(57)【要約】本発明は、液体（潤滑油）を必要とする箇所、さらに液体（潤滑油）を供給する経路が真空である場合でも機械装置に潤滑を行うことができる液体（潤滑油循環又は潤滑油供給）ポンプ及びそれを用いた装置を提供することを目的とする。その解決手段としては、液体蓄積部（潤滑油蓄積槽）から少なくとも一ヶ所の所定の位置へ液体（潤滑油）を送り出す液体（潤滑油循環又は潤滑油供給）ポンプであって、内部に少なくとも一つのシリンダ室を形成し、その室の一端よりピストンを駆動手段により往復移動させることができ、シリンダ室には液体（潤滑油）送り出し口が通じており、少なくとも一つの所定の位置に通じた流通路に液体（潤滑油）を送り出すことができるようにし、駆動手段を互いに相対的に運動可能である全部もしくは一部が強磁性物質でできた軸部とソレノイドコイルとを備えたソレノイドとし、全部もしくは一部が強磁性物質でできた軸部とシリンダ室が所定の手段で固定されている。
2004005711.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
液体蓄積部から少なくとも一ヶ所の所定の位置へ液体を送り出すための液体ポンプであって、前記液体蓄積部から液体が導入される少なくとも一つのシリンダ室を形成し、該シリンダ室にピストンが配置され、前記シリンダ室に液体送り出し口が形成されており、前記ピストンが前記シリンダ室内でシリンダを軸方向に駆動するための駆動手段を有していることを特徴とする液体ポンプ。
【請求項２】
前記シリンダ室の一端よりピストンが挿入されており、該シリンダ室の他端部に液体送り出し口が配置されていることを特徴とする請求項１に記載の液体ポンプ。
【請求項３】
前記ピストンの両端に一対のシリンダ室が配置され、各シリンダ室の一端よりピストンが挿入され、該各シリンダ室の他端は液体送り出し口が開いていることを特徴とする請求項１又は２に記載の液体ポンプ。
【請求項４】
前記ピストン及び前記シリンダ室において、前記ピストン及び前記シリンダ室の断面形状及び／又は長さを液体供給量に応じて最適化したことを特徴とする請求項２又は３に記載の液体ポンプ。
【請求項５】
前記シリンダ室内にピストンが挿入されており、該シリンダ室に単数もしくは複数の液体送り出し口が形成されていることを特徴とする請求項１に記載の液体ポンプ。
【請求項６】
前記シリンダ室に単数もしくは複数段の段部が形成された構造とし、前記ピストンを該シリンダ室の形状に略等しくなるように形成し、前記シリンダ室に形成された単数もしくは複数の各段部に液体送り出し口が配置されていることを特徴とする請求項５に記載の液体ポンプ。
【請求項７】
前記シリンダ室の単数もしくは複数の段部が軸方向で略対称に形成されるようにし、前記ピストンを該略対称の段部の形状にほぼ等しい形状に形成し、前記シリンダ室に形成された単数もしくは複数の各段部に液体送り出し口が形成されていることを特徴とする請求項６に記載の液体ポンプ。
【請求項８】
前記シリンダ室に該単数もしくは複数の段部を略対称に形成するための部材を配設したことを特徴とする請求項７に記載の液体ポンプ。
【請求項９】
前記シリンダ室と前記ピストンの間に形成された液体溜の形状を、液体供給量に応じて前記シリンダ室と前記ピストンの相対的な軸方向長さ及び／又は軸直角断面積を最適化したことを特徴とする請求項５〜８に記載の液体ポンプ。
【請求項１０】
前記シリンダ室に液体抜き穴を設けたことを特徴とする請求項５〜９に記載の液体ポンプ。
【請求項１１】
前記シリンダ室に単数もしくは複数段の段部が形成される構造が直列に複数配置されていることを特徴とする請求項５〜１０に記載の液体ポンプ。
【請求項１２】
１つの駆動手段に対して前記ピストン及び前記シリンダ室を複数設けたことを特徴とする請求項１〜１１に記載の液体ポンプ。
【請求項１３】
前記駆動手段を、互いに相対的に運動可能である全部もしくは一部が磁性体でできた軸部とソレノイドコイルとを備えたソレノイドとし、その間を隔壁で隔離し前記軸部と前記ソレノイドコイルが非接触であるようにし、前記軸部と前記ピストンが所定の連結手段により連動することを特徴とする請求項１〜１２に記載の液体ポンプ。
【請求項１４】
前記隔壁を非磁性体でできた隔壁を用いたことを特徴とする請求項１３に記載の液体ポンプ。
【請求項１５】
請求項１３又は１４に記載の前記液体ポンプを潤滑油循環又は潤滑油供給ポンプとして用い、潤滑を必要とする部分及び潤滑経路と前記潤滑油循環又は潤滑油供給ポンプの潤滑油送り出し主要部を密封したことを特徴とする真空ポンプ。
【請求項１６】
潤滑するため潤滑油が必要な回転部を持つ装置において、前記回転部を持つ装置に該潤滑油が流れ込むように連通した潤滑油を蓄積するための潤滑油蓄積槽が形成され、該潤滑油蓄積槽から所定の潤滑を必要とする部分へ油を供給するための潤滑油循環又は潤滑油供給ポンプ及び供給経路が配置されていることを特徴とする回転部を持つ装置。
【請求項１７】
前記潤滑油循環又は潤滑油供給ポンプの潤滑油を送り出すための主要部が前記潤滑油蓄積槽内に一体形成されていることを特徴とする請求項１６に記載の回転部を持つ装置。
【請求項１８】
前記潤滑油蓄積槽が回転部を持つ装置の潤滑油が重力により流れ込む位置に配置されたことを特徴とする請求項１６又は１７に記載の回転部を持つ装置。
【請求項１９】
前記ポンプとして請求項１〜１４に記載の液体ポンプを用いたことを特徴とする請求項１６〜１８に記載の回転部を持つ装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】  本件発明は、ソレノイドを用いることで潤滑経路外と完全に隔離された潤滑経路が形成可能な液体ポンプであって、ピストンポンプが、軸方向で単数もしくは複数の互いに相対的に移動可能であるピストンとシリンダ室とを有している液体ポンプ及びそれを用いたシステムに関する。
【背景技術】  従来、液体をある部分から別のある部分へ送り出すため様々なポンプが開示されてきた。このようなポンプの条件としては、液体が漏れない動作をすることである。また、液体を適切な流量で、ある部分から別のある部分に送り出すことができるという条件も必要になる場合もある。
たとえば液体を供給する潤滑装置として回転ポンプのメカニズムを使用したタイプのポンプがある。回転ポンプとは、扇風機やモータ・プロペラのような機能を持つ羽根を回転させて液体を送り出すポンプである。ここで「羽根」というのは、角度をもった翼状であり、これがポンプ内に詰め込まれている。この羽根自体が、液体の中で一定方向に回転することにより、液体の一定方向への流れを作り、液体が導管内で一定方向に流れるようになる。
別のタイプの軸回転型液体ポンプとしては、スクリュー型羽根を使用したものがある。また比較的小さな羽根を使う代わりに、穴を掘る時に使う長い螺旋形のオーガのようなものを使っているものもある。スクリュー型の軸回転ポンプは、そのスクリューが高速で回転する。以上記述した回転ポンプの取り付け方は図１２に示すように液体蓄積タンク１の外側に軸シール２を介して液体ポンプ３が装着されている。図１２は羽根式の液体ポンプであり、羽根４の回転軸５がモータ６に回転駆動されることにより送出口７より液体を送り出す。
また、回転式真空ポンプにおいては軸受やギアの潤滑油はギアの配置されている空間内に充填されており回転軸に潤滑油をギアや軸受へ導く手段（例えば、跳ね上げ板）を設けたり、ギアの一部が潤滑油に漬かるように配置してギアの回転により潤滑油を軸受やギアに供給してきた。
しかし前記構造の液体ポンプを用いた場合、軸シール２が回転運動時の摺動により、回転軸と軸シールとの間から液体が漏れて汚染してしまうという問題が発生していた。さらに、シール部の摩耗が進むと漏れの量が増大し、電気的に動かしているポンプ駆動部であるモータを破壊してしまうという問題があった。
また、潤滑を要する軸受やギアが真空内に配置された構造をもつ回転式真空ポンプの潤滑油循環用に上記の回転部を持つ液体ポンプを用いた場合、真空室内に配置されている軸受やギア用潤滑油が真空ポンプ外に漏れないと同時に、外気がポンプ内に入り込まないようにしなければいけないにもかかわらず、回転駆動により軸シールが摩耗していき、真空室内への大気の漏れや、潤滑油の外部への漏れが増大する可能性があった。例えば該真空ポンプを半導体製造装置に用いた場合、クリーンルームを油で汚染してしまい、半導体工場の生産に大きなダメージを与える可能性があった。また、大量の潤滑油が漏れてしまうと十分な量の潤滑油の供給ができなくなり、軸受やギア等を破壊してしまう可能性があった。
別の問題とし、大量の潤滑油を送り込んで軸受部の圧力を増加させてしまった場合、油で汚染されてはいけない排気室内、さらには真空チャンバ内に潤滑油や油分子が漏洩してしまう可能性があった。また、真空中で油循環を行った場合、外気が潤滑経路内に浸入し、真空ポンプの吸引性能に悪影響を及ぼすばかりか、大気が混入することで、潤滑油を送り出す事ができなくなるという問題を発生していた。さらに、供給される潤滑油の量が多くなると、軸受部やギア等で抵抗となり、ポンプの消費動力が大きくなり、軸受部で発熱が増し軸受を壊してしまう可能性があり、逆に少なすぎると十分な潤滑機能を果たすことができなくなるという問題もあった。
また、従来の回転式ポンプではある部分から別のある部分へ送り出すために高速回転させる必要があり、微量の液体を送り出すこと、送り出す量を微調整すること、液体の流れを止めるために停止すること、液体を送り出すために回転数を素早く上げることや間欠的に液体を送り出す運転制御できず問題を解決するための微妙な流量の調整が困難であった。
複数の箇所に液体を供給する場合、一箇所の液体供給経路を分岐するだけでは流れやすい箇所へ液体が流れていってしまい、各箇所に確実に液体を供給されないという問題も発生した。そこで供給された液体を複数の液体供給箇所へ分配する装置を付加することも考えられるが、その場合、機構が複雑となり費用がかかりなおかつ設置場所を必要とする等の問題が新たに生じた。また一般的な上記分配装置では、潤滑経路が真空になる場合は、分配が困難であるという問題もある。
また、従来の真空ポンプの軸受やギアの潤滑手段では、回転軸やギアが油に浸っているため回転時に抵抗となり、消費動力が多くなるという問題があった。
【発明の開示】
本発明は、液体蓄積部から少なくとも一ヶ所の所定の位置へ液体を送り出すための液体ポンプであって、前記液体蓄積部から液体が導入される少なくとも一つのシリンダ室を形成し、該シリンダ室にピストンが配置され、前記シリンダ室に液体送り出し口が形成されており、前記ピストンが前記シリンダ室内でシリンダを軸方向に駆動するための駆動手段を有していることを特徴とする。前記ピストンとシリンダ室は垂直に配置しても水平に配置してもよい。また該ピストンとシリンダ室は液体蓄積部内に配置されていてもよい。
本発明は、前記シリンダ室の一端よりピストンが挿入されており、該シリンダ室の他端部に液体送り出し口が配置されていることを特徴とする。該送り出し口は最端部に配置してもよいが、前記シリンダ室の最端部付近を少し残したシリンダ室側面に開けることにより、前記シリンダ室の送り出し口がピストンにより閉じられた後に該シリンダ室最端部に溜まっている液体がクッションの役目を果たしピストン端部とシリンダ室が当たり破壊したりゴミが発生したりすることを防ぐことができる。
本発明は、前記ピストンの両端に一対のシリンダ室が配置され、各シリンダ室の一端よりピストンが挿入され、該各シリンダ室の他端は液体送り出し口が開いていることを特徴とする。該シリンダ室は水平に配置される場合が重力による突出力への影響が出にくいが、必要に応じて角度を変えて配置されてもよい。
本発明は、前記ピストン及び前記シリンダ室において、前記ピストン及び前記シリンダ室の断面形状及び／又は長さを液体供給量に応じて最適化したことを特徴とする。また、シリンダ室を軸方向に沿って複数の部屋に仕切り、該複数の部屋の配置されたシリンダ室の形状に合わせたピストンと各部屋の突出口を設けることによりさらに液体供給量を微調整することもできる。
本発明は、前記シリンダ室内にピストンが挿入されており、該シリンダ室に単数もしくは複数の液体送り出し口が形成されていることを特徴とする。このような構成としては、軸方向に一定間隔で複数の軸断面積が大きくなる部分を設けることにより達成することもできる。
本発明は、前記シリンダ室に単数もしくは複数段の段部が形成された構造とし、前記ピストンを該シリンダ室の形状に略等しくなるように形成し、前記シリンダ室に形成された単数もしくは複数の各段部に液体送り出し口が配置されていることを特徴とする。
本発明は、前記シリンダ室の単数もしくは複数の段部が軸方向で略対称に形成されるようにし、前記ピストンを該略対称の段部の形状にほぼ等しい形状に形成し、前記シリンダ室に形成された単数もしくは複数の各段部に液体送り出し口が形成されていることを特徴とする。
本発明は、前記シリンダ室に該単数もしくは複数の段部を略対称に形成するための部材を配設したことを特徴とする。
本発明は、前記シリンダ室と前記ピストンの間に形成された液体溜の形状を、液体供給量に応じて前記シリンダ室と前記ピストンの相対的な軸方向長さ及び／又は軸直角断面積を最適化したことを特徴とする。また、シリンダ室を軸方向に沿って複数の部屋に仕切り、該複数の部屋の配置されたシリンダ室の形状に合わせたピストンと各部屋の突出口を設けることによりさらに液体供給量を微調整することもできる。
本発明は、前記シリンダ室に液体抜き穴を設けたことを特徴とする。該液体抜き穴は液体蓄積槽へ繋がっているが、該液体抜き穴を液体送り出し穴としてもよい。
本発明は、前記シリンダ室の中空部分が単数もしくは複数段の段部が形成され各該段部の軸直角断面積が軸方向に沿って徐々に大きくなる構造が直列に複数配置されていることを特徴とする。
本発明は、１つの駆動手段に対して前記ピストン及び前記シリンダ室を複数設けたことを特徴とする。
本発明は、前記駆動手段を、互いに相対的に運動可能である全部もしくは一部が磁性体でできた軸部とソレノイドコイルとを備えたソレノイドとし、その間を隔壁で隔離し前記軸部と前記ソレノイドコイルが非接触であるようにし、前記軸部と前記ピストンが所定の連結手段により連動することを特徴とする。
本発明は、前記隔壁を非磁性体でできた隔壁を用いたことを特徴とする。隔壁の素材としては真ちゅう、アルミニウム、ステンレス、セラミックス、プラスチック樹脂等がある。
本発明は、真空ポンプに前記ソレノイドを駆動手段として用い、さらに前記液体ポンプを潤滑油循環又は潤滑油供給ポンプとして用い、潤滑を必要とする部分及び潤滑経路と前記潤滑油循環又は潤滑油供給ポンプの潤滑油送り出し主要部を密封したことを特徴とする。真空ポンプとしては回転式やピストン式等がある。
本発明は、潤滑するため潤滑油が必要な回転部を持つ装置において、前記回転部を持つ装置に該潤滑油が流れ込むように連通した潤滑油を蓄積するための潤滑油蓄積槽が形成され、該潤滑油蓄積槽から前記所定の部分へ油を供給するための潤滑油循環又は潤滑油供給ポンプ及び供給経路が配置されていることを特徴とする。該回転部を持つ装置としては回転式真空ポンプや減速機等がある。
本発明は、前記潤滑油循環又は潤滑油供給ポンプの潤滑油を送り出すための主要部が前記潤滑油蓄積槽内に一体形成されていることを特徴とする。
本発明は、前記潤滑油蓄積槽が回転部を持つ装置の潤滑油が重力により流れ込む位置に配置されたことを特徴とする。
本発明は、前記潤滑油循環又は潤滑油供給ポンプとして前記液体ポンプを用いたことを特徴とする。
【図面の簡単な説明】  第１図は、本件発明の第１実施形態における液体ポンプを真空ポンプの潤滑油循環又は潤滑油供給ポンプとして接続した図である。
第２図は、第１実施形態のピストン部分の他の実施例である。
第３図は、本件発明の第２実施形態における液体ポンプを真空ポンプの潤滑油循環又は潤滑油供給ポンプとして接続した図である。
第４図は、本件発明の第３実施形態における液体ポンプの軸に平行な水平方の断面図である。
第５図は、本件発明の第３実施形態における液体ポンプの軸に平行な垂直方の断面図である。
第６図は、本件発明の第４実施形態における液体ポンプのピストン及びシリンダ室の断面図である。
第７図は、本件発明の第５実施形態における液体ポンプのピストン及びシリンダ室の断面図である。
第８図は、本件発明の第６実施形態における液体ポンプのピストン及びシリンダ室の断面図である。
第９図は、第１実施形態の潤滑油循環又は潤滑油供給ポンプをスクリュー式真空ポンプの油潤滑循環システムに適応した図である。
第１０図は、従来の潤滑油循環用ポンプの例である。
【発明を実施するための最良の形態】  以下、本件発明の液体ポンプを潤滑油循環又は潤滑油供給ポンプとして用いた場合について図を用いて説明する。
図１は本件発明の潤滑油循環又は潤滑油供給ポンプを真空ポンプへ接続した図である。図１において１００は本件発明の潤滑油循環又は潤滑油供給ポンプの第１実施形態である。
１０１はハウジングでありこの中は液体１０３で満たされている。１０２は磁性体でできたプランジャーでありプランジャー１０２の下部には磁性体でできた基台１０４がある。１０５はソレノイドコイルである。磁性体でできたプランジャー１０２とソレノイドコイル１０５の間はハウジング１０１および非磁性体円筒（隔壁）１０９で仕切られている。
また潤滑油の蓄積空間は、ケース１０１、非磁性体円筒１０９、基台１０４で外部大気空間とはＯリングによるシールにより完全に隔離されており、潤滑油の外部への流出、および外部大気の浸入を防いでいる。プランジャー１０２と基台１０４の間にはバネ１０６があり、プランジャー１０２と基台１０４に磁力が働いていない時にはプランジャー１０２と基台１０４は離れるようになっている。ソレノイドコイル１０５に電流を流すと磁性体でできているプランジャー１０２と基台１０４は磁化し、お互いに吸引力が働きプランジャー１０２を下方に動かすことができる。従ってソレノイドコイルに流れる電流をオン・オフすることによりプランジャーを上下に連続駆動することができる。プランジャー１０２の下端と基台の上端部の接合部分はプランジャー１０２の位置にかかわらず大きな吸引力を得るためにテーパ形状になっている。また、プランジャー１０２と基台１０４が接触すると吸引力を失うために、これを避けるため、プランジャー１０２と基台１０４の間に必ずわずかな隙間ができるよう接触防止構造を設ける。本件実施例の場合には、プランジャー上部にプランジャー１０２と基台１０４が接触する前にプランジャー１０２の動きを止める引っ掛け段部１０８を設けている。プランジャー１０２と一体になっているプレート１２２には複数のピストン１１０が固定されている。
前記ピストン１１０は複数の各シリンダ室１１２に挿入されるように配置されている。また、前記シリンダ室１１２は液体中にある。シリンダ室１１２には液体を送り出すための配管１１４，１１５が接続されている。配管１１４，１１５は真空ポンプ１３０へ接続され、潤滑油を真空ポンプ１３０へ送り込む。真空ポンプ１３０からは潤滑油室１５０（液体蓄積部）へ潤滑油が落ちてくる。従って、プランジャー１０２とピストン１１０は一体で動くので、ソレノイドコイルの電源をオン・オフすることにより、ピストン１１０はシリンダ室１１２内を往復運動し、シリンダ室１１２内の液体を、配管１１４，１１５から連続排出することができる。吐出された液体は逆止弁１１６，１１７によりシリンダ室へ戻ることを防止する。これにより規定量の潤滑油を確実に供給することも可能となる。
また図２のようにピストン１１０部にバネ１１８を配置し、プランジャー１０２はピストン１１０を押すのみとし、ピストンの戻りはバネ１１８が行う構造とすれば、ピストン１１０をプランジャー１０２に固着する必要はない。
配管１１４，１１５は潤滑油送り出し口１１１に通じている。
前記全部もしくは一部が強磁性物質でできた軸部が分割され、分割された前記軸部の間にバネ１０６等による弾性手段を形成したことを特徴とする。このような構成にすることによりソレノイドコイルの電源をオン・オフすることにより前記シリンダ室を動かすことができる。前記強磁性体としては鉄・コバルト・ニッケル等が挙げられる。また、バネの代わりの弾性手段としてはゴム等がある。また非磁性体としては真ちゅう、アルミニウム、ステンレス、セラミックス、プラスチック樹脂などがある。
本例ではピストンが複数の場合について説明しているが、ピストンが単数の場合でも実施可能であることは言うまでもない。また、潤滑油供給箇所に必要な潤滑油量は、ピストン及びシリンダ室の軸方向長さ及び／又は軸断面積を変えることにより調整することができる。この場合、軸方向に構成部品が多い場合には、軸方向の寸法誤差や取り付け誤差が大きくなるためピストンのストロークをできる限り長くする構成とすることで、軸方向の取り付け誤差の影響を受けにくくなり、より必要量に対し正確に、かつ複数のピストンに対し潤滑油の送り出す量のバラツキを押さえることができる。また本例ではケースと非磁性体円筒１０９および非磁性体円筒１０９および基台１０４とはＯリングによりシールしているが、溶接、接着等、完全密閉できる接合手段なら実施可能であることはいうまでもない。また、プランジャーとプランジャーに接触するハウジング部も磁性体だと磁力で永久磁石化し離れなくなるの場合もあるので、少なくとも０．２ｍｍ以上の非磁性体を該接触部分に挟む構成にすることが好ましい。
次に図３を用いて本件発明の潤滑油循環又は潤滑油供給ポンプの第２実施形態を説明する。
図３は本件発明の潤滑油循環又は潤滑油供給ポンプを真空ポンプへ接続した別図である。
３００は本件発明の潤滑油循環又は潤滑油供給ポンプの第２実施形態である。
本第２実施形態の潤滑油循環又は潤滑油供給ポンプは、複数のピストン３１０が真空ポンプ３２０側へ向いていることが異なるだけであり、他の構成は第１実施形態と同じである。また第１実施形態と第２実施形態を組合わせて、ピストンの両端にシリンダ室を配置しプランジャーがどちらの方向に動いても潤滑油を突出できるような構造にすることができる。この場合シリンダ室とピストンが重力に対して垂直に動く配置にすることも可能でありその場合、各シリンダ室毎の突出力の重力による影響を無くすことができる。
次に図４及び図５を用いて本件発明の第３実施形態を説明する。
図４は本件発明の第３実施形態における液体ポンプ（潤滑油循環又は潤滑油供給ポンプ）の軸に平行な水平方向の断面図である。図４においてはソレノイドコイル４０５に電流が通電されており、プランジャー４０２及びそれに固定されているピストン４１０が磁力により最も基台側に移動している状態を示している。図５は本件発明の第３実施形態における潤滑油循環又は潤滑油供給ポンプ（液体ポンプ）のソレノイドの軸に平行な垂直方の断面図である。図５においてはソレノイドコイル４０５に電流が流れておらず、プランジャー４０２及びそれに固定されているピストン４１０が最も基台４０４から離れている状態を示している。
４０２はハウジング４０１内に配置された磁性体でできたプランジャーでありプランジャー４０２の端部には磁性体でできた基台４０４がある。４０５はソレノイドコイルである。磁性体でできたプランジャー４０２とソレノイドコイル４０５の間は非磁性体円筒（隔壁）４１９及び基台４０４で仕切られている。非磁性体円筒４１９及び基台４０４間はＯリング４０３により、非磁性体円筒４１９及びハウジング４０１に固定された部材４０９間はＯリング４１８により完全に隔離されている。また、ソレノイドソレノイドコイル４０５に電流が通電されるプランジャー４０２と基台４０４の間に溜まる潤滑油はプランジャー４０２の揺動の抵抗にならないように排出口４０７から図示していないドレインへ戻るようになっている。該排出口４０７から噴出される潤滑油は、逆止弁と油導入口を付与することにより潤滑油を必要とする部分に供給することもできる。
プランジャー４０２の反対側端部には円盤状の突出部４１３がある。該突出部４１３と部材４０９の間にはバネ４０６があり、プランジャー４０２と基台４０４に磁力が働いていない時には、プランジャー４０２と基台４０４が離れるようになっている。また、該突出部４１３に磁性体を用いた場合、プランジャー４０２と接触するハウジング部も磁性体だと磁力で永久磁石化し離れなくなるの場合もあるので、少なくとも０．２ｍｍ以上の非磁性体で構成することが好ましい。ソレノイドコイル４０５に電流を流すと磁性体でできているプランジャー４０２と基台４０４は磁化し、お互いに吸引力が働きプランジャー４０２を基台４０４方向に動かすことができる。従って、ソレノイドコイル４０５に流れる電流をオン・オフすることによりプランジャー４０２を連続駆動することができる。プランジャー４０２の端部と基台４０４の端部の接合部分はプランジャー４０２の位置に関わらず十分な吸引力を得るためにテーパ形状になっている。また、プランジャー４０２と基台４０４が接触すると吸引力を失うために、これを避けるため、プランジャー４０２と基台４０４の間に必ずわずかな隙間ができるよう接触防止構造を設ける。本件実施形態の場合には、円盤状の突出部４１３が部材４０９と接触することによりプランジャー４０２と基台４０４が接触する前にプランジャー４０２の動きを止めている。
ピストン４１０はプランジャー４０２と一体になっている。前記ピストン４１０は中間部に軸直角断面積が大きくなっている部分４２６（太い部分）及び端部に軸直角断面積が小さくなっている部分４２７がある。該ピストン４１０はシリンダ室部材４２３に形成されたシリンダ室部４２４に挿入されている。該シリンダ室部４２４は端部に前記ピストンの軸直角断面積が小さくなっている部分４２７（細い部分）と略等しい断面積の部分４２８（狭い部分）、前記ピストン４１０の軸直角断面積が大きくなっている部分４２６に略等しい断面積の部分４２９（広い部分）及び供給潤滑油蓄積空間構成部材（供給液体蓄積空間構成部材）４３０挿入部４３１により構成されている。また、広い部分４２９の軸方向長さは太い部分４２６の軸方法長さよりも長く構成されており、ピストン４１０と該広い部分４２９との間の空間４３４及び４４０に蓄えられた潤滑油を潤滑油供給口４３２及び４３３から突出する。４４１は供給した潤滑油が逆流しないための逆止弁である。このような構成にすることにより、ピストンが軸方向どちらに動いても潤滑油を供給することができる。また潤滑油の供給量は該空間４３４の大きさを軸方向の長さ又は及びシリンダ室部４２４とピストン４１０の相対的な軸断面の空間の広さを変えることにより調整することができる。
また、シリンダ室部４２４の端部にはピストン４１０が基台４０４側に移動することにより狭い部分４２８に蓄積した潤滑油が、ピストン４１０が基台４０４から離れる方向に移動する際に抵抗にならないようにドレインへの潤滑油抜穴４３５があいている。またドレインからの該液体ポンプへの潤滑油の供給は供給口４３６から行われる。
本件実施形態の液体ポンプは、Ｏリング４０３、４１８、４３７及び４３８等により潤滑油で満たされる部分と外気を完全に密封することができ、外気を潤滑油で汚染する可能性を抑えることができる。また、プランジャー４０２やピストン４１０等の揺動部分が完全に潤滑油で満たされているので摩擦による摩耗で金属粉等の不純物の発生を抑えることができ金属摩耗粉等による故障を減らすことができる。従って揺動部に軸シールを用いる必要が無く軸シールの摩耗による故障も無くすことができる。例として、真空ポンプの軸受やギア部のための潤滑油循環又は潤滑油供給ポンプとして使用した場合、従来潤滑油漏れ等の問題が発生した該ポンプの駆動部分を含めて、真空下で潤滑油が循環する部分を完全に密封できるので、潤滑油漏れや真空部分への大気の漏洩を防ぐことができるようになる。
さらに一つのソレノイドに対して複数のシリンダ室部とピストンを直列、もしくは並列に配置することによりより多くの部分に潤滑油を供給することができる。
次に本件発明の第４実施形態を図６を用いて簡単に説明する。図６は第３実施形態においてシリンダ室及びピストンに２段の軸直角断面で幅広部を設けていたのに対して３段にしたものである。また、第３実施形態で潤滑油のドレインへの潤滑油抜穴も潤滑油供給口とすることもできる。６０１はシリンダ室部、６０２はピストン、６０３は供給潤滑油蓄積空間構成部材及び６０４は供給した潤滑油が逆流しないための逆止弁である。このような構成にすることにより潤滑油供給口６０５を６ヶ所設けることができる。
さらに段数を増やすことにより一つのソレノイドに対して多くの部分に潤滑油を供給することができる。また、一つのソレノイドに対して複数のシリンダ室部とピストンを並列に配置することによりでもより多くの部分に潤滑油を供給することができる。
図７は本件発明の第５実施形態を示す。図７は第３実施形態においてシリンダ室及びピストンに２段の軸直角断面で幅広部を設けていたものを直列に複数並べたタイプのものである。７０１はシリンダ室部、７０２はピストン、７０３は供給潤滑油蓄積空間構成部材及び７０４は供給した潤滑油が逆流しないための逆止弁である。このような構成にすることにより潤滑油供給口７０５を６ヶ所設けることができる。
さらに段数を増やすことにより一つのソレノイドに対して多くの部分に潤滑油を供給することができる。また、一つのソレノイドに対して複数のシリンダ室部とピストンを並列に配置することによりでもより多くの部分に潤滑油を供給することができる。
図８は本件発明の第６実施形態を示す。図７は第４実施形態の逆に中心部が細いタイプのものである。８０１はシリンダ室部、８０２はピストン、８０４は供給した潤滑油が逆流しないための逆止弁である。このような構成にすることにより潤滑油供給口８０５を６ヶ所設けることができる。またこのような構造にすることによりピストンのシリンダ室への配置及びプランジャーへの装着が容易になり、端部の封止もフランジ８０３で蓋をするだけでよく、簡易な構造とすることができる。
図９は本件発明の第１実施形態における液体ポンプを真空ポンプの潤滑油循環システムに適応した実施例である。
２００はスクリュー式真空ポンプであり、２５０は本件発明の潤滑油循環又は潤滑油供給ポンプである。スクリュー式真空ポンプ２００は、一対のスクリューロータ２０１及び２０２を備えている。スクリューロータ２０１、２０２は、ハウジング２０３の内部に形成された排気側ロータ収納室に収納されている。詳述すると、スクリューロータ２０１は軸受２０４及び２０６によってハウジング２０３に回転可能に支持され、スクリューロータ２０２は軸受２０５及び２０７によってハウジング２０３に回転可能に支持されている。また、シール２０８，２０９、２１０及び２１１は軸受２０４、２０５、２０６及び２０７とハウジング２０３内の排気室２１０ｅとを隔離し、軸受２０４、２０５、２０６及び２０７の潤滑油がハウジング２０３内に漏洩することを防止するとともに、ハウジング２０３の排気室２１０ｅから軸受２０４、２０５、２０６及び２０７に異物が侵入することを防止している。
また、スクリューロータ２０１及びスクリューロータ２０２の一端部には、スクリュウロータ２０１及びスクリューロータ２０２の一方の回転に伴ってスクリューロータ２０１及びスクリューロータ２０２の他方を回転させるタイミングギア２１２及び２１３が、それぞれ互いに噛み合うように固定されている。更に、スクリューロータ２０２の一端部には、モータ２１４が一体的に連結している。
前記タイミングギア２１２及び２１３が収納されているギア室２１５に隣接する潤滑油循環又は潤滑油供給ポンプ２１８内の潤滑油蓄積槽２１６は底部に潤滑油２１７が溜まっている。前記潤滑油蓄積槽２１６には本件発明の潤滑油循環又は潤滑油供給ポンプ２１８が配置されており、潤滑油供給経路２２１，２２２，２２３及び２２４へ潤滑油を送り出すことにより４箇所の軸受２０４，２０５，２０６及び２０７に潤滑油を供給している。また、ギア室や軸受部が真空状態となる構造をもつも真空ポンプでは、本件発明のようなポンプ部も含めた潤滑油の循環経路を完全に密閉空間にできる潤滑油供給システムを用いることにより、潤滑油循環用ポンプ駆動部からの外部への潤滑油漏れや真空ポンプ内への大気漏れを防ぐことができるようになる。また本件発明の潤滑油循環用ポンプを用いることにより容易に液体の供給量を微量から制御することができる。さらに、前記潤滑油蓄積槽２１６を潤滑油が溜まる前記ギア室２１５よりも重力方向下側に配置し該ギア室２１５からの潤滑油が該潤滑油蓄積槽２１６に重力により自然に流れ込むような構造にすることにより、回転軸やギアを潤滑油につからない配置にすることにより、潤滑油による抵抗を無くすことができ省エネになる。
なお本例ではスクリュー式真空ポンプについて説明したが、真空排気の機構にかかわらず、軸受やギアなどの潤滑を必要とする、どの形式の真空ポンプにも適用可能なことは言うまでもない。
【産業上の利用可能性】  以上説明したように、本件発明にかかる液体ポンプは、液体蓄積部から少なくとも一ヶ所の所定の位置へ液体を送り出すための液体ポンプであって、前記液体蓄積部から液体が導入される少なくとも一つのシリンダ室を形成し、該シリンダ室にピストンが配置され、前記シリンダ室に液体送り出し口が形成されており、前記ピストンが前記シリンダ室内でシリンダを軸方向に駆動するための駆動手段を有している構成にしている。これにより例えば、軸受や歯車などに必要な定量かつ微小の潤滑油を確実に供給することができ、供給個所の発熱を押さえ、装置の消費動力を低く抑えることができるようになった。
本件発明にかかる液体ポンプは、前記シリンダ室の一端よりピストンが挿入されており、該シリンダ室の他端部に液体送り出し口が配置されている。このような構成にすることにより、微量の液体を送り出すこと、送り出す量を微調整すること、液体の流れを止めるために瞬時に停止すること、間欠的に液体を送り出す運転制御をすることができるようになる。
本件発明にかかる液体ポンプは、前記ピストンの両端に一対のシリンダ室が配置され、各シリンダ室の一端よりピストンが挿入され、該各シリンダ室の他端は液体送り出し口が開いている。
このような構成にすることにより、１つのピストン当たり２箇所へ液体を供給することができる。
本件発明にかかる液体ポンプは、前記ピストン及び前記シリンダ室において、前記ピストン及び前記シリンダ室の断面形状及び／又は長さを液体供給量に応じて最適化した。このような構成にすることにより、ピストンの作動周波数が同じでも供給油量を調整することができる。また複数のシリンダ室とピストンを同一の周波数で作動させてもシリンダ室毎の油の供給量を変えることができる。
本件発明にかかる液体ポンプは、前記シリンダ室内にピストンが挿入されており、該シリンダ室に単数もしくは複数の液体送り出し口が形成されている。このような構成にすることにより、１つのピストン当たり２箇所以上の複数の箇所に液体を供給することができる。
本件発明にかかる液体ポンプは、前記シリンダ室に単数もしくは複数段の段部が形成された構造とし、前記ピストンを該シリンダ室の形状に略等しくなるように形成し、前記シリンダ室に形成された単数もしくは複数の各段部に液体送り出し口が配置されている。このような構成にすることにより、簡易な構造で１つのピストン当たり２箇所以上の複数の箇所に液体を供給することができるようになる。
本件発明にかかる液体ポンプは、前記シリンダ室の単数もしくは複数の段部が軸方向で略対称に形成されるようにし、前記ピストンを該略対称の段部の形状にほぼ等しい形状に形成し、前記シリンダ室に形成された単数もしくは複数の各段部に液体送り出し口が形成されている。このような構成にすることにより、簡易な構造で１つのピストン当たり２箇所以上の複数の箇所に液体を供給することができるようになる。
本件発明にかかる液体ポンプは、前記シリンダ室に該単数もしくは複数の段部を略対称に形成するための部材を配設した。このような構成にすることにより対称な段部を持つピストンをシリンダ室に挿入した後に、該略対称に形成するための部材を配設することにより容易に組み立てることができる。
本件発明にかかる液体ポンプは、前記シリンダ室と前記ピストンの間に形成された液体溜の形状を、液体供給量に応じて前記シリンダ室と前記ピストンの相対的な軸方向長さ及び／又は軸直角断面積を最適化した。このような構成にすることにより、ピストンの作動周波数が同じでも供給油量を調整することができる。また複数のシリンダ室とピストンを同一の周波数で作動させてもシリンダ室毎の油の供給量を変えることができる。
本件発明にかかる液体ポンプは、前記シリンダ室に液体抜き穴を設けた。このような構成にすることにより、ピストン端部とシリンダ室間に蓄積された液体をピストン駆動時に、ピストンの運動を妨げないように除去することができる。
本件発明にかかる液体ポンプは、前記シリンダ室の中空部分が単数もしくは複数段の段部が形成され各該段部の軸直角断面積が軸方向に沿って徐々に大きくなる構造が直列に複数配置されている。このような構造にすることにより、簡易な構造で１つのピストン当たり２箇所以上の複数の箇所に液体を供給することができるようになる。
本件発明にかかる液体ポンプは、１つの駆動手段に対して前記ピストン及び前記シリンダ室を複数設けた。このような構成にすることにより複数のピストン及びシリンダ室を動かすための駆動手段を複数設ける必要が無く部品点数を減らすことができる。
本件発明にかかる液体ポンプは、前記駆動手段を、互いに相対的に運動可能である全部もしくは一部が磁性体でできた軸部とソレノイドコイルとを備えたソレノイドとし、その間を隔壁で隔離し前記軸部と前記ソレノイドコイルが非接触であるようにし、前記軸部と前記ピストンが所定の連結手段により連動する。このような構成にすることにより、液体ポンプの駆動部である軸部とピストンが完全に密封された空間内で液体中に漬しても外部から非接触でソレノイドコイルにより操作できるので、液体ピストンポンプから液漏れすることを防ぐことができる。つまり、本件発明より回転ポンプような回転軸が無くなり外部の大気と液体を隔離するためのＯリングや軸シール部での回転、摺動の必要なくなるので軸部から液体漏れや潤滑経路が真空で有る場合の潤滑経路への大気の浸入の可能性がなくなる。
本件発明にかかる液体ポンプは、前記隔壁を非磁性体でできた隔壁を用いた。このような構成にすることによりソレノイドコイルで発生した磁界を磁性体でできたプランジャーだけを通るようにでき、プランジャーと基台間の引力を増すことができる。
本件発明にかかる真空ポンプは、駆動手段として前記ソレノイドを用い、更に記載の前記液体ポンプを潤滑油循環又は潤滑油供給ポンプポンプとして用い、潤滑油を必要とする部分及び潤滑経路と前記潤滑油循環用ポンプの潤滑油送り出し主要部を密封した。このような構成にすることにより潤滑油が循環する部分と潤滑油循環ポンプの揺動部であるピストン及びその駆動部を密封することができるようになり、揺動又は／及び回転する部分にシールが必要なくなり、潤滑油が漏れる可能性を減らすことができる。特に該潤滑油循環部分が真空中にある場合、外気が揺動又は／及び回転部のシールから侵入し真空度を悪くする心配を極力なくすことあできる。
本件発明にかかる潤滑油循環又は潤滑油供給ポンプは、軸受等を潤滑するため潤滑油が必要な回転部を持つ装置において、前記回転部を持つ装置に該潤滑油が流れ込むように連通した潤滑油を蓄積するための潤滑油蓄積槽が形成され、該潤滑油蓄積槽から前記軸受やギア等の所定の部分へ油を供給するための潤滑油循環又は潤滑油供給ポンプ及び供給経路が配置されている。このような構成にすることにより、回転軸やギア等が潤滑油に漬かることが無くなり駆動時の抵抗を減らすことができ、省エネを達成できる。このような構成を持つものとしては回転式真空ポンプや減速機等がある。
本件発明にかかる回転部を持つ装置は、前記潤滑油循環又は潤滑油供給ポンプの潤滑油を送り出すための主要部が前記潤滑油蓄積槽内に一体形成されていることを特徴とする。このような構成にすることにより、潤滑油循環又は潤滑油供給ポンプに油を供給するための手段を設け必要が無く、さらに潤滑油循環又は潤滑油供給ポンプの配置スペースも減らすことができる。
本件発明にかかる回転部を持つ装置は、前記潤滑油蓄積槽が回転部を持つ装置の潤滑油が重力により流れ込む位置に配置された。このような構成にすることにより、前記潤滑油蓄積槽に潤滑油を戻すための複雑な手段を設ける必要が無くなる。
本件発明にかかる回転部を持つ装置は、前記潤滑油循環又は潤滑油供給ポンプとして請求項１〜１５に記載の液体ポンプを用いた。このような構成にすることにより、簡易な構造とすることができる。
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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【図８】
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【図９】
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【図１０】
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【国際調査報告】
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