(57)【要約】真空ポンプは、入口ポート（１４）および排気ポート（８６、８８）を備える。入口ポートに接続されたエンクロージャーからの気体は、ポンプチャンバ（１１２）を通って延びる第一および第二のシャフト（３０、６０）に取り付けられた、第一および第二のロータ（１８、５２、２５４）によって、排気ポートにポンピングされる。これらのロータは、シャフトセクション（１４０、１５０、２４０、２５０）によって接続されており、これらのシャフトセクションは、これらのシャフトセクションから延びるローブ（１４２、１７２、２４２、２４２’）、および他方に規定される嵌合チャネル（１５２、１８２、２５２、２５２’）を備える。これらのローブは、ロータの回転の間にこれらのチャネルと嵌合して係合し、吸引セクション（１５４）を形成する。
2004536988.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
真空ポンプであって、以下：
入口ポート（１４）および排気ポート（８６、８８）を規定する、ポンプチャンバ（１２）；
第一のロータ（１８、２０、２１８）および第二のロータ（５２、５４、２５４）であって、該第一および第二のロータは、該入口ポートおよび排気ポートに隣接して取り付けられている、ロータ；ならびに
該入口ポートに隣接して該第一のロータに取り付けられる、ローブ（１４２、１７２、２４２、２４２’）、および該入口ポートに隣接して該第二のロータに規定される、チャネル（１５２、１８２、２５２、２５２’）であって、該ローブおよび該チャネルは、協働して、該入口ポートに隣接する吸引セクション（１５４）を形成する、ローブおよびチャネル、
を備える、真空ポンプ。
【請求項２】
前記ローブ（１４２、１７２、２４２、２４２’）および前記チャネル（１５２、１８２、２５２、２５２’）が、前記ロータの回転の間に、嵌合して係合する、請求項１に記載の真空ポンプ。
【請求項３】
前記第一および第二のロータ（１８、２０、５２、５４、２１８、２５４）が、それぞれ、ねじ山（１９、２１、５３、５５、２４４、２７０）のセットを備える、請求項１および２のいずれか１項に記載の真空ポンプ。
【請求項４】
前記第一および第二のロータが、それぞれ、歯（４４、４６、７０、７２、２４４、２７０）を備え、該歯が、一緒に噛み合い、そして一定容量の気体を、前記入口ポート（１４）から前記排気ポート（８６、８８）へと移動させる、請求項１〜３のいずれか１項に記載の真空ポンプ。
【請求項５】
前記ローブ（１４２）がＶ字型である、請求項１〜４のいずれか１項に記載の真空ポンプ。
【請求項６】
前記チャネル（１５２）がＶ字型である、請求項５に記載の真空ポンプ。
【請求項７】
前記ローブ（１７２）がラジアス形状である、請求項１〜４のいずれか１項に記載の真空ポンプ。
【請求項８】
前記チャネル（１８２）がラジアス形状である、請求項７に記載の真空ポンプ。
【請求項９】
前記ローブが、第一の中心シャフトセクション（１４０、２４０）と一体的である、請求項１〜８のいずれか１項に記載の真空ポンプ。
【請求項１０】
前記ローブが、第一の中心シャフトセクションに固定された挿入物を備える、請求項１〜８のいずれか１項に記載の真空ポンプ。
【請求項１１】
前記入口ポートに隣接して、前記第一のロータに取り付けられる第二のローブをさらに備える、請求項１〜１０のいずれか１項に記載の真空ポンプであって、該第二のローブは、前記第二のロータに取り付けられた第二のチャネルと協働して、該入口ポートに隣接した第二の吸引セクションを規定する、真空ポンプ。
【請求項１２】
前記吸引セクションが、前記ポンプチャンバを通して前記容量の気体を移動させるために消費される電力を低下させ、そしてポンプ効率を増加させる、請求項１〜１１のいずれか１項に記載の真空ポンプ。
【請求項１３】
請求項１〜１２のいずれか１項に記載の真空ポンプであって、前記ポンプチャンバが、一対の排気ポートを備え、前記入口ポートが、該排気ポートの間に中心に規定されており、該真空ポンプが、以下
第三のロータ（２０、５４）であって、前記第一のロータに対向する側の前記ローブに取り付けられており、そして該ローブと該排気ポートの１つ（８８）との間に延びる、第三のロータ；
第四のロータであって、前記第二のロータに対向して、前記チャネルに隣接して取り付けられており、該第四のロータは、該チャネルから、他方の排気ポートへと延び、そして該第三のロータと噛み合って係合する、第四のロータ、
をさらに備える、真空ポンプ。
【請求項１４】
前記排気ポート（８６、８８）と高圧排気ポート（１６）とを接続する、マニホルド（１３２）をさらに備える、請求項１〜１３のいずれか１項に記載の真空ポンプ。
【請求項１５】
真空ポンプを通してある容量の気体を移動させるための電力を低下させるための方法であって、該方法は、以下：
入口ポート（１４）に隣接して、ポンプチャンバ（１２）において、第一のロータ（１８、２０）から延びる第一のシャフトセクション（１４０）を規定する工程；
該入口ポートに隣接して、該ポンプチャンバの内側に、第二のロータ（５２、５４）から延びる第二のシャフトセクション（１５０）を規定する工程；
該第一のシャフトセクションに、ローブ（１４２、１７２）を提供する工程；ならびに
該第二のシャフトセクションにおいて、チャネル（１５２、１８２）を規定する工程であって、該チャネルは、該ローブと噛み合って係合して、該ロータと該入口ポートとの間で、吸引セクション（１５４）を形成する、工程、
を包含する、方法。
【請求項１６】
前記ローブ（１４２）および前記チャネル（１５２）を、Ｖ字型の断面に形成する工程をさらに包含する、請求項１５に記載の方法。
【請求項１７】
前記ローブ（１７２）および前記チャネル（１８２）を、ラジアス形状の断面に形成する工程をさらに包含する、請求項１５に記載の方法。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
（発明の背景）
本発明は、真空ポンプの技術に関する。本発明は、螺旋ねじロータ真空ポンプにおいて、特定の適用を見出す。
【０００２】
ねじ真空ポンプは、シャフトの下に位置する電気モータによって高速で駆動されるシャフトに取り付けられた、２対の螺旋ねじを備える。これらのロータは、その縁部にかまたはその面の一方もしくは両方に配置された、複数の歯を有し、そして使用の際に、これらの歯は、ポンピングチャンバ内で回転し、そしてこのポンピングチャンバを通してポンピングされる気体の分子を推進する。
【０００３】
ギアボックスは、通常、各シャフトの駆動端部に位置する。このギアボックスは、シャフト端部、内部でシャフトが回転するベアリング、任意の調時歯車、および駆動軸の周囲に位置するモータを備える。
【０００４】
ギアボックスの潤滑に関連する油および／またはグリースが、ギアボックスの内部に含まれ、そしてこの内部に隔離される必要がある。このことは、ポンピングチャンバにおいてポンピングされる気体の清浄さを確実にし、そして非汚染を防止するため、およびこのような汚染が、排気されているエンクロージャー内に戻って移動する可能性を回避するためである。
【０００５】
従来のねじ真空ポンプは、容量を減少させることによって流体（気体）を圧縮するための動作室、および流体に対する圧縮作用を有さず、単に流体供給作用を有する動作室を有する。従って、従来のねじ真空ポンプにおいて、圧力が局所的に（圧縮作用を有する部分で）上昇し、そして圧力のこの局所的上昇は、ロータおよび真空ポンプのケーシングの部分における異常な温度上昇を引き起こす。すなわち、動作室がその容量を減少させ、従って気体を圧縮する、排出側の温度は、異常に上昇する傾向がある。その結果、ねじ真空ポンプを構成する部材は、局所的な温度上昇に起因して、不均一に熱膨張し、従って、ケーシングとロータとのの間の気体、および雄型ロータと雌型ロータとの間の係合位置のギャップの寸法的な正確さが、高レベルで設定され得ない。
【０００６】
いくつかの先行技術のねじ真空ポンプにおいては、吸引圧力が大気圧と実質的に等しい状態で真空ポンプが作動する場合に、動作室の圧力の過剰な上昇を防止し、従って真空ポンプの異常な温度上昇を防止する目的で、圧力調節デバイスが、ケーシングの下側表面に、ロータの軸方向に提供される。
【０００７】
ポンプにおける電力消費を最小にすることは、進行中の挑戦である。既存のポンプシステムは、閉じた端部プレートに隣接して、ロータの端部において、吸引セクションを備える。ルーツ部分が、ねじ歯車部分の両端の各々に提供される；すなわち、これらの部分は、吸引側と排出側との両方に提供される。ルーツステージは、端部プレートに隣接する必要がある。吸引セクションをロータの端部に備える結果として、圧縮の効率がより低くなり、そして温度の低下が小さくなる。既存のポンプのルーツ部分は、機械加工することが困難であり、そして適切により大きな容量の気体がトラップされる結果を生じず、従って、圧縮の効率がより低くなる。
【０００８】
従って、高圧において電力の要求を減少させ、そしてロータの大きさを減少させるポンプ条件の電力消費に対する改善を開発することが望ましいと考えられる。この改善は、上記および他の困難を克服し、一方でより良好かつより有利な全体の結果を提供する。
【０００９】
（発明の要旨）
本発明の第一の局面によれば、真空ポンプは、入口ポートおよび排気ポートが規定されているポンプチャンバを備える。第一および第二のロータが、互いに対して平行に、このポンプチャンバ内に、入口ポートおよび排気ポートに隣接して取り付けられる。ローブが、入口ポートに隣接して第一のロータに取り付けられ、そしてチャネルが、入口ポートに隣接して第二のロータに規定される。これらのローブおよびチャネルが協働して、入口ポートに隣接して吸引セクションを形成する。
【００１０】
本発明の別の局面によれば、真空ポンプを通してある容量の気体を移動させるために消費される電力を低下させるための方法が提供される。第一のシャフトセクションが、ポンプチャンバ内で入口ポートに隣接する第一のロータから延びて規定される。第二のシャフトセクションが、入口ポートに隣接する第二のロータから延びて規定される。ローブが、第一のシャフトセクションに提供され、そしてチャネルが、第二のシャフトセクションに規定される。このチャネルは、ローブに噛み合って係合し、ロータと入口ポートとの間に吸引セクションを形成する。
【００１１】
本発明の１つの利点は、高圧において電力の要求を減少させ、従って、ポンプ効率を改善することである。
【００１２】
本発明の別の利点は、より低い電力消費に起因して、ポンプチャンバ内の温度が低下することである。
【００１３】
本発明の別の利点は、ロータの大きさの減少を可能にし、従って、製造費用を低下させることである。
【００１４】
本発明のなお別の利点は、ポンプ操作費用を低下させることである。
【００１５】
本発明のなおさらに別の利点は、ロータの端部の代わりに、ねじロータの中心において挿入物を提供し、機械加工費用を減少させることである。
【００１６】
本発明のなお他の利点および利益は、以下の詳細な説明を読み、そして理解する際に、当業者に明らかとなる。
【００１７】
本発明は、種々の構成要素および構成要素の配置、ならびに種々の工程および工程の配置の形態をとり得る。図面は、好ましい実施形態の説明の目的のみであり、そして本発明を制限するとは解釈されない。
【００１８】
（好ましい実施形態の詳細な説明）
図１を参照すると、既存のねじ真空ポンプは、ポンプチャンバ１２を備える真空ポンプ１０を備え、このポンプチャンバは、第一の端部１３、第二の端部１５、第三の端部１７、および第四の端部１９を有する。ポンプチャンバ１２は、チャンバ１２の第三の端部１７に位置する中央入口ポート１４をさらに備え、このポートを通して、この入口に接続可能なエンクロージャー（図示せず）からの気体が、第四の端部１９に位置するポンプ高圧排気ポート１６へとポンピングされ得る。
【００１９】
このチャンバは、このチャンバ内での水平方向の高速回転に適合されてチャンバ内に位置する、第一対のロータ１８、２０をさらに備える。第一対のロータ１８、２０は、第一のシャフト３０に取り付けられており、このシャフトは、チャンバ１２を通って、シャフト３０の反対の端部に位置するベアリングマウント３２、３４へと延びる。ベアリングマウント３２、３４は、それぞれシール４２、４０によってチャンバから実質的に隔離されており、これらのシールは、シャフト３０に取り付けられ、そしてシャフト３０の反対の端部に位置する。
【００２０】
ロータ１８、２０は、それぞれ歯４４、４６を備え、これらの歯は、第二のセットのロータ５２、５４（図２に示す）と嵌合する場合に、ポンプチャンバ１２内に複数の閉じたチャンバまたはセル４７を形成し、そしてポンピングされる気体の分子をこれらのセルを通して推進する。ロータの各々は、低圧入口面４８、５０を備え、ここを通って、入口気体が入口ポート１４からロータに入る。ロータ１８の歯４４は、逆の螺旋方向によって、ロータ２０の歯４６とは逆の方向に進み、これによって、気体を逆方向に移動させる。
【００２１】
ここで図２を参照すると、第二の対のロータ５２、５４は、第二のシャフト６０に取り付けられ、このシャフトは、第一のシャフト３０と平行である。第二のシャフト６０は、ベアリングマウント６２およびシール６６を、このシャフトの一端に備え、そしてベアリングマウント６４およびシール６８を、このシャフトの反対の端部に備える。ロータ５２、５４は、歯７０、７２を有し、これらもまた、互いと逆の方向に進む。第二のセットのロータ５２、５４もまた、入口面８０、８２を有し、ここを通って、気体が入口ポート１４からロータに入る。
【００２２】
このシールは、交差が厳密であるが非接触の設計であり得る。シール４０、６８は、端部プレート９０に隣接して位置し、この端部プレートは、ロータアセンブリ１８および５２の端部９１、９３と同一平面である。シール４２、６６は、端部プレート９２に隣接して位置し、この端部プレートは、ロータアセンブリ２０および５４の端部９５、９７と同一平面である。
【００２３】
再度図１を参照すると、気体は、低圧入口ポート１４を通ってポンプに入る。次いで、この気体は、螺旋ロータ１８、２０、５２、５４に沿って排気ポート８６、８８へと逆方向に移動し、これらの出口ポートは、それぞれ端部プレート９０、９２において、ポンプチャンバ１２の第一および第二の端部１３、１５に位置する。端部プレート９０は、端部平面１００に位置し、そして端部プレート９２は、端部平面１０２に位置する。気体は、ロータ１８、２０、５２、５４の歯の間に本質的に捕捉され、そして一定容量の気体が、ロータ１８、２０、５２、５４に沿って、対向する端部平面１００、１０２の方へと移動する。ロータ１８および５２は、気体を端部平面１００の方へと移動させる。ロータ２０および５４は、気体を端部平面１０２の方へと移動させる。これらのロータがシャフト３０、６０で回転するにつれて、ロータねじのねじが、端部平面１００、１０２の方へと移動する。シールの各々は、それぞれ定常側面９８、１０４、１０６、１０８を備え、これらの側面は、端部プレート９０、９２に押し込まれる。
【００２４】
再度図２を参照すると、ロータ１８の歯４４は、ロータ５２の歯７０と嵌合し、そして一定容量の気体を、端部平面１００に向けて押す。ロータ２０の歯４６は、ロータ５４の歯７２と嵌合し、そして一定容量の気体を、端部平面１０２に向けて押す。
【００２５】
モータ１１０が、シャフト３０、６０を駆動する。図２を参照すると、モータ１１０は、モータ駆動端部１１２において、ギアボックス１２０、１２２の下に位置する。ベアリングマウント３２、３４、６２、６４は、シャフト３０、６０を囲み、そしてベアリングを収容し、この中で、シャフト３０、６０が回転する。図１を参照すると、シャフトのモータ駆動端部１１２には、角度を有する接触ベアリングの対１１４、１１６が存在し、これらは、シャフトを半径方向に位置決めし、そしてこれらのシャフトを、ポンピングチャンバ内で軸方向に適所に保持する。シャフトの反対側には、単一のボールベアリング１３０であり、これもまた、シャフトの半径方向および軸方向の支持を提供する。
【００２６】
２つの排気ポート８６、８８に気体が入るにつれて、この気体は、排気ポート８６に位置する第一の排気キャビティ１２６、および排気ポート８８に位置する第二の排気キャビティ１２８へと移送される。第一および第二の排気キャビティは、第三の排気キャビティ１３２へと通じ、第三の排気キャビティを通って、気体が高圧排気ポート１６へと流れる。
【００２７】
図３を参照すると、ロータ１８、２０、５２、５４は、それぞれねじ山セクション１９、２１、５３、５５を有し、これらのねじ山は、ロータの中央から逆方向に延びる。ロータ１８、２０、５２、５４の中央は、中央シャフト１４０、１５０であり、これらの中央シャフトは、ポンプチャンバ内の入口ポート１４の下に位置する。シャフト１４０、１５０は、ロータの中央ギャップ内に位置する。中央ギャップは、幅が増加して、シャフト１４０、１５０を形成する。
【００２８】
本発明の好ましい実施形態は、隆起した輪郭の雄型ローブ１４２、およびローブ１４２と１８０°逆であり、そしてこのローブのネガティブの輪郭の雌型チャネル１４３を有するシャフト１４０を備える。ローブ１４２は、対応して、第二のシャフト１５０の中空雌型またはチャネル部分１５２に係合する。シャフト１５０はまた、チャネル１５２と１８０°逆であり、そしてこのチャネルのネガティブの輪郭である、ローブ１５３を有する。雄型ローブ１４２および対応する雌型部分またはチャネル１５２が、図３においてＶ字型に示される。ローブ１４２およびチャネル１５２は、吸引セクション１５４を形成する。チャネル１４３およびローブ１５３はまた、セクション１５４に対向する吸引セクションを形成する。
【００２９】
しかし、第二の好ましい実施形態において、シャフト１７０および１８０は、図４に示されるように、円形またはラジアス（ｒａｄｉｕｓ）形状の雄型ローブ１７２および雌型チャネル１８２を備える。この半径（Ｒ）は、漸増し得、そしてＲが無限大に等しい場合を含む；この場合、挿入物の前端は、直線である。この直線はシャフトの中央線と平行であり得る。ローブ１７２およびチャネル１８２は、吸引セクション１８４を形成する。同様に、シャフト１７０はまた、ローブ１７２と１８０°逆のチャネル１７３を備え、そしてシャフト１８０は、チャネル１８２と１８０°逆のローブ１８３を備える。複数ローブの吸引セクションを備える吸引セクションの、他の実施形態が存在する（図示せず）。
【００３０】
図１に示されるように、既存のポンプねじは、小さな中央ギャップ１６０を有する。図５Ａおよび５Ｂに示されるように、ねじロータに対する改変は、中央ギャップシャフト１９０の幅を増加させることを包含する。図６Ａ、６Ｂ、および６Ｃに示されるように、Ｖ字型の挿入物が、中央ギャップに追加されて、雄型ローブ１４２および対応して雌型チャネル１４３を、シャフト１４０に形成する。図６Ｃは、シャフト１５０における雌型チャネル１５２および対応して雄型ローブ１５３を図示する。図７Ａおよび７Ｂは、シャフト１７０におけるラジアス形状のローブ１７２および雌型チャネル１７３を示す。図７Ｃは、シャフト１８０における対応するラジアス形状の雌型チャネル１８２およびローブ１８３を示す。
【００３１】
図３は、雄型ローブ１４２および雌型チャネル１５２の相互作用を図示する。気体は、入口ポート１４を通してシャフトセクション１４０、１５０内へと吸引され、そして雄型ローブ１４２および雌型チャネル１５２によって圧縮される。初期段階において、吸引セクション１５４は、ロータが回転するにつれて容量が増加し、気体をポンピングチャンバ内へと引き込む。シャフト１５０が最大容量（図３においてシャフト１４０に関して示す位置に等価な位置）に達した時点で、雄型ローブが、入口開口部への吸引セクション１５４を閉じる。さらに回転させると、雄型ローブは、捕捉された吸引気体を、隣接するねじセクション内に圧縮する。吸引セクション１５４の気密は、雄型ローブ１４２および雌型チャネル１５２によって維持される。吸引セクションから生じる気体の圧縮の増加は、ある容量の気体をポンプを通して移動させるために消費される電力量を低下させる。
【００３２】
通常の真空作動において、電力消費は、優勢に、ロータの排気端部におけるロータの直径およびねじのピッチによって決定される。吸引セクションによって吸入容量が増加されると、同じ電力消費で、ねじは過剰供給され、選択された容量比（Ｖｒ）によって決定されるかなり高い量の気体を移動させる。節約される電力の量を、図１０に示す。
【００３３】
図８は、１時間あたり１００立方メートルの容量の気体を、ねじロータを通して、いかなる内部圧縮もなしに移動させるために必要とされる、電力を図示するグラフである。すなわち、曲線内の面積は、１０ｍｂａｒの入口圧力（Ｐｉ）および１１００ｍｂａｒの排気圧力における、理論上の消費電力（３ｋＷの電力）である。累積容量比Ｖｒは、１に等しい。なぜなら、内部圧縮がないからである。すなわち、この容量比は、入口における第一のねじ山において捕捉された気体の容量対排気における最後のねじ山において捕捉された気体の容量に等しい。内部圧縮がないので、この比は１に等しい。このサイクルは、以下のように進行する。状態０から状態１では、ねじの容量が、ロータの回転と共に増加する。状態１において、第一のねじ山が入口ポートに近付く。状態１から状態２では、この接近したねじ山が、入口端部から排気端部へと、対応して圧力を増加させながら、そしていかなる容量減少もなしに、進む。状態２において、ねじ山は、排気平面に対して開く。状態２から状態３では、移送された気体がポンプから排出される。この電力の量は、ある容量の気体を内部圧縮なしで（すなわち、いずれの端部プレートもなしで）移動させるために、ルーツ送風機またはねじポンプによって消費される電力におよそ等しい。
【００３４】
ここで図９を参照すると、このグラフは、内部圧縮がポンプに、ポンプキャビティの排気端部において加えられる場合に、電力の節約が得られることを図示する。状態０において、気体は、ポンプチャンバに入り始める。これは、状態１において最大容量が達成されるまで続く。状態１から状態２では、気体が入口端部から排気端部へと、容量のいかなる減少もなしに移送される。状態２において、ねじ山は、排気開口部のタイミングを合わせて、端部プレートの近いクリアランスによって、排気にすぐには曝露されない。状態２から、端部プレートに達したねじ山は、状態３において排気開口部に露出される時点まで、端部プレートに対して圧縮される。状態２において実現されるねじ圧、および選択されたＶｒに依存して、状態３において、過剰圧縮または過少圧縮が存在し得る（わずかな過剰圧縮が示される）。排気ポートへの露出の際に、ねじ圧は即座に排気圧力を達成する（状態４）状態４から状態５では、気体はポンプから排出される。
【００３５】
１時間あたり１００立方メートルの容量を移動させるために必要とされる圧縮電力は、２．７ｋＷであり、これは、内部圧縮が存在しない場合からの、約１０％の電力（３ｋＷの電力）の節約である。累積容量比（Ｖｒ）は、１．７である。すなわち、第一のねじ山に捕捉された容量の比は、排気において最後のねじ山に捕捉された気体の容量１．７倍である。
【００３６】
図１０において、このグラフは、本発明の好ましい実施形態において生じる内部圧縮に起因する、電量の節約を図示する。本発明において、内部圧縮は、対向するねじセクション内に気体がポンピングされる場合に、入口ポートの下の中央ギャップにおいて起こる。結果として、内部圧縮がない場合の電力と比較して、消費される電力の５０％を越える減少を生じる。すなわち、１時間あたり１００立方メートルの気体を、ポンプチャンバを通して排気へと移動させるために消費される電力は、内部圧縮なしでの３ｋＷと比較すると、１．３ｋＷである。累積容量比Ｖｒは、２．３である。すなわち、吸引セクション１５４に捕捉された容量の比は、排気において最後のねじ山に捕捉された気体の容量２．３倍である。
【００３７】
図１１は、種々の型の理論電力対入口圧力を図示する。同体積の圧力が示されており、これは、一定容量のポンピングでの圧力である。断熱圧力が示されており、これは、周囲との熱交換なしでの圧力である。等温曲線は、温度変化がない場合に消費される電力を反映する。
【００３８】
３に固定されたＶｒは、低い入口圧力においてさらなる電力が節約されることを可能にする。すなわち、この容量比が高いほど、より多くの電力が節約される。従って、内部圧縮が中央ギャップにおいて起こる、２．３のＶｒ（図１０に対応する）においては、内部圧縮がロータの端部で起こる場合（Ｖｒ＝１．７、図９）より多くの電力が節約される。中央ギャップの幅を変化させることによって、この容量比が変化され得、従って、電力消費を変化させる。
【００３９】
容量が圧縮されるにつれて、ポンプチャンバ内の温度が上昇する。容量がロータの端部において圧縮される場合、温度は、ロータの端部において上昇する。この容量は次第に圧縮されるので、ねじ内の熱は、このねじの長さにわたって分布する。本発明の好ましい実施形態においては、ある容量の気体を移動させるために必要とされる電力がより低いので、ポンプチャンバの温度上昇が低い。
【００４０】
図１２および１３を参照すると、第一のロータ２１８は、一連の螺旋状ねじ山または歯２４４を備える。第一のシャフトセクション２４０は、入口ポートに隣接する螺旋状ねじ山の一端から延びる。第二のロータ２５４は、第二のセットの螺旋状ねじ山または歯２７０を規定し、これは、第一のロータの螺旋状ねじ山２４４と噛み合う。第一および第二のロータが回転するにつれて、この螺旋状のねじ山は、入口ポートから、その長さに沿って、その反対の端に隣接する排気ポートへと、気体をポンピングする。第二のロータ２５４は、その入口ポート端部から延びる第二のシャフト部分２５０を有する。第一のシャフト部分２４０は、ローブ２４２を備え、このローブは、相補的なチャネル２５２に受容される。第二のシャフトセクション２５０（第一のローブおよびチャネルの配置から１８０°ずれている）は、ローブ２４２’を規定し、そして第一のシャフト部分２４０は、チャネル２５２’を規定する。
【００４１】
電力消費が吸引セクションによって変更され得る、種々の様式が存在する。中央ギャップの幅が、変更され得る。第二に、雄型および雌型のローブの接続の形状が、異なる幾何学的構造の構成によって、変化され得る。第三に、複数ローブの構成が、単一ローブの構成の代わりに使用され得る。
【図面の簡単な説明】
【図１】
図１は、既存のねじ真空ポンプアセンブリの、側面立面断面図を示す。
【図２】
図２は、既存のねじ真空ポンプの上面立面図を示す。
【図３】
図３は、本発明の好ましい実施形態に従う、吸引セクションを有する一対のロータの斜視図を示す。
【図４】
図４は、本発明の第二の好ましい実施形態に従う、吸引セクションを有する一対のロータの斜視図を示す。
【図５Ａ】
図５Ａは、中央ギャップが広げられたねじロータの立面図を示す。
【図５Ｂ】
図５Ｂは、中央ギャップが広げられたロータの断面図を示す。
【図６Ａ】
図６Ａは、中央ギャップにおいてＶ字型の雄型ローブを有するねじロータの、立面図を示す。
【図６Ｂ】
図６Ｂは、中央ギャップにおいてＶ字型の雄型ローブを有するねじロータの、断面図を示す。
【図６Ｃ】
図６Ｃは、中央ギャップにおいてＶ字型の雌型部分を有するねじロータの、立面図を示す。
【図７Ａ】
図７Ａは、中央ギャップにおいてラジアス形状の雄型ローブを備えるねじロータの、立面図を示す。
【図７Ｂ】
図７Ｂは、中央ギャップにおいてラジアス形状の雄型ローブを備えるねじロータの、断面図を示す。
【図７Ｃ】
図７Ｃは、中央ギャップにおいてラジアス形状の雌型部分を備えるねじロータの、立面図を示す。
【図８】
図８は、内部圧縮なしでの、ねじ圧対ねじ容量のグラフである。
【図９】
図９は、ロータの端部に内部圧縮がある状態での、ねじ圧対ねじ容量のグラフである。
【図１０】
図１０は、ロータの中央ギャップに内部圧縮がある状態での、ねじ圧対ねじ容量のグラフである。
【図１１】
図１１は、理論電量対内部圧力のグラフである。
【図１２】
図１２は、本発明の別の実施形態による、吸引セクションを備えるロータの対の、斜視図である。
【図１３】
図１３は、図１２のロータの上面図である。
【図３】
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【図４】
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【図８】
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【図９】
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【図１０】
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【図１１】
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【国際公開パンフレット】
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【手続補正書】
【提出日】平成14年5月14日(2002.5.14)
【手続補正１】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】特許請求の範囲
【補正方法】変更
【補正の内容】
【特許請求の範囲】
【請求項１】
真空ポンプであって、以下：
入口ポート（１４）および排気ポート（８６、８８）を規定する、ポンプチャンバ（１２）；
第一のロータ（１８、２０、２１８）および第二のロータ（５２、５４、２５４）であって、該第一および第二のロータは、該ポンプチャンバ内で、該入口ポートおよび排気ポートに隣接して取り付けられており、該第一および第二のロータが、それぞれ、噛み合うねじ山（１９、２１、５３、５５、２４４、２７０）のセットを備え、該ねじ山が、該入口ポートから該排気ポートへと移動される圧縮容量を規定する、ロータ、
を備え、該真空ポンプは、以下
該入口ポートに隣接して該第一のロータに取り付けられる、ローブ（１４２、１７２、２４２、２４２’）、および該入口ポートに隣接して該第二のロータに規定される、チャネル（１５２、１８２、２５２、２５２’）であって、該ロータが該ローブを回転させ、そして該チャネルが吸入容量の気体を捕捉し、そして圧縮する場合に、該ローブおよび該チャネルは、協働して、該入口ポートと該噛み合うねじ山との間に吸引セクション（１５４）を形成し、該吸入容量の気体は、該噛み合うねじ山の圧縮容量より大きく、これにより、該吸入容量の気体を該入口ポートから出口ポートへと移動させるために消費される電力を低減させ、そしてポンプ効率を増加させる、ローブおよびチャネル、
によって特徴付けられる、真空ポンプ。
【請求項２】
前記ローブ（１４２）がＶ字型である、請求項１に記載の真空ポンプ。
【請求項３】
前記チャネル（１５２）がＶ字型である、請求項２に記載の真空ポンプ。
【請求項４】
前記ローブ（１７２）がラジアス形状である、請求項１に記載の真空ポンプ。
【請求項５】
前記チャネル（１８２）がラジアス形状である、請求項４に記載の真空ポンプ。
【請求項６】
前記ローブが、第一の中心シャフトセクション（１４０、２４０）と一体的である、請求項１〜５のいずれか１項に記載の真空ポンプ。
【請求項７】
前記ローブが、第一の中心シャフトセクションに固定された挿入物を備える、請求項１〜５のいずれか１項に記載の真空ポンプ。
【請求項８】
前記入口ポートに隣接して、前記第一のロータに取り付けられる第二のローブをさらに備える、請求項１〜７のいずれか１項に記載の真空ポンプであって、該第二のローブは、前記第二のロータに取り付けられた第二のチャネルと協働して、該入口ポートに隣接した第二の吸引セクションを規定する、真空ポンプ。
【請求項９】
請求項１〜８のいずれか１項に記載の真空ポンプであって、前記ポンプチャンバが、一対の排気ポートを備え、前記入口ポートが、該排気ポートの間に中心に規定されており、該真空ポンプが、以下
第三のねじ山（７９）であって、前記第一のねじ山（２１）に対向する側の前記ローブに取り付けられており、そして該ローブと該排気ポートの１つ（８８）との間に延びる、第三のねじ山；
第四のねじ山（５３）であって、前記第二のねじ山（５５）に対向して、前記チャネルに隣接して取り付けられており、該第四のねじ山は、該チャネルから、他方の排気ポートへと延び、そして該第三のねじ山と噛み合って係合する、第四のロータ、
をさらに備える、真空ポンプ。
【請求項１０】
前記排気ポート（８６、８８）と高圧排気ポート（１６）とを接続する、マニホルド（１３２）をさらに備える、請求項１〜９のいずれか１項に記載の真空ポンプ。
【請求項１１】
真空ポンプを通してある容量の気体を移動させるための電力を低減させるための方法であって、該真空ポンプは、第一および第二のロータ（１８、２０、２１８；５２、５４、２５４）を備え、該ロータは、噛み合うねじ山を備え、該ねじ山は、該ロータが回転する場合に、該ねじ山を通して入口ポートから排気ポートへと移動される圧縮容量を規定し得、該方法は、以下：
第一のシャフトセクションに、ローブ（１４２、１７２）を提供し、そして該第二のシャフトセクションにおいて、チャネル（１５２、１８２）を規定する工程であって、該チャネルおよび該ローブは、噛み合って係合して、該ロータと該入口ポートとの間で、吸引セクション（１５４）を形成し、該吸引セクションは、該圧縮容量より大きな吸入容量の気体を捕捉し、そして圧縮する、工程、
を包含する、方法。
【請求項１２】
前記ローブ（１４２）および前記チャネル（１５２）を、Ｖ字型の断面で提供する工程をさらに包含する、請求項１１に記載の方法。
【請求項１３】
前記ローブ（１７２）および前記チャネル（１８２）を、ラジアス形状の断面で提供する工程をさらに包含する、請求項１１に記載の方法。
【国際調査報告】
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