JPH0953561A - ピストンシール機構 - Google Patents
ピストンシール機構Info
- Publication number
- JPH0953561A JPH0953561A JP23756395A JP23756395A JPH0953561A JP H0953561 A JPH0953561 A JP H0953561A JP 23756395 A JP23756395 A JP 23756395A JP 23756395 A JP23756395 A JP 23756395A JP H0953561 A JPH0953561 A JP H0953561A
- Authority
- JP
- Japan
- Prior art keywords
- piston
- gap
- ring
- piston ring
- leakage
- Prior art date
- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
- Pending
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- Compressor (AREA)
- Compressors, Vaccum Pumps And Other Relevant Systems (AREA)
- Pistons, Piston Rings, And Cylinders (AREA)
Abstract
(57)【要約】
【目的】ピストン型ドライ真空ポンプにおいて、高真空
を達成るために、ピストンを通じての真空室間の洩れを
防ぐ事を目的としたピストンシール機構 【構成】仕切板を境界にし、シリンダ前段（高真空側）
及び、後段（低真空側）に分け、前段シリンダは、更に
ピストンで高真空と低真空室とに分け、シリンダ内のピ
ストンの駆動を１本のピストン軸で共用し、排気される
気体が、前段シリンダの高真空室から低真空室を通っ
て、後段シリンダに流れる構成とする多段式往復動ドラ
イ真空ポンプにおいて、ピストンリングを挿入する溝内
の、シリンダ中心線に直角な両面、もしくは片面にシー
ルを設け、ピストンがを持つ張力とピストンの僅かの芯
ずれによって生ずる力を利用して、ピストンで分けられ
る真空間の、洩れを防いだピストンシール機構
を達成るために、ピストンを通じての真空室間の洩れを
防ぐ事を目的としたピストンシール機構 【構成】仕切板を境界にし、シリンダ前段（高真空側）
及び、後段（低真空側）に分け、前段シリンダは、更に
ピストンで高真空と低真空室とに分け、シリンダ内のピ
ストンの駆動を１本のピストン軸で共用し、排気される
気体が、前段シリンダの高真空室から低真空室を通っ
て、後段シリンダに流れる構成とする多段式往復動ドラ
イ真空ポンプにおいて、ピストンリングを挿入する溝内
の、シリンダ中心線に直角な両面、もしくは片面にシー
ルを設け、ピストンがを持つ張力とピストンの僅かの芯
ずれによって生ずる力を利用して、ピストンで分けられ
る真空間の、洩れを防いだピストンシール機構
Description
【０００１】
【産業上の利用分野】本発明は、油を使わないクリーン
で、油回転真空ポンプ並みの高真空を得る事を目的とし
た、半導体製造装置、理化学装置や家庭用機器の真空排
気用のためのドライ真空ポンプ用シール機構である。
で、油回転真空ポンプ並みの高真空を得る事を目的とし
た、半導体製造装置、理化学装置や家庭用機器の真空排
気用のためのドライ真空ポンプ用シール機構である。
【０００２】
【従来技術】従来、真空装置を排気する為の真空ポンプ
として、ピストン型真空ポンプがあり、シリンダ内を往
復運動するピストンとシリンダ間のシールは、図２に示
すように、通常、ピストンリング６で行われているが、
このシールより洩れを生じ、この洩れがポンプの到達圧
力に大きく影響する。この上部神経室１３より下部真空
室９への洩れは、３つのルートがある。即ち、（１）す
き間３→すき間１２→すき間３、（２）すき間３→合い
口すき間１０→すき間３、及び、（３）すき間３→すき
間５→すき間１１→すき間７→すき間３であり、気体の
洩れはこの合計値となる。一般に（１）はピストンリン
グ６が、シリンダ１に接触しているために小さく、
（２）の合い口すき間は図に示すように、Ｌ字型の合い
口すき間１０を作ることで、小さく出来るが、（３）は
ピストンリング６が、ピストンリングの熱膨張や、ピス
トン２の芯振れを吸収する必要から、すき間１１を大き
く取らねばならず洩れ量が大きくなる。結果として洩れ
量は、（１）＜（２＜（３）の順で大きくなる。この
（３）の洩れ量を小さく押さえる方法として、図２に示
すように、ピストンリング６の内面に、シール８を入れ
る方法がある。この方法は、シール８を少なくとも５〜
１５％圧縮せねばならず、これがピストンリング６をシ
リンダ１に押しつける力となり、この力が大きいので、
ピストンリング６がすぐ消耗し、結果として（１）の洩
れ量が多くなり、到達圧力が悪くなる。これが潤滑油を
使用していれば、大きな力で押しつけても、ピストンリ
ング６の消耗を防げるが、ドライ真空ポンプとしてピス
トンリング６を固体潤滑材とし、真空内で潤滑油無しで
使用すると、ピストンリング６はすぐ擦り減り、短時間
で洩れが大きくなって到達圧力が悪くなる。
として、ピストン型真空ポンプがあり、シリンダ内を往
復運動するピストンとシリンダ間のシールは、図２に示
すように、通常、ピストンリング６で行われているが、
このシールより洩れを生じ、この洩れがポンプの到達圧
力に大きく影響する。この上部神経室１３より下部真空
室９への洩れは、３つのルートがある。即ち、（１）す
き間３→すき間１２→すき間３、（２）すき間３→合い
口すき間１０→すき間３、及び、（３）すき間３→すき
間５→すき間１１→すき間７→すき間３であり、気体の
洩れはこの合計値となる。一般に（１）はピストンリン
グ６が、シリンダ１に接触しているために小さく、
（２）の合い口すき間は図に示すように、Ｌ字型の合い
口すき間１０を作ることで、小さく出来るが、（３）は
ピストンリング６が、ピストンリングの熱膨張や、ピス
トン２の芯振れを吸収する必要から、すき間１１を大き
く取らねばならず洩れ量が大きくなる。結果として洩れ
量は、（１）＜（２＜（３）の順で大きくなる。この
（３）の洩れ量を小さく押さえる方法として、図２に示
すように、ピストンリング６の内面に、シール８を入れ
る方法がある。この方法は、シール８を少なくとも５〜
１５％圧縮せねばならず、これがピストンリング６をシ
リンダ１に押しつける力となり、この力が大きいので、
ピストンリング６がすぐ消耗し、結果として（１）の洩
れ量が多くなり、到達圧力が悪くなる。これが潤滑油を
使用していれば、大きな力で押しつけても、ピストンリ
ング６の消耗を防げるが、ドライ真空ポンプとしてピス
トンリング６を固体潤滑材とし、真空内で潤滑油無しで
使用すると、ピストンリング６はすぐ擦り減り、短時間
で洩れが大きくなって到達圧力が悪くなる。
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】本発明は、このように
シールの洩れ量が最も大きい、（３）のピストンリング
６の内面がらの洩れを押さえるために行ったもので、洩
れが少なく、かつピストンリングの消耗を押さえ、高真
空を達成することを課題とした。
シールの洩れ量が最も大きい、（３）のピストンリング
６の内面がらの洩れを押さえるために行ったもので、洩
れが少なく、かつピストンリングの消耗を押さえ、高真
空を達成することを課題とした。
【０００４】
【課題を解決するための手段】図１で本発明の構成を説
明すると、ピストンリング６を挿入する溝で、シリンダ
１の中心線に直角な両面、もしくは片面にシール溝を設
け、Ｏリング等のシール材４及び８を挿入する。ここ
で、ピストンリング６とピストン２とのすき間５及び７
は、ピストンリング６が張力によって、自由に拡がるこ
とのできるすき間を確保する。このような構成下で、ピ
ストン２の動作時の状態を、図で説明すると、図１ａは
ピストン２が下方に動いている時のＯリングの状熊を示
し、図１ｂは逆にピストン２が、上方に動いている時の
Ｏリングの状態を示す。ピストンリング６は自身が持つ
張力と、ピストン２の微小な芯振れによって、シリンダ
１に押しつけられている。ここでピストン２が下方に動
く時、図１ａに示すように、ピストンリング６は上記の
力、即ち、ピストンリング６の張力とピストン２の芯振
れにより、シリンダ１側に押しつけられ、ピストン２は
この抵抗力を受けながら移動する。この結果、Ｏリング
４はこの抵抗力に相当する力により圧縮される。結果と
して、ピストンリング６とピストン２との間は、シール
４によってシールされ洩れが防止される。逆にピストン
２が上方に移動する時は、図１ｂに示すように、すき間
７にピストンリング６が押しつけられ、Ｏリング８によ
って洩れを生じない。結果として、上部真空室１３よ
り、下部真空室９への洩れは、（１）すき間３→すき間
１２→すき間３、及び（２）すき間３→すき間１０→す
き間３の合計となり、最も大きいピストンリング内面を
通じる洩れ（３）が撫くなって、高真空が得られるよう
になった ここで、Ｏリングを両面に装着しないで、片
面だけでシールする方法もあるがこの場合はピストン２
の動作時の、一方向のみシールされるので、結果として
到達真空度が悪くなる。
明すると、ピストンリング６を挿入する溝で、シリンダ
１の中心線に直角な両面、もしくは片面にシール溝を設
け、Ｏリング等のシール材４及び８を挿入する。ここ
で、ピストンリング６とピストン２とのすき間５及び７
は、ピストンリング６が張力によって、自由に拡がるこ
とのできるすき間を確保する。このような構成下で、ピ
ストン２の動作時の状態を、図で説明すると、図１ａは
ピストン２が下方に動いている時のＯリングの状熊を示
し、図１ｂは逆にピストン２が、上方に動いている時の
Ｏリングの状態を示す。ピストンリング６は自身が持つ
張力と、ピストン２の微小な芯振れによって、シリンダ
１に押しつけられている。ここでピストン２が下方に動
く時、図１ａに示すように、ピストンリング６は上記の
力、即ち、ピストンリング６の張力とピストン２の芯振
れにより、シリンダ１側に押しつけられ、ピストン２は
この抵抗力を受けながら移動する。この結果、Ｏリング
４はこの抵抗力に相当する力により圧縮される。結果と
して、ピストンリング６とピストン２との間は、シール
４によってシールされ洩れが防止される。逆にピストン
２が上方に移動する時は、図１ｂに示すように、すき間
７にピストンリング６が押しつけられ、Ｏリング８によ
って洩れを生じない。結果として、上部真空室１３よ
り、下部真空室９への洩れは、（１）すき間３→すき間
１２→すき間３、及び（２）すき間３→すき間１０→す
き間３の合計となり、最も大きいピストンリング内面を
通じる洩れ（３）が撫くなって、高真空が得られるよう
になった ここで、Ｏリングを両面に装着しないで、片
面だけでシールする方法もあるがこの場合はピストン２
の動作時の、一方向のみシールされるので、結果として
到達真空度が悪くなる。
【０００５】
【作用】ピストンリング６とピストン２とのすき間５及
び７は、ピストンリング６が張力によって自由に動ける
だけのすき間があるので、ピストンリング６の張力によ
る、シリンダ１へのシール作用にはなんら影響を与え
ず、かつ動作中はどちらかのＯリング、即ち、４又は８
によってシールされるので、真空室１３より９への洩れ
が大幅に小さくなり、高真空を達成する事が可能となっ
た。
び７は、ピストンリング６が張力によって自由に動ける
だけのすき間があるので、ピストンリング６の張力によ
る、シリンダ１へのシール作用にはなんら影響を与え
ず、かつ動作中はどちらかのＯリング、即ち、４又は８
によってシールされるので、真空室１３より９への洩れ
が大幅に小さくなり、高真空を達成する事が可能となっ
た。
【０００６】
【実施例】ピストン２の径をΦ４０とした場合、回転数
１５００ｒｐｍで、排気速度は２０ｌ／分が得られ、得
られた到達真空度は、油を使わない完全ドライ式で、本
発明シールを使用することにより、到達圧力は≦１０
−２Ｔｏｒｒとなった。
１５００ｒｐｍで、排気速度は２０ｌ／分が得られ、得
られた到達真空度は、油を使わない完全ドライ式で、本
発明シールを使用することにより、到達圧力は≦１０
−２Ｔｏｒｒとなった。
【０００７】
【発明の効果】多段式ドライ真空ポンプに、本発明によ
るピストンシール機構を使用した結果ピストンで仕切ら
れる真空時間の洩れが小さくなり、得られる到達真空度
は、従来法によるポンプの５０Ｔｏｒｒから、≦１０
−２Ｔｏｒｒと大幅に改善できた。このため、現在、油
汚染で問題になっている油回転ポンプにとって代わって
利用することが可能となり、工業的利用は図り知れない
ものとなる。
るピストンシール機構を使用した結果ピストンで仕切ら
れる真空時間の洩れが小さくなり、得られる到達真空度
は、従来法によるポンプの５０Ｔｏｒｒから、≦１０
−２Ｔｏｒｒと大幅に改善できた。このため、現在、油
汚染で問題になっている油回転ポンプにとって代わって
利用することが可能となり、工業的利用は図り知れない
ものとなる。
【図１ａ】発明ピストンシール機構断面図でピストンが
下に動作している状態
下に動作している状態
【図１ｂ】発明ピストンシール機構断面図でピストンが
上に動作している状態 １ シリンダ ２ ピストン ３ ピストンとシリンダすき間 ４ Ｏリング ５ ピストンリング溝上面すき間 ６ ピストンリング ７ ピストンリング溝下面すき間 ８ Ｏリング ９ 下部真空室 １０ ピストンリング合い口すき間 １１ ピストンリングと同溝内径すき間 １２ ピストンリングとシリンダすき間 １３ 上部真空室
上に動作している状態 １ シリンダ ２ ピストン ３ ピストンとシリンダすき間 ４ Ｏリング ５ ピストンリング溝上面すき間 ６ ピストンリング ７ ピストンリング溝下面すき間 ８ Ｏリング ９ 下部真空室 １０ ピストンリング合い口すき間 １１ ピストンリングと同溝内径すき間 １２ ピストンリングとシリンダすき間 １３ 上部真空室
【図２】従来型ピストンシール機構断面図 １ シリンダ ２ ピストン ３ ピストンとシリンダ間すき間 ５ ピストンリング上面すき間 ６ ピストン ７ ピストンリング下面すき間 ８ Ｏリング ９ 下部真空室 １０ ピストンリング合い口すき間 １２ ピストンリングとシリンダすき間 １３ 上部真空室
Claims (1)
- 【請求項１】仕切板を境界にし、シリンダを前段（高真
空側）と後段（低真空側）のシリンダに分け、各シリン
ダ内のピストンを、１本のピストン軸で共用し、かつ、
各シリンダは、ピストンで更に高真空室と低真空室とに
分け、排気される気体は、前段シリンダの高真空室から
低真空室を通って、後段シリンダに流れる構成とする多
段式往復動ドライ真空ポンプにおいて、ピストンリング
溝の、シリンダ中心線に直角な両面もしくは片面に、シ
ールを設けたピストンシール機構
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP23756395A JPH0953561A (ja) | 1995-08-11 | 1995-08-11 | ピストンシール機構 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP23756395A JPH0953561A (ja) | 1995-08-11 | 1995-08-11 | ピストンシール機構 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH0953561A true JPH0953561A (ja) | 1997-02-25 |
Family
ID=17017174
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP23756395A Pending JPH0953561A (ja) | 1995-08-11 | 1995-08-11 | ピストンシール機構 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH0953561A (ja) |
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPH09264252A (ja) * | 1996-03-29 | 1997-10-07 | Sanyo Electric Co Ltd | 圧縮装置 |
| WO2024234624A1 (zh) * | 2023-05-12 | 2024-11-21 | 武汉恩达通科技有限公司 | 一种高密封性的光纤终端盒 |
-
1995
- 1995-08-11 JP JP23756395A patent/JPH0953561A/ja active Pending
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPH09264252A (ja) * | 1996-03-29 | 1997-10-07 | Sanyo Electric Co Ltd | 圧縮装置 |
| WO2024234624A1 (zh) * | 2023-05-12 | 2024-11-21 | 武汉恩达通科技有限公司 | 一种高密封性的光纤终端盒 |
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