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(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】P2022170724
(43)【公開日】2022-11-10
(54)【発明の名称】浮動するモータ・カプラを備えるスクロール・ポンプ
(51)【国際特許分類】
F04C 18/02 20060101AFI20221102BHJP
F04C 2/02 20060101ALI20221102BHJP
【ＦＩ】
F04C18/02 311M
F04C2/02
【審査請求】未請求
【請求項の数】18
【出願形態】ＯＬ
【外国語出願】
(21)【出願番号】P 2022072930
(22)【出願日】2022-04-27
(31)【優先権主張番号】63/181,039
(32)【優先日】2021-04-28
(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 ニトサ
(72)【発明者】
【氏名】テリー チュン
(72)【発明者】
【氏名】デイヴィッド エイ．ジョバ
【テーマコード（参考）】
3H039
【Ｆターム（参考）】
3H039AA02
3H039AA12
3H039BB04
3H039BB07
3H039BB08
3H039CC02
3H039CC04
3H039CC09
3H039CC10
3H039CC13
3H039CC23
(57)【要約】
【課題】浮動するモータ・カプラを備えるスクロール・ポンプを提供すること。
【解決手段】スクロール・ポンプが、軌道旋回経路内で第１のスクロール部材に対して第２のスクロール部材を運動させるのを可能にするように構成された複数のアイドラ組立体により一体に接続された第１及び第２のスクロール部材を有する。回転軸受が軌道旋回スクロール部材の端部プレートに接続される。モータ及びモータ・カプラが回転軸受に結合され、軸受が、第２のスクロール部材がそれに沿って動く軌道旋回経路に対応する軌道旋回経路内で、運動するようになる。回転軸受がカプラ内で自由に回動することができる。
【選択図】図１
【解決手段】スクロール・ポンプが、軌道旋回経路内で第１のスクロール部材に対して第２のスクロール部材を運動させるのを可能にするように構成された複数のアイドラ組立体により一体に接続された第１及び第２のスクロール部材を有する。回転軸受が軌道旋回スクロール部材の端部プレートに接続される。モータ及びモータ・カプラが回転軸受に結合され、軸受が、第２のスクロール部材がそれに沿って動く軌道旋回経路に対応する軌道旋回経路内で、運動するようになる。回転軸受がカプラ内で自由に回動することができる。
【選択図】図１
【特許請求の範囲】
【請求項1】
スクロール・ポンプであって：
ポンプ・ハウジングと；
前記ポンプ・ハウジングに固定的に接続された固定スクロール部材と；
前記ポンプ・ハウジング内に浮動可能に収容されて前記固定スクロール部材に軌道旋回可能に係合した軌道旋回スクロール部材と；
前記軌道旋回スクロール部材に回転可能に接続された回転軸受であって、前記回転軸受が、半径及び直径、並びに回転軸を有する、回転軸受と；
前記ハウジングに固定的に接続されたモータであって、前記モータがモータ・シャフトを備え、前記モータ・シャフトが、前記回転軸受の前記回転軸に平行であって前記回転軸受の前記回転軸から径方向にオフセットされた回転軸を有する、モータと；
前記モータ・シャフトに固定的に接続されて前記回転軸受に動作可能に係合したカプラと
を備え、
前記カプラが内側表面を有する側壁を備え、前記カプラの前記内側表面が前記回転軸受の対応する軸受面に係合し；
前記回転軸受が、前記モータ・シャフトの前記回転軸に対して垂直な少なくとも１つの方向において前記カプラによって拘束されず、
前記カプラの回転が、前記固定スクロール部材に対して前記回転軸受及び前記軌道旋回スクロール部材を軌道旋回させる、
スクロール・ポンプ。
ポンプ・ハウジングと；
前記ポンプ・ハウジングに固定的に接続された固定スクロール部材と；
前記ポンプ・ハウジング内に浮動可能に収容されて前記固定スクロール部材に軌道旋回可能に係合した軌道旋回スクロール部材と；
前記軌道旋回スクロール部材に回転可能に接続された回転軸受であって、前記回転軸受が、半径及び直径、並びに回転軸を有する、回転軸受と；
前記ハウジングに固定的に接続されたモータであって、前記モータがモータ・シャフトを備え、前記モータ・シャフトが、前記回転軸受の前記回転軸に平行であって前記回転軸受の前記回転軸から径方向にオフセットされた回転軸を有する、モータと；
前記モータ・シャフトに固定的に接続されて前記回転軸受に動作可能に係合したカプラと
を備え、
前記カプラが内側表面を有する側壁を備え、前記カプラの前記内側表面が前記回転軸受の対応する軸受面に係合し；
前記回転軸受が、前記モータ・シャフトの前記回転軸に対して垂直な少なくとも１つの方向において前記カプラによって拘束されず、
前記カプラの回転が、前記固定スクロール部材に対して前記回転軸受及び前記軌道旋回スクロール部材を軌道旋回させる、
スクロール・ポンプ。
【請求項2】
前記カプラの前記内側表面が、第１の軸受面、及び前記第１の軸受面から離間された第２の軸受面を有する、請求項１に記載のスクロール・ポンプ。
【請求項3】
前記カプラの前記内側表面が、前記第１の軸受面から前記第２の軸受面までの方向に延在する第３の軸受面を有する、請求項１に記載のスクロール・ポンプ。
【請求項4】
前記カプラの前記内側表面が、前記第１の軸受面と前記第２の軸受面との間を延在して前記第１の軸受面を前記第２の軸受面に接続する第３の軸受面をさらに備える、請求項３に記載のスクロール・ポンプ。
【請求項5】
前記第１の軸受面、前記第２の軸受面、及び前記第３の軸受面が、少なくとも１つの曲線の接続面により一体に接続される、請求項４に記載のスクロール・ポンプ。
【請求項6】
前記少なくとも１つの曲線の接続面が、前記回転軸受の前記直径に公称上等しい半径を有する、請求項４に記載のスクロール・ポンプ。
【請求項7】
前記第１の軸受面が前記回転軸受の接平面に平行であり、前記第２の軸受面が前記第１の軸受面に平行である、請求項４に記載のスクロール・ポンプ。
【請求項8】
前記第３の軸受面が、前記第１の軸受面及び前記第２の軸受面のうちの少なくとも１つに対して垂直である、請求項７に記載のスクロール・ポンプ。
【請求項9】
前記第３の軸受面が前記第１の軸受面及び前記第２の軸受面に対して垂直である、請求項７に記載のスクロール・ポンプ。
【請求項10】
前記第３の軸受面が前記第１の軸受面に対して９０度超の第１の夾角で方向付けられ、前記第２の軸受面が前記第１の軸受面に対して９０度未満の第２の夾角で方向付けられる、請求項７に記載のスクロール・ポンプ。
【請求項11】
前記カプラの前記第１の軸受面と前記カプラの前記第２の軸受面との間の垂直方向の距離が、前記回転軸受の前記直径より公称上大きく、その結果、前記回転軸受が、前記第１の軸受面及び前記第２の軸受面上で自由に回動することができる、請求項７に記載のスクロール・ポンプ。
【請求項12】
前記カプラが、前記スクロール・ポンプの動作中に前記軌道旋回スクロールにより前記カプラに加えられる不平衡の遠心力を相殺するような重量を有する、請求項１に記載のスクロール・ポンプ。
【請求項13】
スクロール・ポンプを組み立てる方法であって：
第１の端部プレート及び第１のインボリュートから延在する第１のインボリュートを有する第１のスクロール部材を用意するステップと；
第２の端部プレート及び第２のインボリュートから延在する第２のインボリュートを有する第２のスクロール部材を用意するステップと；
第１のシャフト部分及び第２のシャフト部分を各々有する複数のアイドラ・カムシャフトを用意するステップと；
前記アイドラ・カムシャフトの前記第１のシャフト部分を前記第１のスクロール部材に装着するステップと；
前記アイドラ・カムシャフトの前記第１のシャフト部分を前記第１のスクロール部材に軸方向に固定するステップと；
前記第１の端部プレートと前記第２のインボリュートとの間の所定のクリアランスに対応する厚さを有するシムを用意するステップと；
前記第１の端部プレートを前記第２のインボリュートに隣接させてさらに前記第２の端部プレートを前記第１のインボリュートに隣接させる状態で、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装着するステップと；
前記第１の端部プレートと前記第２のインボリュートとの間の前記所定のクリアランスを設定するように前記第１のスクロール部材と前記第２のスクロール部材との間に前記シムを装着するステップと；
前記アイドラ・カムシャフトの前記第２のシャフト部分を前記第２のスクロール部材に装着するステップと；
前記第２のスクロール部材に接続されて軸方向において固定された軸受に接触するところにおいて前記アイドラ・カムシャフトの端部を拡大することにより、前記アイドラ・カムシャフトの前記第２のシャフト部分を前記第２のスクロール部材に軸方向に固定するステップと
を含む、方法。
第１の端部プレート及び第１のインボリュートから延在する第１のインボリュートを有する第１のスクロール部材を用意するステップと；
第２の端部プレート及び第２のインボリュートから延在する第２のインボリュートを有する第２のスクロール部材を用意するステップと；
第１のシャフト部分及び第２のシャフト部分を各々有する複数のアイドラ・カムシャフトを用意するステップと；
前記アイドラ・カムシャフトの前記第１のシャフト部分を前記第１のスクロール部材に装着するステップと；
前記アイドラ・カムシャフトの前記第１のシャフト部分を前記第１のスクロール部材に軸方向に固定するステップと；
前記第１の端部プレートと前記第２のインボリュートとの間の所定のクリアランスに対応する厚さを有するシムを用意するステップと；
前記第１の端部プレートを前記第２のインボリュートに隣接させてさらに前記第２の端部プレートを前記第１のインボリュートに隣接させる状態で、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装着するステップと；
前記第１の端部プレートと前記第２のインボリュートとの間の前記所定のクリアランスを設定するように前記第１のスクロール部材と前記第２のスクロール部材との間に前記シムを装着するステップと；
前記アイドラ・カムシャフトの前記第２のシャフト部分を前記第２のスクロール部材に装着するステップと；
前記第２のスクロール部材に接続されて軸方向において固定された軸受に接触するところにおいて前記アイドラ・カムシャフトの端部を拡大することにより、前記アイドラ・カムシャフトの前記第２のシャフト部分を前記第２のスクロール部材に軸方向に固定するステップと
を含む、方法。
【請求項14】
前記シムを取り外すステップをさらに含む、請求項１３に記載の方法。
【請求項15】
前記アイドラ組立体を前記第２のスクロール部材に軸方向に固定するステップが、前記アイドラ組立体を前記第２のスクロール部材に取り外し可能に軸方向に固定するステップを含む、請求項１４に記載の方法。
【請求項16】
前記アイドラ組立体を前記第２のスクロール部材に軸方向に固定するステップが、前記アイドラ組立体を前記第２のスクロール部材に軸方向に永久的に固定するステップを含む、請求項１４に記載の方法。
【請求項17】
スクロール・ポンプを組み立てる方法であって：
第１の端部プレート及び第１のインボリュートから延在する第１のインボリュートを有する第１のスクロール部材を用意するステップと；
第２の端部プレート及び第２のインボリュートから延在する第２のインボリュートを有する第２のスクロール部材を用意するステップと；
第１のシャフト部分及び第２のシャフト部分を各々有する複数のアイドラ・カムシャフトを用意するステップと；
前記アイドラ・カムシャフトの前記第１のシャフト部分を前記第１のスクロール部材に装着するステップと；
前記アイドラ・カムシャフトの前記第１のシャフト部分を前記第１のスクロール部材に軸方向に固定するステップと；
前記第１の端部プレートと前記第２のインボリュートとの間に所定のクリアランスを有する状態で、前記第１の端部プレートを前記第２のインボリュートに隣接させてさらに前記第２の端部プレートを前記第１のインボリュートに隣接させる状態で、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装着するステップと；
前記アイドラ・カムシャフトの前記第２のシャフト部分を前記第２のスクロール部材に装着するステップと；
前記第２のスクロール部材に接続されて軸方向において固定された軸受に接触するところにおいて前記アイドラ・カムシャフトの端部を拡大することにより、前記アイドラ・カムシャフトの前記第２のシャフト部分を前記第２のスクロール部材に軸方向に固定するステップと
を含む、方法。
第１の端部プレート及び第１のインボリュートから延在する第１のインボリュートを有する第１のスクロール部材を用意するステップと；
第２の端部プレート及び第２のインボリュートから延在する第２のインボリュートを有する第２のスクロール部材を用意するステップと；
第１のシャフト部分及び第２のシャフト部分を各々有する複数のアイドラ・カムシャフトを用意するステップと；
前記アイドラ・カムシャフトの前記第１のシャフト部分を前記第１のスクロール部材に装着するステップと；
前記アイドラ・カムシャフトの前記第１のシャフト部分を前記第１のスクロール部材に軸方向に固定するステップと；
前記第１の端部プレートと前記第２のインボリュートとの間に所定のクリアランスを有する状態で、前記第１の端部プレートを前記第２のインボリュートに隣接させてさらに前記第２の端部プレートを前記第１のインボリュートに隣接させる状態で、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装着するステップと；
前記アイドラ・カムシャフトの前記第２のシャフト部分を前記第２のスクロール部材に装着するステップと；
前記第２のスクロール部材に接続されて軸方向において固定された軸受に接触するところにおいて前記アイドラ・カムシャフトの端部を拡大することにより、前記アイドラ・カムシャフトの前記第２のシャフト部分を前記第２のスクロール部材に軸方向に固定するステップと
を含む、方法。
【請求項18】
前記第１の端部プレートと前記第２のインボリュートとの間に前記所定のクリアランスを有する状態で前記第１のスクロール部材及び前記第２のスクロール部材を保持するように構成された固定装置を用意するステップと；
前記第１のスクロール部材を前記固定装置内に装着するステップと；
前記第１の端部プレートと前記第２のインボリュートとの間に前記所定のクリアランスを有する状態で前記第２のスクロール部材を前記固定装置内に装着するステップと
をさらに含む、請求項１７に記載の方法。
前記第１のスクロール部材を前記固定装置内に装着するステップと；
前記第１の端部プレートと前記第２のインボリュートとの間に前記所定のクリアランスを有する状態で前記第２のスクロール部材を前記固定装置内に装着するステップと
をさらに含む、請求項１７に記載の方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【0001】
本出願は、米国特許法第１１９条の下、参照によりその全体が本明細書に組み込まれている、２０２１年４月２８日に出願した米国仮特許出願６３／１８１，０３９号の利益を主張するものである。
【背景技術】
【0002】
既知のスクロール・ポンプは、固定インボリュートを有する固定スクロール部材、及び軌道旋回（ｏｒｂｉｔｉｎｇ）インボリュートを有する軌道旋回スクロール部材を有する。軌道旋回インボリュートが、３つのアイドラ組立体により、固定スクロール部材に接続される。アイドラ組立体が、軌道経路内を、固定スクロールに対して、軌道旋回スクロール部材が移動するのを可能にするように構成される。各アイドラ組立体が、第１のシャフト部分及び第１のシャフトに平行であって第１のシャフト部分から径方向にオフセットされた第２のシャフト部分を有するカムシャフトを有する。第１のシャフト部分が、固定スクロール部材の周縁エリアの近傍でつまり固定インボリュートの外側で、固定スクロール部材によって画定された対応する孔の中で回転可能に受けられ、第２のシャフト部分が、軌道旋回スクロール部材の周縁エリアの近傍でつまり軌道旋回インボリュートの外側で、軌道旋回スクロール部材によって画定された対応する孔の中で回転可能に受けられる。第１のシャフト部分が固定スクロール部材の対応する孔の中で回転するとき、第２のシャフト部分が軌道旋回スクロール部材の対応する孔の中で回転する。結果として、アイドラ・クランクの第２のシャフトが、固定スクロールに対して軌道旋回スクロール部材が移動するときに通る軌道旋回経路に対応する経路内で、アイドラ・クランクの第１のシャフトを中心として軌道旋回する。
【0003】
スクロール・ポンプが、介在するカプラを介してモータのモータ・シャフトに結合される。モータが、固定スクロール部材に対して固定される。カプラが、モータ・シャフトに平行であってモータ・シャフトから径方向にオフセットされた出力シャフトを有する。出力シャフトが、軌道旋回スクロール部材の中心の近傍で、軌道旋回スクロール部材によって画定された対応する孔の中で回転可能に受けられる。モータ・シャフトがモータに対して回転するとき、カプラの出力シャフトが、軌道旋回スクロール部材によって画定された対応する孔の中で回転し、カプラの出力シャフトが、固定スクロールに対して軌道旋回スクロール部材が移動するときに通る軌道旋回経路に対応する経路内で、モータ・シャフトを中心として軌道旋回する。出力シャフトのこのモーションが、上で考察したように、固定スクロール部材に対して軌道旋回スクロール部材を軌道旋回させる。
【0004】
アイドラ組立体及びカプラの上記の配置構成が、軌道旋回スクロール部材を固定スクロール部材に対して及びモータに対して４つのロケーションにおいて拘束することを当業者であれば認識するであろう。より具体的には、軌道旋回スクロール部材が、３つのアイドラ組立体により、固定スクロール部材に対して拘束され、軌道旋回スクロール部材が、カプラにより、モータに対して拘束される。この高い程度の拘束は、構成要素の早期の摩耗及びスクロール・ポンプ組立体の過度の固着を回避するために上記の構成要素の製造及び組み立てにおいて最大限の寸法制御及び厳格な公差が順守されることを必要とする。
【0005】
さらに、高い信頼性で及び効率的にスクロール・ポンプが動作するようにするために、固定スクロール部材及び軌道旋回スクロール部材が互いに接触することなく（介在するシールを介する場合を除く）互いに非常に接近した状態を維持しなければならない。通常、この目標は、適切な厚さのシムをアイドラ組立体のカムシャフトの上に設置することによって達成される。適切なシムの選択には、有意なトライアル・アンド・エラーが伴われ得る。例えば、適切なシムを選択する一般的な手法は、第１の適切なシム厚さを試算すること、対応する厚さの第１のシムを使用して可動スクロールに対して軌道旋回スクロールを試験装着すること、第１のシムが厚すぎたり又は薄すぎたりしないかどうかを判断すること、及び、所望の装着が達成されるまでより厚い又はより薄い別のシムを使用して固定スクロールに対して軌道旋回スクロールを繰り返し試験装着すること、を伴う。このプロセスは時間を要するものとなり得、繰り返しの組み立て及び分解によりスクロール・ポンプにダメージを与え得る。
【発明の概要】
【課題を解決するための手段】
【0006】
本開示は、固定スクロール部材と軌道旋回スクロール部材との間の拘束の程度が低減されるようなスクロール・ポンプを対象とする。本開示はさらに、上記の組み立てプロセスを単純化するためのプロセスを対象とする。
【図面の簡単な説明】
【0007】
【図1】本開示による、固定スクロール部材と、軌道旋回スクロール部材と、ポンプ・ハウジングと、モータと、を有する例示のスクロール・ポンプを示す斜視図である。
【図2】カプラによるスクロール・ポンプの軌道旋回スクロール部材に対してのスクロール・ポンプのモータの結合を示すためにポンプ・ハウジングが取り外された状態の、図１のスクロール・ポンプを示す斜視図である。
【図4】軌道旋回スクロール部材を示す斜視図である。
【図7A】本開示による例示のカプラを示す端面図である。
【図8A】本開示による別の例示のカプラを示す端面図である。
【発明を実施するための形態】
【0008】
図面は、本開示によるスクロール・ポンプ１００の例示の実施例を示している。
【0009】
スクロール・ポンプ１００が、ポンプ・ハウジング１０２と、ポンプ・ハウジング１０２に固定的に取り付けられた第１のすなわち固定スクロール部材１０４と、固定スクロール部材１０４に軌道旋回可能に係合した第２のすなわち軌道旋回スクロール部材１０６と、ポンプ・ハウジング１０２に固定的に接続されて、軌道旋回スクロール部材１０６に動作可能に係合したモータ１０８と、を有する。所望の半径及び直径を有する回転軸受１１０が、軌道旋回スクロール部材１０６の中心部分の近傍において、軌道旋回スクロール部材１０６に回転可能に接続される。カプラ１１２が、後でさらに考察するように、モータ１０８のモータ・シャフト１０９に固定的に接続され、回転軸受１１０に動作可能に係合している。
【0010】
ポンプ・ハウジング１０２が、側壁１１４と、側壁１１４の第１の端部を覆う端壁１１６とを有する。側壁１１４が、軸方向において端壁１１６から離れる方向に延在する複数の位置合わせタブ（ｒｅｇｉｓｔｒａｔｉｏｎ ｔａｂ）１１５を画定する。端壁１１６が、そこを通してカプラ１１２を受ける開口部１１８を画定する。モータ１０８がハウジング１０２の第１の端部に固定的に接続され、固定スクロール部材１０４がハウジングの第１の端部の反対側でハウジング１０２の第２の端部に固定的に接続される。示されるように、モータ１０８が、側壁１１４の反対側で端壁１１６の第１の側に固定的に接続され、固定スクロール部材１０４が側壁１１４の第１の端部の反対側で側壁１１４の第２の端部に固定的に接続される。別法として、モータ１０８及び固定スクロール部材１０４が、違うかたちでハウジング１０２のそれぞれに端部に固定的に接続され得る。
【0011】
固定スクロール部材１０４が、第１のすなわち固定端部プレート１２２の中心部分から軸方向に延在する第１のすなわち固定スクロール又はインボリュート１２０を有する。第１のすなわち固定シール１２０Ｓが、固定端部プレート１２２の反対側で固定インボリュート１２０の自由端のところに配設される。固定インボリュート１２０の自由端が、固定シール１２０Ｓを受けるように構成された溝を画定することができる。固定端部プレート１２２が、後でさらに考察するように、対応するアイドラ組立体１３２の対応する回転軸受１３６を受けるように構成された３つの開口部１２４を画定する。
【0012】
軌道旋回スクロール部材１０６が、第２のすなわち軌道旋回端部プレート１２８の中心部分から軸方向に延在する第２のすなわち軌道旋回スクロール又はインボリュート１２６を有する。第２のすなわち軌道旋回シール１２６Ｓが、軌道旋回端部プレート１２８の反対側で軌道旋回インボリュート１２６の自由端のところに配設される。軌道旋回インボリュート１２６の自由端が、軌道旋回シール１２６Ｓを受けるように構成された溝を画定することができる。軌道旋回インボリュート１２６が、交互的に配置されて軌道旋回可能に係合するかたちで、固定インボリュート１２０を受けるように構成される。軌道旋回端部プレート１２８が、後でさらに考察するように、対応するアイドラ組立体１３２の対応する回転軸受１３８を受けるように構成された３つの開口部１３０を画定する。軌道旋回端部プレート１２８がさらに、軸方向において摺動可能に係合するかたちで位置合わせタブ１１５を受けるように構成された複数の位置合わせスロット１３３を画定する。
【0013】
上で提案したように、固定スクロール部材１０４が、３つのアイドラ組立体１３２により、軌道旋回スクロール部材１０６に動作可能に接続される。アイドラ組立体１３２の各々が、アイドラ・カムシャフト１３４、第１の回転軸受組立体１３６、及び第２の回転軸受組立体１３８を有する。
【0014】
アイドラ・カムシャフト１３４の各々が、第１のシャフト部分１４０、及び第１のシャフト部分１４０に平行であって第１のシャフト部分１４０から径方向において離間された第２のシャフト部分１４２を有する。第１のシャフト部分１４０が、第１の回転軸受組立体１３６によって画定された対応する開口部の中で受けられ、第１のシャフト部分１４０が第１の回転軸受組立体１３６に軸方向に固定される。第２のシャフト部分１４２が、第２の回転軸受組立体１３８によって画定された開口部の中で受けられる。第２のシャフト部分１４２が、適切な固定具１４６により第２の回転軸受組立体に軸方向に捕捉され、固定具１４６が、例えば、限定しないが、ねじ固定具であってよい。
【0015】
第１の回転軸受組立体１３６が、第１の回転軸受１３６Ａ及び第２の回転軸受１３６Ｂを有する。第１の回転軸受１３６Ａ及び第２の回転軸受１３６Ｂの各々が、固定スクロール部材１０４内の対応する開口部１２４の中で圧入式に係合するかたちで受けられる環状外側軸受レースを有する。第２の軸受１３６Ｂの環状外側軸受レースが、そのボディから径方向外向きに延在するフランジ１３７をさらに有する。フランジ１３７が、対応する開口部１２４の中へ第２の軸受の環状外側軸受レースを挿入するときに可能となる程度を制限する。
【0016】
同様に、第２の回転軸受組立体１３８が第１の回転軸受１３６Ａ及び第２の回転軸受１３６Ｂを有する。第１の回転軸受１３８Ａ及び第２の回転軸受１３８Ｂの各々が、軌道旋回スクロール部材１０６内の対応する開口部１３０の中で圧入式に係合するかたちで受けられる環状外側軸受レースを有する。第２の軸受１３８Ｂの環状外側軸受レースが、そのボディから径方向外向きに延在するフランジ１３９をさらに有する。フランジ１３９が、対応する開口部１３０の中へ第２の軸受の環状外側軸受レースを挿入するときに可能となる程度を制限する。
【0017】
アイドラ・カムシャフト１３４の第１のシャフト部分１４０が、第１の回転軸を中心として、固定スクロール部材１０４の回転軸受の中で回転するように構成される。アイドラ・カムシャフトの第２のシャフト部分１４２が、第１の回転軸と平行であって第１の回転軸から径方向にオフセットされた第２の回転軸を中心として軌道旋回スクロール部材１０６の回転軸受の中で回転するように構成される。アイドラ・カムシャフト１３４の第２のシャフト部分１４２がアイドラ・カムシャフト１３０の第１のシャフト部分１４０に対して径方向にオフセットされることにより、アイドラ・カムシャフトの回転時、軌道旋回スクロール部材１０６が、軌道旋回経路内で、固定スクロール部材１０４に対して移動することになる。
【0018】
上で言及したように、回転軸受１１０が、軌道旋回スクロール部材１０６の中心部分の近傍で軌道旋回スクロール部材１０６に回転可能に接続される。より具体的には、回転軸受１１０が、軌道旋回スクロール１２６の反対側で、軌道旋回スクロール部材１０６のプレート１２８の中心部分から垂直に延在するアクスル１４６に回転可能に接続される。回転軸受１１０が、軌道旋回スクロール１２０の圧縮面に平行であり且つ固定スクロール部材１０４のプレート１２２に対して垂直である回転軸を有する。上で言及したように、回転軸受１１０がカプラ１１２に係合する。
【0019】
図７Ａ～図８Ｂに最良に示されるように、カプラ１１２が、基部１４８、及び基部１４８の第１の側から延在する側壁１５０を有する。示されるように、側壁１５０がＵ形である。他の実施例では、側壁１５０が、例えば、曲線形状又は長方形形状などの、他の形状を有することができる。カプラ１１２の基部１４８が、モータ１０８のモータ・シャフト１０９を受けるように構成された開口部１５２を画定する。カプラ１１２の基部１４８が、モータ・シャフト１０９と共に回転するためにモータ・シャフト１０９にキー留めされるか又は他のかたちで固定される。
【0020】
側壁１５０が開端部１５４及び内部表面１５６を画定する。実施例では、開端部１５４が閉端部であってもよい。内部表面１５６が、第１の軸受面１５６Ａ、及び第１の軸受面１５６Ａから離間され且つ第１の軸受面１５６Ａの反対側にある第２の軸受面１５６Ｂを有する。示されるように、第１の軸受面１５６Ａが平坦である。示されるように、第２の軸受面１５６Ｂが平坦であり、第１の軸受面１５６Ａに平行であり、第１の軸受面１５６Ａから離間される。示されるように、第１の軸受面１５６Ａ及び第２の軸受面１５６Ｂの各々が、回転軸受１１０の外側表面に対しての接平面に平行である。内部表面１５６が、第１の軸受面１５６Ａ及び第２の軸受面１５６Ｂを接続する第３の軸受面１５６Ｃをさらに有する。示されるように、第３の軸受面１５６Ｃが平坦である。
【0021】
図７Ａ及び図７Ｂに示されるように、第３の軸受面１５６Ｃが、第１の軸受面１５６Ａ及び第２の軸受面１５６Ｂに対して垂直であってよい。別法として、図８Ａ及び図８Ｂに示されるように、第１の軸受面１５６Ａと第３の軸受面１５６Ｃとの間の第１の夾角αが９０度以上又は９０度以下であってよい。同様に、第２の軸受面１５６Ｂと第３の表面領域１５６Ｃとの間の第２の夾角βが９０度以下又は９０度以上であってよい。第１の角度α及び第２の角度βが、回転軸受１１０の周りをカプラ１１２が回るときに回転軸受１１０に対して垂直な方向において、第１の軸受面１５６Ａ、第２の軸受面１５６Ｂ、及び第３の軸受面１５６Ｃにより回転軸受１１０に対して与えられる力をより良好に誘導するように選択され得る。
【0022】
第１の軸受面１５６Ａ、第２の軸受面１５６Ｂ、及び第３の軸受面１５６Ｃが平坦なものとして示されるが、これらのいずれか又はすべてが曲線であってもよい。さらに、第１の軸受面１５６Ａ、第２の軸受面１５６Ｂ、及び第３の軸受面１５６Ｃのいずれか又はすべてが、示されるように曲線の接続面により、又は平坦な接続面により、第１の軸受面１５６Ａ、第２の軸受面１５６Ｂ、及び第３の軸受面１５６Ｃのうちの隣接する軸受面に接続され得る。第１の軸受面１５６Ａ、第２の軸受面１５６Ｂ、及び第３の軸受面１５６Ｃを接続する曲線の接続面が、第１の軸受面１５６Ａ、第２の軸受面１５６Ｂ、及び第３の軸受面１５６Ｃに対して且つ第１の軸受面１５６Ａ、第２の軸受面１５６Ｂ、及び第３の軸受面１５６Ｃの間で回転軸受が自由に回動するのを可能にするために、並びに／或いは軸受によりカプラに与えられる又はその逆である衝撃荷重を回避又は軽減するために、回転軸受１１０の半径に公称上等しい曲率半径を有することができる。上で提案したように、第１の軸受面１５６Ａ、第２の軸受面１５６Ｂ、及び第３の軸受面１５６Ｃの形状及び相対的な向きが、回転軸受１１０の周りでカプラ１１２が回るときに回転軸受１１０に対して垂直な方向において、第１の軸受面１５６Ａ、第２の軸受面１５６Ｂ、及び第３の軸受面１５６Ｃにより回転軸受１１０に対して与えられる力をより良好に誘導するように選択され得る。
【0023】
いずれの場合も、モータ・シャフト１０９と共にカプラ１１２が回転するときに軸受面１５６Ａ、１５６Ｂ、１５６Ｃ上で回転軸受１１０が自由に回動するのを可能にするために、及び、回転軸受１１０と軸受面１５６Ａ、１５６Ｂ、１５６Ｃとの間の固着を軽減又は排除するために、第１の軸受面１５６Ａ及び第２の軸受面１５６Ｂが、回転軸受１１０の外径より十分に大きい距離で互いから分離される。
【0024】
上で言及したように、基部１４８が、モータ・シャフト１０９を受けるように構成された開口部１５２を画定する。開口部１５２が側壁１５０の開端部１５４の近傍にあり、側壁１５０の第３の軸受面１５６Ｃから離れたところにある。開口部１５２が側壁１５０の開端部１５４の近傍にあり、側壁１５０の第３の軸受面１５６Ｃから離れたところにあることを理由として、カプラ１１２がモータ・シャフト１０９から偏心的にオフセットされる。この構成により、カプラ１１２が、軌道旋回スクロール部材１０６の運動から発生する反力を相殺することが可能となる。実施例（図示せず）では、モータ１０８の反対側の端部のところに追加の相殺部材（図示せず）が設けられてもよいが、このような追加の相殺部材は、これ以外の場合で可能性として必要となるよりも実質的に小さくてよく、それにより、これ以外の場合で可能となるよりも、スクロール・ポンプ１００をより小さく軽量にすることが可能となる。
【0025】
動作中、モータ１０８がモータ・シャフト１０９を回転させるように励磁される。次いで、モータ・シャフト１０９がカプラ１１２を回転させる。カプラ１１２の軸受面１５６Ａ、１５６Ｂ、１５６Ｃが回転軸受１１０の外側表面に係合し、カプラ１１２の回転時、回転軸受１１０が軸受面１５６Ａ、１５６Ｂ、１５６Ｃ上で回動して軸受面１５６Ａ、１５６Ｂ、１５６Ｃに沿って動く（ｆｏｌｌｏｗ）。この相互作用により、回転軸受１１０が軌道旋回経路内で固定スクロール部材１０４に対して移動するようになり、それにより、軌道旋回スクロール部材１０６が軌道旋回経路内で固定スクロール部材１０４に対して移動するようになる。
【0026】
第１の軸受面１５６Ａ、第２の軸受面１５６Ｂ、及び第３の軸受面１５６Ｃの形状及び相対的な向きが、上で考察したように、回転軸受１１０の周りでカプラ１１２が第１の回転方向又は第２の回転方向に回るときに回転軸受１１０に対して垂直な方向において、第１の軸受面１５６Ａ、第２の軸受面１５６Ｂ、及び第３の軸受面１５６Ｃにより回転軸受１１０に対して与えられる力をより良好に誘導するように選択され得る。
【0027】
図９～図１１が、スクロール・ポンプ１００の組み立て、及び固定スクロール部材１０４と軌道旋回スクロール部材１０６との間のクリアランスの設定を支援することができるスクロール・ポンプ１００の実施例の特定の特徴を最良に示す。より具体的には、図９は、固定スクロール部材１０４の一部分と、軌道旋回スクロール部材１０６と、アイドラ・カムシャフト１３４、第１の軸受組立体１３６、及び第２の軸受組立体１３８を有する、アイドラ組立体１３２のうちの１つのアイドラ組立体とを示す。第１の軸受組立体１３６が、固定スクロール部材１０４の対応する開口部１２４の中で受けられ、アイドラ・カムシャフト１３４の第１のシャフト部分１４０が第１の軸受組立体１３６の中で受けられる。同様に、第２の軸受組立体１３８が、軌道旋回スクロール部材１０６の対応する開口部１３０の中で受けられ、アイドラ・カムシャフト１３４の第２のシャフト部分１４２が第２の軸受組立体１３８の中で受けられる。
【0028】
第１の軸受組立体１３６のフランジ１３７が、開口部１２４を通って軌道旋回スクロール部材１０６の方に第１の軸受組立体１３６が引かれるのを防止する。
【0029】
アイドラ・カムシャフト１３４の第１の端部１４０に固着された固定部（及び、任意選択のワッシャ）１５８が、第１の軸受組立体１３６を通ってアイドラ・カムシャフト１３４が引かれるのを防止する。示されるように、固定具１５８が、アイドラ・カムシャフト１３４の第１の端部１４０の中の相補的なねじ孔１６０に係合するねじ固定具である。
【0030】
同様に、第２の軸受組立体１３８のフランジ１３９が、開口部１３０を通って固定スクロール部材１０４の方に第２の軸受組立体１３８が引かれるのを防止する。
【0031】
図９及び図１０Ａ～図１０Ｃに最良に示されるように、アイドラ・カムシャフト１３４の第２のシャフト部分１４２が孔１６２を画定する。第２のシャフト部分１４２の自由端の反対側の孔１６２の一部分がねじ切りされている。第２のシャフト部分１４２が、第２のシャフト部分１４２の自由端から第１のシャフト部分１４０の方に延在する一対の径方向反対側にあるスリット１６４を画定する。スリット１６４が、第２のシャフト部分１４２の自由端の近傍において、第２のシャフト部分１４２を軸方向において分割し、第１のセクション１４２Ａ及び第２のセクション１４２Ｂにする。実施例で、より多くの又はより少ないスリット１６４が提供されてもよく、それにより、第２のシャフト部分１４２のより多くの又はより少ないセクション１４２ｘが画定される。
【0032】
例えば円錐形として先細である、先細である外側ラジアル面１６８を有するロック・ウェッジ１６６が、第２のシャフト部分１４２によって画定された孔１６２の中にその先細の端部を挿入するように構成される。肩部１７２を有するねじ固定具１７０が、ロック・ウェッジ１６６を通って軸方向に延在するアパーチャ１７４を通して挿入されるように構成され、その結果、固定具１７０の肩部１７２が支承されて係合するかたちで端面１７６に当接され得る。この場合、ねじ固定具１７０が孔１６２のねじ切りされた部分の中に緩めにねじ込まれ得る。
【0033】
図１１を参照すると、軌道旋回スクロール部材１０６が固定スクロール部材１０４に組み付けられ得、取り外し可能なシムＳが、固定スクロール部材１０４と軌道旋回スクロール部材１０６との間に所望のクリアランスを設定する。例えば、適切な厚さの３つ以上のシムＳが、例えば、固定端部プレート１２２と軌道旋回シール１２６Ｓに隣接する軌道旋回スクロール１２６の自由端との間といったように、固定スクロール部材１０４及び軌道旋回スクロール部材１０６の隣接する表面の間に、配設され得る。固定スクロール部材１０４及び軌道旋回スクロール部材１０６並びにシムＳがこのように組み立てられた状態において、ねじ固定具１７０が孔１６２の中へさらにねじ込まれ得、その結果、固定具１７０の肩部１６２がロック・ウェッジ１６６を孔１６２の中へ動かし、それにより、第２のシャフト部分１４２の第１のセクション１４２Ａ及び第２のセクション１４２Ｂを径方向に拡大し、第２の軸受組立体１３８の軸受１３８Ａ、１３８Ｂの一方又は両方の内側レースに対して径方向外側においてロック係合させる。ロック・ウェッジ１６６がこのように第２の軸受組立体１３８に係合した状態において、固定スクロール部材１０４及び軌道旋回スクロール部材１０６がそれらの間の所望のクリアランスのところで固定される。この場合、例えば、固定スクロール部材１０４と軌道旋回スクロール部材１０６との間からシムＳを引き抜くことにより、組み立てられた固定スクロール部材１０４及び軌道旋回スクロール部材１０６からシムＳが取り外され得る。
【0034】
別法として、当業者には理解されるような、組立体固定デバイスを使用することにより、固定スクロール部材１０４と軌道旋回スクロール部材１０６との間の所望のクリアランスが設定され得、ねじ固定具１７０が孔１６２の中にねじ込まれ得、上で考察したように、ロック・ウェッジ１６６を孔１６２の中へ動かす。
【0035】
第２のシャフト部分１４２の第１のセクション１４２及び第２のセクション１４２Ｂを上記のように径方向外側に拡大して、第２の軸受組立体１３８の軸受１３８Ａ、１３８Ｂの一方又は両方の内側レースにロック係合させることは、永久的なものであってよい。つまり、上記のように拡大することは塑性的な拡大であってよく、それにより、孔１６２からねじ固定具１７０が取り外されても、第２のシャフト部分１４２の第１のセクション１４２Ａ及び第２のセクション１４２Ｂが第２の軸受組立体１３８にロック係合した状態を維持するようになる。このような実施例では、一体に組み立てられた固定スクロール部材１０４及び軌道旋回スクロール部材１０６は、容易には分解され得ない。
【0036】
別法として、上記のように拡大することは、孔からねじ固定具１７０を取り外した場合には第２のシャフト部分１４２の第１のセクション１４２Ａ及び第２のセクション１４２Ｂを第２の軸受組立体１３８にロック係合させた状態で維持しないような、塑性的な拡大であってもよい。このような実施例では、一体に組み立てられた固定スクロール部材１０４及び軌道旋回スクロール部材１０６は、より容易に分解され得る。
【0037】
上記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つ又は複数の例示の実施例を参照する。これらの実施例は例示であり、限定的ではない。開示した実施例が、添付の特許請求の範囲によって定義される本発明の範囲から逸脱することなく多数の手法で修正され得ることを当業者であれば認識するであろう。
【図1】
【図2】
【図3】
【図4】
【図5】
【図6】
【図7A】
【図7B】
【図8A】
【図8B】
【図9】
【図10A】
【図10B】
【図10C】
【図11】
【外国語明細書】