(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
二つの円の一部を重ね合わせた断面形状のポンプ室を形成するシリンダと、該シリンダ内で平行に位置するように配されて反対方向に同一速度で回転される二つの回転軸と、該二つの回転軸のそれぞれに一体的に固定されて前記シリンダ内に配され、相互に非接触状態で噛合って吸入した気体を圧縮できるように形成された二つのロータと、前記シリンダに前記回転軸の延長方向へ設けられたギアボックスと、前記二つの回転軸のそれぞれに一体的に固定されて前記ギアボックス内に配され、相互に噛合って反対方向に同一速度で回転する一対の歯車とを備え、
前記シリンダが、シリンダの周壁部と、シリンダの一方の端面壁を構成する部位である一方のサイドプレート部と、シリンダの他方の端面壁を構成する部位である他方のサイドプレート部とを備え、
前記ギアボックスが、前記他方のサイドプレート部の前記シリンダの周壁部側とは反対側へ設けられ、前記一対の歯車を内包するギアボックスの周壁部と、ギアボックスの一方の端面壁を構成する部位であると共に前記二つの回転軸を受ける部位である一方の軸受部と、ギアボックスの他方の端面壁を構成する部位であると共に前記二つの回転軸を受ける部位である他方の軸受部とを備え、
前記シリンダと前記ギアボックスとによって一体的に構成される構造体が、前記一方のサイドプレート部と前記シリンダの周壁部との間で分割されると共に、前記一方の軸受部と前記他方の軸受部との間で分割されることで、前記一方のサイドプレート部と、中間本体部と、ギア側の本体部との三分割構造になっている構成を備える回転ポンプ装置の製造方法であって、
前記中間本体部と前記ギア側の本体部とをボルト締結によって仮に連結した状態で、前記一方の軸受部、前記他方の軸受部、前記シリンダ、及び前記中間本体部と前記ギア側の本体部との位置合せを行うための平行ピンのピン穴にかかる加工を行い、
組立工程における前記中間本体部と前記ギア側の本体部との連結作業では、前記平行ピンによって位置合せを行うことを特徴とする回転ポンプ装置の製造方法。
【請求項２】
前記二つのロータが鉤形の爪部を備え、前記シリンダが、前記シリンダ内の気体が圧縮されないポンプ室の部分に連通する吸気口と、前記一方のサイドプレート部に前記シリンダ内の気体が圧縮されるポンプ室の部分に開口するように設けられた排気口とを備えることで、クローポンプの構成になっていることを特徴とする請求項１記載の回転ポンプ装置の製造方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、鉤状の爪部が設けられた二つのロータを備えて圧縮気体を排出できるクローポンプ及びその製造方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
図６の分解図に示すように、従来のクローポンプにおいては、二つのロータ１３０Ａ、１３０Ｂは、片持ちの支持状態に軸受けされた各回転軸１３１、１３２の自由端側に固定されている。また、クローポンプの排気口１２２は、シリンダ（シリンダの周壁本体部１１０）の一方の端面を覆う一方のサイドプレート部１２０Ａに開口されている。このように排気口１２２が設けられているのは、圧縮工程を有するためであり、この排気口１２２から高圧の圧縮気体を排出できる。なお、１２１は吸気口であり、シリンダの周壁本体部１１０に開口している。
【０００３】
そして、ギアボックスが、シリンダの周壁本体部１１０の他方の端面を塞ぐ隔壁部（他方のサイドプレート部１２０Ｂ）の外側（シリンダの周壁本体部１１０とは反対側）に連続して設けられる。また、ギアボックス（ギアボックスの周壁部１３６）内で二つの回転軸１３１、１３２に固定された一対の歯車１３７、１３７が噛合している。二つの回転軸１３１、１３２は、ベアリング１３４、１３４を介して一方の軸受部１３５に、及びベアリング１３８、１３８を介して他方の軸受部１３９によって受けられている。これにより、二つのロータ１３０Ａ、１３０Ｂが反対方向に同一速度で回転する。
【０００４】
この従来のクローポンプでは、シリンダとギアボックスとによって一体的に構成される構造体（ハウジング）が、一方のサイドプレート部１２０Ａと、シリンダの周壁本体部１１０と、他方のサイドプレート１２０Ｂ及び一方の軸受部１３５が一体的に成型された中間壁部１４０と、ギアボックスの周壁部１３６と他方の軸受部１３９が一体的に成型されたギア側の本体部１５０との四分割構造になっている。
【０００５】
また、先行技術として、シリンダとギアボックスとによって一体的に構成されるハウジングが、一方のサイドプレート部と、シリンダの周壁本体部と、他方のサイドプレート部と、ギアボックスの周壁部及び両方の軸受部が一体的に成型されたギアボックス本体部との四分割構造に設けられたポンプ装置がある（特許文献１参照）。
【０００６】
以上のような従来のクローポンプでは、前記ハウジングが四分割されており、各部材の加工については比較的容易に行うことができる。しかし、ポンプ装置を組み立てる際の各部材相互間について、軸心を合わせる位置決め精度を高めることが難しい。また、部品点数が増えることで、製造効率を高めることが難しいという問題点がある。
【０００７】
これに対して、シリンダとギアボックスとによって構成されるハウジングを、一方のサイドプレート部を除き、一体成型によって製造することが考えられる。この場合、一方のサイドプレート部以外のハウジングについて組み立てることを要しないため、軸心を合わせる位置精度を高めることはできる。しかしながら、ギアを組み付けるために、ギアボックスの周壁部に、最終的には閉塞しなければならない開口を設ける必要が生じるなど、その構造を複雑化することになる。さらに、複雑な成型体となるため、製造効率を高めることが難しくなるという問題点も考えられる。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００８】
【特許文献１】米国特許第２６３５５５２号公報（第２図）
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００９】
クローポンプ及び排気方法に関して解決しようとする問題点は、従来のクローポンプでは、シリンダとギアボックスとによって一体的に構成されるハウジングが、四分割されており、軸心の位置合せ精度を高めることが難しく、また、製造効率を高めることも難しいことにある。さらに、一方のサイドプレート部を除いて、前記ハウジングを一体成型する場合は、成型体が複雑になり、製造効率を高めることが難しい点にもある。
そこで本発明の目的は、シリンダとギアボックスとによって一体的に構成されるハウジングを適切に分割することで、軸心の位置合せ精度を向上できると共に製造効率も向上できるクローポンプ及びその製造方法を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【００１０】
本発明は、上記目的を達成するために次の構成を備える。
本発明にかかるクローポンプの一形態によれば、二つの円の一部を重ね合わせた断面形状のポンプ室を形成するシリンダと、該シリンダ内で平行に配されて反対方向に同一速度で回転される二つの回転軸と、該二つの回転軸のそれぞれに一体的に固定されて前記シリンダ内に配され、相互に非接触状態で噛合って吸入した気体を圧縮できるように鉤形の爪部が形成された二つのロータと、前記シリンダに前記回転軸の延長方向へ設けられたギアボックスと、前記二つの回転軸のそれぞれに一体的に固定されて前記ギアボックス内に配され、相互に噛合って反対方向に同一速度で回転させる一対の歯車とを備え、前記シリンダが、シリンダの周壁部と、シリンダの一方の端面壁を構成する部位である一方のサイドプレート部と、シリンダの他方の端面壁を構成する部位である他方のサイドプレート部と、前記シリンダ内の気体が圧縮されないポンプ室の部分に連通する吸気口と、前記一方のサイドプレート部に前記シリンダ内の気体が圧縮されるポンプ室の部分に開口するように設けられた排気口とを備え、前記ギアボックスが、前記他方のサイドプレート部の前記シリンダの周壁部側とは反対側へ設けられ、前記一対の歯車を内包するギアボックスの周壁部と、ギアボックスの一方の端面壁を構成する部位であると共に前記二つの回転軸を受ける部位である一方の軸受部と、ギアボックスの他方の端面壁を構成する部位であると共に前記二つの回転軸を受ける部位である他方の軸受部とを備え、前記シリンダと前記ギアボックスとによって一体的に構成される構造体が、前記一方のサイドプレート部と前記シリンダの周壁部との間で分割されると共に、前記一方の軸受部と前記他方の軸受部との間で分割されることで、排気口側の端面壁部と、中間本体部と、ギア側の本体部との三分割構造になっており、前記一方の軸受部、前記他方の軸受部、前記シリンダ、及び前記中間本体部と前記ギア側の本体部との位置合せを行うように、前記中間本体部と前記ギア側の本体部とが、平行ピンによって位置合せされると共にボルト締結によって連結されている。
【００１１】
また、本発明にかかるクローポンプの一形態によれば、前記シリンダの周壁部に、前記吸気口が開口されて設けられていることを特徴とすることができる。
【００１２】
また、本発明にかかる回転ポンプ装置の製造方法の一形態によれば、二つの円の一部を重ね合わせた断面形状のポンプ室を形成するシリンダと、該シリンダ内で平行に位置するように配されて反対方向に同一速度で回転される二つの回転軸と、該二つの回転軸のそれぞれに一体的に固定されて前記シリンダ内に配され、相互に非接触状態で噛合って吸入した気体を圧縮できるように形成された二つのロータと、前記シリンダに前記回転軸の延長方向へ設けられたギアボックスと、前記二つの回転軸のそれぞれに一体的に固定されて前記ギアボックス内に配され、相互に噛合って反対方向に同一速度で回転する一対の歯車とを備え、前記シリンダが、シリンダの周壁部と、シリンダの一方の端面壁を構成する部位である一方のサイドプレート部と、シリンダの他方の端面壁を構成する部位である他方のサイドプレート部とを備え、前記ギアボックスが、前記他方のサイドプレート部の前記シリンダの周壁部側とは反対側へ設けられ、前記一対の歯車を内包するギアボックスの周壁部と、ギアボックスの一方の端面壁を構成する部位であると共に前記二つの回転軸を受ける部位である一方の軸受部と、ギアボックスの他方の端面壁を構成する部位であると共に前記二つの回転軸を受ける部位である他方の軸受部とを備え、前記シリンダと前記ギアボックスとによって一体的に構成される構造体が、前記一方のサイドプレート部と前記シリンダの周壁部との間で分割されると共に、前記一方の軸受部と前記他方の軸受部との間で分割されることで、前記一方のサイドプレート部と、中間本体部と、ギア側の本体部との三分割構造になっている構成を備える回転ポンプ装置の製造方法であって、前記中間本体部と前記ギア側の本体部とをボルト締結によって仮に連結した状態で、一方の軸受部、他方の軸受部、シリンダ、及び前記中間本体部と前記ギア側の本体部との位置合せを行うための平行ピンのピン穴にかかる加工を行い、組立工程における前記中間本体部と前記ギア側の本体部との連結作業では、前記平行ピンによって位置合せを行うことを特徴とする。
【発明の効果】
【００１３】
本発明にかかるクローポンプ及びその製造方法によれば、シリンダとギアボックスとによって一体的に構成されるハウジングを適切に分割することで、軸心の位置合せ精度を向上できると共に製造効率を向上できるという特別有利な効果を奏する。
【図面の簡単な説明】
【００１４】
【図１】本発明に係るクローポンプの形態例を示す中央横断面図である。
【図２】図１の形態例の分解斜視図である。
【図３】図１の形態例の本体部における仮連結前の斜視図である。
【図４】図１の形態例の本体部における仮連結状態の斜視図である。
【図５】図１の形態例の本体部における組立形態を示す斜視図である。
【図６】従来のクローポンプの形態例を示す分解斜視図である。
【発明を実施するための形態】
【００１５】
以下、本発明にかかるクローポンプ及びその製造方法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。
このクローポンプは、例えば排気側を空気圧機器に接続することでコンプレッサー又はブロアとして利用でき、吸気側を空気圧機器に接続することで真空ポンプとして利用できる。また、空気に限定されず、他の気体について吸排気する回転ポンプ装置としても利用できる。
【００１６】
１０はシリンダであり、二つの円の一部を重ね合わせた断面形状のポンプ室を形成する。このシリンダ１０内には、反対方向に同一速度で回転される二つの回転軸２１、２２が平行に配されている。そして、その二つの回転軸２１、２２の片持ちに保持された自由端側のそれぞれに一体的に固定されて、相互に非接触状態で噛合って吸入した気体を圧縮できるように鉤形の爪部が形成された二つのロータ２０Ａ、２０Ｂが、シリンダ１０内に配されている。
【００１７】
また、このシリンダ１０は、シリンダの周壁部１２と、シリンダ１０の一方の端面壁を構成する部位である一方のサイドプレート部１１と、シリンダ１０の他方の端面壁を構成する部位である他方のサイドプレート部１３と、シリンダ１０内の気体が圧縮されないポンプ室の部分に連通する吸気口１４と、一方のサイドプレート部１１にシリンダ１０内の気体が圧縮されるポンプ室の部分に開口するように設けられた排気口１５とを備えている。
なお、３６ａは透孔であり（図３参照）、二つの回転軸２１、２２が挿通されてベアリング３４、３４によって受けられるように、他方のサイドプレート部１３と後述する一方の軸受部３１に亘って、一対が開口している。また、各ベアリング３４は、保持板３５によって軸受部３１に設けられたベアリングの取付け部に装着されている。
【００１８】
本形態例では、吸気口１４は、シリンダの周壁部１２に開口されて設けられている（図２参照）。これによれば、開口を十分に大きく設定でき、接続口を適切に形成し易いメリットがある。
なお、吸気口１４の開口位置は、これに限定されるものではなく、一方のサイドプレート部１１に設けられる場合もある。つまり、非圧縮室部であるポンプ室の部分に連通できれば、設けられる位置や形状は限定されない。
【００１９】
３０はギアボックスであり、シリンダ１０に回転軸２１、２２の延長方向へ設けられている。このギアボックス３０内に、二つの回転軸２１、２２のそれぞれに一体的に固定されて、相互に噛合って反対方向に同一速度で回転させる一対の歯車３７、３７が配されている。
【００２０】
また、このギアボックス３０は、他方のサイドプレート部１３のシリンダの周壁部１２側とは反対側へ設けられ、一対の歯車３７、３７を内包するギアボックスの周壁部３２と、ギアボックス３０の一方の端面壁を構成する部位であると共に二つの回転軸２１、２２を受ける部位である一方の軸受部３１と、ギアボックス３０の他方の端面壁を構成する部位であると共に二つの回転軸２１、２２を受ける部位である他方の軸受部３３とを備えている。
なお、３３ａ、３３ｂは透孔であり、二つの回転軸２１、２２が挿入されてベアリング３８、３８によって受けられるように、他方の軸受部３３に開口している（図３参照）。また、図１に示すように、オイルシール３６と、透孔３３ｂを塞ぐ蓋３９及びＯ−リング３９ａ（図２参照）によって、ギアボックス３０からのオイル洩れを防止している。
【００２１】
そして、シリンダ１０とギアボックス３０とによって一体的に構成される構造体が、一方のサイドプレート部１１とシリンダの周壁部１２との間で分割されると共に、一方の軸受部３１と他方の軸受部３３との間で分割されることで、排気口側の端面壁部（一方のサイドプレート部１１）と、中間本体部４０と、ギア側の本体部５０との三分割構造になっている。本形態例では、中間本体部４０と、ギア側の本体部５０とが、一方の軸受部３1とギアボックスの周壁部３２の間で分割されている。
なお、分割の位置は本形態例に限られず、ギアボックスの周壁部３２自体を二つに分割することで三分割構造とすることが可能であって、同様の効果を生じる。但し、そのように分割した場合、中間本体部４０が、図に示した形態例に比べて軸の延長方向に厚くなり、製造（成型）しにくくなる傾向がある。
【００２２】
６０は回転駆動装置（図１参照）であり、回転軸２１と、その回転軸２１から歯車３７、３７を介して駆動される回転軸２２によって動力を伝達することで、二つのロータ２０Ａ、２０Ｂを、回転駆動させるように設けられている。
例えば、回転駆動装置６０の一例である電動モータの回転シャフトが、カップリングを介して、他方の軸受部３３の外側において、回転軸２１の端部２１ａに接続することができる（図１参照）。なお、遠心ファンを、カップリングに同軸に固定して空冷構造とすることができる。
なお、回転駆動装置６０は、電動モータに限定されず、他の既知の駆動装置を用いることができるのは勿論である。
【００２３】
５２はボルトであり、図２〜５に示すように、中間本体部４０とギア側の本体部５０を連結するように、複数本（本形態例では６本）が配されている。本形態例のボルト５２は、ギア側の本体部５０に設けられたボルト孔５１に挿通され、中間本体部４０に設けられた雌ネジ部４１(図３、５参照)に螺合するように設けられている。
【００２４】
５６はピンであり、図２〜５に示すように、中間本体部４０とギア側の本体部５０との位置合せをするように、複数本（本形態例では２本）が配されている。本形態例のピン５６は、ギア側の本体部５０に設けられたピン穴５５(図２、４参照)と、中間本体部４０に設けられたピン穴４５(図５参照)とに挿入されて位置合せをすることができる。
【００２５】
以上の構成を備えるクローポンプの製造方法にあっては、中間本体部４０とギア側の本体部５０とをボルト締結によって仮に連結した状態（図４参照）で、一方の軸受部３１、他方の軸受部３３、シリンダ１０、及び中間本体部４０とギア側の本体部５０との位置合せを行うための平行ピン５６、５６のピン穴４５、５５にかかる加工を行い、組立工程における中間本体部４０とギア側の本体部５０との連結作業では、平行ピン５６、５６によって位置合せを行うことができる（図５参照）。
【００２６】
加工手順の詳細としては、例えば、連結された中間本体部４０とギア側の本体部５０（以下、「連結本体部」という）のギアボックス３０側の加工完了後、一つの加工機内で、連結本体部を１８０度反転させ、反対側のシリンダ内面を加工する。または、連結本体部を、一つの加工機に保持した状態で、両側から加工してもよい。どちらも、連結本体部を一回のチャックで加工機に保持することになる。
また、平行ピン５６、５６が挿入されるピン穴４５、５５の加工は、二部品（両本体部４０、５０）を貫通するように連結本体部について同時に行われる。
【００２７】
このような加工手順によれば、ベアリング３４、３８の取付け部(回転軸２１、２２)の軸とシリンダ１０の軸とを高い精度で一致させることができる。
そして、全ての部品加工完了後、一旦、連結本体部の締結を解除して、回転軸２１、２２にかかる組立等の部品組み付け後、平行ピン５６、５６を使用して再組み立てをすることで、高い同軸度を再現できる。
また、この平行ピン５６、５６によれば、オーバーホール時の再組み立て作業においても高い精度で位置合せをすることができる。
【００２８】
本発明にかかるクローポンプ及びその製造方法によれば、シリンダ１０とギアボックス３０とによって一体的に構成されるハウジングを、一方のサイドプレート部１１と、中間本体部４０と、ギア側の本体部５０とに適切に三分割している。これによれば、部品点数を減らすことができると共に、成型し易い形態となっており、効率よく製造できる。
また、中間本体部４０とギア側の本体部５０と連結した状態で、回転軸２１、２２の組み込みにかかるベアリング取付け部の加工や、シリンダ１０の内面の加工などを、適切に行うことができる。従って、回転軸２１、２２の軸心の位置精度に依存する二つのロータ２０Ａ、２０Ｂ及び一対の歯車３７，３７の組み込み精度を向上できる。
さらに、本発明によれば、各部品を軸の延長方向に重ねるように装着することで効率良く組み立てることができる構造になっている。従って、高い性能を有するクローポンプの生産性を向上させることができる。
【００２９】
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。
【符号の説明】
【００３０】
１０  シリンダ
１１  一方のサイドプレート部
１２  シリンダの周壁部
１３  他方のサイドプレート部
１４  吸気口
１５  排気口
２０Ａ  ロータ
２０Ｂ  ロータ
２１  回転軸
２２  回転軸
３０  ギアボックス
３１  一方の軸受部
３２  ギアボックスの周壁部
３３  他方の軸受部
３４  ベアリング
３７  歯車
３８  ベアリング
４０  中間本体部
４５  ピン穴
５０  ギア側の本体部
５２  ボルト
５５  ピン穴
５６  ピン
【図１】
0005504530.tif 000002
【図２】
0005504530.tif 000003
【図３】
0005504530.tif 000004
【図４】
0005504530.tif 000005
【図５】
0005504530.tif 000006
【図６】
0005504530.tif 000007