JPH086688B2 - 多段往復動真空ポンプ - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 産業上の利用分野 本発明は、完全無給油式で水平対向形の多段往復動真
空ポンプに関する。

従来の技術及び発明が解決しようとする課題 従来の往復動真空ポンプは、クランクケース内が給油
式であるので、隣接してデイスタンスピース（スペー
サ）室を設け、オイルストツパーを備える必要があり、
また、多段往復動真空ポンプでは、シリンダカバーに設
けた吸排気弁と連通する長いガス通路をシリンダ外壁に
設ける必要があるなど、往復動真空ポンプ、特に、多段
往復動真空ポンプの小型化軽量化には限度があつた。

更に、従来の往復動真空ポンプ、特に対向ピストン形
多段往復動真空ポンプでは、ピストン往復動の慣性力及
び不釣合のため振動が激しく、このため構造上強度を必
要とし、軽量化が困難であつた。

また、従来の往復動真空ポンプは、上述の如く給油式
であつたので、真空排気系路に油が混入する恐れがあ
り、半導体製造装置その他クリーンな高真空を要求され
る真空ポンプとして使用することが困難であつた。

本発明の目的は、従来型の限度を超えて小型化軽量化
できると共に、振動を極めて小さくできる多段往復動真
空ポンプを提供することにある。本発明の他の目的は、
クリーンな高真空が得られる多段往復動真空ポンプを提
供することにある。

更に、本発明の目的は、以下の詳細な記述により明ら
かにされる。

課題を解決するための手段 上記目的を達成するため、本発明多段往復動真空ポン
プは、クランク運動部及びピストン運動部の各潤滑部分
をすべて無給油式にすると共に、２個のピストンを水平
対向、かつピストン荷重作用線が一直線になるように形
成した多段往復動真空ポンプであつて、２個のシリンダ
を、吸込弁を設けた上シリンダカバーと吐出弁を設けた
下シリンダカバーとによつて、それぞれ密閉すると共
に、前記２個のピストンに、それぞれ、押し行程で、ガ
スが該ピストンを通り抜けるようにした逆止弁を設けて
なるものである。吸入弁と吐出弁とが、押し行程で共に
閉じ、引き行程で共に開くようにし、また、下シリンダ
カバーが、ベローズの一方の端を下シリンダカバーに取
り付けて他方の端をクロスヘツドに取り付けたピストン
ロツド軸封装置を備えるようにする。

本発明において、クランク運動部は、クロスヘツド、
クロスヘツドガイド、コネクチングロツド、クロスヘツ
ドピン、クランクシヤフト、クランクピン、クランクシ
ヤフト軸受、クランクシヤフト軸封装置、クランクケー
スなどを含む概念をいい、その潤滑部分は、クロスヘツ
ドガイドブツシユ、クロスヘツドピンブツシユ、クラン
クピンメタル、クランクシヤフト軸受、クランクシヤフ
ト軸封装置などがあり、これらの無給油式潤滑として
は、固体潤滑剤入り燒結合金、シールド形ベアリング、
グリース封入シールなどが使用される。

また、本発明において、ピストン運動部は、シリン
ダ、ピストン、ピストンリング、ライダリング、ピスト
ンロツド、ピストンロツド軸封装置、シリンダカバーな
どを含む概念をいい、その潤滑部分は、ピストンリン
グ、ライダリング、ピストンロツド軸封装置などがあ
り、これらの無給油式潤滑としては、ピストンリング、
ライダリングでは、四弗化エチレン樹脂を主成分とした
ものが使用される。

さらに、本発明においては、真空ガスがシリンダから
洩れないように、また、外部のガスがシリンダに侵入し
ないように、シリンダを上シリンダカバーと下シリンダ
カバーとによって密閉する。この密閉のために、下シリ
ンダカバーのピストンロツド貫通部に、一方の端を下シ
リンダカバーに取り付けて他方の端をクロスヘツドに取
り付けたベローズからなるピストンロツド軸封装置を設
けるものである。

実施例 図面に、本発明多段往復動真空ポンプの実施例が示さ
れている。

本例の真空ポンプは、クランク運動部１とピストン運
動部２とからなつている。

クランク運動部１は、クロスヘツドガイド12に沿つて
往復動する１対のクロスヘツド11と、クロスヘツドピン
13を介してクロスヘツド11にそれぞれ回動可能に連結す
る１対のコネクチングロツド14と、クランクピン15を介
して回転可能に１対のコネクチングロツド14に連結する
１本のクランクシヤフト16と、クランクシヤフト16を支
持する１対の軸受17と、クランクシヤフト16を軸封する
軸封装置18と、クランクケース19とを備えている。

なお、１対のクロスヘツド11には、それぞれクランク
ケース内空所190と、後記ベローズ形ピストンロツド軸
封装置26が設けられている空間260とに貫通する空気流
通孔110が設けられている。また、クロスヘツドガイド1
2の外周には、水ジヤケツト120が設けられている。

１対のクロスヘツドガイドブツシユ121、１対のクロ
スヘツドピンブツシユ131及び３個のクランクピンメタ
ル151には、固体潤滑剤入り燒結合金が使用され、１対
のクランクシヤフト軸受17には、シールド形ベアリング
が使用され、クランクシヤフト軸封装置には、グリース
密封形オイルシールが使用されて、それぞれ、無給油式
潤滑ができるようになつている。

ピストン運動部２は、横型の対向する２つの往復動ピ
ストン21、21（第１図の右側及び左側のピストンは、共
に下死点に向かい、共に上死点に向かうように作動す
る。）と、１対のシリンダ22と、それぞれ、一方の端で
ピストン21に結合して他方の端でクロスヘツド11に結合
する１対のピストンロツド23と、１対の上シリンダカバ
ー24と、１対の下シリンダカバー25と、１対のピストン
ロツド軸封装置26と、ガス連通管（図示しない）とを備
えている。

各ピストン21には、四弗化エチレン樹脂を主成分とす
るピストンリング211がテンシヨンリング212を介して嵌
着され、また、四弗化エチレン樹脂を主成分とするライ
ダリング213が嵌着されて、それぞれシリンダ22の内壁
に無給油式に摺動できるようになつている。また、１対
のピストン21には、それぞれ、押し行程で、ガスがピス
トン21を通り抜けるようにした逆止弁214が設けられて
いる。

各シリンダ22は、それぞれ、上シリンダカバー24と下
シリンダカバー25とによつて密閉され、更に、上シリン
ダカバー24には、ピストン21の逆止弁214に対応する位
置に吸込弁241が設けられ、下シリンダカバー25には、
ピストン21の逆止弁214に対応する位置に吐出弁251が設
けられている。

逆止弁214と吐出弁251とは同じ構造のものであり、第
４図に示すように、逆止弁214（吐出弁251）は、バルブ
プレート2141（2511）、バルブシート2142（2512）、バ
ルブガイド2143（2513）、バルブボルト2144（2514）及
びバルブナツト2145（2515）からなる。吸込弁241は、
第３図に示すように、バルブプレート2411とバルブシー
ト2412とバルブガイド2413とバルブボルト2414とバルブ
ナツト2415とからなつている。

ピストンロツド軸封装置26は、第１図及び第２図に示
すように、一方の端を下シリンダカバー25に密封結合
し、他方の端をクロスヘツド11にボルト261を介して密
封結合するベローズからなつている。

ガス連通管（図示しない）は、第１図右側の下シリン
ダカバー25の吐出口250から第１図左側の上シリンダカ
バー24の吸込口240に連通している。

また、本例では、従来の対向型往復動真空ポンプと同
様に、相対する往復動部分の重量を等しくし、また、回
転運動部分の不釣合慣性力を釣り合わせるようにした上
に、クランクシヤフト16を中心に、各シリンダ22を水平
対向に配置して、各シリンダ22の軸線が一直線になるよ
うにし、更に、クランクシヤフト16が、180度の角度を
持つて隣り合つた３個のクランクピン15を備えて、中央
のクランクピン15が、真直ぐなコネクチングロツド14を
介して、一方のピストンロツド23のクロスヘツド11と連
結され、この中央のクランクピン15の両側のクランクピ
ン15、15が、二股の形状をしたコネクチングロツド14を
介して、他方のピストンロツド23のクロスヘツド11に連
結されている。

作 用 本発明真空ポンプにおいては、右側のピストン21が上
死点（第１図に示した位置）から下死点（第２図に示し
た位置）に向かうに伴い（引き行程）（このとき、左側
のピストン21もまた上死点から下死点に向かう）、ガス
が、右側の上シリンダカバー24の吸込口240から吸入さ
れ、吸込室242に入り、次いで、吸込弁241から、上死点
側のシリンダ22内、すなわち、上シリンダカバー24とピ
ストン21との間に形成される第１空間221に、吸込まれ
ると共に、ピストン21の逆止弁214が閉じているため、
ピストン21の下死点側のシリンダ22内、すなわち、ピス
トン21と下シリンダカバー25との間に形成される第２空
間222のガスは、下シリンダカバー25の吐出弁251から吐
出口250に吐出され、ガス連通管（図示しない）を経
て、左側のシリンダ22の上シリンダカバー24の吸込口24
0から吸入されて吸込室242に入る。

右側及び左側のピストン21は、それぞれ下死点から上
死点に向かうとき（押し行程）、第１空間221のガス
を、逆止弁214を通り抜けさせて、第２空間222に移す。
すなわち、右側のピストン21が下死点から上死点に向か
うに伴い、右側のピストン21の逆止弁214が、引き行程
で吸い込んだガスの圧力と弁板ばね圧力との差によつて
開き、第１空間221のガスが、逆止弁214を通り抜けて、
第２空間222に移る。このとき、吸込弁241と吐出弁251
とは閉じている。左側のピストン21においても、右側の
ピストン21と同様に、第１空間221のガスが逆止弁214を
通り抜けて第２空間222に移る。

第２空間222においては、ベローズ形ピストンロツド
軸封装置26が、ベローズの一方の端を下シリンダカバー
25に取り付けて他方の端をクロスヘツド11に取り付けて
いるので、引き行程で、第２空間222からベロズの中に
移つたガスは、次の押し行程で、第２空間222にそのま
ま戻る。すなわち、真空ガスが、第２空間222からクラ
ンク運動部１に洩れることも、また、外部のガスが、ク
ロスヘツド11の付近から第２空間222に侵入すること
も、全くない。

発明の効果 本発明多段往復動真空ポンプは、クランクピンの位置
のずれによる偶力を発生しないので、運転中の振動を完
全に無くすることができ、このために、構造強度を、従
来のものに比べて薄肉として軽量化、小型化に寄与でき
る。また、クランク運動部の無給油化に成功したので、
デイスタンスピース（スペーサ）室、オイルストツパー
を不要とし、ピストンロツドの短縮化ができ、それだ
け、小型化、軽量化に寄与できる。

また、本発明多段往復動真空ポンプは、ピストンに、
押し行程でガスがピストンを通り抜ける逆止弁を設けた
ので、引き行程でシリンダ内の第１空間に吸い込んだガ
スを、押し行程で、逆止弁を通して第２空間に移すこと
ができ、続く引き行程で、第２空間から吐出弁を経て吐
出することができるので、多段往復動真空ポンプであつ
ても、従来の長いガス通路を必要とせず、それだけ、小
型化、軽量化に寄与できる。

更に、本発明多段往復動真空ポンプは、ピストン運動
部、クランク運動部がいずれも無給油式であるので、真
空排気系路に油が逆拡散して混入する恐れが全くなく、
クリーンな高真空を得ることができる。

【図面の簡単な説明】

図面は本発明の実施例を示し、第１図は全体断面図、第
２図は部分断面図、第３図は吐出弁の各部分の斜視図、
第４図は逆止弁及び吸込弁の各部分の斜視図である。 １……クランク運動部分 ２……ピストン運動部分 11……クロスヘツド 21……ピストン 214……逆止弁 22……シリンダ 24……上シリンダカバー 241……吸込弁 25……下シリンダカバー 251……吐出弁 26……ピストンロツド軸封装置

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (56)参考文献 実開 昭49−25011（ＪＰ，Ｕ) 実公 昭49−36243（ＪＰ，Ｙ１) 特公 昭60−22198（ＪＰ，Ｂ２)

Claims (3)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】クランク運動部及びピストン運動部の各潤
   滑部分をすべて無給油式にすると共に、２個のピストン
   を水平対向、かつピストン荷重作用線が一直線になるよ
   うに形成した多段往復動真空ポンプであつて、２個のシ
   リンダを、吸込弁を設けた上シリンダカバーと吐出弁を
   設けた下シリンダカバーとによつて、それぞれ密閉する
   と共に、前記２個のピストンに、それぞれ、押し行程
   で、ガスが該ピストンを通り抜けるようにした逆止弁を
   設けたことを特徴とする多段往復動真空ポンプ。
2. 【請求項２】前記吸込弁と前記吐出弁とが、前記押し行
   程で共に閉じて、引き行程で共に開く特許請求の範囲第
   １項記載の多段往復動真空ポンプ。
3. 【請求項３】前記下シリンダカバーが、ベローズの一方
   の端を該下シリンダカバーに取り付けて他方の端をクロ
   スヘツドに取り付けたピストンロツド軸封装置を備えた
   特許請求の範囲第１項記載の多段往復動真空ポンプ。