(57)【要約】空洞部を画定する円筒形の内周壁を有するハウジング（１６）と、円筒形の外周および外周の内側のソケットを有して空洞部内に偏心配置されるローター（２０）と、を有する回転ベーンポンプまたはモーター。ローター（２０）は、内周壁に近接して内周壁をスクロールする。内周壁およびローター表面は、内周壁およびローター表面の間に作用室を画定している。ハウジング（１６）は、ソケット（４１）に収容される端部を有するベーン（２２）を有し、ベーンとソケットとの間に所定の流体密封性を維持しつつベーンがソケット中を摺動することを可能にするとともに、ローター（２０）が空洞部内を周回することを可能にする。ハウジング（１６）は、ベーンの一方の側に隣接する吸入口（２４）と、ベーンの他方の側に隣接する排出口（２６）と、を有し、吸入口および排出口はいずれも、内周壁に開いている。
2006527818.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
空洞部を画定する円筒形の内周壁を有するハウジングと、円筒形の外周および前記外周の内側にソケットを有するローターと、を有し、前記ローターは、前記空洞部内に偏心配置されるとともに、前記内周壁に近接して前記内周壁をスクロールするように構成され、前記内周壁および前記ローター外周は、前記内周壁および前記ローター外周の間に作用室を画定し、前記ハウジングは、前記ソケットに収容される端部を有するベーンを有して、前記ベーンおよび前記ソケットの間に所定の流体密封性を維持しつつ前記ベーンが前記ソケット中を摺動することを可能にするとともに、前記ローターが前記空洞部内を周回することを可能にし、前記ハウジングは、前記ベーンの一方の側に隣接する吸入口と、前記ベーンの他方の側に隣接する排出口と、を有し、前記吸入口および前記排出口の両方は、前記内周壁を介して前記空洞部と流体連通する、回転ベーンポンプまたはモーターであって、
前記ソケットは、旋回顎部を有する開口を有し、前記ベーンは、均一な厚さを有し、前記ハウジングに固着され、前記顎部に収容されて、旋回結合部を形成し、前記旋回結合部は、前記流体密封性を維持しつつ、前記旋回結合部中の前記ベーンの摺動および前記ベーンの前記旋回結合部との揺動を可能にする、回転ベーンポンプまたはモーター。
【請求項２】
前記ローター外周と前記内周壁との間に配置され、前記ローターが前記吸入口または前記排出口の上に、もしくは前記吸入口および前記排出口の間に位置合わせされたスクロールにあるとき、前記吸入口および前記排出口の間の流体連通を防止するように構成されるシールバリアをさらに有する、請求項１記載の回転ベーンポンプまたはモーター。
【請求項３】
前記シールバリアは、前記吸入口および前記排出口のいずれかに隣接して配置される、請求項２記載の回転ベーンポンプまたはモーター。
【請求項４】
第２のシールバリアは、前記吸入口および前記排出口の他方に隣接して配置される、請求項３記載の回転ベーンポンプまたはモーター。
【請求項５】
前記シールバリアは、前記ハウジングに取り付けられる、請求項２記載の回転ベーンポンプまたはモーター。
【請求項６】
前記シールバリアは、前記ローターに取り付けられる、請求項２記載の回転ベーンポンプまたはモーター。
【請求項７】
前記シールバリアは、弾性材料で作製される、請求項２記載の回転ベーンポンプまたはモーター。
【請求項８】
前記シールバリアは、前記内周壁上および前記ローター外周上に噛合歯として形成される、請求項２記載の回転ベーンポンプまたはモーター。
【請求項９】
前記吸入口に連通する入口と、前記排出口に連通する出口と、前記入口から前記出口への流体の流れが前記作用室をバイパスすることができるように前記入口および前記出口の間に配置される逆止弁と、を有するバイパス流路をさらに有する、請求項１記載の回転ベーンポンプ。
【請求項１０】
前記バイパス流路は、前記ハウジングに一体形成される、請求項９記載の回転ベーンポンプ。
【請求項１１】
前記排出口に連結される脈動ダンパーをさらに有する、請求項１記載の回転ベーンポンプ。
【請求項１２】
ポンプ装置において、偏心駆動部材により前記ローターを回転させる駆動ユニットをさらに有する、請求項１記載の回転ベーンポンプ。
【請求項１３】
前記ポンプは、前記駆動ユニットに対し着脱自在である、請求項１２記載のポンプ。
【請求項１４】
前記ポンプおよび前記駆動ユニットは、前記ポンプが前記駆動ユニットに取り付けられると同時に、前記ローターおよび前記偏心駆動部材が嵌合するよう構成される、請求項１３記載のポンプ。
【請求項１５】
工具なしで簡単な操作による前記取り付けを可能にする取り付け手段を有する、請求項１４記載のポンプ。
【請求項１６】
前記ローターは、同心ソケットを有し、前記偏心駆動部材は、ポンプユニットが前記駆動ユニットに取り付けられるときに回転自在に前記同心ソケットに嵌合するように構成される偏心クランクを有し、前記ハウジングは、前記クランクが前記同心ソケットに入ることができるようにする開口を有する、請求項１４記載のポンプ。
【請求項１７】
前記クランクは、永久的に前記クランクに取り付けられたベアリングを有し、前記ベアリングにより、前記クランクは、回転自在に前記同心ソケットに嵌合する、請求項１６記載のポンプ。
【請求項１８】
前記クランクは、テーパーヘッドを有し、前記取り付け前の前記同心ソケットおよび前記クランクの配置とは無関係に取り付け時に前記テーパーヘッドが前記同心ソケットに入ることができるような径および偏心度を有する、請求項１７記載のポンプ。
【請求項１９】
前記ポンプは、使い捨てユニットとしての使用に適する材料で作製される、請求項１３記載のポンプ。
【請求項２０】
ハウジングと、ローターと、を有する回転ベーンポンプであって、前記ハウジングは、偏心駆動部材により前記ローターを回転させるよう構成される駆動ユニットに対し着脱自在であり、
前記駆動ユニットおよび前記ポンプは、前記ハウジングが前記駆動ユニットに取り付けられると同時に前記ローターが前記偏心駆動部材に係合するように構成される、回転ベーンポンプ。
【請求項２１】
前記ポンプは、工具なしで簡単な操作により前記取り付けを行うための取り付け手段をさらに有する、請求項２０記載の回転ベーンポンプ。
【請求項２２】
前記ローターは、同心ソケットを有し、前記偏心駆動部材は、前記ポンプユニットが前記駆動ユニットに取り付けられ前記係合が得られるときに回転自在に前記同心ソケットに嵌合する偏心クランクを有し、前記ハウジングは、前記クランクが前記同心ソケットに入ることができるようにする開口を有する、請求項２０記載のポンプ。
【請求項２３】
前記クランクは、永久的に前記クランクに取り付けられたベアリングを有し、前記ベアリングにより、前記クランクは、回転自在に前記同心ソケットに嵌合する、請求項２２に記載のポンプ。
【請求項２４】
前記クランクは、テーパーヘッドを有し、前記テーパーヘッドは、前記取り付け前の前記同心ソケットおよび前記クランクの配置とは無関係に前記取り付け時に前記テーパーヘッドが前記同心ソケットに入ることができるような径および偏心度を有する、請求項２３記載のポンプ。
【請求項２５】
前記ポンプは、使い捨てユニットとしての使用に適する材料で作製される、請求項２０記載のポンプ。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、ベーンポンプおよびベーンモーターに関し、特に、工程に要求される清浄度のためポンプを頻繁に清掃あるいは交換しなければならない化学、医療、および食品の産業において、流体をポンプするのに使用されるシングルベーン回転ポンプに関する。
【背景技術】
【０００２】
シングルベーン回転ポンプ／モーターは、歴史的には、回転ピストンを備えた蒸気機関を構築する試みから知られている。その後、この方式が圧縮機／ポンプに応用された。（この技術分野では、一般的に、外部駆動装置を設けることで回転ピストン機関（モーター）をポンプに変換することができ、この逆も可能であることが知られている。）特許文献１には、円筒形の空洞部を有するハウジングと、その中に偏心配置されより小さな径を有する円筒形のピストン（ローター）と、を含む回転ポンプが開示されている。偏心クランクによるポンプ駆動により、ピストンは、内周壁をスクロール（scrolling）しつつ空洞部内を周回する。これにより、ピストンとハウジングとの間に弧状のポンプ室が画定される。ピストンは、ハウジングの凹部に半径方向の突起（ベーン）を有し、この突起がポンプ室を膨張室と収縮室とに分けている。ポンプは、さらに、ベーンの一方の側には、膨張室に連結される吸入口を有し、ベーンの他方の側には、収縮室に連結される排出口を有する。一実施の形態では、ベーンは円筒形の先端を有し、一方、凹部は、円筒形の先端に接触する平行な壁を有する半径方向の溝であり、ベーンの摺動および旋回を可能にする。別の実施の形態では、ベーンおよび凹部は三角形状を有する。
【０００３】
特許文献２には、シングルベーンポンプが数例開示されている。このポンプは、ポンプ室を横切ってローターとハウジングとに連結される一枚のベーンを有する。一実施の形態では、ベーンは、ハウジングには摺動自在に係合され、ローターにはヒンジ連結されている。第２の実施の形態では、ベーンは、ハウジングにはやはり摺動自在に係合されているが、ローターには結合されていない。ベーンは、摺動結合部中のばねにより、半径方向にローターに向けて付勢され、ローターに摺接する。第３の実施の形態では、ベーンは、ローターと一体形成され、回転自在にハウジングに結合されるソケット中を摺動する。
【０００４】
ほとんどの実施の形態では、ローターのスクロール領域がベーン結合部上を通過するときには、ベーンも、その位置にあるローターも、ポンプの吸入口を排出口から隔てないので、流体の逆流あるいは圧力損失を防止するために、排出口は逆止弁により閉鎖される。
【特許文献１】英国特許第９２６，４９５号明細書
【特許文献２】特開平０６−２００８８７号公報
【発明の開示】
【０００５】
本発明によると、空洞部を画定する円筒形の内周壁を有するハウジングと、円筒形の外周および外周の内側にソケットを有し、空洞部内に偏心配置されるローターと、を有する回転ベーンポンプまたはモーターが提供される。ローターは、内周壁に近接して内周壁をスクロールするように構成されている。内周壁とローター外周とは、それらの間に作用室を画定している。ハウジングは、ベーンがベーンとソケットとの間の所定程度の流体密封性（fluid tightness）を維持しつつソケット中を摺動できるとともにローターが空洞部内を周回できるように、ソケットに収容される端部を有するベーンを有する。ハウジングは、ベーンの一方の側に隣接する吸入口と、ベーンの他方の側に隣接する排出口とを有し、吸入口および排出口は両方とも内周壁に開いている。作用室は、ローター表面とハウジングの内周壁との間の近接のスクロール領域およびベーンにより、吸入口と流体連通する第１膨張吸入室と、排出口と流体連通する第２収縮排出室と、に分けられる。
【０００６】
一実施の形態では、ソケットは、平行な壁を有し、ベーンは、ソケットに収容されかつ壁と協働して流体密封性を提供する円筒形の先端を有する。ベーンは、ハウジングに固着されているが、円筒形の先端より薄く、従って、ソケット内で揺動運動が可能である。
【０００７】
別の実施の形態では、ソケットは、丸形の２つの唇部を有する開口を有し、２つの丸形の唇部は、ベーンを収容し協働して流体密封性を提供する。ソケットは、ベーンがソケット内で揺動することができるよう、より幅の広い空洞部を唇部の後背部に有する。ベーンは、平行な壁を有してもよく、この場合、揺動時の角度の変化に伴って流体密封性も変化する。または、突起を弾性としてもよく、または、ベーンの厚さをベーンの長手方向に沿って変化させることができ、これにより、揺動時に角度が変化しても流体密封性はほぼ均一になる。
【０００８】
さらに別の実施の形態では、ソケットは、旋回円筒形結合部として形成される開口を有し、開口は、均一な厚さのベーンが結合部内を摺動することと、ベーンが結合部とともに揺動することと、を可能にする。
【０００９】
さらに別の実施の形態では、ソケットは、平行な壁を有し、ソケットに収容されるベーンの端部は、平行な壁の間の隙間に適合しているが、ベーンは、ハウジングに固着されない。ベーンは、ローターがハウジング内で周回するときに屈曲するように、ヒンジによりハウジングに取り付けてもよいし、可撓性とされてもよい。後者の場合、平行な壁は、ベーンが滑らかに屈曲することができるように、滑らかな曲線に沿って外周に結合することが好ましい。
【００１０】
本発明による設計には、２つの大きな利点がある。１つは、ポンプおよびモーターの吸入および排出をより近接させて配置することで、ローターとシリンダーとがスクロール接触しない回転角度を減少させることができることである。第２の利点は、ベーンとローターとの間のシールがローター外周にて行われることで、ローターに流体圧力が加えられるときに、ローターのバランスが維持されることである。すなわち、流体圧力により、ローターの中心に向かう力がかかり、その結果、ベーンとローターのソケットとの間の力は無視できる。これに対して、先行技術のローターでは、突き出しているベーンに圧力がかかり、この圧力によりベーンがソケットに付勢され、摩擦が生じる（注：この利点は、図６に示した構造にはあてはまらない）。ベーンがハウジングから内側に延伸していることのさらなる利点は、長いベーンを採用するポンプの場合に、構造がコンパクトになることである。
【００１１】
本発明のさらなる実施の形態では、回転ベーンポンプまたはモーターは、ローター外周と内周壁との間に配置され好ましくは吸入口または排出口に隣接するシールバリアを備えている。このバリアは、スクロール領域が吸入口または排出口の上、またはこれらの間にあるときに、吸入口と排出口との間の流体連通を防止するよう構成される。第２のシールバリアが、他方の口に隣接して配置されることが好ましい。シールバリアは、弾性材料で作製してもよく、内周壁またはローター外周に取り付けてもよい。または、シールバリアは、内周壁上とローター外周上とに噛合歯（cooperating teeth）として形成してもよい。シールバリアは、ソケットの開口の唇部に一体形成された細部として形成してもよい。これにより、逆止弁を昨日させることを必要とせず、その代わりにバリアを使用してポンプまたはモーターの吸入および排出の間の分離を維持する、シングルベーンポンプまたはモーターが提供される。
【００１２】
本発明の別の態様では、回転ベーンポンプは、偏心駆動部材を有してローターを駆動させる駆動ユニットに結合されるポンプ装置に使用される。このポンプは、駆動ユニットに対し着脱自在であり、これら２つのユニットは、ポンプを駆動ユニットに取り付ける際に、ローターが偏心駆動部材に嵌まるように構成される。このポンプ装置は、工具なしに簡単に操作できるようにする取り付け手段を有することが好ましい。
【００１３】
好ましくは、ローターは、同心ソケットを有し、偏心駆動部材は、ポンプが駆動ユニットに取り付けられるときに、ベアリングにより回転自在に同心ソケットに嵌まるように構成される偏心クランクを有し、ハウジングは、クランクが同心ソケットに入ることができるようにするシールされた開口を有する。好ましくは、クランクは、取り付け前のソケットとクランクとの配置と無関係にクランクが同心ソケットに入ることができるような径および偏心度を有するテーパーヘッドを有する。
【００１４】
回転ベーンポンプは、使い捨てユニットとして使用するのに適する材料（例：プラスチック）で作製されていることが好ましい。
【００１５】
従って、２つの主要構成要素、すなわち、コストのかかる構成要素すべてを含む永久駆動ユニットと、ポンプされる媒体に接触し迅速かつ容易に交換できる低コストの使い捨てポンプユニットと、から構成されるポンプ装置が提供される。使い捨てポンプユニットは、激しい磨耗あるいは汚染を受けるポンプ部分すべてを含み、従って、このユニットを交換することにより、磨耗および清浄度に関しては新品同様の完全なポンプ装置となる。
【００１６】
本発明の回転ベーンポンプは、好ましくはハウジングに一体形成されるバイパス流路をさらに備え、このバイパス流路は、吸入口と流体連通する入口と、排出口と流体連通する出口と、入口と出口との間に配置され、ポンプ動作時に回転ベーンポンプが脈動している間、流体の流れがポンプ室をバイパスすることを可能にし、これにより流れの均一性を向上させる逆止弁と、を有する。ポンプは、脈動ダンパーを有し、脈動ダンパーは、空気室をさらに有してよく、出口に連結され、回転ベーンポンプの出口に存在する圧力リップル（pressure ripple）を弱める。
【００１７】
本発明のその他の目的および特徴は、添付の図面および添付の請求項を参照しながら、好ましい実施の形態の詳細な説明を読み進めることにより、明らかになるであろう。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１８】
本発明およびその適用を理解することを目的として、好ましい実施の形態について、本発明を制限することのない例として、添付の図面を参照しながら以下に説明する。
【００１９】
図１〜図４に、本発明の好ましい実施の形態によるポンプ装置１０を示している。ポンプ装置１０は、相互に着脱自在に取り付けられたシングルベーンポンプ１２と駆動ユニット１４とを有する。ポンプ１２は、円筒形の空洞部を有するハウジング１６と、作用室１８を画定するようにハウジングの空洞部に偏心配置されている円筒形のローター２０と、を含む。ハウジング１６は、作用室１８に連通する吸入口２４および排出口２６と、吸入口２４および排出口２６の間に配置される半径方向のベーン２２と、を有する。吸入口２４および排出口２６は、作用室の内周壁２８にて開いている。ハウジング１６は、吸入口２４に連通する入口３０と、排出口２６に連通する出口３２と、入口３０および出口３２の間の逆止弁３４と、を有するバイパス流路２９を含む。２つのシールバリア３５は、吸入口２４と排出口２６とにそれぞれ隣接して周壁２８に配置されている。ハウジング１６は、その壁３７に中心開口３６を有し、作用室１８を閉じるカバー３８と、を有する。
【００２０】
ローター２０は、カバー３８および壁３７に摺接する状態でハウジング空洞部内に配置され、リングシール４０を用いて開口３６をシールしている。ローター２０は、半径方向のソケット４１を有し、ソケット４１はその開口に２つの丸形の唇部４２を有し、唇部４２は、ベーン２２が半径方向のソケット４１内で摺動できるようにベーン２２と係合する。唇部４２は、常にベーン２２の両側に、シール嵌合状態で（in a sealing fit）、接触している。ベーン２２は、両方の唇部４２との接触を維持しつつローター２０の自由移動を可能にするために、可変の厚さを有する。このように、ベーン２２とソケット４１とは、摺動および揺動を両方とも可能にする結合部を構成する。ローター２０は、開口３６に対向する中心ソケット４４をさらに有する。
【００２１】
駆動ユニット１４は、ベアリング５４を備える偏心クランク５２を有する回転シャフト５０を有する。ポンプ１２を駆動ユニット１４に取り付ける場合、クランク５２は中心ソケット４４に収容され、シャフト５０は、ハウジング１６の円筒形の空洞部と同軸上にある。
【００２２】
駆動ユニット１４と、偏心クランク５２と、ローター２０と、シリンダーポンプ室１８の径の、半径方向の幾何学的関係は次のとおりである。すなわち、回転シャフト５０が回転すると、クランク５２を介してローター２０のスクロールを引き起こし、このときローター２０は、スクロール領域５６において壁２８に接触または近接した状態を維持しつつ内周壁２８をスクロールする。ローター２０は、ベーンおよびソケットによりハウジング１６に結合されており、ベーンソケット４１によりベーン２２に束縛されているため、ベーンソケット４１に対し平行方向の往復運動および横方向の揺動運動（周回運動）を同時に行う。
【００２３】
この周回運動の間、ローター２０とハウジング１６は、２つの別個の可変体積、すなわち膨張吸入室５８と収縮排出室６０とを画定する。膨張室５８は、ベーン２２の入口側と、吸入口２４およびスクロール領域５６の間の周壁２８の部分と、ローター外周の隣接部分と、の間に画定される。収縮室６０は、ベーン２２の出口側と、排出口２６およびスクロール領域５６の間の周壁２８の残りの部分と、ローター外周の残りの部分と、の間に画定される。
【００２４】
偏心クランク５２が半時計回りに回転するとき（図１参照）、スクロール領域５６も反時計回りに移動し、膨張室５８が拡大し、これにより入口３０から吸入口２４を通じて流体が引き込まれまたは吸入される。同時に、収縮室６０が縮小し、流体が排出口２６を通じて出口３２に排出される。図２に示した位置では、スクロール領域５６はベーン２２と位置合わせされた状態にあり、従って、収縮室６０がなくなり、一方、膨張室５８が最大体積を有し、この後、膨張室５８は縮小開始して収縮室となり、同時に「新しい」膨張室が生まれる。
【００２５】
図２の位置では、ローター２０は、シールバリア３５と接触し、これにより、ローター２０の周囲での、吸入口２４と排出口２６との間の連通が遮断される。バリア３５は、ゴムなどの弾性材料より作製され、従って、ローター２０がバリア近傍をスクロールするときにローター２０により撓められる。バリア３５が存在しない場合、ローター２０が図示の位置にあるとき、または、スクロール領域５６が吸入口２４または排出口２６のいずれかにもしくはこれらの間に位置合わせされているとき、排出口２６からの加圧された流体が、ローター２０を回って吸入口２４に逆流することがある。この望ましくない逆流は、従来は、排出口に逆止弁を用いて防止される。シールバリア３５は、これと同等の機能を果たし、弁がもたらす負の効果を伴うことなく、排出口２６から吸入口２４への流体の逆流を防止する。
【００２６】
流体の逆流は、単一のシールバリア３５により防止することもできる。この場合、単一のバリア３５は、もう少しだけ広い隙間をシールする必要がある。例えば、図２における左側のバリアを取り除いた場合、残る右側のバリア３５は、スクロール領域５６が吸入口２４の左側の位置に達するまで、ローター２０と内壁２８との間の隙間をシールした状態を維持する必要がある。
【００２７】
排出口２６から吸入口２４までの逆流経路を遮断する機能は、ローター２０と内周壁２８との間に適切に配置されたバリアにより実現できることは当業者には明らかである。例えば、図５に示したように、ローター外周の対向する吸入口２４および排出口２６にバリアを配置してもよい。または、図２の拡大図に示した迷路バリア（labyrinth barrier）４３を内周壁２８上とローター外周上とに噛合歯として形成してもよい。
【００２８】
バイパス逆止弁３４は、随意的なものである。これは、ゴムなどの弾性材料より作製され、圧力差に応じて撓むので、流体が入口３０から出口３２に流れる。従って、膨張室５８および収縮室６０により流体が移動していないときにも、流体の連続的な流れを維持することができる。
【００２９】
図１に示した好ましい実施の形態では、シングルベーンポンプ１０は、脈動ダンパー６４を加えて組み立てた状態として示されており、脈動ダンパー６４は、この実施の形態では、流体出口６６を有する空気溜（trapped air reservoir）である。ダンパー６４は、シングルベーンポンプ１０における流体移動の周期的特性から生じる圧力リップルまたは変動を吸収して弱める。閉じ込められた空気６８は、出口３２における流体の圧力変動に応じて膨張および収縮し、バイパス弁３４と協働して、ポンプされた流体の出口６６での流量および圧力の安定性および均一性を高める。
【００３０】
図３は、駆動ユニット１４に取り付けられた、ポンプ装置１０のポンプ１２を示し、そのローター２０は、ベアリング５４を介して偏心クランク５２に結合される。このポンプ１２は、蝶ナット７０により所定の位置に保持されており、蝶ナット７０は、駆動ユニット１４に固定されているネジスタッド７２に手動でねじ込まれ締め付けられている。駆動ユニット１４は、ポンプ１２が駆動ユニット１４に適切な関係で固定されるように、ハウジング１６の凹部７６と嵌合する突起７４を有する。
【００３１】
図４は、駆動ユニット１４から取り外されたポンプ１２を示しており、その蝶ナット７０は、ネジスタッド７２から取り外されている。カバー３８は、ハウジング１６に永久的に取り付けられポンプ１２の一部としてもよいし、ハウジング１６と別個に設けてもよい。図示した実施の形態では、カバー３８は、ハウジング１６の覆いとしての機能、および駆動ユニット１４に嵌まるポンプ１２を保持する保持板としての機能の両方を果たす。なお、ポンプを駆動ユニットに手で取り付ける手段として、例えば、差し込み錠（bayonet lock）やネジ環（threaded collar）等の簡単かつ迅速な手段がある。
【００３２】
偏心クランク５２は、ローター２０のソケット４４へのクランク５２の挿入を容易にするテーパーヘッド７８を有する。テーパーヘッド７８の径とクランク５２の偏心度とは、ポンプ１２を駆動ユニット１４に取り付けるときに、ソケット４４とクランク５２との配置とは無関係にテーパーヘッド７８がソケット４４に入ることができるように選択される。この目的のため、クランク偏心度は、クランクヘッド径（ソケット４４の径に等しいと仮定する）の１／４未満であることが好ましい。
【００３３】
本発明の回転ベーンポンプは、工程に要求される清浄度のためポンプを頻繁に清掃あるいは交換する必要のある、化学、医療、および食品の産業において、使い捨てユニットとして使用できるように容易に適合させることができる。このために、ポンプは、使い捨てユニットとしての使用に適したプラスチックなどの低コスト材料を用いて作製される。上述のベーンとソケットとによる結合構造は、成形要素から容易にポンプを作製することを可能にする。従って、ポンプされる媒体に接触するポンプ部品が、安価となり、工具を使わずに単純な操作により容易かつ迅速に交換することができる。使い捨てポンプユニットは、有利には、激しい磨耗あるいは汚染を受けるポンプ部品すべてを含み、一方、ベアリングを有する偏心クランクを含む永久的な駆動ユニットは、コストの高い構成要素を全て含む。従って、使い捨てポンプユニットを交換する結果として、磨耗および清浄度に関しては新品同様の完全なポンプ装置となる。
【００３４】
本発明のポンプまたはモーターにおけるベーンとソケットとによる結合部は、図５および図６に示したように、さまざまな方法で設計することができる。図５に示す別の実施の形態では、ベーン２２は平坦とされ、ソケット４１には、その開口に旋回結合部を形成する旋回顎部８２が設けられている。旋回顎部８２は、ローター２０が周回するときにベーンが旋回顎部８２を横切って摺動できるようにベーン２２と嵌合された均一な幅の通路を形成する。
【００３５】
図６に示したように、ベーン２２は、拡大された円筒形の先端８０を有するものとすることができ、一方、ベーンソケット４１は、先端８０の摺動とローター２０の揺動とを可能にする平行な壁を有する。
【００３６】
特定の実施の形態について説明してきたが、本発明の範囲から逸脱することなく、さまざまな変更を行うことができることが理解されるであろう。例えば、図１に示した実施の形態のベーン２２は、高度の流体密封性が要求されない場合、平行な壁を有するものに単純化されてもよい。または、唇部４２を弾性材料で作製してもよい。図７に示したように、唇部は、シールバリアを有する１つの細部８２に一体形成されてもよい。図８および図９は、本発明の別の可能な実施の形態として、ヒンジ８６を有するベーン８４と、丸形のソケット入口９０を有する可撓性ベーン８８と、を示している。このようなベーンは、流体密封性を向上させる目的で、狭いソケット９１の中で揺動することなく摺動のみするように構成してもよい。従って、本発明は、添付の請求項の観点においてのみ制限されるものとする。
【００３７】
ポンプの実施の形態の性能について説明したが、同実施の形態は、吸入口に流体圧力が加えられ、排出口の圧力がそれより低いときには、モーターの機能も実現し、ローターにトルクを加え、その結果、ローターの回転を生じる。
【図面の簡単な説明】
【００３８】
【図１】本発明の好ましい実施の形態による、脈動ダンパーとバイパス弁とが結合されたシングルベーンポンプの断面略図
【図２】流体の吸入口および排出口の近傍で位置合わせされたローターを有する、図１のシングルベーンポンプの断面略図
【図３】駆動ユニットおよび偏心駆動部材へのポンプの取り付けおよび結合を示す、図１のシングルベーンポンプの断面図
【図４】駆動ユニットおよび偏心駆動部材からのポンプの取り外しおよび分離を示す、図３のシングルベーンポンプの断面図
【図５】本発明の別の実施の形態によるシングルベーンポンプの断面図
【図６】本発明の別の実施の形態によるシングルベーンポンプの断面図
【図７】ソケットの唇部とシールバリアとが１つの細部に一体形成される実施の形態の拡大図
【図８】本発明の実施の形態のヒンジ結合されたベーン
【図９】本発明の実施の形態の可撓性ベーン
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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【図８】
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【図９】
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【手続補正書】
【提出日】平成17年7月12日(2005.7.12)
【手続補正１】
【補正対象書類名】特許請求の範囲
【補正対象項目名】全文
【補正方法】変更
【補正の内容】
【特許請求の範囲】
【請求項１】
空洞部を画定する円筒形の内周壁を有するハウジングと、円筒形の外周および前記外周の内側にソケットを有するローターと、を有し、前記ローターは、前記空洞部内に偏心配置されるとともに、前記内周壁に近接して前記内周壁をスクロールするように構成され、前記内周壁および前記ローター外周は、前記内周壁および前記ローター外周の間に作用室を画定し、前記ハウジングは、前記ソケットに収容される端部を有するベーンを有して、前記ベーンおよび前記ソケットの間に所定の流体密封性を維持しつつ前記ベーンが前記ソケット中を摺動することを可能にするとともに、前記ローターが前記空洞部内を周回することを可能にし、前記ハウジングは、前記ベーンの一方の側に隣接する吸入口と、前記ベーンの他方の側に隣接する排出口と、を有し、前記吸入口および前記排出口の両方は、前記内周壁を介して前記空洞部と流体連通する、回転ベーンポンプまたはモーターであって、
前記ソケットは、旋回顎部を有する開口を有し、前記ベーンは、均一な厚さを有し、前記ハウジングに固着され、前記顎部に収容されて、旋回結合部を形成し、前記旋回結合部は、前記流体密封性を維持しつつ、前記旋回結合部中の前記ベーンの摺動および前記ベーンの前記旋回結合部との揺動を可能にする、回転ベーンポンプまたはモーター。
【請求項２】
前記ローター外周と前記内周壁との間に配置され、前記ローターが前記吸入口または前記排出口の上に、もしくは前記吸入口および前記排出口の間に位置合わせされたスクロールにあるとき、前記吸入口および前記排出口の間の流体連通を防止するように構成されるシールバリアをさらに有する、請求項１記載の回転ベーンポンプまたはモーター。
【請求項３】
前記シールバリアは、前記吸入口および前記排出口のいずれかに隣接して配置される、請求項２記載の回転ベーンポンプまたはモーター。
【請求項４】
第２のシールバリアは、前記吸入口および前記排出口の他方に隣接して配置される、請求項３記載の回転ベーンポンプまたはモーター。
【請求項５】
前記シールバリアは、前記ハウジングに取り付けられる、請求項２記載の回転ベーンポンプまたはモーター。
【請求項６】
前記シールバリアは、前記ローターに取り付けられる、請求項２記載の回転ベーンポンプまたはモーター。
【請求項７】
前記シールバリアは、弾性材料で作製される、請求項２記載の回転ベーンポンプまたはモーター。
【請求項８】
前記シールバリアは、前記内周壁上および前記ローター外周上に噛合歯として形成される、請求項２記載の回転ベーンポンプまたはモーター。
【請求項９】
前記吸入口に連通する入口と、前記排出口に連通する出口と、前記入口から前記出口への流体の流れが前記作用室をバイパスすることができるように前記入口および前記出口の間に配置される逆止弁と、を有するバイパス流路をさらに有する、請求項１記載の回転ベーンポンプ。
【請求項１０】
前記バイパス流路は、前記ハウジングに一体形成される、請求項９記載の回転ベーンポンプ。
【請求項１１】
前記排出口に連結される脈動ダンパーをさらに有する、請求項１記載の回転ベーンポンプ。
【請求項１２】
ポンプ装置において、偏心駆動部材により前記ローターを回転させる駆動ユニットをさらに有する、請求項１記載の回転ベーンポンプ。
【請求項１３】
前記ポンプは、前記駆動ユニットに対し着脱自在である、請求項１２記載のポンプ。
【請求項１４】
前記ポンプおよび前記駆動ユニットは、前記ポンプが前記駆動ユニットに取り付けられると同時に、前記ローターおよび前記偏心駆動部材が嵌合するよう構成される、請求項１３記載のポンプ。
【請求項１５】
工具なしで簡単な操作による前記取り付けを可能にする取り付け手段を有する、請求項１４記載のポンプ。
【請求項１６】
前記ローターは、同心ソケットを有し、前記偏心駆動部材は、ポンプユニットが前記駆動ユニットに取り付けられるときに回転自在に前記同心ソケットに嵌合するように構成される偏心クランクを有し、前記ハウジングは、前記クランクが前記同心ソケットに入ることができるようにする開口を有する、請求項１４記載のポンプ。
【請求項１７】
前記クランクは、永久的に前記クランクに取り付けられたベアリングを有し、前記ベアリングにより、前記クランクは、回転自在に前記同心ソケットに嵌合する、請求項１６記載のポンプ。
【請求項１８】
前記クランクは、テーパーヘッドを有し、前記取り付け前の前記同心ソケットおよび前記クランクの配置とは無関係に取り付け時に前記テーパーヘッドが前記同心ソケットに入ることができるような径および偏心度を有する、請求項１７記載のポンプ。
【請求項１９】
前記ポンプは、使い捨てユニットとしての使用に適する材料で作製される、請求項１３記載のポンプ。
【請求項２０】
前記ローターは、駆動ユニットにより偏心駆動部材を介して回転自在であり、前記駆動ユニットは、取り付け手段を有し、前記偏心駆動部材は、係合手段を有し、前記ハウジングは、前記駆動ユニットの取り付け手段に嵌まる取り付け手段を有し、前記ローターは、前記偏心駆動部材の係合手段に嵌まる係合手段を有し、
前記ハウジングは、偏心駆動ユニットに対し着脱自在であり、前記ハウジングが各取り付け手段によって前記駆動ユニットに取り付けられると同時に前記ローターが各係合手段によって前記偏心駆動部材に係合して回転する、請求項１記載の回転ベーンポンプ。
【請求項２１】
前記駆動ユニットの取り付け手段および前記ハウジングの取り付け手段は、工具なしで簡単な操作による前記取り付けを可能にする、請求項２０記載のポンプ。
【請求項２２】
前記ローターの係合手段は、同心ソケットであり、前記偏心駆動部材の係合手段は、前記ポンプユニットが前記駆動ユニットに取り付けられ同時係合が得られるときに回転自在に前記同心ソケットに嵌合する偏心クランクであり、前記ハウジングは、前記クランクが前記同心ソケットに入ることができるようにする開口を有する、請求項２０記載のポンプ。
【請求項２３】
前記クランクは、永久的に前記クランクに取り付けられたベアリングを有し、前記ベアリングにより、前記クランクは、回転自在に前記同心ソケットに嵌合する、請求項２２に記載のポンプ。
【請求項２４】
前記クランクは、テーパーヘッドを有し、前記テーパーヘッドは、前記取り付け前の前記同心ソケットおよび前記クランクの配置とは無関係に前記取り付け時に前記テーパーヘッドが前記同心ソケットに入ることができるような径および偏心度を有する、請求項２３記載のポンプ。
【請求項２５】
前記ポンプは、使い捨てユニットとしての使用に適する材料で作製される、請求項２０記載のポンプ。
【国際調査報告】
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