JPH0819905B2

JPH0819905B2 - 真空ポンプ

Info

Publication number: JPH0819905B2
Application number: JP21360392A
Authority: JP
Inventors: 駿介佐上
Original assignee: MIKUNI JUKOGYO
Current assignee: MIKUNI JUKOGYO
Priority date: 1992-07-16
Filing date: 1992-07-16
Publication date: 1996-03-04
Anticipated expiration: 2011-03-04
Also published as: JPH0650258A

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、吸入口及び吐出口を設
けた円環状のシリンダの中に２個のピストンを循環させ
て空気又はガスを吸入できるようにした真空ポンプに関
する。

【０００２】

【従来の技術】従来、真空ポンプとしては、往復動形式
のもの又はスクリユ形式のものが使用されている。

【０００３】従来の往復動形式のものでは、ピストンロ
ツド、クロスヘツド、コネクチングロツド、クランクシ
ヤフト等の往復動式に必要な構成部品の数が多いこと、
従来のスクリユ形式のものでは、回転運動部分における
摩擦のために動力損失が大きいことなどの問題があつ
た。また、ピストンロツド、コネクチングロツド、スク
リユシヤフトなどの貫通部分の密封のために複雑な構造
を持つた軸封装置が必要なことは、両形式に共通した大
きな問題であつた。さらに、従来の往復動形式のもので
は、吸入弁及び吐出弁が必要であつた。吸入弁及び吐出
弁は、弁前後の圧力差によつて開閉する自動弁構造のも
のが使用されたが、高真空になると、吸入弁では、弁の
内側と外側の圧力差が微小なために、弁板の開閉が制限
されるという問題があり、到達真空度に限度があつた。
また、強制弁にすると、構造が複雑になるという問題が
あつた。これらのために、従来の真空ポンプでは、高真
空又は多段化には複雑な構造を必要とし、重量軽減及び
小型化には限度があつた。

【０００４】

【発明が解決しようとする課題】本発明は、構成部品の
数が少ない上に、動力損失が少なく、また、軸封装置を
全く必要としないだけではなく、吸入弁及び吐出弁をも
必要としない、さらに、高真空又は多段化が容易で、重
量軽減及び小型化を計ることができる真空ポンプを提供
することを目的としている。

【０００５】

【課題を解決するための手段】上記の目的を達成するた
めに、本発明の真空ポンプは、一定の横断面を有する非
磁性の管状体からできた円環状のシリンダ１０と、シリ
ンダ１０に設けられてシリンダ１０の環状の中心１１に
関し所定の鋭角を挟むように配置された吸入口１２及び
吐出口１３と、シリンダ１０の中にそれぞれ移動可能に
内嵌された磁性を有する２個のピストン２０、２０と、
シリンダ１０に沿い一定速度で移動すると共にシリンダ
１０の環状の中心１１に関し前記所定の鋭角を挟むよう
に配置された第１の磁石３１及び第２の磁石３２と、第
１の磁石３１及び第２の磁石３２の回転方向において、
吐出口１３の下流の第１の位置１４及び吸入口１２の下
流の第２の位置１５に、シリンダ１０に沿つて設けられ
た第１の電磁石４１及び第２の電磁石４２とからなり、
２個のピストン２０、２０が、第２の磁石３２によつ
て、第２の位置１５から吸入行程を経て第１の位置１４
まで誘導され、また、第１の磁石３１によつて、第１の
位置１４から第２の位置１５まで誘導されて、シリンダ
１０の中を循環して空気又はガスを吸入するようにす
る。

【０００６】また、本発明の真空ポンプにおいては、ピ
ストンの一方２１が、励磁された第１の電磁石によつて
第１の位置１４に停止されている間に、ピストンの他方
２２が、第２の磁石３２によつて、第２の位置１５から
吸入行程を経て第１の位置１４に向けて誘導され、第１
の磁石３１が第１の位置１４に到着した時に、第１の電
磁石４１が解磁されることにより、ピストンの一方２１
が第１の位置１４から離れて第１の磁石３１によつて誘
導されるようになり、その後、第１の磁石３１によつて
誘導されたピストンの一方２１及び第２の磁石３２によ
つて誘導されたピストンの他方２２が、第２の位置１５
及び第１の位置１４にそれぞれ到着した時に、第２の電
磁石４２及び第１の電磁石４１が励磁されることによ
り、ピストンの一方２１及びピストンの他方２２が、第
２の位置１５及び第１の位置１４それぞれに停止され、
その後、第２の磁石３２が第２の位置１５に到着した時
に、第２の電磁石４２が解磁されることにより、ピスト
ンの一方２１が、第２の磁石３２によつて、第２の位置
１５から第１の位置１４に向けて誘導されるようにす
る。

【０００７】本発明の真空ポンプにおいては、第１の磁
石３１及び第２の磁石３２として、永久磁石又は常時励
磁されている電磁石が使用されることができ、また、第
１の電磁石４１及び第２の電磁石４２として、励磁され
た時に、第１の磁石３１及び第２の磁石３２より強い磁
力を持つようにした電磁石が使用されるものである。な
お、ピストン２０に永久磁石を埋め込むか、ピストン２
０を永久磁石で作ることによつて、第１の磁石３１、第
２の磁石３２、第１の電磁石４１及び第２の電磁石４２
がピストン２０を吸引する力を強めることができる。

【０００８】本発明の真空ポンプにおいては、シリンダ
１０の断面形状は円形であることが好ましい。この場合
のピストン２０の形状は、球状、直円柱状、部分トーラ
ス状等のものが適用されるが、部分トーラス状のもの
が、シリンダ１０の中で回転しないので好ましい。

【０００９】

【作用】上記のように構成された真空ポンプにおいて
は、円環状のシリンダ１０に内嵌された２個のピストン
２０、２０が、第１の磁石３１及び第２の磁石３２によ
つて誘導されて円環状のシリンダ１０の中を一定方向に
移動し、往復運動をすることなく、吸入行程を進行する
ように働く。また、ピストンの一方２１が第１の位置１
４に停止されている間に、ピストンの他方２２が、第２
の位置１５から吸入行程を経て第１の位置１４まで誘導
されることによつて、ピストンの他方２２の上流では、
ピストンの一方２１との間の拡大されて行くシリンダ空
間の中に、吸入口１２から空気又はガスが吸入され、ま
た、ピストンの他方２２の下流では、ピストンの一方２
１との間の縮小されて行くピストン空間の中の空気又は
ガスが吐出口１３から吐出されるように働く。さらに、
ピストンの他方２２が吐出口１３を覆つて通過する時
に、ピストンの一方２１が吸入口１２を覆つて通過する
ようにして、吸入弁及び吐出弁を不必要にするように働
く。吸入口１２及び吐出口１３がシリンダ１０の環状の
中心１１に関し鋭角を挟むように設けられること、言い
換えると、吸入口１２と吐出口１３とが接近して設けら
れることは、吸入行程を長くし、シリンダ１０の中に多
量の空気又はガスが吸入されるように働く。

【００１０】

【実施例】実施例について図面を参照して説明する。先
ず、図１に示すように、本発明の真空ポンプは、円環状
のシリンダ１０と、シリンダ１０に設けられた吸入口１
２及び吐出口１３と、シリンダ１０に内嵌された２個の
ピストン２０、２０と、シリンダ１０に沿い一定速度で
移動する第１の磁石３１及び第２の磁石３２と、シリン
ダ１０に接近して第１の位置１４及び第２の位置１５に
それぞれ配置された第１の電磁石４１及び第２の電磁石
４２とからなつている。

【００１１】シリンダ１０は、一定の横断面を有する非
磁性の金属又は合成樹脂の管状体からできて、環状の中
心１１を持つた環状の形状をしている。吸入口１２と吐
出口１３とは、環状の中心１１に関し所定の鋭角を挟む
ように配置されている。２個のピストン２０、２０は、
シリンダ１０の中にそれぞれ移動可能に内嵌する磁性金
属部分（図示しない）を備えている。第１の磁石３１と
第２の磁石３２とは、永久磁石で作られて、環状の中心
１１に関し前述の所定の鋭角を挟むように配置されて、
シリンダ１０に沿つて一定速度で移動するようになつて
いる。矢印３３は、第１の磁石３１及び第２の磁石３２
の移動の方向を示すもので、第１の磁石３１が先行し
て、第２の磁石３２が後に続く。第１の電磁石４１及び
第２の電磁石４２は、第１の磁石３１及び第２の磁石３
２の移動の方向（矢印３３の方向）において、吐出口１
３の下流にある第１の位置１４及び吸引口１２の下流に
ある第２の位置１５に設けられて、それぞれ励磁又は解
磁されるようになつている。

【００１２】実施例の作動を図面を参照して説明する。
図２乃至図５においては、説明を分かり易くするため
に、２個のピストン２０、２０を、ピストンの一方２１
及びピストンの他方２２として示す。先ず、図２は、ピ
ストンの一方２１が、励磁された第１の電磁石４１によ
つて第１の位置１４に停止され、また、励磁された第２
の電磁石４２によつて第２の位置１５に停止されていた
ピストンの他方２２が、第２の電磁石４２が解磁される
ことによつて、第２の位置１５から離れ、第２の磁石３
２によつて、第１の位置１４に向け誘導されようとして
いる状態を示す。その後、第１図に示すように、ピスト
ンの一方２１が第１の位置１４に停止されて、ピストン
の他方２２が、矢印３３の方向に第１の位置１４に向け
て誘導されることになる。ピストンの一方２１が第１の
位置１４に停止されている間に、ピストンの他方２２
が、第２の位置１５から第１の位置１４に向けて誘導さ
れることにより、ピストンの他方２２の上流では、ピス
トンの一方２１との間の拡大されて行くシリンダ空間の
中に、空気又はガスが吸入口１２から吸入され、また、
ピストンの他方２２の下流では、ピストンの一方２１と
の間の縮小されて行くシリンダ空間の空気又はガスが吐
出口１３から吐出される。

【００１３】図３に示すように、第１の磁石３１が第１
の位置１４に到着した時に、第１の電磁石４１が解磁さ
れることによつて、ピストンの一方２１が、第１の位置
１４から離れ、第１の磁石３１によつて誘導されるよう
になる。その後、図４に示すように、第１の磁石３１に
よつて誘導されたピストンの一方２１及び第２の磁石３
２によつて誘導されたピストンの他方２２がそれぞれ進
行して、同時に、吸入口１２及び吐出口１３を覆つて通
過する。その後、第５図に示すように、第１の磁石３１
によつて誘導されたピストンの一方２１及び第２の磁石
３２によつて誘導されたピストンの他方２２がそれぞれ
第２の位置１５及び第１の位置１４に到着した時に、第
２の電磁石４２及び第１の電磁石４１がそれぞれ励磁さ
れることによつて、ピストンの一方２１及びピストンの
他方２２が、第２の位置４２及び第１の位置４１にそれ
ぞれ停止される。その後、第２の磁石３２が第２の位置
１５に到着した時に、第２の電磁石４２が解磁されるこ
とによつて、ピストンの一方２１が、第２の位置４２を
離れ、第１の磁石３１によつて誘導されるようになる。
かくして、ピストンの他方２２が第１の位置４１に停止
されて、ピストンの一方２１が、第２の位置４２から第
１の位置４１に向け、第２の磁石３２によつて誘導され
るようになる。

【００１４】

【発明の効果】以上説明したように、本発明の真空ポン
プは、円環状のシリンダの中に２個のピストンを循環可
能に設けて、ピストンの一方が第１の位置に停止されて
いる時に、ピストンの他方が第２の位置から第１の位置
に向けて誘導されることによつて、ピストンの他方の上
流では、ピストンの一方との間の拡大されて行くシリン
ダ空間の中に、吸入口から空気又はガスが吸入されるよ
うにする。同時に、ピストンの他方の下流では、ピスト
ンの一方との間の縮小されて行くピストン空間の中に吸
入されていた空気又はガスが吐出口から吐出されるよう
にする。本発明の真空ポンプは、このように、往復運動
部分が全くない上に、従来のスクリユ形式の真空ポンプ
におけるような摩擦が全くない。従つて、動力損失が極
めて少ない上に、ピストンロツド、コネクチングロツ
ド、スクリユシヤフトなどの貫通穴部が全くないので、
貫通穴部を密封するための軸封装置を全く必要としな
い。また、ピストンの他方が第１の位置から第２の位置
に向けて移動される際に、吐出口を覆つて通過する時
に、ピストンの一方が吸入口を覆つて通過するようにし
て、吸入弁及び吐出弁が不必要になる。従つて、高真空
のもとの微小な圧力差によつて開閉されなければならな
いという従来の吸入弁（自由弁）の問題を完全に解決す
ることができるので、従来の真空ポンプと比較して、構
成部品点数が大幅に少なくなる。また、構成部品点数が
少ないということから、故障の確率が減少すると共に、
製作並びに組立、加工等の所要時間が少なくなることに
なる。さらに、シリンダを上下に積み重ねるだけで多段
にすることができるので、多段式が簡単に製作でき、真
空ポンプの性能向上が可能になる。本発明の真空ポンプ
は、上述のように、構成部品点数が少なく、容易に多段
化ができ、また、フライホイールを必要としないので、
製品重量及び製品容積を小さくすることができ、電力の
大幅な逓減を可能にする。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の真空ポンプの構成を示す略図の説明図
である。

【図２】実施例において、ピストンの一方が第１の位置
にあり、ピストンの他方が第２の位置にある状態を示す
略図の説明図である。

【図３】実施例において、第１の磁石が第１の位置に到
着した状態を示す略図の説明図である。

【図４】実施例において、ピストンの一方が吸入口を覆
つて通過し、ピストンの他方が吐出口を覆つて通過する
状態を示す略図の説明図である。

【図５】実施例において、ピストンの一方が第２の位置
にあり、ピストンの他方が第１の位置にある状態を示す
略図の説明図である。

【符合の説明】

１０シリンダ１１環状の中心１２吸入口１３吐出口１４第１の位置１５第２の位置２０ピストン２１ピストンの一方２２ピストンの他方３１第１の磁石３２第２の磁石４１第１の電磁石４２第２の電磁石

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】一定の横断面を有する非磁性の管状体か
らできた円環状のシリンダ１０と、シリンダ１０に設け
られてシリンダ１０の環状の中心１１に関し所定の鋭角
を挟むように配置された吸入口１２及び吐出口１３と、
シリンダ１０の中にそれぞれ移動可能に内嵌された磁性
を有する２個のピストン２０、２０と、シリンダ１０に
沿い一定速度で移動すると共にシリンダ１０の環状の中
心１１に関し前記所定の鋭角を挟むように配置された第
１の磁石３１及び第２の磁石３２と、第１の磁石３１及
び第２の磁石３２の回転方向において、吐出口１３の下
流の第１の位置１４及び吸入口１２の下流の第２の位置
１５に、シリンダ１０に沿つて設けられた第１の電磁石
４１及び第２の電磁石４２とからなり、２個のピストン
２０、２０が、第２の磁石３２によつて、第２の位置１
５から吸入行程を経て第１の位置１４まで誘導され、ま
た、第１の磁石３１によつて、第１の位置１４から第２
の位置１５まで誘導されて、シリンダ１０の中を循環し
て空気又はガスを吸入するようにしたことを特徴とする
真空ポンプ。
【請求項２】ピストンの一方２１が、励磁された第１
の電磁石４１によつて第１の位置１４に停止されている
間に、ピストンの他方２２が、第２の磁石３２によつ
て、第２の位置１５から吸入行程を経て第１の位置１４
に向けて誘導され、第１の磁石３１が第１の位置１４に
到着した時に、第１の電磁石４１が解磁されることによ
り、ピストンの一方２１が第１の位置１４から離れて第
１の磁石３１によつて誘導されるようになり、その後、
第１の磁石３１によつて誘導されたピストンの一方２１
及び第２の磁石３２によつて誘導されたピストンの他方
２２が、第２の位置１５及び第１の位置１４にそれぞれ
到着した時に、第２の電磁石４２及び第１の電磁石４１
が励磁されることにより、ピストンの一方２１及びピス
トンの他方２２が、第２の位置１５及び第１の位置１４
にそれぞれ停止されて、その後、第２の磁石３２が第２
の位置１５に到着した時に、第２の電磁石４２が解磁さ
れることにより、ピストンの一方２１が、第２の磁石３
２によつて、第２の位置１５から第１の位置１４に向け
て誘導されるようにする請求項１記載の真空ポンプ。