JPH06108985A - 揺動ピストン型真空ポンプ - Google Patents

揺動ピストン型真空ポンプ

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Publication number
JPH06108985A
JPH06108985A JP26186592A JP26186592A JPH06108985A JP H06108985 A JPH06108985 A JP H06108985A JP 26186592 A JP26186592 A JP 26186592A JP 26186592 A JP26186592 A JP 26186592A JP H06108985 A JPH06108985 A JP H06108985A
Authority
JP
Japan
Prior art keywords
balancer
vane
flywheel
pulley
vacuum pump
Prior art date
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Pending
Application number
JP26186592A
Other languages
English (en)
Inventor
Takanao Sakurai
井 孝 尚 桜
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Shibaura Mechatronics Corp
Original Assignee
Shibaura Engineering Works Co Ltd
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Publication date
Application filed by Shibaura Engineering Works Co Ltd filed Critical Shibaura Engineering Works Co Ltd
Priority to JP26186592A priority Critical patent/JPH06108985A/ja
Publication of JPH06108985A publication Critical patent/JPH06108985A/ja
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Abstract

(57)【要約】 【目的】 大型化及び複雑化を招来することなく、ベー
ンの垂直方向の揺動に伴う振動を著しく低減できる揺動
ピストン型真空ポンプを提供することにある。 【構成】 第1バランサに作用する遠心力(Go )の垂
直方向成分(Gz )が、ベーンに作用する垂直方向の慣
性力(Fz )と釣り合い、この遠心力(Go )の水平成
分(Gx )が第2バランサに作用する水平方向の慣性力
(Fx )と釣り合うように設定されている。 【効果】 ベーンの垂直方向の振動成分であるベーンに
作用する慣性力(Fz )は、第1バランサに作用する遠
心力(Go )の垂直方向成分(Gz )により除去され、
新たに生じる水平方向の振動成分(即ち、遠心力
(Go )の水平成分(Gx ))は、第2バランサに作用
する水平方向の慣性力(Fx )により除去される。これ
により、ベーンの垂直方向の振動成分がほぼ完全に除去
されて振動が著しく低減されると共に、ポンプの大型化
及び複雑化を招来することがない。

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【産業上の利用分野】本発明は揺動ピストン型真空ポン
プに係り、特に大型化及び複雑化を招来することなく、
ベーンの垂直方向の揺動に伴う振動を著しく低減できる
揺動ピストン型真空ポンプに関する。
【0002】
【従来の技術】揺動ピストン型真空ポンプ(キニー型ポ
ンプ)は、図9乃至図13に示すように構成されてい
る。図9は、このポンプの全体を示した斜視図であり、
図10乃至図13はこのポンプの吸込みから吐出に至る
工程を示した縦断面図である。このポンプの全体構成と
しては、図9に示すように、本体の上部にモーター1が
設けられ、このモーター1の出力軸上のモータープーリ
2と、本体に設けられたプーリ3との間にVベルト4が
掛けられており、これにより、図10に示す回転軸5が
矢視方向へ回転駆動される。この回転軸5の軸端には、
図9に示すフライホィール6が取付けられている。さら
に、本体の側壁には吸気口7が設けられ、本体の上部に
は排気口8が設けられている。
【0003】このポンプの駆動機構の構成としては、図
10に示すように、円筒状のシリンダ10内の中心に上
述した回転軸5が配設されており、この回転軸5に偏心
した内側ローター11が固着されている。この内側ロー
タ11の外周に筒状の外側ローター12が回転摺動可能
に嵌合されている。この外側ロータ12の上面には、ベ
ーン13が固着されており、このベーン13はブッシュ
14を貫通して吸気口7の側へ延出している。上記ブッ
シュ14は、ハウジング15内に回動可能に嵌装されて
いる。上記ベーン13の内側には吸気口7に連通した吸
入通路16が形成され、この吸入通路16の内端は吸気
ポート16aに連通している。また、前記排気口8には
排気弁17が設けられている。したがって、回転軸5が
回転すると、内側ロータ11が偏心した状態で回転軸5
と共に矢視方向へ回転され、これにより、図10乃至図
13に示すように、外輪ロータ12がシリンダ10の内
面に沿って公転するように回動する。その結果、ベーン
13が首を振りながら垂直方向に揺動し、吸入通路16
を介して空気がシリンダ室内に導入され、排気弁17を
介して排出される。
【0004】
【発明が解決しようとする課題】上述した揺動ピストン
型真空ポンプでは、内側ロータ11及び外側ロータ12
は、回転軸5に対して偏心して回転しており、ベーン1
3は、外側ロータ12を伴なって、首を振りながら垂直
方向に揺動している。したがって、このポンプを構成す
る前記内側ロータ11、外側ロータ12およびベーン1
3の3つの部材は回転軸5の回転軸にアンバランスな力
を発生させる。上述した内側ロータ11及び外側ロータ
12は、偏心運動しているだけであるため、図9に示し
たフライホィール6およびプーリー3に適当な重量のバ
ランサを付加することによりアンバランスに基づく振動
成分を取り除くことができる。
【0005】しかしながら、ベーン13の垂直方向への
揺動に伴う振動成分は、このようなバランサによっては
取り除くことができず、従来、問題となっている。この
ようなベーン13の振動を取り除く方法としては、共通
の回転軸5上にロータを2個又は3個設け、これらのロ
ータの位相を180゜ずらすことが考えられる。しか
し、このような解決方法では、ポンプ自体の寸法が大型
化し、実用に供し得ないという問題がある。そこで、本
発明の目的は、上述した従来技術が有する問題点を解消
し、大型化及び複雑化を招来することなく、ベーンの垂
直方向の揺動に伴う振動を著しく低減できる揺動ピスト
ン型真空ポンプを提供することにある。
【0006】
【課題を解決するための手段】この目的を達成するた
め、本発明は、回転軸上に偏心して固着された内側ロー
タがシリンダ室内を偏心回転し、上記内側ロータに対し
て外側ロータが回転可能に嵌装され、その外側ロータに
給入通路を内部に有するベーンが一体的に固着され、上
記回転軸の一端にはフライホィールが他端には駆動プー
リが固着され、上記吸入通路を通してシリンダ室内に導
入された空気を吸入排気するようにした揺動ピストン型
真空ポンプにおいて、上記回転軸上のフライホイールお
よびプーリには、上記回転中心から半径方向に離間した
位置に所定の重量を有する第1バランサが設けられる一
方、上記フライホィールおよびプーリの回転運動によっ
て水平方向に往復運動するスライダを有する往復スライ
ダフランク機構からなる第2バランサが設けられ、上記
第1バランサに作用する遠心力(G0 )の垂直方向成分
(Gz )がベーンに作用する垂直方向の慣性力(Fz
と釣り合い、この遠心力(Go )の水平成分(Gx )が
第2バランサに作用する水平方向の慣性力(Fx )と釣
り合うように設定されていることを特徴としている。
【0007】
【作用】このように、本発明では、回転する第1バラン
サと、水平方向に揺動する第2バランサとからなるバラ
ンサ機構が設けられ、この第1バランサに作用する遠心
力(Go )の垂直方向成分(Gz )が、ベーンに作用す
る慣性力(Fz )と釣り合い、この遠心力(Go )の水
平成分(Gx )が第2バランサに作用する慣性力
(Fx )と釣り合わされている。したがって、ベーンの
垂直方向の振動成分であるベーンに作用する慣性力(F
z )は、第1バランサに作用する遠心力(Go )の垂直
方向成分(Gz )により除去される。しかし、この第1
バランサに作用する遠心力(Go )の水平成分(Gx
が残り、この水平成分(Gx )によって、新たに水平方
向の振動が生じることになる。この水平方向の振動成分
(即ち、遠心力(Go )の水平成分(Gx))は、第2
バランサに作用する水平方向の慣性力(Fx )により除
去される。これにより、ベーンの垂直方向の振動成分が
ほぼ完全に除去されて振動が著しく低減される。この
際、2つのバランサを設けているのみであるため、ポン
プの大型化及び複雑化を招来することがない。
【0008】
【実施例】先ず、図1乃至図3を参照して、本発明の原
理を説明する。図1は、本発明によるバランサを取付け
ていないときの揺動ピストン型真空ポンプの概念図であ
る。本発明では、ベーン13の垂直方向の振動成分の除
去のみを行い、ベーン13の首振りに伴う振動成分の除
去は考慮していない。そのため、図1に示すように、ベ
ーン13の運動は、垂直方向(Z方向)の揺動運動のみ
と仮定する。そのため、ベーン13には、垂直方向の振
動成分として、Z方向の慣性力(Fz )のみが作用して
いる。
【0009】本発明では、回転する第1バランサ21
と、水平方向に揺動する第2バランサ22とからなるバ
ランサ機構が設けられている。先ず、回転軸5から半径
方向に離間して回転軸5と共に回転する第1バランサ2
1が設けられている。この第1バランサ21には、遠心
力(Go )が作用している。この遠心力(Go )の垂直
方向成分(Gz )が、ベーン13の垂直方向の振動成分
であるベーン13に作用する慣性力(Fz )と釣り合
い、ベーン13の垂直方向の振動成分除去される。しか
し、この場合、第1バランサ21の遠心力(Go )の水
平成分(Gx )が残っており、この水平成分(Gx )が
水平方向の新たな振動源となっている。
【0010】そこで、本発明では、図3に示すように、
ベーン13の垂直方向の揺動に伴って水平方向(X方
向)に揺動する第2バランサ22が設けられており、こ
の第2バランサに作用する慣性力(Fx )が、上記の第
1バランサ21の遠心力(Go)の水平成分(Gx )と
釣り合うように構成されている。これにより、水平方向
の新たな振動成分である遠心力(Go )の水平成分(G
x )が除去されると共にベーン13の垂直方向の振動成
分がほぼ完全に除去され、ベーン13の垂直方向の振動
が著しく低減される。
【0011】次に、図4乃至図7を参照して、本発明に
よる揺動ピストン型真空ポンプの一実施例を説明する。
本発明においても、ポンプそれ自体の基本構成は従来と
同様であり、図7に示されたようにモータ1の出力軸上
のモータプーリー2と、回転軸5上のプーリー3との間
にはVベルト4が掛けられ、回転軸5がモータ1によっ
て回転駆動されるように構成されている。また回転軸5
の反対側には、フライホィール6が設けられている。さ
らに、本体ケースの側壁から上方に向けて吸気口7が設
けられており、本体ケースの上壁には排気口8が設けら
れている。前述した本発明の原理の説明中で引用された
第1バランサ21は、プーリー3と、フライホィール6
に対してそれぞれ設けられている。回転軸5の回転に伴
ってベーン13が垂直方向に揺動されると、第1バラン
サ21も回転し、上記のように、遠心力(Go )が発生
し、その垂直成分(Gz )がベーン13の垂直方向の慣
性力(Fz )と釣り合って、ベーンの垂直方向の振動成
分が除去される。
【0012】また、図3に示した第2バランサ22に相
当する機構は、図6及び図7から明らかなように、フラ
イホィール6の側とプーリー3の側の両方に設けられた
往復スライダクランク機構からなる第2バランサ22に
よって構成されている。この第2バランサ22は、各
々、支持板19に固定された水平の案内レール23に沿
って水平方向に往復運動可能なスライダ24を有してい
る。この第2バランサ22には、レバー25の一端がピ
ン26によって結合されており、このレバー25の他端
は、回転軸5の中心から離れた位置にピン27によって
結合されている。したがって、回転軸5が回転される
と、レバー25が揺動され、スライダ24が案内レール
23に沿って水平方向に揺動される。この場合、第2バ
ランサ22に作用する慣性力(Fx )(図3参照)が、
第1バランサ21の遠心力(Go )の水平成分(Gx
と釣り合うように構成されており、水平方向の新たな振
動成分である遠心力(Go )の水平成分(Gx )が除去
され、これによってベーン13の垂直方向の振動成分が
ほぼ完全に除去されている。
【0013】本発明によれば、2つのバランサ21,2
2を設けることによって回転に伴なう振動を除去してい
るのでポンプの大型化及び複雑化を招来することがな
い。図8は本発明の実験結果とシミュレーションとの比
較を示す。実験では、第1バランサ21は計算により求
めた最適重量とし、第2バランサ22の重量は、可変と
して行った。この条件において、振動の最小となる第2
バランサ22の重量を見つけ、シミュレーション結果と
比較した。その結果、図8に示すグラフが得られた。こ
のグラフにより、スライダ24の重量が4kg前後におい
て振動が著しく低減されていることがわかる。但し、実
験結果とシミュレーションとを比較すると、実験値の方
がシミュレーションより変位振幅の絶対値が大きくなっ
ているが、これは実験設備の不備であり、これを改良す
れば、シミュレーションと同様の結果が得られるものと
考えられる。なお、本発明は、上述した実施例に限定さ
れないのは勿論であり、種々変形可能である。
【0014】
【発明の効果】以上述べたように、本発明では、偏心回
転する第1バランサと、水平方向に往復運動するスライ
ダを含む第2バランサとからなるバランサ機構が設けら
れ、この第1バランサに作用する遠心力(Go )の垂直
方向成分(Gz )が、ベーンに作用する慣性力(Fz
と釣り合い、この遠心力(Go )の水平成分(Gx )が
第2バランサに作用する慣性力(Fx )と釣り合わされ
ている。そのため、ベーンの垂直方向の振動成分である
ベーンに作用する慣性力(Fz )が、第1バランサに作
用する遠心力(Go )の垂直方向成分(Gz )により除
去され、新たに生じる水平方向の振動成分(即ち、遠心
力(Go )の水平成分(Gx ))は、第2バランサに作
用する水平方向の慣性力(Fx )により除去される。こ
れにより、ベーンの垂直方向の振動成分がほぼ完全に除
去されて振動が著しく低減される。本発明においては、
2つのバランサを設けているのみであるため、ポンプの
大型化及び複雑化を招来することがない。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明によるバランサを取付けていないときの
揺動ピストン型真空ポンプの概念図。
【図2】本発明による第1バランサのみが取付けてある
ときの揺動ピストン型真空ポンプの概念図。
【図3】本発明による第1及び第2バランサが取付けて
あるときの揺動ピストン型真空ポンプの概念図。
【図4】本発明の一実施例による揺動ピストン型真空ポ
ンプを示した正面図。
【図5】図4に示した揺動ピストン型真空ポンプの平面
図。
【図6】図4に示した揺動ピストン型真空ポンプの一側
面図。
【図7】図4に示した揺動ピストン型真空ポンプの他側
面図。
【図8】本発明の実験結果とシミュレーションとの比較
を示したグラフ。
【図9】従来の揺動ピストン型真空ポンプの全体構造を
示した斜視図。
【図10】従来の揺動ピストン型真空ポンプの要部の断
面図。
【図11】従来の揺動ピストン型真空ポンプの要部の断
面図。
【図12】従来の揺動ピストン型真空ポンプの要部の断
面図。
【図13】従来の揺動ピストン型真空ポンプの要部の断
面図。
【符号の説明】
5 回転軸 10 シリンダ 11 内側ロータ 12 外側ロータ 13 ベーン 21 第1バランサ 22 第2バランサ

Claims (1)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】回転軸上に偏心して固着された内側ロータ
    がシリンダ室内を偏心回転し、上記内側ロータに対して
    外側ロータが回転可能に嵌装され、その外側ロータに吸
    入通路を内部に有するベーンが一体的に固着され、上記
    回転軸の一端にはフライホィールが他端には駆動プーリ
    が固着され、上記吸入通路を通してシリンダ室内に導入
    された空気を吸入排気するようにした揺動ピストン型真
    空ポンプにおいて、上記回転軸上のフライホイールおよ
    びプーリには、上記回転中心から半径方向に離間した位
    置に所定の重量を有する第1バランサが設けられる一
    方、上記フライホィールおよびプーリの回転運動によっ
    て水平方向に往復運動するスライダを有する往復スライ
    ダクランク機構からなる第2バランサが設けられ、上記
    第1バランサに作用する遠心力(G0 )の垂直方向成分
    (Gz )がベーンに作用する垂直方向の慣性力(Fz
    と釣り合い、この遠心力(Go )の水平成分(Gx )が
    第2バランサに作用する水平方向の慣性力(Fx )と釣
    り合うように設定されていることを特徴とする揺動ピス
    トン型真空ポンプ。
JP26186592A 1992-09-30 1992-09-30 揺動ピストン型真空ポンプ Pending JPH06108985A (ja)

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ID=17367835

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JP (1) JPH06108985A (ja)

Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
WO2012046417A1 (ja) 2010-10-08 2012-04-12 株式会社アルバック 駆動装置

Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
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WO2012046417A1 (ja) 2010-10-08 2012-04-12 株式会社アルバック 駆動装置

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