特許 7581319 スクロールポンプ

(19)【発行国】日本国特許庁(JP)

(12)【公報種別】特許公報(B2)

(11)【特許番号】

(24)【登録日】2024-11-01

(45)【発行日】2024-11-12

(54)【発明の名称】スクロールポンプ

(51)【国際特許分類】

   F04C 18/02 20060101AFI20241105BHJP

   F04C 27/00 20060101ALI20241105BHJP

【ＦＩ】

F04C18/02 311X

F04C27/00 311

【請求項の数】 12

(21)【出願番号】P 2022503842

(86)(22)【出願日】2020-07-22

(65)【公表番号】

(43)【公表日】2022-09-29

(86)【国際出願番号】 EP2020070630

(87)【国際公開番号】W WO2021013872

(87)【国際公開日】2021-01-28

【審査請求日】2023-07-12

(31)【優先権主張番号】1910471.0

(32)【優先日】2019-07-22

(33)【優先権主張国・地域又は機関】GB

(73)【特許権者】

【識別番号】507261364

【氏名又は名称】エドワーズ リミテッド

(74)【代理人】

【識別番号】100094569

【弁理士】

【氏名又は名称】田中 伸一郎

(74)【代理人】

【識別番号】100103610

【弁理士】

【氏名又は名称】▲吉▼田 和彦

(74)【代理人】

【識別番号】100109070

【弁理士】

【氏名又は名称】須田 洋之

(74)【代理人】

【識別番号】100098475

【弁理士】

【氏名又は名称】倉澤 伊知郎

(74)【代理人】

【識別番号】100130937

【弁理士】

【氏名又は名称】山本 泰史

(74)【代理人】

【識別番号】100144451

【弁理士】

【氏名又は名称】鈴木 博子

(72)【発明者】

【氏名】ホルブルック アラン アーネスト キナード

(72)【発明者】

【氏名】ショフィールド ナイジェル ポール

【審査官】中村 大輔

(56)【参考文献】

【文献】特開平０９－１２６１６５（ＪＰ，Ａ）

【文献】特開昭５５－０３５１５５（ＪＰ，Ａ）

【文献】特開２００９－１１５０５５（ＪＰ，Ａ）

【文献】米国特許第０６１４６１１９（ＵＳ，Ａ）

(58)【調査した分野】(Int.Cl.，ＤＢ名)

Ｆ０４Ｃ ２／０２

Ｆ０４Ｃ １８／０２

Ｆ０４Ｃ ２７／００

(57)【特許請求の範囲】

【請求項1】

第１の螺旋壁と該第１の螺旋壁の径方向内方に位置する内壁とを含む第１のスクロールと、
基部と該基部から延び前記第１の螺旋壁と互いにかみ合う第２の螺旋壁とを含む第２のスクロールと、
前記第１のスクロール及び前記第２のスクロールとは異なる材料から形成され、前記第１の螺旋壁及び前記第２の螺旋壁の半径方向外側に配置されている第１のパッドと、
前記第１のスクロール及び前記第２のスクロールとは異なる材料から形成され、前記第１のスクロールと前記第２のスクロールとの間で前記第１の螺旋壁及び前記第２の螺旋壁の半径方向内側、且つ、軸線方向において前記第１のスクロールの内壁と前記第２のスクロールの基部との間に配置されている第２のパッドであって、前記内壁と前記第２のパッドが前記第１のスクロールと第２のスクロールとの間の空間から中央開口への流体流出を阻止する第２のパッドと、
前記第１のパッド及び前記第２のパッドを介して前記第１のスクロール及び前記第２のスクロールを互いに対して付勢させるように構成された付勢装置と、を備えている、
ことを特徴とするスクロールポンプ。

【請求項2】

前記第１のパッド及び前記第２のパッドの一方又は両方は、ポリマー材料から形成され、前記第１のスクロール及び前記第２のスクロールは金属材料から形成されている、
請求項１に記載のスクロールポンプ。

【請求項3】

前記第１のパッド及び前記第２のパッドの一方又は両方が、ポリテトラフルオロエチレン材料から形成され、前記第１のスクロール及び前記第２のスクロールは、アルミニウムから形成されている、
請求項２に記載のスクロールポンプ。

【請求項4】

前記第１のスクロールと前記第２のスクロールとの間に配置されたチャンネルシールをさらに備えている、
請求項１から３のいずれか１項に記載のスクロールポンプ。

【請求項5】

前記第１のパッド及び前記第２のパッドの一方又は両方は、前記チャンネルシールと一体形成されている、
請求項４に記載のスクロールポンプ。

【請求項6】

前記第１のパッド及び前記第２のパッドの一方又は両方は、前記チャンネルシールと同じ材料で形成されている、
請求項４又は５に記載のスクロールポンプ。

【請求項7】

前記第２のパッドは、前記第１のパッドと同じ材料から形成されている、
請求項１から６のいずれか１項に記載のスクロールポンプ。

【請求項8】

前記第１のスクロール及び前記第２のスクロールの各々は中央開口を含み、前記第２のパッドは前記中央開口に隣接する、
請求項１から７のいずれか１項に記載のスクロールポンプ。

【請求項9】

前記第２のスクロールに結合され、前記第２のスクロールを前記第１のスクロールに対して旋回させるように構成された駆動軸をさらに備えている、
請求項１から８のいずれか１項に記載のスクロールポンプ。

【請求項10】

前記駆動軸は、前記中央開口を貫通して延びる、
請求項８に従属する請求項９に記載のスクロールポンプ。

【請求項11】

前記第１のパッドは、複数の突出部を備える、
請求項１から１０のいずれか１項に記載のスクロールポンプ。

【請求項12】

流体をポンプ送給するための請求項１から１１のいずれか１項に記載のスクロールポンプの使用。

【発明の詳細な説明】

【技術分野】

【0001】

本発明は、スクロールポンプに関する。

【背景技術】

【0002】

スクロールポンプは、様々な異なる産業（例えば、半導体製造）で使用される公知のタイプのポンプである。スクロールポンプは、流体をポンプ送給するために、２つの互いにかみ合った「スクロール」の相対運動を利用して動作する。

【0003】

スクロールポンプでは、２つのスクロールの間の接触部にシールを保持し、スクロールポンプの特定の領域に不要な流体が漏れるのを阻止することが望ましい傾向がある。また、スクロールポンプの構成要素の耐久性を向上させることが望ましい傾向がある。

【発明の概要】

【課題を解決するための手段】

【0004】

本発明の第１の態様によれば、スクロールポンプが提供され、スクロールポンプは、第１の螺旋壁を含む第１のスクロールと；第１の螺旋壁と互いにかみ合う第２の螺旋壁を含む第２のスクロールと；第１のスクロール及び第２のスクロールとは異なる材料から形成されたパッドと；を備え、パッドは、第１のスクロールと第２のスクロールとの間で、第１の螺旋壁及び第２の螺旋壁の半径方向内側の配置されている。

【0005】

スクロールポンプは、パッドを介して第１のスクロール及び第２スクロールを互いに付勢させるように構成された付勢装置をさらに備えることができる。
パッドは、ポリマー材料から形成することができる。

【0006】

第１のスクロール及び／又は第２のスクロールは、金属材料から形成することができる。
パッドは、ポリテトラフルオロエチレン材料から形成することができる。
第１のスクロール及び／又は第２のスクロールは、アルミニウムから形成することができる。

【0007】

スクロールポンプは、第１のスクロールと第２のスクロールとの間に配置されたチャンネルシールをさらに備えることができる。
パッドは、チャンネルシールと一体形成することができる。
パッドは、チャンネルシールと同じ材料で形成することができる。

【0008】

スクロールポンプは、第１のスクロール及び第２のスクロールとは異なる材料から形成された第１のパッドを備えることができ、第１のパッドは、第１のスクロールと第２のスクロールとの間で、第１の螺旋壁及び第２の螺旋壁の半径方向外側に位置し、第１のスクロールと第２のスクロールとの間で、第１の螺旋壁及び第２の螺旋壁の半径方向内側に位置するパッドは、第２のパッドとすることができる。

【0009】

第２のパッドは、第１のパッドと同じ材料で形成することができる。
第１のパッド及び／又は第２のパッドは、チャンネルシールと同じ材料から形成することができる。
第１のパッド及び／又は第２のパッドは、チャンネルシールと一体形成することができる。

【0010】

第１のスクロール及び第２のスクロールの各々は、中央開口を備えることができる。第２のパッドは、中央開口に隣接することができる。
スクロールポンプは、第２のスクロールに結合され、第２のスクロールを第１のスクロールに対して旋回させるように構成された駆動軸をさらに備えることができる。
駆動軸は、中央開口を貫通して延びることができる。
パッドは、複数の突出部を備えることができる。

【0011】

本発明の第２の態様によれば、流体をポンプ送給するための第１の態様のスクロールポンプの使用が提供される。

【0012】

本発明の第３の態様によれば、スクロールポンプが提供され、スクロールポンプは、第１の螺旋壁を含む第１のスクロールと；第１の螺旋壁と互いにかみ合う第２の螺旋壁を含む第２のスクロールと；第１のスクロール及び第２のスクロールとは異なる材料から形成されたパッドと；を備え、パッドは、第１のスクロールと第２のスクロールとの間で、第１の螺旋壁及び第２の螺旋壁の半径方向外側の配置されている。

【0013】

スクロールポンプは、パッドを介して第１のスクロール及び第２スクロールを互いに付勢させるように構成された付勢装置をさらに備えることができる。
パッドは、ポリマー材料から形成することができる。

【0014】

第１のスクロール及び／又は第２のスクロールは、金属材料から形成することができる。
パッドは、ポリテトラフルオロエチレン材料から形成することができる。
第１のスクロール及び／又は第２のスクロールは、アルミニウムから形成することができる。

【0015】

スクロールポンプは、第１のスクロールと第２のスクロールとの間に配置されたチャンネルシールをさらに備えることができる。
パッドは、チャンネルシールと一体形成することができる。
パッドは、チャンネルシールと同じ材料で形成することができる。

【0016】

スクロールポンプは、第１のスクロール及び第２のスクロールとは異なる材料から形成された第２のパッドを備えることができ、第２のパッドは、第１のスクロールと第２のスクロールとの間で、第１の螺旋壁及び第２の螺旋壁の半径方向内側に位置し、第１のスクロールと第２のスクロールとの間で、第１の螺旋壁及び第２の螺旋壁の半径方向外側に位置するパッドは、第１のパッドとすることができる。

【0017】

第２のパッドは、第１のパッドと同じ材料で形成することができる。
第１のパッド及び／又は第２のパッドは、チャンネルシールと同じ材料から形成することができる。
第１のパッド及び／又は第２のパッドは、チャンネルシールと一体形成することができる。

【0018】

第１のスクロール及び第２のスクロールの各々は、中央開口を備えることができる。第２のパッドは、中央開口に隣接することができる。
駆動軸は、中央開口を貫通して延びることができる。
パッドは、複数の突出部を備えることができる。

【0019】

本発明の第４の態様によれば、流体をポンプ送給するための第３の態様のスクロールポンプの使用が提供される。

【図面の簡単な説明】

【0020】

【図1】一実施形態によるスクロールポンプの断面図を示す概略図（縮尺通りではない）である。

【図2】別の実施形態によるスクロールポンプの一部の断面図を示す概略図（縮尺通りではない）である。

【図3】図２に示すスクロールポンプの旋回スクロール及びチャンネルシールの斜視図を示す概略図（縮尺通りではない）である。

【発明を実施するための形態】

【0021】

図１は、一実施形態によるスクロールポンプ１００を示す概略図（縮尺通りではない）である。
スクロールポンプ１００は、シェル１１０、固定スクロール１２０、旋回スクロール１３０、駆動軸１４０、アクチュエータ１５０、複数の軸受１６０、付勢装置１７０、及びパッド１８０を備える。

【0022】

本実施形態では、シェル１１０と固定スクロール１２０とが一緒になってスクロールポンプ１００の全体ハウジングを形成し、その中にスクロールポンプ１００の残りの構成要素が配置されている。しかしながら、他の実施形態では、固定スクロール１２０は、スクロールポンプ１００の全体ハウジングの一部を形成せず、代わりに全体ハウジングの中に完全に位置することができることが理解されるであろう。

【0023】

旋回スクロール１３０は、スクロールポンプ１００の全体ハウジングの中に配置され、固定スクロール１２０と互いにかみ合う。旋回スクロール１３０は、スクロールポンプ１００の入口（図示せず）からスクロールポンプ１００の出口（図示せず）に流体をポンプ送給するために、固定スクロール１２０に対して旋回するように構成されている。固定スクロール１２０に対する旋回スクロール１３０の旋回によって流体がポンプ送給される物理的機構はよく知られており、本明細書では説明しない。

【0024】

固定スクロール１２０は、第１の基部１２２、第１の螺旋壁１２４、及び外壁１２６を備える。旋回スクロール１３０は、第２の基部１３２及び第２の螺旋壁１３４を備える。

【0025】

第１の螺旋壁１２４は、第１の基部１２２から第２の基部１３２に向かって垂直に延びる。外壁１２６は、第１の基部１２２から第２の基部１３２に向かって垂直に延びる。外壁１２６は、第１の螺旋壁１２４の半径方向外側に位置し、固定スクロール１２０の外周を規定する。従って、外壁１２６は、第１の螺旋壁１２４の周囲に広がる。第２の螺旋壁１３４は、第２の基部１３２から第１基部１２２に向かって垂直に延びる。第２の基部１３２は、第２の螺旋壁１３４の半径方向外側に位置し、旋回スクロール１３０の外周を規定する周縁部１３６を備える。本実施形態では、第１の基部１２２、第１の螺旋壁１２４、外壁１２６は、互いに一体的に形成される。また、本実施形態では、第２の基部１３２及び第２の螺旋壁１３４は、互いに一体的に形成される。

【0026】

第１の螺旋壁１２４及び第２の螺旋壁１３４は、第１の螺旋壁１２４の端面が第２の基部１３２の対向面と接触し、第２の螺旋壁１３４の端面が第１の基部１２２の対向面と接触するように、互いにかみ合う。このように、第１の基部１２２、第１の螺旋壁１２４、第２の基部１３２、及び第２の螺旋壁１３４は、一緒になって、固定スクロール１２０と旋回スクロール１３０との間の空間を規定し、この空間は、動作時にスクロールポンプ１００によって流体をポンプ送給するために使用される。第１の螺旋壁１２４及び第２の螺旋壁１３４の各々は、螺旋壁の各巻きの間にそれぞれの螺旋形状のチャンネルを規定する。

【0027】

駆動軸１４０は、旋回スクロール１３０に結合され、旋回スクロール１３０の旋回を駆動するために回転するように構成されている。駆動軸１４０は、スクロールポンプ１２０の全体ハウジングの中に配置されている。本実施形態では、駆動軸１４０は、駆動軸１４０の回転を容易にする複数の軸受１６０を介して、旋回スクロール１３０及びシェル１１０に結合されている。

【0028】

アクチュエータ１５０（例えば、モータ）は、駆動軸１４０に結合され、駆動軸１４０を作動させて、旋回スクロール１３０の旋回を駆動するために駆動軸１４０を回転させるように構成されている。アクチュエータ１５０は、スクロールポンプ１２０の全体ハウジングの中に配置されている。

【0029】

付勢装置１７０は、固定スクロール１２０及び旋回スクロール１３０を互いに付勢させるように構成されている。より詳細的には、付勢装置１７０は、旋回スクロール１３０が固定スクロール１２０に対して軸方向に負荷をかけるように、旋回スクロール１３０を固定スクロール１２０に向かって付勢するように構成されている。より詳細には、付勢は、第１の螺旋壁１２４の端面が第２の基部１３２の対向面に押し付けられ、第２の螺旋壁１３４の端面が第１の基部１２２の対向面に押し付けられるようなものである。従って、固定スクロール１２０及び旋回スクロール１３０にかかる軸方向荷重の一部は、第１の螺旋壁１２４及び第２の螺旋壁１３４の端面によって支持される。付勢装置１７０によって引き起こされる軸方向荷重は、第１の螺旋壁１２４及び第２の螺旋壁１３４の端面と、第１の基部１２２及び第２基部１３２のそれぞれの対向面との間のシールを維持する。これは、固定スクロール１２０と旋回スクロール１３０との間の空間の異なる半径部分の間で流体の望ましくない漏れを防止するように作用する傾向がある。本実施形態では、付勢装置１７０は、駆動軸１４０を介して旋回スクロール１３０に力を及ぼして、旋回スクロール１３０を固定スクロール１２０に向かって付勢するように構成された１又は２以上のバネを備える。

【0030】

パッド１８０は、第１の螺旋壁１２４及び第２の螺旋壁１３４の半径方向外側に配置されている。より詳細には、パッド１８０は、固定スクロール１２０の外壁１２６と、旋回スクロール１３０の基部１３２との間に位置する。より詳細には、パッド１８０は、パッド１８０が外壁１２６及び周縁部１３６の両方に接触するように、外壁１２６と第２基部１３２の周縁部１３６との間に配置されている。換言すると、パッド１８０は、第２の基部１３２の外壁１２６と周縁部１３６との間に挟まれている。このように、パッド１８０は、固定スクロール１２０及び旋回スクロール１３０にかかる軸方向荷重の一部がパッド１８０によって支持されるように配置されている。従って、周縁部１３６は、パッド１８０を介して外壁１２６に対して付勢される。パッド１８０は、固定スクロール１２０及び旋回スクロール１３０とは異なる材料で形成されている。

【0031】

本実施形態では、パッド１８０は、固定スクロール１２０の外壁１２６に埋め込まれた環状リング材料である。パッド１８０は、固定スクロール１２０及び旋回スクロール１３０が作られた１又は複数の材料に接触して摺動した場合に耐摩耗性が高い材料から形成される。例えば、パッド１８０は、１年から１０年の耐用年数で、０．２ｍ／ｓから５ｍ／ｓの摺動速度で１０Ｎから１０００Ｎの接触荷重に耐えることができる。例えば、第１のパッド１８０は、ポリマー材料（例えば、ポリテトラフルオロエチレン材料、耐摩耗性を向上させるために随意的に炭素及び／又はガラスを含む）から形成することができ、固定スクロール１２０及び旋回スクロール１３０は、金属材料（例えば、アルミニウム、マグネシウム、又はチタンなどの軽量金属材料）から形成することができる。アルミニウムは、比較的低コストの軽量材料であるため、特に好ましいであろう。

【0032】

本実施形態では、旋回スクロール１３０が固定スクロール１２０に対して旋回するスクロールポンプ１００の動作時、第１の螺旋壁１２４及び第２の螺旋壁１３４の端面は、第１の基部１２２及び第２の基部１２４のそれぞれの対向面に接触して摺動する。これは、上述の軸方向荷重と相まって、スクロールポンプ１００の動作時に端面が大きな摩擦力を受ける傾向があることを意味する。軸方向荷重の少なくとも一部を支持するパッド１８０の存在は、軸方向荷重のより小さな割合が第１の螺旋壁１２４及び第２の螺旋壁１３４の端面によって支持されることを意味する傾向がある。これは、結果的に、第１の螺旋状壁１２４及び第２の螺旋状壁１３４の端面にかかる摩擦力を減少させる傾向があり、これは、螺旋状壁１２４，１３４の摩耗を減少させる傾向がある。

【0033】

図２は、別の実施形態によるスクロールポンプ２００の一部の断面図を示す概略図（縮尺通りではない）である。
スクロールポンプ２００は、シェル２１０、固定スクロール２２０、旋回スクロール２３０、駆動軸２４０、アクチュエータ（図示せず）、複数の軸受（図示せず）、付勢装置（図示せず）、第１のパッド２８０と、第２パッド２９０、第１のチャンネルシール３００、及び第２のチャンネルシール３１０を備える。

【0034】

本実施形態では、シェル２１０及び固定スクロール２２０は、一緒になってスクロールポンプ２００の全体ハウジングを形成し、その中にスクロールポンプ２００の残りの構成要素が配置されている。しかしながら、他の実施形態では、固定スクロール２２０は、スクロールポンプ２００の全体ハウジングの一部を形成せず、代わりに全体ハウジングの中に完全に位置することができることが理解されるであろう。

【0035】

旋回スクロール２３０は、スクロールポンプ２００の全体ハウジングの中に配置され、固定スクロール２２０と互いにかみ合う。旋回スクロール２３０は、スクロールポンプ２００の入口（図示せず）からスクロールポンプ２００の出口（図示せず）に流体をポンプ送給するために、固定スクロール２２０に対して旋回するように構成されている。固定スクロール２２０に対する旋回スクロール２３０の旋回によって流体がポンプ送給される物理的機構はよく知られており、本明細書では説明しない。

【0036】

固定スクロール２２０は、第１の基部２２２、第１の螺旋壁２２４、外壁２２６、及び内壁２２８を備える。旋回スクロール２３０は、第２の基部２３２及び第２の螺旋壁２３４を備える。本実施形態では、固定スクロール２２０及び旋回スクロール２３０の各々は、中央開口を有する。

【0037】

第１の螺旋壁２２４は、第１の基部２２２から第２に基部２３２に向かって垂直に延びる。外壁２２６は、第１の基部２２２から第２の基部２３２に向かって垂直に延びる。外壁２２６は、第１の螺旋壁２２４の半径方向外側に位置し、固定スクロール２２０の外周を規定する。従って、外壁２２６は、第１の螺旋壁２２４の周囲に広がる。第２の螺旋壁２３４は、第２の基部２３２から第１の基部２２２に向かって垂直に延びる。内壁２２８は、第１の基部２２２から第２の基部２３２に向かって垂直に延びる。内壁２２８は、中央開口と第１の螺旋壁２２４との間で、第１の螺旋壁２２４の半径方向内側に位置する。内壁２２８は、固定スクロール２２０の中央開口に隣接する。

【0038】

第２の基部２３２は、第２の螺旋壁２３４の半径方向外側に位置し、旋回スクロール２３０の外周を規定する周縁部２３６を備える。また、第２の基部２３２は、旋回スクロール２３０の中央開口と第の２螺旋壁２３４との間で、第２の螺旋壁２３４の半径方向内側に位置する半径方向内側部分２３８を備える。半径方向内側部分２３８は、中央開口に隣接する。本実施形態では、第１の基部２２２、第１の螺旋壁２２４、外壁２２６は、互いに一体的に形成される。また、本実施形態では、第２の基部２３２及び第２の螺旋壁２３４は、互いに一体的に形成される。

【0039】

第１のチャンネルシール３００及び第２のチャンネルシール３１０は、固定スクロール２２０と旋回スクロール２３０との間のチャンネルに配置されたシールである。第１のチャンネルシール３００は、第２の基部２３２に隣接し、第２の螺旋壁２３４によって規定されるチャンネルの幅に完全に広がる。第１のチャンネルシール３００は、第１の螺旋壁２２４と第２の基部２３２との間に位置する。第２のチャンネルシール３１０は、第１の基部２２２に隣接し、第１の螺旋壁２２４によって規定されるチャンネルの幅に完全に広がる。第２のチャンネルシール３１０は、第２の螺旋壁２３４と第１の基部２２２との間に位置する。

【0040】

第１の螺旋壁２２４及び第２の螺旋壁２３４は、第１の螺旋壁２２４の端面が第１のチャンネルシール３００の対向面と接触し、第２の螺旋壁２３４の端面が第２のチャンネルシール３１０の対向面と接触するように、互いにかみ合う。このように、第１のチャンネルシール３００、第１の螺旋壁２２４、第２のチャンネルシール３１０、及び第２の螺旋壁２３４は、一緒になって、固定スクロール２２０と旋回スクロール２３０との間の空間を規定し、この空間は、動作時にスクロールポンプ２００によって流体をポンプ送給するために使用される。

【0041】

駆動軸２４０は、旋回スクロール２３０に結合され、旋回スクロール２３０の旋回を駆動するために回転するように構成されている。駆動軸２４０は、スクロールポンプ２２０の全体ハウジングの中に配置されている。本実施形態では、駆動軸２４０は、駆動軸２４０の回転を容易にする複数の軸受を介して、旋回スクロール２３０及びシェル２１０に結合されている。本実施形態では、駆動軸２４０は、固定スクロール２２０及び旋回スクロール２３０の中央開口を貫通して延びている。この構成は、ポンプの排気口に軸受を配置することができる傾向があり、これは軸受のグリース及び汚染物をポンプの吸気口から遠ざける傾向がある。

【0042】

アクチュエータ（例えばモータ）は、駆動軸２４０に結合され、駆動軸２４０を作動させて、旋回スクロール２３０の旋回を駆動するために駆動軸２４０を回転させるように構成されている。アクチュエータは、スクロールポンプ２２０の全体ハウジングの中に配置されている。

【0043】

付勢装置は、固定スクロール２２０及び旋回スクロール２３０を互いに付勢させるように構成されている。より詳細には、付勢装置は、旋回スクロール２３０が固定スクロール２２０に対して軸方向に負荷をかけるように、旋回スクロール２３０を固定スクロール２２０に向かって付勢するように構成されている。より詳細には、付勢は、第１の螺旋壁２２４の端面が第１のチャンネルシール３００の対向面に押し付けられ、第２の螺旋壁２３４の端面が第２のチャンネルシール３１０の対向面に押し付けられるようなものである。従って、固定スクロール２２０及び旋回スクロール２３０にかかる軸方向荷重の一部は、第１の螺旋壁２２４及び第２の螺旋壁２３４の端面によって支持される。付勢装置によって引き起こされる軸方向荷重は、第１の螺旋壁２２４及び第２の螺旋壁２３４の端面と、第１の基部２２２及び第２の基部２３２のそれぞれの対向面との間のシールを維持する。これは、固定スクロール２２０と旋回スクロール２３０の間の空間の異なる半径部分の間で流体の望ましくない漏れを防止するように作用する傾向がある。本実施形態では、付勢装置は、駆動軸２４０を介して旋回スクロール２３０に力を及ぼして、旋回スクロール２３０を固定スクロール２２０に向かって付勢するように構成された１又は２以上のバネを備える。

【0044】

第１のパッド２８０は、第１の螺旋壁２２４及び第２の螺旋壁２３４の半径方向外側に配置されている。より詳細には、第１のパッド２８０は、固定スクロール２２０の外壁２２６と、旋回スクロール２３０の基部２３２との間に位置する。より詳細には、第１のパッド２８０は、第１パッド２８０が外壁２２６及び周縁部２３６の両方に接触するように、外壁２２６と第２ベース２３２の周縁部２３６との間に配置されている。換言すると、第１のパッド２８０は、第２ベース２３２の外壁２２６と周縁部２３６との間に挟まれている。このように、第１のパッド２８０は、固定スクロール２２０及び旋回スクロール２３０にかかる軸方向荷重の一部が第１パッド２８０によって支持されるように配置されている。従って、周縁部２３６は、第１のパッド２８０を介して外壁２２６に対して付勢される。第１のパッド２８０は、固定スクロール２２０及び旋回スクロール２３０とは異なる材料で形成されている。

【0045】

本実施形態では、第１のパッド２８０は、第１のチャンネルシール３００と一体形成されている。また、第１のパッド２８０は、第１のチャンネルシール３００と同じ厚さである。換言すると、第１のパッド２８０は、第１のチャンネルシール３００の延長線上にあると言うことができる。本実施形態では、第１パッド２８０は、固定スクロール２２０及び旋回スクロール２３０が作られた１又は複数の材料に接触して摺動した場合に耐摩耗性が高い材料から形成される。例えば、第１のパッド２８０は、１年から１０年の耐用年数で、０．２ｍ／ｓから５ｍ／ｓの摺動速度で１０Ｎから１０００Ｎの接触荷重に耐えることができる。例えば、第１のパッド２８０は、ポリマー材料（例えば、ポリテトラフルオロエチレン材料、耐摩耗性を向上させるために随意的に炭素及び／又はガラスを含む）から形成することができ、固定スクロール２２０及び旋回スクロール２３０は、金属材料（例えば、アルミニウム、マグネシウム、チタンなどの軽量金属材料）から形成することができる。アルミニウムは、比較的低コストの軽量材料であるため、特に好ましいであろう。

【0046】

第２のパッド１９０は、第１の螺旋壁２２４及び第２の螺旋壁２３４の半径方向内側に配置されている。より詳細には、第２のパッド２９０は、固定スクロール２２０の内壁２２８と、旋回スクロール２３０の基部２３２との間に位置する。より詳細には、第２のパッド２９０は、第２のパッド２９０が内壁２２８及び半径方向内側部分２３８の両方と接触するように、内壁２２８と第２の基部２３２の半径方向内側部分２３８との間に配置されている。換言すると、第２パッド２９０は、内壁２２８と半径方向内側部分２３８との間に挟まれている。第２のパッド２９０は、固定スクロール２２０及び旋回スクロール２３０の中央開口と、第１の螺旋壁２２４及び第２の螺旋壁２３４との間で、第１の螺旋壁２２４及び第２の螺旋壁２３４の半径方向内側に位置する。第２のパッド２９０は、中央開口に隣接する。

【0047】

このように、第２のパッド２９０は、固定スクロール２２０及び旋回スクロール２３０にかかる軸方向荷重の一部が第２パッド２９０によって支持されるように配置されている。従って、半径方向内側部分２３８は、第２のパッド２９０を介して内壁２２８に対して付勢される。第２のパッド２９０は、固定スクロール２２０及び旋回スクロール２３０とは異なる材料で形成されている。

【0048】

本実施形態では、第２のパッド２９０は、第１のチャンネルシール３００と一体形成されている。また、第２のパッド２９０は、第１のチャンネルシール３００と同じ厚さである。換言すると、第２のパッド２９０は、第１のチャンネルシール３００の延長線上にあると言うことができる。本実施形態では、第２のパッド２９０は、第１のパッド２８０と同じ材料から形成されている。本実施形態では、第２のパッド２９０は、固定スクロール２２０及び旋回スクロール２３０が作られた１又は複数の材料に接触して摺動した場合に耐摩耗性が高い材料から形成される。例えば、第２のパッド２９０は、１年から１０年の耐用年数で、０．２ｍ／ｓから５ｍ／ｓの摺動速度で１０Ｎから１０００Ｎの接触荷重に耐えることができる。例えば、第２のパッド２９０は、ポリマー材料（例えば、ポリテトラフルオロエチレン材料、耐摩耗性を向上させるために随意的に炭素及び／又はガラスを含む）から形成しることができ、固定スクロール２２０及び旋回スクロール２３０は、金属材料（例えば、アルミニウム、マグネシウム、チタンなどの軽量金属材料）から形成することができる。アルミニウムは、比較的低コストの軽量材料であるため、特に好ましいであろう。

【0049】

本実施形態では、旋回スクロール２３０が固定スクロール２２０に対して旋回するスクロールポンプ２００の動作時、第１の螺旋壁２２４及び第２の螺旋壁２３４の端面は、第１のチャンネルシール３００及び第２のチャンネルシール３１０のそれぞれの対向面に接触して摺動する。これは、上述の軸方向荷重と相まって、第１の螺旋壁２２４及び第２の螺旋壁２３４の端面とチャンネルシール３００、３１０のそれぞれの対向面とが、スクロールポンプ２００の動作時に摩擦力を受ける傾向があることを意味する。

【0050】

軸方向荷重の少なくとも一部を支持する第１のパッド２８０及び第２のパッド２９０の存在は、軸方向荷重の小さな割合が第１の螺旋壁２２４及び第２の螺旋壁２３４の端面、並びにチャンネルシール３００、３１０のそれぞれの対向面によって支持されることを意味する傾向がある。これは、結果的に、第１の螺旋壁２２４及び第２の螺旋壁２３４の端面、並びにチャンネルシール３００、３１０のそれぞれの対向面にかかる摩擦力を減少させる傾向がある。

【0051】

また、第２のパッド２９０は、固定スクロールと旋回スクロールとの間の空間への望ましくない流体の流入及び流出を防止する傾向がある追加のシールを提供する。これは、スクロールポンプ２００の他の部分（例えば、アクチュエータを含むハウジング部分）に真空が形成されるのを防止する傾向があり、また、ポンプ送給された流体がスクロールポンプ２００の他の部分（例えば、アクチュエータを含むハウジング部分）に入るのを防止する傾向がある。

【0052】

図３は、旋回スクロール２３０及び第１のチャンネルシール３００の斜視図を示す概略図（縮尺通りではない）である。
チャンネルシール３００は、第２の螺旋壁２３４が螺旋状の隙間３０２を貫通してぴったりと嵌合することができるように、第２の螺旋壁２３４の形状及び大きさと一致する螺旋状の隙間３０２を備える。また、チャンネルシール３００は、駆動軸２４０がチャンネルシール３００を貫通して延びることができるように、旋回スクロール２３０の中央開口の形状及びサイズと一致する中央開口を備える。

【0053】

本実施形態では、第１のパッド２８０は、その間に切り欠き部分を有する複数の突出部２８２を備える。突起部の間の切り欠き部分は、スクロールポンプ２００の他の部分が存在するための空間（例えば、旋回スクロールの回転を防止する機構のための空間及び／又は旋回スクロール上にカバーを固定するねじのための空間）を提供する。これは、突出部２８２がない第１のパッド２８０と比較して、ポンプ全体のサイズを小さくすることができる傾向がある。
結果としてスクロールポンプが提供される。

【0054】

好都合には、上述の実施形態では、スクロールポンプの動作時に、螺旋壁の摩耗が減少する傾向がある。従って、スクロールポンプは、全体的な耐久性が向上する傾向がある。

【0055】

好都合には、上述のスクロールポンプは、スクロールポンプの壁及びシールが損傷しないように、スクロールポンプの圧力－速度値を比較的低く保つことができる傾向がある。

【0056】

好都合には、チャンネルシールを含む実施形態では、チャンネルシールは、スクロールポンプの動作時に摩耗が減少する傾向がある。従って、チャンネルシールは、全体的な耐久性が向上する傾向がある。

【0057】

好都合には、パッドがチャンネルシールと一体形成される実施形態では、パッドは、別個に製造されるのではなく、チャンネルシールと一緒に製造することができるので、容易に製造することができる傾向がある。また、チャンネルシールとパッドを一体にすることで、チャンネルシール及びパッドを同じ厚さで容易に製造することができる傾向がある。このように、スクロール壁とチャンネルシールとの間の端部間隙をゼロに近づけることは、ポンプ送球された流体の漏れを最小限に抑え、ポンプ性能を最大化することができる傾向がある。

【0058】

上記の実施形態では、付勢装置は、１又は２以上のバネを備える。しかしながら、他の実施形態では、付勢装置は、１又は２以上のバネの代わりに、又はそれに加えて、付勢をもたらす別のタイプの装置を備える。

【0059】

上記の実施形態では、外壁は、固定スクロールから延びる。しかしながら、他の実施形態では、外壁は、代わりに旋回スクロールから延びる。

【0060】

図２の上記の実施形態では、スクロールポンプは、第２のパッドを備え、スクロールは、中央開口を備える。しかしながら、他の実施形態では、スクロールポンプは、中央開口がない第２のパッドを備える。いくつかの実施形態では、スクロールポンプは、第２のパッドなしで中央開口を備える。いくつかの実施形態では、第２のパッド及び中央開口の全てが省略される。

【0061】

図２の上記の実施形態では、パッド２８０，２９０に起因して、パッド２８０，２９０と一致するシール界面（すなわち、第１の螺旋壁２２４と第１のチャンネルシール３００とで形成される界面）に対する螺旋壁上の摩耗速度が非常に低くなる傾向がある。いくつかの実施形態では、第２の螺旋壁２３４は、第１の螺旋壁２２４よりも高い（例えば、５から１０ミクロンだけ）。これらの実施形態では、すべての荷重が最初に第２の螺旋壁２３４の端面にかかることになり、これにより、パッド２８０、２９０及び第１のチャンネルシール３００が固定スクロール２２０と接触するまで、第２のチャンネルシール３１０が急速に摩耗することになる。これは、動作時にシール界面に対して両方の螺旋壁がほぼゼロの間隙を有することを保証する傾向がある。もしくは、いくつかの実施形態では、第２のチャンネルシール３１０は、ばね付勢されたチャンネルシールであり、これは、動作の最初の瞬間からシール界面に対して両方の螺旋壁がほぼゼロの間隙を有することを保証する傾向がある。

【符号の説明】

【0062】

１００、２００ スクロールポンプ
１１０、２１０ シェル
１２０、２２０ 固定スクロール
１２２、２２２ 第１の基部
１２４、２２４ 第１の螺旋壁
１２６、２２６ 外壁
１３０、２３０ 旋回スクロール
１３２、２３２ 第２の基部
１３４、２３４ 第２の螺旋壁
１３６、２３６ 周縁部
１４０、２４０ 駆動軸
１５０，２５０ アクチュエータ
１６０ 軸受
１７０ 付勢装置
１８０ パッド
２２８ 内壁
２３８ 半径方向内側部分
２８０ 第１のパッド
２８２ 突起部
２９０ 第２のパッド
３００ 第１のチャンネルシール
３０２ 螺旋状の隙間
３１０ 第２のチャンネルシール

【図1】

【図2】

【図3】