CN113785124A - 连结轴及单轴偏心螺杆泵 - Google Patents

Abstract

本发明的目的在于提供弯曲刚性低且扭转刚性高的连结轴；连结轴(10)具有挠性并连结第一部件与第二部件，其至少一部分中具备扭转形状部(12)，该扭转形状部的与连结轴(10)的轴线方向正交的截面的形状呈随着沿轴线方向前进而连续扭转的形状、或者以呈断续的阶梯状旋转的方式扭转的形状；所述截面上的截面二次矩在与所述轴线方向正交且该截面(13)上的截面二次矩最小的第一方向(短边方向)、和在同一截面(13)上与所述第一方向正交的第二方向(长边方向)上不同。

Description

连结轴及单轴偏心螺杆泵

技术领域

本发明涉及连结轴及单轴偏心螺杆泵。进一步详细而言，涉及将第一部件与第二部件连结并在其之间传递动力的连结轴和使用该连结轴的单轴偏心螺杆泵。

背景技术

目前，为了使单轴偏心螺杆泵的转子能够偏心旋转，在驱动侧旋转部与转子之间使用圆棒形状的挠性连结轴(相当于挠性驱动轴)(例如专利文献1)。

此外，已知有一种使刻有狭缝的平板状部件正交的形状的挠性连结轴(例如专利文献2)。

【现有技术文献】

【专利文献】

专利文献1：日本专利特开2012-154215

专利文献2：日本专利特开2014-105827

然而，专利文献1的连结轴需要使其两端位移，以使转子偏心旋转。因此，要求连结轴具有挠性，而且弯曲刚性低。在其弯曲刚性高的情况下，存在因为连结轴的反作用力(也称为复原力)而使转子的姿势在定子内倾斜的问题。这样，若转子倾斜，则将转子强行按压在定子的插入口附近会导致定子内部的输送空间变形，尽管定子内部未磨损，但存在喷出性能降低的问题。

此外，为了在转子的旋转启动时或停止时将驱动源的旋转角准确地传递至转子，要求所述连结轴的扭转刚性要高。在其扭转刚性低的情况下，存在无法在转子的旋转启动时或停止时将驱动源的旋转角准确地传递至转子，泵的喷出开始及停止的响应性变差、或者发生粘滑现象而产生异常声音或喷出脉动的问题。

一般而言，存在弯曲刚性高的材料和形状的扭转刚性高，反之，弯曲刚性低的材料和形状的扭转刚性低这一相关关系，因此，不存在满足同时具备理想连结轴所要求的高扭转刚性与低弯曲刚性这两者要求的材料和形状的连结轴。

因此，现有的连结轴使用在确保一定程度的扭转刚性的同时具有能够略微弯曲程度的弯曲刚性、而且在强度上也没有问题的钛合金或工程塑料等材质形成的圆棒。通过将该圆棒长尺化，即使弯曲的角度小也可以仅弯曲偏心旋转的位移量的长度，因而反作用力降低。因此，在采用现有的连结轴的单轴偏心螺杆泵中，存在泵整体的长度变长而大型化的问题。此外，由于连结轴变长，从而轴整体相对于扭矩的扭转角也变大，还留有喷出的响应性不太好这一问题。进而，伴随于此，收纳上述连结轴的壳体也大型化，还存在在使单轴偏心螺杆泵停止时壳体内的流体的残存量变多这一问题和设置空间难以确保这一问题。

此外，专利文献2中的连结轴使仅在一个方向上弯曲刚性低的平板状部件正交来应对朝向全方向的位移。然而，平板形状是扭转刚性也低的形状，存在施加旋转扭矩时扭转方向的力作用于所述平板状的部件上，从而使该平板状的部件扭转这一问题。

此外，由于在每个旋转位置都从360°全方位作用有通过位移所产生的力，因此，若对所述平板状的部件施加最容易弯曲的方向即垂直方向以外的方向的力，则作用于单轴偏心螺杆泵的转子和定子的反作用力在每个角度上都会大幅变动。由此，所述转子的姿势在所述定子内晃动，使空腔的形状及容积变动，从而存在喷出精度变差和产生脉动的问题。

发明内容

因此，为了解决上述问题，本发明的目的在于，提供具有容许向弯曲方向位移的弯曲刚性及挠性、同时扭转方向的扭转刚性高的紧凑的连结轴，并提供不会因为上述连结轴而产生异常声音和喷出脉动的单轴偏心螺杆泵。

本发明为了解决上述问题而提供的连结轴具有挠性并连结第一部件与第二部件，其特征在于，至少一部分中具备扭转形状部，所述扭转形状部的与所述连结轴的轴线方向正交的截面的形状呈随着沿轴线方向前进而连续扭转的形状、或者以呈断续的阶梯状旋转的方式扭转的形状；所述截面上的截面二次矩在与所述轴线方向正交且该截面上的截面二次矩最小的第一方向、和在同一截面上与所述第一方向正交的第二方向上不同。

本发明的连结轴的至少一部分中具备扭转形状部，该扭转形状部的与所述连结轴的轴线方向正交的截面的形状呈随着沿轴线方向前进而连续扭转的形状、或者以呈断续的阶梯状旋转的方式扭转的形状。即，在连结轴旋转时，扭转方向上的力矩的一部分通过初期状态下扭转的形状被转换成轴向的力等，因此，实质上提高了连结轴的扭转刚性。因此，通过将本发明的连结轴与电动机等的驱动源连结，能够响应性良好且准确地将该驱动源的旋转角传递至转子。

本发明的连结轴具有如下截面形状，即，将所述截面上的截面二次矩最小的方向设为第一方向，第一方向上的长度和在同一截面上与该第一方向交叉的第二方向上的长度不同。即，本发明的连结轴在第一方向上的截面二次矩最小，因此，在该连结轴的各截面位置处，相比第二方向而更容易在第一方向上位移。而且，由于截面的形状呈随着沿轴线方向前进而连续扭转的形状、或者以呈间断的阶梯状地旋转的方式扭转的形状，因此，随着偏心旋转而在360°任意方向上产生的位移均可应对。由于具有上述特性，因此，能够适当地用作需要偏心旋转的各种装置(例如泵、压缩机、分配器、往复机构等)的偏心旋转轴。

本发明的连结轴在截面二次矩最小的第一方向上容易位移，并且截面二次矩大的第二方向上的位移被限制。即，本发明的连结轴中，由于随着连结轴旋转，第一方向和第二方向在圆周方向上依次变化，因此，能够提供满足具有适度的挠性并且扭转刚性也高这两个要求的连结轴。

此外，本发明的连结轴能够允许因偏心而产生的位移。因此，本发明的连结轴即使不使用万向接头进行连接，也能够允许因偏心而产生的位移。因此，在使用本发明的连结轴的情况下，不在连结轴上设置滑动部分就能进行连接，因此，能够防止因为磨损等而混入异物。因此，本发明的连结轴适合用作食品加工用、制药用等混入异物会引起问题的装置的连结轴。

如上所述，本发明的连结轴具有弯曲刚性低的物性和扭转刚性高的物性两者，因此，能够实现短尺化设计且不会降低相对于旋转扭矩的抗扭转性能。因此，能够将采用本发明的连结轴的装置小型化，并且能够提供不受设置空间影响的通用性高的装置。

本发明的连结轴优选所述连结轴的扭转轴心在从所述轴线方向的任意位置剖视时都在所述截面的形状内，并且，所述截面的形状是相对于通过所述扭转轴心位置并沿所述第一方向延伸的第一轴呈线对称的形状、相对于通过所述扭转轴心的位置并沿所述第二方向延伸的第二轴呈线对称的形状、以及相对于所述扭转轴心呈点对称的形状中的至少任意一种形状。

本发明的连结轴的截面形状可以适当地采用例如长方形、椭圆、圆角、平行四边形、菱形等形状。根据上述构成，能够容易地加工制造连结轴。

本发明的连结轴优选扭转形状部中的总扭转角为180度的倍数±20度。

本发明的连结轴由于采用上述构成，因此，最容易弯曲的第一方向以旋转轴为中心并以半圈(180°)均等地对应于一圈(360°)的弯曲方向，除了误差部分以外不存在多余的角度，因而反作用力的变动稳定。因此，连结于连结轴两端的第一部件或第二部件旋转时的姿势稳定，能够降低第一部件或第二部件的旋转姿势不稳定所引起的异常声音或振动。

本发明为了解决上述问题而提供的单轴偏心螺杆泵的特征在于，具有：驱动侧旋转部，其利用驱动器的动力进行旋转；转子，其由阳螺纹型的轴体构成；定子，其内周面形成为阴螺纹型，所述转子能够插通所述定子；以及连结轴，其以下述方式连接所述驱动侧旋转部与所述转子，该方式为：能够使所述转子以在所述定子的内侧自转的同时沿所述定子的内周面公转的方式偏心旋转；作为所述连结轴，使用上述的连结轴。

本发明的单轴偏心螺杆泵使用上述本发明的连结轴连接单轴偏心螺杆泵的转子与驱动侧旋转部，因此，能够将驱动侧的旋转角无响应延迟地传递至转子。此外，本发明的单轴偏心螺杆泵采用能够短尺化且不会降低相对于驱动侧的旋转角的响应性能的本发明的连结轴，因而能够实现小型化。由此，即使是使用连结轴的方式的单轴偏心螺杆泵，也能够减小设置空间。此外，由此能够减小单轴偏心螺杆泵的壳体的容积，能够降低壳体内的流体的残存量。因此，尤其适合用于需要喷出高价的流体的领域(例如电池制造、半导体制造等)。

本发明的单轴偏心螺杆泵优选所述转子的扭转方向与所述连结轴的扭转方向一致。

根据上述构成，能够随着上述连结轴旋转而将壳体内的流体压入定子侧。因此，即使是粘性高的流体，也能够适当地将壳体内的流体压入定子侧。由此，定子的内部空间的容积容易被流体所充满，因而提高了输送效率。此外，在以逆转吸入的形式使用泵的情况下，能够进一步辅助从定子喷出的流体朝向壳体外喷出。

(发明效果)

根据本发明，能够提供不会长尺化而且弯曲刚性低(具有挠性)、扭转刚性高的连结轴，因此，能够通过采用该连结轴而使各种装置和机构小型化。此外，通过在单轴偏心螺杆泵上采用本发明的连结轴，能够提供通用性高的小型泵。

附图说明

图1是本发明的一实施方式涉及的连结轴的立体图。

图2中的(a)～(g)是本发明的连结轴的截面形状的变形例。

图3是表示连结轴的总扭转角与反作用力之间的关系的图表。

图4是表示连结轴的总扭转角与反作用力之间的关系的图表。

图5是连结轴的评价方法的说明图。

图6是连结轴的评价结果。

图7是比较现有的挠性连结轴与本发明的连结轴的变形例的说明图。

图8是本发明的一实施方式涉及的单轴偏心螺杆泵的剖视图。

图9是本发明的单轴偏心螺杆泵的一部分的概略立体图。

(符号说明)

10：连结轴

11：板状部件

12：扭转形状部

13：截面

14：对称轴

15：对称点

30：单轴偏心螺杆泵

31：泵机构

46：中间部

56：流体输送通道

60：转子

73：旋转轴(驱动侧旋转部)

80：驱动器

90：挠性连结轴(圆棒)

具体实施方式

以下，参照附图对本发明的一实施方式涉及的连结轴10详细进行说明。

本发明的连结轴10用于在各种泵和压缩机等各种装置和机构中连结第一部件与第二部件，并将动力源的动力从第一部件传递至第二部件。其中，本发明的连结轴10适用于将偏心运动从第一部件传递至第二部件。

如图1所示，本发明的连结轴10具备截面13的截面形状形成为矩形状的板状部件11以随着沿轴线方向前进而连续旋转的方式扭转而成的扭转形状部12。

截面13中的截面形状形成为短边方向的长度为a、长边方向的长度为b的矩形状，连结轴10的轴向长度为L。在此，截面形状被形成为：从轴线方向的任意位置剖视都通过轴线位置。即，扭转形状部12通过以截面13的轴心位于轴线上的方式将板状部件沿轴线方向扭转而形成。

此外，所述截面形状形成为：将截面13中的截面二次矩(截面惯性矩)最小的方向设为第一方向，第一方向上的长度和在同一截面中与该第一方向垂直的第二方向上的长度不同。在本实施方式中，截面中的截面二次矩最小的第一方向是短边方向，第一方向上的长度为a。在本实施方式中，厚度薄的短边方向相当于截面二次矩最小的方向即第一方向。此外，在同一截面中与该第一方向垂直的第二方向是长边方向，第二方向上的长度为b。即，呈第一方向(短边方向)上的长度a与第二方向(长边方向)上的长度b不同的构成。

在此，第一方向(短边方向)的截面二次矩利用以下公式表达。

(第一方向的截面二次矩)＝ba3/12

此外，第二方向(长边方向)的截面二次矩利用以下公式表达。

(第二方向的截面二次矩)＝ab3/12

如上所述，通过形成为截面形状中的第一方向上的长度与第二方向上的长度不同，从而截面二次矩最小的方向上的弯曲刚性变低。即，在本实施方式中，截面13中的短边方向上的弯曲刚性变低。因而，截面13中的短边方向上的挠性变高。此外，另一个长边方向的厚度厚，从而弯曲刚性高。因此，长边方向的挠性变低。这样，截面二次矩的特性根据短边a与长边b的比率(β＝b/a)而改变。

此外，如上所述，连结轴10具有扭转形状部12，而且截面形状随着沿轴线方向前进而连续扭转。因而，所述第一方向和所述第二方向的各方向在连续画圆弧的同时不断位移。由此，弯曲刚性低、挠性高的方向也在圆周方向上连续位移。即，例如在将连结轴10的一端连接至单轴偏心螺杆泵30的作为第一部件的动力源上，将另一端连接至作为第二部件的转子60上，并驱动连结轴10进行旋转的情况下，连结轴10的挠性高的方向与挠性低的方向在轴线方向上连续旋转的同时不断位移，之后对此详细进行叙述。因此，连结轴整体作为具有适当的挠性的部件发挥功能。此外，能够根据连结轴10使用的材质适当地调节连结轴10的挠性程度。

连结轴10如上所述是连续扭转而构成的，弯曲刚性高的第二方向(长边方向)在轴线方向上扭转的同时连续位移。由此，连结轴10在周向360°的任意方向上都存在截面二次矩小而弯曲刚性低的方向，因此，使连结轴10从位移后的状态恢复原状的反作用力(复原力)也减弱。进一步地，在连结轴10旋转时，由于施加于初始状态下呈扭转形状的扭转形状部12上的扭转方向的力矩的一部分通过扭转效果被转换为轴向的力，因此推测实质上提高了连结轴10的扭转刚性。由此，连结轴10在被施加旋转扭矩时产生的扭转得到抑制。

由此可知，截面形状并不限于矩形状，只要第一方向的截面二次矩与第二方向的截面二次矩不同，便可以采用各种截面形状。例如，如图2中的(a)～(g)的变形例所示，截面形状可以采用椭圆形状、平行四边形状、角部被倒圆的圆角形状、呈矩形且一部分被倒圆的形状、菱形等。此外，在该情况下，如图所示，第一方向(短边)的长度用a表示，第二方向(长边)的长度用b表示。

此外，在将截面形状形成为随着沿轴线方向前进而连续或呈间断的阶梯状旋转的扭转形状时，从易于高精度地制造的观点出发，优选所述截面形状为将通过所述扭转轴心位置并沿所述第一方向延伸的第一轴作为对称轴14而相对于该对称轴14呈线对称的形状、将通过所述扭转轴心位置并沿第二方向延伸的第二轴作为对称轴16而呈线对称的形状、以及将所述扭转轴心作为对称点15而相对于该对称点15呈点对称的形状中的至少任意一种形状。即，连结轴10的截面形状可以是如图2中(a)、(c)、(f)的例子那样相对于对称轴14、16两者呈线对称且相对于对称点15呈点对称的形状、如图2中(g)的例子那样相对于对称轴14呈线对称但相对于对称轴16和对称点15不对称的形状、如图2中(h)那样相对于对称轴16呈线对称但相对于对称轴14和对称点15不对称的形状、如图2中(b)、(d)那样相对于对称点15呈点对称但相对于对称轴14、16不对称的形状等。

接着，以下对连结轴10的扭转形状部12的构成详细进行说明。

在图1的实施方式中，连结轴10上形成有总扭转角为720°(扭转次数为两圈，以后简称为“两圈”)的扭转形状部12。在此，本发明人等经过认真研究后发现，在所述总扭转角为180°(0.5圈)的倍数±20°的情况下，容许在弯曲方向上适度位移，且能够减少上述反作用力的变动。推测这是因为：当所述总扭转角为180°的倍数时，能够以旋转轴为中心并以半圈(180°)均等地覆盖(cover)1圈(360°)的弯曲方向及扭转方向上的位移。因而，在本实施方式的连结轴10中，由于弯曲方向上的位移和扭转方向上的位移在360°均等地分散的同时发挥作用，因此，连结轴10具有适度的挠性与扭转方向的高刚性两者。此外，之后对于设为±20°的情况进行叙述。

图3和图4示出了表示相对于所述总扭转角和位移方向的变化的反作用力的变化的评价结果的图表。

该评价使用总扭转角以外的其他条件相同(即材质、截面形状、全长相同)的连结轴，将在连结轴10一端固定的状态下使另一端仅在X方向上位移时的反作用力设为100％，并记录了改变位移方向时的反作用力的增减。所述图表以横轴为位移方向、纵轴为反作用力进行记录。

由图3可知，与总扭转角ψ为180°的倍数的360°(1圈)及540°(1.5圈)相比，总扭转角为非180°的倍数的405°(1.125圈)、450°(1.25圈)、495°(1.375圈)时的反作用力增大。

同样由图4也可知，在总扭转角为180°的倍数的720°(2圈)和900°(2.5圈)时反作用力降低，在总扭转角并非180°的倍数的区域中反作用力增大。

如上所述，在总扭转角从360°(1圈)至900°(2.5圈)呈阶段性地变化时，反作用力的变动率增大或减小。此外，每当总扭转角为180°的倍数时，反作用力的变动率就会减小。即，当总扭转角超过360°(1圈)时，反作用力的变动率增大，随着总扭转角接近540°(1.5圈)，反作用力的变动率减小。之后，同样每当总扭转角为180°的倍数时，反作用力的变动率减小，随着远离180°的倍数，反作用力的变动率增大。此外，所述图表表示反作用力的相对值，呈总扭转角越大，反作用力的绝对值越低的倾向。

此外，可知随着总扭转角每次增大为180°的倍数，如360°(1圈)、540°(1.5圈)、720°(2圈)、900°(2.5圈)时，反作用力的变动率减小。

如上所述，本发明的连结轴10优选扭转形状部12中的总扭转角为180度的倍数。此外，考虑到制造连结轴10时的误差、使用时连结第一部件与第二部件时的连结部的形状所产生的误差，优选该误差量在总扭转角中为±20°。此外，总扭转角为180°(0.5圈)时虽然具有减小最容易弯曲的位移方向上的反作用力的效果，但由于位移方向改变时的反作用力的变动大，因此，优选总扭转角为360°(1圈)以上。

接着，以下列举与现有的挠性连结轴90相比较的一个实施方式为例，对本发明的连结轴10进行说明。

图6表示设计了六种在相当于普通单轴偏心螺杆泵的使用条件的前提条件下，具有与现有的挠性连结轴90同等的弯曲刚性的本发明的连结轴10，并将长度及扭转刚性与现有的挠性连结轴90进行比较的评价结果。图7是基于图6的表的比较例以及本发明的变形例涉及的连结轴10a～10f的示意图。

以下，参照图5对上述评价的评价方法进行说明。

比较例的挠性连结轴90与本发明的连结轴10的前提条件如下所述。将挠性连结轴90的一端固定作为固定端90a，使另一端在与轴心方向垂直的方向上位移1mm，并赋予1Nm的扭矩。以此时欲使挠性连结轴90返回中心的反作用力为1N、弯曲和扭转引起的应力(比较应力)为205MPa的形式，确定圆棒的挠性连结轴90(比较例)和本发明的连结轴10的尺寸，并进行比较评价。此外，比较例的挠性连结轴90和本发明的连结轴10全都使用纵向弹性系数为200GPa、横向弹性系数为76.9GPa的材质。

作为比较例，若以上述前提条件设计圆棒的挠性连结轴90，则截面为φ3.52mm，长度为262mm。此时的挠性连结轴90中通过扭矩产生的扭转角为12.9°。

此外，作为实施例1，在以上述前提条件将截面13为矩形状的板(截面尺寸：1.6mm×16.0mm、β＝10)设计为总扭转角为360°(1圈)时，得到长度为275mm的连结轴10a。连结轴10a中通过扭矩产生的扭转角为6.55°。因而，连结轴10a虽然长度相比于比较例仅增长了+5％，但通过扭矩产生的扭转角相比于比较例减小了50％，从而扭转刚性大幅提高。

此外，上述连结轴10例如可以将板状部件扭转所需次数来制造，或者通过切削圆柱状部件的切削等来制造。连结轴10的制造并不限于此，可以采用各种方法。

实施例2～6的连结轴与实施例1同样以图5的各实施例的条件分别设计了连结轴10b～10f。各个实施例的评价结果如图5所示。由评价结果可知，相对于比较例，各个实施例中不仅尺寸大幅缩短，而且弯曲刚性也大幅提高。

此外，上述实施例是以方便在规定的条件下比较长度和弯曲刚性的方式设计的，以便于理解，但本发明并不限定于此，能够在发明的范围内适当地进行变更。另外，所使用的材质也可以适当地使用例如钛、不锈钢等的金属或其他的工程塑料等的树脂部件等，但本发明并不限定于此，可以根据用途使用各种材料。

接着，以下参照图8及图9对本发明的一实施方式涉及的单轴偏心螺杆泵30详细进行说明。在本实施方式中，将上述连结轴10用作单轴偏心螺杆泵30的转子60(第一部件)与动力传递机构70(第二部件)的连结部件。

单轴偏心螺杆泵30是将泵机构31作为主要部分而构成的所谓旋转容积型泵。单轴偏心螺杆泵30被构成为：在壳体40的内部收纳有定子50、转子60以及动力传递机构70等。壳体40是金属制成的筒状部件，且在长度方向的一端侧设有第一开口部42。此外，壳体40的外周部分上设置有第二开口部44。第二开口部44在位于壳体40的长度方向中间部分的中间部46处与壳体40的内部空间连通。

第一开口部42和第二开口部44分别是作为泵机构31的吸入口和喷出口而发挥作用的部分。单轴偏心螺杆泵30通过使转子60正向旋转，从而能够以第一开口部42作为喷出口、第二开口部44作为吸入口发挥作用。此外，通过使转子60反向旋转，能够以第一开口部42作为吸入口、第二开口部44作为喷出口发挥作用。

定子50是通过以橡胶等的弹性体或者树脂等作为主要成分的材料形成且具有大致圆筒形的外观形状的部件。定子50是内周面52呈具有n+1条(本实施方式中n＝1)阴螺纹的形状的部件。此外，定子50的贯通孔54被形成为：在定子50的长度方向的任意位置处剖视，其截面形状(开口形状)都呈大致长圆形。

转子60是呈具有n条(本实施方式中n＝1)阳螺纹的形状且由金属制成的轴体。转子60被形成为：在长度方向的任意位置处剖视，其截面形状都呈大致正圆形。转子60插通在形成于上述定子50的贯通孔54中，并且能够在贯通孔54的内部自如地偏心旋转。

当将转子60插通在定子50中时，变为转子60的外周面62与定子50的内周面52以两者的切线抵接的状态，并在定子50的内周面52与转子60的外周面之间形成流体输送通道56(空腔)。流体输送通道56沿着定子50或转子60的长度方向呈螺旋状地延伸。

当使转子60在定子50的贯通孔54内旋转时，流体输送通道56在定子50内旋转的同时沿定子50的长度方向前进。因此，当使转子60旋转时，能够从定子50的一端侧将流体吸入流体输送通道56内，并且以将该流体封闭在流体输送通道56内的状态朝向定子50的另一端侧输送，并在定子50的另一端侧喷出。本实施方式的泵机构31能够通过使转子60正向旋转而进行使用，加压输送从第二开口部44吸入的粘性液体，并从第一开口部42喷出。

动力传递机构70用于从驱动器80向上述转子60传递动力。动力传递机构70具有动力传递部72和偏心旋转部74。动力传递部72设置于壳体40的长度方向一端侧。动力传递部72具有接受驱动器80的动力而进行旋转的旋转轴73。旋转轴73由轴承75枢转支撑，并将驱动器80的动力传递至偏心旋转部74。

偏心旋转部74设置于壳体40的中间部46上。偏心旋转部74是将动力传递部72与转子60以能够传递动力的方式进行连接的部分。偏心旋转部74采用上述连结轴10。由此，偏心旋转部74能够将通过使驱动器80动作而产生的旋转动力传递至转子60，使转子60进行偏心旋转。

连结轴10以如下方式连接动力传递部72与转子60，即，能够使转子60以在定子50的内侧自转的同时沿定子50的内周面52公转的方式偏心旋转。连结轴10具有允许在与轴线方向交叉的方向上挠曲，并能够抑制围绕轴线的方向上的扭转的特性。

此外，连结轴10在驱动侧及转子侧分别具有连接部76，并在两者之间形成有扭转形状部12。由此，连结轴10能够将通过使驱动器80动作而产生的旋转驱动力传递至转子60，使转子60进行偏心旋转。

如图9所示，连结轴10经由连接部76与转子60及作为动力传递部72的旋转轴73连接。连接部76具有用于与转子60及旋转轴73连接的短圆柱形状的基座。连接部76在连接所述基座与扭转形状部12的接线部分设置有“R”。通过这样设置“R”，能够防止应力集中于连接部76上，从而能够防止连结轴10在连接部76处折损。

连接部76的转子60侧及旋转轴73侧具备形成有逆螺纹的螺纹部(未图示)。此外，转子60的基端部及旋转轴73的前端部上设置有逆螺纹状的螺纹孔(未图示)。转子60及连结轴10通过使连接部76的螺纹部与螺纹孔螺合进行连接。此外，旋转轴73及连结轴10通过使连接部76的螺纹部与螺纹孔螺合进行连接。此外，在为了将连结轴10与转子60或旋转轴73连接而设置“R”的情况下，有时上述总扭转角会产生误差。因此，优选如上所述将总扭转角设为180°的倍数加上上述误差和制造上的误差后的180°的倍数±20°。

本发明的单轴偏心螺杆泵30中，旋转轴73与转子60的连接采用连结轴10。即，作为连结轴10，采用允许在与轴线方向交叉的方向上挠曲，并能够抑制围绕轴线的方向上的扭转的连结轴。因此，在单轴偏心螺杆泵30中，即使在以低速加压输送低粘性的流体这样的苛刻使用条件下使用，也能够使转子60在定子50的内侧顺畅地旋转，而不会产生粘滑或脉动。因此，本发明的单轴偏心螺杆泵30在动作稳定性方面出色。

此外，在本发明的单轴偏心螺杆泵30中，由于采用了具有适当的挠性和高扭转刚性的连结轴10，因此，不会像现有技术下采用圆棒的挠性连结轴90时那样旋转轴73与转子60之间的间隔变长。由此，能够使单轴偏心螺杆泵30在长度方向上紧凑化。此外，连结轴10通过上述那样的连接部76的螺纹部与转子60及旋转轴73连接，因此，相比于万向接头，不会因为磨损而产生异物。因此，在单轴偏心螺杆泵30中，能够最大限度抑制随着连结轴10的磨损而在流体中混入异物的问题。

此外，在本发明的单轴偏心螺杆泵30中，优选使转子60的扭转方向与连结轴10的扭转方向一致。由此，随着上述连结轴10旋转，能够将壳体40内的流体压入定子50侧。因而，即使是粘性高的流体，也能够适当地将壳体40内的流体压入定子50侧。由此，定子50的内部空间的容积容易被流体所充满，因而输送效率提高。此外，在以逆转吸入的形式使用泵的情况下，能够进一步辅助从定子50喷出的流体朝向壳体40外喷出。

在上述单轴偏心螺杆泵30中，示出了经由连接部76连接连结轴10与转子60及动力传递部72的旋转轴73的例子，然而，也可以通过其他的方法进行连接。例如，也可以通过在转子60的端部或旋转轴73的端部上设置螺纹轴，并且在连结轴10侧设置螺纹孔，使螺纹轴与所述螺纹孔螺合而进行连接。此外，在本实施方式中，通过螺纹将连结轴10与转子60及旋转轴73连接，但并不排除通过插销或焊接等进行连接，可以根据用途使用各种连接方法。

本实施方式的连结轴10不仅能够使用于上述单轴偏心螺杆泵30，还能够用作各种装置的偏心轴。例如，可以良好地使用于泵、压缩机、往复机构等利用偏心旋转的领域中。

此外，本实施方式的连结轴10形成有扭转形状部12，该扭转形状部12的与连结轴10的轴线方向正交的截面的形状呈随着沿轴线方向前进而连续扭转的形状，但也可以取而代之在至少一部分中形成以呈断续的阶梯状旋转的方式扭转的形状的扭转形状部。

以上是本发明的实施方式，但上述实施方式只不过示出一个实施方式，当然本发明并不限定于上述实施方式。

【产业上的可利用性】

本发明能够在要求弯曲刚性低且扭转刚性高的领域中利用，而且能够适当地适用于需要挠性且需要高扭转刚性的偏心轴。此外，作为单轴偏心螺杆泵，可以适当地利用于需要喷出粘性液的领域中。

Claims (5)

1.一种连结轴，具有挠性并连结第一部件与第二部件，所述连结轴的特征在于，

所述连结轴的至少一部分中具备扭转形状部，所述扭转形状部的与所述连结轴的轴线方向正交的截面的形状呈随着沿轴线方向前进而连续扭转的形状、或者以呈断续的阶梯状旋转的方式扭转的形状；

所述截面上的截面二次矩在第一方向和第二方向上不同，其中，所述第一方向是与所述轴线方向正交且该截面上的截面二次矩最小的方向，所述第二方向在同一截面上与所述第一方向正交。

2.如权利要求1所述的连结轴，其特征在于，

所述连结轴的扭转轴心在从所述轴线方向的任意位置剖视时都在所述截面的形状内，并且，所述截面的形状是相对于通过所述扭转轴心的位置并沿所述第一方向延伸的第一轴呈线对称的形状、相对于通过所述扭转轴心的位置并沿所述第二方向延伸的第二轴呈线对称的形状、以及相对于所述扭转轴心呈点对称的形状中的至少任意一种形状。

3.如权利要求1或2所述的连结轴，其特征在于，

扭转形状部中的总扭转角为180度的倍数±20度。

4.一种单轴偏心螺杆泵，其特征在于，具有：

驱动侧旋转部，其利用驱动器的动力进行旋转；

转子，其由阳螺纹型的轴体构成；

定子，其内周面形成为阴螺纹型，所述转子能够插通所述定子；以及

连结轴，其以下述方式连接所述驱动侧旋转部与所述转子，该方式为：能够使所述转子以在所述定子的内侧自转的同时沿所述定子的内周面公转的方式偏心旋转；

所述连结轴使用权利要求1至3中任一项所述的连结轴。

5.如权利要求4所述的单轴偏心螺杆泵，其特征在于，

所述转子的扭转方向与所述连结轴的扭转方向一致。

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