JPH0110455Y2 - - Google Patents
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- Publication number
- JPH0110455Y2 JPH0110455Y2 JP19350784U JP19350784U JPH0110455Y2 JP H0110455 Y2 JPH0110455 Y2 JP H0110455Y2 JP 19350784 U JP19350784 U JP 19350784U JP 19350784 U JP19350784 U JP 19350784U JP H0110455 Y2 JPH0110455 Y2 JP H0110455Y2
- Authority
- JP
- Japan
- Prior art keywords
- piston
- vacuum pump
- cylinder
- cylinders
- pressure side
- Prior art date
- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
- Expired
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- 229910001018 Cast iron Inorganic materials 0.000 description 1
- 239000002131 composite material Substances 0.000 description 1
- 238000010586 diagram Methods 0.000 description 1
- 230000000694 effects Effects 0.000 description 1
- 229910001234 light alloy Inorganic materials 0.000 description 1
Landscapes
- Compressors, Vaccum Pumps And Other Relevant Systems (AREA)
Description
【考案の詳細な説明】
「産業上の利用分野」
本考案は、特に複数段連結して使用される時に
その到達圧力を大幅に下げることができる真空ポ
ンプに関するものである。
その到達圧力を大幅に下げることができる真空ポ
ンプに関するものである。
「従来の技術」
周知のように、往復式真空ポンプの到達圧力
は、ピストンが上死点にあるときのシリンダのす
き間総容積に残留した大気圧状態の気体が、ピス
トンが下死点にまで移動した時のシリンダ容積に
まで膨張された時の圧力であり、１段あたり
30Torr程度であつた。これに対し、従来、到達
圧力を低くする目的でシリンダ側面に滑り弁を用
いて複数シリンダの一方のシリンダの吐出行程の
終りの残気を他方のシリンダに導入させた構造の
真空ポンプが知られており、この構造の真空ポン
プによれば4Torr程度にまで達成されるものであ
る。
は、ピストンが上死点にあるときのシリンダのす
き間総容積に残留した大気圧状態の気体が、ピス
トンが下死点にまで移動した時のシリンダ容積に
まで膨張された時の圧力であり、１段あたり
30Torr程度であつた。これに対し、従来、到達
圧力を低くする目的でシリンダ側面に滑り弁を用
いて複数シリンダの一方のシリンダの吐出行程の
終りの残気を他方のシリンダに導入させた構造の
真空ポンプが知られており、この構造の真空ポン
プによれば4Torr程度にまで達成されるものであ
る。
「考案が解決しようとする問題点」
ところが、この種の装置においては到達圧力を
効率的に下げることが常に要求されているところ
であり、より低い到達圧力を得ることができる往
復式真空ポンプの開発が望まれている。
効率的に下げることが常に要求されているところ
であり、より低い到達圧力を得ることができる往
復式真空ポンプの開発が望まれている。
本考案は高い圧力比を得難い１段側の性能が向
上し、ピストンの往復動慣性力がつり合い、高速
回転に適し、到達圧力が大幅に低くなり、かつ振
動の少ない真空ポンプを提供することを目的とす
る。
上し、ピストンの往復動慣性力がつり合い、高速
回転に適し、到達圧力が大幅に低くなり、かつ振
動の少ない真空ポンプを提供することを目的とす
る。
「問題点を解決するための手段」
シリンダヘツドの吸込室に吸い込まれた気体
を、シリンダヘツドとシリンダとの間に介装され
た弁座板に設けられた吸込口を介してシリンダ内
に吸い込み、ピストンにより押圧して前記弁座板
に設けられた吐出口、シリンダヘツドに設けられ
た吐出室を介して吐出する真空ポンプにおいて、
前記シリンダを２気筒から構成し、前記吸込室内
には吸込室と隔絶されて両シリンダ内を連通可能
にする通路を設け、前記弁座板には、該通路を介
して前記両シリンダ内を連通可能にする開口を設
け、該開口を前記ピストンがその上死点近傍から
上死点間にある間には開とし、上死点近傍から下
死点間にある間には閉とする自動開閉弁機構を設
け、前記両シリンダ内のピストンには180゜の位相
差を設けて低圧側真空ポンプとし、該低圧側真空
ポンプのシリンダとは90゜の位相差をもつように
高圧側真空ポンプのシリンダを設け、該高圧側真
空ポンプのピストンを低圧側真空ポンプのピスト
ンの一クランクピンに連結し、前記低圧側真空ポ
ンプのシリンダ間にあるクランクアームに、前記
３つのピストンの慣性力をつり合わせるためのバ
ランサを設けている。
を、シリンダヘツドとシリンダとの間に介装され
た弁座板に設けられた吸込口を介してシリンダ内
に吸い込み、ピストンにより押圧して前記弁座板
に設けられた吐出口、シリンダヘツドに設けられ
た吐出室を介して吐出する真空ポンプにおいて、
前記シリンダを２気筒から構成し、前記吸込室内
には吸込室と隔絶されて両シリンダ内を連通可能
にする通路を設け、前記弁座板には、該通路を介
して前記両シリンダ内を連通可能にする開口を設
け、該開口を前記ピストンがその上死点近傍から
上死点間にある間には開とし、上死点近傍から下
死点間にある間には閉とする自動開閉弁機構を設
け、前記両シリンダ内のピストンには180゜の位相
差を設けて低圧側真空ポンプとし、該低圧側真空
ポンプのシリンダとは90゜の位相差をもつように
高圧側真空ポンプのシリンダを設け、該高圧側真
空ポンプのピストンを低圧側真空ポンプのピスト
ンの一クランクピンに連結し、前記低圧側真空ポ
ンプのシリンダ間にあるクランクアームに、前記
３つのピストンの慣性力をつり合わせるためのバ
ランサを設けている。
「実施例」
以下、本考案の一実施例を第１図ないし第４図
に基づいて説明する。第３図中１，２は往復式２
段真空ポンプの低圧側真空ポンプのシリンダであ
り、これらシリンダ１，２は一体的に並設されて
いる。シリンダ１，２の上には弁座板３を介して
シリンダヘツド４が設けられている。シリンダヘ
ツド４には吸込室５が設けられ、この吸込室５は
シリンダヘツド外に開口され、かつシリンダ１
内、シリンダ２内にそれぞれ吸込口６，７、吸込
弁８，９を介して連通遮断可能とされている。
に基づいて説明する。第３図中１，２は往復式２
段真空ポンプの低圧側真空ポンプのシリンダであ
り、これらシリンダ１，２は一体的に並設されて
いる。シリンダ１，２の上には弁座板３を介して
シリンダヘツド４が設けられている。シリンダヘ
ツド４には吸込室５が設けられ、この吸込室５は
シリンダヘツド外に開口され、かつシリンダ１
内、シリンダ２内にそれぞれ吸込口６，７、吸込
弁８，９を介して連通遮断可能とされている。
また、シリンダヘツド４には吐出室１０，１１
が設けられ、これら吐出室１０，１１はシリンダ
ヘツド４外に開口され、かつシリンダ１またはシ
リンダ２内にそれぞれ吐出口１２，１３、吐出弁
１４，１５を介して連通遮断可能とされている。
が設けられ、これら吐出室１０，１１はシリンダ
ヘツド４外に開口され、かつシリンダ１またはシ
リンダ２内にそれぞれ吐出口１２，１３、吐出弁
１４，１５を介して連通遮断可能とされている。
シリンダ１，２内にはそれぞれ第１ピストン１
６、第２ピストン１７が摺動自在に嵌入されてい
る。第１ピストン１６、第２ピストン１７の上端
面中央には所定長さの突起１８，１９が設けられ
ている。また、弁座板３には、突起１８，１９が
上昇したとき遊嵌する開口２０，２１が形成され
ると共にこれら開口２０，２１から離間しかつこ
れら開口２０，２１間に位置して通路２２が形成
されている。
６、第２ピストン１７が摺動自在に嵌入されてい
る。第１ピストン１６、第２ピストン１７の上端
面中央には所定長さの突起１８，１９が設けられ
ている。また、弁座板３には、突起１８，１９が
上昇したとき遊嵌する開口２０，２１が形成され
ると共にこれら開口２０，２１から離間しかつこ
れら開口２０，２１間に位置して通路２２が形成
されている。
弁座板３には開閉弁２４が取り付けられてお
り、この開閉弁２４の開口２０，２１に対向する
両端部側は弁座板３に近接離間し、これら開口２
０，２１を開閉し得るようになされている。
り、この開閉弁２４の開口２０，２１に対向する
両端部側は弁座板３に近接離間し、これら開口２
０，２１を開閉し得るようになされている。
第１ピストン１６は、第１図及び第２図に示す
ように真空ポンプの本体（図示せず）に回転自在
に設けられたクランクシヤフト２５のクランクピ
ン２６に連接棒２７により連結されている。ま
た、第２ピストン１７はクランクシヤフト２５の
クランクピン２８に第１ピストン１６と180゜の位
相差をもつて連接棒２９により連結されている。
また、第１ピストン１６が連結されているクラン
クピン２６には、一般に良く知られた高圧シリン
ダ３０内に摺動自在に嵌入された第３ピストン３
１が第１ピストン１６と90゜の位相差をもつて連
接棒３２により連結されている。
ように真空ポンプの本体（図示せず）に回転自在
に設けられたクランクシヤフト２５のクランクピ
ン２６に連接棒２７により連結されている。ま
た、第２ピストン１７はクランクシヤフト２５の
クランクピン２８に第１ピストン１６と180゜の位
相差をもつて連接棒２９により連結されている。
また、第１ピストン１６が連結されているクラン
クピン２６には、一般に良く知られた高圧シリン
ダ３０内に摺動自在に嵌入された第３ピストン３
１が第１ピストン１６と90゜の位相差をもつて連
接棒３２により連結されている。
また、クランクシヤフト２５のクランクアーム
３３はその軸線方向にクランクピン２８部より所
定長さ延長され、その先端にはバランスウエイト
３４が取り付けられている。
３３はその軸線方向にクランクピン２８部より所
定長さ延長され、その先端にはバランスウエイト
３４が取り付けられている。
シリンダヘツド４の吸込室５には吸込管３５が
接続されシリンダヘツド４の吐出室１０，１１に
は、高圧シリンダ３０の吸込室（図示せず）が配
管３６により接続され、高圧シリンダ３０の吐出
室（図示せず）に吐出管３７が接続されている。
接続されシリンダヘツド４の吐出室１０，１１に
は、高圧シリンダ３０の吸込室（図示せず）が配
管３６により接続され、高圧シリンダ３０の吐出
室（図示せず）に吐出管３７が接続されている。
次に、前記のように構成された真空ポンプの作
用について説明する。この真空ポンプを作動させ
ると、クランクシヤフト２５が回転し、シリンダ
１内の空気が吐出口１２を通り吐出弁１４を押し
上げて吐出室１０より高圧シリンダ３０内に入
る。第１ピストン１６が上死点近傍に達すると突
起１８が開閉弁２４を押し上げ、シリンダ１の頂
隙の高圧の空気が開口２０を通り通路２２に入
り、開閉弁２４を押しあげて第３図に示す矢印の
ように開口２１を通つてシリンダ２内に入る。こ
のとき、吐出弁１５により吐出口１３は閉じら
れ、吸込弁９は吸込口７を開き、吸込室５より空
気がシリンダ２内に入り、第２ピストン１７は第
１ピストン１６と180゜の位相差をもつて下死点に
向つて下降する。第１ピストン１６が上死点に達
した後下降し下死点に達すると、第２ピストン１
７は上死点に達し、吐出室１１より空気がシリン
ダ３０内に入る。その後、以上の動作が繰り返さ
れるので、低圧シリンダのピストンの下降行程の
開始時点での頂隙内の気体は、大幅に希薄化さ
れ、その圧力は十分に小さくなり、これに続いて
第３ピストン１７が作動するので到達圧力は、大
幅に下がり、真空度が高まる。
用について説明する。この真空ポンプを作動させ
ると、クランクシヤフト２５が回転し、シリンダ
１内の空気が吐出口１２を通り吐出弁１４を押し
上げて吐出室１０より高圧シリンダ３０内に入
る。第１ピストン１６が上死点近傍に達すると突
起１８が開閉弁２４を押し上げ、シリンダ１の頂
隙の高圧の空気が開口２０を通り通路２２に入
り、開閉弁２４を押しあげて第３図に示す矢印の
ように開口２１を通つてシリンダ２内に入る。こ
のとき、吐出弁１５により吐出口１３は閉じら
れ、吸込弁９は吸込口７を開き、吸込室５より空
気がシリンダ２内に入り、第２ピストン１７は第
１ピストン１６と180゜の位相差をもつて下死点に
向つて下降する。第１ピストン１６が上死点に達
した後下降し下死点に達すると、第２ピストン１
７は上死点に達し、吐出室１１より空気がシリン
ダ３０内に入る。その後、以上の動作が繰り返さ
れるので、低圧シリンダのピストンの下降行程の
開始時点での頂隙内の気体は、大幅に希薄化さ
れ、その圧力は十分に小さくなり、これに続いて
第３ピストン１７が作動するので到達圧力は、大
幅に下がり、真空度が高まる。
なお、前期頂隙容積は通路２２を付加したこと
により増加するが、前述のように頂隙内の気体が
他のシリンダによつて減圧されるので問題はなく
なる。
により増加するが、前述のように頂隙内の気体が
他のシリンダによつて減圧されるので問題はなく
なる。
また、クランクアーム３３にバランスウエイト
３４が設けられているので、各ピストンの往復慣
性力がつり合い、高速回転が可能となり、振動が
少なくなる。即ち、第１ピストン１６、第２ピス
トン１７、第３ピストン３１の往復の１次慣性力
をそれぞれW1，W2，W3とすると、その振幅｜
W1｜＝｜W2｜＋｜W3｜を満足させる。これは
例えば、第１ピストン１６を鋳鉄、第２ピストン
１７および第３ピストン３１を軽合金で製作する
ことにより容易に達成することができる。さら
に、前記バランスウエイト３４により発生する遠
心力を、第３ピストン３１の１次慣性力の振幅｜
W3｜に等しくする。このようにすると、第４図
に示すように、第１ピストン１６の１次慣性力の
うちの第２ピストン１７の１次慣性力W2の部分
は、第１ピストン１６と180゜位相を異にする第２
ピストン１７の１次慣性力W2とつり合う。また、
第１ピストン１６の１次慣性力のうちの第３ピス
トン３１の１次慣性力W3の部分は、第１ピスト
ン１６と90゜位相を異にする第３ピストン３１の
１次慣性力W3と合成され、これがバランスウエ
イト３４の遠心力｜W3｜とつり合う。
３４が設けられているので、各ピストンの往復慣
性力がつり合い、高速回転が可能となり、振動が
少なくなる。即ち、第１ピストン１６、第２ピス
トン１７、第３ピストン３１の往復の１次慣性力
をそれぞれW1，W2，W3とすると、その振幅｜
W1｜＝｜W2｜＋｜W3｜を満足させる。これは
例えば、第１ピストン１６を鋳鉄、第２ピストン
１７および第３ピストン３１を軽合金で製作する
ことにより容易に達成することができる。さら
に、前記バランスウエイト３４により発生する遠
心力を、第３ピストン３１の１次慣性力の振幅｜
W3｜に等しくする。このようにすると、第４図
に示すように、第１ピストン１６の１次慣性力の
うちの第２ピストン１７の１次慣性力W2の部分
は、第１ピストン１６と180゜位相を異にする第２
ピストン１７の１次慣性力W2とつり合う。また、
第１ピストン１６の１次慣性力のうちの第３ピス
トン３１の１次慣性力W3の部分は、第１ピスト
ン１６と90゜位相を異にする第３ピストン３１の
１次慣性力W3と合成され、これがバランスウエ
イト３４の遠心力｜W3｜とつり合う。
そこで、例えば、第２ピストン１７と第３ピス
トン３１とを同一重量同一直径同一クランク半径
とした場合、｜W2｜＝｜W3｜となる。ここで第
１ピストン１６も同一直径とすると｜W1｜＝２
｜W2｜となるから、重量を他のピストンの２倍
にしなければならない。このようにすると、全体
として本真空ポンプの１次の慣性力はつり合うの
で、加振動力が小さく高速運転が可能となる。
トン３１とを同一重量同一直径同一クランク半径
とした場合、｜W2｜＝｜W3｜となる。ここで第
１ピストン１６も同一直径とすると｜W1｜＝２
｜W2｜となるから、重量を他のピストンの２倍
にしなければならない。このようにすると、全体
として本真空ポンプの１次の慣性力はつり合うの
で、加振動力が小さく高速運転が可能となる。
「考案の効果」
以上説明したように本考案によれば前記シリン
ダを２気筒から構成し、前記吸込室内には吸込室
と隔絶されて両シリンダ内を連通可能にする通路
を設け、前記弁座板には、該通路を介して前記両
シリンダ内を連通可能にする開口を設け、該開口
を前記ピストンがその上死点近傍から上死点間に
ある間には開とし、上死点近傍から下死点間にあ
る間には閉とする自動開閉弁機構を設け、前記両
シリンダ内のピストンには180゜の位相差を設けて
低圧側真空ポンプとし、該低圧側真空ポンプのシ
リンダとは90゜の位相差をもつように高圧側真空
ポンプのシリンダを設け、該高圧側真空ポンプの
ピストンを低圧側真空ポンプのピストンの一クラ
ンクピンに連結し、前記低圧側真空ポンプのシリ
ンダ間にあるクランクアームに、前記３つのピス
トンの慣性力をつり合わせるためのバランサを設
けたから、高い圧力比を得難い１段側の性能が向
上し、ピストンの往復動慣性力がつり合い、高速
回転に適し、到達圧力が大幅に低くなり、かつ振
動の少ない真空ポンプを提供することができる。
ダを２気筒から構成し、前記吸込室内には吸込室
と隔絶されて両シリンダ内を連通可能にする通路
を設け、前記弁座板には、該通路を介して前記両
シリンダ内を連通可能にする開口を設け、該開口
を前記ピストンがその上死点近傍から上死点間に
ある間には開とし、上死点近傍から下死点間にあ
る間には閉とする自動開閉弁機構を設け、前記両
シリンダ内のピストンには180゜の位相差を設けて
低圧側真空ポンプとし、該低圧側真空ポンプのシ
リンダとは90゜の位相差をもつように高圧側真空
ポンプのシリンダを設け、該高圧側真空ポンプの
ピストンを低圧側真空ポンプのピストンの一クラ
ンクピンに連結し、前記低圧側真空ポンプのシリ
ンダ間にあるクランクアームに、前記３つのピス
トンの慣性力をつり合わせるためのバランサを設
けたから、高い圧力比を得難い１段側の性能が向
上し、ピストンの往復動慣性力がつり合い、高速
回転に適し、到達圧力が大幅に低くなり、かつ振
動の少ない真空ポンプを提供することができる。
第１図ないし第４図はは本考案の一実施例を示
すもので、第１図および第２図はクランクシヤフ
トと第１、第２、第３ピストンとの関係を示す概
略断面図、第３図は本考案の低圧シリンダ部の断
面図、第４図はクランクシヤフトおよび第１、第
２、第３ピストンの慣性力、遠心力の合成図であ
る。 １，２……シリンダ、３……弁座板、４……シ
リンダヘツド、５……吸込室、６，７……吸込
口、１０，１１……吐出室、１２，１３……吐出
口、１６……第１ピストン、１７……第２ピスト
ン、１８，１９……突起、２０，２１……開口、
２２……通路、２４……開閉弁、２５……クラン
クシヤフト、２６，２８……クランクピン、３０
……高圧シリンダ、３１……第３ピストン、３３
……クランクアーム、３４……バランスウエイト
（バランサ）。
すもので、第１図および第２図はクランクシヤフ
トと第１、第２、第３ピストンとの関係を示す概
略断面図、第３図は本考案の低圧シリンダ部の断
面図、第４図はクランクシヤフトおよび第１、第
２、第３ピストンの慣性力、遠心力の合成図であ
る。 １，２……シリンダ、３……弁座板、４……シ
リンダヘツド、５……吸込室、６，７……吸込
口、１０，１１……吐出室、１２，１３……吐出
口、１６……第１ピストン、１７……第２ピスト
ン、１８，１９……突起、２０，２１……開口、
２２……通路、２４……開閉弁、２５……クラン
クシヤフト、２６，２８……クランクピン、３０
……高圧シリンダ、３１……第３ピストン、３３
……クランクアーム、３４……バランスウエイト
（バランサ）。
Claims (1)
- シリンダヘツドの吸込室に吸い込まれた気体
を、シリンダヘツドとシリンダとの間に介装され
た弁座板に設けられた吸込口を介してシリンダ内
に吸い込み、ピストンにより押圧して前記弁座板
に設けられた吐出口、シリンダヘツドに設けられ
た吐出室を介して吐出する真空ポンプにおいて、
前記シリンダを２気筒から構成し、前記吸込室内
には吸込室と隔絶されて両シリンダ内を連通可能
にする通路を設け、前記弁座板には、該通路を介
して前記両シリンダ内を連通可能にする開口を設
け、該開口を前記ピストンがその上死点近傍から
上死点間にある間には開とし、上死点近傍から下
死点間にある間には閉とする自動開閉弁機構を設
け、前記両シリンダ内のピストンには180゜の位相
差を設けて低圧側真空ポンプとし、該低圧側真空
ポンプのシリンダとは90゜の位相差をもつように
高圧側真空ポンプのシリンダを設け、該高圧側真
空ポンプのピストンを低圧側真空ポンプのピスト
ンの一クランクピンに連結し、前記低圧側真空ポ
ンプのシリンダ間にあるクランクアームに、前記
３つのピストンの慣性力をつり合わせるためのバ
ランサを設けてなる真空ポンプ。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP19350784U JPH0110455Y2 (ja) | 1984-12-20 | 1984-12-20 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP19350784U JPH0110455Y2 (ja) | 1984-12-20 | 1984-12-20 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS61107983U JPS61107983U (ja) | 1986-07-09 |
| JPH0110455Y2 true JPH0110455Y2 (ja) | 1989-03-24 |
Family
ID=30750930
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP19350784U Expired JPH0110455Y2 (ja) | 1984-12-20 | 1984-12-20 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH0110455Y2 (ja) |
-
1984
- 1984-12-20 JP JP19350784U patent/JPH0110455Y2/ja not_active Expired
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPS61107983U (ja) | 1986-07-09 |
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