特開 2022-168847 センター・カムシャフト・スクロール・ポンプ

(19)【発行国】日本国特許庁(JP)

(12)【公報種別】公開特許公報(A)

(11)【公開番号】P2022168847

(43)【公開日】2022-11-08

(54)【発明の名称】センター・カムシャフト・スクロール・ポンプ

(51)【国際特許分類】

   F04C 18/02 20060101AFI20221031BHJP

【ＦＩ】

F04C18/02 311M

F04C18/02 311X

【審査請求】未請求

【請求項の数】22

【出願形態】ＯＬ

【外国語出願】

(21)【出願番号】P 2022071237

(22)【出願日】2022-04-25

(31)【優先権主張番号】63/179,967

(32)【優先日】2021-04-26

(33)【優先権主張国・地域又は機関】US

(71)【出願人】

【識別番号】522165924

【氏名又は名称】ダビル サーフェシズ 、インコーポレイテッド

(74)【代理人】

【識別番号】110000855

【氏名又は名称】弁理士法人浅村特許事務所

(72)【発明者】

【氏名】アナトリー ニットサー

(72)【発明者】

【氏名】テリー チャン

(72)【発明者】

【氏名】デイビッド ジョバ

【テーマコード（参考）】

3H039

【Ｆターム（参考）】

3H039AA12

3H039BB28

3H039CC10

3H039CC12

3H039CC14

3H039CC31

(57)【要約】

【課題】ポンプの動作効率を改善する。
【解決手段】スクロールポンプは、第１のインボリュートを有する第１のスクロール部材、第２のインボリュートを有する第２のスクロール部材スクロール部材、並びに第１のスクロール部材及び第２のスクロール部材に回転可能に接続されたカムシャフトを含む。リンクは、第１のスクロール部材と第２のスクロール部材に枢動可能に接続されている。第１及び第２のスクロール部材は協働して、スクロールポンプの動作中に作動流体が加圧される作業容積を規定する。第２のスクロール部材は、そのエンドプレートの第１及び第２の対向する表面全体の圧力を等しくするように構成される。第２のスクロール部材は、第２のスクロール部材のエンドプレートの第１及び第２の対向する表面を横切る圧力に応答して、第２のスクロール部材を第１のスクロール部材に向かって付勢するように構成されたピストン及び空洞を含む。
【選択図】図１

【特許請求の範囲】

【請求項1】

第１のスクロール部材であって、第１のエンドプレートと、前記第１のエンドプレートの第１の側から軸方向に延在する第１のインボリュートとを備える、第１のスクロール部材と、
前記第１のスクロール部材と係合する第２のスクロール部材であって、第２のエンドプレートと、前記第２のエンドプレートの第１の側から軸方向に延在する第２のインボリュートとを含み、前記第１のインボリュートが前記第２のインボリュートと交互に配置される、第２のスクロール部材と、
前記第１のスクロール部材に枢動可能に接続され、前記第２のスクロール部材に枢動可能に接続されたリンクと、
第１の回転軸を有する第１のシャフト部分を有するカムシャフトであって、前記第１のシャフト部分が前記第１のスクロール部材に回転可能に接続され、前記カムシャフトはさらに、前記第１のシャフト部分に接続された第２のシャフト部分を有し、前記第２のシャフト部分が前記第１の回転軸に平行であり、前記第１の回転軸から半径方向にオフセットされた第２の回転軸を有し、前記第２のシャフト部分が前記第２のスクロール部材に回転可能に接続された、カムシャフトと、
を備え、
前記カムシャフトの回転により、前記第２のスクロール部材が前記第１のスクロール部材に対して軌道経路を移動し、それにより、前記第２のインボリュートが前記第１のインボリュートに対して軌道経路を移動する、
スクロールポンプ。

【請求項2】

前記第１のスクロール部材が第１のピボット点を含み、
前記第２のスクロールが第２のピボット点を含み、
前記リンクの第１の部分が前記第１のピボット点に枢動可能に接続されており、
前記リンクの第２の部分が前記第２のピボット点に枢動可能に接続されている、
請求項１に記載のスクロールポンプ。

【請求項3】

前記リンクが、前記第２のスクロール部材に対する前記第１のスクロール部材の回転を実質的に排除する、請求項２に記載のスクロールポンプ。

【請求項4】

前記第１のピボット点が、前記第１のインボリュートの半径方向外側に配置されている、請求項３に記載のスクロールポンプ。

【請求項5】

前記第２のピボット点が前記第２のインボリュートの半径方向外側に配置されている、請求項３に記載のスクロールポンプ。

【請求項6】

前記カムシャフトの前記第１のシャフト部分に接続され、回転するように構成されたモータをさらに備える、請求項３に記載のスクロールポンプ。

【請求項7】

前記第１のスクロール部材は、前記第１のエンドプレートの前記第１の側からではなく、前記第１のエンドプレートの前記第１の側の反対側の前記第１のエンドプレートの第２の側から、前記カムシャフトとの回転係合で前記カムシャフトの前記第１のシャフト部分を受け入れるように構成された第１のベアリングを受け取るように構成された第１のベアリングポケットを規定する、請求項１のスクロールポンプ。

【請求項8】

前記第１のインボリュートが前記第２のエンドプレートと密封係合し、前記第２のインボリュートが前記第１のエンドプレートと密封係合している、請求項１に記載のスクロールポンプ。

【請求項9】

前記第１のインボリュートの軸方向自由端部及び前記第２のエンドプレートと密封係合された第１のチップ・シールをさらに備える、請求項６に記載のスクロールポンプ。

【請求項10】

前記第２のインボリュートの軸方向自由端部及び前記第１のエンドプレートと密封係合された第２のチップ・シールをさらに備える、請求項９に記載のスクロールポンプ。

【請求項11】

第１のスクロール部材であって、第１のエンドプレートと、前記第１のエンドプレートの第１の側から軸方向に延在する第１のインボリュートとを備える、第１のスクロール部材と、
前記第１のスクロール部材と係合する第２のスクロール部材であって、第２のエンドプレートと、前記第２のエンドプレートの第１の側から軸方向に延在する第２のインボリュートとを備え、
前記第１のインボリュートは前記第２のインボリュートと交互に配置され、
カムシャフトの回転により、前記第２のスクロール部材が前記第１のスクロール部材に対して軌道経路を移動し、それにより、前記第２のインボリュートが前記第１のインボリュートに対して軌道経路を移動し、
前記第２のエンドプレートは、第１の側と前記第１の側の反対側の第２の側を有し、
前記第２のエンドプレートの前記第２の側は、側壁を有する空洞を規定し、
前記第２のエンドプレートは、前記第１の側から前記第２の側にそれを通って延在するベントホールを規定し、その結果、前記空洞が、前記第１のインボリュート及び前記第２のインボリュートの協働によって規定される作業容積と流体連通する、第２のスクロール部材と、
を備え、
前記スクロールポンプは、前記空洞の側壁内に、及び前記空洞の側壁と密封係合して受け入れられたピストンをさらに備え、
前記ピストンは前記カムシャフトの第２のシャフト部分に軸方向に固定されている、
スクロールポンプ。

【請求項12】

前記第２のエンドプレートの前記第１の側が、前記第１のエンドプレートに面する第１の露出表面積を規定し、前記第２のエンドプレートの前記第２の側が、前記空洞内の第２の露出表面積を規定する、請求項１１に記載のスクロールポンプ。

【請求項13】

前記第２の露出表面積が前記第１の露出表面積よりも大きい、請求項１２に記載のスクロールポンプ。

【請求項14】

前記第２のスクロール部材が、前記第１のスクロール部材及び前記カムシャフトに対して軸方向に浮く、請求項１３に記載のスクロールポンプ。

【請求項15】

前記作業容積及び前記空洞内の流体圧力が前記第２のエンドプレートに正味の軸方向の力を加え、前記正味の軸方向の力が前記第２のエンドプレートを前記第１のエンドプレートに向かって軸方向に付勢する、請求項１４に記載のスクロールポンプ。

【請求項16】

前記第２のエンドプレートに面する前記ピストンの第１の面が流体圧力に曝され、前記第１の面の反対側の前記ピストンの第２の面が前記流体圧力に曝されない、請求項１５に記載のスクロールポンプ。

【請求項17】

前記ピストンが前記空洞内に密閉されており、前記ピストンが第２のベントホールを規定している、請求項１５に記載のスクロールポンプ。

【請求項18】

前記第２のエンドプレートに面する前記ピストンの第１の面及び前記第１の面の反対側の前記ピストンの第２の面が流体圧力に曝される、請求項１７に記載のスクロールポンプ。

【請求項19】

前記第２のスクロール部材を前記第１のスクロール部材に向かって付勢するように構成された付勢ばねをさらに備える、請求項１１に記載のスクロールポンプ。

【請求項20】

前記第１のスクロールと前記第２のエンドプレートとの間に配置された第１のチップ・シールと、前記第２のスクロールと前記第１のエンドプレートとの間に配置された第２のチップ・シールと、をさらに備える、請求項１９に記載のスクロールポンプ。

【請求項21】

前記付勢ばねは、前記第１のチップ・シールを前記第２のエンドプレートと密封係合し、前記第２のチップ・シールを前記第１のエンドプレートと密封係合するように、前記第２のスクロール部材を前記固定スクロール部材に対して予圧するように構成されている、請求項２０に記載のスクロールポンプ。

【請求項22】

前記付勢ばねが、移動する前記スクロール部材と前記ピストンとの間に配置されている、請求項１９に記載のスクロールポンプ。

【発明の詳細な説明】

【技術分野】

【0001】

本出願は、３５Ｕ．Ｓ．Ｃ．§１１９の下で、その開示が参照により本明細書にその全体が組み込まれる２０２１年４月２６日に出願された米国仮特許出願第６３／１７９，９６７号の利益を主張する。

【背景技術】

【0002】

スクロールポンプは当技術分野で知られている。スクロールポンプは、通常、それぞれの交互に配置された第１及び第２のインボリュートを有する第１及び第２のスクロール部材を含む。通常、第１及び第２のスクロール部材は、３つのカムシャフト及び第１のスクロール部材に対して軌道経路を通って第２のスクロール部材を移動させるように構成された偏心駆動機構によって接続される。

【0003】

そのようなスクロールポンプでは、第１のスクロール部材に対する第２のスクロール部材の動きは、４点、すなわち、３つのカムシャフト及び偏心駆動機構で制限され得る。この高レベルの制約は、いくつかの制約ポイント間において、ポンプの動作中に非効率、高摩耗率、及びその他の懸念をもたらし得る干渉を制御するために、前述のコンポーネントの正確な製造と組み立てを必要とする。

【0004】

また、スクロールポンプの作業容積内に蓄積された圧力は、本質的に、第１及び第２のスクロール部材を互いに軸方向に離すように強制する傾向がある。通常、この現象は、スクロール部材とカムシャフトとの製造及び組み立てにおける正確な公差を遵守することによって軽減される。ただし、時間の経過と共に、前述のコンポーネントは許容範囲外に摩耗し、それによってスクロールポンプの効率が低下する可能性がある。

【発明の概要】

【課題を解決するための手段】

【0005】

本開示は、製造及び組み立ての複雑さを低減するために制約点がより少ないスクロールポンプであって、第１及び第２のスクロール部材を軸方向に分離する傾向のある作動圧力を補償し、それによって摩耗を低減し、ポンプの動作効率を改善するように構成される、スクロールポンプを対象とする。

【図面の簡単な説明】

【0006】

【図1】本開示による例示的なセンター・カムシャフト・スクロール・ポンプの上面斜視図である。

【図2】図１のセンター・カムシャフト・スクロール・ポンプの上面図である。

【図3】セクションＡ－Ａを通して取られた、図１のセンター・カムシャフト・スクロール・ポンプの正面断面立面図である。

【図4】セクションＢ－Ｂを通して取られた、図１のセンター・カムシャフト・スクロール・ポンプの一部の拡大断面正面図である。

【図5A】図１のセンター・カムシャフト・スクロール・ポンプの周回スクロール部材の第１の側の斜視図である。

【図5B】図１のセンター・カムシャフト・スクロール・ポンプの周回スクロール部材の第２の側の斜視図である。

【図6】図１のセンター・カムシャフト・スクロール・ポンプの固定スクロール部材の第１の側の斜視図である。

【図7】図１のセンター・カムシャフト・スクロール・ポンプの第１の分解斜視図である。

【図8】図１のセンター・カムシャフト・スクロール・ポンプの第２の分解斜視図である。

【発明を実施するための形態】

【0007】

図面は、本開示によるスクロールポンプ１０の例示的な実施例を示している。スクロールポンプ１０は、第１の（又は固定された）スクロール部材１２と、第２の（又は軌道を回る）スクロール部材１４と、カムシャフト１６であって、第１のシャフト部分１６Ａ、及び第１のシャフト部分１６Ａに接続され、第１のシャフト部分１６Ａから離間され、第１のシャフト部分１６Ａと平行である第２のシャフト部分１６Ｂと、を有する、カムシャフト１６と、リンク１８と、原動機２０、例えば、電気モータと、を含む。第１のスクロール部材１２は、第２のスクロール部材１４と軌道を回って係合している。カムシャフト１６の第１のシャフト部分１６Ａは、第１のスクロール部材１２に回転可能に接続されている。カムシャフト１６の第２のシャフト部分１６Ｂは、第２のスクロール部材１４に回転可能に接続されている。リンク１８の第１の端部１８Ａは、第１のスクロール部材１２に枢動可能に接続され、リンク１８の第２の端部１８Ｂは、第２のスクロール部材１４に枢動可能に接続される。モータ２０は、第１のスクロール部材１２及び第２のスクロール部材１４に対してカムシャフト１６を回転させるように構成されている。リンク１８は、カムシャフト１６が回転しているときに第１のスクロール部材１２に対する第２のスクロール部材１４の回転を実質的に妨げるので、カムシャフト１６の回転により、第２のスクロール部材１４は第１のスクロール部材１２に対して軌道を回る。

【0008】

第１のスクロール部材１２は、第１のエンドプレート２２と、第１のエンドプレート２２の第１の側から軸方向に延在する第１のインボリュート２４とを含む。第１のエンドプレート２２は、カムシャフト１６の第１のシャフト部分１６Ａを受け入れるように構成された第１のシャフト受容開口部２６を規定する。第１のエンドプレート２２はまた、第１のエンドプレート２２内に延在するベアリングポケット２８を規定する。示されている実施例では、ベアリングポケット２８は、第１のエンドプレート２２の第１の側の反対側の第１のエンドプレート２２の第２の側から第１のエンドプレート２２の第１の側に向かって延在する。第１のベアリング３０は、例えば、圧入係合において、第１のベアリングポケット２８内に受け入れられる。ベアリングポケットの底にあるランド３２は、ベアリング３０が第１のエンドプレート２２の第１の側からベアリングポケット２８に挿入されたり、ベアリングポケット２８から取り外されたりすることを妨げる。第１のベアリング３０は、ランド３２に隣接し得る。

【0009】

或いは、ベアリングポケット２８は、第１のエンドプレート２２の第１の側から第１のエンドプレート２２の第２の側に向かって第１のエンドプレート２２内に延在し得る。そのような実施例（図示せず）では、ランド３２は、ベアリング３０が第１のエンドプレート２２の第２の側からベアリングポケット２８に挿入され、ベアリングポケット２８から取り外されることを妨げるであろう。

【0010】

他の実施例では、第１の開口部２６及びベアリングポケット２８は、単一の特徴に組み合わされ得、ランド３２は省略され得る。このような実施例では、第１のベアリング３２は、第１のエンドプレート２２の第１の側又は第１のエンドプレート２２の第２の側からベアリングポケット２８に挿入され、ベアリングポケット２８から取り外され得る。

【0011】

第１のベアリング３０は、カムシャフト１６の第１のシャフト部分１６Ａを回転、ベアリング係合で受け入れるように構成される。第１のベアリング３０は、密封されたベアリングであり得、カムシャフト１６の第１のエンドプレート２２、第１のベアリング３０、及び第１のシャフト部分１６Ａの間のインターフェースは、第１のベアリング３２及び前述のインターフェースが実質的に気密であるように、実質的に密封されたインターフェースであり得る。

【0012】

上で示唆したように、第１のインボリュート２４は、第１のエンドプレート２２の第１の側から第１のエンドプレート２２に垂直な方向に軸方向に延在する。第１のインボリュート２４の周辺に近接する第１のインボリュート２４の第１の端部２４Ａは、第１のインボリュート２４の中間部分で閉じる。第１のインボリュート２４の中心に近接する第１のインボリュート２４の第２の端部２４Ｂは自由である。したがって、以下でさらに議論されるように、第１のエンドプレート２２及び第１のインボリュート２４は協働して、第２のインボリュートを受け取るように構成された空間を規定する。第１のチップ・シール２４Ｓは、第１のエンドプレート２２の反対側の第１のインボリュート２４の自由表面に設けられている。第１のインボリュート２４の自由端は、チップ・シール２４Ｓを受け入れて保持するように構成された窪み又は溝２４Ｇを規定し得る。

【0013】

第１のスクロール部材１２は、第１のインボリュート２４の第１の端部２４Ａの周辺に近接する流体入口開口部又はポート３４を規定する。流体入口開口部３４は、それによって加圧するために、空気又は別の流体をスクロールポンプ１０に入れるように構成される。流体入口ポート３４は、第１のエンドプレート２２及び第１のインボリュート２４の一方又は両方を通って延在し得る。第１のスクロール部材１２はまた、第１のインボリュート２４の第２の端部２４Ｂに近接する第１のエンドプレート２２を通って延在する流体出口開口部又はポート３６を規定する。流体出口ポート３６は、スクロールポンプ１０によって加圧された流体を排出するように構成される。

【0014】

第１のスクロール部材１２はさらに、リンク１８の第１の端部１８Ａを第１のスクロール部材１２との旋回係合で接続する車軸又はピン４０を受け入れるように構成された第１のピボット点３８を規定する。示されるように、第１のピボット点３８は、第１のエンドプレート２２の周囲に近接するボスとして、及び／又は第１のインボリュート２４の半径方向外側に具現化され得る。

【0015】

第１のスクロール部材１２はまた、第１のスクロール部材１２を別の構造（図示せず）に接続するための留め具（図示せず）を受け入れるように構成された１つ又は取り付けボス４２を含み得る。

【0016】

側壁４４は、第１のエンドプレート２２の第２の側から軸方向に延在する。側壁４４は、第１のエンドプレート２２と協働して、原動機２０、この場合は電気モータを受け入れるように構成されたハウジングを規定する。示されるように、側壁４４は、モノリシックに形成されるか、又は第１のエンドプレート２２と一体にされる。エンドキャップ４６は、側壁４４の開放端を覆う。ハウジングの内部が実質的に気密になるように、シール４８、例えば、Ｏリングをハウジング壁とエンドキャップとの間に設けることができる。

【0017】

第２のスクロール部材１４は、第２のエンドプレート５２と、第２のエンドプレート５２の第１の側から延在する第２のインボリュート５４とを含む。第２のエンドプレート５２は、その第１の側から第１の側の反対側の第２の側まで延在する第２のシャフト受容開口部５６を規定する。第２のシャフト受容開口部５６は、例えば、圧入係合において、その中に第２のベアリング５８を受容するように構成される。第２のエンドプレート５２はまた、以下でさらに議論されるように、第２のエンドプレート５２の中心に近接して、それを通って延在する１つ又は複数のベントホール６０を規定する。環状側壁６２は、第２のエンドプレート５２の第２の側から軸方向に延在し、これにより、第２のエンドプレートの第２の側から軸方向に延在する空洞６４を規定する。空洞６４は、以下でさらに議論されるように、ピストン６６を受け入れるように構成される。空洞６４は円筒形であり得る。

【0018】

上で示唆したように、第２のインボリュート５４は、第２のエンドプレート５２の第１の側からそれに垂直な方向に延在する。第２のインボリュート５４の自由端に第２のチップ・シール５４Ｓが設けられている。第２のインボリュート５４の自由端は、第２のチップ・シール５４Ｓを受け入れて保持するように構成された窪み又は溝５４Ｇを規定し得る。

【0019】

第２のスクロール部材５２は、リンク１８の第２の端部１８Ｂを第２のスクロール部材１４にそれとの旋回係合で接続する第２の車軸又はピン７０を受け入れるように構成された第２のピボット点６８をさらに規定する。示されるように、第２のピボット点６８は、第２のエンドプレート５２の周囲に近接するボスとして具体化され得る。

【0020】

上記のように、カムシャフト１６は、第１のシャフト部分１６Ａ及び第２のシャフト部分１６Ｂを含む。第１のシャフト部分１６Ａは、第１の回転軸を規定する。第１の回転軸は、第１のエンドプレート２２に垂直であり、第１のインボリュート２４に平行である。第２のシャフト部分１６Ｂは、第２の回転軸を規定する。第２の回転軸は、第２のエンドプレート５２に垂直であり、第２のインボリュート５４に平行である。第２の回転軸は、第１の回転軸から放射状にオフセットされ、平行になっている。第１のシャフト部分１６Ａは、原動機２０の駆動シャフトに、それと共に回転するために接続するように構成される。実施例では、カムシャフト１６は、原動機２０の駆動シャフトと統合され、及び／又はモノリシックに形成され得る。

【0021】

第２のシャフト部分１６Ｂは、シャフトシール７４、例えば、Ｏリングを受け入れるように構成された円周方向の溝７２を規定する。シャフトシール７４は、第２のシャフト部分１６Ｂと第２のベアリング５８の内輪との間に係合される。第２のシャフト部分１６Ｂの自由端は、以下でさらに議論されるように、ファスナ７８を受け入れるように構成されたねじ状ボア７６を規定し得る。

【0022】

第１のシャフト部分１６Ａは、それとの回転ベアリング係合において第１のベアリング３０内に受け入れられる。第２のシャフト部分１６Ｂは、それとの回転ベアリング係合において第２のベアリング５８内に受け入れられる。第１のスクロール部材１２は、第１のシャフト部分１６Ａに軸方向に固定されている。第２のスクロール部材１４は、第２のシャフト部分１６Ｂに対して軸方向に浮いている。

【0023】

第１のインボリュート２４が第２のインボリュート５４と交互に配置されるように、第１のスクロール部材１２は第２のスクロール部材１４と係合している。第１のスクロール部材１２の第１のチップ・シール２４Ｓは、第２のスクロール部材１４の第２のエンドプレート５２の第１の側と係合して、それと密封係合する。同様に、第２のスクロール部材１４の第２のチップ・シール５４Ｓは、第１のスクロール部材１２の第１のエンドプレート２２の第１の側と係合して、それと密封係合する。そのように組み立てられて、第１及び第２のスクロール部材１２、１４は、第１及び第２のエンドプレート２２、５２及び第１及び第２のインボリュート２４、５４によって実質的に境界付けられる作業容積Ｖを規定する。

【0024】

第１及び第２のスクロール部材１２、１４が一緒に組み立てられた状態で、第２のエンドプレート５２の第１の露出表面積は、作業容積Ｖ内の流体圧力に露出される。第１の露出表面積は、第２の回転軸に垂直であり、第１のインボリュート２４の半径方向内側にある第２のエンドプレート５２の第１の側の表面積から、第２のインボリュート５４によって占められ、第１のインボリュート２４／第１のチップ・シール２４Ｓによって覆われる第２の回転軸に垂直な第２のエンドプレート５２の第１の側の表面積を差し引くことによって規定される。言い換えれば、第１の露出表面積は、第１のエンドプレート２２の第１の側に対して突出する第２のエンドプレート５２の第１の側の表面積から、第１のエンドプレートの第１の側に係合する第２のインボリュート５４の自由端の表面積を差し引いた面積である。第２のエンドプレート５２の第２の露出表面積は、空洞６４内の流体圧力に露出されている。第２の露出表面積は、空洞６４の範囲内の第２の回転軸に垂直な第２のエンドプレート５２の第２の側の表面積によって規定される。第２の露出表面積は、第１の露出表面積よりも大きいので、第２のエンドプレート５２の両側が同じ流体圧力に曝されると、第２の回転軸に平行な第２のエンドプレート５２にかかる正味の力は、第２のスクロール部材１４を第１のスクロール部材１２に向かって偏らせる傾向があり、それにより、第１及び第２のチップ・シール２４Ｓ、５４Ｓをそれぞれの第２及び第１のエンドプレート５２、２２に対して圧縮する。

【0025】

上記のように、リンク１８は、第１及び第２のスクロール部材１２、１４の両方に枢動可能に接続されている。より具体的には、リンク１８の第１の端部１８Ａに近接していてもよいリンク１８の第１の部分は、第１のスクロール部材１２に枢動可能に接続されている。同様に、リンク１８の第２の端部１８Ｂに近接し得るリンク１８の第２の部分は、第２のスクロール部材１４に枢動可能に接続される。したがって、第１及び第２のスクロール部材１２、１４に接続されて、リンク１８は、第２のスクロール部材１４が第１のスクロール部材１２に対して軌道を回ることを可能にする一方で、第２のスクロール部材１４の第１のスクロール部材１２に対する回転を実質的に排除する。図面に示されるように、カムシャフト１６及びリンク１８は、第１のスクロール部材１２に対する第２のスクロール部材１４の半径方向位置を拘束する唯一の構造である。

【0026】

上で示唆されたように、ピストン６６は、第２のスクロール部材１４によって規定された空洞６４内に受け入れられる。ピストン６６は、その中心に第３のベアリング受容開口部８０を規定する。第３のベアリング８２は、第３のベアリング受容開口部８０に受容される。第３のベアリング８２は、第２のスクロール部材１４とは反対側を向いているピストン６６の側から第３のベアリング受容開口部に受容されたフランジ付きベアリングとして示されている。第３のベアリング８２は、それを通る流体の流れを実質的に妨げる密封されたベアリングであり得る。ピストン６６はまた、その周囲の周りに溝８４を規定する。溝８４は、ピストンシール８６、例えば、Ｏリングを受け入れるように構成される。ピストンシール８６は、ピストン６６と空洞６４との間の流体の流れを実質的に妨げる。

【0027】

示されるように、ピストン６６は、カムシャフト１６によって規定されるスナップリング溝５１内に受け入れられたスナップリング５０によってカムシャフト１６に対して軸方向に保持される。より具体的には、ピストン６６及びそこに受け入れられた第３のベアリング８２は、スナップリング５０と第２のスクロール部材１４との間に配置されている。したがって、スナップリング５０は、第３のベアリング８２、したがってピストン６６の第２のスクロール部材１４から離れる方向への軸方向の移動を制限する。カムシャフト１６の第２のシャフト部分１６Ｂの自由端は、第３のベアリング８２の中心内に受け入れられ得る。第３のベアリング８２は、カムシャフト１６が第２のスクロール部材１４に対して回転することを可能にするように構成され、ピストン６６は、第２のスクロール部材１４に対して回転的に固定されたままである。

【0028】

示されるように、第１のカウンターウェイト８８は、カムシャフト１６の第２のシャフト部分１６Ｂの基部に近接し得、カムシャフトの第１のシャフト部分１６Ａは、カムシャフト１６の第２の部分１６Ｂに接続される。示されるように、第１のカウンターウェイト８８は、第１のインボリュート２４の内部範囲内に配置される。カムシャフト１６の第２のシャフト部分１６Ｂの自由端の近くに第２のカウンターウェイト９０が設けられ得る。第２のカウンターウェイト９０は、ファスナ７８、例えば、カムシャフト１６の第２のシャフト部分１６Ｂの自由端によって規定されるねじ状ボア７６内に延在するねじ状ファスナによってカムシャフト１６の端部に接続され得る。示されるように、第２のカウンターウェイト９０は、第２のエンドプレート５２の反対側のピストン６６の側にあるピストン６６によって規定される空洞６７の範囲内に配置される。第１及び第２のカウンターウェイト８８、９０のそれぞれは、カムシャフト１６に回転的に固定され、それに軸方向に固定することもできる。

【0029】

第２のエンドプレート５２の第２の側とピストン６６との間に付勢ばね９２が配置されている。示されるように、付勢ばね９２は、複数の波形ワッシャの組立体である。実施例では、付勢ばね９２は、複数の別個の波形ワッシャ、単一の波形ワッシャ、エラストマー、又は任意の他の適切な付勢部材であり得る。付勢ばね９２は、第２のスクロール部材１４をピストン６６から離れて第１のスクロール部材１２に向かって予圧し、それにより、第１及び第２のチップ・シール２４Ｓ、５４Ｓをそれぞれの対向する第２及び第１のエンドプレート５２、２２と係合させる。示されるように、付勢ばね９２は、第２のエンドプレート５２と第２のカウンターウェイト９０との間に配置される。実施例では、付勢ばね９２は、ピストン６６と第２のカウンターウェイト９０との間に配置され得る。

【0030】

エンドキャップ９４は、空洞６７とピストン６６と、そこに受け入れられた第２のカウンターウェイト９０とを覆う。エンドキャップシール９６、例えば、Ｏリングは、エンドキャップ９４と第２のスクロール部材１４との間に設けられ得る。

【0031】

使用する場合、付勢ばね９２は、第２のスクロール部材１４を第１のスクロール部材１２に向かって予圧し、それにより、第１及び第２のチップ・シール２４Ｓ、５４Ｓをそれぞれの対向する第２及び第１のエンドプレート５２、２２と係合させる。原動機２０はカムシャフト１６を回転させる。回転するカムシャフト１６により、第２のスクロール部材１４は、第１のスクロール部材１２に対して軌道を回る。第１のスクロール部材１２に対する第２のスクロール部材１４の軌道により、空気又は別の流体が、流体入口ポート３４を通って作業容積Ｖに引き込まれ、流体出口ポート３６に向かってポンプで送られ、それにより、流体入口ポート３４から流体出口ポート３６への流体の圧力を増加させる。

【0032】

第２のエンドプレート５２によって規定されるベントホール６０がない場合、第１のエンドプレート２２及び第２のエンドプレート５２の第１の露出面に対して作用する流体圧力の前述の増加は、第１及び第２のスクロール部材１２、１４を互いに軸方向に離すように強制する傾向がある。そのような力に起因する第１のスクロール部材１２からの第２のスクロール部材１４の軸方向変位は、第１及び第２のチップ・シール２４Ｓ、５４Ｓの効果を減少させ、それによりスクロールポンプ１０の効率を低下させる可能性がある。

【0033】

ベントホール６０は、第２のエンドプレート５２の第１及び第２の対向する側の流体圧力を均等化することによって、そして、この均等化された圧力を、第１の実施例では第２のエンドプレート５２に面するピストン６６の表面（及びピストンシール８６）に、又は第２の実施例ではエンドキャップ９４（及びエンドキャップシール９６）に加えることによって、この現象を軽減する。

【0034】

第１の実施例では、均等化された圧力がピストン６６に対して加えられる。力が圧力×面積に等しいので、第２のエンドプレート５２の第２の側の第２の露出表面積が、第２のエンドプレート５２の第１の側の第１の露出表面積よりも大きいので、そして、ピストン６６が、第１のスクロール部材１２に対して軸方向に固定されているので、作業容積Ｖ内の流体圧力及び空洞６４によって第２のエンドプレート５２に作用する正味の軸方向の力は、第２のエンドプレート５２、したがって第２のスクロール部材１４を第１のスクロール部材１２に向かって付勢する傾向がある。この正味の軸方向の力は、作業容積Ｖ及び空洞６４内の流体圧力の増加の関数として増加する傾向がある。また、第２のスクロール部材１４は、カムシャフト１６の第２のシャフト部分１６Ｂ上に浮いているので、第２のスクロール部材１４は、前述の軸方向付勢力に応答して、第１のスクロール部材１２に向かってわずかに変位し得、それにより、第１及び第２のチップ・シール２４Ｓ、５４Ｓを、それぞれの対向する第２及び第１のエンドプレート５２、２２に対して圧縮し、それにより、スクロールポンプ１０の動作効率を促進する。

【0035】

第２の実施例では、図７に示されるように、ピストン６６は、ベントホール６０と同様のオプションのベントホール９８を備え得る（第１の実施例では、オプションのベントホール９８は存在しない）。これは、第３のベアリング８２が密封されたベアリングではない場合に望ましい場合がある。第３のベアリング８２が密封されたベアリングではない用途では、第３のベアリング８２の第１及び第２の側間の圧力差が第３のベアリング８２からグリースを押し出し、第３のベアリング８２の早期摩耗及び故障につながる可能性がある。ピストン６６にベントホール９８を設けることにより、ピストン６６全体の圧力の均等化が可能になり、それにより、第３のベアリング８２の両端の圧力差による第３のベアリング８２からのグリースの押し出しを軽減する。そのような実施例では、第２のエンドプレート５２及びピストン６６を横切る均等化された圧力が、エンドキャップ９４及びエンドキャップシール９６を支える。そのような実施例では、使用中、第２のスクロール部材１４は、上記と同様の方法で、第１のスクロール部材１２に向かって付勢される。

【0036】

前述の実施例のいずれかにおいて、ピストン６６と空洞６４との協働は、カムシャフトの第２のシャフト部分１６Ｂに半径方向の支持をもたらし得る。

【0037】

前述の説明及び対応する図面は、本開示によるスクロールポンプの１つ又は複数の例示的な実施例を指す。これらの実施例は例示的なものであり、限定するものではない。当業者は、開示された実施例が、添付の特許請求の範囲によって規定される本発明の範囲から逸脱することなく、多くの方法で変更され得ることを認識するであろう。

【図1】

【図2】

【図3】

【図4】

【図5A】

【図5B】

【図6】

【図7】

【図8】

【外国語明細書】