JP2001330155A - 真空ポンプにおける軸封構造 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】真空ポンプにおけるポンプ室への油侵入を確実
に防止すると共に、耐久性に優れた軸封構造を提供す
る。 【解決手段】リヤハウジング１４を貫通してギヤ収容室
３３１に突出する回転軸１９，２０の突出端部１９２，
２０２にはゴム製のリップシール４５，４６が配置され
ている。リップシール４５，４６は、回転軸１９，２０
の周面に摺接してシール作用をもたらす。回転軸１９，
２０を貫通させるリヤハウジング１４上の貫通孔１４
１，１４２に対応する回転軸１９，２０の周面にはラビ
リンスシール１９３，２０３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、回転軸の回転に基
づいてポンプ室内のガス移送体を動かし、前記ガス移送
体の動作によってガスを移送して吸引作用をもたらす真
空ポンプにおける軸封構造に関するものである。

【０００２】

【従来の技術】特開昭６０−１４５４７５号公報、特開
平２−１５７４９０号公報、特開平３−８９０８０号公
報、特開平６−１０１６７４号公報に開示される真空ポ
ンプでは、隣合って２個で組をなすロータが噛合した状
態で回転される。噛合しながら回転する２個のロータの
回転動作は、ガスを移送する。ロータの回転軸のうちの
一方は、モータから駆動力を得ており、他方の回転軸は
歯車機構を介して前記一方の回転軸から駆動力を得てい
る。

【０００３】歯車機構を収容するハウジング内には潤滑
油が貯留されており、この貯留油が歯車機構を潤滑す
る。この潤滑油がポンプ室へ洩れ出ないようにするた
め、特開昭６０−１４５４７５号公報の装置では、歯車
機構を収容する伝動室と作業室（本願でいうポンプ室）
とを隔てる仕切り壁を貫通する回転軸の貫通部位と仕切
り壁との間にラビリンスシールが設けられている。特開
平２−１５７４９０号公報の装置では、リップシールが
用いられている。特開平３−８９０８０号公報の装置で
は、軸受室と真空排気室との間に中間室を介在し、軸受
室と中間室とを隔てる隔壁を貫通する回転軸の貫通部位
と隔壁との間に非接触シール（ラビリンスシール）が設
けられている。特開平６−１０１６７４号公報の装置で
は、タイミングギヤの収容室とポンプ室とを隔てるハウ
ジング壁を貫通する回転軸の貫通部位とハウジング壁と
の間にリップシール及びラビリンスシールが設けられて
いる。

【０００４】

【発明が解決しようとする課題】しかし、リップシール
のみ、あるいはラビリンスシールのみでは油洩れを確実
に防止することは難しい。軸受室と真空排気室との間に
中間室を介在した構成では、中間室に洩れ出た潤滑油が
中間室に留めておくことができるが、中間室の存在が真
空ポンプの体格を大きくしてしまう。

【０００５】特開平６−１０１６７４号公報の装置で
は、ラビリンスシールがタイミングギヤの収容室側にあ
り、リップシールがポンプ室側にある。しかし、この配
置構成ではリップシールを十分に潤滑することができ
ず、リップシールの寿命が短くなる。

【０００６】本発明は、真空ポンプにおけるポンプ室へ
の油侵入を確実に防止すると共に、耐久性に優れた軸封
構造を提供することを目的とする。

【０００７】

【課題を解決するための手段】そのために本発明は、回
転軸の回転に基づいてポンプ室内のガス移送体を動か
し、前記ガス移送体の動作によってガスを移送して吸引
作用をもたらす真空ポンプを対象とし、請求項１の発明
では、油存在領域と前記ポンプ室とを隣接させると共
に、前記回転軸を貫通させる隔壁と、前記隔壁を貫通し
て前記油存在領域に突出する前記回転軸の突出部位の周
面上に配置された接触型シール手段と、前記回転軸を貫
通させる前記隔壁の貫通孔と、前記貫通孔に対応する前
記回転軸の周面の部位との間に介在された非接触型シー
ル手段とを備えた軸封構造を構成した。

【０００８】接触型シール手段は油存在領域側にあり、
非接触型シール手段はポンプ室側にある。接触型シール
手段は油存在領域内の油によって十分に潤滑される。接
触型シール手段と回転軸の周面との間から貫通孔側へ洩
れ出た油は、非接触型シール手段のシール作用によって
ポンプ室側への侵入を阻止される。

【０００９】請求項２の発明では、請求項１において、
前記接触型シール手段は、前記油存在領域内の油が前記
回転軸の周面に沿って前記貫通孔側へ洩れることを防止
するゴム製のリップシールとした。

【００１０】ゴム製のリップシールは、シール性能の高
い接触型シール手段である。請求項３の発明では、請求
項１及び請求項２のいずれか１項において、前記非接触
型シール手段は、前記回転軸の周面及び前記貫通孔の少
なくとも一方に設けられたラビリンスシールとした。

【００１１】ラビリンスシールは非接触型シール手段と
して最適である。請求項４の発明では、請求項１乃至請
求項３のいずれか１項において、前記油存在領域は、前
記回転軸を回転可能に支持するための軸受けを収容する
領域とした。

【００１２】軸受けは、油存在領域の油によって潤滑さ
れる。請求項５の発明では、請求項１乃至請求項４のい
ずれか１項において、前記真空ポンプは、複数の前記回
転軸を平行に配置すると共に、前記各回転軸上にロータ
を配置し、隣合う回転軸上のロータを互いに噛み合わ
せ、互いに噛み合った状態の複数のロータを１組として
収容する複数のポンプ室、又は単一のポンプ室を備えた
真空ポンプであり、複数の前記回転軸は、歯車機構を用
いて同期して回転され、前記油存在領域は、前記歯車機
構を収容する領域とした。

【００１３】歯車機構は、油存在領域の油によって潤滑
される。

【００１４】

【発明の実施の形態】以下、本発明をルーツポンプに具
体化した第１の実施の形態を図１〜図３に基づいて説明
する。

【００１５】図１（ａ）に示すように、多段ルーツポン
プ１１のロータハウジング１２の前端にはフロントハウ
ジング１３が接合されており、フロントハウジング１３
には封鎖体３６が接合されている。ロータハウジング１
２の後端にはリヤハウジング１４が接合されている。ロ
ータハウジング１２は、シリンダブロック１５と複数の
隔壁１６とからなる。図２（ｂ）に示すように、シリン
ダブロック１５は、一対のブロック片１７，１８からな
り、隔壁１６は一対の壁片１６１，１６２からなる。図
１（ａ）に示すように、フロントハウジング１３と隔壁
１６との間の空間、隣合う隔壁１６の間の空間、及びリ
ヤハウジング１４と隔壁１６との間の空間は、それぞれ
ポンプ室３９，４０，４１，４２，４３となっている。

【００１６】フロントハウジング１３とリヤハウジング
１４とには一対の回転軸１９，２０が軸受けであるラジ
アルベアリング２１，３７，２２，３８を介して回転可
能に支持されている。両回転軸１９，２０は互いに平行
に配置されている。回転軸１９，２０は隔壁１６に通さ
れている。

【００１７】回転軸１９には複数のロータ２３，２４，
２５，２６，２７が一体形成されており、回転軸２０に
は同数のロータ２８，２９，３０，３１，３２が一体形
成されている。ロータ２３〜３２は、回転軸１９，２０
の軸線１９１，２０１の方向に見て同形同大の形状をし
ている。ロータ２３，２４，２５，２６，２７の厚みは
この順に小さくなってゆくようにしてあり、ロータ２
８，２９，３０，３１，３２の厚みはこの順に小さくな
ってゆくようにしてある。ロータ２３，２８は互いに噛
合した状態でポンプ室３９に収容されており、ロータ２
４，２９は互いに噛合した状態でポンプ室４０に収容さ
れている。ロータ２５，３０は互いに噛合した状態でポ
ンプ室４１に収容されており、ロータ２６，３１は互い
に噛合した状態でポンプ室４２に収容されている。ロー
タ２７，３２は互いに噛合した状態でポンプ室４３に収
容されている。

【００１８】リヤハウジング１４にはギヤハウジング３
３が組み付けられている。回転軸１９，２０は、リヤハ
ウジング１４を貫通してギヤハウジング３３内に突出し
ており、各回転軸１９，２０の突出端部１９２，２０２
には歯車３４，３５が互いに噛合した状態で止着されて
いる。ギヤハウジング３３には電動モータＭが組み付け
られている。電動モータＭの駆動力は、軸継ぎ手１０を
介して回転軸１９に伝えられ、回転軸１９は、回転駆動
手段である電動モータＭによって図２（ａ），（ｂ），
（ｃ）の矢印Ｒ１の方向に回転される。回転軸２０は、
歯車３４，３５を介して電動モータＭから駆動力を得て
おり、回転軸２０は図２（ａ），（ｂ），（ｃ）の矢印
Ｒ２で示すように回転軸１９とは逆方向に回転する。

【００１９】歯車３４，３５からなる歯車機構を収容す
るギヤ収容室３３１内には潤滑油（図示略）が貯留され
ている。潤滑油は、歯車３４と一体的に回転する油かき
上げ体４４の回転動作によってかき上げられる。潤滑油
は、歯車３４，３５、ラジアルベアリング３７，３８を
潤滑する。

【００２０】図１（ａ）及び図２（ｂ）に示すように、
隔壁１６内には通路１６３が形成されている。図２
（ｂ）に示すように、隔壁１６には通路１６３の入口１
６４及び出口１６５が形成されている。隣合うポンプ室
３９，４０，４１，４２，４３は、通路１６３を介して
連通している。

【００２１】図２（ａ）に示すように、ブロック片１８
には導入口１８１がポンプ室３９に連通するように形成
されている。図２（ｃ）に示すように、ブロック片１７
には排出口１７１がポンプ室４３に連通するように形成
されている。導入口１８１からポンプ室３９に導入され
たガスは、ロータ２３，２８の回転によって隔壁１６の
入口１６４から通路１６３を経由して出口１６５から隣
のポンプ室４０へ移送される。以下、同様にガスは、ポ
ンプ室の容積が小さくなる順、即ちポンプ室４０，４
１，４２，４３の順に移送される。ポンプ室４３へ移送
されたガスは、排出口１７１から外部へ排出される。ロ
ータ２３〜３２は、ガスを移送するガス移送体である。

【００２２】図１（ａ），（ｂ）に示すように、回転軸
１９，２０の突出端部１９２，２０２にはゴム製のリッ
プシール４５，４６が配置されている。リップシール４
５，４６は、回転軸１９，２０の突出部位となる突出端
部１９２，２０２の周面に摺接してシール作用をもたら
す。図３に示すように、回転軸１９，２０を貫通させる
隔壁となるリヤハウジング１４上の貫通孔１４１，１４
２に対応する回転軸１９，２０の周面にはラビリンスシ
ール１９３，２０３が設けられている。

【００２３】第１の実施の形態では以下の効果が得られ
る。 （１-1）接触型シール手段であるリップシール４５，４
６は、油存在領域であるギヤ収容室３３１側にあり、非
接触型シール手段であるラビリンスシール１９３，２０
３はポンプ室４３側にある。ギヤ収容室３３１内の潤滑
油が回転軸１９，２０の周面に沿ってポンプ室４３側へ
洩れることを防止するリップシール４５，４６は、潤滑
油によって十分に潤滑される。ギヤ収容室３３１内の潤
滑油によるリップシール４５，４６の十分な潤滑は、リ
ップシール４５，４６の耐久性を向上する。

【００２４】リップシール４５，４６と回転軸１９，２
０の周面との間から貫通孔１４１，１４２側へ潤滑油が
洩れた場合にも、この洩れ油はラビリンスシール１９
３，２０３のシール作用によってポンプ室４３側への侵
入を阻止される。

【００２５】（１-2）ゴム製のリップシール４５，４６
は、回転軸１９，２０の周面に対する密接性に非常に優
れているが、潤滑油による潤滑がないと耐久性が極端に
低下する。潤滑油によって十分な潤滑を受けるゴム製の
リップシール４５，４６は、高い耐久性及び高いシール
性能の確保できる接触型シール手段である。

【００２６】（１-3）ラビリンスシール１９３，２０３
は、ガスに対してもシール性を有する。多段ルーツポン
プ１１の運転開始時にはポンプ室３９〜４３内は大気圧
よりも高くなる。ラビリンスシール１９３，２０３は、
ポンプ室４３からギヤ収容室３３１側への回転軸１９，
２０の周面に沿った排ガス洩れを防止する。油洩れ及び
排ガス洩れを共に防止するラビリンスシール１９３，２
０３は、非接触型シール手段として最適である。

【００２７】次に、図４の第２の実施の形態を説明す
る。第１の実施の形態と同じ構成部には同じ符号が付し
てある。貫通孔１４１，１４２の周面にはラビリンスシ
ール１４３，１４４が設けられている。ラビリンスシー
ル１４３，１４４は、第１の実施の形態におけるラビリ
ンスシール１９３，２０３と同じ役割を果たす。

【００２８】次に、図５の第３の実施の形態を説明す
る。第１の実施の形態と同じ構成部には同じ符号が付し
てある。貫通孔１４１に対応する回転軸１９の周面には
一対の螺旋溝１９４，１９５が形成されており、貫通孔
１４２に対応する回転軸２０の周面には一対の螺旋溝２
０４，２０５が形成されている。螺旋溝１９４の螺旋の
向きは、回転軸１９の回転方向Ｒ１に辿るにつれてギヤ
収容室３３１側からポンプ室４３側へ移行する向きとな
っている。螺旋溝１９５の螺旋の向きは、回転軸１９の
回転方向Ｒ１に辿るにつれてポンプ室４３側からギヤ収
容室３３１側へ移行する向きとなっている。螺旋溝２０
４の螺旋の向きは、回転軸２０の回転方向Ｒ２に辿るに
つれてギヤ収容室３３１側からポンプ室４３側へ移行す
る向きとなっている。螺旋溝２０５の螺旋の向きは、回
転軸２０の回転方向Ｒ２に辿るにつれてポンプ室４３側
からギヤ収容室３３１側へ移行する向きとなっている。
従って、螺旋溝１９４，２０４は、回転軸１９，２０の
回転に伴って流体をポンプ室４３側からギヤ収容室３３
１側へ移送するポンプ作用をもたらす。螺旋溝１９５，
２０５は、回転軸１９，２０の回転に伴って流体をギヤ
収容室３３１側からポンプ室４３側へ移送するポンプ作
用をもたらす。即ち、螺旋溝１９４，２０４は、リップ
シール４５，４６と回転軸１９，２０との周面との間か
ら洩れ出た潤滑油をギヤ収容室３３１側へ送り返す非接
触型シール手段となる。螺旋溝１９５，２０５は、ポン
プ室４３からギヤ収容室３３１側への回転軸１９，２０
の周面に沿った排ガス洩れを防止する非接触型シール手
段となる。

【００２９】螺旋溝１９４，１９５は、対でラビリンス
シール１９３と同様の役割を果たし、螺旋溝２０４，２
０５は、対でラビリンスシール２０３と同様の役割を果
たす。

【００３０】

【発明の効果】以上詳述したように本発明では、回転軸
の周面に沿った流体の洩れを防止するための接触型シー
ル手段及び非接触型シール手段のうち、接触型シール手
段を油存在領域側に配置すると共に、非接触型シール手
段をポンプ室側に配置したので、真空ポンプにおけるポ
ンプ室への油侵入を確実に防止すると共に、耐久性に優
れた軸封構造を構成し得るという優れた効果を奏する。

【図面の簡単な説明】

【図１】第１の実施の形態を示し、（ａ）は多段ルーツ
ポンプ１１全体の平断面図。（ｂ）は要部拡大平断面
図。

【図２】（ａ）は図１のＡ−Ａ線断面図。（ｂ）は図１
のＢ−Ｂ線断面図。（ｃ）は図１のＣ−Ｃ線断面図。

【図３】要部拡大平断面図。

【図４】第２の実施の形態を示す要部拡大平断面図。

【図５】第３の実施の形態を示す要部拡大平断面図。

【符号の説明】

１１…真空ポンプである多段ルーツポンプ。１４…隔壁
となるリヤハウジング。１４１，１４２…貫通孔。１
９，２０…回転軸。１９２，２０２…突出部位となる突
出端部。１４，１４４，１９３，２０３…非接触型シー
ル手段となるラビリンスシール。２３〜３２…ガス移送
体となるロータ。３３１…油存在領域となるギヤ収容
室。３４，３５…歯車機構を構成する歯車。３７，３８
…軸受けであるラジアルベアリング。３９〜４３…ポン
プ室。４５，４６…接触型シール手段となるリップシー
ル。

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (51)Int.Cl.⁷ 識別記号 ＦＩ テーマコート゛(参考） Ｆ０４Ｃ 27/00 ３３１ Ｆ０４Ｃ 27/00 ３３１ Ｆ１６Ｊ 15/447 Ｆ１６Ｊ 15/447 Ｆターム(参考） 3H003 AA05 AB07 AC01 AD03 BC01 BD02 BH00 CA01 CA02 CD01 CF04 3H029 AA06 AA15 AA18 AB01 AB06 BB16 CC20 3J042 AA03 AA12 BA01 CA10 DA20 3J043 AA16 BA07 CA02 CB13 DA07 HA04

Claims (5)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】回転軸の回転に基づいてポンプ室内のガス
   移送体を動かし、前記ガス移送体の動作によってガスを
   移送して吸引作用をもたらす真空ポンプにおいて、 油存在領域と前記ポンプ室とを隣接させると共に、前記
   回転軸を貫通させる隔壁と、 前記隔壁を貫通して前記油存在領域に突出する前記回転
   軸の突出部位の周面上に配置された接触型シール手段
   と、 前記回転軸を貫通させる前記隔壁の貫通孔と、前記貫通
   孔に対応する前記回転軸の周面の部位との間に介在され
   た非接触型シール手段とを備えた真空ポンプにおける軸
   封構造。
2. 【請求項２】前記接触型シール手段は、前記油存在領域
   内の油が前記回転軸の周面に沿って前記貫通孔側へ洩れ
   ることを防止するゴム製のリップシールである請求項１
   に記載の真空ポンプにおける軸封構造。
3. 【請求項３】前記非接触型シール手段は、前記回転軸の
   周面及び前記貫通孔の少なくとも一方に設けられたラビ
   リンスシールである請求項１及び請求項２のいずれか１
   項に記載の真空ポンプにおける軸封構造。
4. 【請求項４】前記油存在領域は、前記回転軸を回転可能
   に支持するための軸受けを収容する領域である請求項１
   乃至請求項３のいずれか１項に記載の真空ポンプにおけ
   る軸封構造。
5. 【請求項５】前記真空ポンプは、複数の前記回転軸を平
   行に配置すると共に、前記各回転軸上にロータを配置
   し、隣合う回転軸上のロータを互いに噛み合わせ、互い
   に噛み合った状態の複数のロータを１組として収容する
   複数のポンプ室、又は単一のポンプ室を備えた真空ポン
   プであり、複数の前記回転軸は、歯車機構を用いて同期
   して回転され、前記油存在領域は、前記歯車機構を収容
   する領域である請求項１乃至請求項４のいずれか１項に
   記載の真空ポンプにおける軸封構造。