(57)【要約】【課題】スクロール減圧機械において、生成される低圧の領域を利用して、大気を自動的に吸引させることにより、駆動軸と一体をなす偏心軸、並びにその軸受その他の周辺部材を冷却させて、耐久性を高めるようにする。【解決手段】駆動軸８に、軸線方向を向く通気孔２１と、この通気孔２１から径方向に延出し、内部に、駆動軸８の非回転時には閉じているが、駆動軸８が回転すると、それに伴う遠心力によって開弁する逆止弁２５を備える弁孔２２を設け、かつこの弁孔２２の径方向の外端を、固定スクロール３ｃと旋回スクロール５の噛み合わせによって形成されている圧縮室２における低圧領域に開口させる。【選択図】        図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
ハウジング内に設けた固定スクロールにおける固定ラップと、駆動軸と一体をなす偏心軸に枢支した旋回スクロールにおける旋回ラップとを噛み合わせ、駆動軸をもって、旋回スクロールを一定の偏心量で旋回させることにより、ハウジングの外周部より吸入した気体を、その中心方向へ行くに従って、圧縮して排出させるようにしたスクロール減圧機械において、駆動軸に、軸線方向を向く通気孔と、この通気孔から径方向に延出し、内部に、駆動軸の非回転時には閉じているが、駆動軸が回転すると、それに伴う遠心力によって開弁する逆止弁を備える弁孔を設け、かつこの弁孔の径方向の外端を、前記固定スクロールと旋回スクロールの噛み合わせによって形成されている圧縮室における低圧領域に開口させたことを特徴とするスクロール減圧機械。
【請求項２】
旋回スクロールにおける旋回端板に、径方向の内端が前記弁孔の径方向の外端と連通し、かつ径方向の外端が、前記圧縮室における低圧領域に開口する送気孔を設けたことを特徴とする請求項１記載のスクロール減圧機械。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、ハウジング内に設けた固定スクロールにおける固定ラップと、駆動軸と一体をなす偏心軸に枢支した旋回スクロールにおける旋回ラップとを噛み合わせ、駆動軸をもって、旋回スクロールを一定の偏心量で旋回させることにより、ハウジングの外周部より吸入した気体を、その中心方向へ行くに従って、圧縮して排出させるようにしたスクロール真空ポンプを含むスクロール減圧機械に関する。
【０００２】
【従来の技術】
前項に記載したようなスクロール減圧機械自体は、関係技術者には周知である。
【０００３】
このようなスクロール減圧機械において、運転時間が長期に及ぶと、駆動軸と一体をなす偏心軸、並びにそれを支持している軸受やパッキンの温度が上昇し、遂には軸受やパッキンが損傷されて、使用に耐えなくなることがある。
【０００４】
従って、スクロール減圧機械において、その耐久性を高めるためには、長時間運転しても、駆動軸と一体をなす偏心軸が過度に高温とならないようにすることが、必須の要件である。
【０００５】
このような要求に応えるために、従来、次のような手段が採られていることは参考文献を挙げるまでもなく、関係技術者であればよく知悉しているところである。
【０００６】
（１）スクロール減圧機械における圧縮部に、低温もしくは常温の空気もしくは窒素を導入して、この部分を冷却するとともに、圧縮部内の気体の毒性を希釈する。
【０００７】
（２）駆動軸に軸線方向の通気孔をあけ、低温もしくは常温の空気または窒素を、通気孔から吐出させ、軸受部を通過させた後、圧縮部内へ送入し、この部分を冷却させた後、吐出気体とともに排出させる。
【０００８】
（３）駆動軸と一体をなす偏心軸を中空とし、その中に、冷温もしくは常温の空気を送り込んで、偏心軸を冷却する。
【０００９】
【発明が解決しようとする課題】
しかし、前記した従来の各技術的手段には、次のような問題がある。
圧縮部に、低温もしくは常温の空気もしくは窒素を導入するためには、内部に、そのための導入路を設けるとともに、外部に、それらを供給するための手段を設けなければならない。そのため、構造が複雑となるとともに、装置全体が大型化し、かつ価格も大となる。
【００１０】
駆動軸を回転させると、遠心力によって、駆動軸に設けた通気孔より、低温もしくは常温の空気または窒素が吐出されて、軸受部等は冷却されるが、駆動軸を停止させると、圧縮部における、時として有毒ガスや不純物を含む気体が逆流し、通気孔を経て大気中へ放出されるので、周囲が汚染される。
【００１１】
本発明は、このような従来技術における問題点に鑑み、運転に伴い、ハウジング内に低圧の領域が生成されるスクロール真空ポンプを含むスクロール減圧機械において、生成される低圧の領域を利用して、大気を自動的に吸引させることにより、駆動軸と一体をなす偏心軸、並びにその軸受その他の周辺部材を冷却させて、耐久性を高めるようにすることを目的とするもので、その具体的手段は次の通りである。
【００１２】
【課題を解決するための手段】
（１）  ハウジング内に設けた固定スクロールにおける固定ラップと、駆動軸と一体をなす偏心軸に枢支した旋回スクロールにおける旋回ラップとを噛み合わせ、駆動軸をもって、旋回スクロールを一定の偏心量で旋回させることにより、ハウジングの外周部より吸入した気体を、その中心方向へ行くに従って、圧縮して排出させるようにしたスクロール減圧機械において、駆動軸に、軸線方向を向く通気孔と、この通気孔から径方向に延出し、内部に、駆動軸の非回転時には閉じているが、駆動軸が回転すると、それに伴う遠心力によって開弁する逆止弁を備える弁孔を設け、かつこの弁孔の径方向の外端を、前記固定スクロールと旋回スクロールの噛み合わせによって形成されている圧縮室における低圧領域に開口させる。
【００１３】
（２）  上記（１）項において、旋回スクロールにおける旋回端板に、径方向の内端が前記弁孔の径方向の外端と連動し、かつ径方向の外端が、前記圧縮室における低圧領域に開口する送気孔を設ける。
【００１４】
【発明の実施の形態】
図１は、ハウジング内で旋回スクロールを一定の偏心量をもって旋回させることにより、ハウジングの外周部から吸入した気体を、旋回スクロールと固定スクロールを組み合わせて形成した圧縮部へ吸引させ、その中心方向を行くに従って圧縮した後、中心部より吐出させるようにしたスクロール真空ポンプもしくはスクロール減圧機械に本発明を適用した一例を示す縦断側面図である。
【００１５】
（１）は、密閉された円盤状の圧縮室（２）を備えるハウジングで、筐体（３）と蓋体（４）とからなり、かつ外周部に吸入孔（１ａ）が設けられている。
【００１６】
筐体（３）および蓋体（４）は、それぞれ、圧縮室（２）の両側に対向して位置する固定端板（３ａ）（４ａ）を有し、それらの圧縮室（２）側を向く面には、それぞれ渦巻状の固定ラップ（３ｂ）（４ｂ）が立設されて、固定スクロール（３ｃ）（４ｃ）が形成されている。
【００１７】
両固定端板（３ａ）（４ａ）の間において、圧縮室（２）内には、旋回スクロール（５）が、圧縮室（２）の軸線まわりに旋回しうるようにして設けられている。
【００１８】
旋回スクロール（５）は、旋回端板（５ａ）の両面に、それぞれ前記固定スクロール（３ｃ）（４ｃ）と１８０°ずらせて嵌入して噛み合う旋回ラップ（５ｂ）（５ｂ）を立設したもので、ハウジング（１）の中心部にベアリング（６）（７）を介して嵌設した駆動軸（８）の偏心軸部（８ａ）に、ベアリング（９）（１０）を介して枢支されている。
【００１９】
旋回端板（５ａ）は、互いに等間隔をもって同一円周上に配設された、図１には示されていない公知の３個のピンクランク式自転防止機構を介して、固定端板（３ａ）に連係され、駆動軸（８）が回転すると、旋回端板（５ａ）は、圧縮室（２）内において偏心公転運動をし、互いに噛み合う固定ラップ（３ｂ）（４ｂ）と旋回ラップ（５ｂ）との間の空間の径方向の寸法が変化するようになっている。
【００２０】
なお、前記ピンクランク式自転防止機構は、図２に示すように、ピンクランク（１１）の主軸（１１ａ）を、ボールベアリング（１２）を介して固定端板（３ａ）に枢支し、かつ同じくクランク軸（１１ｂ）を、旋回端板（５ａ）の外周付近に穿設した支持孔（１３）に嵌合した適宜の軸受（１４）をもって枢支したものである。
【００２１】
筐体（４）の中心に近い個所には、軸線方向を向き、かつ内側端が、前記圧縮室（２）の中心に近い個所に開口し、外側端が塞栓（１５）で閉じられた通孔（１６）が設けられている。
【００２２】
また、筐体（４）には、その外周面より前記通孔（１６）に至る径方向の導出孔（１７）が設けられ、導出孔（１７）の径方向の外端には、排気ジョイント（１８）が嵌合されている。
駆動軸（８）は、図示しないモータをもって駆動されるようになっており、かつ筐体（３）と蓋体（４）の外側至近の位置において、駆動軸（８）にはそれぞれ冷却ファン（１９）（２０）が取付けられている。
【００２３】
また、筐体（３）および蓋体（４）の外側面には、適宜の冷却フィン（３ｄ）（４ｄ）が突設されている。
さらに、この実施の形態においては、本発明の新規な特徴として、駆動軸（８）の中心に、その全長に亘り、かつ端部が外気に通ずる通気孔（２１）を貫設し、かつ駆動軸（８）と一体をなす偏心軸（８ａ）の厚肉部の軸線方向の中央に、前記通気孔（２１）より外周面に至る弁孔（２２）をあけてある。
【００２４】
さらに、旋回端板（５ａ）に、前記通気孔（２１）の径方向の外端から、環状の連通路（２４ａ）を介して径方向に延び、固定ラップ（３ｂ）（４ｂ）と旋回ラップ（５ｂ）が噛み合って形成されている圧縮室（２）の径方向の中間部である低圧領域に、小径の出口孔（２３）を介して開口する送気孔（２４）を設けてある。
【００２５】
前記弁孔（２２）内には、径方向の外方へは開くが内方へは開かない適宜の逆止弁（２５）が嵌設されている。
【００２６】
逆止弁（２５）の形態は任意であるが、その一例を図３に示してある。
弁孔（２２）の径方向の内端に、小径の弁座（２２ａ）を形成し、かつその外端部に、外方が大径となる段孔（２２ｂ）を設けてある。
【００２７】
弁孔（２２）内における弁座（２２ａ）の外側に円板弁（２６）を設け、段孔（２２ｂ）の外側に、適宜の吐出孔（２７ａ）を有する受支板（２７）を係止してある。
【００２８】
円板弁（２６）の中心より径方向の外方へ向けて突設した弁軸（２８）を、受支板（２７）の中心へ遊嵌するとともに、円板弁（２６）と受支板（２７）の間において、弁軸（２８）に圧縮コストばね（２９）を嵌合してある。
【００２９】
このような構成のスクロール減圧機械において、逆止弁（２５）の圧縮コイルばね（２９）の強さを、後記する目的を達成しうるように所要に定めて、円板弁（２６）を閉じさせた状態で、吸入孔（１ａ）を減圧もしくは真空にしようとする密閉容器（図示略）に接続するとともに、駆動軸（８）に設けた通気孔（２１）を外気に連通させた状態で駆動軸（８）を駆動する。
【００３０】
駆動軸（８）の回転に伴い、それに枢支されている旋回スクロール（５）は、固定スクロール（３ｃ）（４ｃ）と噛合したまま、一定の偏心量で旋回運動をし、これに伴い、吸入孔（１ａ）に接続された密閉容器内は逐次減圧され、ハウジング（１）内におけるスクロール（３ｃ）（４ｃ）（５）の噛合い部の中心に近い部分に、低圧領域が生成される。
【００３１】
しかしてこの際、駆動軸（８）の回転速度が一定値以上となると、逆止弁（２５）の円板弁（２６）は、それに伴う遠心力を設け、圧縮コイルばね（２９）に抗して径方向に移動して開く。
【００３２】
従って外気は、ハウジング（１）内の固定・旋回両スクロール（３ｃ）（４ｃ）（５）の噛合部に生成される低圧領域に吸引されて、通気孔（２１）、逆止弁（２５）、および環状の連通路（２４ａ）を経て、送気孔（２４）へ流入し、その末端の出口孔（２３）より吐出する。
【００３３】
従って、駆動軸（８）の偏心軸（８ａ）、およびその外周に設けられているベアリング（９）（１０）やパッキン等は冷却され、その耐久年数は長くなる。
【００３４】
また運転を止めると、逆止弁（２５）は自動的に閉じるので、前記低圧領域に溜っている有害の可能性のある気体が外部へ放出されて環境を汚染することはない。
【００３５】
なお実施の形態における固定スクロールおよび旋回スクロールは両面式のものであるが、本発明は、各スクロールが片面式のものに対しても等しく適用しうることは言うまでもない。
【００３６】
【発明の効果】
運転に伴い、逆止弁は開き、低温もしくは常温の外気が、自動的に圧縮室における低圧領域へ吸引され、駆動軸およびその周辺の軸受その他の部材は効果的に冷却されるので耐用年数は延びる。
【００３７】
運転を止めれば、逆止弁（２５）は自動的に閉じるので、前記低圧領域に溜まっている有害の可能性のある気体が外部へ放出されて環境を汚染することはない。
【００３８】
さらに、逆止弁を通って圧縮室へ流入した気体により、圧縮室内部の水分や、運転により発生した摩耕粉等が、圧縮気体とともに排出される利点もある。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の一実施形態を示す縦断側面図である。
【図２】ピンクランク式自転防止機構を、分解して略示する縦断面図である。
【図３】逆止弁を例示する拡大縦断面図である。
【符号の説明】
（１）ハウジング
（１ａ）吸入孔
（２）圧縮室
（３）筐体
（３ａ）固定端板
（３ｂ）固定ラップ
（３ｃ）固定スクロール
（３ｄ）冷却フィン
（４）蓋体
（４ａ）固定端板
（４ｂ）固定ラップ
（４ｃ）固定スクロール
（４ｄ）冷却フィン
（５）旋回スクロール
（５ａ）旋回端板
（５ｂ）旋回ラップ
（６）（７）ベアリング
（８）駆動軸
（８ａ）偏心軸
（９）（１０）ベアリング
（１１）ピンクランク
（１１ａ）主軸
（１１ｂ）クランク軸
（１２）ボールベアリング
（１３）支持孔
（１４）軸受
（１５）塞栓
（１６）通孔
（１７）導出孔
（１８）排気ジョイント
（１９）（２０）冷却フィン
（２１）通気孔
（２２）弁孔
（２２ａ）弁座
（２２ｂ）段孔
（２３）出口孔
（２４）送気孔
（２４ａ）連通路
（２５）逆止弁
（２６）円板弁
（２７）受支板
（２７ａ）吐出孔
（２８）弁軸
（２９）圧縮コイルばね
【図１】
2004316440.tif 000003
【図２】
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【図３】
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