JPH089986B2

JPH089986B2 - 往復動真空ポンプ

Info

Publication number: JPH089986B2
Application number: JP2234090A
Authority: JP
Inventors: 博篠藤
Original assignee: Toyo Engineering Corp
Current assignee: Toyo Engineering Corp
Priority date: 1990-09-03
Filing date: 1990-09-03
Publication date: 1996-01-31
Anticipated expiration: 2011-01-31
Also published as: JPH04112976A

Description

【発明の詳細な説明】産業上の利用分野本発明は、クロスヘツドの回り及びクランクケース内
の大気がシリンダ内に侵入しないようにすると共に、ク
ランクケースからシリンダヘツドカバーまでの高さ又は
長さを大巾に短縮した往復動真空ポンプに関する。

従来の技術従来の往復動真空ポンプは、プロセスガスとクランク
ケース内の空気又は潤滑油又はその蒸気と接触しないよ
うにするため、第４図に示すように、クロスヘツド11B
と連結したピストンロツド23Bは、ワイパリングボツク
ス28Bを経たのち、ジスタンスピース室29Bに入り、ここ
でピストンロツド23Bにオイルストツパー230Bを設けて
油切りすると共に、シリンダ22B内のピストン21Bに連結
しているピストンロツド23Bは、パツキン箱を設けた軸
封装置26Bに軸封されて前記ジスタンスピース室29Bに至
つていたので、時間の経過と共に軸封装置26Bの摩耗に
よって、クロスヘツド11の回り及びクランクケース19B
から空気及び潤滑油又はその蒸気が、シリンダ22B内に
侵入して、シリンダ22B内の高純度のガス、例えば、高
純度シランガスと空気中の水分とが反応し、二酸化シラ
ン（SiO₂）等の固形物の反応物が出来ると同時に、HF等
の腐食性ガスが発生し危険な状態となる。また、放射性
ガスである高純度トリチウムガスへ空気及びオイル蒸気
が混入することにより、純度を低下させると同時に、プ
ロセス系内での汚染の拡散につながる。また、シリンダ
22内の腐食性ガスが、軸封装置22Bを通りクランクケー
ス内へ入り、駆動部の故障になることがある。さらに、
金属製ベローズ26は、軸方向の負荷に対して弱いため
に、1200〜1500回毎分の高速度運転での長時間の使用が
困難であった。

また、この種の往復動真空ポンプは、クランクケース
19Bからシリンダヘツドカバー24Bに至るまでの高さ又は
長さが大きく、小型化が要望されていた。

発明が解決しようとする課題本発明は、取り扱われる高純度ガスの純度を維持でき
ると共に、小型化及び高速運転に耐えるようにした金属
ベローズ式の往復動真空ポンプを提供するものである。

課題を解決するための手段上記課題を達成するため、本発明往復動真空ポンプ
は、図面に示すように、一端をクロスヘツド11に固着し
て取り付けて他端をピストン21に固着して取り付けたピ
ストンロツド23を設け、一端にボトムフランジ262を取
り付けて他端にヘツドフランジ261を取り付けた金属製
ベローズ26を設け、ボトムフランジ262をクロスヘツド1
1に連接し、ヘツドフランジ261をシリンダボトムカバー
25に連接してなり、往復動するピストンロツド23を、シ
リンダボトムカバー25とクロスヘツド11との間において
金属製ベローズ26内に密封し、クロスヘツド11の回り及
びクランクケース19内のガス及び潤滑油又はその蒸気
が、シリンダ22内に侵入しないように、また、シリンダ
22内のガスが、クロスヘツド11の回り及びクランクケー
ス19内へ侵入しないようにすると共に、がシリンダ22内
に侵入しないようにし、ピストンロツド23を短くし、ク
ランクケース19からシリンダヘツドカバー24までの高さ
又は長さを短縮できるようにすると共に、金属製ベロー
ズ26が高速運転に耐えることができるようにしたもので
ある。

上記発明において、金属製ベローズは、薄肉金属をア
コーデイオン状に溶接成型して伸縮できるようにしたも
ので、横振動に弱いが、横振動がなければ、伸縮回数に
はかなり耐えるものである。

実施例図面に本発明往復動真空ポンプの実施例が示されてい
る。

本例の真空ポンプは、クランク運動機構10とピストン
運動機構20とフライホイール部30と駆動モータ部40とか
らなっている。

クランク運動機構10は、それぞれ１対のクロスヘツド
ガイド12を介して往復動するクロスヘツド11と、クロス
ヘツドピン13を介して回動可能に連結するコネクチング
ロツド14と、１対のコネクチングロツド14とそれぞれク
ランクピン15を介して回動可能に連結するクランクシヤ
フト16と、クランクシヤフト16を支持する１対の軸受17
と、クランクシヤフト16を軸封する軸封装置18と、クラ
ンクケース19とを備えている。

なお、１対のクロスヘツド11には、それぞれ、クラン
クケース内空所190と金属製ベローズ26が設けられてい
るクロスヘツド11の回りの空間260とに貫通する空気流
通孔110が設けられている。

また、クロスベツドガイド12の外周には水ジヤケツト
120が設けられている。

それぞれ１対のクロスヘツドガイドブツシユ121、ク
ロスヘツドピンブツシユ131、クランクピンメタル151に
は、固体潤滑材入り焼結合金、１対のクランクシヤフト
軸受17には、シールド系ベアリング、クランクシヤフト
軸封装置18には、グリース密封形オイルシールが使用さ
れ、それぞれ無給油潤滑ができるようになつている。

ピストン運動機構20は、横型の対向する２つの往復動
ピストン21,21（図右側及び左側のピストンは共に下死
点に向い、共に上死点に向うように作動する。）と、そ
れぞれ１対の、シリンダ22、一端でピストン21と結合
し、他端でクロスヘツド11と嵌着するピストンロツド2
3、シリンダヘツドカバー24とＶ形バンドカツプリング2
8を介して密着結合するシリンダボトムカバー25、金属
製ベローズ26及びガス連通管（図示しない）を備えてい
る。

各ピストン21は、四弗化エチレン樹脂を主成分とする
ピストンリング211が嵌着され、また、四弗化エチレン
樹脂を主成分とするライダリング213が嵌着されて、そ
れぞれシリンダ22の内壁に無給油式に摺動できるように
なつている。また、１対のピストン21には、それぞれ、
上面に吸排気弁214が設けられている。更に、シリンダ
ヘツドカバー24には、ピストン21の吸排気弁214に対応
する位置に吸込弁241が設けられている。また、シリン
ダボトムカバー25には、ピストン21の吸排気弁214に対
応する位置に吐出弁251が設けられている。

金属製ベローズ26は、第２図及び第３図に示すよう
に、一端にボトムフランジ262を取り付けて他端にヘツ
ドフランジ261を取り付け、ヘツドフランジ261をシリン
ダボトムカバー25に、これにボルト271を螺入して固着
した押え板27によつて嵌着し、ボトムフランジ262をク
ロスヘツド11に、シリンダボトムカバー25のロツド貫孔
252及び押え板27のロツド貫孔270から挿入してクロスヘ
ツド11に螺入したボルト272によつて固着する。ピスト
ンロツド23は、後端部分に鍔部231を形成し、鍔部231
を、ボトムフランジ262とクロスヘツド11との間に嵌着
することにより、ピストンロツド23と一緒にクロスヘツ
ド11に連結している。

また、本例では、従来の対向型往復動真空ポンプと同
様に、相対する往復動部分の重量を等しくし、また、回
転運動部分の不均合慣性力を釣合わせるようにした上
に、更に、クランクシヤフト16を中心に、各シリンダ22
を水平対向に配置し、各シリンダ22の軸線が一直線にな
るようにし、クランクシヤフト16が180度の角度を持つ
て隣り合つた３個のクランクピン15を備え、中央のクラ
ンクピン15が、真直ぐなコネクチングロツド14を介して
一方のピストンロツド23のクロスヘツド11と連結され、
この中央のクランクピン15の両側のクランクピン15,15
が、二股の形状をしたコネクチングロツド14を介して他
方のピストンロツド23のクロスヘツド11に連結されてい
る。

作用本発明真空ポンプは、右側のピストン21が上死点から
下死点に向うに伴い（行き行程）、右側のシリンダヘツ
ドカバー24の吸込口240からガスを吸入して吸込室242に
入り、次いで、ガスは吸込弁241からシリンダ22内に吸
込まれる。このとき、ピストン21の吸排気弁214は閉じ
ているため、ピストン21の下死点側のシリンダ22内のガ
スは、ピストン21が下死点に向うに伴い、シリンダボト
ムカバー25の吐出弁251から吐出口250に吐出し、ガス通
路管（図示しない）を経て、左側のシリンダヘツドカバ
ー24の吸込口240から吸入して吸込室242に入り（このと
き、左側のピストン21は、右側のピストン21が下死点に
向うと共に、下死点に向う）、次いで吸込弁241からシ
リンダ22内に入ると共に、ピストン21の吸排気弁214が
閉じているため、ピストン21の下死点側のシリンダ22内
のガスは、ピストン21の下死点に向うに伴い、シリンダ
ボトムカバー25の吐出弁251から吐出口250に吐出し、外
部に導かれる。右側及び左側のピストン21は、それぞれ
下死点から上死点に向うときは、（押し行程）その吸排
気弁214は吸入弁として作用する。すなわち、右側のピ
ストンが、第２図に示すように、下死点から上死点に向
うに伴い、右側のピストン21の吸排気弁214は、引き行
程で吸込んだガス圧力と弁板バネ圧力の差によつて、吸
排気弁214が開き、ピストン21の下死点側のシリンダ22
内にガスを吸入する。このとき、吐出弁251は閉じてい
る。左側のピストン21においても右側のピストン21と同
様に、吸入の動作が行われる。

発明の効果本発明では、金属製ベローズ26をシリンダボトムカバ
ー25とクロスヘツド11とに取り付けることにより、往復
動するピストンロツド23を、シリンダボトムカバー25と
クロスヘツド11との間において完全に密封して、クロス
ヘツド11の回り及びクランクケース19内の空気及び潤滑
油又はその蒸気が、シリンダ22内に侵入しないように
し、シリンダ22内ガスの純度を維持できるようにし、ま
た、シリンダ22内のプロセスガスが、クロスヘツド11の
回り及びクランクケース19内に侵入しないようにして、
クランク運動機構10の腐食を防止し、有害なプロセスガ
スが環境に洩れ出さないようにする。

また、本発明では、従来の比較的大きいピストンロツ
ド軸封装置を必要としないので、ピストンロツドを極力
短くできて、このため、クランクケース19からシリンダ
ボトムカバー24に至るまでの高さ又は長さを大巾に短縮
することができ、往復動真空ポンプの小型化に大きく寄
与することができる。

さらに、本発明では、ピストンロツド23が、従来のピ
ストンロツドのように、コンロツドに直接連結されるの
ではなく、クロスヘツド11が設けられて、しかも、クロ
スヘツド11に固着して取り付けられ、かつ、長さを極め
て短くされて、ピストンロツド23の振動を完全に防止す
ると共に、金属製ベローズ26は、クロスヘツド11とシリ
ンダボトムカバー24との間に設けられたので、金属製ベ
ローズ26は、横振動が完全に防止されて、高速運転がで
きるようになった。

【図面の簡単な説明】

第１図、第２図及び第３図は、本発明の実施例を示し、
第１図は一部分を断面で示した全体正面図、第２図は要
部の断面図、第３図は要部の部分拡大断面図である。第
４図は従来例の説明図である。 11……クロスヘツド 19……クランクケース 21……ピストン 23……ピストンロツド 24……シリンダヘツドカバー 25……シリンダボトムカバー 26……金属製ベローズ 261……ヘツドフランジ 262……ボトムフランジ

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (56)参考文献特開昭56−20868（ＪＰ，Ａ) 特開昭61−85590（ＪＰ，Ａ) 特開昭57−69172（ＪＰ，Ａ) 実開昭62−69081（ＪＰ，Ｕ)

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】一端をクロスヘツド11に固着して取り付け
て他端をピストン21に固着して取り付けたピストンロツ
ド23を設け、一端にボトムフランジ262を取り付けて他
端にヘツドフランジ261を取り付けた金属製ベローズ26
を設け、ボトムフランジ262をクロスヘツド11に連接
し、ヘツドフランジ261をシリンダボトムカバー25に連
接してなり、往復動するピストンロツド23を、シリンダ
ボトムカバー25とクロスヘツド11との間において金属製
ベローズ26内に密封し、クロスヘツド11の回り及びクラ
ンクケース19内のガス及び潤滑油又はその蒸気が、シリ
ンダ22内に侵入しないようにし、また、シリンダ22内の
ガスが、クロスヘツド11の回り及びクランクケース19内
へ侵入しないようにし、ピストンロツド23を短くし、ク
ランクケース19からシリンダヘツドカバー24までの高さ
又は長さを短縮できるようにすると共に、金属製ベロー
ズ26が高速運転に耐えることができるようにしたことを
特徴とする往復動真空ポンプ。