(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
螺旋状の歯を有する第１スクリュロータ及び第２スクリュロータと、互いに噛み合う前記両スクリュロータを収容するハウジングと、前記ハウジングは吸入口及び吐出口を備え、前記ハウジング及び両スクリュロータにより複数の作動室を区画形成し、前記第１スクリュロータと前記第２スクリュロータの相対回転により、前記吸入口から作動室へ流体が吸入され、前記吐出口から流体が吐出されるスクリュポンプであって、
前記スクリュロータの回転軸心と同心の外周面を備える環体が各スクリュロータの吸入側端面と連続して固定され、
前記環体の外周面の直径は前記スクリュロータのピッチ円以下に設定され、
前記環体は前記スクリュロータの径方向の軸バランスを調整するバランスウエイトを備え、
前記ハウジングは、前記環体の外周面に対向する円環面と、前記スクリュロータの吸入側端面に対向する内壁面を備え、
前記環体の外周面と前記円環面により軸方向シール部が形成され、
前記吸入側端面と前記内壁面により径方向シール部が形成され、
前記軸方向シール部及び前記径方向シール部は、前記スクリュロータの回転角の所定範囲にて該スクリュロータの吸入側端面と隣接する前記作動室と前記吸入口との連通を遮断することで前記作動室を閉じ込むことを特徴とするスクリュポンプ。
【請求項２】
前記スクリュロータと対向する前記ハウジングには、前記スクリュロータの径方向から流体を前記作動室へ吸入する吸入口が形成され、前記軸方向シール部及び前記径方向シール部は、各スクリュロータの回転角の全範囲にて該スクリュロータの吸入側端面と隣接する前記作動室と前記吸入口との該吸入側端面からの連通を遮断することで前記作動室を閉じ込むことを特徴とする請求項１記載のスクリュポンプ。
【請求項３】
前記スクリュロータは、該スクリュロータの両端面に突出され、前記回転軸心と同心のシャフトを備え、前記シャフトが軸受を介して前記ハウジングへ支持されることを特徴とする請求項１又は２記載のスクリュポンプ。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
この発明は、一対のスクリュロータの回転により流体をハウジング内へ吸入し、さらに、流体をハウジング外へ吐出するスクリュポンプに関する。
【背景技術】
【０００２】
スクリュポンプは、互いに噛み合う第１のスクリュロータと第２のスクリュロータとを有し、両スクリュロータはハウジング内に収容されている。
第１のスクリュロータと第２のスクリュロータは螺旋状の歯を有しており、この歯間に螺旋状の溝が形成される。
両スクリュロータが噛み合うことから、スクリュポンプは、各スクリュロータとハウジングの内壁とにより区画形成される複数の作動室を有する。
各スクリュロータの少なくとも一方の端部にはシャフトが設けられ、シャフトは軸受を介してハウジングに支持される。
ハウジングには、流体を吸入する吸入口と流体を吐出する吐出口が形成されている。
スクリュポンプは、両ロータの相対回転により、吸入口から流体を吸入して作動室に閉じ込め、流体を軸方向へ移動して吐出口から吐出する。
【０００３】
従来のスクリュポンプとしては、例えば、特許文献１に開示されたスクリュポンプが存在する。
このスクリュポンプは、リード角が一定である等リード部を有する雄ロータと雌ロータを備える。
スクリュポンプが有する複数の作動室のうち、吸入口と連通可能であってロータの吸入側端部と隣接する作動室は、ロータが所定の回転角に回転されたのタイミングで閉じ込まれ、吸入口との連通が終了して吸入完了の状態となる。
例えば、雄ロータの回転角が０°のタイミングにおいて、両ロータ同士の噛み合いのみにより、雄ロータにおける作動室を閉じ込み、このタイミングで吸入完了としている。
しかし、このスクリュポンプでは、この作動室の容積が増加状態から一定状態になったタイミングで吸入完了をさせるように、雄ロータの回転角が−７２°のときに作動室を閉じ込む工夫が施されている。
つまり、雄ロータの回転角が−７２°のタイミングで吸入完了させるために、ハウジングの一部である閉塞部が両ロータの吸入側端面の一部を塞いでいる。
【０００４】
ところで、スクリュロータの軸バランスは、スクリュロータのリード角等の設定条件によって大きく異なる。
例えば、スクリュロータが１条のスクリュロータであって、リード角が急激に変化する不等リード部を有する場合には、軸バランス悪化の傾向が大きくなる。
軸バランスが未調整であるスクリュロータが用いられる場合、スクリュロータの回転時に、スクリュロータをハウジングに軸支させるシャフト、あるいは軸受に対して径方向の偏荷重が作用する。
このため、偏荷重の作用を回避するためのバランスウエイトをスクリュロータの端部に設ける場合がある。
【特許文献１】特開平６−２８８３６９号公報
【発明の開示】
【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に開示された従来技術では、スクリュロータの吸入側端面を閉塞部が塞ぐ構成であることから、閉塞部がバランスウエイトを設ける障害となり、スクリュロータの吸入側端面にバランスウエイトを設けることができない。
因みに、スクリュロータにバランスウエイトを設けることを優先することも考えられるが、この場合、閉塞部を設けることが不可能となり、スクリュロータの回転角の所定範囲にて作動室を閉じ込み、吸入完了とする構成が採用できない。
【０００６】
本発明は上記の問題点に鑑みてなされたもので、本発明の目的は、スクリュロータの吸入側端面を塞ぐことにより、吸入室と連通する作動室をスクリュロータの回転角の所定範囲内にて閉じ込むことと、スクリュロータの吸入側の端部にバランスウエイトを設けることとの両立を可能とするスクリュポンプの提供にある。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
上記課題を達成するため、本発明は、螺旋状の歯を有する第１スクリュロータ及び第２スクリュロータと、互いに噛み合う前記両スクリュロータを収容するハウジングと、前記ハウジングは吸入口及び吐出口を備え、前記ハウジング及び両スクリュロータにより複数の作動室を区画形成し、前記第１スクリュロータと前記第２スクリュロータの相対回転により、前記吸入口から作動室へ流体が吸入され、前記吐出口から流体が吐出されるスクリュポンプであって、前記スクリュロータの回転軸心と同心の外周面を備える環体が各スクリュロータの吸入側端面と連続して固定され、前記環体の外周面の直径は前記スクリュロータのピッチ円以下に設定され、前記環体は前記スクリュロータの径方向の軸バランスを調整するバランスウエイトを備え、前記ハウジングは、前記環体の外周面に対向する円環面と、前記スクリュロータの吸入側端面に対向する内壁面を備え、前記環体の外周面と前記円環面により軸方向シール部が形成され、前記吸入側端面と前記内壁面により径方向シール部が形成され、前記軸方向シール部及び前記径方向シール部は、前記スクリュロータの回転角の所定範囲にて該スクリュロータの吸入側端面と隣接する前記作動室と前記吸入口との連通を遮断することで前記作動室を閉じ込むことを特徴とする。
【０００８】
本発明では、各スクリュロータの吸入側端面には、スクリュロータの回転軸心と同心の外周面を備える環体が吸入側端面と連続して固定される。
ハウジングの円環面は環体の外周面と対向し、両者は軸方向シール部を形成する。
ハウジングの内壁面は、スクリュロータの吸入側端面と対向し、径方向シール部を形成する。
軸方向シール部及び径方向シール部は、微少な間隙であって非接触式シールとして作動室からの流体の漏れを規制する。
スクリュロータの吸入側端面と隣接する作動室は、軸方向シール部及び径方向シール部により、スクリュロータの回転角の所定範囲内にて吸入口との連通が遮断され、作動室は閉じ込まれる。
スクリュロータが所定の回転角に達したとき、径方向シール部はスクリュロータの吸入側端面と隣接する作動室と吸入口との連通を遮断し、作動室は吸入完了の状態となる。吸入完了の所定の回転角から所定範囲の回転角に至るまで作動室が閉じ込まれる。
このため、スクリュロータの吸入側端面と隣接する作動室は、この作動室を各スクリュロータの噛み合いのみにより閉じ込む場合と比較して、閉じ込み時の作動室の容積を大きく設定することができるから、流体を多く取り込むことができ、排気速度を向上させることができる。
バランスウエイトはスクリュロータの径方向の軸バランスを調整するから、運転時のスクリュロータにおける径方向の偏荷重の発生が防止される。
本発明によれば、スクリュロータの回転角の所定範囲内にてスクリュロータの吸入側端面と隣接する作動室を閉じ込み、吸入完了とすることができるとともに、スクリュロータの軸バランスが悪い場合であっても、バランスウエイトを設けることができ、径方向の偏荷重の発生を防止することができる。
なお、環体がスクリュロータのピッチ円以下の大きさに設定されていることから、第１スクリュロータと第２スクリュロータの各環体が互いに干渉することはない。
【０００９】
また、本発明では、上記のスクリュポンプにおいて、前記スクリュロータと対向する前記ハウジングには、前記スクリュロータの径方向から流体を前記作動室へ吸入する吸入口が形成され、前記軸方向シール部及び径方向シール部は、各スクリュロータの回転角の全範囲にて該スクリュロータの吸入側端面と隣接する前記作動室と前記吸入口との該吸入側端面からの連通を遮断することで前記作動室を閉じ込むようにしてもよい。
【００１０】
この場合、軸方向シール部及び径方向シール部は、各スクリュロータの回転角の全範囲にてスクリュロータの吸入側端面と隣接する作動室と吸入口との、吸入側端面からの連通を遮断し、作動室が閉じ込まれる。吸入口を通る流体はスクリュロータの径方向から作動室に吸入される。
この発明によれば、軸方向から流体を作動室へ吸入する吸入口を設ける場合と比較して、スクリュポンプの軸方向の短縮化を図ることができるほか、吸入口の開口面積を大きくすることができる。
【００１１】
さらに、本発明は、上記のスクリュポンプにおいて、前記スクリュロータは、該スクリュロータの両端面に突出され、前記回転軸心と同心のシャフトを備え、前記シャフトが軸受を介して前記ハウジングへ支持されてもよい。
【００１２】
この場合、スクリュロータの両端面から突出されるシャフトが軸受を介してハウジングに保持される。
この発明によれば、スクリュロータが所謂「両持ち式」によりハウジングに支持されるから、一方の端面にのみから突出されるシャフトを設け、このシャフトをハウジングに軸支させる「片持ち式」と比較して、ハウジングに軸支されるスクリュロータの安定性が高い。
【発明の効果】
【００１３】
本発明によれば、スクリュロータの吸入側端面を塞ぐことにより、吸入室と連通する作動室をスクリュロータの回転角の所定範囲内にて閉じ込むことと、スクリュロータの吸入側の端部にバランスウエイトを設けることとの両立を可能とするスクリュポンプを提供することができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１４】
（第１の実施形態）
以下、第１の実施形態に係るスクリュポンプを図１〜図３に基づいて説明する。図１は、第１の実施形態に係るスクリュポンプの構造を示す横断面図であり、図２は図１におけるＡ−Ａ線矢視図であり、図３は図１におけるＢ−Ｂ線矢視図である。
図１に示すスクリュポンプ１０は横置き型のスクリュポンプであり、スクリュポンプ１０は半導体製造プロセスにおいてオイルフリーの真空ポンプとして用いられる。図１の左方を前方、右方を後方とする。
【００１５】
図１に示すスクリュポンプ１０のハウジングは、ロータハウジング１１と、ロータハウジング１１の前端部に接合されるフロントハウジング１２と、ロータハウジング１１の後端部に接合されるリヤハウジング１３とにより構成されている。
ハウジング内の空間部には、互いに噛み合う第１スクリュロータ２６及び第２スクリュロータ３３が収容されている。
ロータハウジング１１の前端寄りには、ハウジング内に流体を吸入する吸入口１４が形成され、後端にはハウジング内の流体を外部へ吐出する吐出口１５が形成されている。
吸入口１４は略方形状に開口されており、第２スクリュロータ３３寄りに配置され、両スクリュロータ２６、３３の噛み合う位置を臨んでいる。
吐出口１５は第２スクリュロータ３３の側にて開口され、吸入口１４と比較して開口面積は小さい。
【００１６】
第１シャフト２７は第１スクリュロータ２６内を貫通して第１スクリュロータ２６に固定されている。第２シャフト３４は第２スクリュロータ３３内を貫通して第２スクリュロータ３３に固定されている。
第１スクリュロータ２６の回転軸心Ｐ１と第２スクリュロータ３３の回転軸心Ｐ２は平行となるように配置される。
第１シャフト２７の前部はフロントハウジング１２に形成された軸孔１６に挿通され、軸受２８を介してフロントハウジング１２に支持されている。
第１シャフト２７の後部は、リヤハウジング１３に形成された軸孔２２に挿通され、軸受２８を介してリヤハウジング１３に支持されている。
第２スクリュロータ３３の前部は、フロントハウジング１２に形成された軸孔１７に挿通され、軸受２８を介してフロントハウジング１２に支持されている。
第２シャフト３４の後部は、リヤハウジング１３に形成された軸孔２３に挿通され、軸受２８を介してリヤハウジング１３に支持されている。即ち、第１スクリュロータ２６は両端から突出する第１シャフト２７により両持式にハウジングに軸支される。第２スクリュロータ３３は両端から突出する第２シャフト３４により両持式にハウジングに軸支される。
【００１７】
リヤハウジング１３の後端部にはギヤハウジング２４が接合されており、ギヤハウジング２４はリヤハウジング１３とともにギヤ室２５を形成する。
第１シャフト２７の後部はリヤハウジング１３を貫通しており、ギヤハウジング２４内において駆動ギヤ３２が固定されている。第２シャフト３４の後部はリヤハウジング１３を貫通しており、ギヤハウジング２４内において従動ギヤ３５が固定されている。
ギヤハウジング２４内には、駆動源としての電動モータ２９が配置され、電動モータ２９の出力軸３０は軸継手３１を介して第１シャフト２７の後端に連結されている。
駆動ギヤ３２と従動ギヤ３５の噛み合いにより、第１シャフト２７の回転は駆動ギヤ３２及び従動ギヤ３５を介して第２シャフト３４に伝達され、第１スクリュロータ２６及び第２スクリュロータ３３が相対回転される。
【００１８】
次に、第１スクリュロータ２６と、第２スクリュロータ３３について説明する。
第１スクリュロータ２６と第２スクリュロータ３３が有する螺旋状の歯２６ａ、３３ａは、捩れ方向が互いに逆方向であるほかは同一形状となっている。
第１スクリュロータ２６の軸方向において、歯２６ａ間には溝２６ｂが形成され、同様に、第２スクリュロータ３３の軸方向おいて、歯３３ａ間には溝３３ｂが形成されている。
第１スクリュロータ２６及び第２スクリュロータ３３の吸入側端面（フロントハウジング１２を臨む端面）及び吐出側端面（リヤハウジング１３を臨む端面）は、回転軸心Ｐ１、Ｐ２の方向に対して直角な面に形成されている。
第１スクリュロータ２６と第２スクリュロータ３３は、不等リード部と等リード部との２つのリード部を有する１条のねじである。
【００１９】
第１スクリュロータ２６の不等リード部は、第１スクリュロータ２６の吸入側端面から軸方向の所定の距離（図１におけるＬ１の範囲）まで形成されている。
等リード部は、不等リード部の後端から吐出側端面まで不等リード部に連続して形成されている（図１におけるＬ２の範囲）。
不等リード部におけるリード角（第１スクリュロータ２６の回転軸心Ｐ１と直角な面とねじ山のつる巻き曲線が作る角度）は前方から後方へ向けて漸減して変化している。
不等リード部においてリード角が最大となる位置は第１スクリュロータ２６の吸入側端部である。
等リード部におけるリード角は一定のリード角に保たれている。
等リード部のリード角は、不等リード部における最小のリード角よりも小さく設定されている。
第２スクリュロータ３３についても、第１スクリュロータ２６と同様に、Ｌ１の範囲に対応する不等リード部及びＬ２の範囲に対応する等リード部が備えられている。
【００２０】
第１スクリュロータ２６の軸方向における歯２６ａ間に形成される溝２６ｂは、第２スクリュロータ３３の歯３３ａが入り込み、第２スクリュロータ３３の歯３３ａ間に形成される溝３３ｂは第１スクリュロータ２６の歯２６ａが入り込む。
【００２１】
図３は、第１スクリュロータ２６及び第２スクリュロータ３３の回転軸線Ｐ１、Ｐ２と直角な面である軸垂直断面を示す。
Ａ１〜Ｄ１、Ａ２〜Ｄ２は各軸垂直断面を特定する点を示し、ＣＰ１、ＣＰ２はピッチ円を示す。
第１スクリュロータ２６の軸垂直断面は、回転軸心Ｐ１を中心とする円弧状の外周部Ａ１Ｂ１と、同じく回転軸心Ｐ１を中心とする円弧状の歯底部Ｃ１Ｄ１と、を有する。
【００２２】
外周部Ａ１Ｂ１の半径は歯底部Ｃ１Ｄ１の半径よりも大きく設定されている。
図３に示すように、第１スクリュロータ２６の軸垂直断面は、外周部Ａ１Ｂ１と歯底部Ｃ１Ｄ１とを接続する第１曲線部Ａ１Ｃ１、第２曲線部Ｂ１Ｄ１を有する。
第１曲線部Ａ１Ｃ１は、第２スクリュロータ３３の外周部の点Ａ２により創成されるトロコイド曲線により規定される。
第２曲線部Ｂ１Ｄ１はインボリュート曲線を含む複数の曲線により規定される。
第１スクリュロータ２６のピッチ円ＣＰ１は、外周部Ａ１Ｂ１と歯底部Ｃ１Ｄ１の間を通る。
【００２３】
第２スクリュロータ３３の軸垂直断面は、第１スクリュロータ２６の軸垂直断面と同様に、回転軸心Ｐ２を中心とする円弧状の外周部Ａ２Ｂ２と、回転軸心Ｐ２を中心とする円弧状の歯底部Ｃ２Ｄ２と、を有する。
外周部Ａ２Ｂ２の半径は歯底部Ｃ２Ｄ２の半径よりも大きく設定されている。
第２スクリュロータ３３の軸垂直断面は、外周部Ａ２Ｂ２と歯底部Ｃ２Ｄ２とを接続する第１曲線部Ａ２Ｃ２、第２曲線部Ｂ２Ｄ２を有する。
【００２４】
第１曲線部Ａ２Ｃ２は、第１スクリュロータ２６の外周部の点Ａ１により創成されるトロコイド曲線により規定され、第２曲線部Ｂ２Ｄ２はインボリュート曲線を含む複数の曲線により規定される。
第２スクリュロータ３３のピッチ円ＣＰ２は、外周部Ａ２Ｂ２と歯底部Ｃ２Ｄ２の間を通る。
ピッチ円ＣＰ１とピッチ円ＣＰ２の直径は同径である。第１スクリュロータ２６の回転軸心Ｐ１と第２スクリュロータ３３の回転軸心Ｐ２はピッチ円ＣＰ１、ＣＰ２の直径と同じ長さにて離間している。
第１スクリュロータ２６及び第２スクリュロータ３３の軸垂直断面が上記のように形成されていることにより、ロータハウジング１１の内壁と、歯２６ａ、３３ａと、溝２６ｂ、３３ｂは流体を吸入口１４側から吐出口１５側へ移送・圧縮する８の字状の密閉された空間を形成する。
８の字状の空間は、溝２６ｂにより形成される作動室と、溝３３ｂにより形成される作動室を組み合わせた空間である。
歯２６ａと溝２６ｂの巻き数により第１スクリュロータ２６の軸方向における作動室の数が規定される。
第２スクリュロータ３３についても、歯３３ａと溝３３ｂの巻き数により軸方向における作動室の数が規定される。
これらの密閉された作動室の他に、第１スクリュロータ２６及び第２スクリュロータ３３の各両端部と隣接する作動室が形成される。
スクリュロータ２６、３３の各吸入側端部と隣接する作動室は、両スクリュロータ２６、３３の回転角に応じて吸入口１４と連通可能な作動室であり、スクリュロータ２６、３３の各吐出側端部と隣接する作動室は、吐出口１５と連通可能な作動室である。
この実施形態の場合、第１スクリュロータ２６及び第２スクリュロータ３３の吸入側端面は、図３に示す軸垂直断面と同じように示すことができる。
【００２５】
ところで、第１スクリュロータ２６の吸入側端面には、フロントハウジング１２へ向けて突出する環体としての第１環体３６が第１スクリュロータ２６の吸入側端面と連続して固定されている。
第２スクリュロータ３３の吸入側端面には、フロントハウジング１２へ向けて突出する環体としての第２環体３９が第２スクリュロータ３３の吸入端面と連続して固定されている。
第１環体３６は、第１シャフト２７を挿通する通孔３６ａを有する円板である。
第２環体３９は、第２シャフト３４を挿通する通孔３９ａを有する円板である。
第１環体３６の外周面３７の直径は、第１スクリュロータ２６のピッチ円ＣＰ１の直径より僅かに小さく設定されている。
第２環体３９の外周面４０の直径は、第２スクリュロータ３３のピッチ円ＣＰ２の直径より僅かに小さく設定されている。
第１環体３６の軸心は第１スクリュロータ２６の回転軸心Ｐ１と同心である。
第２環体３９の軸心は第２スクリュロータ３３の回転軸心Ｐ２と同心である。
第１環体３６は、第１スクリュロータ２６の吸入側端面のうち、ほぼピッチ円ＣＰ１の面積相当分を覆い、この吸入側端面に隣接する作動室の溝２６ｂの一部を塞ぐ要素となっている。
第２環体３９は、第２スクリュロータ３３の吸入側端面のうち、ほぼピッチ円ＣＰ２の面積相当分を覆い、この吸入側端面に隣接する作動室の溝３３ｂの一部を塞ぐ要素となっている。
第１環体３６の外周面３７と、第２環体３９の外周面４０はピッチ円ＣＰ１、ＣＰ２以下の設定であるから第１環体３６と第２環体３９が干渉することはない。
【００２６】
第１環体３６の前部には、半裁円板状の第１バランスウエイト３８が取り付けられている。第２環体３９の前部には、半裁円板状の第２バランスウエイト４１が取り付けられている。
第１バランスウエイト３８は、第１スクリュロータ２６の径方向の軸バランスを調整するための部材である。第２バランスウエイト４１は、第２スクリュロータ３３の径方向の軸バランスを調整するための部材である。
第１バランスウエイト３８は、第１環体３６の前端面において、第１スクリュロータ２６の吸入側端面に隣接する作動室側の半円部位を占めるように取り付けられている。
第２バランスウエイト４１は、第２環体３９の前端面において、第２スクリュロータ３３の吸入側端面に隣接する作動室側の半円部位を占めるように取り付けられている。
図２に示すように、第１バランスウエイト３８の外周面は第１環体３６の直径と同じである。第２バランスウエイト４１の外周面は第２環体３９の直径と同じである。
第１スクリュロータ２６の回転に伴い、第１環体３６及び第１バランスウエイト３８は第１スクリュロータ２６と一体となって回転する。
第２スクリュロータ３３の回転に伴い、第２環体３９及び第２バランスウエイト４１は第２スクリュロータ３３と一体となって回転する。
【００２７】
一方、フロントハウジング１２は、第１環体３６を収容する第１環体収容部１８及び第２環体３９を収容する第２環体収容部１９を有する。
第１環体収容部１８には第１環体３６の外周面３７に対向する第１円環面２０が、第２環体収容部１９には第２環体３９の外周面４０に対向する第２円環面２１が備えられている。
第１円環面２０の直径は、第１環体３６の外周面３７の直径よりも僅かに大きく、第２円環面２１の直径は、第２環体３９の外周面４０の直径よりも僅かに大きい。
第１円環面２０と第１環体３６の外周面３７が対向することにより、両者２０、３７の間には軸方向シール部としての第１軸方向シール部が形成される。
この環状の第１軸方向シール部は、第１円環面２０と外周面３７との間に形成される微少な間隙ｄ１であり、非接触式シールとして第１スクリュロータ２６の吸入側端面に隣接する作動室からの流体の漏れを規制する。
第１軸方向シール部は、第１環体３６の軸方向長さと同じ長さを軸方向に持つ。
第２円環面２１と第２環体３９の外周面４０が対向することにより、両者２１、４０の間には軸方向シール部としての第２軸方向シール部が形成される。
この環状の第２軸方向シール部は、第２円環面２１と外周面４０との間に形成される微少な間隙ｄ２であり、非接触式シールとして第２スクリュロータ３３の吸入側端面に隣接する作動室からの流体の漏れを規制する。
第２軸方向シール部は、第２環体３９の軸方向長さと同じ長さを軸方向に持つ。
【００２８】
第１スクリュロータ２６及び第２スクリュロータ３３の吸入側端面と対向するフロントハウジング１２の内壁面１２ａは、第１スクリュロータ２６及び第２スクリュロータ３３の吸入側端面と協働して径方向シール部を形成し、径方向シール部は微少な間隙（図示せず）を有する非接触式シールとして機能する。
径方向シール部は、第１軸方向シール部及び第２軸方向シール部と連続したシール部を構成する。
この実施形態では、両スクリュロータ２６、３３の回転角の全範囲にて、両スクリュロータ２６、３３の吸入側端面を覆うように、吸入側端面と内壁面１２ａとにより形成される径方向シール部が設定されている。
径方向シール部は、第１軸方向シール部及び第２軸方向シール部とともに、各スクリュロータ２６、３３の回転角の全範囲にてスクリュロータの２６、３３吸入側端面と隣接する作動室と吸入口１４、及び２つの作動空間の吸入側端面からの連通を遮断する。
径方向シール部は、内壁面１２ａの径方向の長さと同じ長さを径方向に持つ。
従って、第１スクリュロータ２６及び第２スクリュロータ３３の吸入側端面に隣接する作動室の溝２６ｂ、３３ｂは、第１環体３６と、第２環体３９と、内壁面１２ａとにより吸入側端面において塞がれる。
【００２９】
次に、この実施形態に係るスクリュポンプ１０の動作について説明する。
図４（ａ）〜図４（ｄ）は第１スクリュロータ２６及び第２スクリュロータ３３の回転を説明する図である。
図４（ａ）〜図４（ｃ）の各図に示す第１スクリュロータ２６と第２スクリュロータ３３は、図１のＢ−Ｂ線における第１スクリュロータ２６と第２スクリュロータ３３の軸直角断面を示している。
【００３０】
図４（ａ）〜図４（ｃ）は、作動室に流体が吸入されるタイミングの回転角にある第１スクリュロータ２６と第２スクリュロータ３３を示す。
図４（ｄ）は流体が作動室に閉じ込まれたタイミングの回転角にある第１スクリュロータ２６と第２スクリュロータ３３を示す。
図４（ａ）の両スクリュロータ２６、３３の回転角を０°とすると、図４（ｂ）では、その回転角が７２°となり、図４（ｃ）では、その回転角が１８０°、図４（ｄ）では、その回転角が２２５°となっている。
【００３１】
スクリュポンプ１０が運転されると、スクリュロータ２６、３３の回転角の所定範囲にて、各スクリュロータ２６、３３の吸入側端面と隣接する作動室へ流体が吸入口１４から吸入される。吸入口１４は両スクリュロータ２６、３３の径方向に位置するロータハウジング１１に設けられているため、流体は両スクリュロータ２６、３３の径方向から作動室に導入される。
各スクリュロータ２６、３３の吸入側端面と隣接する作動室に吸入された流体は、両スクリュロータ２６、３３の回転に伴って、吐出口１５へ向けて移送される。
図４（ａ）では、第１スクリュロータ２６の吸入側端面と隣接する作動室は、両スクリュロータ２６、３３の噛み合いにより、吸入口１４と非連通の状態にある。
第１スクリュロータ２６の吸入側端面と隣接する作動室は、ロータハウジング１１と、第１環体３６と、第２スクリュロータ３３の歯３３ａと、フロントハウジング１２により覆われている。
このとき、第２スクリュロータ３３の吸入側端面と隣接する作動室は吸入口１４と連通し、流体が導入される。
第１スクリュロータ２６の第２曲線部Ｂ１Ｄ１と第２スクリュロータ３３の第２曲線部Ｂ２Ｄ２がピッチ円ＣＰ１、ＣＰ２上で当接し、溝２６ｂ及び溝３３ｂにより形成される作動室は互いに連通しない。
【００３２】
図４（ｂ）では、第２スクリュロータ３３の吸入側端面と隣接する作動室への流体の吸入が継続されている。
流体が吸入される第２スクリュロータ３３の吸入側端面と隣接する作動室は、図４（ａ）と比較して拡大している。
このとき、吸入口１４と連通する第１スクリュロータ２６の吸入側端面と隣接する作動室が形成され、この吸入口１４と連通する作動室に流体が導入される。
図４（ｃ）では、第２スクリュロータ３３の吸入側端面と隣接する作動室は吸入口１４との連通が終了している。
つまり、第２スクリュロータ３３の吸入側端面と隣接する作動室は閉じ込まれ、吸入完了の状態である。
このタイミングでは、図４（ｂ）のタイミングと比較して、吸入口１４と連通する第１スクリュロータ２６の吸入側端面と隣接する作動室が拡大している。
このとき、第１スクリュロータ２６の第１曲線部Ａ１Ｃ１と第２スクリュロータ３３の第１曲線部Ａ２Ｃ２が対向する。
【００３３】
図４（ｄ）では、第１スクリュロータ２６の吸入側端面と隣接する作動室が閉じ込まれている。
第１スクリュロータ２６の吸入側端面に連通する作動室は吸入完了の状態にあり、この作動室は吸入口１４と連通しない。
このとき、吸入口１４と連通する第２スクリュロータ３３の吸入側端面に連通する作動室が形成される。
そして、閉じ込まれた作動室は、両スクリュロータ２６、３３の回転が継続されることにより、後方側へ順次移送される。
作動室内の流体は最終的に吐出口１５から吐出される。
【００３４】
第１環体３６は第１環体収容部１８において回転され、第２環体３９は第２環体収容部１９において回転される。
第１軸方向シール部と、第２軸方向シール部と、径方向シール部は、第１スクリュロータ２６及び第２スクリュロータ３３の吸入側端面に隣接する作動室からの流体の漏れを規制する。
第１スクリュロータ２６の吸入端面と隣接する作動室と、第２スクリュロータ３３の吸入側端面に隣接する作動室とは、第１軸方向シール部、第２軸方向シール部及び径方向シール部により相互に非連通となる。
両スクリュロータ２６、３３の吸入側端面と隣接する各作動室は、ハウジングの径方向シール部、第１軸方向シール部及び第２軸方向シール部により、各スクリュロータ２６、３３の回転角の全範囲にて吸入側端面からの吸入口１４との連通を遮断され、吸入側端面では閉じ込み完了の状態が維持されている。
【００３５】
第１の実施形態に係るスクリュポンプ１０によれば以下の作用効果を奏する。
（１）スクリュロータ２６、３３の軸バランスが悪い場合であっても、スクリュロータ２６、３３にバランスウエイト３８、４１を設けることができ、回転するスクリュロータ２６、３３による偏荷重の発生を抑制することができる。さらに、スクリュロータ２６、３３の吸入側端面と隣接する作動室と吸入口１４との吸入側端面からの連通が、第１軸方向シール部、第２軸方向シール部及び径方向シール部により遮断され、吸入側端面での閉じ込みが常に設定される。これにより、排気速度の向上を図ることができる。
【００３６】
（２）径方向から流体をスクリュポンプ１０へ吸入する吸入口１４がロータハウジング１１に設けられていることから、軸方向から流体をスクリュポンプ１０へ吸入する吸入口を設けるスクリュポンプと比較して、スクリュポンプ１０の軸方向の短縮化を図ることができるほか、吸入口１４の開口面積を大きく設定することができる。吸入口１４の開口面積を大きく設定することにより流体のスクリュポンプ１０内への流体の取り込みがより容易となる。
【００３７】
（３）スクリュロータ２６、３３は、両端に突出するシャフト２７、３４を有する所謂「両持ち式」によりハウジングに支持されるから、一方の端部にのみシャフトを設けてシャフトをハウジングに軸支させる「片持ち式」と比較して、ハウジングに軸支されるスクリュロータ２６、３３の安定性が高い。スクリュロータ２６、３３が「両持ち式」によりハウジングに軸支されることから、例えば、大型のスクリュポンプ１０であっても、スクリュロータ２６、３３の回転軸心Ｐ１、Ｐ２が水平となる横置きが可能となる。
【００３８】
（第２の実施形態）
次に、第２の実施形態に係るスクリュポンプについて図５、図６に基づいて説明する。
この実施形態に係るスクリュポンプは、ハウジングの構成が第１の実施形態に係るスクリュポンプ１０のハウジングと異なる以外は、第１の実施形態のスクリュポンプ１０と基本的に同一である。
従って、この実施形態では、共通する要素については第１の実施形態の説明を援用し、符号を共通して使用する。
【００３９】
図５に示すように、この実施形態に係るスクリュポンプ５０のフロントハウジング５２は、第１スクリュロータ２６のシャフト２７が挿通される軸孔５３と、第２スクリュロータ３３のシャフト３４が挿通される軸孔５４とを有する。
フロントハウジング５２は、外部からハウジング内に貫通する吸入口５９を有しており、吸入口５９を通じて流体がスクリュロータ２６、３３の軸方向から吸入される。
フロントハウジング５２の内壁側には、第１環体３６を収容する第１環体収容部５５と、第２環体３９を収容する第２環体収容部５６が形成されている。
フロントハウジング５２は、第１環体３６の外周面３７と対向する環状の第１円環面５７と、第２環体３９の外周面４０と対向する環状の第２円環面５８と、各スクリュロータ２６、３３の吸入側端面に対向する内壁面５２ａと、を有する。
【００４０】
第１円環面５７は、第１環体収容部５５内の第１環体３６の外周面３７に対向する。
第２円環面５８は、第２環体収容部５６内の第２環体３９の外周面４０に対向する。
第１円環面５７の直径は、第１環体３６の外周面３７の直径よりも僅かに大きく、第２円環面５８の直径は、第２環体３９の外周面４０の直径よりも僅かに大きい。
第１円環面５７と第１環体３６の外周面３７が対向することにより、両者５７、３７の間には環状の第１軸方向シール部が形成される。
この第１軸方向シール部は、第１円環面５７と外周面３７との間に形成される微少な間隙であり、非接触式シールとして第１スクリュロータ２６の吸入側端面に隣接する作動室からの流体の漏れを規制する。
第２円環面５８と第２環体３９の外周面４０が対向することにより、両者２１、４０の間には環状の第２軸方向シール部が形成される。
この第２軸方向シール部は、第２円環面５８と外周面４０との間に形成される微少な間隙であり、非接触式シールとして第２スクリュロータ３３の吸入側端面に隣接する作動室からの流体の漏れを規制する。
【００４１】
フロントハウジング５２の内壁面５２ａは、第１スクリュロータ２６及び第２スクリュロータ３３の吸入側端面と協働して径方向シール部を形成し、径方向シール部は微少な間隙を有する非接触式シールとして機能する。
径方向シール部は、第１スクリュロータ２６及び第２スクリュロータ３３の吸入側端面からの流体漏れを第１軸方向シール部及び第２軸方向シール部とともに規制する。
この実施形態では、フロントハウジング５２において内壁面５２ａが形成される領域は、フロントハウジング５２に吸入口５９を設けていることから、第１の実施形態のフロントハウジング１２において形成される内壁面１２ａの領域とは異なる。
この実施形態では内壁面５２ａが、第１の実施形態のように回転角の全範囲にて両スクリュロータ２６、３３の吸入側端面を覆うのではなく、両スクリュロータ２６、３３の回転角の所定範囲にて、両スクリュロータ２６、３３の吸入側端面を覆う。
従って、第１スクリュロータ２６及び第２スクリュロータ３３の吸入側端面に隣接する作動室の溝２６ｂ、３３ｂは、吸入口５９と連通するタイミングを除き、第１環体３６と、第２環体３９と、内壁面５２ａとにより吸入側端面において塞がれる。
【００４２】
図６（ａ）はスクリュポンプ５０の正面図であり、説明の便宜上、フロントハウジング５２の一部を破断して示している。
図６（ｂ）は、吸入口５９を示すフロントハウジング５２の要部正面図であり、図中のａ〜ｆは吸入口５９の形状を特定する各線分の端部を示す点である。
吸入口５９の形状は、第２スクリュロータ３３の歯先にほぼ倣う第２外円弧部ａｂと、第２環体３９の外周面４０にほぼ倣う第２内円弧部ｃｄと、第１スクリュロータ２６の歯先にほぼ倣う第１外円弧部ｂｅと、第１環体３６の外周面３７にほぼ倣う第１内円弧部ｄｆと、第２外円弧部ａｂと第２内円弧部ｃｄとを繋ぐ第２連結部ａｃと、第１外円弧部ｂｅと第１内円弧部ｄｆとを繋ぐ第１連結部ｅｆとから形成されている。
この実施形態では、第２外円弧部ａｂの直径は、第２スクリュロータ３３の直径に相当し、第２内円弧部ｃｄは第２円環面５８を構成するフロントハウジング５２の端部外周面の直径となる。
第１外円弧部ｂｅの直径は第１スクリュロータ２６の直径に相当し、第１内円弧部ｄｆは第１円環面５７を構成するフロントハウジング５２の端部外周面の直径となる。
吸入口５９が設定される領域は、第１スクリュロータ２６及び第２スクリュロータ３３の吸入側端面に隣接する作動室へ流体を吸入することができる回転角の所定範囲に対応する領域となっている。
第２環体３９の外周面４０が吸入口５９を臨む第２内円弧部ｃｄの間及び第１環体３６の外周面が吸入口５９を臨む第１内円弧部ｄｆの間では、径方向シール部は形成されない。
【００４３】
図７（ａ）に示すように、各スクリュロータ２６、３３の回転角を０°とすると、図７（ｃ）に示すようにスクリュロータ２６、３３の回転角が２２５°のときに、吸入側端面と隣接する形成される作動室は、第１軸方向シール部、第２軸方向シール部及び径方向シール部により閉じ込まれ、ロータハウジング５１、フロントハウジング５２、歯２６ａ、３３ａにより密閉される。
つまり、フロントハウジング５２の内壁において、吸入口５９を除く内壁面５２ａは、各スクリュロータ２６、３３の回転角の所定範囲内にてスクリュロータ２６、３３の吸入側端面と隣接する作動室の閉じ込みを設定する。
このとき、第１スクリュロータ２６の吸入側端面と隣接する作動室は、第１軸方向シール部、第２軸方向シール部及び径方向シール部のシール機能により、第２スクリュロータ３３の吸入側端面と隣接する作動室と非連通の状態にある。
因みに、図７（ａ）の状態では、第２スクリュロータ３３の吸入側端面に隣接する作動室に流体が吸入されている状態である。
このとき、第１スクリュロータ２６の吸入側端面と隣接する作動室は、第１軸方向シール部と径方向シール部のシール機能と、両スクリュロータ２６、３３の噛み合いにより、第２スクリュロータ３３の吸入側端面と隣接する作動室と非連通の状態にある。
図７（ｂ）に示すように、各スクリュロータ２６、３３の回転角が１８０°のとき、第１スクリュロータ２６の吸入側端面に隣接する作動室と、第２スクリュロータ３３の吸入側端面に隣接する作動室への流体の吸入が行われている状態である。
このとき、第１スクリュロータ２６の吸入側端面と隣接する作動室は、吸入口５９を通じて第２スクリュロータ３３の吸入側端面と隣接する作動室と連通する。
【００４４】
第２の実施形態に係るスクリュポンプ５０によれば、吸入口５９をフロントハウジング５２に設けることができる。
第１スクリュロータ２６及び第２スクリュロータ３３の吸入側端面に隣接される各作動室に流体が吸入されるタイミングを除くスクリュロータ２６、３３の回転角の所定範囲では、第１軸方向シール部、第２軸方向シール部及び径方向シール部がスクリュロータ２６、３３の吸入側端面と隣接する作動室と吸入室５２との連通を遮断し、作動室を閉じ込むことができる。
さらに言うと、スクリュポンプ５０は、第１の実施形態に係るスクリュポンプ１０の作用効果（１）〜（３）のうち作用効果（３）とほぼ同等の効果を奏する。
【００４５】
本発明は、上記の第１、第２の実施形態に限定されるものではなく、発明の趣旨の範囲内で種々の変更が可能である。
○上記の第１、第２の実施形態では、各環体の形状を円板としたが、環体の有底筒状の環体としてもよく、この場合、環体内にバランスウエイトを収容してもよいほか、環体内からさらに軸方向へ突出する突出部を有するバランスウエイトを設けるようにしてもよい。
【００４６】
○上記の第１、第２の実施形態では、各バランスウエイトは略半裁円柱状の形状としたがバランスウエイトの形状は特に制限されず、また、バランスウエイトの数も自由に設定することができる。また、バランスウエイトと環体を一体形成し環体の一部をバランスウエイトとしてもよい。あるいは、バランスウエイト、環体及びスクリュロータを一体形成してもよく、各要素を一体形成する場合、部品点数を削減することができる。
○上記の第１、第２の実施形態では、環体の外周面の径は、ピッチ円の径とほぼ一致するとしたが、環体の外周面の径は、ピッチ円以下であればよい。
○第１、第２の実施形態では、軸方向シール部を構成する円環面及び環体の外周面は円筒面で構成したが、円錐面の一部で形成してもよい。
【００４７】
○上記の第１、第２の実施形態では、不等リード部が吸入口側から吐出口側へ向けてリード角が減少する場合について説明したが、不等リード部のリード角の変化は必ずしも減少だけを意味せず、リード角の増加や増減の組み合わせも予定される。
○上記の第１、第２の実施形態では、スクリュポンプは両スクリュロータの軸線が水平となる横置きとしたが、例えば、縦置きでもよく、両ロータの向きは特に限定されず自由に設定してもよい。
【００４８】
○第１、第２の実施形態では、各スクリュロータの両端面からシャフトが突出して設けられ、「両持ち式」によりハウジングに軸支されるとしたが、例えば、スクリュロータの吸入口側端面にシャフトを設けず、吐出側端面にのみシャフトを設ける「片持ち式」により
○上記の第１、第２の実施形態では、両スクリュロータが１条のスクリュロータを有するとしたが、ねじの条数は特に限定されず、例えば、２条のスクリュロータとしてもよい。また、ロータにおけるつる巻き数も適宜の数に自由に設定される。
【図面の簡単な説明】
【００４９】
【図１】第１の実施形態に係るスクリュポンプの概要を示す水平断面図である。
【図２】図１におけるＡ−Ａ線矢視図である。
【図３】図１におけるＢ−Ｂ線矢視図である。
【図４】第１スクリュロータ及び第２スクリュロータの回転を説明する説明図であり、（ａ）はスクリュロータの回転角が０°のときの状態を示し、（ｂ）は回転角が７２°のときの状態、（ｃ）は回転角が１８０°のときの状態、（ｄ）は２２５°のときの状態を示す。
【図５】第２の実施形態に係るスクリュポンプの要部を示す水平断面図である。
【図６】（ａ）は第２の実施形態に係るスクリュポンプの正面図であり、フロントハウジングの一部を破断して示しており、（ｂ）は、吸入口を示すフロントハウジング５２の要部正面図である。
【図７】第２の実施形態に係るスクリュポンプの第１スクリュロータ及び第２スクリュロータの回転を説明する説明図である。
【符号の説明】
【００５０】
１０、５０  スクリュポンプ
１１、５１  ロータハウジング
１２、５２  フロントハウジング
１２ａ、５２ａ  ロータ用シール面
１４、５９  吸入口
１５  吐出口
１８、５５  第１環体収容部
１９、５６  第２環体収容部
２０、５７  第１円環面
２１、５８  第２円環面
２６  第１スクリュロータ
２６ａ  歯（第１スクリュロータ）
２６ｂ  溝（第１スクリュロータ）
２７  第１シャフト
３３  第２スクリュロータ
３３ａ  歯（第１スクリュロータ）
３３ｂ  溝（第１スクリュロータ）
３４  第２シャフト
３６  第１環体
３７  外周面（第１環体の）
３８  第１バランスウエイト
３９  第２環体
４０  外周面（第２環体の）
４１  第２バランスウエイト
Ｐ１、Ｐ２  回転軸心
ＣＰ１、ＣＰ２  ピッチ円
Ａ１〜Ｄ１、Ａ２〜Ｄ２、ａ〜ｆ  点
Ａ１Ｂ１、Ａ２Ｂ２  外周部
Ｃ１Ｄ１、Ｃ２Ｄ２  歯底部
Ａ１Ｃ１、Ａ２Ｃ２  第１曲線部
Ｂ１Ｄ１、Ｂ２Ｄ２  第２曲線部
【図１】
0004900270.tif 000002
【図２】
0004900270.tif 000003
【図３】
0004900270.tif 000004
【図４】
0004900270.tif 000005
【図５】
0004900270.tif 000006
【図６】
0004900270.tif 000007
【図７】
0004900270.tif 000008