CN106662101A

CN106662101A - 叶片泵

Info

Publication number: CN106662101A
Application number: CN201480081272.7A
Authority: CN
Inventors: 菊地大辅; 兵藤训; 兵藤训一
Original assignee: Tokyo Keiki Inc
Current assignee: Tokyo Keiki Inc
Priority date: 2014-08-19
Filing date: 2014-08-19
Publication date: 2017-05-10
Anticipated expiration: 2034-08-19
Also published as: JP6307619B2; CN106662101B; WO2016027308A1; JPWO2016027308A1

Abstract

本发明能够防止在反向旋转时定子与叶片分开。叶片泵包括：定子(24)；转子(26)，其以旋转自由的方式设于定子(24)内；多个叶片(28)，其以沿着转子(26)径向滑动自由的方式配设；吸入口(40)，其与由定子(24)、转子(26)以及多个叶片(28)划分形成的泵室中的容积逐渐增大的吸入分区连通；喷出口(42)，其与泵室中的容积逐渐缩小的喷出分区连通，多个叶片(28)分别形成有从在叶片(28)的滑动方向的定子(24)侧端部位于正向旋转方向前侧的前端部(281a)与位于正向旋转方向后侧的后端部(281b)之间连通到叶片下室的连通孔(285)，定子(24)的内周面形状形成为，位于吸入分区与喷出分区之间的预压缩区间的容积从转子(26)的正向旋转方向上的预压缩区间的开始位置到结束位置按照在后端部(281b)通过开始位置之前仅前端部(281a)与定子(24)的内周面抵接的梯度而逐渐缩小。

Description

叶片泵

技术领域

本发明涉及使用叶片而进行泵动作的叶片泵。

背景技术

以往，作为从罐吸入工作油等流体而向负载回路喷出的泵，公知有叶片泵，该叶片泵利用以可旋转的方式配设于定子(日文：カムリング)内的转子和以可沿着径向滑动的方式配设于在该转子的外径侧部形成的沿着径向延伸的多个叶片收纳槽的叶片进行泵动作。根据这样的叶片泵，向叶片收纳槽中的形成于叶片与转子之间的叶片下室周期性地导入吸入压力和喷出压力。在喷出压力产生了作用的情况下，叶片向外径方向飞出而压靠于定子的内周面。转子在定子内旋转而由转子、定子和各叶片分隔的容积发生变化，从而进行从吸入口导入的工作油等流体向转子与定子之间吸入、从转子与定子之间经由喷出口将高压的喷出压力喷出的泵动作。

另外，作为叶片泵的控制方式，公知有如下控制方式：泵的驱动使用例如伺服马达等可变速马达，通过对泵的转速进行控制，并将叶片泵的排量值乘以泵的转速而得到的流量向负载装置喷出，从而对流量进行控制。根据这样的叶片泵的控制方式，能够对为了提高负载回路的压力所需的流量进行控制地喷出。另外，通过使转子极低速旋转而对弥补负载回路、叶片泵的内部泄漏的流量进行控制地喷出，从而能够将负载回路的压力保持恒定。

或者，作为与这样的叶片泵的控制方式相关联的技术，公知有如下叶片泵：内叶片以沿着径向滑动自由的方式配设于在叶片的内径侧部形成的内叶片收纳槽，在内叶片收纳槽的形成于叶片与内叶片之间的内叶片室配设沿着外径方向对叶片施力的压缩螺旋弹簧，从而在低速旋转时也能够将叶片可靠地按压于定子(例如专利文献1)。

现有技术文献

专利文献

专利文献1：日本特开2005-351117号公报

发明内容

发明要解决的问题

然而，在利用以往的叶片泵进行了上述的流量控制的情况下，为了降低负载回路的压力，只在负载回路设置压力控制阀等来应对，若欲使转子反向旋转来降低负载回路的压力，则叶片的上下间、即泵室与叶片下室之间的压力失衡。若如上述压力失衡，则如图8所示，与正向旋转时相比，实际压力的值变得不稳定，产生定子与叶片分开这样的问题。另外，由于该分开，叶片泵的喷出侧的高压向吸入侧的罐流入，因此，产生异常噪声，还会妨碍泵的良好的容积变化。另外，由于该分开，引起定子、叶片的磨损、破损的可能性提高。

本发明的实施方式正是为了解决上述的问题点而做成的，其目的在于提供一种通过防止在反向旋转时定子与叶片分开而能够稳定地进行负载回路的压力控制的叶片泵。

用于解决问题的方案

为了解决上述的问题，本实施方式的叶片泵，其特征在于，该叶片泵包括：定子，其具有包括大圆弧和小圆弧的内周面形状；转子，其以旋转自由的方式设于所述定子内；多个叶片，其分别以沿着转子径向滑动自由的方式配设于在所述转子的外径侧部形成的沿着径向延伸的多个叶片收纳槽；吸入口，其与由所述定子、所述转子和所述多个叶片划分形成的泵室中的容积逐渐增大的吸入分区连通；喷出口，其与所述泵室中的容积逐渐缩小的喷出分区连通，在所述多个叶片收纳槽与所述多个叶片之间形成有所述吸入口或喷出口的压力能够被导入的叶片下室，所述多个叶片分别具有在该叶片的滑动方向的定子侧端部位于所述转子的正向旋转方向前侧的前端部和位于所述转子的正向旋转方向后侧的后端部，形成有从所述前端部与所述后端部之间连通到所述叶片下室的连通孔，所述定子的内周面形状形成为，位于所述吸入分区与所述喷出分区之间的预压缩区间的容积从所述转子的正向旋转方向上的所述预压缩区间的开始位置到结束位置按照在所述后端部通过所述开始位置之前仅所述前端部与所述定子的内周面抵接的梯度而逐渐缩小。

发明的效果

根据本发明的实施方式，通过防止在反向旋转时定子与叶片分开，从而能够稳定地进行负载回路的压力控制。

附图说明

图1是表示本发明的实施方式的叶片泵的整体结构的剖视图。

图2是沿着图1的2-2线观察到的主要部分剖视图。

图3是叶片的立体图。

图4是表示叶片的正面、侧面、上面和底面的图。

图5是表示定子的内周面形状的概略图。

图6是表示展开了的定子的内周面形状的概略图。

图7是表示本发明的实施方式的叶片泵的响应性的图表。

图8是表示以往的叶片泵的响应性的图表。

具体实施方式

以下，参照附图说明本发明的实施方式。

首先，对本发明的实施方式的叶片泵进行说明。图1是表示本发明的实施方式的叶片泵的整体结构的剖视图。图2是沿着图1的2-2线观察到的主要部分剖视图。

如图1和图2所示，叶片泵10包括：主体部12，其固定于未图示的基座、框架等；盖14，其可装卸地连结于主体部12；以及轴16，其配设于主体部12和盖14内。

如图1所示，在主体部12的贯通孔嵌入有轴承18，利用该轴承18轴支承轴16。轴16的主体部侧端部与未图示的电动机连结，利用该电动机旋转驱动轴16。

在由主体部12和盖14形成的内部空间内，在盖14侧收纳有防磨板20，在主体部12侧收纳有压力板22，以夹在防磨板20与压力板22之间的方式收纳定子24。而且，在内部空间内收纳有转子26和叶片28。定子24、防磨板20、压力板22利用未图示的螺栓与盖14组装成一体，并且在盖14内，利用定位销32进行定位。

在防磨板20形成有与吸入口40连通的吸入槽201a、203、与喷出口42连通的喷出槽202a、204。另外，在防磨板20上，在沿着转子26的径向与吸入槽201a相对的位置形成有与吸入口40连通的吸入槽201b，在沿着转子26的径向与喷出槽202a相对的位置形成有与喷出口42连通的喷出槽202b。此外，吸入槽201b和喷出槽202b在图1中并未图示。

在压力板22上形成有与吸入口40连通的吸入槽221a、223、与喷出口42连通的喷出槽222a、224。另外，在压力板22上，在沿着转子26的径向与吸入槽221a相对的位置形成有与吸入口40连通的吸入槽221b，在沿着转子26的径向与喷出槽222a相对的位置形成有与喷出口42连通的喷出槽222b。此外，吸入槽221b和喷出槽222b在图1中并未图示。

如图2所示，定子24具有椭圆、偏心圆形等非圆形截面轮廓的内部空间，在该内部空间以旋转自由的方式配设有转子26。转子26的内周面与轴16的外周面花键结合成不能相对旋转，转子26与轴16一体地旋转。另外，由定子24的内周面、沿着转子26的旋转方向相邻的叶片28、转子26的外周面、防磨板20和压力板22划分形成有其容积由于转子26的旋转而增减的泵室P。

在转子26的外径侧部，呈放射状形成有多个叶片收纳槽26a。叶片28以沿着转子径向滑动自由的方式配设在各叶片收纳槽26a内，叶片收纳槽26a分别沿着径向延伸，并且在转子26的轴向以与叶片28相对应的长度形成。另外，叶片收纳槽26a中的、由其底部和侧面以及叶片28的内径侧端部和防磨板20、压力板22划分形成的空间成为叶片下室U。若该叶片下室U由于转子26的旋转而向与吸入槽201a、221a、201b、221b邻接的位置移动，则与吸入口40连通而吸入口40的压力被周期性地导入。另外，同样地，若叶片下室U向与喷出槽202a、222a、202b、222b邻接的位置移动，则与喷出口42连通而喷出口42的压力被周期性地导入。

另外，在叶片下室U中设有作为弹性体的压缩螺旋弹簧34。该压缩螺旋弹簧34插入叶片28与叶片收纳槽26a的底部之间，一端支承于叶片收纳槽26a的底部，另一端支承于叶片28中的与叶片下室U相对的位置。压缩螺旋弹簧34将叶片28向正常情况下与叶片收纳槽26a的底部分开的方向按压，从而将叶片28按压于定子24的内周面。采用这样的压缩螺旋弹簧34，无论是叶片28在定子24的内周面上位于长径位置的情况，还是位于短径位置的情况，而且，即使是转子26的转速接近0的情况，也始终将叶片28按压于定子24的内周面，因此，能够可靠地进行泵动作。

接着，对叶片的结构进行说明。图3是叶片的立体图。图4是表示叶片的正面、侧面、上面和底面的图。在图3中，出于方便，将轴的轴向设为y方向，将叶片的滑动方向设为z方向，将与y方向和z方向正交的方向设为x方向。另外，图4的(a)是从x方向观察的叶片的主视图，图4的(b)是从y方向观察的叶片的侧视图，图4的(c)是从z方向上的定子侧观察的叶片的俯视图，图4的(d)是从z方向上的轴侧观察的叶片的仰视图。

如图3和图4所示，叶片28具有前端部281a和后端部281b，另外，形成有端部槽282、缺口283、弹簧承接部284、连通孔285、侧部槽286。

前端部281a和后端部281b都位于z方向的定子24侧端部，如图4的(b)所示，前端部281a在x方向上位于转子26的正向旋转方向前侧，后端部282b在x方向上位于转子26的正向旋转方向后侧。如图4的(b)、(c)所示，端部槽282在z方向的定子24侧端部形成于前端部281a与后端部281b之间的y方向大致整个区域。如图4的(a)所示，缺口283沿着y方向隔开预定间隔地设有3个，各缺口283形成于z方向上的轴侧端部。如图4的(d)所示，弹簧承接部284分别与3个缺口283相对应地设置，各弹簧承接部284在缺口283的z方向上的定子24侧端部以能够支承压缩螺旋弹簧34的一端的方式形成为圆形。如图4的(c)、(d)所示，连通孔285分别与3个弹簧承接部284相对应地设置，各连通孔285形成为从弹簧承接部284贯通到端部槽282的圆柱状的孔。如图4的(b)～(d)所示，侧部槽286在叶片28的y方向两端形成于z方向大致整个区域。

与叶片28的旋转位置相应地前端部281a和后端部281b的任一者或两者与定子24的内周面抵接。压缩螺旋弹簧34的恢复力施加于弹簧承接部284并且向叶片下室U导入的压力的一部分施加于弹簧承接部284。

由防磨板20侧的侧部槽286和防磨板20划分形成从叶片下室U向泵室P喷出流体的贯通孔，同样地，由压力板22侧的侧部槽286和压力板22划分形成贯通孔。叶片下室U和泵室P通过这些贯通孔和连通孔285连通。此外，定子24构成为与前端部281a和后端部281b中的任一者始终分开。

接着，对定子的内周面形状进行说明。图5是表示定子的内周面形状的概略图。图6是表示展开了的定子的内周面形状的概略图。

如图5所示，定子24的内周面形状由大圆弧、小圆弧以及将它们连接的凸轮曲线构成，形成周期为180度的大致椭圆状。另外，若将定子24的1周期设为A点～A’点来进行说明，则如图6所示，其中，A点～Y点形成为未划分形成泵室P的区间，Y点～S点形成为从轴16的轴中心16a到定子24的内周面的距离、即泵室P的容积向正向旋转方向逐渐增大且向吸入口40开口的吸入区间，S点～P点形成为泵室P的容积向正向旋转方向逐渐缩小且未向吸入口40和喷出口42中的任一者开口的预压缩区间，P点～X’点形成为泵室P的容积向正向旋转方向逐渐缩小且向喷出口42开口的喷出区间。此外，吸入槽201a、221a、201b、221b形成于与吸入区间相对应的位置，喷出槽202a、222a、202b、222b形成于与喷出区间相对应的位置。

此外，在以往的叶片泵中，预压缩区间以泵室P的容积在S点～P点的范围内恒定的方式形成，但定子24的预压缩区间以从作为正向旋转时的预压缩区间开始位置的S点到作为正向旋转时的预压缩区间结束位置的P点以满足预定的条件的梯度(日文：勾配)逐渐缩小的方式形成。在此，预定的条件是指，与叶片28的形状相关联，具体而言，在正向旋转时，在叶片28的后端部281b通过S点之前仅前端部281a与定子24抵接。在仅前端部281a与定子24抵接的情况下，在预压缩区间中，后端部281b与定子24分开而叶片28的连通孔285使叶片下室U和泵室P连通，叶片下室U内的流体向叶片28的旋转方向的后侧的泵室P喷出。

通过如上述那样构成定子24的内周面形状，在反向旋转时，在预压缩区间，叶片28的后端部281b与定子24分开而在叶片下室U与泵室P产生压力差，叶片28被上推。通过上述方式在反向旋转时叶片28被上推，如图7所示，反向旋转时的实际压力的值保持稳定，能够防止定子24与叶片28分开。另外，通过上述方式防止分开，从而因该分开引起的叶片泵10的不良情况得以改善。此外，期望的是，从S点到P点的梯度设为满足上述的条件、且在反向旋转时能够将叶片28上推到与定子24抵接的位置的最小限度的梯度，这样的梯度是至少基于预压缩区间中的泵室P的容积、叶片下室U的容积计算出定子24的轮廓信息。更具体而言，在将从叶片下室U侧向泵室P侧推叶片28的力设为Fu、将从泵室P侧向叶片下室U侧推叶片28的力设为Fp、将值为1以上的系数设为E的情况下，期望的是将定子的梯度设计成Fu≥E×Fp。在此，Fu是施加于叶片下室U的压力与施加于所述叶片28的压缩螺旋弹簧34的恢复力之和，Fp是自泵室P侧施加于叶片28的压力，E设为随着针对1个叶片28配设的压缩螺旋弹簧34的恢复力变大而变大的系数。

本发明的实施方式是作为例子而提供的，意图并不在于限定发明的范围。这些新颖的实施方式能以其他各种形态实施，在不脱离发明的主旨的范围内能够进行各种省略、置换、变更。这些实施方式及其变形包含于发明的范围、主旨内，并且包含于权利要求书所记载的发明及其等同的范围。

附图标记说明

10、叶片泵；24、定子；26、叶片；40、吸入口；42、喷出口；281a、前端部；281b、后端部；285、连通孔。

Claims

1.一种叶片泵，其特征在于，

该叶片泵包括：

定子，其具有包括大圆弧和小圆弧的内周面形状；

转子，其以旋转自由的方式设于所述定子内；

多个叶片，其分别以沿着转子径向滑动自由的方式配设于在所述转子的外径侧部形成的沿着径向延伸的多个叶片收纳槽；

吸入口，其与由所述定子、所述转子以及所述多个叶片划分形成的泵室中的容积逐渐增大的吸入分区连通；

喷出口，其与所述泵室中的容积逐渐缩小的喷出分区连通，

在所述多个叶片收纳槽与所述多个叶片之间形成有所述吸入口或喷出口的压力能够被导入的叶片下室，

所述多个叶片分别具有在该叶片的滑动方向的定子侧端部位于所述转子的正向旋转方向前侧的前端部和位于所述转子的正向旋转方向后侧的后端部，

形成有从所述前端部与所述后端部之间连通到所述叶片下室的连通孔，

所述定子的内周面形状形成为，位于所述吸入分区与所述喷出分区之间的预压缩区间的容积从所述转子的正向旋转方向上的所述预压缩区间的开始位置到结束位置按照在所述后端部通过所述开始位置之前仅所述前端部与所述定子的内周面抵接的梯度而逐渐缩小。

2.根据权利要求1所述的叶片泵，其特征在于，

所述预压缩区间的梯度是在所述转子的反向旋转时、能够将所述叶片上推到与所述定子的内周面抵接的位置的最小限度的梯度。

3.根据权利要求2所述的叶片泵，其特征在于，

所述预压缩区间的梯度设定成，作为从所述叶片下室侧向所述泵室侧推所述叶片的力的第1按压力大于等于作为从所述泵室侧向叶片下室侧推所述叶片的力的第2按压力。

4.根据权利要求3所述的叶片泵，其特征在于，

在所述叶片下室插入有弹性体，该弹性体的一端支承于叶片收纳槽的底部，另一端支承于叶片的与叶片下室相对的位置。

5.根据权利要求4所述的叶片泵，其特征在于，

所述第1按压力是施加于所述叶片下室的压力与施加于所述叶片的所述弹性体的恢复力之和。

6.根据权利要求5所述的叶片泵，其特征在于，

所述预压缩区间的梯度设定成所述第1按压力大于等于所述第2按压力乘以基于施加于所述叶片的所述弹性体的恢复力的大小的系数而得到的值。