JP4580919B2 - 蠕動ポンプ - Google Patents

Description

本発明は蠕動ポンプに関する。
蠕動ポンプは、概して、ポンプヘッドに収容されたローターを駆動するためにギアボックスを介して連結された駆動モーターを含む。ローターは一組のシュー、又は可撓管と係合するための他の手段を有する。ローターが回転すると、シューは可撓管を変形させて管内に閉塞部を形成する。閉塞部が管の長さに沿って移動するにつれ、管内の流体は一端から他端へと押し動かされる。

従来のポンプ駆動システムは、ローターとギアボックス、及びモーターとを極めて正確に位置合わせすることが必要である。このために、時間を要するとともにコストが高くなるか、あるいは、ポンプヘッド自体を分解することなくギアボックス及び／又はモーターを簡単に交換することができない。

図１に示す従来技術の蠕動ポンプ１は、ギアボックス１５及び駆動軸継手１６を介してモーター１３により駆動されるポンプヘッド１１を含む。モーター１３、ギアボックス１５、軸継手１６及びポンプヘッド１１は、底板１０上に取付けられている。ポンプヘッド１１は駆動装置を構成するモーター１３、ギアボックス１５及び軸継手１６により回転可能であるローター１１０を含む。ローター１１０は可撓管１１２と係合するためのシューを備え、可撓管は、ローターが回転するときに流体を運んで管を通じて汲み出す。閉塞が生じて管に沿って移動して流体を汲み出す。ローター１１０及び管１１２は、ポンプヘッドのハウジング内部に蓋板１１８によって収容されている。

ローター１１０は、一体式軸受け１１６上に支持され、且つ雄型入力軸１１４を有する。軸１１４は、駆動軸継手１６を介してギアモーター組立体１３及び１５に連結する。軸継手は通常安全カバー１６１で覆われている。ギアモーター組立体１３，１５は入力軸と正確に位置合わせされなくてはならず、これはギアボックス取付具の下の間隙調整板１５１を用いて達成される。間隙調整板は個々に機械加工または選択されて、ギアモーター組立体の入力軸に対する高さ又は位置合わせの変動に応じた寸法につくられる。この位置合わせは高度な正確性を要求し、達成には時間を要するだけでなく費用もかかる。しかし、この種のポンプ装置の利点は、ポンプヘッド組立体を分解することなくギアモーター組立体を交換できることである。

第２の従来技術のポンプを図２に示す。ポンプ組立体２において、ポンプヘッド２１が底板２０に取付けられている。ポンプヘッド２１は、前記の例と同様に、可撓管２１２と係合するように作動するローター２１０を含む。モーター２３は、ギアボックス２５を介してローターを駆動させる。ギアボックス２５もまた、底板２０に取付けられている。ギアボックス２５は、ローター２１０の中央部と係合し且つボルト２１４を介して定位置に保持された出力軸２５１を有する。このようなポンプは、ギアボックス２５とローター２１０との位置合わせが困難でないという利点を有する。

しかし、ギアモーター組立体２３，２５の交換はポンプヘッド２１のカバー２１６の取外しを必要とし、それはポンプヘッド２１内の潤滑流体の排出並びに加圧シュー及びローター２１０の取外しを必要とする。ローター２１０は軸２５１によってのみ定位置に保持されるため、取り外されなくてはならない。

本発明の目的は、部品間の厳密な位置合わせを要することなく、かつポンプヘッドの分解等の必要性も排除してギアボックスやモーターを簡単に交換することが可能な蠕動ポンプを提供することにある。

上記の目的を達成するために、請求項１に記載の発明は、ポンプヘッド（３１）及び駆動部組立体（３３，３５）を含む蠕動ポンプであって、ポンプヘッド（３１）は、ローター（３１３）、ポンプヘッド本体（３１１）及びハブ（３１８）を含み、ローター（３１３）は、ポンプヘッド（３１）内で回転するためにハブ（３１８）によって支持され、駆動軸（３１７）がハブ（３１８）を通じて延在して駆動部組立体（３３，３５）とローター（３１３）とを連結し、ローター（３１３）と駆動部組立体（３３，３５）とが互いに独立してポンプヘッド（３１）によって支持されるように駆動部組立体（３３，３５）が駆動軸（３１７）と独立してポンプヘッド（３１）に固定され、駆動軸（３１７）がハブ（３１８）に支持されることなく該ハブ（３１８）を通じて延在し、ローター（３１３）がハブ（３１８）の外面上で軸受け（３１９）に支持されている蠕動ポンプを提供する。

請求項２に記載の発明は、駆動軸（３１７）が駆動部組立体（３３，３５）と係合する請求項１に記載の蠕動ポンプを提供する。
請求項３に記載の発明は、駆動軸（３１７’）が中空であり、且つ駆動部組立体（３３，３５）の出力軸（３５２’）を支持する請求項２に記載の蠕動ポンプを提供する。

請求項４に記載の発明は、ローター（３１３）が、シュー（３１５）を有する中央部（３１４）及び前記駆動軸（３１７）を有する駆動板（３１６）を含む請求項１乃至３のいずれか一項に記載の蠕動ポンプを提供する。

請求項５に記載の発明は、ハブ（３１８）とローター（３１３）との間に設けられるシール（３２３）、及びシール（３２３）とローター（３１３）との間に配置され、ローター（３１３）と共に回転可能であるウェアリングをさらに含む請求項１乃至４のいずれか一項に記載の蠕動ポンプを提供する。

請求項６に記載の発明は、ハブ（３１８）が、駆動部組立体（３３，３５）の取付フランジ（３５１）に係合する外面を含む請求項１乃至５のいずれか一項に記載の蠕動ポンプを提供する。

請求項７に記載の発明は、ハブ（３１８）がポンプヘッド本体（３１１）に固定され、駆動部組立体（３３，３５）がハブ（３１８）に固定される請求項１乃至６のいずれか一項に記載の蠕動ポンプを提供する。
請求項８に記載の発明は、駆動軸（３１７）が、ロータ（３１３）に取り付けられた駆動板（３１６）から延在している請求項１乃至６のいずれか一項に記載の蠕動ポンプを提供する。

本発明の一態様に従えば、ポンプヘッド本体及びローターを含む蠕動ポンプヘッドであって、ポンプヘッド本体は、ローターが取付けられるハブと、駆動部組立体を支持するための取付部とを含み、ローターはポンプヘッド本体内で回転してローターとポンプヘッド本体との間に配置された可撓管内で蠕動運動を生じさせ、該ポンプヘッドが使用されるとき、ローターと駆動部組立体とはポンプヘッド本体によって独立に支持され、駆動部組立体は単独でポンプヘッド本体に支持され、駆動軸はハブを通じて延在して駆動部組立体とローターとを連結する蠕動ポンプヘッドが提供される。

このようなポンプヘッドにおいて、可撓管が本体から延在してポンプヘッドの入口及び出口部分をもたらし、ローターが作動して管を圧縮することが好ましい。駆動軸は駆動部組立体の出力軸と係合される。駆動軸はハブを通じて支持されずに延在するか又はハブ内の軸受けに支持され得る。ローターはハブの外面上の軸受けに支持され得る。ローターは管係合用突起部を有する主要部と、前記駆動軸を有する中央部とを含むことが好ましい。

ハブとローターとの間にシールが設けられ、且つシールとローターとの間に、ローターと共に回転可能であるウェアリングが配置され得る。
このようなポンプヘッドは、ポンプヘッド本体に保持されている潤滑剤を、シール欠損の場合に軸受けから離隔して排出させるための潤滑剤排出路を含み得る。

本発明の別の態様に従えば、ポンプヘッド本体と、ポンプヘッド本体内に配置され且つ本体から延在してポンプヘッドの入口及び出口部分をもたらす可撓管と、可撓管と係合可能であり管を圧縮するローターとを含む蠕動ポンプヘッドが提供され、該ポンプヘッドにおいて、ポンプヘッド本体は、ローターを支持し且つローターがその周りを回転可能なハブを含み、ローターは、ハブを通じてポンプヘッド外側へと向かって延在する駆動軸を備え、該駆動軸は駆動部組立体の出力軸と係合される。

このように、本発明の実施形態は、ローター自体が、ポンプヘッド本体に固定されるか又はポンプヘッド本体の一部であるハブによって支持されるポンプヘッドを提供することができる。たとえば、ポンプヘッドはポンプヘッドケーシングの部分を含み得る。このようにして、ローターは、たとえ駆動部組立体が取り外されても定位置にとどまることができる。ローターを支持する軸受けを設けることにより、ローター駆動軸がハブを通じて延在するときに支持されなくてもよくなる。ギアボックスはポンプヘッドケーシング又はハブ自体に直接ボルト留めされることができるため、ギアボックスの出力軸はローターの駆動軸と係合することができる。このことはギアボックスの軸とローターの軸との迅速且つ簡単な位置合わせを可能にするとともに、ギアボックス／駆動部組立体の交換を容易にする。

本発明の別の態様は、ローター及び駆動部組立体がポンプヘッドによって及び／又はポンプヘッド内のハブによって別々に支持されるポンプヘッドを提供する。

この発明によれば、ギアボックスの軸とローターの軸との迅速且つ簡単な位置合わせが可能であり、さらにはギアボックス／駆動部組立体の交換を容易であるという優れた効果を発揮する。

本発明をより分かり易くするために、そして本発明がいかに実行され得るかを示すために、添付の図面を参照しながら例を用いて本発明を説明する。
本発明を具体化する第１のポンプ３を図３、４、及び５に示す。第１のポンプはモーター３３によりギアボックス３５を介して駆動されるポンプヘッド３１を含む。ポンプ装置は底板３０によって支持されている。

ポンプヘッド３１は、慣用の方法でシュー３１５を有するローター３１３を含む。ローター３１３は、駆動板３１６を取付けるための中央部３１４を有し、駆動軸３１７は駆動板３１６から延在している。取付ハブ３１８はポンプヘッド本体３１１から突出し、軸受け３１９を支持する。軸受け３１９の周りをローター３１３の中央部３１４が回転する。駆動軸３１７は、駆動板３１６のみに支持されてハブ３１８を通って延在する。

カバー板３１２はポンプヘッド本体３１１に取付けられて、内部でローター３１３が回転する封止された装置をもたらす。封止された装置は潤滑剤を含んで回転シュー３１５及び管３２２の摩耗を軽減する。

駆動部組立体としてのギアモーター組立体３３、３５はハブ３１８の外側に取付フランジ３５１を介してボルトで留付けられる。取付フランジ３５１はギアボックス３５と一体化しているため、ギアボックス３５及びモーター３３はポンプヘッド組立体３１に堅固に取付けられている。ギアボックス３５から出る出力軸はハブ３１８中へと延在して駆動軸３１７と係合する。

ローター３１３は、モーター３３及びギアボックス装置３５によって、軸受け３１９上でハブ３１８のまわりを回転する。ギアボックス出力軸は、フランジ３５１とハブ３１８とが固定されるという特徴によって容易にローター３１３の駆動軸３１７と位置合わせされる。

さらに、ギアボックス３５がポンプヘッド組立体３１の外側に直接取り付けられるため、ギアモーター組立体３３及び３５のポンプヘッド組立体３１からの取外しが簡単である。ローター３１３はハブ３１８上に回転可能に保持されているため、ギアボックス３５の取外しはローター３１３の位置決めに全く影響しない。

シール３２３及びウェアリング３２４がローター３１３の中央取付部３１４とハブ３１８との間に設けられている。シール３２３は、内部潤滑剤の軸受け３１９内への漏入を防止する。ウェアリング３２４がローター３１３上に設けられてローター中央部３１４の過度の摩耗を防止する。リング３２４は比較的容易に交換される。

さらに、制御された漏出流路３２，３２５が設けられており、もしシール３２３に欠損が生じた場合、潤滑剤が漏出流路３２，３２５を流れる。従って、制御された潤滑剤の漏出により、その欠損がすぐに、しかも明確に分かるようになっている。このシール欠損の早期警告は、軸受け３１９の過度の摩耗がシール３２３の早期の交換によって防止できることを意味する。

このように、本発明を具体化するポンプヘッド３１は、ハブ３１８上に一体化された軸受け３１９に支持されたローター３１３を含み、ハブ３１８はポンプヘッド本体３１１に固定して取付られている。駆動軸３１７はローター３１３から延在しており、ギアボックス３５はハブ３１８の外面にボルトで留め付けられてギアボックス３５の出力駆動軸がローター駆動軸３１７と係合できるようにしている。

図６は、本発明の第２実施形態の部分側面図であり、標準的な螺旋形駆動ギアボックス３５’が、本発明を具体化するローターに固定された様子を示す。ローターは駆動板３１６を有し、前記実施形態と同様に、駆動板３１６から駆動軸３１７が延在している。変換板４０がハブ３１８’とギアボックス３５’のフランジ３５１’との間に設けられている。変換駆動軸３１７’及び螺旋形出力軸３５２’は、本発明を具体化するポンプヘッドが慣用の変換螺旋形ギアボックス３５’と共に用いられることを可能にする。

図７は、図１のポンプと類似のポンプであって、本発明を具体化するポンプヘッドと共に使用することを可能にする変換器４００を含むポンプを示す。変換器は、裸軸駆動システムによってかかるポンプヘッドを駆動させる。変換器４００は、ハブ外面への取付のためのフランジ部と、ローター３１から出る駆動軸３１７とを位置合わせするための一組の軸受けを含む。ギアボックス及びモーター組立体は、図１のポンプと同様に、軸継手を介して駆動軸に取付けられている。

図８は本発明を具体化するポンプヘッドの、裸軸駆動システムを用いるための別の変換部の部分側面図を示す。図８のシステム５００は、駆動部５０１を含み、駆動部５０１から駆動軸５０２が延在する。ハブ部５０５はポンプヘッド本体にボルトで留め付けられて軸受け５０３，５０４を有する。軸受け５０３，５０４は駆動軸５０２を支持し、そして駆動軸５０２は裸軸駆動システムによって駆動されることができる。

図９は本発明を具体化する別のポンプの側面図である。ポンプは、ポンプヘッド６００及びギアモーター組立体６０２を含む。前記システムにおけるのと同様に、ローター６０３はポンプヘッド６００内で回転するために保持されている。ハブ６０１はポンプヘッド本体に堅固に取付けられるようにボルト留めされている。中空のキー状駆動軸６０４がローター６０３から延在し、ハブ内で軸受け６０５上に支持されている。従ってローター６０３はポンプヘッド内でハブ６０１の周りを自由に高速回転することができる。

ギアモーター組立体６０２は、ハブ６０１に、取付フランジ６０７及びボルト６０８によってボルト留めされている。ギアモーター６０２は、ローター組立体の中空駆動軸６０４内へと延在する出力軸を含む。従ってローターはギアモーター組立体により駆動されることができる。

図９の実施形態は、前記の実施形態と同様の利点、つまり、ギアモーター組立体を、ポンプヘッドから、ポンプヘッド内のローターの定位置からローターを外すことなく、ボルト留めを外すことができるという利点を有する。これは、ローターを固定ハブ上に、ギアモーターから独立して支持することによって達成される。

図９の具体例はまた、ポンプヘッド潤滑流体の漏出を、該潤滑流体がローターの軸受け６０５に到達する前に制御することを可能にする制御式漏出路６１０を含む。
図１０は図９のポンプヘッドと同様であるが、遊星形ギアボックス組立体７０２と共に使用するためのポンプヘッドの図である。図１０のポンプヘッド７００はキー状軸６０４をスプライン付き出力軸に適合させるアダプター軸７０３を含む。図１０の実施形態において、ギアモーター組立体７０２は、ボルト７０４によってハブ端部カバー７０５に留め付けられている。

図１０の実施形態は遊星形ギアモーターが、本発明を具体化するポンプヘッドと共に使用されることを可能にする。
図１１、１２及び１３は、各々、図８、９及び１０に示したポンプヘッドの変形型ポンプヘッドを示す。図１１、１２及び１３において、ローターからハブを通って延在する駆動軸６０４は、自動調心の複列球形ローラー軸受け８００によって支持されている。このことは、ギアモーター出力軸のいかなる中心のずれも、さらなる修正なしで調整することができるという利点を有する。さらに、図１１、１２、及び１３の実施形態は、ギアモーター組立体をポンプから取り外すときに使用される駆動軸支持体８０２を含む。

第１の従来技術の蠕動ポンプの側断面図。 第２の従来技術のポンプの側断面図。 本発明を具体化する第１のポンプの側断面図。 図３のポンプヘッドの拡大断面図。 図５は、図３及び図４のポンプヘッドの分解図。 図６は本発明に従う第２のポンプの部分の側断面図 図７は本発明を具体化する第３のポンプの側断面図。 図８は本発明を具体化する第４のポンプの部分側面図。 図９は本発明を具体化する第５のポンプの側面図。 図１０は本発明を具体化する第６のポンプの側面図。 図１１は図８のポンプヘッドの変更例を示す図。 図１２図９のポンプヘッドの変更例を示す図。 図１３は図１０のポンプヘッドの変更例を示す図。

符号の説明

ポンプヘッド…１１，２１，３１，６００，１３，２３，３３、モーター…１５，２５，３５、ギアボックス…１１０，２１０，３１３，６０３、ローター…１１２，２１２, ３２２、可撓管…６５，１１６，３１９，５０３，５０４，６０５、軸受け…３１５、シュー…３１７，５０２，６０４、駆動軸…３１８，６０１、ハブ…４００。

Claims (8)

1. ポンプヘッド（３１）及び駆動部組立体（３３，３５）を含む蠕動ポンプであって、ポンプヘッド（３１）は、ローター（３１３）、ポンプヘッド本体（３１１）及びハブ（３１８）を含み、ローター（３１３）は、ポンプヘッド（３１）内で回転するためにハブ（３１８）によって支持され、駆動軸（３１７）がハブ（３１８）を通じて延在して駆動部組立体（３３，３５）とローター（３１３）とを連結し、ローター（３１３）と駆動部組立体（３３，３５）とが互いに独立してポンプヘッド（３１）によって支持されるように駆動部組立体（３３，３５）が駆動軸（３１７）と独立してポンプヘッド（３１）に固定され、駆動軸（３１７）がハブ（３１８）に支持されることなく該ハブ（３１８）を通じて延在し、ローター（３１３）がハブ（３１８）の外面上で軸受け（３１９）に支持されていることを特徴とする蠕動ポンプ。
2. 駆動軸（３１７）が駆動部組立体（３３，３５）と係合することを特徴とする請求項１に記載の蠕動ポンプ。
3. 駆動軸（３１７’）が中空であり、且つ駆動部組立体（３３，３５）の出力軸（３５２’）を支持することを特徴とする請求項２に記載の蠕動ポンプ。
4. ローター（３１３）が、シュー（３１５）を有する中央部（３１４）及び前記駆動軸（３１７）を有する駆動板（３１６）を含むことを特徴とする請求項１乃至３のいずれか一項に記載の蠕動ポンプ。
5. ハブ（３１８）とローター（３１３）との間に設けられるシール（３２３）、及びシール（３２３）とローター（３１３）との間に配置され、ローター（３１３）と共に回転可能であるウェアリングをさらに含むことを特徴とする請求項１乃至４のいずれか一項に記載の蠕動ポンプ。
6. ハブ（３１８）が、駆動部組立体（３３，３５）の取付フランジ（３５１）に係合する外面を含むことを特徴とする請求項１乃至５のいずれか一項に記載の蠕動ポンプ。
7. ハブ（３１８）がポンプヘッド本体（３１１）に固定され、駆動部組立体（３３，３５）がハブ（３１８）に固定されることを特徴とする請求項１乃至６のいずれか一項に記載の蠕動ポンプ。
8. 駆動軸（３１７）が、ロータ（３１３）に取り付けられた駆動板（３１６）から延在していることを特徴とする請求項１乃至７のいずれか一項に記載の蠕動ポンプ。

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