JP4172005B2 - 低騒音・高効率真空ポンプ - Google Patents

Description

【０００１】
本発明は、同一径の第１及び第２シリンダを包含しており、これらシリンダ内には、偏心輪によって各々動かされる第１及び第２ピストンが、第１及び第２容積室をそれぞれ画定し、各シリンダが、逆止め吸込弁を取付けた入口と、逆止め吐出弁を取付けた出口を備えている。
【０００２】
回転ポンプが広まる以前に産業界において広く使用されていたこの型式の真空ポンプは、潤滑を必要としない乾式ポンプを形成できるという利点がある。
【０００３】
他方、これらのポンプは、ピストンが逆位相で作動する、すなわち、両シリンダ内のピストンによって画定される容積室の瞬間合計が略一定に保たれるように、慣例的に設計されている。
【０００４】
この作動方法は、バランスさせるのが難しい往復運動質量のため、望ましくない振動を発生するばかりでなく、最適化した偏心輪の使用を妨げ、バランスの困難性を増すこととなる。
【０００５】
本発明はこれに関連するもので、その目的は、周知のポンプよりも少ない振動を発生するが、それにもかかわらず高効率を有する真空ポンプを提供することにある。
【０００６】
このため、上記序文に従う本発明の真空ポンプは、本質的に、シリンダが互いに整合し、主軸線に対して対称的に配設され、ピストンが、主軸線に対して対称的で且つ第１及び第２容積室が増大する吸込運動と、主軸線に対して対称的で且つ第１及び第２容積室が減少する吐出運動とでそれぞれ同時に駆動され、吸込及び吐出運動がそれぞれ異なる第１及び第２継続時間を有し、第１継続時間が第２継続時間よりも長いことを特徴としている。
【０００７】
可動の荷重を不均衡にすることなしに吸込工程を最適化するこれらの特徴は、厄介な振動を高めることなしにポンプの効率を改善することを可能にしている。
【０００８】
本発明の有益な実施例によると、各偏心輪が、主軸線を中心として等回転運動で駆動される１つの同じカムにガイドの形状で形成され、このカムがこの主軸線を対称の一次軸線として受け入れることができ、ピストンの吸込運動が第１角度幅にわたるカムの回転から起こり、ピストンの吐出運動が第２角度幅にわたるカムの回転から起こり、第１角度幅が第２角度幅よりも大きくなるように設けることが可能である。
【０００９】
例えば、カムが二次軸線対称の閉曲線として形造られ、最小長さの半径方向寸法と最大長さの半径方向寸法とを有し、これらの間で９０度以外の角度が形成されるようにしてよい。
【００１０】
この場合、カムの最小長さ及び最大長さの半径方向寸法の間で形成される角度が、少なくとも７０度に等しい最小値と、多くとも１１０度に等しい最大値とを有するようにすることが好ましい。
【００１１】
カムは、歪像により楕円形から得られた形状を有していてもよいし、あるいは他方では、最小長さの半径方向寸法に平行に、最小長さの半径方向寸法よりも大きく且つ最大長さの半径方向寸法よりも小さい中間長さを有していてもよい。
【００１２】
本発明の他の特徴及び利点は、非限定的な例として添付図面を参照して行う本発明の下記説明から明らかとなるであろう。
【００１３】
本発明の真空ポンプは、周知の態様で、同一径Ｄの第１及び第２シリンダ１及び２を包含しており、これらシリンダ内では、第１及び第２ピストン３及び４が密封態様で摺動する。
【００１４】
各シリンダ１，２は、逆止め吸込弁１３，２３が設置してある入口１１，２１と、逆止め吐出弁１４，２４が設置してある出口１２，２２とを備えている。
【００１５】
入口１１，２１は室６に接続され、この中のガスをポンプが空にするのであり、出口１２，２２は例えば大気中へ吐出する。
【００１６】
第１及び第２ピストン３，４は偏心輪５１，５２によってそれぞれ動かされ、シリンダ１及び２内に第１及び第２容積室Ｖ１，Ｖ２をそれぞれ画定する。
【００１７】
本発明によると、シリンダ１，２は互いに整合し、図の平面に直角である主軸線Ｘに対して対称である。
【００１８】
ピストン３，４の各々は、第１及び第２容積室Ｖ１，Ｖ２が増大するＭＡ１及びＭＡ２のような吸込運動と、第１及び第２容積室Ｖ１，Ｖ２が減少するＭＲ１及びＭＲ２のような吐出運動とで交互に駆動される。
【００１９】
しかしながら、第１及び第２ピストン３，４のそれぞれの吸込運動ＭＡ１，ＭＡ２は、これら２つのピストン３，４に関して同時に且つ主軸線Ｘに対して対称的に起こる。
【００２０】
同様に、第１及び第２ピストン３，４のそれぞれの吐出運動ＭＲ１，ＭＲ２は、これら２つのピストン３，４に関して同時に且つ主軸線Ｘに対して対称的に起こる。
【００２１】
さらに、吸込及び吐出運動ＭＡ１，ＭＡ２及びＭＲ１，ＭＲ２はそれぞれ異なる第１及び第２継続時間ｔ１，ｔ２を有しており、各吸込運動ＭＡ１，ＭＡ２は、各吐出運動ＭＲ１，ＭＲ２の継続時間ｔ２よりも長い継続時間ｔ１を有する。
図１に示した好適な実施例では、各偏心輪５１，５２は、主軸線Ｘを中心として等回転運動で駆動される１つの同じカム５にガイドの形状で形成されている。
【００２２】
各ピストン３，４の案内は、例えば、図１に示した実施例の場合のように圧縮あるいは引張り状態で作用する７及び８のようなスプリングを用いながら、この並進運動するピストンに固着された３１，４１のようなローラをカム５の輪郭に対して押圧することによって、得られる。
【００２３】
主軸線Ｘを中心として回転するカム５は、この軸線を、対称の一次軸線として、すなわち、このカムの輪郭が軸線Ｘを中心とする２×ＰＩ／Ｎラジアンの回転に関して不変であるものとしても受け入れることができ、Ｎは整偶数である。
【００２４】
より詳細には、図示の実施例では、ピストン３，４の吸込運動ＭＡ１，ＭＡ２は第１角度幅Ａ１にわたるカム５の回転から起こるのに対し、ピストン３，４の吐出運動ＭＲ１，ＭＲ２は第２角度幅Ａ２にわたるカム５の回転から起こり、第１角度幅Ａ１は第２角度幅Ａ２よりも大きい。
【００２５】
これを達成するため、図２及び３に示すように、この場合二次軸線対称の閉曲線として形造られているカム５は、最小長さＬ１の半径方向寸法と最大長さＬ２の半径方向寸法とを有しており、これらの間では９０度以外の角度Ａ１，Ａ２が形成される。
【００２６】
換言すると、カム５は、軸線Ｘを中心とした径Ｌ２の円によって全体的にカバーされるとともに、軸線Ｘを中心とした径Ｌ１の円を全体的にカバーしており、カムに対して接線をなしているこれらの円に対する接線Ｔ１，Ｔ２又はＴ'1，Ｔ’２は、それらの間に補完的な角度Ａ１及びＡ２を形成し、第１角度Ａ１は第２角度Ａ２よりも大きい。
【００２７】
好適には、角度Ａ１は多くとも１１０度であり、従って角度Ａ２は少なくとも７０度に等しい。
【００２８】
カム５は、図３に示すように、歪像により楕円形から得られた形状を有していてよい。
【００２９】
しかしながら、ピストン３及び４に伝えられる加速度を減少させるため、最小長さＬ１の半径方向寸法に平行に、最小長さＬ１の半径方向寸法よりも大きく且つ最大長さＬ２の半径方向寸法よりも小さい中間幅Ｌ３を有する図２に示したカムと同様のカムを用いることが好ましい。
【図面の簡単な説明】
【図１】 本発明による真空ポンプの概略図である。
【図２】 本発明による真空ポンプに使用され得る第１カムの概略図である。
【図３】 本発明による真空ポンプに使用され得る第２カムの概略図である。

Claims (5)

1. 同一径（Ｄ）の第１及び第２シリンダ（１，２）を包含しており、これらシリンダ内には、偏心輪（５１，５２）によって各々動かされる第１及び第２ピストン（３，４）が、第１及び第２容積室（Ｖ１，Ｖ２）をそれぞれ画定し、各シリンダが、逆止め吸込弁（１３，２３）を取付けた入口（１１，２１）と、逆止め吐出弁（１４，２４）を取付けた出口（１２，２２）を備えている真空ポンプにおいて、シリンダ（１，２）が互いに整合し、主軸線（Ｘ）に対して対称的に配設され、ピストン（３，４）が、主軸線（Ｘ）に対して対称的で且つ第１及び第２容積室（Ｖ１，Ｖ２）が増大する吸込運動（ＭＡ１，ＭＡ２）と、主軸線（Ｘ）に対して対称的で且つ第１及び第２容積室（Ｖ１，Ｖ２）が減少する吐出運動（ＭＲ１，ＭＲ２）とでそれぞれ同時に駆動され、吸込及び吐出運動（ＭＡ１，ＭＡ２，ＭＲ１，ＭＲ２）がそれぞれ異なる第１及び第２継続時間（ｔ１，ｔ２）を有し、第１継続時間（ｔ１）が第２継続時間（ｔ２）よりも長いことを特徴とする真空ポンプ。
2. 請求項１記載の真空ポンプにおいて、各偏心輪（５１，５２）が、主軸線（Ｘ）を中心として等回転運動で駆動される１つの同じカム（５）にガイドの形状で形成され、このカムがこの主軸線を対称の一次軸線として受け入れることができ、ピストン（３，４）の吸込運動（ＭＡ１，ＭＡ２）が第１角度幅（Ａ１）にわたるカム（５）の回転から起こり、ピストン（３，４）の吐出運動（ＭＲ１，ＭＲ２）が第２角度幅（Ａ２）にわたるカム（５）の回転から起こり、第１角度幅（Ａ１）が第２角度幅（Ａ２）よりも大きいことを特徴とする真空ポンプ。
3. 請求項２記載の真空ポンプにおいて、カム（５）が二次軸線対称の閉曲線として形造られ、最小長さ（Ｌ１）の半径方向寸法と最大長さ（Ｌ２）の半径方向寸法とを有し、これらの間で９０度以外の角度（Ａ１，Ａ２）が形成されることを特徴とする真空ポンプ。
4. 請求項３記載の真空ポンプにおいて、カム（５）の最小長さ及び最大長さ（Ｌ１，Ｌ２）の半径方向寸法の間で形成される角度（Ａ１，Ａ２）が、少なくとも７０度に等しい最小値と、多くとも１１０度に等しい最大値とを有することを特徴とする真空ポンプ。
5. 請求項２又は３記載の真空ポンプにおいて、カム（５）が、最小長さ（Ｌ１）の半径方向寸法に平行に、最小長さ（Ｌ１）の半径方向寸法よりも大きく且つ最大長さ（Ｌ２）の半径方向寸法よりも小さい中間長さ（Ｌ３）を有することを特徴とする真空ポンプ。

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