JP6364649B2 - pump - Google Patents
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Description
本発明は、回転運動及び往復運動により吸込と吐出を行うポンプに関するものである。 The present invention relates to a pump that performs suction and discharge by rotating and reciprocating.
従来、この種の発明には、例えば特許文献1に記載されるもののように、径方向両側の周壁に吸込み口と吐出口を有する筒状のシリンダ(32)と、該シリンダ(32)内に挿入されて往復運動及び回転運動するプランジャ(33)と、該プランジャ(33)の後端側から径方向へ突出して支持された球状玉軸受(11)と、該球状玉軸受(11)を内周面にて回転自在に支持するとともにプランジャ(33)に対し傾斜して設けられた筒状のドライブ継手(5)とを具備したプランジャポンプがある。
この従来技術によれば、ドライブ継手(5)を回転させると、該ドライブ継手(5)に対し、プランジャ(33)における球状玉軸受(11)よりも前側の部分の前後方向の位置が変化するため、プランジャ(33)を回転運動させながら進退運動させることができ、このプランジャ(33)の回転運動及び進退運動により、プランジャ(33)先端側のカット面(35)とシリンダ(32)内面との間に吸入される流体を前記吸込み口側から前記吐出口側へ移動させることができる。
Conventionally, in this kind of invention, for example, as described in
According to this prior art, when the drive joint (5) is rotated, the position in the front-rear direction of the portion of the plunger (33) in front of the spherical ball bearing (11) changes with respect to the drive joint (5). Therefore, the plunger (33) can be moved back and forth while rotating, and the plunger (33) is rotated and moved back and forth by the cut surface (35) on the tip side of the plunger (33) and the inner surface of the cylinder (32). The fluid sucked in between can be moved from the suction port side to the discharge port side.
ところで、前記従来構造のポンプによれば、ドライブ継手(5)に対し、プランジャ(33)を傾斜させた状態で回転させるようにしているため、複雑な方向成分の振動を生じたり、球状玉軸受(11)の支持部分やプランジャ(33)の支持部分の摩擦が偏って大きくなったりなど、動作性の問題を生じる場合がある。 By the way, according to the pump having the conventional structure, since the plunger (33) is rotated with respect to the drive joint (5), vibration of a complicated directional component is generated or a spherical ball bearing is provided. There may be a problem of operability, such as the friction of the support portion of (11) and the support portion of the plunger (33) becoming uneven.
本発明は上記従来事情に鑑みてなされたものであり、その課題とする処は、振動及び摺動抵抗が小さく動作性の良好なポンプを提供することにある。 The present invention has been made in view of the above-described conventional circumstances, and a problem to be solved by the present invention is to provide a pump having low vibration and sliding resistance and good operability.
上記課題を解決するための一手段は、回転しながら軸方向へ往復動するように支持されたロッドと、該ロッドに対し軸方向の一方側から凹凸状に嵌り合って回転力を伝達するドライブ継手とを備え、前記ロッドの回転及び往復動により吸込み口に流入する流体を吐出口から吐出するようにしたポンプであって、前記ロッドを前記ドライブ継手に対し偏心した位置で平行するように配置し、前記凹凸状に嵌り合う部分において前記ロッドと前記ドライブ継手とのうちの一方に径方向へ延びる突起を設け、他方には前記突起に嵌り合うとともに軸方向に対し傾斜して延びる傾斜長孔を設けてなり、ドライブ継手を回転させることにより前記突起が前記傾斜長孔に沿って往復動し、この往復動に伴って前記ロッドが回転しながら軸方向へ往復動するようにしたことを特徴とする。 One means for solving the above problems is a rod that is supported so as to reciprocate in the axial direction while rotating, and a drive that fits the rod in a concave-convex shape from one side in the axial direction and transmits rotational force. And a pump that discharges fluid flowing into the suction port by rotation and reciprocation of the rod from the discharge port, and is arranged so that the rod is parallel to the drive joint at an eccentric position. A projection extending in the radial direction is provided on one of the rod and the drive joint in the portion that fits in the concavo-convex shape, and an inclined elongated hole that fits on the projection and extends at an angle with respect to the axial direction on the other By rotating the drive joint, the protrusion reciprocates along the inclined elongated hole, and the rod reciprocates in the axial direction while rotating with the reciprocation. And said that there was Unishi.
本発明は、以上説明したように構成されているので、ドライブ継手に対しロッドを傾斜させる必要がなく、振動及び摺動抵抗が小さく動作性の良好なポンプを提供することができる。 Since the present invention is configured as described above, it is not necessary to incline the rod with respect to the drive joint, and a pump with good vibration and sliding resistance and good operability can be provided.
本実施の形態の第一の特徴は、回転しながら軸方向へ往復動するように支持されたロッドと、前記ロッドに対し軸方向の一方側から凹凸状に嵌り合って回転力を伝達するドライブ継手とを備え、前記ロッドの回転及び往復動により吸込み口に流入する流体を吐出口から吐出するようにしたポンプであって、前記ロッドを前記ドライブ継手に対し偏心した位置で平行するように配置し、前記凹凸状に嵌り合う部分において前記ロッドと前記ドライブ継手とのうちの一方に径方向へ延びる突起を設け、他方には前記突起に嵌り合うとともに軸方向に対し傾斜して延びる傾斜長孔を設けてなり、ドライブ継手を回転させることにより前記突起が前記傾斜長孔に沿って往復動し、この往復動に伴って前記ロッドが回転しながら軸方向へ往復動するようにした。
ここで、前記「ロッドに対し軸方向の一方側から凹凸状に嵌り合って」という構成には、ロッドの周囲にドライブ継手が環状に嵌り合った態様と、後端側を開口した中空状のロッドに対し、その後方側からドライブ継手を挿入した態様等を含む。
また、前記傾斜長孔は、貫通孔とすることが好ましいが、有底の孔とすることも可能である。
また、当該ポンプは、好ましくはシリンダ内で前記ロッドをプランジャとして回転させながら押往復動させるプランジャポンプを構成するのが、前記ロッドの回転及び往復動により吸込み口に流入する流体を吐出口から吐出するようにすれば、他のポンプ構造であってもよい。
前記構成によれば、ドライブ継手を回転させると、前記突起が傾斜長孔に沿って一方向へ移動し、ドライブ継手が180度回転したところで、前記突起が前記一方向に対する逆方向へ移動する。したがって、ドライブ継手の回転を継続すれば、ロッドが回転しながら軸方向へ往復動し、これら回転及び往復動によって吸込み口に流入する流体が吐出口から吐出される。
よって、ロッドをドライブ継手に対し傾斜させる必要がなく、振動及び摺動抵抗等が小さく、動作性が良好である。
The first feature of the present embodiment is that a rod that is supported so as to reciprocate in the axial direction while rotating, and a drive that fits the rod in a concave-convex shape from one side in the axial direction and transmits rotational force. And a pump that discharges fluid flowing into the suction port by rotation and reciprocation of the rod from the discharge port, and is arranged so that the rod is parallel to the drive joint at an eccentric position. A projection extending in the radial direction is provided on one of the rod and the drive joint in the portion that fits in the concavo-convex shape, and an inclined elongated hole that fits on the projection and extends at an angle with respect to the axial direction on the other By rotating the drive joint, the protrusion reciprocates along the inclined elongated hole, and the rod reciprocates in the axial direction while rotating with the reciprocation. It was.
Here, in the configuration of “fitting in an uneven shape from one side in the axial direction with respect to the rod”, there is an aspect in which a drive joint is fitted in an annular shape around the rod, and a hollow shape with an open rear end side. A mode in which a drive joint is inserted from the rear side of the rod is included.
The inclined long hole is preferably a through hole, but can also be a bottomed hole.
The pump preferably constitutes a plunger pump that reciprocates while rotating the rod as a plunger in the cylinder, and discharges fluid flowing into the suction port by rotation and reciprocation of the rod from the discharge port. If so, other pump structures may be used.
According to the above configuration, when the drive joint is rotated, the protrusion moves in one direction along the inclined long hole, and when the drive joint rotates 180 degrees, the protrusion moves in a direction opposite to the one direction. Therefore, if the rotation of the drive joint is continued, the rod reciprocates in the axial direction while rotating, and fluid flowing into the suction port is discharged from the discharge port by these rotation and reciprocation.
Therefore, it is not necessary to incline the rod with respect to the drive joint, vibration and sliding resistance are small, and operability is good.
第二の特徴として、前記突起と前記傾斜長孔は、それぞれ径方向の両側に設けられ、二つの前記傾斜長孔は、前記ドライブ継手の径方向から視て重なり合うように設けられている。
この構成によれば、回転力を伝達する部分を径方向の両側に配置するようにしたため、より動作性を良好にすることができる。
As a second feature, the protrusion and the inclined elongated hole are provided on both sides in the radial direction, respectively, and the two inclined elongated holes are provided so as to overlap each other when viewed from the radial direction of the drive joint.
According to this structure, since the part which transmits a rotational force is arrange | positioned at the both sides of radial direction, operativity can be made more favorable.
第三の特徴としては、前記ドライブ継手の少なくとも前端側を前記ロッドに対し後方側から覆い被さる筒状に形成し、前記突起を前記ロッドの外周面から突出させ、前記傾斜長孔を前記ドライブ継手における前記筒状の部分の周壁に設けた。
この構成によれば、生産性の良好な具体的態様とすることができる。
As a third feature, at least the front end side of the drive joint is formed in a cylindrical shape covering the rod from the rear side, the protrusion protrudes from the outer peripheral surface of the rod, and the inclined elongated hole is formed in the drive joint. Provided on the peripheral wall of the tubular portion.
According to this structure, it can be set as the specific aspect with favorable productivity.
第四の特徴として、前記傾斜長孔は、前記ドライブ継手の周壁を貫通するとともに、前記ドライブ継手の前端まで延び前方へ開口している。
この構成によれば、ロッドをドライブ継手に組み付ける際、傾斜長孔の前端の開口に対し、その前方側から突起を挿入できるので、作業性が良好である。
As a fourth feature, the inclined long hole penetrates the peripheral wall of the drive joint and extends to the front end of the drive joint and opens forward.
According to this configuration, when the rod is assembled to the drive joint, the protrusion can be inserted from the front side of the opening at the front end of the inclined long hole, so that workability is good.
なお、後述する実施例では、上記特徴の一部を含まずに、以下の構成要件のみを必須とした発明も開示している。
すなわち、この発明は、回転しながら軸方向へ往復動するように支持されたロッドと、該ロッドに対し軸方向の一方側から凹凸状に嵌り合って回転力を伝達するドライブ継手とを備えた回転往復動装置であって、前記ロッドを前記ドライブ継手に対し偏心した位置で平行するように配置し、前記凹凸状に嵌り合う部分において前記ロッドと前記ドライブ継手とのうちの一方に径方向へ延びる突起を設け、他方には前記突起に嵌り合うとともに軸方向に対し傾斜して延びる傾斜長孔を設けてなり、ドライブ継手を回転させることにより前記突起が前記傾斜長孔に沿って往復動し、この往復動に伴って前記ロッドが回転しながら軸方向へ往復動するようにしたことを特徴とする回転往復動装置である。
この回転往復動装置によれば、ドライブ継手を回転させると、前記突起が傾斜長孔に沿って一方向へ移動し、ドライブ継手が180度回転したところで、前記突起が前記一方向に対する逆方向へ移動する。したがって、ドライブ継手の回転を継続すれば、ロッドが回転しながら軸方向へ往復動する。
よって、ロッドをドライブ継手に対し傾斜させる必要がなく、振動及び摺動抵抗等が小さく、動作性が良好な回転往復動装置を提供することができる。
It should be noted that the embodiments described later also disclose an invention that does not include a part of the above-described features and that only requires the following constituent elements.
That is, the present invention includes a rod that is supported so as to reciprocate in the axial direction while rotating, and a drive joint that fits the rod in a concave-convex shape from one side in the axial direction and transmits rotational force. A rotary reciprocating device, wherein the rod is arranged so as to be parallel to an eccentric position with respect to the drive joint, and is radially arranged on one of the rod and the drive joint at a portion where the concave and convex portions are fitted. An extending projection is provided, and the other is provided with an inclined elongated hole that fits into the protruding portion and extends obliquely with respect to the axial direction. By rotating the drive joint, the protruding portion reciprocates along the inclined elongated hole. The rotary reciprocating device is characterized in that the rod reciprocates in the axial direction while rotating in accordance with the reciprocating motion.
According to this rotary reciprocating device, when the drive joint is rotated, the protrusion moves in one direction along the inclined oblong hole, and when the drive joint rotates 180 degrees, the protrusion moves in the opposite direction to the one direction. Moving. Therefore, if the drive joint continues to rotate, the rod reciprocates in the axial direction while rotating.
Therefore, it is not necessary to incline the rod with respect to the drive joint, and it is possible to provide a rotary reciprocating device having low vibration and sliding resistance and good operability.
次に、上記特徴を有する好ましい実施例を、図面に基づいて詳細に説明する。 Next, a preferred embodiment having the above features will be described in detail with reference to the drawings.
このポンプ1は、回転しながら軸方向へ往復動するように支持されたロッド10と、該ロッド10に対し後方側から凹凸状に嵌り合って回転力を伝達するドライブ継手20と、該ドライブ継手20を駆動回転する回転駆動源30と、ロッド10の回転及び往復動により吸込み口に流入する流体を吐出口から吐出するポンプ部40とを具備している(図1〜図4、図6(C)及び図7〜図8参照)。
The
ロッド10は、回転しながら軸方向へ往復動する略円柱状のプランジャであり、後述するポンプ部40のシリンダ42(図7参照)内に挿入される。
The
ロッド10の前端側には、流体を吸入する空間を作るための切欠部11が設けられる。この切欠部11は、ロッド10の前端側の外周部を、該ロッド10の中心線に平行な平面によって切欠くようにして形成される。
この切欠部11は、ロッド10が180度回転する毎に進退して吸込み工程と吐出工程とを繰り返すように、周方向の位置が適宜に設定される(図7〜図8参照)。
On the front end side of the
The
また、ロッド10の後端側には、該ロッド10の外周面から径方向の両側へ突出する突起12,13が設けられる(図7参照)。これら突起12,13は、ロッド10の周方向において互いに180度ずれた位置にあり、これら二つの中心線は一致している。
二つの突起12,13は、図示例によれば、一本の円柱状部材の両端部分としているが、それぞれ別体のものをロッド10外周面に固定したものであってもよい。
各突起12(13)の突出量は、ドライブ継手20の回転中に該ドライブ継手20周壁の傾斜長孔21,22との嵌合状態を維持するように、適宜に設定される。
Further, on the rear end side of the
According to the illustrated example, the two
The protrusion amount of each protrusion 12 (13) is appropriately set so as to maintain the fitted state with the inclined
なお、図示例のロッド10は、その前半部と後半部の間に段部を有し該段部よりも前側を後側よりも細く形成しているが、他例としては、前記段部を省いて全長にわたる同径軸状に形成する等、強度等を考慮した上で適宜な形状にすることが可能である。
また、ロッド10の材質は、本実施例によれば、前半部側をセラミック、後半部側及び突起12,13を金属としているが、耐摩耗性を有する他の硬質材料とすることが可能である。
The
Further, according to the present embodiment, the material of the
ドライブ継手20について、図5〜7を用いて説明する。図5はドライブ継手20の斜視図である。図6(a)同ドライブ継手の正面図及び側面図である。図6(b)は、図6(a)の正面図でA−Aで指示する面の縦断面図である。そして図6(c)は、同ドライブ継手を前記ポンプに組み込んだ状態を示す構造図である。
ドライブ継手20は、ロッド10に対し後方側から覆い被さるように前端側を筒状に形成した部材である。このドライブ継手20における前記筒状の部分の周壁には、ロッド10の突起12,13にそれぞれ嵌り合うように、径方向の両側に二つの傾斜長孔21,22が設けられる。
各傾斜長孔21(22)は、ドライブ継手20の周方向(換言すれば、ドライブ継手20の軸線に直交する円の外周方向)に対し、所定の角度α(図7)だけ傾斜し、該傾斜方向へ延設される。そして、この傾斜長孔21(22)は、ドライブ継手20の周壁を径方向へ貫通するとともに、ドライブ継手20の前端まで延びて前方へ開口している。この開口は、当該ポンプ1の製造時において、突起12,13を傾斜長孔21,22に嵌め合せる作業を容易にする。
なお、図6中、符号23は、回転駆動源30の出力軸31を同軸状に挿入するための嵌合孔である。また、符号24は、前記出力軸31を固定するネジを螺合するためのネジ孔である。
The drive joint 20 will be described with reference to FIGS. FIG. 5 is a perspective view of the drive joint 20. FIG. 6A is a front view and a side view of the drive joint. FIG. 6B is a longitudinal sectional view of the surface indicated by AA in the front view of FIG. FIG. 6C is a structural diagram showing a state in which the drive joint is incorporated in the pump.
The drive joint 20 is a member whose front end side is formed in a cylindrical shape so as to cover the
Each inclined elongated hole 21 (22) is inclined by a predetermined angle α (FIG. 7) with respect to the circumferential direction of the drive joint 20 (in other words, the outer circumferential direction of a circle orthogonal to the axis of the drive joint 20). It extends in the inclination direction. The inclined long hole 21 (22) penetrates the peripheral wall of the drive joint 20 in the radial direction, extends to the front end of the drive joint 20, and opens forward. This opening facilitates the operation of fitting the
In FIG. 6, reference numeral 23 denotes a fitting hole for coaxially inserting the
二つの傾斜長孔21,22は、ドライブ継手20の径方向の一方側と他方側とに配置され、ドライブ継手20の径方向から視て重なり合うように、傾斜方向が逆になっている。
すなわち、一方の傾斜長孔21は、ドライブ継手20の周方向の一方(図1によれば、前方から視て時計方向)へ傾くようにして斜め後方へ延びている。他方の傾斜長孔22は、同ドライブ継手20の周方向の他方(図1によれば、前方から視て反時計方向)へ傾くようにして後方へ延びている。
各傾斜長孔21(22)の周方向の傾斜角度α(図7参照)は、0度よりも大きく、90度よりも小さい範囲内に設定される。
The two inclined
That is, one inclined
The inclination angle α (see FIG. 7) in the circumferential direction of each inclined long hole 21 (22) is set within a range larger than 0 degree and smaller than 90 degrees.
また、各傾斜長孔21(22)の長さは、少なくともロッド10の最大ストロークを確保できるように適宜に設定される。なお、傾斜長孔21,22内における突起12,13の移動距離は、傾斜長孔21,22の長さに制限されるものではないため、傾斜長孔21,22の長さを、ロッド10が最大ストロークを確保する長さよりも長くしても構わない。
Further, the length of each inclined long hole 21 (22) is appropriately set so that at least the maximum stroke of the
ドライブ継手20の材質は、本実施例によれば、硬質合成樹脂材料としているが、金属やその他の硬質材料とすることも可能である。 According to the present embodiment, the material of the drive joint 20 is a hard synthetic resin material, but it may be a metal or other hard material.
回転駆動源30は、例えば、ブラシレスDCモータや、ステッピングモータ等の電動モータであり、前方へ出力軸31を突出している。この出力軸31には、ドライブ継手20の後端側部分が、同軸状に接続される。
なお、回転駆動源30の他例としては、ブラシモータや、その他の電動モータ、エアーモータ、油圧モータ、手動回転機構等とすることも可能である。
The
As other examples of the rotation drive
ポンプ部40は、ポンプケース41と、該ポンプケース41内に固定されたシリンダ42とから構成され、支持ブラケット50によって回転駆動源30の出力軸31に対して動かない部分(ステータ)に支持されている(図7参照)。
The
ポンプケース41は、ロッド10の中心軸に対する直交方向の一方側に吸込み口40aを有し、他方側に吐出口40bを有し、これら吸込み口40aと吐出口40bの間に、シリンダ42を収納するシリンダ収納部41cを有する。
The
吸込み口40aと吐出口40bとは、直線的に連通している。
シリンダ収納部41cは、前端を底部とした有底筒状の空間であり、その内部の底部寄りにシリンダ42を固定している(図7参照)。また、このシリンダ収納部41cの後端側は、ロッド10が挿入されるように開口している。
The
The
シリンダ42は、耐摩耗性を有する硬質材料によって円筒状に形成され、その周壁に、吸込み口40aと吐出口40bに連通する貫通孔42a,42a(図7参照)を有する。このシリンダ42内には、ロッド10の前端側が挿入されている。シリンダ42の内径は、ロッド10が摺接して回転しながら進退するように適宜に設定される。
The
なお、図示例では、セラミック製のシリンダ42の周囲に、硬質合成樹脂材料からなるポンプケース41を一体成形しているが、これらポンプケース41及びシリンダ42は、他の硬質樹脂材料とすることも可能である。
In the illustrated example, a
また、支持ブラケット50は、硬質材料からなる円筒状の部材であり、ドライブ継手20の周囲を覆うようにして配置され、その後端部を回転駆動源30のステータに接続するとともに、その前端部をポンプ部40に接続して、ポンプケース41を固定している(図7参照)。
The
そして、前記のようにしてポンプ部40に支持されたロッド10と、回転駆動源30の出力軸31に固定されたドライブ継手20とは、偏心量sだけ偏心した位置で平行するように配置されている(図7参照)。
詳細に説明すれば、ロッド10の中心軸は、ドライブ継手20の中心軸に対し、径方向の一方(図7によれば、吐出口40b方向)へ偏心量sだけずれており、このずれた位置において、これら二つの中心軸は平行している。
前記偏心量sは、後に詳述するが、ロッド10の往復運動のストロークに応じて適宜に設定される。すなわち、ロッド10のストロークを大きくする場合には偏心量sが大きめに設定され、ロッド10のストロークを小さくする場合には偏心量sが小さめに設定される。
The
More specifically, the central axis of the
The eccentric amount s is appropriately set according to the stroke of the reciprocating motion of the
次に、上記構成のポンプ1について、その特徴的な作用効果を詳細に説明する。
図7(a1)、(b1)、(c1)、(d1)及び図8(e1)、(f1)、(g1)、(h1)は、図6(C)のB−Bで指示した位置でのシリンダ42の断面と、ロッド10との位置関係を示している。
図7(a2)、(b2)、(c2)、(d2)及び図8(e2)、(f2)、(g2)、(h2)は、円筒状の突起12,13の中心を通る指示面でのドライブ継手20の断面と、突起12,13との位置関係を示している。例えば、図7(a2)は、図6の(C)のC−Cで指示した位置でのドライブ継手20の断面と、突起12,13との位置関係を示している。
先ず、ロッド10が進退範囲の最前端部に位置した状態を初期位置にすると、この初期位置では、図1及び図7(a1〜a3)に示すように、突起12,13が略水平な状態で傾斜長孔21,22の長手方向の途中に位置している。また、この初期位置において、ポンプ部40は、シリンダ42内面と切欠部11等で囲まれる空間を閉鎖しており、流体を吸い込んでいない(図7(a1)参照)。
Next, the characteristic effect of the
7 (a1), (b1), (c1), (d1) and FIGS. 8 (e1), (f1), (g1), and (h1) are positions indicated by BB in FIG. 6 (C). The cross section of the
7 (a2), (b2), (c2), (d2) and FIGS. 8 (e2), (f2), (g2), (h2) are indication surfaces passing through the centers of the
First, when the state where the
前記初期状態からドライブ継手20が、一方向へ回転すると、ドライブ継手20の中心軸とロッド10の中心軸が偏心しているため、突起12,13が、回転する傾斜長孔21,22に沿って斜め後方へ移動する。
すなわち、ドライブ継手20を回転させると、突起12,13が、ロッド10とドライブ継手20との偏心量sを維持しようとする方向へ、傾斜長孔21,22内を滑る。このため、ロッド10は、回転しながら軸方向の一方へ移動することになる。
When the drive joint 20 rotates in one direction from the initial state, the central axis of the drive joint 20 and the central axis of the
That is, when the drive joint 20 is rotated, the
そして、図7(b1〜b3)に示すように、ロッド10が初期状態から約45度回転した状態では、突起12,13が、傾斜長孔21,22の長手方向の途中に位置する。この位置において、ポンプ部40は、シリンダ42内面、切欠部11及びロッド10前端面等で囲まれる空間を吸込み口40aに連通し、該空間に流体が流入し、吸込み工程を開始する。
7 (b1 to b3), when the
ドライブ継手20が一方向へ更に回転すると、突起12,13も回転する傾斜長孔21,22に沿って斜め後方へ更に移動する。そして、図7(c1〜c3)に示すように初期位置から約90度回転した状態では、突起12,13が、傾斜長孔21,22の長手方向の略中央に位置する。この位置において、ポンプ部40は、シリンダ42内面、切欠部11及びロッド10前端面等で囲まれる空間を、ロッド10の軸方向後方へ拡大し、該空間に流体をさらに吸い込ませる。
When the drive joint 20 further rotates in one direction, the
引き続き、ドライブ継手20が一方向へさらに回転すると、突起12,13も傾斜長孔21,22に沿って斜め後方へ更に移動する。そして、図7(d1〜d3)に示すように初期位置から約135度回転した状態では、突起12,13が、傾斜長孔21,22における長手方向の最後端部寄りの途中部分に位置する。この位置において、ポンプ部40は、シリンダ42内面、切欠部11及びロッド10前端面等で囲まれる空間を、ロッド10の軸方向後方へさらに拡大し、該空間に流体を更に吸い込ませる。
Subsequently, when the drive joint 20 further rotates in one direction, the
引き続き、ドライブ継手20が一方向へさらに回転すると、突起12,13も回転する傾斜長孔21,22に沿って斜め後方へ更に移動する。そして、図8(e1〜e3)に示すように初期位置から約180度回転した状態では、突起12,13が、傾斜長孔21,22の長手方向の略最後端部に位置し、ロッド10の後方へのストロークが最大になる。この180度位置において、ポンプ部40は、シリンダ42内面、切欠部11及びロッド10前端面等で囲まれる空間を密閉する(図8(e1)参照)。
Subsequently, when the drive joint 20 further rotates in one direction, the
また、ドライブ継手20の初期位置からの回転量が180を超えると、斜め後方へ移動していた突起12,13が、回転する傾斜長孔21,22に沿って逆方向(斜め前方)へ移動し始める。そして、この回転及び斜め前方への移動に伴い、ポンプ部40は、シリンダ42内面、切欠部11及びロッド10前端面等で囲まれる空間を吐出口40bに連通し、該空間の流体を吐出口40bから外部へ吐出する吐出工程を開始する(図8(f1〜f3)参照)。
When the amount of rotation of the drive joint 20 from the initial position exceeds 180, the
引き続き、ドライブ継手20の回転量がさらに進むと、突起12,13が、回転する傾斜長孔21,22に沿って斜め前方へ更に移動する。この回転及び斜め前方への移動に伴い、ポンプ部40は、シリンダ42内面、切欠部11及びロッド10前端面等で囲まれる空間を狭め、該空間内の流体を吐出口40bから外部へ更に吐出する(図8(g1〜g3,h1〜h3)参照)。
Subsequently, when the rotation amount of the drive joint 20 further advances, the
そして、ドライブ継手20の回転量が360度になると、上記初期位置(図7(a1〜a3))に戻り、吐出工程を終える。
よって、回転駆動源30によるドライブ継手20の回転が継続すると、ロッド10は、回転運動するとともに、その回転量が180度を超える毎に、進退方向を変換させる往復運動を繰り返し、これらの運動によりポンプ部40による吸込み工程と吐出工程も繰り返される。
When the rotation amount of the drive joint 20 reaches 360 degrees, the drive joint 20 returns to the initial position (FIG. 7 (a1 to a3)), and the discharge process is completed.
Therefore, when the rotation of the drive joint 20 by the rotation drive
次に、上記構成のポンプ1について、偏心量(オフセット)sの大きさと、傾斜長孔21,22の傾斜角度を変化させた場合に、ロッド10の最大ストロークがどのように変化するのかを、コンピュータでシミュレーションした結果について説明する(図9参照)。
図9のグラフ中、横軸は、ロッド10の中心軸とドライブ継手20の中心軸との偏心量sを示し、縦軸は、ロッド10の最大ストロークを示す。
また、丸印は、傾斜長孔21,22の周方向に対する傾斜角度が30度の場合を示し、四角印は、同傾斜角度が45度の場合を示し、丸印は、同傾斜角度が60度の場合を示す。
このグラフより、ロッド10とドライブ継手20の偏心量sが大きいほど、最大ストロークが大きくなるものといえる。また、傾斜長孔21,22の傾斜角度が大きいほど、最大ストロークが大きくなるものといえる。
また、同グラフより、ロッド10とドライブ継手20の偏心量sが0の場合には、最大ストロークも0になることがわかる。
Next, how the maximum stroke of the
In the graph of FIG. 9, the horizontal axis indicates the amount of eccentricity s between the central axis of the
Further, a circle mark indicates a case where the inclination angle of the inclined
From this graph, it can be said that the maximum stroke increases as the eccentric amount s between the
Further, it can be seen from the graph that when the eccentric amount s of the
よって、本実施例のポンプ1によれば、ロッド10を滑らかに回転運動させながら往復運動させることができ、これらの運動に伴ってポンプ部40の吸込み工程と吐出工程とを繰り返すことができる。
しかも、ドライブ継手に対し傾斜するプランジャに動力を伝達するようにした従来構造とは異なり、ロッド10とドライブ継手20とが平行な状態で動力を伝達するようにしているため、振動及び各部の摩擦抵抗等を顕著に減少させることができ、これらの結果として、各摺動部分の摩耗を低減し、当該ポンプ1の寿命を比較的長くすることができる。
また、ロッド10の最大ストロークを、偏心量sの調整及び/又は傾斜長孔21,22の傾斜角度の調整により、容易に変更することができる。
Therefore, according to the
In addition, unlike the conventional structure in which power is transmitted to the plunger that is inclined with respect to the drive joint, the power is transmitted in a state where the
Further, the maximum stroke of the
なお、上記実施例によれば、ロッド10の後端側を凸部とするとともに、ドライブ継手20の前端側を凹部として、これらロッド10とドライブ継手20を凹凸状に嵌め合わせるようにしたが、他例としては、その凹凸関係を逆にすることも可能である。すなわち、この他例では、ロッド10の後端側を筒状に形成するとともにドライブ継手20の前端側を軸状に形成し、ロッド10の周壁に傾斜長孔21,22を設け、ドライブ継手20の外周部に突起12,13を設ける。そして、ロッド10とドライブ継手20を前後に凹凸状に嵌め合わせるとともに、ロッド10周壁の傾斜長孔21,22に、ドライブ継手20外周部の突起12,13を嵌め合わせる。
In addition, according to the said Example, while making the rear-end side of the
また、上記実施例によれば、ロッド10の外周面に突起12,13を設け、ドライブ継手20の周壁に傾斜長孔21,22を設けたが、他例としては、ドライブ継手20の内周面に径内方向へ突出する突起を設け、ロッド10の外周面に前記突起を挿入して案内可能な傾斜長孔を設けて、これら突起と傾斜長孔を嵌め合わせた構造とすることも可能である。
Further, according to the above embodiment, the
また、上記実施例によれば、ポンプ部40をプランジャポンプとして構成したが、ポンプ部40の他例としては、ロッド10の回転及び往復動を利用した図示例以外の態様のポンプとすることも可能である。
Moreover, according to the said Example, although the
また、上記実施例によれば、ロッド10をドライブ継手20に対し吐出口40b方向へ偏心させたが、他例としては、ロッド10をドライブ継手20に対し、吸込み口40a方向や、流体搬送方向に対する交差方向等、他の方向に偏心させた態様とすることが可能である。
Moreover, according to the said Example, although the
また、上記実施例のポンプ1からポンプ部40及び切欠部11等を省き、ロッド10を回転させながら往復動させる回転往復動装置を構成することも可能である。この回転往復動装置は、ロボットや医療機械等、あらゆる産業機器のアクチュエータとして有効に利用することができる。
Moreover, it is also possible to constitute a rotary reciprocating device that reciprocates while rotating the
1:ポンプ
10:ロッド(プランジャ)
11:切欠部
12,13:突起
20:ドライブ継手
21,22:傾斜長孔
30:回転駆動源
40:ポンプ部
40a:吸込み口
40b:吐出口
41:ポンプケース
42:シリンダ
1: Pump 10: Rod (plunger)
DESCRIPTION OF SYMBOLS 11:
Claims (4)
前記ロッドを前記ドライブ継手に対し偏心した位置で平行するように配置し、前記凹凸状に嵌り合う部分において前記ロッドと前記ドライブ継手とのうちの一方に径方向へ延びる突起を設け、他方には前記突起に嵌り合うとともに軸方向に対し傾斜して延びる傾斜長孔を設けてなり、
ドライブ継手を回転させることにより前記突起が前記傾斜長孔に沿って往復動し、この往復動に伴って前記ロッドが回転しながら軸方向へ往復動するようにしたことを特徴とするポンプ。 A rod supported to reciprocate in the axial direction while rotating; and a drive joint that fits in an irregular shape from one side in the axial direction to the rod and transmits a rotational force, and rotates and reciprocates the rod. A pump that discharges fluid flowing into the suction port by movement from the discharge port,
The rod is arranged so as to be parallel at an eccentric position with respect to the drive joint, and a protrusion extending in the radial direction is provided on one of the rod and the drive joint at the portion fitting in the uneven shape, and the other is provided on the other It is provided with an inclined elongated hole that fits on the protrusion and extends inclined with respect to the axial direction,
A pump characterized in that by rotating a drive joint, the protrusion reciprocates along the inclined elongated hole, and the rod reciprocates in the axial direction while rotating along with the reciprocation.
二つの前記傾斜長孔は、前記ドライブ継手の径方向から視て重なり合うように設けられていることを特徴とする請求項1記載のポンプ。 The protrusion and the inclined long hole are respectively provided on both sides in the radial direction,
The pump according to claim 1, wherein the two inclined long holes are provided so as to overlap each other when viewed from a radial direction of the drive joint.
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