JP2001065465A - 一軸偏心ネジポンプ - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 空運転を精度よく検出することができる一軸
偏心ネジポンプを提供する。 【解決手段】 ステータ１に形成した取り付け孔２（非
貫通孔）に、ステータ１の温度を検出する温度検出セン
サ３を嵌挿して取り付ける。第１の空運転判定手段６Ａ
は、温度検出センサ３よりの信号を受け、前記ステータ
１の温度が設定温度を越えたときに、空運転であると判
定する。第２の空運転判定手段２Ｂは、温度検出センサ
３よりの信号を受け、ステータ１の温度上昇の勾配が設
定温度勾配を越えたときに、空運転であると判定する。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、雌ねじ形ステータ
内において、雄ねじ形ロータを偏心回転させることによ
り、移送物を移送する一軸偏心ネジポンプに関するもの
である。

【０００２】

【従来の技術】一軸偏心ネジポンプは、周知のように、
ポンプケーシングの一端部に設けられた駆動モータの駆
動軸にコネクチングロッドを介して連結した雄ねじ形ロ
ータを、雌ねじ形ステータ内に回転可能に嵌挿して偏心
回転させることにより移送物を移送するように構成され
ている。そして、主要部品であるステータは、ゴムで形
成されているため、空運転は厳禁である。

【０００３】そのため、従来より、ポンプの空運転を検
知したり、それを防止したりする方法がいろいろ工夫さ
れている。例えば、図５及び図６に示すように、ステー
タ１０１，２０１のゴム厚肉部１０１ａ，２０１ａに貫
通孔１０１ｂ，２０１ｂを設け、その貫通孔１０１ｂ，
２０１ｂにステータ１０１、２０１の温度を検出する温
度検出センサ１０２を取り付け、前記温度検出センサ１
０２を、図６に示すように、制御手段１０３に接続して
いる。

【０００４】そして、制御手段１０３において、温度検
出センサ１０２での検知温度が、設定温度（移送物が移
送されている通常運転時の温度＋５℃程度が目安）を越
えた場合に空運転であると判定し、警報手段１０４に警
報指令信号を出力することにより、警報手段１０４を動
作させて警報を発し、使用者の注意を喚起することで、
空運転を防止することが行われている。このように、ス
テータ１０１，２０１の温度により検知する方法が最も
汎用的で、比較的安価に実現できるため、それが実際に
使用されている。

【０００５】そのほか、空運転を検知するために、液状
の移送物の液面レベルの検知や流量の低下の検知を利用
する等、種々の方法が提案されているが、それらは検知
の確実性や汎用性に問題があるため、使用範囲が限定さ
れている。

【０００６】

【発明が解決しようとする課題】ところで、前述したス
テータ１０１，２０１の温度により空運転を検知する方
法においては、温度検出センサ１０２を取り付けるため
にステータ１０１，２０１の厚肉部１０１ａ，２０１ａ
に貫通孔１０１ｂ，２０１ｂを設ける構造であるため、
ステータ内部の発熱等の影響は受けにくい反面、貫通孔
１０１ｂ，２０１ｂを通じての熱移動が大きく、空運転
時における温度上昇が鈍い。そのため、通常運転時の温
度に比して設定温度を高くとれないので、移送物の温度
の変化に対応しにくく、また、設定温度を高くすると、
空運転発生時の検知が遅れることとなる。特に、ステー
タは大きさ、ゴム材質等によって異なるが、かなり高価
な部品であり、空運転で焼き付かせると、大きな損失と
なり、確実に検知することが必要であり、一方、誤検知
による運転の停止も極力回避する必要がある。

【０００７】また、貫通孔１０１ｂ，２０１ｂを設けて
いると、いわゆるＣＩＰ（クリーニング・イン・プラン
ト）洗浄などには本質的に適さない。

【０００８】さらに、テストデータからは非貫通孔の方
が貫通孔よりも空運転時におけるステータの温度上昇が
大きいことが確認されており、これはステータ内部の発
熱等による影響が寄与していると考えられる。

【０００９】そこで、本発明は、ステータの温度を検出
する温度センサを取り付ける孔を貫通孔ではなく、非貫
通孔とすることで、空運転を精度よく検出することがで
きる一軸偏心ネジポンプを提供することを目的とする。

【００１０】

【課題を解決するための手段】請求項１の発明は、駆動
手段にて回転駆動される雄ねじ形ロータを、雌ねじ形ス
テータ内に回転可能に嵌挿して偏心回転させることによ
り移送物を移送する一軸偏心ネジポンプにおいて、前記
ステータに形成され前記ステータの内周面側が閉塞され
た非貫通孔と、該非貫通孔に嵌挿して取り付けられ前記
ステータの温度を検出する温度検出センサと、前記温度
検出センサよりの信号を受け、前記ステータの温度が設
定温度を越えたときに、空運転であると判定する第１の
空運転判定手段と、前記温度検出センサよりの信号を受
け、前記ステータの温度上昇の勾配が設定温度勾配を越
えたときに、空運転であると判定する第２の空運転判定
手段とを備えるものである。ここで、温度上昇の勾配と
は、単位時間当たりのステータの上昇温度の変化の割合
を意味する。

【００１１】請求項１の発明によれば、前述したように
温度検出センサをステータの非貫通孔に設けるようにし
ているので、低回転・低吐出圧領域においては、移送物
が存在している通常運転時においてはステータ内部の発
熱等の影響も少なく、ステータの温度と移送物の温度と
があまり変わらない一方、移送物がない空運転時には、
ステータの温度上昇が緩やかでかつ大きくなり、設定温
度を、通常運転時の温度よりも１５〜２０℃程度と、充
分余裕を持って大きく設定することができる。そのた
め、低回転・低吐出圧領域では、第１の空運転判定手段
にて、前記ステータの温度が設定温度を越えたときに、
空運転であると精度よく判定される。

【００１２】一方、高回転・高吐出圧領域においては、
通常運転時においても、ステータ内部の発熱等の影響に
よりステータの温度が移送物の温度よりかなり高めとな
るので、ステータの検知温度が設定温度を越えることで
空運転を検出することができないのに対し、空運転時に
はステータ内部の発熱等の影響もあって通常運転時より
も温度上昇の勾配が大きくなることから、温度上昇の勾
配が設定温度勾配を越えたときに、空運転と判定するこ
とができるので、第２の空運転判定手段にて、前記ステ
ータの温度上昇の勾配が設定温度勾配を越えたときに、
空運転であると精度よく判定され、運転領域に関係な
く、確実な空運転の検知が可能とされる。このように空
運転であると判定された場合には、警報手段を駆動して
警報を発することで、作業者の注意を喚起するようにし
てもよいし、ロータを回転駆動する駆動手段への電力の
供給を遮断し、ポンプを直ちに停止させるようにしても
よい。

【００１３】ところで、誤判定をなくす等の理由から、
低回転・低吐出圧領域と高回転・高吐出圧領域とで、第
１及び第２の空運転判定手段のいずれか一方のみが動作
するように使い分けるようにすることも可能であるが、
それらを併用しておくだけで、空運転であれば、運転領
域に応じて、いずれかの空運転判定手段が空運転と判定
するので、特に使い分ける必要もない。

【００１４】請求項２の発明は、請求項１の一軸偏心ネ
ジポンプにおいて、前記第２の空運転判定手段が、一定
の周期で検出されるステータの温度に基づき温度上昇の
勾配を順次演算し、その演算された温度上昇の勾配が設
定温度勾配を越えるときに、空運転であると判定するも
のである。

【００１５】請求項２の発明によれば、一定の周期でス
テータの温度が順次検出され、その検出された温度に基
づき温度上昇の勾配が演算され、該温度上昇の勾配と設
定温度勾配とが比較され、検出された温度上昇の勾配が
設定温度勾配を越えると、空運転であると第２の空運転
判定手段によって判定される。

【００１６】請求項３の発明は、請求項１又は２の一軸
偏心ネジポンプにおいて、前記第１及び第２の空運転判
定手段が、それぞれ、前記設定温度及び設定温度勾配を
変更可能である設定値変更部を備えるものである。

【００１７】請求項３の発明によれば、例えば操作パネ
ルの設定スイッチなどを操作することにより、第１及び
第２の空運転判定手段の設定値変更部において、設定温
度及び設定温度勾配が変更される。

【００１８】

【発明の実施の形態】以下、本発明の実施の形態を図面
に基づいて説明する。

【００１９】図１は本発明に係る一軸偏心ネジポンプの
一部である温度検出センサの取り付け部分の断面図であ
る。

【００２０】前記一軸偏心ネジポンプは、駆動手段（例
えば駆動モータ）にて回転駆動される雄ねじ形ロータ
を、ゴムからなる雌ねじ形ステータ１内に回転可能に嵌
挿して偏心回転させることにより移送物を移送するもの
であり、図１に示すように、前記ステータ１の厚肉部１
ａには、取り付け孔２が形成され、該取り付け孔２に温
度検出センサ３が嵌挿されることで取り付けられてい
る。前記取り付け孔２は、内周面側が閉塞されステータ
外筒４側が開口する非貫通孔である。

【００２１】前記温度検出センサ３は、一部がステータ
外筒４の外側に突出するように取り付け具５にて取り付
けられるとともに、コントローラ６（図２参照）に信号
を送るためのケーブル７側の接続具８Ａを着脱可能に接
続するための接続受け具８Ｂが設けられている。

【００２２】前記コントローラ６は、前記温度検出セン
サ３よりの信号を受け、前記ステータ１の温度が設定温
度を越えたときに、空運転であると判定する第１の空運
転判定手段６Ａと、前記温度検出センサ３よりの信号を
受け、温度上昇の勾配が設定温度勾配を越えたときに、
空運転であると判定する第２の空運転判定手段６Ｂとを
備える。ここで、前記設定温度及び設定温度勾配は、第
１の空運転判定手段６Ａが主として低回転・低吐出圧領
域で空運転を判定し、第２の空運転判定手段６Ｂが主と
して高回転・高吐出圧領域で空運転を判定するように設
定される。

【００２３】そして、低回転・低吐出圧領域において
は、前記第１の空運転判定手段６Ａによって、前記ステ
ータ１の温度が設定温度を越えたときに、空運転である
と判定し、警報手段１０に作動信号を出力する。その結
果、警報手段１０によって、空運転であることを作業者
に知らせる警報が発せられ、使用者の注意を喚起するこ
とになる。

【００２４】また、高回転・高吐出圧領域においては、
前記第２の空運転判定手段６Ｂによって、温度上昇の勾
配が設定温度勾配を越えたときに、空運転であると判定
し、警報手段１０に作動信号を出力する。その結果、前
述した場合と同様に警報が発せられ、使用者の注意を喚
起することになる。ここで、高回転・高吐出圧領域にお
いては、一定の周期で温度上昇の勾配を順次演算し、そ
の演算された温度上昇の勾配が設定温度勾配を一度でも
越えれば、空運転であると判定するようにしてもよい
が、前記第２の空運転判定手段６Ｂは、一定の周期で順
次検出される温度上昇の勾配が設定温度勾配を越えるこ
とが、設定回数だけ連続するときに、空運転であると判
定するように構成することで、空運転の判定精度を高
め、誤判定が生じないようにしている。また、判定に他
の条件（ポンプ回転速度、測定温度等）を組み合わせる
ことや、温度勾配の値を累積して累積値で検知すること
により、さらに判定精度を高めることも可能である。

【００２５】すなわち、第２の空運転判定手段６Ｂによ
る空運転の判定は、図３に示すように、一定の周期でス
テータの温度が読み込まれ、そのステータ１の温度に基
づいて、現在と、過去（一周期前）の温度ＰＶの差を、
前記周期に相当する時間で除して、温度勾配を順次演算
し、その演算された温度勾配と予め設定された設定温度
勾配とを比較し、演算された温度上昇の勾配が設定温度
勾配を越えると判断されることが、設定回数分だけ連続
して生じると、警報手段１０に作動信号を出力し、警報
手段１０が警報ブザー、警報ランプ等の警報を発するこ
とで、作業者の注意を喚起するようになっている。

【００２６】また、前記警報の解除は、図示しないスイ
ッチによって警報の保持が選択されていない場合は、前
記演算された温度上昇の勾配が設定温度勾配未満になる
と、警報が解除されるようになっている。一方、警報の
保持が選択されている場合は、電源がＯＦＦされるま
で、警報が維持される。

【００２７】なお、前記第１及び第２の空運転判定手段
６Ａ，６Ｂは、それぞれ、前記設定温度及び設定温度勾
配を変更可能である設定値変更部（図示せず）を備え、
運転条件に応じて、前記設定温度及び設定温度勾配を変
更可能である。

【００２８】上記のように構成すれば、ステータ１の温
度を検出する温度検出センサ３を、ステータ１の厚肉部
１ａに形成した非貫通孔である取り付け孔２に嵌挿する
ことで取り付けているので、ステータ１の内部（移送物
が移送される部分）が外部に開放されていないこととな
り、ＣＩＰ洗浄等に対応することが可能となる。

【００２９】また、低回転・低吐出圧領域においては第
１の空運転判定手段６Ａによって設定温度への到達によ
り、高回転・高吐出圧領域においては第２の空運転判定
手段６Ｂによって温度上昇の勾配が設定温度勾配を越え
ることにより、それぞれ空運転であると判定され、いず
れの運転領域においても、ポンプの空運転を精度よく検
出することができるようになる。つまり、空運転であれ
ば、運転領域に応じて、いずれかの空運転判定手段６
Ａ，６Ｂが空運転であると判定するので、いずれかの空
運転判定手段６Ａ，６Ｂにて空運転であると判定された
ときに、例えば警報を発することで、作業者の注意を喚
起して、空運転でステータを焼き付かせるのを防止し、
誤検知による運転が停止するのを回避することが可能と
なる。

【００３０】前記実施の形態においては、ステータの温
度や温度上昇の勾配のみに基づいてポンプの空運転を検
出するようにしているが、移送物の温度を検出するセン
サを別途設けて移送物の温度も検出するようにすれば、
特に移送物が８０℃以上と周囲温度よりもかなり高くな
る場合には、もし空運転であれば、ポンプ内部の温度が
高くならないので、そのことを利用して検出精度を高め
ることもできる。

【００３１】また、前記実施の形態においては、温度検
出センサ３の取り付け具５がステータ外筒４の外側に位
置するようにしているが、図４に示すように、取り付け
具５をステータ外筒４及びステータ１の厚肉部１ａに形
成される凹部内に位置させるようにすることも可能であ
り、温度検出センサ３の取り付け態様は制限されない。

【００３２】

【発明の効果】本発明は、以上に説明したような形態で
実施され、以下に述べるような効果を奏する。

【００３３】請求項１の発明は、温度検出センサにてス
テータの温度を検出し、第１の空運転判定手段によっ
て、前記ステータの温度が設定温度を越えたときに、空
運転と判定する一方、第２の空運転判定手段によって、
ステータの温度上昇の勾配が設定温度勾配を越えたとき
に、空運転と判定するようにしているので、運転領域に
応じていずれかの空運転判定手段が空運転を判定し、低
回転・低吐出圧領域であっても高回転・高吐出圧領域で
あっても、空運転を精度よく検知することができる。

【００３４】請求項２の発明は、一定の周期で検出され
るステータの温度に基づき温度上昇の勾配を順次演算
し、その演算された温度上昇の勾配が設定温度勾配を越
えることが空運転であると判定するようにしているの
で、第２の空運転判定手段による空運転の判定精度が高
まる。よって、第２の空運転判定手段によって主として
空運転が判定される高回転・高吐出圧領域での判定精度
が高まることになる。

【００３５】請求項３の発明は、第１及び第２の空運転
判定手段の設定値変更部において、設定温度及び設定温
度勾配を、運転条件に応じて変更することができるの
で、運転条件に応じて最適の制御を行うことができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明に係る一軸偏心ネジポンプの温度検出セ
ンサの取り付け部分の概略断面図である。

【図２】同ポンプの制御系のブロック図である。

【図３】本発明に係るポンプの、第２の空運転判定手段
の温度上昇勾配による空運転の判定の説明図である。

【図４】他の実施の形態についての図１と同様の図であ
る。

【図５】従来例についての図１と同様の図である。

【図６】従来例についての図４と同様の図である。

【図７】従来例についての図２と同様の図である。

【符号の説明】 １ ステータ １ａ 厚肉部 ２ 取り付け孔（非貫通孔） ３ 温度検出センサ ４ ステータ外筒 ６ コントローラ ６Ａ 第１の空運転判定手段 ６Ｂ 第２の空運転判定手段 １０ 警報手段

フロントページの続き Ｆターム(参考） 3H041 BB06 CC15 CC19 DD03 DD31 DD34 DD36 DD37 3H044 BB04 CC14 CC18 DD03 DD21 DD24 DD26 DD27 3H045 AA05 AA09 AA12 AA22 BA45 CA19 CA29 EA34 EA50

Claims (3)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 駆動手段にて回転駆動される雄ねじ形ロ
   ータを、雌ねじ形ステータ内に回転可能に嵌挿して偏心
   回転させることにより移送物を移送する一軸偏心ネジポ
   ンプにおいて、 前記ステータに形成され前記ステータの内周面側が閉塞
   された非貫通孔と、 該非貫通孔に嵌挿して取り付けられ前記ステータの温度
   を検出する温度検出センサと、 前記温度検出センサよりの信号を受け、前記ステータの
   温度が設定温度を越えたときに、空運転であると判定す
   る第１の空運転判定手段と、 前記温度検出センサよりの信号を受け、前記ステータの
   温度上昇の勾配が設定温度勾配を越えたときに、空運転
   であると判定する第２の空運転判定手段とを備えること
   を特徴とする一軸偏心ネジポンプ。
2. 【請求項２】 前記第２の空運転判定手段は、一定の周
   期で検出されるステータの温度に基づき温度上昇の勾配
   を順次演算し、その演算された温度上昇の勾配が設定温
   度勾配を越えるときに、空運転であると判定するもので
   あるところの請求項１記載の一軸偏心ネジポンプ。
3. 【請求項３】 前記第１及び第２の空運転判定手段は、
   それぞれ、前記設定温度及び設定温度勾配を変更可能で
   ある設定値変更部を備えるところの請求項１又は２記載
   の一軸偏心ネジポンプ。