JPS60206991A - 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２つのポンプ室を有する２段真空ポンプ
について更にその内部に第３ポンプ室を設けるようにし
て一層の排気特性の向」−等を企図したものに関する。

（ロ）技術背景 遅蒔　木発明者は一台のポンプに内外２つのポンプ室を
形成し外側のポンプ室で圧縮した排気な内側のポンプ室
で再圧縮して排気するようにした画期的構造の２段真空
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軸心０に配置され回転
子ａとの間の空間に両者の接点Ｃ１で気密に仕すノられ
る第１ポンプ室Ｉを形成する内筒シリンダｂと、この内
筒シリンダｂにその内周面を外接させて前記回転子ａと
同心Ｏに配置され内筒シリンダｂとの間の空間に両者の
接点Ｃ２で気密に仕切られる第２ポンプ室ＴＩ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径方向に前記内筒シリン
ダｂを貫通してその両側の前記第１ポンプ室工と第２ポ
ンプ室ＩＩとをそれぞれ′Ａ電に仕切るベーンｄの８安
素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
１）口記回転子ａの軸心０回りに回動させることにより
、各ポンプ室１．ＩＩのへ−ン回動側にそれぞれ常に容
積を減少する社容室Ｉａ、ＩＩ　ａ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Ｉ　
ｂ　、　ＩＩ　ｂをつくり出すことができ、したがって
内外ポンプ電工、ＩＩに対し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からの排気を
内側の第１ポンプ室工で再圧縮して損気する２段ポンプ
として使用できるものとなる（例えば、図示のような位
置関係の下に吸気ポートＳと排気ポー）Ｐとを設置する
とともに、図示ｅの連通（」で前記増容室Ｉ　ｂ　、　
ＩＩ　ｂ同士を常時連通し、また図示ｆの弁で前記減容
室Ｉａ、ＩＩ　ａ同士を前記ベーンｄが前記接点Ｃ１か
ら０１に向けて移動するときのみ連鱈するときのみ連通
ずるようにすればよい）。

（′ハ）目的 本発明は、かかる技術的背景をもとにしてなされたもの
で、既述のような内外２つのポンプ室を有する２段真空
ポンプの基本的構成に改良工夫を加えて、ベーンを共通
の作動部材としてポンプ機能を発揮する際に第３のポン
プ室を内部せしめるようにし、これによって、この種真
空ポンプの排気特性を一層向＋ｔするものとしたり、あ
るいは使１１、］に好都合となる付加価値を与えること
ができるようにすることを目的としている。

（ニ）構成 本発明は、この目的を達成するために、前述の２段真空
ポンプにおいて、前記ベーンを、前記回転子の両側から
延設される回転駆動軸から立設せしめてその両側に張出
し部を設けるとともに、その先端を前記外筒シリンダの
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
在に植設し。

−・力前記内筒ンリングの両側開口端を閉塞する側板を
前記回転駆動軸か赦嵌状に貫通される内空部をイ１する
リングに形成するとともに、該側板を前記内空部の内周
面を回転駆動軸に外接させて前記内筒シリンダと回心に
回転自由に配置し、かつ該側板の半径方向に設けた割溝
に前記ベーンの張出し部をスライド自在に嵌合させて両
者を係合するとともに、前記回転駆動軸との接点で気密
に仕切られた側板内空部に該ベーンの張出し部でその両
側に気密に仕切られる第３ポンプ室を形成したことを特
徴としている。

（ホ）実施例 以下、本発明の一実施例を図面を参照して説明する。

第２図乃至第６図は本発明に係る真空ポンプの構成を示
している。

図において、ｌは軸心Ｏに配置され両端に回転駆動軸ｌ
′、ｌｏを延設してなる回転子、２ｔよこの回転子ｌに
その内周面を外接させて配置され［＋！１転子ｌとの間
の空間に両者の接点Ｃ＋　（軸方同に延ひる）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ダ、３
はこの内筒シリンダ’２）こその内周面を外接させて前
記回転子ｌと同・ら０＆こ配置され内筒シリンダ２どの
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ポンプ室ＩＩを形成する外筒シリンダ（
ケーシング）、４は前記回転子１の外周面と前記外′Ｉ
笥シＩＪンタ３の内周面との間に前記内筒シリンダ２を
貫通して配置されその両側の１１１１記第１ポンプ室■
と第２ポ／プ室ＩＩとをそれぞれ気密に仕切るベーンで
ある。５．５は前記内筒シリンダ２の両側の開１−１端
を気密に閉塞する側板であって、該側板５゜５は後述す
るごとく、１１１記ベーン４に従動してその軸心０゛回
りに回転する回転リングとして作動する。また、６，６
はこの側板５．５を外方から支持しているとともに、前
記外筒シリンダ３の両側の開ｌコ端を気密に閉塞するエ
ンドプレートである。

しかして、前記ペー７４は、前記回転子１の両側に連な
る回転駆動軸１゛、ｌ’ｈから立設せしめるようにして
その両側に張出し部４，４′を設けている。また、この
ベーン４は、その先端の円弧面４ｂを前記外筒シリンダ
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、１０
記回転子ｌの肉厚内にはこれと対応する断面円形でかつ
１」狭の溝８が長手方向に穿設してあり、ベーン４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、これに揺動自在にかつ又脱出不能に支持されてい
る。

一方、前記側板５．５は、第６図に示すように、前記回
転駆動軸ｌ゛、１′かが嵌状に貫通される内空部９を有
するリングに形成されているとともに、回転駆動軸１°
、１′を回転自在に軸承している偏心メタル１０．１０
にその外環部５゛、５′を支持させて、一定の位置関係
の下に同転自由に配置されている。すなわち、側板５．
５はその内空部９の内周面を回転駆動軸１“、１”に外
接（軸方向に延びるその接点をＣ１で示す）させた状態
の下に、前記内筒シリンダ２と同心位４で、即ち前記回
転子ｌの軸心０と偏心するその軸心Ｏ゛で該軸心Ｏ゛ま
わりに回転自由とされている。そして、この側板５．５
にはその半径方向に前記ベーン４の張出し部４゛、４°
が遺尿する割溝１１．１１が設けられてあり、この割溝
１１．１１に前記へ−７４の張出し部４゛、４゜をスラ
イド自在に嵌合させて両名は保合されている。かくして
、ベーン４と側板５．５１を嵌合組ケてて係合させた状
態においては、側板５．５の内空部９．９はその両側を
前記回転子ｌと偏心メタル１０．１０とによって閉塞さ
れることになるとともに、前記接点Ｃ１で気密に仕切ら
れている該側板内空部９．９はさらにベーン４の張出し
部４°、４゛でその内側に気密に仕切られ、ここに第３
ポンプ室■、■が形成されることになる（ベーン４の移
動側に減容室ｍａ、その反対側にイ液１容室ｍｂがつく
り出されることになる）。

なお１曲成側板５．５に対し、前記内筒シリンダ２はそ
の両側に環状凸部２ａ、２ａを側板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１回転ｒｌを回転駆動すると、これに植設さ
れたベーン４からまず側板５．５が両者の係合を介して
その偏心位置０′で従動同期回転し、これに連動同期し
て内筒シリンダ２が回転されることになる。また、ベー
７４は側板５．５の割溝１１．１１にスラド自在に嵌合
されてその方向が規ａ７１されるが、一方そめ基端部４
ａは回転子ｌに対して揺動自在であるから、ベー７４が
回動しても常に内筒シリンダ２を直交状態で貫通するも
のとなる。

また、第３図と第４図に示すように、前記ベーン４はそ
の長手方向の適数個所に排気系路Ａと排気系路Ｂとを内
看している。すなわち、排気系路Ａはベーン移動側の側
面に開口してその先端側と基端側とを結ぶ通路１２ａと
、該通路１２ａと連通し前記溝８にプレート７側面を弦
月状に切欠いて形成した通路１２ｂとを具備してなり、
この排気系路Ａは通路１２ｂの部分が前述のようなベー
ン４の揺動により周期的に第１ポンプ室Ｉの減容室Ｉａ
と開通−閉塞されることを利用して内外ポンプ室１．Ｔ
Ｉにつくり出される減容室Ｉａ、１１ａ同士を先に述べ
た所定のタイミングで連通ずるように構成されている。

また、排気系路Ｂはベーン移動側の回転子表面近傍に開
口しその中途部から基端を結ぶ通路１３ａと、この通路
１３ａに介設されるチェック弁１３ｂと、前記通路１３
ａにチェック弁１３ｂを介して辻通し前記溝８内のベー
ン基端を弦月状に切欠いて形成した通路１３Ｃとを具備
してなり、この排気系路Ｂは第１ポンプ■の減容室Ｉａ
から回転子ｌの軸心に設けた排気ポー１−　Ｐ　４．：
　１４ｉ７記通路１３ｃから連通路１３ｄを経由して所
定のタイミングで排気するように構成されている。

なお、その他１４中Ｓは第２ポンプ室■の増容室Ｈｂと
連通する吸気ポート、１４は第２ポンプ室ＩＩの増容室
Ｉｌ　ｂ　、ｌ−第１ポンプ室Ｉの増容室Ｉｂとを連通
ずる四通口を示している。

次に、ｄＵ記回転子１の両側に形成された第３ポンプ室
■、■に付設される吸排気系統について説明する。

まず、その一方のポンプ室■（第２図右方に位置するも
の）については、独立して前記エンドプレート６の肉厚
内に図示例ボするごとく流入孔１５と流入孔１６とを穿
設し、これらかベーン４を右回り回動させることを前捉
として第５図の実線で示される流入ポートＳ１と流出ボ
ートＰＩに各々連通されている（この連通状態は［４示
省略している）。

これに対し、他方のポンプ室ｍ（第２図左方に位置する
もの）については、前記第２ポンプ室ＩＩ　、第１ポン
プ室Ｉと接続して３段ポンプを構成するように吸排気系
統が二［夫されている。すなわち、前記回転子ｌの軸心
に設けられた排気ポートＰと連通せしめて該第３ポンプ
室■の増容室ｍｂにベーン近傍に位置して回転駆動軸ｌ
゛の表面から吸気ポートＳ？を開目せしめるとともに、
前記メタル１０にその減容室ｍａと連通するようにして
排気ポートＰ７を開設しくいずれも第５図に破線で示さ
れる）、さらにエンドプレート６に設けた排気孔１７に
チェック弁１８を介設してその終端を秋に述べるオルダ
ム式の排気機構に導出している（なお１図示の便宜のた
め排気ポー１−Ｐｔ、排気孔１７等は実際の位置と違え
て示している）。なお、前記回転子ｌの軸心に設けられ
た排気ポートＰは、その−・側の回転駆動軸ｌ°内を延
長されるとともに、その終端を一側のエンドプレート６
に旧設したオルダム式の排気機構部１９に４き、レリー
フＢ２ｏでプレッシャーバランスしつつ該ポー１−　Ｐ
内から間欠的に排気吐出させるようにしている。

次に、この真空ポンプの作動について説明する。

このポンプでは、その回転子ｌを一端側の駆動＋ｈｌ＋
　ｌ　＋から回転駆動すると、これと連動してペー７４
が回動しく図例では右回りとされる）、この−・−７４
及びその両側の張出し部４゛、４′が各ポンプ室１．Ｉ
Ｉ、■、■に対する共通の作動部材として、各室に連続
的にその移動側に減容室を、反対側に増容室をつくり出
し、これら４つの室に同時にポンプ機能を飄ましめるも
のとなる。

まず、メインポンプをなす第２及び第１ポンプ室１１．
１の作動について述べると、これらのポンプ室ではまず
１１１記吸気ポートＳからペン移動後方につくられる第
２ポンプ室ＩＩの増容室Ｉｌ　ｂに吸気しく同時に１１
１記四通＋−ｔ　１４を通って第１ポンプ室Ｉの増容室
１ｂにも吸気される）１次いでこれを−（−ン移動１１
１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７４が前記接点Ｃ，からＣ１に
向けて移動するとき前記へ一ン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Ｉａ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の内部に設けた排気系路Ｂより
所定のタイミングで回転子ｌの軸心に設けた排気ポート
Ｐに排気吐出する２段ポンプとしての機能を営むものと
なる。

次に、前記第３ポンプ室■、■の作動について述べると
、そのうち第２図の右側に位置するものについては、独
立のポンプとして運転されることになる。すなわち、前
記流入孔１５を例えば図示していない油タンクと連通ず
れば、該タンク内のオイルを前記流入ポー）Ｓ＋より吸
込み前記流出ポー）Ｐ＋より吐出する油圧ポンプとして
別途の使用目的に利用することができると同時に、その
循環オイルによりこの真空ポンプの内部機構に好適な潤
滑、冷却効果並びにシール効果を１ｊ−えることができ
る。

−・力、第２図の右側に位置するものについては、回転
駆動軸１°の排気ポートＰと連通ずるｌ１ｉ７記吸気ポ
ートＳｔからその増容室ｍｂに吸気するとともに、反対
側の減容室ＩＩＩａでこれをさらに圧縮し曲成υト気ポ
ートｏ７より排気する３段目のポンプとして作動し、こ
の真空ポンプを全体として３段ポンプとして機能するも
のとしている。そして、この第３ポンプ室■は特に高真
空域に対する排気特性を向上する上で著しい効果をもた
らすものである。すなわち、低真空域でこの真空ポンプ
を運転しているときでは、前述の２段ポンプによる排気
は排気ポートＰから前記オルダム式の排気機構部１９に
円滑に吐出されて良好な排気特性が維持されることとな
るが、高真空域になると該排気ボー）Ｐからの排気吐出
能力が悪化し、その排気性能が低レベルで容易に飽和し
てしまう傾向を示す。しかるに、このものでは、第３の
ポンプ室ＩＩＩにより排気ボー）Ｐ内の排気を更に圧縮
して前記＋ＪＩ気機構機構部に別路排気するものである
から、その容積は前記第２、第１ポンプ室ＩＩ、■に比
較して小さいものではあっても、この高真空域での運転
状態では非常に大きな改善を付加することができる。し
かも、この最終段のポンプ室■は、その容積が小さい程
、また高真空になる種真空ポンプの騒音が減少するとい
う目的にも合致するものである。

以−Ｈのように、本発明の真空ポンプでは、本発明者が
先に開発したところの２段真空ポンプについて更に第３
ポンプ室■、■を内布せしめるようにし、これによって
、この種真空ポンプの排気特性の一層内ヒすることがで
きると同時に、これに種々の有利な付加価値を与えるも
のとしている。

なお、回転子１の両側に形成される第３ポンプ室■、■
のうち、少なくとも一方は前記実施例の場合のようにメ
インポンプをなす第２．２７’５１ポンプ室ＩＩ、■に
より構成される２段ポンプと接続関係をもたせて３段ポ
ンプを構成するようにするのが好適であるが、他方の第
３ポンプ室■は独立ポンプとして種々の目的に利用する
ことができる。

そして　これら第３ポンプ室■、■に対する吸排気系統
の付設手段は、勿論前記実施例のものに限らず、その目
的等に応じて様々に変更することができる。

（へ）効果 本発明は１以上に述べたような構成を具備して、内外２
つのポンプ室を有して２段ポンプとして作動させるもの
に、さらにそのベー７を共通の作動部材として同時に作
動される第３ポンプ室を形成するようにしたものである
から、１台で２台分相当の働きをする２段ポンプをさら
に３段ポンプとしてその排気特性を−・層内」；せしめ
るようにすることも、あるいは同時に別途目的に供し得
る独立したポンプを付帯せしめることも可能な合理的か
つ高性能の真空ポンプを提供するものである。

【図面の簡単な説明】

第１図は、本発明が適用される２段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６１知は未を
１１の−・牢施例を承ナー十なｈ艷、坑２図は真空ポン
プの縦断面図であり、第３図は第２図のＸ−Ｘ線断面図
、第４図は第３図と若干位翼を違えた真空ポンプの一部
横断面図である。第５図は第２図のＹ−Ｙ線またはＹ’
−Ｙ’線断面図である。第６図は真空ポンプの要部構成
を示す分解斜視図である。 ｌ・・・回転子 １’、ｌ’　・・・回転駆動軸 ２・・会内筒シリンダ ３１１・・外筒シリンダ ４會Φ・ベーン ４ａ・・・ベーン基端部 ４ｂ・・・ベーン先端 ４゛、４°　会・φ弓長出しｌ侶 ５．５・・嗜側板 ８・・・溝 ９Φ・・側板内容部 １１・・９割溝 １０畳・第１ポンプ室 ＩＩ・・・第２ポンプ室 ■、ｍ番・−第３ポンプ室 Ｉａ、ＩＴａ、■ａ＊　＠　＠減容室 Ｉｂ、ＩＩ　ｂ、■ｂＩＩ・・増容室 Ｃ，，Ｃ１，Ｃ，・・・接点 代理人　弁理士　赤澤−博 第１図 第４図 第５図

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 回転子と、この回転子にその内周面を外接させて配置さ
   れ回転子との間の空間に両者の接点で気密に仕切られる
   第１ポンプ室を形成する内筒シリンダと、この内筒シリ
   ンダにその内周面を外接させて前記回転子と同心に配置
   され内筒シリンダとの間の空間に両者の接点で気密に仕
   切られる第２ポンプ室を形成する外筒シリンダと、前記
   回転子の外周面と前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リンダを貫通して配置されその両側
   のｆｉｖ記第１ポンプ室と第２ポンプ室とをそれぞれ気
   密に仕切るベーンとを具備してなる真空ポンプにおいて
   、ｎｆＪ記へ−ンを、前記回転子の両側から延設される
   回転駆動軸上から立設せしめてその両側に張出し部を設
   けるとともに、その先端を前記外筒シリンダの内周面に
   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
   し、一方。 前記内筒シリンダの両側開口端を閉塞する側板を前記回
   転駆動軸が遊嵌状に貫通される内空部を有するリングに
   形成するとともに、該側板をｉｆｊ記内学内空部周面を
   回転駆動軸に外接させて前記内筒シリンダと同心に回転
   自由に配置し、かつ該側板の半径方向に設けた割溝に前
   記ベーンの張出し部をスライド自在に嵌合させて両者を
   係合するとともに、前記回転駆動軸との接点で気密に仕
   切られた側板内空部に該ベーンの張出し部でその両側に
   気密に仕切られる第３ポンプ室を形成したことを特徴と
   する真空ポンプ。