(57)【要約】【課題】スクロール・ポンプの走行装置を真空空間から分離する改良された方法を提供する。【解決手段】スクロール・ポンピング装置は、第１のスクロール要素および第２のスクロール要素を含み、第２のスクロール要素に動作可能に連結され、第１のスクロール要素に対して第２のスクロール要素が軌道周回運動を行うようにさせる駆動機構を含み、駆動機構は回転軸を有しており、スクロール・ポンピング装置内の第１の空間と第２の空間とを分離する分離要素を含んでいる。分離要素は、第１のスクロール要素に直接的にまたは間接的に連結された第１の弾性環状部材と、第２のスクロール要素に直接的にまたは間接的に連結された第２の弾性環状部材と、第１および第２の環状部材の間に連結された管状部材と、を含んでいる。【選択図】図３
2011085132.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
スクロール・ポンピング装置であって、
第１のスクロール要素および第２のスクロール要素を含み、
前記第２のスクロール要素に動作可能に連結され、前記第１のスクロール要素に対して前記第２のスクロール要素が軌道周回運動を行うようにさせる駆動機構を含み、前記駆動機構は回転軸を有しており、
当該スクロール・ポンピング装置内の第１の空間と第２の空間とを分離する分離要素を含み、前記分離要素は、前記第１のスクロール要素に直接的にまたは間接的に連結された第１の弾性環状部材と、前記第２のスクロール要素に直接的にまたは間接的に連結された第２の弾性環状部材と、前記第１および第２の環状部材の間に連結された管状部材と、を含んでいる、スクロール・ポンピング装置。
【請求項２】
前記環状部材のうちの少なくとも一方が、当該環状部材が連結されている前記スクロール要素に対して自由に回転できる、請求項１に記載のスクロール・ポンピング装置。
【請求項３】
前記第１および第２の環状部材が、各スクロール要素に固定連結している、請求項１に記載のスクロール・ポンピング装置。
【請求項４】
前記第１および第２の環状部材が、軸方向柔軟性と横方向柔軟性とを提供する同軸円形の畳み込み部を含んでいる、請求項１に記載のスクロール・ポンピング装置。
【請求項５】
前記管状部材が畳み込み部を含んでいる、請求項１に記載のスクロール・ポンピング装置。
【請求項６】
前記第１および第２の環状部材のうちの少なくとも一方が、前記管状部材から外方に延びている、請求項１に記載のスクロール・ポンピング装置。
【請求項７】
前記第１および第２の環状部材のうちの少なくとも一方が、前記管状部材から内方に延びている、請求項１に記載のスクロール・ポンピング装置。
【請求項８】
前記第１および第２の環状部材がエラストマー部材を含む、請求項１に記載のスクロール・ポンピング装置。
【請求項９】
前記第１および第２の環状部材が環状ディスクを含む、請求項１に記載のスクロール・ポンピング装置。
【請求項１０】
前記第１および第２の環状部材がドーム形である、請求項１に記載のスクロール・ポンピング装置。
【請求項１１】
第１のスクロール要素と第２のスクロール要素とを含むタイプのスクロール・ポンピング装置を作動させる方法であって、
前記第１のスクロール要素に対して前記第２のスクロール要素が回転軸のまわりに軌道周回運動を行うようにさせるステップと、
軌道周回運動の間、前記スクロール・ポンピング装置内の第１の空間と第２の空間とを分離要素を用いて分離するステップと、を含み、
前記分離要素は、前記第１のスクロール要素に直接的にまたは間接的に連結された第１の弾性環状部材と、前記第２のスクロール要素に直接的にまたは間接的に連結された第２の弾性環状部材と、前記第１および第２の環状部材の間に連結された管状部材と、を含んでいる、スクロール・ポンピング装置を作動させる方法。
【請求項１２】
少なくとも一方の環状部材を前記スクロール要素に連結して、前記少なくとも一方の環状部材が前記スクロール要素に対して自由に回転できるようにするステップをさらに含む、請求項１１に記載の方法。
【請求項１３】
前記第１および第２の環状部材を固定連結を用いて前記各スクロール要素に連結するステップをさらに含む、請求項１１に記載の方法。
【請求項１４】
スクロール・ポンピング装置であって、
吸入口と吐出口とを有するスクロール・セットを含み、前記スクロール・セットは、固定スクロール・ブレードを含む固定スクロール要素と、軌道周回スクロール・ブレードを含む軌道周回スクロール要素と、を含んでおり、前記固定スクロール・ブレードと前記軌道周回スクロール・ブレードとは互いに組み合わされて１つ以上のブレード間ポケットを形成しており、
前記軌道周回スクロール要素に動作可能に連結され、前記固定スクロール・ブレードに対して前記軌道周回スクロール・ブレードが軌道周回運動を行うようにさせて、前記１つ以上のブレード間ポケットを前記吐出口の方へ移動させる駆動機構を含み、前記駆動機構は回転軸を有しており、
当該スクロール・ポンピング装置内の第１の空間と第２の空間とを分離する分離要素を含み、前記分離要素は、前記固定スクロール要素に直接的にまたは間接的に連結された第１の弾性環状部材と、前記軌道周回スクロール要素に直接的にまたは間接的に連結された第２の弾性環状部材と、前記第１および第２の環状部材の間に連結された管状部材と、を含んでいる、スクロール・ポンピング装置。
【請求項１５】
前記固定スクロール要素と前記軌道周回スクロール要素との間に連結された同期機構をさらに含む、請求項１４に記載のスクロール・ポンピング装置。
【請求項１６】
前記環状部材のうちの少なくとも一方が、当該環状部材が気密連結されている前記スクロール要素に対して自由に回転できる、請求項１５に記載のスクロール・ポンピング装置。
【請求項１７】
前記第１および第２の環状部材が、軸方向柔軟性と横方向柔軟性とを提供する同軸円形の畳み込み部を含んでいる、請求項１４に記載のスクロール・ポンピング装置。
【請求項１８】
前記管状部材が畳み込み部を含んでいる、請求項１４に記載のスクロール・ポンピング装置。
【請求項１９】
前記第１および第２の環状部材がエラストマー部材を含む、請求項１４に記載のスクロール・ポンピング装置。
【請求項２０】
前記第１および第２の環状部材がドーム形である、請求項１４に記載のスクロール・ポンピング装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、スクロール型ポンプに関し、さらに詳細には、このようなポンプの軸受および他の潤滑部品を、流体の圧縮および圧送が行われる作業空間から分離するための装置および方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
スクロール型装置は、真空ポンプおよびコンプレッサの分野でよく知られている。スクロール装置では、可動スパイラル・ブレードがハウジングの中の固定スパイラル・ブレードに対して軌道周回運動をする。可動スパイラル・ブレードは、偏心駆動機構に連結されている。スクロール・ブレードとそれらの相対運動の構成とは、ブレードの間にガスの１つ以上の空間または「ポケット」を閉じ込めて、装置を介してガスを移動させる。ほとんどの用途では、回転力を加えて装置を介してガスを圧送する。他の用途は膨張機を含んでおり、この膨張機はコンプレッサとは逆に働いて、加圧ガスの膨張から出力を引き出す。
【０００３】
スクロール・ポンプは、固定スクロール要素および軌道周回スクロール要素、ならびに駆動機構を含んでいる。固定スクロール要素および軌道周回スクロール要素は、それぞれ、スクロール板と、スクロール板から延びているスパイラル・スクロール・ブレードとを含んでいる。スクロール・ブレードは互いにかみ合ってブレード間ポケットを形成する。駆動機構は、固定スクロール要素に対して軌道周回スクロール要素が軌道周回運動を行うようにさせて、ブレード間ポケットをポンプ吐出口の方へ移動させる。
【０００４】
スクロール・ポンプが適切に働くためには、２つのスクロール要素間の一定の角度関係または同期を保持する必要がある。スクロール・ポンプは、互いにかみ合っているスクロール・ブレードを同期させるために１つ以上の装置を通常利用する。各同期装置は固定スクロール要素と軌道周回スクロール要素との間に直接的にまたは間接的に連結されており、スクロール要素の相対的な回転を防いだ状態で軌道周回運動を可能にしなければならない。１９０５年１０月３日に発行された下記特許文献１で開示された１つの先行技術の方法では、３つのクランク機構が軌道周回スクロール要素と固定スクロール要素の間に連結されている。
【０００５】
油潤滑スクロール装置は、冷媒コンプレッサとして広く使用されている。主にスクロール・ポンプの製造費用が同等の大きさの油潤滑ベーン（翼）・ポンプと比べて大幅に高いという理由から、油潤滑スクロール・ポンプは真空ポンプ用として広く採用されることはなかった。油汚染が許されない場合には、乾式スクロール・ポンプが使用される。通常、これらのポンプは、潤滑を必要とする複数の回転要素軸受を含んでいる。潤滑のための１つの方法は、低蒸気圧の合成グリースを使用することである。しかしながら、軸受がポンプの真空空間内にあるときには、ある程度の汚染が依然として生じる可能性がある。さらに、このようなグリースの潤滑性能は一般に劣っており、それらのグリースの費用は同等の石油グリースよりも高い。
【０００６】
したがって、固定スクロール要素と可動スクロール要素との相対的な軌道周回運動を可能にした状態で、軸受をポンピング機構から分離するための方法が考案されてきた。１９９９年９月１４日に発行された下記特許文献２では、スクロール・ポンプの走行装置を分離するために柔軟な金属ベローズを使用することを説明しており、また、ベローズを利用してスクロール要素を同期させている。ベローズの同期機能によりベローズ上に作用するねじり負荷が、金属疲労に起因する破損の危険を引き起こす。２００７年８月２８日に本発明の譲受人に発行された下記特許文献３では、回転可能に取り付けられたベローズを用いて分離した状態で、矩形の柔軟な金属要素を使用して、同期と軸方向負荷の受け止めとを実現することを説明している。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００７】
【特許文献１】米国特許第８０１，１８２号明細書
【特許文献２】米国特許第５，９５１，２６８号明細書
【特許文献３】米国特許第７，２６１，５２８号明細書
【特許文献４】米国特許第５，６１６，０１５号明細書
【特許文献５】米国特許第４，５３４，７１８号明細書
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００８】
管状ベローズを使用して分離する先行技術では、ベローズはベローズ材料内の応力を材料の疲労限度以下に低減するほど十分な長さを有している必要がある。ベローズの長さの増加はポンプの長さを増加させることになり、これは多くの用途において許されない可能性がある。したがって、スクロール・ポンプの走行装置を真空空間から分離する改良された方法が必要である。
【課題を解決するための手段】
【０００９】
本発明の第１の態様によれば、スクロール・ポンピング装置を提供する。
スクロール・ポンピング装置は、第１のスクロール要素および第２のスクロール要素を含み、第２のスクロール要素に動作可能に連結され、第１のスクロール要素に対して第２のスクロール要素が軌道周回運動を行うようにさせる駆動機構を含み、駆動機構は回転軸を有しており、スクロール・ポンピング装置内の第１の空間と第２の空間とを分離する分離要素を含み、分離要素は、第１のスクロール要素に直接的にまたは間接的に連結された第１の弾性環状部材と、第２のスクロール要素に直接的にまたは間接的に連結された第２の弾性環状部材と、第１および第２の環状部材の間に連結された管状部材と、を含んでいる。
【００１０】
ポンプの可動範囲からの軸受および他の汚染発生部品の分離は、管状部材で連結された２つの実質的に環状の部材を含む分離要素で提供される。スクロール・ポンプの動作では、環状部材は、固定スクロール要素に対する軌道周回スクロール要素の横（側方）変位を吸収するように曲がる。
いくつかの実施形態では、分離要素の片端部または両端部は、それぞれのはめ合い部品に回転可能に取り付けられており、同期は１つ以上の別個の同期装置により提供される。したがって、分離要素はねじり応力を受けない。
【００１１】
いくつかの実施形態では、柔軟性を提供するために環状部材の一方または両方を同軸円形畳み込みパターンで畳み込んでもよい。
いくつかの実施形態では、付加的な柔軟性を提供するために分離要素の環状部材を短い管状ベローズで連結してもよい。
いくつかの実施形態では、所望の柔軟性を提供するために、環状部材のうちの少なくとも一方は、一定の断面または一定ではない断面を有する弾性ディスクを含んでいてもよい。
【００１２】
いくつかの実施形態では、所望の柔軟性を提供するために、環状部材のうちの少なくとも一方はドーム形要素を含んでいてもよい。
いくつかの実施形態では、分離要素の一方の端部を直接的にまたは間接的に軌道周回スクロール要素に連結し、分離要素のもう一方の端部を直接的にまたは間接的にポンプ・ハウジングまたは固定スクロール要素に連結することにより、分離要素の両端部が回転できないように取り付けてあり、このようにして、２つのスクロール要素間の同期を提供してもよい。この場合、分離要素がねじり応力を受けるが、別個の同期装置は必要ではないため、ポンプの複雑さを低減できる。
【００１３】
本発明の第２の態様によれば、第１のスクロール要素と第２のスクロール要素とを含むタイプのスクロール・ポンピング装置を作動させるための方法を提供する。この方法は、第１のスクロール要素に対して第２のスクロール要素が回転軸のまわりに軌道周回運動を行うようにさせるステップと、軌道周回運動の間、スクロール・ポンピング装置内の第１の空間と第２の空間とを分離要素を用いて分離するステップと、を含み、分離要素は、第１のスクロール要素に直接的にまたは間接的に連結された第１の弾性環状部材と、第２のスクロール要素に直接的にまたは間接的に連結された第２の弾性環状部材と、第１および第２の環状部材の間に連結された管状部材と、を含んでいる。
【００１４】
本発明の第３の態様によれば、スクロール・ポンピング装置は、吸入口と吐出口とを有するスクロール・セットを含み、スクロール・セットは、固定スクロール・ブレードを含む固定スクロール要素と、軌道周回スクロール・ブレードを含む軌道周回スクロール要素と、を含んでおり、固定スクロール・ブレードと軌道周回スクロール・ブレードとは互いに組み合わされて１つ以上のブレード間ポケットを形成しており、軌道周回スクロール要素に動作可能に連結され、固定スクロール・ブレードに対して軌道周回スクロール・ブレードが軌道周回運動を行うようにさせて、１つ以上のブレード間ポケットを吐出口の方へ移動させる駆動機構を含み、駆動機構は回転軸を有しており、スクロール・ポンピング装置内の第１の空間と第２の空間とを分離する分離要素を含み、分離要素は、固定スクロール要素に直接的にまたは間接的に連結された第１の弾性環状部材と、軌道周回スクロール要素に直接的にまたは間接的に連結された第２の弾性環状部材と、第１および第２の環状部材の間に連結された管状部材と、を含んでいる。
【００１５】
本発明をより良く理解するために添付図面を参照するが、これらの添付図面は引用することにより本明細書の一部となっている。
【図面の簡単な説明】
【００１６】
【図１】先行技術のスクロール・ポンプの模式的断面図である。
【図２】先行技術の他のスクロール・ポンプの模式的断面図である。
【図３】本発明の実施形態のスクロール・ポンプの模式的断面図である。
【図４】図４は、本発明の実施形態の他のスクロール・ポンプの模式的断面図である。
【図５】本発明の実施形態の分離要素の斜視断面図である。
【図５Ａ】図５の分離要素の断面図であり、スクロール・ポンプとの連結を示している。
【図６】本発明の実施形態の他の分離要素の斜視断面図である。
【図７】本発明の実施形態の他の分離要素の斜視断面図である。
【図８】本発明の実施形態の他の分離要素の斜視断面図である。
【図９】本発明の実施形態の、等しくない直径の環状部材を有する分離要素の断面図である。
【図１０】本発明の実施形態の、管状部材から内方に延びている一方の環状要素を有する分離要素の断面図である。
【図１１】本発明の実施形態の、管状部材から内方に延びている両方の環状部材を有する分離要素の断面図である。
【発明を実施するための形態】
【００１７】
先行技術のスクロール・ポンプを図１に示している。ポンプの吸入口に連結された真空チェンバまたは他の機器（図示せず）から、ガス（通常、空気である）が排気される。ポンプ本体は、固定スクロール要素１とポンプ・ハウジング６とを含んでいる。ポンプは、ポンプで排気中のガスを排出するための吐出口１３を含んでいる。
スクロール・ポンプは、互いに組み合わせられているらせん形スクロール・ブレードの組を含んでいる。固定スクロール要素１は、固定スクロール板１２から延びている固定スクロール・ブレード１１を含んでいる。軌道周回スクロール要素２が、軌道周回スクロール板２２から延びている軌道周回スクロール・ブレード２１を含んでいる。スクロール・ブレード１１および２１は互いに向かって軸方向に延びており、互いに組み合わされてブレード間ポケット３１、３２、３３を形成している。スクロール・ブレードの先端の溝部内にある先端シール４が、スクロール・ブレード間を密封する。スクロール・ブレード１１に対するスクロール・ブレード２１の軌道周回運動は、スクロール・ブレードの間のブレード間ポケット３１、３２、３３に入るガスのスクロール型ポンプ作用を作り出す。
【００１８】
スクロール・ポンプ用の駆動機構は、クランク軸５を介して軌道周回スクロール要素２に連結されたモータ（図示せず）を含んでいる。クランク軸５の端部５１は、クランク軸５の主要部分に対して偏心構成を有しており、軌道周回平板軸受セット２３を介して軌道周回スクロール要素２に取り付けられている。クランク軸５は、主軸受６１、６２を介してポンプ・ハウジング６に取り付けられている。モータが通電されると、クランク軸５は主軸受６１、６２内で回転する。クランク軸端部５１の偏心構成は、スクロール・ブレード１１に対してスクロール・ブレード２１が軌道周回運動を行うようにさせて、それにより、吸入口から吐出口１３へガスを圧送（ポンピング）する。
【００１９】
スクロール・ポンプは、真空ポンプの固定部品と軌道周回スクロール要素２との間に連結されたベローズ・アセンブリ７を含み、ベローズ・アセンブリ７の内部の第１の空間８とベローズ・アセンブリ７の外部の第２の空間９とを分離するようにされるかもしれない。この先行技術のスクロール・ポンプでは、ベローズ・アセンブリ７は各端部で固定連結を有している。その結果、軌道周回スクロール要素２がそれ自身の中心のまわりに回転するいかなる傾向も、ベローズ・アセンブリ７のねじり剛性のために妨げられる。ベローズ・アセンブリ７は、密封機構（図示せず）を用いて固定部品と可動部品とに気密連結されている。ポンプを駆動するのに必要な軸受は、ベローズ・アセンブリ７により第２の空間９から分離されている。したがって、ベローズ・アセンブリ７とその端部シールとが元の状態を保つ限りは、第２の空間９の真空空間はグリースまたは油で汚染されない。
【００２０】
先行技術の他のスクロール・ポンプを図２に示している。この場合、ベローズ・アセンブリ７は、回転できない連結（詳細は図示せず）を用いて軌道周回スクロール要素２に取り付けられている。ベローズ・アセンブリ７は、リング７１と密封機構７２とを含む回転連結を用いてポンプ・ハウジング６に取り付けられている。このようにして回転可能に取り付けられたベローズ・アセンブリは、軌道周回スクロール要素がポンプ軸のまわりで回転するのを妨げない。
【００２１】
２つの支持部２４、２５が、軌道周回スクロール要素２に取り付けられている。ポンプ・ハウジング６の固定部品に、軌道周回スクロール要素２に取り付けられた２つの支持部２４、２５から９０°のところで、さらに２つの支持部（図示せず）が取り付けられている。実質的に矩形の板片１０が、固定板１０１とねじ１０２とを用いて支持部２４、２５に連結されている。同様に、板片１０は、固定板とねじと（図示せず）を用いてポンプ・ハウジング上の残りの２つの支持部に連結されている。したがって、上記特許文献３で説明しているように、柔軟な板片１０は、軌道周回スクロール要素２がそれ自身の軸のまわりに回転する傾向に抵抗する。
【００２２】
図３は、本発明の実施形態のスクロール・ポンプの模式的断面図である。分離要素１１を用いて、空間８と空間９との間の分離を提供している。分離要素１１は、軌道周回スクロール要素２と固定連結しており、標準的技法に基づく密封要素を用いて密封機構が形成されている。分離要素１１は、リング１１１と密封機構１１２とを含む回転連結を用いてポンプ・ハウジング６に取り付けられている。軌道周回スクロール要素２およびハウジング６との分離要素１１の固定連結および回転連結の設計は、既存の技法の問題であり、本発明には関係がない。本発明の範囲内でさまざまな密封（シール）設計を使用できることが理解されるであろう。本発明の範囲内で、分離要素１１から軌道周回スクロール要素２までの間に回転連結を作ってもよく、分離要素１１からハウジング６までの間に固定連結を作ってもよいことが理解されるであろう。
【００２３】
図２の場合と同様に、同期させるために柔軟なバンド１０を使用している。本発明の範囲内で他の同期装置を使用してもよいことが理解されるであろう。
ポンプの軸受および回転部品が収容されている分離要素１１の内側の空間８は、真空空間とポンプで排気中のガスとを含む分離要素１１の外部の空間９から分離されている。ポンプを駆動するのに必要な軸受は、分離要素１１を用いて空間９から分離されている。その結果、分離要素１１とその端部シールとが元の状態を保つ限りは、真空空間がグリースまたは油で汚染される可能性はない。
【００２４】
図４は、本発明の実施形態の他のスクロール・ポンプの模式的断面図である。この場合、分離要素１１は、回転できないような態様で軌道周回スクロール要素２とポンプ・ハウジング６との両方に取り付けられている。その結果、軌道周回スクロール要素２がその中心のまわりに回転するいかなる傾向も、分離要素１１のねじり剛性のために妨げられる。分離要素１１は、密封機構（図示せず）を用いて固定部品と可動部品とに気密連結されている。ポンプを駆動するのに必要な軸受は、分離要素１１を用いて空間９から分離されている。その結果、分離要素１１とその端部シールとが元の状態を保つ限りは、真空空間がグリースまたは油で汚染される可能性はない。この実施形態では、付加的な同期装置は必要ではない。
【００２５】
図５は、本発明の実施形態の分離要素１２０の斜視断面図である。畳まれた環状部材１２２および１２４が柔軟性を提供して横変位を吸収する。分離要素１２０を図３のスクロール・ポンプに適用する際には、分離要素１２０の少なくとも一方の端部は、ハウジングまたは軌道周回スクロール要素に回転可能に取り付けられている。もう一方の端部は、ハウジングまたは軌道周回スクロール要素と、固定連結していてもよく、または回転可能に取り付けてあってもよい。図４のスクロール・ポンプでは、分離要素の両端部は固定連結を有しており、一方の端部はハウジングと連結し、もう一方の端部は軌道周回スクロール要素と連結している。分離要素の端部をポンプの固定部品と可動部品とに対して気密連結および固定することは、標準的な気密連結方法と固定方法とを用いて達成される。このような固定方法および気密連結方法の詳細については、当業者に公知である。
【００２６】
図５の分離要素１２０の断面図を図５Ａに示している。第１の環状部材１２２は、その内径のところで管状部材１３０の一方の端部に気密連結されており、第２の環状部材１２４は、その内径のところで管状部材１３０の反対側の端部に気密連結されている。環状部材１２２および１２４は、横方向変形および軸方向変形を可能にするように柔軟かつ弾性を有するように構成されており、変形させる力が取り除かれたときには、環状部材がそれらの元々の構成に戻るようになっている。図５および図５Ａの実施形態では、環状部材１２２および１２４は同軸円形の畳み込み部を有し、例えば、薄い金属で形成されていてもよい。図５および図５Ａの実施形態では、管状部材１３０は薄い金属円管であってもよい。管状部材１３０は一定断面を有するように示されているが、分離要素１２０を使用するスクロール・ポンプの要件に応じて一定ではない断面で形成されてもよい。特に、管状部材１３０は、その長さ方向に沿って一定ではない直径を有していてもよく、かつ／または、その長さ方向に沿って一定ではない厚さを有していてもよい。内径、外径、長さ、材料厚さ、およびその種の他のものなどの分離要素１２０のパラメータは、用途に依存している。
【００２７】
図５Ａに示すように、第１の環状部材１２２は、第１の密封機構１４２を介して第１のポンプ部品１４０に連結されており、第２の環状部材１２４は、第２の密封機構１４６を介して第２のポンプ部品１４４に連結されている。ポンプ部品１４０および１４４は、ポンプ作動中に互いに対して軌道周回運動を行う。例えば、ポンプ部品１４０は固定ハウジング部品であってもよく、ポンプ部品１４４は軌道周回スクロール要素であってもよい。後述するように、密封機構１４２および１４６は、固定密封機構または回転密封機構であってもよい。
【００２８】
分離要素１２０は密封ユニットであり、第１の環状部材１２２および第２の環状部材１２４は管状部材１３０に気密連結されている。さらに、第１の環状部材１２２はポンプ部品１４０に気密連結されており、第２の環状部材１２４はポンプ部品１４４に気密連結されている。したがって、分離要素１２０は、第１の空間１５０と第２の空間１５２との間の分離を提供するとともに、ポンプ部品１４０および１４４の相対運動を可能にする。
【００２９】
図６は、本発明の実施形態の分離要素１６０の斜視断面図である。分離要素１６０の管状部材１６２が、環状部材１２２と環状部材１２４との間にベローズ部分１６４を含んでおり、横変位の付加的な柔軟性を提供している。環状部材の一方を無くすことが求められる可能性があることが理解されるであろう。柔軟な管状ベローズ部分１６４は、分離要素の管状部材１６２の、端部近くにあってもよく、または中央にあってもよいことがさらに理解されるであろう。用途の要件に応じて、分離要素１６０の管状部材１６２内に２つ以上の管状ベローズ部分を含んでいてもよい。本明細書に記載の実施形態のいずれかの管状部材で１つ以上の管状ベローズ部分を利用してもよい。
【００３０】
図７は、本発明の実施形態の分離要素１８０の斜視断面図である。弾性ディスク１９０および１９２が図５および図６の環状部材に取って代わり、横変位の柔軟性を提供している。中心筒１１８は、金属、硬質プラスチック、またはエラストマー材料であってもよい。弾性ディスクは、本発明の他の実施形態の畳み込まれた環状部材の一方または両方に取って代わってもよいことが理解されるであろう。
【００３１】
図８は、本発明の実施形態の分離要素２００の斜視断面図である。ドーム形部材２１０および２１２が図５および図６の環状部材に取って代わり、横変位の柔軟性を提供している。
図９は、本発明の実施形態の分離要素４００の断面図である。分離要素４００は、密封機構４０４を介してポンプ部品４０６に連結された第１の環状部材４０２と、密封機構４１４を介してポンプ部品４１６に連結された第２の環状部材４１２と、を含んでいる。環状部材４０２および４１２は、管状部材４２０の向かい合った端部に連結されている。図９の実施形態では、第１の環状部材４０２と第２の環状部材４１２とは異なる外径を有しており、それぞれの直径は第１または第２の環状部材を使用するスクロール・ポンプの幾何学的形状に基づいて選択される。第１の環状部材４０２は第２の環状部材４１２よりも小さい外径を有することができることが理解されるであろう。
【００３２】
図１０は、本発明の実施形態の分離要素４５０の断面図である。分離要素４５０は、管状部材４８０の一方の端部に気密連結された第１の環状部材４５２と、管状部材４８０の反対側の端部に気密連結された第２の環状部材４６２とを含んでいる。図１０の実施形態では、第１の環状部材４５２は管状部材４８０から外方に延びており、第２の環状部材４６２は管状部材４８０から内方に延びている。管状部材４８０は、第１の環状部材４５２の内径に気密連結されているとともに、第２の環状部材４６２の外径に気密連結されている。第１の環状部材４５２は密封機構４５４を介してポンプ部品４５６に連結されており、第２の環状部材４６２は密封機構４６４を介してポンプ部品４６６に連結されている。分離要素４５０の幾何学的形状は、分離要素４５０を使用するスクロール・ポンプの幾何学的形状に基づいて選択される。
【００３３】
図１１は、本発明の実施形態の分離要素５００の断面図である。分離要素５００では、第１の環状部材が管状部材５３０の一方の端部に気密連結されており、第２の環状部材５１２が管状部材５３０の反対側の端部に気密連結されている。図１１の実施形態では、管状部材５３０は、環状部材５０２および５１２の外径に気密連結されており、環状部材５０２および５１２は管状部材５３０から内方に延びている。第１の環状部材５０２の内径が密封機構５０４を介してポンプ部品５０６に連結されており、第２の環状部材５１２の内径が密封機構５１４を介してポンプ部品５１６に連結されている。先の場合のように、分離要素５００の幾何学的形状は、分離要素５００を使用するスクロール・ポンプの幾何学的形状に基づいて選択される。
【００３４】
開示した分離要素のそれぞれは、スクロール・ポンプの中の空間の間の分離を提供する。分離要素は、軸受および他の回転部品などのスクロール・ポンプの潤滑部品および粒子発生部品をポンプの可動空間から分離することを可能にする。分離要素は、横方向柔軟性と軸方向柔軟性とを提供してスクロール・ポンプの軌道周回運動に適合するとともに、分離を提供する。図９〜図１１に示して上述した分離要素のさまざまな構成は、図５〜図８に示した分離要素に適用できることが理解されるであろう。
【００３５】
第１のスクロール要素１および第２のスクロール要素２は、技術的に公知の、または後に開発される、任意のスクロール要素であり得る。一般に、スクロール・ポンプの作動中に、第２のスクロール要素２は、第１のスクロール要素１に対して軌道周回運動を行う。スクロール要素１および２は単一ステージのスクロール要素であってもよく、または２つ以上のステージを有していてもよい。単一ステージのスクロール・ポンプの実施例を図３および図４に示している。１９９７年４月１日に本発明の譲受人に発行された上記特許文献４では、２つ以上のステージを有するスクロール・ポンプを開示している。スクロール・ポンプの各ステージは、１つ以上のスクロール・ブレードを含んでいてもよい。いくつかの実施形態では、スクロール要素１および２は、固定スクロール要素と軌道周回スクロール要素とを含んでいてもよい。他の実施形態では、スクロール要素１および２は、１９８５年８月１３日に発行された上記特許文献５に開示しているような、両方のスクロール要素が回転して、一方のスクロール要素がもう一方のスクロール要素に対して軌道周回運動を行う、共回転構成を有していてもよい。スクロール・ポンプは油潤滑式または乾式（油を使わない）であってもよく、真空ポンプとして、またはコンプレッサとして作動してもよい。
【００３６】
本発明の実際的応用では、説明した以外の本質的特徴の組み合わせを使用してもよい。
このように本発明の少なくとも１つの実施形態のいくつかの態様について説明したが、さまざまな変更、修正、および改良を当業者は容易に思い付くであろうということを理解すべきである。このような変更、修正、および改良は本開示の一部であるとともに、本発明の要旨内および特許請求の範囲内にあるものとする。したがって、上記の説明および図面は、ほんの一例として示したに過ぎない。
【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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【図５Ａ】
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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３】
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【図４】
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【図５】
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【図５Ａ】
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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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