JP6761980B2

JP6761980B2 - 一軸偏心ねじポンプ

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Publication number: JP6761980B2
Application number: JP2015019036A
Authority: JP
Inventors: 英史上辻
Original assignee: Heishin Ltd
Current assignee: Heishin Ltd
Priority date: 2015-02-03
Filing date: 2015-02-03
Publication date: 2020-09-30
Anticipated expiration: 2035-02-03
Also published as: CN105840494A; KR20160095632A; CN105840494B; JP2016142188A; KR102439444B1

Description

本発明は、駆動源から入力された回転動力をロータに伝達するための動力伝達機構部に、ロータの軸線方向に対して交差する方向への可撓性を有する連結部材が採用された一軸偏心ねじポンプに関する。

従来、下記特許文献１に開示されている一軸偏心ねじポンプのように、動力伝達機構部にフレキシブルロッドやフレキシブルワイヤなどの可撓性を有する連結部材を設けたものが提供されている。特許文献１の一軸偏心ねじポンプにおいては、駆動源から入力された回転動力を連結部材を介してロータに伝達可能とされている。これにより、ロータを、ステータの内側において自転しつつ、ステータの内周面に沿うように公転するように偏心回転させることができる。

特開２０１２−１５４２１５号公報

しかしながら、上述したようにフレキシブルロッド等の連結部材を動力伝達機構部に採用した場合、連結部材の復元力（反力）によってロータの姿勢が崩れてしまう。図８を参照しつつさらに具体的に説明すると、連結部材１００に接続されたロータ１２０をステータ１１０に挿入して回転させると、連結部材１００の復元力がロータ１２０に作用する。この復元力の作用により、ロータ１２０は、フレキシブルロッド等の連結部材１００に追従して一直線に並ぶように姿勢変化しようとする。しかしながら、ロータ１２０の動きがステータ１１０により規制されている。そのため、ロータ１２０は、連結部材１００と一直線に並んだ姿勢にはならない。

ここで、仮にステータ１１０が金属等の剛体であるならば、ロータ１２０は動かず、図８（ａ）のような姿勢となる。具体的には、連結部材１００の変形による復元力が作用したとしても、ステータ１１０が剛体であれば、ロータ１２０の動きがステータ１１０によって完全に規制されるので、ロータ１２０がステータ１１０に対して傾くことはない。

しかしながら、一般的に用いられるステータ１１０は、ゴム等の弾性体によって構成されており、弾性変形する。そのため、連結部材１００の復元力がロータ１２０に作用すると、図８（ｂ）に示す例のようにロータ１２０の基端側（動力源側：図中右側）が先端側（図中左側）よりも下がるように傾斜した姿勢になってしまう。

ここで、一軸偏心ねじポンプにおいては、ステータ１１０内においてロータ１２０が線接触することにより、圧送対象である流動体が通過する空間（キャビティ）がステータ１１０内に形成される。キャビティをなすロータ１２０とステータ１１０との線接触部分（シール線）に途切れが発生すると、高圧になる吐出側から低圧である吸込側に向かって流動体が逆流してしまう懸念がある。また、ロータ１２０が幾何学的に理想的とされる運動から逸脱した動作を行うと、圧送性能の低下や流動体の脈動の原因となりかねない。そのため、一軸偏心ねじポンプにおいては、ステータ１１０に対してロータ１２０が傾いた状態とならないようにすることが、吐出性能の安定化において重要な課題となり得る。

しかしながら、ステータ１１０が弾性変形する場合には、連結部材１００の変形による復元力がロータ１２０の姿勢を図８（ｂ）に示すように変化させ、上述したシール線の途切れが発生する懸念や、ロータ１２０が幾何学的に理想的とされる運動から逸脱した動作を行う懸念がある。従って、フレキシブルロッド等の連結部材１００を動力伝達機構部に採用した場合には、流動体の逆流や、流動体の脈動等の問題が生じかねない。

そこで、本発明は、フレキシブルロッドやフレキシブルワイヤなどの可撓性を有する連結部材を動力伝達機構部に採用した場合であっても、連結部材の復元力（反力）の影響によるロータの姿勢崩れ、及びこれに起因する圧送性能の低下や流動体の脈動を最小限に抑制可能な一軸偏心ねじポンプの提供を目的とする。

ここで一般的に、図８（ｃ）〜（ｅ）等に示すように、ステータの肉厚は、貫通孔の開口領域の長手方向外側において薄く、短手方向外側において厚くなる。そのため、貫通孔内においてロータがステータに接触し、ロータからステータに対してステータの径方向外側に向けて力が作用することによってステータが受ける反力、すなわちステータに対して連結部材から作用する復元力がロータの姿勢に与える影響は、貫通孔の開口領域の長手方向両端部において小さく、長手方向中間部において大きくなる。このような想定の下、本発明者らは、貫通孔の開口領域の長手方向中間部において、ロータからステータに対して開口領域の短手方向外側に向けて作用する力を支えることができれば、連結部材の復元力（反力）の影響によるロータの姿勢崩れを抑制し、圧送性能の低下や流動体の脈動を最小限のものとすることができるのではないかとの知見に至った。

上述した知見に基づいて提供される本発明の一軸偏心ねじポンプは、雄ねじ型の軸体によって構成されたロータと、前記ロータを挿通可能な雌ねじ型の貫通孔を備えた弾性体からなるステータと、駆動源から入力された回転動力を前記ロータに伝達するための動力伝達機構部とを備えており、前記動力伝達機構部が、前記ロータの軸線方向に対して交差する方向への可撓性を有する連結部材を備えており、前記ステータの内側において自転しつつ前記ステータの内周面に沿うように公転するように前記ロータを偏心回転させることが可能なものであり、前記貫通孔が、前記ステータの軸線を横断する横断面において、長円状の開口領域を構成するように開口したものであり、前記開口領域の長手方向中間部において前記開口領域の短手方向内側に向けて膨出した膨出部が、前記ステータの軸方向の少なくとも一部の領域に設けられたものである。

本発明の一軸偏心ねじポンプは、ステータの軸方向の少なくとも一部の領域において、ステータに設けられた貫通孔の開口領域の短手方向内側に向けて膨出した膨出部を有する。このような構成とすることにより、ロータからステータに対して貫通孔の短手方向外側に向けて作用する力を膨出部で支えることができる。これにより、連結部材の復元力（反力）の影響によるロータの姿勢崩れを抑制し、圧送性能の低下や流動体の脈動を最小限のものとすることができる。

上述した本発明の一軸偏心ねじポンプは、前記連結部材が、フレキシブルロッドあるいはフレキシブルワイヤによって構成されたものであることが好ましい。

本発明の一軸偏心ねじポンプにおいては、フレキシブルロッドあるいはフレキシブルワイヤによって構成された連結部材の復元力の影響によってロータの姿勢が崩れるのを最小限に抑制できる。これにより、ロータの姿勢崩れに起因する圧送性能の低下や流動体の脈動を最小限に抑制できる。

ここで、本発明者らが鋭意検討したところ、連結部材の復元力がロータに作用すると、駆動源側とは反対側に位置する端部（先端部）においてステータの剛性によってロータの移動が制限された状態になり、先端部側を支点として基端部側に向けてロータが下がった状態になりやすいとの知見が得られた。

かかる知見に基づいて提供される本発明の一軸偏心ねじポンプは、前記ステータが、前記駆動源側に位置する基端部と、前記駆動源とは反対側に位置する先端部とを有し、前記膨出部が、少なくとも前記ステータの前記基端部側の領域に設けられたものである。

かかる構成とすることにより、先端部側から基端部側に向けてロータが下がった状態、すなわちステータに対してロータが傾斜した状態になるのを最小限に抑制できる。これにより、圧送性能の低下や流動体の脈動を最小限に抑制可能な一軸偏心ねじポンプを提供できる。

ここで、上述した本発明の一軸偏心ねじポンプは、ロータの姿勢を安定させるという観点からすると、ステータの軸方向全域において膨出部の膨出量を略均一としたものであっても良い。しかしながら、膨出部を設けることによるトルクの増大や、潤滑特性の悪化に伴う摩耗速度の増大等の問題にも配慮すべく、膨出部の膨出量についてさらなる最適化を図ることが望ましい。

かかる知見に基づいて本発明者らが鋭意検討したところ、ステータの軸方向一部の箇所において、膨出部を設けない構成としたり、膨出部の膨出量を小さくしたりすることにより、吐出性能の向上効果や脈動の抑制効果を得ながら、摩耗速度の低減等の効果をも同時に達成できるのではないかとの知見が得られた。また、上述したように、連結部材の復元力がロータに作用すると、ステータの先端部側を支点として基端部側に向けてロータが下がった状態になりやすい。そのため、先端部側の領域よりも基端部側の領域において膨出部による効果が発現するように膨出部の膨出量が調整されることが好ましい。

かかる知見に基づいて提供される本発明の一軸偏心ねじポンプは、前記ステータが、前記駆動源側に位置する基端部と、前記駆動源とは反対側に位置する先端部とを有し、前記膨出部の膨出量が、前記先端部側の領域よりも、前記基端部側の領域において大きいものである。

かかる構成とすることにより、連結部材の復元力がロータの姿勢に与える影響を最小限に抑制しつつ、トルク増大の防止や摩耗速度の低減等の効果が得られる。

また、同様の知見に基づいて提供される本発明の一軸偏心ねじポンプは、前記ステータが、前記駆動源側に位置する基端部と、前記駆動源とは反対側に位置する先端部とを有し、前記膨出部の膨出量が、前記先端部側から前記基端部側に向かうに連れて漸次増加したものである。

かかる構成とすることにより、連結部材の復元力がロータの姿勢に与える影響を最小限に抑制できる。さらに、吐出性能の向上や脈動の抑制効果に加え、摩耗速度の低減効果等の効果も得ることができる。

本発明によれば、フレキシブルロッドやフレキシブルワイヤなどの可撓性を有する連結部材を動力伝達機構部に採用した場合であっても、連結部材の復元力（反力）の影響によりロータが姿勢を崩すこと、及びこれに起因する圧送性能の低下や流動体の脈動を最小限に抑制可能な一軸偏心ねじポンプを提供できる。

本発明の一実施形態に係る一軸偏心ねじポンプの断面図である。（ａ）はステータの一例を示す正面図、（ｂ）は左側面図、（ｃ）はＡ１−Ａ１断面図、（ｄ）は右側面図である。背面図、平面図、及び底面図は正面図と同一に現れるため、図示せず省略している。（ａ）は図２（ｃ）のＢ−Ｂ断面図、（ｂ）は図２（ｃ）のＣ−Ｃ断面図である。図１の一軸偏心ねじポンプの作動中におけるロータ及び連結部材の姿勢についての説明図である。（ａ）はステータの第一の変形例を示す正面図、（ｂ）は左側面図、（ｃ）はＡ２−Ａ２断面図、（ｄ）は右側面図である。背面図、平面図、及び底面図は正面図と同一に現れるため、図示せず省略している。（ａ）はステータの第二の変形例を示す正面図、（ｂ）は左側面図、（ｃ）はＡ３−Ａ３断面図、（ｄ）は右側面図である。背面図、平面図、及び底面図は正面図と同一に現れるため、図示せず省略している。（ａ）はステータの第三の変形例を示す正面図、（ｂ）は左側面図、（ｃ）はＡ４−Ａ４断面図、（ｄ）は右側面図である。背面図、平面図、及び底面図は正面図と同一に現れるため、図示せず省略している。（ａ）はステータが剛体である場合におけるロータ及び連結部材の姿勢についての説明図であり、（ｂ）は従来技術におけるロータ及び連結部材の姿勢についての説明図であり、（ｃ）は（ｂ）の左側面図、（ｄ）は（ｂ）のＰ−Ｐ断面図、（ｅ）は（ｂ）の右側面図である。

以下、本発明の一実施形態である一軸偏心ねじポンプ１０について図面を参照しつつ詳細に説明する。一軸偏心ねじポンプ１０は、いわゆる回転容積型のポンプである。図１に示すように、一軸偏心ねじポンプ１０は、ケーシング１２に対してステータ２０や、ロータ３０、動力伝達機構部５０などを組み付けた構成とされている。ケーシング１２は、金属製で筒状の部材である。ケーシング１２の長手方向一端側には、筒状のエンドスタッド１２ａが取り付けられている。エンドスタッド１２ａには、第一開口１４ａが設けられている。また、ケーシング１２の外周部分には、第二開口１４ｂが設けられている。第二開口１４ｂは、ケーシング１２の長手方向中間部分に位置する中間部１２ｄにおいてケーシング１２の内部空間に連通している。

第一開口１４ａ及び第二開口１４ｂは、それぞれ一軸偏心ねじポンプ１０の吸込口および吐出口として機能する部分である。さらに詳細に説明すると、本実施形態の一軸偏心ねじポンプ１０は、ロータ３０を正方向に回転させることにより、第一開口１４ａが吐出口として機能し、第二開口１４ｂが吸込口として機能するように流動体（流体）を圧送することが可能である。またこれとは逆に、一軸偏心ねじポンプ１０は、ロータ３０を逆方向に回転させることにより、第一開口１４ａが吸込口として機能し、第二開口１４ｂが吐出口として機能するように流動体を圧送させることが可能である。

ステータ２０は、ゴムに代表される弾性体や樹脂などで作成されている。ステータ２０には、円筒形のものの他、断面形状が多角形で筒状のものを用いることが可能である。本実施形態においては、図２に示すように、ステータ２０として、外観形状がほぼ円筒形の外観形状を有するものが使用されている。ステータ２０の材質は、一軸偏心ねじポンプ１０の被搬送物である流動体の種類や性状などにあわせて適宜選択される。

図１に示すように、ステータ２０は、エンドスタッド１２ａに隣接した位置に設けられている。図３に示すように、ステータ２０は、略円筒形の外筒２０ｓの内側に内筒２０ｔを配したものである。内筒２０ｔの端部には、径方向外側に向けて張り出した張出部２１が設けられている。張出部２１は、外筒２０ｓの端部よりもステータ２０の長手方向に突出しており、ステータ２０の長手方向の端部に当接している。内筒２０ｔは、端部近傍に設けられた座繰部２３において座繰りされた形状とされている。なお、本実施形態では、ステータ２０に座繰部２３を設けた例を示したが、ステータ２０は必ずしも座繰部２３を設けたものでなくても良い。

ステータ２０は、両端にある張出部２１をケーシング１２の端部においてエンドスタッド１２ａ及びケーシング１２によって挟み込み、エンドスタッド１２ａとケーシング１２とに亘ってステーボルト１６を取り付けて締め付けることにより固定されている。

また、ステータ２０には、後述のロータ３０を挿通するための貫通孔２２が軸線方向に延びるように形成されている。貫通孔２２は、ｎ条で単段あるいは多段の雌ねじ形状とされている。本実施形態では、２条で多段の形状とされている。図２に示すように、貫通孔２２は、長手方向（軸線方向）のいずれの位置において断面視しても略同一の断面形状を有する。貫通孔２２の断面形状及び端部における開口形状は、一方向（以下、「Ｈ方向」とも称す）への長さが、Ｈ方向に対して交差する方向（以下、「Ｂ方向」とも称す）への長さに対して長い長円状とされている。

図２に示すように、貫通孔２２は、ステータ２０の軸線を横断する横断面において長円状の開口領域を構成するように開口している。さらに詳細には、貫通孔２２の断面形状は、Ｈ方向の両端側に円弧状に湾曲した湾曲部２２ａ，２２ｂと、湾曲部２２ａ，２２ｂ間を繋ぐ中間部２２ｃ，２２ｄとを有する。

また、中間部２２ｃ，２２ｄには、膨出部２２ｅ，２２ｆが設けられている（本実施形態では中間部２２ｃ，２２ｄの略中央部）。膨出部２２ｅ，２２ｆは、それぞれ開口領域２２ｇの内側に向けて膨出している。さらに詳細には、膨出部２２ｅ，２２ｆは、それぞれ貫通孔２２の短手方向の内側に向けて膨出している。本実施形態では、膨出部２２ｅ，２２ｆは、中間部２２ｃ，２２ｄの両端部から略中央部に向けてなだらかに湾曲し、略中央部において最も貫通孔２２の内側に突出するように形成されている。これにより、開口領域２２ｇは、中間部２２ｃ，２２ｄの略中央部においてくびれが形成された、いわば瓢箪のような形状とされている。

また、膨出部２２ｅ，２２ｆは、ステータ２０の軸線方向の少なくとも一部の領域に設けられている。本実施形態では、ステータ２０の軸線方向の略全域に亘って膨出部２２ｅ，２２ｆが設けられている。

膨出部２２ｅ，２２ｆの開口領域２２ｇ側への膨出量は、ステータ２０の軸方向のいずれの位置（領域）においても同一であっても良いが、位置に応じて膨出量を相違させても良い。具体的には、膨出部２２ｅ，２２ｆは、ステータ２０において先端部２０ｘ側よりも基端部２０ｙ側の領域に優先的に設けられていることが望ましい。本実施形態では、膨出部２２ｅ，２２ｆは、基端部２０ｙ側の領域における膨出量の方が、先端部２０ｘ側における膨出量よりも大きくなるように形成されている。具体的には、先端部２０ｘ側に設けられた膨出部２２ｅ，２２ｆは、図２（ｄ）で破線にて示すように開口領域２２ｇ側に膨出した形状とされている。これに対し、基端部２０ｙ側に設けられた膨出部２２ｅ，２２ｆは、同図で実線にて示すように先端部２０ｘ側に設けられた膨出部２２ｅ，２２ｆよりもさらに開口領域２２ｇ側に膨出している。また、膨出部２２ｅ，２２ｆは、先端部２０ｘ側から基端部２０ｙ側に向かうにつれ、漸次増大するように膨出量が調整されている。

図１に示すように、ロータ３０は、ステータ２０の貫通孔２２に挿通される軸体である。ロータ３０は、金属、樹脂、あるいはセラミックなどの素材によって形成されたものであり、ｎ−１条で単段あるいは多段の雄ネジ形状とされている。本実施形態においては、ロータ３０は、１条で多段とされている。ロータ３０は、後に詳述する連結部材６２が接続される軸体である。ロータ３０は、連結部材６２を介して伝達された動力により偏心回転する。

さらに詳細には、ロータ３０は、ステータ２０の内側において自転しつつ、ステータ２０の貫通孔２２をなす内周面２４に沿うように公転する。ロータ３０は、長手方向のいずれの位置で断面視しても、その断面形状がほぼ真円形となるように形成されている。ロータ３０は、上述したステータ２０に形成された貫通孔２２に挿通され、貫通孔２２の内部において自由に偏心回転可能とされている。

ロータ３０をステータ２０に対して挿通すると、ロータ３０の外周面３２とステータ２０の内周面２４とが両者の接線にわたって当接した状態になる。また、この状態において、貫通孔２２を形成しているステータ２０の内周面２４と、ロータ３０の外周面３２との間には、流体搬送路４０が形成される。流体搬送路４０は、上述したステータ２０のリードの長さＬを基準長Ｓとした場合に、ステータ２０の軸方向にリードの基準長Ｓのｄ倍の長さを有する多段（ｄ段）の流路となっている。

流体搬送路４０は、ステータ２０やロータ３０の長手方向に向けて螺旋状に延びている。また、流体搬送路４０は、ロータ３０をステータ２０の貫通孔２２内において回転させると、ステータ２０内を回転しながらステータ２０の長手方向に進む。そのため、ロータ３０を回転させると、ステータ２０の一端側から流体搬送路４０内に流動体を吸い込むと共に、この流動体を流体搬送路４０内に閉じこめた状態でステータ２０の他端側に向けて移送し、ステータ２０の他端側において吐出させることが可能である。すなわち、ロータ３０を正方向に回転させると、第二開口１４ｂから吸い込んだ流動体を圧送し、第一開口１４ａから吐出することが可能である。また、ロータ３０を逆方向に回転させると、第一開口１４ａから吸い込んだ流動体を第二開口１４ｂから吐出できる。

動力伝達機構部５０は、ケーシング１２の外部に設けられたモータなどの駆動源（図示せず）から上述したロータ３０に対して動力を伝達するために設けられている。動力伝達機構部５０は、動力接続部５２と偏心回転部５４とを有する。動力接続部５２は、ケーシング１２の長手方向の一端側、さらに詳細には上述したステータ２０が設けられたのとは反対側（以下、単に「基端側」とも称す）に設けられた軸収容部１２ｃ内に設けられている。また、偏心回転部５４は、軸収容部１２ｃとステータ２０との間に形成された中間部１２ｄに設けられている。

動力接続部５２は、ドライブシャフト５６を有し、これが２つの軸受５８ａ，５８ｂによって自由に回転可能なように支持されている。ドライブシャフト５６は、ケーシング１２の基端側の閉塞部分から外部に取り出されており、動力源に接続されている。そのため、動力源を作動させることにより、ドライブシャフト５６を回転させることが可能である。動力接続部５２が設けられた軸収容部１２ｃと中間部１２ｄとの間には、例えばメカニカルシールやグランドパッキンなどからなる軸封装置６０が設けられており、これにより中間部１２ｄ側から軸収容部１２ｃ側に被搬送物たる流動体が漏れ出さない構造とされている。

偏心回転部５４は、上述したドライブシャフト５６とロータ３０とを連結部材６２によって動力伝達可能なように接続する部分である。連結部材６２は、ドライブシャフト５６やロータ３０に対してネジ接続や焼きバメ等の接続方法により接続されている。連結部材６２は、ロータ３０の軸線方向に対して交差する方向への可撓性を有するものであればいかなるものであっても良い。具体的には、連結部材６２には、フレキシブルロッドやフレキシブルワイヤを用いることができる。本実施形態では、連結部材６２としてフレキシブルロッドが用いられている。これにより、偏心回転部５４は、ドライブシャフト５６を介して伝達されてきた回転動力をロータ３０に伝達し、ロータ３０を偏心回転させることが可能である。

上述した一軸偏心ねじポンプ１０は、モータ等からなる駆動源を作動させ、ロータ３０を正方向に回転させることにより、流動体を基端部２０ｙ側から吸い込んで先端部２０ｘ側に圧送し、エンドスタッド１２ａに設けられている第一開口１４ａから吐出させ得る。ここで、上述したように一軸偏心ねじポンプ１０においては、ステータ２０に膨出部２２ｅ，２２ｆが設けられている。膨出部２２ｅ，２２ｆは、貫通孔２２の開口領域２２ｇの長手方向中間部において、短手方向内側に向けて膨出している。このような膨出部２２ｅ，２２ｆを設けることにより、連結部材６２からステータ２０に対して作用する復元力を膨出部２２ｅ，２２ｆにおいて支持し、ロータ３０の姿勢崩れを抑制できる（図４参照）。従って、一軸偏心ねじポンプ１０においては、連結部材６２の復元力に起因する圧送性能の低下や流動体の脈動を最小限に抑制できる。

上述した一軸偏心ねじポンプ１０において、連結部材６２は、ロータ３０の軸線方向に対して交差する方向への可撓性を有する部材であればいかなるものであっても良く、例えばフレキシブルロッドやフレキシブルワイヤなどを好適に利用できる。また、フレキシブルロッド等の他に、いわゆる撓み軸継手のように、軸線方向に対して交差する方向への撓みを許容しつつ、軸線周り方向への捻れを抑制可能な特性を有する継手等を連結部材６２として用いることが可能である。

また、上述した一軸偏心ねじポンプ１０においては、ステータ２０に設けられた膨出部２２ｅ，２２ｆの膨出量が、先端部２０ｘ側の領域よりも、基端部２０ｙ側の領域において大きい。このような構成とすることにより、連結部材６２の復元力がロータ３０の姿勢に与える影響を最小限に抑制しつつ、膨出部２２ｅ，２２ｆを設けることによる弊害も防止できる。すなわち、一軸偏心ねじポンプ１０においては、連結部材６２の復元力の影響により、ステータ２０の先端部２０ｘ側を支点として基端部２０ｙ側に向けてロータ３０が下がった状態になりやすい傾向にあることや、膨出部２２ｅ，２２ｆを設けることに伴うトルクの増大、潤滑特性の悪化に伴う摩耗速度の増大等の問題を考慮し、膨出部２２ｅ，２２ｆの膨出量をステータ２０の軸方向の位置に応じて調整している。そのため、一軸偏心ねじポンプ１０においては、連結部材６２の復元力に起因する圧送性能の低下や流動体の脈動といった問題を抑制するだけでなく、ステータ２０の摩耗速度の低減効果等の効果も得られる。

なお、本実施形態で示したステータ２０は、膨出部２２ｅ，２２ｆの膨出量が、先端部２０ｘ側から基端部２０ｙ側に向かうに連れて漸次増加したものである。そのため、ステータ２０の軸方向のいずれの位置を基準としても、ステータ２０に設けられた膨出部２２ｅ，２２ｆの膨出量が、先端部２０ｘ側の領域よりも、基端部２０ｙ側の領域において大きい。しかしながら、本発明はこれに限定されるものではなく、例えばステータ２０の軸方向の所定位置を基準として先端部２０ｘ側の領域において膨出部２２ｅ，２２ｆの膨出量を一定量αとし、前記所定位置を基準として基端部２０ｙ側の領域において膨出部２２ｅ，２２ｆの膨出量を一定量βとし、α＜βの関係が成立するようなものであっても良い。すなわち、膨出部２２ｅ，２２ｆの膨出量は、本実施形態のように無段階に変化するものに限らず、段階的に変化するものであっても良い。また、膨出部２２ｅ，２２ｆの膨出量を所定位置を基準として先端部２０ｘ側と基端部２０ｙ側とで変化させる場合には、取り扱う流動体の液性や圧力等の条件によって膨出量を変化させる位置や変化量を適宜調整することが好ましい。

なお、本実施形態では、膨出部２２ｅ，２２ｆの膨出量を先端部２０ｘ側から基端部２０ｙ側に向かうに連れて漸次増加させることにより、先端部２０ｘ側の領域よりも基端部２０ｙ側の領域において膨出部２２ｅ，２２ｆを大きく膨出させた例を示したが、本発明はこれに限定されるものではない。

具体的には、膨出部２２ｅ，２２ｆの膨出量が、先端部２０ｘ側から基端部２０ｙ側に向かうに連れて領域毎に段階的（不連続）に増加するようにしても良い。また、膨出部２２ｅ，２２ｆを設けることによるトルクの増大や、潤滑特性の悪化に伴う摩耗速度の増大等を考慮する必要がない場合などには、ステータ２０の軸方向全域において膨出部２２ｅ，２２ｆの膨出量を略均一としたものであっても良い。

また、上述した膨出部２２ｅ，２２ｆは、中間部２２ｃ，２２ｄの両端部から略中央部に向かうにつれて徐々に貫通孔２２の内側に突出した略山状の形状に突出したものであるが、本発明はこれに限定されるものではない。すなわち、膨出部２２ｅ，２２ｆは、それぞれ中間部２２ｃ，２２ｄにおいて開口領域２２ｇの内側に向けて膨出したものであれば良い。

具体的には、図５に示すように、膨出部２２ｅ，２２ｆは、中間部２２ｃ，２２ｄの略中央部において開口領域２２ｇの内側に向けて半円状に突出したものであっても良い。また、図６に示すように、膨出部２２ｅ，２２ｆは、中間部２２ｃ，２２ｄの両端側から略中央部に向けて突出量が略均一であるものであっても良い。膨出部２２ｅ，２２ｆが図５や図６のような形状であったとしても、膨出部２２ｅ，２２ｆがステータ２０に対して作用する連結部材６２の復元力を支持できるものであれば、ロータ３０の姿勢崩れを抑制し、復元力に起因する圧送性能の低下や流動体の脈動を最小限に抑制できる。

また、本実施形態では、膨出部２２ｅ，２２ｆが中間部２２ｃ，２２ｄの略中央部に設けられた例を示したが、中間部２２ｃ，２２ｄの略中央部から外れた位置に膨出部２２ｅ，２２ｆが設けられていても良い。

また、上述したステータ２０は、貫通孔２２の断面形状が長円状のものであればいかなる形状のものであっても良い。すなわち、貫通孔２２の断面形状は、対向配置された円弧状の２２ａ，２２ｂ間を直線的に延びる中間部２２ｃ，２２ｄで繋いだトラック（周回路）状のものに限定されず、例えば楕円型、小判型のもの等であっても良い。さらに具体的には、図７に示すように、ステータ２０は、楕円形の貫通孔２２に膨出部２２ｅ，２２ｆを設けたもの等であっても良い。かかる構成とした場合についても、膨出部２２ｅ，２２ｆによりステータ２０に対して作用する連結部材６２の復元力を支持することでロータ３０の姿勢崩れを抑制し、圧送性能の低下や流動体の脈動を最小限に抑制できる。

本発明は、駆動源から入力された回転動力をロータに伝達するための動力伝達機構部に、ロータの軸線方向に対して交差する方向への可撓性を有する連結部材が採用された一軸偏心ねじポンプ全般において好適に利用可能である。

１０一軸偏心ねじポンプ
２０ステータ
２０ｘ先端部
２０ｙ基端部
２２貫通孔
２２ｅ，２２ｆ膨出部
２２ｇ開口領域
３０ロータ
５０動力伝達機構部
６２連結部材

Claims

雄ねじ型の軸体によって構成されたロータと、
前記ロータを挿通可能な雌ねじ型の貫通孔を備えた弾性体からなるステータと、
駆動源から入力された回転動力を前記ロータに伝達するための動力伝達機構部とを備えており、
前記動力伝達機構部が、前記ロータの軸線方向に対して交差する方向への可撓性を有する連結部材を備えており、前記ステータの内側において自転しつつ前記ステータの内周面に沿うように公転するように前記ロータを偏心回転させることが可能なものであり、
前記貫通孔が、前記ステータの軸線を横断する横断面において、長円状の開口領域を構成するように開口したものであり、
前記開口領域の長手方向中間部において前記開口領域の短手方向内側に向けて膨出した膨出部が、前記ステータの軸方向の一端側から他端側の全領域に亘って設けられており、
前記連結部材が、フレキシブルロッドあるいはフレキシブルワイヤであり、
前記膨出部が、前記フレキシブルロッドあるいはフレキシブルワイヤの復元力の影響によってロータの姿勢が崩れるのを抑制す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。
前記ステータが、前記駆動源側に位置する基端部と、前記駆動源とは反対側に位置する先端部とを有し、
前記膨出部が、少なくとも前記ステータの前記基端部側の領域に設けられてい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。
前記ステータが、前記駆動源側に位置する基端部と、前記駆動源とは反対側に位置する先端部とを有し、
前記膨出部の膨出量が、前記先端部側の領域よりも、前記基端部側の領域において大きいことを特徴とする請求項１又は２に記載の一軸偏心ねじポンプ。
前記ステータが、前記駆動源側に位置する基端部と、前記駆動源とは反対側に位置する先端部とを有し、
前記膨出部の膨出量が、前記先端部側から前記基端部側に向かうに連れて漸次増加していることを特徴とする１〜３のいずれかに記載の一軸偏心ねじポンプ。