JP2005226607A - Vane pump - Google Patents
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Abstract
Description
本発明はベーンポンプに関する。 The present invention relates to a vane pump.
従来から、ロータを回転させてロータとベーンとケーシングとで形成されるポンプ空間を介して流体を移送させるベーンポンプ即ちロータリー圧縮機が特許文献1等で知られている。
従来のロータリー圧縮機を図4に示す。シリンダ即ちケーシング40には、内部にポンプ空間42が形成され、そのポンプ空間42内にはロータ44が回転自在に備えられている。ロータ44は回転軸46(点線図示)の軸中心Oを中心に回転させられるが、その回転軸46の軸中心Oはロータ44の中心とは偏心した位置に配置される。これによって、ロータ44はポンプ空間42内において偏心回転運動を行う。
A conventional rotary compressor is shown in FIG. A
ケーシング40には、一方をポンプ空間42に通じ他方をケーシング40の外部と通じるベーン用孔48が形成され、そのベーン用孔48の内部にはブレード即ちベーン50がベーン用孔48に摺動自在に収容されている。ベーン50はスプリング52によってポンプ空間42内に突出する方向に付勢されており、ベーン50のポンプ空間42内に突出する先端はロータ44の外壁に常に接触するよう設定されている。ケーシング40において、前記ベーン用孔48の位置を中心にして互いに反対側に、一方をポンプ空間42に通じると共に他方をケーシング40の外部と通じる吸入口54並びに吐出口56が形成される。
The
ポンプ空間42は、ロータ44の外壁とポンプ空間42の内壁58とベーン50とによって、2個のポンプ空間42A,42Bに区画される。これら2個のポンプ空間42A,42Bは、ロータ44の回転によってその空間体積の膨張と圧縮とが繰り返される。図4において、空間42Aは空間体積の膨張時に吸入口54から気体や液体等の流体を吸入し、空間42B空間体積の圧縮時に吐出口56から流体を吐出する。
The
図4に示したロータリー圧縮機は、ケーシング40もロータ44もベーン50もそれぞれ1個ずつ用いるシングルタイプを示している。ロータリー圧縮機にはシングルタイプの他に、2個のロータ44を用いてそれぞれの位相を180度ずらしたツインタイプのものも従来から用いられている。ツインタイプのものは、ケーシング40もロータ44も2個重ねる構造をしており、ベーン50は同一方向に合計2個備えられている。
The rotary compressor shown in FIG. 4 is a single type in which one
従来のシングルタイプのロータリー圧縮機では、ロータ44の1回転で1回の圧縮サイクルを行うため、トルクムラが大きいという不具合があった。また、回転軸46の特定の方向に力がかかるという欠点があった。更に、ロータ44が偏心回転運動を行うためダイナミックバランスが悪く、振動が大きいという欠点があった。また、従来のツインタイプのロータリー圧縮機では、ケーシング40もロータ44もそれぞれ2個づつ必要となるため、容積が大きくなり、コストが高くなるという欠点があった。
The conventional single type rotary compressor has a problem that torque unevenness is large because one rotation of the
本発明はこのような問題点に鑑みてなされたもので、シングルタイプの欠点であるトルクムラを無くし、ダイナミックバランスを良くし、振動を小さくすると共に、ツインタイプの欠点である大容積を小さくしてコストダウンを図るようにしたベーンポンプを提供することを目的としている。 The present invention has been made in view of such problems, and eliminates torque unevenness, which is a defect of the single type, improves dynamic balance, reduces vibration, and reduces the large volume, which is a defect of the twin type. The object is to provide a vane pump designed to reduce costs.
本発明は、ケーシング内部にポンプ空間を形成し、そのポンプ空間内に偏心部のない多角形形状のロータを備え、ケーシングに前記ポンプ空間と通じる2以上のベーン用収容空間を設け、そのベーン用収容空間にベーンを収容し、スプリングによって前記ベーンを前記ロータに接触させ、前記ケーシングにおける前記ベーン用収容空間の位置を中心とするそれぞれ反対側の位置に一方を前記ポンプ空間と通じ他方をケーシング外部と通じる吸入口並びに吐出口とを設けるようにしたものである。本発明は更に、前記ロータを三角形形状とし、前記ベーン用収容空間と前記ベーンと前記スプリングと前記吸入口と前記吐出口の数をそれぞれ2個としたものである。 The present invention forms a pump space inside a casing, includes a polygon-shaped rotor without an eccentric portion in the pump space, and provides the casing with two or more vane containing spaces that communicate with the pump space. A vane is accommodated in the accommodating space, the vane is brought into contact with the rotor by a spring, and one side is connected to the pump space at a position opposite to the position of the vane accommodating space in the casing, and the other is outside the casing. And an inlet and a outlet that communicate with each other. According to the present invention, the rotor has a triangular shape, and the number of the vane receiving space, the vane, the spring, the suction port, and the discharge port is two.
本発明はロータの1回転で複数の圧縮を行うようにしたので、従来のロータの1回転で1回の圧縮を行うシングルタイプのものと比べてトルクムラを少なくすることができ、従来のような回転軸の特定方向に力がかかるという欠点を無くすることができる。本発明は偏心部を無くしたので、従来の偏心部があるシングルタイプのものと比べて、ダイナミックバランスを良くすることができると共に、振動を小さくすることができる。本発明は1個のケーシングと1個のロータで済むので、2個のケーシングと2個のロータを有する従来のツインタイプのものと比べて、容積を小型化でき、コストを低減することができる。 Since the present invention is configured to perform a plurality of compressions with one rotation of the rotor, torque unevenness can be reduced as compared with a conventional single type that performs one compression with one rotation of the rotor. The disadvantage that a force is applied in a specific direction of the rotation axis can be eliminated. Since the present invention eliminates the eccentric portion, the dynamic balance can be improved and the vibration can be reduced as compared with the conventional single type having the eccentric portion. Since the present invention requires only one casing and one rotor, the volume can be reduced and the cost can be reduced as compared with a conventional twin type having two casings and two rotors. .
次に本発明を図面に基づいて説明する。
図1は本発明に係るベーンポンプの断面図、図2は図1のA−A線断面図である。シリンダ即ちケーシング10には、内部のポンプ室即ちポンプ空間12と、一方をポンプ空間12に通じ他方をケーシング10の外部と通じる2個の第一吸入口14a,第二吸入口14bと、一方を断面円形のポンプ空間12に通じ他方をケーシング10の外部と通じる2個の第二吐出口16b,第一吐出口16aとが形成される。ポンプ空間12の内部には、回転軸18に連結されたロータ20が中心軸P(図1)を中心に回転自在に備えられている。回転軸18の中心軸Pは、断面円形のポンプ空間12の中心位置と合致するよう設定される。
Next, the present invention will be described with reference to the drawings.
FIG. 1 is a sectional view of a vane pump according to the present invention, and FIG. 2 is a sectional view taken along line AA of FIG. The cylinder or
ロータ20は図1に示すようにほぼ三角形の形状をしており、その三角形の重心位置は回転軸18の中心軸Pと合致するよう設定されている。即ち、ロータ20はその回転時に偏心する箇所がないようにする。ほぼ三角形形状のロータ20の3個の頂点部は円弧状または曲線状となっており、その3個の頂点部はポンプ空間12の内壁22と接触状態(または接触に近い状態)となるよう設定されている。各頂点部同士を連絡する稜線部は、外部に膨らむ曲率半径の大きい円弧状または曲線状とするのが望ましい。即ち、ほぼ三角形形状のロータ20の外壁は、鋭利な角部が無い円弧状または曲線状で構成するのが望ましい。
As shown in FIG. 1, the
第一吸入口14aと第二吐出口16bとは互いに近い位置に配置され、第二吸入口14bと第一吐出口16aとは互いに近い位置に配置される。第一吸入口14aと第二吸入口14bとは、図1の中心軸Pを中心として180度反対側の位置に形成される。第一吐出口16aと第二吐出口16bとは、図1の中心軸Pを中心として180度反対側の位置に形成される。ケーシング10には、第一吸入口14aと第二吐出口16bの中間位置に、一方をポンプ空間12に通じ他方をケーシング10の外部と通じる第一ベーン用収容空間24aが形成される。即ち、第一ベーン用収容空間24aを中心にして互いに反対側に第一吸入口14aと第二吐出口16bが配置される。ケーシング10には更に、第二吸入口14bと第一吐出口16aの中間位置に、一方をポンプ空間12に通じ他方をケーシング10の外部と通じる第二ベーン用収容空間24bが形成される。即ち、第二ベーン用収容空間24bを中心にして互いに反対側に第二吸入口14bと第一吐出口16aが配置される。なお、図1において、第一吸入口14aと第一吐出口16aと第二吸入口14bと第二吐出口16bとは、点線位置に形成するようにしても良い。
The
第一ベーン用収容空間24aには第一ベーン26(ポンプ空間12側に収容される)とスプリング28とが収容される。スプリング28における第一ベーン26と反対側の端は、ケーシング10に取り付けられる蓋30に接触させられる。これによって、第一ベーン26はスプリング28によってポンプ空間12内に突出するよう付勢されており、第一ベーン26は常にロータ20と接触するように設定されている。第二ベーン用収容空間24bにも、第二ベーン32(ポンプ空間12側に収容される)とスプリング34とが収容される。スプリング34における第二ベーン32と反対側の端は、ケーシング10に取り付けられる蓋36に接触させられる。これによって、第二ベーン32はスプリング34によってポンプ空間12内に突出するよう付勢されており、第二ベーン32は常にロータ20と接触するように設定されている。なお、第一ベーン用収容空間24a内にスプリング28の一端が入り込まないようにし、第二ベーン用収容空間24b内にスプリング34の一端が入り込まないようにしても良い。
A first vane 26 (accommodated on the
図1の状態では、第一ベーン26はロータ20の一方の頂点部と接触し、第二ベーン32はその他の2個の頂点部同士を連絡する稜線部の中央箇所と接触している。この状態では、ポンプ空間12は、ロータ20の外壁とポンプ空間12の内壁22と第一ベーン26と第二ベーン32とによって、4個のポンプ空間12A,12B,12C,12Dに区画される。ポンプ空間12Aは第一ベーン26とロータ20の一方の頂点部とで区画されると共に第一吸入口14aと連絡している。ポンプ空間12Bは第二ベーン32とロータ20の一方の頂点部とで区画されると共に第一吐出口16aと連絡している。ポンプ空間12Cは第二ベーン32とロータ20の一方の頂点部とで区画されると共に第二吸入口14bと連絡している。ポンプ空間12Dは第一ベーン26とロータ20の一方の頂点部とで区画されると共に第二吐出口16bと連絡している。
In the state of FIG. 1, the
この図1の状態では、ポンプ空間12Aは最大膨張に近づく状態であり、第一吸入口14aからの流体の吸入が終了する手前の状態となっている。ポンプ空間12Bは圧縮された状態(最大圧縮の手前の状態)となっており、第一吐出口16aから流体が排出されている状態となっている。ポンプ空間12Cは膨張を開始した状態で、第二吸入口14bから流体が吸入し始めた状態となっている。ポンプ空間12Dは圧縮を開始した状態で、第二吐出口16bから流体が吐出を開始した状態となっている。
In the state of FIG. 1, the
この図1の状態からロータ20が時計方向に60度回転した状態を図3に示す。図1に示したポンプ空間12Aは、図3の状態では圧縮が開始されて、第一吐出口16aから流体が吐出を開始した状態となっている。図1に示したポンプ空間12Bとポンプ空間12Cとは一体となって容積が膨張した状態となり、第二吸入口14bからの流体の吸入が終了する手前の状態となっている。図1に示したポンプ空間12Dは第一ベーン26でポンプ空間12Eとポンプ空間12Fに区画される。ポンプ空間12Eは膨張を開始した状態で、第一吸入口14aから流体が吸入し始めた状態となっている。ポンプ空間12Fは圧縮された状態(最大圧縮の手前の状態)となっており、第二吐出口16bから流体が排出されている状態となっている。このように本発明では、2箇所のポンプ空間の膨張と2箇所のポンプ空間の圧縮とを同時に行うものである。
FIG. 3 shows a state in which the
以上のように本発明では、ロータ20の1回転で複数の圧縮を行うようにしたので、従来のロータの1回転で1回の圧縮を行うシングルタイプのものと比べてトルクムラを少なくすることができる。また、従来のような回転軸の特定方向に力がかかるという欠点を無くすることができる。本発明は更に、ロータ20は三角形の重心位置を中心に回転するので偏心しない。よって、偏心部がある従来のシングルタイプのものと比べて、ダイナミックバランスを良くすることができると共に、振動を小さくすることができる。本発明は、1個のケーシング10と1個のロータ20の構成部材で済むので、2個のケーシングと2個のロータを有する従来のツインタイプのものと比べて、容積を小型化でき、コストを低減することができる。
As described above, in the present invention, since a plurality of compressions are performed by one rotation of the
なお、図1においては、ベーンを2個設けると共に、ロータ20の形状を三角形形状としたが、例えば、ベーンを3個設けると共に、ロータ20の形状を四角形形状とすれば、ポンプ空間の数を増やすと共に、吐出口の数を増やすことができる。しかし、ポンプ空間12の大きさを考えた場合には、ロータ20の形状を三角形形状にするのが望ましい。
In FIG. 1, two vanes are provided and the
10 ケーシング
12 ポンプ空間
14a 第一吸入口
14b 第二吸入口
16a 第一吐出口
16b 第二吐出口
20 ロータ
24a ベーン用収容空間
24b ベーン用収容空間
26 第一ベーン
28 スプリング
32 第二ベーン
34 スプリング
DESCRIPTION OF
Claims (2)
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JP2004038173A JP2005226607A (en) | 2004-02-16 | 2004-02-16 | Vane pump |
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2004
- 2004-02-16 JP JP2004038173A patent/JP2005226607A/en active Pending
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