JPS60206990A

JPS60206990A - ポンプまたはモ−タ

Info

Publication number: JPS60206990A
Application number: JP59064530A
Authority: JP
Inventors: Katsuhiko Inui; 勝彦乾
Original assignee: Shimadzu Corp; Shimazu Seisakusho KK
Current assignee: Shimadzu Corp; Shimazu Seisakusho KK
Priority date: 1984-03-31
Filing date: 1984-03-31
Publication date: 1985-10-18

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、真空ポンプあるいはコンプレッサさらには動
力機械等として使用可能なポンプまたはモータに関する
ものである。

（ロ）従来技術たとえば、ポンプの代表的なものとして、シリンダ内の
偏心位置にロータを配設するとともに、このロータに該
ロータの周囲空間を複数のポンプ室に区画するベーンを
保持させ、このロータを１１１記バ・−ンとともに回転
させて前記ポンプ室の容積を増減させるようにしたいわ
ゆるベーン形のものがある。

ところが、かかる従来のポンプは、ハウジング内部の空
間利用度が比較的低°いため、装置全体の大きさあるい
は重緘のねりには、ポツプ容積が小さいという欠点があ
る。

そのため、近時、中心軸の周囲に複数のシリンダを多重
に外装して、前記中心軸とシリンダとの間および各シリ
ンダ間に相互に独ケした空間を形成するとともに、これ
ら各空間をベーンによりそれぞれ複数のポンプ室に区画
し、前記各シリンダおよび中心軸に相互運動を与えるこ
とによって前記各ポンプ室を拡縮させて各々の空間部分
でポンプ機能を発揮させ得るようにしたものが考えられ
ている。

しかしながら、このような原理のポンプを、両端部を軸
受等により支承された独立の中心軸および円筒状シリン
ダにより構成しようとすると、両側Ｊｌｖ部分における
軸受構造や伝動構造等が非常に複雑なものになる。その
ため、部品の製作や組立てに手間がかかるという不都合
を招くとともに、ポユ／プ室の両側部におけるシールか
難しくなるという問題が発生する。

（［ハ）目的本発明は、このような事情に着目してなされたもので、
中心軸の回りにポンプ機能を営む空間を多重に形成して
空間の利用度を高めることができ、しかも、そのために
構造が複雑化したりシールが難しくなるという不都合を
招くことのない画期的なポンプまたはモータを提供する
ことを目的とする。

（ニ）構成本発明は、かかる目的を達成するために、中心軸と該中
心軸を囲繞するシリンダを側板を介して一体化してなる
第１の力・ンプ部材と、前記中心軸と前記シリンダとの
間あるいは前記シリンダ間に遊嵌可能な中間シリンダを
側板に突設してなる第２のカップ部材とを対面摺合させ
ることによって、１１■記中心軸の周囲に相互に独立し
た空間を多毛に形成し、これら各空間を前記中間シリン
ダに亘設したベーンによりそれぞれ複数のポンプ室に区
画し、前記両方、・、プ部材の相互連動により前記各ポ
ンプ室の容積を周期的に変化させ得るように構成したこ
とを特徴とする。

（ホ）実施例以下１本発明を真空ポンプに実施した一実施例について
第１図〜第３図を参照して説明する。

本発明に係る真空ポンプは、第１図および第２図に示す
ように、（１１のカ・ンプ部材１と第２のカップ部材２
とをハウジング３内に収容してなる。第１のカップ部材
ｌは、円形の側板４の一端面４ａに、中心軸５と、該中
心軸５を同心的に囲繞する外筒シリンダ６とを一体的に
突設してなるもので、前記中心軸５と前記外筒シリンダ
６との間には該カップ部材ｌの軸心０１を中心とする環
状溝７が形成されている。また、前記側板４の他端面４
ｂの中心部には、該カップ部材ｌを支持する支軸８が一
体的に突設しである。一方、第２のカップ部材２は、円
形の側板９の一端面９ａに、ＩｔＪ記環成環状溝７嵌Ｕ
（能な円筒状の中間シリンダ１１を一体的に突設してな
るもので、この中間シリンダ１１の軸心は、該カップ部
材２の軸心０１に一致させである。また、前記側板９の
他端面９ｂの中心部には、該カップ部材２を支持する支
軸１２が一体的に突設しである。そして、これら両カッ
プ部材ｌ、２を、＋ｉｉｊ記中間シリンダ１１が前記環
状溝７の外側周面７ａにＡ点で内接するとともに、内側
周面７ｂにＢ点で外接するように相互に偏心させて対面
摺合させ、その状態で、図面に概略的に示すハウジング
３内に収容している。なお、このハウシング３は、軸受
１３．１４を有しており、これらの軸受１３．１４で、
前記各カップ部材ｌ、２の支軸８．１２を回転可能に支
承している。そして、この第２のカップ部材２の中間シ
リンダ１１には、複数枚のベーン１５が貫設してあり、
これらのベーン１５によって、前記中間シリンダ１１の
内、外に区政される三カ月形の空間工、１１をそれぞれ
複数のポンプ室１６．１７に区画している。具体的には
、第３図に示すように前記中間シリンダ１１に複数本の
スリット１８を円周方向に等角間隔をあけて穿設し、こ
れら各スリット１８に前記ベーン１５を径方向にスライ
ドｎｒ能に嵌合させている。各ベー７１５の外方端面１
５ａと内方端面１５ｂは、前記環状溝１７の開口幅Ｗを
直径とする仮想円柱面ａに沿う形状に成形されており、
その外方端面１５ａを前記環状溝７の外側Ｅ面７ａに常
時慴接させるとともに、内方端面１５ｂを前記環状溝７
の内側周面７ｂに常時摺接させるようにしている。そし
て、前記両カップ部材ｌ、２の支軸８，１２を、図示し
ない駆動装置によって、同一方向に等速で回転駆動する
ようにしている。また、この実施例では、１１１記１′
１ｌｌＩ板９に摺接するようにして前記ハウジング３に
設けた突設面３ａに、前記中間シリンダ１１の内側に形
成されるポンプ室１６に対応する内吸気ボー）２１と、
内排気ポート２２とを開口させるとともに、＋ｉｉｊ記
ハウジング３の内側面３ｂに前記中間シリンダ１１の外
側に形成されるポンプ室１７に連通ずる外吸気ポート２
３と、外排気ボート２４とを開目させている。そして、
前記ポート２１．２２と、前記ポンプ室１６とを、ｒｉ
ｉｊ記側＆９に穿設した通気孔（図示せず）を介して連
通させ得るようにしでいる。なお、２５．２６は含ン由
メタルにより作られた円板状のスラスト軸受であり、・
方の軸受２５は第１のカップ部材ｌの中心軸５の先端面
に同着されているとともに、他方の軸受２６は、第２の
カップ部材２の側板９の中心部に同右されている。

次いで、この実施例の作動を説すノする。

図外の駆動装置を作動させて第１、第２のカップ部材１
．２を矢印Ｘ方向に等速で回転させると、各ベーン１５
が、中心軸５と外筒シリンダ６との間に挟持された状態
で、中間シリンダ１１とともに回Ｘ方向に回転する。こ
の際、前記両カップ部材１，２か、相対的には偏ｌ１ｌ
ｌ＋ｉｌ動を行なう。

すなわち、第２の力・シブ部材２の軸心０１が第１のカ
ップ部材１の軸心０１回りを相対的に公転することにな
り、ポンプ室１６１７の容積が周期的に増減する。これ
を静止しているハウジング３を基準にして観察すると、
前記両カップ部材ｌ、２の軸心ｏ１．ｏｆを含む仮想分
割面Ｎよりも第２図中右側の領域αを通過中のポンプ室
は、Ｘ方向への回転に伴って、その容積が漸次増加する
一方、１１１記仮想分割面Ｎよりも第２図中左側の領域
βを通過中のポンプ室１６は、回転に伴って、その容積
が漸次減少する。そのため、領域α側に開目させた内吸
気ポート２１から気体がポンプ室１６内に逐次吸込まれ
るとともに、この吸込まれた気体か該ポンプ室１６の領
域βへの移行によって除々に圧縮され、該領域βに設け
た内拮気ボー１２２を通して外部へ排出される。また、
中間シリンダ１１の外側では、領域βを通過中のポンプ
室１７は、Ｘ方向への回転に伴って、その容積が潮汐増
加する−・ブノ、領域αを通過中にポンプ室１７は、回
転に伴って、その′３積が漸次減少する。その結果、領
域β側に開口させた外吸気ポート２３かう気体がポンプ
室１７内に逐次吸込まれるとともに、この吸込まれた気
体が該ポンプ室１７の領域αへの移行によって除々に圧
縮され、該領域αに設けた外ｔＪｌ気ボート２４を通し
て外部へ１ノド出される。

したかって、このようなものであれば、中間シリンダ１
１の内側に形成されるポンプ室１６と、外側に形成され
るポンプ室１７とにそれぞれ独立した一ｉ＋ｔ　ニア、
ｅポンプとしての機能を発揮させることもできるし、あ
るいは、外排気ボート２４から排出される気体を蓄圧器
（図り卜せず）を介して内吸気ポート２１に導入するよ
うにし、２段ボ／プとして使用することもできる。

なお、前記実施例では、第１のカップ部材と第２の力・
シブ部材とを等速で回転させる場合について説明したが
、本発明はかならずしもこのようなものに限定されるも
のではなく、例えば、次の（ａ）〜（Ｃ）のような実施
態様が考えられる。

（ａ）第１５のカンブ部材を静止状１ｍにしておき、第
２のカップ部材のみを軸心０７回りに自転させる。この
場合は、ベーンと環状溝の内、外側周面との肩り速度が
大きくなるが、原理的には、前記実施例のものと同様な
作用が得られる。

（ｂ）第２のカップ部材を静１に−，させておき、第１
のカップ部材を偏心連動させる。つまり、軸心Ｏ１が軸
心０７回りに公転するように前記第１のカップ部材を遅
動させ、各ポンプ室の容積を周期的に増減させる。

（Ｃ）第１のカップ部材を静１トさせておき、第２のカ
ップ部材を偏心運動させる。つまり、軸心０７が軸心０
１回りに公転するように前記第２のカップ部材を連動さ
せ、各ポンプ室の容積を周期的に増減させる。

なお、また、容積の変化するポンプ室に対して吸１ノ１
気する一Ｌ段も、前記のものに限られないのは勿論であ
り、本発明の趣旨を逸脱しない範囲で、種々変形が１１
丁能である。例えば、第１のカップ部材の中心軸内に排
気通路を設け、最も内側に形成されるポンプ室内の気体
を逆止弁を介して前記排気通路に排気できるようにして
もよい。あるいは、いずれかのカップ部材を静止させて
実施する場合には、静ＩＩ−側のカップ部材の所〃箇所
に直接、味気ポートやυ１気ポートを開口させることも
できる。

さらに、第１のカップ部材および第２のカップｉｊＲ材
の構成は、　ｒｉｉｉ記実施例のものに限られないのは
勿論であり、例えば、それぞれ複数のシリンダをイｊし
たものであってもよい。第４図に示す第１のカップ部材
１′は、側ｌｉｄ　３０の一端面に中心軸３１と、この
中心軸３１を同心的に囲繞する２つのシリンダ３２．３
３を一体的に突設してなるも間、および、前記シリンダ
３２．３３間にそれぞれ環状溝３４．３５を形成してい
る。また、第２のカップ部材２′は、図示しない側版に
、前記各環状溝３４．３５に遊嵌可能な中間シリンダ３
６．３７を一体的に突設してなるものである。そして、
これら両カップ部材１゛、２°を、前記各中間シリンダ
３６．．３７が対応する環状溝３４．３５の外側周面お
よび内側周面にそれぞれ内、外接するように相互に偏心
させて対面摺合させている。また、前記各中間シリンダ
３６．３７に、該中間シリンダ３６．３７の内、外に区
数される環状溝３４．３５内の空間ｍ、　ｒｖ、ｖ、ｖ
ｒをそれぞれ複数のポンプ室３８．３９．４１．４２に
区画するベーン４３．４４を貫設している。そして、こ
れらのカップ部材１′、２′を、前述と同様な態様で連
動させることによって、前記各ポンプ室３８．３９．４
１．４２の容積を周期的に変化させるようにしている。

しかして、このようなものであれば、前記各ポンプ室３
８．３９．４１．４２にそれぞれ独立したポンプとして
の働きをさせることもできるし、あるいは、これら全部
または一部を直列に接続して多段ポンプとしての機能を
発揮させることもできる。

本発明は、モータたとえばエアーモータなどにも実に１
１丁能であり、圧縮空気等の供給により回転出力を取り
出す機械が実現できる。

（へ）効果本発明は、以上のような構成であるから、次のような効
果が得られる。

まず、中心軸の周囲に複数のシリンダにより相互に独立
した空間を形成し、これら各空間部分でそれぞれポンプ
機能を営ませ得るようにしているので、ハウシノグ内部
の空間利用度を高めることができる。そのため、大形化
や大重量化を招くことなしに実質的な客年な増大させた
り、多段ポンプとしての機能を１台で発揮させることか
できる。

しかも、側版の一端面に中心軸およびシリンダを突設し
てなる第１のカップ部材と、側版の一端面に中間シリン
ダを突設してなる第２のカップ部材とを対面させて組合
せることによって多毛ポンプ構造を形成するようにして
いる。そのため、中心軸や各シリンダを独立部品として
構成する場合のように両側板部分における軸受構造や伝
動構造が複雑化するという不都合がない。したがって、
構成部品の製作が容易になるとともに、組立作業の大幅
な簡略化を図ることができる。

また、このようなものであれば、中心軸やシリンダがい
ずれか一方の側版と一体化されるため。

側版部分におけるシール箇所が少ない。そのため、各ポ
ンプ室間のシール性の確保が容易である。

【図面の簡単な説明】

第１図〜第３図は本発明の一実施例を示し、第１図は縦
断面図、第２図は横断面図、第３図は分解した斜視図で
ある。：５４図は本発明の他の実施例を示す第２図相当
の横断面図である。ｌ、１゛・・・第１の力、ンプ部材２．２′・・・第２のカー、プ部材３・・番ハウジング４．３０・争・側版５．３１・串・中心軸６．３２．３３・番・シリンダ７．３４．３５４＠参環状溝７ａ・・φ外側周面７ｂ−咋・内側周面９Φ・・側版１１．３６．３７・φφ中間シリンダ１５．４３，４４１・へ−ン１６．１７．３８．３９．４１．４２−−−ポンプ室代理人　（ｆ埋土　赤澤−搏昭和５９年特許願ｆｔＩＪ６４５３０１５２　発明の名
称ポンプまたはモータ３　補正をする者事件との関係　特許出願人住所　京都市中京区河原町通二条下ルーツ船入町３７８
番地名称　（１９９）株式会社　島津製作所代表者　取
締役社長　横　地　節　男４　代理人　〒６０６６　補正の対象図面

Claims

【特許請求の範囲】

側板の一端面に中心軸および該中心軸を同心的に囲繞す
るｌまたは２以上のシリンダを突設し該中心軸と前記シ
リンダとの間あるいは前記シリンダ同土間に環状溝を形
成してなる第１のカップ部材と、側板の一端面に前記環
状溝に遊嵌可能な中間シリンダを突設してなる第２のカ
ップ部材とを備え、これら両カップ部材を、１１１記中
間シリノダが対応する環状溝の外側周面および内側周１
ｎ１にそれぞれ内、外接するように相互に偏心させて対
面摺合させるとともに、前記中間シリンダに、該中間シ
リンダの内、外に区政される環状溝内の空間をそれぞれ
複数のポンプ室に区画するベーンを貫設し、前記第１の
カップ部材に対する前記第２のカップ部材の自転圧動ま
たは前記両カップ部材の相対的な偏心連動に伴なわせて
前記各ポンプ室の容積を周期的に変化させ得るように構
成したことを特徴とするポンプまたはモータ。