CN110637160A - 插入式叶片泵和包括该插入式叶片泵的泵装置 - Google Patents

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Abstract

插入式叶片泵包括：侧板(20)，其抵接于转子(2)和定子(4)的一个端面；盖(10)，其抵接于转子(2)和定子(4)的另一个端面，安装于主体(101)；以及O型密封圈(30)，其封闭侧板(20)的外周与主体(101)的内周之间，侧板(20)具有：第1凸缘部(21)，其限制O型密封圈(30)向转子侧的移动；第2凸缘部(22)，其限制O型密封圈(30)向与转子(2)相反的那一侧的移动；以及收纳空间(23)，其由第1凸缘部(21)和第2凸缘部(22)划定且收纳O型密封圈(30)，第1凸缘部(21)形成为能够在第1凸缘部(21)与主体(101)之间在驱动轴(1)的轴向上压缩O型密封圈(30)。

Description

插入式叶片泵和包括该插入式叶片泵的泵装置
技术领域
本发明涉及插入式叶片泵和包括该插入式叶片泵的泵装置。
背景技术
在日本JP2003-301781A中记载了一种构成为能够相对于在基座、框架等固定的主体部装卸的插入式叶片泵。
发明内容
在这样的插入式叶片泵中，要求使收纳插入式叶片泵的主体与定子之间的侧板密合于定子而防止工作油自定子与侧板之间流出。为此，考虑在主体与侧板之间设置用于对侧板朝向定子施力的弹簧。
但是，在该方法中，存在与弹簧的设置相应地导致插入式叶片泵和泵装置大型化的可能。此外，在该情况下，以将弹簧收纳于主体内，然后将插入式叶片泵收纳于主体的方式进行组装。因此，还存在导致插入式叶片泵的组装性降低的可能。
本发明的目的在于，在使插入式叶片泵和包括该插入式叶片泵的泵装置小型化的同时提高组装性。
根据本发明的一个技术方案，能够装卸地收纳于主体内的插入式叶片泵包括：转子，其连结于驱动轴且被驱动而旋转；多个叶片，其沿着转子的径向往复移动自如地设于转子；定子，其具有供多个叶片滑动接触的内周凸轮面；侧构件，其抵接于转子和定子的一个端面；盖构件，其抵接于转子和定子的另一个端面，安装于主体；以及密封构件，其设于侧构件的外周，封闭侧构件的外周与主体的内周之间，侧构件具有：第1限制部，其限制密封构件向转子侧的移动；第2限制部，其限制密封构件向与转子相反的那一侧的移动；以及收纳空间，其由第1限制部和第2限制部划定且收纳密封构件，第1限制部形成为外径比第2限制部的外径大且形成为能够在第1限制部与主体之间在驱动轴的轴向上压缩密封构件。
附图说明
图1是本发明的实施方式的插入式叶片泵的剖视图。
图2是本发明的实施方式的插入式叶片泵的俯视图，表示卸下了盖的状态。
图3是本发明的实施方式的插入式叶片泵的侧视图。
图4是图1中的A部的放大图。
图5是本发明的实施方式的插入式叶片泵的剖视图，表示与图1不同的截面。
具体实施方式
以下，参照附图，说明本发明的实施方式。
本发明的实施方式的插入式叶片泵(以下简称为“叶片泵”。)100和包括该插入式叶片泵100的泵装置1000用作搭载于车辆的流体压装置，例如动力转向装置、变速器等的流体压供给源。以下，说明使用工作油作为工作流体的叶片泵100。工作流体不限于工作油，也可以使用其他工作液。
如图1所示，泵装置1000包括叶片泵100和形成有用于收纳叶片泵100的收纳凹部102的主体101。泵装置1000的主体101与流体压装置的主体共用。
叶片泵100以预先组装好的状态(图3所示的状态)能够装卸地收纳于在主体101形成的收纳凹部102内。发动机(未图示)的动力被传递至驱动轴1的端部而使连结于驱动轴1的转子2旋转。
如图1和图2所示，叶片泵100包括：转子2，其连结于驱动轴1且被驱动而旋转；多个狭缝2a，其在转子2的外周具有开口部且形成为辐射状；多个叶片3，其滑动自如地插入各狭缝2a且设为相对于转子2沿着径向往复移动自如；以及定子4，其收纳转子2且具有内周凸轮面4a，叶片3的顶端部随着转子2的旋转而在该内周凸轮面4a滑动。
如图2所示，在狭缝2a的基端侧划定背压室5，叶片泵100的排出压力被引导至该背压室5。叶片3被背压室5的压力向自狭缝2a脱出的方向按压，叶片3的顶端部抵接于定子4的内周凸轮面4a。由此，在定子4的内部利用转子2的外周面、定子4的内周凸轮面4a以及相邻的叶片3划定多个泵室6。
定子4是内周凸轮面4a呈大致椭圆形状的环状的构件，具有随着转子2的旋转而扩张泵室6的容积的吸入区域4b和随着转子2的旋转而收缩泵室6的容积的排出区域4c。各泵室6随着转子2的旋转而扩张、收缩。叶片泵100是定子4具有两个吸入区域4b和两个排出区域4c的所谓的平衡型的叶片泵。在定子4的与两个吸入区域4b对应的位置的两端面形成有使定子4的外侧与内侧连通的缺口4d。
如图1所示，叶片泵100还包括：盖(盖构件)10，其抵接于转子2和定子4的一端面(在图1中为上侧)，安装于主体101且封闭收纳凹部102；以及侧板20，其作为侧构件，抵接于转子2和定子4的另一端面(在图1中为下侧)。在本实施方式中，盖构件由单一的盖10构成。另外，不限于此，也可以是，将抵接于转子2和定子4的一端面的盖侧侧板设于盖10与转子2及定子4之间，由盖10和盖侧侧板构成盖构件。
盖10和侧板20配置为夹持转子2和定子4。盖10和侧板20夹持转子2和定子4的两端面，从而密闭泵室6。
如图1和图3所示，盖10具有：封闭部11，其抵接于主体101的端面且封闭收纳凹部102的开口；插入部12，其自封闭部11突出地形成且插入收纳凹部102；抵接部13，其自插入部12突出地形成且抵接于定子4；吸入口10a，其通过在抵接部13的外缘部的局部形成缺口而形成且将工作油向泵室6内(参照图3)引导；以及贯通孔10b，其供驱动轴1贯穿。
吸入口10a分别形成于与两个吸入区域4b对应的位置。各吸入口10a形成为以贯通孔10b为中心的圆弧状。
贯通孔10b与转子2的旋转中心轴线同轴地形成。盖10借助轴承(省略图示)将驱动轴1支承为旋转自如。
如图1所示，在侧板20形成有沿着轴向贯通且使泵室6(参照图2)与后述的高压室50连通的排出口20a。排出口20a形成于与两个排出区域4c对应的位置。泵室6内的工作油随着转子2的旋转而自排出口20a排出。
此外，在侧板20也形成有形成于与两个吸入区域4b对应的位置且将工作油向泵室6内引导的吸入口20b(参照图3)。吸入口20b形成为在侧板20的与定子4相对的端面和外周面20c开口的缺口状。
如图1和图4所示，在侧板20的外周设有O型密封圈30，该O型密封圈30作为密封构件，密封侧板20的外周与形成于主体101的收纳凹部102的内周之间。
此外，侧板20具有：第1凸缘部21，其作为第1限制部，自外周面20c向径向外侧突出地形成且限制O型密封圈30向转子2侧(图1中的上侧)移动；第2凸缘部22，其作为第2限制部，自外周面20c向径向外侧突出地形成且限制O型密封圈30向与转子2相反的那一侧(图1中的下侧)移动(参照图3)；以及收纳空间23，其由第1凸缘部21和第2凸缘部22划定且用于收纳O型密封圈30。第1凸缘部21形成为外径比第2凸缘部22的外径大。
第2凸缘部22具有锥形状的引导面22a，该引导面22a形成为随着朝向收纳空间23去而外径逐渐变大且用于引导O型密封圈30向收纳空间23的插入(参照图4)。第2凸缘部22具有引导面22a，从而能够自侧板20的与定子4相反的那一侧的端部朝向收纳空间23容易地插入O型密封圈30。引导面22a不限于锥形状，例如也可以呈曲面等其他形状。
如图1和图4所示，收纳凹部102具有：收纳主体部103，其在主体101的端面开口；第1收纳部104，其形成为内径比收纳主体部103的内径小且用于收纳侧板20的第1凸缘部21；第2收纳部105，其形成为内径比第1收纳部104的内径小且用于收纳第2凸缘部22；以及锥部106，其处于第1收纳部104与第2收纳部105之间且形成为相对于驱动轴1倾斜的锥面状。
在收纳主体部103收纳有盖10的插入部12和抵接部13、定子4、转子2以及侧板20的转子2侧的局部。在收纳主体部103与盖10的插入部12之间设有用于防止工作油泄漏的密封构件(省略图示)。
收纳主体部103的内周面与定子4的外周面及侧板20的外周面20c空开间隔地相对。由收纳主体部103、定子4以及盖10形成环状的低压室(压力室)40。
低压室40经由盖10和侧板20的吸入口10a、20b(参照图3)而与泵室6连通，并且经由形成于主体101的吸入通路41而与流体箱(省略图示)连通。在叶片泵100工作时，流体箱内的工作油经由吸入通路41、低压室40以及吸入口10a、20b而被吸入泵室6。
第2收纳部105的底面与侧板20的端面(图1中的下表面)空开间隔地相对。由第2收纳部105和侧板20形成高压室50。
高压室50经由排出口20a与泵室6连通，并且与形成于主体101的排出通路50a连通。在叶片泵100工作时，泵室6内的工作油经由排出口20a和高压室50而排出至排出通路50a。
高压室50还与背压室5(参照图2)连通，高压室50内的工作油被引导至背压室5。因此，叶片3不仅被离心力向径向外侧施力，还被背压室5内的压力向径向外侧施力。
侧板20的第1凸缘部21形成为外径与收纳凹部102的第1收纳部104的内径大致相同，嵌合于第1收纳部104。第2凸缘部22形成为外径与收纳凹部102的第2收纳部105的内径大致相同，嵌合于第2收纳部105。
这样，第1凸缘部21的外径比第2凸缘部22的外径大，第1收纳部104的内径比第2收纳部105的内径大。在第1凸缘部21与第2凸缘部22之间产生外径差，与此对应，在第1收纳部104与第2收纳部105之间也产生内径差。由此，如图4所示，在盖10安装于主体101的状态下，第2收纳部105形成为内周比第1凸缘部21的外周靠径向内侧，锥部106隔着设于收纳空间23的O型密封圈30与第1凸缘部21相对。O型密封圈30以在驱动轴1的轴向上被压缩的状态设置在主体101的收纳凹部102的锥部106与第1凸缘部21之间。
由此，堵塞侧板20与主体101之间的间隙。能够利用O型密封圈30防止工作油经由该间隙而在低压室40与高压室50之间往来。
此外，O型密封圈30在收纳凹部102的锥部106与侧板20的第1凸缘部21之间被收纳凹部102的锥部106在轴向上压缩，因此利用其反作用力(弹性力)对侧板20朝向转子2和定子4向图1、图4中的上方施力。因此，利用来自O型密封圈30的作用力向定子4按压侧板20，能够防止泵室6(参照图2)内的工作油自两者之间流出。特别是，即使在叶片泵100刚刚开始工作时且是基于高压室50内的工作液压的向定子4按压侧板20的按压力较小这样的情况下，也能够利用O型密封圈30的作用力防止泵室6的工作油流出。因此，能够提高叶片泵100的排出性能。
这样，O型密封圈30发挥作为封闭侧板20与主体101之间的间隙的密封构件的功能，并且也作为向定子4按压侧板20的施力构件发挥功能。由此，不需要设置弹簧等其他施力构件，因此能够缩短全长，能够实现小型化。此外，削减了部件件数，因此也能够降低成本。
此外，O型密封圈30被锥面状的锥部106压缩，因此O型密封圈30在轴向上被按压于侧板20，并且在径向上也被按压于侧板20。由此，能够利用O型密封圈30对侧板20朝向定子4施力，并且将O型密封圈30按压于侧板20的外周面20c而更可靠地封闭侧板20的外周与主体101的内周之间。由此，能够提高侧板20与主体101之间的密封性。通过调整锥部106的锥角，能够调整O型密封圈30向第1凸缘部21按压的按压力即向定子4按压侧板20的作用力与O型密封圈30向侧板20的外周面20c按压的按压力即侧板20与主体101之间的密封性的平衡。
接着，说明叶片泵100和泵装置1000的组装方法。
首先，将定位销31压入盖10(参照图2和图5)。然后，在将定位销31贯穿定子4之后，将定位销31插入侧板20。由此，成为盖10、定子4、侧板20层叠的状态。另外，驱动轴1、转子2以及叶片3在插入定子4时装入定子4的内部。这样，定位销31贯穿定子4且两端支承于盖10和侧板20，并且防止盖10和侧板20相对于定子4的相对旋转。即，定位销31在组装时作为这些构件的定位件发挥功能，并且在组装后作为防止盖10和侧板20相对于定子4的相对旋转的止转件发挥功能。
接着，将作为结合构件的两根头销(日文：ヘッドピン)32贯穿依次层叠的盖10、定子4、侧板20，利用头销32将这些构件保持为一体。具体而言，将头销32的顶端32a压入侧板20。由此，利用头销32使盖10、定子4以及侧板20一体化。另外，在图5中，为了便于说明，将单一的定位销31和单一的头销32图示为同一平面状。此外，头销32不限于压入侧板20。也可以是，头销32通过例如顶端32a形成为螺纹并与侧板20螺纹接合而使盖10、定子4以及侧板20一体化。
接着，自侧板20的端部将O型密封圈30收纳于收纳空间23。此时，利用侧板20的引导面22a引导O型密封圈30向收纳空间23的插入。由此，能够容易地将O型密封圈30安装于侧板20。利用第2凸缘部22防止收纳于收纳空间23的O型密封圈30脱落。由此，O型密封圈30一体地保持于侧板20。这样，组装叶片泵100。
接着，将如上述那样组装好的叶片泵100收纳于主体101的收纳凹部102。此时，侧板20的第2凸缘部22以嵌合于收纳凹部102的第2收纳部105的方式被收纳，第1凸缘部21以嵌合于第1收纳部104的方式被收纳。并且，O型密封圈30被侧板20的第1凸缘部21和主体101的收纳凹部102的锥部106在轴向上压缩。在该状态下，利用螺栓(省略图示)将盖10固定于主体101。由此，利用O型密封圈30的作用力向定子4按压侧板20。
如以上那样，在插入式的叶片泵100中，即使是在盖10未安装于主体101的状态下仅抬起盖10的情况，转子2、叶片3、定子4以及侧板20也不会自盖10分开，而是一体化地构成。因而，对于叶片泵100而言，能够使一体化的各构件同时地移动而安装于主体101，因此能够提高叶片泵100的组装性。
在将叶片泵100自主体101卸下时也是，仅通过使盖10自主体101分开，就能够使转子2、叶片3、定子4、侧板20自收纳凹部102脱出。因而，能够将叶片泵100自主体101容易地卸下。
在此，在各构件一体化的插入式的叶片泵中，在利用弹簧等其他施力构件向定子按压侧板的情况下，首先将弹簧收纳于收纳凹部内，然后将叶片泵收纳于收纳凹部内，从而将叶片泵组装于主体。在这样的情况下，需要主体、叶片泵与弹簧的对位等，组装工时增加，因此叶片泵的组装性降低。
与之相对地，在本实施方式中，对于设于侧板20的收纳空间23且对侧板20施力的O型密封圈30，利用第2凸缘部22限制O型密封圈30朝向与转子2相反的那一侧的移动，防止O型密封圈30自收纳空间23脱落。由此，能够在将O型密封圈30收纳于收纳空间23而使O型密封圈30和叶片泵100一体化的状态下将叶片泵100整体插入收纳凹部102内。这样，在叶片泵100中，能够使O型密封圈30保持于侧板20而一体化，进行一次相对于主体101的安装，也不需要对位等。因而，能够在提高组装性的同时利用O型密封圈30朝向定子4按压侧板20。
接着，说明本实施方式的变形例。
在上述实施方式中，第1限制部是自侧板20的外周面20c向径向外侧突出的第1凸缘部21，第2限制部是自侧板20的外周面20c向径向外侧突出的第2凸缘部22。不限于此，只要第1限制部能够在其与主体101之间在轴向上压缩O型密封圈30，第2限制部能够不阻碍由第1限制部和主体101对O型密封圈30实施的压缩地防止O型密封圈30脱落，就能够形成为任意的形状。
此外，在上述实施方式中，收纳凹部102的第1收纳部104与第2收纳部105之间的台阶部形成为锥状的锥部106。相对于此，只要能够与第1凸缘部21一起压缩O型密封圈30，第1收纳部104与第2收纳部105之间的台阶部例如也可以形成为曲面、与驱动轴1垂直的平面等除了锥部106以外的形状。此外，台阶部也可以形成为将锥面、曲面、平面适当组合而成的形状。
根据以上的实施方式，起到以下所示的效果。
在叶片泵100中，O型密封圈30被侧板20的第1凸缘部21和主体101的锥部106在轴向上压缩，从而利用其反作用力(弹性力)对侧板20朝向转子2和定子4施力。因此，利用来自O型密封圈30的作用力向定子4按压侧板20，能够防止泵室6内的工作油自两者之间流出。特别是，即使在基于高压室50内的工作液压的向定子4按压侧板20的按压力较小这样的情况下，也能够利用O型密封圈30的作用力防止泵室6的工作油流出，因此能够提高叶片泵100的排出性能。
此外，对于O型密封圈30而言，利用侧板20的第2凸缘部22防止O型密封圈30自收纳空间23脱落，将O型密封圈30与叶片泵100一体化地构成。因此，这样，O型密封圈30发挥作为封闭侧板20与主体101之间的间隙的密封构件的功能，并且也作为向定子4按压侧板20的施力构件发挥功能。由此，不需要设置弹簧等其他施力构件，因此能够缩短全长，能够实现小型化。此外，削减了部件件数，因此也能够降低成本。
此外，在本实施方式中，对于O型密封圈30，利用第2凸缘部22限制O型密封圈30朝向与转子2相反的那一侧的移动，防止O型密封圈30自收纳空间23脱落。由此，能够在使O型密封圈30保持于侧板20的状态下将叶片泵100安装于主体101，因此能够在提高组装性的同时利用O型密封圈30朝向定子4按压侧板20。
此外，在本实施方式中，O型密封圈30被锥面状的锥部106压缩，因此在轴向上被按压而向定子4按压侧板20，并且在径向上也被按压于侧板20的外周面20c。由此，能够朝向定子4按压侧板20，并且提高侧板20与主体101之间的密封性。
以下，归纳说明本发明的实施方式的结构、作用以及效果。
能够装卸地收纳于主体101内的叶片泵100包括：转子2，其连结于驱动轴1且被驱动而旋转；多个叶片3，其沿着转子2的径向往复移动自如地设于转子2；定子4，其具有供多个叶片3滑动接触的内周凸轮面4a；侧板20，其抵接于转子2和定子4的一个端面；盖10，其抵接于转子2和定子4的另一个端面，安装于主体101；以及O型密封圈30，其设于侧板20的外周，封闭侧板20的外周与主体101的内周之间，侧板20具有：第1凸缘部21，其限制O型密封圈30向转子侧的移动；第2凸缘部22，其限制O型密封圈30向与转子2相反的那一侧的移动；以及收纳空间23，其由第1凸缘部21和第2凸缘部22划定且收纳O型密封圈30，第1凸缘部21形成为外径比第2凸缘部22的外径大且形成为能够在第1凸缘部21与主体101之间在驱动轴1的轴向上压缩O型密封圈30。
在该结构中，第2凸缘部22形成为外径比第1凸缘部21的外径小而在两者之间产生外径差，另一方面，限制设于侧板20的外周的O型密封圈30向与转子相反的那一侧的移动。由此，在防止O型密封圈30自收纳空间23脱落的同时主体101的局部(锥部106)形成为在比第1凸缘部21的外周靠径向内侧的位置隔着O型密封圈30与第1凸缘部21相对，因此能够利用主体101的局部和第1凸缘部21在轴向上压缩O型密封圈30。O型密封圈30被侧板20的第1凸缘部21和主体101在驱动轴方向上压缩，从而自O型密封圈30对侧板20施加朝向定子4的方向的作用力。由此，封闭侧板20与主体101之间的O型密封圈30也作为朝向定子4按压侧板20的施力构件发挥功能，因此不需要另外设置弹簧等施力构件。此外，利用第2凸缘部22防止O型密封圈30脱落，因此能够以使O型密封圈30保持于侧板20的状态一体地将叶片泵100组装于主体101。因而，叶片泵100和泵装置1000小型化，并且组装性提高。
此外，在叶片泵100中，第2凸缘部22具有引导面22a，该引导面22a形成为随着朝向收纳空间23去而外径逐渐变大，引导O型密封圈30向收纳空间23的插入。
在该结构中，利用引导面22a引导，从而能够将O型密封圈30容易地收纳于收纳空间23。
此外，泵装置1000包括：上述的叶片泵100；以及主体101，其具有收纳叶片泵100的收纳凹部102，收纳凹部102具有：第1收纳部104，其收纳第1凸缘部21；第2收纳部105，其形成为内径比第1收纳部104的内径小且收纳第2凸缘部22；以及锥部106，其处于第1收纳部104与第2收纳部105之间且形成为相对于驱动轴1倾斜的锥面状，在锥部106与第1凸缘部21之间在轴向上压缩O型密封圈30。
根据该结构，O型密封圈30被锥面状的锥部106压缩，因此O型密封圈30在轴向上被按压于侧板20，并且在径向上也被按压于侧板20。由此，能够朝向定子4对侧板20施加作用力，并且更可靠地封闭侧板20的外周与主体101的内周之间，提高密封性。
以上，说明了本发明的实施方式，但上述实施方式只不过示出了本发明的一部分应用例，主旨不在于将本发明的保护范围限定于上述实施方式的具体结构。
本申请主张基于2017年5月11日向日本国特许厅提出申请的日本特愿2017-94562的优先权，通过参照，将该申请的全部内容编入本说明书。

Claims (3)

1.一种插入式叶片泵，其能够装卸地收纳于主体内，其中，
该插入式叶片泵包括：
转子，其连结于驱动轴且被驱动而旋转；
多个叶片，其沿着所述转子的径向往复移动自如地设于所述转子；
定子，其具有供所述多个叶片滑动接触的内周凸轮面；
侧构件，其抵接于所述转子和所述定子的一个端面；
盖构件，其抵接于所述转子和所述定子的另一个端面，安装于所述主体；以及
密封构件，其设于所述侧构件的外周，封闭所述侧构件的外周与所述主体的内周之间，
所述侧构件具有：
第1限制部，其限制所述密封构件向所述转子侧的移动；
第2限制部，其限制所述密封构件向与所述转子相反的那一侧的移动；以及
收纳空间，其由所述第1限制部和所述第2限制部划定且收纳所述密封构件，
所述第1限制部形成为外径比所述第2限制部的外径大且形成为能够在所述第1限制部与所述主体之间在所述驱动轴的轴向上压缩所述密封构件。
2.根据权利要求1所述的插入式叶片泵，其中，
所述第2限制部具有引导面，该引导面形成为随着朝向所述收纳空间去而外径逐渐变大且用于引导所述密封构件向所述收纳空间的插入。
3.一种泵装置，其中，
该泵装置包括：
权利要求1所述的插入式叶片泵；以及
所述主体，其具有收纳所述插入式叶片泵的收纳凹部，
所述收纳凹部具有：
第1收纳部，其收纳所述第1限制部；
第2收纳部，其形成为内径比所述第1收纳部的内径小且收纳所述第2限制部；以及
锥部，其处于所述第1收纳部与所述第2收纳部之间且形成为相对于所述驱动轴倾斜的锥面状，在该锥部与所述第1限制部之间在轴向上压缩所述密封构件。
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