JP2008223631A - ベーンポンプ - Google Patents
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Abstract
【課題】 遠心力の作用によりベーンの先端部がポンプ室の内周面に圧接される力が働いても、ベーンの先端部とポンプ室の内周面との間の摩擦による抵抗の増大および摩耗の増大が生じてしまうことのないベーンポンプを提供する。
【解決手段】内部にポンプ室2を形成したケーシング10と、ポンプ室2に収納したロータ3と、ロータ3をケーシング10に対して回転させるための回転駆動手段と、ロータ3に設けられて先端がポンプ室2の内周面に摺接される複数のベーン4を備え、ポンプ室2の内周面2aとロータ3の外周面とベーン4とで囲まれてロータ3の回転駆動によりその容積を大小変化させる作動室5と、容積拡大過程の作動室5に作動流体を流入させる吸入口部6と、容積縮小過程の作動室5から作動流体を排出させる吐出口部7を備えたベーンポンプにおいて、ポンプ室2の前記ベーン4の先端面4aに摺接する内周面2aに作動流体が溜まる凹溝21を凹設した。
【選択図】図1
【解決手段】内部にポンプ室2を形成したケーシング10と、ポンプ室2に収納したロータ3と、ロータ3をケーシング10に対して回転させるための回転駆動手段と、ロータ3に設けられて先端がポンプ室2の内周面に摺接される複数のベーン4を備え、ポンプ室2の内周面2aとロータ3の外周面とベーン4とで囲まれてロータ3の回転駆動によりその容積を大小変化させる作動室5と、容積拡大過程の作動室5に作動流体を流入させる吸入口部6と、容積縮小過程の作動室5から作動流体を排出させる吐出口部7を備えたベーンポンプにおいて、ポンプ室2の前記ベーン4の先端面4aに摺接する内周面2aに作動流体が溜まる凹溝21を凹設した。
【選択図】図1
Description
本発明はベーンポンプに関する。
従来よりベーンポンプが知られている(例えば特許文献1参照)。例えば図5に示すように、ベーンポンプ1はケーシング10内に形成したポンプ室2の偏心位置にロータ3を収納してあり、ロータ3には先端がポンプ室2の内周面2aに摺接されるベーン4を複数設けている。ロータ3を回転駆動すると、各ベーン4の先端面4aはロータ3の回転による遠心力の作用を受けてポンプ室2の内周面2aに摺接し、これによりポンプ室2の内面とロータ3の外周面とベーン4とで囲まれた作動室5の容積が大小変化し、この作動室5を介して吸入口部6から作動流体を吸入すると共に吐出口部7から作動流体を排出する。図中の符号26は押圧バネである。
このようなベーンポンプは、上述したようにロータ3の回転による遠心力の作用によりベーン4の先端部がポンプ室2の内周面2aに圧接されることとなり、摩擦による抵抗の増大および摩耗の増大が生じてしまう、という問題があるものであった。
特開昭53−2704号公報
本発明は上記従来の問題点に鑑みて発明したものであって、その目的とするところは、遠心力の作用によりベーンの先端部がポンプ室の内周面に圧接される力が働いても、ベーンの先端部とポンプ室の内周面との間の摩擦による抵抗の増大および摩耗の増大が生じてしまうことのないベーンポンプを提供することを課題とするものである。
上記課題を解決するために請求項1に係るベーンポンプは、内部にポンプ室2を形成したケーシング10と、ポンプ室2に収納したロータ3と、ロータ3をケーシング10に対して回転させるための回転駆動手段と、ロータ3に設けられて先端がポンプ室2の内周面に摺接される複数のベーン4を備え、ポンプ室2の内周面2aとロータ3の外周面とベーン4とで囲まれてロータ3の回転駆動によりその容積を大小変化させる作動室5と、容積拡大過程の作動室5に作動流体を流入させる吸入口部6と、容積縮小過程の作動室5から作動流体を排出させる吐出口部7を備えたベーンポンプにおいて、ポンプ室2の前記ベーン4の先端面4aに摺接する内周面2aに作動流体が溜まる凹溝21を凹設して成ることを特徴とするものである。
このような構成とすることで、作動流体が凹溝21内に溜まり、ロータ3の回転によって凹溝21内に溜まった作動流体にてポンプ作用による圧力が発生して流体膜を形成し、ベーン4の先端部とポンプ室2の内周面2aとの摺動抵抗(摩擦抵抗)を低減させると共にこれらの摩耗を無くすことが可能となるものである。
また、請求項2に係る発明は、請求項1に係る発明において、凹溝21のベーン進行方向の端部に、ベーン進行方向へ行く程溝深さが浅くなるテーパ状のランド部21aを形成して成ることを特徴とするものである。
このような構成とすることで、ロータ3の回転によって凹溝21内に溜まった作動流体にてくさび膜効果による圧力が発生して流体膜を形成し、ベーン4の先端部とポンプ室2の内周面2aとの摺動抵抗(摩擦抵抗)を低減させると共にこれらの摩耗を抑制することが可能となるものである。
また、請求項3に係る発明は、請求項1又は2に係る発明において、ベーン4の少なくともポンプ室2の内周面2aと摺接する部分を滑性を有する部材で形成して成ることを特徴とするものである。
このような構成とすることで、ポンプ起動時のベーン4の先端面4aとポンプ室2の内周面2aとの間に流体膜が形成されない時でも、ベーン4の先端部とポンプ室2の内周面2aとの摺動摩擦を低減させると共にこれらの摩耗を抑制することが可能となるものである。
また、請求項4に係る発明は、請求項1乃至請求項3に係る発明において、ケーシング10の少なくともポンプ室2の内周面2aを滑性を有する部材で形成して成ることを特徴とするものである。
このような構成とすることで、ポンプ起動時のベーン4の先端面4aとポンプ室2の内周面2aとの間に流体膜が形成されない時でも、ベーン4の先端部とポンプ室2の内周面2aとの摺動摩擦を低減させると共にこれらの摩耗を抑制することが可能となるものである。
本発明にあっては、ベーンによって作動流体を搬送する際、作動流体が凹溝内に溜まり、ロータの回転によってポンプ室の内周面とベーンの先端面との間に相対速度が生じた際に、前記凹溝内に溜まった作動流体にてポンプ作用による圧力が発生して流体膜を形成し、ベーンに対して遠心力等による外方への力に抗する中心方向への力がかかることになり、ベーンのポンプ室の内周面への押圧力が緩和されると共にベーンと内周面との直接接触を阻止することができ、ベーンの先端部(先端面)とポンプ室の内周面との摺動抵抗(摩擦抵抗)を低減させると共にこれらの摩耗を無くす又は低減させることが可能となる。
以下、本発明を添付図面に示す実施形態に基いて説明する。
本例のベーンポンプ1は、図1に示すように、ケーシング10内に設けたポンプ室2にロータ3を偏心させて収納し、先端部がポンプ室2の内周面2aに摺接される複数のベーン4をロータ3に設け、ケーシング10に吸入口6及び吐出口7をポンプ室2に至るように設け、ロータ3を回転駆動させることでポンプ室2の内面とロータ3の外周面3aとベーン4とで囲まれた空間である作動室5の容積を大小させて、作動室5を介して吸入口6からの作動流体を吐出口7から排出する構成を有する。以下詳述する。
ケーシング10は上ケース11と下ケース12とを合わせることで形成されている。下ケース12には上ケース11の合わせ面から下方に凹没した下凹所16が形成され、この下凹所16の上方開口を上ケース11の合わせ面で閉塞することでポンプ室2が形成される。このポンプ室2は平面視円形又は楕円形に形成されている。また、図示はしないが、下ケース12の下方には下凹所16の底面に隣接するようにステータが配置されている。
ロータ3は中央に軸受部18を備えて平面視円形に形成されており、ロータ3の上部には複数条(本例では4つ)のベーン溝19が放射状に形成されている。また、図示はしないが、ロータ3の下部には磁性体が一体に装着されている。このロータ3は、軸受部18がポンプ室2を上下に貫いた固定軸20に回転自在に挿通されることで、外周面3aがポンプ室2の内周面2aに対向すると共にスラスト面(上面3b)が上ケース11のポンプ室2の上面構成部に対向するようにしてポンプ室2に回転自在に配置されている。また、各ベーン溝19にはベーン4がスライド自在に収納されてロータ3の外周面3aから突没自在にされている。ロータ3をポンプ室2に配置した際には磁性体(図示せず)とステータ(図示せず)とが隣接して配置されるのであるが、この隣接する磁性体とステータとはロータ3を回転駆動させる回転駆動手段を構成する。つまり、この回転駆動手段は、図示しない電源部からステータに電流を入力することで、ステータと磁性体との間の磁気作用によって磁性体に回転トルクを発生させるものであり、この回転トルクにより磁性体、ひいてはロータ3が回転駆動されるようになっている。
ポンプ室2に収納したロータ3を回転駆動手段にて回転駆動させた際には(矢印f)、各ベーン4はロータ3が回転することによる遠心力を受けてロータ3の外周面3aから外方へ突出させてその先端面4aをポンプ室2の内周面2aに摺接させるのであり、ポンプ室2の内面(内周面2aや上面等)とロータ3の外周面3aとベーン4とで囲まれた複数の作動室5をポンプ室2に形成させる。ロータ3はポンプ室2の偏心位置にあるから、ポンプ室2の内周面2aとロータ3の外周面3aとの距離はロータ3の回転位置に応じて異なると共にベーン4のロータ3からの突出量もロータ3の回転位置に応じて異なるのであり、つまりロータ3を回転駆動させることで各作動室5はロータ3の回転方向に移動しながらその容積を大小に変化させる。ここで、上ケース11には作動流体を作動室5に引き込む吸入口6と作動流体を作動室5から排出する吐出口7とが形成されている。吸入口6や吐出口7はポンプ室2の上面に作動室5に連通可能にするように開口されている。なお図中14は吸入口6に至る吸入経路であり、8は吐出口7から至る吐出経路である。
すなわち、各作動室5は吸入口6に連通する位置にある時にはロータ3の回転に伴い容積が増大し、吐出口7に連通する位置にある時にはロータ3の回転に伴い容積が減少するようにされ、従ってロータ3を回転駆動すれば、作動流体が吸入口6からこれに連通する作動室5内に流入し(矢印a)、この作動室5内で圧縮された後に吐出口7から吐出されるのであり(矢印b)、これによりポンプとして機能する。
ベーン4はロータ3の回転駆動時の遠心力で外方へ突出するようにされているが、ベーン溝19にベーン4を外方へ付勢するような押圧バネ26(図5参照)を介装してロータ3の回転スピードによらずにベーン4の先端部をポンプ室2の内周面2aに確実に摺接させるようにしてもよい。また、上記実施形態では、ロータ3が固定軸20に対して回転自在に軸支されているが、上記固定軸20の代わりにロータ3に固定させた回転軸をポンプ室2に対して回転自在に軸支される構造を採用してもよい。また、上記実施形態ではロータ3を回転駆動させる回転駆動手段は磁気作用を発生させるステータと磁性体とで構成しているが、回転駆動手段としてはロータ3に固定した回転軸をモータにて回動駆動させる構造を採用してもよい。
ところで、上述したようにベーン4の先端部とポンプ室2の内周面2aと圧接されて作動室5を形成するようになっているが、この時、ベーン4の先端部とポンプ室2の内周面2aとの間の摩擦による摺動抵抗が増大すると共に摩耗が増大してしまうため、摺動抵抗を低減させるため本発明では、ポンプ室2の前記ベーン4の先端面4aに摺接する内周面2aに作動流体が溜まる凹溝21を凹設するものである。
凹溝21の断面形状は、本実施形態では略転倒コ字状をしたものであるが、略転倒U字状、略V字状等、様々なものであってもよく特に限定されない。また凹溝21は、図1に示すように、ポンプ室2の内周面2aにベーン4の進行方向(図中の矢印)と略直交する方向を長手方向とする溝を内周面2aの全周にかけて複数列形成している。なお、凹溝21は、ポンプ室2の内周面2aにベーン4の進行方向と略直交、直交する方向だけでなく傾斜する方向を長手方向とする溝であってもよい。
このような凹溝21を設けることで、ベーン4によって作動流体を搬送する際、作動流体が凹溝21内に溜まり、ロータ3の回転によってポンプ室2の内周面2aとベーン4の先端面4aとの間に相対速度が生じた際に、前記凹溝21内に溜まった作動流体にてポンプ作用による圧力が発生して流体膜を形成し、ベーン4に対して遠心力や押圧バネ26を設けている場合には更に付勢力による外方への力に抗する中心方向への力がかかることになり、ベーン4のポンプ室2の内周面2aへの押圧力が緩和されると共にベーン4と内周面2aとの直接接触を阻止することができ、ベーン4の先端部(先端面4a)とポンプ室2の内周面2aとの摺動抵抗(摩擦抵抗)を低減させると共にこれらの摩耗を無くす又は低減させることが可能となるものである。
次に、他の実施形態について図2に基づいて説明する。本実施形態では、凹溝21のベーン進行方向側の端部に、ベーン4進行方向へ行く程溝深さが浅くなるテーパ状のランド部21aを形成したものである。
このようなランド部21aを設けることで、凹溝21内に溜まった作動流体は、ロータ3の回転によってポンプ室2の内周面2aとベーン4の先端面4aとの間に相対速度が生じた際に、くさび膜効果による圧力が発生し、ベーン4に対してロータ3の中心方向への力がかかることになり、ベーン4のポンプ室2の内周面2aへの押圧力が緩和されると共にベーン4と内周面2aとの直接接触を阻止することができ、ベーン4の先端部とポンプ室2の内周面2aとの摺動抵抗を低減させると共にこれらの摩耗を無くす又は低減させることが可能となるものである。
次に、他の実施形態について図3に基づいて説明する。本実施形態では、ベーン4の少なくともポンプ室2の内周面2aと摺接する部分を滑性を有する部材で形成するものである。これにあたっては、図3(a)に示すように、ベーン4全体を滑性を有する部材で形成するか、あるいは図3(b)に示すように、ベーン4の先端面4a近傍の部分のみをベーン本体40とは別部材の滑性を有する部材43で形成してもよい。滑性を有する部材の材質としては、PTFE(ポリテトラフルオロエチレン)、PPS(ポリフェニレンサルファイド)、POM(ポリアセタール)、PE(ポリエチレン)、PEEK(ポリエーテルエーテルケトン)等の摺動性の樹脂材料や、セラミック、カーボン、グラファイト等の無機材料または二硫化モリブデン等の材料が挙げられるが、これらに限定されない。
これにより、ポンプ起動時には、ベーン4の先端面4aとポンプ室2の内周面2aとの間に流体膜が形成されないかあるいは形成されても薄いため、摺動摩擦低減の効果が低いため、本実施形態のように滑性を有する部材にてベーン4の先端部を形成することで、ベーン4の先端部とポンプ室2の内周面2aとの摺動摩擦を低減させると共にこれらの摩耗を無くす又は低減させることが可能となるものである。
次に、他の実施形態について図4に基づいて説明する。本実施形態では、ケーシング10の少なくともポンプ室2の内周面2aを滑性を有する部材で形成するものである。これにあたっては、ケーシング10全体を滑性を有する部材で形成しても勿論よいものであるが、図4に示すように、ケーシング10の内周面2aのみを滑性を有する膜状の部材22で形成してもよい。滑性を有する部材の材質としては、PTFE(ポリテトラフルオロエチレン)、PPS(ポリフェニレンサルファイド)、POM(ポリアセタール)、PE(ポリエチレン)、PEEK(ポリエーテルエーテルケトン)等の摺動性の樹脂材料や、セラミック、カーボン、グラファイト等の無機材料または二硫化モリブデン等の材料や、DLC膜(ダイヤモンドライクカーボン膜)が挙げられるが、これらに限定されない。
本実施形態では、ポンプ室2の内周面2aの表面のベーン4の先端部(先端面4a)と接触し得る部分にのみ滑性を有する部材で形成してあり、凹溝21の側面はベーン4の先端部と接触しないため、滑性を有する部材で形成しておらず、これにより、滑性を有する部材の使用量が少なくて済む。
ポンプ起動時には、ベーン4の先端面4aとポンプ室2の内周面2aとの間に流体膜が形成されないかあるいは形成されても薄いため、摺動摩擦低減の効果が低いため、本実施形態のようにポンプ室2の内周面2aを滑性を有する部材にて形成することで、ベーン4の先端部とポンプ室2の内周面2aとの摺動摩擦を低減させると共にこれらの摩耗を無くす又は低減させることが可能となるものである。
1 ベーンポンプ
10 ケーシング
2 ポンプ室
2a 内周面
21 凹溝
3 ロータ
3a 外周面
4 ベーン
4a 先端面
5 作動室
6 吸入口
7 吐出口
8 吐出経路
10 ケーシング
2 ポンプ室
2a 内周面
21 凹溝
3 ロータ
3a 外周面
4 ベーン
4a 先端面
5 作動室
6 吸入口
7 吐出口
8 吐出経路
Claims (4)
- 内部にポンプ室を形成したケーシングと、ポンプ室に収納したロータと、ロータをケーシングに対して回転させるための回転駆動手段と、ロータに設けられて先端がポンプ室の内周面に摺接される複数のベーンを備え、ポンプ室の内周面とロータの外周面とベーンとで囲まれてロータの回転駆動によりその容積を大小変化させる作動室と、容積拡大過程の作動室に作動流体を流入させる吸入口部と、容積縮小過程の作動室から作動流体を排出させる吐出口部を備えたベーンポンプにおいて、ポンプ室の前記ベーンの先端面に摺接する内周面に作動流体が溜まる凹溝を凹設して成ることを特徴とするベーンポンプ。
- 凹溝のベーン進行方向の端部に、ベーン進行方向へ行く程溝深さが浅くなるテーパ状のランド部を形成して成ることを特徴とする請求項1に記載のベーンポンプ。
- ベーンの少なくともポンプ室の内周面と摺接する部分を滑性を有する部材で形成して成ることを特徴とする請求項1又は2記載のベーンポンプ。
- ケーシングの少なくともポンプ室の内周面を滑性を有する部材で形成して成ることを特徴とする請求項1乃至3のいずれか一項に記載のベーンポンプ。
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP2007063845A JP2008223631A (ja) | 2007-03-13 | 2007-03-13 | ベーンポンプ |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP2007063845A JP2008223631A (ja) | 2007-03-13 | 2007-03-13 | ベーンポンプ |
Publications (1)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
JP2008223631A true JP2008223631A (ja) | 2008-09-25 |
Family
ID=39842532
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
JP2007063845A Withdrawn JP2008223631A (ja) | 2007-03-13 | 2007-03-13 | ベーンポンプ |
Country Status (1)
Country | Link |
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JP (1) | JP2008223631A (ja) |
Cited By (2)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JP2018533687A (ja) * | 2015-10-13 | 2018-11-15 | コンチネンタル オートモーティヴ ゲゼルシャフト ミット ベシュレンクテル ハフツングContinental Automotive GmbH | 自動車用の圧送装置 |
CN111173739A (zh) * | 2019-04-18 | 2020-05-19 | 长安英国研发中心 | 一种液压泵 |
-
2007
- 2007-03-13 JP JP2007063845A patent/JP2008223631A/ja not_active Withdrawn
Cited By (4)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
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JP2018533687A (ja) * | 2015-10-13 | 2018-11-15 | コンチネンタル オートモーティヴ ゲゼルシャフト ミット ベシュレンクテル ハフツングContinental Automotive GmbH | 自動車用の圧送装置 |
US10634235B2 (en) | 2015-10-13 | 2020-04-28 | Continental Automotive Gmbh | Delivery device for a motor vehicle |
CN111173739A (zh) * | 2019-04-18 | 2020-05-19 | 长安英国研发中心 | 一种液压泵 |
GB2583128A (en) * | 2019-04-18 | 2020-10-21 | Changan Uk R&D Centre Ltd | A hydraulic pump |
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Legal Events
Date | Code | Title | Description |
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A300 | Withdrawal of application because of no request for examination |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A300 Effective date: 20100601 |