JP3931721B2 - ポンプ及びそのポンプの組立て方法 - Google Patents
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Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】
この発明は、ロータを収納するケーシングと、そのケーシングを間に挾み込むハウジング及びエンドフレームを、相互嵌合部を設けずに心出しして締結できるポンプと、そのポンプの組立て方法に関する。なお、以下の説明はバンケル式真空ポンプを例に挙げて行う。
【０００２】
【従来の技術】
バンケル式真空ポンプは、図３、図４に示すように、両端がハウジング１とエンドフレーム２によって、塞がれるケーシング３内に三角形状のロータ４を収納し、そのロータ４と一体の内歯車５を固定ピニオン６に噛合し、このロータ４をクランクシャフト８でピニオン６の外周に沿って公転させながら回転させ、その偏心運動でロータ外周とケーシング内面との間に形成されるチャンバ（ポンプ室）１２に体積変化を生じさせて吸排気を行う。
【０００３】
このポンプは、チャンバ１２を２つ有しており、吸気は各チャンバ１２に対応させてサイドハウジング（図はハウジング１）に設けた吸気孔１３（これは吸入ポート１８に連通している）から行う。
【０００４】
また、排気は、ハウジング１に設けた排気孔１４から、各排気孔１４の出口に設けた逆止弁１５を通して行われる。
【０００５】
クランクシャフト８は、軸受７を介して両端をハウジング１とエンドフレーム２で支え、そのクランクシャフトの偏心軸８ａに軸受９を介してロータ４を嵌合させる。従って、ハウジング１、ケーシング３、エンドフレーム２の３者は心出しして締結する必要がある。
【０００６】
その心出しのために、ハウジング１とエンドフレーム２を、ケーシング３との間に互いに嵌まり合ういんろう１９、２０を設けて同心嵌合させている。ロータ４の内歯車５をピニオン６に噛み合わせ、その後にケーシング３をハウジング１に突き合わせるが、このとき、公転しながら回転するロータ４がケーシング内面と干渉しないように、ケーシング３をロータ公転方向に回してケーシングの姿勢を微調整する必要があり、その作業のためにもいんろう１９、２０が必要である。
【０００７】
【発明が解決しようとする課題】
バンケル式ポンプのケーシング３は、内面が双葉形状をなす。このケーシング３の外周に設けるいんろう２０は、その直径をケーシング３の長軸側の外径を規準にして設定する必要があり、そのいんろう２０とその外側にいんろう１９を設ける図３、図４の構造ではポンプの体格や重量が大きくなる。
【０００８】
また、ロータ４のサイドシールをクリアランスシールで行って性能を確保するポンプ、即ち、ロータ４とハウジング１間及びロータ４とエンドフレーム２間のクリアランスＣを極力小さくしてチャンバ１２からの排気洩れを減少させるポンプは、クリアランスＣの管理のためにケーシング３の両端と、ハウジング１、エンドフレーム２の内面（ロータとの摺動面）を研削して要求される平面度、面粗度を確保するが、突出しているいんろう１９が邪魔になり、ハウジング１とエンドフレーム２の加工の煩雑化、加工工数増加の問題も生じる。
【０００９】
この発明は、これ等の問題を無くすことを課題としている。
【００１０】
【課題を解決するための手段】
上記の課題を解決するため、この発明においては、それぞれが独立しているハウジング、ケーシング、エンドフレームの外周に仮想円筒の内面に密着するいんろうをそれぞれ設け、ケーシングとエンドフレームはいんろうが最大外径部になるようにしたポンプを提供する。
【００１１】
また、円筒形状のいんろう治具の一端を上述したポンプのハウジング外周のいんろうに嵌合させ、その後、外周にいんろうを有するケーシングとエンドフレームをいんろう治具の内面でセンタリングして順次組付け、ハウジング、ケーシング、エンドフレームの締結後に、エンドフレーム側からいんろう治具を抜き取るポンプの組立て方法を提供する。
【００１２】
【作用】
この発明のポンプは、ハウジング、ケーシング、エンドフレームの外周にそれぞれ設けたいんろうに適合して嵌まる円筒状のいんろう治具を用いてこの発明の方法で３者の心出しを行うことができる。従って、図３でハウジング１とエンドフレーム２に設けているいんろう（円筒部）１９を無くしてポンプの体格を縮めることができる。
【００１３】
また、ケーシング外周のいんろうを、複数個の突起で形成したものは、ケーシングの外周を非円形にして贅肉を落とすことができ、ケーシングのスリム化による体格減少、ポンプの小型、軽量化が可能になる。
【００１４】
【発明の実施の形態】
図１及び図２に、この発明の実施形態を示す。図示のバンケル式真空ポンプでは、ハウジング１とエンドフレーム２（この２者がサイドハウジング）間にケーシング３を挟み込み、３者をボルトＢで結合させている。
【００１５】
ケーシング３内には三角形状のロータ４が収納されており、そのロータ４に設けた内歯車５がハウジング１に固定したピニオン６と噛み合っている。
【００１６】
ロータ４の内側には、軸受７を介してハウジング１とエンドフレーム２に支持されるクランクシャフト８が通されており、そのクランクシャフトの偏心軸８ａを、内歯車５と同心配置にしてロータ４に組込んだ軸受９に嵌合させている。
【００１７】
クランクシャフト８は、モータ１０の出力軸に連結されており、このクランクシャフト８をモータ１０で回転させると、ピニオン６に噛合したロータ４が回転しながらピニオン６の周りを公転する。１１は、ロータ４の偏心運動によって発生する振動を低減する目的でクランクシャフト８に取付けたウエイトバランサである。
【００１８】
ケーシング３の内面は、ロータ４の頂点の移動軌跡よりも若干大きな双葉形をなし、この内面とロータの各頂点間の外周面との間に形成されるチャンバ１２がロータ４の公転を伴う回転運動で体積変化を生じて吸排気が繰り返される。
【００１９】
ハウジング１には、吸気孔１３と排気孔１４が各２個設けられ、圧縮行程に移ったチャンバ１２内の気体は、排気孔１４から各排気孔に設けた逆止弁１５を通り、さらに、モータ１０の内部を通って、ドレインパイプ１６から外部に放出される。各吸気孔１３は吸入ポート１８に連通している。
【００２０】
ロータ４の各頂点部には、アペックスシール１７が径方向スライド自在に組込まれており、そのアペックスシール１７がロータ回転による遠心力でケーシング３の内面に押しつけられてロータ外周とケーシング内面間のシールがなされる。
【００２１】
また、ロータ４とハウジング１間及びエンドフレーム２間のシールはケーシング３の厚みをロータ４の厚みよりも極く僅かに厚くしてロータ４とハウジング１及びエンドフレーム２との間にそれぞれロータ回転のためのクリアランスＣを生じさせ、そのクリアランスＣを極力小さくしてサイドシール部材を使わずに行うようにしている。
【００２２】
ハウジング１のケーシング側外周には、ポンプの軸心と同心の真円のいんろう２１を設けている。また、ケーシング３の外周に複数個の突起２２を周方向に点在させて設け、その突起２２の先端をいんろう２１と同心かつ同径の円上に揃えて各突起２２でケーシング外周のいんろう２３を構成している。ケーシング３の突起形成部を除く外周は、内面に略平行に沿っており、そのため、ケーシング３はスリムで贅肉が殆ど無いものになっている。
【００２３】
エンドフレーム２の外周にも、いんろう２１と同心かつ同径の真円のいんろう２４を設けている。いんろう２１、２４は、いんろう２３と同様、複数の突起の先端を真円上に揃えて構成されるものでもよい。いんろう２３、２４は、それぞれ、ケーシング３、エンドフレーム２の最大径部になるものが必要である。
【００２４】
３０は、ポンプ組立て時に用いるいんろう治具である。ハウジング１に固定されたピニオン６にロータ４の内歯車５を指定された位置で噛み合わせてロータ４を組付け、さらに、クランクシャフト８をピニオン６内の軸受７とロータ４内の軸受９に挿入する。
【００２５】
次に、いんろう治具３０をハウジング１のいんろう２１に嵌合させ、その後、いんろう治具３０の内面にケーシング３のいんろう２３を密着させてケーシング３をいんろう治具３０でセンタリングし、この状態でケーシング３をハウジング１との突き合わせ点に挿入する。このとき、ロータ４の頂点部がケーシング３の内面と干渉しないように（歯車の公差の影響による干渉をなくすために）ケーシング３をいんろう治具３０をガイドにして回転させ、ケーシング姿勢の微調整を行う。
【００２６】
また、その作業を終えたら、今度は、外周にいんろう２４を設けたエンドフレーム２をいんろう治具３０でセンタリングしてクランクシャフト８に嵌合させ、そのエンドフレーム２をケーシング３を介してハウジング１にボルトＢで締結する。
【００２７】
その後、いんろう治具３０をエンドフレーム２側から抜き取る。
【００２８】
以上の作業のほかにクランクシャフト８に対するウェイトバランサ１１の取付け、モータ１０の連結、ウェイトバランサ室の蓋２５の取付け等を行ってポンプの組立てを完了する。
【００２９】
なお、ボルトＢは相反する位置の突起２２に設けた周方向長孔に通しており、このボルトＢとケーシング３の内面との間に、ケーシング３の両端面のシール２６を配置する。
【００３０】
以上、バンケル式真空ポンプを例に挙げて説明を行ったが、この発明は、バンケル式以外のポンプにも適用できる。また、この発明を適用するポンプは、真空ポンプ、圧縮ポンプを問わない。
【００３１】
【発明の効果】
以上述べたように、この発明のバンケル式ポンプは、締結一体化するハウジングと、ケーシングと、エンドフレームの外周に、各々センタリング用のいんろうを設けたので、そのいんろうを円筒のいんろう治具の内面に嵌合させ、いんろう治具で３者の心出しを行って締結後にいんろう治具を取外すこの発明の方法で組立てを行うことができ、ハウジングとケーシング、エンドフレームとケーシングを直接嵌合させる必要がない。従って、いんろうの設置によるポンプの体格増、重量増を無くすことができる。
【００３２】
少なくとも、ケーシング外周のいんろうを、複数の突起を設けて構成したものは、ケーシングの外周を非円形にしてケーシングの贅肉をそぎ落とすことができ、ポンプの小型、軽量化の効果がより顕著に現れる。
【００３３】
また、ハウジング、エンドフレームのロータ摺動面とケーシングに対する突き合わせ面を同一平面上に揃えることができるので、ロータ摺動面を簡単に少ない工数で加工可能となり、生産性やコスト面でも有利になる。
【図面の簡単な説明】
【図１】実施形態のポンプの縦断断面図
【図２】図１のII−II線に沿った断面図
【図３】従来のバンケル式真空ポンプの断面図
【図４】図３のIV−IV線に沿った断面図
【符号の説明】
１ ハウジング
２ エンドフレーム
３ ケーシング
４ ロータ
５ 内歯車
６ ピニオン
８ クランクシャフト
８ａ 偏心軸
１０ モータ
１１ ウェイトバランサ
１２ チャンバ
１３ 吸気孔
１４ 排気孔
１５ 逆止弁
１７ アペックスシール
１８ 吸入ポート
２１、２３、２４ いんろう
２２ 突起
２５ 蓋
２６ シール
３０ いんろう治具
【発明の属する技術分野】
この発明は、ロータを収納するケーシングと、そのケーシングを間に挾み込むハウジング及びエンドフレームを、相互嵌合部を設けずに心出しして締結できるポンプと、そのポンプの組立て方法に関する。なお、以下の説明はバンケル式真空ポンプを例に挙げて行う。
【０００２】
【従来の技術】
バンケル式真空ポンプは、図３、図４に示すように、両端がハウジング１とエンドフレーム２によって、塞がれるケーシング３内に三角形状のロータ４を収納し、そのロータ４と一体の内歯車５を固定ピニオン６に噛合し、このロータ４をクランクシャフト８でピニオン６の外周に沿って公転させながら回転させ、その偏心運動でロータ外周とケーシング内面との間に形成されるチャンバ（ポンプ室）１２に体積変化を生じさせて吸排気を行う。
【０００３】
このポンプは、チャンバ１２を２つ有しており、吸気は各チャンバ１２に対応させてサイドハウジング（図はハウジング１）に設けた吸気孔１３（これは吸入ポート１８に連通している）から行う。
【０００４】
また、排気は、ハウジング１に設けた排気孔１４から、各排気孔１４の出口に設けた逆止弁１５を通して行われる。
【０００５】
クランクシャフト８は、軸受７を介して両端をハウジング１とエンドフレーム２で支え、そのクランクシャフトの偏心軸８ａに軸受９を介してロータ４を嵌合させる。従って、ハウジング１、ケーシング３、エンドフレーム２の３者は心出しして締結する必要がある。
【０００６】
その心出しのために、ハウジング１とエンドフレーム２を、ケーシング３との間に互いに嵌まり合ういんろう１９、２０を設けて同心嵌合させている。ロータ４の内歯車５をピニオン６に噛み合わせ、その後にケーシング３をハウジング１に突き合わせるが、このとき、公転しながら回転するロータ４がケーシング内面と干渉しないように、ケーシング３をロータ公転方向に回してケーシングの姿勢を微調整する必要があり、その作業のためにもいんろう１９、２０が必要である。
【０００７】
【発明が解決しようとする課題】
バンケル式ポンプのケーシング３は、内面が双葉形状をなす。このケーシング３の外周に設けるいんろう２０は、その直径をケーシング３の長軸側の外径を規準にして設定する必要があり、そのいんろう２０とその外側にいんろう１９を設ける図３、図４の構造ではポンプの体格や重量が大きくなる。
【０００８】
また、ロータ４のサイドシールをクリアランスシールで行って性能を確保するポンプ、即ち、ロータ４とハウジング１間及びロータ４とエンドフレーム２間のクリアランスＣを極力小さくしてチャンバ１２からの排気洩れを減少させるポンプは、クリアランスＣの管理のためにケーシング３の両端と、ハウジング１、エンドフレーム２の内面（ロータとの摺動面）を研削して要求される平面度、面粗度を確保するが、突出しているいんろう１９が邪魔になり、ハウジング１とエンドフレーム２の加工の煩雑化、加工工数増加の問題も生じる。
【０００９】
この発明は、これ等の問題を無くすことを課題としている。
【００１０】
【課題を解決するための手段】
上記の課題を解決するため、この発明においては、それぞれが独立しているハウジング、ケーシング、エンドフレームの外周に仮想円筒の内面に密着するいんろうをそれぞれ設け、ケーシングとエンドフレームはいんろうが最大外径部になるようにしたポンプを提供する。
【００１１】
また、円筒形状のいんろう治具の一端を上述したポンプのハウジング外周のいんろうに嵌合させ、その後、外周にいんろうを有するケーシングとエンドフレームをいんろう治具の内面でセンタリングして順次組付け、ハウジング、ケーシング、エンドフレームの締結後に、エンドフレーム側からいんろう治具を抜き取るポンプの組立て方法を提供する。
【００１２】
【作用】
この発明のポンプは、ハウジング、ケーシング、エンドフレームの外周にそれぞれ設けたいんろうに適合して嵌まる円筒状のいんろう治具を用いてこの発明の方法で３者の心出しを行うことができる。従って、図３でハウジング１とエンドフレーム２に設けているいんろう（円筒部）１９を無くしてポンプの体格を縮めることができる。
【００１３】
また、ケーシング外周のいんろうを、複数個の突起で形成したものは、ケーシングの外周を非円形にして贅肉を落とすことができ、ケーシングのスリム化による体格減少、ポンプの小型、軽量化が可能になる。
【００１４】
【発明の実施の形態】
図１及び図２に、この発明の実施形態を示す。図示のバンケル式真空ポンプでは、ハウジング１とエンドフレーム２（この２者がサイドハウジング）間にケーシング３を挟み込み、３者をボルトＢで結合させている。
【００１５】
ケーシング３内には三角形状のロータ４が収納されており、そのロータ４に設けた内歯車５がハウジング１に固定したピニオン６と噛み合っている。
【００１６】
ロータ４の内側には、軸受７を介してハウジング１とエンドフレーム２に支持されるクランクシャフト８が通されており、そのクランクシャフトの偏心軸８ａを、内歯車５と同心配置にしてロータ４に組込んだ軸受９に嵌合させている。
【００１７】
クランクシャフト８は、モータ１０の出力軸に連結されており、このクランクシャフト８をモータ１０で回転させると、ピニオン６に噛合したロータ４が回転しながらピニオン６の周りを公転する。１１は、ロータ４の偏心運動によって発生する振動を低減する目的でクランクシャフト８に取付けたウエイトバランサである。
【００１８】
ケーシング３の内面は、ロータ４の頂点の移動軌跡よりも若干大きな双葉形をなし、この内面とロータの各頂点間の外周面との間に形成されるチャンバ１２がロータ４の公転を伴う回転運動で体積変化を生じて吸排気が繰り返される。
【００１９】
ハウジング１には、吸気孔１３と排気孔１４が各２個設けられ、圧縮行程に移ったチャンバ１２内の気体は、排気孔１４から各排気孔に設けた逆止弁１５を通り、さらに、モータ１０の内部を通って、ドレインパイプ１６から外部に放出される。各吸気孔１３は吸入ポート１８に連通している。
【００２０】
ロータ４の各頂点部には、アペックスシール１７が径方向スライド自在に組込まれており、そのアペックスシール１７がロータ回転による遠心力でケーシング３の内面に押しつけられてロータ外周とケーシング内面間のシールがなされる。
【００２１】
また、ロータ４とハウジング１間及びエンドフレーム２間のシールはケーシング３の厚みをロータ４の厚みよりも極く僅かに厚くしてロータ４とハウジング１及びエンドフレーム２との間にそれぞれロータ回転のためのクリアランスＣを生じさせ、そのクリアランスＣを極力小さくしてサイドシール部材を使わずに行うようにしている。
【００２２】
ハウジング１のケーシング側外周には、ポンプの軸心と同心の真円のいんろう２１を設けている。また、ケーシング３の外周に複数個の突起２２を周方向に点在させて設け、その突起２２の先端をいんろう２１と同心かつ同径の円上に揃えて各突起２２でケーシング外周のいんろう２３を構成している。ケーシング３の突起形成部を除く外周は、内面に略平行に沿っており、そのため、ケーシング３はスリムで贅肉が殆ど無いものになっている。
【００２３】
エンドフレーム２の外周にも、いんろう２１と同心かつ同径の真円のいんろう２４を設けている。いんろう２１、２４は、いんろう２３と同様、複数の突起の先端を真円上に揃えて構成されるものでもよい。いんろう２３、２４は、それぞれ、ケーシング３、エンドフレーム２の最大径部になるものが必要である。
【００２４】
３０は、ポンプ組立て時に用いるいんろう治具である。ハウジング１に固定されたピニオン６にロータ４の内歯車５を指定された位置で噛み合わせてロータ４を組付け、さらに、クランクシャフト８をピニオン６内の軸受７とロータ４内の軸受９に挿入する。
【００２５】
次に、いんろう治具３０をハウジング１のいんろう２１に嵌合させ、その後、いんろう治具３０の内面にケーシング３のいんろう２３を密着させてケーシング３をいんろう治具３０でセンタリングし、この状態でケーシング３をハウジング１との突き合わせ点に挿入する。このとき、ロータ４の頂点部がケーシング３の内面と干渉しないように（歯車の公差の影響による干渉をなくすために）ケーシング３をいんろう治具３０をガイドにして回転させ、ケーシング姿勢の微調整を行う。
【００２６】
また、その作業を終えたら、今度は、外周にいんろう２４を設けたエンドフレーム２をいんろう治具３０でセンタリングしてクランクシャフト８に嵌合させ、そのエンドフレーム２をケーシング３を介してハウジング１にボルトＢで締結する。
【００２７】
その後、いんろう治具３０をエンドフレーム２側から抜き取る。
【００２８】
以上の作業のほかにクランクシャフト８に対するウェイトバランサ１１の取付け、モータ１０の連結、ウェイトバランサ室の蓋２５の取付け等を行ってポンプの組立てを完了する。
【００２９】
なお、ボルトＢは相反する位置の突起２２に設けた周方向長孔に通しており、このボルトＢとケーシング３の内面との間に、ケーシング３の両端面のシール２６を配置する。
【００３０】
以上、バンケル式真空ポンプを例に挙げて説明を行ったが、この発明は、バンケル式以外のポンプにも適用できる。また、この発明を適用するポンプは、真空ポンプ、圧縮ポンプを問わない。
【００３１】
【発明の効果】
以上述べたように、この発明のバンケル式ポンプは、締結一体化するハウジングと、ケーシングと、エンドフレームの外周に、各々センタリング用のいんろうを設けたので、そのいんろうを円筒のいんろう治具の内面に嵌合させ、いんろう治具で３者の心出しを行って締結後にいんろう治具を取外すこの発明の方法で組立てを行うことができ、ハウジングとケーシング、エンドフレームとケーシングを直接嵌合させる必要がない。従って、いんろうの設置によるポンプの体格増、重量増を無くすことができる。
【００３２】
少なくとも、ケーシング外周のいんろうを、複数の突起を設けて構成したものは、ケーシングの外周を非円形にしてケーシングの贅肉をそぎ落とすことができ、ポンプの小型、軽量化の効果がより顕著に現れる。
【００３３】
また、ハウジング、エンドフレームのロータ摺動面とケーシングに対する突き合わせ面を同一平面上に揃えることができるので、ロータ摺動面を簡単に少ない工数で加工可能となり、生産性やコスト面でも有利になる。
【図面の簡単な説明】
【図１】実施形態のポンプの縦断断面図
【図２】図１のII−II線に沿った断面図
【図３】従来のバンケル式真空ポンプの断面図
【図４】図３のIV−IV線に沿った断面図
【符号の説明】
１ ハウジング
２ エンドフレーム
３ ケーシング
４ ロータ
５ 内歯車
６ ピニオン
８ クランクシャフト
８ａ 偏心軸
１０ モータ
１１ ウェイトバランサ
１２ チャンバ
１３ 吸気孔
１４ 排気孔
１５ 逆止弁
１７ アペックスシール
１８ 吸入ポート
２１、２３、２４ いんろう
２２ 突起
２５ 蓋
２６ シール
３０ いんろう治具
Claims (3)
- ロータを収納してロータ外周との間にポンピング用のチャンバを形成するケーシングと、このケーシングの両端を塞ぐハウジング及びエンドフレームを各々独立させて締結具で締結するポンプにおいて、前記ハウジング、ケーシング、エンドフレームの外周に仮想円筒の内面に密着するいんろうをそれぞれ設け、ケーシングとエンドフレームはいんろうが最大外径部になるようにしたことを特徴とするポンプ。
- 少なくともケーシング外周のいんろうが、外周に点在させて設けた複数個の突起の先端をポンプと同心の円上に揃えて構成されている請求項１記載のポンプ。
- 円筒形状のいんろう治具の一端を請求項１記載のポンプのハウジング外周のいんろうに嵌合させ、その後、外周にいんろうを有するケーシングとエンドフレームをいんろう治具の内面でセンタリングして順次組付け、ハウジング、ケーシング、エンドフレームの締結後に、エンドフレーム側からいんろう治具を抜き取ることを特徴とするポンプの組立て方法。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP2002124630A JP3931721B2 (ja) | 2002-04-25 | 2002-04-25 | ポンプ及びそのポンプの組立て方法 |
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| JP2002124630A JP3931721B2 (ja) | 2002-04-25 | 2002-04-25 | ポンプ及びそのポンプの組立て方法 |
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| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JP2003314480A JP2003314480A (ja) | 2003-11-06 |
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| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
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2002
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