本發(fā)明涉及能夠減低動力的爪式泵(clawpump)。

背景技術(shù)：
爪式泵在形成泵室的機殼(housing)的內(nèi)部形成有鉤形的爪部的一對轉(zhuǎn)子(rotor)就這樣保持非常狹窄的間隔不變并以相同速度非接觸地向互相相反方向進(jìn)行旋轉(zhuǎn)。由這2個轉(zhuǎn)子來形成壓縮袋，從吐出口吐出由該壓縮袋壓縮了的壓縮氣體。爪式泵通過不使用潤滑油或密封液而連續(xù)地進(jìn)行抽吸、壓縮以及排氣，從而制作出真空狀態(tài)或者加壓空氣。這樣，因為不使用潤滑油等，所以具有清潔的排氣、吐出成為可能并且能夠?qū)崿F(xiàn)高于沒有壓縮行程的羅茨泵的壓縮比的優(yōu)點。圖5表示現(xiàn)有的爪式泵的一個例子。在圖5中，爪式泵100具有將泵室形成于內(nèi)部的機殼102，機殼102具有重疊了2個圓的一部分的截面形狀。機殼102的兩端面被側(cè)板(沒有圖示)遮蔽，吸入口108被形成于機殼102的周壁。在機殼102的內(nèi)部設(shè)置2根平行的旋轉(zhuǎn)軸110a以及110b，在旋轉(zhuǎn)軸110a以及110b上分別固定轉(zhuǎn)子112a以及112b。在轉(zhuǎn)子112a以及112b上分別形成互相非接觸地進(jìn)行咬合的鉤形的爪部114a以及114b。轉(zhuǎn)子112a以及112b向互相相反方向(箭頭方向)旋轉(zhuǎn)，氣體g被抽吸到連通于吸入口108的入口袋Po。之后，由轉(zhuǎn)子112a以及112b的旋轉(zhuǎn)而形成第1袋P1以及第2袋P2(參照圖5(D))。再有，第1袋P1以及第2袋P2合流而形成壓縮袋P(參照圖5(F))。壓縮袋P由轉(zhuǎn)子112a以及112b的旋轉(zhuǎn)而被縮小。吐出口116在連通于被縮小的壓縮袋P的位置上被形成于所述側(cè)板的一方。氣體g被壓縮袋P壓縮并從吐出口116被吐出。在爪式泵作為真空泵來使用的情況下，在吸入壓力為大氣壓的運轉(zhuǎn)時入口袋P0、第1袋P1以及第2袋P2的壓力基本上保持大氣壓。在壓縮袋P被形成之后的壓縮行程中壓縮袋P成為大氣壓以上。在轉(zhuǎn)子的旋轉(zhuǎn)方向下游側(cè)的壓力大于上游側(cè)的壓力的時候，相對于轉(zhuǎn)子發(fā)生與轉(zhuǎn)子的旋轉(zhuǎn)方向相反方向的反轉(zhuǎn)矩。在吸入壓力成為到達(dá)壓力的運轉(zhuǎn)時，入口袋P0、第1袋P1以及第2袋P2的壓力保持到達(dá)壓力(例如大約7,000Pa(絕對壓力)。到達(dá)壓力由于泵形式而不同)。壓縮袋P的壓力直到吐出口116被開放到大氣壓為止被維持在到達(dá)壓力，但是，如果吐出口116開始打開的話則大氣逆流到壓縮袋P并變成大氣壓。因此，轉(zhuǎn)子112a以及112b的下游側(cè)壓力比上游側(cè)壓力增大并且反轉(zhuǎn)矩增大。在專利文獻(xiàn)1中公開有爪式泵的一個例子。該爪式泵的機殼由重疊2個圓的一部分的截面形狀的氣缸、堵塞該氣缸的兩端的2個側(cè)板來構(gòu)成。吐出口被設(shè)置于在壓縮袋上進(jìn)行開口的位置，吐出效率良好，所以被形成于所述一對側(cè)板的兩方?，F(xiàn)有技術(shù)文獻(xiàn)專利文獻(xiàn)專利文獻(xiàn)1：日本特開2011-038476號公報

技術(shù)實現(xiàn)要素：
發(fā)明所要解決的技術(shù)問題在爪式泵作為真空泵來進(jìn)行使用的情況下，不得不進(jìn)行吸氣的氣體壓力具有從大氣壓到到達(dá)壓力(真空壓附近)的寬度。在吸入壓力為到達(dá)壓力附近的運轉(zhuǎn)中，沒有氣體的流動，氣體的排出所必要的能量小也是可以的。另外，在吐出口沒有被開放到大氣壓的時候反轉(zhuǎn)矩小。但是，會有如下問題：如果吐出口被開放到大氣的話則因為大氣逆流到真空狀態(tài)的泵式并且轉(zhuǎn)子的下游側(cè)泵室的壓力上升到大氣壓附近，所以反轉(zhuǎn)矩增大并且泵動力增大。為了避免該問題，有必要盡量減小吐出口的面積來抑制大氣的逆流。在剛運轉(zhuǎn)開始后吸入壓力在大氣壓附近的情況下，從泵室排出大量氣體。為了不發(fā)生壓力損失并且排出大量氣體而需要充分寬的面積的吐出口。另外，如果壓力損失變大的話則會有泵動力增大等的問題。如上所述，在吸入壓力為到達(dá)壓力附近的運轉(zhuǎn)時和在吸入壓力為大氣壓附近的運轉(zhuǎn)時，相對于吐出口的需求相反。因此，不能夠?qū)?yīng)于兩方的需求并且不能夠減低泵動力。專利文獻(xiàn)1所公開的爪式泵具有用于提高吐出效率的吐出口的結(jié)構(gòu)，但不能夠滿足所述需求并減低泵動力。本發(fā)明是為了解決上述技術(shù)問題而完成的發(fā)明，其目的在于，提供一種通過對應(yīng)于相對于吐出口的相反的需求從而能夠減低泵動力的爪式泵。解決問題的技術(shù)手段為了達(dá)到上述目的，本發(fā)明應(yīng)用于爪式泵，其具備：機殼，形成將2個圓的一部分重疊后的截面形狀的泵室；2根旋轉(zhuǎn)軸，在該機殼的內(nèi)部被互相平行地配置并且向相反方向同步旋轉(zhuǎn)；一對轉(zhuǎn)子，在該機殼的內(nèi)部分別被固定于該2根旋轉(zhuǎn)軸并且形成有以互相非接觸的狀態(tài)進(jìn)行咬合的鉤形的爪部；旋轉(zhuǎn)驅(qū)動裝置，經(jīng)由2根旋轉(zhuǎn)軸來旋轉(zhuǎn)驅(qū)動這一對轉(zhuǎn)子；吸入口以及吐出口，被形成于機殼的間隔壁并連通于泵室。在本發(fā)明的一個實施方式中，吐出口由在連通于由一對轉(zhuǎn)子的一方和機殼的間隔壁形成的第1袋以及由一對轉(zhuǎn)子的另一方和機殼的間隔壁形成的第2袋進(jìn)行合流而被形成的壓縮空間中在壓縮行程的初期被形成的初期壓縮空間的位置上進(jìn)行形成的第1吐出口、在連通于所述壓縮空間中在壓縮行程的末期被形成的末期壓縮空間的位置上進(jìn)行形成的第2吐出口來構(gòu)成。于是，第1吐出口具備在初期壓縮空間的壓力到達(dá)大氣壓以上的閾值的時候開放第1吐出口，在沒有到達(dá)所述閾值的時候關(guān)閉第1吐出口的開閉機構(gòu)。在吸入壓力為大氣壓附近的運轉(zhuǎn)時并且在泵室在壓縮行程的初期成為所述閾值以上的時候，由于能夠通過第1吐出口從泵室吐出大量氣體而能夠避免氣體的無用的壓縮。因此，第1吐出口被形成于連通于第1袋和第2袋進(jìn)行合流而形成的壓縮空間中在壓縮行程的初期被形成的初期壓縮空間的位置的機殼間隔壁。另外，在作為真空泵來使用的情況下，在吸入壓力為到達(dá)壓力附近的運轉(zhuǎn)時，因為初期壓縮空間的壓力沒有到達(dá)所述閾值因而第1吐出口被開閉機構(gòu)關(guān)閉，所以能夠防止大氣向泵室發(fā)生逆流。通過設(shè)置這樣進(jìn)行動作的第1吐出口從而能夠抑制相對于轉(zhuǎn)子的反轉(zhuǎn)矩的發(fā)生，并且能夠減低泵動力。還有，優(yōu)選第1吐出口的開口面積較大。通過增大第1吐出口的面積從而能夠減少壓力損失，并且能夠減低泵動力。第2吐出口在吸入壓力為到達(dá)壓力附近的運轉(zhuǎn)時作為氣體吐出用來使用。第2吐出口被形成于連通于第1袋和第2袋進(jìn)行合流而被形成的壓縮空間中在壓縮行程的末期被形成的末期壓縮空間的位置的機殼間隔壁。通過將第2吐出口形成于末期壓縮空間從而能夠縮短大氣的逆流發(fā)生的時間。因為從第2吐出口被吐出的氣體為少量，所以開口面積可以減小。因此，可以使第1吐出口的開口面積大于第2吐出口的開口面積。開閉第1吐出口的開閉機構(gòu)的閾值可以設(shè)為無限制接近于大氣壓的值。由此，在初期壓縮空間的壓力沒有變高的期間因為能夠開放第1吐出口，所以能夠有效地防止反轉(zhuǎn)矩的發(fā)生。另外，第2吐出口以連通于壓力變高的末期壓縮空間的形式被形成，所以與第1吐出口相比難以發(fā)生大氣的逆流。因此，即使就這樣被開放也能夠抑制反轉(zhuǎn)矩的發(fā)生。作為本發(fā)明的一個實施方式，第1吐出口可以配置于連通于比第2吐出口更靠近一對轉(zhuǎn)子的旋轉(zhuǎn)方向上游側(cè)的初期壓縮空間的位置。由此，因為能夠在壓縮行程的初期提早開放第1吐出口，所以能夠提早消除氣體的過壓縮。另外，作為本發(fā)明的一個實施方式，機殼可以由重疊了2個圓的一部分的截面形狀的氣缸、堵塞氣缸的旋轉(zhuǎn)軸的軸向兩端面的一對側(cè)板來進(jìn)行構(gòu)成。然后，將第1吐出口形成于氣缸，將第2吐出口形成于一對側(cè)板的一方而且能夠形成于不連通于初期壓縮空間而連通于末期壓縮空間的位置。這樣，通過將第2吐出口形成于側(cè)板的一方從而能夠擴大第2吐出口的配置的自由度并且有第2吐出口的加工變得容易等的優(yōu)點。另外，通過將第2吐出口形成于不連通于初期壓縮空間而連通于末期壓縮空間的位置從而能夠有效地防止大氣向泵室發(fā)生逆流。作為本發(fā)明的一個實施方式，可以由開閉第1吐出口的閥體、相對于該閥體向關(guān)閉第1吐出口的方向施壓彈性力的彈簧構(gòu)件來構(gòu)成所述開閉機構(gòu)，以在所述初期壓縮空間的壓力到達(dá)所述閾值的時候開放第1吐出口，在沒有到達(dá)所述閾值的時候關(guān)閉第1吐出口的形式調(diào)整該彈簧構(gòu)件的彈性力。由此，能夠簡易而且低成本地制作開閉機構(gòu)。作為所述開閉機構(gòu)的別的實施方式，可以由檢測初期壓縮空間的壓力的壓力傳感器、開閉第1吐出口的電磁閥、以輸入該壓力傳感器的檢測值并在所述初期壓縮空間的壓力到達(dá)閾值的時候開放第1吐出口，在沒有到達(dá)所述閾值的時候關(guān)閉第1吐出口的形式控制電磁閥的動作的控制裝置來進(jìn)行構(gòu)成。由此，有能夠以所述閾值正確地控制第1吐出口并且所述閾值的變更對應(yīng)于爪式泵的運轉(zhuǎn)條件的變更變得容易等的優(yōu)點。發(fā)明的效果根據(jù)本發(fā)明的幾個實施方式，能夠以設(shè)置第1吐出口以及第2吐出口等的簡易而且低成本的手段來減低爪式泵的泵動力。附圖說明圖1(A)～(H)是按行程順序表示本發(fā)明的第1實施方式所涉及的爪式泵的正面剖視圖。圖2是所述爪式泵的底面圖。圖3是本發(fā)明的第2實施方式所涉及的爪式泵的正面剖視圖。圖4是本發(fā)明的第3實施方式所涉及的爪式泵的正面剖視圖。圖5(A)～(H)是按行程順序表示現(xiàn)有的爪式泵的正面剖視圖。具體實施方式以下，使用附圖所表示的實施方式來詳細(xì)地說明本發(fā)明。但是，該實施方式所記載的構(gòu)成部件的尺寸、材質(zhì)、形狀、其相對配置等并不特別限定于特定的記載，并且不是將本發(fā)明的范圍僅限定于此的宗旨。(第1實施方式)接著，根據(jù)圖1以及圖2說明本發(fā)明的第1實施方式所涉及的爪式泵。在圖1以及圖2中，本實施方式所涉及的爪式泵10A是作為真空泵來使用的例子。具有將泵室形成于內(nèi)部的機殼12。如圖2所示，機殼12由重疊了2個圓的一部分的截面形狀的氣缸14、堵塞氣缸14的兩端面的一對側(cè)板16a以及16b來構(gòu)成。在氣缸14形成有吸入口18，吸入口18被配置于連通于氣體沒有被壓縮的入口袋P0的位置。換言之，氣缸14具有重疊了2個圓筒的一部分的形狀，吸入口18被形成于第1圓筒部分和第2圓筒部分合起來的地方。在機殼12的內(nèi)部，2根旋轉(zhuǎn)軸20a以及20b被互相平行地配置。在機殼12的內(nèi)部，轉(zhuǎn)子22a以及22b分別被固定于旋轉(zhuǎn)軸20a以及20b。旋轉(zhuǎn)軸20a以及20b被延伸設(shè)置至機殼12的外側(cè)，齒輪26a以及26b分別被設(shè)置于旋轉(zhuǎn)軸20a以及20b的端部。齒輪26a以及26b由電動馬達(dá)28而以相同速度向互相相反方向進(jìn)行旋轉(zhuǎn)。因此，旋轉(zhuǎn)軸20a以及20b由電動馬達(dá)28而向相反方向被同步旋轉(zhuǎn)。轉(zhuǎn)子22a以及22b由電動馬達(dá)28而向互相相反的方向(箭頭方向)以相同速度進(jìn)行旋轉(zhuǎn)。旋轉(zhuǎn)軸20a以及轉(zhuǎn)子22a被容納于第1圓筒部分。旋轉(zhuǎn)軸20b以及轉(zhuǎn)子22b被容納于第2圓筒部分。在轉(zhuǎn)子22a以及22b上各2個地形成有以互相非接觸狀態(tài)(具有微小的間隙)進(jìn)行咬合的鉤形的爪部24a以及24b。2個爪部被配置于在周向上相反的位置。氣體g由轉(zhuǎn)子22a以及22b的旋轉(zhuǎn)而從吸入口18被抽吸到入口袋P0。接著，氣體g流入的入口袋P0分離成被機殼12和轉(zhuǎn)子22a包圍的第1袋P1、及被機殼12和轉(zhuǎn)子22b包圍的第2袋P2(參照圖1(D))。第1袋P1以及第2袋P2由轉(zhuǎn)子22a以及轉(zhuǎn)子22b的進(jìn)一步旋轉(zhuǎn)而合流并形成壓縮袋P(參照圖1(F))。之后，壓縮袋P被縮小，壓縮袋P內(nèi)的氣體g被壓縮。在這樣的一系列的壓縮行程中，在壓縮行程的初期形成初期壓縮空間Pe(參照圖1(F))，在壓縮行程的末期形成末期壓縮空間Pc(參照圖1(H))。在形成機殼12的周壁的氣缸14上形成有第1吐出口30以及第2吐出口32。第1吐出口30以及第2吐出口32被形成于氣缸14中設(shè)置有旋轉(zhuǎn)軸20a以及轉(zhuǎn)子22a的第1圓筒部分，將通過旋轉(zhuǎn)軸20a以及20b的平面作為基準(zhǔn)而被形成于與吸入口18相反側(cè)。第1吐出口30被配置于連通于在第1袋P1和第2袋P2剛合流之后被形成的初期壓縮空間Pe的位置(參照圖1(F))。另外，第1吐出口30被配置于連通于初期壓縮空間Pe中轉(zhuǎn)子旋轉(zhuǎn)方向上游側(cè)的區(qū)域的位置。更加詳細(xì)來說，第1吐出口30將通過旋轉(zhuǎn)軸20a并且垂直于通過旋轉(zhuǎn)軸20a以及20b的平面的(即，平行于吸入口18的軸線的)假想平面作為基準(zhǔn)而被設(shè)置于轉(zhuǎn)子旋轉(zhuǎn)方向上游側(cè)(即，與旋轉(zhuǎn)軸20b相反側(cè))。第2吐出口32被配置于連通于在比初期壓縮空間Pe更后行程形成并且具有比初期壓縮空間Pe更狹窄的區(qū)域的末期壓縮空間Pc的位置(參照圖1(H))。更加詳細(xì)來說，第2吐出口32將上述的假想平面作為基準(zhǔn)而被設(shè)置于轉(zhuǎn)子旋轉(zhuǎn)方向下游側(cè)(即，旋轉(zhuǎn)軸20b側(cè))。如圖2所示，第1吐出口30具有由接近于氣缸14的軸向長度的大致全長的長度的長邊和朝向氣缸14的周向的短邊構(gòu)成的長方形狀。第2吐出口32具有小徑的圓形。第1吐出口30的面積以大于第2吐出口32的面積的形式被形成。另外，設(shè)置有開閉第1吐出口30的閥體34。在閥體34的背面連接有彈簧構(gòu)件36的一端。彈簧構(gòu)件36的另一端被連接于固定支架38。彈簧構(gòu)件36例如是壓縮線圈彈簧，相對于閥體34，向關(guān)閉第1吐出口30的方向施壓彈性力。彈簧構(gòu)件36的彈性力被調(diào)整為初期壓縮空間Pe的壓力為大氣壓以上而且為無限地接近于大氣壓的值的閾值(例如1.04氣壓(atm))以上開放第1吐出口30，在初期壓縮空間Pe的壓力小于所述閾值的時候，關(guān)閉第1吐出口30的彈性力。如果初期壓縮空間Pe被縮小并且初期壓縮空間Pe的壓力成為閾值以上的話則初期壓縮空間Pe的壓力超過彈簧構(gòu)件36的彈性力并推壓泵體34，從而第1吐出口30被開放。第1吐出口30因為具有大的開口面積，所以由第1吐出口30的開放而一下子吐出大流量的氣體。如果氣體g從第1吐出口30被吐出從而初期壓縮空間Pe的壓力比閾值降低的話則閥體34由彈簧構(gòu)件36的彈性力來關(guān)閉第1吐出口30。轉(zhuǎn)子22a以及22b進(jìn)一步旋轉(zhuǎn)從而縮小初期壓縮空間Pe，并形成末期壓縮空間Pc。因為第1吐出口30被關(guān)閉，所以氣體g從第2吐出口32被吐出(參照圖1(H))。根據(jù)本實施方式，因為在吸入壓力為大氣壓附近的運轉(zhuǎn)的時候如果初期壓縮空間Pe的壓力成為閾值以上的話則第1吐出口30被開放并且從第1吐出口30吐出大量氣體g，所以能夠避免氣體g的無用的壓縮。因此，能夠抑制相對于轉(zhuǎn)子22a以及22b的反轉(zhuǎn)矩的發(fā)生，并且能夠減低泵動力。另外，第1吐出口30因為具有大的開口面積，所以能夠減少壓力損失，由此也能夠減低泵動力。另外，在吸入壓力為到達(dá)壓力附近的運轉(zhuǎn)時，因為初期壓縮空間Pe的壓力低因而第1吐出口30被關(guān)閉，所以能夠防止向初期壓縮空間Pe的外部大氣的逆流。在吸入壓力為到達(dá)壓力附近的運轉(zhuǎn)時，爪式泵10A主要從第2吐出口32吐出氣體g。因為第2吐出口32的開口面積小，所以難以發(fā)生大氣的逆流。另外，通過將第2吐出口32形成于末期壓縮空間Pc，從而能夠縮短發(fā)生大氣逆流的時間。因此，即使第2吐出口32就這樣被開放也能夠抑制反轉(zhuǎn)矩的發(fā)生。另外，在到達(dá)壓力附近的運轉(zhuǎn)時，因為被吐出的氣體g的流量少所以壓力損失也能夠抑制。因此，即使是在到達(dá)壓力附近的運轉(zhuǎn)時也能夠減低泵動力。另外，第1吐出口30因為被配置于連通于初期壓縮空間Pe中轉(zhuǎn)子旋轉(zhuǎn)方向上游側(cè)的區(qū)域的位置，所以在壓縮行程的初期能夠提早開放第1吐出口30。因此，能夠提早消除氣體的過壓縮。再有，作為第1吐出口30的開閉機構(gòu)因為使用彈簧構(gòu)件36，所以開閉機構(gòu)能夠低成本化。(第2實施方式)接著，根據(jù)圖3說明本發(fā)明的第2實施方式。本實施方式所涉及的爪式泵10B是將第2吐出口40形成于側(cè)板16a以及16b的任意一方的例子。即，第2吐出口40被形成于側(cè)板16a以及16b的任意一方，而且被配置于不連通于初期壓縮空間Pe而連通于末期壓縮空間Pc的位置。第2吐出口40被形成于相當(dāng)于氣缸14中設(shè)置有旋轉(zhuǎn)軸20a以及轉(zhuǎn)子22a的第1圓筒部分的任意一個的端面的位置。第2吐出口40的形狀以及大小等與第1實施方式的第2吐出口32相同。根據(jù)本實施方式，除了由第1實施方式的爪式泵10A獲得的作用效果之外，能夠擴大第2吐出口40的配置的自由度并且有第2吐出口40的加工變得容易等的優(yōu)點。另外，第2吐出口40因為被配置于被形成于側(cè)板16a以及16b的任意一方并且不連通于初期壓縮空間Pe而連通于末期壓縮空間Pc的位置，所以能夠有效地防止大氣向泵室發(fā)生逆流。(第3實施方式)接著，根據(jù)圖4說明本發(fā)明的第3實施方式。本實施方式所涉及的爪式泵10C與所述第2實施方式相比，開閉第1吐出口30的開閉機構(gòu)不同。本實施方式的開閉機構(gòu)由下述構(gòu)件構(gòu)成：壓力傳感器50，檢測初期壓縮空間Pe的壓力；電磁閥52，開閉第1吐出口30；控制裝置54，以輸入壓力傳感器50的檢測值并在初期壓縮空間Pe的壓力到達(dá)所述閾值的時候開放第1吐出口30，在沒有到達(dá)所述閾值的時候關(guān)閉第1吐出口30的形式控制電磁閥52的動作。其他結(jié)構(gòu)與第2實施方式相同。在該結(jié)構(gòu)中，由控制裝置54，能夠在初期壓縮空間Pe的壓力到達(dá)所述閾值時候開放第1吐出口30，在初期壓縮空間Pe的壓力沒有到達(dá)所述閾值的時候關(guān)閉第1吐出口30。根據(jù)本實施方式，會有能夠?qū)⑺鲩撝底鳛檫吔鐏碚_地開閉第1吐出口30并且所述閾值的變更對應(yīng)于爪式泵10C的運轉(zhuǎn)條件的變更變得容易等的優(yōu)點。還有，也可以將第3實施方式的開閉機構(gòu)應(yīng)用于第1吐出口30以及第2吐出口32被形成于氣缸14的第1實施方式的爪式泵10A。產(chǎn)業(yè)上的利用可能性根據(jù)本發(fā)明，以簡易而且低成本的手段能夠無關(guān)運轉(zhuǎn)條件地實現(xiàn)一直能夠減低泵動力的爪式泵。符號的說明10A,10B,10C…爪式泵、12,102…機殼、14…氣缸、16a,16b…側(cè)板、18,108…吸入口、20a,20b,110a,110b…旋轉(zhuǎn)軸、22a,22b,112a,112b…轉(zhuǎn)子、24a,24b,114a,114b…爪部、26a,26b…齒輪、28…電動馬達(dá)、30…第1吐出口、32,40…第2吐出口、34…閥體、36…彈簧構(gòu)件、38…固定支架、50…壓力傳感器、52…電磁閥、54…控制裝置、100…爪式泵、116…吐出口、P…壓縮袋、Pe…初期壓縮空間、Pc…末期壓縮空間、P0…入口袋、P1…第1袋、P2…第2袋、g…氣體。