(57)【要約】  本出願は、旋回スクロールに向けて固定スクロールベースから軸線方向に延びる固定スクロール壁を有する固定スクロールに向けて旋回スクロールベースから軸線方向に延びる旋回スクロール壁を有する旋回スクロールと、偏心シャフト部分の回転が固定スクロールに対する旋回運動を旋回スクロールに付与するような偏心シャフト部分を有する軸線方向に延びるドライブシャフトと、軸線方向に旋回スクロールベースを担持するためのボールベアリングのアレイであって旋回運動中に旋回スクロールベースの上に円形経路を各ボールベアリングが描くボールベアリングのアレイ、ボールベアリングのアレイを担持するための少なくとも１つのスラスト面、及び少なくとも１つのスラスト面の軸線方向位置及びそれによって旋回スクロールベースの軸線方向位置を調節するための調節機構を含む軸線方向スラスト軸受構造と、を含むスクロール真空ポンプを提供する。【選択図】図１
2019518902.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
固定スクロールに向けて旋回スクロールベースから軸線方向に延びる旋回スクロール壁を有する旋回スクロールであって、該固定スクロールが、該旋回スクロールに向けて固定スクロールベースから軸線方向に延びる固定スクロール壁を有する、旋回スクロールと、
偏心シャフト部分の回転が前記固定スクロールに対する旋回運動を前記旋回スクロールに付与するような該偏心シャフト部分を有する軸線方向に延びるドライブシャフトと、
軸線方向スラスト軸受構造であって、
軸線方向に前記旋回スクロールベースを担持するためのボールベアリングのアレイであって、旋回運動中に前記旋回スクロールベースの上の円形経路を各ボールベアリングが描く、ボールベアリングのアレイ、
前記ボールベアリングの前記アレイを担持するための少なくとも１つのスラスト面、及び
前記少なくとも１つのスラスト面の軸線方向位置を調節し、それによって前記旋回スクロールベースの軸線方向位置を調節するための調節機構、
を含む軸線方向スラスト軸受構造と、
を含むことを特徴とするスクロール真空ポンプ。
【請求項２】
前記スラスト軸受構造は、前記少なくとも１つのスラスト面及び前記旋回スクロールに対する位置に前記ボールベアリングを保持するための保持器を含むことを特徴とする請求項１に記載のスクロール真空ポンプ。
【請求項３】
前記保持器は、前記１又は２以上のスラスト面を含むことを特徴とする請求項２に記載のスクロール真空ポンプ。
【請求項４】
前記調節機構は、前記１又は２以上のスラスト面の前記軸線方向位置を調節するように作動可能な前記ポンプの軸線の周りに角度的に離間した複数の調節部材を含むことを特徴とする請求項１から請求項３のいずれか１項に記載のスクロール真空ポンプ。
【請求項５】
前記調節部材は、前記保持器の軸線方向位置及び／又は角度を調節するために該保持器と協働可能であることを特徴とする請求項４に記載のスクロール真空ポンプ。
【請求項６】
前記調節部材は、ネジ切りされ、かつ該調節部材の回転が前記保持器の前記軸線方向位置及び／又は角度の調節を引き起こすように該保持器内のネジ切りボアと協働することを特徴とする請求項５に記載のスクロール真空ポンプ。
【請求項７】
前記１又は２以上のスラスト面と前記調節機構の間の相対移動に抵抗するために該１又は２以上のスラスト面に対して該調節機構を付勢するための１又は２以上の調節付勢部材を含むことを特徴とする請求項１から請求項６のいずれか１項に記載のスクロール真空ポンプ。
【請求項８】
ネジ山間の遊びに抵抗する及び／又はそれらの間の摩擦を増大するため、前記調節部材の前記ネジ山に前記保持器内の前記ボアの前記ネジ山を担持させるためのそれぞれの調節部材に対する複数の前記付勢部材を含むことを特徴とする請求項７に記載のスクロール真空ポンプ。
【請求項９】
前記固定スクロールに向けた前記旋回スクロールの移動を付勢するための１又は２以上の調節付勢部材を含み、
前記旋回スクロールの付勢移動の量が、前記調節機構によって制御されている、
ことを特徴とする請求項１から請求項８のいずれか１項に記載のスクロール真空ポンプ。
【請求項１０】
前記旋回スクロールに前記ボールベアリングを担持させるために前記調節機構に向けた旋回を付勢するための旋回スクロール付勢構造を含むことを特徴とする請求項１から請求項９のいずれか１項に記載のスクロール真空ポンプ。
【請求項１１】
前記ドライブシャフトを支持するための複数のベアリングを含み、
前記ベアリングのうちの少なくとも１つが、前記旋回スクロールに前記ボールベアリングを担持させて前記旋回スクロール付勢構造を形成するためのバネによって付勢される、
ことを特徴とする請求項１０に記載のスクロール真空ポンプ。
【請求項１２】
固定スクロールに向けて旋回スクロールベースから軸線方向に延びる旋回スクロール壁を有する旋回スクロールであって、該固定スクロールが、該旋回スクロールに向けて固定スクロールベースから軸線方向に延びる固定スクロール壁を有する旋回スクロールと、
偏心シャフト部分の回転が前記固定スクロールに対する旋回運動を前記旋回スクロールに付与するような該偏心シャフト部分を有する軸線方向に延びるドライブシャフトと、
軸線方向スラスト軸受構造であって、
軸線方向に前記旋回スクロールベースを担持するためのボールベアリングのアレイであって、旋回運動中に前記旋回スクロールベースの上の円形経路を各ボールベアリングが描く、ボールベアリングのアレイ、
前記ボールベアリングの前記アレイを担持するための少なくとも１つのスラスト面、及び
前記少なくとも１つのスラスト面の軸線方向位置を調節し、それによって前記旋回スクロールベースの軸線方向位置を調節するための調節機構、
を含む軸線方向スラスト軸受構造と、
を含むスクロール真空ポンプを組み立てる方法であって、
第１の組み立て段階では、前記調節機構は、前記旋回スクロール及び前記固定スクロールを接触させて該スクロールの基準位置を提供するように調節され、第２の組み立て段階では、該調節機構は、該旋回スクロール及び該固定スクロールを該基準位置と相対的に選択された間隔だけ移動させて離すように調節される、
ことを特徴とする方法。
【請求項１３】
旋回スクロール付勢構造が、前記第２の組み立て段階で前記旋回スクロールが前記ボールベアリングを担持して前記旋回スクロール及び固定スクロールを前記選択された間隔で位置付けるように、該ボールベアリングに向けた該旋回スクロールの移動を付勢することを特徴とする請求項１２に記載のスクロール真空ポンプを組み立てる方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、真空スクロールポンプに関する。
【背景技術】
【０００２】
スクロールポンプは、これまでに公知であり、かつ例えばバッキングターボ分子ポンプに対する多くの異なる真空用途に有用性を有する。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】ＰＣＴ／ＧＢ２０１１／０５０６８８
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
スクロール壁の軸端と対向するスクロールのベースとの間で密封するために先端シールを有するスクロールポンプを使用することは公知である。先端シールは、それらが清浄な環境を汚染する先端シールダストを生成し、また定期交換を必要とするので厄介である。
【課題を解決するための手段】
【０００５】
本発明は、旋回スクロールに向けて固定スクロールベースから軸線方向に延びる固定スクロール壁を有する固定スクロールに向けて旋回スクロールベースから軸線方向に延びる旋回スクロール壁を有する旋回スクロールと、偏心シャフト部分の回転が固定スクロールに対する旋回運動を旋回スクロールに付与するような偏心シャフト部分を有する軸線方向に延びるドライブシャフトと、軸線方向に旋回スクロールベースを担持するためのボールベアリングのアレイであって旋回運動中に旋回スクロールベースの上の円形経路を各ボールベアリングが描くボールベアリングのアレイ、ボールベアリングのアレイを担持するための少なくとも１つのスラスト面、及びこの少なくとも１つのスラスト面の軸線方向位置及びそれによって旋回スクロールベースの軸線方向位置を調節するための調節機構を含む軸線方向スラスト軸受構造と、を含むスクロール真空ポンプを提供する。
【０００６】
このスクロール真空ポンプは、先端シールなしでの使用を可能にするように配置される。
【０００７】
本発明の他の好ましい及び／又は任意的な態様は、添付の特許請求の範囲に定められる。
【０００８】
本発明を十分に理解することができるように、添付図面を参照して単に一例として与えられるその２つの実施形態をここで以下に説明する。
【図面の簡単な説明】
【０００９】
【図１】スクロール真空ポンプを概略的に示す図である。
【図２】図１の線ＩＩに沿って取ったスクロール真空ポンプの保持器の断面を示す図である。
【図３】図１の線ＩＩＩに沿って取ったスクロール真空ポンプの保持器の断面を示す図である。
【図４】図１に示すようなボールベアリング構造の拡大図である。
【図５】別のスクロール真空ポンプを概略的に示す図である。
【発明を実施するための形態】
【００１０】
図１を参照すると、２つの協働するスクロール１２、１８を含むスクロール真空ポンプ１０が示されている。旋回スクロール１２は、旋回スクロールベース１６から固定スクロール１８に向けて軸線方向に延びる旋回スクロール壁１４を有する。固定スクロールは、固定スクロールベース２２から旋回スクロールに向けて軸線方向に延びる固定スクロール壁２０を有する。
【００１１】
軸線方向に延びるドライブシャフト２４は、モータ２５によって回転され、同心シャフト部分２６及び偏心シャフト部分２８を有する。偏心シャフト部分の回転は、スクロールの半径方向外側部分にある入口からスクロールの半径方向内側部分にある出口まで流体をポンピングするために固定スクロール１８に対する旋回運動を旋回スクロール１２に付与する。
【００１２】
典型的なスクロールポンプでは、スクロール壁の各々は、対向するスクロール板（又はベース）に対して密封して軸線方向シールを提供するための先端シールを有する。しかし、この構造による問題は、先端シールが面摩擦のために使用中に摩耗し、汚染先端シールダストを発生し、それらが摩耗し過ぎると交換する必要があることである。先端シールに対する要件は、旋回及び固定スクロール間に間隔を正確に設定することの困難性から一部は導出される。
【００１３】
本明細書に説明するような本発明の構造は、先端シールなしに使用することができ、又は先端シールが仮に使用される場合でも、それらは、あまりダストを発生せず、又はあまり頻繁な交換を必要としないであろう。
【００１４】
軸線方向スラスト軸受構造は、固定及び旋回スクロール間に間隔を正確に設定するために図示のように提供される。軸受構造は、軸線方向に旋回スクロールベース１６を担持するためのボールベアリング３０のアレイを含む。各ボールは、スクロールの旋回運動中にベースの上の円形経路を描いて旋回スクロールベースの上を転がる。少なくとも１つのスラスト面３２は、ボールベアリングのアレイを担持する。調節機構３４（全体を図１に矢印に示す）は、スラスト面又は各スラスト面の軸線方向位置を調節し、それによって旋回スクロールベースの軸線方向位置を調節する。このようにして、旋回スクロールの位置は、固定スクロールに対して正確に調節することができる。
【００１５】
図１及び２に示すように、スラスト軸受構造は、ボールベアリング３０のアレイを含む。ボールベアリングは、等しく角度的に離間して、ほぼ均等に分配された軸線方向力を提供するのがよく、この例では、旋回スクロールベース１６の外側平坦面３６を担持するために旋回スクロール１２の円周の周りに角度的に離間した（４５度だけ）８つのボールベアリングが存在する。より多いか又はより少ないボールベアリングが存在することができるが、少なくとも３つのボールベアリングが存在することが好ましい。３つのボールベアリングは、平面を定めるために最低３つの接点を提供するが、典型的には、ポンプのサイズ及びボールベアリングのサイズに応じて、６〜１０のボールベアリングが存在するが、あらゆる数を選択することができると考えられる。
【００１６】
この例では、ボールベアリングは球状である。ボールベアリングは、スラスト力を印加しながら旋回スクロールの面の上を転がり、固定スクロールから離れる旋回スクロールの軸線方向移動を制限する。他の形状は、それらがこの機能を果たすならば使用することができる。
【００１７】
ボールベアリングは、セラミックが低質量を有するので、好ましくは、セラミック材料で形成される。低質量は、あらゆる与えられた構造及びモータ仕様に対しても旋回スクロールをより高い周波数で旋回させることを可能にする。セラミックはまた、硬くて圧縮に対して耐性を示す。
【００１８】
ボールベアリング３０は、旋回スクロール及び１又は２以上のスラスト面に対して適切な位置にボールベアリングを位置付けるための保持器によって保持される。保持器は、ケージのようなあらゆる適切な形態を取ることができるが、この例では、保持リング３８によって形成される。１つ又は２つ以上の保持器、又は各ボールベアリングのための保持器が存在することができる。
【００１９】
保持リング３８は環状であり、かつ少なくとも部分的にそれぞれのボールベアリングを受け入れるための複数の保持部分４０を含む。保持部分は、旋回スクロール１２に面するリングの環状面４１に皿穴を開けたカップ又は凹部によって形成される（また以下により詳細に説明するように、スラスト面３２はこの例ではリング３８の一部として形成される）。凹部４０は、ボールベアリング３０の直径によって決定される大きさにされ、凹面壁とボールベアリングの間にリップシールのための空間を提供し、また凹部においてボールベアリングの円移動を可能にするためによりわずか（１０％など）に大きいことが好ましい。リップシール４２は、ボールベアリング３０と凹部４０の壁との間に位置決めされた図４の拡大図に示されている。リップシールは、ボールベアリングを取り囲んで凹部から延び、旋回スクロール１２の後面３６を圧迫する。グリースのような潤滑剤は、リップシールとボールベアリングの間の空間に位置決めされてボールベアリングの動きを滑らかにする。この例におけるリップシールは丸いが、他の形状を選択することができる。他のタイプのシールは、リップシールの代替形態として導入することができる。
【００２０】
再度図２及び４を参照すると、保持リング３８は、それぞれのボールベアリングを担持するためのスラスト面３２を含む。他の例では、スラスト面を各々含む１よりも多い保持器が存在することができる。ボールベアリングの全て又は１又は２以上のボールベアリングのいずれかに関連付けられた複数のスラスト面の各々に対して単一スラスト面が存在することができる。
【００２１】
各皿穴凹部は、円形壁４０とスラスト面を形成するベース面３２とを有する。ボールベアリング３０は、壁４０によってスラスト面と旋回スクロール１２の後部平坦面３６の間に保持されている。代替形態では、環状スラスト面は、保持器又はケージにおいて環状チャネルのベースとして形成することができ、ボールベアリングは、環状チャネルを通してリングにおいて互いに隣接して位置付けることができる。
【００２２】
例示的な例では、旋回スクロールは、平坦面３６を含み、その上でボールベアリングは、円形経路を描き、かつ保持リング３８によって保持される。他の例では、ボールベアリングの移動は、旋回スクロール１２内又は旋回スクロールに対して固定された１又は２以上の部品内の形態によって制約される場合がある。それらの形態は、ボールベアリングに対して旋回スクロールの後面３６に形成されたそれぞれの円形チャネルとすることができる。従って、ボールベアリングの動きは、ボールベアリングを担持するための平面部材によって単に提供することができるスラスト面ではなく、旋回スクロールにより制約される。
【００２３】
更に別の例では、旋回スクロールは、ボールベアリングの動きを制約するためのチャネルのような手段を含むことができ、更に、上述のようにボールベアリングを保持するための保持リングが存在することができる。この更に別の例は、ボールベアリングが旋回スクロールの対向する外側面と保持リングとの間に捕捉されるので、旋回スクロールの回転を防止するが旋回運動を可能にするように有用に構成することができる。
【００２４】
図３を参照すると、保持リング３８は、旋回スクロールから遠位のリングの側面上にこの例ではそれにほぼ平行に第２の環状面４８を含む。スラスト面３２又は各スラスト面３２の位置を調節するための調節機構の一部は、保持リングに形成される。この例では、保持リングは、対向する環状面４８にボア５０を含む。ボアは、環状面又は貫通ボアにおいて皿穴を開けることができる。図示のように後者の場合に、ボアは、リングの他方側の凹部４０からオフセットされる。ボア５０は、図１に示すように、それぞれの相補的ネジ切りボルト又はスクリュー４４と協働するように螺合される。ネジ切りボルトの回転は、保持リング及び従ってスラスト面、ボールベアリング、及び旋回スクロールの位置を調節するための軸線方向の保持の移動を引き起こす。図３に示すように、３つのネジ切りボア５０と協働する３つのネジ切りボルト４４が存在する。保持リングの平面の定義点として３つの調節点を提供することは有用である。この点に関連して、保持リングは、軸線方向にかつ軸線に対して角度的に３つの調節点により位置決めすることができ、その結果、旋回スクロールは、固定スクロールに隣接して位置決めされるだけではなく、それに対して正面から位置付けることができるようになる。隣接するスクリューは、旋回スクロールの角度の微調節を行うことができるように、旋回スクロールに対して、軸線（及びベアリング７４によって構成された「ピボット」）から離間した外周に位置付けられる。
【００２５】
図１を参照すると、３つのネジ切りボルト４４のうちの２つだけが概略図に示されている。ボルトは、ポンプハウジング部品５４においてボア５２を通って延び、ポンプハウジングの外部にボルトヘッド５６を有し、調節のためにボルトの手動回転を可能にする。この例では、ワッシャ５８は、ハウジング部品とボルトヘッドの間に嵌合される。ボルトは、ポンプハウジングにおいて開口を通って延びてＯリングで密封される。
【００２６】
少なくとも１つの付勢部材６０は、旋回スクロールに対して保持リングを付勢するために保持リング３８とポンプハウジング部品５４の間に嵌合される。付勢部材の１つの目的は、スラスト面を旋回スクロールに対して正確に位置付けることができるように、調節後に保持部材の自由移動を少なくすることである。この例では、それぞれのネジ切りボルト４４に関連付けられた３つの板バネが存在する。ネジ切りボルト及びネジ切りボア５０のネジ山の間に少量に遊びが存在し、バネにより、保持部材の正確な位置決めをもたらすようにボルトネジ山がボアネジ山を支える。ネジ山の間の遊びは、固定スクロールに対して旋回スクロールの必要な位置精度（好ましくは、２０ミクロン未満）を超えることがあり、従って、バネはこの遊びを排除する又は低減する。他の例では、螺旋バネのような単一付勢部材又は代替バネが存在することができる。大きいバネ定数（ｋ）を提供する板バネ又はバネワッシャが現在好ましい。
【００２７】
これに加えて、付勢部材６０は、ネジ山の間の摩擦が増加するように、調節ネジのネジ山と保持リングのボアの間の法線力を高める。摩擦の増大により、使用中に、例えば旋回スクロールにかかるガス力が大きくなる時に、保持リングの移動の可能性を低減する。
【００２８】
この例では、付勢部材６０は、旋回スクロールを固定スクロールに向けて移動するためにハウジング部品５４と保持リング３８の間に付勢力を働かせる。調節ネジ４４は、付勢力を受けて固定スクロールに向けて旋回スクロールの移動を制御する。特に、一方向のスクリューの回転は、付勢力の下で固定スクロールに向けた旋回スクロールの付勢移動を可能にする。反対方向のスクリュー４４の回転は、固定スクロールから離れる旋回スクロールの移動を可能にするように付勢部材を制限する。この構造は、ボールベアリングに付与される力を付勢部材のバネ力によって制限することを可能にし、これは、ボールベアリングへの損傷を回避するのに有用である。他の例では、調節ネジは、それらの調節がボールベアリングの直接移動を引き起こすように、ハウジング部品５４において貫通ボア５２との相補的螺合係合を有することができる。
【００２９】
図１を参照すると、調節機構は、ボールベアリングが旋回スクロールを担持するようになっているので、固定スクロールから離れる旋回スクロールの移動（図に示すように右への）を制限する。ポンプが使用中である時に、スクロール間のガス圧は、固定スクロールから離れるように（図の右に向けて）旋回スクロールに力をかける。従って、移動の制限と共にガス圧は、旋回スクロールの位置を設定する。この点に関して、領域６２は、より低い真空（より高い圧力）領域６４よりも高い真空（低い圧力）である。領域６２は、ポンプ入口６６とガス連通状態にあり、領域６４は、ポンプ出口６８とガス連通状態にある。
【００３０】
ポンプ始動中に、固定スクロール１８から旋回スクロール１２を引き離すには不十分な程のガス圧が存在するので、例示的な例では、付勢構造は、固定スクロールから離そうと、旋回スクロールを付勢するために提供される。付勢構造は、矢印７１、７３、７５によって概略的に示されている。付勢構造がないと、旋回スクロールは、軸線方向に移動し、潜在的に固定スクロールと衝突する可能性がある。しかし、本発明の構造では、旋回スクロールは、３つのベアリング７０、７２、７４による回転に対して支持されたドライブシャフト２６によって駆動される。これらのベアリングのうちの少なくとも１つは、旋回スクロールを固定スクロールから離すように付勢するための付勢構造を含む。ベアリング７０、７２は、ドライブシャフトの同心部分を支持し、ベアリング７２は、ドライブシャフト２８の偏心部分を支持する。付勢構造は、バネでベアリングのうちの１つを事前荷重することによって提供することができる。付勢構造は、ベアリング７０又はベアリング７２に提供することができ、その場合に、それは、ドライブシャフトを付勢して旋回スクロールに付勢力を働かせる。この構造では、第１のベアリング部品又はレースが存在し、ハウジング、及びシャフトに対して固定された第２のベアリング部品又はレースに対して自由に摺動し、付勢部材は、自由に摺動する部品を付勢して、旋回スクロールを固定スクロールから離れるように移動させる。
【００３１】
ポンプハウジングに対して旋回スクロールを接続して固定スクロールに対する旋回スクロールの旋回運動を可能にするが、回転を防止する回転防止デバイス８０が図１に示されている。デバイス８０は、本願において概略的に示されているが、デバイスの更なる詳細は、本出願人の早期の出願［特許文献１］に図示して説明している。図示のデバイスの代替形態として、複数のクランクを旋回スクロールに接続することができる。更に別の代替形態では、回転防止デバイスとして及びポンプの潤滑部品とポンピング流路の間のシールとして機能するベローズがある場合がある。ベローズ構造は、多くの場合に「フォワード」スクロール構造に採用されるが、「リバース」スクロール構造が図面に示されている。本発明は、フォワード及びリバーススクロール構造の両方に同等に適用されるが、リバーススクロール構造は、出願日時点では現在好ましい。フォワード及びリバーススクロール構造は、当業者に公知であり、従って、単に簡略化のために簡単な説明がここでは示されている。
【００３２】
図示のようなリバーススクロール構造では、ドライブシャフトは、固定スクロールの中心開口部を通って延び、モータから固定スクロールの対向する又は遠位側の旋回スクロールに接続される。フォワードスクロール構造では、ドライブシャフトは、固定スクロールを通過せずに旋回スクロールに接続される。軸線方向スラスト軸受構造は、モータと同じスクロール構造の側に位置付けられる。フォワードスクロール構造１００は、図５に示されている。多くの点で、図１及び５のスクロール構造は、各々類似しており、以下の説明は、主として構造間の差に着目する。
【００３３】
図５を参照すると、旋回スクロール１０２は、固定スクロールよりもモータ１２５の近くに位置付けられる。旋回スクロールは、スクロールベース１１６から固定スクロールに向けて延びるスクロール壁１１４を有する。固定スクロールは、スクロールベース１２２から旋回スクロールに向けて延びるスクロール壁１２０を有する。シャフト１２４は、固定スクロールに対する旋回スクロール１０２の旋回運動を生じるようなモータによる回転のため、ベアリング１７０、１７２、１７４によって支持される。
【００３４】
上述の実施形態で説明したものと同じ方法で、軸受構造は、旋回スクロールを固定スクロールから離すように付勢する付勢力を発生する。使用中に、ガス力は、低い圧力領域１６４に向けた、より高い圧力領域１６２からの圧力差により発生し、固定スクロールから離すように旋回スクロールにかかる力を生じる。上述のように、スラスト軸受構造は、この付勢力に抵抗し、旋回スクロールの位置を正確に設定する。
【００３５】
この実施形態におけるスラスト軸受構造は、図１〜４にあるものと類似の構成要素を含む。ボールベアリング１３０のアレイは、旋回スクロールベース１１６を軸線方向に担持し、各ボールベアリングは、旋回運動中に旋回スクロールベースの上の円形経路を描く。この構造では、ボールベアリングは、ケージ１４０によって適切な位置に位置付けられる。スラストリング１３８は、ボールベアリングのアレイを担持するスラスト面１３２を含む。調節機構は、スラスト面の軸線方向位置及び従って旋回スクロールベース１１６の軸線方向位置を調節する。調節機構は、ヘッド１５６に付与された角運動がスラスト面、ボールベアリング、及びスクロールベースの軸線方向変位を引き起こすように、類似のネジ切りスクリュー１４４及びボア構造を含む。
【００３６】
この実施形態では、モータのケーシングは、半径方向幅Ｒ１の外面を有し、スクロール構造のケーシングは、半径方向幅Ｒ２の内面を有する。スクロールベース１１６の外側半径方向幅は、Ｒ３である。調節機構は、Ｒ１とＲ２の間にある半径方向位置に位置付けられ、調節を可能にしてボールベアリング１３０にＲ３よりも小さい半径方向位置でスクロールベースを担持させる。
【００３７】
モータ駆動式であるような他の調節機構は、いずれの実施形態にも提供することができると考えられる。
【００３８】
以下の説明は、図１〜４又は図５の実施形態に等しく適用されるが、便宜上第１の実施形態を以下に参照する。
【００３９】
固定及び旋回スクロール１２、１８のスクロール壁１４、１８の深さは、製造公差内で正確に製造される。製造公差は、非常に小さくすることができるが（１０ミクロン未満）、以前のスクロールポンプ構造における正確な製造にも関わらず、スクロールの互いの組立が、低圧ポンピングにおける受け入れ難い漏れに抵抗するためのスクロール間（すなわち、１つのスクロール壁から対向するスクロールベースまで）の十分に小さい間隔を可能にしないので、先端シールが必要である。
【００４０】
本発明の構造では、スクロールの組立は、少なくとも１つのスクロールのスクロール壁が対向するスクロールのスクロールベースと接触するような調節機構の調節を含む。接触状態に構造された後に、調節機構は、一方のスクロールが他方のスクロールから選択した間隔まで引き出されるように作動する。このようにして、スクロール間の接触関係は、スクロールを選択した間隔まで引き出すことができる基準（"datum" データム）として作用し、これは、本発明の構造では、２０ミクロン未満及び好ましくは約５〜１５ミクロンとすることができる。
【００４１】
両方のスクロール壁が、組立のこの第１の段階中に対向するスクロールベースと接触することは、製造公差に応じて該当する場合もある。しかし典型的には、スクロールが調節される時に、第１のスクロール壁は、第２のスクロールのスクロールベースと接触し、第２のスクロール壁は、スクロール壁の深さが小さい距離であるために第１のスクロールのスクロールベースから少なくとも数ミクロン離間している。しかし、現在の組立方法は、実際的な最小値までスクロール間の正味間隔を縮小することができる。
【００４２】
これに加えて、旋回スクロールは、使用中により熱くなり、より大きい熱膨張の傾向があるので、旋回スクロールの壁は、軸線方向に短くすることが実際的には適切な場合がある。
【００４３】
より詳細には、図示のようにスクロールの組立中に、固定スクロール１８は、ポンプハウジングに対して適切な位置に固定され、ドライブシャフト部分２４、２６、及びベアリング７０、７２を支持する。旋回スクロールは、ドライブシャフト部分２８及びベアリング７４によって支持され、ベアリングのうちの１又は２以上によって固定スクロールから離れるように付勢される。調節機構は、ネジ切りボア５０内のネジ切り部材４４の回転によって調節され、保持リング３８の移動を生じ又は可能にし、これによりボールベアリング３０が旋回スクロールと接触状態にされ、そして保持リング３８の更なる移動によってボールベアリングが旋回スクロールを動かして固定スクロールに接触させ、これにより少なくとも１つのスクロール壁が対向するスクロールのスクロールベースと接触する。トルクセンサを使用して予め定められたトルクが得られた時を感知し、過剰な力からスクロールへの損傷を回避することができる。
【００４４】
一方又は両方のスクロールが接触して、スクロールのデータム又は基準位置決めを提供する時に、ネジ切り部材は、反対方向にネジ切りボア内で回転し、ベアリング７０、７２、７４のうちの１又は２以上に提供される付勢力７１、７３、７５を受けて選択した距離だけ固定スクロールから離れるような保持リング及び旋回スクロールの移動を可能にする。この点に関して、ネジ山間のピッチ「Ｐ」は既知であり、従って、選択した角度θ分のネジ切り部材の回転は、Ｐ*θ／３６０°に等しいスクロール間の間隔を生じる。典型的には、便宜上、ネジ切り部材は、９０又は１８０度のいずれかにより回転してそれぞれ１／４又は１／２Ｐの間隔を生じる。従って、例えば、ピッチが５００ミクロンである場合に、四分の一の回転は、１２５ミクロンの間隔を生成する。
【００４５】
スクロール間の間隔は、移動クリアランスがスクロール壁にわたって（スクロール壁と対向するスクロールベースの間で）漏れを低減するようにできるだけ小さいが、旋回スクロールが偏向する時に衝突を回避して熱膨張を可能にするのに十分であるように選択される。一例では、一方又は両方のスクロール壁の端面は、ＰＴＦＥコーティングを有する。コーティングは、２５μｍの領域の厚みを有することができる。
【００４６】
そのようなコーティングは、使用中にいずれの接触があってもスクロールを保護し、また、そのようないかなる接触中の摩擦も低減する。
【００４７】
図に示すように、角度的に離間した複数の調節部材が存在する。従って、スクロール（例えば、それらは、完全な直角ではなく又は一方が他方に角度づけられている）の事前調節された相対位置に応じて、角度的に離間した位置でスクロール間に接触を生じるように、１つの調節部材は、別のものよりも大きな距離だけ調節される必要がある場合がある。例えば、ベアリング７４は、完全に直角でない場合があり、又はスクロール壁の深さに差がある場合がある。このようにして、調節機構は、軸線の周りの角度に応じて異なる軸線方向距離だけ調節され、次に、その後に選択した距離だけ引き出されてスクロールの円周の周りにほぼ均一な間隔を生じることができる。
【００４８】
使用において、調節機構は、軸線方向の固定から離れる旋回スクロールの移動を制限するように、ボールベアリング３０に旋回スクロールを担持させる。付勢部材は、旋回スクロールにボールベアリングを支持させる付勢力を軸線方向に発生し、その後にスクロール間のガス力は、ボールベアリングに対して旋回スクロールにかかる力を増大する。従って、旋回スクロールの軸線方向位置及び固定スクロールからの間隔を互いに設定する両方の軸線方向に旋回スクロールにかかる力が存在する。
【００４９】
使用時に、構成要素の材料が低熱膨張に対して選択されるにも関わらず、作動温度が上昇したポンプの構成要素、特に旋回スクロールの熱膨張が存在する。例えば、スクロールは、アルミニウムで作ることができる。スクロール間で選択された間隔は、スクロールが使用中に衝突又は接触しないように熱膨張を考慮に入れる。しかし、この間隔を実際に最小に維持することが上述のように望ましい。従って、最初に、熱膨張の前に、スクロール壁にわたって何らかの漏れを許容するスクロール間の間隙が存在する。熱膨張の後に、スクロール間の間隙は低減される。
【００５０】
公知の設計では、スクロール間の間隙は、摩耗する時に先端シールダストを生じる先端シールによって密封される。スクロール間の間隔をより正確に設定することができ、従って、先端シールを排除することができる本発明の構造の利点は、それ自体、清浄用途に使用するための利点である。更に、本発明の構造は、より小型のスクロールポンプを可能にする。この点に関して、先端シールを有するスクロール壁を提供するために、チャネルがスクロール壁の軸端に形成される。先端シールは、少なくとも２ｍｍの幅を有する必要があるので、スクロール壁は、端部にチャネルを嵌合させる空間を提供するために約４ｍｍの幅を有する必要がある。先端シールなしでは、スクロール壁の幅は、ポンプサイズを縮小することができる又はより多数のラップをポンプに受け入れることができるように、約０．８〜１ｍｍに縮小することができる。スクロール壁のサイズが縮小される場合に、スクロール板のサイズを縮小することができ、回転子をより高い周波数で旋回させることができる。より高い周波数は、より小さいポンプを使用して同じ圧力でポンピングすることを可能にする。例えば、ポンプは、１００ｍｍ未満のスクロール直径を有することができる。それは、５，０００ＲＰＭ又はそれよりも高い周波数で回転することができる。本発明の構造によるポンプは、約１〜０．０１ミリバールの圧力を入口で発生し、１０００〜１００，０００の圧縮比で大気の領域に排気することができる。
【符号の説明】
【００５１】
１０  スクロール真空ポンプ
１２  旋回スクロール
２４  ドライブシャフト
３０  ボールベアリング
６０  付勢部材
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【国際調査報告】
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