The pressure seal for the vacuum pump

【０００１】
発明の技術分野本発明は、ルーツ（Ｒｏｏｔｓ）型多段ポンプ、クロー（ｃｌａｗ）型ポンプ、組み合せられたルーツおよびクロー型ポンプなどの多段乾式真空ポンプに関する。
【０００２】
このような多段乾式真空ポンプは、直列に接続される複数の圧縮段から構成される。
【０００３】
図１および図２は、従来技術の多段ルーツ型乾式ポンプを示している。 図２は、このようなルーツ型ポンプのステータを示す縦断面斜視図である。 ステータ１において、吸気口２と排気口３との間に、それぞれ参照符号４、５、６、７、および８が付けられた、５つの連続した圧縮チャンバを見ることができる。 隣接するチャンバは、それぞれの横断壁９、１０、１１、および１２によって分離され、それぞれの壁には、機械的に連動し、かつルーツ型またはクロー型の圧縮ローブ（ｃｏｍｐｒｅｓｓｉｏｎ ｌｏｂｅ）を支えている２本の平行なロータシャフト（図示せず）を通すために、横断壁１２内の穴１３および１４など、２つの穴が貫通している。 隣接するチャンバは、第１の圧縮チャンバ４の送気口を、第２の圧縮チャンバ５の吸気口に接続するガスフローダクト１５など、ガスフローダクトを経由して相互接続される。
【０００４】
圧縮チャンバ４〜８中に通っているロータローブは、穴１３および１４を貫通するロータシャフトの直径よりも大きい直径のものである。 したがって、単に軸方向に移動するだけで、ロータ全体を軸方向にステータ１内にはめ込むことは不可能である。 圧縮チャンバ４〜８を構成する空洞を作るような形で、一体のステータ１の機械加工を考えることも不可能である。
【０００５】
機械加工および組立てを共に可能とし、かつまた良好な密封性をも持たせるため、知られている乾式真空ポンプのステータは、一般に、それぞれ参照符号１６、１７、１８、１９、および２０が付けられた、複数のステータエレメントの軸方向のアセンブリとして組立てられ、それらのエレメントは、ステータエレメント１６の前端部壁２１などのそれぞれの前端部壁を介して互いに組み合わされ、壁の間に、それぞれシールリング２２、２３、２４、２５、および２６をはさみ、それらのシールリングは、各圧縮チャンバ４〜８を外部雰囲気から隔離するように、軸方向に圧縮される。
【０００６】
ルーツ型またはクロー型乾式ポンプのこのような構造によって、それぞれのステータエレメント１６〜２０を別個に機械加工することが必要になり、次いで、長時間かかり、かつ困難な組立て操作を実施することが必要となる。 組立て操作は、両ロータシャフトを支持枠にはめ込むこと、および第１のステータエレメント１６まで、最後の圧縮チャンバ８におけるローブの位置を調節すること、最後のステータエレメント２０をシールリング２６とともに位置決めすること、最後から２番目の圧縮チャンバ７についてローブをはめ込むこと、最後から２番目のステータエレメント１９をシールリング２５とともに配置すること、などである。 真空ポンプの各圧縮段でシールするために、ロータローブとステータ壁とのすきまを極めて狭くするとすれば、このような組立ての実施が特に長時間かかり、かつ困難であることが理解されるであろうし、一般に、５段乾式真空ポンプにおいてこの操作を実施するには、数時間の労力を要すると認められている。
【０００７】
このような知られている多段乾式真空ポンプにおける他の問題は、第１のステータエレメント１６と最後のステータエレメント２０との間で誤差が蓄積されやすいとすれば、ステータエレメントを互いに位置合わせするのが困難であり、したがって、大量生産において、ロータとステータとの間のすきまを制御することを困難にしている点である。
【０００８】
文献ＥＰ０４７６６３１ＡおよびＪＰ０３１４５５９４Ａは、一般にロータシャフトに平行な長手方向組立て面で径方向に共に組み立てられる、２つのハーフシェルから構成されるステータを有する真空ポンプ構造体を記載している。 ステータは、その両端部で軸方向にはめ込まれる２つのはめ込みエンドピースにより、リークのない方法で閉じられる。 これらの文献では、このような、２つのハーフシェルという形態にあるステータ構造の利点に言及していないし、また、これらの文献では、ステータとロータとの間の密封性を提供する手段を記述していない。
【０００９】
外部雰囲気とポンプの内部空洞との間にガスが通るのを防止するように、２つのハーフシェル間の長手方向組立て面における周縁部径方向の密封性を提供することと、同時に両端部においてハーフシェルとはめ込みエンドピースとの間に軸方向の密封性を提供することが、共に必要である点に困難性がある。
【００１０】
従来のやり方では、両端部における軸方向の密封性は、従来技術によるポンプの図１および図２に示す種類のシールリングによって提供することができ、また周縁部の径方向の密封性は、２つのハーフシェル間で圧縮される長手方向のガスケットによって提供することができると考えられる。 残念なことに、この解決方法では、両端部において、周縁部の径方向の密封性を提供するガスケットと、軸方向の密封性を提供するＯ−リングとの間に、漏洩ラインが存在するという事実から生じる、主要な欠点が提起される。 したがって、密封性が不十分である。
【００１１】
発明の概要本発明が提示する問題は、組立ての際、組み立てるべき部品の数を著しく低減することを可能にし、一方組立てを容易にし、かつ組立ての実施をより迅速にし、かつ一方でまた、ポンプ送りするガスが外部雰囲気により汚染されるどんな危険性をも、また外部雰囲気がポンプ送りするガスにより汚染されるどんな危険性をも回避するように、真空ポンプの内部空洞と外部雰囲気との間の満足される密封性を提供する、新しい多段乾式真空ポンプ構造体を構成することである。
【００１２】
本発明における解決方法は、２つのハーフシェルの形態にあるステータ構造体において、両タイプの密封性を同時に提供する、連続的な一体シールガスケットを提供することにある。
【００１３】
したがって、これらの目的、および他の目的を達成するため、本発明は、直列に配置される複数の圧縮段から構成される多段乾式真空ポンプであって、ポンプが、ステータ内に回転するように取り付けられた少なくとも１つのロータを有し、ステータが、その両端部で２つのはめ込みエンドピースによりリークしない方法で閉じられ、さらに、
− ステータが、２つのハーフシェルを長手方向組立て面で径方向に共に組み立てることにより製作され、したがって、各圧縮段が、それぞれのハーフシェルの２つの対応する部分に含まれ、２つのハーフシェルが、２つのハーフシェルを共に組み立てると全ての圧縮段を含み、
− 連続的な一体ガスケットが、圧縮段を外部雰囲気から隔離するように、ハーフシェルの長手方向組立て面における周縁部の径方向の密封性と、ハーフシェルとはめ込みエンドピースとの間の軸方向の端部密封性を、共に提供する役割を果たす、
真空ポンプを提供する。
【００１４】
有利な実施形態において、ガスケットは、２つの環状末端部分を備え、環状末端部分は、一般に互いに平行であり、かつ環状末端部分に対して一般に垂直な、２つの長手方向に伸びる部分によって相互接続される。
【００１５】
この構造体のシールガスケットでは、組み立てた状態において、ガスケットの長手方向に伸びる部分は、長手方向組立て面内において、２つのハーフシェル間で横方向に圧縮され、また２つの環状末端部分は、一方では一緒に作用する２つのハーフシェルと、他方ではそれぞれのはめ込みエンドピースとの間で圧縮される。
【００１６】
ガスケットの第１の環状末端部分に良好な圧縮を提供するため、共に組み立てた２つのハーフシェルにより構成される、ステータボディの第１の端部内の対応する軸方向の凹所（ｒｅｃｅｓｓ）をふさぐように形成した軸方向ノーズ（先端）を有する、第１のはめ込みエンドピースを用意するのが好ましい。 この方法で、ガスケットの第１の環状末端部分は、軸方向ノーズに対して２つのハーフシェルによって径方向に圧縮される。
【００１７】
軸方向ノーズは、ガスケットの前記第１の環状末端部分を受けるための、周縁部の環状みぞ（ｇｒｏｏｖｅ）を含むことが好ましい。
【００１８】
シールガスケットの位置決めを容易にし、かつその長手方向に伸びる部分に良好な圧縮を提供するため、少なくとも１つのハーフシェルは、その長手方向組立て面内に、ガスケットの長手方向に伸びる部分を受けるための２つの長手方向のみぞを有する。
【００１９】
ガスケットの第２の環状末端部分は単に、２つのハーフシェルの端部表面に対し第２のはめ込みエンドピースによって軸方向に圧縮できる。
【００２０】
２つのハーフシェルは、それらの第２の端部表面内に、それぞれのみぞを備えて、それらのみぞを、ガスケットの前記第２の環状末端部分を受けるように形成するのが好ましい。
【００２１】
本発明の他の目的、特性、および利点は、添付図面を参照して示している、具体的な実施形態についての下記の記述から明らかになる。
【００２２】
好ましい実施形態の説明図３から図１０の実施形態において、本発明の多段乾式真空ポンプは、５段ポンプであり、その中には、図１および図２に示し、同一の参照符号によって識別される、従来技術によるポンプの通常の構造エレメントを見ることができる。 したがって、吸気口２、図中に見ることができない排気口、連続する圧縮チャンバ４、５、６、７、および８、圧縮チャンバを分離する横断壁９、１０、１１、および１２、ロータシャフトを通す穴１３および１４、ならびに２つの連続する圧縮チャンバ間にガスを通すダクト１５がある。 図８では、ロータ５１および５２をも見ることができる。
【００２３】
本発明において、ステータは、それぞれ参照符号１０１および１０２が付けられた２つのハーフシェルから構成され、このハーフシェルは、長手方向組立て面３０上で組合される。 長手方向組立て面３０が平面であり、かつ、２つの連動するロータシャフトのそれぞれの軸Ｉ−Ｉおよび軸ＩＩ−ＩＩ（図３）を含むことが好ましい。
【００２４】
結果として、ハーフシェル１０１および１０２を径方向に共に組み立てた後、ポンプの各圧縮段、例えば第１の圧縮チャンバ４、および圧縮チャンバ４が含むロータローブから構成される第１の圧縮段は、それぞれのハーフシェル１０１および１０２の２つの対応する部分に含まれる。 言い換えると、共に組み立てたならば、２つのハーフシェル１０１および１０２は、ポンプの全ての圧縮段を含む。
【００２５】
このようにして、共に組み立てられたハーフシェル１０１および１０２により構成されるステータの主要ボディは、その両端部が、２つのはめ込みエンドピース、それぞれ第１のエンドピース３１および第２のエンドピース３２によって、リークしない方法で閉じられている。
【００２６】
本発明において、外部雰囲気と真空ポンプの内部空洞との間の密封性は、連続的な一体のシールガスケット３３が提供する。 図中に示しており、図９および図１０中に最も明瞭に見ることができる実施形態において、シールガスケット３３は、２つの環状末端部分３４および３５を備え、それらの環状末端部分は、一般に互いに平行であり、かつ一般にそれらに垂直な２つの長手方向に伸びる部分３６および３７によって相互接続される。 上述のステータの一般的構造に適合された本実施形態において、ガスケット３３の長手方向に伸びる部分３６および３７は、一般に互いに平行であり、それらは、対になって図のように向い合う、それぞれの接続領域３８、３９、４０、および４１を介して、２つの環状末端部分３４および３５を相互接続している。
【００２７】
図９に見ることができるように、本実施形態において、第１の環状末端部分３４は一般に円形であり、また、第２の環状末端部分３５よりも小さい直径であり、第２の環状末端部分３５は、互いに対して垂直方向にオフセットされ、連動するロータが占有する空間の周囲にはまるように、それ自体形状が長円である。 長手方向に伸びる部分３６および３７は、第２の環状末端部分３５のそれぞれ頂部および底部領域に、軸方向に直接接続されるが、長手方向に伸びる部分３６および３７は、第１の環状末端部分３４には、ベンド４２および４３を介して径方向に接続される。
【００２８】
図１０の実施形態において、ガスケット３３は、長手方向に伸びる部分３６および３７が断面である個所に見ることができるように、断面が実質的に円形である。 しかし、ガスケットは、何か他の形状、例えば正方形、長方形などの断面を有することが可能であろう。 ガスケットは、エラストマーで、または銅、アルミニウム、もしくはインジウム型金属などの任意の適当な材料で作ることができる。
【００２９】
より具体的に図３および図４を参照すると、第１のはめ込みエンドピース３１は、ステータの第１の端部における対応する軸方向の凹所４５をふさぐように形成した軸方向のノーズ４４を有する。 軸方向ノーズ４４は、ガスケット３３の第１の環状末端部分３４を受けるための周縁部の環状みぞ４６を有する。 結果として、組立てた位置において、ガスケット３３の第１の環状末端部分３４は、第１のはめ込みエンドピース３１の軸方向ノーズ４４上で、２つのハーフシェル１０１および１０２によって径方向に圧縮される。 環状みぞ４６は、断面を長方形とし、ガスケット３３の直径よりも浅い深さとすることができる。
【００３０】
図４から図６に示すように、ハーフシェル１０１および１０２の少なくとも１つ、例えばハーフシェル１０１は、その長手方向組立て面３０内に、ガスケット３３の長手方向に伸びるそれぞれ部分３６および３７を受けるための２つの長手方向みぞ４７および４８（図３）を有する。 結果として、ガスケット３３の長手方向に伸びる部分３６および３７は、長手方向組立て面３０内において２つのハーフシェル１０１および１０２間で横方向に圧縮される。 長手方向みぞ４７および４８の断面を長方形とし、ガスケット３３の直径よりも浅い深さとすることができる。
【００３１】
図４および図７中に見ることができるように、ガスケット３３の第２の環状末端部分３５は、２つのハーフシェル１０１および１０２に対し、ステータの第２のはめ込みエンドピース３２によって軸方向に圧縮される。 示した実施形態において、２つのハーフシェル１０１および１０２は、第１のハーフシェル１０１の端面４９（図３）などの第２の端部におけるそれらの端面にみぞを有し、みぞ５０などのこれらのみぞは、ガスケット３３の第２の環状末端部分３５を受けるために成形されている。 みぞ５０などのみぞの断面を長方形とし、ガスケット３３の直径よりも浅い深さとすることができる。 みぞ５０などのみぞは、連続的なみぞを構成するように互いに接続し、かつ前記みぞはまた、長手方向組立て面３０内の長手方向みぞ４７および４８と、それらの接続点で接続されている。
【００３２】
本発明のポンプを組み立てるには、ガスケット３３の第１の環状末端部分３４を、第１のはめ込みエンドピース３１の軸方向ノーズ４４の環状みぞ４６にはめ込み、次いで第１のハーフシェル１０１を横から、軸方向ノーズ４４に対して取付ける。 ガスケット３３の長手方向に伸びる部分３６および３７を、長手方向みぞ４７および４８中にはめ込み、ガスケット３３の第２の環状末端部分３５の第１の半分を、みぞ５０にはめ込む。 そうすると、ロータの取付けが可能となり、圧縮チャンバ４〜８においてロータローブを位置決めするのが容易になる。 その後、第２のハーフシェル１０２を、軸方向ノーズ４４に対するとともに、長手方向組立て面３０に対して、横方向に取付けることができ、ガスケット３３の第２の環状末端部分３５の第２の半分が、第２のハーフシェル１０２の対応する前端部みぞ内に挿入される。 その後、第２のはめ込みエンドピース３２を、ハーフシェル１０１および１０２の表面４９などの、端部表面に対して軸方向に導入することができる。
【００３３】
このようなポンプは、一般的な用途において、従来技術によるポンプよりも極めて迅速に組み立てることができる。 同時に、極めて有効なかつ満足される形で密封性が提供される。
【００３４】
本発明は特に、ルーツ型の、クロー型の、またはルーツおよびクロー型の多段一次ポンプを製作するのに適用される。
【００３５】
本発明は、上記において明確に記述した実施形態に限定されるものではなく、当分野における技術者の能力の範囲内にある種々の一般化および変形形態を含むものである。
【図面の簡単な説明】
【図１】多段乾式真空ポンプのステータについての、従来技術による構造体の分解された斜視図である。
【図２】ステータを組み立てた後の、図１におけるポンプを示す縦断面斜視図である。
【図３】本発明の実施形態を構成する乾式真空ポンプについて、第１のステータハーフシェルおよび第１のエンドピースを示す斜視図である。
【図４】両者間にはさんだ本発明のシールガスケットとともに、組み立てた後の第１のステータハーフシェルおよび第１のエンドピースを示し、かつまた組立て前の第２のステータハーフシェルおよび第２のエンドピースをも示す、分解された斜視図である。
【図５】図３および図４の実施形態について、シールガスケットとともにステータハーフシェルを示す、２つの異なった視点からの斜視図である。
【図６】図３および図４の実施形態について、シールガスケットとともにステータハーフシェルを示す、２つの異なった視点からの斜視図である。
【図７】シールガスケットを適所に配置した、先行図面のステータハーフシェルの内部表面を示す側面図である。
【図８】ロータを取付けた、切断面Ａ−Ａ上における図７のハーフシェルおよびガスケットの断面図である。
【図９】本発明の実施形態を構成するシールガスケットの斜視図である。
【図１０】図９のシール用ガスケットの断面図である。