JP3212907U

JP3212907U - 真空ポンプ装置

Info

Publication number: JP3212907U
Application number: JP2017003441U
Authority: JP
Inventors: 修二郎藤本
Original assignee: 修二郎藤本
Priority date: 2017-07-27
Filing date: 2017-07-27
Publication date: 2017-10-05
Anticipated expiration: 2027-07-27

Abstract

【課題】ファンの配置位置によって冷却効果を得ることができる真空ポンプ装置を提供する。【解決手段】真空ポンプ装置1は、１対のロータが配置されたケーシング9と、ケーシング9の前側に配置されて１対のロータを同期回転させるギヤを収めるギヤケース10とを有している。ケーシング9の下側に、ケーシング9の吸気口に対向するように設けられてケーシング9下面に風を吹き付ける下側ファン6が設けられている。ギヤケース10の前側に、ギヤケース10の前面に風を吹き付ける前側ファン7が設けられている。【選択図】図１

Description

この考案は、真空ポンプ装置に関し、特に、ルーツ式真空ポンプを使用した真空ポンプ装置に関する。

製本機械において、例えば丁合い機における折丁取り出し装置として、圧縮空気を折丁に向けて吐出するノズルを備えた構造が知られており、このような構造の折丁取り出し装置には圧縮空気生成のために真空ポンプがブロワとして利用されている。

本考案者は、製本機械に適した真空ポンプ装置として、ルーツ式真空ポンプと、真空ポンプの吸気口に設けられて装置に接続される吸気側配管と、真空ポンプの排気口に設けられて排気エアを冷却用として真空ポンプに吹き付ける排気側配管とを備えているものを提案している（特許文献１）。

上記真空ポンプ装置によると、真空ポンプとして、市販のルーツ式のものを使用し、その課題である冷却装置について、配管を工夫することで、それ以前のものに比べて大幅に簡素化することができるという利点を有している。

特許第５４８４２２８号公報

上記真空ポンプ装置は、大幅な冷却効果改善により、電力消費が大幅に少なくなる省エネ型ポンプになっているが、真空ポンプにおいては、−１０ｋＰＡ増すごとに１５〜１６℃温度が上昇（−４０ｋＰＡで使用する場合には、約６０℃上昇）することから、使用されているグリースや潤滑油にとっては、厳しい条件となっており、さらなる冷却効果の改善が望まれている。

この考案の目的は、ファンの配置位置によって冷却効果を得ることができる真空ポンプ装置を提供することにある。

この考案による真空ポンプ装置は、１対のロータが配置されたケーシングと、ケーシングの前側に配置されて１対のロータを同期回転させるギヤを収めるギヤケースとを有しているルーツ式真空ポンプを備えている真空ポンプ装置において、ケーシングの下側に、ケーシングの吸気口に対向するように設けられてケーシング下面に風を吹き付ける下側ファンが設けられ、ギヤケースの前側に、ギヤケースの前面に風を吹き付ける前側ファンが設けられていることを特徴とするものである。

特許文献１のものでは、ファンは、排気エア吐出部からの吐出エアを冷却するために使用されていたが、この考案の真空ポンプ装置では、ファンは、真空ポンプに風を吹き付けるために使用される。ここで、ギヤケースの前面に風を吹き付けるファン（前側ファン）を設けることで、ギヤケースが冷却されて、冷却効果が得られると考えられるが、単にギヤケースに風を吹き付けるだけでは、これに伴う温度分布の変化によって、異なる場所での温度上昇を生じ、十分な冷却効果が得られないという課題が残る。

この考案の真空ポンプ装置によると、前側ファンを設けるだけでなく、排気側配管の排気エア吐出部がケーシングの上面に臨まされるようにするとともに、これに対向するように下側ファンが設けられている構成とすることで、この課題が解決される。

この考案の真空ポンプ装置は、市販のルーツ式真空ポンプのいずれにも適用可能であるが、一方のロータに一体に設けられてモータによって回転させられる駆動軸と、他方のロータに一体に設けられた従動軸と、駆動軸の前端部に設けられた駆動ギヤと、従動軸の前端部に設けられて駆動軸の駆動ギヤに噛み合わされている従動ギヤと、駆動軸および従動軸を回転可能に支持する前側の転がり軸受および後側の転がり軸受とを備えており、各ギヤおよび前側の軸受は、ギヤケース内に配置されて、ギヤケース内の潤滑油によって潤滑されており、後側の軸受は、グリースによって潤滑されているルーツ式真空ポンプに適用した場合に、より適正な冷却効果を発揮することができる。

すなわち、ギヤを潤滑するオイルは、温度上昇によって沸騰することがあり、その後に冷却されても、潤滑効果が低下する。また、グリースも温度上昇によって劣化する。オイルおよびグリースの劣化は、外からは分からないので、ギヤや軸受の破損につながるが、上記のファンを使用することで、オイルおよびグリースの劣化が抑えられ、ギヤおよび軸受の破損を防止することができる。

この考案の真空ポンプ装置によると、送風ファンの設置位置を工夫することで、ファン無しの場合は、１００℃程度まで温度が上昇するところ、ギヤケースについては、常温＋２０°以下に、ロータ近傍については、常温＋４５℃以下に抑えることができ、ギヤおよび軸受を潤滑するオイルおよび軸受を潤滑するグリースの劣化を防ぐことができる。これにより、メンテナンスを頻繁に行う必要があった真空ポンプ装置において、メンテナンスフリーが可能となる。

図１は、この考案による真空ポンプ装置を示す正面図である。図２は、同側面図である。図３は、同平面図である。図４は、真空ポンプの内部構造を示す平面図である。図５は、下側ファンを示す図で、（ａ）は拡大正面図、（ｂ）は拡大平面図をそれぞれ示している。図６は、この考案による真空ポンプ装置における温度分布を示す図である。

この考案の実施の形態を、以下図面を参照して説明する。以下の説明において、上下および左右は、図１の上下および左右をいうものとする。

この考案による真空ポンプ装置(1)は、図１から図５までに示すように、真空ポンプ(2)と、真空ポンプ(2)のロータ(11)(12)を回転させるモータ(3)と、真空ポンプ(2)の入口側（吸気側）に設けられた吸気側配管(4)と、同出口側（排気側）に設けられた排気側配管(5)と、真空ポンプ(2)を冷却する２つのファン(6)(7)と、これらを支持するハウジング(8)とを備えている。

真空ポンプ(2)は、ケーシング(9)と、ケーシング(9)の前側に配置されたギヤケース(10)とを有し、ケーシング(9)の上壁に吸気口が設けられている。この真空ポンプ(2)は、吸気側で仕事をする（例えば、吸着作業を行う）ことが可能で、また、吸気側および排気側の両方で仕事をすることもできる。

真空ポンプ(2)およびモータ(3)は、ルーツ式のブロワと称されて市販されているもので、真空ポンプ装置(1)は、これらに吸気側配管(4)および排気側配管(5)を接続するとともに、冷却ファン(6)(7)を追加したもので、特に、その冷却ファン(6)(7)に特徴がある。

真空ポンプ(2)は、図５に示すように、ケーシング(9)内に互いに反対方向に回転可能に配された１対のロータ(11)(12)と、右側のロータ(11)に一体に設けられてモータ(3)によって回転させられる駆動軸(13)と、左側のロータ(11)に一体に設けられた従動軸(14)と、駆動軸(13)の前端部に設けられた駆動ギヤ(15)と、従動軸(14)の前端部に設けられて駆動軸(13)の駆動ギヤ(15)に噛み合わされている従動ギヤ(16)と、駆動軸(13)および従動軸(14)を回転可能に支持する前側の転がり軸受(17)および後側の転がり軸受(18)とを備えている。

駆動ギヤ(15)および従動ギヤ(16)は、ギヤケース(10)内に収められてギヤケース(10)内のオイルによって潤滑されている。前側の転がり軸受(17)もギヤケース(10)内に収められてギヤケース(10)内のオイルによって潤滑されている。後側の転がり軸受(18)は、グリース潤滑とされている。

吸気側配管(4)は、吸着などを行う装置に接続される装置側配管(21)と、装置側配管(21)に連なりかつ真空ポンプ(2)の吸気口に接続される真空ポンプ側配管(22)と、装置側配管(21)と真空ポンプ側配管(22)との間に設けられたフィルタ(23)とを有している。なお、図示した吸気側配管(4)は、容量アップのために３つの吸入口を有しているが、吸入口は１つであってももちろんよい。

排気側配管(5)は、真空ポンプ(2)の排気口に接続されて真空ポンプ(2)の左方において下方にのびるように設けられている。排気側配管(5)には、排気エア通路の方向を偏心させることで脈動に伴う音を低減する消音用偏心管(5a)が設けられている。

冷却ファン(6)(7)は、ケーシング(9)の下側に設けられてケーシング(9)下面に風を吹き付ける下側ファン(6)と、ギヤケース(10)の前側に設けられてギヤケース(10)の前面に風を吹き付ける前側ファン(7)とからなる。下側ファン(6)は、ケーシング(9)の上壁に設けられた吸気口に対向している。

上記真空ポンプ装置(1)は、吸気側から吸い込んで、圧縮して排気側から排出することようになっていて、この際の圧力差によって、排気側が熱くなる。吸気側（真空側）でも仕事をして、排気側（ブロワ側）でも仕事をするコンビネーション仕様の場合、吸気側でも上がり、排気側でも上がるので、より高温になる。いずれにしろ、最も高温になるのは、排気側となる。

このような高温の排気側の冷却は、ファンでは困難であり、そのため、水冷が主となっていたが、水冷には、寒冷時には、水が凍るという問題があり、冷却は困難な課題であった。

上記真空ポンプ装置(1)によると、２つの冷却ファン(6)(7)を使用した冷却により、従来の冷却ファン使用方式では得られなかった大きな冷却効果を得ることができる。

具体的な冷却効果を図６に示す。図６には、吸気側で−３５ｋＰａ、排気側で＋２０ｋＰａの圧力を使用して３１００回転としたときの口径が６５ｍｍの真空ポンプ装置(1)について、外気温が３５．６℃のときの温度実測値を示しており、ギヤケース(10)は、４６．８℃、ケーシング(9)の後端部（後側の転がり軸受(18)の近傍）は、６８．９℃および６９．１℃であり、また、ケーシング(9)の下側は、駆動側のロータ(11)の下側が７２℃、従動側のロータ(12)の下側が７２．２℃、７８．５℃、ケーシング(9)の吐出部の上側が７６．６℃、ケーシング(9)の吐出部が６８．５℃となっている。

(1)：真空ポンプ装置
(2)：真空ポンプ
(6)：下側ファン
(7)：前側ファン
(8)：ハウジング
(9)：ケーシング
(10)：ギヤケース
(11)：駆動ロータ
(12)：従動ロータ
(13)：駆動軸
(14)：従動軸
(15)：駆動ギヤ
(16)：従動ギヤ
(17)：前側の転がり軸受
(18)：後側の転がり軸受

Claims

１対のロータが配置されたケーシングと、ケーシングの前側に配置されて１対のロータを同期回転させるギヤを収めるギヤケースとを有しているルーツ式真空ポンプを備えている真空ポンプ装置において、
ケーシングの下側に、ケーシングの吸気口に対向するように設けられてケーシング下面に風を吹き付ける下側ファンが設けられ、ギヤケースの前側に、ギヤケースの前面に風を吹き付ける前側ファンが設けられていることを特徴とする真空ポンプ装置。
真空ポンプは、一方のロータに一体に設けられてモータによって回転させられる駆動軸と、他方のロータに一体に設けられた従動軸と、駆動軸の前端部に設けられた駆動ギヤと、従動軸の前端部に設けられて駆動軸の駆動ギヤに噛み合わされている従動ギヤと、駆動軸および従動軸を回転可能に支持する前側の転がり軸受および後側の転がり軸受とを備えており、各ギヤおよび前側の軸受は、ギヤケース内に配置されて、ギヤケース内の潤滑油によって潤滑されており、後側の軸受は、グリースによって潤滑されていることを特徴とする請求項１の真空ポンプ装置。