係を特定し、ピンクランク軸に作用するモーメント荷
重を軽減し、ピンクランク軸の寿命延長を図るととも
に、旋回スクロールのみそすり運動をスラスト受け部で
抑止し、運動の安定化を図ってスクロールラップ間のア
キシャルギャップを適正に維持することにある。
It is an object of the present invention to attempt to achieve long-term reuse by compensating for the wear of the thrust parts of main parts such as the frame as well as the orbiting and fixed scrolls, and at the same time providing the thrust receiving part. By specifying the relative positional relationship with the pink rank shaft to reduce the moment load that acts on the pin crank shaft and extend the life of the pin crank shaft, the rubbing motion of the orbiting scroll is suppressed by the thrust receiving part, The aim is to stabilize and maintain an appropriate axial gap between scroll wraps.

〔課題を解決するための手段〕[Means for Solving the Problems]

上記目的を達成するために、本発明のスクロール形真空
ポンプは、固定スクロールのラップと旋回スクロールの
ラップとをかみ合わせて密閉空間を形成し、該旋回スク
ロールの外周部に複数個設けられたピンクランクによっ
て自転を阻止されるとともに、前記固定スクロールと結
合されるフレームによって軸支され、かつ前記旋回スク
ロールの中心部に係合された旋回スクロール駆動用主軸
により旋回運動を行うことによって前記密閉空間が縮小
して外周側から流体を吸入し、圧縮して吐出させるスク
ロール形真空ポンプにおいて、前記旋回スクロール鏡板
部両面に別体の第1のスラスト受部材を着脱可能に配設
するとともに、これに対向する位置の前記固定スクロー
ル鏡板面,フレームのそれぞれに別体の第2のスラスト
受け部材を着脱可能に配設して前記旋回スクロールをは
さむように構成し、前記ピンクランクを軸支する軸受を
設けた側に配設される前記スラスト受け部材は、複数に
分割された環状の平板状に形成されたものであって、か
つ前記ピンクランクを軸支する軸受部がその分割部であ
って、該スラスト受け部材の環状内外縁を同心円状にそ
れぞれ延長したときその内外縁の延長線内に位置するよ
うに配置し、かつ、第1のスラスト受け部材の幅をWm,
第2のスラスト受け部材の幅をWf,旋回半径をεとした
とき、 2ε+Wm>Wf≧Wm>2ε としたものである。
In order to achieve the above object, a scroll type vacuum pump of the present invention forms a closed space by engaging a wrap of a fixed scroll and a wrap of an orbiting scroll, and a plurality of pin cranks provided on an outer peripheral portion of the orbiting scroll. The rotation of the closed space is prevented by the rotation of the fixed scroll, and the closed space is reduced by the orbiting scroll driving main shaft that is pivotally supported by the frame connected to the fixed scroll and engaged with the center of the orbiting scroll. In a scroll-type vacuum pump that sucks fluid from the outer peripheral side, compresses it, and discharges it, a separate first thrust receiving member is detachably disposed on both sides of the orbiting scroll end plate portion, and is opposed thereto. A separate second thrust receiving member can be attached to and detached from the fixed scroll end plate surface and the frame, respectively. The thrust receiving member disposed on the side provided with the bearing for axially supporting the pin crank is formed in a plurality of annular flat plate shapes. And a bearing portion that axially supports the pin crank is a divided portion thereof, and is located within an extension line of the inner and outer edges when the annular inner and outer edges of the thrust receiving member are concentrically extended, respectively. And the width of the first thrust receiving member is Wm,
When the width of the second thrust receiving member is Wf and the turning radius is ε, 2ε + Wm> Wf ≧ Wm> 2ε.

〔作用〕[Action]

旋回スクロールの鏡板外周部両面に別体のスラスト受け
部部材を着脱可能に設け、かつこれに対向した位置に同
様のスラスト受け部部材を別体で着脱可能に設けてある
ので、スクロール真空ポンプを長期にわたって無潤滑状
態で運転したのち、上記スラスト受け部材が摩耗した場
合、前記スラスト受け部材のみ新しいものと交換するだ
けで、主要部品の本体を再使用することができる。この
結果、スクロールラップのアキシャルギャップは常に適
正状態を維持することが可能となり高排気性能をもつ真
空ポンプを得ることができる。
Since a separate thrust receiving member is detachably provided on both sides of the outer peripheral portion of the orbiting scroll end plate, and a similar thrust receiving member is detachably provided at a position opposite to this, a scroll vacuum pump is provided. If the thrust receiving member wears after being operated in a non-lubricated state for a long period of time, the main body of the main component can be reused only by replacing the thrust receiving member with a new one. As a result, the axial gap of the scroll wrap can always be maintained in an appropriate state, and a vacuum pump having high exhaust performance can be obtained.

また、ピンクランクを環状スラスト受け部と同心円内に
配置することによって、旋回スクロールのバタツキによ
る上下動の影響を最小限に抑えることができるので、ピ
ンクランクへの負荷を軽減することができる。
Further, by disposing the pin crank in the concentric circle with the annular thrust receiving portion, it is possible to minimize the influence of the vertical movement due to the flapping of the orbiting scroll, so that the load on the pin crank can be reduced.

さらには、上記スラスト受け部材同志同一円周上で旋回
スクロールの鏡板外周部をサンドイッチ状にはさむよう
に挾支したので旋回スクロールの運転を安定化しやすく
なる。すなわち、スラスト受部とピンクランク軸受部の
相対位置を特定したことにより、旋回スクロールの安定
支持のためスラスト部の平面度を機械加工上、創出し易
くなり高精度でスクロールラップ間のギャップを保持す
ることができる。
Furthermore, since the outer peripheral portion of the orbiting scroll is sandwiched between the thrust receiving members on the same circumference so as to be sandwiched, it is easy to stabilize the operation of the orbiting scroll. In other words, by specifying the relative position of the thrust receiving part and the pin crank bearing part, it is easy to create the flatness of the thrust part in machining for stable support of the orbiting scroll, and the gap between the scroll laps is maintained with high accuracy. can do.

又、無潤滑状態で摩耗が少なく摩擦係数の小さいスラス
ト受け部材同志の摺動となるため寿命・効率が良好とな
る。
In addition, since the thrust receiving members, which have a small amount of wear and a small friction coefficient, slide in a non-lubricated state, the life and efficiency are improved.

〔実施例〕〔Example〕

以下、本発明の一実施例を第1図により説明する。図示
するように、ケーシングを兼ねる固定スクロール1がフ
レーム5と結合されている。フレーム5には、軸受14a,
14bを介してクランク軸付主軸7bが支承され、主軸7bの
上端には、偏心してクランク軸部7aが一体形成してあ
る。固定スクロール1とフレーム5とで囲まれる空間部
には、旋回スクロール2が配設され、この旋回スクロー
ル2は、クランク軸7aに軸受8を介して係合されて、そ
のラップ2aを上記固定スクロール1のラップ1bと噛合わ
せている。
An embodiment of the present invention will be described below with reference to FIG. As shown in the figure, a fixed scroll 1 which also serves as a casing is connected to a frame 5. The frame 5 has bearings 14a,
A crankshaft-equipped main shaft 7b is supported via 14b, and a eccentric crankshaft portion 7a is integrally formed at the upper end of the main shaft 7b. An orbiting scroll 2 is disposed in a space surrounded by the fixed scroll 1 and the frame 5, and the orbiting scroll 2 is engaged with a crankshaft 7a through a bearing 8 so that the wrap 2a is fixed to the fixed scroll. It meshes with the 1 lap 1b.

旋回スクロール2の自転防止機構として配置したピンク
ランク9は、旋回スクロール2の鏡板外周部下面と、静
止部としてのフレーム5の内壁面に配置される。すなわ
ち、ピンクランク9の上部ピンを、旋回スクロール2側
に設けた軸受10に支承させるとともに、ピンクランク9
の下部ピンをフレーム5側に取り付けた軸受11に支承さ
せる。
The pin crank 9 arranged as a rotation preventing mechanism of the orbiting scroll 2 is arranged on the lower surface of the outer peripheral portion of the end plate of the orbiting scroll 2 and the inner wall surface of the frame 5 as a stationary portion. That is, the upper pin of the pin crank 9 is supported by the bearing 10 provided on the orbiting scroll 2 side, and
The lower pin of is supported by the bearing 11 attached to the frame 5 side.

旋回スクロール2のスラスト支持機構として作用するス
ラスト受け部6a,6b,6c,6dはそれぞれ、6a,6bが固定スク
ロール1と旋回スクロール鏡板2aの外周部上面に相対向
するようにして、それぞれ取り付けられると共に、スラ
スト受け部6c,6dは、旋回スクロール鏡板2aの外周部下
面とフレームにそれぞれ相対向するようにして取り付け
られている。
Thrust receiving portions 6a, 6b, 6c, 6d that act as thrust supporting mechanisms of the orbiting scroll 2 are attached such that 6a, 6b face the upper surface of the outer peripheral portion of the fixed scroll 1 and the orbiting scroll end plate 2a, respectively. At the same time, the thrust receiving portions 6c and 6d are attached so as to face the lower surface of the outer peripheral portion of the orbiting scroll end plate 2a and the frame, respectively.

主軸7bには、旋回スクロール2に近い部位にバランスウ
エイト12を、また下部にはカウンタウエイトを設けてあ
る。さらには、フレーム5に係合したベアリング抑え13
の中に、主軸との間に軸封手段17を設けてある。
The spindle 7b is provided with a balance weight 12 near the orbiting scroll 2 and a counterweight below. Furthermore, the bearing retainer 13 engaged with the frame 5
Inside, a shaft sealing means 17 is provided between the shaft and the main shaft.

次に第2図〜第5図に従いスラスト受け部の詳細な構成
についてのべる。第2図は、第1図のA−A矢視図で旋
回スクロール2や主軸7,バランスウエイト12は省略した
フレーム5を示したものである。フレーム5に設けたス
ラスト受け6dは、環状で3つに分割配置させておりその
分割部にはピンクランク9を円周等分で配置してある。
20aは、固定ボルトでスラスト受け部材6dの着脱が可能
なようにしてある。ピンクランク軸は、環状スラスト受
け部材6dの内,外周の延長線内に位置するように配設し
てある。第3図は、第1図のB−B矢視図で旋回スクロ
ール鏡板2の下面を示したものである。スラスト受け部
材6cは旋回スクロール2の外周部に、環状にして3分割
して配設されてあり、ピンクランク支承のための軸受10
は、この環状スラスト受け6cの分割部で、かつスラスト
受け部の内外縁の延長線内に配置してある。スラスト受
け部材6の幅は、次の如き関係で設けている。すなわ
ち、クランク軸7aの主軸7bに対する偏心量をεとすると
き、旋回スクロール2に設けるスラスト受け部材の幅Wm
は、 6b,6cの幅Wm≧2ε 一方、固定側(例えばフレーム5)のスラスト受け部材
6dについて、その幅Wfは 2ε+Wm>Wf≧Wm となっている。このように設定するのは、次の理由によ
る。まず、第6図に示すように、スラスト受け部材6b,6
cの幅がWm<2εの場合を考えると、スラスト受け部材
に作用する荷重分布は第6図に示すように、ピンクラン
クの旋回運動に伴って、ピンクランク9のフレーム5側
の軸心より離れて位置することになり、転覆モーメント
がピンクランク9のフレーム5側の軸に作用することに
なる。また、スラスト受け部材の幅が小さいので、スラ
スト受け6a,6dはスラスト受け部材6b,6cによって刃物を
研ぐように摩擦状態が発生し、スラスト受け6a,6d面の
摩耗が促進されることになる。この結果、旋回スクロー
ルの位置決め精度(スラスト方向)が悪化し、旋回スク
ロールの運動安定性確保が困難になる。さらにスラスト
面の摩耗が促進されると、ますます旋回スクロールの転
覆モーメントをピンクランク9が受け持つことになり、
繰返し荷重を受けるため、信頼性の低下が生じる。上記
のように構成することは、このような実機で生じた欠点
を解決するためのものである。
Next, the detailed structure of the thrust receiving portion will be described with reference to FIGS. FIG. 2 shows the frame 5 in which the orbiting scroll 2, the main shaft 7 and the balance weight 12 are omitted in the AA arrow view of FIG. The thrust receiver 6d provided on the frame 5 is annularly divided into three parts, and the pin cranks 9 are arranged at equal intervals in the divided parts.
The thrust receiving member 6d can be attached / detached with a fixing bolt 20a. The pink rank shaft is arranged so as to be located within an extension line of the outer circumference of the annular thrust receiving member 6d. FIG. 3 shows the lower surface of the orbiting scroll end plate 2 in the BB arrow view of FIG. The thrust receiving member 6c is arranged on the outer peripheral portion of the orbiting scroll 2 in an annular manner and is divided into three parts.
Are arranged at the divisions of the annular thrust receiver 6c and within the extension lines of the inner and outer edges of the thrust receiver. The width of the thrust receiving member 6 is provided in the following relationship. That is, when the eccentric amount of the crankshaft 7a with respect to the main shaft 7b is ε, the width W m of the thrust receiving member provided in the orbiting scroll 2 is
Is the width W m ≧ 2ε of 6b and 6c, while the thrust receiving member on the fixed side (for example, the frame 5)
For 6d, its width W f is 2ε + W m > W f ≧ W m . The reason for setting in this way is as follows. First, as shown in FIG. 6, thrust receiving members 6b, 6
Considering the case where the width of c is Wm <2ε, the load distribution acting on the thrust receiving member is as shown in FIG. 6 from the axial center of the pin crank 9 on the frame 5 side with the turning motion of the pin crank. Since they are located apart from each other, the overturning moment acts on the shaft of the pin crank 9 on the frame 5 side. Further, since the width of the thrust receiving member is small, the thrust receiving members 6a and 6d are rubbed by the thrust receiving members 6b and 6c so as to sharpen the blade, and the wear of the thrust receiving members 6a and 6d is accelerated. . As a result, the positioning accuracy (thrust direction) of the orbiting scroll deteriorates, and it becomes difficult to secure the motion stability of the orbiting scroll. When the wear of the thrust surface is further promoted, the pincrank 9 takes on the overturning moment of the orbiting scroll.
Repetitive load is applied, resulting in reduced reliability. The above-mentioned configuration is for solving the drawbacks that have occurred in such an actual machine.

次に、Wm=2εの場合を考えると、スラスト受け部材6
b,6cに作用する荷重分布は、第7図に示すようになり、
少なくとも常にピンクランク9のフレーム5側の軸心と
スラスト受け部材6b,6cの端部が一致するため、転覆モ
ーメントを受けることができるようになる。Wm>2εと
しているので、常に転覆モーメントを受けることがで
き、かつ幅広い面でスラストを受けることができるた
め、モーメント荷重に対しても偏荷重の割合が小さい。
このように、ピンクランク9を常にスラスト荷重の重な
り面内に配置することができ、ピンクランクが転覆モー
メントを受ける程度を小さくすることができることにな
る。
Next, considering the case of Wm = 2ε, the thrust receiving member 6
The load distribution acting on b and 6c is as shown in Fig. 7,
At least the axial center of the pin crank 9 on the frame 5 side and the ends of the thrust receiving members 6b, 6c are always aligned with each other, so that the overturning moment can be received. Since Wm> 2ε, the overturning moment can be always received and the thrust can be received in a wide range, so that the ratio of the unbalanced load to the moment load is small.
In this way, the pin crank 9 can always be arranged in the overlapping plane of the thrust load, and the extent to which the pin crank receives the overturning moment can be reduced.

次に、Wm+2ε>Wfと設定している理由は、旋回スクロ
ールは旋回運動に伴って2ε移動するだけであるので、
Wfをそれ以上大きくしても重なり幅が変わらないからで
ある。第4図は、旋回スクロール2を上部(スクロール
ラップの位置する側)から見た図である。スラスト受け
部6bは、鏡板外周部に環状に配置してある。このとき、
他の実施例として、第3図に示すようなスラスト受け部
材6cを利用し、部材の共用化を図ることが可能である。
スラスト受け部材6aについては、図示しないが第2図に
示す6dを利用することもできるが、その幅をWfとして第
4図のような環状として利用することができる。第5図
は、スラスト受け部材6の断面図であり、固定部品をフ
レーム5とした場合の代表実施例である。スラスト受け
部材6は、その摺動面に四フッ化エチレン樹脂とポリイ
ミド樹脂を主成分とする複合高分子材料を設けてある。
Next, the reason why Wm + 2ε> Wf is set is that the orbiting scroll only moves 2ε with the orbiting motion.
This is because the overlapping width does not change even if Wf is made larger. FIG. 4 is a view of the orbiting scroll 2 as viewed from above (the side where the scroll wrap is located). The thrust receiving portion 6b is annularly arranged on the outer peripheral portion of the end plate. At this time,
As another embodiment, it is possible to use the thrust receiving member 6c as shown in FIG. 3 and share the member.
As the thrust receiving member 6a, although not shown, 6d shown in FIG. 2 can be used, but the width can be used as W f to form an annular shape as shown in FIG. FIG. 5 is a cross-sectional view of the thrust receiving member 6, and is a typical embodiment in which the fixed component is the frame 5. The thrust receiving member 6 is provided on its sliding surface with a composite polymer material mainly containing tetrafluoroethylene resin and polyimide resin.

このとき、別体部品でスラスト受けを構成することか
ら、この材料は、それぞれの主要部品と同系のものを使
用し、熱膨張量を合わせるとともにその表面(摺動面)
に無潤滑摺動に適する四フッ化エチレン樹脂とポリイミ
ド樹脂を主成分とする複合高分子材料のコーティング層
等を設けることがより一層望ましい。
At this time, since the thrust receiver is composed of separate parts, this material should be of the same type as each main part, and the amount of thermal expansion should be matched and the surface (sliding surface)
It is even more desirable to provide a coating layer of a composite polymer material mainly composed of tetrafluoroethylene resin and polyimide resin, which is suitable for non-lubrication sliding.

フレーム5への固定は、固定ボルト20をスラスト受け部
材6の中へ埋設するように配置し、ネジで締め付けてい
る。
For fixing to the frame 5, a fixing bolt 20 is arranged so as to be embedded in the thrust receiving member 6, and is tightened with a screw.

次に、上記スクロール形真空ポンプの作用について説明
する。第1図において、主軸7を回転駆動すると、旋回
スクロール2はピンクランク9により自転防止されなが
ら、主軸7を中心に旋回運動を行いこれによりラップ1
b,2bの接触位置が中心部へ向け順次移動していって、吸
入口3より吸入した流体を逐次、圧縮して吐出口4より
排出する圧縮作用が行われる。この圧縮動作中において
は、旋回スクロール2は、前記スラスト受け部6のみに
より軸方向の動きを規制されながら旋回運動が行われ
る。従って、このとき旋回スクロール2自身の転覆モー
メントによる「みそすり運動」あるいは「バタツキ運
動」は、前記スラスト受け部材6によって全て受けるこ
とができる。
Next, the operation of the scroll type vacuum pump will be described. In FIG. 1, when the main shaft 7 is rotationally driven, the orbiting scroll 2 makes an orbiting motion around the main shaft 7 while being prevented from rotating by the pin crank 9, and thereby the wrap 1
The contact positions of b and 2b are sequentially moved toward the central portion, and a compression action of sequentially compressing the fluid sucked from the suction port 3 and discharging it from the discharge port 4 is performed. During this compression operation, the orbiting scroll 2 makes an orbiting motion while its axial movement is restricted only by the thrust receiving portion 6. Therefore, at this time, the thrust receiving member 6 can completely receive the "misalignment motion" or "flapping motion" due to the overturning moment of the orbiting scroll 2 itself.

長期運転の後、スラスト受け部6の表面には局部的な摺
動痕が複数個発生することが実験により判明したが、こ
のとき摩耗量が性能に及ぼず程度に進行していれば、こ
のスラスト受け部6を新品と交換するだけで、製作に手
間のかかるスクロール部材、1,2等は再使用することが
できる。
After long-term operation, it was found through experiments that a plurality of local sliding marks were generated on the surface of the thrust receiving portion 6, but if the amount of wear progressed to such an extent that it did not reach the performance, By simply replacing the thrust receiving portion 6 with a new one, the scroll members 1, 2, etc., which are time-consuming to manufacture, can be reused.

また、スラスト受け部材6を環状でかつ平板状に形成し
たので面精度の向上がはかれかつ、旋回スクロールの運
動をよりスムーズ案内することができ、さらには、この
スラスト受け部材6と同一環状内にピンクランクを位置
させたので、ピンクランクに作用する旋回スクロール2
の転覆モーメントを軽減することができる。
Further, since the thrust receiving member 6 is formed in an annular and flat plate shape, the surface accuracy can be improved, and the motion of the orbiting scroll can be guided more smoothly. Further, the thrust receiving member 6 has the same annular shape. Since the pin crank is located on the orbiting scroll 2 that acts on the pin crank
The overturning moment of can be reduced.

さらには、スラスト受け部材6の材質は、取付け相手
(第5図ではフレーム5)の材質と同じような物を使う
ことによって、運転中の発生熱から生ずる熱膨張に対し
て取付け部での過大応力の発生を防止することができ
る。そして、特に旋回スクロール2においては、熱膨張
差からもたらされる全体形状の湾曲を防止し、スクロー
ルラップが固定スクロールラップに対して衝突あるい
は、離反するのを防止することが可能である。
Further, the material of the thrust receiving member 6 is the same as the material of the mounting partner (frame 5 in FIG. 5), so that it is excessive in the mounting portion against thermal expansion caused by heat generated during operation. Generation of stress can be prevented. In particular, in the orbiting scroll 2, it is possible to prevent the entire shape from being curved due to the difference in thermal expansion, and prevent the scroll wrap from colliding with or separating from the fixed scroll wrap.

〔発明の効果〕〔The invention's effect〕

以上のように本発明によれば、無潤滑状態で摩耗が少な
く摩擦係数が小さい材料をスラスト受け部材の表面に設
けることができ、かつスラスト受け部材を別体で着脱可
能とすることにより、無潤滑式スクロール真空ポンプと
して動作させても、スラスト受け部材同志が摺動するの
で、高精度で、信頼性の高い旋回スクロールのスラスト
支持機構を得ることが可能となる。また、長期運転によ
ってスラスト受け部6が性能上影響が生ずる程摩耗が生
じた場合、最悪でも全スラスト受け部材である部品を交
換するだけで、機能上ほぼ初期の信頼性の高い状態でし
かも容易に再現することが可能である。ちなみに、摩耗
したとき主要部品を全て新しいものと代える従来の技術
と比較すると、費用は約十分の一に低減することができ
る。
As described above, according to the present invention, it is possible to provide a material having a small amount of wear and a small friction coefficient on the surface of the thrust receiving member in a non-lubricated state, and by making the thrust receiving member detachable, Even if operated as a lubrication type scroll vacuum pump, the thrust receiving members slide, so that it is possible to obtain a highly accurate and highly reliable thrust support mechanism for an orbiting scroll. Further, when the thrust receiving portion 6 is worn to such an extent that the performance is affected by long-term operation, at worst, all the thrust receiving members need to be replaced, and it is easy to obtain a functionally almost reliable initial state. It can be reproduced. By comparison, the cost can be reduced by a factor of about 10 compared to the conventional technique of replacing all major parts with new ones when worn.

また、ピンクランク軸受10においては、転覆モーメント
を軽減でき、その内部の転動体が、正規の状態運動する
ことができるので、長寿命化を図ることができる。
Further, in the pin crank bearing 10, the overturning moment can be reduced, and the rolling elements inside the pin crank bearing 10 can move in a normal state, so that the life can be extended.

【図面の簡単な説明】[Brief description of drawings]

第1図は、本発明の実施例を示すスクロール形流体機械
の縦断面図である。第2図は、第1図のA−Aから見た
フレームである。第3図は、第1図のB−B矢視図であ
る。第4図は、本発明の旋回スクロール正面図である。
第5図は、本発明のスラスト受け部材の取付け状態を示
す断面図、第6図は、スラスト受け部材の幅がWm<2ε
の場合を示す断面図、第7図は、スラスト受け部材の幅
がWm=2εの場合を示す断面図である。 1……固定スクロール、2……旋回スクロール、5……
フレーム、6……スラスト受け、7……主軸、9……ピ
ンクランク、10,11,14……軸受、12……バランスウエイ
ト、17……軸封手段。
FIG. 1 is a vertical sectional view of a scroll type fluid machine showing an embodiment of the present invention. FIG. 2 is a frame viewed from AA in FIG. FIG. 3 is a view on arrow BB in FIG. FIG. 4 is a front view of the orbiting scroll of the present invention.
FIG. 5 is a cross-sectional view showing a mounted state of the thrust receiving member of the present invention, and FIG. 6 shows a width of the thrust receiving member of Wm <2ε.
FIG. 7 is a cross-sectional view showing a case where the width of the thrust receiving member is Wm = 2ε. 1 ... Fixed scroll, 2 ... Orbiting scroll, 5 ...
Frame, 6 ... Thrust receiver, 7 ... Spindle, 9 ... Pin crank, 10, 11, 14 ... Bearing, 12 ... Balance weight, 17 ... Shaft sealing means.

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 上西 真 兵庫県宝塚市新明和町1番1号 新明和工 業株式会社産業機械事業部内 (72)発明者 前田 直起 茨城県土浦市神立町502番地 株式会社日 立製作所機械研究所内 (72)発明者 宮崎 和明 兵庫県宝塚市新明和町1番1号 新明和工 業株式会社産業機械事業部内 (56)参考文献 特開 昭59−58188(JP,A) ─────────────────────────────────────────────────── ─── Continuation of the front page (72) Shin Uenishi Shin 1-1, Shinmeiwa-cho, Takarazuka-shi, Hyogo Prefecture Industrial Machinery Division, Shinmeiwa Industry Co., Ltd. (72) Inventor Naoki Maeda 502 Kandachicho, Tsuchiura-shi, Ibaraki Prefecture Address In the Institute of Mechanical Research, Hiritsu Seisakusho Co., Ltd. (72) Inventor Kazuaki Miyazaki 1-1, Shinmeiwacho, Takarazuka-shi, Hyogo Shinmeiwa Industry Co., Ltd. (56) Reference JP-A-59-58188 ( JP, A)

Claims (2)

【特許請求の範囲】[Claims] 【請求項1】固定スクロールのラップと旋回スクロール
のラップとをかみ合わせて密閉空間を形成し、該旋回ス
クロールの外周部に複数個設けられたピンクランクによ
って自転を阻止されるとともに、前記固定スクロールと
結合されるフレームによって軸支され、かつ前記旋回ス
クロールの中心部に係合された旋回スクロール駆動用主
軸により旋回運動を行うことによって前記密閉空間が縮
小して外周側から流体を吸入し、圧縮して吐出させるス
クロール形真空ポンプにおいて、前記旋回スクロール鏡
板部両面に別体の第1のスラスト受部材を着脱可能に配
設するとともにこれに対向する位置の前記固定スクロー
ル鏡板面,フレームのそれぞれに別体の第2のスラスト
受け部材を着脱可能に配設して前記旋回スクロールをは
さむように構成し、前記ピンクランクを軸支する軸受を
設けた側に配設される前記スラスト受け部材は、複数に
分割された環状の平板状に形成されたものであって、か
つ前記ピンクランクを軸支する軸受部がその分割部であ
って、該スラスト受け部材の環状内外縁を同心円状にそ
れぞれ延長したときその内外縁の延長線内に位置するよ
うに配置し、かつ第1のスラスト受け部材の幅をWm,第
2のスラスト受け部材の幅をWf,旋回半径をεとしたと
き、 2ε+Wm>Wf≧Wm>2ε としたことを特徴とするスクロール形真空ポンプ。
A wrap of a fixed scroll and a wrap of an orbiting scroll are engaged with each other to form a closed space, and a plurality of pin cranks provided on the outer peripheral portion of the orbiting scroll prevent rotation of the wrap and the fixed scroll. The closed space is contracted by performing the orbiting movement by the orbiting scroll driving main shaft that is pivotally supported by the frame to be coupled and is engaged with the center of the orbiting scroll, and sucks and compresses the fluid from the outer peripheral side. In the scroll type vacuum pump for discharging by means of the above, a separate first thrust receiving member is detachably disposed on both surfaces of the orbiting scroll end plate portion, and the fixed scroll end plate surface and the frame facing each other are separately provided. A second thrust receiving member of the body is detachably arranged to sandwich the orbiting scroll. The thrust receiving member arranged on the side on which the bearing supporting the pin crank is provided is formed into a plurality of annular flat plates, and the bearing supporting the pin crank is supported. Is a divided portion of the thrust receiving member, and the annular inner and outer edges of the thrust receiving member are arranged so as to be located within the extension lines of the inner and outer edges of the thrust receiving member when they are extended concentrically. Wm, the width of the second thrust receiving member is Wf, and the turning radius is ε. 2ε + Wm> Wf ≧ Wm> 2ε.
【請求項2】特許請求の範囲第1項記載において、スラ
スト受け部材は、それぞれの母材と同じ種類の材料で台
金を形成し、その表面に四フッ化エチレン樹脂とポリイ
ミド樹脂を主成分とする複合高分子材料を設けたことを
特徴とするスクロール形真空ポンプ。
2. The thrust receiving member according to claim 1, wherein a base metal is formed of the same kind of material as the respective base materials, and a tetrafluoroethylene resin and a polyimide resin are main components on the surface thereof. A scroll-type vacuum pump characterized by being provided with a composite polymer material.
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