JPH05312174A - スクリュー真空ポンプ - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【目的】 逆流量を減少し、高効率で到達圧力の低いス
クリュー真空ポンプを可能とする。 【構成】 スクリュー真空ポンプにおいて、吐出口を、
一対のスクリューロータの吐出側端面上で、該一対のス
クリューロータの回転中心を結ぶ中心線の中点に位置す
る一点と、該一点に対し、前記一対のスクリューロータ
の回転方向とは逆方向で、各スクリューロータの回転中
心からの距離が短かく、歯底円付近に位置する点とを通
る軌跡を輪郭の一部とする閉じた領域に対面した形状に
構成し、スクリューロータの端面に形成される強度上さ
けがたい歯の欠落によって生ずる漏れ流路の影響を減少
し、吐出口から作動室への逆流を減少するものである。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、スクリュー真空ポンプ
に係り、とくに矩形歯のスクリューロータを収納してい
るケーシング端面において気体が逆流するのを減少させ
ることによってエネルギ効率の向上と、到達圧力の向上
などに好適なスクリュー真空ポンプに関する。

【０００２】

【従来の技術】従来よりスクリュー真空ポンプにおける
スクリューロータの歯形形状は、多条ねじで干渉の無い
歯形と、たとえば実開昭６３−１４８８４号公報に記載
されているように、１条あるいは２条の角ねじ歯形（以
下矩形歯形という）が用いられている。これら２種類の
歯形は、それぞれ一長一短があって真空ポンプの用途に
応じて使い分けられている。

【０００３】ここで矩形歯形を用いた真空ポンプにより
気体を排出する原理を述べる。スクリューロータの外周
表面に刻まれた歯溝は、スクリューロータを収納してい
るケーシングのボア面に囲まれて、螺旋状の空間を形成
する。この空間は、他方のスクリューロータの外周表面
に刻まれた歯によって複数の作動室と呼ばれる空間に分
割される。このように形成された一対のスクリューロー
タが回転すると、作動室は軸方向に移動する。作動室が
端面まで移動すると、ケーシングによって形成されるボ
ア面が作動室の一端面を塞いで作動室の容積を縮小さ
せ、作動室内の真空圧の気体を圧縮させる。さらに作動
室は容積を縮小して気体の所定の圧力まで圧縮すると、
作動室はケーシングの吐出側端部に形成された吐出口と
連通して気体を吐出口から外部に排出し、作動室が一対
のスクリューロータの中心を結ぶ線上に達すると、気体
の排出が終了するとともに、作動室が消滅する。そのた
め、吐出口の形状は、スクリュー真空ポンプの到達圧力
を決定する上で、また、作動室内の気体が吐出口より排
出するさいの騒音および気体の圧縮などによつて発生す
るケーシング、スクリューロータなどの温度上昇に大き
く影響するので、吐出口の形状はスクリュー真空ポンプ
の性能を向上する上で重要である。なお、矩形歯形に対
する吐出形状に関しては、特開平２−３１３３５１号公
報に記載されている。

【０００４】

【発明が解決しようとする課題】上記従来技術において
は、スクリューロータの端部で強度上避けがたい歯の欠
落が存在することについて配慮がされておらず、未だ吐
出口に連通していないにもかかわらず、吐出口から作動
室に気体が逆流し、これがため、気体の到達圧力を悪化
させたり、逆流する気体の圧縮により圧縮する気体量の
増加で圧縮熱の発生が大きくなったりするという問題が
あった。この問題をさらに図１０および図１１により詳
述する。なお、図１０は理解しやすいように天地を反転
し、スクリューロータの吐出側端面を上方に示してい
る。また、図１１は図の手前側が吐出方向、後方側が吸
込方向である。図１０において、スクリューロータ１の
吐出側端面１５をを軸方向すなわち図の手前側から見る
と、歯先円１１と歯底円１２とをつなぐ歯側線と呼ばれ
る径方向の線が２本ａ，ｂある。一方の線ａは半径方向
から見ると、吸込側を向く歯側面１３と端面１５の交線
で面の交差角が鋭角１７をなすことから、以下鋭角側歯
側線１９と呼ぶことにする。また、他方の線ｂは、吐出
側を向く歯側線１４と端面１５との境界線で面の交差角
が鈍角１８をなすことから、以下鈍角側歯側線２０と呼
ぶことにする。鋭角側歯側線１９は、理論上はナイフエ
ッジ２１となるが、実際には強度を考慮して先を丸め、
この丸めによって削除された部分が歯の欠落２２であ
る。

【０００５】つぎに、上記歯の欠落２２がいかにスクリ
ュー真空ポンプに悪影響を及ぼすかを図１１により説明
する。一対のスクリューロータ１ａ，１ｂの回転により
吐出方向に移動してきた作動室２４は、ボア端面(図示
せず)に遮ぎられて容積が縮小するので、作動室２４内
の気体は、圧縮されて圧力が上昇する。しかるのち、作
動室２４が吐出口２６と連通すると、作動室２４内の気
体は、吐出口２６より排出する。さらに作動室２４の容
積が縮小を続行すると、作動室２４内の気体は排出完了
するとともに作動室２４が消滅寸前の作動室２３になっ
て遂には消滅する。図１１は、上記作動室２３が消滅す
る寸前（回転角度で約１５°手前）の状態を示す。作動
室２３が消滅する寸前に達すると、歯の欠落２２により
ケーシング(図示せず)のボア面との間に間隙を生じ、該
間隙により吐出口２６と、該吐出口２６に未だ連通して
いない作動室２４とをつなげる薄い流路２５が形成され
る。しかも、該薄い流路２５は、作動室２３の移動によ
り幅が広がり、作動室２３が消滅寸前に達したとき最大
となる。そのため、大気は吐出口２６より流路２５を通
って該吐出口２６に未だ連通していない作動室２４に浸
入する。これが、上記で述べた気体の到達圧力の悪化
と、圧縮熱の発生を大にする逆流２９である。

【０００６】本発明の目的は、逆流量を減少し、高効率
で到達圧力が低いスクリュー真空ポンプを提供すること
にある。

【０００７】

【課題を解決するための手段】上記目的を達成するため
に、第１の発明は、互いに軸平行でねじり方向を逆方向
にするとともに、軸断面上で矩形形状をしたスクリュー
歯を噛み合わせて同期回転する一対のスクリューロータ
と、該一対のスクリューロータの少なくとも一方の端面
に微小隙間をもって対向するボアを有するとともに、該
ボアの一方の端面に吸入口を、他方の端面に吐出口を有
するケーシングとを備えたスクリュー真空ポンプにおい
て、上記吐出口は、前記一対のスクリューロータの吐出
側端面上で、該一対のスクリューロータの回転中心を結
ぶ中心線のうちの一対のスクリュー歯が互いに重複する
部分上に位置する一点と、該一点に対し、前記一対のス
クリューロータの回転方向とは逆方向で、各スクリュー
ロータの回転中心からの距離が短かく歯底円付近に位置
する点とを通る軌跡を形成し、該軌跡を輪郭の一部とす
る閉じた領域に対面した形状に構成されたものである。

【０００８】上記目的を達成するために、第２の発明
は、互いに軸平行でねじり方向を逆方向にするととも
に、軸断面上で矩形形状をしたスクリュー歯を噛み合わ
せて同期回転する一対のスクリューロータと、該一対の
スクリューロータの少なくとも一方の端面に微小隙間を
もって対向するボアを有するとともに、該ボアの一方の
端面に吸入口を、他方の端面に吐出口を有するケーシン
グとを備えたスクリュー真空ポンプにおいて、前記吐出
口は、前記一対のスクリューロータの吐出側端面で、該
一対のスクリューロータの回転中心を結ぶ中心線のうち
の一対のスクリュー歯が互いに重複する部分を上記一対
のスクリューロータの回転方向とは逆方向に僅かな量だ
けオフセットした位置に有する点と、該一点に対し、前
記一対のスクリューロータの回転方向とは逆方向で、各
スクリューロータの回転中心からの距離を短かく歯底円
付近に位置する点とを通る軌跡を形成し、該軌跡を輪郭
の一部とする閉じた領域に対面した形状に構成されたも
のである。

【０００９】上記目的を達成するために、第３の発明
は、互いに軸平行でねじり方向を逆方向にするととも
に、軸断面上で矩形形状をしたスクリュー歯を噛み合わ
せて同期回転する一対のスクリューロータと、該一対の
スクリューロータの少なくとも一方の端面に微小隙間を
もって対向するボアを有するとともに、該ボアの一方の
端面に吸入口を、他方の端面に吐出口を有するケーシン
グとを備えたスクリュー真空ポンプにおいて、前記吐出
口は、前記一対のスクリューロータの吐出側端面で、該
一対のスクリューロータの回転中心を結ぶ中心線のうち
の一対のスクリュー歯が互いに重複する部分を上記一対
のスクリューロータの回転方向とは逆方向に僅かな量だ
けオフセットした位置に有する線分を輪郭の一部とし、
該線分よりも上記一対のスクリューロータの回転方向と
は逆方向に行くのにともなって幅が広くなる閉じた領域
に対面した形状に構成されたものである。

【００１０】上記目的を達成するために、第４の発明
は、互いに軸平行でねじり方向を逆方向にするととも
に、軸断面上で矩形形状をしたスクリュー歯を噛み合わ
せて同期回転する一対のスクリューロータと、該一対の
スクリューロータの少なくとも一方の端面に微小隙間を
もって対向するボアを有するとともに、該ボアの一方の
端面に吸入口を、他方の端面に吐出口を有するケーシン
グとを備えたスクリュー真空ポンプにおいて、上記吐出
口は、前記一対のスクリューロータの吐出側端面上で、
該一対のスクリューロータの回転中心を結ぶ中心線のう
ちの一対のスクリュー歯が互いに重複する部分に接する
輪郭を有する小孔と、該小孔よりも前記一対のスクリュ
ーロータの回転方向とは逆方向に位置し、該小孔よりも
大きな形状の輪郭で少なくとも１個有する大孔とから構
成されたものである。

【００１１】上記目的を達成するために、第５の発明
は、互いに軸平行でねじり方向を逆方向にするととも
に、軸断面上で矩形形状をしたスクリュー歯を噛み合わ
せて同期回転する一対のスクリューロータと、該一対の
スクリューロータの少なくとも一方の端面に微小隙間を
もって対向するボアを有するとともに、該ボアの一方の
端面に吸入口を、他方の端面に吐出口を有するケーシン
グとを備えたスクリュー真空ポンプにおいて、上記吐出
口は、前記一対のスクリューロータの吐出側端面上で、
該一対のスクリューロータの回転中心を結ぶ中心線のう
ちの一対のスクリュー歯が互いに重複する部分に接する
輪郭を有する小孔と、該小孔よりも前記一対のスクリュ
ーロータの回転方向とは逆方向に位置し、該小孔よりも
大きな形状の輪郭で少なくとも１個有する大孔とを互い
に対向方向に向って湾曲する曲線にて接続し、ひょう単
形状に構成されたものである。

【００１２】上記目的を達成するために、第６の発明
は、互いに軸平行でねじり方向を逆方向にするととも
に、軸断面上で矩形形状をしたスクリュー歯を噛み合わ
せて同期回転する一対のスクリューロータと、該一対の
スクリューロータの少なくとも一方の端面に微小隙間を
もって対向するボアを有するとともに、該ボアの一方の
端面に吸入口を、他方の端面に吐出口を有するケーシン
グとを備えたスクリュー真空ポンプにおいて、上記吐出
口は、前記一対のスクリューロータの吐出側端面で、該
一対のスクリューロータの回転中心を結ぶ中心線のうち
の一対のスクリュー歯が互いに重複する部分に接する輪
郭を有する小孔と、該小孔よりも前記一対のスクリュー
ロータの回転方向とは逆方向の一対のスクリュー歯が重
複する部分に該小孔よりも大きな形状の輪郭を有する大
孔と、該大孔と同一もしくはそれ以上のいずれかの輪郭
で、かつ該大孔よりも、前記一対のスクリューロータの
回転方向とは逆方向で、各スクリュー歯部分に位置する
大孔とから構成されたものである。

【００１３】前記小孔および大孔は、円形状もしくは角
形状に構成されたものである。

【００１４】

【作用】第１の発明によれば、吐出口を形成する輪郭の
一端部が、一対のスクリューロータの回転中心を結ぶ中
心線のうちの一対のスクリュー歯が互いに重複する部分
上で点にて閉じ、その幅は狭小に形成されている。その
ため、吐出口と該吐出口に連通する吐出中の作動室との
連通面積が一対のスクリューロータの回転にともなって
縮小し、作動室が消滅寸前に他方のスクリューロータの
歯の欠落部分を流路として、一段だけ吸入側のまだ吐出
口と連通していない作動室と連通する。しかるに、上記
連通路の面積は十分に縮小しているので、吐出口から作
動室内への逆流は、十分に縮小した部分で遮られて少な
くなる。したがって、スクリュー真空ポンプを高効率で
到達圧力を低くすることができる。

【００１５】第２の発明によれば、吐出口を形成する輪
郭の一端部が、一対のスクリューロータの回転中心を結
ぶ中心線のうちの一対のスクリュー歯が互いに重複する
部分を、上記一対のスクリューロータの回転方向とは逆
方向に僅かな量だけオフセットした位置で点にて閉じ、
その幅は狭小に形成されている。そのため、一対のスク
リューロータの回転にともなって、作動室はその容積を
縮小し、消滅寸前で他方のスクリューロータ歯の欠落部
分を流路として、一段だけ吸入側のまだ吐出口と連通し
ていない作動室と連通する。ところが、これと相前後し
て吐出口と消滅寸前の作動室とが遮断され、吐出口から
の逆流が遮断されるので、逆流は発生しにくい。したが
って、スクリュー真空ポンプをさらに高効率にすること
ができる。

【００１６】第３の発明によれば、吐出口を形成する輪
郭の一部が一対のスクリューロータの回転中心を結ぶ中
心線より該一対のスクリューロータの回転方向とは逆方
向に僅かな量だけオフセットした位置に有するので、前
記第２の発明と同様の効果を有する。

【００１７】第４の発明によれば、吐出口が、一対のス
クリュー歯が互いに重複する部分に接する輪郭を有する
小孔と、該小孔よりも一対のスクリューロータの回転方
向とは逆方向に位置し、該小孔よりも大きな形状で少な
くとも１個有する大孔とから構成されているので、上記
小孔と、該小孔に連通する吐出中の作動室との連通面積
が一対のスクリューロータの回転にともなって縮小し、
作動室が消滅寸前に他方のスクリューロータの歯の欠落
部分を流路として、一枚だけ吸入側のまだ小孔と連通し
ていない作動室と連通する。しかしながら、上記連通路
の通路面積は十分に縮小しているので、小孔から作動室
内への逆流は、十分に縮小した部分で遮られて少なくな
る。したがって、前記第１の発明と同様な効果を有す
る。

【００１８】第５の発明によれば、吐出口が、一対のス
クリュー歯が互いに重複する部分に接する輪郭を有する
小孔と、該小孔よりも前記一対のスクリューロータの回
転方向とは逆方向に位置し、該小孔よりも大きな形状の
輪郭で少なくとも１個有する大孔とを互いに対向方向に
向って湾曲する曲線にて接続し、ひょう単形状に構成さ
れているので、前記第４の発明と同一の動作を行なう。

【００１９】第６の発明によれば、吐出口が、一対のス
クリュー歯が互いに重複する部分に接する輪郭を有する
小孔と、該小孔よりも前記一対のスクリューロータの回
転方向とは逆方向の一対のスクリュー歯が重複する部分
に該小孔よりも大きな形状の輪郭を有する大孔と、該大
孔と同一もしくはそれ以上のいずれかの輪郭で、かつ該
大孔よりも前記一対のスクリューロータの回転方向とは
逆方向で、各スクリュー歯部分に位置する大孔とから構
成されているので、前記第４の発明と同一の動作を行
う。

【００２０】

【実施例】以下、本発明の第１の実施例を示す図１乃至
図３について説明する。図１はスクリューロータの吐出
側端面を軸方向から見た図で、吐出口の輪郭をその上に
重ね書きしている。図２は本実施例による吐出口を適用
したスクリュー真空ポンプの正面断面図、図３は図１に
示す吐出口付近の拡大図である。

【００２１】まず、図４によりスクリュー真空ポンプの
構成と作動原理について説明する。

【００２２】ケーシング３２は、その上部に吸入口３３
を形成し、下方に吐出口３１を形成し、内部には、一対
のスクリューロータ１ａ，１ｂを設けている。該一対の
スクリューロータ１ａ，１ｂは、互いに同一寸法で、互
いに反対方向の捲き角度（たとえば一方のスクリューロ
ータ１ａを１条の左ねじにて形成したとき、他方のスク
リューロータ１ｂを１条の右ねじにて形成）を有する矩
形歯形を有して互いに噛みみ合っている。また、上記一
対のスクリューロータ１ａ，１ｂは、互いに歯部間およ
びケーシング３２の内壁すなわちボア３５との間および
下端とボアの吐出側端面３４の間にそれぞれ僅少な隙間
を形成して接触しないように形成し、かつ歯溝にはボア
３５の面と他方のスクリューロータ１ｂもしくは１ａの
歯により閉じめられた作動室３４と呼ばれる空間を形成
している。さらに、一対のスクリューロータ１ａ，１ｂ
はそれぞれ回転中心部を回転軸３７ａ，３７ｂの他端部
にて固嵌支持されている。該回転軸３７ａ，３７ｂは、
それぞれ他端部に互いに噛み合う同期歯車３８ａ，３８
ｂを固嵌支持している。該同期歯車３８ａ，３８ｂは、
電動機４０の出力軸４０ａの先端部に固嵌支持された駆
動歯車３９に噛み合っている。

【００２３】つぎに動作について説明する。電動機４０
によって駆動歯車３９が回転すると、２個の同期歯車３
８ａ，３８ｂが同期して増速回転して一対のスクリュー
ロータ１ａ，１ｂを伝動する。このようにして一対のス
クリューロータ１ａ，１ｂが同期回転すると、作動室３
６は、一対のスクリューロータ１ａ，１ｂの上端で１回
転につき１つづつつぎづきと発生し下端で消滅する。こ
のような動きによつて吸入口３３か作動室３６に吸い込
まれた気体は、下方へ移送され、ボアの吐出側端面３４
に達すると、該ボアの吐出側端面３４により作動室３６
の一端が塞がれ、その容積が減少するので、気体は圧縮
される。しかるのち、気体が大気圧近くまで圧縮される
と、作動室３６は、吐出口３１と連通して該作動室３６
内の気体を吐出口３１から排出させ、排出させながら引
続き容積を減少して遂には消滅する。以上がスクリュー
真空ポンプの吸入から吐出までの一連の動作であるが、
さらに、吐出口３１付近の構成について図１により説明
する。互いに噛み合った一対のスクリューロータ１ａ，
１ｂがそれぞれ回転中心５ａ，５ｂを中心にして矢印方
向に回転している場合、図１に示すように、一方（右
側）のスクリューロータ１ｂの作動室２３が消滅する寸
前では、該作動室２３よりも１ピッチだけ吸入側に位置
して隣接する作動室２４も端面に見えているが、吐出口
３１とはまで連通していない。なお、他方（左側）のス
クリューロータ１ａも作動室７が見えており、吐出口３
１と連通しているが、一方のスクリューロータ１ｂの作
動室２３とは直接関与しないので、説明を省略する。

【００２４】一対のスクリューロータ１ａ，１ｂにおい
ては、それぞれ鋭角側歯側線１９ａ，１９ｂと、鈍角側
歯側線２０ａ，２０ｂを有することは既に説明した。一
対のスクリューロータ１ａ，１ｂの回転方向にそって鈍
角側歯側線２０ａ，２０ｂを境界とする両面は鈍角側歯
側線２０ａ，２０ｂで折れ曲がるつながった面である
が、鋭角側歯側線１９ａ，１９ｂを境界といる両面は歯
側面のねじれによって奥行き方向（吸入口方向）に半ピ
ッチずれている。また既に説明したように、強度上避け
がたい歯の欠落２２があるので、２種類の歯側線１９ａ
と２０ａおよび１９ｂと２０ｂは回転中心５ａ，５ｂを
はさんで互いに対向する位置にはない。

【００２５】つぎに、吐出口３１の形状について図３に
より説明する。なお、図３では、各スクリューロータ１
ａ，１ｂの回転中心５ａ，５ｂを符号０１，０２で表わ
している。また、各スクリューロータ１ａ，１ｂの歯の
寸法は、ねじれ方向が互いに逆方向になっているのを除
いて同一としたので、噛み合いの中央部すなわちピッチ
点は回転中心点０１，０２の中点Ａで示される。吐出口
３１の輪郭は、まづ、上記中点Ａを１点とする。つい
で、上記中点Ａを出発点としてスクリューロータ１ｂの
回転方向とは逆方向に動く点Ｂを考える。このときの点
Ｂにおける角度ＬＡ，０２，Ｂをθで表わし、長さ０
２，Ｂをγで表わす。ついで、上記角度θを順次大きく
するとともに、長さγを順次小さくして点Ｂが歯底径Ｒ
ｉと一致する点Ｃに達したとき、角度θは角度φにな
る。該角度φが開口角度といい、作動室２３が吐出口３
１と連通開始のときの容積に関与する。点Ｂが点Ａから
点Ｃまで動いた軌跡が吐出口３１の輪郭の一部となる。
点Ｂが点Ｃから半径方向に上記中心点Ｏ₂と点Ｃとを結
ぶ直線の延長線上と一致するように歯先円１１まで動い
たのち、歯先円１１にそうて動くと点Ｄに達する。上記
と同様な方法によって他方のスクリューロータ１ａにつ
いても行うと、Ａ点からＤ点まで左右対称形の吐出口３
１が形成される。この場合、点Ａ，点Ｃ，点Ｄに丸みを
つけても良い。また、点Ｃから点Ｄまでの輪郭線は、本
発明の目的とする吐出口から作動室に気体が逆流するの
を減少するのに直接関係しないので、他の輪郭線たとえ
ば、左右の点Ｃを直線で結んでも差し支えない。

【００２６】つぎに、上記のように構成した吐出口３１
における該吐出口３１付近の気体の流れについて説明す
る。

【００２７】図１に示すように、消滅寸前の作動室２３
と、まだ吐出口３１に連通していない作動室２４とは歯
の欠落２２によって流路２５が形成されている。しかる
に、吐出口３１の一対のスクリューロータ１ａ，１ｂの
中心点０１，０２を結ぶ中心線方向の幅は、Ａ点におい
て狭小になっており、消滅寸前の作動室２３を吐出口３
１との連通面積３が小さいので、該連通面積３から流路
２５を通って逆流する気体量は少ない。したがって、本
実施例では、スクリュー真空ポンプを高効率で到達圧力
を低くすることができる。

【００２８】つぎに、本発明の第２の実施例を示す図４
について説明する。本実施例は、図４に示すように、吐
出口３１のＡ１点を一対のスクリューロータ１ａ，１ｂ
の回転中心Ｏ₁，Ｏ₂を結ぶ中心線に対し、該一対のスク
リューロータ１ａ，１ｂの回転方向とは逆方向に僅かな
量Ｓだけオフセットした位置した場合で、それ以外に前
記図１に示す第１の実施例と同一である。また、図４
は、作動室２３の容積が一対のスクリューロータ１ａ，
１ｂの矢印方向への回転にともなって減少し、消滅寸前
の状態を示す。つぎに、吐出口３１とその周囲の部分に
おける気体の流れについて説明する。

【００２９】吐出口３１に連通している作動室２３は、
他方のスクリューロータ１ａの歯の欠落部分１９ａを流
路２５として、１段だけ吸入側に位置するまだ吐出口３
１と連通していない作動室２４と連通する。しかるに、
吐出口３１の一対のスクリューロータ１ａ，１ｂの両中
心点Ｏ₁，Ｏ₂を結ぶ中心線方向の幅は、Ａ１点において
狭小になっており、かつ作動室２４が吐出口３１と連通
するのと相前後して吐出口３１と作動室２３との連通路
３がふさがってしまうので、吐出口３１からの逆流は発
生しないことになる。したがって、本実施例では、スク
リュー真空ポンプを高効率で到達圧力を低くすることが
できる。

【００３０】つぎに、本発明の第３の実施例を示す図５
について説明する。図５に示すように、本実施例では一
対のスクリューロータ１ａ，１ｂの回転中心０１，０２
を結ぶ中心線のうち、上記一対のスクリューロータ１
ａ，１ｂの回転方向とは逆方向にオフセットする。オフ
セットする量δは歯の欠落部分１９ａのピッチ円周に沿
った長さの１／４とし、吐出口５１は、その線分５４よ
りも中心線と反対側に広がりをもっている。つぎに動作
について説明する。一対のスクリューロータ１ａ，１ｂ
が回転すると、吐出口５１に連通している作動室２３の
容積が減少し、消滅寸前での状態を図５に示している。
作動室２３は他方のスクリューロータ１ａの歯の欠落部
分１９ａを流路６として、１段だけ吸入側のまだ吐出口
５１と連通していない作動室２４が連通する。しかる
に、それと相前後して吐出口５１と作動室２３との連通
路５２が塞がって、吐出口５１との連通が絶たれるの
で、吐出口５１からの逆流は発生しない。したがって、
本実施例によれば、スクリュー真空ポンプを高効率で到
達圧力を低くすることができる。

【００３１】つぎに、本発明の第４の実施例を示す図６
について説明する。図６に示す実施例では、スクリュー
真空ポンプ全体の構成が第１の実施例と同様なので、そ
の説明を省略し、吐出口６１とその周囲部分についての
み説明する。

【００３２】第１の吐出口６１は、一対のスクリューロ
ータ１ａ，１ｂの回転中心０１，０２を結ぶ中心線６４
にその中点で接する円孔でボア端面に開いている。その
直径は、歯の欠落部分１９ａのピッチ円周にそった長さ
の１／４としている。第２の吐出口６２は、第１の吐出
口６１よりも一対のスクリューロータ１ａ，１ｂの回転
方向に対し、逆方向で一対のスクリュー部の重複部分に
面して開いている。その直径は、第１の吐出口６１の直
径よりも大きく、歯の高さと略同程度に形成している。
これら第１の吐出口６１と第２の吐出口６２は、一体と
なって前記第１の実施例と同一の動作を行なう。したが
って、本実施例によれば、スクリュー真空ポンプを高効
率で到達圧力を低くすることができる。

【００３３】また、上記第４の実施例における第１の吐
出口６１と第２の吐出口６２とを図７に示すようにひょ
う単形状に接続したり、または図８に示すように、第２
の吐出口６２とほぼ同一直径の第３の吐出口６３ａ，６
３ｂを一対のスクリューロータ１ａ，１ｂの回転方向と
は逆方向に左右別々に開くように設けることも可能であ
る。さらに、図９に示すように、機能を付加することも
可能である。すなわち、図９に示すように、第１の吐出
口６１は常に開放され、吐出流路６５に連通している
が、他の吐出口６２，６３は、バネ７２ａ，７２ｂの弾
性力と作動室７３の内圧との差によって作動室７３と吐
出流路６５とを連通または遮断するピストン７１ａ，７
１ｂを設けている。そのため、作動室７３の内圧がバネ
７２ｂの弾性力より低下したとき、ピストン７１ａによ
り作動室７３が第２の吐出口６２と遮断して無駄な外気
が作動室７３内に浸入するのを防止し、さらに作動室７
４の内圧がバネ７２ａの弾性力より下がると、ピストン
７１ａにより作動室７３が第２の吐出口６２と遮断す
る。したがって、作動室７３内からの排出量に適応した
吐出面積を選択することができ、排気量が大きく、到達
圧力の良い真空ポンプを得ることができる。

【００３４】

【発明の効果】本発明の吐出口によれば、スクリューロ
ータの端部に形成される強度上さけがたい歯の欠落によ
って生ずる漏れ流路の影響を低減し、一対のスクリュー
ロータの回転にしたがって消滅寸前の作動室から吸入側
の内部圧力の低いかつまだ吐出口と連通していない作動
室への逆流を減少させ、高効率で到達圧力の低い真空ポ
ンプを実現することができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の第１の実施例を示すスクリュー真空ポ
ンプの吐出側端面と吐出口付近の平面図。

【図２】図１の側面断面図。

【図３】図１の吐出口付近の拡大図。

【図４】本発明の第２の実施例を示すスクリュー真空ポ
ンプの吐出側端面と吐出口付近の平面図。

【図５】本発明の第３の実施例を示すスクリュー真空ポ
ンプの吐出側端面と吐出口付近の平面図。

【図６】本発明の第４の実施例を示すスクリュー真空ポ
ンプの吐出側端面と吐出口付近の平面図。

【図７】本発明の第５の実施例を示すスクリュー真空ポ
ンプの吐出側端面と吐出口付近の平面図。

【図８】本発明の第６の実施例を示すスクリュー真空ポ
ンプの吐出側端面と吐出口付近の平面図。

【図９】図８の側面断面図。

【図１０】スクリューロータ真空ポンプのスクリューロ
ータの端部付近拡大斜視図。

【図１１】従来のスクリュー真空ポンプの吐出側端面と
吐出口付近の平面図。

【符号の説明】

１ａ，１ｂ…一対のスクリューロータ、３…吐出口と作
動室の連通部分、７…他方のスクリューロータの作動
室、１１…歯先円、１２…歯底円、１７…鋭角、１８…
鈍角、１９…鋭角側歯側線、２０…鈍角側歯側線、２１
…ナイフエッジ、２２…歯の欠落、２３…消滅まぎわの
作動室、２４…吐出口に連通していない作動室、２５…
薄い流路、３１，５１…吐出口、３２…ケーシング、３
３…吸入口、３４…ボアの吐出側端面、３５…ボア、３
６…作動室、３７ａ，３７ｂ…回転軸、３８ａ，３８ｂ
…同期歯車、３９…駆動歯車、６１…第１吐出口、６２
…第２吐出口、６３…第３吐出口、６４…中心線。

Claims (7)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 互いに軸平行でねじり方向を逆方向にす
   るとともに、軸断面上で矩形形状をしたスクリュー歯を
   噛み合わせて同期回転する一対のスクリューロータと、
   該一対のスクリューロータの少なくとも一方の端面に微
   小隙間をもって対向するボアを有するとともに、該ボア
   の一方の端面に吸入口を、他方の端面に吐出口を有する
   ケーシングとを備えたスクリュー真空ポンプにおいて、
   上記吐出口は、前記一対のスクリューロータの吐出側端
   面上で、該一対のスクリューロータの回転中心を結ぶ中
   心線のうちの一対のスクリュー歯が互いに重複する部分
   上に位置する一点と、該一点に対し、前記一対のスクリ
   ューロータの回転方向とは逆方向で、各スクリューロー
   タの回転中心からの距離が短かく歯底円付近に位置する
   点とを通る軌跡を形成し、該軌跡を輪郭の一部とする閉
   じた領域に対面した形状に構成されたことを特徴とする
   スクリュー真空ポンプ。
2. 【請求項２】 互いに軸平行でねじり方向を逆方向にす
   るとともに、軸断面上で矩形形状をしたスクリュー歯を
   噛み合わせて同期回転する一対のスクリューロータと、
   該一対のスクリューロータの少なくとも一方の端面に微
   小隙間をもって対向するボアを有するとともに、該ボア
   の一方の端面に吸入口を、他方の端面に吐出口を有する
   ケーシングとを備えたスクリュー真空ポンプにおいて、
   前記吐出口は、前記一対のスクリューロータの吐出側端
   面で、該一対のスクリューロータの回転中心を結ぶ中心
   線のうちの一対のスクリュー歯が互いに重複する部分を
   上記一対のスクリューロータの回転方向とは逆方向で僅
   かな量だけオフセットした位置に有する点と、該一点に
   対し、前記一対のスクリューロータの回転方向とは逆方
   向で、各スクリューロータの回転中心からの距離を短か
   く歯底円付近に位置する点とを通る軌跡を形成し、該軌
   跡を輪郭の一部とする閉じた領域に対面した形状に構成
   されたことを特徴とするスクリュー真空ポンプ。
3. 【請求項３】 互いに軸平行でねじり方向を逆方向にす
   るとともに、軸断面上で矩形形状をしたスクリュー歯を
   噛み合わせて同期回転する一対のスクリューロータと、
   該一対のスクリューロータの少なくとも一方の端面に微
   小隙間をもって対向するボアを有するとともに、該ボア
   の一方の端面に吸入口を、他方の端面に吐出口を有する
   ケーシングとを備えたスクリュー真空ポンプにおいて、
   前記吐出口は、前記一対のスクリューロータの吐出側端
   面で、該一対のスクリューロータの回転中心を結ぶ中心
   線のうちの一対のスクリュー歯が互いに重複する部分を
   上記一対のスクリューロータの回転方向とは逆方向に僅
   かな量だけオフセットした位置に有する線分を輪郭の一
   部とし、該線分よりも上記一対のスクリューロータの回
   転方向とは逆方向に行くのにともなって幅が広くなる閉
   じた領域に対面した形状に構成されたことを特徴とする
   スクリュー真空ポンプ。
4. 【請求項４】 互いに軸平行でねじり方向を逆方向にす
   るとともに、軸断面上で矩形形状をしたスクリュー歯を
   噛み合わせて同期回転する一対のスクリューロータと、
   該一対のスクリューロータの少なくとも一方の端面に微
   小隙間をもって対向するボアを有するとともに、該ボア
   の一方の端面に吸入口を、他方の端面に吐出口を有する
   ケーシングとを備えたスクリュー真空ポンプにおいて、
   上記吐出口は、前記一対のスクリューロータの吐出側端
   面上で、該一対のスクリューロータの回転中心を結ぶ中
   心線のうちの一対のスクリュー歯が互いに重複する部分
   に接する輪郭を有する小孔と、該小孔よりも前記一対の
   スクリューロータの回転方向とは逆方向に位置し、該小
   孔よりも大きな形状の輪郭で少なくとも１個有する大孔
   とから構成されたことを特徴とするスクリュー真空ポン
   プ。
5. 【請求項５】 互いに軸平行でねじり方向を逆方向にす
   るとともに、軸断面上で矩形形状をしたスクリュー歯を
   噛み合わせて同期回転する一対のスクリューロータと、
   該一対のスクリューロータの少なくとも一方の端面に微
   小隙間をもって対向するボアを有するとともに、該ボア
   の一方の端面に吸入口を、他方の端面に吐出口を有する
   ケーシングとを備えたスクリュー真空ポンプにおいて、
   上記吐出口は、前記一対のスクリューロータの吐出側端
   面上で、該一対のスクリューロータの回転中心を結ぶ中
   心線のうちの一対のスクリュー歯が互いに重複する部分
   に接する輪郭を有する小孔と、該小孔よりも前記一対の
   スクリューロータの回転方向とは逆方向に位置し、該小
   孔よりも大きな形状の輪郭で少なくとも１個有する大孔
   とを互いに対向方向に向って湾曲する曲線にて接続し、
   ひょう単形状に構成されたことを特徴とするスクリュー
   真空ポンプ。
6. 【請求項６】 互いに軸平行でねじり方向を逆方向にす
   るとともに、軸断面上で矩形形状をしたスクリュー歯を
   噛み合わせて同期回転する一対のスクリューロータと、
   該一対のスクリューロータの少なくとも一方の端面に微
   小隙間をもって対向するボアを有するとともに、該ボア
   の一方の端面に吸入口を、他方の端面に吐出口を有する
   ケーシングとを備えたスクリュー真空ポンプにおいて、
   上記吐出口は、前記一対のスクリューロータの吐出側端
   面で、該一対のスクリューロータの回転中心を結ぶ中心
   線のうちの一対のスクリュー歯が互いに重複する部分に
   接する輪郭を有する小孔と、該小孔よりも前記一対のス
   クリューロータの回転方向とは逆方向の一対のスクリュ
   ー歯が重複する部分に該小孔よりも大きな形状の輪郭を
   有する大孔と、該大孔と同一もしくはそれ以上のいずれ
   かの輪郭で、かつ該大孔よりも、前記一対のスクリュー
   ロータの回転方向とは逆方向で、各スクリュー歯部分に
   位置する大孔とから構成されたことを特徴とするスクリ
   ュー真空ポンプ。
7. 【請求項７】 前記小孔および大孔は、円形状もしくは
   角形状に構成されたことを特徴とする請求項４，５，６
   のいずれかに記載のスクリュー真空ポンプ。