JP2000136787A - 真空ポンプ - Google Patents

真空ポンプ

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JP2000136787A
JP2000136787A JP10311289A JP31128998A JP2000136787A JP 2000136787 A JP2000136787 A JP 2000136787A JP 10311289 A JP10311289 A JP 10311289A JP 31128998 A JP31128998 A JP 31128998A JP 2000136787 A JP2000136787 A JP 2000136787A
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pressure relief
pressure
screw
valve
relief valve
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JP10311289A
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Kiyozumi Fukui
清純 福井
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Nabtesco Corp
Original Assignee
Teijin Seiki Co Ltd
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    • F04C28/00—Control of, monitoring of, or safety arrangements for, pumps or pumping installations specially adapted for elastic fluids
    • F04C28/24—Control of, monitoring of, or safety arrangements for, pumps or pumping installations specially adapted for elastic fluids characterised by using valves controlling pressure or flow rate, e.g. discharge valves or unloading valves
    • F04C28/26—Control of, monitoring of, or safety arrangements for, pumps or pumping installations specially adapted for elastic fluids characterised by using valves controlling pressure or flow rate, e.g. discharge valves or unloading valves using bypass channels
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F04—POSITIVE - DISPLACEMENT MACHINES FOR LIQUIDS; PUMPS FOR LIQUIDS OR ELASTIC FLUIDS
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Abstract

(57)【要約】 【課題】 大気圧から到達真空度付近まで広範囲にわた
って高吸気効率を保ち、他のポンプを併用せずに高速連
続排気が可能な真空ポンプを提供する。 【解決手段】 ポンプハウジング１１と、雌雄のスクリ
ューロータ２１，２２と、を備え、ロータ回転により吸
気側から排気側に移送される複数の作動室２４，２５を
形成した真空ポンプにおいて、雌雄のスクリューロータ
がそれぞれリードが大きい吸気口側スクリュー部２１
ｃ，２２ｃ及びリードが小さい排気口側スクリュー部２
１ｄ，２２ｄを結合してなり、更に、ロータ２１，２２
の噛合部分によって吸気口１１ａから遮断された作動室
２４，２５の圧力を所定圧力以下に調整する圧力逃がし
弁３０が設けられている。

Description

【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明は、スクリュー式の真
空ポンプに係り、特に、大気圧から１０-4レベルの低・
中真空域に好適な、スクリューロータにリードの異なる
複数の螺旋状歯部を設けて排気速度を高めるようにした
真空ポンプに関する。
【０００２】
【従来の技術】従来、真空ポンプとして、スクリュー式
やルーツ式等のものが知られているが、近時の半導体製
造設備等に必要とされるような大気圧から１０-4レベル
の低・中真空域に好適で、小型で大排気速度のものは実
現できていない。
【０００３】したがって、半導体製造等において、１０
-4〜１０-3Torr程度の真空度を得る場合、排気速度は大
きいが背圧が１０Torr以下でないと運転できないポンプ
（例えばメカニカルブースターポンプ）と大気圧までの
運転が可能ではあるが排気速度の小さいポンプとを組み
合わせて真空装置を構成するのが一般的である。
【０００４】このような場合、排気速度が地小さいポン
プは真空チャンバ内の圧力が大気圧のときから運転さ
れ、排気速度の大きいポンプは真空チャンバ内の圧力が
１０Torr程度以下になってから運転されるのが通常の運
転態様である。
【発明が解決しようとする課題】上記従来の真空ポンプ
及び真空装置にあっては、真空チャンバの大型化に対応
して排気速度を向上させることが強く要求されており、
排気速度の異なる複数のポンプを直列につないで同時に
運転するようなことも必要となっている。そして、かか
る装置は、大型のものとなる。
【０００５】一方、排気装置を大型化することなく排気
速度を高めるためには、少数（好ましくは一台）の真空
ポンプを高速で運転することが必要であるから、低・中
真空領域で運転が可能なスクリューポンプを利用するこ
とが考えられ、更にその吸入端のスクリューの排出容量
とスクリューの排出（吐出）端の排出容量との比を例え
ば１０：１のような高圧縮比とすることが考えられる。
【０００６】しかし、スクリューポンプは、ロータ表面
の大半が真空中にあること等から、ロータからの熱の放
出が容易でなく、高速連続運転を行うと、ロータ温度が
相当高温になる。しかも、上記のような高圧縮比を得る
スクリュー構造にすると、吸気側が比較的大気圧に近い
排気作業の初期段階から１０Torr程度の低真空域までの
排気作業において、スクリューの吸気側と排気側との間
の気体移送領域において作動室内の圧力が過大となり、
動力損失が真空時駆動の３〜５倍を容易に上回るほどに
大きくなるのみならず、運転初期から圧縮熱による内部
温度上昇が著しいために焼き付きが生じ易くなる。その
ため、吸気側の圧力が大気圧に近い間は高速回転による
排気ができず、大気圧から、１０Torr〜数Torrまでの広
範囲にわたって大排気速度での連続運転ができなかっ
た。
【０００７】本発明は、かかる従来の課題に鑑みてなさ
れたもので、大気圧から到達真空度付近までの広範囲に
わたって高吸気効率を保ち、高排気速度での連続排気が
可能な真空ポンプを提供するものである。
【０００８】
【課題を解決するための手段】本発明は、上記課題を解
決するために、吸気口及び排気口を有するポンプハウジ
ングと、互いに噛み合ながら回転するようそれぞれ前記
ポンプハウジング内に回転自在に収納された雌雄のスク
リューロータと、を備え、前記ポンプハウジングと各ス
クリューロータとの間に両スクリューロータの噛合部分
で互いに仕切られ両スクリューロータの回転により吸気
口側から排気口側に移送される複数の作動室を形成した
真空ポンプにおいて、前記雌雄のスクリューロータが、
それぞれ螺旋状の歯のリード（ねじリード）が大きい吸
気口側スクリュー部及び該吸気口側スクリュー部より螺
旋状の歯のリードが小さい排気口側スクリュー部を結合
してなり、前記スクリューロータの噛合部分によって前
記吸気口から遮断された作動室の圧力に応じて作動し該
作動室の気体を大気側に逃がして該作動室の圧力を所定
圧力以下に調整する圧力逃がし弁が設けられたものであ
る。
【０００９】この発明では、吸気口から遮断された作動
室、すなわち容積の減少区間に移送され圧縮・排気段階
に移行した作動室の圧力に応じ、該作動室内の気体の一
部を大気側に逃がすように圧力逃がし弁が作動して、該
作動室の圧力が所定圧力以下に調整される。したがっ
て、大気圧に近い排気開始直後には圧力逃がし弁が開弁
して高吸気効率となり、作動室が大リードの移送区間か
ら小リードの移送区間に移行する段階でも該作動室の内
圧が過大になることがなく、内部温度の上昇と動力損失
が抑えられることになる。一方、吸気口側の真空度があ
る程度高まった後は圧力逃がし弁が閉弁して圧縮比が高
まるから、所要の真空度に到達可能となる。このよう
に、大気圧から到達真空度付近までの広範囲にわたって
高吸気効率を保ち、高排気速度での連続排気が可能な真
空ポンプとなる。
【００１０】前記吸気口側スクリュー部とポンプハウジ
ングの間に形成され前記噛合部分で仕切られる吸気側作
動室と、前記排気口側スクリュー部とポンプハウジング
の間に形成され前記噛合部分で仕切られる吐出側作動室
との容積比が少なくとも４対１であると、低・中真空域
の真空ポンプに好適であり、実用的価値の高い真空ポン
プが得られる。
【００１１】前記圧力逃がし弁が、前記雌雄のスクリュ
ーロータの噛合部分のうち隣り合う一対の噛合部分であ
って前記吸気口側スクリュー部同士の噛合部分と前記排
気口側スクリュー部同士の噛合部分との間に形成される
作動室の圧力を調整するようにするのが好ましい。内部
圧力が急上昇する特定の移送区間において作動室の圧力
が過大になるのを確実に防止することができ、動力損失
と発熱を低減できるからである。
【００１２】前記圧力逃がし弁は、複数の前記作動室に
それぞれ設けるのが好ましい。内部圧力の過度な上昇を
より確実に防止できるからである。
【００１３】前記圧力逃がし弁が所定のスクリューロー
タに微小隙間を隔てて対向する弁体を含んで構成され、
該弁体に、前記所定のスクリューロータの外周面に対し
一定の微小隙間を隔てる湾曲面が形成されるようにする
と、圧力逃がし弁の閉弁時に、該湾曲面とスクリューロ
ータの間のクリアランスを、スクリューロータとポンプ
ハウジングの間の一様なクリアランスと同程度にするこ
とができ、スクリューロータの周りの微小隙間を最適値
に保って不要な圧力変動をなくすことができる。
【００１４】また、前記圧力逃がし弁が所定のスクリュ
ーロータに微小隙間を隔てて対向する弁体及び該弁体を
前記所定のスクリューロータに向かって付勢する付勢手
段を含み、該圧力逃がし弁の固有振動数が、前記所定の
スクリューロータの単位時間当りの回転数と歯数との積
より小さくなるようにすると、有害な振動の発生を抑え
て安定した高速連続運転を行うことが可能になる。
【００１５】さらに、前記圧力逃がし弁の大気側への解
放通路に大気側から圧力逃がし弁側への逆流を阻止する
逆止弁を設けると、圧力逃がし弁を介した逆流を防止し
て到達真空度を高めることができる。
【００１６】勿論、外部からの制御信号に応じて前記圧
力逃がし弁を開弁方向及び閉弁方向に駆動する弁体駆動
手段を設けると、多様な運転態様が可能になる。
【００１７】
【発明の実施の形態】以下、本発明の好ましい実施形態
を図面に基づいて説明する。
【００１８】図１は本発明の第１実施形態に係るスクリ
ュー型の真空ポンプを示すその断面図である。まず、そ
の構成を説明すると、１１はポンプハウジングで、吸気
口１１ａ及び排気口１１ｂを有している。２１、２２
は、互いに噛み合ながら回転するようそれぞれポンプハ
ウジング１１内に回転自在に収納された雌雄のスクリュ
ーロータであり、雌スクリューロータ２１は雌ねじ形状
をなす螺旋状の歯２１ａ及び螺旋溝２１ｂを、雄スクリ
ューロータ２２は雌ねじ形状をなす螺旋状の歯２２ａ及
び螺旋溝２２ｂを、それぞれ有している。なお、図１中
においては、各スクリューロータ２１，２２の歯２１
ａ，２２ａのねじ山に相当する部位を中心線より上の上
半部に斜めの実線で示し、下半部をハッチングなしの断
面形状で表わしている。
【００１９】１５は雌雄のスクリューロータを駆動する
駆動手段で、雄スクリューロータ２２の一端部に連結さ
れた電動モータ１６（一部のみ図示している）と、雌雄
の各スクリューロータ２１，２２にそれぞれ固定されて
互いに噛み合う同期歯車１７ａ，１７ｂとを含んで構成
されている。なお、同期歯車１７ａ，１７ｂは、雌雄ス
クリューロータ２１，２２を同期回転させる機能を有し
ている。
【００２０】雌雄のスクリューロータ２１，２２は、螺
旋状の歯２１ａ，２２ａのリード（ねじのリード）が大
きい吸気口側スクリュー部２１ｃ，２２ｃ、及び、その
吸気口側スクリュー部２１ｃ，２２ｃより螺旋状の歯２
１ａ，２２ａのリードが小さい排気口側スクリュー部２
１ｄ，２２ｄを結合して構成されている。
【００２１】ねじの巻数は全体で少なくとも２以上、好
ましくは4〜５であり、リードの大きい吸気口側スクリ
ュー部２１ｃ，２２ｃの巻数は１巻にわずかに満たない
ようにしている。また、吸気口側スクリュー部２１ｃ，
２２ｃ同士の噛合部分及び排気口側スクリュー部２１
ｄ，２２ｄ同士の噛合部分の噛合い隙間、並びに、ポン
プハウジング１１と各スクリューロータ２１，２２の間
のクリアランスは、それぞれ例えば５０μｍ程度に設定
されており、ポンプハウジング１１と各スクリューロー
タ２１，２２との間には、雌スクリューロータ２１のス
クリュー部２１ｃ，２１ｄと雄スクリューロータ２２の
スクリュー部２２ｃ，２２ｄとの噛合部分で互いに仕切
られる複数の作動室２４，２５が形成され、各作動室２
４，２５は両スクリューロータ２１，２２の回転により
吸気口１１ａ側から排気口１１ｂ側に移送されるように
なっている。
【００２２】ここで、小リードの排気口側スクリュー部
２１ｄ，２２ｄは、それ自身がさらに大小のリード部か
ら構成されてもよい。つまり、排気口に向かうに従って
リードが小さくなる複数段のねじ構造であってもよい。
【００２３】また、吸気口１１ａはポンプハウジング１
１と両スクリューロータ２１，２２の吸気口側端面全域
の間に形成された吸気室２３に連通し、この吸気室２３
に開口する作動室２４，２５の全てと連通するようにな
っている。そして、ロータ２１，２２が回転するとき、
各作動室２４，２５は吸気口１１ａに連通している吸入
側の移送区間でその容積を増加させながら吸気口１１ａ
を通して外部からの気体を吸入する作用をなした後、吸
気口１１ａから遮断され、最終的には排気口１１ｂに連
通する小リードスクリュー部２１ｄ、２２ｄの吐出側の
移送区間でスクリューロータ２１，２２の吐出側端面に
至るまでその容積を減少させて前記気体を吐き出す作用
をなすようになっている。
【００２４】さらに、吸気口側スクリュー部２１ｃ，２
２ｃとポンプハウジング１１の間に形成され前記噛合部
分で仕切られる吸気側の作動室２４，２５と、排気口側
スクリュー部２１ｄ，２２ｄとポンプハウジング１１の
間に形成され同スクリュー部の噛合部分で仕切られる吐
出側の作動室２４，２５との容積比は、少なくとも４対
１に設定されており、好ましくは１０：１程度かそれよ
り大きな容積比に設定されている。
【００２５】一方、ポンプハウジング１１には、吸気口
側スクリュー部２１ｃ，２２ｃと排気口側スクリュー部
２１ｄ，２２ｄとの結合位置Ａ（軸方向の位置）よりわ
ずかに吸気口１１ａ側に位置する圧力逃がし弁３０が設
けられている。この圧力逃がし弁３０は、スクリューロ
ータ２１，２２のうち少なくとも一つの外周に近接して
配置され、スクリューロータ２１，２２の噛合部分によ
って吸気口１１ａから遮断された何れか１つ以上の作動
室２４，２５の圧力に応じて作動し、その作動室２４，
２５内の気体を大気側に逃がしてその作動室２４，２５
の圧力を所定の設定圧力以下に調整する機能を有してい
る。なお、ここで「所定の設定圧力」とは、大気圧より
大きい圧力であり、作動室２４，２５の圧力をその設定
圧力にすれば所要の一定時間の高速連続運転が可能にな
る程度に動力損失と発熱を抑えることができる値を意味
する。また、圧力逃がし弁３０は、雌雄のスクリューロ
ータ２１，２２の噛合部分のうち隣り合う一対の噛合部
分であって吸気口側スクリュー部２１ｃ，２２ｃ同士の
噛合部分と排気口側スクリュー部２１ｄ，２２ｄ同士の
噛合部分との間に形成される作動室２４，２５、すなわ
ち、各作動室２４，２５がそのような状態で移送される
区間において、その作動室２４，２５の圧力を前記設定
圧以下に調整するようになっている。
【００２６】具体的には、圧力逃がし弁３０は、所定の
スクリューロータ２１，２２、例えば雌スクリューロー
タ２１に微小隙間を隔てて対向する弁体３１と、この弁
体３１をスクリューロータ２１に向かって付勢する付勢
手段としての圧縮ばね３２とを含んで構成されており、
弁体３１には閉弁時（図１中に示す左半部の状態）にお
いてスクリューロータ２１の外周面に対し一定の微小隙
間（例えば５０μｍ程度）を隔てる湾曲面３１ａが形成
されている。この湾曲面３１ａは、図２及び図３に示す
ように、ポンプハウジング１１の内壁面１１ｃと実質的
に同一曲率半径となっており、閉弁時においてスクリュ
ーロータ２１の回転中心軸から一定の半径位置に位置す
るようになている。
【００２７】なお、圧力逃がし弁３０は、図４のスクリ
ューロータ２１，２２の歯すじ展開図に示すように、吸
気を完了して移送段階にある複数の作動室ｘ，ｙ，ｚに
同図中の○印の位置で連通するよう円周方向に複数設け
られるが、それぞれ同様な構成を有するので、ここでは
便宜上一つの作動室ｚに近接する圧力逃がし弁３０とし
て説明する。勿論、圧力逃がし弁３０が一つだけであっ
ても、本発明の作用効果が期待できる。
【００２８】前記圧力逃がし弁３０は、その固有振動数
がスクリューロータ２１の単位時間当りの回転数（rp
m）と歯２１ａの数（歯数）との積より小さくなるよう
に設計されており、スクリューロータ２１の回転に伴っ
て弁体３１に通ずる作動室２４，２５が順次切り替わる
とき、脈動的な圧力変動によって圧力逃がし弁３０に有
害な振動が生じないようにしている。
【００２９】また、図３に示すように、ポンプハウジン
グ１１には圧力逃がし弁３０の大気側への解放通路１１
ｅ（圧力逃がし通路）が形成されており、解放通路１１
ｅは排気口１１ｂに連通している。すなわち、この解放
通路１１ｅは、圧力逃がし弁３０の開弁時、すなわち吸
気を完了し吸気口１１ａから遮断された作動室２４，２
５が所定圧力を超え、その圧力によって弁体３１が圧縮
ばね３２の付勢力に抗して開弁方向に変位するとき、排
気口側スクリュー部２１ｄ，２２ｄによる移送区間の手
前で各作動室２４，２５を排気口１１ｂに連通させるこ
とができる。
【００３０】なお、図１において、２６ａ，２６ｂは雌
スクリューロータ２１とポンプハウジング１１との間に
介装された軸受、２７ａ，２７ｂは雄スクリューロータ
２２とポンプハウジング１１の間に介装された軸受、２
８ａ，２８ｂは軸受２６ａ，２６ｂより内方で雌スクリ
ューロータ２１の両端軸部とポンプハウジング１１との
間に介装されたシール部材、２９ａ，２９ｂは軸受２７
ａ，２７ｂより内方で雄スクリューロータ２２の両端軸
部とポンプハウジング１１との間に介装されたシール部
材である。
【００３１】このように構成された本実施形態の容積移
送型ポンプでは、ロータ２１，２２が回転すると、吸気
口１１ａに連通した状態で容積を増し、吸気を完了した
作動室２４，２５は雌雄のスクリューロータ２１，２２
の吸気口側スクリュー部２１ｃ，２２ｃ同士の噛合部分
によって吸気口１１ａから遮断される。このとき、ある
いは次いで、この作動室２４，２５の先端部が吸気口側
スクリュー部２１ｃ，２２ｃから排気口側スクリュー部
２１ｄ，２２ｄに至り、この作動室２４，２５の容積が
急に減少し始める。
【００３２】この状態において、吸気完了時の同作動室
２４，２５の圧力が大気圧に近い排気の初期段階であれ
ば、その作動室２４，２５の圧力は急上昇する。すなわ
ち、吸気側と吐出側では作動室２４，２５の容積比が少
なくとも４対１に設定されているので、それに応じて圧
力が高まる。
【００３３】この場合、作動室２４，２５の圧力が前記
設定圧力に達すると、圧力逃がし弁３０が開弁し、作動
室２４，２５内の圧力が前記設定圧までに制限される。
したがって、吸気側の圧力がある程度の低圧、例えば１
００〜３００Torr程度になるまで、圧力逃がし弁３０が
開弁し続け、ねじリードの大きい吸気口側スクリュー部
２１ｃ，２２ｃによって高速排気が行われることにな
る。
【００３４】一方、吸気完了時の作動室２４，２５の圧
力が大気圧より十分に低い（例えば１００〜３００Torr
以下）排気継続段階であれば、その作動室２４，２５の
圧力は圧力逃がし弁３０の設定圧に達することはなく、
作動室２４，２５は前記容積比に応じて所定値までその
容積を減少させ、その後排気口１１ｂに連通して排気を
なす。
【００３５】この状態においては、吸気側と排気側の作
動室２４，２５の容積比は少なくとも４：１、例えば１
０：１であり、高圧縮比とすることができるので、所要
の到達真空度を達成することができる。
【００３６】このように、本実施形態の真空ポンプで
は、大気圧に近い排気開始直後には圧力逃がし弁３０が
開弁して高吸気効率となり、作動室２４，２５が結合位
置Ａを超えて大リードの移送区間から小リードの移送区
間に移行する段階でもその作動室２４，２５の内圧が過
大になることがなく、ポンプ内部の温度の上昇とロータ
駆動における動力損失が共に抑えられ、さらに、吸気口
側の真空度がある程度高まった後は、圧力逃がし弁３０
が閉弁して圧縮比が十分に高まり、所要の真空度に到達
可能となる。したがって、大気圧から到達真空度付近ま
での広範囲にわたって高吸気効率を保ち、他のポンプを
併用しなくとも高排気速度での連続排気が可能な、低・
中真空域の真空ポンプに好適で実用的価値の高い真空ポ
ンプとすることができる。
【００３７】また、圧力逃がし弁３０の閉弁時に、弁体
３１の湾曲面３１ａとスクリューロータ２１の間のクリ
アランスを、スクリューロータ２１とポンプハウジング
１１の間の一様なクリアランスと同程度にしているの
で、スクリューロータ２１の周りの微小隙間を最適値に
保って不要な圧力変動をなくすことができる。しかも、
圧力逃がし弁３０の固有振動数が、近接するスクリュー
ロータ２１の単位時間当りの回転数と歯数との積より小
さく設定されているので、有害な振動の発生を抑えて安
定した高速連続運転を行うことができる。
【００３８】図５は本発明の第２の実施形態を示す図で
ある。なお、本実施形態は図１に示すものと基本構成が
同一であるので、これとの相違点について説明し、他の
説明は重複するので省略する。
【００３９】同図に示すように、本実施形態において
は、圧力逃がし弁３０の大気側への解放通路１１ｅに大
気側から圧力逃がし弁側への逆流を阻止する逆止弁４０
を設けている。この逆止弁４０は、解放通路１１ｅ内に
移動可能に設けられた球状の弁体４１と、一端でこの弁
体４１を閉弁方向に付勢し他端でポンプハウジング１１
に軽視された圧縮ばね４２とを有しており、弁体４１が
ポンプハウジング１１に形成された弁座としての環状内
突部１１ｆに係合するとき、逆止弁４０が閉弁状態とな
るようになっている。
【００４０】本実施形態においては、逆止弁４０によっ
て圧力逃がし弁３０を介した大器側からの逆流を防止し
て、到達真空度を高めることができる。
【００４１】図６は本発明の第３の実施形態を示す図で
ある。なお、本実施形態は図１に示すものと基本構成が
同一であるので、これとの相違点について説明し、他の
説明は重複するので省略する。
【００４２】同図に示すように、本実施形態において
は、圧力逃がし弁３０の弁体３１と同様な弁動作が可能
な弁体５１を、ポンプハウジング１１に形成したシリン
ダ５２内に軸方向に摺動自在に収納し、弁体５１の外端
部に設けたピストン５３によりシリンダ５２内に２つの
作動流体室５４ａ，５４ｂを画成して圧力逃がし弁５０
が構成されており、作動流体室５４ａ，５４ｂ間の差圧
によって弁体５１を開弁方向及び閉弁方向に駆動できる
ようになっている。この作動流体の給排制御は、図示し
ない電磁切換弁等によって行われ、この電磁切換弁と前
記ピストン５３及び作動流体室５４ａ，５４ｂとは、外
部からの制御信号に応じて圧力逃がし弁５０を開弁方向
及び閉弁方向に駆動する弁体駆動手段５５となってい
る。
【００４３】なお、前記電磁切換弁は、入力指令信号に
応じて図外の流体源から作動流体室５４ａ，５４ｂへの
作動流体の供給及び作動流体室５４ａ，５４ｂからの作
動流体の排出を制御し、あるいは、作動流体室５４ａ，
５４ｂを閉止することができるものである。
【００４４】本実施形態においては、弁体駆動手段５５
によって圧力逃がし弁５０を任意の動作パターンで制御
することができ、真空ポンプの多様な運転態様を実現す
ることができる。
【００４５】なお、弁体駆動手段５５に代えて、駆動方
式の異なる他の弁体駆動手段を採用することができるの
はいうまでもない。
【００４６】図７はそのような弁体駆動方式の異なる圧
力逃がし弁を採用した本発明の第４の実施形態を示す図
である。
【００４７】同図に示すように、この圧力逃がし弁６０
は、圧力逃がし弁３０の弁体３１と同様な弁動作が可能
な弁体６１を、ポンプハウジング１１に形成したシリン
ダ６２内に軸方向に摺動自在に収納し、弁体６１の外端
部に設けたプランジャ６３を、シリンダ6２内に設けた
電磁石コイル６４によって駆動する弁体駆動手段６５を
有している。したがって、本実施形態においても、外部
からの制御信号に応じて圧力逃がし弁６０を開弁方向及
び閉弁方向に駆動して、真空ポンプの多様な運転態様を
実現することができる。
【００４８】
【発明の効果】本発明によれば、大気圧に近い排気開始
直後に圧力逃がし弁を開弁させて高吸気効率を得るとと
もに、作動室が大リードの移送区間から小リードの移送
区間に移行する際の内部温度上昇と動力損失を抑える一
方、吸気口側の真空度がある程度高まった後には圧力逃
がし弁を閉弁させて圧縮比を高め、所要の到達真空度を
得ることができる。その結果、大気圧から到達真空度付
近までの広範囲にわたって高吸気効率を保ち、高排気速
度での連続排気が可能な真空ポンプを提供することがで
きる。
【００４９】また、吸気側作動室吐出側作動室との容積
比を少なくとも４対１にして低・中真空域に好適で実用
的価値の高い真空ポンプを得ることができる。
【００５０】前記圧力逃がし弁を、吸気口側スクリュー
部同士の噛合部分とこれに隣り合う排気口側スクリュー
部同士の噛合部分との間に形成される作動室の圧力を調
整するようにすれば、内部圧力が急上昇する特定の移送
区間において作動室の圧力が過大になるのを確実に防止
し、動力損失と発熱をより有効に低減させることができ
る。
【００５１】また、前記圧力逃がし弁を複数の作動室に
それぞれ設ければ、内部圧力の上昇をより確実に防止す
ることができる。
【００５２】さらに、圧力逃がし弁の弁体内面を特定形
状に湾曲させるようにすれば、閉弁時にスクリューロー
タ周りの微小隙間を最適値に保って不要な圧力変動をな
くすことができる。また、圧力逃がし弁の固有振動数
を、これと近接するスクリューロータの単位時間当りの
回転数と歯数との積より小さくすることで、有害な振動
の発生を抑えて安定した高速連続運転を行うことができ
る。
【００５３】加えて、圧力逃がし弁の大気側への解放通
路に大気側から圧力逃がし弁側への逆流を阻止する逆止
弁を設けるようにすれば、圧力逃がし弁を介した逆流を
防止して到達真空度を高めることができる。外部からの
制御信号に応じて前記圧力逃がし弁を開弁方向及び閉弁
方向に駆動する弁体駆動手段を設けるようにすれば、真
空ポンプの多様な運転態様を実現することができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の第１実施形態に係る真空ポンプを示す
その正面断面図である。
【図２】第１実施形態の圧力逃がし弁の構成を示す要部
側面断面図である。
【図３】第１実施形態の圧力逃がし弁の構成を示す要部
正面断面図である。
【図４】第１実施形態におけるスクリューロータの歯す
じ展開図である。
【図５】本発明の第２実施形態に係る真空ポンプを示す
その正面断面図である。
【図６】第２実施形態の圧力逃がし弁の構成を示す要部
正面断面図である。
【図７】本発明の第３実施形態に係る真空ポンプの圧力
逃がし弁の構成を示す要部正面断面図である。
【符号の説明】
１１ ポンプハウジング １１ａ 吸気口 １１ｂ 排気口 １１ｅ 解放通路 １５ 駆動手段 １６ 電動モータ １７ａ，１７ｂ 同期歯車 ２１ 雌スクリューロータ ２１ａ，２２ａ 螺旋状の歯 ２１ｂ，２２ｂ 螺旋溝 ２１ｃ，２２ｃ 吸気口側スクリュー部 ２１ｄ，２２ｄ 吸気口側スクリュー部 ２２ 雌スクリューロータ ２３ 吸気室 ２４，２５ 作動室 ３０ 圧力逃がし弁 ３１ 弁体 ３１ａ 湾曲面 ４０ 逆止弁 ５０ 圧力逃がし弁 ５１ 弁体 ５２ シリンダ ５３ ピストン ５４ａ，５４ｂ 作動流体室 ５５ 弁体駆動手段 ６０ 圧力逃がし弁 ６１ 弁体 ６２ シリンダ ６３ プランジャ ６４ 電磁石コイル ６５ 弁体駆動手段 Ａ 結合位置

Claims (8)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項１】吸気口及び排気口を有するポンプハウジン
    グと、 互いに噛み合ながら回転するようそれぞれ前記ポンプハ
    ウジング内に回転自在に収納された雌雄のスクリューロ
    ータと、を備え、 前記ポンプハウジングと各スクリューロータとの間に両
    スクリューロータの噛合部分で互いに仕切られ両スクリ
    ューロータの回転により吸気口側から排気口側に移送さ
    れる複数の作動室を形成した真空ポンプにおいて、 前記雌雄のスクリューロータが、それぞれ、螺旋状の歯
    のリードが大きい吸気口側スクリュー部及び該吸気口側
    スクリュー部より螺旋状の歯のリードが小さい排気口側
    スクリュー部を結合してなり、 前記スクリューロータの噛合部分によって前記吸気口か
    ら遮断された作動室の圧力に応じて作動し、該作動室の
    気体を大気側に逃がして該作動室の圧力を所定圧力以下
    に調整する圧力逃がし弁が設けられたことを特徴とする
    真空ポンプ。
  2. 【請求項２】前記吸気口側スクリュー部とポンプハウジ
    ングの間に形成され前記噛合部分で仕切られる吸気側作
    動室と、前記排気口側スクリュー部とポンプハウジング
    の間に形成され前記噛合部分で仕切られる吐出側作動室
    との容積比が少なくとも４対１であることを特徴とする
    請求項１に記載の真空ポンプ。
  3. 【請求項３】前記圧力逃がし弁が、前記雌雄のスクリュ
    ーロータの噛合部分のうち隣り合う一対の噛合部分であ
    って前記吸気口側スクリュー部同士の噛合部分と前記排
    気口側スクリュー部同士の噛合部分との間に形成される
    作動室の圧力を調整する請求項１又は２に記載の真空ポ
    ンプ。
  4. 【請求項４】前記圧力逃がし弁が、複数の前記作動室に
    それぞれ設けられ、それら複数の圧力逃がし弁が、前記
    ポンプハウジングの周方向に配列されていることを特徴
    とする請求項３に記載の真空ポンプ。
  5. 【請求項５】前記圧力逃がし弁が所定のスクリューロー
    タに微小隙間を隔てて対向する弁体を含んで構成され、
    該弁体に、前記所定のスクリューロータの外周面に対し
    一定の微小隙間を隔てる湾曲面が形成された請求項１に
    記載の真空ポンプ。
  6. 【請求項６】前記圧力逃がし弁が所定のスクリューロー
    タに微小隙間を隔てて対向する弁体及び該弁体を前記所
    定のスクリューロータに向かって付勢する付勢手段を含
    み、該圧力逃がし弁の固有振動数が、前記所定のスクリ
    ューロータの単位時間当りの回転数と歯数との積より小
    さいことを特徴とする請求項１〜５のいずれかに記載の
    真空ポンプ。
  7. 【請求項７】前記圧力逃がし弁の大気側への解放通路に
    大気側から圧力逃がし弁側への逆流を阻止する逆止弁を
    設けたことを特徴とする請求項１〜６のいずれかに記載
    の真空ポンプ。
  8. 【請求項８】外部からの制御信号に応じて前記圧力逃が
    し弁を開弁方向及び閉弁方向に駆動する弁体駆動手段を
    設けたことを特徴とする請求項１に記載の真空ポンプ。
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Cited By (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
WO2003031821A1 (fr) * 2001-09-27 2003-04-17 Taiko Kikai Industries Co,. Ltd. Pompe a vide a vis
EP1536140A1 (en) * 2003-11-27 2005-06-01 Aisin Seiki Kabushiki Kaisha Multistage dry vacuum pump
WO2005124154A1 (ja) * 2004-06-15 2005-12-29 Kabushiki Kaisha Toyota Jidoshokki スクリュ式ポンプ及びねじ歯車
JP2009228596A (ja) * 2008-03-24 2009-10-08 Anest Iwata Corp 多段真空ポンプ及びその運転方法
KR102499490B1 (ko) * 2022-10-06 2023-02-13 윤홍태 펌프 진공 해제장치

Cited By (8)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
WO2003031821A1 (fr) * 2001-09-27 2003-04-17 Taiko Kikai Industries Co,. Ltd. Pompe a vide a vis
KR100602866B1 (ko) * 2001-09-27 2006-07-20 다이코 기카이 고교 가부시키가이샤 스크류식 진공 펌프
US7214036B2 (en) 2001-09-27 2007-05-08 Taiko Kikai Industries Co., Ltd. Screw type vacuum pump
EP1536140A1 (en) * 2003-11-27 2005-06-01 Aisin Seiki Kabushiki Kaisha Multistage dry vacuum pump
WO2005124154A1 (ja) * 2004-06-15 2005-12-29 Kabushiki Kaisha Toyota Jidoshokki スクリュ式ポンプ及びねじ歯車
JPWO2005124154A1 (ja) * 2004-06-15 2008-04-10 株式会社豊田自動織機 スクリュ式ポンプ及びねじ歯車
JP2009228596A (ja) * 2008-03-24 2009-10-08 Anest Iwata Corp 多段真空ポンプ及びその運転方法
KR102499490B1 (ko) * 2022-10-06 2023-02-13 윤홍태 펌프 진공 해제장치

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