JPH0374585A - 流体給送用ポンプ - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 〔産業上の利用分野〕 本発明は、歯車、ローラあるいは歯付きベルト等を適宜
組合わせて用いることにより各種流体を吸込み、吐出す
る簡易型の流体給送用ポンプに関する。

〔従来の技術〕

従来から水、油、空気等を始めとする各種流体を吸込み
、吐出することで、流体を給送する流体給送用ポンプと
しては、たとえばロータリポンプ、ベーンポンプ、ギヤ
ポンプ等を始め、種々の構造を有するものが知られてお
り、その使用流体や用途等に応じて選択して用いられて
いる。

〔発明が解決しようとする！！１題〕 ところで、上述したように従来から一般に知られている
ポンプはいずれも、その構成部品点数が多く、構造が複
雑であるばかりでなく、全体が大型化し易く、また流体
の給送効率を向上させるために各部の加工精度等も要求
され、加工性や組立性等といった実用面からの問題をも
つものであった。さらに、−ヒ述した従来のポンプ構造
では、可動部品が多く、ポンプ動作時において振動や騒
音等を生じ易いといった問題もあった。

特に、流量制御に対しての精度はそれ程要求されず、あ
る程度の流体圧が得られるとよいところなどに用いられ
るポンプとしては、より簡単な構造による簡易型のポン
プでよいもので、このような要請に応えることができる
何らかの対策を講じることが望まれている。

このため、従来からたとえば第８図に示すような構成に
よる簡易型のポンプ構造が知られている。これを簡単に
説明すると、図中ａ、ｂはハウジングＣ内で互いに噛合
して回転駆動される流体給送用の歯車で、これら歯車ａ
、ｂの歯部谷部ｄ、ｄとハウジングＣ内壁面との間に形
成される空間部内に、ハウジングＣの一部に開口する流
体入Ｏｅから流体を取込んで搬送するとともに、ハウジ
ングＣの対向する別の位置に開口する流体出口ｆから送
り出すことで２流体を圧送するようにした構成によるも
のが知られていた。しかしながら、このような構成では
、流体を搬送する歯車ａ、ｂの歯郁谷ｉｄ、ｄを画成す
る山部とハウジングＣの内壁面との間が接触しないよう
な加工精度が必要で、コスト高を招くといった問題があ
った。そして、このような山部とハウジングＣ側との間
に隙間が存在すること−ｂ１ら、搬送し得る流体として
は、粘度がある流体に限られ、水、油等には使用できる
も、空気などには使用できないものであった。また、Ｅ
逮した構成では、歯車ａ、ｂの歯数と回転数によって搬
送流体の圧を高めているものであり、得られる流体圧に
限度があるものであった。そして、このような流体圧を
上昇させるためには、歯車ａ、ｂの山部に弾性材を接触
させて隙間を防出したりするが、回転数を低下させるこ
とが必要で、吐出流量が低下するといった問題をもち、
しかも潤滑油等を使用すると、搬送流体に混入する等と
いった不具合もあり、これらの問題点を考慮しなければ
ならない。

〔課題を解決するための手段〕

このような要請に応えるために本発明に係る流体給送用
ポンプは、軸線方向に厚みをもち平行軸上で回転自在に
軸支されるとともに回転部！＆源で回転駆動される少な
くとも三個の柱状回転子と、これらの回転子によって囲
まれる位置に外部から画成して形成されかつその軸線方
向の一部に吐出口が開口されているポンプ室を愉えてな
り、少なくとも一個の回転子の周面上に、凹凸形状によ
る歯部を設け、その山部がポンプ室に対しての流体取込
み方向への回転側で隣接する回転子の周面に添接して回
転することで、その添接部分によって谷部内に形成され
る空間部が、この回転子の回転動作に伴なって回転子外
側への開放状態から密閉状態を経て回転子内側のポンプ
室への開放状態へと変化し、流体をポンプ室内に取込ん
で吐出口から吐出させ得るようにしたものである。

〔作用〕

本発明によれば５回転駆動源により歯部を有する回転子
を回転駆動し、その流体取込み方向への回転側で隣接す
る回転子側に添接される山部により谷部内に形成される
空間部を、回転子外側への開放状態から密閉状態を経て
回転子内側に形成されるポンプ室への開放状態へと変化
させることにより、流体を外側から吸込んでポンプ室内
に取込み、かつこのポンプ室に開口している吐出口から
外部に吐出させ得るものである。

〔実施例〕

以下１本発明を図面に示した実施例を用いて詳細に説明
する。

第１図（ａ）、（ｂ）ないし第３図は本発明に係る流体
給送用ポンプの一実施例を示すものであり、これらの図
において、まず、全体の概略構成を簡単に説明すると、
符号ｌ、２，３．４は柱状回転子としての第１ないし第
４の歯車で、これら四個の歯車１，２，３．４は、軸線
方向に所定の厚みをもち、互いに平行する回転軸１ａ、
２ａ。

３ａ、４ａにより回転自在に軸支され、第２図中符号５
で示すケーシング内に内設されている。

ここで、この実施例では、第１の歯車１における回転軸
１ａをケーシング５外方に延設し、図示しない回転駆動
源に連結して回転駆動するように構成されている。そし
て、これら歯車１，２，３゜４は、＠転軸１ａを介して
回転駆動される第１の歯車１の回転が第３の歯車３、第
４の歯車４を経て第２の歯車２に伝達され、それぞれが
回転駆動されるようになっている。なお、本実施例では
、第１図（ａ）等に矢印で示した方向に各歯車１゜２．
３．４が回転されるように構成されている。

１０は上述した四個の歯車１，２，３．４によって囲ま
れた部分に外部から画成して形成されるポンプ室で、こ
のポンプ室１０の軸線方向両端側は、たとえば第３図に
例示したようにケーシング５の内側に設けたシール材６
等によりシールされ、かつその一部に設叶た吐出口１１
により外部に流体を吐出させるように構成されている。

なお、上述したポンプ室１０の軸線方向両端側をシール
する構造としては、ケーシング５の内壁面で直接シール
する等といった適宜の変形例が考えられよう、また、第
２図中１２はケーシング５の側面部分に穿設され後述す
る！１！ｌおよび第２の歯車１．２間に形成される流体
取込み部からポンプ室１０側に流体（たとえば空９Ｌ）
を吸込ませるための吸込み口である。

さて、本発明に係る流体給送用ポンプは、上述した構成
において、前記ポンプ室１０への流体取込み方向にそれ
ぞれ回転される第１および第２の歯車１．２間の添接部
分を、第１図（ａ）、（ｂ）から明らかなように、その
周面に形成される凹凸形状を呈する歯部１３，１４の山
部１３ａ、１４ａ同士が添接して回転されるように組合
わせ、その添接部分によって谷部１３ｂ、１４ｂ内に形
成される空間部２０を、これら歯車１．２の回転動作に
伴なって外側（前記吸込み口１２側）への開放状態から
、同図（ｂ）に示されるような密閉状態を経て内側のポ
ンプ室１０への開放状態へと変化させ、流体をポンプ室
１０内に取込んで前記吐出口１１から吐出させ得るよう
に構成したところに特徴を有している。

ここで、上述した流体取込み部となる空間部２０を形成
する第１および第２の歯車１，２間以外の歯車１，３；
３，４：４，２間士の噛合い部は、各歯車が相互に圧接
して組合わされることで、通常の噛合い状態を得て回転
伝達が行なえるとともに、それぞれの歯！１３，１５，
１６゜１４の噛合い部分は、それぞれの山部と谷部との
噛合いによって気密状態が保たれるように構成されてい
る。なお、本実施例では、四個の歯車ｌ。

２．３．４を用いて流体を吸込み、仕出するポンプ室１
０を形成しているが、少なくとも三個の回転子を用いる
と、同様の機鉋な有するポンプ室を形成し得るもので、
その利点は明らかであろう。

このような構成において、図示しない回転駆動源により
各歯車１，２，３．４を回転駆動すると、流体取込み方
向に回転される第１および第２の歯車１．２間の添接部
分に、その歯部１３゜１４における山部１３ａ、１４ａ
と谷１１１３ｂ。

１４ｂとから形成される空間部２０が、ポンプ室１０外
側への開放状態から密閉状態を鰻てポンプ室ｌＯ内への
開放状態へと変化し、これによりこの空間部２０内に取
込まれて運ばれる空気等の流体を、ポンプ室１０内へと
圧送させることにより、流体を外側から吸込んでポンプ
室１０内に取込むことができる。そして、この取込み時
においてポンプ室１０を形成する他の噛合い部はシール
状態にあり、密閉空間となるために、上述した流体取込
み用空間部２０により取込まれてきた分の流体が、この
ポンプ室１０に開口している吐出口１１から外部に圧縮
流体として吐出されることになる。

ここで、このような構成において、ポンプ室１０から吐
出される流体の給送体積は、流体取込み用空間ｌＩ２０
の断面積と歯車１．２の厚み寸法とこれら歯車１．２の
回転数の積によって決定されるもので、必要に応じて各
側の数値を適宜選定することにより、所要の流体圧を得
ることが可能となる。

なお、上述した実施例では、各歯車ｌ、２゜３．４の歯
部１３，１４，１５．１６として、同一歯数によるもの
を用いた場合を説明したが、これに限定されないことは
言うまでもない、さらに、上述した実施例構造において
歯車１，２゜３．４間士を互いに圧接して添接接合また
は噛合させて組合わせ、流体取込み部、噛合いによるシ
ール部を構成するために、ばね等の付勢手段を併用して
もよいことは勿論である。また、上述した柱状回転子で
ある歯車１，２，３．４としては、たとえば柔軟性を有
するゴム材や、テフロン、ウレタン、シリコン等の合成
樹脂材を使用したりするとよいが、鋼材等を用いてもよ
いものである。

このような構成によれば、第１および第２の歯車１．２
間での＃１部１３，１４における谷部１３ｂ、１４ｂに
よって共働して形成される空間部２０を、ポンプ室ｌＯ
内に流体を取込むように順次移動させることで、流体の
吸込み、吐出動作を行なわせることが可能で、これによ
り従来のような揺動、＊動現象や騒音問題を生じること
なく、流体を吸込み、吐出させることが可能で、しかも
従来のポンプ構造に比べて構成部品点数が少なく、構成
も簡単で、また各部の加工精度なども要求されず、全体
の小型かつコンパクト化も図れ、さらに摺動摩擦部分も
ないので、潤滑剤等を使用する必要がなく、給送流体へ
の混入等の問題がなく、特に空気圧送用等として有利で
ある等の利点がある。

なお、上述した実施例では、四個の歯車ｌ。

２．３．４による噛合い部の一個所を、流体取込み部と
した場合を例示したが、本発明はこれに限定されず、た
とえば第４図に示すように第１および第２の歯車１．２
問および第３および第４の歯車３．４間を、−ｔｃＦ）
歯！１３，１４．１５．１８の山部同士を添接させる構
造とし、二個所から流体を取込むように構成してもよい
ことは容易に理解されよう、そして、このような構成に
よれば、流体圧送効率を、と述した実施例の二倍に向上
させ得るもので、その利点は明らかであろう、ここで、
このような構成とする場合、第１の歯車ｌ（または第３
の歯車３）の回転軸１ａと第２の歯車２（または第４の
歯車４）の回転軸２ａを、外部から回転駆動するように
構成するとよい。

また５上述した実施例では５歯部１３，１４において山
部、谷部同士が対向するように同期させて回転させるよ
うにし、その−個所づつの谷部１３ａ、１４ａを回転方
向において対向させて回転させることで、空間ｓ２０を
形成した場合を説明したが、第５図に示すように２回転
方向において位置ずれを生じさせ、歯部同士をクリアラ
ンスを持たせて噛合いさせ、その回転方向にずれしかも
連通状態に置かれる谷部１３ｂ、１４ｂによって空間部
２０を形成するようにしてもよいものである。

さらに、上述した各実施例では、回転子として四個共、
歯車１，２，３．４で形成した場合を説明したが、本発
明はこれに限定されず、儒教の歯車を用いるとよいもの
で、たとえば第６図に示すように、第１および第３の歯
車の代りに、ゴム等の弾性材からなる回転ローラ８，９
を用い、これに添接される第２および第４の歯車２．４
の歯部１４．１６にお４する谷！５１４ｂ、１８ｂによ
ｌＪ空空間室２０形成してもよいことは勿論である。そ
して、このような構成によれば、上述した実施例以上に
、加工精度をラフとすることが可能で５その利点は明ら
かであろう、これは、それぞれの山部１４ａ、１６ａが
添接される第１および第３のローラ８，９との間の精度
を弾性力で吸収できるためである。

第７図は本発明のさらに別の実施例を示すものであって
、この実施例では、二対のローラ３１゜３２；３３，３
４を用い、それぞれに歯付きベルト３５．３６を添接さ
せるとともに、これら両ベルト３５．３６の対向する面
間に密閉されたポンプ室３７を形成し、その一部に吐出
口１１を開口させ、さらにローラ３１，３３に巻回して
添接されるベルト３５．３６における山部３５ａ。

３６ａを添接状態とし、その谷部３５ｂ、３６ｂ間で流
体取込み雨空間ｆｉ２０を形成するとともに、他方のロ
ーラ３２，３４間では、ベルト３５．３６を噛合させて
シールするように構成した場合を示している。そして、
このような構成では、南付きベル）３５．３６を用いる
点で多少構成を相違するも、実質的には一ヒ述した実施
例と同等の作用効果を奏するもので、その作用効果は明
らかであろう、ここで、図中３８．３９は各ベル）３５
．３６の長手方向の一部に添接して設けられ、ローラ３
１．３３側の間を流体取込み部として構成するとともに
、これを１ピツチずらして他方のローラ３２．３４間は
シール可能な噛合い状態とするためのもので、ポンプ室
３７の容積空間を確保するという機能をも備えている添
接ローラである。

なお、本発明は上述した実施例構造に限定されず、各部
の形状、構造等を、適宜変形、変史することは自由であ
る。たとえば上述した実施例では、ケーシング５に対し
ての軸支位置を規制することで歯車、ローラあるいは歯
付きベルトを、適宜当接させてポンプ室１０を形成した
場合を説明したが、これにばね等の付勢手段を付設して
圧接させ、より適切にポンプ室ｌＯを形成し得るように
してもよい。

また、上述した実施例では、回転子として用いられる歯
車の歯形断面を、略台形状に形成した場合を例示したが
、本発明はこれに限定されず、インボリュート曲線等に
より形成される歯形形状を有する歯車であってもよいこ
とは勿論である。

〔発明の効果〕

以上説明したように本発明に係る流体給送用ポンプによ
れば、平行軸上で回転自在に軸支され回転駆動源で回転
駆動される少なくとも三個の柱状回転子と、これら回転
子によって囲まれる位置に外部から画成して形成されそ
の軸線方向の一部に吐出口が開口されているポンプ室を
備えてなり、少なくとも一個の回転子の周面上に、凹凸
形状による歯部を設け、その山部がポンプ室に対しての
流体取込み方向への回転側で隣接する回転子の周面に添
接して回転することで、その添接部分によって谷部内に
形成される空間部が、この回転子の回転動作に伴なって
回転子外側への開放状態から密閉状態を経て回転子内側
のポンプ室への開放状態へと変化し、流体をポンプ室内
に取込んで吐出させ得るようにしたので、簡単かつ安価
な構成にもかかわらず、少なくとも一個の回転子に付設
される歯部における谷部によって形成される空間部を、
これに隣接する回転子と共働して、ポンプ室内に流体を
取込むようにｎ次移動させ得るもので、これにより従来
のように揺動、振動現象や騒音問題を生じることなく、
流体を吸込み、吐出させることが可能で、しかも従来の
ポンプ構造に比べて構成部品点数が少なく、また各部の
加工精度なども要求されず、全体の小型かつコンパクト
化も図れ、さらに摺動部分もないので、潤滑剤等を使用
する必要がなく、特に空気圧送用等として有利である等
の種々優れた効果がある。

【図面の簡単な説明】

第１図（ａ）、（ｂ）は本発明に係る流体給送用ポンプ
の一実施例を示す要部構成図およびその動作説明図、第
２図はその要部概略斜視図、第３図は第２図における要
部断面図、第４図ないし第７図は本発明の他の実施例を
それぞれ示す概略構成図、第８図は従来例を説明するた
めの概略断面図である。 １．２，３．４−−−−歯車（回転子）、ｌａ。 ２ａ、３ａ、４ａ・・・・回転軸、５・・・・ケーシン
グ、６・・・・シール材、８，９・・・・回転ローラ、
１０・・・・ポンプ室、１１・・・・吐出口、１２・・
・・吸込み口、１３゜１４：１５，１６・・・・歯部、
１３ａ、１４ａ−−−−山部、１３ｂ、１４ｂ−−−−
谷部、２０・・・・流体取込み用量間部２３１゜３２．
３３．３４・・・・回転ローラ、３５．３６・・・・歯
付きベルト、３５ａ、３６ａ・・・・山部、３５ｂ、３
６ｂ・・・・谷部、３７・・・・ポンプ室、３８．３９
・・・・添接ローラ。

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. 軸線方向に所定厚みを有し平行軸上で回転自在に軸支さ
   れるとともに回転駆動源により同期した状態で回転駆動
   される少なくとも三個の柱状回転子と、これらの回転子
   によって囲まれる位置に外部から画成して形成されかつ
   その軸線方向の一部に吐出口が開口しているポンプ室を
   備えてなり、前記回転子のうち少なくとも一個の回転子
   は、その周面上に凹凸形状による歯部が有し、この歯部
   の山部が前記ポンプ室に対しての流体取込み方向への回
   転側で隣接する回転子の周面に添接して回転することに
   より、その添接部分によって谷部内に形成される空間部
   が、この回転子の回転動作に伴なって回転子外側への開
   放状態から密閉状態を経て回転子内側のポンプ室への開
   放状態へと変化し、流体をポンプ室内に取込んで前記吐
   出口から吐出するように構成されていることを特徴とす
   る流体給送用ポンプ。