JP4052628B2

JP4052628B2 - Pump housing

Info

Publication number: JP4052628B2
Application number: JP2001540058A
Authority: JP
Inventors: トッドエイ．レオナルド，
Original assignee: Thomas Industries Inc
Current assignee: Thomas Industries Inc
Priority date: 1999-11-29
Filing date: 2000-11-28
Publication date: 2008-02-27
Anticipated expiration: 2020-11-28
Also published as: WO2001038743A1; JP2003515061A; EP1242744B1; DE60027202D1; CN1402815A; EP1242744A1; CA2392909A1; AU1930001A; CN1246595C; DE60027202T2; MXPA02005296A; CA2392909C

Description

【０００１】
（関連出願の引用）
本出願は、１９９９年１１月２９日に提出された、米国仮特許出願第６０／１６７，８３９号の利益を請求する。
【０００２】
（連邦政府によって援助された研究開発に関する申告）
適用なし
【０００３】
（発明の分野）
本発明は、コンプレッサや真空ポンプ等のポンプに関し、特にポンプのためのハウジングに関する。
【０００４】
（従来の技術）
ピストン又はダイヤフラムポンプを往復運動させるには、通常、ポンプを駆動するシャフトを支承するベアリングが取付けられた、金属製ハウジング、例えば、鋳込みアルミニウム合金を有する。特に、大きなポンプの場合、ピストン又はダイヤフラムを駆動する力及びポンプの圧縮チャンバ内で発生した圧力を含む力を引き出すために、金属製ハウジングが必要である。
【０００５】
回転電動モータは、一般に、これらのポンプを駆動するのに用いられるが、該モータは冷却を要する。このようなポンプにおいては、モータは２つのハウジングの間に設けられ、各ハウジングは、互いに離れており、かつ一つの圧縮チャンバを収容する。モータのシャフトは、該シャフトの各端部が、シャフトの対応する端部において、ハウジング内の圧縮チャンバの容積を変化させるのに作動するピストン又はダイヤフラムのうちの一つを装備するように、スルーシャフトである。また、ピストン又はダイヤフラムが装備されている場合以外、回転ファンブレードは、冷却空気の流れをその端部においてハウジング内に吸込むために、および該空気をロータ及びモータのステータコイル上に送風するために、シャフトの各端部に取付けられる。
【０００６】
効率的に冷却するためには、回転ファンブレードが取付けられる、ハウジングの一部を環状にし、かつファンブレードの直径よりも僅かに大きくすることが望ましい。ファンブレードの先端と内部のハウジング面との間の隙間は、そうでない場合、ファンブレードによってハウジング内に吸込まれた空気は単にブレードの先端を通って吹き戻るだけであり、モータのコイル上には向かわないので、できる限り小さくすべきである。ポンプが別々のエンクロージャ内に収容されている用途の場合、ファンブレードが取付けられるハウジングの端部を開口したままにすることは許される。しかし、ポンプが独立した製品として売り出される場合、ハウジングの端部は、空気をハウジング内に吸込むことができるが、大きなものや指の挿入を防止するカバーで閉じなければならない。一般にファンガードと呼ばれるこのカバーは、ファンの動作に悪影響を及ぼしたり、横方向のサイズを増したり、あるいはファンの外観を損なうべきではない。
【０００７】
（発明の概要）
本発明は、ハウジングの特別な加工を要することなく、ハウジングに容易に取付けられ、ファンに対する内部の隙間を増加させず、ハウジングの横方向のサイズを増やさず、あるいはその外観を損なわないファンガードを提供する。該ファンガードは、空気の流入のハウジングへの通過を可能にするように穴が開けられており、またシャフトの軸と平行な方向にハウジング内に伸びる周囲タブを有する。該タブは、三日月形の側面を有し、同様の形状の凹部がハウジング内に形成されている。ハウジングの三日月形凹部は、その中に形成された穴を有する。ファンガードの各タブは、対応する凹部内の穴にはまってファンガードをハウジングの端部を覆って定位置で保持する耳部を有する。
【０００８】
好適な形態においては、凹部及び穴は、ハウジングの鋳込み形状（ｃａｓｔ−ｉｎｆｅａｔｕｒｅｓ）である。凹部内に形成された該穴は、好ましくは、ダイ内のインサートがこの方向に移動するので、鋳込みの分割線と直角な、穴を鋳造プロセス中に形成することを可能にする水平軸を有する。従って、凹部内の全ての穴の軸は、互いに平行である。また、各耳部は、該耳部がタブから伸びる主要な方向である軸を有し、耳部のこの軸は、通常穴の軸に対応するため、耳部が穴内に収容されたとき、耳部の軸は穴の軸と平行になる。耳部の先端部には、好ましくは、ハウジングの端部内へのファンガードの挿入時に、タブを内方に曲げるための傾斜面が設けられており、またスナップで取付けるファンガードのタブがハウジングの端部内に挿入されたときに、耳部が穴の内部にはまるように、かつ穴の手前側が耳部の末端部によって捕捉されるように、耳部の末端部は、四角になっている。
【０００９】
三日月形のタブ、あるいは本願明細書でＤ字状と呼ぶタブは、好ましくは、ファンブレードに接触しないように、あるいは、ファンブレードの先端とハウジングの内部との間に余計な隙間を要しないように、タブの内側面が、ハウジングの内面の延長部に近づくように、ハウジング内の同じ形状の凹部よりも多少小さい。タブの内面は、耳部が穴の中に完全に係合しない場合、あるいはファンガードがファンの回転によって外れた場合、タブがブレードの先端と接触して内方に曲がらないように、三日月形凹部内で多少凹んでいることが好ましい。
【００１０】
ハウジングのクランクケース部の周囲には、タブ及びそれに対応する凹部をいくらでも設けることができる。好適な形態においては、４つのタブ及びそれに対応する凹部を設ける。該タブ及び凹部は、ハウジングの両側に２つ設けられ、これらはできる限り離して設けられ、一つはクランクケースの上部に、他方はクランクケースの底部に、それぞれ両側において設けられている。垂直に穴を離すことは、安全に固定するのを助ける。
【００１１】
ファンガードは一般に、円形であるが、ファンガードから径方向に伸び、あるいはファンガードをハウジングに対して正しい位置に角を形成して配置するように機能する、少なくとも一つの形状を設けることが望ましい。この形状は、コンプレッサの幅又は高さを増やすことなく、ハウジングの圧縮チャンバ内の同様の形状の開口部内に嵌合する。
【００１２】
耳部及び穴がその水平軸を有し、ハウジングの凹部が、垂直軸の対向面上に対称的に配置されている場合、ハウジングの上部におけるハウジングの対向面上の穴及び耳部は、１本の水平軸に沿っており、またハウジングの底部においては、異なる水平軸に沿っている。従って、上部のタブは互いに向かい合ってハウジングを圧迫し、底部のタブは、互いに向き合ってハウジングを圧迫してファンガードを定位置に保持する。
【００１３】
本発明の上記及び他の目的及び効果は、以下の詳細な説明で明らかになるであろう。説明する際には、本発明の好適な実施の形態を示す添付図面が参照される。
【００１４】
（好適な実施の形態の説明）
図１は、一端にハウジング１４を有し、他端にハウジング１６を有するモータ１２を有する、本発明のポンプ１０を示す。ハウジング１４、１６は、アルミニウム合金の鋳造から成り、同一の構造のものである。一体化した頭部１８は、頭部部材２０、２２と単一鋳造の接続管部２４、２６とを有し、各ハウジング１４、１６の圧縮チャンバ３４、３６上でハウジング１４、１６にボルトで締められ、ハウジング１４、１６を保持し、かつお互いの角位置を維持するのを助ける。
【００１５】
またポンプ１０は、互いに同一の構造のファンガード４０を各端部に有する。図２について説明すると、モータ１２は、該モータを通ってハウジング１４、１６内に伸び、各ハウジングの端部付近まで伸びるシャフト４２を有する。シャフト４２の各端部は、空気を各ハウジング１４、１６内に吸込んでモータ１２のコイル上に流すように、シャフト４２によって一方向に回転される回転ファンブレード４４に載っている。モータ１２のハウジングは、冷却空気の排気をするための穴を備えており、またモータに隣接する追加的な換気スロットをハウジング１４、１６に設けることができる。ハウジング１４、１６は、シャフト４２を支承するベアリング（図示せず）を装備している。またハウジング１４、１６は、ファンブレード４４により移動させられた空気がモータ１２のコイルに達するように、空気の軸方向の流れを形成する開口部を有する。
【００１６】
各ファンガード４０は、穴が開いており、該ガード４０を通過する冷却空気の入り口を形成し、その間を走る離間した環状リブを有する径方向のスポークを有する。各ガード４０は、隣接するハウジング１４、１６の縁５４が収容されてファンガード４０をハウジングに対して放射状に配置するのを助ける溝５２をその内側に形成するリム５０を有する。
【００１７】
突出部５６は、リム５０から径方向に伸び、各ハウジング１４、１６の圧縮チャンバ３４、３６内に形成された開口部５８内に嵌合する。突出部５６は、それが組み込まれるハウジング１４、１６に対してファンガード４０を配置するのを助け、また銘板を形成する。ファンガード４０は、ポリエステルポリマー等の弾力的な合成樹脂で形成される。
【００１８】
各ガード４０は、各異なる四分円内において、対応するハウジング１４、１６の各クランクケース部６２、６４の端部内にシャフト４２と平行に伸びる４つのタブ６０を有する。図４に最も良く示されているように、各タブ６０は、Ｄ字状又は三日月状をしており、各ハウジング１４、１６の対応する位置に形成され、かつシャフト４２と平行に走る、タブと同じ形状だが僅かに大きい凹部６６内に嵌合する。各タブ６０は、凹部６６内に形成された穴７０にはまる耳部６８を有する。凹部６６及び穴７０は、両方共、当業者が容易に鋳造できる形状である。タブ６０が凹部６６内に収容され、かつ耳部６８が穴７０内に係合したとき、タブ６０の内面７２は、ハウジングの環状面７４から僅かに凹み、該環状面７４は、ファンブレード４４の先端からほんの僅かに離れている。内面７２はこのように凹んでいるので、ガード４０がファンの回転によってハウジングから外れても、タブ６０は、回転しているファンブレードと接触しないように内方へ動かない。また、タブ６０は、環状面７４から離れているので、タブ６０は、ファンブレードの先端とハウジングとの間の所要量の隙間を増加させない。
【００１９】
図３に示すように、２つのタブ６０とそれに対応する凹部６６がクランクケースの上部にあり、下部にも２つずつある。上部の２つのタブとそれに対応する凹部は、共に１本の水平線８０に沿って位置合わせされており、下部においては、水平線８２に沿って位置合わせされている。凹部６６及びタブ６０のアーチ状面は、線８４、８６に沿ってシャフト４２に対して放射状である線の周りに対称であるが、耳部６８及び穴７０は、ハウジング１４、１６鋳造の分割線と直角な水平線８０、８２に沿って位置合わせされてはいない。
【００２０】
図５に最も良く示すように、各タブ６０は、ファンガードがハウジング内に挿入されたときに、タブ６０を内方に曲げるように作用する傾斜した導入又は先端面９０を有する。各耳部６８は、穴７０内で耳部６８のスナップで取付ける接続部を形成するように耳部６８の外側９４に対して直角な、あるいはほぼ直角な端部面９２を有する。
【００２１】
以上、本発明の好適な実施の形態を詳細に説明してきた。記載した実施の形態に対して多数の変更・変形例が可能であることは当業者には明らかであり、本発明を記載した実施の形態に限定すべきではない。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明を具体化するポンプの斜視図である。
【図２】ファンガードがポンプハウジングから分解された、図１と同様の図である。
【図３】ハウジングにファンガードが組込まれた状態で、ポンプのシャフトを中心とする平面を有し、ファンガードのタブ上の耳部を通る断面図である。
【図４】耳部が穴の内部に収容された状態の一つのタブ及び凹部の、図３と同じ面の詳細図である。
【図５】耳部が穴の中に係合された状態で、凹部内に収容されたタブのうちの一つの縦断面図である。[0001]
(Citation of related application)
This application claims the benefit of US Provisional Patent Application No. 60 / 167,839, filed Nov. 29, 1999.
[0002]
(Report on research and development assisted by the federal government)
Not applicable [0003]
(Field of Invention)
The present invention relates to a pump such as a compressor or a vacuum pump, and more particularly to a housing for the pump.
[0004]
(Conventional technology)
To reciprocate a piston or diaphragm pump, it typically has a metal housing, such as a cast aluminum alloy, with a bearing attached to the shaft that drives the pump. In particular, in the case of large pumps, a metal housing is required to extract the force that drives the piston or diaphragm and the force that includes the pressure generated in the compression chamber of the pump.
[0005]
Rotating electric motors are commonly used to drive these pumps, but the motors require cooling. In such a pump, the motor is provided between two housings, each housing being separated from each other and containing one compression chamber. The shaft of the motor is designed to pass through each end of the shaft with one of a piston or diaphragm that operates to change the volume of the compression chamber within the housing at the corresponding end of the shaft. It is a shaft. Also, except when equipped with a piston or diaphragm, the rotating fan blade is used to draw a flow of cooling air into the housing at its end and to blow the air over the rotor and motor stator coils. Mounted at each end of the shaft.
[0006]
For efficient cooling, it is desirable to make the part of the housing to which the rotating fan blades are mounted annular and slightly larger than the fan blade diameter. The gap between the tip of the fan blade and the internal housing surface is otherwise air sucked into the housing by the fan blade will simply blow back through the tip of the blade and on the motor coil It shouldn't go, so it should be as small as possible. For applications where the pump is housed in a separate enclosure, it is permissible to leave the end of the housing to which the fan blades are attached open. However, if the pump is marketed as an independent product, the end of the housing can draw air into the housing, but must be closed with a cover that prevents the insertion of large objects or fingers. This cover, commonly referred to as a fan guard, should not adversely affect the operation of the fan, increase its lateral size, or damage the fan's appearance.
[0007]
(Summary of Invention)
The present invention provides a fan guard that is easily attached to the housing without requiring special processing of the housing, does not increase the internal gap with respect to the fan, does not increase the lateral size of the housing, or does not impair its appearance. provide. The fan guard is perforated to allow air inflow through the housing and has a peripheral tab that extends into the housing in a direction parallel to the axis of the shaft. The tab has a crescent-shaped side and a similarly shaped recess is formed in the housing. The crescent-shaped recess of the housing has a hole formed therein. Each tab of the fan guard has an ear that fits into a hole in the corresponding recess and holds the fan guard in place over the end of the housing.
[0008]
In a preferred form, the recesses and holes are cast-in features of the housing. The hole formed in the recess preferably has a horizontal axis that allows the hole to be formed during the casting process, perpendicular to the casting dividing line, as the insert in the die moves in this direction. . Therefore, the axes of all the holes in the recess are parallel to each other. Also, each ear has an axis that is the main direction in which the ear extends from the tab, and this axis of the ear usually corresponds to the axis of the hole so that when the ear is received in the hole, The ear axis is parallel to the hole axis. The tip of the ear is preferably provided with an inclined surface for bending the tab inward when the fan guard is inserted into the end of the housing, and the tab of the fan guard attached with a snap is provided on the housing. The end of the ear is square so that, when inserted into the end, the ear fits inside the hole and the near side of the hole is captured by the end of the ear.
[0009]
The crescent-shaped tabs, or tabs referred to herein as D-shaped, are preferably not in contact with the fan blades or require an extra gap between the fan blade tips and the interior of the housing. In addition, the inner surface of the tab is slightly smaller than the recess of the same shape in the housing so as to approach the extension of the inner surface of the housing. The inner surface of the tab is crescent shaped so that if the ear does not fully engage in the hole, or if the fan guard is removed by the rotation of the fan, the tab contacts the tip of the blade and does not bend inward It is preferable that it is somewhat recessed in the recess.
[0010]
Any number of tabs and corresponding recesses can be provided around the crankcase portion of the housing. In a preferred form, four tabs and corresponding recesses are provided. Two tabs and recesses are provided on both sides of the housing, and they are provided as far apart as possible, one on the top of the crankcase and the other on the bottom of the crankcase on both sides. Separating the holes vertically helps secure them securely.
[0011]
The fan guard is generally circular, but it is desirable to provide at least one shape that extends radially from the fan guard or that functions to place the fan guard in a corner at the correct position relative to the housing. . This shape fits within a similarly shaped opening in the compression chamber of the housing without increasing the width or height of the compressor.
[0012]
When the ears and the holes have their horizontal axes and the recesses of the housing are symmetrically arranged on the opposing surfaces of the vertical axis, the holes and ears on the opposing surfaces of the housing at the top of the housing are 1 Along the horizontal axis of the book and at the bottom of the housing is along a different horizontal axis. Thus, the top tabs oppose each other to compress the housing and the bottom tabs oppose each other to compress the housing and hold the fan guard in place.
[0013]
The above and other objects and advantages of the present invention will become apparent in the following detailed description. In the description, reference is made to the accompanying drawings which show preferred embodiments of the invention.
[0014]
(Description of preferred embodiments)
FIG. 1 shows a pump 10 of the present invention having a motor 12 having a housing 14 at one end and a housing 16 at the other end. The housings 14, 16 are made of aluminum alloy and have the same structure. The integrated head 18 has head members 20, 22 and single cast connecting pipes 24, 26 that are bolted to the housings 14, 16 on the compression chambers 34, 36 of each housing 14, 16. It is tightened to help hold the housings 14, 16 and maintain the angular position of each other.
[0015]
Moreover, the pump 10 has a fan guard 40 having the same structure at each end. Referring to FIG. 2, the motor 12 has a shaft 42 that extends through the motor into the housings 14 and 16 and near the ends of each housing. Each end of the shaft 42 rests on a rotating fan blade 44 that is rotated in one direction by the shaft 42 so that air is drawn into the housings 14, 16 and flows over the coils of the motor 12. The housing of the motor 12 is provided with a hole for exhausting cooling air, and additional ventilation slots adjacent to the motor can be provided in the housings 14,16. The housings 14 and 16 are equipped with bearings (not shown) that support the shaft 42. The housings 14 and 16 have openings that form an axial flow of air so that the air moved by the fan blades 44 reaches the coil of the motor 12.
[0016]
Each fan guard 40 is pierced and has radial spokes with spaced annular ribs running between and forming an inlet for cooling air passing through the guard 40. Each guard 40 has a rim 50 that accommodates an edge 54 of an adjacent housing 14, 16 and forms a groove 52 therein to help place the fan guard 40 radially relative to the housing.
[0017]
The protrusions 56 extend radially from the rim 50 and fit into openings 58 formed in the compression chambers 34, 36 of each housing 14, 16. The protrusion 56 helps to position the fan guard 40 relative to the housing 14, 16 in which it is incorporated and also forms a nameplate. The fan guard 40 is made of an elastic synthetic resin such as a polyester polymer.
[0018]
Each guard 40 has four tabs 60 extending parallel to the shaft 42 in the end of each crankcase portion 62, 64 of the corresponding housing 14, 16 in each different quadrant. As best shown in FIG. 4, each tab 60 is D-shaped or crescent-shaped, is formed in a corresponding position in each housing 14, 16 and runs parallel to the shaft 42. It fits into the recess 66 which is the same shape as that, but slightly larger. Each tab 60 has an ear 68 that fits into a hole 70 formed in the recess 66. Both the recess 66 and the hole 70 are shaped so that those skilled in the art can easily cast. When the tab 60 is received in the recess 66 and the ear 68 is engaged in the hole 70, the inner surface 72 of the tab 60 is slightly recessed from the annular surface 74 of the housing, which annular surface 74 is the fan blade 44. Just a little away from the tip of the. Because the inner surface 72 is recessed in this way, the tab 60 does not move inward so as not to contact the rotating fan blades even if the guard 40 is removed from the housing by the rotation of the fan. Also, since the tab 60 is away from the annular surface 74, the tab 60 does not increase the required amount of clearance between the tip of the fan blade and the housing.
[0019]
As shown in FIG. 3, there are two tabs 60 and corresponding recesses 66 at the top of the crankcase and two at the bottom. The upper two tabs and the corresponding recesses are both aligned along one horizontal line 80, and are aligned along the horizontal line 82 at the lower part. The arcuate surfaces of the recess 66 and the tab 60 are symmetrical around a line that is radial to the shaft 42 along the lines 84, 86, while the ears 68 and the holes 70 are part of the housing 14, 16 casting. It is not aligned along horizontal lines 80, 82 perpendicular to the line.
[0020]
As best shown in FIG. 5, each tab 60 has a slanted introduction or tip surface 90 that acts to bend the tab 60 inward when the fan guard is inserted into the housing. Each ear 68 has an end surface 92 that is perpendicular or substantially perpendicular to the outer side 94 of the ear 68 so as to form a connection that snaps into the ear 68 within the hole 70.
[0021]
The preferred embodiments of the present invention have been described in detail above. It will be apparent to those skilled in the art that numerous modifications and variations can be made to the described embodiments and the present invention should not be limited to the described embodiments.
[Brief description of the drawings]
FIG. 1 is a perspective view of a pump embodying the present invention.
FIG. 2 is a view similar to FIG. 1 with the fan guard disassembled from the pump housing.
FIG. 3 is a cross-sectional view through the ear on the tab of the fan guard having a plane centered on the shaft of the pump with the fan guard incorporated in the housing.
4 is a detailed view of the same surface as in FIG. 3 of one tab and recess with the ears housed inside the holes.
FIG. 5 is a longitudinal sectional view of one of the tabs housed in the recess with the ears engaged in the holes.

Claims

An on-axis fan propeller is mounted on the shaft within the housing end inner surface to draw air into the housing end inner surface from the outside of the housing , forming a housing end inner surface defined by the housing inner surface . A pump housing having a cylindrical opening end, wherein the opening end is covered by a perforated fan guard through which air sucked by the fan propeller can pass.
The fan guard has tabs spaced around the corners extending in the open end of the housing in a direction parallel to the axis of the shaft, each tab having a crescent-shaped cross section and has a ear portion protruding from the outer surface of the tub, for the outer surface of the tub curved, crescent-shaped recess of the same shape is formed in said inner surface defining a housing end inner surface, curved in the recess A hole is formed in the housing for receiving the tab using the inner surface and opening into the recess, and each of the holes covers the end of the housing to hold the fan guard in place. ear tabs fits into the bore of the corresponding recess, wherein the tab and the inner surface and the housing end portion inner surface of the tub and snaps into place to and forming a surface that draws air pump housing .

The pump housing according to claim 1, wherein the recess and the hole are formed by casting the housing.

2. The pump housing according to claim 1, wherein an inclined surface is provided at a distal end portion of the ear portion so that the tab is bent inward when the tab is inserted into an end portion of the housing. .

Opposite to the distal end being square so that the ear fits into the hole when the tab is inserted into the housing and the near side of the hole is captured by the tip of the ear The pump housing according to claim 3, wherein the ear portion has a side tip portion.

The inner surface of the tab approaches the inner surface of the housing so as not to contact the fan blade, or so as not to require an extra gap between the tip of the fan blade and the inside of the housing. The pump housing according to claim 1, wherein a tab is smaller than the recess in the housing.

If the ear is not completely in the hole, or if the fan guard is removed by rotation of the fan, the tab is accommodated so that the tab is bent inward and does not contact the tip of the fan propeller. The pump housing according to claim 5, wherein an inner surface of the tab is recessed in the recessed portion.

The pump housing according to claim 1, wherein four tabs and corresponding recesses are provided.

The four tabs and two recesses are provided on both sides of the housing, and one tab and a corresponding recess are provided in each of the four equiangular quadrants of the housing. 8. A pump housing according to claim 7, characterized in that

The four tabs and the recesses are symmetrically arranged on the opposing surface of the housing, and the holes and the ears on the opposing surface of the housing in the upper part of the housing are aligned along one axis. 9. The pump housing of claim 8, wherein the holes and ears at the bottom of the housing are aligned along other different axes.

The fan guard is circular but has at least one protrusion extending radially from the fan guard and fitting into a corresponding opening in the housing to place the fan guard at an angle with respect to the housing The pump housing according to claim 1, further comprising a portion.