(57)【要約】【課題】中間段における排気を行うための逆止弁が開弁した時に発生する動力損失を低減するとともに、逆止弁の開弁時及び閉弁時を含めた動力損失が最小となるように容易に調整を行うことを実現した流体ポンプ装置を提供することを目的とする。【解決手段】真空ポンプ１の中間段である第三ポンプ室１３には、内部通路３６を介して逆止弁収容室４１が接続されており、逆止弁収容室４１の内部にはバイパス用逆止弁４２が収容されている。また、第三ポンプ室１３と第四ポンプ室１４とを連通する移送通路の一部である連通孔３３には、連通孔３３に対して別体の部材である吸入量絞り部材５１が着脱可能に設けられている。吸入量絞り部材５１は、第三ポンプ室１３から第四ポンプ室１４に移送されるガスの量を、絞り孔５１ｂによって制限する。【選択図】図４
2011202604.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
直列に接続された複数のポンプ室と、
前記複数のポンプ室の内部にそれぞれ収容されるロータと、
前記複数のポンプ室のうち、隣接するポンプ室同士を連通する移送通路と
を備え、
前記ロータを回転させて前記複数のポンプ室で流体の吸入、圧縮及び排出をそれぞれ行うことにより、前記流体を、上段側のポンプ室から下段側のポンプ室に、前記移送通路を介して順次移送する流体ポンプ装置において、
前記移送通路に接続される少なくとも一つのバイパス通路と、
前記バイパス通路に設けられ、前記バイパス通路が接続された前記移送通路を介して連通するポンプ室同士における上段側のポンプ室から排出される前記流体の圧力が所定の圧力を超えた場合に開弁して、前記バイパス通路を開くバイパス用逆止弁と、
前記バイパス通路が接続された前記移送通路に対して別体として設けられ、前記バイパス通路が接続された移送通路を介して連通する前記ポンプ室同士における下段側のポンプ室の内部に吸入される前記流体の量を制限する吸入量絞り部材と
をさらに備えることを特徴とする流体ポンプ装置。
【請求項２】
前記吸入量絞り部材は、前記流体を流通させる絞り孔を有しており、
前記絞り孔の内径に応じて、前記流体の量を制限する請求項１に記載の流体ポンプ装置。
【請求項３】
前記吸入量絞り部材は、前記流体を流通させる絞り孔を有しており、
前記絞り孔の軸方向に沿った長さに応じて、前記流体の量を制限する請求項１に記載の流体ポンプ装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
この発明は流体ポンプ装置に係り、特に、流体ポンプ装置における流体の移送経路の構成に関する。
【背景技術】
【０００２】
特許文献１には、流体を移送する流体ポンプ装置として、例えば容器等の真空対象領域の内部を真空とする真空ポンプが開示されている。これによれば、真空ポンプの内部には、第一ポンプ室〜第五ポンプ室からなる五つのポンプ室が形成されている。これらのポンプ室の内部には、共通の回転軸に固定されたロータがそれぞれ収容されており、電動モータで回転軸を駆動して各ロータを回転させると、各ポンプ室で気体の吸入、圧縮及び排出が行われるようになっている。また、各ポンプ室は直列に、すなわち上段側のポンプ室から排出された気体が下段側のポンプ室に吸入されるように接続されている。真空対象領域の内部にある気体は、最も上段側にある第一ポンプ室に吸入されるようになっており、以後、その気体を圧縮しながら最も下段側にある第五ポンプ室まで順次移送することによって、真空対象領域の内部が真空となる。
【０００３】
また、真空ポンプの中間段である第二ポンプ室には中間段排気口が形成されており、この中間段排気口と、第五ポンプ室から真空ポンプの外部に気体を排出する排気路とが、逆止弁を介して接続されている。ここで、排気路から排出される気体の圧力は大気圧に開放されるため、第二ポンプ室から排出された気体の圧力が既に大気圧を超えている場合、その気体を第三ポンプ室〜第五ポンプ室でさらに圧縮することは、電動モータの動力を無駄に消費していることになる。中間段排出口及び逆止弁は、このような動力の無駄な消費を低減するために設けられている。第二ポンプ室から排出された気体の圧力が所定の圧力を超えた場合に逆止弁を開弁させ、その気体を、中間段排気口及び排気路を介して真空ポンプの外部に直接排出することによって、第三ポンプ室以降に移送される気体の圧力を下げている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
【特許文献１】特開２００７−５６７６４号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
しかしながら、特許文献１に記載の真空ポンプにおける逆止弁が開弁した時、第二ポンプ室と第三ポンプ室とは、逆止弁が閉弁している時と同様に連通したままの状態となっている。また、第一ポンプ室〜第五ポンプ室の内部にある各ロータは、共通の回転軸に固定されて一体として回転するため、第二ポンプ室から排出された気体を第三ポンプ室に吸入しようとする作用は、逆止弁の開弁時においても働いている状態となっている。すなわち、特許文献１に記載の真空ポンプでは、逆止弁の開弁時においても第三ポンプ室に気体が吸入されるようになっており、この気体を第三ポンプ室以降で圧縮するための動力が電動モータの動力損失になっているという問題点を有していた。
【０００６】
また、例えば第二ポンプ室と第三ポンプ室とを連通する通路を絞り、逆止弁の開弁時に第三ポンプ室に移送される気体の量を少なくすれば、第三ポンプ室以降で気体の圧縮を行うことに伴って発生する電動モータの動力損失は低減される。一方で、第二ポンプ室と第三ポンプ室とを連通する通路を絞りすぎると、第三ポンプ室内に気体を吸入する際の抵抗が大きくなるため、逆止弁の閉弁時における電動モータの動力損失が大きくなる。すなわち、中間段からの流体の排出を行う真空ポンプにおいては、その用途等に応じて、逆止弁の閉弁時に発生する動力損失及び開弁時に発生する動力損失を考慮したうえで全体的な動力損失が最小となるように、流体の移送経路を絞ることが必要となるが、特許文献１に記載の真空ポンプでは、第二ポンプ室かから第三ポンプ室に移送される気体の量を容易に調整することができないという問題点を有していた。
【０００７】
この発明は、このような問題点を解決するためになされたものであり、中間段における排気を行うための逆止弁が開弁した時に発生する動力損失を低減するとともに、逆止弁の開弁時及び閉弁時を含め、動力損失が最小となるように容易に調整を行うことを実現した流体ポンプ装置を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
この発明に係る流体ポンプは、直列に接続された複数のポンプ室と、複数のポンプ室の内部にそれぞれ収容されるロータと、複数のポンプ室のうち、隣接するポンプ室同士を連通する移送通路とを備え、ロータを回転させて複数のポンプ室で流体の吸入、圧縮及び排出をそれぞれ行うことにより、流体を、上段側のポンプ室から下段側のポンプ室に、移送通路を介して順次移送する流体ポンプ装置において、移送通路に接続される少なくとも一つのバイパス通路と、バイパス通路に設けられ、バイパス通路が接続された移送通路を介して連通するポンプ室同士における上段側のポンプ室から排出される流体の圧力が所定の圧力を超えた場合に開弁して、バイパス通路を開くバイパス用逆止弁と、バイパス通路が接続された移送通路に対して別体として設けられ、バイパス通路が接続された移送通路を介して連通するポンプ室同士における下段側のポンプ室の内部に吸入される流体の量を制限する吸入量絞り部材とをさらに備えることを特徴とするものである。
【０００９】
バイパス通路が接続された移送通路に、この移送通路を介して連通するポンプ室同士における下段側のポンプ室に吸入される流体の量を制限する吸入量絞り部材を設けたので、下段側のポンプ室以降で圧縮される流体の量が低減され、それにより、バイパス用逆止弁の開弁時に発生する流体ポンプ装置の動力損失が低減される。また、吸入量絞り部材を移送通路に対して別体としたので、流体の絞り量が互いに異なる複数の吸入量絞り部材を予め揃えておけば、最適な絞り量の吸入量絞り部材、すなわち逆止弁の開弁時の動力損失及び閉弁時の動力損失を含む全体的な動力損失が最小となる吸入量絞り部材を、例えば製品の出荷時等に選択して流体ポンプ装置に組み付けることが容易となる。したがって、流体ポンプ装置において、中間段における排気を行うための逆止弁が開弁した時に発生する動力損失を低減するとともに、逆止弁の開弁時及び閉弁時を含めた動力損失が最小となるように容易に調整を行うことができる。
【００１０】
吸入量絞り部材は、流体を流通させる絞り孔を有しており、絞り孔の内径に応じて、流体の量を制限してもよい。絞り孔の内径を変更するだけで流体の絞り量が変わるため、動力損失を最小にするための調整を容易に行うことができる。
また、吸入量絞り部材は、流体を流通させる絞り孔を有しており、絞り孔の軸方向に沿った長さに応じて、流体の量を制限してもよい。絞り孔の長さを変更することにより、吸入量絞り部材の外径を変更することなく流体の絞り量を調整できるため、小型の流体ポンプ装置等においても、動力損失を最小にするための調整を容易に行うことができる。
【発明の効果】
【００１１】
この発明によれば、流体ポンプ装置において、中間段からの排気を行うための逆止弁の開弁時における動力損失が低減されるとともに、逆止弁の開弁時及び閉弁時を含めた動力損失が最小となるように容易に調整を行うことが可能となる。
【図面の簡単な説明】
【００１２】
【図１】この発明の実施の形態１に係る流体ポンプ装置の構成を示す断面平面図である。
【図２】実施の形態１に係る流体ポンプ装置の構成を示す断面側面図であり、図１のＩＩ−ＩＩを含む平面に沿った断面を示すものである。
【図３】図２のＩＩＩ−ＩＩＩを含む平面に沿った断面図である。
【図４】実施の形態１に係る流体ポンプ装置における吸入量絞り部材周辺の構成を示す部分拡大断面側面図である。
【図５】（ａ）は実施の形態１に係る流体ポンプ装置における吸入絞り部材を示す断面側面図であり、（ｂ）、（ｃ）は吸入絞り部材の変形例を示した断面側面図である。
【図６】この発明の実施の形態２に係る流体ポンプ装置における吸入量絞り部材周辺の構成を示す部分拡大断面側面図である。
【図７】実施の形態２に係る流体ポンプ装置における吸入絞り部材を示す断面側面図であり、（ｂ）は吸入絞り部材の変形例を示した断面側面図である。
【図８】この発明に係る流体ポンプ装置の変形例を説明するための概略図である。
【発明を実施するための形態】
【００１３】
以下に、この発明の実施の形態について添付図に基づいて説明する。
実施の形態１．
この実施の形態１に係る流体ポンプ装置を、図１〜５に示される多段ルーツ式ドライ真空ポンプ１（以下、真空ポンプ１と略称する）として適用した場合の構成について説明する。尚、真空ポンプ１における前後方向及び上下方向を図１及び図２に示す各矢印によって規定する。
【００１４】
図１に示すように、真空ポンプ１はロータハウジング２を備えている。ロータハウジング２の前方側の端部にはフロントプレート３が接合されている。また、ロータハウジング２の後方側の端部にはモータハウジング４が接合されており、モータハウジング４の内部には、真空ポンプ１を駆動するための電動モータ５が収容されている。
【００１５】
ロータハウジング２の内部には、前方側から後方側に向かって隔壁２ａ〜２ｅが設けられており、これらの隔壁２ａ〜２ｅに区画された空洞部である第一ポンプ室１１、第二ポンプ室１２、第三ポンプ室１３、第四ポンプ室１４、第五ポンプ室１５及び第六ポンプ室１６が形成されている。これらのポンプ室は、前後方向に沿った長さ、または前後方向に対して垂直となる方向に沿った断面形状（図３参照）の大きさが互いに異なるように形成されており、最も前方側にある第一ポンプ室１１から最も後方側にある第六ポンプ室１６に向かって、容積が順次小さくなっている。
【００１６】
また、ロータハウジング２の内部には、互いに平行となるように配置された駆動側回転軸６ａ及び従動側回転軸６ｂが、隔壁２ａ〜２ｅを貫通して第一ポンプ室１１〜第六ポンプ室１６内に延在するように設けられている。これらの回転軸は、ロータハウジング２の前部に嵌入された一対のラジアル軸受７ａ、及びロータハウジング２の後部に嵌入された一対のラジアル軸受７ｂによって回転可能に支持されている。また、各ラジアル軸受７ａの後方及び各ラジアル軸受け７ｂの前方には、ロータハウジング２内の気密を保つためのシール部材８ａ、８ｂがそれぞれ設けられている。
【００１７】
駆動側回転軸６ａの後方側の端部は、モータハウジング４の内部に延出して電動モータ５に接続されており、電動モータ５に駆動されることによって駆動側回転軸６ａが回転するようになっている。また、駆動側回転軸６ａの外周部及び従動側回転軸６ｂの外周部には、互いに外接して噛み合う駆動ギヤ９ａ及び従動ギヤ９ｂがそれぞれ固定されている。したがって、電動モータ５に駆動されて駆動側回転軸６ａが回転すると、その動力が駆動ギヤ９ａ及び従動ギヤ９ｂを介して従動側回転軸６ｂにも伝達され、駆動側回転軸６ａと従動側回転軸６ｂとが同期回転するようになっている。
【００１８】
第一ポンプ室１１の内部には、一対のロータ２１ａ及びロータ２１ｂ（図３参照）からなるロータ対２１が収容されている。同様に、第二ポンプ室１２〜第六ポンプ室１６の内部には、一対のロータからなるロータ対２２〜ロータ対２６がそれぞれ収容されている。各ロータ対２１〜２６を構成するロータの一方であるロータ２１ａ〜２６ａは駆動側回転軸６ａに固定されており、これらが一体として回転可能となっている。また、他方のロータ２１ｂ〜２６ｂは従動側回転軸６ｂに固定されており、これらが一体として回転可能となっている。
【００１９】
真空ポンプ１は、上述したロータ対２１〜２６を回転させることによって、流体としてのガスの吸入、圧縮及び排出を第一ポンプ室１１〜第六ポンプ室１６でそれぞれ行うものである。また、後述するように、第一ポンプ室１１〜第六ポンプ室１６は直列に、すなわち上段側にあるポンプ室から排出されたガスが下段側にあるポンプ室に吸入されるように接続されており、直列に接続された第一ポンプ室１１〜第六ポンプ室１６においてガスを順次移送するものである。尚、各ポンプ室の内周面と各ロータの外周面との間には微小な隙間が形成されており、それにより、各ポンプ室の内部に潤滑油等を供給することを必要とせずにロータを回転させることが可能となっている。
【００２０】
以下に、真空ポンプ１においてガスが移送される経路の構成について図２を用いて説明する。尚、図２は、駆動側回転軸６ａの軸中心線を含む平面に沿った断面を示すものであるが、真空ポンプ１の構成を理解しやすくするため、以下に説明する吸入口、排出口及び連通孔を同一平面上に示している。
【００２１】
図２に示すように、第一ポンプ室１１の上部には吸入口１１ａが形成されており、この吸入口１１ａに、内部にガスが収容された容器等である真空対象領域が接続されるようになっている。すなわち、真空ポンプ１において、第一ポンプ室１１は最も上段側にあるポンプ室となる。第一ポンプ室１１の底部には、後方側に延在する排出口１１ｂが形成されており、第一ポンプ室１１内で圧縮されたガスが、排出口１１ｂから排出されるようになっている。また、第二ポンプ室１２の上部には前方側に延在する吸入口１２ａが形成されており、第一ポンプ室１１の排出口１１ｂと第二ポンプ室１２の吸入口１２ａとが、隔壁２ａ（図１参照）の内部に形成された連通孔３１を介して連通している。隣接するポンプ室同士である第一ポンプ室１１と第二ポンプ室１２とを連通する排出口１１ｂ、連通孔３１及び吸入口１２ａは、第一ポンプ室１１と第二ポンプ室１２との間における移送通路を構成するものである。
【００２２】
また、他の隣接するポンプ室同士において、第三ポンプ室１３と第四ポンプ室１４との間以外、すなわち、第二ポンプ室１２と第三ポンプ室１３との間、第四ポンプ室１４と第五ポンプ室１５との間、及び第五ポンプ室１５と第六ポンプ室１６との間は、第一ポンプ室１１と第二ポンプ室１２との間における場合と同様に、上段側のポンプ室の排出口（１２ｂ、１４ｂ、１５ｂ）、隔壁（２ｂ、２ｄ、２ｅ）内に形成された連通孔（３２、３４、３５）及び下段側のポンプ室の吸入口（１３ａ、１５ａ、１６ａ）からそれぞれ構成された移送通路を介して連通している。また、最も下段側にある第六ポンプ室１６の底部には排出通路１６ｂが接続されており、排出通路１６ｂには、第六ポンプ室１６から排出されたガスを真空ポンプ１の外部に排出するための外部排出路３８が接続されている。外部排出路３８の途中には、第六ポンプ室１６から排出されたガスの圧力に応じて外部排出路３８を開閉する逆止弁３９が設けられている。
【００２３】
ここで、図２を用いて、第三ポンプ室１３から排出されたガスが流通する経路の構成について説明する。
図２に示すように、第三ポンプ室１３の底部には、下方側に延在する排出路１３ｂが形成されており、第三ポンプ室１３で圧縮されたガスが排出路１３ｂに排出されるようになっている。排出路１３ｂの下方側の端部には、ロータハウジング２の内部を前後方向に沿って延在する内部通路３６が接続されている。また、内部通路３６の後方側の端部は、排出路１３ｂを超えた部位まで延在しており、隔壁２ｃ（図１参照）内に形成された連通孔３３の下方側の端部に接続されている。連通孔３３の上方側の端部は、第四ポンプ室１４の上部に形成された吸入口１４ａに接続されており、第三ポンプ室１３と第四ポンプ室１４とが、排出路１３ｂ、内部通路３６の後方側の一部、連通孔３３及び第四ポンプ室１４の吸入口１４ａを介して連通した状態となっている。ここで、排出路１３ｂ、内部通路３６の後方側の一部、連通孔３３、吸入口１４ａは、上段側の第三ポンプ室１３と下段側の第四ポンプ室１４との間における移送通路を構成する。
【００２４】
内部通路３６の前方側の端部は、径方向に拡大するとともにロータハウジング２の前部で開口しており、この開口部がプレート４０に塞がれることによって逆止弁収容室４１が形成されている。また、逆止弁収容室４１の内部には、第三ポンプ室１３から排出路１３ｂに排出されるガスの圧力に応じて動作するバイパス用逆止弁４２が収容されている。バイパス用逆止弁４２は、内部通路３６を開閉する逆止弁本体４３と、内部通路３６が閉じられる方向に逆止弁本体４３を付勢する逆止弁ばね４４とを備えている。第三ポンプ室１３から内部通路３６に排出されたガスの圧力が所定の圧力を超えると、逆止弁本体４３は逆止弁ばね４４のばね力に抗して前方側に移動し、それにより、バイパス用逆止弁４２が開弁されて内部通路３６と逆止弁収容室４１とが連通する。
【００２５】
また、逆止弁収容室４１には、排出通路４１ａ及び排出通路４１ｂを介して外部排出路３８が接続されている。すなわち、第三ポンプ室１３から排出路１３ｂに排出されるガスの圧力が所定の圧力を超えてバイパス用逆止弁４２が開弁されると、排出路１３ｂと真空ポンプ１の外部とが、内部通路３６、逆止弁収容室４１、排出通路４１ａ及び排出通路４１ｂを順次介して連通するようになっている。ここで、内部通路３６、逆止弁収容室４１、排出通路４１ａ及び排出通路４１ｂは、真空ポンプ１におけるバイパス通路を構成する。
【００２６】
以上のように構成される真空ポンプ１において、第三ポンプ室１３と第四ポンプ室１４との間における移送通路の一部を構成する連通孔３３には、第三ポンプ室１３から第四ポンプ室１４に移送されるガスの量を絞るための吸入量絞り部材５１が設けられている。以下に、吸入量絞り部材５１及びその周辺の構成について、図４、５を用いて詳細に説明する。
【００２７】
図４に示すように、吸入量絞り部材５１は、第三ポンプ室１３と第四ポンプ室１４との間における移送通路の一部を構成する連通孔３３に対して別体として設けられた部材であり、連通孔３３の内部において内部通路３６より上方側に位置する部位に配置されている。吸入量絞り部材５１は略円筒形状を有する部材であって、その外周部には雄ねじ５１ａが形成されている。一方、連通孔３３の内周部において、吸入量絞り部材５１が設けられる部位には、雌ねじ３３ａが形成されている。すなわち、吸入量絞り部材５１は、その雄ねじ５１ａを連通孔３３の雌ねじ３３ａに螺合させることによって、連通孔３３の内部に着脱可能に保持されている。また、連通孔３３の内周部には段差部３３ｂが形成されており、この段差部３３ｂに吸入量絞り部材５１の上部端面を当接させることによって、吸入量絞り部材５１の上方側への移動が規制された状態となっている。
【００２８】
連通孔３３は、ロータハウジング２の下部まで貫通して開口しており、この開口部の内周面に形成された雌ねじ３３ｃに、雄ねじ５２ａを外周部に有するプラグ５２が取り付けられることによって、連通孔３３が塞がれている。尚、プラグ５２の頭部５２ｂとロータハウジング２の下部表面との間には、連通孔３３内の気密を保つためのＯリング５３が保持されている。ここで、連通孔３３は、雌ねじ３３ａが形成されている部位の内径より、雌ねじ３３ｃが形成されている部位の内径が大きくなるように形成されている。したがって、吸入量絞り部材５１を雌ねじ３３ａから取り外してロータハウジング２の外部に取り出す際に、吸入量絞り部材５１を雌ねじ３３ｃに接触させることなく、容易に取り出せるようになっている。
【００２９】
吸入量絞り部材５１の中心部には、軸方向に沿って貫通した絞り孔５１ｂが形成されている。絞り孔５１ｂは、連通孔３３の内径より小さい内径ｄ１（図５（ａ）参照）を有しており、第三ポンプ室１３から排出路１３ｂに排出されて連通孔３３内に流入したガスが絞り孔５１ｂを通過するようになっている。すなわち、連通孔３３を介して第四ポンプ室１４に吸入されるガスの量は、ガスが絞り孔５１ｂを通過する際に絞られるようになっており、それにより、上段側の第三ポンプ室１３から下段側の第四ポンプ室１４に移送されるガスの量が制限されるようになっている。したがって、第四ポンプ室１４〜第六ポンプ室１６で圧縮されるガスの量が低減され、それにより、バイパス用逆止弁４２の開弁時に発生する電動モータ５（図２参照）の動力損失も低減された状態となる。
【００３０】
また、図５（ａ）に示すように、吸入量絞り部材５１の下部には六角穴５１ｃが形成されている。したがって、この六角穴５１ｃに六角レンチを挿入し、吸入量絞り部材５１を回転させることによって、連通孔３３の雌ねじ部３３ａに対する吸入量絞り部材５１の着脱が可能となっている。すなわち、吸入量絞り部材５１は、連通孔３３を塞ぐプラグ５２を取り外し、次いで六角穴５１ｃに六角レンチを挿入して回転させるだけで連通孔３３から取り外すことが可能となっている。
【００３１】
ここで、第四ポンプ室１４〜第六ポンプ室１６でガスの圧縮を行うことに伴って発生する電動モータ５（図２参照）の動力損失をより低減するためには、吸入量絞り部材５１の絞り孔５１ｂを狭くして、バイパス用逆止弁４２の開弁時に第四ポンプ室１４に移送されるガスの量をさらに制限することが必要となる。一方で、吸入量絞り部材５１の絞り孔５１ｂを狭くした場合、ガスが絞り孔５１ｂを通過する際の流路抵抗は大きくなるため、バイパス用逆止弁４２の閉弁時における電動モータ５の動力損失が大きくなる。すなわち、絞り孔５１ｂの内径は、バイパス用逆止弁４２の閉弁時における動力損失及び開弁時における動力損失を含めた全体的な状態で電動モータ５の動力損失が最小となるように、例えば真空ポンプ１の用途等に応じて最適な内径を選択することが必要となる。
【００３２】
上述したように、真空ポンプ１における吸入量絞り部材５１は、プラグ５２を取り外し、六角レンチを用いれば容易に取り外すことができるようになっている。したがって、図５（ａ）〜（ｃ）に示される吸入量絞り部材５１、１５１及び２５１のように、絞り孔５１ｂ、１５１ｂ及び２５１ｂの内径ｄ１、ｄ２、ｄ３が互いに異なる複数種類の吸入量絞り部材を予め準備しておけば、例えば製品の出荷時等に最適な吸入量絞り部材を選択できるようになっている。尚、異なる用途に応じた最適な絞り量は、例えば製品の開発時等において事前に把握しておくことが可能である。
【００３３】
次に、この発明の実施の形態１に係る真空ポンプ１の動作について説明する。
図３に示すように、駆動側回転軸６ａが電動モータ５（図２参照）に駆動されると、駆動側回転軸６ａ、駆動ギヤ９ａ及びロータ２１ａが、一体として矢印Ａ１で示される方向への回転を始める。また、電動モータ５の駆動力は、互いに噛み合う駆動ギヤ９ａ及び従動ギヤ９ｂを介して従動側回転軸６ｂにも伝えられるため、従動側回転軸６ｂ、従動ギヤ９ｂ及びロータ２１ｂが、一体として矢印Ａ２で示す方向への同期回転を始める。尚、図３では見えないが、駆動側回転軸６ａ及び従動側回転軸６ｂには、第二ポンプ室１２〜第六ポンプ室１６の内部にあるロータ２２ａ〜２６ａ及びロータ２２ｂ〜２６ｂ（図１参照）がそれぞれ固定されており、これらのロータも一体として同期回転を開始する。
【００３４】
ロータ２１ａ及びロータ２１ｂが同期回転を始めると、吸入口１１ａに接続された図示しない真空対象領域の内部にあるガスが、第一ポンプ室１１内の上方側に形成された吸入側空間ＩＮに吸入される。吸入側空間ＩＮに吸入されたガスは、第一ポンプ室１１の内周面とロータ２１ａの外周面との間、または第一ポンプ室１１の内周面とロータ２１ｂの外周面との間でほぼ閉成された空間Ｓに閉じ込められ、第一ポンプ室１１内の下方側に形成された排出側空間ＯＵＴに移動し、圧縮された状態で排出口１１ｂから排出される。次いで、排出口１１ｂから排出されたガスは連通孔３１の内部を流通し、吸入口１２ａを介して第二ポンプ室１２（図２参照）に吸入される。
【００３５】
図２に示すように、第二ポンプ室１２に吸入されたガスは、回転するロータ２２ａ及びロータ２２ｂ（図１参照）によって、第一ポンプ室１１における場合と同様に圧縮され、排出口１２ｂ、連通孔３２及び吸入口１３ａを順次介して第三ポンプ室１３に吸入される。第三ポンプ室１３の内部でも同様に、ロータ２３ａ及びロータ２３ｂの回転によるガスの圧縮が行われ、圧縮されたガスが排出路１３ｂに排出される。排出路１３ｂに排出されたガスは内部通路３６の内部を流通する。
【００３６】
第三ポンプ室１３から排出され、排出路１３ｂの内部を流通するガスの圧力が所定の圧力を超えておらず、その圧力によってバイパス用逆止弁４２の逆止弁本体４３を前方側に押す荷重が、逆止弁ばね４４のばね力を上回っていない場合、バイパス用逆止弁４２は開弁しない。したがって、排出されたガスは、内部通路３６の後方側から連通孔３３に流入し、吸入量絞り部材５１を通過した後に、吸入口１４ａから第四ポンプ室１４内に吸入される。以後、ガスは圧縮されながら第四ポンプ室１４〜第六ポンプ室１６に順次移送される。第六ポンプ室１６から排出されるガスの圧力が逆止弁３９を開弁可能な圧力まで昇圧させると、ガスは外部排出路３８及び逆止弁３９を介して真空ポンプ１の外部に排出される。このように、真空対象領域の内部にあるガスを、最も上流側にある第一ポンプ室１１から最も下段側にある第六ポンプ室１６に向かって、各ポンプ室で圧縮しながら移送することによって、真空対象領域の内部が真空となる。
【００３７】
一方、第三ポンプ室１３から排出されたガスの圧力が所定の圧力を超え、その圧力によって逆止弁本体４３に作用する荷重が逆止弁ばね４４のばね力を上回ると、逆止弁本体４３が前方側に移動してバイパス用逆止弁４２が開弁する。バイパス用逆止弁４２が開弁すると、内部通路３６内のガスは逆止弁収容室４１内に流入し、次いで、排出路４１ａ、４１ｂ及び外部排出路３８を順次介して真空ポンプ１の外部に排出される。
【００３８】
ここで、第三ポンプ室１３から排出されたガスの大部分は、バイパス用逆止弁４２を通過して真空ポンプ１の外部に排出されるが、残りの一部は内部通路３６の後方側から連通孔３３内に流入し、吸入量絞り部材５１を通過して第四ポンプ室１４内に吸入される。しかしながら、吸入量絞り部材５１を通過するガスの量は、吸入量絞り部材５１の絞り孔５１ｂに絞られることによって制限されるため、第四ポンプ室１４内に流入するガスの量は少なくなる。したがって、バイパス用逆止弁４２の開弁時において、第四ポンプ室１４以降でガスが圧縮されることに伴って発生する電動モータ５の動力損失も低減される。
【００３９】
このように、第三ポンプ室１３と第四ポンプ室１４との間における移送通路の一部を構成する連通孔３３に、第四ポンプ室１４に吸入されるガスの量を制限する吸入量絞り部材５１を設けたので、第四ポンプ室１４〜第六ポンプ室１６で圧縮されるガスの量が低減され、それにより、バイパス用逆止弁４２の開弁時に発生する電動モータ５の動力損失が低減される。また、吸入量絞り部材５１を連通孔３３に対して別体としたので、吸入量絞り部材５１、１５１及び２５１のように、ガスの絞り量が互いに異なる複数の吸入量絞り部材を予め揃えておけば、最適な吸入量絞り部材、すなわちバイパス用逆止弁４２の開弁時及び閉弁時を含むトータルの状態での動力損失が最小となる吸入量絞り部材を、例えば製品の出荷時等に選択して真空ポンプ１に組み付けることが容易となる。したがって、真空ポンプ１において、第三ポンプ室１３からの排気を行うためのバイパス用逆止弁４２が開弁した時に発生する電動モータ５の動力損失を低減するとともに、バイパス用逆止弁４２の開弁時及び閉弁時を含めた動力損失が最小となるように容易に調整を行うことができる。
【００４０】
また、吸入量絞り部材５１は、その絞り孔５１ｂの内径に応じて、連通孔３３を介して第四ポンプ室１４に吸入されるガスの量を制限する。したがって、例えば異なる内径ｄ１、ｄ２、ｄ３をそれぞれ有する複数の吸入量絞り部材５１、１５１、２５１を真空ポンプ１の用途等に応じて組み替え、絞り孔の内径を変更するだけでガスの絞り量が変わり、動力損失を最小にするための調整を容易に行うことができる。
【００４１】
尚、第三ポンプ室１３から第四ポンプ室１４に移送されるガスの量を、ロータハウジング２と一体である固定絞りによって制限する場合も考えられる。例えば、内部通路３６において排出路１３ｂと連通孔３３とを接続する部位が塞がれており、その部位に連通孔３３より小さい内径の孔を形成した場合、この孔に絞られることによってガスの移送量は制限される。しかしながら、この場合のロータハウジング２は、孔を形成する部位にドリル等の工具が届くような位置で分割可能となる構成に限られてしまうという問題点が生じることになる。また、孔の内径が最適となるように精度よく加工することが困難であるという問題点も生じることになる。すなわち、連通孔３３に対して別体である吸入量絞り部材５１を用いる本願の構成は、上記のような問題点も解決するものであり、動力損失が最小となるような調節を、容易に行うことを可能とするものである。
【００４２】
実施の形態２．
次に、この発明の実施の形態２に係る流体ポンプ装置について、図６に要部を示す真空ポンプとして適用した場合を例として説明する。この実施の形態２に係る真空ポンプは、実施の形態１に係る真空ポンプの吸入量絞り部材が、その絞り孔の内径を変更することによって絞り量を変更していたのに対し、同一径の絞り孔の長さを変更することによって絞り量を変更するように構成したものである。尚、以下の実施の形態において、図１〜５の参照符号と同一の符号は、同一又は同様な構成要素であるので、その詳細な説明は省略する。
【００４３】
図６に示すように、連通孔３３の内部には、連通孔３３に対して別体である吸入量絞り部材６１が設けられている。吸入量絞り部材６１は、実施の形態１における吸入量絞り部材５１と同様に、外周部に形成された雄ねじ６１ａを連通孔３３の雌ねじ部３３ａに螺合することによって、連通孔３３内に着脱可能に保持されている。また、吸入量絞り部材６１は、その上部端面と連通孔３３の段差部３３ｂとが当接することによって、上方側への移動が規制された状態となっている。吸入量絞り部材６１の下部には、六角レンチを挿入するための六角穴６１ｃ（図７（ａ）参照）が形成されている。
【００４４】
以上のように、吸入量絞り部材６１は、実施の形態１における吸入量絞り部材５１とほぼ同様の構成を有する部材であるが、例えば図７（ａ）に示される吸入量絞り部材６１と図７（ｂ）に示される吸入量絞り部材１６１とを組み替えることにより、ガスの絞り量を変更するものである。吸入量絞り部材６１の絞り孔６１ｂと吸入量絞り部材１６１の絞り孔１６１ｂとは、同一の内径ｄ４を有しているが、その軸方向に沿った長さＬ１、Ｌ２は互いに異なるものとなっている。すなわち、吸入量絞り部材１６１は、その絞り孔１６１ｂの長さＬ２を、絞り孔６１ｂの長さＬ１より長くすることによってガスが流通する際の流路抵抗を増加させたものであり、それにより、通過するガスの量が少なくなる。したがって、例えば小型の真空ポンプ等において、吸入量絞り部材の径方向における寸法が小さい場合でも、絞り量を所望する量に変更することが可能となっている。その他の構成については、実施の形態１と同様である。
【００４５】
このように、吸入量絞り部材によるガスの絞り量を、絞り孔の軸方向に沿った長さに応じて変更するようにしても、実施の形態１と同様の効果を得ることができる。また、吸入量絞り部材を保持する連通孔３３の径方向における寸法を拡大できない小型の真空ポンプにおいても、ガスの絞り量を容易に調整することが可能となる。
【００４６】
実施の形態１、２において、真空ポンプは、第三ポンプ室と第四ポンプ室との間における移送通路にバイパス通路が接続されるように構成されたが、バイパス通路が接続される通路を限定するものではない。例えば第一ポンプ室と第二ポンプ室との間等、他の隣接するポンプ室同士を連通する移送通路にバイパス通路を接続することも可能である。
また、バイパス通路、バイパス用逆止弁及び吸入量調整弁の数を限定するものでもなく、これらを複数の移送通路にそれぞれ設けることも可能である。
【００４７】
また、実施の形態１、２において、吸入量絞り部材は、その外周面に形成された雄ねじと連通孔の内周面に形成された雌ねじとを螺合させることによって連通穴の内部に保持されたが、雄ねじと雌ねじとの組合せによって吸入量絞り部材を保持することに限定するものではない。例えば、連通穴の内周面に環状の溝を形成し、この溝にサークリップ等の止め具を取り付けることによって保持することも可能である。
【００４８】
また、実施の形態１、２は、複数のポンプ室を内部に有する単体の真空ポンプとして説明したものであるが、吸入量絞り部材を設けることによってバイパス用逆止弁が開弁した時に発生する動力損失を低減するという構成は、複数の真空ポンプを直列に接続した場合においても適用可能である。例えば、図８に示される真空ポンプＰ１、Ｐ２を、実施の形態１に係る真空ポンプ１の上段側に直列に接続する。ここで、真空ポンプＰ１、Ｐ２は、電動モータ３０５に駆動されて回転する回転軸３０６と、回転軸３０６に固定されたロータ３２１とを備え、ロータ３２１を回転させることによって、吸入口３１１ａから吸入されたガスを圧縮して排出口３１１ｂから排出するものである。
【００４９】
真空ポンプＰ１の排出口３１１ｂと真空ポンプＰ２の吸入口３１１ａとの間、及び真空ポンプＰ２の排出口３１１ｂと真空ポンプ１の吸入口１１ａとの間は、接続用ハウジング３４１を介してそれぞれ接続されている。接続用ハウジング３４１の内部には、大径部３４１ａと小径部３４１ｂとが形成されており、これらの段差部に、実施の形態１における吸入量絞り部材５１と同様の構成を有する吸入量絞り部材３５１が着脱可能に保持されている。また、大径部３４１ａにはバイパス通路３４１ｃが接続されており、バイパス通路３４１ｃに接続された排出路３３８の途中に、バイパス用逆止弁３４２が設けられている。
【００５０】
バイパス用逆止弁３４２は、上段側の真空ポンプから排出されたガスの圧力が所定の圧力を超えた場合に開弁し、そのガスを排出路３３８から排出するようになっている。その際、ガスは下段側の真空ポンプにも吸入されるが、その量は吸入量絞り部材３５１によって絞られるため、下段側の真空ポンプへのガスの移送が制限される。したがって、下段側の真空ポンプで圧縮されるガスの量が低減することにより、バイパス用逆止弁３４２の開弁時における動力損失が低減される。このように、複数の真空ポンプを直列に接続した場合においても、バイパス用逆止弁及び吸入量絞り部材を設けることによる動力損失の低減が可能となる。また、吸入量絞り部材３５１は、上段側の真空ポンプを接続用ハウジングから取り外せば容易に交換できるため、製造時または製品出荷時等に、真空ポンプの用途に応じた絞り量を有する吸入量絞り部材を取り付けることが容易に行える。
【符号の説明】
【００５１】
１，  真空ポンプ、１１，１２，１３，１４，１５，１６  ポンプ室、１２ａ，１３ａ，１４ａ，１５ａ，１６ａ  吸入口（移送通路）、１１ｂ，１２ｂ，１３ｂ，１４ｂ，１５ｂ  排出口（移送通路）、２１ａ，２１ｂ，２２ａ，２２ｂ，２３ａ，２３ｂ，２４ａ，２４ｂ，２５ａ，２５ｂ，２６ａ，２６ｂ  ロータ、３１，３２，３３，３４，３５  連通孔（移送通路）、３６  内部通路（バイパス通路）、４１  逆止弁収容室（バイパス通路）、４２  バイパス用逆止弁、４１ａ  排出通路（バイパス通路）、４１ｂ  排出通路（バイパス通路）、５１，６１  吸入量絞り部材。
【図１】
2011202604.tif 000003
【図２】
2011202604.tif 000004
【図３】
2011202604.tif 000005
【図４】
2011202604.tif 000006
【図５】
2011202604.tif 000007
【図６】
2011202604.tif 000008
【図７】
2011202604.tif 000009
【図８】
2011202604.tif 000010