CN101644257A - 可变容量叶片泵 - Google Patents

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Abstract

一种可变容量叶片泵(100)，其具有泵壳体(10)，该泵壳体具有高负荷支持部(10a)，当叶片泵(100)运转时，比施加在其它部分上的负荷大的负荷施加在该高负荷支持部(10a)上。用于改变叶片泵(100)的容量的控制阀(21)被设置在一体地形成在泵壳体(10)中的阀壳体(28)中。通过将阀壳体(28)配置于泵壳体(10)的相对于叶片泵(100)的旋转轴线与高负荷支持部(10a)相同的一侧，能够加强高负荷支持部(10a)，而不增大叶片泵(10)的尺寸。

Description

可变容量叶片泵
技术领域
本发明涉及一种例如作为油压源安装在车辆上的可变容量叶片泵。
背景技术
安装在车辆上的液压源例如由可变容量叶片泵构成。
日本专利局于2004年公布的特开2004-150442A号公报公开了这种类型的可变容量叶片泵。这种现有技术的可变容量叶片泵包括控制用于改变泵腔容量的液压的控制阀。控制阀被收纳在一体地形成在泵壳体中的阀壳体中。
泵壳体包括包围收缩泵腔的高负荷支持部和包围膨胀泵腔(enlarging pump chamber)的低负荷支持部。控制阀壳体形成在低负荷支持部。
发明内容
当可变容量叶片泵运转时，高负荷支持部承受对应于收缩泵腔中的高压的高负荷。经由面对泵腔的凸轮环和将凸轮环支撑在泵壳体上的销将负荷从泵腔传递至高负荷支持部。如果该高负荷变得过大，则泵壳体可能产生振动或噪音。
为了防止在泵壳体中产生振动或噪音，高负荷支持部必须被加强，以具有对抗从高压泵腔施加的高负荷的足够刚性。加强高负荷支持部一般通过增大高负荷支持部的壁厚度来实现，但是不可避免地会导致可变容量叶片泵的尺寸增大。
因此，本发明的目的是加强可变容量叶片泵的泵壳体的高负荷支持部，而不增大尺寸。
为了实现上述目的，本发明提供了一种具有旋转轴线的可变容量叶片泵，该可变容量叶片泵包括：泵壳体，其包括高负荷支持部，当所述叶片泵操作时，向高负荷支持部施加的负荷比向其他部分施加的负荷大；控制阀，其调节供给至叶片泵的压力，用于改变叶片泵的容量；以及阀壳体，其在所述高负荷支持部相对于旋转轴线的相同侧形成于泵壳体，以收纳控制阀。
本发明的细节以及其他特征和优点在说明书的剩余部分说明，并且在附图中示出。
附图说明
图1是根据本发明的可变容量叶片泵的横截面图。
图2是沿着图1的线II-II截取的可变容量叶片泵的纵截面图。
图3是根据现有技术的可变容量叶片泵的横截面图。
具体实施例
在说明根据本发明的可变容量叶片泵之前，将说明根据现有技术的可变容量叶片泵1000。
参考图3，根据现有技术的可变容量叶片泵1000包括收纳在凸轮环4中的转子2。转子2形成为具有中心轴线的圆筒形状。通过动力源经由驱动轴1驱动转子2，并且转子2绕中心轴线旋转。转子2的中心轴线也被称为可变容量叶片泵1000的旋转轴线。
转子2设有多个叶片3，叶片3以等角间隔的方式设置在转子2的外周。各叶片3从转子2的外周朝着凸轮环4沿径向突出，并且各个叶片3的突出顶端与凸轮环4的内周接触。
由此通过叶片3和转子2在凸轮环4中形成多个泵腔7。
泵腔7的两个轴向端分别由固定在泵壳体10中的端板闭合。一个端板设有吸入口15和排出口16。
由于凸轮环4的位置相对于转子2偏心，因此根据转子2的旋转位置，叶片3在凸轮环4中伸长和收缩，并且相应地，通过叶片3划定界限的泵腔7膨胀和收缩。
图中，当转子2沿着箭头指示的方向旋转时，位于转子2的上半部的外周的泵腔7收缩，同时位于转子2的下半部的外周的泵腔7膨胀。
吸入口15贯通端板形成为面对膨胀的泵腔7，以及排出口16贯通端板形成为面对收缩的泵腔7。随着转子2旋转，膨胀的泵腔7朝着收缩的泵腔7变化，同时收缩的泵腔7朝着膨胀的泵腔7变化。换言之，随着转子2旋转360度，泵腔7相继地经历膨胀和收缩。伴随着该动作，叶片泵1000通过吸入口15将工作油吸入膨胀的泵腔7，在收缩的泵腔7中对工作油加压，然后通过排出口16将工作油从收缩的泵腔7中排出。
在下面的说明中，收缩的泵腔7还被称为高压泵腔7，膨胀的泵腔7还被称为低压泵腔7。
凸轮环4被支撑在环形连接器(adapter)11中，该环形连接器被安装至泵壳体10的内周。凸轮环4与平行于转子2的中心轴线设置的销13接合。环形连接器11和凸轮环4均设有平行于转子2的中心轴线延伸的槽。该槽形成在环形连接器11和凸轮环4的冠部(crown part)，且彼此面对，销13被安装在这些槽中。凸轮环4的外周在与销13相反的点处接触环形连接器11的内周。在该接触点处，设有密封构件14。
通过改变凸轮环4相对于转子2的相对位置，换言之，改变凸轮环4相对于转子2的偏心度，泵腔7的容量差增大或减小，因此改变叶片泵1000的排出流率或容量。
为了改变凸轮环4相对于转子2的相对位置，第一工作腔31和第二工作腔32形成于泵壳体10中且在凸轮环4的外侧。工作腔31和32通过销13和密封构件14被彼此分开。
叶片泵1000进一步包括弹簧41，该弹簧沿使第一工作腔31收缩并同时使第二工作腔32膨胀的方向对凸轮环4施力，或换言之，沿图中朝左的方向对凸轮环4施力。弹簧41由被旋入泵壳体10中的塞子46支撑。图中凸轮环4的位置为凸轮环4相对于转子2的偏心度最大并且叶片泵1000的容量最大的位置。
通过增大第一工作腔31中的压力，凸轮环克服弹簧41的施力朝图中右方移动，并且叶片泵1000的容量降低。
在低压泵腔7的下方、泵壳体10的底部设置控制阀21。控制阀21包括阀柱(spool)22，该阀柱被收纳在形成于泵壳体10中的阀孔29中。阀孔29由被旋入泵壳体10中的塞子23闭合。
弹簧26被夹设在阀柱22和塞子23之间，以朝着阀孔29的底部29a对阀柱22施力。阀柱22的两端面承受油压，并且通过增大作用在阀柱22的左端面上的油压，阀柱22克服弹簧26的施力朝图中右方移动。
从设置在叶片泵1000的排出通路中的节流孔(orifice)的下游侧引入作用在阀柱22的右端面上的油压。从排出通路中的节流孔的上游侧引入作用在阀柱22的左端面上的油压。
当转子2以低速旋转时，节流孔的上游侧和下游侧之间的压力差小，因此阀柱22停留在图中示出的左端面接触阀孔29的底部29a的位置。在这种状态下，如上所述，叶片泵1000维持最大容量，从而满足所需的排出流率。
随着叶片泵1000的排出流率增大到超过预定流率，节流孔的上游侧和下游侧之间的压力差超过预定的压力差，阀柱22开始克服弹簧26的施力朝图中右方移动。
控制阀21被构造为在阀柱22朝图中右方移动的状态下，吸入口15被连接至第二工作腔32，而将第一工作腔31连接至排出口16。结果，凸轮环4克服弹簧41的作用朝右移动，叶片泵1000的容量减小，从而防止叶片泵1000的排出流率过大。
在该叶片泵1000中，阀孔29以与转子2的中心轴线垂直的方式被设置在泵壳体10的底部10b且在低压泵腔7的外侧。泵壳体10的包围阀孔29的部分被称为阀壳体28。
低压泵腔7中的压力经由凸轮环4和环形连接器11被传递至形成有阀壳体28的泵壳体10的下部。高压泵腔7中的压力经由凸轮环4、销13和环形连接器11传递至泵壳体10的上部。
因此，当叶片泵1000操作时，泵壳体10的上部承受高负荷。该部分被称为高负荷支持部10a，而泵壳体10的下部被称为低负荷支持部10b。
为了确保高负荷支持部10a的结构强度，必须使该部分的壁厚度较厚。结果，泵壳体10的尺寸不可避免地增大。
本发明的要旨在于在不增大可变容量叶片泵的尺寸的前提下加强泵壳体的高负荷支持部。
现在参考图1和2，将说明根据本发明的可变容量叶片泵100。
与现有技术的叶片泵1000的部件具有相同结构的叶片泵100的部件利用相同的部件附图标记指示，并且这里省略对它们的说明。
参考图2，叶片泵100的泵壳体10具有泵孔(pump bore)18，该泵孔18为具有底部10e的圆柱形状。泵孔18的开口由泵盖5闭合。
参考图1，在泵壳体10中形成四个螺栓孔10f。穿过泵盖5的四个螺栓19分别被旋入螺栓孔10f。
再参考图2，转子2、凸轮环4和环形连接器11被收容在固定在泵孔18中的一对端板6和8之间的泵孔18中。具有圆弧形状的吸入口15贯通端板6而形成，并且工作油经由该吸入口15被吸入低压泵腔7。具有圆弧形状的排出口16贯通端板6而形成，并且在高压泵腔7中受压的工作油经由该排出口16从高压泵腔7排出。
泵壳体10包括高负荷支持部10a、低负荷支持部10b、一对侧壁部10c、10d和形成泵孔18的底的底部10e。
控制阀21的阀壳体28形成于泵壳体10且相对于转子2的中心轴线或叶片泵100的旋转轴线位于与高负荷支持部10a相同的一侧。阀孔29形成在阀壳体28中，并且如同现有技术的叶片泵1000的情况那样，阀柱22被收纳在阀孔29中。泵腔7由转子2、叶片3、凸轮环4和一对端板6和8来划定界限。泵腔7沿着转子2的中心轴线方向的长度与转子2和凸轮环4的长度相等，如图2中所示。
阀壳体28一体地形成在泵壳体10的高负荷支持部10a，且在沿转子2的中心轴线的方向从高压泵腔7偏离的位置处垂直于转子2的中心轴线。该偏离位置邻近泵壳体10的底部10e。
一对加强肋24和25形成于泵壳体10的顶部，作为高负荷支持部10a的一部分。各个加强肋24和25形成为圆筒形状。加强肋24和25以与转子2的中心轴线平行的方式彼此相邻设置。加强肋24和25向上凸起，但是它们的高度不高于阀壳体28的高度。
第一流体通道33贯通加强肋24而形成，以及第二流体通道34贯通加强肋25而形成。第一流体通道33连接控制阀21和第一工作腔31。第二流体通道34连接控制阀21和第二工作腔32。第一流体通道33和第二流体通道34穿透泵壳体10的其它部分、泵盖5和侧板8，以建立这些连接。
凸轮环4根据第一工作腔31和第二工作腔32之间的压力差而移位。应该注意的是，在该叶片泵100中，省略了图3中的对凸轮环4施力的弹簧41。
还在该叶片泵100中，高压泵腔7中的压力经由凸轮环4、销13和环形连接器11在高负荷支持部10a上施加高负荷。
由于高负荷支持部10a在该叶片泵100中由加强肋24和25加强，因此，高负荷被高负荷支持部10a坚固地支持，而不产生振动或噪音。
由于加强肋24和25如高负荷支持部10a那样被设置在泵壳体10的相对于转子2的中心轴线与阀壳体28相同的一侧，并且加强肋24和25的高度不超过控制阀21的阀壳体28的高度，因此可以实现高负荷支持部10a的加强，而不增大叶片泵100的整体高度。
分别贯通加强肋24和25形成的流体通路33和34还有助于抑制叶片泵100的整体尺寸。
根据该可变容量叶片泵100，与现有技术的可变容量叶片泵1000的情况不同，控制阀21的阀壳体28不形成在低压支持部10b，因此可以使低压支持部10b制造得更薄。
通过引用的方式将于2008年8月8日提交的日本特愿2008-205258号公报的内容包含在此。尽管上面参考某一实施例已经对本发明进行了说明，但是本发明不局限于上面所述的实施例。在权利要求的范围内，本领域的普通技术人员可以对上面所述的实施例进行各种修改和变更。
例如，根据上面所述的实施例，阀壳体28形成于沿转子2的中心轴线方向从高压泵腔7偏离的位置处，从而将加强肋24和25设置在高压泵腔7的上方。然而，本发明可以实现为将阀壳体28直接形成在高压泵腔7的上方。在这种情况下，泵壳体10的高负荷支持部10a由阀壳体28直接加强。
可变容量叶片泵100可以处理除了工作油之外的任何非压缩性流体。
所要求的排他性或特权的本发明的实施例在随附的权利要求中限定。

Claims (9)

1.一种可变容量叶片泵(100)，其具有旋转轴线，该可变容量叶片泵包括：
泵壳体(10)，其包括高负荷支持部(10a)，当所述叶片泵(100)运转时，向所述高负荷支持部施加比向其他部分施加的负荷大的较高负荷；
控制阀(21)，其调节供给至所述叶片泵(100)的压力，所述压力用于改变所述叶片泵的容量；以及
阀壳体(28)，其形成于所述泵壳体(10)且相对于所述旋转轴线位于与所述高负荷支持部(10a)相同的一侧，以收纳所述控制阀(21)。
2.根据权利要求1所述的可变容量叶片泵(100)，其特征在于，该可变容量叶片泵还包括：
转子(2)，其被收纳在所述泵壳体(10)中，所述转子(2)具有对应于所述旋转轴线的中心轴线和从所述转子的外周沿径向突出的多个叶片(3)，各叶片(3)均具有突出顶端；以及
凸轮环(4)，其被支撑于所述泵壳体(10)中且在相对于所述转子偏心的位置包围所述转子(2)，并且接触所述叶片(3)的所述突出顶端，从而形成由所述叶片(3)划定界限的泵腔(7)，所述泵腔(7)包括与所述转子(2)绕所述中心轴线的旋转位置有关而限定的高压泵腔和低压泵腔；
其中，所述较高负荷源自于所述高压泵腔中的压力。
3.根据权利要求2所述的可变容量叶片泵(100)，其特征在于，所述转子(2)形成为具有端面的圆筒体，所述叶片泵(100)还包括以面对所述转子(2)的所述端面的方式固定在所述泵壳体(10)中的端板(6)，所述端板(6)具有面对所述高压泵腔的排出口(16)，所述阀壳体(28)形成在沿所述转子(2)的所述中心轴线从所述高压泵腔偏离的位置处。
4.根据权利要求3所述的可变容量叶片泵(100)，其特征在于，所述控制阀(21)包括具有轴线的阀柱状的阀体(22)，所述阀壳体(28)被形成为使得所述控制阀(21)的所述轴线与所述转子(2)的所述中心轴线垂直。
5.根据权利要求4所述的可变容量叶片泵(100)，其特征在于，所述泵壳体(10)还包括第一加强肋(24)，所述第一加强肋与所述转子(2)的所述中心轴线平行地形成在所述高负荷支持部(10a)的外周。
6.根据权利要求5所述的可变容量叶片泵(100)，其特征在于，所述泵壳体(10)还包括第一工作腔(31)，所述第一工作腔将从所述控制阀(21)供给的压力施加在所述凸轮环(4)上，以通过改变所述凸轮环(4)相对于所述转子(2)的偏心度来改变所述叶片泵(100)的容量，连接所述第一工作腔(31)和所述控制阀(21)的通道(33)贯通所述第一加强肋(24)而形成。
7.根据权利要求6所述的可变容量叶片泵(100)，其特征在于，所述泵壳体(10)还包括：第二工作腔(32)，其将从所述控制阀(21)供给的压力在与所述第一工作腔(31)的施加方向相反的方向施加在所述凸轮环(4)上；以及第二加强肋(25)，其与所述第一加强肋(24)平行地形成于所述高负荷支持部(10a)的外周，连接所述第二工作腔(32)和所述控制阀(21)的通道(34)贯通所述第二加强肋(25)而形成。
8.根据权利要求7所述的可变容量叶片泵(100)，其特征在于，所述凸轮环(4)经由平行于所述转子(2)的所述中心轴线设置的销(13)被支撑于所述泵壳体(10)中，所述销(13)与所述泵壳体(10)的内周和所述凸轮环(4)的外周接合，所述凸轮环(4)在其外周的与所述销(13)相反的一侧经由密封构件(14)接触所述泵壳体(10)的内周，所述第一工作腔(31)和所述第二工作腔(32)由所述凸轮环(4)的所述外周、所述销(13)和所述密封构件(14)在所述泵壳体(10)中划定界限。
9.根据权利要求3至7中的任一项所述的可变容量叶片泵(100)，其特征在于，所述端板(6)还具有面对所述低压泵腔的吸入口(15)。
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