Uniaxial eccentric screw pump

申请号 JP2007235008 申请日 2007-09-11 公开(公告)号 JP2008175199A 公开(公告)日 2008-07-31
申请人 Heishin Engineering & Equipment Co Ltd; 兵神装備株式会社; 发明人 SUHARA NOBUHISA; NOMACHI TETSUO; AKAMATSU AKINORI;
摘要 PROBLEM TO BE SOLVED: To provide a uniaxial eccentric screw pump for transferring and filling fluid, with high flow rate accuracy, low pulsation and the long service life. SOLUTION: This uniaxial eccentric screw pump 11 is provided by mutually arranging the respective rotational axes at an interval, respectively, separately and rotatably supporting a rotor 12 and a stator 13, by fitting and inserting the female screw type rotor 12 to and into an inner hole 13a of the female screw type stator 13, and is constituted so that the rotor 12 and the stator 13 are respectively, separately and rotatingly driven by a rotor driving part 27 and a stator driving part 19, and the rotor 12 and the stator 13 are also respectively rotated in a mutually noncontact state. COPYRIGHT: (C)2008,JPO&INPIT
权利要求
  • 雄ねじ型ロータが雌ねじ型ステータの内孔に嵌挿し、前記ロータ及び前記ステータがそれぞれ別々に回動自在に支持され、それぞれの回動の中心軸が互いに間隔を隔てて配置されている一軸偏心ねじポンプにおいて、
    前記ロータ及び前記ステータがそれぞれ別々に回転駆動されることを特徴とする一軸偏心ねじポンプ。
  • 前記ロータの中心軸及び前記ロータの回動の中心軸が互いに一致するように設けられ、かつ、
    前記ステータの内孔の中心軸及び前記ステータの回動の中心軸が互いに一致するように設けられていることを特徴とする請求項1記載の一軸偏心ねじポンプ。
  • 前記ロータは、その一端に設けられている駆動軸を介して回動自在に支持され、前記駆動軸がロータ駆動部によって回転駆動され、
    前記ステータは、その外周面に対してステータ駆動部が設けられ、このステータ駆動部によって回転駆動され、
    前記ステータがポンプ用ケーシング内に密封して収容され、前記ポンプ用ケーシングは、前記ステータに形成されている前記内孔の一方の開口部と連通する第1開口部と、前記内孔の他方の開口部と連通する第2開口部とを備えることを特徴とする請求項1又は2記載の一軸偏心ねじポンプ。
  • 前記ロータを回転駆動する回転動力を、前記ロータに伝達するための磁極型動力伝達構造を備え、
    前記磁極型動力伝達構造は、複数の駆動側磁極を生成する駆動側磁極部と、複数の従動側磁極を生成する従動側磁極部と、前記駆動側磁極部と前記従動側磁極部とを仕切り両者間を封止する隔壁部とを備え、前記複数の駆動側磁極及び従動側磁極はそれぞれ円周方向に沿って配置され、前記複数の駆動側磁極が回転することによって前記従動側磁極部が回転することを特徴とする請求項1又は2記載の一軸偏心ねじポンプ。
  • 前記複数のそれぞれの駆動側磁極及び従動側磁極は、N極とS極とが交互に配置された磁石で生成され、前記駆動側磁極部は、前記ロータ駆動部によって回転駆動されることを特徴とする請求項4記載の一軸偏心ねじポンプ。
  • 前記複数のそれぞれの駆動側磁極は、固定巻線で生成される回転磁界であり、前記複数のそれぞれの従動側磁極は、N極とS極とが交互に配置された磁石で生成されることを特徴とする請求項4記載の一軸偏心ねじポンプ。
  • ロータ駆動部及びステータ駆動部は、前記ロータ及び前記ステータを、それぞれが互いに非接触の状態で回転させることを特徴とする請求項1乃至6のいずれかに記載の一軸偏心ねじポンプ。
  • 前記ステータが2条、又は3条の雌ねじ型の内孔を有し、前記内孔の断面形状が長円形、又は3つの各角部が円弧状の略三角形であり、
    前記ロータが1条、又は2条の雄ねじ型に形成され、前記ロータの断面形状が円形、又は略楕円形であり、
    前記ロータ及び前記内孔のピッチの比が1対2、又は2対3であり、
    更に、前記ロータ及び前記ステータの回転速度比が2対1、又は3対2であることを特徴とする請求項1乃至7のいずれかに記載の一軸偏心ねじポンプ。
  • 前記ステータがエンジニアリングプラスチックで形成され、前記ロータが金属で形成されていることを特徴とする請求項1乃至8のいずれかに記載の一軸偏心ねじポンプ。
  • 前記ロータ及び前記ステータのうちいずれか一方又は両方が磁気浮上式軸受で回動自在に支持されていると共に、前記ロータ及び前記ステータのうちいずれか一方又は両方が磁気非接触式スラスト軸受で回動自在に支持されていることを特徴とする請求項1乃至9のいずれかに記載の一軸偏心ねじポンプ。
  • 前記ロータ及び前記ステータのうちいずれか一方又は両方がラジアル荷重及びスラスト荷重の両方を受けることができる磁気非接触式軸受で回動自在に支持されていることを特徴とする請求項1乃至9のいずれかに記載の一軸偏心ねじポンプ。
  • 说明书全文

    本発明は、例えば気体、液体、粉体などの各種流体を移送することができ、ロータ及びステータのそれぞれが回転する一軸偏心ねじポンプに関する。

    従来の一軸偏心ねじポンプの一例を、図12を参照して説明する(例えば、特許文献1参照。)。 この一軸偏心ねじポンプ1は、同図に示すように、雄ねじ型ロータ2が雌ねじ型ステータ3の内孔3aに嵌挿し、ロータ2及びステータ3がそれぞれ軸受4、5を介して回動自在にポンプケーシング6に設けられている。 そして、ステータ3の外周部には、従動磁石7が円環状に設けられている。 また、従動磁石7の外側には、従動磁石7と隙間を隔ててこれを包囲するように、略短円筒状に配置された駆動磁石8が設けられている。 この駆動磁石8は、軸受9、9を介して回動自在にポンプケーシング6に設けられている。

    この図12に示す一軸偏心ねじポンプ1によれば、図示しない電気モータによって駆動磁石8を所定方向に回転させると、この駆動磁石8に伴って従動磁石7及びステータ3が同方向に回転する。 そして、ステータ3が所定方向に回転すると、このステータ3の内孔3aを形成する内面が、ロータ2の外面をその回転方向に押圧することとなり、これによってロータ2も同方向に回転する。 このとき、ステータ3内に形成されている空間10が吸込み口6a側から吐出口6b側に移動するので、例えば液体を吸込み口6aから吸い込んで、この吸い込んだ液体を吐出口6bから吐出することができる。

    特開昭63−302189号公報

    しかし、図12に示す従来の一軸偏心ねじポンプ1では、電気モータによってステータ3を所定方向に回転させると、このステータ3の内孔3aを形成する内面が、ロータ2の外面をその回転方向に押圧して、ロータ2を同方向に回転させる構成となっているので、ステータ3の内孔3aを形成する内面と、ロータ2の外面とが互いに必ず接触することとなり、その結果、この接触部分が磨耗するという問題が生じる。

    また、この一軸偏心ねじポンプ1によって、液体などの流体を移送しているときは、吐出口6b内の圧が比較的高圧となり、この吐出口6b内の高圧流体は、ロータ2が上記所定方向に回転することに対して抵抗となるトルクを生じさせ、これによって、ロータ2の外面と、ステータ内孔3aの内面との間で比較的大きな接触圧を生じさせることとなる。 その結果、ロータ2の外周面及びステータ内孔3aの内周面に更に大きな磨耗が生じる。

    このようにして、ロータ2の外周面及びステータ内孔3aの内周面に磨耗が生じた場合は、流量精度が低下するし、脈動が大きくなり、これによって、一軸偏心ねじポンプ1の寿命が短くなる。 更に、ロータ2及びステータ3の磨耗粉が移送液に混入するし、この磨耗粉によって更にロータ2及びステータ3が磨耗する。

    なお、このように流量精度が低下する理由は、ロータ2の外周面と、ステータ内孔3aの内周面との接触部分(シール線)で形成されている空間10の容積が変化するからであり、脈動が大きくなる理由は、シール線の形状が変化するからである。

    本発明は、上記のような課題を解決するためになされたものであり、流体を高流量精度、低脈動、及び長寿命で移送したり、充填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している。

    請求項1の発明に係る一軸偏心ねじポンプは、雄ねじ型ロータが雌ねじ型ステータの内孔に嵌挿し、前記ロータ及び前記ステータがそれぞれ別々に回動自在に支持され、それぞれの回動の中心軸が互いに間隔を隔てて配置されている一軸偏心ねじポンプにおいて、前記ロータ及び前記ステータがそれぞれ別々に回転駆動されることを特徴とするものである。

    請求項1の発明に係る一軸偏心ねじポンプによると、例えばステータが2条の雌ねじ型の内孔を有し、その内孔の断面形状を長円形とすると共に、ロータの断面形状を円形とし、そして、ロータ及び内孔のピッチの比を1対2、及びロータ及びステータの回転速度比を2対1とすることによって、ロータ及びステータを、それぞれの中心軸の回りに同方向に回転させることができる。 そしてこのとき、ステータ内孔の内面と、ロータの外面とで形成される空間が、ステータ内孔の一方の開口部側から他方の開口部側に向かって移動するので、流体をその方向に移送することができる。 また、ロータ及びステータは、それぞれ別々に回転駆動されているので、ステータの内孔を形成する内面と、ロータの外面とが互いに接触しないように、又は両者が適切な接触圧で接触するように、ロータ及びステータを回転させることができ、これによって、ロータ及びステータが磨耗することを防止又は抑制することができる。

    請求項2の発明に係る一軸偏心ねじポンプは、請求項1の発明において、前記ロータの中心軸及び前記ロータの回動の中心軸が互いに一致するように設けられ、かつ、前記ステータの内孔の中心軸及び前記ステータの回動の中心軸が互いに一致するように設けられていることを特徴とするものである。

    請求項2の発明に係る一軸偏心ねじポンプによると、ロータ及びステータの重心をそれぞれの回動の中心軸上に位置させることができるので、ロータ及びステータの回転時における振動を小さくすることができる。 そして、ロータ及びステータの内孔の振れ回りがないので、このロータ及びステータの嵩を小さくすることができる。

    請求項3の発明に係る一軸偏心ねじポンプは、請求項1又は2の発明において、前記ロータは、その一端に設けられている駆動軸を介して回動自在に支持され、前記駆動軸がロータ駆動部によって回転駆動され、前記ステータは、その外周面に対してステータ駆動部が設けられ、このステータ駆動部によって回転駆動され、前記ステータがポンプ用ケーシング内に密封して収容され、前記ポンプ用ケーシングは、前記ステータに形成されている前記内孔の一方の開口部と連通する第1開口部と、前記内孔の他方の開口部と連通する第2開口部とを備えることを特徴とするものである。

    請求項3の発明に係る一軸偏心ねじポンプによると、ロータ駆動部によってロータを回転させることができ、ステータ駆動部によってステータを回転させることができる。 そして、ロータ及びステータを、必要に応じてそれぞれ所定の回転速度で正転方向又は逆転方向に回転させると、第1開口部又は第2開口部から流体を吸い込み、この吸い込んだ液体をステータ内で移送して第2開口部又は第1開口部から吐出することができる。

    請求項4の発明に係る一軸偏心ねじポンプは、請求項1又は2の発明において、前記ロータを回転駆動する回転動力を、前記ロータに伝達するための磁極型動力伝達構造を備え、前記磁極型動力伝達構造は、複数の駆動側磁極を生成する駆動側磁極部と、複数の従動側磁極を生成する従動側磁極部と、前記駆動側磁極部と前記従動側磁極部とを仕切り両者間を封止する隔壁部とを備え、前記複数の駆動側磁極及び従動側磁極はそれぞれ円周方向に沿って配置され、前記複数の駆動側磁極が回転することによって前記従動側磁極部が回転することを特徴とするものである。

    請求項4の発明に係る一軸偏心ねじポンプによると、駆動側磁極部の複数の駆動側磁極が所定方向に回転すると、この複数の駆動側磁極と従動側磁極との間で働く吸引力及び反発力によって、複数の駆動側磁極と同方向に従動側磁極部が回転する。 そして、この従動側磁極部の回転がロータに伝達されて、ロータを所定方向に回転させることができる。 また、駆動側磁極部及び従動側磁極部の両者間を隔壁部で封止しているので、例えば従動側磁極部側に流入する流体等が駆動側磁極部側に進入することを防止することができる。

    更に、駆動側磁極部及び従動側磁極部の両者間が隔壁部によって封止されているので、例えばロータ駆動軸とロータとの間を封止するための軸封構造(シール部材等)を不要とすることができる。 これによって、その分のコストの低減、メンテナンスの削減、及び一軸偏心ねじポンプの耐久性能の向上を図ることができる。 そして、分解及び組立作業、並びに洗浄作業の簡単化を図ることができる。

    請求項5の発明に係る一軸偏心ねじポンプは、請求項4の発明において、前記複数のそれぞれの駆動側磁極及び従動側磁極は、N極とS極とが交互に配置された磁石で生成され、前記駆動側磁極部は、ロータ駆動部によって回転駆動されることを特徴とするものである。

    請求項5の発明に係る一軸偏心ねじポンプによると、ロータ駆動部を駆動して駆動側磁極部を所定方向に回転させると、駆動側磁極部に伴って従動側磁極部が同方向に回転する。 駆動側磁極部に伴って従動側磁極部が回転するのは、それぞれの磁極部に設けられている磁石の吸引力及び反発力によるものである。

    請求項6の発明に係る一軸偏心ねじポンプは、請求項4の発明において、前記複数のそれぞれの駆動側磁極は、固定巻線で生成される回転磁界であり、前記複数のそれぞれの従動側磁極は、N極とS極とが交互に配置された磁石で生成されることを特徴とするものである。

    請求項6の発明に係る一軸偏心ねじポンプによると、固定巻線に電流を流して回転磁界を生成すると、この回転磁界に伴って従動側磁極部を同方向に回転させることができる。 駆動側磁極の回転磁界に伴って従動側磁極部が回転するのは、それぞれの磁極間の吸引力及び反発力によるものである。

    請求項7の発明に係る一軸偏心ねじポンプは、請求項1乃至6のいずれかの発明において、ロータ駆動部及びステータ駆動部は、前記ロータ及び前記ステータを、それぞれが互いに非接触の状態で回転させることを特徴とするものである。

    請求項7の発明に係る一軸偏心ねじポンプによると、ロータ及びステータを、それぞれが互いに非接触の状態で回転させることができるので、両者が接触する場合に発生するような磨耗粉が移送流体中に混入することがないし、両者の摩擦による騒音も発生しない。 また、移送流体の性状(例えばスラリーを含む流体)に応じて、ロータ及びステータの外周面と内周面との隙間を適切な寸法に設定することができ、これによって、種々の性状の流体に応じて、高流量精度、低脈動、及び長寿命で移送したり充填できるようにすることができる。 更に、ロータ及びステータを、それぞれが互いに非接触の状態で回転させることができるので、両者を比較的高速で回転させることができ、比較的大きい移送能力を得ることができる。

    請求項8の発明に係る一軸偏心ねじポンプは、請求項1乃至7のいずれかの発明において、前記ステータが2条、又は3条の雌ねじ型の内孔を有し、前記内孔の断面形状が長円形、又は3つの各部が円弧状の略三角形であり、前記ロータが1条、又は2条の雄ねじ型に形成され、前記ロータの断面形状が円形、又は略楕円形であり、前記ロータ及び前記内孔のピッチの比が1対2、又は2対3であり、更に、前記ロータ及び前記ステータの回転速度比が2対1、又は3対2であることを特徴とするものである。

    請求項8の発明に係る一軸偏心ねじポンプによると、ステータの条数を2条又は3条とし、ロータの条数を1条又は2条としたので、ステータ及びロータの条数をそれよりも多い条数とする場合と比較して、ロータ及びステータを比較的簡単な形状とすることができ、比較的高い寸法精度で形成できる。 よって、低廉で短納期の一軸偏心ねじポンプを提供できる。

    請求項9の発明に係る一軸偏心ねじポンプは、請求項1乃至8のいずれかの発明において、前記ステータがエンジニアリングプラスチックで形成され、前記ロータが金属で形成されていることを特徴とするものである。

    請求項9の発明に係る一軸偏心ねじポンプによると、ステータがエンジニアリングプラスチックで形成され、ロータが金属で形成されているので、温度変化による寸法変化を、ゴムと比較して比較的に小さく抑えることができる。 これによって、温度変化に基づく流量精度の低下を抑制することができる。

    請求項10の発明に係る一軸偏心ねじポンプは、請求項1乃至9のいずれかの発明において、前記ロータ及び前記ステータのうちいずれか一方又は両方が磁気浮上式軸受で回動自在に支持されていると共に、前記ロータ及び前記ステータのうちいずれか一方又は両方が磁気非接触式スラスト軸受で回動自在に支持されていることを特徴とするものである。

    請求項10の発明に係る一軸偏心ねじポンプによると、ロータ及びステータのうちいずれか一方又は両方がラジアル方向に浮上する状態で、又はスラスト方向に非接触の状態で回転するので、騒音や振動が小さく、ロータ及びステータを滑らかに回転させることができる。 そして、例えば軸封用のシール部材や接触式軸受を不要としたり削減できるし、それらのメンテナンスを不要としたり削減することができる。 また、一軸偏心ねじポンプの耐久性能の向上を図ることができるし、分解及び組立作業、並びに洗浄作業の簡単化を図ることができる。

    請求項11の発明に係る一軸偏心ねじポンプは、請求項1乃至9のいずれかの発明において、前記ロータ及び前記ステータのうちいずれか一方又は両方がラジアル荷重及びスラスト荷重の両方を受けることができる磁気非接触式軸受で回動自在に支持されていることを特徴とするものである。

    請求項11の発明に係る一軸偏心ねじポンプによると、ラジアル荷重及びスラスト荷重の両方を受けることができる磁気非接触式軸受で、ロータ及びステータのうちいずれか一方又は両方を回動自在に支持しているので、ラジアル荷重及びスラスト荷重をそれぞれ別々に受けることができる軸受を使用する場合と比較して、構造を簡単にすることができるし、この一軸偏心ねじポンプの嵩を比較的小さくすることができる。

    本発明に係る一軸偏心ねじポンプによると、ロータ及びステータを、それぞれ別々に回転駆動する構成としたので、回転するロータ及びステータが互いに接触して磨耗することを防止又は抑制することができる。 これによって、ロータ及びステータが回転するときに、ロータの外周面と、ステータ内孔の内周面との接近部分(接近線)、又は接触部分(シール線)で形成されている空間の容積が変化しないようにすることができ、よって、高流量精度を得ることができる。 そして、ロータ及びステータが回転するときに、接近線又はシール線の形状が変化しないので、脈動を小さくすることができる。 従って、流体を高流量精度、低脈動、しかも長寿命で移送したり充填することができる。

    以下、本発明に係る一軸偏心ねじポンプの第1実施形態を、図1〜図5を参照して説明する。 この一軸偏心ねじポンプ11は、図1に示すように、ロータ12及びステータ13の両方を別々に回転駆動させることができ、これによって、例えば低粘度から高粘度までのいずれの流体でも、高流量精度、低脈動、しかも長寿命で移送したり充填することができるものである。

    一軸偏心ねじポンプ11は、図1に示すように、回転容積型ポンプであり、雌ねじ型ステータ13と雄ねじ型ロータ12とを備えている。

    ステータ13は、図1及び図2に示すように、例えば2条の雌ねじ形状の内孔13aを有する略短円筒形に形成され、この内孔13aの縦断面形状が長円であって、例えばテフロン(登録商標)、ポリアセタール、キャストナイロン等のエンジニアリングプラスチックで形成されている。 そして、ステータ13は、ポンプケーシング14内に密封して装着されている。 そして、このポンプケーシング14は、図1において、右先端側から順に配置されているエンドスタッド15、第1ケーシング16、及び第2ケーシング17を備えている。 また、ステータ13は、2つの軸受18、18を介して回動自在に第1及び第2ケーシング16、17の内周面に設けられており、この2つの軸受18、18の間にステータ駆動部19が設けられている。 そして、このステータ駆動部19に移送液体が接触しないように、2つの軸受18、18の左右の各外側位置にシール部20、20が装着されている。

    ポンプケーシング14は、図1に示すように、エンドスタッド15に第1開口部21が形成され、第2ケーシング17に第2開口部22が形成されている。 第1開口部21は、吐出口及び吸込み口として使用することができ、第2開口部22は、吸込み口及び吐出口として使用することができる。 この第1開口部21は、ステータ13に形成されている内孔13aの先端側開口部と連通しており、第2開口部22は、その内孔13aの後端側開口部と連通している。

    ステータ駆動部19は、例えばステッピングモータ、サーボモータ等の電気モータであり、回転子19aと固定子19bとを備えている。 回転子19aは、図1に示すように、ステータ13の外周部に設けられており、固定子19bは、第1及び第2ケーシング16、17の内周面に設けられている。 このステータ駆動部19によって、ステータ13が例えば正転方向及び逆転方向に回転駆動される。 ステータ13は、その内孔13aの中心軸23及びステータ13の回動の中心軸が互いに一致するように設けられている。

    ロータ12は、図1及び図2に示すように、例えば1条の雄ねじ形状に形成され、縦断面形状が略真円であり、螺旋形状のピッチは、ステータ13のピッチの1/2に設定されている。 そして、ロータ12は、例えばステンレス等の金属製であり、ステータ13の内孔13aに嵌挿されている。 また、ロータ12の後端部は、駆動軸24が結合しており、この駆動軸24は、2つの軸受25、25を介して回動自在に駆動部ケーシング26の内周面に設けられている。 この2つの軸受25、25の間にロータ駆動部27が設けられており、このロータ駆動部27に移送液体が接触しないように、シール部28が装着されている。 また、ロータ12の先端部も、軸受29を介して回動自在にエンドスタッド15の内面で支持されている。

    ロータ駆動部27は、例えばステッピングモータ、サーボモータ等の電気モータであり、回転子27aと固定子27bとを備えている。 回転子27aは、図1に示すように、駆動軸24の外周面に設けられており、固定子27bは、駆動部ケーシング26の内周面に設けられている。 このロータ駆動部27によって、駆動軸24と結合するロータ12が回転駆動される。

    ロータ12は、その中心軸30及びロータ12の回動の中心軸が互いに一致するように設けられている。 そして、ロータ12及び駆動軸24のそれぞれの中心軸30は、互いに一致している。 また、ステータ駆動部19及びロータ駆動部27は、例えば両方をサーボモータとしてもよいし、いずれか一方をサーボモータとし、他方をステッピングモータとしてもよい。 なお、図1に示すそれぞれの軸受18、25は、ラジアル方向及びスラスト方向の荷重を支持することができるものである。

    図2は、図1に示す一軸偏心ねじポンプ11を示す模式図であり、ロータ12及びステータ13が停止しているときのそれぞれの断面位置における状態を示している。

    図3〜図5は、ロータ12及びステータ13が所定方向(反時計方向)に回転しているところを、図1のA−A方向から見た状態を示す模式図である。 なお、ロータ12及びステータ13は、それぞれロータ駆動部27及びステータ駆動部19によって反時計方向に回転駆動され、両者の回転速度比は、2対1である。

    図3(a)は、長円として表れているステータ13に形成されている内孔13aが上下方向に向いている。 そして、断面が円形として表れているロータ12が内孔13aの上端部に位置している状態を示している。 同図に示す31、32、33は、ポンプケーシング14、ステータ13、ロータ12の基準線である。 この図3(a)に示す例えば初期状態では、この3つの基準線31、32、33が一致している。 23は、ステータ13の回転の中心軸、30はロータ12の回転の中心軸である。

    図3(b)、図3(c)、及び図3(d)は、ロータ12及びステータ13がそれぞれの中心軸30、23を中心に反時計方向に回転して、それぞれの回転角度が(45°、22.5°)、(90°、45°)、(135°、67.5°)となっている状態を示す。

    図4(a)〜図4(d)、図5(a)、及び図5(b)は、ロータ12及びステータ13がそれぞれの中心軸を中心に反時計方向に回転して、それぞれの回転角度がそれぞれ(180°、90°)〜(450°、225°)、(540°、270°)、及び(630°、315°)となっている状態を示す。 そして、図3(a)に示すように、(720°、360°)となって、ロータ12が2回転すると共に、ステータ13が1回転して、この一軸偏心ねじポンプ11の1ストロークの動作が終了する。

    これら図3〜図5に示すように、ロータ12及びステータ13が回転するときは、ロータ12の軸方向の各部分がロータ12の中心軸30と直交する半径方向であって、ステータ13に形成されている内孔13aの断面長円の長さ方向に沿って往復移動する。 そして、例えば図3(d)に示すように、ロータ12の外面とステータ内孔13aの内面とによって空間34、・・・が形成され、この空間34、・・・が図1に示すロータ12の先端部側(第1開口部21側)から後端部側(第2開口部22側)に向かって移動することができ、このように空間34、・・・が当該方向に移動することによって、流体を第1開口部21から吸い込んで第2開口部22から所定の圧力で吐出することができる。

    ただし、図2(a)、(b)に示すロータ12の直径D1は、ステータ13の内孔13aの横幅寸法D2よりも少し小さく形成してある。 そして、ロータ駆動部27及びステータ駆動部19は、ロータ12及びステータ13を、それぞれが互いに非接触の状態で回転させるようにそれぞれを回転駆動している。 これらロータ駆動部27及びステータ駆動部19は、図示しない制御部によって駆動が制御されている。

    上記図1〜図5に示すように構成された一軸偏心ねじポンプ11によると、ステータ13が2条の雌ねじ型の内孔13aを有し、その内孔13aの断面形状を長円形とすると共に、ロータ12の断面形状を円形とし、そして、ロータ12及び内孔13aのピッチの比を1対2、並びにロータ12及びステータ13の回転速度比を2対1とすることによって、ロータ12及びステータ13を、それぞれ所定の中心軸30、23の回りに同方向に回転させることができる。 そしてこのとき、ステータ内孔13aの内面と、ロータ12の外面とで形成される空間34が、第1開口部21側から第2開口部22側に向かって移動するので、流体をその方向に移送させることができる。 また、ロータ12及びステータ13は、それぞれ別々に回転駆動されているので、ステータ内孔13aを形成する内面と、ロータ12の外面とが互いに接触しないようにロータ12及びステータ13を回転させることができ、よって、ロータ12及びステータ13が磨耗することを防止することができる。

    従って、ロータ12及びステータ13が回転するときに、ロータ12の外周面と、ステータ内孔13aの内周面との接近部分(接近線)で形成されている空間34の容積が変化しないようにすることができ、よって、高流量精度を得ることができる。 そして、ロータ12及びステータ13が回転するときに、接近線の形状が変化しないので、脈動を小さくすることができる。 従って、流体を高流量精度、低脈動、しかも長寿命で移送したり充填することができる。

    因みに、図1に示すこの実施形態に係る一軸偏心ねじポンプ11によると、例えば0.01〜0.10mlの充填量において、±0.0002mlの充填精度を得ることが可能である。 従来の一軸偏心ねじポンプの充填精度は、例えば±0.005ml程度である。

    そして、図1に示す一軸偏心ねじポンプ11は、ロータ12の中心軸30及びロータ12の回動の中心軸が互いに一致するようにロータ12が構成され、かつ、ステータ13の内孔13aの中心軸23及びステータ13の回動の中心軸が互いに一致するようにステータ13が構成されている。

    これによって、ロータ12及びステータ13の重心をそれぞれの回動の中心軸上に位置させることができるので、ロータ12及びステータ13の回転時における振動を小さくすることができる。 そして、ロータ12及びステータ13の内孔13aの振れ回りがないので、このロータ12及びステータ13の嵩を小さくすることができる。

    また、この一軸偏心ねじポンプ11によると、ロータ12及びステータ13を、それぞれが互いに非接触の状態で回転させることができるので、両者が接触する場合に発生するような磨耗粉が移送流体中に混入することがないし、両者の摩擦による騒音も発生しない。 また、移送流体の性状(例えばスラリーを含む流体)に応じて、ロータ12及びステータ13の外周面と内周面との隙間を適切な寸法に設定することができ、これによって、種々の性状の流体に応じて、高流量精度、低脈動、及び長寿命で移送したり充填できるようにすることができる。 更に、ロータ12及びステータ13を、それぞれが互いに非接触の状態で回転させることができるので、両者を比較的高速で回転させることができ、比較的大きい移送能力を得ることができる。

    更に、この一軸偏心ねじポンプ11は、ステータ13が2条の雌ねじ型の内孔13aを有し、内孔13aの断面形状が長円形である。 そして、ロータ12が1条の雄ねじ型に形成され、ロータ12の断面形状が円形であり、ロータ12及び内孔13aのピッチの比が1対2であるので、ロータ12及びステータ13が比較的簡単な形状であり、よって、比較的高い寸法精度で形成できる。 従って、低廉で短納期の一軸偏心ねじポンプ11を提供できる。

    そして、この一軸偏心ねじポンプ11によると、ステータ13がテフロン(登録商標)等のエンジニアリングプラスチックで形成され、ロータ12が金属で形成されているので、温度変化による寸法変化を、ゴムと比較して比較的に小さく抑えることができる。 これによって、温度変化に基づく流量精度の低下を抑制することができる。

    また、この一軸偏心ねじポンプ11によると、ロータ12及びステータ13を、必要に応じてそれぞれ所定の回転速度で正転及び逆転の両方向に回転させることができる。 これによって、第1開口部21又は第2開口部22から流体を吸い込み、この吸い込んだ液体をステータ13内で移送して第2開口部22又は第1開口部21から吐出することができる。

    次に、本発明の第2実施形態に係る一軸偏心ねじポンプ37を、図6の縦断面図を参照して説明する。 この図6に示す第2実施形態と、図1に示す第1実施形態とが相違するところは、第1実施形態では、図1に示すように、駆動軸24とロータ12とを互いに直接に結合し、この駆動軸24が貫通する第2ケーシング17の壁部に形成された挿通孔の内周面と駆動軸24との隙間をシール部28で封止する構成としたのに対して、第2実施形態では、図6に示すように、このシール部28を除去して、駆動軸24と、ロータ12の基端部12aとを互いに切離して設け、駆動軸24の回転力を磁極型動力伝達構造38を介してロータ12に伝達するようにして、更に、駆動軸24と、ロータ12の基端部12aとを隔壁部39で仕切って両者間を封止した構成としたところである。

    そして、第1実施形態では、図1に示すように、ロータ12及びステータ13を接触型の玉軸受25、29、18によって回動自在にラジアル方向及びスラスト方向の支持をする構成としたのに対して、第2実施形態では、図6に示すように、ロータ12及びステータ13を第1〜第4磁気浮上式軸受40、41、42、43、及び第1〜第4磁気非接触式スラスト軸受44、45、46、47によって回動自在に支持する構成としたところが両者の相違するところである。

    また、第1実施形態では、図1に示すように、ロータ12の先端部には、第2ロータ駆動部48が設けられていない構成であるのに対して、第2実施形態では、図6に示すように、ロータ12の先端部を、磁極型動力伝達構造を使用した第2ロータ駆動部48によって回転駆動する構成としたところが両者の相違するところである。

    これ以外は、第1実施形態の一軸偏心ねじポンプ11と同等の構成であり、同様に作用するので、同等部分を同一の図面符号で示し、それらの説明を省略する。

    この図6に示す第2実施形態の一軸偏心ねじポンプ37が備えている磁極型動力伝達構造38は、ロータ駆動部27の回転動力を、ロータ12に伝達することができるものであり、駆動側磁極部49、従動側磁極部50、及び隔壁部39を備えている。 これら駆動側磁極部49、及び従動側磁極部50は、駆動部ケーシング26及び第2ケーシング17によって形成されている駆動側及び従動側の各空間51、52内に収容されており、板状の隔壁部39は、駆動部ケーシング26と、第2ケーシング17との間に挟み込まれて固定されている。 この隔壁部39によって、駆動側磁極部49が配置されている駆動側空間51と、従動側磁極部50が配置されている従動側空間52とが仕切られており、両者間が液密封止されている。

    従動側磁極部50は、図7(b)に示すように、円板状に形成され、その内部に円周方向に沿って、例えば合計8つの従動側磁石(例えば永久磁石)53、・・・が等間隔で密封して装着されている。 この8つの従動側磁石53は、図6に示す駆動側磁極部49から見て、それぞれの磁極がN極とS極が交互となるように配置されている。 これら8つの従動側磁石53の各磁極(N極、S極、・・・)が従動側磁極である。 また、この従動側磁極部50は、その中心部にロータ12の基端部12aが結合している。

    駆動側磁極部49は、図7(a)に示すように、従動側磁極部50と同様に円板状に形成され、その内部に円周方向に沿って、例えば合計8つの駆動側磁石(例えば永久磁石)54、・・・が等間隔で密封して装着されている。 この8つの駆動側磁石54は、図6に示す従動側磁極部50から見て、それぞれの磁極がN極とS極が交互となるように配置されている。 これら8つの駆動側磁石54の各磁極(N極、S極、・・・)が駆動側磁極である。 また、この駆動側磁極部49は、その中心部に駆動軸24が結合している。

    また、図6に示す駆動側磁極部49に結合する駆動軸24は、ロータ駆動部27によって回転されるものであり、従動側磁極部50は、駆動側磁極部49に伴って回転するものである。 これら駆動軸24、駆動側磁極部49、従動側磁極部50、及びロータ12は、中心軸30を中心にして回転可能な構成となっている。 また、隔壁部39は、例えば円板状体であり、非磁性体材料で形成されている。

    上記のように構成された磁極型動力伝達構造38によると、図6に示す駆動側磁極部49(駆動軸24)がロータ駆動部27によって所定方向に回転駆動されて、8つの駆動側磁極(駆動側磁石54)N、S、N、S、・・・が所定方向に回転すると、この8つの駆動側磁極N、S、・・・と、8つの従動側磁極(従動側磁石53)S、N、・・・との間で働く吸引力及び反発力によって、この複数の駆動側磁極と同方向に従動側磁極部50が回転する。

    このように、従動側磁極部50が駆動側磁極部49に駆動されて所定方向に回転すると、ロータ12が同方向に回転して、流体を例えば第1開口部21から吸い込んで第2開口部22から定量体積ずつ吐出することができる。

    また、駆動側磁極部49及び従動側磁極部50の両者間を隔壁部39で封止しているので、例えば従動側磁極部50側に流入する流体等が駆動側磁極部49側に進入することを防止することができる。 更に、駆動軸24とロータ12との間を封止するための軸封構造(図1に示すシール部28等)を不要とすることができる。 これによって、その分のコストの低減、メンテナンスの削減、及び一軸偏心ねじポンプの耐久性能の向上を図ることができる。 そして、分解及び組立作業、並びに洗浄作業の簡単化を図ることができる。

    次に、図6を参照して、ロータ12及びステータ13の第1〜第4磁気浮上式軸受40、41、42、43、及び第1〜第4磁気非接触式スラスト軸受44、45、46、47を説明する。

    ロータ12に対して設けられている第1及び第2磁気浮上式軸受40、41は、図6に示すように、磁石の反発力を利用して、ロータ12のラジアル方向の荷重を受けることができるように、ロータ12をポンプケーシング14と非接触の状態で所定位置で回動自在に支持するものである。 この第1及び第2磁気浮上式軸受40、41は、それぞれ外輪磁石部(永久磁石)55と内輪磁石部(永久磁石)56とを備えている。

    第1磁気浮上式軸受40の内輪磁石部56は、図6及び図7(b)に示すように、円環状の磁石であり、従動側磁極部50の外周部に密封して装着されている。 そして、外輪磁石部55は、図6に示すように、円環状の磁石であり、第2ケーシング17の内周部であって、内輪磁石部56の半径方向の外側の位置に、内輪磁石部56と隙間を隔てて対向するように密封して装着されている。 そして、外輪磁石部55及び内輪磁石部56は、半径方向において互いに対向する磁極が同極(NとN、SとS)となるように配置されている。

    同様に、第2磁気浮上式軸受41の内輪磁石部56は、図6に示すように、円環状の磁石であり、ロータ12の先端部に設けられている従動側磁極部57の外周部に密封して装着されている。 そして、外輪磁石部55は、円環状の磁石であり、第1ケーシング16の内周部であって、内輪磁石部56の半径方向の外側の位置に、内輪磁石部56と隙間を隔てて対向するように密封して装着されている。 そして、外輪磁石部55及び内輪磁石部56は、半径方向において互いに対向する磁極が同極(NとN、SとS)となるように配置されている。

    ステータ13に対して設けられている第3及び第4磁気浮上式軸受42、43は、図6に示すように、磁石の反発力を利用して、ステータ13のラジアル方向の荷重を受けることができるように、ステータ13をポンプケーシング14と非接触の状態で所定位置で回動自在に支持するものである。 この第3及び第4磁気浮上式軸受42、43は、それぞれ外輪磁石部(永久磁石)59と内輪磁石部(永久磁石)60とを備えている。

    第3磁気浮上式軸受42(又は第4磁気浮上式軸受43)の内輪磁石部60は、図6に示すように、円環状の磁石であり、ステータ13の第2開口部22側(又は第1開口部21側)の端部の外周部に密封して装着されている。 そして、外輪磁石部59は、円環状の磁石であり、第2ケーシング17(又は第1ケーシング16)の内周部であって、内輪磁石部60の半径方向の外側の位置に、内輪磁石部60と隙間を隔てて対向するように密封して装着されている。 そして、外輪磁石部59及び内輪磁石部60は、半径方向において互いに対向する磁極が同極(NとN、SとS)となるように配置されている。

    ロータ12に対して設けられている第1及び第2磁気非接触式スラスト軸受44、45は、図6に示すように、磁石の反発力を利用して、ロータ12のスラスト方向の荷重を受けることができるように、ロータ12をポンプケーシング14と非接触の状態で所定位置で回動自在に支持するものである。 従って、第1及び第2磁気非接触式スラスト軸受44、45のそれぞれの反発力は、スラスト方向において互いに釣り合うように設定されている。 この第1及び第2磁気非接触式スラスト軸受44、45は、それぞれ第1磁石部(永久磁石)61と第2磁石部(永久磁石)62とを備えている。

    第1磁気非接触式スラスト軸受44の第1磁石部61は、図6及び図7(a)に示すように、短円柱状の磁石であり、駆動側磁極部49の中心位置(中心軸30上)に密封して装着されている。 そして、第2磁石部62は、短円柱状の磁石であり、従動側磁極部50の中心位置(中心軸30上)に密封して装着されている。 そして、第1磁石部61及び第2磁石部62は、スラスト方向(中心軸30方向)において互いに隙間を隔てて対向する磁極が同極(SとS又はNとN)となるように配置されている。

    同様に、第2磁気非接触式スラスト軸受45の第1磁石部61は、図6に示すように、短円柱状の磁石であり、ロータ12の先端部に設けられている従動側磁極部57の中心位置(中心軸30上)に密封して装着されている。 そして、第2磁石部62は、短円柱状の磁石であり、エンドスタッド15の中心位置(中心軸30上)に密封して装着されている。 そして、第1磁石部61及び第2磁石部62は、スラスト方向(中心軸30方向)において互いに隙間を隔てて対向する磁極が同極(NとN又はSとS)となるように配置されている。

    ステータ13に対して設けられている第3及び第4磁気非接触式スラスト軸受46、47は、図6に示すように、磁石の反発力を利用して、ステータ13のスラスト方向の荷重を受けることができるように、ステータ13をポンプケーシング14に対して非接触の状態で回動自在に所定位置で支持するものである。 従って、第3及び第4磁気非接触式スラスト軸受46、47のそれぞれの反発力は、スラスト方向において互いに釣り合うように設定されている。 この第3及び第4磁気非接触式スラスト軸受46、47は、それぞれ第1磁石部(永久磁石)63と第2磁石部(永久磁石)64とを備えている。

    第3磁気非接触式スラスト軸受46(又は第4磁気非接触式スラスト軸受47)の第1磁石部63は、図6に示すように、円環状の磁石であり、ステータ13の第2開口部22側(又は第1開口部21側)の端部の外周部に密封して装着されている。 そして、第2磁石部64は、円環状の磁石であり、第2ケーシング17(又は第1ケーシング16)の内周部であって、第1磁石部63のスラスト方向(中心軸23方向)の位置に、第1磁石部63と隙間を隔てて対向するように密封して装着されている。 そして、第1磁石部63及び第2磁石部64は、スラスト方向において互いに対向する磁極が同極(NとN又はSとS)となるように配置されている。

    上記のように構成された図6に示すロータ12及びステータ13の第1〜第4磁気浮上式軸受40、41、42、43、及び第1〜第4磁気非接触式スラスト軸受44、45、46、47によると、回転側のロータ12及びステータ13の両方が固定側のポンプケーシング14及び駆動部ケーシング26に対して浮上すると共に、非接触の状態で回転するので、騒音や振動が小さく、ロータ12及びステータ13を滑らかに回転させることができる。 そして、例えば接触式軸受や軸受用のシール部材を不要とすることができるし、これらのメンテナンスを不要とすることができる。 そして、一軸偏心ねじポンプ37の耐久性能の向上を図ることができるし、分解及び組立作業、並びに洗浄作業の簡単化を図ることができる。

    次に、図6を参照して、ロータ12の先端部を回転駆動するための磁極型動力伝達構造を使用した第2ロータ駆動部48を説明する。 この第2ロータ駆動部48は、ロータ駆動部27と同期して回転駆動してロータ12を回転させるためのものであり、従動側磁極部57と駆動側磁極部58とを備えている。

    従動側磁極部57は、図7(b)に示す従動側磁極部50と同等のものであり、円板状に形成され、その内部に円周方向に沿って、例えば合計8つの従動側磁石(例えば永久磁石)53、・・・が等間隔で密封して装着されている。 この8つの従動側磁石53は、図6に示す第2ロータ駆動部48の駆動側磁極部58から見て、それぞれの磁極がN極とS極が交互となるように配置されている。 これら8つの従動側磁石53の各磁極(N極、S極、・・・)が従動側磁極である。 また、この従動側磁極部57は、その中心部にロータ12の先端部が結合している。

    また、図6に示す駆動側磁極部58は、複数の例えば8つの固定巻線65、・・・をエンドスタッド15に固定して設け、この8つの固定巻線65によって回転磁界N、S、N、S、・・・を生成して、この回転磁界によって従動側磁極部57、及びロータ12を同方向に回転させる構成としたものである。 この8つの固定巻線65、・・・は、従動側磁極部57に設けられている8つの従動側磁石53、・・・と対応する位置に配置されている。 また、この8つの固定巻線65は、それぞれに鉄心が装着されている。

    この第2ロータ駆動部48によると、従来公知の電源装置(図示せず)によって、図6に示す8つの固定巻線65に対して電流を流してS極、N極、S極、・・・の回転磁界を生成すると、この回転磁界に伴って従動側磁極部57を同方向に回転させることができる。 固定巻線65によって生成される回転磁界に伴って従動側磁極部57が回転するのは、それぞれの磁極間の吸引力及び反発力によるものである。 このようにして、第2ロータ駆動部48は、ロータ駆動部27と同期して回転駆動してロータ12を所定のトルクで回転させることができる。

    なお、従動側磁極部57を始動する方法は、従来公知の種々の方法があるが、例えば従動側磁極部57の回転が停止した状態で、まず、その停止した従動側磁極部57の従動側磁極(N、S)を検出する。 そして、従動側磁極部57を所望の回転方向に回転させることができるように、駆動側磁極部58の各固定巻線65に適切な磁極が発生するように回転磁界を生成させればよい。 また、別の始動方法として、始動巻線を設けてもよい。

    次に、本発明の第3実施形態に係る一軸偏心ねじポンプ67を、図8を参照して説明する。 この図8に示す第3実施形態と、図6に示す第2実施形態とが相違するところは、図6に示す第2実施形態では、ロータ駆動部27が駆動側磁極部49を回転させることによって、従動側磁極部50、及びロータ12を同方向に回転させる構成としたのに対して、図8に示す第3実施形態では、ロータ駆動部27及び駆動側磁極部49を削除して、複数の例えば8つの固定巻線68、・・・を備える駆動側磁極部69を駆動部ケーシング26に固定して設け、この8つの固定巻線68によって回転磁界N、S、N、S、・・・を生成して、この回転磁界によって従動側磁極部50、及びロータ12を同方向に回転させる構成としたところである。 この8つの固定巻線68、・・・は、第2実施形態の駆動側磁極部49に設けられている8つの駆動側磁石54、・・・と対応する位置に配置されている。 そして、この8つの固定巻線68は、それぞれに鉄心が装着されている。 これら駆動側磁極部69及び従動側磁極部50がロータ駆動部71である。

    上記のように構成することによって、駆動側磁極部69が生成する回転磁界によって、直接に従動側磁極部50及びロータ12を回転させることができ、よって、回転動力の伝達損失の低減を図ることができるし、この一軸偏心ねじポンプ67の嵩を比較的小さくすることができる。

    また、図6に示す第2実施形態では、ロータ12の先端部に第2ロータ駆動部48を設けた構成としたが、図8に示す第3実施形態では、この第2ロータ駆動部48を省略しているところが相違している。

    更に、図6に示す第2実施形態では、エンドスタッド15の中心位置に設けられている短円柱状の第2磁石部62が、従動側磁極部57の中心位置に設けられている短円柱状の第1磁石部61との間でスラスト方向の反発力を発生する構成としたのに対して、図8に示す第3実施形態では、エンドスタッド15に設けられている円環状の第2磁石部70が、ロータ12の先端部に設けられている第2磁気浮上式軸受41の内輪磁石部56との間でスラスト方向の反発力を発生するようにして、第1磁石部61を省略した構成としたところが相違している。

    この第2磁石部70及び内輪磁石部56は、スラスト方向(中心軸30方向)において互いに隙間を隔てて対向する磁極が同極(SとS又はNとN)となるように配置されている。 上記のように第1磁石部61を省略できるので、この一軸偏心ねじポンプ67の嵩を比較的小さくすることができる。 これ以外は、図6に示す第2実施形態の一軸偏心ねじポンプ37と同等であり、同等部分を同一の図面符号で示し、それらの説明を省略する。

    次に、本発明の第4実施形態に係る一軸偏心ねじポンプ72を、図9を参照して説明する。 この図9に示す第4実施形態と、図1に示す第1実施形態とが相違するところは、図1に示す第1実施形態では、ステータ13を、ラジアル方向及びスラスト方向の荷重に適用できる転がり軸受18、18で回動自在に支持する構成としたのに対して、図9に示す第4実施形態では、ステータ13を、ラジアル方向の荷重に適用できる第3及び第4磁気浮上式軸受42、43と、スラスト方向の荷重に適用できる第3及び第4磁気非接触式スラスト軸受46、47とによって回動自在に支持する構成としたところが相違する。 これ以外は、図1に示す第1実施形態の一軸偏心ねじポンプ11と同等であり、同等部分を同一の図面符号で示し、それらの説明を省略する。 このようにすると、接触式軸受18、18を省略でき、この軸受18、18を封止するためのシール部20、20も省略することができる。 更に、騒音や振動が小さく、ステータ13を滑らかに回転させることができる。

    次に、本発明の第5実施形態に係る一軸偏心ねじポンプ74を、図10を参照して説明する。 この図10に示す第5実施形態と、図6に示す第2実施形態とが相違するところは、図6に示す第2実施形態では、ロータ12及びステータ13を第1〜第4磁気浮上式軸受40、41、42、43、及び第1〜第4磁気非接触式スラスト軸受44、45、46、47によって回動自在に支持する構成としたのに対して、図10に示す第5実施形態では、ロータ12及びステータ13をラジアル荷重及びスラスト荷重の両方を受けることができる磁気非接触式軸受75、76、77、78で回動自在に支持する構成としたところである。

    これら磁気非接触式軸受75、76、77、78は、それぞれ同等のものであり、それぞれが外輪磁石部79、80、81、82と、内輪磁石部83、84、85、86とを備えている。 そして、各外輪磁石部79等は、固定側としてのポンプケーシング14に設けられ、各内輪磁石部83等は、回転側としてのロータ12及びステータ13に設けられている。 そして、各外輪磁石部79等と、各内輪磁石部83等との互いに反発し合う面は、中心軸に対して傾斜する傾斜面として形成されている。

    上記のように、ラジアル荷重及びスラスト荷重の両方を受けることができる磁気非接触式軸受75〜78で、ロータ12及びステータ13のそれぞれを回動自在に支持する構成としているので、ラジアル荷重及びスラスト荷重をそれぞれ別々に受けることができる軸受を使用する場合と比較して、構造を簡単にすることができるし、この一軸偏心ねじポンプ74の嵩を比較的小さくすることができる。

    そして、図10に示す第5実施形態では、従動側磁極部50の外周面の外側に、隙間を隔てて円環状の駆動側磁極部49を配置する構成としてある。 このようにすることによって、この一軸偏心ねじポンプ74の軸方向の長さを短くすることができる。 これ以外は、図6に示す第2実施形態の一軸偏心ねじポンプ37と同等であり、同等部分を同一の図面符号で示し、それらの説明を省略する。

    次に、本発明の第6実施形態に係る一軸偏心ねじポンプ88を、図11を参照して説明する。 この図11に示す第6実施形態と、図8に示す第3実施形態とが相違するところは、図8に示す第3実施形態では、ロータ12及びステータ13を第1〜第4磁気浮上式軸受40、41、42、43、及び第1〜第4磁気非接触式スラスト軸受44、45、46、47によって回動自在に支持する構成としたのに対して、図11に示す第6実施形態では、ロータ12及びステータ13をラジアル荷重及びスラスト荷重の両方を受けることができる磁気非接触式軸受75〜78で回動自在に支持する構成としたところである。 これら磁気非接触式軸受75〜78は、図10に示す第5実施形態のものと同等のものである。

    上記のように構成することによって、図10に示す第5実施形態と同様の作用、効果を奏するので、それらの説明を省略する。

    そして、図11に示す第6実施形態では、従動側磁極部50の外周面の外側に、隙間を隔てて円環状の駆動側磁極部69を配置する構成としてある。 このようにすることによって、この一軸偏心ねじポンプ88の軸方向の長さを短くすることができる。 これ以外は、図8に示す第3実施形態の一軸偏心ねじポンプ67と同等であり、同等部分を同一の図面符号で示し、それらの説明を省略する。

    ただし、図には示さないが、図6及び図8に示す第2及び第3実施形態において、ステータ13を、ラジアル方向の荷重に適用できる第3及び第4磁気浮上式軸受42、43と、スラスト方向の荷重に適用できる第3及び第4磁気非接触式スラスト軸受46、47とによって回動自在に支持する構成としたが、これに代えて、図1に示すように、ステータ13を、ラジアル方向及びスラスト方向の荷重に適用できる転がり軸受18、18で回動自在に支持する構成としてもよい。

    また、第1実施形態では、図1に示すように、ロータ12の先端部と、駆動軸24とを軸受29、25、25を介して回動自在に支持する構成としたが、これに代えて、ロータ12の先端部を自由端とし、ロータ駆動軸24を、軸受25、25を介して回動自在に支持する構成としてもよい。

    そして、第1〜第6実施形態では、図3〜図5に示すロータ12の外周面と、ステータ内孔13aの内周面とを非接触の状態で、ロータ12及びステータ13のそれぞれを別々に回転駆動させたが、これに代えて、ステータ内孔13aの互いに平行する一方の平行面35とロータ12とが互いに適切な圧力で接触し、ステータ内孔13aの互いに平行する他方の平行面35とロータ12とが互いに接触しないように、ロータ12及びステータ13のそれぞれを別々に所定の速度で回転駆動させてもよい。 このようにしても、流体を高流量精度、低脈動、しかも長寿命で移送したり充填することができる。

    また、第1〜第6実施形態では、例えば図1に示すように、一軸偏心ねじポンプ11にロータ駆動部27及びステータ駆動部19を設けて、それぞれの駆動部によって、直接にロータ12及びステータ13を回転駆動する構成としたが、これに代えて、図には示さないが、一軸偏心ねじポンプ11とは別にロータ駆動部及びステータ駆動部を設け、それぞれの駆動部と、ロータ12及びステータ13とを例えば継手を介してそれぞれ連結して回転駆動する構成としてもよい。

    更に、第1〜第6実施形態では、ステータ13をテフロン(登録商標)等のエンジニアリングプラスチックで形成したが、これ以外の例えば合成ゴムや金属で形成してもよい。 そして、ロータ12をステンレス等の金属で形成したが、これ以外の例えばテフロン(登録商標)等のエンジニアリングプラスチックで形成してもよい。

    更に、第1〜第6実施形態では、ロータ12及びステータ13は、ステータ内孔13aの内面と、ロータ12の外面とが互いに接触しないようにロータ12及びステータ13を形成して両者を回転させたが、これに代えて、ロータ12がステータ内孔13aの互いに平行する両方の平行面35、35と適切な圧力で接触するように、内孔13a及びロータ12を形成して両者を回転させてもよい。 このようにしても、ロータ12及びステータ13が大きく磨耗したり、大きさの異なる磨耗が各表面に発生することを抑制することができる。 従って、流体を高流量精度、低脈動、しかも長寿命で移送したり充填することができる。

    そして、第1〜第6実施形態では、図3等に示すように、ステータ13が2条の雌ねじ型の内孔13aを有し、内孔13aの断面形状が長円形であり、そして、ロータ12を1条の雄ねじ型に形成し、ロータ12の断面形状を円形とし、ロータ12及び内孔13aのピッチの比を1対2として、更に、ロータ12及びステータ13の回転速度比を2対1としたが、これに代えて、ステータ13が3条の雌ねじ型の内孔13aを有し、内孔13aの断面形状が3つの各角部が円弧状の略三角形であり、そして、ロータ12を2条の雄ねじ型に形成し、ロータ12の断面形状を略楕円形とし、ロータ12及び内孔13aのピッチの比を2対3として、更に、ロータ12及びステータ13の回転速度比を3対2としてもよい。 このようにしても、ロータ12及びステータ13が比較的簡単な形状であり、よって、比較的高い寸法精度で形成できる。 従って、上記実施形態と同様の作用、効果を有し、低廉で短納期の一軸偏心ねじポンプ11を提供できる。

    以上のように、本発明に係る一軸偏心ねじポンプは、流体を高流量精度、低脈動、及び長寿命で移送したり、充填することができる優れた効果を有し、このような一軸偏心ねじポンプ等に適用するのに適している。

    この発明の第1実施形態に係る一軸偏心ねじポンプを示す縦断面図である。

    同第1実施形態に係る一軸偏心ねじポンプの構造を示す模式図であり、(a)はそれぞれの位置における各断面形状を示す図、(b)は側面図である。

    (a)〜(d)は同第1実施形態に係る一軸偏心ねじポンプのロータ及びステータのそれぞれの回転角度における状態を示す模式図である。

    (a)〜(d)は同第1実施形態に係る一軸偏心ねじポンプのロータ及びステータのそれぞれの回転角度における状態を示す模式図である。

    (a)及び(b)は同第1実施形態に係る一軸偏心ねじポンプのロータ及びステータのそれぞれの回転角度における状態を示す模式図である。

    この発明の第2実施形態に係る一軸偏心ねじポンプを示す縦断面図である。

    同第2実施形態に係る一軸偏心ねじポンプが備える磁極型動力伝達構造を示し、(a)は駆動側磁極部を示す図、(b)従動側磁極部を示す図である。

    この発明の第3実施形態に係る一軸偏心ねじポンプを示す縦断面図である。

    この発明の第4実施形態に係る一軸偏心ねじポンプを示す縦断面図である。

    この発明の第5実施形態に係る一軸偏心ねじポンプを示す縦断面図である。

    この発明の第6実施形態に係る一軸偏心ねじポンプを示す縦断面図である。

    従来の一軸偏心ねじポンプを示す縦断面図である。

    符号の説明

    11 一軸偏心ねじポンプ 12 ロータ 13 ステータ 13a 内孔 14 ポンプケーシング 15 エンドスタッド 16 第1ケーシング 17 第2ケーシング 18、25、29 軸受 19 ステータ駆動部 19a、27a 回転子 19b、27b 固定子 20、28 シール部 21 第1開口部 22 第2開口部 23 内孔の中心軸 24 駆動軸 26 駆動部ケーシング 27 ロータ駆動部 30 ロータの中心軸 31、32、33 基準線 34 空間 35 内孔の平行面37、67、72、74、88 一軸偏心ねじポンプ38 磁極型動力伝達構造39 隔壁部40 第1磁気浮上式軸受41 第2磁気浮上式軸受42 第3磁気浮上式軸受43 第4磁気浮上式軸受44 第1磁気非接触式スラスト軸受45 第2磁気非接触式スラスト軸受46 第3磁気非接触式スラスト軸受47 第4磁気非接触式スラスト軸受48 第2ロータ駆動部49、58、69 駆動側磁極部50、57 従動側磁極部51、52 空間53 従動側磁石54 駆動側磁石55、59 外輪磁石部56、60 内輪磁石部61、63 第1磁石部62、64、70 第2磁石部65、68 固定巻線71 ロータ駆動部75、76、77、78 磁気非接触式軸受79、80、81、82 外輪磁石部83、84、85、86 内輪磁石部

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