(57)【要約】【課題】９０度回転させるだけの簡単な作業で吸気口の向きを９０度動かすことができるスクロール型流体機械を提供すること。【解決手段】固定スクロールと旋回スクロールにて機械本体内に流体室を画成するとともに、該流体室に連なるサクションアダプタ（吸気口）９０を前記機械本体１０の１面に設置し、前記旋回スクロールを前記固定スクロールに対して偏心運動させることによって前記流体室の体積を変化させて真空又は高圧の状態を作り出すスクロール型流体機械１において、前記機械本体１０のサクションアダプタ９０の設置面以外の面であって、少なくともサクションアダプタ９０の設置面に対向する面と該面に対して直角に連なる面を覆う筐体８０によって前記機械本体１０を支持する。【選択図】図２
2008101468.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
固定スクロールと旋回スクロールにて機械本体内に流体室を画成するとともに、該流体室に連なる吸気口を前記機械本体の１面に設置し、前記旋回スクロールを前記固定スクロールに対して偏心運動させることによって前記流体室の体積を変化させて真空又は高圧の状態を作り出すスクロール型流体機械において、
複数の設置面を設けたことを特徴とするスクロール型流体機械。
【請求項２】
前記機械本体の吸気口設置面以外の面であって、少なくとも吸気口設置面に対向する面と該面に対して直角に連なる面を覆う筐体によって前記機械本体を支持したことを特徴とする請求項１記載のスクロール型流体機械。
【請求項３】
前記筐体の各面と前記流体機械本体との間に、所定の冷却風量を確保するための空間を形成したことを特徴とする請求項２記載のスクロール型流体機械。
【請求項４】
前記筐体の各面に、所定の冷却風量を確保し易くするために切欠きを形成したことを特徴とする請求項２又は３記載のスクロール型流体機械。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、旋回スクロールを固定スクロールに対して偏心運動させることによって、両スクロールにて画成される流体室の体積を変化させて真空又は高圧の状態を作り出すスクロール型流体機械に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
真空又は高圧の状態を作り出す機器として、互いに噛み合うように配置された固定スクロールと旋回スクロールとを備えるスクロール型流体機械が知られている。このスクロール型流体機械には、吸気口としてのサクションアダプタと排気口としてのエキゾーストアダプタとが設けられており、所望の容器内を真空にしたい場合には、サクションアダプタに当該容器が接続され、所望の容器内を高圧にしたい場合には、エキゾーストアダプタに当該容器が接続される。このようにスクロール型流体機械は、真空状態を作り出す用途に供せられることがあるため、スクロール型真空ポンプと呼ばれることがあり、理化学分析機器、電子顕微鏡、半導体製造装置等の分野で利用されている。
【０００３】
具体的には、スクロール型流体機械は、外枠を構成する固定スクロールと、機械本体に旋回可能に支持された旋回スクロールと、該旋回スクロールを偏心回転させるためのクランクシャフトと、該クランクシャフトの回転運動を拘束しつつ旋回させるクランクピンと、カップリングによって前記クランクシャフト連結された駆動源としての電動機で構成されている。ここで、前記固定スクロールは、渦巻状の固定スクロール板を備え、前記旋回スクロールは、固定スクロールの前記固定スクロール板の略全面に沿って対向する渦巻状の旋回スクロール板を備えている。
【０００４】
而して、電動機により発生した回転力は、カップリングを介してクランクシャフトに伝達され、該クランクシャフトが回転することによって、クランクピンに回転拘束された旋回スクロールが偏心運動する。ここで、固定スクロールの一部と旋回スクロールの一部とは互いに極小隙間となるように近接し、この近接によって、固定スクロール及び旋回スクロールにて略密閉された流体室が画成されている。尚、固定スクロールと旋回スクロールの互いに近接する部分は、旋回スクロールが偏心運動しているときに、流体室を画成する面を構成する。
【０００５】
前述のように旋回スクロールが偏心運動することによって、一時的に略密閉の状態が解除された流体室へサクションアダプタから流体が流入し、再び流体室が略密閉状態となり、流体室内の体積が小さくなって流体室内の流体が圧縮され、圧縮された流体は、エキゾーストアダプタから流体機械外部へと排出される。
【０００６】
以上のように構成されたスクロール型流体機械は、ポンプ部又は電動機部に設けられた筐体に支持されており、その筐体は、吸気口が設けられた面と対向する面に設けられたり、吸気口が設けられた面と９０度を成す面の何れか一方に設けられている（例えば特許文献１参照）。
【０００７】
ところで、スクロール型流体機械を例えば真空装置に組み込む場合、その吸気口の向きは、横向きであったり、上向きであったりと真空装置によってまちまちである。そのため、当該スクロール型流体機械の設置面に対して吸気口の設置角度を変える必要、即ち吸気口と当該スクロール型流体機械を支持する筐体の角度を変える必要が生じた場合には、ポンプ部を一旦電動機から取り外し、電動機とポンプ部の結合角度を変える方法を採用したり、設置スペースに余裕がある場合には配管を吸気口に接続して吸気口の方向を変える方法を採っている。
【特許文献１】特開平１１−１９０２８４号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００８】
ところが、スクロール型流体機械の設置に際して、設置スペースが狭い場所で設置条件の変更等により筐体の設置面と吸気口面の角度を変える必要が生じたときには、既に設置された狭いスペースでのポンプ部のみの回転作業を行わざるを得ず、作業スペースが無い場合はスクロール型流体機械全体を設置場所から取り出して別の広い空間でポンプ部の回転作業を実施する等、作業に多大な労力と時間を要する。
【０００９】
又、配管を使用して吸気口の向きを変更する場合は、新たに必要になる配管の費用が嵩み、限られた空間での配管設計が必要となる等の問題が発生する。
【００１０】
本発明は上記問題に鑑みてなされたもので、その目的とする処は、所定角度回転させるだけの簡単な作業で吸気口の向きを所望の角度だけ動かすことができるスクロール型流体機械を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【００１１】
上記目的を達成するため、請求項１記載の発明は、固定スクロールと旋回スクロールにて機械本体内に流体室を画成するとともに、該流体室に連なる吸気口を前記機械本体の１面に設置し、前記旋回スクロールを前記固定スクロールに対して偏心運動させることによって前記流体室の体積を変化させて真空又は高圧の状態を作り出すスクロール型流体機械において、複数の設置面を設けたことを特徴とする。
【００１２】
請求項２記載の発明は、請求項１記載の発明において、前記機械本体の吸気口設置面以外の面であって、少なくとも吸気口設置面に対向する面と該面に対して直角に連なる面を覆う筐体によって前記機械本体を支持したことを特徴とする。
【００１３】
請求項３記載の発明は、請求項２記載の発明において、前記筐体の各面と前記流体機械本体との間に、所定の冷却風量を確保するための空間を形成したことを特徴とする。
【００１４】
請求項４記載の発明は、請求項２又は３記載の発明において、前記筐体の各面に、所定の冷却風量を確保し易くするために切欠きを形成したことを特徴とする。
【発明の効果】
【００１５】
請求項１記載の発明によれば、当該スクロール型流体機械に複数の設置面を設けたため、所定角度回転させるだけの簡単な作業で吸気口の向きを所望の角度だけ動かすことができる。
【００１６】
請求項２記載の発明によれば、機械本体の吸気口設置面以外の面であって、少なくとも吸気口設置面に対向する面と該面に対して直角に連なる面を覆う筐体で機械本体を支持するようにしたため、スクロール型流体機械全体を９０度回転させるだけで簡単に短時間で吸気口の向きを９０度動かすことが可能となり、多大な労力と時間を省略して費用の削減を図ることができるとともに、再設計等の問題を解消することができる。
【００１７】
請求項３記載の発明によれば、筐体の各面と流体機械本体との間に、所定の冷却風量を確保するための空間を形成したため、スクロール型流体機械を壁際に押し付けて設置しても、所要の冷却風量を確保することができる。
【００１８】
請求項４記載の発明によれば、前記筐体の各面に形成された切欠きによって所要の冷却風量を確保し易くなり、スクロール型流体機械を効率良く冷却してその温度上昇を防ぐことができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１９】
以下に本発明の実施の形態を添付図面に基づいて説明する。
【００２０】
図１は本発明に係るスクロール型流体機械の破断側面図、図２はサクションアダプタ及びエキゾーストアダプタが側方に向けて設置されたスクロール型流体機械の正面図、図３は同斜視図、図４はサクションアダプタ及びエキゾーストアダプタが上方に向けて設置されたスクロール型流体機械の正面図、図５は同斜視図である。
【００２１】
図１に示すように、スクロール型流体機械１は、外枠を構成する機械本体（圧縮機部）１０を有しており、この機械本体１０には、図２に示すサクションアダプタ９０とエキゾーストアダプタ９１とがそれぞれ設けられている。これらのサクションアダプタ９０とエキゾーストアダプタ９１は、それぞれ固定スクロールケース２１の内部に連通している。
【００２２】
而して、所望の不図示の容器内を真空状態にしたい場合には、当該容器をサクションアダプタ９０に接続してスクロール型流体機械１を動作させることによって容器内を真空状態にすることができるよう構成されている。スクロール型流体機械１がスクロール型真空ポンプとして動作しているときには、容器内の流体であるエアーはスクロール型流体機械１によって抜き取られ、エキゾーストアダプタ９１から大気中に排出される。
【００２３】
又、機械本体１０の内部には、固定スクロール２０と旋回スクロール３０が設けられており、機械本体１０の外部には、モータ４１を備えたモータケース４０が接続されている。
【００２４】
上記固定スクロール２０は、前記固定スクロールケース２１を有しており、該固定スクロールケース２１は、２つの略同一円形状を成す端面２１Ａ，２１Ｂと、これらの端面２１Ａ，２１Ｂを接続する周面２１Ｃによって構成されている。ここで、端面２１Ａ，２１Ｂは略平行の位置関係にあり、固定スクロールケース２１は、機械本体１０に対して移動不能に固定されている。
【００２５】
又、固定スクロール２１の内部には、前記旋回スクロール３０を構成する旋回スクロール円盤３１が設けられている。この旋回スクロール円盤３１は、端面２１Ａ，２１Ｂよりも半径が若干小さい円形状を成し、端面２１Ａ，２１Ｂからそれぞれ等しい距離で離間して端面２１Ａ，２１Ｂに対して略平行の位置関係で配置されている。そして、旋回スクロール円盤３１の一方の面３１Ａは、一方の端面２１Ａに対向し、旋回スクロール円盤３１の他方の面３１Ｂは、他方の端面２１Ｂに対向している。
【００２６】
更に、旋回スクロール円盤３１の中心から偏心した位置には貫通孔３０ａが形成されており、この貫通孔３０ａにはクランクシャフト５０が貫通している。旋回スクロール円盤３１は、ベアリング５１を介してクランクシャフト５０に支持されており、クランクシャフト５０は旋回スクロール３０に対して回転可能である。そして、クランクシャフト５０は、ベアリング５２を介して機械本体１０に支持されており、機械本体１０に対して回転可能である。従って、旋回スクロール３０は、機械本体１０に間接的に支持された状態となっている。
【００２７】
又、クランクシャフト５０は、前記モータケース４０内のモータ４１に駆動連結されており、モータ４１によって回転駆動される。ここで、貫通孔３０ａ内に位置するクランクシャフト５０においては、クランク山部５３の半径方向の中心５３ａは、クランクシャフト５０の回転軸５０ａに対して偏心した位置にある。そして、貫通孔３０ａは、旋回スクロール円盤３１の中心から偏心した位置に形成されている。このため、旋回スクロール円盤３１は、クランクシャフト５０が回転することによって固定スクロールケース２１に対して偏心運動するように構成されている。
【００２８】
更に、旋回スクロール円盤３１上には、板を渦巻状にしたような旋回スクロール板３２Ａ，３２Ｂが設けられている。より具体的には、旋回スクロール円盤３１の一方の面３１Ａ上に一方の旋回スクロール板３２Ａが設けられており、旋回スクロール円盤３１の他方の面３１Ｂ上に他方の旋回スクロール板３２Ｂが設けられている。旋回スクロール板３２Ａ，３２Ｂは、帯状の板が渦巻状に丸められた形状を成し、それぞれの一方の側縁が一方の面３１Ａ、他方の面３１Ｂにそれぞれ固着された状態となっている。
【００２９】
図１で見た場合には、旋回スクロール板３２Ａは、旋回スクロール円盤３１の一方の面３１Ａから固定スクロールケース２１の一方の端面２１Ａに至るまで突出した板状を成しており、同様に旋回スクロール板３２Ｂは、旋回スクロール円盤３１の他方の面３１Ｂから固定スクロールケース２１の他方の端面２１Ｂに至るまで突出した板状を成している。尚、旋回スクロール板３２Ａ，３２Ｂは、旋回スクロール円盤３１と共に旋回スクロール３０を構成している。
【００３０】
他方、固定スクロールケース２１の内周面であって端面２１Ａ，２１Ｂの部分には、板状をした固定スクロール板２２Ａ，２２Ｂが設けられている。より具体的には、端面２１Ａ上に固定スクロール板２２Ａが設けられており、端面２１Ｂ上に固定スクロール板２２Ｂが設けられている。固定スクロール板２２Ａ、２２Ｂは、旋回スクロール板３２Ａ，３２Ｂと同様に帯状の板が渦巻状に丸められた形状を成し、それぞれの一方の側縁が端面２１Ａ，２１Ｂに固着された状態となっている。
【００３１】
図１で見た場合には、固定スクロール板２２Ａは、固定スクロールケース２１の一方の端面２１Ａから旋回スクロール円盤３１の一方の面３１Ａに至るまで突出した板状を成しており、同様に固定スクロール板２２Ｂは、固定スクロールケース２１の他方の端面２１Ｂから旋回スクロール円盤３１の他方の面３１Ｂに至まで突出した板状を成している。固定スクロール板２２Ａと旋回スクロール板３２Ａとは互いに噛み合ったような状態となっており、固定スクロール板２２Ａの全面は、旋回スクロール板３２Ａの略全面に沿って対向して配置された状態となっている。尚、固定スクロール板２２Ａは、固定スクロールケース２１と共に固定スクロール２０を構成している。固定スクロール板２２Ａの面と旋回スクロール板３２Ａの面とは、同時に２箇所以上で近接可能に構成されている。固定スクロール板２２Ｂ、旋回スクロール板３２Ｂも同様である。
【００３２】
又、旋回スクロール円盤３１の一方の面３１Ａと他方の面３１Ｂは、それぞれ鏡板面になっており、固定スクロール板２２Ａ，２２Ｂの突出方向における先端部とそれぞれ常時互いに近接している。同様に、固定スクロールケース２１の内周面であって端面２１Ａ，２１Ｂの部分は鏡板面になっており、旋回スクロール板３２Ａ，３２Ｂの突出方向における先端部とそれぞれ常時互いに近接している。又、図示していないが、固定スクロール板２２Ａ，２２Ｂ、旋回スクロール板３２Ａ，３２Ｂには先端部に沿って自己潤滑性樹脂から成るチップシールがそれぞれ設けられ、各チップシールが各端面と接触している。
【００３３】
これらの固定スクロール２０と旋回スクロール３０を構成する各部の接触及び近接により、固定スクロール２０と旋回スクロール３０との間において、旋回スクロール板３２と固定スクロール板２２及び旋回スクロール円盤３１と固定スクロールケース２１とにより囲まれる密閉された流体室２０ａが画成されている。この流体室２０ａを画成している面は、旋回スクロール３０が偏心運動しているときに互いに摺動する摺動面を成す。旋回スクロール板３２が偏心運動すると、固定スクロール板２２と旋回スクロール板３２とが互いに摺動し、固定スクロール板２２と旋回スクロール板３２との当接位置が変化する。この当接位置の変化によって流体室２０ａの体積が減少するよう構成されている。
【００３４】
又、固定スクロール２１には冷却フィン２３Ａ，２３Ｂとファンガイド２４Ａ，２４Ｂが設けられている。更に、クランクシャフト５０の両端にはファン６０Ａ，６０Ｂが連結されており、クランクシャフト５０が回転するとファン６０Ａが回転して冷却フィン２３Ａに沿って固定スクロールケース２１の端面２１Ａとファンガイド２４Ａの間の空間から空気が流れ込み、ファン６０Ａとファンガイド２４Ａの空間から空気が流れ出てファンカバー７０の図示しない隙間から空気が排出される構造になっている。固定スクロール２１の他方の端面２１Ｂ側についても同様である。
【００３５】
又、モータケース４０は筺体８０で支持されており、この筺体８０はスクロール型流体機械１の全体を支持している。
【００３６】
ところで、本実施の形態では、図２〜図５に示すように、筐体８０はＬ字状に屈曲成形されており、図２及び図３に示すようにサクションアダプタ９０とエキゾーストアダプタ９１が側方を向くようにスクロール型流体機械１が設置される場合には、筐体８０は、その互いに直角を成す面８０Ａ，８０Ｂがスクロール型流体機械１のサクションアダプタ９０とエキゾーストアダプタ９１が開口する面と上面を除く面、即ちサクションアダプタ９０とエキゾーストアダプタ９１が開口する面に対向する側面と底面を覆う向きに配置されてスクロール型流体機械１を支持する。この場合、筐体８０のそれぞれの面８０Ａ，８０Ｂは、固定スクロール２０を冷却するのに必要な所定の冷却風量が確保できるように、固定スクロール２０の表面から一定以上の距離離されて両者間には空間が形成されており、各面８０Ａ，８０Ｂには、所定の冷却風量を確保し易くするために切欠き８１が形成されている。又、筐体８０の２つの面８０Ａ，８０Ｂ同士は、スクロール型流体機械１の幅の２５％以下の曲率を有する曲面８２によって連続的に繋がっている。
【００３７】
そして、図２及び図３に示すようにサクションアダプタ９０とエキゾーストアダプタ９１が側方を向くようスクロール型流体機械１が設置されている状態から、該スクロール型流体機械１を９０度回転させると、図４及び図５に示すように、固定スクロール２０の冷却に必要な冷却風量を確保することができる空間を確保しながらサクションアダプタ９０とエキゾーストアダプタ９１が上を向くようスクロール型流体機械１を設置することができる。この場合、回転により変わる筐体８０の面８０Ａ，８０Ｂ同士は曲面８２で繋がっているため、スクロール型流体機械１に衝撃を与えることなく該スクロール型流体機械１を滑らかに回転させることができる。
【００３８】
以上のように、本実施の形態によれば、機械本体１０のサクションアダプタ９０とエキゾーストアダプタ９１の設置面以外の面であって、少なくともサクションアダプタ９０とエキゾーストアダプタ９１の設置面に対向する面と該面に対して直角に連なる面を覆う筐体８０で機械本体１０を支持するようにしたため、スクロール型流体機械１の全体を９０度回転させるだけで簡単に短時間でサクションアダプタ９０とエキゾーストアダプタ９１の向きを９０度動かすことが可能となり、多大な労力と時間を省略して費用の削減を図ることができるとともに、再設計等の問題を解消することができる。
【００３９】
又、本実施の形態によれば、筐体８０の各面８０Ａ，８０Ｂと機械本体１０との間に、所定の冷却風量を確保するための空間を形成したため、スクロール型流体機械１を壁際に押し付けて設置しても、所要の冷却風量を確保することができる。
【００４０】
更に、本実施の形態によれば、筐体８０の各面８０Ａ，８０Ｂに形成された切欠き８１によって所要の冷却風量を確保し易くなり、スクロール型流体機械１を効率良く冷却してその温度上昇を防ぐことができる。
【００４１】
ところで、筐体８０を図６に示すようにコの字状に成形し、機械本体１０のサクションアダプタ９０及びエキゾーストアダプタ９１を設けた面以外の３面を筐体８０の３面８０Ａ，８０Ｂ，８０Ｃで覆うようにしても前記と同様の効果を得ることができる。尚、機械本体を支持する筐体は必ずしもモータケースと一体である必要はなく、モータケースの一面に筐体を設け、この筐体を直方体形状を成すフレームに固定し、このフレーム全体を回転させることによっても本発明の目的を達成することができる。
【図面の簡単な説明】
【００４２】
【図１】本発明に係るスクロール型流体機械の破断側面図である。
【図２】サクションアダプタ及びエキゾーストアダプタが側方に向けて設置されたスクロール型流体機械の正面図である。
【図３】サクションアダプタ及びエキゾーストアダプタが側方に向けて設置されたスクロール型流体機械の斜視図である。
【図４】サクションアダプタ及びエキゾーストアダプタが上方に向けて設置されたスクロール型流体機械の正面図である。
【図５】サクションアダプタ及びエキゾーストアダプタが上方に向けて設置されたスクロール型流体機械の斜視図である。
【図６】本発明の別形態に係るスクロール型流体機械の正面図である。
【符号の説明】
【００４３】
１              スクロール型流体機械
１０            機械本体
２０            固定スクロール
２０ａ          流体室
２１            固定スクロールケース
２１ａ，２１Ｂ  固定スクロールケースの端面
２１ｃ          固定スクロールケースの周面
２２Ａ，２２Ｂ  固定スクロール板
２３Ａ，２３Ｂ  冷却フィン
２４Ａ，２４Ｂ  ファンガイド
３０            旋回スクロール
３０ａ          貫通孔
３１            旋回スクロール円盤
３１Ａ，３１Ｂ  旋回スクロール円盤の面
３２Ａ，３２Ｂ  旋回スクロール板
４０            モータケース
４１            モータ
５０            クランクシャフト
５０ａ          クランクシャフトの回転軸
５１，５２      ベアリング
５３            クランク山部
５３ａ          クランク山部の半径方向の中心
６０Ａ，６０Ｂ  ファン
７０            ファンカバー
８０            筐体
８０Ａ〜８０Ｃ  筐体の面
８１            筐体の切欠き
８２            筐体の面同士を繋ぐ曲面
９０            サクションアダプタ（吸気口）
９１            エキゾーストアダプタ（排気口）
【図１】
2008101468.tif 000003
【図２】
2008101468.tif 000004
【図３】
2008101468.tif 000005
【図４】
2008101468.tif 000006
【図５】
2008101468.tif 000007
【図６】
2008101468.tif 000008