JP6766850B2 - 容積型ポンプ - Google Patents
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Description
ベーンポンプにおいては、ロータとポンプ本体側面(或いはサイドプレート)間の間隔(サイドクリアランス)や、ベーンとポンプ本体側面(或いはサイドプレート)間の間隔(サイドクリアランス)が適正であることが要求される。サイドクリアランスを大きく設定すると、ベーンポンプの組立が容易となり、異物噛み込みの危険性が少なくなる半面、密閉性が低下して効率が低下する。一方、サイドクリアランスを小さく設定すると、密閉性が向上して効率が改善する半面、ポンプ組立が困難になり、異物噛み込みの危険性が増加してしまう。
サイドクリアランスを適正に保つため、従来技術(特許文献1)では、ベーンポンプ組立の際には、厚さゲージ(いわゆる「シム」)をロータとポンプ本体の間に挟んでサイドクリアランスを適正に確保した状態で、シャフトの軸方向に対して垂直な方向に延在するボルト(止めねじ)によりシャフトとロータを組み込み、その後、ポンプ本体に組み付けていた。
また、ロータと軸の固定が止めねじの摩擦力のみで行われるため、大きな外力や温度変化(材質の熱膨張係数の相違)により、ロータと軸とが偏奇してしまう。そしてロータと軸とが偏奇すると、サイドクリアランスが適正ではなくなり、ロータと軸とが所謂「ロック」された状態となる。
さらに、止めねじの締め付け力(時計回りの力)により、当該ねじを中心としてロータが回動して、軸とロータ側面とが直交する状態が維持することが困難になる。
或いは、止めねじによりシャフトとロータを組み込んだ際に、止めねじがシャフトを押圧する反力により、軸とロータを平行な状態に保つことが困難になる。
それに加えて、ベーンが摩耗した際に、ベーン交換のためにはポンプ本体やケーシングを分解しなければならないが、再び組み立てる際に、サイドクリアランスが変動する恐れが存在する。
しかし、係る従来技術(特許文献2)では、上述した組立時等におけるサイドクリアランスの変動を防止することについては何等開示していない。
ポンプ(100)は、ロータ(1)、ケーシング(2)、軸(3)、ポンプ本体(6)、蓋(11:カバー)を有しており、
ロータ(1)は軸(3)の一端に配置されており、軸(3)とロータ(1)は軸(3)の中心線方向に延在するボルト(10:植込みボルト)により固定されており、
ポンプ本体(6)のロータ(1)側の側面において、ロータ(1)を収容するケーシング(2)がポンプ本体(6)に固定されており、
ケーシング(2)のポンプ本体(6)とは反対側の側面には、蓋(11:カバー)が配置され、蓋(11)はケーシング(2)を介して、ポンプ本体(6)に固定されており、
ポンプ本体(6)において、ロータ(1)及びケーシング(2)の側の側面には、第1のサイドプレート(13)が配置されており、ロータ(1)(或いはベーン)と第1のサイドプレート(13)との間に、ポンプ本体(6)側のサイドクリアランス(CL1)が構成されており、
蓋(11)において、ロータ(1)及びケーシング(2)の側には、第2のサイドプレート(14)が配置されており、ロータ(1)(或いはベーン)と第2のサイドプレート(14)の間に、蓋(11)側のサイドクリアランス(CL2)が構成されており、
ポンプ本体(6)には軸(3)及び軸受を収容する空間が形成され、当該空間にロータ(1)から離隔した側の第1の軸受(7)及びロータ(1)に近接した側の第2の軸受(8)が配置されており、第1の軸受(7)と第2の軸受(8)の間にはスペーサ(15)が配置され、第1の軸受(7)の内輪とスペーサ(15)は、軸(3)に固設された第1のストッパ(16)を介して隣接して配置されており、
第2の軸受(8)の外輪のロータ(1)側には弾性材(17)の一端が接続しており、弾性材(17)の他端は、ポンプ本体(6)に固設された第2のストッパ(18)に接続しており、弾性材(17)は、第2の軸受(8)、スペーサ(15)、第1のストッパ(16)を介して、軸(3)をロータ(1)から離隔する方向に付勢しており、
第1の軸受(7)のロータ(1)から離隔した側には、サイドクリアランス調整部材(4)が配置されており、サイドクリアランス調整部材(4)は、半径方向中央に軸(3)が貫通する貫通孔(4A)を有する概略円筒形の部材であり、サイドクリアランス調整部材(4)の半径方向外方に雄ねじ(4B)が形成されており、サイドクリアランス調整部材(4)の雄ねじ(4B)はポンプ本体(6)の雌ねじ(6A)と螺合しており、ポンプ本体(6)に対してサイドクリアランス調整部材(4)を回転すると、軸(3)をロータ(1)側或いはロータ(1)から離隔した側に移動することを特徴としている(図1)。
ポンプ(104)は、ロータ(1)、ケーシング(2)、軸(3)、ポンプ本体(6)、蓋(11:カバー)を有しており、
ロータ(1)は軸(3)の一端に配置されており、軸(3)とロータ(1)は軸(3)の中心線方向に延在するボルト(10:植込みボルト)により固定されており、
ポンプ本体(6)のロータ(1)側の側面において、ロータ(1)を収容するケーシング(2)がポンプ本体(6)に固定されており、
ケーシング(2)のポンプ本体(6)とは反対側の側面には、蓋(11:カバー)が配置され、蓋(11)はケーシング(2)を介して、ポンプ本体(6)に固定されており、
ポンプ本体(6)において、ロータ(1)及びケーシング(2)の側の側面には、第1のサイドプレート(13)が配置されており、ロータ(1)(或いはベーン)と第1のサイドプレート(13)との間に、ポンプ本体(6)側のサイドクリアランス(CL1)が構成されており、
蓋(11)において、ロータ(1)及びケーシング(2)の側には、第2のサイドプレート(14)が配置されており、ロータ(1)(或いはベーン)と第2のサイドプレート(14)の間に、蓋(11)側のサイドクリアランス(CL2)が構成されており、
ポンプ本体(6)には軸(3)及び軸受を収容する空間が形成され、当該空間にロータ(1)から離隔した側の第1の軸受(7)及びロータ(1)に近接した側の第2の軸受(8)が配置されており、第1の軸受(7)と第2の軸受(8)の間にはスペーサ(15)が配置され、第2の軸受(8)の内輪とスペーサ(15)は、軸(3)に固設された第3のストッパ(24)を介して隣接して配置されており、
第1の軸受(7)の外輪のロータ(1)と隔離した側には弾性材(25)の一端が接続しており、弾性材(25)の他端は、ポンプ本体(6)の端部に固設された第4のストッパ(26)に接続されており、弾性材(25)は、第1の軸受(7)、スペーサ(15)、第3のストッパ(24)を介して、軸(3)をロータ(1)に近接する方向に付勢しており、
第2の軸受(8)のロータ(1)に近接する側には、サイドクリアランス調整部材(4)が配置されており、サイドクリアランス調整部材(4)は、半径方向中央に軸(3)が貫通する貫通孔(4A)を有する概略円筒形の部材であり、サイドクリアランス調整部材(4)の半径方向外方に雄ねじ(4B)が形成されており、サイドクリアランス調整部材(4)の雄ねじ(4B)はポンプ本体(6)の雌ねじ(6A)と螺合しており、ポンプ本体(6)に対してサイドクリアランス調整部材(4)を回転すると、軸(3)をロータ(1)側或いはロータ(1)から離隔した側に移動することを特徴としている(図10)。
蓋(11)を組み付ければ組み立てが完了するという段階(組立直前の状態)で、蓋(11)側におけるロータ(1)とケーシング(2)端面の距離(軸3の中心線方向位置の差異:段差)を(例えばダイヤルデプスゲージを用いて)測定して蓋(11)側のサイドクリアランス(CL2)を測定する工程と、
当該測定工程の測定結果によりロータ(1)のポンプ本体(6)側のサイドクリアランス(CL1)を決定する工程と、
ロータ(1)のポンプ本体(6)側のサイドクリアランス(CL1)が適正な値よりも小さい場合には、サイドクリアランス調整部材(4)をロータ(1)側に移動する様に締め込むことにより、弾性体(17)の弾性反発力に抗して、第1の軸受(7)の外輪、第1の軸受(7)のボール、第1の軸受(7)の内輪、第1のストッパ(16)を介して、軸(3)がロータ(1)側に移動して、ポンプ本体(6)側のサイドクリアランス(CL1)が拡大され、
ロータ(1)のポンプ本体(6)側のサイドクリアランス(CL1)が適正な値よりも大きい場合には、サイドクリアランス調整部材(4)をロータ(1)側がら隔離する様に緩めることにより、ロータ(1)側に圧縮されていた弾性体(17)の弾性反撥力により、第2の軸受(8)の外輪がロータ(1)から離隔する側に押圧され、第2の軸受(8)のボール、第2の軸受(8)の内輪、スペーサ(15)、第1のストッパ(16)を介して、軸(3)をロータ(1)から離隔する側に移動して、ポンプ本体(6)側のサイドクリアランス(CL1)が縮小されるサイドクリアランス調整工程と、
サイドクリアランス調整工程の後に蓋(11)を組み付ける工程を有することを特徴としている。
ここで、サイドクリアランス調整工程において、ロータ(1)における蓋(11)側(第2のサイドプレート14側)のサイドクリアランス(CL2)については、ポンプ本体(6)側(第1のサイドプレート13側)のサイドクリアランス(CL1)と相反しているので、蓋(11)側のサイドクリアランス(CL2)を縮小する場合にはサイドクリアランス調整部材(4)を締め込んでポンプ本体(6)側のサイドクリアランス(CL1)を大きくし、蓋(11)側のサイドクリアランス(CL2)を大きくするためにはサイドクリアランス調整部材(4)を緩めてポンプ本体(6)側のサイドクリアランス(CL1)を小さくすれば良い。
ここで、軸(3)をロータ(1)側に移動すれば、ロータ(1)とポンプ本体(6)とのサイドクリアランス(CL1:ポンプ本体6側のサイドクリアランス)を拡大することが出来る。一方、軸(3)をロータ(1)から離隔する側に移動すれば、ロータ(1)とポンプ本体(6)とのサイドクリアランス(CL1:ポンプ本体6側のサイドクリアランス)を縮小することが出来る。
この様にしてサイドクリアランス(CL1)を適当な数値に調整することが出来るので、本発明によれば、厚さゲージをロータ(1)とポンプ本体(6)の間に挟んだ状態で組み立てることは不要であり、組立が容易になる。
また、ベーンが摩耗して交換する際に、ポンプ本体(6)やケーシング(2)を分解して再び組み立てることによってサイドクリアランス(CL1)が変動したとしても、サイドクリアランス調整部材(4)を回転して、軸(3)をロータ(1)側或いはロータ(1)から離隔した側に移動することが出来るので、容易且つ確実に摩耗したベーンの交換と、ベーンポンプの組立が容易であり、且つ、サイドクリアランス(CL1)を適正に保持することが出来る。
そのため、ポンプ本体(6)を構成する材料(例えばアルミニウム)と軸(3)及びロータ(1)を構成する材料(例えばS45C)の熱膨張係数の差により、ロータ(1)のサイドクリアランス(CL1)が縮小したとしても、熱膨張調整部材(9)が軸(3)の中心線方向に膨張してサイドクリアランス(CL1)が大きくなるので、全体としてロータ(1)のサイドクリアランス(CL1)の変動量は小さくなり、熱膨張によるサイドクリアランス(CL1)の変動の影響が緩和される。
そして、軸(3)の中心線の垂直方向からロータ(1)と軸(3)を固定する必要が無くなり、ロータ(1)に軸中心線の垂直方向に延在する貫通孔を穿孔する必要が無くなり、軸(3)が側方から押圧されることがなくなる。
また、軸(3)とロータ(1)を組み込んだ際に、軸(3)の中心線の垂直方向に反力が作用することはないため、軸(3)の中心線の垂直方向に力は作用せず、軸(3)とロータ(1)を平行な状態に保つことが出来る。
また、ロータ(1)と軸(3)とを固定するボルト(10)を締め付けて、その締め付け力により当該ボルト(10)を中心としてロータ(1)が回動しても、ロータ(1)は軸(3)の中心線周りに回動するため、ボルト(10)が軸に対して傾斜することが無く、軸(3)とロータ(1)側面とが直交する状態が維持される。
さらに、ロータ(1)と軸(3)とを固定するボルト(10)先端面の凹凸等は、ロータ(1)がシャフト(3)に対して直角な位置から傾く要因とはならず、ロータ(1)がシャフト(3)に対して直角な位置から変位する(傾く)ことはなく、適正なサイドクリアランスを保持することが出来る。そして、サイドクリアランスが適正に保たれる結果、ロータ(1)と軸(3)とが所謂「ロック」された状態となる恐れがない。
添付図面において、同様な部材には同様な符号を付して、重複説明を省略している。
なお、図示の簡略化のため、添付図面においてハッチングを省略する。
最初に、図1〜図4を参照して、本発明の第1実施形態について説明する。
ポンプ本体6のロータ1側(図1の左側)の側面において、ロータ1を収容するケーシング2が図示しない固定手段によりポンプ本体6に固定されている。ケーシング2のポンプ本体6とは反対側(図1の左側)の側面には、蓋11(カバー)が配置され、蓋11は図示しない締結手段により、ケーシング2を介して、ポンプ本体6に固定される。
一方、蓋11において、ロータ1(ケーシング2)の側(図1の右側)には、第2のサイドプレート14が配置されている。そして、ロータ1(或いは図示しないベーン)と第2のサイドプレート14の間に、蓋11側のサイドクリアランスCL2が構成されている。
ここで、第1及び第2のサイドプレート13、14を配置することにより、表面面粗度、耐摩耗性に拘らず、ポンプ本体6や蓋11の材質を選定することが可能になり、材質選定の自由度が増加する。
第2の軸受8の外輪のロータ1側(図1の左側)には弾性材17(例えばスプリング)の一端が接続しており、弾性材17の他端は、ポンプ本体6に固設された第2のストッパ18に接続している。弾性材17は、第2の軸受8、スペーサ15、第1のストッパ16を介して、軸3をロータ1から離隔する方向(図1の右側)に付勢している。
軸3において、第2のストッパ18における弾性材17の反対側(図1の左側)にはオイルシール19が配置されている。
ロータ1のポンプ本体6(図1の右側)側の端面近傍には段部1Bが形成されており、段部1Bは軸3の段部3Bと係合しており、段部1Bと段部3Bは相補的な形状となっている。
ロータ1を軸3に固定するに際して、植込みボルト10と段部1B、3B(ロータ1と軸3の段部係合箇所)でロータ1を挟み込んだ状態に配置して、植込みボルト10を締め付け、以てロータ1を軸3に固定する。軸3の中心線方向に延在する植込みボルト10を用いた固定構造を採用することにより、従来技術の様に軸の垂直方向から(ボルト等により)ロータと軸を固定する必要がない。
また、軸3の中心線方向に延在する植込みボルト10を用いた固定構造は、従来技術とは異なり、軸3の中心線(中心軸)の垂直方向に延在するボルトが存在しないので、垂直方向に延在する当該ボルト用貫通孔をロータ1に穿孔する必要が無く、ロータ1を軸3に固定するために軸3を側方から押圧する必要が無い。
さらに、軸3とロータ1を組み込んだ際に、組み込む際の反力が軸3の中心線の垂直方向に作用することがないため、軸3の中心線の垂直方向に作用する力は生じることがなく、軸3とロータ1を平行な状態に保つことが出来る。
それに加えて、植込みボルト10先端面の凹凸等は、ロータ1が軸3に対して直角な位置から傾く要因とはならない。そのため、ロータ1が軸3に対して直角な位置から変位する(傾く)ことはなく、適正なサイドクリアランスが保持することが出来る。そしてサイドクリアランスが適正に保たれる結果、ロータ1と軸3とが所謂「ロック」された状態となる恐れがない。
第1実施形態の第1変形例を示す図2において、軸3−1にキー溝3−1Aが形成されており、キー溝3−1Aに挿入されたキー20の一端面(図2の左端面)はロータ1に当接し、他端面はキー溝3−1Aの側面に当接している。
植込みボルト10を締め付けることにより、軸3−1に形成されたキー溝3−1Aに挿入されたキー20は、ロータ1、軸3−1のキー溝3−1A壁面で挟み込まれ、以て、ロータ1が軸3−1に固定される。
図2の変形例によれば、図1においてロータ1、軸3にそれぞれ形成されている段部1B、3Bが不要である。
ただし、図10、図11の第5実施形態及び第6実施形態で説明する様に、サイドクリアランス調整部材は第1の軸受7の外側(ポンプ本体6の外側:ロータ1から離隔した側:図1では軸の右端部)以外の位置に設けることも出来る。
サイドクリアランス調整部材4は、半径方向中央に軸3が貫通する貫通孔4Aを有する概略円筒形の部材であり、サイドクリアランス調整部材4の半径方向外方に雄ねじ4Bが形成されている。
サイドクリアランス調整部材4の雄ねじ4Bはポンプ本体6の雌ねじ6Aと螺合しており、そのためサイドクリアランス調整部材4を回転すると、軸3の中心線方向に、サイドクリアランス調整部材4がポンプ本体6に対して相対移動可能である。
なお、サイドクリアランス調整部材4の半径方向内方(貫通部4A)は、軸3と干渉していない。
ポンプ本体6側のサイドクリアランスCL1が小さ過ぎる場合(この場合、蓋11側のサイドクリアランスCL2が大き過ぎる場合)には、サイドクリアランス調整部材4を締め付ける方向に回転する(ロータ1側に移動する様にサイドクリアランス調整部材4を回転する)。
その際に、第1の軸受7、スペーサ15、第2の軸受8を介して、弾性体17はロータ1側に圧縮される。
サイドクリアランス調整部材4を緩めてロータ1から離隔する側へ移動させると、ロータ1側に圧縮されていた弾性体17の弾性反撥力により、第2の軸受8の外輪がロータ1から離隔する側(図1の右側)に押圧され、第2の軸受8のボール、第2の軸受8の内輪、スペーサ15、第1のストッパ16を介して、軸3をロータ1から離隔する側(図1の右側)に移動させる。その結果、ポンプ本体6側のサイドクリアランスCL1は縮小し、蓋11側のサイドクリアランスCL2は拡大する。
サイドクリアランス調整部材4をロータ1から離隔する側へ移動させる場合、第2の軸受8、スペーサ15、第1の軸受7もロータ1から離隔する側に移動し、第1の軸受7がサイドクリアランス調整部材4と当接するまで移動する。換言すれば、サイドクリアランス調整部材4を緩めた量だけ、軸3はロータ1から離隔する側(図1の右側)に移動する。
サイドクリアランス調整部材4を操作してサイドクリアランスCL1、CL2を調整した後、蓋11をポンプ本体6に組み付ける。
この様にしてサイドクリアランスCL1、CL2を適当な数値に調整すれば、厚さゲージをロータ1とポンプ本体6の間に挟んだ状態で組み立てることは不要となり、組立が容易になる。
また、ベーン(図示を省略)が摩耗して交換する際に、ポンプ本体6やケーシング2を分解して再び組み立てた際にサイドクリアランスCL1、CL2が適正ではない数値に変動したとしても、サイドクリアランス調整部材4を回転して、軸3をロータ1側或いはロータ1から離隔した側に移動することが出来るので、容易且つ確実に摩耗したベーンの交換とベーンポンプの組立を行うことが出来ると共に、サイドクリアランスCL1、CL2を適正にすることが出来る。
図1のA3矢視図である図3で示す様に、第1実施形態によれば、上述した様に、サイドクリアランス調整部材4において、ロータ1から離隔した側(図1の右側)の端部に回転工具係合部4Cを設けており、回転工具係合部4Cは6角形ナットで構成されている。
そのため、サイドクリアランスが適正な数値となった際のサイドクリアランス調整部材4の態様(回転位置)に対して、サイドクリアランス調整部材4の回転工具係合部4C(6角形ナット)における6角の各々が回り止め5の凹部5Aに嵌合する様に、回転工具係合部4C(6角形ナット)に対する回り止め5の相対位置を調整して、長穴5Bを介して締結部材21でポンプ本体6に固定する。これにより、図3で示す様に、回り止め5によって、サイドクリアランス調整部材4が回転しない態様に固定される。
図4(A)に示す様に、第2変形例のサイドクリアランス調整部材4における回転工具係合部4C−1は、半径方向外方に複数(図4(A)では2箇所)の凸部4C−1Aを備えた円形状に形成されている。また、回転工具係合部4C−1には、回転工具22(図4(C)参照)のピン22Aを挿入するピン挿入孔4C−1Bが複数(図4(A)では2箇所)形成されている。
一方、図4(B)に示す回り止め5−1には、回転工具係合部4C−1の凸部4C−1Aが嵌合する複数の凹部5−1Aが形成されている。また、回り止め5の円周方向外方の複数個所(図4では2箇所)には長孔5−1Bが形成されており、回り止め5−1は長孔5−1Bを介して締結部材によりポンプ本体6(図1、図3参照)に固定される。
ここで、サイドクリアランスCL1、CL2(図1参照)を調整する場合には、回転工具係合部4C−1から回り止め5−1を外し、図4(A)のサイドクリアランス調整部材4の回転工具係合部4C−1におけるピン挿入孔4C−1Bに、図A(C)のサイドクリアランス調整部材回転工具22のピン22Aを挿入して回転させれば良い。
図5においても図1と同様に、ロータ1におけるポンプ本体6側(第1のサイドプレート13側:図5の左側)のサイドクリアランスを符号CL1で示し、図示しない蓋11(カバー)側(第2のサイドプレート14側:図5の右側)のサイドクリアランスを符号CL2で示している。
図5において、ポンプ本体6を構成する材料(例えばアルミニウム)の熱膨張係数(23.8×10−6/℃)は、軸3及びロータ1を構成する材料(例えばS45C)の熱膨張係数(12.1×10−6/℃)に比較して大きい。そのため、ポンプが高温(例えば135℃)になると、軸3及びロータ1の(軸3の中心線方向の)熱膨張による長さの変化分と、ポンプ本体6の(軸3の中心線方向の)熱膨張による長さの変化分の差により、サイドクリアランスCL1は小さくなり、サイドクリアランスCL2は大きくなる。
第1実施形態で説明したのと同様に、軸3のロータ1から離隔した側(図5では左側)の端部において、サイドクリアランス調整部材4はポンプ本体6に螺合している。
第2実施形態に係るベーンポンプ101(図7参照)が高温環境下で作動した場合には、サイドクリアランス調整部材4はポンプ本体6に螺合して、固定されているため、図6において、熱膨張調整部材9は軸3の中心線方向に膨張して、第1の軸受7をロータ1側(図6の右側)に押圧する。その結果、軸3もロータ1側(図6の右側)に押圧されるので、ロータ3とポンプ本体6(或いはサイドプレー13)とのサイドクリアランスCL1は大きくなり、サイドクリアランスCL2は小さくなる。
ポンプ本体6を構成する材料(例えばアルミニウム)と軸3及びロータ1を構成する材料(例えばS45C)の熱膨張係数の差によりサイドクリアランスCL1が小さくなっても、熱膨張調整部材9が軸3の中心線方向に膨張することでサイドクリアランスCL1が大きくなり、全体としてサイドクリアランスCL1の変動量は小さくなる。サイドクリアランスCL2の変動量も小さくなる。そのため、材料の熱膨張係数の差に起因するロータ1のサイドクリアランスCL1、CL2の変動の影響は緩和される。
発明者の測定によれば、図5で示す様に熱膨張調整部材9を設けない場合におけるサイドクリアランスCL1、CL2の変化量△CL1、△CL2に比較して、熱膨張調整部材9を設けた場合の変化量△CL1、△CL2は、約1/85以下に減少することが確認された。サイドクリアランスCL1、CL2の変化量△CL1、△CL2がその程度まで減少するのであれば、ベーンポンプ101の運転に不都合は無い。
図7において、第2実施形態のベーンポンプは全体が符号101で示されている。ベーンポンプ101は、サイドクリアランス調整部材4と軸3を回転支持する第1の軸受7との間に、熱膨張調整部材9を配置している。
熱膨張調整部材9の材料としては、軸3を収容するポンプ本体6の熱膨張係数よりも大きい材料を選定している。例えば、ポンプ本体6がアルミニウム(熱膨張係数23.8×10−6/℃)であれば、熱膨張調整部材9は樹脂材料で構成される。
そのため、ロータ1のサイドクリアランスCL1、CL2は、全体として、その変動量は小さくなり、熱膨張によるサイドクリアランスCL1、CL2の変動の影響が緩和される。
図6、図7の第2実施形態におけるその他の構成、作用効果は、図1〜図4の第1実施形態と同様である。
例えば、図1〜図4の第1実施形態では、軸3とロータ1は軸3の中心線に沿って延在する植込みボルト10(ロータ1を軸3に固定するための植込みボルト10)を用いて固定されている。
それに対して図8の第3実施形態のベーンポンプ102では、軸3の中心線に対して垂直方向に延在するボルト23(止めねじ)を、ロータ1に形成した雌ねじ1Cに螺合させている。止めねじ23を締め付けることで、止めねじ23の軸3側先端が、軸3に形成した受圧面3Cを押圧し、以て、ロータ1を軸3に固定している。
図8の第3実施形態のその他の構成及び作用効果は、図1〜図4の第1実施形態と同様である。
図6、図7の第2実施形態では、軸3とロータ1は軸3の中心線に沿って延在する植込みボルト10(ロータ1を軸3に固定するための植込みボルト10)を用いて固定されている。
それに対して図9の第4実施形態のベーンポンプ103では、図8の第3実施形態と同様に、軸3の中心線に対して垂直方向に延在するボルト23(止めねじ)を、ロータ1に形成した雌ねじ1Cに螺合させている。そして、止めねじ23を締め付けて、止めねじ23の軸3側先端を軸3に形成した受圧面3Cに押圧して、ロータ1を軸3に固定している。
図9の第4実施形態におけるその他の構成、作用効果については、図6、図7の第2実施形態と同様である。
しかし、サイドクリアランス調整部材4を回転することが可能であれば、サイドクリアランス調整部材4の位置を、軸3のロータ1から離隔した側の端部(図1、図7〜図9の右端部)の近傍に限定する必要は無い。
図10で示す第5実施形態のベーンポンプ104では、サイドクリアランス調整部材4を第2の軸受8のロータ側1に隣接する位置に配置している。
図10において、サイドクリアランス調整部材4の雄ネジ4Bとポンプ本体6の雌ネジ6Aが螺合している。そのためサイドクリアランス調整部材4は、軸3に対して回転すると、軸3の中心線方向に移動し、ポンプ本体6に対して相対移動する。
それと共に、第2の軸受8、第3のストッパ24、スペーサ15、第1の軸受7を介して、弾性体25を圧縮させる。ここで、弾性体25の両端は、第1の軸受7とポンプ本体6の端部に固設された第4のストッパ26に接続されている。
なお、サイドクリアランス調整部材4をロータ1側へ移動させる際は、第2の軸受8、スペーサ15、第1の軸受7もロータ1側に移動し、第2の軸受8がサイドクリアランス調整部材4と当接するまで移動する。すなわち、サイドクリアランス調整部材4を緩めた量だけ軸3はロータ1側(図1の左側)に移動する。
符号L10で示す長さは、ポンプ本体6全体の軸3中心線方向長さに比較して遥かに小さく、そのため、図10で示す構造であれば、高温化における熱膨張量が、図1、図8の実施形態に比較して小さくなる。そのため、図10で示す第5実施形態では、図6、図7、図9の各実施形態における熱膨張調整部材9を設けておらず、熱膨張調整部材9を設けなくても、ロータ1のサイドクリアランスが熱膨張により変動することの弊害は少ない。ただし、図示はしないが、熱膨張調整部材9を設けることは可能である。
図10の第5実施形態におけるその他の構成及び作用効果については、図1〜図9の実施形態と同様である。
図10の第5実施形態のベーンポンプ104では、軸3とロータ1は軸の中心線に沿って延在する植込みボルト10(ロータを軸に固定するための植込みボルト)を用いて固定されている。
それに対して図11の第6実施形態では、図8の第3実施形態、図9の第4実施形態と同様に、軸3の中心線に対して垂直方向に延在するボルト23(止めねじ)を、ロータ1に形成した雌ねじ1Cに螺合している。そして止めねじ23を締め付けることにより、止めねじ23の軸3側先端を軸3に形成した受圧面3Cに押圧し、ロータ1を軸3に固定している。
図11の第6実施形態におけるその他の構成、作用効果については、図10の第5実施形態と同様である。
2・・・ケーシング
3・・・軸
4・・・サイドクリアランス調整部材
5・・・回り止め
6・・・ポンプ本体
7・・・第1の軸受
8・・・第2の軸受
9・・・熱膨張調整部材
10・・・植込みボルト
11・・・蓋(カバー)
13、14・・・サイドプレート
100、101、102、103、104、105・・・ベーンポンプ(容積型ポンプ)
CL1、CL2・・・サイドクリアランス
Claims (5)
- ロータ(1)外周面とケーシング(2)内壁面により構成される空間内の圧力を変動して流体を吸引、排出する容積型ポンプにおいて、
ポンプ(100)は、ロータ(1)、ケーシング(2)、軸(3)、ポンプ本体(6)、蓋(11)を有しており、
ロータ(1)は軸(3)の一端に配置されており、軸(3)とロータ(1)は軸(3)の中心線方向に延在するボルト(10)により固定されており、
ポンプ本体(6)のロータ(1)側の側面において、ロータ(1)を収容するケーシング(2)がポンプ本体(6)に固定されており、
ケーシング(2)のポンプ本体(6)とは反対側の側面には、蓋(11)が配置され、蓋(11)はケーシング(2)を介して、ポンプ本体(6)に固定されており、
ポンプ本体(6)において、ロータ(1)及びケーシング(2)の側の側面には、第1のサイドプレート(13)が配置されており、ロータ(1)と第1のサイドプレート(13)との間に、ポンプ本体(6)側のサイドクリアランス(CL1)が構成されており、
蓋(11)において、ロータ(1)及びケーシング(2)の側には、第2のサイドプレート(14)が配置されており、ロータ(1)と第2のサイドプレート(14)の間に、蓋(11)側のサイドクリアランス(CL2)が構成されており、
ポンプ本体(6)には軸(3)及び軸受を収容する空間が形成され、当該空間にロータ(1)から離隔した側の第1の軸受(7)及びロータ(1)に近接した側の第2の軸受(8)が配置されており、第1の軸受(7)と第2の軸受(8)の間にはスペーサ(15)が配置され、第1の軸受(7)の内輪とスペーサ(15)は、軸(3)に固設された第1のストッパ(16)を介して隣接して配置されており、
第2の軸受(8)の外輪のロータ(1)側には弾性材(17)の一端が接続しており、弾性材(17)の他端は、ポンプ本体(6)に固設された第2のストッパ(18)に接続しており、弾性材(17)は、第2の軸受(8)、スペーサ(15)、第1のストッパ(16)を介して、軸(3)をロータ(1)から離隔する方向に付勢しており、
第1の軸受(7)のロータ(1)から離隔した側には、サイドクリアランス調整部材(4)が配置されており、サイドクリアランス調整部材(4)は、半径方向中央に軸(3)が貫通する貫通孔(4A)を有する概略円筒形の部材であり、サイドクリアランス調整部材(4)の半径方向外方に雄ねじ(4B)が形成されており、サイドクリアランス調整部材(4)の雄ねじ(4B)はポンプ本体(6)の雌ねじ(6A)と螺合しており、ポンプ本体(6)に対してサイドクリアランス調整部材(4)を回転すると、軸(3)をロータ(1)側或いはロータ(1)から離隔した側に移動することを特徴とする容積型ポンプ(100)。 - ロータ(1)外周面とケーシング(2)内壁面により構成される空間内の圧力を変動して流体を吸引、排出する容積型ポンプにおいて、
ポンプ(104)は、ロータ(1)、ケーシング(2)、軸(3)、ポンプ本体(6)、蓋(11)を有しており、
ロータ(1)は軸(3)の一端に配置されており、軸(3)とロータ(1)は軸(3)の中心線方向に延在するボルト(10)により固定されており、
ポンプ本体(6)のロータ(1)側の側面において、ロータ(1)を収容するケーシング(2)がポンプ本体(6)に固定されており、
ケーシング(2)のポンプ本体(6)とは反対側の側面には、蓋(11)が配置され、蓋(11)はケーシング(2)を介して、ポンプ本体(6)に固定されており、
ポンプ本体(6)において、ロータ(1)及びケーシング(2)の側の側面には、第1のサイドプレート(13)が配置されており、ロータ(1)と第1のサイドプレート(13)との間に、ポンプ本体(6)側のサイドクリアランス(CL1)が構成されており、
蓋(11)において、ロータ(1)及びケーシング(2)の側には、第2のサイドプレート(14)が配置されており、ロータ(1)(或いはベーン)と第2のサイドプレート(14)の間に、蓋(11)側のサイドクリアランス(CL2)が構成されており、
ポンプ本体(6)には軸(3)及び軸受を収容する空間が形成され、当該空間にロータ(1)から離隔した側の第1の軸受(7)及びロータ(1)に近接した側の第2の軸受(8)が配置されており、第1の軸受(7)と第2の軸受(8)の間にはスペーサ(15)が配置され、第2の軸受(8)の内輪とスペーサ(15)は、軸(3)に固設された第3のストッパ(24)を介して隣接して配置されており、
第1の軸受(7)の外輪のロータ(1)と隔離した側には弾性材(25)の一端が接続しており、弾性材(25)の他端は、ポンプ本体(6)の端部に固設された第4のストッパ(26)に接続されており、弾性材(25)は、第1の軸受(7)、スペーサ(15)、第3のストッパ(24)を介して、軸(3)をロータ(1)に近接する方向に付勢しており、
第2の軸受(8)のロータ(1)に近接する側には、サイドクリアランス調整部材(4)が配置されており、サイドクリアランス調整部材(4)は、半径方向中央に軸(3)が貫通する貫通孔(4A)を有する概略円筒形の部材であり、サイドクリアランス調整部材(4)の半径方向外方に雄ねじが(4B)形成されており、サイドクリアランス調整部材(4)の雄ねじ(4B)はポンプ本体(6)の雌ねじ(6A)と螺合しており、ポンプ本体(6)に対してサイドクリアランス調整部材(4)を回転すると、軸(3)をロータ(1)側或いはロータ(1)から離隔した側に移動することを特徴とする容積型ポンプ。 - サイドクリアランス調整部材(4)と軸(3)を回転支持する第1の軸受(7)との間に、熱膨張調整部材(9)を配置し、
熱膨張調整部材(9)の熱膨張係数は前記軸(3)を収容するポンプ本体(6)の熱膨張係数よりも大きい請求項1の容積型ポンプ。 - サイドクリアランス調整部材(4)の回り止め(5)を設けた請求項1、3の何れかの容積型ポンプ。
- 請求項1の容積型ポンプ(100)の組立方法において、
蓋(11)を組み付ければ組み立てが完了するという段階で、蓋(11)側におけるロータ(1)とケーシング(2)端面の距離を測定して蓋(11)側のサイドクリアランス(CL2)を測定する工程と、
当該測定工程の測定結果によりロータ(1)のポンプ本体(6)側のサイドクリアランス(CL1)を決定する工程と、
ロータ(1)のポンプ本体(6)側のサイドクリアランス(CL1)が適正な値よりも小さい場合には、サイドクリアランス調整部材(4)をロータ(1)側に移動する様に締め込むことにより、弾性体(17)の弾性反発力に抗して、第1の軸受(7)の外輪、第1の軸受(7)のボール、第1の軸受(7)の内輪、第1のストッパ(16)を介して、軸(3)がロータ(1)側に移動して、ポンプ本体(6)側のサイドクリアランス(CL1)が拡大され、
ロータ(1)のポンプ本体(6)側のサイドクリアランス(CL1)が適正な値よりも大きい場合には、サイドクリアランス調整部材(4)をロータ(1)側がら隔離する様に緩めることにより、ロータ(1)側に圧縮されていた弾性体(17)の弾性反撥力により、第2の軸受(8)の外輪がロータ(1)から離隔する側に押圧され、第2の軸受(8)のボール、第2の軸受(8)の内輪、スペーサ(15)、第1のストッパ(16)を介して、軸(3)をロータ(1)から離隔する側に移動して、ポンプ本体(6)側のサイドクリアランス(CL1)が縮小されるサイドクリアランス調整工程と、
サイドクリアランス調整工程の後に蓋(11)を組み付ける工程を有することを特徴とする容積型ポンプ(100)の組立方法。
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