特許 5746887 油回転真空ポンプ

(19)【発行国】日本国特許庁(JP)

(12)【公報種別】特許公報(B2)

(11)【特許番号】5746887

(24)【登録日】2015年5月15日

(45)【発行日】2015年7月8日

(54)【発明の名称】油回転真空ポンプ

(51)【国際特許分類】

   F04C 25/02 20060101AFI20150618BHJP

   F04C 18/344 20060101ALI20150618BHJP

【ＦＩ】

   F04C25/02 L

   F04C18/344 351L

【請求項の数】2

【全頁数】12

(21)【出願番号】特願2011-60136(P2011-60136)

(22)【出願日】2011年3月18日

(65)【公開番号】特開2012-193721(P2012-193721A)

(43)【公開日】2012年10月11日

【審査請求日】2014年1月6日

(73)【特許権者】

【識別番号】591268623

【氏名又は名称】アルバック機工株式会社

(74)【代理人】

【識別番号】100104215

【弁理士】

【氏名又は名称】大森 純一

(74)【代理人】

【識別番号】100117330

【弁理士】

【氏名又は名称】折居 章

(72)【発明者】

【氏名】松尾 卓

(72)【発明者】

【氏名】鈴木 規浩

(72)【発明者】

【氏名】片岡 忠彦

(72)【発明者】

【氏名】竹内 健太郎

【審査官】 松浦 久夫

(56)【参考文献】

【文献】 特開平０３−０２６８９４（ＪＰ，Ａ）

【文献】 実開平０１−１０８３７６（ＪＰ，Ｕ）

【文献】 米国特許第５３０２０９６（ＵＳ，Ａ）

【文献】 米国特許第４３７３８８０（ＵＳ，Ａ）

(58)【調査した分野】（Int.Cl.，ＤＢ名）

Ｆ０４Ｃ ２５／０２

Ｆ０４Ｃ １８／３４４

(57)【特許請求の範囲】

【請求項1】

潤滑油の貯留室と、
前記貯留室と連通する通路と、吸気口と排気口とを有する円筒形状の内周面と、前記吸気口と前記排気口との間に第１の頂部を有する第１の曲面部と、前記排気口と前記第１の頂部との間に第２の頂部を有し前記第１の曲面部に連続して形成された第２の曲面部とを含むポンプ室と、
前記内周面に対向する外周面と、前記内周面上を摺動する摺動部とを有し、前記外周面の一部が前記第１の曲面部に近接するように前記ポンプ室に配置された回転体と、
前記ポンプ室に接続され、前記回転体を回転させる回転軸を有する駆動部と
を具備し、
前記第１の曲面部および前記第２の曲面部は、それぞれ前記外周面と同等の曲率半径を有し、
前記第１の曲面部と前記回転体との間隔が一定である
油回転真空ポンプ。

【請求項2】

請求項１に記載の油回転真空ポンプであって、
前記第１の曲面部および前記第２の曲面部は、それぞれ同等の曲率半径を有する曲面形状を含む
油回転真空ポンプ。

【発明の詳細な説明】

【技術分野】

【0001】

本発明は、油回転真空ポンプに関する。

【背景技術】

【0002】

油回転真空ポンプは、ポンプ室内で回転体を回転させながら、気体を吸入し、圧縮し、排出することによって所期のポンプ機能を実現する。このとき真空ポンプ油は、ポンプ室の内面上を摺動する回転体の潤滑と、回転体を回転させる回転軸を支持する軸受部の潤滑等に用いられる。

【0003】

油回転真空ポンプとしては、ゲーテ型、カム型、揺動ピストン型等の型式が知られている。ゲーテ型の場合、上記回転体は、ロータと複数のベーンとを含む回転翼に対応する。例えば下記特許文献１には、直列に接続された２つの回転体を有するゲーテ型の２段式油回転真空ポンプが記載されている。

【0004】

ゲーテ型の油回転真空ポンプにおいては、複数のベーンは、ロータの回転に伴ってポンプ室の内周面上を摺動し、吸気口から排気口へ気体を移送する。典型的には、上記ロータは、ポンプ室の上端に近接して配置されており、その上端を挟むように排気口と吸気口とがそれぞれ形成されている。そして、ポンプ室の上端とロータの外周面との間に形成された潤滑油の油膜によって、排気口側と吸気口側との間に所定の気密性が確保されている。

【先行技術文献】

【特許文献】

【0005】

【特許文献1】特開平７−７７１８４号公報

【発明の概要】

【発明が解決しようとする課題】

【0006】

上記構成の油回転真空ポンプにおいては、ベーンの摺動抵抗を低減する潤滑油が気体とともに排気口へ向かって移送される。ベーンが排気口を通過した後の潤滑油は、ポンプ室上端部の狭い隙間を介して吸気口側へ導かれる。一方、ポンプ室の圧力が低下するほど、ベーンによって掻き出される潤滑油の量が増加する。ポンプ室上端に導かれる潤滑油の量が所定以上になると、排気口とポンプ室上端部との隙間に潤滑油が閉じ込められ、潤滑油を吸気側に円滑に導くことが困難になる。その結果、上記隙間に閉じ込められた潤滑油がポンプ室の内壁やベーンに対して過大な負荷を生じさせ、異音や振動を発生させる場合がある。

【0007】

以上のような事情に鑑み、本発明の目的は、ポンプ室内の潤滑油に起因する異音や振動を低減することができる油回転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】

【0008】

上記目的を達成するため、本発明の一形態に係る油回転真空ポンプは、潤滑油の貯留室と、ポンプ室と、回転体と、駆動部とを具備する。
上記ポンプ室は、上記貯留室と連通する通路と、吸気口と排気口とを有する円筒形状の内周面と、上記吸気口と上記排気口との間に第１の頂部を有する第１の曲面部と、上記排気口と上記第１の頂部との間に第２の頂部を有し上記第１の曲面部に連続して形成された第２の曲面部とを含む。
上記回転体は、上記内周面に対向する外周面と、上記内周面上を摺動する摺動部とを有し、上記外周面の一部が上記第１の曲面部に近接するように上記ポンプ室に配置される。
上記駆動部は、上記ポンプ室に接続され、上記回転体を回転させる回転軸を有する。

【図面の簡単な説明】

【0009】

【図1】本発明の一実施形態に係る油回転真空ポンプの構成を示す部分破断側面図である。

【図2】上記油回転真空ポンプの要部拡大図である。

【図3】図２における［Ａ］−［Ａ］線方向断面矢視図である。

【図4】上記油回転真空ポンプにおける第２のポンプ室の内周面の要部拡大図である。

【図5】本実施形態と同様の油回転真空ポンプにおいて、第２のポンプ室の内周面がほぼ一様な円柱形状であった場合の一例を示した要部拡大図である。

【図6】本実施形態と同様の油回転真空ポンプにおいて、第２のポンプ室の内周面に第１の曲面部に対応する曲面部のみ形成された場合の一例を示した要部拡大図である。

【発明を実施するための形態】

【0010】

本発明の一実施形態に係る油回転真空ポンプは、潤滑油の貯留室と、ポンプ室と、回転体と、駆動部とを具備する。
上記ポンプ室は、上記貯留室と連通する通路と、吸気口と排気口とを有する円筒形状の内周面と、上記吸気口と上記排気口との間に第１の頂部を有する第１の曲面部と、上記排気口と上記第１の頂部との間に第２の頂部を有し上記第１の曲面部に連続して形成された第２の曲面部とを含む。
上記回転体は、上記内周面に対向する外周面と、上記内周面上を摺動する摺動部とを有し、上記外周面の一部が上記第１の曲面部に近接するように上記ポンプ室に配置される。
上記駆動部は、上記ポンプ室に接続され、上記回転体を回転させる回転軸を有する。

【0011】

上記油回転真空ポンプにおいて、回転体は、その外周面の一部と、ポンプ室の内周面上に形成された第１の曲面部とが近接するように配置されている。そして、回転軸を介して伝達される駆動部の回転駆動力を受けると、回転体はポンプ室内で回転し、上記内周面上における摺動部の移動によって吸気口から気体を吸入し、圧縮しつつ排気口から排出する。

【0012】

一方潤滑油は、貯留室から通路を介してポンプ室に導入され、摺動部を潤滑するとともに、上記内周面及び回転体の外周面に油膜を形成する。このため、摺動部が回転する際、気体とともに潤滑油が掻き出されながら排気口に向かって移送される。

【0013】

摺動部によって掻き出された潤滑油の量が増加した際、上記第１の曲面部と回転体の外周面との隙間や、これらと排気口との隙間に潤滑油が閉じ込められ、ポンプ室の内周面や摺動部に対して負荷を生じさせ、異音や振動を発生させることがある。上記油回転真空ポンプにおいては、第２の曲面部が、第１の曲面部と回転体の外周面と排気口とに囲まれた隙間を広げ、潤滑油を収容する緩衝部となることにより、潤滑油による負荷を低減し、異音や振動の発生を抑制することができる。

【0014】

また、上記油回転真空ポンプは、回転体が対向配置された第１の曲面部と、潤滑油を収容する第２の曲面部とが連続して形成されている。これによって、上記摺動部がポンプ室内周面を滑らかに移動することができる。

【0015】

上記油回転真空ポンプは、上記第１の曲面部および上記第２の曲面部が、それぞれ同等の曲率半径を有する曲面形状を含んでもよい。
これによって、第２の曲面部が第１の曲面部と同様の工程で形成することができ、容易かつ低廉に上記ポンプ室を製造することができる。

【0016】

上記油回転真空ポンプは、上記第１の曲面部および上記第２の曲面部が、それぞれ上記外周面と同等の曲率半径を有してもよい。
これによって、ポンプ室の内周面と回転体とのシール性が高まり、ポンプ機能を向上させることができるとともに、第２の曲面部が第１の曲面部と同様の工程で形成することができ、容易かつ低廉に上記ポンプ室を製造することができる。

【0017】

以下、図面を参照しながら、本発明の実施形態を説明する。

【0018】

（油回転真空ポンプの構成）
図１は、本発明の一実施形態に係る油回転真空ポンプを示す部分破断側面図である。本実施形態では、２段式の油回転真空ポンプを例に挙げて説明する。

【0019】

本実施形態の油回転真空ポンプ１は、本体１０と、駆動部２０と、ポンプ機構３０とを有する。図１においてＸ軸方向及びＹ軸方向は水平方向を示し、Ｚ軸方向は鉛直方向（重力方向）を示す。

【0020】

本体１０は、第１のケーシング１０１と、第２のケーシング１０２とを有する。第１のケーシング１０１は、本体１０の主要部を構成し、駆動部２０とポンプ機構３０とが各々組み付けられる。第２のケーシング１０２は第１のケーシング１０１の一端（図１において右端）に取り付けられ、内部にポンプ油（潤滑油）を貯留する貯留室１３を形成する。第２のケーシング１０２の所定位置には、貯留室１３内のポンプ油の液面Ｐｓを確認するためのレベルゲージ１０３が取り付けられている。

【0021】

本体１０は、吸気管１１と、排気管１２とを有する。吸気管１１は、第１のケーシング１０１に取り付けられ、図示しない吸気管接続部を介して真空チャンバ等に接続される。第１のケーシング１０１には、吸気管１１とポンプ機構３０との間を連絡する吸気通路１１１が形成されている。排気管１２は、第２のケーシング１０２に取り付けられ、ポンプ機構３０によって吸気管１１を介して吸入された気体を装置外部へ排出する。排気管１２には、図示しない排気管接続部等が接続される。

【0022】

駆動部２０は、ポンプ機構３０を駆動するモータと、当該モータを収容するモータケース等で構成されており、本体１０（第１のケーシング１０１）に取り付けられる。駆動部２０は、Ｙ軸方向に延在する回転軸２１を有し、回転軸２１をその軸回りに回転させる。回転軸２１は、上記モータの駆動軸に連結された軸部材であってもよい。この場合、上記軸部材は、上記駆動軸に直結されてもよいし、ベルトやギヤ等の回転伝達機構を介して駆動軸に接続されてもよい。回転軸は、例えば滑り軸受等によって回転可能に支持されている。

【0023】

ポンプ機構３０は、２段（two-stage）式のゲーテ型ポンプユニットで構成される。図２は、ポンプ機構３０の詳細を示す拡大図である。ポンプ機構３０は、第１のシリンダブロック３１と、第２のシリンダブロック３２と、中間ブロック３２１と、サイドカバー３３とを有する。

【0024】

第１のシリンダブロック３１は、第１のケーシング１０１を構成する隔壁１１２に固定される。中間ブロック３２１は、第１のシリンダブロック３１と第２のシリンダブロック３２との間に固定され、回転軸２１を支持する滑り軸受が挿通される挿通孔３２２を有する。中間ブロック３２１は、第１のシリンダブロック３１の内部に第１のポンプ室Ｐ１を形成する。第１のポンプ室Ｐ１には、第１の回転体Ｒ１が回転可能に収容されている。第１の回転体Ｒ１は、回転軸２１に連結された第１のロータ４１と、第１のロータ４１の周囲に径方向へ摺動可能に取り付けられた一対の第１のベーン５１（第１の摺動部）とを有する。

【0025】

サイドカバー３３は、第２のシリンダブロック３２に固定され、これにより第２のシリンダブロック３２の内部に第２のポンプ室Ｐ２が形成される。第２のポンプ室Ｐ２には、第２の回転体Ｒ２が回転可能に収容されている。第２の回転体Ｒ２は、回転軸２１に連結された第２のロータ４２と、第２のロータ４２の周囲に径方向へ摺動自在に取り付けられた一対の第２のベーン５２（第２の摺動部）とを有する。第１のシリンダブロック３１、第２のシリンダブロック３２及びサイドカバー３３は、例えばＹ軸方向に軸方向を有する複数本のネジ部材Ｂを介して隔壁１１２に固定される。

【0026】

ポンプ機構３０は、貯留室１３に貯留されたポンプ油によって潤滑される。ポンプ機構３０には、ポンプ油を第１のポンプ室Ｐ１及び第２のポンプ室Ｐ２へそれぞれ供給するための潤滑ライン（通路）が設けられている。上記潤滑ラインは、貯留室１３とポンプ室Ｐ１，Ｐ２との間でポンプ油を連通させる。

【0027】

上記潤滑ラインは、第１の貫通孔Ｌ１と、第２の貫通孔Ｌ２と、第３の貫通孔Ｌ３と、第４の貫通孔Ｌ４とを有する。以下の説明では、個別に説明する場合を除き、第１〜第４の貫通孔Ｌ１〜Ｌ４を総称して潤滑ラインＬとも称する。

【0028】

第１の貫通孔Ｌ１は、サイドカバー３３をＹ軸方向に貫通するように、回転軸２１の軸心から所定距離だけオフセットした位置に形成されている。また第２の貫通孔Ｌ２は、第２のロータ４２をＹ軸方向に貫通し、第２のロータ４２の任意の回転位置で第１の貫通孔Ｌ１と整列することが可能なように、回転軸２１の軸心から上記所定距離だけオフセットした位置に形成される。

【0029】

第３の貫通孔Ｌ３は、中間ブロック３２１をＹ軸方向に貫通し、第２のロータ４２の任意の回転位置で第２の貫通孔Ｌ２と整列することが可能なように、回転軸２１の軸心から上記所定距離だけオフセットした位置に形成される。第３の貫通孔Ｌ３の形成位置は特に限定されないが、本実施形態では、回転軸２１よりも重力方向に関して上方側に形成される。

【0030】

そして第４の貫通孔Ｌ４は、第１のロータ４１をＹ軸方向に貫通し、第１のロータ４１の任意の回転位置で第３の貫通孔Ｌ３と整列することが可能なように、回転軸２１の軸心から上記所定距離だけオフセットした位置に形成される。

【0031】

ロータ４１，４２の回転により各ポンプ室Ｐ１，Ｐ２には負圧が形成され、貯留室１３とポンプ室Ｐ１，Ｐ２との間に圧力差が生じる。これにより貯留室１３に貯留されたポンプ油は、潤滑ラインＬを介して、第１及び第２のポンプ室Ｐ１，Ｐ２へ供給されることになる。

【0032】

また、第１のポンプ室Ｐ１と駆動部２０との間において、回転軸２１の周囲にはオイルシールが装着されている。これにより第１のポンプ室Ｐ１から駆動部２０へのポンプ油の浸入が防止される。

【0033】

図３は、図２における［Ａ］−［Ａ］線方向断面図である。第２のポンプ室Ｐ２の内周面Ｎ２には、第２の吸気ポート（第２の吸気口）Ｔ２と第２の排気ポート（第２の排気口）Ｅ２とがそれぞれ形成されている。第２の吸気ポートＴ２は、第１のシリンダブロック３１、中間ブロック３２１及び第２のシリンダブロック３２に跨って形成された連絡通路１２１を介して第１の排気ポートＥ１に連通している。第２の排気ポートＥ２は複数でも単数でもよい。第２の排気ポートＥ２は、第２のシリンダブロック３２を径方向に貫通する。また、第２のシリンダブロック３２の周面には、第２の排気ポートＥ２を覆う排気弁Ｖ２がそれぞれ配置されている。排気弁Ｖ２はリード弁方式の逆止弁であり、第２の排気ポートＥ２内の圧力が所定値を超えたときに開弁し、気体を排出する。

【0034】

第２のロータ４２は、第２のポンプ室Ｐ２とほぼ同等の高さを有する円柱形状に形成されており、その軸心部には回転軸２１が固定されている。第２のベーン５２各々は、第２のロータ４２の周囲に１８０度間隔で放射状に形成された一対の溝内にそれぞれ配置されており、これらベーン５２の間には、第２のロータ４２及び回転軸２１を径方向に貫通するバネ６２が予め圧縮された状態で取り付けられている。

【0035】

第２のベーン５２各々は、第２のロータ４２の回転による遠心力及びバネ６２の弾性力を受けて第２のロータ４２の径外方に付勢され、各ベーン５２の先端部が第２のポンプ室Ｐ２の内壁面上に押し付けられる。そして、各ベーン５２の先端部は第２のポンプ室Ｐ２の内壁面を摺動する摺動部として機能し、第２の吸気ポートＴ２から第２の排気ポートＥ２へ気体を搬送する。このとき、第２のロータ４２は第２のポンプ室Ｐ２に対して偏芯して配置されているため、第２のロータ４２の回転位置において第２のベーン５２の突出量が変化し、したがって気体の搬送空間の容積も変化する。第２の排気ポートＥ２は上記搬送空間の容積が最も小さい領域に形成されているため、気体は圧縮されながら第２の排気ポートＥ２へ導かれることになる。

【0036】

第１のポンプ室Ｐ１は、第２のポンプ室Ｐ２と同様に、回転軸２１に対して偏芯した円筒形状に形成されているが、第１のポンプ室Ｐ１の容積は、第２のポンプ室Ｐ２の容積以上の大きさで形成されている。第１のポンプ室Ｐ１の内周面には、吸気通路１１１と連通する第１の吸気ポートＴ１と、第１のシリンダブロック３１を径方向に貫通する第１の排気ポートＥ１とがそれぞれ形成されている。第１の排気ポートＥ１は複数でも単数でもよい。また第１のシリンダブロック３１の周面には、各排気ポートＥ１を覆う排気弁Ｖ１がそれぞれ配置されている。排気弁Ｖ１はリード弁方式の逆止弁であり、第１の排気ポートＥ１内の圧力が所定値を超えたときに開弁し、気体を排出する。

【0037】

第１のロータ４１は、第１のポンプ室Ｐ１とほぼ同等の高さを有する円柱形状に形成されており、その軸心部には回転軸２１が固定されている。第１のベーン５１各々は、第１のロータ４１の周囲に１８０度間隔で放射状に形成された一対の溝内にそれぞれ配置されており、これらベーン５１の間には、第１のロータ４１及び回転軸２１を径方向に貫通する複数のバネ６１が予め圧縮された状態で取り付けられている。そして第１の回転体Ｒ１もまた、第１のロータ４１を回転させることで第１のベーン５１各々を第１のポンプ室Ｐ１の内壁面上を摺動する摺動部として機能し、第１の吸気ポートＴ１から第１の排気ポートＥ１へ気体を搬送する。

【0038】

図４は、図３に示した第２のポンプ室Ｐ２の内周面Ｎ２の詳細を示す拡大図である。なお、図４は、説明のため実際より強調して示している。内周面Ｎ２は、第１の曲面部Ｃ１と、第２の曲面部Ｃ２とを含む。なお、ロータ４２は破線で示している。また、第２のポンプ室Ｐ２内の、第２の曲面部Ｃ２とロータ４２と第２の排気ポートＥ２とで囲まれた領域をＳ１とし、網がけして示している。

【0039】

第１の曲面部Ｃ１は、例えばロータ４２の外周面と同等の曲率半径を有する曲面であり、第２の吸気ポートＴ２と第２の排気ポートＥ２との間に位置する第１のトップＴｐ１（第１の頂部）を含んでいる。破線で示したロータ４２は、図のように第１のトップＴｐ１に近接して配置されている。第１のトップＴｐ１を含む第１の曲面部Ｃ１とロータ４２の外周面との間には、例えば0.01〜0.05ｍｍの隙間が形成され、この隙間にポンプ油が満たされることで油膜が形成される。なお、第１のトップＴｐ１の位置は、第２の吸気ポートＴ２と第２の排気ポートＥ２との間であれば、特に制限されない。また、第１の曲面部Ｃ１が形成される領域は、第１のトップＴｐ１を含めば特に制限されない。

【0040】

第２の曲面部Ｃ２は、第１の曲面部Ｃ１に連続して形成され、例えばロータ４２の外周面と同等の曲率半径を持つ曲面であり、第２のトップＴｐ２（第２の頂部）を含んでいる。第２のトップＴｐ２は第２の排気ポートＥ２と第１のトップＴｐ１との間であればよく、その位置は特に制限されない。また、第２の曲面部Ｃ２が形成される領域は、第２のトップＴｐ２を含めば特に制限されない。

【0041】

（油回転真空ポンプの動作）
以上のように構成される本実施形態の油回転真空ポンプ１において、第１のロータ４１は、回転軸２１を介して伝達される駆動部２０の回転駆動力を受けて第１のポンプ室Ｐ１内で回転する。そして第１のポンプ室Ｐ１の内壁面上を摺動する第１のベーン５１によって第１の吸気ポートＴ１から気体が吸入され、圧縮された後、第１の排気ポートＥ１へ搬送される。

【0042】

ここで、例えば運転開始時のように、第１の排気ポートＥ１へ搬送された気体の圧力が所定値を超える場合、気体は排気弁Ｖ１を介して貯留室１３へ開放され、排気管接続部１２から排出される。また定常運転時等のように、第１の排気ポートＥ１から排出される気体の圧力が所定値以下の場合は、排気弁Ｖ１を開放せず連絡通路１２１を介して第２のポンプ室Ｐ２へ導入される。

【0043】

第２のロータ４２もまた、回転軸２１を介して伝達される駆動部２０の回転駆動力を受けて第２のポンプ室Ｐ２内で回転する。そして第２のポンプ室Ｐ２の内壁面上を摺動する第２のベーン５２によって、第２の吸気ポートＴ２から気体が吸入され、圧縮された後、第２の排気ポートＥ２へ搬送され、排気弁Ｖ２を開放して貯留室１３へ排出される。

【0044】

ここで、第２のポンプ室Ｐ２で吸引される気体は、第１のポンプ室Ｐ１から排出され連絡通路１２１を介して第２の吸気ポートＴ２へ到達した気体であるため、第２のポンプ室Ｐ２において当該気体はさらに圧縮されて排気される。このため本実施形態の油回転真空ポンプ１は、圧縮比が高く、低い到達圧力を得ることができる。

【0045】

本実施形態における第２のポンプ室Ｐ２は、第１の曲面部Ｃ１がロータ４２の外周面と同等の曲率半径を持つことによって、第１の曲面部Ｃ１の任意の位置におけるロータ４２との間隔がほぼ一定である。このため、第１の曲面部Ｃ１とロータ４２との隙間のほぼ全面に均一な油膜を形成でき、高いシール性を得ることができる。これにより、第２の排気ポートＥ２側で圧縮された気体を含むポンプ油が第２の吸気ポートＴ２側に過度に流入することを防ぎ、ポンプ室内を所望の圧力に保つことが可能となる。なお、第１の曲面部Ｃ１とロータ４２との間隔は特に制限されないが、０．０１〜０．０５ｍｍであれば、ポンプ油の油膜の形成を妨げず、良好なシール性を保つことができる。

【0046】

図５は、本実施形態と同様の２段式の油回転真空ポンプにおいて、第２のポンプ室Ｐ２０の内周面Ｎ２０が、ほぼ一様な円筒形状であった場合の一例を示した図である。なお、ロータ４２０は破線で示しており、内周面Ｎ２０とロータ４２０とが最も近接する位置をトップＴｐ１０とする。

【0047】

図５では、トップＴｐ１０における曲面部Ｃ１０とロータ４２０との間隔が最も狭く、内周面Ｎ２０の任意の位置においてロータ４２０との間隔が一定ではない。したがって、曲面部Ｃ１０とロータ４２０とのシール性が低い。このため、ベーンが内周面Ｎ２０上を回転し、第２の排気ポートＥ２０を通過した際に、第２の吸気ポートＴ２０側にポンプ油が容易に流入してしまう。この流入したポンプ油には圧縮気体が混入することがあり、この気体が第２の吸気ポートＴ２０側で膨張し、到達圧力を高めてしまうことがある。

【0048】

一方、図６は、本実施形態と同様の２段式の油回転真空ポンプにおいて、第２のポンプ室Ｐ２１の内周面Ｎ２１がほぼ一様な円筒形状であるが、第１の曲面部Ｃ１に対応する曲面部Ｃ１１のみ形成された場合の一例を示した図である。なお、ロータ４２１は破線で示している。曲面部C１１は、例えばロータ４２１の外周面と同等の曲率半径を持つ曲面であり、トップＴｐ１１を含んでいる。また、曲面部Ｃ１１とロータ４２１と第２の排気ポートＥ２１とで囲まれた領域をＳ１１とし、網がけして示している。この例では、本実施形態と同様に、曲面部Ｃ１１とロータ４２１との間にほぼ均一な油膜が形成され、シール性が保たれている。

【0049】

ベーンが内周面Ｎ２１上を回転し、第２の排気ポートＥ２１を通過する際、ベーンによってポンプ油も掻き出され、領域Ｓ１１に運ばれる。特に、第２のポンプ室Ｐ２１内が所望の圧力に達すると、第２のポンプ室Ｐ２１とポンプ油の貯留室との差圧が高まり、運転開始時と比較して多くのポンプ油がポンプ室に導入される。また、ポンプ室Ｐ１、Ｐ２の圧力が低下するほど各ポンプ室内のガスの容積が低下し、その分潤滑油の占める量が増加する。さらに、曲面部Ｃ１１とロータ４２１との間にすでに十分なポンプ油が存在する場合は、ベーンによって掻き出されたポンプ油が狭い隙間である領域Ｓ１１で急激な圧力上昇を起こし、ベーンがロータ４２１内に押し込まれ、異音や振動が生じることもある。

【0050】

これに対して本実施形態の油回転真空ポンプ１は、図４に示したように、第２のポンプ室Ｐ２の内周面Ｎ２に、第１の曲面部Ｃ１に連続して形成された第２の曲面部Ｃ２を有する。このため、図４の領域Ｓ１は、図６の領域Ｓ１１と比較して広い体積を有する。

【0051】

これによって、ベーン５２が内周面Ｎ２上を回転し、第２の排気ポートＥ２を通過する際、ベーン５２によってポンプ油も掻き出されるが、領域Ｓ１がポンプ油を収容する緩衝部として機能し、ポンプ油が第１の曲面部Ｃ１とロータ４２との間の油膜に接触する衝撃をやわらげる。さらに、ポンプ油が領域Ｓ１内で急激な圧力上昇を起こしにくいため、ベーン５２への衝撃もやわらぎ、ベーン５２がロータ４２内に押し込まれる際の異音や振動も抑制することができる。

【0052】

第２の曲面部Ｃ２の曲率は特に限定されず、内周面Ｎ２よりも大きな曲率で形成されていればよい。本実施形態では、例えばロータ４２の外周面と同等の曲率半径を持つ曲面で形成される。これにより、第１の曲面部Ｃ１において所期のシール性を確保しつつ、第２の曲面部Ｃ２において潤滑油による異音や振動の発生を効果的に抑えることができる。

【0053】

また、第１の曲面部Ｃ１と第２の曲面部Ｃ２とが連続的に形成されているため、両曲面部間におけるベーン５２の跳ね上がりによる異音の発生を抑えることができる。

【0054】

以上、本発明の実施形態について説明したが、本発明はこれに限定されることはなく、本発明の技術的思想に基づいて種々の変形が可能である。

【0055】

以上の実施形態では、第１の曲面部Ｃ１と第２の曲面部Ｃ２とがそれぞれロータ４２の外周面と同等の曲率半径を有するとして説明したが、勿論これに限られない。例えば、第１の曲面部Ｃ１は、対向するロータ４２の外周面との間に十分なシール性を有する油膜が形成される曲面であればよい。

【0056】

また、第２の曲面部Ｃ２は、第１の曲面部Ｃ１と連続して形成され、ロータ４２との間にポンプ油の緩衝部として十分な空間を形成できればよい。また、第２の曲面部Ｃ２と第２の排気ポートＥ２とを連通する通路を形成してもよいし、ポンプ油を吸収する吸収体等を設置してもよい。

【0057】

また、以上の実施形態では、２段式の油回転真空ポンプの２段側のポンプ室に限定して説明したが、同様の構造を１段側にも適応可能である。

【0058】

また以上の実施形態では、２段式の油回転真空ポンプを例に挙げて説明したが、これに限られず、１段式の油回転真空ポンプにも適用可能である。

【符号の説明】

【0059】

１ 油回転真空ポンプ
１０ 本体
１３ 貯留室
２０ 駆動部
２１ 回転軸
３０ ポンプ機構
３１ 第１のシリンダブロック
３２ 第２のシリンダブロック
４１ 第１のロータ
４２ 第２のロータ
５１ 第１のベーン
５２ 第２のベーン
３２１ 中間ブロック
Ｌ 潤滑ライン
Ｐ１ 第１のポンプ室
Ｐ２ 第２のポンプ室
Ｒ１ 第１の回転体
Ｒ２ 第２の回転体
Ｃ１ 第１の曲面部
Ｃ２ 第２の曲面部

【図1】

【図2】

【図3】

【図4】

【図5】

【図6】