JP2000161277A

JP2000161277A - ポンプ装置

Info

Publication number: JP2000161277A
Application number: JP10338172A
Authority: JP
Inventors: Kunifumi Goto; 邦文後藤; Satoshi Furuhashi; 敏古橋; Kiyoshi Kamitsuji; 清上辻; Osamu Uchiyama; 理内山
Original assignee: Toyoda Automatic Loom Works Ltd
Current assignee: Toyota Industries Corp
Priority date: 1998-11-27
Filing date: 1998-11-27
Publication date: 2000-06-13
Also published as: DE19955262A1; NL1013678A1; NL1013678C2; TW466304B; KR20000034899A

Abstract

(57)【要約】【課題】製造コスト及び維持コストの低廉化を実現し、
設置場所の小型化を図ることができ、かつ静粛性に優れ
たポンプ装置を提供する。【解決手段】モータＭの駆動軸及びポンプＰの第１軸７
に固定された駆動ホイール２１と、ポンプＰの第２軸８
に固定された従動ホイール２２と、駆動ホイール２１及
び従動ホイール２２に巻き掛けられ、駆動ホイール２１
の回転を従動ホイール２２に伝動するタイミングベルト
２４と、を有する巻き掛け伝動列を採用する。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、モータ等の回転駆
動装置により多軸圧送型ポンプを駆動し、ポンプ作用を
行うポンプ装置に関する。

【０００２】

【従来の技術】市販のポンプ装置では２軸圧送型ポンプ
はモータと一体とされている。ここで、２軸圧送型ポン
プでは、ケーシング内に吸気口及び排気口を備えた少な
くとも１個のポンプ室が構成されている。一又は複数の
ポンプ室内には２個で１組をなすロータが配置され、各
ロータは互いに平行な２本の軸上に装着されて互いに僅
かな間隙を保持しつつ回転するようになっている。単段
の２軸圧送型ポンプのケーシングでは、ポンプ室の吸気
口が開口されているとともに、排気口が開口されてい
る。多段の２軸圧送型ポンプのケーシングでは、最前段
のポンプ室の吸気口が開口され、前段のポンプ室と後段
のポンプ室との間には比較的軸長の長い隔壁が形成され
ており、前段のポンプ室の排気口はその隔壁内をほぼ１
８０°周回しつつ後段のポンプ室の吸気口と順次接続さ
れ、最後段のポンプ室の排気口が開口されている。ま
た、２軸圧送型ポンプの各軸の一方には、モータの駆動
本体から突出して回転駆動する駆動軸が連結されてい
る。そして、モータの駆動軸と連結された２軸圧送型ポ
ンプの一方の軸の先端には駆動ギアが固定され、この駆
動ギアは２軸圧送型ポンプの他方の軸の先端に固定され
た従動ギアと噛合されて回転を伝動するようになってい
る。

【０００３】このようなポンプ装置を用いて例えばある
室内を真空引きして減圧室としたい場合、２軸圧送型ポ
ンプの吸気口をその室内に開口させるとともに、排気口
を大気等に開口させる。そして、モータにより２軸圧送
型ポンプを駆動する。これにより、２軸圧送型ポンプの
ポンプ室内で各ロータが互いに僅かな間隙を保持しつつ
回転するため、２軸圧送型ポンプのポンプ室内において
ポンプ作用が行われ、その室内の空気を大気等に放出し
てその室内を減圧室とすることが可能になる。

【０００４】

【発明が解決しようとする課題】しかし、上記従来のポ
ンプ装置では、モータの駆動軸と連結された２軸圧送型
ポンプの一方の軸の先端に駆動ギアが固定され、この駆
動ギアが２軸圧送型ポンプの他方の軸の先端に固定され
た従動ギアと噛合されていることにより、駆動軸の回転
をルールポンプの各軸に伝達している。このため、この
種のポンプ装置では、駆動ギア及び従動ギアを潤滑油に
より潤滑することが不可欠であり、その潤滑油による汚
染を防止するため、駆動ギア及び従動ギアを収納するギ
ア室内の密閉性を高く保つ必要があることから、製造コ
ストの高騰化を招来してしまう。また、かかる潤滑油は
摩擦熱により減少したり、劣化等したりしやすいため、
潤滑油の追加、交換等のメインテナンスも欠かすことが
できず、維持コストの高騰化も招来してしまう。さら
に、駆動ギア及び従動ギアとしてはこれらが直接噛合し
て回転を伝達することから比較的肉厚なものを採用せざ
るを得ず、そのためにギア室にある程度の軸長を要して
全長も大きくなり、設置場所（フットスペース）の大型
化の問題もある。また、駆動ギアと従動ギアとの噛合で
は騒音を生じやすく、静粛性の問題もある。

【０００５】本発明は、上記従来の実状に鑑みてなされ
たものであって、製造コスト及び維持コストの低廉化を
実現し、設置場所の減少を図ることができ、かつ静粛性
に優れたポンプ装置を提供することを解決課題としてい
る。

【０００６】

【課題を解決するための手段】本発明のポンプ装置は、
吸気口及び排気口を備えた少なくとも１個のポンプ室を
構成するケーシングと、該ポンプ室内に配置され、互い
に平行な複数の軸上に装着されて互いに僅かな間隙を保
持しつつ回転するロータとを有する多軸圧送型ポンプ
と、該多軸圧送型ポンプに隣接して設けられ、駆動本体
と、該駆動本体から突出して回転駆動する駆動軸とを有
する回転駆動装置と、該回転駆動装置の該駆動軸に固定
された駆動回転体と、該多軸圧送型ポンプの各該軸に固
定された従動回転体と、該駆動回転体及び該従動回転体
に巻き掛けられ、該駆動回転体の回転を該従動回転体に
伝動する巻き掛け媒介節と、を有する巻き掛け伝動列
と、を備えたことを特徴とする。

【０００７】本発明のポンプ装置では、駆動回転体の回
転を巻き掛け媒介節により従動回転体に伝達することに
より、駆動軸の回転を多軸圧送型ポンプの各軸に伝達し
ている。このため、本発明のポンプ装置では、潤滑油に
よる潤滑が不可欠な従来のような駆動ギア及び従動ギア
を採用しないことから、潤滑油による汚染の心配を必ず
しも必要としない。このため、駆動回転体、従動回転体
及び巻き掛け媒介節を有する巻き掛け伝動列を収納する
伝動室について、Ｏリングを省略できる等、その伝動室
内の密閉性をさほど高く保つ必要がない。また、潤滑油
の追加、交換等のメインテナンスも必ずしも必要としな
い。さらに、巻き掛け媒介節を介して回転を伝達するこ
とから、駆動回転体及び従動回転体としては比較的肉薄
なものを採用することができ、そのために伝動室の短軸
化から全長の短軸化を実現できる。また、巻き掛け伝動
節を介していることから、駆動力を与える駆動回転体と
駆動力を受ける従動回転体とが直接噛合せず、比較的騒
音も生じにくい。

【０００８】したがって、本発明のポンプ装置は、製造
コスト及び維持コストの低廉化を実現し、設置場所の減
少を図ることができ、かつ静粛性に優れたものとなる。
本発明のポンプ装置では、駆動回転体を多軸圧送型ポン
プの各軸の一つに固定することが好ましい。これによ
り、部品点数を削減できるため、ポンプ装置の製造コス
トをより低廉化できる。

【０００９】また、本発明のポンプ装置では、巻き掛け
伝動列として、ピッチ伝動可能なものを採用することが
好ましい。ピッチ伝動可能な巻き掛け伝動列としては、
駆動回転体及び従動回転体としての歯付きホイールと、
巻き掛け媒介節としての歯付き伝動ベルト（タイミング
ベルト）とを採用したり、駆動回転体及び従動回転体と
してのスプロケットと、巻き掛け媒介節としてのチェー
ンとを採用したりすることができる。これにより、例え
ば駆動回転体及び従動回転体としてのプーリ及び巻き掛
け媒介節としての平ベルトを採用した場合と比較して、
滑りがなく、ポンプ作用を滑らかに行うことができる。

【００１０】さらに、本発明のポンプ装置では、駆動回
転体及び従動回転体をプラスチック製とし、巻き掛け媒
介節をゴム製とすることが好ましい。これにより、金属
の摺動を伴わないことから、潤滑油を不要にできるとと
もに、より一層騒音を小さくすることができる。また、
本発明のポンプ装置では、巻き掛け伝動列を多軸圧送型
ポンプと回転駆動装置との間に設けることが好ましい。
このポンプ装置では、回転駆動装置の駆動軸の回転が巻
き掛け伝動列を介して多軸圧送型ポンプの各軸に伝達さ
れることから、多軸圧送型ポンプの各軸にねじれの影響
が生じにくく、ポンプ室内で確実にロータが回転してポ
ンプ作用を滑らかに行うことができる。

【００１１】さらに、本発明のポンプ装置において、ポ
ンプ室が複数個である場合、最前段のポンプ室の吸気口
は巻き掛け伝動列から最も遠い位置で開口され、最後段
のポンプ室の排気口は巻き掛け伝動列に最も近い位置で
開口されてなることが好ましい。こうであれば、最前段
のポンプ室の吸気口が開口される室内等に巻き掛け伝動
列による異物が飛散しにくい。また、僅かな潤滑油を用
いても、最前段のポンプ室の吸気口が開口される室内等
にその潤滑油が飛散しにくい。このため、その室内等の
環境を好適に維持することができる。

【００１２】

【発明の実施の形態】以下、本発明を具体化した実施形
態を図面を参照しつつ説明する。この多段ポンプ装置で
は、図１に示すように、多段多軸圧送型ポンプとしての
多段ルーツポンプＰが回転駆動装置としてのモータＭと
一体とされている。ここで、多段ルーツポンプＰでは、
第１〜６シリンダブロック１〜６が間にＯリングを介在
させつつ順次積層され、これらは第１シリンダブロック
１側に設けた前面プレート１ｃとともに図示しない通し
ボルトにより締結されている。これら第１〜６シリンダ
ブロック１〜６及び前面プレート１ｃがケーシングの一
部を構成している。

【００１３】第１〜５シリンダブロック１〜５にはそれ
ぞれ水平な２本の軸孔が上下で互いに平行をなして貫設
されており、各軸孔には第１軸７及び第２軸８が収容さ
れている。第１シリンダブロック１の各軸孔内には第
１、２軸７、８を軸支する軸受装置１ａ、１ｂが設けら
れ、これらは前面プレート１ｃにより覆われている。第
２シリンダブロック２には、図２にも示すように、１個
のポンプ室２ａが後方から凹設されており、ポンプ室２
ａ回りには上記Ｏリングを収容する溝が凹設されてい
る。ポンプ室２ａ内には、下方に位置する第１軸７に装
着された第１ロータ９と、上方に位置する第２軸８に装
着された第２ロータ１０とが配置されている。第１、２
ロータ９、１０はそれぞれ互いに僅かな間隙を保持しつ
つ回転するようになっている。第２シリンダブロック２
には、ポンプ室２ａと連通し、第１、２ロータ９、１０
の回転により空気を吸入する吸気口２ｂと、空気を排出
する排気口２ｃとが水平に貫設されている。

【００１４】図１に示す第４シリンダブロック４にも、
図４に示すように、１個の同様のポンプ室４ａが後方か
ら凹設され、ポンプ室４ａ内には同様の第１、２ロータ
１１、１２が配置されている。また、第４シリンダブロ
ック４には、同様の吸気口４ｂ及び排気口４ｃが水平に
貫設されている。但し、第２シリンダブロック２による
前段のポンプ室２ａの軸長の方が第４シリンダブロック
４による後段のポンプ室４ａの軸長よりも長い。また、
これら各ポンプ室２ａ、４ａの軸長に合わせて第１、２
ロータ９〜１２の軸長も異なっている。

【００１５】図１に示す第３シリンダブロック３には、
図３に示すように、エア通路３ａが水平に貫設されてい
る。図１に示す第５シリンダブロック５の各軸孔内に
は、第１、２軸７、８を軸支する軸受装置５ａ、５ｂが
設けられている。第６シリンダブロック６には、図１及
び図５に示すように、伝動室６ａが後方から凹設されて
いる。伝動室６ａ内では、第１軸７に駆動回転体である
プラスチック製の駆動ホイール２１が固定され、第２軸
８には従動回転体であるプラスチック製の従動ホイール
２２が固定されている。駆動ホイール２１及び従動ホイ
ール２２は、第１、２軸７、８との間に図示しないネジ
を有しており、これらネジにより軸方向の位置が調整可
能になっている。また、第５シリンダブロック５と第６
シリンダブロック６との間には第３軸２０が第１、２軸
７、８と平行に設けられ、第５、６シリンダーブロック
５、６内において、その両端を図示しない軸受装置によ
り軸支されている。この第３軸２０には、プラスチック
製のアイドルホイール２３が固定されている。これら駆
動ホイール２１、従動ホイール２２及びアイドルホイー
ル２３はそれぞれ同一ピッチの歯付きホイールである。
駆動ホイール２１及びアイドルホイール２３には巻き掛
け媒介節であるゴム製のタイミングベルト２４が外側か
ら巻き掛けられ、そのタイミングベルト２４の外側に従
動ホイール２２が設けられている。このタイミングベル
ト２４は駆動ホイール２１等と同一ピッチの歯が表裏に
設けられている。こうして、駆動ホイール２１とアイド
ルホイール２３とはタイミングベルト２４により同一方
向に回転可能になされ、従動ホイール２２はこれら駆動
ホイール２１及びアイドルホイール２３とは反対方向に
回転可能になされている。これら駆動ホイール２１、従
動ホイール２２、アイドルホイール２３及びタイミング
ベルト２４が巻き掛け伝動列を構成している。

【００１６】また、図１に示すように、第６シリンダブ
ロック６には図示しないボルトによりモータＭの駆動本
体３０が固定され、第１軸７は駆動本体３０から突出し
て回転駆動するモータＭの駆動軸と図示しない継手によ
り連結されている。そして、図６に示すように、第２〜
４シリンダブロック２〜４の側面には、図２〜４も示す
ように、ガスケット１８、１９を介して第１、２プレー
ト１６、１７が図示しないボルトにより締結されてい
る。これら第１、２プレート１６、１７がケーシングの
残部を構成している。

【００１７】図２、図３及び図６に示すように、第２プ
レート１７には第２シリンダブロック２の吸気口２ｂと
連通する吸気口１７ａが水平に貫設され、第１プレート
１６には第２シリンダブロック２の排気口２ｃ及び第３
シリンダブロック３のエア通路３ａと連通する連通溝１
６ａが凹設されている。また、図３、図４及び図６に示
すように、第２プレート１７には第３シリンダブロック
３のエア通路３ａ及び第４シリンダブロック４の吸気口
４ｂと連通する連通溝１７ｂが凹設され、第１プレート
１６には第４シリンダブロック４の排気口４ｃと連通す
る排気口１６ｂが水平に貫設されている。

【００１８】以上のように構成された多段ポンプ装置を
用いて例えばある室内を真空引きして減圧室としたい場
合、多段ルーツポンプＰにおいて、図６に示すように、
ホース等を介して第２プレート１７の吸気口１７ａをそ
の室内に開口させるとともに、ホース等を介して第１プ
レート１６の排気口１６ｂを大気等に開口させる。そし
て、モータＭにより多段ルーツポンプＰを駆動する。こ
れにより、多段ルーツポンプＰの各ポンプ室２ａ、４ａ
内で第１、２ロータ９〜１２が互いに僅かな間隙を保持
しつつ回転するため、各ポンプ室２ａ、４ａ内において
順次ポンプ作用が行われ、その室内の空気を大気等に放
出してその室内を減圧室とすることが可能になる。

【００１９】この間、この多段ポンプ装置では、プラス
チック製の駆動ホイール２１及び従動ホイール２２とゴ
ム製のタイミングベルト２４とを採用し、駆動ホイール
２１の回転をタイミングベルト２４により従動ホイール
２２に伝達することにより、モータＭの駆動軸の回転を
多段ルーツポンプＰの第１、２軸７、８に伝達してい
る。このため、この多段ポンプ装置では、潤滑油を不要
にして伝動室６ａについてのＯリングを省略できる等、
その伝動室６ａ内の密閉性をさほど高く保つ必要をなく
している。また、潤滑油の追加、交換等のメインテナン
スも不要としている。さらに、タイミングベルト２４を
介して回転を伝達することから、駆動ホイール２１及び
従動ホイール２２としては比較的肉薄なものを採用する
ことができ、そのために伝動室６ａの短軸化から全長の
短軸化を実現している。また、タイミングベルト２４を
介していることから、駆動力を与える駆動ホイール２１
と駆動力を受ける従動ホイール２２とが直接噛合せず、
金属の摺動も伴わないことから、騒音も生じにくい。し
たがって、この多段ポンプ装置は、製造コスト及び維持
コストの低廉化を実現し、設置場所の減少を図ることが
でき、かつ静粛性に優れたものとなっている。

【００２０】また、この多段ポンプ装置では、駆動ホイ
ール２１を多段ルーツポンプＰの第１軸７に固定してい
るため、部品点数を削減し、多段ポンプ装置の製造コス
トをさらに低廉化している。また、この多段ポンプ装置
では、駆動ホイール２１、従動ホイール２２及びタイミ
ングベルト２４がピッチ伝動可能であるため、滑りがな
く、ポンプ作用を滑らかに行うことができる。

【００２１】さらに、この多段ポンプ装置では、伝動室
６ａを多段ルーツポンプＰとモータＭとの間に設け、モ
ータＭの駆動軸の回転が駆動ホイール２１、従動ホイー
ル２２及びタイミングベルト２４を介して多段ルーツポ
ンプＰの第１、２軸７、８に伝達されることから、多段
ルーツポンプＰの第１、２軸７、８にねじれの影響が生
じにくく、ポンプ室２ａ、４ａ内で確実にロータ９〜１
２が回転してポンプ作用を滑らかに行うことができる。

【００２２】また、この多段ポンプ装置では、前段のポ
ンプ室２ａの吸気口２ｂ、１７ａが伝動室６ａから最も
遠い位置で開口され、後段のポンプ室４ａの排気口４
ｃ、１６ｂが伝動室６ａに最も近い位置で開口されてい
るため、前段のポンプ室２ａの吸気口２ｂ、１７ａが開
口される室内に駆動ホイール２１等の摩耗粉等による異
物が飛散しにくく、その室内の環境を好適に維持するこ
とができる。

【００２３】なお、本発明は、ポンプ室が１個の単段ポ
ンプ装置としたり、３個以上の多段ポンプ装置としたり
することもできる。また、多軸圧送型ポンプとしては、
ルーツポンプに代えて、スクリュー型ポンプ等を使用す
ることもできる。

【図面の簡単な説明】

【図１】実施形態の多段ポンプ装置の縦断面図である。

【図２】実施形態の多段ポンプ装置に係り、図１のＩＩ
−ＩＩ矢視断面図である。

【図３】実施形態の多段ポンプ装置に係り、図１のＩＩ
Ｉ−ＩＩＩ矢視断面図である。

【図４】実施形態の多段ポンプ装置に係り、図１のＩＶ
−ＩＶ矢視断面図である。

【図５】実施形態の多段ポンプ装置に係り、図１のＶ−
Ｖ矢視断面図である。

【図６】実施形態の多段ポンプ装置の平面図である。

【符号の説明】

Ｐ…多段ルーツポンプ（多段多軸圧送型ポンプ）１７ａ、２ｂ、４ｂ…吸気口２ｃ、４ｃ、１６ｂ…排気口２ａ、４ａ…ポンプ室１〜６、１ｃ、１６、１７…ケーシング（１〜６…第１
〜６シリンダブロック、１ｃ…前面プレート、１６…第
１プレート、１７…第２プレート）７、８…第１、２軸９〜１２…第１、２ロータＭ…回転駆動装置（モータ）３０…駆動本体２１…駆動回転体（駆動ホイール）２２…従動回転体（従動ホイール）２３…アイドルホイール２４…巻き掛け媒介節（タイミングベルト）

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者上辻清愛知県刈谷市豊田町２丁目１番地株式会社豊田自動織機製作所内 (72)発明者内山理愛知県刈谷市豊田町２丁目１番地株式会社豊田自動織機製作所内Ｆターム(参考） 3H029 AA03 AA06 AA09 AA18 AB01 AB06 BB00 BB01 BB11 BB21 BB31 BB36 BB41 CC02 CC08 CC16 CC39

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】吸気口及び排気口を備えた少なくとも１個
のポンプ室を構成するケーシングと、該ポンプ室内に配
置され、互いに平行な複数の軸上に装着されて互いに僅
かな間隙を保持しつつ回転するロータとを有する多軸圧
送型ポンプと、該多軸圧送型ポンプに隣接して設けられ、駆動本体と、
該駆動本体から突出して回転駆動する駆動軸とを有する
回転駆動装置と、該回転駆動装置の該駆動軸に固定された駆動回転体と、
該多軸圧送型ポンプの各該軸に固定された従動回転体
と、該駆動回転体及び該従動回転体に巻き掛けられ、該
駆動回転体の回転を該従動回転体に伝動する巻き掛け媒
介節と、を有する巻き掛け伝動列と、を備えたことを特
徴とするポンプ装置。
【請求項２】駆動回転体は多軸圧送型ポンプの各軸の一
つに固定されていることを特徴とする請求項１記載のポ
ンプ装置。
【請求項３】巻き掛け伝動列はピッチ伝動可能なもので
あることを特徴とする請求項１又は２記載のポンプ装
置。
【請求項４】駆動回転体及び従動回転体はプラスチック
製であり、巻き掛け媒介節はゴム製であることを特徴と
する請求項３記載のポンプ装置。
【請求項５】巻き掛け伝動列は多軸圧送型ポンプと回転
駆動装置との間に設けられていることを特徴とする請求
項１、２、３又は４記載のポンプ装置。
【請求項６】ポンプ室が複数個である場合、最前段の該
ポンプ室の吸気口は巻き掛け伝導列から最も遠い位置で
開口され、最後段の該ポンプ室の排気口は該巻き掛け伝
導列に最も近い位置で開口されてなることを特徴とする
請求項１、２、３、４又は５記載のポンプ装置。