(57)【要約】【課題】運転時における軸受けの振動の発生やクリープの発生を防止して、運転騒音を低減することができるダイアフラム型真空ポンプを提供する。【解決手段】モータ軸５の軸受け６ａ、６ｂの外輪と該軸受け６ａ、６ｂを嵌合するハウジング７ａ、７ｂとの間、及びコネクティングロッド１３ａ、１３ｂの軸受け１１ａ、１１ｂの外輪とコネクティングロッド１３ａ、１３ｂとの間、及びモータ軸５の軸受け６ａ、６の内輪とモータ軸５との間、及びコネクティングロッド１３ａ、１３ｂの軸受け１１ａ、１１ｂの内輪と偏芯軸９ａ、９ｂとの間に、それぞれ接着剤を塗布して接着する。【選択図】図１
2006063874.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
電動モータの片側又は両側に第１の軸受けを介して回転支持したモータ軸を伸長させ、前記モータ軸上に偏芯軸と第２の軸受けを介してコネクティングロッドを配置して、前記コネクティングロッドの先端側にダイアフラムを取付け、前記モータ軸の回転による前記コネクティングロッドの往復運動により前記ダイアフラムを動作させて真空排気を行なうダイアフラム型真空ポンプにおいて、
前記第１の軸受けの外輪と該第１の軸受けを嵌合するハウジングとの間、及び前記第２の軸受けの外輪と前記コネクティングロッドとの間、及び前記第１の軸受けの内輪と前記モータ軸との間、及び第２の軸受けの内輪と前記偏芯軸との間に、それぞれ接着剤を塗布して接着する、
ことを特徴とするダイアフラム型真空ポンプ。
【請求項２】
前記第１の軸受けの外輪と前記ハウジングとの間、及び前記第２の軸受けの外輪と前記コネクティングロッドとの間に、それぞれ軟鋼製のリングを挿入し、接着剤で接着する、
ことを特徴とする請求項１に記載のダイアフラム型真空ポンプ。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、ダイアフラム型真空ポンプに関する。
【背景技術】
【０００２】
従来より、半導体製造プロセスなどの工程で使用される真空容器等の内部を減圧するための真空ポンプとして、例えばダイアフラム型真空ポンプが知られている（例えば、特許文献１参照。）。
【０００３】
また、近年、酸素富化膜と真空ポンプを組み合わせて、酸素濃度を３０％程度に高めた酸素富化空気を発生する装置を構成し、この装置をエアコン等に組み込んで、室内の酸素濃度を約２１％以上に保つことができるようにした商品が実用化されている。このようなエアコンでは、酸素富化膜と真空ポンプは室外機に組み込まれており、酸素を選択的に拡散透過させる能力を持った酸素富化膜の２次側を真空ポンプにより減圧させて、酸素濃度が高められた空気を生成し、これを真空ポンプで大気圧まで加圧し、配管を通して室内機まで導いて室内に放出させる。
【０００４】
上記したエアコンの室外機に組み込まれる真空ポンプとして、ダイアフラム型真空ポンプが使用されている。この場合、エアコンの室外機に組み込まれた真空ポンプには、４０db（Ａ特性１ｍ）以下の静かな運転音が要求される。
【特許文献１】特開２００１−３２９９６３号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
ところで、ダイアフラム型真空ポンプは、ダイアフラムを押し下げたり押し上げたりすることでポンプ室の容積を変化させ、吸引・圧縮を行うことから、ポンプの回転軸の一回転中におけるトルク変動が大きい。このため、モータ軸受け、コネクティングロッド軸受けには変動荷重がかかり、これらの軸受けの外輪とハウジング、又は、これらの軸受けの内輪と軸との嵌め合い部に僅かな隙間が存在すると、これらの軸受けが振動して騒音が発生して、運転音が大きくなり、更に、軸受けの外輪が回転する現象（クリープ現象）が発生し易くなって、軸精度が短時間で保てなくなる不具合も発生する。
【０００６】
そこで本発明は、運転時における軸受けの振動の発生やクリープの発生を防止して、運転騒音を低減することができるダイアフラム型真空ポンプを提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
上記目的を達成するために本発明は、電動モータの片側又は両側に第１の軸受けを介して回転支持したモータ軸を伸長させ、前記モータ軸上に偏芯軸と第２の軸受けを介してコネクティングロッドを配置して、前記コネクティングロッドの先端側にダイアフラムを取付け、前記モータ軸の回転による前記コネクティングロッドの往復運動により前記ダイアフラムを動作させて真空排気を行なうダイアフラム型真空ポンプにおいて、前記第１の軸受けの外輪と該第１の軸受けを嵌合するハウジングとの間、及び前記第２の軸受けの外輪と前記コネクティングロッドとの間、及び前記第１の軸受けの内輪と前記モータ軸との間、及び第２の軸受けの内輪と前記偏芯軸との間に、それぞれ接着剤を塗布して接着することを特徴としている。
【０００８】
また、前記第１の軸受けの外輪と前記ハウジングとの間、及び前記第２の軸受けの外輪と前記コネクティングロッドとの間に、それぞれ軟鋼製のリングを挿入し、接着剤で接着することを特徴としている。
【発明の効果】
【０００９】
本発明によれば、運転時におけるモータ軸及びコネクティングロッドの軸受けの振動の発生やクリープの発生を防止して、運転騒音を低減することができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１０】
以下、本発明を図示の実施形態に基づいて説明する。図１は、本発明の実施形態に係るダイアフラム型真空ポンプを示す概略断面図、図２は、その上面図である。
【００１１】
図１において、１は中央部に設けたモータ２のステータで、モータケース３内に挿入されて固定されている。また、４はモータ２のロータで、モータ軸（シャフト）５が圧入固定されている。ロータ４の両側のモータ軸５にはベアリングを有する軸受け６ａ、６ｂがそれぞれ取付けられており、各軸受け６ａ、６ｂはアルミ合金製のハウジング７ａ、７ｂにそれぞれ嵌め込まれている。各ハウジング７ａ、７ｂは、ポンプケース８ａ、８ｂにそれぞれ挿入され、ねじ（不図示）で固定されている。
【００１２】
モータ軸５上の各軸受け６ａ、６ｂの外側には、偏芯軸９ａ、９ｂと冷却ファン１０ａ、１０ｂがそれぞれ固定されており、各偏芯軸９ａ、９ｂにはベアリングを有する軸受け１１ａ、１１ｂがそれぞれ取付けられている。各偏芯軸９ａ、９ｂは、モータ軸５が挿入される穴と各軸受け１１ａ、１１ｂの内輪が挿入される穴が偏芯するように形成されており、各偏芯軸９ａ、９ｂの偏芯量が各ダイアフラム１２ａ、１２ｂの往復運動量（ストローク量）となる。各軸受け１１ａ、１１ｂには、アルミ合金製のコネクティングロッド１３ａ、１３ｂを介してダイアフラム１２ａ、１２ｂがそれぞれ接続されている。
【００１３】
各ダイアフラム１２ａ、１２ｂの中心側は固定金具１４ａ、１４ｂによりそれぞれ固定されており、各ダイアフラム１２ａ、１２ｂの外周部はポンプヘッド１５ａ、１５ｂによりそれぞれ固定されている。各ポンプヘッド１５ａ、１５ｂには、吸気弁１６ａ、１６ｂと排気弁１７ａ、１７ｂがそれぞれ取付けられており、ダイアフラム１２ａ、１２ｂとポンプヘッド１５ａ、１５ｂによりそれぞれ形成されるポンプ室内の圧力が大気圧より下回ると吸気弁１６ａ、１６ｂが開き、前記ポンプ室内の圧力が大気圧より高まると排気弁１７ａ、１７ｂが開くように構成されている。ポンプヘッド１５ａ、１５ｂの上部には、各吸気弁１６ａ、１６ｂと各排気弁１７ａ、１７ｂの上方に位置するようにしてポンプヘッドカバー１８ａ、１８ｂがそれぞれ取付けられている。
【００１４】
上記したダイアフラム型真空ポンプは、各ポンプケース８ａ、８ｂ内にダイアフラム１２ａ、１２ｂをそれぞれ有する２ヘッドポンプで、各ダイアフラム１２ａ、１２ｂの往復運動の位相が１８０度ずれており、各接続配管１９ａ、１９ｂによって並列に接続されている。また、一方のポンプヘッド１５ａの側面には、吸気口２０と排気口２１がそれぞれ接続されている。
【００１５】
かくして、モータ２を駆動させるとそのモータ軸５が回転することで、各偏芯軸９ａ、９ｂが回転することにより各コネクティングロッド１３ａ、１３ｂが往復運動する。各コネクティングロッド１３ａ、１３ｂの往復運動により、接続されている各コネクティングロッド１３ａ、１３ｂが、それぞれ１８０度位相がずれて上下動することによって吸気・排気が繰り返され、真空排気が行なわれる。
【００１６】
ところで、上記したダイアフラム型真空ポンプを運転して真空排気を行なっているときには、可動部分等から振動音や動作音が発生し、これらの音が運転騒音となる。このうち、特に騒音レベルの高いのは、以下に挙げる（ａ）〜（ｄ）である。
【００１７】
（ａ）軸受け６ａ、６ｂの外輪とハウジング７ａ、７ｂ間の嵌合箇所におけるわずかな隙間部分で、軸受け６ａ、６ｂの外輪が振動することによる騒音。
【００１８】
（ｂ）軸受け１１ａ、１１ｂの外輪とコネクティングロッド１３ａ、１３ｂ間の嵌合箇所におけるわずかな隙間部分で、軸受け１１ａ、１１ｂの外輪が振動することによる騒音。
【００１９】
（ｃ）軸受け６ａ、６ｂの内輪とモータ軸５間の嵌合箇所に隙間が生じた場合に軸受け６ａ、６ｂの内輪が振動することによる騒音。
【００２０】
（ｄ）軸受け１１ａ、１１ｂの内輪と偏芯軸９ａ、９ｂ間の嵌合箇所に隙間が生じた場合に軸受け１１ａ、１１ｂの内輪が振動することによる騒音。
【００２１】
上記した本発明に係るダイアフラム型真空ポンプでは、アルミ合金製の各ハウジング７ａ、７ｂの鋼製の各軸受け６ａ、６ｂの外輪が挿入される部分に、軟鋼製のリング２２ａ、２２ｂをそれぞれ鋳込んでいる。このリング２２ａ、２２ｂを鋳込む理由は、このダイアフラム型真空ポンプが、−１０℃〜７０℃程度の雰囲気で使用されることによる。
【００２２】
即ち、７０℃程度の雰囲気では、運転中の軸受け６ａ、６ｂ付近の温度は１００℃程度となる。アルミ合金（ハウジング７ａ、７ｂ）の熱膨張率は、鋼（軸受け６ａ、６ｂ）の熱膨張率よりも約２．２倍大きい。そのため、鋼材からなる軸受け６ａ、６ｂとアルミ合金製のハウジング７ａ、７ｂの嵌合部分の隙間が０．０１３ｍｍ程度大きくなることによって、軸受け６ａ、６ｂの外輪が回転するクリープ現象が生じて回転精度が保てなくなり、かつ、軸受け６ａ、６ｂの外輪に振動が発生して騒音レベルが高くなる。
【００２３】
そこで本発明では、上記（ａ）に起因する騒音を抑えるために、上記したようにアルミ合金製の各ハウジング７ａ、７ｂの鋼製の各軸受け６ａ、６ｂの外輪が挿入される部分に、軟鋼製のリング２２ａ、２２ｂをそれぞれ鋳込んで、このリング２２ａ、２２ｂ内に接着剤を薄く塗布して軸受け６ａ、６ｂの外輪を挿入して接着する。このように、軸受け６ａ、６ｂのベアリング鋼と熱膨張係数の近い軟鋼製のリング２２ａ、２２ｂを設けることにより、熱膨張による軸受け６ａ、６ｂとハウジング７ａ、７ｂの嵌合部分の隙間が大きくなることが抑制され、高温時でも接着剤による軸受け６ａ、６ｂの外輪とハウジング７ａ、７ｂの接合強度を保つことができる。
【００２４】
これにより、軸受け６ａ、６ｂの外輪の振動が抑えられて騒音が小さくなり、かつ、軸受け６ａ、６ｂの外輪が回転するクリープ現象を抑えることができる。
【００２５】
また、上記（ｂ）に起因する騒音を抑えるために、同様の理由で各コネクティングロッド１３ａ、１３ｂの各軸受け１１ａ、１１ｂの外輪が挿入される部分にも、軟鋼製のリング２３ａ、２３ｂをそれぞれ鋳込んで、このリング２３ａ、２３ｂ内に接着剤を薄く塗布して軸受け１１ａ、１１ｂの外輪を挿入して接着する。このように、軸受け１１ａ、１１ｂのベアリング鋼と熱膨張係数の近い軟鋼製のリング２３ａ、２３ｂを設けることにより、熱膨張による軸受け１１ａ、１１ｂとコネクティングロッド１３ａ、１３ｂの嵌合部分の隙間が大きくなることが抑制され、高温時でも接着剤による軸受け１１ａ、１１ｂの外輪とコネクティングロッド１３ａ、１３ｂの接合強度を保つことができる。
【００２６】
これにより、軸受け１１ａ、１１ｂの外輪の振動が抑えられて騒音が小さくなり、かつ、軸受け１１ａ、１１ｂの外輪が回転するクリープ現象を抑えることができる。
【００２７】
なお、本発明者の実験によれば、高温時に軟鋼製のリング２２ａ、２２ｂ（及びリング２３ａ、２３ｂ）とアルミ合金製のハウジング７ａ、７ｂ（及びコネクティングロッド１３ａ、１３ｂ）は、高温時においても熱膨張率の違いによって分離することなく、強固に結合が保たれていた。
【００２８】
また、本発明では、上記（ｃ）に起因する騒音を抑えるために、モータ２のモータ軸５表面に接着剤溜まりの溝（不図示）を設けて、軸受け６ａ、６ｂの内輪内面とこの内輪が挿入されるモータ軸５に嫌気性接着剤を薄く塗布し、各軸受け６ａ、６ｂをモータ軸５に圧入固定している。更に、軸受け６ａ、６ｂの外輪が挿入されるハウジング７ａ、７ｂの内面とこの軸受け６ａ、６ｂの外輪外面に接着剤を塗布して、各ハウジング７ａ、７ｂの軸穴に各軸受け６ａ、６ｂをそれぞれ挿入し、各ハウジング７ａ、７ｂをモータケース３にボルト（不図示）で固定している。なお、この際、波ばね２４で軸受け６ａの外輪に予圧を与え、軸受け６ａの軸方向の遊びをなくしておいて接着固定する。
【００２９】
これにより、軸受け６ａ、６ｂの内輪とモータ軸５間に隙間が生じることが防止され、軸受け６ａ、６ｂの内輪の振動が抑えられて騒音が小さくなる。
【００３０】
また、本発明では、上記（ｄ）に起因する騒音を抑えるために、軸受け１１ａ、１１ｂの外輪とリング２３ａ、２３ｂ間、及び軸受け１１ａ、１１ｂの内輪と偏芯軸９ａ、９ｂ間に嫌気性接着剤を薄く塗布して接着固定している。この場合においても、モータ２のモータ軸５表面に接着剤溜まりの溝（不図示）を設けて、軸受け１１ａ、１１ｂの内輪内面とこの内輪が挿入されるモータ軸５に嫌気性接着剤を薄く塗布し、各軸受け１１ａ、１１ｂをモータ軸５に圧入固定している。また、リング２３ａ、２３ｂにも接着剤溜まりの溝（不図示）を設けている。
【００３１】
これにより、軸受け１１ａ、１１ｂの内輪と偏芯軸９ａ、９ｂ間に隙間が生じることが防止され、軸受け１１ａ、１１ｂの内輪の振動が抑えられて騒音が小さくなる。
【００３２】
上記のように騒音低減措置を施した本発明に係るダイアフラム型真空ポンプの騒音レベルを測定した結果、このダイアフラム型真空ポンプから１ｍ離れた距離での騒音レベルは３９db（Ａ特性）であった。一方、上記のように騒音低減措置を施していない従来のダイアフラム型真空ポンプで、同様に騒音レベルを測定した結果、このダイアフラム型真空ポンプから１ｍ離れた距離での騒音レベルは４７db（Ａ特性）であった。この結果から、上記のように騒音低減措置を施した本発明に係るダイアフラム型真空ポンプは、騒音レベルが大幅に低減されていることが裏付けられた。
【図面の簡単な説明】
【００３３】
【図１】本発明の実施形態に係るダイアフラム型真空ポンプを示す概略断面図。
【図２】本発明の実施形態に係るダイアフラム型真空ポンプを示す上面図。
【符号の説明】
【００３４】
２        モータ
４        ロータ
５        モータ軸
６ａ、６ｂ、１１ａ、１１ｂ      軸受け
７ａ、７ｂ      ハウジング
９ａ、９ｂ      偏芯軸
１２ａ、１２ｂ      ダイアフラム
１３ａ、１３ｂ      コネクティングロッド
２２ａ、２２ｂ、２３ａ、２３ｂ      リング
【図１】
2006063874.tif 000003
【図２】
2006063874.tif 000004