CN104704239A - 可变容量型叶片泵 - Google Patents

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Abstract

可变容量型叶片泵包括：接合环(定子收纳构件)，在该接合环与定子的外周之间形成第一流体压室以及第二流体压室，利用该第一流体压室以及第二流体压室彼此的压力差使定子相对于转子移动；密封收纳槽，其形成于接合环的内周；以及滑动密封件，其安装于密封收纳槽，在定子移动时，该滑动密封件与定子的外周滑动接触并将第一流体压室与第二流体压室隔开；滑动密封件形成为截面形状呈正方形的细板状。

Description

可变容量型叶片泵
技术领域
本发明涉及一种被用作流体压供给源的可变容量型叶片泵。
背景技术
可变容量型叶片泵通过使定子以销为支点摆动，从而使定子相对于转子的偏心量发生变化，使工作流体的排出容量发生变化。
日本JP2005－337146A所公开的可变容量型叶片泵在定子的外周设有第一、第二流体压室，利用第一、第二流体压室的压力差使定子摆动。
在用于收纳定子的接合环上形成有与定子的外周相对的密封收纳槽，在密封收纳槽安装有密封构件。通过使密封构件滑动接触于定子的外周，从而将第一、第二流体压室隔开。
这种密封构件由树脂制的滑动密封件和橡胶制的弹性构件构成，该滑动密封件滑动接触于定子的外周，该弹性构件将该滑动密封件推压于定子的外周。
由于可变容量型叶片泵内的空间受限，因此形成于接合环的密封收纳槽的开口截面的大小(槽深度)受到限制。因此，滑动密封件形成为截面呈长方形的扁平的细板状，而在密封收纳槽内的滑动密封件的背后确保用于安装弹性构件的空间。
由于日本JP2005－337146A所公开的滑动密封件形成为截面形状呈长方形的细板状，因此在组装时有可能弄错滑动密封件向密封收纳槽组装的方向。若产生这样的滑动密封件的组装错误，则存在第一、第二流体压室间的密封性受损这一问题。
发明内容
本发明的目的在于在可变容量型叶片泵中防止滑动密封件的组装错误。
本发明为一种可变容量型叶片泵，该可变容量型叶片泵被用作流体压供给源，其中，该可变容量型叶片泵包括：转子，其被驱动而旋转；多个叶片，其以滑动自如的方式插入到转子；定子，其具有与叶片的顶端滑动接触的内周凸轮面，并能够相对于转子的中心偏心；泵室，其形成于转子、定子以及相邻的叶片之间；定子收纳构件，在该定子收纳构件与定子的外周之间形成第一流体压室以及第二流体压室，利用该第一流体压室以及第二流体压室的彼此的压力差使定子相对于转子移动；密封收纳槽，其形成于定子收纳构件的内周；以及滑动密封件，其安装于密封收纳槽，在定子移动时，该滑动密封件与定子的外周滑动接触并将第一流体压室与第二流体压室隔开；滑动密封件形成为截面形状呈正方形的细板状。
附图说明
图1是本发明的实施方式的可变容量型叶片泵的主视图。
图2是将可变容量型叶片泵的局部放大后的主视图。
图3是表示可变容量型叶片泵的动作的主视图。
图4是表示比较例中的可变容量型叶片泵的局部的主视图。
具体实施方式
以下，参照附图，对本发明的实施方式进行说明。
参照图1对本发明的实施方式的可变容量型叶片泵100进行说明。
可变容量型叶片泵(以下，简称为“叶片泵”。)100被用作搭载于车辆的液压设备(流体压设备)、例如，动力转向装置、无级变速器等的液压(流体压力)供给源。另外，也能够利用于其他机械、设备的流体压力供给源。
以下，对叶片泵100排出工作流体的结构进行说明。此外，叶片泵100使用了工作油作为工作流体，但是也可以代替工作油而使用例如水溶性替代液等工作液作为工作流体。
发动机(省略图示)的动力传递至叶片泵100的驱动轴1，使连结于驱动轴1的转子2旋转。在图1中，转子2如箭头所示那样顺时针旋转。
叶片泵100作为用于对工作流体进行加压的泵机构，包括转子2、多个沿转子2的旋转径向往复运动的叶片3、以及用于收纳转子2和叶片3的定子4。
转子2形成为圆环状。在转子2上隔着恒定的间隔呈放射状形成有多个狭缝2A。在转子2的内周形成有花键2C，驱动轴1的花键1C嵌合于花键2C。
叶片3形成为大致矩形的平板状，并以滑动自如的方式插入狭缝2A。
定子4形成为圆环状。在定子4的内周形成有圆筒面状的内周凸轮面4A。伴随着转子2的旋转，叶片3的顶端滑动接触于内周凸轮面4A。
在定子4的内部利用转子2的外周、定子4的内周凸轮面4A、以及相邻的叶片3形成多个泵室7。
叶片泵100包括泵体5与泵盖(省略图示)作为壳体。图1示出自泵体5拆卸下泵盖后的分解状态。泵体5与泵盖借助多个螺栓10紧固。驱动轴1借助轴承(省略图示)而以旋转自如的方式支承于泵体5以及泵盖。
在泵体5形成有用于收纳泵机构的泵收纳凹部5A。在泵收纳凹部5A的底面配置有与转子2以及定子4的一侧部相抵接的侧板8。泵收纳凹部5A的开口部被与转子2以及定子4的另一侧部相抵接的泵盖封堵。泵盖与侧板8以夹着接合环11、转子2、以及定子4的两侧面的状态配置。
接合环11作为用于收纳定子4的定子收纳构件而设置。在泵盖与侧板8之间安装接合环11，从而高精度地形成泵盖以及侧板8相对于转子2以及定子4的间隙。
在侧板8上形成有用于将工作流体导入泵室7内的吸入口16、以及将泵室7内的工作流体取出并引导至外部的流体压设备的排出口18。吸入口16经由吸入通路(省略图示)而连通于工作流体箱(省略图示)。排出口18经由泵排出通路(省略图示)而连通于流体压设备。
在叶片泵100工作时，在定子4内的吸入区域中，滑动接触于内周凸轮面4A的叶片3自转子2突出从而泵室7扩大，工作流体箱的工作流体通过吸入通路而自吸入口16被吸入到泵室7。另一方面，在定子4内的排出区域中，滑动接触于内周凸轮面4A的叶片3被推入转子2从而泵室7收缩，在泵室7中被加压的工作流体自排出口18通过泵排出通路而供给到流体压设备。
以下，对使叶片泵100的排出容量(排量)发生变化的结构进行说明。
在泵体5的泵收纳凹部5A中收纳有接合环11与定子4。在接合环11与定子4之间安装有支承销13。通过使支承销13的两端部分别插入到设于侧板8以及泵盖的孔(省略图示)中从而将支承销13定位。在接合环11的内周形成有卡合于支承销13的卡合凹部11E。通过将卡合凹部11E卡合于支承销13，从而在周向上将接合环11定位。在定子4的外周形成有卡合于支承销13的卡合凹部4E。定子4在接合环11的内侧以支承销13为支点摆动，并相对于转子2的中心偏心。
在定子4的外周与接合环11的内周之间安装有后述的滑动密封件14。滑动密封件14在定子4摆动时滑动接触于定子4的外周。利用滑动密封件14与支承销13将定子4的外周与接合环11的内周之间划分成为第一流体压室31与第二流体压室32。
叶片泵100包括控制阀21，该控制阀21用于对导入到第一流体压室31与第二流体压室32的工作流体的压力进行控制。在控制阀21分别连接有与第一流体压室31相连通的第一流体压通路33、与第二流体压室32相连通的第二流体压通路34、与工作流体箱相连通的泄油通路(省略图示)和泵排出通路(省略图示)。
在被控制阀21控制的第一流体压室31、第二流体压室32以及泵室7的压力平衡的作用下，定子4以支承销13为支点进行摆动。由于定子4摆动，定子4相对于转子2的偏心量变化，且泵室7的排出容量变化。若定子4向图1中的右方向摆动，则定子4相对于转子2的偏心量变小，且泵室7的排出容量变小。与此相对，若定子4向图1中的左方向，则定子4相对于转子2的偏心量变大，且泵室7的排出容量变大。
以下，对滑动密封件14将第一流体压室31与第二流体压室32隔开的结构进行说明。
在定子4的外周设有圆筒状的外周面4B和与滑动密封件14滑动接触的密封滑动接触面4C。密封滑动接触面4C形成为以支承销13为中心的圆筒面状。此外，密封滑动接触面4C并不局限于该形状，而是根据规格而任意地进行设计。
在接合环11的内周设有定子相对部11C，该定子相对部11C与定子4的密封滑动接触面4C相对。在定子相对部11C的中央部形成有密封收纳槽12。密封收纳槽12形成为沿转子2的旋转轴线方向延伸，并在直线上横截定子相对部11C。定子4通过设有定子相对部11C而确保了为了形成密封收纳槽12所需的壁厚。定子相对部11C形成为平面状。此外，定子相对部11C并不局限于该形状，而是根据规格而任意地进行设计。
图2是表示密封收纳槽12的附近的主视图。密封收纳槽12具有：第一槽侧部12A、第二槽侧部12B，该第一槽侧部12A、第二槽侧部12B隔着滑动密封件14彼此相对且沿轴线方向延伸；以及槽底部12C，该槽底部12C隔着滑动密封件14而位于与定子4相反的一侧的滑动密封件14的背后并沿轴线方向延伸。
第一槽侧部12A、第二槽侧部12B具有彼此呈平行的平面状延伸的部位、连接于定子相对部11C并呈曲面状延伸的部位、以及连接于槽底部12C并呈曲面状延伸的部位。
滑动密封件14形成为截面形状呈正方形的细板状。滑动密封件14具有沿轴线方向延伸的第一密封面14A～第四密封面14D、以及将第一密封面14A～第四密封面14D中的相邻的密封面相连结的第一角部14E～第四角部14H。
第一密封面14A～第四密封面14D形成为平面状，且相邻的密封面彼此正交。第一密封面14A～第四密封面14D的宽度(与长度方向正交的尺寸)彼此相等。
第一四角部14E～第四角部14H是将各第一密封面14A～第四密封面14D中的相邻的密封面相连结的直角形截面状的部位。此外，第一角部14E～第四角部14H并不局限于直角截面形状，例如也可以是呈曲面状将第一密封面14A～第四密封面14D中的相邻的密封面相连结的形状。
此外，在说明书以及权利要求书中，正方形的意思是四个边中平行地延伸的两个边之间的距离(滑动密封件14的宽度)彼此相等的形状，未必具有直角的角部。
滑动密封件14通过将树脂材料成形为细板状而形成。滑动密封件14的材质可根据所要求的弹性模量、摩擦系数等性能而任意地设定。
密封收纳槽12的开口宽度以及深度形成为比滑动密封件14的宽度大出相当于密封收纳槽内间隙20的开口宽度的量。由此，在密封收纳槽12与滑动密封件14之间形成密封收纳槽内间隙20。
在密封收纳槽12的槽底部12C与滑动密封件14之间未设有弹性构件等。由此，滑动密封件14能够在密封收纳槽内间隙20的内侧移动的方式安装于密封收纳槽12。
以下，对滑动密封件14将第一流体压室31与第二流体压室32隔开的动作进行说明。
图2表示第二流体压室32的工作流体压高于第一流体压室31的工作流体压的工作时(转子2低速旋转时)的状态。在该工作状态下，滑动密封件14在第一流体压室31以及第二流体压室32内的工作流体压差的作用下向图2中的左方向移动，并在滑动密封件14的右侧以及下侧，在滑动密封件14与密封收纳槽12之间形成截面L字形的密封收纳槽内间隙20。由此，第二流体压室32的工作流体压通过密封收纳槽内间隙20而如图中箭头所示那样作用于滑动密封件14的第三密封面14C、第四密封面14D。其结果，第二密封面14B被推压于密封收纳槽12的第二槽侧部12B，并且第一密封面14A被推压于定子4的密封滑动接触面4C。
图3表示第一流体压室31的工作流体压变得高于第二流体压室32的工作流体压的切换工作时的状态。在刚切换工作流体压之后，滑动密封件14的第一密封面14A离开定子4的密封滑动接触面4C，工作流体如图3中箭头G1、G2所示那样自第一流体压室31通过滑动密封件14的周围而流向第二流体压室32。由于箭头G1所示的工作流体呈直线状在第一密封面14A与密封滑动接触面4C之间流动，因此与箭头G2所示的工作流体相比，被施加的流路阻力较小，其流速变大，并且工作流体压降低。由此，滑动密封件14在作用于第一密封面14A、第三密封面114C的工作流体压差的作用下如箭头F1所示那样被推压并靠近定子4的密封滑动接触面4C。然后，滑动密封件14在第一流体压室31以及第二流体压室32内的工作流体压差的作用下如箭头F2所示那样向图3中的右方向移动，第四密封面14D被推压于密封收纳槽12的第一槽侧部12A。
如此，第一流体压室31、第二流体压室32的工作流体压被导入形成于密封收纳槽12与滑动密封件14之间的密封收纳槽内间隙20。滑动密封件14在第一流体压室31、第二流体压室32的工作流体压差的作用下被推压于定子4的密封滑动接触面4C以及密封收纳槽12的第二槽侧部12B或者第一槽侧部12A。这样，滑动密封件14将第一流体压室31与第二流体压室32之间密封。
这里，对比较例中的叶片泵200进行说明。
图4是表示比较例中的可变容量型叶片泵200的密封收纳槽12的附近的主视图。
在比较例中的叶片泵200中，在密封收纳槽12中安装有树脂制的滑动密封件214与橡胶制的弹性构件201。滑动密封件214在弹性构件201的弹性恢复力的作用下被推压于定子4的外周，将第一流体压室31与第二流体压室32之间密封。
滑动密封件214形成为截面形状呈长方形的扁平的细板状。由此，在密封收纳槽12中的滑动密封件214的背后确保了用于安装弹性构件201的空间。
但是，由于滑动密封件214形成为截面形状呈长方形的细板状，因此在组装叶片泵200时有可能弄错滑动密封件214向密封收纳槽12组装的方向。若产生这样的滑动密封件214的组装错误，则有损于第一流体压室31与第二流体压室32之间的密封性。
相对于上述之比较例，根据本实施方式，将会发挥以下所示的作用效果。
(1)在本实施方式的可变容量型叶片泵100中，截面形状呈正方形的滑动密封件14的向密封收纳槽12组装的方向未被限定。因此，能够防止在组装时滑动密封件14向密封收纳槽12的组装错误，从而能够避免损害第一压室间31、第二流体压室间32的密封性。
(2)在本实施方式的可变容量型叶片泵100中，在密封收纳槽12与滑动密封件14之间形成密封收纳槽内间隙20，通过密封收纳槽内间隙20而自第一流体压室31或者第二流体压室32导入工作流体压，该工作流体压将滑动密封件14推压于定子4的外周。换句话说，在第一流体压室31以及第二流体压室32的工作流体压差的作用下，滑动密封件14在密封收纳槽内间隙20内移动，进而被推压于定子4的外周。这样，确保了第一流体压室31与第二流体压室32之间的密封性。
如以上那样，本实施方式的可变容量型叶片泵100未在密封收纳槽12内设置将滑动密封件14推压于定子4的外周的弹性构件。通过取消弹性构件，即使将厚度相比于比较例的滑动密封件214增加了的滑动密封件14安装于密封收纳槽12，也无需将密封收纳槽12的深度形成为大于比较例的深度。因而，不会导致开口有密封收纳槽12的定子收纳构件(接合环11)的大型化。
以上，说明了本发明的实施方式，但是上述实施方式只不过表示本发明的应用例的一部分，并不意味着将本发明的保护范围限定于上述实施方式的具体结构。
本申请是2012年9月28日向日本专利局提出申请的日本特愿2012－216353要求优先权，并将该申请的全部内容以参照的方式编入到本说明书中。

Claims (2)

1.一种可变容量型叶片泵，该可变容量型叶片泵被用作流体压供给源，其中，该可变容量型叶片泵包括：
转子，其被驱动而旋转；
多个叶片，其以滑动自如的方式插入到上述转子；
定子，其具有与上述叶片的顶端滑动接触的内周凸轮面，并能够相对于上述转子的中心偏心；
泵室，其形成于上述转子、上述定子以及相邻的上述叶片之间；
定子收纳构件，在该定子收纳构件与上述定子的外周之间形成第一流体压室以及第二流体压室，利用该第一流体压室以及该第二流体压室的彼此的压力差使上述定子相对于上述转子移动；
密封收纳槽，其形成于上述定子收纳构件的内周；以及
滑动密封件，其安装于上述密封收纳槽，在上述定子移动时，该滑动密封件与上述定子的外周滑动接触并将上述第一流体压室与上述第二流体压室隔开；
上述滑动密封件形成为截面形状呈正方形的细板状。
2.根据权利要求1所述的可变容量型叶片泵，其中，
在上述密封收纳槽与上述滑动密封件之间形成密封收纳槽内间隙，在该密封收纳槽内间隙中自上述第一流体压室或者上述第二流体压室导入有工作流体压，该工作流体压将上述滑动密封件推压于上述定子的外周。
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