(57)【要約】  気密性能を長期にわたって維持し、維持費用が少ない圧力容器を提供する。  缶体３０底部に突出部４４を形成する隔壁形成部４０と、缶体３０の内部に配設した軸受体９０と、軸受体９０に軸支され、両端部に羽根６２と第１の磁性体１００が固定された回転軸６４を有するファン６０と、回転軸６４と同一軸線上配置の出力軸７２を有し、缶体３０の外部に配設されたモータ７０と、出力軸７２に固定された第２の磁性体１１２を有し、第１の磁性体１００と第２の磁性体１１２のうち、一方の内径寸法が他方の外径寸法より大径寸法に形成され、一方の磁性体の内周面と他方の磁性体の外周面とを隔壁形成部４０の側壁部分４５を介して対向させた状態に配設することで、出力軸７２の回転駆動力を第１の磁性体１００と第２の磁性体１１２との間に作用する磁力によりファン６０の回転軸６４に伝達する。
2012120722.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
缶体と、
該缶体の底部に突出空間を形成する隔壁形成部と、
前記缶体の内部空間側となる部位に配設された軸受体と、
該軸受体に軸支され、一端側に羽根が取り付けられ、他端側に第１の磁性体が軸の周囲に取り付けられた回転軸を有するファンと、
出力軸が前記回転軸と同一軸線上配置となるように前記缶体の外部に配設されたモータと、
前記出力軸の周囲に取り付けられた第２の磁性体と、を具備し、
前記第１の磁性体および前記第２の磁性体のうち、一方の磁性体の内径寸法が他方の磁性体の外径寸法より大径寸法に形成されていて、
前記一方の磁性体の内周面と前記他方の磁性体の外周面が、前記隔壁形成部の側壁部分を介した状態で対面した状態で配設されていて、
前記出力軸の回転駆動力が、前記第１の磁性体と前記第２の磁性体との間に作用する磁力により前記ファンの回転軸に伝達されていることを特徴とする圧力容器。
【請求項２】
前記軸受体の外周面には保持板が設けられ、
前記缶体の内部表面には、前記保持板を保持する保持部が設けられていて、
前記保持板と前記保持部とは係止手段により着脱可能であることを特徴とする請求項１記載の圧力容器。
【請求項３】
前記保持板は、
前記軸受体の回転軸挿通方向において、前記ファンの重量と前記第１の磁性体の重量とが釣り合う支点位置に設けられていることを特徴とする請求項２記載の圧力容器。
【請求項４】
前記保持板には、前記隔壁形成部の突出部空間内に前記缶体内の雰囲気を供給可能にする通気孔が形成されていることを特徴とする請求項２または３記載の圧力容器。
【請求項５】
前記隔壁形成部の側壁部分の壁厚は、前記缶体の壁厚よりも薄く形成されていることを特徴とする請求項１〜４のうちのいずれか一項に記載の圧力容器。
【請求項６】
前記第１の磁性体および前記第２の磁性体は、筒体または柱体に形成されていることを特徴とする請求項１〜５のうちのいずれか一項に記載の圧力容器。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は圧力容器に関する。
【背景技術】
【０００２】
製品の耐久性や信頼性を確認するための試験の一例として、加圧・減圧試験や高温・低温試験がある。このような加圧・減圧試験や高温・低温試験においては、いわゆる圧力容器やオートクレーブとよばれる試験装置が用いられる。このような圧力容器やオートクレーブとしては、例えば特許文献１に開示されているような構成のものが知られている。【０００３】
特許文献１には、圧力容器と、圧力容器の一部と隔壁を介して隣接する圧力調整室と、圧力調整室内において隔壁の一方側に近接して配置され、円周方向に配置された複数の永久磁石を備える回転駆動円板と、一端が回転駆動円板の中心に固定され、他端が駆動源に接続された回転駆動軸を備える駆動体と、圧力容器内において隔壁の他方側に近接して配置され、回転駆動円板の永久磁石に対応するようにして円周方向に配置された複数の永久磁石を備える回転被駆動円板と、一端が回転被駆動円板の中心に固定され、他端が回転力伝達対象物に接続された回転被駆動軸を備える被駆動体と、隔壁の変形量、または圧力容器内の圧力、または圧力容器内と圧力調整室内の圧力差を検出し、この検出値に基づいて、隔壁が変形しないように圧力調整室内の圧力を調整する圧力制御機構とを備えた圧力容器の構成が開示されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
【特許文献１】特開２００３−３２６１８３号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
特許文献１に開示されているような圧力調整室を具備する圧力容器の構成によれば、圧力容器外のモータの出力軸に連結された回転駆動円板に設けられた永久磁石と、圧力容器内に収容されたファン等の回転力伝達対象物に駆動力を伝達する回転被駆動軸に連結された回転被駆動円板に設けられた永久磁石の間の隔壁の板厚を薄くすることができる。これにより、圧力容器内の圧力が高くなった場合であっても、モータの出力軸と回転被駆動軸との間を非接触の状態で確実に回転力（回転トルク）を伝達することができる。
しかしながらこのような作用効果を得るためには、圧力容器のマグネットカップリング収容部分の近傍位置への圧力調整室の配設が必須になり、圧力容器の製造コストが高騰してしまうという第１の課題がある。【０００６】
ここで、圧力容器において圧力調整室の配設を省略しようとすると、特許文献１に記載されている課題にあるように隔壁の壁厚寸法が増加することになり、永久磁石どうしの離間距離が長くなるため、マグネットカップリングにより伝達することができる回転トルクが小さくなってしまうという問題が生じてしまう。伝達可能な回転トルクを高めるためには、回転駆動円板と回転被駆動円板に配設された永久磁石の平面寸法を大きくする方法や、強力な永久磁石を用いる方法がある。大型の永久磁石や強力な永久磁石はいずれも高価であるため、圧力容器の製造コスト低減は依然として困難である。【０００７】
また、特許文献１に開示されているような永久磁石が設けられた回転駆動円板および回転被駆動円板を、それぞれの永久磁石を対面させることによって互いに吸着しあう方向に作用する磁力を用いたマグネットカップリングでは、回転被駆動軸（ファンの回転軸）を保持するベアリングに対し、重力に加えて磁力作用方向の圧縮力が作用することになる。これによりベアリングの摩耗や劣化が進んでしまい、圧力容器のメンテナンスにかかるコストが高くなってしまうという第２の課題の存在も明らかになった。【０００８】
そこで本願発明は、大型な磁石や強力な磁石を用いることなく、モータによる十分な回転トルクを圧力容器内の回転軸に伝達させることが可能なマグネットカップリングの構成を具備し、回転軸を保持するベアリングに対してマグネットカップリングの磁力による圧縮力が作用することのない圧力容器の提供を課題としている。
【課題を解決するための手段】
【０００９】
以上の目的を達成するため本願発明は以下の構成を有する。
すなわち、缶体と、該缶体の底部に突出空間を形成する隔壁形成部と、前記缶体の内部空間側となる部位に配設された軸受体と、該軸受体に軸支され、一端側に羽根が取り付けられ、他端側に第１の磁性体が軸の周囲に取り付けられた回転軸を有するファンと、出力軸が前記回転軸と同一軸線上配置となるように前記缶体の外部に配設されたモータと、前記出力軸の周囲に取り付けられた第２の磁性体と、を具備し、前記第１の磁性体および前記第２の磁性体のうち、一方の磁性体の内径寸法が他方の磁性体の外径寸法より大径寸法に形成されていて、前記一方の磁性体の内周面と前記他方の磁性体の外周面が、前記隔壁形成部の側壁部分を介した状態で対面した状態で配設されていて、前記出力軸の回転駆動力が、前記第１の磁性体と前記第２の磁性体との間に作用する磁力により前記ファンの回転軸に伝達されていることを特徴とする圧力容器である。
【発明の効果】
【００１０】
本発明にかかる圧力容器によれば、ファンの回転軸に取り付けられた第１の磁性体と、モータの出力軸に取り付けられた第２の磁性体との間に作用する磁力を、回転軸および出力軸の軸線方向と直交する方向に作用させることで、磁石を小型化しても十分な回転トルクを伝達することが可能な圧力容器を提供することができる。このようにマグネットカップリングに用いる磁石を小型化することにより、圧力容器の製造コストを低減させることができる。
また、回転軸を保持するベアリングには磁力による圧縮力が作用することがないため、ベアリングの摩耗や劣化を可及的に少なくすることができ、低メンテナンスコストの圧力容器を提供することが可能になる。
【図面の簡単な説明】
【００１１】
【図１】本実施形態における圧力容器の一部透視側面図である。
【図２】本実施形態における圧力容器の要部断面図である。
【図３】図２中においてファンを正面から臨んだ説明図である。
【図４】筐体の背面側からモータを臨んだ説明図である。
【発明を実施するための形態】
【００１２】
以下、本発明にかかる圧力容器の実施形態について図面に基づいて説明する。図１は、本実施形態における圧力容器の一部透視側面図である。
本実施形態にかかる圧力容器１０は、筐体２０の内部空間に収容された缶体３０、内筒５０、ファン６０、モータ７０および動作制御部８０と、を有している。筐体２０の内部空間は仕切板２２により上側空間と下側空間とに区分されている。筐体２０の内部空間のうち上側空間内には、缶体３０および内筒５０とファン６０が収容されている。ファン６０の駆動源であるモータ７０は、筐体２０の背面側に形成された凹部２３部分に収容されている。一方、筐体２０の内部空間のうち下側空間内には、動作制御部８０が収容されている。筐体２０の底部にはキャスタ２４が取り付けられており、筐体２０の前面側には開閉可能な扉部２６が配設されている。
【００１３】
有底円筒状をなす缶体３０は、仕切板２２の上面に立設された脚部３１により保持されている。脚部３１は缶体３０の奥行き方向において少なくとも２か所に配設されており、缶体３０は缶体３０の奥行き方向が水平方向となる状態で脚部３１により保持されている。
缶体３０は、ステンレススチールにより内底部に貫通孔３２を有する深釜型に形成された本体部３４と、本体部３４の底部（缶体３０の奥側壁面となる部分）の貫通孔３２部分に配設され、貫通孔３２を塞ぐと共に、缶体３０の底部の外表面から深さ方向に突出する突出部４４を形成する隔壁形成部４０と、を有している。隔壁形成部４０もまた、ステンレススチールにより形成されている。本体部３４と隔壁形成部４０とは溶接により一体形成されている。缶体３０の部材厚さ寸法は、缶体３０の内径寸法により規定されているため、本体部３４よりも小径寸法である隔壁形成部４０の部材厚さ寸法は、本体部３４よりも薄肉に形成することができる点でも好都合である。
【００１４】
缶体３０の内部空間には、缶体３０の内径寸法よりも小径寸法である略有底円筒状に形成された内筒５０が収容されている。内筒５０は、缶体３０の内表面に設けられた保持具３８により内筒５０および缶体３０の中心軸が同軸となるようにして保持されている。図１からも明らかなとおり、内筒５０の外表面と缶体３０の内表面との間には隙間部分Ｓが形成されている。缶体３０と内筒５０との間に隙間部分Ｓを形成することで、缶体３０および内筒５０の雰囲気を缶体３０内および内筒５０内で循環させる際において好都合である。本実施形態では、缶体３０および内筒５０における雰囲気の循環を促進させるために、内筒５０の底面（内筒５０の奥側壁面となる部分）にファン６０を配設している。
【００１５】
ファン６０は、羽根６２と、一端部側に羽根６２を固定した回転軸６４とを有し、回転軸６４を他端部側から缶体３０に取り付けた軸受体９０に挿通させることにより缶体３０内で回転自在に保持されている。ファン６０は、羽根６２の厚さ方向（回転軸６４の延長方向）における中間位置に内筒５０の内底面が位置するような配列となるように軸受体９０により保持されている。ファン６０は、回転軸６４を缶体３０の外部空間に配設されたモータ７０の駆動力を伝達することにより回転可能に設けられている。モータ７０を駆動させることによりファン６０の羽根６２を回転させると、缶体３０内の雰囲気は、内筒５０の内底面側（奥側）から内筒５０の内部空間を扉部２６側に向かって（図１中の矢印Ａの向きに）流れた後に、缶体３０と内筒５０との隙間部分Ｓを扉部２６側から缶体３０の内底面側に向かって（図１中の矢印Ｂの向きに）流れる循環を生じることになる。これにより缶体３０および内筒５０内の雰囲気を均一な状態にすることができる。
【００１６】
ファン６０の回転軸６４周りの構成について説明する。図２は、図１中のファンおよびモータが含まれる範囲の拡大図である。図３は、図２中においてファンを正面から臨んだ説明図である。
軸受体９０を保持する隔壁形成部４０は、缶体３０の本体部３４と同一材料（ステンレススチール）により形成され、缶体３０の貫通孔３２の位置に隔壁形成部４０を位置決めした後に溶接により一体に形成されている。このようにして缶体３０は、本体部３４と隔壁形成部４０とを高気密にシールした状態で一体化形成することができる。
【００１７】
隔壁形成部４０の外周縁部分（貫通孔３２を貫通する部分）は、肉厚リング状部４２に形成されていて、溶接時に生じる隔壁形成部４０の熱変形を防止し、軸受体９０やモータ取付用支柱１２０とのねじ留め部分の螺合部としても機能している。
【００１８】
隔壁形成部４０はハット型形状をなし、缶体３０の本体部３４の底部において缶体３０の深さ方向に突出する突出部４４を形成している。隔壁形成部４０の突出部４４の側壁部分４５は、缶体３０（本体部３４）の壁厚さ寸法および突出部４４の底部４４Ａの壁厚さ寸法よりも薄肉寸法に形成されている。
図２に示すように、突出部４４の内部空間には、第１の磁性体である円筒状に形成されたインナーマグネット１００が収容されている。インナーマグネット１００は、ファン６０の回転軸６４とインナーマグネット１００の回転軸とが同軸となるように位置合わせした状態で回転軸６４の他端部に段付きワッシャ１０２を用いてねじ留め等の公知の方法により一体に取り付けられている。インナーマグネット１００の外径寸法は、突出部４４の内径寸法よりもわずかに小径寸法となるように形成されている。
【００１９】
隔壁形成部４０の缶体３０との取り付け部分である肉厚リング状部４２の内筒５０側の表面には、軸受体９０を保持するための保持部であるねじ穴４６が貫通孔３２の周方向に９０°の等角間隔に配設されている（図２，図３）。軸受体９０は、ファン６０の回転軸６４をベアリング９１を介して回転自在に保持する筒状部９２と、筒状部９２を隔壁形成部４０にねじ留めするためのねじ孔９３が配設された保持板９４とを有している。保持板９４は、筒状部９２の外周面から筒状部９２の径外方向に延びる円板体に形成されていて、ねじ穴４６と同一間隔となるようにねじ孔９３が配設されている。
【００２０】
また、筒状部９２に対する保持板９４の取り付け位置は、筒状部９２の内部にファン６０の回転軸６４を挿通させる方向において、ファン６０（およびファン６０の付属品を含む）の重量とインナーマグネット１００（およびインナーマグネット１００の付属品を含む）の重量が釣り合う支点位置であることが好ましい。これにより、ファン６０およびインナーマグネット１００を安定した状態で軸受体９０に保持させることができる。特に、筒状体９２に内蔵されたベアリング９１への負荷は大幅に軽減され、軸受体９０およびファン６０の交換寿命を延ばすことができ、圧力容器１０のメンテナンス費用を低減させることも可能である。
【００２１】
軸受体９０は、ねじ穴４６とねじ孔９３の位置を位置合わせした後、係止手段の一つであるねじ留めにより隔壁形成部４０(缶体３０)に取り付け可能になっている。このように軸受体９０が缶体３０に着脱可能な構成になっていることにより、軸受体９０の交換作業が容易に行え、メンテナンス性に優れた圧力容器１０を提供することができる。
ねじ穴４６が形成されている肉厚リング状部４２は、缶体３０に対して正確に位置決めされた状態で固定されているので、交換後の軸受体９０の取り付け位置も缶体３０に対して正確に位置決めされた状態にすることができる。
【００２２】
軸受体９０の保持板９４には、周方向に所要間隔をあけて貫通孔９６が形成されている。この貫通孔９６は保持板９４の軽量化に貢献すると共に、ファン６０により缶体３０および内筒５０内部の雰囲気を循環させることにより、貫通孔９６の部分から隔壁形成部４０の突出部４４の内部空間に収容されているインナーマグネット１００部分への通気部分としても機能する。保持板９４の軽量化およびインナーマグネット１００部分への送風（インナーマグネット１００の冷却処理）のうち少なくとも一方が不要である場合には、保持板９４への貫通孔９６の配設を省略することもできる。
【００２３】
隔壁形成部４０の突出部４４の外部には、突出部４４の側壁部分４５の外側から第２の磁性体である円筒形のアウターマグネット１１２が保持された磁石保持体１１０が配設されている。磁石保持体１１０に保持されているアウターマグネット１１２の内径寸法は、突出部４４の外径寸法よりもわずかに大径に形成されている。磁石保持体１１０は、モータ７０の出力軸７２を挿通させる挿通部１１４を有していて、挿通部１１４に挿通させた出力軸７２に対して径方向のねじ留めにより固定されている。
図２に示すように、磁石保持体１１０の回転軸とモータ７０の出力軸７２およびファン６０の回転軸６４とは同軸（同一直線上に配置）となっている。これにより、インナーマグネット１００の外周面とアウターマグネット１１２の内周面とは、互いの対向面が平行な状態を維持したまま回転可能に設けられていることになる。
【００２４】
ファン６０の回転軸６４に連結されたインナーマグネット１００と、モータ７０の出力軸７２に連結されたアウターマグネット１１２とは、回転軸６４と出力軸７２の軸線方向に直交する方向に作用する磁力による吸引力により非接触の状態でモータ７０の回転出力をファン６０の回転軸６４に伝達させている。インナーマグネット１００とアウターマグネット１１２は互いに円筒状に形成されているから、アウターマグネット１１２の内周面とインナーマグネット１００の外周面との全周面にわたって磁力による吸着力が作用することになる。これによりインナーマグネット１００とアウターマグネット１１２に大きさに対して伝達可能な回転トルクを大きくすることができる。すなわち、缶体３０および内筒５０の内部空間が高圧力環境下であったとしても、確実にファン６０を回転させることができるのである。
【００２５】
また、インナーマグネット１００とアウターマグネット１１２の磁力による吸着力が大きいため、モータ７０の出力軸７２とファン６０の回転軸６４との間における回転の同期ずれが生じることはなく、非接触でありながらも常に同期した状態でそれぞれの出力軸７２，６４を回転駆動させることができる。
また、インナーマグネット１００とアウターマグネット１１２との対向周面面積を増加させる方法や、強力な磁石によりインナーマグネット１００およびアウターマグネット１１２を形成する方法を採用すれば、ファン６０を回転させる際に必要な磁力を簡単に増加させることもできる。
【００２６】
隔壁形成部４０における磁石保持体１１０の外周縁よりも外側位置には、モータ取付用支柱１２０が配設されている。モータ取付用支柱１２０は、一端側が雄ねじ部１２２に形成され、他端側が雌ねじ部１２４に形成されている。モータ取付用支柱１２０は、図２，図４に示すように、隔壁形成部４０の肉厚リング状部４２の外側面において、モータ７０の出力軸７２を中心として９０°間隔に立設されたねじ穴４８に雄ねじ部１２２を螺合させることにより取り付けられる。モータ取付用支柱１２０の雌ねじ１２４側には、モータ取付板１３０および遮熱板１４０を介してモータ７０が取り付けられている。
【００２７】
モータ取付板１３０のモータ取付用支柱１２０側の面には凹部１３２が形成されていて、モータ取付用支柱１２０の他端部が嵌合可能に形成されている。凹部１３２および遮熱板１４０には、モータ取付用支柱１２０の雌ねじ部１２４のねじ穴位置に合わせてねじ孔１３４，１４２が形成されており、モータ７０はねじ孔１３４，１４２にねじ留めすることにより取り付けられている。ねじ孔１３４，１４２は、モータ７０の出力軸７２の中心位置がファン６０の回転軸６４の中心位置と同一直線上となる位置に配設されている。遮熱板１４０は、缶体３０からの排熱がモータ７０に及ぶことを防止すると共に、筐体２０の外部（背面側）からの目隠しとしても用いることができる。
【００２８】
このようにして位置決めされた状態で取り付けられたモータ７０は、筐体２０の下側空間に収容された動作制御部８０に電気的に接続され、動作制御部８０により駆動動作が制御されている。
動作制御部８０は、缶体３０に取り付けられた温度検出手段、圧力検出手段からの検出信号および記憶手段に予め記憶されている動作制御プログラムに基づいて、コンプレッサまたは真空ポンプおよび加熱手段（いずれも図示されていない）の動作を制御し、缶体３０の内部空間が予め設定された温度・圧力条件となるように各構成の動作を制御している構成は、一般的な圧力容器と同様である。
【００２９】
以上のように実施形態に基づいて本願発明を詳細に説明してきたが、本願発明の技術的範囲は以上の実施形態に限定されるものではない。例えば、本実施形態においては、第１の磁性体および第２の磁性体をそれぞれ磁石により形成した構成について説明しているが、第１の磁性体または第２の磁性体のうち、いずれか一方を鋼材等磁石以外の磁性体により形成してもよい。
【００３０】
また、本実施形態においては、第１の磁性体であるインナーマグネット１００と第２の磁性体であるアウターマグネット１１２をそれぞれ円筒形に形成した構成により説明を行っているが、この形態に限定されるものではない。例えば、以上の実施形態で説明したアウターマグネット１１２をファン６０の回転軸６４に取り付け、インナーマグネット１００をモータ７０の出力軸７２に取り付けした実施形態を採用することもできる。要は、ファン６０の回転軸６４とモータ７０の出力軸７２を同一軸線上に配置した際に、インナーマグネット１００の外周面とアウターマグネット１１２の内周面とを回転軸６４の延伸方向に平行な方向に沿って互いに対向させ、回転軸６４の軸線延長方向と直交方向に作用する磁力による吸着力にてモータ７０の出力をファン６０の回転力に伝達させることができればよいのである。
また、第１の磁性体および第２の磁性体のうち一方の磁性体（小径側の磁性体）を柱体に形成することもできる。また、筒状体、柱状体も円筒体、円柱体以外の筒状体および柱状体に形成されていてもよい。
【００３１】
また、本実施形態においては、隔壁形成部４０の突出部４４における側壁部分４５の部材厚さ寸法を缶体３０の本体部３４および突出部４４の底部４４Ａにおける部材厚さ寸法よりも薄肉寸法に形成した構成について説明しているがこの形態に限定されるものではない。缶体３０の本体部３４の部材厚さ寸法が十分に薄肉寸法にて形成されている場合や、突出部４４の内径寸法が十分に小径寸法である場合には、本体部３４の部材厚さと側壁部分４５の部材厚さを等しく、または、突出部４４の底部４４Ａの部材厚さと側壁部分４５の部材厚さを等しく形成することもできる。
さらには、軸受体９０の取り付け位置は、隔壁形成部４０の肉厚リング状部４２に限定されるものではなく、缶体３０の本体部３４内表面に配設した軸受体用保持具（図示せず）を設け、軸受体用保持具に保持板９４をねじ留め等により取り付ける形態とすることも可能である。
【００３２】
さらにまた、本実施形態においては、本体部３４と隔壁形成部４０とをそれぞれ別個に形成し、両者を溶接により一体化して缶体３０を形成している形態について説明しているが、この形態に限定されるものではない。例えば、本体部３４を鍛造加工、プレス加工、スピニング加工、削り出し加工等の公知の加工方法を用いて本体部３４の底部位置に突出部を形成する形態としてもよい。この形態を採用することにより、突出部を有する缶体３０を本体部３４のみで形成することができるため、本実施形態における缶体３０よりもさらに気密性の高い缶体３０を得ることができる点で好都合である。
【図１】
2012120722.tif 000003
【図２】
2012120722.tif 000004
【図３】
2012120722.tif 000005
【図４】
2012120722.tif 000006
【国際調査報告】
2012120722.tif 000007
2012120722.tif 000008
2012120722.tif 000009
2012120722.tif 000010
2012120722.tif 000011
2012120722.tif 000012