流体机的制作方法

专利名称：流体机的制作方法
技术领域：
本发明涉及一种流体机，其经由转动轴的转动而使转子转
动，以传送流体。
背景技术：
作为一种这样的流体机，已经提出了例如在专利文献1中 所披露的一种真空泵。专利文献1的真空泵，包括由转子壳件、前壳 件和后壳件形成的壳体。前壳件与转子壳件的前端相结合。后壳件与 转子壳件的后端相结合。转子壳件为圆筒形组件，由一对上下组件体 构成。一对转动轴各自经由径向轴承由前壳件和后壳件可转动方式支 撑。多个转子固定于各转动轴。经由各紧固于对应转动轴端部的齿轮 之间的啮合，使转动轴同步方式转动。各径向轴承由轴承座支撑，而 轴承座则固定地适配在形成于后壳件端面的接合孔中。真空泵的壳体按下述方式装配。用下面的一个组件体或下 组件体支撑转动轴。然后，使上组件体与下组件体相结合，以形成圆 筒形组件。然后，使前壳件和后壳件与圆筒形组件相结合。接着，沿 由壳件支撑的转动轴的轴向，将安装径向轴承的轴承座适配在后壳件 的接合孔中。这样，真空泵的装配完成。具体地，在将上组件体与下 组件体相结合之前，对转子与面向转子的圆筒形组件的内表面之间的 间隙进行调整。在将上组件体与下组件体相结合之前，对紧固于各转 动轴端部的齿轮的接合位置进行调整，以在两个转动轴的各可接合转 子对之间设置适当的相位差。在专利文献1的真空泵中，在将壳体装配起来之后，如果 转子与圆筒形组件的内表面之间的间隙或者各可接合转子对之间的 相位差不合适，则需要重复间隙或相位差的调整。这种再调整按下述 方式执行。从后壳件上取下径向轴承和轴承座，并使前壳件和后壳件与圆筒形组件分开。然后，将上组件体从下组件体取下。结果，专利 文献1的真空泵需要复杂的壳体装配，而在壳体的装配完成之后，还 需要复杂的再调整。专利文献2提出了一种简化了壳体装配的流体机。专利文 献2的流体机是一种多级真空泵，其所具有的壳体(箱体)带有可以
分成上下块的两块结构。壳体包括多个泵运转室。在依靠下壳件各经 由轴承和轴密封装置支撑一对固定有多个转子的转动轴之后，通过将
上壳件与下壳件相结合，简单地装配成流体机。在专利文献2的流体 机中，在使上壳件与下壳件相结合之前，调整转子与泵运转室的内表 面之间的间隙。此外，调整各自紧固于对应转动轴端部的正时齿轮的 啮合位置，以保证两个转动轴之间的各可接合转子对之间的适当相位 差。然而，在专利文献2的流体机壳体的装配过程中，当用下 壳件经由各轴承支撑转动轴时，轴承与下壳件分离。如果在轴承与下 壳件分离的情况下调整各可接合转子对之间的相位差，则无法将相位 差设定为适当值。此外，如果在此状态下使上壳件与下壳件相结合， 则将流体机在设有不合适的相位差的情况下装配起来。
专利文献l:日本专利公开No.2002-257244
专利文献2:日本专利公开No.4-13289
发明内容
据此，本发明的目的是提供一种流体机，其简化壳体装
配之后的调整，以及，在装配壳体时防止轴承与壳体分离。为了达到上述目的，以及，根据本发明的一个方面，提供
一种流体机，其包括转动轴、经由轴承支撑转动轴的壳体、以及可
与转动轴整体方式转动的转子。流体机经由转子与转动轴一起转动而 传送流体。壳体由彼此可分离的下壳件和上壳件相结合而成。下壳件 包括下容纳部，下容纳部具有上开口以容纳轴承的下部，上壳件包括 上容纳部，上容纳部具有下开口以容纳轴承的上部。在上壳件与下壳 件结合起来的情况下，上容纳部和下容纳部形成轴承容纳部，轴承容纳部容纳整个轴承。流体机包括定位件，定位件安装于轴承并以这样 —种方式固定于下壳件，使得轴承以定位状态容纳在下容纳部中。


图1是图示根据本发明第一实施方式的罗茨泵的剖面侧视图； 图2是图示图1所示罗茨泵的剖面俯视图； 图3是沿图2中3-3线的剖视图4是图示后密封容纳部和后轴承容纳部的附近部分的放大剖
视图5是图示图4所示后轴承容纳部的剖视图6是图示与轴容纳部相对应的部分的剖视图7是图示根据本发明第二实施方式的后轴承容纳部的剖视以及
图8是图示图7所示后轴承容纳部的剖面俯视图。
具体实施例方式下面，参照图1至图6，说明根据本发明的流体机的第一 实施方式或罗茨泵1。在下文说明中，图1的上侧与罗茨泵1的上侧 相对应，而图1的下侧则与罗茨泵1的下侧相对应。此外，图1的左 侧与罗茨泵1的前侧相对应，而图1的右侧则与罗茨泵1的后侧相对 应。如图l所示，罗茨泵1的壳体2具有下壳件IO和上壳件 20，上壳件20与下壳件IO相结合。换而言之，壳体2具有可以分成 上壳体和下壳体的两块结构。如图3所示，下壳件10的上表面形成 下结合面10a，将其设置为与上壳件20接触的平面。下结合面10a 的整个部分布置在共用平面上。换而言之，相对于下壳件10的下表 面或者下壳件10的最低部分，下结合面10a的所有部分的高度是相 等的。类似地，上壳件20的下表面形成上结合面20a，将其设 置为与下壳件10接触的平面。上结合面20a的整个部分位于共用平面上。上结合面20a与下结合面10a的结合部分构成壳体2的结合部 50。术语"两块结构"指这样的结构，如图3所示，在下壳件10的下 结合面10a完全接触上壳件20的上结合面20a而不形成任何台阶的 情况下，下壳件10与上壳件20相结合。如图1所示，在下壳件10中形成多个下壁件11,下壁件 向上壳件20凸出。在上壳件20中形成多个上壁件21，上壁件21向 下壳件10凸出。每个下壁件11与对应的一个上壁件21形成一对。 各对下壁件11和上壁件21形成端壁60。在各端壁60中形成一对设 置成孔状的轴容纳部83。轴容纳部83在罗茨泵1的宽度方向对齐。 一个轴容纳部83容纳驱动轴3，而另一轴容纳部83则容纳从动轴4。在壳体2的后部形成一对后密封容纳部80，各后密封容 纳部80设置成圆孔。后密封容纳部80在罗茨泵1的宽度方向对齐。 在壳体2中，以从后密封容纳部80延续的方式，从后密封容纳部80 向后布置后轴承容纳部82，各后轴承容纳部82形成如圆孔。后轴承 容纳部82在罗茨泵1的宽度方向对齐。参见图2，各后轴承容纳部 82容纳作为轴承定位件的轴承座26和后轴承32、 33，后轴承32、 33是径向轴承。参见图1，在壳体2的前部形成一对前轴承容纳部81，各 前轴承容纳部81设置成圆孔。前轴承容纳部81在罗茨泵1的宽度方 向对齐。在壳体2中，从前轴承容纳部81向后布置一对前密封容纳 部84，各前密封容纳部84设置成圆孔。前密封容纳部84在罗茨泵1 的宽度方向对齐。如图2所示，每个前轴承容纳部81容纳并支撑对 应的一个前轴承30、 31，前轴承30、 31也是径向轴承。每一个前轴 承30、 31的内环由定位板39进行定位，在轴3、 4的轴线Pl、 P2 的方向，经由定位螺栓38将定位板39紧固于相关的一个轴3、 4的 前端。下文中，驱动轴3的轴线P1称为第一轴线P1，而从动轴4的 轴线P2称为第二轴线P2。如图1所示，在壳体2中，各相邻的一对端壁60之间的 空间定义为泵室70、 71、 72、 73、 74。泵室70至74中最前面的一 个或泵室70，与上壳件20的上前部中所形成的吸入口 24相通。位于最后面的泵室74，则与下壳件10的下后部中所形成的排出口 14 相通。通过通路75使泵室70至74中各相邻的一对彼此相通，通路 75形成在相对应的一个下壁件11中。形成在各端壁60中的两个轴容纳部83，各自容纳相对应 的一个驱动轴3和从动轴4。驱动轴3和从动轴4彼此平行布置并且 沿罗茨泵1的前后方向延伸。参见图2，经由容纳在相关的后轴承容 纳部82中的后轴承32、以及容纳在相关的前轴承容纳部81中的前 轴承30，由壳体2可转动方式支撑驱动轴3。经由容纳在相关后轴承 容纳部82中的后轴承33、以及容纳在相关的前轴承容纳部81中的 前轴承31，由壳体2可转动方式支撑从动轴4。图3示出假想平面H，假想平面H包括平行布置的驱动 轴3的第一轴线Pl和从动轴4的第二轴线P2。位于假想平面H之 上的部分定义为罗茨泵1的上侧，而在假想平面H之下的部分则定 义为罗茨泵1的下侧。此外，从驱动轴3和从动轴4中的一个行进到 另一个的方向定义为"罗茨泵1的宽度方向"。换而言之，"罗茨泵1 的宽度方向"沿假想平面H延伸，并且与图3的左右方向相对应。也 就是，"罗茨泵1的宽度方向"指其中平行布置驱动轴3和从动轴4的 方向。如图2所示，以彼此可整体转动的方式，在驱动轴3上布 置多个(图中为5个)驱动转子40、 41、 42、 43、 44。以彼此可整 体转动的方式，在从动轴4上布置多个从动转子45、 46、 47、 48、 49，从动转子45至49按照与驱动转子40至44的数量相等的数量设 置。在轴线P1、 P2的方向观察时，所有转子40至49形状相同、大 小相等。如图6中虚线所示，各转子40至49垂直于对应轴线Pl、 P2的截面具有双叶片形或葫芦形。换而言之，各转子40至49具有 一对叶片和叶片之间的凹部。以这样一种方式布置驱动转子40至44 与从动转子45至49，使得转子40至44和转子45至49的厚度从前 向后相继变薄。参见图2，驱动转子40和从动转子45以预定相位差容纳 在泵室70中，并且成互相可接合状态。按照与转子40和45的情况相似的方式，将转子41和46、转子42和47、转子43和48、以及 转子44和49分别容纳在泵室71、泵室72、泵室73、以及泵室74 中。在使转子以小间距(间隙)与限定泵室70至74的相对应的一个 端壁60隔开的同时，使每一个转子40至49转动。齿轮壳5与壳体2的后端相结合。驱动轴3的端部3a和 从动轴4的端部4a伸进齿轮壳5中。驱动齿轮6紧固于驱动轴3的 端部3a，而从动齿轮7则紧固于从动轴4的端部4a。驱动齿轮6和 从动齿轮7彼此啮合并因此形成齿轮机构。驱动齿轮6和从动齿轮7 是正时齿轮，借助于它们调节正时，以便在每个驱动转子40至44 与对应的一个从动转子45至49之间维持预定的相位差。电动马达M装配于齿轮壳5。从电动马达M伸出的驱动 轴Ml经由联轴器8与驱动轴3相连接。当电动马达M对驱动轴3 进行驱动时，从动轴4与驱动轴3同步转动。这将转动转子40至49， 使得泵室70至74中的流体(气体)以增压状态经由排出口 14、连 接消声器15、以及排出机构16推送至排气处理装置。下面，说明轴容纳部83。图6是图示罗茨泵1的剖视图， 剖面垂直于驱动轴3的第一轴线Pl和从动轴4的第二轴线P2。参见 图6，通过将以弧形凹进方式在下壁件11中形成的下容纳部lla、以 及以弧形凹进方式在上壁件21中形成的上容纳部21a进行组合，各 轴容纳部83形成如孔形。当驱动轴3和从动轴4容纳在对应的轴容 纳部83中时，在各轴3、 4的周面与对应轴容纳部83的内周面之间 形成有间隙。位于容纳在下容纳部lla中的对应轴3、 4的轴线P1、 P2 之下的各下容纳部lla的部分，形成沿轴3、 4的周面延伸的半圆形 状。位于轴3、 4的轴线Pl、 P2之上的下容纳部lla的部分则在竖 向线状延伸。换而言之，各下容纳部lla包括一对直部llla和半圆 部lllb。半圆部lllb是在轴线Pl、 P2之下的下容纳部lla的部分， 并容纳位于轴线P1、 P2之下的轴3、 4的部分。两个直部llla中的 每一个是位于轴线P1、 P2之上的下容纳部lla的部分，而且，从半 圆部lllb连续延伸并垂直于下结合面10a。
据此，各下容纳部lla的直部llla在罗茨泵1的宽度方 向彼此相对，并且在彼此之间限定轴插入空间或者轴插入部lllc。 这使得各轴3、 4能从上方插进对应的轴插入部lllc。直部llla之 间的宽度，或者各下容纳部lla的开口宽度T3，设定为稍稍大于对 应轴3、 4的直径D3的值。上容纳部21a具有沿对应轴3、 4的凸出于下结合面10a 之上的部分的周面延伸的弧形形状。上容纳部21a的开口宽度T4， 设定为小于轴3、 4的直径D3的值。从各轴3、 4的轴线Pl、 P2到对应转子40至49相对于轴 线P1、 P2具有最小厚度的部分(凹进部的底部)的距离，称为距离 A。从轴3、 4 (容纳在对应的下容纳部lla中)的轴线P1、 P2到下 容纳部lla的开口端的距离，或者到直部llla和下结合面10a之间 分界线的距离，称为距离B。在这种情况下，距离A大于距离B。结 果，各直部llla与对应轴3、 4的周面之间的间隙，径向上位于转子 40至49的凹进部的底部内侧。因此，该间隙被那些位于间隙轴向两 侧的转子恒定地封住。下面说明后密封容纳部80。如图4所示，通过将以弧形 凹进方式在下壳件10中形成的下容纳部12、与以弧形凹进方式在上 壳件20中设置的上容纳部22进行组合，使各后密封容纳部80形成 如圆孔。各后密封容纳部80具有台阶形状，其直径沿轴线Pl、 P2 从后到前逐步变小。后密封容纳部80用于放置紧固于相关轴3、 4 的环形轴封61。尽管未示出，但各下容纳部12的最上部或开口端，位于 容纳在下容纳部12中的环形轴封61的轴线之上。位于环形轴封61 的轴线之上的下容纳部12的部分，是沿环形轴封61的外周面形成的。 换而言之，位于环形轴封61的轴线之上的下容纳部12的部分向环形 轴封61凸出。下容纳部12的上端，达到位于假想平面H之上的下 结合面10a。上容纳部22具有弧形形状，沿环形轴封61凸出于下结 合面10a之上的部分的周面延伸。密封环62布置在每一个环形轴封61的内周面与对应的一个轴3、 4的周面之间。各密封环62防止泵室70至74中的流体沿对 应的一个轴3、 4的周面泄漏到罗茨泵1的外部。在各环形轴封61 的外周面与对应的后密封容纳部80的周面之间形成间隙，各环形轴 封61可随对应轴3、 4整体方式转动。在各环形轴封61的外周面中形成螺旋槽63。螺旋槽63 以这样一种方式形成，使得在与轴3、 4的转动方向相同的方向用螺 旋槽63引导轴3、 4时，对应轴3、 4从齿轮壳5向泵室74移动。螺 旋槽63形成泵送部，其推动对应环形轴封61的外周面与相关后密封 容纳部80的周面之间的润滑油从泵室74向齿轮壳5移动。在各后密封容纳部80中，环形挡油环66与对应轴3、 4 的外周面固定接合。各挡油环66具有最大直径的部分的外径，大于 各后轴承32、33的外径。借助于经挡油环66的转动所产生的离心力， 使聚集于各挡油环66外表面的润滑油沿挡油环66径向向外的方向飞 溅。下面说明后轴承容纳部82。如图4所示，通过将以弧形 凹进方式在下壳件10中形成的下支撑部13、与以弧形凹进方式在上 壳件20中设置的上支撑部23结合，使各后轴承容纳部82形成如圆 孔。各后轴承容纳部82容纳对应的轴承座26。图4是图示与驱动轴 3相对应的后密封容纳部80和后轴承容纳部82的剖视图。由于和从 动轴4相对应的后密封容纳部80和后轴承容纳部82，与和驱动轴3 相对应的那些部分相同，所以，图中未示出和从动轴4相对应的部分。参见图4，各轴承座26由与下壳件IO相同的金属材料(例 如钢)形成。按这种方式，轴承座26的热胀系数与下壳件10的热胀 系数相等。结果，如果下壳件10和轴承座26热膨胀，可以防止对应 轴承32、 33的性能降低。各轴承座26具有圆筒形座体27和凸缘部 28，座体27和凸缘部28设置为一个整体。凸缘部28从座体27后端 的整个外周径向向外凸出。在各座体27前端的内周面上布置限制部27a，限制部27a 在座体27的径向向里方向凸出。限制部27a垂直于轴承座26的轴线 P3凸出。限制部27a的内径大于各轴3、 4的直径，并且小于各后轴承32、 33的外径。座体27除限制部27a之外的部分的内径，稍稍大 于后轴承32、 33的外径。这使得能够将各轴承座26布置在对应轴3、 4的周围，并 在座体27中放置对应的后轴承32、 33。当后轴承32、 33布置在座 体27中时，后轴承32、 33与座体27设置成一整体，使得后轴承32、 33不会与座体27的各轴向侧分离。具体而言，后轴承32、 33与限 制部27a之间的接触，阻止后轴承32、 33在座体27中前移。止动环 36紧固于座体27的内周面。止动环36与保持在座体27中的后轴承 32、 33的后端面接触。因此，各止动环36防止对应的一个后轴承32、 33在相关的一个座体27中后移。参见图3，各凸缘部28形成如矩形板。各凸缘部28具有 两个通孔28a。将对应轴承座26固定至下壳件10的螺栓29或固定 件，穿过各通孔28a。如图5所示，在下壳件10的后端设置螺纹孔 10b。将穿过通孔28a的螺栓29拧进对应的螺纹孔10b。具体而言， 将后轴承32、 33放置在轴承座26中，并将轴承座26固定至下壳件 10。因此，使后轴承32、 33相对于下壳件10定位，并将后轴承32、 33固定至下壳件10。使用轴承座26进行后轴承32、 33的这种定位， 并未涉及上壳件20。如图5所示，将保持相关后轴承32、 33的各轴承座26放 置在对应的后轴承容纳部82中。当后轴承32、 33支撑对应的轴3、 4时，使相关轴承座26的轴线P3与轴3、 4的轴线P1、 P2分别同轴 布置。此外，在轴承座26容纳于后轴承容纳部82中的情况下，壳体 2的结合部50位于轴承座26的轴线P3和轴3的轴线Pl及轴4的轴 线P2之上，而且，在结合部50的所有部分，结合部50的高度是一 致的。具体而言，结合部50位于轴承座26的轴线P3与轴承座26 的顶部Ql之间的中央。各下支撑部13在罗茨泵1的宽度方向的开口宽度Tl，小 于各轴承座26的外径Dl。开口宽度Tl大于由对应后轴承32、 33 支撑的各轴3、 4的直径D2。轴3、 4的直径D2小于轴3、 4容纳在 下容纳部lla中的部分的直径D3。各轴承座26的座体27沿轴线Pl、P2的延伸方向插进下支撑部13。各下支撑部13的开口端13a或最上部，位于放置在下支 撑部13中的轴承座26的轴线P3之上。位于轴承座26的轴线P3之 上的下支撑部13的部分沿座体27的外周面延伸。换而言之，位于相 关轴承座26的轴线P3之上的各下支撑部13的部分向座体27凸出。 下支撑部13的上端延伸至位于假想平面H之上的下结合面10a。各上支撑部23在罗茨泵1宽度方向的开口宽度T2，小于 各轴承座26的外径D1，并且大于由对应后轴承32、 33支撑的各轴 3、 4的部分的直径D2。上支撑部23的开口宽度T2等于各下支撑部 13的开口宽度T1。上支撑部23形成为弧形形状，沿座体27凸出于 下结合面10a之上的部分的周面延伸。如图4所示，环形垫片67安 装于各轴3、 4布置在对应的后轴承容纳部82中的部分。下面说明前轴承容纳部81。如图1和图2所示，通过将 以弧形凹进方式在下壳件10中形成的下支撑部17、与以弧形凹进方 式在上壳件20中设置的上支撑部25进行组合，使各前轴承容纳部 81形成为圆孔。各前下支撑部17在罗茨泵1的宽度方向的开口端的 宽度，小于各前轴承30、 31的外径，并大于轴3、 4由对应前轴承 30、 31支撑的部分的直径。各前下支撑部17的开口端，位于放置在 前下支撑部17中的前轴承30、 31的轴线之上。换而言之，位于前轴 承30、 31的轴线(未示出)之上的前下支撑部17部分，是沿前轴承 30、 31外周面形成的。位于对应前轴承30、 31的轴线之上的各前下支撑部17的 部分向前轴承30、 31凸出。前下支撑部17的上端延伸至位于假想平 面H之上的下结合面10a。各前上支撑部25在罗茨泵1的宽度方向 的开口宽度小于各前轴承30、 31的外径，并且大于轴3、 4由前轴承 30、 31支撑的部分的直径。各前下支撑部17的开口宽度等于各前上 支撑部25的开口宽度。前上支撑部25形成为沿对应的凸出于下结合 面10a之上的前轴承30、 31周面延伸的弧形形状。下面说明前密封容纳部84。通过将以弧形凹进方式在下 壳件10中形成的下容纳部18、与以弧形凹进方式在上壳件20中形成的上容纳部37进行组合，形成各前密封容纳部84。前密封容纳部 84成形为圆孔，其具有的直径小于各前轴承容纳部81的直径。各前 密封容纳部84放置有固定于对应轴3、 4的环形轴封68。各环形轴 封68是弹性的，并且由例如合成树脂形成。在各环形轴封68的内周面与对应轴3、4的周面之间设置 密封环69。各密封环69阻止泵室70中的流体沿轴3、 4的周面泄漏 至罗茨泵1的外部。在环形轴封68的外周面与对应前密封容纳部84 的内周面之间形成有间隙。各环形轴封68可随对应轴3、 4 一起整体 转动。在各环形轴封68的外周面上布置密封环68a。尽管未示出，但各前下密封容纳部18的开口端或最上部， 位于容纳在前下密封容纳部18中的环形轴封68的轴线之上。在环形 轴封68的轴线之上的前下密封容纳部18的部分，是沿环形轴封68 外周面形成的。换而言之，位于环形轴封68的轴线之上的前下密封 容纳部18的部分向环形轴封68凸出。前下密封容纳部18的上端延 伸至位于假想平面H之上的下结合面10a。各前上密封容纳部37形 成为弧形形状，沿对应环形轴封68凸出于下结合面10a之上的部分 的周面延伸。下面说明用于装配罗茨泵1的方法。首先，准备下壳件10。以这样一种方式从上面向下壳件 10移动轴3、 4，使得转子40至49布置在下壳件10的对应的成对相 邻的下壁件ll之间。然后，将轴3、 4通过轴插入部lllc放置在对 应的下容纳部lla中。随后，沿轴3、 4的轴线P1、 P2，将环形轴封 68布置在对应的前下密封容纳部18中，然后固定于轴3、 4。接着， 沿轴3、 4的轴线P1、 P2，将前轴承30、 31容纳在对应的前下支撑 部17中，然后固定于轴3、 4。然后，使用定位螺栓38将定位板39 固定至对应的轴3、 4，使得前轴承30、 31就位。随后，将环形轴封61、挡油环66和垫片67沿轴线P1、 P2安装至容纳在后下密封容纳部12中的对应轴3、 4。垫片67的厚 度和数量预先以这样一种方式设定，使得各转子40至49与对应的下 壁件11之间的间隙符合预定尺寸。
接着，将后轴承32、 33容纳在对应的轴承座26中，并将 止动环36布置于座体27中的预定位置。这样，将每一个轴承座26 和对应的一个后轴承32、 33设置成整体。各轴承座26的座体27的 端部(distal end)从下壳件10的后面插进对应的下支撑部13。然后， 将后轴承32和后轴承33分别固定至驱动轴3和从动轴4。此外，使 凸缘部28与下壳件10的后端面接触，并将螺栓29通过凸缘部28 的通孔28a拧进下壳件IO的螺纹孔10b。这就将轴承座26固定至下 壳件10。结果，轴承座26固定于下壳件10，从而将后轴承32、 33 固定至下壳件10。在此状态下，各后轴承32、 33的前端面与对应的垫片67 接触，而后轴承32、 33的后端面与对应的止动环36接触。这就限制 了各轴承32、 33沿轴线P1、 P2的移动，并由对应的下支撑部13经 由相关的轴承座26支撑后轴承32、 33。在后轴承32、 33通过轴承 座26得到对应的下支撑部13支撑的情况下，防止由后轴承32、 33 支撑的轴3、 4与下支撑部13分离。随后，测量各转子40至49与对应的下壁件11之间的间 隙。从驱动转子40至44中选择一个转子，以及，自从动转子45至 49中选择另一个转子用于该测量。使用间距量规测量各选定转子与 对应的一个下壁件11之间的间隙，然后对该间隙进行调整。驱动转 子40至44与驱动轴3整体形成，并且从动转子45至49与从动轴4 整体设置。据此，只要将选定转子与对应的下壁件11之间的间隙调 整至适当值，则其他转子与对应的下壁件11之间的间隙也同时设定 为适当值。当使间隙的测量结果成为适当值时，则完成间隙的调整。 如果不能获得间隙的适当测量结果，将螺栓29从螺纹孔10b中退出， 并将后轴承32、 33和轴承座26—起从下支撑部13取下。然后，调 整垫片67的厚度或数量，以保证适当的间隙。随后，将其中布置有 后轴承32、 33的轴承座26固定至下壳件10。由于设置在壳体2前 部的环形轴封68是弹性的，在改变垫片67的厚度或数量之后，环形 轴封68弹性变形以允许轴3、 4沿轴线P1、 P2的移动。这使得能够对间隙进行调整。之后，按与上述相同的方式测量间隙。 一旦获得适 当的间隙，就结束间隙调整。接着，从驱动转子40至44和从动转子45至49中选择一 对彼此相接合的驱动转子和从动转子。然后，转动所选定的转子对， 使得该对转子之间的相位差调整至期望值。驱动转子40至44与驱动 轴3整体形成，而从动转子45至49与从动轴4整体设置。据此，只 要在选定的一对转子之间获得期望相位差，也就同时调整了其他对转 子之间的相位差。然后，以这样一种方式，将驱动齿轮6紧固至驱动 轴3的端部3a，并将从动齿轮7紧固至从动轴4的端部4a，使得驱 动齿轮6与从动齿轮7相啮合。当驱动齿轮6和从动齿轮7分别紧固至端部3a和4a时， 可以向前轴承30、 31和后轴承32、 33施加向上的作用力。然而，前 下支撑部17防止前轴承30、 31在壳体2的前部升起，而轴承座26 则防止后轴承32、 33在壳体2的后部升起。此结构防止了轴承30 至33移离下壳件10。驱动齿轮6和从动齿轮7紧固至对应的端部3a、 4a之后， 使上壳件20与下壳件IO相结合。然后，经由联轴器8，使从驱动齿 轮6伸出的驱动轴3的端部3a与电动马达M的驱动轴Ml连接起来。 结果，完成了罗茨泵1的装配。在装配起罗茨泵1之后，如果在转子40至49与下壁件 11之间不能获得适当的间隙，或者在转子40至49的接合对之间不 能设置适当的相位差，必须重复进行间隙或相位差的调整。在使上壳 件20从下壳件10分离之后，执行相位差的再调整。在从下壳件10 取下上壳件20、然后取下轴承座26和后轴承32、 33之后，进行间 隙的再调整。本实施方式具有以下优点。 (1)通过将下壳件10与上壳件20结合起来而简单装配 成壳体2。结果，在装配壳体2之后，如果需要调整转子40至49与 下壁件ll之间的间隙、或转子40至49的接合对之间的相位差，通 过使上壳件20从下壳件IO分离，就能简单地进行这种调整。在调整之后，通过使上壳件20与下壳件10结合，简单地重新装配成壳体2。
因此，例示实施方式的罗茨泵1便于壳体2装配完成之后的调整。 (2)后轴承32、 33容纳在固定于下壳件10的对应轴承 座26中。因此，轴承座26防止后轴承32、 33与下支撑部13分离。 这样可以防止上壳件20与下壳件10结合在一起，而后轴承32、 33 却与下支撑部13分离。结果，防止了在后轴承32、 33保持处于分离 状态的情况下调整转子40至49的接合对之间的相位差。换而言之， 防止了转子40至49的接合对之间的相位差不是期望值时，将上壳件 20装配至下壳件10。此外，在通过将上壳件20与下壳件IO结合装 配起壳体2之后，由于轴承座26防止了后轴承32、 33的分离，也就 防止了调整过的间隙或相位差再次成为非期望值，而是维持于适当 值。 (3)各下支撑部13的最上部，位于放置在下支撑部13 中的轴承座26的轴线P3之上。此外，下支撑部13的开口宽度T1， 设定为小于各轴承座26的外径D1的值。结果，当轴承座26布置在 下支撑部13中时，阻止轴承座26与下支撑部13分离。这样防止了 使轴承座26固定于下壳件IO而与下支撑部13分离。此外，防止了 放置在轴承座26中的后轴承32、 33在进行安装的同时与下支撑部 13分离。此外，各下支撑部13在罗茨泵1的宽度方向的开口宽度 Tl，设定为大于各轴3、 4由对应后轴承32、 33所支撑的部分的直 径D2的值。因此，轴3、 4可以从下壳件10的上方插进下支撑部13。 (4)各前下支撑部17在罗茨泵1的宽度方向的开口宽度 设定为这样的值，该值小于由前下支撑部17支撑的前轴承30、 31 部分的外径，并大于轴3、 4由前轴承30、 31支撑的部分的直径。通 过按这种方式设定前下支撑部17的开口宽度，防止前轴承30、 31 与下壳件10分离，以及，能将轴3、 4从下壳件IO上方插进前下支 撑部17。 (5)罗茨泵1具有驱动轴3和从动轴4。经由齿轮机构， 使驱动轴3和从动轴4同步转动。在这种结构中，当驱动齿轮6与从 动齿轮7彼此啮合时，易于使后轴承32、 33升起。然而，固定于下壳件10的轴承座26防止了后轴承32、 33的这种升起。结果，包括 轴承座26的该结构是有效的，尤其对于应用在具有多个转动轴的罗 茨泵1中。 (6)各下容纳部lla具有一对直部llla，其位于下容纳 部lla的上部中。直部111a形成具有开口宽度T3的轴插入部lllc， 开口宽度T3大于对应轴3、 4放置在下容纳部lla中的部分的直径 D3。这使得各轴3、4能从下壳件10的上方插进对应的下容纳部lla， 而与下支撑部13、 17具有防止轴承座26和前轴承30、 31升起的结 构无关。结果，轴3、 4易于安装至下壳件10。 (7)具有大于各后轴承32、 33的直径的环形轴封61和 挡油环66，从各轴3、 4由后轴承32、 33支撑的部分向前安装。从 下壳件10后面，经由相关的下支撑部13，将环形轴封61和挡油环 66放置在对应的后下密封容纳部12中。为此，各下支撑部13具有 这样的大小，使得下支撑部13能穿过环形轴封61和挡油环66，并 因此具有大于各后轴承32、 33的直径。结果，当装配壳体2时，在 各后轴承容纳部82的内周面与相关后轴承32、33的外周面之间形成 间隙。在本实施方式中，采用轴承座26，以将后轴承32、 33固定至 下壳件10。因此，该间隙为轴承座26所密封。结果，环形轴封61 减少流体沿轴3、 4周面的泄漏，同时，环形轴封61的螺旋槽63和 挡油环66防止润滑油进入泵室74。此外，轴承座26防止后轴承32、 33升起。 (8)放置在对应后密封容纳部80中的各环形轴封61所 具有的直径，大于由对应后轴承容纳部82支撑的各后轴承32、 33 的外径。这增加了形成在各环形轴封61外周面上的螺旋槽63的圆周 速度。因此，螺旋槽63有效地推动润滑油从泵室74向齿轮壳5移动。 (9)各挡油环66最大直径部分的外径，大于各后轴承
32、 33的外径。挡油环66的外径变大时，使润滑油在挡油环66径 向向外方向更有效地飞溅。从而，防止润滑油进入泵室70至74。 (10)驱动轴3、从动轴4、前轴承30、 31、后轴承32、
33、 驱动转子40至44、以及从动转子45至49暴露于下结合面10a，同时安装于下壳件IO。因此，转子40至49与下壁件11之间的所有 间隙都可见，同时可以实际测量。此外，转子40至49的接合对之间 的所有相位差也都可见。 (11)与上壳件20接触的下结合面10a的整个部分都位 于共用平面。这使得不需要在下壳件10的下结合面10a中形成台阶。 这便于壳体2的制造。 (12)例如，如果下结合面10a具有台阶，则在上结合面 20a中形成与下结合面10a的台阶相对应的台阶之后，使上结合面20a 与下结合面10a相结合。如果下结合面10a与上结合面20a之间有尺 寸公差，很可能在下结合面10a与上结合面20a之间的结合部50中 形成间隙。这样降低了结合部50的密封性能。然而，由于第一实施 方式的下结合面10a整体上是一平面，当与下结合面10a接触时，上 结合面20a与下结合面10a贴合。这改进了结合部50的密封性能。下面，参照图7和图8说明本发明的第二实施方式。下文 说明的第二实施方式与第一实施方式的不同在于轴承定位结构。对于 和第一实施方式的对应部件相同或相似的那些部件，赋予相同或相似 的附图标记，并省略其具体说明。如图7所示，壳件2的结合部50位于和轴3、 4的轴线 Pl、 P2相等的高度处。换而言之，壳件2具有包括下壳件IO和上壳 件20的两部分结构。各后轴承容纳部82的直径与各后密封容纳部80的直径， 各自小于第一实施方式的对应直径。放置在对应的后密封容纳部80 中的各环形轴封61的直径和各挡油环66的直径，各自小于第一实施 方式中的对应直径。在第二实施方式中，后轴承32、 33放置在对应 的后轴承容纳部82中，并由后轴承容纳部82直接支撑。借助于作为 轴承定位件的轴承带(bearing band) 76，将后轴承32、 33固定于下 壳件10。轴承带76由与下壳件IO相同的普通金属材料形成，并且 具有长板状外形。以沿后轴承32、 33外周延伸的弧形弯曲形状，在 轴承带76中形成两个轴承保持部77。轴承带76上除轴承保持部77之外的部分形成平板状外形。经由螺栓78将轴承带76固定至下结合 面10a。当轴承带76固定于下结合面10a时，每一个轴承保持部77 的内周面，从对应的一个下支撑部13的内周面延续方式布置。因此， 各轴承保持部77的内周面和对应下支撑部13的内周面形成圆孔。换 而言之，各后轴承32、 33由轴承保持部77的内周面和对应下支撑部 13的内周面所构成的对应后轴承容纳部82加以保持。在面向固定于下结合面10a的轴承带76的上壳件20部分 中，以凹进方式形成容纳轴承带76的容纳凹进20b。在与轴承保持 部77相对应的容纳凹进20b的壁部中，形成上支撑部23。结果，在 上壳件20装配至下壳件10的情况下，上结合面20a除容纳凹进20b 之外的的部分，与下结合面10a保持接触。下面，说明用于装配根据第二实施方式的罗茨泵1的方法。首先，与第一实施方式中一样，经由轴插入部lllc，将 轴3、 4置于下容纳部lla中。然后，在壳件2的前部，将环形轴封 68容纳在前下密封容纳部18中，并将环形轴封68固定至对应的轴3、 4。将前轴承30、 31也置于对应的前下支撑部17中，并使用定位螺 栓38和定位板39将前轴承30、 31固定至对应的轴3、 4。随后，沿轴线P1、 P2，在后密封容纳部12中，将环形轴 封61、挡油环66和垫片67安装至对应的轴3、 4。然后，从下壳件 IO的后面，将后轴承32、 33各自放置在对应的下支撑部13中，并 紧固至对应的一个驱动轴3和从动轴4。接着，以这样一种方式将轴承带76紧固至下结合面10a， 使得轴承保持部77的内周面沿从下结合面10a凸出的后轴承32、 33 的外周面延伸。此时，止动环36已经预先紧固至轴承带76。然后， 以这样一种方式将螺栓78穿过轴承带76，使得螺栓78拧进下结合 面10a。这使得轴承带76在防止后轴承32、 33与下支撑部13分离 的状态下使后轴承32、 33定位。然后，与第一实施方式中一样，测量转子40至49与对应 的下壁件11之间的间隙。如果测得的间隙不合适，从下结合面10a取下螺栓78，并从下支撑部13取下轴承带76和后轴承32、 33。然 后，以这样一种方式调整垫片67的厚度或数量，使得能够获得适当 的间隙。之后，将后轴承32、 33紧固至驱动轴3和从动轴4，并将 轴承带76固定至下结合面10a。随后，调整转子40至49的相位差。然后，以使驱动齿轮 6和从动齿轮7成为相互啮合这样一种状态，将驱动齿轮6和从动齿 轮7分别紧固至彼此平行布置的驱动轴3的端部3a和从动轴4的端 部4a。下面的步骤与第一实施方式的那些步骤相似，从而，完成罗 茨泵1的装配。除了与第一实施方式的优点(1) 、 (4)至(6)、以及 (10)至(12)等效的优点之外，第二实施方式还具有以下优点。 (13)为了防止后轴承32、 33的升起，将轴承带76固定 于下结合面10a。通过用螺栓78将轴承带76固定至下结合面10a， 简单地安装轴承带76。结果，易于提供防止后轴承32、 33的升起、 以及在下支撑部13中定位后轴承32、 33的结构。例示的实施方式可以如下进行改进。在第一实施方式中，轴承座26可以固定于布置在壳体2 的前部中的前轴承容纳部81。在这种情况下，轴承座26使前轴承30、 31相对于下壳件10定位。在第一实施方式中，设置在壳体2前部的前轴承30、 31， 可以用轴承带76相对于下壳件IO进行定位。在第二实施方式中，放置在壳体2前部中的前轴承30、 31，可以用轴承带76相对于下壳件IO进行定位。在第二实施方式中，布置在壳体2的前部中的前轴承容纳 部81，可以容纳保持前轴承30、 31的轴承座26。此外，轴承座26 可以固定至下壳件10，使得轴承座26相对于下壳件10对前轴承30、 31进行定位。在第一实施方式中，只要经由后轴承32、 33的这种布置 能够限制适配在轴承座26中的后轴承32、 33的后移，则止动环36 可以省略。
在第二实施方式中，止动环36可以省略，只要借助于使 用轴承带76来定位后轴承32、 33而限制后轴承32、 33的后移。在第一实施方式中，下支撑部13、 17的最上部(下结合 面10a)，可以位于或者等于或者低于轴3、 4的轴线Pl、 P2的高度。在第二实施方式中，下支撑部13、 17的最上部(下结合 面10a)，可以位于轴3、 4的轴线P1、 P2之上。取代螺栓29，也可以使用螺钉作为将轴承座26固定至下 壳件IO的固定件。各轴承座26的凸缘部28，可以具有圆形形状。可选择地， 凸缘部28也可以具有其中形成通孔28a的凸起形状，而不用在相关 座体27的整个外周上延伸。在第一实施方式中，可将各轴承座26不仅固定至下壳件 10，也固定至上壳件20。根据转子40至49的大小和形状，可以改变泵室70至74 的大小和形状。本发明可以实施成罗茨泵1之外的其他流体机，只要该流 体机通过各自布置在对应的一个驱动轴3或从动轴4上的转子40至 49的转动来传送流体。例如，本发明可以实施成螺旋泵或爪式泵(claw pump)。壳体2可以支撑一根转动轴。形成在壳体2中的泵室的数量，可以改变为例如多于四个 或只有一个。
权利要求
1. 一种流体机，包括转动轴、经由轴承支撑所述转动轴的壳体、以及可与所述转动轴整体方式转动的转子，所述流体机经由所述转子与所述转动轴一起转动而传送流体，其中所述壳体由彼此可分离的下壳件和上壳件相结合而成，其中所述下壳件包括下容纳部，所述下容纳部具有上开口以容纳所述轴承的下部，所述上壳件包括上容纳部，所述上容纳部具有下开口以容纳所述轴承的上部，其中在所述上壳件与所述下壳件结合起来的情况下，所述上容纳部和所述下容纳部形成轴承容纳部用以容纳整个轴承，以及其中所述流体机包括定位件，所述定位件安装于所述轴承并以这样一种方式固定于所述下壳件，使得所述轴承以定位状态容纳在所述下容纳部中。
2. 根据权利要求1所述的流体机，其中所述定位件可拆卸方式 固定于所述下壳件并保持所述轴承，以能至少在径向限制所述轴承的 移动。
3. 根据权利要求l或权利要求2所述的流体机，其中所述定位件是轴承座，所述轴承座具有圆筒形座体，其放置在所述下容纳部 中；以及，凸缘部，所述凸缘部与所述座体整体形成，并从所述座体 的轴端径向向外延伸，所述轴承以这样一种方式容纳在所述座体中， 使得所述轴承的整个外周被所述座体覆盖，其中所述凸缘部具有通孔，将所述轴承座固定至所述下壳件的 固定件穿过所述通孔，以及其中所述座体布置在所述轴承容纳部的内周面与面对所述轴承 容纳部的内周面的所述轴承的外周面之间。
4. 根据权利要求3所述的流体机，其中所述下容纳部的最上部，位于放置在所述下容纳部中的所述轴承座的轴线之上，以及，其中所 述下容纳部的开口宽度小于所述轴承座的外径。
5. 根据权利要求1所述的流体机，其中所述下壳件的上表面形 成与所述上壳件相结合的下结合面，以及，其中所述定位件是轴承带， 所述轴承带覆盖从所述下结合面向上凸出的所述轴承部分的外周面， 并将所述轴承带固定至所述下结合面。
6. 根据权利要求1至权利要求5中任一项权利要求所述的流体机，其中所述转动轴是平行布置的多根转动轴之一，其中所述转动轴 的各相邻成对转子彼此可接合，其中齿轮紧固于各转动轴，以及，其 中以这样一种方式使所述齿轮互相啮合，使得所述转动轴可同步转 动，并确定各相接合的成对所述转子之间的相位差。
全文摘要
本发明公开了一种罗茨泵，罗茨泵的壳体由彼此可分离的下壳件和上壳件相结合而成。在上壳件与下壳件相结合的情况下，上容纳部和下容纳部形成分别容纳整个轴承的前轴承容纳部和后轴承容纳部。罗茨泵进一步包括安装轴承并固定于下壳件的轴承座，使得轴承以定位状态容纳在下容纳部中。
文档编号F04C29/00GK101548108SQ200880000768
公开日2009年9月30日 申请日期2008年7月17日 优先权日2007年7月19日
发明者井泽祐弥, 吉川诚, 山本真也, 稻垣雅洋 申请人:株式会社丰田自动织机