(57)【要約】      （修正有）【課題】インナーロータとともにアウターロータが回転する一軸偏心ねじポンプにおいて、複雑な構造や制御を要さず、インナーロータの破損を抑制することができる一軸偏心ねじポンプを提供する。【解決手段】一軸偏心ねじポンプ１０は、駆動軸５８と、雄ねじ部５４を有するインナーロータ５２と、雄ねじ部５４を挿入可能な雌ねじ状の貫通孔６６を有するとともに、ケーシング２０内で回転可能に支持されるアウターロータ６０と、駆動軸５８に連結される軸変位吸収部５６とを有し、インナーロータ５２の回転軸線Ｌ１及びアウターロータ６０の回転軸線Ｌ２の離間距離が、偏心距離となるように配置され、インナーロータ５２は、雄ねじ部５４と駆動軸５８とが軸変位吸収部５６を介して連結されていることを特徴とする。【選択図】図１
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【実用新案登録請求の範囲】
【請求項１】
回転動力を伝達可能な駆動軸と、
雄ねじ状の形状とされた雄ねじ部を有し、前記駆動軸から回転動力が伝達されて回転するインナーロータと、
前記雄ねじ部を挿入可能な雌ねじ状の貫通孔を有するとともに、ケーシング内で回転可能に支持されるアウターロータと、
前記駆動軸に連結される軸変位吸収部とを有し、
前記インナーロータの回転軸線Ｌ１及び前記アウターロータの回転軸線Ｌ２の離間距離が、所定の偏心距離ｅとなるように配置され、前記インナーロータが回転するとともに前記アウターロータが回転するものであり、
前記インナーロータは、前記雄ねじ部と前記駆動軸とが前記軸変位吸収部を介して連結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】
前記軸変位吸収部が、前記回転軸線Ｌ１と前記回転軸線Ｌ２との相対位置の変動を吸収可能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】
前記軸変位吸収部が、前記回転軸線Ｌ１と前記回転軸線Ｌ２との相対位置の変動であって前記偏心距離ｅよりも少ない距離の変動である微少変位を吸収可能であ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】
前記軸変位吸収部が、前記回転軸線Ｌ１または前記回転軸線Ｌ２の微少な変位により、前記回転軸線Ｌ１と前記回転軸線Ｌ２との離間距離が前記偏心距離ｅから変動しても吸収することが可能なものであることを特徴とする請求項１〜３のいずれかに記載の一軸偏心ねじポンプ。
【請求項５】
前記軸変位吸収部が、前記回転軸線Ｌ１と前記回転軸線Ｌ２との相対位置の変動であって、前記回転軸線Ｌ１と前記回転軸線Ｌ２とがなす角度の微少な変位により、前記回転軸線Ｌ１と前記回転軸線Ｌ２との離間距離が前記偏心距離ｅから変動しても吸収可能であ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６】
前記インナーロータが、所定の回転速度Ｖ１で回転するものであり、前記アウターロータが、所定の回転速度Ｖ２で回転するものであり、
前記軸変位吸収部が、前記インナーロータの回転角度θ１と前記アウターロータの回転角度θ２とがなす比率に変動が生じることにより前記回転軸線Ｌ１と前記回転軸線Ｌ２との離間距離が前記偏心距離ｅから変動しても吸収可能であ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】
前記軸変位吸収部が、可撓性を有するものであることを特徴とする請求項１〜６のいずれかに記載の一軸偏心ねじポンプ。
【請求項８】
前記軸変位吸収部が、軸体とされたものであり、
前記軸変位吸収部の直径が、前記雄ねじ部又は前記駆動軸の直径よりも縮径されたものであり、
前記軸変位吸収部が、前記雄ねじ部及び前記駆動軸と比較して可撓性を有するものであることを特徴とする請求項１〜７のいずれかに記載の一軸偏心ねじポンプ。
【請求項９】
前記軸変位吸収部が、可撓性を有する素材により構成され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】
前記雄ねじ部、前記軸変位吸収部、及び前記駆動軸が、一体的に形成さ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】
前記軸変位吸収部が、軸継手であることを特徴とする請求項１〜６のいずれかに記載の一軸偏心ねじポンプ。
【請求項１２】
前記インナーロータが、前記駆動軸の回転軸線と同軸上で回転するものであり、
前記アウターロータが、前記回転軸線Ｌ２と前記駆動軸の回転軸線との離間距離が前記偏心距離ｅとなるように配置されるもの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。
【考案の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本考案は、雄ねじ型のロータ（インナーロータ）の回転に連動して雌ねじ型のロータ（アウターロータ）が回転することにより、流動物を移送可能な一軸偏心ねじポンプに関する。
【背景技術】
【０００２】
従来、雄ねじ型のロータ（インナーロータ）の回転に連動して雌ねじ型のロータ（アウターロータ）が回転するタイプ（以下、このようなタイプのものを「ツインロータ式」と記載する場合がある）の一軸偏心ねじポンプが、食料原料、化学原料、及び下水汚泥等の高粘度流体（流動物）の圧送用として提供されている。
【０００３】
ツインロータ式の一軸偏心ねじポンプは、インナーロータの回転に合わせてアウターロータが１／２の回転速度で共に回転して、流動物を移送可能としている。ツインロータ式の一軸偏心ねじポンプは、インナーロータを駆動軸と同軸上で回転させ、アウターロータをインナーロータに対して偏心回転させることで、インナーロータと駆動軸との間に偏心回転を許容するユニバーサルジョイント等の継手等を設ける必要がない。そのため、ツインロータ式の一軸偏心ねじポンプは、ユニバーサルジョイント等の継手を設ける必要がない分、全長を短くすることができるという利点を有する。
【０００４】
このようなツインロータ式の一軸偏心ねじポンプでは、駆動軸とインナーロータとが一体的に構成されたものが提供されている。駆動軸とインナーロータとを一体的に形成する場合、これらの接続部分（インナーロータの根元部分）は、ほとんど撓まないような強固な構造とされている。ツインロータ式の一軸偏心ねじポンプは、インナーロータが所定の軸線を中心に移動しつつ回転する通常の一軸偏心ねじポンプとは異なり、インナーロータが一定の軸心位置とされて回転する。このような構成とすることにより、ツインロータ式の一軸偏心ねじポンプは、上述のとおり、軸心位置の移動を許容するためのユニバーサルジョイント等を設ける必要がなく、全長を短くすることができるという利点を有する。
【０００５】
その一方、駆動軸とインナーロータとが一体的に構成されたツインロータ式の一軸偏心ねじポンプでは、インナーロータの根元に大きな負荷が集中する傾向にあるが、インナーロータの根元部分がほとんど撓まないような強固な構造であるために構造上の余裕が少なく、想定外の使用形態で使用されるなどすると破損等に繋がる懸念がある。そのため、ツインロータ式の一軸偏心ねじポンプは、インナーロータの長寿命化の観点からすれば、改善の余地がある。このような課題を解決することを目的として、下記特許文献１にツインロータ式の一軸偏心ねじポンプに関する技術が開示されている。特許文献１のねじポンプおよびねじポンプの起動位置設定方法では、特にトルクがかかって折れやすい駆動開始時に、インナーロータの回転角度を検出して、モータでアウターロータを補助回転させる。これにより、特許文献１のねじポンプは、インナーロータの回転にアウターロータをスムーズに追従回転させ、インナーロータの破断を抑制することができるとされている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００６】
【特許文献１】特開２０１６−２２３３００号公報
【考案の概要】
【考案が解決しようとする課題】
【０００７】
しかしながら、特許文献１のねじポンプでは、インナーロータの回転角度を検出する位置検知器を設け、コントローラがポンプ停止時のトルクを検出して当該検出されたトルクの値に基づいてポンプ起動時にアウターロータの起動位置を調整するなど、複雑な構造や制御を採用せざるを得ない。一方、インナーロータと駆動軸との連結部分を太くして、インナーロータの破損等を抑制することも考えられるが、インナーロータと駆動軸との連結部分を太くすることにも限度がある。
【０００８】
そこで、本考案は、インナーロータとともにアウターロータが回転する一軸偏心ねじポンプにおいて、複雑な構造や制御を要さず、インナーロータの破損を抑制することができる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】
【０００９】
上述の課題について本考案の考案者が鋭意検討したところ、製造公差、あるいは組み付け誤差、あるいは温度変化や摩擦等の要因により、インナーロータの回転軸線とアウターロータの回転軸線との相対位置の変動が生じて相対的な偏心回転がスムーズにできなくなり、インナーロータの根元に負荷がかかり、その結果、インナーロータの破損の要因となるとの知見が得られた。
【００１０】
上述の知見に基づき本考案の考案者がさらに鋭意検討した結果、インナーロータの回転軸線とアウターロータの回転軸線との相対位置のズレに対して、インナーロータと駆動軸との連結部分を強固に連結するよりも、若干の柔軟性を持たせることで相対位置のズレを吸収してインナーロータの破損を抑制することができるとの知見に至った。
【００１１】
上述の知見に基づき提供される本考案の一軸偏心ねじポンプは、回転動力を伝達可能な駆動軸と、雄ねじ状の形状とされた雄ねじ部を有し、前記駆動軸から回転動力が伝達されて回転するインナーロータと、前記雄ねじ部を挿入可能な雌ねじ状の貫通孔を有するとともに、ケーシング内で回転可能に支持されるアウターロータと、前記駆動軸に連結される軸変位吸収部とを有し、前記インナーロータの回転軸線Ｌ１及び前記アウターロータの回転軸線Ｌ２の離間距離が、所定の偏心距離ｅとなるように配置され、前記インナーロータが回転するとともに前記アウターロータが回転するものであり、前記インナーロータは、前記雄ねじ部と前記駆動軸とが前記軸変位吸収部を介して連結されていることを特徴とするものである。
【００１２】
本考案の一軸偏心ねじポンプによれば、残液の少なさなど、ツインロータ式の利点を損なわずに、インナーロータの破損を抑制することができる。また、本考案の一軸偏心ねじポンプは、複雑な構造や制御を要さず、インナーロータの破損を抑制することができる。
【００１３】
本考案の一軸偏心ねじポンプは、前記軸変位吸収部が、前記回転軸線Ｌ１と前記回転軸線Ｌ２との相対位置の変動を吸収可能であることを特徴とするものである。
【００１４】
本考案の一軸偏心ねじポンプによれば、残液の少なさなど、ツインロータ式の利点を損なわずに、インナーロータの破損を抑制することができる。また、本考案の一軸偏心ねじポンプは、複雑な構造や制御を要さず、インナーロータの破損を抑制することができる。
【００１５】
本考案の一軸偏心ねじポンプは、前記軸変位吸収部が、前記回転軸線Ｌ１と前記回転軸線Ｌ２との相対位置の変動であって前記偏心距離ｅよりも少ない距離の変動である微少変位を吸収可能であることを特徴とするものである。
【００１６】
本考案の一軸偏心ねじポンプは、前記軸変位吸収部が、前記回転軸線Ｌ１または前記回転軸線Ｌ２の微少な変位により、前記回転軸線Ｌ１と前記回転軸線Ｌ２との離間距離が前記偏心距離ｅから変動しても吸収することが可能なものであることを特徴とするものである。
【００１７】
本考案の一軸偏心ねじポンプによれば、残液の少なさなど、ツインロータ式の利点を損なわずに、インナーロータの破損を抑制することができる。また、本考案の一軸偏心ねじポンプは、複雑な構造や制御を要さず、インナーロータの破損を抑制することができる。
【００１８】
本考案の一軸偏心ねじポンプは、前記軸変位吸収部が、前記回転軸線Ｌ１と前記回転軸線Ｌ２との相対位置の変動であって、前記回転軸線Ｌ１と前記回転軸線Ｌ２とがなす角度の微少な変位により、前記回転軸線Ｌ１と前記回転軸線Ｌ２との離間距離が前記偏心距離ｅから変動しても吸収可能であることを特徴とするものである。
【００１９】
本考案の一軸偏心ねじポンプによれば、残液の少なさなど、ツインロータ式の利点を損なわずに、インナーロータの破損を抑制することができる。また、本考案の一軸偏心ねじポンプは、複雑な構造や制御を要さず、インナーロータの破損を抑制することができる。
【００２０】
本考案の一軸偏心ねじポンプは、前記インナーロータが、所定の回転速度Ｖ１で回転するものであり、前記アウターロータが、所定の回転速度Ｖ２で回転するものであり、前記軸変位吸収部が、前記インナーロータの回転角度θ１と前記アウターロータの回転角度θ２とがなす比率に変動が生じることにより前記回転軸線Ｌ１と前記回転軸線Ｌ２との離間距離が前記偏心距離ｅから変動しても吸収可能であることを特徴とするものである。
【００２１】
本考案の一軸偏心ねじポンプによれば、残液の少なさなど、ツインロータ式の利点を損なわずに、インナーロータの破損を抑制することができる。また、本考案の一軸偏心ねじポンプは、複雑な構造や制御を要さず、インナーロータの破損を抑制することができる。
【００２２】
本考案の一軸偏心ねじポンプは、前記軸変位吸収部が、可撓性を有するものであることを特徴とするものである。
【００２３】
上述の構成によれば、軸変位吸収部を継手等により設ける場合と比較して、シンプルで洗浄性が良い一軸偏心ねじポンプを提供することができる。
【００２４】
ここで、本考案の考案者が軸変位吸収部の構造についてさらに鋭意検討した結果、インナーロータと駆動軸との連結部分に、若干の柔軟性を持たせるために、インナーロータの根元部分を細くする、あるいは短尺の連結部材を設ける等の対策により、インナーロータの破損を抑制することができるとの知見に至った。また、軸変位吸収部は、製造公差等や組み付け誤差等の微少変位を吸収できる程度の可撓性でよく、通常の一軸偏心ねじポンプで用いられる偏心回転を許容するための長尺のフレキシブルロッド等ほどの可撓性は不要であるとの知見が得られた。
【００２５】
上述の知見に基づき提供される本考案の一軸偏心ねじポンプは、前記軸変位吸収部が、軸体とされたものであり、前記軸変位吸収部の直径が、前記雄ねじ部又は前記駆動軸の直径よりも縮径されたものであり、前記軸変位吸収部が、前記雄ねじ部及び前記駆動軸と比較して可撓性を有するものであることを特徴とするものである。
【００２６】
上述の構成によれば、残液の少なさ等のツインロータ式の利点に加え、さらに全長の短さといったツインロータ式の利点を損なわずに、インナーロータの破損を抑制することができる。また、本考案の一軸偏心ねじポンプは、複雑な構造や制御を要さず、インナーロータの破損を抑制することができる。
【００２７】
本考案の一軸偏心ねじポンプは、前記軸変位吸収部が、可撓性を有する素材により構成されることを特徴とするものである。
【００２８】
上述の構成によれば、軸変位吸収部を継手等により設ける場合と比較して、シンプルで洗浄性が良い一軸偏心ねじポンプを提供することができる。
【００２９】
本考案の一軸偏心ねじポンプは、前記雄ねじ部、前記軸変位吸収部、及び前記駆動軸が、一体的に形成されていることを特徴とするものである。
【００３０】
上述の構成によれば、さらにシンプルで洗浄性が良い一軸偏心ねじポンプを提供することができる。
【００３１】
本考案の一軸偏心ねじポンプは、前記軸変位吸収部が、軸継手であることを特徴とするものである。
【００３２】
上述の構成によれば、残液の少なさ等のツインロータ式の利点に加え、さらに全長の短さといったツインロータ式の利点を損なわずに、インナーロータの破損を抑制することができる。また、本考案の一軸偏心ねじポンプは、複雑な構造や制御を要さず、インナーロータの破損を抑制することができる。
【００３３】
本考案の一軸偏心ねじポンプは、前記インナーロータが、前記駆動軸の回転軸線と同軸上で回転するものであり、前記アウターロータが、前記回転軸線Ｌ２と前記駆動軸の回転軸線との離間距離が前記偏心距離ｅとなるように配置されるものであることを特徴とするものである。
【００３４】
本考案の一軸偏心ねじポンプによれば、残液の少なさなど、ツインロータ式の利点を損なわずに、インナーロータの破損を抑制することができる。また、本考案の一軸偏心ねじポンプは、複雑な構造や制御を要さず、インナーロータの破損を抑制することができる。
【考案の効果】
【００３５】
本考案によれば、インナーロータとともにアウターロータが回転する一軸偏心ねじポンプにおいて、複雑な構造や制御を要さず、ロータの破損を抑制することができる一軸偏心ねじポンプを提供することができる。
【図面の簡単な説明】
【００３６】
【図１】本考案の第一実施形態に係る一軸偏心ねじポンプを示す断面図である。
【図２】図１の要部を拡大した断面図である。
【図３】図１の一軸偏心ねじポンプの一体型インナーロータ及びアウターロータの回転角度について順を追って示す断面図である。
【図４】図１の一軸偏心ねじポンプの微少変位を正面側から示す断面図である。
【図５】図１の一軸偏心ねじポンプの微少変位を側面側から示す断面図である。
【図６】本考案の第二実施形態に係る一軸偏心ねじポンプを示す断面図である。
【考案を実施するための形態】
【００３７】
＜第一実施形態＞
以下、本考案の一軸偏心ねじポンプの具体的な実施形態について図面を参照しつつ説明する。図１は、本考案の第一実施形態に係る一軸偏心ねじポンプ１０を示す断面図である。
【００３８】
本実施形態の一軸偏心ねじポンプ１０は、いわゆる回転容積型のポンプである。図１に示すように、一軸偏心ねじポンプ１０は、ケーシング２０、一体型インナーロータ５０、及びアウターロータ６０を有する。一軸偏心ねじポンプ１０は、一体型インナーロータ５０が回転するとともに、アウターロータ６０が追従して回転する、いわゆるツインロータ式の一軸偏心ねじポンプである。
【００３９】
また、一軸偏心ねじポンプ１０は、一体型インナーロータ５０を回転駆動させる駆動源である駆動機（図示を省略）を備える。なお、駆動機は、従来公知のモータによって構成されており、一体型インナーロータ５０と連結されて駆動機収容部２８に収容されている。一軸偏心ねじポンプ１０は、ケーシング２０の内部に一体型インナーロータ５０、アウターロータ６０、及び駆動機（図示を省略）等を収容した構成とされている。
【００４０】
なお、以下の説明においては、特に記載のない限り、一軸偏心ねじポンプ１０の長手方向において、動力源である駆動機に近い側を基端側、基端側に対して反対側を先端側と称して説明する。
【００４１】
図１に示すように、ケーシング２０は、本体部２２と、エンドスタッド２４と、中間部２６と、駆動機収容部２８とに大別され、これらを一体的に連結した構造とされている。図１に示すように、ケーシング２０は、エンドスタッド２４から中間部２６に至る領域において内部空間３０を有する。また、ケーシング２０は、エンドスタッド２４に第一開口３２を有し、中間部２６の外周部分に第二開口３４を有する。
【００４２】
ケーシング２０の内部空間３０は、アウターロータ収容空間３６、第一空間３８、及び第二空間４０に大別される。アウターロータ収容空間３６は、アウターロータ６０が収容される空間であり、ケーシング２０の長手方向（軸方向）に延びるように形成されている。第一空間３８は、アウターロータ収容空間３６に対して第一開口３２側に隣接した位置に設けられた空間である。第一空間３８は、第一開口３２と連通する空間である。第二空間４０は、アウターロータ収容空間３６に対して第二開口３４側に隣接した位置に設けられた空間である。第二空間４０は、第二開口３４と連通する空間である。
【００４３】
一体型インナーロータ５０は、ステンレス鋼、チタン等の金属、エンジニアリングプラスチック等の樹脂、セラミックス等で作成された軸体である。
【００４４】
一体型インナーロータ５０は、インナーロータ５２、軸変位吸収部５６、及び駆動軸５８を備える。また、インナーロータ５２は、雄ねじ部５４を有する。一体型インナーロータ５０は、インナーロータ５２の雄ねじ部５４、軸変位吸収部５６、及び駆動軸５８が一体的に形成されている。一体型インナーロータ５０は、インナーロータ５２の雄ねじ部５４と駆動軸５８とが軸変位吸収部５６を介して連結されている。一体型インナーロータ５０は、駆動軸５８から回転動力が伝達されて回転する。
【００４５】
駆動軸５８は、駆動機の回転動力を伝達するための軸体として形成されている。駆動軸５８は、基端側の端部が駆動機に連結され、ベアリング４６によって回転可能に支持されている。また、駆動軸５８は、駆動機の回転軸と同軸上に配置される回転軸線Ｌ３を中心として回転する。また、図５に示すとおり、駆動軸５８の直径は、Ｄ１の大きさとされている。なお、駆動軸５８には、Ｏリングやリップシール等のシール部材４８が装着され、第二空間４０から駆動機収容部２８側に流動物が漏出しないように封止されている。
【００４６】
インナーロータ５２は、上述のとおり、雄ねじ部５４を有する。また、インナーロータ５２は、駆動機に連結された駆動軸５８より回転動力が伝達されて回転する。すなわち、インナーロータ５２は、駆動軸５８の回転軸線Ｌ３と略一致する回転軸線Ｌ１を中心として、駆動軸５８と一体的に回転する。
【００４７】
雄ねじ部５４は、ｎ−１条（ｎは自然数）で単段あるいは多段の雄ねじ形状とされている。本実施形態の例においては、雄ねじ部５４は、１条で多段とされている。雄ねじ部５４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。また、図５に示すとおり、雄ねじ部５４の直径は、Ｄ２の大きさとされている。
【００４８】
軸変位吸収部５６は、インナーロータ５２の回転軸線Ｌ１とアウターロータ６０の回転軸線Ｌ２との変位を吸収するために設けられている。軸変位吸収部５６は、雄ねじ部５４と駆動軸５８との間に形成されている。
【００４９】
軸変位吸収部５６は、一体型インナーロータ５０において、径方向に縮径された短尺の軸状部分として形成されている。より具体的に説明すると、図５に示すとおり、軸変位吸収部５６は、長手方向に所定の長さＢを有するとともに、直径の大きさがＤ３とされている。軸変位吸収部５６の直径の大きさＤ３は、駆動軸５８の直径の大きさＤ１及び雄ねじ部５４の直径の大きさＤ２よりも小さい。
【００５０】
このように、軸変位吸収部５６は、一体型インナーロータ５０において、縮径された短尺の部分として形成されている。そのため、軸変位吸収部５６は、一体型インナーロータ５０において、他の部分と比較して剛性が低く撓みやすい部分として形成されている。言い換えれば、軸変位吸収部５６は、駆動軸５８と雄ねじ部５４との間に径方向や周方向の変位が発生した場合に、微少な変位を許容しつつ、駆動軸５８の回転トルクを雄ねじ部５４に伝達可能とされている。
【００５１】
アウターロータ６０は、略円筒状の外観形状を有する。アウターロータ６０は、筒状の外筒部６２の内側にゴム等の弾性体や樹脂などでアウターロータ本体部６４が形成された筒状の部材である。アウターロータ本体部６４の材質は、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。アウターロータ６０は、ケーシング２０の内部空間３０内に挿入されている。
【００５２】
アウターロータ６０は、基端側から先端側に向けて貫通して形成される貫通孔６６を有する。アウターロータ６０の内周面６０ａは、ｎ条（ｎは自然数）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に示すように２条で多段の形状とされている。貫通孔６６には、基端側から先端側に向けて一体型インナーロータ５０が挿入されている。
【００５３】
一体型インナーロータ５０の雄ねじ部５４をアウターロータ６０に対して挿通すると、雄ねじ部５４の外周面５４ａとアウターロータ６０の内周面６０ａとが両者の接線にわたって当接した状態になる。また、この状態において、貫通孔６６を形成しているアウターロータ６０の内周面６０ａと、雄ねじ部５４の外周面５４ａとの間には、流体搬送路６８が形成される。
【００５４】
アウターロータ６０は、ケーシング２０のアウターロータ収容空間３６に収容されている。また、アウターロータ６０は、長手方向両側の端部を一対のベアリング４２ａ，４２ｂに支持され、回転可能にケーシング２０に収容されている。また、アウターロータ６０の長手方向両端であってベアリング４２ａ，４２ｂの近傍には、Ｏリングやリップシール等のシール部材４４ａ，４４ｂが取り付けられている。
【００５５】
また、アウターロータ６０の回転軸線Ｌ２は、インナーロータ５２の回転軸線Ｌ１が配置される位置に対して径方向に外れた位置となるように配置されている。そのため、アウターロータ６０は、一体型インナーロータ５０の軸心位置から外れた位置を軸心として回転する。
【００５６】
一軸偏心ねじポンプ１０においては、駆動機を作動させることにより、一体型インナーロータ５０が回転軸線Ｌ１を中心として回転する。また、一体型インナーロータ５０の回転に連動して、アウターロータ６０が回転軸線Ｌ２を中心として従動的に回転する。これにより、第二開口３４から第二空間４０内に導入された流動物が圧送され、アウターロータ６０の貫通孔６６（流体搬送路６８）、及び第一空間３８を介して第一開口３２から所定の吐出圧で吐出される。
【００５７】
図１等に示すとおり、インナーロータ５２とアウターロータ６０とは、回転軸線Ｌ１と回転軸線Ｌ２との離間距離が所定の偏心距離ｅとなるように配置されている。また、インナーロータ５２の回転軸線Ｌ１と、アウターロータ６０の回転軸線Ｌ２とは、駆動機の回転軸が延びる方向に沿って略平行に配置されている。
【００５８】
ここで、本実施形態の一軸偏心ねじポンプ１０は、インナーロータ５２が回転速度Ｖ１で回転するとともに、アウターロータ６０が回転速度Ｖ２で回転する。より具体的に説明すると、インナーロータ５２は、駆動機の回転動力が駆動軸５８を介して伝達され、回転速度Ｖ１で回転する。これに対して、アウターロータ６０は、インナーロータ５２の回転に追従して回転速度Ｖ２で回転する。より詳細に説明すると、アウターロータ６０は、内周面６０ａが雄ねじ部５４の外周面５４ａと接触して周方向に押圧されて、インナーロータ５２の回転に追従して回転速度Ｖ２で回転する。
【００５９】
また、一軸偏心ねじポンプ１０は、インナーロータ５２の回転速度Ｖ１に対して、アウターロータ６０が回転速度Ｖ１の１／２の速度である回転速度Ｖ２で追従して回転する。言い換えれば、アウターロータ６０の回転角度θ２は、インナーロータ５２の回転角度θ１の１／２の角度となる。すなわち、回転角度θ１と回転角度θ２とがなす比率は、原則として［２：１］の関係が成立している。
【００６０】
例えば、図３（ａ）及び（ｂ）に示すとおり、インナーロータ５２の回転角度θ１とアウターロータ６０の回転角度θ２とがなす角度がいずれも「０度」である場合から、インナーロータ５２が９０度回転すると、アウターロータ６０は４５度回転する。また、図３（ｃ）に示すとおり、インナーロータ５２が１８０度回転すると、アウターロータ６０は９０度回転する。さらに、インナーロータ５２が２７０度回転すると、アウターロータ６０は１３５度回転する。さらに、インナーロータ５２が３６０度回転すると、アウターロータ６０は１８０度回転する。このように、インナーロータ５２の回転角度θ１とアウターロータ６０の回転角度θ２とがなす比率は、原則として［２：１］の関係が成立している。
【００６１】
ここで、一軸偏心ねじポンプ１０は、インナーロータ５２の回転軸線Ｌ１とアウターロータ６０の回転軸線Ｌ２との相対位置が変動して、回転軸線Ｌ１と回転軸線Ｌ２との離間距離が偏心距離ｅから変動する場合がある。例えば、一軸偏心ねじポンプ１０の構成部品の公差や組み付け公差等の不可避の製作誤差や、温度変化等、様々な要因により回転軸線Ｌ１と回転軸線Ｌ２との離間距離が、設計上の偏心距離ｅ（アウターロータ６０の回転軸線Ｌ２と駆動軸５８の回転軸線Ｌ３との離間距離）から変動する場合がある。
【００６２】
また、一軸偏心ねじポンプ１０は、運転開始時や運転中の様々な摩擦や吐出圧等の影響で、アウターロータ６０の回転軸線Ｌ２とインナーロータ５２の回転軸線Ｌ１との相対位置が変動する、あるいは傾斜することにより、回転軸線Ｌ２と回転軸線Ｌ１との離間距離が、設計上の偏心距離ｅ（アウターロータ６０の回転軸線Ｌ２と駆動軸５８の回転軸線Ｌ３との離間距離）から変動する場合がある。
【００６３】
例えば、一軸偏心ねじポンプ１０は、アウターロータ６０の内周面６０ａと雄ねじ部５４の外周面５４ａとの間の摩擦や、シール部材４４ａとアウターロータ６０との間の摩擦、あるいは流動体の吐出圧等の影響により、インナーロータ５２の回転角度θ１と、アウターロータ６０の回転角度θ２とがなす比率に、誤差が生じる場合がある。一軸偏心ねじポンプ１０は、回転角度θ１と回転角度θ２との比率に誤差が生じることにより、回転軸線Ｌ１と回転軸線Ｌ２との離間距離が、偏心距離ｅから変動する場合がある。
【００６４】
図４を参照しつつさらに説明すると、インナーロータ５２が回転して所定の角度に到達する一方、アウターロータ６０が摩擦等の影響により僅かな回転遅れが生じた場合など、インナーロータ５２の回転軸線Ｌ１が、駆動軸５８の回転軸線Ｌ３上から外れた位置となる場合がある（図４の符号５４’は、回転軸線Ｌ１が回転軸線Ｌ３上にある場合の雄ねじ部５４の配置）。このように、インナーロータ５２の回転軸線Ｌ１が駆動軸５８の回転軸線Ｌ３から外れた位置となると、インナーロータ５２の回転軸線Ｌ１とアウターロータ６０の回転軸線Ｌ２との離間距離が偏心距離ｅから変動して、偏心距離ｅに対する微少変位ｃ１が生じる。
【００６５】
また、図５に示すとおり、何らかの要因により駆動軸５８の回転軸線Ｌ３に対してインナーロータ５２の回転軸線Ｌ１が僅かに傾斜して、その結果インナーロータ５２の回転軸線Ｌ１とアウターロータ６０の回転軸線Ｌ２との離間距離が偏心距離ｅから変動して、偏心距離ｅに対する微少変位ｃ２が生じる場合がある。
【００６６】
このように、一軸偏心ねじポンプ１０は、摩擦や公差等、様々な要因により回転軸線Ｌ１と回転軸線Ｌ２との離間距離において、偏心距離ｅに対する誤差程度の変動である微少変位Ｃが生じる。なお、微少変位Ｃは、偏心距離ｅよりも小さい誤差やズレ程度の変位距離である。
【００６７】
本実施形態の一軸偏心ねじポンプ１０は、微少変位Ｃを軸変位吸収部５６により吸収することができる。より具体的に説明すると、軸変位吸収部５６は、一体型インナーロータ５０における他の部分と比較して、撓みやすい形状とされている。軸変位吸収部５６は、駆動軸５８とインナーロータ５２との間に柔軟性を持たせて微少変位Ｃを吸収することができる。その結果、一軸偏心ねじポンプ１０は、残液の少なさなど、ツインロータ式の利点を損なわずに、一体型インナーロータ５０の破損を抑制することができる。また、一軸偏心ねじポンプ１０は、複雑な構造や制御を要さず、一体型インナーロータ５０の破損を抑制することができる。
【００６８】
また、図５等に示すとおり、軸変位吸収部５６の長手方向の長さＢは、僅かな撓みが付与される程度の長さで足りる。言い換えれば、軸変位吸収部５６は、一般的なフレキシブルロッド等、偏心距離ｅを許容するだけの長さは必要とされていない。そのため、一軸偏心ねじポンプ１０は、全長の短さといったツインロータ式の利点を損なわずに、一体型インナーロータ５０の破損を抑制することができる。
【００６９】
さらに、本実施形態の一軸偏心ねじポンプ１０は、一体型インナーロータ５０が、インナーロータ５２、軸変位吸収部５６、及び駆動軸５８が一体的に形成されている。そのため、一軸偏心ねじポンプ１０は、一体型インナーロータ５０を洗浄性のよいものとして提供することができる。
【００７０】
なお、軸変位吸収部５６は、回転軸線Ｌ２との偏心距離ｅを許容して回転軸線Ｌ１を偏心回転させるためのものではなく、回転軸線Ｌ１及び回転軸線Ｌ２のブレ等の離間距離の誤差を吸収する。言い換えれば、軸変位吸収部５６は、偏心距離ｅよりも少ない距離の変動である微少変位Ｃを吸収可能とされたものである（微少変位Ｃ＜偏心距離ｅ）。また、本実施例における軸変位吸収部５６は、想定されうる製造誤差や温度による変形量を考慮すると、偏心距離ｅの５％以下の微小変位Ｃを吸収可能であればよく、偏心距離ｅの５％以上の変位量を吸収するべく、より長尺化または縮径化した軸状部分としないことが望ましい。
【００７１】
＜第二実施形態＞
続いて、本考案の第二実施形態に係る一軸偏心ねじポンプ７０について説明する。一軸偏心ねじポンプ７０は、一軸偏心ねじポンプ１０と同様に、ツインロータ式の一軸偏心ねじポンプである。
【００７２】
図６に示すとおり、一軸偏心ねじポンプ７０は、ケーシング２０、アウターロータ６０、インナーロータ８０、駆動軸８６、及び継手９０（軸変位吸収部）を有する。また、一軸偏心ねじポンプ７０は、図示を省略した駆動機を有している。
【００７３】
なお、一軸偏心ねじポンプ７０のケーシング２０、アウターロータ６０、及び駆動機（図示を省略）は、一軸偏心ねじポンプ１０のケーシング２０、アウターロータ６０、及び駆動機と同様の構成とされている。そのため、以下の一軸偏心ねじポンプ７０の説明において、ケーシング２０、アウターロータ６０については、一軸偏心ねじポンプ１０において付した符号と同一の符号を付して説明し、詳細な説明を省略する。
【００７４】
本実施形態の一軸偏心ねじポンプ７０は、インナーロータ８０と、駆動軸８６とが別部材とされている。また、インナーロータ８０と駆動軸８６とは、継手９０を介して連結されている。
【００７５】
駆動軸８６は、駆動機の回転動力を伝達するための軸体として形成されている。駆動軸８６は、基端側の端部が駆動機に連結され、ベアリング４６によって回転可能に支持されている。また、駆動軸８６は、駆動機の回転軸と同軸上に配置される回転軸線Ｌ３を中心として回転する。なお、駆動軸８６には、Ｏリングやリップシール等のシール部材４８が装着され、第二空間４０から駆動機収容部２８側に流動物が漏出しないように封止されている。
【００７６】
インナーロータ８０は、ステンレス鋼、チタン等の金属、エンジニアリングプラスチック等の樹脂、セラミックス等で作成された軸体である。インナーロータ８０は、駆動機の作動に伴って回転軸線Ｌ１を中心として回転可能とされている。インナーロータ８０は、雄ねじ状の形状とされた雄ねじ部８４を有する。
【００７７】
雄ねじ部８４は、ｎ−１条（ｎは自然数）で単段あるいは多段の雄ねじ形状とされている。本実施形態の例においては、雄ねじ部８４は、１条で多段とされている。雄ねじ部８４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。
【００７８】
雄ねじ部８４は、アウターロータ６０の貫通孔６６に挿通される。また、アウターロータ６０の内周面６０ａと雄ねじ部８４の外周面８４ａとの間には、流体搬送路６８が形成される。
【００７９】
継手９０（軸変位吸収部）は、インナーロータ８０の回転軸線Ｌ１とアウターロータ６０の回転軸線Ｌ２との変位を吸収するために設けられている。本実施形態の継手９０は、オルダムカップリングが採用されている。継手９０は、インナーロータ８０の雄ねじ部８４と駆動軸８６とを連結している。なお、継手９０の偏心許容距離は、偏心距離ｅよりも小さいものでよい。
【００８０】
インナーロータ８０は、駆動機の回転動力が駆動軸８６から伝達されて回転する。そのため、インナーロータ８０は、駆動機の回転軸と同軸上で回転する。言い換えれば、インナーロータ８０の回転軸線Ｌ１は、駆動機の回転軸と一致するよう配置されている。
【００８１】
継手９０は、一軸偏心ねじポンプ１０の軸変位吸収部５６と同様に、インナーロータ８０の回転軸線Ｌ１とアウターロータ６０の回転軸線Ｌ２との離間距離が偏心距離ｅから変動しても吸収可能とされている。継手９０は、微少変位ｃ１や微少変位ｃ２等、偏心距離ｅに対する回転軸線Ｌ１と回転軸線Ｌ２との離間距離の誤差を吸収するに足りる偏心許容量を有する。これにより、一軸偏心ねじポンプ７０は、回転軸線が変位することにより偏心距離ｅに変動があった場合に、微少変位Ｃを吸収することができる。その結果、一軸偏心ねじポンプ７０は、残液の少なさなど、ツインロータ式の利点を損なわずに、インナーロータ８０の破損を抑制することができる。また、一軸偏心ねじポンプ７０は、複雑な構造や制御を要さず、インナーロータ８０の破損を抑制することができる。
【００８２】
上述の実施形態において例示した一軸偏心ねじポンプ１０は、本考案の一実施形態を例示したものに過ぎず、本考案の趣旨を逸脱しない範囲内において適宜設計変更することが可能である。
【００８３】
例えば、本実施形態の継手９０（軸変位吸収部）では、オルダムカップリングを採用した例を示したが、本考案の軸変位吸収部を継手とする場合には、他の種類のカップリングを採用してもよい。また、本考案の一軸偏心ねじポンプは、軸変位吸収部として、各種ジョイントを採用してもよい。例えば、本考案の一軸偏心ねじポンプの軸変位吸収部は、オルダムジョイント、クロスジョイント、ジョー等、種々選択可能である。
【００８４】
また、上述した一軸偏心ねじポンプ１０の一体型インナーロータ５０は、剛性を有する素材により構成して、軸変位吸収部５６を形状により可撓性を付与する構成としたが、本考案はこれに限定されない。例えば、本考案の一軸偏心ねじポンプは、雄ねじ部、軸変位吸収部、及び駆動軸が一体的に形成された一体型インナーロータを、剛性がやや低い素材により構成して可撓性を有するものとしてもよい。
【００８５】
さらに、本考案の一軸偏心ねじポンプは、インナーロータと軸変位吸収部、あるいは軸変位吸収部と駆動軸とを、ねじ締結等の連結手段により連結されるものであってもよい。
【産業上の利用可能性】
【００８６】
本考案は、インナーロータの回転に連動してアウターロータが回転することにより流動物を移送可能な一軸偏心ねじポンプに好適に用いることができる。
【符号の説明】
【００８７】
１０，７０        一軸偏心ねじポンプ
２０              ケーシング
５０              一体型インナーロータ
５２，８０        インナーロータ
５４，８４        雄ねじ部
５４ａ，８４ａ    外周面
５６，９０        軸変位吸収部
５８，８６        駆動軸
６０              アウターロータ
６０ａ            内周面
６６              貫通孔
９０              継手（軸変位吸収部、軸継手）
Ｃ                微少変位
Ｌ１              回転軸線
Ｌ２              回転軸線
Ｖ１              回転速度
Ｖ２              回転速度
ｅ                偏心距離
θ１              回転角度
θ２              回転角度
【図１】
0003215037.tif 000003
【図２】
0003215037.tif 000004
【図３】
0003215037.tif 000005
【図４】
0003215037.tif 000006
【図５】
0003215037.tif 000007
【図６】
0003215037.tif 000008