爪式泵的制作方法
【專利摘要】在泵室（12）的內(nèi)部，在旋轉軸（18a）、（18b）上安裝具有爪部（22a）、（22b）的陽轉子（20）和形成有由該爪部侵入的凹部（26a）、（26b）的陰轉子（24）。相對于包括旋轉軸（18a）、（18b）的平面（L），在陰轉子（24）的旋轉方向上游側雕刻設置凹陷（32a）、（32b）。凹陷（32a）、（32b）將配置位置以及大小、形狀選定為從壓縮囊（P）中止與排出口（30）的連通，并從排出口（30）分離了時到壓縮囊（P）漸漸縮小而消失時為止，經(jīng)該凹陷使壓縮囊（P）和排出口（30）連通，且在壓縮囊（P）消失的同時，中止與排出口（30）的連通。
【專利說明】爪式泵
【技術領域】
[0001]本發(fā)明涉及包括具有鉤狀的爪部的2個轉子的爪式泵，詳細地說，涉及消除因在壓縮工序的最后形成的過壓縮囊造成的動力損失、脈動的爪式泵。
【背景技術】
[0002]爪式泵中，兩個爪型轉子在形成泵室的殼體內(nèi)維持著確保非常窄的余隙非接觸地在相反方向旋轉。由兩個爪型轉子形成壓縮囊，將在該壓縮囊壓縮的壓縮氣體從排出口排出。通過不使用潤滑油、密封液而連續(xù)地進行吸引、壓縮以及排氣，產(chǎn)生真空狀態(tài)或者加壓空氣。這樣，因為沒有使用潤滑油等液體，所以，可進行清潔的排氣、排出。另外，因為能夠實現(xiàn)比沒有壓縮工序的羅茨泵高的壓縮比，且為非接觸旋轉，所以，具有通過控制轉速，能夠輕易地實現(xiàn)具有節(jié)能效果的與需要相應的排氣等長處。
[0003]專利文獻I公開了相關的爪式泵的結構。另外，本
【發(fā)明者】等先提出了能夠使用爪式泵來抑制脈動、動力變動的多級真空泵(專利文獻2 )。
[0004]圖8說明了以往的真空用爪式泵的結構。圖8中，爪式泵100的泵室102由內(nèi)面呈使2個圓的一部分重合的截面形狀的外周壁104和相對于外周壁104并聯(lián)地配置成2列的前后側壁106構成。另外，前方側壁的圖示被省略。在泵室102以相互平行的狀態(tài)貫通配置了 2根旋轉軸108a以及108b。在旋轉軸108a安裝具備在半徑方向突出的2個爪部112a以及112b的陽轉子110。另一方面，在旋轉軸108b安裝具有由爪部112a、112b侵入的凹部116a以及116b的陰轉子114。
[0005]相對于包括旋轉軸108a以及108b的軸線的平面L，在一方側設置吸入口 118，在另一方側設置排出口 120。在一對轉子之間以及轉子和泵室102的壁面之間設置微小的余隙。若該余隙過大，則引起泵室的倒流，效率低下。在與平面L相比的排出口側形成由一對轉子110、114以及外周壁104、側壁106包圍的壓縮囊P。隨著陽陰轉子110、114在箭頭方向旋轉，壓縮囊P的容積減少，壓縮囊P的氣體被逐漸壓縮。在圖8 (B)的時點，排出口 120與壓縮囊P連通，壓縮囊P的氣體被排出到排出口 120。
[0006]在圖8 (C)的時點，通過陽陰轉子110、114的旋轉，排出口 120的開口面積被縮小，壓縮囊P也縮小。在圖8 (D)的時點，表示相對于排出口 120被關閉的狀態(tài)，存在壓縮囊P，在壓縮囊P壓縮被繼續(xù)的狀態(tài)。在壓縮工序的最后，由于壓縮囊P的容積為零，所以，在計算上，容積比(壓縮比)為無限大。
[0007]在先技術文獻
[0008]專利文獻
[0009]專利文獻1:日本特開2011 - 038476號公報
[0010]專利文獻2:日本特開2011 - 132869號公報
[0011]排出口 120的前端120a在加工上存在不得不成為R形狀等的制約。為此，如圖8(D)以及(E)所示，由于陰轉子114的旋轉，即使排出口 120關閉后，到壓縮囊P殘存，壓縮囊P的容積為零為止，在壓縮囊P也進行氣體的壓縮。為此，產(chǎn)生壓縮囊P的壓力暫時地突然上升的過壓縮狀態(tài)。在該狀態(tài)下，失去了去處的壓縮氣體從轉子之間、轉子和泵室之間的微小縫隙向其它的空隙囊逃逸。
[0012]若壓縮囊P過壓縮，則存在引起脈動，成為噪音、振動的原因，或產(chǎn)生與轉子的旋轉方向為反方向的反作用力，成為動力損失這樣的問題。另外，因過壓縮而產(chǎn)生高的壓縮熱。據(jù)此，引起轉子的熱膨脹，在轉子之間或者轉子和泵室之間微小的余隙消失，產(chǎn)生在滑動部引起磨損等問題。再有，在為真空泵的情況下，如在壓縮囊P失去去處的氣體大量地流入吸入口側，則還產(chǎn)生極限壓力變差這樣的問題。
[0013]本發(fā)明鑒于相關的以往技術的課題，其目的是以低成本的手段消除壓縮囊的過壓縮的產(chǎn)生，克服前述問題點。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0014]為了解決相關的課題，本發(fā)明的爪式泵在與包括一對旋轉軸的軸線的平面相比的第2轉子的旋轉方向上游側形成釋放空間。即、將釋放空間設置在當形成在第I轉子的爪部和第2轉子的凹部之間的壓縮囊從排出口分離時，與該壓縮囊連通的位置。據(jù)此，因為即使從排出口分離了的壓縮囊的容積減少，產(chǎn)生過壓縮，壓縮囊的氣體也能夠向釋放空間逃逸，所以，能夠緩和過壓縮。另外，通過將釋放空間設置在與包括一對旋轉軸的軸線的平面相比的第2轉子的旋轉方向上游側，能夠抑制壓縮囊的壓縮氣體從第I轉子和第2轉子之間的微小余隙向吸入口側的囊逃逸。
[0015]為此，能夠抑制以過壓縮為起因的脈動以及以該脈動為起因的振動、噪音，且不會產(chǎn)生與轉子的旋轉方向為反方向的反作用力，能夠抑制動力損失。另外，因為能夠抑制因過壓縮而產(chǎn)生的高的壓縮熱，所以，能夠防止因轉子的熱膨脹造成的滑動部位的磨損的產(chǎn)生。再有，在為真空泵的情況下，因為沒有在壓縮囊失去去處的氣體大量流入吸入口側的情況，所以，不會導致極限壓力的惡化。
[0016]在本發(fā)明裝置中，也可以是釋放空間由設置在與第I轉子的爪部面對面的第2轉子的凹部的相向面上的凹陷形成。據(jù)此，能夠通過簡單的加工形成釋放空間。該凹陷被形成在凹部的相向面的板厚方向的一部分或者全部區(qū)域。該凹陷的形狀例如可以是圓弧形狀、方形狀或者其它的形狀，沒有必要限定為特定的形狀。
[0017]前述凹陷可以一直被延伸設置到面向排出口的第2轉子的表面，配置位置或者大小、形狀被選定成，在壓縮囊從排出口分離了時，經(jīng)該凹陷使壓縮囊和排出口連通，直到壓縮囊消失為止，使排出口和壓縮囊連通。通過將該凹陷一直延伸設置到面向排出口的第2轉子的表面，可進行凹陷和排出口的連通。據(jù)此，即使在壓縮囊從排出口分離后，在壓縮囊內(nèi)產(chǎn)生過壓縮，也能夠將壓縮囊內(nèi)的氣體經(jīng)凹陷向排出口釋放。
[0018]在前述結構的基礎上，若前述凹陷被配置成在壓縮囊消失的同時，從排出口分離，則能夠在壓縮囊消失后，防止排出氣體從排出口向凹陷的倒流。因為壓縮泵與真空泵相比，吸入側和排出側的壓力差大，所以，因倒流造成的極限壓力的惡化的程度大。通過消除排出氣體從排出口經(jīng)由凹陷向其它的空隙囊的倒流，能夠防止這種情況。即使在為真空泵的情況下，因為倒流的排出氣體流入下個壓縮囊，所以效率變差。為此，通過消除倒流，能夠防止泵效率的低下。
[0019]另外，也可以是釋放空間由被設置在側壁的內(nèi)面上的凹陷形成，所述側壁構成泵室。據(jù)此，能夠通過簡單的加工形成釋放空間。該凹陷的截面形狀例如可以是圓弧形狀、方形狀或者其它的形狀，沒有必要限定為特定的形狀。
[0020]也可以是該凹陷相對于排出口被設置在第2轉子的旋轉方向下游側，配置位置、大小、形狀等被選定成，在壓縮囊從排出口分離了時直到壓縮囊消失時為止，與壓縮囊連通。據(jù)此，在壓縮囊從排出口分離了時直到壓縮囊消失時為止的期間，能夠將壓縮囊的氣體向凹陷釋放，能夠緩和壓縮囊的過壓縮。
[0021]在前述結構的基礎上，也可以是前述凹陷被配置成在壓縮囊消失的同時，由第2轉子關閉。據(jù)此，能夠抑制排出空氣從排出口經(jīng)凹陷向其它的壓縮囊倒流的情況。
[0022]發(fā)明效果
[0023]因為本發(fā)明的爪式泵在與包括旋轉軸的軸線的平面相比的第2轉子的旋轉方向上游側，設置當形成在第I轉子和第2轉子之間的壓縮囊與排出口分離了時與壓縮囊連通的釋放空間，所以，能夠通過簡易且低成本的加工，抑制在從排出口分離的壓縮囊引起過壓縮的情況。為此，能夠抑制以過壓縮為起因的振動、噪音以及動力損失等，且能夠抑制極限壓力的惡化。
【專利附圖】

【附圖說明】
[0024]圖1是有關本發(fā)明裝置的第I實施方式的爪式泵的正視剖視圖。
[0025]圖2是有關第I實施方式的爪式泵的陰轉子的正視圖。
[0026]圖3 (A)是圖1中的B部放大圖，(B)是壓縮囊消失后的B部放大圖。
[0027]圖4是表示第I實施方式的陰轉子的變形例的正視圖。
[0028]圖5是有關本發(fā)明裝置的第2實施方式的爪式泵的正視剖視圖。
[0029]圖6是有關第2實施方式的爪式泵的泵室的立體圖。
[0030]圖7 (A)是圖1中的C部放大圖，(B)是壓縮囊消失后的C部放大圖。
[0031]圖8是以往的爪式泵的正視圖，(A)?(D)是時間序列性地表示轉子的旋轉，(E)是(D)的A部放大圖。
【具體實施方式】
[0032]下面，使用圖中所示的實施方式詳細地說明本發(fā)明。但是，該實施方式記載的構成零件的尺寸、材質(zhì)、形狀、其相對配置等在沒有特別地特定的記載的情況下，并不是將該發(fā)明的范圍僅限定于此的意思。
[0033](實施方式I)
[0034]通過圖1?圖3，說明將本發(fā)明的爪式泵應用于無油型真空泵的第I實施方式。圖1中，本實施方式的爪式泵IOA的泵室12由內(nèi)面具有使2個圓的一部分重合的截面形狀的外周壁14和相對于外周壁14并聯(lián)地配置成2列的前后側壁16 (前方側側壁被省略。)構成。在被貫穿設置在前后側壁16上的孔以相互平行的狀態(tài)貫通配置2根旋轉軸18a以及18b。在旋轉軸18a固定具備在半徑方向突出的2個爪部22a以及22b的陽轉子20，在旋轉軸18b固定具有由爪部22a、22b侵入的凹部26a以及26b的陰轉子24。
[0035]以包括旋轉軸18a以及18b的軸線的水平方向的平面L為界，在一方側設置吸入口 28，在另一方側設置排出口 30。在排出口側形成由陽轉子20的爪部22a、22b和陰轉子24的凹部26a、26b的相向面以及外周壁14、側壁16包圍的壓縮囊P。隨著陽陰轉子20、24在箭頭方向旋轉，壓縮囊P的容積減少，壓縮囊P內(nèi)的氣體逐漸被壓縮。而且，排出口 30開放，壓縮囊P的氣體向排出口 30被排出。
[0036]圖2是表示本實施方式的陰轉子24的結構。陰轉子24具有由陽轉子20的爪部22a侵入的凹部26a和由陽轉子20的爪部22b侵入的凹部26b。另外，在凹部26a的與爪部22a面對面的相向面雕刻設置凹陷32a，在凹部26b的與爪部22b面對面的相向面雕刻設置凹陷32b。凹陷32a以及32b相對于包括旋轉軸18a以及18b的軸線的平面L，被設置在陰轉子24的旋轉方向a的上游側。凹陷32a、32b呈圓弧形狀，且遍及陰轉子24的板厚方向全部區(qū)域被形成。通過做成圓弧形狀，使用了切削鉆的凹陷的加工變得容易。
[0037]凹陷32a以及32b的配置位置以及大小、形狀被選定成，在壓縮工序的最終階段，從壓縮囊P中止與排出口 30的連通，并從排出口 30分離了時到壓縮囊P漸漸縮小而消失時為止，使壓縮囊P和排出口 30連通。進而，配置位置以及大小、形狀被選定成在壓縮囊P消失的同時，中止與排出口 30的連通，并與排出口 30分離。
[0038]圖1以及圖3 (A)是在轉子的動作時刻上，與圖8的(D)以及(E)相當?shù)膱D，表示壓縮囊P的壓縮工序的最終階段。在壓縮工序的最終階段，縮小了的壓縮囊P與排出口 30分離，但是，在本實施方式中，由于設置了凹陷32b，所以，在壓縮囊P殘存的期間，壓縮囊P通過凹陷32b與排出口 30連通。為此，壓縮囊P的氣體能夠隨著壓縮囊P的容積減少，而通過凹陷32b向排出口 30逃逸。因此，不存在壓縮囊P過壓縮的情況。
[0039]圖3 (B)是表示緊接圖3 (A)所示的狀態(tài)后，壓縮囊P消失的瞬間。在壓縮囊P消失的同時，凹陷32b和排出口 30分離。凹陷32a中，配置位置以及大小、形狀也被選定為具有與凹陷32b相同的功能。
[0040]根據(jù)本實施方式，因為通過設置凹陷32a以及32b，在壓縮工序的最終階段，在壓縮囊P殘存在陽轉子20的爪部22a、22b和陰轉子24的凹部26a、26b的相互面對面的相向面的期間，壓縮囊P經(jīng)凹陷32a、32b與排出口 30連通，所以，不存在壓縮囊P過壓縮的情況。為此，能夠抑制以過壓縮為起因的脈動的產(chǎn)生以及以脈動的產(chǎn)生為起因的振動、噪音的產(chǎn)生。另外，能夠抑制由因過壓縮而產(chǎn)生的反作用力造成的動力損失。
[0041]另外，因為凹陷32a、32b被配置在與平面L相比的陰轉子24的旋轉方向上游側，所以，能夠抑制在壓縮囊P過壓縮的氣體流入吸入口 18側的囊。為此，能夠抑制極限壓力的惡化。另外，能夠抑制由因過壓縮而產(chǎn)生的壓縮熱造成的轉子的熱膨脹，據(jù)此，能夠防止轉子的滑動部的磨損。
[0042]再有，因為在壓縮囊P消失的同時，凹陷32a、32b和排出口 30分離，所以，不存在排出氣體從排出口 30倒流并流入下一個壓縮囊的情況。為此，能夠防止作為真空泵的泵效率的低下。
[0043]圖4是設置在陰轉子24上的凹陷的變形例。在該變形例中，雕刻設置了四邊形狀的凹陷34a以及34b。凹陷34a、34b的配置位置與第I實施方式的凹陷32a、32b相同。在該變形例中，也能夠得到與第I實施方式相同的作用效果。
[0044](實施方式2)
[0045]接著，通過圖5?圖7，說明本發(fā)明裝置的第2實施方式。本實施方式與第I實施方式同樣，也是將爪式泵應用于無油型真空泵的實施方式。對與第I實施方式相同的部位或者部件標注相同的符號，因為這些部位或者部件的說明重復，所以省略。在本實施方式的爪式泵IOB中，相對于平面L，在陰轉子24的旋轉方向上游側的位置，S卩、旋轉軸18a、18b之間的區(qū)域，在與平面L相比的排出口 30側的位置，在側壁16的內(nèi)面雕刻設置凹陷36。凹陷36形成圓形的外周和球狀的曲面。通過做成相關的形狀，由切削鉆進行的加工變得容易。
[0046]圖6是表示有關本實施方式的爪式泵IOB的泵室12。該泵12具有與第I實施方式的泵室12相同的結構。圖6中，省略了被配置在前側的側壁。在側壁16貫穿設置由旋轉軸18a以及18b貫通的孔38a以及38b。
[0047]凹陷36將其位置、大小、形狀選定成在壓縮工序的最終階段，在從殘存在陽轉子20的爪部22a、22b和陰轉子24的凹部26a、26b的相向面之間的壓縮囊P與排出口 30分離了時到壓縮囊P消失時為止，與壓縮囊P連通。另外，凹陷36將其位置、大小、形狀選定成壓縮囊P消失的同時，由陰轉子24關閉其全部區(qū)域。
[0048]圖7 (A)是在陽陰轉子20、24的動作時刻上，與圖3 (A)相當?shù)膱D。在壓縮工序的最終階段，在壓縮囊P的容積縮小，與排出口 30分離了時，壓縮囊P與凹陷36連通。該狀態(tài)持續(xù)到壓縮囊P消失時為止。為此，因為壓縮囊P的氣體能夠向凹陷32b逃逸，所以，能夠緩和壓縮囊P的過壓縮。
[0049]圖7 (B)是表示緊接著圖7 (A)后，壓縮囊P消失了的時刻。此時，同時，凹陷36被陰轉子24關閉。為此，能夠抑制使排出口 30的排出氣體通過凹陷36向其它的壓縮囊倒流的情況。因此，能夠抑制作為真空泵的爪式泵IOB的泵效率低下的情況。
[0050]前述第I實施方式以及第2實施方式都是本發(fā)明的爪式泵適用真空泵的例，但是，本發(fā)明也能夠用于壓縮用的爪式泵。
[0051]產(chǎn)業(yè)上利用的可能性
[0052]根據(jù)本發(fā)明，能夠通過簡易且低成本的手段，緩和形成在轉子之間的壓縮囊的過壓縮，能夠抑制因過壓縮的產(chǎn)生引起的故障。
【權利要求】
1.一種爪式泵，其特征在于，具備相互平行，且在相反方向旋轉的一對旋轉軸、被固定在該一對旋轉軸，且在一方設置了在半徑方向突出的爪部的第I轉子、具有該爪部侵入的凹部的第2轉子、收容這些一對轉子的泵室、以包括前述一對旋轉軸的軸線的平面為界，被形成在一方側的泵室的吸入口、被形成在另一方側的泵室的排出口， 構成為在與前述平面相比的第2轉子的旋轉方向上游側，設置當形成在第I轉子的爪部和第2轉子的凹部之間的壓縮囊從前述排出口分離了時，與該壓縮囊連通的釋放空間，將該壓縮囊內(nèi)的殘存壓縮氣體向該釋放空間釋放。
2.如權利要求1所述的爪式泵，其特征在于，前述釋放空間由設置在與前述第I轉子的爪部面對面的前述第2轉子的凹部的相向面上的凹陷形成。
3.如權利要求2所述的爪式泵，其特征在于，前述凹陷一直被延伸設置到面向前述排出口的第2轉子的表面，被配置成，在前述壓縮囊從排出口分離了時，經(jīng)該凹陷使該壓縮囊和排出口連通，直到壓縮囊消失為止，使排出口和壓縮囊連通。
4.如權利要求3所述的爪式泵，其特征在于，前述凹陷被配置成在前述壓縮囊消失的同時，從前述排出口分尚。
5.如權利要求1所述的爪式泵，其特征在于，前述釋放空間由被設置在側壁的內(nèi)面上的凹陷形成，所述側壁構成前述泵室。
6.如權利要求5所述的爪式泵，其特征在于，前述凹陷相對于前述排出口被設置在第2轉子的旋轉方向下游側，被配置成從前述壓縮囊與排出口分離了時直到壓縮囊消失時為止，與壓縮囊連通。
7.如權利要求6所述的爪式泵，其特征在于，前述凹陷被配置成在前述壓縮囊消失的同時，由前述第2轉子關閉。
【文檔編號】F04C18/18GK103842657SQ201280047482
【公開日】2014年6月4日 申請日期:2012年7月9日 優(yōu)先權日:2011年9月30日
【發(fā)明者】谷川志郎, 各務貴洋 申請人:阿耐思特巖田株式會社