JP6324859B2

JP6324859B2 - 容積型ポンプ

Info

Publication number: JP6324859B2
Application number: JP2014196182A
Authority: JP
Inventors: 義朗敦賀
Original assignee: Iwaki Co Ltd
Current assignee: Iwaki Co Ltd
Priority date: 2014-09-26
Filing date: 2014-09-26
Publication date: 2018-05-16
Anticipated expiration: 2034-09-26
Also published as: JP2016065532A

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。

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）。

http://www.psgdover.com/en/mouvex/mouvexproducts/eccentric-disc-pumpsmouvex-technology/a-series-pumps

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。

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。

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。

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。

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。

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。

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。

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。

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。

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。

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る。同容積型ポンプを側面方向から見た断面図である。同容積型ポンプの分解斜視図である。同容積型ポンプの偏心駆動部材の側方断面図である。同容積型ポンプの第２のディスク部材の背面図である。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。同容積型ポンプの偏心駆動部材の側方断面図である。同容積型ポンプの第２のディスク部材の背面図である。

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。

［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。

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。

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。

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。

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。

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。

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。

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。

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。

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。

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。

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。

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。

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。

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。

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。

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。

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。

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。

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。

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。

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。

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。

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。

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。

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。

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。

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。

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。

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。

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。

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。

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。

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。

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。

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。

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。

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。

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。

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。

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。

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。

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。

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。

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。

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。

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。

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。

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。

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。

［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。

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。

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。

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。

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。

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。

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。

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
２５ｃＯ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

Claims

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。
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
ことを特徴とする請求項１記載の容積型ポンプ。
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
ことを特徴とする請求項１又は２記載の容積型ポンプ。