JP2006009722A - Vacuum pump - Google Patents
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Abstract
Description
本発明は、偏心回転するロータと複数のピストンとによって吸排気を行うことを可能にした真空ポンプに関する。 The present invention relates to a vacuum pump that can perform intake and exhaust using a rotor that rotates eccentrically and a plurality of pistons.
従来からこの種の真空ポンプとしては、例えばハンケル式、スクロール式、ローリングピストン式、ベーン式等によるのものがある。これらはいずれもケーシング内に偏心配置にして収納するロータを有し、駆動源によるロータの回転、公転もしくは公転を伴った回転運動でケーシング内面とロータ外周間に形成される単一のポンプ室に体積変化を生じさせて繰り返し吸排気を行う単一の圧縮ステージによるものである。このとき圧縮行程に移ったポンプ室内の気体は排気孔から各排気孔に設けた逆止弁を通り、ドレインパイプを介して外部に放出される。また、従来の逆止弁として、ボールをスプリングで抑えて成るチェック弁構造によるものが使用されている。
しかしながら、従来における各種の真空ポンプでは、ケーシング内面とロータ外周間に形成される単一のポンプ室に体積変化を生じさせて吸排気を行う単一の圧縮ステージによる構成であるため、最大で2気筒でしか吸排気を行うことができないものとなり、したがって2気筒以上で同時に吸排気することができないものであった。また、従来の真空ポンプでは、駆動源に掛かる負荷が大きく、しかもピストン式の場合では樹脂製のピストンリングに掛かる負荷も大きくなってしまうものであった。さらに、従来の真空ポンプでは、加減圧の両方に対応できないものであるのに加えて、弁の構造が流体に使用できず、しかも高振動・高騒音となり、脈流も顕著であり、さらに発熱量も大きく伴うものとなる。また、従来のチェック弁は、ボールをスプリングで抑えて成るため、チェック弁自体から騒音が発生する等の諸々の問題点を有していた。 However, since various types of conventional vacuum pumps are configured by a single compression stage that performs intake and exhaust by causing a volume change in a single pump chamber formed between the inner surface of the casing and the outer periphery of the rotor. Intake and exhaust can be performed only in the cylinders, and therefore, intake and exhaust can be performed simultaneously in two or more cylinders. In the conventional vacuum pump, the load applied to the drive source is large, and in the case of the piston type, the load applied to the resin piston ring is also increased. In addition, conventional vacuum pumps cannot handle both pressure and pressure reductions, and the valve structure cannot be used for fluids. In addition, vibration and noise are high, pulsating flow is remarkable, and heat is generated. The amount is greatly accompanied. Further, the conventional check valve has various problems such as noise generated from the check valve itself because the ball is held by a spring.
そこで、本発明は、叙上のような従来存した諸事情に鑑み創出されたもので、単数の動力源によって複数のピストンの直線運動を可能にしたいわゆる複数の圧縮ステージによる構造とすることで、2気筒以上で同時に吸排気することができ、これによって短時間で高い真空度を得ることができ、しかも到達圧力を高めることができると共に、これら複数の圧縮ステージの種々の接続形態によって一台のポンプで真空度、排気量のスペック変更が容易に行えるものとし、また駆動源に掛かる負荷、樹脂製のピストンリングに掛かる負荷等を軽減でき、さらに加減圧の両方に対応もできるのに加えて、弁の構造が流体にも使用でき、しかも低振動・低騒音となり、脈流も少なく、さらに発熱量も少なくて済むものとなる真空ポンプを提供することを目的とする。 Therefore, the present invention was created in view of the existing circumstances as described above, and has a structure with a so-called multiple compression stage that enables linear movement of a plurality of pistons by a single power source. Simultaneous intake / exhaust of two or more cylinders enables high vacuum to be obtained in a short time, and the ultimate pressure can be increased, and one unit can be provided by various connection forms of the plurality of compression stages. In addition to being able to easily change the specifications of the degree of vacuum and displacement with this pump, it is possible to reduce the load on the drive source, the load on the resin piston ring, etc. To provide a vacuum pump with a valve structure that can be used for fluids, low vibration and noise, low pulsation, and low heat generation For the purpose.
上述した課題を解決するため、本発明にあっては、動力源と、動力源の出力軸が取り付けられ、偏心軸を有するクランク軸と、クランク軸の偏心軸に取り付けられるクランクリンクロータと、クランクリンクロータ外周の複数箇所に揺動可能となるように枢着された複数のコンロッドと、各コンロッドの先端にフリー回転可能となるように取り付けられたピストンと、各ピストンをスライド可能に収容するよう円周方向に沿って等間隔毎に配置された複数のシリンダ室を備え、各シリンダ室の開口端側を個別のチェック弁ヘッドの吸排気孔に連通させ、上側に配した排気側チェック弁、下側に配した吸気側チェック弁それぞれによって吸排気を行うものとしたシリンダ本体とを備えて成る真空ポンプにおいて、少なくとも或る一つのチェック弁ヘッドの排気孔を他のチェック弁ヘッドの吸気孔に接続したものである。 In order to solve the above-described problem, in the present invention, a power source, a crank shaft having an eccentric shaft to which an output shaft of the power source is attached, a crank link rotor attached to the eccentric shaft of the crank shaft, and a crank A plurality of connecting rods pivoted so as to be swingable at a plurality of locations on the outer periphery of the link rotor, a piston mounted to be freely rotatable at the tip of each connecting rod, and each piston slidably received Provided with a plurality of cylinder chambers arranged at equal intervals along the circumferential direction, the open end side of each cylinder chamber communicates with the intake and exhaust holes of individual check valve heads, the exhaust side check valve disposed on the upper side, the lower side At least one check in a vacuum pump comprising a cylinder body that performs intake and exhaust by each intake side check valve arranged on the side The exhaust hole of the head which are connected to the air inlet of the other check valve head.
あるいは、動力源と、動力源の出力軸に取り付けられた太陽歯車と、太陽歯車に噛合配置された複数の遊星歯車と、各遊星歯車の外周箇所に揺動可能となるように枢着された複数のコンロッドと、各コンロッドの先端にフリー回転可能となるように取り付けられたピストンと、各ピストンをスライド可能に収容するよう円周方向に沿って等間隔毎に配置された複数のシリンダ室を備え、各シリンダ室の開口端側を個別のチェック弁ヘッドの吸排気孔に連通させ、片側に配した排気側チェック弁、他側に配した吸気側チェック弁それぞれによって吸排気を行うものとしたシリンダ本体とを備えて成る真空ポンプにおいて、少なくとも或る一つのチェック弁ヘッドの排気孔を他のチェック弁ヘッドの吸気孔に接続したものとすることができる。 Alternatively, a power source, a sun gear attached to the output shaft of the power source, a plurality of planetary gears meshed with the sun gear, and pivotally mounted so as to be swingable at the outer peripheral portion of each planetary gear. A plurality of connecting rods, pistons attached to the tips of the connecting rods so as to be freely rotatable, and a plurality of cylinder chambers arranged at equal intervals along the circumferential direction so as to slidably accommodate each piston. Cylinders in which the open end side of each cylinder chamber is connected to the intake / exhaust hole of an individual check valve head, and intake / exhaust is performed by an exhaust side check valve disposed on one side and an intake side check valve disposed on the other side. In a vacuum pump comprising a main body, an exhaust hole of at least one check valve head may be connected to an intake hole of another check valve head.
円周方向に沿って等間隔毎に配置された複数のシリンダ室の或一つのチェック弁ヘッドの吸気孔が真空装置側に接続され、当該チェック弁ヘッドの排気孔が他のチェック弁ヘッドの吸気孔に接続され、当該他のチェック弁ヘッドの排気孔がさらに他のチェック弁ヘッドの吸気孔に接続されることが最終の他のチェック弁ヘッドまで繰り返されることによって構成することができる。 An intake hole of one check valve head of a plurality of cylinder chambers arranged at equal intervals along the circumferential direction is connected to the vacuum device side, and an exhaust hole of the check valve head is an intake air of another check valve head The exhaust hole of the other check valve head is further connected to the intake hole of the other check valve head until the final other check valve head is repeated.
また、チェック弁ヘッドは、円周方向に沿って六つが配置され、この内、互いに隣接する三つのチェック弁ヘッドの排気孔を、他の二つのチェック弁ヘッドの吸気孔に接続し、当該他の二つのチェック弁ヘッドの排気孔を、さらに他の一つのチェック弁ヘッドの吸気孔に同時に接続した構成とすることができる。 Further, six check valve heads are arranged along the circumferential direction, and among these, the exhaust holes of three check valve heads adjacent to each other are connected to the intake holes of the other two check valve heads. The exhaust holes of the two check valve heads can be connected to the intake holes of the other check valve head at the same time.
チェック弁ヘッドは、円周方向に沿って六つが配置され、この内、互いに隣接する四つのチェック弁ヘッドの排気孔を、他の一つのチェック弁ヘッドの吸気孔に同時に接続し、当該他の一つのチェック弁ヘッドの排気孔を、さらに他の一つのチェック弁ヘッドの吸気孔に接続した構成とすることができる。 Six check valve heads are arranged along the circumferential direction. Of these, the exhaust holes of four check valve heads adjacent to each other are simultaneously connected to the intake holes of the other check valve head, and the other check valve heads are connected. The exhaust hole of one check valve head may be connected to the intake hole of another check valve head.
チェック弁ヘッドは、円周方向に沿って六つが配置され、この内、互いに隣接する三つのチェック弁ヘッドの内の両側にあるチェック弁ヘッドの排気孔を、中央のチェック弁ヘッドの吸気孔に同時に接続して成るものを一対として構成することができる。 Six check valve heads are arranged along the circumferential direction. Of these, the check valve head exhaust holes on both sides of the three adjacent check valve heads are connected to the intake holes of the central check valve head. What is connected simultaneously can be comprised as a pair.
チェック弁ヘッドは、円周方向に沿って六つが配置され、この内、互いに隣接する二つのチェック弁ヘッドの内の一方のチェック弁ヘッドの排気孔を、他方のチェック弁ヘッドの吸気孔に接続したものを三組として構成することができる。 Six check valve heads are arranged along the circumferential direction, and one of the two check valve heads adjacent to each other is connected to the exhaust hole of one check valve head with the intake hole of the other check valve head. These can be configured as three sets.
チェック弁ヘッドは、円周方向に沿って六つが配置され、この内、或るチェック弁ヘッドの吸気孔が真空装置側に接続され、当該チェック弁ヘッドの排気孔が他のチェック弁ヘッドの吸気孔に接続され、当該他のチェック弁ヘッドの排気孔がさらに他のチェック弁ヘッドの吸気孔に接続されて成るものを一対としてなるものとすることができる。 Six check valve heads are arranged along the circumferential direction. Among them, an intake hole of a certain check valve head is connected to the vacuum apparatus side, and an exhaust hole of the check valve head is an intake air of another check valve head. A pair of the exhaust holes connected to the holes and the exhaust holes of the other check valve heads connected to the intake holes of the other check valve heads may be paired.
排気側チェック弁、吸気側チェック弁それぞれは、互いに合成樹脂製の弁座と弁押えの間に球体状の弁体が介挿されて成るものとすることができる。 Each of the exhaust side check valve and the intake side check valve can be formed by inserting a spherical valve element between a valve seat and a valve presser made of synthetic resin.
前記構造のシリンダ本体を複数段に重ね合わせて成るものとすることができる。 The cylinder body having the above-described structure can be formed by overlapping a plurality of stages.
以上のように構成された本発明に係る真空ポンプにあって、動力源の回転駆動によりクランク軸を介してクランクリンクロータが偏心回転すると、クランクリンクロータ外周にコンロッドを介して連繋されている複数のピストンそれぞれが所定のタイムラグを伴ってシリンダ本体のシリンダ室内を往復摺動する。あるいは、動力源の回転駆動により太陽歯車を介して周囲の遊星歯車が回転すると、各遊星歯車の外周にコンロッドを介して連繋されている複数のピストンそれぞれが所定のタイムラグを伴ってシリンダ本体のシリンダ室内を往復摺動する。このことにより、片側に配した排気側チェック弁、他側に配した吸気側チェック弁を有する複数のチェック弁ヘッドそれぞれによって個別に吸排気が行われる。 In the vacuum pump according to the present invention configured as described above, when the crank link rotor rotates eccentrically via the crankshaft by the rotational drive of the power source, a plurality of parts connected to the outer periphery of the crank link rotor via the connecting rod Each of the pistons slides back and forth in the cylinder chamber of the cylinder body with a predetermined time lag. Alternatively, when the surrounding planetary gears are rotated via the sun gear by the rotation drive of the power source, each of the plurality of pistons connected to the outer periphery of each planetary gear via the connecting rods has a predetermined time lag. Reciprocates in the room. Thus, intake and exhaust are individually performed by each of a plurality of check valve heads having an exhaust side check valve arranged on one side and an intake side check valve arranged on the other side.
このように単一の動力源によって、クランクリンクロータを偏心回転させるか、あるいは太陽歯車を介して周囲の遊星歯車を回転させるかすることで動力源の回転運動を複数のピストンの直線運動に変換させ、複数の圧縮ステージを形成させる。しかも、或る一つのピストンに対し、反対側に位置するピストンが同じベクトル方向のモーメントを有するため、動力源に掛かる負荷を軽減させる。 In this way, the rotary motion of the power source is converted into the linear motion of multiple pistons by rotating the crank link rotor eccentrically with a single power source or rotating the surrounding planetary gears via the sun gear. To form a plurality of compression stages. And since the piston located on the opposite side has the same vector direction moment with respect to a certain one piston, the load applied to the power source is reduced.
また、少なくとも或る一つのチェック弁ヘッドの排気孔を他のチェック弁ヘッドの吸気孔に接続することで、簡単により高い真空度を達成させ、しかも、一台の真空ポンプで真空度、排気量のスペック変更を可能にさせる。 Further, by connecting the exhaust hole of at least one check valve head to the intake hole of another check valve head, a higher degree of vacuum can be achieved easily, and the degree of vacuum and displacement can be achieved with a single vacuum pump. Allows specification changes.
さらに、互いに合成樹脂製の弁座と弁押えの間に球体状の弁体が介挿されて成る排気側チェック弁、吸気側チェック弁それぞれは、弁座、弁押えが合成樹脂製のため弁体に対する緩衝性を付与させ且つ密閉性を保持させる。 Furthermore, the exhaust-side check valve and the intake-side check valve, in which a spherical valve body is inserted between the valve seat and the valve presser made of synthetic resin, each have a valve seat and valve presser made of synthetic resin. Gives cushioning to the body and keeps it sealed.
複数段に重ね合わせて成るシリンダ本体は、装置全体の外形を大きくせずにピストン数を倍増可能とさせる。 The cylinder body formed by overlapping a plurality of stages makes it possible to double the number of pistons without increasing the overall outer shape of the apparatus.
本発明によれば、単数の動力源によって複数のピストンの直線運動を可能にしたいわゆる複数の圧縮ステージによる構造とすることで、2気筒以上で同時に吸排気することができ、これによって短時間で高い真空度を容易に得ることができ、しかも到達圧力を高めることができると共に、これら複数の圧縮ステージの種々の接続形態によって一台のポンプで真空度、排気量のスペック変更が容易に行えるものとし、また駆動源に掛かる負荷、樹脂製のピストンリングに掛かる負荷等を軽減でき、さらに加減圧の両方に対応もできるのに加えて、弁の構造が流体にも使用でき、しかも低振動・低騒音となり、脈流も少なく、さらに発熱量も少なくて済むものとすることができる。 According to the present invention, by adopting a structure with a plurality of compression stages that enables linear movement of a plurality of pistons by a single power source, intake and exhaust can be performed simultaneously in two or more cylinders, thereby shortening the time. A high degree of vacuum can be easily obtained, and the ultimate pressure can be increased, and the specifications of the degree of vacuum and displacement can be easily changed with a single pump by various connection forms of these multiple compression stages. In addition, the load on the drive source and the load on the resin piston ring can be reduced. In addition to being able to handle both pressure and pressure reduction, the valve structure can also be used for fluids and has low vibration and The noise can be reduced, the pulsating flow is small, and the calorific value is small.
また、弁構造自体が水密構造となっているため流体の吸排用としても使用できるものとなり、ミスト条件下でも使用が可能となる。しかも、或る一つのピストンに対し、反対側に位置するピストンが同じベクトル方向のモーメントを有するため動力源に掛かる負荷を軽減させることができ、したがって互いに対向するチェック弁ヘッド位置で吸気と排気の双方が同時に行われるに際し、対向配置したコンロッドの押し込み乃至引き出し動作が互いにバランス良く行えるものとなる。 Further, since the valve structure itself is a watertight structure, it can be used for fluid intake and discharge, and can be used even under mist conditions. In addition, the load on the power source can be reduced because the piston located on the opposite side has the same vector direction moment with respect to a certain piston, and therefore the intake and exhaust air can be reduced at the check valve head positions facing each other. When both are performed at the same time, the connecting / disconnecting operations of the connecting rods arranged opposite to each other can be performed in a balanced manner.
特に、少なくとも或る一つのチェック弁ヘッドの排気孔を他のチェック弁ヘッドの吸気孔に接続するに際し、チェック弁ヘッドの吸気孔が真空装置側に接続される1段階目、1段階目のチェック弁ヘッドの排気孔を他のチェック弁ヘッドの吸気孔に接続する2段階目、2段階目のチェック弁ヘッドの排気孔をさらに他のチェック弁ヘッドの吸気孔に接続する3段階目、…によって構成したので、簡単により高い真空度を達成させることができる。しかも、請求項4乃至7に記載の接続方法により、一台の真空ポンプで真空度、排気量のスペック変更が可能となる。 In particular, when connecting the exhaust hole of at least one check valve head to the intake hole of another check valve head, the first stage and the first stage of checking that the intake hole of the check valve head is connected to the vacuum device side By the second stage of connecting the exhaust hole of the valve head to the intake hole of the other check valve head, the third stage of connecting the exhaust hole of the second check valve head to the intake hole of the other check valve head,. Since it comprised, the higher degree of vacuum can be achieved easily. In addition, according to the connection method of the fourth to seventh aspects, it is possible to change the specifications of the degree of vacuum and the displacement with a single vacuum pump.
また、動力源の出力軸に取り付けられた太陽歯車と、太陽歯車に噛合配置された複数の遊星歯車と、各遊星歯車の外周箇所に揺動可能となるように枢着された複数のコンロッドとを備えたものとしたので、コンロッドの一つをクランクピンによってクランクリンクロータ外周の取付孔に対し非揺動となるように固定する必要が無くなり、このため、コンロッドの振れ幅が均一となる。 A sun gear attached to the output shaft of the power source; a plurality of planetary gears meshed with the sun gear; and a plurality of connecting rods pivotally mounted so as to be swingable at the outer peripheral portion of each planetary gear; Therefore, it is not necessary to fix one of the connecting rods so as not to swing with respect to the mounting hole on the outer periphery of the crank link rotor by the crank pin, so that the connecting rod has a uniform swing width.
さらに、互いに合成樹脂製の弁座と弁押えの間に球体状の弁体が介挿されて成る排気側チェック弁、吸気側チェック弁それぞれは、弁座、弁押えが合成樹脂製のため弁体に対する緩衝性を付与でき、しかも密閉性を保持することができ、これによって、弁体でもって弁座、弁押えそれぞれを叩くが如き騒音の発生を防止することができる。 Furthermore, the exhaust-side check valve and the intake-side check valve, in which a spherical valve body is inserted between the valve seat and the valve presser made of synthetic resin, each have a valve seat and valve presser made of synthetic resin. It is possible to provide cushioning to the body and to maintain the sealing property, thereby preventing the generation of noise such as hitting the valve seat and the valve presser with the valve body.
複数段に重ね合わせて成るシリンダ本体は、装置全体の外形を大きくせずにピストン数を倍増させることができ、しかも、スムーズな多段圧縮が可能となる。また、上下段で互いにピストンの動きを正反対にすることで動作のバランスが得られ、真空ポンプ全体の振動を極力抑えることができる。 A cylinder body formed by overlapping a plurality of stages can double the number of pistons without enlarging the outer shape of the entire apparatus, and enables smooth multistage compression. Moreover, the balance of operation is obtained by making the movements of the pistons opposite each other in the upper and lower stages, and the vibration of the entire vacuum pump can be suppressed as much as possible.
以下、図面を参照して本発明を実施するための最良の一形態を説明すると、図において示される符号1は、後述する偏心回転するクランクリンクロータ4と複数のピストン8とによって複数気筒で吸排気を行うことを可能にした真空ポンプであり、本形態においては、6気筒の場合について説明してあるが、本発明はこれによって限定されるものではなく、6気筒以外の複数気筒であっても良いことはもちろんである。
Hereinafter, the best mode for carrying out the present invention will be described with reference to the drawings.
すなわち、図2以下に詳しく示すように、真空ポンプ1は、例えばブラッシレスモータ等の単数の動力源2と、下側の中心軸孔に動力源2の出力軸2Aが取り付けられ、上側に偏心軸3Aを有するクランク軸3と、クランク軸3の偏心軸3Aに取り付けられる円板状のクランクリンクロータ4と、クランクリンクロータ4外周の複数箇所、例えば円周上の等間隔6箇所に形成された取付孔にクランクピン5を介して、一つを除くそれぞれが揺動可能となるように枢着された例えば6個のコンロッド6と、各コンロッド6の先端にピストンピン7を介してフリー回転可能となるように取り付けられた6個のピストン8と、各ピストン8をスライド可能に収容するよう円周方向に沿って等間隔毎に配置された6個のシリンダ室9を備え、各シリンダ室9の開口端側を個別のチェック弁ヘッド10の吸排気孔11に連通させ、上側に配した排気側チェック弁12A、下側に配した吸気側チェック弁12Bそれぞれによって吸排気を行うものとした略ドーナツ状のシリンダ本体13とから概ね構成されている。
That is, as shown in detail in FIG. 2 and subsequent figures, the
クランクリンクロータ4は、その中心孔部周囲を薄板円盤状に形成されており、この部分の円周上に沿って60°間隔毎に等間隔に形成された6個の取付孔それぞれにクランクピン5を介して、一つを除くそれぞれが揺動可能となるようにコンロッド6の一端側が枢着されている。このとき、クランクピン5の先端側をDカット形状にしてコンロッド6挿通後にクランクリンクロータ4の取付孔に先端側を嵌合させ、外周側面側からネジ17をねじ込んでDカット平面側を係止させることでクランクピン5とクランクリンクロータ4とが一体となるようにしてある。
The
また、6個のコンロッド6のうちの一つは、クランクリンクロータ4外周の取付孔に対し非揺動となるように、クランクピン5のコンロッド6挿通箇所にネジ部を形成し、これに対向してコンロッド6に形成されたネジ孔にクランクピン5のネジ部をねじ込むことによって固定されている。尚、この固定されるクランクピン5の頭部は、幅厚に形成され、中央には六角レンチ装着用の孔部が設けられることで、クランクピン5のねじ込み操作を容易にしている。
In addition, one of the six connecting
さらに、コンロッド6の他端側は、円柱形状のピストン8の後部平面側に形成された横長矩形状の凹部に嵌挿され、コンロッド6の他端側に形成されている孔部と、ピストン8の後部平面側の上下を貫通するように形成されている孔部とを合致させてから両孔部に長目のピストンピン7を貫挿し、上下に突出しているピストンピン7の両端部に形成されている環状溝部にE形止め輪18を嵌着することによって固定してある。
Furthermore, the other end side of the connecting
ピストン8の周面の前後二つの箇所にはOリング19を嵌装するための環状溝部19Aが形成されており、これらに嵌装されたにOリング19を介してシリンダ本体13の6個のシリンダ室9内で6個のピストン8それぞれが摺動可能となっている。これによって、当該各ピストン8は、前記コンロッド6による支持を加えた三点支持構造となっている。
An
シリンダ本体13は、全体形状が略ドーナツ状となって形成され、6個のピストン8に対向して6個のシリンダ室9が円周上に沿って60°間隔毎に等間隔に形成されている。そして、ドーナツ形状のシリンダ本体13の内周面側にシリンダ室9の一端開口側が配置され、外周面側にシリンダ室9の他端開口側が配置されている。前記ピストン8は内周面側のシリンダ室9一端開口側から挿入されている。
The
チェック弁ヘッド10は、各シリンダ室9の外側開口端側において、当該チェック弁ヘッド10に穿設されたT字型を呈する吸排気孔11の一方の孔側を臨ませるようにそれぞれ個別に配置されており、チェック弁ヘッド10の吸排気孔11に連通した上側の排気側チェック弁12A、下側の吸気側チェック弁12Bそれぞれに接続した、例えば塩ビパイプ製もしくはステンレスパイプ製等の配管41等によって吸排気を行うものとしてある。これら両チェック弁12A,12Bは、弁座20と弁押え21の間に円筒状のスペーサーカラー22を介装させ、これら各部材の内部に球体状の弁体23が挿入された構成となっている。
The check valve heads 10 are individually arranged on the outer opening end side of each
すなわち、排気側チェック弁12Aは、図6(a)、図6(b)に示すように、一端にナット形状のパイプ連結孔を有するパイプ体によって形成され、この他端開口部側に、先ず、合成樹脂製の薄板ドーナツ状の弁座20を嵌め込み、次に、金属製の円筒状のスペーサーカラー22を挿入し、さらに、弁体23を挿入してから、底面側にクロス状のスリット部21Aを穿設してある円形キャップ状の合成樹脂製の弁押え21をそれぞれ底面側から嵌め込んである。
That is, the exhaust-
一方、吸気側チェック弁12Bは、図6(c)、図6(d)に示すように、一端にナット形状のパイプ連結孔を有するパイプ体によって形成され、この他端開口部側に、先ず、底面側にクロス状のスリット部21Aを穿設してある円形キャップ状の合成樹脂製の弁押え21を底面側を外に向けて嵌め込み、次に、金属製の円筒状のスペーサーカラー22を挿入し、さらに、弁体23を挿入してから、合成樹脂製の薄板ドーナツ状の弁座20を嵌め込んである。
On the other hand, the intake
次に、上記した構成による真空ポンプのスペック変更方法について説明すると、本発明においては、ピストン8の数だけ圧縮ステージを作ることができるので、これらの接続方法によって一台の真空ポンプで真空度、排気量の変更が簡単に行えるようにしてある。具体的には、少なくとも或る一つのチェック弁ヘッド10の排気孔を他のチェック弁ヘッド10の吸気孔に例えば塩ビパイプ製もしくはステンレスパイプ製等の配管41等で接続することによって構成される。
Next, the method for changing the specifications of the vacuum pump having the above-described configuration will be described. In the present invention, as many compression stages as the number of
例えば、最大で6倍の排気量が望める6気筒の真空ポンプの場合、真空装置側から吸気するピストン8、すなわち不図示の真空装置側に直接吸気孔を配管41を介して接続してあるチェック弁ヘッド10のピストン8を1段階目のものとすると、この1段階目のピストン8(チェック弁ヘッド10)の数が、排気量を決定する。また、2段階目とは、1段階目のチェック弁ヘッド10の排気孔を他のチェック弁ヘッド10の吸気孔に配管41で接続した際の当該他のチェック弁ヘッド10のピストン8である。さらに、3段階目とは、2段階目のチェック弁ヘッド10の排気孔を他のチェック弁ヘッド10の吸気孔に配管41で接続した際の当該他のチェック弁ヘッド10のピストン8である。
For example, in the case of a six-cylinder vacuum pump that can expect a maximum six-fold displacement, a check is made by connecting a suction port directly to the
同様に、到達圧力を決定するのがステージ数(段階数)であり、6気筒の真空ポンプの場合、最大で6ステージまでとることができる。単純に6気筒の同数で段階を作った場合、後述するように1:1:1:1:1:1の6段階(図7,図8参照)、2:2:2の3段階と、3:3の2段階の3パターンとなる。 Similarly, the ultimate pressure is determined by the number of stages (number of stages). In the case of a six-cylinder vacuum pump, up to six stages can be taken. If the stages are simply made up of the same number of 6 cylinders, as described later, there are 6 stages of 1: 1: 1: 1: 1: 1 (see FIGS. 7 and 8), 3 stages of 2: 2: 2, There are three patterns of two stages of 3: 3.
しかし、1段階目のピストン8の数で排気量が決定されてしまうため、同じ2段階であっても、真空装置側から吸気するピストン8の数が多い、例えば図11に示すように、四つのチェック弁ヘッド10の吸気孔が真空装置側に配管41を介して接続され(1段階目×4)、1段階目のチェック弁ヘッド10の排気孔を他のチェック弁ヘッド10の吸気孔に配管41で接続した当該他のチェック弁ヘッド10が二つ(2段階目×2)ある4:2、あるいは五つのチェック弁ヘッド10の吸気孔が真空装置側に接続され(1段階目×5)、1段階目のチェック弁ヘッド10の排気孔を他のチェック弁ヘッド10の吸気孔に配管41で接続した当該他のチェック弁ヘッド10が一つ(2段階目×1)ある5:1の方が高排気が得られる。
However, since the displacement is determined by the number of
次に、具体的な接続方法について説明すると、6気筒の真空ポンプで1:1:1:1:1:1の場合は、図7、図8に示すように、一つのチェック弁ヘッド10の吸気孔が真空装置側に配管41を介して接続され(1段階目×1)、1段階目のチェック弁ヘッド10の排気孔を他のチェック弁ヘッド10の吸気孔に配管41で接続した当該他のチェック弁ヘッド10が一つ(2段階目×1)、2段階目のチェック弁ヘッド10の排気孔を他のチェック弁ヘッド10の吸気孔に配管41で接続した当該他のチェック弁ヘッド10が一つ(3段階目×1)…以後同様となる。
Next, a specific connection method will be described. In the case of 1: 1: 1: 1: 1: 1 with a 6-cylinder vacuum pump, as shown in FIG. 7 and FIG. The intake hole is connected to the vacuum device side via a pipe 41 (first stage × 1), and the exhaust hole of the first stage
また、図9に示すように、6気筒の真空ポンプで3:2:1の場合は、三つのチェック弁ヘッド10の吸気孔が真空装置側に配管41を介して接続され(1段階目×3)、1段階目のチェック弁ヘッド10の排気孔を他のチェック弁ヘッド10の吸気孔に配管で接続した当該他のチェック弁ヘッド10が二つ(2段階目×2)、2段階目のチェック弁ヘッド10の排気孔を他のチェック弁ヘッド10の吸気孔に配管41で接続した当該他のチェック弁ヘッド10が一つ(3段階目×1)となる。すなわち、六つのチェック弁ヘッド10の内、互いに隣接する三つのチェック弁ヘッド10の排気孔を、他の二つのチェック弁ヘッド10の吸気孔に配管41で接続し、当該他の二つのチェック弁ヘッド10の排気孔を、さらに他の一つのチェック弁ヘッド10の吸気孔に同時に配管41で接続した構成とする。
As shown in FIG. 9, in the case of 3: 2: 1 with a 6-cylinder vacuum pump, the intake holes of the three check valve heads 10 are connected to the vacuum device side via a pipe 41 (first stage × 3) Two other check valve heads 10 in which the exhaust holes of the
また、図10に示すように、6気筒の真空ポンプで4:1:1の場合は、四つのチェック弁ヘッド10の吸気孔が真空装置側に配管41を介して接続され(1段階目×4)、1段階目のチェック弁ヘッド10の排気孔を他のチェック弁ヘッド10の吸気孔に配管41で接続した当該他のチェック弁ヘッド10が一つ(2段階目×1)、2段階目のチェック弁ヘッド10の排気孔を他のチェック弁ヘッド10の吸気孔に配管41で接続した当該他のチェック弁ヘッド10が一つ(3段階目×1)となる。すなわち、六つのチェック弁ヘッド10の内、互いに隣接する四つのチェック弁ヘッド10の排気孔を、他の一つのチェック弁ヘッド10の吸気孔に同時に配管41で接続し、当該他の一つのチェック弁ヘッド10の排気孔を、さらに他の一つのチェック弁ヘッド10の吸気孔に配管41で接続した構成とする。
Further, as shown in FIG. 10, in the case of 4: 1: 1 with a 6-cylinder vacuum pump, the intake holes of the four check valve heads 10 are connected to the vacuum device side via a pipe 41 (first stage × 4) One other
また、図11に示すように、6気筒の真空ポンプで4:2の場合は、四つのチェック弁ヘッド10の吸気孔が真空装置側に配管41を介して接続され(1段階目×4)、1段階目のチェック弁ヘッド10の排気孔を他のチェック弁ヘッド10の吸気孔に配管41で接続した当該他のチェック弁ヘッド10が二つ(2段階目×2)ある。すなわち、六つのチェック弁ヘッド10の内、互いに隣接する三つのチェック弁ヘッド10の内の両側にあるチェック弁ヘッド10の排気孔を、中央のチェック弁ヘッド10の吸気孔に同時に配管41で接続した構成とする。
As shown in FIG. 11, in the case of 4: 2 with a 6-cylinder vacuum pump, the intake holes of the four check valve heads 10 are connected to the vacuum device side via a pipe 41 (first stage × 4). There are two (second stage × 2) other check valve heads 10 in which the exhaust holes of the first stage
また、上記した接続方法において、それぞれの吸気孔を配管41によって集管しないで、別々にバルブを設置させれば、この真空ポンプは、最大でピストン8の数だけ吸気孔を採ることができる。すなわち、1台の真空ポンプで複数台の機能を持たせることができ、設置場所や電源、モータ数、消費電力等あらゆる面でメリットがうまれる。例えば、図12に示すように、6気筒の内、チェック弁ヘッド10の二つずつを互いに接続して三組を独立させた1:1、1:1、1:1(吸気孔×3、排気孔×3)となるように配管41で接続すれば、2ステージのポンプが3台分得られることとなる。同様に、1:1:1、1:1:1とすれば3ステージのポンプが2台分得られることとなる。
Further, in the above connection method, if the respective intake holes are not collected by the
図13、図14には、他の実施の形態が示されており、前記した構造のシリンダ本体13を複数段に重ね合わせて、下段シリンダ本体13におけるチェック弁ヘッド10の排気孔を、上段シリンダ本体13におけるチェック弁ヘッド10の吸気孔に直列に接続してある。このとき、クランク軸3の回転中心からずらした突起状の偏心軸3Aは、当該クランク軸3の回転中心軸に対して互いに左右対称なズレ位置となるように当該偏心軸3Aの中央部分が段差状に屈曲しており、この中央部分を介して上下側にそれぞれクランクリンクロータ4を取り付けることで、上段シリンダ本体13と下段シリンダ本体13とのそれぞれのピストン7の動きが互いに正反対となるようにしてある。上下シリンダ本体13各部の構成は、既述の一段シリンダ本体13のそれと同一であるため説明を省略する。
FIGS. 13 and 14 show another embodiment, in which the
図15には、さらに他の実施の形態が示されており、前記した構造のシリンダ本体13において遊星ギア機構を採用してある。尚、ピストン8、シリンダ室9、チェック弁ヘッド10、配管41によるチェック弁ヘッド10の接続方法それぞれの構成は、上記した実施の形態と略同じであるため、その説明を省略する。すなわち、本実施の形態では、動力源2の出力軸には太陽歯車31が取り付けられ、該太陽歯車31にピストン8の数(6気筒)に対応したした複数(6個)の遊星歯車32が噛合配置されている。そして、各遊星歯車32の外周箇所(遊星歯車の回転中心から偏心した位置)に揺動可能となるようにコンロッド6がそれぞれ枢着され、各コンロッド6の先端にはフリー回転可能となるように前記したピストン8が連繋されている。こうすることで単一の動力源2によって回転する太陽歯車31を介して、周囲の遊星歯車32を従動回転させることで動力源2の回転運動を複数のピストン8の直線運動に変換させ、複数の圧縮ステージを形成させるものとなる。
FIG. 15 shows still another embodiment, and a planetary gear mechanism is employed in the
次に、本発明の構成による使用動作について説明すると、先ず動力源2が回転駆動すると、クランク軸3を介してクランクリンクロータ4が偏心回転する。このとき、クランクリンクロータ4外周にコンロッド6を介して連繋されている複数のピストン8それぞれが所定のタイムラグを伴ってシリンダ本体13のシリンダ室9内を往復摺動する。
Next, a use operation according to the configuration of the present invention will be described. First, when the
すなわち、図3乃至図5に示すように、動力源2の回転駆動によってクランク軸3を介してクランクリンクロータ4が偏心回転するに際し、複数のうち一つのピストン8(図3中左側の1番目のピストン8)がシリンダ室9内に最大限に押し込み摺動し、同時にこのピストン8に対向位置する反対側のピストン8(図3中右側の4番目のピストン8)がシリンダ室9内から最大限に引き出し摺動している状態を初期位置状態とする。
That is, as shown in FIGS. 3 to 5, when the
次に、この初期位置状態からクランクリンクロータ4が時計方向へ例えば120°だけ偏心回転した状態では、時計回転方向に沿って隣接配置した3番目のピストン8がシリンダ室9内に最大限に押し込み摺動し、同時にこのピストン8に対向位置する反対側の6番目のピストン8がシリンダ室9内から最大限に引き出し摺動する(図4参照)。
Next, when the
また、初期位置状態からクランクリンクロータ4が時計方向へ例えば240°だけ偏心回転した状態では、時計回転方向に沿って隣接配置した5番目のピストン8がシリンダ室9内に最大限に押し込み摺動し、同時にこのピストン8に対向位置する反対側の2番目のピストン8がシリンダ室9内から最大限に引き出し摺動する(図5参照)。
Further, in the state where the
このように単一の動力源2によってクランクリンクロータ4を偏心回転させることで動力源2の回転運動を複数のピストン8の直線運動に変換する。このとき或る一つのピストン8に対し、反対側に位置するピストン8が同じベクトル方向のモーメントを有するため、動力源2に掛かる負荷が軽減される。これにより上側に配した排気側チェック弁12A、下側に配した吸気側チェック弁12Bを有する複数のチェック弁ヘッド10それぞれによって個別のシリンダ室9毎に吸排気が行われるのである。
As described above, the
このとき、例えば図11に示すように、四つのチェック弁ヘッド10の吸気孔が真空装置側に接続され(1段階目×4)、1段階目のチェック弁ヘッド10の排気孔を他のチェック弁ヘッド10の吸気孔に接続した当該他のチェック弁ヘッド10が二つ(2段階目×2)ある4:2となるように接続するか、あるいは五つのチェック弁ヘッド10の吸気孔が真空装置側に接続され(1段階目×5)、1段階目のチェック弁ヘッド10の排気孔を他のチェック弁ヘッド10の吸気孔に接続した当該他のチェック弁ヘッド10が一つ(2段階目×1)ある5:1となるように接続することで、高排気が得られるものとなる。
At this time, for example, as shown in FIG. 11, the intake holes of the four check valve heads 10 are connected to the vacuum device side (first stage × 4), and the exhaust holes of the first
また、例えば、図12に示すように、6気筒の内、チェック弁ヘッド10の二つずつを互いに接続して三組を独立させた1:1、1:1、1:1(吸気孔×3、排気孔×3)となるように接続すれば、2ステージのポンプが3台分得られることとなる。同様に、1:1:1、1:1:1とすれば3ステージのポンプが2台分得られる。 Further, for example, as shown in FIG. 12, among the 6 cylinders, two sets of check valve heads 10 are connected to each other to make three sets independent: 1: 1, 1: 1, 1: 1 (intake hole × 3 and exhaust holes × 3), it is possible to obtain three 2-stage pumps. Similarly, if 1: 1: 1 and 1: 1: 1, two three-stage pumps can be obtained.
1 真空ポンプ
2 動力源
3 クランク軸
4 クランクリンクロータ
5 クランクピン
6 コンロッド
7 ピストンピン
8 ピストン
9 シリンダ室
10 チェック弁ヘッド
11 吸排気孔
12A 排気側チェック弁
12B 吸気側チェック弁
13 シリンダ本体
31 太陽歯車
32 遊星歯車
41 配管
DESCRIPTION OF
Claims (10)
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP2004189421A JP2006009722A (en) | 2004-06-28 | 2004-06-28 | Vacuum pump |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP2004189421A JP2006009722A (en) | 2004-06-28 | 2004-06-28 | Vacuum pump |
Publications (1)
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ID=35777232
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
JP2004189421A Pending JP2006009722A (en) | 2004-06-28 | 2004-06-28 | Vacuum pump |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
JP (1) | JP2006009722A (en) |
Cited By (2)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
TWI575158B (en) * | 2014-12-30 | 2017-03-21 | 馬爾蒂瓦克塞普哈根穆勒有限兩合公司 | Packaging machine with a fluid pump assembly and method of using the same |
WO2021200662A1 (en) * | 2020-03-31 | 2021-10-07 | 株式会社アドヴィックス | Positive displacement pressurizing/depressurizing pump |
-
2004
- 2004-06-28 JP JP2004189421A patent/JP2006009722A/en active Pending
Cited By (3)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
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TWI575158B (en) * | 2014-12-30 | 2017-03-21 | 馬爾蒂瓦克塞普哈根穆勒有限兩合公司 | Packaging machine with a fluid pump assembly and method of using the same |
US10569915B2 (en) * | 2014-12-30 | 2020-02-25 | Multivac Sepp Haggenmüller Se & Co. Kg | Packaging machine with a fluid pump assembly |
WO2021200662A1 (en) * | 2020-03-31 | 2021-10-07 | 株式会社アドヴィックス | Positive displacement pressurizing/depressurizing pump |
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