JPH0587679B2 - - Google Patents

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り、特
に、旋回スクロールの改良に関するものである。

（従来の技術） 近年、スクロール形真空ポンプが種々開発され
ており、このスクロール形真空ポンプは、固定ス
クロールと旋回スクロールとクランク軸付き回転
軸とケーシングとを備え、該旋回スクロールを固
定スクロールに噛合し、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させるよ
うにしている。そして、この旋回スクロールは、
鏡板の前面にラツプを立設する一方、旋回軸受が
嵌合する旋回軸受ボス部が同一材質によりラツプ
と軸方向に位置ずれして、つまり、鏡板の背面側
に一体的に形成さされている。

（発明が解決しようとする課題） 前述の如き従来のスクロール形真空ポンプの旋
回スクロールにおいては、その材質如何に拘わら
ず、クランク軸を介して旋回運動を与えるための
回転軸に、クランク軸の偏心量に応じた遠心力と
ガス圧による力がモーメントとして作用し、該作
用点は旋回軸受より軸方向にある距離だけ離れた
位置にある。従つて、該モーメントにより旋回ス
クロールをバタ付かせる原因となる。特に真空ポ
ンプにおいては、旋回スクロールを軸方向に押え
るガス力が極少となるため、遠心力による旋回ス
クロールの転覆モーメントを小さくしないと、安
定したポンプ性能やスラト軸受の信頼性が得られ
ない結果を招くという問題があつた。

また、前記モーメントを減少する策として旋回
スクロールの材質に比重の小さい軽合金を用いた
ものもあるが、この場合、例えば、アルミ軽合金
等を用いると、運転中の温度上昇により旋回軸受
ボス部も大きく熱膨張して旋回軸受外輪との嵌合
があまりなくなり、軸受のクリープ現象を引き起
すという問題があつた。

本発明は、斯かる点に鑑みてなされたもので、
旋回スクロールの重心を旋回軸受中心に近接させ
て旋回スクロールのバタ付きを防止すると同時
に、旋回軸受のクリープ発生を防止することを目
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に、本発明が講じた
手段は、少なくともスクロール本体を非鉄金属材
料で形成すると共に、旋回軸受ボス部の全体若し
くは一部を鉄系金属材料で形成したものである。

具体的に、本発明が講じた手段は、先ず、鏡板
の前面に渦巻状のラツプが立設されると共に、ケ
ーシングに固定さた固定スクロールと、鏡板の前
面に渦巻状のラツプが立設されてスクロール本体
が形成さると共に、該鏡板の背面に軸受抑えを有
する旋回軸受ボス部が形成され、上記ケーシング
内に収納されると共に、ラツプを固定スクローー
ルのラツプに噛合して配設された旋回スクロール
と、該旋回スクロールの旋回軸受ボス部に嵌合す
るクランク軸を有するクランク軸付き回転軸とを
備え、上記旋回スクロールが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は少なくともスクロ
ール本体が比重の小さい非鉄金属材料で形成され
ている。加えて、上記旋回軸受ボス部の全体若し
くは一部が、比重の大きい鉄系金属材料で形成さ
れ且つ無底筒状部を有する分割ボスで構成されて
いる。更に、該分割ボスが上記旋回スクロールの
スクロール本体若しくは該スクロール本体に連続
する旋回軸受ボス部の本体部に締結手段によつて
固定される一方、上記旋回軸受ボス部には上記ク
ランク軸を連結する転がり式旋回軸受が嵌装され
た構成としている。

（作用） 上記の構成により、本発明では、回転軸を回転
すると、旋回スクロールが固定スクロールに対し
て自転することなく公転し、ポンプ動作を行うこ
とになる。

この動作中において、少なくとも旋回スクロー
ルのスクロール本体が比重の小さい非鉄金属材料
で形成されているので、遠心力等が小さく、その
上、旋回軸受ボス部の少なくとも一部が比重の大
きい鉄系金属材料で形成されているので、旋回ス
クロール全体の軸方向の重心位置が旋回軸受の軸
方向中心に近接することになり、モーメントの腕
の長さが小さくなつて該モーメントが軽減され
る。この結果、旋回スクロールがバタ付くことが
なく安定し、スラスト軸受に対して悪影響を与え
ることがない。更に、旋回軸ボス部の少なくとも
一部を鉄系金属材料としているので、熱膨張によ
る悪影響が少なく、旋回軸受のクリープ現象が生
じることはなく、しかも、旋回軸受より発生した
熱は、両スクロールを伝わつて大気に放熱され
る。

（実施例） 以下、本発明の実施列を図面に基づいて詳細に
説明する。

第１図及び第２図に示示すように、１はスクロ
ール形真空ポンプにおける固定スクロールで、ケ
ーシング２の蓋体を兼ねる鏡板１ｄの前面（下
面）にラツプ１ａが立設されて成り、該鏡板１ｄ
の外周縁にてケーシング２に固定されている。３
は該ケーシング２に軸受４，５を介し支承された
クランク軸付き回転軸で、上端には偏心してクラ
ンク軸３ａが一体形成されている。

６は前記クランク軸３ａに転がり式旋回軸受７
を介し嵌装した分割ボスで、後述する旋回スクロ
ールの旋回軸受ボス部を構成している。該分割ボ
ス６は、厚肉に形成されたほぼ円筒状の無底筒状
部６ａと、該無底筒状部６ａの下端に内向きフラ
ンジで形成された軸受抑え６ｂとより構成されて
いる。

８はケーシング２内に収納された旋回スクロー
ルであつて、鏡板８ｂの前面（上面）にラツプ８
ａが立設されてスクロール本体８ｃが形成される
と共に、該鏡板８ｂの背面（下面）肉厚部８ｄに
上記分割ボス６が締結手段であるボルト９によつ
て取付けられて構成されている。そして、該旋回
スクロール８はラツプ８ａが固定スクロール１の
ラツプ１ａに噛合して配置されている。

更に、本発明の特徴として上記スクロール本体
８ｃは比重の小さい非鉄金属材料、例えば、アル
ミ軽合金材で形成される一方、分割ボス６は比重
の大きい鉄系金属材料で形成されている。

１０，１１は上・下部摺動受部材、１２，１３
は上・下部摺動部材で、上部摺動受部材１０と上
部摺動部材１２とが、ま下部摺動受部材１１と下
部摺動部材１３とがそれぞれ係合して、旋回スク
ロール８の軸方向移動の規制、即ちスラスト軸受
の役を行い、これらは円周複数個所に配置し、そ
れぞれ潤滑性部材により構成してある。

１４はは旋回スクロール８の自転防止構成とし
て該旋回スクロール８の鏡板８ｂ周辺下面の円周
複数等分位置と固定部としての前記ケーシング２
の内壁面との間に配置したピンクランクで、上・
下ピン部をそれぞれ玉軸受１５，１６を用いて支
承させてあり、１７，１８は軸受滑り止め用のゴ
ム製Ｏリングである。

尚、１ｂは吸込口、１ｃは吐出口、１９はバラ
ンスウエイト、２０軸受抑え、２１はシールであ
る。

次に、このスクロール形真空ポンプの作用につ
き説明する。

先ず、クランク軸付き回転軸３の回転により旋
回スクロール８は該回転軸３を中心に旋回運動を
行い、これによりランプ１ａ、８ａが係合して、
吸込口１ｂより吸入した流体を逐次圧縮して吐出
口１ｃより排出してポンプ作用を行う。

この場合、旋回スクロール８のスクロール本体
８ｃはその材質として材質の小さいアルミ軽合金
材を用いてあるので、回転軸３に作用する遠心力
は通常用いられる比重の大きな鉄系金属材料の場
合に比し減少する。また、分割ボス６逆に比重の
大きい鉄系金属材料を用いてあるので、旋回スク
ロール８全体の軸方向の重心位置が旋回軸受７の
軸方向中心に近づき、該軸受７に作用するモーメ
ントの腕の長さを短縮してモーメントを軽減し、
これにより旋回スクロール８がバタ付かず安定し
て、スラスト軸受１０，１２，１１，１３に悪影
響を与えることがない。しかも、旋回スクロール
本体８ｃはアルミ軽合金材を用いたため熱膨張係
数が大であるが、分割ボス６は鉄系金属材料を用
いているので、アルミ軽合金材に比し熱膨張係数
はかなり小であり、そのためボス部を含み旋回ス
クロール全体をアルミ軽合金とした場合等に生ず
る温度上昇時における旋回軸受７の外側がクリー
プ現象を起す恐れない。また、旋回軸受７より生
ずる熱は、無底筒状部６ａの底面であるスクロー
ル本体８ｃの下面中央部から、両スクロール８，
１を伝わつて大気に放熱される。

尚、前述実施例においては、旋回スクロール本
体８は比重の小さいものとしてアルミ軽合金材を
用いたが別段これに限られるものではない。

また、分割ボス６と旋回スクロール本体８ｃと
の締結手段としては、軸受抑え６ｂをさらに分割
して別体としてボルト止めし、軸受箱部に相当す
る無底筒状部６ａは旋回スクロール本体８ｃに対
し焼嵌めとするか、または分割ボス６は適宜回り
に止めを施してスクロール本体８ｃに対し鋳込み
としても同様に実施可能ある。

次に、第３図に示す第２の実施例に基づき説明
する。

この第３図において、１０８は旋回スクロール
であつて、鏡板１０８ｂの前面にラツプ１０８ａ
が立設されてスクロール本体１０８ｃが形成され
ると共に、鏡板１０８ｂの背面に旋回軸受ボス部
１０６がが形成されて構成されている。該旋回軸
受ボス部１０６は、上記鏡板１０８ｂに一体成形
された円筒状の本体部１０６ｃに分割ボス１０６
ｄが取付けられて成り、該分分割ボス１０６ｄ
は、無底筒状部であるるリング１０６ａと、ドー
ナツ盤状の軸受抑え１０６ｂとによつて分割形成
されている。そして、上記スクロール本体１０８
ｃ及び旋回軸受ボス部１０６の本体部１０６ｃが
アルミ軽合金材で形成される一方、旋回軸受ボス
部１０６のリング１０６ａ及び軸受抑え１０６ｂ
が鉄系金属材料形成されている。

更に、上記リング１０６ａは本体部１０６ｃの
外周面に嵌装されると共に、軸受抑え１０６ｂは
ボルト１０９によつて本体部１０６ｃに取付けら
れている。

この場合は、旋回スクロール１０８の旋回運動
に際し、スクロール本体１０８ｃに対するリング
１０６ａ及び軸受抑え１０６ｂの比重の差により
前述の第１の実施例の場合と同様に旋回スクロー
ル１０８のバタ付現象を防止するものであるが、
旋回軸受ボス部１０６の本体部１０６ｃがアルミ
軽合金材であつても外周に嵌装したリング１０６
ａにより、該ボス部１０６の内径が熱膨張により
拡大する作用が抑制され、この結果、第１の実施
例同様に旋回軸受７のクリープ現象が生じないも
のである。

（発明の効果） 以上のように、本発明に係るスクロール形真空
ポンプにおいては、旋回スクロールルは少なくと
もスクロール本体が比重の小さい非鉄金属材料と
すると共に、旋回軸受ボス部は少なくとも一部を
比重の大きい鉄系金属材料により構成せしめたの
で、例えば、スクロール本体をアルミ軽合金材と
し、旋回軸受ボス部の全部若しくは一部を鉄系材
とした場合は、旋回スクロール全体の重量軽減に
より遠心力が低下し、また、全体の軸方向の重心
位置が旋回軸受の軸方向中心にほぼ一致し、回転
軸に作用するクランク軸の偏心量に応じた遠心力
とガス圧による力のモーメントの腕の長さを短縮
してモーメントを軽減し、これにより旋回スクロ
ールの旋回時におけるバタ付きを防止して安定せ
しめるものであり、真空ポンプにおいては特に効
果的である。したがつて、スラスト軸受にも悪影
響を及ぼすことなく、ポンプ性能の向上及び安定
化、スラスト軸受の信頼性確保と長寿命化を図り
得るものである。また、スクロール本体にアルミ
軽合金などの如き熱膨張係数の大なる材質を使用
しても旋回軸受がクリープ現象を生ずる恐れは全
くない。

さらに、分割ボスが無底筒状部を有しているの
で、旋回軸受の熱は両スクロールを介して確実に
大気に放熱され、軸受の信頼性を向上させること
がきる。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明の第１の実施例を示す縦断面
図、第２図は第１図における要部拡大詳細図であ
る。第３図は第２の実施例を示す第２図同様の要
部拡大詳細図である。 １……固定スクロール、１ａ，８ａ，１０８ａ
……ラツプ、１ｄ，８ｂ，１０８ｂ……鏡板、３
……クランク軸付き回転軸、３ａ……クランク
軸、６，１０６ｄ……分割ボス、６ａ……無底筒
状部、６ｂ，１０ｂ……軸受抑え、７……旋回軸
受、８……旋回スクロール、１０６……旋回軸受
ボス部、１０６ａ……リング、１０６ｃ……本体
部。

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １ 鏡板の前面に渦巻状のラツプが立設されると
   共に、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ツプが立設されてスク
   ロール本体が形成されると共に、該鏡板の背面に
   軸受抑えを有する旋回軸受ボス部が形成され、上
   記ケーシング内に収納されると共に、ラツプを固
   定スクロールのラツプに噛合して配設された旋回
   スクロールと、 該旋回スクロールの旋回軸受ボス部に嵌合する
   クランク軸を有するクランク軸付き回転軸とを備
   え、 上記旋回スクロールが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は少なくともスクロール本
   体が比重の小さい非鉄金属材料で形成される一
   方、 上記旋回軸受ボス部の全体若しくは一部が、比
   重の大きい鉄系金属材料で形成され且つ無底筒状
   部を有する分割ボスで構成され、 該分割ボスが上記旋回スクロールのスクロール
   本体若しくは該スクロール本体に連続する旋回軸
   受ボス部の本体部に締結手段によつて固定され、 上記旋回軸受ボス部には上記クランク軸を連結
   する転がり式旋回軸受が嵌装されていることを特
   徴とするスクロール形真空ポンプ。 ２ 旋回軸受ボス部における分割ボスの無底筒状
   部は、比重の大きい鉄系金属材料で形成され且つ
   旋回軸受ボス部の本体部外周面に嵌挿されたリン
   グで構成されていることを特徴とする特許請求の
   範囲１項記載のスクロール形真空ポンプ。 ３ 分割ボスは、比重の大きい鉄系金属材料で形
   成され且つ旋回軸受ボス部の本体部外周面に嵌挿
   されたリングと、比重の大きい鉄系金属材料で形
   成された軸受抑えとより構成されていることを特
   徴とする特許請求の範囲第１項記載のスクロール
   形真空ポンプ。