JPH04353283A - 一軸偏心ねじポンプおよびその製造方法 - Google Patents

一軸偏心ねじポンプおよびその製造方法

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JPH04353283A
JPH04353283A JP12774691A JP12774691A JPH04353283A JP H04353283 A JPH04353283 A JP H04353283A JP 12774691 A JP12774691 A JP 12774691A JP 12774691 A JP12774691 A JP 12774691A JP H04353283 A JPH04353283 A JP H04353283A
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JP
Japan
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rotor
stator
screw pump
eccentricity
eccentric screw
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JP12774691A
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English (en)
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Kazutomo Inori
祷 和智
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Kyocera Corp
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Kyocera Corp
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    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F04—POSITIVE - DISPLACEMENT MACHINES FOR LIQUIDS; PUMPS FOR LIQUIDS OR ELASTIC FLUIDS
    • F04C—ROTARY-PISTON, OR OSCILLATING-PISTON, POSITIVE-DISPLACEMENT MACHINES FOR LIQUIDS; ROTARY-PISTON, OR OSCILLATING-PISTON, POSITIVE-DISPLACEMENT PUMPS
    • F04C2/00—Rotary-piston machines or pumps
    • F04C2/08—Rotary-piston machines or pumps of intermeshing-engagement type, i.e. with engagement of co-operating members similar to that of toothed gearing
    • F04C2/10—Rotary-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
    • F04C2/107—Rotary-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
    • F04C2/1071—Rotary-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
    • F04C2/1073—Rotary-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 where one member is stationary while the other member rotates and orbits

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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】
【0001】
【産業上の利用分野】本発明は、高粘性流体等の圧送に
用いられる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、粘性の高い流体
の輸送に好適なポンプとして、オイル、塗料、パルプ液
等の高粘性流体や、薬液、食品などの圧送に使用されて
いる。
【0003】この一軸偏心ねじポンプの構造は、図5に
示すように、回転軸に対して偏心した円形断面を有する
雄ねじ状のロータ2を、長円形断面を有し、ピッチがロ
ータ2の2倍である雌ねじ状の内面を形成したステータ
1に内装し、前記ロータ2には、二つのユニバーサルジ
ョイント3、3、コネクティングロッド4を介してシャ
フト5が連結され、軸封部6でシールされていた。該シ
ャフト5によって前記ロータ2を回転させれば、ロータ
2は回転軸を中心として回転するとともに、固定された
ステータ1の軸心に対して偏心運動を行うことによって
流体を吸込口7から吐出口8へ圧送できるようになって
いた。
【0004】また、上記ステータ1はゴムで製作されて
いたため、使用液の温度に制限をうけ、耐溶剤性が悪く
、特に食品圧送用として使用する場合、ステータの摩耗
片が食品中に混入したり、ゴムの臭いが食品に移る等の
問題があった。そこで、この様な問題を解決するために
、ステータ1をセラミックスとした一軸偏心ねじポンプ
が開発されてきた。この場合、内面形状の加工が困難で
あるが、セラミックスの成形時に中金型の形状を写し取
る事により内面を雌ネジ状に成形し、焼成してステータ
1を作製していた(特開昭62−29781号公報参照
)。
【0005】しかし、上記のように成形したセラミック
製ステータ1を焼成すると、収縮率のばらつきや変形等
のために寸法精度が悪くなり、このようなステータ1を
用いた一軸偏心ねじポンプは、低粘性液を圧送する場合
には充分な圧力が出せないといった問題があった。
【0006】そこで、焼成後のセラミック製ステータ1
に対して研削を施すことが考えられている。例えば、図
6に示すように、焼成したセラミック製ステータ1の内
面と同形状の雄ネジ状でかつ先細状の総形砥石20を挿
入し、これらのステータ1および総形砥石20の一方ま
たは双方を駆動して、両者を相対的に長軸方向および長
軸廻りの回転方向に往復動させながら、徐々に総形砥石
20を進めてセラミック製ステータを研削する方法を本
発明者等は既に提案している(特願平1−286541
号参照)。
【0007】
【発明が解決しようとする課題】ところが、図6に示す
ように総形砥石20でセラミック製ステータ1を研削す
る方法では、総形砥石の製作に多くの時間と費用を要し
、しかも特殊な加工方法であるために製作可能なセラミ
ック製ステータ1の大きさにも制限があるという問題点
があった。
【0008】また、従来の一軸偏心ねじポンプにおいて
、ロータ2の偏心量はロータ径の0.2倍程度となって
いた。そのため、図4に示すようにステータ1内部に球
状砥石10を挿入してNC制御で加工しようとしても、
球状砥石10の回転軸11がステータ1の内面に当たり
、この形状では球状砥石やラウンド砥石を用いた研削方
法は適用不可能であった。
【0009】
【課題を解決するための手段】上記に鑑みて本発明は、
一軸偏心ねじポンプにおけるステータをセラミックスま
たは超硬合金で形成するとともに、ロータ偏心量をロー
タ径の0.19倍以下としたものである。このように、
偏心量を小さくすることで、球状砥石を用いたステータ
内面研削を可能とし、寸法精度の優れた一軸偏心ねじポ
ンプとすることができる。なお、本発明における球状砥
石とは、少なくとも研削面が球面状をした砥石のことで
あり、全体が球状をしたものだけでなく、全体が円盤状
をしたラウンド砥石も含むものである。
【0010】また、本発明の一軸偏心ねじポンプにおい
て、ロータの偏心量を小さくしてもロータ径を大きくす
れば、同程度の圧送量を保つことができる。
【0011】
【実施例】以下図面を参照してこの発明の実施例を説明
する(従来例と同一部分は同一符号を用いる)。
【0012】図1に断面図を示すように、本発明の一軸
偏心ねじポンプは、回転軸に対して偏心した円形断面を
有する雄ねじ状のロータ2を、長円形断面を有し、ピッ
チがロータ2の2倍である雌ねじ状の内面を形成したス
テータ1に内装し、前記ロータ2には、二つのユニバー
サルジョイント3、3、コネクティングロッド4を介し
てシャフト5が連結され、軸封部6でシールされている
。そして、該シャフト5によって前記ロータ2を回転さ
せれば、ロータ2は回転軸を中心として回転するととも
に、固定されたステータ1の軸心に対して偏心運動を行
うことによって流体を吸込口7から吐出口8へ圧送でき
るようになっている。
【0013】また、上記ステータ1は、アルミナ、ジル
コニア、炭化珪素、窒化珪素などのセラミックス、また
は炭化タングステン(WC)を主成分とする超硬合金か
らなっており、ロータ2も同様のセラミックスまたは超
硬合金からなっているが、ロータ2については金属であ
ってもよい。
【0014】さらに、本発明の一軸偏心ねじポンプでは
、ロータ2の偏心量がロータ径の0.19倍以下となっ
ている。ここで、図1中のX−X線断面図を図2に示す
ように、ロータ2が最も端部に位置した状態で、ロータ
2の偏心量Eとは、ロータ2自体の中心点R0 とロー
タ2断面の中心点R1 との距離のことである。また、
ステータ1の中心点Sとロータ2断面の中心点R1 と
の距離がステータ1の偏心量2Eであり、これはロータ
2の偏心量Eの2倍となる。
【0015】次に、上記ステータ1の内面研削方法を説
明する。
【0016】図3に示すように、本発明のステータ1は
偏心量が小さいことから、ステータ1の端部より、回転
軸11に取り付けた球状砥石10を挿入して、該球状砥
石10を回転させながらステータ1の内面に当たるよう
にNC制御して、研削加工することができる。したがっ
て、本発明のステータ1は容易にかつ高精度に内面を加
工することができ、寸法の大きなステータ1を加工する
こともできる。これに対し、比較例を図4に示すように
、偏心量が大きいと球状砥石10の回転軸11がステー
タ1の内面に当たってしまうため、球状砥石10による
加工は不可能である。
【0017】そこで、このような球状砥石10による研
削が可能であるような偏心量を数値解析により求めた。 ロータ偏心量Eを種々に変化させた時の、図3における
砥石の回転軸11とステータ1内面との距離dを数値計
算したところ、図7にグラフを示すように、ロータ偏心
量Eがロータ径の0.19倍より大きいと、距離dが負
の値となり、本発明の球状砥石による研削は不可能であ
った。これに対し、ロータ偏心量Eがロータ径の0.1
9倍以下であれば、本発明の球状砥石を用いた研削を行
えることがわかる。
【0018】また、図3には、球状砥石10として全体
がほぼ球形状をしたものを示したが、この他に全体が円
盤形状で端部の研削面のみが球面状となったラウンド砥
石を用いることもできる。
【0019】このように、本発明の一軸偏心ねじポンプ
は、偏心量が小さいことから、ステータ1の内面を球状
砥石10で研削できるため、容易かつ高精度に加工でき
る。また、図3に示すように、偏心量が小さいことから
、ステータ1の端面角αが大きくなり、チッピングなど
の発生を防止できる。さらに、偏心量が小さいことから
ロータ2の径を大きくでき、ロータ2自体の強度も高く
なる。
【0020】ここで、本発明実施例および比較例として
、表1に示すような寸法のステータ1を窒化珪素質セラ
ミックスにより形成した。
【0021】比較例のステータ1の場合、球状砥石10
による研削を行うためには、ステータ1内面の三次元的
干渉を考慮に入れて、球状砥石10の直径を30mm以
下とする必要があるが、球状砥石10の半径(15mm
)がステータ偏心量(16mm)より1mm小さくなっ
てしまい、球状砥石10での内面研削は理論上不可能で
あった。これはロータ偏心量Eがロータ径の0.2倍と
大きいためである。したがって、比較例については図6
に示す総形砥石を用いて研削を行った。
【0022】これに対し、本発明実施例では、ロータ偏
心量Eがロータ径の0.128倍と小さいことから、球
状砥石10の直径が41.8mmの場合でも、回転軸1
1の直径を15mmとでき、球状砥石10による研削が
可能であった。
【0023】また、本発明実施例、比較例のステータ1
について、研削時間、研削後の表面粗さ、加工誤差を調
べたところ、表1に示すように、本発明実施例では、球
状砥石を用いることから、加工時間が短く、表面を滑ら
かにかつ高精度に加工できることがわかる。したがって
、このようなステータ1を用いた本発明の一軸偏心ねじ
ポンプは、ポンプとしての特性を向上させられる。
【0024】なお、上記のように本発明実施例では偏心
量を小さくしているが、ロータ径を大きくしてあること
によって、圧送量は、比較例と同程度とすることができ
る。
【0025】
【表1】
【0026】
【発明の効果】叙上のように本発明によれば、一軸偏心
ねじポンプにおいて、ステータをセラミックスまたは超
硬合金で形成するとともに、ロータの偏心量をロータ径
の0.19倍以下としたことによって、球状砥石を用い
たステータの研削が可能となる。そのため、セラミック
製のステータを短時間で容易に、かつ高精度に加工でき
ることから、特性の優れた一軸偏心ねじポンプとするこ
とができる。
【0027】また、強度的な面からも、低偏心量とする
ことでロータ径の大型化が図れ、ロータ強度を向上させ
る事ができる。さらに、ステータの端面角が大きくなる
ためチッピングが発生しにくくなるなど、多くの特長を
持った一軸偏心ねじポンプを提供することができる。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明実施例に係る一軸偏心ねじポンプを示す
縦断面図である。
【図2】図1中のX−X線断面図である。
【図3】本発明実施例の一軸偏心ねじポンプを構成する
ステータの断面図である。
【図4】従来の一軸偏心ねじポンプを構成するステータ
の断面図である。
【図5】従来の一軸偏心ねじポンプを示す縦断面図であ
る。
【図6】従来の一軸偏心ねじポンプを構成するステータ
の研削方法を説明するための図である。
【図7】一軸偏心ねじポンプにおける、ロータ径に対す
るロータ偏心量Eの比と、球状砥石を用いる際の回転軸
とステータ内面の距離dとの関係を示すグラフである。
【符号の説明】
1  ・・・ステータ 2  ・・・ロータ 3  ・・・ユニバーサルジョイント 4  ・・・コネクティングロッド 5  ・・・シャフト 6  ・・・軸封部 7  ・・・吸込口 8  ・・・吐出口 10・・・球状砥石 11・・・回転軸

Claims (2)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】回転軸に対して偏心した円形断面を有する
    雄ねじ状のロータを、長円形断面で雌ねじ状の内面をも
    ったステータに内装してなる一軸偏心ねじポンプにおい
    て、上記ステ−タをセラミックスまたは超硬合金で形成
    するとともに、上記ロータの偏心量をロータ径の0.1
    9倍以下としたことを特徴とする一軸偏心ねじポンプ。
  2. 【請求項2】ロータを内装するためのステータ孔の横断
    面が長円形で、かつ雌ねじ状の内面をもったステータを
    セラミックスまたは超硬合金で形成するとともに、上記
    ステータ内面に球状砥石を挿入し、該砥石を回転させな
    がら内面を研削することを特徴とする一軸偏心ねじポン
    プの製造方法。
JP12774691A 1991-05-30 1991-05-30 一軸偏心ねじポンプおよびその製造方法 Pending JPH04353283A (ja)

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JP12774691A JPH04353283A (ja) 1991-05-30 1991-05-30 一軸偏心ねじポンプおよびその製造方法

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JP12774691A Pending JPH04353283A (ja) 1991-05-30 1991-05-30 一軸偏心ねじポンプおよびその製造方法

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JP (1) JPH04353283A (ja)

Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US6005214A (en) * 1996-06-26 1999-12-21 Cramer; Margaret D. Method of making wear resistant material lined housings
US6544015B1 (en) * 1998-11-13 2003-04-08 Wilhelm Kaechele Gmbh Elastomertechnik Worm for an eccentric screw pump or a subsurface drilling motor

Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US6005214A (en) * 1996-06-26 1999-12-21 Cramer; Margaret D. Method of making wear resistant material lined housings
US6544015B1 (en) * 1998-11-13 2003-04-08 Wilhelm Kaechele Gmbh Elastomertechnik Worm for an eccentric screw pump or a subsurface drilling motor

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