(57)【要約】【課題】固形物を含有する被移送物を移送するにあたり固形物を破砕することのない２軸スクリューポンプが望まれている。【解決手段】２軸スクリューポンプ１は、非接触に噛合して回転する螺旋歯２１ａ，２１ｂを有する一対のポンプスクリュー５ａ，５ｂと、一対のポンプスクリュー５ａ，５ｂを収容するポンプ室３を内部に形成したポンプケーシング２と、ポンプスクリュー５ａ，５ｂの片端をそれぞれ回動自在に支承する駆動部４とを備え、ポンプ室３をはさんで駆動部４とは反対側に取入口１０を有し、ポンプスクリュー５ａ，５ｂの回転駆動により、取入口１０からポンプ室３に被移送物を取り入れて移送するポンプであって、一対の螺旋歯２１ａ，２１ｂにおける取入口１０と対面する端面および外周面を切り欠いて、取入口１０に向かうほど縮径するテーパ面２２ａ，２２ｂを螺旋歯２１ａ，２１ｂに形成したものである。【選択図】図２
2010013951.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
非接触に噛合して回転する螺旋歯をそれぞれ有する一対のポンプスクリューと、該一対のポンプスクリューを収容するポンプ室を内部に形成したポンプケーシングと、一対のポンプスクリューの片端をそれぞれ回動自在に支承する駆動部とを備えるとともに、ポンプ室をはさんで駆動部とは反対側に取入口を有し、前記一対のポンプスクリューの回転駆動により、取入口からポンプ室に被移送物を取り入れて駆動部側に移送する２軸スクリューポンプにおいて、
一対のポンプスクリューの螺旋歯における取入口と対面する端面および該端面につながる外周面を切り欠いて、取入口に向かうほど縮径するテーパ面を前記一対の螺旋歯に形成したことを特徴とする２軸スクリューポンプ。
【請求項２】
ポンプスクリューの回転軸心とテーパ面との成す角度が、３０度以上７５度以下に設定されている請求項１に記載の２軸スクリューポンプ。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、半固形ないし高粘度液状の被移送物を剪断力を加えることなく移送する２軸スクリューポンプに関するものである。
【背景技術】
【０００２】
従来、この種の２軸スクリューポンプを図６、図７に示す。各図に示した２軸スクリューポンプ５１は、内部にポンプ室３が形成されたポンプケーシング２と、ポンプケーシング２に連結された駆動部４とを備えている。ポンプケーシング２の前面開口部には、開口部１２を有する口金１１がボルト止めされている。ポンプ室３内には一対のポンプスクリュー５５ａ，５５ｂが収容されている。ポンプスクリュー５５ａ，５５ｂは軸部６ａ，６ｂの自由端７，７側に嵌装され、それぞれ取付板８およびボルト９で固着されている。ポンプスクリュー５５ａ，５５ｂは、軸部６ａ，６ｂが挿通される筒胴部２０，２０と、筒胴部２０，２０の外周に螺旋状に形成された螺旋歯６１ａ，６１ｂとから成っている。ポンプケーシング２において、ポンプスクリュー５ａ，５ｂの自由端７，７の前方空間は、被移送物をポンプ室３内に取り入れるための取入口１０となっている。ポンプスクリュー５５ａ，５５ｂの螺旋歯６１ａ，６１ｂにおける外周面２３，２３は、ポンプ室３の内周面に平行となるように形成されている。螺旋歯６１ａ，６１ｂの回転方向の最先端部分は、それぞれスクリュー半径方向に沿う回転先端面２５ａ，２５ｂとなっている。取入口１０と対面する螺旋歯６１ａ，６１ｂの端面２４，２４は、回転先端面２５ａ，２５ｂ、およびそれぞれの外周面２３，２３とつながっている。
ポンプ室３と駆動部４間の吐出側空間１８を臨む位置のポンプケーシング２の上面に吐出口１９が設けられている。ポンプスクリュー５５ａ，５５ｂの軸部６ａ，６ｂの片端は駆動部４内の軸受（図示省略）に回動自在に支承されていて、互いに噛合する同期歯車１７ａ，１７ｂにより逆向きに同期回転する。
【０００３】
上記した２軸スクリューポンプ５１においては、モータＭの回転駆動により、ポンプスクリュー５５ａとポンプスクリュー５５ｂが同期回転し、口金５３の開口部１２より供給された被移送物が取入口１０からポンプスクリュー５５ａ，５５ｂの自由端７，７側に取り込まれる。このように取り込まれた被移送物はポンプスクリュー５５ａ，５５ｂのポンプ作用によりポンプ室３内を圧送され吐出側空間１８を経て吐出口１９から吐出されるようになっている。この２軸スクリューポンプ５１によれば、いかなる回転角度においても螺旋歯６１ａ，６１ｂの噛合面間に一定の微細隙間があって、螺旋歯６１ａ，６１ｂが非接触となるようになっている。すなわち、この２軸スクリューポンプ５１は螺旋歯６１ａ，６１ｂ間の微細隙間から洩れないほどに粘度の高い被移送物の移送に適しており、特に被移送物に剪断力を与えないため、剪断力により変質しやすい食品の移送に好適であることで知られている。
かかる構造に関連した２軸スクリューポンプは、例えば下記の特許文献１，２に開示されている。
【０００４】
【特許文献１】特開昭６２−２７６２８５号公報
【特許文献２】特開２００５−１０５９１０号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
ここで、例えば固形物を含有する粘度の高い食品を上記の２軸スクリューポンプ５１によって移送する場合を考える。この場合、図７および図８に示すように、ポンプ室３内の左右中央部の上下にそれぞれ形成されている内周突部２６と、図７中で２点鎖線の矢印Ｊで示すように回転してきた螺旋歯６１ｂの回転先端面２５ｂ（図７中の２点鎖線で示す）との間に、固形物Ｆが挟まれて破砕されることがある。このような現象は、回転してきた螺旋歯６１ａの回転先端面２５ａと内周突部２６と間でも生じ得る。
【０００６】
あるいは、図９および図１０に示すように、回転してきた螺旋歯６１ｂの回転先端面２５ｂと、ポンプスクリュー５５ａの筒胴部２０との間に、固形物Ｆが挟まれて破砕されたり、回転してきたポンプスクリュー５５ａの回転先端面２５ａとポンプスクリュー５５ｂの筒胴部２０との間に挟まれて破砕されることもある。
上記のように固形物が破砕されると、破砕された固形物小片が食品中に拡散して食感を著しく損なったり、食品とは質の異なる固形物の成分が食品中に拡がって食品の味を変えることがあり、場合によっては商品として使い物にならないことがある。
【０００７】
本発明は、上記した従来の問題点に鑑みてなされたものであって、固形物を含有する被移送物を移送するにあたり固形物を破砕することのない２軸スクリューポンプの提供を目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
上記目的を達成するために、本発明に係る２軸スクリューポンプは、非接触に噛合して回転する螺旋歯をそれぞれ有する一対のポンプスクリューと、該一対のポンプスクリューを収容するポンプ室を内部に形成したポンプケーシングと、一対のポンプスクリューの片端をそれぞれ回動自在に支承する駆動部とを備えるとともに、ポンプ室をはさんで駆動部とは反対側に取入口を有し、前記一対のポンプスクリューの回転駆動により、取入口からポンプ室に被移送物を取り入れて駆動部側に移送する２軸スクリューポンプにおいて、一対のポンプスクリューの螺旋歯における取入口と対面する端面および該端面につながる外周面を切り欠いて、取入口に向かうほど縮径するテーパ面を前記一対の螺旋歯に形成した構成にしてある。
【０００９】
また、前記構成において、ポンプスクリューの回転軸心とテーパ面との成す角度が、３０度以上７５度以下に設定されているものである。
【発明の効果】
【００１０】
本発明に係る２軸スクリューポンプによれば、一対のポンプスクリューの螺旋歯における取入口と対面する端面および該端面につながる外周面を切り欠いて、取入口に向かうほど縮径するテーパ面が一対の螺旋歯に形成されているので、被移送物中の固形物は螺旋歯のテーパ面とポンプ室の内周壁との間の隙間に逃げることができ、そのままポンプ室内に案内される。また、従来技術において螺旋歯の回転方向の先端に存在していた回転先端面はテーパ面を形成した際になくなるから、従来の回転先端面と、ポンプ室の内周突部または相方のポンプスクリューとの間に挟まれるということなくポンプ室内に送られる。これにより、固形物を含有する被移送物を移送する際に固形物の破砕を防ぐことができる。
【００１１】
また、ポンプスクリューの回転軸心とテーパ面との成す角度が、３０度以上７５度以下に設定されているものでは、固形物の破砕を確実に防ぐとともに、ポンプの一定以上のシール性を確保することができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１２】
本発明の最良の実施形態を図面に基づいて説明する。尚、以下に述べる実施形態は本発明を具体化した一例に過ぎず、本発明の技術的範囲を限定するものでない。図１は本発明の一実施形態に係る２軸スクリューポンプを示す側面図であり図２におけるＡ−Ａ線矢視断面図、図２は前記２軸スクリューポンプの平断面図、図３は図１におけるＢ−Ｂ線矢視断面図である。但し、図６から図１０に示した従来の２軸スクリューポンプ５１と同一の構成要素には、同一の符号を付すとともにその詳細な説明を省略することがある。
【００１３】
各図において、この実施形態に係る２軸スクリューポンプ１は、ポンプ室３が内部に形成された前後方向筒状のポンプケーシング２と、ポンプケーシング２の後端に連結された駆動部４を備えている。ポンプ室３は正面から見て左右中央部が上下内向きにくびれた繭形に形成されている。ポンプ室３内には一対のポンプスクリュー５ａ，５ｂが収容されている。ポンプスクリュー５ａ，５ｂは軸部６ａ，６ｂに装着され、それぞれの自由端７，７側において取付板８，８とボルト９，９で固定されている。ポンプケーシング２内におけるポンプ室３と駆動部４との間は吐出側空間１８となっている。この吐出側空間１８を臨む位置のポンプケーシング２の上面に、被移送物を吐出するための吐出口１９が形成されている。
ポンプケーシング２において、ポンプスクリュー５ａ，５ｂの自由端７，７の前方空間、すなわちポンプ室３をはさんで駆動部４とは反対側の空間は、被移送物をポンプ室３内に取り入れるための取入口１０となっている。
ポンプケーシング２の前面開口部は、開口部１２を有する口金１１がボルト止めされる。
【００１４】
駆動部４はハウジング１３とカバー板１４とから成る箱体を備えている。カバー板１４の前側端面にはポンプケーシング２の筒端面がボルトなどで連結されている。ハウジング１３内にはコロ軸受１５とコロ軸受１６が配備されている。これらのコロ軸受１５，１６はポンプスクリュー５ａの軸部６ａの片端を回動自在に支承している。コロ軸受１５としては例えば円錐コロ軸受が使用されている。ポンプスクリュー５ｂが取り付けられている軸部６ｂの片端も別のコロ軸受１５，１６に回動自在に支承されている。ポンプスクリュー５ａの軸部６ａには同期歯車１７ａが固着されており、ポンプスクリュー５ｂの軸部６ｂには同期歯車１７ａと噛合する同期歯車１７ｂが固着されている。これら同期歯車１７ａと同期歯車１７ｂとの同期噛合により、一対のポンプスクリュー５ａ，５ｂが非接触に噛合して回転する。この場合、例えばポンプスクリュー５ａの軸部６ａがモータＭの駆動軸と連結されている。
【００１５】
そして、ポンプスクリュー５ａは、図４に示すように、軸部６ａを挿通される筒胴部２０と、筒胴部２０の外周に螺旋状に形成された螺旋歯２１ａとから成っている。この螺旋歯２１ａにおける取入口１０側の先端部分には、取入口１０に向かうほど縮径するテーパ面２２ａが形成されている。この場合、テーパ面２２ａと回転軸心Ｘａとの成す角度θは例えば４５度に設定されている。
一方、ポンプスクリュー５ｂは、その螺旋歯２１ｂが前記したポンプスクリュー５ａの螺旋歯２１ａの螺旋方向とは逆向きに形成されていること以外、ポンプスクリュー５ａと同様に構成されている。これらの螺旋歯２１ａ，２１ｂは、いかなる回転角度においても噛合面間に一定の微細隙間があって相互に非接触となっている。
このポンプスクリュー５ｂにおいても、螺旋歯２１ｂにおける取入口１０側の先端部分に、取入口１０に向かうほど縮径するテーパ面２２ｂが形成されている。この場合、テーパ面２２ｂと回転軸心Ｘｂとの成す角度θも例えば４５度に設定されている。螺旋歯２１ａ，２１ｂの螺旋ピッチによるが、この実施形態において角度θ＝４５度の場合は、１周と少しの螺旋歯２１ａ，２１ｂにテーパ面２２ａ，２２ｂが形成される。
【００１６】
これらポンプスクリュー５ａ，５ｂのテーパ面２２ａ，２２ｂは、例えば従来技術におけるポンプスクリュー５５ａの螺旋歯６１ａ，６１ｂ（図６他参照）を回転軸心Ｘａ，Ｘｂ回りに回転させながら、点Ｇを揺動中心とする切削刃、または点Ｇを通過する４５度の線に沿って移動する切削刃（いずれの刃も図示省略）を当てることにより、螺旋歯６１ａ，６１ｂにおいて取入口１０に対面した端面２４、およびこの端面２４につながっている取入口１０近傍の外周面２３を切り欠いて形成することができる。これにより、螺旋歯６１ａ，６１ｂが保有していた回転先端面２５ａ，２５ｂも切除される。
尚、上記した各構成要素の材質はスクリューポンプに使用されるものであれば特に限定されない。この構成の場合、被移送物が粘度の高い食品であることから、少なくとも、ポンプケーシング２、ポンプスクリュー５ａ，５ｂ、軸部６ａ，６ｂ、取付板８、ボルト９、口金１１、カバー板１４はステンレス鋼で構成されている。
【００１７】
上記した構成の２軸スクリューポンプ１の作用を、図１〜図５を用いて説明する。モータＭの回転駆動により、ポンプスクリュー５ａが一方向（図３の矢印Ｒａ方向）に回転すると、同期歯車１３ａ，１３ｂを介して動力伝達されたポンプスクリュー５ｂが逆回り（図３の矢印Ｒｂ方向）に同期回転する。そこで、被移送物が口金１１の開口部１２からポンプケーシング２内の取入口１０に供給されると、被移送物はポンプスクリュー５ａ，５ｂのポンプ作用により取入口１０からポンプ室３内に取り込まれる。
【００１８】
この場合、取入口１０近傍の螺旋歯２１ａ，２１ｂの外周面は、取入口１０に向かうほど縮径するテーパ面２２ａ，２２ｂと成っている。且つ、螺旋歯２１ａ，２１ｂには回転先端面２５ａ，２５ｂ（図７他参照）がない。従って、被移送物中に含まれている固形物Ｆは、被移送物中の固形物は螺旋歯２１ａ，２１ｂのテーパ面２２ａ，２２ｂとポンプ室３の内周壁との間の隙間に逃げることができ、そのままポンプ室３内に案内される。また、従来の回転先端面２５ａ，２５ｂと、ポンプ室３の内壁、内周突部２６、または相方の筒胴部２０との間に挟まれることがなく、支障なくポンプ室３内に送られる。これにより、固形物Ｆが破砕されることがなく、固形物Ｆを含有する被移送物を送ることができる。前記のようにポンプ室３内に取り込まれて移送（図２の矢印Ｅ方向）された被移送物は、ポンプケーシング２内の吐出側空間１８に達して吐出口１９から吐出される。
【００１９】
尚、上記した実施形態では、ポンプスクリューの軸部の一端側を軸受などで支承するとともに他端側を自由端として軸支しない例を示したが、本発明はそれに限定されない。例えば、ポンプスクリューの軸の両端を回動自在に支承した両側軸受式のポンプにも適用可能である。
【００２０】
上記では、ポンプスクリューの回転軸心とテーパ面との成す角度θを４５度に設定したが、本発明では特に限定されない。但し、ポンプスクリューの回転軸心とテーパ面との成す角度は３０度以上７５度以下に設定することは好ましい。螺旋歯の螺旋ピッチによるが、テーパ面の角度が３０度を下回ると、固形物の破砕を防ぎやすくなる反面、螺旋歯の何周分にもわたってテーパ面が形成されることとなり、ポンプ室内周面との間のシール性が低下して移送圧力が低くなりポンプ効率が低下しやすくなるという不具合がある。逆に、前記の角度が７５度を超えると、ポンプのシール性は上がるが、テーパ面により固形物をポンプ室内に案内しにくくなり、固形物の破砕を完全には防げなくなる。
【００２１】
また、本発明の２軸スクリューポンプにより好適に移送される、固形物を含有する被移送物としては、例えば豆入りの溶融チョコレートなどが挙げられる。
【図面の簡単な説明】
【００２２】
【図１】本発明の一実施形態に係る２軸スクリューポンプを示す側面図であり図２におけるＡ−Ａ線矢視断面図である。
【図２】前記２軸スクリューポンプの平断面図である。
【図３】図２におけるＢ−Ｂ線矢視断面図である。
【図４】一方のポンプスクリューの平面図である。
【図５】図３を斜めに見上げた概略斜視図である。
【図６】従来の２軸スクリューポンプの一部断面を含む平面図である。
【図７】図６におけるＣ−Ｃ線矢視断面図である。
【図８】図７を斜めに見降ろした概略斜視図である。
【図９】図７に対応した別の状態説明図である。
【図１０】図９を斜めに見降ろした概略斜視図である。
【符号の説明】
【００２３】
１  ２軸スクリューポンプ
２   ポンプケーシング
３   ポンプ室
４   駆動部
５ａ，５ｂ ポンプスクリュー
６ａ，６ｂ 軸部
１０  取入口
２１ａ，２１ｂ  螺旋歯
２２ａ，２２ｂ テーパ面
２３  外周面
２４  端面
Ｆ  固形物
Ｘａ，Ｘｂ 回転軸心
θ  角度
【図１】
2010013951.tif 000003
【図２】
2010013951.tif 000004
【図３】
2010013951.tif 000005
【図４】
2010013951.tif 000006
【図５】
2010013951.tif 000007
【図６】
2010013951.tif 000008
【図７】
2010013951.tif 000009
【図８】
2010013951.tif 000010
【図９】
2010013951.tif 000011
【図１０】
2010013951.tif 000012