JP4101932B2 - スクロール型機械 - Google Patents

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明はスクロール型機械に関する。
【０００２】
より詳細には、本発明は、真空ポンプとして動作するが、液体ポンプとしてまたはコンプレッサとしても使用することが可能なスクロール型機械に関する。
【０００３】
本発明の目的は、可能な限り小型化され、機械部分と流体回路との間に絶対的な耐密性を有する小体積機械を作製することである。
【０００４】
【従来の技術】
欧州特許出願公開第０７２８９４７号明細書は、らせんを具備する固定ディスクと、らせんを具備し円形移動運動する可動ディスクとを含むスクロール型機械であって、流体回路と機械的駆動部分との間の耐密性が、一方の端部において機械の固定部分に結合され、他方の端部において円形移動運動を受ける可動ディスクに結合された蛇腹により確保される機械について記述している。この機械では、駆動モータが端部に位置するため、機械が著しく長大になり、さらに耐密蛇腹はねじれ応力を受ける。
【０００５】
米国特許３８１７６６４も、同じくねじれ応力を受ける蛇腹により耐密性を得るこの種の機械について記述している。この場合も駆動システムのために機械が非常に長大になる。
【０００６】
一方、欧州特許出願公開第０４２８７２９号明細書は、はるかに小型の機械、すなわち、モータにより駆動される出力軸がなく、モータが機械のケースの内部に位置する機械について記述している。この機械では、各々がらせんを具備する二つのディスクが回転駆動される。一方の駆動ディスクは、ケース内に組み込まれたモータにより駆動され、他方のディスクは偏心して、二つのディスクの相対的な角度上の向きを常時保持することができるオルダム継手によるカップリングを介して駆動される。しかしながら、ここでは、流体回路と機械的駆動部分の間に耐密システムがない。
【０００７】
【発明が解決しようとする課題】
本発明の目的は、機械部分と流体回路との間に絶対的な耐密性を有する非常に小型な機械を提供することである。
【０００８】
【課題を解決するための手段】
従って本発明は、らせん形動作隔壁を含む固定ディスクと、固定ディスクの動作隔壁と協働するらせん形動作隔壁を同じく含む可動ディスクと、可動ディスクの円形移動運動駆動手段と、一方の端部において可動ディスクの円形移動運動に結合された機構に結合されるとともに他方の端部において機械の固定部分に結合され、可動ディスクを駆動する機械部分から流体回路を分離する耐密蛇腹とを有するスクロール流体移動型機械であって、固定ディスクが、可動ディスクとは反対側で、吐出管路を含む固定中央軸に結合され、前記中央軸が前記蛇腹に取り囲まれ、前記蛇腹と前記固定中央軸との間の空間が吸い込み管路を構成すること、および、中空回転主軸が前記蛇腹を取り囲み、固定フレーム内の少なくとも一つの軸受により支承され、前記主軸の一端部が、可動ディスクに結合された駆動装置と協働する偏心円形穴を含み、前記駆動手段が、前記回転主軸に結合されそれを取り囲むモータのロータを含み、固定ステータが前記ロータを取り囲むことを特徴とする機械を対象とする。
【０００９】
次に、添付の図面を参照しながら、本発明の実施形態について記述する。
【００１０】
【発明の実施の形態】
図１を参照すると、本発明によるスクロール型流体移動機械が見える。このような機械は真空ポンプとして動作するのにきわめて好適であるが、コンプレッサとして、あるいは流体ポンプとして動作することも可能である。機械は、三つの組み立て部分から成る固定フレーム１、すなわちボックス１Ａと、二つの部分１Ｂおよび１Ｃから成る本体とを備える。このフレームには、吸い込みフランジ３と吐出フランジ４とを具備するマニホールド２が固定される。
【００１１】
このフレームは、機械全体、とくにボックス１Ａ内に位置し、らせん形隔壁６を備える固定ディスク５と、固定ディスクのらせん形隔壁と協働するらせん形隔壁８を同じく備える可動ディスク７とを備える能動ポンピング部分を含む。ディスクを有するこれら二つのらせん形隔壁６および８により動作体積９が画定される。
【００１２】
固定ディスク５は、図示例では、フレーム１の本体の部分１Ｃとともに一体の固定中央軸１０により、可動ディスク７とは反対側でフレーム１に連結される。この固定中央軸１０は中空であり、吐出フランジ４が固定されるマニホールド２の吐出区画１２内に到達する吐出管１１を含む。
【００１３】
可動ディスク７は、そのらせん形隔壁８を越えた固定ディスク５の周囲において、周辺部が、結合側板１３の周辺部に接続される。この結合側板１３は可動ディスク７とともに、固定ディスク５を収納する耐密ボックスを構成する。側板１３の中央部分は開いており、固定中央軸１０を通す。
【００１４】
側板１３のこの中央部分は、固定中央軸１０を取り囲み、他方の端部がフレーム１の本体の部分１Ｃに固定された耐密蛇腹１５の端部に耐密された状態でそれ自体も固定される偏心中空軸１４に結合されるか、図の場合のようにこの軸と一体となっている。
【００１５】
耐密蛇腹１５と固定中央軸１０との間の空間１６は、吸い込みフランジ３が固定されるマニホールド２の吸い込み区画１７に通じる吸い込み管路を構成する。
【００１６】
偏心中空軸１４は、軸２０の回転主軸１９内に穿口された穴１８内を回転する。穴１８は、回転主軸１９の回転軸２０に対し偏心した軸２１を有する。すると、回転主軸１９の回転により、任意の回転防止手段に結合されて、偏心軸１４、ならびに結合側板１３および可動ディスク７を回転させない円形移動運動が生じる。
【００１７】
図示例では、この回転防止は、可動ディスク７とその結合側板１３の回転を防止するフレーム１の本体の結合側板１３と部分１Ｂとの間に位置するオルダム継手２２により確保される。
【００１８】
回転主軸１９は中空であり耐密蛇腹１５を取り囲む。回転主軸は、フレーム１の本体の部分１Ｂおよび部分１Ｃ内に各々取り付けられたベアリング２３および２４に支承される。
【００１９】
この回転主軸１９の回転駆動は、ロータ２５が軸１９に結合され、ステータ２６がフレーム１に結合されるモータにより行われる。管状耐密ジャケット２７により、全可動部分からステータ２６が分離される。
【００２０】
結合側板１３に結合された可動ディスク７は、二つの側面ストッパ２９、３０間に摩擦するシューシステム２８により高い精度で軸方向に位置決めされる。
【００２１】
図の例では、シュー２８は、ボックス７−１３（可動ディスク７、結合側板１３）に結合され、このボックスを外から取り囲む円形リングを形成し、フレーム１に結合された二つの側面ストッパ、すなわち、ストッパ２９とスペーサストッパ３０との間で摩擦する。可動ディスク７の軸方向位置決めの正確な調節は、スペーサストッパ３０の厚さを選択することにより行われる。シュー２８はオイル通過穴３１を含む。
【００２２】
反対の構造、すなわち、可動ボックス７−１３に結合された二つの側面ストッパの間にサンドイッチ状にはさまれたフレーム１に結合された固定シューをもつことももちろん可能である。
【００２３】
蛇腹１５と、固定ディスク５を収納するボックス７−１３とにより、吸い込みフランジ３による吸い込みから吐出フランジ４による吐出までのポンピング回路全体が完全に隔離され、ベアリング２３、２４、（ボックス７−１３の外側に配置される）摩擦シュー式軸方向位置決め装置、偏心穴１８内で回転する偏心軸１４などの機械部分全てから完全に分離されていることがわかる。
【００２４】
従ってこのような機械は清浄で乾燥した真空ポンプとして完全に適合する。
【００２５】
流体回路の外側の上記機械部分は潤滑される。
【００２６】
このような機械は、非常に小型で短寸である。さらに、固定ディスクに対し可動ディスクが軸方向に正確に位置決めされるため、らせん形隔壁と反対側ディスクとの間のポンピングセルの内部の摩擦が発生せず、従って、そのような摩擦による粒子の発生が防がれる。
【００２７】
図２は、図１とは反対に、回転主軸１９が、フレームの本体の部分１Ｂ内に取り付けられた二列のボールの単一の予圧ベアリング３２上にオーバーハング状態で取り付けられる変形形態を示す図である。これによりポンプは簡略化される。この図では、マニホールド２、ならびにケース１Ａ、ディスク５、７、および軸方向位置決め装置は示さなかった。
【００２８】
図３は、図２と同様に回転主軸１９が単一のベアリング３２上にオーバーハング状態で取り付けられるが、さらに、偏心中空軸１４が、ニードルベアリング３３を介して、回転主軸１９の軸２１の偏心穴１８内に取り付けられる別の変形形態を示す図である。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明によるスクロール型流体移動機械の軸方向断面図である。
【図２】能動ポンピング部分、すなわち固定および可動ディスク、ならびにこれらを収納するケースがない本発明の変形形態の部分図である。
【図３】同じく能動ポンピング部分がない別の変形形態の図である。
【符号の説明】
１ 固定フレーム
１Ａ ケース
１Ｂ、１Ｃ 部分
２ マニホールド
３ 吸い込みフランジ
４ 吐出フランジ
５ 固定ディスク
６、８ らせん形隔壁
７ 可動ディスク
９ 動作体積
１０ 固定中央軸
１１ 吐出ノズル
１３ 結合側板
１４ 偏心中空軸
１５ 耐密蛇腹
１６ 空間
１７ 吸い込み区画
１８ 穴
１９ 回転主軸
２０ 回転軸
２１ 偏心軸
２２ オルダム継手
２３、２４ ベアリング
２５ ロータ
２６ ステータ
２７ 耐密ジャケット
２８ シュー
２９ ストッパ
３０ スペーサストッパ
３１ オイル通過穴
３２ 予圧ベアリング
３３ ニードルベアリング

Claims (8)

1. らせん形動作隔壁（６）を含む固定ディスク（５）と、固定ディスクの動作隔壁と協働するらせん形動作隔壁（８）を同じく含む可動ディスク（７）と、可動ディスクの円形移動運動駆動手段と、一方の端部において可動ディスク（７）の円形移動運動に結合された機構（１４）に結合されるとともに他方の端部において機械の固定部分（１Ｃ）に結合され、可動ディスクを駆動する機械部分から流体回路を分離する耐密蛇腹（１５）とを有するスクロール型機械であって、固定ディスク（５）が、可動ディスク（７）とは反対側で、吐出管路（１１）を含む固定中央軸（１０）に結合され、前記中央軸が前記蛇腹（１５）に取り囲まれ、前記蛇腹と前記固定中央軸との間の空間（１６）が吸い込み管路を構成すること、および、中空回転主軸（１９）が、前記蛇腹（１５）を取り囲み固定フレーム（１）内の少なくとも一つの軸受（２３、２４、３２）により支承され、前記主軸（１９）の一端部が、可動ディスク（７）に結合された駆動機構（１４）と協働する偏心円形穴（１８）を含み、前記駆動手段が、前記回転主軸（１９）に結合されそれを取り囲むモータのロータ（２５）を含み、固定ステータ（２６）が前記ロータを取り囲むことを特徴とする機械。
2. 耐密ジャケット（２７）が駆動モータのロータからステータを分離することを特徴とする請求項１に記載の機械。
3. オルダム継手（２２）が、機械の固定部分（１Ｂ）および前記円形移動運動を行う部分（１３）と協働し、固定ディスク（５）に対する可動ディスク（７）の角度上の向きを一定に保つことを特徴とする請求項１または２に記載の機械。
4. 前記駆動機構（１４）が結合側板（１３）に固設され、該結合側板（１３）は可動ディスク（７）に接続されており、該可動ディスク（７）および結合側板（１３）が、固定ディスク（５）を収納するボックスを形成することを特徴とする請求項１から３のいずれか一項に記載の機械。
5. 前記ボックス（７−１３）の軸方向位置決めが、二つの軸方向ストッパ（２９、３０）の間の摩擦シューシステム（２８）により、前記ボックスの内部体積の外側で行われ、シューおよび軸方向ストッパの内の一方、すなわち、シューまたは軸方向ストッパが固定フレーム（１）に固設され、他方が前記ボックス（７−１３）に固設されることを特徴とする請求項４に記載の機械。
6. 前記駆動機構（１４）および結合側板（１３）が単一の部品で作製されることを特徴とする請求項４に記載の機械。
7. 前記回転主軸（１９）が単一のベアリング（３２）により前記固定フレーム（１）内にオーバハング状態で支承されることを特徴とする請求項１から６のいずれか一項に記載の機械。
8. 前記駆動機構（１４）がころがり軸受（３３）を介して前記偏心円形穴（１８）と協働することを特徴とする請求項１から７のいずれか一項に記載の機械。

Images