JP5698078B2 - Uniaxial eccentric screw pump - Google Patents

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Description

本発明は、食料原料や、化学原料、下水汚泥などの粘性液体を定量圧送する一軸偏心ねじポンプに係り、特に、この種の一軸偏心ねじポンプの運転の制御に関する。   The present invention relates to a single-shaft eccentric screw pump that quantitatively pumps viscous liquids such as food raw materials, chemical raw materials, and sewage sludge, and more particularly to control of the operation of this type of single-shaft eccentric screw pump.

この種の一軸偏心ねじポンプとしては、例えば特許文献１に記載の技術が開示されている。同文献記載の一軸偏心ねじポンプは、雌ねじ状の内面を有する回転可能に支承されたステータを有している。このステータはエラストマーで構成され、このステータに、ロータの雄ねじ状の螺旋部が内挿されるとともに基端部が駆動部に連結されている。そして、ロータの回転軸線は、ステータの回転軸線に対して所定距離だけ偏心して配置されており、ロータの回転力でステータをロータの二分の一の回転数で追従回転させるように構成されている。   As this type of single-shaft eccentric screw pump, for example, a technique disclosed in Patent Document 1 is disclosed. The uniaxial eccentric screw pump described in the document has a rotatably supported stator having an inner surface of a female thread. The stator is made of an elastomer, and a male screw-like spiral portion of the rotor is inserted into the stator, and a base end portion is connected to the drive portion. The rotation axis of the rotor is arranged eccentrically by a predetermined distance with respect to the rotation axis of the stator, and is configured to follow and rotate the stator at a half rotation speed of the rotor by the rotational force of the rotor. .

ＷＯ２０１０／１０３９９３ Ａ１WO2010 / 103993 A1

しかしながら、このような構成の一軸偏心ねじポンプは、ゴム等のエラストマーで構成されたステータをロータの回転力で追従回転させるようになっているので、ロータ駆動用のモータを、全電圧始動（直入れ始動）した場合（あるいはインバータ制御やサーボ制御をした場合）に、ロータからステータへの回転力を伝達するときの起動時の衝撃が大きいと、エラストマーで構成されたステータが起動時の衝撃で大きく弾性変形してしまう。そのため、起動時の立ち上がり加速時間を短くしたとき、ステータがロータの回転に追従できず、これにより、ロータとステータとの本来の正確な位相関係が保てなくなり、極端な場合、ロータがステータ内で空回りするおそれがある。   However, the uniaxial eccentric screw pump having such a configuration is configured to follow and rotate a stator made of an elastomer such as rubber by the rotational force of the rotor. If the start-up impact when transmitting the rotational force from the rotor to the stator is large, the stator made of elastomer Large elastic deformation. Therefore, when the startup acceleration time at start-up is shortened, the stator cannot follow the rotation of the rotor, so that the original accurate phase relationship between the rotor and the stator cannot be maintained. There is a risk of spinning around.

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、ロータの回転力でステータをロータの二分の一の回転数で追従回転させる一軸偏心ねじポンプにおいて、起動時の立ち上がり加速時間を短くした場合であっても、ロータとの正確な位相関係を保ってステータを追従回転させ得る一軸偏心ねじポンプを提供することを目的とする。   Therefore, the present invention has been made paying attention to such a problem, and in a single-shaft eccentric screw pump that rotates the stator at a half rotation speed of the rotor by the rotational force of the rotor, It is an object of the present invention to provide a uniaxial eccentric screw pump capable of rotating a stator following a precise phase relationship with a rotor even when a rising acceleration time is shortened.

上記課題を解決するために、本発明は、雌ねじ状の内面を有する回転可能に支承されたステータと、該ステータに雄ねじ状の螺旋部が内挿されるとともに直線状の基端部がモータの駆動軸に直結されたロータとを備え、前記ロータの回転軸線が前記ステータの回転軸線に対して所定距離だけ偏心して配置されるとともに、前記ロータの回転力で前記ステータを前記ロータの二分の一の回転数で追従回転させるように構成された一軸偏心ねじポンプであって、前記モータの角速度を測定する角速度測定手段と、前記モータの角加速度を測定する角加速度測定手段と、前記角速度測定手段から取得した角速度情報および前記角加速度測定手段から取得した角加速度情報に基づいて、前記モータの起動時の立ち上がり加速を制御する制御手段とを備え、前記制御手段は、当該一軸偏心ねじポンプを起動した場合に、前記ロータと前記ステータとのずれが生じない制限角加速度以内に前記モータの角加速度を抑えつつ定常運転に移行させることを特徴とする。
ここで、本発明に係る一軸偏心ねじポンプにおいて、前記第一制限角加速度が、２００πｒａｄ／ｓ２であることは好ましい。 In order to solve the above-described problems, the present invention is directed to a rotatably supported stator having a female screw-shaped inner surface, a male screw-shaped spiral portion inserted in the stator, and a linear base end portion for driving a motor. A rotor directly connected to a shaft, and the rotation axis of the rotor is arranged eccentrically by a predetermined distance with respect to the rotation axis of the stator, and the stator is half of the rotor by the rotational force of the rotor. A uniaxial eccentric screw pump configured to follow and rotate at a rotational speed, from an angular velocity measuring unit that measures an angular velocity of the motor, an angular acceleration measuring unit that measures an angular acceleration of the motor, and the angular velocity measuring unit Control means for controlling rising acceleration at startup of the motor based on the obtained angular velocity information and the angular acceleration information obtained from the angular acceleration measuring means. When the uniaxial eccentric screw pump is activated, the control means shifts to a steady operation while suppressing the angular acceleration of the motor within a limited angular acceleration that does not cause a deviation between the rotor and the stator. To do.
Here, in the uniaxial eccentric screw pump according to the present invention, it is preferable that the first limiting angular acceleration is 200π rad / s 2 .

本発明によれば、モータの起動時の立ち上がり加速を制御する制御手段を備えており、この制御手段が、一軸偏心ねじポンプを起動した場合に、前記ロータと前記ステータとのずれが生じない制限角加速度（例えば、２００πｒａｄ／ｓ２）以内に前記モータの角加速度を抑えるので、ステータをロータの回転に確実に追従させることができる。そして、前記制限角加速度以内に維持しつつ定常運転段階に移行させるので、ロータとステータとの本来の正確な位相関係を保ちつつも、可及的速やかに起動することができる。したがって、起動時の立ち上がり加速時間を短くした場合であっても、ロータとの正確な位相関係を保ってステータを追従回転させることができる。   According to the present invention, the control means for controlling the acceleration at the start-up of the motor is provided, and this control means is a restriction that does not cause a deviation between the rotor and the stator when the uniaxial eccentric screw pump is started. Since the angular acceleration of the motor is suppressed within an angular acceleration (for example, 200π rad / s2), the stator can reliably follow the rotation of the rotor. And since it transfers to a steady operation stage, maintaining within the said limit angular acceleration, it can start as quickly as possible, maintaining the original exact phase relationship between a rotor and a stator. Therefore, even when the rising acceleration time at the time of starting is shortened, the stator can be rotated following the exact phase relationship with the rotor.

本発明に係る一軸偏心ねじポンプの一実施形態を説明する図であり、同図では、軸線に沿った断面図を示している。BRIEF DESCRIPTION OF THE DRAWINGS It is a figure explaining one Embodiment of the uniaxial eccentric screw pump which concerns on this invention, In the same figure, sectional drawing along the axis line is shown. 本発明に係る一軸偏心ねじポンプのコントローラ（制御手段）で実行される、立ち上がり加速制御処理のフローチャートである。It is a flowchart of the starting acceleration control process performed with the controller (control means) of the uniaxial eccentric screw pump which concerns on this invention. 立ち上がり加速制御処理における制限角加速度の設定実験結果の比較例（本発明の実施形態ではない）であり、同図は、起動時の角加速度が、６６６πｒａｄ／ｓ２のときのトルク曲線図である。It is a comparative example (not an embodiment of the present invention) of setting experiment results of limiting angular acceleration in the rising acceleration control process, and is a torque curve diagram when the angular acceleration at startup is 666π rad / s 2 . . 立ち上がり加速制御処理における制限角加速度の設定実験結果の実施例１であり、同図は、起動時の角加速度が、５０πｒａｄ／ｓ２のときのトルク曲線図である。It is Example 1 of the setting experiment result of the limit angular acceleration in a starting acceleration control process, The figure is a torque curve figure when the angular acceleration at the time of starting is 50 (pi) rad / s < 2 >. 立ち上がり加速制御処理における制限角加速度の設定実験結果の実施例２であり、同図は、起動時の角加速度が、２００πｒａｄ／ｓ２のときのトルク曲線図である。It is Example 2 of the setting experiment result of the limit angular acceleration in a starting acceleration control process, The figure is a torque curve figure when the angular acceleration at the time of starting is 200 (pi) rad / s < 2 >. ロータの回転角度の二分の一の回転数で回転するステータの正規の位相関係を順に示す図（（ａ）〜（ｌ））である。It is a figure ((a)-(l)) which shows the regular phase relation of the stator which rotates at the number of rotations of 1/2 of the rotation angle of a rotor in order. 図６の各位相関係に対応する軸方向の断面および各断面での位相関係を併せて示す図（（ａ）〜（ｌ））である。It is a figure ((a)-(l)) which shows the cross section of the axial direction corresponding to each phase relationship of FIG. 6, and the phase relationship in each cross section together. 比較例を示す図であって、同図では、急激な起動によって、ロータに対してステータが正規の位相からずれた場合の位相関係を順に示す図（（ａ）〜（ｌ））である。It is a figure which shows a comparative example, Comprising: In the figure, it is a figure ((a)-(l)) which shows in order the phase relationship when a stator shift | deviates from a regular phase with respect to a rotor by rapid starting. 比較例を示す図であって、図８の各位相関係に対応する軸方向の断面および各断面での位相関係を併せて示す図（（ａ）〜（ｌ））である。It is a figure which shows a comparative example, Comprising: The cross section of the axial direction corresponding to each phase relationship of FIG. 8, and the figure ((a)-(l)) which shows the phase relationship in each cross section together.

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、ねじポンプ部４０を有する。そして、このねじポンプ部４０の吸込み側１４にケーシング３０が設けられている。ケーシング３０は、自身側面（この例では回転軸線Ｌ２よりも上部）に吸込口３５を有する。ねじポンプ部４０のハウジング４６とケーシング３０の吐出側１４（ねじポンプ部４０の吸込み側でもある）とは、へルールクランプ４３によって着脱可能に連結されている。また、ハウジング４６の吐出側４６ｔには吐出部５０が締めねじ５０ａによって装着されている。 Hereinafter, an embodiment of the present invention will be described with reference to the drawings as appropriate.
As shown in FIG. 1, the uniaxial eccentric screw pump 1 has a screw pump unit 40. A casing 30 is provided on the suction side 14 of the screw pump unit 40. The casing 30 has a suction port 35 on its side surface (in this example, above the rotation axis L2). The housing 46 of the screw pump part 40 and the discharge side 14 (also the suction side of the screw pump part 40) of the casing 30 are detachably connected by a ferrule clamp 43. Further, the discharge portion 50 is mounted on the discharge side 46t of the housing 46 by a fastening screw 50a.

そして、上記ケーシング３０に対し、ねじポンプ部４０とは反対の側から、不図示の締めねじによって軸受部２０を内蔵するブラケット部１０が連結されている。さらに、ブラケット部１０の基端側（同図の右側）には、モータ２が不図示のボルトによって固定されている。
上記ねじポンプ部４０は、円筒状のハウジング４６内に、雄ねじ状のロータ４２と、雌ねじ状の内面をもつステータ４１とを備えている。ロータ４２は、先端側の螺旋部４２ａと、直線状の基端部４２ｂとから構成されている。基端部４２ｂは、ユニバーサルジョイントを用いることなく、水平に配置された駆動軸８の先端に直接連結している。そして、螺旋部４２ａ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４２ａが、雌ねじ状の内面を形成したステータ４１に内挿されている。そして、このステータ４１の回転軸線Ｌ１に対して、上記ロータ４２の回転軸線Ｌ２は、所定の偏心量Ｅだけ偏心して配置されている。 And the bracket part 10 which incorporates the bearing part 20 with the unshown fastening screw is connected with respect to the said casing 30 from the opposite side to the screw pump part 40. As shown in FIG. Further, the motor 2 is fixed to the base end side (right side in the figure) of the bracket portion 10 with a bolt (not shown).
The screw pump portion 40 includes a male screw-shaped rotor 42 and a stator 41 having a female screw-shaped inner surface in a cylindrical housing 46. The rotor 42 is composed of a spiral portion 42a on the distal end side and a linear base end portion 42b. The base end part 42b is directly connected to the front end of the drive shaft 8 that is disposed horizontally without using a universal joint. The spiral portion 42a has an oval cross section that is eccentric with respect to its own rotation axis L2, and this spiral portion 42a is inserted into a stator 41 that has a female screw-like inner surface. The rotation axis L2 of the rotor 42 is arranged eccentrically by a predetermined eccentric amount E with respect to the rotation axis L1 of the stator 41.

ステータ４１は、その雌ねじ状のピッチがロータ４２の螺旋部４２ａの２倍である。ステータ４１は、その両端が、すべり軸受としての、円環状の自己潤滑軸受４７、４８を介して上記ハウジング４６内に回転自在に支承されている。
この例では、ステータ４１は、ステータ内筒４１ａと、このステータ内筒４１ａを軸方向の両側から挟み込むように形成された段付き形状の二つのステータ外筒４１ｂ，４１ｃとを有して構成されている。また、ステータ内筒４１ａは、内側に焼き嵌めされたエラストマ製の内周部を有し、上記雌ねじ状の内面がこの内周部によって形成されている。ステータ外筒４１ｂ，４１ｃとステータ内筒４１ａとは、押しねじ４１ｄ，４１ｄによって固定されることで全体として一体で回転するようになっている。そして、ケーシング３０とハウジング４６とには、相互が対向する側の内面に、凹の段部がそれぞれ形成されている。さらに、ステータ４１の外周面には、各ステータ外筒４１ｂ，４１ｃによって凸の段部が形成されており、各ステータ外筒４１ｂ，４１ｃに、その凸の段部の両端部に自己潤滑軸受４７、４８が当接させつつ外嵌され、ケーシング３０とハウジング４６とをへルールクランプ４３によって組み付けることでケーシング３０とハウジング４６相互の内面に形成された凹の段部の内側面が自己潤滑軸受４７、４８の軸方向への移動を拘束しつつ、ステータ４１を回転自在に支持するように構成されている。 The stator 41 has a female thread pitch twice that of the spiral portion 42 a of the rotor 42. Both ends of the stator 41 are rotatably supported in the housing 46 via annular self-lubricating bearings 47 and 48 as slide bearings.
In this example, the stator 41 includes a stator inner cylinder 41a and two stepped stator outer cylinders 41b and 41c formed so as to sandwich the stator inner cylinder 41a from both sides in the axial direction. ing. The stator inner cylinder 41a has an inner peripheral portion made of elastomer that is shrink-fitted inside, and the inner surface of the female screw is formed by the inner peripheral portion. The stator outer cylinders 41b and 41c and the stator inner cylinder 41a are fixed together by set screws 41d and 41d so as to rotate integrally as a whole. The casing 30 and the housing 46 are respectively formed with concave stepped portions on the inner surfaces on the sides facing each other. Further, convex step portions are formed on the outer peripheral surface of the stator 41 by the stator outer cylinders 41b and 41c, and the stator outer cylinders 41b and 41c are provided with self-lubricating bearings 47 at both ends of the convex step portions. , 48 are externally fitted in contact with each other, and the casing 30 and the housing 46 are assembled by the ferrule clamp 43 so that the inner surface of the concave step formed on the inner surfaces of the casing 30 and the housing 46 is the self-lubricating bearing 47. The stator 41 is rotatably supported while restraining the movement of the shaft 48 in the axial direction.

上記軸受部２０は、上記駆動軸８の途中部分を軸方向に離間した二つの転がり軸受２２，２３によって回転自在に支承している。また、駆動軸８の先端側であって、ケーシング３０側の端面は水中軸受２５によって軸封されている。
このような構成の一軸偏心ねじポンプ１は、上記モータ２の回転力によって駆動軸８が一体で回転すると、この駆動軸８に直接接続されたロータ４２が回転する。そして、ねじポンプ部１０は、ロータ４２がその回転軸線Ｌ２を中心として回転し、ロータ１２の螺旋部１２ａの動きに伴ってステータ４１もその回転軸線Ｌ１を中心としてロータ４２の回転と同期してロータ４２の二分の一の回転数で従動回転（図６および図７参照）することにより、圧送流体を吸込口１２から吐出口１６に向けて圧送するようになっている。 The bearing portion 20 is rotatably supported by two rolling bearings 22 and 23 that are spaced apart in the axial direction at an intermediate portion of the drive shaft 8. Further, the end surface of the drive shaft 8 on the front end side on the casing 30 side is sealed with the underwater bearing 25.
In the uniaxial eccentric screw pump 1 having such a configuration, when the drive shaft 8 rotates integrally with the rotational force of the motor 2, the rotor 42 directly connected to the drive shaft 8 rotates. In the screw pump unit 10, the rotor 42 rotates around its rotational axis L2, and the stator 41 also synchronizes with the rotation of the rotor 42 around its rotational axis L1 as the spiral portion 12a of the rotor 12 moves. The driven fluid is rotated at half the rotational speed of the rotor 42 (see FIGS. 6 and 7), so that the pumped fluid is pumped from the suction port 12 toward the discharge port 16.

ここで、この一軸偏心ねじポンプ１は、モータ２の角速度を測定する角速度センサ（角速度測定手段）３と、モータ２の角加速度を測定する角加速度センサ（角加速度測定手段）４がモータ２に付設されている。角速度センサ３および角加速度センサ４によって測定された角速度情報および角加速度情報は、制御手段であるコントローラ５に入力される。そして、コントローラ５は、立ち上がり加速制御処理を実行して、取得した角速度情報および角加速度情報に基づいて、モータ２の起動時の立ち上がり加速を制御するようになっている。   The uniaxial eccentric screw pump 1 includes an angular velocity sensor (angular velocity measuring means) 3 that measures an angular velocity of the motor 2 and an angular acceleration sensor (angular acceleration measuring means) 4 that measures the angular acceleration of the motor 2. It is attached. The angular velocity information and the angular acceleration information measured by the angular velocity sensor 3 and the angular acceleration sensor 4 are input to the controller 5 that is a control means. The controller 5 executes a rising acceleration control process, and controls the rising acceleration when the motor 2 is started based on the acquired angular velocity information and angular acceleration information.

詳しくは、コントローラ５で立ち上がり加速制御処理が実行されると、図２に示すように、ステップＳ１、Ｓ２に順に移行して、角速度センサ３および角加速度センサ４によって測定された角速度情報および角加速度情報をそれぞれ取得する。次いで、ステップＳ３に移行して、当該一軸偏心ねじポンプ１が起動段階か否かを判定し、一軸偏心ねじポンプ１が定常運転段階に達したか否かを監視する。つまり、モータ２が所定の角速度に達したか否かを監視し、達していなければ（Ｎｏ）ステップＳ４に移行し、達していれば（Ｙｅｓ）処理を戻す（定常運転による通常の制御を行う）。   Specifically, when the rising acceleration control process is executed by the controller 5, as shown in FIG. 2, the process proceeds to steps S <b> 1 and S <b> 2 in order, and the angular velocity information and angular acceleration measured by the angular velocity sensor 3 and the angular acceleration sensor 4. Get information respectively. Next, the process proceeds to step S3, where it is determined whether or not the uniaxial eccentric screw pump 1 is in the starting stage, and it is monitored whether or not the uniaxial eccentric screw pump 1 has reached the steady operation stage. That is, it is monitored whether or not the motor 2 has reached a predetermined angular velocity. If it has not reached (No), the process proceeds to step S4. If it has reached (Yes), the process is returned (normal control by steady operation is performed). ).

この判定は、例えばポンプ停止時に設定されるフラグの有無の参照およびモータ２が所定の角速度に満たないか否かを監視することによって判定される。この設定フラグは、モータ２が所定の角速度を超えれば解除され、電源の再投入時等には改めてフラグが設定されるようになっている。つまり、起動段階（フラグ有り）であれば（Ｙｅｓ）ステップＳ４に移行し、そうでなければ通常の定常運転制御に入る。   This determination is made, for example, by referring to the presence / absence of a flag set when the pump is stopped and monitoring whether the motor 2 is less than a predetermined angular velocity. This setting flag is canceled when the motor 2 exceeds a predetermined angular velocity, and the flag is set again when the power is turned on again. That is, if it is in the starting stage (there is a flag) (Yes), the process proceeds to step S4. Otherwise, normal steady operation control is entered.

ステップＳ４では、ロータ４２とステータ４１とのずれが生じない制限角加速度（例えば、２００πｒａｄ／ｓ２）を超えたか否かを判定し、超えていれば（Ｙｅｓ）ステップＳ６に移行し、そうでなければ（Ｎｏ）ステップＳ５に移行する。ステップＳ５では、角加速度の設定レベルを上げる処理（例えば、パルスモータであればパルスを増やしたり、インバータによる制御であれば周波数を上げたりするなどの処理）を行って処理をステップＳ１に戻す。また、ステップＳ６では、角加速度の設定レベルを下げる処理（例えば、パルスモータであればパルスを減らしたり、インバータによる制御であれば周波数を下げたりするなどの処理）を行って処理をステップＳ１に戻す。 In step S4, it is determined whether or not a limit angular acceleration (for example, 200π rad / s 2 ) that does not cause a deviation between the rotor 42 and the stator 41 has been exceeded, and if so (Yes), the process proceeds to step S6. If not (No), the process proceeds to step S5. In step S5, processing for increasing the set level of angular acceleration (for example, processing for increasing the number of pulses for a pulse motor or increasing the frequency for control by an inverter) is performed, and the processing returns to step S1. Further, in step S6, a process for lowering the set level of angular acceleration (for example, a process for reducing the pulse for a pulse motor or a frequency for controlling by an inverter) is performed, and the process proceeds to step S1. return.

ここで、この制限角加速度の設定については、予め行った起動試験の結果に基づいている。本発明においては、起動段階（フラグ有り）のときには、制限角加速度以内にモータ２の角加速度を抑える。
つまり、例えば図３に示すように、この設定値が起動段階（フラグ有り）のときに大きすぎれば（この例では、起動時の角加速度が、６６６πｒａｄ／ｓ２であり、最大トルクが定格トルクの１８０％に達している。）、ロータ４２の回転にステータ４１が追従回転できず、ロータ４２とステータ４１との本来の正確な位相関係が保てず、図８，図９に示す非追従状態（これらの図において、ロータ４２とステータ４１とのシールラインが崩れているため、図面上の線が相互に交差した状態）になる。このとき、エラストマーからなるステータ４１が大きく弾性変形して、ロータ４２とステータ４１とのシールラインが崩れて圧送不能となる。 Here, the setting of the limited angular acceleration is based on the result of a startup test performed in advance. In the present invention, the angular acceleration of the motor 2 is suppressed within the limited angular acceleration at the start-up stage (with flag).
That is, for example, as shown in FIG. 3, if this set value is too large at the startup stage (with flag) (in this example, the angular acceleration at startup is 666π rad / s 2 and the maximum torque is the rated torque). 180), the stator 41 cannot rotate following the rotation of the rotor 42, the original exact phase relationship between the rotor 42 and the stator 41 cannot be maintained, and the non-following shown in FIGS. The state (in these figures, the seal line between the rotor 42 and the stator 41 is broken, so the lines on the drawings intersect each other). At this time, the stator 41 made of elastomer is greatly elastically deformed, and the seal line between the rotor 42 and the stator 41 is broken, so that pressure feeding is impossible.

これに対し、例えば図４に示すように、起動段階（フラグ有り）のときに制限角加速度としての設定値を十分に小さくすれば（この例では、起動時の角加速度が、５０πｒａｄ／ｓ２であり、最大トルクが定格トルクの４５％である。）、図６，図７に示すように、ステータ４１をロータ４２との正確な位相関係を保って追従回転させることができる（これらの図において、ロータ４２とステータ４１とのシールラインが正しく保たれるため、図面上の線が相互に交差せずにステータ４１の内周面にロータ４２の外周面が接触した状態）。しかし、この場合、可及的速やかに起動して定常運転段階に移行させる上では未だ余裕代がある。 On the other hand, for example, as shown in FIG. 4, if the set value as the limit angular acceleration is sufficiently small at the start stage (with flag) (in this example, the angular acceleration at start-up is 50π rad / s 2). And the maximum torque is 45% of the rated torque.) As shown in FIGS. 6 and 7, the stator 41 can be rotated following the rotor 42 while maintaining an accurate phase relationship (the diagrams). In FIG. 2, the seal line between the rotor 42 and the stator 41 is correctly maintained, so that the outer peripheral surface of the rotor 42 is in contact with the inner peripheral surface of the stator 41 without the lines on the drawing intersecting each other. However, in this case, there is still a margin for starting as soon as possible and shifting to the steady operation stage.

この点に対し、例えば図５に示すように、起動段階（フラグ有り）のときにこの設定値を必要十分な所定値とすれば（この例では、起動時の角加速度が、２００πｒａｄ／ｓ２であり、最大トルクが定格トルクの６５％である。）、上記図６，図７に示すように、ステータ４１をロータ４２との正確な位相関係を保って追従回転させつつも、可及的速やかに起動して定常運転段階に移行させることができる。そして、予め行った起動試験の結果によれば、この設定値として、起動時の制限角加速度を、２００πｒａｄ／ｓ２に設定すれば、ステータ４１をロータ４２との正確な位相関係を保って追従回転させつつも、可及的速やかに起動して定常運転段階に移行させることができた。そのため、本実施形態では、制限角加速度を、２００πｒａｄ／ｓ２に設定している。 On the other hand, for example, as shown in FIG. 5, if this set value is set to a necessary and sufficient predetermined value at the start stage (with a flag) (in this example, the angular acceleration at the start is 200π rad / s 2). The maximum torque is 65% of the rated torque.) As shown in FIG. 6 and FIG. 7, the stator 41 is possible as much as possible while keeping the exact phase relationship with the rotor 42 and rotating. It is possible to start quickly and shift to the steady operation stage. According to the result of the start test performed in advance, if the limit angular acceleration at the start is set to 200π rad / s 2 as the set value, the stator 41 follows the rotor 42 while maintaining an accurate phase relationship. While rotating, it was possible to start as quickly as possible and shift to the steady operation stage. Therefore, in the present embodiment, the limiting angular acceleration is set to 200π rad / s 2 .

次に、この圧送装置の作用・効果について説明する。
この一軸偏心ねじポンプ１によれば、上述のように、モータ２の角速度を測定する角速度センサ３と、モータ２の角加速度を測定する角加速度センサ４と、角速度センサ３から取得した角速度情報および角加速度センサ４から取得した角加速度情報に基づいて（図２でのステップＳ１，Ｓ２を含むループ）、モータの起動時の立ち上がり加速を制御するコントローラ５とを備え、コントローラ５は、当該一軸偏心ねじポンプ１を起動した場合（ステップＳ３）には、ロータ４２とステータ４１とのずれが生じない制限角加速度以内にモータ２の角加速度を抑えるとともに（ステップＳ４およびこれに続くステップＳ５，Ｓ６を含むループ）、起動時のフラグが無く（モータ２が所定の角速度を超えた）とき（ステップＳ３での「Ｎｏ」）には定常運転に移行させるので、ステータ４１をロータ４２の回転に確実に追従させることができる。 Next, the operation and effect of this pumping device will be described.
According to this uniaxial eccentric screw pump 1, as described above, the angular velocity sensor 3 that measures the angular velocity of the motor 2, the angular acceleration sensor 4 that measures the angular acceleration of the motor 2, the angular velocity information acquired from the angular velocity sensor 3, and Based on the angular acceleration information acquired from the angular acceleration sensor 4 (a loop including steps S1 and S2 in FIG. 2), the controller 5 controls the acceleration at the start-up of the motor, and the controller 5 includes the uniaxial eccentricity. When the screw pump 1 is activated (step S3), the angular acceleration of the motor 2 is suppressed within the limit angular acceleration that does not cause the deviation between the rotor 42 and the stator 41 (step S4 and subsequent steps S5 and S6). When the start flag is not present (the motor 2 has exceeded a predetermined angular velocity) ("No" in step S3) Because shifting to normal operation, it is possible to reliably follow the stator 41 to the rotation of the rotor 42.

そのため、ロータ４２とステータ４１との本来の正確な位相関係を保ちつつも、可及的速やかに当該一軸偏心ねじポンプ１を起動することができる。したがって、起動時の立ち上がり加速時間を短くした場合であっても、ロータ４２との正確な位相関係を保ってステータ４１を追従回転させることができる。
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なことは勿論である。 Therefore, the uniaxial eccentric screw pump 1 can be started as quickly as possible while maintaining the original accurate phase relationship between the rotor 42 and the stator 41. Therefore, even when the rising acceleration time at the time of startup is shortened, the stator 41 can be rotated following the exact phase relationship with the rotor 42.
The single-shaft eccentric screw pump according to the present invention is not limited to the above-described embodiment, and various modifications can be made without departing from the spirit of the present invention.

例えば、上記実施形態では、制限角加速度の設定値が、２００πｒａｄ／ｓ２である例で説明したが、これに限らず、ロータ４２とステータ４１とのずれが生じないように設定した値であれば、制限角加速度の設定値として２００πｒａｄ／ｓ２よりも小さい値を採用可能である。しかし、ステータ４１をロータ４２との正確な位相関係を保って追従回転させつつも、可及的速やかに一軸偏心ねじポンプ１を起動して定常運転段階により好適な移行をさせる上では、制限角加速度を、２００πｒａｄ／ｓ２に設定することは好ましい。 For example, in the above-described embodiment, the setting value of the limit angular acceleration is 200 rad / s 2. However, the present invention is not limited to this, and any value set so that the rotor 42 and the stator 41 do not deviate. For example, a value smaller than 200π rad / s 2 can be adopted as the set value of the limiting angular acceleration. However, in order to start the uniaxial eccentric screw pump 1 as quickly as possible while keeping the accurate phase relationship with the rotor 42 while keeping the stator 41 in rotation, a limit angle is required. It is preferable to set the acceleration to 200π rad / s 2 .

１ 一軸偏心ねじポンプ
２ モータ
３ 角速度センサ（角速度測定手段）
４ 角加速度センサ（角加速度測定手段）
５ コントローラ（制御手段）
８ 駆動軸
１０ ブラケット部
１４ 吸込み側
２０ 軸受部
３０ ケーシング
３５ 吸込口 ４０ ねじポンプ部
４１ ステータ
４２ ロータ
Ｅ 偏心の所定距離
Ｌ１ ステータの回転軸線
Ｌ２ ロータの回転軸線 1 Uniaxial eccentric screw pump 2 Motor 3 Angular velocity sensor (angular velocity measuring means)
4. Angular acceleration sensor (angular acceleration measuring means)
5 Controller (control means)
8 Drive shaft 10 Bracket part 14 Suction side 20 Bearing part 30 Casing 35 Suction port 40 Screw pump part 41 Stator 42 Rotor E Predetermined distance of eccentricity L1 Stator rotation axis L2 Rotor rotation axis

Claims (2)

雌ねじ状の内面を有する回転可能に支承されたステータと、該ステータに雄ねじ状の螺旋部が内挿されるとともに直線状の基端部がモータの駆動軸に直結されたロータとを備え、前記ロータの回転軸線が前記ステータの回転軸線に対して所定距離だけ偏心して配置されるとともに、前記ロータの回転力で前記ステータを前記ロータの二分の一の回転数で追従回転させるように構成された一軸偏心ねじポンプであって、
前記モータの角速度を測定する角速度測定手段と、前記モータの角加速度を測定する角加速度測定手段と、前記角速度測定手段から取得した角速度情報および前記角加速度測定手段から取得した角加速度情報に基づいて、前記モータの起動時の立ち上がり加速を制御する制御手段とを備え、
前記制御手段は、当該一軸偏心ねじポンプを起動した場合に、前記ロータと前記ステータとのずれが生じない制限角加速度以内に前記モータの角加速度を抑えつつ定常運転に移行させることを特徴とする一軸偏心ねじポンプ。 A rotor having a female screw-like inner surface and rotatably supported; and a rotor in which a male screw-like spiral portion is inserted in the stator and a linear base end portion is directly connected to a drive shaft of a motor. The rotation axis of the stator is eccentric from the rotation axis of the stator by a predetermined distance, and the stator is configured to follow and rotate at a half rotation speed of the rotor by the rotational force of the rotor. An eccentric screw pump,
Based on the angular velocity measuring means for measuring the angular velocity of the motor, the angular acceleration measuring means for measuring the angular acceleration of the motor, the angular velocity information acquired from the angular velocity measuring means, and the angular acceleration information acquired from the angular acceleration measuring means. And a control means for controlling the acceleration at the start-up of the motor,
When the uniaxial eccentric screw pump is started, the control means shifts to a steady operation while suppressing the angular acceleration of the motor within a limited angular acceleration that does not cause a deviation between the rotor and the stator. Uniaxial eccentric screw pump. 前記制限角加速度が、２００πｒａｄ／ｓ２であ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。 The uniaxial eccentric screw pump according to claim 1, wherein the limiting angular acceleration is 200π rad / s 2 .
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