JP4010639B2

JP4010639B2 - 往復動式真空ポンプ

Info

Publication number: JP4010639B2
Application number: JP10383998A
Authority: JP
Inventors: 義夫村上; 純一相川; 純平湯山
Original assignee: Ulvac Inc
Current assignee: Ulvac Inc
Priority date: 1998-03-31
Filing date: 1998-03-31
Publication date: 2007-11-21
Anticipated expiration: 2018-03-31
Also published as: JPH11287187A

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は往復動式真空ポンプに関するものであり、更に詳しくは、油回転ポンプに代わるドライポンプとして使用し得る真空ポンプに関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
近年、真空はあらゆる工業分野で利用されているが、大気圧から排気して圧力１Ｐａ程度の真空を発生させるために使用される粗引きポンプは大部分が油回転ポンプである。しかし、油回転ポンプには高真空側へ油蒸気が逆流して真空系の質を低下させるという欠点があることから、最近では油回転ポンプに代わり、油やグリースを使用しないドライポンプが提案され、その一部は商品化されている。
【０００３】
提案されているドライポンプのうち、往復動ポンプにはピストン・ポンプ、ダイヤフラム・ポンプ、ベローズ・ポンプ等がある。ピストン・ポンプは吸気弁と排気弁を備えたシリンダー内でピストンを往復動させて低圧側のガスを高圧側へ圧縮移送するポンプである。ダイヤフラム・ポンプはピストンの代わりに薄い弾性体からなる浅い椀状のダイヤフラムを往復動させ、これと筐体とで囲まれた容積を変化させてポンプ作用を行わせるものである。ダイヤフラム・ポンプは摺動部を必要としないが、一般的には容積変化量を大きく取ることは困難である。本願出願人の出願による特願平９ー３４４０５７号に係る「ベローズ・ポンプ」において、本発明者等が開示したベローズ・ポンプは摺動部がなく、１回の往復動で移送できる容積がダイヤフラム・ポンプよりも格段に大きいことを特徴とするものである。
【０００４】
往復動式の真空ポンプは一般的には複数個のポンプ室を連結して所定の到達圧力を得るように作製されているが、各ポンプ室の吸気口と排気口には逆流を防ぐための弁が不可欠である。しかし、これらに使用されている弁の多くはガスの圧力差で開閉する方式のものであり、数百Ｐａ程度以下の圧力では開閉しなくなる。そのため、通常、この種の弁を使用した往復動式真空ポンプの到達圧力は数百Ｐａ程度である。
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】
上述のベローズ・ポンプや一部の往復動式真空ポンプでは、数百Ｐａ程度以下でも弁が開閉するように、ベローズやピストンの往復動に同期させて開閉を外力で駆動する方式の弁が採用されている。その駆動にはカム等を利用した機械的方式やコイルと鉄心を組み合わせた電磁的方式があるが、いずれも大型化したりコストがかさむという嫌いがあった。
【０００６】
本発明は上述の問題に鑑みてなされ、小型、低コストで、数百Ｐａ以下の低圧力においても確実に開閉する弁を備えたドライタイプの往復動式真空ポンプを提供することを課題とする。
【０００７】
【課題を解決するための手段】
上記の課題は請求項１の構成によって解決されるが、その解決手段を実施の形態によって例示すれば、図１は図示されていない駆動機構によって内容積が拡大、縮小されるポンプ室１０の吸気開始時（ベローズの拡大開始時）における吸気口１２部分の断面図、図２はポンプ室１０の排気開始時（ベローズの縮小開始時）における吸気口１２部分の断面図であり、図３は図１における［３］−［３］線方向の断面図、図４は図１における［４］−［４］線方向の断面図である。
【０００８】
ポンプ室１０の吸気口１２が設けられている側壁板１１には、図３を参照して、５個の扇形開口１３が円形状に、またその中央部には後述の弁本体４１のストッパー１４が５本の脚部１４ａと共に形成されており、この側壁板１１に弁本体４１を備えた吸気弁２０が取り付けられている。すなわち、吸気弁２０は取付短管部２１と弁体駆動部３１とからなっており、取付短管部２１のフランジ２２がシール部材Ｒを介してポンプ室１０の側壁板１１にボルト２１ｂで取り付けられている。そして、図４を参照して、取付短管部２１のフランジ２２には５個の扇形開口２３が円形状に、かつ上記の側壁板１１の扇形開口１３と角度位置を整合させて形成されており、その中央部にはガイド孔２５を備えたガイド部２４が５本の脚部２４ａと共に形成されており、円形状に形成された５個の扇形開口２３の外周部は後述の弁板４２の弁座２６となっている。
【０００９】
弁本体４１は円板状の弁板４２と、そのシャフト４３とからなり、極めて軽量に作製されている。シャフト４３は上記のガイド部２４の中央のガイド孔２５を貫通し、シャフト４３の下端は弁体駆動部３１内において円筒形状のボビン４４の上端の陣笠部４４ａの先端に固定され、ボビン４４は弁体駆動部３１のフランジ３２に外周部が固定されている環状の磁気回路保持金具３３と、ボビン４４の陣笠部４４ａの外周部との間に取り付けられた環状のサスペンション４５で支持されている。そして、ボビン４４の外周面にはムービング・コイル４６が巻装されている。また、磁気回路保持金具３３の内周縁部の下面には、軟鉄からなる環状のヨーク４８、環状の永久磁石４７、およびボビン４４内へその上部が遊挿された円筒部と底面板部とからなる軟鉄のヨーク４９によって形成された磁気回路が取り付けられており、磁気回路の磁束はムービング・コイル４６と交叉する位置関係にある。
【００１０】
そして、図１に示すように、ポンプ室１０の吸気開始時には弁板４２が弁座２６から上方へ離れて吸気弁２０は開となり、ガスがフランジ２２の扇形開口２３、側壁板１１の扇形開口１３を上方へ通過し、また、図２に示すように、ポンプ室１０の排気開始時には弁板４２が下方の弁座２６へ押し付けられて吸気弁２０は閉となるが、この吸気弁２０の開閉は、弁板４２の上下における圧力差が大である場合には主として圧力差で行われ、圧力差が小である場合には、上記の圧力差による弁板４２の移動の方向と同一方向に移動するように、ポンプ室１０の内容積の拡大、縮小に同期してムービング・コイル４６に向きを変えて流される直流と、永久磁石４７による磁気回路の磁束とによって発生する電磁気的な力によって行われる。これらのことは排気弁６０についてもほぼ同様である。
【００１１】
このようにして、本発明の往復動式真空ポンプは、吸気口１２の吸気弁２０、および排気口１５の排気弁６０が１０⁵Ｐａ（大気圧）から１Ｐａまでの全領域において、十分に大きい駆動力によって開閉可能となっている。
【００１２】
【発明の実施の形態】
以下、本発明の実施の形態による往復動式真空ポンプについて、図面を参照して具体的に説明する。
【００１３】
図９はポンプ室（ベローズ）１０の斜視図、図１０は図９のポンプ室１０を横転させた場合の斜視図であり、ポンプ室１０は近似的な１２面体から構成されている。ポンプ室１０の側壁板１１には吸気口１２、排気口１５が形成されており、それらには図示を省略した吸気弁２０、排気弁６０が取り付けられている。そして図示しない駆動機構によってポンプ室１０の内容積が拡大、縮小されてポンプ作用を行う。
【００１４】
図１はポンプ室１０の吸気開始時（ベローズの拡大開始時）における吸気口１２部分の断面図、図２は排気開始時（ベローズの縮小開始時）における吸気口１２部分の断面図であり、図３は図１における［３］−［３］線方向の断面図、図４は図１における［４］−［４］線方向の断面図である。
【００１５】
ポンプ室１０は、図１、図２を参照して、固定された側壁板１１に対して、他方の側壁板１９が図示しない駆動機構によって回動中心Ｏの回りに回動されて内容積の拡大、縮小が行われる。それに伴って屈曲する回動中心Ｏに近いコーナー部１６、これと対向する畳み込み面１７はウレタンゴムで作製され、側壁板１１、１９、および畳み込み面１７の補強板１８はアルミニウム合金で作製されており、両者は接合部において接着剤で強固かつ気密に接合されている。この場合、ウレタンゴムに代えてフッ素ゴムやエチレン・プロピレンゴム、ないしは超高分子量ポリエチレンとしてもよく、またアルミニウム合金に代えてステンレス鋼、チタン、耐蝕性のニッケル合金、ないしは高強度樹脂（エンジニアリングプラスチックス）としてもよい。使用目的に応じて最も適切な材料が選択される。
【００１６】
吸気口１２が形成されているポンプ室１０の側壁板１１には、図３を参照して、５個の扇形開口１３が円形状に、またその中央部には後述の弁本体４１のストッパー１４が５本の脚部１４ａと共に形成されており、この側壁板１１に弁本体４１を備えた吸気弁２０が取り付けられている。すなわち、吸気弁２０は取付短管部２１と弁体駆動部３１とからなっており、取付短管部２１のフランジ２２がシール部材Ｒを介してポンプ室１０の側壁板１１にボルト２１ｂで取り付けられている。また、取付短管部２１の下方のフランジ２９に対して弁体駆動部３１のフランジ３２が後述の環状の磁気回路保持部３３の外周縁部を間に挟み、その上下のシール部材Ｒと共にボルト３１ｂで固定されている。そして、図４を参照して、取付短管部２１のフランジ２２には５個の扇形開口２３が円形状に、かつ上記の側壁板１１の扇形開口１３と角度位置を整合させて形成されている。そして、その中央部にはガイド孔２５を備えたガイド部２４が５本の脚部２４ａと共に形成されており、５個の扇形開口２３の外周部は後述の弁板４２の弁座２６となっている。
【００１７】
図１、図２を参照し、弁本体４１は円板状の弁板４２と、そのシャフト４３とからなり、極めて軽量に作製されている。すなわち、弁板４２は厚さ０．５ｍｍのニトリルゴムで作製され、シャフト４３はＣ・Ｃコンポジット（炭素繊維・炭素複合材料）のロッドで作製されているが、勿論、これら以外の材料で作製したものであってもよい。またシャフト４３は中空パイプとしてもよい。シャフト４３は上記のガイド部２４の中央のガイド孔２５を貫通し、シャフト４３の下端は弁体駆動部３１内において円筒形状のボビン４４の上端陣笠部４４ａの先端に固定されている。
【００１８】
ボビン４４は厚さ０．０５ｍｍのポリイミド・フィルムを直径２０ｍｍの円筒形に成形されたものであり、その外周面にポリイミド被覆アルミニウム・ワイヤからなるムービング・コイル４６が５０ターン１層に巻かれて、接着剤で固定されている。勿論、ボビン４４やムービング・コイル４６はこれ以外の材料で作製されたものであってもよい。ムービング・コイル４６のリード線は図示を省略したが、弁体駆動部３１の側壁に設けた導入端子に接続されている。そして、上述した弁板４２、シャフト４３、ボビン４４、ムービング・コイル４６等を含む可動部の総質量は約１．２ｇとなっている。
【００１９】
更には、ボビン４４の軸心を取付短管部２１、弁体駆動部３１の軸心と一致させるために、弁体駆動部３１のフランジ３２によって固定された環状の磁気回路保持金具３３の外周部とボビン４４の陣笠部４４ａの外周部との間に環状のサスペンション４５が取り付けられてボビン４４を保持している。サスペンション４５は繊維補強樹脂からなる‘ひだ’付薄板であり、極めて小さい力で上下方向に変形し得るようになっているが、これを弾性率の小さい薄い金属板としてもよい。なお、図示されていないが、サスペンション４５、および磁気回路保持金具３３には、それらの機能を損なわない程度にガスの通路としての複数の開口が形成されている。
【００２０】
また、磁気回路保持金具３３の内周縁部の下面には、軟鉄からなる環状のヨーク４８、環状のフェライトからなる永久磁石４７、およびボビン４４内へその上部が遊挿された円筒部と底面板部とからなる軟鉄のヨーク４９によって形成された磁気回路が取り付けられている。永久磁石４７はフェライト磁石以外の希土類含有磁石としてもよい。なお、ムービング・コイル４６の巻装されたボビン４４が入る磁気回路のギャップの幅は１ｍｍとされており、磁気回路の磁束はムービング・コイル４６と直交する位置関係にある。
【００２１】
そして、図１に示すように、ポンプ室１０の吸気開始時には弁板４２が弁座２６から上方へ離れて吸気弁２０は開となり、ガスがフランジ２２の扇形開口２３、側壁板１１の扇形開口１３を上方へ流れ、また図２に示すように、ポンプ室１０の排気開始時には弁板４２が下方の弁座２６へ押し付けられて吸気弁２０は閉となるが、この吸気弁２０の開閉は、弁板４２の上下における圧力差が大である場合には主として圧力差で行われ、圧力差が小である場合には、上記の圧力差による弁板４２の移動の方向と同一方向に移動するように、ポンプ室１０の内容積の拡大、縮小に同期してムービング・コイル４６に向きを変えて流される直流と、永久磁石４７による磁気回路の磁束とによって発生する電磁気的な力によって行われる。そのために、図示せずとも、ポンプ室１０の内容積の拡大、縮小に応じてムービング・コイル４６に流す直流の向きを切り換える電気回路が取り付けられている。
【００２２】
すなわち、大気圧から数百Ｐａまでの圧力範囲では、弁板４２、シャフト４３、ムービング・コイル４６の巻装されたボビン４４を含めた可動部分の重量は上述したように極めて軽量に作製されているので、弁板４２の上下に生じる圧力差によって弁本体４１は容易に開閉する。例えば、弁座２６が形成されるフランジ２２の５個の扇形開口２３の面積の総和をＳｍ²とし、弁本体４１が閉の時の弁板４２の上下の圧力差がΔｐＰａ（パスカル）であるとすると、弁板４２には（式１）で与えられる力Ｆ₁Ｎ（ニュートン）が加わる。
Ｆ₁ ＝ ΔｐＳ（式１）
通常の往復動式ドライポンプではＳは（１〜３）×１０^-4ｍ² であるから、Δｐが１０³ Ｐａの時には、弁板４２に（１〜３）×１０^-1Ｎの力が作用する。もし、弁板４２、シャフト４３、ムービング・コイル４６の巻装されたボビン４４を含めた可動部分の総質量を（１〜３）×１０^-3ｋｇにすることができれば、弁板４２にかかる力はおよそ（１〜３）×１０^-2Ｎであり、この値は上記の圧力差から弁板４２に作用する力のおよそ１／１０である。このことから、圧力が大気圧から数百Ｐａまでの範囲内にあれば弁本体４１は圧力差によって容易に開閉することがわかる。
【００２３】
一方、数百Ｐａ以下の圧力では圧力差による開閉は期待できず、ムービング・コイル４６へ流される直流と磁気回路の磁束とに基づく電磁気的な力によって開閉される。図１、図２を参照して、永久磁石４７、ヨーク４８、４９の磁気回路によって形成される磁束密度ＢＴ（テスラー）の磁場の中に、直径Ｄｍ、巻きターン数ｎのムービング・コイル４６が置かれており、ムービング・コイル４６にＩＡ（アンペア）の直流電流を流すと、ムービング・コイル４６には磁場の方向と電流の方向とに直角な方向に（式２）で与えられる力Ｆ₂ Ｎ（ニュートン）が発生する。
Ｆ₂ ＝ πｎＤＩＢ（式２）
いま、Ｂ＝０．２Ｔ、Ｄ＝２×１０^-2 ｍ、ｎ＝５０、Ｉ＝０．５Ａとすると、
Ｆ₂ ＝ π×５０×（２×１０^-2 ）×０．５×０．２
＝０．３１４
すなわち、ムービング・コイル４６には０．３１４Ｎの力が発生することになる。これはΔｐが１０³Ｐａの時に弁板４２に作用する力と同程度の力である。
【００２４】
図１１はＳ＝３×１０^-4ｍ² と仮定した場合における、弁板４２の上下両側の圧力差Δｐを横軸とし、弁板４２に作用する力Ｆを縦軸として示す図である。すなわち、弁板４２には図１１に実線で示すような力が作用し、１０⁵Ｐａ（大気圧）〜１Ｐａの全領域で弁板４２、シャフト４３等の重量よりも十分に大きい駆動力が働く。すなわち、弁板４２は、圧力差Δｐが１０³ Ｐａよりも大である場合（高圧側）には主として圧力差Δｐによって生じる力で開閉され、圧力差Δｐが１０³Ｐａよりも小であり、圧力差Δｐによっては開閉されない場合（低圧側）には、主としてムービング・コイル４６に発生する電磁気的な力によって開閉される。
【００２５】
また、図５はポンプ室１０の吸気開始時（ベローズの拡大開始時）における排気口１５部分の断面図、図６は排気開始時（ベローズの縮小開始期）における排気口１５部分の断面図であり、図７は図５における［７］−［７］線方向の断面図、図８は図５における［８］−［８］線方向の断面図である。
【００２６】
ポンプ室１０の排気口１５の排気弁６０は吸気口１２の吸気弁２０とは細部において異なるが基本的には同様に構成され、各構成要素も同様な材料で作製されている。図５、図６を参照して、排気口１５が形成されている側壁板１１には図７を参照して、５個の扇形開口５３が円形状に、またその中央部には後述の弁本体８１のストッパー５４が５本の脚部５４ａと共に形成されており、円形状に形成された５個の扇形開口５３の外周部は後述の弁板８２の弁座５６となっている。そして、この側壁板１１に弁本体８１を備えた排気弁６０が取り付けられている。
【００２７】
すなわち、排気弁６０は取付短管部６１と弁体駆動部７１とからなっており、取付短管部６１のフランジ６２がシール部材Ｒを介してポンプ室１０の側壁板１１にボルト６１ｂで取り付けられている。また、取付短管部６１の下方のフランジ６９に対して弁体駆動部７１のフランジ７２が後述の環状の磁気回路保持金具７３の外周縁部を挟み、その上下のシール部材Ｒと共にボルト７１ｂで固定されている。そして、図８を参照して、取付短管部６１のフランジ６２には５個の扇形開口６３が円形状に、かつ上記の側壁板１１の扇形開口５３と角度位置を整合させて形成されており、その中央部にはガイド孔６５を備えたガイド部６４が５本の脚部６４ａと共に形成されている。
【００２８】
図５、図６を参照して、弁本体８１は円板状の弁板８２と、そのシャフト８３とからなり、シャフト８３は上記のガイド部６４の中央のガイド孔６５を貫通し、シャフト８３の下端は弁体駆動部７１内において円筒形状のボビン８４の上端陣笠部８４ａの先端に固定されている。ボビン８４の外周面にポリイミド被覆アルミニウム・ワイヤからなるムービング・コイル８６が５０ターン１層に巻かれて、接着剤で固定されている。また、ムービング・コイル８６のリード線は図示を省略したが、弁体駆動部７１の側壁に設けた導入端子に接続されている。そして、上述した弁板８２、シャフト８３、ムービング・コイル８６の巻装されたボビン８４を含めた可動部分の総重量も吸気弁２０の場合と同様に極めて軽量に作製されている。
【００２９】
更には、ボビン８４の軸心を取付短管部６１、弁体駆動部７１の軸心と一致させるために、弁体駆動部７１のフランジ７２によって固定された環状の磁気回路保持金具７３の外周部とボビン８４の上端陣笠部８４ａの外周部との間に環状のサスペンション８５が取り付けられてボビン８４を支持している。なお、サスペンション８５、および磁気回路保持金具７３には、それらの機能を損なわない程度にガスの通路としての複数の開口が形成されている。
【００３０】
また、磁気回路保持金具７３の内周縁部の下面には、軟鉄からなる環状のヨーク８８、環状のフェライトからなる永久磁石８７、およびボビン８４内へその上部が遊挿された円筒部と底面板部とからなる軟鉄のヨーク８９によって形成される磁気回路が保持されている。なお、ムービング・コイル８６の巻装されたボビン８４が入る磁気回路のギャップの幅は１ｍｍとされており、磁気回路の磁束はムービング・コイル８６と直交する位置関係にある。
【００３１】
そして、図５に示すように、ポンプ室１０の吸気開始時には弁板８２が弁座５６へ押し付けられて排気弁６０は閉となり、図６に示すように、ポンプ室１０の排気開始時には弁板８２が弁座５６から下方へ離れて排気弁６０は開となり、ガスが側壁板１１の扇形開口５３、フランジ６２の扇形開口６３を下方へ流れるが、この排気弁６０の開閉も、前述の吸気弁２０におけると同様に、弁板８２の上下における圧力差が大である場合には主として圧力差で行われ、圧力差が小である場合には、上記の圧力差による弁板８２の移動の方向と同一方向に移動するように、ポンプ室１０の内容積の拡大、縮小に同期してムービング・コイル８６に流される直流と、永久磁石８７による磁気回路の磁束とによって発生する電磁気的な力によって行われる。
【００３２】
吸気弁２０、排気弁６０は上述したように１０⁵Ｐａから１Ｐａまでの範囲内で開閉が可能となっているが、ポンプ室１０の内容積は拡大時に０．６リットルから縮小時に０．０３リットルであり、その圧縮比は２０となっている。従ってポンプ室１０単独では大気圧１０⁵Ｐａからの到達真空度は５×１０³ Ｐａ程度である。しかし、このようなポンプ室１０の４個を直列に連結した真空ポンプ、すなわち、隣接する上流側のポンプ室１０₁ の排気口１５₁ を下流側のポンプ室１０₂ の吸気口１２₂ に連結した真空ポンプを、一方のポンプ室１０₁ が内容積の拡大期にある時は、他方のポンプ室１０₂ は内容積の縮小期にあるように作動させることにより、到達真空度１Ｐａの真空ポンプとなり、油回転ポンプに十分に代替可能な能力を示すようになる。
【００３３】
本発明の実施の形態の往復動式真空ポンプは以上のように構成され作用するが、勿論、本発明はこれに限られることなく、本発明の技術的思想に基づいて種々の変形が可能である。
【００３４】
例えば本実施の形態においては、ポンプ室１０の側面板１１に吸気口１２と排気口１５とを備えたものを例示したが、吸気口１２と排気口１５との何れか一方を側壁板１９に設けるようにしてもよい。
【００３５】
また本実施の形態においては、ポンプ室１０の圧縮比が２０である場合を例示したが、圧縮比が２０より小であってもまた大であってもよいことは言うまでもない。
【００３６】
また本実施の形態においては、側壁板１１に扇形開口１３、５３をそれぞれ５個、およびフランジ２２に扇形開口２３、フランジ６２に扇形開口６３をそれぞれ５個ずつ形成させたが、これらの開口の形状、個数、および位置は実施の形態に限られることなく任意に設定される。
【００３７】
また本実施の形態においては、複数のポンプ室１０を直列に連結した場合の大気に近い圧力で運転されるポンプ室１０の吸気弁２０、排気弁６０のムービング・コイル４６、８６にも直流を流す場合を説明したが、１０³Ｐａより高い圧力でのみ運転されることが明らかな場合には、電流を遮断するような機構を設けてもよく、また、圧力センサーの検出値によって直流電流をオン・オフするような制御部を設けてもよい。
【００３８】
また本実施の形態においては、ポンプ室１０が単独の往復動式真空ポンプ、およびポンプ室１０を直列に連結した往復動式真空ポンプを示したが、ポンプ室１０を並列に接続した往復動式真空ポンプとしてもよい。
【００３９】
【発明の効果】
本発明は以上に説明したような形態で実施され、次に記載するような効果を奏する。
【００４０】
本発明の往復動式真空ポンプはムービング・コイルによってポンプ室の内容積の拡大、縮小に同期させて開閉される吸気弁、排気弁を備えているので、数百Ｐａ以下の低圧力においても弁の開閉が確実に行われ、１０⁵Ｐａ〜１Ｐａの全領域において駆動か可能である。従って、これらのポンプ室を直列に連結することにより、また圧縮比を大にした場合には単独で油回転ポンプに代わり得る、小型、低コストで到達真空度１Ｐａ程度のドライ型の真空ポンプが得られる。
【図面の簡単な説明】
【図１】ポンプ室の吸気開始時における吸気口部分の断面図である。
【図２】ポンプ室の排気開始時における吸気口部分の断面図である。
【図３】図１における［３］−［３］線方向の断面図である。
【図４】図１における［４］−［４］線方向の断面図である。
【図５】ポンプ室の吸気開始時における排気口部分の断面図である。
【図６】ポンプ室の排気開始時における排気口部分の断面図である。
【図７】図５における［７］−［７］線方向の断面図である。
【図８】図５における［８］−［８］線方向の断面図である。
【図９】ポンプ室の斜視図である。
【図１０】図９のポンプ室を横転させた斜視図である。
【図１１】弁板の上下両側の圧力差と弁板に作用する力との関係を示す図である。
【符号の説明】
１０ポンプ室
１１側壁板
１２吸気口
１３扇形開口
１４ストッパー
１５排気口
２０吸気弁
２１取付短管部
２２フランジ
２３扇形開口
２４ガイド部
２５ガイド孔
２６弁座
３１弁体駆動部
３３磁気回路保持金具
４１弁本体
４２弁板
４３シャフト
４４ボビン
４５サスペンション
４６ムービング・コイル
４７永久磁石
４８ヨーク
４９ヨーク
５３扇形開口
５５ガイド孔
５６弁座
６０排気弁
６１取付短管部
６３扇形開口
６４ガイド部
６５ガイド孔
７１弁体駆動部
７３磁気回路保持金具
８１弁本体
８２弁板
８３シャフト
８４ボビン
８５サスペンション
８６ムービング・コイル
８７永久磁石
８８ヨーク
８９ヨーク

Claims

吸気口および排気口と、回動される側壁板および回動の中心に対向する畳み込み面を有し、外力によって内容積が拡大、縮小されるポンプ室を備えた往復動式真空ポンプであって、前記吸気口に取り付けられる吸気弁および前記排気口に取り付けられる排気弁の弁本体は、前記吸気口または前記排気口を開閉する弁板と、該弁板に一端を接合されたシャフトとからなり、前記シャフトの他端は該シャフトと同一の軸心を有するほぼ円筒形状のボビンに接合されており、前記弁板の両面間の圧力差が所定の値より小さい場合に前記弁板を開閉させる駆動部として、磁場形成用永久磁石と、前記ボビンの周面上の前記永久磁石に近接した位置に巻装されたムービング・コイルが設けられていることを特徴とする往復動式真空ポンプ。
前記シャフトを、前記吸気弁においては、前記ポンプ室の内容積の拡大期に前記吸気口を開とする方向、縮小期に前記吸気口を閉とする方向へ移動させ、前記排気弁においては、前記ポンプ室の内容積の拡大期に前記排気口を閉とする方向、縮小期に前記排気口を開とする方向へ移動させるように、前記ムービング・コイルに通電する直流の方向を前記ポンプ室の内容積の拡大、縮小に同期して切り換えるように構成されている請求項１に記載の往復動式真空ポンプ。
前記ボビンは、前記永久磁石を固定している静止部と前記ボビンの外周部との間に設けられたひだ付き薄板からなるサスペンションに保持されている請求項１または請求項２に記載の往復動式真空ポンプ。
前記往復動式真空ポンプの複数基が直列に接続されて、隣接する上流側の前記往復動式真空ポンプの前記排気弁からの排気が下流側の前記往復動式真空ポンプの前記吸気弁へ吸入されるようになっており、かつ上流側の前記往復動式真空ポンプが内容積の縮小期にある時には下流側の前記往復動式真空ポンプは内容積の拡大期にあるように相互に逆位相に作動される請求項１から請求項３までの何れかに記載の往復動式真空ポンプ。
前記ポンプ室が、一方の側壁板と他方の側壁板との接合部を回動の中心側とし、前記回動の中心と対向する前記畳み込み面を挟んで、前記一方の側壁板を前記他方の側壁板の方へ近接させ、離隔させるように回動させて内容積の拡大、縮小を行う三角筒形状のポンプ室である請求項１から請求項４までの何れかに記載の往復動式真空ポンプ。