(57)【要約】【課題】破損等でステータの一部が脱落した場合であっても、脱落したステータの一部が食品に混入した製品が市場に出ることを未然に防止する。【解決手段】この一軸偏心ねじポンプ１は、ステータ４１が、ロータ４２との摺接面に、金属検出機で検出可能で且つ食品衛生法厚生省告示第３７０号に適合したエラストマ材料を用いて製作されている。【選択図】図１
2014152691.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
雌ねじ状の内面を有するステータと、該ステータに雄ねじ状の螺旋部が内挿されるロータとを備え、前記ステータ内で前記ロータが回転することによって、吸入側から吸い込まれた粘性液を吐出側へ圧送する一軸偏心ねじポンプであって、
前記ステータは、前記ロータとの摺接面が、金属検出機で検出可能で且つ食品衛生法厚生省告示第３７０号に適合したニトリルゴム、シリコンゴム、エチレンプロピレンゴム、フッ素ゴム等のエラストマ材料を用いて製作されていることを特徴とする一軸偏心ねじポンプ。
【請求項２】
前記エラストマ材料は、ニトリルゴムの分子中の炭素−炭素二重結合を選択的に水素化した水素化ニトリルゴムであり、更に、金属検出機で検出可能で且つ食品衛生法厚生省告示第３７０号に適合した水素化ニトリルゴムであることを特徴とする請求項１に記載の一軸偏心ねじポンプ。
【請求項３】
当該一軸偏心ねじポンプは、前記ステータが回転可能に支承され、前記ロータが駆動軸に固定されるとともに該ロータの回転軸線が前記ステータの回転軸線から所定距離偏心するように構成され、前記ステータが前記ロータの回転速度の１／２の回転速度で従属回転するものであることを特徴とする請求項１または２に記載の一軸偏心ねじポンプ。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、食品原料の粘性液を定量圧送する用途に好適な一軸偏心ねじポンプに関する。
【背景技術】
【０００２】
この種の一軸偏心ねじポンプとして、例えば特許文献１に開示されるものがある。この一軸偏心ねじポンプは、雌ねじ状の内面をもつ固定されたステータに、雄ねじ状のロータが内装されている。ロータは、自在継手（ユニバーサルジョイント）を介して駆動軸に連結され、駆動軸はモータシャフトに連結される。この一軸偏心ねじポンプによれば、駆動軸をモータによって回転させることにより、ステータの軸心に対してロータが回転しつつ偏心運動を行うことによって粘性液を吸入側から吸込み部に導き、吸い込まれた粘性液を吐出側へ圧送することができる。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】特開昭５９−１５３９９２号公報（第１図）
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
ここで、従来の食品原料の圧送に用いられる一軸偏心ねじポンプのステータは、ロータとの摺接面が、食品衛生法厚生省告示第３７０号に適合したニトリルゴム、シリコンゴム、エチレンプロピレンゴム、フッ素ゴム等のエラストマ材料で製作されていた。
しかし、これら従来のエラストマ材料で製作されたステータの場合、経年劣化による損傷や、高温液による劣化損傷、空運転による破損等でステータのロータとの摺接面の一部が脱落した場合、エラストマ材料が金属検出機で検出できないことから、脱落したエラストマ材料が食品に混入しても、それを検出できず、混入品が商品として市場に出ることを未然に防止することが困難であった。
【０００５】
そこで、本発明は、このような問題点に着目してなされたものであって、脱落したエラストマ材料が食品に混入した場合であっても、それを検出して、混入品が商品として市場に出ることを未然に防止することができる一軸偏心ねじポンプを提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
上記課題を解決するために、本発明の一態様に係る一軸偏心ねじポンプは、雌ねじ状の内面を有するステータと、該ステータに雄ねじ状の螺旋部が内挿されるロータとを備え、前記ステータ内で前記ロータが回転することによって、吸入側から吸い込まれた粘性液を吐出側へ圧送する一軸偏心ねじポンプであって、前記ステータは、前記ロータとの摺接面が、金属検出機で検出可能で且つ食品衛生法厚生省告示第３７０号に適合したニトリルゴム、シリコンゴム、エチレンプロピレンゴム、フッ素ゴム等のエラストマ材料を用いて製作されていることを特徴とする。
【０００７】
この一軸偏心ねじポンプによれば、ステータは、ロータとの摺接面が、金属検出機で検出可能で且つ食品衛生法厚生省告示第３７０号に適合したニトリルゴム、シリコンゴム、エチレンプロピレンゴム、フッ素ゴム等のエラストマ材料を用いて製作されているので、これにより、経年劣化による損傷や、高温液による劣化損傷、空運転による破損等でステータのロータとの摺接面の一部が脱落した場合であっても、金属検出機で検知でき、損傷により脱落したエラストマ材料が食品に混入した製品が市場に出ることを未然に防止することができる。
【０００８】
ここで、本発明の一態様に係る一軸偏心ねじポンプにおいて、前記エラストマ材料が、ニトリルゴムの分子中の炭素−炭素二重結合を選択的に水素化した水素化ニトリルゴムであり、更に、金属検出機で検出可能で且つ食品衛生法厚生省告示第３７０号に適合した水素化ニトリルゴムであることは好ましい。
このような構成であれば、水素化ニトリルゴムの優れた耐熱性、耐化学薬品性、耐候性、機械的強度、耐摩耗性等が通常のニトリルゴムを用いた場合以上に付加されるため、より信頼性の高い一軸偏心ねじポンプを提供することができる。
【０００９】
ここで、本発明の一態様に係る一軸偏心ねじポンプにおいて、当該一軸偏心ねじポンプは、前記ステータが回転可能に支承され、前記ロータが駆動軸に固定されるとともに該ロータの回転軸線が前記ステータの回転軸線から所定距離偏心するように構成され、前記ステータが前記ロータの回転速度の１／２の回転速度で従属回転するものであることは好ましい。
【００１０】
このような構成であれば、駆動軸からロータへの回転力の伝達に、例えばユニバーサルジョイントを用いた一軸偏心ねじポンプに比べて、高圧運転時のロータとステータの接触荷重をより小さくすることができる。そのため、エラストマ材料で製作されたステータの、経年劣化による損傷や、高温液による劣化損傷、空運転による破損等でステータのロータとの摺接面の一部が脱落することを防止または抑制する上で好適である。
【発明の効果】
【００１１】
上述のように、本発明によれば、経年劣化による損傷や、高温液による劣化損傷、空運転による破損等でステータのロータとの摺接面の一部が脱落した場合であっても、損傷により脱落したエラストマ材料が食品に混入した製品が市場に出ることを未然に防止することができる。
【図面の簡単な説明】
【００１２】
【図１】本発明の一態様に係る一軸偏心ねじポンプの第一実施形態の側面図である。なお、同図では要部を軸線に沿った断面にて示している（以下同様）。
【図２】本発明の一態様に係る一軸偏心ねじポンプの第二実施形態の側面図である。
【発明を実施するための形態】
【００１３】
以下、本発明の第一実施形態について、図面を適宜参照しつつ説明する。
図１は、第一実施形態の断面構造図であり、同実施形態は、ステータを回転可能に支承するとともに、駆動軸に固定したロータをその回転軸線がステータの回転軸線から所定距離偏心するように構成し、ステータがロータの回転速度の１／２の回転速度で従属回転する一軸偏心ねじポンプにおいて、ステータは、ロータとの摺接面が、金属検出機で検出可能で且つ食品衛生法厚生省告示第３７０号に適合したニトリルゴム、シリコンゴム、エチレンプロピレンゴム、フッ素ゴム等のエラストマ材料を用いて製作されている例である。
【００１４】
詳しくは、図１に示すように、この一軸偏心ねじポンプ１は、ねじポンプ部４０を有する。そして、このねじポンプ部４０の吸込み側１４にケーシング３０が設けられている。ケーシング３０は、自身側面（この例では回転軸線Ｌ２よりも上部）に、食品原料の粘性液である圧送流体の吸込口３５を有する。ねじポンプ部４０のハウジング４６とケーシング３０の吐出側１４（ねじポンプ部４０の吸込み側でもある）とは、へルールクランプ４３によって着脱可能に連結されている。また、ハウジング４６の吐出側４６ｔには圧送流体の吐出部５０が締めねじ５０ａによって装着されている。
【００１５】
そして、上記ケーシング３０に対し、ねじポンプ部４０とは反対の側から、不図示の締めねじによって軸受部２０を内蔵するブラケット１０が連結されている。さらに、ブラケット１０の基端側（同図の右側）には、モータ２が不図示のボルトによって固定され、モータ２の出力軸３が、水平に配置された駆動軸８を駆動可能に同軸に直接固定されている。軸受部２０は、上記駆動軸８の途中部分を、軸方向に離間配置された二つの転がり軸受２２，２３によって回転自在に支承している。また、駆動軸８の先端側であって、ケーシング３０側の端面はメカニカルシール２５によって軸封されている。
【００１６】
上記ねじポンプ部４０は、円筒状のハウジング４６内に、雄ねじ状のロータ４２と、雌ねじ状の内面をもつステータ４１とを備えている。ロータ４２は、ステンレス製（例えばＳＵＳ３１６製）であり、先端側の螺旋部４２ａと、直線状の基端部４２ｂとから構成されている。基端部４２ｂは、自在継手（ユニバーサルジョイント）を用いることなく、上記駆動軸８の先端に直接連結されている。そして、螺旋部４２ａは、自身の回転軸線Ｌ２に対して偏心した長円形断面を有しており、この螺旋部４２ａが、雌ねじ状の内面を形成したステータ４１に内挿されている。
【００１７】
そして、このステータ４１の回転軸線Ｌ１に対して、上記ロータ４２の回転軸線Ｌ２は、所定の偏心量Ｅだけ偏心して配置されている。ステータ４１は、その雌ねじ状のピッチがロータ４２の螺旋部４２ａの２倍であり、ロータ４２が回転しつつステータ４１の軸心に対して偏心運動を行うことによって流体を吸入側である吸入口１２から吐出側である吐出口１６へ圧送可能になっている。ステータ４１は、その両端が、円環状の自己潤滑軸受４７、４８を介して上記ハウジング４６内に回転自在に支承されている。自己潤滑軸受４７、４８は、円筒形をなす自己潤滑樹脂製のすべり軸受であり、食品衛生法に適合した樹脂もしくは金属表面に樹脂を被覆した材料から作られている。
【００１８】
ここで、本実施形態では、ステータ４１は、ステータ内筒４１ａと、このステータ内筒４１ａを軸方向の両側から挟み込むように形成された段付き形状の二つのステータ外筒４１ｂ，４１ｃとを有して構成されている。また、ステータ内筒４１ａは、円筒状をなす金属製の外周部４１ｄと、この外周部４１ｄの内側に焼き嵌めされてロータ４２先端側の螺旋部４２ａと摺接するエラストマ製の内周部４１ｅとを有し、上記雌ねじ状の内面がこのエラストマ製の内周部４１ｅによって形成されている。ステータ外筒４ｂは、食品衛生法に適合したステンレス製またはチタン製である。
【００１９】
そして、このステータ内筒４１ａの内周部４１ｅは、金属検出機で検出可能で且つ食品衛生法厚生省告示第３７０号に適合したニトリルゴム、シリコンゴム、エチレンプロピレンゴム、フッ素ゴム等のエラストマ材料で製作されている。この種のエラストマ材料としては、例えば小野ゴム工業株式会社製の「MeDeuS（メディウス）（商品名）」を例示できる。
【００２０】
エラストマ製の内周部４１ｅの成形は、まず、液状のエラストマの主剤と硬化剤を混合、撹拌し、更に金属粉末を添加して攪拌する。次いで、その金属粉末が分散したエラストマの原料を金型内に注型した後に硬化させ、硬化した後に離型して成形することができる。
特に、本実施形態では、内周部４１ｅの材料が、ニトリルゴムの分子中の炭素−炭素二重結合を選択的に水素化した水素化ニトリルゴムであり、更に、金属検出機で検出可能で且つ食品衛生法厚生省告示第３７０号に適合した水素化ニトリルゴムを使用している。
【００２１】
そして、ステータ外筒４１ｂ，４１ｃとステータ内筒４１ａとは、不図示の押しねじによって固定されることで全体として一体で回転するようになっている。また、ケーシング３０とハウジング４６とには、相互が対向する側の内面に、凹の段部がそれぞれに形成されている。さらに、ステータ４１の外周面には、各ステータ外筒４１ｂ，４１ｃによって凸の段部が形成されており、各ステータ外筒４１ｂ，４１ｃの凸の段部の両端部に自己潤滑軸受４７、４８が当接されつつ外嵌され、ケーシング３０とハウジング４６とをヘルールクランプ４３によって組み付けることでケーシング３０とハウジング４６相互の内面に形成された凹の段部の内側面により自己潤滑軸受４７、４８の軸方向への移動を拘束しつつ、ステータ４１を回転自在に支持するように構成されている。
【００２２】
このような構成の一軸偏心ねじポンプ１は、上記モータ２の回転力によって駆動軸８がモータ２の出力軸３と一体で回転すると、この駆動軸８に直接接続されたロータ４２が回転する。そして、ねじポンプ部１０は、ロータ４２がその回転軸線Ｌ２を中心として回転し、ロータ１２の螺旋部１２ａの動きに伴ってステータ４１もその回転軸線Ｌ１を中心としてロータ４２の回転と同期してロータ４２の二分の一の回転数で従動回転することにより、圧送流体を吸込口１２から吐出口１６に向けて圧送するようになっている。
【００２３】
次に、この一軸偏心ねじポンプの作用・効果について説明する。
この一軸偏心ねじポンプ１は、駆動軸８に直結された雄ねじ状のロータ４２と雌ねじ状の内面を有するステータ４１とを備え、ステータ４１が、自己潤滑軸受４７、４８を介して回転可能に支承されるとともに、回転軸線Ｌ１がロータ４２の回転軸線Ｌ２に対して偏心して配置され、ロータ４２が回転しつつステータ４１の軸心に対して偏心運動を行うことによって流体を吸入側から吐出側へ圧送する構成なので、モータ２の駆動によって出力軸３に直結されたロータ４２を回転させると、ロータ４２はその回転軸線Ｌ２を中心として回転し、ロータ４２の螺旋部４２ａの動きに伴ってステータ４１もその回転軸線Ｌ１を中心としてロータ４２の回転と同期して従動回転することにより、圧送流体を吸込口１２から吐出口１６へ圧送することができる。
【００２４】
そのため、自在継手を用いない構成とすることができ、構造が簡単である。特に圧送流体として食品を圧送する場合においては、自在継手のデッドスペースの洗浄の問題が解消されるので、駆動軸８とロータ４２との間に自在継手を介在させた一軸偏心ねじポンプと比べて分解組立性や清掃性・洗浄性を向上させることができる。
【００２５】
特に、この一軸偏心ねじポンプ１によれば、ステータ４１は、そのステータ内筒４１ａの内周部４１ｅが、金属検出機で検出可能で且つ食品衛生法厚生省告示第３７０号に適合したニトリルゴム、シリコンゴム、エチレンプロピレンゴム、フッ素ゴム等のエラストマ材料で製作されているので、経年劣化による損傷や、高温液による劣化損傷、空運転による破損等でステータ内筒４１ａの内周部４１ｅの一部が脱落した場合であっても、エラストマ材料を金属検出機で検出することができる。そのため、脱落したエラストマ材料が食品に混入しても、それを検出して、混入品が商品として市場に出ることを未然に防止することができる。
【００２６】
特に、本実施形態では、ステータ内筒４１ａの内周部４１ｅのエラストマ材料が、ニトリルゴムの分子中の炭素−炭素二重結合を選択的に水素化した水素化ニトリルゴムなので、水素化ニトリルゴムの優れた耐熱性、耐化学薬品性、耐候性、機械的強度、耐摩耗性等が通常のニトリルゴムを用いた場合以上に付加されるため、より信頼性の高い一軸偏心ねじポンプを提供することができる。
【００２７】
さらに、この一軸偏心ねじポンプ１によれば、上述したように、ステータ４１が回転可能に支承され、ロータ４２が駆動軸８に固定されるとともに該ロータ４２の回転軸線Ｌ２がステータ４１の回転軸線Ｌ１から所定の偏心量Ｅだけ偏心するように構成され、ステータ４１がロータ４２の回転速度の１／２の回転速度で従属回転するものなので、駆動軸８からロータ４２への回転力の伝達に、例えばユニバーサルジョイントを用いた一軸偏心ねじポンプに比べて、高圧運転時のロータ４２とステータ４１の接触荷重をより小さくすることができる。そのため、エラストマ材料で製作されたステータ内筒４１ａの内周部４１ｅの、経年劣化による損傷や、高温液による劣化損傷、空運転による破損等で内周部４１ｅの一部が脱落することを防止または抑制する上で好適である。
【００２８】
以上説明したように、この一軸偏心ねじポンプ１によれば、経年劣化による損傷や、高温液による劣化損傷、空運転による破損等により、ステータ４１のロータとの摺接面の一部が脱落した場合であっても、エラストマ材料を金属検出機で検出できるため、脱落したエラストマ材料が食品に混入した製品が市場に出ることを未然に防止することができる。なお、本発明に係る一軸偏心ねじポンプは、上記実施形態に限定されるものではなく、本発明の趣旨を逸脱しなければ種々の変形が可能である。
【００２９】
例えば、上記実施形態では、一軸偏心ねじポンプとして、ステータ４１が回転可能に支承され、ロータ４２が駆動軸８に固定されるとともに該ロータ４２の回転軸線Ｌ２がステータ４１の回転軸線Ｌ１から所定の偏心量Ｅだけ偏心するように構成され、ステータ４１がロータ４２の回転速度の１／２の回転速度で従属回転する構成例を示したが、これに限らず、本発明は、以下の第二実施形態のように、例えばユニバーサルジョイントを用いた一軸偏心ねじポンプにも適用することができる。
【００３０】
図２は、本発明の一態様に係る一軸偏心ねじポンプの第二実施形態の断面構造図であり、同実施形態は、駆動部からロータへの回転力の伝達にユニバーサルジョイントを用いた一軸偏心ねじポンプにおいて、ステータが、ロータとの摺接面に、金属検出機で検出可能で且つ食品衛生法厚生省告示第３７０号に適合したニトリルゴム、シリコンゴム、エチレンプロピレンゴム、フッ素ゴム等のエラストマ材料を用いた例である。
【００３１】
すなわち、同図に示すように、この一軸偏心ねじポンプ１０は、雌ねじ状の内面をもつ固定されたステータ１４に雄ねじ状のロータ１７が内装されている。雄ねじ状のロータ１７は、自在継手（ユニバーサルジョイント）１３を介して駆動軸１２に連結され、駆動軸１２は、カップリング１９を介してモータ２１のシャフト２１ａに連結されている。
この一軸偏心ねじポンプ１０によれば、駆動軸１２をモータ２１で回転させることにより、ステータ１４の軸心に対してロータ１７が回転しつつ偏心運動を行うことによって粘性液を吸入側２０から吸込み部１５を介して吐出側２２へ圧送することができる。
【００３２】
ここで、このステータ１４は、当該ステータ１４のロータ１７との摺接面が、金属検出機で検出可能で且つ食品衛生法厚生省告示第３７０号に適合したニトリルゴム、シリコンゴム、エチレンプロピレンゴム、フッ素ゴム等のエラストマ材料を用いて製作されている。
ステータ１４のロータ１７との摺接面に使用するエラストマ材料としては、上記第一実施形態同様に、ニトリルゴムの分子中の炭素−炭素二重結合を選択的に水素化した水素化ニトリルゴムであり、更に、金属検出機で検出可能で且つ食品衛生法厚生省告示第３７０号に適合した水素化ニトリルゴムであることは好ましい。
【００３３】
この第二実施形態の一軸偏心ねじポンプ１０によれば、ステータ１４のロータ１７との摺接面が、金属検出機で検出可能で且つ食品衛生法厚生省告示第３７０号に適合したニトリルゴム、シリコンゴム、エチレンプロピレンゴム、フッ素ゴム等のエラストマ材料を用いて製作されているので、上記第一実施形態で説明した作用効果同様に、脱落したエラストマ材料が食品に混入した場合であっても、金属検出機で検知でき、損傷により脱落したエラストマ材料が食品に混入した製品が市場に出ることを未然に防止することができる。
【符号の説明】
【００３４】
１    一軸偏心ねじポンプ
２    モータ
８    駆動軸
１０    ブラケット
１２    吸込口
１６    吐出口
３０    ケーシング
４１    ステータ
４２    ロータ
４６    ハウジング
４７、４８    自己潤滑軸受
５０    吐出部
Ｅ    偏心量
Ｌ１，Ｌ２    回転軸線
【図１】
2014152691.tif 000003
【図２】
2014152691.tif 000004