DE112016006428T5

DE112016006428T5 - Flügelpumpe

Info

Publication number: DE112016006428T5
Application number: DE112016006428.4T
Authority: DE
Inventors: Yoshinari Nakamura; Kazunari Suzuki
Original assignee: KYB Corp
Current assignee: KYB Corp
Priority date: 2016-02-15
Filing date: 2016-09-16
Publication date: 2018-10-31
Also published as: WO2017141478A1; US20200392847A1; CN108496007A; JP2017145699A; JP6670119B2

Abstract

Eine Flügelpumpe (100) umfasst einen ringförmigen konkaven Teil (23, 24), der in einer Außenumfangsfläche (20a) des Rotors (20) ausgebildet ist, wobei beide Seitenflächen (23A, 23B, 24A, 24B) geneigt sind, sodass sie sich zu einer Bodenfläche (23C, 24C) hin aneinander annähern.

Description

TECHNISCHES GEBIET
Die Erfindung betrifft eine Flügelpumpe.
STAND DER TECHNIK
JP2006-125210A gibt eine Flügelpumpe an, die einen in einer Seitenfläche eines Nockenrings, der in Kontakt mit einer Seitenplatte ist, ausgebildeten Aussparungsteil aufweist. Der Aussparungsteil ist in einem Teil ausgebildet, der einem konkaven Saugteil in der Seitenplatte zugewandt ist. In der Flügelpumpe von JP2006-125210A wird eine Saugöffnung durch den konkaven Saugteil und den Aussparungsteil gebildet.
ZUSAMMENFASSUNG DER ERFINDUNG
Wenn in der Flügelpumpe von JP2006-125210A ein Rotor gedreht wird, wird ein Arbeitsöl in zwischen Flügeln definierte Pumpenkammern durch die Ansaugöffnung von einem zwischen einem Außenumfang des Nockenrings und einem Innenumfang einer Körperbohrung gebildeten Durchgang angesaugt. Weil jedoch bei der Flügelpumpe von JP2006-125210A der Flusspfad, durch den das Arbeitsöl in die Pumpenkammern von der Ansaugöffnung fließt, gekrümmt ist, wird ein Druckverlust verursacht, wenn das Arbeitsöl angesaugt wird. Deshalb besteht die Gefahr, dass das Arbeitsöl unter Umständen nicht in einer ausreichenden Menge angesaugt wird, zum Beispiel wenn die Flügelpumpe mit einer hohen Geschwindigkeit gedreht wird.
Es ist eine Aufgabe der vorliegenden Erfindung, die Saugeffizienz für ein Arbeitsfluid in einer Flügelpumpe zu verbessern.
Gemäß einem Aspekt der vorliegenden Erfindung umfasst eine Flügelpumpe: einen Rotor, der konfiguriert ist, um drehend angetrieben zu werden; eine Vielzahl von Flügeln, die an dem Rotor derart vorgesehen sind, dass sie sich in einer Radialrichtung des Rotors hin und her bewegen können; einen Nockenring, der eine Innenumfangsnockenfläche aufweist, mit der Spitzenendteile der Vielzahl von Flügeln in einen Gleitkontakt gebracht werden, wenn sich der Rotor dreht; ein erstes Seitenglied und ein zweites Seitenglied, die derart angeordnet sind, dass sie den Rotor und den Nockenring einschließen; eine Pumpenkammer, die durch den Rotor, den Nockenring, die benachbarten Flügel, das erste Seitenglied und das zweite Seitenglied geteilt wird; eine Saugöffnung, die konfiguriert ist, um das Arbeitsfluid zu der Pumpenkammer zu führen; und einen ringförmigen, konkaven Teil, der in einer Außenumfangsfläche des Rotors ausgebildet ist, wobei beide Seitenflächen des konkaven Teils geneigt sind, sodass sie sich zu einer Bodenfläche hin aneinander annähern.
Figurenliste

[1] 1 ist eine Schnittansicht einer Flügelpumpe gemäß einer Ausführungsform der Erfindung.
[2] 2 ist eine Vorderansicht eines Rotors, von Flügeln und eines Nockenrings gemäß der Ausführungsform der Erfindung und zeigt einen Zustand, in dem der Rotor, die Flügel und der Nockenring montiert sind.
[3] 3 ist eine perspektivische Ansicht des Rotors gemäß der Ausführungsform der Erfindung.
[4] 4 ist eine Seitenansicht des Rotors gemäß der Ausführungsform der Erfindung.
[5] 5 ist eine vergrößerte Ansicht eines Querschnitts in Nachbarschaft zu den Pumpenkammern gemäß der Ausführungsform der Erfindung.
[6] 6 ist eine Vorderansicht einer ersten Seitenplatte gemäß der Ausführungsform der Erfindung.
[7] 7 ist eine Seitenansicht des Nockenrings, der ersten Seitenplatte und einer zweiten Seitenplatte gemäß der Ausführungsform der Erfindung und zeigt einen Zustand, in dem die erste Seitenplatte und die zweite Seitenplatte an dem Nockenring montiert sind.
[8] 8 ist eine Rückansicht des Nockenrings gemäß der Ausführungsform der Erfindung.
[9] 9 ist eine Vorderansicht der zweiten Seitenplatte gemäß der Ausführungsform der Erfindung.
[10] 10 ist eine Ansicht, die eine Modifikation der Ausführungsform der Erfindung zeigt.

BESCHREIBUNG VON AUSFÜHRUNGSFORMEN
Im Folgenden wird eine Flügelpumpe 100 gemäß einer Ausführungsform der Erfindung mit Bezug auf die Zeichnungen beschrieben. Die Flügelpumpe 100 wird als eine Hydraulikquelle für eine Hydraulikvorrichtung 1 in einem Fahrzeug verwendet (zum Beispiel für eine Servolenkvorrichtung, ein Getriebe usw.). Es wird hier eine Flügelpumpe 100 beschrieben, die ein Arbeitsöl als ein Arbeitsfluid verwendet, wobei aber auch ein anderes Fluid wie etwa ein Arbeitswasser usw. als das Arbeitsfluid verwendet werden kann.
Wie in 1 gezeigt, enthält die Flügelpumpe 100 eine Antriebswelle 10, einen Rotor 20, der mit der Antriebswelle 10 verbunden ist, eine Vielzahl von Flügeln 30, die in dem Rotor 20 vorgesehen sind, und einen Nockenring 40, in dem der Rotor 20 und die Flügel 30 aufgenommen sind.
Die Antriebswelle 10 wird drehbar durch einen Pumpenkörper 50 und eine Pumpenabdeckung 60 gehalten. Wenn eine Bewegungskraft von einem Verbrennungsmotor oder Elektromotor (nicht gezeigt) auf die Antriebswelle 10 übertragen wird, wird der Rotor 20 durch die drehend angetriebene Antriebswelle 10 gedreht.
Im Folgenden wird die Richtung entlang der Drehmittenachse des Rotors 20 als die „Axialrichtung“ bezeichnet und werden die Radialrichtung des Rotors 20 und die Drehrichtung des Rotors 20 während des normalen Betriebs der Flügelpumpe 100 jeweils auch einfach als die „Radialrichtung“ und die „Drehrichtung“ bezeichnet.
Außerdem enthält die Flügelpumpe 100 weiterhin erste und zweite Seitenplatten 70 und 80, die als erste und zweite Seitenglieder dienen, die derart angeordnet sind, dass sie den Rotor 20 und den Nockenring 40 in der Axialrichtung einschließen. Die ersten und zweiten Seitenplatten 70 und 80 weisen Seitenflächen 70a und 80a auf, die jeweils in einen Kontakt mit dem Rotor 20 und dem Nockenring 40 gebracht werden. Pumpenkammern 41 werden durch den Rotor 20, den Nockenring 40, die benachbarten Flügel 30, die erste Seitenplatte 70 und die zweite Seitenplatte 80 geteilt.
Im Folgenden wird die Form des Rotors 20 beschrieben. 2 ist eine Vorderansicht des Rotors 20, der Flügel 30 und des Nockenrings 40 von der Seite der Pumpenabdeckung 60 nach der Montage aus gesehen. 3 ist eine perspektivische Ansicht des Rotors 20. 4 ist eine Seitenansicht des Rotors 20. 5 ist eine vergrößerte Ansicht eines Querschnitts in Nachbarschaft zu den Pumpenkammern 41.
Wie in 2 bis 4 gezeigt, sind in dem Rotor 20 eine Vielzahl von Schlitzen 22 mit Öffnungsteilen 21 an einer Außenumfangsfläche 20a in einem Strahlungsmuster mit dazwischen vorbestimmten Zwischenräumen ausgebildet.
Wie in 3 bis 5 gezeigt, umfasst der Rotor 20 zwei ringförmige, konkave Teile 23 und 24, die in der Außenumfangsfläche 20a ausgebildet sind, und einen ringförmigen Gratteil 25, der zwischen den konkaven Teilen 23 und 24 ausgebildet ist und in der Radialrichtung von der Außenumfangsfläche 20a des Rotors 20 vorsteht.
Der konkave Teil 23 umfasst eine Seitenfläche 23A, die auf der Seite einer Endfläche 20b des Rotors 20 der ersten Seitenplatte 70 zugewandt ausgebildet ist, eine Seitenfläche 23B, die auf der Seite des Gratteils 25 ausgebildet ist, und eine Bodenfläche 23C, die durch eine konkav gekrümmte Fläche zwischen der Seitenfläche 23A und der Seitenfläche 23B gebildet wird. Der konkave Teil 23 ist geneigt ausgebildet, sodass die Seitenfläche 23A und die Seitenfläche 23b sich zu der Bodenfläche 23C hin aneinander annähern. Die Bodenfläche 23C wird durch die konkav gekrümmte Fläche gebildet, die an die Seitenfläche 23A und die Seitenfläche 23B anschließt.
Der konkave Teil 24 umfasst eine Seitenfläche 24A, die auf der Seite einer Endfläche 20c des Rotors 20der zweiten Seitenplatte 80 zugewandt ausgebildet ist, eine Seitenfläche 24B, die auf der Seite des Gratteils 25 ausgebildet ist, und eine Bodenfläche 24C, die auf der konkav gekrümmten Fläche zwischen der Seitenfläche 24A und der Seitenfläche 24B ausgebildet ist. Der konkave Teil 24 ist geneigt ausgebildet, sodass sich die Seitenfläche 24A und die Seitenfläche 24B zu der Bodenfläche 24C hin aneinander annähern. Die Bodenfläche 24C wird durch die konkav gekrümmte Fläche gebildet, die an die Seitenfläche 24A und die Seitenfläche 24B anschließt.
Wie in 5 gezeigt, sind die Seitenfläche 23A des konkaven Teils 23 und die Seitenfläche 24A des konkaven Teils 24 an Positionen vorgesehen, die weiter unten beschriebenen Aussparungsteilen 43 und 44 in dem Nockenring zugewandt sind.
Wie in 2 gezeigt, sind die Flügel 30 jeweils frei gleitbar in die Schlitze 22 eingesteckt. Spitzenendteile 31 der Flügel 30 sind einer Innenumfangsfläche 40a des Nockenrings 40 zugewandt. Basisendteile 32 der Flügel 30 sind in den Schlitzen 22 angeordnet, und Rückdruckkammern 26 werden auf der Seite der Basisendteile 32 der Flügel 30 durch die Schlitze 22 und die Flügel 30 gebildet.
Wenn der Rotor 20 gedreht wird, wirkt eine Zentrifugalkraft auf die Flügel 30. Die Flügel 30 werden durch die Zentrifugalkraft in der Richtung nach außen geschoben, in der die Flügel 30 von den Schlitzen 22 vorstehen, sodass die Spitzenendteile 31 der Flügel 30 gegen die Innenumfangsfläche 40a des Nockenrings 40 gedrückt werden.
Die Innenumfangsfläche 40a des Nockenrings 40 ist mit einer im Wesentlichen ovalen Form ausgebildet. Im Folgenden kann die Innenumfangsfläche 40a auch als „die Innenumfangsnockenfläche 40a“ bezeichnet werden.
Weil die Innenumfangsnockenfläche 40a des Nockenrings 40 mit einer im Wesentlichen ovalen Form ausgebildet ist, bewegen sich die Flügel 30 in der Radialrichtung in Bezug auf den Rotor 20 hin und her, wenn der Rotor 20 gedreht wird. Zusammen mit der Hin- und Herbewegung der Flügel 30 werden die Pumpenkammern 41 wiederholt expandiert und kontrahiert.
Wenn in dieser Ausführungsform der Rotor 20 eine vollständige Drehung vollzieht, bewegen sich die Flügel 30 zweimal hin und her und wiederholen die Pumpenkammern 41 die Expansion und die Kontraktion zweimal. Mit anderen Worten weist die Flügelpumpe 100 alternierend in der Drehrichtung zwei Expansionsbereiche 42a und 42c, in denen die Pumpenkammern 41 expandiert werden, und zwei Kontraktionsbereiche 42b und 42d, in denen die Pumpenkammern 41 kontrahiert werden, auf.
Wie wiederum in 1 gezeigt, ist der Pumpenkörper 50 mit einem hohlen Aufnahmeteil 51 für das Aufnehmen des Rotors 20, des Nockenrings 40 und der ersten Seitenplatte 70 ausgebildet. Die erste Seitenplatte 70 ist auf einer Bodenfläche 51a des hohlen Aufnahmeteils 51 angeordnet.
Eine ringförmige Nut 52 ist in der Bodenfläche 51a des hohlen Aufnahmeteils 51 ausgebildet. Eine Hochdruckkammer 53, in die das von den Pumpenkammern 41 ausgestoßene Arbeitsöl fließt, wird durch die ringförmige Nut 52 und die erste Seitenplatte 70 gebildet. Das von den Pumpenkammern 41 ausgestoßene Arbeitsöl wird zu der Hydraulikvorrichtung 1 durch die Hochdruckkammer 53 zugeführt.
6 ist eine Vorderansicht der ersten Seitenplatte 70 von der Seite des Nockenrings 40 aus gesehen. Wie in 1 und 6 gezeigt, weist die erste Seitenplatte 70 in ihrer Mitte ein Durchgangsloch 71 auf, das sich durch die erste Seitenplatte 70 erstreckt. Die Antriebswelle 10 ist durch das Durchgangsloch 71 eingesteckt.
Die erste Seitenplatte 70 ist mit zwei Ausführöffnungen 72 versehen, die das von den Pumpenkammern 41 ausgeführte Arbeitsöl zu der Hochdruckkammer 53 führen. Die Ausführöffnungen 72 sind derart vorgesehen, dass sie sich jeweils in den Kontraktionsbereichen 42b und 42d befinden.
Während die Pumpenkammern 41 (siehe 2) durch die Kontraktionsbereiche 42b und 42d gehen, werden die Pumpenkammern 41 kontrahiert. Wenn die Pumpenkammern 41 kontrahiert werden, wird der Druck des Arbeitsöls in den Pumpenkammern 41 vergrößert und wird das Arbeitsöl in den Pumpenkammern 41 aus den Ausführöffnungen 72 ausgeführt. Mit anderen Worten wird das Arbeitsöl in den Pumpenkammern 41 von den Ausführöffnungen 72 ausgeführt, während die Pumpenkammern 41 durch die Kontraktionsbereiche 42b und 42d hindurchgehen. Weil wie weiter oben beschrieben in den Kontraktionsbereichen 42b und 42d das Arbeitsöl ausgeführt wird, können die Kontraktionsbereiche 42b und 42d auch als „Ausführbereiche“ bezeichnet werden.
Die Flügel 30 werden möglichst weit in die Schlitze 22 geschoben, wenn sie sich von dem Kontraktionsbereich 42d zu dem Expansionsbereich 42a bewegen und wenn sie sich von dem Kontraktionsbereich 42b zu dem Expansionsbereich 42c bewegen, wobei dabei die Volumen der Pumpenkammern 41 minimiert werden. Das Arbeitsöl, dessen Menge dem minimalen Volumen der Pumpenkammern 41 entspricht, wird nicht von den Pumpenkammern 41 ausgeführt, während die Pumpenkammern 41 durch die Kontraktionsbereiche 42d und 42b hindurchgehen, und bleibt in den Pumpenkammern 41. Wie weiter oben beschrieben, trägt das minimale Volumen der Pumpenkammern 41 nicht zu der Funktion der Pumpe bei und kann auch als ein totes Volumen bezeichnet werden.
Die erste Seitenplatte 70 ist mit zwei Rückdruckdurchgängen 73 (siehe 1 und 6) versehen, die das Arbeitsöl von der Hochdruckkammer 53 zu den Rückdruckkammern 26 führen (siehe 1 und 2). Wie in 6 gezeigt, weisen die Rückdruckdurchgänge 73 Bogenformen auf, die an dem Durchgangsloch 71 zentriert sind und derart ausgebildet sind, dass sie in den Expansionsbereichen 42a und 42c angeordnet sind. Weil also das Arbeitsöl von der Hochdruckkammer 53 zu den Rückdruckkammern 26 durch die Expansionsbereiche 42a und 42c hindurch geführt wird, stehen die durch die Expansionsbereiche 42a und 42c hindurchgehenden Flügel 30 von den Schlitzen 22 aufgrund des Drucks in den Rückdruckkammern 26 vor (siehe 2) und werden gegen die Innenumfangsfläche 40a des Nockenrings 40 gedrückt.
Wie weiter oben beschrieben werden in dieser Ausführungsform die Flügel 30 in der Richtung, in der die Flügel 30 aus den Schlitzen 22 vorstehen, nicht nur durch die aufgrund der Drehung des Rotors 20 verursachte Zentrifugalkraft, sondern auch durch den Druck in den Rückdruckkammern 26 gedrückt.
Wie in 1 gezeigt, ist der Innendurchmesser des hohlen Aufnahmeteils 51 des Pumpenkörpers 50 größer als der Außendurchmesser des Nockenrings 40. Eine Fluidkammer 54 wird zwischen dem Nockenring 40 und dem Pumpenkörper 50 derart gebildet, dass sie sich von einem Außenumfang der zweiten Seitenplatte 80 zu einem Außenumfang der ersten Seitenplatte 70 erstreckt.
Ein Öffnungsteil des hohlen Aufnahmeteils 51 wird durch die Pumpenabdeckung 60 geschlossen. Die Pumpenabdeckung 60 ist an dem Pumpenkörper 50 durch Schrauben (nicht gezeigt) fixiert. Die zweite Seitenplatte 80 ist zwischen der Pumpenabdeckung 60 und dem Nockenring 40 angeordnet.
Die Pumpenabdeckung 60 ist mit einer Niedrigdruckkammer 61 versehen. Die Niedrigdruckkammer 61 ist mit einem Tank 2 über einen Niedrigdruckdurchgang verbunden. Wenn die Flügelpumpe 100 betrieben wird, wird das Arbeitsöl in dem Tank 2 zu der Niedrigdruckkammer 61 durch den Niedrigdruckdurchgang zugeführt. Die Niedrigdruckkammer 61 ist mit der Fluidkammer 54 verbunden, und das Arbeitsöl in dem Tank 2 wird zu der Fluidkammer 54 durch die Niedrigdruckkammer 61 zugeführt.
Der Nockenring 40 und die zweite Seitenplatte 80 sind mit Seitenöffnungen 81 versehen, die als Ansaugteile dienen, die das Arbeitsöl in der Niedrigdruckkammer 61 zu den Pumpenkammern 41 führen. Außerdem sind der Nockenring 40 und die erste Seitenplatte 70 mit Seitenöffnungen 74 versehen, die als die Ansaugteile dienen, die das Arbeitsöl in der Fluidkammer 54 zu den Pumpenkammern 41 führen. Die Seitenöffnungen 74 und 81 sind derart vorgesehen, dass sie jeweils in den Expansionsbereichen 42a und 42c angeordnet sind.
Während die Pumpenkammern 41 durch die Expansionsbereiche 42a und 42c gehen (siehe 2), werden die Pumpenkammern 41 expandiert. Wenn die Pumpenkammern 41 expandiert werden, wird der Druck in den Pumpenkammern 41 verringert und wird das Arbeitsöl in die Pumpenkammern 41 von den Seitenöffnungen 74 und 81 gesaugt. Während also die Pumpenkammern 41 durch die Expansionsbereiche 42a und 42c gehen, wird das Arbeitsöl in die Pumpenkammern 41 von den Seitenöffnungen 74 und 81 gesaugt. Weil wie weiter oben beschrieben in den Expansionsbereichen 42a und 42c das Arbeitsöl in die Pumpenkammern 41 gesaugt wird, können die Expansionsbereiche 42a und 42c auch als ein „Ansaugbereich“ bezeichnet werden.
7 ist eine Seitenansicht, die von der Außenseite in der Radialrichtung gesehen einen Zustand zeigt, in dem die erste Seitenplatte 70 und die zweite Seitenplatte 80 an dem Nockenring 40 montiert sind. Wie in 6 und 7 gezeigt, ist die Seitenfläche 70a der ersten Seitenplatte 70 mit zwei vertieften Teilen 75 versehen. Die vertieften Teile 75 öffnen sich an einer Außenumfangsfläche 70b der ersten Seitenplatte 70.
8 ist eine Rückansicht des Nockenrings 40 von der Seite der ersten Seitenplatte 70 aus gesehen. Wie in 7 und 8 gezeigt, ist eine Endfläche 40b des Nockenrings 40, die in Kontakt mit der ersten Seitenplatte 70 ist, mit zwei Aussparungsteilen 43 versehen, die eine Verbindung zwischen einer Innenumfangsfläche und einer Außenumfangsfläche des Nockenrings 40 erlauben. Die Aussparungsteile 43 sind in den Expansionsbereichen 42a und 42c angeordnet und derart ausgebildet, dass sie sich von der Außenumfangsfläche 40d zu der Innenumfangsnockenfläche 40a des Nockenrings 40 erstrecken.
Wie in 7 gezeigt sind in einem Zustand, in dem die erste Seitenplatte 70 an dem Nockenring 40 montiert ist, die vertieften Teile 75 der ersten Seitenplatte 70 jeweils den Aussparungsteilen 43 des Nockenrings 40 zugewandt. Das Arbeitsöl in der Fluidkammer 54 (siehe 1) wird zu den Pumpenkammern 41 durch Öffnungen geführt, die durch die vertieften Teile 75 und die Aussparungsteile 43 gebildet werden. Mit anderen Worten entsprechen in dieser Ausführungsform die vertieften Teile 75 der ersten Seitenplatte 70 und die Aussparungsteile 43 des Nockenrings 40 den Seitenöffnungen 74.
9 ist eine Vorderansicht der zweiten Seitenplatte 80 von der Seite der Pumpenabdeckung 60 gesehen. Wie in 7 und 9 gezeigt, ist eine Außenumfangsfläche 80b der zweiten Seitenplatte 80 mit zwei vertieften Teilen 82 versehen. Die vertieften Teile 82 sind derart ausgebildet, dass sie sich von der Seitenfläche 80a der zweiten Seitenplatte 80 zu einer Seitenfläche 80c der zweiten Seitenplatte 80 auf der anderen Seite der Seitenfläche 80a erstrecken.
Wie in 2 und 7 gezeigt, ist eine Endfläche 40c des Nockenrings 40, die in Kontakt mit der zweiten Seitenplatte 80 ist, mit zwei Aussparungsteilen 44 versehen, die eine Verbindung zwischen einer Innenumfangsfläche und einer Außenumfangsfläche des Nockenrings 40 erlauben. Die Aussparungsteile 44 sind in den Expansionsbereichen 42a und 42c derart vorgesehen, dass sie sich von der Außenumfangsfläche 40d zu der Innenumfangsnockenfläche 40a des Nockenrings 40 erstrecken.
Wie in 7 gezeigt, sind in einem Zustand, in dem die zweite Seitenplatte 80 an dem Nockenring 40 montiert ist, die vertieften Teile 82 der zweiten Seitenplatte 80 jeweils den Aussparungsteilen 44 des Nockenrings 40 zugewandt. Das Arbeitsöl in der Niedrigdruckkammer 61 (siehe 1) wird zu den Pumpenkammern 41 durch die Öffnungen geführt, die durch die vertieften Teile 82 und die Aussparungsteile 44 gebildet werden. Wie weiter oben beschrieben, entsprechen in dieser Ausführungsform die vertieften Teile 82 der zweiten Seitenplatte 80 und die Aussparungsteile 44 des Nockenrings 40 den Seitenöffnungen 81.
Im Folgenden wird der Betrieb der Flügelpumpe 100 beschrieben.
Wenn die Bewegungskraft von dem Verbrennungsmotor oder Elektromotor (nicht gezeigt) zu der Antriebswelle 10 übertragen wird, wird der Rotor 20 durch die drehend angetriebene Antriebswelle 10 gedreht. Wenn sich der Rotor 20 dreht, bewegen sich die Flügel 30 hin und her in Bezug auf den Rotor 20 und werden die Pumpenkammern 41 wiederholt expandiert und kontrahiert.
Das Arbeitsöl in dem Tank 2 wird in die durch die Expansionsbereiche 42a und 42c gehenden Pumpenkammern 41 durch die Niederdruckkammer 61 und die Seitenöffnungen 74 und 81 oder durch die Niederdruckkammer 61, die Fluidkammer 54 und die Seitenöffnungen 74 gepumpt. Dabei wird wie durch die Pfeile in 5 angegeben das Arbeitsöl, das durch die Seitenöffnungen 74 und 81 gesaugt wurde, zu der mittleren Seite in der Axialrichtung der Pumpenkammern 41 durch die in der Außenumfangsfläche 20a des Rotors 20 ausgebildeten konkaven Teile 23 und 24 geführt. Insbesondere wird wie durch den Pfeil A in 5 angegeben auch dann, wenn das Arbeitsöl von der Richtung im Wesentlichen senkrecht zu der Außenumfangsfläche 20a des Rotors 20 gesaugt wird, der Fluss des Arbeitsöls durch die geneigt ausgebildeten Seitenflächen 23A und 24A gerichtet, sodass es glatt zu der mittleren Seite in der Axialrichtung der Pumpenkammern 41 fließt. Weiterhin wird das Arbeitsöl durch die Bodenflächen 23C und 24C und die Seitenflächen 23B und 24B der konkaven Teile 23 und 24 zu der mittleren Seite in der Axialrichtung der Pumpenkammern 41 geführt. Weil wie weiter oben beschrieben in der Flügelpumpe 100 die konkaven Teile 23 und 24 in der Außenumfangsfläche 20a des Rotors 20 vorgesehen sind, kann das angesaugte Arbeitsöl glatt zu der mittleren Seite in den Pumpenkammern 41 in der Axialrichtung gesaugt werden. Weil bei einer derartigen Konfiguration der Druckverlust beim Ansaugen des Arbeitsöls reduziert ist, ist die Saugeffizienz der Flügelpumpe 100 verbessert.
Wenn der Rotor 20 gedreht wird, gehen die Pumpenkammern 41, in die das Arbeitsöl wie oben beschrieben gesaugt wurde, durch die Kontraktionsbereiche 42b und 42d. Dabei wird das Arbeitsöl in den Pumpenkammern 41 von den Ausführöffnungen 72 ausgeführt.
Weil bei der Flügelpumpe 100 die konkaven Teile 23 und 24 in der Außenumfangsfläche 20a des Rotors 20 ausgebildet sind, werden die toten Volumen in den Pumpenkammern 41 vergrößert. Indem jedoch der Gratteil 25 vorgesehen wird, der von der Außenumfangsfläche 20a des Rotors 20 in der Radialrichtung vorsteht, wird eine Vergrößerung der toten Volumen der Pumpenkammern 41 unterdrückt. In dieser Beschreibung ist unter dem toten Volumen das Volumen der Pumpenkammer 41 zu verstehen, die sich von dem Kontraktionsbereich 42b oder 42d zu dem Expansionsbereich 42a oder 42c bewegt (das Volumen der Pumpenkammer 41 in einem Zustand, in dem die Pumpenkammer 41 geschlossen ist, weil sie sich von der Ausführöffnung 72 zu der Seitenöffnung 74 oder 81 bewegt). Das tote Volumen wird im Folgenden im Detail erläutert.
Wenn die konkaven Teile 23 und 24 in der Außenumfangsfläche 20a des Rotors 20 ausgebildet sind, ist das tote Volumen in der Flügelpumpe 100 entsprechend vergrößert. Ein unter Hochdruck stehendes Arbeitsöl, das eingetreten ist, während das tote Volumen in Verbindung mit der Ausführöffnung 72 war, ist in dem toten Volumen gefangen. Wenn also eine Verbindung zwischen der Pumpenkammer 41 und der Seitenöffnung 74 oder 81 hergestellt wird, während sich die Pumpenkammer 41 von der Ausführöffnung 72 zu der Seitenöffnung 74 oder 81 bewegt, fließt das unter Hochdruck stehende Arbeitsöl in den Pumpenkammern 41 zu der Seitenöffnung 74 oder 81, wo der Druck niedrig ist. Je größer dabei das tote Volumen ist, desto größer wird die in die Seitenöffnung 74 oder 81 fließende Menge des Arbeitsöls. Wenn das Arbeitsöl in die Seitenöffnung 74 oder 81 von den Pumpenkammern 41 wie oben beschrieben fließt, wird das Saugen des Arbeitsöls in die Pumpenkammern 41 gestört, wodurch eine Verschlechterung in der Saugeffizienz der Pumpe verursacht wird. Deshalb wird in der Flügelpumpe 100 durch das Vorsehen des Gratteils 25 die Vergrößerung des toten Volumens durch die konkaven Teile 23 und 24 aufgehoben. Indem also der Gratteil 25 in der Außenumfangsfläche 20a des Rotors 20 vorgesehen wird, können die toten Volumen der Pumpenkammern 41, die durch die konkaven Teile 23 und 24 vergrößert wurden, reduziert werden.
Wenn kein ausreichender Raum für das Vorsehen des Gratteils 25 zwischen der Außenumfangsfläche 20a des Rotors 20 und der Innenumfangsfläche 40a des Nockenrings 40 vorhanden ist, kann der Gratteil 25 auch nicht vorgesehen sein. Außerdem ist in der Ausführungsform von 5 der Gratteil 25 derart ausgebildet, dass er an die Seitenflächen 23B und 24B der konkaven Teile 23 und 24 anschließt. Bei der in 10 gezeigten Modifikation kann der Gratteil 25 jedoch auch derart ausgebildet sein, dass er von den konkaven Teilen 23 und 24 getrennt ist.
Außerdem sind in der Ausführungsform von 5 die Bodenflächen 23C und 24C in der konkav gekrümmten Fläche vorgesehen. Jedoch können in der Modifikation von 10 die Bodenflächen 23C und 24C als flache Flächen ausgebildet sein. Und obwohl nicht in den Zeichnungen gezeigt, können auch flache Flächen und gekrümmte Flächen miteinander kombiniert sein.
Die oben beschriebene Ausführungsform bietet die folgenden Effekte.
Die Flügelpumpe 100 umfasst die ringförmigen, konkaven Teile 23 und 24, die in der Außenumfangsfläche 20a des Rotors 20 ausgebildet sind, wobei die konkaven Teile 23 und 24 derart geneigt sind, dass sich beide Seitenflächen 23A, 23B, 24A und 24B zu den Bodenflächen 23C und 24C hin aneinander annähern. Deshalb wird das Arbeitsöl, das von den Seitenöffnungen 74 und 81 angesaugt wurde, durch die konkaven Teile 23 und 24 glatt zu der mittleren Seite in den Pumpenkammern 41 in der Axialrichtung geführt. Bei einer derartigen Konfiguration ist die Saugeffizienz der Pumpe vergrößert.
Außerdem sind die Seitenflächen 23A und 24A der zwei konkaven Teile 23 und 24 jeweils an Positionen ausgebildet, die den Aussparungsteilen 43 und 44 zugewandt sind. Außerdem sind die Seitenflächen 23A und 24A der konkaven Teile 23 und 24 derart ausgebildet, dass der Fluss des von den Aussparungsteilen 43 und 44 angesaugten Arbeitsöls gesteuert werden kann. Obwohl bei einer derartigen Konfiguration das von den Aussparungsteilen 43 und 44 angesaugte Arbeitsöl in die Pumpenkammern 41 von der Richtung im Wesentlichen senkrecht zu der Außenumfangsfläche 20a des Rotors 20 fließt, wird das Arbeitsöl durch die geneigten Seitenflächen 23A und 24A der konkaven Teile 23 und 24 glatt in die Pumpenkammern 41 geführt (zu der mittleren Seite in der Axialrichtung der Pumpenkammern 41). Dadurch wird der Druckverlust beim Ansaugen des Arbeitsöls von den Aussparungsteilen 43 und 44 reduziert, sodass die Saugeffizienz der Flügelpumpe 100 verbessert werden kann.
Und weil bei der Flügelpumpe 100 die Bodenflächen der konkaven Teile 23 und 24 durch die konkav gekrümmten Flächen gebildet werden, kann das von den Seitenöffnungen 74 und 81 angesaugte Arbeitsöl glatt in die Pumpenkammern 41 geführt werden. Durch diese Konfiguration wird die Saugeffizienz der Flügelpumpe 100 weiter verbessert.
Außerdem können durch das Vorsehen des Gratteils 25 in der Flügelpumpe 100 die toten Volumen der Pumpenkammern 41 reduziert werden, die durch das Vorsehen der konkaven Teile 23 und 24 vergrößert wurden.
Im Folgenden werden die Konfigurationen, Operationen und Effekte der oben beschriebenen Ausführungsform der Erfindung zusammengefasst.
Die Flügelpumpe 100 umfasst: den Rotor 20, der konfiguriert ist, um drehend angetrieben zu werden; die Vielzahl von Flügeln 30, die an dem Rotor 20 derart vorgesehen sind, dass sie sich in einer Radialrichtung des Rotors 20 hin und her bewegen können; den Nockenring 40, der eine Innenumfangsnockenfläche 40a aufweist, mit der Spitzenendteile 31 der Vielzahl von Flügeln 30 in einen Gleitkontakt gebracht werden, wenn sich der Rotor 20 dreht; das erste Seitenglied (die erste Seitenplatte 70) und das zweite Seitenglied (die zweite Seitenplatte 80), die derart angeordnet sind, dass sie den Rotor 20 und den Nockenring 40 einschließen; die Pumpenkammern 41, die durch den Rotor 20, den Nockenring 40, die benachbarten Flügel 30, das erste Seitenglied (die erste Seitenplatte 70) und das zweite Seitenglied (die zweite Seitenplatte 80) geteilt werden; die Saugöffnungen (die Seitenöffnungen 74 und 81), die konfiguriert sind, um das Arbeitsfluid zu den Pumpenkammern 41 zu führen; und die ringförmigen, konkaven Teile 23 und 24, die in der Außenumfangsfläche 20a des Rotors 20 ausgebildet sind, wobei beide Seitenflächen (beide Seitenflächen 23A und 23B und beide Seitenflächen 24A und 24B) der konkaven Teile 23 und 24 jeweils geneigt sind, sodass sie sich zu den Bodenflächen 23C und 24C hin aneinander annähern.
Auch wenn in dieser Konfiguration das Arbeitsöl, das von den Ansaugöffnungen (den Seitenöffnungen 74 und 81) angesaugt wurde, in die Pumpenkammern 41 von der Richtung im Wesentlichen senkrecht zu der Außenumfangsfläche 20a des Rotors 20 fließt, wird das angesaugte Arbeitsöl glatt zu der mittleren Seite in der axialen Richtung der Pumpenkammern 41 durch beide Seitenflächen (die beiden Seitenflächen 23A und 23B und die beiden Seitenflächen 24A und 24B) der konkaven Teile 23 und 24 geführt, weil die beiden Seitenflächen (die beiden Seitenflächen 23A und 23B und die beiden Seitenflächen 24A und 24B) der in der Außenumfangsfläche 20a des Rotors 20 ausgebildeten konkaven Teile 23 und 24 jeweils geneigt sind, sodass sie sich zu den Bodenflächen 23C und 24C hin aneinander annähern. Dadurch wird die Saugeffizienz der Flügelpumpe 100 verbessert.
in der Flügelpumpe 100 sind die Saugöffnungen (die Seitenöffnungen 74 und 81) die Aussparungsteile 43 und 44, die in der Endfläche 40b des Nockenrings 40 in Kontakt mit dem ersten Seitenglied (der ersten Seitenplatte 70) und/oder der Endfläche 40c des Nockenrings 40 in Kontakt mit dem zweiten Seitenglied (der zweiten Seitenplatte 80) ausgebildet sind, wobei die Aussparungsteile 43 und 44 derart konfiguriert sind, dass die Innenumfangsfläche des Nockenrings 40 und die Außenumfangsfläche des Nockenrings 40 miteinander verbunden sind, und wobei die Seitenflächen 23A und 24A der konkaven Teile 23 und 24 auf den Seiten der Endflächen 20b und 20c des Rotors 20 jeweils an Positionen ausgebildet sind, die den Aussparungsteilen 43 und 44 zugewandt sind.
Bei dieser Konfiguration wird das von den Aussparungsteilen 43 und 44 angesaugte Arbeitsöl durch die Seitenflächen 23A und 24B der konkaven Teile 23 und 24 auf den Seiten der Endflächen 20b und 20c des Rotors 20 glatt in die Pumpenkammern 41 geführt. Durch diese Konfiguration wird die Saugeffizienz der Flügelpumpe 100 verbessert.
Bei der Flügelpumpe 100 werden die Bodenflächen 23C und 24C der konkaven Teile 23 und 24 jeweils durch die konkav gekrümmten Flächen gebildet.
Weil bei dieser Konfiguration die Bodenflächen 23C und 24C der konkaven Teile 23 und 24 jeweils durch die konkav gekrümmten Flächen gebildet werden, kann das Arbeitsöl weiterhin glatt in die Pumpenkammern 41 geführt werden. Durch diese Konfiguration kann die Saugeffizienz der Flügelpumpe 100 weiter verbessert werden.
In der Flügelpumpe 100 enthält der Rotor 20 die zwei konkaven Teile 23 und 24 und den ringförmigen Gratteil 25, der zwischen den zwei konkaven Teilen 23 und 24 ausgebildet ist, wobei der ringförmige Gratteil 25 konfiguriert ist, um in der Radialrichtung von der Außenumfangsfläche 20a des Rotors 20 vorzustehen.
Weil bei dieser Konfiguration die Außenumfangsfläche 20a des Rotors 20 mit dem Gratteil 25 versehen ist, können die toten Volumen der Pumpenkammern 41 reduziert werden.
Vorstehend wurden verschiedene Ausführungsformen der Erfindung beschrieben, wobei die oben beschriebenen Ausführungsformen lediglich beispielhaft für die Anwendung der Erfindung sind und wobei der Erfindungsumfang nicht auf die spezifischen Aufbauten der oben beschriebenen Ausführungsformen beschränkt ist.
In der oben beschriebenen Ausführungsform ist die Flügelpumpe 100 mit zwei konkaven Teilen 23 und 24 versehen, wobei die Flügelpumpe 100 aber auch eine Konfiguration aufweisen kann, in der einer der konkaven Teile in Abhängigkeit von dem Fluss des in die Pumpenkammern 41 angesaugten Arbeitsöls vorgesehen ist.
Die vorliegende Anmeldung beansprucht Priorität basierend auf der japanischen Patentanmeldung Nr. 2016-25853 , die am 15. Februar 2016 am japanischen Patentamt eingereicht wurde und deren gesamter Inhalt hier unter Bezugnahme eingeschlossen ist.
ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
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Zitierte Patentliteratur

JP 2006125210 A [0002, 0003]
JP 2016025853 [0065]

Claims

Flügelpumpe, die umfasst: einen Rotor, der konfiguriert ist, um drehend angetrieben zu werden, eine Vielzahl von Flügeln, die an dem Rotor derart vorgesehen sind, dass sie sich in einer Radialrichtung des Rotors hin und her bewegen können, einen Nockenring, der eine Innenumfangsnockenfläche aufweist, mit der Spitzenendteile der Vielzahl von Flügeln in einen Gleitkontakt gebracht werden, wenn sich der Rotor dreht, ein erstes Seitenglied und ein zweites Seitenglied, die derart angeordnet sind, dass sie den Rotor und den Nockenring einschließen, eine Pumpenkammer, die durch den Rotor, den Nockenring, die benachbarten Flügel, das erste Seitenglied und das zweite Seitenglied geteilt wird, eine Saugöffnung, die konfiguriert ist, um das Arbeitsfluid zu der Pumpenkammer zu führen, und einen ringförmigen, konkaven Teil, der in einer Außenumfangsfläche des Rotors ausgebildet ist, wobei beide Seitenflächen des konkaven Teils geneigt sind, sodass sie sich zu einer Bodenfläche hin aneinander annähern.
Flügelpumpe nach Anspruch 1, wobei: die Saugöffnung ein Aussparungsteil ist, der in einer Endfläche des Nockenrings in Kontakt mit dem ersten Seitenglied und/oder einer Endfläche des Nockenrings in Kontakt mit dem zweiten Seitenglied ausgebildet ist, wobei der Aussparungsteil derart konfiguriert ist, dass eine Innenumfangsfläche des Nockenrings und eine Außenumfangsfläche des Nockenrings miteinander verbunden sind, und eine Seitenfläche des konkaven Teils auf einer Seite einer Endfläche des Rotors an einer dem Aussparungsteil zugewandten Position ausgebildet ist.
Flügelpumpe nach Anspruch 1, wobei: die Bodenfläche des konkaven Teils durch eine konkav gekrümmte Fläche gebildet wird.
Flügelpumpe nach Anspruch 1, wobei: der Rotor zwei konkave Teile und einen ringförmigen Gratteil, der zwischen den zwei konkaven Teilen ausgebildet ist, umfasst, wobei der ringförmige Gratteil konfiguriert ist, um in der Radialrichtung von der Außenumfangsfläche des Rotors vorzustehen.