JP2013053601A - Uniaxial eccentric screw pump and fluid motor - Google Patents

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良幸 中川
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Abstract

PROBLEM TO BE SOLVED: To provide a small uniaxial eccentric screw pump and a fluid motor having high accuracy, and rotatable at high speed.SOLUTION: A female screw type stator 20 has an inner peripheral surface defined by a peritrochoid curve, and a male screw type rotor 30 forms three curves of swelling the respective sides of a virtual equilateral triangle inscribed in an inner peripheral surface of the female screw type stator 20 to the inner peripheral surface side as an external shape. In a cross section orthogonal to the axial direction X for extending the female screw type stator 20 and the male screw type rotor 30, while inscribing the three apexes of the male screw type rotor 30 in the inner peripheral surface of the female screw type stator 20, the male screw type rotor 30 eccentrically freely rotates to the female screw type stator 20. Thus, the male screw type rotor 30 has a substantially triangular cross section of swelling the respective sides of an equilateral triangle to the inner peripheral surface side, and rigidity of the male screw type rotor 30 is enhanced.

Description

この発明は、気体、液体、粉体等の各種流体を送り出す一軸偏心ネジポンプおよび加圧された流体(以下「加圧流体」という)により作動する流体モータに関するものである。   The present invention relates to a uniaxial eccentric screw pump that sends out various fluids such as gas, liquid, and powder, and a fluid motor that is operated by a pressurized fluid (hereinafter referred to as “pressurized fluid”).

一軸偏心ネジポンプは、例えば特許文献1に記載されているように、流体の送出方向に延設された雄ネジ型ロータを、同一方向に延設される雌ネジ型ステータに嵌挿し、当該雌ネジ型ステータに対して相対的に偏心回転させることで流体を送り出すものであり、従来より広く使用されている。雌ネジ型ステータはフッ素ゴムなどの弾性部材で構成されており、送出方向に直交する、いずれの断面においても長円形状となっている内周面を有している。一方、雄ネジ型ロータはステンレスなどの金属材料で構成されており、送出方向に直交する各断面は円形形状を有している。そして、雌ネジ型ステータのキャビティに対して雄ネジ型ロータが所定の偏心量で回転することでポンプとして機能する。   For example, as described in Patent Document 1, a uniaxial eccentric screw pump includes a male screw type rotor that extends in a fluid delivery direction and is inserted into a female screw type stator that extends in the same direction. The fluid is sent out by rotating eccentrically relative to the mold stator, and has been widely used conventionally. The female screw type stator is made of an elastic member such as fluororubber, and has an inner peripheral surface that is oval in any cross section perpendicular to the delivery direction. On the other hand, the male screw type rotor is made of a metal material such as stainless steel, and each cross section orthogonal to the delivery direction has a circular shape. The male screw type rotor rotates with a predetermined eccentric amount relative to the cavity of the female screw type stator and functions as a pump.

米国特許第5120204号明細書US Pat. No. 5,120,204

従来より使用されている一軸偏心ネジポンプのロータは蛇のような形状を有しているため、部品剛性が低く、高精度化や小型化に限界があり、しかも高速回転も困難であった。   Since the rotor of the uniaxial eccentric screw pump that has been used conventionally has a snake-like shape, the rigidity of the parts is low, there are limits to high accuracy and miniaturization, and high-speed rotation is difficult.

また、一軸偏心ネジポンプは回転エネルギーを圧力エネルギーに変換する機能を有しているが、上記一軸偏心ネジポンプと同じ基本構造により流体モータを構成することができる。つまり、雌ネジ型ステータ内に加圧流体を流入させることで雄ネジ型ロータを雌ネジ型ステータ内で回転させ、圧力エネルギーを回転エネルギーに変換することができる。ただし、従来の一軸偏心ネジポンプと同じ基本構造を有するが故に、同様の問題、つまり雄ネジ型ロータの剛性が低いために、流体モータの高精度化、高速回転化および小型化が困難であった。   Moreover, although the uniaxial eccentric screw pump has a function of converting rotational energy into pressure energy, a fluid motor can be configured with the same basic structure as the uniaxial eccentric screw pump. That is, by allowing the pressurized fluid to flow into the female screw type stator, the male screw type rotor can be rotated in the female screw type stator, and pressure energy can be converted into rotational energy. However, since it has the same basic structure as the conventional single-shaft eccentric screw pump, the same problem, that is, because the rigidity of the male screw type rotor is low, it has been difficult to increase the accuracy, speed and size of the fluid motor. .

この発明は、上記課題に鑑みなされたものであり、高精度でしかも高速回転が可能な小型の一軸偏心ネジポンプおよび流体モータを提供することを目的とする。   The present invention has been made in view of the above problems, and an object thereof is to provide a small uniaxial eccentric screw pump and a fluid motor that are highly accurate and capable of high-speed rotation.

本発明にかかる一軸偏心ネジポンプは、上記目的を達成するため、ペリトロコイド曲線により規定される内周面を有する雌ネジ型ステータと、前記雌ネジ型ステータの内周面に内接する仮想正三角形の各辺を内周面側に膨らませた3つの曲線を外形とする雄ネジ型ロータとを備え、雌ネジ型ステータおよび雄ネジ型ロータはともに流体の送出方向に延設され、送出方向に対して直交する各断面で、雄ネジ型ロータの3つの頂点が雌ネジ型ステータの内周面に内接しながら雄ネジ型ロータが雌ネジ型ステータに対して相対的に偏心回転して流体を送り出すことを特徴としている。   In order to achieve the above object, a uniaxial eccentric screw pump according to the present invention includes a female screw type stator having an inner peripheral surface defined by a peritrochoidal curve, and a virtual equilateral triangle inscribed in the inner peripheral surface of the female screw type stator. A male threaded rotor having three curved lines with each side inflated to the inner peripheral surface side. Both the female threaded stator and the male threaded rotor extend in the fluid delivery direction, and In each cross section orthogonal to each other, the male screw type rotor rotates eccentrically relative to the female screw type stator while the three apexes of the male screw type rotor are inscribed in the inner peripheral surface of the female screw type stator, and sends out the fluid. It is characterized by.

このように構成された発明は、雌ネジ型ステータに対して雄ネジ型ロータが相対的に偏心回転して流体を送り出すという点では、特許文献1に記載の一軸偏心ネジポンプと同一であるが、雌ネジ型ステータおよび雄ネジ型ロータは従来にはない特有の形状を有している。すなわち、雌ネジ型ステータはペリトロコイド曲線により規定される内周面を有するとともに、雄ネジ型ロータは雌ネジ型ステータの内周面に内接する仮想正三角形の各辺を内周面側に膨らませた3つの曲線を外形としている。そして、雌ネジ型ステータおよび雄ネジ型ロータが延設される送出方向に直交する断面において、雄ネジ型ロータの3つの頂点が雌ネジ型ステータの内周面に内接しながら雄ネジ型ロータが雌ネジ型ステータに対して偏心して回転自在となっている。このように、雄ネジ型ロータは正三角形の各辺を内周面側に膨らませた略三角形断面を有しており、雄ネジ型ロータの剛性が円形断面を有する従来例に比べて高められ、一軸偏心ネジポンプの高精度化、高回転化、小型化を可能としている。   The invention configured as described above is the same as the uniaxial eccentric screw pump described in Patent Document 1 in that the male screw type rotor rotates eccentrically relative to the female screw type stator and sends out the fluid. The female screw type stator and the male screw type rotor have unique shapes that are not present in the past. That is, the female threaded stator has an inner peripheral surface defined by a peritrochoid curve, and the male threaded rotor expands each side of the virtual equilateral triangle inscribed in the inner peripheral surface of the female threaded stator toward the inner peripheral surface side. Three curves are the outer shape. And in the cross section orthogonal to the delivery direction in which the female screw type stator and the male screw type rotor are extended, the male screw type rotor is in contact with the three apexes of the male screw type rotor inscribed in the inner peripheral surface of the female screw type stator. It is eccentric and rotatable with respect to the female screw type stator. Thus, the male screw type rotor has a substantially triangular cross section in which each side of the equilateral triangle is inflated to the inner peripheral surface side, and the rigidity of the male screw type rotor is enhanced compared to the conventional example having a circular cross section, The single-shaft eccentric screw pump can be made more accurate, faster, and smaller.

このように構成された雌ネジ型ステータでは、送出方向に対して直交する各断面において雌ネジ型ステータの内周面で囲まれる内部空間は繭型形状となる。そこで、雄ネジ型ロータの外形を規定する各曲線の中央部を内周面側と反対の側に湾曲させて繭型形状の短軸近傍で雌ネジ型ステータの内周面と干渉するのを防止するのが望ましい。   In the female screw type stator configured as described above, the internal space surrounded by the inner peripheral surface of the female screw type stator has a bowl shape in each cross section orthogonal to the delivery direction. Therefore, the central part of each curve that defines the external shape of the male screw type rotor is curved to the side opposite to the inner peripheral surface side and interferes with the inner peripheral surface of the female screw type stator in the vicinity of the short axis of the saddle shape. It is desirable to prevent.

また、後述する理由から、雌ネジ型ステータの雌ネジピッチと、雄ネジ型ロータの雄ネジピッチとの比が、2:3となるように構成するのが望ましい。さらに、雌ネジ型ステータの送出方向の長さが少なくとも雌ネジ型ステータの雌ネジピッチの2倍以上であり、雄ネジ型ロータの送出方向の長さが少なくとも雄ネジ型ロータの雄ネジピッチの(4/3)倍以上となるように構成するのが望ましい。これによりクローズドキャビティ型となり、漏れの無い定容積型の特性が得られてポンプ(あるいは、コンプレッサやディスペンサ)性能を向上させることができる。   For reasons described later, it is desirable that the ratio of the female screw pitch of the female screw type stator and the male screw pitch of the male screw type rotor be 2: 3. Further, the length of the female screw type stator in the feed direction is at least twice as long as the female screw pitch of the female screw type stator, and the length of the male screw type rotor in the send direction is at least (4 of the male screw pitch of the male screw type rotor. / 3) It is desirable to make it more than double. Thereby, it becomes a closed cavity type, a constant volume type characteristic without leakage is obtained, and the pump (or compressor or dispenser) performance can be improved.

また、雄ネジ型ロータを中空ロータとすることで雄ネジ型ロータを軽量化してもよく、これによって回転速度をさらに高めることができる。   Moreover, the male screw rotor may be reduced in weight by making the male screw rotor into a hollow rotor, thereby further increasing the rotation speed.

また、雄ネジ型ロータに対してバランス重量を付加してもよく、これによって雄ネジ型ロータの高速回転時の振動を低減することができ、一軸偏心ネジポンプを安定して作動させることができる。   In addition, a balance weight may be added to the male screw type rotor, whereby vibration during high speed rotation of the male screw type rotor can be reduced, and the uniaxial eccentric screw pump can be stably operated.

また、この発明にかかる流体モータは、上記目的を達成するため、ペリトロコイド曲線により規定される内周面を有する雌ネジ型ステータと、雌ネジ型ステータの内周面に内接する仮想正三角形の各辺を内周面側に膨らませた3つの曲線を外形とする雄ネジ型ロータと、所定の回転軸を中心に回転自在に設けられる回転シャフトと、雄ネジ型ロータと回転シャフトとを連結して雄ネジ型ロータの回転力を回転シャフトに伝達する動力伝達機構とを備え、雌ネジ型ステータおよび雄ネジ型ロータはともに加圧流体の流動方向に延設され、流動方向に対して直交する各断面で、雄ネジ型ロータの3つの頂点が雌ネジ型ステータの内周面に内接しながら雌ネジ型ステータ内に流入する加圧流体によって雄ネジ型ロータが雌ネジ型ステータ内で偏心回転し、動力伝達機構は雄ネジ型ロータの偏心回転を回転シャフトの回転に変換しながら雄ネジ型ロータから回転シャフトへの動力伝達を行うことを特徴としている。   In order to achieve the above object, a fluid motor according to the present invention includes a female screw type stator having an inner peripheral surface defined by a peritrochoid curve, and a virtual equilateral triangle inscribed in the inner peripheral surface of the female screw type stator. A male screw type rotor having three curved lines with each side inflated to the inner peripheral surface side, a rotary shaft provided rotatably around a predetermined rotation axis, a male screw type rotor and the rotary shaft are connected. And a power transmission mechanism for transmitting the rotational force of the male screw type rotor to the rotary shaft, and both the female screw type stator and the male screw type rotor extend in the flow direction of the pressurized fluid and are orthogonal to the flow direction. In each cross section, the male screw rotor is eccentrically rotated in the female screw stator by the pressurized fluid flowing into the female screw stator while the three apexes of the male screw rotor are inscribed in the inner peripheral surface of the female screw stator. And the power transmission mechanism is characterized in that transmits power to the rotary shaft of the eccentric rotation of the male screw rotor from the male screw rotor while converting the rotation of the rotary shaft.

このように構成された流体モータでは、上記一軸偏心ネジポンプと同様に、雄ネジ型ロータは正三角形の各辺を内周面側に膨らませた略三角形断面を有しており、雄ネジ型ロータの剛性が円形断面を有する従来例に比べて高められ、流体モータの高精度化、高回転化、小型化を可能としている。   In the fluid motor configured as described above, like the uniaxial eccentric screw pump, the male screw type rotor has a substantially triangular cross section in which each side of the equilateral triangle is expanded toward the inner peripheral surface side. The rigidity is higher than that of the conventional example having a circular cross section, and the fluid motor can be made highly accurate, highly rotated, and downsized.

なお、回転軸が流動方向と平行になるように回転シャフトを設けてもよく、これによって加圧流体が有する圧力エネルギーを効率よく回転シャフトの回転エネルギーに変換することができる。   In addition, you may provide a rotating shaft so that a rotating shaft may become parallel to a flow direction, and this can convert the pressure energy which a pressurized fluid has into the rotational energy of a rotating shaft efficiently.

以上のように、雄ネジ型ロータは、ペリトロコイド曲線により規定される雌ネジ型ステータの内周面に内接する仮想正三角形の各辺を内周面側に膨らませた3つの曲線を外形としているため、雄ネジ型ロータの剛性を高めることができ、高精度でしかも高速回転が可能な小型の一軸偏心ネジポンプおよび流体モータが得られる。   As described above, the external thread type rotor has three curved lines in which each side of the virtual equilateral triangle inscribed in the internal peripheral surface of the internal thread type stator defined by the peritrochoid curve is expanded on the internal peripheral surface side. Therefore, the rigidity of the male screw type rotor can be increased, and a small uniaxial eccentric screw pump and a fluid motor that can be rotated at high speed with high accuracy can be obtained.

本発明にかかる一軸偏心ネジポンプの一実施形態を示す図である。It is a figure which shows one Embodiment of the uniaxial eccentric screw pump concerning this invention. 雌ネジ型ステータおよび雄ネジ型ロータの構成を示す斜視図である。It is a perspective view which shows the structure of a female screw type stator and a male screw type rotor. 雌ネジ型ステータおよび雄ネジ型ロータの拡大断面図である。It is an expanded sectional view of a female screw type stator and a male screw type rotor. 送出方向に対して直交する断面におけるステータおよびロータの形状を示す図である。It is a figure which shows the shape of the stator and rotor in a cross section orthogonal to a sending direction. ステータの内周面を規定する曲線および当該曲線の決定方法を示す図である。It is a figure which shows the determination method of the curve which prescribes | regulates the internal peripheral surface of a stator, and the said curve. 雄ネジ型ロータの各部を示す図である。It is a figure showing each part of a male screw type rotor. 図6に示す曲線を決定する方法を示す模式図である。It is a schematic diagram which shows the method of determining the curve shown in FIG. 雄ネジ型ロータの外形を規定する曲線を示す図である。It is a figure which shows the curve which prescribes | regulates the external shape of a male screw type | mold rotor. 図1に示す一軸偏心ネジポンプの動作を示す図である。It is a figure which shows operation | movement of the uniaxial eccentric screw pump shown in FIG.

図1は、本発明にかかる一軸偏心ネジポンプの一実施形態を示す図である。この一軸偏心ネジポンプは、ケーシング11の後端側(同図の右手側)にケーシング12が連結されるとともに、ケーシング11の先端側(同図の左手側)に出口ガイド部13が取り付けられてポンプ本体10が形成されている。これらのうちケーシング11は流体を送り出す方向(以下「送出方向」という)Xに延設された中空管構造を有しており、その中空内部に雌ネジ型ステータ20が固定配置されている。また、雌ネジ型ステータ20に対して雄ネジ型ロータ30が偏心回転可能に嵌挿されており、駆動機構40によって雄ネジ型ロータ30を偏心回転させることで、ケーシング12のインレット部121を介してポンプ本体10の内部に流入してくる流体を送出方向Xに送り出し、出口ガイド部13より吐出する。なお、雌ネジ型ステータ20および雄ネジ型ロータ30が本発明の特徴部分であるため、それらの構成および動作については、後で詳述する。また、以下においては、雌ネジ型ステータ20および雄ネジ型ロータ30をそれぞれ単に「ステータ20」および「ロータ30」と称する。   FIG. 1 is a view showing an embodiment of a uniaxial eccentric screw pump according to the present invention. This uniaxial eccentric screw pump has a casing 12 connected to the rear end side of the casing 11 (right hand side in the figure) and an outlet guide portion 13 attached to the front end side of the casing 11 (left hand side in the figure). A main body 10 is formed. Of these, the casing 11 has a hollow tube structure extending in a direction X for feeding out fluid (hereinafter referred to as “feeding direction”) X, and a female screw type stator 20 is fixedly arranged in the hollow. Further, the male screw type rotor 30 is fitted and inserted into the female screw type stator 20 so as to be eccentrically rotatable, and the male screw type rotor 30 is eccentrically rotated by the drive mechanism 40, thereby allowing the male screw type rotor 30 to be inserted via the inlet portion 121 of the casing 12. Then, the fluid flowing into the pump body 10 is sent out in the delivery direction X and discharged from the outlet guide portion 13. In addition, since the internal thread type | mold stator 20 and the external thread type rotor 30 are the characterizing parts of this invention, those structures and operation | movement are explained in full detail later. Hereinafter, the female screw type stator 20 and the male screw type rotor 30 are simply referred to as “stator 20” and “rotor 30”, respectively.

ケーシング12の内部に駆動機構40が設けられている。この駆動機構40では、図示を省略するモータに接続されるドライブシャフト41がX方向に延設され、ボールベアリング42によってケーシング12に対して回転自在に軸支されている。このドライブシャフト41の先端部には、フレキシブルジョイント43を介してカップリングロッド44と連結されている。さらに、カップリングロッド44の先端部はフレキシブルジョイント45を介してロータ30の後端部と連結されている。したがって、モータの作動によってドライブシャフト41が回転駆動されると、その回転駆動力がフレキシブルジョイント43、カップリングロッド44およびフレキシブルジョイント45を介してロータ30に伝達され、ロータ30が回転する。なお、本実施形態では、フレキシブルジョイント43とボールベアリング42との間にドライブシャフト41を軸径方向から取り囲むように封止部材46が設けられて液密領域を形成し、ポンプ本体10に流入してくる流体がボールベアリング42側に漏れるのを防止している。   A drive mechanism 40 is provided inside the casing 12. In this drive mechanism 40, a drive shaft 41 connected to a motor (not shown) extends in the X direction, and is rotatably supported by a ball bearing 42 with respect to the casing 12. A tip of the drive shaft 41 is connected to a coupling rod 44 through a flexible joint 43. Further, the front end portion of the coupling rod 44 is connected to the rear end portion of the rotor 30 via the flexible joint 45. Therefore, when the drive shaft 41 is rotationally driven by the operation of the motor, the rotational driving force is transmitted to the rotor 30 via the flexible joint 43, the coupling rod 44, and the flexible joint 45, and the rotor 30 rotates. In this embodiment, a sealing member 46 is provided between the flexible joint 43 and the ball bearing 42 so as to surround the drive shaft 41 in the axial radial direction to form a liquid-tight region, and flows into the pump body 10. The incoming fluid is prevented from leaking to the ball bearing 42 side.

次に、図2ないし図9を参照しつつステータ20およびロータ30の構成および動作について説明する。図2は雌ネジ型ステータおよび雄ネジ型ロータの構成を示す斜視図であり、図3は雌ネジ型ステータおよび雄ネジ型ロータの拡大断面図である。また、図4は送出方向に対して直交する断面におけるステータおよびロータの形状を示す図である。本実施形態では、ステータ20はペリトロコイド曲線により規定される内周面21を有しており、送出方向Xに対して直交する各断面において内周面21で囲まれる空間22は図3に示すように繭型形状を有している。   Next, the configuration and operation of the stator 20 and the rotor 30 will be described with reference to FIGS. 2 to 9. FIG. 2 is a perspective view showing configurations of the female screw type stator and the male screw type rotor, and FIG. 3 is an enlarged cross-sectional view of the female screw type stator and the male screw type rotor. FIG. 4 is a diagram showing the shapes of the stator and the rotor in a cross section orthogonal to the delivery direction. In the present embodiment, the stator 20 has an inner peripheral surface 21 defined by a peritrochoidal curve, and a space 22 surrounded by the inner peripheral surface 21 in each cross section orthogonal to the delivery direction X is shown in FIG. It has a saddle shape.

図5はステータの内周面を規定する曲線および当該曲線の決定方法を示す図である。本実施形態で使用する曲線は上記したようにペリトロコイド曲線であり、同図(a)に示すようにして決定される。つまり、半径を「1」とする基礎円O1と、それに内面が外接する円O2(半径r=1.5)と、円O2と一体的に設けられるエピトロコイド発生半径R(R=3.25)を設ける。そして、基礎円O1の位置を固定し、その周囲に円O2を滑ることなく転動させると、エピトロコイド発生半径Rの先端の描く曲線がステータ20の内周面21を規定する曲線(以下「ステータ内面曲線」という)23となる。すなわち、基礎円O1と円2との接点Pをθ=0゜から270゜まで動かした時、ステータ内面曲線23は同図(a)の黒丸印で示す曲線となる。それを左右上下対称にコピーすることで、同図(b)に示すように本実施形態で採用しているステータ内面曲線23となる。   FIG. 5 is a diagram showing a curve defining the inner peripheral surface of the stator and a method for determining the curve. The curve used in this embodiment is a peritrochoid curve as described above, and is determined as shown in FIG. That is, a basic circle O1 having a radius “1”, a circle O2 circumscribed by the inner surface thereof (radius r = 1.5), and an epitrochoid generation radius R (R = 3.25) provided integrally with the circle O2. ). Then, when the position of the base circle O1 is fixed and the circle O2 is rolled without slipping around the base circle O1, the curve drawn by the tip of the epitrochoid generation radius R defines a curve that defines the inner peripheral surface 21 of the stator 20 (hereinafter, “ It is referred to as “stator inner surface curve” 23. That is, when the contact point P between the basic circle O1 and the circle 2 is moved from θ = 0 ° to 270 °, the stator inner surface curve 23 becomes a curve indicated by a black circle in FIG. By copying it symmetrically left and right and up and down, it becomes the stator inner surface curve 23 employed in this embodiment as shown in FIG.

また、このステータ内面曲線23で規定される繭型の内周面21は、軸方向、つまり送出方向Xにねじれている。つまり、図3に示すように、ステータ20の後端部からの送出方向(+X)の距離に応じて傾いており、ステータピッチP20を有している。また、本実施形態では、ステータ20の軸方向(送出方向X)の長さはステータピッチP20の3倍となっている。なお、同図では、各断面における内周面21の長軸の傾きを理解し易くするために白丸を付し、長軸の傾きが−0゜、−90゜、−180゜および−270゜の場合の内周面21の断面形状を図示している。   Further, the bowl-shaped inner peripheral surface 21 defined by the stator inner surface curve 23 is twisted in the axial direction, that is, the delivery direction X. That is, as shown in FIG. 3, it is inclined according to the distance in the feed direction (+ X) from the rear end portion of the stator 20, and has a stator pitch P20. In this embodiment, the length of the stator 20 in the axial direction (feeding direction X) is three times the stator pitch P20. In the figure, white circles are added for easy understanding of the inclination of the long axis of the inner peripheral surface 21 in each cross section, and the inclinations of the long axis are −0 °, −90 °, −180 ° and −270 °. The cross-sectional shape of the inner peripheral surface 21 in the case of is shown.

このように構成されたステータ20の内周面21で囲まれる内部空間22にロータ30が嵌挿されているが、そのロータ30の外形については、3つの曲線で規定することができる。図6は雄ネジ型ロータの外形を規定する曲線を示す図であり、図7は図6に示す曲線を決定する方法を示す模式図である。ロータ30の外形は図3、図4および図6に示すように、ステータ20の内部空間22内で内周面21に内接する仮想正三角形の各辺を内周面21側に膨らませた3つの曲線31を外形としており、一見すると、「ルーローの三角形」に類似した形状となっているが、繭型形状の短軸近傍でステータ20の内周面21と干渉するのを防止するために、各曲線31の中央部を内周面21側と反対の側(つまり回転中心側)に湾曲させており、送出方向Xに対して直交する断面におけるロータ30の形状は略ハート形となっている。より詳しくは、図7および図8に示すようにして曲線31は決定される。   The rotor 30 is inserted into the internal space 22 surrounded by the inner peripheral surface 21 of the stator 20 configured as described above. The outer shape of the rotor 30 can be defined by three curves. FIG. 6 is a diagram showing a curve defining the outer shape of the male screw type rotor, and FIG. 7 is a schematic diagram showing a method for determining the curve shown in FIG. As shown in FIGS. 3, 4, and 6, the outer shape of the rotor 30 is three in which each side of a virtual equilateral triangle inscribed in the inner peripheral surface 21 in the inner space 22 of the stator 20 is expanded toward the inner peripheral surface 21. The curved line 31 has an outer shape, and at first glance, has a shape similar to the “Ruleaux triangle”, but in order to prevent interference with the inner peripheral surface 21 of the stator 20 in the vicinity of the short axis of the saddle shape, The center portion of each curve 31 is curved to the side opposite to the inner peripheral surface 21 side (that is, the rotation center side), and the shape of the rotor 30 in the cross section orthogonal to the delivery direction X is substantially heart-shaped. . More specifically, the curve 31 is determined as shown in FIGS.

なお、以下の説明に関して、ポンプ全体の座標系からは、断面はYZ平面となるが、数式説明の便宜のため、これをXY平面として以下の説明を行う。ロータ30の当断面における中心(x2、y2)はθの関数として
In the following description, the cross section is the YZ plane from the coordinate system of the entire pump, but for convenience of explanation of the mathematical formula, this will be described as the XY plane. The center (x2, y2) of this section of the rotor 30 is a function of θ.

で示すことができる。また、ステータ20の内周面21と短軸との交点の座標(x5′、y5′)は、
Can be shown. Further, the coordinates (x5 ′, y5 ′) of the intersection between the inner peripheral surface 21 of the stator 20 and the short axis are:

である。そして、当該座標(x2、y2)を中心としてθの関数として回転するロータ座標を基準として、上記座標(x5′、y5′)を求めると、次の座標(x5,y5)となる。
It is. Then, when the coordinates (x5 ′, y5 ′) are obtained with reference to the rotor coordinates rotating as a function of θ around the coordinates (x2, y2), the following coordinates (x5, y5) are obtained.

これは、回転角に関わらず、ステータ内面曲線23上の点(x5′、y5′)が常にロータ30と接触するためのロータ30の外形を表現する関数となる。また、上記と同様に、座標(x5′、y5′)の近傍の任意の点に関してもロータ30との接触を満足する必要があるため、上式の(x5′、y5′)の代わりに、角度ωを変数とするエピトロコイド曲線の関数を組み込むと、
This is a function that expresses the outer shape of the rotor 30 so that the point (x5 ′, y5 ′) on the stator inner surface curve 23 is always in contact with the rotor 30 regardless of the rotation angle. Similarly to the above, since it is necessary to satisfy the contact with the rotor 30 at any point in the vicinity of the coordinates (x5 ′, y5 ′), instead of (x5 ′, y5 ′) in the above equation, Incorporating an epitrochoidal curve function with the angle ω as a variable,

が得られ、それを整理して
Get it and organize it

が得られる。この数5にて、各ω(0≦ω≦4π/5の範囲)に対する曲線を、θ(0≦θ≦π)の範囲で求め、それらのグラフを図示したものが図8であり、各座標値y5の値に対する最小の座標値x5の包絡線の関数(同図中の破線)を求めると、これが基本的にに本実施形態のロータ30の外形を示す曲線の一部となる。より具体的には、図8中の破線で示される曲線は、3つの曲線31のうちの第1曲線31aを構成する1本の曲線31a1であり、対称軸33aに対して反転することで第2曲線31bを構成する1本の曲線31b1が求まる。ここで、「対称軸33a」とは、第1曲線31aと第2曲線31bとが繋がるロータ30の頂点32aとロータ中心座標(x2、y2)を通過する軸を意味しており、第1曲線31aと第2曲線31bとは対称軸33aに対して互いに線対称となっている。そして、ロータ中心座標(x2、y2)を中心に曲線31a1および第2曲線31bを120゜回転させたものが第2曲線31bのもう一方の曲線31b2および第3曲線31cを構成する1本の曲線31c1となり、240゜回転させたものが第3曲線31cのもう一方の曲線31c2および第1曲線31cを構成するもう一方の曲線31a2となる。このように、ロータ30の外形を示す3つの曲線31(31a〜31c)はそれぞれ上記のようにして決定した曲線(図8中の破線で示す曲線)を2本組み合わせた曲線となっている。 Is obtained. In Equation 5, a curve for each ω (0 ≦ ω ≦ 4π / 5) is obtained in the range of θ (0 ≦ θ ≦ π), and these graphs are shown in FIG. When the function of the envelope of the minimum coordinate value x5 with respect to the value of the coordinate value y5 (broken line in the figure) is obtained, this basically becomes a part of a curve showing the outer shape of the rotor 30 of the present embodiment. More specifically, the curve indicated by the broken line in FIG. 8 is one curve 31a1 constituting the first curve 31a of the three curves 31, and the first curve 31a1 is inverted by being inverted with respect to the symmetry axis 33a. One curve 31b1 constituting the two curves 31b is obtained. Here, the “symmetric axis 33a” means an axis passing through the apex 32a of the rotor 30 and the rotor center coordinates (x2, y2) where the first curve 31a and the second curve 31b are connected, and the first curve 31a and the second curve 31b are line-symmetric with respect to the symmetry axis 33a. The curve 31a1 and the second curve 31b rotated by 120 ° around the rotor center coordinate (x2, y2) constitute one curve constituting the other curve 31b2 and the third curve 31c of the second curve 31b. 31c1 and the one rotated by 240 ° become the other curve 31c2 of the third curve 31c and the other curve 31a2 constituting the first curve 31c. Thus, the three curves 31 (31a to 31c) indicating the outer shape of the rotor 30 are curves obtained by combining two curves (curves indicated by broken lines in FIG. 8) determined as described above.

このような外形を有するロータ30もステータ20と同様に、軸方向、つまり送出方向Xにねじれており、図3に示すように、ロータ30の後端部からの送出方向(+X)の距離に応じて各頂点32a〜32cの位置はロータピッチP30で回転方向に変位している。また、本実施形態では、ローラ30の軸方向(送出方向X)の長さはロータピッチPの2倍となっている。なお、同図では、各断面における各頂点32a〜32cの位置を理解し易くするために頂点32aに黒丸を付し、頂点32aが0゜、−60゜、−120゜、−180゜、−240゜および−300゜の場合のロータ断面形状を図示している。   The rotor 30 having such an outer shape is also twisted in the axial direction, that is, the feeding direction X, similarly to the stator 20, and has a distance in the feeding direction (+ X) from the rear end portion of the rotor 30 as shown in FIG. Accordingly, the positions of the vertices 32a to 32c are displaced in the rotational direction at the rotor pitch P30. In this embodiment, the length of the roller 30 in the axial direction (feeding direction X) is twice the rotor pitch P. In the figure, in order to make it easy to understand the positions of the vertices 32a to 32c in each cross section, the vertex 32a is marked with a black circle, and the vertex 32a is 0 °, −60 °, −120 °, −180 °, − The cross-sectional shape of the rotor at 240 ° and −300 ° is shown.

このように構成されたロータ30に対して駆動機構40によって回転駆動力を与えると、送出方向Xに対して直交する各断面で、ロータ30の3つの頂点32(32a〜32c)がステータ20の内周面21に内接しながらロータ30がステータ20に対して偏心回転して流体を送り出す。ここで、各断面におけるポンプの動作について図9を参照しつつ説明する。   When a rotational driving force is applied to the rotor 30 configured as described above by the drive mechanism 40, the three vertices 32 (32 a to 32 c) of the rotor 30 are connected to the stator 20 in each cross section orthogonal to the delivery direction X. The rotor 30 is eccentrically rotated with respect to the stator 20 while being inscribed in the inner peripheral surface 21 to send out fluid. Here, the operation of the pump in each cross section will be described with reference to FIG.

図9は図1に示す一軸偏心ネジポンプの動作を示す図である。駆動機構40から与えられる回転駆動力を受けてロータ30がステータ20に対して同図(a)中の矢印方向に偏心回転すると、ロータ30の頂点32aに対して回転方向の上流側で同図(b)に示すように間隙CVが発生する。そして、ロータ30の偏心回転に伴い同図(c)〜(e)に示すように間隙CVは拡大していき、このときインレット部121を介してポンプ本体10に流入している流体が間隙CVに吸い込まれる。そして、さらにロータ30が回転すると、間隙CVは同図(f)〜(h)に示すように徐々に縮小され、ついには完全に閉ざされる(同図(i))。このような動作がロータ30の他の頂点32b、32cでも順次発生する。   FIG. 9 is a diagram showing the operation of the uniaxial eccentric screw pump shown in FIG. When the rotor 30 is eccentrically rotated with respect to the stator 20 in the direction of the arrow in FIG. 6A in response to the rotational driving force applied from the drive mechanism 40, the rotor 30 is upstream of the apex 32 a in the rotational direction. A gap CV is generated as shown in FIG. As the rotor 30 rotates eccentrically, the gap CV increases as shown in FIGS. 3C to 3E. At this time, the fluid flowing into the pump main body 10 via the inlet portion 121 becomes the gap CV. Sucked into. When the rotor 30 is further rotated, the gap CV is gradually reduced as shown in FIGS. 5F to 5H, and is finally completely closed (FIG. 1I). Such an operation sequentially occurs at the other apexes 32b and 32c of the rotor 30.

一方、軸方向、つまり送出方向Xには、図2および図3に示すように、ステータ20およびロータ30はねじれているため、送出方向(+X)の各断面では、上記動作が位相をずらせて発生するため、ロータ30の偏心回転に応じて間隙CVのキャビティが送出方向(+X)に移動することとなり、流体が(+X)方向に送り出される。   On the other hand, since the stator 20 and the rotor 30 are twisted in the axial direction, that is, the delivery direction X, as shown in FIGS. 2 and 3, the above operation is out of phase in each section in the delivery direction (+ X). Therefore, the cavity of the gap CV moves in the delivery direction (+ X) according to the eccentric rotation of the rotor 30, and the fluid is sent out in the (+ X) direction.

以上のように、本実施形態では、ロータ30が正三角形の各辺を内周面側に膨らませた略三角形断面を有しているので、ロータ30の剛性を高めることができ、一軸偏心ネジポンプの高精度化、高回転化、小型化が可能となっている。   As described above, in the present embodiment, since the rotor 30 has a substantially triangular cross section in which each side of the equilateral triangle is expanded toward the inner peripheral surface, the rigidity of the rotor 30 can be increased, and the uniaxial eccentric screw pump High precision, high rotation, and miniaturization are possible.

また、ステータ20の雌ネジピッチP20と、ロータ30の雄ネジピッチP30との比が、2:3となっている。これは、一軸偏心ネジポンプでの断面においても、ロータ30の3つの頂点がステータ内面に接触しているようにするためには、軸方向(送出方向X)に直交する任意断面において、ロータ30のネジ軸の中心(偏心量E)が同位置であることが必要である。そのために、本実施形態にかかる一軸偏心ネジポンプにおいては、ロータ30が1回転する際に偏心円は3回転するため(このことは、ある軸方向断面について、ロータ30が1回転する際に、ロータ30の偏心円は3回転することから解る)、ステータ20の1/2回転に対してロータ30が1/3回転する必要がある。つまりスパイラルのピッチ比率は、ステータピッチP20:ロータピッチP30=2:3となる。   The ratio of the female screw pitch P20 of the stator 20 to the male screw pitch P30 of the rotor 30 is 2: 3. In order to make the three apexes of the rotor 30 in contact with the inner surface of the stator even in the cross section of the uniaxial eccentric screw pump, the rotor 30 can be arranged in any cross section orthogonal to the axial direction (feeding direction X). The center of the screw shaft (the amount of eccentricity E) needs to be at the same position. Therefore, in the uniaxial eccentric screw pump according to the present embodiment, the eccentric circle rotates three times when the rotor 30 makes one rotation (this means that the rotor 30 rotates once for a certain axial cross section). It can be seen from the fact that the eccentric circle of 30 rotates 3 times), the rotor 30 needs to rotate 1/3 of the 1/2 rotation of the stator 20. That is, the spiral pitch ratio is stator pitch P20: rotor pitch P30 = 2: 3.

また、本実施形態では、ステータ20の軸方向の長さはステータピッチP20の3倍であるとともに、ローラ30の軸方向の長さはロータピッチPの2倍であり、上記のように構成された一軸偏心ネジポンプをクローズドキャビティ型のポンプとして機能させるための成立要件Lを満足している。したがって、本実施形態にかかるポンプは漏れの無い定容積型の特性を有しており、ポンプ(あるいはコンプレッサ、ディスペンサ)性能を向上させることができる。なお、上記「成立要件L」とはポンプ周期の2/3周期の長さ(ステータ20の2回転分、ロータ30の4/3回転分)を意味している。つまり、この成立要件よりも短い場合には、いずれかのキャビティが軸方向(送出方向X)に短絡されてしまうため、定容積型ポンプとしては十分なポンプ動作が得られないからである。例えばロータ30がー30゜回転して発生したキャビティは、ロータ30が−270゜回転した時点で消滅するため、ステータ20に対してロータ30の位相が240゜(=−30゜−(−270゜))回転する必要がある。   In this embodiment, the axial length of the stator 20 is three times the stator pitch P20, and the axial length of the rollers 30 is twice the rotor pitch P, and is configured as described above. Furthermore, the establishment requirement L for allowing the uniaxial eccentric screw pump to function as a closed cavity pump is satisfied. Therefore, the pump according to the present embodiment has a constant volume characteristic without leakage, and can improve the performance of the pump (or compressor, dispenser). The “satisfying requirement L” means a length of 2/3 cycle of the pump cycle (two rotations of the stator 20 and 4/3 rotations of the rotor 30). In other words, if it is shorter than this requirement, one of the cavities is short-circuited in the axial direction (feeding direction X), so that a sufficient pumping operation cannot be obtained as a constant displacement pump. For example, a cavity generated by the rotation of the rotor 30 by −30 ° disappears when the rotor 30 rotates by −270 °, so that the phase of the rotor 30 with respect to the stator 20 is 240 ° (= −30 ° − (− 270).゜)) Need to rotate.

なお、本発明は上記した実施形態に限定されるものではなく、その趣旨を逸脱しない限りにおいて上述したもの以外に種々の変更を行うことが可能である。例えば、ロータ30に対してバランス重量を付加してもよい。この場合、バランス重量の付加によって、ロータ30の高速回転時の振動を低減することができ、一軸偏心ネジポンプを安定して作動させることができる。   The present invention is not limited to the above-described embodiment, and various modifications other than those described above can be made without departing from the spirit of the present invention. For example, a balance weight may be added to the rotor 30. In this case, the addition of the balance weight can reduce the vibration when the rotor 30 rotates at high speed, and the uniaxial eccentric screw pump can be operated stably.

また、ロータ30については中実構造であっても、中空構造であってもよいが、軽量化の観点からすれば中空構造のロータ30を用いるのが望ましい。また、中空構造のロータ30を採用する場合には、中空部にバランス重量を配置してもよい。   The rotor 30 may be a solid structure or a hollow structure, but it is desirable to use the hollow structure rotor 30 from the viewpoint of weight reduction. Further, when the hollow structure rotor 30 is employed, a balance weight may be disposed in the hollow portion.

また、上記実施形態では、フレキシブルジョイントを用いてロータ30を偏心回転させているが、駆動機構40の構成は上記実施形態に限定されるものではなく、従来より多用されている偏心駆動機構、例えば遊星歯車を用いた偏心駆動機構を用いてもよい。また、上記実施形態では、ステータ20を固定しながらロータ30を回転させるように駆動しているが、駆動方式はこれに限定されるものではなく、ステータ20に対してロータ30を相対的に偏心駆動させればよい。   Moreover, in the said embodiment, although the rotor 30 is eccentrically rotated using a flexible joint, the structure of the drive mechanism 40 is not limited to the said embodiment, For example, the eccentric drive mechanism used frequently conventionally, for example, An eccentric drive mechanism using a planetary gear may be used. In the above embodiment, the rotor 30 is driven to rotate while fixing the stator 20. However, the driving method is not limited to this, and the rotor 30 is relatively eccentric with respect to the stator 20. What is necessary is just to drive.

さらに、上記実施形態では、ステータ20に対してロータ30を相対的に偏心駆動させることで、回転エネルギーを圧力エネルギーに変換して気体、液体、粉体等の各種流体を送り出すポンプ(コンプレッサやディスペンサを含む)に関するものであるが、本発明の技術思想については流体モータにも適用することが可能である。すなわち、図1のカッコ中の矢印に示すように、出口ガイド部13を介して加圧流体を供給すると、その加圧流体が有する圧力エネルギーによりロータ30がステータ20内で偏心回転する。そして、駆動機構40と同一構成の動力伝達機構がロータ30の偏心回転をドライブシャフト(回転シャフト)41の回転に変換しながらロータ30からドライブシャフト41への動力伝達を行う。このようにしてドライブシャフト41が回転駆動される。したがって、例えばドライブシャフト41にドリルなどの回転加工工具を装着することで当該工具を回転させる流体モータ(空気圧モータ、油圧モータや水圧モータなど)として機能させることも可能である。   Furthermore, in the above-described embodiment, the rotor 30 is driven eccentrically relative to the stator 20 to convert rotational energy into pressure energy and send out various fluids such as gas, liquid, and powder (compressor and dispenser). The technical idea of the present invention can also be applied to a fluid motor. That is, as shown by the arrows in parentheses in FIG. 1, when pressurized fluid is supplied via the outlet guide portion 13, the rotor 30 rotates eccentrically in the stator 20 due to the pressure energy of the pressurized fluid. A power transmission mechanism having the same configuration as that of the drive mechanism 40 performs power transmission from the rotor 30 to the drive shaft 41 while converting eccentric rotation of the rotor 30 into rotation of the drive shaft (rotary shaft) 41. In this way, the drive shaft 41 is rotationally driven. Therefore, for example, by attaching a rotary machining tool such as a drill to the drive shaft 41, it is possible to function as a fluid motor (pneumatic motor, hydraulic motor, hydraulic motor, etc.) for rotating the tool.

このように構成された流体モータによれば、上記一軸偏心ネジポンプと同様に、ロータ30は正三角形の各辺を内周面側に膨らませた略三角形断面を有しており、ロータの剛性を高めることができ、特許文献1に記載のポンプと同一構造を有する流体モータに比べ、流体モータの高精度化、高回転化、小型化が可能となっている。   According to the fluid motor configured as described above, similarly to the uniaxial eccentric screw pump, the rotor 30 has a substantially triangular cross section in which each side of an equilateral triangle is inflated toward the inner peripheral surface side, thereby increasing the rigidity of the rotor. Therefore, compared with a fluid motor having the same structure as the pump described in Patent Document 1, it is possible to increase the accuracy, increase the speed, and reduce the size of the fluid motor.

また、ドライブシャフト41の回転軸が加圧流体の流動方向Xと平行になるようにドライブシャフト41が設けられているので、加圧流体が有する圧力エネルギーを効率よくドライブシャフト41の回転エネルギーに変換することができる。   Further, since the drive shaft 41 is provided so that the rotational axis of the drive shaft 41 is parallel to the flow direction X of the pressurized fluid, the pressure energy of the pressurized fluid is efficiently converted into the rotational energy of the drive shaft 41. can do.

また、駆動機構40と同一構成の動力伝達機構を用いる代わりに、上記一軸偏心ネジポンプと同様に、例えば遊星歯車を用いた動力伝達機構を用いてもよい。   Further, instead of using a power transmission mechanism having the same configuration as that of the drive mechanism 40, a power transmission mechanism using a planetary gear, for example, may be used as in the case of the uniaxial eccentric screw pump.

この発明は、気体、液体、粉体等の各種流体を送り出す一軸偏心ネジポンプや加圧流体により作動する流体モータ全般に適用することができる。   The present invention can be applied to uniaxial eccentric screw pumps that send out various fluids such as gas, liquid, and powder, and fluid motors that operate by pressurized fluid.

20…雌ネジ型ステータ
21…内周面
23…ステータ内面曲線
30…雄ネジ型ロータ
31、31a〜31c…曲線
32、32a〜32c…頂点
P20…ステータピッチ
P30…ロータピッチ
X…送出方向
DESCRIPTION OF SYMBOLS 20 ... Female thread type stator 21 ... Inner peripheral surface 23 ... Stator inner surface curve 30 ... Male screw type rotor 31, 31a-31c ... Curve 32, 32a-32c ... Apex P20 ... Stator pitch P30 ... Rotor pitch X ... Delivery direction

Claims (8)

ペリトロコイド曲線により規定される内周面を有する雌ネジ型ステータと、
前記雌ネジ型ステータの内周面に内接する仮想正三角形の各辺を前記内周面側に膨らませた3つの曲線を外形とする雄ネジ型ロータとを備え、
前記雌ネジ型ステータおよび前記雄ネジ型ロータはともに流体の送出方向に延設され、
前記送出方向に対して直交する各断面で、前記雄ネジ型ロータの3つの頂点が前記雌ネジ型ステータの内周面に内接しながら前記雄ネジ型ロータが前記雌ネジ型ステータに対して相対的に偏心回転して流体を送り出すことを特徴とする一軸偏心ネジポンプ。
An internal thread type stator having an inner peripheral surface defined by a peritrochoid curve;
A male screw type rotor having an outer shape of three curves obtained by inflating each side of a virtual equilateral triangle inscribed in the inner peripheral surface of the female screw type stator toward the inner peripheral surface side;
The female screw type stator and the male screw type rotor are both extended in the fluid delivery direction,
In each cross section orthogonal to the delivery direction, the male screw type rotor is relative to the female screw type stator while the three apexes of the male screw type rotor are inscribed in the inner peripheral surface of the female screw type stator. A single-shaft eccentric screw pump characterized in that it is eccentrically rotated and pumps out fluid.
前記雌ネジ型ステータの前記送出方向に対して直交する各断面において前記雌ネジ型ステータの内周面で囲まれる内部空間は繭型形状を有し、
各曲線の中央部は前記内周面側と反対の側に湾曲して前記繭型形状の短軸近傍で前記雌ネジ型ステータの内周面と非干渉となっている請求項1に記載の一軸偏心ネジポンプ。
The internal space surrounded by the inner peripheral surface of the female screw type stator in each cross section orthogonal to the delivery direction of the female screw type stator has a bowl shape,
The center part of each curve curves to the opposite side to the said inner peripheral surface side, and is non-interfering with the inner peripheral surface of the said internal thread type stator in the vicinity of the short axis of the said saddle shape. Uniaxial eccentric screw pump.
前記雌ネジ型ステータの雌ネジピッチと、前記雄ネジ型ロータの雄ネジピッチとの比は、2:3である請求項1または2に記載の一軸偏心ネジポンプ。   The uniaxial eccentric screw pump according to claim 1 or 2, wherein a ratio of a female screw pitch of the female screw type stator to a male screw pitch of the male screw type rotor is 2: 3. 前記雌ネジ型ステータの前記送出方向の長さは少なくとも前記雌ネジ型ステータの雌ネジピッチの2倍以上であり、前記雄ネジ型ロータの前記送出方向の長さは少なくとも前記雄ネジ型ロータの雄ネジピッチとの(4/3)倍以上である請求項1ないし3のいずれか一項に記載に一軸偏心ネジポンプ。   The length of the female screw type stator in the feeding direction is at least twice as long as the female screw pitch of the female screw type stator, and the length of the male screw type rotor in the sending direction is at least a male size of the male screw type rotor. The uniaxial eccentric screw pump according to any one of claims 1 to 3, wherein the uniaxial eccentric screw pump is at least (4/3) times the screw pitch. 前記雄ネジ型ロータは中空ロータである請求項1ないし4のいずれか一項に記載の一軸偏心ネジポンプ。   The uniaxial eccentric screw pump according to any one of claims 1 to 4, wherein the male screw type rotor is a hollow rotor. 前記雄ネジ型ロータに対してバランス重量が付加される請求項1ないし5のいずれか一項に記載の一軸偏心ネジポンプ。   The uniaxial eccentric screw pump according to any one of claims 1 to 5, wherein a balance weight is added to the male screw type rotor. ペリトロコイド曲線により規定される内周面を有する雌ネジ型ステータと、
前記雌ネジ型ステータの内周面に内接する仮想正三角形の各辺を前記内周面側に膨らませた3つの曲線を外形とする雄ネジ型ロータと、
所定の回転軸を中心に回転自在に設けられる回転シャフトと、
前記雄ネジ型ロータと前記回転シャフトとを連結して前記雄ネジ型ロータの回転力を前記回転シャフトに伝達する動力伝達機構とを備え、
前記雌ネジ型ステータおよび前記雄ネジ型ロータはともに加圧流体の流動方向に延設され、
前記流動方向に対して直交する各断面で、前記雄ネジ型ロータの3つの頂点が前記雌ネジ型ステータの内周面に内接しながら前記雌ネジ型ステータ内に流入する加圧流体によって前記雄ネジ型ロータが前記雌ネジ型ステータ内で偏心回転し、
前記動力伝達機構は前記雄ネジ型ロータの偏心回転を前記回転シャフトの回転に変換しながら前記雄ネジ型ロータから前記回転シャフトへの動力伝達を行う
ことを特徴とする流体モータ。
An internal thread type stator having an inner peripheral surface defined by a peritrochoid curve;
A male screw type rotor having an outer shape of three curves obtained by inflating each side of a virtual equilateral triangle inscribed in the inner peripheral surface of the female screw type stator toward the inner peripheral surface side;
A rotating shaft provided rotatably around a predetermined rotation axis;
A power transmission mechanism for connecting the male screw type rotor and the rotary shaft to transmit the rotational force of the male screw type rotor to the rotary shaft;
The female screw type stator and the male screw type rotor are both extended in the flow direction of the pressurized fluid,
In each cross section orthogonal to the flow direction, the male screw type rotor is in contact with the inner peripheral surface of the female screw type stator while the three apexes of the male screw type rotor are in contact with the male screw type stator by the pressurized fluid flowing into the female screw type stator. A screw type rotor rotates eccentrically in the female screw type stator;
The fluid motor is characterized in that the power transmission mechanism transmits power from the male screw type rotor to the rotary shaft while converting eccentric rotation of the male screw type rotor to rotation of the rotary shaft.
前記回転シャフトは、前記回転軸が前記流動方向と平行になるように、設けられる請求項7に記載の流体モータ。   The fluid motor according to claim 7, wherein the rotation shaft is provided such that the rotation axis is parallel to the flow direction.
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CN105526043A (en) * 2015-07-02 2016-04-27 山东东远石油装备有限公司 Volumetric linear motor
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