JP3004087B2 - 一軸偏心ねじポンプのステータ内面研磨方法 - Google Patents

一軸偏心ねじポンプのステータ内面研磨方法

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    • F04CROTARY-PISTON, OR OSCILLATING-PISTON, POSITIVE-DISPLACEMENT MACHINES FOR LIQUIDS; ROTARY-PISTON, OR OSCILLATING-PISTON, POSITIVE-DISPLACEMENT PUMPS
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    • F04C2/10Rotary-piston machines or pumps of intermeshing-engagement type, i.e. with engagement of co-operating members similar to that of toothed gearing of internal-axis type with the outer member having more teeth or tooth-equivalents, e.g. rollers, than the inner member
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Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【産業上の利用分野】本発明は、特に粘性の高い流体の
輸送に好適な一軸偏心ねじポンプにおける、ステ−タ内
面の研磨方法に関するものである。
【0002】
【従来の技術】一軸偏心ねじポンプは粘性の高い流体で
も圧送でき、定量性があるという特長を有しているた
め、オイルや塗料、パルプ液などの高粘性流体や薬液、
食品などの圧送に使用されている。
【0003】このような一軸偏心ねじポンプの構造は、
図3に示すように、回転軸に対して偏心した円形断面を
有する雄ねじ状のロータ2を、長円形断面を有し、ピッ
チがロ−タ2の2倍である雌ねじ状の内面を形成したス
テ−タ1に内装し、前記ロータ2には二つのユニバーサ
ルジョイント3、3およびコネクティングロッド4を介
してシャフト5が連結され、軸封部6でシールされてい
た。該シャフト5を回転させれば、前記ロータ2は回転
軸を中心として回転すると共に、固定されたステ−タ1
の軸心に対して偏心運動を行うことによって流体を吸込
口7から吐出口8へ圧送できるようになっていた。
【0004】また、ステ−タ1は金属、ゴムなどから形
成されており、ロ−タ2、コネクティングロッド4、シ
ャフト5などはすべて金属からなっていたが、近年、ス
テ−タ1をセラミックスにより形成し、高温流体や腐食
性流体を圧送でき摩耗を少なくするようにした一軸偏心
ねじポンプが開発されてきた。
【0005】このステ−タ1の内面形状は、長円形を回
転させた雌ねじ状となっており、セラミックスで形成す
る場合は、内面形状と同形状の中金型を用いて、ラバ−
プレス、鋳込みなどによって成形した後、焼結するよう
になっていた(特開昭62-29781号公報参照)。また、ス
テータ1内面の精度を向上するために、内面と同形状
で、かつ先細状の総形砥石を用いて研削する方法を本出
願人は既に提案した(特願平1−225540号参
照)。
【0006】
【発明が解決しようとする課題】ところが上記の如き総
形砥石による研削では、ステ−タ1の内面に研削キズが
残り、面の仕上りが悪いという欠点があった。たとえ
ば、ステ−タ1を総形砥石で研削した場合、内面の表面
粗さが5sとなり、ロ−タ2、ステ−タ1の耐久性が悪
くなるといった問題点があった。
【0007】この問題点を解消するためには、前記研削
後のステ−タ1の内面に仕上げ研磨を施せば良いが、複
雑な形状であるため、容易に精度よく研磨する方法がな
かった。
【0008】
【課題を解決するための手段】上記に鑑みて本発明は、
セラミックスからなる一軸偏心ねじポンプ用ステ−タ
に、該ステ−タに用いるロ−タと同形状で、かつ表面が
樹脂からなり、直径がステータ短径よりも大きい研磨具
を挿入し、該研磨具またはステータを回転させながら、
研磨剤と粘性液の混合したスラリ−液を循環圧送して研
磨するようにしたものである。
【0009】
【実施例】以下図面を参照して本発明の実施例を説明す
る。
【0010】図1において、1は一軸偏心ねじポンプ用
のステータであり、アルミナ、窒化珪素などのセラミッ
クスからなっている。このステータ1に総形砥石などを
用いて研削加工を施した後、図1に示すように保持部材
23に固定する。また、研磨具22は、前記ステ−タ1
に用いるロ−タ2と同形状であり、金属からなる基体の
表面に、NBR樹脂などのロックウェル硬度30〜70
の樹脂を厚み5〜10mmとなるようにコ−ティングし
たものであって、ステータ1の短径よりも大きな直径を
もっている。この研磨具22をステ−タ1の内面に挿入
して回転させながら、GC砥粒、珪藻土等からなる研磨
剤とCMC等からなる粘性液の混合したスラリ−液24
を循環圧送すればよい。このようにすれば、研磨具22
は自転しながら偏心回転し、ステータ1の内面を研磨す
ることができる。また、研磨具22の表面が樹脂からな
り、かつその直径がステータ1の内面よりやや大きいた
め、研磨具22の表面がステータ1内面に密着し、完全
に研磨することができる。
【0011】なお、図2に断面図を示すように、上記研
磨具22の直径dはステータ1の短径Dよりもやや大き
くしてあるが、この直径dを種々に変化させて研磨実験
を行ったところ、研磨具22の直径dがステータ1の短
径D+1mmより大きいと、研磨具22をステータ1に
挿入しにくく、研磨時のトルクが大きいものであった。
また、逆に研磨具22の直径dがステータ1の短径D+
0.5mmより小さいと、内面を完全に研磨することが
困難であった。したがって、研磨具22の直径dはステ
ータ1の短径Dよりも0.5〜1mm大きいものが良か
った。
【0012】また、上記スラリー液24中に混入する研
磨剤の粒径を種々に変化させて同様の試験を行ったとこ
ろ、粒径が1μmより小さいと研磨時間が長くなり、一
方粒径が10μmより大きいと内面を滑らかにすること
ができなかった。したがって、研磨剤の粒径は1〜10
μmのものが良かった。そして、このような研磨剤を用
いることによって、ステータ1の内面を表面粗さ1sと
することができた。
【0013】さらに、本発明の研磨方法において、研磨
具22の軸に取り付けたトルク計、または、モ−タ入力
を測定することによって回転トルクを監視し、規定のト
ルクに達した時点で研磨終了とすればよい。即ち、研磨
初期はトルクが大きいが、研磨が進むにつれて内面が滑
らかになってトルクが低下するため、あらかじめ必要な
表面粗さの時のトルクを測定しておいて、このトルクと
なった時点で研磨を終了すればよい。このようにすれ
ば、セラミックスの種類や研磨条件にかかわらず、求め
る表面粗さのステータ1を容易に得ることができる。
【0014】さらに、上記実施例ではステータ1を固定
し、研磨具22を回転させる方法を示したが、逆に研磨
具22を固定し、ステータ1を回転させることもでき
る。あるいは、双方を互いに回転させることによって短
時間で研磨することもできる。
【0015】実験例 ステータ1として窒化珪素質セラミックスからなるもの
を用意し、このステータ1の内面に総形砥石を用いて内
面研削を施した後、本発明の研磨方法によって研磨を施
した。研磨剤として粒径5μmのGC砥粒を用い、研磨
具22の直径はステータ1内面の短径よりも0.8mm
大きくし、ロックウェル硬度65のNBR樹脂からなる
コーティングを施して、この研磨具22の回転数300
rpmで、10時間研磨した。このようにして得られた
ステータ(本発明実施例)と、総形砥石による内面研削
のみのステータ(比較例)について、内面の表面粗さを
測定した後、それぞれ図2の一軸偏心ねじポンプに組み
込んで、使用試験を行った。試験は、ロータの回転数3
00rpmで珪藻土の圧送を40時間行った後、初期状
態に対する締切圧の比を測定した。
【0016】結果は表1に示す通り、比較例ではステー
タ1の内面の表面粗さが5sと大きいため、使用中にス
テータ1やロータ2が磨耗しやすく、締切圧が73%に
低下した。これに対し、本発明実施例は、ステータ1の
内面の表面粗さを1sと小さくできるため、締切圧の低
下が全くなかった。したがって、本発明の研磨方法を行
うことによって、一軸偏心ねじポンプの耐久性を向上で
きることがわかる。
【0017】
【表1】
【0018】
【発明の効果】このように本発明によれば、セラミック
スからなる一軸偏心ねじポンプ用ステ−タに、該ステ−
タに用いるロ−タと同形状で、かつ表面が樹脂からな
り、直径が大きい研磨具を挿入し、該研磨具またはステ
−タを回転させながら、研磨剤と粘性液の混合スラリ−
液を循環圧送して研磨することによって、複雑な形状を
したステ−タの内面を容易にかつ高精度に研磨すること
が可能となり、その結果優れた耐久性をもったセラミッ
クス製一軸偏心ねじポンプを容易に製造することができ
る。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明の一軸偏心ねじポンプのステ−タ内面研
磨方法を説明するための断面図である。
【図2】図1中のX−X線断面図である。
【図3】一軸偏心ねじポンプの構造を示す断面図であ
る。
【符号の説明】
1・・・ステータ 2・・・ロータ 3・・・ユニバーサルジョイント 4・・・コネクティングロッド 5・・・シャフト 6・・・軸封部 7・・・吸込口 8・・・吐出口 22・・・研磨具 23・・・保持部材 24・・・スラリ−液
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (58)調査した分野(Int.Cl.7,DB名) F04C 2/08 - 2/28 F04C 11/00 - 15/04 321 B24B 37/02

Claims (2)

    (57)【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】雌ねじ状の内面を有したセラミックスから
    なる一軸偏心ねじポンプ用ステ−タに、該ステ−タに用
    いるロ−タと同形状で、表面が樹脂からなり、かつその
    直径がステータ短径よりも大きい研磨具を挿入し、該研
    摩具または上記ステ−タを回転させつつ、研磨剤と粘性
    液とから成るスラリ−液を圧送循環しながら研磨するこ
    とを特徴とする一軸偏心ねじポンプのステ−タ内面研磨
    方法。
  2. 【請求項2】上記研磨具またはステ−タの回転トルクを
    検知し、この回転トルクが一定値となったときに研摩を
    終了することを特徴とする請求項1記載の一軸偏心ねじ
    ポンプのステ−タ内面研磨方法。
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CN113953934B (zh) * 2021-11-11 2024-05-24 格力电器(武汉)有限公司 一种转子涂层预磨装置和预磨方法

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