(57)【要約】【課題】  スクロール流体機械において、固定ラップと旋回ラップをもって形成される密閉室の内端部が異常に昇圧するのを防止する。【解決手段】  固定スクロール１１における固定ラップ１０と、旋回スクロール９における旋回ラップ８とを互いに噛み合わせ、後者を偏心的に旋回運動させることにより、両ラップ１０、８間に形成される密閉室１２内へ外周部から吸引された気体を、中心方向へ行くに従って加圧し、中心部に設けた導孔より排出させるようにしたスクロール真空ポンプにおいて、密閉室１２の内端部１２ａに、排気孔１７と弁装置を有する隔壁１８を介して吐出連通室１９を設け、この吐出連通室１９と、排気孔１７とを適宜連通させるとともに、弁装置を、密閉室１２の内端部１２ａにおける気体の圧力が一定以上となったとき開いて、密閉室１２内の圧力気体の少くとも一部を、吐出連通室１９内へ逃がすようなものとする。【選択図】  図１
2005226603.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
固定スクロールにおける固定ラップと、旋回スクロールにおける旋回ラップとを互いに噛み合わせ、後者を偏心的に旋回運動させることにより、両ラップ間に形成される密閉室内へ外周部から吸引された気体を、中心方向へ行くに従って加圧し、中心部に設けた排気孔より排出させるようにしたスクロール真空ポンプにおいて、
前記密閉室の内端部に、導孔と弁装置を有する隔壁を介して吐出連通室を設け、この吐出連通室と前記排気孔とを適宜連通させるとともに、前記弁装置を、前記密閉室の内端部における気体の圧力が一定以上となったとき開いて、密閉室内の圧力気体の少くとも一部を、前記吐出連通室内へ逃がすようなものとしてなることを特徴とするスクロール真空ポンプ。
【請求項２】
弁装置は、隔壁に設けた弁孔と、この弁孔内へ前記吐出連通室方向へ向かって開くようにして設けられた弁体と、この弁体を、前記密閉室の内端部方向へばね付勢することにより、前記弁孔を閉じさせるようになっているばねとからなっている請求項１記載のスクロール真空ポンプ。
【請求項３】
固定ラップの内周端は、排気孔を囲む円形塊状部の外周面に接続され、かつ固定ラップの内周端よりやや外周方向において、固定ラップと円形塊状部の外周面との間に隔壁を形成し、この隔壁より内周方向における固定ラップと前記塊状部の外周面との間の空間をもって、吐出連通室としたことを特徴とする請求項１または２記載のスクロール真空ポンプ。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、スクロール真空ポンプに関する。
【背景技術】
【０００２】
まず、スクロール真空ポンプの一般的な構成を、図３および図４を参照して説明する。
【０００３】
ハウジング(１)における筐体(２)と蓋体(３)の中心に、偏心軸部(４)と一体をなす駆動軸(５)を貫設してある。
【０００４】
駆動軸(５)の偏心軸部(４)にニードルベアリング(６)を介して枢支した旋回端板(７)の両面に旋回ラップ(８)を立設して、旋回スクロール(９)を形成してある。
【０００５】
ハウジング(１)における筐体(２)と蓋体(３)の対向面には、それぞれ前記旋回ラップ(８)と噛合しうる固定ラップ(10)を立設して、固定スクロール(11)を形成してある。
【０００６】
前記旋回ラップ(８)と固定ラップ(10)を噛み合わせることにより、両ラップ(８)(10)間に、旋回に応じて、径方向に容積が変化する密閉室(12)を形成してある。
【０００７】
旋回端板(７)と不動部であるハウジング(１)の筐体(２)の外周部にまたがって、旋回スクロール(９)の自転運動を防止するための、公知のクランクピン式の自転防止機構(13)を設けてある。
【０００８】
駆動軸(５)をもって旋回スクロール(９)を偏心的旋回運動させると、ハウジング(１)の筐体(２)の外周部に設けた吸気孔(14)より気体を吸引し、この気体は、ハウジング(１)の中心方向へ行くに従い、容積が縮小されて圧縮された後、蓋体(３)側の密閉室(12)の中心付近に設けた通気孔(15)と、旋回端板(７)の中心付近に設けた通気孔(16)を経て、筐体(２)側の密閉室(12)の中心付近に設けた排気孔(17)より吐出させられる。
【０００９】
しかして、この場合、吸気口(14)を図示しない被減圧部と接続してスクロール真空ポンプを運転すると、運転の初期においては、気体を圧縮するために必要な空力的動力が、駆動軸を運転するために軸受部などで費消される機械的動力よりも大きいが、運転の継続に伴って、この傾向は逆転し、密閉容器内が到達圧力となった際には、気体の吸込みはないため、機械的動力が運転に必要な動力の大部分を占めることとなる。
【００１０】
これについて、旋回ラップ(８)と固定ラップ(10)の中心部の軸線方向の拡大縦断面図である図４を参照して詳細に説明する。
【００１１】
旋回スクロール(９)における旋回ラップ(８)の内周端(8a)は、隔壁(18)および吐出連通室(19)を経て、前記ニードルベアリング(６)を嵌支する環状ボス(20)に連なっている。
【００１２】
隔壁(18)は、環状ボス(20)の外周面と旋回ラップ(８)の最内周部との間を仕切っており、かつ密閉室(12)と吐出連通室(19)とを連通する小径の通孔(21)があけられている。
【００１３】
吐出連通室(19)は、隔壁(18)の内周、すなわち隔壁(18)と環状ボス(20)との間に形成され、前記排気孔(17)は、吐出連通室(19)内に設けられている。
【００１４】
吸入空気や外気の温度が正常範囲内にあり、かつ旋回ラップ(８)と固定ラップ(10)の間隙や、回転に伴う摺接範囲や摩擦等が、設計時に想定した条件内にある限り、また固定ラップ(10)の内端(10a)が設計範囲内に位置している限り、上記した吸排気は異常なく行われる。
【００１５】
しかし、外気温度の変化や、旋回ラップ(８)または固定ラップ(10)の異常な変形や伸び、あるいは両ラップ(８)(10)の相互間接触圧力の異常等があると、密閉室(12)の内端部(12a)における気体の圧力は過大となって、気体は小径の通孔(21)を円滑に連続して通過することができず、過大な抵抗を発生させ、場合によっては閉塞状態を起こすことがある。
【００１６】
そのため、駆動軸を駆動するために必要な動力が急激に増大したり、その軸受部等に過大な負荷が作用したりして、高熱を発するとともに、各部の耐久性が減じられることがある。
【００１７】
このような不都合を未然に防止するために、運転に伴い、前記密閉室(12)の内端部(12a)に発生する気体の圧力を、理想的に可能な最大圧力よりもやや低目に設定しているのが実情である。しかしこのことは、本来発揮しうる能力をやや低目に抑えていることを意味し、不利益という他はない。
また、吸気口(14)を密閉されている被減圧室に接続して、被減圧室を減圧する場合、起動時である運転の初期においては、被減圧室内における大気圧の状態にある気体を多量に吸込むため、吐出圧力が上昇して、負荷が増大し、モーターの駆動動力は大となる。
しかし、運転の継続に伴い、吸込圧力は低下し、それに伴って、吐出圧力は大気圧程度にまで低下するため、モーターの駆動動力は低減する。
【００１８】
このような動力状態が、真空ポンプにおいては、起動時の一定時間に亘って発生するため、その動力を消費するためにのみ、駆動動力の大きなモーターを設けなければならず、コスト的に不利であり、また大きな出力のモーターを設けるため、真空ポンプ自体の重量並びに寸法が大となるという問題をかかえていた。
【００１９】
このような目的のために、固定スクロールの鏡板上における圧縮室と連通する位置に、吐出弁を備える補助吐出孔を設けたスクロール圧縮機も知られている（特許文献１）。
しかし、このものでは、補助吐出孔の縁によって、チップシールが短時間の中に損傷されて、使用に堪えなくなることは明らかである。
【特許文献１】特開昭６１−１１６０８５号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【００２０】
本発明が解決しようとする課題は、前記した構成のスクロール真空ポンプにおいて、前述したように、固定ラップと旋回ラップをもって形成される密閉室の内端部の異常昇圧によって、上記のような問題が発生するのを未然に防止するとともに、特許文献１に記載されているもののように、補助吐出孔によってチップシールが傷付けられることなく、所期の目的を果たしうるスクロール真空ポンプを提供することである。
【課題を解決するための手段】
【００２１】
本発明によると、上記課題は、次のような手段によって解決される。
(１)固定スクロールにおける固定ラップと、旋回スクロールにおける旋回ラップとを互いに噛み合わせ、後者を偏心的に旋回運動させることにより、両ラップ間に形成される密閉室内へ外周部から吸引された気体を、中心方向へ行くに従って加圧し、中心部に設けた排気孔より排出させるようにしたスクロール真空ポンプにおいて、
前記密閉室の内端部に、導孔と弁装置を有する隔壁を介して吐出連通室を設け、この吐出連通室と前記排気孔とを適宜連通させるとともに、前記弁装置を、前記密閉室の内端部における気体の圧力が一定以上となったとき開いて、密閉室内の圧力気体の少くとも一部を、前記吐出連通室内へ逃がすようなものとする。
【００２２】
(２)上記(１)項において、弁装置は、隔壁に設けた弁孔と、この弁孔内へ吐出連通室方向へ向かって開くようにして設けられた弁体と、この弁体を、前記密閉室の内端部方向へばね付勢することにより、前記弁孔を閉じさせるようになっているばねとからなっている。
【００２３】
(３)上記(１)または(２)項において、固定ラップの内周端は、排気孔を囲む円形塊状部の外周面に接続され、かつ固定ラップの内周端よりやや外周方向において、固定ラップと円形塊状部の外周面との間に隔壁を形成し、この隔壁より内周方向における固定ラップと前記塊状部の外周面との間の空間をもって、吐出連通室とする。
【発明の効果】
【００２４】
請求項１記載の発明：固定ラップと旋回ラップによって形成される密閉室内の圧力が、その内周端部において、設計値以上となった場合、その圧力は、吐出連通室内において自動的に減圧され、円滑に排出される。従って各作動部分に、無理な力が作用することはなく、また前記密閉室の内周端部における圧力の限界を上昇させて、性能の向上を図ることができる。
【００２５】
請求項２記載の発明：密閉室の内端部の圧力が一定値以上となったとき、この内端部と吐出連通室とを区分する隔壁における弁装置を、簡単な手段で、自動的に開かせることができる。
【００２６】
請求項３記載の発明：固定ラップの内周端部と円形塊状部との間に吐出連通室が形成されるので、吐出連通室のための特別のスペースの必要はなく、洗練された設計を行うことができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００２７】
本発明を実施するための最良と思われる形態を、図１および図２を参照して説明する。
【００２８】
図１および図２は、本発明の一実施形態を備える旋回ラップおよび固定ラップの内端部を示す図であり、図３におけるＡ−Ａ線縦断面図に相当する図の中心部を拡大して示す図である。
【００２９】
旋回ラップ(８)および固定ラップ(10)の配置その他は、図３、図４に示した従来のものと基本的に異なることはないので、相違する点についてのみ説明する。
【００３０】
密閉室(12)と吐出連通室(19)を仕切る隔壁(18)には、小径の吐出連通孔(21)の側方に大径の弁孔(22)が設けられ、弁孔(22)には、吐出連通室(19)の内方へ向かって移動して開弁しうる弁体(23)が嵌合されている。
【００３１】
弁体(23)は、吐出連通室(19)内に設けた圧縮ばね(24)により密閉室(12)の方向に押されて、常時弁孔(22)を閉じており、密閉室(12)の内端部(12a)の圧力が適正範囲にある限り、加圧気体は、吐出連通孔(21)、吐出連通室(19)および排気孔(17)を経て円滑に排出される。
【００３２】
しかして、前記密閉室(12)の内端部(12a)の圧力が、設計上定めた一定値以上となったときには、弁体(23)は圧縮ばね(24)を押して開く。そのため、密閉室(12)の内端部(12a)における高圧気体は、吐出連通室(19)内へ逃げ込んで減圧されて、適正圧力となった後、排気孔(17)より円滑に排気させられる。
【００３３】
このように、本発明によると、温度条件や各部の接触条件の変化等により、密閉室(12)の内端部(12a)における圧力が設定値を超えた場合には、高圧の気体は、吐出連通室(19)内において自動的に減圧されて適正圧力とされる。
【００３４】
従って、密閉室(12)の内端部(12a)における気体は、減圧されて排気孔(17)より、大気側へ向かって、円滑かつ連続的に吐出され、駆動軸(５)の抵抗が過大となることはなく、駆動源その他の作動部分に無理な力が作用することもない。
【産業上の利用可能性】
【００３５】
スクロール真空ポンプにおいて、固定ラップと旋回ラップによって形成される密閉室の内周端部における過圧を解消させて、円滑かつ軽快な作動をさせることができる。
【００３６】
なお、吐出連通孔を固定スクロールの最内周に設けてある真空ポンプにおいても、本発明は、同様に実施しうることは言うまでもない。
【図面の簡単な説明】
【００３７】
【図１】本発明の一実施形態を中心部付近の拡大断面図で、固定ラップの内周端が密閉室内端部より離間している状態を示す図である。
【図２】固定ラップの内周端が密閉室内端部へ近接している状態における図１と同様の図である。
【図３】従来のスクロール真空ポンプの代表的な例を示す縦断側面図である。
【図４】図３におけるＡ−Ａ線拡大縦断面図で、固定ラップの内周端が密着室内端部に密接している状態を示す図である。
【符号の説明】
【００３８】
(１)ハウジング
(２)筐体
(３)蓋体
(４)偏心軸部
(５)駆動軸
(６)ニードルベアリング
(７)旋回端板
(８)旋回ラップ
(8a)内周端
(９)旋回スクロール
(10)固定ラップ
(10a)内周端
(11)固定スクロール
(12)密閉室
(12a)内端部
(13)自転防止機構
(14)吸気孔
(15)(16)通気孔
(17)排気孔
(18)隔壁
(19)吐出連通室
(20)環状ボス
(21)吐出連通孔
(22)弁孔
(23)弁体
(24)圧縮ばね
【図１】
2005226603.tif 000003
【図２】
2005226603.tif 000004
【図３】
2005226603.tif 000005
【図４】
2005226603.tif 000006