(57)【要約】  ハウジング（２）の中で回転可能な駆動軸によって駆動されるロータ（６）と、その内部に前記ロータ（６）のスリット（７）の中で外方に向かって円周方向にスライド可能な翼板（８）とを備え、該翼板は吸込口（１）ならびに吐出口を備える作業室（９）の個々の送出室を互いに分離するとともに、遠心力によって駆動されながらそれぞれハウジング内壁に沿って最大限外側の位置を占める、回転翼形油回転真空ポンプないしベーン圧縮機において、軸方向でロータシャフトにブラシレス円盤電機子同期モータ（１１，１２）が取り付けられるように構成されている。
2010501783.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
ハウジング（２）の中で回転可能な駆動軸によって駆動されるロータ（６）と、その内部に前記ロータ（６）のスリット（７）の中で外方に向かって円周方向にスライド可能な翼板（８）とを備え、該翼板は吸込口（１）ならびに吐出口を備える作業室（９）の個々の送出室を互いに分離するとともに、遠心力によって駆動されながらそれぞれハウジング内壁に沿って最大限外側の位置を占める、回転翼形油回転真空ポンプないしベーン圧縮機において、
軸方向でロータシャフトにブラシレス円盤電機子同期モータ（１１，１２）が取り付けられていることを特徴とする、回転翼形油回転真空ポンプないしベーン圧縮機。
【請求項２】
前記円盤電機子同期モータは、軸方向の応力を補償する目的として、円盤電機子（１１）の両面にそれぞれ配置されるステータ（１２）を有していることを特徴とする、請求項１に記載の真空ポンプないし圧縮機。
【請求項３】
前記円盤電機子同期モータは、発生する軸方向の応力がスラスト軸受によって受けとめられる、前記円盤電機子（１１）の片面側に配置されたステータ（１２）を有していることを特徴とする、請求項１に記載の真空ポンプないし圧縮機。
【請求項４】
ポンプ段／圧縮機段と円盤電機子型同期モータ（１１，１２）との間にハウジング狭隘部を形成する、又は、ハウジング形状そのものによって熱的な分離が実現されることを特徴とする、先行請求項のいずれか１項に記載の真空ポンプないし圧縮機。
【請求項５】
制御用の位置認識のためにホールセンサが設けられていることを特徴とする、先行請求項のいずれか１項に記載の真空ポンプないし圧縮機。
【請求項６】
ポンプ段／圧縮機段の前記ハウジング（２）の周囲に油霧分離器（４）が配置されており、全体として正方形の底面で最小限の設計スペースが実現されるようになっていることを特徴とする、先行請求項のいずれか１項に記載の真空ポンプないし圧縮機。
【請求項７】
圧縮熱を機械から排出するために前記ロータシャフトには前記円盤電機子型同期モータ（１１，１２）に対してファンが配置されていることを特徴とする、先行請求項のいずれか１項に記載の真空ポンプないし圧縮機。
【請求項８】
前記ロータシャフトには前記円盤電機子型同期モータ（１１，１２）と向かい合う側でポンプ段／圧縮機段に対してポンプ段／圧縮機段を冷却空気で冷却する役目を果たすベンチレータ羽根車が取り付けられてことを特徴とする、請求項１から６のいずれか１項に記載の真空ポンプないし圧縮機。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、請求項１の前提項に記載された回転翼形油回転真空ポンプないしベーン圧縮機に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
これは、循環給油潤滑式のものだけではなく、乾式で作動する回転翼形油回転真空ポンプないしベーン圧縮機であってよい。これらは水平型の施工形態を有しているのが通常であり、ロータの中で可動の翼板は、乾式で作動する回転翼形油回転真空ポンプないしベーン圧縮機の場合にあってはグラファイトまたはグラファイト複合材料でできているのが通常であり、それに対して、循環給油潤滑式の回転翼形油回転真空ポンプないしベーン圧縮機の場合にあっては、翼板はプラスチックまたはプラスチック複合材料でできていてよい。
【０００３】
ブロック形式の、すなわち張り出して支承されたロータを備える、循環給油潤滑式の回転翼形油回転真空ポンプないしベーン圧縮機は、単相交流モータまたは三相非同期モータで作動するのが通常である。このような種類のポンプおよび圧縮機は何十年も以前から成功裡に利用されており、多種多様な市場で激しい排除競争にさらされている。
【０００４】
循環給油潤滑式の一軸形の回転翼形油回転真空ポンプないしベーン圧縮機は、小さい送出流量用としてのみ、すなわち約２ｍ３／ｈから最大１００ｍ３／ｈの送出流量用としてのみ、ブロック形式で構成される。このような送出流量を上回ると、ポンプや圧縮機の表面積は、もはや圧縮熱を熱排出するのに十分ではなくなる。したがって、これよりも大型の真空ポンプおよび圧縮機は、主として、駆動モータとポンプ段ないし圧縮機段との間に継手を備える従来型の形式で構成される。
【０００５】
交流駆動装置または直流駆動装置を利用するのが世界的な従来技術であり、このような駆動装置は、ロータと、モータのＡ側のエンドシールドに固定的に取り付けられた円筒状のハウジングとの間に小さい隙間が必要であることから、比較的高いコストのかかるモータ支承部の微調整が必要である。したがって駆動モータは、特に品質的に高価値な真空ポンプおよび圧縮機の場合、上述した微調整が課されるだけでなく、さらには品質を一定に維持しながら、求められる精度を遵守しなくてはならない。その帰結は、このような種類のモータの高いコストと、限定された供給者市場である。
【０００６】
さらにこれに加えて、特にこの場合に採用される８０Ｗから２ｋＷの出力範囲の交流駆動装置や直流駆動装置は効率が比較的低いために、明瞭に大きな設計容積を占めるばかりでなく、必然的な長尺状の設計形態のせいで、考えられる設計スペースを最善に活用することもできない。
【０００７】
上述した循環給油潤滑式のブロック形式の回転翼形油回転真空ポンプないしベーン圧縮機は、基本的に、さらに次の２種類の態様に下位区分することができる。
１）ポンプ段／圧縮機段およびモータの側方に配置された油霧分離器を備える、循環給油潤滑式の回転翼形油回転真空ポンプないしベーン圧縮機。この設計形態は外側の面積が比較的広いので、あらゆる設計サイズすなわち約２ｍ３／ｈから最大１００ｍ３／ｈの設計サイズに適用することができる。さらに、この油霧分離器はその外側の面全体を、ポンプ／圧縮機段へのガス入口フランジの内側領域を除いて、外部への熱排出のために利用することができる。
２）ポンプ段／圧縮機段に対して軸方向に配置された油霧分離器を備える、循環給油潤滑式の回転翼形油回転真空ポンプないしベーン圧縮機。この設計形態では、軸方向のハウジングカバーのうちの１つはＡ側のモータシールドそのものであり、それに対して他の軸方向のハウジングカバーは油霧分離器と直接結合されており、それにより、駆動モータ、ポンプ段／圧縮機段、および油霧分離器は軸方向で直接的に接して並ぶことになる。しかしこのことは、油霧分離器ないしポンプ段／圧縮機段に、熱排出のための主要な外側面が１つ欠けることを意味している。この理由により、および、この設計形態は多くの用途で底面に関して長さ（軸方向の長さ）と幅との高すぎる比率を有しているために、この種の機械は主として約２ｍ３／ｈから最大１２ｍ３／ｈの設計サイズでしか具体化されていない。
【０００８】
循環給油潤滑式の小型の回転翼形油回転真空ポンプないしベーン圧縮機では、すでに製造のときから、ロータの張り出した支承、厳密に調整される隙間（０．０２から０．０４ｍｍの間）、およびロータに対する比較的高い半径方向の応力の結果、試験運転の際に騒音が発生するという問題がしばしば生じており、特に定置のハウジングとロータとの間の接触が、こうした騒音の原因となっている可能性もあり、利用者にとって受け入れられるものではない。
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００９】
そこで本発明の課題は、上述した欠点を取り除くために、機械全体の設計サイズが最低限に抑えられ、製造時のプロセス安全性が高められ、それと同時に機械の組立が継続して簡素化されるように、当分野に属する種類の回転翼形油回転真空ポンプないしベーン圧縮機を構成することにある。
【課題を解決するための手段】
【００１０】
この課題を解決するための本発明の構成要件は、請求項１から明らかである。好ましい実施形態はその他の請求項に記載されている。
【００１１】
本発明は、平行に取り付けられた油霧分離器を備える、すなわち、共通のモータシャフトとポンプシャフト／圧縮機シャフトに対して側方または軸方向に取り付けられた油霧分離器を備える、張り出して支承されていて乾式に作動する、または好ましくは循環給油潤滑される、ブロック形式の回転翼形油回転真空ポンプないしベーン圧縮機を含んでいる。
【００１２】
本発明によると、支承部はモータからポンプ段／圧縮機段の中へ移されており、すなわち、ロータ自体がすべり軸受またはニードル軸受によってポンプ段／圧縮機段のハウジングカバーで直接支承されており、ブラシレス電機子を備える、張り出して支承された円盤電機子型同期モータが駆動装置として用いられる。２つのステータ円盤を、永久磁石を装備する円盤電機子の両面のそれぞれ一方に１つずつ備えている構造に基づき、軸方向の応力はほぼ全面的に補償され、それによってスラスト軸受による支持を不要にする。
【００１３】
このように驚くほど簡単な本発明の構造により、ポンプないし圧縮機全体の設計サイズが決定的に最低限まで抑えられ、ロータ案内のための所要の精度が実現されるばかりでなく、約７５〜８０％から８５〜９５％へのモータの効率向上も実現される。それにより、モータファンによるモータの直接的な冷却を省略することができる。
【００１４】
最終的に本発明の構造によって、ロジスティクスにおける真空ポンプないし圧縮機の取扱性の簡素化が実現される。それは、簡単な電子制御およびいわゆるマルチ電圧電源の採用によって複雑性が、すなわち各設計サイズごとのモータの態様の多様性が、従来の２０態様以上から１つの態様にまで低減されることによる。
【００１５】
このように本発明の根底にある思想は、軸方向でロータシャフトにブラシレスの円盤電機子型同期モータを取り付けるということにある。この同期モータは、本発明の実施形態では、軸方向の応力を補償する目的のために円盤電機子の両面に配置されたステータを有しているか、または、片側でのみ円盤電機子に構成されたステータを備えていてよく、その場合、発生する軸方向の応力はスラスト軸受によって受けとめられる。
【００１６】
本発明では、ポンプ段／圧縮機段と円盤電機子型同期モータとの間にハウジング狭隘部を形成する、又は、ハウジング形状そのものによって熱的な分離が実現される。
【００１７】
制御用の位置認識のためにホールセンサが設けられていることも、本発明の範疇に含まれる。
【００１８】
本発明の発展例では、ポンプ段／圧縮機段のハウジングの周囲に油霧分離器が配置されており、全体として正方形の底面で、最小限の設計スペースが実現されるようになっていることが意図されていてよい。
【００１９】
最後に本発明によると、ロータシャフトには円盤電機子型同期モータに対して、圧縮熱が機械から排出されるファンが配置されていることが意図されていてよい。
【００２０】
この代替または追加として、ロータシャフトには円盤電機子型同期モータと向かい合う側でポンプ段／圧縮機段に対して、ポンプ段／圧縮機段を冷却空気で冷却する役目を果たすベンチレータ羽根車が取り付けられていてよい。
【００２１】
次に、図面を参照しながら本発明について詳しく説明する。
【図面の簡単な説明】
【００２２】
【図１】張り出して支承された円盤電機子型同期モータを備える、本発明に基づいて構成された循環給油潤滑式のブロック形式の回転翼形油回転真空ポンプを模式的に示す縦断面図である。
【図２】図１のＩＩ−ＩＩ線に沿った横断面図である。
【発明を実施するための形態】
【００２３】
図面を見ると明らかなように、図示した循環給油潤滑式の回転翼形油回転真空ポンプでは、送出媒体は吸込口１を介して接線方向へハウジング２の作業室９へ吸い込まれ、１つまたは複数の穴３を通って軸方向へ油霧分離器４へと送出される。
【００２４】
この油霧分離器４は、ハウジング中間カバー５を介して、ポンプ段／圧縮機段に直接フランジ接合されている。送出媒体は油霧分離器４のなかで空気脱油部材１５へ到達し、引き続いてガス出口１６へ到達する。
【００２５】
ハウジング２に配置されたロータ６は、図２から明らかなように、ロータ６の外側で半径方向あるいは非軸対称に刻設された複数の翼板スリット７を備えている。翼板スリット７の中には、翼板８がスライド可能なように配置されている。これらの翼板８は、作業室９の個々の送出室を互いに分離している。
【００２６】
ハウジング２は、図１で見て左側では中間カバー５で区切られるとともに、図１で見て右側では別のカバー１０で区切られている。ハウジングカバー１０の外側には、ブラシレス円盤電機子型モータのハウジングが取り付けられている。これは、永久磁石を装備するブラシレス円盤電機子１１と、多極の電気巻線がある２つのステータ円盤１２とを有している。モータ巻線の制御のためにモータコントローラに必要な位置センサは、図面には詳しくは図示していない。
【００２７】
ロータ６の全体の簡単な支承は、図示した実施例ではニードル軸受１３によって具体化されている。これに代えて、当然ながら、ニードル軸受１３の代わりにすべり軸受を用いることも可能である。
【００２８】
モータ室に対する密閉は、通常のラジアルシャフトシールリング１４によって行われる。
【００２９】
なお、上に詳しくは説明しなかった本発明の構成要件に関しては、図面ならびに特許請求の範囲を参照すべきであることを明記しておく。
【図１】
2010501783.tif 000003
【図２】
2010501783.tif 000004
【手続補正書】
【提出日】平成20年3月17日(2008.3.17)
【手続補正１】
【補正対象書類名】特許請求の範囲
【補正対象項目名】全文
【補正方法】変更
【補正の内容】
【特許請求の範囲】
【請求項１】
ハウジング（２）の中で回転可能な駆動軸によって駆動されるロータ（６）と、その内部に前記ロータ（６）のスリット（７）の中で外方に向かって円周方向にスライド可能な翼板（８）とを備え、該翼板は吸込口（１）ならびに吐出口を備える作業室（９）の個々の送出室を互いに分離するとともに、遠心力によって駆動されながらそれぞれハウジング内壁に沿って最大限外側の位置を占める、回転翼形油回転真空ポンプないしベーン圧縮機において、
軸方向でロータシャフトにブラシレス円盤電機子同期モータ（１１，１２）が取り付けられており、ポンプ段／圧縮機段と円盤電機子型同期モータ（１１，１２）との間にハウジング狭隘部を形成する、又は、ハウジング形状そのものによって熱的な分離が実現されることを特徴とする、回転翼形油回転真空ポンプないしベーン圧縮機。
【請求項２】
前記円盤電機子同期モータは軸方向の応力を補償する目的のために円盤電機子（１１）の両側に構成されたステータ（１２）を有していることを特徴とする、請求項１に記載の真空ポンプないし圧縮機。
【請求項３】
前記円盤電機子同期モータは、発生する軸方向の応力がスラスト軸受によって受けとめられる、前記円盤電機子（１１）の片側に構成されたステータ（１２）を有していることを特徴とする、請求項１に記載の真空ポンプないし圧縮機。
【請求項４】
制御用の位置認識のためにホールセンサが設けられていることを特徴とする、先行請求項のいずれか１項に記載の真空ポンプないし圧縮機。
【請求項５】
ポンプ段／圧縮機段の前記ハウジング（２）の周囲に油霧分離器（４）が配置されており、全体として正方形の底面で最小限の設計スペースが実現されるようになっていることを特徴とする、先行請求項のいずれか１項に記載の真空ポンプないし圧縮機。
【請求項６】
圧縮熱を機械から排出するために前記ロータシャフトには前記円盤電機子型同期モータ（１１，１２）に対してファンが配置されていることを特徴とする、先行請求項のいずれか１項に記載の真空ポンプないし圧縮機。
【請求項７】
前記ロータシャフトには前記円盤電機子型同期モータ（１１，１２）と向かい合う側でポンプ段／圧縮機段に対してポンプ段／圧縮機段を冷却空気で冷却する役目を果たすベンチレータ羽根車が取り付けられてことを特徴とする、請求項１から５のいずれか１項に記載の真空ポンプないし圧縮機。
【国際調査報告】
2010501783.tif 000005
2010501783.tif 000006
2010501783.tif 000007
2010501783.tif 000008
2010501783.tif 000009
2010501783.tif 000010