泵裝置制造方法
【專利摘要】本發(fā)明提供一種能夠進(jìn)一步降低耗電量的泵裝置。本發(fā)明的一個(gè)實(shí)施方式所涉及的泵裝置(1)具有：驅(qū)動(dòng)電機(jī)M，具有第1泵室和第1活塞(21v)、用于真空排氣的第1泵部(11)，以及具有第2泵室和第2活塞(21c)、用于加壓的第2泵部。第2活塞(21c)以大于0°小于80°的旋轉(zhuǎn)相位差Φ超前于第1活塞(21v)。
【專利說(shuō)明】泵裝置

【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001 ] 本發(fā)明涉及一種具有真空泵和加壓泵的泵裝置。

【背景技術(shù)】
[0002]人們公知作為一種真空泵的擺動(dòng)活塞泵，其是通過(guò)活塞在氣缸內(nèi)往復(fù)運(yùn)動(dòng)，交互進(jìn)行泵室內(nèi)氣體的吸氣和排氣的往復(fù)泵，其作為例如真空泵和加壓泵被廣泛使用。
[0003]另一方面，具有由共同的電機(jī)同時(shí)驅(qū)動(dòng)，用于真空排氣和用于加壓的兩個(gè)活塞的復(fù)合型的泵裝置也為人們所公知。該種泵裝置的已知的驅(qū)動(dòng)方法為，使該兩個(gè)活塞以相互相反的相位做往復(fù)運(yùn)動(dòng)的方法，和使該兩個(gè)活塞以同相位做往復(fù)運(yùn)動(dòng)的方法(例如，參考下述專利文獻(xiàn)I)。
[0004]前者的方法，S卩，使兩活塞的旋轉(zhuǎn)相位錯(cuò)開(kāi)180°，做往復(fù)運(yùn)動(dòng)的驅(qū)動(dòng)方法，具有較好地保持各活塞的動(dòng)態(tài)平衡，降低泵裝置整體振動(dòng)的優(yōu)點(diǎn)。另一方面，后者的方法，即，同時(shí)使兩活塞向上止點(diǎn)或下止點(diǎn)運(yùn)動(dòng)的驅(qū)動(dòng)方法，可減小驅(qū)動(dòng)源的負(fù)荷變動(dòng)，實(shí)現(xiàn)泵裝置的穩(wěn)定運(yùn)轉(zhuǎn)。
[0005]現(xiàn)有技術(shù)文獻(xiàn)
[0006]專利文獻(xiàn)1:日本發(fā)明專利公開(kāi)公報(bào)特開(kāi)平7-310651號(hào)


【發(fā)明內(nèi)容】

[0007]近年來(lái)，有降低泵裝置的耗電量的要求，上述的復(fù)合型泵裝置更需要降低耗電量。
[0008]鑒于以上情況，本發(fā)明的目的在于，提供一種能夠?qū)崿F(xiàn)進(jìn)一步降低耗電量的泵裝置。
[0009]為達(dá)到上述目的，本發(fā)明的一個(gè)技術(shù)方案所涉及的泵裝置，具有驅(qū)動(dòng)電機(jī)、用于真空排氣的第I泵部、用于加壓的第2泵部。
[0010]上述驅(qū)動(dòng)電機(jī)具有第I驅(qū)動(dòng)軸和第2驅(qū)動(dòng)軸。上述驅(qū)動(dòng)電機(jī)使上述第I驅(qū)動(dòng)軸及上述第2驅(qū)動(dòng)軸能夠繞第I軸同步旋轉(zhuǎn)。
[0011]上述第I泵部具有:第I活塞，其被上述第I驅(qū)動(dòng)軸的旋轉(zhuǎn)帶動(dòng)，沿與上述第I軸垂直的第2軸方向做往復(fù)運(yùn)動(dòng)；第I泵室，其內(nèi)壓相應(yīng)于上述第I活塞的往復(fù)運(yùn)動(dòng)發(fā)生變化。
[0012]上述第2泵部具有:第2活塞，其被上述第2驅(qū)動(dòng)軸的旋轉(zhuǎn)帶動(dòng)，沿上述第2軸方向做往復(fù)運(yùn)動(dòng)；第2泵室，其內(nèi)壓相應(yīng)于上述第2活塞的往復(fù)運(yùn)動(dòng)發(fā)生變化。上述第2活塞以大于0°小于80°的旋轉(zhuǎn)相位差超前于上述第I活塞。

【專利附圖】

【附圖說(shuō)明】
[0013]圖1為自本發(fā)明的一個(gè)實(shí)施方式所涉及的泵裝置的正面一側(cè)觀察時(shí)的立體圖。
[0014]圖2為自上述泵裝置的背面一側(cè)觀察時(shí)的立體圖。
[0015]圖3為上述泵裝置的右視圖。
[0016]圖4為上述泵裝置的左視圖。
[0017]圖5為表示上述泵裝置的真空泵部及驅(qū)動(dòng)部的一部分結(jié)構(gòu)的縱剖面圖。
[0018]圖6為說(shuō)明上述泵裝置的真空泵部一側(cè)的偏心軸和加壓泵部一側(cè)的偏心軸的關(guān)系的示意圖，⑷為主視圖，⑶為自真空泵部一側(cè)看時(shí)的側(cè)視圖。
[0019]圖7為驅(qū)動(dòng)泵裝置，使真空段的泵室內(nèi)壓和加壓段的泵室內(nèi)壓為同相位時(shí)的一個(gè)實(shí)驗(yàn)結(jié)果，(A)表示真空段的泵室內(nèi)壓和活塞位置隨時(shí)間的變化，(B)表示加壓段的泵室內(nèi)壓和活塞位置隨時(shí)間的變化，(C)表示真空段的泵室的壓力波形和加壓段的泵室的壓力波形的合成波形。
[0020]圖8為驅(qū)動(dòng)泵裝置，使真空段的泵室內(nèi)壓和加壓段的泵室內(nèi)壓為反相位時(shí)的一個(gè)實(shí)驗(yàn)結(jié)果，(A)表示真空段的泵室內(nèi)壓和活塞位置隨時(shí)間的變化，(B)表示加壓段的泵室內(nèi)壓和活塞位置隨時(shí)間的變化，(C)表示真空段的泵室的壓力波形和加壓段的泵室的壓力波形的合成波形圖9是說(shuō)明上述泵裝置的作用的一個(gè)實(shí)驗(yàn)結(jié)果。
[0021]圖9為表示相對(duì)于真空段的活塞的加壓段的活塞的旋轉(zhuǎn)相位差與電機(jī)的耗電量的關(guān)系的實(shí)驗(yàn)結(jié)果。
[0022]符號(hào)說(shuō)明
[0023]1:泵裝置；
[0024]11:真空泵部；
[0025]12:加壓泵部；
[0026]21、21v、21c:活塞;
[0027]26:泵室；
[0028]51，52:配重；
[0029]131:驅(qū)動(dòng)軸；
[0030]232、232v、232c:偏心軸；
[0031]Μ:電機(jī)

【具體實(shí)施方式】
[0032]擺動(dòng)活塞泵的泵室的內(nèi)壓隨活塞的往復(fù)運(yùn)動(dòng)周期性地變化。例如，活塞由下止點(diǎn)向上止點(diǎn)運(yùn)動(dòng)時(shí)，因泵室的容積減少，內(nèi)壓逐步增加，活塞自上止點(diǎn)向下止點(diǎn)運(yùn)動(dòng)時(shí)，因泵室的容積增加，內(nèi)壓逐步減少。此時(shí)，在真空泵的情況下，泵室的內(nèi)壓在大氣壓以下的壓力范圍(負(fù)壓)內(nèi)發(fā)生變化，在加壓泵的情況下，泵室的內(nèi)壓在大氣壓以上的壓力范圍(正壓)內(nèi)發(fā)生變化。
[0033]但是，根據(jù)發(fā)明人的實(shí)驗(yàn)，發(fā)明人確認(rèn)了下述事實(shí)，，即使使如上述的用于真空泵的活塞和用于加壓泵的活塞以同相位做往復(fù)運(yùn)動(dòng)，兩泵室的內(nèi)壓也并不同步進(jìn)行變化，兩泵室間的壓力變化會(huì)產(chǎn)生相位差。另外，還確認(rèn)了，即使控制兩活塞的旋轉(zhuǎn)相位，使真空泵和加壓泵的兩泵室的內(nèi)壓變化為同相位，電機(jī)的負(fù)荷也不能達(dá)到最小值。
[0034]于是，為實(shí)現(xiàn)進(jìn)一步降低泵裝置的耗電量，本發(fā)明采用如下述方式構(gòu)成泵裝置。
[0035]即，本發(fā)明的一個(gè)實(shí)施方式所涉及的泵裝置具有驅(qū)動(dòng)電機(jī)、用于真空排氣的第I泵部、用于加壓的第2泵部。
[0036]上述驅(qū)動(dòng)電機(jī)具有第I驅(qū)動(dòng)軸和第2驅(qū)動(dòng)軸。上述驅(qū)動(dòng)電機(jī)使上述第I驅(qū)動(dòng)軸及上述第2驅(qū)動(dòng)軸能夠繞第I軸同步旋轉(zhuǎn)。
[0037]上述第I泵部具有:第I活塞，其被上述第I驅(qū)動(dòng)軸的旋轉(zhuǎn)帶動(dòng)，沿與上述第I軸垂直的第2軸方向做往復(fù)運(yùn)動(dòng)；第I泵室，其內(nèi)壓相應(yīng)于上述第I活塞的往復(fù)運(yùn)動(dòng)發(fā)生變化。
[0038]上述第2泵部具有:第2活塞，其被上述第2驅(qū)動(dòng)軸的旋轉(zhuǎn)帶動(dòng)，沿上述第2軸方向做往復(fù)運(yùn)動(dòng)；第2泵室，其內(nèi)壓相應(yīng)于上述第2活塞的往復(fù)運(yùn)動(dòng)發(fā)生變化。上述第2活塞以大于0°小于80°的旋轉(zhuǎn)相位差超前于上述第I活塞。
[0039]根據(jù)發(fā)明人的實(shí)驗(yàn)，雖然在用于真空排氣的第I泵部中，活塞的上止點(diǎn)和泵室的壓力峰值位置基本一致，但是在用于加壓的第2泵部中，活塞的上止點(diǎn)和泵室的壓力峰值位置并不一致。特別是可以確定，在第2泵部中，在活塞到達(dá)上止點(diǎn)之前，泵室達(dá)到壓力峰值。
[0040]上述旋轉(zhuǎn)相位差可在大于0°小于80°的范圍內(nèi)酌情設(shè)定，例如，在40° ±30°的范圍，可獲得穩(wěn)定的耗電量降低的效果，在40° ±15°的范圍，可獲得耗電量進(jìn)一步降低的效果。通過(guò)這樣優(yōu)化旋轉(zhuǎn)相位差，可使泵裝置以低耗電量穩(wěn)定地運(yùn)轉(zhuǎn)。
[0041 ] 下面，參照附圖，說(shuō)明本發(fā)明的實(shí)施方式。
[0042]圖1?圖4為表示本發(fā)明的一個(gè)實(shí)施方式所涉及的泵裝置的外觀圖，圖1為自正面一側(cè)看時(shí)的立體圖，圖2為自背面一側(cè)看時(shí)的立體圖，圖3為右視圖，圖4為左視圖。
[0043]本實(shí)施方式的泵裝置I具有作為真空段的真空泵部11 (第I泵部)、作為加壓段的加壓泵部12 (第2泵部)、以及用于驅(qū)動(dòng)真空泵部11和加壓泵部12的驅(qū)動(dòng)部13。泵裝置I例如可作為在燃料電池系統(tǒng)中使用的氣體的升壓風(fēng)機(jī)、醫(yī)療分析儀中使用的真空及加壓泵來(lái)使用。
[0044]真空泵部11及加壓泵部12—般具有相同結(jié)構(gòu)，在本實(shí)施方式中均為擺動(dòng)活塞泵。
[0045]泵裝置I具有泵殼100，其包括構(gòu)成真空泵部11的一部分的第I機(jī)罩101、構(gòu)成加壓泵部12的一部分的第2機(jī)罩102、以及構(gòu)成驅(qū)動(dòng)部13的一部分的第3機(jī)罩103。
[0046]圖5為表示真空泵部11及驅(qū)動(dòng)部13的一部分結(jié)構(gòu)的縱剖面圖。圖5中X軸、Y軸及Z軸分別表示相互垂直的3個(gè)軸向。另外，因加壓泵部12與真空泵部11具有相同的結(jié)構(gòu)，故在此主要說(shuō)明真空泵部11。
[0047]真空泵部11具有第I機(jī)罩101、活塞21、連桿22 (連桿部件)以及偏心部件23。
[0048]第I機(jī)罩101具有泵殼主體110、氣缸111、泵頭112和泵蓋113。泵殼主體110、氣缸111、泵頭112和泵蓋113以在Z軸方向上互相重疊的方式形成為一體機(jī)構(gòu)。
[0049]泵殼主體110與收裝電機(jī)M的第3機(jī)罩103相連接，且具有被連桿22貫穿的通孔IlOh0泵殼主體110具有:固定部110a，其固定有能夠支承電機(jī)M的驅(qū)動(dòng)軸131并使之可旋轉(zhuǎn)的軸承32(第2軸承)；筒部110b，其收裝電機(jī)M的線圈132。驅(qū)動(dòng)軸131與Y軸方向(第I軸向)平行配置，且由電機(jī)M驅(qū)動(dòng)使其繞Y軸旋轉(zhuǎn)。軸承32被配置在電機(jī)M的主體和偏心部件23之間。
[0050]氣缸111被配置在泵殼主體110和泵頭112之間，在其內(nèi)部收裝活塞21，并使該活塞21能夠沿著Z軸方向自由滑動(dòng)。泵頭112被配置在氣缸111和泵蓋113之間，且具有吸氣閥112a和排氣閥112b。泵蓋113被配置在泵頭112上，其內(nèi)部具有:吸氣室113a，其與吸氣口 114a相連通；排氣室113b，其與排氣口 114b相連通。如圖1以及圖2所示，吸氣口114a和排氣口 114b分別設(shè)置在各泵部11、12相向的側(cè)面上。
[0051]活塞21呈圓板狀，由螺釘部件25固定在連桿22的第I端部221上?；钊?1在該活塞21和泵頭112之間形成泵室26。活塞21沿著與氣缸111內(nèi)部的Z軸方向(第2軸向)平行的方向進(jìn)行往復(fù)運(yùn)動(dòng)，從而使泵室26的內(nèi)壓發(fā)生變化。而且，活塞21通過(guò)吸氣閥112a和排氣閥112b，交互吸入和排出泵室26內(nèi)的氣體，發(fā)揮預(yù)定的泵的作用。
[0052]連桿22使活塞21和偏心部件23互相連接。連桿22具有:第I端部221，其與活塞21相連接；第2端部222，其與偏心部件23相連接。第I端部221形成為與活塞21直徑大致相同的圓形。在這些活塞21和第I端部221之間安裝有圓板狀的密封部件24。密封部件24的周緣部以能夠滑動(dòng)接觸氣缸111的內(nèi)周面的方式，被彎折到泵室26 —側(cè)。
[0053]另外，在加壓泵部12中，與上述實(shí)施例相反，所述密封部件的周緣部被彎折到泵室一側(cè)。
[0054]連桿22的第2端部222上形成有嵌合偏心部件23的偏心軸232的嵌合孔222a。在嵌合孔222a中安裝有軸承31，其能夠支承偏心軸232，使其自由旋轉(zhuǎn)。
[0055]偏心部件23使第3機(jī)罩103內(nèi)收裝的電機(jī)M的驅(qū)動(dòng)軸131和連桿22互相連接。偏心部件23具有大致呈圓柱形的基座塊230?；鶋K230的電機(jī)M —側(cè)的面與驅(qū)動(dòng)軸131連接，連桿22 —側(cè)的面上形成有偏心軸232。偏心軸232的軸心相對(duì)于驅(qū)動(dòng)軸131偏心，從而伴隨著驅(qū)動(dòng)軸131的旋轉(zhuǎn)偏向。驅(qū)動(dòng)軸131通過(guò)螺紋連接于基座塊230的側(cè)周面的固定螺釘41，與基座塊230連接。
[0056]偏心部件23安裝有配重51。配重51通過(guò)螺紋連接于基座塊230的側(cè)周面的固定螺釘42，固定于偏心部件23的側(cè)周部。配重51與偏心部件23 —起旋轉(zhuǎn)，具有消除連桿22伴隨著驅(qū)動(dòng)軸131的旋轉(zhuǎn)而繞偏心軸232旋轉(zhuǎn)時(shí)產(chǎn)生的振動(dòng)的作用。配重51配置于偏心軸232相對(duì)于驅(qū)動(dòng)軸131的偏心方向的相反方向的位置。
[0057]在如上述構(gòu)成的真空泵部11中，電機(jī)M驅(qū)動(dòng)偏心部件23繞驅(qū)動(dòng)軸131旋轉(zhuǎn)，由此偏心軸232沿著具有其與相對(duì)于驅(qū)動(dòng)軸131的偏心量相對(duì)應(yīng)的半徑的圓周，繞驅(qū)動(dòng)軸131公轉(zhuǎn)。連接到偏心軸232的連桿22將驅(qū)動(dòng)軸131的旋轉(zhuǎn)轉(zhuǎn)換為氣缸111內(nèi)部的活塞21的往復(fù)運(yùn)動(dòng)。即，在圖5中，活塞21在氣缸111的內(nèi)部沿X軸方向擺動(dòng)的同時(shí)，也沿Z軸方向往復(fù)運(yùn)動(dòng)。這樣，通過(guò)交互進(jìn)行泵室26的吸氣及排氣，可通過(guò)真空泵部11產(chǎn)生預(yù)定的真空排氣作用。
[0058]另一方面，加壓泵部12與真空泵部11的結(jié)構(gòu)相同，驅(qū)動(dòng)軸131也向加壓泵部12的一側(cè)突出，與加壓泵部12的偏心軸(省略圖示)相連接。這樣，加壓泵部12與真空泵部11，同時(shí)受到同一電機(jī)M的驅(qū)動(dòng)，產(chǎn)生預(yù)定的加壓(升壓)作用。
[0059]在此，真空泵部11和加壓泵部12在相互不同的相位被驅(qū)動(dòng)。即，在本實(shí)施方式中，加壓泵部12的活塞21(第2活塞)以大于0°小于80°的旋轉(zhuǎn)相位差超前于真空泵部11的活塞21 (第I活塞)。
[0060]為使上述各活塞具有上述的旋轉(zhuǎn)相位差，在本實(shí)施方式中，使各泵11、12的偏心軸232的位置不同。根據(jù)本實(shí)施方式，僅通過(guò)固定螺釘41的連接即可將偏心部件23固定在驅(qū)動(dòng)軸131上，因此可以容易地調(diào)整兩泵11、12中偏心軸232各自的相對(duì)位置。
[0061]另外，因固定于偏心部件23的配重的位置與偏心軸232的偏心方向相關(guān)，故自泵裝置I的外部也能夠容易地確認(rèn)兩活塞21的旋轉(zhuǎn)相位差。即，如圖1?圖4所示，相對(duì)于真空泵部11的配重51，加壓泵部12的配重52固定于，沿驅(qū)動(dòng)軸131的旋轉(zhuǎn)方向(圖3中以Y軸為中心的順時(shí)針?lè)较?，圖4中以Y軸為中心的逆時(shí)針?lè)较?超前上述預(yù)定的旋轉(zhuǎn)相位差(大于0°小于80° )的位置。
[0062]圖6 (A)、⑶為說(shuō)明真空泵部11 一側(cè)的偏心軸232v和加壓泵部12 —側(cè)的偏心軸232c的關(guān)系的示意圖，(A)為主視圖，⑶為自真空泵部11 一側(cè)看時(shí)的側(cè)視圖。如圖6(B)所示，加壓泵一側(cè)的偏心軸232c設(shè)置于，比真空泵部11 一側(cè)的232v超前預(yù)定的旋轉(zhuǎn)相位Φ的位置。因此，真空泵部11 一側(cè)的活塞21v和加壓泵部12 —側(cè)的活塞21c以相互具有相位差Φ的方式被驅(qū)動(dòng)，活塞21c較活塞21v早到達(dá)上止點(diǎn)相當(dāng)于相位差Φ的時(shí)間。
[0063]旋轉(zhuǎn)相位差Φ設(shè)定在大于0°小于80°的適當(dāng)?shù)姆秶鷥?nèi)。因此，與在同相位(Φ=O)驅(qū)動(dòng)兩活塞21v、21c的情況相比，能夠減小電機(jī)M的耗電量。另外,通過(guò)設(shè)定Φ =40° ±15°，可穩(wěn)定地維持上述電機(jī)M低耗電量的運(yùn)行。
[0064]圖7(A)為表示真空泵的泵室內(nèi)壓和活塞位置隨時(shí)間產(chǎn)生變化的一個(gè)實(shí)驗(yàn)結(jié)果，圖7(B)為表示加壓泵的泵室內(nèi)壓和活塞位置隨時(shí)間產(chǎn)生變化的一個(gè)實(shí)驗(yàn)結(jié)果。圖中，實(shí)線為50Hz運(yùn)轉(zhuǎn)時(shí)的實(shí)驗(yàn)結(jié)果,虛線為60Hz運(yùn)轉(zhuǎn)時(shí)的實(shí)驗(yàn)結(jié)果。
[0065]另外，實(shí)驗(yàn)中使用的泵裝置的揚(yáng)程，在真空段(真空泵)中為40[kPa(絕壓)]，在加壓段(加壓泵)中為220[kPaG(表壓)]。泵室的內(nèi)壓通過(guò)密封插入泵室的內(nèi)管測(cè)定得至IJ?；钊恢貌捎冒惭b于連桿下部的加速度計(jì)的輸出。各段的泵的氣缸直徑為Φ37_，偏心軸的偏心量為3.3mm,電機(jī)的旋轉(zhuǎn)數(shù)約為1400rpm/1700rpm(50Hz/60Hz)。圖8、圖9所表示的實(shí)驗(yàn)結(jié)果的條件也相同。
[0066]在真空段，泵室內(nèi)壓與活塞位置以同相位同步變化(圖7(A))，與此相對(duì)，在加壓段，泵室內(nèi)壓與活塞位置并不同步變化，二者之間產(chǎn)生相位差(圖7(B))。更具體地說(shuō)，在加壓段的活塞到達(dá)上止點(diǎn)之前，泵室內(nèi)出現(xiàn)壓力峰值。
[0067]由以上的實(shí)驗(yàn)結(jié)果可以確定:即使以相互為同相位的方式驅(qū)動(dòng)真空段及加壓段各自的活塞，真空段及加壓段各自的泵室內(nèi)壓也并不以同相位發(fā)生變化，加壓段的泵室較真空段的泵室更早達(dá)到壓力最大值。
[0068]另外，通過(guò)實(shí)驗(yàn)可以確定:通過(guò)以第I泵部和第2泵部的兩泵室的內(nèi)壓變化為反相位的形式構(gòu)成泵裝置，與在以相互為同相位的方式驅(qū)動(dòng)各泵部的活塞的情況下相比，能夠減小驅(qū)動(dòng)電機(jī)的耗電量。
[0069]在此，內(nèi)壓隨時(shí)間的變化為反相位指的是，一般，兩泵室內(nèi)的壓力波形具有180°的相位差。但也不僅限于此，只要具有能夠解釋為在實(shí)質(zhì)意義上為反相位的相位關(guān)系即可。在此，實(shí)質(zhì)意義上的反相位可以定義為，例如，較在同相位驅(qū)動(dòng)兩活塞，可減少耗電量的相位關(guān)系。
[0070]在加壓段的活塞和真空段的活塞之間設(shè)定預(yù)定的相位差，以使真空段的泵室內(nèi)壓的壓力波形與加壓段的泵室內(nèi)壓的壓力波形為同相位，在采用這種方式來(lái)構(gòu)成泵裝置的情況下，加壓段的活塞與真空段的活塞的旋轉(zhuǎn)相位差設(shè)定為大于180°小于260° (加壓段的活塞的相位超前于真空段的活塞的相位)。圖7 (A)?(C)表示該旋轉(zhuǎn)相位差為220°時(shí)的實(shí)驗(yàn)結(jié)果。圖7(C)表示真空段的泵室的壓力波形和加壓段的泵室的壓力波形的合成波形。
[0071]另一方面，在加壓段的活塞和真空段的活塞之間設(shè)定預(yù)定的相位差，以使真空段的泵室內(nèi)壓的壓力波形和加壓段的泵室內(nèi)壓的壓力波形為反相位，在采用這種方式來(lái)構(gòu)成泵裝置的情況下，加壓段的活塞與真空段的活塞的的旋轉(zhuǎn)相位差設(shè)定為大于0°小于80° (加壓段的活塞的相位超前于真空段的活塞的相位)。圖8 (A)?(C)表示該旋轉(zhuǎn)相位差為40°時(shí)的實(shí)驗(yàn)結(jié)果。圖8 (A)表示真空段的泵室內(nèi)壓和活塞位置隨時(shí)間的變化，圖8 (B)表示加壓段的泵室內(nèi)壓和活塞位置隨時(shí)間的變化。此外，圖8(C)表示真空段的泵室的壓力波形和加壓段的泵室的壓力波形的合成波形。
[0072]接著，圖9為表示相對(duì)于真空段的活塞的加壓段的活塞的旋轉(zhuǎn)相位差和電機(jī)的耗電量之間的關(guān)系的實(shí)驗(yàn)結(jié)果。橫軸的旋轉(zhuǎn)相位差表示相對(duì)于真空段的活塞的加壓段的活塞的相位超前角度(沿驅(qū)動(dòng)軸的旋轉(zhuǎn)方向，加壓一側(cè)活塞超前于真空一側(cè)活塞的相位角度)。
[0073]如圖9所示，可知:電機(jī)的電流值相應(yīng)于相對(duì)于真空段的活塞的加壓段的活塞的旋轉(zhuǎn)相位差Φ發(fā)生變化。這是與各段的泵室間的壓力變化的均衡性相關(guān)的。
[0074]本實(shí)驗(yàn)例中，電流值為最低的旋轉(zhuǎn)相位差為40°，此時(shí)的各段的泵室的壓力波形為圖8(A)、(B)所示，互為反相位的關(guān)系。此時(shí)，各段的泵室的內(nèi)壓的合成波形變?yōu)槿鐖D8(C)所示那樣，各段的泵室內(nèi)壓相互抵消，因而使得電機(jī)的耗電量為最小。
[0075]與此相對(duì)，在各段的泵室的內(nèi)壓互為同相位的驅(qū)動(dòng)條件(相對(duì)于真空段的活塞的加壓段的活塞的旋轉(zhuǎn)相位差為+220° )下，如圖7(C)所示，各段的泵室的內(nèi)壓疊加導(dǎo)致電機(jī)的負(fù)荷周期性地變動(dòng)，這是耗電量增大的原因。
[0076]另外，可以確定的是:如圖9所示，電源頻率為50Hz或者60Hz的情況下，旋轉(zhuǎn)相位差Φ在大于0°小于80°的范圍內(nèi)時(shí)，電機(jī)的驅(qū)動(dòng)電流比旋轉(zhuǎn)相位差Φ = 0° (360° )時(shí)減小。特別是，在旋轉(zhuǎn)相位差在Φ = 40° ±30°的范圍內(nèi)時(shí)，與電源頻率無(wú)關(guān)，電流值也一直比Φ=0°時(shí)的電流值小。另外，在Φ =40° ±15°的范圍，能夠進(jìn)一步降低耗電量，50Hz時(shí)約降低4.1 %, 60Hz時(shí)約降低2.2%的電流值。
[0077]此外，通過(guò)將上述相位差Φ設(shè)定在40° ±15°，不僅可減少耗電量，也可降低泵裝置I驅(qū)動(dòng)時(shí)產(chǎn)生的振動(dòng)。發(fā)明人通過(guò)實(shí)驗(yàn)確認(rèn)了，例如Φ =40°時(shí)，較真空段及加壓段的各活塞為同相位(Φ =0° )時(shí)，X、Y以及Z的各軸方向(參照?qǐng)D1)上的振動(dòng)加速度都有所降低。
[0078]該降低振動(dòng)的效果，在50Hz及60Hz的任一電源頻率中均可得到確認(rèn)。
[0079]以上，說(shuō)明了本發(fā)明的實(shí)施方式，但本發(fā)明不僅限定為上述實(shí)施方式，在不脫離本發(fā)明的主旨的范圍內(nèi)的任何修改、等同替換、改良等變形，均應(yīng)包含在本發(fā)明的保護(hù)范圍之內(nèi)。
[0080]例如，在以上的實(shí)施方式中，構(gòu)成泵裝置的真空泵部11及加壓泵部12分別由擺動(dòng)活塞泵構(gòu)成，但不僅限定于此，例如，也可由隔膜泵等其他往復(fù)移動(dòng)型活塞泵構(gòu)成各泵。
[0081]另外，在以上的實(shí)施方式中，舉例說(shuō)明了具有一個(gè)驅(qū)動(dòng)電機(jī)和兩個(gè)泵部的泵裝置，但是具有多組(例如，兩組)由上述驅(qū)動(dòng)電機(jī)和兩個(gè)泵部構(gòu)成的泵單元的泵裝置，也可應(yīng)用本發(fā)明。
【權(quán)利要求】
1.一種泵裝置，具有:驅(qū)動(dòng)電機(jī)、第I泵部以及第2泵部，其中， 所述驅(qū)動(dòng)電機(jī)，其具有第I驅(qū)動(dòng)軸和第2驅(qū)動(dòng)軸，能夠使所述第I驅(qū)動(dòng)軸及所述第2驅(qū)動(dòng)軸繞第I軸同步旋轉(zhuǎn)； 第I泵部，其用于真空排氣，具有:第I活塞，其被所述第I驅(qū)動(dòng)軸的旋轉(zhuǎn)帶動(dòng)，沿與所述第I軸垂直的第2軸方向做往復(fù)運(yùn)動(dòng)；第I泵室，其內(nèi)壓相應(yīng)于所述第I活塞的往復(fù)運(yùn)動(dòng)發(fā)生變化； 第2泵部，其用于加壓，具有:第2活塞，其被所述第2驅(qū)動(dòng)軸的旋轉(zhuǎn)帶動(dòng)，沿所述第2軸方向做往復(fù)運(yùn)動(dòng)；第2泵室，其內(nèi)壓相應(yīng)于所述第2活塞的往復(fù)運(yùn)動(dòng)發(fā)生變化，所述第2活塞以大于0°小于80°的旋轉(zhuǎn)相位差超前于所述第I活塞。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的泵裝置，其特征在于， 所述旋轉(zhuǎn)相位差為40° ±15°。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的泵裝置，其特征在于， 所述第I泵部還具有第I配重，所述第I配重與所述第I活塞一起繞所述第I驅(qū)動(dòng)軸旋轉(zhuǎn)； 所述第2泵部還具有第2配重，所述第2配重相對(duì)于所述第I配重，以所述旋轉(zhuǎn)相位差，與所述第2活塞一起繞第2驅(qū)動(dòng)軸旋轉(zhuǎn)。
【文檔編號(hào)】F04B41/06GK104204522SQ201380017010
【公開(kāi)日】2014年12月10日 申請(qǐng)日期:2013年3月7日 優(yōu)先權(quán)日:2012年3月30日
【發(fā)明者】大坂泰介, 田邊優(yōu)作, 長(zhǎng)野元泰, 絲山龍二 申請(qǐng)人:Ulvac機(jī)工株式會(huì)社