CN103842656B - 叶片泵 - Google Patents

Abstract

提供一种叶片泵，该叶片泵能够使分别在用于设置转子的叶片环的一侧与相反侧产生的流体压力分布均等。叶片泵具备：转子；狭缝，其呈放射状形成于转子；叶片，其以能够滑动的方式从狭缝突出；叶片背压室，其被划分形成在叶片的基端部与狭缝之间；定子，其与叶片的顶端部滑动接触；泵室，其被划分形成在定子和与转子相邻的叶片之间；叶片环，其与叶片的基端部相对；叶片环收纳室，狭缝的一端开口于该叶片环收纳室，该叶片环收纳室用于收纳叶片环；以及叶片环相反侧压力室，狭缝的另一端开口于该叶片环相反侧压力室，该叶片环相反侧压力室使流体压力沿向叶片环侧按压转子的方向作用。

Description

叶片泵

技术领域

本发明涉及一种作为流体压供给源使用的叶片泵。

背景技术

叶片泵具有收纳于转子的放射状的狭缝中的多个叶片。各叶片在按压叶片的基端部的叶片背压室的油压力和伴随着转子的旋转而作用于叶片的离心力的作用下被向从狭缝突出的方向推压，叶片的顶端部与定子的内周凸轮面滑动接触。与内周凸轮面滑动接触的叶片伴随着转子的旋转而沿着狭缝往复移动，由此泵室扩张、收缩。在泵室中被加压的工作油从开设于侧板的排出孔排出到叶片泵内的排出压室，从排出压室向油压设备供给。

在这样的叶片泵中，当转子的旋转停止时，位于转子的上部的叶片在重力的作用下朝向狭缝的里侧下降，因此，在再次使转子旋转的起动时，叶片从狭缝突出的动作延迟，存在泵排出压力上升缓慢的可能性。

因此，JP2004－360473A公开了一种具备从侧板向转子的轴向突出的叶片环的叶片泵。由于叶片环在转子的旋转停止时将叶片的基端部卡止，因此能够预先保持使叶片从狭缝强制突出的状态。

上述叶片泵具备：叶片环收纳槽，其开设于转子的一个端面（侧表面）且用于收纳叶片环；以及多个油积存用凹部，其开设于转子的另一个端面且间歇地引导泵排出压力。由此，分别向叶片环收纳槽与各油积存用凹部供给泵排出油，因此在转子与侧板之间的间隙形成油膜，防止滑动接触所导致的烧伤。

但是，在上述叶片泵中，在转子的端面，狭缝的开口部与油积存用凹部之间相互分隔，因此借助叶片往复移动使叶片背压室扩张、收缩的动作，各油积存用凹部与叶片环收纳槽之间的压力分布成为不同的值。因此，转子被按压于侧板，转子的滑动阻力增大，存在油膜被切断而产生烧伤的可能性。

发明内容

本发明的目的在于提供一种叶片泵，该叶片泵能够使分别在用于设置转子的叶片环的一侧与相反侧产生的流体压力分布变均衡。

根据本发明的某方式，提供一种作为流体压供给源而使用的叶片泵，该叶片泵具备：转子，其被旋转驱动；多个狭缝，其呈放射状形成于转子；多个叶片，其以能够滑动的方式从狭缝突出；叶片背压室，其被划分形成在叶片的基端部与狭缝之间；定子，伴随着转子的旋转，叶片的顶端部与该定子滑动接触；泵室，其在定子和与转子相邻的叶片之间被划分形成；叶片环，其与叶片的基端部相对；叶片环收纳室，狭缝的一端开口于该叶片环收纳室，该叶片环收纳室用于收纳叶片环；以及叶片环相反侧压力室，狭缝的另一端开口于该叶片环相反侧压力室，该叶片环相反侧压力室使流体压力沿向叶片环侧按压转子的方向作用。

以下，参照附图对本发明的实施方式、本发明的优点进行详细说明。

附图说明

图1是本发明的第1实施方式的叶片泵的剖视图。

图2是表示叶片泵的通路的背视图。

图3A是从前方观察转子时的立体图。

图3B是从前方观察装配有叶片环的转子时的立体图。

图4是转子等的剖视图。

图5是从后方观察到的转子的立体图。

图6是表示叶片泵的内部的背视图。

图7是从后方观察到的本发明的第2实施方式的叶片泵的转子的立体图。

图8是转子的背视图。

具体实施方式

以下，根据附图对本发明的实施方式进行说明。

首先，对第1实施方式进行说明。

图1是本实施方式的叶片泵的剖视图，图2是表示叶片泵的通路的背视图。叶片泵1作为例如动力转向装置、变速机等安装于车辆的油压设备14的油压供给源而使用。

叶片泵1使用工作油（油）作为工作流体，但也可以使用例如水溶性替代液等工作液代替工作油。

叶片泵1具备作为旋转轴的驱动轴9。向驱动轴9的端部传递发动机或者电动机等（未图示）的动力。伴随着驱动轴9的旋转，连结于驱动轴9的转子2沿图2的箭头所示的方向旋转。

驱动轴9以旋转自如的方式支承于泵体10与泵盖50。在泵体10形成泵收纳凹部10a。在泵收纳凹部10a容纳转子2、定子4、主体侧侧板30、盖侧侧板40等。泵盖50被紧固于泵体10，利用该泵盖50对泵收纳凹部10a进行密封。

在泵收纳凹部10a的底部与主体侧侧板30之间划分形成有排出压室（高压室）18。主体侧侧板30在被引导至排出压室18的泵排出压力的作用下被按压于定子4的后侧（图1中的左侧）的端面。由此，定子4的前侧（图1中的右侧）的端面被按压于盖侧侧板40，此外，盖侧侧板40的前侧的端面被按压于泵盖50。

叶片泵1具备：多个叶片3，其设置为在转子2的径向上往复移动自如；以及定子4，其用于收纳转子2和叶片3。当转子2旋转时，叶片3的顶端部与定子4的内周凸轮面4a滑动接触。

多个狭缝5以该多个狭缝5之间隔开恒定的间隔呈放射状形成于转子2。狭缝5在转子2的外周面2a具有开口部。叶片3呈大致矩形的平板形状，以滑动自如的方式插入到狭缝5。

在定子4的内部，利用转子2的外周面2a、定子4的内周凸轮面4a以及相邻的叶片3划分形成多个泵室7。

定子4是内周凸轮面4a呈大致长圆形状的环状的部件。因此，伴随着转子2旋转一周，追随于内周凸轮面4a的各叶片3往复移动两次。

如图2所示，在叶片泵1设置叶片3进行第一次往复移动的第一吸入区域以及第一排出区域、叶片3进行第二次往复移动的第二吸入区域以及第二排出区域。泵室7在第一吸入区域扩张，在第一排出区域收缩，在第二吸入区域扩张，在第二排出区域收缩。

这样，叶片泵1具有两个吸入区域以及两个排出区域，但并不局限于此，也可以是具有一个或者三个以上吸入区域以及一个或者三个以上排出区域的结构。

在转子2与主体侧侧板30滑动接触的端面39、与盖侧侧板40滑动接触的端面49（参照图4），在第一吸入区域分别开设第一吸入端口31、41，在第二吸入区域分别开设第二吸入端口32、42。

在泵盖50的与盖侧侧板40相对的面形成吸入压室51。吸入压室51经由吸入通路11与油箱12连通，并且吸入压室51与第一吸入端口31、41和第二吸入端口32、42连通。

在叶片泵1工作时，油箱12内的工作流体如图1中箭头所示那样依次通过吸入通路11、吸入压室51、第一吸入端口31、41以及第二吸入端口32、42供给至泵室7。

第一排出孔43在主体侧侧板30的转子2所滑动接触的端面的第一排出区域开口，第二排出孔44在第二排出区域开口。

第一排出孔43以及第二排出孔44分别在泵体10与主体侧侧板30之间划分形成的排出压室18开口。排出压室18经由排出通路13与油压机器（流体压供给目标）14连通。

在叶片泵1工作时，从泵室7排出的加压工作流体依次通过第一排出孔43以及第二排出孔44、排出压室18、排出通路13并供给至油压设备14。从油压设备14排出的工作流体通过返回通路15而返回至油箱12。

在狭缝5的里侧，且是与叶片3的基端部之间划分出叶片背压室6。

在主体侧侧板30的转子2所滑动接触的端面39（参照图4）形成两个背压端口33。各背压端口33呈以转子2的旋转轴作为中心的圆弧状并列延伸，分别与第一吸入区域、第二吸入区域的叶片背压室6连通。在第一排出区域、第二排出区域没有设置背压端口。

在主体侧侧板30形成多个使排出压室18与各背压端口33连通的排出压导入通孔34。由此，在叶片泵1工作时，伴随着转子2的旋转，各叶片背压室6间歇地与背压端口33连通，产生于排出压室18的泵排出压力从各排出压导入通孔34通过背压端口33引导至各叶片背压室6。在该泵排出压力的作用下向从狭缝5突出的方向推压叶片3。

在叶片泵1工作时，叶片3在按压其基端部的叶片背压室6的流体压力和伴随着转子2的旋转而作用的离心力的作用下被向从狭缝5突出的方向推压，其顶端部与定子4的内周凸轮面4a滑动接触。由于伴随着转子2的旋转而与内周凸轮面4a滑动接触的叶片3往复移动，因此泵室7扩张、收缩，在泵室7中被加压了的工作流体从排出孔43、排出孔44排出到排出压室18。

叶片泵1具备从盖侧侧板40向转子2的内侧突出的叶片环61。叶片环61的外周面61a与叶片3的基端部相对，且该叶片环61在转子2的旋转停止时对叶片3的下降进行卡止。当转子2的旋转停止时，位于转子2的上部的叶片3欲在重力作用下向狭缝5的里侧下降，但叶片3的基端部与叶片环61的外周面61a抵接，从而叶片3的下降被卡止。

叶片环61的外周面61a呈与定子4的内周凸轮面4a大致相似的形状（大致长圆形状）。因此，转子2的径向上的内周凸轮面4a与外周面61a之间的距离在整周上大致恒定。当转子2的旋转开始时，叶片3的基端部沿着叶片环61的外周面61a滑动接触，因此叶片3即便在旋转初始也强制地从狭缝5突出。

叶片环61利用独立于盖侧侧板40的其他部件形成，并紧固于盖侧侧板40。此外，也可以是叶片环61与盖侧侧板40一体地形成。

另外，叶片环61不限定于环状（圈状），既可以利用多个引导构件构成，也可以利用与盖侧侧板40一体地形成的多个凸部构成。

图3A是表示转子2的前侧（图1中的右侧）的立体图。图3B是表示在转子2装配有叶片环61的状态的立体图。在转子2的盖侧端面21形成用于收纳叶片环61的叶片环收纳槽22。圆环状的叶片环收纳槽22与转子2的旋转中心轴形成为同心状。

在叶片环收纳槽22开设狭缝5的里部。收纳于狭缝5的叶片3的基端部以能够与叶片环61的外周面61a抵接的方式与该外周面61a相对。

当转子2的旋转停止状态持续时，位于转子2的上部的第二吸入区域与位于第二排出区域的叶片3在重力作用下略微下降，叶片3的基端部与叶片环61的外周面61a抵接。由此，叶片3的下降被卡止，因此维持了叶片3的顶端部靠近内周凸轮面4a并与其相对的状态。

当叶片泵1起动时，在叶片3的顶端部预先靠近内周凸轮面4a的状态下划分形成泵室7，因此迅速进行泵室7伴随着转子2的旋转而收缩的动作，能够提高泵排出压力的上升。

如图4所示，在叶片环收纳槽22、盖侧侧板40的端面49与转子2之间划分形成叶片环收纳室60。产生于排出压室18的泵排出压力通过各排出压导入通孔34、各叶片背压室6被引导至叶片环收纳室60。

叶片环收纳槽22的底部22a成为承受引导至叶片环收纳室60的流体压力并将转子2向其旋转轴方向上的后方向（图1中的左方向）按压的承压面。

图5是表示转子2的后侧（图1中的左侧）的立体图。在转子2的主体侧端面23形成与叶片3相同数量（12个）的狭缝开口凹部24。在狭缝开口凹部24、主体侧侧板30与叶片3之间划分形成叶片环相反侧压力室20。

狭缝开口凹部24在转子2的主体侧端面23呈凹状凹陷。作为包围狭缝开口凹部24的部位，转子2具有与转子2的旋转中心轴呈同心状延伸的圆环状的内周壁部25以及外周壁部26、以及以转子2的旋转中心轴作为中心的呈放射状延伸的隔壁部27。

图6是转子2、叶片3、定子4的背视图。各隔壁部27形成为沿周向以恒定的间隔配置，且各狭缝开口凹部24的开口面积彼此均等。各狭缝5与各狭缝开口凹部24在转子2的周向上以恒定的间隔呈放射状排列。

狭缝5从狭缝开口凹部24的底部24a经由外周壁部26开设至转子2的外周面2a。

在狭缝开口凹部24与主体侧侧板30之间划分形成叶片环相反侧压力室20。叶片环相反侧压力室20由狭缝开口凹部24划分形成且个数与狭缝5的数量相同（12），该狭缝开口凹部24在转子2的端面23每个开设狭缝5的部位呈凹状凹陷。

狭缝开口凹部24的底部24a成为承受引导至叶片环相反侧压力室20的流体压力并沿着旋转轴向的前方向（图1中的右方向）按压转子2的承压面。

各狭缝开口凹部24的承压面的面积（开口面积）的总和设定为与叶片环收纳槽22的承压面的面积（开口面积）相等。并且，转子2的两端面21、23的面积设定为彼此相等。

在制造转子2时，转子2的两端面21、23被同时研磨，但由于转子2的两端面21、23的研磨面积相等，因此在进行转子2的两头平面研磨时，能够均等地研磨转子2的两端面21、23。

在叶片泵1工作时，重复进行在第一排出区域以及第二排出区域中叶片3进入狭缝5、在第一吸入区域以及第二吸入区域中叶片3从狭缝5突出的动作，叶片背压室6扩张、收缩。

在第一吸入区域以及第二吸入区域中，扩张的叶片背压室6间歇地与开设于主体侧侧板30的背压端口33连通，因此从排出压室18引导泵排出压力。叶片3在该泵排出压力的作用下从狭缝5突出，叶片3的顶端部与内周凸轮面4a滑动接触并划分形成泵室7。

在第一排出区域以及第二排出区域中，工作流体在收缩的叶片背压室6被加压，在主体侧侧板30侧流出到叶片环相反侧压力室20，并且在盖侧侧板40侧流出到叶片环收纳室60。

由于在第一排出区域以及第二排出区域中没有设置开设于主体侧侧板30的背压端口33，因此能够抑制在叶片背压室6中被加压的工作流体通过叶片环相反侧压力室20流出到背压端口33。由此，能够适度地将叶片背压室6的流体压力保持为较高，能够使叶片3顺畅地追随于定子4。

在第一排出区域以及第二排出区域中，叶片环61与狭缝5的开口部的大部分相对，因此能够抑制在叶片背压室6被加压的工作流体流出到叶片环收纳室60。由此，能够适度地将叶片背压室6的流体压力保持为较高，能够使叶片3顺畅地追随于定子4。

由于各狭缝开口凹部24的承压面的面积的总和设定为与叶片环收纳槽22的承压面的面积相等，因此，在作用于转子2的两个承压面的流体压力的作用下抵消沿旋转轴方向按压转子2的力。

狭缝5的一端5a开设于叶片环收纳槽22，狭缝5的另一端5b开设于狭缝开口凹部24，因此叶片环收纳室60与叶片环相反侧压力室20连通。由此，叶片环收纳室60的流体压力与叶片环相反侧压力室20的流体压力的压力分布变得均等，转子2沿旋转轴向在在叶片环收纳槽22承受的流体压力的作用下向后方向（图1中的左方向）被按压的力和在在狭缝开口凹部24承受的流体压力的作用下向前方向（图1中的右方向）被按压的力相互平衡。由此，抑制了转子2的端面21、端面23被强力地按压于盖侧侧板40的端面49以及主体侧侧板30的端面39，能够将转子2的滑动阻力抑制得较小，并且能够防止在滑动部产生烧伤等。

以下，对第1实施方式的作用以及效果进行说明。

作为流体压供给源使用的叶片泵1具备：转子2，其被旋转驱动；多个狭缝5，其呈放射状形成于转子2；多个叶片3，其以能够滑动的方式从狭缝5突出；叶片背压室6，其划分形成在叶片3的基端部与狭缝5之间；定子4，伴随着转子2的旋转，叶片3的顶端部与该定子4滑动接触；泵室7，其划分形成在定子4和与转子2相邻的叶片3之间；吸入压室51，其将工作流体引导至伴随着转子2的旋转而扩张的泵室7；排出压室18，其引导从伴随着转子2的旋转而收缩的泵室7排出的工作流体；叶片环61，其与叶片3的基端部相对；叶片环收纳室60，狭缝5的一端5a开口于该叶片环收纳室60，该叶片环收纳室60用于收纳叶片环61；以及叶片环相反侧压力室20，狭缝5的另一端5b开口于叶片环相反侧压力室20，该叶片环相反侧压力室20使流体压力沿向叶片环61侧按压转子2的方向作用（参照图1～8）。

由此，叶片环收纳室60与叶片环相反侧压力室20经由狭缝5彼此连通，因此产生于转子2的两侧的流体压力分布变得均等，能够抑制转子2的滑动阻力，并且能够防止在转子2的滑动部产生烧伤等。

并且，呈凹状凹陷的狭缝开口凹部24形成于每个在转子2的端面23开设狭缝5的部位，在狭缝开口凹部24与转子2所滑动接触的主体侧侧板30之间划分形成叶片环相反侧压力室20（参照图1～8）。

由此，能够抑制在排出区域中利用叶片3而收缩的叶片背压室6的工作流体向叶片环相反侧压力室20流出，能够将叶片背压室6的流体压力保持为较高，能够提高泵性能。

并且，用于划分形成叶片环相反侧压力室20的狭缝开口凹部24的承压面的面积的总和设定为与叶片环收纳槽22的承压面的面积相等（参照图1～8）。

由此，在作用于转子2的两个承压面的流体压力抵消沿旋转轴向按压转子2的力的作用下，能够抑制转子2的滑动阻力，并且能够防止在转子2的滑动部产生烧伤等。

并且，设置背压端口33，其开设于转子2所滑动接触的主体侧侧板30并将泵排出压力经由叶片环相反侧压力室20引导至叶片背压室6，背压端口33不设置于泵室7进行收缩的排出区域，仅设置于泵室7扩张的吸入区域（参照图2）。

由此，在排出区域中没有设置背压端口33，因此，能够抑制在叶片背压室6中被加压的工作流体通过叶片环相反侧压力室20流出到背压端口33，能够将叶片背压室6的流体压力保持为较高，能够提高泵性能。

接下来，对第2实施方式进行说明。

图7是转子2的立体图。图8是转子2的背视图。由于本实施方式的叶片泵具有基本上与第1实施方式相同的结构，因此仅对不同的部分进行说明。此外，对与第1实施方式相同的结构标注相同的附图标记。

在本实施方式中，在用于划分形成狭缝开口凹部24的隔壁部27形成连通槽28，在连通槽28与主体侧侧板30之间划分形成节流通路70。相邻的狭缝开口凹部24借助节流通路70而相互连通。

此外，也可以采用形成贯穿隔壁部27的连通孔（未图示）且利用该连通孔划分形成节流通路70的结构。

在排出区域中收缩的叶片背压室6的工作流体从狭缝5向叶片环相反侧压力室20流出，从叶片环相反侧压力室20通过节流通路70向相邻的叶片环相反侧压力室20流出。由于节流通路70适度地对在相邻的叶片环相反侧压力室20之间流动的工作流体的流动进行节流，因此能够适度地将叶片背压室6的流体压力保持为较高，能够使叶片3顺畅地追随于定子4。由此，与各叶片环相反侧压力室20面对的转子2的端面23的压力分布沿着转子2的周方向进一步均等化，能够提高向转子2付与的压力平衡，能够使转子2顺利地旋转。

各狭缝开口凹部24以及各连通槽28的承压面的面积的总和设定为与叶片环收纳槽22的承压面的面积相等。由此，在作用于转子2的两个承压面的流体压力的作用下抵消向旋转轴向按压转子2的力。

以下，对第2实施方式的作用以及效果进行说明。

叶片环相反侧压力室20具备使相邻的狭缝开口凹部24彼此连通的节流通路70（参照图7、8）。

由此，由于利用排出区域中的叶片背压室6的收缩从叶片环相反侧压力室20流出的工作流体的流量利用节流通路70进行调整，因此能够适度地保持叶片背压室6的流体压力，能够提高泵性能。由此，与各叶片环相反侧压力室20面对的转子2的端面23的压力分布在转子2的周方向上进一步均等化，能够提高向转子2付与的压力平衡，能够使转子2顺利地旋转。

以上，虽说明了本发明的实施方式，但上述实施方式仅示出本发明的应用例的一部分，其主旨并不在于将本发明的技术范围限定于上述实施方式的具体结构。

例如，在上述实施方式中，在转子2的主体侧端面23形成狭缝开口凹部24，在狭缝开口凹部24、主体侧侧板30与叶片3之间划分形成有叶片环相反侧压力室20，但代替该情况，也可以在主体侧侧板30的端面39形成呈凹状凹陷的狭缝开口凹部（未图示），在狭缝开口凹部与转子2的端面23之间划分形成叶片环相反侧压力室20。

另外，也可以采用定子4一体地形成于泵体10的结构。另外，也可以采用主体侧侧板30一体地形成于泵体10的结构。另外，也可以采用盖侧侧板40一体地形成于泵盖50的结构。

本申请基于2011年10月3日向日本国专利厅申请的日本特愿2011－219301要求优先权，作为参考，该申请的全部内容被编入本说明书。

Claims (4)

1.一种叶片泵，其作为流体压供给源而使用，具备：

转子，其被旋转驱动；

多个狭缝，其呈放射状形成于上述转子；

多个叶片，其以能够滑动的方式从上述狭缝突出；

叶片背压室，其被划分形成在上述叶片的基端部与上述狭缝之间；

定子，伴随着上述转子的旋转，上述叶片的顶端部与该定子滑动接触；

泵室，其被划分形成在上述定子、上述转子以及相邻的上述叶片之间；

叶片环，其与上述叶片的基端部相对；

叶片环收纳室，上述狭缝的一端开口于该叶片环收纳室，该叶片环收纳室用于收纳上述叶片环；以及

叶片环相反侧压力室，上述狭缝的另一端开口于该叶片环相反侧压力室，该叶片环相反侧压力室使流体压力沿向上述叶片环侧按压上述转子的方向作用，

呈凹状凹陷的狭缝开口凹部形成于每个在上述转子的端面开设上述狭缝的部位，

在上述狭缝开口凹部与上述转子所滑动接触的侧板之间划分形成上述叶片环相反侧压力室。

2.根据权利要求1所述的叶片泵，其中，

上述叶片环相反侧压力室具备使相邻的上述狭缝开口凹部彼此连通的节流通路。

3.根据权利要求1所述的叶片泵，其中，

上述叶片环相反侧压力室的承压面的面积的总和设定为与上述叶片环收纳室的承压面的面积相等。

4.根据权利要求1所述的叶片泵，其中，

该叶片泵具备背压端口，该背压端口开设于上述转子所滑动接触的侧板，将泵排出压力经由上述叶片环相反侧压力室引导至上述叶片背压室，

上述背压端口仅设置于上述泵室进行扩张的吸入区域。