Scroll-type pump

【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、固定スクロールと可動スクロールとにそれぞれ渦巻き状の羽根部を形成し、一方の羽根部が他方の羽根部間に位置するように固定スクロールと可動スクロールとを重ね合わせ、可動スクロールが所定半径で公転して両方の羽根部間に形成される密閉空間を移動圧縮するスクロール型ポンプに関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
従来より、固定スクロールと可動スクロールとにそれぞれ渦巻き状の羽根部を形成し、一方の羽根部が他方の羽根部間に位置するように固定スクロールと可動スクロールとを重ね合わせ、可動スクロールが所定半径で公転して両方の羽根部間に形成される密閉空間を移動圧縮するスクロール型ポンプが良く用いられる。
【０００３】
このようなスクロール型ポンプにあっては、可動スクロールと固定スクロールとの間の密閉空間を移動・圧縮することでポンプ機能を達成するのであるが、密閉空間を圧縮するにしたがって、可動スクロールと固定スクロールとは互いに離れる方向に力を受けるものである。 このため、可動スクロールの背面側より可動スクロールを固定スクロールに押圧する背圧付加手段及び、背圧付加手段にて可動スクロールに直接押圧される摺動部材が設けられるものである。
【０００４】
背圧付加手段及び摺動部材は、図２９に示すように、可動スクロール２の下面に円枠状をした摺動部材３'を配置し、この摺動部材３'の背面側に複数の背圧付加手段４を取り付けるものである。
【０００５】
しかしながら、このようなスクロール型ポンプにあっては、一つの摺動部材３'に複数の背圧付加手段４が取り付けられるものであるため、一つの摺動部材３'を複数の背圧付加手段４にて押圧することによる摺動部材３'に対する背圧のバラつきや摺動部材３'の変形によって、摺動部材３'が可動スクロール２に片当り状に当たって局部的な接触となってしまい、可動スクロール２に均等に背圧力を付加することが不可能であった。
【０００６】
【発明が解決しようとする課題】
本発明は上記の点に鑑みてなされたものであり、その目的とするところは、摺動部材が複数の背圧付加手段によって押圧されるもののように背圧のバラつきや摺動部材の変形によって摺動部材が可動スクロールに片当り状に当たってしまうことがなく、可動スクロールに均等に背圧力を付加することができるスクロール型ポンプを提供することを課題とするものである。
【０００７】
【課題を解決するための手段】
上記課題を解決するために本発明に係るスクロール型ポンプは、固定スクロール１と可動スクロール２とにそれぞれ渦巻き状の羽根部１０，２０を形成し、一方の羽根部１０が他方の羽根部２０間に位置するように固定スクロール１と可動スクロール２とを重ね合わせ、可動スクロール２が所定半径で公転して両方の羽根部１０，２０間に形成される密閉空間Ｓを移動圧縮するスクロール型ポンプにおいて、可動スクロール２の背面側に複数の摺動部材３を配置し、 摺動部材３一個に対して背圧付加手段４が一個となるようにそれぞれの摺動部材３の背面に背圧付加手段４を独立して取り付け、背圧付加手段４の伸張により摺動部材３を背面側より押圧することで摺動部材３を介して可動スクロール２を固定スクロール１の方へ押圧すると共に、摺動部材３を背圧付加手段４の伸張方向と直交する方向に撓む範囲内で前記押圧方向と略直交する方向に移動可能とすることを特徴とするものである。 このような構成とすることで、摺動部材３が複数の背圧付加手段４によって押圧される場合に背圧のバラつきや摺動部材３の変形によって摺動部材３が可動スクロール２に片当り状に当たってしまうようなことを防止することができる。 また、摺動部材３の押圧方向と略直交する方向に摺動部材３が移動可能となっているため、摺動部材３がハウジング５に固定されて相対的な運動ができない場合と比べて、摺動部材３と可動スクロール２との間での摩擦，発熱が低減される。
【０００８】
また、摺動部材３を可動スクロール２の公転中心を中心とする円周上に等間隔に配置することが好ましい。 このような構成とすることで、摺動部材３にて可動スクロール２を均等に押圧することが可能となる。
【０００９】
また、背圧付加手段４を固体の弾性体で形成することが好ましい。 このような構成とすることで、背圧付加手段４の力−変位関係により安定した背圧力が得られるように設計可能となる。
【００１０】
また、背圧付加手段４をゴムで形成することが好ましい。 このような構成とすることで、背圧付加手段４の力−変位関係により安定した背圧力が得られるように設計可能となる。
【００１１】
また、背圧付加手段４をばねで形成することが好ましい。 このような構成とすることで、背圧付加手段４の力−変位関係が線形となって安定した背圧力が得られるように設計可能となる。
【００１２】
また、背圧付加手段４をコイルばねで形成することが好ましい。 このような構成とすることで、背圧付加手段４の力−変位関係が線形となって安定した背圧力が得られるように設計可能となる。
【００１３】
また、背圧付加手段４をベローズ式の伸縮機構部材で形成することが好ましい。 このような構成とすることで、背圧力の変動を抑えることができると共に、振動を減衰させることでこれを低減し、騒音も低減することができ、安定して可動スクロール２を支持することが可能となる。
【００１４】
また、摺動部材３をＰＰＳ樹脂をベースとしてカーボンフィラーを充填した材料で形成することが好ましい。 このような構成とすることで、摺動部材３が変形し難くなり局部的な摩耗が生じるのを抑えることができ、消費電力が小さくなると共に耐摩耗性が向上してポンプ特性の低下が抑制され、スクロール型ポンプの長寿命化が図られる。
【００１５】
また、摺動部材３と摺動する可動スクロール２の背面角部に面取り２ａを形成することが好ましい。 このような構成とすることで、摺動部材３と可動スクロール２の摩耗や応力集中、摩擦力を低減することができて、スクロール型ポンプの長寿命化が図られると共に消費電力が低減される。
【００１６】
また、摺動部材３の背面に背圧付加手段４が係合される摺動部材３側の凹部３１又は凸部３２を形成することが好ましい。 このような構成とすることで、背圧付加手段４の摺動部材３に対する組立て性及び位置決め精度が向上する。
【００１７】
また、背圧付加手段４の摺動部材３が設けられる側と反対側の端部が取り付けられるハウジング５に該背圧付加手段４の端部が係合されるハウジング５側の凹部５２又は凸部５３を形成することが好ましい。 このような構成とすることで、背圧付加手段４のハウジング５に対する組立て性及び位置決め精度が向上する。
【００１８】
また、摺動部材３側の凹部３１又は凸部３２あるいはハウジング５側の凹部５２又は凸部５３に背圧付加手段４の端部を圧入して取り付けることが好ましい。 このような構成とすることで、背圧付加手段４と摺動部材３あるいはハウジン５グとが確実に固定されて、スクロール型ポンプの作動中に背圧付加手段４が摺動部材３あるいはハウジング５より外れるのを防止することができる。
【００１９】
また、摺動部材３側の凹部３１又は凸部３２あるいはハウジング５側の凹部５２又は凸部５３とこれに取り付けられる背圧付加手段４の端部との間に伸縮変形する部材８１を介在させることが好ましい。 このような構成とすることで、背圧付加手段４と摺動部材３あるいはハウジング５との間に生じる力を緩和することができて応力が低減され、これらの部品の変形，破壊を防止することができるものである。
【００２０】
また、摺動部材３側又はハウジング５側の凸部３２，５３として突起部６０を設け、背圧付加手段４の一端部に前記突起部６０が嵌入される凹所４３を形成し、突起部６０の基部６１と先端部６２とをそれぞれ前記凹所４３の径より小径，大径に形成することが好ましい。 このような構成とすることで、摺動部材３あるいはハウジング５の突起部６０を背圧付加手段４の凹所４３に嵌め込むと、突起部６０の先端部６２は凹所４３内に弾圧されると共に、基部６１が位置する凹所４３の開口縁は突起部６０の先端部６２より小径となるため、スクロール型ポンプの作動中に背圧付加手段４が摺動部材３あるいはハウジング５より抜け落ちるのを防止することができる。
【００２１】
また、摺動部材３側又はハウジング５側の凸部３２，５３として複数の突起６３を設けると共に背圧付加手段４の一端部に前記複数の突起６３が挿入される凹所４３を形成し、それぞれの突起６３の先端部６２に凹所４３に被嵌される爪部６４を形成することが好ましい。 このような構成とすることで、爪部６４を形成した突起６３を片持ち状に設けてあるので容易に突起６３が撓んで背圧付加手段４の凹所４３に嵌入することができ、突起６３を背圧付加手段４の凹所４３に嵌入後には突起６３の弾性復元力にて爪部６４が背圧付加手段４の凹所４３を弾圧して、スクロール型ポンプの作動中に背圧付加手段４が摺動部材３あるいはハウジング５より抜け落ちるのを防止することができる。
【００２２】
また、摺動部材３側の凹部３１又は凸部３２あるいはハウジング５側の凹部５２又は凸部５３に背圧付加手段４の端部を接着して取り付けることが好ましい。 このような構成とすることで、背圧付加手段４と摺動部材３あるいはハウジング５とを容易に固定することができ、スクロール型ポンプの作動中に背圧付加手段４が摺動部材３あるいはハウジング５より抜け落ちるのを防止することができ、また、摺動部材３と背圧付加手段４との間でのガタつきが無くなり、振動・騒音やこの間の摺動による部品の損傷を低減することができる。
【００２３】
また、摺動部材３側の凹部３１又は凸部３２あるいはハウジング５側の凹部５２又は凸部５３に背圧付加手段４の端部をすきまばめ状に挿入して取り付けることが好ましい。 このような構成とすることで、摺動部材３あるいはハウジング５を背圧付加手段４に取り付けるのに力を加えることなく容易に組立てることが可能となる。
【００２４】
また、摺動部材３側の凹部３１又は凸部３２あるいはハウジング５側の凹部５２又は凸部５３に背圧付加手段４の端部を螺子締結して取り付けることが好ましい。 このような構成とすることで、背圧付加手段４を摺動部材３あるいはハウジング５に取り付けるのに力を加えることなく容易に組立てることが可能となる。
【００２５】
また、摺動部材３あるいはハウジング５を射出成形する時に金型８２により摺動部材３側の凹部３１又は凸部３２あるいはハウジング５側の凹部５２又は凸部５３を一体成形することが好ましい。 このような構成とすることで、摺動部材３と凸部３２とを別々に形成して取り付けるものと比較して部品点数が低減される。
【００２６】
また、摺動部材３側の凹部３１又は凸部３２あるいはハウジング５側の凹部５２又は凸部５３を、凸部であれば先端側、凹部であれば奥側に行く程断面積が小さくなるように形成することが好ましい。 このような構成とすることで、背圧付加手段４を摺動部材３又はハウジング５に取り付ける際に背圧付加手段４がテーパによって誘導され、取付位置からずれることなく取り付けることができる。
【００２７】
また、摺動部材３側の凹部３１又は凸部３２あるいはハウジング５側の凹部５２又は凸部５３を、凸部であれば先端側、凹部であれば奥側に行く程断面積が小さな円錐台側面状に形成することが好ましい。 このような構成とすることで、背圧付加手段４を摺動部材３又はハウジング５に取り付ける際に背圧付加手段４がテーパによって誘導され、取付位置からずれることなく取り付けることができる。
【００２８】
また、摺動部材３側の凹部３１又は凸部３２あるいはハウジング５側の凹部５２又は凸部５３を、凸部であれば基部６１側、凹部であれば開口側に円筒側面部３３を有し、且つ円筒側面部３３に隣接して凸部３２であれば円筒側面部３３の先端側、凹部であれば円筒側面部３３の奥側に行く程断面積が小さくなるように形成することが好ましい。 このような構成とすることで、背圧付加手段４を摺動部材３又はハウジング５に取り付ける際に背圧付加手段４がテーパによって誘導され、取付位置からずれることなく取り付けることができると共に、円筒側面部３３が凹所４３に嵌入されてスクロール型ポンプの作動中に摺動部材３が抜け落ちるのを防止することができる。
【００２９】
また、摺動部材３と背圧付加手段４とをインサート成形にて一体に形成することが好ましい。 このような構成とすることで、摺動部材３と背圧付加手段４とを確実に固定することができると共に、摺動部材３に別体の背圧付加手段４を取り付ける作業が省略される。
【００３０】
また、背圧付加手段４の摺動部材３が設けられる側と反対側の端部が取り付けられるハウジング５と背圧付加手段４とをインサート成形にて一体に形成することが好ましい。 このような構成とすることで、摺動部材３とハウジング５とを確実に固定することができると共に、摺動部材３に別体のハウジング５を取り付ける作業が省略される。
【００３１】
【発明の実施の形態】
以下、本発明の一実施形態について添付図面に基づいて説明する。
【００３２】
本実施形態のスクロール型ポンプは、図１，図２に示すように、ハウジング５と、ハウジング５に固定される固定スクロール１と、固定スクロール１に対して相対運動を行う可動スクロール２と、可動スクロール２を固定スクロール１側に押圧するための背圧付加手段４及び摺動部材３と、可動スクロール２を駆動するモータ７１とで主体が構成される。
【００３３】
ハウジング５は、上面側に可動スクロール２が配設されると共に固定スクロール１が固定され、下面側にモータ７１が配設されるものである。
【００３４】
ハウジング５は、大略で高さが低い有底円筒状をしたもので、底板部５１の中央部には貫通穴５１ａが穿設され、モータ７１の出力軸７１ａ及び偏芯カム７２等からなる駆動部が配設される。 モータ７１は上下蓋面を有する円筒状をしたもので、その上蓋面がハウジング５の底板部５１の下面に当接され、上蓋面より突出した出力軸７１ａがハウジング５の底板部５１の貫通穴５１ａに挿通される。 そしてこのモータ７１の出力軸７１ａは、偏芯カム７２の下端部に穿設した出力軸孔７３に嵌入される。 偏芯カム７２は、平面視中央部の下端部に出力軸７１ａが嵌入される上述した出力軸孔７３が穿設され、上面には、平面視中央部から偏芯した位置に遊嵌孔７４が穿孔されて後述する可動スクロール２の下突部２１が遊嵌される。
【００３５】
可動スクロール２は、背面即ち下面が摺動平面となる平面視略円形状をした鏡板で、その上面側には渦巻き状をした羽根部２０が形成される。 また、可動スクロール２の平面視中央部の下面側には、下突部２１が下方に突設される。 下突部２１は、その径が偏芯カム７２の遊嵌孔７４の径より小さく形成され、遊嵌孔７４に遊嵌されるものである。 このように、偏芯カム７２を介してモータ７１に接続される可動スクロール２は、モータ７１の出力軸７１ａの回転によって偏芯カム７２が出力軸孔７３を中心に回転し、これによって偏芯カム７２の遊嵌孔７４及びこの遊嵌孔７４に遊嵌される可動スクロール２の下突部２１が出力軸孔７３を中心に偏芯量を所定半径として回転することで、可動スクロール２が平面視においてモータ７１の出力軸７１ａ（即ち偏芯カム７２の出力軸孔７３）を中心に前記所定半径の旋回運動を行うものである。 なお、本実施形態では、可動スクロール２はオルダムリング７５によって自転を伴わない公転のみの旋回運動を行うものであり、これについては後で説明する。 そして、このような旋回運動を行う可動スクロール２は、これと重なり合うように配置される固定スクロール１との協同によって、密閉空間Ｓを形成してこの密閉空間Ｓを移動圧縮してポンプとしての機能を果たすものである。
【００３６】
固定スクロール１は、平面視略円形状をした大略板状のもので、その下面側には可動スクロール２と同様の渦巻き状をした羽根部１０が形成される。 この固定スクロール１の羽根部１０と可動スクロール２の羽根部２０とは、一方の羽根部が他方の羽根部の間に配置可能なように平面視において同方向に渦巻くように形成されるものである。 この固定スクロール１は、ハウジング５の側筒部上端に固定され、その羽根部１０が可動スクロール２の羽根部２０の間に位置するように可動スクロール２に重ね合わせて配置される。 なお、図中８４は固定スクロール１と可動スクロール２との間に介在される摺動材を示す。
【００３７】
次に、オルダムリング７５による可動スクロール２の自転を伴わない公転のみの旋回運動について説明する。 オルダムリング７５は、平面視円形状の枠部材で、可動スクロール２とハウジング５の底板部５１との間に配置される。 オルダムリング７５には、上面（即ち可動スクロール２側の面）の円周上の対向する２点に上係合突起７５ａ（図示せず）を突設し、下面（即ちハウジング５側の面）の円周上の対向する２点に下係合突起７５ｂ（図示せず）を突設するのであるが、上係合突起７５ａ同士を結ぶ線分と下係合突起７５ｂ同士を結ぶ線分とが平面視において直交するように突設してある。 また、ハウジング５の底板部５１の上面には、オルダムリング７５の下係合突起７５ｂが係合される下係合溝５６が平面視直線状に形成してあり、オルダムリング７５を底板部５１の貫通穴５１ａの周りに配置してその下係合突起７５ｂを下係合溝５６に係合させることで、オルダムリング７５がハウジング５に対して下係合溝５６方向、即ちオルダムリング７５の下係合突起７５ｂ同士を結ぶ線分方向に移動自在に係合されるものである。 これと同様にして、可動スクロール２の下面には、オルダムリング７５の上係合突起７５ａが係合される上係合溝２２が平面視直線状に形成してあり、オルダムリング７５の上係合突起７５ａを可動スクロール２の上係合溝２２に係合させることで、オルダムリング７５が可動スクロール２に対してオルダムリング７５の上係合突起７５ａ同士を結ぶ線分方向に移動自在に係合されるものである。
【００３８】
このようにすることで、オルダムリング７５を介して可動スクロール２がハウジング５に対して自転を伴わない公転のみによる旋回運動を行うことが可能となり、これによって、可動スクロール２の羽根部２０と固定スクロール１の羽根部１０との間に形成される密閉空間Ｓが外周側から中心側へと容積を小さくしながら移動・圧縮され、固定スクロール１の中心部に形成された吐出口１１より吐出されるものである。
【００３９】
また、本実施形態では、偏芯カム７２に遊嵌孔７４が形成されるスライダー７６を設けてある。 これは、図に示すように、偏芯カム７２の上端部にスライド溝７７を形成し、これに遊嵌孔７４を形成したスライダー７６をスライド自在に嵌め込むと共に、スライド溝７７の一側壁とスライダー７６との間に弾性体７８を介在させてスライダー７６を付勢するもので、これによって可動スクロール２の羽根部２０が固定スクロール１の羽根部１０に確実に接触して密閉空間Ｓの密閉度を高くすることができる。
【００４０】
上記のようにして、可動スクロール２と固定スクロール１との間の密閉空間Ｓを移動圧縮するのであるが、密閉空間Ｓを圧縮するにしたがって、可動スクロール２と固定スクロール１とは互いに離れる方向に力を受けるものである。 このため、可動スクロール２の背面側より可動スクロール２を固定スクロール１に押圧する背圧付加手段４及び、背圧付加手段４にて可動スクロール２に直接押圧される摺動部材３を設けるものである。
【００４１】
背圧付加手段４は、本実施形態ではコイルばねからなるものである。 この背圧付加手段４は、ハウジング５の底板部５１の上面の取付部５５に下端部が嵌入されて取り付けられる。 取付部５５は、コイルばねの径とほぼ同径の略円筒状をしたもので、ハウジング５の底板部５１の上面において平面視でモータ７１の出力軸７１ａを中心とする円周上に等間隔に８個設けられ、その内部に形成される上方に開口した凹部５２に背圧付加手段４のコイルばねが嵌入される。 これによって可動スクロール２を均等に押圧することができる。 そして、背圧付加手段４の上端部には、摺動部材３が取り付けられる。
【００４２】
摺動部材３は、略円板状をしたもので、本実施形態ではＰＰＳ樹脂をベースとしてカーボンフィラーを充填した材料で形成される。 この摺動部材３は、背圧付加手段４一個に対して一個設けられるもので、本実施形態では図１４に示すように、摺動部材３にはその背面即ち下面に凸部３２が形成してあり、この凸部３２を背圧付加手段４のコイルばねの上端凹所４３に嵌め込んで取り付け、摺動部材３の上面が可動スクロール２を上方へ押圧しながら可動スクロール２の下面に摺接するものである。
【００４３】
また、背圧付加手段４は、摺動部材３の押圧方向と略直交する方向に摺動部材３が移動可能となっている。 即ち本実施形態では、背圧付加手段４はコイルばねで形成してあり、コイルばねの下端部がハウジング５に取り付けてあるため、コイルばねの上端部に取り付けてある摺動部材３は、コイルばねが伸張方向と直交する方向に撓む範囲内で、押圧方向（即ち上方向）と略直交する方向（横方向）に移動可能となっている。
【００４４】
以上のような構成によれば、背圧付加手段４によって摺動部材３を介して可動スクロール２が固定スクロール１側に押圧され、可動スクロール２と固定スクロール１とで密閉空間Ｓを移動圧縮する際に可動スクロール２と固定スクロール１とが互いに離れる方向に力がかかっても、背圧付加手段４の背圧力でこれらが離れて密閉空間Ｓの密閉度が低下するのを防止することができる。 そして摺動部材３は、背圧付加手段４一個に対して一個設けてあるので、摺動部材３が複数の背圧付加手段４によって押圧される場合に背圧のバラつきや摺動部材３の変形によって摺動部材３が可動スクロール２に片当り状に当たってしまうようなことを防止することができる。 また、背圧付加手段４は、摺動部材３の押圧方向と略直交する方向に摺動部材３が移動可能となっているため、摺動部材３がハウジング５に固定されて相対的な運動ができない場合と比べて、摺動部材３と可動スクロール２との間での摩擦，発熱が低減される。
【００４５】
なお、摺動部材３の材料としては、本実施形態では上述したようにＰＰＳ樹脂をベースとしてカーボンフィラーを充填した材料を用いるものである。 これは、摺動部材３に変形及び摩耗が発生し難いために用いるもので、ポリフェニレンサルファイド樹脂にカーボン繊維を充填したものである。 これによって、剛性が高いポリフェニレンサルファイド樹脂にカーボン繊維を加えて更に剛性を高め、カーボン繊維の高摺動性及び耐摩耗性が加わることで、摺動部材３が変形し難くなり局部的な摩耗を抑えることができ、消費電力が小さくなると共に耐摩耗性が向上してポンプ特性の低下が抑制されて長寿命化が図られる。 ちなみに、摺動部材の材料として、金属が用いられる場合には剛性は高いものの耐摩耗性が劣ることになり、ポリエチレンやテトラフルオロエチレンやポリアセタール等の合成樹脂が用いられる場合には摺動性及び耐摩耗性が優れるものの剛性が低くなるものであり、ポリフェニレンサルファイドのような剛性の高い合成樹脂にポリエチレンやテトラフルオロエチレンやポリアセタール等の合成樹脂を分散したものの場合には摺動性が改善されるものの耐摩耗性の改善効果が小さいものであった。
【００４６】
また、背圧付加手段４をコイルばねで形成してあることで、コイルばねは力−変位関係が線形であるため安定した背圧力が得られるように設計することが容易となると共に、押圧方向と略直交する方向へも大きく移動可能とすることができる。 更に、コイルばねは他のばねと比較して弾性係数を小さく形成することが可能であるため、同じ大きさの力に対して撓み量を大きくすることができ、部品の製造誤差による背圧力のばらつきを抑えることができる。
【００４７】
また、図１１に示すように、摺動部材３と摺動する可動スクロール２の背面角部に面取り２ａを形成してあってもよい。 また更に、図１２に示すように、摺動部材３の可動スクロール２と摺動する上面角部に面取り３ａを形成してあってもよい。 これは、摺動部材３，可動スクロール２の平面度の精度が悪い場合に、可動スクロール２の摺動面が傾いて摺動部材３や可動スクロール２の角部に接触して摩耗したり、摩擦力が増加してしまうのを予め面取りを形成しておくことで防止するものである。 これによって、摺動部材３と可動スクロール２の摩耗や応力集中、摩擦力を低減することができて、スクロール型ポンプの長寿命化が図られると共に消費電力が低減される。
【００４８】
また、背圧付加手段４としてはコイルばねに限定されず、例えば板ばねのように一般的なばね、更には固体の弾性体で形成してあってもよい。 このようにすることで、背圧付加手段４の力−変位関係により（ばねの場合には力−変位関係は線形）安定した背圧力が得られるように設計可能となる。 また、図７に示すように、背圧付加手段４をゴムで形成してあってもよい。 このようにすることで、金属製のコイルばね等からなる背圧付加手段４を用いる場合と比較して、振動・騒音を低減させることが可能となると共に、軽量化することも可能となる。
【００４９】
次に、摺動部材３やハウジング５への背圧付加手段４の取り付け方法の他例について説明する。 まず、摺動部材３を上述したようなコイルばねからなる背圧付加手段４の上端部に取り付ける方法について説明する。
【００５０】
これは、図１６に示すように、摺動部材３の凸部３２を背圧付加手段４のコイルばねの上端凹所４３に圧入して取り付けるものである。 摺動部材３の凸部３２の径はコイルばねの上端凹所４３の径より大きく形成してあり、摺動部材３の凸部３２をコイルばねの上端凹所４３にしまり嵌め状に嵌め込むものである。 このようにすることで、摺動部材３と背圧付加手段４とが確実に固定されて、スクロール型ポンプの作動中に摺動部材３が外れるのを防止することができる。
【００５１】
また、図１７に示すように、摺動部材３側の凸部３２と該凸部３２が嵌め込まれる背圧付加手段４のコイルばねの上端凹所４３との間に伸縮変形する部材８１を介在させてもよい。 伸縮変形する部材８１としては、加硫ゴム，エラストマー、シリコンゴム等のゴム弾性を有する材料が好ましいものである。 伸縮変形する部材８１は、円枠状に形成してあり、その内径を摺動部材３の凸部３２の外形とほぼ同径に形成してこの凸部３２に圧入して被嵌する。 なお、圧入する方法としては、熱可塑製性樹脂を射出成形して摺動部材３を形成し、その後で伸縮変形する部材８１を熱可塑性エラストマーを用いて背圧付加手段４の内径に対して圧入可能な形状の金型８２に射出成形して一体形成してもよい。 このようにすることで、摺動部材３と背圧付加手段４との間に生じる力を緩和することができて、摺動部材３と背圧付加手段４との間の応力が低減され、これらの部品の変形，破壊を防止することができるものである。
【００５２】
また、図１８に示すように、摺動部材３の凸部３２として突起部６０を設け、この突起部６０の基部６１と先端部６２とをそれぞれ背圧付加手段４のコイルばねの上端凹所４３の径より小径，大径に形成し、コイルばねの上端凹所４３に嵌め込んでもよい。 突起部６０は、摺動部と突起部６０とを別々に作製した後で、突起部６０を接着，圧入，ねじ止め等の方法によって固定することができる。 このようにすることで、摺動部材３の突起部６０を背圧付加手段４のコイルばねの上端凹所４３に嵌め込むと、突起部６０の先端部６２はコイルばねの上端凹所４３内に弾圧されると共に、基部６１が位置するコイルばねの上端凹所４３の開口縁は突起部６０の先端部６２より小径となるため、スクロール型ポンプの作動中に摺動部材３が背圧付加手段４から抜け落ちるのを防止することができる。
【００５３】
また、図１９に示すように、摺動部材３の凸部３２として二個の突起６３を設け、それぞれの突起６３の先端部に凹所４３に被嵌される爪部６４を形成し、背圧付加手段４のコイルばねの上端凹所４３に嵌め込んでもよい。 本実施形態においては突起６３は二個形成されるものであるが、本数については特に限定されない。 複数の突起６３の先端部には外側に突出する爪部６４を設け、片持ち状の爪部６４をコイルばねの上端凹所４３に嵌入して摺動部材３を背圧付加手段４に取り付けるものである。 このようにすることで、突起６３，爪部６４を片持ち状に形成してあるので容易に突起６３が撓んでコイルばねの上端凹所４３に嵌入することができ、突起６３をコイルばねの上端凹所４３に嵌入後には突起６３の弾性復元力にて爪部６４がコイルばねの上端凹所４３を弾圧して、スクロール型ポンプの作動中に摺動部材３が背圧付加手段４から抜け落ちるのを防止することができる。 また、突起６３の突出基部には応力が集中するため、図１９（ｂ）のように応力集中を回避するためのＲを設けてもよい。
【００５４】
また、図２０に示すように、摺動部材３の凸部３２と背圧付加手段４のコイルばねの上端凹所４３とを接着材８３にて接着してもよい。 このようにすることで、摺動部材３と背圧付加手段４とを容易に固定することができ、スクロール型ポンプの作動中に摺動部材３が背圧付加手段４から抜け落ちるのを防止することができる。 また、摺動部材３と背圧付加手段４との間でのガタつきが無くなり、振動・騒音やこの間の摺動による部品の損傷を低減することができる。
【００５５】
また、図２１に示すように、摺動部材３の凸部３２を背圧付加手段４のコイルばねの上端凹所４３にすきまばめ状に挿入して取り付けてもよい。 このようにすることで、摺動部材３を背圧付加手段４に取り付けるのに力を加えることなく容易に組立てることが可能となる。
【００５６】
また、図２２に示すように、摺動部材３の凸部３２に螺子部を形成し、背圧付加手段４のコイルばねの上端凹所４３に螺子締結してもよい。 本例では摺動部材３の凸部３２に雄螺子を形成するものであるが、これは摺動部材３側又はハウジング５側の凸部３２，５３に螺子部を形成する場合には雄螺子部を、摺動部材３側又はハウジング５側の凹部３１，５２に螺子部を形成する場合には雌螺子部を形成するものである。 更に本例の場合には、コイルばねの上端凹所４３内においてコイル間の凹みを雌螺子として利用するものである。 このようにすることで、摺動部材３を背圧付加手段４に取り付けるのに力を加えることなく容易に組立てることが可能となる。
【００５７】
また、図２３に示すように、摺動部材３を射出成形する金型８２に凸部３２となる部分を形成し、射出成形によって摺動部材３と凸部３２とを一体成形してもよい。 本例では摺動部材３に凸部３２を一体に形成するものであるが、これは摺動部材３あるいはハウジング５を射出成形する時に金型８２により摺動部材３側の凹部３１又は凸部３２あるいはハウジング５側の凹部５２又は凸部５３を一体成形するものである。 このようにすることで、摺動部材３と凸部３２とを別々に形成して取り付けるものと比較して部品点数が低減される。
【００５８】
また、摺動部材３の凸部３２は、図２５に示すように、先端側に行く程断面積が小さな円錐台側面状に形成してもよい。 本例では摺動部材３に凸部３２を円錐台側面状に形成するものであるが、摺動部材３側又はハウジング５側の凹部３１，５２を奥側に行く程断面積が小さくなるテーパ状に（図２４（ａ）（ｂ）参照）、摺動部材３側又はハウジング５側の凸部３２，５３を先端側に行く程断面積が小さくなるテーパ状に（図２４（ｃ）（ｄ）参照）、特に円錐台側面状に形成するものである。 このようにすることで、背圧付加手段４を摺動部材３やハウジング５に取り付ける際に背圧付加手段４がテーパによって誘導され、取付位置からずれることなく取り付けることができる。
【００５９】
また、図２６に示すように、摺動部材３の凸部３２の基部側に円筒側面部３３を形成し、この円筒側面部３３の先端側を上述したようなテーパ状に形成してもよい。 本例では摺動部材３の凸部３２に円筒側面部３３とその先端側をテーパ状に形成するものであるが、これは、摺動部材３側の凹部３１又は凸部３２あるいはハウジング５側の凹部５２又は凸部５３を、凸部であれば基部側、凹部であれば開口側に円筒側面部３３を有し、且つ円筒側面部３３に隣接して凸部３２であれば円筒側面部３３の先端側、凹部であれば円筒側面部３３の奥側に行く程断面積が小さくなるようにするものである。 このようにすることで、背圧付加手段４を摺動部材３やハウジング５に取り付ける際に背圧付加手段４がテーパによって誘導され、取付位置からずれることなく取り付けることができると共に、円筒側面部３３が背圧付加手段４の上端凹所４３に嵌入されてスクロール型ポンプの作動中に摺動部材３が背圧付加手段４から抜け落ちるのを防止することができる。
【００６０】
また、摺動部材３と背圧付加手段４，ハウジング５とは、インサート成形にて一体に形成してもよい。 これは、図２７に示すように、摺動部材３とコイルばねとをインサート成形にて一体に形成したり、図２８に示すように、コイルばねの摺動部材３が設けられる側と反対側の端部が取り付けられるハウジング５とコイルばねとをインサート成形にて一体に形成したりするものである。 このようにすることで、摺動部材３と背圧付加手段４，ハウジング５とを確実に固定することができると共に、摺動部材３に別体の背圧付加手段４，ハウジング５を取り付ける作業が省略される。
【００６１】
次に、図９に示すように、背圧付加手段４として、ベローズ式の伸縮機構部材を用いてもよい。 これは、大略円筒状をした表皮をベローズ式の伸縮機構部材で形成し、その内部空間に気体を加圧封入するものである。 このベローズ式の伸縮機構部材は、組立て時にはベローズの内部には気体は封入せずに無負荷状態としておき、スクロール型ポンプ使用時に内部に気体を加圧封入するに従って、ベローズ式の伸縮機構部材が伸張して背圧力が上昇するもので、背圧力はベローズの剛性と内部に加圧封入する気体の圧力とによって決定される。 このようなベローズ式の伸縮機構部材は、上端部に取り付けられる摺動部材３が伸張方向と直交する方向にも移動可能となっている。 このようなベローズ式の伸縮機構部材を用いることで、背圧力の変動を抑えることができると共に、振動を減衰させることでこれを低減し、騒音も低減することができ、安定して可動スクロール２を支持することができる。
【００６２】
【発明の効果】
上記のように本発明の請求項１記載の発明にあっては、固定スクロールと可動スクロールとにそれぞれ渦巻き状の羽根部を形成し、一方の羽根部が他方の羽根部間に位置するように固定スクロールと可動スクロールとを重ね合わせ、可動スクロールが所定半径で公転して両方の羽根部間に形成される密閉空間を移動圧縮するスクロール型ポンプにおいて、可動スクロールの背面側に複数の摺動部材を配置し、 摺動部材一個に対して背圧付加手段が一個となるようにそれぞれの摺動部材の背面に背圧付加手段を独立して取り付け、背圧付加手段の伸張により摺動部材を背面側より押圧することで摺動部材を介して可動スクロールを固定スクロールの方へ押圧すると共に、摺動部材を背圧付加手段の伸張方向と直交する方向に撓む範囲内で前記押圧方向と略直交する方向に移動可能としたので、可動スクロールと固定スクロールとで密閉空間を移動圧縮する際に可動スクロールと固定スクロールとが互いに離れる方向に力がかかっても、背圧付加手段の背圧力でこれらが離れて密閉空間の密閉度が低下するのを防止することができると共に、摺動部材が背圧付加手段一個に対して一個設けてあるので、摺動部材が複数の背圧付加手段によって押圧される場合に背圧のバラつきや摺動部材の変形によって摺動部材が可動スクロールに片当り状に当たってしまうようなことを防止することが可能となる。 また、摺動部材の押圧方向と略直交する方向に摺動部材が移動可能となっているため、摺動部材がハウジングに固定されて相対的な運動ができない場合と比べて、摺動部材と可動スクロールとの間での摩擦，発熱が低減される。
【００６３】
また請求項２記載の発明にあっては、上記請求項１記載の発明の効果に加えて、摺動部材を可動スクロールの公転中心を中心とする円周上に等間隔に配置したので、可動スクロールを均等に押圧することが可能となる。
【００６４】
また請求項３記載の発明にあっては、上記請求項１記載の発明の効果に加えて、背圧付加手段を固体の弾性体で形成したので、背圧付加手段の力−変位関係が線形となって安定した背圧力が得られるように設計可能となる。
【００６５】
また請求項４記載の発明にあっては、上記請求項３記載の発明の効果に加えて、背圧付加手段をゴムで形成したので、背圧付加手段の力−変位関係が線形となって安定した背圧力が得られるように設計可能となる。
【００６６】
また請求項５記載の発明にあっては、上記請求項３記載の発明の効果に加えて、背圧付加手段をばねで形成したので、背圧付加手段の力−変位関係が線形となって安定した背圧力が得られるように設計可能となる。
【００６７】
また請求項６記載の発明にあっては、上記請求項５記載の発明の効果に加えて、背圧付加手段をコイルばねで形成したので、背圧付加手段の力−変位関係が線形となって安定した背圧力が得られるように設計可能となる。
【００６８】
また請求項７記載の発明にあっては、上記請求項１記載の発明の効果に加えて、背圧付加手段をベローズ式の伸縮機構部材で形成したので、背圧力の変動を抑えることができると共に、振動を減衰させることでこれを低減し、騒音も低減することができ、安定して可動スクロールを支持することが可能となる。
【００６９】
また請求項８記載の発明にあっては、上記請求項１記載の発明の効果に加えて、摺動部材をＰＰＳ樹脂をベースとしてカーボンフィラーを充填した材料で形成したので、摺動部材が変形し難くなり局部的な摩耗を抑えることができ、消費電力が小さくなると共に耐摩耗性が向上してポンプ特性の低下が抑制されて長寿命化が図られる。
【００７０】
また請求項９記載の発明にあっては、上記請求項１記載の発明の効果に加えて、摺動部材と摺動する可動スクロールの背面角部に面取りを形成したので、摺動部材と可動スクロールの摩耗や応力集中、摩擦力を低減することができて、スクロール型ポンプを長寿命化が図られると共に消費電力が低減される。
【００７１】
また請求項１０記載の発明にあっては、上記請求項１記載の発明の効果に加えて、摺動部材の背面に背圧付加手段が係合される摺動部材側の凹部又は凸部を形成したので、背圧付加手段の摺動部材に対する組立て性及び位置決め精度が向上する。
【００７２】
また請求項１１記載の発明にあっては、上記請求項１記載の発明の効果に加えて、背圧付加手段の摺動部材が設けられる側と反対側の端部が取り付けられるハウジングに該背圧付加手段の端部が係合されるハウジング側の凹部又は凸部を形成したので、背圧付加手段のハウジングに対する組立て性及び位置決め精度が向上する。
【００７３】
また請求項１２記載の発明にあっては、上記請求項１０又は１１記載の発明の効果に加えて、摺動部材側の凹部又は凸部あるいはハウジング側の凹部又は凸部に背圧付加手段の端部を圧入して取り付けたので、背圧付加手段と摺動部材あるいはハウジングとが確実に固定されて、スクロール型ポンプの作動中に背圧付加手段が摺動部材あるいはハウジングより外れるのを防止することができる。
【００７４】
また請求項１３記載の発明にあっては、上記請求項１２記載の発明の効果に加えて、摺動部材側の凹部又は凸部あるいはハウジング側の凹部又は凸部とこれに取り付けられる背圧付加手段の端部との間に伸縮変形する部材を介在させたので、背圧付加手段と摺動部材あるいはハウジングとの間に生じる力を緩和することができて、背圧付加手段と摺動部材あるいはハウジングとの間の力が低減され、これらの部品の変形，破壊を防止することができるものである。
【００７５】
また請求項１４記載の発明にあっては、上記請求項１２記載の発明の効果に加えて、摺動部材側又はハウジング側の凸部として突起部を設け、背圧付加手段の一端部に前記突起部が嵌入される凹所を形成し、突起部の基部と先端部とをそれぞれ前記凹所の径より小径，大径に形成したので、摺動部材あるいはハウジングの突起部を背圧付加手段の凹所に嵌め込むと、突起部の先端部は凹所内に弾圧されると共に、基部が位置する凹所の開口縁は突起部の先端部より小径となるため、スクロール型ポンプの作動中に背圧付加手段が摺動部材あるいはハウジングより抜け落ちるのを防止することができる。
【００７６】
また請求項１５記載の発明にあっては、上記請求項１２記載の発明の効果に加えて、摺動部材側又はハウジング側の凸部として複数の突起を設けると共に背圧付加手段の一端部に前記複数の突起が挿入される凹所を形成し、それぞれの突起の先端部に凹所に被嵌される爪部を形成したので、爪部を形成した突起を片持ち状に設けてあるので容易に突起が撓んで背圧付加手段の凹所に嵌入することができ、突起を背圧付加手段の凹所に嵌入後には突起の弾性復元力にて爪部が背圧付加手段の凹所を弾圧して、スクロール型ポンプの作動中に摺動部材が背圧付加手段から抜け落ちるのを防止することができる。
【００７７】
また請求項１６記載の発明にあっては、上記請求項１０又は１１記載の発明の効果に加えて、摺動部材側の凹部又は凸部あるいはハウジング側の凹部又は凸部に背圧付加手段の端部を接着して取り付けたので、背圧付加手段と摺動部材あるいはハウジングとを容易に固定することができ、スクロール型ポンプの作動中に背圧付加手段が摺動部材あるいはハウジングから抜け落ちるのを防止することができ、また、背圧付加手段と摺動部材あるいはハウジングとの間でのガタつきが無くなり、振動・騒音やこの間の摺動による部品の損傷を低減することができる。
【００７８】
また請求項１７記載の発明にあっては、上記請求項１０又は１１記載の発明の効果に加えて、摺動部材側の凹部又は凸部あるいはハウジング側の凹部又は凸部に背圧付加手段の端部をすきまばめ状に挿入して取り付けたので、背圧付加手段を摺動部材あるいはハウジングに取り付けるのに力を加えることなく容易に組立てることが可能となる。
【００７９】
また請求項１８記載の発明にあっては、上記請求項１０又は１１記載の発明の効果に加えて、摺動部材側の凹部又は凸部あるいはハウジング側の凹部又は凸部に背圧付加手段の端部を螺子締結して取り付けたので、背圧付加手段を摺動部材又はハウジングに取り付けるのに力を加えることなく容易に組立てることが可能となる。
【００８０】
また請求項１９記載の発明にあっては、上記請求項１０又は１１記載の発明の効果に加えて、摺動部材あるいはハウジングを射出成形する時に金型により摺動部材側の凹部又は凸部あるいはハウジング側の凹部又は凸部を一体成形したので、摺動部材と凸部とを別々に形成して取り付けるものと比較して部品点数が低減される。
【００８１】
また請求項２０記載の発明にあっては、上記請求項１０又は１１記載の発明の効果に加えて、摺動部材側の凹部又は凸部あるいはハウジング側の凹部又は凸部を、凸部であれば先端側、凹部であれば奥側に行く程断面積が小さくなるように形成したので、背圧付加手段を摺動部材又はハウジングに取り付ける際に背圧付加手段がテーパによって誘導され、取付位置からずれることなく取り付けることができる。
【００８２】
また請求項２１記載の発明にあっては、上記請求項２０記載の発明の効果に加えて、摺動部材側の凹部又は凸部あるいはハウジング側の凹部又は凸部を、凸部であれば先端側、凹部であれば奥側に行く程断面積が小さな円錐台側面状に形成したので、背圧付加手段を摺動部材又はハウジングに取り付ける際に背圧付加手段がテーパによって誘導され、取付位置からずれることなく取り付けることができる。
【００８３】
また請求項２２記載の発明にあっては、上記請求項２０記載の発明の効果に加えて、摺動部材側の凹部又は凸部あるいはハウジング側の凹部又は凸部を、凸部であれば基部側、凹部であれば開口側に円筒側面部を有し、且つ円筒側面部に隣接して凸部であれば円筒側面部の先端側、凹部であれば円筒側面部の奥側に行く程断面積が小さくなるように形成したので、背圧付加手段を摺動部材やハウジングに取り付ける際に背圧付加手段がテーパによって誘導され、取付位置からずれることなく取り付けることができと共に、円筒側面部が凹所に嵌入されてスクロール型ポンプの作動中に摺動部材が抜け落ちるのを防止することができる。
【００８４】
また請求項２３記載の発明にあっては、上記請求項１記載の発明の効果に加えて、摺動部材と背圧付加手段とをインサート成形にて一体に形成したので、摺動部材と背圧付加手段とを確実に固定することができると共に、摺動部材に別体の背圧付加手段を取り付ける作業が省略される。
【００８５】
また請求項２４記載の発明にあっては、上記請求項１記載の発明の効果に加えて、背圧付加手段の摺動部材が設けられる側と反対側の端部が取り付けられるハウジングと背圧付加手段とをインサート成形にて一体に形成したので、摺動部材とハウジングとを確実に固定することができると共に、摺動部材に別体のハウジングを取り付ける作業が省略される。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の一実施形態の側断面図である。
【図２】同上の分解斜視図である。
【図３】同上の実施形態の可動スクロールと摺動部材と背圧付加手段の分解斜視図である。
【図４】同上の側面図である。
【図５】同上の側断面図である。
【図６】同上の実施形態において摺動部材が円周上に等間隔で配置される状態を説明する説明図である。
【図７】ゴムからなる背圧付加手段と可動スクロールと摺動部材の側断面図である。
【図８】コイルばねからなる背圧付加手段を示し、（ａ）は側断面図であり、（ｂ）は斜視図である。
【図９】ベローズ式の伸縮機構からなる背圧付加手段と可動スクロールと摺動部材の側断面図である。
【図１０】（ａ）は背圧付加手段が取り付けられた摺動部材の斜視図であり、（ｂ）は摺摺動部材の斜視図である。
【図１１】可動スクロールに形成される面取りを説明する説明図であり、（ａ）は可動スクロールと摺動部材の分解斜視図であり、（ｂ）は可動スクロールと摺動部材の側断面図である。
【図１２】摺動部材に形成される面取りを説明する説明図であり、（ａ）は可動スクロールと摺動部材の分解斜視図であり、（ｂ）は可動スクロールと摺動部材の側断面図である。
【図１３】摺動部材と背圧付加手段の側断面図の断面箇所を説明する摺動部材と背圧付加手段の分解斜視図である。
【図１４】摺動部材の一例と背圧付加手段の側断面図である。
【図１５】背圧付加手段をハウジングの凸部に嵌め込むのを説明する説明図である。
【図１６】摺動部材の他例と背圧付加手段の側断面図である。
【図１７】摺動部材の更に他例と背圧付加手段の側断面図である。
【図１８】摺動部材の更に他例と背圧付加手段の側断面図である。
【図１９】（ａ）は摺動部材の更に他例の側面図であり、（ｂ）は（ａ）の摺動部材にＲを形成したものの側断面図である。
【図２０】摺動部材の更に他例と背圧付加手段の側断面図である。
【図２１】摺動部材の更に他例と背圧付加手段の側断面図である。
【図２２】摺動部材の更に他例と背圧付加手段の側断面図である。
【図２３】摺動部材と凸部の金型による一体成形の説明図であり、（ａ）は金型の側断面図であり、（ｂ）は金型にて成形される一次成形品の斜視図であり、（ｃ）は金型にて成形される二次成形品の斜視図である。
【図２４】（ａ）（ｂ）は摺動部材側又はハウジング側の凹部を奥側に行く程断面積が小さくなるテーパ状に形成する場合を説明する説明図であり、（ｃ）（ｄ）は摺動部材側又はハウジング側の凸部を先端側に行く程断面積が小さくなるテーパ状に形成する場合を説明する説明図である。
【図２５】先端側に行く程断面積が小さな円錐台側面状をした摺動部材の凸部を説明する図であり、（ａ）は摺動部材と背圧付加手段の分解斜視図であり、（ｂ）は摺動部材の斜視図である。
【図２６】摺動部材の更に他例を説明する説明図であり、（ａ）は凹部を形成した摺動部材の側断面図であり、（ｂ）は凸部の斜視図であり、（ｃ）は凸部と側背圧付加手段の側断面図である。
【図２７】背圧付加手段のコイルばねをインサート成形にて一体に形成した摺動部材の側断面図である。
【図２８】背圧付加手段のコイルばねをインサート成形にて一体に形成したハウジングの側断面図である。
【図２９】従来例の可動スクロールと摺動部材と背圧付加手段を示し、（ａ）は分解斜視図であり、（ｂ）は側面図である。
【符号の説明】
１ 固定スクロール１０ 羽根部２ 可動スクロール２０ 羽根部３ 摺動部材４ 背圧付加手段