(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
圧送対象である流動物を収容する内部空間を備えた送液貯留部と、
送液貯留部内に貯留されている流動物を圧送し、動力を受けて偏心回転する雄ねじ型のロータと、内周面が雌ねじ型に形成されたステータとを備えた一軸偏心ねじポンプ機構と、
流動物の圧送時に前記ロータ及び前記送液貯留部に発生する偏心回転を許容するための偏心回転許容手段とを有し、
少なくとも前記ステータの一端側が前記送液貯留部の内部空間内に配置されたものであり、
前記ロータが前記送液貯留部と一体的に回転可能と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】
前記偏心回転許容手段が、前記送液貯留部に対して下方側に設置されてい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】
前記偏心回転許容手段が、直動案内装置により構成されていることを特徴とする請求項１又は２に記載の一軸偏心ねじポンプ。
【請求項４】
圧送対象である流動物を収容する内部空間を備えた送液貯留部と、
動力を受けて偏心回転する雄ねじ型のロータと、
内周面が雌ねじ型に形成されたステータとを備えており、
前記ステータに対して前記ロータが挿入され、前記ステータの一端側から流動物を吸い込み、他端側から吐出可能な一軸偏心ねじポンプ機構が形成されており、
前記ロータが前記送液貯留部の内部空間に立設されており、前記ロータと前記送液貯留部とが一体的に回転可能とされており、
前記ステータの一端側が前記送液貯留部の内部空間内に配置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５】
前記ロータを回転させるための駆動機を有し、
前記駆動機が、前記送液貯留部に対して下方側に設置されていることを特徴とする請求項１〜４のいずれかに記載の一軸偏心ねじポンプ。
【請求項６】
前記ステータに対して一端が固定され、他端が他部材に固定されたステー部材を有し、
前記ステー部材が、前記送液貯留部内に設けられていることを特徴とする請求項１〜５のいずれかに記載の一軸偏心ねじポンプ。
【請求項７】
前記ステー部材が、前記送液貯留部の内周面に沿うように設置されていることを特徴とする請求項６に記載の一軸偏心ねじポンプ。
【請求項８】
前記ステー部材が、前記ステータの周方向に複数設けられていることを特徴とする請求項６又は７に記載の一軸偏心ねじポンプ。
【請求項９】
前記送液貯留部及び前記送液貯留部に追従して偏心回転する他部材のいずれか一方又は双方に、カウンターバランサーが設けられていることを特徴とする請求項１〜８のいずれかに記載の一軸偏心ねじポンプ。
【請求項１０】
前記送液貯留部の外周面に当接することにより前記送液貯留部の偏心回転を制限する偏心制限手段が設けられていることを特徴とする請求項１〜９のいずれかに記載の一軸偏心ねじポンプ。
【請求項１１】
前記ロータを回転させるための駆動機が前記送液貯留部に対して下方側に設置されており、
前記ロータが、前記駆動機側に接続される接続部を下方に向けた状態で設置されており、
前記送液貯留部の底部に、前記接続部を挿入可能な挿入部が設けられており、
前記接続部を前記挿入部に挿入して連結することにより、前記ロータと前記送液貯留部とを一体化可能であることを特徴とする請求項１〜１０のいずれかに記載の一軸偏心ねじポンプ。
【請求項１２】
前記送液貯留部に、前記内部空間の断面積が底部に向けて縮小するように形成された縮小部が設けられており、
前記ステータの一端側が、前記縮小部内において開口していることを特徴とする請求項１〜１１のいずれかに記載の一軸偏心ねじポンプ。
【請求項１３】
圧送対象である流動物を収容する内部空間を備えた送液貯留部と、
内周面が雌ねじ型に形成された貫通孔を有するアウターロータと、前記貫通孔内に挿入された雄ねじ状のインナーロータとを備えた一軸偏心ねじポンプ機構とを有し、
前記インナーロータの回転に連動して前記アウターロータが回転することにより、前記貫通孔内に流動物を吸い込んで圧送することが可能なものであり、
前記アウターロータが、流動物の圧送時に前記インナーロータ及び前記送液貯留部に発生する偏心回転を許容するための偏心回転許容手段として機能し、
少なくとも前記アウターロータの一端側が前記送液貯留部の内部空間内に配置されたものであり、
前記インナーロータが前記送液貯留部と一体的に回転可能とされていることを特徴とする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、圧送対象の流動物を投入するためのホッパーを有し、ホッパーとロータとが一体的に回転可能とされた一軸偏心ねじポンプに関する。
【背景技術】
【０００２】
従来技術において提供されている一軸偏心ねじポンプあるいは容積型ポンプ機構には、下記特許文献１〜３に示すように、圧送対象の流動物を収容するホッパあるいはケーシングからなる送液貯留部を備えたものがある。この種のポンプにおいては、軸封となるシール装置と、動力回転軸とが送液貯留部の内部に設けられており、動力伝達軸がポンプ機構に連結された構造とされている。特許文献１〜３に示すポンプにおいては、ホッパ等の送液貯留部が他とは独立して配置されている。
【０００３】
ここで、圧送対象の流動物がケーキ状、あるいは粘稠性流体である場合には、流動物が送液貯留部の壁面に付着してしまい、ポンプ吸込不良が発生してしまう。そこで、ポンプ吸込不良の発生を抑制すべく、従来技術のポンプにおいては、スクレーパ、フィーダ、あるいはブリッジブレーカ等を設けることにより流動物が送液貯留部の壁面に付着することを防止している。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
【特許文献１】特開平２００７−１２６２７６号公報
【特許文献２】特開２０００−１２８３５８号公報
【特許文献３】特開２００１−１２０２４６号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
しかしながら、上述した特許文献１〜３に開示されているような従来技術のポンプは、全体構成が大型化する傾向にある。そのため、特許文献１，２に開示されているポンプのように横置き型とした場合には、大きな設置面積が必要となるという問題が生じる。また、特許文献３に開示されているポンプのように縦置き型とした場合には、ホッパ等の送液貯留部に対する流動物の投入に困難を伴うことになってしまう。
【０００６】
また、特許文献１〜３に開示されているポンプのように、フィーダ装置等を送液貯留部内に投入された流動物の移送を補助することとした場合であっても、ねじポンプ機構をなすステータの入口に到達するまでの間の領域において流動物のブリッジ等が発生してしまうことがある。そのため、従来技術のポンプにおいては、送液貯留部に投入された流動物が一部残存し、圧送することができないことがあるという問題がある。
【０００７】
そこで、本発明は、装置構成がコンパクトであり、送液貯留部に対して流動物を容易に投入できると共に、投入された流動物を確実に圧送することが可能な一軸偏心ねじポンプの提供を目的とした。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
上述した課題を解決すべく提供される本発明の一軸偏心ねじポンプは、圧送対象である流動物を収容する内部空間を備えた送液貯留部と、前記送液貯留部内に貯留されている流動物を圧送し、動力を受けて偏心回転する雄ねじ型のロータと、内周面が雌ねじ型に形成されたステータとを備えた一軸偏心ねじポンプ機構と、流動物の圧送時に前記ロータ及び前記送液貯留部に発生する偏心回転を許容するための偏心回転許容手段とを有し、少なくとも前記ステータの一端側が前記送液貯留部の内部空間内に配置されたものであり、前記ロータが前記送液貯留部と一体的に回転可能とされていることを特徴としている。
【０００９】
本発明の一軸偏心ねじポンプにおいては、一軸偏心ねじポンプ機構のロータが送液貯留部と一体的に回転可能とされ、ステータの少なくとも一端側の部分が送液貯留部内に配置されている。このようにして一軸偏心ねじポンプ機構を送液貯留部内に設けることにより、従来公知の横置き型あるいは縦置き型の一軸偏心ねじポンプ等に比べて上下方向及び水平方向に一軸偏心ねじポンプの装置構成をコンパクト化することができる。
【００１０】
上述したように、本発明の一軸偏心ねじポンプは、構成がコンパクトであるため、送液貯留部に対して流動物を投入しやすい位置に投入口等を設けることが可能である。これにより、流動物を送液貯留部に補充する作業をより一層省力化することができる。
【００１１】
また同様の知見により提供される本発明の一軸偏心ねじポンプは、圧送対象である流動物を収容する内部空間を備えた送液貯留部と、動力を受けて偏心回転する雄ねじ型のロータと、内周面が雌ねじ型に形成されたステータとを備えており、前記ステータに対して前記ロータが挿入され、前記ステータの一端側から流動物を吸い込み、他端側から吐出可能な一軸偏心ねじポンプ機構が形成されており、前記ロータが前記送液貯留部の内部空間に立設されており、前記ロータと前記送液貯留部とが一体的に回転可能とされており、前記ステータの一端側が前記送液貯留部の内部空間内に配置されていることを特徴とするものである。
【００１２】
本発明の一軸偏心ねじポンプにおいては、ロータが送液貯留部の内部空間に立設されており、ロータ及び送液貯留部が一体的に回転可能とされている。また、本発明の一軸偏心ねじポンプにおいては、ステータに対してロータを挿入することにより、一軸偏心ねじポンプ機構が送液貯留部内に設けられているため、従来公知の横置き型あるいは縦置き型の一軸偏心ねじポンプ等に比べて上下方向及び水平方向に装置構成がコンパクトである。
【００１３】
また、本発明の一軸偏心ねじポンプは、コンパクトな構成であるため、送液貯留部に対して流動物を投入しやすい位置に投入口等を設けることができる。これにより、流動物を送液貯留部に補充する作業をより一層省力化することができる。
【００１４】
本発明の一軸偏心ねじポンプは、前記ロータ及び前記送液貯留部の偏心回転をガイドする偏心回転許容手段を備えており、前記偏心回転許容手段が、前記送液貯留部に対して下方側に設置されたものであることが望ましい。
【００１５】
かかる構成によれば、送液貯留部側から作用する圧力を偏心回転許容手段において受け止めつつ、ロータ及び送液貯留部の偏心回転を許容することができる。これにより、偏心回転許容手段を上方に設置した場合に比べ下方側の位置に重心位置を設定することが可能となり、装置の安定性を向上させることが可能となる。
【００１６】
また、本発明の一軸偏心ねじポンプは、前記偏心回転許容手段が、直動案内装置により構成されていることが好ましい。
【００１７】
かかる構成によれば、送液貯留部側から作用する圧力を確実に受け止めつつ、ロータ及び送液貯留部をスムーズに偏心回転させることが可能となる。また、上述した構成によれば、装置構成を上下方向にコンパクト化し、送液貯留部に対する流動物の投入位置が高くなることを回避できる。これにより、一軸偏心ねじポンプの設置スペースを最小限に抑制しつつ、圧送対象の流動物を送液貯留部に投入する作業を容易化することができる。
【００１８】
本発明の一軸偏心ねじポンプにおいては、圧送対象である流動物を収容する内部空間を備えた送液貯留部と、内周面が雌ねじ型に形成された貫通孔を有するアウターロータと、前記貫通孔内に挿入された雄ねじ状のインナーロータとを備えた一軸偏心ねじポンプ機構とを有し、前記インナーロータの回転に連動して前記アウターロータが回転することにより、前記貫通孔内に流動物を吸い込んで圧送することが可能なものであり、前記アウターロータが、流動物の圧送時に前記インナーロータ及び前記送液貯留部に発生する偏心回転を許容するための偏心回転許容手段として機能し、少なくとも前記アウターロータの一端側が前記送液貯留部の内部空間に配置されたものであり、前記インナーロータが前記送液貯留部と一体的に回転可能とされていることを特徴としている。
【００１９】
かかる構成とした場合、流動物の圧送に伴って発生する偏心回転を一軸偏心ねじポンプ機構を構成するアウターロータによって許容し、受け止めることが可能となり、送液貯留部等の偏心回転を防止することが可能となる。これにより、一軸偏心ねじポンプの装置構成をより一層簡略化することが可能となる。
【００２０】
本発明の一軸偏心ねじポンプは、前記ロータを回転させるための駆動機を有し、前記駆動機が、前記送液貯留部に対して下方側に設置されていることが望ましい。
【００２１】
かかる構成によれば、装置構成をコンパクト化することができる。また、重量物である駆動機が送液貯留部よりも下方側に設置されるため、流動物の圧送動作時における一軸偏心ねじポンプの安定性を向上させることができる。
【００２２】
本発明の一軸偏心ねじポンプは、前記ステータに対して一端が固定され、他端が他部材に固定されたステー部材を有し、前記ステー部材が、前記送液貯留部内に設けられていることが好ましい。
【００２３】
かかる構成とした場合、送液貯留部内において流動物のブリッジ等が発生し、流動物が送液貯留部内に残存することを防止することができる。
【００２４】
また、上述した本発明の一軸偏心ねじポンプにおいては、前記ステー部材が、前記送液貯留部の内周面に沿うように設置されていることが好ましい。
【００２５】
かかる構成とした場合、ステー部材によって送液貯留部の内周面に付着した流動物をそぎ落とすことが可能であり、送液貯留部内において流動物のブリッジ等が発生することを防止することができる。これにより、流動物が送液貯留部内に残存することを防止することができる。
【００２６】
さらに、本発明の一軸偏心ねじポンプにおいては、前記ステー部材が、前記ステータの周方向に複数設けられていることが好ましい。
【００２７】
かかる構成とすることにより、送液貯留部の内部に投入されている流動物の影響によらず、ステータを確実に位置決め固定することが可能となる。
【００２８】
本発明の一軸偏心ねじポンプは、前記送液貯留部及び前記送液貯留部に追従して偏心回転する他部材のいずれか一方又は双方に、カウンターバランサーが設けられたものであることが望ましい。
【００２９】
かかる構成によれば、送液貯留部が偏心回転に伴いバランスを崩すことを防止し、送液貯留部の動作を安定化することができる。
【００３０】
本発明の一軸偏心ねじポンプは、前記送液貯留部の外周面に当接することにより前記送液貯留部の偏心回転を制限する偏心制限手段が設けられているものであっても良い。
【００３１】
かかる構成によれば、送液貯留部が適切な範囲内で偏心回転するように送液貯留部の動作を制限することが可能である。これにより、送液貯留部が偏心回転に伴ってバランスを崩すのを防止し、送液貯留部の動作を安定させることができる。
【００３２】
本発明の一軸偏心ねじポンプは、前記ロータを回転させるための駆動機が前記送液貯留部に対して下方側に設置されており、前記ロータが、前記駆動機側に接続される接続部を下方に向けた状態で設置されており、前記送液貯留部の底部に、前記接続部を挿入可能な挿入部が設けられており、前記接続部を前記挿入部に挿入して連結することにより、前記ロータと前記送液貯留部とを一体化可能であることが望ましい。
【００３３】
本発明の一軸偏心ねじポンプは、送液貯留部の底部に設けられた挿入部にロータの接続部を差し込んで連結することにより、ロータと送液貯留部とを一体化することができる。従って、本発明の一軸偏心ねじポンプにおいては、ロータを適宜交換等することが可能であり、製造及びメンテナンスがしやすい。また、本発明の一軸偏心ねじポンプにおいては、予め準備されている種々のロータを用途、流動物の性質等を加味して選定して使用することが可能である。
【００３４】
本発明の一軸偏心ねじポンプは、前記送液貯留部に、前記内部空間の断面積が底部に向けて縮小するように形成された縮小部が設けられており、前記ステータの一端側が、前記縮小部内において開口したものであることが好ましい。
【００３５】
かかる構成とすることにより、送液貯留部に投入された流動物をスムーズに縮小部に集め、ステータの一端側に設けられた開口から吸い込むことが可能となる。これにより、送液貯留部内に投入された流動物を送液貯留部内に残存させることなく、圧送することが可能となる。
【発明の効果】
【００３６】
本発明によれば、装置構成がコンパクトであり、送液貯留部に対して流動物を容易に投入できると共に、投入された流動物を確実に圧送することが可能な一軸偏心ねじポンプを提供できる。
【図面の簡単な説明】
【００３７】
【図１】本発明の一実施形態に係る一軸偏心ポンプの内部構造を示す断面図である。
【図２】図１に示す一軸偏心ねじポンプを示す平面図である。
【図３】図１に示す一軸偏心ねじポンプの要部に係る分解図である。
【図４】（ａ）は図１に示す一軸偏心ねじポンプの変形例を示す要部拡大断面図であり、（ｂ）は（ａ）において採用されている偏心回転許容手段を示す斜視図である。
【図５】図１に示す一軸偏心ねじポンプの変形例を示す断面図である。
【図６】変形例に係るステー部材を設けた一軸偏心ねじポンプを示す平面図である。
【図７】ツインーロータ型の一軸偏心ねじポンプ機構を採用した一軸偏心ねじポンプの変形例を示す内部構造を示す断面図である。
【発明を実施するための形態】
【００３８】
本発明の一実施形態に係る一軸偏心ねじポンプ１０について、図面を参照しつつ詳細に説明する。図１及び図２に示すように、一軸偏心ねじポンプ１０は、圧送対象である流動物を投入し貯留するための送液貯留部２０と、流動物を圧送するための一軸偏心ねじポンプ機構部５０（以下、単に「ポンプ機構部５０」とも称す）とを有する。また、一軸偏心ねじポンプ１０は、ポンプ機構部５０を駆動させるための駆動機７０と、偏心回転許容手段８０と、偏心制限手段４０とを備えている。一軸偏心ねじポンプ１０は、送液貯留部２０、ポンプ機構部５０、駆動機７０、偏心回転許容手段８０、偏心制限手段４０等の各構成部材を筐体１２に組み付けた構成とされている。
【００３９】
送液貯留部２０は、一軸偏心ねじポンプ１０の筐体１２内に設置されている。送液貯留部２０は、後に詳述するポンプ機構部５０のロータ６２と一体となって偏心回転可能とされている。送液貯留部２０は中空であり、筐体１２の天面１２ａに設けられた投入口１４を介して内部空間２２に圧送対象である流動物を投入可能とされている。送液貯留部２０は、上方側が円筒状であり、下方側が円錐状の外観形状を有する。送液貯留部２０は、円錐状の外観形状を有する部分（縮小部２４）において、内部空間２２の断面積が底部２６側に向かうに連れて縮小している。
【００４０】
送液貯留部２０の外周であって、円筒状の部分（円筒部２３）と円錐状の部分（縮小部２４）との境界近傍には、外側に向けて突出したフランジ部２８が設けられている。フランジ部２８は、送液貯留部２０の略全周に亘って形成されており、そのうちの一部の部分にカウンターバランサー３０が取り付けられている。カウンターバランサー３０は、偏心回転する送液貯留部２０のバランスを取るために設けられたものである。カウンターバランサー３０は、所定の重さを有する一又は複数の金属板等からなる錘３０ａによって構成されており、錘３０ａの数量を調整することにより総重量を調整することができる。
【００４１】
また、送液貯留部２０の偏心回転を制限するための手段として、偏心制限手段４０が筐体１２に取り付けられている。偏心制限手段４０は、従来公知のキャスターによって構成されており、送液貯留部２０を構成する円筒部２３の外周面に接触可能とされている。これにより、送液貯留部２０が過度に偏心回転しないように、偏心回転領域が制限されている。
【００４２】
図１及び図３に示すように、送液貯留部２０の底部２６には、挿入部３２が設けられている。挿入部３２は、後に詳述するポンプ機構部５０のロータ６２、及び駆動機７０の駆動軸７４を挿入し接続するためのものであり、円筒状の外観形状を有する。挿入部３２にはピン孔３２ａが形成されており、ロータ６２及び駆動軸７４を接続するためのピン３４を径方向に横断するように挿入可能とされている。
【００４３】
ポンプ機構部５０は、いわゆる回転容積型のポンプ機構であり、図１に示すように、ステータ５２及びロータ６２によって主要部が構成されている。ステータ５２は、円筒形のステータ格納筒５６の内側に、ゴム等の弾性体や樹脂などで作成された略円筒形のライニング部材５８を取り付けたものである。ライニング部材５８の材質は、一軸偏心ねじポンプ１０を用いて移送する被搬送物である流動物の種類や性状などにあわせて適宜選択される。ライニング部材５８に形成された貫通孔５４の内周面５４ａは、ｎ条で単段あるいは多段の雌ねじ形状とされている。本実施形態では、図１や図２に示すように２条で多段の形状とされている。
【００４４】
ステータ５２は、図１に示すように送液貯留部２０内において略直立状態で設置され、図２に示すようにステータ格納筒５６の外周に略放射状に装着された複数のステー部材６０により固定されている。ステー部材６０は、長尺状であって屈曲した鋼材によって構成されている。ステー部材６０は、送液貯留部２０の内周面に沿う形状に屈曲している。具体的には、ステー部材６０は、ステータ格納筒５６に対して径方向外側に向けて略水平に延びる接続部６０ａに連続した傾斜部６０ｂ、及び傾斜部６０ｂに連続した鉛直部６０ｃを有する。
【００４５】
傾斜部６０ｂの傾斜は、送液貯留部２０をなす縮小部２４の傾斜と略同一とされている。傾斜部６０ｂは縮小部２４に沿うように配置されており、鉛直部６０ｃは円筒部２３に沿うように配置されている。傾斜部６０ｂ及び鉛直部６０ｃと送液貯留部２０との間には、送液貯留部２０が偏心回転しても接触しない程度の隙間が形成されている。ステー部材６０は、接続部６０ａの端部をステータ格納筒５６に接続し、鉛直部６０ｃの端部を筐体１２の天面１２ａ側に接続することにより固定されている。
【００４６】
ステータ５２は、一端側（下端側）が送液貯留部２０内に配置され底部近傍、具体的には縮小部２４内に到達している。ステータ５２の一端部（下端部）と送液貯留部２０の底部２６との間には、ステータ５２と送液貯留部２０との間で流動物を流出入させることが可能な程度の隙間が設けられている。また、ステータ５２の他端側は、筐体１２の天面１２ａを貫通し、筐体１２の外に取り出されている。
【００４７】
ロータ６２は、金属製の軸体であり、ｎ−１条で単段あるいは多段の雌ネジ形状とされている。本実施形態においては、ロータ６２は、１条で多段とされている。ロータ６２は、長手方向のいずれの位置で断面視しても、その断面形状がほぼ真円形となるように形成されている。ロータ６２は、上述したステータ５２の貫通孔５４に挿通することにより、貫通孔５４の内部において自由に偏心回転可能とされている。
【００４８】
図３に示すように、ロータ６２の一端側には、上述した送液貯留部２０の挿入部３２に挿入可能な接続部６４が設けられている。また、接続部６４には、ピン孔６４ａが設けられている。ロータ６２は、接続部６４を送液貯留部２０の挿入部３２に挿入し、ピン孔３２ａ，６４ａに亘ってピン３４を挿通して連結することにより、送液貯留部２０と一体化されている。これにより、ロータ６２は、送液貯留部２０の略中央部に立設された状態となっている。また、後に詳述するように、ロータ６２は、挿入部３２においてピン３４により、駆動機７０の駆動軸７４とも接続されている。これにより、ロータ６２は、駆動機７０から出力される回転動力を受けて、送液貯留部２０と共に一体的に回転することができる。
【００４９】
ロータ６２をステータ５２に対して挿通すると、ロータ６２の外周面６２ａとステータ５２の内周面５４ａとが両者の接線にわたって当接した状態になり、内周面５４ａと外周面６２ａとの間に流体搬送路６６（キャビティ）が形成される。流体搬送路６６は、上述したステータ５２やロータ６２のリードの長さＬを基準長Ｓとした場合に、ステータ５２やロータ６２の軸方向にリードの基準長Ｓのｄ倍の長さを有する多段（ｄ段）の流路となっている。
【００５０】
流体搬送路６６は、ステータ５２やロータ６２の長手方向に向けて螺旋状に延びている。また、流体搬送路６６は、ロータ６２をステータ５２の貫通孔５４内において回転させると、ステータ５２内を回転しながらステータ５２の長手方向に進む。そのため、ロータ６２を回転させると、ステータ５２の一端側から流体搬送路６６内に流動物を吸い込むと共に、この流動物を流体搬送路６６内に閉じこめた状態でステータ５２の他端側に向けて移送し、ステータ５２の他端側において吐出させることが可能である。すなわち、ロータ６２を回転させることにより、一端側から吸い込んだ流動物を圧送し、他端側から吐出することが可能であり、ロータ６２の回転方向を正逆切り替えることにより流動物の圧送方向を切り替え可能である。
【００５１】
本実施形態の一軸偏心ねじポンプ１０は、送液貯留部２０内に投入されている流動物をステータ５２の一端部（下端部）から吸い上げ、他端部（上端部）から吐出させる動作を主目的とするものである。従って、通常の運転時には、流動物をステータ５２の下端側から吸い上げ上端側から吐出可能な方向（正方向）にロータ６２が回転する。また、洗浄等のために必要な場合には、逆方向にロータ６２を回転させ、ステータ５２の上端側から下端側に向けて流動物を圧送することができる。
【００５２】
上述した送液貯留部２０の下方には、駆動機７０及び偏心回転許容手段８０が設けられている。図１及び図３に示すように、駆動機７０は、モータ７２の動力により回転駆動する駆動軸７４を有する。駆動軸７４は、送液貯留部２０の底部２６に設けられた挿入部３２に挿入される軸部７６と、軸部７６の軸心方向に対して交差する方向（略直交方向）に張り出すように設けられたフランジ部７８とを有する。駆動軸７４は、フランジ部７８と駆動機７０の本体との間に設けられた軸受７９等により、回転自在なように支持されている。
【００５３】
軸部７６には、ピン３４を挿入可能なピン孔７６ａが設けられている。送液貯留部２０の挿入部３２に対して軸部７６を下方から差し込むと共に、ロータ６２を挿入部３２に対して上方から差し込むと、各ピン孔３２ａ，６４ａ，７６ａが連通した状態になる。駆動機７０の駆動軸７４は、各ピン孔３２ａ，６４ａ，７６ａに亘って挿通されたピン３４により、送液貯留部２０及びロータ６２と一体化されている。また、送液貯留部２０の挿入部３２に対して軸部７６を下方から差し込んだ状態において、フランジ部７８が送液貯留部２０の底面に固定されている。これにより、挿入部３２の下部開口が完全に閉塞された状態になっている。また、駆動機７０は、流動物の圧送時にロータ６２及び送液貯留部２０と共に一体的に偏心回転する。すなわち、駆動機７０の駆動軸７４は、送液貯留部２０及びロータ６２と同様に自転しつつ公転する動作を行う。
【００５４】
駆動機７０は、筐体１２の底面１２ｂ上に設置された偏心回転許容手段８０のテーブル８２上に搭載されている。偏心回転許容手段８０は、送液貯留部２０、ロータ６２、及び駆動機７０の偏心回転を許容し、ガイドするために設けられている。偏心回転許容手段８０は、送液貯留部２０等の偏心回転を許容し、ガイドしうるものであればいかなるものであっても良いが、本実施形態では直動案内装置（ＸＹリニアガイド）が採用されている。偏心回転許容手段８０をなす直動案内装置は、テーブル８２が水平方向（Ｘ−Ｙ方向）に向けてスムーズかつ自由に動作可能なものである。
【００５５】
続いて、一軸偏心ねじポンプ１０の動作について説明する。駆動機７０を作動させ駆動軸７４を正回転させると、ピン３４により駆動軸７４に対して連結されているロータ６２及び送液貯留部２０が偏心回転する。ロータ６２の回転に伴い、ロータ６２とステータ５２との間に形成されている流体搬送路６６がステータ５２内を回転しながらステータ５２の下端側から上端側に向けて進行する。これにより、送液貯留部２０に貯留されている流動物が、ステータ５２の下端部に形成されている開口から吸い込まれ、上方に向けて圧送され、ステータ５２の上端部から吐出される。
【００５６】
上述したようにして流動物の圧送が開始されると、送液貯留部２０及びロータ６２は共に偏心回転し、駆動機７０及びテーブル８２は水平方向（Ｘ−Ｙ方向）に直動（公転）する。また、送液貯留部２０は、偏心制限手段４０によってガイドされつつ、所定の範囲内において安定した状態で偏心回転を行う。
【００５７】
送液貯留部２０が偏心回転すると、ステータ５２の固定用に設置されているステー部材６０は、送液貯留部２０内に貯留されている流動物に対してスクレーパの役割を果たす。これにより、送液貯留部２０内において流動物がブリッジ等を起こすことを回避することができる。また、ロータ６２の偏心回転に伴い、送液貯留部２０の内部空間２２内に準備されている流動物がステータ５２内に形成されている流体搬送路６６内に吸い込まれ、ステータ５２の上端側に向けて圧送される。
【００５８】
上述したように、本実施形態の一軸偏心ねじポンプ１０は、ロータ６２が送液貯留部２０の内部空間２２に立設されており、ロータ６２と送液貯留部２０とが一体的に回転可能とされている。また、ステータ５２を送液貯留部２０の内部空間２２内に差し入れ、ステータ５２内にロータ６２を挿入することによりポンプ機構部５０が形成されている。従って、一軸偏心ねじポンプ１０は上下方向及び水平方向に装置構成がコンパクトである。また、装置構成が上下方向にコンパクトであるため、流動物を投入しやすい位置に投入口１４を設け、流動物の補充作業をより一層省力化することができる。
【００５９】
また、一軸偏心ねじポンプ１０は、駆動機７０及び偏心回転許容手段８０を、送液貯留部２０に対して下方側に設置したものであり、ロータ６２及び送液貯留部２０の偏心回転を許容しつつ、上方に向けて大型化することを回避することができる。また、駆動機７０及び偏心回転許容手段８０を下方側に設置することにより、一軸偏心ねじポンプ１０の重心位置を設置面に近い位置に設定することが可能となる。これにより、送液貯留部２０及びロータ６２が偏心回転したとしても、安定性を損うことなく運転を継続させることが可能となる。
【００６０】
また、一軸偏心ねじポンプ１０においては、偏心回転許容手段８０が直動案内装置によって構成されていることから、送液貯留部２０側から作用する圧力を確実に受け止めつつ、ロータ６２及び送液貯留部２０をスムーズに偏心回転させることが可能である。なお、本実施形態においては、偏心回転許容手段８０として、テーブル８２が水平状態を維持しつつＸ−Ｙ方向に動作可能な直動案内装置を採用した構成を例示したが、本発明はこれに限定される訳ではなく、送液貯留部及びロータ６２の偏心運動をガイド可能なものであればいかなるものであっても良い。
【００６１】
具体的には、図４に示す偏心回転許容手段９０においては、ロータ６２の延長線上に下方に延びる案内軸９２が設けられ、駆動機７０の下方にガイド板９４が設けられる。図４（ｂ）に示すように、ガイド板９４には、送液貯留部２０及びロータ６２の偏心運動の軌跡にあわせて孔あるいは溝からなるガイド部９６が形成され、このガイド部９６に案内軸９２が差し込まれる。このような偏心回転許容手段９０を設けた場合についても、偏心回転許容手段８０を設けた場合と同様にロータ６２及び送液貯留部２０の偏心回転を一定の範囲内において許容しつつ、上方に向けて大型化することを回避することができる。
【００６２】
また、上述した偏心回転許容手段８０，９０に代えてボールベアリング等の軸受を２列に配置し、これらによって送液貯留部２０及びロータ６２の偏心回転、すなわち自転運動及び公転運動を受け止めることも可能である。また、送液貯留部２０及びロータ６２の偏心運動領域が小さい場合には、上述した偏心回転許容手段８０，９０を設ける代わりに、ゴムあるいはバネ等の弾性体を設けることにより、偏心運動を受け止めるようにしても良い。
【００６３】
本実施形態においては、ステータ５２の固定用としてステータ格納筒５６の外周に複数、放射状に取り付けられたステー部材６０が送液貯留部２０の内部空間２２内に設けられている。そのため、流動物の圧送に伴って送液貯留部２０が回転すると、内部空間２２において流動物のブリッジ等を防止することができる。また、ステー部材６０が、送液貯留部２０の内周面に沿うように設置されているため、ステー部材６０がスクレーパの役割を果たし、ステー部材６０によって送液貯留部２０の内周面に付着した流動物をそぎ落とす効果が得られる。これにより、流動物が送液貯留部２０内に残存することを防止することができる。
【００６４】
なお、本実施形態においては、ステー部材６０をステータ５２の外周に複数、放射状に固定した構成を例示したが、本発明はこれに限定されるものではなく、設置数、設置位置等は適宜変更することが可能である。また、上述したステー部材６０は、送液貯留部２０の内周面に沿うように屈曲した形状を有するが、ステー部材６０の形状、大きさ等についても適宜変更することが可能である。また、流動物が送液貯留部２０の内周面に付着したまま残存すること、あるいは流動物がブリッジ状態になること等を解消するための手段をステー部材６０に代えて、あるいはステー部材６０に加えて設けることが可能である。
【００６５】
ステー部材６０の変形例についてさらに具体的に説明すると、図６に示すようにステー部材６０の接続部６０ａから傾斜部６０ｂに亘ってスクロール状に湾曲した形状とすることが可能である。さらに詳細に説明すると、上記実施形態において示した例において、ステー部材６０は、上方から見て接続部６０ａから傾斜部６０ｂに亘って直線的に延びるように形成されている（図１及び図２参照）。これに対し、図６に示す例においては、接続部６０ａの基端から傾斜部６０ｂの末端に至る中間部分において、送液貯留部２０及びロータ６２の回転方向（図６において矢印で示す方向）に膨出するように湾曲するようにステー部材６０が形成されている。図６に示すような形状とすることにより、送液貯留部２０内に貯留されている流動物が送液貯留部２０の略中心側に向けてより一層集まりやすくなる効果が得られ、流動物をステータ５２の端部から吸い込みやすくなる。
【００６６】
上述したように、一軸偏心ねじポンプ１０は、送液貯留部２０にカウンターバランサー３０が設けられていることから、偏心回転に伴って送液貯留部２０がバランスを崩してしまうことを防止し、送液貯留部２０の動作を安定化することができる。なお、カウンターバランサー３０が存在しなくても送液貯留部２０が安定した状態で回転可能な場合には、カウンターバランサー３０を省略することが可能である。
【００６７】
また、上述したカウンターバランサー３０は、必ずしも送液貯留部２０に設置される必要はなく、例えば送液貯留部２０に代えて、あるいは送液貯留部２０に加えて、送液貯留部２０に追従して偏心回転する他部材にカウンターバランサー３０に相当する錘を設置することとしても良い。具体的には、ロータ６２の延長線上に下方に延びる軸を設け、この軸に対してフライホイール等を取り付けることによってもカウンターバランサー３０を設けた場合と同様に送液貯留部２０の偏心回転を安定化することができる。
【００６８】
また、一軸偏心ねじポンプ１０においては、キャスター等からなる偏心制限手段４０が送液貯留部２０の外側に設けられている。これにより、送液貯留部２０が所定の範囲を超えることなく安定した状態で偏心回転することができる。なお、本実施形態においては、偏心制限手段４０を設けた構成を例示したが、送液貯留部２０の偏心回転幅が小さい場合あるいは偏心回転許容手段８０等により偏心回転を十分制限可能な場合等には、偏心制限手段４０を設けない構成としても良い。
【００６９】
本実施形態の一軸偏心ねじポンプ１０は、ロータ６２の接続部６４を送液貯留部２０の底部２６に設けられた挿入部３２に挿入することにより、ロータ６２と送液貯留部２０とをピン３４を用いて一体化することができる。従って、ロータ６２を適宜交換等することが可能であり、製造及びメンテナンスがしやすい。また、予め準備されている種々のロータ６２から用途等に応じて適切なものを選定し、使用することが可能である。
【００７０】
本実施形態においては、ロータ６２を適宜交換可能とすべく、ピン３４の着脱により送液貯留部２０とロータ６２とを一体化、あるいは分解可能とした構成を例示したが、本発明はこれに限定される訳ではなく、送液貯留部２０とロータ６２とを溶接等により一体化した構成とすることも可能である。また、送液貯留部２０とロータ６２との連結構造は、上述したものに限定される訳ではなく、適宜変更することが可能である。
【００７１】
本実施形態の一軸偏心ねじポンプ１０においては、送液貯留部２０に縮小部２４が設けられており、下方に向けて先すぼみの形状とされている。そのため、送液貯留部２０内に投入された流動物が底部２６に集まりやすい。また、ステータ５２の一端部（下端部）が縮小部２４内に開口しているため、底部２６の近傍に集まった流動物をスムーズに吸い込むことが可能である。これにより、送液貯留部２０内に投入された流動物を送液貯留部２０内に残存させることなく、圧送することが可能となる。
【００７２】
本実施形態に例示した縮小部２４は、直線的な傾斜面によって構成されているが、本発明はこれに限定されるものではなく、湾曲した面等によって構成されていても良い。また、送液貯留部２０は、必ずしも縮小部２４を備えたものである必要はなく、寸胴型のものであっても良い。
【００７３】
本実施形態においては、送液貯留部２０及びポンプ機構部５０が略直立するように設けられたものを例示したが、これらは必ずしも略直立している必要はなく、送液貯留部２０あるいはポンプ機構部５０のいずれか一方又は双方が傾斜したものであっても良い。また、一軸偏心ねじポンプ１０は、図５に示すような横置き型であっても良い。横置き型とする場合は、図５に示すように、送液貯留部２０の開放端側に蓋体１００を設け、蓋体１００と送液貯留部２０とのシール部材１０２を設ける等の方策を講じることにより、流動物の漏洩を防止することが好ましい。
【００７４】
上述した一軸偏心ねじポンプ１０において採用されているポンプ機構部５０は、送液貯留部２０及びロータ６２が偏心回転するものであるが、本発明はこれに限定されるものではなく、例えば従来公知のツインロータ型の一軸偏心ねじポンプ機構のように、送液貯留部２０及びロータ６２が偏心回転することなく流動物を圧送可能なものであっても良い。具体的には、ポンプ機構部５０を、駆動機の駆動軸に連結された雄ねじ状のインナーロータと、内周面が雌ねじ型に形成された筒体からなるアウターロータと、アウターロータを回転可能なように収容可能な収容空間を有するケーシングとを備えたものとすることにより、送液貯留部２０及びロータ６２が偏心回転しない構成としうる。
【００７５】
さらに詳細には、本実施形態においては、ステータ５２をステータ格納筒５６とライニング部材５８を接着等によって一体化した構成を例示したが、ステータ格納筒５６に対してライニング部材５８を軸心周りに自由に回転可能に装着することにより上述したツインーロータ型の一軸偏心ねじポンプ機構を構成することができる。このように構成した場合には、ロータ６２が上述したインナーロータとして機能する。また、ライニング部材５８がアウターロータとして機能し、ステータ格納筒５６がアウターロータを収容するケーシングとして機能する。
【００７６】
ポンプ機構５０を上述したツインロータ型の構成とすることにより、流動物の圧送時に発生する偏心回転がステータ５２のライニング部材５８によって受け止められ、送液貯留部２０及びロータ６２が偏心回転することを防止できる。これにより、偏心制限手段４０や偏心回転許容手段８０を採用する必要がなくなり、一軸偏心ねじポンプ１０の装置構成がより一層シンプルなものとなる。
【００７７】
ポンプ機構部５０をツインロータ型のものとする場合、上述したようにステータ５２を構成するステータ格納筒５６とライニング部材５８とを非接着とし、ライニング部材５８をステータ格納筒５６内に回転自在に収容した構成に限定されるものではなく、ステータ格納筒５６とライニング部材５８とを接着により一体化したステータ５２に相当する部材を回転自在に支持した構成のポンプ機構部１５０をポンプ機構部５０に代えて採用することも可能である。
【００７８】
具体的には、図７に示すように、ポンプ機構部１５０は、上述したステータ５２と同一の構成を有する部材をアウターロータ１５２とし、ロータ６２と同一の構成を有する部材をインナーロータ１６２とする。アウターロータ１５２に設けられた貫通孔５４内に、インナーロータ１６２が挿入される。インナーロータ１６２は、駆動機７２に対して接続されている。
【００７９】
図７に例示する一軸偏心ねじポンプ１０においては、アウターロータ１５２にスラスト荷重及びラジアル荷重を受けることが可能な軸受ブシュ１１０が設けられると共に、ステー部材６０の接続部６０ａに軸受ブシュ１１０用のハウジング１１２が設けられる。軸受ブシュ１１０は、回転（ラジアル方向）及び吐出圧による反力を受け止めつつ、アウターロータ１５２の下端部を回転自在に支持することができる。軸受ブシュ１１０は、送液貯留部２０内において流動物（液体）と接触するものであるため、一般的に用いられるベアリング軸受等ではなく、エンジニアリングプラスチック、あるいは耐食性に優れた金属等によって形成されたものであることが好ましい。また、筐体１２の天面１２ａには、アウターロータ１５２の上端側の外周を取り囲むように軸受ブシュ１１６が設けられている。軸受ブシュ１１６は、前述した軸受ブシュ１１０のように送液貯留部２０内の流動物（液体）と接触する部分に設けられるものではない。そのため、軸受ブシュ１１６には、従来公知の玉軸受あるいはコロ軸受等を用いることが可能である。また、スイベルジョイント１１４及び軸受ブシュ１１６用のハウジング部材１１８が接続され、ハウジング部材１１８が吐出ノズルとして用いられる。
【００８０】
上述した図７に示すような構成とすることにより、アウターロータ１５２及びロータ１６２が軸心周りに自由に回転可能な状態となる。このような状態においてロータ１６２を回転させると、アウターロータ１５２がロータ１６２に対して１対２の回転比で回転する。これにより、アウターロータ１５２とロータ１６２との間に形成された流体搬送路６６（キャビティ）に、アウターロータ１５２の下端側から流動物が吸い込まれ、上方に設けられた吐出ノズル（ハウジング部材１１８側）に向けて供給される。
【００８１】
図７に示すようなポンプ機構１５０を採用した場合には、流動物の圧送時に発生する偏心回転がアウターロータ１５２によって受け止められ、送液貯留部２０及びロータ１６２が偏心回転することを防止できる。従って、偏心制限手段４０や偏心回転許容手段８０を設ける必要がなく、その分だけ一軸偏心ねじポンプ１０の装置構成を簡略化することが可能となる。また、偏心回転許容手段８０を設ける必要がないため、その分だけ一軸偏心ねじポンプ１０を上下方向に小型化することが可能である。そのため、投入口１４の位置をさらに下方に設け、流動物の投入作業を容易化することができる。
【００８２】
なお、図７に示すような構成を採用した場合には、アウターロータ１５２のステータ格納筒５６が送液貯留部２０内において回転する。そのため、図７に示すように、ステータ格納筒５６の外周にスクリュー等の攪拌手段１２０を設けることにより、送液貯留部２０内に貯留されている流動物を攪拌手段１２０によって攪拌することが可能となる。これにより、送液貯留部２０内において流動物のブリッジ等が発生することが可能となる。
【産業上の利用可能性】
【００８３】
本発明の一軸偏心ねじポンプは、味噌などのペースト状の食品等を圧送するために好適に使用することができる。
【符号の説明】
【００８４】
１０          一軸偏心ねじポンプ
２０          送液貯留部
２２          内部空間
２４          縮小部
２６          底部
３０          カウンターバランサー
４０          偏心制限手段
５０，１５０  ポンプ機構部
５２          ステータ
６０          ステー部材
６２          ロータ
７０          駆動機
８０，  ９０  偏心回転許容手段
１５２          アウターロータ
１６２          インナーロータ
【図１】
0005821059.tif 000002
【図２】
0005821059.tif 000003
【図３】
0005821059.tif 000004
【図４】
0005821059.tif 000005
【図５】
0005821059.tif 000006
【図６】
0005821059.tif 000007
【図７】
0005821059.tif 000008