TW585969B - Oil leak prevention structure for vacuum pump - Google Patents

Description

585969 五、 發明說明 (1) 本 發明 係有關於一 種 用於真空泵的 洩 油 防止 構 ， 且 該 真 空 泵係 藉 由轉動一 旋 轉軸來使在一 泵 室 中 的 -- 氣 體 輸 送 本 體 運動 以抽取氣 體 〇 曰 本專 利特許公開 案 第 63-129829 號 及 第 3 -1 1193 號 皆 揭 露 一種 真 空泵。任 一 公開案之泵皆 將 潤 滑 油 引 入 該 泵 之 內 部 中。 每 一種泵皆 可 防止潤滑油進 入 不希 望 有 油 存在 之 區 域 中。 在 曰本 專 利特許公 開 案第 63 - 1 29829 號 中所 揭 露 之 真 空 泵 包括有 固 定至一旋 轉 軸之一板件， 以 防止 油 進 入 — 發 電 機 之 一容 室 中。明確 地 ，當油沿著該 旋 轉 軸 表 面 朝 向 該 發 電 機 室運 動 時，油可 到 達該板件。該 板件 之 離 心 力 將 使 該 油 飛 濺至 環 繞著該板 件而形成的一環 狀 溝 槽 〇 該 油 將 流 動 至 該 環狀 溝 槽之下方 部 ，且再沿著連 接 至 該 下 方部 之 一 油 通 路 而排洩 至外部。 在 曰本 專 利特許公 開 案第 3-11193 號 中 所 揭 露 之 真 空 泵 具 有 用於 將 油供應至 一 軸承的一環狀 容 室 及 設 於 該 環 狀 容 室 中的 一 拋油環。 當 油自該環狀容 室 沿 著 一 旋 轉 軸 表 面 運 動 至一 渦 流泵時， 將 藉由該拋油環 把 油 拋 出 〇 接 著 再 經 由 連 接至 該 環狀容室 之 一排洩孔，將 該 已 拋 出 之 油 送 至 —· 馬 達 室。 該 板件 (拋油環）係 一 種與一旋轉軸 整 合 於 一 體 地 旋 轉 以 防 止 油進 入 不希望泊 I存在之區域中的機構。 利用該板件（ 拋 油 環）i 誰丨 已、力之洩: 油 進入防止動作係 受 該 板 件 (拋油環）

五、發明說明（2) 之外型、及圍繞該板件（拋油環）之壁的外型影響。 發明槪要 緣是，本發明之一目的係提供一種可有效地防止油進入 一真空泵之一泵室中的洩油防止機構。 爲了達成依據本發明效用之前述及其他目的’本發明係 提供一種真空泵。該真空泵係藉由作動一泵室中之一氣體 輸送本體，而經由一旋轉軸之轉動來抽取氣體。該真空泵 具有一油外殻構件、一堵塞器、及一錐形周圍表面。該油 外殼構件係定義鄰接著該泵室的一油區。該旋轉軸具有自 該泵室突起、通過該油外殼構件而至該油區的一凸出區段 。該堵塞器具有一末端表面。該堵塞器係設於該旋轉軸上 ，以與該旋轉軸整合以一體地旋轉，且防止油進入該泵室 中《該形周圍表面係環繞該旋轉軸之一軸設置。該錐形 周圍表面係鄰接著該堵塞器之末端表面設置，且較該末端 表面更接近該油區。該錐形周圍表面係形成爲，可使介於 該周圍表面與該旋轉軸之軸之間的距離，自較接近該泵室 之側端朝向較接近該油區之側端增加。 藉由以下結合隨附圖式、藉範例來闡述發明原理之說明 ，將可明白本發明之其他構想及優點。 圖式簡單說明 藉由參考以下結合了隨附圖式之較佳具體實施例說明， 將可最淸楚地了解本發明、及其目的與優點，其中： 第1 ( a )圖係顯示依據本發明一第一具體實施例之一多級 585969 五、 發明說明（3) 魯 氏 (R ο 〇 t s )泵的剖 視平面圖； 第 1(b)圖係第1( a )圖中所示之泵的放大局部剖面圖； 第 2 ( a )圖係沿第 1 ( a )圖中之線2 a - 2 a截取的剖面圖； 第 2 ( b )圖係沿第 1 ( a )圖中之線2 b - 2 b截取的剖面圖； 第 3 ( a )圖係沿第 1 ( a )圖中之線3 a - 3 a截取的剖面圖； 第 3 ( b )圖係沿第 1 ( a)圖中之線3b-3b截取的剖面圖； 第 4 ( a )圖係沿第 3(b)圖中之線4a-4a截取的剖面圖； 第 4 ( b )圖係第4 ( a )圖之放大剖面圖； 第 5 ( a )圖係沿第 3 ( b )圖中之線5 a - 5 a截取的剖面圖； 第 5 ( b )圖係第5 ( a)圖之放大剖面圖； 第 6 ( a )圖係第1 ( a )圖中所示之泵的放大剖面圖； 第 6 ( b )圖係第6 ( a )圖之放大剖面圖； 第 7圖係顯示第 1 ( a )圖所示之泵的一部份後側外殼構 件 一 部份第一軸封， 、及一洩漏防止環的爆炸透視圖； 第 8圖係顯示第 1 ( a )圖所示之泵的一部份後側外殼構 件 一 部份第二軸封， 、及一浅漏防止環的爆炸透視圖； 第 9圖係顯示本 發明一第二具體實施例之放大剖面圖 $ 及 0 第 1 〇圖係顯示本發明一第三具體實施例之放大剖面 圖 較 隹 例詳細說明 現在將參考第1( a )圖至第8圖來說明依據本發明一第 一 具 體 實施例之一多級魯氏泵丨i。 -5 -

五、發明說明（4) 如第1(a)圖所示，可爲一真空泵之泵11包括一轉子外 殼構件12、一前側外殻構件13、及一後側外殻構件14。 前側外殻構件1 3係連結至轉子外殼構件1 2之前側末端。 一帽蓋36係封閉前側外殻構件丨3之前側開口。後側外殻 構件1 4係連結至轉子外殼構件丨2之後側末端。轉子外殼 構件1 2包括一汽缸組1 5及複數個容室定義壁1 6，該容室 定義壁之數量在本具體實施例中係四個。如第2(b)圖所示 ，汽缸組15包括一對缸體17、18。每一容室定義壁16皆 包括一對障壁區段161、162。 如第1(a)圖所示，一第一泵室39係定義於前側外殻構 件1 3與最左側之容室定義壁丨6之間。第二、第三、與第 四泵室40、41、與42則依此順序定義於由圖式從左側至 右側的兩相鄰容室定義壁1 6之間。一第五泵室43係定義 於後側外殼構件1 4與最右側之容室定義壁1 6之間。 一第一旋轉軸19係藉一對徑向軸承21、37，而由前側 外殻構件1 3及後側外殼構件1 4以可旋轉式支持。相同地 ，一第二旋轉軸20係藉一徑向軸承2 1、37，而由前側外 殻構件1 3及後側外殼構件1 4以可旋轉式支持。第一與第 二旋轉軸19、20係互相平行且延伸貫穿容室定義壁16。 徑向軸承37係由裝設於後側外殻構件14中之軸承座45 支持。軸承座45係配合於分別形成在後側構件1 4後側中 之第一與第二凹部47、48內參照第4圖。 第一、第二、第三、第四、及第五轉子23、24、25、26 585969 五、發明說明（5) 、及27係與第一旋轉軸1 9整合於一體地形成。相同地， 第一、第二、第三、第四、及第五轉子28、29、3〇、31、 及32係與第二旋轉軸20整合於一體地形成。沿著旋轉軸 19、20之軸191、201的方向觀之，轉子23至32之外型 及大小尺寸係相同。然而，第一旋轉軸1 9之第一至第五 轉子23至27的軸向尺寸將依此順序逐漸縮小。相同地， 第二旋轉軸20之第一至第五轉子28至32的軸向尺寸將 依此順序逐漸縮小。 第一轉子23、28係收容於第一泵室39中且係互相嚙合 。第二轉子24、29係收容於第二泵室40中且係互相嚙合 。第三轉子25、30係收容於第三泵室41中且係互相嚙合 。第四轉子26、3 1係收容於第四泵室42中且係互相嚙合 。第五轉子27、32係收容於第五泵室43中且係互相嚙合 。第一至第五泵室39至43並未潤滑。是以，轉子23至 32係配置成不會與任何汽缸組15、容室定義壁16、前側 外殻構件1 3、及後側外殼構件1 4接觸。此外，每一嚙合 對之轉子將不致互相滑動。 如第2(a)圖所示，第一轉子23、28係在第一泵室39中 定義出一吸入區391及一壓力區392。在壓力區392中之 壓力係高於吸入區391中之壓力。相同地，在第二至第四 轉子24至26、29至31係在相關之泵室40至42中定義 出吸入區及壓力區。如第3(a)圖所示，第五轉子27、32 係在第五泵室43中定義出相似於吸入區391與壓力區392

585969 五、發明說明（6 ) 的一吸入區431與一壓力區432。 如第1(a)圖所示，一齒輪外殼機構33係連結至後側外 殻構件1 4。一對貫穿孔丨4 1、1 42係形成於後側外殼構件 1 4中。旋轉軸1 9、20係分別延伸通過貫穿孔1 4 1、1 42及 第一與第二旋轉軸47、48。旋轉軸1 9、20因此將突入齒 輪外殼構件33中，以分別形成凸出部193、203。齒輪34 、35係分別緊固至凸出部193、203，且該兩齒輪係互相 嚙合。一電動馬達Μ係連接至齒輪外殻構件33。一軸聯結 器44係將馬達Μ之驅動力傳遞至第一旋轉軸1 1 9。馬達Μ 將因此使第一旋轉軸1 9沿著第2 ( a )圖至第3 ( b )圖中箭頭 R1所指示之方向旋轉。齒輪34、35係將第一旋轉軸19之 旋轉傳遞至第二旋轉軸20。第二旋轉軸20因此將沿著第 2(a)圖至第3(b)圖中箭頭R2所指示之方向旋轉。緣是， 第一與第二旋轉軸1 9、20係沿相反方向旋轉。齒輪34、 35係形成一齒輪機構，以使旋轉軸1 9、20整合於一體地 旋轉。 如第4 ( a )圖及第5 ( a )圖所示，一齒輪收容室3 3 1係形 成於齒輪外殼構件33中且保持住用於潤滑齒輪34、35的 潤滑油Y。齒輪收容室3 3 1及凹部47、48係形成一密封的 油區。齒輪外殼構件33及後側外殼構件14將因此形成鄰 接著第五泵室43的一油殼、或一油區。齒輪34、35旋轉 時將揚起齒輪收容室33 1中之潤滑油Y。潤滑油Y將藉此 而得潤滑徑向軸承37。

五、發明說明（7) 如第1(a)圖及第2(b)圖所示，一中空穴163係定義於 每一容室定義壁16中。每一容室定義壁16皆具有連接至 中空穴163的一輸入口 164及一輸出口 165。每一相鄰之 成對泵室39至43皆藉由相關容室定義壁16之中空穴163 而互相連接。 如第2 ( a )圖所示，一輸入口 1 8 1係形成於汽缸組1 5之 缸體18中，且連接至第一泵室39之吸入區391。如第 3 ( a )圖所示，一輸出口 1 7 1係形成於汽缸組1 5之缸體17 中，且連接至第五泵室43之壓力室432。當氣體自輸入口 181進入第一泵室39之吸入區391時，第一轉子23、28 之旋轉將使該氣體運動至壓力區392。該氣體係在壓力區 392中壓縮，且自輸入口 164進入相鄰容室定義壁16之中 空穴163內。該氣體接著將自中空穴163之輸出口 165到 達第二泵室40之吸入區。之後，該氣體將自第二泵室40 依序流動至第三、第四、及第五泵41、42、及43，且同 時重複地壓縮。第一至第五泵室39至43之體積將依此順 序逐漸減小。當該氣體到達第五泵室43之吸入區431時 ，第五轉子27、32之旋轉將使氣體運動至壓力區432。該 氣體接著將自輸出口 1 7 1排放至真空泵1 1外部。亦即> 每一轉子23至32皆作爲輸送氣體用之一氣體輸送本體。 輸出口 1 7 1係作爲一排放通路，用於將氣體排放至真空 泵1 1外部。第五泵室43係連接至輸出口 1 7 1中之一最終 階段泵室。在第一至第五泵室39至43之壓力區中，第五 五、發明說明（8) 泵室43之壓力區432內的壓力係最高者，且壓力區432 係作爲一最大壓力區。 如第4(a)圖及第5(a)圖所示，第一與第二環狀軸封49 、50係分別環繞著第一與第二旋轉軸1 9、20緊密地配合 ，且該等環狀軸封係分別位於第一與第二凹部47、48中 。每一第一及第二軸封49、50皆與相對應之旋轉軸1 9、 20 —同旋轉。一密封環5 1係位於每一第一及第二軸封49 、5 0之內側周圍表面、與對應之旋轉軸1 9、2 0周圍表面 1 9 2、2 0 2之間。每一密封環5 1皆防止潤滑油Y自相關凹 部47、48沿著相關旋轉軸19、20之周圍表面192、202 洩漏至第五泵室43。 如第4(a)圖所示，軸封49包括一小直徑部59及一大直 徑部60。如第4 ( b )圖所示，在大直徑部60之外側周圍表 面491與第一凹部47之周圍表面471之間存在有空間。 亦，第一軸封49之末端表面492與第一凹部47之底部 472之間存在有空間。如第5(a)圖所示，第二軸封50包 括一小直徑部8 1及一大直徑部80。如第5 ( b )圖所示，大 直徑部80之周圍表面501與第二凹部48之周圍表面481 之間存在有空間。亦，第二軸封50之末端表面502與第 二凹部48之底部48 2之間存在有空間。 複數個環狀凸起件53係自第一凹部47之底部472同軸 地突起。相同地，複數個環狀凸起件54係自第二凹部48 之底部482同軸地突起。此外，環狀溝槽5 5係同軸地形 -10- 五、發明說明（9) 成於軸封49之末端表面492上，且該末端表面係面對著 第一凹部47之底部472。相同地，環狀溝槽56係同軸地 形成於軸封5 0之末端表面5 0 2上，且該末端表面係面對 著第二凹部48之底部4 82。每一環狀凸起件53、54係突 出至相關之溝槽55、56中，使得凸起件53、54之末梢端 位於溝槽55、56之底部。每一凸起件53係將第一軸封49 之相關溝槽5 5內部分隔成一對曲折室5 5 1、5 5 2。每一凸 起件54係將第二軸封50之相關溝槽56內部分隔成一對 曲折室5 6 1、5 6 2。 凸起件5 3及溝槽5 5係形成相對應於第一旋轉軸1 9之 一第一曲折軸封57。凸起件54及溝槽56係形成相對應於 第二旋轉軸20之一第二曲折軸封58。在本具體實施例中 ，末端表面492及底部472係沿著垂直於第一旋轉軸19 之軸191的一平面形成。相同地，末端表面502及底部 482係沿著垂直於旋轉軸20之軸201的一平面形成。換言 之，末端表面492及底部47 2係沿第一轉軸19之一徑向 方向延伸的密封件形成表面。相同地，末端表面5 0 2及底 部4 82係沿第二轉軸20之一徑向方向延伸的密封件形成 表面。 如第4 ( b )圖及第7圖所不，一第一螺旋狀溝槽61係形 成於第一軸封49之大直徑部60的外側周圍表面49 1中。 如第5 ( b )圖及第8圖所示，一第二螺旋狀溝槽62係形成 於第二軸封50之大直徑部80的外側周圍表面501中。第 -11- 585969 五、發明說明（1〇) 一螺旋狀溝槽61係沿著第一旋轉軸19之旋轉方向R1，形 成自相對應於齒輪收容室33 1之一側端引領至第五泵室43 的一路徑。第二螺旋狀溝槽62係沿著第二旋轉軸20之旋 轉方向R2，形成自相對應於齒輪收容室3 3 1之一側端引領 至第五泵室4 3的一路徑。因此，當旋轉軸1 9、2 0旋轉時 ，每一螺旋狀溝槽6 1、62將施加一泵唧效應，且將流體 自相對應於第五泵室43之一側端輸送至齒輪收容室33 1。 亦即，每一螺旋狀溝槽6 1、62係形成一泵唧裝置，以驅 迫相關軸封49、50之外側周圍表面491、501與相關凹部 47、48之周圍表面471、481之間的潤滑油Y，自相對應 於第五泵室43之一側端朝向該油區運動。 如第3(b)圖所示，第一及第二排放壓力引入通道63、 64係形成於後側外殼構件14之一容室定義表面143中。 容室定義表面143係定義出最終壓縮階段的第五泵室43。 如第4(a)圖所示，一第一排放壓力引入通道63係連接至 最大壓力區432,該區間之體積係藉由第五轉子27、32之 旋轉而改變。第一排放壓力引入通道63亦連接至貫穿孔 1 4 1，且第一旋轉軸1 9係延伸通過該貫穿孔。如第5 ( a )圖 所示，第二排放壓力引入通道64係連接至最大壓力區432 及貫穿孔1 42，且第二旋轉軸20係延伸通過該貫穿孔。 如第1(a)圖、第4(a)圖、及第5(a)圖所示，一冷卻迴 路室65係形成於後側外殻構件14中。迴路室65係圍繞 著軸封49、50。冷卻水係在迴路室65中循環，以冷卻在

-12- 585969 五、發明說明（11 ) 凹部47、48中之潤滑油Y，這將可防止潤滑油Y蒸發。 如第1(b)圖、第6(a)圖、及第6(b)圖所示，一環狀洩 漏防止環66係環繞著第一軸封49之小直徑部59配合， 以阻止油流動。洩漏防止環66包括具有一較小直徑的一 第一堵塞器67，及具有一較大直徑的一第二堵塞器68。 軸承座45之前側末端部具有向內突出的一環狀凸起件， 且環繞著洩漏防止環66定義一環狀第一油室70及一環狀 第二油室7 1。第一油室70及第二油室7 1之中心係與旋轉 軸19之軸191 一致。第一油室70係圍繞著第一堵塞器67 ，且第二油室71係圍繞著第二堵塞器68。 第一堵塞器67之一周圍表面671係相對於第一旋轉軸 1 9之軸1 9 1呈錐形、或傾斜。明確地，錐形周圍表面67 1 係形成爲可使軸191與錐形周圍表面671之間的距離，自 較接近齒輪收容室331之側端朝向地五泵室43減小。錐 形周圍表面671係位於第一油室70中。第二堵塞器68之 一周圍表面681係位於第二油室71中。第一堵塞器67之 錐形周圍表面671係面對著一周圍表面702，如此將定義 出第一油室70。第二堵塞器68之周圍表面681係面對著 一周圍表面712，如此將定義出第二油室71。 第一堵塞器67之一末端表面672係面對著一末端表面 701，如此將定義出第一油室70。第二堵塞器68之一第一 末端表面682係面對著一末端表面711且位於該末端表面 附近，如此將定義出第二油室71。第二堵塞器68之一第

-13- 585969 五、發明說明（12) 二末端表面68 3係面對著一第三堵塞器72之一第一末端 表面601且與該第一末端表面分離非常遠。以下將討論第 三堵塞器72。 第二堵塞器68之第一末端表面682係垂直於第一旋轉 軸1 9之軸1 9 1。第一末端表面6 8 2係防止潤滑油γ進入第 五泵室43。第一堵塞器67之錐形周圍表面671係鄰接著 第一末端表面682，且較第一末端表面682更接近齒輪收 谷室331。錐形周圍表面671係自第一末端表面682之近 側端6 8 4起延伸。由錐形周圍表面6 7 1朝向該末端表面延 伸而形成的一平面將與第一油室70之末端表面701交叉 第三堵塞器72係與第一軸封49之大直徑部60整合於 一體地形成。一環狀油室73係定義於第一凹部47中，以 圍繞第三堵塞器72。第三堵塞器72之一周圍表面721係 定義於突入第三油室73中的一部份上。亦，第三堵塞器 72之周圍表面727係面對著一周圍表面733，以定義第三 油室73。第三堵塞器72之第一末端表面601係面對著一 第一末端表面731且位於該第一末端表面731附近，以定 義第三油室73。第三堵塞器72之一第二末端表面722係 面對著一第二末端表面732且位於該第二末端表面732附 近，以定義第三油室73。 一排洩通道74係定義於第一凹部47及後側外殼1 4末 端144的最下方部，以使油Y返回齒輪收容室331。排洩

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五、發明說明（13) 通道7 4具有沿著第一旋轉軸1 9之軸1 9 1延伸的一軸向部 741，及垂直於軸191延伸的一徑向部742。軸向部741係 與第三油室73連通，且徑向部742係與齒輪收容室331 連通。亦即，第三油室73係藉由排洩通道74而連接至齒 輪收容室3 3 1。在本具體實施例中，排洩通道74係水平地 延伸。另一選擇爲，通道74可朝向齒輪收容室331向下 傾斜。 如第5(a)圖所示，一洩漏防止環66係固定至第二軸封 50之小直徑部81。由於洩漏防止環66具有與固定至第一 軸封49之環66相同的構造，因此不再贅述。一第三堵塞 器72係形成於第二軸封5 0之大直徑部80上。第三堵塞 器72具有與固定至第一軸封49之第三堵塞器72者相同 的構造，因此不再贅述。如第5 ( b )圖所示，第一及第二油 室70、7 1係朝向軸承座45內側而徑向地定義，且第三油 室7 3係定義於第二凹部48中。排洩通道74係形成於第 二凹部48之最下方部中。第三油室73係經由排洩通道74 連接至齒輪收容室3 3 1。在本具體實施例中，排洩通道74 係水平地延伸。另一選擇爲，通道74可朝向齒輪收容室 3 3 1向下傾斜。 儲存於齒輪收容室33 1中之潤滑油Y會潤滑齒輪34、35 及徑向軸承37。油Y在完成潤滑徑向軸承37之後，將經 由每一徑向軸承37中之一空間371而進入形成於每一軸 承座45前側末端部69中的一貫穿孔691內。接著，油Y -15- 585969 五、發明說明（14 ) 將經由介於相對應之第一堵塞器67末端表面672與相對 應之第一油室70末端表面701之間的一空間gi，朝向相 對應之第一油室7 0運動。此時，到達第一堵塞器6 7末端 表面67 2之些許油Y將藉由第一堵塞器67旋轉所產生之 離心力而拋至第一油室70之周圍表面702或末端表面7〇1 。拋至周圍表面7 0 2或末端表面7 0 1之油Y的至少一部份 仍將留存於周圍表面702或末端表面701上。接著，該留 存之油Y將藉由本身之重量而沿著表面701、702落下， 且到達第一油室70之最低區域。當油γ到達第一油室7〇 之最低區域後’將運動至第二油室7 1之最低區域。 當油Y進入第一油室70之後，將經由介於第二堵塞器 68之第一末端表面682與第二油室71之末端表面711之 間的一空間g2，朝向第二油室7 1運動。此時，第一末端 表面682上之油Y將藉由第二堵塞器68旋轉所產生之離 心力而拋至第二油室71之周圍表面712或末端表面711。 拋至周圍表面7 1 2或末端表面7 1 1之油Y的至少一部份仍 將留存於周圍表面712或末端表面711上。該留存之油Y 將藉由本身之重量而沿著表面711、712落下，且到達第 二油室7 1之最低區域。 在每一旋轉軸1 9、20上方，油γ係自相對應之第一堵 塞器67的末端表面672拋至相對應之第一油室70的周圍 表面702或末端表面701。些許油γ可滴落至第一堵塞器 67之錐形周圍表面671上。油γ亦自第二堵塞器68之第 -16- 五、發明說明（15) 一末端表面682拋至第二油室71之周圍表面712或末端 表面7 11。些許油Y可滴落至錐形周圍表面67 1上。已滴 落至錐形周圍表面671上之些許油Y，係藉由洩漏防止環 6 6旋轉所產生之離心力而拋至第一油室7 0之周圍表面 702、或著自第二堵塞器68之第一末端表面682沿著錐形 周圍表面671運動至第一油室70之末端表面701。當油Y 自第一末端表面682沿著錐形周圍表面671運動至末端表 面701時，將拋至末端表面701或運動至第一堵塞器67 之末端表面702。如此，錐形周圍表面671上之油Y最終 將到達第二油室7 1。當潤滑油Y到達第二油室7 1之最低 區域之後，將流動至第三油室73之最低區域。 當油Y到達每一第二油室71之最低部份後，將運動至 相對應之第三油室73的最低區域。 當油Y進入第二油室71之後，將經由介於第三堵塞器 72之第一末端表面601與第三油室73之末端表面731之 間的一空間g3，朝向第三油室73運動。此時，第一末端 表面601上之油Y將藉由第三堵塞器72旋轉所產生之離 心力而拋至第三油室73之周圍表面73 3或第一末端表面 7 31。拋至周圍表面733或第一末端表面731之油Y的至 少一部份仍將留存於周圍表面73 3或第一末端表面731上 。接著，該留存之油將藉由本身之重量而沿著相對應之表 面731、73 3落下，且到達第三油室73之最低區域。 當油Y到達每一第三油室7 3之最低部份後，將藉由相 -17- 585969 五、發明說明（16 ) 對應之排洩通道74返回每一齒輪收容室3 3 1。 上述具體實施例具有以下優點。 (1-1)當該真空泵作動時，五個壓力泵39、40、41、42 、及43中之壓力將低於齒輪收容室331中之壓力，其中 該收容室係暴露至大氣壓力之一區間。是以，潤滑油γ將 沿著洩漏防止環6 6及軸封4 9、5 0之表面，朝向此等五泵 室43運動。當油Y位於每一第二堵塞器68之第一末端表 面682上時，將藉由相對應之洩漏防止環66旋轉所產生 的離心力而徑向地朝外拋出。自第一末端表面682拋出且 滴落於第一堵塞器67之錐形周圍表面671上的至少一部 份油Y，將藉由洩漏防止環66旋轉所產生之離心力，而自 錐形周圍表面6 7 1之一較小直徑部運動至其一較大直徑部 。換言之，油Y係朝向遠離地五泵室4 3運動，結果，將 防止油Y進入第五泵室4 3。亦即，由於錐形周圍表面6 7 1 係鄰接著第一末端表面682，因此將防止潤滑油γ朝向第 五泵室43運動。 (1-2)每一第一堵塞器67之錐形周圍表面671的最小直 徑部，係直接連接至相對應第二堵塞器68之第一末端表 面6 8 2的近側端6 8 4。倘若具有一固定直徑之一周圍表面 係連接至第一末端表面6 8 2之近側端6 8 4，則自第一末端 表面682拋出之潤滑油Y的一部份，可在停留於該周圍表 面上之後，返回第一末端表面682。具有平坦表面之構造 並不適用於防止油進入第五泵室43中。然而，在上述具 -18- 五、發明說明（17) 體實施例中，由於錐形周圍表面671係直接連接至第一末 端表面682，因此將防止自第一末端表面682拋出的油γ 返回第一末端表面682。 (1-3)在第一、第二、及第三油室70之表面701·、702、 7 1 1、7 1 2、7 3 1、7 3 2、及7 3 3上的潤滑油Y係藉由本身重 量而朝向第三油室之最低區域落下。第三油室73之最低 區域係收集位於表面701、702、711、712、731、732、及 733表面上之油Y的一區域。因此，表面701、702、711 、712、73 1、732、及7 3 3上之油Y，可經由連接至第三油 室最低區域之排洩通道74，而輕易地運送至齒輪收容室 331 ° (1 - 4 )環繞著第一及第二旋轉軸1 9、20配合的軸封49、 50末端表面492、502之直徑，係大於旋轉軸19、20周圍 表面之直徑。因此，設置在每一軸封49、50末端表面492 、502與相對應凹部47、48底部表面472、482之間的每 一第一及第二曲折軸封5 7、5 8之直徑，係大於設置在每 一旋轉軸19、20周圍表面192、202與貫穿孔141、142 之間的曲折軸封（未顯示）之直徑。當每一曲折軸封5 7、5 8 之直徑增大時，用於防止壓力變動擴張之每一曲折室5 5 1 、552、561、及562的體積將增加。這種構造可改善每一 曲折軸封57、58之密封特性。亦即，介於每一軸封49、 50末端表面492、502與相關凹部47、48底部表面47 2、 4 8 2之間的空間係適合於收容曲折軸封5 7、5 8，以藉由增 -19- 五、發明說明（18) 加每一曲折室551、552、561、及562之體積來改善密封 特性。 (1-5)當介於每一凹部47、48與相對應軸封49、50之 間的空間減小時，油Y將較難進入該空間中。具有周圍表 面471、481之每一凹部47、48底部表面472、482，及相 對應軸封49、50之末端表面492、502係輕易地形成爲互 相靠近。因此，可輕易地減小介於每一環狀凸起件5 3、5 4 末端與相對應環狀溝槽55、56底部之間的空間、以及介 於每一凹部47、48底部表面472、482與相對應軸封49、 50末端表面49 2、502之間的空間。當該等空間減小時， 將可改善曲折軸封57、58之密封特性。亦即，每一凹部 47、48之底部表面472、482係適用於收容曲折軸封57、 58 ° (1-6)曲折軸封57、58係施加一足夠的抵抗氣體密封特 性。當魯氏泵1 1啓動時，五個泵室3 9至4 3中之壓力將 高於大氣壓力。然而，每一曲折軸封57、58係防止氣體 自第五泵室43沿著相關軸封49、50表面洩漏至齒輪收容 室331。亦即，曲折軸封57、58可阻擋油洩漏及氣體洩漏 兩者，且係最佳化的非接觸式密封件。 (1 - 7 )雖然一非接觸式密封件之密封特性不致於如同譬 如一唇型密封件等之一接觸式密封件一般地在一段時間後 退化，但一非接觸式密封件之密封特性係較一接觸式密封 件之密封特性差。然而，在上述具體實施例中，第一、第 -20 - 五、發明說明（19) 二、及第三堵塞器67、68、及72將補償密封特性。傾斜 錐形周圍表面671係形成於每一洩漏防止環66上，而鄰 接相對應第二堵塞器68之第一末端表面682。錐形周圍表 面67 1將更進一步可靠地補償此密封特性。 (1 - 8 )當第一旋轉軸1 9旋轉時，第一螺旋狀溝槽61中 之油Y將自相對應於第五泵室43之側端導引至相對應於 齒輪收容室3 3 1之側端。當第二旋轉軸20旋轉時，則第 二螺旋狀溝槽62中之油Y將自相對應於第五泵室43之側 端導引至相對應於齒輪收容室33 1之側端。亦即，具有可 作爲泵唧裝置之第一及第二螺旋狀溝槽6 1、62的軸封49 、5 0將可確實地防止油Y洩漏。 (1-9)周圍表面491、501(其上形成有螺旋狀溝槽61、 62)係與第一及第二轉軸49、50之大直徑部60、80的外 側表面處於相同位置。當軸封49、50旋轉時，該等部件 處之速度係最大。位於每一軸封4 9、5 0外側周圍表面4 9 1 、501與相關凹部47、48周圍表面471、481之間的氣體 ，係自相對應於第五泵室43之側端，經由以一高速度運 動之第一及第二螺旋狀溝槽6 1、6 2，有效地驅迫至相對應 於齒輪收容室33 1之側端。位於每一軸封49、50外側周 圍表面491、501與相關凹部47、48周圍表面471、481 之間的潤滑油γ，係與相對應於第五泵室43之側端有效地 驅迫至相對應於齒輪收容室33 1之側端的氣體一同流動。 形成於軸封49、50外側周圍表面49 1、50 1中之螺旋狀溝 -21 - 585969 五、發明說明（2〇) 槽6 1、62將有效地防止油Y自凹部47、48、經由介於外 側表面491、501及周圍表面471、481之間的空間洩漏至 第五泵室43中。 (1-10)—微小空間係建立在第一旋轉軸19周圍表面192 與貫穿孔141之間。亦，一微小空間係建立於每一轉子27 、32與後側外殼構件14之障壁形成表面143之間。因此 ，曲折軸封57會暴露至第五泵室43中、經由該等窄小空 間引入的壓力。相同地，一微小空間係建立於第二旋轉軸 20周圍表面202與貫穿孔142之間。因此，第二曲折軸封 58將暴露至第五泵室43中、經由該等空間引入的壓力。 倘若不具有通道63、64時，則曲折軸封57、58將同時暴 露至吸入區431中之壓力、且也暴露至最大壓力區432中 之壓力下。 第一及第二排放壓力引入通道63、64係輕易地將曲折 軸封57、58暴露至最大壓力區432中之壓力。亦即，曲 折軸封57、58經由引入通道63、64而受到最大壓力區 432中壓力之影響更甚於吸入區431中之壓力者。是以， 相較於未形成排放壓力引入通道63、64的情況之下，上 述具體實施例之曲折軸封57、58將接受較高壓力。結果 ’相較於未形成排放壓力引入通道63、64的情況之下， 作用於曲折軸封57、58前側表面上之壓力與作用於曲折 軸封5 7、5 8後側表面上之壓力的差距係明顯較小。換言 之，排放壓力引入通道63、64將大幅改善曲折軸封57、 -22- 五、發明說明（21) 5 8之洩油防止特性。 (1 - 1 1 )由於魯氏泵1 1係屬一乾燥式者，所以五個泵室 3 9、40、41、42、及43中將不使用潤滑油Y。因此，本發 明係適用於魯氏泵1 1。 現在將參考第9圖來說明依據本發明之一第二具體實施 例。主要地，以下將討論其與第1圖至第8圖中具體實施 例之差異。由於第一及第二旋轉軸1 9、20具有相同的密 封構造，所以僅說明第一旋轉軸1 9之密封構造。 如第9圖所示，第二具體實施例之一洩漏防止環66具 有形成於第二堵塞器68與大直徑部60末端表面601之間 的一傾斜周圍表面75。周圍表面75之直徑係自大直徑部 60末端表面601增加至第二堵塞器68。當油Y自末端表 面601、608拋至周圍表面75時，將藉由洩漏防止環66 旋轉所產生之離心力，自末端表面60 1建動至末端表面 683。周圍表面75具有如同第1圖至第8圖所示具體實施 例中之錐形周圍表面671者的功能。末端表面601係作爲 相對應於周圍表面7 5之浅漏防止表面。 以下將參考第10圖來說明依據本發明之一第三具體實 施例。由於第一及第二旋轉軸1 9、2 0具有相同的密封構 造，因此僅說明第一旋轉軸1 1 9之密封構造。在本具體實 施例中，一軸封49A係與第一旋轉軸19之一末端及轉子 27之一末端整合於一體地形成。軸封49A係設於一第三凹 部76中，且該第三凹部係形成在面對著轉子外殼構件12 -23- 五、發明說明（22) 的後側外殼構件1 4 一末端表面中。一曲折軸封77係設於 軸封4 9 A表面與凹部7 6底部表面7 6 1之間。 一浅漏防止環7 8係固定至第一旋轉軸1 9。一環狀油室 79係定義於第一凹部47之內側底部表面472、與軸承座 4 7之一凸起件1 6 9之間。洩漏防止環7 8係設於油室7 9中 〇 洩漏防止環78包括一傾斜表面781及一末端表面782。 傾斜表面78 1具有相同於第1圖至第8圖所示具體實施例 中之錐形周圍表面781、及第9圖具體實施例中之周圍表 面7 5者的功能。 也可如以下所述來修正上述具體實施例。 (1) 在第1圖至第8圖所示之具體實施例中，每一軸封 49、50皆可與相對應之洩漏防止環66整合於一體地形成 〇 (2) 在第1圖至第8圖所示之具體實施例中，每一第一 堵塞器67之末端表面672皆可作爲一油進入防止表面， 且連接至末端表面672之一傾斜表面可形成在每一旋轉軸 19、20之周圍表面192、202上。 (3 )本發明可應用於除了魯氏型以外之其他型式真空泵 中。 因此’本範例及具體實施例係視爲說明用而非限制用， 且本發明並非以此中所給定之細部設計爲限，而可在隨附 申請專利範圍之範圍及其等義者內作修飾。 -24- 585969 五、發明說明（23 ) 元件符號說明 11 (多級魯氏） 泵 12 轉 子 外 殼 構 件 13 刖 側 外 殼 構 件 14 後 側 外 殻 構 件 15 汽缸 組 16 容 室 定 義 壁 17、 18 缸 體 19 第 一 旋 轉 軸 20 第 二 旋 轉 軸 21、 37 徑 向 軸 承 23、 28 第 — 轉 子 24、 29 第 二 轉 子 25、 30 第 二 轉 子 26、 31 第 四 轉 子 11、 32 第 五 轉 子 33 齒 輪 外 殻 構 件 34、 35 齒 輪 36 帽 蓋 39 第 一 泵 室 40 第 二 泵 室 41 第 二 泵 室 42 第 四 泵 室 -25 - 585969 五、發明說明（24 43 第五泵室 44 軸聯結器 45 軸承座 47 第一凹部 48 第二凹部 49 第一（環狀）軸封 49a 軸封 50 第二（環狀）軸封 51 密封環 53、54 環狀凸起件 55、56 環狀溝槽 57 第一曲折軸封 58 第二曲折軸封 59、81 小直徑部 60、80 大直徑部 61 第一螺旋狀溝槽 62 第二螺旋狀溝槽 63 第一排放壓力引 64 第二排放壓力引 65 冷卻迴路室 66、78 洩漏防止環 67 第一堵塞器 68 第二堵塞器 -26 - 585969 五、發明說明（25 ) 69 前側末端部 70 第一油室 71 第二油室 72 第三堵塞器 73 第三油室 74 排洩通道 75 、 192 、 202、471、501、481、671、702 周圍表面 76 第三凹部 77 曲折軸封 79 環狀油室 141 、 142 貫穿孔 161 、 162 障壁區段 163 中空穴 164 輸入口 165 ^ 171 輸出口 191 、 201 軸 193 、 203 凸出部 331 齒輪收容室 391 、 431 吸入區 392 、 432 壓力區 472 、 482 底部 491 外側周圍表面 492 、 502 、672、701、782 末端表面 -27 - 585969 五、發明說明 551 、 552 、 60卜 682 683 701 、 711 、 761 781 g 1、g2 R1、R2 Μ (26) 561、56 2 曲折室 第一末端表面 第二末端表面 731、7 3 2、782 末端表面 底部表面 傾斜表面 空間 箭頭 電動馬達 -28-

Claims (1)

1. 585969 六、申請專利範圍 1· 一種真空泵，藉由作動一泵室（39至43)中之一氣體輸 送本體（23至32)而經由一旋轉軸（19、20)之轉動來抽 取氣體，該真空泵之特徵爲： 一油外殼構件（1 4、3 3 )，其中該油外殼構件（丨4、3 3 ) 係定義鄰接著該泵室（39至43)的一油區（331 )，且該旋 轉軸（19、20)具有自該泵室（39至43)突起、通過該油 外殻構件（14、33)而至該油區（331)的一凸出區段； 一堵塞器（67、68、72、78)，具有一末端表面（672、 681、682、683、601、721、722、782)，其中該堵塞器 (67、68、72、78)係設於該旋轉軸（19、20)上以與該旋 轉軸（1 9、2 0 )整合於一體地旋轉，且防止油進入該泵室 (39至43)中；及 一錐形周圍表面（671、781、75)，其環繞該旋轉軸 (19、20)之一軸（191、201 )設置，其中該錐形周圍表面 (671、781、75)係鄰接著該堵塞器（67、68、72、78)之 末端表面（672、681、682、683、601、721、722、782 ) 設置且較該末端表面（672、681、682、683、601、721 、722、78 2 )更接近該油區（331)，其中該錐形周圍表面 (671、781、75)係形成爲可使介於該周圍表面（671、 781、75)與該旋轉軸（19、20)之軸（191、201 )之間的距 離，自較接近該泵室（39至43)之側端朝向較接近該油 區（331)之側端增加。 2.如申請專利範圍第1項之泵，其中該錐形周圍表面（671

   -29 - 585969 六、申請專利範圍 、781 ·、75)係該堵塞器（67、68、72、78)之外側周圍表 面，且自該堵塞器（67、68、72、78)之末端表面（672、 6 81、682、683、601、721、722、782)起延伸。 3 .如申請專利範圍第1項或第2項之泵，其中有 一油室（70、71、73、79)，其圍繞該堵塞器（67、68 、72、78)，其中該油室（70、71、73、79)之中心係與 該旋轉軸（19、20)之軸（191、201 )—致，其中定義該油 室（70、71、73、79)之一末端表面（7〇1)係與藉由該錐 形周圍表面（671、781、75)朝向該末端表面（701)延伸 而形成的一平面交叉；及 一排洩通道（74)，連接至一區域，且自該油室（7〇、 71、73、79)之末端表面（701、711、731、732)流動之 油係收集於該區域處。 4 ·如申請專利範圍第3項之泵，其中該排洩通道（7 4 )係將 該油室（70、71、73、79)連接至該油區（331 )，以將油 引導至該油區（331)。 5 ·如申請專利範圍第4項之泵，其中該排洩通道（7 4 )係連 接至該油室（70、71、73、79)之最低區域。 6 ·如申請專利範圍第5項之泵，其中該排洩通道（7 4 )係相 對較爲水平，或是朝向該油區（3 3 1 )而向下傾斜。 7 ·如申請專利範圍第1項或第2項之泵，其中該油區（3 3 1 ) 係收容一軸承（3 7 )，且該軸承係藉可旋轉式支持該旋轉 軸（19 、 20)。

   -30 - 、申請專利範圍 8 ·如申請專利範圍第丨項或第2項之泵，其中有 一環狀軸封（49、50)，圍繞該凸出區段設置，以與該 旋轉軸（1 9、20 )整合於一體地旋轉，其中該軸封（49、 50)係設置於較該堵塞器（67、68、72、78)更接近該泵 室（39至43)之處，且具有在該軸封（49、50) —徑向方 向上延伸的一第一密封件形成表面（ 492、502 ); 一第二密封件形成表面（ 472、482 )，形成於該油外殼 構件（14、33)上，其中該第二密封件形成表面（ 472、 482 )係面對著該第一密封件形成表面（ 492、502 )，且與 該第一密封件形成表面（ 492、502 )大體上平行；及 —非接觸式密封件（57、58)，設於該第一與第二密封 件形成表面（ 492、502、472、482 )之間。 9 .如申請專利範圍第1項或第2項之泵，其中有 一密封件表面（471、481 )，設於該油外殼（14、33)上 ， 一環狀軸封（49、50)，圍繞該凸出區段設置，以與該 旋轉軸（1 9、20 )整合於一體地旋轉，其中該軸封（49、 50)係設置於較該堵塞器（67、68、72、78)更接近該泵 室（39至43)之處，其中該軸封（49、50)包括設於該軸 封（49、50)之一表面上的一栗唧裝置（61、62)，且該軸 封之表面係面對著該密封件表面（471、481)，其中該泵 啷裝置（61、62)係將該軸封（49、50)之一表面與該密封 件表面（471、481 )之間的油、自較接近該泵室（39至43) 585969 六、申請專利範圍 之側端朝向較接近該油區（3 3 1 )之側端導弓丨° 1 0 ·如申請專利範圍第1項或第2項之真空泵’其中該旋轉 軸係複數個平行旋轉軸（1 9、20 )其中之一 ’一齒輪機構 (34、35 )係將該等旋轉軸（1 9、20 )互相連接’使得該等 旋轉軸（1 9、20 )整合於一體地旋轉，且該齒輪機構（34 、35)係設於該油區（331)中。 11·如申請專利範圍第10項之真空泵，其中複數個轉子（23 至32)係圍繞著每一該等旋轉軸（19、20)形成，使得每 一該等轉子（23至32)作爲該氣體輸送本體，且某一該 等旋轉軸之轉子係與另一該等旋轉軸之轉子嚙合。 -32 -