特表 2025-504100 スクロールポンプ

(19)【発行国】日本国特許庁(JP)

(12)【公報種別】公表特許公報(A)

(11)【公表番号】

(43)【公表日】2025-02-06

(54)【発明の名称】スクロールポンプ

(51)【国際特許分類】

   F04C 18/02 20060101AFI20250130BHJP

   F04C 29/00 20060101ALI20250130BHJP

【ＦＩ】

F04C18/02 311Z

F04C29/00 D

F04C29/00 F

【審査請求】有

【予備審査請求】未請求

(21)【出願番号】P 2024545997

(86)(22)【出願日】2023-03-30

(85)【翻訳文提出日】2024-08-01

(86)【国際出願番号】 GB2023050824

(87)【国際公開番号】W WO2023187377

(87)【国際公開日】2023-10-05

(31)【優先権主張番号】2204515.7

(32)【優先日】2022-03-30

(33)【優先権主張国・地域又は機関】GB

(81)【指定国・地域】

(71)【出願人】

【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】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】100119013

【弁理士】

【氏名又は名称】山崎 一夫

(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

(74)【代理人】

【識別番号】100196221

【弁理士】

【氏名又は名称】上潟口 雅裕

(72)【発明者】

【氏名】ショフィールド ナイジェル ポール

(72)【発明者】

【氏名】ホルブルック アラン アーネスト キネアード

(72)【発明者】

【氏名】ベッドウェル デイヴィッド

【テーマコード（参考）】

3H039

3H129

【Ｆターム（参考）】

3H039AA02

3H039AA12

3H039BB08

3H039BB15

3H039CC03

3H039CC22

3H039CC25

3H129AA02

3H129AA18

3H129AB05

3H129BB16

3H129BB33

3H129CC05

3H129CC17

(57)【要約】

非接触式スクロールポンプ（１００）は、ハウジング（１１０）と、ハウジングの中に配置された旋回スクロール（１３０）と、旋回スクロールを軸方向に支持するためにハウジングの中に配置されたスラスト軸受組立体（１７０）とを備える。スラスト軸受組立体は、旋回スクロールに固定された第１のプレート（１７１）と、第１のプレートから離間した第２のプレート（１７２）と、第１のプレートと第２のプレートとの間に配置されたボール軸受（１７４）であって、ボール軸受は、旋回スクロールの旋回中に第１及び第２のプレートに対して転動するように構成されているボール軸受と、ハウジングと第２のプレートとの間に軸方向に延在し、ハウジングを第２のプレートに結合する結合構造体（１７５）とを備え、結合構造体は、第２のプレートと係合し、結合構造体は、結合構造体を第２のプレートに押し付けるように配置されたばね（１７５ｄ）を備える。
【選択図】図２

【特許請求の範囲】

【請求項1】

非接触式スクロールポンプであって、
ハウジングと、
前記ハウジングの中に配置された旋回スクロールと、
前記旋回スクロールを軸方向に支持するために前記ハウジングの中に配置されたスラスト軸受組立体と、
を備え、前記スラスト軸受組立体は、
前記旋回スクロールに固定された第１のプレートと、
前記第１のプレートから離間した第２のプレートと、
前記第１のプレートと前記第２のプレートとの間に配置されたボール軸受であって、前記ボール軸受は、旋回スクロールの旋回中に前記第１及び第２のプレートに対して転動するように構成されている、ボール軸受と、
前記ハウジングと前記第２のプレートとの間に軸方向に延在し、前記ハウジングを前記第２のプレートに結合する結合構造体と、
を備え、
前記結合構造体は、前記第２のプレートと係合し、前記結合構造体は、前記結合構造体を前記第２のプレートに押し付けるように配置されたばねを備える、非接触式スクロールポンプ。

【請求項2】

前記結合構造体はナットを含み、前記ナットは、前記ナットを緩めると前記ばねが前記結合構造体を前記第２のプレートに向かって押し進め、前記ナットを締めると前記結合構造体を前記第２のプレートから離れる方向に引っ張るように配置されている、請求項１に記載の非接触式スクロールポンプ。

【請求項3】

前記ばねは、５００Ｎと２０００Ｎの間の力で前記結合構造体を前記第２のプレートに押し付けるように配置されている、請求項１又は２に記載の非接触式スクロールポンプ。

【請求項4】

前記非接触式スクロールポンプは３つのスラスト軸受組立体を備え、
前記３つのスラスト軸受組立体の各々は、
前記旋回スクロールに固定された第１のプレートと、
前記第１のプレートから離間した第２のプレートと、
前記第１のプレートと前記第２のプレートとの間に配置されたボール軸受であって、前記ボール軸受は、旋回スクロールの旋回中に前記第１及び第２のプレートに対して転動するように構成されている、ボール軸受と、
前記ハウジングと前記第２のプレートとの間に軸方向に延在し、前記ハウジングを前記第２のプレートに結合する結合構造体と、
を備え、
前記結合構造体は、前記第２のプレートと係合し、前記結合構造体は、前記結合構造体を前記第２のプレートに押し付けるように配置されたばねを備え、
前記３つのスラスト軸受組立体は、前記旋回スクロールの回転軸の周りに三角構成で均等に角度方向に分散配置されている、請求項１から３のいずれか一項に記載の非接触式スクロールポンプ。

【請求項5】

前記第１のプレートと前記第２のプレートとの間に挟まれた第１のボール軸受ケージと、
前記第１のプレートと前記第２のプレートとの間に挟まれた第２のボール軸受ケージと、
をさらに備え、
前記第１及び第２のボール軸受ケージは、前記ボール軸受を収容して前記ボール軸受の動きを制限する、請求項１から４のいずれか一項に記載の非接触式スクロールポンプ。

【請求項6】

前記第１のボール軸受ケージは前記第１のプレートに固定され、前記第２のボール軸受ケージは前記第２のプレートに固定されている、請求項５に記載の非接触式スクロールポンプ。

【請求項7】

前記第１及び第２のボール軸受ケージの各々は、穴を有し、前記第１のボール軸受ケージの前記穴は、前記第２のボール軸受ケージの前記穴と重なっており、
前記ボール軸受は、前記ボール軸受ケージの前記重なった穴の中に収容されている、請求項５又は６に記載の非接触式スクロールポンプ。

【請求項8】

前記結合構造体はピンである、請求項１から７のいずれか一項に記載の非接触式スクロールポンプ。

【請求項9】

前記結合構造体は、前記旋回スクロールの軸方向位置を調整するためのものである、請求項１から８のいずれか一項に記載の非接触式スクロールポンプ。

【請求項10】

複数の真空ポンプを備える真空ポンプシステムであって、前記真空ポンプのうちの１つが、請求項１から９のいずれか一項に記載の非接触式スクロールポンプである、真空ポンプシステム。

【請求項11】

流体をポンプ送給するための請求項１から９のいずれか一項に記載の非接触式スクロールポンプの使用。

【請求項12】

請求項１から９のいずれか一項に記載の非接触式スクロールポンプに対してユーザが行う方法であって、
前記結合構造体のナットを緩めて、前記ばねが前記旋回スクロールの螺旋壁を前記非接触式スクロールポンプの固定スクロールに押し付けて接触するようにさせるステップと、
前記ナットを締めて、前記結合構造体を前記固定スクロールから引き離し、それによって旋回スクロールを固定スクロールから離れて軸方向に移動させるステップと、
前記ナットを締めている間、センサを使用して軸方向移動距離量を追跡するステップと、
所望の軸方向距離量に達すると、前記ナットの締め付けを停止するテップと、
を含む方法。

【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、流体をポンプ送給するために様々な異なる産業で使用される既知のタイプのポンプである。スクロールポンプは、２つの噛み合うスクロール（固定スクロール及び旋回スクロールとして知られている）の相対運動を利用して流体をポンプ送給することで作動する。固定スクロール及び旋回スクロールの各々は、基部から延びる螺旋壁を含む。

【0003】

スクロールポンプの１つのタイプは、非接触式スクロールポンプである。非接触式スクロールポンプでは、固定スクロール及び旋回スクロールの各々の先端（すなわち、螺旋壁の端部）と、他方のスクロールとは接触しない。さらに、非接触式スクロールポンプでは、固定スクロール及び旋回スクロールの各々の先端と他方のスクロールとの間には先端シール（ｔｉｐ ｓｅａｌ）が存在しない。従って、非接触式スクロールポンプでは、固定スクロール及び旋回スクロールの各々の先端と他方のスクロールとの間に、例えば１０－２０ミクロンの小さな隙間（又は間隙（ｃｌｅａｒａｎｃｅ））がある。この隙間を維持するために、非接触式スクロールポンプは、通常、スクロールの一方に係合するスラスト軸受組立体を含み、スクロールを他方のスクロールに対して正しい軸方向位置に維持する。

【発明の概要】

【課題を解決するための手段】

【0004】

本発明の一態様では、非接触式スクロールポンプが提供され、非接触式スクロールポンプは、ハウジングと、ハウジングの中に配置された旋回スクロールと、旋回スクロールを軸方向に支持するためにハウジングの中に配置されたスラスト軸受組立体とを備える。スラスト軸受組立体は、旋回スクロールに固定された第１のプレートと、第１のプレートから離間した第２のプレートと、第１のプレートと第２のプレートとの間に配置されたボール軸受とを備え、ボール軸受は、旋回スクロールの旋回中に第１及び第２のプレートに対して転動するように構成されている。スラスト軸受組立体は、ハウジングと第２のプレートとの間に軸方向に延在し、ハウジングを第２のプレートに結合する結合構造体をさらに備え、結合構造体は、第２のプレートと係合し、結合構造体は、結合構造体を第２のプレートに押し付けるように配置されたばねを備える。

【0005】

結合構造体はナットを含むことができ、ナットは、ナットを緩めるとばねが結合構造体を第２のプレートに向かって押し進め、ナットを締めると結合構造体を第２のプレートから離れる方向に引っ張るように配置されている。

【0006】

ばねは、５００Ｎと２０００Ｎの間の力で結合構造体を第２のプレートに押し付けるように配置することができる。

【0007】

非接触式スクロールポンプは、３つのスラスト軸受組立体を備えることができる。３つのスラスト軸受組立体の各々は、旋回スクロールに固定された第１のプレートと、第１のプレートから離間した第２のプレートと、第１のプレートと第２のプレートとの間に配置されたボール軸受とを備え、ボール軸受は、旋回スクロールの旋回中に第１及び第２のプレートに対して転動するように構成されている。３つのスラスト軸受組立体の各々は、ハウジングと第２のプレートとの間に軸方向に延在し、ハウジングを第２のプレートに結合する結合構造体をさらに備え、結合構造体は、第２のプレートと係合し、結合構造体は、結合構造体を第２のプレートに押し付けるように配置されたばねを備える。３つのスラスト軸受組立体は、旋回スクロールの回転軸の周りに三角構成で均等に角度方向に分散配置することができる。

【0008】

非接触式スクロールポンプは、第１のプレートと第２のプレートとの間に挟まれた第１のボール軸受ケージと、第１のプレートと第２のプレートとの間に挟まれた第２のボール軸受ケージとをさらに備えることができ、第１及び第２のボール軸受ケージは、ボール軸受を収容してボール軸受の動きを制限する。

【0009】

第１のボール軸受ケージは第１のプレートに固定すること、及び第２のボール軸受ケージは第２のプレートに固定することができる。

【0010】

第１及び第２のボール軸受ケージの各々は穴を備え、第１のボール軸受ケージの穴は第２のボール軸受ケージの穴と重なり、ボール軸受はボール軸受ケージの重なった穴の中に収容されている。

【0011】

結合構造体は、ピンとすることができる。

【0012】

結合構造体は、旋回スクロールの軸方向位置を調整するためのものとすることができる。

【0013】

本発明の別の態様では、複数の真空ポンプを含む真空ポンプシステムが提供され、真空ポンプの１つは、上記の態様の非接触式スクロールポンプである。

【0014】

本発明のさらに別の態様では、流体をポンプ送給するための上記のいずれかの態様の非接触式スクロールポンプの使用が提供される。

【0015】

本発明のさらに別の態様では、上記のいずれかの態様の非接触式スクロールポンプに対してユーザが行う方法が提供され、この方法は、結合構造体のナットを緩めて、ばねが旋回スクロールの螺旋壁を非接触式スクロールポンプの固定スクロールに押し付けて接触するようにさせるステップと、ナットを締めて、結合構造体を固定スクロールから引き離し、それによって旋回スクロールを固定スクロールから離れて軸方向に移動させるステップと、ナットを締めている間、センサを使用して軸方向移動距離量を追跡するステップと、所望の軸方向距離量に達すると、ナットの締め付けを停止するステップと、を含む。

【図面の簡単な説明】

【0016】

【図1】非接触式スクロールポンプの断面図を示す概略図である（正確な縮尺ではない）。

【図2】非接触式スクロールポンプのスラスト軸受組立体の拡大断面図を示す概略図である（正確な縮尺ではない）。

【図3】非接触式スクロールポンプの複数のスラスト軸受組立体の斜視図を示す概略図である（正確な縮尺ではない）。

【図4】非接触式スクロールポンプのスラスト軸受組立体の一部の拡大斜視図を示す概略図である（正確な縮尺ではない）。

【発明を実施するための形態】

【0017】

図１は、非接触式スクロールポンプ１００の断面図を示す概略図である（正確な縮尺ではない）。

【0018】

スクロールポンプ１００は、ハウジング部分１１０と、固定スクロール１２０と、旋回スクロール１３０と、駆動シャフト１４０と、アクチュエータ１５０と、主軸受組立体１６０と、複数のスラスト軸受組立体１７０とを備える。

【0019】

この実施形態では、ハウジング部分１１０及び固定スクロール１２０は、一緒になってスクロールポンプ１００の全体ハウジングを画定し、その中にスクロールポンプ１００の他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いずれも画定せず、代わりに、全体ハウジング内に完全に配置できることを理解されたい。この実施形態では、旋回スクロール１３０は、スクロールポンプ１００の全体ハウジング内に配置される。

【0020】

旋回スクロール１３０は、固定スクロール１２０と噛み合わされて、作動中にスクロールポンプ１００が流体（例えばガス）をポンプ送給するために使用される空間（又は流路）を画定する。旋回スクロール１３０は、固定スクロール１２０に対して旋回して、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）まで流体をポンプ送給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正確な物理的機構はよく理解されており、簡潔にするために本明細書では説明しない。

【0021】

固定スクロール１２０は、第１の基部１２２及び第１の螺旋壁１２４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。第１の螺旋壁１２４及び第２の螺旋壁１３４は互いに噛み合う。さらに、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ており、第１の螺旋壁１２４の端面（先端とも呼ばれる）は、第２の基部１３２の対向面に近接するが接触していない（例えば１０－２０ミクロンだけ離れている）。第２の螺旋壁１３４は、第２の基部１３２から第１の基部１２２に向かって垂直に延びており、第２の螺旋壁１３４の端面（又は先端）は、第１の基部１２２の対向面に近接するが接触していない（例えば１０－２０ミクロンだけ離れている）。従って、第１及び第２の螺旋壁１２４、１３４の端面と第１及び第２の基部１２２、１３２のそれぞれの対向面との間には隙間又は間隙が存在する（例えば１０－２０ミクロンの）。第１の螺旋壁１２４の端面と第２の基部１３２の対向面との間の距離は、第２の螺旋壁１３４と第１の基部１２２の対向面との間の距離と同じである。隙間は、隙間内に物体又は他のスクロールポンプ部品が配置されていないという意味で空である。例えば、隙間内に先端シールは存在しない。従って、第１及び第２の螺旋壁１２４、１３４の端面は、何らかの物体又は他のスクロールポンプ部品と接触しない。

【0022】

この実施形態では、第１の基部１２２と第１の螺旋壁１２４は互いに一体的に形成され、第２の基部１３２と第２の螺旋壁１３４は互いに一体的に形成されている。しかしながら、他の実施形態では、螺旋壁１２４、１３４の一方又は両方は、それぞれの基部１２２、１３２と一体的に形成されていない。

【0023】

駆動シャフト１４０は、旋回スクロール１３０に結合され、旋回スクロール１３０の旋回駆動のために回転するように構成されている。駆動シャフト１４０は、スクロールポンプ１００の全体ハウジング内に配置され、駆動シャフト１４０の回転を助ける主軸受組立体１６０を介して取り付けられている。この実施形態では、駆動シャフト１４０は、固定スクロール１２０と旋回スクロール１３０の両方を貫通して延びており、旋回スクロール１３０は、駆動シャフト１４０の端部に取り付けられている。

【0024】

アクチュエータ１５０（例えば電気モータ）は、駆動シャフト１４０に結合され、駆動シャフト１４０を作動させて、駆動シャフト１４０が回転して旋回スクロール１３０を旋回駆動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１００の全体ハウジング内に配置され、駆動シャフト１４０の周囲に取り付けられている。

【0025】

主軸受組立体１６０は、駆動シャフト１４０を旋回スクロール１３０及びスクロールポンプ１００の全体ハウジングに機械的に結合し、駆動シャフト１４０は、スクロールポンプ１００内で回転して旋回スクロール１３０を駆動できるようになっている。この実施形態では、主軸受組立体１６０は、駆動シャフト１４０の第１の端部とスクロールポンプ１００の全体ハウジングとの間に配置された（機械的に結合された）軸受と、旋回スクロール１３０と第１の端部とは反対側の駆動シャフト１４０の第２の端部との間に配置された（機械的に結合された）軸受と、固定スクロール１２０と駆動シャフト１４０との間に配置された（機械的に結合された）軸受とを備える。

【0026】

複数のスラスト軸受組立体１７０の各々は、旋回スクロール１３０と、旋回スクロール１３０から軸方向に離間したハウジング部分１１０との間に配置されている。各スラスト軸受組立体１７０は、固定スクロール１２０に対する旋回スクロール１３０の軸方向の位置を制限及び／又は制御するために、旋回スクロール１３０に結合（及び係合）されている。この実施形態では、３つのスラスト軸受組立体１７０は、旋回スクロール１３０に安定した軸方向の力を与えるために、旋回スクロールの中心回転軸の周りに三角構成で均等に角度方向に分散配置されている（これは図３にさらに示されている）。各スラスト軸受組立体の正確な構造は、図２を参照して以下により詳細に説明する。

【0027】

図２は、非接触式スクロールポンプ１００のスラスト軸受組立体１７０の拡大断面図を示す概略図である（正確な縮尺ではない）。

【0028】

スラスト軸受組立体１７０は、第１のプレート１７１と、第２のプレート１７２と、第１のボール軸受ケージ１７３ａと、第２のボール軸受ケージ１７３ｂと、複数のボール軸受１７４と、調整ピン１７５と、ケーシング１７６とを備える。これらの構造体により、以下により詳細に説明するように、スラスト軸受組立体１７０は、旋回スクロール１３０に軸方向の支持を提供すると同時に、作動中の旋回スクロール１３０の旋回を助ける。

【0029】

第１及び第２のプレート１７１、１７２の各々は、旋回スクロール１３０に面する第１の側面と、旋回スクロール１３０から外方に面する第１の側面とは反対側の第２の側面とを有する。同様に、第１及び第２のボール軸受ケージ１７３ａ、１７３ｂの各々は、旋回スクロール１３０に面する第１の側面と、旋回スクロール１３０から外方に面する第１の側面とは反対側の第２の側面とを有する。第１のプレート１７１の第１の側面は、旋回スクロール１３０の裏面に固定され、第１のプレート１７１の第２の側面は、第１のボール軸受ケージ１７３ａの第１の側面に固定されている。第１のボール軸受ケージ１７３ａの第２の側面は、ボール軸受１７４によって第２のボール軸受ケージ１７３ｂの第１の側面から離間し、それによって第１及び第２のボール軸受ケージ１７３ａ、１７３ｂの相対運動が可能になる。第２のボール軸受ケージ１７３ｂの第２の側面は、第２のプレート１７２の第１の側面に固定されている。第２のプレート１７２の第２の側面は、調整ピン１７５の端部と係合している。

【0030】

第１及び第２のボール軸受ケージ１７３ａ、１７３ｂの各々は、内部に複数のボール軸受１７４が配置される複数の穴を備える。第１のボール軸受ケージ１７３ａの各穴は、第２のボール軸受ケージ１７３ｂの対応する穴と部分的に重なり、複数の穴のペアを形成する。各穴のペアは、単一のボール軸受１７４を収容する。穴の部分的な重なりにより、第１及び第２の軸受ケージ１７３ａ、１７３ｂは、ボール軸受１７４の動きを制限しながら、動作中の旋回スクロール１３０の旋回運動に対応することができる。これは、図４にさらに示されている。

【0031】

複数のボール軸受１７４は、第１及び第２のプレート１７１、１７２の各々がボール軸受１７４と接触するように、第１及び第２のプレート１７１、１７２の間に挟まれている。複数のボール軸受１７４のうちの各ボール軸受１７４は、第１及び第２のボール軸受ケージ１７３ａ，１７３ｂのそれぞれの穴のペアの中に収容されている。複数のボール軸受１７４は、鋼又はセラミックから形成することができる。

【0032】

作動中、旋回スクロール１３０の旋回を助けるために、複数のボール軸受１７４は、第１及び第２のボール軸受ケージ１７３ａ、１７３ｂの穴のペアの中で第１及び第２のプレート１７１、１７２に対して転動する。スクロールポンプ１００の作動中、第１のプレート１７１及び第１のボール軸受ケージ１７３ａは、互いに固定されると共に旋回スクロール１３０に固定され、旋回スクロール１３０と一緒に移動する。従って、作動中、第１のプレート１７１、第１のボール軸受ケージ１７３ａ、及び旋回スクロール１３０は全て、複数のボール軸受１７４上の第２のプレート１７２及び第２のボール軸受ケージ１７３ｂに対して一緒に移動する。

【0033】

調整ピン１７５は、スクロールポンプ１００のハウジング部分１１０と第２のプレート１７２との間を軸方向に延在する。調整ピン１７５の第１の端部１７５ａは、ハウジング部分１１０に取り付けられ、調整ピン１７５の第１の端部１７５ａとは反対側の第２の端部１７５ｂは、第２のプレート１７２の第２の側面に係合される。調整ピン１７５の第１の端部１７５ａにはねじ山が付けられており、対応するねじ付きナット１７５ｃを介してハウジング部分１１０に結合されている。ねじ付きナット１７５ｃは、調整ピン１７５の第１の端部１７５ａにあり、調整ピン１７５の軸方向位置を調整するために第１の端部１７５ａのねじ山上で回転可能であり、それによって、スラスト軸受組立体１７０の残りの部分を介して旋回スクロール１３０の軸方向位置の制御を容易にする。調整ピン１７５は、ばね１７５ｄをさらに備え、ばね１７５ｄは、調整ピン１７５を第２のプレート１７２に押し付けるように作用する。調整ピン１７５を第２のプレート１７２に押し付けるために、ばね１７５ｄは、第２のプレート１７２に面するハウジング部分１１０の表面と、第２のプレート１７２から外方に面する調整ピン１７５の表面との間に延在する。ばね１７５ｄの一端は、第２のプレート１７２に面するハウジング部分１１０の表面を押圧し、ばね１７５ｄの他端は、第２のプレート１７２から外方に面する調整ピン１７５の表面を押圧する。この構成により、後述するように、ユーザは、固定スクロール１２０及び旋回スクロール１３０の先端と他方のスクロールとの間の間隙を制御するために、固定スクロール１２０に対する旋回スクロール１３０の軸方向の位置を簡単かつ再現可能な方法で設定することができる。

【0034】

調整ピン１７５の第２の端部１７５ｂは、第２のプレート１７２の第２の側面に設けられたテーパー状凹部１７２ａに位置する。テーパー状凹部１７２ａは、略円錐形状を有する。より具体的には、調整ピン１７５の第２の端部１７５ｂは、テーパー状凹部１７２ａを画定する第２のプレート１７２の第２の側面の表面と係合する丸い面を備える。このように、調整ピン１７５の第２の端部１７５ｂの丸い面と、テーパー状凹部１７２ａを画定する表面とが一緒になってボール及びソケット継ぎ手を形成し、これにより、第２のプレート１７２及び第２のボール軸受ケージ１７３ｂは、調整ピン１７５の第１の端部１７５ｂ上で関節接合する／回転することができる。

【0035】

ケーシング１７６は、調整ピン１７５を取り囲み、ボール軸受１７４、第１及び第２の軸受ケージ１７３ａ、１７３ｂ、並びに第１及び第２のプレート１７１、１７２に使用される潤滑剤（例えば、オイル又はグリース）の流出を防止するバリアとして機能する。この実施形態では、ケーシング１７６は蛇腹形状を有する。

【0036】

固定スクロール１２０に対する旋回スクロール１３０の軸方向位置を設定するために、ユーザは、最初にナット１７５ｃを緩め、これにより、ばね１７５ｄが旋回スクロール１３０の先端を一定の力（すなわち、毎回同じ力）で固定スクロール１２０に押し付けて接触させる。次に、ユーザは、スクロールポンプ１００のハウジング１１０全体のポート（図示せず）を通して深さゲージを配置する。次に、ユーザは、深さゲージを使用して、調整ピン１７５の第１の端部１７５ａが取り付けられているハウジング部分１１０と旋回スクロール１３０との間の軸方向距離を測定する。次に、ユーザは深さゲージをゼロにする。次に、ユーザはナット１７５ｃを締め、調整ピン１７５を固定スクロール１２０から軸方向に引き離し、これにより、主軸受組立体１６０からの予圧力によって、旋回スクロール１３０が固定スクロールから離れる。ナット１７５ｃを締めている間、ユーザは深さゲージを使用して移動距離を追跡し、所望の軸方向距離に達するとナット１７５ｃの締め付けを停止する。上記の手順は、旋回スクロール１３０の全域で軸方向距離を均一にするためにスクロールポンプ１００の他の全てのスラスト軸受組立体１７０について繰り返す。

【0037】

ばね１７５ｄの操作力は、旋回スクロール１３０上のガス圧と主軸受組立体１６０からの予圧力との組み合わせによる力よりも有意に大きくなるように選択される。これは、スクロールポンプ１００の作動中に調整ピン１７５が押しやられないことを保証する。また、ばね１７５ｄの操作力は、設定操作中に主軸受システム１６０に何らかの損傷を引き起こすことになる力を下回るように選択される。例えば、ばねの操作力は、５００Ｎと２０００Ｎの間（例えば、１０００Ｎ）とすることができる。有利には、ばね１７５ｄは、軸方向距離の設定中に一貫した既知の力を使用することを可能にし、これは、ユーザが誤って過度の力を加えてスクロールポンプ１００の他の構成要素を損傷するリスクを低減する傾向がある。また、ばね１７５ｄの一貫した力は、設定プロセス中に使用される深さゲージに一貫したゼロ位置を提供する傾向がある。

【0038】

図３は、非接触式スクロールポンプ１００の複数のスラスト軸受組立体１７０の斜視図を示す概略図である（正確な縮尺ではない）。図示のように、この実施形態では、スクロールポンプ１００は、３つのスラスト軸受組立体１７０を備え、これらは旋回スクロール１３０に安定した軸方向の力を与えるために、旋回スクロールの中心回転軸の周りに三角構成で均等に角度方向に分散配置されている。

【0039】

図４は、非接触式スクロールポンプ１００のスラスト軸受組立体１７０の一部の拡大斜視図を示す概略図である（正確な縮尺ではない）。具体的には、図４は、スラスト軸受組立体１７０の第１及び第２のボール軸受ケージ１７３ａ、１７３ｂの拡大図を示す。図示されるように、第１のボール軸受ケージ１７３ａの各穴は、第２のボール軸受ケージ１７３ｂの対応する穴と部分的に重なって、複数の穴のペアを形成する。ボール軸受１７４の各々は、それぞれの穴のペアの中に配置されている（図４では１つだけが表記されている）。

【0040】

上述の非接触式スクロールポンプ１００は、複数のポンプ及び／又は他の構成要素を含む真空ポンプシステムの一部として使用することができる。

【0041】

本発明の範囲から逸脱することなく、上述した実施形態に様々な修正／変形を加えることができることを理解されたい。

【0042】

上述した実施形態では、設定プロセス中に軸方向距離を測定するために深さゲージが使用される。しかしながら、他の実施形態では、異なるタイプの適切な距離測定センサが使用される。

【0043】

上述の実施形態では、スクロールポンプは、３つの別個のスラスト軸受組立体を備える。しかしながら、他の実施形態では、スクロールポンプは、異なる数のスラスト軸受組立体、例えば、１つだけ、２つだけ、又は４以上のスラスト軸受組立体を備える。

【0044】

上述の実施形態では、スラスト軸受組立体は、複数のボール軸受を備える。しかしながら、他の実施形態では、スラスト軸受組立体は、１つのボール軸受だけを備える。

【0045】

上述の実施形態では、スラスト軸受組立体は、ボール軸受の動きを規制するボール軸受ケージを備える。しかしながら、他の実施形態では、ボール軸受ケージは省略される。

【0046】

上述の実施形態では、ハウジングを第２のプレートに結合するために細長い調整ピンが使用される。しかしながら、他の実施形態では、異なるタイプの結合構造、例えば、異なるタイプの細長い部材を使用することができる。

【符号の説明】

【0047】

１００ 非接触式スクロールポンプ
１１０ ハウジング
１２０ 固定スクロール
１２２ 固定スクロールの基部
１２４ 固定スクロールの螺旋壁
１３０ 旋回スクロール
１３２ 旋回スクロールの基部
１３４ 旋回スクロールの螺旋壁
１４０ 駆動シャフト
１５０ アクチュエータ
１６０ 主軸受組立体
１７０ スラスト軸受組立体
１７１ 第１のプレート
１７２ 第２のプレート
１７２ａ 凹部
１７３ａ 第１のボール軸受ケージ
１７３ｂ 第２ボール軸受ケージ
１７４ ボール軸受
１７５ 調整ピン
１７５ａ 調整ピンの第１の端部
１７５ｂ 調整ピンの第２の端部
１７５ｃ ナット
１７５ｄ ばね
１７６ ケーシング

【図1】

【図2】

【図3】

【図4】

【手続補正書】

【提出日】2024-08-01

【手続補正1】

【補正対象書類名】特許請求の範囲

【補正対象項目名】全文

【補正方法】変更

【補正の内容】

【特許請求の範囲】

【請求項1】

非接触式スクロールポンプであって、
ハウジングと、
前記ハウジングの中に配置された旋回スクロールと、
前記旋回スクロールを軸方向に支持するために前記ハウジングの中に配置されたスラスト軸受組立体と、
を備え、前記スラスト軸受組立体は、
前記旋回スクロールに固定された第１のプレートと、
前記第１のプレートから離間した第２のプレートと、
前記第１のプレートと前記第２のプレートとの間に配置されたボール軸受であって、前記ボール軸受は、旋回スクロールの旋回中に前記第１及び第２のプレートに対して転動するように構成されている、ボール軸受と、
前記ハウジングと前記第２のプレートとの間に軸方向に延在し、前記ハウジングを前記第２のプレートに結合する結合構造体と、
を備え、
前記結合構造体は、前記第２のプレートと係合し、前記結合構造体は、前記結合構造体を前記第２のプレートに押し付けるように配置されたばねを備える、非接触式スクロールポンプ。

【請求項2】

前記結合構造体はナットを含み、前記ナットは、前記ナットを緩めると前記ばねが前記結合構造体を前記第２のプレートに向かって押し進め、前記ナットを締めると前記結合構造体を前記第２のプレートから離れる方向に引っ張るように配置されている、請求項１に記載の非接触式スクロールポンプ。

【請求項3】

前記ばねは、５００Ｎと２０００Ｎの間の力で前記結合構造体を前記第２のプレートに押し付けるように配置されている、請求項１に記載の非接触式スクロールポンプ。

【請求項4】

前記非接触式スクロールポンプは３つのスラスト軸受組立体を備え、
前記３つのスラスト軸受組立体の各々は、
前記旋回スクロールに固定された第１のプレートと、
前記第１のプレートから離間した第２のプレートと、
前記第１のプレートと前記第２のプレートとの間に配置されたボール軸受であって、前記ボール軸受は、旋回スクロールの旋回中に前記第１及び第２のプレートに対して転動するように構成されている、ボール軸受と、
前記ハウジングと前記第２のプレートとの間に軸方向に延在し、前記ハウジングを前記第２のプレートに結合する結合構造体と、
を備え、
前記結合構造体は、前記第２のプレートと係合し、前記結合構造体は、前記結合構造体を前記第２のプレートに押し付けるように配置されたばねを備え、
前記３つのスラスト軸受組立体は、前記旋回スクロールの回転軸の周りに三角構成で均等に角度方向に分散配置されている、請求項１に記載の非接触式スクロールポンプ。

【請求項5】

前記第１のプレートと前記第２のプレートとの間に挟まれた第１のボール軸受ケージと、
前記第１のプレートと前記第２のプレートとの間に挟まれた第２のボール軸受ケージと、
をさらに備え、
前記第１及び第２のボール軸受ケージは、前記ボール軸受を収容して前記ボール軸受の動きを制限する、請求項１に記載の非接触式スクロールポンプ。

【請求項6】

前記第１のボール軸受ケージは前記第１のプレートに固定され、前記第２のボール軸受ケージは前記第２のプレートに固定されている、請求項５に記載の非接触式スクロールポンプ。

【請求項7】

前記第１及び第２のボール軸受ケージの各々は、穴を有し、前記第１のボール軸受ケージの前記穴は、前記第２のボール軸受ケージの前記穴と重なっており、
前記ボール軸受は、前記ボール軸受ケージの前記重なった穴の中に収容されている、請求項５に記載の非接触式スクロールポンプ。

【請求項8】

前記結合構造体はピンである、請求項１から７のいずれか一項に記載の非接触式スクロールポンプ。

【請求項9】

前記結合構造体は、前記旋回スクロールの軸方向位置を調整するためのものである、請求項１から７のいずれか一項に記載の非接触式スクロールポンプ。

【請求項10】

複数の真空ポンプを備える真空ポンプシステムであって、前記真空ポンプのうちの１つが、請求項１から７のいずれか一項に記載の非接触式スクロールポンプである、真空ポンプシステム。

【請求項11】

流体をポンプ送給するための請求項１から７のいずれか一項に記載の非接触式スクロールポンプの使用。

【請求項12】

請求項１から７のいずれか一項に記載の非接触式スクロールポンプに対してユーザが行う方法であって、
前記結合構造体のナットを緩めて、前記ばねが前記旋回スクロールの螺旋壁を前記非接触式スクロールポンプの固定スクロールに押し付けて接触するようにさせるステップと、
前記ナットを締めて、前記結合構造体を前記固定スクロールから引き離し、それによって旋回スクロールを固定スクロールから離れて軸方向に移動させるステップと、
前記ナットを締めている間、センサを使用して軸方向移動距離量を追跡するステップと、
所望の軸方向距離量に達すると、前記ナットの締め付けを停止するテップと、
を含む方法。

【国際調査報告】