JP2008223492A - ロータ駆動機構、偏心軸の軸封構造及びポンプ装置 - Google Patents

Abstract

【課題】 流体を高流量精度、及び長寿命で移送したり、充填することができると共に、小型、軽量、低廉、及び省エネルギ化を図ることができるポンプ装置を提供すること。
【解決手段】
中心軸が一定位置で回転駆動される入力軸部５０の回転を、一軸偏心ねじポンプ２１の雄ねじ型ロータ２３と連結される出力軸部４９に伝達するための第１ロータ駆動機構４１と、一軸偏心ねじポンプ２１とを備えるポンプ装置３９において、入力軸部５０に対して偏心した位置で出力軸部４９が軸受を介して回動自在に設けられ、入力軸部５０の回転が、内歯車２７を有する第１の動力伝達機構４１ａを介して出力軸部４９に伝達されて、出力軸部４９が偏心回動運動を行い、入力軸部５０及び出力軸部４９を、内歯車２７のピッチ円よりも内側に配置してあり、第１ロータ駆動機構４１は、雄ねじ型ロータ２３を、ステータ２４の内孔２４ａの内面２４ｂに対して非接触の状態で回転させる構成。
【選択図】 図３

Description

本発明は、例えば気体、液体、粉体等の各種流体、及び細粒体を含む流体等を移送することができる一軸偏心ねじポンプに適用することができるロータ駆動機構及び偏心軸の軸封構造、並びにこれらを備えるポンプ装置に関する。

従来のポンプ装置の一例を、図１５を参照して説明する（例えば、特許文献１参照。）。このポンプ装置１は、同図に示すように、一軸偏心ねじポンプ２と、この一軸偏心ねじポンプ２に設けられているロータ３を回転駆動するためのロータ駆動機構４とを備えている。一軸偏心ねじポンプ２は、雄ねじ型ロータ３がステータ５の雌ねじ型内孔５ａに嵌挿する構成となっている。このロータ３が所定方向に回転すると、液体等の流体を例えば吸込み口６から吸い込んで、この吸い込んだ流体を、ロータ３とステータ５との間の空間に保持して移送することによって吐出口７から吐出させることができる。このとき、ロータ３は、図１５に示すステータ内孔５aの中心軸８を中心にして公転移動しながら自転する偏心回転運動を行うようになっている。そして、ロータ３を、このように偏心回転運動させるようにするのがロータ駆動機構４である。

図１５に示すロータ駆動機構４は、回転駆動部（図示しない例えば電気モータ）によって回転駆動される入力軸９を備え、この入力軸９は、複数の歯車１０、・・・を介して出力軸１１と連結している。そして、この出力軸１１は、ロータ３の端部と結合している。

つまり、回転駆動部が回転駆動すると、その回転が入力軸９、複数の歯車１０、・・・、及び出力軸１１を介してロータ３に伝達され、ロータ３は、偏心回転運動を行う。これによって、流体を吸込み口６から吸い込んで吐出口７から吐出させることができる。

次に、図１５を参照して、ロータ駆動機構４を詳細に説明する。入力軸９は、軸受を介して回動自在にケーシング１２に設けられ、第１外歯車１０が取り付けられている。この第１外歯車１０は、第２外歯車１３と噛み合っており、この第２外歯車１３は、クランクドラム１４に取り付けられている。このクランクドラム１４は、軸受を介してケーシング１２に回動自在に設けられ、このクランクドラム１４の内側に、クランク軸１５が偏心した状態で軸受を介して回動自在に設けられている。このクランク軸１５の同図における左側端部に出力軸１１が結合している。そして、クランク軸１５は、同図における右側端部に第３外歯車１６が設けられ、この第３外歯車１６は、内歯車１７と噛み合っている。この内歯車１７は、ケーシング１２に固定して設けられている。

このロータ駆動機構４によると、出力軸１１とクランク軸１５とは、同一の軸線１８上に設けられ、そしてこのクランク軸１５の中心軸１８が、クランクドラム１４の中心軸８に対して偏心して配置されているので、クランクドラム１４が回転すると、ロータ３をステータ内孔５aの中心軸８を中心にして公転移動させることができる。

また、ロータ３の端部に設けられている第３外歯車１６が内歯車１７と噛み合っていることによって、公転移動するロータ３を自転させることができる。このように構成されているので、ステータ内孔５ａに装着されたロータ３を回転させて、流体を吐出口７から吐出させることができる。
特開昭６０−１６２０８８号公報

しかし、図１５に示す従来のポンプ装置１では、入力軸９に取り付けられている第１外歯車１０と、クランクドラム１４に取り付けられている第２外歯車１３とが噛み合い、クランク軸１５に設けられている第３外歯車１６が内歯車１７に噛み合っているので、入力軸９が内歯車１７のピッチ円よりも外側に配置される構成となっている。その結果、内歯車１７のピッチ円をいくら小さくしても、内歯車１７の外側に配置される入力軸９及びこれに取り付けられている第１外歯車１０によって、ポンプ装置１の嵩が比較的大きくなってしまうこととなる。そのため、小型、軽量、及び低廉なポンプ装置１を提供することに或る一定の限界が生じる。

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、及び長寿命で移送したり、充填することができると共に、小型、軽量、低廉、及び省エネルギ化を図ることができるロータ駆動機構、偏心軸の軸封構造及びポンプ装置を提供することを目的としている。

請求項１及び２の発明は、歯車方式を採用したロータ駆動機構である。

請求項１の発明に係るロータ駆動機構は、中心軸が一定位置で回転駆動される入力軸部の回転を、一軸偏心ねじポンプの雄ねじ型ロータと連結される出力軸部に伝達するためのロータ駆動機構において、前記入力軸部に対して偏心した位置で前記出力軸部が軸受を介して回動自在に設けられ、前記入力軸部の回転が、内歯車を有する動力伝達機構を介して前記出力軸部に伝達されて、前記出力軸部が偏心回動運動を行い、前記入力軸部及び前記出力軸部を、前記内歯車のピッチ円よりも内側に配置したことを特徴とするものである。

請求項１の発明に係るロータ駆動機構によると、出力軸部を一軸偏心ねじポンプの雄ねじ型ロータに連結して使用することができる。つまり、入力軸部を所定方向に回転させると、入力軸部の回転が、内歯車を有する動力伝達機構を介して出力軸部に伝達され、ロータを偏心回動運動させることができる。この偏心回動運動とは、例えばロータがステータの内孔の回りを所定の角速度で公転移動しながら自転する運動であり、自転方向が公転方向と逆方向である。このロータの偏心回動運動によって、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。そして、入力軸部及び出力軸部を、動力伝達機構の内歯車のピッチ円よりも内側に配置したことによって、このロータ駆動機構、及びこの駆動機構を備えるポンプ装置の小型、軽量、及び低廉化を図ることができる。

また、ロータを、一定の経路に沿って偏心回動運動させることができるので、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の内孔を形成することができる。

請求項２の発明に係るロータ駆動機構は、中心軸が一定位置で回転駆動される入力軸部の回転を、一軸偏心ねじポンプの雄ねじ型ロータと連結される出力軸部に伝達するためのロータ駆動機構において、前記入力軸部に対して偏心した位置で前記出力軸部が軸受を介して回動自在に設けられ、前記入力軸部の回転が、内歯車及び偏心継手を有する動力伝達機構を介して前記出力軸部に伝達されて、前記出力軸部が偏心回動運動を行うことを特徴とするものである。

請求項２の発明に係るロータ駆動機構によると、動力伝達機構が偏心継手を備えているので、動力伝達機構に使用される遊星歯車の個数を低減させることができ、歯車の噛合いによる騒音を小さくすることができる。これ以外は、請求項２の発明と同様に作用する。

請求項３及び４の発明は、リンク方式を採用したロータ駆動機構である。

請求項３の発明に係るロータ駆動機構は、中心軸が一定位置で回転駆動される入力軸部の回転を、一軸偏心ねじポンプの雄ねじ型ロータと連結される出力軸部に伝達するためのロータ駆動機構において、前記入力軸部は、偏心継手、第１軸部、及び第２軸部を介して前記出力軸部と連結し、前記第１軸部、第２軸部、及び出力軸部は、それぞれが互いに所定の偏心量で偏心してこの順番で結合し、前記第１軸部は、第１スライド機構によって回動自在に保持されると共に、当該軸心と略直交する第１直線方向に移動自在であり、前記第２軸部は、第２スライド機構によって回動自在に保持されると共に、当該軸心と略直交する第２直線方向に移動自在であり、前記第１直線方向と前記第２直線方向は、前記第１軸部及び前記第２軸部の互いの偏心量に応じた所定の立体交差角度で配置されていることを特徴とするものである。

請求項３の発明に係るロータ駆動機構によると、出力軸部を一軸偏心ねじポンプの雄ねじ型ロータに連結して使用することができる。そして、入力軸部を所定方向に回転させると、入力軸部の回転が、偏心継手、第１及び第２軸部を介して出力軸部に伝達され、この出力軸部と結合されるロータを偏心回動運動させることができる。このように、ロータが偏心回動運動するのは、第１軸部及び第２軸部が、互いに所定の偏心量で偏心して結合し、第１及び第２軸部は、それぞれと対応する第１及び第２スライド機構によって回動自在に保持されると共に、それぞれの軸心と略直交する第１及び第２直線方向に移動自在であり、第１及び第２軸部のそれぞれの移動自在な当該２つの第１及び第２直線方向が、第１及び第２軸部の互いの偏心量に応じた所定の立体交差角度で配置されているからである。また、歯車を使用しないようにできるので、歯車の噛合いによる騒音を解消できる。これ以外は、請求項１の発明と同様に作用するので、その説明を省略する。

請求項４の発明に係るロータ駆動機構は、請求項３記載のロータ駆動機構において、前記第１スライド機構は、前記第１軸部を回動自在に保持する第１軸保持部と、この第１軸保持部と結合する第１摺動部と、この第１摺動部を前記第１直線方向に案内する第１案内部とを備え、前記第２スライド機構は、前記第２軸部を回動自在に保持する第２軸保持部と、この第２軸保持部と結合する第２摺動部と、この第２摺動部を前記第２直線方向に案内する第２案内部とを備えることを特徴とするものである。

請求項４の発明に係るロータ駆動機構によると、第１スライド機構の第１軸部が第１軸保持部及び第１摺動部を介して第１案内部とリンク結合し、第２スライド機構の第２軸部が第２軸保持部及び第２摺動部を介して第２案内部とリンク結合しており、これによって、出力軸部と連結されるロータを偏心回動運動させることができる。

請求項５及び６の発明は、ねじ型軸受方式を採用したロータ駆動機構である。

請求項５の発明に係るロータ駆動機構は、中心軸が一定位置で回転駆動される入力軸部の回転を、一軸偏心ねじポンプの雄ねじ型ロータと連結する出力軸部に伝達するためのロータ駆動機構において、前記入力軸部は、偏心継手及び第１軸受構造を介して前記出力軸部と連結し、前記第１軸受構造は、前記雄ねじ型ロータと略同一の形状及び大きさの前記出力軸部と、前記雄ねじ型ロータが回動自在に装着されるステータの雌ねじ型内孔と略同一の形状及び大きさの雌ねじ型軸受部とを備え、前記出力軸部と前記雌ねじ型軸受部との嵌合は、前記雄ねじ型ロータと前記ステータの雌ねじ型内孔との嵌合よりも隙間が狭く、又は締りが強くなるように形成されていることを特徴とするものである。

請求項５の発明に係るロータ駆動機構は、入力軸部が回転駆動されると、その回転が偏心継手を介して出力軸部に伝達される。この出力軸部は、雄ねじ型に形成されていて、雌ねじ型軸受部に装着されているので、この出力軸部は、偏心回動運動することができる。そして、この出力軸部と連結される雄ねじ型ロータも、ステータの雌ねじ型内孔に装着しているので、出力軸部と同様に偏心回動運動させることができる。ここで、出力軸部と雌ねじ型軸受部との嵌合は、雄ねじ型ロータとステータの雌ねじ型内孔との嵌合よりも隙間が狭く、又は締りが強くなるように形成されているので、この出力軸部と雌ねじ型軸受部との嵌合を適切に設定することによって、雄ねじ型ロータを所定の経路に沿って偏心回動運動させることができる。これ以外は、請求項１の発明と同様に作用するので、その説明を省略する。

請求項６の発明に係るロータ駆動機構は、請求項５記載のロータ駆動機構において、前記雄ねじ型ロータの前記第１軸受構造が設けられていない側の端部側に、前記第１軸受構造と同等の構成の第２軸受構造を設けたことを特徴とするものである。

請求項６の発明に係るロータ駆動機構によると、雄ねじ型ロータの両方の各端部に前記第１軸受構造を設けたことによって、雄ねじ型ロータの撓み量を低減することができる。これによって、雄ねじ型ロータを所定の経路に沿って偏心回動運動させるための位置決め精度を向上させることができる。

請求項７の発明は、例えば偏心回動運動するロータに対して適用することができる偏心軸の軸封構造である。

請求項７の発明に係る偏心軸の軸封構造は、偏心回動運動する偏心軸と、この偏心軸が偏心回動運動自在に挿通する大径孔を有するケーシングとの間を封止する偏心軸の軸封構造において、前記偏心軸の外周部と前記大径孔の内周部との間を少なくともダイアフラムによって封止したことを特徴とするものである。

請求項７の発明に係る偏心軸の軸封構造によると、偏心軸は、例えば駆動部によって回転駆動されて偏心回動運動されるものであり、この偏心軸と連結される例えばロータを、この偏心軸と同等の偏心回動運動をさせることができる。また、偏心軸が偏心回動運動して公転移動すると、その偏心軸の公転移動に対してダイアフラムが自由に変形するので、偏心軸と、この偏心軸が偏心回動運動自在に挿通する大径孔を有するケーシングとの間を確実に封止することができる。

請求項８の発明に係る偏心軸の軸封構造は、請求項７記載の偏心軸の軸封構造において、前記偏心軸が回動自在に挿通する小径孔を有する環状連結部を更に備え、前記偏心軸の外周部と前記環状連結部の内周部との間が第３シール部によって封止され、前記環状連結部の外周部と前記大径孔の内周部との間が前記ダイアフラムによって封止されていることを特徴とするものである。

請求項８の発明に係る偏心軸の軸封構造によると、偏心軸が自転するときでも、この偏心軸の外周部と、環状連結部の内周部との間に形成されている円環状の隙間を第３シール部によって封止することができる。

請求項９の発明に係るポンプ装置は、請求項１乃至６のいずれかに記載のロータ駆動機構と、前記一軸偏心ねじポンプとを備えるポンプ装置において、前記出力軸部は、前記雄ねじ型ロータと連結し、前記雄ねじ型ロータは、ステータの内孔に回動自在に装着され、前記ロータ駆動機構は、前記雄ねじ型ロータを、前記ステータの内孔の内面に対して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９の発明に係るポンプ装置によると、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、例えば細粒体を含む流体を移送する場合は、細粒体をロータとステータ内面とによってすり潰さないように両者の隙間を設定して、細粒体を、その原形を保った状態で移送できるようにすることができる。そして、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（例えばび細粒体や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、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１０の発明に係るポンプ装置は、請求項９記載のポンプ装置において、前記出力軸部は、フレキシブルロッドを介して前記雄ねじ型ロータと連結し、前記フレキシブルロッドは、前記雄ねじ型ロータと前記ステータの内孔の内面との接触圧によって、当該ポンプ装置によって移送される移送流体の品質を損なわないように変形可能に形成されていることを特徴とするものである。

請求項１０の発明に係るポンプ装置によると、例えばこのポンプ装置の作動中に、雄ねじ型ロータに対して、この雄ねじ型ロータをステータの内孔の内面に押し付ける力が働いたときに、フレキシブルロッドが変形して、雄ねじ型ロータとステータの内孔の内面との接触圧によって、当該ポンプ装置によって移送される移送流体の品質を損なわないようにすることができる。

請求項１１の発明に係るポンプ装置は、請求項１０記載のポンプ装置において、前記移送流体は、細粒体を含む液体であり、前記フレキシブルロッド及び前記雄ねじ型ロータは、合成樹脂製であり、前記フレキシブルロッドは、前記細粒体を破損させないように変形可能に形成されていることを特徴とするものである。

請求項１１の発明に係るポンプ装置によると、フレキシブルロッドを合成樹脂製としたことによって、比較的軟質な細粒体をすり潰さないようにして、この細粒体を含む液体を移送することができる。この細粒体は、例えば粉粒状体、カプセル状体、嚢状体である。

請求項１２の発明に係るポンプ装置は、請求項１乃至６のいずれかに記載のロータ駆動機構と、請求項７又は８に記載の偏心軸の軸封構造とを備えるポンプ装置において、前記出力軸部は、前記偏心軸であって、前記一軸偏心ねじポンプの前記雄ねじ型ロータと連結し、前記雄ねじ型ロータは、ステータの内孔に回動自在に装着されていることを特徴とするものである。

請求項１２の発明に係るポンプ装置によると、請求項１乃至６のいずれかに記載のロータ駆動機構、及び請求項７又は８に記載の偏心軸の軸封構造で説明したように作用するので、それらの説明を省略する。

請求項１３の発明に係るポンプ装置は、回転駆動部が出力軸部を介して一軸偏心ねじポンプの雄ねじ型ロータを回転させて移送流体を吐出させるポンプ装置において、前記出力軸部は、フレキシブルロッドを介して前記雄ねじ型ロータと連結し、前記雄ねじ型ロータは、ステータの内孔の内面と隙間を隔てて回動自在となるように設けられ、前記フレキシブルロッドは、前記雄ねじ型ロータと前記ステータの内孔の内面との接触圧によって、当該ポンプ装置によって移送される移送流体の品質を損なわないように変形可能に形成されていることを特徴とするものである。

請求項１３の発明に係るポンプ装置によると、フレキシブルロッドが請求項１０記載のポンプ装置で説明したように作用するので、それらの説明を省略する。

請求項１４の発明に係るポンプ装置は、請求項１３記載のポンプ装置において、前記移送流体は、細粒体を含む液体であり、前記フレキシブルロッド及び前記雄ねじ型ロータは、合成樹脂製であり、前記フレキシブルロッドは、前記細粒体を損傷させないように変形可能に形成されていることを特徴とするものである。

請求項１４の発明に係るポンプ装置によると、フレキシブルロッドが請求項１１記載のポンプ装置で説明したように作用するので、それらの説明を省略する。

請求項１５の発明に係るポンプ装置は、雄ねじ型ロータがステータの雌ねじ型内孔に嵌挿し、前記ステータが自転自在に支持され、前記ロータは、前記ステータの内孔に対して公転自在に支持されている一軸偏心ねじポンプを備えるポンプ装置において、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、前記ロータは、自転しない状態で、前記ステータの内孔に対して公転移動するように回転駆動されることを特徴とするものである。

請求項１５の発明に係るポンプ装置によると、ロータを、自転させない状態でステータの内孔の回りを所定の角速度で公転移動させると共に、ステータをロータの公転方向に回転させることができる。その結果、ロータを偏心回動運動させることができる。このロータの偏心回動運動によって、流体をステータの内孔に通して移送することができる。そして、ロータは、一定の経路に沿って偏心回動運動するので、ステータ内孔の内面と、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る。

また、ロータは自転しないので捻れが殆ど発生せず、これによって、ステータ内孔の内面と、ロータの外面とがロータの捻れが原因とする両者の接触を確実に防止でき、従って、両者の隙間を精度よく設定できる。また、両者が所定の接触圧の範囲内で接触するように精度よく設定することができる。

請求項１６の発明に係るポンプ装置は、請求項１５記載のポンプ装置において、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１６の発明に係るポンプ装置によると、ステータの重心をその回動の中心軸上に位置させることができるので、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、ステータの内孔の振れ回りがないので、ステータの嵩を小さくすることができる。

請求項１７の発明に係るポンプ装置は、請求項１５又は１６記載のポンプ装置において、前記ロータは、その一方の端部、又は両方の各端部に設けられている偏心軸を介して公転自在に支持され、前記偏心軸が駆動部によって駆動されて公転移動することを特徴とするものである。

請求項１７の発明に係るポンプ装置によると、ロータを、その一方の端部に設けられている偏心軸を公転自在に支持する片持ち構造にすることができるし、その両方の各端部に設けられている各偏心軸を公転自在に支持する両端支持構造にすることができる。ロータを両端支持構造とすると、ロータの撓み量を極めて小さくすることができる。これによって、片持ち構造と比較して、ステータ内孔の内面と、ロータの外面との隙間の精度を向上させることができるし、両者の接触圧の精度も向上させることができる。

請求項１８の発明に係るポンプ装置は、請求項１５乃至１７のいずれかに記載のポンプ装置において、前記ステータは、軸受を介して回動自在にケーシング内に設けられ、前記軸受が、当該ポンプ装置によって移送される移送流体と接触しないように、回転側の前記ステータと、固定側の前記ケーシングとの隙間を被冷却シール部によって封止し、前記被冷却シール部を、前記ケーシングに設けた冷却ポートを介して供給される冷却媒体によって冷却する構成、又は冷却電子素子から伝導される冷熱によって冷却する構成としたことを特徴とするものである。

請求項１８の発明に係るポンプ装置によると、被冷却シール部によって、このポンプ装置によって移送される移送流体が軸受に接触したり、軸受側の潤滑剤が移送流体中に混入することを防止できる。この被冷却シール部は、回転側のステータと、固定側のケーシングとの間に設けられているので、回転側と固定側との接触部分で摩擦熱が発生するが、この摩擦熱は、冷却ポートを介して供給される冷却媒体によって冷却することができる。又は、この摩擦熱を冷却電子素子、例えばペルチェ素子から伝導される冷熱によって冷却するができる。よって、被冷却シール部及び軸受が加熱されることを防止できるので、それぞれの寿命を延すことができ、被冷却シール部及び軸受の保守、点検の手間を軽減できる。

請求項１９の発明に係るポンプ装置は、請求項１５乃至１８のいずれかに記載のポンプ装置において、前記ロータ及び前記ステータを、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１９の発明に係るポンプ装置によると、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、請求項９の発明に係るポンプ装置と同様に作用し、例えば細粒体を含む流体を移送する場合は、細粒体をロータとステータ内面とによってすり潰さないように両者の隙間を設定して、細粒体を、その原形を保った状態で移送できるようにすることができる。

請求項１に係るロータ駆動機構によると、入力軸部及び出力軸部を、動力伝達機構の内歯車のピッチ円よりも内側に配置したことによって、このロータ駆動機構、及びこのロータ駆動機構を備えるポンプ装置の小型、軽量、及び低廉化を図ることができる。よって、このロータ駆動機構を備えるポンプ装置の普及を図ることができる。

また、ステータ内孔の内面と、ロータの外面とが互いに接触しないように、ロータを一定経路に沿って偏心回動運動させることができる構成としたので、例えば細粒体を含む移送流体を移送する場合は、細粒体をロータとステータ内面とによってすり潰さないように両者の隙間を形成して、細粒体をその原形を保った状態で移送流体を移送できるようにすることができる。

勿論、ステータ内孔の内面と、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、ロータを回転させることができるので、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し、ロータを回転させるための動力を低減することができる。

請求項２の発明に係るロータ駆動機構によると、動力伝達機構が偏心継手を備えているので、動力伝達機構に使用される遊星歯車の個数を低減させることができ、歯車の噛合いによる騒音を小さくすることができる。よって、使用環境を向上させることができる。

請求項３の発明に係るロータ駆動機構によると、遊星歯車及び内歯車を使用しないで済むので、このロータ駆動機構の嵩を比較的小さくすることができる。つまり、遊星歯車及び内歯車を使用すると、これらの歯車が入力軸部や出力軸部の周囲を回動する構成となるため、この回動する範囲がロータ駆動機構の大きさを規定することとなるからである。また、歯車を使用しないで済むので、歯車の噛合いによる騒音を解消することができる。

請求項５の発明に係るロータ駆動機構によると、第１軸受構造の出力軸部及び雌ねじ型軸受部は、それぞれと対応する雄ねじ型ロータ及びステータの雌ねじ型内孔と略同一形状及び大きさのものであるので、簡単な構造で雄ねじ型ロータを比較的精度よく所定の経路に沿って偏心回動運動させることができる。

請求項７の発明に係る偏心軸の軸封構造によると、偏心軸が偏心回動運動して公転移動すると、その偏心軸の公転移動に対してダイアフラムが自由に変形するので、偏心軸と、この偏心軸が偏心回動運動自在に挿通する大径孔を有するケーシングとの間を、極めて簡単な構成で確実に封止することができる。

請求項９の発明に係るポンプ装置によると、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、例えば細粒体を含む流体を移送する場合は、細粒体を、その原形を保った状態、つまり、細粒体の品質を保持した状態で移送できるようにすることができる。

請求項１３の発明に係るポンプ装置によると、例えばこのポンプ装置の作動中に、この雄ねじ型ロータをステータの内孔の内面に押し付ける力が働いたときに、フレキシブルロッドが変形して、雄ねじ型ロータとステータの内孔の内面との接触圧によって、当該ポンプ装置によって移送される移送流体の品質を損なわないようにすることができる。

請求項１５の発明に係るポンプ装置によると、雄ねじ型ロータは自転しないので捻れが殆ど発生せず、これによって、このロータが装着するステータの雌ねじ型内孔の内面と、ロータの外面とが互いに接触しないように移送流体を移送することができる。そして、両者の隙間を精度よく設定できるので、例えば細粒体を含む流体を移送する場合は、細粒体をロータとステータ内面とによってすり潰さないように、細粒体の原形を保った状態で移送できるようにすることができる。そして、両者が所定の接触圧の範囲内で接触するように精度よく設定することもできるので、ロータ及びステータが磨耗することを抑制することができるし、ロータを回転させるための動力を低減することができる。

まず、図１及び図２を参照して、本発明に係る一軸偏心ねじポンプ２１を備えるポンプ装置２２の基本原理を説明する。
（１）一軸偏心ねじポンプ２１を備えるポンプ装置２２の構造
図１（ａ）、（ｂ）に示すように、一軸偏心ねじポンプ２１は、回転容積型ポンプであり、雄ねじ型ロータ２３とステータ２４とを備えている。このステータ２４には、雌ねじ型内孔２４ａが形成されており、この内孔２４ａに雄ねじ型ロータ２３が装着されている。

ステータ２４は、例えば２条の雌ねじ形状の内孔２４ａを有する略短円筒形に形成され、この内孔２４ａ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（合成樹脂）で形成されている。

雄ねじ型ロータ２３は、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、ステータ内孔２４ａのピッチの１／２に設定されている。そして、ロータ２３は、例えばステンレス等の金属製、又は合成樹脂製である。
（２）一軸偏心ねじポンプ２１の作動原理と、ロータ駆動機構
図１及び図２は、例えば静止するステータ２４と、公転及び自転するロータ２３の各時点での断面形状の状態変化を示している。図２では、ロータ２３の公転移動の中心Ｏ、ロータ２３の中心軸Ａ、及びロータ２３の断面中心Ｂの各点を結ぶリンクを想定して記載してある。ここで、ＯＡとＡＢは、長さが等しいリンクとして考えることができる。

図１に示すロータ２３の中心軸Ａと直交する断面Ｄ１、Ｄ２、Ｄ３、Ｄ４に対応する各断面図を、図２のＤ１_１、Ｄ２_１、Ｄ３_１、Ｄ４_１に示す。この図２のＤ１_１、Ｄ２_１、Ｄ３_１、Ｄ４_１は、ステータ内孔２４ａの長軸１９の傾き０°、３０°、６０°、９０°におけるロータ２３断面中心Ｂの各位置を示してある。また、図２のＤ１_１、Ｄ１_２、Ｄ１_３、Ｄ１_４及びＤ２_１、Ｄ２_２、Ｄ２_３、Ｄ２_４等は、ステータ２４は停止しており、ロータ２３の中心軸Ａの３０°の公転移動ごとに、ロータ２３の断面中心Ｂがステータ２４の内孔２４ａ断面の長軸１９に沿って移動する状態を示している。

ここで見方を変えて、図２のＤ３_２、Ｄ３_３、Ｄ３_４及びＤ４_１、Ｄ４_２、Ｄ４_３、Ｄ４_４には、（イ）点Ａが点Ｏの周りにθ（３０°）正転方向に公転するごとに、（ロ）点Ｂを点Ａの周りに公転角θの２倍の角度２θだけ逆転方向に自転させると、（ハ）点Ｂは、ステータ２４の内孔２４ａ断面の長軸１９に沿って直線移動することが示されている。ここで操作（ロ）、（ハ）の手順を入れ替えて、操作（イ）を行う際に、（ハ）点Ｂがステータ２４の内孔２４ａ断面の長軸１９に沿って直線移動するように拘束することによって、結果的に、（ロ）ロータ２３の角度２θの自転を誘導することができる。つまり、ステータ内孔２４ａの内面２４ｂによるガイドが無くても、ロータ２３に対して所定の公転及び自転の偏心回動運動を行わせることができる。このように、ロータ２３に対して偏心回動運動を行わせる方法として、操作（イ）、（ロ）を行わせる本発明の遊星歯車機構（歯車方式）と、操作（イ）、（ハ）を行わせる本発明の直線往復運動機構（リンク方式）がある。
（３）ロータ２３と、ステータ内孔２４ａの内面２４ｂとの隙間の意義
従来の一軸偏心ねじポンプでは、ロータ径ｄ１を、締め代分だけステータ２４の内孔２４ａ断面の短径ｄ２よりも大きく（ｄ１＞ｄ２）してある。これによって、ロータ２３外面と、ステータ内孔２４ａの内面２４ｂとの間には、細長い螺旋状の接触面を形成し、強固なシール効果を発揮する。その結果、ポンプとしての自吸力が強く、高粘度流体を移送できる。

しかし、ステータ内孔２４ａの変形抵抗と、接触面での摺動摩擦抵抗が大きくなり、このため、ロータ２３の回転駆動動力も大きくなる。その上、例えば柔らかい細粒体を含む液体を移送する場合は、この細粒体を破損させる恐れもある。

これを避けるために、本発明のうちの１つの発明では、ロータ２３外面と、ステータ内孔２４ａの内面２４ｂとの間に適切な大きさの隙間を設けている（ｄ１＜ｄ２）。このようにすると、細粒体をすり潰すことがないし、この隙間には、流体潤滑膜が形成され、摺動摩擦抵抗が著しく低減し、ロータ２３の回転駆動動力を低減させることができる。これによって、ポンプ装置２２の小型、軽量、低廉、及び省エネルギ化を図ることができる。

ところで、この隙間を設ける方法として、ステータ内孔２４ａの内面２４ｂによりロータ２３をガイドする構成を採用せず、ロータ２３に所定の経路を通って自ら公転、自転を行わせる本発明の遊星歯車機構（歯車方式）、及び本発明の直線往復運動機構（リンク方式）がある。
（４）ロータ駆動機構
ロータ２３に対して所要の公転及び自転運動を行わせる駆動機構として、本発明の歯車方式と、リンク方式がある。
（一）歯車方式
（Ｉ−１）第１歯車方式は、図３〜図５に示すように、１つの内歯車２７、その内側に配置された２つの遊星歯車２８、２９、及び１つの太陽歯車３０を備えている。一組の内歯車２７と遊星歯車２８とによって、ロータ２３に対して公転移動、及び自転（例えば公転角の２倍の逆方向の回転）を行わせ、残りの１つの遊星歯車２９によって、偏心するロータ２３に回転を伝達できる。
（Ｉ−２）第２歯車方式は、図７に示すように、１つの内歯車３２、その内側に配置された１つの遊星歯車３３、及び偏心軸継手（例えばオルダム継手）３４を備えている。一組の内歯車３２と遊星歯車３３とによって、ロータ２３に対して公転移動、及び自転（例えば公転角の２倍の逆方向の回転）を行わせ、偏心継手３４によって、遊星歯車３３の中心と偏心するロータ２３に回転を伝達できる。
（二）リンク方式
図２に示すロータ２３及びステータ２４の作動を示す各断面に表れているように、ロータ２３の断面中心Ｂは、ステータ内孔２４ａの内面（長軸１９方向）５ｂに拘束された状態で、ロータ２３の中心軸Ａがロータ２３の公転移動の中心Ｏの周りを公転移動するにつれて、ロータ２３の断面中心Ｂは、長軸１９上を移動する。ただし、図２の１_４の配置になったときを見てみると、点Ａの公転移動には、点Ｂを長軸１９に沿って移動する力が消失し、点Ｂは長軸１９方向に移動することなく、点Ｏの位置に留まり続け、点Ａだけが点Ｏの周りを空転する可能性が生じる。

しかし、図２の２_４を見てみると、ステータ内孔２４ａの内面（長軸１９方向）５ｂが鉛直方向に対して３０°傾斜しており、点Ｂはその長軸１９に沿って移動するように拘束されているので、点Ｂは、図２の１_４において、点Ｏで停滞せずにその長軸１９方向に移動することができる。

従って、図１及び図２に示す一軸偏心ねじポンプ２１において、例えば（Ｄ１、Ｄ２）、（Ｄ１、Ｄ３）、又は（Ｄ２、Ｄ３）等の２箇所の断面位置における各Ｂ点、Ｂ点の運動を、それぞれの断面における長軸１９方向に拘束することによって、Ｏ−Ａ−Ｂのリンク機構を連続して作動させることができる。つまり、例えば点Ｂが図２のＤ１_１〜Ｄ１_４の方向に停滞することなく移動するように拘束するものが図９及び図１０に示す本発明の第１スライド機構３６である。そして、例えば点Ｂが図２のＤ２_１〜Ｄ２_４の方向に停滞することなく移動するように拘束するものが図９及び図１０に示す本発明の第２スライド機構３７である。
（三）次に、ロータ駆動機構の歯車方式とリンク方式を比較して説明する。

歯車方式は、図３に示す内歯車２７等の歯車のピッチ円直径が、ロータ２３の偏心回動運動における偏心量（公転半径）ｅに比例してその直径が大きくなるので、ロータ駆動機構は、ロータ２３と比較してその機械的移動量が大きくなる場合がある。特に、ロータ径ｄ１が小さい場合は、顕著となる。

これに対して、リンク方式では、図９に示す第１及び第２スライド機構３６、３７の移動量は、ロータ２３の偏心回動運動における偏心量（公転半径）ｅの４倍を超えることはなく直線方向であり、ロータ駆動機構の移動量は、歯車方式のように大きくはならない。よって、ロータ径ｄ１が比較的小さい場合は、リンク方式の方が歯車方式よりも小型にすることができる。

しかし、歯車方式は、歯車の回転によって回転動力を伝達する構成であるので、節点自身が回転力を有している。従って、回転動力を滑らかに伝達することができる。

これに対して、リンク方式は、第１及び第２スライド機構３６、３７において、往復運動を介して回転動力を伝達する構成である。

次に、本発明に係るロータ駆動機構及び偏心軸の軸封構造を備えるポンプ装置の第１実施形態を、図３〜図５等を参照して説明する。このポンプ装置３９は、図３に示すように、ロータ２３を自転させながら所定の経路に沿って公転移動（偏心回動運動）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、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。

このポンプ装置３９は、図３に示すように、一軸偏心ねじポンプ２１、ロータ駆動部４０、第１ロータ駆動機構４１、第１の偏心軸の軸封構造４２、及び第２の偏心軸の軸封構造４３を備えている。

一軸偏心ねじポンプ２１は、図３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２４と雄ねじ型ロータ２３とを備えている。

ステータ２４は、図３に示すように、例えば２条の雌ねじ形状の内孔２４ａを有する略短円筒形に形成され、この内孔２４ａ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２４は、ノズル４４とケーシング４５の端部との間に挟み込まれて取り付けられている。このノズル４４に第１開口部４６が形成され、ケーシング４５に第２開口部４７が形成されている。第１開口部４６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４７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４６は、ステータ２４に形成されている内孔２４ａの先端側開口部と連通しており、第２開口部４７は、その内孔２４ａの後端側開口部と連通している。

ロータ２３は、図３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２４のピッチの１／２に設定されている。そして、ロータ２３は、例えばステンレス等の金属製であり、ステータ２４の内孔２４ａに嵌挿されている。また、ロータ２３の後端部にロータ軸４８が形成されている。このロータ軸４８は、第１ロータ駆動機構４１の出力軸部４９と結合している。

第１ロータ駆動機構４１は、図３に示すように、歯車方式を採用するものであって、ロータ駆動部４０によって回転駆動される入力軸部５０の回転を、一軸偏心ねじポンプ２１の雄ねじ型ロータ２３と結合する出力軸部４９に伝達するためのものであり、入力軸部５０から出力軸部４９に対して動力を伝達するための第１動力伝達機構４１ａを備えている。

入力軸部５０は、図３に示すように、雌軸として形成され、回動自在に軸受５１を介してケーシング４５内に設けられている。この入力軸部５０の内側に、ロータ駆動部４０の駆動軸４０ａが連結されている。そして、入力軸部５０の端部には、略短円筒形のキャリア５２が固定して設けられている。そして、このキャリア５２も、入力軸部５０と同心Ｏ上で回動自在に軸受５３を介してケーシング４５内に設けられている。このキャリア５２には、第１遊星歯車（外歯車）２８が回動自在に設けられている。この第１遊星歯車２８は、内歯車２７と噛み合っており、この内歯車２７は、ケーシング４５内に固定して設けられている。また、第１遊星歯車２８は、図４に示すように、第２遊星歯車２９を介して太陽歯車３０と噛み合っている。この第２遊星歯車２９は、回動自在にキャリア５２に設けられている。

太陽歯車３０は、図３に示すように、出力軸部４９に固定して設けられ、この出力軸部４９は、軸受５４、５４を介して回動自在にキャリア５２の内側に設けられている。この出力軸部４９には、ロータ軸４８を介してロータ２３が結合している。なお、入力軸部５０の中心軸Ｏと、ステータ内孔２４ａの中心軸Ｏは、一致しており、出力軸部４９の中心軸Ａと、ロータ２３の中心軸Ａは、一致している。そして、中心軸ＯとＡは、ｅだけ偏心している。

上記のように、図３に示す第１ロータ駆動機構４１は、入力軸部５０及び出力軸部４９を、内歯車２７のピッチ円よりも内側に配置した構成となっている。また、ロータ駆動部４０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が使用されている。

図３等に示すように構成されたポンプ装置３９の第１ロータ駆動機構４１によると、出力軸部４９を一軸偏心ねじポンプ２１の雄ねじ型ロータ２３に連結して使用することができる。つまり、入力軸部５０を所定方向に回転させると、入力軸部５０の回転が、内歯車２７、第１及び第２遊星歯車２８、２９、並びに太陽歯車３０を有する第１動力伝達機構４１ａを介して出力軸部４９に伝達され、ロータ２３を所定方向に偏心回動運動させることができる。この偏心回動運動とは、例えばロータ２３が中心軸Ｏ（ステータ２４の内孔２４ａ）の回りを、所定の経路に沿って所定の角速度で公転移動しながら自転する運動であり、ロータ２３が正転方向に公転を１回転すると、逆転方向に自転を１回転するようになっている。

このロータ２３の偏心回動運動によって、ステータ内孔２４ａの内面２４ｂと、ロータ２３の外面とで形成される空間が、第２開口部４７側から第１開口部４６側に向かって移動するので、移送流体をその方向に移送することができる。

そして、入力軸部５０及び出力軸部４９を、第１動力伝達機構４１ａの内歯車２７のピッチ円よりも内側に配置したことによって、この第１ロータ駆動機構４１、及びこの第１ロータ駆動機構４１を備えるポンプ装置３９の小型、軽量、及び低廉化を図ることができる。よって、この第１ロータ駆動機構４１を備えるポンプ装置３９の普及を図ることができる。

また、ロータ２３を、一定の経路に沿って偏心回動運動させることができるので、ロータ２３が偏心回動運動するときに、ステータ内孔２４ａの内面２４ｂと、ロータ２３の外面とが互いに接触しないように、ロータ２３及びステータ２４の内孔２４ａを形成することができる。

つまり、例えば細粒体を含む流体を移送する場合は、細粒体をロータ２３とステータ内面２４ｂとによってすり潰さないように両者を形成することができ、これによって、細粒体の原形を保った状態でこの移送流体を移送できるようにすることができる。この細粒体は、例えば比較的軟質の粉粒状体、カプセル状体、嚢状体である。

また、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（例えばび細粒体やスラリーを含む流体）に応じて、ロータ２３及びステータ２４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２３及びステータ２４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、低いトルクでロータ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。

勿論、ステータ内孔２４ａの内面２４ｂと、ロータ２３の外面とが適切な接触圧で接触するように形成してロータ２３を回転させることによって、ポンプ装置３９による移送流体の移送効率を高くすることができる。

次に、図３及び図５を参照して、第１の偏心軸の軸封構造４２、及び第２の偏心軸の軸封構造４３を説明する。この第１及び第２の偏心軸の軸封構造４２、４３は、移送流体が第１ロータ駆動機構４１内に進入しないようにしたり、第１ロータ駆動機構４１内の潤滑剤等が移送流体中に混入しないようにするためのものである。従って、この実施形態では、２重の軸封構造となっている。ただし、ポンプ２１の吐出圧や移送流体の種類、又はロータ２３の回転方向を変更する使用方法等に応じて、第１及び第２の偏心軸の軸封構造４２、４３のうちのいずれか一方を省略することができる。

第１の偏心軸の軸封構造４２は、図５に示すように、偏心回動運動する出力軸部（偏心軸）４９と、この出力軸部４９が偏心回動運動自在に挿通する大径孔４５ａを有するケーシング４５の内周面との間を封止するものである。この第１の偏心軸の軸封構造４２は、ケーシング４５の大径孔４５ａの内周面に、軸受５３を介して回動自在に内嵌するキャリア５２の円環状端部（軸保持部）５２ａを備えている。そして、この円環状端部５２ａの内側には、出力軸部４９が軸受５４を介して回動自在に挿通する小径孔５２ｂが形成されている。この出力軸部４９の短円筒形外周面と、小径孔５２ｂの短円筒形内周面との間の隙間を、第１シール部５７によって封止している。また、キャリア５２の円環状端部５２ａの短円筒形外周面と、大径孔４５ａの短円筒形内周面との間の隙間を第２シール部５８によって封止している。

なお、出力軸部４９の外周面及び小径孔５２ｂの内周面は、中心をＡとする同心円である。そして、キャリア５２の円環状端部５２ａの外周面及び大径孔４５ａの内周面は、中心をＯとする同心円である。ＡとＯとの偏心量はｅである。

図５に示す第１の偏心軸の軸封構造４２によると、出力軸部４９は、ロータ駆動部４０によって回転駆動されて偏心回動運動されるものであり、この出力軸部４９と結合するロータ２３を、この出力軸部４９と同等の偏心回動運動させることができる。また、出力軸部４９が偏心回動運動して公転移動すると、その出力軸部４９の公転移動に伴ってキャリア（円環状端部５２ａ）５２も同方向に回転する。このとき、出力軸部４９とキャリア５２との間に形成されている円環状の隙間を、第１シール部５７で封止することができると共に、キャリア５２とケーシング４５との間に形成されている円環状の隙間を、第２シール部５８で封止することができる。このようにして、出力軸部４９と、この出力軸部４９が偏心回動運動自在に挿通する大径孔４５ａを有するケーシング４５の内周面との間を確実に、しかも極めて簡単に封止することができる。これによって、移送流体が第１ロータ駆動機構４１内に進入すること、及び第１ロータ駆動機構４１内の例えば潤滑剤がステータ２４内に進入することを防止できる。

第２の偏心軸の軸封構造４３は、図５に示すように、偏心回動運動するロータ軸（出力軸部４９と結合する偏心軸）４８と、このロータ軸４８が偏心回動運動自在に挿通する大径孔４５ａを有するケーシング４５との間を封止するものである。この第２の偏心軸の軸封構造４３は、ロータ軸４８が回動自在に挿通する小径孔５９ａを有する環状連結部５９を備え、ロータ軸４８の外周面と環状連結部５９の内周面との間に形成されている隙間が第３シール部６０によって封止されている。つまり、第３シール部６０は、図５に示すように、ロータ軸４８の外周面と密着すると共に、環状連結部５９の端面と摺動自在に当接し、この当接部分が封止されている。

そして、環状連結部５９の外周面と大径孔４５ａの内周面との間に形成されている隙間がダイアフラム６１によって封止されている。そして、ロータ軸４８は、軸受６２を介して回動自在に環状連結部５９に取り付けられている。

第２の偏心軸の軸封構造４３によると、ロータ軸（出力軸部４９）４８が偏心回動運動して公転移動すると、そのロータ軸４８の公転移動に対してダイアフラム６１が自由に変形するので、ロータ軸４８と、このロータ軸４８が偏心回動運動自在に挿通する大径孔４５ａを有するケーシング４５の内周面との間を、極めて簡単な構成で確実に封止することができる。

そして、ロータ軸４８が自転するときでも、そうでないときでも、このロータ軸４８の外周面と、環状連結部５９の内周面との間に形成されている円環状の隙間を第３シール部６０によって封止することができる。これによって、移送流体が第１ロータ駆動機構４１内に進入すること、及び第１ロータ駆動機構４１内の例えば潤滑剤がステータ２４内に進入することを防止できる。

次に、本発明に係るロータ駆動機構及び偏心軸の軸封構造を備えるポンプ装置の第２実施形態を、図６等を参照して説明する。この図６に示す第２実施形態のポンプ装置６４と、図３に示す第１実施形態のポンプ装置３９とが相違するところは、図３に示す第１実施形態では、ロータ軸４８が中間軸６５部を介してロータ２３と連結し、これらロータ軸４８、中間軸６５部及びロータ２３が変形し難い金属製であるのに対して、図６に示す第２実施形態では、ロータ軸４８がフレキシブルロッド６６を介してロータ２３と連結し、これらロータ軸４８、フレキシブルロッド６６及びロータ２３が例えば合成樹脂製であるところである。

このフレキシブルロッド６６は、ロータ２３とステータ内孔２４ａの内面２４ｂとの接触圧によって、当該ポンプ装置６４によって移送される移送流体の品質を損なわないように変形可能に形成されている。これ以外は、第１実施形態のポンプ装置３９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。

図６に示す第２実施形態のポンプ装置６４によると、例えばこのポンプ装置６４の作動中に、ロータ２３をステータ２４の内孔２４ａの内面２４ｂに押し付ける力が働いたときに、フレキシブルロッド６６及びロータ２３が変形して、ロータ２３とステータ内孔２４ａの内面２４ｂとの接触圧によって、当該ポンプ装置６４によって移送される移送流体の品質を損なわないようにすることができる。

そして、例えば移送流体が細粒体を含む液体であるときは、ロータ２３をステータ２４の内孔２４ａの内面２４ｂに押し付ける力が働いたときに、フレキシブルロッド６６及びロータ２３が変形して、細粒体を破損させないように、変形可能にフレキシブルロッド６６を形成することができる。

このように、図６に示すポンプ装置６４によると、フレキシブルロッド６６及びロータ２３を合成樹脂製としたことによって、比較的軟質な細粒体をすり潰さないようにして、この細粒体を含む液体を移送することができる。この細粒体は、例えば粉粒状体、カプセル状体、嚢状体である。これ以外は、図３に示す第１実施形態のポンプ装置３９と同様に作用するので、その説明を省略する。

次に、本発明に係るロータ駆動機構を備えるポンプ装置の第３実施形態を、図７及び図８等を参照して説明する。この図７に示す第３実施形態のポンプ装置６８と、図３に示す第１実施形態のポンプ装置３９とが相違するところは、第１ロータ駆動機構４１と、第２ロータ駆動機構６９とが相違するところと、図７に示す第３実施形態では、第２の偏心軸の軸封構造４３が設けられていないところである。これ以外は、第１実施形態のポンプ装置３９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。

図７に示す第２ロータ駆動機構６９は、ロータ駆動部４０によって回転駆動される入力軸部５０の回転を、一軸偏心ねじポンプ２１の雄ねじ型ロータ２３と結合する出力軸部４９に伝達するためのものであり、入力軸部５０から出力軸部４９に対して動力を伝達するための第２動力伝達機構６９ａを備えている。

入力軸部５０は、図７に示すように、回動自在に軸受７０を介してケーシング４５内に設けられている。この入力軸部５０に、ロータ駆動部４０の駆動軸４０ａが連結される。そして、入力軸部５０の端部に、キャリア７１が固定して設けられている。そして、このキャリア７１も、入力軸部５０と同心Ｏ上で回動自在に軸受７２を介してケーシング４５内に設けられている。このキャリア７１には、第１遊星歯車（外歯車）３３が第１軸７３を介して回動自在に設けられている。この第１遊星歯車３３は、内歯車３２と噛み合っており、この内歯車３２は、ケーシング４５内に固定して設けられている。また、第１遊星歯車３３が取り付けられている第１軸７３の端部は、オルダム継手等の偏心継手３４が設けられ、この偏心継手３４を介して出力軸部４９が連結している。

出力軸部４９は、図７に示すように、軸受７４を介して回動自在にキャリア７１の内側に設けられている。この出力軸部４９には、ロータ軸７５を介してロータ２３が結合している。なお、入力軸部５０の中心軸Ｏと、ステータ内孔２４ａの中心軸Ｏは、一致しており、出力軸部４９の中心軸Ａと、ロータ２３の中心軸Ａは、一致している。そして、中心軸ＯとＡは、ｅだけ偏心している。図８は、第１の偏心軸の軸封構造４２を示すＦ−Ｆ断面図である。

偏心継手３４は、図７に示すように、例えばオルダム継手であり、駆動側部７６、中間部７７、及び従動側部７８を備えている。駆動側部７６及び中間部７７は、互いに向かい合うそれぞれの側面に一対の係合溝７６ａ、７７ａが互いに平行して形成され、この一対の係合溝７６ａ、７７ａに複数の鋼球７９が収容されている。これによって、中間部７７は、駆動側部７６に対して、この溝方向に移動自在となっている。また、従動側部７８及び中間部７７にも、駆動側部７６及び中間部７７に設けられている一対の係合溝７６ａ、７７ａ、及び複数の鋼球７９と同等の係合溝７７ｂ、７８ａ、及び複数の鋼球７９が設けられている。

ただし、中間部７７の左右の各側面に形成されている係合溝７７ａ、７７ｂは、互いに略直交している。そして、駆動側部７６は、第１遊星歯車３３が回動自在取り付けられている第１軸７３と結合しており、従動側部７８は、出力軸部４９が結合している。

図７等に示すように構成されたポンプ装置６８の第２ロータ駆動機構６９によると、第２動力伝達機構６９ａが偏心継手３４を備えているので、第２動力伝達機構６９ａに使用される遊星歯車の個数を低減させることができるし、太陽歯車３０を省略することができる。これによって、歯車の噛合いによる騒音を小さくすることができる。よって、使用環境を向上させることができる。これ以外は、図３に示す第１実施形態のポンプ装置３９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、本発明に係るロータ駆動機構を備えるポンプ装置の第４実施形態を、図９〜図１１等を参照して説明する。この図９に示す第４実施形態のポンプ装置８１と、図３に示す第１実施形態のポンプ装置３９とが相違するところは、第１ロータ駆動機構４１と、第３ロータ駆動機構８２とが相違するところと、図９に示す第４実施形態では、第２の偏心軸の軸封構造４３が設けられていないところである。これ以外は、第１実施形態のポンプ装置３９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。

図９に示す第３ロータ駆動機構８２は、ロータ駆動部４０によって回転駆動される入力軸部５０の回転を、一軸偏心ねじポンプ２１の雄ねじ型ロータ２３と結合する出力軸部４９に伝達するためのものである。

入力軸部５０は、偏心継手８３、第１軸部８７、及び第２軸部８８を介して出力軸部４９と連結している。この入力軸部５０は、図９に示すように、回動自在に軸受８９を介してケーシング４５内に設けられている。この入力軸部５０に、ロータ駆動部４０の駆動軸４０ａが連結される。

偏心継手８３は、図９に示すように、例えばオルダム継手であり、駆動側部８４、中間部８５、及び従動側部８６を備えている。そして、駆動側部８４は、入力軸部５０と結合しており、従動側部８６は、第１軸部８７が結合している。この偏心継手８３は、従来公知のものであり、入力軸部５０の回転を、これと偏心して配置されている第１軸部８７（出力軸部４９）を介してロータ２３に伝達することができるものである。

第１軸部８７、第２軸部８８、及び出力軸部４９は、図９及び図１１（ｃ）に示すように、それぞれが互いに所定の偏心量で偏心してこの順番で結合している。そして、第１軸部８７は、第１スライド機構３６によって軸受９０を介して回動自在に保持されると共に、当該軸心と略直交する第１直線方向（図１０（ａ）参照）９１に移動自在であり、第２軸部８８は、第２スライド機構３７によって軸受９２を介して回動自在に保持されると共に、当該軸心と略直交する第２直線方向（図１０（ａ）参照）９３に移動自在である。

第１軸部８７及び第２軸部８８のそれぞれの移動自在な２つの第１及び第２直線方向９１、９３は、第１軸部８７及び第２軸部８８の互いの偏心量に応じた所定の立体交差角度（例えば３０°）で配置されている。

第１スライド機構３６は、図９に示すように、第１軸部８７を回動自在に保持する第１軸保持部９４と、この第１軸保持部９４と結合する第１摺動部９５と、この第１摺動部９５を第１直線方向９１に案内する第１案内部９６とを備えている。

第２スライド機構３７は、図９に示すように、第２軸部８８を回動自在に保持する第２軸保持部９７と、この第２軸保持部９７と結合する第２摺動部９８と、この第２摺動部９８を第２直線方向９３に案内する第２案内部９９とを備えている。

つまり、第１軸部８７は、第１スライド機構３６の第１軸保持部９４及び第１摺動部９５を介して第１案内部９６とリンク結合し、第２軸部８８は、第２スライド機構３７の第２軸保持部９７及び第２摺動部９８を介して第２案内部９９とリンク結合している。

なお、図１０（ｂ）は、第１軸部８７、第２軸部８８、及び出力軸部４９の中心軸Ｂ_１１、Ｂ_２１、及びＳの位置関係を示す図である。Ｐは、６０°、Ｑは３０°である。そして、図１１（ａ）、（ｂ）は、第１及び第２スライド機構３６、３７が取り付けられるスライド取付部材４５ｂを示す図であり、（ａ）は縦断面図、（ｂ）は正面図である。図１１（ｃ）は、出力軸部４９を示す正面図である。図１１（ｄ）、（ｅ）は、第１及び第２軸保持部９４、９７を示す図であり、（ａ）は正面図、（ｂ）は縦断面図である。

この図９に示す第３ロータ駆動機構８２によると、図３に示す第１実施形態の第１ロータ駆動機構４１と同様に、出力軸部４９を一軸偏心ねじポンプ２１の雄ねじ型ロータ２３に連結して使用することができる。そして、入力軸部５０を所定方向に回転させると、入力軸部５０の回転が、偏心継手８３、第１及び第２軸部８７、８８を介して出力軸部４９に伝達され、この出力軸部４９と偏心した状態で結合されるロータ２３を、第１ロータ駆動機構４１と同様に偏心回動運動させることができる。

このように、ロータ２３が所定の経路に沿って偏心回動運動するのは、第１軸部８７及び第２軸部８８が、互いに所定の偏心量で偏心して結合し、第１及び第２軸部８７、８８は、それぞれと対応する第１及び第２スライド機構３６、３７によって回動自在に保持されると共に、それぞれの軸心と略直交する第１及び第２直線方向９１、９３に移動自在であり、第１及び第２軸部８７、８８のそれぞれの移動自在な当該２つの第１及び第２直線方向９１、９３が、第１及び第２軸部８７、８８の互いの偏心量に応じた所定の立体交差角度で配置されているからである。

また、図９に示す第３ロータ駆動機構８２によると、図３に示す第１ロータ駆動機構４１のように、第１及び第２遊星歯車２８、２９、内歯車２７、並びに太陽歯車３０を使用しないで済むので、この第３ロータ駆動機構８２の嵩を比較的小さくすることができる。つまり、遊星歯車２８、２９、内歯車２７、太陽歯車３０を使用すると、これらの歯車が入力軸部５０や出力軸部４９の周囲を回動する構成となるため、この回動する範囲が第１ロータ駆動機構４１の大きさを規定することとなるからである。また、歯車を使用しないで済むので、歯車の噛合いによる騒音を解消することができる。

更に、図９に示す第３ロータ駆動機構８２によると、図３に示す第１ロータ駆動機構４１と同様に、ロータ２３を偏心回動運動させることができ、この偏心回動運動は、ロータ２３が中心軸Ｏ（ステータ２４の内孔２４ａ）の回りを所定の角速度で公転移動しながら自転する運動であり、ロータ２３が正転方向に公転を１回転すると、逆転方向に自転を１回転するようになっている。このロータ２３の偏心回動運動によって、ステータ内孔２４ａの内面２４ｂと、ロータ２３の外面とで形成される空間が、例えば第２開口部４７側から第１開口部４６側に向かって移動するので、移送流体をその方向に移送することができる。

また、ロータ２３は、図３に示す第１実施形態の第１ロータ駆動機構４１によって駆動される場合と同様に、一定の経路に沿って偏心回動運動するので、ロータ２３が偏心回動運動するときに、ステータ内孔２４ａの内面２４ｂと、ロータ２３の外面とが互いに接触しないように、ロータ２３及びステータ２４の内孔２４ａを形成することができるし、適切な圧力で接触するように形成することもできる。

ただし、図９に示す第４実施形態のポンプ装置８１が備えている第１の偏心軸の軸封構造４２は、円環状端部５２ａが円板状部材として形成され、この円環状端部（円板状部材）５２ａは、ロータ軸（出力軸４９）４８の偏心回動運動に伴って同方向に回転するようになっている。これ以外は、図３に示す第１実施形態のポンプ装置３９と同様に作用するので、その説明を省略する。

次に、本発明に係るロータ駆動機構を備えるポンプ装置の第５実施形態を、図１２等を参照して説明する。この図１２に示す第５実施形態のポンプ装置１０１と、図３に示す第１実施形態のポンプ装置３９とが相違するところは、図３に示す第１実施形態では、第１ロータ駆動機構４１が設けられているのに対して、図１２に示す第５実施形態では、これに代えて、第４ロータ駆動機構１０２が設けられているところと、図３に示す第１実施形態では、第１及び第２の偏心軸の軸封構造４２、４３が設けられているのに対して、図１２に示す第５実施形態では、これに代えて、第３及び第４の偏心軸の軸封構造１０３、１０４が設けられているところである。これ以外は、第１実施形態のポンプ装置３９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。

図１２に示す第４ロータ駆動機構１０２は、ねじ型軸受方式を採用したものであって、ロータ駆動部４０によって回転駆動される入力軸部５０の回転を、一軸偏心ねじポンプ２１の雄ねじ型ロータ２３と結合する出力軸部１０５に伝達するためのものであり、偏心継手１０６、第１軸受構造１０９、及び第２軸受構造１１０を備えている。

入力軸部５０は、図１２に示すように、偏心継手１０６及び第１軸受構造１０９を介して出力軸部１０５と連結している。この入力軸部５０は、ロータ駆動部４０の駆動軸４０ａが連結されている。

偏心継手１０６は、図１２に示すように、例えばオルダム継手であり、駆動側部８４、中間部８５、及び従動側部８６を備えており、駆動側部８４の回転を、偏心して配置される従動側部８６に伝達することができるものである。この駆動側部８４は、入力軸部５０と結合しており、従動側部８６は、出力軸部１０５と結合している。この偏心継手１０６は、図７及び図９に示す偏心継手８３等と同等のものである。

第１軸受構造１０９は、一軸偏心ねじポンプ２１の雄ねじ型ロータ２３と略同一形状及び大きさの出力軸部１０５と、雄ねじ型ロータ２３が回動自在に装着されているステータ２４の雌ねじ型内孔２４ａと略同一形状及び大きさの内孔１０７ａを有する雌ねじ型軸受部１０７とを備えている。そして、出力軸部１０５と雌ねじ型軸受部１０７との嵌合は、雄ねじ型ロータ２３とステータ２４の雌ねじ型内孔２４ａとの嵌合よりも隙間が狭く、又は締りが強くなるように形成されている。なお、出力軸部１０５のうち雌ねじ型軸受部１０７に収容されている部分は、雄ねじ型ロータ２３がステータ２４に収容されている部分よりも短く形成されている。そして、雌ねじ型軸受部１０７は、第１ケーシング１０８の内面に取り付けられている。

第２軸受構造１１０は、図１２に示すように、第１軸受構造１０９と同等であるので、同等部分を同一の図面符号で示し、それらの詳細な説明を省略する。なお、第２軸受構造１１０の出力軸部１０５は、雄ねじ型ロータ２３の先端部と結合している。そして、雌ねじ型軸受部１０７は、第２及び第３ケーシング１１１、１１２の内面に取り付けられている。

第３の偏心軸の軸封構造１０３は、図１２に示すように、第２開口部４７と連通する第２空間部１１３と、第１軸受構造１０９の内孔１０７ａとの間を、気体や液体が移動しないように封止するためのものである。この第３の偏心軸の軸封構造１０３は、ロータ軸１１４が回動自在に挿通する小径孔を有する環状シール座部１１５を備え、ロータ軸１１４の外周面と環状シール座部１１５の内周面との間に形成されている隙間が第４及び第５シール部１１６、１１７によって封止されている。このロータ軸１１４は、出力軸部１０５とロータ２３との間に形成されている。

これら第４及び第５シール部１１６、１１７は、環状シール取付部１１８に取り付けられており、この環状シール取付部１１８は、ロータ軸１１４に固定して取り付けられている。この第４シール部１１６は、環状シール取付部１１８の外周面と、環状シール座部１１５の座面との間の隙間を封止している。そして、第５シール部１１７は、ロータ軸１１４の外周面と、環状シール取付部１１８の内周面との間の隙間を封止している。

第４の偏心軸の軸封構造１０４は、図１２に示すように、第１開口部４６と連通する第１空間部１１９と、第２軸受構造１１０の内孔１０７ａとの間を、気体や液体が移動しないように封止するためのものである。この第４の偏心軸の軸封構造１０４は、第３の偏心軸の軸封構造１０３と同等のものであるので、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。ただし、第４の偏心軸の軸封構造１０４が備える出力軸部１０５は、ロータ軸１１４を介してロータ２３の先端側部と結合している。

図１２に示す１２０、１２１は、圧力バイパスポートである。この圧力バイパスポート１２０、１２１は、第１及び第２軸受構造１０９、１１０のそれぞれの出力軸部１０５、１０５の回転によって、各出力軸部１０５、１０５の左右の各部分が露出する空間の圧力変動を抑制するためのものである。そして、第１及び第３ケーシング１０８、１１２に形成されている各開口部１２２、１２３は、その圧力変動を更に抑制するためのものであり、それぞれの雌ねじ型軸受部１０７、１０７の内孔１０７ａ、１０７ａと外部空間と接続するためのものである。

この図１２に示す第４ロータ駆動機構１０２によると、図３に示す第１実施形態の第１ロータ駆動機構４１と同様に、出力軸部１０５を一軸偏心ねじポンプ２１の雄ねじ型ロータ２３に連結して使用することができる。そして、入力軸部５０を所定方向に回転させると、その回転が偏心継手１０６を介してこの偏心継手１０６と連結する側の出力軸部１０５に伝達される。この出力軸部１０５は、雄ねじ型に形成されていて、雌ねじ型軸受部１０７に装着されているので、この出力軸部１０５は、偏心回動運動することができる。そして、この出力軸部１０５と連結される雄ねじ型ロータ２３も、ステータ２４の雌ねじ型内孔２４ａに装着されているので、出力軸部１０５と同様に偏心回動運動させることができる。ここで、出力軸部１０５と雌ねじ型軸受部１０７との嵌合は、雄ねじ型ロータ２３とステータ２４の雌ねじ型内孔２４ａとの嵌合よりも隙間が狭く、又は締りが強くなるように形成されていて、この出力軸部１０５と雌ねじ型軸受部１０７との嵌合を適切に設定してあるので、雄ねじ型ロータ２３を所定の経路に沿って偏心回動運動させることができる。しかも、この第４ロータ駆動機構１０２によると、歯車機構やリンク機構を使用していないので、簡単な構造で雄ねじ型ロータ２３を比較的精度よく所定の経路に沿って偏心回動運動させることができる。これ以外は、図３に示す第１実施形態のポンプ装置３９と同様に作用するので、その説明を省略する。

また、図１２に示すように、この第４ロータ駆動機構１０２によると、雄ねじ型ロータ２３の両方の各端部に第１軸受構造１０９及び第２軸受構造１１０を設けたことによって、雄ねじ型ロータ２３の撓み量を低減することができる。これによって、雄ねじ型ロータ２３を、所定の経路に沿って偏心回動運動させるための位置決め精度を向上させることができる。

ただし、図１２に示す第５実施形態のポンプ装置１０１では、雄ねじ型ロータ２３の左右両方の各端部に第１軸受構造１０９及び第２軸受構造１１０を設けた構成としたが、この第２軸受構造１１０を省略した構成としてもよい。

次に、本発明に係るロータ駆動機構を備えるポンプ装置の第６実施形態を、図１３等を参照して説明する。この図１３に示す第６実施形態のポンプ装置１２５と、図３に示す第１実施形態のポンプ装置３９とが相違するところは、図３に示す第１実施形態では、第１ロータ駆動機構４１が設けられているのに対して、図１３に示す第６実施形態では、これに代えて、第５駆動機構１２６が設けられているところと、図３に示す第１実施形態では、第１及び第２の偏心軸１４１の軸封構造４２、４３が設けられているのに対して、図１３に示す第６実施形態では、これに代えて、第５の偏心軸の軸封構造１２７が設けられているところと、図１３に示す第６実施形態では、被冷却シール部１２８及び冷却ポート１２９が設けられているところである。これ以外は、第１実施形態のポンプ装置３９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。

図１２に示す第５駆動機構１２６は、駆動部（ロータ駆動部４０と同等のもの。）１３０によって回転駆動される入力軸部１３１の回転を、ロータ公転駆動機構１３２、及びステータ自転駆動機構１３３に伝達して、ロータ２３を公転移動させると共に、ステータ２４を自転させるためのものである。そして、ロータ２３が自転しないようにするために、係合機構１３４が設けられている。

入力軸部１３１は、図１３に示すように、軸受１３５を介して回動自在にケーシング１３６に設けられ、一端部が駆動部１３０の駆動軸１３０ａと連結している。

ロータ公転駆動機構１３２は、図１３に示すように、入力軸部１３１の左側端部に固定して設けられている第１外歯車１３７を備えている。この第１外歯車１３７は、第２外歯車１３８と噛み合っており、この第２外歯車１３８は、略短円筒形の軸保持部１３９の外周部に固定して設けられている。軸保持部１３９は、ケーシング１３６の内周面に、軸受１４０を介して回動自在に設けられ、この軸保持部１３９の内側には小径孔が形成され、この小径孔に偏心軸１４１が挿通されている。偏心軸１４１は、小径孔の内周面に、軸受１４２を介して回動自在に設けられている。この偏心軸１４１の右側端部には、ロータ軸１４３を介してロータ２３が結合しており、左側端部に係合機構１３４が連結されている。

この図１３に示すロータ公転駆動機構１３２によると、駆動部１３０が駆動して入力軸部１３１が所定方向に回転すると、その回転が第１外歯車１３７、第２外歯車１３８、及び軸保持部１３９に伝達されて、偏心軸１４１及びロータ２３を公転移動（偏心回動運動）させることができる。この公転移動の中心は、ステータ２４に設けられている雌ねじ型内孔２４ａの中心軸Ｏと一致している。この雌ねじ型内孔２４ａの中心軸Ｏと、ロータ２３及び偏心軸１４１の中心軸Ａとの偏心量はｅである。そして、ロータ２３が公転移動するときに、自転しないように係止するものが係合機構１３４である。

係合機構１３４は、図１３に示すように、例えばオルダム継手と同等の構成のものであり、固定側部１４４、中間部１４５、及び従動側部１４６を備えている。この固定側部１４４は、ケーシング１３６に固定して設けられ、従動側部１４６が偏心軸１４１と固着している。そして、これら固定側部１４４、中間部１４５、及び従動側部１４６には、挿通孔１４７が形成され、この挿通孔１４７に偏心軸１４１が公転移動自在に挿通している。

つまり、係合機構１３４の従動側部１４６は、中間部１４５に対して相対的に上下方向に移動自在に連結しており、中間部１４５は、固定側部１４４に対して相対的に左右方向に移動自在に連結している。これによって、係合機構１３４は、偏心軸１４１が中心軸Ｏを中心にして公転移動するときに、従動側部１４６がこの偏心軸１４１に追従して公転移動するようにでき、しかも、偏心軸１４１がその中心軸Ａを中心にして自転しないように係止することができる。

ステータ自転駆動機構１３３は、図１３に示すように、入力軸部１３１の右側端部に固定して設けられている第３外歯車１４８を備えている。この第３外歯車１４８は、第４外歯車１４９と噛み合っており、この第４外歯車１４９は、略短円筒形のステータ２４の外周部に固定して設けられている。ステータ２４は、ケーシング１３６の内周面に、軸受１５０を介して回動自在に設けられ、このステータ２４の内側には雌ねじ型内孔２４ａが形成され、この内孔２４ａにロータ２３が装着されている。このロータ２３は、ロータ軸１４３を介して偏心軸１４１と結合している。

この図１３に示すステータ自転駆動機構１３３によると、駆動部１３０が駆動して入力軸部１３１が所定方向に回転すると、その回転が第３外歯車１４８、第４外歯車１４９、及びステータ２４に伝達されて、ステータ２４を所定方向に回転させることができる。このステータ２４の回転の中心は、ステータ２４に設けられている雌ねじ型内孔２４ａの中心軸Ｏと一致している。なお、ステータ２４は、ロータ２３の１／２の回転速度で同方向に回転するように、第１〜第４外歯車１４９が形成されている。

図１３等に示すように構成されたポンプ装置１２５の第５駆動機構１２６によると、駆動部１３０を駆動して入力軸部１３１を所定方向に回転させると、ロータ２３を、自転させない状態で、ステータ２４の内孔２４ａの回りを所定の角速度で公転移動させると共に、ステータ２４をロータ２３の公転方向に回転させることができる。その結果、ロータ２３を偏心回動運動させることができる。この偏心回動運動とは、ロータ２３が中心軸Ｏ（ステータ２４の内孔２４ａ）の回りを所定の角速度で正転方向に公転を１回転すると、ロータ２３がステータ２４に対して相対的に逆転方向に自転を１回転するようになっている。

このロータ２３の偏心回動運動によって、ステータ内孔２４ａの内面２４ｂと、ロータ２３の外面とで形成される空間が、ロータ２３の中心軸に沿って所定方向に向かって移動するので、移送流体をその方向に移送することができる。この実施形態では、例えば移送流体が第２開口部４７から吸い込まれて、ステータ内孔２４ａを通ってロータ２３の右端部側に形成されている空間１５１に流入し、この空間１５１からロータ２３及び偏心軸１４１の内側に形成された流路１５２を通って偏心軸１４１の左端部に形成されている第１開口部４６から吐出されるようになっている。勿論、ロータ２３を逆回転させることによって、第１開口部４６から移送流体を吸い込んで第２開口部４７から吐出させることもできる。

また、ロータ２３が自転しないように構成しているので、捻れが殆ど発生せず、これによって、この雄ねじ型ロータ２３が装着しているステータ２４の雌ねじ型内孔２４ａの内面２４ｂと、ロータ２３の外面とがロータ２３の捻れが原因とする両者の接触を確実に防止でき、従って、両者が互いに接触しないように回転させて移送流体を移送することができる。そして、捻れが殆ど発生しないので、両者の隙間を精度よく設定できる。

よって、例えば細粒体を含む流体を移送する場合は、細粒体をロータ２３とステータ内面２４ｂとによってすり潰さないように、細粒体の原形を保った状態で移送できるようにすることができる。また、両者が所定の接触圧の範囲内で接触するように精度よく設定することもできるので、ロータ２３及びステータ２４が磨耗することを抑制することができるし、ロータ２３を回転させるための動力を低減することができる。

更に、図１３に示すように、ステータ内孔２４ａの中心軸及びステータ２４の回動の中心軸のそれぞれが中心軸Ｏで一致するように設けられているので、ステータ２４の重心をその回動の中心軸上に位置させることができる。よって、ステータ２４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、ステータ２４の内孔２４ａの振れ回りがないので、ステータ２４の嵩を小さくすることができる。

ただし、図１３に示すポンプ装置１２５の第５駆動機構１２６では、１台の駆動部１３０によってロータ公転駆動機構１３２、及びステータ自転駆動機構１３３を駆動して、ロータ２３を公転させると共に、ステータ２４を自転させたが、これに代えて、ロータ２３及びステータ２４を別々の駆動部によって公転及び自転させるようにしてもよい。

次に、図１３を参照して第５の偏心軸の軸封構造１２７を説明する。この第５の偏心軸の軸封構造１２７は、移送流体がロータ公転駆動機構１３２側に進入したり、ロータ公転駆動機構１３２内の潤滑剤等が移送流体中に混入しないようにするためのものであり、ダイアフラム１５３によって、ケーシング１３６の内周面と、ロータ軸１４３の外周面との間に形成されている隙間を封止することができる。

このダイアフラム１５３は、図１３に示すように、その外周縁部１５３ａがケーシング１３６の内周面に対して密封状態で固定して取り付けられている。そして、内周縁部１５３ｂがロータ軸１４３の外周面に対して密封状態で当接しており、この状態で、ロータ軸１４３は、ダイアフラム１５３の内周縁１５３ｂに対して固定して取り付けられている。これによって、移送流体がロータ公転駆動機構１３２側に進入したり、ロータ公転駆動機構１３２内の潤滑剤等が移送流体中に混入しないようにすることができる。

次に、図１３を参照して被冷却シール部１２８を説明する。この被冷却シール部１２８は、移送流体がステータ自転駆動機構１３３側に進入しないようにすると共に、ステータ自転駆動機構１３３内の潤滑剤等が移送流体中に混入しないようにするためのものであって、ケーシング１３６の内周面と、ステータ２４の例えば端面との間に形成されている隙間を封止することができる。

この被冷却シール部１２８は、図１３に示すように、固定側シール部１５４と、回転側シール部１５５とを備えており、これらは、例えば超硬合金、セラミックス等で形成されている。固定側シール部１５４は、その基端側縁部がケーシング１３６の内周面に対して密封状態で固定して取り付けられている。そして、回転側シール部１５５は、その基端側縁部がステータ２４端部に対して密封状態で固定して取り付けられている。更に、固定側シール部１５４の先端側縁部１５４ａが、回転側シール部１５５の先端側縁部１５５ａと密封状態で当接しており、この状態で、回転側シール部１５５は、ステータ２４に伴って回動自在である。これによって、移送流体がステータ自転駆動機構１３３側、つまり軸受１５０側に進入しないようにすることができるし、ステータ自転駆動機構１３３内の潤滑剤等が移送流体中に混入することを防止できる。

ただし、この被冷却シール部１２８は、固定側シール部１５４の先端側縁部が、回転側シール部１５５の先端側縁部と密封状態で当接しているので、回転側シール部１５５が回転すると、両者間に摩擦熱が発生するが、この摩擦熱は、冷却ポート１２９を介して供給される冷却媒体（例えば気体や液体）によって冷却することができる。この冷却ポート１２９は、ケーシング１３６において、被冷却シール部１２８に対してステータ自転駆動機構１３３側に設けてある。

よって、被冷却シール部１２８及び軸受１５０が加熱されることを防止することができ、これによって、それぞれの寿命を延すことができ、被冷却シール部１２８及び軸受１５０の保守、点検の手間を軽減できる。また、被冷却シール部１２８が摩擦熱によって温度上昇することを抑えることができるので、移送流体中に細粒体が含まれることがあっても、この細粒体が摩擦熱によって、固定側シール部１５４の先端側縁部と、回転側シール部１５５の先端側縁部との接触部分に固着することを防止することができる。

次に、本発明に係るロータ駆動機構を備えるポンプ装置の第７実施形態を、図１４等を参照して説明する。この図１４に示す第７実施形態のポンプ装置１５７と、図１３に示す第６実施形態のポンプ装置１２５とが相違するところは、図１３に示す第６実施形態では、第５駆動機構１２６を備えているのに対して、図１４に示す第７実施形態では、第６駆動機構１５８を備えているところである。

つまり、図１３に示す第６実施形態の第５駆動機構１２６では、ロータ２３の基端部に設けた偏心軸１４１をロータ公転駆動機構１３２によって公転自在に片持ち支持して公転させているのに対して、図１４に示す第７実施形態の第６駆動機構１５８では、ロータ２３の基端部及び先端部のそれぞれに偏心軸１４１を設けて、それぞれの偏心軸１４１、１４１を別々にロータ公転駆動機構１３２、１３２によって公転自在に両端支持して公転させているところが相違している。

そして、図１３に示す第６実施形態では、ケーシング１３６に設けた第２開口部４７から移送流体を吸い込んで、この吸い込んだ移送流体がステータ２４の内孔２４ａ、並びにロータ２３及び偏心軸１４１の内側に形成した流路１５２を通って、偏心軸１４１の左端部に形成した第１開口部４６から吐出されるようになっているのに対して、図１４に示す第７実施形態では、ケーシング１３６に設けた第２開口部４７から移送流体を吸い込んで、この吸い込んだ移送流体がステータ２４の内孔２４ａを通って、ケーシング１３６に設けた第１開口部１５９から吐出されるようになっているところも相違している。なお、前記流路１５２は、閉じている。

また、このように図１４に示す第７実施形態では、ケーシング１３６に第１開口部１５９を設けたので、この第１開口部１５９と連通する空間１６０を通る移送流体が、ステータ自転駆動機構１３３内に進入等しないように被冷却シール部１２８を追加して設けてある。そして、この移送流体が、追加して設けたロータ公転駆動機構１３２内に進入等しないように第５の偏心軸の軸封構造１２７も追加して設けてある。また、第１開口部１５９の近傍には、冷却ポート１２９を追加して設けてある。この冷却ポート１２９は、ロータ２３の先端側に設けた被冷却シール部１２８を冷却するための冷却媒体を供給するためのものである。

ところで、図１４に示すように、これらロータ２３の先端側に追加して設けた被冷却シール部１２８、第５の偏心軸の軸封構造１２７、及び冷却ポート１２９は、図１３に示す第６実施形態の、ロータ２３の基端側に設けた被冷却シール部１２８、第５の偏心軸の軸封構造１２７、及び冷却ポート１２９と同等のものであり、それらを同一の図面符号で示し、それらの説明を省略する。これ以外は、図１３に示す第６実施形態のポンプ装置１２５と同等であり、同等部分を同一の図面符号で示し、それらの説明も省略する。

ただし、第１〜第７実施形態のポンプ装置３９、・・・は、図１〜図１４に示すロータ２３の外周面と、ステータ内孔２４ａの内周面とを非接触の状態で、又は所定の強さで互いに接触させた状態で、ロータ２３を自転させながら公転移動させたり、自転させない状態で公転移動させることができるが、ロータ２３の外周面と、ステータ内孔２４ａの内周面とを所定の強さで互いに接触させた状態で、ロータ２３を公転移動等させる場合は、ステータ内孔２４ａの互いに平行する一方の平行内面とロータ２３とが互いに所定の適切な強さで接触し、ステータ内孔２４ａの互いに平行する他方の平行内面とロータ２３とが互いに接触しないように、ロータ２３を自転させながら公転移動させたり、自転させない状態で公転移動させてもよい。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７実施形態のポンプ装置３９、・・・は、ロータ２３、又はロータ２３及びステータ２４を一定速度で回転させることによって、流体を低脈動で移送することができるので、例えばロータ２３、又はロータ２３及びステータ２４の回転速度を、周期的に変更することによって、移送流体を所望の周期及び強さで脈動させて移送することができる。

更に、第１〜第７実施形態のポンプ装置３９、・・・では、ステータ２４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２３を、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。

そして、第６及び第７実施形態のポンプ装置１２５、１５７では、図１３及び図１４に示すように、被冷却シール部１２８を冷却媒体によって冷却するようにしたが、これに代えて、図には示さないが、冷却電子素子、例えばペルチェ素子を使用して被冷却シール部１２８を冷却するようにしてもよい。この冷却電子素子は、例えば固定側シール部１５４に取り付ける構成とすることができる。そして、冷却電子素子が発生する熱は、冷却ポートから排熱することができる。

以上のように、本発明に係るロータ駆動機構、偏心軸の軸封構造及びポンプ装置は、流体を高流量精度、及び長寿命で移送したり、充填することができると共に、小型、軽量、低廉、及び省エネルギ化を図ることができる優れた効果を有し、このようなロータ駆動機構、偏心軸の軸封構造及びポンプ装置に適用するのに適している。

この発明に係るポンプ装置が備える一軸偏心ねじポンプの基本原理を説明するための図であり、（ａ）は、ロータの中心軸に対して垂直な切断面に表れる縦断面図、（ｂ）はロータの中心軸を通る切断面に表れる縦断面図である。 図１の一軸偏心ねじポンプの構造を示す模式図であり、ロータの中心軸のそれぞれの位置における垂直な切断面に表れる縦断面図である。 この発明に係るポンプ装置の第１実施形態を示す縦断面図である。 同第１実施形態に係るポンプ装置のＥ−Ｅ断面図である。 同第１実施形態に係るポンプ装置が備える第２の偏心軸の軸封構造を示す拡大縦断面図である。 この発明に係るポンプ装置の第２実施形態を示す縦断面図である。 この発明に係るポンプ装置の第３実施形態を示す縦断面図である。 同第３実施形態に係るポンプ装置のＦ−Ｆ断面図である。 この発明に係るポンプ装置の第４実施形態を示す縦断面図である。 同第４実施形態に係るポンプ装置が備える第１及び第２スライド機構を示す図であり、（ａ）は正面図、（ｂ）は第１及び第２軸部、並びに出力軸部の中心を示す図である。 同第４実施形態に係るポンプ装置が備える第１及び第２スライド機構の構成部品を示す図であり、（ａ）はスライド取付部材の縦断面図、（ｂ）はスライド取付部材の正面図、（ｃ）は出力軸部、並びにこれと結合する第１及び第２軸部の正面図、（ｄ）は軸保持部の正面図、（ｅ）は軸保持部の縦断面図である。 この発明に係るポンプ装置の第５実施形態を示す縦断面図である。 この発明に係るポンプ装置の第６実施形態を示す縦断面図である。 この発明に係るポンプ装置の第７実施形態を示す縦断面図である。 従来のポンプ装置を示す縦断面図である。

符号の説明

１９ 長軸
２１ 一軸偏心ねじポンプ
２３ ロータ
２４ ステータ
２４ａ、１０７ａ 内孔
２４ｂ 内面
２７、３２ 内歯車
２８、３３ 第１遊星歯車
２９ 第２遊星歯車
３０ 太陽歯車
３４、１０６ 偏心継手
３６ 第１スライド機構
３７ 第２スライド機構
３９、６４、６８、８１、１０１、１２５、１５７ ポンプ装置
４０ ロータ駆動部
４０ａ 駆動軸
４１ 第１ロータ駆動機構
４１ａ 第１の動力伝達機構
４２ 第１の偏心軸の軸封構造
４３ 第２の偏心軸の軸封構造
４４ ノズル
４５、１３６ ケーシング
４５ａ大径孔
４５ｂ スライド取付部材
４６、１５９ 第１開口部
４７ 第２開口部
４８、７５、１１４、１４３ ロータ軸
４９、１０５ 出力軸部（偏心軸）
５０、１３１ 入力軸部
５１、５３、５４、６２、７０、７２、７４ 軸受
８９、９０、９２、１３５、１４０、１４２、１５０ 軸受
５２、７１ キャリア
５２ａ 円環状端部（軸保持部）
５２ｂ 小径孔
５７ 第１シール部
５８ 第２シール部
５９ 環状連結部
６０ 第３シール部
６１、１５３ ダイアフラム
６５ 中間軸
６６ フレキシブルロッド
６９ 第２ロータ駆動機構
６９ａ 第２動力伝達機構
７３ 第１軸
７６、８４ 駆動側部
７６ａ、７７ａ、７７ｂ、７８ａ 係合溝
７７、８５、１４５ 中間部
７８、８６、１４６ 従動側部
７９ 鋼球
８２ 第３ロータ駆動機構
８３ 偏心継手
８７ 第１軸部
８８ 第２軸部
９１ 第１直線方向
９３ 第２直線方向
９４ 第１軸保持部
９５ 第１摺動部
９６ 第１案内部
９７ 第２軸保持部
９８ 第２摺動部
９９ 第２案内部
１０２ 第４ロータ駆動機構
１０３ 第３の偏心軸の軸封構造
１０４ 第４の偏心軸の軸封構造
１０７ 雌ねじ型軸受部
１０８ 第１ケーシング
１０９ 第１軸受構造
１１０ 第２軸受構造
１１１ 第２ケーシング
１１２ 第３ケーシング
１１３ 第２空間部
１１５ 環状シール座部
１１６ 第４シール部
１１７ 第５シール部
１１８ 環状シール取付部
１１９ 第１空間部
１２０、１２１ 圧力バイパスポート
１２２、１２３ 開口部
１２６第５駆動機構
１２７ 第５の偏心軸の軸封構造
１２８ 被冷却シール部
１２９ 冷却ポート
１３０ 駆動部
１３０ａ 駆動軸
１３２ ロータ公転駆動機構
１３３ ステータ自転駆動機構
１３４ 係合機構
１３７ 第１外歯車
１３８ 第２外歯車
１３９ 軸保持部
１４１ 偏心軸
１４４ 固定側部
１４７ 挿通孔
１４８ 第３外歯車
１４９ 第４外歯車
１５１、１６０ 空間
１５２ 流路
１５３ａ ダイアフラムの外周縁部
１５３ｂ ダイアフラムの内周縁部
１５４ 固定側シール部
１５４ａ ダイアフラムの先端側縁部
１５５ 回転側シール部
１５５ａ ダイアフラムの先端側縁部
１５８ 第６駆動機構
Ｏ ロータの公転移動の中心
Ａ ロータの中心軸
Ｂ ロータの断面中心
Ｄ１〜Ｄ４ 断面位置

Claims (19)

1. 中心軸が一定位置で回転駆動される入力軸部の回転を、一軸偏心ねじポンプの雄ねじ型ロータと連結される出力軸部に伝達するためのロータ駆動機構において、
   前記入力軸部に対して偏心した位置で前記出力軸部が軸受を介して回動自在に設けられ、
   前記入力軸部の回転が、内歯車を有する動力伝達機構を介して前記出力軸部に伝達されて、前記出力軸部が偏心回動運動を行い、
   前記入力軸部及び前記出力軸部を、前記内歯車のピッチ円よりも内側に配置したことを特徴とするロータ駆動機構。
2. 中心軸が一定位置で回転駆動される入力軸部の回転を、一軸偏心ねじポンプの雄ねじ型ロータと連結される出力軸部に伝達するためのロータ駆動機構において、
   前記入力軸部に対して偏心した位置で前記出力軸部が軸受を介して回動自在に設けられ、
   前記入力軸部の回転が、内歯車及び偏心継手を有する動力伝達機構を介して前記出力軸部に伝達されて、前記出力軸部が偏心回動運動を行うことを特徴とするロータ駆動機構。
3. 中心軸が一定位置で回転駆動される入力軸部の回転を、一軸偏心ねじポンプの雄ねじ型ロータと連結される出力軸部に伝達するためのロータ駆動機構において、
   前記入力軸部は、偏心継手、第１軸部、及び第２軸部を介して前記出力軸部と連結し、
   前記第１軸部、第２軸部、及び出力軸部は、それぞれが互いに所定の偏心量で偏心してこの順番で結合し、
   前記第１軸部は、第１スライド機構によって回動自在に保持されると共に、当該軸心と略直交する第１直線方向に移動自在であり、
   前記第２軸部は、第２スライド機構によって回動自在に保持されると共に、当該軸心と略直交する第２直線方向に移動自在であり、
   前記第１直線方向と前記第２直線方向は、前記第１軸部及び前記第２軸部の互いの偏心量に応じた所定の立体交差角度で配置されていることを特徴とするロータ駆動機構。
4. 前記第１スライド機構は、前記第１軸部を回動自在に保持する第１軸保持部と、この第１軸保持部と結合する第１摺動部と、この第１摺動部を前記第１直線方向に案内する第１案内部とを備え、
   前記第２スライド機構は、前記第２軸部を回動自在に保持する第２軸保持部と、この第２軸保持部と結合する第２摺動部と、この第２摺動部を前記第２直線方向に案内する第２案内部とを備えることを特徴とする請求項３記載のロータ駆動機構。
5. 中心軸が一定位置で回転駆動される入力軸部の回転を、一軸偏心ねじポンプの雄ねじ型ロータと連結する出力軸部に伝達するためのロータ駆動機構において、
   前記入力軸部は、偏心継手及び第１軸受構造を介して前記出力軸部と連結し、
   前記第１軸受構造は、前記雄ねじ型ロータと略同一の形状及び大きさの前記出力軸部と、前記雄ねじ型ロータが回動自在に装着されるステータの雌ねじ型内孔と略同一の形状及び大きさの雌ねじ型軸受部とを備え、
   前記出力軸部と前記雌ねじ型軸受部との嵌合は、前記雄ねじ型ロータと前記ステータの雌ねじ型内孔との嵌合よりも隙間が狭く、又は締りが強くなるように形成されていることを特徴とするロータ駆動機構。
6. 前記雄ねじ型ロータの前記第１軸受構造が設けられていない側の端部側に、前記第１軸受構造と同等の構成の第２軸受構造を設けたことを特徴とする請求項５記載のロータ駆動機構。
7. 偏心回動運動する偏心軸と、この偏心軸が偏心回動運動自在に挿通する大径孔を有するケーシングとの間を封止する偏心軸の軸封構造において、
   前記偏心軸の外周部と前記大径孔の内周部との間を少なくともダイアフラムによって封止したことを特徴とする偏心軸の軸封構造。
8. 前記偏心軸が回動自在に挿通する小径孔を有する環状連結部を更に備え、前記偏心軸の外周部と前記環状連結部の内周部との間が第３シール部によって封止され、前記環状連結部の外周部と前記大径孔の内周部との間が前記ダイアフラムによって封止されていることを特徴とする請求項７記載の偏心軸の軸封構造。
9. 請求項１乃至６のいずれかに記載のロータ駆動機構と、前記一軸偏心ねじポンプとを備えるポンプ装置において、
   前記出力軸部は、前記雄ねじ型ロータと連結し、
   前記雄ねじ型ロータは、ステータの内孔に回動自在に装着され、
   前記ロータ駆動機構は、前記雄ねじ型ロータを、前記ステータの内孔の内面に対して非接触の状態で回転させることを特徴とするポンプ装置。
10. 前記出力軸部は、フレキシブルロッドを介して前記雄ねじ型ロータと連結し、
    前記フレキシブルロッドは、前記雄ねじ型ロータと前記ステータの内孔の内面との接触圧によって、当該ポンプ装置によって移送される移送流体の品質を損なわないように変形可能に形成されていることを特徴とする請求項９記載のポンプ装置。
11. 前記移送流体は、細粒体を含む液体であり、
    前記フレキシブルロッド及び前記雄ねじ型ロータは、合成樹脂製であり、
    前記フレキシブルロッドは、前記細粒体を破損させないように変形可能に形成されていることを特徴とする請求項１０記載のポンプ装置。
12. 請求項１乃至６のいずれかに記載のロータ駆動機構と、請求項７又は８に記載の偏心軸の軸封構造とを備えるポンプ装置において、
    前記出力軸部は、前記偏心軸であって、前記一軸偏心ねじポンプの前記雄ねじ型ロータと連結し、
    前記雄ねじ型ロータは、ステータの内孔に回動自在に装着されていることを特徴とするポンプ装置。
13. 回転駆動部が出力軸部を介して一軸偏心ねじポンプの雄ねじ型ロータを回転させて移送流体を吐出させるポンプ装置において、
    前記出力軸部は、フレキシブルロッドを介して前記雄ねじ型ロータと連結し、
    前記雄ねじ型ロータは、ステータの内孔の内面と隙間を隔てて回動自在となるように設けられ、
    前記フレキシブルロッドは、前記雄ねじ型ロータと前記ステータの内孔の内面との接触圧によって、当該ポンプ装置によって移送される移送流体の品質を損なわないように変形可能に形成されていることを特徴とするポンプ装置。
14. 前記移送流体は、細粒体を含む液体であり、
    前記フレキシブルロッド及び前記雄ねじ型ロータは、合成樹脂製であり、
    前記フレキシブルロッドは、前記細粒体を損傷させないように変形可能に形成されていることを特徴とする請求項１３記載のポンプ装置。
15. 雄ねじ型ロータがステータの雌ねじ型内孔に嵌挿し、前記ステータが自転自在に支持され、前記ロータは、前記ステータの内孔に対して公転自在に支持されている一軸偏心ねじポンプを備えるポンプ装置において、
    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、
    前記ロータは、自転しない状態で、前記ステータの内孔に対して公転移動するように回転駆動されることを特徴とするポンプ装置。
16. 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１５記載のポンプ装置。
17. 前記ロータは、その一方の端部、又は両方の各端部に設けられている偏心軸を介して公転自在に支持され、前記偏心軸が、駆動部によって駆動されて公転移動することを特徴とする請求項１５又は１６記載のポンプ装置。
18. 前記ステータは、軸受を介して回動自在にケーシング内に設けられ、
    前記軸受が、当該ポンプ装置によって移送される移送流体と接触しないように、回転側の前記ステータと、固定側の前記ケーシングとの隙間を被冷却シール部によって封止し、
    前記被冷却シール部を、前記ケーシングに設けた冷却ポートを介して供給される冷却媒体によって冷却する構成、又は冷却電子素子から伝導される冷熱によって冷却する構成としたことを特徴とする請求項１５乃至１７のいずれかに記載のポンプ装置。
19. 前記ロータ及び前記ステータを、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１５乃至１８のいずれかに記載のポンプ装置。

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