JP2007126993A - 真空ポンプ - Google Patents

Abstract

【課題】本発明の目的は、軸受への適切な潤滑油供給により軸受及び回転軸の潤滑と冷却の性能向上を図ることのできる真空ポンプの提供にある。
【解決手段】ハウジング内に相互に噛合される一対のスクリュー型ロータ２１、３１の回転軸２５、３５を軸支する軸受４２、４３、５１、５２と、前記各回転軸内部に形成された油循環用通路としての油供給路４６、５５及び油回収路４８、５７と、該油循環用通路中に潤滑油５９を強制供給する油供給手段としてのトロコイドポンプ６２、６７とを備え、前記油供給手段により前記各軸受に潤滑油５９を供給し、前記各軸受の周辺に設けられた油逃し通路８２、８５、８８、９１を経由して、循環された潤滑油の一部を油貯留室５８に帰還させる真空ポンプにおいて、前記油循環用通路の前記各軸受側の出口と、前記各軸受の上部の開口４２ｃ、４３ｃ、５１ｃ、５２ｃとの間にカバー８０、８３、８６、８９を設ける。
【選択図】 図２

Description

本発明は、例えば半導体製造プロセス等において使用される真空ポンプに関する。

半導体製造設備等に用いられる真空ポンプとして、例えば、特許文献１に記載されたスクリュー型真空ポンプが知られている。
この特許文献１のスクリュー型真空ポンプは、ロータハウジング１１の内部に一対のスクリュー型ロータ２０、２１を備えている。このスクリュー型ロータ２０、２１はギヤケーシング１２に保持されたロータシャフト２４、２５にそれぞれ取り付けられ、ロータシャフト２４、２５の回転によって、外部空間の気体を吸い込み、圧縮し、外部に排気している。ロータシャフト２４は二つの軸受３０、３１によって保持されており、それぞれころがり軸受からなり、軸受３０はギヤケーシング１２の筒型部分３３に組み込まれており、軸受３１はギヤケーシング１２の下部の受け部分に保持されている。スクリュー型ロータ２１のロータシャフト２５も同様にギヤケーシング１２に保持されている。

ロータシャフト２４、２５の下端部は、下部ケーシング１２ｂのオイルパンに貯留された潤滑油の中に浸っている。そして、ロータシャフト２４、２５内には油供給孔５１、５２が軸心方向に向けて設けられており、ロータシャフト２４、２５の途中まで延びて、ロータシャフト２４の軸受３０及びロータシャフト２５の軸受に対応する位置に出口ポートを有している。又、それぞれの軸受に供給された潤滑油の油戻り孔５３が、軸受の外周部のロータシャフト２４、２５を保持している筒型部分３３に設けられており、油戻り孔５３はオイルパンに繋がっている。

以上の構成を持つスクリュー型真空ポンプにおいて、ロータシャフト２４、２５の回転に伴い、オイルパンに貯留された潤滑油が各ロータシャフト２４、２５に設けられている油供給孔５１、５２を通ってロータシャフト２４の軸受３０及びロータシャフト２５の軸受に導かれる。上記特許文献１には明確に記載されていないが、図示された構成から考えて潤滑油は次のような経路を辿ると考えられる。軸受に供給された潤滑油は、軸受内へ入って行くものと、油戻り孔５３の方へ流れるものと分岐し、軸受内へ入った潤滑油は軸受の潤滑と冷却を行った後、ロータシャフト２４、２５とギヤケーシング１２の間の隙間を通ってオイルパンに帰還する。一方、油戻り孔５３の方へ流れる潤滑油は、そのまま直接オイルパンに帰還する。
特開平５−１６４０７６号公報（第３−５頁、図１）

しかし特許文献１で開示された技術では、油供給孔５１、５２を通って軸受３０に供給された潤滑油のうち、一部の潤滑油は油戻り孔５３の方に流れるが、残りのかなりの部分は油戻り孔５３の方へ流れず、軸受３０上に滞留してしまう。軸受３０上に滞留した潤滑油は軸受３０の上側（軸受３０からみて、油供給孔５１、５２の出口ポートがある側）の開口より直接軸受３０内に入り、その結果、軸受３０内でも潤滑油の滞留が生じる。軸受３０内で潤滑油の滞留が生じると、軸受３０内で潤滑油が攪拌され、軸受３０において剪断熱が発生する。その結果、ロータシャフト２４、２５の駆動トルクの増加及び温度上昇を招いてしまう問題がある。

本発明は上記の問題点に鑑みてなされたもので、本発明の目的は、軸受への適切な潤滑油供給により軸受及び回転軸の潤滑と冷却の性能向上を図ることのできる真空ポンプの提供にある。

上記課題を達成するため、請求項１記載の発明は、ハウジング内に相互に噛合される一対のスクリュー型ロータの回転軸を軸支する軸受と、前記回転軸内部又は周辺部に形成された油循環用通路と、該油循環用通路中に潤滑油を強制供給する油供給手段とを備え、前記油供給手段により前記軸受に潤滑油を供給し、前記軸受の周辺に設けられた油逃し通路を経由して、循環された潤滑油の一部を油貯留室に帰還させる真空ポンプにおいて、前記油循環用通路の前記軸受側の出口と、前記軸受の開口との間にカバーを設けることを特徴とする。
請求項１記載の発明によれば、油循環用通路を通って軸受に強制供給された潤滑油のうち、一部の潤滑油は油逃し通路の方に流れるが、残りのかなりの部分は油逃し通路の方へ流れず、軸受上に滞留してしまう。しかし、油循環用通路の軸受側の出口と、軸受の開口との間にカバーが設けられているので、軸受上に滞留した潤滑油が軸受の開口を通って直接軸受内に入って行くことによる軸受内での潤滑油の滞留を防止でき、回転軸の駆動トルクの増加及び温度上昇を抑えることができる。よって、軸受への適切な潤滑油供給が可能となり、回転軸及び軸受の潤滑と冷却の性能向上を図ることができる。

請求項２記載の発明は、請求項１に記載の真空ポンプにおいて、前記油逃し通路は、少なくとも前記軸受の外周側に設けられ、前記カバーは前記回転軸と一体回転可能に該回転軸に固定されていることを特徴とする。
請求項２記載の発明によれば、カバーは回転軸に固定され回転軸と共に高速回転することにより、カバー上で滞留している潤滑油は、遠心力の作用を受けて周辺に飛散し、少なくとも軸受の外周側に設けられている油逃し通路の方へと速やかに移動する。従って、カバー上で滞留している潤滑油が軸受の開口より軸受内へ直接入って行くのを防止できる。

請求項３記載の発明は、請求項１に記載の真空ポンプにおいて、前記カバーの外周部をハウジングに固定させることを特徴とする。
請求項３記載の発明によれば、カバーの外周部がハウジングに固定されているので、軸受の開口を覆うカバーの位置精度を正しく保つことができる。

請求項４記載の発明は、請求項１〜３のいずれか一項に記載の真空ポンプにおいて、前記カバーは、前記軸受内に潤滑油を供給する潤滑孔を有していることを特徴とする。
請求項４記載の発明によれば、カバーに形成された潤滑孔を通って軸受内に潤滑油が導入されるので、軸受内への潤滑油の供給を増やすことができる。又、潤滑孔の孔径の大きさや、潤滑孔の個数を変えることにより、軸受内への潤滑油の供給量を適宜調整できる。

本発明によれば、カバーの設置により軸受への適切な潤滑油供給が可能となり、回転軸及び軸受の駆動トルク増加及び温度上昇を防止でき、潤滑と冷却の性能向上を図ることが可能となる。

（第１の実施形態）
以下、この発明の実施形態に係る真空ポンプを図１〜図３に基づいて説明する。
この実施形態の真空ポンプは、半導体製造に用いられる縦置き式のスクリュー型真空ポンプ（以下、単に「真空ポンプ」と呼ぶ）であり、図１においてその一例を示している。
図１に示されるように、この実施形態の真空ポンプは、上部ハウジング１１と、ロータハウジング１２と、下部ハウジング１３とにより構成されるハウジング１４を備え、ハウジング１４により真空ポンプの外殻が形成されている。

具体的には、ロータハウジング１２の上端に上部ハウジング１１が接合され、ロータハウジング１２の下端には下部ハウジング１３が接合されている。上部ハウジング１１には圧縮性流体を吸入するための吸入口１５がハウジング１４内と連通するように形成されており、下部ハウジング１３には圧縮性流体を吐出するための吐出口１６がハウジング１４内と連通するように備えられている。
なお、下部ハウジング１３は側方（吐出口１６とは反対側）へ向けて延設される延設部１３ａを備えており、延設部１３ａ上に駆動源としての駆動モータ１７が設置されている。さらに、この下部ハウジング１３の下端には、延設部１３ａを含む下部ハウジング１３を下方から覆うギヤケース１８が接合されている。

このハウジング１４内には、図２に示されるように、相互に噛合するスクリュー型の雄ロータ２１と雌ロータ３１が収容され、この両ロータ２１、３１とハウジング１４により作動室５０が形成されている。
雄ロータ２１には吐出口１６側から吸入口１５側へ向かう挿入孔２２が備えられ、この挿入孔２２よりも小径の連結孔２３が挿入孔２２から上方へ延長して形成されている。
雄ロータ２１の連結孔２３に対して下部ハウジング１３を貫く回転軸２５が嵌挿されており、雄ロータ２１と回転軸２５は止板２６と連結用ボルト２７により互いに連結されている。このため、雄ロータ２１は回転軸２５と一体的に回転される関係にある。
同様に、図２に示される雌ロータ３１も挿入孔３２、連結孔３３を備え、止板３６と連結用ボルト３７を介して回転軸３５と連結されている。

下部ハウジング１３には、両ロータ２１、３１のそれぞれの挿入孔２２、３２内に挿入された一対の筒状の軸保持体２８、３８が接合されている。図２のとおり両軸保持体２８、３８の基部側７２で互いに繋がって一体化されている。
この実施形態では、軸保持体２８、３８は下部ハウジング１３に対して基部側７２で固定用ボルト４１により固定されている。
そして、軸保持体２８の外周面は雄ロータ２１の挿入孔２２の内周面に対して僅かな間隙を以って臨む状態にあり、軸保持体３８の外周面も雌ロータ３１の挿入孔３２の内周面に対して僅かな間隙を以って臨む状態にある。

一方、軸保持体２８の中心には軸方向に貫かれた貫通孔２９が形成され、この貫通孔２９には雄ロータ２１側の回転軸２５が挿通されている。
回転軸２５と軸保持体２８との間には、回転軸２５を軸支する軸受が回転軸２５の上方及び下方にそれぞれ介装されている。本実施形態では軸受として、転がり軸受を用いており、上方の転がり軸受を端部側軸受４２とし、下方の転がり軸受を基部側軸受４３としている。
軸保持体２８の上端側には貫通孔２９の径より大きく設定されている上部拡径孔２９ａが貫通孔２９に続いて設けられている。
そして、上部拡径孔２９ａにおいて回転軸２５と軸保持体２８との間に、端部側軸受４２が介装されている。この端部側軸受４２上には、後で詳細に説明するカバー８０が取り付けられており、カバー８０は回転軸２５に嵌め込み固定されている。

さらに端部側軸受４２の端部側（上側）で、回転軸２５と軸保持体２８との間に、シール部材３０が介装されている。
さらに、軸保持体２８の下端側には、貫通孔２９の径より大きく設定されている下部拡径孔２９ｂが貫通孔２９に続いて設けられ、下部拡径孔２９ｂにおいて前記基部側軸受４３が回転軸２５と軸保持体２８の間に介装されている。この基部側軸受４３上には、上記端部側軸受４２の場合と同様に、カバー８３が取り付けられており、カバー８３は回転軸２５に嵌め込み固定されている。

これらの端部側軸受４２及び基部側軸受４３は軸保持体２８に対して回転軸２５が回転自在と成すために備えられている軸受である。
この実施形態では、端部側軸受４２及び基部側軸受４３共に、単列の転がり軸受を２個並設した構成となっている。
これらの端部側軸受４２及び基部側軸受４３が介装されていることにより、回転軸２５の外周面と軸保持体２８の貫通孔２９の内周面との間には僅かな間隙が形成され、この間隙は後述する潤滑油の油回収路４８を形成している。

一方、回転軸２５内部には軸芯を通る長管路４４が形成されており、この長管路４４は回転軸２５の下端から端部側軸受４２にほぼ対応する位置に達しており、長管路４４の上端は端部側軸受４２の上方に連絡する短管路４５が接続されている。この短管路４５は、回転軸２５の軸心方向に対し直角に水平な方向に向かって形成されており、端部側軸受４２側に２箇所の出口４５ａを有している。この出口４５ａは、油循環用通路の端部側軸受４２側の出口に相当する。
この長管路４４と短管路４５は、潤滑油を端部側軸受４２へ供給する油供給路４６を構成している。そして、この回転軸２５内部に形成された油供給路４６と回転軸２５の周辺部に形成された油回収路４８とで油循環用通路が形成されている。又、端部側軸受４２及び基部側軸受４３の周辺で外周側の軸保持体２８には、油逃し通路８２、８５がそれぞれ設けられている。
ここまで、雄ロータ２１側の軸保持体２８、回転軸２５、軸受４２、４３等の各要素について説明したが、雌ロータ３１側の各要素は雄ロータ２１の各要素と基本的に同じ構成となっている。

ここで、雄ロータ２１について詳述すると、雄ロータ２１における歯２４は、雄ロータ２１の上端側から下端側へ向けて螺旋状に形成されており、図２に示されるように、上端側から下端側へ向かうのにしたがい歯２４のリード角が減少している。他方、雌ロータ３１における歯溝３４は、雄ロータ２１の歯２４に対応するように形成されている。
このように、各ロータ２１、３１は徐変タイプあるいは徐変式と称されるスクリュー型ロータとなっている。

ところで、雄ロータ２１の回転軸２５は下部ハウジング１３を貫通し、回転軸２５の下端は突出端としてギヤケース１８内に突出しているが、この回転軸２５のギヤケース１８内の位置には、同期ギヤ４７が取り付けられている。
一方、雌ロータ３１の回転軸３５も同様に下部ハウジング１３を貫通し、回転軸３５の下端は突出端としてギヤケース１８内に突出しているが、この回転軸３５のギヤケース１８内の位置には、同期ギヤ５６が取り付けられており、両同期ギヤ４７、５６は互いに噛合する状態にある。

そして、雄ロータ２１側の同期ギヤ４７には噛合する中間ギヤ４９がギヤケース１８内に備えられ、この中間ギヤ４９は駆動モータ１７の駆動軸１９に備えられる駆動ギヤ２０とギヤケース１８内において噛合している。又、同期ギヤ４７、５６側と駆動ギヤ２０側は、隔壁１８ａによって仕切られている。（図１参照）
そして、両同期ギヤ４７、５６が収容されるギヤケース１８内の下端部には、油貯留室５８が形成されており、この油貯留室５８に潤滑油５９が貯留されている。

回転軸２５の下端が突出するギヤケース１８の底壁には、円筒状の突起部６０が内側に向けて形成されており、この突起部６０には有底丸孔６０ａが形成されている。そして、この有底丸孔６０ａに油循環用通路中に潤滑油を強制供給する油供給手段としてのトロコイドポンプ６２が取り付けられている。
トロコイドポンプ６２は、インナーロータ６３とアウターロータ６４とを備え、インナーロータ６３は回転軸２５の軸端部に嵌め合い固定されており、回転軸２５と一体回転可能となっている。また、アウターロータ６４の外周面は、有底丸孔６０ａに嵌合し回転可能となっている。インナーロータ６３が回転駆動されると、これによりアウターロータ６４が回転し、潤滑油が両ロータ間に挟まれて搬送される。

又、トロコイドポンプ６２には、油吸入部６５と油吐出部６６が形成されており、油吸入部６５は油貯留室５８に連通し、油貯留室５８に貯留されている潤滑油５９を両ロータ６３、６４側に吸い込む。又、油吐出部６６は回転軸２５内に設けられている油供給路４６に連通されており、油吐出部６６より吐出された潤滑油５９を油供給路４６に供給できるようになっている。
一方、図２に示すように、回転軸３５の下端が突出するギヤケース１８の底壁については、回転軸２５の下端の場合と同じ構成となっており、油循環用通路中に潤滑油を強制供給する油供給手段としてのトロコイドポンプ６７が取り付けられている。トロコイドポンプ６７の詳細構成は上記トロコイドポンプ６２と同等である。

図３に示すように、端部側軸受４２は、同じ型式の上部軸受４２ａと下部軸受４２ｂとからなり、それぞれ内輪７３と外輪７４とその間にある転動体（玉）と保持器とから構成されている。内輪７３は回転軸２５と嵌合され、回転軸２５と一体回転する。外輪７４は軸保持体２８に形成されている上部拡径孔２９ａに嵌合され固定されている。この実施形態で用いている軸受は、シールドされていない開放型を用いており、端部側軸受４２ａ、４２ｂはそれぞれ上下に開口４２ｃ、４２ｄを有し、内輪７３と外輪７４との間に保持されている転動体が上下に露出している。開口４２ｃ、４２ｄは内輪７３と外輪７４との間の隙間により構成される。

カバー８０は、円板状の平板で形成され、その中心に貫通孔８０ａを有している。カバー８０の貫通孔８０ａを回転軸２５に挿通し嵌合することにより、カバー８０は回転軸２５に固定され、回転軸２５と一体回転可能となっている。又、カバー８０は、回転軸２５の軸内に設けられている油供給路４６を構成する短管路４５の端部側軸受４２側の出口４５ａと、上部軸受４２ａの上部の開口４２ｃとの間に設けられており、上部軸受４２ａの上部の開口４２ｃを覆うように取り付けられている。ここで、短管路４５の端部側軸受４２側の２箇所の出口４５ａが、油循環用通路の軸受側の出口に相当する。又、カバー８０によって上部軸受４２ａの上部の開口４２ｃが塞がれているが、カバー８０と軸受４２ａとの間には若干の隙間が開いており、上部軸受４２ａの上部の開口４２ｃはカバー８０によって完全には塞がれていない。カバー８０の径は、上部拡孔径２９ａの内径より小さく設定されている。

回転軸２５を中心として上部軸受４２ａとシール部材３０と上部拡径孔２９ａの内壁とで囲まれた空間は、油溜まり空間８１を形成しており、油溜まり空間８１は短管路４５の端部側軸受４２側の出口４５ａに臨む位置にある。又、端部側軸受４２の周辺の軸保持体２８には、油逃し通路８２が設けられている。油逃し通路８２は、図３（ｂ）に示すように、端部側軸受４２の周辺かつ外周側に３箇所設けられている。該油逃し通路８２は、油溜まり空間８１と回転軸２５の外周面と軸保持体２８の貫通孔２９の内周面との隙間により形成されている油回収路４８とを連通させている。

基部側軸受４３の周辺構成については、上記端部側軸受４２の場合と同様に、カバー８３が回転軸２５に嵌合固定され、上部軸受４３ａの上部の開口４３ｃを覆うように取り付けられている。そして、回転軸２５を中心として上部軸受４３ａと下部拡径孔２９ｂの内壁とで囲まれた空間は油溜まり空間８４を形成し、基部側軸受４３の周辺部で、軸保持体２８には、油逃し通路８５が形成されている。油逃し通路８５は油溜まり空間８４と油貯留室５８とを連通させている。ここで、油回収路４８の基部側軸受４３側の出口４８ａが、油循環用通路の軸受側の出口に相当し、カバー８３はこの基部側軸受４３側の出口４８ａと、上部軸受４３ａの上部の開口４３ｃとの間に設けられている。（図２参照）

ここまで、雄ロータ２１側の回転軸２５を保持する端部側軸受４２及び基部側軸受４３の周辺構成について説明したが、雌ロータ３１側の回転軸３５を保持する端部側軸受５１及び基部側軸受５２の周辺構成についても基本的には同じ構成である。

次に、この実施形態に係る真空ポンプについて作用説明する。
まず、駆動モータ１７が回転されると、駆動モータ１７の回転力は駆動ギヤ２０、中間ギヤ４９を介して雄ロータ２１側の同期ギヤ４７に伝達される。同期ギヤ４７の回転により、同期ギヤ５６は同期ギヤ４７と同期回転し、回転軸２５、３５とともに各ロータ２１、３１が回転する。両ロータ２１、３１の回転により雄ロータ２１の歯２４と雌ロータ３１の歯溝３４とが噛み合い、吸入口１５から圧縮性流体が作動室５０内に吸引される。
作動室に吸引された圧縮性流体は両ロータ２１、３１により圧縮されつつ吐出口１６へ向けて移送されて吐出口１６から吐出される。
部屋あるいは容器などの閉空間と吸入口１５が接続されている場合は、これらの閉空間の雰囲気を真空状態とすることができる。

一方、真空ポンプが運転状態にあるときは、回転軸２５、３５は互いに反対方向へ高速回転されている。
先ず回転軸２５について説明すると、回転軸２５の下側軸端部に取り付けられたトロコイドポンプ６２のポンプ作用により、油貯留室５８に貯留されている潤滑油５９を油吸入部６５より吸入し、油吐出部６６より吐出する。吐出された潤滑油５９は油吐出部６６と連通された回転軸２５の長管路４４の下端から長管路４４内に流れ込み、上方に流れ、短管路４５に達し、短管路４５の出口４５ａより端部側軸受４２の上方の油溜まり空間８１の方へ供給される。

油溜まり空間８１に供給された潤滑油５９は、上部軸受４２ａの上部の開口４２ｃを覆うように回転軸２５に取り付けられているカバー８０上に滞留し、カバー８０上に滞留した潤滑油５９のうち全部が上部軸受４２ａ内へ直接入って行くことはない。カバー８０が回転軸２５と共に高速回転しているので、カバー８０上で滞留している潤滑油５９は、カバー８０上で、遠心力の作用を受けて外周（軸保持体２８の内周面）に向かって飛散する。飛散した潤滑油５９の一部は、カバー８０と上部軸受４２ａとの間の隙間を介して、上部の開口４２ｃを通って上部軸受４２ａ及び下部軸受４２ｂ内に入って行き、上部軸受４２ａ及び下部軸受４２ｂの潤滑と冷却を行う。そして、下部軸受４２ｂの下部の開口４２ｄより下部軸受４２ｂ外に排出され、回転軸２５の外周面と軸保持体２８の貫通孔２９の内周面との隙間により形成される油回収路４８を下方に移動する。
一方、上部軸受４２ａ内へ入って行かない残りの殆どの潤滑油５９は、上部軸受４２ａ及び下部軸受４２ｂの周辺に設けられている油逃し通路８２を通って油回収路４８の方へ速やかに移動する。

油回収路４８を下方に移動する潤滑油５９は、油回収路４８中で回転軸２５及び軸保持体２８の冷却を行い、油回収路４８と連通し基部側軸受４３の上方の油溜まり空間８４の方へ供給される。供給された潤滑油５９は、上部軸受４３ａの上部の開口４３ｃを覆うように取り付けられているカバー８３上に滞留し、カバー８３上に滞留した潤滑油５９の全部が上部軸受４３ａ内へ直接入って行くことはない。カバー８３上で滞留している潤滑油５９は、カバー８３が回転軸２５に固定され回転軸２５と共に高速回転しているので、遠心力の作用を受けてカバー８３の外周側へと飛散する。
飛散した潤滑油５９の一部は、カバー８３と上部軸受４３ａの間の隙間を介して上部の開口４３ｃを通って上部軸受４３ａ内に入って行き、上部軸受４３ａ及び下部軸受４３ｂの潤滑と冷却を行う。そして、下部軸受４３ｂの下部の開口４３ｄより下部軸受４３ｂ外に排出され、ギヤケース１８内の油貯留室５８に回収される。

一方、上部軸受４３ａ及び下部軸受４３ｂ内へ入って行かない残りの殆どの潤滑油５９は、上部軸受４３ａ及び下部軸受４３ｂの外周側に設けられている油逃し通路８５を通ってギヤケース１８内の油貯留室５８に回収される。なお、油貯留室５８に回収された潤滑油５９は、回収途中で同期ギヤ４７を経由することによって、同期ギヤ４７の潤滑も行う。
そして、再び油貯留室５８よりトロコイドポンプ６２へ移送され、上記と同じ動作を繰り返す。
次に雌ロータ３１側の回転軸３５については、回転軸２５の場合と同様であり、トロコイドポンプ６７により油供給路５５を流れる潤滑油５９は、油供給路５５の端部側軸受５１側の出口５４ａと、端部側軸受５１の上部の開口５１ｃとの間にカバー８６が設けられているので、一部は端部側軸受５１へ供給され、端部側軸受５１の潤滑と冷却を行う。残りの潤滑油５９は、油逃し通路８８を通って油回収路５７へ移動する。油回収路５７を通る潤滑油５９により、回転軸３５及び軸保持体３８が冷却される。油回収路５７を経由した潤滑油５９は基部側軸受５２に到り、油回収路５７の基部側軸受５２側の出口５７ａと、基部側軸受５２の上部の開口５２ｃとの間にカバー８９が設けられているので、一部は基部側軸受５２の潤滑と冷却を行った後、油貯留室５８へと回収され、残りの潤滑油５９は、油逃し通路９１を通って、油貯留室５８へと回収される。

この実施形態に係る真空ポンプによれば以下の効果を奏する。
（１）油循環用通路を形成する油供給路４６、５５の端部側軸受４２、５１側の出口４５ａ、５４ａと、上部軸受４２ａ、５１ａの上部の開口４２ｃ、５１ｃとの間にカバー８０、８６が設けられているので、上部軸受４２ａ、５１ａ上に滞留した潤滑油５９が上部軸受４２ａ、５１ａの上部の開口４２ｃ、５１ｃを通って直接、上部軸受４２ａ、５１ａ内に入って行くことによる端部側軸受４２、５１軸受内での潤滑油５９の滞留を防止でき、回転軸２５、３５の駆動トルクの増加及び温度上昇を抑えることができる。
（２）油循環用通路を形成する油回収路４８、５７の基部側軸受４３、５２側の出口４８ａ，５７ａと、上部軸受４３ａ、５２ａの上部の開口４３ｃ、５２ｃとの間にカバー８３、８９が設けられているので、上部軸受４３ａ、５２ａ上に滞留した潤滑油５９が上部軸受４３ａ、５２ａの上部の開口４３ｃ、５２ｃを通って直接、上部軸受４３ａ、５２ａ内に入って行くことによる基部側軸受４３、５２内での潤滑油５９の滞留を防止でき、回転軸２５、３５の駆動トルクの増加及び温度上昇を抑えることができる。
（３）カバー８０、８３、８６、８９は回転軸２５、３５に固定され回転軸２５、３５と共に高速回転することにより、カバー８０、８３、８６、８９上で滞留している潤滑油５９は、遠心力の作用を受けて外周（軸保持体２８の内周面）に向かって飛散し、軸受４２、４３、５１、５２の外周側に設けられている油逃し通路８２、８５、８８、９１を通って油回収路４８、５７又は、油貯留室５８の方へ移動する。従って、カバー８０、８３、８６、８９上での潤滑油５９の滞留を防止して、油逃し通路８２、８５、８８、９１への潤滑油５９の流れ込みを促進できることにより、軸受内での潤滑油５９の滞留を確実に防止できる。
（４）カバー８０、８３、８６、８９上に滞留した潤滑油５９の一部が、カバー８０、８３、８６、８９と上部軸受４２ａ、４３ａ、５１ａ、５２ａとの間の隙間を介して、上部の開口４２ｃ、４３ｃ、５１ｃ、５２ｃを通って上部軸受４２ａ、４３ａ、５１ａ、５２ａ内に入って行き、軸受４２、４３、５１、５２の潤滑と冷却を行うことができるので、軸受４２、４３、５１、５２への適切な潤滑油供給が可能となり、回転軸２５、３５及び軸受４２、４３、５１、５２の潤滑と冷却の性能向上を図ることができる。
（５）雄ロータ２１及び雌ロータ３１の回転軸２５、３５に個別にトロコイドポンプ６２、６７を取り付け、回転軸２５、３５の回転を利用して強制給油を行っているので、ポンプを駆動するための駆動源を新たに設ける必要が無く、真空ポンプの小型化や部品点数の削減を可能とする。
（６）各油循環用通路（油供給路４６、５５及び油回収路４８、５７）を循環し油貯留室５８に回収される潤滑油５９は、回収途中で同期ギヤ４７、５６を経由することによって、同期ギヤ４７、５６の潤滑も行うことができる。

（第２の実施形態）
次に、第２の実施形態に係る真空ポンプを図４に基づいて説明する。
第１の実施形態では、軸受の開口に設けるカバーを回転軸に嵌め合い固定するとして説明したが、この実施形態では、軸受の開口に設けるカバーの外周部をハウジングに嵌め合い固定したものである。
この実施形態においても、軸受上に設けられるカバーは、回転軸２５、３５それぞれの端部側軸受４２、５１上及び基部側軸受４３、５２上の４箇所に取り付けられているが、カバーの基本構成は同一である。
従って、ここでは、説明の便宜上、先の説明で用いた符号を一部共通して用い、共通する構成についてはその説明を省略し、変更した個所のみ説明を行う。

図４には、回転軸２５を軸支する端部側軸受４２の周辺構成を示す。
カバー１０１は、円板状の平板で形成され、その中心に貫通孔１０１ａを有している。カバー１０１の貫通孔１０１ａを回転軸２５に挿通し、カバー１０１の外周部１０１ｂを軸保持体２８の上部拡径孔２９ａに嵌め合い固定する。貫通孔１０１ａは逃し孔として形成され、回転軸２５の外周面と貫通孔１０１ａの内周面とは若干の隙間を持っている。又、カバー１０１は、回転軸２５の軸内に設けられている油供給路４６を構成する短管路４５の端部側軸受４２側の出口４５ａと、上部軸受４２ａの上部の開口４２ｃとの間に設けられており、上部軸受４２ａの上方の開口４２ｃを覆うように取り付けられている。
基部側軸受４３の周辺構成については、上記端部側軸受４２の場合におけるカバー１０１と同様のカバー構成を持つこと以外は第１実施形態と同じであり、回転軸３５についても同様である。

供給された潤滑油５９は、上部軸受４２ａの上部の開口４２ｃを覆うように取り付けられているカバー１０１上に滞留し、カバー１０１上に滞留した潤滑油５９の全部が上部軸受４２ａ内へ直接入って行くことはない。カバー１０１上で滞留している潤滑油５９は、端部側軸受４２の周辺の軸保持体２８に設けられている油逃し通路８２の方へと順次移動する。潤滑油５９の一部は、カバー１０１と上部軸受４２ａの上部の開口４２ｃとの間の隙間より上部軸受４２ａ内に入って行き、上部軸受４２ａ及び下部軸受４２ｂの潤滑と冷却を行う。そして、下部軸受４２ｂの下部の開口４２ｄより下部軸受４２ｂ外に排出され、油回収路４８を下方に移動する。
一方、上部軸受４２ａ内へ入って行かない残りの殆どの潤滑油５９は、端部側軸受４２ａ、４２ｂの周辺に設けられている油逃し通路８２を通って油回収路４８の方へ移動する。
油回収路４８を下方に移動する潤滑油５９は、基部側軸受４３に到るが、その作用については上記端部側軸受４２の場合と同様である。

この実施形態に係る真空ポンプによれば以下の効果を奏する。
尚、第１実施形態の（１）、（２）及び（４）〜（６）の効果は共通なので省略し、それ以外の効果を記す。
（１）カバー１０１の外周部１０１ａが軸保持体２８、３８に嵌め合い固定されているので、軸受の上部の開口４２ｃ、４３ｃ、５１ｃ、５２ｃを覆うカバー１０１の位置精度を正しく保つことができる。さらに、カバーが回転軸に固定されている場合と比較して、回転軸２５にカバー１０１が固定されていない分、回転軸２５に付随する部品が低減して、回転軸２５の駆動力を少なくすることができる。

（第３の実施形態）
次に、第３の実施形態に係る真空ポンプを図５に基づいて説明する。
この実施形態では、第１実施形態における軸受の開口に取り付けるカバーに潤滑孔を設けたものである。
この実施形態においても、軸受上に設けられるカバーは、回転軸２５、３５それぞれの端部側軸受４２、５１上及び基部側軸受４３、５２上の４箇所に取り付けられているが、カバーの基本構成は同一である。
従って、ここでは、説明の便宜上、先の説明で用いた符号を一部共通して用い、共通する構成についてはその説明を省略し、変更した個所のみ説明を行う。

図５（ｂ）に示すように、カバー１０５に３箇所の潤滑孔１０５ｂが形成されている。潤滑孔１０５ｂは上部軸受４２ａ内へ潤滑油５９を導入するためのカバー１０５の上面から下面に貫通した孔であり、上部軸受４２ａの上部の開口４２ｃに相当する位置に設けられている。
この場合には、カバー１０５と上部軸受４２ａの上部の開口４２ｃとの間の若干の隙間より上部軸受４２ａ内に入って行く潤滑油５９に加えて、カバー１０５上に滞留している潤滑油５９の一部が、潤滑孔１０５ｂを通って直接上部軸受４２ａ内へ入って行くので、上部軸受４２ａ内への潤滑油５９の供給量を増やすことができる。

この実施形態に係る真空ポンプによれば以下の効果を奏する。
尚、第１実施形態の（１）〜（３）及び（５）（６）の効果は共通なので省略し、それ以外の効果を記す。
（１）カバー１０５に形成された潤滑孔１０５ｂを通って上部軸受４２ａ内に潤滑油５９が導入されるので、上部軸受４２ａ内への潤滑油の供給を増やすことができる。又、潤滑孔１０５ｂの孔径の大きさ、個数を変えることにより、上部軸受４２ａ内への潤滑油の供給量を適宜調整できる。

なお、本発明は、上記した実施形態に限定されるものではなく発明の趣旨の範囲内で種々の変更が可能であり、例えば、次のように変更してもよい。
○ 第１、第３の実施形態では、軸受上部の開口に設けるカバーを平板とし回転軸に固定するとして説明したが、図６に示すように、円錐状のカバー１１０としても良い。カバー１１０は、その中心に貫通孔１１０ａを有し、回転軸２５に嵌め合い固定されている。又、カバー１１０の断面形状は山型で、外周に行くほど高さの低くなった円錐状の傾斜面１１０ｂを有している。そして、短管路４５の端部側軸受４２側の出口４５ａと、上部軸受４２ａの上方の開口４２ｃとの間に設けられており、カバー１１０のフラットな底面１１０ｃにて上部軸受４２ａの上方の開口４２ｃを覆うように取り付けられている。このような構成を持つことにより、油供給路４６より上部軸受４２ａ上に供給された潤滑油は、カバー１１０によって遮られ、上部軸受４２ａ内へ直接入って行くことはない。そして、カバー１１０が回転軸２５と共に高速回転していることにより、カバー１１０上の潤滑油は遠心力の作用を受け、傾斜面１１０ｂに沿って周辺へ飛散する。この時、図６の矢印で示す通り、潤滑油は斜め下方に向かって飛散することにより、油逃し通路８２の方に速やかに移動し、油逃し通路８２の内壁に衝突することによって発生する飛沫が、再び油溜まり空間８１に戻ってくることを抑制できる。
○ 第１、第２、第３の実施形態では、カバーを軸受とは別回転軸又は軸保持体に設け、軸受上の開口を覆うとして説明したが、軸受自体にカバーを取り付けて、該カバーを軸受の内輪又は、外輪に固定させても良い。
○ 又、上記軸受に取り付けたカバーに、潤滑孔を設けて軸受内へ潤滑油を導入させるようにしても構わない。
○ 第１、第２、第３の実施形態では、カバーの外形形状を円板状として説明したが、これに限定されるものではなく、例えば、四角形でも、その他多角形でも良く、軸受の開口を覆うことができれば、どのような形状でも構わない。
○ 第１、第２、第３の実施形態では、軸受上に設けるカバーは、雄雌ロータそれぞれの回転軸の端部側軸受及び基部側軸受に設けるとして説明したが、どちらか一方の回転軸にのみカバーを設けても良く、又、端部側軸受及び基部側軸受のどちらか一方にカバーを設けても構わない。
○ 第１、第２、第３の実施形態では、油循環用通路を回転軸内部に設けた通路孔として説明したが、油循環用通路を軸保持体内部に設けた通路孔としても良い。
○ 第１、第２、第３の実施形態では、油逃し通路を軸受の周辺で外周側の軸保持体内部に設けた通路孔として説明したが、油逃し通路を軸受の周辺で内周側の回転軸内部に設けた通路孔としても良い。また、油逃し通路を軸保持体内部及び回転軸内部の両方に設けても良い。
○ 第１、第２、第３の実施形態では、強制給油ポンプをトロコイドポンプとして説明したが、ネジ溝式オイルポンプ又は、ギヤポンプ等を用いても構わない。
○ 第１、第２、第３の実施形態では、駆動モータによって同期駆動される各ロータの回転軸の端部に給油ポンプを取り付けて、回転軸の回転作用を利用して油を供給する形態としたが、別個の駆動源を有する給油ポンプを個別に設けて、それぞれの通路に油を供給しても構わない。
○ 第１、第２、第３の実施形態では、ロータの歯又は歯溝のリード角が上端側から下端側へ向かうのに従い減少する徐変タイプのロータを備える真空ポンプとしたが、ロータの歯又は歯溝のリード角が一定のロータを備える真空ポンプとしてもよい。
○ 第１、第２、第３の実施形態では、端部側軸受及び基部側軸受を単列の転がり軸受とし、それぞれ２個の転がり軸受を用いたが、端部側軸受及び基部側軸受は単列の転がり軸受に限らず、複列の転がり軸受を用いてよく、転がり軸受の数も特に限定されない。
○ 第１、第２、第３の実施形態では、雄ロータ側の軸保持体と雌ロータ側の軸保持体は基部側において一体化されているとしたが、両軸保持体を互いに完全な別部材としてもよく、この場合、両軸保持体を別部材とすることにより、軸保持体の製作及び真空ポンプの組立が容易となる。
○ 第３の実施形態では、カバー１０５に３箇所の潤滑孔１０５ｂを有していたが、潤滑孔１０５ｂの数は３箇所に限定されず、適宜変更してもよい。

第１の実施形態に係る真空ポンプの縦断面図である。 図１におけるＡ−Ａ線の矢視断面図である。 第１の実施形態に係る真空ポンプのカバー部の要部拡大図。（ａ）拡大断面図、（ｂ）（ａ）のＢ−Ｂ線断面図である。 第２の実施形態に係る真空ポンプのカバー部の要部拡大図。（ａ）拡大断面図、（ｂ）（ａ）のＣ−Ｃ線断面図である。 第３の実施形態に係る真空ポンプのカバー部の要部拡大図。（ａ）拡大断面図、（ｂ）（ａ）のＤ−Ｄ線断面図である。 別の実施形態に係る真空ポンプのカバー部の要部拡大図。（ａ）拡大断面図、（ｂ）（ａ）のＥ−Ｅ線断面図である。

符号の説明

２１ 雄ロータ
２５、３５ 回転軸
２８、３８ 軸保持体
３１ 雌ロータ
４２、５１ 端部側軸受
４３、５２ 基部側軸受
４２ｃ、４３ｃ、５１ｃ、５２ｃ 軸受の上部の開口
４６、５５ 油供給路
４８、５７ 油回収路
５８ 油貯留室
５９ 潤滑油
６２、６７ トロコイドポンプ
８０、８３、８６、８９ カバー
８２、８５、８８、９１ 油逃し通路

Claims (4)

1. ハウジング内に相互に噛合される一対のスクリュー型ロータの回転軸を軸支する軸受と、前記回転軸内部又は周辺部に形成された油循環用通路と、該油循環用通路中に潤滑油を強制供給する油供給手段とを備え、
   前記油供給手段により前記軸受に潤滑油を供給し、前記軸受の周辺に設けられた油逃し通路を経由して、循環された潤滑油の一部を油貯留室に帰還させる真空ポンプにおいて、
   前記油循環用通路の前記軸受側の出口と、前記軸受の開口との間にカバーを設けることを特徴とする真空ポンプ。
2. 前記油逃し通路は、少なくとも前記軸受の外周側に設けられ、前記カバーは前記回転軸と一体回転可能に該回転軸に固定されていることを特徴とする請求項１に記載の真空ポンプ。
3. 前記カバーの外周部をハウジングに固定させることを特徴とする請求項１に記載の真空ポンプ。
4. 前記カバーは、前記軸受内に潤滑油を供給する潤滑孔を有していることを特徴とする請求項１〜３のいずれか一項記載の真空ポンプ。

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