(57)【要約】【課題】コネクティングロッドを樹脂化すると共に、該コネクティングロッドと、コネクティングロッドに組み込まれる軸受が嵌合構造を介して一体的に嵌合される軸受ユニットを提供することである。【解決手段】偏心軸９の偏心旋回運動を直線運動に変換するためのコネクティングロッド１０と、該コネクティングロッドに組み込まれる転がり軸受１２とで構成されており、前記コネクティングロッドが樹脂材料にて形成され、該コネクティングロッドの軸連結部１１の内径と転がり軸受１２の外輪１６の外径が嵌合構造１７を介して一体的に形成されており、これによりクリープ防止を図る。【選択図】  図３
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
偏心軸の偏心旋回運動を直線運動に変換するためのコネクティングロッドと、該コネクティングロッドに組み込まれる転がり軸受とで構成されており、
前記コネクティングロッドが樹脂材料にて形成され、
該コネクティングロッドの軸連結部内径と転がり軸受の外輪外径が嵌合構造を介して一体的に形成されていることを特徴とする真空ポンプ用軸受ユニット。
【請求項２】
偏心軸の偏心旋回運動を直線運動に変換するためのコネクティングロッドと、
偏心軸とコネクティングロッドとの間に組み込まれる転がり軸受とからなる真空ポンプ用軸受ユニットを備えた真空ポンプであつて、
転がり軸受は、少なくとも、偏心軸外径に組み込まれる内輪と、コネクティングロッド内径に組み込まれる外輪と、該内輪と外輪間に組み込まれる複数個の転動体で構成され、
前記コネクティングロッドは、樹脂材料にて形成され
該コネクティングロッドの軸連結部内径と転がり軸受の外輪外径が嵌合構造を介して一体的に形成されていることを特徴とする真空ポンプ。
【請求項３】
ダイヤフラム型ポンプであることを特徴とする請求項２に記載の真空ポンプ。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【産業上の利用分野】
本発明は、偏心軸の偏心旋回運動を直線運動に変換するためのコネクティングロッドと、該コネクティングロッドに組み込まれる転がり軸受とで構成される真空ポンプ用軸受ユニット、及び該ユニットを備えてなる真空ポンプに関する。
【０００２】
【従来の技術】
真空ポンプ（特にダイヤフラム型真空ポンプ）の構造は、一般的に、回転作動するモータの偏心軸とコネクティングロッドが転がり軸受を介して同一軸で使用され、偏心軸の偏心旋回運動をコネクティングロッドが直線運動（往復運動）に変換してダイヤフラムに伝達している（例えば、特許文献１参照）。
コネクティングロッドは、その機構上偏心軸で使われるため、軸受には荷重方向が逆転する正弦曲線的な大きな荷重がかかる。また構造上内輪回転で使用されるが、大きな外輪回転荷重がかかるため、外輪外径とコネクティングロッドの軸連結部内径との嵌め合いはしまりばめで使用されている。また、偏心軸外径とのクリープを避けるために内輪外径との嵌め合いもしまりばめで使用されている。
【０００３】
【特許文献１】
特開平６−１８５４６６号公報
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、上述の通り、コネクティングロッドの軸連結部内径と外輪外径及び偏心軸外径と内輪内径との嵌め合いが双方共にしまりばめであるため、軸受を組み付ける際、軌道面に圧痕が付き易く、組み付け難いと共に、組み立て時間が非常に掛かるという問題点があった。
本発明は、従来技術の有するこのような問題点に鑑みなされたもので、その目的とするところは、コネクティングロッドを樹脂化すると共に、該コネクティングロッドと、コネクティングロッドに組み込まれる軸受が嵌合構造を介して一体的に嵌合される軸受ユニットを提供することである。
【０００５】
【課題を解決するための手段】
上記課題を達成するために本発明がなした技術的手段は、偏心軸の偏心旋回運動を直線運動に変換するためのコネクティングロッドと、該コネクティングロッドに組み込まれる転がり軸受とで構成されており、前記コネクティングロッドが樹脂材料にて形成され、該コネクティングロッドの軸連結部内径と転がり軸受の外輪外径が嵌合構造を介して一体的に形成されている軸受ユニットとしたことである。
また、前記軸受ユニットを備えて真空ポンプを構成するものとする。真空ポンプとしては、例えば、ダイヤフラム型ポンプがその代表例として挙げられる。
このように軸受外輪とコネクティングロッドとの間にて嵌合構造を備えることにより、コネクティングロッドへの軸受組み込みを簡素化し、かつクリープを避けて軸受軌道面への圧痕防止を図ることができる。
【０００６】
【発明の実施の形態】
以下、本発明軸受ユニット及び該軸受ユニットを組み込んでなる真空ポンプの一実施形態を図に基づいて説明する。なお、本実施形態は、本発明の一実施形態にすぎずなんらこれに限定して解釈されるものではなく、本発明の範囲内において適宜設計変更可能である。
【０００７】
本実施形態では、真空ポンプの一例として、ダイヤフラム型真空ポンプを例にとって説明するが、本発明は、この種の軸受ユニットを組み込んでなる真空ポンプ全般に適用可能である。
図１に示すように、ダイヤフラム型真空ポンプ２は、モータ４の回転軸６に偏心部８（例えば、回転軸６の一部に一体形成された偏心部や、回転軸６に外付けされた偏心カムなどを含める）を設けた偏心軸９と、偏心軸９の偏心旋回運動（矢印Ｍ方向）を直線運動（矢印Ｓ方向の往復運動）に変換するための樹脂製コネクティングロッド１０とを備えており、偏心軸９とコネクティングロッド１０とは、転がり軸受１２を介して連結されている。なお、転がり軸受１２としては、使用環境や使用目的や用途に応じて、例えば玉軸受やころ軸受を任意に適用することができる。
コネクティングロッド１０の樹脂材料は、例えば、ＰＰＳ樹脂（ポリフェニレンサルファイド樹脂）などを一例として挙げることができるが、特に限定して解釈はされず本発明の範囲内で適宜設計変更可能である。
【０００８】
転がり軸受１２は、偏心軸９とコネクティングロッド１０との間に組み込まれ、偏心軸９の外径に装着された内輪１４と、コネクティングロッド１０の軸連結部（円環）１１の内径に装着された外輪１６と、内外輪１４，１６間に組み込まれた複数の転動体（玉）１８と、これら複数の転動体１８を転動自在に収容する保持器２０とを備えている。この場合、保持器２０によって収容された複数の転動体１８が内外輪（軌道面１４ａ，１６ａ）間で転動することによって、偏心軸９の偏心旋回運動が転がり軸受１２を介してコネクティングロッド１０に伝達され、コネクティングロッド１０が直線運動するようになっている。そして、コネクティングロッド１０の直線運動によって、ダイヤフラム１が揺動し、ハウジング３内が負圧に引かれるようになっている。転がり軸受１２の基本的仕様は図示形態に限定されない。
【０００９】
転がり軸受１２は、その構造上、内輪１４が回転するように構成されており、外輪１６は、その外径がコネクティングロッド１０の軸連結部１１の内径に対して嵌合構造１７を介して取り付けられている。一方、内輪１４は、その内径が、偏心軸９とのクリープを避けるため、偏心軸９の外径に対してしまりばめで取り付けられている。
【００１０】
嵌合構造１７は、軸受外輪１６の外径と、コネクティングロッド１０の軸連結部１１の内径との間で構成されているクリープを避けるための両者嵌合構造である。
例えば、図３に示すように、コネクティングロッド１０は、その軸連結部１１の内径に、幅方向（軸方向）Ａの中心より偏心した位置に周方向連続突部１７ａを形成している。
一方、転がり軸受の外輪１６は、同じく図３に示すように、その外径に幅方向（軸方向）Ａの中心より偏心した位置に前記したコネクティングロッド１０の軸連結部１１の内径に形成した周方向突部１７ａに嵌合する周方向連続凹溝１７ｂを形成している。
周方向連続突部１７ａと周方向連続凹溝１７ｂは、本実施形態では、夫々周方向同一連続幅の断面視矩形状に形成されている。このように夫々の幅方向中心よりも偏心した位置で周方向突部１７ａと周方向凹溝１７ｂが嵌合して両者が一体的に形成されるため、軸受外輪１６の外径と、コネクティングロッド１０の軸連結部１１の内径との間におけるクリープを避けることができる。なお偏心方向はモータ４側と反モータ４側のいずれであってもよい。
また、クリープ防止のための嵌合構造１７は、上述の実施形態に限定されるものではなく、この両者間におけるクリープを避けることのできる構造であれば本発明の範囲内で設計変更可能である。
例えば、周方向連続突部１７ａと周方向連続凹溝１７ｂの形状を、両者が嵌合可能な周方向に蛇行状の連続突部と連続凹溝にしてもよい。また、周方向の突部と凹溝が夫々周方向に断続する嵌合突部と凹溝としてもよく、この場合の突部と凹溝の形状は特に限定されず任意である。
【００１１】
さらに、図４に示すように、軸受外輪１６の外径とコネクティングロッド１０の軸連結部１１の内径のいずれか一方に幅方向（軸方向）Ａの突部１７ｃを形成し、他方に該突部が嵌合する幅方向（軸方向）Ａの凹溝１７ｄを形成するものとしてもよい。これら幅方向の突部１７ｃと凹部１７ｄの形状は特に限定されない。この場合において、夫々の突部１７ｃと凹溝１７ｄを周方向に間隔をあけて任意数設けることもできる。また、これら幅方向突部１７ｃと凹溝１７ｄを、軸受外輪１６の外径とコネクティングロッド１０の軸連結部１１の内径の双方に両者同一数ずつ設け、夫々の嵌合によりクリープ防止を図ることも可能である。このような幅方向の嵌合構造１７によれば、軸受外輪１６の外径とコネクティングロッド１０の軸連結部１１の内径のクリープは避けられる。
【００１２】
また、本実施形態では、コネクティングロッド１０の連結部１１の内径側に設けた突部（１７ａ又は１７ｃ）と、外輪外径側に設けた凹溝（１７ｂ又は１７ｄ）とにより嵌合構造１７を構成した一例を挙げたが、例えば、コネクティングロッド１０の連結部１１の内径側に凹溝を設けると共に、該凹溝に対応する突部を外輪外径側に設けることにより嵌合構造を構成するものとしてもよく本発明の範囲内である。
なお、本実施形態では、軸受外輪１６の外径とコネクティングロッド１０の軸連結部１１の内径との間に嵌合構造１７を設けてクリープ防止を図るが、このような嵌合構造１７を軸受内輪１４の内径と偏心軸９の外径との間に設けて、この両者間のクリープ防止を同時に図るものとしてもよい。
【００１３】
転がり軸受１２には、この転がり軸受内に異物（例えば、粉塵、水、ほこり等）が侵入するのを防止すると共に、潤滑剤の漏れを防止するための密封板２２が取り付けられている。
密封板２２としては、例えば、本実施形態では、図３に示すように、芯金２２ａ入りのゴム製で且つ内輪１４に非接触な非接触ゴムシールを例示しているが、金属板製で且つ内輪に非接触な非接触金属シールドや、芯金入りのゴム製で且つ内輪に非接触な接触ゴムシールなど、本発明の範囲内で適宜実施形態に応じた密封板を用いることができる。
【００１４】
保持器２０は、使用環境や使用目的に応じて任意の種類の保持器（例えば、冠形保持器、波形保持器、かご形保持器、合せ保持器など）を適用することができる。
また、その保持器材料は、特に限定はされないが、本実施形態では樹脂材料で形成されている。この場合、樹脂材料としては、例えば、ナイロン４６、ナイロン６６、ポリフェニレンサルファイドにグラスファイバを含有させたもの等を適用することができる。
このように、従来金属材料で形成されていた保持器２０を樹脂材料にすることによって、金属同士の高周波の衝突音から金属と樹脂との間の低周波の衝突音に変えて音響を静穏化させることができると同時に、音のレベルを小さく（静音化）することができる。
【００１５】
転がり軸受１２には、所望な潤滑剤が封入されており、例えば本実施形態ではウレア系グリースが封入されている。この場合、ウレア系グリースとしては、例えば新日本石油株式会社製「ＥＮＳグリース（商品名）」等を適用することができる。
このように、従来封入されていたリチウム系グリースをウレア系グリースにすることによって、転動体１８と内外輪（軌道面１４ａ，１６ａ）との間の滑りを伴う衝突が繰り返されて、転動体１８や内外輪（軌道面１４ａ，１６ａ）における温度が上昇して転がり軸受１２の温度が上昇しても、転がり軸受１２の耐久性を低下させることはなく、長寿命化を図ることができる。即ち、ウレア系グリースは、増ちょう剤としてウレア系化合物を使用しており、リチウム系グリースに比べて滴点（℃）が高く、離油度（％）が小さいため、耐熱性に優れている。この結果、高温環境下での長時間連続使用において、焼きつき寿命を延命化させることができる。
【００１６】
【発明の効果】
本発明は、真空ポンプのコネクティングロッドを樹脂製にすると共に転がり軸受と嵌合構造を介して一体的に設ける軸受ユニット化したものであるため、コネクティングロッドへの軸受組み込みが簡素化し、低コストで生産性に優れると共に、軸受のクリープを無くして軸受軌道面の圧痕防止を図り得る真空ポンプを提供することができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明真空ポンプ用軸受ユニット及び該ユニットを組み込んだ真空ポンプの一実施形態を示す概略全体図。
【図２】コネクティングロットに転がり軸受を組み込んだ状態の正面図。
【図３】コネクティングロッドと転がり軸受との嵌合構造の一実施形態を示す概略断面図。
【図４】コネクティングロッドと転がり軸受との嵌合構造の他の一実施形態を示す概略断面図。
【符号の説明】
２：ダイヤフラム型真空ポンプ
９：偏心軸
１０：コネクティングロッド
１１：軸連結部
１２：転がり軸受
１４：内輪
１６：外輪
１７：嵌合構造
【図１】
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【図２】
2004360639.tif 000004
【図３】
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【図４】
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