(57)【要約】【課題】ケーシング内に外気を導入させることにより冷却効率を向上させると共に締め切り運転を可能とするコンパクトな単段ルーツ式真空ポンプを提供すること。【解決手段】吸込口１４は、各ロータ９，１１の回転軸８，１０の中心を結ぶ仮想線ｍに対して各々の回転軸８，１０の中心から１２ ０° の容積移動角度を越えた位置ｎに設けられ、吐出口１５は、仮想線ｍに対して各々の回転軸８，１０の中心から吸込口１４と反対方向に１２０°の容積移動角度を越えた位置ｏに設けられ、仮想線ｍから吐出口１５側の周壁部で、かつ、同仮想線ｍの近傍に、外気導入孔１６，１６を各ロータ９，１１に対応させてケーシング１内に連通するように設け、ケーシング１の一側部に取り付けたモータハウジング２に一方のロータの回転軸１０を出力軸とするビルトイン式モータ２５を設けた。【選択図】図３
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
吸込口と吐出口が形成されたケーシング内に一対の３葉のロータを設け、それら吸込口と吐出口との間が連通することのないように両ロータを回転させることにより吸込口から空気を吸入し、吸入した空気を吐出口から吐出する単段ルーツ式真空ポンプであって、
前記吸込口は、各ロータの回転軸の中心を結ぶ仮想線ｍに対して各々の回転軸の中心から１２０°の容積移動角度を越えた位置ｎに設けられ、前記吐出口は、各ロータの回転軸の中心を結ぶ仮想線ｍに対して各々の回転軸の中心から前記吸込口と反対方向に１２０°の容積移動角度を越えた位置ｏに設けられ、空気の吸引直後に吸込口側と吐出口側の間に各ロータの隣り合う葉片とケーシングの内壁面とで囲まれる２ヵ所の密閉空間を生じさせるように設け、前記仮想線ｍから吐出口側の周壁部で、かつ、同仮想線ｍの近傍に、外気導入孔を各ロータに対応させて前記ケーシング内に連通するように設け、前記ケーシングの一側部に取り付けられたモータハウジングに一方のロータの回転軸を出力軸とするビルトイン式モータを設けたことを特徴とする単段ルーツ式真空ポンプ。
【請求項２】
前記外気導入孔を横長のスリット形状に設けたことを特徴とする請求項1に記載の単段ルーツ式真空ポンプ。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、物品を吸盤で吸着して搬送する移動システム、真空下水道システムの集水タンクを負圧に保持するためなどの真空源に利用される単段ルーツ式真空ポンプに関する。
【背景技術】
【０００２】
上記移動システム、真空下水道システムのタンクの負圧保持等の真空源に利用される真空ポンプとして、特許文献１に示すような多段ルーツ式真空ポンプが使用されている。その真空ポンプではと吐出口との間に−７０ｋＰａ以上の真空圧力差を生じた場合、吐出口側のケーシングの温度が約１５０℃にもなることがある。その温度上昇に起因するトラブルを防止するため、最終段室の直前の真空作用を生ずる段室に外気又は冷却空気の導入口を設けるという冷却方法を採用した多段ルーツ式真空ポンプが開発されている（特許文献２）。
【０００３】
ところが、従来の多段ルーツ式真空ポンプは、製造コストが高く、設置スペースが大きくなるという欠点があった。
【０００４】
また、従来の単段ルーツ式真空ポンプにおいては、吸込口を完全に閉鎖した状態での運転、いわゆる「締め切り運転」ができなかった。
因みに、締め切り運転を行なうと、ポンプ全体の温度が高くなってロータを支持する軸受けが損傷し、或いはロータとケーシングとのクリアランスがなくなって回転不良を招く虞がある。
【特許文献１】特許第２６８４５２６号公報
【特許文献２】特許第３５７１９８５号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
本発明の目的は、ケーシング内に外気を導入させることにより冷却効率を向上させると共に締め切り運転を可能とするコンパクトな単段ルーツ式真空ポンプを提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
前記目的を達成するために請求項１に記載した発明は、吸込口と吐出口が形成されたケーシング内に一対の３葉のロータを設け、それら吸込口と吐出口との間が連通することのないように両ロータを回転させることにより吸込口から空気を吸入し、吸入した空気を吐出口から吐出する単段ルーツ式真空ポンプであって、
前記吸込口は、各ロータの回転軸の中心を結ぶ仮想線ｍに対して各々の回転軸の中心から１２０°の容積移動角度を越えた位置ｎに設けられ、前記吐出口は、各ロータの回転軸の中心を結ぶ仮想線ｍに対して各々の回転軸の中心から前記吸込口と反対方向に１２０°の容積移動角度を越えた位置ｏに設けられ、空気の吸引直後に吸込口側と吐出口側の間に各ロータの隣り合う葉片とケーシングの内壁面とで囲まれる２ヵ所の密閉空間を生じさせるように設け、前記仮想線ｍから吐出口側の周壁部で、かつ、同仮想線ｍの近傍に、外気導入孔を各ロータに対応させて前記ケーシング内に連通するように設け、前記ケーシングの一側部に取り付けられたモータハウジングに一方のロータの回転軸を出力軸とするビルトイン式モータを設けたことを特徴とする。
【０００７】
同様の目的を達成するために請求項２に記載した発明は、請求項1に記載の単段ルーツ式真空ポンプにおいて、前記外気導入孔を横長のスリット形状に設けたことを特徴とするものである。
【発明の効果】
【０００８】
（請求項１の発明）
この単段ルーツ式真空ポンプによれば、外気導入孔から多量の外気をケーシング内に導入することにより、−５０ｋＰａ以上の高真空下での運転が可能となった。各ロータの隣り合う葉片とケーシングの内壁面とで囲まれる密閉空間の総容積移動角度が２４０度となり、ロータの葉片の頂部とケーシングの内壁面とのシール部分の移動距離が大きくなるため、内部リーク量が少なくなって容積効率が向上した。さらに、吐出口側の空気が密閉空間内へ流入するタイミングが早いので外気流入量が多くなり、ポンプ本体の温度上昇が抑制されるので冷却効率が向上した。
【０００９】
加えて、多段ルーツ式真空ポンプに比べて設置スペースが小さくて済み、ビルトイン式モータの採用によりポンプ全体がコンパクト化され、締め切り運転が可能となった。
【００１０】
（請求項２の発明）
この単段ルーツ式真空ポンプは、外気導入孔を横長のスリット形状に設けているので当該導入孔の有効面積を大きくすることができ、ケーシングのコンパクト化を図ることができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１１】
以下に、本発明の最良の形態例を図面に基づいて説明する。図１は本発明の単段ルーツ式真空ポンプの正面図（ａ）及び側面図（ｂ）、図２は同、縦断側面図、図３は同、要部の縦断正面図、図４はケーシングの吐出口側の側面図、図５はロータの回転作用と外気のケーシング内への流入状況（ａ）〜（ｆ）を示す説明図である。
【００１２】
図２において、本発明に係る単段ルーツ式真空ポンプＰは、ケーシング１の一方の側部にモータハウジング２を、その他方の側部にギアハウジング５を取り付け、モータハウジング２に装着されたベアリング３と、ギアハウジング５に装着されたベアリング６とにより平行な２本の回転軸８，１０を回転自由に支持するように設け、ギアハウジング５から突出する回転軸８，１０の各軸端部に互いに噛合する一対のタイミングギヤ１２，１２を夫々取り付けている。７はギアハウジング５に取り付けられたギアカバーである。また、モータハウジング２には、同ハウジング２から突出する回転軸１０を出力軸とするビルトイン式モータ２５を設けている。２６はモータハウジング２に取り付けられたモータケーシング、２７はモータケーシング２６内を貫通する回転軸１０に取り付けられた回転子、２８は回転子２７に対応するようにモータケーシング２６側に設けられた固定子、２９はモータケーシング２６から外方へ突出する回転軸１０の先端部に取り付けられた冷却用ファン、３０はファンカバーである。
【００１３】
図３に示すように、吸込口１４と吐出口１５を形成したケーシング１内には、回転軸８，１０に夫々設けられた一対の３葉のロータ９，１１が互いに反対方向に回転可能に設けられており、両ロータ９，１１の回転作動により吸込口１４から吸入した空気を圧縮して吐出口１５から吐出するように構成されている。
なお、ケーシング１の内壁面１ａとロータ９，１１の各葉片の頂部との間には、周知のように一定寸法の微小間隙ｃを設けている。
【００１４】
上記吸込口１４には、各ロータ９，１１の回転軸８，１０の中心を結ぶ仮想線ｍに対して、各々の回転軸８，１０の中心から１２０°の容積移動角度を越えた位置ｎに横長形の口部１４ａを設けている。
【００１５】
前記吐出口１５には、各ロータ９，１１の回転軸８，１０の中心を結ぶ仮想線ｍに対して、各々の回転軸８，１０の中心より前記吸込口１４と反対方向に１２０°の容積移動角度を越えた位置ｏに横長形の口部１５ａを設けている。また、前記仮想線ｍから吐出口１５側のケーシング１の周壁部で、かつ、仮想線ｍの近傍には、横長のスリット形状の外気導入孔１６，１６が各ロータ９，１１に対応するように夫々設けられている。ｓは各ロータ９，１１の隣り合う葉片とケーシング１の内壁面１ａとにより囲まれる密閉空間を示す。
【００１６】
図１に本発明に係る単段ルーツ式真空ポンプＰの外観図を示す。図中、３１はケーシング１が固定されたベース、３２はケーシング１の吸込口１４に取り付けたサイレンサ、３３は外気導入孔１６，１６に取り付けたサイレンサ、３４は吐出口１５に取り付けたサイレンサである。それらサイレンサは、設置スペースを小さくするために小形のものを用いている。
以上により、本発明に係る単段ルーツ式真空ポンプＰが構成される。
【００１７】
次に、本発明の単段ルーツ式真空ポンプＰの作用について述べるに、モータ２５の作動によりロータ９，１１は互いに反対方向に回転作動して吸込口１４から空気を吸入し、その空気は圧縮されつつ、外気導入孔１６，１６から吸引された外気とと混合して圧縮熱の温度を低下させられて吐出口１５から吐出される。図５に、外気導入孔１６，１６から密閉空間ｓ内に外気が流入して移動する状況を示す。図中、梨地模様で表す部分は、ロータ９，１１の回転に伴って移動する密閉空間ｓ内に外気導入孔１６からの外気が流入するところを示している。
【００１８】
（実験）
本発明の単段ルーツ式真空ポンプＰの性能実験を行なった。その結果を表１に示す。
ただし、温度測定値については、最も温度条件の悪くなる締め切り圧力で３時間連続運転後の値を示す。
吸込口径：２０ｍｍ、モータ出力：１．５ｋＷ（２００ｖ、２ｐ）
【００１９】
【表１】
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【００２０】
上記実験の結果、単段ルーツ式真空ポンプＰで締め切り運転が可能で、温度上昇による影響も問題がないことが確認された。
【００２１】
以上に述べた通り、この単段ルーツ式真空ポンプによれば、外気導入孔から多量の外気をケーシング内に導入することができ、−５０ｋＰａ以上の高真空下での運転が可能となった。さらに、ポンプ本体の温度上昇が抑制されるので冷却効率が向上した。
【図面の簡単な説明】
【００２２】
【図１】本発明の単段ルーツ式真空ポンプの正面図（ａ）及び側面図（ｂ）
【図２】同、縦断側面図
【図３】同、要部の縦断正面図
【図４】ケーシングの吐出口側の側面図
【図５】ロータの回転作用と外気のケーシング内への流入状況（ａ）〜（ｆ）を示す説明図
【符号の説明】
【００２３】
Ｐ・・・本発明の係る単段ルーツ式真空ポンプ
１・・・ケーシング
１ａ・・・ケーシングの内壁面
２・・・モータハウジング
８，１０・・・回転軸
９，１１・・・ロータ
１４・・・吸込口
１５・・・吐出口
１６，１６・・・外気導入孔
２５・・・ビルトイン式モータ
ｍ・・・各ロータの回転軸の中心を結ぶ仮想線
ｓ・・・密閉空間
【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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