JPH0233880B2 - - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 （産業上の利用分野） 本発明は主として油回転ポンプ等の補助ポンプ
と併用されて中、低真空域から高真空域に到る迄
の真空排気に多用される二葉式真空ポンプに関す
る。

（従来の技術） 周知の如く、一般にこの種二葉式真空ポンプで
は、ベアリングや歯車を備えたローター軸の回転
機構部分に潤滑油が必要である。よつて、この種
ポンプでは、まゆ形ローターが回転して真空圧と
なるポンプ室内側へ潤滑油が流入することを防止
する必要がある。

ここに、第５図イの様にポンプ室１ｅから仕切
壁８ｅの孔部３１を介して中間室７ｅ側に支持さ
れるローター軸５ｅにラビリンスシール等の非接
触シール手段２３を施しただけでは、その非接触
シールに一定の限界がある。従つて、ポンプ室１
ｅに真空吸引力が発生した際には中間室７ｅ内の
エアがシール部２３の位置を集中的に通過してポ
ンプ室１ｅ側に流出する現象を生じる。従つて、
当該非接触シール位置の間〓から油を含有したエ
アがポンプ室１ｅ側に流出してポンプ室１ｅ内を
汚染させる難点がある。

一方、同図ロの様にパツキン等の接触シール２
１を用いてポンプ室７ｅと中間室７ｅとを完全に
隔離させただけでは、真空圧となるポンプ室７ｅ
と大気圧の中間室７ｅとの両者間に圧力差が発生
する。その結果、シール材２１の使用寿命がその
圧力差に原因して著しく低下する難点が生じる。

そこで、従来では前記難点を解消せんとして、
実公昭37−14474号公報所載の手段が提案されて
いる。

係る手段は、第６図の様に仕切壁８ｆの出来る
だけ上部の位置に連通用孔１４ｆを穿設したもの
である。係る構造では、連通用孔１４ｆを介して
相互に連通されたポンプ室１ｆと仕切壁７ｆとの
差圧を無くして軸シール部２１の負担を軽減する
ことができる。

（発明が解決しようとする課題） しかるに、前記従来の手段では、連通用孔１４
ｆがローター６ｆの端面部と対面する位置から外
れて吸入口２の近傍に設けられているために、中
間室７ｆ内の圧力P₄は吸入口側圧力P₁と同圧と
なる。ここに、軸シール材２１に対してポンプ室
１側から作用する圧力P₃は、吸入側圧力P₁と排
気側圧力P₂との略中間値となるから、軸シール
材２１の両側に作用する圧力P₃とP₄は不均衡な
圧力となる。

従つて、軸シール材２１にはやはり圧力差が作
用して当該軸シール材２１の使用寿命が短期化さ
れるという難点が発生する。

また、該軸シール材２１に〓間が発生してなる
場合には、軸シール部材２１の両側のP₃とP₄の
圧力差に原因してポンプ室１ｆ側から中間室７ｆ
内にエアが流入し、又中間室７ｆ内のエアは連通
用孔１４を介してポンプ室１ｆ内に流入する。一
方、中間室７ｆ内には真空引きされる際に泡立ち
現象を生じた潤滑油が充満している。従つて、如
何に連通用孔１４ｆを仕切壁８ｆの上部に設けて
いても前記泡立ちした油は連通用孔１４ｆの位置
に到達して、これが連通用孔１４ｆを介して前記
エアに流れに伴つてポンプ室１ｆ内に流入し、ポ
ンプ室内を油汚染させるという問題点が生じてい
た。

尚、上記従来では中間室７ｆの隣に別途補助室
５０を設けて、当該補助室５０内に潤滑油を収容
し、該補助室５０と中間室７ｆとはオイルシール
５１を介して隔離させる手段も提案されている。
しかるに、係る手段では、やはり真空圧に達する
中間室７ｆと大気圧の補助室５０との両者間の圧
力差によつてオイルシール５１が損傷し易くなる
難点が発生する。また、駆動回転するローター軸
５ｆの軸シールとしてのオイルシール５１では完
全な気密シールは困難であるが、係るシール５１
が気密性に劣る場合には中間室７ｆに油が流出し
て、これが連通用孔１４ｆを介してポンプ室１ｆ
内に流入する現象を生じ、ポンプ室１ｆ内の油汚
染を適切に解消することが困難となつていた。

それ故、本発明は軸シール材の両側に圧力差を
生じさせず、又中間室側からポンプ室側への油を
含有したエアの流入を生じないものとして、ポン
プ室内が油汚染される不都合を適切に防止させる
ことを、その目的とする。

（課題を解決するための手段） 本発明は従来の様に中間室とポンプ室とを連通
させる連通用孔を従来の様に出来る限り上部の位
置に設けるのではなく、中間室とポンプ室との圧
力を均衡させて不当なエア移動が生じない様に連
通用孔の穿設位置を特定することにより、上記従
来の課題を解決せんとするものである。

すなわち、本発明は、ポンプ室１と中間室７と
を仕切る仕切壁８に穿設された連通用孔１４のポ
ンプ室１側に開口する一端側開口部３２が、中間
室７内の圧力P₄をローター軸５，５の軸シール
部１３，１３に対してポンプ室１側から作用する
圧力P₃と同圧に設定可能とすべくまゆ形ロータ
ー６，６の各ローター軸５，５を中心とする最小
外形寸法を直径とした二つの円形部Ｂ，Ｂ内、又
は前記各ローター６，６の外端先端部６ａ，６ａ
の夫々の円弧軌跡の交叉部分Ａ内の位置に配置設
定されてなる、二葉式真空ポンプである。

（作用） 上記構成に於いては、仕切壁８に穿設された連
通用孔１４の一端側開口部３２は、ポンプ脈動が
少なく、又ポンプ室内の吸入側圧力と排気側圧力
との丁度略中間の圧力値に設定される部位に開口
し、しかも一対のローター６，６の端面部２５，
２５によつて常時又は略常時シールされた状態と
なる。従つて、中間室７内の圧力P₄は仕切壁８
のローター軸５，５の軸シール部１３，１３に対
して作用するポンプ室１側の圧力P₃と均衡する。
又ポンプ動作による圧力脈動を受けないものとな
る。

その結果、中間室７側からポンプ室１内側への
積極的なエア流れがなくなつて、軸シール部１
３，１３に多少の間〓部が存在したり、或いは開
口状態のままの連通用孔１４の位置に泡立ちした
油分が到達しても、当該油分がポンプ室１側へ流
出することがなくなる。

（実施例） 以下、本発明の実施例について説明する。

第１図中、１はケーシング４内に設けられたポ
ンプ室で、吸入口２と排出口３を相互に対向させ
た状態で形成している。６，６は該ポンプ室１内
に設けられた一対のまゆ形ローターで、その各端
面部２５，２５ａの側方位置にはローター軸５，
５が突設されている。８，８ａは該ローター６，
６の各端面部２５，２５ａと対面して設けられた
仕切壁で、その両者間には僅かな幅間隔の間〓部
３０，３０ａが形成されている。３１，３１ａは
ローター軸５，５を挿通させるべく仕切壁８，８
ａに貫通して穿設されたローター軸挿通用の孔部
で、当該孔部３１，３１ａにはローター軸５の軸
径よりも1/100mm単位の寸法程度大径の所謂ラビ
リンスシール１３，１３が施されている。

７，７ａは仕切壁８，８ａを介してポンプ室１
と仕切られて形成された中間室で、その内部には
ローター軸５，５の両端部を軸支する軸受９や歯
車１０等が設けられ、又その底部には潤滑用の油
１１が貯留されている。１２は一方のローター軸
５に連結された駆動用の電動機である。

１４，１４ａは中間室７，７ａとポンプ室１と
を夫々相互に連通させるべく仕切壁８，８ａに貫
通して穿設された連通用孔を示す。当該連通用孔
１４，１４ａの各一端側の開口部３２，３２ａ
は、一対のローター６，６の外端先端部６ａ，６
ａが描く円軌跡の交叉部分Ａの丁度中央部の位
置、即ち、ローター軸５，５の両者間の丁度中央
に位置してポンプ室１側に開口する様に設定され
ている。

本実施例は以上の構成からなり、次にその作用
について説明する。

先ず、この種二葉式真空ポンプはこれ以外の例
えば油回転ポンプ等の補助ポンプと併用し、当初
は二葉式真空ポンプを停止させた状態で補助ポン
プのみを運転させ、その後その真空雰囲気が中、
高真空域に達した時点で当該二葉式真空ポンプの
運転を開始させる。ここに、ポンプ室１側が真空
排気されるに連れて、中間室７，７ａは連通用孔
１４，１４ａを介してその内部のエアがポンプ室
１側に吸気されて低圧となり、中間室７，７ａ内
の潤滑油は泡立ち現象を生じる。特に潤滑油が新
油の場合にはその現象が一層顕著となる。

また、ポンプ作動中に於いてはポンプ室１の吸
入口２側と排出口３側とは夫々P₁，P₂となつて
圧力差を生じる。ここに、ローター軸５，５の回
転によつて軸シール機能を発揮するシール部１
３，１３ａはポンプ室１の吸入、排出口２，３間
の略中央に位置するために、当該シール部１３，
１３ａに対するポンプ室１側の圧力P₃は、P₁＜
P₃＜P₂の関係となる。

他方、連通用孔１４，１４ａの一端開口部３
２，３２ａは、二枚のローター６，６が略常時存
在して該ローター６，６の端面部２５，２５ａと
仕切壁８，８ａとの間の微小な間〓部３０，３０
ａ（通常0.1mm〜0.数mm）の位置に開口して設けら
れているために、前記開口部３２，３２ａはロー
ター６，６の端面部２５，２５ａによつて簡易的
に閉塞された準シール状態となつてポンプ動作の
圧力脈動の影響を受けない。しかも、該連通用孔
１４，１４ａはローター軸５，５の軸シール部１
３，１３ａと同様にポンプの吸入、排出口２，３
の略中間位置に開口しているために、連通用孔１
４，１４ａを介して連通される中間室７，７ａ内
の圧力P₄は、軸シール部１３，１３ａの位置に
作用する圧力P₃と同圧となる。この両者の同圧
関係は、ポンプ運転中にポンプ室１の吸入、排出
口２，３側の圧力P₁，P₂に大きな圧力変動が生
じても維持される。

従つて、中間室７，７ａ内のエアがシール部１
３，１３ａ又は連通用孔１４，１４ａを介してポ
ンプ室１内へ流出することが防止できる。その結
果、中間室７，７ａ内で油１１の泡立ち現象が発
生しても、積極的なエアの流れが発生しない限り
は中間室７，７ａ内の油が積極的にポンプ室１側
に流出することがなく、ポンプ室１内に汚染され
ることはない。又、エア流れに原因するポンプの
排気効率の低下を招来することもない。

尚、上記実施例では、ローター軸５，５に非接
触式のラビリンスシールを施した場合を一例とし
て説明したが、本発明はこれに限定されない。そ
の他のネジポンプ式シール等の非接触式シールを
施してもよい他、オイルシール等の接触式シール
を採用してもよい。

第２図の様に、ローター軸５，５の位置にオイ
ルシール１３ｂ，１３ｃを設けた場合に於いて
も、ローター６，６の端面部２５，２５ａにて準
シールされた状態の間〓部３０，３０ａの位置と
連通用孔１４，１４ａを介して連通した中間室
７，７ａ内の圧力P₄は、オイルシール１３ｂ，
１３ｃに対して作用するポンプ室１側の圧力P₃
と同圧となる。従つて、オイルシール１３ｂ，１
３ｃはその両側位置に何ら不均衡な圧力差を受け
ず、その使用条件が良好となつて使用寿命が長期
化する。又、オイルシール１３ｂ，１３ｃはその
長期の使用によつてローター軸５，５との接触摩
擦に原因してローター軸５，５の表面と僅かな間
〓部を形成する。ところが、該シール部のポンプ
室１側の圧力P₃と中間室７，７ａ内の圧力P₄と
は均衡してなるために、該間〓部は上記第１実施
例の非接触シールを施した場合と同様なシール機
能を有することとなる。従つて、オイルシール１
３ｂ，１３ｃを部品交換することなく、中間室
７，７ａからポンプ室１側への油流出を防止でき
る。

また、上記実施例では、連通用孔１４を二本の
ローター軸５，５間の丁度中央位置に穿設した
が、本発明はこれに限定されない。要は第３図の
様に各ローター６，６の外端先端部６ａ，６ａの
夫々の円弧軌跡の交叉部分Ａ、又は各ローター
６，６のローター軸５，５を中心とする最小外形
寸法Ｄを直径とした二つの円形Ｂ，Ｂ内の位置に
配置されていればよい。けだし、前記Ａ，Ｂ，Ｂ
の何れの位置に於いても連通用孔１４の開口部３
２はローターの端面部２５によつて常時又は略常
時準シールされた状態となつて圧力脈動を受け
ず、且つローター軸５，５の軸シール位置の近傍
に配置されて、該シール部のポンプ室１側の圧力
と中間室７内の圧力とを均圧状態に設定できるか
らである。

更に、本発明に係る連通用孔１４はその具体的
な個数は一個に限定されない。複数箇所設けても
何ら構わない。又、その直径も特定されない。

但し、第４図の様に連通用孔４を傾斜させた
り、或いは中間室１４にパイプ１５を接続する等
して、連通用孔１４内へ油が容易に進入し難い状
態に設定する様な変更は自在である。

その他、本発明はポンプ室１、中間室７、ロー
ター６，６、ローター軸５，５等の各部の具体的
な構成は全て本発明の意図する範囲内で任意に設
計変更自在である。

（発明の効果） 叙上の様に、本発明は中間室とポンプ室とを連
通させるための連通用孔の一端側の開口部をロー
ターの端面部にて常時又は略常時シールされる状
態となる所定の箇所に特定して配置させることに
より、中間室内の圧力をローター軸の軸シール部
に対して作用するポンプ室側の圧力と均衡させ得
る様に構成したために、軸シール部の両側に不当
な圧力差を生じさせることが回避できて、軸シー
ルが接触シールの場合には当該接触シールを圧力
差によつて損傷させる様なことが解消でき、シー
ル部材の使用寿命を長期化できるという格別な効
果を有するに至つた。

また、ローター軸に非接触シールを施した場合
であつても、当該軸シール部の両側の圧力差が解
消されることにより、当該軸シール部を介して中
間室内の油分を含有するエアがポンプ室側に常時
流入する様な現象を生じさせず、ポンプ室内の油
汚染を適切に防止できるという優れた効果が得ら
れる。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明に係る二葉式真空ポンプの一実
施例を示し、同図イは平面断面図、同図ロは同図
イのＸ−Ｘ線断面図、同図ハは側面断面図。第２
図は他の実施例を示す平面断面図。第３図は本発
明に係る連通用孔の穿設位置を示す説明図。第４
図イ，ロは他の実施例を示す要部断面図。第５図
イ，ロ及び第６図は従来例を示す説明図。 １…ポンプ室、５，５…ローター軸、６，６…
まゆ形ローター、７…中間室、８…仕切壁、１
３，１３…軸シール部、１４…連通用孔、２５，
２５…端面部、３１，３１…孔部、３２…一端側
開口部。

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. １ 相互に逆方向に回転する一対のまゆ形ロータ
   ー６，６を設けてなるポンプ室１と、前記まゆ形
   ローター６，６の端面部２５，２５に対面する仕
   切壁８と、該仕切壁８を介してポンプ室１と区画
   されて設けられた中間室７と、前記仕切壁８に穿
   設された孔部３１，３１に挿通されて中間室７側
   で軸支されたローター軸５，５を孔部３１，３１
   の位置で軸シールすべく設けられた軸シール部１
   ３，１３とを夫々具備し、且つ前記仕切壁８には
   中間室７とポンプ室１との両室を連通させるため
   の連通用孔１４が穿設されてなる二葉式真空ポン
   プに於いて、前記連通用孔１４のポンプ室１側に
   開口する一端側開口部３２は、中間室７内の圧力
   P₄がローター軸５，５の軸シール部１３，１３
   に対してポンプ室１側から作用する圧力P₃と同
   圧に設定可能となるべくまゆ形ローター６，６の
   各ローター軸５，５を中心とする最小外形寸法を
   直径とした二つの円形部Ｂ，Ｂ内、又は前記各ロ
   ーター６，６の外端先端部６ａ，６ａの夫々の円
   弧軌跡の交叉部分Ａ内の位置に配置設定されてな
   ることを特徴とする二葉式真空ポンプ。