JP5120750B2 - 回転ポンプの冷却構造 - Google Patents

Description

本発明は、負圧や正圧を発生する空気発生装置として使用される回転ポンプの冷却構造に関する。

真空ポンプの吸気ケース及び排気ケースを含む周囲全体と、真空ポンプの回転軸と電動モータの回転軸がカップリングによって直列に連結された回転軸の直列連結部とを防音壁で囲んだ真空発生装置の防音機構が、本出願人によって提案されている（特許文献１参照）。
この真空発生装置においては、真空ポンプを冷却するために、電動モータからの入力側である回転軸の直列連結部に遠心ファンが装着され、回転軸の反入力側にも冷却ファンが装着されている。遠心ファンについては、その吸気側で空気の流れを案内する筒体や絞り部が、防音壁側に設けられている。
特開２００１−１１５９６１号公報（第１頁、第１図）

また、回転ポンプと駆動モータの回転軸同士がカップリングによって直列に連結された回転軸の直列連結部と、回転ポンプと駆動モータの本体同士が直列に配置されるように両者の間に連結され且つ前記直列連結部を内蔵するように筒状に形成された筒状ジョイントと、前記直列連結部に同軸に固定された遠心ファンとを備えるポンプ装置が、本出願人によって提案されている（特許文献２参照）。
このポンプ装置の構成は、比較的小型の真空ポンプ等に適したものとなっている。
特開２００７−２１８１９３号公報（第１頁、第１図）

回転ポンプの冷却構造に関して解決しようとする問題点は、先に提案された冷却構造においては、防音壁（カバーリング）等の形態が複雑になっていたり、大型の回転ポンプには適さない構成になっている点にある。
そこで本発明の目的は、大型の回転ポンプにも好適に対応でき、合理的な構成によって冷却性能を向上できる回転ポンプの冷却構造を提供することにある。

本発明は、上記目的を達成するために次の構成を備える。
本発明にかかる回転ポンプの冷却構造の一形態によれば、回転ポンプの吸気口に接続された吸気ケースと排気口に接続された排気ケースを除くポンプ本体、及び前記回転ポンプの回転軸と駆動モータの回転軸がカップリングによって直列に連結された回転軸の直列連結部を内包して覆うように設けられたカバーリングと、前記回転ポンプの回転軸の前記駆動モータと連結される側とは反対の反入力側に同軸に固定され、前記カバーリングに設けられた吸気孔部を通して該カバーリング内へ冷却用空気を吸気する吸込みファンと、前記回転ポンプが前記駆動モータに連結される入力側である前記直列連結部に同軸に固定され、前記カバーリングに設けられた排気孔部を通して該カバーリング内から冷却用空気を排気する遠心ファンとを具備し、前記吸込みファンによって前記吸気ケースや前記排気ケースに空気を吹き付けることができるように、前記カバーリングの上部に穴を開けてある。

また、本発明にかかる回転ポンプの冷却構造の一形態によれば、前記遠心ファンが、前記カップリングの前記回転ポンプの側に面する部分に固定されていることを特徴とすることができる。
また、本発明にかかる回転ポンプの冷却構造の一形態によれば、前記遠心ファンが、ラジアルファンであることを特徴とすることができる。

本発明にかかる回転ポンプの冷却構造によれば、大型の回転ポンプにも好適に対応でき、合理的な構成によって冷却性能を向上できるという特別有利な効果を奏する。

以下、本発明にかかる回転ポンプの冷却構造について最良の形態例を添付図面（図１〜４）に基づいて詳細に説明する。
図１は本発明に係る回転ポンプ装置の形態例を示す一部断面を含む側面図である。図２は図１の回転ポンプ装置の正面図であり、図３は図１の回転ポンプ装置の平面図である。また、図４は図１の回転ポンプ装置の側面図である。
本形態例の回転ポンプ１０の冷却構造は、負圧や正圧を発生する空気発生装置として用いられる無給油式のベーンポンプに関するものである。駆動手段（駆動モータ２０）としては、電動モータが用いられている。なお、この回転ポンプ１０は、例えば、印刷物搬送の真空吸着装置やブロア装置等に使用される。

３０はカバーリングであり、回転ポンプ１０の吸気口に接続された吸気ケース４１と排気口に接続された排気ケース４２を除くポンプ本体１１、及び回転ポンプ１０の回転軸１２と駆動モータ２０の回転軸２２がカップリング２４によって直列に連結された回転軸の直列連結部２３を内包して覆うように設けられている。後述するメインカバー３１及びフロントカバー３５と、ベース部５０によって構成される底面カバー５３とによって、前記ポンプ本体１１と直列連結部２３が全周面にわたって覆われる構造になっている。このカバーリング３０は図面に示すように方形であって、比較的シンプルな形状になっている。

このカバーリング３０によれば、後述する二つの冷却ファン（遠心ファン２５、吸込みファン２６）によって発生する冷却空気流を好適に案内でき、回転ポンプ１０の冷却効果を向上できる。これは、冷却空気流が、カバーリング３０によって案内されることでポンプ本体１１の表面に沿ってバランスよく流れ、一対の軸受部１３、１４を強制的にバランスよく冷却できるためである。これによれば、軸受部１３、１４等の劣化を抑制でき、回転ポンプ１０の寿命を延長できる。
なお、カバーリング３０の上部に穴３１ｅ（図１２参照）を開けて、吸気ケース４１又は排気ケース４２にも空気を吹き付けるようにすることで、吸気ケース４１又は排気ケース４２を冷却することも可能である。
また、このカバーリング３０によれば、火傷の防止及び回転部の被覆という安全性の向上や、デザイン性の向上を図ることができる。

２５は遠心ファンであり、カバーリング３０における排気孔部３４が設けられた部分に対応されて、そのカバーリング３０に覆われ、回転ポンプ１０が駆動モータ２０に連結される入力側１２ａである直列連結部２３に同軸に固定されている。この遠心ファン２５は、駆動モータ２０と回転ポンプ１０の回転軸と共に回転し、カバーリング３０内から冷却用空気を排気する。本形態例では、冷却用の空気が、後述するメインカバー３１に多数の長孔によって設けられた排気孔部３４を通って排気される。
この遠心ファン２５によれば、ポンプ本体１１の特に軸受部１３を強制的に冷却するように、冷却空気流を好適に発生できる。

２６は吸込みファンであり、カバーリング３０における吸気孔部３６が設けられた部分に対応されて、そのカバーリング３０に覆われ、回転ポンプ１０の回転軸１２の駆動モータ２０と連結される側とは反対の反入力側１２ｂに同軸に固定されている。この吸込みファン２６は、回転ポンプ１０の回転軸と共に回転し、カバーリング３０内へ冷却用空気を吸気する。このため、吸込みファン２６は、軸流ファンと遠心ファンの両方の機能を備える形態の送風ファンになっている。また、本形態例では、冷却用の外気が、後述するフロントカバー３５に多数の丸孔によって設けられた吸気孔部３６を通って吸気される。
この吸込みファン２６によれば、ポンプ本体１１の特に軸受部１４を強制的に冷却するように、冷却空気流を好適に発生できる。

また、本形態例では、遠心ファン２５が、カップリング２４の回転ポンプ１０の側に面する部分である端面に固定されている。つまり、直列連結部２３の回転ポンプ１０に近接する側に遠心ファン２５が装着されている。
これによれば、遠心ファン２５が軸受部１３の近傍に位置するため、その軸受部１３を効果的に冷却できる。軸受部１４との冷却の関係においても、バランスよく冷却できる。
また、遠心ファン２５の羽根が回転ポンプ１０側にあり、カップリング２４の接続部の部分に被りにくい形態となるため、芯出し等、組み立てやメンテナンスの作業を行い易い構成になっている。

また、本形態例では、遠心ファン２５が、ラジアルファンによって構成されている。なお、ラジアルファンとは、径向きの羽根をもつ多翼遠心ファンのことであり、円板面上に多数の羽根が設けられた形態になっている。
このラジアルファンは、シンプルな形状であるが、効果的に空気を排気できる。シロッコファンのように、空気を吸入するため案内部となる筒体や絞り部を設けることなく、高い排気性能を有する。従って、ラジアルファンを採用することで、カバーリング３０の形状をシンプルに構成でき、組み立てやメンテナンスの作業も行い易い構造になっている。また、大型の回転ポンプ１０にも好適に対応できる形態となっている。

次に、本発明に係る回転ポンプ装置におけるカバーリング３０の最良の形態例について、添付図面（図５〜９）に基づいて詳細に説明する。
３１はメインカバーであり、回転ポンプ１０の回転軸１２と直交する方向（本形態例では左右方向）へ脱着可能に分割して設けられた一対の半割カバー部３２、３３によって構成されている。このメインカバー３１は、ポンプ本体１１及び直列連結部２３の両側面３１ａ、３１ｂと上面３１ｃ、及び直列連結部２３の駆動モータ２０に面する側の端面３１ｄを覆う構成となっている。

３５はフロントカバーであり、ポンプ本体１１の駆動モータ２０に面する入力側１２ａとは反対側となる反入力側１２ｂの端面を覆う端面カバーとして設けられている。
以上のメインカバー３１とフロントカバー３５を構成要素とするカバーリング３０によれば、騒音の発生源であるポンプ本体１１を好適に覆って減音（消音）できる。なお、ベース部５０によって構成される底面カバー５３が、カバーリング３０の底面を塞ぐ構造になっている。
また、各カバーの内面に適宜に吸音材を貼り付けることで、防音効果をさらに向上させるようにしてもよい。

また、このカバーリング３０によれば、回転ポンプ１０の回転軸１２の入力側１２ａである直列連結部２３に同軸に固定された遠心ファン２５と、回転ポンプ１０の回転軸１２の反入力側１２ｂに同軸に固定された吸込みファン２６についても好適に覆っている。これによれば、遠心ファン２５と吸込みファン２６とによって発生される冷却空気流を好適に案内でき、回転ポンプ１０にかかる冷却効果を高めることができる。

そして、本形態例のメインカバー３１は、回転ポンプ１０と駆動モータ２０を支持しているベース部５０に脱着可能に固定され、そのメインカバー３１に端面カバーであるフロントカバー３５が脱着可能に固定されている。なお、ポンプ本体１１及びモータ本体２１は、ベース部５０上にボルトによって脱着可能に固定されている。
以上の構成によれば、カバーリング３０の各構成が、回転ポンプ１０と直接的に接触することがなく、振動を直接的に受けることがないため、消音性能を向上できる。

また、第１の半割カバー部３２が、ベース部５０を構成する第１のベースフレーム５１に固定され、第３の半割カバー部３３が、ベース部５０を構成する第２のベースフレーム５２に固定されている。本形態例ではネジ５４によって固定されている。これにより、回転ポンプ１０を、その両側から一対の半割カバー部３２、３３によって覆う構成となっている。そして、フロントカバー３５と合わせて、３方向から後付けによって装着できる３分割のカバー構造となっている。
これによれば、前述のように消音効果を高めると共に、着脱を行い易い構造であるから、組み立てや保守管理のための作業性を向上できる。

また、フロントカバー３５は、板金部３７と樹脂部３８とによって構成され、板金部３７の被係合部３７ａに樹脂部３８の係合部３８ａが樹脂の弾性によって係合することで固定されている。さらに具体的には、板金部３７に形成された複数の穴（被係合部３７ａ）に樹脂部３８に形成された複数の爪部（係合部３８ａ）が嵌ることで係合される構造になっている。また、本形態例では、板金部３７の上下に樹脂部３８が配置された形態となっている。

そして、メインカバー３１に固定されているフロントカバー３５の少なくともメインカバー３１に接触する部分が、樹脂によって形成されている樹脂部３８であるように構成されている。なお、３９はボルト穴であり、この穴にボルトを通してフロントカバー３５をメインカバー３１に固定する。
このように、フロントカバー３５に部分的に樹脂（上下の樹脂部３８）を採用したことで、板金特有の共振が発生し難く、全面板金の場合より消音効果が高い。
また、上記の構造によって、組み立てや保守管理が行い易い形態になっている。

また、本形態例において、吸気ケース４１及び排気ケース４２には、カバーリング３０とは別体のケースカバー６０（６０Ａ）が脱着可能に固定されている（図１０又は１１参照）。
図１０に示すケースカバー６０は、前後のカバー構成部材や配管接続口のカバー構成部材の全てが樹脂材で形成された形態例を示してある。また、図１１に示すケースカバー６０Ａは、本体のカバー部材が板金で形成され、端面のカバー部材が樹脂で形成された形態例を示してある。
これらのケースカバー６０、６０Ａは、樹脂の弾性によってワンタッチで装着できる構造になっており、組み立てや保守管理を行い易い形態となっている。

吸気ケース４１には、エアフィルタが内蔵されると共に真空調整器やゲージが装着されており、外部の機器と接続するための配管接続口が設けられている。
また、排気ケース４２には、マフラー効果のあるキャップが装着されており、使用頻度の低い配管接続口に対するケースカバー６０の開口部にはアタッチメント６１（図１０参照）が着脱可能に嵌め込まれている。
なお、５５はブラケットであり、ベース部５０に設けられ、設置床面等に固定される部分になっている。

以上、本発明につき好適な形態例を挙げて種々説明してきたが、本発明はこの形態例に限定されるものではなく、発明の精神を逸脱しない範囲内で多くの改変を施し得るのは勿論のことである。

本発明に係る回転ポンプ装置の形態例を示す一部断面を含む側面図である。 図１の回転ポンプ装置の正面図である。 図１の回転ポンプ装置の平面図である。 図１の回転ポンプ装置の側面図である。 本発明に係る回転ポンプのカバーリング構造の形態例を示す斜視図である。 端面カバーの正面図（Ａ）及び側面図（Ｂ）である。 端面カバーの板金部を示す正面図である。 端面カバーの樹脂部を示す内面図である。 端面カバーの樹脂部の要部を示す拡大図である。 吸排気部のケースカバーの形態例を示す斜視図である。 吸排気部のケースカバーの他の形態例を示す斜視図である。 回転ポンプのカバーリング構造の他の形態例を示す斜視図である。

符号の説明

１０ 回転ポンプ
１１ ポンプ本体
１２ 回転軸
１２ａ 入力側
１２ｂ 反入力側
１３ 軸受部
１４ 軸受部
２０ 駆動モータ
２２ 回転軸
２３ 直列連結部
２４ カップリング
２５ 遠心ファン
２６ 吸込みファン
３０ カバーリング
３１ メインカバー
３１ａ 側面
３１ｂ 側面
３１ｃ 上面
３１ｄ 端面
３２ 第１の半割カバー部
３３ 第２の半割カバー部
３４ 排気孔部
３５ フロントカバー
３６ 吸気孔部
３７ 板金部
３８ 樹脂部
４１ 吸気ケース
４２ 排気ケース
５０ ベース部
５１ 第１のベースフレーム
５２ 第２のベースフレーム

Claims (3)

1. 回転ポンプの吸気口に接続された吸気ケースと排気口に接続された排気ケースを除くポンプ本体、及び前記回転ポンプの回転軸と駆動モータの回転軸がカップリングによって直列に連結された回転軸の直列連結部を内包して覆うように設けられたカバーリングと、
   前記回転ポンプの回転軸の前記駆動モータと連結される側とは反対の反入力側に同軸に固定され、前記カバーリングに設けられた吸気孔部を通して該カバーリング内へ冷却用空気を吸気する吸込みファンと、
   前記回転ポンプが前記駆動モータに連結される入力側である前記直列連結部に同軸に固定され、前記カバーリングに設けられた排気孔部を通して該カバーリング内から冷却用空気を排気する遠心ファンとを具備し、
   前記吸込みファンによって前記吸気ケースや前記排気ケースに空気を吹き付けることができるように、前記カバーリングの上部に穴を開けてあることを特徴とする回転ポンプの冷却構造。
2. 前記遠心ファンが、前記カップリングの前記回転ポンプの側に面する部分に固定されていることを特徴とする請求項１記載の回転ポンプの冷却構造。
3. 前記遠心ファンが、ラジアルファンであることを特徴とする請求項２記載の回転ポンプの冷却構造。

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