【発明の詳細な説明】 【０００１】 【発明の属する技術分野】本発明は、オイルフリースクロール形真空ポンプのガスバラスト機構に関するものである。 【０００２】 【従来の技術】従来のオイルフリースクロール形真空ポンプは、乾燥気体以外の気体を吸引した場合に圧縮過程にて飽和蒸気圧となるため内部に水滴が発生していた。
この水滴により到達真空圧が低下してしまうと共にチップシールが著しく摩耗してしまうという不具合が起きていた。 【０００３】そこで、このような不具合をなくすため、
吸気口からポンプ内部に導入された気体を飽和蒸気圧にさせないためのガスバラスト機構を有するオイルフリースクロール形真空ポンプが提供されている。 このような真空ポンプは、特開平９−３２７６７号に開示されており、スクロールの中心側（排出側）に設けられているガスバラスト機構の外側には数個以上の密閉空間が設けられていた。 【０００４】 【発明が解決しようとする課題】上述したガスバラスト機構は、密閉空間にて圧縮された空気が排出される最終段近傍に設けられているため、仮に最終段近傍に至るまでの密閉空間にて吸入気体が高湿度状態になると、このガスバラスト機構の前段の時点で飽和蒸気圧になってしまう可能性があり、結果的に水滴が発生してしまい到達真空圧が低下してしまうと共にチップシールが著しく摩耗してしまい、更には真空ポンプ本体の腐蝕を誘発してしまうという問題があった。 【０００５】また、従来のガスバラスト機構には、流量調節機構が設けられていなかったため、ガスバラスト使用時にポンプ吸気口からの吸入気体湿度が低くてもガスバラスト導入孔より必要以上の気体を流入させるため、
電力を無駄に消費してしまうという問題があった。 【０００６】また、ガスバラスト機構の作動、非作動を制御するための切替機構が設けられていなかったため、
利便性が悪いという問題があった。 【０００７】本発明の目的は、上記問題を解消し、長寿命で且つ消費電力の少ない利便性に優れたオイルフリースクロール形真空ポンプを提供することである。 【０００８】 【課題を解決するための手段】上記目的は、旋回スクロールの鏡板から立設する第１の渦巻状スクロールラップと、固定スクロールの鏡板から立設する第２の渦巻状スクロールラップと、第１及び第２の渦巻状スクロールラップの先端に設けたチップシール溝と、チップシール溝に配されるチップシールとを有し、更に旋回スクロールを固定スクロールに対して公転運動させることで、旋回スクロールと固定スクロール間の気体を外周側から内周側に順次圧縮させるオイルフリースクロール形真空ポンプにおいて、吸引された気体に含まれる水分が真空ポンプ内部に滞留するのを防ぐためのガスバラスト導入孔を、固定スクロールの鏡板面に設けると共にスクロールの回転中心側にある密閉空間よりも更に外側にある密閉空間に連通させることにより達成される。 【０００９】また、上記目的は、旋回スクロールの鏡板から立設する第１の渦巻状スクロールラップと、固定スクロールの鏡板から立設する第２の渦巻状スクロールラップと、第１及び第２の渦巻状スクロールラップの先端に設けたチップシール溝と、チップシール溝に配されるチップシールとを有し、更に旋回スクロールを固定スクロールに対して公転運動させることで、旋回スクロールと固定スクロール間の気体を外周側から内周側に順次圧縮させるオイルフリースクロール形真空ポンプにおいて、吸引された気体に含まれる水分が真空ポンプ内部に滞留するのを防ぐためのガスバラスト導入孔を固定スクロールの鏡板面にそれぞれ設けると共に、スクロールラップ外周側から略３巻き以内に設け、更にガスバラスト導入孔に対向する旋回スクロールの鏡板面に連通孔を設けることにより達成される。 【００１０】また、上記目的は、旋回スクロールの鏡板から立設する第１の渦巻状スクロールラップと、固定スクロールの鏡板から立設する第２の渦巻状スクロールラップと、第１及び第２の渦巻状スクロールラップの先端に設けたチップシール溝と、チップシール溝に配されるチップシールとを有し、更に旋回スクロールを固定スクロールに対して公転運動させることで、旋回スクロールと固定スクロール間の気体を外周側から内周側に順次圧縮させるオイルフリースクロール形真空ポンプにおいて、ガスバラスト機構に流量調整機構を設けることにより達成される。 【００１１】また、上記目的は、旋回スクロールの鏡板から立設する第１の渦巻状スクロールラップと、固定スクロールの鏡板から立設する第２の渦巻状スクロールラップと、第１及び第２の渦巻状スクロールラップの先端に設けたチップシール溝と、チップシール溝に配されるチップシールとを有し、更に旋回スクロールを固定スクロールに対して公転運動させることで、旋回スクロールと固定スクロール間の気体を外周側から内周側に順次圧縮させるオイルフリースクロール形真空ポンプにおいて、ポンプの運転中に開閉可能な開閉弁をガスバラスト機構に設けることにより達成される。 【００１２】 【発明の実施の形態】本実施例を図１乃至図６を用いて説明する。 図１は本実施例におけるガスバラスト機構を有するオイルフリースクロール形真空ポンプを示す縦断側面図、図２は図１のガスバラスト機構を示す要部縦断側面図である。 図１及び図２において、旋回スクロール１の鏡板の片面から渦巻状スクロールラップ１ａが立設している。 また、固定スクロール２はハウジング４と一体成形され、固定スクロール２の鏡板の片面から渦巻状スクロールラップ２ａが旋回スクロール１の渦巻状スクロールラップ１ａに嵌合するように立設し、圧縮空間１
４を構成している。 固定スクロール２の渦巻状スクロールラップ２ａの半径方向外側のハウジング４，５間にＯ
リング６を設け、旋回スクロール１はハウジング４，５
内に納められており、旋回スクロール１の渦巻状スクロールラップ１ａ及び固定スクロール２の渦巻状スクロールラップ２ａの端面にチップシール８，９を介装する。
旋回スクロール１はハウジング５及びチップシール８，
９により左右方向の位置が制御され、軸受１１を介して主クランクシャフト１０に可動自在に係合している。 更に、渦巻状スクロールラップ１ａ，２ａの半径方向外側に、旋回スクロール１が自転せず公転のみをするようにクランクピン７を配設する。 主クランクシャフト１０
は、軸受１２を介してハウジング５に軸支され、一端は電動機２１に連結される。 電動機を動作させると、主クランクシャフト１０の回転にともない、旋回スクロール１が偏心運動を開始し、吸入口１３から吸入された気体は、スクロール外周部から圧縮空間１４で順次圧縮され中心部に設けられた排気通路１５を介して、排気口１６
から排気される。 なお、固定スクロール２はハウジング４に固定されても良い。 【００１３】このように構成されたオイルフリースクロール形真空ポンプにおいて、固定スクロール２のスクロールラップ２ａの外周側から略３巻き以内の位置にガスバラスト導入孔１７を配設し、ガスバラスト導入孔１７
に空気や乾燥窒素などの気体を導入することにより、吸気口１３から吸入された気体が飽和蒸気圧に達することを防ぐことができる。 【００１４】また、図３は本実施例における他のガスバラスト機構を有するオイルフリースクロール形真空ポンプを示す縦断側面図である。 図３において、旋回スクロール１の鏡板の両面から渦巻状スクロールラップ１ａが立設している。 また、固定スクロール２，３はハウジング４，５と一体成形され、固定スクロール２，３の鏡板の片面からそれぞれ渦巻状スクロールラップ２ａ，３ａ
が旋回スクロール１の渦巻状スクロールラップ１ａに嵌合するように立設し、圧縮空間１４を構成している。 固定スクロール２，３の渦巻状スクロールラップ２ａ，３
ａの半径方向外側のハウジング４，５間にＯリング６を設け、旋回スクロール１はハウジング４，５内に納められており、旋回スクロール１の渦巻状スクロールラップ１ａ及び固定スクロール２，３の渦巻状スクロールラップ２ａ，３ａの端面にチップシール８，９を介装する。
旋回スクロール１はチップシール８，９により左右方向の位置が制御され、軸受１１を介して主クランクシャフト１０に可動自在に係合している。 更に、渦巻状スクロールラップ１ａ，２ａ，３ａの半径方向外側に、旋回スクロール１が自転せず公転のみをするようにクランクピン７を配設する。 主クランクシャフト１０は、軸受１２
を介してハウジング４，５に軸支され、一端は電動機２
１に連結される。 電動機２１を動作させると、主クランクシャフト１０の回転にともない、旋回スクロール１が偏心運動を開始し、吸入口１３から吸入された気体は、
スクロール外周部から圧縮空間１４で順次圧縮され中心部に設けられた排気通路１５を介して、排気口１６から排気される。 なお、固定スクロール２はハウジング４に固定されても良い。 【００１５】このように構成されたオイルフリースクロール形真空ポンプにおいて、固定スクロール２，３のスクロールラップ２ａ，３ａの外周側から略３巻き以内の位置にガスバラスト導入孔１７を配設し、ガスバラスト導入孔１７に空気や乾燥窒素などの気体を導入することにより、吸気口１３から吸入された気体が飽和蒸気圧に達することを防ぐことができる。 なお、固定スクロール２及び３側の圧縮空間１４の圧力が同じになるように旋回スクロール１の鏡板のガスバラスト導入孔とほぼ同位置に連通孔２０を配設している。 【００１６】また、図４は本実施例におけるガスバラスト機構に流量調節弁１８を設けた構成を示す要部縦断側面図である。 図４において、ガスバラスト導入孔１７の外部入り口に流量調節弁１８を設けることにより、ガスバラスト気体流量を調節することが可能になり、吸気口１３からの吸入気体湿度に合わせて最適な流量を設定することで、真空圧の低下を防止し、更に無駄な電力消費を抑えることができる。 なお、ガスバラスト導入孔１７
の配設位置は限定しない。 【００１７】また、図５は図４におけるガスバラスト気体流量と真空圧及び消費電力の関係を示したグラフである。 図５において、ガスバラスト気体流量が多くなると到達真空圧は高くなり、また消費電力は大きくなる。 そのため、ガスバラスト気体流量は必要最低限の流量に押さえることが望ましい。 【００１８】また、図６は本実施例におけるガスバラスト機構に開閉弁１９を設けた構成を示す要部縦断側面図である。 図６において、ガスバラスト導入孔の外部入り口に手動または電動等の開閉弁１９を設けることにより、真空ポンプ停止中または運転中を問わず、開閉弁を開閉することができ、ガスバラスト無しで真空ポンプを運転した場合等に真空ポンプ内部に溜まった水分を、真空ポンプを停止することなく除去することができる。 【００１９】更に、上述した流量調節弁１８及び開閉弁１９を直列に接続し、同時に使用しても良く、また、吸気口１３から吸入された気体がガスバラスト導入孔１７
を通じて逆流しないようにガスバラスト導入孔に逆止弁を設けたり、ガスバラスト導入孔から異物が真空ポンプ内部に侵入しないようににフィルタを配設することで、
より性能を高めることができる。 【００２０】なお、本実施例におけるオイルフリースクロール形真空ポンプにおいて、仮にガスバラスト導入孔内周側で飽和蒸気圧になっても真空ポンプ内部の気体流量が多いため、水滴が真空ポンプ内部に残留することはなくなる。 また、ガスバラスト導入孔をラップ外周側に配設するにしたがい、ガスバラスト未使用時と比較してガスバラスト使用時には、到達真空圧が悪化するため、
なるべく吸気口から吸入された気体が飽和蒸気圧となる直前の位置に配設することが望ましい。 【００２１】 【発明の効果】本発明によれば、吸引された気体に含まれる水分が真空ポンプ内部に滞留するのを防ぐためのガスバラスト導入孔を、固定スクロールの鏡板面に設けると共にスクロールの回転中心側にある密閉空間よりも更に外側にある密閉空間に連通させることで、吸気口より吸引された高湿度気体が真空ポンプ内部で水滴になるのを防ぐことができると共にチップシールの摩耗を低減することができ、更にポンプ本体の腐蝕を抑制することができる耐久性に優れたオイルフリースクロール形真空ポンプを提供することができる。 【００２２】また、ガスバラスト機構に流量調節機構を設けることで、ポンプ吸気口からの吸入気体の湿度に合わせて流量を調節することができるため、無駄な電力消費を抑えられる経済的に安定したオイルフリースクロール形真空ポンプを提供することができる。 【００２３】更にガスバラスト機構に開閉弁を設けることで、ポンプ運転中にガスバラスト機構の作動、非作動を制御することができるため、利便性の良いオイルフリースクロール形真空ポンプを提供することができる。 【図面の簡単な説明】 【図１】 本発明になるガスバラスト機構を有するオイルフリースクロール形真空ポンプを示す縦断側面図である。 【図２】 図１のガスバラスト機構を示す要部縦断側面図である。 【図３】 本発明になる他のガスバラスト機構を有するオイルフリースクロール形真空ポンプを示す縦断側面図である。 【図４】 本発明になるガスバラスト機構に流量調節弁を設けた構成を示す要部縦断側面図である。 【図５】 本発明になるオイルフリースクロール形真空ポンプのガスバラスト気体流量と真空圧及び消費電力の関係を示すグラフである。 【図６】 本発明になるガスバラスト機構に開閉弁を設けた構成を示す要部縦断側面図である。 【符号の説明】 １は旋回スクロール、１ａは旋回スクロールの渦巻状スクロールラップ、２，３は固定スクロール、２ａ，３ａ
は固定スクロールの渦巻状スクロールラップ、１３は吸気口、１４は圧縮空間、１６は排気口、１７はガスバラスト導入孔、１８は流量調節弁、１９は開閉弁、２０はガスバラスト連通孔である。 ───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 春木 慎一 茨城県ひたちなか市武田1060番地 日立工 機株式会社内 (72)発明者 根本 建一 茨城県ひたちなか市武田1060番地 日立工 機株式会社内 (72)発明者 野崎 矢須志 茨城県ひたちなか市武田1060番地 株式会 社日立工機インフォメーションテクノロジ ー内 Ｆターム(参考） 3H029 AA02 AA18 AA24 AB06 BB18 BB37 BB42 BB44 CC04 CC23 CC52 3H039 AA02 AA09 AA10 AA12 BB04 BB16 BB28 CC03 CC06 CC08 CC28 |
