JP2601258B2 - 翼型又はローラー型の可変容量ポンプ - Google Patents

翼型又はローラー型の可変容量ポンプ

Info

Publication number
JP2601258B2
JP2601258B2 JP60147632A JP14763285A JP2601258B2 JP 2601258 B2 JP2601258 B2 JP 2601258B2 JP 60147632 A JP60147632 A JP 60147632A JP 14763285 A JP14763285 A JP 14763285A JP 2601258 B2 JP2601258 B2 JP 2601258B2
Authority
JP
Japan
Prior art keywords
pump
carrier
outlet
cam surface
inlet
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Expired - Fee Related
Application number
JP60147632A
Other languages
English (en)
Other versions
JPS6123882A (ja
Inventor
イアン・トレヴアー・ブリストウ
Original Assignee
ホボーン・オートモーチブ・リミテッド
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by ホボーン・オートモーチブ・リミテッド filed Critical ホボーン・オートモーチブ・リミテッド
Publication of JPS6123882A publication Critical patent/JPS6123882A/ja
Application granted granted Critical
Publication of JP2601258B2 publication Critical patent/JP2601258B2/ja
Anticipated expiration legal-status Critical
Expired - Fee Related legal-status Critical Current

Links

Classifications

    • FMECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F04POSITIVE - DISPLACEMENT MACHINES FOR LIQUIDS; PUMPS FOR LIQUIDS OR ELASTIC FLUIDS
    • F04CROTARY-PISTON, OR OSCILLATING-PISTON, POSITIVE-DISPLACEMENT MACHINES FOR LIQUIDS; ROTARY-PISTON, OR OSCILLATING-PISTON, POSITIVE-DISPLACEMENT PUMPS
    • F04C14/00Control of, monitoring of, or safety arrangements for, machines, pumps or pumping installations
    • F04C14/18Control of, monitoring of, or safety arrangements for, machines, pumps or pumping installations characterised by varying the volume of the working chamber
    • F04C14/22Control of, monitoring of, or safety arrangements for, machines, pumps or pumping installations characterised by varying the volume of the working chamber by changing the eccentricity between cooperating members
    • F04C14/223Control of, monitoring of, or safety arrangements for, machines, pumps or pumping installations characterised by varying the volume of the working chamber by changing the eccentricity between cooperating members using a movable cam
    • F04C14/226Control of, monitoring of, or safety arrangements for, machines, pumps or pumping installations characterised by varying the volume of the working chamber by changing the eccentricity between cooperating members using a movable cam by pivoting the cam around an eccentric axis
    • FMECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F01MACHINES OR ENGINES IN GENERAL; ENGINE PLANTS IN GENERAL; STEAM ENGINES
    • F01CROTARY-PISTON OR OSCILLATING-PISTON MACHINES OR ENGINES
    • F01C21/00Component parts, details or accessories not provided for in groups F01C1/00 - F01C20/00
    • F01C21/10Outer members for co-operation with rotary pistons; Casings
    • F01C21/104Stators; Members defining the outer boundaries of the working chamber
    • F01C21/106Stators; Members defining the outer boundaries of the working chamber with a radial surface, e.g. cam rings

Landscapes

  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Mechanical Engineering (AREA)
  • General Engineering & Computer Science (AREA)
  • Rotary Pumps (AREA)
  • Details And Applications Of Rotary Liquid Pumps (AREA)
  • Hydraulic Motors (AREA)

Description

【発明の詳細な説明】 本発明は翼型又はローラー型の可変容量ポンプに関す
る。この種のポンプは流入口と流出口とを備えているケ
ージングと、ケーシング内に装着されていて固定軸線の
周りに回転する運搬車と、ケーシング内に装着され運搬
車の周りに拡がっているカムリングとを含み、前記運搬
車はそれの周辺に沿って等間隔をあけて置かれた半径方
向に伸びているスロットを有し、翼又はローラーが前記
スロット内に置かれていて、カムリングの半径方向内方
のカム表面と封止係合して半径方向運動をし、それによ
って隣接する翼又はローラー間に室が造られて、前記運
搬車が該軸線の周りを回転するにつれ前記室が容積を増
大したり減少したりして、ポンプの流入口から流出口へ
流体をポンプするようになっており、その翼又はローラ
ーの二つは如何なる瞬間にも流入口及び流出口の隣接す
る周方向の端部の間の封止用素子を構成しており、カム
リングは運搬車のほぼ半径方向の方向に案内された運動
をするようになっていて、それによりそれらのポンプ用
サイクルにおいて室の容積変化を変え、従ってポンプの
吐出量を変えるようになっている。翼又はローラーの数
が偶数であるときは二つの封止用素子は互いに直径方向
に対向しており、奇数であるときは翼又はローラーの配
置のピッチ角の半分だけずれて直径方向に対向してい
る。
このような可変容量ポンプのカムリングのカム表面は
従来は真円に形成されていた。この真円はカムリングと
運搬車とが同心状にあるとき、すなわちポンプの吐出量
が零であるときに、騒音を出さないのである。ポンプが
実質的に作動するときは、流入口と流出口との間の封止
用素子を構成する二つの翼又はローラーは運搬車に対し
て偏心したカムリングの真円形カム表面に沿って移動
し、それで、二つの封止用素子は半径方向に異なる量で
動き、瞬間吐出量が変化してポンプの騒音を生ぜしめる
のである。
本発明によれば、カム表面は弧状であるが非円形であ
るポンプが提供される。本発明によるポンプのカム表面
は、カムリングが運搬車に関して所望の位置へ調整され
たときの二つの封止素子(すなわち流入口と流出口との
間に位置するローラー又は翼)の半径方向位置(運搬車
の回転中心からカム表面までの距離R1,R2)が次の式を
満足するように、形成されているのである。
この式において、kはゼロでない正か又は負の定数で
ある。R1は流入口と流出口との間に位置するローラー又
は翼の半径方向位置(運搬車の回転中心からカムリング
の内周面に接触する点までの瞬間距離)、R2は前記のロ
ーラー又は翼に対してほぼ直径方向に対向した位置で流
入口と流出口との間に位置するローラー又は翼の半径方
向位置(運搬車の回転中心軸線からカムリングの内周面
に接触する点までの瞬間距離)を意味する。
本発明の好ましい実施例においては、R1およびR2が一
定であるようになされている。すなわち、カムリングが
運搬車に関して所望の位置へ調整されたときの二つの封
止用素子が接するカムリングの内周面は運搬車の回転中
心軸線を中心とする円周の一部であるようになされてい
る。
以下に添付の図面を参照して本発明の一実施例を説明
する。
第1図および第2図を参照して、静止固定軸線を中心
に回転するシャフト12に装着された運搬車11を囲ってい
るカムリング10の位置を制御することにより一定圧の出
力を維持するポンプが図示されている。運搬車11はその
周辺にスロットを有していて、そこにローラー13がスラ
イド可能に装着されている。ローラー13は遠心力により
外方へ押されてカムリング10の内側面にコロガリ接触す
る。またローラー13はポンプ出力からの圧力流体を前記
スロットの内方端へ供給することによっても外方へ押さ
れる。この供給は外方ケーシングの端板15に設けた弧状
溝14を通じて行われる。なお外方ケーシングは環状部材
16とその両側にあてがわれた端板15,17とからなる。か
かる外方ケーシングの前記端板15に円弧状に延びた流入
口24と同様に円弧状に延びた流出口27とが形成されてい
る。カムリング10はローラー18を中心に振れるようにな
っている。ローラー18はカムリング10に設けた部分円筒
状凹所と外方ケーシングに設けた部分円筒状凹所内に係
合保持せしめられている。またローラー19がカムリング
10に設けた部分円筒状外方面21と外方ケーシングに設け
た部分円筒状内方面20との間に配置されている。これら
部分円筒状面20,21の中心は前記ローラー18の中心軸線
にある。かくしてローラー19はカムリング10と外方ケー
シングとの間の空間を二つの室25,28に分けてそれらの
間の密封体となっている。かつこのローラー19はカムリ
ング10を前記ローラー18に係合するように保持してい
る。スプリング23は運搬車11に対してカムリング10を最
大の振り位置へ押圧するようにカムリング10から半径方
向外方へ延びたラグ10aと外方ケーシングの半径方向に
延びた面22との間に配置されている。
ローラー18および19は運搬車11のスロットに配置した
ローラー13と同じ寸法にしてもよく、これらローラーの
軸方向端面は外方ケーシングの端板15,17に密封的に対
接している。またローラー18および19は二つの密封され
た室25,28を形成するようにカムリング10と環状部材16
との間の密封体を構成する。室28はポンプの入口ダクト
と恒久的に連通している。室25はポンプの流出口27と連
通している。なお室25と流出口27との連通はオリフィス
26によって行われる。ポンプの吐出圧力はスプリング23
の力とは反対の方向に作用し、カムリング10の振り減少
(すなわちポンプの吐出通路における流体の吐出量およ
び圧力を減少)させようとする。かくしてこのポンプは
ポンプ速度に関係なく一定の吐出圧力を維持するように
作用する。
望むのであれば、ローラー18および19の両端部は外方
ケーシングの端板15および17に凹所を設けてそこへ入る
ようにしてもよい。
室25の流体圧によるカムリング10へ作用するトルクは
ローラー13の瞬間位置に応じて変化する。トルクのかか
る変動はカムリング10を振動させる原因となる。図示の
構成では室25に流体が流入、流出するオリフィス26の寸
法を制限することにより、前記カムリング10の振動を減
衰するようになっている。速度が変化するとき又は圧力
が変化するときカムリング10を迅速に動くようにするに
は、減衰効果は低くされなければならない。ポンプ速度
が低い時にはカムリング10の振りは概ね高い値は有する
が、トルク振動の周波数が低く、減衰効果は高いことが
要求され、かくしてオリフィス26の有効面積は小さいこ
とが要求される。ポンプ速度が高い時には、トルク振動
の周波数が高く、カムリング10の振りは低い値を有し、
減衰効果は低いことが要求され、かくして同じ減衰効果
を得るためにはオリフィス26の有効面積は増大される。
第1図および第2図に示された構成においては、このよ
うな効果はオリフィス26に次のような形をもたせること
により達成される。すなわち、外方ケーシングの端板15
に形成するオリフィス26は図示の如く半径方向外方へ幅
が先細になっている。かくして偏心性が増大すると、流
出口27と室25とを連通させる有効面接が減少し、減衰効
果を増大させることになる。このようにオリフィス26の
形状は望まれた減衰特性を生ぜしめるように設計出来
る。
このオリフィスはローラー13の代りに翼が使用されて
も同様にあてはまる。
このようにして減衰効果を変えることにより、外部圧
力又はポンプ速度の変化に対抗したカム変動の最大応答
時間が極小化されうる。
カムリング10に対するローラー13又は翼の摩擦力はロ
ーラー又は翼の数に依存し、それ故、少ない数が用いら
れる程、ポンプの効率はよくなる。しかし、ローラーの
数が少なくなればなる程、カムリングに作用する瞬間ト
ルクの変動は大きくなる。前述の如く減衰を変化させる
と、同じレスポンスタイムで、より少ない数のローラー
又は翼を使用できるようになる。
別の実施例では、室25はポンプの流出口27と何らの制
限なしに連通せしめられている。可変の減衰は流入口24
と室28との間の連通に前述のオリフィス26と同様のオリ
フィスを採用することにより達成される。
他の実施例としては、可変の減衰をもたらす装置をカ
ムリングの動きに作用するように設けることが出来る。
ポンプの吐出量は密封点における半径の2乗の差に依
存する。真円形としたカムリングでは、これら二つの密
封半径の前記2乗差は連続的に変化しており、瞬間吐出
量に変動を来す。これは、出力が零である時(カムリン
グの中心が運搬車の回転の中心に一致するとき)をのぞ
いて、騒音をもたらす。
本発明では、運搬車に対するカムリングの選択した位
置(例えばポンプの最大吐出量であるように選ばれる
か、最大吐出量に対して所定の割合の吐出量であるよう
に選ばれる)でポンプが静かに作動するようになってい
る。カムリング10のこの選ばれた位置においては、二つ
の封止用素子(ローラー13a,13b)が従動するカム表面
部分30,31は前記2乗差が一定であるように形成されて
いてポンプが静かに作用するように(瞬間吐出量が変化
しないように)なされている。
以上のことをくり返し説明する。ポンプの吐出量は に比例する。なお、R1,R2は運搬車11の軸線12から二つ
の封止用素子13a,13bまでの瞬間距離であり、Lは運搬
車11の厚み(軸方向長さ)および封止用素子13a,13b
(ローラー)の軸方向長さである。
すなわち、 なおaは定数である。
瞬間吐出量を一定とするには なおkは零ではない正又は負の定数として、次の式 を得る。
この式(1)により、R1又はR2のいずれかがセットさ
れたとき、他のR2又はR1を計算して瞬間吐出量が零にな
るように、カム表面部分30,31を設計できる。しかし次
のことが理解されよう。R1およびR2がカム表面部分30,3
1にわたってそれぞれ一定である場合もある。しかしこ
のことは基本ではない。
ある場合にはR1およびR2は運搬車11の回転方向に見
て、カム表面部分30,31にわたって減少するのが好まし
い。このようなカム表面部分は封止用素子13a,13bを運
搬車11の各ポケット中へ押し込める。かくして封止用素
子13a,13bとカム表面部分との間に及ぼされる密封圧力
を増大させる。
本発明によるポンプのカムリングの一実施例を第1図
および第2図について詳しく説明する。これらの図にお
いて、24は流入口、27は流出口、13aおよび13bは封止用
素子を示す。運搬車11の回転方向は図示の如く時計回り
である。この例においては、ポンプ吐出量が最大である
ときに(すなわちカムリング10の振れが最大であるとき
に)ポンプが静かに作動するようになされている。運搬
車11の回転軸線12からの封止用素子13bの瞬間距離R
1は、対向する封止用素子13aの瞬間距離R2に対して上述
の式(1)により決まる(なお、定数kは求められてい
る吐出量およびポンプの軸方向長さLから決められ
る)。第1図および第2図の構成ではカム表面部分30,3
1にわたってR1およびR2は一定であるように形成されて
いる。カム表面部分30は流出口27の円周方向端から運搬
車11の回転方向に見て隣接する流入口24の円周方向端ま
で延びた部分を言う。またカム表面部分31は前記流入口
24の前記円周方向端とは反対の円周方向端から運搬車11
の回転方向に見て逆方向の隣接する流出口27の円周方向
端(これは前記流出口27の前記円周方向端とは反対のも
のである)まで延びた部分を言う。これらカム表面部分
30および31の各々はローラー13の角ピッチに等しい広が
り角θを有している。
図示のポンプは奇数個のローラー13を有しているの
で、ローラー13は直径方向に対向したローラーからロー
ラーの角ピッチθの1/2だけずれている。偶数個のロー
ラーを有するポンプにおいては、ローラーは互いに直径
方向に対向する。
カム表面部分31,30の両端部はローラーに滑らかな半
径方向加速および減速をもたらすように設計された弧に
より相互に連結されている。
【図面の簡単な説明】
第1図は本発明による一実施例のローラー型可変容量ポ
ンプの内部構造を概略的に示す図である。 第2図は第1図の線2−2に沿った断面を示す図であ
る。 なお、10はカムリング、11は運搬車、13はローラー、1
5,17は端板、23はスプリング、24は流入口、27は流出
口、30,31はカム表面部分を示す。

Claims (3)

    (57)【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】流入口(24)と流出口(27)とを備えてい
    るケージングと、ケーシング内に装着されていて固定軸
    線の周りに回転する運搬車(11)と、ケーシング内に装
    着され運搬車(11)の周りに拡がっているカムリング
    (10)とを含み、前記運搬車(11)はそれの周辺に沿っ
    て等間隔をあけて置かれた半径方向に伸びているスロッ
    トを有し、翼又はローラー(13)がスロット内に置かれ
    ていて、カムリング(10)の半径方向内方のカム表面と
    封止係合して半径方向運動をし、それによって隣接する
    翼又はローラー(13)間に室が造られて、前記運搬車
    (11)が該軸線の周りを回転するにつれ前記室が容積を
    増大したり減少したりして、ポンプの流入口(24)から
    流出口(27)へ流体をポンプするようになっており、前
    記翼又はローラー(13)のうちの二つ(13a,13b)は如
    何なる瞬間にも流入口(24)及び流出口(27)の隣接す
    る周方向の端部の間に封止用素子を構成しており、カム
    リング(10)は運搬車(11)のほぼ半径方向の方向に案
    内された運動をするようになっていて、それによりそれ
    らのポンプ用サイクルにおいて室の容積変化を変え、従
    ってポンプの吐出量を変えるようになっており、該カム
    表面は弧状になっているが、完全に円形ではなく、流入
    口(24)と排出口(27)の周方向の端の間の二つの角度
    範囲(θ,θ)におけるカム表面部分(30,31)は、カ
    ムリング(10)が運搬車(11)に対して所定の位置に在
    る時、前記の二つの封止用素子(13a,13b)について考
    えて、これらの各々が流入口と流出口の周方向端の間の
    角度範囲を通して前記カム表面部分を動く際に、運搬車
    の回転の該軸線から該封止用素子の一つ(13a)が前記
    角度範囲の一つのカム表面部分(30)に接触する点まで
    の瞬間的距離R2および運搬車の回転の該軸線から他の該
    封止用素子(13b)が他の前記角度範囲におけるカム表
    面部分(31)に接する点までの瞬間的距離R1が式 :ここにkは正でも負でもよいがゼロではない常数を満
    足するようになっていることを特徴とする翼型又はロー
    ラー型の可変容量ポンプ。
  2. 【請求項2】R1およびR2は一定であり、従って、流入口
    (24)と流出口(27)の周方向端との間の二つの角度範
    囲(θ,θ)の各々におけるカム表面部分(30,31)は
    運搬車の回転の該軸線に中心を置く円の弧であり、かか
    る二つの弧は異なる半径のものである特許請求の範囲第
    1項記載の翼型又はローラー型の可変容量ポンプ。
  3. 【請求項3】該二つの角度範囲(θ,θ)の各々におけ
    るカム表面部分の曲率半径は、運搬車の回転の方向に減
    少するようになっている特許請求の範囲第1項記載の翼
    型又はローラー型の可変容量ポンプ。
JP60147632A 1984-07-05 1985-07-04 翼型又はローラー型の可変容量ポンプ Expired - Fee Related JP2601258B2 (ja)

Applications Claiming Priority (2)

Application Number Priority Date Filing Date Title
GB8417146 1984-07-05
GB848417146A GB8417146D0 (en) 1984-07-05 1984-07-05 Roller-and vane-type pumps

Publications (2)

Publication Number Publication Date
JPS6123882A JPS6123882A (ja) 1986-02-01
JP2601258B2 true JP2601258B2 (ja) 1997-04-16

Family

ID=10563442

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
JP60147632A Expired - Fee Related JP2601258B2 (ja) 1984-07-05 1985-07-04 翼型又はローラー型の可変容量ポンプ

Country Status (5)

Country Link
US (1) US4673341A (ja)
EP (1) EP0171182B1 (ja)
JP (1) JP2601258B2 (ja)
DE (1) DE3570107D1 (ja)
GB (1) GB8417146D0 (ja)

Families Citing this family (8)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US6375435B2 (en) * 1999-02-17 2002-04-23 Coltec Industries Inc Static cam seal for variable displacement vane pump
US7108493B2 (en) 2002-03-27 2006-09-19 Argo-Tech Corporation Variable displacement pump having rotating cam ring
US6857862B2 (en) * 2003-05-01 2005-02-22 Sauer-Danfoss Inc. Roller vane pump
GB0322122D0 (en) * 2003-09-22 2003-10-22 Dana Automotive Ltd Pumping system
US9181803B2 (en) 2004-12-22 2015-11-10 Magna Powertrain Inc. Vane pump with multiple control chambers
US20080019846A1 (en) * 2006-03-31 2008-01-24 White Stephen L Variable displacement gerotor pump
ITBO20060811A1 (it) * 2006-11-29 2008-05-30 Pierburg Spa Pompa ad olio a palette a cilindrata variabile.
US9109597B2 (en) 2013-01-15 2015-08-18 Stackpole International Engineered Products Ltd Variable displacement pump with multiple pressure chambers where a circumferential extent of a first portion of a first chamber is greater than a second portion

Family Cites Families (7)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
FR666312A (fr) * 1928-12-22 1929-09-30 Pompe à palette à débit régulier
US2225803A (en) * 1938-06-29 1940-12-24 William Armstrong Woodeson Rotary pump or motor
US2495771A (en) * 1945-10-15 1950-01-31 Richer Ella Diametrically cooperating vane pump
US2949081A (en) * 1956-04-25 1960-08-16 Hydro Aire Inc Pumping cavity for rotary vane pump
US3711227A (en) * 1969-12-22 1973-01-16 A Schmitz Vane-type fluid pump
US3785758A (en) * 1972-04-24 1974-01-15 Abex Corp Vane pump with ramp on minor diameter
JPS5030848A (ja) * 1973-07-16 1975-03-27

Also Published As

Publication number Publication date
EP0171182A1 (en) 1986-02-12
EP0171182B1 (en) 1989-05-10
JPS6123882A (ja) 1986-02-01
GB8417146D0 (en) 1984-08-08
DE3570107D1 (en) 1989-06-15
US4673341A (en) 1987-06-16

Similar Documents

Publication Publication Date Title
JP2788774B2 (ja) 可変容量型ベーンポンプ
US4801255A (en) Internal axis single-rotation machine with intermeshing internal and external rotors
US5752815A (en) Controllable vane pump
US4679995A (en) Variable capacity type pump with damping force on cam ring
HU210369B (en) Machine with rotating blades
JP2601258B2 (ja) 翼型又はローラー型の可変容量ポンプ
US4659296A (en) Rotary vane pump with plural outlet ports and relationship for cam surface radii
US3711227A (en) Vane-type fluid pump
JPS61268894A (ja) ベ−ン型圧縮機
JP2870602B2 (ja) 可変容量型ベーンポンプ
JP3865414B2 (ja) ベーンポンプ
JPH02169882A (ja) 摺動受座式ベーンポンプ・ベーンモータ
EP0841485A1 (en) Variable flow pump
JP2582863Y2 (ja) ベーンポンプ
US4573891A (en) Rotary sleeve of a rotary compressor
JPH0113818Y2 (ja)
JPH0231240B2 (ja)
JPS641504Y2 (ja)
JPH04255584A (ja) 液圧流体のための内接歯車ポンプ
US4173438A (en) Rotary piston device which displaces fluid in inner and outer variable volume chambers simultaneously
JPH01280688A (ja) 容積式ポンプ
JPS6278488A (ja) ロ−タリ−ポンプ
US4948352A (en) Rotor unit with peripheral projections and clearances for centrifugal deflection
JPH04116682U (ja) 可変容量型ベーンポンプ
JPS635597B2 (ja)

Legal Events

Date Code Title Description
LAPS Cancellation because of no payment of annual fees