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Technisches Gebiet
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Die vorliegende Erfindung bezieht sich auf eine einachsige Exzenterschneckenpumpe, die einen Rotorantriebsmechanismus aufweist, der dazu fähig ist, einen Rotor umlaufen zu lassen, während er den Rotor um seine Achse dreht.
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Stand der Technik
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Bisher wurden einachsige Exzenterschneckenpumpen wie in den Patentschriften 1 bis 3 offenbart geschaffen. In der einachsigen Exzenterschneckenpumpe, die in der Patentschrift 1 offenbart wird, ist ein Rotor, der einen Pumpmechanismus bildet, mit einer Energiequelle bzw. einem Antrieb mittels einer Kopplungsstange verbunden. Daher ist der Rotor umlauffähig (exzentrisch drehbar), während er um seine Achse rotiert.
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Zudem ist in der einachsigen Exzenterschneckenpumpe, die in der Patentschrift 2 offenbart wird, ein Rotorantriebsmechanismus zwischen einer Leistungsquelle auf einer Seite und einem Rotor vorgesehen, um dadurch eine Drehung des Rotors um seine Achse und ein Umlaufen des Rotors zuzulassen. Der Rotorantriebsmechanismus, der in dieser einachsigen Exzenterschneckenpumpe verwendet wird, ist ein sogenannter Planetengetriebemechanismus oder anderer derartiger Mechanismus.
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Zudem sind in der einachsigen Exzenterschneckenpumpe, die in der Patentschrift 3 offenbart ist, ein Rotationsdrehzahlsteuerantriebsabschnitt zum Drehen eines Rotors um seine Achse und ein Umlaufdrehzahlsteuerantriebsabschnitt, um den Rotor umlaufen zu lassen, voneinander unabhängig vorgesehen. In dieser einachsigen Exzenterschneckenpumpe wird eine Steuerung bzw. Regelung des synchronisierten Laufs jeweiliger Motoren ausgeführt, die als der Drehzahlsteuerantriebsabschnitt und der Umlaufgeschwindigkeitssteuerabschnitt dienen, um dadurch den Rotor umlaufen zu lassen, während der Rotor um seine Achse gedreht wird.
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Liste der Zitierungen
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Patentschriften
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- [PTL 1] JP 2012-154215 A
- [PTL 2] JP 5070515 B2
- [PTL 3] JP 2009-047061 A
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Kurze Erläuterung der Erfindung
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Technisches Problem
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In den vorstehend erläuterten einachsigen Exzenterschneckenpumpen nach Patentschrift 1 und der Patentschrift 3 ist es nötig, eine verlängerte Stange wie die Kopplungsstange vorzusehen. Aus diesem Grund gibt es bei den einachsigen Exzenterschneckenpumpen aus dem Stand der Technik ein Problem, dass die Gesamtlänge erhöht wird und die einachsige Exzenterschneckenpumpe daher größer wird. Gleichzeitig mit diesem Problem haben die einachsigen Exzenterschneckenpumpen aus dem Stand der Technik ein weiteres Problem dahingehend, dass sich die in einem Pumpengehäuse verbleibende Fluidmenge erhöht, wenn das Pumpen des Fluids beendet wird.
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Zudem gibt es ein Problem, dass der Vorrichtungsaufbau und die Betriebssteuerung entsprechend kompliziert werden, wenn die unabhängigen Antriebsquellen als die Antriebsquelle zum Drehen des Rotors um seine Achse und die Antriebsquelle zum Umlaufen des Rotors wie in der vorstehend erläuterten einachsigen Exzenterschneckenpumpe der Patentschrift 3 vorgesehen sind. In ähnlicher Weise gibt es ein Problem, dass der Aufbau der Vorrichtung kompliziert wird, wenn der sogenannte Planetengetriebemechanismus oder andere derartige Mechanismen zwischen der Leistungsquellenseite und dem Rotor als der Rotorantriebsmechanismus wie in der vorstehend erwähnten einachsigen Exzenterschneckenpumpe der Patentschrift 2 aus dem Stand der Technik angeordnet ist.
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In Anbetracht des Vorstehenden ist es eine Aufgabe der vorliegenden Erfindung, eine einachsige Exzenterschneckenpumpe zu schaffen, die einen einfachen und kompakten Vorrichtungsaufbau aufweist und dazu fähig ist, ein Rotor um seine Achse zu drehen und den Rotor umlaufen zu lassen, ohne eine komplizierte Betriebssteuerung aufzuweisen.
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Lösung des Problems
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Nach einer Ausführungsform der vorliegenden Erfindung, die ausgearbeitet wird, um das vorstehend erläuterte Problem zu lösen, ist eine einachsige Exzenterschneckenpumpe vorgesehen, die so aufgebaut ist, dass ein Rotor vom Typ mit einem Außengewinde in einen Stator eingeführt ist, der ein Einführloch von einem Innengewindetyp aufweist, wobei die einachsige Exzenterschneckenpumpe einen Rotorantriebsmechanismus aufweist, der dazu fähig ist, den Rotor umlaufen zu lassen, während der Rotor um seine Achse dreht, wobei der Rotorantriebsmechanismus Folgendes umfasst: ein Drehleistungsübertragungsteil, das dazu aufgebaut ist, um eine vorab festgelegte Mittelachse zu drehen, um dadurch den Rotor um seine Achse zu drehen; und ein Umlaufspurbildungsteil, das dazu aufgebaut ist, einen proximalen Schaftabschnitt des Rotors entlang einer vorab festgelegten Umlaufspur umlaufen zu lassen, während es eine Drehung des proximalen Schaftabschnitts um seine Achse zulässt, wobei der Rotorantriebsmechanismus dazu aufgebaut ist, das Drehleistungsübertragungsteil und das Umlaufspurbildungsteil durch paralleles Verteilen einer Leistungsabgabe von derselben Leistungsquelle und Übertragen der Leistung an das Drehleistungsübertragungsteil und das Umlaufspurbildungsteil zu betreiben, während er mechanisch das Drehleistungsübertragungsteil und das Umlaufspurbildungsteil synchronisiert, um dadurch dem Rotor das Umlaufen zu ermöglichen, während er um seine Achse gedreht wird.
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Die einachsige Exzenterschneckenpumpe der einen Ausführungsform der vorliegenden Erfindung umfasst den Rotorantriebsmechanismus, der dazu fähig ist, den Rotor umlaufen zu lassen, während der Rotor um seine Achse dreht. Daher ist es in der einachsigen Exzenterschneckenpumpe der einen Ausführungsform der vorliegenden Erfindung nicht nötig, eine verlängerte Stange wie eine Kopplungsstange anzubieten, die im Stand der Technik zum Verbinden des Rotors mit der Leistungsquelle so verwendet wird, dass der Rotor umlauffähig ist, während er um seine Achse dreht. Demgemäß kann die Gesamtlänge der einachsigen Exzenterschneckenpumpe verringert werden. Daher ist es nach der einen Ausführungsform der vorliegenden Erfindung möglich, eine einachsige Exzenterschneckenpumpe anzubieten, die einen kompakten Aufbau aufweist, dessen Gesamtlänge verringert ist. Zudem ist es möglich, die Menge des Fluids zu minimieren, das innerhalb der einachsigen Exzenterschneckenpumpe verbleibt, wenn die einachsige Exzenterschneckenpumpe gestoppt wird.
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Zudem kann die Leistungsabgabe von derselben Leistungsquelle parallel verteilt und an das Drehleistungsübertragungsteil und das Umlaufspurbildungsteil in der einachsigen Exzenterschneckenpumpe der einen Ausführungsform der vorliegenden Erfindung abgegeben werden, die jeweils den Rotorantriebsmechanismus bilden. Zudem werden das Drehleistungsübertragungsteil und das Umlaufspurbildungsteil betätigt, während sie mechanisch synchronisiert sind, wenn die Leistung eingegeben wird. Demgemäß kann der Rotor umlaufen, während er um seine Achse dreht, ohne eine spezielle Steuerung oder dergleichen durchzuführen, wodurch er dazu fähig ist, die Pumpfunktion auszuüben. Daher kann die Betriebssteuerung zum Antrieb des Rotors und der Vorrichtungsaufbau nach der einachsigen Exzenterschneckenpumpe der einen Ausführungsform der vorliegenden Erfindung vereinfacht werden.
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In der vorstehend erläuterten einachsigen Exzenterschneckenpumpe der einen Ausführungsform der vorliegenden Erfindung wird bevorzugt, dass der Rotorantriebsmechanismus Folgendes beinhaltet: einen drehseitigen Leistungs- bzw. Kraftübertragungszug, der so gebildet ist, dass er eine Kraftübertragung von derselben Leistungs- bzw. Kraftquelle an das Drehleistungsübertragungsteil in einem einzelnen Zustand oder mehreren Zuständen ermöglicht; und einen umlaufseitigen Kraftübertragungszug, der so geformt ist, dass er eine Kraftübertragung von derselben Kraftquelle zum Umlaufspurbildungsteil in einer einzelnen Stufe oder mehreren Stufen ermöglicht, und dass eine Anzahl von Stufen des drehseitigen Kraftübertragungszugs und eine Anzahl von Stufen des umlaufseitigen Kraftübertragungszugs einander gleich sind.
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Mit dieser Anordnung kann der Aufbau und die Betriebssteuerung der einachsigen Exzenterschneckenpumpe vereinfacht werden.
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In der vorstehend erläuterten einachsigen Exzenterschneckenpumpe der einen Ausführungsform der vorliegenden Erfindung wird gewünscht, dass der Rotorantriebsmechanismus Folgendes umfasst: ein eingangsseitiges Kegelrad, dass mit einer drehenden Welle derselben Antriebsquelle bzw. Kraftquelle verbunden ist; ein umlaufseitiges Kegelrad, das mit dem Umlaufspurbildungsteil gekoppelt ist; und ein drehseitiges Kegelrad, das mit dem Drehantriebsübertragungsteil gekoppelt ist, und dass das umlaufseitige Kegelrad und das drehseitige Kegelrad jeweils mit dem eingangsseitigen Kegelrad kämmen bzw. ineinandergreifen.
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Mit diesem Aufbau wird die von der Leistungsquelle abgegebene Leistung mechanisch vom eingangsseitigen Kegelrad sowohl an das umlaufseitige Kegelrad als auch an das drehseitige Kegelrad verteilt, wodurch es möglich ist, das Drehleistungsübertragungsteil und das Umlaufspurbildungssteil sicher und einfach zu koppeln. Somit kann in der einachsigen Exzenterschneckenpumpe der einen Ausführungsform der vorliegenden Erfindung der Rotor umlaufen, während er um seine Achse gedreht wird, ohne beispielsweise eine Steuerung zur Synchronisierung der Betriebe des Drehleistungsübertragungsteils und des Umlaufspurbildungsteils durchzuführen.
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In der vorstehend erläuterten einachsigen Exzenterschneckenpumpe der einen Ausführungsform der vorliegenden Erfindung wird bevorzugt, dass ein Außendurchmesser mindestens entweder des umlaufseitigen Kegelrads oder des drehseitigen Kegelrads größer als ein Außendurchmesser des Umlaufspurbildungsteils oder des Drehleistungsübertragungsteils ist, mit dem das mindestens eine aus dem umlaufseitigen Kegelrad und dem drehseitigen Kegelrad gekoppelt ist.
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Mit diesem Aufbau kann die Effizienz der Drehmomentübertragung sowohl an das Umlaufspurbildungsteil als auch an das Drehleistungsübertragungsteil verbessert werden.
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In der vorstehend erläuterten einachsigen Exzenterschneckenpumpe der einen Ausführungsform der vorliegenden Erfindung wird gewünscht, dass der proximale Schaftabschnitt und das Drehleistungsübertragungsteil mittels einer Leistungsübertragungseinheit miteinander verbunden sind, und dass die Leistungsübertragungseinheit dazu fähig ist, den proximalen Wellenabschnitt dadurch um seine Achse zu drehen, dass sie die Drehung des Drehleistungsübertragungsteils an den proximalen Wellenabschnitt überträgt, während sie das Umlaufen des proximalen Wellenabschnitts zulässt.
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Mit diesem Aufbau kann der Rotor einfach umlaufen, während er um seine Achse gedreht wird.
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Als die vorstehend erläuterte Leistungsübertragungseinheit können verschiedene Vorrichtungen wie eine Oldham-Kupplung oder eine Stift-Rollen-Kupplung bzw. Stift-Hülsen-Kupplung verwendet werden.
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Vorteilhafte Auswirkungen der Erfindung
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Nach der einen Ausführungsform der vorliegenden Erfindung ist es möglich, die einachsige Exzenterschneckenpumpe anzubieten, die einen kompakten Aufbau aufweist, dessen Gesamtlänge verringert ist und die dazu fähig ist, die Fluidmenge zu veringern, die innerhalb der einachsigen Exzenterschneckenpumpe verbleibt, wenn der Betrieb gestoppt ist.
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Kurze Erläuterung der Figuren
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1 ist eine Schnittansicht einer einachsigen Exzenterschneckenpumpe nach einer Ausführungsform der vorliegenden Erfindung.
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2 ist eine Schnittansicht eines Zustands, in dem ein proximaler Längenabschnitt eines Rotors durch ein Umlaufspurbildungsteil in der in 1 veranschaulichten Ausführungsform eingeführt ist.
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3 ist eine Schnittansicht eines modifizierten Beispiels der in 1 veranschaulichten einachsigen Exzenterschneckenpumpe.
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4 ist eine Seitenansicht einer einachsigen Exzenterschneckenpumpe, die so aufgebaut ist, dass ein Motor schwenkbar ist, wenn ein Kraftübertragungsteil montiert wird.
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Beschreibung von Ausführungsformen
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Nun wird eine einachsige Exzenterschneckenpumpe 10 nach einer Ausführungsform der vorliegenden Erfindung mit Bezug auf die Figuren detailliert beschrieben. Die einachsige Exzenterschneckenpumpe 10 ist eine rotierende Verdrängerpumpe. Wie in 1 veranschaulicht umfasst die einachsige Exzenterschneckenpumpe 10 einen Rotor 20 mit Außengewinde, der dazu aufgebaut ist, durch Aufnahme von Leistung exzentrisch zu rotieren, und einen Stator 30, der eine Innenumfangsfläche aufweist, die in einer Innengewindeform gebildet ist. Die einachsige Exzenterschneckenpumpe 10 ist so aufgebaut, dass ein Pumpenmechanismus 12, der hauptsächlich den Rotor 20 und den Stator 30 umfasst, in ein Pumpengehäuse 14 montiert ist.
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Der Rotor 20 ist ein Metallwellenteil, das in eine Außengewindeform mit n Gewindegängen (in dieser Ausführungsform n = 1) geformt ist. Der Rotor 20 ist so geformt, dass die Schnittform des Rotors 20 in jedem Querschnitt, der an irgendeiner Position in einer Längsrichtung des Rotors durchgeführt wird, eine im Wesentlichen perfekte Kreisform ist. Der Stator 30 ist ein im Wesentlichen zylindrisches Teil, das eine Innenumfangsfläche 32 aufweist, die in eine Innengewindeform mit n + 1 Gewindegängen (in dieser Ausführungsform n = 1) geformt ist. Ein Durchgangsloch 34 des Stators 30 ist so geformt, dass die Schnittform (Öffnungsform) des Durchgangslochs 34 im Querschnitt an einer beliebigen Position in einer Längsrichtung des Stators 30 eine im Wesentlichen ovale Form ist.
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Der Rotor 20 ist durch das in dem vorstehend erläuterten Stator 30 geformte Durchgangsloch 34 eingeführt, und ist innerhalb des Durchgangslochs 34 frei exzentrisch drehbar. Der proximale Endabschnitt des Rotors 20 ist mittels eines später genau beschriebenen Rotorantriebsmechanismus 50 mit einem Motor 80 verbunden, wobei der Motor 80 als eine Antriebsquelle dient. Der Rotorantriebsmechanismus 50 kann mit der vom Motor 80 abgegebenen Leistung den Rotor 20 umlaufen lassen (exzentrisch drehen), während er den Rotor 20 um seine Achse dreht.
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Wenn der Rotor 20 durch den Stator 30 eingeführt ist, sind eine Außenumfangsfläche 22 des Rotors 20 und die Innenumfangsfläche 32 des Stators 30 in einen engen Kontaktzustand an einer Tangentenlinie dazwischen gebracht, um dadurch einen Fluidtransportweg 40 (einen Hohlraum) zu bilden. Der Fluidtransportweg 40 ist so geformt, dass er sich helixförmig in der Längsrichtung sowohl des Stators 30 als auch des Rotors 20 erstreckt.
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Das Pumpengehäuse 14 ist im Wesentlichen in einen Pumpmechanismusaufnahmeabschnitt 14a und einen Antriebsmechanismusaufnahmeabschnitt 14b unterteilt. Der Pumpmechanismusaufnahmeabschnitt 14a nimmt den Pumpmechanismus 12 auf, der in seiner äußeren Erscheinung ein röhrenförmiges Teil mit einer zylindrischen Form ist und hauptsächlich den Rotor 20 und den Stator 30 aufweist. Zudem nimmt der Antriebsmechanismusaufnahmeabschnitt 14b den vorstehend erläuterten Rotorantriebsmechanismus 50 auf.
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Der Rotorantriebsmechanismus 50 ist ein Antriebsmechanismus, der dazu fähig ist, den Rotor 20 umlaufen zu lassen, während er den Rotor 20 um seine Achse dreht. Der Rotorantriebsmechanismus 50 umfasst ein Drehleistungsübertragungsteil 52, ein Umlaufspurbildungsteil 56, eine Getriebemechanismuseinheit 58 und ein Leistungsübertragungsteil 60 (eine Leistungsübertragungseinheit).
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Das Drehleistungsübertragungsteil 52 ist ein Teil, das dazu aufgebaut ist, sich um seine Achse zu drehen, um dadurch den Rotor 20 um seine Achse zu drehen. Genauer gesagt ist das Drehleistungsübertragungsteil 52 ein wellenartiges Teil, das durch ein Lager 53 in dem Antriebsmechanismusaufnahmeabschnitt 14b so gelagert wird, dass es um eine vorab festgelegte Mittelachse C1 drehbar ist. Das Drehleistungsübertragungsteil 52 ist mit einem proximalen Schaftabschnitt 54 des Rotors 20 mittels des Leistungsübertragungsteils 60 so verbunden, dass eine Leistungsübertragung möglich wird. Daher ist der Rotor 20 um seine Achse durch Drehen des Rotorleistungsübertragungsteils 52 um dessen Achse drehbar.
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Das Leistungsübertragungsteil 60 ist ein Teil, das dazu fähig ist, den proximalen Wellenabschnitt 54 (den Rotor 20) um seine Achse zu drehen, indem es die Drehung des Drehleistungsübertragungsteils 52 an den proximalen Wellenabschnitt 54 überträgt, während es das Umlaufen (die exzentrische Drehung) des proximalen Wellenabschnitts 54 erlaubt. In dieser Ausführungsform wird eine Oldham-Kupplung als das Leistungsübertragungsteil 60 verwendet. Das heißt, dass das Leistungsübertragungsteil 60 das Drehleistungsübertragungsteil 52 und den proximalen Wellenabschnitt 54 mit einem Aufbau verbindet, in dem Nuten 60c und 60d, die senkrecht aufeinander stehen, in kreisförmigen Platten 60a und 60b gebildet sind, die jeweils in Endabschnitten des Drehleistungsübertragungsteils 52 und des proximalen Wellenabschnitts 54 geformt sind, und eine kreisförmige, plattenartige mittlere Scheibe 60g mit Vorsprüngen 60e und 60f, die auf ihren vorderen und hinteren Flächen geformt sind, um sich in Richtungen senkrecht zueinander zu erstrecken, ist zwischen den kreisförmigen Platten 60a und 60b eingelegt.
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Das Umlaufspurbildungsteil 56 ist ein Teil, um den proximalen Wellenabschnitt 54 des Rotors 20 entlang einer vorab festgelegten Umlaufspur (siehe Pfeil B der 2) umlaufen zu lassen, während es die Drehung des proximalen Wellenabschnitts 54 um seine Achse zulässt (siehe Pfeil A der 2). Genauer gesagt ist das Umlaufspurbildungsteil 56 wie in 1 veranschaulicht ein rohrförmiges Teil, das in einer frei drehbaren Weise durch ein Lager 57 innerhalb des Antriebsmechanismusunterbringungsabschnitts 14b gelagert ist. Das Umlaufspurbildungsteil 56 weist ein Einfügeloch 56a auf und ist dazu fähig, den proximalen Wellenabschnitt 54 durch Vermittlung eines Lagers 59 zu innerhalb des Einfügelochs 56a so zu lagern, dass der proximale Wellenabschnitt 54 (um seine Achse) drehbar ist. Daher ist der proximale Wellenabschnitt 54, der durch das Einfügeloch 56a eingeführt ist, frei um seine Achse drehbar.
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Zudem ist das Einfügeloch 56a wie in 2 veranschaulicht ein kreisförmiges Loch, das an einer Position geformt ist, die von der Position der Achse des Umlaufspurbildungsteils 56 beabstandet ist. Somit ist der proximale Wellenabschnitt 54 wie in 2 veranschaulicht um eine Mittelachse C2 drehbar, die gegenüber der Mittelachse C1 versetzt ist. Zudem kann der proximale Wellenabschnitt 54, der durch das Einfügeloch 56a eingeführt ist, durch die Drehung des Umlaufspurbildungsteils 56 um seine Achse wie durch den Pfeil B in 2 gezeigt so geführt werden, das er umläuft (exzentrisch dreht). Somit ist der proximale Wellenabschnitt 54 um die Mittelachse C1 umlauffähig, während er um die Mittelachse C2 gedreht wird.
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Die Zahnradmechanismuseinheit 58 umfasst ein eingangsseitiges Kegelrad 62, ein rotationsseitiges Kegelrad 64 und ein umlaufseitiges Kegelrad 66. Das eingangsseitige Kegelrad 62 ist ein Kegelrad, das mit einer drehenden Welle des Motors 80 verbunden ist, der als die Leistungsquelle dient. Das eingangsseitige Kegelrad 62 ist so angeordnet, dass seine Drehachse in einer Richtung orientiert ist (in dieser Ausführungsform im Wesentlichen senkrecht dazu ist), die die Drehachse sowohl des Drehleistungsübertragungsteils 52 als auch des Umlaufspurbildungsteils 56 schneidet.
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Das drehseitige Kegelrad 64 ist ein Kegelrad, das mit dem Drehleistungsübertragungsteil 52 gekoppelt und integriert damit drehbar ist. Das drehseitige Kegelrad 64 ist außen an dem Drehleistungsübertragungsteil 52 montiert. Daher ist der Außendurchmesser des drehseitigen Kegelrads 64 größer als der Außendurchmesser des Drehleistungsübertragungsteils 52. Das drehseitige Kegelrad 64 ist mit dem Drehleistungsübertragungsteil 52 so gekoppelt, dass ihre Drehachsen zusammenfallen bzw. miteinander übereinstimmen.
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Das umlaufseitige Kegelrad 66 ist ein Kegelrad, das mit einer axialen Endseite des vorstehend erläuterten Umlaufspurbildungsteils 56 gekoppelt ist und integriert mit dem Umlaufspurbildungsteil 56 drehbar ist. Das umlaufseitige Kegelrad 66 ist außen an dem Umlaufspurbildungsteil 56 montiert. Daher ist der Außendurchmesser des umlaufseitigen Kegelrads 66 größer als der Außendurchmesser des Umlaufspurbildungsteils 56. Das umlaufseitige Kegelrad 66 ist mit dem Umlaufspurbildungsteil 56 so gekoppelt, das ihre Drehachsen zusammenfallen bzw. miteinander übereinstimmen.
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Das vorstehend erläuterte drehseitige Kegelrad 64 und das vorstehend erläuterte umlaufseitige Kegelrad 66 kämmen jeweils mit dem eingangsseitigen Kegelrad 62. Wenn die Leistung zusammen mit dem Antrieb des Motors 80 an das eingangsseitige Kegelrad 62 eingegeben wird, wird daher die Leistung parallel verteilt und an das Drehleistungsübertragungsteil 52 und das Umlaufspurbildungsteil 56 jeweils über das drehseitige Kegelrad 64 und das umlaufseitige Kegelrad 66 übertragen. Das heißt, dass die Leistung parallel verzweigt und an zwei Übertragungszüge übertragen wird, die ein drehseitiger Kraftübertragungszug 70 zum Übertragen der Leistung vom Motor 80 an das Drehleistungsübertragungsteil 52 und ein umlaufseitiger Kraftübertragungszug 72 zum Übertragen der Leistung vom Motor 80 an das Umlaufspurbildungsteil 56 sind. Zudem kann durch die Betätigung des eingangsseitigen Kegelrads 62 das drehseitige Kegelrad 64 und das umlaufseitige Kegelrad 66 betätigt werden, während sie mechanisch synchronisiert sind.
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Der drehseitige Kraftübertragungszug 70 ist ein einstufiger Kraftübertragungszug zum Übertragen der Kraft bzw. Leistung von dem eingangsseitigen Kegelrad 62 über das drehseitige Kegelrad 64 an das Drehleistungsübertragungsteil 52. Zudem ist der umlaufseitige Kraftübertragungszug 72 ein einstufiger Kraftübertragungszug zum Übertragen der Kraft bzw. Leistung von dem eingangsseitigen Kegelrad 62 über das umlaufseitige Kegelrad 66 an das Umlaufspurbildungsteil 56. Somit sind die Anzahl der Stufen des drehseitigen Kraftübertragungszugs 70 für die Kraftübertragung und die Anzahl der Stufen des umlaufseitigen Kraftübertragungszugs 72 für die Kraftübertragung minimal und einander gleich.
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Durch Übertragen der Drehleistung bzw. Drehkraft des Motors 80 über den vorstehend erläuterten drehseitigen Kraftübertragungszug 70 kann das Drehleistungsübertragungsteil 52 um seine Achse gedreht werden. Somit können der proximale Wellenabschnitt 54 und der Rotor 20, die mit dem Drehleistungsübertragungsteil 52 mittels des Kraftübertragungsteils 60 verbunden sind, um ihre Achsen gedreht werden. Zudem kann durch Übertragen der Kraft des Motors 80 über den umlaufseitigen Kraftübertragungszug 72 das Umlaufspurbildungsteil 56 um seine Achse gedreht werden. Somit kann der proximale Wellenabschnitt 54 (der Rotor 20) exzentrisch gedreht werden.
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Als Nächstes wird ein Betrieb der einachsigen Exzenterschneckenpumpe 10 beschrieben. Die einachsige Exzenterschneckenpumpe 10 ist dazu aufgebaut, den Rotor 20 im Durchgangslochs 34 des Stators 30 zu drehen, um dadurch den Fluidtransportweg 40 in seiner Längsrichtung innerhalb des Stators 30 nach vorn zu bewegen. Daher kann durch die Drehung des Rotors 20 eine Viskoseflüssigkeit in den Fluidtransportweg 40 an einer Endseite des Stators 30 eingesaugt und zur anderen Endseite des Stators 30 transportiert werden. Zudem kann durch Umschalten der Drehrichtung des Rotors 20 die Vorschubrichtung des Fluidtransportwegs 40 umgeschaltet werden.
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In der einachsigen Exzenterschneckenpumpe 10 führt der Rotorantriebsmechanismus 50 durch Betreiben des Motors 80 einen charakteristischen Vorgang durch. Genauer gesagt wird das eingangsseitige Kegelrad 62 gedreht, das die Getriebemechanismuseinheit 58 bildet, wenn der Motor 80 betrieben wird. Mit dieser Drehung wird die Leistung parallel verzweigt und an die beiden Übertragungszüge übertragen, die der drehseitige Kraftübertragungszug 70, der das drehseitige Kegelrad 64 aufweist, das mit dem eingangsseitigen Kegelrad 62 kämmt, und der umlaufseitige Kraftübertragungszug 72 sind, der das umlaufseitige Kegelrad 66 umfasst, das mit dem eingangsseitigen Kegelrad 62 kämmt. Mit der zur Seite des drehseitigen Kraftübertragungszugs 70 übertragenen Leistung werden das drehseitige Kegelrad 64 und das Drehleistungsübertragungsteil 52 jeweils um die Mittelachse C1 gedreht. Mit dieser Drehung wird der mit dem Drehleistungsübertragungsteil 52 durch Vermittlung des Kraftübertragungsteils 60 gekoppelte proximale Wellenabschnitt 54 (der Rotor 20) um die Mittelachse C2 gedreht.
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Andererseits wird das Umlaufspurbildungsteil 56 mit der zur Seite des umlaufseitigen Kraftübertragungszugs 72 übertragenen Leistung um die Mittelachse C1 gedreht. Zusammen mit dieser Drehung läuft der proximale Wellenabschnitt 54 (der Rotor 20), der durch das Einfügeloch 56a eingefügt ist, das an der Position gebildet ist, die von der Mittelachse C1 beabstandet ist, (rotiert exzentrisch) um die Mittelachse C1. Daher führt der proximale Wellenabschnitt 54 (der Rotor 20) einen Umlaufvorgang mit der Leistung aus, die von der Seite des umlaufseitigen Kraftübertragungszugs 72 übertragen wird, während er um die Achse des proximalen Wellenabschnitts 54 mit der Leistung gedreht wird, die von Seiten des drehseitigen Kraftübertragungszugs 70 übertragen wird. Durch den derartigen Betrieb des Rotors 20 in dem Durchgangslochs 34 des Stators 30 wird der Fluidtransportweg 40 in seiner Längsrichtung innerhalb des Stators 30 nach vorne bewegt, wodurch es möglich ist, das Fluid zu pumpen.
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Wie vorstehend beschrieben umfasst die einachsige Exzenterschneckenpumpe 10 dieser Ausführungsform den Rotorantriebsmechanismus 50, wodurch sie den Rotor 20 umlaufen lassen kann, während sie den Rotor 20 um seine Achse dreht. Daher ist es nicht nötig, eine verlängerte Stange wie eine sogenannte Kopplungsstange so vorzusehen, dass sie die exzentrische Drehung des Rotors 20 erlaubt. Demgemäß kann die Gesamtlänge der einachsigen Exzenterschneckenpumpe 10 kleiner werden. Zudem kann die Menge an Fluid, die in dem Pumpengehäuse 14 verbleibt, wenn der Pumpvorgang für das Fluid gestoppt wird, zusammen mit der Verringerung der Gesamtlänge der einachsigen Exzenterschneckenpumpe 10 verringert werden.
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Zudem kann in der vorstehend erläuterten einachsigen Exzenterschneckenpumpe 10 die Leistung, die vom einen Motor 80 abgegeben wird, parallel verteilt und an das Drehleistungsübertragungsteil 52 und das Umlaufspurbildungsteil 56 eingegeben werden. Daher wird der Betrieb des Drehens des Rotors 20 um seine Achse während der exzentrischen Drehung des Rotors 20 sanft ausgeführt, wodurch er dazu fähig ist, eine exzellente Pumpfunktion auszuüben. Somit ist es in der einachsigen exzentrischen Schraubenpumpe 10 nicht nötig, einzeln eine Betriebssteuerung für die Drehung des Rotors 20 um seine Achse und eine Betriebssteuerung für den Umlauf des Rotors 20 durchzuführen. Zudem ist es nicht nötig, unabhängige Leistungsquellen jeweils für das Drehen des Rotors 20 um seine Achse und das Umlaufen des Rotors vorzubereiten. Daher kann mit der einachsigen Exzenterschneckenpumpe 10 die Steuerung des Betriebs zum Antrieb des Rotors 20 und der Aufbau der einachsigen Exzenterschneckenpumpe 10 vereinfacht werden.
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Die vorstehend erläuterte einachsige Exzenterschneckenpumpe 10 umfasst den drehseitigen Kraftübertragungszug 70 zum Übertragen der Drehkraft an den Rotor 20 und den umlaufseitigen Kraftübertragungszug 72 zum Übertragen der Umlaufkraft bzw. der Umlaufleistung an den Rotor 20. Die Anzahl von Stufen der jeweiligen Kraftübertragungszüge 70 und 72 für die Leistungsübertragung sind einander gleich. Genauer gesagt umfasst der Rotorantriebsmechanismus 50 der einachsigen Exzenterschneckenpumpe 10 das eingangsseitige Kegelrad 62, das mit der drehenden Welle des Motors 80 verbunden ist, das drehseitige Kegelrad 64, das mit dem Drehleistungsübertragungsteil 52 gekoppelt ist, und das umlaufseitige Kegelrad 66, das mit dem Umlaufspurbildungsteil 56 gekoppelt ist, und das drehseitige Kegelrad 64 und das umlaufseitige Kegelrad 66 kämmen jeweils mit dem eingangsseitigen Kegelrad 62. Mit diesem Aufbau werden die jeweiligen Kraftübertragungszüge 70 und 72 vereinfacht, wodurch es möglich ist, den Aufbau und die Betriebssteuerung der einachsigen Exzenterschneckenpumpe 10 zu vereinfachen. Zudem wird die vom Motor 80 abgegebene Leistung mechanisch verteilt, wodurch es möglich ist, das Drehleistungsübertragungsteil 52 und das Umlaufspurbildungsteil 56 sicher und einfach miteinander zu verbinden bzw. ineinander zu verzahnen. Somit kann in der einachsigen Exzenterschneckenpumpe 10 der Rotor 20 umlaufen, während er um seine Achse gedreht wird, ohne beispielsweise eine Steuerung zum Synchronisieren der Betriebe des Drehleistungsübertragungsteils 52 und des Umlaufspurbildungsteils 56 durchzuführen.
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In der einachsigen Exzenterschneckenpumpe 10 dieser Ausführungsform sind die Außendurchmesser des drehseitigen Kegelrads 64 und des umlaufseitigen Kegelrads 66 jeweils größer als die Außendurchmesser des Drehleistungsübertragungsteils 52 und des Umlaufspurbildungsteils 56, mit denen die Kegelräder 64 und 66 gekoppelt sind. Daher hat die einachsige Exzenterschneckenpumpe 10 eine hohe Drehmomentübertragungseffizienz von der Seite des Motors 80 sowohl zur Seite des Drehleistungsübertragungsteils 52 als auch zur Seite des Umlaufspurbildungsteils 56.
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Es sei angemerkt, dass in dieser Ausführungsform ein Beispiel beschrieben wird, in dem die Außendurchmesser des drehseitigen Kegelrads 64 und des umlaufseitigen Kegelrads 66 jeweils größer als die Außendurchmesser des Drehleistungsübertragungsteils 52 und des Umlaufspurbildungsteils 56 eingestellt sind. Die vorliegende Erfindung ist jedoch nicht darauf beschränkt. Das heißt, dass der Außendurchmesser entweder von einem oder von beiden aus dem drehseitigen Kegelrad 64 und den umlaufseitigen Kegelrad 66 gleich groß wie oder kleiner als der Außendurchmesser von dem zugehörigen oder beiden aus dem Drehleistungsübertragungsteil 52 und dem Umlaufspurbildungsteil 56 sein kann.
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In der vorstehend erläuterten einachsigen Exzenterschneckenpumpe 10 sind der proximale Wellenabschnitt 54 und das Drehleistungsübertragungsteil 52 miteinander durch Vermittlung des Leistungsübertragungsteils 60 verbunden, das durch die Oldham-Kupplung aufgebaut ist. Somit ist es möglich, den proximalen Wellenabschnitt 54 durch Übertragen der Drehung des Drehleistungsübertragungsteils 52 an den proximalen Wellenabschnitt 54 zu drehen, während der Umlauf des proximalen Wellenabschnitts 54 zugelassen wird. Mit diesem Aufbau kann der proximale Wellenabschnitt 54 (Rotor 20) sicher und sanft umlaufen, während er zusammen mit der Leistungsübertragung vom Drehleistungsübertragungsteil 52 um seine Achse gedreht wird.
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Zudem wird die einachsige Exzenterschneckenpumpe 10 bevorzugt so aufgebaut, dass der Motor 80 beim Montieren des Leistungsübertragungsteils 60 innerhalb eines vorab festgelegten Winkelkreises θ um die Mittelachse C1 schwenkbar ist, wie in 4 veranschaulicht. Mit diesem Aufbau kann die Arbeit des Einfügens des drehseitigen Kegelrads 64 und des umlaufseitigen Kegelrads 66 in das eingangsseitige Kegelrad 62, das an der Abtriebswelle des Motors 80 befestigt ist, zur Zeit der Montagearbeit leicht durchgeführt werden. Als Ergebnis ist die Montagefreundlichkeit noch höher.
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Es sei angemerkt, dass in dieser Ausführungsform ein Beispiel beschrieben wurde, in dem die Oldham-Kupplung als das Kraftübertragungsteil 60 verwendet wird. Die vorliegende Erfindung ist jedoch nicht darauf beschränkt. Das heißt, dass das Kraftübertragungsteil 60 jede beliebige Vorrichtung sein kann, solange die Vorrichtung dazu fähig ist, den proximalen Schaftabschnitt 54 (den Rotor 20) einfach um seine Achse zu drehen, während der proximale Wellenabschnitt 54 exzentrisch gedreht wird. Genauer gesagt kann wie in 3 veranschaulicht eine Stift-Rollen-Kupplung bzw. Stift-Hülsen-Verbindung, eine Stiftverbindung oder eine andere derartige Vorrichtung als das Kraftübertragungsteil 60 verwendet werden.
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Industrielle Anwendbarkeit
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Die vorliegende Erfindung ist auf allgemeine einachsige Exzenterschneckenpumpen anwendbar, die jeweils dazu aufgebaut sind, die Pumpfunktion durch Umlaufen (exzentrisches Drehen) des Rotors auszuüben, während der Rotor um seine Achse gedreht wird. Insbesondere ist die vorliegende Erfindung für Anwendungen geeignet, in denen eine Verkleinerung verlangt wird.
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Bezugszeichenliste
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- 10
- einachsige Exzenterschneckenpumpe
- 20
- Rotor
- 30
- Statur
- 50
- Rotorantriebsmechanismus
- 52
- Drehleistungsübertragungsteil bzw. Drehkraftübertragungsteil
- 54
- proximaler Wellenabschnitt
- 56
- Umlaufspurbildungsteil (Umlaufführungsabschnitt)
- 60
- Leistungsübertragungsteil bzw. Kraftübertragungsteil
- 62
- eingangsseitiges Kegelrad
- 64
- drehseitiges Kegelrad
- 66
- umlaufseitiges Kegelrad
- 80
- Motor
- 70
- drehseitiger Kraftübertragungszug
- 72
- umlaufseitiger Kraftübertragungszug
- C1, C2
- Mittelachse
