JP7299759B2 - ベーンポンプ - Google Patents
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Description
ポンプ室を形成するポンプケーシングと、
ポンプ室に配置され、外周面に複数のスリットが形成されたロータと、
複数のスリットにそれぞれ配置された複数のベーンと、を備え、
ポンプ室は、ロータの回転中心との距離がロータの周方向に変化するように形成された内周面を含み、
ポンプ室の内周面は、
内周面とロータの回転中心との距離が最小である周方向の第1角度位置から、ロータの回転方向における第1角度位置の下流側において距離が最大である角度位置のうち最上流に位置する第2角度位置までの角度をθ1、
第1角度位置から、回転方向において第2角度位置の下流側において距離が最小である角度位置のうち最上流に位置する第3角度位置までの角度をθ2、
と定義した場合に、θ1<θ2/2を満たすように構成されている。
ポンプ室を形成するポンプケーシングと、
ポンプ室に配置され、外周面に複数のスリットが形成されたロータと、
複数のスリットにそれぞれ配置された複数のベーンと、を備え、
ポンプ室は、ロータの回転中心との距離がロータの周方向に変化するように形成された内周面を含み、
ロータの回転方向におけるロータの位相と、複数のベーンのうち第1ベーンがロータの外周面から突出する突出量との関係を示す突出量変化曲線において、
第1ベーンの突出量が最大となるロータの位相を第1位相、第1位相の次に第1ベーンの突出量が最小となるロータの位相を第2位相、第1位相における第1ベーンの突出量をAmax、第2位相における第1ベーンの突出量をAmin、第1位相と第2位相との間において突出量が(Amax-Amin)の半分となるロータの位相を第3位相、第1位相と第2位相との中点の位相を第4位相と定義した場合に、
第3位相は、第1位相と第4位相との間に位置する。
ロータの回転方向におけるロータの位相と、複数のベーンのうち第1ベーンがロータの外周面から突出する突出量との関係を示す突出量変化曲線において、
第1ベーンの突出量が最大となるロータの位相を第1位相、第1位相の次に第1ベーンの突出量が最小となるロータの位相を第2位相、第1位相における第1ベーンの突出量をAmax、第2位相における第1ベーンの突出量をAmin、第1位相と第2位相との間において突出量が(Amax-Amin)の半分となるロータの位相を第3位相、第1位相と第2位相との中点の位相を第4位相と定義した場合に、
第3位相は、第1位相と第4位相との間に位置していてもよい。
ロータの回転方向におけるロータの位相と、第1ベーンの突出方向における第1ベーンの速度との関係を示すベーン速度変化線は、第1位相と前記第2位相の間において、位相が進むにつれて速度が上昇する第1区間を含み、
第1区間では、位相が進むにつれて速度の傾きが小さくなっていてもよい。
第1区間では、位相が進むにつれて速度の傾きが段階的に小さくなっていてもよい。
ポンプ室のうち隣り合う2つのベーンで画定される第1空間の圧力が大気圧以上に昇圧されてから、第1空間とポンプ室の排気ポートとが連通するように構成されていてもよい。
ポンプ室の内周面は、
内周面とロータの回転中心との距離が、回転中心に対して対称である2つの角度位置において最大値を有するように構成されていてもよい。
ポンプ室の内周面は、
内周面とロータの回転中心との距離が、ロータの周方向に等間隔である3つの角度位置において最大値を有するように構成されていてもよい。
ポンプ室の内周面は、
ロータの回転方向におけるロータの位相と、ポンプ室のうち隣り合う2つのベーンで画定される第1空間の容積との関係を表す容積変化曲線において、容積の最小値に対応するロータの位相を第5位相、容積の減少する区間における容積変化曲線の変曲点に対応する位相のうち第5位相に最も近い位相を第6位相、第5から第6位相までの角度をα1、容積変化曲線の1周期に対応する角度をα2とした場合に、α1/α2<3/4を満たしてもよい。
例えば、「ある方向に」、「ある方向に沿って」、「平行」、「直交」、「中心」、「同心」或いは「同軸」等の相対的或いは絶対的な配置を表す表現は、厳密にそのような配置を表すのみならず、公差、若しくは、同じ機能が得られる程度の角度や距離をもって相対的に変位している状態も表すものとする。
例えば、「同一」、「等しい」及び「均質」等の物事が等しい状態であることを表す表現は、厳密に等しい状態を表すのみならず、公差、若しくは、同じ機能が得られる程度の差が存在している状態も表すものとする。
例えば、四角形状や円筒形状等の形状を表す表現は、幾何学的に厳密な意味での四角形状や円筒形状等の形状を表すのみならず、同じ効果が得られる範囲で、凹凸部や面取り部等を含む形状も表すものとする。
一方、一の構成要素を「備える」、「具える」、「具備する」、「含む」、又は、「有する」という表現は、他の構成要素の存在を除外する排他的な表現ではない。
ポンプ室5には、例えば図4に例示するように、第1角度位置P1と第2角度位置P2との間に図2及び図3に示す吸気通路6が連通しており、第2角度位置P2と第3角度位置P3との間に排気通路8が連通している。ポンプ室5のうち第1空間S1内の容積Vは、隣り合う2つのベーン40の突出量Aに応じて変化する。本開示におけるベーン40の突出量Aは、例えば図4におけるロータ38の外周面32からベーン40の先端(径方向外側端)までの、スリット36の延在方向に沿った距離である。
第1空間S1の容積Vは、具体的には、図6に示すように周期的に変化し、2つのベーン40が距離Lが最小である角度位置を挟んだ位置にあるときに最小となり、2つのベーン40が距離Lが最大である角度位置を挟んだ位置にあるときに最大となる。従って、ベーンポンプ2は、ロータ38の回転に伴い、距離Lが最小から最大に向かう容積拡大の際に吸気し、図7に例示するような距離Lが最大から最小に向かう容積縮小の際に排気する。排気通路8からポンプ室5への逆流を防ぐ観点において、排気の際は、ポンプ室5内の流体を排気前に排気通路8(排気出口)の圧力以上に圧縮(昇圧)してポンプ室5外に排出することが好ましい。
本発明の少なくとも1つの実施形態に係るベーンポンプ2は、例えば図10に例示するように、ベーン突出量変化曲線F3において、第1ベーン40の突出量Aが最大となるロータ38の位相を第1位相Ph1、第1位相Ph1の次に第1ベーン40の突出量Aが最小となるロータ38の位相を第2位相Ph2、第1位相Ph1における第1ベーン40の突出量AをAmax、第2位相Ph2における第1ベーン40の突出量AをAmin、第1位相Ph1と第2位相Ph2との間において突出量Aが(Amax-Amin)の半分となるロータ38の位相を第3位相Ph3、第1位相Ph1と第2位相Ph2との中点Hの位相を第4位相Ph4と定義した場合に、第3位相Ph3は、第1位相Ph1と第4位相Ph4との間に位置する。
つまり、図10に示すように、ベーン突出量変化曲線F3は、第1ベーン40の突出量Aが最大又は最小であるロータ38の位相を挟んで、突出側と戻り側とが非対称のグラフとなる。なお、ベーン突出量変化曲線F3が図10の上記特徴を満たすようにベーン40の突出量Aを規定する内周面42は、平面視にて例えば図5に示す内周面42Aのような形状である。
幾つかの実施形態では、例えば図12に例示するように、上述した何れか一つの実施形態に記載のベーンポンプ2において、ポンプ室5の内周面42は、内周面42とロータ38の回転中心Cとの距離Lが、ロータ38の周方向Cdに等間隔である3つの角度位置P2、P4、P6において最大値Lmaxを有するように構成されてもよい。この場合、内周面42は、ロータ38の周方向Cdに等間隔である3つの角度位置P1、P3、P5において距離Lが最小値Lminとなるように構成される。このように、ロータ38の1回転につき吸気工程と排気工程とがそれぞれ3回(3サイクル)行われるベーンポンプ2では、θ2=120°、且つθ1<60°を満たすように内周面42を形成してもよい。
5 ポンプ室
14 排気口
32 外周面
35 排気ポート
36 スリット
38 ロータ
40 ベーン
42 内周面
S1 第1空間
F1 ベーン加速度変化線
F2 ベーン速度変化線
F3 突出量変化曲線
F4 容積変化曲線
P1 第1角度位置
P2 第2角度位置
P3 第3角度位置
Ph1 第1位相
Ph2 第2位相
Ph3 第3位相
Ph4 第4位相
Z1 第1区間
A 第1ベーンの突出量
Amax 第1ベーンの最大突出量
Amin 第1ベーンの最小突出量
C 回転中心
Cd 周方向
I 変曲点
L ポンプ室の内周面とロータの回転中心との距離
Pd ベーンの突出方向
Rd 回転方向
Claims (6)
- ポンプ室を形成するポンプケーシングと、
前記ポンプ室に配置され、外周面に複数のスリットが形成されたロータと、
前記複数のスリットにそれぞれ配置された複数のベーンと、を備え、
前記ポンプ室は、前記ロータの回転中心との距離が前記ロータの周方向に変化するように形成された内周面により画定され、
前記ポンプ室の前記内周面は、
当該内周面と前記ロータの前記回転中心との前記距離が最小である前記周方向の第1角度位置から、前記ロータの回転方向における前記第1角度位置の下流側において前記距離が最大である角度位置のうち最上流に位置する第2角度位置までの角度をθ1、
前記第1角度位置から、前記回転方向において前記第2角度位置の下流側において前記距離が最小である角度位置のうち最上流に位置する第3角度位置までの角度をθ2、
と定義した場合に、θ1<θ2/2を満たすように構成され、
前記ロータの回転方向における前記ロータの位相と、前記複数のベーンのうち第1ベーンが前記ロータの前記外周面から突出する突出量との関係を示す突出量変化曲線において、
前記第1ベーンの前記突出量が最大となる前記ロータの位相を第1位相、前記第1位相の次に前記第1ベーンの前記突出量が最小となる前記ロータの位相を第2位相、前記第1位相における前記第1ベーンの前記突出量をAmax、前記第2位相における前記第1ベーンの前記突出量をAmin、前記第1位相と前記第2位相との間において前記突出量が(Amax-Amin)の半分となる前記ロータの位相を第3位相、前記第1位相と前記第2位相との中点の位相を第4位相と定義した場合に、
前記第3位相は、前記第1位相と前記第4位相との間に位置し、
前記ロータの回転方向における前記ロータの位相と、前記第1ベーンの突出方向における前記第1ベーンの速度との関係を示すベーン速度変化線は、前記第1位相と前記第2位相の間において、前記位相が進むにつれて前記速度が上昇する第1区間を含み、
前記第1区間では、前記位相が進むにつれて前記速度の傾きが段階的に小さくなる
ベーンポンプ。 - ポンプ室を形成するポンプケーシングと、
前記ポンプ室に配置され、外周面に複数のスリットが形成されたロータと、
前記複数のスリットにそれぞれ配置された複数のベーンと、を備え、
前記ポンプ室は、前記ロータの回転中心との距離が前記ロータの周方向に変化するように形成された内周面により画定され、
前記ロータの回転方向における前記ロータの位相と、前記複数のベーンのうち第1ベーンが前記ロータの前記外周面から突出する突出量との関係を示す突出量変化曲線において、
前記第1ベーンの前記突出量が最大となる前記ロータの位相を第1位相、前記第1位相の次に前記第1ベーンの前記突出量が最小となる前記ロータの位相を第2位相、前記第1位相における前記第1ベーンの前記突出量をAmax、前記第2位相における前記第1ベーンの前記突出量をAmin、前記第1位相と前記第2位相との間において前記突出量が(Amax-Amin)の半分となる前記ロータの位相を第3位相、前記第1位相と前記第2位相との中点の位相を第4位相と定義した場合に、
前記第3位相は、前記第1位相と前記第4位相との間に位置し、
前記ロータの回転方向における前記ロータの位相と、前記第1ベーンの突出方向における前記第1ベーンの速度との関係を示すベーン速度変化線は、前記第1位相と前記第2位相の間において、前記位相が進むにつれて前記速度が上昇する第1区間を含み、
前記第1区間では、前記位相が進むにつれて前記速度の傾きが段階的に小さくなる
ベーンポンプ。 - 前記ポンプ室のうち隣り合う2つの前記ベーンで画定される第1空間の圧力が大気圧以上に昇圧されてから、前記第1空間と前記ポンプ室の排気口とが連通するように構成された、
請求項1又は2に記載のベーンポンプ。 - 前記ポンプ室の前記内周面は、
当該内周面と前記ロータの前記回転中心との前記距離が、前記回転中心に対して対称である2つの角度位置において最大値を有するように構成された
請求項1~3の何れか一項に記載のベーンポンプ。 - 前記ポンプ室の前記内周面は、
当該内周面と前記ロータの前記回転中心との前記距離が、前記ロータの前記周方向に等間隔である3つの角度位置において最大値を有するように構成された
請求項1~3の何れか一項に記載のベーンポンプ。 - 前記ポンプ室の前記内周面は、
前記ロータの回転方向における前記ロータの位相と、前記ポンプ室のうち隣り合う2つの前記ベーンで画定される第1空間の容積との関係を表す容積変化曲線において、前記容積の最小値に対応する前記ロータの位相を第5位相、前記容積の減少する区間における前記容積変化曲線の変曲点に対応する位相のうち前記第5位相の次に位置する位相を第6位相、前記第5位相から前記第6位相までの角度をα1、前記容積変化曲線の1周期に対応する角度をα2とした場合に、α1/α2<3/4を満たすように構成されている
請求項1~5の何れか一項に記載のベーンポンプ。
Priority Applications (2)
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JP2019102754A JP7299759B2 (ja) | 2019-05-31 | 2019-05-31 | ベーンポンプ |
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Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
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JP2019102754A JP7299759B2 (ja) | 2019-05-31 | 2019-05-31 | ベーンポンプ |
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Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
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JP2015059572A (ja) | 2013-09-19 | 2015-03-30 | ヘラ・カーゲーアーアー・ヒュック・ウント・コンパニー | ベーンポンプ |
US20180187680A1 (en) | 2016-12-29 | 2018-07-05 | Lg Electronics Inc. | Hermetic compressor |
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-
2020
- 2020-03-04 WO PCT/JP2020/009113 patent/WO2020240966A1/ja active Application Filing
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