CN106030111B - 叶片泵 - Google Patents

Abstract

一种被用作流体压供给源的叶片泵，其中，该叶片泵包括：转子，其被驱动而旋转；多个叶片，其以滑动自如的方式插入转子；定子，其随着转子的旋转而与叶片的顶端部滑动接触；泵室，其划分形成在相邻的叶片之间；吸入口，其用于向泵室引导工作流体；排出口，其用于引导自泵室(7)排出的工作流体；以及槽状的槽口，其自排出口的开口缘部向与转子的旋转方向相反的方向延伸，槽口具有梯度变化部，朝向所述转子的旋转方向去而该梯度变化部的开口面积的变化率减小。

Description

叶片泵

技术领域

本发明涉及一种被用作流体压供给源的叶片泵。

背景技术

叶片泵被用作向搭载于车辆的变速器、动力转向装置等液压设备供给工作油的液压供给源。

在JP2001-248569A中公开有这样一种叶片泵，该叶片泵包括：多个泵室，其在定子与转子之间利用多个叶片划分而成；吸入口，其用于向进行膨胀行程的泵室引导工作油；排出口，其用于引导自进行压缩行程的泵室排出的工作油；以及槽状的槽口，其用于将自来到压缩行程的初期的泵室排出的工作油向排出口引导。

所述槽状的槽口自排出口的开口缘部向与转子的旋转方向相反的方向延伸。槽口具有随着自槽口的顶端部朝向基端部去而槽的深度和开口宽度逐渐增大的形状，且具有随着自顶端部朝向基端部去而槽的深度的变化率逐渐增大的部位。

发明内容

发明要解决的问题

然而，在所述槽口中，在将槽口的长度设定得较大时，槽的深度和开口宽度在槽口的基端部变大。因此，槽口的基端部无法收纳在设于定子与转子之间的空间内。由此，由于无法充分地确保槽口的长度，因此，所述叶片泵如下所述那样存在有工作油的排出压力因工作条件而产生脉动的问题。

本发明的目的在于抑制叶片泵的排出压力所产生的脉动。

用于解决问题的方案

根据本发明的一技术方案，提供一种被用作流体压供给源的叶片泵，其中，该叶片泵包括：转子，其被驱动而旋转；多个叶片，其以滑动自如的方式插入所述转子；定子，其随着所述转子的旋转与所述叶片的顶端部滑动接触；泵室，其划分形成在相邻的所述叶片之间；吸入口，其用于向所述泵室引导工作流体；排出口，其用于引导自所述泵室排出的工作流体；以及槽状的槽口，其自所述排出口的开口缘部向与所述转子的旋转方向相反的方向延伸，所述槽口具有梯度变化部，朝向所述转子的旋转方向去而该梯度变化部的开口面积变化率减小。

附图说明

图1是表示本发明的第1实施方式的叶片泵的主视图。

图2是沿着图1的II-II线的剖视图。

图3是泵盖的后视图。

图4是侧板的主视图。

图5A是沿着图4的VA-VA线的侧板的槽口的剖视图。

图5B是沿着图5A的VB-VB线的剖视图。

图5C是沿着图5A的VC-VC线的剖视图。

图6A是表示槽口的长度与开口面积之间的关系的线状图。

图6B是表示槽口的长度与开口面积的变化率之间的关系的线状图。

图7是槽口以及排出口等的展开图。

图8是比较例的槽口以及排出口等的展开图。

图9A是本发明的第2实施方式的槽口的剖视图。

图9B是沿着图9A的IXB-IXB线的剖视图。

图9C是沿着图9A的IXC-IXC线的剖视图。

图10A是表示槽口的长度与开口面积之间的关系的线状图。

图10B是表示槽口的长度与开口面积的变化率之间的关系的线状图。

图11A是本发明的第3实施方式的槽口的剖视图。

图11B是沿着图11A的XIB-XIB线的剖视图。

图11C是沿着图11A的XIC-XIC线的剖视图。

图11D是沿着图11A的XID-XID线的剖视图。

图12A是表示槽口的长度与开口面积之间的关系的线状图。

图12B是表示槽口的长度与开口面积的变化率之间的关系的线状图。

具体实施方式

(第1实施方式)

以下，根据所附附图说明本发明的第1实施方式。

图1、图2所示的叶片泵1被用作向流体压供给目标供给工作流体的流体压供给源。流体压供给目标例如为设于搭载在车辆上的变速器、动力转向装置等的液压设备。在叶片泵1中，使用工作油作为工作流体。另外，在叶片泵1中，还可以不使用工作油作为工作流体，而使用其他的非压缩性流体作为工作流体。

叶片泵1包括泵体10和泵盖50作为外壳。在泵体10上形成有利用泵盖50密封的泵容纳凹部11。在泵容纳凹部11容纳有转子2、叶片3、定子4以及侧板30等作为泵机构。定子4和侧板30利用两个销19相对于泵盖50进行止转。泵盖50借助四个螺栓(省略图示)紧固于泵体10。

另外，叶片泵1并不限定于所述的结构，还可以设为定子4、侧板30与泵体10一体形成的结构。另外，还可以设为在叶片泵1上设有与泵盖50独立的侧板的结构。

转子2连结于驱动轴9。驱动轴9以旋转自如的方式支承于泵体10与泵盖50之间。向驱动轴9的端部传递未图示的发动机或电动马达的动力。转子2向图1中用箭头表示的方向旋转。

在定子4与转子2之间夹装有多个叶片3。在转子2上具有规定间隔地以放射状形成有多个狭缝8。叶片3形成为矩形的板状，并以滑动自如的方式插入到狭缝8中。

在狭缝8的里侧利用叶片3的基端部划分形成有叶片背压室6。如下所述，向叶片背压室6引导有泵排出压力。叶片3在按压其基端部的叶片背压室6的压力以及随着转子2的旋转而发挥作用的离心力的作用下被向自狭缝8突出的方向施力。由此，叶片3的顶端部与定子4的内周凸轮面5滑动接触。

在定子4的内侧，利用内周凸轮面5、转子2的外周以及相邻的叶片3划分形成有多个泵室7。与内周凸轮面5滑动接触的叶片3随着转子2的旋转而往复移动，使得泵室7扩张或收缩。由此，如图2中由箭头所示的那样，自工作油箱供给来的工作油经由吸入通路25被向吸入口51、53(参照图3)和吸入口31、33(参照图4)引导，并被吸入泵室7。如图2中由箭头所示的那样，在泵室7被加压了的工作油自排出口32、34被排出到高压室20，并自高压室20经由排出通路(省略图示)向液压设备供给。

在泵体10内容纳有流量控制阀40。流量控制阀40用于使被自泵室7排出到排出通路的工作油的一部分作为剩余油经由吸入通路25向泵室7回流。利用流量控制阀40的工作控制被送往液压设备的工作油的流量。

环状的定子4具有呈大致长圆形状的内周凸轮面5。跟随内周凸轮面5的各叶片3随着转子2旋转一周而进行两次往复移动。

平衡型叶片泵1具有：第一吸入区域及第一排出区域，在该第一吸入区域及第一排出区域内，叶片3随着转子2的旋转而进行第一次的往复移动；以及第二吸入区域及第二排出区域，在该第二吸入区域及第二排出区域内，叶片3随着转子2的旋转而进行第二次的往复移动。在第一吸入区域中，进行泵室7的容积扩张的第一吸入行程。接着，在第一排出区域中，进行泵室7的容积收缩的第一排出行程。然后，在第二吸入区域中，进行泵室7的容积扩张的第二吸入行程。接着，在第二排出区域中，进行泵室7的容积收缩的第二排出行程。在第一吸入区域、第一排出区域、第二吸入区域、第二排出区域的各自之间存在有过渡区域。

在定子4的内周凸轮面5上形成有自在第一吸入行程中扩张的泵室7经由第一吸入口31吸入工作油的第一吸入区间5A、设于过渡区域的过渡区间5B、自在第一排出行程中收缩的泵室7经由第一排出口32排出工作油的第一排出区间5C、设于过渡区域的过渡区间5D、自在第二吸入行程中扩张的泵室7经由第二吸入口33吸入工作油的第二吸入区间5E、设于过渡区域的过渡区间5F、自在第二排出行程中收缩的泵室7经由第二排出口34排出工作油的第二排出区间5G以及设于过渡区域的过渡区间5H。

图3是表示泵盖50中的与转子2滑动接触的端面55的后视图。转子2向图3中由箭头所示的方向旋转。在泵盖50的端面55，吸入口51和背压口61在第一吸入区域开口，排出口52和背压口62在第一排出区域开口，吸入口53和背压口63在第二吸入区域开口，排出口54和背压口64在第二排出区域开口。

图4是表示侧板30中的与转子2滑动接触的端面38的主视图。在端面38，吸入口31和背压口41在第一吸入区域开口，排出口32和背压口42在第一排出区域开口，吸入口33和背压口43在第二吸入区域开口，排出口34和背压口44在第二排出区域开口。

在侧板30上形成有在第一吸入区域连通高压室20和背压口41的排出压力导入通孔45以及在第二吸入区域连通高压室20和背压口43的排出压力导入通孔46。由此，在叶片泵1工作时，高压室20产生的泵排出压力经由背压口41、43向第一吸入区域中的叶片背压室6、第二吸入区域中的叶片背压室6引导。

在图4中，转子2向箭头所示的方向旋转。自排出口32、34的开口缘部向与转子2的旋转方向相反的方向延伸的槽状的槽口70在侧板30的端面38开口。槽口70的顶端部70A配置于第一过渡区域、第二过渡区域。自在第一排出行程的初期、中期、第二排出行程的初期、中期收缩的泵室7经由槽口70向第一排出口32排出工作油。

图5A是沿着图4的VA-VA线的槽口70的剖视图。如该剖视图所示，槽口70具有远离排出口32的顶端部70A以及在排出口32的内壁32A开口的基端部70B。槽口70具有自顶端部70A朝向转子2的旋转方向延伸的上游槽部71、设于上游槽部71的下游端的梯度变化部72以及自梯度变化部72朝向转子2的旋转方向延伸的下游槽部73。梯度变化部72为连接上游槽部71和下游槽部73的台阶。

图5B是沿着图5A的VB-VB线的剖视图。如该剖视图所示，槽口70的上游槽部71具有三角形的截面形状。上游槽部71形成为随着自顶端部70A朝向转子2的旋转方向(靠近梯度变化部72的方向)去而槽口70的开口面积逐渐增大的锥形形状。在此，槽口70的开口面积为与槽口70的中心线N(参照图4)正交的槽口70的截面积。

图5C是沿着图5A的VC-VC线的剖视图。如该剖视图所示，槽口70的下游槽部73具有矩形的截面形状。下游槽部73形成为随着自上游槽部71朝向转子2的旋转方向(靠近排出口32的方向)去而槽口70的开口面积不变而恒定。

图6A是表示槽口70中的转子2的周向上的长度与开口面积之间的关系的线状图。如图6A所示，槽口70的开口面积在上游槽部71自顶端部70A朝向梯度变化部72去而逐渐增大，在梯度变化部72阶跃地增大，在下游槽部73成为恒定值。

图6B是表示槽口70中的转子2的周向上的长度与开口面积的变化率之间的关系的线状图。在此，槽口70的开口面积的变化率为槽口70的开口面积在朝向槽口转子2的旋转方向变化时相对于槽口70的中心线N(参照图4)的长度的比率。如图6B所示，槽口70的开口面积的变化率在上游槽部71自顶端部70A朝向梯度变化部72去而逐渐增大，在梯度变化部72阶跃地增减，在下游槽部73成为0(零)。梯度变化部72为槽口70的开口面积的变化率自上游槽部71向下游槽部73不连续地变化并减小的部位。

另外，梯度变化部72并不限定于所述的结构，还可以利用槽口70的开口面积的变化率自上游槽部71向下游槽部73连续变化并减小的弯曲面构成。

接着，说明叶片泵1的动作。

在转子2低速旋转时，从自压缩行程的初期来到中期的泵室7经由槽口70被向排出口32排出的工作油与自来到压缩行程的后期的泵室7被向排出口32排出的工作油合流而被向高压室20排出。由此，在叶片泵1中，自泵室7到排出口32的工作油的压力借助槽口70平缓地变化，从而能够抑制振动、噪音的产生。

另一方面，在转子2高速旋转时，在工作油中混入空气、或产生空穴的情况下，在来到压缩行程的初期的泵室7中被加压的工作油的压力上升延迟。因此，可能引起被从自压缩行程的中期来到后期的泵室7排出的工作油经由槽口70急剧地流入到来到压缩行程的初期的泵室7的逆流现象。

图7是用箭头表示在所述转子2高速旋转时出入于来到压缩行程的泵室7的工作油的流动情况的展开图。在该展开图中，各泵室7向箭头E所示的方向移动。在来到压缩行程的初期的泵室7中，由于工作油中含有的空气或真空部被压缩，因此，工作油的压力上升延迟。因此，被自来到压缩行程的中期的泵室7排出的工作油如用箭头K、J所示那样经由槽口70流入来到压缩行程的初期的泵室7。通过这样地在面向槽口70的泵室7彼此之间经由槽口70互相传递工作油的压力，从而促进来到压缩行程的初期的泵室7的压力上升。另一方面，在来到压缩行程的后期的泵室7中被压缩的工作油如用箭头F、G、H所示的那样地被向排出口32排出。通过借助槽口70促进来到压缩行程的初期的泵室7的压力上升，能够抑制被排出到排出口32的工作油如箭头I所示那样向槽口70流入。通过这样地抑制工作油在排出口32与槽口70之间逆流，从而能够抑制排出口32的排出压力所产生的脉动。

图8是比较例的叶片泵的展开图。自顶端170A向基端170B去而该叶片泵中的槽口170的开口面积逐渐增大，开口面积的变化率为恒定值，或自顶端170A向基端170B去而开口面积的变化率逐渐增大。在该情况下，由于在转子2的周向上无法充分地确保槽口170的长度，因此，引起排出口32的工作油如箭头i所示那样经由槽口170急剧地流入到来到初期的压缩行程的泵室7的逆流现象，而使排出口32的排出压力产生脉动。

根据以上的第1实施方式，起到以下所示的作用效果。

(1)包括自排出口32、34的开口缘部向与转子2的旋转方向相反的方向延伸的槽状的槽口70的叶片泵1设为具有朝向转子2的旋转方向去而槽口70的开口面积的变化率逐渐减小的部位(梯度变化部72)的结构。

在叶片泵1中，由于具有朝向排出口32、34去而槽口70的开口面积的变化率逐渐减小的梯度变化部72，因此，能够抑制槽口70的开口宽度随着槽口70变长而增大，且能够将槽口70的长度设定得较长。

通过在转子2的周向上充分地确保槽口70的长度，能够以来到压缩行程的多个泵室7与槽口70连通的方式设定槽口70的长度。由此，工作油的压力在沿转子2的周向排列的多个泵室7之间经由槽口70互相传递，从而能够抑制自泵室7被排出到排出口32、34的工作油经由槽口70急剧地流入来到压缩行程的初期的泵室7的逆流现象，能够抑制排出口32、34的排出压力所产生的脉动。

(2)槽口70设为具有随着自槽口70的顶端部70A朝向转子2的旋转方向去而开口面积逐渐增大的上游槽部71以及随着自上游槽部71朝向转子2的旋转方向去而槽口70的开口面积不变的下游槽部73的结构。

基于所述结构，利用具有恒定的开口面积的下游槽部73，能够充分地确保槽口70的开口面积，并且，能够在转子2的周向上充分地确保槽口70的长度。由此，能够兼顾抑制工作油在转子2高速旋转时自排出口32、34经由槽口70急剧地流入到泵室7的逆流现象以及顺畅地引导工作油在转子2低速旋转时自泵室7经由槽口70朝向排出口32、34的流动。

(3)槽口70设为比梯度变化部72靠排出口32、34侧的开口面积大于比梯度变化部72靠其顶端部70A侧的开口面积的结构。

基于所述结构，由于在转子2高速旋转时自排出口32、34经由槽口70朝向泵室7的急剧的工作油的流动在梯度变化部72被节流，因此，能够有效地抑制槽口70处的工作油的逆流现象。

(第2实施方式)

接着，参照图9A～图9C、图10A以及图10B说明本发明的第2实施方式。以下，以与所述第1实施方式不同的方面为中心进行说明，对与所述第1实施方式相同的结构标注相同的附图标记并省略说明。

所述第1实施方式的槽口70构成为具有槽口70的开口面积恒定的下游槽部73。相对于此，第2实施方式的槽口80构成为随着朝向转子2的旋转方向去而槽口80的开口面积逐渐减小。

如图9A所示，槽口80具有远离排出口32的顶端部80A以及在排出口32的内壁32A开口的基端部80B。槽口80具有自顶端部80A朝向转子2的旋转方向延伸的上游槽部81、设于上游槽部81的下游端的梯度变化部82以及自梯度变化部82朝向转子2的旋转方向延伸的下游槽部83。梯度变化部82为连接上游槽部81和下游槽部83的台阶。

图9B为沿着图9A的IXB-IXB线的剖视图。如该剖视图所示，槽口80的上游槽部81具有三角形的截面形状。上游槽部81形成为随着自顶端部80A朝向转子2的旋转方向(靠近梯度变化部82的方向)去而槽口80的开口面积逐渐增大。

图9C是沿着图9A的IXC-IXC线的剖视图。如该剖视图所示，槽口80的下游槽部83具有矩形的截面形状。下游槽部83形成为随着自上游槽部81朝向转子2的旋转方向(靠近排出口32的方向)去而槽口80的开口面积逐渐减小。

图10A是表示槽口80处的转子2的周向上的长度与开口面积之间的关系的线状图。如该线状图所示，槽口80的开口面积在上游槽部81自顶端部80A朝向梯度变化部82去而逐渐增大，在梯度变化部82阶跃地增大，在下游槽部83自梯度变化部82朝向基端部80B去而逐渐减小。

图10B是表示槽口80处的转子2的周向上的长度与开口面积的变化率之间的关系的线状图。如该线状图所示，槽口80的开口面积的变化率在上游槽部81自顶端部80A朝向梯度变化部82去而逐渐增大，在梯度变化部82阶跃地增减，在下游槽部83成为负的恒定值。梯度变化部82为槽口80的开口面积的变化率自上游槽部81向下游槽部83不连续地变化且减小的部位。

另外，梯度变化部82并不限定于所述的结构，还可以利用槽口80的开口面积的变化率自上游槽部81向下游槽部83连续变化且减小的弯曲面构成。

根据以上的第2实施方式，起到以下所示的作用效果。

(4)槽口80具有随着自顶端部80A朝向转子2的旋转方向去而槽口80的开口面积逐渐增大的上游槽部81以及随着自上游槽部81朝向转子2的旋转方向去而槽口80的开口面积逐渐减小的下游槽部83。

基于所述结构，利用开口面积逐渐减小的下游槽部83能够促进工作油自来到压缩行程的中期的泵室7流入来到压缩行程的初期的泵室7，并且，能够抑制工作油自来到压缩行程的后期的排出口32、34流入槽口80。由此，能够促进工作油的压力在面向槽口80的泵室7彼此之间经由槽口80互相传递，能够抑制在转子2高速旋转时排出口32、34的排出压力所产生的脉动。

(第3实施方式)

接着，参照图11A～图11D、图12A以及图12B说明本发明的第3实施方式。以下，以与所述第1实施方式不同的方面为中心进行说明，对与所述第1实施方式相同的结构标注相同的附图标记并省略说明。

第3实施方式的槽口90构成为具有面向排出口32且槽口90的开口面积局部减小的节流部95。

如图11A所示，槽口90具有远离排出口32的顶端部90A以及在排出口32的内壁32A开口的基端部90B。槽口90具有自顶端部90A朝向转子2的旋转方向延伸的上游槽部91、设于上游槽部91的下游端的梯度变化部92、自梯度变化部92朝向转子2的旋转方向延伸的下游槽部93、设于下游槽部93的下游端的台阶部94以及面向排出口32且槽口90的开口面积局部减小的节流部95。梯度变化部92为连接上游槽部91和下游槽部93的台阶。台阶部94为连接下游槽部93和节流部95的台阶。

图11B是沿着图11A的XIB-XIB线的剖视图。如该剖视图所示，槽口90的上游槽部91具有三角形的截面形状。上游槽部91形成为随着自顶端部90A朝向转子2的旋转方向(靠近梯度变化部92的方向)去而槽口90的开口面积逐渐增大。

图11C是沿着图11A的XIC-XIC线的剖视图。如该剖视图所示，槽口90的下游槽部93具有矩形的截面形状。下游槽部93形成为随着自上游槽部91朝向转子2的旋转方向(靠近排出口32的方向)去而槽口90的开口面积不变而恒定。

图11D是沿着图11A的XID-XID线的剖视图。如该剖视图所示，槽口90的节流部95具有比下游槽部93的截面形状小的矩形的截面形状。节流部95形成为随着自下游槽部93朝向转子2的旋转方向(靠近排出口32的方向)去而槽口90的开口面积不变而恒定。

图12A是表示槽口90处的转子2的周向上的长度与开口面积之间的关系的线状图。如该线状图所示，槽口90的开口面积在上游槽部91自顶端部90A朝向梯度变化部92去而逐渐增大，在梯度变化部92阶跃地增大，在下游槽部93成为恒定值，在台阶部94阶跃地减小，在节流部95成为恒定值。

图12B是表示槽口90处的转子2的周向上的长度与开口面积的变化率之间的关系的线状图。如该线状图所示，槽口90的开口面积的变化率在上游槽部91自顶端部90A朝向梯度变化部92去而逐渐增大，在梯度变化部92阶跃地增减，在下游槽部93成为0(零)，在台阶部94阶跃地增减，在节流部95成为0(零)。梯度变化部92为槽口90的开口面积的变化率不连续地变化且减小的部位。

另外，梯度变化部92、台阶部94并不限定于所述的结构，还可以利用槽口90的开口面积的变化率连续变化的弯曲面构成。

根据以上的第3实施方式，起到以下所示的作用效果。

(5)槽口90具有面向排出口32且槽口90的开口面积局部减小的节流部95。

基于所述结构，利用开口面积局部减小的节流部95能够抑制工作油自来到压缩行程的后期的排出口32、34流入槽口90。由此，能够抑制在转子2高速旋转时排出口32、34的排出压力所产生的脉动。

以上，说明了本发明的实施方式，但所述实施方式仅示出了本发明的应用例的一部分，其宗旨并不在于将本发明的保护范围限定于所述实施方式的具体结构。

例如，所述实施方式具有槽口的开口面积恒定或者减小的下游槽部，但并不限定于此，还可以设为具有开口面积逐渐增大的下游槽部、且该下游槽部的开口面积的变化率小于上游槽部的开口面积的变化率的结构。

另外，本发明并不限定于排出容量(泵排量)恒定的叶片泵，还可以应用于通过移动定子而使排出容量可变的叶片泵。

本申请基于2014年1月27日向日本国特许厅申请的日本特愿2014-12054号主张优先权，该申请的全部内容通过参照编入到本说明书中。

Claims (4)

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，其被驱动而旋转；

多个叶片，其以滑动自如的方式插入所述转子；

定子，其随着所述转子的旋转而与所述叶片的顶端部滑动接触；

泵室，其划分形成在相邻的所述叶片之间；

吸入口，其用于向所述泵室引导工作流体；

排出口，其用于引导自所述泵室排出的工作流体；以及

槽状的槽口，其自所述排出口的开口缘部向与所述转子的旋转方向相反的方向延伸，

所述槽口具有梯度变化部，朝向所述转子的旋转方向去而该梯度变化部的开口面积的变化率减小，并且，所述槽口的开口面积在梯度变化部处朝向所述转子的旋转方向去而阶跃地变大。

2.根据权利要求1所述的叶片泵，其中，

所述槽口具有：

上游槽部，随着自所述槽口的顶端部朝向所述转子的旋转方向去而该上游槽部的开口面积逐渐增大；以及

下游槽部，随着自所述上游槽部朝向所述转子的旋转方向去而该下游槽部的开口面积不变。

3.根据权利要求1所述的叶片泵，其中，

所述槽口具有：

上游槽部，随着自所述槽口的顶端部朝向所述转子的旋转方向去而该上游槽部的开口面积逐渐增大；以及

下游槽部，随着自所述上游槽部朝向所述转子的旋转方向去而该下游槽部的开口面积逐渐减小。

4.根据权利要求1所述的叶片泵，其中，

所述槽口包括节流部，该节流部面向所述排出口且开口面积局部减小。