(57)【要約】【課題】ポンプの固定スクロールブレードに対する旋回スクロールブレードの角度位置決めを容易にする。【解決手段】金属製ベローズ(250)の第１端部(251)を、プレートの前表面から突出する旋回スクロールブレード(231)を有する旋回プレートスクロール(230)のプレートの後表面に対して配置して、固定するステップと、金属製ベローズ(250)の第２端部(252)をフレーム(210)の内表面に対して配置するステップと、フレーム(210)と旋回プレートスクロール(230)との間に所定の角度アライメントを設定するステップと、その後ベローズ(250)をその第２端部(252)でフレーム(210)に固定するステップと、固定スクロールブレード(221)を有する固定プレートスクロール(220)をフレーム(210)に、フレーム(210)との所定の角度アライメントで、かつ固定スクロールブレード(221)が旋回スクロールブレード(231)に半径方向に面するように固定するステップとを含む。【選択図】図１
2014202208.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
スクロールポンプ（１）のポンプヘッド部品および前記ポンプヘッド部品の組立に使用する器具の組み合わせであって、前記組み合わせは、
フレーム（２１０）と、
前面および後面を有し、その前面に旋回スクロールブレード（２３１）を備える旋回プレートスクロール（２３０）と、
第１および第２の端部（２５１，２５２）を有する環状金属製ベローズ（２５０）と、
前面および後面を有し、その前面に固定スクロールブレード（２２１）を備える固定プレートスクロール（２２０）と、
前記ベローズ（２５０）を前記旋回プレートスクロール（２３０）および前記フレーム（２１０）に固定し、前記固定プレートスクロール（２２０）を前記フレーム（２１０）に固定する組立プロセス中に、前記固定スクロールブレード（２２１）および旋回スクロールブレード（２３１）を互いに角度同期させる組立部品とを備えており、
前記組立部品は、基準形状特徴（２１３）を有する取付具と、前記ベローズ（２５０）をその前記第１端部（２５１）で前記旋回プレートスクロール（２３０）に、前記ベローズ（２５０）をその前記第２端部（２５２）で前記フレーム（２１０）に、前記固定プレートスクロール（２２０）を前記フレーム（２１０）に、それぞれ締結する留め具とを備えており、
前記取付具は、前記ベローズ（２５０）および前記旋回プレートスクロール（２３０）を備える半組立体に取り付け可能になるように構成されており、
前記旋回プレートスクロール（２３０）および前記フレーム（２１０）のうちの一方は、前記組立プロセスの過程で、前記ベローズ（２５０）の周方向に前記取付具の前記基準形状特徴（２１３）に整合することのできる別の基準形状特徴（２１３）を有することを特徴とする、組み合わせ。
【請求項２】
前記ベローズ（２５０）はその前記第１端部（２５１）を成す第１環状フランジを有し、前記旋回プレートスクロール（２３０）の前記後面は前記第１環状フランジと相補的なサイズおよび形状の環状凹部（２３２）を有し、前記留め具は、前記ベローズ（２５０）の前記第１環状フランジが前記旋回プレートスクロール（２３０）の前記後面にある前記環状凹部（２３２）に納められているとき、前記第１環状フランジを前記旋回プレートスクロール（２３０）に圧締するクランプを備えることを特徴とする、請求項１に記載の組み合わせ。
【請求項３】
前記取付具は前記ベローズ（２５０）にその前記第２端部（２５２）で取り付け可能なように構成されており、前記旋回プレートスクロール（２３０）はその後面に前記別の基準形状特徴（２１３）を有することを特徴とする、請求項１に記載の組み合わせ。
【請求項４】
前記ベローズ（２５０）はその前記第２端部（２５２）を成す環状フランジを有し、前記環状フランジは前記ベローズ（２５０）の軸方向に貫通して延びている穴（２３３）を有し、前記取付具は前記穴（２３３）にそれぞれ差し込み可能な穴を有することを特徴とする、請求項３に記載の組み合わせ。
【請求項５】
前記フレーム（２１０）は前記ベローズ（２５０）の前記フランジにある前記穴（２３３）のそれぞれに対応する穴（２３３）を有し、前記留め具のそれぞれが前記対応する穴（２３３）に受け入れられて、前記ベローズ（２５０）をその前記第２端部（２５２）で前記フレーム（２１０）に締結することを特徴とする、請求項４に記載の組み合わせ。
【請求項６】
前記ベローズ（２５０）はその前記第１端部（２５１）を成す第１環状フランジを有し、前記旋回プレートスクロール（２３０）の前記後面は前記第１環状フランジに相補的なサイズおよび形状の環状凹部（２３２）を有し、前記留め具は、前記ベローズ（２５０）の前記第１環状フランジが前記旋回プレートスクロール（２３０）の前記後面にある前記環状凹部（２３２）に納められているとき、前記第１環状フランジを前記旋回プレートスクロール（２３０）に圧締するクランプを備えることを特徴とする、請求項４に記載の組み合わせ。
【請求項７】
スクロールポンプ（１）のポンプヘッドの部品の組立方法であって、
（Ａ）金属製ベローズ（２５０）の第１端部（２５１）を、プレートの前表面から突出している旋回スクロールブレード（２３１）を有する旋回プレートスクロール（２３０）のプレートの後表面に対して配置して、前記金属製ベローズ（２５０）をその第１端部（２５１）で前記旋回プレートスクロール（２３０）に固定するステップと、
前記金属製ベローズ（２５０）を前記旋回プレートスクロール（２３０）に固定する前記ステップは、留め具を前記旋回プレートスクロール（２３０）の前記プレートに前記プレートの前記後表面から差し込むステップを含んでおり、
（Ｂ）前記金属製ベローズ（２５０）の第２端部（２５２）をフレーム（２１０）の内表面に対して配置するステップと、
（Ｃ）前記フレーム（２１０）と前記旋回プレートスクロール（２３０）との間に所定の角度アライメントを設定するステップを含む角度アライメントプロセスを行うステップと、
（Ｄ）前記ベローズ（２５０）をその第２端部（２５２）で前記フレーム（２１０）に固定するステップと、
前記金属製ベローズ（２５０）を前記フレーム（２１０）に固定する前記ステップは、留め具を前記フレーム（２１０）に、前記内表面とは反対の前記フレーム（２１０）の外表面から差し込むステップを含んでおり、
（Ｅ）固定スクロールブレード（２２１）を有する固定プレートスクロール（２２０）を前記フレーム（２１０）に、前記フレーム（２１０）との所定の角度アライメントで、かつ前記固定スクロールブレード（２２１）が前記旋回スクロールブレード（２３１）に半径方向に面するように固定するステップとを含み、
前記角度アライメントプロセスおよび前記固定プレートスクロール（２２０）を前記フレーム（２１０）に締結する前記ステップは、前記固定スクロールブレードおよび旋回スクロールブレード（２３１）を互いに角度同期させることを特徴とする方法。
【請求項８】
軸受（２４６）と前記旋回プレートスクロール（２３０）の前記プレートとの間にエンドナット（２４５）を挿置して、前記軸受（２４６）を前記旋回プレートスクロール（２３０）に取り付けるステップと、
軸受（２４６）を前記フレーム（２１０）に取り付けるステップと、
前記軸受（２４６）を前記フレーム（２１０）に取り付けた後、クランクシャフト（２４１）および前記フレーム（２１０）の釣り合いおもりを備えるユニットを、前記フレーム（２１０）に取り付けられている前記軸受（２４６）によって支持された状態で据え付けるステップと、
前記ベローズ（２５０）をその前記第２端部（２５２）で前記フレーム（２１０）に取り付けた後、前記ユニットの前記クランクシャフト（２４１）からボルト（２４５）を差し込んで、前記エンドナット（２４５）にねじ係合し、前記ボルト（２４５）を締め付けて前記軸受（２４６）の少なくとも１つに予荷重をかけるステップと、
をさらに含む、請求項７に記載の方法。
【請求項９】
前記金属製ベローズ（２５０）を前記旋回プレートスクロール（２３０）に固定する前記ステップは、前記旋回プレートスクロール（２３０）の前記プレートの前記後面で開放している止まり穴（２３３）に留め具を差し込むステップを含むことを特徴とする、請求項７に記載の方法。
【請求項１０】
スクロールポンプ（１）のポンプヘッドの部品の組立方法であって、前記方法は、
（Ａ）金属製ベローズ（２５０）の第１端部（２５１）を、その前面に旋回スクロールブレード（２３１）を有する旋回プレートスクロール（２３０）の後面に対して配置するステップと、
（Ｂ）前記金属製ベローズ（２５０）の第２端部（２５２）をフレーム（２１０）に対して配置するステップと、
（Ｃ）基準形状特徴（２１３）を有する取付具を、前記ベローズ（２５０）および前記旋回プレートスクロール（２３０）を備える半組立体に取り付けるステップと、
（Ｄ）前記取付具を前記半組立体に取り付けた状態で、前記取付具の前記基準形状特徴（２１３）が前記旋回プレートスクロール（２３０）および前記フレーム（２１０）のうちの一方に設けられている別の基準形状特徴（２１３）と前記ベローズ（２５０）の周方向に整合するまで、前記ベローズ（２５０）を回転させるステップを含む、角度アライメントプロセスを行うステップと、
（Ｅ）前記ベローズ（２５０）をその前記第１端部（２５１）で前記旋回プレートスクロール（２３０）に固定するステップと、
（Ｆ）前記角度アライメントプロセスを完了した後、前記取付具を前記半組立体から取り外すステップと、
（Ｇ）前記ベローズ（２５０）をその前記第２端部（２５２）で前記フレーム（２１０）に固定するステップと、
（Ｈ）固定スクロールブレード（２２１）を有する固定プレートスクロール（２２０）を前記フレーム（２１０）に、前記フレーム（２１０）と所定の角度アライメントで、かつ前記固定スクロールブレード（２２１）が前記旋回スクロールブレード（２３１）に半径方向に面するように固定するステップとを含み、
前記ベローズ（２５０）を前記ベローズ（２５０）の前記第１および第２の端部（２５１および２５２）でそれぞれ前記旋回プレートスクロール（２３０）および前記フレームに固定する前記ステップ、および前記固定プレートスクロール（２２０）を前記フレーム（２１０）に締結する前記ステップが、前記固定スクロールブレードおよび旋回スクロールブレード（２３１）を互いに角度同期させることを特徴とする方法。
【請求項１１】
前記旋回プレートスクロール（２３０）の前記後面を上向きにして、前記旋回プレートスクロール（２３０）の前記基準形状特徴（２１３）を露出させた状態で、前記旋回プレートスクロール（２３０）がその中心長手軸を中心に回転するのを防止する治具に前記旋回プレートスクロール（２３０）に設置するステップをさらに含み、
前記旋回プレートスクロール（２３０）のうちの１つに前記別の基準形状特徴（２１３）を設け、
前記旋回プレートスクロール（２３０）を前記治具に設置したまま、金属製ベローズ（２５０）の前記第１端部（２５１）を前記旋回プレートスクロール（２３０）の前記後面に対して配置し、
前記取付具および前記金属製ベローズ（２５０）の前記第２端部（２５２）のそれぞれの部分を、前記取付具が前記ベローズ（２５０）にそれと所定の角度アライメントで取り付けられるように、互いに嵌め合わせることによって、前記取付具を前記半組立体に取り付け、
前記角度アライメントプロセスは、前記旋回プレートスクロール（２３０）を前記治具に設置したままで、前記取付具の前記基準形状特徴（２１３）が前記旋回プレートスクロール（２３０）の前記基準取付具と前記ベローズ（２５０）の周方向に整合するまで、前記ベローズ（２５０）に取り付けられている前記取付具を、前記ベローズ（２５０）の前記第１端部（２５１）に対して設置した前記旋回プレートスクロール（２３０）に対して回転させるステップを含み、
前記ベローズ（２５０）の前記第１端部（２５１）を前記旋回プレートスクロール（２３０）に圧締することによって、前記ベローズ（２５０）をその前記第１端部（２５１）で前記旋回プレートスクロール（２３０）に固定し、
前記ベローズ（２５０）を前記旋回プレートスクロール（２３０）に固定した後、前記ベローズ（２５０）をその前記第２端部（２５２）で前記フレーム（２１０）に固定することを特徴とする、請求項１０に記載の方法。
【請求項１２】
前記ベローズ（２５０）の前記第１端部（２５１）を旋回プレートスクロール（２３０）の前記後面に対して配置するステップは、前記ベローズ（２５０）の環状フランジを前記旋回プレートスクロール（２３０）の前記後面にある相補形の円形凹部（２１１）に差し込むステップを含むことを特徴とする、請求項１１に記載の方法。
【請求項１３】
前記取付具のピンを前記金属製ベローズ（２５０）の前記第２端部（２５２）に設けられている穴（２３３）にそれぞれ差し込むことによって、前記取付具を前記半組立体に取り付けることを特徴とする、請求項１２に記載の方法。
【請求項１４】
前記ベローズ（２５０）をその前記第２端部（２５２）で前記フレーム（２１０）に固定するステップは、前記金属製ベローズ（２５０）の前記第２端部（２５２）に設けられている前記穴（２３３）から留め具を差し込むステップを含むことを特徴とする、請求項１３に記載の方法。
【請求項１５】
前記取付具のピンを前記金属製ベローズ（２５０）の前記端部の一方（２５１）に設けられている穴（２３３）にそれぞれ差し込むことによって、前記取付具を前記半組立体に取り付けることを特徴とする、請求項１１に記載の方法。
【請求項１６】
前記ベローズ（２５０）をその前記第２端部（２５２）で前記フレーム（２１０）に固定するステップは、前記金属製ベローズ（２５０）の前記第２端部（２５２）に設けられている前記穴（２３３）から留め具を差し込むステップを含むことを特徴とする、請求項１５に記載の方法。
【請求項１７】
前記フレーム（２１０）に別の基準形状特徴（２１３）が設けられており、
前記角度アライメントプロセスを行う前に、前記ベローズ（２５０）をその前記第１端部（２５１）で前記旋回プレートスクロール（２３０）に固定し、
前記旋回プレートスクロール（２３０）を前記ベローズ（２５０）にその前記第１端部（２５１）に固定したまま、前記ベローズ（２５０）の前記第２端部（２５２）を前記フレーム（２１０）に対して設置し、
前記取付具が前記旋回プレートスクロール（２３０）にそれと所定の角度アライメントで取り付けられるように、前記取付具および前記旋回プレートスクロール（２３０）のそれぞれの部分を嵌め合わせることによって、前記取付具を前記半組立体に取り付け、
前記角度アライメントプロセスは、前記取付具の前記基準形状特徴（２１３）が前記フレーム（２１０）に設けられている前記基準形状特徴（２１３）に整合するまで、前記ベローズ（２５０）と、前記ベローズ（２５０）に固定されている前記旋回プレートスクロール（２３０）と、前記旋回プレートスクロール（２３０）に取り付けられている前記取付具とを備える半組立体を前記フレーム（２１０）に対して回転させるステップを含み、
前記角度アライメントプロセスが完了した後、前記ベローズ（２５０）をその前記第２端部（２５２）で前記フレーム（２１０）に固定することを特徴とする、請求項１０に記載の方法。
【請求項１８】
前記取付具の一部分を前記旋回スクロールブレード（２３１）の一部分に嵌め合わせることによって、前記取付具を前記半組立体に取り付けることを特徴とする、請求項１７に記載の方法。
【請求項１９】
前記嵌め合わせるステップは、前記形状特徴のピンを前記旋回スクロールブレード（２３１）の穴（２３３）にそれぞれ差し込むステップを含むことを特徴とする、請求項１７に記載の方法。
【請求項２０】
前記ベローズ（２５０）をその前記第２端部（２５２）で前記フレーム（２１０）に固定するステップは、留め具を前記フレーム（２１０）の弓状スロット（２１５）から差し込むステップを含み、前記スロット（２１５）は、前記角度アライメントプロセス中に前記半組立体が回転する軸と一致する中心軸から起こる曲率半径を有することを特徴とする、請求項１７に記載の方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、それぞれスクロールブレードを有し、互いに角度同期している固定プレートスクロールおよび旋回プレートスクロールを有するポンプヘッドアセンブリを備えるスクロールポンプに関するものである。具体的には、本発明は、ポンプヘッドアセンブリの固定スクロールブレードおよび旋回スクロールブレードが角度同期するように、スクロールポンプの部品を組み立てるための器具およびその方法に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
スクロールポンプとは、渦巻き形固定スクロールブレードを有する固定プレートスクロールと、渦巻き形旋回スクロールブレードを有する旋回プレートスクロールとを含む種類のポンプである。固定スクロールブレードおよび旋回スクロールブレードは、ポケット（または複数のポケット）がブレードによって、その間に画定されるように、隙間を設けて所定の相対角度位置を決めて入れ子式に重ね合わされている。スクロールポンプは、固定プレートスクロールを固定するフレームおよびフレームによって支持されている偏心駆動機構も有する。これらの部品は、一般にスクロールポンプのポンプヘッドアセンブリと呼ばれるアセンブリの部分である。
【０００３】
旋回スクロールプレート、そのため旋回スクロールブレードは、固定スクロールブレードの軸中心を通過するポンプヘッドアセンブリの長手軸を中心に旋回するように、偏心駆動機構に連結されているとともに、それによって駆動される。
【０００４】
ポンプのスクロールブレードが画定する（複数の）ポケットの容積は、旋回スクロールブレードが固定スクロールブレードに対して移動するのに従って変化する。旋回スクロールブレードの旋回運動は、（複数の）ポケットもポンプヘッドアセンブリ内で移動させるので、（複数の）ポケットは選択的に、スクロールポンプの入口または出口に開放連通した状態に置かれる。
【０００５】
このようなスクロールポンプの実施例では、旋回スクロールブレードの固定スクロールブレードに対する動きは、ポンプの出口から密封されて、ポンプの入口に開放連通しているポケットを膨張させる。したがって、流体が入口を通してポケットに引き込まれる。次に、ポケットはポンプの入口から密封される位置に移動して、ポンプの出口に開放連通すると同時に、ポケットが圧縮される。こうして、ポケット内の流体が圧縮され、それによってポンプの出口から排出される。
【０００６】
真空型のスクロールポンプの場合、ポンプの入口は排気されるチャンバに接続されている。逆に、圧縮機型のスクロールポンプの場合、ポンプの出口は、ポンプによって加圧流体が供給されるチャンバに接続されている。
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００７】
いずれの場合も、前述の吸込みおよび排出動作をスクロールポンプで満足に実行しようとする場合、旋回スクロールブレードの固定スクロールブレードに対する所定の角度位置を維持しなければならない。より具体的には、固定スクロールブレードおよび旋回スクロールブレードによって、その間に生じるシールが安定して（複数の）ポケットを形成し、（複数の）ポケットの容積を適切に変化させ、（複数の）ポケットをポンプの入口および出口に対して必要なタイミングでポンプヘッドアセンブリに効果的に移動させようとする場合、旋回プレートスクロールは固定プレートスクロールと一定の角度同期を維持しなければならない。このためには、旋回プレートスクロールは、ポンプヘッドアセンブリの長手軸に対して旋回しているとき、それ自体の中心軸に対して一定の量を超えて回転してはならない。
【０００８】
本発明の一般的な目的は、固定スクロールブレードおよび旋回スクロールブレードが角度同期しているスクロールポンプのポンプヘッドアセンブリを提供することである。
【０００９】
本発明の別の目的は、スクロールポンプの部品、ならびにプレートスクロールの固定スクロールブレードおよび旋回スクロールブレードが互いに容易に角度同期することができるように、スクロールポンプの部品のそれぞれを組み立てるときに使用する器具を提供することである。
【００１０】
本発明のさらに別の目的は、部品を互いに組み立てるプロセス中に、固定スクロールブレードに対する旋回スクロールブレードの所定の角度位置決めを容易にする部品を有するスクロールポンプのポンプヘッドアセンブリを提供することである。
【００１１】
本発明のさらに別の目的は、ポンプの固定スクロールブレードに対する旋回スクロールブレードの所定の角度位置決めを容易にするスクロールポンプのポンプヘッドの部品を組み立てる方法を提供することである。
【００１２】
本発明の別の目的は、ポンプヘッドのベローズを旋回プレートスクロールおよびポンプヘッドのフレームに接続するのを容易にするスクロールポンプのポンプヘッドを組み立てる方法を提供することである。
【００１３】
本発明のさらに別の目的は、固定プレートスクロールと、固定プレートスクロールのスクロールブレードの先端に納められている先端シールと、先端シールが当たっている先端シール受け面を有するプレートを含む旋回プレートスクロールと、ベローズと、先端シールを受け入れている旋回プレートスクロールの表面を遮ることなくベローズの端部を旋回プレートスクロールに締結している留め具とを含むポンプヘッドを有するスクロールポンプを提供することである。
【００１４】
同様に、本発明の目的は、旋回プレートスクロールの先端シール受け面に切れ目を必要とせずに、ポンプヘッドのベローズをポンプの旋回プレートスクロールに接続することのできるスクロールポンプのポンプヘッドを組み立てる方法を提供することである。
【００１５】
本発明のさらに他の目的は、旋回プレートスクロールの先端シール受け面に切れ目を必要とせずに、ポンプヘッドの偏心駆動機構の軸受に予荷重がかけられている／予荷重をかけることのできるスクロールポンプ、およびスクロールポンプのポンプヘッドを組み立てる方法を提供することである。
【課題を解決するための手段】
【００１６】
本発明概念のある側面によると、スクロールポンプのポンプヘッド部品およびポンプヘッド部品の組立時に使用する器具の組み合わせが提供される。部品はフレームと、前面および後面を有し、その前面に旋回スクロールブレードを備える旋回プレートスクロールと、第１端部および第２端部を有する管状金属製ベローズと、前面および後面を有し、その前面に固定スクロールブレードを備える固定プレートスクロールと、留め具とを含む。器具は部品のそれぞれとともに使用するようになされた取付具を含む。
【００１７】
取付具および留め具は、ベローズを旋回プレートスクロールおよびフレームに固定し、固定プレートスクロールをフレームに固定する組立プロセス中に、固定スクロールブレードおよび旋回スクロールブレードを互いに角度同期させる組立部品を成す。このために、取付具は基準形状特徴を有し、留め具は、ベローズをその第１端部で旋回プレートスクロールに、ベローズをその第２端部でフレームに、固定プレートスクロールをフレームに、それぞれ締結するためのものである。取付具はベローズおよび旋回プレートスクロールを備える半組立体に取り付け可能になるように構成されている。さらに、旋回プレートスクロールまたはフレームのいずれかが、組立プロセスの過程で、取付具の基準形状特徴とベローズの周方向に整合することのできる別の基準形状特徴を有する。
【００１８】
本発明の別の側面によると、フレームと、旋回スクロールブレードを有する旋回プレートスクロールと、フレームによって支持されており、旋回プレートスクロールに連結されている偏心駆動機構と、フレームに固定されており、環状スクロールブレードと入れ子式に重ね合わされている固定スクロールブレードを有する固定プレートスクロールと、第１端部および第２端部を有する環状金属製ベローズと、ベローズをその第１端部で旋回プレートスクロールに固定し、ベローズをその第２端部でフレームに固定し、固定プレートスクロールをフレームに固定する留め具とを含み、旋回プレートスクロールおよびフレームのうちの一方が湾曲した取付用形状特徴および基準形状特徴を有するスクロールポンプのポンプヘッドが提供される。
【００１９】
湾曲した取付用形状特徴はポンプヘッドの軸方向にベローズのフランジのうちの１つに並置されており、組立プロセスの過程でベローズの半組立体への角度位置決めを容易にする。このために、湾曲した形状特徴は、ポンプヘッドの中心長手軸から放射状に広がる曲率半径を有する。基準手段とは、精密加工された形状特徴など、組立プロセスで固定スクロールブレードおよび旋回スクロールブレードを同期させるために使用される基準形状特徴である。
【００２０】
本発明の別の側面によると、金属製ベローズの第１端部を、プレートの前表面から突出している旋回スクロールブレードを有する旋回プレートスクロールのプレートの後表面に対して配置するステップと、金属製ベローズの第１端部を旋回プレートスクロールに固定するステップと、金属製ベローズの第２端部をフレームの内表面に対して配置するステップと、フレームと旋回プレートスクロールとの間で所定の角度アライメントを設定する角度アライメントプロセスを行うステップと、その後ベローズの第２端部をフレームに固定するステップと、その後ポンプの固定プレートスクロールを、フレームとの所定の角度アライメントで、かつ固定プレートスクロールの固定スクロールブレードが旋回スクロールブレードに半径方向に面するように、フレームに固定するステップとを含み、留め具を旋回プレートスクロールのプレートにプレートの後表面から差し込むことにより、金属製ベローズは旋回プレートスクロールに固定され、留め具をフレームに内表面とは反対のフレームの外表面から差し込むことにより、金属製ベローズはフレームに固定され、角度アライメントプロセスおよび固定プレートスクロールのフレームへの締結が、固定スクロールブレードおよび旋回スクロールブレードを互いに角度同期させるスクロールポンプのポンプヘッドの部品を組み立てる方法が提供される。
【００２１】
本発明概念のさらに別の側面によると、金属製ベローズの第１端部は、その前面に旋回スクロールブレードを有する旋回プレートスクロールの後面に対して配置され、金属製ベローズの第２端部はフレームに対して配置され、基準形状特徴を有する取付具はベローズおよび旋回プレートスクロールを備える半組立体に取り付けられ、角度アライメントプロセスが行われるスクロールポンプのポンプヘッドの部品を組み立てる方法が提供される。
【００２２】
角度アライメントプロセスは、取付具が半組立体に取り付けられている状態で、取付具の基準形状特徴が旋回プレートスクロールおよびフレームのうちの一方に設けられている別の基準形状特徴とベローズの周方向に整合するまで、ベローズを回転させるステップを伴う。角度アライメントプロセスが完了した後、取付具は半組立体から取り外す。さらに、組立プロセスの過程のそれぞれの時点で、ベローズはその第１端部が旋回プレートスクロールに固定され、その第２端部がフレームに固定される。
【００２３】
具体的には、ベローズは、角度アライメントプロセスが行われる前には旋回プレートスクロールまたはフレームのいずれかに固定されており、角度アライメントプロセスが完了した後は旋回プレートスクロールまたはフレームの他方に固定される。その後、固定スクロールブレードを有する固定プレートスクロールが、フレームとの所定の角度アライメントで、かつ固定スクロールブレードが旋回スクロールブレードに半径方向に面するように、すなわち、固定スクロールブレードおよび旋回スクロールブレードが入れ子式に重ね合わされるように、フレームに固定される。
【００２４】
本発明の以上および他の目的、特徴ならびに利点は、添付の図面を参照して以下記載するその好適な実施形態の詳細な説明からよりよく理解されるであろう。
【図面の簡単な説明】
【００２５】
【図１】本発明が適用されるスクロールポンプを示す模式的な縦断面図である。
【図２】スクロールポンプのポンプヘッドのそれぞれの部品を組み立てる方法の第１実施形態を示すフローチャートである。
【図３Ａ】ポンプヘッドアセンブリのそれぞれの部品を組み立てる方法の第１実施形態におけるステップを示す模式図であり、プロセス中の治具上のポンプヘッドの部品の半組立体の模式的な縦断面図である。
【図３Ｂ】ポンプヘッドアセンブリのそれぞれの部品を組み立てる方法の第１実施形態におけるステップを示す模式図であり、図３Ａの線ＩＩＩＢ−ＩＩＩＢ’に沿って切断した断面図である。
【図３Ｃ】ポンプヘッドアセンブリのそれぞれの部品を組み立てる方法の第１実施形態におけるステップを示す模式図であり、取付具を半組立体のベローズに取り付けた状態の半組立体の模式的な縦断面図である。
【図３Ｄ】ポンプヘッドアセンブリのそれぞれの部品を組み立てる方法の第１実施形態におけるステップを示す模式図であり、プロセスのある部分中の図３Ｃの線ＩＩＩＤ−ＩＩＩＤ’に沿って切断した断面図である。
【図３Ｅ】ポンプヘッドアセンブリのそれぞれの部品を組み立てる方法の第１実施形態におけるステップを示す模式図であり、プロセスの別の部分中に図３ＣのＩＩＩＤ−ＩＩＩＤ’に沿って切断した別の断面図である。
【図３Ｆ】ポンプヘッドアセンブリのそれぞれの部品を組み立てる方法の第１実施形態におけるステップを示す模式図であり、ベローズが旋回プレートスクロールに固定された状態の半組立体の模式的な縦断面図である。
【図３Ｇ】ポンプヘッドアセンブリのそれぞれの部品を組み立てる方法の第１実施形態におけるステップを示す模式図であり、図３Ｃのものと同様であるが、使用してもよい取付具の別のバージョンを示す図である。
【図４】スクロールポンプのポンプヘッドのそれぞれの部品を組み立てる方法の第２実施形態を示すフローチャートである。
【図５Ａ】ポンプヘッドアセンブリのそれぞれの部品を組み立てる方法の第２実施形態におけるステップを示す模式図であり、図５Ａは、プロセス中のポンプヘッドの部品の半組立体の模式的な縦断面図である。
【図５Ｂ】ポンプヘッドアセンブリのそれぞれの部品を組み立てる方法の第２実施形態におけるステップを示す模式図であり、図５Ａの線ＶＢ−ＶＢ’に沿って切断した断面図である。
【図５Ｃ】ポンプヘッドアセンブリのそれぞれの部品を組み立てる方法の第２実施形態におけるステップを示す模式図であり、図５Ｃの線ＶＣ−ＶＣに沿って切断した断面図である。
【図５Ｄ】ポンプヘッドアセンブリのそれぞれの部品を組み立てる方法の第２実施形態におけるステップを示す模式図であり、取付具を半組立体の旋回プレートスクロールに取り付けた状態の半組立体の模式的な縦断面図である。
【図５Ｅ】ポンプヘッドアセンブリのそれぞれの部品を組み立てる方法の第２実施形態におけるステップを示す模式図であり、図５Ｄの半組立体の平面図である。
【図５Ｆ】ポンプヘッドアセンブリのそれぞれの部品を組み立てる方法の第２実施形態におけるステップを示す模式図であり、ベローズがフレームに固定された状態の半組立体の模式的な縦断面図である。
【図６】ポンプヘッドアセンブリのそれぞれの部品を組み立てるある手法を示す概念図である。
【図７】ポンプヘッドアセンブリのそれぞれの部品を組み立てる別の手法を示す概念図である。
【図８】ポンプヘッドアセンブリのそれぞれの部品を組み立てる方法の別の実施形態を示すフローチャートである。
【図９】本発明が適用される別のバージョンのスクロールポンプを示す模式的な縦断面図である。
【図１０】図９に図示するスクロールポンプのポンプヘッドの一部の断面図であり、固定プレートスクロールと旋回プレートスクロールとの間の先端シールを示す。
【図１１】スクロールポンプの一部を示す模式的な拡大縦断面図である。
【発明を実施するための形態】
【００２６】
発明概念の様々な実施形態および実施形態の実施例を、添付の図面を参照して以下詳細に説明する。図面において、明確にするために、要素のサイズおよび相対的なサイズは誇張していることがある。同様に、明確にして理解しやすくするために、要素の形状は誇張および／または簡略化していることがある。また、図面を通して同じ要素を指すために同じ数字および参照文字を使用している。
【００２７】
さらに、「前」および「後」などの空間的に相対的な用語は、ある要素の図面に図示される別の要素に対する関係を表すために使用される。したがって、空間的に相対的な用語は、図面に図示される向きとは異なる使用時の向きに適用してもよい。当該空間的に相対的な要素のすべては説明しやすくするために図面に示す向きを言及するが、本発明による装置は使用時に図面に図示されるものとは異なる向きを想定できるため、必ずしも制限するものではないことは明らかである。
【００２８】
発明概念の特定の実施例または実施形態を説明するために本明細書で使用する他の用語は、文脈で解釈されるべきである。例えば、本明細書で使用されるとき、「備える(comprises)」または「備える(comprising)」という用語は、記載される特徴またはプロセスの存在を示すが、追加の特徴またはプロセスの存在を排除しない。「ポンプ」という用語は流体の圧力等を駆動する、または上昇もしくは低下させる装置を言及してもよい。「固定されている(fixed)」という用語は、部品が互いに対して動かないように２つの部品の互いに対する直接接続、または部品が互いに対して動かないように１もしくは複数の追加部品の媒介を介した部品の接続を記述するために使用してもよい。「半組立体」という用語は、部品が互いに固定されているかどうかに関わらず、互いに対して定位置に設置されている部品の集合を言及してもよい。
【００２９】
ここで図１を参照すると、本発明が適用されるスクロールポンプ１は、ハウジング（図示せず）と、ハウジングに配設されているポンプヘッドアセンブリ２００および回転出力を有するモータ３００とを備える。ポンプヘッドアセンブリ２００はフレーム２１０と、固定プレートスクロール２２０と、旋回プレートスクロール２３０と、偏心駆動機構２４０と、環状金属製ベローズ２５０と、固定プレートスクロール２２０をフレーム２１０に固定するとともに、環状金属製ベローズ２５０をフレーム２１０および旋回プレートスクロール２３０の両方に固定している留め具（後で詳細に説明する）とを含む。
【００３０】
フレーム２１０は、単一体としてもよく、またはフレーム２１０は図示するように互いに固定されている複数の一体部品を備えていてもよい。
【００３１】
固定プレートスクロール２２０はフレーム２１０に固定されている。固定プレートスクロールは前面２２０Ｆおよび後面２２０Ｂを有し、その前面２２０Ｆに固定スクロールブレード２２１を備える。旋回プレートスクロール２３０は前面２３０Ｆおよび後面２３０Ｂを有し、その前面２３０Ｆに旋回スクロールブレード２３１を備える。
【００３２】
固定スクロールブレード２２１および旋回スクロールブレード２３１は、ポケットまたは複数のポケットが固定スクロールブレードおよび旋回スクロールブレードによって、その間に画定されるように、隙間を設けて所定の相対角度位置を決めて入れ子式に重ね合わされている。この点に関し、スクロールブレード２２１および２３１の部分は互いに接触して（複数の）ポケットをシールする必要はない。むしろ、スクロールブレード２２１および２３１の部分の間の微小な隙間が、実質的な（複数の）ポケットを形成するのに十分なシールを生じればよい。
【００３３】
偏心駆動機構２４０は、駆動シャフト２４１と軸受２４６とを含む。この実施例では、駆動シャフト２４１は、モータによってポンプ１００の長手軸に対して回転するようにモータ３００に連結されている主要部２４２と、その中心長手軸が長手軸から半径方向に偏位しているクランク２４３とを有するクランクシャフトである。軸受２４６は複数の回転エレメントのセットを備える。
【００３４】
また、この実施例では、クランクシャフトの主要部２４２は、フレーム２１０に対して回転可能なように、軸受２４６の１以上のセットを介してフレーム２１０によって支持されている。旋回プレートスクロール２３０は軸受２４６の別のセットまたは複数のセットを介してクランク２４３に取り付けられている。このように、旋回プレートスクロール２３０は、主要部２４２がモータ３００によって回転されるときにポンプの長手軸に対して旋回するようにクランク２４３によって担持されており、旋回プレートスクロール２３０はクランク２４３の中心長手軸に対して回転可能になるようにクランクによって支持されている。
【００３５】
このように、ポンプの正常な動作中、固定スクロールブレード２２１と旋回スクロールブレード２３１との間に画成されている（複数の）ポケットで作動される流体のために、旋回スクロールブレード２３１にかかる荷重は、旋回プレートスクロール２３０をクランク２４３の中心長手軸に対して回転させるように作用する傾向がある。しかし、金属製ベローズ２５０は、クランク２４３の中心長手軸に対するその回転を阻止しながら、ポンプの長手軸に対する旋回をさせるように、旋回プレートスクロール２３０を制止する。
【００３６】
より具体的には、金属製ベローズ２５０は、ベローズ２５０が旋回プレートスクロール２３０の後面２３０Ｂに固定されている第１端部２５１と、ベローズ２５０がフレーム２１０に固定されている第２端部２５２とを有する。この点に関し、金属製ベローズ２５０は、ベローズの第２端部２５２がフレーム２１０に固定されたままでありながら、その第１端部２５１が旋回プレートスクロール２３０に沿って追従できる程度に半径方向にしなやかである。他方で、金属製ベローズ２５０は、ベローズの第２端部２５２がフレーム２１０に固定されたままでありながら、ベローズの第１端部２５１をベローズの中心長手軸に対して著しく回転させない、つまりその周方向に著しく回転させないねじり剛性を有する。
【００３７】
本発明のポンプヘッドアセンブリ２００では、ベローズにねじり剛性を与える金属製ベローズ２５０の仕様、例えば、壁厚等は、ベローズ２５０の第１端部２５１が、旋回プレートスクロール２３０に正常な荷重が加わる状況で、その周方向に最小限の量を超えて回転しないように設計されている。
【００３８】
これらの点に関し、金属製ベローズ２５０は、固定スクロールブレード２２１および旋回スクロールブレード２３１の角度同期を少なくとも部分的に提供して維持する。また、金属製ベローズ２５０はフレーム２１０と旋回プレートスクロール２３０の後面２３０Ｂとの間に延びているだけではなく、金属製ベローズ２５０は偏心駆動機構２４０のクランクシャフトおよび軸受２４６の一部の周りにも延びている。
【００３９】
このように、ベローズ２５０は、軸受２４６および軸受表面をベローズ２５０とフレーム２１０との間に半径方向に画成されている空間から密閉してもよく、その空間はポンプによって作動される流体が通過するチャンバＣ、例えばポンプの真空チャンバを構成してもよい。したがって、ベローズ２５０によって、軸受２４６が採用する潤滑油および／または軸受表面によって発生する粒子状物質がチャンバＣに進入するのを防止することができる。
【００４０】
ここで、図１、図２および図３Ａ〜図３Ｆを参照して、ポンプヘッドアセンブリを組み立てる方法の第１実施形態を説明する。
【００４１】
まず、旋回プレートスクロールの後面２３０Ｂを上向きに露出した状態で、旋回プレートスクロール２３０がその中心長手軸に対して回転するのを防止する治具Ｊ（図３Ａ）に旋回プレートスクロール２３０を設置する（Ｓ１０）。
【００４２】
このために、治具Ｊは旋回スクロールブレード２３１を受け入れる空胴と、上向きに空胴内に突出して、旋回プレートスクロール２３０が治具Ｊに対して回転するのを防止する位置で旋回スクロールブレード２３１と係合する部分Ｐとを有してもよい。治具の回転防止部分Ｐは杭のセットとしてもよい。あるいは、治具Ｊの回転防止部分Ｐは、旋回スクロールブレード２３１が空胴にきっちり受け入れられるように、旋回スクロールブレード２３１のそこ（またはその部分）と相補的な形状を有してもよい。しかし、第１ステップＳ１０はオプションであり、代わりに、旋回プレートスクロール２３０を単に卓上に設置してもよいことに留意する。
【００４３】
いずれの場合も、図３Ａおよび図３Ｂに図示するこの実施形態では、旋回プレートスクロール２３０は円形凹部２３２を画成し、その後面２３０Ｂに基準形状特徴(reference feature)２３３（矢印の頭で表す）を有する。円形凹部２３２は好ましくは環状である。基準形状特徴２３３は好ましくは、旋回プレートスクロール２３０に１以上のくり穴などの精密加工された形状特徴である。
【００４４】
また、この時点で、ベローズ２５０をその第１端部２５１で旋回プレートスクロール２３０に固定するための留め具は、ベローズ２５０が留め具によって定位置に保持されているが、留め具を締め付けるまでまだある程度動くことができるように旋回プレートスクロール２３０にゆるく装着されていることが好ましい。
【００４５】
この実施例の留め具は、第１端部２５１を旋回プレートスクロール２３０の後面２３０Ｂに圧締するクランプＣ１を備える。しかし、この時点では留め具なしでもプロセスを進めてもよい。
【００４６】
次に、図２、図３Ａおよび図３Ｂを参照して、旋回プレートスクロール２３０を治具Ｊに載せたままで、金属製ベローズ２５０の第１端部２５１を旋回プレートスクロール２３０の後面２３０Ｂに対して配置する（Ｓ２０）。
【００４７】
この実施形態の図示する実施例では、金属製ベローズ２５０の第１端部は環状フランジであり、フランジは旋回プレートスクロール２３０の後面２３０Ｂにある円形凹部２３２に差し込まれる。環状フランジの外径は円形凹部２３２の外径と実質的に同じである。円形凹部２３２が環状である場合、環状フランジの内径も凹部２３２の内径と実質的に同じである。この時点で、金属製ベローズ２５０および旋回プレートスクロール２３０が半組立体を成す。クランプＣ１も半組立体の一部と考えてもよく、環状クランプボディを有してもよく、またはベローズ２５０の環状フランジの周方向に分布している一連の個々のクランプ部材を備えていてもよい。
【００４８】
次に、図２、図３Ｃおよび図３Ｄを参照して、取付具Ｆがベローズにそれと所定の角度アライメントで取り付けられるように、取付具と金属製ベローズ２５０の第２端部２５２のそれぞれの部分を互いに嵌め合わせることによって、取付具Ｆを半組立体に取り付ける（Ｓ３０）。
【００４９】
例えば、図３Ａおよび図３Ｃに図示するように、取付具ＦはピンＦＰを有し、金属製ベローズ２５０の第２端部２５２はピンＦＰにそれぞれ対応する穴２５５を有する環状フランジである。穴２５５はベローズ２５０をその第２端部２５２でポンプヘッドのフレーム２１０に固定するために使用される留め具を受け入れる貫通穴であることが好ましい。取付具Ｆは、取付具ＦのピンＦＰを金属製ベローズ２５０の第２端部２５２に設けられている穴２５５にそれぞれ差し込むことによって、半組立体に取り付けられる。
【００５０】
また、前述したように、好ましくは、クランプＣ１はこの時点では旋回プレートスクロール２３０にゆるく装着されている。
【００５１】
次に、図２、図３Ｄおよび図３Ｅを参照して、角度アライメントプロセス（Ｓ４０）を行う。この実施形態の角度アライメントプロセスは、取付具Ｆの基準形状特徴ＲＦが旋回プレートスクロール２３０の基準形状特徴２３３とベローズの周方向に整合するまで、ベローズ２５０に取り付けられている取付具Ｆを旋回プレートスクロール２３０に対して長手軸Ｌを中心に回転させる（図３Ｄの両矢印で表す）ステップを含む。このプロセスで、取付具のピンＦＰによって取付具Ｆとベローズ２５０との間に嵌め合い係合が施されるため、また旋回プレートスクロール２３０の第１端部２５１を成す環状フランジを受け入れる旋回プレートスクロール２３０の後面２３０Ｂの円形凹部２３２により許容されるので、ベローズ２５０も取付具Ｆとともに回転する。
【００５２】
取付具Ｆはベローズ２５０にそれと所定の角度アライメントで取り付けられているので、ベローズ２５０（より正確には、ベローズ２５０をフレーム２１０に締結するために使用されるベローズの端部２５２にある貫通穴のセット）は旋回スクロールブレード２３１と所定の角度アライメントをとる。
【００５３】
次に、ベローズ２５０を旋回プレートスクロール２３０に固定するためにクランプＣ１を締め付ける。例えば、クランプＣ１は旋回プレートスクロール２３０の後面にねじ込まれている小ネジを有し、取付具ＦはクランプＣ１の小ネジの頭と軸方向に整合される（複数の）開口ＦＯを有する。小ネジを締め付けるために使用される工具（例、スクリュードライバまたはレンチ）を開口ＦＯから小ネジの頭に差し込む。開口ＦＯの代わりに、取付具Ｆは工具をクランプＣ１に届かせることのできる骨組み構造を有していてもよい。したがって、ベローズ２５０の第１端部２５１は、ベローズ２５０を旋回スクロールブレード２３１（のブレード２３１）と所定の角度アライメントで旋回プレートスクロール２３０に締結される。
【００５４】
また、前述のプロセスの過程のある時点で、偏心駆動機構２４０の各コンポーネントがフレーム２１０および旋回プレートスクロール２３０に組み付けられる。具体的には、軸受２４６および駆動シャフト２４１は、ベローズ２５０が旋回プレートスクロール２３０に設置される前、すなわち、ステップＳ２０またはＳ１０の前に、旋回プレートスクロール２３０に固定される。このプロセスの実施例は、取付具を採用しない方法の実施形態に関して後で説明する。
【００５５】
図３Ｇは、ベローズ２５０および旋回プレートスクロール２３０を角度整合させるために使用してもよい取付具の別のバージョンを示す。この実施例では、取付具Ｆ’’はピンＦＰ’’を有し、金属製ベローズ２５０の第１端部２５１はピンＦＰ’’にそれぞれ対応する穴を有する環状フランジである。取付具Ｆ’’のピンＦＰ’’をそれぞれ金属製ベローズ２５０の第１端部２５１に設けられている穴に差し込むことによって、取付具Ｆ’’を半組立体に取り付ける。この場合の基準形状特徴は、取付具Ｆ’’および旋回プレートスクロール２３０の後面２３０Ｂにある穴２３３を貫通して延びている開口ＲＦ’’であってもよい。このように、図３Ｇはベローズ２５０と旋回プレートスクロール２３０との角度アライメントの状態を示している。
【００５６】
開口ＲＦ’’を有する代わりに、取付具Ｆ’’は、両者が角度整合しているときに、旋回プレートスクロール２３０の後面２３０Ｂの穴に受け入れられる別のピンのセットを有することもできるであろう。この場合、ステップＳ３０およびＳ４０は本質的に同時に行うことができるであろう。
【００５７】
また、図示していないが、取付具Ｆ’’は、クランプ（Ｃ１）の個々のクランプ部材を旋回プレートスクロール２３０の後面に留めて締め付け、ベローズ２５０の第１端部２５１を旋回プレートスクロール２３０に固定することのできるスロットを有していてもよい。
【００５８】
次に、図２および図３Ｆを参照して、取付具Ｆ（またはＦ’’）をベローズから取り外す（Ｓ６０）。
【００５９】
しかし、上記説明から明らかなように、クランプＣ１はこの時点で施して、ベローズ２５０を旋回プレートスクロール２３０に圧締するために使用することもできるであろう。すなわち、ステップＳ５０とＳ６０の順序を逆にすることもできるであろう。
【００６０】
その後、出来た半組立体をフレーム２１０に固定する（図１に図示するように）。より具体的には、この実施例では、留め具をフレーム２１０の穴からベローズ２５０の第２端部２５２（の対応する貫通穴２５５）に差し込んで、ベローズ２５０の第２端部２５２をフレーム２１０に固定する。その結果、旋回スクロールブレード２３１とフレーム２１０との間に所定の角度アライメントが得られる。すなわち、ベローズの第２端部２５２のこれらの貫通穴２５５およびフレーム２１０の専用の穴が同様にポンプヘッドの角度アライメント形状特徴を成す。
【００６１】
最後に（Ｓ８０）、専用の留め具および穴を使用して、固定プレートスクロール２２０とフレーム２１０との間に所定の角度アライメントが得られるように、図１に図示するように固定プレートスクロール２２０をフレーム２１０に固定する。この点に関し、同様に、固定プレートスクロール２２０およびフレーム２１０のうちの一方の専用留め具と他方の穴とが、ポンプヘッドの角度アライメント形状特徴を成す。そのため、固定スクロールブレード２２１とフレーム２１０との間に所定の角度アライメントが得られる。
【００６２】
その結果、固定スクロールブレード２２１および旋回スクロールブレード２３１は角度同期する。
【００６３】
次に、図１、図４および図５Ａ〜図５Ｆを参照して、ポンプヘッドアセンブリの組立方法の第２実施形態を説明する。
【００６４】
まず、偏心駆動機構２４０のそれぞれのコンポーネントをフレーム２１０および旋回プレートスクロール２３０に組み付ける。しかし、これらのコンポーネントは簡素化するために図５Ａには図示していない。また、金属製ベローズ２５０をその第１端部２５１で旋回プレートスクロール２３０に締結する（Ｓ１００）。このために使用される留め具は、ベローズ２５０と旋回プレートスクロール２３０との間で所定の角度アライメントを設定するようになされる。したがって留め具はポンプヘッドの角度アライメント形状特徴を成す。
【００６５】
次に、ベローズ２５０の第２端部２５２をフレーム２１０に対して設置する（Ｓ２００）。図５Ａでは、フレーム２１０は簡素化した形態で図示されていることに留意する。
【００６６】
また、この実施形態では、第１端部２５１および第２端部２５２は、端部２５１および２５２をそれぞれ旋回プレートスクロール２３０およびフレーム２１０に固定する留め具を受け入れるために軸方向に貫通して延びている貫通穴を有する環状フランジである。また、旋回プレートスクロール２３０の前面２３０Ｆは、この実施例では、内部に延びているピンホールＰＨを有する。
【００６７】
また、図５Ｂに図示するように、フレーム２１０は弓状スロット２１５を有する。スロット２１５は、長手軸Ｌが通過する中心軸から起こる曲率半径を有する。さらに、図５Ａおよび図５Ｃに図示するように、フレームは基準形状特徴２１３を有する。好ましくは、基準形状特徴２１３は精密加工された形状特徴である。例えば、基準形状特徴２１３は、図５Ｃの三角矢印で表されるように、フレームにドリル加工された１対のくり穴である。
【００６８】
次に、図４および図５Ｄを参照して、取付具Ｆ’を旋回プレートスクロール２３０に取り付ける（Ｓ３００）。この実施例では、取付具Ｆ’は旋回プレートスクロール２３０の前面ＦＨにあるピンホールＰＨに対応し、これに受け入れられるピンを有する。取付具Ｆ’は基準形状特徴ＲＦ’も有する。基準形状特徴ＲＦ’は、旋回プレートスクロールの前面２３０Ｆのものに対応する１対のくり穴などの精密加工された形状特徴であることが好ましい。
【００６９】
次に、図５Ｄおよび図５Ｅを参照して、角度アライメントプロセス（Ｓ４００）を行う。角度アライメントプロセス（図５Ｄの矢印で表される）は、取付具Ｆ’の基準形状特徴ＲＦ’がフレーム２１０に設けられている基準形状特徴２１３と整合するまで（図５Ｅの整合した三角矢印で表されるように）、ベローズ２５０と、ベローズ２５０に固定されている旋回プレートスクロール２３０と、旋回プレートスクロールに取り付けられている取付具Ｆ’とからなる半組立体をフレーム２１０に対して長手軸Ｌを中心に回転させるステップを含む。この実施形態のある実施例では、角度アライメントプロセスは、取付具ＲＦ’を、それを貫通して延びているくり穴が軸方向にフレーム２１０のくり穴と整合するまで回転させるステップを含んでもよい（図５Ｄに図示される）。
【００７０】
また、ベローズ２５０の第２端部２５２をフレーム２１０の円形凹部２１１に納めて、長手軸Ｌを中心に回転する間半組立体を案内するようにしてもよい。あるいは、取付具Ｆ’は円形であってもよく、フレーム２１０の円形凹部に納めて、長手軸Ｌを中心に回転する間半組立体を案内するようにしてもよい。
【００７１】
いずれの場合も、角度アライメントプロセス（Ｓ４００）の結果として、旋回スクロールブレード２３１はフレーム２１０に対して所定の角度アライメントをとる。例えば、旋回スクロールブレード２３１はフレーム２１０の基準形状特徴ＲＦ’を成すくり穴に対して所定の角度アライメントをとる。
【００７２】
この実施例では、留め具をベローズ２５０の第２端部２５２にある貫通穴およびフレーム２１０にある弓状スロット２１５に差し込んで、旋回スクロールブレード２３１とフレーム２１０との間で所定の角度アライメントを設定した状態でベローズ２５０の第２端部２５２をフレーム２１０に圧締する。
【００７３】
次に、ベローズの第２端部２５２をフレーム２１０に締結する（Ｓ５００）。
【００７４】
次に、図４および図５Ｆを参照して、取付具Ｆ’を取り外す（Ｓ６００）。あるいは、取付具Ｆ’はある場合には、ベローズの第２端部２５２をフレーム２１０に締結する前に取り外してもよい。
【００７５】
その後、図１および図２を参照して、固定プレートスクロール２２０をさらにフレーム２１０に所定の角度アライメントで締結する。この実施例では、固定プレートスクロール２２０にはフレーム２１０の基準形状特徴２１３を成すくり穴に対応する貫通穴が設けられている。留め具を固定プレートスクロール２２０の貫通穴に差し込んで、くり穴で受け入れ、固定プレートスクロール２２０をフレーム２１０に圧締する。その結果、固定スクロールブレード２２１および旋回スクロールブレード２３１は角度同期する。
【００７６】
前述したように、本発明によるスクロールポンプのポンプヘッドはフレームと、旋回スクロールブレードを有する旋回プレートスクロールと、フレームによって支持されており、旋回プレートスクロールに連結されている偏心駆動機構と、フレームに固定されており、環状スクロールブレードと入れ子式に重ね合わされている固定スクロールブレードを有する固定プレートスクロールと、第１および第２の端部を有する環状金属製ベローズと、ベローズをその第１端部で旋回プレートスクロールに固定し、ベローズをその第２端部でフレームに固定し、および固定プレートスクロールをフレームに固定している留め具とを含み、旋回プレートスクロールおよびフレームのうちの一方が湾曲した取付用形状特徴および基準形状特徴を有する。
【００７７】
湾曲した取付用形状特徴はポンプヘッドの軸方向にベローズのフランジのうちの１つに並置されており、組立プロセスの過程で半組立体でのベローズの角度位置決めを容易にする。このために、湾曲した形状特徴はポンプヘッドの中心長手軸から放射状に広がる曲率半径を有する。基準手段は、精密加工された形状特徴など、組立プロセスで固定スクロールブレードと旋回スクロールブレードとを同期させるために使用される基準形状特徴である。
【００７８】
湾曲した取付用形状特徴は旋回プレートスクロールの後面の円形凹部としてもよい。この場合、円形凹部はベローズの第１端部を成す環状フランジの外径と実質的に同じ外径を有し、環状フランジは旋回プレートスクロールの後面に納まるように円形凹部に配設されている。旋回プレートスクロールには基準形状特徴が設けられている。
【００７９】
基準形状特徴は、プレートスクロールを軸方向に貫通して延びており、ベローズをその第１端部で旋回プレートスクロールに固定する留め具のそれぞれを受け入れる貫通穴のセットとしてもよい。
【００８０】
あるいは、湾曲した取付用形状特徴は、フレームを貫通して延びており、ベローズをその第２端部でフレームに固定するために留め具のそれぞれが貫通して延びている弓状スロットのセットとしてもよい。この場合、フレームは基準形状特徴を有する。基準形状特徴はフレームに設けられて、固定プレートスクロールをフレームに固定する留め具のそれぞれを受け入れる貫通穴のセットとしてもよい。
【００８１】
したがって、ポンプヘッドの設計、特にポンプヘッドに旋回プレートスクロールの相対角度位置を設定する一次手段として金属製ベローズを使用することは、固定スクロールブレードおよび旋回スクロールブレードを角度同期させるように位置付けることのできる組立プロセスを容易にする。具体的には、ポンプヘッドの設計は単純な器具（例、単一の取付具または治具と単一の取付具）を組立プロセスで使用するように容易に適応でき、組立プロセスに多くのスキルまたは視力を必要としないようなものである。
【００８２】
さらに、前述した本発明の側面によると、ポンプヘッドの旋回プレートスクロールおよび固定プレートスクロールのスクロールブレードを角度同期させるための、および／またはポンプヘッドの作動チャンバから偏心駆動機構のエレメントを密封するためのベローズを有するスクロールポンプのポンプヘッドは、以下の手法のいずれかに従って組み立てることができる。
【００８３】
図６を参照して、図２のフローチャートに関して上記説明したように、本発明による方法では、旋回プレートスクロール２３０とベローズ２５０との角度関係（１）は取り外し可能な取付具によって設定され、角度関係（２）はベローズ２５０およびフレーム２１０の角度アライメント形状特徴（例えば、ピンまたは留め具とピン／留め具受け開口）によって設定され、角度関係（３）はフレーム２１０および固定プレートスクロール２２０の角度アライメント形状特徴（例えば、ピンまたは留め具とピン／留め具受け開口）によって設定される。その結果、旋回スクロールブレード２３１と固定スクロールブレード２２１との角度関係（４）が設定される。
【００８４】
図６を参照すると、別のアライメント手法は次のとおりである。旋回プレートスクロール２３０とベローズ２５０との角度関係（１）は、ベローズ２５０および旋回プレートスクロール２３０の角度アライメント形状特徴（例えば、ピンまたは留め具とピン／留め具受け開口）を使用して、すなわち取付具を使用せずに設定され、ベローズ２５０とフレーム２１０との角度関係（２）は整合に使用される取り外し可能な取付具によって設定され、角度関係（３）はフレーム２１０と固定プレートスクロール２２０の角度アライメント形状特徴（例えば、ピンまたは留め具とピン／留め具受け開口）によって設定される。その結果、旋回スクロールブレード２３１と固定スクロールブレード２２１との角度関係（４）が設定される。
【００８５】
図７を参照すると、図４のフローチャートに関して上記説明したように、本発明による方法では、ベローズ２５０とフレーム２１０との間に所定の角度関係を設ける必要はない。代わりに、旋回プレートスクロール２３０とベローズ２５０との角度関係（１）がベローズ２５０および旋回プレートスクロール２３０の角度アライメント形状特徴（例えば、ピンまたは留め具とピン／留め具受け開口）を使用して設定され、旋回プレートスクロール２３０とフレーム２１０との角度関係（２）は取り外し可能な取付具を使用して設定され、角度関係（３）はフレーム２１０および固定プレートスクロール２２０の角度アライメント形状特徴（例えば、ピンまたは留め具とピン／留め具受け開口）によって設定される。角度関係（１）、（２）および（３）を設定した結果として、旋回スクロールブレード２３１と固定スクロールブレード２２１との間に所定の角度関係（４）が設定される。
【００８６】
ここで、図８〜図１０を参照して、本発明によるスクロールポンプおよびスクロールポンプの部品の組立方法の別の実施形態を説明する。
【００８７】
図９では、図１に図示され、図１を参照して説明されたスクロールポンプ１の部品に対応するスクロールポンプ１’の部品は、同じ参照番号で表されている。さらに、スクロールポンプ１’のポンプヘッドの偏心駆動機構２４０のクランクシャフト２４１は、クランク２４３の中心長手軸に整合するように軸方向に貫通して延びているくり穴２４４を有する。ボルト２４７がくり穴２４４を貫通して延びており、そこに自由に受け入れられている。軸受２４６を受け入れる旋回スクロールプレート２３０の円筒形ボスの内部でボルト２４７の端部にエンドナット２４５がねじ込まれている。偏心駆動機構２４０はまた、モータ３００に最も近いクランクシャフト２４１の主要部２４２の端部に配設されている後部釣り合いおもり２４８と、クランク２４３に隣接してクランクシャフト２４１の主要部２４２に配設されている前部釣り合いおもりとを有する。
【００８８】
ここで、図８をさらに参照してスクロールポンプ１’の部品の組立方法を詳細に説明する。
【００８９】
まず、軸受２４６をそのボス内部でフレーム２１０と旋回プレートスクロール２３０とにそれぞれ取り付ける（Ｓ１０００）。このステップの間、軸受２４６と旋回プレートスクロール２３０のプレートとの間に軸受２４６によって支持されるように、旋回プレートスクロール２３０に取り付けられている軸受２４６と係合した状態で、旋回プレートスクロール２３０のボスにエンドナット２４５を置く。
【００９０】
次に、ベローズ２５０をその第１端部２５１で旋回プレートスクロール２３０に固定する（Ｓ２０００）。この点に関し、図２および図４の実施形態に関して上記説明した手法のいずれも採用してもよい。すなわち、ベローズ２５０と旋回プレートスクロール２３０とを角度整合させるために取付具を採用してもよく（図２および図３Ａ〜図３Ｇの説明を参照）、ベローズ２５０の第１端部２５１（環状フランジ）は旋回プレートスクロール２３０に（クランプＣ１を使用して）締結される。あるいは、ベローズ２５０の第１端部２５１（環状フランジ）の貫通穴および旋回プレートスクロール２３０の後面２３０Ｂの専用穴に留め具を差し込むことができる（図４および図５Ａの実施形態のステップＳ１００の説明を参照）。
【００９１】
しかし、いずれの場合も、ベローズ２５０の第１端部２５１を旋回プレートスクロール２３０に留めるために使用される留め具は、旋回プレートスクロール２３０の後面２３０Ｂのみで開放されている、すなわち、旋回プレートスクロール２３０の前面２３０Ｆでは開放していないねじ切り開口から旋回プレートスクロール２３０に向かうねじ切り留め具を備えてもよい。すなわち、本発明のある側面によると、留め具を差し込む開口は、旋回プレートスクロール２３０の後面２３０Ｂで開放されている止まり穴である。
【００９２】
図１０に図示するように、スクロールポンプ１’は、スクロールブレードのそれぞれの先端（軸方向端部）に、その長さに沿って延びている溝にそれぞれ納められている先端シール２６０を有する（そのため、溝もスクロールの形状を有する）。各先端シール２６０は、固定プレートスクロール２２０および旋回プレートスクロール２３０のうちの一方のスクロールブレード（図９の２２１，２３１）の先端と、固定プレートスクロール２２０および旋回プレートスクロール２３０のうちの他方のプレートとの間に挿置されているプラスチック部材である。
【００９３】
先端シール２６０は、旋回プレートスクロール２３０が固定プレートスクロール２２０に対して駆動されるときに、入れ子式に重ね合われているスクロールブレード２２１，２３１間に（複数の）ポケットを維持する役割を果たす。ベローズ２５０の第１端部２５１を旋回プレートスクロール２３０に締結する留め具を受け入れる旋回プレートスクロール２３０の後面２３０Ｂにある止まり穴は、先端シールが旋回プレートスクロール２３０のプレートの表面を受け入れるのを妨げない。この点は、留め具を旋回プレートスクロールの表面を受け入れる先端シールに差し込んで、ベローズを旋回プレートスクロールに固定している従来の手法とは対照的である。したがって、固定プレートスクロール２２０のスクロールブレード２２１の先端に納められている先端シール２６０の寿命は、本発明のこの側面により延びる。
【００９４】
再び図８を参照して、次に、クランクシャフトおよび釣り合いおもりアセンブリをフレーム２１０に据え付ける（Ｓ３０００）。例えば、図９を参照すると、釣り合いおもり２４８，２４９をクランクシャフト２４１に取り付けて、出来たアセンブリをフレーム２１０に据え付ける（フレーム２１０のボスにすでに据え付けられている軸受２４６に留めるように）。
【００９５】
例えば、後部釣り合いおもり２４８はモータの最も近くに配設しているクランクシャフト２４１の端部にプレス嵌めすることができ、ベベル形止め輪を使用して、図９に図示するように前部釣り合いおもりをクランクシャフト２４１の肩部（環状フランジによって形成される）に挟むことができる。あるいは、クランクシャフトおよび釣り合いおもりアセンブリは単体の（複数の）釣り合いおもりとクランクシャフトとを備える一部材としてもよく、この一部材をフレーム２１０に据え付ける。
【００９６】
次に、ベローズ２５０と旋回プレートスクロール２３０とエンドナット２４５と旋回プレートスクロール２３０に取り付けられている軸受２４６とを備えるアセンブリを、ベローズ２５０の第２端部２５２がフレームに対して設置されるように、フレーム２１０ならびにクランクシャフトおよび釣り合いおもりアセンブリに対して位置付ける（Ｓ４０００）。この時点で、図４の手法を採用しようとする場合、フレーム２１０および取付具Ｆ’の基準形状特徴が整合するまで、ベローズ２５０をフレーム２１０に対して回転させる（図５Ｄ）。
【００９７】
あるいは、図２の実施形態の手法の場合のように、フレーム２１０の専用穴がベローズ２５０の第２端部２５２を成す環状フランジの穴に整合するまで、ベローズ２５０をフレーム２１０に対して回転させる。
【００９８】
いずれの場合も、その結果は、旋回プレートスクロール２３０と、後に固定プレートスクロール２２０を装着するフレーム２１０との間の所定の角度アライメントである。
【００９９】
次に、このアライメント状態で、ベローズ２５０をその第２端部２５２でフレーム２１０に固定する（Ｓ５０００）。本発明のある側面によると、ベローズ２５０の第２端部２５２（環状フランジ）をフレーム２１０に留めるために使用する留め具は、その外側から、すなわち、モータ２００に面することになるフレームの外表面からフレーム２１０に差し込まれる。ナットの雌ネジなど、ベローズ２５０の第２端部２５２（環状フランジ）と一体のネジは、フレーム２１０および旋回プレートスクロール２３０によって、その間に画成される内部空間にアクセスする必要なく、ベローズ２５０をその第２端部２５２でフレームに固定させることができる。
【０１００】
次に、ボルト２４７をくり穴２４４に差し込み、クランクシャフトおよび釣り合いおもりアセンブリに通して、さらにエンドナット２４５と係合させて、回転させる（締め付ける）。
【０１０１】
この実施例では、旋回プレートスクロール２３０を支持している軸受２４６は、エンドナット２４５とクランク２４３の肩部との間に挿置されている。また、ボルト２４５の頭は後部釣り合いおもり２４８に当たっている。したがって、ボルト２４７を締め付けると、エンドナット２４５をクランク２４３に向かって押しやり、それによって旋回プレートスクロール２３０に取り付けられている軸受２４６に予荷重をかける。この点は、旋回プレートスクロールのプレートの先端シール受け面からエンドナットにアクセスし、ねじ切り留め具をエンドナットからクランクに差し込み、その後ネジを締め付けてエンドナットをクランクに向かって押しやることによって、エンドナットをクランクにねじ込む従来の手法とは対照的である。
【０１０２】
このように、旋回プレートスクロール２３０のプレートの先端シール受け面はエンドナット２４５にアクセスするためのアクセス開口が必要ないため、先端シール２６０の寿命も延びる。
【０１０３】
図１１は、フレーム２１０とクランクシャフトの主要部２４２との間の軸受２４６がボルト２４７を締め付けることによって予荷重をかけられることもできる構成を模式的に示す。この構成では、軸受２４６はクランクシャフト２４１の主要部２４２の肩部と後部釣り合いおもり２４８との間に挿置されている。したがって、エンドナット２４５および後部釣り合いおもり２４８が互いに押し合うようにボルト２４７を締め付けると、これら軸受２４６も予荷重をかけることができる。
【０１０４】
次に、先端シール２６０を据え付けて、固定プレートスクロール２２０を旋回プレートスクロール２３０に締結する（Ｓ６０００）。
【０１０５】
最後に、発明概念の実施形態およびその実施例を上記詳細に説明してきた。しかし、発明概念は多くの異なる形態で具現してもよく、上記説明する実施形態に制限されると解釈するべきではない。むしろ、これらの実施形態は、本開示が当業者に発明概念を余すところなく完全に十分に伝えるように説明した。このように、発明概念の真の精神および範囲は上記説明した実施形態および実施例によって制限されるのではなく、以下の請求項によって制限される。
【図１】
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【図２】
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【図３Ａ】
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【図３Ｂ】
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【図３Ｃ】
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【図３Ｄ】
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【図３Ｅ】
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【図３Ｆ】
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【図３Ｇ】
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【図４】
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【図５Ａ】
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【図５Ｂ】
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【図５Ｃ】
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【図５Ｄ】
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【図５Ｅ】
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【図５Ｆ】
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【図６】
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【図７】
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【図８】
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【図９】
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【図１０】
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【図１１】
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【外国語明細書】
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【図１】
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【図２】
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【図３Ａ】
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【図３Ｂ】
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【図３Ｃ】
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【図３Ｄ】
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【図３Ｅ】
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【図３Ｆ】
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【図３Ｇ】
2014202208.tif 000077
【図４】
2014202208.tif 000078
【図５Ａ】
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【図５Ｂ】
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【図５Ｃ】
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【図５Ｄ】
2014202208.tif 000082
【図５Ｅ】
2014202208.tif 000083
【図５Ｆ】
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【図６】
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【図７】
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【図８】
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【図９】
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【図１０】
2014202208.tif 000089
【図１１】
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