真空装置的制作方法

1.本发明涉及一种真空装置。


背景技术：

2.在专利文献1中公开了一种收容电机的真空泵。根据该文献，电机的旋转轴通过一对轴承被固定。在旋转轴设置有旋转叶片，电机使旋转叶片旋转，由此作为泵发挥作用。在轴承的滚珠劣化时，轴承振动。根据该文献，在轴承的固有振动数的旋转速度范围中，通过使该轴承的振动衰减，真空泵能够降低主轴的倾斜和轴向的错位。为了这种真空泵的预知保全，可以考虑安装搭载了传感器单元的监视装置。
3.专利文献1：日本特开2000-74080号公报
4.但是，在真空泵等振动源安装监视装置并非易事。具体地，由于与作为振动源的轴承较近的部分达到高温，所以导致监视装置的感测精度降低。当在远离振动源的部分设置监视装置时，虽然监视装置的温度下降，但是导致从轴承传递的振动衰减，所以导致振动检测精度降低。因此，需要这样的构造，即使是在振动源的附近筐体的温度上升的部位，也能够抑制监视装置的温度上升。


技术实现要素：

5.真空装置具备：可动体；筐体，收容所述可动体；以及监视装置，安装于所述筐体，检测所述筐体的振动，所述筐体具备第一流路，在从与所述监视装置的安装面垂直的方向观察即俯视时，所述第一流路以与所述监视装置重叠的方式使制冷剂流动。
附图说明
6.图1是表示有关第一实施方式的真空泵的结构的简易立体图。
7.图2是表示真空泵的内部构造的示意侧视截面图。
8.图3是表示真空泵的内部构造的示意俯视截面图。
9.图4是表示流路的结构的框图。
10.图5是表示有关第二实施方式的流路的结构的框图。
11.图6是表示有关第三实施方式的真空泵的结构的简易立体图。
12.图7是表示真空泵的内部构造的示意侧视截面图。
13.图8是表示流路的结构的框图。
14.图9是表示有关第四实施方式的流路的结构的框图。
15.图10是表示有关第六实施方式的真空泵的结构的示意侧视截面图。
16.图11是表示电机冷却部的构造的示意侧视截面图。
17.图12是表示第一侧壁的构造的示意侧视截面图。
18.图13是表示传感器冷却部的结构的简易立体图。
19.图14是表示泵冷却部的结构的简易立体图。
20.图15是表示第二侧壁的构造的示意侧视截面图。
21.图16是表示有关第七实施方式的真空泵的结构的示意侧视截面图。
22.图17是表示传感器冷却部的结构的简易立体图。
23.附图标记说明
24.1、46、47、59、62、81
…
作为真空装置的真空泵；3、48、63、82
…
筐体；16
…
监视装置；21、55
…
第一流路；23、52
…
第二流路；25
…
作为可动体的泵转子；33
…
作为制冷剂的水；37
…
供给流路；38
…
分支部；72e、84e
…
作为第一流路的第三空洞；76e
…
作为第二流路的第四空洞。
具体实施方式
25.第一实施方式
26.在本实施方式中，对安装有监视装置的真空泵的特征性示例进行说明。如图1所示，作为真空装置的真空泵1被设置在基座2上。真空泵1的截面形状为大致长圆形的柱状。设真空泵1的长度方向为x方向，设长圆的长轴方向为y方向，设长圆的短轴方向为z方向。
27.真空泵1具备筐体3。筐体3具备从-x方向侧朝向+x方向侧配置的电机壳体4、连接部5、泵壳体6及齿轮箱7。筐体3在连接部5与泵壳体6之间具备第一侧壁8。筐体3在泵壳体6与齿轮箱7之间具备第二侧壁9。
28.在泵壳体6的+z方向侧的面上连接有进气管11。在泵壳体6的-z方向侧的面上连接有排气管12。
29.第一侧壁8在基座2侧具备第一支腿部13及第二支腿部。第一支腿部13被配置在-y方向侧，第二支腿部被配置在+y方向侧。第二侧壁9在基座2侧具备第三支腿部14及第四支腿部。第三支腿部14被配置在-y方向侧，第四支腿部被配置在+y方向侧。第一支腿部13～第四支腿部通过第一螺栓15被紧固于基座2。
30.在作为筐体3的一部分的泵壳体6安装有监视装置16。监视装置16检测筐体3的振动。监视装置16具备检测筐体3的振动的传感器单元17。传感器单元17包括惯性传感器。另外，监视装置16具备传感器单元17的安装用的板18。另外，板18通过第二螺栓19被固定于泵壳体6。在传感器单元17检测正交的三轴方向的振动时，传感器单元17的姿态不受限定。监视装置16可以输出振动的波形，还可以判定振动的振幅而输出警报信号。
31.泵壳体6具备形成第一流路21的第一配管22。电机壳体4、连接部5以及泵壳体6具备形成第二流路23的第二配管24。
32.使用图2及图3说明真空泵1的内部构造。图2是从-y方向观察时的图。图3是从+z方向观察时的图。在附图中，第一支腿部13～第四支腿部被省略。真空泵1具备作为移送气体的两个可动体的泵转子25、以及使两个泵转子25旋转的两个电机26。筐体3收容泵转子25。
33.两个泵转子25具有两条旋转轴27。两条旋转轴27分别被第一轴承28及第二轴承29支撑为能够旋转。两个电机26连接于各自的旋转轴27的一端。电机26构成为使两个泵转子25向相互相反的方向同步旋转。在旋转轴27的另一端固定有两个定时齿轮31。该定时齿轮31是为了在两个电机26的同步旋转失败的情况下，确保两个泵转子25的同步旋转而设置的。
34.泵壳体6被夹在第一侧壁8与第二侧壁9之间。泵转子25配置在由泵壳体6、第一侧
壁8以及第二侧壁9构成的泵室32内。
35.第一侧壁8支撑进气管11侧的第一轴承28。第一轴承28配置在连接部5内。电机26配置在固定于连接部5的电机壳体4内。排气管12侧的第二轴承29固定于第二侧壁9。定时齿轮31及第二轴承29配置在齿轮箱7内。通过泵转子25的旋转，第一轴承28及第二轴承29进行振动。第一轴承28及第二轴承29的振动通过第一侧壁8及第二侧壁9被传递至泵壳体6等的筐体3。
36.如图2所示，作为筐体3的一部分的泵壳体6具备第一流路21，在从与监视装置16的安装面垂直的方向观察的俯视图中，第一流路21以与监视装置16重叠的方式使作为制冷剂的水33流动。根据该结构，与监视装置16对置地配置第一流路21，在第一流路21中流动的水33将监视装置16冷却。因此，即使是在作为振动源的第一轴承28及第二轴承29的附近筐体3的温度上升的部位，也能够抑制监视装置16的温度上升。其结果是，监视装置16以能够精度良好地检测振动的温度进行动作，所以能够精度良好地检测振动。
37.作为筐体3的一部分的泵壳体6具备使水33在与泵转子25对置的部分流动的第二流路23。第二流路23的水33抑制真空泵1的整体的温度上升。具体地，在与监视装置16对置的部分的泵壳体6配置有第一流路21，在不与监视装置16对置的部分的泵壳体6配置有第二流路23。
38.第一流路21的密度比第二流路23高。该密度表示在与流路垂直的截面的每单位面积的流路的截面积的合计。根据该结构，第一流路21的密度比第二流路23高，所以能够效率良好地将监视装置16冷却。
39.具体地，第一流路21的流路截面积和第二流路23的流路截面积相同。从水33在泵壳体6中流动的y方向观察时，包含在规定的面积中的第一流路21的数量比第二流路23的数量多。根据该结构，第一流路21的流路截面积和第二流路23的流路截面积相同。第一流路21及第二流路23能够用相同的刀具形成，能够生产性良好地形成第一流路21及第二流路23。从水33流动的y方向观察时，包含在规定的面积中的第一流路21的数量比第二流路23的数量多，所以能够使第一流路21的密度比第二流路23的密度更高。
40.在筐体3设置有直线状的第一流路21及第二流路23。在第一流路21从筐体3出来的部分配置有第一配管22。筐体3内相邻的第一流路21通过第一配管22内的第一流路21相连接。同样地，在第二流路23从筐体3出来的部分配置有第二配管24。筐体3内相邻的第二流路23通过第二配管24内的第二流路23相连接。
41.筐体3是铸件，向铸模中浇注材料而形成筐体3。通过钻头在筐体3形成直线状的贯通孔，形成第一流路21及第二流路23。第一配管22及第二配管24被插入贯通孔中，从而各贯通孔相连接。
42.如图4所示，从水源34在供给配管35中流动而供给水33。水33是工业用水。在供给配管35设置有第一阀36，操作者操作第一阀36，调整在供给配管35中流动的水33的流量。供给配管35的内部成为供给流路37。同样地，第一配管22的内部是第一流路21，第二配管24的内部是第二流路23。
43.真空泵1具备分支部38，将供给水33的供给流路37分支成第一流路21和第二流路23。根据该结构，在供给流路37中流动的水33被供给到第一流路21和第二流路23中。在第一流路21中流动的水33的温度不受在第二流路23中流动的水33的温度的影响。因此，第一流
路21能够稳定地将监视装置16冷却。
44.在本实施方式的例子中，泵转子25的温度是约70度～90度。第一轴承28及第二轴承29的部分是约100度。监视装置16的温度补偿范围是-40度～80度，但为了使监视装置16精度良好地检测筐体3的振动，优选将设置有监视装置16的部位的筐体3的温度设为15度以上且45度以下。从供给流路37被供给的水33的温度是约20度。在第二流路23中流动的水33去除真空泵1整体的热量。在第一流路21中流动的水33去除与监视装置16对置的部位的筐体3的热量。
45.在第一流路21设置有第二阀39，操作者操作第二阀39，调整在第一流路21中流动的水33的流量。在第二流路23设置有第三阀41，操作者操作第三阀41，调整在第二流路23中流动的水33的流量。操作者调整第一阀36、第二阀39以及第三阀41，将设置有监视装置16的部位的筐体3的温度维持在15度以上且45度以下。
46.第二流路23按照泵壳体6、连接部5、电机壳体4的顺序通过。在第二流路23中流动的水33当在泵壳体6流动时最低，当在电机壳体4流动时最高。通过了筐体3的水33所流动的第一流路21及第二流路23在合流部42进行合流，并与排出流路43连接。通过了排出流路43的水33被朝向排水路径44排出。另外，第二流路23在筐体3流动的顺序不受特别限定。
47.在第一流路21及第二流路23中流动将筐体3冷却的制冷剂是水33。根据该结构，制冷剂是水33，所以能够使用工业用水。因此，不需要使制冷剂循环的装置，能够生产性良好地构成真空泵1。
48.第二实施方式
49.本实施方式与第一实施方式的不同之处是，第一流路21和第二流路23被串联连接。如图5所示，在作为真空装置的真空泵46中，通过第一阀36，供给流路37与第一流路21连接。与第一实施方式一样地，筐体3具备使水33在与监视装置16对置的部分流动的第一流路21。筐体3具备使水33在与泵转子25对置的部分流动的第二流路23。通过了筐体3的第一流路21与第二流路23连接。通过了筐体3的第二流路23与排出流路43连接。
50.因此，供给水33的供给流路37和第一流路21和第二流路23按照该顺序被串联连接。根据该结构，例如当在第一流路21通过的水33被供给到第二流路23中的情况下，在第一流路21中流动的水33的温度不易受在第二流路23中流动的水33的温度的影响。因此，第一流路21能够稳定地将监视装置16冷却。
51.与第一实施方式相比，真空泵46能够缩短第一配管22及第二配管24的长度。因此，真空泵46能够成为可以生产性良好地进行制造的装置。
52.第三实施方式
53.本实施方式与第一实施方式的不同之处是，监视装置16被设置于第一侧壁8。如图6及图7所示，作为真空装置的真空泵47具备筐体48。筐体48具备从-x方向侧朝向+x方向侧配置的电机壳体4、连接部5、泵壳体49及齿轮箱7。筐体48在连接部5与泵壳体49之间具备第一侧壁51。筐体48在泵壳体49与齿轮箱7之间具备第二侧壁9。
54.电机壳体4、连接部5、泵壳体49具备使水33流动的第二流路52及第二配管53。筐体48具备使水33在与泵转子25对置的部分流动的第二流路52。在第二流路52从筐体48出来的部分配置有第二配管53。筐体48内相邻的第二流路52通过第二配管53内的第二流路52相连接。
55.第一侧壁51具备安装台54。在安装台54安装有监视装置16。安装台54是筐体48的一部分。安装台54具备使水33流动的第一流路55及第一配管56。筐体48具备使水33在与监视装置16对置的部分流动的第一流路55。在筐体48设置有直线状的第一流路55。在第一流路55从筐体48出来的部分配置有第一配管56。筐体48内相邻的第一流路55通过第一配管56内的第一流路55相连接。
56.如图8所示，第一配管56的内部是第一流路55，第二配管53的内部是第二流路52。真空泵47具备分支部38，将供给水33的供给流路37分支成第一流路55和第二流路52。根据该结构，在供给流路37中流动的水33被供给到第一流路55和第二流路52中。在第一流路55中流动的水33的温度不受在第二流路52中流动的水33的温度的影响。因此，第一流路55能够稳定地将监视装置16冷却。
57.第四实施方式
58.本实施方式与第三实施方式的不同之处是，第一流路55和第二流路52被串联连接。如图9所示，在作为真空装置的真空泵59中，通过第一阀36，供给流路37与第一流路55连接。与第三实施方式一样地，筐体48具备使水33在与监视装置16对置的部分流动的第一流路55。筐体48具备使水33在与泵转子25对置的部分流动的第二流路52。通过了筐体48的第一流路55与第二流路52连接。通过了筐体48的第二流路52与排出流路43连接。
59.因此，供给水33的供给流路37和第一流路55和第二流路52按照该顺序被串联连接。根据该结构，例如当在第一流路55通过的水33被供给到第二流路52中的情况下，在第一流路55中流动的水33的温度不易受在第二流路52中流动的水33的温度的影响。因此，第一流路55能够稳定地将监视装置16冷却。
60.与第三实施方式相比，真空泵59能够缩短第一配管56及第二配管53的长度。因此，真空泵59能够成为可以生产性良好地进行制造的装置。
61.第五实施方式
62.在第一实施方式中，监视装置16被设置在真空泵1中。作为真空装置示例了真空泵1，但其种类没有特别限定，例如也可以是液压泵、水泵等具有旋转机构的各种装置。
63.第六实施方式
64.本实施方式与第一实施方式的不同之处是，将真空泵1冷却的流路的方式不同。如图10所示，作为真空装置的真空泵62具备筐体63。筐体63具备电机壳体64、连接部65、第一侧壁66、泵壳体67、第二侧壁68、齿轮箱69。电机壳体64、连接部65、第一侧壁66、泵壳体67、第二侧壁68、齿轮箱69分别相当于第一实施方式的电机壳体4、连接部5、第一侧壁8、泵壳体6、第二侧壁9、齿轮箱7。
65.图11是沿着图10的aa线的截面的截面图。如图10及图11所示，在电机壳体64的+y方向侧、-y方向侧、+z方向侧以及-z方向侧，包围电机壳体64来配置电机冷却部71。电机冷却部71具备第一上板71a及第一底板71b。第一上板71a在第一底板71b侧具备凹部。第一上板71a和第一底板71b接合，凹部成为第一空洞71e。第一底板71b与电机壳体64接触并被固定。
66.第一上板71a具备第一入水口71c及第一出水口71d。第一入水口71c及第一出水口71d与第一空洞71e连通。第一空洞71e充满水33。电机26的热量被第一空洞71e的水33吸收。从第一入水口71c供给的水33吸收热量，并从第一出水口71d排出。其结果是，电机26被冷
却。第一空洞71e成为x方向的宽度较宽的流路。
67.图12是沿着图10的bb线的截面的截面图。如图10及图12所示，第一侧壁66具备第一侧板66a及第二侧板66b。第一侧板66a在第二侧板66b侧具备凹部。第一侧板66a和第二侧板66b接合，凹部成为第二空洞66e。
68.第一侧板66a具备第二入水口66c及第二出水口66d。第二入水口66c及第二出水口66d与第二空洞66e连通。第二空洞66e充满水33。电机26及泵转子25的发热被第二空洞66e的水33吸收。从第二入水口66c供给的水33吸收热量，并从第二出水口66d排出。其结果是，电机26及泵转子25被冷却。
69.如图10及图13所示，在泵壳体67的+z方向侧设置有传感器冷却部72。传感器冷却部72具备第三上板72a及第三底板72b。第三上板72a在第三底板72b侧具备凹部。第三上板72a和第三底板72b接合，凹部成为作为第一流路的第三空洞72e。第三底板72b与泵壳体67接触并被固定。
70.第三上板72a具备第三入水口72c及第三出水口72d。第三入水口72c及第三出水口72d与第三空洞72e连通。第三空洞72e充满水33。泵转子25的热量被第三空洞72e的水33吸收。从第三入水口72c供给的水33吸收热量，并从第三出水口72d排出。其结果是，监视装置16的温度被维持。第三空洞72e成为y方向的宽度较宽且向正方向流动的流路。
71.传感器冷却部72的+z方向侧的面是监视装置16的安装面72f。在安装面72f安装有监视装置16。第三空洞72e的x方向的长度是第一长度73。第三空洞72e的y方向的长度是第二长度74。第一长度73及第二长度74是指与安装面72f平行的方向的长度。第三长度75是指第三空洞72e的z方向的长度。第三长度75是指与安装面72f垂直的方向的第三空洞72e的长度。第一长度73及第二长度74比第三长度75长。因此，第三空洞72e的截面形状为与监视装置16的安装面72f平行的方向的长度比与监视装置16的安装面72f垂直的方向的长度长。
72.根据该结构，与第一实施方式的第一流路21相比，能够容易制造基于第三空洞72e的流路。与第一实施方式的第一流路21相比，流路的宽度较宽、长度较短，所以能够减小流体阻力。
73.筐体63具备第三空洞72e，在从与监视装置16的安装面72f垂直的方向观察的俯视图中，第三空洞72e以与监视装置16重叠的方式使水33流动。
74.如图10及图14所示，在泵壳体67的-z方向侧设置有泵冷却部76。泵冷却部76具备第四上板76a及第四底板76b。第四上板76a在第四底板76b侧具备凹部。第四上板76a和第四底板76b接合，凹部成为作为第二流路的第四空洞76e。第四底板76b与泵壳体67接触并被固定。
75.当在第四底板76b与泵壳体67之间具有间隙时，传感器单元17受到噪声的影响。因此，优选提高各部件的平面度而接合。
76.筐体63具备使水33在与泵转子25对置的部分流动的第四空洞76e。供给水33的供给流路37和第三空洞72e和第四空洞76e按照该顺序被串联连接。
77.在第四上板76a形成有第一贯通孔76g。在第四底板76b形成有第二贯通孔76h。在泵壳体67的-z方向侧的面上形成有内螺纹。螺栓在第一贯通孔76g及第二贯通孔76h中通过并与泵壳体67的内螺纹螺纹连接。泵冷却部76通过螺栓固定于泵壳体67。
78.第四上板76a具备第四入水口76c及第四出水口76d。第四入水口76c及第四出水口
76d与第四空洞76e连通。第四空洞76e充满水33。泵转子25的热量被第四空洞76e的水33吸收。从第四入水口76c供给的水33吸收热量，并从第四出水口76d被排出。其结果是，泵转子25被冷却。
79.图15是沿着图10的cc线的截面的截面图。如图10及图15所示，第二侧壁68具备第三侧板68a及第四侧板68b。第三侧板68a在第四侧板68b侧具备凹部。第三侧板68a和第四侧板68b接合，凹部成为第五空洞68e。
80.第三侧板68a具备第五入水口68c及第五出水口68d。第五入水口68c及第五出水口68d与第五空洞68e连通。第五空洞68e充满水33。泵转子25及定时齿轮31的热量被第五空洞68e的水33吸收。从第五入水口68c供给的水33吸收热量，并从第五出水口68d被排出。其结果是，泵转子25及定时齿轮31被冷却。
81.如图10所示，在齿轮箱69的内部，在-z方向侧设置有冷却配管77。在齿轮箱69的内部注入对定时齿轮31进行润滑的润滑油78。冷却配管77被润滑油78浸渍。
82.冷却配管77具备第六入水口77c及第六出水口77d。第六入水口77c及第六出水口77d与冷却配管77连接。定时齿轮31的热量传递至润滑油78，润滑油78的热量被在冷却配管77内流动的水33吸收。从第六入水口77c供给的水33吸收热量，并从第六出水口77d被排出。其结果是，润滑油78及定时齿轮31被冷却。
83.水源34和第三入水口72c通过供给配管35相连接。从水源34供给的水33按照供给流路37、传感器冷却部72、冷却配管77、电机冷却部71、第一侧壁66、第二侧壁68、泵冷却部76的顺序通过，被排出到排水路径44中。由于水源34的水被冷却，所以上游侧的传感器冷却部72的冷却能力最高。
84.传感器冷却部72、电机冷却部71、第一侧壁66、第二侧壁68、泵冷却部76的材质优选使用耐蚀高镍铸铁。耐蚀高镍铸铁是除铁以外，还含有铬、镍、铜的合金。耐蚀高镍铸铁的特性具有耐热性、耐蚀性、低热膨胀率，所以能够延长真空泵62的寿命。
85.传感器冷却部72、电机冷却部71、第一侧壁66、第二侧壁68、泵冷却部76各部件可以是铸造品。能够容易制造具有凹部的形状。
86.将传感器冷却部72固定于泵壳体67的方法能够使用螺钉固定、焊接。此外，还可以使传感器冷却部72和泵壳体67形成为一体。
87.第七实施方式
88.本实施方式与第六实施方式的不同之处是，监视装置16设置在第一侧壁66。如图16所示，作为真空装置的真空泵81具备筐体82。筐体82具备电机壳体64、连接部65、第一侧壁83、泵壳体67、第二侧壁68、齿轮箱69。在这些要素中，除第一侧壁83以外，与第六实施方式相同。此外，真空泵81具备与第六实施方式相同的泵冷却部76及冷却配管77。
89.第一侧壁83具备第一侧板83a及第二侧板83b。第一侧板83a在第二侧板83b侧具备凹部。第一侧板83a和第二侧板83b接合，凹部成为第二空洞83e。
90.第一侧板83a具备第二入水口83c及第二出水口83d。第二入水口83c及第二出水口83d与第二空洞83e连通。第二空洞83e充满水33。电机26及泵转子25的热量被第二空洞83e的水33吸收。从第二入水口83c供给的水33吸收热量，并从第二出水口83d被排出。其结果是，电机26及泵转子25被冷却。
91.第一侧壁83在+z方向侧比第六实施方式的第一侧壁66长。在第一侧壁83的+z方向
侧，在-x方向侧设置有传感器冷却部84。如图16及图17所示，第三上板84a的侧面与第一侧板83a接触并被固定。第一侧板83a的振动通过传感器冷却部84传递至监视装置16。
92.传感器冷却部84具备第三上板84a及第三底板84b。第三上板84a在第三底板84b侧具备凹部。第三上板84a和第三底板84b接合，凹部成为作为第一流路的第三空洞84e。
93.第三上板84a具备第三入水口84c及第三出水口84d。第三入水口84c及第三出水口84d与第三空洞84e连通。第三空洞84e充满水33。从第一侧壁83传递的热量被第三空洞84e的水33吸收。从第三入水口84c供给的水33吸收热量，并从第三出水口84d被排出。其结果是，监视装置16的温度被维持。
94.传感器冷却部84的+z方向侧的面是监视装置16的安装面84f。在安装面84f安装有监视装置16。第三空洞84e的x方向的长度是第一长度73。第三空洞84e的y方向的长度是第二长度74。第一长度73及第二长度74是指与安装面84f平行的方向的长度。第三长度75是指第三空洞84e的z方向的长度。第三长度75是指与安装面84f垂直的方向的第三空洞84e的长度。第一长度73及第二长度74比第三长度75长。因此，第三空洞84e的截面形状为与监视装置16的安装面84f平行的方向的长度比与监视装置16的安装面84f垂直的方向的长度长。
95.根据该结构，与第一实施方式的第一流路21相比，能够容易制造第三空洞84e的流路。与第一实施方式的第一流路21相比，流路的宽度较宽、长度较短，所以能够减小流体阻力。
96.筐体82具备第三空洞84e，在从与监视装置16的安装面84f垂直的方向观察的俯视图中，第三空洞84e以与监视装置16重叠的方式使水33流动。
97.水源34和第三入水口84c通过供给配管35相连接。从水源34供给的水33按照供给流路37、传感器冷却部84、冷却配管77、电机冷却部71、第一侧壁83、第二侧壁68、泵冷却部76的顺序通过，被排出到排水路径44中。