JP2009203958A - 一軸偏心ねじポンプ - Google Patents

Abstract

【課題】 流体を高流量精度、低脈動、及び長寿命で移送したり、充填することができる一軸偏心ねじポンプを提供すること。
【解決手段】 雄ねじ型ロータ１２が雌ねじ型ステータ１３の内孔１３ａに嵌挿し、ロータ１２が回転駆動されてこのロータ１２に伴ってステータ１３が回転して、流体を第１開口部２１から吐出することができる一軸偏心ねじポンプ１１において、ロータ１２に設けられロータ側磁極を生成する第１〜第４ロータ側磁極部３９と、ステータ１３の第１〜第４案内孔４２（内孔１３ａ）を形成する各対の各平行内壁部４２ａに設けられステータ側磁極を生成する第１〜第４ステータ側磁極部４０とを有する第１〜第４反発力生成部３５〜３８を備え、ロータ側磁極及びステータ側磁極の極性が互いに同一であるとした構成。
【選択図】 図１

Description

本発明は、例えば気体、液体、粉体などの各種流体を移送することができ、ロータ及びステータを非接触の状態で、いずれか一方又は両方を回転させることができる一軸偏心ねじポンプに関する。

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

この図９に示す一軸偏心ねじポンプ１によれば、図示しない電気モータによって駆動磁石８を所定方向に回転させると、この駆動磁石８に伴って従動磁石７及びステータ３が同方向に回転する。そして、ステータ３が所定方向に回転すると、このステータ３の内孔３ａを形成する内面が、ロータ２の外面をその回転方向に押圧することとなり、これによってロータ２も同方向に回転する。このとき、ステータ３内に形成されている空間１０が吸込み口６ａ側から吐出口６ｂ側に移動するので、例えば液体を吸込み口６ａから吸い込んで、この吸い込んだ液体を吐出口６ｂから吐出することができる。
特開昭６３−３０２１８９号公報

しかし、図９に示す従来の一軸偏心ねじポンプ１では、電気モータによってステータ３を所定方向に回転させると、このステータ３の内孔３ａを形成する内面が、ロータ２の外面をその回転方向に押圧して、ロータ２を同方向に回転させる構成となっているので、ステータ３の内孔３ａを形成する内面と、ロータ２の外面とが互いに必ず接触することとなり、その結果、この接触部分が磨耗するという問題が生じる。

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

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

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

本発明は、上記のような課題を解決するためになされたものであり、流体を高流量精度、低脈動、及び長寿命で移送したり、充填することができる一軸偏心ねじポンプを提供することを目的としている。

本発明に係る一軸偏心ねじポンプは、雄ねじ型ロータが雌ねじ型ステータの内孔に嵌挿し、前記ロータ及び前記ステータのいずれか一方又は両方が回転して、流体を吐出口から吐出することができる一軸偏心ねじポンプにおいて、前記ロータに設けられロータ側磁極を生成するロータ側磁極部と、前記ステータの内孔を形成する内壁部に設けられステータ側磁極を生成するステータ側磁極部とを有する反発力生成部を備え、前記ロータ側磁極及び前記ステータ側磁極は、極性が互いに同一であることを特徴とするものである。

この発明に係る一軸偏心ねじポンプによると、ロータ及びステータのいずれか一方又は両方が回転することによって、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。これによって、流体をその方向に移送することができる。そして、ロータに設けられているロータ側磁極部と、ステータの内孔を形成する内壁部に設けられているステータ側磁極部との間で反発力が発生することによって、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いずれか一方又は両方を回転させることができる。その結果、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。

この発明に係る一軸偏心ねじポンプにおいて、前記ステータの内孔の中心軸に垂直な断面形状が略長円形であって、前記内孔を形成する互いに向かい合うそれぞれの平行内壁部に前記ステータ側磁極部を設けたものとすることができる。

このようにすると、ロータ及びステータのいずれか一方又は両方を回転させるとき、断面形状が略長円形のステータ内孔の長軸方向に、ロータが相対的に往復移動するが、このとき、ロータ側磁極部と、ステータ側磁極部との間で発生する反発力によって、ステータの内孔を形成する平行内壁部と、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させることができる。つまり、ロータ及びステータが非接触の状態で、ロータ及びステータのいずれか一方又は両方を回転させることができる。

また、ステータの内孔の互いに向かい合うそれぞれの平行内壁部にステータ側磁極部を設けているが、この内孔の断面における長軸方向の各端部の半円状内壁部には、ステータ側磁極部を設けていないので、ロータが内孔のその長軸方向に相対的に往復移動するときに、ロータ側磁極部とステータ側磁極部との間で発生する反発力が、そのロータの移動の妨げとならないようにすることができる。

この発明に係る一軸偏心ねじポンプにおいて、前記反発力生成部は、前記ステータの内孔の前記中心軸方向に互いに間隔を隔てて２組設けられ、その一方の第１反発力生成部が有する第１ステータ側磁極部と、他方の第２反発力生成部が有する第２ステータ側磁極部とが互いに略直交し、前記第１及び第２ステータ側磁極部に対応させて、第１ロータ側磁極部及び第２ロータ側磁極部を前記ロータに設けたものとすることができる。

このように、第１及び第２ステータ側磁極部を、互いに略直交するように設けることによって、ロータのステータに対するいずれの相対的な回転位置においても、ステータの内孔の内面と、ロータの外面との間に形成される隙間が、予め定めた寸法となるように、又はその内孔の内面と、ロータの外面とが互いに予め定めた接触圧で接触するように、ロータを安定して支持した状態でステータに対して相対的に回転させることができる。

この発明に係る一軸偏心ねじポンプにおいて、前記第１及び第２反発力生成部が、前記ステータの内孔の前記中心軸方向に互いに間隔を隔てて２組設けられているものとすることができる。

このようにすると、ロータの両方の各端部において、ロータの中心軸に垂直な方向の位置決めを正確に行うことができる。

この発明に係る一軸偏心ねじポンプにおいて、前記ステータ側磁極部が永久磁石又は磁性体とすることができる。

このように、ステータ側磁極部を永久磁石とすることによって、ステータ側磁極を生成するための電磁石及びその電気配線を不要とすることができる。そして、ステータ側磁極部を磁性体とすると、ステータ側磁極を生成するための永久磁石や電磁石及びその電気配線等を、ステータ側磁極部を設ける必要のある位置以外の位置に設けることができる。よって、永久磁石や電磁石等を設ける位置の選択の幅を広げることができる。

この発明に係る一軸偏心ねじポンプにおいて、前記ロータは、その中心軸に垂直な断面形状が略円形であって、前記内孔の互いに向かい合う平行内壁部の間隔よりも小さい直径であり、前記ロータの外周壁部に前記ロータ側磁極部を設けたものとすることができる。

このように、ロータの断面形状を略円形とすることによって、ロータを比較的簡単に精度良く製作することができる。そして、ロータの直径を、内孔の互いに向かい合う平行内壁部の間隔よりも小さくしたことによって、ロータの外面とステータ内孔の内面とが互いに非接触の状態で、ロータ及びステータのいずれか一方又は両方を回転させることができる。そして、ロータの外周壁部にロータ側磁極部を設けたことによって、ロータのステータに対するいずれの相対的な回転位置においても、ロータ側磁極部及びステータ側磁極部による比較的強い略一定の反発力を生成することができる。

この発明に係る一軸偏心ねじポンプにおいて、前記ロータ及び前記ステータのそれぞれが回動自在に支持され、前記ロータ及び前記ステータのうちのいずれか一方が回転駆動され、他方がその一方の回転によって回転駆動されるものとすることができる。

このようにすると、例えばロータ（又はステータ）を所定方向に回転させると、ロータ側磁極部とステータ側磁極部とによる互いの反発力によって、ステータ（又はロータ）を同方向に回転させることができる。つまり、この反発力は、ロータの外面がこれと対向するステータの内孔を形成する内面（又はステータの内孔を形成する内面がこれと対向するロータの外面）をその回転方向に押圧する力として作用する。これによって、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両方を回転させることができる。そして、ロータ及びステータの両方を回転させる場合に、その回転の駆動部が１台で済み経済的である。また、回転駆動部を含む一軸偏心ねじポンプの嵩を小さくすることができる。

この発明に係る一軸偏心ねじポンプにおいて、前記ロータ及び前記ステータのうちのいずれか一方又は両方が、磁気浮上式軸受で回動自在に支持されているものとすることができる。

そして、この発明に係る一軸偏心ねじポンプにおいて、前記ロータ及び前記ステータのうちいずれか一方又は両方が、磁気非接触式スラスト軸受で回動自在に支持されていることを特徴とするものとすることができる。

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

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

このように、ラジアル荷重及びスラスト荷重の両方を受けることができる磁気非接触式軸受で、ロータ及びステータのうちいずれか一方又は両方を回動自在に非接触で支持すると、ラジアル荷重及びスラスト荷重をそれぞれ別々に非接触で受けることができる軸受を使用する場合と比較して、構造を簡単にすることができるし、この一軸偏心ねじポンプの嵩を比較的小さくすることができる。

この発明に係る一軸偏心ねじポンプにおいて、前記ステータが外側磁極部と内側磁極部とを備える磁気浮上式軸受で回動自在に支持され、前記外側磁極部は、前記ステータを覆うケーシングに設けられ、前記内側磁極部は、前記ステータの外周壁部のうち、前記内孔の前記断面における長軸方向の端部のそれぞれの外側に形成されている外壁部分を除く範囲に設けられているものとすることができる。

このようにすると、磁気浮上式軸受によって、ステータをラジアル方向（スラスト方向にも非接触状態となっていてもよい）に浮上させた状態で回転させることができる。また、磁気浮上式軸受が備える内側磁極部は、ステータの外周壁部のうち、内孔の断面における長軸方向の端部のそれぞれの外側の外壁部分を除く範囲に設けられているが、その外壁部分には設けられていないので、内孔の断面における長軸方向に、ロータが相対的に往復移動するときに、ロータ側磁極部と内側磁極部との間で発生する反発力が、そのロータの移動の妨げとならないようにすることができる。よって、ロータをステータに対して比較的低負荷で滑らかに相対的に回転させることができる。

本発明に係る一軸偏心ねじポンプによると、ロータにロータ側磁極部を設け、ステータの内孔を形成する内壁部にステータ側磁極部を設けた構成としたので、互いに相対的に回転するロータ及びステータが互いに接触して磨耗することを防止又は抑制することができるし、磨耗粉の発生を防止又は抑制できる。

そして、ロータ側磁極部及びステータ側磁極部として永久磁石を使用した場合は、停電時においてもロータ及びステータの回転の位置関係を予め定めた位相差に保持することができ、通電時におけるロータ及びステータの回転の位置関係の設定のやり直しを不要とすることができる。

また、ロータ及びステータの磨耗を防止できるので、ロータ及びステータが回転するときに、ロータの外周面と、ステータ内孔の内周面との接近部分（接近線）、又は接触部分（シール線）で形成されている空間の容積が変化しないようにすることができ、よって、高流量精度を得ることができる。そして、ロータ及びステータが互いに相対的に回転するときに、接近線又はシール線の形状が変化しないので、脈動を小さくすることができる。従って、流体を高流量精度、低脈動、しかも長寿命で移送したり充填することができる。

以下、本発明に係る一軸偏心ねじポンプの第１実施形態を、図１（ａ）、（ｂ）、（ｃ）を参照して説明する。同図に示す一軸偏心ねじポンプ１１は、ロータ１２を所定方向に回転させることによって、このロータ１２の回転で駆動されてステータ１３が同方向に回転するものであり、この際に、ロータ１２の外周面と、ステータ１３に形成されている内孔１３ａの内周面とを、非接触の状態で両者を回転させることができる第１反発力生成部３５、及び第２反発力生成部３６を備えている。

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

ステータ１３は、図１（ａ）に示すように、ステータ本体１６と、その後端部１７と、先端部１８とによって形成されている。このステータ１３は、例えば２条の雌ねじ形状の内孔１３ａを有する略短円筒形に形成され、この内孔１３ａの縦断面形状が長円であって、例えばテフロン（登録商標）、ポリアセタール等のプラスチックで形成されている。そして、ステータ１３は、ポンプケーシング１９内に密封して装着され、ステータ１３の外周面とポンプケーシング１９の周壁部１９ａの内周面との間には、隙間２０が形成されている。

ポンプケーシング１９は、図１（ａ）に示す右先端部に第１開口部２１が形成され、左後端部に第２開口部２２が形成されている。第１及び第２開口部２１、２２は、一方を吐出口として使用するときは、他方を吸込み口として使用することができるものである。この第１開口部２１は、ステータ１３の先端部に設けられている先端部材１８に形成されている流路１８ａを介して、ステータ１３に形成されている内孔１３ａの先端側開口部と連通している。そして、第２開口部２２は、ステータ１３に形成されている内孔１３ａの後端側開口部と連通している。

また、ステータ１３は、図１（ａ）に示すように、第１磁気非接触式軸受２３、第２磁気非接触式軸受２４、及び第１ピボット部２５によって回動自在にポンプケーシング１９の内側に設けられている。

この第１及び第２磁気非接触式軸受２３、２４は、図１（ａ）に示すように、磁石の反発力を利用して、ステータ１３のラジアル方向の荷重を受けることができるようにして、ステータ１３をポンプケーシング１９の周壁部１９ａと非接触の状態で所定位置で回動自在に支持することができ、更に、磁石の反発力を利用して、ステータ１３をポンプケーシング１９の前壁部１９ｂに向かう方向に付勢するものである。

第１及び第２磁気非接触式軸受２３、２４は、それぞれ同等のものであって、ステータ１３の内孔１３ａの中心軸２６方向に互いに間隔を隔てて設けられ、第１及び第２磁気非接触式軸受２３、２４のそれぞれは、永久磁石である外輪磁石部（外側磁極部）２７と、永久磁石である内側磁石部（内側磁極部）２８とを備えている。

また、それぞれの外輪磁石部２７は、図１（ｂ）、（ｃ）に示すように、円環状に形成され、固定側としてのポンプケーシング１９の周壁部１９ａに密封して設けられている。そして、それぞれの内側磁石部２８は、円弧状に形成され、回転側としてのステータ１３に密封して設けられている。そして、外輪磁石部２７及び内側磁石部２８は、半径方向において互いに隙間を隔てて対向する磁極が同極（ＮとＮ、又はＳとＳ）となるように規定されている。

この第１及び第２磁気非接触式軸受２３、２４が、ステータ１３のラジアル荷重及びスラスト荷重の両方を受けることができるのは、図１（ａ）に示すように、各外輪磁石部２７の中心が、それぞれと対応する各内側磁石部２８の中心に対して中心軸２６方向にずれているからである。この第１及び第２磁気非接触式軸受２３、２４は、ステータ１３を図１（ａ）において右方向（ポンプケーシング１９の後壁部１９ｃから前壁部１９ｂに向かう方向）に付勢する反発力を発生しており、この右スラスト方向の力は、第１ピボット部２５で受けられている。これによって、ステータ１３が左右いずれのスラスト方向にも移動しないようにすると共に、ラジアル方向に移動しないように（ステータ１３の外周面がポンプケーシング１９の周壁部１９ａの内周面に接触しないように）、ステータ１３の先端部を、ポンプケーシング１９の前壁部１９ｂの内面の所定位置に回動自在に支持することができる。

また、図１（ａ）に示すように、第１磁気非接触式軸受２３、及び第２磁気非接触式軸受２４の２組の軸受が設けられているのは、図１（ｂ）、（ｃ）に示すように、第１及び第２磁気非接触式軸受２３、２４の有するそれぞれの内側磁石部２８の形状が円弧状であり、これらの円弧状の内側磁石部２８が、互いに直交する向きに設けられているからである。従って、このように第１及び第２磁気非接触式軸受２３、２４を構成することによって、ステータ１３がいずれの回転位置にあるときでも、ステータ１３をラジアル方向及びスラスト方向に略一定の安定した一定の力で保持することができる。

第１ピボット部２５は、図１（ａ）に示すように、ステータ１３の先端部をポンプケーシング１９の前壁部１９ｂの内面の、所定位置に回動自在に支持するためのものであり、第１回転軸２５ａと、第１軸受部２５ｂとを備えている。第１回転軸２５ａは、ステータ１３の先端部に設けられ、先端部が略円錐形の突起状に形成されている。第１軸受部２５ｂは、ポンプケーシング１９の前壁部１９ｂの内面に設けられ、第１回転軸２５ａを回動自在に保持するように、略円錐形の凹部として形成されている。

また、ステータ１３は、上記のように第１及び第２磁気非接触式軸受２３、２４、並びに第１ピボット部２５によって回動自在に保持されて、その内孔１３ａの中心軸２６、及びステータ１３の回動の中心軸が互いに一致するように構成されている。

更に、後述するように、ロータ１２の中心軸３４及びロータ１２の回動の中心軸が互いに一致するようにロータ１２等が構成されている。

これによって、ロータ１２及びステータ１３の重心をそれぞれの回動の中心軸２６、３０上に位置させることができるので、ロータ１２及びステータ１３の回転時における振動を小さくすることができる。そして、ロータ１２及びステータ１３の内孔１３ａの振れ回りがないので、このロータ１２及びステータ１３の嵩を小さくすることができる。

ロータ１２は、図１（ａ）、（ｂ）、（ｃ）に示すように、例えば１条の雄ねじ形状に形成され、縦断面形状が略真円であり、螺旋形状のピッチは、ステータ１３のピッチの１／２に設定されている。そして、ロータ１２は、例えばステンレス等の金属製であり、ステータ１３の内孔１３ａに嵌挿されている。また、ロータ１２の後端部には、連結軸２９が結合しており、この連結軸２９に駆動軸３０が連結している。ただし、図１（ａ）に示すロータ１２の直径Ｄ１は、ステータ１３の略長円形の内孔１３ａの横幅寸法（短径寸法）Ｄ２よりも少し小さく形成してある。

駆動軸３０には、図１（ａ）に示すように、その後端部の中心に第２ピボット部３１が設けられ、その外周部に第１磁気スラスト軸受３２が設けられている。更に、この第１磁気スラスト軸受３２の外周部にロータ駆動部３３が設けられている。

第２ピボット部３１は、図１（ａ）に示すように、第１ピボット部２５と同等のものであり、ロータ１２の後端部と連結する駆動軸３０を、ポンプケーシング１９の後壁部１９ｃの内面の所定位置に回動自在に支持するためのものであり、第２回転軸３１ａ及び第２軸受部３１ｂを備えている。第２回転軸３１ａは、駆動軸３０の後端部に設けられ、第２軸受部３１ｂは、ポンプケーシング１９の後壁部１９ｃの内面に設けられている。

第１磁気スラスト軸受３２は、図１（ａ）に示すように、磁石の吸引力を利用して、ステータ１３をポンプケーシング１９の後壁部１９ｃに向かう左スラスト方向に付勢するものである。この左スラスト方向の力は、第２ピボット部３１で受けられているので、ロータ１２が左右いずれのスラスト方向に移動しないようにすると共に、ラジアル方向に移動しないようにすることができ、これによってロータ１２と連結する駆動軸３０を、ポンプケーシング１９の後壁部１９ｃの内面の所定位置に回動自在に支持することができる。この第１磁気スラスト軸受３２は、永久磁石である第１磁石部３２ａと、永久磁石である第２磁石部３２ｂとを備えている。

この第１磁石部３２ａは、円環状に形成され、固定側としてのポンプケーシング１９の後壁部１９ｃに密封して設けられている。そして、第２磁石部３２ｂは、円環状に形成され、回転側としての駆動軸３０の後端部に密封して設けられている。そして、第１磁石部３２ａ及び第２磁石部３２ｂは、スラスト方向において（中心軸３４方向）互いに隙間を隔てて対向する磁極が相違（ＮとＳ、又はＳとＮ）するように規定されている。

ロータ駆動部３３は、例えばステッピングモータ、サーボモータ等の電気モータであり、回転子３３ａと固定子３３ｂとを備えている。回転子３３ａは、図１（ａ）に示すように、駆動軸３０の外周部に設けられており、固定子３３ｂは、ポンプケーシング１９の周壁部１９ａに設けられている。このロータ駆動部３３によって、駆動軸３０と結合するロータ１２を回転駆動することができる。

ロータ１２は、その中心軸３４及びロータ１２の回動の中心軸が互いに一致するように設けられている。そして、ロータ１２及び駆動軸３０のそれぞれの中心軸３４は、互いに一致している。

次に、図１（ａ）、（ｂ）、（ｃ）に示すように、ロータ１２及びステータ１３に設けられている第１〜第４反発力生成部３５〜３８を説明する。これら第１〜第４反発力生成部３５〜３８は、磁石の反発力を利用して、ステータ１３の内孔１３ａを形成する内面と、ロータ１２の外面とが互いに接触しないように、ロータ１２及びステータ１３を回転させることができるものである。更に、第１及び第２反発力生成部３５、３６は、ロータ１２の後端部（図１（ａ）に示す左端部）を回動自在に支持することができるものであり、第３及び第４反発力生成部３７、３８は、ロータ１２の先端部（図１（ａ）に示す右端部）を回動自在に支持することができるものである。

ただし、図１（ａ）に示すように、このロータ１２及びステータ１３の右端部に設けられている第３及び第４反発力生成部３７、３８は、ロータ１２及びステータ１３の左端部に設けられている第１及び第２反発力生成部３５、３６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、第１及び第２反発力生成部３５、３６を説明して、第３及び第４反発力生成部３７、３８の説明を省略する。

第１反発力生成部３５は、図１（ａ）に示すロータ１２及びステータ１３の後端部に設けられているものであり、図１（ｂ）はその断面図を示している。この図１（ａ）、（ｂ）に示すように、第１反発力生成部３５は、第１ロータ側磁極部３９と、第１ステータ側磁極部４０とを備えている。

第１ロータ側磁極部３９は、図１（ｂ）に示すように、ロータ１２の後端部に形成されている第１磁極取付部４１に設けられている。この第１磁極取付部４１は、断面形状が略真円形であり、この外周壁部に短円筒形状の第１ロータ側磁極部３９が密封して設けられている。この第１磁極取付部４１は、その中心軸がロータ１２の回動の中心軸３４と所定の間隔を隔てて配置されるように形成されている。

第１ステータ側磁極部４０は、図１（ｂ）に示すように、ステータ１３の後端部に設けられており、この後端部には内孔１３ａと連通する第１案内孔４２が形成されている。この第１案内孔４２は、その中心軸に垂直な断面形状が略長円形である。この略長円形の第１案内孔４２を形成する互いに向かい合うそれぞれの平行内壁部４２ａに、この一対の平行内壁部４２ａと略同一長さの一対の第１ステータ側磁極部４０が密封して設けられている。この一対の各第１ステータ側磁極部４０は、平板状体である。

そして、図１（ｂ）に示すように、第１ロータ側磁極部３９は、一対の第１ステータ側磁極部４０、４０の間に配置され、第１ロータ側磁極部３９（第１磁極取付部４１）、及び一対の各第１ステータ側磁極部４０、４０（平行内壁部４２ａ、４２ａ）は、互いに隙間を隔てて対向する磁極が同極（ＮとＮ、又はＳとＳ）となるように規定されている。なお、第１磁極取付部４１の直径は、ロータ１２と同一である。そして、第１案内孔４２の平行内壁部４２ａ、４２ａの間隔は、内孔１３ａの平行内壁部の間隔と同一の寸法である。

次に、第２反発力生成部３６を説明する。第２反発力生成部３６は、第１反発力生成部３５と同等のものであり、図１（ａ）に示すように、ステータ１３の内孔１３ａの中心軸２６方向に、第１反発力生成部３５と間隔を隔ててロータ１２の中央側に近い位置に設けられている。そして、図１（ｂ）に示す第１反発力生成部３５のＡ−Ａ断面図、及び図１（ｃ）に示す第２反発力生成部３６のＢ−Ｂ断面図から分かるように、第２反発力生成部３６が有する一対の第２ステータ側磁極部４０は、第１反発力生成部３５が有する一対の第１ステータ側磁極部４０に対して略直交する方向に設けられている。そして、この第２ステータ側磁極部４０に対応させて、第２ロータ側磁極部３９がロータ１２の後端部に形成された第２磁極取付部４１に設けられている。そして、この第２磁極取付部４１は、その中心軸がロータ１２の回動の中心軸２６と所定の間隔を隔てて、第１磁極取付部４１と１８０°反対側の位置に配置されるように形成されている。

なお、図１（ｃ）に示すように、一対の第２ステータ側磁極部４０が、一対の第１ステータ側磁極部４０に対して直交する方向に設けられているということは、第１案内孔４２と対応する第２案内孔４２は、第１案内孔４２に対して直交する方向に設けられているということである。

ここで、図１（ｂ）、（ｃ）に示すように、第１及び第２磁気非接触式軸受２３、２４のそれぞれが備えている一対の円弧状の内側磁石部２８は、ステータ１３の外周壁部のうち、第１及び第２案内孔４２、４２の断面における長軸方向の端部（半円状壁部）のそれぞれの外側に形成されている外壁部分を除く範囲に設けられている。

次に、上記図１（ａ）、（ｂ）、（ｃ）に示すように構成された一軸偏心ねじポンプ１１の作用を説明する。まず、ロータ駆動部３３を駆動させてロータ１２を所定の中心軸３４の回りに回転させると、ステータ１３がロータ１２の回転に伴って中心軸２６の回りに同方向に回転する。このときのロータ１２及びステータ１３の回転速度比は、２対１である。

また、ロータ１２の中心軸３４方向の各部分は、その中心軸３４と直交する半径方向であって、ステータ１３に形成されている内孔１３ａの断面略長円の長軸方向に沿って往復移動する（図１（ｂ）、（ｃ）参照）。そして、図１（ａ）に示すように、ロータ１２の外面とステータ１３内孔１３ａの内面とによって空間４３、・・・が形成され、この空間４３、・・・がロータ１２の後端部側（第２開口部２２側）から先端部側（第１開口部２１側）に向かって移動することができ、このように空間４３、・・・が当該方向に移動することによって、流体を第２開口部２２から吸い込んで第１開口部２１から所定の圧力で吐出することができる。

また、ロータ駆動部３３を駆動して、ロータ１２を所定方向に回転させると、第１〜第４ロータ側磁極部３９、・・・と第１〜第４ステータ側磁極部４０、・・・とによる互いの反発力によって、ステータ１３をロータ１２と同方向に回転させることができる。つまり、この反発力は、ロータ１２の外面がこれと対向するステータ１３の内孔１３ａを形成する内面をその回転方向に押圧する力として作用する。これによって、ステータ１３の内孔１３ａを形成する内面と、ロータ１２の外面とが互いに接触しないように、ロータ１２及びステータ１３の両方を同方向に回転させることができる。そしてロータ１２及びステータ１３の両方を回転させる場合に、その回転の駆動部が１台のロータ駆動部３３で済み経済的である。また、回転駆動部を含む一軸偏心ねじポンプ１１の嵩を小さくすることができる。

更に、図１（ａ）、（ｂ）、（ｃ）に示すように、ロータ１２に第１〜第４ロータ側磁極部３９、・・・を設け、ステータ１３の内孔１３ａを形成する内壁部に第１〜第４ステータ側磁極部４０、・・・を設けた構成としたので、互いに相対的に回転するロータ１２及びステータ１３が互いに接触して磨耗することを防止することができるし、磨耗粉の発生を防止できる。

そして、第１〜第４ロータ側磁極部３９、・・・及び第１〜第４ステータ側磁極部４０、・・・として永久磁石を使用しているので、停電時においてもロータ１２及びステータ１３の回転の位置関係を予め定めた位相差に保持することができ、通電時におけるロータ１２及びステータ１３の回転の位置関係の設定のやり直しを不要とすることができる。

また、ロータ１２及びステータ１３の磨耗を防止できるので、ロータ１２及びステータ１３が回転するときに、ロータ１２の外周面と、ステータ１３の内孔１３ａの内周面との接近部分（接近線）で形成されている空間４３の容積が変化しないようにすることができ、よって、高流量精度を得ることができる。そして、ロータ１２及びステータ１３が互いに相対的に回転するときに、接近線の形状が変化しないので、脈動を小さくすることができる。従って、流体を高流量精度、低脈動、しかも長寿命で移送したり充填することができる。

更に、第１反発力生成部３５を具体的に説明すると、例えば図１（ｂ）に示すように、内孔１３ａの一部である第１案内孔４２を形成する互いに向かい合う一対の平行内壁部４２ａ、４２ａに一対の第１ステータ側磁極部４０、４０を設けた構成となっているので、ロータ１２及びステータ１３が回転するとき、断面形状が略長円形の第１案内孔４２（ステータ１３の内孔１３ａ）の長軸方向に、第１ロータ側磁極部３９（ロータ１２）が相対的に往復移動するが、このとき、第１ロータ側磁極部３９と、一対の第１ステータ側磁極部４０、４０との間で発生する反発力によって、一対の各平行内壁部４２ａ、４２ａと、第１ロータ側磁極部３９（第１磁極取付部４１）の外面とが互いに接触しないようにすることができる。つまり、ロータ１２及びステータ１３が非接触の状態で、ロータ１２及びステータ１３を同方向に回転させることができる。

また、図１（ｂ）に示すように、ステータ１３の第１及び第２案内孔４２の互いに向かい合うそれぞれの平行内壁部４２ａに一対のステータ側磁極部４０を設けているが、この案内孔４２の断面における長軸方向の各端部の半円状内壁部には、ステータ側磁極部４０を設けていないので、ロータ側磁極部３９（ロータ１２）が案内孔４２（内孔１３ａ）のその長軸方向に相対的に往復移動するときに、ロータ側磁極部３９と一対のステータ側磁極部４０との間で発生する反発力が、そのロータ１２の移動の妨げとならないようにすることができる。

更に、図１（ｂ）に示す第１反発力生成部３５のＡ−Ａ断面図、及び図１（ｃ）に示す第２反発力生成部３６のＢ−Ｂ断面図から分かるように、第２反発力生成部３６が有する一対の第２ステータ側磁極部４０、４０は、第１反発力生成部３５が有する一対の第１ステータ側磁極部４０、４０に対して略直交する方向に設けられている。これによって、ロータ１２のステータ１３に対するいずれの相対的な回転位置においても、ステータ１３の内孔１３ａの内面と、ロータ１２の外面との間に形成される隙間が、予め定めた寸法となるように、ロータ１２を安定して支持した状態で回転させることができる。

そして、図１（ａ）に示すように、ロータ１２の左側の後端部、及び右側の先端部のそれぞれに、第１及び第２反発力生成部３５、３６、並びに第３及び第４反発力生成部３７、３８を設けた構成とすることによって、ロータ１２の両方の各端部において、ロータ１２の中心軸３４に垂直な方向の位置決めを正確に行うことができる。

また、図１（ａ）、（ｂ）、（ｃ）に示すように、第１〜第４ステータ側磁極部４０、・・・を永久磁石とすることによって、ステータ側磁極を生成するための電磁石及びその電気配線を不要とすることができる。

更に、図１（ａ）等に示すように、ロータ１２の第１〜第４磁極取付部４１の断面形状を略円形とすることによって、この第１〜第４磁極取付部４１を含むロータ１２を比較的簡単に精度良く製作することができる。そして、第１〜第４磁極取付部４１の直径を、互いに向かい合う一対の平行内壁部４２ａ、４２ａの間隔よりも小さくしたことによって、磁極取付部４１（ロータ１２）の外面と、ステータ１３の案内孔４２（内孔１３ａ）の内面とが互いに非接触の状態で、ロータ１２及びステータ１３を回転させることができる。そして、ロータ１２の第１〜第４磁極取付部４１の外周壁部に第１〜第４ロータ側磁極部３９を設けたことによって、ロータ１２のステータ１３に対するいずれの相対的な回転位置においても、第１〜第４ロータ側磁極部３９及び第１〜第４ステータ側磁極部４０による比較的強い略一定の反発力を生成することができる。

そして、図１（ａ）、（ｂ）、（ｃ）に示すように、ステータ１３の後端部は、第１及び第２磁気非接触式軸受２３、２４によって、ポンプケーシング１９と接触しないように回動自在に支持されているので、その部分の両者の接触による磨耗粉が発生することがない。そして、ロータ１２は、第１〜第４反発力生成部３５〜３８によって、ステータ１３の内孔１３ａの内面と接触しないように回動自在に支持されているので、両者の接触による磨耗粉が発生することがない。また、騒音や振動が小さく、ロータ１２やステータ１３を滑らかに回転させることができる。そして、例えば軸封用のシール部材や接触式軸受を不要としたり削減できるし、それらのメンテナンスを不要としたり削減することができる。また、これらのことによって、一軸偏心ねじポンプ１１の耐久性能の向上を図ることができるし、分解及び組立作業、並びに洗浄作業の簡単化を図ることができる。

また、ステータ１３の後端部は、ラジアル荷重及びスラスト荷重の両方を受けることができる第１及び第２磁気非接触式軸受２３、２４によって支持されているので、ラジアル荷重及びスラスト荷重をそれぞれ別々に非接触で受けることができる軸受を使用する場合と比較して、構造を簡単にすることができるし、この一軸偏心ねじポンプ１１の嵩を比較的小さくすることができる。

更に、例えば図１（ｂ）に示すように、第１磁気非接触式軸受２３が備える円弧状の内側磁石部２８は、ステータ１３の外周壁部のうち、第１案内孔４２の断面における長軸方向の端部のそれぞれの外側の外壁部分を除く範囲に設けられているが、その外壁部分には設けられていないので、第１案内孔４２の断面における長軸方向に、ロータ１２が相対的に往復移動するときに、ロータ側磁極部３９と内側磁石部２８との間で発生する反発力が、そのロータ１２の移動の妨げとならないようにすることができる。よって、ロータ１２をステータ１３に対して比較的低負荷で滑らかに相対的に回転させることができる。

次に、本発明の第２実施形態に係る一軸偏心ねじポンプ４５を、図２の縦断面図を参照して説明する。この図２に示す第２実施形態と、図１に示す第１実施形態とが相違するところは、第１実施形態では、図１に示すように、ロータ駆動部３３によってロータ１２を回転駆動して、このロータ１２の回転で駆動されてステータ１３が同方向に回転する構成としたのに対して、第２実施形態では、図２に示すように、ロータ駆動部３３を削除してステータ駆動部４６を設け、このステータ駆動部４６によってステータ１３を回転駆動して、このステータ１３の回転で駆動されてロータ１２が同方向に回転する構成としたところである。

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

この図２に示す第２実施形態の一軸偏心ねじポンプ４５が備えているステータ駆動部４６は、ロータ駆動部３３と同等のものであって、例えばステッピングモータ、サーボモータ等の電気モータであり、回転子３３ａと固定子３３ｂとを備えている。回転子３３ａは、ステータ１３の外周部に設けられており、固定子３３ｂは、ポンプケーシング１９の周壁部１９ａに設けられている。

上記のように構成すると、ステータ１３を所定方向に回転させると、第１〜第４ロータ側磁極部３９、・・・と第１〜第４ステータ側磁極部４０、・・・とによる互いの反発力によって、ロータ１２及びステータ１３を互いに非接触状態で同方向に回転させることができる。

次に、本発明の第３実施形態に係る一軸偏心ねじポンプ４８を、図３の縦断面図を参照して説明する。この図３に示す第３実施形態の一軸偏心ねじポンプ４８は、そのステータ１３に対して、第１〜第４磁気浮上式軸受４９〜５２、及び第１及び第２磁気非接触式スラスト軸受５３、５４が設けられている。そして、ロータ１２には、第３及び第４磁気非接触式スラスト軸受５５、５６、並びに第１〜第４反発力生成部３５〜３８が設けられている。これによって、この第３実施形態に係る一軸偏心ねじポンプ４８のステータ１３及びロータ１２は、互いに非接触で回転できると共に、ポンプケーシング１９に対しても非接触で回転できるように構成されている。

ステータ１３に対して設けられている第１〜第４磁気浮上式軸受４９〜５２は、図３に示すように、磁石の反発力を利用して、ステータ１３のラジアル方向の荷重を受けることができるように、ステータ１３をポンプケーシング１９と非接触の状態で所定位置で回動自在に支持するものである。この第１〜第４磁気浮上式軸受４９〜５２は、それぞれ外輪磁石部（永久磁石）２７と内側磁石部（永久磁石）２８とを備えている。

この図３に示す第１磁気浮上式軸受４９と、図１に示す第１磁気非接触式軸受２３とが相違するところは、図１に示す第１磁気非接触式軸受２３では、外輪磁石部２７及び内側磁石部２８のそれぞれの中心線がずれており、ラジアル荷重及びスラスト荷重の両方を受けることができるのに対して、図３に示す第１磁気浮上式軸受４９では、外輪磁石部２７及び内側磁石部２８のそれぞれの中心線が一致しており、ラジアル荷重を受けることができるが、スラスト荷重を受けることができないところである。これ以外は、第１実施形態の第１磁気非接触式軸受２３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。

そして、図３（ｃ）に示す第２磁気浮上式軸受５０は、図３（ｂ）に示す第１磁気浮上式軸受４９を９０°回転移動させたものである。そして、図３（ａ）に示す第３及び第４磁気浮上式軸受５１、５２は、第１及び第２磁気浮上式軸受４９、５０と同等のものであるので、説明を省略する。

ステータ１３に対して設けられている第１及び第２磁気非接触式スラスト軸受５３、５４は、図３に示すように、磁石の反発力を利用して、ステータ１３の左右両方のスラスト方向の荷重を受けることができるように、ステータ１３をポンプケーシング１９に対して非接触の状態で回動自在に所定位置で支持するものである。従って、第１及び第２磁気非接触式スラスト軸受５３、５４のそれぞれの反発力は、左右のスラスト方向において互いに釣り合うように設定されている。この第１及び第２磁気非接触式スラスト軸受５３、５４は、それぞれ第１磁石部（永久磁石）５３ａと第２磁石部（永久磁石）とを備えている。

第１磁気非接触式スラスト軸受５３（又は第２磁気非接触式スラスト軸受５４）の第１磁石部５３ａは、円環状の磁石であり、図３に示すように、ポンプケーシング１９の第２開口部２２側（又は第１開口部２１側）の端部の内周部に密封して装着されている。そして、第２磁石部は、第１磁気浮上式軸受４９（又は第３磁気浮上式軸受５１）の内側磁石部２８で共用されている。そして、第１磁石部５３ａ及び内側磁石部２８（第２磁石部）は、スラスト方向において互いに対向する磁極が同極（ＮとＮ又はＳとＳ）となるように規定されている。

ロータ１２に対して設けられている第３及び第４磁気非接触式スラスト軸受５５、５６は、図３（ａ）に示すように、磁石の反発力を利用して、ロータ１２の左右両方のスラスト方向の荷重を受けることができるように、ロータ１２をポンプケーシング１９に対して非接触の状態で回動自在に所定位置で支持するものである。従って、第３及び第４磁気非接触式スラスト軸受５５、５６のそれぞれの反発力は、左右のスラスト方向において互いに釣り合うように設定されている。この第３及び第４磁気非接触式スラスト軸受５５、５６は、それぞれ第１磁石部（永久磁石）５５ａと第２磁石部（永久磁石）５５ｂとを備えている。

第３磁気非接触式スラスト軸受５５（又は第４磁気非接触式スラスト軸受５６）の第１磁石部５５ａは、図３に示すように、円板状の磁石であり、ポンプケーシング１９の後壁部１９ｃ（又は前壁部１９ｂ）に密封して装着されている。そして、第２磁石部５５ｂは、駆動軸３０の後端部の中心部（又はロータ１２の先端部に突設された先端軸５７の先端部中心）に密封して装着されている。

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

このようにすると、ロータ１２及びステータ１３の両方がラジアル方向に浮上する状態で、及びスラスト方向に非接触の状態で回転するので、接触式軸受を使用する場合のように、磨耗粉が発生することがない。また、騒音や振動が小さく、ロータ１２やステータ１３を滑らかに回転させることができる。そして、例えば軸封用のシール部材や接触式軸受を不要とすることができる。また、これによって、一軸偏心ねじポンプ４８の耐久性能の向上を図ることができるし、分解及び組立作業、並びに洗浄作業の簡単化を図ることができる。

次に、本発明の第４実施形態に係る一軸偏心ねじポンプ５９を、図４の縦断面図を参照して説明する。この図４に示す第４実施形態と、図３に示す第３実施形態とが相違するところは、第３実施形態では、図３に示すように、ロータ駆動部３３によってロータ１２を回転駆動して、このロータ１２の回転で駆動されてステータ１３が同方向に回転する構成としたのに対して、第４実施形態では、図４に示すように、ロータ駆動部３３を削除してステータ駆動部４６を設け、このステータ駆動部４６によってステータ１３を回転駆動して、このステータ１３の回転で駆動されてロータ１２が同方向に回転する構成としたところである。このステータ駆動部４６は、第２実施形態のものと同等のものである。

これ以外は、第３実施形態の一軸偏心ねじポンプ４８と同等の構成であり、同様に作用するので、同等部分を同一の図面符号で示し、それらの説明を省略する。

次に、本発明の第５実施形態に係る一軸偏心ねじポンプ６１を、図５の縦断面図を参照して説明する。この図５に示す第５実施形態と、図３に示す第３実施形態とが相違するところは、第３実施形態では、図３に示すように、ステータ１３及びロータ１２に掛かるラジアル荷重及びスラスト荷重を、磁気の反発力を利用する軸受を使用して回動自在に支持するようにして、リップシール等のシールを使用しない構成としたのに対して、第５実施形態では、図５（ａ）に示すように、ロータ１２用の第３及び第４磁気非接触式スラスト軸受５５、５６を省略して、ロータ１２の駆動軸３０及び先端軸５７を、ラジアル荷重及びスラスト荷重を受けることができる接触型の玉軸受６２、・・・で回動自在に支持するようにして、これらの玉軸受６２と、ステータ１３の内孔１３ａ（移送流体）とを密封して仕切るためのシール６３、６３を駆動軸３０及び先端軸５７に設けた構成としたところである。

これ以外は、第３実施形態の一軸偏心ねじポンプ４８と同等の構成であり、同様に作用するので、同等部分を同一の図面符号で示し、それらの説明を省略する。

このように構成しても、ロータ１２の外周面と、ステータ１３の内孔１３ａの内周面とを非接触状態でその両方を回転させることができ、これによって、ロータ１２及びステータ１３の磨耗を防止することができる。

次に、本発明の第６実施形態に係る一軸偏心ねじポンプ６５を、図６の縦断面図を参照して説明する。この図６に示す第６実施形態と、図１乃至図５に示す第１〜第５実施形態とが相違するところは、図１（ｂ）、（ｃ）等に示す第１乃至第４反発力生成部３５〜３８が相違するところである。

第１実施形態の第１反発力生成部３５は、図１（ｂ）に示すように、ロータ１２に設けた第１ロータ側磁極部３９と、ステータ１３に設けた第１ステータ側磁極部４０との永久磁石による反発力によって、ロータ１２とステータ１３とを互いに非接触状態で回動自在に支持する構成である。

これに対して、第６実施形態の第１反発力生成部６６は、図６（ａ）に示すように、第１ステータ側磁極部６８を、永久磁石で形成せずに強磁性体等の磁性体で形成して、第１磁気非接触式軸受２３等の内側磁石部２８によって、長円形の案内孔４２の一対の各平行内壁部４２ａに第１ステータ側磁極を生成できるようにした構成である。

同様に、図６（ａ）、（ｂ）に示すように、第２〜第４反発力生成部６７の第２〜第４ステータ側磁極部６８も強磁性体等の磁性体で形成することができる。ただし、ロータ１２の材質は、非磁性体としてある。これ以外は、上記各実施形態の一軸偏心ねじポンプと同等の構成であり、同様に作用するので、同等部分を同一の図面符号で示し、それらの説明を省略する。

このように構成しても、第１乃至第５実施形態と同様に、第１〜第４ロータ側磁極部３９、・・・と、第１〜第４ステータ側磁極部６８、・・・との磁石による反発力によって、ロータ１２とステータ１３とを互いに非接触状態で回動自在に支持することができる。また、第１〜第４ステータ側磁極部６８、・・・として永久磁石を使用していないので、費用の低減を図ることができる。

更に、第１〜第４ステータ側磁極部６８、・・・を磁性体を使用して磁極を生成するように構成すると、このステータ側磁極を生成するための永久磁石や電磁石及びその電気配線を、ステータ側磁極部６８が設けられている以外の位置に設けることができる。よって、永久磁石や電磁石等を設ける位置の選択の幅を広げることができる。

なお、第１〜第５実施形態のように、第１〜第４ステータ側磁極部４０、・・・を永久磁石とすることによって、ステータ側磁極を生成するための電磁石及びその電気配線を不要とすることができる。

次に、本発明の第７実施形態に係る一軸偏心ねじポンプ７０を、図７の縦断面図を参照して説明する。この図７に示す第７実施形態と、図５に示す第５実施形態とが相違するところは、第５実施形態では、図５に示すように、ステータ１３に掛かるラジアル荷重、及びスラスト荷重を、第１〜第４磁気浮上式軸受４９〜５２、及び第１及び第２磁気非接触式スラスト軸受５３、５４を使用して回動自在に支持する構成としたのに対して、第７実施形態では、図７（ａ）〜（ｄ）に示すように、第５及び第６磁気非接触式軸受７１、７２を使用して回動自在に支持する構成としたところである。

これ以外は、第５実施形態の一軸偏心ねじポンプ６１と同等の構成であり、同様に作用するので、同等部分を同一の図面符号で示し、それらの説明を省略する。

この図７（ａ）、（ｄ）に示す第７実施形態の第５磁気非接触式軸受７１は、図１（ａ）、（ｂ）に示す第１実施形態の第１磁気非接触式軸受２３の一部を変更したものであり、つまり、第１実施形態の第１磁気非接触式軸受２３では、図１（ｂ）に示すように、一対の各内側磁石部２８が円弧状に形成されているのに対して、第７実施形態の第５磁気非接触式軸受７１では、図７（ｄ）に示すように、内側磁石部７３が円環状に形成されている。

このように、第７実施形態の第５磁気非接触式軸受７１に設けられている内側磁石部７３が、図７（ｄ）に示すように、円環状に形成されているのは、このように内側磁石部７３を円環状に形成しても、図７（ａ）、（ｂ）に示す第１ロータ側磁極部３９が第１案内孔４２を長軸方向に往復移動するときの妨げとならないからである。なぜなら、図７（ａ）に示すように、この第５磁気非接触式軸受７１を第１ロータ側磁極部３９から中心軸２６方向に引離して設けたからである。

なお、第６磁気非接触式軸受７２は、第５磁気非接触式軸受７１と左右対称形状のものであり、図５（ａ）に示す第３及び第４磁気浮上式軸受５１、５２、並びに第２磁気非接触式スラスト軸受５４の機能を果たすものである。同様に、上記第５磁気非接触式軸受７１は、図５（ａ）に示す第１及び第２磁気浮上式軸受４９、５０、並びに第１磁気非接触式スラスト軸受５３の機能を果たすものである。

このように、第５及び第６磁気非接触式軸受７１、７２のそれぞれの内側磁石部７３を円環状に形成することができるので、図５に示す軸受の数を減少させることができる。

ただし、上記各実施形態では、図１（ａ）、（ｂ）、（ｃ）等に示すように、第１〜第４反発力生成部３５〜３８による磁石の反発力を利用して、ステータ１３の内孔１３ａを形成する内面と、ロータ１２の外面とが互いに接触しないようにロータ１２及びステータ１３を回転させる構成としたが、これに代えて、両者が適切な接触圧で接触するように、ロータ１２及びステータ１３を回転させる構成とすることができる。例えば第１〜第４ロータ側磁極部３９、及び第１〜第４ステータ側磁極部４０の磁石の強さ、大きさ、又は両者の間隔を適切に設定することによって達成することができる。

そして、上記各実施形態における第１〜第４反発力生成部３５〜３８、第１〜第４磁気非接触式軸受、第１〜第４磁気浮上式軸受４９〜５２、及び第１〜第４磁気非接触式スラスト軸受５３〜５６等は、磁石による反発力（又は吸引力）によってロータ１２、ステータ１３、及びポンプケーシング１９のそれぞれの間における非接触状態を実現する構成としたが、これに代えて、磁石によって導体に生じる渦電流に基づくローレンツ力を利用してロータ１２、ステータ１３、及びポンプケーシング１９のそれぞれの間における非接触状態を実現する構成としてもよい。

また、上記各実施形態では、例えば図１（ａ）等に示すように、ロータ１２（又はステータ１３）を所定方向に回転させることによって、このロータ１２（又はステータ１３）の回転で駆動されてステータ１３（又はロータ１２）が同方向に回転するものを例に挙げて説明したが、これ以外に、例えばロータ１２及びステータ１３のいずれか一方を固定して、他方を回転させることによって、流体を吐出できる一軸偏心ねじポンプに本発明を適用することができる。

更に、上記各実施形態では、各図に示すように、駆動部３３、４６は、ロータ１２又はステータ１３のいずれか一方を回転駆動するようにしたが、第１〜第４反発力生成部３５〜３８の磁気反発力を補うために、又は磁気反発力と協力し合うように、ロータ１２及びステータ１３の両方を、例えば別々の駆動部３３、３６を使用して又は同一（共通の）の駆動部を使用して同期して回転させることができる。このようにする理由として、例えばロータ１２及びステータ１３のそれぞれの直径を比較的大きくすると、ロータ１２及びステータ１３の慣性力が大きくなり、ロータ１２及びステータ１３間の磁気反発力が不足することが考えられるからである。

例えば図１、図３、図５、及び図７に示す一軸偏心ねじポンプ１１、４８、６１、７０では、ステータ駆動部４６を設けることとする。そして、図２及び図４に示す一軸偏心ねじポンプ４５、５９では、ロータ駆動部３３を設けることとする。これらの場合、ステータ１３とロータ１２の回転数比が１／２となるように、ロータ駆動部３３及びステータ駆動部４６を設定してある。

また、図８に示す一軸偏心ねじポンプ７５は、上記各実施形態で使用されている磁気非接触式軸受けを使用して、ロータ１２及びステータ１３を磁気の反発力を利用してラジアル方向及びスラスト方向の荷重を受けるようにしてあり、更に、ロータ１２及びステータ１３が互いに接触しないように、第１〜第４反発力生成部３５〜３８を設けてある。そして、ロータ１２及びステータ１３は、それぞれロータ駆動部３３及びステータ駆動部４６で回転駆動されるようになっている。

ただし、ロータ１２の右端部は、第５磁気非接触式スラスト軸受７６によって右スラスト方向の荷重が支持されている。そして、ステータ１３は、第７及び第８磁気非接触式軸受７８、７９によってラジアル方向及びスラスト方向の荷重が支持されている。これらの軸受は、ロータ１２及びステータ１３のそれぞれのスラスト方向の力が釣り合うように、第１電磁石部７７及び円環状の外輪電磁石部８０、８０を設けてある。

このように、第１電磁石部７７及び外輪電磁石部８０、８０を使用すると、例えば電流の強さ（磁気反発力）を調節することによって、ロータ１２及びステータ１３のそれぞれのスラスト方向の力が釣り合うようにすることができる。これによって、ロータ１２及びステータ１３のスラスト方向の正確な位置決めをすることができる。なお、上記各実施形態と同等部分は、同一の図面符号で示し、それらの説明を省略する。

更に、上記各実施形態では、永久磁石を使用して磁気の反発力や吸引力を生成するようにしたが、これに代えて、電磁石を使用して磁気の反発力や吸引力を生成するようにしてもよい。

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

この発明の第１実施形態に係る一軸偏心ねじポンプを示す断面図であり、（ａ）は縦断面図、（ｂ）Ａ−Ａ断面図、（ｃ）はＢ−Ｂ断面図である。 同発明の第２実施形態に係る一軸偏心ねじポンプを示す縦断面図である。 同発明の第３実施形態に係る一軸偏心ねじポンプを示す断面図であり、（ａ）は縦断面図、（ｂ）Ｃ−Ｃ断面図、（ｃ）はＤ−Ｄ断面図である。 同発明の第４実施形態に係る一軸偏心ねじポンプを示す縦断面図である。 同発明の第５実施形態に係る一軸偏心ねじポンプを示す断面図であり、（ａ）は縦断面図、（ｂ）Ｅ−Ｅ断面図、（ｃ）はＦ−Ｆ断面図である。 同発明の第６実施形態に係る一軸偏心ねじポンプに設けられている反発力生成部を示し、（ａ）第１反発力生成部の縦断面図、（ｂ）は第２反発力生成部の縦断面図である。 同発明の第７実施形態に係る一軸偏心ねじポンプを示す断面図であり、（ａ）は縦断面図、（ｂ）Ｇ−Ｇ断面図、（ｃ）はＨ−Ｈ断面図、（ｄ）はＩ−Ｉ断面図である。 同発明の他の実施形態に係る一軸偏心ねじポンプを示す断面図である。 従来の一軸偏心ねじポンプの一例を示す縦断面図である。

符号の説明

１１、４５、４８、５９、６１、６５、７０、７５ 一軸偏心ねじポンプ
１２ ロータ
１３ ステータ
１３ａ 内孔
１６ ステータ本体
１７ ステータの後端部
１８ ステータの先端部
１８ａ 流路
１９ ポンプケーシング
１９ａ 周壁部
１９ｂ 前壁部
１９ｃ 後壁部
２０ 隙間
２１ 第１開口部
２２ 第２開口部
２３ 第１磁気非接触式軸受
２４ 第２磁気非接触式軸受
２５ 第１ピボット部
２５ａ 第１回転軸
２５ｂ 第１軸受部
２６、３４ 中心軸
２７ 外輪磁石部
２８ 内側磁石部
２９ 連結軸
３０ 駆動軸
３１ 第２ピボット部
３１ａ 第２回転軸
３１ｂ 第２軸受部
３２ 第１磁気スラスト軸受
３２ａ、５３ａ、５５ａ、５６ａ 第１磁石部
３２ｂ、５５ｂ、５６ｂ 第２磁石部
３３ ロータ駆動部
３３ａ 回転子
３３ｂ 固定子
３５、３６、３７、３８ 第１〜第４反発力生成部
３９ 第１〜第４ロータ側磁極部
４０ 第１〜第４ステータ側磁極部
４１ 第１〜第４磁極取付部
４２ 第１〜第４案内孔
４２ａ 平行内壁部
４３ 空間
４６ ステータ駆動部
４９、５０、５１、５２ 第１〜第４磁気浮上式軸受
５３、５４、５５、５６ 第１〜第４磁気非接触式スラスト軸受
５７ 先端軸
６２ 玉軸受
６３ シール
６６ 第１反発力生成部
６７ 第２反発力生成部
６８ 第１〜第４ステータ側磁極部
７１ 第５磁気非接触式軸受
７２ 第６磁気非接触式軸受
７３ 内側磁石部
７６ 第５磁気非接触式スラスト軸受
７７ 第１電磁石部
７８ 第７磁気非接触式軸受
７９ 第８磁気非接触式軸受
８０ 外輪電磁石部

Claims (11)

1. 雄ねじ型ロータが雌ねじ型ステータの内孔に嵌挿し、前記ロータ及び前記ステータのいずれか一方又は両方が回転して、流体を吐出口から吐出することができる一軸偏心ねじポンプにおいて、
   前記ロータに設けられロータ側磁極を生成するロータ側磁極部と、前記ステータの内孔を形成する内壁部に設けられステータ側磁極を生成するステータ側磁極部とを有する反発力生成部を備え、前記ロータ側磁極及び前記ステータ側磁極は、極性が互いに同一であることを特徴とする一軸偏心ねじポンプ。
2. 前記ステータの内孔の中心軸に垂直な断面形状が略長円形であって、
   前記内孔を形成する互いに向かい合うそれぞれの平行内壁部に前記ステータ側磁極部を設けたことを特徴とする請求項１記載の一軸偏心ねじポンプ。
3. 前記反発力生成部は、前記ステータの内孔の前記中心軸方向に互いに間隔を隔てて２組設けられ、
   その一方の第１反発力生成部が有する第１ステータ側磁極部と、他方の第２反発力生成部が有する第２ステータ側磁極部とが互いに略直交し、
   前記第１及び第２ステータ側磁極部に対応させて、第１ロータ側磁極部及び第２ロータ側磁極部が前記ロータに設けられていることを特徴とする請求項２記載の一軸偏心ねじポンプ。
4. 前記第１及び第２反発力生成部が、前記ステータの内孔の前記中心軸方向に互いに間隔を隔てて２組設けられていることを特徴とする請求項３記載の一軸偏心ねじポンプ。
5. 前記ステータ側磁極部が永久磁石又は磁性体であることを特徴とする請求項１乃至４のいずれかに記載の一軸偏心ねじポンプ。
6. 前記ロータは、その中心軸に垂直な断面形状が略円形であって、前記内孔の互いに向かい合う平行内壁部の間隔よりも小さい直径であり、
   前記ロータの外周壁部に前記ロータ側磁極部を設けたことを特徴とする請求項２乃至５のいずれかに記載の一軸偏心ねじポンプ。
7. 前記ロータ及び前記ステータのそれぞれが回動自在に支持され、前記ロータ及び前記ステータのうちのいずれか一方が回転駆動され、他方がその一方の回転によって回転駆動されることを特徴とする請求項１乃至６のいずれかに記載の一軸偏心ねじポンプ。
8. 前記ロータ及び前記ステータのうちのいずれか一方又は両方が磁気浮上式軸受で回動自在に支持されていることを特徴とする請求項１乃至７のいずれかに記載の一軸偏心ねじポンプ。
9. 前記ロータ及び前記ステータのうちいずれか一方又は両方が磁気非接触式スラスト軸受で回動自在に支持されていることを特徴とする請求項１乃至８のいずれかに記載の一軸偏心ねじポンプ。
10. 前記ロータ及び前記ステータのうちいずれか一方又は両方がラジアル荷重及びスラスト荷重の両方を受けることができる磁気非接触式軸受で回動自在に支持されていることを特徴とする請求項１乃至７のいずれかに記載の一軸偏心ねじポンプ。
11. 前記ステータが外側磁極部と内側磁極部とを備える磁気浮上式軸受で回動自在に支持され、
    前記外側磁極部は、前記ステータを覆うケーシングに設けられ、
    前記内側磁極部は、前記ステータの外周壁部のうち、前記内孔の前記断面における長軸方向の端部のそれぞれの外側に形成されている外壁部分を除く範囲に設けられていることを特徴とする請求項２記載の一軸偏心ねじポンプ。

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