KR20160003718A - 1축 편심 나사 펌프 - Google Patents

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Abstract

장치 구성이 심플하면서도 또한 콤팩트하며, 복잡한 동작 제어를 수반하는 일 없이 로터를 자전 및 공전시킬 수 있는 1축 편심 나사 펌프의 제공을 목적으로 한다.
1축 편심 나사 펌프(10)는 로터(20)를 자전시키면서 공전 이동시킬 수 있는 로터 구동 기구(50)를 구비하고 있다. 로터 구동 기구(50)는 일정한 중심축 C1을 중심으로 해서 자전 가능한 자전 동력 전달 부재(52)와, 로터(20)의 기축부(54)의 자전을 허용하면서 및 공전시킬 수 있는 공전 궤도 형성 부재(56)를 갖는다. 로터 구동 기구(50)는 자전 동력 전달 부재(52) 및 공전 궤도 형성 부재(56)에 대하여, 동일한 모터(80)로부터 출력된 동력을 병렬로 분배해서 전달하고, 자전 동력 전달 부재(52) 및 공전 궤도 형성 부재(56)를 기계적으로 동기시키면서 자전시킴과 함께, 로터(20)를 자전시키면서 공전시킬 수 있다.

Description

1축 편심 나사 펌프 {UNIAXIAL ECCENTRIC SCREW PUMP}
본 발명은 로터를 자전시키면서 공전시킬 수 있는 로터 구동 기구를 구비한 1축 편심 나사 펌프에 관한 것이다.
종래, 하기 특허문헌 1 내지 3에 개시되어 있는 바와 같은 1축 편심 나사 펌프가 제공되고 있다. 하기 특허문헌 1에 개시되어 있는 1축 편심 나사 펌프에 있어서는, 펌프 기구를 구성하는 로터가 커플링 로드를 통하여 동력원과 접속되어 있다. 이에 의해, 로터가 자전하면서 공전(편심 회전) 가능하게 되어 있다.
또한, 하기 특허문헌 2에 개시되어 있는 1축 편심 나사 펌프는, 동력원측과 로터 사이에 로터 구동 기구가 설치되어 있고, 이에 의해 로터의 자전 및 공전을 허용하고 있다. 이 1축 편심 나사 펌프에 있어서 사용되고 있는 로터 구동 기구는, 소위 유성 기어 기구 또는 이와 비슷한 것으로 되어 있다.
또한, 하기 특허문헌 3에 개시되어 있는 1축 편심 나사 펌프는, 로터를 자전시키기 위한 자전용 속도 제어 구동부와, 로터를 공전시키기 위한 공전용 속도 제어 구동부를 각각 설치한 구성으로 되어 있다. 이 1축 편심 나사 펌프에 있어서는, 자전용 속도 제어 구동부 및 공전용 속도 제어 구동부를 이루는 각 모터의 동작을 동기시키는 제어를 실행함으로써, 로터를 자전시키면서 공전시키고 있다.
일본 특허 공개 제2012-154215호 공보 일본 특허 제5070515호 공보 일본 특허 공개 제2009-047061호 공보
여기서, 상술한 특허문헌 1 및 특허문헌 3에 관한 종래 기술의 1축 편심 나사 펌프에서는, 커플링 로드 등의 긴 로드를 설치할 필요가 있다. 그로 인해, 이들의 종래 기술에 관한 1축 편심 나사 펌프에 있어서는, 전체 길이가 길고 대형화되어 버린다는 문제가 있다. 또한 이에 부수되어, 유동체의 압송을 정지했을 때에, 펌프 케이싱 내에 있어서의 유동체의 잔존량이 많아지게 된다는 문제도 있다.
또한, 상술한 특허문헌 3의 1축 편심 나사 펌프와 같이, 로터의 자전용 및 공전용으로서 각각의 구동원을 설치한 경우에는, 그만큼 장치 구성 및 동작 제어가 복잡화되어 버린다는 문제가 있다. 마찬가지로, 상술한 특허문헌 2에 관한 종래 기술의 1축 편심 나사 펌프와 같이, 소위 유성 기어 기구 또는 이와 비슷한 것을 로터 구동 기구로서 동력원측과 로터 사이에 배치한 경우에 대해서도, 장치 구성이 복잡화되어 버린다는 문제가 있다.
따라서, 본 발명은 장치 구성이 심플하면서도 또한 콤팩트하며, 복잡한 동작 제어를 수반하는 일 없이 로터를 자전 및 공전시킬 수 있는 1축 편심 나사 펌프의 제공을 목적으로 하였다.
상술한 과제를 해결하기 위해 제공되는 본 발명의 1축 편심 나사 펌프는, 암나사형의 삽입 관통 구멍을 구비한 스테이터에 대하여, 수나사형의 로터를 삽입한 것으로, 상기 로터를 자전시키면서 공전시킬 수 있는 로터 구동 기구를 구비하고 있고, 상기 로터 구동 기구가 일정한 중심축을 중심으로 해서 자전함으로써, 상기 로터를 자전시키는 자전 동력 전달 부재와, 상기 로터의 기축부(基軸部)의 자전을 허용하면서, 상기 기축부를 소정의 공전 궤도로 공전시키는 공전 궤도 형성 부재를 갖고, 상기 자전 동력 전달 부재 및 상기 공전 궤도 형성 부재에 대하여, 동일한 동력원으로부터 출력된 동력을 병렬로 분배해서 전달함으로써, 상기 자전 동력 전달 부재 및 상기 공전 궤도 형성 부재를 기계적으로 동기시키면서 작동시키고, 상기 로터를, 자전시키면서 공전시킬 수 있는 것을 특징으로 하는 것이다.
본 발명의 1축 편심 나사 펌프는, 로터를 자전시키면서 공전시킬 수 있는 로터 구동 기구를 구비하고 있다. 이에 의해, 본 발명의 1축 편심 나사 펌프에 있어서는, 종래 기술에 있어서 로터를 자전하면서 공전 가능하도록 동력원에 대하여 접속하기 위해 사용되고 있던 커플링 로드 등의 긴 로드를 설치할 필요가 없어져, 그만큼 전체 길이를 짧게 할 수 있다. 따라서, 본 발명에 따르면, 전체 길이가 짧고 콤팩트한 구성의 1축 편심 나사 펌프를 제공할 수 있다. 또한, 1축 편심 나사 펌프를 정지시켰을 때에 내부에 잔존하는 유동물의 잔량을 최소한으로 억제할 수 있다.
또한, 본 발명의 1축 편심 나사 펌프에 있어서는, 동일한 동력원으로부터 출력된 동력을 병렬로 분배해서 로터 구동 기구를 구성하는 자전 동력 전달 부재 및 공전 궤도 형성 부재에 대하여 입력 가능하게 되어 있다. 또한, 동력이 입력되면 자전 동력 전달 부재 및 공전 궤도 형성 부재가 기계적으로 동기하면서 작동하고, 특별한 제어 등을 행하지 않고 로터를 자전시키면서 공전시킬 수 있고, 펌프 기능을 발휘시킬 수 있다. 그로 인해, 본 발명의 1축 편심 나사 펌프에 의하면, 로터를 구동시키기 위한 동작 제어 및 장치 구성을 간소화할 수 있다.
상술한 본 발명의 1축 편심 나사 펌프는, 상기 로터 구동 기구가 상기 동력원으로부터 상기 자전 동력 전달 부재를 향해 단일 단계 또는 다단계로 동력 전달 가능하도록 형성된 자전측 동력 전달 계통과, 상기 동력원으로부터 상기 공전 궤도 형성 부재를 향해 단일 단계 또는 다단계로 동력 전달 가능하도록 형성된 공전측 동력 전달 계통을 갖고, 상기 자전측 동력 전달 계통 및 상기 공전측 동력 전달 계통의 단계수가 동일하게 되어 있는 것이 바람직하다.
이러한 구성으로 함으로써, 1축 편심 나사 펌프의 구성 및 동작 제어를 간소화할 수 있게 된다.
상술한 본 발명의 1축 편심 나사 펌프는, 상기 로터 구동 기구가 상기 동력원의 회전축에 대하여 접속되는 입력측 베벨 기어와, 상기 공전 궤도 형성 부재에 대하여 연결된 공전측 베벨 기어와, 상기 자전 동력 전달 부재에 대하여 연결된 자전측 베벨 기어를 갖고, 상기 입력측 베벨 기어에 대하여, 상기 공전측 베벨 기어 및 상기 자전측 베벨 기어가 맞물려 있는 것을 특징으로 하는 것이 바람직하다.
이러한 구성으로 함으로써, 동력원으로부터 출력된 동력을 입력측 베벨 기어로부터 공전측 베벨 기어 및 자전측 베벨 기어에 대하여 기계적으로 분배하고, 자전 동력 전달 부재 및 공전 궤도 형성 부재를 확실하면서도 또한 원활하게 연동시킬 수 있다. 따라서, 본 발명의 1축 편심 나사 펌프에서는, 자전 동력 전달 부재 및 공전 궤도 형성 부재의 동작을 동기시키는 제어 등을 행하지 않고, 로터를 자전시키면서 공전시킬 수 있다.
상술한 본 발명의 1축 편심 나사 펌프는, 상기 공전측 베벨 기어 및 자전측 베벨 기어 중 적어도 어느 한쪽의 베벨 기어의 외경이, 당해 베벨 기어가 연결된 상기 공전 궤도 형성 부재 또는 상기 자전 동력 전달 부재의 외경보다도 큰 것이 바람직하다.
이러한 구성으로 함으로써, 공전 궤도 형성 부재나 자전 동력 전달 부재에의 토크의 전달 효율을 향상시킬 수 있게 된다.
상술한 본 발명의 1축 편심 나사 펌프는, 상기 기축부 및 상기 자전 동력 전달 부재가 동력 전달부를 통하여 접속되어 있고, 상기 동력 전달부가 상기 기축부의 공전을 허용하면서, 상기 자전 동력 전달 부재의 회전을 상기 기축부에 전달해서 자전시킬 수 있는 것이 바람직하다.
이러한 구성으로 함으로써, 로터를 원활하게 자전시키면서, 공전시킬 수 있게 된다.
상술한 동력 전달부에는, 예를 들어 올덤 조인트 및 핀 롤러 조인트 등, 여러 가지의 것을 사용할 수 있다.
본 발명에 따르면, 전체 길이가 짧고 콤팩트한 구성으로, 동작을 정지시켰을 때에 내부에 잔존하는 유동물의 잔량을 최소한으로 억제 가능한 1축 편심 나사 펌프를 제공할 수 있다.
도 1은 본 발명의 일실시 형태에 관한 1축 편심 나사 펌프를 도시하는 단면도이다.
도 2는 도 1에 도시한 실시 형태에 있어서의 공전 궤도 형성 부재에 대하여 로터의 기축부를 삽입 관통한 상태를 도시하는 단면도이다.
도 3은 도 1에 도시한 1축 편심 나사 펌프의 변형예를 도시하는 단면도이다.
도 4는 동력 전달 부재의 조립 시에, 모터를 회동 가능하게 한 1축 편심 나사 펌프의 측면도이다.
이하, 본 발명의 일실시 형태에 관한 1축 편심 나사 펌프(10)에 대해서, 도면을 참조하면서 상세하게 설명한다. 1축 편심 나사 펌프(10)는 회전 용적식의 펌프이다. 도 1에 도시한 바와 같이, 1축 편심 나사 펌프(10)는 동력을 받아서 편심 회전하는 수나사형의 로터(20)와, 내주면이 암나사형으로 형성된 스테이터(30)를 갖는다. 1축 편심 나사 펌프(10)는 로터(20) 및 스테이터(30)에 의해 주요부가 구성되는 펌프 기구(12)를 펌프 케이싱(14)에 내장시킨 구성으로 되어 있다.
로터(20)는 n조(본 실시 형태에서는 n=1)의 수나사 형상으로 된 금속제의 축체이다. 로터(20)는 길이 방향의 어떠한 위치에서 보아도, 그 단면 형상이 대략 원형이 되도록 형성되어 있다. 스테이터(30)는 대략 원통형이며, 내주면(32)이 n＋1조(條)(본 실시 형태에서는 n=1)의 암나사 형상으로 형성된 부재이다. 스테이터(30)의 관통 구멍(34)은, 스테이터(30)의 길이 방향의 어떠한 위치에서 보아도, 그 단면 형상(개구 형상)이 대략 타원형이 되도록 형성되어 있다.
로터(20)는, 상술한 스테이터(30)에 형성된 관통 구멍(34)에 삽입 관통되어, 관통 구멍(34)의 내부에 있어서 자유롭게 편심 회전 가능하게 되어 있다. 로터(20)의 기단부측의 단부는, 이후에 상세하게 설명하는 로터 구동 기구(50)를 통하여 구동원인 모터(80)에 접속되어 있다. 로터 구동 기구(50)는 모터(80)로부터 입력되는 동력에 의해, 로터(20)를 자전시키면서 공전(편심 회전)시키는 것을 가능하게 하는 것이다.
로터(20)를 스테이터(30)에 대하여 삽입 관통하면, 로터(20)의 외주면(22)과 스테이터(30)의 내주면(32)이 양자의 접선에 의해 밀접한 상태가 되어, 유체 반송로(40)(캐비티)가 형성된다. 유체 반송로(40)는 스테이터(30)나 로터(20)의 길이 방향을 향해 나선 형상으로 연장되도록 형성된다.
펌프 케이싱(14)은 펌프 기구 수용부(14a)와, 구동 기구 수용부(14b)로 크게 구별된다. 펌프 기구 수용부(14a)에는 원통 형상의 외관 형상을 갖는 통 형상체이며, 로터(20) 및 스테이터(30)에 의해 주요부가 구성된 펌프 기구(12)가 수용되어 있다. 또한, 구동 기구 수용부(14b)에는 상술한 로터 구동 기구(50)가 수용되어 있다.
로터 구동 기구(50)는, 로터(20)를 자전시키면서 공전시키는 것을 가능하게 하는 구동 기구이다. 로터 구동 기구(50)는 자전 동력 전달 부재(52)와, 공전 궤도 형성 부재(56)와, 기어 기구부(58)와, 동력 전달 부재(60)(동력 전달부)를 갖는다.
자전 동력 전달 부재(52)는 자신이 자전함으로써 로터(20)를 자전시키기 위한 부재이다. 구체적으로는, 자전 동력 전달 부재(52)는 구동 기구 수용부(14b) 내에서 베어링(53)에 의해 지지되고, 일정한 중심축 C1을 중심으로 해서 자전 가능하게 된 축 형상의 부재이다. 자전 동력 전달 부재(52)는, 동력 전달 부재(60)를 통하여 로터(20)의 기축부(54)에 동력 전달 가능하도록 접속되어 있다. 그로 인해, 자전 동력 전달 부재(52)가 자전함으로써, 로터(20)를 자전시킬 수 있다.
동력 전달 부재(60)는 기축부(54)[로터(20)]의 공전(편심 회전)을 허용하면서, 자전 동력 전달 부재(52)의 회전을 기축부(54)에 전달해서 자전시키는 것을 가능하게 하는 부재이다. 본 실시 형태에서는, 동력 전달 부재(60)로서 올덤 조인트가 사용되고 있다. 즉, 동력 전달 부재(60)는 자전 동력 전달 부재(52) 및 기축부(54)의 단부에 설치된 원판(60a, 60b)에 서로 직교하는 홈(60c, 60d)을 마련함과 함께, 표리에 서로 직각 방향의 돌기(60e, 60f)를 갖는 원판 형상의 중간 디스크(60g)를 개재시킴으로써, 자전 동력 전달 부재(52) 및 기축부(54)를 접속하고 있다.
공전 궤도 형성 부재(56)는, 로터(20)의 기축부(54)의 자전(도 2의 화살표 A 참조)을 허용하면서, 기축부(54)를 소정의 공전 궤도로 공전(도 2의 화살표 B 참조)시키기 위한 부재이다. 구체적으로는, 도 1에 도시한 바와 같이, 공전 궤도 형성 부재(56)는, 구동 기구 수용부(14b) 내에서 베어링(57)에 의해 회전 가능하게 지지된 통 형상의 부재이다. 공전 궤도 형성 부재(56)는, 삽입 관통 구멍(56a)을 구비하고 있고, 삽입 관통 구멍(56a) 내에서 베어링(59)을 통하여 기축부(54)를 회전(자전) 가능하도록 지지 가능하게 되어 있다. 그로 인해, 삽입 관통 구멍(56a)에 삽입 관통된 기축부(54)는, 자유롭게 자전할 수 있다.
또한, 도 2에 도시한 바와 같이, 삽입 관통 구멍(56a)은 공전 궤도 형성 부재(56)의 축심 위치를 이격된 위치에 설치된 둥근 구멍으로 되어 있다. 이에 의해, 도 2에 도시한 바와 같이, 기축부(54)는 중심축 C1을 벗어난 중심축 C2를 중심으로 해서 자전 가능하게 되어 있다. 또한, 도 2에 화살표 B로 나타낸 바와 같이 공전 궤도 형성 부재(56)를 자전시킴으로써, 삽입 관통 구멍(56a)에 삽입 관통된 기축부(54)를 공전(편심 회전)하도록 안내할 수 있다. 따라서, 기축부(54)는 중심축 C2를 중심으로 해서 자전하면서, 중심축 C1을 중심으로 해서 공전할 수 있다.
기어 기구부(58)는 입력측 베벨 기어(62)와, 자전측 베벨 기어(64)와, 공전측 베벨 기어(66)를 구비하고 있다. 입력측 베벨 기어(62)는, 동력원인 모터(80)의 회전축에 대하여 접속되는 베벨 기어이다. 입력측 베벨 기어(62)는, 회전축이 자전 동력 전달 부재(52)나 공전 궤도 형성 부재(56)의 회전축에 대하여 교차하는(본 실시 형태에서는 대략 직교함) 방향을 향하도록 설치되어 있다.
자전측 베벨 기어(64)는, 자전 동력 전달 부재(52)에 대하여 연결되어 일체적으로 회전 가능하게 된 베벨 기어이다. 자전측 베벨 기어(64)는, 자전 동력 전달 부재(52)에 대하여 외부 끼움되어 있다. 그로 인해, 자전측 베벨 기어(64)의 외경은, 자전 동력 전달 부재(52)의 외경보다도 크다. 자전측 베벨 기어(64)는, 자전 동력 전달 부재(52)와 회전축이 일치하도록 연결되어 있다.
공전측 베벨 기어(66)는, 상술한 공전 궤도 형성 부재(56)의 축방향 일단부측에 연결되어, 공전 궤도 형성 부재(56)와 일체적으로 회전 가능하게 된 베벨 기어이다. 공전측 베벨 기어(66)는 공전 궤도 형성 부재(56)에 대하여 외부 끼움되어 있다. 그로 인해, 공전측 베벨 기어(66)의 외경은, 공전 궤도 형성 부재(56)의 외경보다도 크다. 공전측 베벨 기어(66)는, 공전 궤도 형성 부재(56)와 회전축이 일치하도록 연결되어 있다.
상술한 자전측 베벨 기어(64) 및 공전측 베벨 기어(66)는, 각각 입력측 베벨 기어(62)와 맞물려 있다. 그로 인해, 모터(80)의 구동에 수반하여 입력측 베벨 기어(62)에 동력이 입력되면, 자전측 베벨 기어(64) 및 공전측 베벨 기어(66)를 통하여 자전 동력 전달 부재(52) 및 공전 궤도 형성 부재(56)에 동력이 병렬 분배되어서 전달된다. 즉, 모터(80)로부터 자전 동력 전달 부재(52)를 향해 동력 전달하는 자전측 동력 전달 계통(70)과, 모터(80)로부터 공전 궤도 형성 부재(56)를 향해 동력 전달하는 공전측 동력 전달 계통(72)의 2계통에 병렬로 분기되어서 전달된다. 또한, 입력측 베벨 기어(62)가 작동함으로써, 자전측 베벨 기어(64) 및 공전측 베벨 기어(66)를 기계적으로 동기시키면서 작동시킬 수 있다.
자전측 동력 전달 계통(70)은, 입력측 베벨 기어(62)로부터 전달된 동력을 자전측 베벨 기어(64)를 지나 자전 동력 전달 부재(52)에 전달하는 단일 단계의 동력 전달 계통으로 되어 있다. 또한, 공전측 동력 전달 계통(72)은 입력측 베벨 기어(62)로부터 전달된 동력을 공전측 베벨 기어(66)를 지나 공전 궤도 형성 부재(56)에 전달하는 단일 단계의 동력 전달 계통으로 되어 있다. 따라서, 자전측 동력 전달 계통(70) 및 공전측 동력 전달 계통(72)은, 동력 전달의 단계수가 최소한으로 또한 동일하게 되어 있다.
상술한 자전측 동력 전달 계통(70)을 지나 모터(80)의 회전 동력을 전달시킴으로써, 자전 동력 전달 부재(52)를 자전시킬 수 있다. 이에 의해, 자전 동력 전달 부재(52)에 대하여 동력 전달 부재(60)를 통하여 접속된 기축부(54) 및 로터(20)를 자전시킬 수 있다. 또한, 공전측 동력 전달 계통(72)을 통하여 모터(80)의 동력을 전달시킴으로써, 공전 궤도 형성 부재(56)를 자전시킬 수 있다. 이에 의해, 기축부(54)[로터(20)]를 편심 회전시킬 수 있다.
계속해서, 1축 편심 나사 펌프(10)의 동작에 대해서 설명한다. 1축 편심 나사 펌프(10)는 로터(20)를 스테이터(30)의 관통 구멍(34) 내에서 회전시킴으로써, 스테이터(30) 내에서 유체 반송로(40)를 길이 방향으로 진행시킬 수 있다. 그로 인해, 로터(20)를 회전시킴으로써, 스테이터(30)의 일단부측으로부터 유체 반송로(40) 내에 점성액을 흡입하고, 스테이터(30)의 타단부측을 향해 이송하는 것이 가능하다. 또한, 로터(20)의 회전 방향을 전환함으로써, 유체 반송로(40)의 진행 방향을 전환할 수 있다.
여기서, 1축 편심 나사 펌프(10)에 있어서는, 모터(80)를 작동시킴으로써 로터 구동 기구(50)가 특징적인 동작을 행한다. 구체적으로는, 모터(80)를 작동시키면, 기어 기구부(58)를 이루는 입력측 베벨 기어(62)가 회전한다. 이에 수반하여, 입력측 베벨 기어(62)에 맞물려 있는 자전측 베벨 기어(64)를 포함하는 자전측 동력 전달 계통(70) 및 공전측 베벨 기어(66)를 포함하는 공전측 동력 전달 계통(72)의 2계통에 동력이 병렬로 분기되어 전달된다. 자전측 동력 전달 계통(70)측에 전달된 동력에 의해, 자전측 베벨 기어(64) 및 자전 동력 전달 부재(52)가 중심축 C1을 중심으로 해서 자전한다. 이에 수반하여, 동력 전달 부재(60)를 통하여 자전 동력 전달 부재(52)에 연결되어 있는 기축부(54)[로터(20)]가 중심축 C2를 중심으로 해서 자전한다.
한편, 공전측 동력 전달 계통(72)측에 전달된 동력에 의해, 공전 궤도 형성 부재(56)가 중심축 C1을 중심으로 해서 자전한다. 이에 수반하여, 중심축 C1로부터 이격된 위치에 있는 삽입 관통 구멍(56a)에 삽입 관통되어 있는 기축부(54)[로터(20)]가 중심축 C1에 대하여 공전(편심 회전)한다. 그로 인해, 기축부(54)[로터(20)]는 자전측 동력 전달 계통(70)측으로부터 전달된 동력에 의해 자전하면서, 공전측 동력 전달 계통(72)측으로부터 전달된 동력에 의해 공전하는 동작을 행한다. 이와 같이 하여 스테이터(30)의 관통 구멍(34) 내에서 로터(20)가 동작함으로써, 스테이터(30) 내에서 유체 반송로(40)가 길이 방향으로 진행되어, 유동물을 압송할 수 있다.
상술한 바와 같이, 본 실시 형태의 1축 편심 나사 펌프(10)는 로터 구동 기구(50)를 갖고, 로터(20)를 자전시키면서 공전시킬 수 있게 되어 있다. 이에 의해, 로터(20)의 편심 회전을 허용하기 위해서, 소위 커플링 로드 등의 긴 로드를 설치할 필요가 없어져, 그만큼 1축 편심 나사 펌프(10)의 전체 길이를 짧게 할 수 있다. 또한, 1축 편심 나사 펌프(10)의 전체 길이가 짧아지는 만큼, 유동체의 압송 동작을 정지했을 때에 펌프 케이싱(14) 내에 잔존해 버리는 유동물의 잔량을 억제할 수 있다.
또한, 상술한 1축 편심 나사 펌프(10)에 있어서는, 동일한 모터(80)로부터 출력된 동력을 병렬로 분배시켜, 자전 동력 전달 부재(52) 및 공전 궤도 형성 부재(56)에 대하여 입력 가능하게 되어 있다. 이에 의해, 로터(20)가 편심 회전하면서 자전하는 동작을 원활하게 행하게 하여, 우수한 펌프 기능을 발휘시킬 수 있다. 따라서, 1축 편심 나사 펌프(10)에 있어서는 로터(20)의 자전 및 공전의 동작 제어를 개별로 행할 필요가 없다. 또한, 로터(20)의 자전 및 공전을 각각 실시하기 위한 동력원을 각각 준비할 필요가 없다. 따라서, 1축 편심 나사 펌프(10)에 의하면, 로터(20)를 구동시키기 위한 동작 제어 및 구성을 간소화할 수 있다.
상술한 1축 편심 나사 펌프(10)에 있어서는, 로터(20)에 대하여 자전용의 동력을 전달하기 위한 자전측 동력 전달 계통(70) 및 로터(20)에 대하여 공전용의 동력을 전달하기 위한 공전측 동력 전달 계통(72)이 설치되어 있지만, 각 동력 전달 계통(70, 72)에 있어서의 동력 전달의 단계수가 동일하게 되어 있다. 구체적으로는, 1축 편심 나사 펌프(10)는 로터 구동 기구(50)가 모터(80)의 회전축에 대하여 접속되는 입력측 베벨 기어(62)와, 자전 동력 전달 부재(52)에 대하여 연결된 자전측 베벨 기어(64)와, 공전 궤도 형성 부재(56)에 대하여 연결된 공전측 베벨 기어(66)를 갖고, 입력측 베벨 기어(62)에 대하여 자전측 베벨 기어(64) 및 공전측 베벨 기어(66)가 맞물린 구성으로 되어 있다. 이러한 구성으로 함으로써, 각 동력 전달 계통(70, 72)을 간소화하여, 1축 편심 나사 펌프(10)의 구성 및 동작 제어를 간소화할 수 있다. 또한, 모터(80)로부터 출력된 동력을 기계적으로 분배하고, 자전 동력 전달 부재(52) 및 공전 궤도 형성 부재(56)를 확실하면서도 또한 원활하게 연동시킬 수 있다. 따라서, 1축 편심 나사 펌프(10)에서는, 자전 동력 전달 부재(52) 및 공전 궤도 형성 부재(56)의 동작을 동기시키는 제어 등을 행하지 않고, 로터(20)를 자전시키면서 공전시킬 수 있다.
본 실시 형태의 1축 편심 나사 펌프(10)에 있어서는, 자전측 베벨 기어(64) 및 공전측 베벨 기어(66)의 외경이, 이들 베벨 기어(64, 66)가 연결된 자전 동력 전달 부재(52) 및 공전 궤도 형성 부재(56)의 외경보다도 크다. 그로 인해, 1축 편심 나사 펌프(10)에 있어서는, 모터(80)측으로부터 자전 동력 전달 부재(52)측 및 공전 궤도 형성 부재(56)측으로의 토크 전달 효율이 높다.
또한, 본 실시 형태에 있어서는, 자전측 베벨 기어(64) 및 공전측 베벨 기어(66)의 외경을 각각 자전 동력 전달 부재(52) 및 공전 궤도 형성 부재(56)의 외경보다도 크게 한 예를 예시했지만, 본 발명은 이에 한정되는 것은 아니다. 즉, 자전측 베벨 기어(64) 및 공전측 베벨 기어(66) 중 어느 한쪽 또는 양쪽의 외경이, 자전 동력 전달 부재(52) 및 공전 궤도 형성 부재(56)의 외경 이하라도 좋다.
상술한 1축 편심 나사 펌프(10)는, 기축부(54) 및 자전 동력 전달 부재(52)가 올덤 조인트에 의해 구성된 동력 전달 부재(60)를 통하여 접속되어 있다. 이에 의해, 기축부(54)의 공전을 허용하면서, 자전 동력 전달 부재(52)의 회전을 기축부(54)에 전달해서 자전시킬 수 있게 되어 있다. 이러한 구성으로 함으로써, 자전 동력 전달 부재(52)로부터의 동력 전달에 수반하여 기축부(54)[로터(20)]가 확실하면서도 또한 원활하게 자전하면서, 공전할 수 있게 된다.
또한, 도 4에 도시한 바와 같이, 1축 편심 나사 펌프(10)는 동력 전달 부재(60)의 조립 시에, 모터(80)를 중심축 C1을 중심으로 해서 소정의 각도 범위 θ에 있어서 회동 가능한 구성으로 하는 것이 바람직하다. 이러한 구성으로 함으로써, 조립 작업 시에 모터(80)의 출력축에 설치된 입력측 베벨 기어(62)에 대하여 자전측 베벨 기어(64) 및 공전측 베벨 기어(66)를 맞물리게 하는 작업을 용이하게 행할 수 있어, 조립 작업성이 한층 더 향상된다.
또한, 본 실시 형태에서는 동력 전달 부재(60)로서 올덤 조인트를 사용한 예를 나타냈지만, 본 발명은 이에 한정되는 것은 아니다. 즉, 동력 전달 부재(60)는, 기축부(54)[로터(20)]를 원활하게 편심 회전시키면서 자전시킬 수 있는 것이면 어떠한 것이라도 된다. 구체적으로는, 도 3에 도시한 바와 같이, 동력 전달 부재(60)로서 핀 롤러 조인트나 핀 조인트와 같은 것을 사용한 구성으로 해도 된다.
본 발명은 로터가 자전하면서 공전(편심 회전)함으로써 펌프 기능을 발휘하는 1축 편심 나사 펌프 전반에 있어서 적용 가능하며, 특히 소형화가 요구되는 용도에 적합하다.
10 : 1축 편심 나사 펌프
20 : 로터
30 : 스테이터
50 : 로터 구동 기구
52 : 자전 동력 전달 부재
54 : 기축부
56 : 공전 궤도 형성 부재(공전 안내부)
60 : 동력 전달 부재
62 : 입력측 베벨 기어
64 : 자전측 베벨 기어
66 : 공전측 베벨 기어
80 : 모터
70 : 자전측 동력 전달 계통
72 : 공전측 동력 전달 계통
C1, C2 : 중심축

Claims (5)

  1. 암나사형의 삽입 관통 구멍을 구비한 스테이터에 대하여, 수나사형의 로터를 삽입한 1축 편심 나사 펌프이며,
    상기 로터를 자전시키면서 공전시킬 수 있는 로터 구동 기구를 구비하고 있고,
    상기 로터 구동 기구가,
    일정한 중심축을 중심으로 해서 자전함으로써, 상기 로터를 자전시키는 자전 동력 전달 부재와,
    상기 로터의 기축부의 자전을 허용하면서, 상기 기축부를 소정의 공전 궤도로 공전시키는 공전 궤도 형성 부재를 갖고,
    상기 자전 동력 전달 부재 및 상기 공전 궤도 형성 부재에 대하여, 동일한 동력원으로부터 출력된 동력을 병렬로 분배해서 전달함으로써, 상기 자전 동력 전달 부재 및 상기 공전 궤도 형성 부재를 기계적으로 동기시키면서 작동시키고, 상기 로터를, 자전시키면서 공전시킬 수 있는 것을 특징으로 하는, 1축 편심 나사 펌프.
  2. 제1항에 있어서, 상기 로터 구동 기구가,
    상기 동력원으로부터 상기 자전 동력 전달 부재를 향해 단일 단계 또는 다단계로 동력 전달 가능하도록 형성된 자전측 동력 전달 계통과,
    상기 동력원으로부터 상기 공전 궤도 형성 부재를 향해 단일 단계 또는 다단계로 동력 전달 가능하도록 형성된 공전측 동력 전달 계통을 갖고,
    상기 자전측 동력 전달 계통 및 상기 공전측 동력 전달 계통의 단계수가 동일하게 되어 있는 것을 특징으로 하는, 1축 편심 나사 펌프.
  3. 제1항 또는 제2항에 있어서, 상기 로터 구동 기구가,
    상기 동력원의 회전축에 대하여 접속되는 입력측 베벨 기어와,
    상기 공전 궤도 형성 부재에 대하여 연결된 공전측 베벨 기어와,
    상기 자전 동력 전달 부재에 대하여 연결된 자전측 베벨 기어를 갖고,
    상기 입력측 베벨 기어에 대하여, 상기 공전측 베벨 기어 및 상기 자전측 베벨 기어가 맞물려 있는 것을 특징으로 하는, 1축 편심 나사 펌프.
  4. 제3항에 있어서, 상기 공전측 베벨 기어 및 상기 자전측 베벨 기어 중 적어도 어느 한쪽의 베벨 기어의 외경이, 당해 베벨 기어가 연결된 상기 공전 궤도 형성 부재 또는 상기 자전 동력 전달 부재의 외경보다도 큰 것을 특징으로 하는, 1축 편심 나사 펌프.
  5. 제1항 내지 제4항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 기축부 및 상기 자전 동력 전달 부재가 동력 전달부를 통하여 접속되어 있고,
    상기 동력 전달부가 상기 기축부의 공전을 허용하면서, 상기 자전 동력 전달 부재의 회전을 상기 기축부에 전달해서 자전시킬 수 있는 것을 특징으로 하는, 1축 편심 나사 펌프.
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