JP3718869B2 - 偏心型真空ポンプ - Google Patents

Description

【０００１】
【産業上の利用分野】
本発明は、ポンプ室内に偏心して設けられたロータを回転させて気体を給排する偏心型真空ポンプに関する。
【０００２】
【従来の技術】
従来より、この種の偏心型真空ポンプとして、一対のハウジングを接合してポンプ室を形成すると共に、そのポンプ室の内周面に当接するベーンを摺動可能に支承するロータを、ポンプ室内に偏心して設けたものが知られている。このような偏心型真空ポンプでは、ロータの回転に応じてベーンが伸縮し、隣接する一対のベーンで区画されたポンプ室の体積が変化する。この体積変化を利用して気体を給排することができるのである。
【０００３】
また、この種の偏心型真空ポンプでは、例えば、特開平３−２２２８８９号公報に記載のように、ロータに外部から回転力を伝達するシャフトを次のようにして支承している。すなわち、上記一対のハウジングの互いに対向する部分に転がり軸受または滑り軸受を個々に設け、その間にシャフトを支承している。このため、シャフトはその軸を中心に回転可能で、かつ軸と垂直方向には揺動不可能に支承される。従って、このシャフトを介して外部から回転力を伝達すれば、上記ロータを回転させて気体の給排を実行することができる。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】
ところが、この種の偏心型真空ポンプでは、各ハウジングに配設された転がり軸受および滑り軸受を、正確に対向させなければならない。これらが正確に対向していないと、シャフトに歪が加わり、充分な耐久性が得られないからである。このため、一対のハウジングに中心合わせのための特別な構成を設けたり、特殊な治具を使用したりする必要が生じ、延いては、偏心型真空ポンプの製造コストを充分に低減することができなかった。
【０００５】
そこで、本発明は、一対のハウジングの中心合わせを厳密に行う必要のない偏心型真空ポンプを提供することを目的としてなされた。
【０００６】
【課題を解決するための手段】
上記目的を達するためになされた請求項１記載の発明は、
一方が略有底円筒状に他方が略平板状に構成され、互いに接合されて略円柱状のポンプ室を形成する一対のハウジングと、
上記一方のハウジングに設けられた軸受機構と、
上記ポンプ室内に偏心して配設されたシャフトであって、一端が上記他方のハウジングの内壁面近傍まで伸び、当該一端が上記他方のハウジングに支承される部分が存在せず、当該一端が開放端となると共に、他端が上記一方のハウジングに上記軸受機構を介して回転可能かつ軸と垂直方向に揺動不能に支承されたシャフトと、
上記ポンプ室の内周面に当接するベーンを摺動可能に支承すると共に、上記シャフトと一体に回転するロータと、
を備えたことを特徴とする偏心型真空ポンプを要旨としている。
【０００７】
請求項２記載の発明は、
上記軸受機構が、互いに隣接配置された転がり軸受および滑り軸受からなることを特徴とする請求項１記載の偏心型真空ポンプを要旨としている。
請求項３記載の発明は、
上記滑り軸受が上記ポンプ室に連通する油溝を有すると共に、
上記シャフトが、上記一方のハウジングに設けた潤滑油の給油経路と上記油溝とを、そのシャフトの回転角度に応じて間欠的に連通する油路を有することを特徴とする請求項２記載の偏心型真空ポンプを要旨としている。
【０００８】
【作用および発明の効果】
このように構成された請求項１記載の発明では、ロータと一体に回転するシャフトが、一端が開放端とされると共に、他端が一方のハウジングに軸受機構を介して回転可能かつ軸と垂直方向に揺動不能に支承されている。すなわち、他方のハウジングにはシャフトを支承する部分が存在しない。従って、ポンプ室を形成する一対のハウジングの中心が多少ずれていてもシャフトに歪が加わらない。このため、各ハウジングの中心合わせを厳密に行う必要がない。この結果、偏心型真空ポンプの耐久性を低下させることなく、その製造コストを良好に低減することができる。
また、上記一方のハウジングは略有底円筒状に、他方のハウジングは略平板状に、それぞれ構成され、互いに接合されて略円柱状のポンプ室を形成する。
【０００９】
請求項２記載の発明では、上記軸受機構が、互いに隣接配置された転がり軸受および滑り軸受によって構成されている。転がり軸受は、シャフトを回転可能に支承すると共に、シャフトの軸方向への移動を規制する。また、滑り軸受は、シャフトを回転可能に支承すると共に、シャフトの軸と垂直方向への揺動を規制する。このため、本発明の軸受機構は、シャフトの軸と垂直方向への揺動と共にその軸方向への移動も規制することができる。また、滑り軸受は一枚の円筒状の金属板により構成され、きわめてコンパクトであり、しかも上記転がり軸受に隣接配置されている。
【００１０】
従って、本発明では、請求項１記載の発明の効果に加えて、更に次のような効果が生じる。すなわち、シャフトの軸方向への移動が規制されるので、例えばヘリカルギヤなどのように、回転軸に沿った押圧力が加わる伝達部材を介してシャフトへ回転力を伝達することができる。また、滑り軸受はコンパクトであり、かつ転がり軸受に隣接配置されているので、偏心型真空ポンプ全体を小型化することができる。
【００１１】
請求項３記載の発明では、上記滑り軸受が上記ポンプ室に連通する油溝を有すると共に、上記シャフトが、上記一方のハウジングに設けた潤滑油の給油経路と上記油溝とを、そのシャフトの回転角度に応じて間欠的に連通する油路を有している。このため、給油経路に供給された潤滑油は、油路および油溝を介してポンプ室内に間欠的に供給される。また、この潤滑油の供給量は、油路および油溝の寸法を調整して所望の値に設定することができる。
【００１２】
従って、本発明では、請求項２記載の発明の効果に加えて、更に次のような効果が生じる。すなわち、潤滑油を供給するための構成を特別に設ける必要がないので、偏心型真空ポンプを一層小型化することができる。また、油路および油溝の寸法を調整することにより、潤滑油の供給量を容易に所望の値に設定することができる。
【００１３】
【実施例】
次に、本発明の実施例を図面と共に説明する。図１は、実施例の偏心型真空ポンプ（以下、単に真空ポンプという）１の構成を表す縦断正面図であり、図２は、そのＡ−Ａ線断面図である。
【００１４】
図１に示すように、略有底円筒状のハウジング３と、略平板状のハウジング５とは、ボルト７などを介して互いに接合され、略円柱状のポンプ室９を形成する。ロータ１１とスプライン結合するシャフト１３は、ポンプ室９内に偏心して配設され、その一端１３ａがハウジング５の内壁面近傍まで伸び、自由端となっている。また、シャフト１３の他端１３ｂは、軸受機構１５を介してハウジング３に回転可能かつ軸と垂直方向に揺動不能に支承され、更にその先端にはヘリカルギヤ１７が焼き嵌め固定されている。
【００１５】
ここで、軸受機構１５は、ポンプ室９側から順次配設された滑り軸受２１および転がり軸受２３を備えて構成されている。滑り軸受２１はハウジング３に圧入されており、転がり軸受２３は、若干の締代によりハウジング３に圧入され、スナップリング２５により位置決め固定されている。シャフト１３は各軸受２１，２３を貫通すると共に、ヘリカルギヤ１７のポンプ室９側端面とスナップリング２７により転がり軸受２３を位置決め固定している。
【００１６】
また、滑り軸受２１の軸受面には、図３の展開図に示すような油溝３１，３３が形成されている。すなわち、滑り軸受２１には、途中で屈曲して形成され、ポンプ室９に連通する第１油溝３１と、第１油溝３１の円周方向に沿って形成された溝片３１ａとほぼ１８０°対向して形成され、ハウジング３に形成された潤滑油の給油経路３５と連通する第２油溝３３とが形成されている。一方、図１に戻って、シャフト１３には、溝片３１ａおよび第２油溝３３と対向する位置に、一本の直径に沿って油路３７が形成されている。このため、油路３７の開口部が溝片３１ａおよび第２油溝３３と対向すると、ポンプ室９に給油経路３５の潤滑油が供給される。
【００１７】
ハウジング３にはポンプ室９に連通する空気および油の吐出口４１が形成され、ハウジング５には空気の吸入口４３が形成されている。また、図２に示すように、ロータ１１の外周面には３個の半径方向の溝１１ａが円周方向に等間隔で設けられ、この溝１１ａ内にベーン４５が半径方向に摺動可能に支承されている。ベーン４５は、ロータ１１の回転に伴う遠心力を受けると共に、ハウジング３に形成したカムリング４７（図１）と当接することにより、ポンプ室９の内周面に常時当接する。
【００１８】
次に、このように構成された真空ポンプ１の動作を説明する。図示しない駆動機構からヘリカルギヤ１７に回転力が伝達されると、シャフト１３およびロータ１１がヘリカルギヤ１７と一体に回転し、ベーン４５は先端をポンプ室９の内周面に当接させながら回転する。シャフト１３はポンプ室９に偏心して配設されているので、ロータ１１の回転に応じてベーン４５が伸縮し、隣接する一対のベーン４５と、ロータ１１の外周面と、ハウジング３，５の内壁とで囲まれた空間の体積が変化する。この体積変化に応じて、吸入口４３から空気が吸入され、吐出口４１から空気が吐出される。
【００１９】
このとき滑り軸受２１は、シャフト１３を回転可能に支承すると共に、そのシャフト１３の軸と垂直方向への揺動を規制する。このため、シャフト１３の一端１３ａが開放端となっているにも関わらず、シャフト１３の回転軸を固定して上記空気の給排を良好に実行することができる。また、転がり軸受２３は、シャフト１３を回転可能に支承すると共に、そのシャフト１３の軸方向への移動を規制する。このため、ヘリカルギヤ１７などからシャフト１３の回転軸に沿った押圧力などが加わっても、シャフト１３の軸方向の位置を固定することができる。更に、給油経路３５の潤滑油は第２油溝３３，油路３７，および第１油溝３１を介して間欠的にポンプ室９へ供給されるので、ロータ１１の回転を常時円滑にすると共に、ポンプ室９の気密性を保持することができる。
【００２０】
ここで、本実施例の真空ポンプ１では、シャフト１３の一端１３ａが開放端となっており、ハウジング５にはシャフト１３を支承する部分が存在しない。従って、ハウジング３，５の中心が多少ずれて接合されても、シャフト１３に歪が加わらない。このため、各ハウジング３，５の中心合わせを厳密に行う必要がない。この結果、真空ポンプ１の耐久性を低下させることなく、その製造コストを良好に低減することができる。
【００２１】
また、滑り軸受２１は一枚の円筒状の金属板により構成され、きわめてコンパクトであり、しかも転がり軸受２３に隣接配置されている。従って、真空ポンプ１全体を小型化することができる。更に、滑り軸受２１の油溝３１，３３、およびシャフト１３の油路３７は、容易に寸法を調整することができ、この調整によって潤滑油の供給量を変更することができる。従って、潤滑油の供給量をきわめて容易に所望の値に設定することができる。また更に、滑り軸受２１を介して潤滑油を供給するので、潤滑油を供給するための構成を特別に設ける必要がない。このため、真空ポンプ１を一層小型化することができる。
【００２２】
なお、本発明は上記実施例に何等限定されるものではなく、本発明の要旨を逸脱しない範囲で種々の態様で実施することができる。例えば、カムリング４７はハウジング５の側に設けてもよい。また、油溝３１，３３および油路３７の形態は上記実施例の他にも種々考えることができる。例えば、特開平３−２２２８８９号公報に記載されたものと同様の形態に構成することができる。なお、この油溝３１，３３および油路３７は、特に設けなくてもよく、この場合も、各ハウジング３，５の中心合わせを簡略化するなどの効果は得られる。
【００２３】
また更に、軸受機構１５は、シャフト１３を回転可能かつ軸と垂直方向に揺動不能に支承するものであればよく、上記実施例の他にも種々の構成を考えることができる。例えば、転がり軸受２３を２個隣接配置して構成してもよく、１個のころ軸受によって構成してもよい。また、シャフト１３に回転軸に沿った力が加わらない場合は、軸受機構１５を滑り軸受２１のみによって構成してもよい。
【図面の簡単な説明】
【図１】実施例の偏心型真空ポンプの構成を表す縦断正面図である。
【図２】実施例の偏心型真空ポンプの構成を表すＡ−Ａ線断面図である。
【図３】実施例の偏心型真空ポンプの滑り軸受の構成を表す展開図である。
【符号の説明】
１…偏心型真空ポンプ ３，５…ハウジング ９…ポンプ室
１１…ロータ １３…シャフト １５…軸受機構
２１…滑り軸受 ２３…転がり軸受 ３１…第１油溝
３３…第２油溝 ３５…給油経路 ３７…油路
４１…吐出口 ４３…吸入口 ４５…ベーン

Claims (3)

1. 一方が略有底円筒状に他方が略平板状に構成され、互いに接合されて略円柱状のポンプ室を形成する一対のハウジングと、
   上記一方のハウジングに設けられた軸受機構と、
   上記ポンプ室内に偏心して配設されたシャフトであって、一端が上記他方のハウジングの内壁面近傍まで伸び、当該一端が上記他方のハウジングに支承される部分が存在せず、当該一端が開放端となると共に、他端が上記一方のハウジングに上記軸受機構を介して回転可能かつ軸と垂直方向に揺動不能に支承されたシャフトと、
   上記ポンプ室の内周面に当接するベーンを摺動可能に支承すると共に、上記シャフトと一体に回転するロータと、
   を備えたことを特徴とする偏心型真空ポンプ。
2. 上記軸受機構が、互いに隣接配置された転がり軸受および滑り軸受からなることを特徴とする請求項１記載の偏心型真空ポンプ。
3. 上記滑り軸受が上記ポンプ室に連通する油溝を有すると共に、
   上記シャフトが、上記一方のハウジングに設けた潤滑油の給油経路と上記油溝とを、そのシャフトの回転角度に応じて間欠的に連通する油路を有することを特徴とする請求項２記載の偏心型真空ポンプ。

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