JP2000503739A

JP2000503739A - 流体ベーンモータ／ポンプ

Info

Publication number: JP2000503739A
Application number: JP8-536034A
Authority: JP
Inventors: メルビンハリソン，レスリー
Original assignee: メルビンハリソン，レスリー
Filing date: 1996-05-28
Publication date: 2000-03-28
Anticipated expiration: 2016-05-28

Abstract

(57)【要約】密封された両端部（１４および１６）の間の空洞（１８）を区画するハウジング（１２）を有するモータ／ポンプ（１０）。実質的に中空な本体（２６）を持つロータ（２４）がハウジング（１２）により保持され、空洞（１８）の長手軸芯（３０）に平行であるがオフセットしている中心軸芯（２８）の回りで前記空洞（１８）の内部で回転可能になっている。多数のベーン（３２）が、ロータ（２４）に対して、回転軸芯（２８）の半径方向に移動可能に保持してある。近接するベーン（３２）と、ハウジング（１２）の内周面（３４）と、ロータ本体（２６）の外周面（３６）との間に、実質的に密封されたチャンバが形成されるように、ベーン（３２）、ロータ（２４）およびハウジング（１２）が配置してある。第１ポート（２０）と第２ポート（２２）とが、ハウジング（１２）に形成してあり、それらは、チャンバの内の異なるチャンバに位置するように配置してある。分離スリーブ（１２２）がロータ（２４）の内部に装着してあり、ベーン（３２）を回転軸芯（２８）から半径方向外側に付勢するようになっており、ベーン（３２）の相対する両軸端が、前記ロータ本体の相対する第１端部および第２端部の内部に配置され、前記ロータ本体の外周面（３６）から越えて伸びる各ベーン（３２）の相対する軸端の所定長のみが、ハウジングの各々近接する端部（４６，５６）に対して摺動自在に接触することができるようになっている。

Description

【発明の詳細な説明】流体ベーンモータ／ポンプ発明の技術分野本発明は、ポンプまたはモータとして用いることができる装置に係り、特に、流体ベーンポンプ／モータに関する。発明の背景技術典型的には、流体ベーンモータは、端板によって閉塞された円柱状空隙を持つハウジングと、空隙内に回転可能に装着してあるロータとを有する。ロータは、その円周回りに形成された長手方向に伸びる複数のスロットを持つ金属製剛性円柱状棒材の形態を有する。ロータの回転軸芯は、ハウジングの長手軸芯に対して平行であるがオフセットしている。多数のベーンがロータの長手状スロットに対して各々装着してあり、それらのベーンの半径方向移動を許容するようになっている。近接するベーン間には、流体チャンバが形成され、各チャンバの容積は、ロータの回転と共に変化するようになっている。ポンプとして機能させるには、これらチャンバは、ハウジングの入口から出口に向けて流体を排出するように動作する。そして、モータとして動作させるには、これらチャンバは、圧縮された流体を逃がすことにより、ロータに装着してあるシャフトを回転させるように動作する。従来の流体ベーンモータ／ポンプは、ベーンの外周回りに形成されたリーク道を介しての近接するベーン間での流体の漏洩、およびロータ自体を通しての流体の漏洩により、効率が悪いと言うことが良く知られている。さらに、ベーンの両側端とハウジングの端板との間に実質的な接触面が形成されることにより、摩擦損失が大きいという課題もある。発明の開示本発明の目的は、効率を向上させたポンプまたはモータとして使用することができる装置を提供することにある。本発明によれば、ポンプまたはモータとして使用されることが可能な装置であって、密封された端部を持ち、これら端部間には空隙が具備してあり、しかも内部および外部との間で流体の連通を可能とする第１ポートおよび第２ポートを有するハウジングと、前記ハウジングにより、ハウジングの空隙の内部に、前記空隙の長手軸芯に対して平行で且つオフセットしている回転軸芯の回りに回転可能に保持され、実質的に中空なロータ本体を持つロータと、前記回転軸芯の半径方向移動可能に、前記ロータにより保持された複数のベーンとを有し、近接する前記ベーンと、前記ハウジングの内周面と、前記ロータとの間に、実質的に密封されたチャンバが形成されるように、前記ベーン、ロータおよびハウジングが配置してあり、前記第１ポートと第２ポートとが、前記チャンバの内の異なるチャンバに位置するように配置してある装置を提供する。好ましくは、前記ベーンの相対する軸方向両端が、ロータ本体の相対する第１端部および第２端部の内部に配置してあり、使用状態では、前記ロータ本体の外周面を越えて伸びる各ベーンの所定長さの前記軸方向両端のみが、それぞれに近接する前記ハウジングの端部に対して摺動自在に接触する。好ましくは、前記ロータには、各ベーンを受けるための分離したスロットが具備してあり、各スロットが、前記ロータ本体の第１端部および第２端部の間に内側に伸び、前記ベーンの半径方向移動を許容するような幅寸法を各スロットが有する。好ましくは、前記ロータ本体の第１端部および第２端部が、それぞれ減径部を持ち、前記各スロットの相対する両端部が、前記減径部で終端している。好ましくは、各スロットの相対する端部がアーチ形状となっている。好ましくは、前記減径部の回りにあるシール部材をさらに有し、前記シール部材が、各スロットの相対する両端部を覆うように、且つ前記ベーンの相対する軸方向両端に当接して密封するように着座してある。好ましくは、前記ハウジングの各端部には、二つの面の接合によって形成された段差状内面が具備してあり、前記シール部材が、前記ハウジングの近接する端部の前記二面の双方に対して密封状態での接触を可能としている。好ましくは、前記スロットに受けられているベーンの相対する軸方向両端部を受けるように、前記ロータ本体の内部で、前記減径部のそれぞれの表面に、各スロットの各端部から半径方向に伸びる溝が形成してある。好ましくは、前記第１減径部上に形成してある前記溝が、前記ロータ本体の中心軸芯を越えて伸びている。本発明の別の態様として、前記ロータ本体の内部で、前記第１減径部の表面には、前記回転軸芯の回りを中心とする円形凹部が具備してあり、前記第１減径部に近接するスロットの端部から前記円形凹部に向けて半径方向に伸びる溝が、前記第１減径部の表面に形成してあっても良い。好ましくは、前記ロータが、前記ロータ本体の第１端部から前記ハウジングの両端の内の第１端部に形成してある開口を通して伸びるシャフトを有し、前記装置をポンプとして用いる場合には、前記ロータに回転動作を与えるために、前記シャフトにトルクが印加されることができ、そして、前記装置をモータとして用いる場合には、前記シャフトが動力取り出し用として機能することができる。好ましくは、前記シャフトの反対側に位置する前記ロータ本体の第２端部には、前記ハウジングの両端の内の第２端部に形成してある短シャフトを受け、前記ロータ本体の前記第２端部を回転自在に保持するための凹部が具備してある。好ましくは、前記ベーンの相対する両軸端が、前記ハウジングの各々近接する第１端部および第２端部に対して摺動自在に且つ実質的に密封可能に接触するように、アーチ形状表面に成形してある。好ましくは、各ベーンの半径方向遠位端が、前記ハウジングの内周面に対して摺動自在に且つ実質的に密封可能に接触するように、アーチ形状表面に成形してある。好ましくは、前記ハウジングの内周面に向けて前記ベーンを半径方向外側に付勢するためのバイアス手段をさらに有し、当該バイアス手段が前記ロータ本体の内部に装着してある。好ましくは、前記バイアス手段を受けるように、前記各ベーンの相対する軸端の内側で、前記各ベーンの半径方向内側端に凹部が形成してある。好ましくは、前記バイアス手段が、弾力性要素を有する。好ましくは、前記弾力性要素が、弾力性材から成る分離スリーブまたはチューブ；所定長さの天然ゴムまたは合成ゴムのチューブまたはロッド；プラスチック材料で構成してあるチューブまたはロッド；前記ロータ本体の内部に軸方向に装着してある平坦断面の螺旋スプリング；および前記ベーンの位置に対応した間隔で外周面に具備してある弾力性挿入部材を具備する中実または中空のロッドまたはチューブ材料の内のいずれかである。また、その他の態様としては、前記バイアス手段は、前記ロータ本体の内部に保持された加圧流体を有するものでも良い。図面の簡単な説明図１は本発明の１実施形態に係る装置の一部展開された軸方向に沿った断面図、図２は図１に示す装置に含まれるロータの一端部における端部立面図、図３は図２に示すロータの反対側端部における端部立面図、図４は図１および図２に示すロータの側部立面図、図５Ａは図１に示す装置に含まれるベーンの側部立面図、図５Ｂは図５Ａに示すベーンの底部立面図、図５Ｃは図５Ａに示すＡ−Ａ線に沿った断面図、図６Ａは図１に示す装置に含まれる付勢要素の側部立面図、図６Ｂは図６Ａに示す付勢要素の端部立面図、図７は本発明の第２実施形態に係る装置の一部展開された軸方向に沿った断面図、図８は図７に示すロータの一端における端部立面図、図９Ａは本実施形態の装置に用いられる第２実施形態に係るベーンの側部立面図、図９Ｂは図９Ａに示すベーンの底面図、図９Ｃは図９Ａに示すＡ−Ａ線に沿った断面図である。好ましい実施形態の詳細な説明以下、本発明を図面に示す実施形態に基づき詳細に説明する。図１に示すように、ポンプまたはモータとして用いることができる装置１０は、ハウジング１２を有し、ハウジングは、密封された端部１４および１６を持ち、これら端部１４および１６間には空洞１８が具備してある。ハウジング１２には、第１および第２ポート２０および２２が形成してあり、ハウジング１２の内外間で、流体の流通が可能になっている。実質的に中空なロータ本体２６を持つロータ２４は、ハウジング１２により前記空洞１８内に回転軸芯２８の回りに回転自在に保持してある。回転軸芯２８は、空洞１８の長手軸芯３０に対して平行であるがオフセットしてある。多数のベーン３２が、回転軸芯２８に対する半径方向移動を許容するようにロータ２４によって保持してある。ベーン３２、ロータ２４およびハウジング１２は、近接するベーン３２間、ハウジング１２の内周面およびロータ本体２６の外周面により区画される実質的に密閉されたチャンバが形成されるように配列してある。第１ポート２０と第２ポート２２とは、異なるチャンバに配置されるようになっている。ハウジング１２は、円筒状部材３８から成り、その内部に空洞１８が形成してある。ハウジング１２の端部１４および１６は、それぞれ板材４０および４２の形態を有し、それらは、円筒状部材３８の相対する両端部に各々ボルトなどで固定することができる。図１から明らかなように、ロータ２４の側に面する各板材４０および４２の表面には、それぞれ段差が設けてある。第１板材４０の場合には、その内面４４には、回転軸芯２８に向けて半径方向の幅が小さくなるように段差が設けてある。より詳細には、内面４４は、半径方向最外周第１環状面４６と、段差面４７と、近接する半径方向中間第２環状面４８と、更なる段差面４９と、近接する半径方向最内周第３環状面５０とを有する。第１板材４０には、回転軸芯２８上に開口または孔５２が形成してある。第２板材４２は、内面５４を持ち、その内面５４は、半径方向最外周第１環状面５６と、第１段差面５７と、近接する半径方向第２環状面５８と、第２段差面５９と、半径方向最内周第３環状面６０とを有する。第３環状面６０には、回転軸芯２８と同軸上に短シャフト６２が突出して形成してある。第１および第２板材４０および４２の外周には、筒状部材３８の相対する両端に形成してある複数のネジ孔６６に対応するように、多数の軸孔６４が円周方向に形成してある。軸孔６４には、ボルト（図示省略）が通され、それらのボルトが各ネジ孔６６に対して螺合し、第１および第２板材４０および４２を、筒状要素３８の相対する両端に固定可能になっている。図２から図４に示すように、ロータ本体２６は、第１端部６８が閉じられて第２端部７０が開口している中空シリンダの形状を一般的に有する。そのロータ本体２６には、第１および第２端部６８および７０において減径部７２および７４がそれぞれ具備してある。図１から最も良く分かるように、これら減径部７２および７４には環状シール部材７６および７８がそれぞれ着座してある。シャフト８０が、第１端部６８から回転軸芯２８に対して同軸上に第１板材４０の孔５２を通して伸びている。第１端部６８に近接するシャフト８０の短長さ部分８２には、増径部が形成してある。軸受８３が、シャフト８０上に増径の短長さ部分８２に当たるまで装着してあり、第１板材４０の面４９および５０に対して密封してある。第２端部７０には、半径方向内側に突出する円周状リップ８４と、軸方向に突出する環状ボス８６とが形成してある。短シャフト６２は、リップ８４およびボス８６により形成された開口の内部に保持可能になっている。第２板材４２に面するリップ８４の環状面９０と、ボス８６の半径方向最内周面９２とは、軸受９４のための着座部を形成するように配置してある。軸受９４は、短シャフト６２を内部に嵌合させて保持する内側レース９６を持つ。多数のスロット９６（図２〜図４参照）がロータ本体２６に形成してあり、これらスロットは、第１端部６８および第２端７０の間を内部に伸びている。図４に最も良く示すように、スロット９６の相対する両端９８および１００は、それぞれアーチ形状を有し、減径部７２および７４にて各々終端している。スロット９６は、ロータ本体２６の厚みを完全に貫通している。この特別な実施形態では、ロータ本体２６の回りに、円周方向に４つに等間隔に配置されたスロット９６が形成してある。半径方向に伸びる溝１０２（図１および図３参照）が、スロット端９８で各スロット９６の深さ方向に直線状に一致するように、第１端部６８の内面に形成してある。各溝１０２は、回転軸芯２８まで伸び、反対側のスロット９６の対応する溝１０２へと繋がっている。各スロット９６の反対側端部１００において、リップ８４の軸方向内側環状面１０６には、前記溝１０２と同様な構成の溝１０４が形成してある。しかしながら、これらの溝１０４は、リップ８４の半径方向長さまでしか伸びていないため、これら溝１０４は、回転軸芯２８まで到達せず、反対側のスロット９６の溝１０４まで相互に繋がることもない。ベーン３２は、アーチ形状を持つ概略的に矩形板材の形態を有し、さらに詳細には、凸状に湾曲した軸端１０８および１１０と、同様に湾曲した半径方向遠位端１１２および半径方向近位端１１４とを有する。それらの軸端１０８および１１０は、半径方向近位端１１４の下まで半径方向に伸び、それぞれ突出タブ１１６および１１８を形成し、それらの間に凹部１２０を構成してある。分離スリーブ１２２の形態を持つバイアス手段（図１、図６Ａおよび６Ｂ）は、筒状要素３８の内部に、ベーン３２を回転軸２８から半径方向外方向に付勢するように配置され、ベーン３２の半径方向遠位端１１２は、内面３４に対して、摺動および気密状態で接触し、それらの間には、潤滑油の層が形成してある。分離スリーブ１２２は、各ベーン３２のタブ１１６および１１８間に形成してある凹部１２０内に受けられ、装置１０の作動中に、スリーブ１２２が軸方向に移動することを防止している。スリーブ１２２は、金属バネで構成してあり、ロータ２４の回転に際して、全てのベーン３２に対して接触状態を維持するような寸法関係を有し、スリーブ１２２の単一の分離ラインは、好ましくはスリーブ軸芯に対してねじれの関係にある。好ましくは、スリーブ１２２は、ロータ２４の内部で浮遊状態となり、ハウジング１２の軸芯３０に対して平行に且つ同芯状態となる。一般に、スリーブ１２２の外径は、ハウジング１２の内径から、ベーン３２の半径方向遠位端１１２および半径方向近位端の距離の二倍を引いた寸法に略等しい。しかしながら、この分離スリーブの特別な場合では、分離スリーブの外径は、ベーン３２の半径方向近位端１１４に対して所望のスプリング負荷を与えるために、僅かに大きくても良い。装置１０が完全に組み立てられた場合、シール部材７６が、各スロット９６の端部９８上に重なり、各ベーン３２の軸方向端部１０８に対して当接する。シール部材７８は、スロット９６の端部１００およびベーン３２の軸端部１１０に対して同様に並置される。その結果、シール部材７６および７８は、スロット９６の両端部を有効に密封する。また、シール部材７６は、第１板材４０の表面４７および４８に対して気密に当接する。同様に、シール部材７８は、第２板材４２の表面５７および５８に対して気密に当接する。各ベーン３２の半径方向遠位端１１２は、ハウジング１２の内表面３４に対する摺動性シール部材を形成する。ベーン３２の半径方向遠位端および近位端１１２および１１４は、ハウジング１２の内表面３４の曲面と、スリーブ１２２の外周面の曲面および位置に適合するような形状にそれぞれ成形してある。ベーン３２は、ハウジングの筒状要素３８の長さから潤滑のための許容精度分だけ小さい長さと略同等な長さを持ち、同様に、スロット９６の幅とベーン３２の厚みとは、潤滑のための許容精度を持ってスロット９６の内部にベーン３２がスライド移動することを許容するように相対的な寸法関係が決定される。このような小さな許容精度を持って、シール部材７６および７８を包含させて装置１０の各要素を組み立てることにより、装置１０における流体の漏洩は最小限となる。三つのベーンを持つ装置１０の実施形態を図７および図８に示す。これらの図において、図１〜図６Ｂに示す実施形態で述べた部材と同様な部材には、同様な符号を付してある。装置１０が三つの（またはその他の奇数の数の）ベーン３２を有する場合には、全く正反対に位置する溝１０２の対が無くなり、すなわち、奇数のベーン３２を持つ装置１０の場合には、中心軸芯２８を越えてロータ内にベーン３２を引き込むことを可能にする。本実施形態において、そのようなベーン３２の中心軸芯を越えた引き込みを許容するために、第１端部６８の内面は、軸芯２８の回りに深ザグリしてあり、溝１０２の深さと同じ深さの円柱状凹部１０３が形成してある。さらに可能性のある実施形態として、ベーン３２のデザインは種々に改変することができ、図９Ａおよび図９Ｂに示すように、半径方向内端部１１４の両側をテーパ状に成形しても良い。これらのテーパ加工は、ロータ２４が６またはそれ以下のベーン３２を持つ場合には、必ずしも必要ではない。しかしながら、ロータが７またはそれ以上のベーンを持ち、しかも近接するベーン相互が十分に引き込まれ、軸芯２８を越える際に、近接するベーン３２の半径方向内端部１１４間で干渉することを防止するためには特に好適である。上述した説明から、その分野の当業者であれば明らかなように、上述した実施形態の装置は、公知の半径方向ベーンモータおよびベーンポンプに比較して、次に示すような数々の利点および利便性を持つ。（ａ）中空ロータは、従来のスロット付き剛体ロータに比較した場合、かなりの重量削減を実現することができる。（ｂ）より小さい外径のロータを、所定の内径のハウジングの内部に、より大きな度合の偏芯状態で装着することができ、その結果、ベーンの有効な伸びの増大を招き、それに付随した容積能力の増大を図ることができる。（ｃ）中空ロータの溝１０２がロータ軸芯２８（図３参照）で交差するという事実に基づき、従来のスロット付きロータにより達成されることができる数よりも大幅に多い数のベーンを、中空ロータに対して装着し、ロータからのベーンのより大きな有効伸びを確保することができる。もし、従来のロータにおいてスロットがロータの軸芯で交差するとしたら、スロットの根部においてウェブ部分が残らなくなり、ロータは、その形態を保持することができなくなる。逆に、本実施形態の中空ロータのウェブ部分は、その外周部にあるので、ロータ軸芯での溝の交差は、ロータの一体性に影響を与えない。それ故に、同じ外部寸法を持つ従来のユニットに比較して、中空ロータのモータは、より少ないトルク変化で、より大きな出力を運ぶ能力がある。また、ポンプとして用いた場合には、同じ外部寸法を持つ従来のユニットに比較し、より低いパルス増幅で、より大きな流体搬送能力を具備する。（ｄ）ベーン３２のほぼ全長に亘って支持するスリーブ１２２は、ベーン３２がハウジングに対して良好な密封状態で正規に接触することを確保し、ベーンの伸びのために流体圧力が作用するような信頼性を必要とする場合などのように高い作動圧力が作用する場合にも、ベーンの部分的な引き込みを防止することができる。また、そのようなベーンがそれらの端部でカムやリングなどの部材により支持されているのみの場合でも、高い流体圧力下でベーンが倒れたりしてしまうことを有効に防止することができる。ベーン３２とハウジング１２の内面３４との間での流体のバイパスを阻止することは、装置の効率を向上させる結果となる。（ｅ）従来の半径方向スライド移動ベーンポンプおよびモータでは、ベーンがロータに対して引き込まれているか伸びているかに関係なく、ベーンの平坦な両軸端が各端板の表面に常時接触しているので、かなり大きな側部摩擦力を引き起こす。上述した実施形態では、端板４０および４２は、ロータ本体２６の外径に合わせて窪んで成形してあるので、ロータ本体２６の外周面３６を越えてベーン３２が伸びた時にのみ、ベーン３２は、端板４０および４２に対して接触するのみであり、それ故に、ベーンの軸方向端部１０８，１１０に起因する摩擦力は、端板の作動面積の約５０％に接触を制限することにより、かなり低減することができる。この摩擦力は、厚み方向に全て平坦なベーン端部により生成される摩擦力に比較して、曲面化されたベーン軸端部１０８，１１０のより小さな接触により、さらに低減することができる。このような本実施形態の特徴構成は、従来のスライド可能ベーンユニットでは一般的な端板へのロータ端部の接触の可能性をも防止する。（ｆ）正確に精度が出されたシール部材７６および７８は、ベーン軸端部１０８，１１０でのチャンバ間またはその他のチャンバ間での作動流体の内部バイパスを阻止するとともに、または従来のスライド式ベーン型ポンプまたはモータでは一般的な作動流体に対する共通アクセスに起因するスロット９６の空間部分を介しての近接するチャンバ間またはその他のチャンバ間での作動流体の内部バイパスを阻止する。この本実施形態の特徴構成は、そのユニットが、作動負荷状態下で失速状態にあるときにも、流体損失または流体の内部バイパスを制限する。本発明の実施形態が詳細に説明されたので、その分野の当業者によれば、本発明の基本的な発明概念から離れることなく、数々の改変や変更が可能であることが明らかである。たとえば、図面では、ハウジング１２は、別部材の端板４０および４２を有しているが、いずれか一方の端板は、ハウジング１２の筒状要素３８に対して一体的に成形しても良く、その場合の端板には、機械加工することにより対応する段差部を成形しても良い。また、図示では、ロータ２４は、４つのベーン３２（すなわち、４つのスロット９６）を持つものとして示してあるが、それより多いまたは少ないベーンを内蔵させることもできる。さらに、ベーン３２を半径方向外方向に付勢するバイアス手段として、上述した例では、分離スリーブ１２２を示している。しかしながら、同じ作用を持つその他のタイプのバイアス手段を用いることもできる。そのようなバイアス手段としては、たとえば、天然ゴム、合成ゴムまたは合成樹脂から製造されることができる所定長さの弾力性チューブまたは弾力性ロッド；平坦断面螺旋スプリング；ベーン３２の位置に対応した間隔で外周面に具備してある弾力性挿入部材を具備する中実または中空のロッドまたはチューブ材料；またはロータ本体の内部に密封されて閉じこめられた加圧流体などを例示することができる。このような全ての改変および変更は、本発明の範囲内と見なされ、本発明の本質は、前述した説明から決定される。

【手続補正書】特許法第１８４条の８第１項【提出日】１９９７年４月８日（１９９７．４．８）【補正内容】本発明によれば、ポンプまたはモータとして使用されることが可能な装置であって、密封された端部を持ち、これら端部間には空隙が具備してあり、しかも内部および外部との間で流体の連通を可能とする第１ポートおよび第２ポートを有するハウジングと、前記ハウジングにより、ハウジングの空隙の内部に、前記空隙の長手軸芯に対して平行で且つオフセットしている回転軸芯の回りに回転可能に保持され、実質的に中空なロータ本体を持つロータであって、前記ロータ本体が、当該ロータ本体の中間部分に対して外径が減径された減径部を各々含む第１端部および第２端部を持つところのロータと、相対する前記第１端部および第２端部の間に伸び、前記減径部の内部で終端するように、前記ロータ本体に形成された多数のスロットと、前記別々のスロットの内部に各々の前記ベーンがそれぞれ前記回転軸芯の半径方向移動可能にスライド自在に保持してあるところの複数のベーンとを有し、近接する前記ベーンと、前記ハウジングの内周面と、前記ロータとの間に、実質的に密封されたチャンバが形成されるように、前記ベーン、ロータおよびハウジングが配置してあり、前記第１ポートと第２ポートとが、前記チャンバの内の異なるチャンバに位置するように配置してある装置を提供する。好ましくは、各スロットの相対する端部がアーチ形状となっている。好ましくは、前記減径部の回りにあるシール部材をさらに有し、前記シール部材が、各スロットの相対する両端部を覆うように、且つ前記ベーンの相対する軸方向両端に当接して密封するように着座してある。好ましくは、前記ハウジングの各端部には、二つの面の接合によって形成された段差状内面が具備してあり、前記シール部材が、前記ハウジングの近接する端部の前記二面の双方に対して密封状態での接触を可能としている。好ましくは、前記スロットに受けられているベーンの相対する軸方向両端部を受けるように、前記ロータ本体の内部で、前記第１端部および第２端部のそれぞれの内表面に、各スロットの各端部から半径方向に伸びる溝が形成してある。好ましくは、前記第１端部および第２端部での内表面上に形成してある前記溝が、前記ロータ本体の中心軸芯を越えて伸びている。本発明の別の態様として、前記ロータ本体の第１端部での内表面には、前記回転軸芯の回りを中心とする円形凹部が具備してあり、前記内表面に形成してある前記溝が、前記第１端部の近くのスロットの端部から前記円形凹部に向けて半径方向に伸びるように形成してあっても良い。好ましくは、前記ロータが、前記ロータ本体の第１端部から前記ハウジングの両端の内の第１端部に形成してある開口を通して伸びるシャフトを有し、前記装置をポンプとして用いる場合には、前記ロータに回転動作を与えるために、前記シャフトにトルクが印加されることができ、そして、前記装置をモータとして用いる場合には、前記シャフトが動力取り出し用として機能することができる。好ましくは、前記シャフトの反対側に位置する前記ロータ本体の第２端部には、前記ハウジングの両端の内の第２端部に形成してある短シャフトを受け、前記ロータ本体の前記第２端部を回転自在に保持するための凹部が具備してある。好ましくは、前記ベーンの相対する両軸端縁が、前記ハウジングの各々近接する第１端部および第２端部に対して摺動自在に且つ実質的に密封可能に接触するように、アーチ形状表面に成形してある。好ましくは、各ベーンの半径方向遠位端が、前記ハウジングの内周面に対して摺動自在に且つ実質的に密封可能に接触するように、アーチ形状表面に成形してある。好ましくは、前記ハウジングの内周面に向けて前記ベーンを半径方向外側に付勢するためのバイアス手段をさらに有し、当該バイアス手段が前記ロータ本体の内部に装着してある。好ましくは、前記バイアス手段を受けるように、前記各ベーンの相対する軸端の内側で、前記各ベーンの半径方向内側端縁に凹部が形成してある。好ましくは、前記ロータが、前記ロータ本体の第１端部から前記ハウジングの両端の内の第１端部に形成してある開口を通して伸びるシャフトを有し、前記装置をポンプとして用いる場合には、前記ロータに回転動作を与えるために、前記シャフトにトルクが印加されることができ、そして、前記装置をモータとして用いる場合には、前記シャフトが動力取り出し用として機能することができる。好ましくは、前記バイアス手段が、弾力性要素を有する。好ましくは、前記弾力性要素が、弾力性材から成る分離スリーブまたはチューブ；所定長さの天然ゴムまたは合成ゴムのチューブまたはロッド；プラスチック材料で構成してあるチューブまたはロッド；前記ロータ本体の内部に軸方向に装着してある平坦断面の螺旋スプリング；および前記ベーンの位置に対応した間隔で外周面に具備してある弾力性挿入部材を具備する中実または中空のロッドまたはチューブ材料の内のいずれかである。また、その他の態様としては、前記バイアス手段は、前記ロータ本体の内部に保持された加圧流体を有するものでも良い。第１端部６８に近接するシャフト８０の短長さ部分８２には、増径部が形成してある。軸受８３が、シャフト８０上に増径の短長さ部分８２に当たるまで装着してあり、第１板材４０の面４９および５０に対して密封してある。第２端部７０には、半径方向内側に突出する円周状リップ８４と、軸方向に突出する環状ボス８６とが形成してある。短シャフト６２は、リップ８４およびボス８６により形成された開口の内部に保持可能になっている。第２板材４２に面するリップ８４の環状面９０と、ボス８６の半径方向最内周面９２とは、軸受９４のための着座部を形成するように配置してある。軸受９４は、短シャフト６２を内部に嵌合させて保持する内側レース９６を持つ。多数のスロット９６（図２〜図４参照）がロータ本体２６に形成してあり、これらスロットは、第１端部６８および第２端部７０の間を内部に伸びている。図４に最も良く示すように、スロット９６の相対する両端９８および１００は、それぞれアーチ形状を有し、減径部７２および７４にて各々終端している。スロット９６は、ロータ本体２６の厚みを完全に貫通している。この特別な実施形態では、ロータ本体２６の回りに、円周方向に４つに等間隔に配置されたスロット９６が形成してある。半径方向に伸びる溝１０２（図１および図３参照）が、スロット端９８で各スロット９６の深さ方向に直線状に一致するように、第１端部６８の内面に形成してある。各溝１０２は、回転軸芯２８まで伸び、反対側のスロット９６の対応する溝１０２へと繋がっている。各スロット９６の反対側端部１００において、リップ８４の軸方向内側環状面１０６には、前記溝１０２と同様な構成の溝１０４が形成してあろ。しかしながら、これらの溝１０４は、リップ８４の半径方向長さまでしか伸びていないため、これら溝１０４は、回転軸芯２８まで到達せず、反対側のスロット９６の溝１０４まで相互に繋がることもない。請求の範開１．ポンプまたはモータとして使用されることが可能な装置であって、密封された端部を持ち、これら端部間には空隙が具備してあり、しかも内部および外部との間で流体の連通を可能とする第１ポートおよび第２ポートを有するハウジングと、前記ハウジングにより、ハウジングの空隙の内部に、前記空隙の長手軸芯に対して平行で且つオフセットしている回転軸芯の回りに回転可能に保持され、実質的に中空なロータ本体を持つロータであって、前記ロータ本体が、当該ロータ本体の中間部分に対して外径が減径された減径部を各々含む第１端部および第２端部を持つところのロータと、相対する前記第１端部および第２端部の間に伸び、前記減径部の内部で終端するように、前記ロータ本体に形成された多数のスロットと、前記別々のスロットの内部に各々の前記ベーンがそれぞれ前記回転軸芯の半径方向移動可能にスライド自在に保持してあるところの複数のベーンとを有し、近接する前記ベーンと、前記ハウジングの内周面と、前記ロータとの間に、実質的に密封されたチャンバが形成されるように、前記ベーン、ロータおよびハウジングが配置してあり、前記第１ポートと第２ポートとが、前記チャンバの内の異なるチャンバに位置するように配置してある装置。２．請求項１に記載の装置であって、前記減径部の回りにあるシール部材をさらに有し、前記シール部材が、各スロットの相対する両端部を覆うように、且つ前記ベーンの相対する軸方向両端に当接して密封するように着座してあることを特徴とする装置。３．請求項２に記載の装置であって、各スロットの相対する端部がアーチ形状となっている装置。４．請求項３に記載の装置であって、前記ハウジングの各端部には、二つの面の接合によって形成された段差状内面が具備してあり、前記シール部材が、前記ハウジングの近接する端部の前記二面の双方に対して密封状態での接触を可能とすることを特徴とする装置。５．請求項４に記載の装置であって、前記スロットに受けられているベーンの相対する軸方向両端部を受けるように、前記ロータ本体の内部で、前記第１端部および第２端部のそれぞれの表面に、各スロットの各端部から半径方向に伸びる溝が形成してあることを特徴とする装置。６．請求項５に記載の装置であって、前記ロータ本体の前記第１端部での内部表面上に形成してある前記溝が、前記ロータ本体の中心軸芯を越えて伸びていることを特徴とする装置。７．請求項５に記載の装置であって、前記ロータ本体の前記第１端部での内部表面には、前記回転軸芯の回りを中心とする円形凹部が具備してあり、前記内部表面に形成された溝が、前記第１端部の近くの前記スロットの端部から前記円形凹部に向けて半径方向に伸びることを特徴とする装置。８．請求項１に記載の装置であって、前記ベーンの相対する両軸端縁が、前記ハウジングの各々近接する第１端部および第２端部に対して摺動自在に且つ実質的に密封可能に接触するように、アーチ形状表面に成形してあることを特徴とする装置。９．請求項１に記載の装置であって、各ベーンの半径方向遠位端が、前記ハウジングの内周面に対して摺動自在に且つ実質的に密封可能に接触するように、アーチ形状表面に成形してあることを特徴とする装置。１０．請求項１に記載の装置であって、前記ハウジングの内周面に向けて前記ベーンを半径方向外側に付勢するためのバイアス手段をさらに有し、当該バイアス手段が前記ロータ本体の内部に装着してある装置。１１．請求項１０に記載の装置であって、前記バイアス手段が、前記回転軸芯の方向に伸びて、前記ベーンのそれぞれに対して同時に作用するように適合してある弾力性要素を有する装置。１２．請求項１１に記載の装置であって、前記弾力性要素が、弾力性材から成る分離スリーブまたはチューブ；所定長さの天然ゴムまたは合成ゴムのチューブまたはロッド；プラスチック材料で構成してあるチューブまたはロッド；前記ロータ本体の内部に軸方向に装着してある平坦断面の螺旋スプリング；および前記ベーンの位置に対応した間隔で外周面に具備してある弾力性挿入部材を具備する中実または中空のロッドまたはチューブ材料の内のいずれかであることを特徴とする装置。１３．請求項１２に記載の装置であって、前記バイアス手段を受けるように、前記各ベーンの相対する軸端の内側で、前記各ベーンの半径方向内側端縁に凹部が形成してある装置。１４．請求項１０に記載の装置であって、前記バイアス手段が、前記ロータ本体の内部に保持された加圧流体を有することを特徴とする装置。１５．請求項１に記載の装置であって、前記ロータが、前記ロータ本体の第１端部から前記ハウジングの両端の内の第１端部に形成してある開口を通して伸びるシャフトを有し、前記装置をポンプとして用いる場合には、前記ロータに回転動作を与えるために、前記シャフトにトルクが印加されることができ、そして、前記装置をモータとして用いる場合には、前記シャフトが動力取り出し用として機能することができることを特徴とする装置。１６．請求項１５に記載の装置であって、前記シャフトの反対側に位置する前記ロータ本体の第２端部には、前記ハウジングの両端の内の第２端部に形成してある短シャフトを受け、前記ロータ本体の前記第２端部を回転自在に保持するための凹部が具備してあることを特徴とする装置。

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (81)指定国ＥＰ(ＡＴ，ＢＥ，ＣＨ，ＤＥ，ＤＫ，ＥＳ，ＦＩ，ＦＲ，ＧＢ，ＧＲ，ＩＥ，ＩＴ，ＬＵ，ＭＣ，ＮＬ，ＰＴ，ＳＥ)，ＯＡ(ＢＦ，ＢＪ，ＣＦ，ＣＧ，ＣＩ，ＣＭ，ＧＡ，ＧＮ，ＭＬ，ＭＲ，ＮＥ，ＳＮ，ＴＤ，ＴＧ)，ＡＰ(ＫＥ，ＬＳ，ＭＷ，ＳＤ，ＳＺ，ＵＧ)，ＵＡ(ＡＭ，ＡＺ，ＢＹ，ＫＧ，ＫＺ，ＭＤ，ＲＵ，ＴＪ，ＴＭ)，ＡＬ，ＡＭ，ＡＴ，ＡＵ，ＡＺ，ＢＢ，ＢＧ，ＢＲ，ＢＹ，ＣＡ，ＣＨ，ＣＮ，ＣＺ，ＤＥ，ＤＫ，ＥＥ，ＥＳ，ＦＩ，ＧＢ，ＧＥ，ＨＵ，ＩＳ，ＪＰ，ＫＥ，ＫＧ，ＫＰ，ＫＲ，ＫＺ，ＬＫ，ＬＲ，ＬＳ，ＬＴ，ＬＵ，ＬＶ，ＭＤ，ＭＧ，ＭＫ，ＭＮ，ＭＷ，ＭＸ，ＮＯ，ＮＺ，ＰＬ，ＰＴ，ＲＯ，ＲＵ，ＳＤ，ＳＥ，ＳＧ，ＳＩ，ＳＫ，ＴＪ，ＴＭ，ＴＲ，ＴＴ，ＵＡ，ＵＧ，ＵＳ，ＵＺ，ＶＮ【要約の続き】（３２）の相対する両軸端が、前記ロータ本体の相対する第１端部および第２端部の内部に配置され、前記ロータ本体の外周面（３６）から越えて伸びる各ベーン（３２）の相対する軸端の所定長のみが、ハウジングの各々近接する端部（４６，５６）に対して摺動自在に接触することができるようになっている。

Claims

【特許請求の範囲】１．ポンプまたはモータとして使用されることが可能な装置であって、密封された端部を持ち、これら端部間には空隙が具備してあり、しかも内部および外部との間で流体の連通を可能とする第１ポートおよび第２ポートを有するハウジングと、前記ハウジングにより、ハウジングの空隙の内部に、前記空隙の長手軸芯に対して平行で且つオフセットしている回転軸芯の回りに回転可能に保持され、実質的に中空なロータ本体を持つロータと、前記回転軸芯の半径方向移動可能に、前記ロータにより保持された複数のベーンとを有し、近接する前記ベーンと、前記ハウジングの内周面と、前記ロータとの間に、実質的に密封されたチャンバが形成されるように、前記ベーン、ロータおよびハウジングが配置してあり、前記第１ポートと第２ポートとが、前記チャンバの内の異なるチャンバに位置するように配置してある装置。２．請求項１に記載の装置であって、前記ベーンの相対する軸方向両端が、ロータ本体の相対する第１端部および第２端部の内部に配置してあり、使用状態では、前記ロータ本体の外周面を越えて伸びる各ベーンの所定長さの前記軸方向両端のみが、それぞれに近接する前記ハウジングの端部に対して摺動自在に接触することを特徴とする装置。３．請求項２に記載の装置であって、前記ロータには、各ベーンを受けるための分離したスロットが具備してあり、各スロットが、前記ロータ本体の第１端部および第２端部の間に内側に伸び、前記ベーンの半径方向移動を許容するような幅寸法を各スロットが有する装置。４．請求項３に記載の装置であって、前記ロータ本体の第１端部および第２端部が、それぞれ減径部を持ち、前記各スロットの相対する両端部が、前記減径部で終端していることを特徴とする装置。５．請求項４に記載の装置であって、各スロットの相対する端部がアーチ形状となっている装置。６．請求項５に記載の装置であって、前記減径部の回りにあるシール部材をさらに有し、前記シール部材が、各スロットの相対する両端部を覆うように、且つ前記ベーンの相対する軸方向両端に当接して密封するように着座してあることを特徴とする装置。７．請求項６に記載の装置であって、前記ハウジングの各端部には、二つの面の接合によって形成された段差状内面が具備してあり、前記シール部材が、前記ハウジングの近接する端部の前記二面の双方に対して密封状態での接触を可能とすることを特徴とする装置。８．請求項７に記載の装置であって、前記スロットに受けられているベーンの相対する軸方向両端部を受けるように、前記ロータ本体の内部で、前記減径部のそれぞれの表面に、各スロットの各端部から半径方向に伸びる溝が形成してあることを特徴とする装置。９．請求項８に記載の装置であって、前記第１減径部上に形成してある前記溝が、前記ロータ本体の中心軸芯を越えて伸びていることを特徴とする装置。１０．請求項７に記載の装置であって、前記ロータ本体の内部で、前記第１減径部の表面には、前記回転軸芯の回りを中心とする円形凹部が具備してあり、前記第１減径部に近接するスロットの端部から前記円形凹部に向けて半径方向に伸びる溝が、前記第１減径部の表面に形成してあることを特徴とする装置。１１．請求項２に記載の装置であって、前記ベーンの相対する両軸端が、前記ハウジングの各々近接する第１端部および第２端部に対して摺動自在に且つ実質的に密封可能に接触するように、アーチ形状表面に成形してあることを特徴とする装置。１２．請求項１に記載の装置であって、各ベーンの半径方向遠位端が、前記ハウジングの内周面に対して摺動自在に且つ実質的に密封可能に接触するように、アーチ形状表面に成形してあることを特徴とする装置。１３．請求項１に記載の装置であって、前記ハウジングの内周面に向けて前記ベーンを半径方向外側に付勢するためのバイアス手段をさらに有し、当該バイアス手段が前記ロータ本体の内部に装着してある装置。１４．請求項１３に記載の装置であって、前記バイアス手段を受けるように、前記各ベーンの相対する軸端の内側で、前記各ベーンの半径方向内側端に凹部が形成してある装置。１５．請求項１４に記載の装置であって、前記バイアス手段が、弾力性要素を有する装置。１６．請求項１５に記載の装置であって、前記弾力性要素が、弾力性材から成る分離スリーブまたはチューブ；所定長さの天然ゴムまたは合成ゴムのチューブまたはロッド；プラスチック材料で構成してあるチューブまたはロッド；前記ロータ本体の内部に軸方向に装着してある平坦断面の螺旋スプリング；および前記ベーンの位置に対応した間隔で外周面に具備してある弾力性挿入部材を具備する中実または中空のロッドまたはチューブ材料の内のいずれかであることを特徴とする装置。１７．請求項１５に記載の装置であって、前記バイアス手段が、前記ロータ本体の内部に保持された加圧流体を有することを特徴とする装置。１８．請求項１に記載の装置であって、前記ロータが、前記ロータ本体の第１端部から前記ハウジングの両端の内の第１端部に形成してある開口を通して伸びるシャフトを有し、前記装置をポンプとして用いる場合には、前記ロータに回転動作を与えるために、前記シャフトにトルクが印加されることができ、そして、前記装置をモータとして用いる場合には、前記シャフトが動力取り出し用として機能することができることを特徴とする装置。１９．請求項１８に記載の装置であって、前記シャフトの反対側に位置する前記ロータ本体の第２端部には、前記ハウジングの両端の内の第２端部に形成してある短シャフトを受け、前記ロータ本体の前記第２端部を回転自在に保持するための凹部が具備してあることを特徴とする装置。