JP2011069276A

JP2011069276A - 一軸偏心ねじポンプ

Info

Publication number: JP2011069276A
Application number: JP2009220373A
Authority: JP
Inventors: Kazutomo Hayashimoto; 和智林元
Original assignee: Furukawa Industrial Machinery Systems Co Ltd
Current assignee: Furukawa Industrial Machinery Systems Co Ltd
Priority date: 2009-09-25
Filing date: 2009-09-25
Publication date: 2011-04-07
Anticipated expiration: 2029-09-25
Also published as: JP5614962B2

Abstract

【課題】ステータ内に圧送液を直接吸引することで、流線を上方から下方として、圧送抵抗と液溜りを可及的に抑制する。
【解決手段】この一軸偏心ねじポンプ１は、駆動軸３がモータ１０の出力軸に対して直交するように連結される駆動部１３を備えており、ロータ２およびステータ４が、その上部に圧送液を貯留するホッパ１５を接続可能なように駆動部１３の上部に縦置きに配置されている。
【選択図】図１

Description

本発明は、食料原料や化学原料など粘性の高い圧送液の圧送に好適に用い得る一軸偏心ねじポンプに関する。

この種の一軸偏心ねじポンプとしては、雌ねじ状の内面をもつ固定されたステータに雄ねじ状のロータを内装し、そのロータを、ユニバーサルジョイントを介して駆動軸に連結したものがある（例えば特許文献１参照）。この一軸偏心ねじポンプによれば、その駆動軸を回転させることにより、ロータが回転しつつステータの軸心に対して偏心運動を行うことによって圧送液を吸入側から吐出側へ圧送することができる。

しかし、この一軸偏心ねじポンプは、ロータの回転軸心がステータの軸線を中心として公転するため、図２に例示するように、モータ１１０の駆動力を、駆動部１１３の駆動軸１０３とロータ１０２との間に設けた、ユニバーサルジョイント１２０（１２０ａ，１２０ｂ，１２０ｃ）を介する必要があった。そのため、食料原料などの圧送においては、ユニバーサルジョイント１２０の洗浄が困難なことが問題となる。そこで、同図の例では、取付け斜面１３０ａを形成した筐体１３０を設け、その取付け斜面１３０ａに、ロータ１０２とステータ１０４を斜めに配置し、このロータ１０２とステータ１０４の上部にホッパ１１５を付設することで、接液するユニバーサルジョイントを一個（ホッパ１１５内のユニバーサルジョイント１２０ｂのみ）にする工夫がなされていた。

特開昭５１−１３４０４号公報

しかしながら、ロータ１０２とステータ１０４を、仮に縦や斜めに配置したとしても、図２に示すように、一個のユニバーサルジョイント１２０ｂは接液しているので、ユニバーサルジョイント１２０ｂ部分には圧送液が付着しやすく、その洗浄は依然として困難である。また、この一個のユニバーサルジョイント１２０ｂが吸込口１０８の近傍にあるため、粘性の高い圧送液の場合には、抵抗となるという問題がある。さらに、ユニバーサルジョイント１２０のデッドスペースを洗浄するためには、ユニバーサルジョイント１２０を分解しなければその洗浄が困難である。

また、図２に例示する、ユニバーサルジョイント１２０を用いた一軸偏心ねじポンプ１００では、ステータ１０４が固定され、ロータ１０２が大きな反力を受けながら回転することになるので、ステータ１０４内面に摩耗が生じ易い。また、ホッパ１１５の上部に駆動軸１０３や駆動部１１３、モータ１１０等があるため、これらが、ホッパ１１５への原料投入時に邪魔になり、また、駆動部１１３からのホッパ１１５内の圧送液へのごみや異物の混入のおそれも皆無とはいえない。
そこで、本発明は、このような問題点に着目してなされたものであって、圧送抵抗と液溜りを可及的に抑制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。

上記課題を解決するために、本発明は、駆動軸と同一軸上に直結された雄ねじ状のロータと、軸受を介して回転可能に支承されるとともにその回転軸線が前記ロータの回転軸線に対して偏心して支持される雌ねじ状の内面を有するステータとを備え、前記ロータが回転しつつ前記ステータの軸心に対して偏心運動を行うことによって圧送液を吸入側から吐出側へ圧送する一軸偏心ねじポンプであって、前記駆動軸がモータの出力軸に対して直交するように連結される駆動部を備え、前記ロータおよびステータは、その上部に圧送液を貯留するホッパ又は圧送液を吸引する配管を接続可能なように前記駆動部の上部に縦置きに配置されていることを特徴としている。

本発明に係る一軸偏心ねじポンプによれば、駆動軸がモータの出力軸に対して直交するように連結される駆動部を備えており、ロータおよびステータが、その上部に圧送液を貯留するホッパ又は圧送液を吸引する配管を接続可能なように駆動部の上部に縦置きに配置されているので、従来のホッパ付きの一軸偏心ねじポンプに比べて、コンパクトな形状となり、ステータ内に圧送液を直接吸引するとともに、上方から下方への流線として、圧送抵抗と液溜りを可及的に抑制可能となった。また、ユニバーサルジョイントも不要となるので、これまで問題となっていた、ユニバーサルジョイントの清掃の問題も解決される。

さらに、このような構成であれば、分解、組み立てにおいても、ホッパやステータ、およびこれらのハウジングは、全て上方に簡単に分解可能であるから、これらについても清掃性に優れている。また、上述した従来の例のように、圧送液の吸引抵抗となるユニバーサルジョイントが無いので、直接ホッパ内の圧送液を抵抗無く吸引することができる。また、ホッパ上部には、原料投入時に邪魔になる駆動部やシャフトが無いので、ホッパ内の圧送液へのゴミや異物の混入の心配もない。

ここで、本発明に係る一軸偏心ねじポンプにおいて、例えば、前記ステータ両端と前記駆動軸の挿通された駆動部とが、樹脂で被覆されたスプリング入り樹脂シールによってシールされていれば、圧送液が上から下へ流れる構造との相乗効果によって、洗浄性に優れ、また、雑菌が繁殖しにくく、衛生的観点からも優れた一軸偏心ねじポンプを提供する上で好適である。

上述のように、本発明に係る一軸偏心ねじポンプによれば、圧送抵抗と液溜りを可及的に抑制することができる。

本発明に係る一軸偏心ねじポンプの一実施形態の正面図であり、同図では要部を軸線に沿った断面にて図示している。従来の一軸偏心ねじポンプの一例の正面図であり、同図では要部を軸線に沿った断面にて図示している。

以下、本発明の一実施形態について、図面を適宜参照しつつ説明する。
図１に示すように、この一軸偏心ねじポンプ１は、下部にベースブラケット１１を有し、このベースブラケット１１上に、ボルト・ナット締結により駆動部１３が固定されている。また、この駆動部１３には、その一方の側面にモータブラケット１２を介してモータ１０が軸を水平に装着されている。さらに、この駆動部１３の上部には、ボルト・ナット締結によりハウジングブラケット１４が載置固定されている。そして、このハウジングブラケット１４上には、吐出部ハウジング２０が固定され、更にこの吐出部ハウジング２０上に、円筒状の本体ハウジング７が固定されている。

上記吐出部ハウジング２０は、内部に略Ｌ字状の吐出管路２０ａを有している。そして、この略Ｌ字状の吐出管路２０ａのうち、水平方向を向く管路が吐出口９に連通しており、垂直方向を向く管路が本体ハウジング７内に連通している。また、この垂直方向を向く管路に対し、その下部から上方に向けて駆動軸３が挿通されている。ここで、上記駆動部１３は、内部に不図示の直交歯車機構を有しており、駆動軸３は、水平に配置されたモータ１０の出力軸（不図示）に対して直交歯車機構を介することで、モータ１０の出力軸に対して駆動軸３が直交し且つ垂直方向を向くように連結されている。

さらに、この一軸偏心ねじポンプ１は、上記本体ハウジング７内に、雄ねじ状のロータ２と、雌ねじ状の内面をもつステータ４とが、軸線が垂直方向を向くように縦置きに配置されている。そして、上記本体ハウジング７は、その上部が圧送流体の吸込口８になっており、この吸込口８に対して漏斗状のホッパ１５が固定されている。なお、本体ハウジング７上部とホッパ１５相互、本体ハウジング７下部と吐出部ハウジング２０相互は、へルールクランプ２２によって固定されており、また、相互の当接面には、Ｏリング２３が介装されている。さらに、この一軸偏心ねじポンプ１では、接液部となるステータ４の両端のシール部１６，１７と、駆動軸３が駆動部１３に貫通されたシール部１８とを、樹脂で被覆されたスプリング入り樹脂シールによってそれぞれシールしている。

そして、ロータ２は、その先端側の螺旋部２ａと、直線状の基端部２ｂとを有する。この基端部２ｂは、ユニバーサルジョイントを用いることなく下方の駆動軸３の先端に同軸に直結されている。一方、螺旋部２ａは、自身の回転軸線Ｌ２に対して偏心した長円形断面を有しており、この螺旋部２ａが、雌ねじ状の内面を形成したステータ４に内装されている。
一方、ステータ４は、その上下の端部が軸受５、６を介して回転可能に支承されている。そして、このステータ４の回転軸線Ｌ１に対して、上記ロータ２の回転軸線Ｌ２は、所定の偏心量Ｅだけ偏心するように配置されている。なお、ステータ４の雌ねじ状のピッチは螺旋部２ａの２倍である。

そして、この一軸偏心ねじポンプ１は、下方に水平に配置されたモータ１０を駆動すると、駆動部１３の直交歯車機構を介して駆動軸３がモータ１０の出力軸とは直交方向且つ垂直軸まわりに回転する。そして、この駆動軸３によってこれと同軸のロータ２が垂直軸まわりに回転すると、ロータ２はその回転軸線Ｌ１を中心として回転する。さらに、このロータ２の螺旋部２ａの動きに伴ってステータ１もその回転軸線Ｌ２を中心としてロータ２の回転と同期して従動回転し、これにより、圧送液を貯留するホッパ１５内の液体を、上方の吸込口８から下方の吐出口９へと圧送可能になっている。

次に、この一軸偏心ねじポンプの作用・効果について説明する。
上述したように、この一軸偏心ねじポンプ１は、直交歯車機構を有する駆動部１３によって、モータ１０の出力軸に対して直交方向に駆動軸３が連結され、ロータ２およびステータ４が駆動軸３よりも上部に縦置きに配置され、その上部にホッパ１５が配置されているので、例えば図２に例示した従来のホッパ付きの一軸偏心ねじポンプに比べて、コンパクトな形状となり、ステータ４内に圧送液を直接吸引するとともに、上方から下方への流線として、圧送抵抗と液溜りを可及的に抑制可能である。

また、この一軸偏心ねじポンプ１によれば、ユニバーサルジョイントも不要となるので、これまで問題となっていた、ユニバーサルジョイントの清掃の問題も解決される。また、従来のように、圧送液の吸引抵抗となるユニバーサルジョイントが無いので、ホッパ内の圧送液を、抵抗無く直接吸引することができる。
さらに、この一軸偏心ねじポンプ１によれば、分解、組み立てにおいても、ホッパ１５やステータ４、本体ハウジング７は、全て上方に簡単に分解可能であるから、これらについても清掃性に優れている。また、ホッパ１５上部には、原料投入時に邪魔になる駆動部やシャフトが無いので、ホッパ１５内の圧送液へのゴミや異物の混入の心配もない。

さらに、この一軸偏心ねじポンプ１は、接液部となるステータ４の両端のシール部１６，１７と、駆動軸３の貫通する駆動部１３のシール部１８とを、樹脂で被覆されたスプリング入り樹脂シールによってそれぞれシールしているので、圧送液が上から下へ流れる構造との相乗効果によって、洗浄性に優れ、また、雑菌が繁殖しにくく、衛生的観点からも優れている。
以上説明したように、この一軸偏心ねじポンプ１によれば、圧送抵抗と液溜りを可及的に抑制することができる。

なお、本発明に係る一軸偏心ねじポンプは、上記実施形態に限定されるものではなく、本発明の趣旨を逸脱しなければ種々の変形が可能である。
例えば、上記実施形態では、本体ハウジング７の上部に、圧送液を貯留するホッパ１５が付設された例で説明したが、これに限定されず、本体ハウジング７の上部に、圧送液を吸引する配管を接続してもよい。

１一軸偏心ねじポンプ
２ロータ
３駆動軸
４ステータ
５、６軸受
７本体ハウジング
８吸込口
９吐出口
１０モータ
１１ベースブラケット
１２モータブラケット
１３駆動部
１４ハウジングブラケット
１５ホッパ
１６（吸入側の）シール部
１７（吐出側の）シール部
１８（駆動軸の）シール部
２０吐出部ハウジング
２２へルールクランプ
２３Ｏリング

Claims

駆動軸と同一軸上に直結された雄ねじ状のロータと、軸受を介して回転可能に支承されるとともにその回転軸線が前記ロータの回転軸線に対して偏心して支持される雌ねじ状の内面を有するステータとを備え、前記ロータが回転しつつ前記ステータの軸心に対して偏心運動を行うことによって圧送液を吸入側から吐出側へ圧送する一軸偏心ねじポンプであって、
前記駆動軸がモータの出力軸に対して直交するように連結される駆動部を備え、前記ロータおよびステータは、その上部に圧送液を貯留するホッパ又は圧送液を吸引する配管を接続可能なように前記駆動部の上部に縦置きに配置されていることを特徴とする一軸偏心ねじポンプ。
前記ステータ両端と前記駆動軸の挿通された駆動部とが、樹脂で被覆されたスプリング入り樹脂シールによってシールされていることを特徴とする請求項１に記載の一軸偏心ねじポンプ。