JP2007205191A

JP2007205191A - ベーンポンプ

Info

Publication number: JP2007205191A
Application number: JP2006022422A
Authority: JP
Inventors: Kanji Maeda; 寛二前田
Original assignee: FUTSUKO KINZOKU KOGYO KK
Current assignee: FUTSUKO KINZOKU KOGYO KK
Priority date: 2006-01-31
Filing date: 2006-01-31
Publication date: 2007-08-16

Abstract

【課題】簡単に分解・組立てができて日常的な洗浄作業やメンテナンス作業を楽に行なえるベーンポンプが望まれている。
【解決手段】ベーンポンプ１は、ケーシング２の両側の筒開口部３，４に径方向外向きのフランジ部４７，４８をそれぞれ突設し、両側のサイドプレート５，６に径方向外向きのフランジ部４９，５０をそれぞれ突設し、ケーシング２の両側のフランジ部４７，４８と両側のサイドプレート５，６のフランジ部４９，５０とをつき合わせ、つき合わせたフランジ部４７，４８，４９，５０を締付リング５１により締め付けてケーシング２と両側のサイドプレート５，６とをそれぞれ着脱自在に連結した構成にしてある。
【選択図】図３

Description

本発明は、分解・組立ての容易なベーンポンプに関するものである。

従来、この種のベーンポンプとしては、本発明者により創案されて下記特許文献１に開示されたものが知られている。文献開示のベーンポンプは、筒状のケーシングの両側の筒開口部をそれぞれサイドプレートで封止し、ケーシング内で筒心から偏心した位置に配置したロータを両側のサイドプレートに回動自在に軸支し、ロータのベーン収容溝にベーンをロータ径方向出没自在に収容したものである。このベーンポンプは、例えばマヨネーズ、ケチャップ、チョコレート、接着剤、ロックペイント用インク材といった粘度５０００〜１０００００ｃＰ程度の高粘性液を輸送するのに適し、５０〜１０００ｒｐｍ程度の低速であっても支障なく運転できるようになっている。

特開平１１−３７０６２号公報

ところが、上記文献開示のベーンポンプは、ケーシングに対し両側のサイドプレートをそれぞれ複数本のボルトで固定するので、分解・組立てに手間と時間がかかっていた。そのために、日常的な洗浄作業やメンテナンス作業が苦となり、取り扱う流体が飲食品などであっても分解洗浄が怠りがちとなり衛生面で問題を生じることがあった。また、分解・組立てを繰り返すとボルトを螺止するケーシングの雌ネジ部が摩損してボルトが利かなくなるため、頻繁に分解・組立てを繰り返さなければならないポンプとしては適していない。

本発明は、上記した従来の問題点に鑑みてなされたものであって、簡単に分解・組立てができて日常的な洗浄作業やメンテナンス作業を楽に行なえるベーンポンプの提供を目的とする。

上記目的を達成するために、本発明に係るベーンポンプは、筒状のケーシングと、ケーシングの両側の筒開口部を封止してケーシング内にポンプ室を形成する両側のサイドプレートと、ケーシング内で筒心から偏心した位置に配置されて両側のサイドプレートに回動自在に軸支されたロータと、ロータのベーン収容溝にロータ径方向出没自在に収容されるベーンとを有するとともに、ケーシングの両側の筒開口部に径方向外向きのフランジ部をそれぞれ突設し、両側のサイドプレートに径方向外向きのフランジ部をそれぞれ突設し、ケーシングの両側のフランジ部と両側のサイドプレートのフランジ部とをつき合わせ、つき合わせたフランジ部を締付リングにより締め付けてケーシングと両側のサイドプレートとをそれぞれ着脱自在に連結した構成にしてある。

また、本発明に係るベーンポンプは、有底筒状のケーシングと、ケーシングの筒開口部を封止してケーシング内にポンプ室を形成するサイドプレートと、ケーシング内で筒心から偏心した位置に配置されてケーシングの底板部とサイドプレートとに回動自在に軸支されたロータと、ロータのベーン収容溝にロータ径方向出没自在に収容されるベーンとを有するとともに、ケーシングの筒開口部に径方向外向きのフランジ部を突設し、サイドプレートに径方向外向きのフランジ部を突設し、ケーシングのフランジ部とサイドプレートのフランジ部とをつき合わせ、つき合わせたフランジ部を締付リングにより締め付けてケーシングとサイドプレートとを着脱自在に連結したものである。

本発明に係るベーンポンプによれば、締付リングによって両側のサイドプレートがケーシングに着脱自在に連結されるので、締付リングを装着したり取り外したりするだけで連結固定状態を解除することができ、簡単かつ迅速に分解・組立て作業を行なうことができる。従って、日常的な洗浄作業やメンテナンス作業が極めて楽になり頻繁に洗浄できる。

また、有底筒状のケーシングのフランジ部とサイドプレートのフランジ部とをつき合わせ締付リングにより締め付けて、ケーシングとサイドプレートとを着脱自在に連結する場合は、分解・組立てが楽であることは無論、部品点数が少ないことにより部品洗浄と部品管理が楽になるという利点がある。

本発明の最良の実施形態を図面に基づいて説明する。尚、以下に述べる実施形態は本発明を具体化した一例に過ぎず、本発明の技術的範囲を限定するものでない。ここに、図１は本発明の一実施形態に係るベーンポンプの斜視図、図２は前記ベーンポンプの平面図、図３は前記ベーンポンプの右側断面図、図４の（ａ）は前記ベーンポンプに用いるロータの正面図、（ｂ）は前記ベーンポンプに用いるベーンの斜視図、（ｃ）は前記ベーンポンプに用いる基台支持側のサイドプレートの正面図、図５は前記ベーンポンプから締付リングを外した態様を示す左側面図である。
各図において、この実施形態に係るベーンポンプ１は、ほぼ円筒状のケーシング２と、ケーシング２の両側の筒開口部３，４を封止してケーシング２内にポンプ室７を形成する両側のサイドプレート５，６と、基台４６上に立設されてサイドプレート６を支持する支持板４０と、両側のサイドプレート５，６とケーシング２をそれぞれ連結する１対の締付リング５１，５１とを有している。

ケーシング２内において筒心（図３中の１点鎖線Ｃ）から例えば上方の偏心位置（図３中の１点鎖線Ｄ）に、正面視円柱状のロータ８が両側のサイドプレート５，６に対し回動自在に軸支されている。ロータ８はその軸心を前記筒心と平行にして配置されている。ロータ８の外周部には、ロータ軸心を中心として放射状に、４つのベーン収容溝１０，１０，１０，１０が設けられている。これらのベーン収容溝１０，１０，１０，１０はそれぞれロータ軸心廻りに９０°ずつ変位して設けられている。この場合、対をなすベーン収容溝１０，１０がロータ直径線上の対角位置に２対設けられている。そして、対をなすベーン収容溝１０，１０間を連通するピン収容孔１１，１２がロータ８に穿設されている。これらのピン収容孔１１，１２はロータ軸心廻りに９０度変位して設けられている。ピン収容孔１１，１２には、所定長のピン１３，１３が孔芯方向に移動可能に装入されている。ロータ８と一体のロータ軸９は図示せぬ減速機などを介してモータＭと連結されている。

ベーン収容溝１０，１０，１０，１０には、ベーン１４，１４，１４，１４がそれぞれロータ径方向出没自在に収容されている。ベーン１４は矩形板状（図４（ｂ）参照）に形成されており、ベーン収容溝１０に収容された際にロータ回転方向前側となる面にロータ径方向の圧力導入溝１５が刻設されている。この圧力導入溝１５は、ベーン収容溝１０におけるベーン１４底面よりも奥部の溝内空間とロータ回転方向前方のポンプ室７とを連通してロータ駆動時にベーン１４を外向きに付勢する。対をなすベーン１４，１４とピン１３とを加えた全寸法は、運転初期時に各ベーン１４，１４の先端がケーシング２の内周面に強く摺接することなく円滑に回転できる程度の長さとなるように設定されている。これにより、ピン１３の所定長が規定される。

前記したケーシング２の左右側面には、ポンプ室７に対し移送流体を出し入れする出入口４１，４２が形成されている。出入口４１，４２はロータ８の回転方向により一方が流体吸込口となり他方が流体吐出口となるが、ロータ８の逆回転により流体吸込口と流体吐出口とが切り替わるようになっている。

ケーシング２の筒開口部３にはケーシング２の外周面からケーシング径方向外向きに突出したフランジ部４７が設けられ、筒開口部４にも同様にケーシング径方向外向きに突出したフランジ部４８が設けられている。サイドプレート５にはプレート径方向外向きのフランジ部４９が設けられ、サイドプレート６にはプレート径方向外向きのフランジ部５０が設けられている。この例において、フランジ部４７，４８，４９，５０の外径寸法はいずれも同じにしてある。
ケーシング２のフランジ部４７は前面がケーシング軸心と直交する面となり背面が外向きに前進するテーパ面４７Ａとなるように形成されている。ケーシング２のフランジ部４８は前面が外向きに後退するテーパ面４８Ａとなり背面がケーシング軸心と直交する面となるように形成されている。また、サイドプレート５のフランジ部４９は前面が外向きに後退するテーパ面４９Ａとなり背面がケーシング軸心と直交する面となるように形成されている。サイドプレート６のフランジ部５０は前面がケーシング軸心と直交する面となり背面が外向きに前進するテーパ面５０Ａとなるように形成されている。

前記のサイドプレート５は正面視円形状に形成され、その背面には前向きに陥入した２段の凹部６１，１６が形成されている。すべり軸受１７は正面視円盤状に形成されており、軸心に軸受孔１９が形成されたボス部１８を有している。このすべり軸受１７は円盤部がサイドプレート５の凹部６１内に収容されボス部１８がサイドプレート５の凹部１６内に収容される。すべり軸受１７の背面外周部には全周にわたって収容溝２４が形成され、収容溝２４にＯリング２５が収容される。サイドプレート５の凹部６１の背面には留めピン２０が後向きに突設されている。この留めピン２０は、サイドプレート５の背面に装着されたすべり軸受１７の前面の係合穴２１に嵌合してすべり軸受１７を位置決め係止する。サイドプレート５の上部背面には留めピン２２が後向きに突設されている。この留めピン２２は、サイドプレート５の背面に装着されたケーシング２の前面の係合穴２３に嵌合してサイドプレート５をケーシング２に位置決め係止する。

前記のサイドプレート６は正面視円形状に形成され、その前面には後向きに陥入した凹部４５が形成され、凹部４５の中心部分には装着孔４３が前後貫通して形成されている。すべり軸受２８は正面視円盤状に形成されており、軸心に前後方向の軸受孔３６が形成されたボス部２９を有している。このすべり軸受２８は円盤部がサイドプレート６の凹部４５内に収容されボス部２９がサイドプレート６の装着孔４３内に収容される。すべり軸受２８の前面外周部には全周にわたって収容溝２６が形成され、収容溝２６にＯリング２７が収容される。サイドプレート６の凹部４５と装着孔４３の境界部分には収容溝３０が形成され、収容溝３０にＯリング３１が収容される。サイドプレート６の凹部４５の前面には留めピン３３が前向きに突設されている。この留めピン３３は、サイドプレート６の前面に装着されたすべり軸受２８の背面の係合穴３２に嵌合してすべり軸受２８を位置決め係止する。サイドプレート６の上部前面には留めピン３５が前向きに突設されている。この留めピン３５はサイドプレート６の前面に装着されたケーシング２の背面の係合穴３４に嵌合してサイドプレート６をケーシング２に位置決め係止する。
サイドプレート６は後面のボス部が支持板４０の装着孔３９に装着され、ボルト挿通孔４４を通したボルトで支持板４０に固定されている。サイドプレート６の装着孔４３の後端部には、正面視リング状の液シール部材３７が装着されている。液シール部材３７はサイドプレート６の後面にボルト止めされた支持プレート５２によって保持されている。支持プレート５２の中心部にはロータ軸９を通す軸挿通孔３８が前後貫通して形成されている。

締付リング５１は、連結部５５と、連結部５５の一端に枢支ピン５６で揺動自在に枢支された弧状腕５４と、連結部５５の他端に枢支ピン５６で揺動自在に枢支された弧状腕５３と、弧状腕５３の先端部５３Ａに枢支ピン５８で揺動自在に枢支されたコ字状体５７と、コ字状体５７の先端に形成された雌ネジ孔に螺合する蝶形ボルト５９とから成っている。弧状腕５３，５４は断面コ字状の両先端が幅方向に広がった形状に形成されている。弧状腕５３，５４の前側内周面（図３参照）はフランジ部４８，４９のテーパ面４８Ａ，４９Ａと略同じ角度に傾斜した面となっており、後側内周面はフランジ部４７，５０のテーパ面４７Ａ，５０Ａと略同じ角度に傾斜した面となっている。

ケーシング２へサイドプレート５，６を固定する際は、ケーシング２のフランジ部４７とサイドプレート５のフランジ部４９とがつき合わせられた状態で、フランジ部４７とフランジ部４９のテーパ面４７Ａ，４９Ａに締付リング５１の弧状腕５３および弧状腕５４の内周面を添え、弧状腕５３の先端部５３Ａと弧状腕５４の先端部５４Ａを対面させる。その後、コ字状体５７を枢支ピン５８回りに揺動させて蝶形ボルト５９を弧状腕５４の先端部５４Ａを越えた位置まで運び、蝶形ボルト５９を螺進させて弧状腕５４の先端部５４Ａを弧状腕５３の先端部５３Ａに近づける。これにより、フランジ部４７とフランジ部４９がケーシング軸心方向に締め付けられる。ケーシング２のフランジ部４８とサイドプレート６のフランジ部５０とを締付リング５１で連結する場合も同様である。

次に、上記したように構成されたベーンポンプ１の分解動作を説明する。まず、サイドプレート５側の蝶形ボルト５９を緩めて締付リング５１をフランジ部４７，４９から取り外す。サイドプレート５およびすべり軸受１７をケーシング２から取り外して筒開口部３を開放する。サイドプレート５からすべり軸受１７を抜き取り、すべり軸受１７からＯリング２５を外す。次に、ロータ８、ベーン１４，１４，１４，１４、およびピン１３，１３を一体でケーシング２内から取り出し、ロータ８のロータ軸９を支持プレート５２の軸挿通孔３８、液シール部材３７、およびすべり軸受２８の軸受孔３６から前方へ抜き取る。すると、各ベーン１４および各ピン１３はそれぞれ自重によりベーン収容溝１０およびピン収容孔１１，１２から抜け落ちる。

続いて、サイドプレート６側の蝶形ボルト５９を緩めて締付リング５１をフランジ部４８，５０から取り外す。ケーシング２をサイドプレート６およびすべり軸受２８から取り外す。そして、サイドプレート６からすべり軸受２８を抜き取り、すべり軸受２８からＯリング２７を外し、すべり軸受２８のボス部２９からＯリング３１を外す。これで、日常的な洗浄のための分解作業が完了する。かかる分解作業開始から完了までに費やした時間は１５秒足らずである。このように分解された多数の部品は図６に示す通りである。

一方で、部品組立ての際は、分解時と概ね逆の手順で作業を行なう。すなわち、すべり軸受２８のボス部２９にＯリング３１を装着し、ボス部２９をサイドプレート６の装着孔４３に差し込んですべり軸受２８を凹部４５内に装着する。このとき、留めピン３３に係合穴３２を係合させてサイドプレート６とすべり軸受２８を規定位置に位置決めする。次に、サイドプレート６およびすべり軸受２８の前面にケーシング２の筒開口部４を対面させ、フランジ部５０およびフランジ部４８をつき合わせる。このとき、留めピン３５に係合穴３４を係合させてサイドプレート６およびすべり軸受２８とケーシング２とを規定位置に位置決めする。付き合わせたフランジ部５０，４８を締付リング５１で締め付けるとサイドプレート６およびすべり軸受２８とケーシング２とが水密状に連結される。

続いて、ロータ８のロータ軸９を筒開口部３からケーシング２内に挿入し、更にロータ軸９をすべり軸受２８の軸受孔３６、液シール部材３７、および支持プレート５２の軸挿通孔３８に順次挿入し、ロータ８の後端部だけをケーシング２の筒開口部３内に収容しておく。この状態で、下側に位置するベーン収容溝１０，１０にベーン１４，１４を収容し、抜け落ちないように片手でベーン１４，１４を支持しておく。更に、ピン収容孔１１，１２にピン１３，１３をそれぞれ収容したのち、上側に位置するベーン収容溝１０，１０に残りのベーン１４，１４を収容し、そのままロータ８全体をケーシング２内に挿入する。

そして、すべり軸受１７の収容溝２４にＯリング２５を装着し、このすべり軸受１７をサイドプレート５の凹部１６，６１に装着する。このとき、留めピン２０に係合穴２１を係合させてすべり軸受１７とサイドプレート５とを規定位置に位置決めする。続いて、ケーシング２の筒開口部３にすべり軸受１７およびサイドプレート５の背面を対面させ、フランジ部４７およびフランジ部４９をつき合わせる。このとき、係合穴２３に留めピン２２を係合させてケーシング２とすべり軸受１７およびサイドプレート５とを規定位置に位置決めする。付き合わせたフランジ部４７，４９を締付リング５１で締め付けると、ケーシング２とすべり軸受１７およびサイドプレート５とが水密状に連結され、一連の組立て作業が完了する。かかる組立て作業に費やした時間は２５秒程度である。

上記したように、本実施形態のベーンポンプ１は、締付リング５１によってサイドプレート５，６がケーシング２に着脱自在に連結されるので、締付リング５１を装着したり取り外したりすることにより、簡単かつ迅速に分解・組立て作業を行なうことができる。従って、日常的な洗浄作業やメンテナンス作業が極めて楽になり、頻繁に洗浄を行なうことができる。これにより、取扱流体が飲料、食品、化粧品などであっても、毎日あるいは１日数回分解洗浄ができることから極めて衛生的である。

そして、ベーンポンプ１のメンテナンスを行なうには、前記の分解状態（図６参照）から更にサイドプレート６を支持板４０から取り外し、サイドプレート６から支持プレート５２を外して液シール部材３７を取り出す。これにより、子細な部位までのメンテナンス作業を実施できる。

尚、上記の実施形態では、筒状のケーシングと両側のサイドプレートとを備えるベーンポンプの例を示したが、本発明のベーンポンプはそれに限定されるものでない。例えば、図７に示すベーンポンプ１ａも本発明に包含される。ベーンポンプ１ａは、上記したベーンポンプ１と大部分が同じ構成であるが、有底筒状のケーシング２ａを用いるとともにケーシング２ａの１つの筒開口部３をサイドプレート５で封止するようにした点で異なっている。ケーシング２ａは、上記したベーンポンプ１のケーシング２に相当するケーシング部２Ａと、ベーンポンプ１のサイドプレート６に相当する底板部６Ａとを一体にした有底円筒状に形成されている。このベーンポンプ１ａも、ケーシング２ａの筒開口部３に径方向外向きのフランジ部４７を突設し、サイドプレート５に径方向外向きのフランジ部４９を突設し、ケーシング２ａのフランジ部４７とサイドプレート５のフランジ部４９とをつき合わせ、つき合わせたフランジ部４７，４９を締付リング５１により締め付けてケーシング２ａとサイドプレート５とを着脱自在に連結するようになっている。そして、底板部６Ａの前面に装着されるすべり軸受２８Ａは、筒開口部３からケーシング部２Ａ内へ装入可能な形状・寸法に形成されている。すべり軸受２８Ａの後面外周部には全周にわたって収容溝２６Ａが形成され、収容溝２６ＡにＯリング２７Ａが収容される。また、底板部６Ａの背面には、支持板４０からのボルトで固定するための雌ネジ穴６０が設けられている。このベーンポンプ１ａも、上記したベーンポンプ１と同様に分解・組立てが楽であって洗浄作業が苦にならないことはもとより、部品点数が少なくなるために部品洗浄と部品管理が楽になる。

そして、図示は省略するが、ベーンポンプ１のケーシング２に相当するケーシング部と、ベーンポンプ１のサイドプレート５に相当する前板部とを一体にしてケーシングを形成し、このケーシングの背面側の筒開口部４（図３参照）にサイドプレート６を連結するようにしたものも本発明に含まれる。かかるベーンポンプにおいては、ケーシングの筒開口部４のフランジ部４８とサイドプレート６のフランジ部５０とをつき合わせ、つき合わせたフランジ部４８，５０を締付リング５１により締め付けてケーシングとサイドプレート６とを着脱自在に連結するようになっている。

本発明の一実施形態に係るベーンポンプの斜視図である。前記ベーンポンプの平面図である。前記ベーンポンプの右側断面図である。（ａ）は前記ベーンポンプに用いるロータの正面図、（ｂ）は前記ベーンポンプに用いるベーンの斜視図、（ｃ）は前記ベーンポンプに用いる基台支持側のサイドプレートの正面図である。前記ベーンポンプから締付リングを外した態様を示す左側面図である。前記ベーンポンプを分解した部品図である。本発明の別実施形態に係るベーンポンプの右側断面図である。

符号の説明

１，１ａベーンポンプ
２，２ａケーシング
３，４筒開口部
５，６サイドプレート
７ポンプ室
８ロータ
９ロータ軸
１０ベーン収容溝
１４ベーン
１７，２８，２８Ａすべり軸受
２Ａケーシング部
６Ａ底板部
４７，４８，４９，５０フランジ部
５１締付リング
Ｃ，Ｄ１点鎖線

Claims

筒状のケーシングと、ケーシングの両側の筒開口部を封止してケーシング内にポンプ室を形成する両側のサイドプレートと、ケーシング内で筒心から偏心した位置に配置されて両側のサイドプレートに回動自在に軸支されたロータと、ロータのベーン収容溝にロータ径方向出没自在に収容されるベーンとを有するとともに、ケーシングの両側の筒開口部に径方向外向きのフランジ部をそれぞれ突設し、両側のサイドプレートに径方向外向きのフランジ部をそれぞれ突設し、ケーシングの両側のフランジ部と両側のサイドプレートのフランジ部とをつき合わせ、つき合わせたフランジ部を締付リングにより締め付けてケーシングと両側のサイドプレートとをそれぞれ着脱自在に連結したことを特徴とするベーンポンプ。
有底筒状のケーシングと、ケーシングの筒開口部を封止してケーシング内にポンプ室を形成するサイドプレートと、ケーシング内で筒心から偏心した位置に配置されてケーシングの底板部とサイドプレートとに回動自在に軸支されたロータと、ロータのベーン収容溝にロータ径方向出没自在に収容されるベーンとを有するとともに、ケーシングの筒開口部に径方向外向きのフランジ部を突設し、サイドプレートに径方向外向きのフランジ部を突設し、ケーシングのフランジ部とサイドプレートのフランジ部とをつき合わせ、つき合わせたフランジ部を締付リングにより締め付けてケーシングとサイドプレートとを着脱自在に連結したことを特徴とするベーンポンプ。