CN105190038A - 叶片泵 - Google Patents

Abstract

叶片泵包括：转子；叶片；定子；泵室；吸入口；排出口；背压室；排出侧背压口，其用于向背压室引导自排出口排出的工作流体；以及吸入侧背压口，其用于向背压室引导工作流体。吸入侧背压口以分割为低压口和高压口的方式形成，该低压口用于向背压室引导吸入口的工作流体，该高压口用于向背压室引导自排出口排出的工作流体。高压口配置在比低压口靠转子的旋转方向前方的位置。

Description

叶片泵

技术领域

本发明涉及一种用作流体压设备的流体压供给源的叶片泵。

背景技术

叶片泵包括：转子，其收纳有叶片；定子，其具有与叶片的顶端部滑动接触的内周凸轮面；以及侧板，其与转子的轴线方向上的一端侧滑动接触。在侧板分别呈圆弧状地形成有吸入口以及排出口，该吸入口用于向在转子、定子和相邻的叶片之间划分形成的泵室引导工作流体，该排出口用于引导自泵室排出的工作流体。

而且，在侧板还形成有用于向在叶片的基端侧划分形成的背压室引导自排出口排出的工作流体的背压口。由此，利用背压室的工作流体压向径向外侧推压叶片，因此能够在转子的整周范围内使叶片的顶端与定子的内周滑动接触。

在日本JP2003－97453A中记载有这样的结构：分别呈圆弧状地形成有吸入侧背压口和排出侧背压口，该吸入侧背压口用于在向泵室引导工作流体的吸入区间，向背压室导入自排出口排出的工作流体，该排出侧背压口用于在自泵室排出工作流体的排出区间，向背压室导入自排出口排出的工作流体，各背压口的两端彼此利用节流槽连通起来。

发明内容

然而，在吸入区间，泵室的压力较低，因此在背压室的压力的作用下叶片被强力地按压于定子的内周凸轮面。由此，叶片的顶端与内周凸面之间的滑动阻力增大，转子的旋转负载增大，因此叶片泵的效率降低。

因此，可以考虑阻断吸入侧背压口与排出侧背压口之间的连通，向吸入侧背压口导入流经吸入口的工作流体。由此，吸入区间的背压室的压力降低，因此叶片的顶端与内周凸轮面之间的滑动阻力降低，从而能够抑制叶片泵的效率降低。

然而，若如所述那样使吸入侧背压口低压化，则在吸入区间，泵室与背压室成为压力大致相同的状态，因此在吸入区间，向使叶片突出的方向作用的力大体上仅有因转子的旋转而产生的离心力。因而，有可能出现这样的情况：在叶片进入排出区间时，叶片的按压力不足，叶片离开内周凸轮面，排出区间的泵室与吸入区间的泵室相连通，泵的排出压降低。

本发明的目的在于提供一种能够抑制叶片在吸入区间的滑动阻力并且能够防止叶片在进入排出区间时离开的叶片泵。

本发明的某一技术方案是一种叶片泵，该叶片泵被用作流体压供给源，其中，该叶片泵包括：转子，该转子被驱动而旋转；狭缝，其在转子的外周具有开口部，该狭缝呈放射状地形成有多个；叶片，其以滑动自如的方式收纳于各狭缝；定子，其具有与叶片的顶端部滑动接触的内周凸轮面，该叶片的顶端部是叶片的自狭缝突出的方向的端部；泵室，其形成在转子、定子以及相邻的叶片之间；吸入口，其用于引导被吸入向泵室的工作流体；排出口，其用于引导自泵室排出的工作流体；背压室，其形成在狭缝内，由叶片的基端部划分而成，该叶片的基端部是叶片的与顶端部相反的一侧的端部；排出侧背压口，其用于在泵室与排出口相连通的排出区间，向背压室引导自排出口排出的工作流体；以及吸入侧背压口，其用于在泵室与吸入口相连通的吸入区间，向背压室引导工作流体。吸入侧背压口以分割为低压口和高压口的方式形成，该低压口用于向背压室引导吸入口的工作流体，该高压口用于向背压室引导自排出口排出的工作流体，高压口配置在比低压口靠转子的旋转方向前方的位置。

附图说明

图1是表示本发明的实施方式的叶片泵的主视图。

图2是侧板的主视图。

图3是泵盖的主视图。

图4是表示比较例的叶片泵的主视图。

图5是比较例的侧板的主视图。

图6是比较例的泵盖的主视图。

具体实施方式

以下，参照附图说明本发明的实施方式。

图1是本实施方式的叶片泵100的主视图，是取下泵盖80并沿驱动轴20方向观察而得到的图。图2是侧板70的主视图，是沿与图1相同的方向观察而得到的图。图3是泵盖80的主视图，是表示将自图1中的叶片泵100取下的泵盖80以纸面的上下方向为轴翻转过来的状态的图。

叶片泵100是变量型叶片泵，被用作搭载于车辆的流体压设备、例如动力转向装置、无级变速器等的流体压供给源。工作流体为油、其它的水溶性替代液。其中，在本实施方式中例示了变量型叶片泵，但也可以是定量型叶片泵。

叶片泵100利用例如发动机(未图示)等来驱动，通过使连结于驱动轴20的转子30如图1中的箭头所示那样沿顺时针方向旋转来产生流体压。

叶片泵100包括：泵体10；驱动轴20，其以旋转自如的方式支承于泵体10；转子30，其连结于驱动轴20而被驱动而旋转；多个叶片40，其以能够相对于转子30沿径向往复运动的方式设于转子30；定子50，其用于收纳转子30和叶片40；以及接合环60，其为环状，并包围定子50。

在转子30上以隔开预定间隔的方式呈放射状地形成有多个在外周面具有开口部的狭缝31。叶片40以滑动自如的方式插入到各狭缝31。在狭缝31的基端侧形成有由叶片40的基端部41划分形成的、被导入有工作流体的背压室32，叶片40的基端部41是叶片40的与叶片40自狭缝31突出的方向相反的一侧的端部。叶片40在背压室32的压力的作用下被推压向使叶片40自狭缝31突出的方向。

在泵体10形成有用于收纳接合环60的泵收纳凹部11。在泵收纳凹部11的底面配置有与转子30、定子50和接合环60这三者的轴线方向上的一侧(图1中的里侧)相抵接的侧板70(图2)。泵收纳凹部11的开口部被与转子30、定子50和接合环60这三者的另一侧(图1中的跟前侧)相抵接的泵盖80(图3)密封。泵盖80和侧板70以隔着转子30、定子50和接合环60这三者的两侧面的状态配置。在转子30与定子50之间划分形成有由各叶片40隔开的泵室33。

如图2所示，在侧板70形成有吸入口71和排出口72，吸入口71用于向泵室33内引导工作流体，排出口72用于取出泵室33内的工作流体并将其导向流体压设备。吸入口71和排出口72分别形成为以驱动轴20的中心O为中心的圆弧状。

如图3所示，泵盖80在与侧板70对称的位置形成有吸入口81和排出口82。即，泵盖80的吸入口81经由泵室33而与侧板70的吸入口71相连通，泵盖80的排出口82经由泵室33而与侧板70的排出口72相连通。

返回到图1，定子50为环状的构件，具有与叶片40的顶端部42滑动接触的内周凸轮面51，叶片40的顶端部42是叶片40的自狭缝31突出的方向的端部。在内周凸轮面51形成有随着转子30的旋转而经由吸入口71、81吸入工作流体的吸入区间以及随着转子30的旋转而经由排出口72、82排出工作流体的排出区间。

吸入口71、81贯穿侧板70，经由形成于泵体10和泵盖80的吸入通路12而与工作流体罐(未图示)相连通，工作流体罐的工作流体经由吸入通路12自侧板70的吸入口71和泵盖80的吸入口81向泵室33供给。

排出口72贯穿侧板70，与形成于泵体10的高压室(未图示)相连通。高压室经由排出通路(未图示)而与叶片泵100外部的流体压设备(未图示)相连通。即，自泵室33排出的工作流体经由排出口72、82、高压室、排出通路而向流体压设备供给。

接合环60收纳于泵体10的泵收纳凹部11内。在接合环60与定子50之间安装有支承销61。在支承销61支承有定子50，定子50在接合环60的内侧以支承销61为支点摆动，相对于驱动轴20的中心O偏心。

在接合环60的槽62安装有在定子50摆动时与定子50的外周面滑动接触的密封件63。在定子50的外周面与接合环60的内周面之间利用支承销61和密封件63划分形成有第一流体压室64和第二流体压室65。

定子50在第一流体压室64与第二流体压室65之间的压力差的作用下以支承销61为支点摆动。在定子50摆动时，定子50相对于转子30的偏心量发生变化，泵室33的排量发生变化。若在图1中定子50相对于支承销61沿逆时针方向摆动，则定子50相对于转子30的偏心量减小，泵室33的排量减小。相对于此，若如图1所示那样定子50相对于支承销61沿顺时针方向摆动，则定子50相对于转子30的偏心量增大，泵室33的排量增大。

在接合环60的内周面分别以鼓出的方式形成有限制部66和限制部67，限制部66用于限制定子50的朝向相对于转子30的偏心量减小的方向的移动，限制部67用于限制定子50的朝向相对于转子30的偏心量增大的方向的移动。即，限制部66用于限定定子50相对于转子30的最小偏心量，限制部67用于限定定子50相对于转子30的最大偏心量。

第一流体压室64与第二流体压室65之间的压力差由控制阀(未图示)控制。控制阀控制第一流体压室64和第二流体压室65这两者的工作流体压，以使得定子50相对于转子30的偏心量随着转子30的转速的增大而减小。

接着，说明用于向背压室32引导工作流体的背压口。

如图2所示，在侧板70形成有在排出区间与背压室32相连通的排出侧背压口73以及在吸入区间与背压室32相连通的吸入侧背压口74。

排出侧背压口73形成为在整个排出区间的区域内以驱动轴20的中心O为中心的圆弧状。吸入侧背压口74具有：低压口75，其设在吸入区间内的转子30的旋转方向后方侧；以及高压口76，其设在吸入区间内的转子30的旋转方向前方侧。即，背压室32以与转子30的旋转对应的方式依次与排出侧背压口73、低压口75和高压口76相连通。

低压口75与高压口76以彼此不连通的方式分开设置。另一方面，排出侧背压口73与高压口76借助截面积比高压口76的截面积小的细槽77而连通起来。而且，高压口76经由贯穿侧板70的通孔78而与高压室相连通。

如图3所示，泵盖80在与侧板70对称的位置形成有排出侧背压口83、低压口85和高压口86。与侧板70的情况相同，排出侧背压口83与高压口86经由细槽87而连通起来。而且，低压口85经由通孔88而与吸入通路12相连通。

根据以上所述，自泵室33排出的工作流体压被引导至排出口72、82、高压室、通孔78、高压口76、86，并且经由细槽77被引导至排出侧背压口73，经由细槽87被引导至排出侧背压口83。在吸入区间的即将要结束的区域以及排出区间，高压口76、86的工作流体压和排出侧背压口73、83的工作流体压被引导至背压室32，在背压室32的工作流体压的作用下，叶片40被推压向叶片40自转子30朝向定子50突出的方向。

另一方面，吸入通路12的工作流体经由设于泵盖80的低压口85的通孔88而被引导至低压口75、85。低压口75、85的工作流体在吸入区间被引导至背压室32。

在叶片泵100工作时，叶片40在推压其基端部41的、背压室32的工作流体压的作用力和随着转子30的旋转而产生的离心力的作用下被向叶片40自狭缝31突出的方向施力，叶片40的顶端部42与定子50的内周凸轮面51滑动接触。

在吸入区间，与内周凸轮面51滑动接触的叶片40自转子30突出，泵室33扩张，工作流体自吸入口71、81被吸入泵室33。在排出区间，与内周凸轮面51滑动接触的叶片40被压入到转子30，泵室33收缩，在泵室33内被加压了的工作流体自排出口72、82排出。

在此，说明比较例的叶片泵200。

图4是比较例的叶片泵200的主视图，是取下泵盖180并沿驱动轴20方向观察而得到的图。图5是比较例的侧板170的主视图。图6是比较例的泵盖180的主视图。

在比较例的叶片泵200中，吸入侧背压口174、184未分割成低压口和高压口。即，吸入侧背压口174、184形成为在整个吸入区间的区域内以驱动轴20的中心O为中心的圆弧状。

此外，吸入侧背压口174与排出侧背压口173经由细槽177而连通起来，吸入侧背压口184与排出侧背压口183经由细槽187而连通起来。吸入侧背压口174经由设于其两端的贯穿侧板170的通孔178而与高压室相连通。

由此，自泵室33排出的工作流体压被引导至排出口172、182、高压室、通孔178、吸入侧背压口174、184，并且经由细槽177被引导至排出侧背压口173，经由细槽187被引导至排出侧背压口183。因而，吸入侧背压口174、184和排出侧背压口173、183均被自泵室33排出的高压的工作流体压填充。

在吸入区间，泵室33的压力较低，因此在背压室32的高压的工作流体压的作用下，叶片40被强力地按压于定子50的内周凸轮面51。由此，有可能出现这样的情况：叶片的顶端部42与内周凸轮面51之间的滑动阻力增大，转子30的旋转负载增大，叶片泵200的效率降低。

另外，可以考虑通过阻断吸入侧背压口174与排出侧背压口173之间的连通以及吸入侧背压口184与排出侧背压口183之间的连通并且向吸入侧背压口174、184导入吸入通路的工作流体来抑制所述滑动阻力。

然而，若如所述那样使吸入侧背压口174、184低压化，则在吸入区间，泵室33与背压室32成为压力大致相同的状态，因此在吸入区间向使叶片40突出的方向作用的力大体上仅有因转子30的旋转而产生的离心力。因而，有可能出现这样的情况：在叶片40进入排出区间时，叶片40的按压力不足，排出区间的泵室33与吸入区间的泵室33经由叶片40与内周凸轮面51之间的间隙而连通起来，叶片泵200的排出压降低。

因此，在本实施方式中，采用这样的构造：如图2和图3所示，将吸入侧背压口74分割为低压口75和高压口76，向高压口76导入高压室的高压的工作流体，向低压口75导入吸入通路12的低压的工作流体。

由此，在吸入区间的沿着转子30的旋转方向的前半区域，背压室32与低压口75相连通，叶片40的按压力降低。因而，叶片40与定子50之间的滑动阻力降低，因此叶片泵100的效率提高。

另外，在吸入区间的即将要结束的区域，背压室32与高压口76相连通，因此自高压室向背压室32导入高压的工作流体，能够在进入排出区间之前将叶片40更可靠地按压于内周凸轮面51。因而，能够利用叶片40可靠地划分吸入区间与排出区间之间的交界，能够抑制叶片泵100的排出压降低。

采用以上的实施方式，取得以下所示的效果。

吸入侧背压口74以分割为低压口75和高压口76的方式形成，高压口76配置在比低压口75靠转子30的旋转方向前方的位置。另外，吸入通路12的工作流体被导入到低压口75并且高压室的高压的工作流体被导入到高压口76。

由此，在吸入区间，在背压室32与低压口75相连通的期间，背压室32成为低压状态，叶片40的按压力降低，因此能够抑制叶片40与内周凸轮面51之间的滑动阻力，使叶片泵100的效率提高。

另外，在吸入区间，叶片40的突出量降低，从而能够抑制在叶片40通过吸入区间时成为自吸入口71、81吸入到泵室33的工作流体的流路的障碍。因此，能够提高工作流体的吸入效率。

此外，若在吸入区间背压室32与高压口76相连通，则背压室32成为高压状态，叶片40的按压力增大，因此能够在进入排出区间之前使叶片40与内周凸轮面51更可靠地滑动接触。因此，能够利用与内周凸轮面51滑动接触的叶片40将吸入区间与排出区间之间更可靠地划分开，能够防止叶片泵100的排出压降低。

此外，特别是在工作流体的粘度变高的低温情况下启动泵时，也能够使落入到狭缝31的叶片40迅速突出而与内周凸轮面51滑动接触，因此叶片泵100的排出压立刻上升，从而能够提高叶片泵100的启动性。

此外，排出侧背压口73经由截面积比高压口76的截面积小的细槽77而与高压口76相连通，因此，在排出区间，叶片40的顶端部42被按压于内周凸轮面51，叶片40被压入到狭缝31内，随着背压室32的体积减小，流入到排出侧背压口73的工作流体经细槽77节流之后与高压口76相连通。因而，能够将排出侧背压口73的压力保持为比高压口76的压力大与细槽77的压力损失对应的量，因此，在排出区间，将使叶片40突出的力保持为较高，能够更可靠地维持叶片40与内周凸轮面51之间的滑动接触。

以上，对本发明的实施方式进行了说明，但所述实施方式只不过示出了本发明的一个应用例，其宗旨并不在于将本发明的技术范围限定为所述实施方式的具体的结构。

例如，在所述实施方式中，分别在侧板70和泵盖80设置了排出侧背压口73和吸入侧背压口74，但也可以仅在侧板70和泵盖80中的某一者设置。在排出侧背压口73和吸入侧背压口74仅设于侧板70的情况下，只要以侧板70的低压口75与吸入通路12相连通的方式新设置通孔即可。在排出侧背压口73和吸入侧背压口74仅设于泵盖80的情况下，只要以泵盖80的高压口86与高压室相连通的方式新设置通孔即可。

本申请基于2013年3月6日向日本专利局提出申请的日本特愿2013－044575主张优先权，通过参照将该申请的全部内容引入本说明书中。

Claims (3)

1.一种叶片泵，该叶片泵被用作流体压供给源，其中，

该叶片泵包括：

转子，该转子被驱动而旋转；

狭缝，其在所述转子的外周具有开口部，该狭缝呈放射状地形成有多个；

叶片，其以滑动自如的方式收纳于各所述狭缝；

定子，其具有与所述叶片的顶端部滑动接触的内周凸轮面，所述叶片的顶端部是所述叶片的自所述狭缝突出的方向的端部；

泵室，其形成在所述转子、所述定子以及相邻的所述叶片之间；

吸入口，其用于引导被吸入向所述泵室的工作流体；

排出口，其用于引导自所述泵室排出的工作流体；

背压室，其形成在所述狭缝内，由所述叶片的基端部划分而成，所述叶片的基端部是所述叶片的与所述顶端部相反的一侧的端部；

排出侧背压口，其用于在所述泵室与所述排出口相连通的排出区间，向所述背压室引导自所述排出口排出的工作流体；以及

吸入侧背压口，其用于在所述泵室与所述吸入口相连通的吸入区间，向所述背压室引导工作流体，

所述吸入侧背压口以分割为低压口和高压口的方式形成，该低压口用于向所述背压室引导所述吸入口的工作流体，该高压口用于向所述背压室引导自所述排出口排出的工作流体，

所述高压口配置在比所述低压口靠所述转子的旋转方向前方的位置。

2.根据权利要求1所述的叶片泵，其中，

所述高压口经由截面积比所述高压口的截面积小的细槽而与所述排出侧背压口相连通。

3.根据权利要求1所述的叶片泵，其中，

该叶片泵还包括：

侧板，其设于所述转子在轴线方向上的一端侧，与所述转子和所述定子相抵接；以及

泵盖，其设于所述转子在轴线方向上的另一端侧，与所述转子和所述定子相抵接，

所述排出侧背压口和所述吸入侧背压口设于所述侧板和所述泵盖中的至少一者。