JPH02199292A - オイルフリースクリュ真空ポンプの軸受装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 〔産業上の利用分野〕 本発明は、スクリュ真空ポンプ、特にオイルフリースク
リュ真空ポンプのロータ軸受装置に関する。

〔従来の技術〕

従来、使用されているオイルフリースクリュ真空ポンプ
のロータ回転軸を支承する軸受構造は公知のスクリュ圧
縮機に施したと同様、第２図のポンプ横断図に示すよう
に。

（１）吸入孔４側ロ一タ軸延長部ピニオン１３の荷重お
よび作用室におけるロータ２，３における負荷、吸入孔
側ロータ軸のラジアル荷重を受けるローラベアリング９
−１、 （２）排気孔５側ロータ軸に作用室のロータ排気側ラジ
アル荷重を受けるローラベアリング１５−１、（３）排
気孔側ロータ軸に作用室におけるロータのスラスト荷重
を受けるアンギュラベアリング１５−２゜ （４）排気孔側ロータ軸に１作用室のロータ逆転時スラ
スト荷重を受け、また正常運転時にロータの軸方向位置
を決めもするアンギュラベアリング１５−３、 を、めす・おすロータ２，３で合計８個設置するのが一
般であった。

なお、第２図記載の公知のスクリュ真空ポンプ横断図に
おける概略構造および作用、効果については、同図に記
入しである部品符号と同一の部品符号を付して記載した
第１図（ａ）示の本発明の一実施例装置の横断面につい
ての説明を参照することにより、理解することができる
。要するに本発明実施例はロータ回転軸の軸受装置を除
いて略、従来のオイルフリースクリュ真空ポンプに施さ
れている構成を利用し、または、それと共通する部材が
少なからず存在する。

ところで、上記軸受構造は、それ以前に実施されている
スクリュ圧縮機に使用されたロータの軸受構造を、その
ままの形で真空ポンプにも施して疑わなかったことを証
明するものである。

したがって、ベアリングの数が多く、軸受構造が複雑・
大型化してコスト高となるのを免れなかった。

〔発明が解決しようとする課題〕

しかし、スクリュ真空ポンプとして使用されるときには
、通常、吸込側と排気側との圧力差は概ね１１ｃｇｆ／
ｃｓｆ程度であり圧縮機の場合（圧力差は略、７〜８　
ｋｇ　／　／ｃｄ）に比べ遥かに小さい、したがって、
従来実施されている、この種の軸受構造では設計値に余
裕があり過ぎる。

してみればスクリュ真空ポンプにおいては、そのロータ
軸ベアリングに作用するラジアルおよびスラスト荷重が
小さい事は明らかであり、これに伴なって駆動用ギヤ荷
重、その他の負荷も小さくて済む筈であるから、前記従
来の軸受構造を単純化しても設計を対応させることによ
り、必要かつ充分な荷重の負荷に耐えることが可能であ
る。

本発明は、従来装置における上述の問題点に鑑み、前記
真空ポンプ用の新規かつ簡素な長寿命ベアリング構造を
開発し、それによって低コストのスクリュ真空ポンプを
実現して、かつ小型、軽量化した前記またはオイルフリ
ースクリユー真空ポンプの軸受装置を、広く市場に提供
することを目的とする。

〔課題を解決するための手段〕

上述の目的を達成するための本発明の装置は、ロータ回
転軸の一方側延長部をラジアル荷重とスラスト荷重とを
同時に受ける事のできるベアリングにより軸支すると共
に前記ベアリングの外輪を。

スプリングを介してロータ軸方向ハウジングに固定し、
前記ロータ回転軸の他方側をラジアル荷重とスラスト荷
重とを同時に受ける事ができるベアリングで軸支し、両
ベアリングのスラスト荷重を受けることができる方向（
接触角）をロータを挟んで互に対向配置して構成されて
いる。

（作　　用〕 真空ポンプの場合も流体吸入側の圧力が小さく排気側の
圧力が大であるからスクリュロータは、吸入側に軸方向
推力を受けるが、吸入側と排気側との間の圧力差は、圧
縮機の場合と異なり、最大で１ｋｇ／／ａＪまたは、若
干越えた程度であってよいため、ロータ軸ベアリングに
作用するラジアルおよびスラスト荷重は、従来のスクリ
ュ圧縮機に比べて格段と小さいものとなっている。上記
作用に伴ないロータ駆動用ギヤ荷重も小さくなるので、
吸入側ベアリングもアンギュラ玉軸受などの一個の軸受
でスラストとラジアル負荷とを同時に支承できるような
ベアリングを施しても各規格内での使用が可能である。

そこで、吸入側および排気側のロータ軸受に各々ラジア
ル荷重とスラスト荷重とを同時に負荷できるベアリング
を、それぞれ−個宛配置して、前記ベアリングは、その
接触角αを、ロータを挟んで互に対向させて設置し、か
つ、吸入側ロータ軸ベアリングの外輪を板ばねを用いて
外側ハウジングまたはケーシング方向に抑圧・固定し、
以て、ベアリングによりロータ軸の長手軸方向の移動を
規制する。

これによってロータ端面とシリンダの吸入側および排気
側端面との間の隙間を所要値に保つことができる。

上記アンギュラ玉軸受部分には、そのほか、つば付き円
筒ころ軸受、テーパ円筒ころ軸受などを施しても同等の
効果を期待する事ができるのは勿論である。

また、一対のベアリングの軸方向間隔を拡げる方向に板
ばねを介して付勢してベアリングをシリンダケーシング
に固定し、その取付位置に若干の余裕を持たせることに
よって、ロータの軸方向隙間を従来ポンプに施されるよ
うに高精度が要求されることの無いよう形成し、それに
よって、等級の低い安価なベアリングを使用する事を可
能にしている。

〔実　施　例〕

第１図（ａ）（ｂ）は１本発明の一実施例の横断図およ
び要部横断図であって、図中、１は、めす・おすロータ
２，３を収容するための平行する二つの円筒を一部重複
するよう位置させて形成だ断面双水鏡視野型シリンダボ
アを穿設して成るシリンダケーシング、４は前記ケーシ
ング２右上方のシリンダ開口部に近接した位置に穿設し
て真空容器（図示せず）と接続し、かつシリンダ内と連
通ずる吸入孔で、真空ポンプとしての動作時、ここが真
空側となる。

５は、前記ケーシング２のシリンダボアの底部側に近接
した位置に設けた外気とシリンダ内とを連通ずる排気孔
。

６は、前記ケーシング１のシリンダ開口部を閉鎖するよ
うにケーシングの一方の端面に取付けたハウジングで、
このハウジングには平行する一対のロータ回転軸孔が設
けである。そして前記軸孔の中心軸の間隔とめす・おす
ロータ２，３中心軸の軸間距離とは等しく構成されてい
て、各軸孔内にはロータ回転軸の回りにロータ端面側か
ら外側に順に軸封装置７、単列アンギュラ玉軸受９の外
輪を、ハウジング６側に取付けたベアリング押え１０に
固定する板ばね８および前記玉軸受９が、それぞれ設け
である。

前記ロータ回転軸が、ベアリング押え１０よりも、さら
に外側に突出している部分にはそれぞれ、二つのロータ
軸間を連結して動力を伝達するタイミングギヤ１１およ
び、その一方軸にはタイミングギヤ位相調節締結部材１
２、他方端には増速駆動用ドライブギヤ１４に噛合する
ビニオン１３が設置されている。

シリンダケーシング１のボア底部（図中、左側）側にも
、それぞれロータ回転軸を受入れる平行な二つの軸孔が
穿設されていて、前記軸孔にも、吸入孔側と略同様に、
ロータ回転軸の回りに、前記ロータ側から外側方向に順
に、それぞれ軸封装置７、単列アンギュラ玉軸受１５、
前記軸受１５の内輪をロータ軸に固定するためのベアリ
ング固定ナツト１６、前記軸受１５の外輪をシリンダ１
の外側端面に固定するベアリング押え１０が、それぞれ
組付けである。

上記二つの対抗するアンギュラ玉軸受の接触角αは、第
１図（ｂ）に示すように、互にロータ２゜３を挟んで内
側を向いている。

１７は、シリンダケーシング１の排気孔側、外側端面の
エンドカバーである。

上述構造より成るスクリュ真空ポンプ、特にオイルフリ
ースクリュ真空ポンプは、増速用駆動ギヤ１４よりビニ
オン１３を介して運転し、めす・おすロータ２，３をタ
イミングをとって回転させることにより、シリンダボア
内のめす・おすロータの歯形とシリンダ内周面および端
面とにより仕切られた作用室内に吸気孔４側から流体を
導入し、前記作用室の吸気孔からの連通を遮断した後、
同室の容積を縮小させて同室内に流入した流体を一気圧
以上に圧縮し、これを排気孔側、即ち、大気に吐出する
プロセスを繰返して、吸入孔側の空間を真空に近付ける
。

その際、前記作用室内空間は、吸入孔側が常に低圧であ
って排気孔側は少なくとも一気圧か若干高圧な程度であ
って良いから、その為、めす・おす両ロータは、その回
転軸方向吸入孔側に働くスラストが小さくて済み、また
、ラジアル方向に働く力も比較的に小さい。

吸入孔側に圧縮機のようなアンローダバルブが取付けて
ないので、停止時に生じるロータ逆転時において吸入孔
側圧力が大きくなる事が無く、したがってベアリング固
定のための板ばね８の張力も小さくて済み、この事はベ
アリングの耐用時間に悪影響を与えない。

さらに、板ばね８により常時開ベアリングを互に相反す
る軸方向に付勢して取付けるので、ロータの端面軸方向
隙間を、従来ポンプのように高精度を出して組立てるこ
とを要さず、それだけベアリングの規格１等級の低いも
のが実用可能である。

かつ、ピニオン１３を、はす両歯車にして、増速駆動ギ
ヤ１４の駆動により生じるピニオン１３のスラスト方向
荷重の向きと、ロータの駆動によって生じる同回転軸の
スラストの向きとを同方向となるように構成しておけば
、ポンプの運転中、ロータの位置を常に軸方向で一方向
に安定させておく事ができる。

なお、本実施例で説明した単列アンギュラ玉軸受９，１
５は、さきにも述べたとおり必ずしもこれに限られるこ
となく、たとえばカウンターボア外軸を持つラジアルコ
ンタクト玉軸受、つば付きローラベアリングまたはテー
パローラベアリング等のラジアルとスラストの両荷重の
双方を同時に支承できるベアリングであれば、いずれの
タイプのものも置換可能である。

〔発明の効果〕

本発明は、以上説明した構成より成るため、ロータ回転
軸を支承する軸受装置に使用されているベアリングの個
数を、従来装置の、それに比べて１／２に減少させる事
ができ、構造を簡単化し、また軸受装置が占めるスペー
スを大巾に小型化することができる上に、耐用時間に影
響を与えること無く使用ベアリングの等級をおとすこと
が可能になるため、上述の個数の減少と相俟って装置の
低コスト化が容易である、といった公知の真空ポンプに
は期待することができない格別の作用、効果を奏するこ
とができる。

【図面の簡単な説明】

第１図（ａ）は、本発明装置の一実施例の横断面図、第
１図（ｂ）は、ロータ回転軸のアンギュラ軸受の接触圧
の説明図、第２図は、従来公知のオイルフリースクリュ
真空ポンプの同様の横断面図である。 １・・・シリンダケーシング、 ２．３・・・めす・おすロータ、 ４・・・吸入孔、　　　　　５・・・排気孔、６・・・
ハウジング、　　　　７・・・軸封装置、８・・・板ば
ね、　　　　　　　９，１５・・・ベアリング、１０・
・・ベアリング押え。 １２・・・ギヤ締結装置。 １４・・・駆動ギヤ、 １６・・・ベアリング固定ナツト、 １７・・・エンドカバー、１８・・・カバー１１・・・
タイミングギヤ、 １３・・・ピニオンギヤ、

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. 　ロータ回転軸の一方側延長部をラジアル荷重とスラス
   ト荷重とを同時に受ける事のできるベアリングにより軸
   支すると共に前記ベアリングの外輪を、スプリングを介
   してロータ軸方向ハウジングに固定し、前記ロータ回転
   軸の他方側をラジアル荷重とスラスト荷重とを同時に受
   ける事ができるベアリングで軸支し、両ベアリングのス
   ラスト荷重を受けることができる方向（接触角）を、ロ
   ータを挟んで互いに対向して配置したことを特徴とする
   オイルフリースクリュ真空ポンプの軸受装置。