JPH0819906B2

JPH0819906B2 - 真空ポンプおよび真空排気装置

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Publication number: JPH0819906B2
Application number: JP15355193A
Authority: JP
Inventors: 久男北條
Original assignee: Individual
Current assignee: Individual
Priority date: 1992-09-04
Filing date: 1993-06-24
Publication date: 1996-03-04
Anticipated expiration: 2011-03-04
Also published as: JPH06129354A

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】この発明は、筒状のシリンダと、
往復移動するピストンで構成した真空ポンプと、この真
空ポンプで構成した真空排気装置に関する。

【０００２】

【従来の技術】従来、真空ポンプには、種々の形式のも
のが知られている。大気圧より排気が行えるポンプとし
ては、油回転ポンプが最も一般的で、各方面に多用され
ている。然し乍ら、前記油回転ポンプは、ポンプ中の油
が真空容器側に逆拡散することが避けられないことか
ら、半導体デバイス製造装置や食品製造装置など、クリ
ーンな真空が要求される分野では、油の汚染を防止する
ための工夫が行われており、また、近来では油の汚染の
少ないルーツ型や、スクリュー型の真空ポンプが開発さ
れている。

【０００３】前記ルーツ型のポンプは、一組のローター
を平行な回転軸を介して微間隔を保った状態で並列し、
かつローターと筒状ケーシング間にも微間隙を保って組
立てられる。運転は各ローターを互いに逆方向で高速回
転させるようになっており、ローターとローター間にガ
スを閉じ込め、これを排気側に容積移送する構造で、通
常５〜６段で構成されている。また、前記スクリュー型
のポンプは、一組のスクリューの歯と歯を互いに咬合せ
た状態で高速に回転させるようになっており、スクリュ
ーの歯と歯の間にガスを取込み、これを容積移送によっ
て機械的に排気する構造である。

【０００４】

【発明が解決しようとする課題】前記ルーツ型やスクリ
ュー型の真空ポンプは、オイルフリーのクリーンな真空
を得る点で効果を達成しているが、未だ次のような問題
点があった。即ち、ルーツ型の真空ポンプの場合、大気
圧から１０^-1 Pa まで排気可能とする為に、ローターと
ローターの間及びローターとケースの間に微間隔を保っ
た単段ポンプが５段〜６段で構成されており、スクリュ
ー型の真空ポンプの場合も、１組のスクリューの歯と歯
の間に非接触の微間隔を保たせる必要があることから、
何れの真空ポンプも部品精度及び組立精度が要求される
結果、製造が難しいために、コストが高く、また、所要
の到達圧力を得るためには、段数を多くする必要がある
ため、ポンプが大型化する問題点があった。

【０００５】また、前記の油回転ポンプをはじめ、ルー
ツ型やスクリュー型の真空ポンプは、取付姿勢が決めら
れており、自由な取付姿勢を選定できない問題点があ
り、運搬の際にも、この取付姿勢を守って取扱わなけれ
ばならない不便さがあった。

【０００６】

【課題を解決する為の手段】この発明は前記のような問
題点に鑑みてなされたもので、クリーンな真空が得ら
れ、製造が容易で、かつ小形化が可能な真空ポンプおよ
び真空排気装置を提供することを目的としている。ま
た、取付や運搬の際の、ポンプの姿勢を自由にできる真
空ポンプを提供することも目的としている。

【０００７】斯る目的を達成するこの発明の真空ポンプ
は、軸受で摺動自在に支承された往復移動軸に径の異な
るピストン部を設けて構成した多段ピストンに、前記ピ
ストン部が収容されるピストン室を形成したシリンダが
装着され、多段ピストンの往復移動によって、各ピスト
ン端面と前記ピストン室の内端面間に、夫々流体空間が
形成可能としてあると共に、前記流体空間を互いに連通
させる為の通路が多段ピストン内部に設けられ、該通路
のピストン部側壁に形成した開口部と、ピストン室の内
壁で、前記通路の連通／遮断弁が構成してあることを特
徴としているものである。

【０００８】また、この発明の別の真空ポンプは、軸受
で摺動自在に支承された往復移動軸に、径の異なるピス
トン部を設けて構成した多段ピストンの、前記ピストン
部が前記往復移動軸方向で離接する２部材で構成され、
前記多段ピストンに前記ピストン部が収容されるピスト
ン室を形成したシリンダが装着され、多段ピストンの往
復移動によって、各ピストン端面と前記ピストン室の内
端面間に流体空間が形成可能としてあると共に、前記流
体空間を互いに連通させる為の通路が多段ピストン内部
に設けられ、該通路の連通／遮断弁が、前記離接する２
部材の対向部に構成してあることを特徴としている。

【０００９】一方、この発明の真空排気装置は、前記の
如くの真空ポンプを複数台と、各真空ポンプを直列又は
並列に接続する為の切換路とからなることを特徴として
いる。

【００１０】

【作用】この発明の真空ポンプによれば、シリンダ内
で、往復移動軸を介して多段ピストンを繰り返し往復移
動させると、多段ピストン内部に設けた通路が連通／遮
断弁を介して連通と遮断を繰り返し、各ピストン部の往
復移動方向両側に形成された流体空間内の流体（気体）
を圧縮し、或いは圧縮することなく、ピストン部を介し
て隣接する別の流体空間へと、順次移送することができ
る。

【００１１】移送される流体を収容する流体空間のシー
ル部が、多段ピストンを構成したピストン部の側壁とシ
リンダの内壁の対向部および往復移動軸の側壁とシリン
ダの内壁の対向部で構成されている。

【００１２】このように、軸方向に長い面状の間隙で構
成されるシール部の間隙は、軸受と摺動自在に支承され
る往復移動軸の支承構造部分で決定される。従って、ピ
ストンとシリンダーは非接触の構成が可能で、潤滑のた
めの油の必要をなくし、また、摩擦による熱の発生も小
さくできるため、油の汚染がないクリーンな真空を得る
ことができる。

【００１３】軸方向に長い面状の間隙によるシール部に
は、極微小の間隙を確保するべく、ピストンおよびシリ
ンダに高い精度が要求されるが、ピストンおよびシリン
ダともに、シール部は円筒面であるので、前記従来のル
ーツ型やスクリュー型に比較して格段に工作が容易であ
る。また、１組のピストンとシリンダで、ポンプ機構を
多段に構成することが可能なので、小型の真空ポンプが
提供できる。

【００１４】更に、油の使用を無くできるので、取付時
および運搬時の姿勢も自由にすることができる。

【００１５】

【実施例】以下、この発明のいくつかの実施例を図を参
照して説明する。

【００１６】図１および図２はこの発明の第１実施例の
真空ポンプであり、図中１が一体型の多段ピストン、２
が多段に構成されたシリンダである。多段ピストン１
は、図２に示したように、往復移動軸３の中間部に、小
径のピストン部４と筒状とした大径のピストン部５を一
体的に設けて構成されている。前記ピストン部４の上面
がピストン端面６、下面がピストン端面７を形成してい
ると共に、ピストン５の上面がピストン端面８、下面が
ピストン端面９を形成している。これらのピストン部
４、５は往復移動軸３と一体に構成されるが、往復移動
軸３にピストン部４、５を固着して一体化するなどの構
成とすることもできる。

【００１７】一方、多段のシリンダ２は、内部に、前記
小径のピストン部４を収容する第１ピストン室１０と大
径のピストン部５を収容する第２ピストン室１１を上下
に形成したもので、中心に往復移動軸３の挿通孔１２が
形成され、該挿通孔１２の端部に、往復移動軸３を摺動
自在に軸支する軸受１３ａ、１３ｂが設置してある。

【００１８】前記第１ピストン室１０および第２ピスト
ン室１１は、夫々、ピストン部４、５が往復移動（図中
上下に）できる距離に亘って形成してあり、ピストン部
４、５の往復移動に従って、ピストン端面６と第１ピス
トン室１０のシリンダ内端面１４が対向している、環状
の流体空間１５およびピストン端面７と第１ピストン室
１０のシリンダ内端面１６が対向している、環状の流体
空間１７、並びに、ピストン端面８と第２ピストン室１
１のシリンダ内端面１８が対向している、環状の流体空
間１９およびピストン端面９と第２ピストン室１１のシ
リンダ内端面２０が対向している、環状の流体空間２１
が、夫々形成できるようになっている。

【００１９】前記ピストン部４の内部には、通路２２、
２２が形成してある。通路２２は、開口部２３でピスト
ン部４のピストン端面６に開口していると共に、開口部
２５でピストン部４の外側壁２４に開口している。ま
た、前記ピストン部５の内部には二種類の通路２６、２
６、２７、２７が形成してある。これらの通路のうち、
通路２６は、開口部２９でピストン部５の内側壁２８に
開口していると共に、開口部３０でピストン端面９に開
口している。一方通路２７は、開口部３１でピストン部
５のピストン端面８に開口していると共に、開口部３３
でピストン部５の外側壁３２に開口している。

【００２０】一方、シリンダ２に形成した第１ピストン
室１０の内向内壁３４に凹部３５が形成してある。凹部
３５は、ピストン部４が最も上昇した時に、前記通路２
２の開口部２５が対向する位置に、開口部２５と正対す
る角度に亘って形成してあり、かつ通路２２と流体空間
１７が連通できる幅で形成してある。また、シリンダ２
に形成した第２ピストン室１１の内向内壁３６に凹部３
７が形成してある。凹部３７は、ピストン部５が最も上
昇した時に、前記通路２７の開口部３３が対向する位置
に、開口部３３と正対する角度に亘って形成してあり、
かつ、通路２７と流体空間２１が連通できる幅で形成し
てある。

【００２１】図中、３８は吸気口、３９は排気口であ
る。吸気口３８は、シリンダ２に形成した通路４０と連
通しており、通路４０の開口部４１が第２ピストン室１
１の内向内壁３６に開口している。開口部４１は、ピス
トン部５が最も下降した時、流体空間１９に開口する高
さとしてある。排気口３９は、シリンダ２に形成した通
路４２と連通しており、通路４２の開口部４３が挿通孔
１２の内壁に開口している。開口部４３は、ピストン部
４が最も下降した時、往復駆動軸３の側壁に形成した溝
４４を介して、流体空間１７と通路４２が連通する位置
としてある。

【００２２】前記各流体空間１５、１７、１９、２１を
形成するシリンダ内端面１４、１６、１８、２０には、
リリース弁４５の受圧側が臨ませてあり、各リリース弁
４５と前記排気口３９に連通する通路４２が、バイパス
通路４６で連通させてあり、夫々の流体空間１５、１
７、１９、２１内の圧力が、大気圧或いは予め定めた圧
力より高い圧力になった時には、リリース弁４５が開い
て、流体空間が排気口３９に直接連通できるようになっ
ている。

【００２３】上記実施例の真空ポンプは、往復駆動軸３
を往復駆動機構（図示していない。）で矢示Ａのように
往復移動させて、吸気口３８側の気体を流体空間１９、
２１、１５、１７へと順次移送し、排気口３９側へ排出
し、吸気口３８に接続した真空容器（図示していない）
を真空排気することができる。

【００２４】図３は、ピストン部４、５が、最も下降し
た状態(a) と最も上昇した状態(b)を、夫々示したもの
である。ピストン部４、５の往復移動によって生じる気
体の移送の様子を矢印によって示してある。(a) に示し
た矢印はピストン部４、５が(b) に示した状態から(a)
に示した状態に移行する行程の様子であり、(b) に示し
た矢印は逆の行程の様子である。

【００２５】吸気口３８を通して流体空間１９に吸い込
まれた気体は、ピストン部５が最も上昇した時、通路２
７と流体空間２１が凹部３７で連通する結果、流体空間
２１側に移送される（図(b) 参照）。

【００２６】流体空間２１に移送された気体は、ピスト
ン部５が最も下降した時、通路２６と流体空間１５が連
通する結果、流体空間１５に移送される（図(a) 参
照）。

【００２７】流体空間１５に移送された気体は、ピスト
ン部４が最も上昇した時に、通路２２と流体空間１７が
凹部３５で連通する結果、流体空間１７側に移送される
（図(b) 参照）。

【００２８】次に、流体空間１７に移送された気体は、
ピストン部４が最も下降した時に、流体空間１７と通路
４２が溝４４で連通する結果、排気口３９を通して排出
される( 図(a) 参照）。

【００２９】ピストン部４、５の上昇および下降の際
に、流体空間内の気体が一時的に圧縮される。圧縮され
た結果、流体空間内の圧力が所定の圧力（例えば大気
圧）を越えた時には、リリース弁４５が開となって、バ
イパス通路４６を通して、排気口３９へ、流体空間内の
気体の一部を直接排出する。尤も、流体空間内の圧力が
圧縮によって高い圧力になるのは、真空容器が大気圧の
状態から排気を開始した直後の短時間であるので、前記
リリース弁４５はポンプの運転中、常時開閉を繰り返す
ものではない。従って、リリース弁４５を介設したバイ
パス通路４６は、必ずしも全ての流体空間１５、１７、
１９、２１に対して設ける必要は無く、流体空間１９に
対してだけ設けるなどの変更が可能である。

【００３０】前記のような排気動作において、流体空間
１９と２１を連通させる通路が通路２７で構成され、該
通路２７の流通／遮断弁が、開口部３３と第２ピストン
室１１の内向内壁３６および内向内壁３６に形成した凹
部３７で構成されている。流体空間２１と１５を連通さ
せる通路は、通路２６で構成され、該通路２６の流通／
遮断弁が、開口部２９と第２ピストン室１１の外向内壁
４７で構成されている。また、流体通路１５と１７を連
通させる通路は、通路２２で構成され、該通路の流通／
遮断弁が、開口部２５と、第１ピストン室１０の内向内
壁３４および内向内壁３４に形成した凹部３５で構成さ
れている。

【００３１】これらの流通／遮断弁が閉の状態では、各
流体空間のシール部が、ピストン部４の外側壁２４と第
１ピストン室１０の内向内壁３４の面状の対向部、往復
移動軸３の外壁と挿通孔１２の内壁の面状の対向部、ピ
ストン部５の内側壁２８と第２ピストン室１１の外向内
壁４７の面状の対向部並びにピストン部５の外側壁３２
と第２ピストン室１１の内向内壁３６の面状の対向部で
構成される。

【００３２】即ち、各シール部は、軸方向に長い面状の
間隙とでき、シール用油などを介在させることなく、シ
ール機能を発揮させることができる。夫々の対向部は、
排気される気体の平均自由工程に対して、十分に短い距
離（５０〜１００μm ）となっていれば良く、多段ピス
トン１とシリンダ２の組立も、組立治具を必要とするこ
となく、通常の組立作業で行うことができる。この結
果、製造は容易である。

【００３３】前記シール部を構成する対向部は、接触状
態にすることも可能である。例えば、ピストン部４の径
をプラス側公差で製造し、シリンダ２の第１ピストン室
１０の径をマイナス側公差で製造する。組立後、多段ピ
ストン１を往復移動により、ピストン部４の外側壁２４
と第１ピストン室１０の内向内壁３４が互いに磨耗し、
対向間隙が実質的に０のシール部を得ることができる。
この場合、ピストン部４の外側壁２４の硬度を第１ピス
トン室１０の内向内壁３４の硬度に対して小さいことが
望ましく、材質や表面処理を考慮すると良いであろう。

【００３４】また、ピストン部４、５の外側壁２４、３
２およびシリンダ２における外向内壁４７に、夫々環状
凹入溝を形成して耐磨耗性リングを装着し、夫々のシー
ル部にシール材を介在させることもできる。耐磨耗性リ
ングを装着するだけで、軸方向に長い面状の間隙のシー
ル性能を簡単に向上させることができる。

【００３５】上記実施例においては、４つの流体空間１
５、１７、１９、２１の最大体積が、互いに等しくなる
ようにしてある。例えば、ピストン部４の直径を８０m
m、ピストン部５の内側壁２８の直径を８０mm、外側壁
３２の直径を１１０mmとし、往復移動のストロークを２
２．５mmとすると、夫々の流体空間の最大体積を約１１
０cc、最小体積を約３．５ccとすることができる。従っ
て、この大きさで圧縮比が約３０となり、理論的到達圧
力が１×１０^-1 Pa 、往復移動の速度を１８００rpmと
して、理論的排気速度が約２００ l／min の真空ポンプ
を得ることができる。

【００３６】図４は、ピストン部４、５の大きさを上記
のようにした試作機の排気速度の測定結果であり、１０
⁵Paから１０Paの範囲で約２００ l／min の排気速度が
観測された。１０Pa近辺から低い圧力では、排気速度の
減少が認められた。

【００３７】図５は同じく試作機の吸気口３８で測定し
た圧力で、８×１０^-2Paであった。排気口３９は大気圧
（約１０⁵Pa）とした場合であり、流体空間１９がステ
ージ４、流体空間２１がステージ３、流体空間１５がス
テージ２、流体空間１７がステージ１の圧力に相当す
る。

【００３８】次に図６は、給気口３８に、異なる容積の
真空容器を接続して、排気特性を測定した結果のグラフ
である。５０ l程度までの真空容器は、約３０分で到達
圧力である１０^-1Paまで排気することができた。

【００３９】次に図７は、この発明の第２実施例の真空
ポンプである。構造は第１実施例と略同様である。ピス
トン部は４８、４９、５０と３段とし、これに対応させ
て、流体空間も５１、５２、５３、５４、５５、５６の
６室が、ピストン部の往復移動方向の両側に形成できる
ようになっている。

【００４０】この実施例では、各流体空間の最大体積を
互いに等しくすることは困難で、給気口５７から排気口
５８へ向う移送方向で、最大体積が段階的に小さくなっ
ている。各流体空間５１、５２、…５６と、排気口５８
の間には、夫々、リリース弁５９を介設したバイパス通
路６０が、シリンダ６１に形成してある。

【００４１】この実施例の真空ポンプも、往復移動軸６
２を介してピストン部４８、４９、５０を往復駆動する
ことによって、吸気口５７側の気体を、流体空間５５、
５６、５３、５４、５１、５２へと順次移送して、排気
口５８へと排出することができる。

【００４２】次にこの発明の第３実施例の真空ポンプを
図８を参照して説明する。この実施例は前記第１実施例
と略同様の構成であるので、同一部材に同一符号を付し
て詳細な説明は省略する。

【００４３】第１実施例と異なる部分は、往復移動軸３
が、シリンダ２の両側に設置した軸受１３ｃ、１３ｄ
で、摺動かつ回転自在に軸支されている部分と、各部の
通路の連通／遮断をする為に設けた凹部３５、３７に代
えて、縦凹部６３、６４、６５、６６が設けられている
部分である。

【００４４】即ち、縦凹部６３、６４が、シリンダ２の
第１ピストン室１０の内向内壁３４の下部および第２ピ
ストン室１１の内向内壁３６の下部に設けられている
（図(c) 、(d) 参照）。また、縦凹部６５、６６がシリ
ンダ２の第２ピストン室１１の外向内壁４７の下部およ
びピストン部５の外側壁３２の上部に設けられている
（図(a) 、(b) 参照）。

【００４５】前記縦凹部６３、６４並びに縦凹部６５、
６６は夫々、往復移動軸３から見て同一角度の方向に設
けてあるのに対して、縦凹部６３と６５或いは縦凹部６
４と６６は異なる角度の方向に設けてある。即ち、往復
移動軸３を介してピストン部４、５を往復移動させる際
に、ピストン部４、５を回転させることによって、縦凹
部６３と開口部２５並びに縦凹部６４と開口部３３が対
向と非対向の間で変化し、通路２２、２７の連通／遮断
が行なわれるようになっている。同様に、縦凹部６５と
ピストン部５の内側壁２８に形成した開口部２９並びに
縦凹部６６と、吸気口３８に連通する通路４０の開口部
４１が対向と非対向の間で変化し、通路２６、４０の連
通／遮断が行なわれるようになっている。一方、往復移
動軸３の、ピストン４より下方の側壁には、縦凹部６９
が、前記開口部２８、２９、３３のうち一方の開口部
（図において右側）の方向と同一方向に向けて形成して
ある。

【００４６】以上のような構成によって、多段ピストン
１を図の(a) 、(b) 、(c) 、(d)のように往復移動させ
る場合、(a) 、(b) の下降工程では、通路４０、２６、
４２が連通状態、通路２７、２２が遮断状態とできるの
に対し、(c) 、(d) の上昇工程では、通路２７、２２が
連通状態、通路４０、２６、４２が遮断状態とすること
ができる。尚、多段ピストンを昇降に際して回転させる
が、図はシリンダ２を相対回転させて示してあるもので
ある。

【００４７】この実施例の真空ポンプもピストン部４、
５の回転と往復移動を、図の(a) 、(b) 、(c) 、(d) の
ように繰り返すことによって、吸気口３８から排気口３
９へ向けて、気体を流体空間１９、２１、１５、１７へ
と順次移送することができる。各工程における気体の流
れを、矢印で表わした。

【００４８】この実施例の場合、ピストン部４、５の往
復移動による流体空間内の気体の圧縮動作を無くするこ
とができるので、リリース弁を介設したバイパス通路を
省くことができると共に、気体の圧縮が無いので、ピス
トン部４、５を往復移動させる駆動源の所要パワーを極
めて小さくすることが可能である。

【００４９】また、水蒸気のような凝縮性のガスを排気
する場合に、排気中のガスの凝縮を避けることができ
る。

【００５０】図９は、この発明の第４実施例の真空ポン
プを表わしたものである。前記第１実施例のピストン部
４、５が一体物として構成したのに代えて、ピストン部
４、５が第１部材６８と第２部材６９の２部材で構成し
てあり、第２部材６９が往復移動軸３に沿って摺動し、
第１部材６８と離接できるようにしてある。

【００５１】ピストン部４、５を構成した第１部材６８
および第２部材６９内には、通路７０、７１、７２、７
３、７４、７５、７６、７７、７８が図示したように形
成してあり、これらの通路の連通／遮断が第１部材６８
と第２部材６９の離接によって行なわれるようになって
いる。７９はピン、８０はピン７９に対する逃げであ
る。第１実施例と同一の符号は同一の構成要素である。

【００５２】図１０は、この実施例の動作の様子を説明
する図である。図中、(a) は矢示Ａへ、(b) は矢示Ｂの
方向へ、夫々往復移動軸３を介してピストン部４、５を
移動させる場合を表わしている。矢示Ａの方向の移動の
工程では、前記第１部材６８と第２部材６９が離れて、
両部材の間に通路７３，７４が形成されるのに対し、矢
示Ｂの方向の移動の工程では、第１、第２部材６８、６
９は近接して、これらの通路７３、７４は形成されな
い。

【００５３】各工程における気体の流れを矢印で表わし
た。この実施例の場合も、流体空間内の気体の移送に際
し、圧縮動作を無くすることができる。従って、リリー
ス弁を介在させたバイパス通路を不要にでき、また、駆
動源の所要パワーを小さくすることができる。排気中、
凝縮性のガスが凝縮しないようにできる点は、前記第３
実施例と同様である。

【００５４】図１１は、ピストン部の形状を変更した第
５実施例の概略図である。ピストン部９０は凹入部分の
無い形状として、加工の容易性と、工作精度の向上が図
られるようにしたものである。ピストン部９０とシリン
ダ部９１の間で構成する流体通路の図示は省略してある
が、前記第１乃至第４実施例と同様の考え方で設けられ
ることは言うまでもない。

【００５５】次に図１２は、上記の実施例の真空ポンプ
を用いて構成した真空排気装置の図である。真空ポンプ
は、Ｐ₁、Ｐ₂で示してあり、前記第１実施例から第５
実施例の何れの真空ポンプでも良い。各真空ポンプの吸
気口３８と排気口３９の間に、図示したような管路８１
を設置し、該管路８１に弁Ｖ₁、Ｖ₂、Ｖ₃が介設して
あると共に、真空容器８２との接続部８３の近くに、圧
力ゲージＧが設けてある。

【００５６】このように構成した真空排気装置によれ
ば、弁Ｖ₁、Ｖ₂、Ｖ₃の開閉を制御することによっ
て、真空ポンプＰ₁、Ｐ₂は、並列接続状態と、直列接
続状態に切換えることが可能である。即ち、弁Ｖ₁、Ｖ
₃を開とし、弁Ｖ₂を閉にすると、真空ポンプＰ₁、Ｐ
₂は並列接続状態となり、１台の真空ポンプの排気速度
の２倍の排気速度の真空排気装置とすることができる。
一方、弁₁、Ｖ₃を閉とし、弁Ｖ₂を開とすると、真空
ポンプＰ₁、Ｐ₂が直列接続状態となり、到達圧力の低
い真空排気装置とすることができる。弁₁、Ｖ₂、Ｖ₃
の開閉制御は、圧力ゲージＧの出力に応じて、制御装置
（図示していない）で行うことも可能である。

【００５７】各ポンプの往復移動軸の駆動機構は、種々
の態様が考えられる。往復移動軸を直列に配列させて、
中間に駆動源（図示していない）を設置し、真空ポンプ
Ｐ₁、Ｐ₂の駆動を一つの駆動源で行うこともできる。
この場合、各ポンプの往復移動を逆位相とすることによ
って、駆動による振動を低減することが可能な場合があ
る。

【００５８】また、並列接続の場合に、真空ポンプＰ₁
の吸気口３８と流体空間１９が連通する時期と、真空ポ
ンプＰ₂の吸気口３８と流体空間１９が連通する時期の
位相を１８０度ずれるようにすると、真空容器８２に対
する排気の脈動を小さくすることができる。

【００５９】

【発明の効果】以上に説明した通り、この発明によれ
ば、クリーンな真空が得られると共に、製造を容易にで
き、かつ小形化可能な真空ポンプおよび真空排気装置を
提供できる効果がある。

【図面の簡単な説明】

【図１】この発明の第１実施例の断面図である。

【図２】同じく第１実施例の多段ピストンの斜視図であ
る。

【図３】(a) 、(b) は、同じく第１実施例の動作を説明
する図である。

【図４】同じく第１実施例の圧力と排気速度の関係を示
すグラフである。

【図５】同じく第１実施例の吸気口と排気口の圧力分布
を示すグラフである。

【図６】同じく第１実施例の排気時間と圧力の関係を示
すグラフである。

【図７】この発明の第２実施例の断面図である。

【図８】(a) 、(b) 、(c) 、(d) は、夫々、この発明の
第３実施例の断面図で、ピストン部の往復移動工程に従
って、動作を説明する図である。

【図９】この発明の第４実施例の断面図である。

【図１０】(a) 、(b) は、同じく第４実施例の動作を説
明する図である。

【図１１】この発明の第５実施例の概略断面図である。

【図１２】この発明の真空排気装置の実施例を示す系統
図である。

【符号の説明】

１多段ピストン２、６１シリンダ３、６２往復移動軸４、５、４８、４９、５０ピストン部６、７、８、９ピストン端面１０第１ピストン室１１第２ピストン室１３ａ、１３ｂ軸受１５、１７、１９、２１、５１、５２、…５６流体空
間１４、１６、１８、２０内端面２２、２６、２７、４０、４２、７０、７１、…７８
通路２３、２５、２９、３０、３１、３３、４１、４３開
口部３５、３７凹部３８、５７吸気口３９、５８排気口４５、５９リリース弁４６、６０バイパス通路６３、６４、…６６縦凹部６８第１部材６９第２部材８１管路８２真空容器

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】軸受で摺動自在に支承された往復移動軸
に径の異なるピストン部を設けて構成した多段ピストン
に、前記ピストン部が収容されるピストン室を形成した
シリンダが装着され、多段ピストンの往復移動によっ
て、各ピストン端面と前記ピストン室の内端面間に、夫
々流体空間が形成可能としてあると共に、前記流体空間
を連通させる為の通路が多段ピストン内部に設けられ、
該通路のピストン部側壁に形成した開口部と、ピストン
室の内壁で、前記通路の連通／遮断弁が構成してあるこ
とを特徴とする真空ポンプ
【請求項２】多段ピストンの各ピストン部の、ピスト
ン端面とピストン室の内端面間に形成される流体空間
は、最大体積を互いに等しくした請求項１記載の真空ポ
ンプ。
【請求項３】多段ピストンの各ピストン部の、ピスト
ン端面とピストン室の内端面間に形成される流体空間
は、最大体積を、ピストン部毎に異なる体積とした請求
項１記載の真空ポンプ。
【請求項４】多段ピストンの各ピストン部の、ピスト
ン端面とピストン室の内端面間に形成される流体空間の
うち、少なくとも一つの流体空間と排出口の間に、リリ
ース弁を介設したバイパス通路が設けてある請求項１記
載の真空ポンプ。
【請求項５】多段ピストンは、往復移動軸の回りで回
転可能としてある請求項１記載の真空ポンプ。
【請求項６】軸受で摺動自在に支承された往復移動軸
に、径の異なるピストン部を設けて構成した多段ピスト
ンの、前記ピストン部が前記往復移動軸方向で離接する
２部材で構成され、前記多段ピストンに前記ピストン部
が収容されるピストン室を形成したシリンダが装着さ
れ、多段ピストンの往復移動によって、各ピストン端面
と前記ピストン室の内端面間に流体空間が形成可能とし
てあると共に、前記流体空間を互いに連通させる為の通
路が多段ピストン内部に設けられ、該通路の連通／遮断
弁が、前記離接する２部材の対向部に構成してあること
を特徴とする真空ポンプ。
【請求項７】多段ピストンの各ピストン部の、ピスト
ン端面とピストン室の内端面間に形成される流体空間
は、最大体積を互いに等しくした請求項６記載の真空ポ
ンプ。
【請求項８】請求項１記載の真空ポンプを複数台と、
各真空ポンプを直列又は並列に接続する為の切換路とか
らなる真空排気装置。
【請求項９】請求項６記載の真空ポンプを複数台と、
各真空ポンプを直列又は並列に接続する為の切換路とか
らなる真空排気装置。