(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
往復移動自在としたピストンの一端部に、該部に嵌装した有底シリンダーとで、吸気室構成手段を構成し、前記ピストンの他端部と該部に嵌装した有底シリンダーとで排気室構成手段を構成すると共に、前記吸気室構成手段に吸気室形成時に完結する吸気路を設け、前記排気室構成手段に排気時に完結する排気孔を設けた排気用のポンプにおいて、前記吸気室構成手段と前記排気室構成手段との間に、吸気室構成手段から排気室構成手段へのみ気体を流通させる流通路を設け、前記排気室構成手段に排気室が減圧されて略最大容積となる時に完結する大気導入手段を設けたことを特徴とする排気ポンプ。
【請求項２】
往復移動自在としたピストンの一端部に、該部に嵌装した有底シリンダーとで吸気室を構成し、前記ピストンの他端部と該部に嵌装した有底シリンダーとで排気室を構成すると共に、前記吸気室に吸気室が略最大容積となる時に完結する吸気路を連通し、前記排気室に排気時に完結する排気孔を連通し、前記ピストンに一端部と他端部とを結ぶ貫通孔を設け、前記排気室側の有底シリンダー壁に排気室が減圧されて略最大容積となる時に完結する大気導入孔を穿設したことを特徴とする排気ポンプ。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
この発明は、液体の脱気用に好適な排気ポンプに関する。
【０００２】
【従来の技術】
従来液体に含まれた空気などの気体成分を取り除く脱気処理の装置３７として、真空チャンバー３４に、対象液体を流通させる半透膜チューブ３５を配置し、真空チャンバー３４内を排気ポンプ（真空ポンプ）３６で減圧して、対象液体を脱気していた（図４）。
【０００３】
この場合、半透膜チューブ３５内に液体成分の一部も気化して、真空チャンバー３４内に分布している。この気化した液体成分は、排気ポンプ３６による真空チャンバー３４内の吸引により、配管された吸引パイプ（材質は通常、合成ゴム系）３８、３８を通じて排気ポンプ３６内に導びかれ、排気孔４１から排気される。この際、排気ポンプ３６内で、気化していた液体成分が結露して、状態変化をくり返し、排気ポンプが機能を発揮できず、脱気不能となるおそれがあった。加えて、半透膜チューブ３５内の有機系溶剤（例えばテトラヒドロフラン）等の活性の高い溶媒が結露した場合には、脱気不能や排気ポンプ３６、吸引パイプ３８の腐蝕、破損を生じていた。
【０００４】
また、これを防止する為、真空チャンバー３４と排気ポンプ３６との間に電磁弁（ピンチバルブ）３９を介在させ、真空チャンバー３４内の圧力センサーに対応した制御回路４０より電磁弁３９を制御することもなされていた（図４）。この場合、電磁弁３９により真空チャンバー３４側を遮断して適宜大気を排気ポンプ３６内に導入して、液体成分や有機系溶剤を希釈化して排気ポンプ３６内を清掃する試みもされていた。
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】
前記従来の場合、電磁弁３９そのものが液体成分、有機溶剤やあるいはその他のゴミにより、故障を生じるおそれがあった。また、電磁弁３９等を使用することにより、電磁弁を接続する為に電磁弁周りでの配管の増加、配管に伴うジョイント部分の存在などにより脱気装置３７の小型化を図る上で支障となっていた。更に、排気ポンプ３６を大気導入してクリーニングをする際には、排気ポンプが機能を発揮できず真空チャンバー３４内の脱気はできないので、脱気装置３７の脱気効率が悪くなる問題点があった。
【０００６】
【課題を解決するための手段】
然るにこの発明は、排気室構成手段に排気室が減圧されて略最大容積となる時に完結する大気導入手段を設けたので、前記問題点を解決した。
【０００７】
即ちこの発明は、往復移動自在としたピストンの一端部に、該部に嵌装した有底シリンダーとで、吸気室構成手段を構成し、前記ピストンの他端部と該部に嵌装した有底シリンダーとで排気室構成手段を構成すると共に、前記吸気室構成手段に吸気室形成時に完結する吸気路を設け、前記排気室構成手段に排気時に完結する排気孔を設けた排気用のポンプにおいて、前記吸気室構成手段と前記排気室構成手段との間に、吸気室構成手段から排気室構成手段へのみ気体を流通させる流通路を設け、前記排気室構成手段に排気室が減圧されて略最大容積となる時に完結する大気導入手段を設けたことを特徴とする排気ポンプである。
【０００８】
前記における吸気室構成手段とは、吸気室を構成する部材をいい、シリンダー、ピストン、あるいはシリンダーとピストンとの間隙（通常Ｏ−リングで区画される）などを指す。従って、吸気路は、シリンダー壁の透孔や溝、ピストンの貫通孔や溝、シリンダーとピストンとの間隙、及びこれらの組み合わせにより構成される。また、前記における排気室が略最大容積とは、排気室の最大容積時または最大容積時前後の最大容積付近を指す。
【０００９】
また、同様に、前記における排気室構成手段とは、排気室を構成する部材を指し、シリンダー、ピストン、あるいはシリンダーとピストンとの間隙（通常Ｏ−リングで区画される）などを指す。従って、排気路は、シリンダー壁の透孔や溝、ピストンの貫通孔や溝、シリンダーとピストンとの間隙、及びこれらの組み合わせにより構成される。また、流通路も同様である。
【００１０】
また、この発明は、往復移動自在としたピストンの一端部に、該部に嵌装した有底シリンダーとで吸気室を構成し、前記ピストンの他端部と該部に嵌装した有底シリンダーとで排気室を構成すると共に、前記吸気室に吸気室が略最大容積となる時に完結する吸気路を連通し、前記排気室に排気時に完結する排気孔を連通し、前記ピストンに一端部と他端部とを結ぶ貫通孔を設け、前記排気室側の有底シリンダー壁に排気室が減圧されて略最大容積となる時に完結する大気導入孔を穿設したことを特徴とする排気ポンプである。
【００１１】
また、この発明は、発明者等が既に提案している排気ポンプ（特開平４−２７６１８９）の改良に係るものでもあり、通常の脱気装置の場合、求められる真空は、４５Torr程度であり、前記発明者等による排気ポンプによれば、１０Torr程度の真空を実現できる。この真空ポンプの場合、排気室構成手段内に大気を導入しても、他の条件にもよるが、２０Torr台の真空を十分達成できるので、脱気装置の機能には支障がない。
【００１２】
【実施の態様】
シリンダーの中空部内に、往復振動可能なピストンを嵌挿設置する。シリンダーの一端部とピストンの一側とで吸気室を、シリンダーの他端部とピストンの他側との間で排気室９を、夫々構成する。吸気室に、吸気口を有する吸気路を連通させ、排気室に排気孔を外気に連通する。ピストンには一端から他端に向けて、吸気室と排気室とを結ぶように弁付きの貫通孔を穿設してある。また、排気室が減圧されて略最大容積となる時にのみ、排気室と連通するようにシリンダー壁に大気導入孔を穿設して、排気ポンプを構成する。
【００１３】
【作用】
この発明の排気ポンプによれば、ピストンを往復移動させることによる、減圧した吸気室内に吸気路から気体を吸引して、この気体を流通路を介して、順次排気室に送り、排気孔からシリンダー外に排気できる。従って、吸気室に真空を形成できる。また、排気室が減圧されて略最大容積となる時に大気導入手段から排気室内に大気を導入できる。
【００１４】
【実施例１】
図１乃至図４に基づきこの発明の実施例を説明する。
【００１５】
シリンダー１の中空部内に、ピストン４を嵌挿設置する。前記シリンダー１の一端部２内と前記ピストン４の一側の端面５との間で吸気室７を構成する。前記吸気室７には、該吸気室７の容積が最大時に吸気室７に連通するように、シリンダー１に吸気孔（吸気路）８が穿設されている。前記ピストン４には、一側にＯ−リング２５、２６、他側にＯ−リング２７が嵌装され、Ｏ−リング２５、２６、２７は、後に述べるように排気ポンプが所定の作動をするように、吸気孔８、大気導入孔１１の位置に合せて、所定位置に嵌装されている。
【００１６】
また、前記シリンダー１の他端部３内と前記ピストン４の他側の端面６との間で排気室９を構成する。前記排気室９は、遮断弁１５を介して排気孔１０から、外気（シリンダー１外）に連通している。遮断弁１５はスプリング１７により閉鎖側に付勢されている。
【００１７】
また、排気室９が減圧されて略最大容積となる時にのみ、排気室９と連通するようにシリンダー１に大気導入孔（大気導入手段）１１を穿設する。
【００１８】
前記ピストン４には端面５から端面６に向けて、吸気室７と排気室９とを結ぶように貫通孔（流通路）１３が穿設され、該貫通孔１３には遮断弁１６が介装設置されている。前記遮断弁１６は、スプリング２２により閉鎖側に付勢されている。
【００１９】
前記シリンダー１の中央の開口１８から、モーター（図示していない）の軸に連結された偏芯カム１９を挿通し、該偏芯カム１９のピン２０をピストン４の中央部の切欠溝２１内に位置させる。
【００２０】
以上のようにして、排気ポンプ２４を構成する（図１）。図中１７、２２は夫々遮断弁１５、１６を閉鎖側に付勢するスプリングである。
【００２１】
次に、この発明の排気ポンプ２４の使用について説明する。
【００２２】
脱気装置２８に使用する場合には、排気ポンプ２４の吸気孔８の吸気口８ａを、半透膜チューブ３５を収容した真空チャンバー３４に連結する（図３）。
【００２３】
次に、排気ポンプ２４の作動について説明する。
【００２４】
▲１▼  図２（ｂ）のように、排気室９を圧縮するように、矢示３０方向にピストン４が移動する。この時、遮断弁１５は開放され、排気室９内の気体は排気孔１０から排出される。貫通孔１３内の遮断弁１６は閉じているので、排気室９内の気体が吸気室７側に移動することはない。また、吸気室７は密閉されたまま拡大されるので、吸気室７内は減圧される。
【００２５】
▲２▼  ピストン４の移動に従い、ピストン４のＯ−リング２５が吸気孔８を通過した時、吸気室７はほぼ最大容積となり、同時に減圧された吸気室７内に、吸気孔８を通して、真空チャンバー３４内の空気が入り込む（図２（ｃ））。
【００２６】
▲３▼  次に、排気完了後、図２（ｄ）のように、排気室９を拡大するように、ピストン４は矢示３１方向に移動する。ピストン４の移動に従い、排気室９が密閉されているので減圧され、遮断弁１６が開放することにより吸気室７側の気体が貫通孔１３を通って、排気室９側に送られる。この際、真空チャンバー３４内の液体成分、更には有機系溶剤を含むガスが吸気室７内に混入した場合には、これが排気室９に堪ることになる。また、同時に、吸気室７は容積が小さくなるように圧縮される（図２（ｄ））。
【００２７】
▲４▼  ピストン４の移動に従い、Ｏ−リング２７が大気導入孔１１を通過する直前（大気導入孔１１が排気室９と連通する直前）に、排気室９内は最も減圧される（図２（ｅ））。
【００２８】
▲５▼  Ｏ−リング２７が大気導入孔１１を通過した時点で、排気室９が最大容積になると共に、排気室９と大気導入孔１１が連通し、減圧されている排気室９内に矢示３３のように外気が導入される。大気が導入されると直ぐに遮断弁１６は閉じる。排気室９内に、前記液体成分や有機系溶剤を含むガスが混入した場合でも、この大気の導入により希釈される。
【００２９】
▲６▼  続いて、ピストン４は反対側の矢示３０方向に移動し、排気室９を圧縮し、遮断弁１５を開放して排気室９内の気体を排気孔１０から排出する（図２（ｂ））。前記のように希釈された液体成分、有機系溶剤も排気室９内の気体と共に排出され、排気室９内に残留することがない。
【００３０】
▲７▼  以下、同様に繰り返し、ピストン４を往復移動させれば、脱気装置３７の真空チャンバー３４内を脱気できる（図３）。ピストン４は、１ストローク毎に大気を導入して、シリンダー１内を常にクリーニングしているので、排気室９内で液体成分、有機系溶剤が状態変化を繰り返し、排気効率が悪化することがない。従って、排気ポンプ２４を連続使用できるので、脱気装置３７を連続使用できる。
【００３１】
また、前記実施例において、吸気孔８はシリンダー１壁に透孔を穿設して構成したが、吸気室構成手段であるシリンダー１、ピストン４、シリンダー１とピストン４との間隙及びＯ−リングを組合わせて、吸気室７からシリンダー１外に通じる通路である吸気孔を形成することもできる（図示していない）。同様に、排気孔１０、大気導入孔１１も他の構成とすることもできる。
【００３２】
【発明の効果】
また、排気室が減圧されて略最大容積となる時に大気導入手段から排気室内に大気を導入できるので、排気ポンプの１ストローク毎に排気工程を中断することなく大気が導入され、排気ポンプの排気機能を損なうことなく、排気室内のクリーニングをすることができる効果がある。従って、排気室内に液体成分や有機系溶剤などの不純物が混入した場合であっても、排気ポンプの機能が低下しない。
【００３３】
また、この発明の排気ポンプは、１ストローク毎に絶えずクリーニングが行われるので、クリーニングの為に特別な電磁弁、センサー類や配管等を使用することなくクリーニングできるので、排気ポンプの小形化、更には脱気装置の小形化を実現できる効果がある。
【図面の簡単な説明】
【図１】この発明の排気ポンプの縦断面図である。
【図２】（ａ）乃至（ｅ）はこの発明の排気ポンプの作動を説明する概略した縦端面図である。
【図３】この発明の排気ポンプを脱気装置に使用した構成図である。
【図４】従来の排気ポンプを脱気装置に使用した構成図である。
【符号の説明】
１    シリンダー
２    一端部
３    他端部
４    ピストン
５    一側の端面
６    他側の端面
７    吸気室
８    吸気孔
９    排気室
１０  排気孔
１１  大気導入孔
２４  排気ポンプ
２８  脱気装置
３６  排気ポンプ（従来例）
３７  脱気装置（従来例）
【図１】
0003981772.tif 000002
【図２】
0003981772.tif 000003
【図３】
0003981772.tif 000004
【図４】
0003981772.tif 000005