JP2016065532A - Volumetric capacity pump - Google Patents
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Abstract
Description
この発明は、偏心駆動部材を用いてポンプ室の容積変化によって流体の吸込み及び吐出を行う容積型ポンプに関する。 The present invention relates to a positive displacement pump that sucks and discharges fluid by changing the volume of a pump chamber using an eccentric drive member.
容積変化によって流体の吸込み及び吐出を行う容積型ポンプは、ポンプ室の容積を増大させつつ吸込口から流体の吸込みを行い、ポンプ室の容積を減少させつつ吐出口から流体の吐出を行う。このような容積型ポンプの1つとして、偏心ディスク(偏心駆動部材)に形成された円弧状の隔壁によって円弧状のポンプ室を内側ポンプ室と外側ポンプ室とに区画して、両ポンプ室からの吐出流量の変化の位相を180°ずらすことにより、ほぼ脈動のない吐出流量を実現するようにした偏心ディスクを用いた容積型ポンプが知られている(非特許文献1)。 A positive displacement pump that sucks and discharges fluid by changing its volume sucks fluid from the suction port while increasing the volume of the pump chamber, and discharges fluid from the discharge port while decreasing the volume of the pump chamber. As one of such positive displacement pumps, an arc-shaped pump chamber is divided into an inner pump chamber and an outer pump chamber by an arc-shaped partition formed on an eccentric disk (eccentric drive member). There is known a positive displacement pump using an eccentric disk that realizes a discharge flow rate substantially free of pulsation by shifting the phase of the change in the discharge flow rate by 180 ° (Non-Patent Document 1).
しかしながら、上述した従来技術の容積型ポンプでは、ポンプ室の圧力によりスラスト荷重がかかるため、耐久性の面で問題がある。また、ポンプの部品点数を少なくしてコストを抑え、特にシール部のメンテナンス性を高めたいという要望もある。 However, the above-described positive displacement pump of the prior art has a problem in durability because a thrust load is applied by the pressure in the pump chamber. There is also a desire to reduce costs by reducing the number of pump parts, and in particular to improve the maintainability of the seal portion.
この発明は、このような課題に鑑みてなされたもので、安価に構成可能でシール部のメンテナンス性が高くスラスト荷重を低減することができる容積型ポンプを提供することを目的とする。 The present invention has been made in view of such problems, and an object thereof is to provide a positive displacement pump that can be configured at low cost, has high maintainability of a seal portion, and can reduce a thrust load.
本発明に係る容積型ポンプは、回転軸と、この回転軸に偏心装着されて前記回転軸の回転動作に伴い前記回転軸を中心とする円環経路に沿って移動すると共に、それぞれ位置調整可能に独立した状態で同軸配置された第1のディスク部材及び第2のディスク部材を有する偏心駆動部材と、前記第1のディスク部材と回転軸方向の一方の側から対向するように配置され前記第1のディスク部材と共に円環状又は円弧状の第1のポンプ室を形成する第1のシリンダと、前記第2のディスク部材と回転軸方向の他方の側から対向するように配置され前記第2のディスク部材と共に円環状又は円弧状の第2のポンプ室を形成する第2のシリンダと、前記第1のポンプ室及び前記第2のポンプ室に流体を導入する吸込口、前記第1及び第2のポンプ室から流体を吐出する吐出口を有するポンプヘッドと、前記回転軸の先端に回転軸方向の位置調整可能に結合された偏心軸及び軸受部を内部に有する外側筒状部材からなり、前記第1及び第2のディスク部材が外周側に装着されると共に前記外周側に前記第2のディスク部材の回転軸方向の位置を規定する第1の位置決め部を有する偏心軸ユニットと、前記偏心軸ユニットの先端に回転軸方向の位置調整可能に結合され前記第1のディスク部材の回転軸方向の位置を規定する第2の位置決め部を有する取付部材と、前記回転軸の先端側と前記偏心軸ユニットの前記筒状部材の基端側とを前記ポンプヘッド内において流体から遮断するように配置された筒状弾性部材とを備えたことを特徴とする。 The positive displacement pump according to the present invention has a rotation shaft and is eccentrically mounted on the rotation shaft, and moves along an annular path centering on the rotation shaft as the rotation shaft rotates. And an eccentric drive member having a first disk member and a second disk member, which are coaxially arranged independently of each other, and the first disk member so as to face the first disk member from one side in the rotation axis direction. A first cylinder forming an annular or arc-shaped first pump chamber together with one disk member, and the second disk member arranged to face the second disk member from the other side in the rotation axis direction. A second cylinder that forms an annular or arcuate second pump chamber together with the disk member, a suction port for introducing fluid into the first pump chamber and the second pump chamber, the first and second Pump room or A pump head having a discharge port for discharging a fluid, an eccentric shaft coupled to a tip of the rotating shaft so as to adjust the position of the rotating shaft, and an outer cylindrical member having a bearing portion therein; An eccentric shaft unit having two first disk members mounted on the outer peripheral side and having a first positioning portion defining a position of the second disk member in the rotational axis direction on the outer peripheral side; and a tip of the eccentric shaft unit A mounting member having a second positioning portion that is coupled so as to be positionally adjustable in the direction of the rotation axis and that defines a position of the first disk member in the direction of the rotation axis; and a front end side of the rotation shaft and the cylinder of the eccentric shaft unit And a cylindrical elastic member arranged so as to cut off the base end side of the cylindrical member from the fluid in the pump head.
本発明に係る容積型ポンプによれば、偏心駆動部材の第1及び第2のディスク部材の回転軸方向の両側に第1及び第2のポンプ室が形成されているので、各ポンプ室により発生するスラスト荷重が反対向きになり、丁度相殺されることによりスラスト荷重の発生を低減することができる。これにより、第1及び第2のディスク部材と第1及び第2のシリンダとの間を非摺動状態に保つことが可能になるので、コンタミの発生を防止することができる。 According to the positive displacement pump according to the present invention, the first and second pump chambers are formed on both sides of the first and second disk members of the eccentric drive member in the rotation axis direction. The thrust load to be generated is in the opposite direction and is just offset, so that the generation of the thrust load can be reduced. Thereby, since it becomes possible to maintain a non-sliding state between the 1st and 2nd disk members and the 1st and 2nd cylinders, generation of contamination can be prevented.
また、第1及び第2のディスク部材がそれぞれ位置調整可能に独立して同軸配置されているので、ディスク部材やシリンダの加工精度や組立精度を厳密に管理しなくても、第1及び第2のディスク部材をそれぞれ独立して自動若しくは手動で位置調整することができる。このため、両者が一体型である場合と比べて、加工精度管理や組立精度管理が容易となり、容積型ポンプをより安価且つ容易に製造することが可能となる。 In addition, since the first and second disk members are independently coaxially arranged so that their positions can be adjusted independently, the first and second disk members and cylinders can be managed without strictly managing the processing accuracy and assembly accuracy of the disk members and cylinders. The disk members can be independently or automatically adjusted in position. For this reason, compared with the case where both are integral types, processing precision management and assembly precision management become easy, and it becomes possible to manufacture a positive displacement pump more cheaply and easily.
また、偏心軸ユニットと取付部材の第1及び第2の位置決め部により、各ディスク部材をそれぞれ回転軸方向に個別に位置調整して組み付けることができるので、移送する流体の特性に合ったクリアランス管理が可能となり、よりポンプ効率の高い容積型ポンプを提供することができる。 In addition, each disk member can be individually adjusted and assembled in the direction of the rotation axis by the eccentric shaft unit and the first and second positioning portions of the mounting member, so that clearance management that matches the characteristics of the fluid to be transferred Therefore, a positive displacement pump with higher pump efficiency can be provided.
また、筒状弾性部材によって回転軸の先端側と偏心軸ユニットの筒状部材の基端側とがポンプヘッド内において流体から遮断されているので、回転軸にメカニカルシールの装着を不要とするシールレス構造を実現し、シールに関する部品点数を少なくしてメンテナンス性を高めることが可能となる。 Further, since the distal end side of the rotary shaft and the proximal end side of the cylindrical member of the eccentric shaft unit are shielded from the fluid in the pump head by the cylindrical elastic member, a seal that eliminates the need for mounting a mechanical seal on the rotary shaft A less structure is realized, and it is possible to improve the maintainability by reducing the number of parts related to the seal.
本発明の一実施形態においては、前記第1及び第2のディスク部材は、両者の間に所定の反発力を付与する環状弾性部材を介して同軸配置されている。 In one embodiment of the present invention, the first and second disk members are arranged coaxially via an annular elastic member that imparts a predetermined repulsive force therebetween.
また、本発明の他の実施形態においては、前記筒状弾性部材は、柔軟性材料からなるブーツ、又は樹脂材料若しくは金属材料からなるベローズからなる。 In another embodiment of the present invention, the cylindrical elastic member is made of a boot made of a flexible material, or a bellows made of a resin material or a metal material.
本発明によれば、安価に構成可能でシール部のメンテナンス性が高くスラスト荷重を低減することができる。 According to the present invention, it can be configured at low cost, the maintainability of the seal portion is high, and the thrust load can be reduced.
以下、添付の図面を参照して、この発明の実施の形態に係る容積型ポンプを詳細に説明する。 Hereinafter, a positive displacement pump according to an embodiment of the present invention will be described in detail with reference to the accompanying drawings.
[第1の実施形態]
図1は、本発明の第1の実施形態に係る容積型ポンプの一部を透過して示す正面図であり、図2は、同容積型ポンプを側面方向から見た断面図である。また、図3は、同容積型ポンプの分解斜視図であり、図4は、同容積型ポンプの偏心駆動部材の側方断面図である。更に、図5は、同容積型ポンプの第2のディスク部材の背面図である。
[First Embodiment]
FIG. 1 is a front view showing a part of the positive displacement pump according to the first embodiment of the present invention, and FIG. 2 is a cross-sectional view of the positive displacement pump as viewed from the side. FIG. 3 is an exploded perspective view of the same displacement pump, and FIG. 4 is a side sectional view of an eccentric drive member of the same displacement pump. FIG. 5 is a rear view of the second disk member of the same displacement pump.
図1〜図4に示すように、第1の実施形態に係る容積型ポンプ100は、図示しないモータ等の回転駆動源からの回転駆動力を伝達する回転軸18を中心とした回転駆動力伝達部1を備える。また、容積型ポンプ100は、この回転駆動力伝達部1の回転軸18に偏心状態で装着されると共にそれぞれ独立形成されて回転軸方向に組み合わされた第1のディスク部材24及び第2のディスク部材25を有する偏心駆動部材2を備える。
As shown in FIGS. 1 to 4, the
更に、容積型ポンプ100は、偏心駆動部材2の第1のディスク部材24の回転軸方向の前方側から対向し、第1の流路から流体を供給され、第1のディスク部材24と共に第1のポンプ室6を形成する第1のポンプヘッド3を備える。また、容積型ポンプ100は、偏心駆動部材2の第2のディスク部材25の回転軸方向の後方側から対向し、第2の流路から流体を供給され、第2のディスク部材25と共に第2のポンプ室7を形成する第2のポンプヘッド4を備える。
Further, the
なお、容積型ポンプ100は、第1のポンプヘッド3と第2のポンプヘッド4とに挟まれて、内部に偏心駆動部材2を収容する円筒状の第3のポンプヘッド5を更に備える。これら第1〜第3のポンプヘッド3〜5は、図3に示すボルト61によって互いに固定される。また、回転駆動力伝達部1は、ボルト62によって第2のポンプヘッド4に固定される。第1のポンプヘッド3の前面側の開口部は、前面カバー34によって覆われている。
The
回転駆動力伝達部1は、回転軸18と、この回転軸18を回転可能に支持する軸受部17とを有する。軸受部17は、ラジアル方向及びスラスト方向(アキシャル方向)の荷重を受ける面対称配置された一対の円錐ころ軸受171,172から構成されている。これら円錐ころ軸受171,172は、筒状の軸受ケーシング122の内部に収容され、両端に配置されたシール部材173,174によって内部がシールされている。
The rotational driving force transmission unit 1 includes a
軸受ケーシング122は、その前端側にフランジ121が一体形成され、継手121aを介して第2のポンプヘッド4に固定されている。また、軸受ケーシング122や第1のポンプヘッド3には、容積型ポンプ100を床面や壁面等の固定部に取り付けるための取付部13がボルト63によって固定されている。
A
回転軸18の第1〜第3のポンプヘッド3〜5の内側に配置された部分には、回転軸18に対して偏心した偏心軸15aを内部に有する偏心軸ユニット15が装着されている。偏心軸15aには、ボールベアリング等の軸受16が取り付けられている。軸受16は、その外側に装着された外側筒状部材15A及びその基端側に取り付けられた軸受固定部16aにより偏心軸15aに固定されている。
An
偏心駆動部材2の第1及び第2のディスク部材24,25は、この偏心軸ユニット15の偏心軸15aの外側に装着された外側筒状部材15Aに装着されている。すなわち、ディスク部材24,25は、軸受16を介して偏心軸15aに回転可能に装着されている。これにより、偏心駆動部材2は、回転軸18の回転に伴い、回転軸18を中心とする円環経路に沿って移動する。
The first and
容積型ポンプ100の回転軸18及び偏心軸15aの駆動系は、図2に示すように、例えば回転動作を伝達する駆動側回転軸部180と、駆動側回転軸部180の先端側に回転軸方向から結合し、先端側に偏心軸15aが一体形成されて駆動側回転軸部180に対して回転軸方向の位置を調整可能な先端側回転軸部181と、偏心軸ユニット15の先端側に回転軸方向から結合し、偏心軸ユニット15との回転軸方向の位置を調整可能なキャップ部材(取付部材)191とからなる。
As shown in FIG. 2, the drive system of the
駆動側回転軸部180は、図示しないモータ等の回転駆動源からの回転駆動力を伝達する中空状のシャフトであり、上述した軸受部17によって回転可能に支持されている。この駆動側回転軸部180と偏心軸ユニット15との結合部分、すなわち回転軸18の先端側と偏心軸ユニット15の外側筒状部材15Aの基端側には、第1〜第3のポンプヘッド3〜5内において、例えば外側筒状部材15Aと共に回転軸18の先端側と先端側回転軸部181とを流体から遮断するように配置された筒状弾性部材11が装着されている。
The drive-side rotating
筒状弾性部材11は、偏心運動を吸収するためにゴム等の柔軟性のある材料からなるブーツ、又は樹脂材料若しくは金属材料からなるベローズ等からなる。この筒状弾性部材11は、駆動側回転軸部180にメカニカルシールの装着を不要とするシールレス構造を実現する。駆動側回転軸部180の前方部分は略円筒状に形成されており、この前方部分には先端側回転軸部181がスライド可能に挿入される。
The cylindrical
筒状弾性部材11は、後端側が継手121aに取り付けられたブッシュ329との間に液密に装着され、先端側が偏心軸ユニット15の外側筒状部材15Aと、その基端側に取り付けられた取付ナット部319との間に液密に装着されることにより、上記結合部分を取り囲むように配置されている。
The cylindrical
先端側回転軸部181は、駆動側回転軸部180の先端部分と同軸の略一部円筒一部円柱状の部材である。偏心軸ユニット15の外側筒状部材15Aの一部には、回転軸18に対して外周方向に突出する段差を形成し、第2のディスク部材25の挿通孔250に設けられた段差250aに当接し、これによって第2のディスク部材25の回転軸方向の位置決めを行う位置決め部182が形成されている。
The distal end side
また、先端側回転軸部181の円筒状部分は複数のスリット183によって複数のセグメント184に分割されており、スタッドボルト188に一体的に取り付けられテーパ状に形成されたコレット186と共にコレットチャックを構成している。駆動側回転軸部180には、回転軸18に沿って貫通するボルト挿通孔187が形成されており、駆動側回転軸部180の基端側からスタッドボルト188を操作可能に構成されている。
Further, the cylindrical portion of the distal end side rotating
キャップ部材191は、偏心軸ユニット15の外側筒状部材15Aの前方部分に、前方から挿入されるキャップである。また、キャップ部材191の後端は、外側筒状部材15Aの外周面に対して外周方向に突出する段差を形成し、第1のディスク部材24の前面に当接し、これによって第1のディスク部材24の回転軸方向の位置決めを行う位置決め部192が形成されている。
The
また、偏心軸ユニット15の外側筒状部材15Aの先端部分は複数のスリット193によって複数のセグメント194に分割されており、スタッドボルト198に一体的に取り付けられテーパ状に形成されたコレット196と共にコレットチャックを構成している。キャップ部材191には、偏心軸15aに沿って貫通するボルト操作用孔197が形成されており、キャップ部材191の先端側からスタッドボルト198を操作可能に構成されている。
The distal end portion of the outer
図4に示すように、偏心駆動部材2は、それぞれ独立して形成された第1のディスク部材24及び第2のディスク部材25を備えている。これら第1及び第2のディスク部材24,25は、回転軸18及び偏心軸15aに対する回転軸方向の位置を調整可能に構成されている。
As shown in FIG. 4, the
第1及び第2のディスク部材24,25の中心には、これらのディスク部材24,25を偏心軸ユニット15の外側筒状部材15Aに取り付けて、軸受16を介して偏心軸15aに装着するための挿通孔240,250がそれぞれ形成されている。また、第1および第2のディスク部材24,25には、互いの対向面側に結合ベース部201,206が突設されており、これら結合ベース部201,206の互いの対向面24a,25a同士が僅かな隙間で対向するように各ディスク部材24,25が配置されている。
At the center of the first and
第2のディスク部材25の結合ベース部206には、対向面25a側に開口する円環状の溝部25bが形成されており、この溝部25b内に環状弾性部材としてのOリング25cが同軸配置されている。溝部25bの回転軸方向の深さは、例えばOリング25cをガスケットとして使用する場合に規定される深さと、運動用・固定用に使用する場合に規定される深さとの中間値或いはその近傍値に設定されている。
The
また、Oリング25cは、第1及び第2のディスク部材24,25の間に所定の反発力を付与することが可能な弾性率を備えて構成されている。これにより、偏心駆動部材2の第1及び第2のシリンダ312,412との間の隙間調整(クリアランス調整)のために、各ディスク部材24,25の面間に反発力を持たせつつ、各ディスク部材24,25間をシールすることが可能となる。
The O-
なお、第1及び第2のディスク部材24,25は、Oリング25cを介して同軸配置されているため、回転方向に対して僅かなガタが発生する懸念がある。しかし、Oリング25cの適度な反発力及び摩擦力によって、第1及び第2のディスク部材24,25はほぼ固定された状態となるので、ポンプの動作中にこれらの角度がずれることはない。
Since the first and
第1及び第2のディスク部材24,25の軸方向外側の面は、それぞれ後述する第1のシリンダ312及び第2のシリンダ412と共に第1のポンプ室6及び第2のポンプ室7を形成するポンプ室形成面243,244,253,254として機能する。また、第1及び第2のディスク部材24,25の軸方向外側の面には、それぞれ互いの開放端の位置を180°ずらして配置されたC字状又は円弧状の第1の隔壁242及び第2の隔壁252がそれぞれ軸方向外側に向けて突設されている。
The axially outer surfaces of the first and
これら第1及び第2の隔壁242,252は、第1及び第2のシリンダ312,412内に収容され偏心量で規制された円環経路に沿って移動可能な径で、挿通孔240,250と同軸に形成されている。
The first and
また、第1及び第2のディスク部材24,25には、それぞれ第1及び第2の隔壁242,252の開放端に近い、隔壁242,252の径方向内側位置に、ディスク部材24,25を貫通するポンプ室吐出口245,255がそれぞれ形成されている。なお、第1のディスク部材24に形成されたポンプ室吐出口245と、第2のディスク部材25に形成されたポンプ室吐出口255も、互いに180°ずれた位置に形成されている。
The first and
第1のポンプヘッド3は、第1のフレーム31と、第2のフレーム32とを備えて構成されている(図2及び図3参照)。第1のフレーム31には、中心部にキャップ部材191を収容するキャップ部材収容口311が、その外側には第1の隔壁242を収容し、C字状又は円弧状の第1のポンプ室6を形成する第1のシリンダ312が形成されている。
The
また、その更に外周にはポンプ室形成面244と対向する対向面314が形成され、その更に外側には外周フランジ315が形成されている。キャップ部材収容口311と第1のシリンダ312との間の枠部分313は、一部に設けられた図示しない連結部を介して第1のフレーム31の対向面314と結合されている。なお、連結部の位置は、第1のディスク部材24の第1の隔壁242の開放端の位置と対応している。
Further, an opposing
第1のフレーム31の第1のポンプ室6を形成するポンプ室形成面には、連結部の近傍位置に第1のフレーム31を貫通する吸込口322が形成されている。この吸込口322と第1のディスク部材24のポンプ室吐出口245とは、連結部に対して互いに反対側に配置されている。
A
また、第2のフレーム32における第1のフレーム31の吸込口322と回転軸方向に対応する位置には、第2のフレーム32を貫通すると共に、第1の流体流路321と連通する吸込口322aが形成されている。第1の流体流路321の上端には、移送する流体(液体又は気体等の移送流体)を導入する第1の流体吸込口512が形成されている。
Further, a suction port that penetrates the
第2のポンプヘッド4は、上述した第1のポンプヘッド3と位置関係が180°異なる他は、一部を除いてほぼ同様に構成されている。すなわち、第2のポンプヘッド4は、第3のフレーム41を備える。第3のフレーム41には、中心部に第3のフレーム41を貫通し、偏心軸ユニット15の外側筒状部材15Aを収容する筒状部材収容口411が、その外側には第2の隔壁252を収容し、C字状又は円弧状の第2のポンプ室7を形成する第2のシリンダ412が形成されている。
The
また、その更に外周にはポンプ室形成面254と対向する対向面415が形成され、その更に外側には外周フランジ410が形成されている。筒状部材収容口411と第2のシリンダ412との間の枠部分413は、一部に設けられた図示しない連結部を介して第3のフレーム41の対向面415と結合されている。なお、連結部の位置は、第2のディスク部材25の第2の隔壁252の開放端の位置と対応している。
Further, an opposing
第3のフレーム41の第2のポンプ室7を形成するポンプ室形成面には、連結部の近傍位置に第3のフレーム41を貫通する吸込口417が形成されている。この吸込口417と第2のディスク部材25のポンプ室吐出口255とは、連結部に対して互いに反対側に配置されている。
A
第4のフレーム42には、第2の流体流路416が形成されており、この第2の流体流路416は第3のフレーム41の吸込口417と回転軸方向に連通している。第2の流体流路416は、第4のフレーム41の中心部において、筒状弾性部材11の収容空間を形成している。なお、第2の流体流路416は、筒状部材収容口411とも連通しており、その上端には、移送する流体を導入する第2の流体吸込口513が形成されている。
A
第3のポンプヘッド5は、第1のフレーム31と第3のフレーム41との間に配置されている。第3のポンプヘッド5の偏心駆動部材2が収容される空間は、第1及び第2のポンプ室6,7から吐出された移送流体が収容される吐出流体流路511を構成している。また、第3のポンプヘッド5の下端には、この吐出流体流路511に連通し、移送流体を外部に吐出する流体吐出口514が形成されている。
The
このように構成された容積型ポンプ100は、モータ等の回転駆動源によって回転軸18の駆動側回転軸部180に回転駆動力を与えると、回転運動が偏心軸15aに伝達され、偏心軸ユニット15に装着された偏心駆動部材2が、回転軸18の中心軸を中心とする偏心量に応じた半径の円環経路に沿って移動するように動作する。偏心駆動部材2は、偏心軸ユニット15の外側筒状部材15A及び軸受16を介して偏心軸15aに対して回転自在に装着されているので、偏心駆動部材2自体の回転が規制されていることと相俟って、上記円環経路に沿って並行移動をする。この円環軌道に沿った1回転分の並行移動が容積型ポンプ100の1サイクルとなる。
In the
この容積型ポンプ100では、第1のポンプ室6の流量変化と、第2のポンプ室7の流量変化とが、180°異なる位相となっている。従って、第1のポンプ室6からの流量と第2のポンプ室7からの流量を合計することにより、脈動のない流体の供給を実現することができる。
In the
また、容積型ポンプ100においては、第1及び第2のポンプ室6,7によって常に吸い込みが行われ、且つ第1のポンプ室6の吸い込みによって生じる力と第2のポンプ室7の吸い込みによって生じる力は逆方向となる。従って、クランクシャフト(回転軸18)の軸方向に対する荷重を軽減し、軸受部17の円錐ころ軸受171,172(ベアリング)等の負担を軽減することが可能である。
In the
このため、円錐ころ軸受171,172として、小型のベアリングを適用することが可能であり、また、ポンプ室周りをほぼ完全な非摺動状態に保つことができるので、これによるコンタミの発生を効果的に抑制することが可能である。また、当然の如く回転方向を逆転させることができるので、逆回転させた場合は吸込み吐出は反転する。
For this reason, it is possible to apply a small bearing as the tapered
なお、本実施形態に係る容積型ポンプ100においては、偏心駆動部材2の第1及び第2のディスク部材24,25の回転軸方向の位置を調整することが可能である。まず、回転駆動力伝達部1の駆動側回転軸部180のボルト挿通孔187に先端側からスタッドボルト188を挿入した上で、偏心軸ユニット15の先端側回転軸部181をセットし、継手121a、ブッシュ329、取付ナット部319を取り付けて筒状弾性部材11を装着する。
In the
次に、第2のポンプヘッド4を軸受ケーシング122に取り付けて、偏心軸ユニット15の外側筒状部材15Aに第2のディスク部材25を、第2のディスク部材25の段差250aが位置決め部182に当接するようにしっかりと装着する。そして、第2のディスク部材25と第2のポンプヘッド4との間に、予め目標とするクリアランスを確保した状態で、駆動側回転軸部180の基端側からボルト挿通孔187を介してスタッドボルト188を回転操作し、これによってコレット186を前方へ押し締める。
Next, the
これにより、スタッドボルト188に一体的に取り付けられテーパ状に形成されたコレット186の側面によってセグメント184が外周方向に押圧され、先端側回転軸部181と駆動側回転軸部180の前端部分との位置関係が固定される。なお、クリアランスを設定するには、例えば第2のポンプヘッド4の対向面415の前面と第2のディスク部材25のポンプ室形成面254との間に数十μmのスペーサを挿入し、スタッドボルト188による位置決め後に、第2のディスク部材25を僅かに前方へ引き出してスペーサを取り除くようにすればよい。
As a result, the
その他、先端側回転軸部181を駆動側回転軸部180の前方部分にセットした時点で、予めスタッドボルト188によってコレット186をある程度押し締めておき、位置関係を固定する前に先端側回転軸部181の駆動側回転軸部180に対する摩擦力を調整するようにしておいてもよい。
In addition, when the front end side
次に、第2のディスク部材25の溝部25bにOリング25cを取り付けた上で、偏心軸ユニット15の外側筒状部材15Aの第2のディスク部材25の前方部分に第1のディスク部材24を組み付ける。そして、偏心軸ユニット15の前方側にスタッドボルト198及びキャップ部材191を、キャップ部材191の後端の位置決め部192が第1のディスク部材24の前面にしっかりと当接するように装着する。
Next, the O-
その後、第1のディスク部材24と第2のディスク部材25との間が、例えばOリング25cの潰れ具合による僅かなクリアランスを有するように、キャップ部材191の先端側からボルト操作用孔197を介してスタッドボルト198を回転操作し、これによってコレット196を後方へ押し締める。これにより、スタッドボルト198に一体的に取り付けられテーパ状に形成されたコレット196の側面によってセグメント194が外周方向に押圧され、キャップ部材191と偏心軸ユニット15の前端部分との位置関係が固定される。
Thereafter, the
そして、第3のポンプヘッド5及び第1のポンプヘッド3を第2のポンプヘッド4に取り付けて、容積型ポンプ100を構成する。なお、第1のディスク部材24と第1のフレーム31とのクリアランス調整は、上述したようなスペーサを用いなくとも、前面カバー34を取り付ける前に、キャップ部材収容口311を介してスタッドボルト198を操作することにより、ポンプ組み付け後も容易に行うことが可能である。
And the
このようにすることによって、第1のディスク部材24と第1のフレーム31とのクリアランス、及び第2のディスク部材25と第3のフレーム41とのクリアランスを好適に調整することができるが、本実施形態の容積型ポンプ100においては、各種のクリアランスをそれほどシビアに調整しなくても、Oリング25cの弾性反発力等により偏心駆動部材2と各ポンプヘッド3,4とのクリアランスを自動的に最適な状態に調整することも可能な構造を備えている。
By doing so, the clearance between the
容積型ポンプ100における第1及び第2のディスク部材24,25と第1及び第2のシリンダ312,412とのクリアランス(間隔)は、ポンプの移送性能に大きく影響するものである。例えば、この間隔が広すぎる場合、移送能力の低下を招く場合がある。一方、この間隔が狭すぎる場合、第1及び第2のディスク部材24,25が第1及び第2のシリンダ312,412に摺動し、これらの間における摩擦係数が増大して、偏心駆動部材2の移動を阻害し、移送能力の低下を招く場合があり、当該摺動部分においてコンタミが発生する場合がある。
The clearance (interval) between the first and
なお、容積型ポンプ100を駆動させる条件によっては、第1及び第2のディスク部材24,25と第1及び第2のシリンダ312,412との間の好適な間隔が変化する場合がある。例えば、容積型ポンプ100を高温下で動作させる場合等には、偏心駆動部材2の熱膨張を考慮する必要が生じ、移送流体が液体である場合には、この液体の粘度によっても好適な間隔は異なってくる。
Depending on the conditions for driving the
この点、本実施形態に係る容積型ポンプ100においては、位置決め部182,192の回転軸方向に対する位置調整及びOリング25cの弾性反発力等によって、第1のディスク部材24と第2のディスク部材25との間の間隔やシール性を調整したり、偏心駆動部材2の第1及び第2のシリンダ312,412との間隔を適度に調整したりすることが可能である。従って、これらの間隔を条件に応じて好適に調整することができる、汎用性の高い容積型ポンプを提供することができる。
In this regard, in the
また、筒状弾性部材11及び外側筒状部材15Aによって、回転軸18の先端側と先端側回転軸部181とを流体から遮断するように構成しているので、回転軸18の駆動側回転軸部180に従来のようなメカニカルシールを取り付ける必要はなく、シールレス構造を実現してコストを抑えつつメンテナンス性を高めることが可能である。
Further, since the cylindrical
特に、メカニカルシールのような構造では摺動部に潤滑構造が必須であり高粘度の液体等には不向きであり、接液部分の構造が複雑であるため洗浄等がし難いが、本実施形態の容積型ポンプ100のように筒状弾性部材11で遮断するようにすれば、構造が簡単で洗浄等のメンテナンスも容易となる。なお、筒状弾性部材11の内部に潤滑構造を備えるように構成してもよい。
In particular, in a structure such as a mechanical seal, a lubrication structure is essential for the sliding portion, which is not suitable for high viscosity liquids and the like. If it cuts off with the cylindrical
[第2の実施形態]
次に、第2の実施形態に係る容積型ポンプについて説明する。図6は、本発明の第2の実施形態に係る容積型ポンプを側面方向から見た断面図である。また、図7は、同容積型ポンプの偏心駆動部材の側方断面図である。更に、図8は、同容積型ポンプの第2のディスク部材の背面図である。
[Second Embodiment]
Next, the positive displacement pump according to the second embodiment will be described. FIG. 6 is a cross-sectional view of the positive displacement pump according to the second embodiment of the present invention as viewed from the side. FIG. 7 is a side sectional view of the eccentric drive member of the same displacement pump. FIG. 8 is a rear view of the second disk member of the same displacement pump.
図6〜図8に示すように、第2の実施形態に係る容積型ポンプ101は、偏心駆動部材2が第1及び第2のディスク部材24,25からなる点は先の第1の実施形態に係る容積型ポンプ100と同様であるが、これら第1及び第2のディスク部材24,25の結合方式が異なっている。その他の点については同様に構成されている。
As shown in FIGS. 6 to 8, the
すなわち、容積型ポンプ100の偏心駆動部材2の第1及び第2のディスク部材24,25は、結合ベース201,206が所定の隙間を介して対向している。第2のディスク部材25の前面に形成された結合ベース部206には、対向面25a側に開口してガイドピン26を係止するガイドピン係止穴207と、スプリング27を係止するスプリング係止穴208とが形成されている。
That is, the coupling bases 201 and 206 are opposed to the first and
また、第1のディスク部材24の背面に形成された結合ベース部201にも、対向面24a側に開口してガイドピン26を係止するガイドピン係止穴202と、スプリング27を係止するスプリング係止穴203とが形成されている。ここで、ガイドピン係止穴202の内径は、ガイドピン26の外径と比較して大きく形成されている。なお、スプリング係止穴203,208及びガイドピン係止穴202,207は、挿通孔240,250の中心から、それぞれ所定の角度毎にほぼ均等に設けられている。
In addition, the
すなわち、第2の実施形態に係る偏心駆動部材2の第1のディスク部材24及び第2のディスク部材25は、回転方向に対していわゆるガタを有しており、例えば所定の角度範囲において独立して回転可能な構造を備えている。なお、この第1及び第2のディスク部材24,25の角度は、ポンプの動作中に自然に好適な位置へと調整される。
That is, the
このように構成された第2の実施形態に係る容積型ポンプ101は、偏心駆動部材2の第1及び第2のディスク部材24,25が緩やかに結合されているので、両者の角度方向の誤差に対しての許容度を増すことが可能となる。すなわち、第1及び第2のディスク部材24,25を、所定の角度範囲において独立して回転可能である構造にしているので、両ディスク部材24,25の第1及び第2のシリンダ312,412に対する回転角度は動作中に好適に調整される。従って、本実施形態の偏心駆動部材2は、各ディスク部材24,25の互いに対する回転角度を精密に調整する必要がなく、容易に製造することが可能である。
In the
なお、上述した第1及び第2の実施形態に係る容積型ポンプ100,101では、第1のポンプ室6と第2のポンプ室7の吐出流量が互いに逆相、すなわち偏心駆動部材2の第1及び第2のディスク部材24,25が逆相となるように構成されていたが、これらのポンプ室6,7の吐出流量が同相となるように、第1及び第2のディスク部材24,25が同相配置されて偏心駆動部材2が構成されていてもよい。この場合、吸込口322,417が、例えば共に回転軸18に対して下方に位置するようにポンプを形成すればよい。
In the
1 回転駆動力伝達部
2 偏心駆動部材
3 第1のポンプヘッド
4 第2のポンプヘッド
5 第3のポンプヘッド
6 第1のポンプ室
7 第2のポンプ室
11 筒状弾性部材
15 偏心軸ユニット
15A 外側筒状部材
15a 偏心軸
18 回転軸
24 第1のディスク部材
25 第2のディスク部材
25c Oリング
180 駆動側回転軸部
181 先端側回転軸部
182 位置決め部
191 キャップ部材
192 位置決め部
312 第1のシリンダ
412 第2のシリンダ
DESCRIPTION OF SYMBOLS 1 Rotation driving
Claims (3)
この回転軸に偏心装着されて前記回転軸の回転動作に伴い前記回転軸を中心とする円環経路に沿って移動すると共に、それぞれ位置調整可能に独立した状態で同軸配置された第1のディスク部材及び第2のディスク部材を有する偏心駆動部材と、
前記第1のディスク部材と回転軸方向の一方の側から対向するように配置され前記第1のディスク部材と共に円環状又は円弧状の第1のポンプ室を形成する第1のシリンダと、
前記第2のディスク部材と回転軸方向の他方の側から対向するように配置され前記第2のディスク部材と共に円環状又は円弧状の第2のポンプ室を形成する第2のシリンダと、
前記第1のポンプ室及び前記第2のポンプ室に流体を導入する吸込口、前記第1及び第2のポンプ室から流体を吐出する吐出口を有するポンプヘッドと、
前記回転軸の先端に回転軸方向の位置調整可能に結合された偏心軸及び軸受部を内部に有する筒状部材からなり、前記第1及び第2のディスク部材が外周側に装着されると共に前記外周側に前記第2のディスク部材の回転軸方向の位置を規定する第1の位置決め部を有する偏心軸ユニットと、
前記偏心軸ユニットの先端に回転軸方向の位置調整可能に結合され前記第1のディスク部材の回転軸方向の位置を規定する第2の位置決め部を有する取付部材と、
前記回転軸の先端側と前記偏心軸ユニットの前記筒状部材の基端側とを前記ポンプヘッド内において流体から遮断するように配置された筒状弾性部材と
を備えたことを特徴とする容積型ポンプ。 A rotation axis;
A first disk that is eccentrically mounted on the rotating shaft and moves along an annular path centering on the rotating shaft as the rotating shaft rotates, and is coaxially arranged in an independent state so that the respective positions can be adjusted. An eccentric drive member having a member and a second disk member;
A first cylinder that is disposed so as to face the first disk member from one side in the direction of the rotation axis and forms an annular or arc-shaped first pump chamber together with the first disk member;
A second cylinder that is disposed so as to face the second disk member from the other side in the rotation axis direction and forms a second pump chamber having an annular shape or an arc shape together with the second disk member;
A pump head having a suction port for introducing fluid into the first pump chamber and the second pump chamber, and a discharge port for discharging fluid from the first and second pump chambers;
The rotating shaft includes a cylindrical member having an eccentric shaft and a bearing portion that are coupled to the tip of the rotating shaft so that the position of the rotating shaft can be adjusted. The first and second disk members are mounted on the outer peripheral side, and An eccentric shaft unit having a first positioning portion for defining a position of the second disk member in the rotation axis direction on the outer peripheral side;
An attachment member having a second positioning portion that is coupled to the tip of the eccentric shaft unit so that the position of the first disk member in the rotation axis direction can be adjusted;
A volume comprising: a cylindrical elastic member arranged so as to cut off the distal end side of the rotating shaft and the proximal end side of the cylindrical member of the eccentric shaft unit from the fluid in the pump head. Type pump.
ことを特徴とする請求項1記載の容積型ポンプ。 The positive displacement pump according to claim 1, wherein the first and second disk members are arranged coaxially via an annular elastic member that imparts a predetermined repulsive force therebetween.
ことを特徴とする請求項1又は2記載の容積型ポンプ。 The positive displacement pump according to claim 1 or 2, wherein the cylindrical elastic member is made of a boot made of a flexible material, or a bellows made of a resin material or a metal material.
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