JPS60201093A - 真空ポンプ - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 （イ）産業上の利用分野 本発明は、内外の２つのポンプ室を有する二段真空ポン
プに係り、特にその２つのポンプ室を連通ずるだめの排
気系統の付設手段を工夫したものに関する。

（ロ）技ず・ドｊ背ｙ゛ 近時１本発明者は一台のポンプに内外２つのポンプ室を
形成１−外側のポンプ室で圧縮した排気を内側のポンプ
室で再圧縮して排気するようにした＋１Ｉｉｉ　Ｊ！Ｊ
ｌ的構造の二段ポンプを開発提案している。この真空ポ
ンプの概略構成は第１図に模式的に示される。すなわち
、このポンプにあっては、内部中心Ｏに配置される回転
子ａと、この回転子ａにその内周面を外接させて佃Ｉ心
０′に配置され回転子ａとの間の空間に両者の接点Ｃ，
で気密に仕切られる第１ポンプ室工を形成する内筒シリ
ンタｂと、こノ内筒シリンダｂにその内周面全外接させ
て明記回転ｆ−ａと同心０に配置され内筒シリンダｂと
の間の空間に両者の接点ＣＩで気密に仕切られる第２ポ
ンプ室Ｈを形成する外筒シリンダＣと、前記回転子ａの
外周面と前記外筒シリンダＣの内周面との間の半経方向
に前記内筒シリングｂを貫通してその両側の前記第１ポ
ンプ室■と第２ポンプ室■１とをそれぞれ気密に仕切る
ベーンｄのｈ開票を具備してなるものである。そして、
このポンプでは、図示矢印のように、ベーンｄを内筒シ
リンダｂと共に＋ｉｉｉ記回転子ａのまわりに回ｖノさ
せることにより、各ポンプ室Ｉ、Ｉ＋のベーン回動側に
それぞれ常に容積を減少する減容室１ａ、ＩＩａをつく
り出し、一方その反対側にはそれぞれ常に容積を増加す
る増容室Ｉｂ１Ｉｂをつくり出すことかでき、したかっ
て内外ポンプ室１．Ｉｌに対１、適当な吸排気系統を付
設するようにすれば、外側の第２ポンプ室ＩＩからのり
ｒ気を内側の第１ポンプ室Ｉで再圧縮して排気する二段
ポンプとして使用できるものとなる。このためには、具
体的−例として［図示のような位置関係の下に吸気ポー
トＳと排気ポートＰとを設置するとともに、前記増容室
Ｉｂ、ＩＩｂ同士および減容室Ｉａ、ＩＩ　ａ同士を所
定のタイミングで連通ずるようにすればよい。

ところで、本発明者の研究によると、この場合増容室Ｉ
ｂ、ＩＩｂ同士はベーンｄの回動側と反対側に位１σす
るベーン−側で連通孔ｅを設は常時連通するようにすれ
ばよい一力、減容室Ｉａ、ＩＩａ同トは回動側のベーン
−側で何らかの３ｆ機構ｆを設けてベーンｄが前記接点
Ｃ１からＣ７に向けて移動するときのみ連通されるよう
にしなければならないことが判明した。

しか１−で、この目的のために種々弁機構がその排気系
統の設屑手段と共に案出されるか１本発明者は必要な排
気系路をその弁体と共にベーンｄの内部に完全に収容せ
しめるようにするのが最も合理的であるとの結論を見出
すに到った。

（ハ）目的 本発明は、かかる考察知見結果をもとにしてなされたも
ので、本発明者が開発した既述の二段真空ポンプについ
て、少なくともその減容室同十を峻通する排気系路を所
要の弁機構と併せてベーン内部に収容することかできる
ようにしたものを提供することをＦｊ的としている。

（ニ）構成 本発明は、この目的を達成するために、記述の二段真空
ポンプにおいて、前記ベーンを、その先端を前記外筒シ
リツタの内周面に摺接させつつその基端部ｔ−前記回転
ｆに揺動自在に植設するとともに、該ベーンの肉厚内に
その一側先端側で前記第２イノプ室（減容室）に連通し
、Ｊ、（端側でベーンの回転子に対する揺動角度で自動
開閉されるように構成した弁機構を介し前記第１ポンプ
室（減容室）に連通ずる排気系路を設けたことを特徴と
している。

（ホ）実施例 以下５本発明の一実施例を図面を参照しつつ説、−ＪＪ
Ｊ４する。

第２図、第３図、ｆ３４図、第７図及び第８図は本発明
に係る二段ポンプ式真空ポンプの構成を示している。

図において、■は軸心０に配置され両端に回転駆動軸１
“１′を延設してなる回転子、？はこの回転子Ｉにその
内周面を外接させて配置され回転子ｌとの間の空間に両
者の接点Ｃｔ　（軸方向に延ひる）で気密に仕νＪられ
る第１ポンプ室Ｉを形成する内的シリツタ、３はこの内
筒シリンダ２にその内周面を外接させてｉＩｊ記回転子
ｌと同心Ｏに配置され内筒シリング２との間の空間に両
者の接点Ｃ？　（軸方向に延びる）で気密に仕切られる
第２ポ〉′プ室ＩＩを形成する外部シリツタ（ケーシン
グ）、４は前記回転子ｌの外周面と前記外筒シリツタ３
の内７Ｍ面との間に前記内筒シリンダ２を貫［株］して
配置されその両側のｉｆｆ記第１ポンプ室工と第２ポン
プ室ＩＩとをそれぞれ気密に仕切るベーンである。また
、５．５は二／ドブレート６．６と共に前記内筒シリン
ダ２および外筒シリンダ３の両側の開口端を気密に閉塞
する側板である。なお、この側板５．５は後述する如く
、前記ベーン４に従動し、てその軸心０′まわりに回転
する回転リングとして作動する。

しかして、ｉ１１記ペー７４は、その先端の円弧面４ｂ
を前記外筒プリンタ３の内周面に摺接させつつその基端
部４ａを前記回転子ｌに揺動自在に植設されている。す
なわち、前記ベーン４は別体のプレート７．７を長手方
向に添設してその基端部４ａを断面円形の膨隆部に形成
している一方、＋ｉｉｊ記回転−１１の肉）ソ内にはこ
れと対応する断面円形でかつＬＪ狭の開口部８ａを有す
る溝８か長手方向に穿設してあり、ベー７４はその基端
部４ａを該溝８に長手方向からスライド嵌合せしめて、
これに扛動自イ１にかつ又脱出不能に支持されている。

なお、前記溝８の開口部８ａの両側にはへ−７４の側面
か接当する＋１ｆ動ストツパ８ｂ、８ｂが設けられてい
る。また、この回転子に植設されたべ一ノ４は、第８図
に示すように、その両側に張出し部４′、４°を延設し
てなり、かつこの張出し部４゛、４′をｔｉＩ記側板５
，５の半径方向に設けたスライド溝９，９に嵌合せしめ
ている。−力、この側板５．５は、第４図に示されるよ
うに、その外方側の駆動軸１′、１′」−に設けた偏心
メタル１Ｏ５１０に支持されて前記回転子１の軸心０と
偏心する軸心０′まわりに回転自由とされている。そし
て、この両側の側板５．５に対し、前記内筒シリンダ２
はその両端の環状凹部２ａ、２ａを側版５．５の縁部に
設けた環状四部５ａ、５ａに嵌合させ、かつ図示省略し
である円周方向への同期回転機構を介して接合されてい
る。したがって、側板５．５がその軸心Ｏ“まわりに回
転すると、該内筒シリンダ２はこれに同期従動して軸心
０゛まわりに同転することになる。

こうＩ−て回転子ｌに対し揺動自在に植設されるベーン
４には、その長手方向の適数箇所に第２図に示すような
排気系路Ａと、第３図に示すような排゛気系路Ｂとを内
布している（第７図参照）。まず、排気系路Ａについて
は、ベーン４の肉厚内にその先端側と基端側とを長手方
向に結び、先端近傍でその一側に開口し前記第２ポンプ
室ＩＩ　（特にその減容室ＩＩａ）に連通しているとと
もに、基端側でｉす記聞口側と同側に向けて屈折してい
る通路１１ａと、この通路１１ａが開口連通ずるところ
の前記プレー１・７側面を弦月状に！、ｌＪ欠いて前記
溝８との間に形成した通路１１ｂとを具備してなる。そ
して、この排気系路Ａはその通路ｆｌｂがｉＩｊ記満８
の開【１部８ａと開通する状態で第１ポンプ室■　（特
にその減容系Ｉａ）と連通されることになるが、この通
路１１ｂと開［コ部８ａの開通−閉塞はベーン４の回転
子１に対する揺動角度によって支配されることになる。

つまり、このものでは通路１１ｂをν）欠いた前記プレ
ート７の残肉部７“が弁体の役割を果し、これか揺動す
るヘー７４と共にその揺動角度で自動開閉する弁機構を
′ｌえているのである。なお、揺動角度に対応Ｉ−で弁
開成状態か得られる項域は、前記溝８の開口部８ａある
いは前記残肉部７°等の寸法を変えることにより自在に
調整できる。

また一方、排気系路Ｂについては、その肉厚内に回転子
表面近傍にベーン−側に開口しその中途部から基端まで
を長手方向に結ぶ通路１２ａと、この通路１２ａに介設
されるチェック弁１２ｂと、前記間［コ側の反対側に位
置しチェック弁１２ｂ側方で該チェック弁１２ｂを介し
前記通路１２ａと連通される通路１２ｃと、この通路１
２ｃと連通しベーン基端をやはり弦月状に切欠いて溝８
との間に形成した通路１２ｄとを具備１してなる。

そして、この排気系路Ｂは前記通路１２ａで第１ポンプ
室ｆ　（特にその減容室Ｉａ）と連通しているとともに
、前記通路１２．ｄに溝８の底部で開口便通している連
絡口１３を介し回転子ｌの軸心に設けた排気ポートＰと
連通されている。

なお、その他図中Ｓは第２ポンプ室ＩＩの増容室Ｉｌ　
ｂと連通ずる吸気ポート、１４は第２ポンプ室ＩＩの増
容室Ｉｌ　ｂを第１ポンプ室工の増容室Ｉｂに連通ずる
連通孔を示している。

次にこの二段真空ポンプのベーン４およびこれに内布さ
れた排気系路Ａ、Ｂの作動について説明する。

前記回転子ｌをその一端側の回転駆動軸１′と一体に回
転すると、前記へ−７４はその基端部４ａの軸心Ｏ”が
回転子ｌとともにその軸心Ｏのまわりに回転する。この
さいベーン４はその張出し部４′、４′で前記側板５．
５のスライド溝９．９に嵌合されているから、該溝９．
９での係合を介し側板５．５及びこれに係合している内
筒シリンダ２をその偏心軸心０°のまわりに従動回転す
ると同時に、その方向がスライド溝９．９に規制されて
いるから回転子ｌに対しその断面円形をなす基端部４ａ
が溝８内を滑って、内筒シリング２の軸心０゛に向く方
向に姿勢変更し乍ら揺動することになる。すなわち、ベ
ーン４は同転子１に揺動ｌ′：ｌ在に植設しであるから
該揺動支持部分で［１在に姿勢変更することができ、内
筒シリンダ２に対しては常にこれを直交貫通する状ｙｌ
ｔで運転されることになる。

しかして、かかる揺動ベーン４の動作と関連する前記排
気系路Ａの作動を第５図についてみると、このものでは
図より明らかに理解されるように、前記接点Ｃ１かも０
１に向けてベー７４が移動するときは１１１記弁機構が
閉成される一方、接点Ｃ１から接点Ｃ７に向けてベーン
４が移動するときには前記通路１１ｂと前記溝８の開口
部８Ａとが開通してその弁機構に弁開成状態が得られる
。

つまり、この排気系路Ａではベーン４の揺動動作を利用
して、その■サイクル中ベーン４が前記接点Ｃ１から接
点Ｃ７に向けて移動するときのみその第２ポンプ室１１
の減容室ＩＩ　ａと第１ポンプ室■の減容室Ｉａとを連
通させる所期の目的作動を達成するものである。

また、前記排気系路Ｂの作動について説明すると、この
ものでは、第６図に示されるように、前記チェック弁１
２ｂを介して第１ポンプ室Ｉの減容室Ｉａと前記回転子
ｌの軸心に設けた排気ボートＰとか常に連通ずる状態に
おかれる故、予め該チェック弁１２ｂの解放圧力を適当
に調整しておけば、ヘー７４が前記接点ＣＩに向けて接
近してくる所定のタイミングで第１ポンプ室Ｉの減容室
Ｉａから排気ボートＰに排気させる動作を行なわしめる
ことかできる（図中、右側−筒所に示される状態が排気
］二程中のものを示しでいる）・以にのように、この真
空ポンプでは二段ポンプとして作動１−不可欠な第２ポ
ンプ室ＩＩの減容室＋１ａから第１ポンブイ）■の減容
室Ｉａへの排気系路Ａを完全にベーン４の肉厚内部に収
容して設けるとともに、これを開通−閉塞する弁機構を
ベーン４の揺動動作を利用して必要なタイミングで自動
的に開閉するように構成したものである。したがって、
このニ一段真空ポンプではベーン４以外にυト気系路を
設ける場合、例えば内筒シリンダ２の肉Ｊ￥を貫通して
υ１気系路を設ける場合に比較すると、ベーン４に排気
機構が集約されるから該内筒シリンダ２には必要なベー
ン貫通孔（直交するへ−７４を摺すＪ自在に挟持するも
ので足る）を設ける他に一９ノの加工を要さず、同時に
その排気系路を開閉するための弁機構を別途に付設しな
ければならない難も解消される。そして、前記実施例の
ものでは、第１ポンプ室■の減容室１ａから籾気ボート
Ｐに到る排気系路Ｂも該ベーン４内覧こ収容するものと
しているから、この二段ポンプに必要な排気系路を悉く
該ベーン４及びこれを植設している回転子ｌの内部に集
約でさるものとしている。

なお、排気系路Ａ、Ｂは共に第２ポンプ室ＩＩの減容室
ＩＩ　ａまたは第１ポンプ室■の減容室１ａに臨むベー
ン−側に開口しているものであるから、′・−ン４か前
記接点Ｃ，またはＣ１に到達する寸＋ｉｉ＋まで有効に
排気作動するものとなり、この種ポツプの作動を円滑に
しかつ効率を高めるためにも奏効する。

ちなみに、かかる排気系路Ａ、Ｂを具備する実施例の真
空ポンプの作動は次の通りである。すなわち、ます、１
１０記吸気ポートＳからベーン移動後方につくられる第
２ポンプ室１１の増容室ＩＩ　ｂに吸気しく同時に前記
連通孔１４を通って第１ポンプ室■の増容室Ｉｂにも吸
気される）、次いでこれをベーン移動前方につくられる
第２ポンプ室ＩＩの減容室ＩＩ　ａで圧縮するとともに
、ベーン４が前記接ｑ　Ｃ＋からＣＩに向けて移動する
とき前記ベーン４の内部に設けた排気系路Ａを経由して
第１ポンプ室■のベーン移動前方につくられる減容室■
ａに排気し、さらにこれを該減容室Ｉａで圧縮して前記
ベーン４の内部に設けたυト気系路Ｂより所定のタイミ
ングで回転子１の輔Ｉしに設けた排気ポーｈＰに排気吐
出する。したかつて、この真′／：Ｃポンプでは１サイ
クルで内外ポンプ電工、ＩＩでニ一段階に圧１ｄする二
段ポンプとしての機能を包むものとなる。

なお、ヘー７４の内部に設けられる排気系路Ａ及びこれ
を開閉する弁機構の具体的構成は前記実施例のものに限
定されない。すなわち、本発明ではへ−７４を回転子１
に勾して揺動目イ１に植設することを前提要件として、
少なくとも内外ポンプ室１．ＩＩの鍼容室同十を連通ず
る排気系路を完全にへ一７４内に収容し、かつ該ベーン
４の揺動を利用して必要な弁機構を構成することを木質
とするものである。したかつて、かかる技術的思想に反
しない限り、ベーン４内における排気系路の具体的構成
やこれを自動開閉する弁機構の具体的構成は種々に設計
変更可能である。

（へ）効果 本発明は、以ヒに述べたような構成を具ソ１１するもの
であるから、所期目的とする内外ポンプ室の減容室同士
を連通ずるための損気系路を所要の弁機、構と併せてそ
のベーン内部に収容せしめたものを４に供することがで
きた。すなわち、この二段ポンプではその排気系路をベ
ーンの肉厚内に集約するよう本こしたことによって、ポ
ンプ全体としてコンハクＩ・で加−［組）°ｆの容易な
もににし、かつポンプ性能向上−にも奏効できるものと
している。

【図面の簡単な説明】

消１図は、未発明に係る真空ポンプの概略構成を模式的
に示す図である。第２図乃至第８図は本発明の−・実施
例を示す。第２図はポンプの横断面図であり、また第３
図は第２図と異なる位置での部分横断面図である。第４
図はポンプの縦断面図である。第５図と第６図はポンプ
の捕気系路の作動を説明するための破断説明図である。 第７図はベーンの内部構造を示す破断斜撓図であり、第
８図は一部簡略化した要部の分解斜視図である。 ｌ・・φ回転子　２・曇・内筒シリンダ３・・・外筒シ
リンダ　４・・・ベーン４ａ・・・ベーン基端部 ４ｂ−串・ベーン先端 ７・・・プレート　７゛・・・残肉部 ８・・・溝　８ａ・・・開［」部 １１ａ、１ｌｂ−−−通路 ■・・・第１ポンプ室 １１・・・第２ポンプ室 ■ａ、１Ｉａ１１−参減容）く Ｉｂ、ｌＩｂ・・・増容室 Ｃ，、Ｃ，−や・接点 代哩人　弁理士　赤澤−搏 第１図 第５図 第６図

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. 回転子と　この回転子にその内周面を外接させて配置〆
   ｔされ回転子との間の空間に両者の接点で気挫、にイ１
   リノられる第１ポンプ室を形成する内も１シリンダさ、
   この内筒シリングにその内周面を外接させて前記回転イ
   ーと同心に配置され内筒シリングとの間の空間に両名の
   接点で気密に什ジノられる第２ポンプ室を形成する外筒
   シリングと、前記回転子の外周面とり１Ｊ記外筒シリン
   ダの内周面との間の半径方向に前記内筒シ５ノン夕を貫
   通してその両側のボ１記第１ポンプ室と第２ポンプ室と
   をそれぞれ気密にイ１切るベーンとを具備してなる真空
   ポンプにおいて、前記ベーンを、その先端を前記外筒シ
   リングの内周面に摺接させつつその基端部を前記回転子
   に揺動自在に植設するとともに、該ベーンの肉Ｐｉ内に
   その一例先端側で前記第２ポンプ室に連イｎし、基端側
   でベーンの回転子に対する揺動角度で自動開閉されるよ
   うに構成した弁機構を介し前記第１ポンプ室に連通ずる
   排気系路を設けたことを動機とするＸ空ポンプ。