JP2022552920A - 球形ポンプロータ静圧支持構造及び静圧支持構造を備える球形ポンプ - Google Patents
球形ポンプロータ静圧支持構造及び静圧支持構造を備える球形ポンプ Download PDFInfo
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Abstract
【選択図】図2
Description
前記シリンダーブロックは、半球形キャビティを有し、前記シリンダーブロックには、シリンダーの外部を貫通する回転盤軸通過孔が設けられ、
前記シリンダーヘッドは、半球形キャビティを有し、前記シリンダーヘッドの下端は、前記シリンダーブロックの上端に固定接続されて球形キャビティを形成し、前記シリンダーヘッドの内球面には、ピストン軸孔、入液長円孔及び排液長円孔が設けられ、前記入液長円孔及び前記排液長円孔の孔口は、それぞれ前記シリンダーヘッドの内球面であって、前記ピストン軸孔の軸線に垂直な環状空間内に配置され、前記入液長円孔は、前記シリンダーヘッドの上端にある入液孔に連通し、前記排液長円孔は、前記シリンダーヘッドの上端にある排液孔に連通し、
前記ピストンは、球形頂面と、特定の角度をなす2つの側面と、前記2つの側面の下部に位置するピストンピンボスとを含み、前記ピストンの球形頂面の中央にピストン軸が突出し、前記ピストン軸の軸線は、前記ピストンの球形頂面の球心を通り、前記ピストンの球形頂面は、前記球形キャビティと同一の球心を有し、密封動きばめを形成し、つまり前記球形キャビティを密封するとともに動き可能に球形キャビティに嵌められる。
前記回転盤の上部と下端面との間の外周面は回転盤球面であり、前記回転盤球面は、前記球形キャビティと同一の球心を有し、球形キャビティに密接して密封動きばめ(密封が実現されるとともに動き可能に嵌合)を形成し、前記回転盤は、その上部に前記ピストンピンボスに対応する回転盤ピンボスを有し、前記回転盤の下端の中心に回転盤軸が突出し、前記回転盤軸は、前記回転盤球面の球心を通り、前記回転盤軸の端部にはスライドシューが固定して設けられ、
前記主軸は、前記主軸支持枠を介して前記シリンダーブロックの下端に接続され、前記主軸支持枠は、前記シリンダーブロックの下端に固定接続され、前記主軸支持枠は、前記主軸の回転に支持を提供し、前記主軸の上端面には、スライド溝が設けられ、前記主軸の下端は、動力機構に接続され、
前記ピストン軸孔及び前記回転盤軸の軸線は、いずれも前記球形キャビティの球心を通り、前記ピストン軸孔の軸線と前記主軸の軸線とは特定の角度をなし、前記回転盤ピンボスと前記ピストンピンボスとは合わせて円柱ヒンジを形成し、前記円柱ヒンジの各合わせ面の間には密封動きばめが形成され(密封が実現されるとともに動き可能に嵌合され)、前記回転盤軸は、前記シリンダーブロックの下端から伸出した後、前記スライドシューは、前記主軸の上端にある前記スライド溝内に挿入され、前記スライドシューの互いに平行な両側面は、前記スライド溝の両側面に密接して滑りばめを形成し、前記スライドシューの平行な両側面は、前記回転盤軸線の両側に対称的に配置されるとともに、前記円柱ヒンジの軸線に平行であり、前記主軸が回転して前記回転盤及び前記ピストンを駆動する際に、前記スライドシューは前記スライド溝内を往復摺動し、前記ピストンと前記回転盤とは互いに対して揺動し、前記回転盤の上端面、前記ピストンの両側面と、前記球形キャビティとの間には、容積が交互に変化する2つの作動室が形成され、前記スライドシューの平行な両側面と前記スライド溝との間には静圧支持構造が設けられ、前記静圧支持構造は、前記回転盤に設けられる第1液流通路及び第2液流通路と、前記スライドシューの平行な両側面に設けられる液体圧力受け溝とを含み、前記第1液流通路は、第1液流通路入口と、第1液流通路出口とを含み、前記第1液流通路入口は、1つの前記作動室に連通し、前記第2液流通路は、第2液流通路入口と、第2液流通路出口とを含み、前記第2液流通路入口は、もう1つの前記作動室に連通し、前記第1液流通路出口及び前記第2液流通路出口は、それぞれ前記スライドシューの平行な両側面における液体圧力受け溝に連通する、静圧支持構造を備える球形ポンプがさらに提供される。
ロータの回転過程において2つの作動室の非対称的な圧縮による不平衡力が解消され、スライドシューに静圧支持構造の小さい力を設けるだけで、てこ作用により回転盤において大きな平衡力が得られる。ピストン球面、回転盤球面と球形キャビティとの間の隙間の均一が保証され、摩擦消耗及び摩擦力が減少されるとともに、スライドシューとスライド溝との間の摩擦力が減少され、球形ポンプが動作する過程における非平衡力が現用され、合わせ面間の隙間が保証され、球形ポンプの電力消費が減少され、冷却潤滑の条件が改善され、部品の使用寿命が延長され、オイルポンプ及びウォーターポンプの両方にも適用できる。
101、入液孔;1011、スロットル階段;102、排液孔;103、シリンダーヘッド分流通路;104、ピストン軸孔;105、入液長円孔;106、排液長円孔;107、シリンダーヘッド還流通路;108、屑排出溝;
201、ピストン基体;202、ピストンPEEK被覆層;2021、球形頂面;203、ピストン軸;204、ピストンピンボス;2041、側面;205、ピストンピン孔;206、ノッチ;
401、回転盤基体;402、回転盤PEEK被覆層;403、スライドシュー;404、第1液流通路; 4041、第1液流通路入口;4042、第1液流通路出口;405、第2液流通路;4051、第2液流通路入口;4052、第2液流通路出口; 406、第1液体圧力受け溝;407、第2液体圧力受け溝;408、第1多段階矩形溝;4081、第1矩形基本圧力受け溝;4082、第1矩形補助圧力受け溝;409、第2多段階矩形溝;4091、第2矩形基本圧力受け溝;4092、第2矩形補助圧力受け溝;410、第1多段階円形溝;4101、第1円形基本圧力受け溝;4102、第1円形補助圧力受け溝;411、第2多段階円形溝;4111、第2円形基本圧力受け溝;4112、第2円形補助圧力受け溝;412、回転盤軸;413、回転盤ピン孔;414、回転盤ピンボス;
501、シリンダーブロック分流通路;502、シリンダーブロック還流通路;503、回転盤軸通過孔;
601、スライド溝;602、主軸液通流孔;701、主軸支持枠還流溝;1001、作動室。
Claims (17)
- 球形ポンプロータ静圧支持構造であって、
前記球形ポンプロータ静圧支持構造は、回転盤に設けられる第1液流通路及び第2液流通路と、スライドシューの平行な両側面に設けられる液体圧力受け溝とを含み、前記第1液流通路は、第1液流通路入口と、第1液流通路出口とを含み、前記第1液流通路入口は、球形ポンプの1つの作動室に連通し、前記第2液流通路は、第2液流通路入口と、第2液流通路出口とを含み、前記第2液流通路入口は、前記球形ポンプのもう1つの作動室に連通し、前記第1液流通路出口及び前記第2液流通路出口は、それぞれ前記スライドシューの平行な両側面における液体圧力受け溝に連通し、
前記スライドシューの平行な両側面と、前記球形ポンプのスライドの側面との間にはスライドシューライナが設けられ、
前記スライドシューの平行な両側面は、両側の前記スライドシューライナに密接して前記スライド溝内を前記スライドシューライナの表面に沿って往復摺動し、
前記球形ポンプロータ静圧支持構造は、前記スライドシューの平行な両側面と前記スライドシューライナとの間に設けられる、球形ポンプロータ静圧支持構造。 - 前記第1液流通路入口は、前記回転盤の上端面に設けられ、前記第1液流通路出口は、前記スライドシューの平行な両側面のうちの1つの側面に設けられ、前記第1液流通路入口及び前記第1液流通路出口は、それぞれ前記回転盤の軸線が位置する、前記スライドシューの平行な両側面と平行な平面の両側に位置し、
前記第2液流通路入口は、前記回転盤の上端面に設けられ、前記第2液流通路出口は、前記スライドシューの平行な両側面のうちのもう1つの側面に設けられ、前記第2液流通路入口及び前記第2液流通路出口は、それぞれ前記回転盤の軸線が位置する、前記スライドシューの平行な両側面と平行な平面の両側に位置する、請求項1に記載の球形ポンプロータ静圧支持構造。 - 前記液体圧力受け溝は、前記スライドシューの平行な両側面に設けられる第1液体圧力受け溝及び第2液体圧力受け溝を含み、前記第1液流通路出口は、前記第1液体圧力受け溝に連通し、前記第2液流通路出口は、前記第2液体圧力受け溝に連通し、前記第1液体圧力受け溝の断面サイズは、前記第1液流通路出口の断面サイズよりも大きく、前記第2液体圧力受け溝の断面サイズは、前記第2液流通路出口の断面サイズよりも大きく、前記第1液体圧力受け溝及び前記第2液体圧力受け溝の表面は、前記スライドシューの平行な両側面よりもやや低い、請求項1に記載の球形ポンプロータ静圧支持構造。
- 前記第1液体圧力受け溝の断面サイズは、前記第1液流通路出口の断面サイズの10倍以上であり、前記第2液体圧力受け溝の断面サイズは、前記第2液流通路出口の断面サイズの10倍以上である、請求項3に記載の球形ポンプロータ静圧支持構造。
- 前記液体圧力受け溝は、前記スライドシューの平行な両側面に設けられる第1多段階圧力受け溝及び第2多段階圧力受け溝を含み、前記第1液流通路出口は、前記第1多段階圧力受け溝に連通し、前記第2液流通路出口は、前記第2多段階圧力受け溝に連通し、前記第1多段階圧力受け溝の断面サイズは、前記第1液流通路出口の断面サイズよりも大きく、前記第2多段階圧力受け溝の断面サイズは、前記第2液流通路出口の断面サイズよりも大きく、前記第1多段階圧力受け溝及び前記第2多段階圧力受け溝の表面は、前記スライドシューの平行な両側面よりもやや低く、
前記第1多段階圧力受け溝及び前記第2多段階圧力受け溝は、いずれも1つの基本圧力受け溝と、複数の補助圧力受け溝とを含み、前記基本圧力受け溝は、前記スライドシューの平行な両側面の中央に設けられ、前記基本圧力受け溝の底部は、前記第1液流通路出口又は前記第2液流通路出口に連通し、前記基本圧力受け溝の外周には、複数の前記補助圧力受け溝がそれぞれ設けられ、複数の前記補助圧力受け溝は、順に前記基本圧力受け溝の外周に周設される、請求項1に記載の球形ポンプロータ静圧支持構造。 - 前記第1多段階圧力受け溝及び前記第2多段階圧力受け溝は、多段階円形溝又は多段階矩形溝である、請求項5に記載の球形ポンプロータ静圧支持構造。
- 前記液体圧力受け溝は、円形溝又は矩形溝である、請求項1に記載の球形ポンプロータ静圧支持構造。
- シリンダーブロックと、シリンダーヘッドと、ピストンと、回転盤と、主軸及び主軸支持枠とを含む静圧支持構造を備える球形ポンプであって、
前記シリンダーブロックは、半球形キャビティを有し、前記シリンダーブロックには、シリンダーの外部を貫通する回転盤軸通過孔が設けられ、
前記シリンダーヘッドは、半球形キャビティを有し、前記シリンダーヘッドの下端は、前記シリンダーブロックの上端に固定接続されて球形キャビティを形成し、前記シリンダーヘッドの内球面には、ピストン軸孔、入液長円孔及び排液長円孔が設けられ、前記入液長円孔及び前記排液長円孔の孔口は、それぞれ前記シリンダーヘッドの内球面であって、前記ピストン軸孔の軸線に垂直な環状空間内に配置され、前記入液長円孔は、前記シリンダーヘッドの上端にある入液孔に連通し、前記排液長円孔は、前記シリンダーヘッドの上端にある排液孔に連通し、
前記ピストンは、球形頂面と、特定の角度をなす2つの側面と、前記2つの側面の下部に位置するピストンピンボスとを含み、前記ピストンの球形頂面の中央にピストン軸が突出し、前記ピストン軸の軸線は、前記ピストンの球形頂面の球心を通り、前記ピストンの球形頂面は、前記球形キャビティと同一の球心を有し、密封動きばめを形成し、
前記回転盤の上部と下端面との間の外周面は回転盤球面であり、前記回転盤球面は、前記球形キャビティと同一の球心を有し、球形キャビティに密接して密封動きばめを形成し、前記回転盤は、その上部に前記ピストンピンボスに対応する回転盤ピンボスを有し、前記回転盤の下端の中心に回転盤軸が突出し、前記回転盤軸は、前記回転盤球面の球心を通り、前記回転盤軸の端部にはスライドシューが固定して設けられ、
前記主軸は、前記主軸支持枠を介して前記シリンダーブロックの下端に接続され、前記主軸支持枠は、前記シリンダーブロックの下端に固定接続され、前記主軸支持枠は、前記主軸の回転に支持を提供し、前記主軸の上端面には、スライド溝が設けられ、前記主軸の下端は、動力機構に接続され、
前記ピストン軸孔及び前記回転盤軸の軸線は、いずれも前記球形キャビティの球心を通り、前記ピストン軸孔の軸線と前記主軸の軸線とは特定の角度をなし、前記回転盤ピンボスと前記ピストンピンボスとは合わせて円柱ヒンジを形成し、前記円柱ヒンジの各合わせ面の間には密封動きばめが形成され、前記回転盤軸は、前記シリンダーブロックの下端から伸出した後、前記スライドシューは、前記主軸の上端にある前記スライド溝内に挿入され、前記スライドシューの互いに平行な両側面は、前記スライド溝の両側面に密接して滑りばめを形成し、前記スライドシューの平行な両側面は、前記回転盤軸の両側に対称的に配置されるとともに、前記円柱ヒンジの軸線に平行であり、前記主軸が回転して前記回転盤及び前記ピストンを駆動する際に、前記スライドシューは前記スライド溝内を往復摺動し、前記ピストンと前記回転盤とは互いに対して揺動し、前記回転盤の上端面、前記ピストンの両側面と、前記球形キャビティとの間には、容積が交互に変化する2つの作動室が形成され、前記スライドシューの平行な両側面と前記スライド溝との間には静圧支持構造が設けられ、前記静圧支持構造は、前記回転盤に設けられる第1液流通路及び第2液流通路と、前記スライドシューの平行な両側面に設けられる液体圧力受け溝とを含み、前記第1液流通路は、第1液流通路入口と、第1液流通路出口とを含み、前記第1液流通路入口は、1つの前記作動室に連通し、前記第2液流通路は、第2液流通路入口と、第2液流通路出口とを含み、前記第2液流通路入口は、もう1つの前記作動室に連通し、前記第1液流通路出口及び前記第2液流通路出口は、それぞれ前記スライドシューの平行な両側面における液体圧力受け溝に連通する、静圧支持構造を備える球形ポンプ。 - 前記第1液流通路入口は、前記回転盤の上端面に設けられ、前記第1液流通路出口は、前記スライドシューの平行な両側面のうちの1つの側面に設けられ、前記第1液流通路入口及び前記第1液流通路出口は、それぞれ前記回転盤の軸線が位置する、前記スライドシューの平行な両側面と平行な平面の両側に位置し、
前記第2液流通路入口は、前記回転盤の上端面に設けられ、前記第2液流通路出口は、前記スライドシューの平行な両側面のうちのもう1つの側面に設けられ、前記第2液流通路入口及び前記第2液流通路出口は、それぞれ前記回転盤の軸線が位置する、前記スライドシューの平行な両側面と平行な平面の両側に位置する、請求項8に記載の静圧支持構造を備える球形ポンプ。 - 前記スライドシューの平行な両側面と、前記スライド溝の側面との間には、スライドシューライナが設けられ、
前記スライドシューの平行な両側面は、両側の前記スライドシューライナに密接するとともに、前記スライド溝内を前記スライドシューライナの表面に沿って往復摺動する、請求項8に記載の静圧支持構造を備える球形ポンプ。 - 前記液体圧力受け溝は、前記スライドシューの平行な両側面に設けられる第1液体圧力受け溝及び第2液体圧力受け溝を含み、前記第1液流通路出口は、前記第1液体圧力受け溝に連通し、前記第2液流通路出口は、前記第2液体圧力受け溝に連通し、前記第1液体圧力受け溝の断面サイズは、前記第1液流通路出口の断面サイズよりも大きく、前記第2液体圧力受け溝の断面サイズは、前記第2液流通路出口の断面サイズよりも大きく、前記第1液体圧力受け溝及び前記第2液体圧力受け溝の表面は、前記スライドシューの平行な両側面よりもやや低い、請求項8に記載の静圧支持構造を備える球形ポンプ。
- 前記液体圧力受け溝は、前記スライドシューの平行な両側面に設けられる第1多段階圧力受け溝及び第2多段階圧力受け溝を含み、前記第1液流通路出口は、前記第1多段階圧力受け溝に連通し、前記第2液流通路出口は、前記第2多段階圧力受け溝に連通し、前記第1多段階圧力受け溝の断面サイズは、第1液流通路出口の断面サイズよりも大きく、前記第2多段階圧力受け溝の断面サイズは、前記第2液流通路出口の断面サイズよりも大きく、前記第1多段階圧力受け溝及び前記第2多段階圧力受け溝の表面は、前記スライドシューの平行な両側面よりもやや低く、
前記第1多段階圧力受け溝及び前記第2多段階圧力受け溝は、いずれも1つの基本圧力受け溝と、複数の補助圧力受け溝とを含み、前記基本圧力受け溝は、前記スライドシューの平行な両側面の中央に設けられ、前記基本圧力受け溝の底部は、前記第1液流通路出口又は前記第2液流通路出口に連通し、前記基本圧力受け溝の外周には、複数の前記補助圧力受け溝がそれぞれ設けられ、複数の前記補助圧力受け溝は、順に前記基本圧力受け溝の外周に周設される、請求項8に記載の静圧支持構造を備える球形ポンプ。 - 前記第1多段階圧力受け溝及び前記第2多段階圧力受け溝は、多段階円形溝又は多段階矩形溝である、請求項12に記載の静圧支持構造を備える球形ポンプ。
- 前記液体圧力受け溝は、円形溝又は矩形溝である、請求項8に記載の静圧支持構造を備える球形ポンプ。
- 冷却通路をさらに含み、前記入液孔内には、スロットル階段が設けられ、前記入液孔内の液体は、スロットル面を通過してスロットリングされた後、吸液する前記作動室及び前記冷却通路内に入り、
前記冷却通路の入口は、前記入液孔に連通し、前記シリンダーヘッドには、シリンダーヘッド分流通路及びシリンダーヘッド還流通路が設けられ、前記シリンダーブロックには、シリンダーブロック分流通路及びシリンダーブロック還流通路が設けられ、前記主軸支持枠には、主軸支持枠還流溝が設けられ、前記入液孔から分流する冷却液は、順にシリンダーヘッド分流通路、シリンダーブロック分流通路を経て前記シリンダーブロックの下端、前記主軸の上端及び前記主軸支持枠の上端からなるキャビティである集液槽に入り、さらに順に主軸支持枠還流溝、シリンダーブロック還流通路、及びシリンダーヘッド還流通路を経て入液孔内に戻り、吸液する前記作動室内に吸引される、請求項8に記載の静圧支持構造を備える球形ポンプ。 - 前記ピストンピンボスは、半円柱構造であり、半円柱構造である前記ピストンピンボスの中部には凹溝があり、前記ピストンピンボスの中心軸線には、貫通したピストンピン孔が設けられ、
前記回転盤ピンボスの両端は、半円柱凹溝であり、中部は、突起した半円柱であり、前記回転盤ピンボスの突起した中心軸線には、貫通した回転盤ピン孔が設けられ、
センターピンは、前記回転盤ピンボス及び前記ピストンピンボスに形成されるピン孔に挿入されて円柱ヒンジを形成し、
前記センターピンの両端は円弧状であり、前記円弧状は、前記球形キャビティの形状に適合する、請求項10に記載の静圧支持構造を備える球形ポンプ。 - 前記ピストン及び前記回転盤の外球面、前記ピストン軸の外円柱面、前記ピストンピンボスの半円柱の円柱面には、PEEK被覆層が設けられ、
前記スライドシューライナの材料はPEEKであり、
前記主軸における前記シリンダーブロックの下端に対応する部分には、シリンダーブロックスリーブが設けられ、前記シリンダーブロックスリーブは、PEEK材料を採用し、前記シリンダーブロックスリーブの内円柱面及び外円柱面には、軸方向に沿って貫通した冷却溝が設けられる、請求項16に記載の静圧支持構造を備える球形ポンプ。
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