JPH1077974A - 一軸偏心ねじポンプ - Google Patents

一軸偏心ねじポンプ

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JPH1077974A
JPH1077974A JP23272696A JP23272696A JPH1077974A JP H1077974 A JPH1077974 A JP H1077974A JP 23272696 A JP23272696 A JP 23272696A JP 23272696 A JP23272696 A JP 23272696A JP H1077974 A JPH1077974 A JP H1077974A
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JP
Japan
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rotor
stator
flexible rod
pump
eccentric screw
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JP23272696A
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English (en)
Inventor
Sumio Ono
純夫 小野
Mikio Yamashita
幹夫 山下
Tadao Tamamura
忠雄 玉村
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Heishin Sobi KK
Original Assignee
Heishin Sobi KK
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Publication date
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Pending legal-status Critical Current

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    • FMECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F04POSITIVE - DISPLACEMENT MACHINES FOR LIQUIDS; PUMPS FOR LIQUIDS OR ELASTIC FLUIDS
    • F04CROTARY-PISTON, OR OSCILLATING-PISTON, POSITIVE-DISPLACEMENT MACHINES FOR LIQUIDS; ROTARY-PISTON, OR OSCILLATING-PISTON, POSITIVE-DISPLACEMENT PUMPS
    • F04C2/00Rotary-piston machines or pumps
    • F04C2/08Rotary-piston machines or pumps of intermeshing-engagement type, i.e. with engagement of co-operating members similar to that of toothed gearing
    • F04C2/10Rotary-piston machines or pumps of intermeshing-engagement type, i.e. with engagement of co-operating members similar to that of toothed gearing of internal-axis type with the outer member having more teeth or tooth-equivalents, e.g. rollers, than the inner member
    • F04C2/107Rotary-piston machines or pumps of intermeshing-engagement type, i.e. with engagement of co-operating members similar to that of toothed gearing of internal-axis type with the outer member having more teeth or tooth-equivalents, e.g. rollers, than the inner member with helical teeth
    • F04C2/1071Rotary-piston machines or pumps of intermeshing-engagement type, i.e. with engagement of co-operating members similar to that of toothed gearing of internal-axis type with the outer member having more teeth or tooth-equivalents, e.g. rollers, than the inner member with helical teeth the inner and outer member having a different number of threads and one of the two being made of elastic materials, e.g. Moineau type

Abstract

(57)【要約】 【課題】ポンプ部品の改良により小型化と多量生産化を
実現し、特に微粉体の移送ポンプとして有用なものであ
る。 【解決手段】 プラスチック製のロータ6と、これを駆
動軸8に連結するフレキシブルロッド7を一体接合す
る。駆動軸端部には攪拌翼12を取付けることができ
る。

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【発明の属する技術分野】本発明は、一軸偏心ねじポン
プ、さらに詳しくは、雌ねじ形ステータ内で雄ねじ形ロ
ータを偏心回転させることによって被移送物を軸心方向
に移送する一軸偏心ねじポンプに関するもので、特に小
型にして微粉体の移送用に適した一軸偏心ねじポンプに
関するものである。
【0002】
【従来の技術】一軸偏心ねじポンプは、横断面が長円形
をなす弾性資材で作られた雌ねじ形ステータ(以下、ス
テータという)の中に、横断面が真円をなす雄ねじ形ロ
ータ(以下、ロータという)を嵌挿してなり、両者間に
できる空間容積に入った被移送物を、ロータの回転に従
って切れ目のない無限のピストン運動によって吸込側か
ら吐出側に移送するもので、無脈動で定量移送を実現
し、制御も広範囲にできるなどの特徴があり、産業界に
おいて、高粘度、高濃度液の移送を始めとして、微粉体
の定量切出用などにも広く使用されている。
【0003】そして、この種の一軸偏心ねじポンプに組
み込まれる駆動装置(電動モータ)の駆動軸は軸受で支
承されて定位置で回転し、この駆動軸から偏心回転する
ロータに回転を滑らかに無理なく伝達するするために、
その偏心量を吸収する偏心量吸収機構を必要とする。一
般的には、この偏心量吸収機構として金属製カップリン
グロッドの両端部にそれぞれユニバーサルジョイントを
介在させ、部品相互をネジ止めにより結合した構成のも
のが採用され、使用条件によってはジョイント部を完全
密封構造にしてジョイント部に取扱い移送物が侵入した
り、ジョイント部内から潤滑油が漏出しないようにして
いる。
【0004】上記するように、ロータの偏心回転に伴う
偏心量吸収機構として、カップリングロッドやユニバー
サルジョイントを使用したり、ジョイント部を完全密封
構造にした構成のものは、構造が複雑で加工に費用が掛
かり、ポンプを小型化がし難い面があり、ポンプ自体も
高価になる。
【0005】そこで、移送抵抗が小さい種類の被移送物
を移送するポンプの場合には、吐出圧は低くて偏心量吸
収機構を介してロータに伝達されるトルクも小さくなる
ので、ロッド自体のもつ可撓性で偏心量を吸収するエン
ジニアリングプラスチック製のフレキシブルロッドを使
用してロータおよび駆動軸に対するジョイント部を簡素
化した構成のものも提案されている。
【0006】
【発明が解決しようとする課題】そこで、本発明のうち
請求項1ないし6記載の発明は、ロータとフレキシブル
ロッドの改良で、ポンプの小型化と多量生産化を実現し
た一軸偏心ねじポンプを提供することを目的としたもの
である。
【0007】請求項7記載の発明は、微粉体の移送に特
に有用な一軸偏心ねじポンプを提供することを目的とし
たものである。
【0008】
【課題を解決するための手段】上記の目的を達成するた
めに、本発明のうち請求項1記載の発明は、ステータ内
に回転自在にロータを嵌挿し、該ロータを駆動軸に連結
して偏心回転させることにより、被移送物を軸心方向に
移送する一軸偏心ねじポンプにおいて、前記ロータをプ
ラスチック製にし、該ロータと駆動軸に連結したフレキ
シブルロッドを一体接合したことを特徴とする。
【0009】ここで、ロータとフレキシブルロッドの一
体接合には、請求項2記載のように、両者の接合端部を
接着剤を使用して接合するのが好ましく、この接合に当
たっては、接合端部を直接的に接合する他、ロータとロ
ッドの材質が異なっている場合などには、適当なジョイ
ント部材を介在させて間接的に接合するなどの手法が採
られる。
【0010】また、プラスチック製のロータとしては、
棒材などから切削加工によって製作することも可能であ
るが、ポンプの小型化と多量生産化する上で、射出成形
による生産手段が好ましい。
【0011】また、フレキシブルロッドとしては、対疲
労性が極めて強く、且つ、耐摩耗性にも優れ、しかも、
ロッド自体のもつ可撓性で偏心量を吸収するエンジニア
リングプラスチック製のもの、例えば、PEEK(ポリ
エーテルエーテルケトン)製のものが使用されるので、
ロータ成形資材としては、請求項3記載のように、フレ
キシブルロッドに使用されるエンジニアリングプラスチ
ックをロータ成形資材に用いて射出成形すると、ロータ
とフレキシブルロッドの接合は同一資材の接合になるの
でより簡単で強力な接合にできる。
【0012】こうして、ロータとフレキシブルロッドを
同じエンジニアリングプラスチック製にすると、請求項
4記載のように、ロータとフレキシブルロッドをエンジ
ニアリングプラスチックで一体に射出成形することが可
能になり、両者の接合工程が省けて生産性の向上が図ら
れる。なお、価格面でエンジニアリングプラスチックは
高価素材の部類に入るが、小型ポンプを構成するには、
ロータとフレキシブルロッドの成形に使用するエンジニ
アリングプラスチックは少量で済むから、これがポンプ
生産コストを高くする原因にはならない。
【0013】また、小型ポンプにあってフラッシング性
が高い微粉体を取扱う場合は、移送抵抗が小さく、吐出
圧は低くなるので、フレキシブルロッドを介してロータ
に伝達されるトルクも非常に小さくなり、エンジニアリ
ングプラスチック製のフレキシブルロッドの太さはかな
り細くできる。したがって、この面からもエンジニアリ
ングプラスチックの使用量は少なくなる。
【0014】一方、上記のような微粉体を取扱う小型ポ
ンプの場合、ロータを介してステータに作用する反力も
小さくなるので、ステータとロータ間の摩擦は軽減され
るが、しかし、ロータが偏心回転してステータとの間に
は弾力的に接触する接線の移動を伴うことから、特に弾
性資材からなるステータ面に摩耗が生じる。この摩耗を
軽減するために、請求項5記載のように、ステータ形成
資材に減摩材を混入するのが好ましい。こうしてステー
タ内に分散的に混在する減摩材の一部がステータ面に表
出するので、ロータとの接触による摩耗軽減に寄与し、
ステータの耐用寿命の延長が期待できる。
【0015】なお、ステータ成形資材に混入される減摩
材の量については、ステータとしての機能に影響を与え
ないような範囲で実験的に決められる。また、こうして
ステータ形成資材に混入される減摩材の量としては、小
型ポンプに使用するステータそのものが小さなものであ
るのでごく少量ですみ、これがポンプ生産コストを高く
する原因にはならない。
【0016】また、ロータをプラスチック製にした場
合、ステータ面に生じる摩耗度とは異なるもののロータ
面にも摩耗を生じる。このロータ面の摩耗を軽減するた
めに、請求項6記載のように、ロータ成形資材に減摩材
を混入するのが好ましい。この場合も、ロータ内に分散
的に混在する減摩材の一部がロータ面に表出するので、
ステータとの接触による摩耗軽減に寄与し、ロータの耐
用寿命の延長が期待できる。
【0017】なお、ロータ成形資材に混入される減摩材
の量については、ロータ機能に影響を与えないような範
囲で実験的に決められる。また、量的にも上記するステ
ータ同様に、ロータそのものが小さなものであるので少
量ですみ、これがポンプ生産コストを高くする原因には
ならない。
【0018】微粉体を取扱う場合は、微粉体内に少量の
空気を均一に含ませるようにするとその移送がし易くな
る。そこで、請求項7記載の発明のように、立型にステ
ータを配装したポンプケーシングをホッパー下部に連結
し、ステータ内に嵌挿したロータとフレキシブルロッド
を介して連結される駆動軸をホッパー上部から垂設し、
該駆動軸端部に被移送物を攪拌する攪拌翼をフレキシブ
ルロッド回りに垂下状にして取着すると、攪拌翼は駆動
軸を軸心にして芯振れすることなくスムーズに回転して
ホッパー内の微粉体を攪拌してこれを流動状にし、ポン
プへ吸い込み易くする。
【0019】ここで、ロータと駆動軸を連結するフレキ
シブルロッド、すなわち、エンジニアリングプラスチッ
ク製ロッドは、ロータへのトルク伝達面からかなり細く
したものであっても、攪拌翼内中央に位置して流動化し
た微粉体内にあって外部からの圧力的な抵抗を受けない
から、駆動軸からの回転およびトルクを的確にロータに
伝達するように機能する。
【0020】
【発明の実施の態様】以下、本発明の実施の形態の一例
を、図面に基づいて説明する。
【0021】図1は一軸偏心ねじポンプを適用した微粉
体移送装置の断面図、図2はポンプ要部の部分断面図、
図3(a),(b)は雄ねじ形ロータとフレキシブルロ
ッドの結合関係を示す側面図、図4は駆動軸下端部の部
分断面図である。
【0022】図1に示す実施例は、小型の一軸偏心ねじ
ポンプを立型に使用して微粉体を取扱う微粉体移送装置
を示し、微粉体を収容する容体、すなわち、ホッパー1
の下部に連結状に一軸偏心ねじポンプ2を立型に配装
し、ホッパー1上部に回転駆動源とされる電動モータ3
を配装している。
【0023】前記一軸偏心ねじポンプ2のポンプケーシ
ング4はホッパー1の下端に連結され、このポンプケー
シング4内にステータ5を配装し、このステータ5にロ
ータ6を嵌挿し、このロータ6をフレキシブルロッド7
を介して電動モータ3からホッパー1内に垂設した駆動
軸8に連結している。
【0024】前記ロータ6は横断面円形をなすもので、
このロータ6が嵌挿されるステータ5はロータ6の2倍
のピッチからなる断面長円形の内孔面を持ち、両者間に
おいて接線によって厳密にシールされて連続する螺旋状
の定容量空間9を形成し、該空間9に入った被移送物
(微粉体)は、ロータ6の回転に伴う切れ目のない無限
のピストン運動によってポンプケーシング4下方に移送
される。なお、上記する一軸偏心ねじポンプ2の基本構
成及びその作用については周知の一軸偏心ねじポンプと
同じであり、ステータ5は外筒を有しないタイプのもの
である。
【0025】本発明においては、前記ロータ6をプラス
チック製にし、該ロータ6とフレキシブルロッド7を一
体接合している。
【0026】このようにロータ6とフレキシブルロッド
7を一体接合するのに、図3(a)に示す実施例では、
ロータ6とフレキシブルロッド7を別体構成にして両者
の接合端部を凹凸嵌合構造にして接着剤を用いて直接的
に接合している。ここで、フレキシブルロッド7として
は、エンジニアリングプラスチック製、例えば、PEE
K(ポリエーテルエーテルケトン)製のものが好適する
ので、ロータ成形資材としてもこれを使用すると、両者
を別体構成にすることなく、図3(b)に示す実施例の
ように一体に射出成形することができる。こうして両者
の接合工程が省けて構成がより簡素化され、生産性が向
上する。
【0027】なお、フレキシブルロッド7と駆動軸8と
の連結には、図4に示す実施例のように、結合部材10
を介装してネジ結合による周知の手法で結合してもよ
い。
【0028】また、ロータ6が偏心回転してステータ5
との間には弾力的に接触する接線の移動を伴うことか
ら、経時的にステータ5面およびロータ6面に摩耗を生
じる。この磨耗を軽減するために、少なくとも弾性資材
からなるステータ5の成形資材には減摩材を混入するの
が好ましい。こうしてステータ5面には減摩材が表出し
てロータ6との接触による摩耗が軽減される。また、プ
ラスチック製ロータ6の成形資材にも減摩材を混入する
と、ステータ5同様にロータ6面の磨耗が軽減される。
なお、減摩材としては市販製品から選ばれ、ステータ成
形資材およびロータ成形資材に混入されるその量につい
ては、ステータ5またはロータ6の機能に影響を与えな
いような範囲で実験的に決められる。
【0029】小型の立型一軸偏心ねじポンプにあってフ
ラッシング性の高い微粉体を取扱う場合、積極的に少量
の空気を均一に微粉体内に含ませるようにするとその移
送がし易くなる。このために、実施例ではホッパー1の
下部に対して全周的に適量の空気を分散的に送り込む多
数の小孔(図示せず)を有する通気路11を設けて外部
空気供給機構(図示せず)に管路を介して連結するとと
もに、ホッパー1上部から垂設した駆動軸8下端部に攪
拌翼12をフレキシブルロッド7回りに垂下状にして取
着している。この攪拌翼12は形態的には特に制限はな
く、図示の実施例のように、一枚の帯状板体13を螺旋
状に曲成して杆体を曲成した支持部材14に固定させた
形態の他、複数枚の傾斜板体を適宜の半径を採って周方
向に配置して組み合わせた形態のものなどであってもよ
い。
【0030】こうして、攪拌翼12はフレキシブルロッ
ド7とは無関係に駆動軸8を軸心にして芯振れすること
なくスムーズに回転して微粉体を攪拌し、これを流動状
にしてポンプ2へ吸い込み易くする。
【0031】
【発明の効果】本発明は、以上説明したような形態で実
施され、本発明によれば、ロータをプラスチック製にし
てこれと駆動軸に連結するフレキシブルロッドとを一体
接合して構成を簡素化したことによって、一軸偏心ねじ
ポンプの小型化と多量生産化を実現して安価な一軸偏心
ねじポンプを提供することができる。
【0032】また、本発明のように小型化した一軸偏心
ねじポンプは、立型にして微粉体の移送に適し、微粉体
をポンプへ吸い込み易くするための攪拌翼を駆動軸下端
部に取着したことによって、攪拌翼は芯振れなくスムー
ズに回転してポンプ性能を高め、しかも、フレキシブル
ロッドには攪拌のための負担が全く掛からないので、ロ
ッド太さは駆動軸からの回転およびトルクを的確にロー
タに伝達する必要最小限の太さにでき、この面からもポ
ンプの小型化とコストダウンが図られる。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明の一軸偏心ねじポンプを適用した微粉体
移送装置の断面図である。
【図2】ポンプ要部の部分断面図である。
【図3】(a),(b)は雄ねじ形ロータとフレキシブ
ルロッドの結合関係を示す側面図である。
【図4】駆動軸下端部の部分断面図である。
【符号の説明】
1 ホッパー 2 一軸偏心ねじポンプ 3 電動モータ 4 ポンプケーシング 5 雌ねじ形ステータ 6 雄ねじ形ロータ 7 フレキシブルロッド 8 駆動軸 9 定容量空間 10 結合部材 11 通気路 12 攪拌翼

Claims (7)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 雌ねじ形ステータ内に回転自在に雄ねじ
    形ロータを嵌挿し、該雄ねじ形ロータをフレキシブルロ
    ッドを介し駆動軸に連結して偏心回転させることによ
    り、被移送物を軸心方向に移送する一軸偏心ねじポンプ
    において、前記雄ねじ形ロータをプラスチック製にし、
    該雄ねじ形ロータとフレキシブルロッドを一体接合した
    ことを特徴とする一軸偏心ねじポンプ。
  2. 【請求項2】 雄ねじ形ロータとフレキシブルロッドを
    接着剤で接合したことを特徴とする請求項1記載の一軸
    偏心ねじポンプ。
  3. 【請求項3】 雄ねじ形ロータをエンジニアリングプラ
    スチックで射出成形したことを特徴とする請求項1また
    は2記載の一軸偏心ねじポンプ。
  4. 【請求項4】 雄ねじ形ロータとフレキシブルロッドを
    エンジニアリングプラスチックで一体に射出成形したこ
    とを特徴とする請求項1記載の一軸偏心ねじポンプ。
  5. 【請求項5】 雌ねじ形ステータ成形資材に減摩材を混
    入させたことを特徴とする請求項1記載の一軸偏心ねじ
    ポンプ。
  6. 【請求項6】 雄ねじ形ロータ成形資材に減摩材を混入
    させたことを特徴とする請求項1,2または3記載の一
    軸偏心ねじポンプ。
  7. 【請求項7】 立型で雌ねじ形ステータを配装したポン
    プケーシングをホッパー下部に連結し、ホッパー上部中
    央に駆動軸を垂設し、該駆動軸下端を雌ねじ形ステータ
    内に嵌挿した雄ねじ形ロータとフレキシブルロッドを介
    して連結するとともに、駆動軸下端部に被移送物を攪拌
    する攪拌翼をフレキシブルロッドを囲繞して取着したこ
    とを特徴とする一軸偏心ねじポンプ。
JP23272696A 1996-09-03 1996-09-03 一軸偏心ねじポンプ Pending JPH1077974A (ja)

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Cited By (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
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