(57)【要約】      （修正有）【課題】  構造が簡単で、部品点数が少なく、分解、組立が容易であり、洗浄し易く、ロータとドライブシャフトと間のジョイント部分の長さが短く、残液量が少なく、ポンプ長さを短くして軽量化、小型化が図れ、とくに食品の移送に好適な一軸偏心ねじポンプを提供する。【解決手段】  ポンプケーシング２の一端に備えたドライブシャフト７に接続した雄ねじ形ロータ５を、雌ねじ形ステータ３内に回動自在に嵌挿して偏心回転させることにより、移送物を移送する一軸偏心ねじポンプであって、ロータ端部およびドライブシャフト端部をそれぞれ円筒状のカシメ用ボス部５ａ、７ｃに形成し、フレキシブルワイヤジョイント１０の両端部を、ロータ端部のカシメ用ボス部内およびドライブシャフト端部のカシメ用ボス部内に嵌め込んで両ボス部をカシメることによりロータ・フレキシブルワイヤジョイント・ドライブシャフトを一体に連結した。【選択図】    図１
2006161794.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
ポンプケーシングの一端に備えた駆動装置のドライブシャフトにフレキシブルワイヤジョイントを介して接続した雄ねじ形ロータを、雌ねじ形ステータ内に回動自在に嵌挿して偏心回転させることにより、移送物を移送する一軸偏心ねじポンプであって、
前記ロータ端部および前記ドライブシャフト端部をそれぞれ円筒状のカシメ用ボス部に形成し、
前記フレキシブルワイヤジョイントの両端部を、前記ロータ端部のカシメ用ボス部内および前記ドライブシャフト端部のカシメ用ボス部内に嵌め込んで両ボス部をそれぞれカシメることによりロータ・フレキシブルワイヤジョイント・ドライブシャフトを一体に連結したことを特徴とする一軸偏心ねじポンプ。
【請求項２】
前記ロータのカシメ用ボス部外周面から前記フレキシブルワイヤジョイント外周面および前記ドライブシャフトのカシメ用ボス部外周面にかけて、可撓性カバーにより一連に被覆したことを特徴とする請求項１記載の一軸偏心ねじポンプ。
【請求項３】
前記フレキシブルワイヤジョイントが、金属製ワイヤの芯材上に金属製ワイヤを螺旋状に巻装するとともに螺旋方向を各層ごとに交互に変えて複数重層したフレキシブルワイヤ構造からなる請求項１または２記載の一軸偏心ねじポンプ。
【請求項４】
前記可撓性カバーが、ウレタンゴムまたはシリコンゴムからなる請求項２または３記載の一軸偏心ねじポンプ。
【請求項５】
前記ドライブシャフトの一部を駆動装置側のドライブシャフト本体部分と分割し、前記ポンプケーシングの前記ドライブシャフト分割部側端部を軸封装置にて軸封した状態で前記ドライブシャフト分割部を前記ドライブシャフト本体部分と連結可能に構成し、
前記ポンプケーシング内のフレキシブルワイヤジョイントにより前記ステータ内に嵌挿した前記ロータと前記ドライブシャフト分割部とを一体に連結した状態で前記ステータおよび前記ポンプケーシングと前記駆動装置とを分離できるようにした請求項１〜４のいずれか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】
この発明は、牛乳、豆乳、ジャム、ドレッシング、すりみ、トマトペースト、焼き肉のタレなどの各種食品をはじめ、液状薬品、固形物含有液、スラリー、高粘度液など各種移送物を移送するための一軸偏心ねじポンプに関するもので、とくに各種食品の移送に好適で、詳しくは、駆動装置のドライブシャフト（駆動軸）と雄ねじ形ロータとの間を接続し、ステータ内における雄ねじ形ロータの偏心回転をユニバーサルジョイントを用いることなく許容可能なフレキシブルワイヤジョイント構造に関する。
【背景技術】
【０００２】
図５に示すように、この種の一軸偏心ねじポンプ３０では、周知のようにポンプケーシング３１の一端に備えた駆動装置３２のドライブシャフト３３に金属製のコネクチングロッド３４を介して連結した雄ねじ形ロータ３５を、雌ねじ形ステータ３６内に回動自在に嵌挿して偏心回転させることにより移送物を移送する構造からなっている。一方、駆動装置（通常、電動モータ）のドライブシャフト３３は駆動装置の中心軸線を中心にして回転するから、偏心回転するロータ３５との間でその偏心量を吸収しなければならない。そこで一般的には、次のような方法が使用されている。すなわち、
1) 金属製コネクチングロッドの両端部にそれぞれユニバーサルジョイントを介在させることにより、偏心量を吸収する。
【０００３】
2) 図５に示すように、金属製コネクチングロッド３４の両端部に、その中心軸部から外方に向けてテーパー状に拡径する貫通孔３４ａを設け、ピン３４ｂによりロータ３５および駆動軸３３と連結し、ピン３４ｂの周囲をスリーブ３４ｃおよび止めリング３４ｄにより被着して一定の範囲で全方向に相互に屈曲自在に連結する（たとえば、特許文献１に記載の従来技術参照）。
【０００４】
3) 上記1)および2)のような自在継手をコネクチングロッドの両端に介設せず、代わりに金属製や樹脂製のフレキシブルロッドを使用し、その弾性変形によりロータの偏心量を吸収するようにした一軸偏心ねじポンプが実用化されている（たとえば、特許文献１参照）。
【特許文献１】特開平９−２６４２６４公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
上記した1)および2)の場合には、ジョイント部が半径方向に突出し、特にロータ側のジョイント部の外径が大きくなると移送物の流れを阻害することから、流路面積を確保するためにケーシング内径を大きくしなければならない。自在継手を覆うゴム製のジョイントカバーが用いられているが、自在継手部の部品点数が多く、ポンプケーシング内が高圧になる場合にはジョイントカバーが耐圧的にもたないおそれがある。また、万一ジョイントカバーが破れると潤滑油が漏れ出して移送液に混ざるため、とくに食品関連の液状物を移送する場合には致命的な問題になる。さらに、食品あるいはその関連の液状物の移送についてはとくにポンプの分解・洗浄・組立が必要になるが、自在継手部を分解・洗浄する場合、止めリング、スリーブ、ジョイントピンなどを分解しなければならず、これらの部品の分解はもとより洗浄や組立にも手間がかかる。
【０００６】
上記した3)の場合には、バネ用鋼のフレキシブルロッドにおいてもその弾性変形量はプラスチックに比べて小さく、したがってロータの回転に必要な偏心量を確保するためにはフレキシブルロッドの長さを前記金属製コネクチングロッドに比べてかなり長くする必要がある。このため、フレキシブルロッドの長さに応じてポンプケーシングの長さが長くなり、これに伴って装置全体が非常に長くなる。
【０００７】
ところで、上記した食品移送用ポンプの場合、移送する食品の種類が変わるたびに、ポンプのロータをはじめコネクチングロッドなどの駆動部を分解し、洗浄して再び組み立てる必要がある。しかし、従来の一軸偏心ねじポンプは部品点数が多く、分解や組立に多くの時間がかかっている。また、それらの作業は複雑で熟練を要する場合がある。
【０００８】
こうした従来の一軸偏心ねじポンプにおける課題は、上記公報（特許文献１）に記載の一軸偏心ねじポンプにおいても未解決である。たとえば、フレキシブルロッドにエンジニアリングプラスチック製シャフトを使用しており、必要な弾性変形量を確保するためにフレキシブルロッドの長さがかなり長くなる。また、ロータ端部とフレキシブルロッド端部との連結箇所の長さが長くなるため、回転時にロータに作用する半径方向のモーメントが大きい。この結果、ロータとステータとに偏摩耗が生じたり、両者間のシール線が崩れて移送できなくなったりするおそれがある。さらに、一軸偏心ねじポンプの分解や組立について考慮されておらず、ポンプ内の洗浄が難しく、手間がかかる。
【０００９】
この発明は上述の点に鑑みなされたもので、a)構造が簡単で、部品点数が少なく、分解、組立が容易であり、移送液の滞留部がなく、洗浄し易い、b)ロータとドライブシャフトと間のジョイント部分の長さが短く、残液量が少なく、ポンプ長さを短くして軽量化、小型化が図れる、などの利点を備え、とくに食品の移送に好適な一軸偏心ねじポンプを提供しようとするものである。
【課題を解決するための手段】
【００１０】
上記の目的を達成するために本発明に係る一軸偏心ねじポンプは、ポンプケーシングの一端に備えた駆動装置のドライブシャフトにフレキシブルワイヤジョイントを介して接続した雄ねじ形ロータを、雌ねじ形ステータ内に回動自在に嵌挿して偏心回転させることにより、移送物を移送する一軸偏心ねじポンプであって、前記ロータ端部および前記ドライブシャフト端部をそれぞれ円筒状のカシメ用ボス部に形成し、前記フレキシブルワイヤジョイントの両端部を、前記ロータ端部のカシメ用ボス部内および前記ドライブシャフト端部のカシメ用ボス部内に嵌め込んで両ボス部をそれぞれカシメることによりロータ・フレキシブルワイヤジョイント・ドライブシャフトを一体に連結したことを特徴とする。
【００１１】
上記の構成を有する本発明（請求項１）の一軸偏心ねじポンプによれば、ロータ・フレキシブルワイヤジョイント・ドライブシャフトが一本のシャフトのように連結されるから、従来と違って半径方向への出っ張りがなく、とくに固形物や高粘度液の移送抵抗を低減でき、ポンプケーシングの口径を小さくでき、残液量を減少させられる。また、接続金具やジョイントピンなどが不要で、部品点数が削減され、構造が簡単になるので、分解や組立、洗浄が容易になる。さらに、ロータ端部の突出量が小さく、ロータの半径方向の反力が小さくなるので、ロータおよびステータの偏摩耗が生じにくく、ポンピングのシール線が崩れることがない。
【００１２】
請求項２に記載のように、前記ロータのカシメ用ボス部外周面から前記フレキシブルワイヤジョイント外周面および前記ドライブシャフトのカシメ用ボス部外周面にかけて、可撓性カバーにより一連に被覆することが好ましい。
【００１３】
このように構成することにより、ポンプケーシング内が高圧（たとえば３〜５ＭPa）になってもフレキシブルワイヤジョイント内への移送液の浸入が可撓性カバーで阻止され、またフレキシブルワイヤジョイントの表面が平滑で洗浄が容易になるため、とくに食品関連の移送に好適であるが、さらにフレキシブルワイヤジョイント内にグリースなどの潤滑剤を充填させれば、高圧時における可撓性カバーのフレキシブルジョイント内への食い込みを一層確実に阻止できる。さらに、ロータとフレキシブルワイヤジョイント、フレキシブルワイヤジョイントとドライブシャフトの各カシメ部が可撓性カバーにより被覆されているので、洗浄し易い。
【００１４】
請求項３に記載のように、前記フレキシブルワイヤジョイントが、金属製ワイヤの芯材上に金属製ワイヤを螺旋状に巻装するとともに螺旋方向を各層ごとに交互に変えて複数重層したフレキシブルワイヤ構造からなるとよい。
【００１５】
このように構成することにより、フレキシブルワイヤジョイントの長さを従来の樹脂製フレキシブルロッドに比べて大幅に短縮できるので、残液量が減少し、装置全体の小型軽量化ができ、また高回転力の伝達ができる。
【００１６】
請求項４に記載のように、前記可撓性カバーが、ウレタンゴムまたはシリコンゴムからなっているとよい。
【００１７】
上記材料を用いることにより、注型にてフレキシブルワイヤジョイントの外周面などを簡単かつ確実に被覆することができ、またフレキシブルワイヤジョイントの屈曲変形時にカバーが円滑に追随して柔軟に変形する。
【００１８】
請求項５に記載のように、前記ドライブシャフトの一部を駆動装置側のドライブシャフト本体部分と分割し、前記ポンプケーシングの前記ドライブシャフト分割部側端部を軸封装置にて軸封した状態で前記ドライブシャフト分割部を前記ドライブシャフト本体部分と連結可能に構成し、前記ポンプケーシング内のフレキシブルワイヤジョイントにより前記ステータ内に嵌挿した前記ロータと前記ドライブシャフト分割部とを一体に連結した状態で前記ステータおよび前記ポンプケーシング（ポンプユニット）と前記駆動装置（ドライブユニット）とを分離できるようにすることが好ましい。
【００１９】
請求項５記載の一軸偏心ねじポンプによれば、ポンプユニットを２つ以上準備し、移送液の種類の変更に伴い、ドライブユニットからポンプユニットを分離し、他のポンプユニットを連結して使用することができるので、その間に使用済みのポンプユニットを分解して洗浄し再組立することにより次の使用に備えたり、移送液の種類ごとに専用のポンプユニットを準備することにより毎回の洗浄を省いたりすることができる。また、たとえばロボットに組み込んで使用する場合に、ドライブユニットは取り付けた状態でポンプユニットのみを取り外して洗浄できるので、洗浄作業が容易な上に、間違って洗浄に不向きなモータなどを洗浄するおそれもない。
【発明の効果】
【００２０】
本発明に係る一軸偏心ねじポンプはロータ端およびドライブシャフト端にフレキシブルワイヤジョイントの両端をカシメて一本のシャフトのように連結されるから、従来と違って半径方向への出っ張りがなく、とくに固形物や高粘度液の移送抵抗を低減でき、ポンプケーシングの口径を小さくでき、ポンプ全体の小型軽量化が図れる。また、接続金具やジョイントピンなどが不要で、部品点数が削減され、構造が簡単になるので、分解や組立、洗浄が容易になるうえに、ロータ端部のステータからの突出量が小さく、ポンプ運転時にロータに作用する半径方向のモーメントが小さくなるので、ロータの半径方向の反力が小さくなり、ロータおよびステータの偏摩耗が生じにくく、ポンピングのシール線が崩れにくいという優れた効果がある。
【発明を実施するための最良の形態】
【００２１】
以下、この発明にかかる一軸偏心ねじポンプの実施の形態を図面に基づいて説明する。      
【００２２】
図１は実施例１にかかる一軸偏心ねじポンプを示す一部を断面で表した側面図である。
【００２３】
図１に示すように、一軸偏心ねじポンプ１は横置き型で、略円筒状のポンプケーシング２の一端（図の左側）にステータ３が連結され、ステータ３の一端に吐出口４Ａを構成するエンドスタッド４が連結されている。ケーシング２の他端（図の右側）には、駆動装置（モータ）６の駆動軸（図示せず）に接続されるドライブシャフト７の軸受けユニット８が連結されている。ドライブシャフト７は軸受けユニット８内のボールベアリング１１で回動自在に支持されており、軸受けユニット８から外方へ突出したドライブシャフト７の端部には、減速機９を介してモータ６が接続されている。ケーシング２の上面の軸受けユニット８寄りに、吸込口２Ａを構成する円筒状で上端に外向きのフランジを備えた開口部２ａが上向きに突設されている。エンドスタッド４と軸受けユニット８との間は、図３にも示すように取り外し可能なステーボルト１２で一体的に連結されている。このステーボルト１２は基端が軸受けユニット８の底部に鉛直方向のスタッドボルト１２ａで枢着され、先端部をエンドスタット４の係合溝４ａに係合させ、先端のねじ部１２ｃにタイトニングナット１２ｂを螺合して締め付けている。
【００２４】
ドライブシャフト７の一部（ポンプケーシング２側）７ｂは、モータ６側の本体部分７ａと分割されており、後述するように両者（分割部分７ｂと本体部分７ａ）は突き合わされて一体回転可能に接続される。
【００２５】
ステータ３は軟質の合成樹脂もしくはゴムからなり、ロータ５の２倍のピッチからなる横断面長円形の雌ねじ孔３ａが螺旋状に形成され、この雌ねじ孔３ａ内に横断面円形の雄ねじ形ロータ５が回動自在にかつ長軸方向に往復移動可能に嵌挿されている。ロータ５の一端（ポンプケーシング２側）には、一端を開口した円筒状のカシメ用ボス部５ａが一体に形成されている。ドライブシャフト７の一端（ポンプケーシング２側）にも、一端を開口した円筒状のカシメ用ボス部７ｃが一体に形成されている。両方のボス部５ａおよびボス部７ｃ内には、フレキシブルワイヤジョイント１０の両側端部が嵌め込まれ、専用のカシメプレス機（図示せず）で締め付けてカシメることにより、図４に示すようにロータ５・フレキシブルワイヤジョイント１０・ドライブシャフト分割部分７ｂが一連に連結され一体化される。
【００２６】
フレキシブルワイヤジョイント１０は、本例ではバネ鋼の線材を複数本束ねて芯材とし、この芯材上の一端から他端にかけてバネ鋼の線材を螺旋状に巻装した後、その上にバネ鋼の線材を螺旋方向を変えて螺旋状に巻装し、以降は各螺旋層ごとに交互に螺旋方向を変えて繰り返し巻装することにより複数重層した構造のものである。このフレキシブルワイヤジョイント１０は、ステータ３内でのロータ５に要求される偏心量ｅ（図１・図２参照）を十分に許容する。
【００２７】
さらに、本例の一軸偏心ねじポンプ１は食品の移送に使用するため、ロータ５側のボス部５ａ、フレキシブルワイヤジョイント１０およびドライブシャフト７側のボス部７ｃにわたってそれらの外周面が弾力性を具備した可撓性樹脂もしくはゴム製カバー１３によって一連に被覆されている。この樹脂もしくはゴム製カバー１３には移送液（食品）の種類に応じてウレタンゴムまたはシリコンゴムなどが使用され、金型（図示せず）内にフレキシブルワイヤジョイント１０をロータ５側ボス部５ａおよびドライブシャフト７側ボス部７ｃとともにカシメを終えた状態で樹脂もしくはゴム材料を注入する、いわゆる注型により被覆している。なお、フレキシブルワイヤジョイント１０の線材（ワイヤ）を密に巻き付けて線材間を密着させ、その外側を樹脂もしくはゴム製カバー１３にて被覆しているので、ポンプケーシング２内が高圧（たとえば３〜５ＭPa）になっても樹脂もしくはゴム製カバー１３のフレキシブルワイヤジョイント１０内（いいかえればワイヤ間の隙間）への食い込みが阻止され、破損することはないが、フレキシブルワイヤジョイント１０内にグリースなどの潤滑剤を充填させれば、樹脂もしくはゴム製カバー１３の破損をより確実に阻止できる。
【００２８】
軸受けユニット８のケーシング８ａ内において、図２・図３に示すようにドライブシャフト７の本体部分７ａの周囲にはカップリングスリーブ７ｄが一体に被着されており、これらはボールベアリング１１によって回動自在に支持されている。一方、分割部分７ｂの長手方向の中間部外周には外向きのフランジ１４ａを一端に備えた接続スリーブ１４をボルト１４ｂでねじ孔７ｅに螺着し、本体部分７ａに突き合わせた状態でフランジ１４ａを貫通するボルト１４ｃでカップリングスリーブ７ｄ端面のねじ孔７ｆに螺着して一体回転可能に連結している。ポンプケーシング２の一端（軸受けユニット８側）は開口しており、この開口端部２ｂ内にはドライブシャフト７の分割部分７ｂの外周面との間に、メカニカルシール１５ａを介して円還体状のサポートハウジング１５が嵌着されている。また軸受けユニット８側ケーシング８ａも一端が開口しており、ポンプケーシング開口端部２ｂと突き合わされて一体に連結される。さらにケーシング８ａの上面には大きな開口８ｂが形成されており、後述するポンプユニットＰとドライブユニットＤの分離・連結の際に開口８ｂを通してボルト１４ｂや１４ｃの着脱が容易に行えるようになっている。なお、本例では、ロータ５およびドライブシャフト７に軸力が作用しないように、ロータ５の外径とドライブシャフト７のメカニカルシール１５ａのシール径とを同一にしており、ボールベアリング１１の負荷（スラスト力）を軽減している。
【００２９】
上記のような構成により、本例の一軸偏心ねじポンプ１は、ロータ５・フレキシブル
ワイヤジョイント１０・ドライブシャフト分割部分７ｂを備えたエンドスタット４・ステータ３・ポンプケーシング２からなるポンプユニットＰ（図２参照）と、ドライブシャフト本体部分７ａを備えた軸受けユニット８、減速機９およびモータ６からなるドライブユニットＤ（図３参照）とに分離可能になる。この結果、たとえばポンプユニットＰを２つ以上準備し、移送液の種類の変更（食品で、たとえばトマトペーストからジャムへ変更）に伴い、ドライブユニットＤからポンプユニットＰを分離し、他のポンプユニットＰを連結して使用することができる。その間に使用済みのポンプユニットＰを分解して洗浄し再組立することにより、次の使用に備えることができる。また、移送液の種類ごとに専用のポンプユニットＰを準備することにより、毎回の洗浄作業を省くこともできる。
【００３０】
以上に本発明の一軸偏心ねじポンプについて一つの実施例を示したが、上記実施例に代えてたとえば下記のように実施することもできる。
【００３１】
a)  フレキシブルワイヤジョイント１０の一端または両端を、ロータ５端あるいはドライブシャフト７端にロー付けで一体に連結することができる。
【００３２】
b)  樹脂もしくはゴム製カバー１３に熱収縮樹脂製チューブを使用し、注型せずにフレキシブルワイヤジョイント１０などの外周面を被覆することができる。
【図面の簡単な説明】
【００３３】
【図１】本発明の一軸偏心ねじポンプの実施例を示す全体組立状態の一部を断面で表した正面図である。
【図２】図１の一軸偏心ねじポンプにおけるポンプユニットＰを示す正面視断面図である。
【図３】図１の一軸偏心ねじポンプにおけるドライブユニットＤを示す一部を断面で表した正面図である。
【図４】ロータ５・フレキシブルワイヤジョイント１０・ドライブシャフト分割部分７ｂの一体連結構造を示す一部を断面で表した正面図である。
【図５】従来の一般的な一軸偏心ねじポンプを示す一部を断面で表した正面図である。
【符号の説明】
【００３４】
１  一軸偏心ねじポンプ
２  ポンプケーシング
３  ステータ
４  エンドスタッド
５  ロータ
６  モータ（駆動装置）
７  ドライブシャフト
７ａ本体部分
７ｂ分割部分
８  軸受けユニット
９  減速機
１０  フレキシブルワイヤジョイント
１１  ボールベアリング
１２  ステーボルト
１３  可撓性樹脂もしくはゴム製カバー
１４  接続スリーブ
１５  サポートハウジング
Ｐ  ポンプユニット
Ｄ  ドライブユニット
【図１】
2006161794.tif 000003
【図２】
2006161794.tif 000004
【図３】
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【図４】
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【図５】
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