TW201943962A - 泵裝置 - Google Patents
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Abstract
本發明的一形態之泵裝置係具備流體通路。前述流體通路係含有：第一連接口，係設置於殼體的第二端部；第二連接口，係設置於前述殼體的第一主面部；第一通路部，係從前述第一連接口往第一軸方向平行地延伸，且將前述第一連接口與前述第二連接口之間相連；以及第二通路部，係將前述第一通路部與泵室之間相連。前述第一通路部係含有：兩個側壁部，係於第二軸方向互相對向，前述第二軸方向係與前述第一軸方向正交；以及底壁部，係包含從前述兩個側壁部向前述泵室內的一對螺旋軸的軸心間傾斜的一對傾斜面。
Description
[0001] 本發明係有關於具有一對螺旋轉子的泵裝置。
[0002] 作為容積移送型的乾真空泵，例如已知有二軸型的螺旋泵。該種螺旋泵係具有：殼體(housing)，係含有吸入口與吐出口；以及一對螺旋轉子，係被收容於殼體；該種螺旋泵係構成為藉由使這些一對螺旋轉子旋轉而將氣體從吸入口往吐出口移送。另外，一般係進行將該種真空泵多段地連接而謀求提升排氣能力(例如參照專利文獻1)。
[先前技術文獻]
[專利文獻]
[0003]
專利文獻1：日本特許第6100038號公報。
[先前技術文獻]
[專利文獻]
[0003]
專利文獻1：日本特許第6100038號公報。
[發明所欲解決之課題]
[0004] 近年來，於該種真空泵中，小型化、低高度化的要求日益增高。例如在將複數台真空泵上下連接而多段化時，仍期望一種能將泵全體之設置高度降低的構造。
[0005] 有鑑於以上事情，本發明的目的係提供一種可謀求小型化、低高度化的泵裝置。
[用以解決課題的手段]
[0006] 為了上述目的，本發明的一形態之泵裝置係具備：一對螺旋軸、殼體、驅動機構以及流體通路。
前述一對螺旋軸係平行地配置於第一軸方向，且於與前述第一軸方向正交的第二軸方向互相鄰接。
前述殼體係含有：第一端部以及第二端部，係於前述第一軸方向互相對向；泵室，係收容前述一對螺旋軸且於前述第二軸方向互相連接；以及第一主面部，係與前述泵室在第三軸方向對向，前述第三軸方向係與前述第一軸方向以及前述第二軸方向各自正交。
前述驅動機構係構成為連接於前述第一端部，可使前述一對螺旋軸旋轉。
前述流體通路係含有：第一連接口，係設置於前述第二端部；第二連接口，係設置於前述第一主面部；第一通路部，係從前述第一連接口往前述第一軸方向平行地延伸，且將前述第一連接口與前述第二連接口之間相連；以及第二通路部，係將前述第一通路部與前述泵室之間相連。前述第一通路部係含有：兩個側壁部，係於前述第二軸方向互相對向；以及底壁部，係包含從前述兩個側壁部向前述一對螺旋軸的軸心間傾斜的一對傾斜面。
[0007] 於上述泵裝置中，將第一連接口與第二連接口之間相連的第一通路部係具有底壁部，前述底壁部係包含從於第二軸方向互相對向的兩個側壁部向一對螺旋軸的軸心間傾斜的一對傾斜面，故可確保第一通路部的流路剖面積並且縮短第一通路部與泵室之間的距離。藉此可實現殼體的薄型化或低高度化。
[0008] 前述一對傾斜面亦可為各自向前述第一通路部的內方凸出之形狀的彎曲面。
[0009] 前述第二通路部亦可為於前述第三軸方向平行地延伸，且前述第一通路部與前述第二通路部間的連接點係於前述第一軸方向與前述第一連接口對向。
[0010] 前述泵裝置亦可進一步具有軸承單元。
前述軸承單元係含有一對軸承與一對軸承保持器。前述一對軸承係設置於前述第二端部，將前述一對螺旋軸可各自旋轉地支持。一對軸承保持器係保持前述一對軸承。
前述一對軸承保持器係各自使用三個第一緊固具而固定於前述第二端部；前述三個第一緊固具之中的兩個第一緊固具係較前述一對軸承的軸心更位於與前述第一連接口為相反側，前述三個第一緊固具之中的剩餘的一個第一緊固具係較前述一對軸承的軸心更位於前述第一連接口側。
[0011] 前述軸承單元亦可進一步具有：一對軸承蓋，係固定於前述一對軸承保持器，且覆蓋前述一對軸承。
前述一對軸承蓋係各自使用三個第二緊固具而固定於前述一對軸承保持器；前述三個第二緊固具之中的一個第二緊固具係較前述一對軸承的軸心更位於與前述第一連接口為相反側，前述三個第二緊固具之中的剩餘的兩個第二緊固具係較前述一對軸承的軸心更位於前述第一連接口側。
[0012] 前述殼體亦可進一步具有與前述第一主面部對向的第二主面部；前述流體通路係進一步具有設置於前述第二主面部且與前述泵室連通的第三連接口。
[發明功效]
[0013] 如以上所述，依據本發明可謀求小型化、低高度化。
[0004] 近年來，於該種真空泵中，小型化、低高度化的要求日益增高。例如在將複數台真空泵上下連接而多段化時，仍期望一種能將泵全體之設置高度降低的構造。
[0005] 有鑑於以上事情，本發明的目的係提供一種可謀求小型化、低高度化的泵裝置。
[用以解決課題的手段]
[0006] 為了上述目的，本發明的一形態之泵裝置係具備：一對螺旋軸、殼體、驅動機構以及流體通路。
前述一對螺旋軸係平行地配置於第一軸方向，且於與前述第一軸方向正交的第二軸方向互相鄰接。
前述殼體係含有：第一端部以及第二端部，係於前述第一軸方向互相對向；泵室，係收容前述一對螺旋軸且於前述第二軸方向互相連接；以及第一主面部，係與前述泵室在第三軸方向對向，前述第三軸方向係與前述第一軸方向以及前述第二軸方向各自正交。
前述驅動機構係構成為連接於前述第一端部，可使前述一對螺旋軸旋轉。
前述流體通路係含有：第一連接口，係設置於前述第二端部；第二連接口，係設置於前述第一主面部；第一通路部，係從前述第一連接口往前述第一軸方向平行地延伸，且將前述第一連接口與前述第二連接口之間相連；以及第二通路部，係將前述第一通路部與前述泵室之間相連。前述第一通路部係含有：兩個側壁部，係於前述第二軸方向互相對向；以及底壁部，係包含從前述兩個側壁部向前述一對螺旋軸的軸心間傾斜的一對傾斜面。
[0007] 於上述泵裝置中，將第一連接口與第二連接口之間相連的第一通路部係具有底壁部，前述底壁部係包含從於第二軸方向互相對向的兩個側壁部向一對螺旋軸的軸心間傾斜的一對傾斜面，故可確保第一通路部的流路剖面積並且縮短第一通路部與泵室之間的距離。藉此可實現殼體的薄型化或低高度化。
[0008] 前述一對傾斜面亦可為各自向前述第一通路部的內方凸出之形狀的彎曲面。
[0009] 前述第二通路部亦可為於前述第三軸方向平行地延伸，且前述第一通路部與前述第二通路部間的連接點係於前述第一軸方向與前述第一連接口對向。
[0010] 前述泵裝置亦可進一步具有軸承單元。
前述軸承單元係含有一對軸承與一對軸承保持器。前述一對軸承係設置於前述第二端部，將前述一對螺旋軸可各自旋轉地支持。一對軸承保持器係保持前述一對軸承。
前述一對軸承保持器係各自使用三個第一緊固具而固定於前述第二端部；前述三個第一緊固具之中的兩個第一緊固具係較前述一對軸承的軸心更位於與前述第一連接口為相反側，前述三個第一緊固具之中的剩餘的一個第一緊固具係較前述一對軸承的軸心更位於前述第一連接口側。
[0011] 前述軸承單元亦可進一步具有：一對軸承蓋，係固定於前述一對軸承保持器，且覆蓋前述一對軸承。
前述一對軸承蓋係各自使用三個第二緊固具而固定於前述一對軸承保持器；前述三個第二緊固具之中的一個第二緊固具係較前述一對軸承的軸心更位於與前述第一連接口為相反側，前述三個第二緊固具之中的剩餘的兩個第二緊固具係較前述一對軸承的軸心更位於前述第一連接口側。
[0012] 前述殼體亦可進一步具有與前述第一主面部對向的第二主面部；前述流體通路係進一步具有設置於前述第二主面部且與前述泵室連通的第三連接口。
[發明功效]
[0013] 如以上所述，依據本發明可謀求小型化、低高度化。
[0015]以下，一邊參照圖式一邊說明本發明的實施形態。
[0016]圖1為本發明的一實施形態之泵裝置的全體立體圖，圖2為泵裝置的前視圖，圖3為圖2中的III-III線剖面圖，圖4為圖2中的IV-IV線剖面圖，圖5為圖3中的V-V線剖面圖，圖6為圖2中的VI-VI線剖面圖，圖7為圖3中的VII-VII線剖面圖，圖8為圖6中的VIII-VIII線剖面圖，圖9為圖6中的IX-IX線剖面圖。
又，於各圖中，X軸、Y軸以及Z軸係表示互相正交的3軸方向，Z軸係相當於高度方向。
[0017]［基本構成］
本實施形態的泵裝置100係作為真空泵而構成，尤其是作為二軸型的螺旋泵而構成。泵裝置100係具有：第一螺旋軸11、第二螺旋軸12、殼體20、驅動機構30以及流體通路40。
[0018]殼體20係由鋁合金、鑄鐵、不鏽鋼等的金屬材料所構成。殼體20係具有於X軸方向(第一軸方向)互相對向的第一端部21以及第二端部22。於第一端部21連接有驅動機構30，於第二端部22則分別設有第一吸氣口41與軸承單元50。
[0019]殼體20係由第一殼體部201與第二殼體部202的結合體構成，第一殼體部201係具有第二端部22，第二殼體部202係具有第一端部21。第一殼體部201以及第二殼體部202係經由未圖示的定位銷以及環狀的密封構件S1而互相連結。上述定位銷係被設置於密封構件S1之外周側的複數個位置。第一殼體部201係具有將第一螺旋軸11以及第二螺旋軸12可旋轉地收容的泵室23。第二殼體部202係具有供第一螺旋軸11以及第二螺旋軸12貫通的一對貫通孔H(參照圖4)。
[0020]第一螺旋軸11以及第二螺旋軸12係具有各自平行於X軸方向的軸心，且於Y軸方向互相鄰接而配置於泵室23。泵室23係具有以下形狀：將第一螺旋軸11以及第二螺旋軸12各自收容的二個圓筒空間以於Y軸方向部分地重疊的方式連接(參照圖5)。第一螺旋軸11以及第二螺旋軸12係經由在第一殼體部201設置的軸承B1與在第二殼體部202設置的軸承B2而可旋轉地被支持於殼體20。
[0021]第一螺旋軸11係具有螺旋狀的齒11s，第二螺旋軸12係具有與齒11s咬合的螺旋狀的齒12s。第一螺旋軸11以及第二螺旋軸12係皆由一條螺絲(screw)構成。齒11s、12s係除了螺轉方向互相為反方向之外各自具有幾乎相同的形狀。齒11s、12s係以一方的齒位於另一方的齒之間(溝)的方式隔開些微間隙且互相咬合。齒11s的外周面係對於泵室23的內壁面以及第二螺旋軸12的軸部的外周面(齒12s間的溝的底部)隔開些微間隙而對向。另一方面，齒12s的外周面係對於泵室23的內壁面以及第一螺旋軸11的軸部的外周面(齒11s間的溝的底部)隔開些微間隙而對向。
[0022]驅動機構30係具有馬達機殼31、馬達32以及同步齒輪33、34。馬達32係具有轉子鐵心321、定子鐵心322以及線圈323(參照圖4)。
[0023]馬達機殼31係由鋁合金、鑄鐵、不鏽鋼等的金屬材料所構成，經由未圖示的定位銷以及環狀的密封構件S2而連結於殼體20(第二殼體部202)。上述定位銷係設置在密封構件S2的外周側的複數個位置。馬達機殼31係具有：馬達室311，係保持定子鐵心322；以及齒輪室312，係收容同步齒輪33、34。
[0024]馬達室311係由大致圓筒狀的空間部所形成。齒輪室312係被區劃在馬達機殼31與殼體20(第二殼體部202)之間，且構成為可儲存將同步齒輪33、34以及軸承B2潤滑的潤滑油(省略圖示)。齒輪室312係構成為可經由軸承B2以及殼體20的貫通孔H與泵室23連通。於貫通孔H亦可設置有將泵室23與齒輪室312分隔的接觸式的密封或非接觸式的密封。
[0025]轉子鐵心321係固定於第一螺旋軸11的前端部。定子鐵心322係由形成環狀的複數個磁性鋼板之積層體所構成。於定子鐵心322係捲繞有連接於電源(省略圖示)的U、V以及W各相的複數個線圈323。同步齒輪33係被裝設於第一螺旋軸11，同步齒輪34係被裝設於第二螺旋軸12。同步齒輪33、34係互相咬合，由馬達32而得的第一螺旋軸11的旋轉動力係經由同步齒輪33、34而傳達至第二螺旋軸12(參照圖4)。
[0026] ［流體通路］
接下來，說明流體通路40。
[0027] 流體通路40係具有：第一吸氣口41(第一連接口)、第二吸氣口42(第二連接口)、排氣口43(第三連接口)、第一通路部44以及第二通路部45(參照圖3)。
[0028] 流體通路40係將從第一吸氣口41或第二吸氣口42吸入的上述真空腔室(vacuum chamber)內的氣體經由第一通路部44以及第二通路部45而導向泵室23並且藉由第一螺旋軸11以及第二螺旋軸12的旋轉而將泵室23內的氣體向排氣口43移送。
[0029] 如圖3所示，第一吸氣口41係設置於殼體20的第二端部22(第一殼體部201的端部)之圓形的孔，在平行於X軸方向的方向(圖3中的左方)開口。於第一吸氣口41裝設有與未圖示的吸氣配管連接的配管連接具411。配管連接具411係具有對於第一吸氣口41螺合固定的圓筒部，經由裝設於該圓筒部的外周面的環狀的密封構件41s而氣密地被固定於第一吸氣口41。
[0030] 第二吸氣口42係設置在殼體20的第一主面部24(第一殼體部201的上表面)之圓形的孔，對平行於Z軸方向的方向(圖3中的上方)開口。第一主面部24係形成於Z軸方向與泵室23對向的殼體20的上表面，第二吸氣口42係設置在可經由環狀的密封構件42s而載置未圖示的機械增壓泵(mechanical booster pump)等的其他的真空泵的平面部。可於第一主面部24直接載置上述其他的真空泵，亦可經由冷卻板等的中間構件而載置上述其他的真空泵。
[0031] 於本實施形態中，密封構件41s具有配置在配管連接具411的圓筒部的外周面與第一吸氣口41的內周面之間的軸密封構造。因此，相較於在殼體20的第二端部22(第一吸氣口41之外側)裝設密封構件的面密封構造，成為不需要用以在第二端部22裝設密封構件的空間。藉此，第一主面部24與第一吸氣口41間的距離縮短化，殼體20成為可低高度化。另外，由於藉由在第一吸氣口41的內部裝設配管連接具411(的圓筒部)而提高第二端部22的強度，故即使第一主面部24與第一吸氣口41之間的殼體構成材料之薄壁化進展仍可確保第二端部22作為目的的強度。進一步地，亦達成使與後述的軸承單元50間的干擾成為最小限度的功效，可謀求藉由使第一吸氣口41成為圓形孔所致的剖面積的最大化。
[0032] 典型而言，因應泵裝置100的使用方法而使用第一吸氣口41以及第二吸氣口42中的任一方，另一方則使用未圖示的帽蓋等而氣密地密閉固定。例如在單獨使用泵裝置100的情形中，第一吸氣口41或第二吸氣口42連接於未圖示的真空腔室的排氣配管。另外，在泵裝置100連接於機械增壓泵等的其他的真空泵的後段的情形中，第二吸氣口42係連接於載置在第一主面部24的該其他的真空泵的排氣口。
[0033] 排氣口43係設置在與殼體20的第一主面部24為相反側的第二主面部25，本實施形態中，係於支持第一螺旋軸11以及第二螺旋軸12的排氣側端部之第二殼體部202的下方開口。排氣口43係與泵室23連通，將藉由第一螺旋軸11以及第二螺旋軸12的旋轉而移送的氣體排氣。於排氣口43亦可連接例如未圖示的消音器或排氣氣體的無害化裝置。
[0034] 第一通路部44係將第一吸氣口41與第二吸氣口42之間相連，且形成為平行於X軸方向。第二通路部45係將第一通路部44與泵室23之間相連，且於本實施形態中設置在第一螺旋軸11以及第二螺旋軸12的吸氣側端部。
[0035] 在此，從Z軸方向觀看時，第一通路部44係位於第一螺旋軸11的軸心與第二螺旋軸12的軸心之間。如圖5所示，第一通路部44係具有上壁部44a、側壁部44b以及底壁部44c，底壁部44c係形成從兩個側壁部44b向第一螺旋軸11以及第二螺旋軸12的軸心間(泵室23的細腰部)傾斜的一對傾斜面Cs。所謂從兩個側壁部44b向泵室23的細腰部傾斜係指：各傾斜面Cs係從側壁部44b向泵室23的中心形成，於底壁部44c的中央部形成例如大致V字狀的溝或谷。因此第一通路部44的流路剖面形狀係如圖5所示地呈現大致五角形。
[0036] 底壁部44c係形成有向第一螺旋軸11以及第二螺旋軸12的軸心間(泵室23的細腰部)傾斜的一對傾斜面Cs，藉此可確保第一通路部44與泵室23之間的隔壁26(參照圖5)的充分厚度，並可接近泵室23地形成第一通路部44。
[0037] 另外，由於第一通路部44具有如上所述的扁平的大致五角形的剖面計形狀，故不需擴張流路寬度即能擴大流路剖面積。藉此，可確保第一通路部44的流路剖面積，並縮短化泵室23的頂部與殼體20之第一主面部24之間的距離(高度)D，成為可以實現殼體20之薄型化以及泵裝置100的低高度化。
[0038] 典型而言第一通路部44的流路的剖面積係形成為與第一吸氣口41的流路的剖面積為相同。藉此，可以在第一吸氣口41與第一通路部44之間使流體的傳導性(conductance)成為相同，減少從第一吸氣口41往第一通路部44進入的流體的通過抵抗。
[0039] 此外，第一吸氣口41的剖面形狀不限於圓形，亦可形成為與第一通路部44同樣的大致五角形的扁平形狀。藉此，可實現與第一通路部44相同的傳導性。該情形中，可於配管連接具411採用對應於扁平剖面的面密封構造。
[0040] 形成底壁部44c的一對傾斜面Cs可為平面亦可為曲面。另外，一對傾斜面Cs係相對於底壁部44c的中心而對稱地形成，但亦可非對稱。如圖5所示，本實施形態中，一對傾斜面Cs係由各自向第一通路部44之內方凸出的形狀的彎曲面所構成。於該情形中，一對傾斜面Cs亦可由與構成泵室23的內周面的圓筒面之一部分相似的形狀所形成，例如亦可由與各個第一螺旋軸11、第二螺旋軸12的軸心為同心的部分圓筒面所形成。
[0041] 上壁部44a以及側壁部44b的形狀並未特別被限定，典型而言雖形成為平坦的面，但亦可形成為如底壁部44c般的彎曲面。如圖5所示，兩個側壁部44b不限於形成為於Z軸方向平行的情形，亦可形成為向底壁部44c的末端擴展形狀。
[0042] 第二通路部45係於Z軸方向平行延伸，相連第一通路部44與泵室23的吸入端之間。第一通路部44與第二通路部45間的連接點46係設置在於X軸方向與第一吸氣口41對向的位置(參照圖2)。因此，從第一吸氣口41部分性地露出了構成第一通路部44的底壁部44c之一對傾斜面Cs。藉由連接點46設置於與第一吸氣口41對向的位置，可使從第一吸氣口41被吸引的氣體往第二通路部45直接流入，而可使第一通路部44中的氣體的滯留成為最小限度而圓滑地將氣體導往泵室23。
[0043] 第二通路部45雖如上所述地設置於第一螺旋軸11以及第二螺旋軸12的吸入側端部，但不限於此，亦可用可使第一通路部44連通於泵室23的適宜的位置之方式設置。排氣口43的位置不限於上述例子，亦可適宜地變更。例如排氣口43亦可設置於第一殼體部201。殼體20不限於由第一殼體部201以及第二殼體部202組合而構成的情形，可為由單一個殼體零件構成，亦可為由三個以上的殼體零件組合而構成。
[0044] 如以上所述，依據本實施形態，由於相連第一吸氣口41與第二吸氣口42之間的第一通路部44係具有底壁部44c，底壁部44c係含有從於Y軸方向互相對向的兩個側壁部44b向一對第一螺旋軸11、第二螺旋軸12的軸心間傾斜的一對傾斜面Cs，故可確保第一通路部44的流路剖面積，並可縮短第一通路部44與泵室23之間的距離。藉此，可實現殼體20的薄型化或低高度化。
[0045] ［軸承單元］
接下來，說明軸承單元50。
[0046] 軸承單元50係設置於殼體20的第二端部22。軸承單元50係包含：一對軸承B1，係以可旋轉的方式支持第一螺旋軸11以及第二螺旋軸12的吸入側端部；以及一對軸承保持器51，係保持一對軸承B1(參照圖4)。
[0047] 圖10係軸承保持器51的立體圖。軸承保持器51係由金屬材料所構成，具有：圓筒狀的筒部511，係嵌合於殼體20的第二端部22；以及框狀的固定部512，係設置於筒部511的前端。
[0048] 於筒部511的外周面設置有可裝設環狀的密封構件的環狀溝51g1，且係構成為可氣密性地嵌合殼體20的第二端部22。筒部511的內周面係構成為將軸承B1的外座圈(outer race)予以保持的保持面。
[0049] 固定部512係具有於Z軸方向平行的二個長邊L，於固定部512的中央部形成有開口部513，開口部513係連通於筒部511的內部。於開口部513的周圍設置有可裝設環狀的密封構件的環狀溝51g2。固定部512係具有位於下部的二個直角角部與位於上部的三個鈍角角部；從X軸方向觀看時的外形係形成為大致五角形。二個直角角部以及位於中央的鈍角角部係形成為較固定部512的其他的領域薄壁，並且各自設置有供第一緊固具P1(參照圖9)插通的貫通孔R1。另外，於二個直角角部之間以及剩餘的二個鈍角角部係各自設置有供第二緊固具P2(參照圖2)螺合的螺絲孔R2。
[0050] 如圖9所示，一對軸承保持器51係各自使用三個第一緊固具P1而固定於殼體20的第二端部22。此時，一對軸承保持器51係以固定部512的一方的長邊L於Y軸方向互相對向且鈍角角部位於上部的中央的姿勢固定於殼體20。因此，三個第一緊固具P1之中的兩個第一緊固具P1係較一對軸承B1的軸心更位於第一吸氣口41的相反側，剩餘的一個第一緊固具P1係較一對軸承B1的軸心更位於第一吸氣口41側。第一緊固具P1係使用了螺栓、螺絲等的適宜的緊固構件。
[0051] 藉此，由於可在各軸承保持器51的上部的第一緊固具P1之間形成第一吸氣口41或配管連接具411的一部分，故可避免軸承保持器51與配管連接具411間的干擾，並且實現第一吸氣口41與泵室23之間的距離的縮短化，且成為可提高第一吸氣口41之形成位置的自由度。
[0052] 另外，由於各軸承保持器51係具有相對於第二端部22由筒部511以及裝設於筒部511的外周面的密封構件所構成的軸密封構造，故可縮短兩個軸承保持器51間的距離。另外，由於藉由筒部511嵌合於第二端部22而提高第二端部22的強度，故即使接近兩個軸承保持器51間仍可確保第二端部22作為目的的強度。
[0053] 而且，於軸承保持器51的筒部511設置有用以裝設密封構件的環狀溝51g1，故相較於在殼體20(第二端部22)形成環狀溝的情形，變得易於確保殼體20的強度，且成為可不需使用專用切削工具、多用途工作機即可輕易地形成環狀溝51g1。
[0054] 進一步地，由於軸承保持器51間的距離的縮短化成為可行，故軸承B1的大徑化亦即第一螺旋軸11以及第二螺旋軸12的端部的大徑化成為可行。藉此，不僅可提升第一螺旋軸11、第二螺旋軸12的耐久性，亦可提升軸承B1的耐久性，故在適用於高容量的泵裝置的情形中變得非常地有利。
[0055] 軸承單元50係進一步具有一對軸承蓋52。一對軸承蓋52係經由上述密封構件而固定於一對軸承保持器51的固定部512，藉此將上述一對軸承B1氣密性地覆蓋(參照圖2)。
[0056] 一對軸承蓋52係由大致矩形的金屬板構成。一對軸承蓋52係各自使用三個第二緊固具P2固定於一對軸承保持器51。各第二緊固具P2係經由軸承蓋52固定於在軸承保持器51的固定部512設置的螺絲孔R2。亦即，三個第二緊固具P2之中的一個第二緊固具P2係較一對軸承B1的軸心更位於與第一吸氣口41為相反側，剩餘的兩個第二緊固具P2係較一對軸承B1的軸心更位於第一吸氣口41側。第二緊固具P2係使用螺栓、螺絲等的適宜的緊固構件。
[0057] 如上所述，第二緊固具P2係被緊固於與第一緊固具P1不同的位置，故可將軸承蓋52直接固定於軸承保持器51。進一步地，由於各軸承蓋52係相對於各軸承保持器51各自裝設，故不受到軸承保持器51間的平面度的偏差等的影響而能將軸承蓋52適切地裝設。
[0058] 以上，雖說明了本發明的實施形態，但本發明並非僅限定於上述實施形態，可施加各種變更，自不待言。
[0059] 例如於以上實施形態中，第一通路部44以及第二通路部45雖被設置於泵室23與殼體20的第一主面部24之間，但作為代替，亦可將上述各通路部設置於泵室23與殼體20的第二主面部25之間。另外，上述各通路部雖構成為吸氣用的通路，但亦可構成為排氣用的通路。
[0060] 另外，於以上的實施形態中，雖以作為泵裝置100而對真空泵的適用例說明，但不限於此，例如亦可作為可排出定量的液體的排水泵運用。
[0016]圖1為本發明的一實施形態之泵裝置的全體立體圖，圖2為泵裝置的前視圖，圖3為圖2中的III-III線剖面圖，圖4為圖2中的IV-IV線剖面圖，圖5為圖3中的V-V線剖面圖，圖6為圖2中的VI-VI線剖面圖，圖7為圖3中的VII-VII線剖面圖，圖8為圖6中的VIII-VIII線剖面圖，圖9為圖6中的IX-IX線剖面圖。
又，於各圖中，X軸、Y軸以及Z軸係表示互相正交的3軸方向，Z軸係相當於高度方向。
[0017]［基本構成］
本實施形態的泵裝置100係作為真空泵而構成，尤其是作為二軸型的螺旋泵而構成。泵裝置100係具有：第一螺旋軸11、第二螺旋軸12、殼體20、驅動機構30以及流體通路40。
[0018]殼體20係由鋁合金、鑄鐵、不鏽鋼等的金屬材料所構成。殼體20係具有於X軸方向(第一軸方向)互相對向的第一端部21以及第二端部22。於第一端部21連接有驅動機構30，於第二端部22則分別設有第一吸氣口41與軸承單元50。
[0019]殼體20係由第一殼體部201與第二殼體部202的結合體構成，第一殼體部201係具有第二端部22，第二殼體部202係具有第一端部21。第一殼體部201以及第二殼體部202係經由未圖示的定位銷以及環狀的密封構件S1而互相連結。上述定位銷係被設置於密封構件S1之外周側的複數個位置。第一殼體部201係具有將第一螺旋軸11以及第二螺旋軸12可旋轉地收容的泵室23。第二殼體部202係具有供第一螺旋軸11以及第二螺旋軸12貫通的一對貫通孔H(參照圖4)。
[0020]第一螺旋軸11以及第二螺旋軸12係具有各自平行於X軸方向的軸心，且於Y軸方向互相鄰接而配置於泵室23。泵室23係具有以下形狀：將第一螺旋軸11以及第二螺旋軸12各自收容的二個圓筒空間以於Y軸方向部分地重疊的方式連接(參照圖5)。第一螺旋軸11以及第二螺旋軸12係經由在第一殼體部201設置的軸承B1與在第二殼體部202設置的軸承B2而可旋轉地被支持於殼體20。
[0021]第一螺旋軸11係具有螺旋狀的齒11s，第二螺旋軸12係具有與齒11s咬合的螺旋狀的齒12s。第一螺旋軸11以及第二螺旋軸12係皆由一條螺絲(screw)構成。齒11s、12s係除了螺轉方向互相為反方向之外各自具有幾乎相同的形狀。齒11s、12s係以一方的齒位於另一方的齒之間(溝)的方式隔開些微間隙且互相咬合。齒11s的外周面係對於泵室23的內壁面以及第二螺旋軸12的軸部的外周面(齒12s間的溝的底部)隔開些微間隙而對向。另一方面，齒12s的外周面係對於泵室23的內壁面以及第一螺旋軸11的軸部的外周面(齒11s間的溝的底部)隔開些微間隙而對向。
[0022]驅動機構30係具有馬達機殼31、馬達32以及同步齒輪33、34。馬達32係具有轉子鐵心321、定子鐵心322以及線圈323(參照圖4)。
[0023]馬達機殼31係由鋁合金、鑄鐵、不鏽鋼等的金屬材料所構成，經由未圖示的定位銷以及環狀的密封構件S2而連結於殼體20(第二殼體部202)。上述定位銷係設置在密封構件S2的外周側的複數個位置。馬達機殼31係具有：馬達室311，係保持定子鐵心322；以及齒輪室312，係收容同步齒輪33、34。
[0024]馬達室311係由大致圓筒狀的空間部所形成。齒輪室312係被區劃在馬達機殼31與殼體20(第二殼體部202)之間，且構成為可儲存將同步齒輪33、34以及軸承B2潤滑的潤滑油(省略圖示)。齒輪室312係構成為可經由軸承B2以及殼體20的貫通孔H與泵室23連通。於貫通孔H亦可設置有將泵室23與齒輪室312分隔的接觸式的密封或非接觸式的密封。
[0025]轉子鐵心321係固定於第一螺旋軸11的前端部。定子鐵心322係由形成環狀的複數個磁性鋼板之積層體所構成。於定子鐵心322係捲繞有連接於電源(省略圖示)的U、V以及W各相的複數個線圈323。同步齒輪33係被裝設於第一螺旋軸11，同步齒輪34係被裝設於第二螺旋軸12。同步齒輪33、34係互相咬合，由馬達32而得的第一螺旋軸11的旋轉動力係經由同步齒輪33、34而傳達至第二螺旋軸12(參照圖4)。
[0026] ［流體通路］
接下來，說明流體通路40。
[0027] 流體通路40係具有：第一吸氣口41(第一連接口)、第二吸氣口42(第二連接口)、排氣口43(第三連接口)、第一通路部44以及第二通路部45(參照圖3)。
[0028] 流體通路40係將從第一吸氣口41或第二吸氣口42吸入的上述真空腔室(vacuum chamber)內的氣體經由第一通路部44以及第二通路部45而導向泵室23並且藉由第一螺旋軸11以及第二螺旋軸12的旋轉而將泵室23內的氣體向排氣口43移送。
[0029] 如圖3所示，第一吸氣口41係設置於殼體20的第二端部22(第一殼體部201的端部)之圓形的孔，在平行於X軸方向的方向(圖3中的左方)開口。於第一吸氣口41裝設有與未圖示的吸氣配管連接的配管連接具411。配管連接具411係具有對於第一吸氣口41螺合固定的圓筒部，經由裝設於該圓筒部的外周面的環狀的密封構件41s而氣密地被固定於第一吸氣口41。
[0030] 第二吸氣口42係設置在殼體20的第一主面部24(第一殼體部201的上表面)之圓形的孔，對平行於Z軸方向的方向(圖3中的上方)開口。第一主面部24係形成於Z軸方向與泵室23對向的殼體20的上表面，第二吸氣口42係設置在可經由環狀的密封構件42s而載置未圖示的機械增壓泵(mechanical booster pump)等的其他的真空泵的平面部。可於第一主面部24直接載置上述其他的真空泵，亦可經由冷卻板等的中間構件而載置上述其他的真空泵。
[0031] 於本實施形態中，密封構件41s具有配置在配管連接具411的圓筒部的外周面與第一吸氣口41的內周面之間的軸密封構造。因此，相較於在殼體20的第二端部22(第一吸氣口41之外側)裝設密封構件的面密封構造，成為不需要用以在第二端部22裝設密封構件的空間。藉此，第一主面部24與第一吸氣口41間的距離縮短化，殼體20成為可低高度化。另外，由於藉由在第一吸氣口41的內部裝設配管連接具411(的圓筒部)而提高第二端部22的強度，故即使第一主面部24與第一吸氣口41之間的殼體構成材料之薄壁化進展仍可確保第二端部22作為目的的強度。進一步地，亦達成使與後述的軸承單元50間的干擾成為最小限度的功效，可謀求藉由使第一吸氣口41成為圓形孔所致的剖面積的最大化。
[0032] 典型而言，因應泵裝置100的使用方法而使用第一吸氣口41以及第二吸氣口42中的任一方，另一方則使用未圖示的帽蓋等而氣密地密閉固定。例如在單獨使用泵裝置100的情形中，第一吸氣口41或第二吸氣口42連接於未圖示的真空腔室的排氣配管。另外，在泵裝置100連接於機械增壓泵等的其他的真空泵的後段的情形中，第二吸氣口42係連接於載置在第一主面部24的該其他的真空泵的排氣口。
[0033] 排氣口43係設置在與殼體20的第一主面部24為相反側的第二主面部25，本實施形態中，係於支持第一螺旋軸11以及第二螺旋軸12的排氣側端部之第二殼體部202的下方開口。排氣口43係與泵室23連通，將藉由第一螺旋軸11以及第二螺旋軸12的旋轉而移送的氣體排氣。於排氣口43亦可連接例如未圖示的消音器或排氣氣體的無害化裝置。
[0034] 第一通路部44係將第一吸氣口41與第二吸氣口42之間相連，且形成為平行於X軸方向。第二通路部45係將第一通路部44與泵室23之間相連，且於本實施形態中設置在第一螺旋軸11以及第二螺旋軸12的吸氣側端部。
[0035] 在此，從Z軸方向觀看時，第一通路部44係位於第一螺旋軸11的軸心與第二螺旋軸12的軸心之間。如圖5所示，第一通路部44係具有上壁部44a、側壁部44b以及底壁部44c，底壁部44c係形成從兩個側壁部44b向第一螺旋軸11以及第二螺旋軸12的軸心間(泵室23的細腰部)傾斜的一對傾斜面Cs。所謂從兩個側壁部44b向泵室23的細腰部傾斜係指：各傾斜面Cs係從側壁部44b向泵室23的中心形成，於底壁部44c的中央部形成例如大致V字狀的溝或谷。因此第一通路部44的流路剖面形狀係如圖5所示地呈現大致五角形。
[0036] 底壁部44c係形成有向第一螺旋軸11以及第二螺旋軸12的軸心間(泵室23的細腰部)傾斜的一對傾斜面Cs，藉此可確保第一通路部44與泵室23之間的隔壁26(參照圖5)的充分厚度，並可接近泵室23地形成第一通路部44。
[0037] 另外，由於第一通路部44具有如上所述的扁平的大致五角形的剖面計形狀，故不需擴張流路寬度即能擴大流路剖面積。藉此，可確保第一通路部44的流路剖面積，並縮短化泵室23的頂部與殼體20之第一主面部24之間的距離(高度)D，成為可以實現殼體20之薄型化以及泵裝置100的低高度化。
[0038] 典型而言第一通路部44的流路的剖面積係形成為與第一吸氣口41的流路的剖面積為相同。藉此，可以在第一吸氣口41與第一通路部44之間使流體的傳導性(conductance)成為相同，減少從第一吸氣口41往第一通路部44進入的流體的通過抵抗。
[0039] 此外，第一吸氣口41的剖面形狀不限於圓形，亦可形成為與第一通路部44同樣的大致五角形的扁平形狀。藉此，可實現與第一通路部44相同的傳導性。該情形中，可於配管連接具411採用對應於扁平剖面的面密封構造。
[0040] 形成底壁部44c的一對傾斜面Cs可為平面亦可為曲面。另外，一對傾斜面Cs係相對於底壁部44c的中心而對稱地形成，但亦可非對稱。如圖5所示，本實施形態中，一對傾斜面Cs係由各自向第一通路部44之內方凸出的形狀的彎曲面所構成。於該情形中，一對傾斜面Cs亦可由與構成泵室23的內周面的圓筒面之一部分相似的形狀所形成，例如亦可由與各個第一螺旋軸11、第二螺旋軸12的軸心為同心的部分圓筒面所形成。
[0041] 上壁部44a以及側壁部44b的形狀並未特別被限定，典型而言雖形成為平坦的面，但亦可形成為如底壁部44c般的彎曲面。如圖5所示，兩個側壁部44b不限於形成為於Z軸方向平行的情形，亦可形成為向底壁部44c的末端擴展形狀。
[0042] 第二通路部45係於Z軸方向平行延伸，相連第一通路部44與泵室23的吸入端之間。第一通路部44與第二通路部45間的連接點46係設置在於X軸方向與第一吸氣口41對向的位置(參照圖2)。因此，從第一吸氣口41部分性地露出了構成第一通路部44的底壁部44c之一對傾斜面Cs。藉由連接點46設置於與第一吸氣口41對向的位置，可使從第一吸氣口41被吸引的氣體往第二通路部45直接流入，而可使第一通路部44中的氣體的滯留成為最小限度而圓滑地將氣體導往泵室23。
[0043] 第二通路部45雖如上所述地設置於第一螺旋軸11以及第二螺旋軸12的吸入側端部，但不限於此，亦可用可使第一通路部44連通於泵室23的適宜的位置之方式設置。排氣口43的位置不限於上述例子，亦可適宜地變更。例如排氣口43亦可設置於第一殼體部201。殼體20不限於由第一殼體部201以及第二殼體部202組合而構成的情形，可為由單一個殼體零件構成，亦可為由三個以上的殼體零件組合而構成。
[0044] 如以上所述，依據本實施形態，由於相連第一吸氣口41與第二吸氣口42之間的第一通路部44係具有底壁部44c，底壁部44c係含有從於Y軸方向互相對向的兩個側壁部44b向一對第一螺旋軸11、第二螺旋軸12的軸心間傾斜的一對傾斜面Cs，故可確保第一通路部44的流路剖面積，並可縮短第一通路部44與泵室23之間的距離。藉此，可實現殼體20的薄型化或低高度化。
[0045] ［軸承單元］
接下來，說明軸承單元50。
[0046] 軸承單元50係設置於殼體20的第二端部22。軸承單元50係包含：一對軸承B1，係以可旋轉的方式支持第一螺旋軸11以及第二螺旋軸12的吸入側端部；以及一對軸承保持器51，係保持一對軸承B1(參照圖4)。
[0047] 圖10係軸承保持器51的立體圖。軸承保持器51係由金屬材料所構成，具有：圓筒狀的筒部511，係嵌合於殼體20的第二端部22；以及框狀的固定部512，係設置於筒部511的前端。
[0048] 於筒部511的外周面設置有可裝設環狀的密封構件的環狀溝51g1，且係構成為可氣密性地嵌合殼體20的第二端部22。筒部511的內周面係構成為將軸承B1的外座圈(outer race)予以保持的保持面。
[0049] 固定部512係具有於Z軸方向平行的二個長邊L，於固定部512的中央部形成有開口部513，開口部513係連通於筒部511的內部。於開口部513的周圍設置有可裝設環狀的密封構件的環狀溝51g2。固定部512係具有位於下部的二個直角角部與位於上部的三個鈍角角部；從X軸方向觀看時的外形係形成為大致五角形。二個直角角部以及位於中央的鈍角角部係形成為較固定部512的其他的領域薄壁，並且各自設置有供第一緊固具P1(參照圖9)插通的貫通孔R1。另外，於二個直角角部之間以及剩餘的二個鈍角角部係各自設置有供第二緊固具P2(參照圖2)螺合的螺絲孔R2。
[0050] 如圖9所示，一對軸承保持器51係各自使用三個第一緊固具P1而固定於殼體20的第二端部22。此時，一對軸承保持器51係以固定部512的一方的長邊L於Y軸方向互相對向且鈍角角部位於上部的中央的姿勢固定於殼體20。因此，三個第一緊固具P1之中的兩個第一緊固具P1係較一對軸承B1的軸心更位於第一吸氣口41的相反側，剩餘的一個第一緊固具P1係較一對軸承B1的軸心更位於第一吸氣口41側。第一緊固具P1係使用了螺栓、螺絲等的適宜的緊固構件。
[0051] 藉此，由於可在各軸承保持器51的上部的第一緊固具P1之間形成第一吸氣口41或配管連接具411的一部分，故可避免軸承保持器51與配管連接具411間的干擾，並且實現第一吸氣口41與泵室23之間的距離的縮短化，且成為可提高第一吸氣口41之形成位置的自由度。
[0052] 另外，由於各軸承保持器51係具有相對於第二端部22由筒部511以及裝設於筒部511的外周面的密封構件所構成的軸密封構造，故可縮短兩個軸承保持器51間的距離。另外，由於藉由筒部511嵌合於第二端部22而提高第二端部22的強度，故即使接近兩個軸承保持器51間仍可確保第二端部22作為目的的強度。
[0053] 而且，於軸承保持器51的筒部511設置有用以裝設密封構件的環狀溝51g1，故相較於在殼體20(第二端部22)形成環狀溝的情形，變得易於確保殼體20的強度，且成為可不需使用專用切削工具、多用途工作機即可輕易地形成環狀溝51g1。
[0054] 進一步地，由於軸承保持器51間的距離的縮短化成為可行，故軸承B1的大徑化亦即第一螺旋軸11以及第二螺旋軸12的端部的大徑化成為可行。藉此，不僅可提升第一螺旋軸11、第二螺旋軸12的耐久性，亦可提升軸承B1的耐久性，故在適用於高容量的泵裝置的情形中變得非常地有利。
[0055] 軸承單元50係進一步具有一對軸承蓋52。一對軸承蓋52係經由上述密封構件而固定於一對軸承保持器51的固定部512，藉此將上述一對軸承B1氣密性地覆蓋(參照圖2)。
[0056] 一對軸承蓋52係由大致矩形的金屬板構成。一對軸承蓋52係各自使用三個第二緊固具P2固定於一對軸承保持器51。各第二緊固具P2係經由軸承蓋52固定於在軸承保持器51的固定部512設置的螺絲孔R2。亦即，三個第二緊固具P2之中的一個第二緊固具P2係較一對軸承B1的軸心更位於與第一吸氣口41為相反側，剩餘的兩個第二緊固具P2係較一對軸承B1的軸心更位於第一吸氣口41側。第二緊固具P2係使用螺栓、螺絲等的適宜的緊固構件。
[0057] 如上所述，第二緊固具P2係被緊固於與第一緊固具P1不同的位置，故可將軸承蓋52直接固定於軸承保持器51。進一步地，由於各軸承蓋52係相對於各軸承保持器51各自裝設，故不受到軸承保持器51間的平面度的偏差等的影響而能將軸承蓋52適切地裝設。
[0058] 以上，雖說明了本發明的實施形態，但本發明並非僅限定於上述實施形態，可施加各種變更，自不待言。
[0059] 例如於以上實施形態中，第一通路部44以及第二通路部45雖被設置於泵室23與殼體20的第一主面部24之間，但作為代替，亦可將上述各通路部設置於泵室23與殼體20的第二主面部25之間。另外，上述各通路部雖構成為吸氣用的通路，但亦可構成為排氣用的通路。
[0060] 另外，於以上的實施形態中，雖以作為泵裝置100而對真空泵的適用例說明，但不限於此，例如亦可作為可排出定量的液體的排水泵運用。
[0061]
11‧‧‧第一螺旋軸
11s、12s‧‧‧齒
12‧‧‧第二螺旋軸
20‧‧‧殼體
21‧‧‧第一端部
22‧‧‧第二端部
23‧‧‧泵室
24‧‧‧第一主面部
25‧‧‧第二主面部
26‧‧‧隔壁
30‧‧‧驅動機構
31‧‧‧馬達機殼
32‧‧‧馬達
33、34‧‧‧同步齒輪
40‧‧‧流體通路
41‧‧‧第一吸氣口
41s、42s、S1、S2‧‧‧密封構件
42‧‧‧第二吸氣口
43‧‧‧排氣口
44‧‧‧第一通路部
44a‧‧‧上壁部
44b‧‧‧側壁部
44c‧‧‧底壁部
45‧‧‧第二通路部
46‧‧‧連接點
50‧‧‧軸承單元
51‧‧‧軸承保持器
51g1、51g2‧‧‧環狀溝
52‧‧‧軸承蓋
100‧‧‧泵裝置
201‧‧‧第一殼體部
202‧‧‧第二殼體部
311‧‧‧馬達室
312‧‧‧齒輪室
321‧‧‧轉子鐵心
322‧‧‧定子鐵心
323‧‧‧線圈
411‧‧‧配管連接具
511‧‧‧筒部
512‧‧‧固定部
513‧‧‧開口部
B1、B2‧‧‧軸承
Cs‧‧‧傾斜面
D‧‧‧距離(高度)
H、R1‧‧‧貫通孔
L‧‧‧長邊
P1‧‧‧第一緊固具
P2‧‧‧第二緊固具
R2‧‧‧螺絲孔
[0014]
圖1為本發明的一實施形態之泵裝置的全體立體圖。
圖2為上述泵裝置的前視圖。
圖3為圖2中的III-III線剖面圖。
圖4為圖2中的IV-IV線剖面圖。
圖5為圖3中的V-V線剖面圖。
圖6為圖2中的VI-VI線剖面圖。
圖7為圖3中的VII-VII線剖面圖。
圖8為圖6中的VIII-VIII線剖面圖。
圖9為圖6中的IX-IX線剖面圖。
圖10為上述泵裝置中的軸承保持器的全體立體圖。
Claims (6)
- 一種泵裝置，係具備： 一對螺旋軸，係平行地配置於第一軸方向，且於與前述第一軸方向正交的第二軸方向互相鄰接； 殼體，係含有：第一端部以及第二端部，係於前述第一軸方向互相對向；泵室，係收容前述一對螺旋軸且於前述第二軸方向互相連接；以及第一主面部，係與前述泵室在第三軸方向對向，前述第三軸方向係與前述第一軸方向以及前述第二軸方向各自正交； 驅動機構，係連接於前述第一端部，可使前述一對螺旋軸旋轉；以及 流體通路，係含有：第一連接口，係設置於前述第二端部；第二連接口，係設置於前述第一主面部；第一通路部，係從前述第一連接口往前述第一軸方向平行地延伸，且將前述第一連接口與前述第二連接口之間相連；以及第二通路部，係將前述第一通路部與前述泵室之間相連； 前述第一通路部係含有： 兩個側壁部，係於前述第二軸方向互相對向；以及 底壁部，係包含從前述兩個側壁部向前述一對螺旋軸的軸心間傾斜的一對傾斜面。
- 如請求項1所記載的泵裝置，其中前述一對傾斜面係各自向前述第一通路部的內方凸出之形狀的彎曲面。
- 如請求項1或2所記載的泵裝置，其中前述第二通路部係於前述第三軸方向平行地延伸； 前述第一通路部與前述第二通路部間的連接點係於前述第一軸方向與前述第一連接口對向。
- 如請求項1或2所記載的泵裝置，其中進一步具有軸承單元，前述軸承單元係包含：一對軸承，係設置於前述第二端部，將前述一對螺旋軸可各自旋轉地支持；以及一對軸承保持器，係保持前述一對軸承； 前述一對軸承保持器係各自使用三個第一緊固具而固定於前述第二端部； 前述三個第一緊固具之中的兩個第一緊固具係較前述一對軸承的軸心更位於與前述第一連接口為相反側，前述三個第一緊固具之中的剩餘的一個第一緊固具係較前述一對軸承的軸心更位於前述第一連接口側。
- 如請求項4所記載的泵裝置，其中前述軸承單元係進一步具有：一對軸承蓋，係固定於前述一對軸承保持器，且覆蓋前述一對軸承； 前述一對軸承蓋係各自使用三個第二緊固具而固定於前述一對軸承保持器； 前述三個第二緊固具之中的一個第二緊固具係較前述一對軸承的軸心更位於與前述第一連接口為相反側，前述三個第二緊固具之中的剩餘的兩個第二緊固具係較前述一對軸承的軸心更位於前述第一連接口側。
- 如請求項1或2所記載的泵裝置，其中前述殼體係進一步具有與前述第一主面部對向的第二主面部； 前述流體通路係進一步具有設置於前述第二主面部且與前述泵室連通的第三連接口。
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